JP2022106689A - 釘、特に、釘打ち装置で使用される釘 - Google Patents

Abstract

【課題】ファサードパネルボードを下部構造に固定するのに適した釘を提供する。【解決手段】リグノセルロース系材料のみ、または主にリグノセルロース系材料で作られており、釘の軸線を画定する釘軸部２と、釘軸部の前端に配置された釘先端部３と、釘軸部の後端に配置され、釘軸部よりも幅広に設計された釘頭部４とを有する釘、特に、釘打ち装置で使用される釘であって、釘軸部、釘先端部、および釘頭部が円形の断面を有し、釘軸部と釘頭部が、釘頭部４に向かって広がり、その環状の外面が釘の軸線に向かって凹状に湾曲している移行領域５によって接続されている、釘。【選択図】図１

Description

本発明は、特に、釘打ち装置で使用される釘に関するもので、リグノセルロース系材料のみ、または主にリグノセルロース系材料で作られており、釘の軸線を画定する釘軸部と、釘軸部の前端に配置された釘先端部と、釘軸部の後端に配置され、釘軸部よりも幅広に設計された釘頭部とを有する。

釘は古くから締結金具として知られている。主な材質は、例えば、スチール、アルミニウム、銅などの金属である。しかし、金属製の釘にはデメリットもある。例えば、亜鉛メッキなどの防錆対策を施しても、鉄製の釘は好ましくない環境下、特に、釘を打った材料が酸性である場合には、錆びやすい。特に、タンニンを多く含む木材は、その耐久性から、例えば、ファサードやテラスなどの屋外で使用される。風雨にさらされると、釘が刺さった領域に望ましくない黒ずみや、黒変が発生することがある。ステンレス鋼のグレードを使用して改善することも可能であるが、非常にコストがかかる。また、鉄製の釘が点在して刺さったままの木製品のリサイクルにはコストがかかるというデメリットもある。

そのため、代替品として、例えば、木や竹などの形態の木質植物材料など、リグノセルロース系材料を主原料とした釘が使用される。長い間、このような木製の釘は、打ち込む基板にあらかじめ釘を打つための穴が空いている場合にのみ使用できるものであった。しかし最近の進化により、空気式釘打ち機などの釘打ち装置を使って、木質材料に穴を開けずに直接木製の釘を打ち込むことができるようになった。特に、本出願人の特許文献１を参照すると、釘打ち機で使用される釘片が知られており、その釘は、釘軸部と釘先端部から構成されており、木または木質材料で作られており、釘が打たれたときに自動的にせん断される接続手段によって互いに接続されている。釘軸部、釘先端部、および釘頭部からなる別の釘で、いくつかある中で、特に、木質材料でできているものが、特許文献２に開示されている。既知の釘の欠点は、ファサードボードを下部構造に取り付ける適合性が限定的であることである。なぜなら、頭部端部の板材料への侵入の深さを画定した方法で判断することができず、ファサードボードが頭部端部上で滑り落ちる危険性があるからである。つまり、従来の木製の釘で取り付けられたファサードパネルが確実に保持されるかどうかは十分に保証されていないのである。

国際公開第２０１６／１８０９００号 パンフレット 独国特許出願公開第１０ ２０１７ １００７４８号 明細書

したがって、本発明の目的は、ファサードパネルボードを下部構造に固定するのに適した上述のタイプの釘を作成することである。

この問題を解決するために、本発明は、釘軸部、釘先端部、および釘頭部が円形の断面を有し、釘軸部と釘頭部が、釘頭部に向かって広がり、その環状の外面が釘の軸線に向かって凹状に湾曲している移行領域によって接続されていることを特徴とする、上記タイプの釘を提供する。

このような釘は、ファサードボードを、下部構造、例えば木製の構造物に固定するのに特に、適している。軸部よりも太い円形の釘頭部と、釘の軸線に向かって内側に湾曲した凹状の外面を有する、広がる移行領域との組み合わせにより、釘の優れた引き抜き特性が実現されている。さらに、ファサードパネルは、移行領域と釘頭部によって追加的に支持されているため、ファサードパネルの下部構造へしっかりと確実に固定保持される。

