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カーボンフレームとアルミフレームの耐久性は実際にはどちらがありますか?

sfegrcxasさん

2013/8/2201:40:25

カーボンフレームとアルミフレームの耐久性は実際にはどちらがありますか?

補足耐久性を聞いたがためにすみません。
新品では、カーボンフレームが頑丈。
経年変化で樹脂がドライフルーツのようになるのかどうか。
種類は別ですがアラルダイトは痩せるような・・・
衝撃のないポタリング用途での長持ちは?。
アルミは跳ねる、カーボンが快適、クロモリのしなり(体重軽い
のに)もすてがたいですが。

貴重なお時間を頂戴しました。
みなさんどうもありがとうございました。

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ベストアンサーに選ばれた回答

2013/8/2207:16:30

アルミとカーボンの比較は,フレーム重量が同じ軽量フレームですと,アルミの方が圧倒的に耐久性はないようです。カーボンは,破壊試験で破壊されることはありません。だからトレツクのように生涯補償をしているのです。

もう少し詳しく説明しますが,アルミは金属疲労から逃れることは出来ません。ですからいずれ破断するのですが,フレーム重量が約1500g程度で線が引かれるようです。これ以上重いアルミは,例え体重が設計限度の80㎏と多少重くともなかなか破断まで進むことはないようです。

しかし,現在の軽量アルミバイクの中心である1200g程度の軽量アルミフレームは,破壊試験で破壊されます。事実,体重が80㎏程度の重い人では,2年程度しか持ちません。

データーを提供して下さった方のデーターは,残念ながら古いもので,軽量アルミのフレームのデーターは載っていません。乗っているものは,アルミに関しましては,中級グレードの中級アルミです。クロスバイク等ですともっと重いですから破壊まで行かないと思います。

カーボンは,破壊強度は殆ど落ちません。ですからその意味では耐久性があると言えると思います。しかしながらカーボン繊維は経年劣化しませんが,エポキシ樹脂は経年劣化します。エポキシ樹脂は,弾性率に影響しまして,弾性率は経年劣化でどんどん落ちてしまいます。弾性=硬さ=剛性ですから,剛性はどんどん落ちるのですね。ですから剛性といった面から見ますとカーボンは寿命が短いものです。

この辺は,先の方は大変良いデーターを示してくれています。データーの剛性変化を見て下さい。スチールとカーボンは,剛性が落ちてしまいます。ですから通勤等の使用頻度の高い場合には,重いアルミが耐久性もあり,剛性も落ちずに一番適したバイクです。良く,クロモリは一生ものだという人がいますが,剛性から見たらそのようなことはありません。

質問した人からのコメント

2013/8/27 01:04:58

降参 みなさんどうもありがとう。

ベストアンサー以外の回答

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kazu31181さん

編集あり2013/8/2219:20:30

20年前のクロモリ旧車フレームに最新のコンポで乗っている方も多く、40km/h以下維持の一般スピードなら経年変化により柔らかくなってもカーボンフレームとアルミフレームとも関係ない範囲です。実業団ではないのですから。
好きなのをお使いください
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

●理論的にはクロモリは鉄で弾性回復力が落ちていくのが1番早い
鉄なら内側からのサビが不安ですが手入れ次第でグリスを内側へ吹けばよいだけ

●アルミは鉄の半分の重さで仕上がるが、現実、曲げ回復力が劣るので肉厚にして、半分では無い
大きな腐食が無い

●カーボンは軽量で耐久性もある最新です。
部分的衝撃に弱く。設計以上の衝撃では崩れます。
ボーイング787では取り替えのきく外層がカーボンでフレームはアルミです。飛行機は骨格以外を交換し続けて数十年使います。
フレームにもしヒビ入っても肉厚にすれば直るのがアルミの良さです

自転車ならフレームを取り替えればよいだけです。
車止めにぶつかるとホークが折れたと事例ありますが、鉄なら曲がっています。
気をつければ良いだけです
部分的にぶつけるとカーボンは樹脂のため不利ですが、輪行・自動車で数台トランクで運ぶなら緩衝材で気をつければよいだけです


★どれも扱い次第です



どれも最新の完成車9kg台のクロモリ・8kg台のアルミ・6kg台のカーボンは、技術の進歩によりチューブの肉厚を真ん中で薄くしています。
昔は耐久性重視でしたが、軽量重視になっているため、最新は多分耐久度は落ちているでしょう。
それらがこの先どうなるか10年経過しないと判らないのが正解と思います。メーカーでも経過しないと判りません
メーカーは10年使うようには作っていませんが、一般が使う品を1~2年で壊れてはクレームが来るのでマージンを取っています
5年は不明ですが、3年はもつのと思われます

