カーゴバイクは、子供、食料品、工具、貨物を運ぶなど、実用性を重視して作られているため、毎日重い荷物を載せても大丈夫なフレームが必要です。適切なフレーム素材を選ぶことは、カーゴバイクの重量、強度、耐久性、そして乗り心地にまで影響する。スチール、アルミニウム、カーボンファイバー、チタンなど、自転車業界ではいくつかの素材が使用されている。この記事ではその理由を説明する。 6061-T6アルミニウム にとって最適な選択である。 カーゴバイクフレームs.6061-T6アルミニウムをクロモリ鋼、カーボンファイバー、チタンと比較し、降伏強度、耐疲労性、耐腐食性、製造可能性などの主要な概念をわかりやすい言葉で説明します。70%の消費者向けの議論と30%の技術的な洞察というバランスの取れた説明を目指し、日常のライダーと技術に精通した読者の両方がその利点を理解できるようにしています。(カーゴバイクの一般的な紹介とその特徴については、Regenのガイド "カーゴバイクとは"を参照)。

一般的なカーゴバイクのフレーム素材

6061-T6アルミニウムに焦点を当てる前に、カーゴバイクのフレームに使用される主な素材とその特徴について簡単に見てみましょう：

クロモリ鋼（合金鋼）

スチール は、1世紀以上もの間、自転車の定番の選択肢となっている。ほとんどの高品質自転車用鋼は クロモリ (クロムモリブデン合金鋼、例えば4130）。スチールはその強度と耐久性で知られ、素材がわずかにたわんで路面の振動を吸収するため、スムーズな乗り心地を提供することが多い。ロングテールや重量のあるカーゴバイクには、スチールの弾力性と強靭さが人気の候補となる。スチールの利点は、フレームにひびが入ったり曲がったりしても、溶接やろう付けによって修理できることが多いことだ。スチール製の自転車フレームは、手入れをすれば文字通り何十年も使える。しかし、スチールは より重い 他の素材に比べ、アルミの約2.5倍から3倍の密度がある。アルミフレームと同じ強度で作られたスチール製カーゴバイクフレームは、一般的に重量が重くなる。スチールはまた、塗装が欠けたり、長期間湿気にさらされたりすると錆びることがある。雨の多い気候や冬の路面塩害では、スチールフレームは腐食を防ぐために念入りなメンテナンスやコーティングが必要になります。最新のクロモリ・スチール・フレームは、強度を犠牲にすることなく質量を軽減するため、バテッド・チューブ（中間が細く、両端が太い）を採用して重量を軽減している。それでも、スチールの重量と錆びやすさは、屋外に放置されたり、雨の中で頻繁に使用される可能性のあるカーゴバイクにとってはマイナス面である。

6061-T6アルミニウム（およびその他の合金）

アルミニウム は、カーゴバイクを含め、現代の自転車産業の主力製品となっている。実際、6061-T6アルミニウムは 現在自転車のフレームに最もよく使われている素材 .アルミニウム合金のフレームは、次のような理由で人気が高まりました。 ライト級 (鋼鉄の約3分の1の密度）と さびにくい.6061アルミニウム・フレームは、強度をあまり損なうことなく、スチール・フレームよりもはるかに軽量に作ることができる。アルミニウムは錆びません - 自然に薄い酸化皮膜を形成し、それ以上の腐食から保護します。このためアルミフレームは、湿気の多い気候や雨の多い気候、またスチール製では苦戦を強いられるような冬のコンディションに理想的です、 「雨の多い気候にお住まいなら、アルミの方が良いかもしれません。 .カーゴバイクは屋外で生活することが多いため、アルミフレームを使用すれば、経年劣化によるフレームの腐食の心配が少なくなります。

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6061 アルミ合金の質量組成：

アルミニウム・フレームはまた、次の点でも知られている。 硬い と反応する。実際、アルミフレームのカーゴバイクは、荷重がかかってもそれほどたわまないため、重い荷物を積んでも安定したハンドリングを保つことができる。しかし、その剛性はスチールに比べて悪路での乗り心地の悪さにつながります。素材としてのアルミは振動を減衰させる能力が低く、スチールはアルミに比べて100倍も振動吸収に優れているため、アルミフレームでは小さな段差がより大きく感じられる可能性がある。メーカー各社は、フレームデザイン（チューブ形状、肉厚）を工夫したり、サスペンションフォークや幅広タイヤをカーゴバイクに採用したりして、快適性を向上させることでこれに対処している。アルミは軽量な分、剛性が高く感じられます。

7005のような他のアルミニウム合金もバイクに使用されていることは注目に値する。7005-T6アルミニウムは、6061-T6よりも（亜鉛が添加されているため）少し強度が高いが、わずかに重く、コストが高い。多くのカーゴバイクメーカーが6061-T6にこだわっているのは、強度、重量、コスト、加工のしやすさのバランスが優れているからです。6061-T6の特性については、次のセクションで詳しく説明する。

