JP2001003910A - 釘、およびこの釘を用いた接合構造と接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木材に確実に打ち込むことができ、作業効率
の向上を図ることができる釘と、この釘を用いた接合構
造と接合方法を提供する。 【解決手段】 下端部に形成された先鋭部１２と、上端
部に形成された頭部１３と、これら先鋭部１２と頭部１
３との間の軸部１４とからなる釘１０において、上記軸
部１４の下部の表面には、引抜抵抗を高めるため、周方
向に沿った環状の突条１５、１５…が複数設けられるこ
とにより凹凸が形成され、かつ、上記軸部１４の凹凸が
形成された部分より上方の表面はほぼ平滑に形成されて
いる釘１０と、この釘を用いた接合構造と接合方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材等を接合する
ための釘、この釘を用いた接合構造および接合方法に関
する。

【０００２】

【背景の技術】一般に、木質系のプレハブ住宅等にあっ
ては、壁や床あるいは屋根等を、合板等からなる木製パ
ネルによって施工する手段が実施されている。このよう
な木製パネルとしては、例えば図８に示す構造のものが
ある。図８に示す木製パネルＰは、縦横の框材１、２に
よって四角枠状に組まれた枠体３の内側に縦横の棧材
４、５を配して枠組６とし、さらに、これら棧材４、５
と框材１、２に囲まれた内部にグラスウール等の断熱材
（図示略）を充填するとともに、上記枠組６の表裏両面
もしくは片面（図においては両面）に、それぞれ合板か
らなる面材７、７を貼設したものである。

【０００３】上記のような木質パネルＰの枠組６を組み
立てる際、框材１，２や棧材４、５の接合のために釘が
用いられることがある。たとえば、図８の木質パネルＰ
では、框材１側から釘Ｋを打ち込むことで、框材１，２
は接合されている。従来、このような木質パネルの枠組
の組み立てに用いられる釘としては、たとえば、特開平
１０−３３１８２０号公報に開示されているような、軸
部の多くの部分に螺旋状の突条が形成されているスクリ
ュー釘が挙げられる。他にも、軸部の多くの部分に周方
向に沿う環状の突条が形成された釘も用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
例示したような軸部の外周面のほとんどの部分に突条が
形成されて表面に凹凸を有する釘を、たとえば、自動釘
打ち機で上記枠組作製のために木材に打ち込んだ場合
に、釘全体が打ち込まれずに、頭部が枠組を形成する木
材から少し浮き上がった状態となることがあった。すな
わち、釘表面の凹凸は、釘の引き抜き抵抗を高めるため
に形成されるものであるが、釘の打ち込み時にも上記凹
凸が抵抗となり、このような問題を発生させていた。

【０００５】さらに、このように枠組から釘の頭部が浮
いた状態であると、サイズを整えるために木質パネルの
周囲を切断装置で切断する際、切断刃が必ず釘ごと木材
を切り落とす状態になる。切断刃が釘を切断することに
よって、切断刃は損傷し、寿命が短くなり、頻繁に取り
替える必要が生じ、その結果、作業効率が低下する点も
問題であった。特に、釘が、一般的な鉄製であるときに
は、鋼製の切断刃の交換も頻繁に行わなければならなか
った。

【０００６】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、木材に確実に打ち込むことができ、作業効率の向
上を図ることができる釘と、この釘を用いた接合構造と
接合方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、たとえば、図１に示すように、下端部に形成
された先鋭部１２と、上端部に形成された頭部１３と、
これら先鋭部１２と頭部１３との間の軸部１４とからな
る釘１０において、上記軸部１４の下部の表面に引抜抵
抗を高めるための凹凸が形成され、かつ、上記軸部１４
の凹凸が形成された部分より上方の表面はほぼ平滑に形
成されていることを特徴とする。