本発明による円形の断面の釘は、棒材から旋削または旋盤加工によって簡単に製作することができる。

好ましくは、移行領域の外面は、断面が円弧状で、特に、９０°の周方向角度にわたって延在している。好ましくは、外面の曲率半径が０．３ｍｍ以上、好ましくは０．６ｍｍ以上、特に、好ましくは０．８ｍｍであることである。特に、曲率半径がこの範囲であれば、良好な引き抜き強度が得られる。

引き抜き強度をさらに向上させるために、移行領域が、前端面、特に、釘頭部の前部外周縁から直接始まり、かつ、釘軸部に連続して合流している。

本発明のさらなる実施形態では、釘頭部は円筒形で、特に、直径が少なくとも５．０ｍｍおよび／または最大で７．０ｍｍの釘頭部である。好ましくは、直径は６．３ｍｍ±０．３ｍｍである。有利なことに、釘頭部の直径は、移行領域に隣接する釘軸部の軸方向端部の直径よりも２５％から４０％大きい。特に、釘頭部の直径は、移行領域に隣接する釘軸部の軸方向後端部の直径よりも３４±１％大きくなっている。

本発明のさらなる実施形態では、釘頭部の全長は、１．５ｍｍ以上および／または４．５ｍｍ以下であり、特に、３．０～３．２ｍｍである。このようにして、本発明による釘で固定されたファサードパネルボードの十分な支持が達成される。また、頭部の形状が比較的大きいため、打ち込み時の釘頭部の衝撃による頭部リング表面の破損を防ぐことができる。

本発明の一実施形態によれば、本発明による釘は、少なくとも５０ｍｍおよび／または最大９０ｍｍ、特に、最大８０ｍｍ、特に、好ましくは最大７０ｍｍの全長を有し、好ましくは６０ｍｍである。つまり、本発明による釘は、一般的なファサードパネルの厚さすべてに使用できるということである。

有利なことに、移行領域に隣接する釘軸部の軸方向後端部は、一定の直径を有しており、その直径は、特に、少なくとも３．５ｍｍ、および／または最大５．５ｍｍ、好ましくは４．７ｍｍである。

本発明の一実施形態によれば、釘軸部は、その全長にわたって一定の断面を有している。これにより、ファサードパネルへの釘の打ち込みが容易になる。

あるいは、釘軸部は、軸方向後端部に隣接する軸方向の軸部を有し、その上に、釘先端部に向かって円錐状に先細りした構造部を各々が有するアンカー構造が形成されており、アンカー構造も同様に形成されているのが好ましい。これは、木材建築の一般的な基準によると、永久的な静的引抜きのためには釘軸部が、プロファイリングされていることが必要であるという事実を考慮したものである。

アンカー構造は、移行領域に隣接する釘軸部の軸方向後端部の軸径よりも大きく、特に、少なくとも１．５％、および／または最大３％、好ましくは最大２～２．２％大きい最大構造直径を有することができる。本発明の特に好ましい実施形態では、最大構造直径は４．８ｍｍである。この実施形態は、釘軸部が、移行領域に隣接するその軸方向の端部において、４．７ｍｍの直径を有する場合に特に、有用である。

本発明の一実施形態では、アンカー構造は、移行領域に隣接する釘軸部の軸方向後端部の軸径よりも小さい、特に、少なくとも８％および／または最大１２％、好ましくは最大８．３～８．７％小さい最小構造直径を有する。好ましくは、最小軸径は４．３ｍｍである。

アンカー構造を備えた本発明の実施形態のさらなる特徴は、円錐状に先細りした構造部の釘頭部に面した後端部に最大構造直径がそれぞれ存在し、その前端部に最小構造直径が存在することである。