カーボンファイバー

カーボンファイバー は、主にレーシングバイクやハイエンドバイクに見られる高性能フレーム素材である。金属ではなく、樹脂に埋め込まれた炭素繊維の複合体という、まったく異なる種類の素材だ。カーボンファイバー製フレームは 超軽量 また、非常に高い強度対重量比を実現している。また、衝撃を和らげるように繊維層の方向を工夫することで、振動をうまく吸収し、滑らかな乗り心地を実現することもできる。理論的には、カーゴバイクのフレームをカーボンで作れば非常に軽くなる。しかし、カーボンファイバーには、カーゴバイクにとって重大な制限がある。高価であること、衝撃や乱暴な使用に対する耐久性が低いことだ。カーボンフレームは、普通に乗る分には非常に強度が高いが、衝突や穴あけでひびが入ったりすると、突然破損する可能性がある。乱暴に扱われる可能性のあるユーティリティ・バイクでは、この点が懸念される。ある業界記事にはこうある、 「カーボンファイバーフレームは一般的に最も高価で、衝撃に対する耐久性が低いため、カーゴバイクに典型的な使用頻度の高いシーンではリスクをもたらす可能性がある。 言い換えれば、カーボンは軽量化には最適だが、重い荷物を毎日確実に運ぶ必要がある（そして、時には転倒したり、物にぶつかったりするかもしれない）バイクにとって、カーボンファイバーはデリケートでコストがかかりすぎると思われがちだ。さらに、カーボンフレームにアクセサリーやボックスを取り付けるのは厄介で、金属製のように新しいブラケットやブレーズオンを溶接で取り付けることはできない。このような理由から、カーゴバイクの世界ではカーボンファイバーは稀である（おそらく一部の非常に高価なモデルにしか見られない）。ほとんどのカーゴバイクは、超軽量性能よりも耐久性と強靭さを優先しており、アルミの強みが活かされている。

チタン

チタン は、しばしば「夢の」自転車フレーム素材とみなされる。それは ライト級 (体積比で鋼鉄より約40%軽く、密度は4.5g/cc）、 極めて高い耐食性 (全く錆びない）、そして非常に強い。よくできたチタンフレームは一生使える。また、乗り心地はスチールに似ており、快適さのために少したわむが、重量はアルミニウムに近い。では、なぜすべてのカーゴバイクがチタン製ではないのでしょうか？一言で言えば コスト.チタンは 多く より高価で扱いにくい。素材自体も高価である（ある情報源は次のように記している）。 グレード9のチタンは6061-T6アルミニウムより23倍以上高い 原材料の価格によって）、加工には特殊な溶接技術（多くの場合、不活性ガス環境下）が必要です。チタンフレームは、このような費用のため、一般的にハイエンドのカスタムバイクにのみ見られる。実用的な道具であるカーゴバイクの場合、チタンフレームは非常に高価になり、ほとんどのライダーやフリートバイヤーにとって正当化するのは難しい。チタンを選ぶ人は通常、「一生もののバイク」を求めており、そのために割高な料金を支払うことを厭わない。性能面では、チタンは優れたカーゴバイクフレーム（丈夫で錆びず、そこそこ軽く、フレックスも少しある）になりうるが、アルミより桁違いに高価であることを考えると、ニッチな選択肢であることに変わりはない。スチールやアルミが市場を支配しているのは、それらがはるかに手頃な価格だからだ。チタンはまた、より寛容であるというスチールの長所も共有している-壊れることなく（高い伸び率）、より柔軟に変形することができる。しかし、ほとんどの人にとって、チタンの利点は、アルミニウムが同じ強度対重量の利点をほんのわずかな価格で提供する場合、大きなコスト差を上回るものではありません。

さて、このような状況を調査したところで、その理由をさらに掘り下げてみよう。 6061-T6アルミニウム 特に、カーゴバイクのフレーム素材としては、上述の多くの要素をバランスよく満たしている。

6061-T6アルミニウムのケース

6061アルミニウム合金（T6調質熱処理）は、「航空機用」アルミニウムと呼ばれることもあり、航空機、自動車部品、その他無数の構造用途に使用されています。カーゴバイクの場合、6061-T6は以下の点でスイートスポットに当たります。 強度、重量、耐久性、コスト.以下では、6061-T6アルミニウムがカーゴバイクの需要に適している理由を理解するために、いくつかの具体的な特性を検証します：

強度重量比

アルミニウム（特に6061-T6）が支持される最大の理由のひとつは、その性能にある。 優れた強度対重量比.6061-T6アルミニウムの降伏強度は約250MPa（メガパスカル）、極限引張強度は約310MPaである。6061-T6アルミニウムの降伏強度は約250MPa（メガパスカル）、極限引張強度は約310MPaです（これらはT6調質材の典型的な値です）。一方、4130クロモリのような高強度鋼の降伏強度は450～600MPa、引張強度は700～900MPaです。しかし、密度を思い出してください。鋼は体積比で約3倍重いのです。同じ寸法の2本のチューブを使った場合、スチールの方が曲げる前の応力は大きいが、重さは3倍になる。アルミの方が軽く、強度を補うために太いチューブを使ってもスチールフレームより軽くなる。これこそ、自転車デザイナーが行っていることだ。 オーバーサイズチューブ - 強度と剛性を確保するために、直径を大きくしたり、肉厚を厚くしたりする。一例として、あるカーゴバイクのエンジニアは、アルミは断面あたりの強度がスチールほど本質的に高くないからだと説明する、 「破壊試験で同じ基準を満たすためには、より太いチューブが必要だ。一方、スチールはより小さな直径のチューブを使うことができる。その結果、アルミフレームは必要な強度を満たしながらも、より太いチューブを使用することになる。幸いなことに、密度の差は非常に大きいため、太いチューブを使用しても、アルミフレームは通常スチールフレームよりかなり軽量です。

