釘(留め具)

金属製の釘
分類留め具
用途木材、コンクリート

木工建築において、釘は金属(または木材、木釘または「トンネル」と呼ばれる)で作られた小さな物体で、留め具、何かを吊るすための釘、または装飾として使用されます。[ 1 ]通常、釘は一方の端が鋭く、もう一方の端が平らな頭になっていますが、頭のない釘もあります。釘は、特殊な目的のために多種多様な形で作られています。最も一般的なのは針金釘です。[ 2 ]その他の種類の釘には、ピン、タックブラッドスパイククリートなどがあります

釘は通常、ハンマーまたはネイルガンによって被接合材に打ち込まれます。釘は、軸方向の摩擦と横方向のせん断強度によって材料を接合します。また、釘の先端は、打ち込んだ後に抜け防止のため、 折り曲げたり、クリンチ加工したりすることもあります。

歴史

釘職人工房キングズ・ノートン、ヘンリー・マーティン・ポープ(1843-1908)によるエッチング

釘の歴史は、大きく分けて 3 つの時期に分けられます。

  • 手打ち(鍛造)釘(先史時代から19世紀まで)
  • 切る爪(およそ1800年から1914年)
  • ワイヤー釘(およそ1860年から現在まで)

1700年代後半から1900年代半ばにかけて、釘の価格は10分の1に下落しました。その後、材料価格の上昇と特殊な釘への移行を反映して、釘の価格はわずかに上昇しました。[ 3 ]

手打ち

釘ヘッダーの使用を含む、釘の手鍛造
中国海南省における部分的に機械化された船釘製造

釘の手作業では、鍛冶屋は先端に向かって細くなる円錐状の鉄製のピンを加工する。このピンは、小さな穴が開いた鉄板であるネイルヘッダー(ネイルプレートとも呼ばれる)に挿入される。ピンの幅広の端はネイルヘッダーの穴よりもわずかに広くなっている。鍛冶屋はピンをネイルヘッダーの穴に差し込み、ピンの幅広の端をハンマーで叩く。ピンが穴を通らないため、幅広の端はネイルヘッダーに押し付けられ、釘頭が形成される。少なくとも一部の金属加工の伝統においては、ネイルヘッダーはドロープレート(様々なサイズの先細りの穴が開けられた板で、ワイヤーを通すことで徐々に細い形状に押し出すことができる)と同一視されていた可能性がある。 [ 4 ]

聖書は釘に関する記述が数多くあり、士師記には、眠っているカナンの司令官の神殿に釘(またはテント杭)を打ち込むヘベルの妻ヤエルの物語[ 5 ]、後にソロモンの神殿となる場所に釘用の鉄をダビデ王が用意したこと[ 6 ]、そしてイエス・キリストの磔刑の関連などがある。

ローマ人は釘を多用しました。例えば、ローマ軍は西暦86年から87年にかけてスコットランドのパースシャーにある インチトゥシル要塞から撤退した際、7トンもの釘を残していきました。

釘を指す「ペニー」という言葉は、中世イングランドで100本の釘の値段を表すために生まれたと考えられています。釘自体は十分に価値があり、標準化されていたため、即席の交換手段として使用されました。18世紀後半、ジェームズ・クックの側近とタヒチ人の間で行われた交易はその顕著な例です。ポリネシアの火山島には金属がほとんど存在せず、 1722年にヤコブ・ロッゲフェーンの放棄されたアフリカーンシェ・ガレー号がタカポト島民によって難破したことで可鍛鉄の存在が知られるようになりました。 [ 7 ]

1800 年頃までは、ネイラーと呼ばれる職人手作業で釘を作っていました。姓がネイラーであることに注目してください。[ 8 ]スリッターと呼ばれる作業員は、鉄の棒を釘打ち機が作業するのに適したサイズに切断しました。16 世紀後半からは、鉄の棒を均一な断面の棒に切断するスリッターが 登場し、手作業のスリッターは姿を消しました。)

