JP4521586B2 - 釘 - Google Patents

Description

本発明は、木材に使用される釘に関するものである。

木造住宅に使用される鉄丸釘、太め鉄丸釘、細め鉄丸釘等のＪＩＳマーク表示釘（ＪＩＳ Ａ ５５０８）には、図１４の工程図に示すように、金属線を製釘工程で所定の形状、寸法に加工した後、磨釘工程で研磨処理をして製品化したもの、あるいは研磨を行った釘に着色塗装を施して製品化したもの、あるいはまためっき処理を施して製品化したもの、更にこれらの釘を樹脂バンド、シート、針金等の連結材によって釘をコイル状又はスティック状に連結して製品化したものがある。これらの釘は、木材と木材、木材と石膏ボード又は木材と金物等を緊結する際に、ハンマーを用いた手打ちにより又は自動釘打ち機により木材中に打ち込まれる。

我が国で一般木造住宅用として普及している建築工法は、従来からの柱・梁で構成される木造軸組工法に加えて、１９７４年にアメリカ、カナダ等の北米大陸で発達し、完成された枠組壁工法、即ちツーバイフォー工法の技術基準が官報で告示されて以来、木造住宅用の工法として導入されており、その他にも鉄骨系プレハブ工法等の特徴のある工法が普及している現状にあって、何れの工法においても釘が木材と木材、木材と石膏ボード又は木材と金物等の接合具として重要な役割を果している。

一般の木造住宅に使用される鉄丸釘、太め鉄丸釘、細め鉄丸釘等の使用方法に関しては「木造住宅工事共通仕様書」又は「枠組壁工法住宅工事共通仕様書」（財団法人住宅金融普及協会）等の書籍に、緊結する部分及び緊結の方法（釘の種類、釘の本数、釘の間隔）等について、釘の使用方法が具体的に規定されている。

阪神淡路大震災（１９９５年）を契機として、住宅の安全性が社会問題となり、それに伴って、「住宅の品質確保の促進等に関する法律」が２０００年に施行されたことにより、木造住宅の長期的な耐震安全性の確保が要求されるようになり、建築関係者から接合耐力の強い釘が求められるようになった。

しかしながら、木造住宅の建築時に構造上重要な躯体部位に太物サイズの釘を、上述した「木造住宅工事共通仕様書」又は「枠組壁工法住宅工事共通仕様書」等の規定通りに、釘打ちした時に、木材の樹種、年輪、含水率等の条件によっては、釘を打ち込んだ際に木材に割れが発生することが建築関係者にはよく知られている。

釘打ちにより木造住宅の構造上重要な部位に板割れが発生すると、釘が持っている本来の緊結力が著しく低下し、木造住宅の耐震性能、長期安定性が損なわれるため、建築関係者から、いかなる性状の構造用製材に打ち込んでも板割れを起こさず、しかも緊結力の優れた釘が求められている状況にある。

板割れは、木材に打ち込まれた釘が及ぼす楔作用によって発生するものであり、打ち込まれた釘によって木材の内側から外側に年輪を押し広げようとする引っ張り応力が発生することが起因しており、この引っ張り応力が夫々の木材が保有している圧縮応力を上回った時に板割れが発生するものである。従って、板割れは、釘のサイズ並びに木材の材料特性（樹種、年輪、含水率、寸法等）、釘打ちする木材の部位等によって、板割れの発生頻度が大きく変化する。

また、板割れの発生は、釘を木材に打ち込んだ際に板が割れる現象以外に、例えば、木材を３枚重ねて、その両側から釘を打ち込んだ試験体に釘と直角方向から外力を加えて行なう剪断試験においては、外力を受けた木材と木材との接合面で位置ずれが生じるため、打ち込まれた釘を曲げようとする力が作用する。この釘を曲げようとする力が作用した時に、釘の材料強度が強過ぎると、外力を受けて釘が曲がるよりも先に、釘に接する木材の内部が破壊されることによって板割れが発生する場合がある。

このように、板割れには、釘を打ち込んだ際に楔作用によって生じる板割れと、釘で木材を接合した後の木材に外力が加わった際に釘の材料強度が強過ぎるために生じる板割れの２種類がある。前者の板割れについては建築関係者に良く知られているが、後者の板割れについては一般にあまり知られていない。

いずれにしても、板割れは、著しく釘の緊結力を低下させ、木造住宅の耐震性、長期安定性が損なわれる原因になることから、見過ごすことができない重大な問題であり、解決しなければならない課題であると言える。