カーゴバイクにとって、重量はいくつかの点で重要だ。自転車の重量が重くなることが多く（電動アシストモデルは30～40kg以上）、さらに50～100kgの荷物や同乗者が加わります。フレームが軽ければ、ペダルを漕ぐのが楽になり（Eカーゴバイクの場合はモーターとバッテリーに負担がかからない）、荷物を積まずに自転車を持ち上げたり操作したりするときの扱いも楽になる。フレームを1kg軽量化するごとに、同じ総重量で積載できる荷物が1kg増えることになり、ライダーへの負担も軽減される。そのため、6061-T6アルミニウムのような軽量素材を使用することで、設計者は強度を犠牲にすることなく、カーゴバイクの基本重量を扱いやすいものに保つことができるのです。

そのため、多くの大手カーゴバイクメーカーがアルミ合金を採用しているのは当然のことだ。例えば、オランダの有名ブランドUrban Arrowは、6061-T6アルミフレームを使用したフロントローディング・ファミリーeカーゴバイクを製造している。そのおかげで、このバイクはその大きなサイズにもかかわらず、機敏さを保ち、過度な重さを感じさせない。 フロントボックスに最大125kgまで積載可能 (+ライダー)-実際、6061-T6フレームは総重量が 250キロ 自転車、ライダー、カーゴを含むこの実例は、6061アルミニウムが適切に設計された場合、深刻な荷重に対して十分すぎるほどの強度を持つことを示しています。フレームは多くの場合、健全な安全マージンをもって設計されるか、強度を高めるために「オーバーディメンション」されており、最も厳しい条件下でも曲がったり折れたりすることはありません。つまり、6061-T6アルミニウムは、カーゴバイクを以下のようなものにするのです。 耐えられないほど重くならずに丈夫理想的なバランスを保っている。

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耐疲労性と耐久性

自転車のフレームにとって重要なのは、そのハンドリングだ。 疲労 - 繰り返し応力がかかると、材料が徐々に弱くなること。段差にぶつかったり、ペダルを強く踏み込んだりするたびに、フレームには応力がかかる。何年も使用するうちに、このようなサイクルが小さなひび割れを形成し、成長させるのです。素材によって、疲労への対処の仕方は異なります。スチールやチタンには、「疲労係数」と呼ばれる特性があります。 耐久限界応力がある閾値以下であれば、理論的には材料は破損することなく無限のサイクルに耐えることができる。アルミニウム合金 明確な持久力制限がないつまり、小さな繰り返し応力であっても、非常に長い時間をかけてダメージを蓄積することができる。実際には、これはアルミフレームの疲労寿命が有限であることを意味しますが、フレームが応力を低く抑えるように設計されていれば、その寿命は非常に長くなります。エンジニアは以下の方法でアルミニウムの疲労破壊を防止します。 過剰建築 高ストレスエリアと、予想される荷重がフレームが扱える範囲内であることを保証する。前述したように、アーバンアローのような企業は、安全性と長寿命のために、6061-T6フレームの強度に余裕を持たせて設計している。重要な接合部に厚いチューブ壁や補強材を使用することで、1サイクルあたりの応力を低く抑え、長年にわたって酷使されてもフレームを長持ちさせることができるのです。最新のアルミ製カーゴバイクの多くは、厳しい基準（ヨーロッパの新しいカーゴバイク安全基準EN 17860など）に従ってテストされ、何万サイクルもの高荷重に耐えることを保証しています。

以前の世代のアルミ製自転車フレーム（1990年代のもの）は、非常に軽量に設計されていたため、長期的な疲労を必ずしも考慮していなかったこともあり、ひび割れが多いという評判があったことは注目に値する。今日の6061-T6アルミフレームは、かなり改善されている。ある自転車エンジニアが言うように、アルミフレームは過度に柔軟な「ウェット・ヌードル」や過度に硬く、ひび割れしやすいデザインから、現代的なデザインへと進化した。 "軽量、大口径、薄肉チューブ" 性能と耐久性のバランスの取れたフレームを提供する。メーカーは、ストレス・ライザー（応力が集中する鋭角や溶接部）の緩和や、溶接後のフレームの適切な熱処理について多くのことを学んできました。6061-T6フレームは、正しく製造されれば、ハードな使用にも何年も耐えることができる。スチール・ファンは、疲労限界のためにスチールの方が「長持ちする」と主張することが多いのですが、実際には、よくできたアルミ・フレームの寿命は、使用目的からすれば素晴らしいものです。また、フレームが設計以上に酷使された場合（大ジャンプやクラッシュなど）、どんな素材でも故障する可能性がある。スチールは割れる代わりに曲がるかもしれないが、アルミは割れるかもしれないが、曲がったフレームも乗れなくなる可能性がある。

