アルミ角パイプ(角材)各種規格サイズ表-用途の詳解と具体的な使用例

アルミニウム角パイプは、産業界からDIYまで幅広い用途で活躍する素材の一つです。軽量でありながら強度が高く、錆びにくいという特性から、特に屋外施設や構造物に多く用いられます。また、形状が四角いため、多角形の構造を作る際に接続が容易で、組み立てや修理が簡単に行える点も高く評価されています。表面が滑らかで美しい仕上がりのため、デザイン性に優れた商品や建築物にも頻繁に使用されます。

この素材は、省エネルギーにも貢献しています。アルミニウムは熱伝導性に優れているため、冷暖房の効率を高める用途での使用も見られます。さらに、アルミニウム角パイプは加工がしやすいというメリットもあります。切断や曲げ、接合など、多くの加工技術が適用可能で、その形状や大きさは多種多様です。

このような多様な特性と利点を持つアルミニウム角パイプですが、その選び方や用途、そして注意点については十分に知られていないことも多いです。この記事では、アルミニウム角パイプの特性、用途、選び方について詳しく解説します。疑問や悩みを解決する手がかりになれば幸いです。

アルミ角パイプの用途

アルミ角パイプの用途は多岐にわたり、建築、家具製作、自動車産業など、多くの場面で利用されます。以下に主な用途とその理由を詳しく解説します。

建築

アルミ角パイプは建築業界でも多く用いられます。軽量かつ強度が高いため、建築物のフレームや支柱として好まれます。さらに、耐久性があり、長期間の使用にも耐えうる特性があります。

家具製作

家具のフレームや脚部にもアルミ角パイプが使われます。軽量性が求められる場合や、モダンなデザインが求められる場合に特に適しています。

インテリア柱材

美観と機能性を兼ね備えたアルミ角パイプは、インテリアとしても使用されます。例えば、オープンな空間を仕切るための柱や、インテリアの一部として用いられることもあります。

太陽光架台

太陽光パネルを支える架台としてもアルミ角パイプは役立ちます。軽量でありながら強度が高いため、安定した設置が可能です。

棚・収納

アルミ角パイプは、棚や収納用品のフレームとしてもよく用いられます。特に、重量物を支える必要がない場合、アルミ角パイプは軽量で取り扱いやすい選択肢となります。

看板

耐久性と軽量性から、看板のフレームとしてもアルミ角パイプは多く用いられます。また、加工性が良いため、特別な形状やデザインの看板にも容易に適用できます。

自動車産業

自動車の部品や構造材としても使われることがあります。軽量性が燃費向上に寄与するほか、耐久性が長寿命の部品作りに役立ちます。

種類と寸法

アルミニウム角パイプには、多くの特性がありますが、主に「材質」、「形状」、「寸法」の三つの要素に注目すると、その選定や使用目的が明確になります。

材質

アルミ合金の押出材として広く用いられる6063と6061は、それぞれ独自の特性があります。まず、6063は建築や窓枠、ドアフレームによく使われます。加工性に優れ、表面仕上げが美しいのが特徴です。一方で、6061は航空機や一般的な機械構造に使われることが多いです。高い強度と耐食性を持っています。

6063はシリコンとマグネシウムを主な添加元素としており、6061はマグネシウムとシリコンが主ですが、銅も少量含まれています。そのため、6061は6063よりも強度が高く、耐熱性にも優れています。

しかし、6063の方が加工が容易で、特に押出成形や曲げ加工に適しています。表面処理も6061よりも綺麗に仕上がるため、見た目が重要な用途でよく用いられます。

最後に、6061は「T6」と呼ばれる熱処理を受けることで、さらに強度が増します。6063も熱処理は可能で、一般的には「T5」と呼ばれる状態で使用されることが多いです。

要するに、6063は加工性と外観、6061は強度と耐熱性で優れています。用途に応じて適切な合金を選ぶことが重要です。

取り扱いアルミ合金及び、成分表

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形状の種類と意図

角パイプの形状も多種多様です。基本的には「角」が四つのものが一般的ですが、内側の角がR（半径）を持つものもあります。では、この角の部分に注目し、どのような場面で使用されているかを紹介していきます。

直角形状

• 意図と効果: 一般的に強度が必要な構造で使われます。直角の形状は、力を均等に分散させ、高い堅牢制があります。
• 用途：建築、車両のフレーム、シェルフ、機械設備、太陽光架台、インテリア柱材など。

