カーボンフレームを考える（2）

　東レのウェッブサイトによると「CFRPとは、2つ以上の素材を組み合わせた複合材（コンポジット）の一種で、炭素繊維（カーボンファイバー）を強化材として加えたものをCFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastics）「炭素繊維で補強・強化されたプラスチック」の頭文字をとった略語）と呼びます」ということです。さらに「CFRPの特徴は何と言っても『軽くて・強くて・腐食しない』ということです。その上、疲労強度に強い、耐薬品性に優れる、通常の熱的環境では安定といった様々な特性があり、スポーツ・レジャー用途や自動車・バイク、土木建築、産業機器などに採用されています。航空宇宙分野やレーシングカーといった厳しい条件下においても長年使用されている、信頼性の高い材料です」と記載されています。

　「CFRPの大きな特徴の一つに、CFRPが異方性材料である点が挙げられます。金属やプラスチックは等方性材料ですが、CFRPは繊維と樹脂という性質の異なる材料の組み合わせで、繊維の配向方向や材料種類を変えることで剛性や強度を変えることが出来るのです。従って、CFRPはアルミよりも軽く、また、方向によっては鉄以上の剛性を実現することが可能になり、金属では製作不可能な部品形状を実現したり、複数の金属部品を統合した形状にできる等、CFRPならではの設計が可能です。」ともあります。

　これはまさに軽くて剛性が高く特殊な形状を求められるバイクフレームには最適な素材だと誰もが認める事実です。しなりを重視してクロモリ、軽くて高剛性を求めてチタンという選択肢もありますが、加工のし易さは圧倒的にCFRPが優れているのは間違いありません。

　重量にしても鉄の1/4、アルミの1/2と軽く、引張強度は鉄の2.5倍、アルミの5倍、引張弾性率も鉄の2倍以上、アルミの5倍以上と破格なデータがあるのです。ここで注目したいのは引張弾性率の高さです。この引張弾性率が高いほど軽くて硬いCFRPになりますが、ロードバイクの場合、ただ軽くて硬ければ良いというものではありません。

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