WO2014024314A1

WO2014024314A1 - 釘の連結体

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Publication number: WO2014024314A1
Application number: PCT/JP2012/070534
Authority: WO
Inventors: 正年大内; 幸枝林; 三郎杉田; 功花沢
Original assignee: 郡山チップ工業株式会社
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-13
Also published as: CA2867921A1; EP2833005A1; WO2014024314A9; US20150139753A1; CN104379948A

Abstract

定間隔に並列された多数の釘の各軸部が、その軸線方向に離間した２箇所で、その釘に交差する二本のワイヤにそれぞれ溶接により、互いに連結された釘の連結体において、そのワイヤの直径が前記釘の直径に比べて十分小さく、その釘の軸部外周には、溶接部の位置で、その軸線方向に沿う縦リブが突設形成され、その釘の縦リブに、二本の各ワイヤの外面がそれぞれ溶接されたことを特徴とする釘の連結体である。

Description

釘の連結体

　本発明は、釘（スクリュー釘も含む）を連続して打つことができる釘打機に装填して使用する釘の連結体に関し、特に釘打機と金属線（以下、ワイヤとも称す。）との溶接部の信頼性を高めた釘の連結体に関する。

　従来、釘の多数本が、ワイヤ（金属線）にその軸部が溶接により連結されて並列保持されてなる釘の連結体が提供されている（例えば、特許文献１および２参照）。
　特許文献１に記載の「スクリューリング釘およびその連結体」は、スクリュー釘の軸線方向の一部に軸線に直交するリング加工を上下二つ設ける。そして、その軸韓方向に互いに離間して多数のリングを形成し、そのリングを引抜方向に逆目となる係止歯とし、そこに二本のワイヤをそれぞれ溶接して、ワイヤ溶接部の強度を高めたものである。
　次に、特許文献２に記載の「スクリュー釘連結体」は、釘の全長にスクリュー部が存在し、そのスクリューの突出条を避けて、そこに二本のワイヤを溶接するものである。

　また、溶接強度を高めるため、量産されている市販の連結釘は、図１１（Ａ）の如く形成されている。即ち、軸部２の一端に頭部を有し、他端に鋭利な先端部を有する。そして軸部２の外周に４条ネジ～５条ネジからなるスクリュー部７を設ける。その軸部２の上下に離間して、そのスクリュー部７の存在しない断面円形部１１を形成し、同図（Ｂ）に如く、その断面円形部１１においてのみワイヤ３と接触させ、その接触部に溶接部４を形成するものである。

実用新案登線第３１４７２０９号公報実用新案登線第３１１８９１０号公報

　特許文献１に記載の釘は、その軸都の２箇所に多数のリングを設け、そのリング部でワイヤと抵抗溶接により溶接したものである。この釘の連結体は、釘の連結体とワイヤ（金属線）との溶接強度が極めて高く好ましいものである。これは、ワイヤとの溶接部が各リング間の溝に食い込み、溶接強度を高めているものと推測される。
　しかしながら、この釘の連結体の釘は、釘の打ち込みに際して、各リング部間の谷部（溝）に応力が集中し、曲げに対して弱く、座屈したり、その部分で折れたりする課題があることが判明した。

　また、スクリュー釘における螺旋リブ部分に直接ワイヤを溶接した場合、溶接部の溶接強度が極めて弱いか、溶接できないことが生ずる。このスクリュー釘は、線材の外周を転造によって成形したものである。
　このようなスクリュー釘の軸部を二本のワイヤに、抵抗溶接すると、それが一方のワイヤ３で理想的な溶接部を構成したとしても、螺旋状のリブのため、他方のワイヤでは、リブを外れ、溶接が不完全になる。また、リブとワイヤとの溶接長さも短く、結果として溶接強度が小さくなる。

　次に、断面円形部にワイヤが溶接されている市販釘の連結体は、次の問題点がある。
　釘の連結体を釘打ち機のマガジンに収納し、釘打ち機のトリガーを引くとワイヤが釘から分離し、釘打ち機を使用する作業者側に飛び跳ねる欠点がある。これは、釘とワイヤとの溶接強度が弱いことに基づく。最も弱い場合には、釘打ち機から釘が飛び出した瞬間にワイヤが分離する。これは連結釘が釘打ち機から飛び出すとき、先ずワイヤが各釘間で切断される。その切断のための外力がワイヤに加わったとき、溶接部が分離するものである。