板割れを防ぐ方法としては、釘の軸部径を細くすることが効果的であるが、単に軸部径を細くするだけでは、釘と木材との摩擦抵抗が減少して緊結力が低下する、という問題があることから、緊結力を低下させずに板割れしない釘が求められている。

本発明は、上述の情況に鑑み、木造住宅の構造上重要な躯体部位等に釘打ちしても板割れを起こさず、しかも緊結力の大きい釘を提供することを目的としている。更に本発明の目的は、材料ロスが少なく、前記釘を効率よく安価に製造し得る製造方法を提供することである。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る釘Ｎは、本体軸部１ｏの釘頭部側及び釘先端部側に、リング部Ｒが軸方向一定ピッチで断面三角山形に形成されると共に隣り合う三角山形のリング部Ｒ，Ｒ間に釘ブランク１の径より小径で軸方向と平行な谷底部Ｖが形成されてなるリング部群ＲＧ１，ＲＧ２を設け、このうち、釘頭部側のリング部群ＲＧ１の各三角山形リング部Ｒは、釘頭部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘先端部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなり、釘先端部側のリング部群ＲＧ２の各三角山形リング部Ｒは、釘先端部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘頭部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の釘Ｎは、本体軸部１ｏの少なくとも先端部側に、リング部Ｒが軸方向一定ピッチで断面三角山形に形成されると共に隣り合う三角山形のリング部Ｒ，Ｒ間に釘ブランク１の径より小径で軸方向と平行な谷底部Ｖが形成されたもので、鋭角状の山部と谷部とが交互に連なった形状の従来のリング釘に比べると、谷底部Ｖが平で、その谷径が太くなるため、住宅建築時に如何なる性状の木材に打ち込んでも、板割れを起こさずに容易に打ち込みが可能となる。

また本発明に係る釘Ｎによれば、本体軸部１ｏの釘頭部側及び釘先端部側にリング部群ＲＧ１，ＲＧ２を設け、釘頭部側の各三角山形リング部Ｒは、釘頭部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘先端部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなり、釘先端部側の各三角山形リング部Ｒは、釘先端部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘頭部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなるため、釘頭部側と釘先端部側とで相対する方向に形成したリング部Ｒが互いに木材に食い込むことによって長期において安定した優れた緊結力が維持される。例えば、木材からなる側材と主材とを釘Ｎで緊結する場合、側材には釘頭部側のリング部群ＲＧ１が位置付けされ、主材には釘先端部側のリング部群ＲＧ２が位置付けされることによって、木材に剪断方向の外力が加わった時に、釘頭部側リング部群ＲＧ１の各リング部Ｒと釘先端部側リング部群ＲＧ２の各リング部Ｒとが夫々側材と主材とに食い込んで木材を固着すると共に、外力の強度に応じてリング部Ｒが関節の如く自在に変形することによって木材内部の破壊が軽減されるため、剪断応力による板割れが軽減され、しかも従来のリング付き釘では得られない大きな緊結力を維持することができる。

以下に本発明の好適実施形態について図面を参照しながら説明すると、図１は本発明に係る釘の製造方法を概略図示したもので、この図において、１０は線枠Ｄにコイル状に巻かれた釘形成用の金属線であり、この線枠Ｄから繰り出した金属線１０を矯正装置６に通すことにより湾曲状から直線状に矯正して、送線装置７により間欠的に切断位置Ｓ１へ送給する。切断位置Ｓ１には一対の歯体８ａ，８ａを装備した切断装置８が設けられ、切断位置Ｓ１の手前側には金属線１０を挟持する開閉自在の一対のダイス４ａ，４ａからなるダイス装置４が設けられ、また切断位置Ｓ１の先方にはパンチング装置９が設けられている。このパンチング装置９は、先端部に釘頭部成形用パンチ５を備え、ダイス装置４に対し進退移動する。

切断位置Ｓ１へ送給した金属線１０の先端側を切断位置Ｓ１の手前で一対のダイス４ａ，４ａによって挟持し、この状態で金属線１０の先端をパンチング装置９のパンチ５で打撃することによって、金属線１０の先端部に釘頭部１ａを形成し、続いて送線装置７で所定長さ送った後、この金属線１０の先端部を切断装置８によって切断すると同時に、切断端部１ｂを四角錐状や円錐状等の尖り先形状にし、これによって釘ブランク１を形成する。これらダイス装置４、矯正装置６、送線装置７及びパンチング装置９によって釘ブランク１を形成する工程を製釘工程Ａとする（図１参照）。

