「카본 스포크 휠」이라고 하면, 그 이름대로, 카본의 스포크와 카본의 림을 사용한 휠입니다.

일반 스포크는 강철 (철), 스테인레스 스틸, 알루미늄이있는 것 같습니다.

드문 곳에서는 티타늄이나 나일론 수지 등도 있다는 것입니다.

그리고, 화제의 카본제의 스포크도 존재하고 있고, 림, 스포크 모두 카본제의 것을 카본스포크·휠이라고 부릅니다.

특히 로드 업계는, 「카본 최강」이라고 하는 풍조가 있기 때문에, 당연히 많이 있을 것 같습니다만, 찾아 보면 의외로 종류는 적습니다.

이번은 조금 매니악입니다만, 소재에 대한 정보를 가능한 한 알기 쉽게 알려 드리겠습니다.

탄소의 가벼움은 매력

물건의 가벼움을 생각할 때, 「가볍다」라든가 「무거운」라고 말하는 것은, 비교적 감각적입니다.

"철 100g과 깃 100g이라면 어느 것이 무겁다?"라고 들으면 몇 분의 사람은 "철"이라고 대답할 정도입니다.

전제로서, 모두 100g으로 지정하고 있으므로, 무게는 같습니다.

깃털 쪽은 100g 모으려고 하면, 상당한 양이 될 것 같네요.

철과 깃털은 무엇이 다른가 하면 '비중'이 다릅니다.

「같은 크기, 모양으로 했을 때 얼마나 무거운가」수치로 한 것이 비중입니다.

상기의 재질의 비중을 기재해 봅니다.

• 각 재질의 비중(g/㎤)

철: 7.87

스테인리스：7.6～8.1

알루미늄: 2.7

티타늄: 4.51

나일론: 1.07-1.09

탄소(탄소): 2.25

이것만 보여도 아무것도 느끼지 않는 것이 보통입니다.

필자는 기계 설계자이기 때문에 조금 알기 쉽게 해설하겠습니다.

철과 알루미늄을 비교하면 철이 수치가 약 3배 큰 것을 알 수 있습니다.

즉, 완전히 같은 형상의 자전거 프레임을 만들었다면 철과 알루미늄에서는 알루미늄 프레임은 철의 1/3의 무게로 만들 수 있습니다.

철 프레임이 7.87kg이라면 알루미늄 프레임은 2.7kg입니다.

스테인리스의 비중은 7.6~8.1과 약간의 차이가 있는 것은 합금이기 때문입니다.

철과 크롬 등 여러 금속을 혼합하고 있습니다.

철의 비율이 많기 때문에, 철에 가까운 비중입니다만, 녹이 어렵게 하고 있는 만큼, 가벼워지고 있습니다.

그래서 이번 주역인 '카본'을 보면 비중은 2.25입니다.

ICAN이 사용하고 있는 도레이의 T700이나 T800의 비중은 1.8로 더욱 가볍습니다.

즉, 철과 카본으로 같은 형상의 자전거 프레임을 만들었다면, 대략 말하면 1/4 이하의 무게로 만들 수 있습니다.

철 프레임이 7.87kg이라면 탄소 프레임은 1.8kg입니다.

압도적으로 가벼운 것을 알 수 있습니다.

가볍다면 좋지 않다.

상기의 소재를 생각하면, 나일론이 제일 가볍기 때문에, 모두 나일론으로 만들면 좋다고 생각합니다만, 나일론은 플라스틱입니다.

플라스틱 프레임이라고 조금 부딪친 것만으로 깨지는 것은 쉽게 알 수 있군요.

거기서 필요하게 되는 것이 「강도」입니다.

일반적으로 소재를 당겨, 어디까지의 힘에 견딜 수 있는지의 수치가 「인장 강도」입니다.

이 수치를 바탕으로, 구부리기 쉬움이나 부러지기 쉬움을 산출하고 있습니다.

각 소재마다의 수치를 보자.