　次に、釘打ち機から発射されたとき、釘にワイヤが存在していても、それが合板等の木材に打ち込まれるとき、合板との抵抗によりワイヤが釘から分離する場合もある。
　これらはいずれもワイヤと釘との溶接部の強度が十分でないことによる。これは、溶接の際、溶接部が広がると溶接電流が各部に分散し、金属の溶融に十分な溶接熱が発生しないからと、推測される。これは釘の直径と、ワイヤの直径と著しく違うことに基づく。例えば、釘は直径３ｍｍ程度であるのに対して、ワイヤの直径は、０．７ｍｍ程度である。溶接時にワイヤが軟化して溶接部が偏平になると、ワイヤと釘との接触面が大きくなる。すると先ず、電流が分散して、溶接の各部の電流密度が小さくなり、金属が溶融しにくくなる。それと共に、発生した熱が釘側に分散して、温度上昇が抑えられるからである。
　そこで本発明は、ワイヤと釘との溶接強度を十分にするために、電流密度を大きくすると共に、発熱が針側に逃げることを可及的に防止する工夫を発案した。さらに、特許文献１の欠点である座屈に対する強度を十分に持たせた釘の連結体を提供するものである。

　前記課題を解決するため、本発明の請求項１の釘の連結体は、頭部、軸部および尖鋭の先端部で構成されてなる釘の多数本が、金属線にその軸部が溶接により連結されて並列保持されてなる釘の連結体において
　その金属線の直径が前記釘の軸部の直径に比べて十分小さく、
　その釘の軸部外周の溶接部位置には、その軸線方向に沿う複数の縦リブを突設した縦リブ部が形成され、
　釘は軸部の該縦リブ部において金属線に溶接され連結されていることを特徴とする。

　この構成により、各釘は、縦リブ部の縦リブにおいて金属線に溶接されて連結されているので、その縦リブの位置にのみ溶接電流が集中して、金属を集中的に溶融して強固な溶接部が形成できる。これは、平滑な円形部で溶接される従来の連結釘の連結体に比べて、溶接の電流密度が高くなり、溶接部をより高温に維持して、釘及び金属線の溶融を促し、溶接を強固にし、溶接部の信頼性を向上させる。また、これは釘の外面に突出する縦リブの存在により、溶接熱が釘側に逃げにくくなるからでもある。それにより釘を木材に打ち込むとき、金属線が分離して飛び跳ねることを防止し、安全性の高い釘の連結体となる。

　また、本発明の請求項２の釘の連結体は、前記釘が、軸部にスクリューが形成されたスクリュー釘であることを特徴とする。
　この構成により、スクリュー釘であっても縦リブが形成された縦リブ部において金属線に溶接して連結されているので、前記同様にスクリュー釘は強固な溶接で連結される。

　また、本発明の請求項３の釘の連結体は、前記縦リブ部が、軸部の軸線方向に離間した２箇所に形成され、前記金属線は２本が平行し、釘は、一方の縦リブ部において一方の金属線に、他方の縦リブ部において他方の金属線に、溶接されて連結されていることを特徴とする。
　この構成により、各釘は、軸部の離間した２箇所の縦リブ部で、それぞれの金属線に溶接により連結されているので、前記のように溶接部が強固であるのに加え二本の金属線に連結されているので、さらに強固な連結となり信頼性はさらに向上する。また、連結された釘は、正確な姿勢に保持される。

　また、本発明の請求項４の釘の連結体は、前記縦リブ部の縦リブが、螺旋状に形成されていることを特徴とする。
　また、本発明の請求項５の釘の連結体は、前記縦リブ部の螺旋状の縦リブが、Ｘ字状に交差して形成されていることを特徴とする。
　縦リブ部の縦リブは、螺旋状であったり、Ｘ字状に交差していても、請求項１と同様の作用、効果を奏する。
　なお、ここで螺旋状とは、縦リブを釘の軸線に対して斜めに傾斜させたものも含む意味である。

　また、本発明の請求項６の釘の連結体は、前記螺旋状に形成された複数の縦リブから選択された縦リブとスクリュー釘のスクリューのリブとが連続することを特徴とする。
　この構成により、釘の座屈強度をより高めることができ、且つ製造も容易となる。

　また、本発明の請求項７の釘の連結体は、前記軸部の溶接部の位置に、軸部の軸線に交差する環状の横リブが軸方向に離間して形成され、前記縦リブ部は該横リブ間に縦リブが形成されて設けられていることを特徴とする。
　この構成においても、縦リブによって釘の座屈強度を高め、且つ溶接部の強度を高めることができる。