【０００８】上記構成によれば、釘１０の軸部１４の下
部表面に凹凸が形成され、その凹凸が形成された部分よ
り上方の表面はほぼ平滑に形成されているので、木材等
に打ち込む際の抵抗が小さくなり、釘１０を頭部１３ま
でほぼ完全に打ち込むことができる。したがって、木材
等に打ち込んだ際に釘の頭部が浮いた状態となることが
ほとんどなくなり、釘を打ち込んだ後にその木材等を切
断装置で切断する際にも、切断刃が釘を切断してしまう
回数を減らすことができ、切断刃のメンテナンスの回数
が減少し、作業の迅速化を図ることができる。また、釘
の引抜抵抗は、釘の軸部表面のほぼ全体に凹凸を設けた
場合と、軸部下部だけに凹凸を設けた場合とでは、ほと
んど差がなく、請求項１の釘により従来と同様の引抜抵
抗を確保することができる。

【０００９】ここで、軸部の下部表面の凹凸は、釘の先
鋭部を円錐や角錐等の先細りした形状に加工する際に、
プレス加工により一緒に形成することができる。

【００１０】本発明の請求項２記載の釘は、請求項１記
載の釘において、図１に示すように、軸部１４の下部の
表面に周方向に沿った環状の突条１５、１５…が複数設
けられることにより凹凸が形成されていることを特徴と
する。

【００１１】上記構成によれば、木材等に打ち込み後の
釘が何らかの要因で回転しても、ねじ溝状の凹凸が形成
されているスクリュー釘のように釘が前後に移動するよ
うなことはなく、釘１０が抜ける方向に移動することが
ない。また、スクリュー釘のねじ溝構造に比較して、環
状の突条１５、１５…の方がプレス加工により形成しや
すい。

【００１２】本発明の請求項３記載の釘は、請求項１ま
たは２記載の釘において、アルミニウムもしくはアルミ
ニウム合金から形成されていることを特徴とする。

【００１３】上記構成のように、材質をアルミニウムも
しくはアルミニウム合金とすれば、一般的に鋼製の切断
刃より柔らかいので、釘を打ち込んだ後の木材等を切断
する際に切断刃が釘を切断してしまってもその損傷の程
度を低減することができ、切断刃を取り替える回数を減
らすことができ、切断作業の迅速化を図ることができ
る。

【００１４】本発明の請求項４記載の接合構造は、互い
に接し合う被接合部材（框材１、２）が請求項１〜３の
いずれか記載の釘１０によって接合された、たとえば図
７に示す接合構造であって、一方の被接合部材（框材
１）から他方の被接合部材（框材２）まで釘１０が挿入
された状態であり、かつ、軸部１４の下部の凹凸を有す
る部分が他方の被接合部材（框材２）内にあることを特
徴とする。

【００１５】上記接合構造によれば、一方の被接合部材
（框材１）を通過して他方の被接合部材（框材２）に至
った釘１０の軸部１４表面の凹凸が形成されている部分
が他方の被接合部材（框材２）内にあるので、釘１０の
軸部１４の下部にだけ凹凸を設けるものとしても、他方
の被接合部材（框材２）に対する釘１０の引抜抵抗は、
軸部のほとんどの部分に凹凸を形成した釘と全く変わら
ず、二つの被接合部材（框材１、２）同士は十分な強度
で接合される。

【００１６】本発明の請求項５記載の接合方法は、たと
えば図６に示すように、請求項１〜３のいずれかに記載
の釘１０を用いた接合方法であって、互いに接合すべき
二つの被接合部材（框材１、２）のうちの一方の被接合
部材（框材１）から他方の被接合部材（框材２）に向か
って釘１０を衝撃を与えることなく圧入することにより
被接合部材（框材１、２）同士を接合することを特徴と
する。

