アルミニウムチューブサイズ完全ガイド：角管・矩形管・丸管の合金・製造・用途

アルミニウムチューブは、さまざまなサイズ、形状、合金で提供されています。特定の用途に最適なオプションを選択するために、アルミニウムチューブのサイズ（丸管、角管、矩形管）、製造プロセス、材料、用途、他のチューブとの比較について詳しく見ていきましょう。

アルミニウムチューブとは？その用途

アルミニウムチューブは、地球上で最も一般的な金属の一つであるアルミニウムから作られた中空の長い細長い金属形状です。アルミニウムは柔らかく、柔軟性があり、表面に保護層を形成するため錆や腐食に強いことで知られています。アルミニウムチューブは、優れた強度重量比により、幅広い業界で使用されています。例えば、ほぼすべての航空機が軽量かつ強靭な構造を維持するためにアルミニウムチューブを使用しています。モータースポーツでは、ブラケットやヒートシールドなどの部品製造に使用されます。また、照明やステージリギングでも人気があり、塔やフレームに成形して持ち運びや設置が容易です。

アルミニウムパイプとチューブの違い

アルミニウムパイプはアルミニウムチューブとは若干異なることに注意が必要です。パイプは一般的に液体やガスの輸送に使用され、通常は丸形で、内径に基づくサイズ設定により流量が決まります。一方、チューブは角形や楕円形など多様な形状があり、外径と肉厚で測定されます。アルミニウムチューブの典型的な用途は、建築フレームや構造物です。

アルミニウムチューブとスチールチューブの比較

アルミニウムチューブはスチールよりもはるかに軽量で、同体積で約3分の1の重量しかありません。これにより取り扱いと輸送が容易になります。しかし、スチールは一般的により強靭で耐久性が高く、曲がりや歪みなしにより高い衝撃、応力、圧力に耐えられます。アルミニウムはより延性があり、割れることなく複雑な形状に成形・曲げ加工でき、低温では実際に強度が増します。耐食性の面では、アルミニウムは天然の保護酸化層を持ち錆を防ぎますが、スチールは特に湿度の高い環境や摩耗環境ではコーティングや塗装が必要なことが多いです。アルミニウムチューブはスチールチューブよりも熱と電気をよく伝導するため、ラジエーターや電気配線によく使用されます。一方、スチールは溶接が容易でより一貫した溶接が可能なため、特定の製造プロセスに適しています。アルミニウムはポンドあたりのコストが高い傾向がありますが、軽量であるためポンドあたりの材料量が多く、場合によってはよりコスト効率が良くなります。

アルミニウムチューブ製造に使用されるグレード

• 5052アルミニウム合金：特に海洋のような塩分や湿気の多い環境での優れた耐食性で知られています。マグネシウムを含み、錆や損傷から保護します。最も強い合金ではありませんが、柔軟で加工しやすく、海洋用パイプ、化学タンク、食品加工システムで人気の選択肢です。
• 5083アルミニウム：非常に高い強度と優れた耐食性を兼ね備え、特に海水に対して強いです。マグネシウムとその他の元素を含み、重圧や過酷な条件下でも強度を維持します。耐久性と溶接性により、造船、洋上プラットフォーム、化学貯蔵タンクで広く使用されています。
• 5086合金：海洋および過酷な化学環境で特に強靭で耐食性に優れるように設計されています。マグネシウムとマンガンの両方を含み、強度と柔軟性を向上させます。これらの特性により、5086チューブは海水冷却システム、洋上パイプライン、船舶デッキでよく見られます。
• 6061グレード：マグネシウムとシリコンで作られた汎用性の高い熱処理可能な合金です。強度、耐食性、溶接のしやすさのバランスが取れています。建設、航空宇宙、自動車部品で一般的です。重い荷重と圧力に耐える十分な強度があり、良好な表面仕上げでパイプやチューブに成形できます。
• 6063：6061に似ていますが、表面品質と押出しやすさに重点を置いています。マグネシウムとシリコンを含み、窓枠、手すり、サイン構造物などの建築・装飾用途に適しています。6063チューブは滑らかで耐食性があり、外観が重要な用途に最適です。
• 7075：非常に強力な亜鉛ベースの合金で、しばしば航空機グレードのアルミニウムと呼ばれます。高い強度重量比を持ち、航空宇宙、軍事、高性能機器に使用されます。7075は非常に強力ですが、他の合金ほど耐食性が高くないため、強度が最優先される乾燥した環境や管理された環境での使用に最適です。