　また、本発明の請求項８の釘の連結体は、前記溶接部の縦リブ部が、軸部の軸線方向に沿う縦リブと縦溝とが、交互に複数配置され、釘は該縦リブ部の複数の縦リブにおいて金属線に溶接され連結されていることを特徴とする。
　この構成により、軸部の周方向に離間した少なくとも二つの縦リブの位置で金属線に溶接される。従って、軸部の周方向に離間した少なくとも二つの縦リブの位置で、溶接電流が集中して、金属が集中的に溶融して、金属線軸線方向での溶接長さが長くなり、強度の高い確実な溶接部を形成できる。

　また、本発明の請求項９の釘の連結体は、前記縦リブ部の縦溝は、軸部の全外周に渡り、深さの浅い第１縦溝と、それより深い第２縦溝とが、その周方向に交互に配置され、
　各縦リブ間のピッチが、軸部の全周に渡り、溶接部の金属線軸方向の長さＬの１／３以下に形成されていることを特徴とする。
　この構成により、軸部周方向の少なくとも三つの縦リブの位置で金属線との溶接が可能となり、且つ深い第２縦溝の両側で溶接部を形成できるので、金属線軸線方向の溶接部が長く、且つ強度の高い溶接部が形成できる。そして、電流密度の向上と、釘側への放熱の抑制により、溶融を促進して強度の高い溶接部を形成でき、溶接部の信頼性を向上できる。

　さらに、本発明の請求項１０の釘の連結体は、溶接部における最も深い縦溝の深さが、各釘の軸部の全外周に渡り、溶接部の厚さＶの１／３～１倍であり、且つその深い縦溝間のピッチが、軸部の全周に渡り、その溶接部の金属線軸線方向の長さＬの１／２以下に形成されていることを特徴とする。
　この構成により、深い縦溝を溶接部で完全に埋めることができ、溶接部の金属線軸線方向の長さＬの全長に渡り連続した溶接部を形成でき、強固な溶接部を形成できる。

　なお、本発明で溶接深さＶとは、図２、図１２に示す、縦断面において、金属線の外周線と、釘の軸部の食い込み線との間の距離をいう。その深さＶは、図２に示す通りである。
　また、金属線の軸線方向における溶接長さは、図２においてＬで示す。これは金属線と軸部とが完全に溶接されている長さである（図１２参照）。

　本発明の釘の連結体によれば、次のような効果を奏する。
（１）各釘は、縦リブ部の縦リブにおいて金属線に溶接されて連結されているので、その縦リブの位置にのみ溶接電流が集中して、金属を集中的に溶融して強固な溶接部を形成する。これは、平滑な円形部で溶接される従来の釘の連結体に比べて、溶接の電流密度が高くなり、溶接部をより高温に維持して、釘及び金属線の溶融を促し、溶接を強固にし、溶接部の信頼性を向上させる。また、これは釘の外面に突出する縦リブの存在により、溶接熱が釘側に逃げにくくなるからでもある。それにより釘を木材に打ち込むとき、金属線が分離して飛び跳ねることを防止し、安全性の高い釘の連結体となる。
（２）スクリュー釘であっても縦リブが形成された縦リブ部において金属線に溶接して連結されているので、前記同様に釘は強固な溶接で連結される。

（３）各釘は、軸部の離間した２箇所の縦リブ部で、それぞれの金属線に溶接により連結されているので、前記のように溶接部が強固であるのに加え二本の金属線に連結されているので、さらに強固な連結となり信頼性はさらに向上する。また、二本の金属線に保持されるので、釘の姿勢が安定する。
（４）縦リブ部の縦リブは、螺旋状であったり、Ｘ字状に交差していても、前記（１）と同様の作用、効果を奏する。
（５）溶接部の螺旋状に形成された複数の縦リブから選択された縦リブとスクリュー釘のスクリューのリブとが連続しているので、釘の座屈強度がより高くなり、且つ製造も容易となる。

（６）軸部の溶接部の位置に、軸部の軸線に交差する環状の横リブが軸方向に離間して形成され、縦リブが該横リブ間に形成して設けているので、縦リブによって釘の座屈強度が高く、且つ溶接部の強度も高い。