この実施形態の有利なさらなる発展として、アンカー構造は、円錐状に先細りした構造部の後ろの長手方向に位置する２段の移行部を有し、その第１の後部移行段は円形セグメント状の断面を有し、第２の前部移行段は円形セグメント状の断面を有し、第２の移行段の曲率半径は第１の移行段の曲率半径より大きく、第１の移行段の曲率半径は特に、０．２ｍｍであり、第２の移行段の曲率半径は特に、０．２５ｍｍである。

好ましくは、円錐状に先細りした構造部と移行部を有するアンカー構造の全長は、少なくとも２ｍｍおよび／または最大２．３ｍｍであり、好ましくはアンカー構造の全長は２．１ｍｍである。

アンカー構造が形成されている軸方向の軸部は、釘先端部に直接隣接することができる。あるいは、移行領域に隣接する軸方向後端部の軸径に対応する一定の直径を有する軸方向前端部を間に設けることもできる。この前端部の軸方向の長さは、特に、０．５～１．５ｍｍであり、好ましくは１ｍｍである。

釘先端の先端角は、６０～１２０°の範囲が好ましく、特に、９０°±３°が好ましい。

本発明の一実施形態によれば、釘が、木材および／または木質材料、特に、有機結合された木質材料、好ましくは樹脂結合された集成材またはリグノセルロース系繊維を含む樹脂結合された繊維複合材料で作られている。

この有機結合された木質材料は、合成樹脂としてメラミンまたはフェノール樹脂を含むことが好ましく、これにより釘の安定性が特に、良好となる。

有機結合された木質系材料は、有利には、少なくとも１０重量％、特に、少なくとも１５重量％の量で合成樹脂を含み、合成樹脂の含有量は好ましくは２０重量％である。

本発明の一実施形態によれば、釘は、０．６５ｇ／ｃｍ^３より大きい密度、特に、０．８５ｇ／ｃｍ^３より大きい密度、好ましくは１．０ｇ／ｃｍ^３より大きい密度または１．１ｇ／ｃｍ^３より大きい密度を有する材料を含む。

さらに、本発明では、本発明による複数の釘を含む釘片を作成する。このような釘片は、釘打ち装置、特に、空気式釘打ち機に使用することができる。

最後に、本発明は、ファサードボードを下部構造、特に、木製の構造物に固定するために、本発明による釘または本発明による釘片を使用することを提案している。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照した本発明による釘の２つの実施形態の以下の記載に基づいて説明される。

本発明の一実施形態による釘の正面図である。 図１の細部ＩＩを拡大した図である。 図１に示す釘の平面図である。 本発明のさらなる実施形態による釘の透視図である。 図４に示す釘の正面図である。 図５のＶＩ部分の拡大図である。 図５のＶＩＩ部分の拡大図である。 図５に示す釘の平面図である。

図１～図３および図４～図８は、本発明の釘１の２つの実施形態を示す。釘１は、密度が１．１ｇ／ｃｍ^３より大きいリグノセルロース系材料を主成分としている。この場合は、リグノセルロース系材料は、複数の層を有する合成樹脂結合の集成材の形で、有機結合された木質材料である。また、リグノセルロース系材料は、リグノセルロース系繊維を含む合成樹脂結合型繊維複合材料であってもよい。本実施形態では、有機結合された木質系材料は、１５重量％以上の量の合成樹脂を含む。本実施形態では、合成樹脂の含有量は約２０重量％である。

釘１は、釘の軸線Ｘを規定する釘軸部２と、釘軸部２の前端に配置された釘先端部３と、釘軸部２の後端に配置され、相対的に広がった釘頭部４とを備えており、釘軸部２と釘頭部４との間には、釘軸部２に向かって広がった移行領域５が延びている。釘軸部２、釘先端部３、釘頭部４、移行領域５は、それぞれ円形の断面を有している。

釘先端部３は、円錐形であり、６０°～１２０°の範囲にある先端角αを有し、図示の実施形態では９０°±３°である。あるいは、弾道型釘先端部３を設けることも可能であり、その先端角は、釘軸部２への移行部における釘先端部３の前端と後端との間で測定されるものである。この場合、釘先端部３は、尖ったデザインが好ましいが、丸みを帯びたデザインでもよい。