アルミニウムチューブの製造方法 — アルミニウムチューブ製造プロセス

アルミニウムチューブは、押出し、鋳造、鍛造、成形・圧延、引抜き、機械加工、ウォータージェット切断、溶接など、さまざまな方法で製造できます。その中でも、アルミニウム押出しが最も一般的で広く使用されている方法で、特にさまざまな形状とサイズのチューブやパイプの製造に適しています。

アルミニウム押出し

押出しは、加熱されたアルミニウムビレットをダイスを通して押し出すプロセスです。これにより、アルミニウムがダイスのプロファイルに一致する連続した長さのチューブやパイプに成形されます。アルミニウムは、丸形、角形、矩形チューブなどの所望の断面形状でダイスから出てきます。このプロセスにより、複雑な形状を精密に形成できます。

アルミニウム鋳造

鋳造は、アルミニウムを溶かして型に流し込み、冷却・硬化させて所望の形状を得る方法です。厚みのある複雑な部品の作成によく使用されますが、押出しの方が形状と強度の制御が優れているため、チューブ製造ではあまり一般的ではありません。

アルミニウム鍛造

鍛造は、加熱された金属を圧縮しハンマーでダイスに打ち込んで成形します。内部構造を再配列することで材料を強化します。耐久性と応力耐性が重要な場合に使用されますが、チューブ製造ではあまり一般的ではありません。

アルミニウム成形・圧延

成形と圧延では、アルミニウムスラブやシートをローラーを通して厚みを減らしたりチューブ形状に成形したりします。この方法では薄肉チューブが製造され、小径チューブよりもプレートやシートのような大型セクションによく使用されます。

アルミニウム引抜き

引抜きは、アルミニウムをダイスを通して引っ張って直径を減らし、表面仕上げと強度を向上させます。この冷間加工プロセスは、ワイヤーや薄肉チューブによく使用され、寸法と機械的特性を精緻化します。

アルミニウム機械加工

CNCアルミニウム機械加工は、ワークピースから材料を除去してネジ穴や穴などの特定の形状やディテールを作成します。一般的に押出しや鋳造後の二次プロセスとして、チューブの特徴を仕上げるために使用されます。

アルミニウムウォータージェット切断

ウォータージェット切断は、高圧水を使用して熱を加えずにアルミニウムを切断します。金属の元の特性を維持できるのが利点です。アルミニウムチューブやシートを最終形状に精密切断するために使用されます。

アルミニウム溶接

溶接は、MIGやTIG溶接などのガスシールド技術で金属を溶かして融合させ、アルミニウムチューブのピースを接合します。アルミニウムチューブで作られたフレームや構造物の組み立てに使用されます。

アルミニウム押出しの基本手順

ステップ1：ダイスの準備
プロセスは、通常H13のような丈夫な鋼で作られた適切なダイスの選択から始まります。ダイスは高温（約450〜500℃）に加熱され、押出し中の損傷防止とスムーズな金属流動を確保します。
ステップ2：アルミニウムビレットの加熱
アルミニウムビレット（アルミニウム合金の固体円柱）を炉で約400〜500℃に加熱します。この加熱により金属が軟化し、割れや破損なしでダイスを通過しやすくなります。
ステップ3：ビレットのプレスへの投入
加熱されたビレットを慎重に押出しプレス室に配置します。ビレットとプレスラム間の摩擦を減らすために潤滑剤を塗布します。
ステップ4：アルミニウムの押出し
油圧ラムが巨大な力（時には最大15,000トン）をかけて、軟化したビレットをダイスを通して押し出します。金属が成形された開口部を通過するとき、ダイスの形状を取り、所望の断面を持つ連続したチューブやパイプが作られます。
ステップ5：押出し材の冷却
ダイスから出たアルミニウムは、水または空気を使用して急速に冷却、または「焼入れ」され、形状を固め安定させます。このステップは望ましくない変形を防ぎ、機械的特性を向上させます。
ステップ6：長さへの切断
長い押出しチューブを鋸で管理しやすい長さに切断します。ピースはまだ温かいですが、取り扱いに十分な堅さがあります。
ステップ7：矯正と伸張
押出しによって生じる自然なねじれと曲がりを除去するため、チューブをストレッチャーでクランプして真っ直ぐに引き伸ばします。これにより加工硬化も起こり、強度が向上します。
ステップ8：最終切断と熱処理
チューブを正確な最終長さ（通常8〜21フィート）に切断します。合金と用途に応じて、その後オーブンで熱処理を行い、T5やT6などの特定の強度レベル（テンパー）に達するようにします。