　（７）溶接部の縦リブ部が、軸部の軸線方向に沿う縦リブと縦溝とが、交互に複数配置され、釘は該縦リブ部の複数の縦リブにおいて金属線に溶接され連結されているので、釘は、軸部の周方向に離間した少なくとも二つの縦リブの位置で溶接される。従って、軸部の周方向に離間した少なくとも二つの縦リブの位置で、溶接電流が集中して、金属が集中的に溶融して、金属線軸線方向での溶接長さが長くなり、その結果、溶接部の強度を高めることができる。

（８）前記縦リブ部の縦溝は、軸部の全外周に渡り、深さの浅い第１縦溝と、それより深い第２縦溝とが、その周方向に交互に配置され、
　各縦リブ間のピッチが、軸部の全周に渡り、溶接部の金属線軸方向の長さＬの１／３以下に形成されているので、軸部周方向の少なくとも三つの縦リブの位置で金属線との溶接が可能となり、且つ深い第２縦溝の両側で溶接部を形成できるので、金属線軸線方向の溶接部が長く、且つ強度の高い溶接部となる。そして、電流密度の向上と、釘側への放熱の抑制により、溶融を促進して強度の高い溶接部を形成でき、溶接部の信頼性が高い。

（９）溶接部における最も深い縦溝の深さが、各釘の軸部の全外周に渡り、溶接部の厚さＶの１／３～１倍であり、且つその深い縦溝間のピッチが、軸部の全周に渡り、その溶接部の金属線軸線方向の長さＬの１／２以下に形成されているので、深い縦溝を溶接部で完全に埋めることができ、溶接部の金属線軸線方向の長さＬの全長に渡り連続した溶接部を形成でき、強固な溶接部となる。

本発明の第１の実施の形態を示す釘の連結体の正面図である。釘の連結体における軸部とワイヤとの溶接部の説明図である。本発明の第２の実施の形態を示す釘の連結体の正面図である。釘の軸部の縦リブ部の形状を例示（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）する断面図である。本発明の第３の実施の形態を示す釘の連結体の正面図（Ａ）及び釘とワイヤとの連結状態を示す断面説明図（Ｂ）である。本発明の第３の実施の形態の変形例を示す釘の連結体の正面図である。本発明の第４の実施の形態を示す要部正面図である。本発明の第５の実施の形態を示す要部正面図である。本発明の第５の実施の形態の変形例を示す要部正面図である。釘の連結体の製造方法の一例を示す説明図である。従来の釘の連結体を示す正面図（Ａ）および釘とワイヤとの連結状態を示す断面説明図である。本発明の釘とワイヤの溶接部を、ワイヤの軸線方向に平行な断面で切断した縦断面図である。図１２の中心線で切断したワイヤの軸線に直交する溶接部の断面図である。比較例（従来例）の釘とワイヤの溶接部を、ワイヤの軸線方向に平行な断面で切断した縦断面図である。図１４の中心線で切断したワイヤの軸線に直交する溶接部の断面図である。本発明の釘の連結体の図１２におけるワイヤに平行な直線ｎを１３等分し、その各点近傍におけるビッカーズ硬度を、比較例のそれと比較したものである。本発明の釘の連結体の図１３における縦の中心線における（１）～（１２）（丸円柱の番号）を１２等分し、その各点近傍におけるビッカーズ硬度（まる印）を、比較例と比較し（四角印）したものである。釘とワイヤとの溶接（接合）強度の実験説明図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
　図１は、本発明の第１の実施の形態を示す釘の連結体の正面図、図２は、金属線（ワイヤ）と釘との溶接部の説明図である。

　図１に示す釘の連結体は、頭部、軸部２および尖鋭の先端部で構成される釘１の複数本が、ワイヤ３にその軸部２が溶接４により連結されて並列保持されてなり、そのワイヤ３の直径が前記釘１の軸部２の直径に比べて十分小さく、その釘１の軸部２外周の溶接部４位置には、その軸線方向に沿う複数の縦リブ６ａを突設した縦リブ部６が形成され、釘１は軸部２の該縦リブ部６においてワイヤ３に溶接４され連結されている。

　縦リブ部６においてワイヤ３と溶接すると、その縦リブ６ａの位置にのみ溶接電流が集中して、金属を集中して溶融して強固な溶接部４を形成する。平滑な円形部で溶接する従来の連結釘に比較して、溶接の電流密度が高くなり、溶接部４をより高温に維持して、釘１及びワイヤ３の溶融を促し、溶接を強固にする。これは釘１の軸部２の外面に縦リブ６ａが突出すると、溶接熱が釘１側に逃げにくくなるからでもある。