釘頭部４は円筒形で、釘の長さ方向に１．５～４．５ｍｍ、ここでは３ｍｍの長さを有する。釘頭部３の外径Ｄ_Ｋは、５．０～７．０ｍｍの範囲であり、図示の例では６．３ｍｍである。釘頭部４の直径は、移行領域５に隣接する釘軸部２の軸方向後端部の直径Ｄ_Ｋよりも２５～４０％、特に、３４±１％大きいことが不可欠であるとともに、３．５ｍｍ～５．５ｍｍの範囲にあり、図示の実施形態例では４．７ｍｍである。

釘軸部２と釘頭部４の間の移行領域５は、釘軸部２から釘頭４に向かって広がっている。移行領域５の環状の外面は、釘の軸線Ｘに向かって、すなわち凹状に湾曲しており、断面において、すなわち釘１を通る長手方向の断面において、外面は、円周方向に９０°の角度で延びる断面円弧の形状を有している。外面は、釘頭部４の前部外周縁から直接始まり、釘軸部２に連続して合流する。これにより、円弧形状部の曲率半径Ｒは、０．３ｍｍ以上、好ましくは０．６ｍｍ以上であり、図示の実施形態の例では０．８ｍｍである。

釘１は、５０ｍｍから９０ｍｍの範囲内の全長を有し、図示の実施形態の例では全長が５８ｍｍである。

図１～図３に示す釘１では、釘軸部２は、その全長にわたって一定の直径を有している。

図４～図８に示す本発明による釘１の実施形態は、釘軸部２がその全長にわたって一定の断面を持つ平滑なものではないという点のみが、図１～図３に示す実施形態と異なる。むしろ、この場合、移行領域５に隣接する釘軸部２の後端部２ａのみが４．７ｍｍの一定の直径で平滑になっている。この軸方向後端部２ａは、１５ｍｍの距離にわたって延びている。

この軸方向後端部２に釘先端部３の径方向に隣接する軸方向の軸部２ｂは、滑らかな外面を有していない。むしろ、アンカー構造６は、この軸方向の軸部２ｂに形成されており、その各々は、釘先端部３に向かって円錐状に先細りした構造部６ａと、それに隣接する後部の移行部６ｂとを有している。このようなアンカー構造６は、軸方向の軸部に合計１５個設けられており、各々が同様に形成されている。

具体的には、アンカー構造６は、移行部５に隣接する釘軸部２の後端部２ａの軸径Ｄ_Ｓよりも大きい最大構造直径Ｄ_１を有している。この場合、最大構造直径Ｄ_１は、釘軸部２の後端部２ａの軸径よりも、少なくとも１．５％および／または最大３％大きくするべきである。図示された実施形態の例では、最大構造直径Ｄ_１は４．８ｍｍであり、いずれの場合も、釘頭部４に面する円錐状に先細りした構造部６ａの後端に位置している。つまり、最大構造直径Ｄ_１は、釘軸部２の軸方向後端部の部位２ａの軸径Ｄ_Ｓよりも２．１％大きい。

アンカー構造６は、円錐状に先細りした構造部６ａの前端部に最小構造直径Ｄ_２を有しており、この直径は、移行領域５に隣接する釘軸部２の後端部２ａにおける軸径Ｄ_Ｓよりも小さい。この場合、最小構造直径Ｄ_２は、釘軸部２の軸方向後端部の軸径Ｄ_Ｓよりも、少なくとも８％および／または最大１２％小さくすべきである。図示された実施形態の例では、最小軸径Ｄ_２は４．３ｍｍであり、軸径Ｄ_Ｓよりも８．５％小さい値となっている。

釘頭部４に面する円錐状に先細りした構造部６ａの背面側に位置する移行部６ｂは、２段に形成されており、移行段はそれぞれ円形部のような断面を有している。第２の移行段の曲率半径Ｋ_１は、第１の移行段の曲率半径Ｋ_１よりも大きい。図の例では、第１の移行段の曲率半径Ｋ_１は０．２ｍｍ、第２の移行段の曲率半径Ｋ_２は０．２５ｍｍである。