【００１７】上記構成によれば、釘をハンマで瞬間的に
打つように衝撃力を伴って打ち込むのではなく、たとえ
ば、図６に示すようなエアシリンダ９１等を利用して圧
入し、しかも請求項１〜３記載の打ち込み時の抵抗が小
さい釘１０を使用するので、釘１０の頭部まで被接合部
材に対して十分に打ち込むことができる。したがって、
木材等に打ち込んだ際に釘の頭部が浮いた状態となるこ
とがほとんどなくなり、釘を打ち込んだ後の木材等を切
断する際にも、切断刃が釘を切断してしまう回数を減ら
すことができ、切断刃のメンテナンスの回数が減少し、
切断作業の迅速化を図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。図１には、この発
明の一例として釘１０を示す。図１に示すように、釘１
０は、先端に向かって細く尖るように形成された下端部
の先鋭部１２と、上端部に形成された頭部１３と、これ
らの間の軸部１４とからなる。軸部１４の下部表面に
は、周方向に沿った環状の突条１５、１５、１５…が複
数設けられ、これにより下部表面には凹凸が形成されて
いる。また、軸部１４の突条１５、１５…が設けられて
いる部分より上方の表面は、ほぼ平滑に形成されてい
る。この釘１０は、アルミニウム製で、プレス加工によ
り製造される。また、釘１０は、ハンマーや釘打ち機を
用いて、たとえば、木材同士の接合に好適に使用され
る。

【００１９】上記釘１０について、引き抜き試験を行っ
た。図２には試験片を固定する固定装置１７を示し、該
固定装置１７は、クランプ治具１８と引張り治具１９と
からなる。引張り治具１９の上端は、図示しない引っ張
り試験機に接続され、引張り治具１９は、この引っ張り
試験機によって所定の荷重で上方に引っ張られるように
なっている。試験は次のように行われる。まず、クラン
プ治具１８に木材Ｗを挟み込んで固定し、この木材Ｗに
釘１０をハンマー等で打ち込む。釘１０の頭部１３を引
張り治具１９に係合させて、この状態で前記引張り試験
機により引張り治具１９を上方に引っ張り上げて、釘１
０が木材Ｗから抜けたときの最大荷重を求めた。６本の
釘１０について、同じ試験を行い、平均値、標準偏差を
求めた。また、比較例として、従来用いられていた釘の
ように、軸部のほぼ全体に周方向に沿う環状の突条を設
けた以外は、釘１０と全く同様である釘１００（図３）
について、同様の試験を行った。これらの試験結果を図
４にまとめて示した。

【００２０】図４より、本発明の釘１０と、比較例の釘
１００の引張り試験で示した最大荷重はほとんど変わら
ず、両者の引抜抵抗は同程度であることが分かった。

【００２１】以上の釘１０によれば、釘１０の軸部１４
の下部の表面に突条１５…により凹凸を形成し、その凹
凸が形成されている部分より上方をほぼ平滑に形成して
いるので、木材等に打ち込む際の抵抗が小さくなり、釘
１０を頭部１３までほぼ完全に打ち込むことができる。
したがって、木材等に打ち込んだ際に釘１０の頭部１３
が浮いた状態となることがほとんどなくなり、釘１０を
打ち込んだ後にその木材等を切断する際に、切断刃が釘
を切断してしまう回数を減らすことができ、切断刃のメ
ンテナンスの回数が減少し、切断作業の迅速化を図るこ
とができる。また、図４の表からも分かるように、釘１
０の引抜抵抗は、軸部の表面のほぼ全体に凹凸を設けた
釘１００と比較して、ほとんど差がなく、軸部１４の下
部の表面だけに凹凸を形成した釘１０であっても、十分
な引抜抵抗を確保することができる。

【００２２】次に、上記釘１０を用いた本発明の接合方
法と接合構造について説明する。図５は、本発明の接合
方法に用いられる釘打ち機９０を示す側断面図である。

【００２３】釘打ち機９０は、基台部１０１上に取り付
けられている移動板１０２に載置固定されているもので
あり、エアシリンダ９１と、該エアシリンダ９１により
釘打ち方向に駆動され、衝撃を与えることなく框材に釘
を圧入する圧入部９２とを有している。なお、図５中、
右方向が釘打ち方向である。