こうして形成した釘ブランク１の軸部１ｏの頭部側、先端部側及びその中間部に、図１に概略示すような転造工程Ｂにおいて、リング部群を形成し、最終的には図１３の(a) 〜(d) に示すような釘Ｎとする。尚、図１５には、本発明に係るリング部付き釘Ｎの製造の全工程を概略的に示している。

上記製造方法について更に詳しく説明すると、図２の(a) 〜(d) は製釘工程Ａを詳細に図示したもので、(a) は製釘工程Ａの第１工程を示し、切断装置８を構成する開閉駆動可能な一対の歯体８ａ，８ａが、開状態から閉動することによって金属線１０を両側から挟み込んで切断する。この切断は、両歯体８ａ，８ａによって金属線１０を両側から挟み付けて絞り切る形で行うもので、釘ブランク１の先端部１ｂの形成と次の釘ブランク１の頭部１ａを据え込むための準備として、金属線１０の端面１０ａの形成と同時に切断を行うようになっている（図５の(b) 参照）。

続いて、両歯体８ａ，８ａが開動して図２の(b) に示すような第２工程に移行し、ダイス装置４の両ダイス４ａ，４ａが切断位置Ｓ１の手前で金属線１０を挟持して閉状態となり、図２の(a) に示すように両ダイス４ａ，４ａの先端面から突出した金属線１０の切断残部１０ｂを、ダイス装置４へ前進移動するパンチ５で一度だけ打撃する（パンチングする）ことによって、釘頭部１ａを形成する。次いで、ダイス装置４の両ダイス４ａ，４ａが開動して図２の(c) に示す第３工程に移行し、ここではパンチ５の後退に伴い、先端部に釘頭部１ａを形成した金属線１０を送線装置７によって所定長さ送る。

そして、図２の(d) に示す第４工程において、切断装置８の歯体８ａ，８ａが閉動して金属線１０を切断し、この切断した先方側が同図に示すように釘ブランク１として落下する。この切断時には、釘頭部１ａの形成時に発生した切り屑が混ざり込むため、製釘工程後の磨釘工程で釘ブランク１と切り屑とを分離する必要がある。

上記のような製釘工程Ａで作られた釘ブランク１に、転造工程Ｂでリング加工を施す。図３の(a) 〜(d) は転造工程Ｂを詳細に図示したもので、(a) は転造工程Ｂの第１工程を示し、釘ブランク１をブランク供給ガイド１２の先端から送り矢１３によって押し出し、平行に配置された一対のリング形成用プレート１４ａ，１４ｂ間に垂直状態で挿入する。両リング形成用プレート１４ａ，１４ｂは、夫々対向面に目付け加工が施されたもので、一方のプレート１４ａは固定側プレート、他方のプレート１４ｂは摺動側プレートであって、(a) に示す第１工程では、摺動側プレート１４ｂが固定側プレート１４ａに対し最大限後退した位置で釘ブランク１の本体軸部１ｏを挟持した状態となる。

次いで、送り矢１３が後退すると同時に、図３の(b) に示す第２工程に移行し、摺動側プレート１４ｂが前進移動を開始するに伴い、これに同期して釘ブランク１が両プレート１４ａ，１４ｂ間を回転しながら前進する。この釘ブランク１の回転前進中に、両プレート１４ａ，１４ｂの夫々対向面に付された後述するリング形成用の目付け模様が釘ブランク１の本体軸部１ｏに転写することにより、本体軸部１ｏの釘頭部側と釘先端部側とそれらの間にリング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３を形成し、リング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３相互間はスムース部（リング未加工部）Ｓとなる（図３の(d) 参照）。このようにして、釘ブランク１は、図３の(c) に示すように回転しながら固定側プレート１４ａの端部まで前進することにより、本体軸部１ｏにリング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３を形成した釘Ｎとなり、同図の(d) に示すように固定側プレート１４ａの端部から放出される。釘Ｎの放出後、摺動側プレート１４ｂは後退して、同図の(a) に示す元の位置に復帰することになる。

転造工程Ｂを概略示す図１において、１５は釘ブランク１を貯めるホッパー、１６は、ホッパー１５から供給された釘ブランク１を１個ずつリング形成用プレート１４ａ，１４ｂ間に供給するために釘１を整列させるためのパーツフィーダーである。

上述した製釘工程Ａ及び転造工程Ｂによって形成された釘Ｎは、研磨、メッキ及び着色塗装等の表面処理を施して製品化され、あるいは表面処理した後、樹脂バンド、シート、針金等の連結材によりコイル状又はスティック状に連結して製品化されることになる。