アンカー構造６が形成されている軸方向の軸部２ｂと釘先端部３との間には、一定の外径を有するさらなる前端部２ｃがあり、この外径は、移行領域５に隣接する釘軸部２の軸方向後端部２ａの軸径に対応しており、軸方向の長さは、０．５～１．５ｍｍ、ここでは１ｍｍである。

本発明による釘１は、固体の材料、特に、棒材から、旋削や旋盤加工によって製作することができる。

１ 釘
２ 釘軸部
２ａ 釘軸部の後端部
２ｂ アンカー構造の軸部
２ｃ 釘軸部の前端部
３ 釘先端部
４ 釘頭部
５ 移行領域
６ 皿穴構造
６ａ 先細り構造部
６ｂ 移行部
α 先端角
Ｄ_１ 構造直径
Ｄ_２ 構造直径
Ｒ 曲率半径
Ｄ_Ｓ 直径
Ｄ_Ｋ 直径

Claims (15)

1. リグノセルロース系材料のみ、または主にリグノセルロース系材料で作られており、釘の軸線（Ｘ）を画定する釘軸部（２）と、前記釘軸部（２）の前端に配置された釘先端部（３）と、前記釘軸部（２）の後端に配置され、前記釘軸部（２）よりも幅広に設計された釘頭部（４）とを有する釘、特に、釘打ち装置で使用される釘であって、前記釘軸部（２）、前記釘先端部（３）、および前記釘頭部（４）が円形の断面を有し、前記釘軸部（２）と前記釘頭部（４）が、前記釘頭部（４）に向かって広がり、その環状の外面が前記釘の軸線（Ｘ）に向かって凹状に湾曲している移行領域（５）によって接続されていることを特徴とする、釘。
2. 前記移行領域（５）の外面は、断面が円弧の断面の形状に形成され、特に、９０°の周方向の角度にわたって延びており、前記外面は特に、曲率半径（Ｒ）が０．３ｍｍ以上、好ましくは０．６ｍｍ以上、特に、好ましくは０．８ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の釘。
3. 前記移行領域（５）が、前端面、特に、前記釘頭部（４）の前部外周縁から直接始まり、および／または、前記釘軸部（２）に連続して合流していることを特徴とする、請求項１および２の一項に記載の釘。
4. 前記釘頭部（４）が少なくとも５ｍｍおよび／または最大７．０ｍｍの直径（Ｄ_Ｋ）を有し、前記直径（Ｄ_Ｋ）が好ましくは６．３ｍｍ±０．３ｍｍであること、および／または前記釘頭部（４）の前記直径（Ｄ_Ｋ）が前記移行領域（５）に隣接する前記釘軸部（２）の軸方向後端部（２ａ）の直径より２５％～４０％、特に、３４±１％大きく、かつ／または、前記釘頭部の全長が１．５ｍｍ以上および／または４．５ｍｍ以下、特に、３ｍｍ～３．２ｍｍであることを特徴とする、請求項１～３のうちの一項に記載の釘。
5. 前記釘の全長が、少なくとも５０ｍｍおよび／または最大９０ｍｍ、特に、最大８０ｍｍ、特に、好ましくは最大７０ｍｍであり、前記全長が好ましくは５８ｍｍであり、かつ／または、前記釘先端部（３）のポイント角度（α）が６０～１２０°の範囲、特に、９０°±３°であることを特徴とする、請求項１～４のうちの一項に記載の釘。
6. 前記移行領域（５）に隣接する前記釘軸部（２）の軸方向後端部（２ａ）は、一定の直径（Ｄ_ｓ）を有しており、特に、少なくとも３．５ｍｍ、および／または、最大５．５ｍｍ、好ましくは４．７ｍｍであることを特徴とする、請求項１～５のうちの一項に記載の釘。
7. 前記釘軸部（２）は、その全長にわたって一定の円形の断面を有することを特徴とする、請求項の１～６のうちの一項に記載の釘。
8. 前記釘軸部（２）は、前記軸方向後端部（２ａ）に隣接する軸方向の軸部（２ｂ）を有し、その上に、各々が前記釘先端部（３）に向かって円錐状に先細りした構造部（６ａ）を有するアンカー構造（６）が形成されており、好ましくは、前記アンカー構造（６）が、同様に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の釘。