内側にR（半径）がある形状

• 意図と効果：内側にRがあると、応力集中を減少させ、疲労寿命を延ばすことができます。
• 用途：曲げや振動が多い機械部品、自動車のサスペンション、管路、フレーム、棚など。

外側にR（半径）がある形状

• 意図と効果：外側にRがあると、デザインや安全性に優れます。また、鋭利な角がないため、怪我のリスクが低減します。
• 用途：家具、看板、フレーム、インテリア、遊具、など。

空洞の活用法

• 軽量化：アルミは元々軽量ですが、空洞にすることでさらに軽くすることが可能。
• 配線・配管: 空洞を利用して、電線や配管を内部に通すことができます。
• 絶縁・断熱：空洞に特定の材料をはめることで、絶縁や断熱効果を高めることができます。

用途の詳細

下記に用途の例をあげてみますので参考になればと思います。

インテリア柱材

• 直角形状やRが外側についている形状が好まれる。
• 強度と美観が求められる。

太陽光架台

• 直角形状が多く用いられる。
• 高い強度と耐久性が必要。

棚

• Rが内側についている形状が用いられることが多い。
• オブジェクトが安定して置けるように設計される。

看板

• Rが外側についている形状が選ばれることが多い。
• 見た目の美しさと安全性が重視される。

寸法

アルミ角パイプは建築、製造、インテリアデザインなど、さまざまな用途で使用されます。寸法はその用途に応じて選ばれ、一般的には外径、内径、厚み、長さといったパラメータで定義されます。

外径は角パイプの外側の寸法を示し、通常はミリメートル（mm）で表されます。例えば、20x20mm、50x50mmなどが一般的です。内径は外径と壁厚によって決まります。例として、外径が50x50mmで壁厚が3mmの場合、内径は44x44mmになります。

壁厚は、角パイプの強度と重量に影響します。壁厚が厚いほど、パイプは堅牢ですが、その分重くなります。一般的な壁厚は、1.5mm、2mm、3mmなどです。

寸法は、一般的には様々な厚さや幅、長さがあります。長さは1mから6m、厚さは数ミリメートルから数十ミリメートル、幅も同様に数ミリメートルから数十センチメートルと多岐にわたります。シーンに応じて、最適な寸法の角パイプを選ぶことが可能です。例えば、建築用途であれば、高い強度が求められる場合もあり、その場合は厚みや幅が大きなものが選ばれることが多いです。

アルミ角パイプの加工性と加工法

アルミニウムは加工が容易であり、曲げや切断、溶接も比較的簡単に行えます。これが多くの産業で利用される理由の一つです。

それでは、その加工性と具体的な加工法について解説します。

加工性の特徴

アルミニウムの性質の中で、加工性の容易さも特徴の一つです。例えば下記のような特徴です。

1. 軽量性：アルミは軽く、扱いやすい。
2. 耐食性：水や酸に対して耐性がある。
3. 加工容易性：切削、曲げ、溶接などが容易。

この加工性をさらに具体的に、どのような加工がおこなわれているか詳細に解説していきます。

加工性やアルミの特徴を紹介

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具体的な加工法

アルミ角パイプに適した加工方法として、以下を参考にしてください。

切削加工

アルミ角パイプの切削加工は、精度が高く、微細な寸法調整が可能です。熱によるゆがみが少なく、高い耐久性と品質が保証されます。

加工方法

1. 自動切断機：大量生産に適し、高い精度を実現できます。
2. エンドミル加工：複雑な形状や精密な寸法が要求される場合に使用されます。
3. CNCマシン加工：プログラムにより自動化され、極めて高精度な加工が可能です。

具体的な用途

1. 建築・建設業界：サッシフレーム、手すり、足場など。
2. 自動車産業：車体のフレーム、内装パーツ、エンジンの部品。
3. 航空機産業: 翼やフレームの構造部品。
4. 家具製造：アウトドアやオフィス用の椅子、テーブルのフレーム。
5. 機械設備：コンベヤーシステムや工作機械の部品。

自動車産業では、アルミ角パイプを切削加工して車体のフレームやエンジンの部品を作ります。これは、アルミの軽量性が燃費向上に影響するためです。切削加工により、高精度な部品を効率よく生産できます。

曲げ加工

曲げ加工においては、熱による影響が少ないという特性があります。このため、精度の高い曲げ加工が可能で、特定の形状に仕上げやすいのです。さらに、多少の誤差が出ても容易に修正できる点も、多くの工業用途で選ばれる理由です。