アメリカ独立戦争当時、イギリスは世界最大の釘製造国でした。[ 9 ]アメリカ植民地では釘は高価で入手困難だったため、廃屋を故意に焼き払い、灰の中から使用済みの釘を回収することもありました。[ 10 ]これはバージニア州で大きな問題となり、引っ越しの際に家を焼くことを禁じる法律が制定されました。[ 11 ]家庭には小さな釘製造設備を備えている家庭も多く、悪天候や夜間には家族全員が自家用と物々交換用の釘製造に従事することもありました。トーマス・ジェファーソンは手紙の中でこう書いています。「私生活において、正直な仕事はすべて名誉あるものとみなされることは大きな利点です。私自身も釘製造者です。」[ 12 ]アメリカ植民地における釘製造業の成長は、鉄法によりアメリカ国内の新規スリッター工場の建設が禁止されたことで理論的には抑制されましたが、この法律が実際に施行されたという証拠はありません。

錬鉄製の釘の生産は 19 世紀に入っても続けられましたが、最終的には、馬蹄形の釘など、柔らかく切断された釘が適さない用途の釘のみに縮小されました。

カット

1590年にイギリスに導入されたスリットミルは釘棒の製造を簡素化しましたが、釘製造工程自体を機械化する最初の試みは1790年から1820年の間に、最初はイギリスとアメリカ合衆国で行われました。錬鉄の棒から釘を作る工程を自動化し、スピードアップさせるための様々な機械が発明されたのです。また、1700年代初頭のスウェーデンでは、クリストファー・ポルヘムが自動化工場の一部として釘切断機を製造しました。[ 13 ]これらの釘は、鉄の棒を棒状に切断して製造されたため、カットネイルとして知られていました。 また、断面がほぼ長方形であることから、スクエアネイルとしても知られていました

カットネイル法は、1795年にアメリカでジェイコブ・パーキンスによって、イギリスではジョセフ・ダイアーによって特許を取得しました。ダイアーはバーミンガムに機械を設置しました。この方法は、鉄板から釘を切断し、鉄の繊維が釘に伝わるように設計されていました。バーミンガムの産業はその後数十年にわたって拡大し、1860年代に最盛期を迎えました。その後、ワイヤー釘との競争により衰退しましたが、第一次世界大戦勃発まで存続しました。[ 14 ]

カットネイルは、1830年代に始まったバルーンフレーミングの増加と、木製のジョイントを使用した木造フレーミングの衰退の重要な要因の1つでした。 [ 15 ]カットネイルは、歴史的建造物の改修や、石造りの壁にを取り付けるなどの重作業用途ではまだ使用されていますが、今日ではワイヤーネイルほど一般的ではありません。

入植者たちがテキサスを併合していた頃、太平洋岸北西部ではサリッシュ族が釘を使っていました。彼らが使っていた釘は木、杉、銅で作られていました。木製の釘は彫刻のような方法で作られ、銅製の釘は銅を溶かして釘の形に成形することで作られました。

ワイヤー

ワイヤー釘はワイヤーから形成されます。通常、ワイヤーのコイルは一連のダイスを通して特定の直径になるまで引き伸ばされ、その後短い棒に切断され、釘に成形されます。釘の先端は通常刃で切断され、頭部は棒のもう一方の端を高圧下で成形することで形成されます。他のダイスは溝や隆起を切るために使用されます。ワイヤー釘は、原産国にちなんで「フレンチネイル」とも呼ばれていました。[ 16 ]ベルギーのワイヤー釘は1863年にイギ​​リスで競争を始めました。ジョセフ・ヘンリー・ネットルフォールドは1875年までにスメスウィックでワイヤー釘を製造していました。[ 14 ]その後数十年で、釘の製造工程はほぼ完全に自動化されました。最終的に、業界は人間の介入をほとんどまたは全く必要とせずに、大量の安価な釘を迅速に生産できる機械を手に入れました。[ 17 ]

安価なワイヤー釘の導入により、釘製造における錬鉄の使用は急速に減少し、切断釘の生産も緩やかに減少しました。アメリカ合衆国では、1892年には切断釘よりも鋼線釘の生産量が多かったものの、1913年には製造釘の90%がワイヤー釘となりました。釘は希少で貴重なものから、安価な大量生産品へと変化しました。今日では、ほとんどすべての釘はワイヤー釘で製造されていますが、「ワイヤー釘」という用語は、より小型の釘を指すようになりました。ワイヤー釘は、一般的な大型の普通釘や仕上げ釘よりも幅広く、より精密なゲージの釘が数多く提供されています。今日では、多くの釘は、ワイヤー供給、ワイヤー切断、釘頭成形を回転運動による連続工程で行うことができる、最新の回転式釘製造機を用いて製造されています。[ 18 ]