カーゴバイクの場合、耐久性のもう一つの側面は 耐衝撃性 - 段差や衝撃、あるいはバイクの転倒にも対応できる。アルミニウムはかなり 延性 金属（脆くはない）だが、極端な力が加わると、スチールのように変形するのではなく、亀裂が入る。つまり、カーゴバイクをひどくぶつけた場合、スチールフレームはへこんだり曲がったりするが、アルミフレームは溶接部で破断する可能性がある。しかし、カーゴバイクは頑丈に設計されているため（重要な部分に材料が追加されている）、フレームが深刻なダメージを受けることはまれです。また、多くのカーゴバイクには、フレームそのものではなく、衝撃を受ける可能性のある追加構造（フレームに取り付けられた木製またはプラスチック製のカーゴボックスなど）が組み込まれています。日常的には、6061-T6アルミフレームは、特に応力集中を避ける優れた設計と組み合わされた場合、市街地でのカーゴバイクの過酷な状況（穴、縁石、時折起こる小さな事故など）に対応するのに十分な耐久性があります。特に、応力集中を避ける優れた設計と組み合わされた場合、錆が発生しない（次に述べる）ことも長期耐久性に貢献する。

耐食性

雨の多い気候で古い車やバイクを所有したことのある人なら誰でも、サビの痛みを知っている。 耐食性 は、カーゴバイクにアルミを使用する上で大きなプラスとなる。アルミニウムは鋼鉄のように「錆びる」ことはなく、金属を蝕む薄片状の赤い酸化物を形成することもない。その代わり、アルミニウムは空気に触れるとほぼ瞬時に表面に薄い酸化層を形成し、この層が下地の金属をさらなる腐食から守ります。実用的には、6061アルミニウム・フレームは生のまま（無塗装のまま）置いておいても、鈍い酸化物のパティナが形成されるだけで、構造的な錆は発生しません。ほとんどのアルミフレームは、美観のために塗装や粉体塗装が施されていますが、塗装が傷ついたり剥がれたりしても、スチールのような錆の問題は発生しません。これは カーゴバイクに大きなメリット日常的に屋外で使用されることが多い。

雨の降るシアトルのカフェの外に停めたファミリー用カーゴバイクや、塩分を含んだ冬のモントリオールの道路を水しぶきを上げながら走る宅配用カーゴバイクを考えてみてほしい。このようなコンディションのスチール製フレームは、注意深く処理しない限り、接合部や水が溜まる場所で腐食が始まるかもしれない。アルミフレームなら、そのような心配はありません。REIの自転車アドバイスの専門家は、スチールはストレスに強いと指摘する、 「スチールはアルミニウムよりも早く酸化する。そのため、雨の多い気候ではアルミニウムの方が長持ちする可能性が高い。また、多くのメーカーは EDコート (電気泳動コーティング、一種の防錆プライマー)と堅牢な塗装仕上げをアルミフレームに施し、風雨が問題を引き起こさないようにしている。(興味深いことに、EDコーティングはスチールではより重要ですが、塗装の均一な接着と保護強化のために、アルミ部品にもEDコーティングを施す企業もあります)要するに、6061-T6アルミニウム・フレームは基本的に 腐食に対するメンテナンスフリー - そのため、目に見えない腐食によるチューブ内部の錆や塗装の泡立ちを心配する必要がありません。これは、バイクを1年中使用したり、屋外に保管したり、塩分を含んだ空気の沿岸地域で使用したりする場合に重要な利点となる。

北欧（アムステルダムやコペンハーゲンを思い浮かべてほしい）では、カーゴバイクは非常に人気があり、屋外で生活することが多い。これらの地域は雨が多く、時には海に近いこともある。アーバンアローの6061-T6フレームモデルのようなアルミ製カーゴバイクは、腐食の問題を最小限に抑えながら、このような条件に耐えられるということもあり、人気を博している。対照的に、スチール製の古いオランダ製カーゴバイクは（今でも非常に一般的ではあるが）、特に海岸近くで使用する場合、錆を避けるために定期的な再塗装やチューブ内部の防錆スプレーが必要である。北米の多くの都市では、冬の路面の塩が自転車の悩みの種だが、アルミフレームはスチール製よりも塩やぬかるみに対してはるかに耐久性がある。そのため 耐候性 6061アルミニウム製で、四季を通じて信頼性の高い日常的な乗り物でなければならないカーゴバイクにとって、実用的な優位性を与えている。

剛性と乗り心地

フレーム 硬さ は諸刃の剣だ。剛性の高いフレームは、パワー伝達の効率が高く（たわみによるエネルギーロスが少ない）、ハンドリングがより正確な場合が多い。一方、非常に硬いフレームは段差を吸収しないため、悪路では衝撃を感じることがある。アルミニウムは ヤング率 (~69GPa)であり、鋼鉄(~200GPa)よりも高い。 硬い 鋼鉄より 同じ形状で.しかし、アルミフレームは強度を高めるために（前述したように）大口径のチューブを使用しているため、その大きなチューブがフレーム全体の剛性を高める結果にもなっています。実際、正しく作られたアルミ製カーゴバイクは、通常 より堅い 同程度のスチール製よりも、チューブが特大で剛性もそこそこあるからだ。