図４の(a) 〜(d) は切断装置８の各歯体８ａを詳細に示したもので、(a) は先端側から見た正面図、(b) は平面図、(c) は(a) のＸ−Ｘ線断面図、(d) は側面図である。この歯体８ａには先端面上端に、金属線１０の釘頭部１ａ側を切断するための水平方向に延びる鋭利な切断歯１７が形成され、この歯体８ａの先端面上部側には釘頭部側切断歯１７の中心部Ｏでこの切断歯１７と直交する線１８を谷底線とするＶ字谷状の釘先側凹部１９が、左右一対の三角形状谷面２０，２０によって形成されている。

しかして、両歯体８ａ，８ａの先端面どうしを図５の(b) に示すように突き合わせ近接した時に、両歯体８ａ，８ａの釘先側凹部１９，１９間に四角錐状空間部が形成され、この四角錐状空間部によって釘ブランク１の先端部１ｂが四角錐状（尖り先形状）に形成されることになる。図４の(c) から分かるように、釘頭部側切断歯１７と、釘先側凹部１９の両側縁１９ａ，１９ａとは、同一平面に沿った切り込みエッジを形成している。

切断装置８の歯体８ａ，８ａは、切断時の閉動作において、金属線１０に対し、釘頭部側切断歯１７と釘先側凹部１９の両側縁１９ａ，１９ａとが同時に接触しながら食い込んでゆき、その終点で両歯体８ａの端面どうしが近接するようになっている。この切断装置８において、切断開始前は図５の(a) に示すように両歯体８ａ，８ａが開の状態にあり、その間に金属線１０が送線され、この送線の停止と共に歯体８ａ，８ａが端面どうしを接近させるように閉動し、図５の(b) に示すように金属線１０を両側から挟み付けて絞り切る形で切断するようになっている。

図５の(b) で示すようにして金属線１０の切断を終えた切断装置８の両歯体８ａ，８ａが開動すると、図２の(b) に示すようにダイス装置４の両ダイス４ａ，４ａが閉動して、切断位置Ｓ１の手前で金属線１０の先端側を挟持し、この状態で金属線１０の先端をパンチング装置９のパンチ５で一撃する（一段打ちする）ことによって、金属線１０の先端部に釘頭部１ａを成形する。

この場合、各ダイス４ａは、図６の(a) 〜(c) に示すように、夫々先端面中央部に、金属線１０を挟持するための断面半円状の溝部２０と、この溝部２０の一端部に形成された、逆円錐台形を半割りしたような形状の釘頭部成形用凹部２１と、前記溝部２０の他端部に形成された、前記釘頭部成形用凹部２１より小径のガイド用凹部２２とを備えており、また溝部２０の内周面には金属線１０を挟持する時に滑り止め効果を発揮して挟持効果を強める複数の刻み目２３が、溝部２０の軸方向に一定間隔で周方向に形成されている。

釘頭部１ａを成形するには、金属線１０を図２の(a) に示すようにダイス４ａの先端から所要長さ突出させた状態で両ダイス４ａ，４ａによって挟持し、このダイス４ａからの突出部分１０ｂをパンチ５によりパンチングすることによって、この突出部分１０ｂを扁平化しながら、釘頭部１ａを形成する。

パンチ５は、図７の(a) 〜(c) から分かるように、円柱状に形成されていて、その先端面５ａにＶ字状溝からなる網目模様を施したもの、又は先端面５ａが平滑なものがある。(a) は先端面５ａに網目模様が施されたパンチ５の端面図、(b) は先端面５ａが平滑面であるパンチ５の端面図、(c) はパンチ５の側面である。

釘ブランク１の本体軸部１ｏにリング部群ＲＧ１〜ＲＧ３を形成する転造手段Ｂ１は、図８に示すように、対向面の夫々にリング部群形成用の目付け加工が施された固定側プレート１４ａと摺動側プレート１４ｂとの一対のプレート１４ａ，１４ｂからなるもので、各プレート１４ａ，１４ｂには、同図の(b) に示すように、互いに対向する側面の上端部側と下端部側とその中間部側とに、夫々山部Ｍと谷部Ｎとが交互に形成されたリング部群形成用の目付け部Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３が設けられていて、固定側プレート１４ａと摺動側プレート１４ｂとに挟まれた釘ブランク１が、固定側プレート１４ａの側面上を回転しながら前進することによって、釘ブランク１の本体軸部１ｏの釘頭部側、釘先端部側及びその中間部側に対し、各プレート１４ａ，１４ｂ側の目付け部Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３が転写されて、釘ブランク１の本体軸部１ｏの釘頭部側、釘先端部側及びその中間部側にリング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３が形成される（図１０参照）。この転造手段Ｂ１によれば、簡単な設備で釘ブランク１に対するリング加工を有効に行うことができる。