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加工方法

アルミ角パイプの曲げ加工は一般的には二通りの方法が用いられます。

1. 冷曲げ法：室温で行う方法です。専用の曲げ機を使って、段階的に曲げていく。
2. 熱曲げ法：熱を加えながら曲げる方法。一般的には、ガスバーナーなどを使って加熱し、柔軟になった箇所を曲げる。

どちらの方法も、曲げたい部分をしっかりと固定し、曲げる力を均等に加えることがポイントです。

具体的な用途

アルミ角パイプの曲げ加工品は、さまざまな産業で使用されます。

• 建築：フレーム作成、窓枠、扉枠など
• 車両：自動車やバイクのフレーム、部品
• 家具：アウトドア用家具、オフィス家具のフレーム
• 設備：機械設備の支持フレームやパイプライン

例として、アウトドア用のキャンプチェアを考えてみましょう。この場合、アルミ角パイプはフレームとして使用されることが多いです。曲げ加工を用いることで、ユーザーが座る部分や背もたれなど、様々な形状に対応できます。また、アルミニウムの特性を活かし、軽量でありながら丈夫なフレームを作ることができます。

穴あけ加工

穴あけ加工は、アルミ角パイプに精密な穴を開けることができるため、製品の質を向上させます。また、穴あけ加工は、接合や組み立てが容易になり、生産効率が上がる大きなメリットがあります。

加工方法

1. ドリル加工：一般的で、精度が高い。ただし、少々時間がかかる場合がある。
2. パンチング加工：大量生産に適しており、速度が速い。
3. NC（数値制御）：プログラミングにより、複雑な形状の穴も精密に加工できる。
4. CNC（コンピュータ数値制御）：NCの進化形で、更に精密。
5. レーザー加工：非接触での加工が可能で、熱影響が少ない。

具体的な用途

アルミ角パイプの穴あけ加工は、建築、自動車産業、家具製造、機械設備など多岐にわたります。特に、フレームやサポート構造、取付けブラケットなどに用いられます。

• 建築：手すり、ガードレール
• 自動車：フレーム、サポート構造
• 航空：軽量フレーム、部品
• 家具：組み立て式家具の接続部

建築現場ではアルミ角パイプを支柱や枠組みに使用します。穴あけ加工を行ったアルミ角パイプは、ビスやボルトで簡単に組み合わせられるため、作業効率が大いに向上します。また、家具作りでは、軽量かつ堅牢なアルミ角パイプが穴あけ加工を施され、棚やテーブルの組立に役立っています。

溶接加工

溶接加工は接着やリベットよりも耐久性が高くアルミ角パイプを高い強度でつなぐことが可能です。

加工方法

基本的な加工方法は溶接棒とアーク（電極）を使って、アルミ角パイプの橋を溶かし、固めることで結合します。一般的には、TIG（Tungsten Inert Gas）溶接やMIG（Metal Inert Gas）溶接などが使用されます。

具体的な用途

アルミ角パイプの溶接加工は、建築や自動車、航空機製造など幅広い分野で用いられます。特に、軽量かつ高強度な構造体を作る際に有用です。

1. 建築：骨組みや手すり、階段など。
2. 自動車：フレームやエンジン部品。
3. 航空：航空機のフレームや内部構造。
4. 家具：アルミ製のテーブルや椅子。

これらは、アルミ角パイプが溶接加工によって多くの用途で活躍している例です。このような加工方法は、耐久性と強度を高めるために不可欠です。

注意点

切削加工では、適切な刃物と刃速度が必要です。また、冷却剤の使用は、摩擦熱による影響を減らします。

曲げ加工においては、過度な曲げが材料の破損を引き起こす可能性があるため、曲げ半径と材料の厚みを事前に計算することが重要です。

穴あけ加工では、適切なドリルビットと速度を選ぶこと、そして穴の位置を事前に正確にマークすることが重要です。

溶接加工では、溶接前には必ず表面をきれいにしておき、適切な溶接方法（TIG、MIGなど）を選ぶことが重要です。

価格帯

アルミニウム角パイプの価格帯は様々です。ステンレス鋼や銅と比較すると、アルミは軽く、加工も容易なため、一般的にはコストが低いです。ただし、その価格は形状、厚さ、または品質によって変動することがあります。

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