100kgの荷物を積んだ場合、フレームが麺のようにしなるのは避けたいものだ。例えば、Urban Arrowカーゴバイクの "最高の敏捷性 "は、そのフレーム剛性に起因している。 剛性の高いアルミフレーム そのため、フレームがねじれることなく重い荷物を運ぶことができる。ライダーはよく、アルミ製カーゴバイクは荷重がかかっても非常に安定していると報告する。スチールフレームはチューブの直径が小さいため、大きな荷重がかかると少したわむことがあります（ロングテールのカーゴバイクのリアエンドが大きな荷重でわずかに揺れるのを想像してみてください。）

しかし、乗るときは 空 また、でこぼこした地形では、同じ剛性でも乗り心地が悪くなる。振動を吸収するためのフレームの自然な「ゆとり」が少ないのだ。スチールやチタンのフレームは、より "コンプライアント "な乗り心地で有名だ。従来のバイクにおけるアルミの評判は、スチールのバネのようなフィーリングに比べ、悪路では「ハーシュ」または「チャタリング」と感じられるというものだった。カーゴバイクの場合、この違いはいくつかの要因によって緩和される：

• カーゴバイクがよく使うのは ワイドタイヤ より低い空気圧で走行し、バンプを吸収する（プライマリー・サスペンションとして機能する）。
• 多くのカーゴバイク、特にフロントローディング・バクフィーツェンには、快適性を向上させるために、何らかの形のフロントフォーク・サスペンションやサスペンション・シートポストが採用されている。
• 荷物の重量が増すことで、振動が減衰する。荷物が積まれた自転車は、その質量が揺れを吸収するため、空の自転車よりもスムーズに走ることができる。

加えて、最新のアルミフレーム設計は、乗り心地をある程度調整することができる。メーカーはテーパーチューブや成形チューブを使用し、時には戦略的に肉厚を薄くすることで、必要な部分にフレックスを導入する。アルミはスチールの内部ダンピングには及ばないが（スチールの微細な結晶構造は振動エネルギーをよりよく発散させるため、前述のようにダンピングは最大100倍向上する）、デザインの微調整やアクセサリーで補うことができる。

全体としては カーゴバイクの機能フレームが硬いことは、多くの場合良いことである。アルミの乗り心地がやや硬いのはトレードオフの問題で、どうにかなる。乗り心地を重視するのであれば、滑らかなスチールを使うこともできるが、その場合は重量と錆の問題を受け入れることになる。多くのカーゴバイクメーカーは 重量物運搬におけるアルミの剛性の利点は、快適性というペナルティを上回る。特に、他の快適機能（ファットタイヤなど）と組み合わせた場合。そして実際、カーゴバイク市場の大部分は、そのような理由からアルミフレームにシフトしている。ロングテールのカーゴバイクに関するMediumの記事によると、カーゴバイク（特に軽量モデルやEカーゴバイク）の約35%がアルミであるのに対し、スチールは約40%である。

製造性とコスト

6061-T6アルミニウムが「最高の素材」であることのもうひとつの柱は、製造とコストの面でいかに優れているかということです。自転車のフレームは、チューブに成形され、接合され、消費者にとって合理的なコストで製造されなければなりません。6061がいかに優れているかは、ここにあります：