アルミニウムチューブの種類（形状別）

主な3種類は、丸形、角形、矩形アルミニウムチューブです。これらの形状は見た目だけでなく、測定方法と用途でも異なります。

• アルミニウム丸管：最も広く使用される形状。円形断面を持ち、外径と肉厚で測定されます。強靭で軽量、耐食性があるため人気です。丸い形状により取り扱い、曲げ、接続が容易で、建設用足場、自転車フレーム、自動車部品、航空機構造などでよく見られます。丸管は、軽量用途向けの極薄肉から重負荷支持向けの厚肉まで、多くのサイズがあります。
• アルミニウム角管：四角い断面を持ち、等しい辺の長さをチューブの外寸で測定します。シャープでクリーンなエッジと構造的強度が評価されています。家具フレーム、手すりや装飾的特徴のような建築デザイン、電気エンクロージャでよく使用されます。
• アルミニウム矩形管：ボックスセクションとも呼ばれ、幅と高さが異なる矩形断面を持ちます。この形状は丸管よりも剛性と安定性が向上しています。形状と強度が重要なフレーム、自動車部品、建設用途でよく使用されます。

標準アルミニウムチューブサイズチャート（肉厚、重量、ゲージ、内径・外径）

以下は、丸管、矩形管、角管のアルミニウムチューブサイズをインチ単位で示した表です。ミリメートル単位のメトリックアルミニウムチューブサイズをお探しの場合は、DIN 1785およびASTM B111規格を参照してください。これらはコンデンサーおよび加熱コイルシステム用のアルミニウム真鍮チューブに使用され、例えば10mm x 1mmなどがあります。

アルミニウム丸管サイズと寸法

外径または脚長 (inch)	肉厚 (inch)	スタブゲージ	内径 (inch)	重量/ft (lbs)
3/16	.035	20	.117	.0197
	.049	18	.089	.025
1/4	.035	20	.180	.027
	.049	18	.152	.036
	.058	17	.134	.041
5/16	.035	20	.242	.036
	.049	18	.214	.047
	.058	17	.196	.055
3/8	.035	20	.305	.043
	.049	18	.277	.060
	.058	17	.259	.068
	.065	16	.245	.074
7/16	.035	20	.367	.051
	.049	18	.339	.070
	.065	16	.307	.089
1/2	.028	22	.444	.049
	.035	20	.430	.059
	.049	18	.402	.082
	.058	17	.384	.095
	.065	16	.370	.107
5/8	.028	22	.569	.061
	.035	20	.555	.075
	.049	18	.527	.106
	.058	17	.509	.121
	.065	16	.495	.137
3/4	.035	20	.680	.091
	.049	18	.652	.125
	.058	17	.634	.148
	.065	16	.620	.160
	.083	14	.584	.204
7/8	.035	20	.805	.108
	.049	18	.777	.151
	.058	17	.759	.175
	.065	16	.745	.199
1	.035	20	.930	.123
	.049	18	.902	.170
	.058	17	.884	.202
	.065	16	.870	.220
	.083	14	.834	.281
1-1/8	.035	20	1.055	.139
	.058	17	1.009	.228
1-1/4	.035	20	1.180	.155
	.049	18	1.152	.210
	.058	17	1.134	.256
	.065	16	1.120	.284
	.083	14	1.084	.357
1-3/8	.035	20	1.305	.173
	.058	17	1.259	.282
1-1/2	.035	20	1.430	.180
	.049	18	1.40	.260
	.058	17	1.384	.309
	.065	16	1.370	.344
	.083	14	1.334	.434
	.125	1/8	1.250	.630
	.250	1/4	1.000	1.150
1-5/8	.035	20	1.555	.206
	.058	17	1.509	.336
1-3/4	.058	17	1.634	.363
	.083	14	1.584	.510
1-7/8	.508	17	1.759	.389
2	.049	18	1.902	.350
	.065	16	1.870	.450
	.083	14	1.834	.590
	.125	1/8	1.750	.870
	.250	1/4	1.500	1.620
2-1/4	.049	18	2.152	.398
	.065	16	2.120	.520
	.083	14	2.084	.660
2-1/2	.065	16	2.370	.587
	.083	14	2.334	.740
	.125	1/8	2.250	1.100
	.250	1/4	2.000	2.080
3	.065	16	2.870	.710
	.125	1/8	2.700	1.330
	.250	1/4	2.500	2.540