図９の(a) は図８の(b) のＬ−Ｌ線拡大断面図、(b) は図８の(b) のＫ−Ｋ線拡大断面図である。各プレート１４ａ，１４ｂの上端部側に形成されている目付け部Ｑ１は、釘ブランク１の本体軸部１ｏの釘頭部側にリング部群ＲＧ１を形成し、各プレート１４ａ，１４ｂの下端部側に形成されている目付け部Ｑ２は、釘ブランク１の本体軸部１ｏの釘先端部側にリング部群ＲＧ２を形成し、また目付け部Ｑ１と目付け部Ｑ２との間にある目付け部Ｑ３は、リング部群ＲＧ１とリング部群ＲＧ２との間のリング部群ＲＧ３を形成するもので、各目付け部Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の山部Ｍは、各リング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３の谷部Ｎを形成し、各目付け部Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の谷部Ｎは、各リング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３の三角山形リング部Ｒを形成するようになっている。

そして、釘ブランク１の釘頭部側にリング部群ＲＧ１を形成する上端部側の目付け部Ｑ１の谷部Ｎは、図９の(a) から分かるように、各プレート１４ａ，１４ｂの上端側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｎａと、各プレート１４ａ，１４ｂの下端側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｎｂとからなり、また釘ブランク１の釘先端部側にリング部群ＲＲＧ２を形成する下端側の目付け部Ｑ２は、図９の(b) から分かるように、各プレート１４ａ，１４ｂの下端側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｎａと、各プレート１４ａ，１４ｂの上端側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｎｂとからなる。尚、リング部群ＲＧ３を形成する目付け部Ｑ３については、断面を図示していないが、図９の(a) 又は(b) の何れかに示される断面形状であって、形成する釘の長さによって傾斜の向きが異なり、釘長さが短い場合は目付け部Ｑ３は目付け部Ｑ２と同じ向きとされ、釘長さが長い場合は目付け部Ｑ１と同じ向きとされる。

各目付け部Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の山部Ｍ及び谷部Ｎの形状、ピッチＰ、谷部Ｎの斜面Ｎａ，Ｎｂの角度は、用途及び金属線径によって適宜に変更される。

上述した本発明に係る製造方法によれば、剪断耐力及び引き抜き耐力を低下させることなく、釘Ｎの金属線径を細くすることができることから、単位重量当たりの生産本数効率が向上し、接合耐力に優れた釘Ｎを提供することができる。

図１０は上述の本発明方法により製造されたサイズの異なる大小の釘Ｎを示すもので、(a-1) は比較的大きなサイズの釘Ｎの側面図、(a-2) は釘頭部１ａの先端面に網目模様を形成した釘Ｎの端面図、(a-3) は釘頭部１ａの先端面が平滑な釘Ｎの端面図である。また(b-1) は比較的小さいサイズの釘Ｎの側面図、(b-2) は釘頭部１ａの先端面に網目模様を形成した釘Ｎの端面図、(b-3) は釘頭部１ａの先端面が平滑な釘Ｎの端面図である。また図１１の(a-1) は図１０の(a-1) 及び(b-1) の矢印Ｊａで示される釘Ｎの釘頭部側部分の拡大図、(a-2) は(a-1) の矢印Ｈａで示される部分の拡大断面図であり、(b-1) は図１０の(a-1) 及び(b-1) の矢印Ｊｂで示される釘Ｎの釘先端部側部分の拡大図、(b-2) は(b-1) の矢印Ｈｂで示される部分の拡大断面図である。

これら図１０及び図１１から分かるように、各リング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３は、各リング部Ｒが軸方向一定ピッチで断面三角山形に形成されると共に、隣り合う三角山形のリング部Ｒ，Ｒ間に、釘ブランク１の径よりも小径で軸方向と平行な谷底部Ｖが形成されたもので、隣り合うリング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３相互間は、スムース部（リング未加工部）Ｓとされている。尚、スムース部Ｓの径は、釘ブランク１の本体軸部１ｏの径と同じである。

また、各リング部Ｒの谷底部Ｖの径は、釘ブランク１の本体軸部１ｏの径より小さく、例えば釘Ｎの長さが８８．９ｍｍ、その釘ブランク１の径が３．３３ｍｍとした場合に、谷底部Ｖの径は例えば３．１３ｍｍ程度である。