• 製作の容易さ： 6061アルミニウムは、標準的な自転車製造工程で比較的簡単に加工できます。様々な形状のチューブに押し出したり、曲げたり、バテッド加工（チューブに沿って厚みを変えること）が可能です。また 易溶接 (通常はTIG溶接）でチューブを接合する。業界の専門家が挙げる大きな利点のひとつは、アルミニウムが非常に高い強度を持つことです。 多彩な成形 - アルミニウムは、スチールやチタンよりも簡単にハイドロフォーミングや機械加工で複雑なチューブ形状を作ることができます。高価なラグや鋳造を使わなければ、スチールでは非常に困難なチューブの形状を、ハイドロフォーミングで成形することができるのです。この柔軟性により、設計者はフレームの形状や強度を最適化することができる（例えば、チューブを平らにして荷室スペースを確保したり、統合された取り付けポイントを作るなど）。スチールは成形も可能だが、複雑な形状の場合、より手間のかかる方法が必要になることが多い。これとは対照的に、カーボンファイバーはどんな形状にも成形できるが、高価な金型と手作業による成形が必要で、高級バイクの大量生産には適しているが、ユーティリティバイクの少量生産にはコスト効率が悪い。
• 溶接と接合： 現在、カーボン製以外の自転車フレームは、ほぼすべて溶接で接合されている（TIG溶接が一般的）。アルミ溶接には高い技術と適切なテクニック（そして適切なフィラーロッド）が必要だが、自転車業界ではよく理解されている。6061-T6には注意点があり、溶接すると熱処理部分が軟化する（T6調質は熱影響部で部分的に失われる）。完全な強度を取り戻すには、メーカーは通常、熱処理を施す必要がある。 時効硬化熱処理 溶接後、基本的にフレーム全体をオーブンで再加熱し、T6特性を回復させるためにエージングを行う。大企業では、この工程を生産工程の一部として徹底しています。7005のような他のアルミニウム合金の中には、溶接後の熱処理なしでほぼ完全な強度を達成できるものもあります（これらは、時間とともに室温で時効硬化します）が、6061では余分なステップが必要です。熱処理が必要な場合でも、アルミニウム・フレームの大規模生産は非常に効率的です。自動溶接機や製造施設の熟練した溶接工は、何千ものアルミフレームを生産することができます。追加の熱処理はコスト増になりますが、バッチ処理であれば法外なものではありません。最終的な結果は、一貫した強度のフレームです。スチールフレームの場合、溶接やろう付けの方がおそらく簡単で（スチールの特性が溶接したままで問題なければ、溶接後に熱処理をする必要がない）、小規模のカスタムビルダーがスチールを好むのはそのためです。しかし、大規模生産の場合、アルミニウムの利点（軽量性と成形性）は、熱処理という余分なステップを上回ることが多い。
• 費用対効果： アルミフレームは一般的に より費用対効果の高い カーボンやチタンのフレームよりも。アルミニウムの材料費は、プレーン・スチールに比べて1kgあたり高いが、軽量フレームに必要な量は少なく、加工は高度に自動化できるため、アルミニウム製バイクの最終的なコストはかなりリーズナブルになることが多い。実際、エントリーレベルからミドルレンジの自転車（カーゴバイクやE-BIKEを含む）の多くがアルミフレームを採用している。サイクリストを対象としたある調査によると、アルミは手頃な価格の選択肢であるという認識があることがわかった。 低価格 代替品と比較してメーカーの視点から見ると、アルミフレームはカーボンファイバー（サイズ／モデルごとに金型が必要）のような高価な金型を必要とせず、素材もチタンのようなエキゾチックなものではありません。したがって、アルミは高性能のカーゴフレームを作ることができるのです。 なし バイクの小売価格を高騰させる。スチールフレームは、非常に基本的なバイクの場合（スチールは今でもバイク用の金属としては最も安価です）安くなりますが、錆を避ける必要性（コーティングやステンレス製の金具など）や輸送重量が増えることを考慮すると、コストの差は縮まります。中・上級レベルのカーゴバイクの場合、性能も考慮すると、6061-T6アルミニウムが最も経済的な選択となることが多い。
• 製造規模： また、アルミニウムは多くの大手自転車会社やOEMメーカーに愛用されていることにも触れておきたい。台湾や中国などの工場は、何十年もかけてアルミ製自転車フレームの生産を完成させてきた。つまり、Regenのような企業やブランドがカーゴバイクを大規模に生産したい場合、高品質の6061-T6アルミフレームを生産するインフラがすぐに利用できるのです。これは、リードタイムとコストを管理しやすくするのに役立ちます。スチールフレームの大規模生産も一般的です（多くの安価なバイクはスチール製です）が、本当に軽量でハイエンドのクロモリ・スチール・フレームの生産は、実際にはより労働集約的です（手作業による仕上げやアライメントの調整などが増えるのに対し、アルミフレームは多くの場合、一貫した結果を得るために正確にジグ溶接され、熱処理されます）。カーボンファイバーの生産は、よほど大量に生産しない限り高価であり、チタンの生産はコストの問題から少量生産に限られる。そのため、6061-T6アルミニウムは、材料特性だけでなく、以下の点においても優れたバランスを保っています。 自転車産業における製造性.アルミニウムがなければ、多くのe-カーゴバイクは（スチールを使用した場合）重すぎるか（カーボン／Tiを使用した場合）コストが高すぎて、大量導入には実用的ではなかっただろう。

利点のまとめ

これらの要素をまとめると、なぜ6061-T6アルミニウムがしばしば考慮されるのかがわかります。 カーゴバイクフレームに最適なオールラウンド素材それは 軽くて強い, 耐食性, 適切な設計による耐久性, 重い荷物に強いそして 働きやすい価格.これらの条件をすべて満たす素材は他にない。スチールは、強度とコスト面では近いが、重量と腐食面では劣る。カーボンは重量面では優れているが、靭性とコスト面で劣る。チタンは性能面では優れているが、価格が法外である。アルミニウムは、適度なコストで高い性能を発揮するゴルディロックス・ゾーンに位置する。フレーム素材についてインタビューしたあるエンジニアは、重量、強度、必要な機能、製造可能性、そして持続可能性までを考慮する必要があると結論づけた、 「アルミニウムは最高の素材だ 充実したバイクを作るには。この言葉は、素材がすべてをこなす必要があるカーゴバイクには確かに当てはまる。