【００２４】エアシリンダ９１は移動板１０２の上面に
固定され、圧入部９２を釘打ち方向に駆動するものであ
る。圧入部９２は、ピストンロッド９５と、ロッド接続
部材９７と、押し出しロッド９６，９６と、釘打ち先端
部９３とからなる。ピストンロッド９５は、エアシリン
ダ９１により図５の左右方向に往復移動するもので、ほ
ぼ一定の速度で釘打ち方向に前進するようになってい
る。また、ピストンロッド９５の先端部は、ロッド接続
部材９７に填め込まれている。

【００２５】ロッド接続部材９７は、その後端部にピス
トンロッド９５が填め込まれ、一方、前端部に押し出し
ロッド９６、９６が取り付けられる部材である。ロッド
接続部材９７の下部には、エアシリンダ９１と釘打ち先
端部９３との間に設けられたガイドレール９８に摺動可
能に嵌合されたスライド部材９７ａが設けられており、
ロッド接続部材９７は、ピストンロッド９５の移動に伴
ってスライド部材９７aがガイドレール９８に沿いつつ
移動するようになっている。押し出しロッド９６、９６
は、ロッド接続部材９７の移動により左右に移動し、そ
の先端部９６ｂ、９６ｂは釘打ち先端部９３の排出口９
３ｃ、９３ｃの後部に挿入されている。釘打ち先端部９
３は、釘が供給される釘投入孔９３ａと、釘を排出する
排出口９３ｃ，９３ｃを有し、排出口９３ｃ，９３ｃの
後部から挿入されている押し出しロッド９６，９６の先
端部９６ｂ，９６ｂが釘を押圧することにより排出口９
３ｃ、９３ｃの前部から釘を２本が押し出すように構成
されている。

【００２６】移動板１０２の下面には、釘打ち方向に延
在するように基台部１０１上に形成された２本のレール
１７０，１７０に嵌合し、該レール１７０，１７０に沿
って摺動するスライド部材１７１，１７１と、これら２
本のレール１７０，１７０間に形成されたスリット１７
２に内嵌されて移動する移動片１７３の上端部が接合さ
れている。なお、移動板１０２下面に設けられるスライ
ド部材１７１は、該移動板１０２下面の四隅に取り付け
られ、２つずつ同一のレール１７０に沿って摺動するよ
うになっている。

【００２７】移動片１７３は、基台部１０１の下方に配
置されたエアシリンダ１７４により駆動されるピストン
ロッド１７５の先端部１７５ａに固定されているもので
あり、ピストンロッド１７５の移動に伴いスリット１７
２に沿って移動する。移動片１７３の移動にともない、
移動板１０２とともに移動板１０２上の釘打ち機９０も
移動するようになっている。

【００２８】上記釘打ち機９０により、被接合部材とし
て図８に示した木製パネルＰの框材１と框材２とを、本
発明の釘１０を介して、接合する手順を図６を用いて説
明する。図６は框材に釘を圧入する際の釘打ち機の概略
側断面図であり、（ａ）は釘打ち機の先端部が框材に当
接した状態を示す図であり、（ｂ）は釘を圧入する前の
状態を示す図、（ｃ）は釘を圧入した状態を示す図であ
る。

【００２９】まず、仮組みされた状態の枠組６が圧入部
９２の右側の所定の箇所に固定される。また、釘打ち先
端部９２内にはすでに本発明の釘１０、１０がセッティ
ングされている。次に、エアシリンダ１７４により、作
動片１７３を介して、移動板１０２を図６の右方向に駆
動し、釘打ち先端部９３を框材１の側端面に当接させる
（図６（ａ））。そして、図６（ｂ）に示すように、エ
アシリンダ９１により、ピストンロッド９５を一定の速
度で釘打ち方向に駆動すると、ガイドレール９８に沿っ
てロッド接続部材９７および押し出しロッド９６，９６
が移動し、該押し出しロッド９６の先端部９６ｂ，９６
ｂがそれぞれ、釘打ち先端部９３内の釘１０、１０を釘
打ち方向に押圧していく。