　この第１の実施の形態では、前記縦リブ部６は、軸部２の軸線方向に離間した２箇所に形成され、前記ワイヤ３は２本が平行し、釘１は、一方の縦リブ部６において一方のワイヤ３に、他方の縦リブ部６において他方のワイヤ３に、溶接されて連結されている。即ち、各釘１は、２本のワイヤ３に溶接され保持されている。
　釘１は、１本のワイヤ３に溶接により連結してもよいが、連結された釘１の姿勢が不安定になる。平行する２本のワイヤ３に、離間する２箇所の縦リブ部６で溶接により連結すると、連結した釘１の姿勢が安定し、常に正確に姿勢が保持されるので好ましい。３本以上のワイヤ３に連結しても釘１の姿勢は安定するが、２本でも３本以上でも効果の向上に変化は少なく、ワイヤ３の数が増加するので不経済となるし、釘打機で打ち込む際にワイヤを切断する負荷が増大するので好ましくない。２本のワイヤ３とするのが好ましい。
　本例では、ワイヤ３の直径は、一例として０．７ｍｍ程度であり、釘１の軸部２の直径は、一例として２．５ｍｍ～３．５ｍｍ程度である。ワイヤ３は比較的柔らかい鋼線の外周に電導性を増すためのメッキが施されている。ワイヤ３の断面は円形である。

　本実施の形態では、釘１の軸部２の縦リブ６ａは、断面円形の軸材の外周に転造により形成される。本例では、図２に示す如く、転造によって軸部２の外周に比較的深い（０．１８ｍｍ～０．２ｍｍ程）縦溝５ａと、比較的浅い（０．０５ｍｍ～０．０８ｍｍ程）縦溝５ｂが交互に形成される。これは転造の際、深い縦横５ａが定間隔に形成されると、その両側に金属材料が移動して縦リブ６が形成されることに基づく。そして、縦リブ６の両側に浅い縦溝５ｂと深い縦溝５ａが形成されるものである。図２に示す如く、浅い縦リブ６間のピッチＰ１は短く、深い縦リブ６間のピッチＰ２は長い。なお、図２の釘の縦リブに代えて、後述するように図４（Ａ）～（Ｅ）、図５（Ｂ）のように、滑らかな波形の縦リブと縦溝とを形成してもよい。
　縦リブ部６の縦リブ６ａの形状は、前記に限定されるものではなく、種々の変形が許容される。図４（Ａ）～（Ｅ）に縦リブの形状を例示する。

　図２に示す縦溝５ａ、５ｂと縦リブ６ａの構成によれば、溶接部４では、図２に示すように複数の縦リブ６ａがワイヤ３と接触し、その縦リブ６ａの全てが溶融して、ワイヤ３に溶接される。縦リブ６ａの位置で電流が集中し、それが溶解されるからである。従って、ワイヤ３と接触する複数の縦リブ６ａ間に亘り溶接されるので釘１の軸部２とワイヤ３との溶接長さＬは、ワイヤ３の軸線方向に長くなり、強固となる。即ち、軸部２とワイヤ３とが接触する部分は、全て溶接される。

　図３は、本発明の第２の実施の形態を示す釘の連結体の正面図である。この第２の実施の形態は、釘１がスクリュー釘の場合である。
　本例では、軸部２の外表面には軸方向の２箇所を除き、スクリュー７が形成されている。符号７ａは、スクリュー７のリブである。そして、軸部２の軸線方向の中間部二箇所においてリブ７ａの存在しない部分があり、そこに縦リブ６ａが多数形成されている。この例では、縦リブ６ａは軸部２の軸線に平行に形成されている。そしてその縦リブ６ａの部分において、ワイヤ３が抵抗溶接（電気溶接）により接合され、各釘１どうしがワイヤ３で連結される。他は前記図１に示す第１の実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。
　このようにスクリュー釘１であっても、縦リブ６ａが形成された縦リブ部６においてワイヤ３に溶接されて連結されているので、前記第１の実施の形態と同様にスクリュー釘１は、強固な溶接で連結される。