また図１０及び図１１から分かるように、釘頭部側に形成されたリング部群ＲＧ１の各三角山形リング部Ｒは、釘頭部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘先端部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなり、釘先端部側に形成されたリング部群ＲＧ２の各三角山形リング部Ｒは、釘先端部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘頭部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなるために、釘Ｎを木材に打ち込む際に、従来の釘に比べて金属線径を細くすることができる有利性から、簡単容易に、板割れを起こさずに打ち込むことができ、しかも釘頭部側と釘先端部側とで相対する方向に形成したリング部Ｒが互いに木材に食い込むことによって長期において安定した優れた緊結力が維持される。

図１２は前記転造手段Ｂ１とは別の転造手段Ｂ２を示すもので、この転造手段Ｂ２は、夫々対向面にリング部群形成用の目付け加工が施された固定セグメント３２ａと回転ローラ３２ｂとからなるもので、これら固定セグメント３２ａと回転ローラ３２ｂとにより釘ブランク１を両側から挟み付けて、回転ローラ３２ｂを固定セグメント３２ａに対し回転させることにより、固定セグメント３２ａと回転ローラ３２ｂとの目付け部でリング部群を形成するようにしたもので、形成されるリング部群は、先の転造手段Ｂ１によって形成されるものと同様である。この図において、１２はブランク供給ガイド、１３は送り矢を示す。この転造手段Ｂ２によれば、簡単な設備で釘ブランク１に対するリング加工を有効に行うことができる。

図１３の(a) 〜(d) は上述した本発明の方法によって製造されたサイズの異なる種々の釘Ｎａ〜Ｎｄを示したもので、(a) は釘Ｎａの全体側面図と、釘頭部１ａの先端面に網目模様を施した場合の釘頭部１ａの端面図と、釘頭部１ａの先端面が平滑面な場合の端面図とを並べて示し、(b) は釘Ｎｂの全体側面図と、釘頭部１ａの先端面に網目模様を施した場合の端面図と、釘頭部１ａの先端面が平滑面な場合の端面図とを並べて示し、(c) は釘Ｎｃの全体側面図と、釘頭部１ａの先端面に網目模様を施した場合の端面図と、釘頭部１ａの先端面が平滑面な場合の端面図とを並べて示し、(d) は釘Ｎｄの全体側面図と、釘頭部１ａの先端面に網目模様を施した場合の端面図と、釘頭部１ａの先端面が平滑面な場合の端面図とを並べて示したものである。また各Ｎａ〜Ｎｄは、夫々釘本体軸部１ｏの頭部側と釘先端部側とその中間部とにリング部群ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３を形成すると共に、それらの間に夫々スムース部（リング未加工部）Ｓを形成している。各釘Ｎａ〜Ｎｄは、本体軸部１ｏの釘頭部側及び釘先端部側にリング部群ＲＧ１，ＲＧ２を設けると共に、リング部群ＲＧ１，ＲＧ２の中間部にリング部群ＲＧ３を設け、釘頭部側の各三角山形リング部Ｒは、釘頭部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘先端部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなり、釘先端部側の各三角山形リング部Ｒは、釘先端部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘頭部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなる。そして、中間部のリング部群ＲＧ３は、図１３の(a) 及び(b) に示すように釘長さの比較的短い釘Ｎａ，Ｎｂの場合には、各三角山形リング部Ｒの傾斜の向きが釘先端部側のリング部群ＲＧ２と同じ向きに形成され、また図１３の(c) 及び(d) に示すように釘長さの比較的長い釘Ｎｃ，Ｎｄの場合には、各三角山形リング部Ｒの傾斜の向きが釘頭部側のリング部群ＲＧ１と同じ向きに形成される。

こような本発明に係るリング部Ｒ付き釘Ｎ（Ｎａ〜Ｎｄ）は、木材に打ち込む際には、普通の釘に比べて金属線径を細くすることができることから、簡単容易に打ち込みができ、しかも板割れが発生し難い優れた効果が期待できる。また、木材を打ち込んだ後においても、三角山形リング部Ｒの斜面Ｒａ，Ｒｂが釘頭部側のリング部群ＲＧ１と釘先端部側のリング部群ＲＧ２とで相反する向きに形成されている、つまり釘頭部側の各三角山形リング部Ｒは、釘頭部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘先端部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなり、釘先端部側の各三角山形リング部Ｒは、釘先端部側に向かって緩い下り勾配状の斜面Ｒａと、釘頭部側に向かって急な下り勾配状の斜面Ｒｂとからなるため、夫々のリング部Ｒが側材と主材に食い込むことにより、優れた剪断耐力及び引き抜き耐力が長期間において安定維持を期待できる。また釘頭部側のリング部群ＲＧ１と釘先端部側のリング部群ＲＧ２との中間部にリング部群ＲＧ３を形成していることによって、緊結力を増大させることができる。