★★★常識的に軽すぎるのを選ばなければ、どのフレームでも5年以上心配ないはずです。
また、安すぎるのを選ぶのも常識的に不利です

★もし、メーカー許容範囲外の体重が80kgあるならアルミの10kgが肉厚でマージン多いので無難でしょう


また、扱いが雑でラフに使いたいなら、仕様目的で選ばれても良いと思います。
ご参考に

tomochi3776さん

2013/8/2211:52:22

おかしな回答もあるようですが

最新のフレームを比較したとして、単に素材としての耐久性は
間違いなくカーボンが上です。

素材としては、カーボンはあまり経年劣化しません。
経年劣化としては、カーボン原糸を樹脂で接着してカーボン
シートを作るわけですが、その樹脂が経年劣化するのです。
ですが、本来のフレームの強度を担っているカーボンは
あまり外気に触れなくなっていて、表面に化粧用カーボン
を巻いていたり、塗装をしていたりするので、先にこちらが
ダメになると思われます。
衝撃に対しては、破損するか耐えるかどちらかです。
ですので、何重にも巻いている、カーボンシートのうちの
いくらかか衝撃で破損する、ということはあります。
その破損が大きいレベルになると、フレーム割れなどに
なります。
ただ、見えない部分のカーボンシートの破損があると、
その部分の強度が落ちるので、
剛性が落ちた気がする→さらに破損が広がる→
フレーム割れ
ということにつながる事があります。
これがカーボンの怖い所です。
ただ、ペダリングや路面からの衝撃でフレームが割れる
ようなことは、最新のフレームではほとんどなく、
カーボン修理のカーボンドライジャパン社と、某雑誌社の
調査では、2年間使用したフレームと新品の強度は
ほとんど誤差レベルでしか変わらない、という結果でした。
このことからも、カーボンの耐久性が高い事は判ります。

しかし、アルミ合金は経年劣化も普通にあって、衝撃に
よる金属疲労も他の金属よりも大きいです。
アルミはどんな小さな衝撃も疲労として貯めていくので、
こけた事が無くても、路面からのの震動やペダリングで
力を掛けることを繰り返すことで、数万kmの走行かつ、
数年~十数年の使用で割れる可能性が高いです。

こうしたことから、耐久性という意味ではカーボンフレーム
が、アルミフレームよりも基本的には高いと言える
と思います。

編集あり2013/8/2210:52:36

どちらも生産されてから20年ぐらいで、考えるには年数がないので実際的な事はわからない。

でも材料工学と加工からカーボンのほうが長持ちするようだ(落車破損は除く)。でも実際10年以内に新しいの買うからわからないだろうというのが意見的に多い。

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yoneya7さん

2013/8/2209:06:56

質問の耐久性というのは、簡単にいってどちらが道具として長く使えますか?
と、解釈しますと、アルミフレームです。

ロードレーサー、競技車両の耐久性もアルミフレームです。ただし初期性能の劣化が始まるのは、アルミが速いかもしれません。

カーボンフレームは、フルカーボンが登場して10年ほどなので、耐久性が良くわかっていませんが、初期の剛性が維持できるのは、まず3年、その後は、5年ぐらいから急激に性能低下するかもわかりません。トレックが永久保障しているのは、そこがわかっていないからです。

総合的にお答えするならアルミは、初期性能が低いが年度を重ねる性能低下率は緩やかである。

カーボンは、当初3年は持つが、そのあとの性能低下は、間違いない。まして、外部からの衝撃を与えられた場合、その部分から内部破壊が急激に起こる可能性が高い。アルミは熱処理されたAL7005の場合は、ある程度の衝撃にも耐えうるので、レーサー以外の一般的使用ならアルミのほうが耐久性があるとお答えします。

トレックの永久保障も塗装のやり直しや事故等、外部衝撃が与えられたことが判明した場合、保障対象外となります。

cicliderosaさん

2013/8/2204:25:04

繰り返し加重をかける機械で耐久試験をすると、カーボン>アルミ>チタン>クロモリ の順になったという実験結果があります。
http://sheldonbrown.com/rinard/EFBe/frame_fatigue_test.htm

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