9. 前記アンカー構造は、前記移行領域（５）に隣接する前記釘軸部（２）の前記軸方向後端部（２ａ）の軸径（Ｄ_Ｓ）よりも大きく、特に、少なくとも１．５％、および／または最大３％、好ましくは２～２．２％大きい最大構造直径（Ｄ_１）を有し、前記最大構造直径（Ｄ_１）は、特に、４．８ｍｍであることを特徴とする、請求項８に記載の釘。
10. 前記アンカー構造（６）が、前記移行領域（５）に隣接する前記釘軸部（２）の前記軸方向後端部（２ａ）の前記軸径（Ｄ_Ｓ）よりも小さい、特に、少なくとも８％および／または最大１２％、好ましくは８．３～８．７％小さい最小構造直径（Ｄ_２）を有し、前記最小軸径（Ｄ_２）は好ましくは４．３ｍｍであることを特徴とする、請求項８または９のうちの一項に記載の釘。
11. 前記釘頭部（２）に面する前記円錐状に先細りした構造部（６ａ）の後端に前記最大構造直径（Ｄ_１）が存在し、その前端に前記最小構造直径（Ｄ_２）が存在することを特徴とする、請求項９および１０のうちの一項に記載の釘。
12. アンカー構造（６）は、各々円錐状に先細りした構造部の後ろの長手方向に位置する２段の移行部（６ｂ）を有し、その第１の後部移行段は円形セグメント状の断面を有し、その第２の前部移行段は円形セグメント状の断面を有し、前記第２の移行段の曲率半径（Ｋ_２）は前記第１の移行段の曲率半径（Ｋ_１）よりも大きく、前記第１の移行段の前記曲率半径（Ｋ_１）は特に、０．２ｍｍであり、前記第２の移行段の前記曲率半径（Ｋ_２）は特に、０．２５ｍｍであり、および／または、前記円錐状に先細りした構造部（６ａ）と前記移行部（６ｂ）を有する前記アンカー構造（６）の全長は、少なくとも２ｍｍおよび／または最大２．３ｍｍであり、特に、前記アンカー構造（６）の全長は２．１ｍｍであり、および／または、
    前記アンカー構造（６）が形成された軸方向の軸部（２ｂ）と釘先端部（３）との間に、軸方向後端部（２ａ）の直径に対応する一定の直径を有する前記釘軸部（２）の前端部（２ｃ）が設けられており、特に、前記軸方向前端部（２ｃ）の軸方向の長さが０．５ｍｍ～１．５ｍｍの間であり、好ましくは１ｍｍであることを特徴とする、請求項１１に記載の釘。
13. 木材および／または木質材料、特に、有機結合された木質材料、好ましくは合成樹脂結合された積層木材またはリグノセルロース系繊維を含む合成樹脂結合された繊維複合材料で作られており、前記有機結合された材料は、合成樹脂として特に、メラミンまたはフェノール樹脂を含み、および／または有機結合された木質材料は、特に、少なくとも１０重量％、特に、少なくとも１５重量％の量の合成樹脂を含み、前記合成樹脂含有量は、好ましくは２０重量％であり、
    かつ／または、０．６５ｇ／ｃｍ^３より大きい密度、特に、０．８５ｇ／ｃｍ^３より大きい密度、好ましくは１．０ｇ／ｃｍ^３または１．１ｇ／ｃｍ^３より大きい密度を有する材料で構成されていることを特徴とする、請求項１～１２のうちの一項に記載の釘。
14. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の釘を複数備えた釘片。
15. ファサードボードを下部構造に固定するための、請求項１～１３のいずれか一項に記載の釘または請求項１４に記載の釘片の使用。
    

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