　また、前記軸部２の縦リブ部６の縦リブ６ａは、軸部２の軸線方向に平行して形成されているが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形が許容される。
　図５は、縦リブ６ａを螺旋状に形成した実施の形態を示し、図７は、螺旋状に形成した縦リブ６ａが、Ｘ字状に交差して形成されている実施の形態を示す。
　縦リブ６ａが螺旋状に形成されても、Ｘ字状に交差して形成されても、前記第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏する。
　なお、ここで螺旋状とは、縦リブ６ａを釘１の軸線に対し斜めに傾斜させたものも含む意味である。

　スクリュー釘１において、縦リブ６ａを螺旋状とした場合には、図６に示すように、螺旋状に形成した複数の縦リブ６ａから選択された縦リブ６ａとスクリュー釘１のスクリュー７のリブ７ａとを連続して形成するのが好ましい。これによりスクリュー釘１の座屈強度を高めることができ、且つ製造も容易となるからである。

　また、図８は、軸部２の溶接部の位置に、軸部２の軸線に交差する環状の横リブ８が軸方向に離間して形成され、前記縦リブ６ａは、該横リブ８、８間に縦リブ６ａが形成されている実施の形態を示す。
　図９は、前記図８に示す実施の形態の変形例を示し、縦リブ部６と軸部２との連続する部分において、図８では頭部（上方）側だけリング傾斜面が存在するのに対し、図９では釘１の頭部側と先端側の両側に存在するものである。
　この構成においても、縦リブ６ａによって溶接を強固にし、溶接部の強度を高めることができ、且つ縦リブ６ａによって座屈強度を高めることができる。

　次に、釘の連結体の製造方法に一例を図１０について説明する。図１０は、釘の連結体の製造方法を示す説明図である。
　釘１とワイヤ３との溶接は、専用の電気抵抗溶接機で、図１０に示す如く行われる。
　一例として直径２５０ｍｍ程度の釘フィーダ１０の外周に、一例として中心に対して２度の間隔で多数の釘１が保持されて、それが釘フィーダ１０の中心のまわりに大きく回転する。
　また、一例として直径１００ｍｍ程のワイヤフィーダ９の外周にワイヤ３が導かれ、そのワイヤフィーダ９が回転する。そしてワイヤフィーダ９と釘フィーダ１０との最接近位置において、釘１の軸部２とワイヤ３とが圧接されると共に、そこで電気抵抗溶接される。即ち、ワイヤフィーダ９と釘フィーダ１０との間に電位差を与えると共に、ワイヤフィーダ９及び釘フィーダ１０自体は冷却状態に維持する。そして釘フィーダ１０とワイヤフィーダ９との最接近位置で電気抵抗溶接する。
　このときワイヤ３の直径は、一例として０．７９ｍｍである。その断面積は０．４９ｍｍ^２になる。そして、釘１及びワイヤ３が釘フィーダ１０及びワイヤフィーダ９に連続的に供給され、釘の連結体が製造される。
　なお、ワイヤ３は紙面直交方向に２本互いに離間して配置され、二箇所において釘１の軸部２に溶接される。

　次に、図１および図３に示す本発明の釘の連結体（以下、本発明の連結釘と称す。）と図１１に示す従来の釘の連結体（以下、比較例の連結釘と称す。）とを比較して説明する。図１２に示す比較例の連結釘は、釘１の軸部２の周面が平滑な円形部１１でワイヤ３と溶接により連結されたものである。

　〔本発明の連結釘と比較例の連結釘の溶接断面〕
　図１２乃至図１５は、連結釘の溶接部における断面を示し、図１２は本発明の連結釘のワイヤ３の軸線方向に平行な断面で切断した溶接部の縦断面図、図１３は、図１２の中心線上で切断し、そのワイヤ３の軸線に直交した溶接部の断面図、図１４は、比較例の連結釘の図１２に対応する溶接部の断面図、図１５は、比較例の連結釘の図１３に対応する溶接部の断面図である。いずれも溶接部の拡大写真から忠実に模して作図したものである。

　〔本発明の連結釘と比較例の連結釘との比較〕
　先ず、ワイヤ３の軸線に平行な断面の溶接部である本発明の連結釘の図１２と、それに対応する比較例の図１４とを比較する。
　本発明の連結釘は、図１２から明らかなように、溶接部以外の部分では、その断面外周に多数の溝の深い縦溝５ａと溝の浅い縦横５ｂとが交互に配置され、それらの間に縦リブ６ａが突設されている。しかし、その溶接部では、その縦リブ６ａが全て溶融して、滑らかな曲線を形成する。縦リブ６ａの位置で電流が集中し、それが溶解したものである。
　釘１の軸部２とワイヤ３との溶接長さは、ワイヤ３の軸線方向において約２ｍｍ程である。そして、軸部２とワイヤ３とが接触する部分は全て溶接されている。