Regenによる6061-T6アルミニウムの使用：実例

6061-T6アルミニウムが実際にどのように機能するかを見るために、次のことを見てみましょう。 Regenカーゴバイク を例に挙げる。RegenはカーゴバイクのOEM/ODMを提供するメーカーで、フレーム構造に6061-T6アルミニウムを採用している。すべてのRegenカーゴバイクフレームは 航空宇宙グレード6061-T6アルミニウム合金 Regenの設計では、強化された6061-T6フレームを使用しているため、（数百キロのオーダーで）高荷重を安全に扱うことができる。実際、Regenの設計では、強化された6061-T6フレームを使用しており、（数百キロのオーダーで）高荷重を安全に扱うことができる。アルミニウムを選択することで、Regenのバイクは、子供を乗せた家族連れや宅配便で荷物を運ぶようなユーザーにとって重要な、フル積載時でも操縦性と効率性を維持することを保証している。

Regen6061-T6を採用したことで、現実的な配慮も浮き彫りになった。例えば、アルミフレームにはEDコーティングや耐久性の高い塗装など、長寿命を実現するための高度な保護コーティングが施されている。つまり、Regenカーゴバイクは、湿度の高い熱帯の気候から塩分を含んだ沿岸の空気まで、さまざまな気候の中でフレームの劣化を心配することなく使用できるということだ。 地域別使用例 Regenアルミ製カーゴバイクは、雨の多いパシフィック・ノースウエストの街や雪の多いカナダの冬でも、同程度の非コーティング・スチール製フレームよりも雨風に耐えることができる。6061-T6アルミニウムの耐食性は、ユーザーにバイクが「長持ちするように作られている」という自信を与えます。Regenのフレームはまた、重要な部分（接合部、ヘッドチューブ、荷物の取り付け部分）に余分な材料を使用して設計されており、事実上「オーバーエンジニアリング」されている。これは、アーバンアローのような他のトップメーカーが行っていることを反映したもので、耐久性のためにアルミカーゴフレームをわずかにオーバービルドすることが業界のコンセンサスであることを強調している。

Regenが6061アルミニウムを使用することで得られるもう1つの利点は、次のとおりです。 カスタマイズの多様性.アルミフレームは、様々なカスタム構成やアクセサリーのための強固な基盤を提供します。Regenは顧客に数多くのカスタマイズオプションを提供しているが、アルミフレームはこれをより容易にしている。例えば、カーボンフレームでは難しいカスタムマウントの穴あけや取り付けも、フレーム製造中に簡単に行うことができます。Regenのラインナップは、6061-T6アルミがいかに異なるカーゴバイクのフォーマット（ロングテール、フロントローダーなど）をサポートし、なおかつ顧客のニーズに適応できるかを示している。Regenのウェブサイトでは、これらの可能性の多くを紹介している。カーゴバイク・カスタムペイント)、異なるカーゴ・ボックスの素材を選択したり、ブランド・ステッカー(カーゴバイクボックスの素材とステッカーのカスタマイズ)、バイクのモジュールやコンポーネントを特定の機能に合わせて設定する(カーゴバイク機能構成システム)、さらにはデカールやロゴでブランディングをパーソナライズすることもできる(ステッカーとロゴのカスタマイズ).これらすべてが、ペイントやマウント、デカールも簡単に貼り付けられる頑丈な6061-T6アルミフレームで可能だ。

Regenが6061-T6アルミニウムを使用していることを称賛するのは、宣伝のためではなく、むしろ説明のためであることに留意していただきたい。Regenはその具体的な例であり、Urban Arrow（オランダ）やXtracycle、Yuba（アメリカ）なども一部のモデルでアルミを採用している。Regenは、6061-T6アルミニウムを標準とすることで、業界のベストプラクティスに沿い、さまざまな地域や用途の顧客に、強度、軽量性、耐候性、信頼性の高いカーゴバイクを提供している。これは、6061-T6アルミニウムが、通学中の親や最後の1マイルを配達する企業など、カーゴサイクリストの実世界のニーズにいかに応えているかを示すものです。

結論

カーゴバイクは、そのフレームにユニークな要求が課せられます。通常の自転車よりもはるかに重い荷物を安全に運びながら、実用的なペダリングとハンドリングを維持しなければなりません。フレーム素材の選択は、カーゴバイクの使い勝手を左右します。あらゆる要素を検討した結果 6061-T6アルミニウムがカーゴバイクフレームの最適素材に浮上 は、この用途にほぼ理想的な特性を兼ね備えているためである。重量に対する強度が高いため、耐荷重を犠牲にすることなくバイクを軽量化できる。適切に設計されれば繰り返しの応力にも耐え、ライダーは丈夫で長持ちするフレームを手に入れることができる。錆や腐食に強く、あらゆる天候下で日常的に使用するバイクには不可欠な利点である。また、貨物を積載するための剛性と安定性の高いプラットフォームを提供するため、荷重がかかった状態でのハンドリングにも自信が持てる。また、カーゴバイクの品質を落とすことなく、より手頃な価格でカーゴバイクを提供することができます。