• 각 재질의 인장강도(MPa)

철(SS400): 400

스테인리스(SUS304):505

알루미늄 합금: 600

티타늄 합금: 1250

나일론: 78

탄소(탄소): 1240

"Mpa"라는 단위에 대해서는 너무 전문적이므로 여기를 통해 문제가 없습니다.

수치만 보면 OK입니다.

철과 나일론을 비교하면 약 1/6 밖에 강도가 없다는 것을 알 수 있습니다.

그리고 탄소를 보면 1240Mpa와 철의 3배나 강한 것을 알 수 있습니다.

덧붙여서, ICAN이 사용하고 있는 도레이의 T700이나 T800이라고 인장 강도는 5000Mpa 전후 있습니다.

철도 알루미늄도 순철, 순알루미늄이 일반적인 제품에 사용되는 일은 없습니다.

반드시 뭔가 섞여서 강하고 녹이 어려운 합금이 사용됩니다.

카본도 순카본이라면 인장 강도는 1240Mpa입니다만, 소재 메이커의 연구와 창의 궁리에 의해, 4500~5500Mpa까지 높여지고 있습니다.

도레이는 일본의 메이커이므로, 일본의 기술은 이런 곳에서도 활용되고 있군요.

이것들을 비교하면 알 수 있듯이, 숫자만 봐도 탄소는 대단한 소재라고 알 수 있습니다.

그래서 주목받고 있는군요.

유연함 필요

그렇게 카본이 좋다면, 빌딩에서도 차에서도 카본으로 만들면 좋다는 극론이 되어 버립니다만, 실제로는 세상에 그렇게 되어 있지 않습니다.

그 이유 중 하나는 "유연함"입니다.

"점도"라고 말해도 좋을 것입니다.

철이나 알루미늄의 스포크를 생각해 보면, 손으로 「구구」라고 구부려 가면, 구자로 구부러집니다.

그런데 나일론이나 카본의 경우 거의 구부러지지 않습니다만, 일정 이상의 힘을 주었을 때 포키리 부러져 버립니다.

그 특성을 나타내는 것이 "인성"입니다.

용도마다 적합한 소재라는 것이 있습니다.

어떤 소재가 모두에 있어서 100점으로, 그 외는 0점이라고 하는 극단적인 것은 없고, 자신의 사용법이나 희망을 생각하면, 「철이 좋다」라든지 「알루미늄이 좋다」라든지 「카본이 좋다」라고 정해져 옵니다 .

탄소는 가격이 비싸다.

탄소 깔개 높이 중 하나에 가격이 있습니다.

철은 상대적으로 저렴한 소재이지만 스테인레스 스틸, 알루미늄은 비쌉니다.

더 비싼 것이 탄소입니다.

그리고 가공의 용이성은 제품으로서의 가격에 직결합니다.

ICAN의 탄소 스포크 휠은 모두 수작업이라고 알고 계셨습니까?

이렇게 손이 걸리면 당연히 어느 정도의 가격이 되는 것은 피할 수 없습니다.

단지, 그만큼 품질은 좋다.

이런 식으로 제작 풍경을 볼 수 있는 것은, 자신이 타고 있는 자전거가 어떻게 만들어지고 있는지 알고 안심이군요.

요약

카본 스포크가 개미인지 배인지를 필자적으로 생각하면, 로드 오토바이에 관해서 말하면 「개미」라고 생각합니다.

어쨌든 가벼움을 요구하는 경우, 탄소는 철의 1/4 이하의 무게로, 강도는 10배 이상 있습니다.

비행기의 날개 소재에 채용되는 등 효과는 큽니다.

단, 강한 충격에는 약하기 때문에 BMX와 같이 높은 곳에서 착지하는 사용법에는 적합하지 않습니다.

모든 케이스에 대해 100점의 소재 등 존재하지 않습니다.

다만, 일본의 포장도로를 달리는 정도의 요철이라면, 전혀 문제 없기 때문에 로드 오토바이에 대해 생각하면 카본스포크·휠은 「개미」입니다.

가볍고 강하다니 최고의 소재라고 생각합니다.

모든 것이 수작업이라는 것도 로망이 있습니다.

외부 라이터：오쿠노 아키라