【００３０】押し出しロッド９６，９６により押圧され
た釘１０、１０は釘打ち先端部９３の先端から、２本押
し出されて、一定の速度で框材１に圧入される。釘１０
は、框材１から框材２に向かって押し込まれる。これに
より、図６（ｃ）に示すように、釘１０、１０によって
框材１と框材２は接合される。ここでピストンロッド９
５が前進する際の押し出しロッド９６，９６の先端位置
は、框材１に対して一定の位置に調節されており、それ
により釘１０、１０は框材１の側端面に対して一定の深
さまで押し込まれるようになっている。例えば、框材１
に圧入される釘の深さは、該釘１０の頭部３の上面と框
材１の側端面との間の長さが５ｍｍとなるように設定さ
れている。

【００３１】上記の本発明の接合方法によれば、釘をハ
ンマで瞬間的に打つように衝撃力を伴って打つ込むので
はなく、エアシリンダ９１を利用して一定の速度で圧入
し、しかも軸部１４の下部にのみ凹凸が形成された打ち
込み時の抵抗が小さい釘１０を使用するので、釘１０を
框材１に対して頭部１３まで十分に打ち込むことができ
る。したがって、釘１０の頭部１３が浮いた状態となる
ことがほとんどなくなり、釘１０を打ち込んだ後の木質
パネルＰを切断装置で切断する際にも、切断刃が釘１０
を切断してしまう回数を減らすことができ、切断刃のメ
ンテナンスの回数が減少し、切断作業の迅速化を図るこ
とができる。

【００３２】また、上記接合方法により、図７に示す本
発明の接合構造の状態で框材１、２は接合される。図７
の接合構造は、互いに接し合う框材１、２が釘１０によ
って接合された接合構造であって、框材１から框材２ま
で釘１０が挿入された状態であり、かつ、軸部１４の下
部の凹凸を有する部分が框材２内にあることを特徴とす
る

【００３３】上記接合構造によれば、框材１を通過して
框材２に至った釘１０の軸部１４表面の凹凸が形成され
ている部分が框材２内にあるので、釘１０の軸部１４の
下部にだけ凹凸を設けるものとしても、框材２に対する
釘１０の引抜抵抗は、軸部のほとんどの部分に凹凸を形
成した釘と全く変わらず、框材１と框材２同士は十分な
強度で接合される。

【００３４】なお、上記実施の形態における釘１０の環
状の突条が形成される長さの軸部に対する割合は、一例
であり、被接合部材である木材等の厚みや釘の径などに
より、適宜変更してよい。また、上記実施の形態では、
本発明の接合方法より、本発明の接合構造を得るように
したが、本発明の接合構造は、本発明の接合方法のみに
より得られるものではない。さらに、被接合部材として
は框材１や框材２に限らず、各種木製の住宅用建材等が
適用できる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、釘の軸
部の下部表面に凹凸が形成され、その凹凸が形成された
部分より上方の表面はほぼ平滑に形成されているので、
木材等に打ち込む際の抵抗が小さくなり、釘を頭部まで
ほぼ完全に打ち込むことができる。したがって、木材等
に打ち込んだ際に釘の頭部が浮いた状態となることがほ
とんどなくなり、釘を打ち込んだ後にその木材等を切断
装置で切断する際にも、切断刃が釘を切断してしまう回
数を減らすことができ、切断刃のメンテナンスの回数が
減少し、作業の迅速化を図ることができる。また、釘の
引抜抵抗は、釘の軸部表面のほぼ全体に凹凸を設けた場
合と、軸部下部だけに凹凸を設けた場合とでは、ほとん
ど差がなく、請求項１の釘により従来と同様の引抜抵抗
を確保することができる。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、木材等に打ち込み後の釘
が何らかの要因で回転しても、ねじ溝状の凹凸が形成さ
れているスクリュー釘のように釘が前後に移動するよう
なことはなく、釘が抜ける方向に移動することがない。
また、スクリュー釘のねじ溝構造に比較して、環状の突
条の方がプレス加工により形成しやすい。