クロモリ鋼、カーボンファイバー、チタンにはそれぞれ長所があるが、カーゴバイクを考えた場合、6061-T6アルミニウムのようなバランスのとれたものはない。 性能、耐久性、コスト.スチールは丈夫で快適だが、現代の多くのニーズには重すぎるし、濡れた状態でのメンテナンスが必要だ。カーボンは超軽量で滑らかだが、貨物運搬の荒っぽい世界には高価でダメージに敏感すぎる。チタンは素晴らしいが、特に大型のカーゴフレームには金銭的に手が届かない。6061-T6アルミニウムは、ライダーとビルダー双方にとって最も理想的な素材である。

ヨーロッパの賑やかなカーゴバイク・シェアプログラムから北米の拡大するeカーゴバイク市場まで、6061アルミニウムフレームは広く使用され、信頼されています。Regenのようなメーカーは、自社の製品を通じて、6061アルミニウム合金が以下のような強度を実現できることを実証しています。 総荷重250 kg バイクの軽快さと耐候性を維持しながら。ある業界エンジニアが簡潔に述べているように、（6061-T6に代表される）最新のアルミニウムは間違いなく 最高の素材 これは、消費者にとって、6061-T6アルミ製カーゴバイクが賢い選択であると確信できることを意味します。消費者にとっては、6061-T6アルミ製カーゴバイクが賢い選択であると確信できることを意味します。

要約すると 6061-T6アルミニウムのスイートスポット カーゴバイクカーゴバイク革命の原動力となっている、堅牢で汎用性が高く、ユーザーフレンドリーなデザインを可能にする。今日、世界で最も優れたカーゴバイクのバックボーン（というよりフレーム）となっている。

参考文献

1. アーバン・アロー "アーバンアローのカーゴバイクのフレームの素材は何ですか？" アーバンアロー・サービスセンター（2025年） - アーバンアローは、自社のフレームが以下の素材から作られていることを確認している。 6061-T6アルミニウム熱処理後の強度を考慮して選ばれている。彼らはまた、耐久性のために余分な強度のマージンを持つフレームを設計することを強調している。
2. REI生協専門家のアドバイス、 「バイクフレーム素材解説 - さまざまな自転車フレーム素材について以下の点に注意。 鉄はアルミより早く錆びる雨の多い気候では、錆を避けるためにアルミが好まれる。また、スチールやチタンは壊れることなく、より大きく曲がることができるので、大柄なライダーに適している。
3. BikePacking.com - ローガン・ワッツ "私たちのアルミバイク調査分析" (2022） - アルミニウムと他の素材との比較について、業界の専門家による見識を提供。アルミニウムは アルミニウムは体積あたりの強度が鋼鉄ほど高くないため、大口径のチューブを使用する。アルミフレームをより硬くすることができる。また、スチールのダンピングはアルミのダンピングより100倍も優れている。 あるエンジニアは次のように言っている。 「重量、強度、......そして持続可能性を考えれば、（アルミニウムは）最高の素材である バランスの取れたバイクデザインのために。
4. J.Material Science (学術雑誌)、 自転車フレームにおける従来のアルミニウムと新しい合金／複合材の比較分析 (2021年） - 文献レビューによると 6061-T6は最も一般的な自転車フレーム素材である。.アルミニウム合金の比較です：7005は6061よりわずかに強いが、密度が高く、コストが高い。また、チタンのコストにも注目しています。 グレード9のTiは6061-T6アルミニウムより23倍高価 そのため、ほとんどのサイクリストにとってTiは実用的ではない。
5. Medium.com - マイケル・ウェソンガ、 「フレーム素材対決：ロングテールのカーゴバイクに最適なのは？ (2024） - カーゴバイク用のスチール、アルミ、カーボン、チタンの概要。その中で スチールフレーム（～EUカーゴバイクの40%）は、信頼性の高さから依然として人気がある。一方 アルミニウム（～35%）は、特に軽量なe-カーゴ・モデル向けに増加している。 .アルミニウムは軽量で錆びにくいが、乗り心地は悪くなる。また カーボンファイバーは軽量だが、高価で、衝撃に対する耐久性が低い。しかし、使用頻度の高いカーゴシーンには不向きである。スチールの修理可能性は、ヘビーデューティ用途の利点として挙げられている。
6. クレバーサイクルズ (自転車店) アーバンアロー ファミリーカーゴバイク仕様 - アーバンアローのフレームとキャパシティをリストアップ。フレーム素材の確認 アルミニウム 6061-T6 バイクの 最大総重量250kg（貨物125kg＋ライダー） そのアルミフレームで実現可能。カーゴバイクにおける6061-T6の実際の強さを実証。
7. Reddit - r/CargoBike discussion "Steel vs Aluminum" (2020s) - うまく設計されたクロモリフレームは、同等のアルミ6061フレームよりも～10%重いだけであり、多くの人気のあるカーゴバイクは、強靭性のためにクロモリフォークを使用していることを指摘するコミュニティの意見（逸話） 。ハイライト アルミニウムはより脆くなる 一部の部品（フォークなど）において、アルミフレームとスチールフォークを混在させるメーカーがあるのはそのためです。これは、各素材の長所（アルミはフレームの軽量化、スチールはフォークの衝撃吸収性）を生かすための設計上の選択を強調している。