この釘Ｎは、釘ブランク１の本体軸部１ｏに設けたリング部群ＲＧ１，ＲＧ２の効果から、従来の釘に比べて木材に対する剪断耐力及び引き抜き耐力を著しく向上させることができ、これにより耐震性能を向上させると共に床鳴りを防止して、長期安定性に優れた木造住宅用の接合に好適となる。また、この釘Ｎにメッキ処理を施した後に、サイズ毎に色分けした着色塗装を施すことによって、住宅竣工時の性能保証検査時におけるリング部群ＲＧ１，ＲＧ２付き釘Ｎのサイズの識別を容易に行うことができ、また施工後に雨漏れしても、釘Ｎからの鉄イオンの溶出を防止するため、木材中に含まれるタンニン等の有機物と溶出した鉄イオンが反応して、木材が黒く変色する問題も解決できる。

本発明に係る釘Ｎに用いる金属線としては、ＳＷＲＭ１０Ｋ〜ＳＷＲＭ２２Ｋ（軟鋼線材：ＪＩＳ Ｇ ３５０５）を冷間伸線した線が一般的であるが、その用途により、十分な強度を必要とする場合は、ＳＷＲＨ２７〜ＳＷＲＨ４２Ｂ（硬鋼線材：ＪＩＳ Ｇ ３５０６）にも適用できる。

釘Ｎを着色塗装する場合に用いる着色塗料としては、地球環境の汚染を防止する観点から、ダイオキシン類の発生源となる塩素を含まない環境に優しいアクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂からなるバインダーと着色剤としての顔料を有機溶媒中に含有させたものが好適である。

また本発明に係る釘Ｎは、釘の種類及び材質には制限なく、また釘頭部側ａの形状と大きさ、本体軸部１ｏの断面形状と長さ及び先端部１ｂの形状、寸法についても制約はない。

次に、本発明に係る釘Ｎ及び従来の釘（太め鉄丸釘）の板割れの有無を調べるために行なった剪断試験について以下に説明する。

剪断試験に使用する板材の試験体としては、図１６の(a) に示すような３本の長尺状木材（試験体作製用板材）Ｍを夫々長さ方向にＩ区分〜Ｖ区分の５区分に切断し、各区分の３つの切断片ａ，ｂ，ｃによって試験体No.1〜No.5を同図の(b) に示すように形成する。各試験体No.1〜No.5は、同図の(b) 及び(c) に示すような両側の端材ａ，ｃと中材ｂとの３枚の板材（切断片）ａ，ｂ，ｃからなるもので、各板材ａ，ｂ，ｃの厚みｔは３８ｍｍ、長さＬｏは３００ｍｍ、幅Ｔは８８ｍｍとする。そして同図の(b) 及び(c) に示すように、各試験体No.1〜No.5の３枚の板材ａ，ｂ，ｃを重ね合わせると共に、中材ｂを両端材ａ，ｃよりも所定長さだけ上方へ突出させた状態で、両方の端材ａ，ｃから夫々本発明に係る釘Ｎを４本打ち込み、(c) に示す状態とする。しかして、図１６の(c) に示す状態から各試験体No.1〜No.5の中材ｂの上端に荷重Ｆをかけて、中材ｂを実線図示位置から仮想線図示位置まで押下することにより、釘Ｎの剪断試験を行った。

表−1 は、本発明に係るリング付き釘Ｎの剪断試験結果を示し、その剪断試験における荷重−変位量の関係を表すグラフを図１７に示す。また表−２は、従来の釘（太め鉄丸釘：ＣＮ９０）の試験結果を示し、その剪断試験における荷重−変位量の関係を表すグラフを図１８に示す。

尚、３本の長尺状木材Ｍを長さ方向にＩ区分〜Ｖ区分に５等分し、各Ｉ〜Ｖ区分ごとの３つの切断片ａ，ｂ，ｃによって試験体No.1〜No.5を形成したのは、同じ樹種の同じ木材でもその年輪によって板割れの頻度が変化することから、本発明に係るリング付き釘Ｎの剪断試験と、従来の釘の剪断試験を同じ条件、即ち 同じ樹種、同じ木材、同じ年輪部分で行なう必要があるからである。

以上のような釘の剪断試験結果から、本発明に係る釘Ｎによれば、表−１及び図１７に示すように、木材に打ち込んだ時に板割れを起こすことが無く、しかも剪断耐力が大きいため、釘が曲がったり、折れたりすることが無いことが分かった。これに対して、従来の釘（太め鉄丸釘：ＣＮ９０）の場合は、表−２及び図１８に示すように、板割れを頻繁に起こし、また緊結力が低下することが分かった。