　これに対し、比較例の連結釘を示す図１４では、その断面円形部１１の外周は、殆ど元の円形状を保ち、溶融が極めて小さい。そして、図１４において、軸部２とワイヤ３との接触部の右端には明確な黒い直線が現れ、ここに非溶接部がある。そのため、ワイヤ３の軸線方向における実質的な溶接長さは比較例の連結釘の場合、１．７ｍｍ程である。

〔溶接部横断面の比較〕
　次に、図１３は本発明の連結釘の図１２における中心線で切断し、ワイヤ３の軸線に直交な断面である。それに対応する比較例の連結釘の断面は図１５である。
　なお、図１３及び図１５は、共にワイヤ３の外周が偏平に形成されている。これはワイヤ３と軸部２とを押圧状態で溶接するとき、その溶接電流により軟化し、加圧力で偏平に変形されるからである。
　その偏平な変形断面を両者比較すると、本発明の図１３では、そのワイヤ３と釘との溶接部が円弧状に形成されている。その円弧の曲面の分だけ、軸部２とワイヤ３との溶接の断面線が長く形成されている。且つ、その偏平方向両端においても溶接部がしっかりと形成されている。この理由は、釘の表面が溶融し、ワイヤ３がその溶融部に進入したためである。即ち、本発明では溶接の際、釘側の放熱が抑えられている。

　これに対して、比較例の図１５では、釘１とワイヤ３との溶接面が平坦に形成され、断面における溶接長さは本発明に比べて短い。これは、釘側への放熱が大きく、釘の溶融が少ないことによる。それと共に、図１５から明らかなようにワイヤ３の両端部と軸部２との境には黒い線が現れ、そこに末溶接部がある。
　従って、従来品では連結釘の打ち込みの際、この未溶接部に応力集中が起こり、ワイヤ３と軸部２とが分離し易いことが判る。

〔溶接部近傍の硬度比較〕
〔縦断面の比較〕
　図１６は、本発明および比較例のワイヤ３に平行な断面（図１２，図１４）の溶接部及びその近傍における水平方向のピッカース硬度の比較である。丸印が本発明の各位置のビッカース硬度を示し、四角印が比較例のそれを示す。
　これは、本発明では図１２において、矢印１の点から中心線１１の点までを１３等分に分割し、図１４において、矢印１から１３までの、各点の近傍における硬度を測定したものである。なお、図１６の各測定点の位置は表１の通りである。

　表１の（Ａ）は本発明の各測定点のＸ座標、Ｙ座標、及びそのピッカース硬度を示し、（Ｂ）は比較例のそれらを示す。Ｘ座標は、図１２及び図１４において、丸で囲んだ１～１３の矢印端を１３等分し、各分割点を水平方向にＸ座標として１～１３とし、その直線に直交する深さをＹ座標とする。この、Ｙ座標を設けたのは、測定の都合上、各測定点を直線上で測定するのが困難であったため、溶接の深さ方向（Ｙ軸）を指定したものである。なお、本発明ではＸ座標を図１２では、点１～点１１を左から右に示し、比較例では、図１４で、右から左に各点を示す。図１２と図１４とは、一方が中心線の左側であり他方が右側であるが、その中心線の右側と左側とは略対称であるので問題はない。

　その理由は、表にない適宜な複数点をサンプル的にとって測定した結果、中心線の左右で硬度の値が略同じであるからである。図１６において本発明と比較例のそれとを比較すると次のことが判る。
　本発明では、溶接部以外の位置でワイヤ３の硬度は略一定であり、溶接部において硬度が高くなる。
　これに対し、比較例の連結釘では、溶接されていない位置においてワイヤ３の硬度が高い各点が存在する。ワイヤ３の硬度が高くなると脆くなり、釘打機による打込み時に破損するおそれがある。
　なお、Ｙ座標においてマイナス（－）の符号は各直線より下方側を示す。

〔横断面の硬度比較〕
　次に図１７は、本発明の図１３及び比較例の図１５において、探さ方向に矢印１の点から矢印１２、矢印１の点から矢印１５の点を、１２分割、１５分割し、各点のビッカーズ硬度を測定したものである。
　本発明の丸印の曲線と、四角印の比較例の曲線とは、ほぼ同一であった。なお、各測定点は、縦の分割の各点をY座標とし、そのY軸から水平方向に移動した位置をＸ座標とする。Ｘ座標のマイナス（－）はY軸の左側を示し、＋は右側を示す。