アルミニウム矩形管サイズと寸法

外径または脚長 (inch)	肉厚 (inch)	重量/ft (lbs)
.500 x 1	.093	.293
.500 x 2	.125	.672
.750 x 1.500	.062	.319
	.125	.600
.750 x 1.750	.125	.600
1 x 1.500	.125	.675
1 x 2	.062	.428
	.075	.499
	.083	.554
	.093	.628
	.125	.826
1 x 3	.062	.577
	.125	1.125
1 x 4	.062	.725
	.125	1.425
1 x 5	.125	.976
1 x 6	.125	2.026
1.250 x 2.500	.125	1.050
1.500 x 2	.125	.976
	.188	1.406
1.500 x 3	.125	1.272
1.750 x 3	.125	1.350
1.750 x 4	.093	1.242
	.125	1.650
2 x 2.50	.125	1.275
2 x 3	.093	1.075
	.125	1.426
	.188	2.086
	.250	2.700
2 x 4	.125	1.724
	.250	3.300
2 x 5	.093	1.520
	.125	2.025
	.250	3.900
2 x 6	.125	2.327
	.188	3.440
	.250	4.500
2 x 7	.125	2.624
2 x 8	.125	2.925
	.250	5.700
2 x 10	.125	3.541
	.250	6.900
2 x 12	.188	6.210
2.5 x 3	.125	1.574
2.5 x 7	.125	3.115
2.5 x 9	.250	6.468
2.5 x 12	.250	8.400
3 x 4	.125	2.026
3 x 6	.125	2.625
	.188	3.891
	.250	5.100
3 x 8	.188	4.794
3 x 10	.125	3.824
3 x 12	.188	6.613
4 x 6	.125	2.925
	.188	4.256
	.250	5.700
4 x 8	.250	6.900
4 x 10	.250	8.036
4 x 12	.250	9.3
5 x 10	.250	9.752
6 x 8	.188	6.196
	.500	15.286
6 x 10	.19	7.171

アルミニウム角管サイズと寸法

外径または脚長 (inch)	肉厚 (inch)	重量/ft (lbs)
.500	.062	.131 lb.
.625	.062	.168
.750	.040	.131
	.045	.145
	.062	.206
	.093	.293
	.125	.374
1	.062	.278
	.075	.317
	.093	.405
	.125	.524
1.250	.062	.353
	.093	.506
	.125	.675
1.500	.062	.420
	.090	.632
	.125	.824
	.188	1.184
	.250	1.500
1.750	.093	.732
	.125	.975
2	.062	.604
	.093	.851
	.125	1.126
	.188	1.627
	.250	2.052
2.250	.095	.982
2.500	.075	.855
	.093	1.074
	.125	1.425
	.188	2.076
	.375	3.824
3	.093	1.298
	.125	1.726
	.188	2.533
	.250	3.300
3.5	.230	3.610
4	.125	2.324
	.150	2.772
	.250	4.500
4.5	.093	1.955
5	.125	2.925
	.250	5.700
6	.125	3.525
	.250	6.900
	.500	12.936
7	.156	5.120
8	.188	7.050
10	.250	11.7