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グリム童話については「くぎ (グリム童話)」をご覧ください。
金属製の釘

釘(くぎ)は、ねじ部を持たない略棒状の本体を、ほぼ変形させることなく、そのままハンマーなどで打ち込むことによって結合する固着具[1]
概要

釘は金属または、木材で作った細い棒の一端を尖らせているものである。金槌玄能)などで打ち込んで、木材・合板・ボード類などを接合・固定したり、壁などに打ち込み、物を掛けたりするのに用いる。

材質は鉄製のものが多いが、錆びにくいように亜鉛メッキを施したものやステンレス製のものなどもある[2]。形状は頭の部分は平らなものや丸いもの、抜きやすいよう二重になっているもの(二重頭釘)がある[2]。また、胴の部分は抜けにくいようにしたスクリュー釘やリング釘がある[2]。釘の寸法は一般的には径の20倍前後のものが多い[2]

木材加工品のうち家具的性格品などでは接着剤などを使用する例も多くなり釘の使用は少なくなっているが、木造建築には欠かせない部品である[3]
釘接合
釘接合の特性

釘接合(釘着)には次のような特性がある。

作業の簡易性

古くから人々に知られた接合方法で、入手も容易であり、打ち込む場合の金槌と引き抜く場合の釘抜きがあれば作業ができる
[3]

釘接合は予備的加工を必要としない[3]


作業の能率性

小さい作業であれば能率的であるが、作業範囲が広い場合には非能率的になる[3]

釘を口に含み口の中で取り揃え頭の方向を向けた釘を左手で取り出して釘打ちを行う大工もいた。これは、方向を揃えることで早く打てるようにするためと、釘に湿気を持たせ錆びることによって接合力を高めようという意図もあった。檜皮葺では竹釘が用いられるが、素早く葺くために20?30本程を口に含んで舌で一本ずつ取り出しながら屋根金槌で打ち込む作業が行われる[4]

釘を大量に打つ場合、一般的には自動釘打機を使うことで作業効率が劇的に向上する。この場合、1秒に1本程度の速度で打つことも可能である。ただし、自動釘打機を使うと、釘頭が材にめり込んでしまう場合が多い。これを防ぐためにも、自動釘打機の空気圧を適切に調整する必要がある。


保釘力

釘の引抜抵抗を保釘力という[3]。釘の引抜抵抗(保釘力)は木材の比重、釘の直径、折込長さの関数として示される[3]

保釘力は釘が同長であれば直径が大きいほど保釘力も大きくなる[3]。ただし、径が2倍になっても保釘力が2倍になるわけではない[3]。実際には径の大きい釘は木材の割れを生じることがあり、重量も重くなり保釘力に影響を及ぼす[3]


ボルト接合等との比較

打ち込まれたすべての釘は木材に密着しているため、初期剛性が高い(ガタを生じない)。これに対し、ボルト接合やドリフトピン接合は、先穴をあけるため、初期剛性が低い(ガタを生じる)。

せん断による破壊性状は、釘が横方向に変形しながら、すべり出して抜けるようにして破壊してゆく。釘が抜けきるまでは強度を維持し続けるので、大変形時でも粘り強さを発揮する。釘が抜けた時、破壊に至る。これに対し、ボルト接合は、いわゆるロープ効果により抜けることがないので、さらなる大変形に耐えることができる。

釘接合と他の接合(ボルト接合・ドリフトピン接合等)は、根本的に抵抗のメカニズムが違うため、それぞれの強度を加算することはできない。


接着剤による接合との比較

釘接合は直ちに効力を発揮するが、接着剤による接合は乾燥などの事後処理が必要である[3]

少数本による釘打は応力集中の傾向がみられるのに対し、接着剤による接合は面積に均分して負荷がかかる[3]

釘接合は頭が表面に出て接着表面の美化に難点があるが、接着剤による接合は接着表面に出るものがないため素材の表面を生かすことができる[3]

接着後の加工は、釘接合の場合は釘着加工を行った部分にあたると工具破損のおそれがあるのに対し、接着剤による接合の場合は加工可能な状態であれば容易に加工仕上げを施すことができる[3]

釘自体は老化することはないが錆化の問題がある[3]。接着剤による接合の場合は熱老化や自然老化の問題があり、木材加工品の経済的寿命との兼ね合いによる[3]


木材の釘接合

木材が同一樹種であっても、乾燥度、辺心材、年輪の粗密生育状態により保釘力は異なる[3]

薄板の釘着はできるものの、つぎ板(カナバ)シートのように接着できないものもある[3]。構造用合板などのボード類に釘を打ち込む場合、釘頭がボード類にめり込んでいると、釘が抜けず、ボード類を貫通するようにして破壊する(パンチングアウト破壊)。この場合、小変形で破壊し、強度はほとんど発揮されない。

木材に先穴をあける必要がないので、木材の強度を低下させることはない。ただし、釘間隔を近接しすぎたり、木材の端部に近い場所に打ったりすると、木材が割れ、かえって強度を低下させる。このため、日本建築学会では最小間隔と最小縁距離を規定している。

板に対する釘配置等の最小間隔(dは釘の胴部径を表す)加力が繊維方向の場合加力方向釘間隔12d
端距離15d
加力に直角方向釘列間隔5d
縁距離5d
加力が繊維に直角方向の場合加力方向釘間隔8d
縁距離8d
加力に直角方向同一繊維上釘間隔10d
端距離10d

釘接合の方法

金槌などで打ち込む。多量に打つ場合は自動釘打機を使うのが普通である。

打ち間違いや、解体作業を行う場合はバールで釘を抜く。

打ち込む母材と平滑になるまでは金槌などで打ち込めるが、それ以上に沈める場合は釘締めといわれるような金属棒状のものをあてがい叩き込む。この沈んだ部分を目止め材などで埋め込めば、表面上に釘は見えなくなる。
釘の種類

釘には普通釘(西洋釘及び日本釘)と特殊釘がある[3]
普通釘

普通釘には西洋釘と日本釘がある[3]。西洋釘は洋釘、日本釘は和釘ともいう[3]


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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