本発明に係る釘の製造方法を概略説明する説明図である。 (a) 〜(d) は製釘工程を説明する説明図である。 (a) 〜(d) は転造工程を説明する説明図である。 (a) 〜(d) は切断装置の各歯体を詳細に示したもので、(a) は先端側から見た正面図、(b) は平面図、(c) は(a) のＸ−Ｘ線断面図、(d) は側面図である。 切断装置の両歯体の開閉状態を示すもので、(a) は両歯体が開の状態を示す説明図、(b) は両歯体が閉じて金属線を切断した状態を示す説明図である。 ダイス装置の各ダイスを示すもので、(a) は先端側から見た正面図、(b) は平面図、(c) は(b) のＹ−Ｙ線断面図である。 (a) は先端面に網目模様が施されたパンチの端面図、(b) は先端面が平滑面であるパンチの端面図、(c) はパンチの側面である。 (a) は転造手段の固定側プレートと摺動側プレートとを示す平面図、(b) は (a)のＺ−Ｚ線断面図である。 (a) は図８の(a) のＬ−Ｌ線断面図、(c) は図８(a) のＫ−Ｋ線拡大断面図である。 本発明方法により製造された釘を示し、(a-1) は比較的大きなサイズの釘の側面図、(a-2) は釘頭部の先端面に網目模様を形成した釘の端面図、(a-3) は釘頭部の先端面が平滑な釘の端面図、(b-1) は比較的小さいサイズの釘の側面図、(b-2) は釘頭部の先端面に網目模様を形成した釘の端面図、(b-3) は釘頭部の先端面が平滑な釘の端面図である。 (a-1) は図１０の(a-1) 及び(b-1) の矢印Ｊａで示される釘の釘頭部側部分の拡大図であり、(a-2) は(a-1) の矢印Ｈａで示される部分の拡大断面図であり、(b-1 )は図１０の(a-1) 及び(b-1) の矢印Ｊｂで示される釘の釘先端部側部分の拡大図、(b-2 )は(b-1) の矢印Ｈｂで示される部分の拡大断面図である。 転造手段の他の実施形態を概略的に示す説明図である。 本発明に係るサイズの異なる種々の釘を示し、(a) 〜(d) は夫々、釘の全体側面図と、釘頭部の先端面に網目模様を施した場合の釘頭部の端面図と、釘頭部先端面が平滑面である場合の釘頭部の端面図を並べて示したものである。 従来の釘の製造工程図である。 本発明に係るリング部付き釘の製造工程図である。 (a) は試験体切り出し用木材を長さ方向にＩ区分〜Ｖ区分の５等分にする状態を示す斜視図、(b) は各試験体No.1〜No.5を示す斜視図、(c) は各試験体No.1〜No.5の拡大断面図である。 本発明に係るリング部付き釘の剪断試験における荷重−変位量の関係を示すグラフである。 従来の釘の剪断試験における荷重−変位量の関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 釘ブランク
１ｏ 本体軸部
１ａ 釘頭部
１ｂ 釘先端部
Ｒ リング部
Ｒａ 釘頭部側に向かって緩い下り勾配状の斜面
Ｒｂ 釘先端部側に向かって急な下り勾配状の斜面
Ｖ 谷底部
ＲＧ１ 釘頭部側のリング部群
ＲＧ２ 釘先端部側のリング部群
ＲＧ３ 中間部側のリング部群
４ ダイス装置
４ａ，４ｂ ダイス
５ パンチ
８ 切断装置
８ａ 歯体
９ パンチング装置
１０ 金属線
Ｎ 釘
Ｂ１，Ｂ２ 転造手段
１４ａ，１４ｂ リング形成用プレート

Claims (1)

1. 本体軸部の釘頭部側及び釘先端部側に、リング部が軸方向一定ピッチで断面三角山形に形成されると共に隣り合う三角山形のリング部間に釘ブランクの径より小径で軸方向と平行な谷底部が形成されてなるリング部群を設け、このうち、釘頭部側のリング部群の各三角山形リング部は、釘頭部側に向かって緩い下り勾配状の斜面と、釘先端部側に向かって急な下り勾配状の斜面とからなり、釘先端部側のリング部群の各三角山形リング部は、釘先端部側に向かって緩い下り勾配状の斜面と、釘頭部側に向かって急な下り勾配状の斜面とからなる釘。

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