【００３７】請求項３に記載の発明によれば、材質をア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金とし鋼製の切断刃
より柔らかいので、釘を打ち込んだ後の木材等を切断す
る際に切断刃が釘を切断してしまってもその損傷の程度
を低減することができ、切断刃を取り替える回数を減ら
すことができ、切断作業の迅速化を図ることができる。

【００３８】請求項４に記載の発明によれば、一方の被
接合部材を通過して他方の被接合部材に至った釘の軸部
表面の凹凸が形成されている部分が他方の被接合部材内
にあるので、釘の軸部の下部にだけ凹凸を設けるものと
しても、他方の被接合部材に対する釘の引抜抵抗は、軸
部のほとんどの部分に凹凸を形成した釘と全く変わら
ず、二つの被接合部材同士は十分な強度で接合される。

【００３９】請求項５に記載の発明によれば、釘をハン
マで瞬間的に打つように衝撃力を伴って打ち込むのでは
なく、たとえば、エアシリンダ等を利用して圧入し、し
かも請求項１〜３記載の打ち込み時の抵抗が小さい釘を
使用するので、釘の頭部まで被接合部材に対して十分に
打ち込むことができる。したがって、木材等に打ち込ん
だ際に釘の頭部が浮いた状態となることがほとんどなく
なり、釘を打ち込んだ後の木材等を切断する際にも、切
断刃が釘を切断してしまう回数を減らすことができ、切
断刃のメンテナンスの回数が減少し、切断作業の迅速化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の釘の一例を示す側面図である。

【図２】本発明の釘の引き抜き試験の様子を示す概略図
である。

【図３】引き抜き試験において用いた比較例の釘を示す
側面図である。

【図４】引き抜き試験の結果を示す図表である。

【図５】本発明の接合方法に用いられる釘打ち機を示す
側断面図である。

【図６】図５の釘打ち機により框材に釘を圧入する際の
概略側断面図であり、（ａ）は釘打ち機の先端部が框材
に当接した状態を示す図であり、（ｂ）は釘を圧入する
前の状態を示す図、（ｃ）は釘を圧入した状態を示す図
である。

【図７】本発明の接合構造を示す断面図である。

【図８】一般的な木製パネルを一部を切り欠いた状態で
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 框材（被接合部材） ２ 框材（被接合部材） １０ 釘 １２ 先鋭部 １３ 頭部 １４ 軸部 １５ 突条 ９０ 釘打ち機

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端部に形成された先鋭部と、上端部に
   形成された頭部と、これら先鋭部と頭部との間の軸部と
   からなる釘において、 上記軸部の下部の表面に引抜抵抗を高めるための凹凸が
   形成され、かつ、上記軸部の凹凸が形成された部分より
   上方の表面はほぼ平滑に形成されていることを特徴とす
   る釘。
2. 【請求項２】 請求項１記載の釘において、 軸部の下部の表面に周方向に沿った環状の突条が複数設
   けられることにより凹凸が形成されていることを特徴と
   する釘。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の釘において、 アルミニウムもしくはアルミニウム合金から形成されて
   いることを特徴とする釘。
4. 【請求項４】 互いに接し合う被接合部材が請求項１〜
   ３のいずれか記載の釘によって接合された接合構造であ
   って、一方の被接合部材から他方の被接合部材まで釘が
   挿入された状態であり、かつ、軸部の下部の凹凸を有す
   る部分が他方の被接合部材内にあることを特徴とする接
   合構造。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載の釘を用
   いた接合方法であって、 互いに接合すべき二つの被接合部材のうちの一方の被接
   合部材から他方の被接合部材に向かって釘を衝撃を与え
   ることなく圧入することにより被接合部材同士を接合す
   ることを特徴とする接合方法。