　〔ワイヤ剥離強度の比較〕
　次に、図１８はワイヤ剥離強度の実験説明図である。
　この例では、釘１の直径よりも僅かに大きい直径３．２ｍｍの孔２１を有する厚い鋼板２０を用意する。そして軸直径０．７９ｍｍの連結釘のワイヤの各釘間の中間部を切断する。ワイヤ３と釘１が略十字状に交差した状態で、その釘１の先端側を鋼板２０の孔２１に挿入する。そして、荷重計で釘頭を押圧し、その釘１からワイヤ３が分離するときの荷重値を測定する。
　比較例の連結釘と本発明の連結釘とを夫々５本用意し、夫々の荷重を比較した。その結果、比較例の連結釘のワイヤ剥離荷重は平均２８５．４８Ｎであり、本発明の平均では４３９．２１Ｎであった。両者を比較すると、本発明の剥離強度は比較例に比べて５割以上、強いことが判る。

　次に、図４（Ａ）～（Ｅ）および図５（Ｂ）に示すように縦リブ６ａおよび縦溝５の形状を種々変えた釘１を製作し、ワイヤ３との溶接実験をしたところ、いずれも前記第１および第２の実施の形態の連結釘と同様の効果を示し、釘１とワイヤ３は強固に溶接された。この縦溝５は、図２における深い縦溝５ａに相当し、縦リブ６ａは図２の浅い縦溝５ｂ間の凸部に相当する。

　１　釘
　２　軸部
　３　金属線（ワイヤ）
　４　溶接部
　５　縦溝
　５ａ　深い縦溝
　５ｂ　浅い縦溝
　６　縦リブ部
　６ａ　縦リブ

Claims

　頭部、軸部および尖鋭の先端部で構成されてなる釘の多数本が、金属線にその軸部が溶接により連結されて並列保持されてなる釘の連結体において
　その金属線の直径が前記釘の軸部の直径に比べて十分小さく、
　その釘の軸部外周の溶接部位置には、その軸線方向に沿う複数の縦リブを突設した縦リブ部が形成され、
　釘は軸部の該縦リブ部において金属線に溶接され連結されていることを特徴とする釘の連結体。
　前記釘は、軸部にスクリューが形成されたスクリュー釘であることを特徴とする請求項１記載の釘の連結体。
　前記縦リブ部は、軸部の軸線方向に離間した２箇所に形成され、前記金属線は２本が平行し、釘は、一方の縦リブ部において一方の金属線に、他方の縦リブ部において他方の金属線に、溶接されて連結されていることを特徴とする請求項１または２記載の釘の連結体。
　前記縦リブ部の縦リブは、螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の釘の連結体。
　前記縦リブ部の螺旋状の縦リブは、Ｘ字状に交差して形成されていることを特徴とする請求項４記載の釘の連結体。
　前記螺旋状に形成された複数の縦リブから選択された縦リブとスクリュー釘のスクリューのリブとが連続することを特徴とする請求項４または５記載の釘の連結体。
　前記軸部の溶接部の位置に、軸部の軸線に交差する環状の横リブが軸方向に離間して形成され、前記縦リブ部は該横リブ間に縦リブが形成されて設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の釘の連結体。
　前記溶接部の縦リブ部は、軸部の軸線方向に沿う縦リブと縦溝とが、交互に複数配置され、釘は該縦リブ部の複数の縦リブにおいて金属線に溶接され連結されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の釘の連結体。
　前記縦リブ部の縦溝は、軸部の全外周に渡り、深さの浅い第１縦溝と、それより深い第２縦溝とが、その周方向に交互に配置され、
　各縦リブ間のピッチが、軸部の全周に渡り、溶接部の金属線軸方向の長さＬの１／３以下に形成されていることを特徴とする請求項８記載の釘の連結体。
　溶接部における最も深い縦溝の深さが、各釘の軸部の全外周に渡り、溶接部の厚さＶの１／３～１倍であり、且つその深い縦溝間のピッチが、軸部の全周に渡り、その溶接部の金属線軸線方向の長さＬの１／２以下に形成されていることを特徴とする請求項８または９記載の釘の連結体。