ノーマルタイプのアルミフレーム補強について

アルミフレーム補強の問い合わせも多くなりました。
そこでまず、アルミと鉄はどんな材料なのか?それを知って頂きたい。
 
とりあえず、ここに書かれている事は、私の経験と勘で書いた物で、
あくまでも私の考えであり、実際には相違点が有るかも知れません、
その事を踏まえて、お読み下さい!
 
ノーマルフレームに使われている鉄は、軟鋼材と言って鉄の中では軟らかい部類に当たります。
 
では、どの位軟らかいのでしょうか?
 
身近なものでは、クリーニング出すと付いてくる針金ハンガーです。
曲げてみてください!簡単に曲がります。
でも、間単に曲がるが折れない!
何度も何度も曲げて、折れるまで試みてください。これが金属疲労です。
以外と柔らかいと思いませんか?でも、なかなか折れない!
 
フレームに使われているのはこの材質です。
 
じゃあもっと硬い材料の方が良いのでは?と思いますよね!
 
それでは、硬い材料の身近なものは、
孔を明けるドリルがあります。
針金と同じ位の太さのドリルを、曲げてみてください!
曲がらずに、簡単に折れてしまします。
金属疲労の間も無く、破断してしまします。
 
硬い物質は、ゆっくり掛かる圧力には強いが、衝撃には弱い傾向があります。
生卵を割る時、衝撃を与えて割りますよね!あれと同じです。
 
もし、ドリルと同じ材料でフレームを作ると、衝撃で突然折れる可能性が有り、
返って危険なフレームが出来上がります。
 
これは、地球上に有る物質、全てに共通する事で、当たり前の話!
 
では、それを数値であらわすと
 
軟鋼材  引張力370〜470MPa    伸び率24〜36%
工具鋼  引張力660〜1100MPa    伸び率4〜18%
 
引張力は硬さを表し、数値が大きいほど硬くなり、伸び率は弾力性を表します。
そこで、伸び率を比較してもらいたい。
この値が小さいほど割れやすくなります。
 
各数値に開きが有るのは、温度差によるもので、低温ほど硬くなり伸び率も小さくなります。
 
 
 
有る程度、材料の特徴が解って頂いたと思いますので、フレームのデザインの話をしたいと思います。
モンキーとかスクーターのフレームは、サスペンションで吸収しきれない衝撃を、
フレームで吸収するような設計がされていると思います。
これは、軟鋼材の強度、弾力性、金属疲労の遅さ等を、上手く利用しているのです。
 
で、カスタムが進むにつれて、
スイングアーム、フロントホーク、ディスクブレーキ、エンジン等、
各部品の剛性とパワーが上がり、フレームへの負担は増大しています。
ですが、軟鋼材の弾力性で何とかなっています。
でも、金属疲労はノーマルより進みは速いでしょうね、多分!
 
 
では、ノーマルデザインのアルミで作ったフレームは?
気になる所ですよね。
 
アルミも色々種類が有りますが、溶接が出来きて引張力が有るのは、
5000系と7000系の7N01材が有ります。
手持に5000系の資料しかないので、こちらで、話を進めていきます。
 
アルミ5000系  引張力300〜400MPa    伸び率11%〜
 
引張力は軟鋼材と大差はありません。
しかし、伸び率はかなり少ないのが、アルミの特徴です。
7N01でも、伸び率はそんなに差は無いと思います。
 
これも、身近な物で体感出来ます。
飲料缶です。
アルミ缶のプルタブ部分は5000系のアルミ材で出来ています。
スチール缶と、アルミ缶のプルタブを折り比べて見てください。
 
さて、何回ひねりました?
最初の一回目の硬さは同じ位ですけど、
回数が増えると、軟らかくなるのが早いのは断然アルミ!
アルミは粘りが無く、金属疲労に弱い材料だと解って頂けたかと思います。
 
ノーマルフレームの設計は、たわみを利用した設計だと、先程説明しました。
この設計で、アルミで作ると…?
 
日本のパーツメーカーでも、ノーマル風のアルミフレームを販売しています。
ですが、皆さんもご存知の方が多いと思いますが、クレーム多数で自主回収して補強を入れています。
 
ようは、鉄の軟鋼材を使うのを前提に設計されているフレーム?だという事です。
 
アルミで設計するなら、メインパイプを縦方向に断面積を広くするとか、ツインチューブにするとか、
そう言う事をしないと金属疲労を抑える事が出来ません。
 
 
だいぶ、辛口になりましたが、金属疲労はバイクの仕様や乗り方で、かなり差があると思います。
一般道では、踏み切りや、路肩、マンホール等の凹凸を、
フレームに伝えない様な乗り方をすれば、かなり違うと思います。
 
鉄フレームでも、金属疲労はやって来ます。
でも、それより先にその他消耗品が先に逝ってしまい、廃車になるだけです。
 
 
この中国製らしきアルミフレーム、拝見しました。
感想ですが、お値段の割には大変よく出来ていると思います。
溶接ビードも綺麗です。
強度の方も、十分確保されています。
ステムの精度は、かなり当たりハズレが有りそうです。
唯一欠点を言うと、シートレールが少し歪んで付いてましたが、走行には問題ない程度、
もう一点は、エンジンハンガーがノーマルより小さい事、124ccのエンジンなら補強が必要かも知れません。
 
トータルで見て、値段の割りに◎を付けたいと思います。

最近では売れすぎて生産が追いついていないのか?精度が落ちて来てるみたいです。
加工内容 加工料金 補足説明 補足説明    
ネック角度変更
17000円
すでに延長されているフレームのみ
3cm以上
フレーム延長加工
23000円
ネック角度変更は、+5000円
エンジンハンガー補強
5500円
   
ピッボット付近補強
5500円
   
ピボット捩れ補強
3500円
   
Eg取付孔強化
3500円
3mm厚保プレート貼付
取付ボルト長い物に要交換
バックステップ取付車は、取り付けカラーを3mm削る必要有り
ステップ取付加工
3000円
バックステップを、送って頂く必要有り
 
イグニッション
コイルステー追加
3000円
 
精度確認

歪み修正
2000円

ステム精度出し
5000円、
シートレール精度出し
4000円
 
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