材料

釘はかつて青銅錬鉄で作られ、鍛冶屋や釘打ち職人によって作られていた。これらの職人は熱した四角い鉄の棒を使用し、それを鍛造してから側面を叩いて先端を形成した。再加熱して切断した後、鍛冶屋や釘打ち職人は熱い釘を開口部に挿入し、叩いた。[ 19 ]その後、釘を剪断する機械を使用して棒を横に揺らして軸を作る新しい釘製造方法が開発された。たとえば、タイプAの切断釘は初期の機械を使用して鉄棒タイプのギロチンから剪断された。この方法は1820年代までわずかに変更され、釘の端の新しい頭が別の機械式釘打ち機で叩かれるようになった。1810年代には、カッターセットを斜めにした状態で、鉄棒はストロークごとに裏返された。その後、すべての釘はテーパーから切り落とされ、釘頭も同時に形成され、自動的に釘を掴むことができるようになった。[ 19 ] B型釘はこのようにして作られた。1886年には、アメリカ合衆国で製造された釘の10%が軟鋼線釘であり、1892年までに鋼線釘は鉄切釘を追い越し、生産される釘の主流となった。1913年には、生産される釘の90%が線釘であった。[ 19 ]

今日の釘は一般的にで作られており、過酷な環境下での腐食を防いだり、接着力を高めたりするために、しばしば浸漬またはコーティングされています。一般的な木材用釘は、通常、軟質の低炭素鋼、つまり「軟鋼」(炭素含有量約0.1%、残りは鉄、場合によっては微量のケイ素またはマンガン)で作られています。石材用釘は焼き入れされ、炭素含有量がより高くなっています。[ 20 ]

種類

釘の種類:1) 屋根用釘2) 傘型釘3) 真鍮製エスカッションピン4) 仕上げ用釘5) コンクリート用釘6) スパイラルシャンク釘7) リングシャンク釘(使用済みの曲がった「ガン」釘で、工具の送りシステムから残った釘のとげが付いています)
馬蹄釘
ブラックカントリー・リビング博物館の倉庫にある釘職人の作業台または金床
イスラエルのクファル・バルーク近郊で発見された、旧イズレエル渓谷鉄道(ヒジャズ鉄道の一部)の鉄道釘
ウェザーラップ用のキャップ釘
釘打ち機用釘

爪の種類には次のようなものがあります。

  • アルミ釘 – アルミ建築金属に使用するために、様々な形状とサイズのアルミ製釘が販売されています。
  • ボックス釘 -普通の釘に似ているが、軸と頭が細い
  • ブラッド釘は、頭釘[ 21 ]や小さな仕上げ釘[ 22 ]ではなく、片側にリップまたは突起が付いた小さくて薄い先細りの釘です。
    • フロアブラッド(スティグ) - 平らで先細りで角張っており、床板を固定するのに使用します。
    • 楕円形の釘 – 楕円形は破壊力学の原理を利用して、割れずに釘を打ち付けることができます。通常の木材(複合材とは対照的に)のような異方性の高い材料は、簡単にくさびで押し広げられてしまいます。木材の木目に対して垂直な楕円形を使用することで、木材の繊維をくさびで押し広げるのではなく切断するため、エッジの近くでも割れずに固定できます。
    • パネルピン
  • タックまたはティンタックは、カーペット、布地、紙などによく使われる、短く鋭く尖った釘です。[ 23 ]通常、ワイヤーではなく鋼板から切り出され、室内装飾、靴作り、鞍作りに使用されます。釘の断面が三角形であるため、ワイヤー釘に比べて布や革などの素材をしっかりと固定し、破れにくくなっています
    • 真鍮鋲 - 真鍮鋲は、家具など、腐食が問題となる場所でよく使用されます。例えば、人間の皮膚の塩分と接触すると、鋼製釘に腐食が発生します。
    • カヌータック - クリンチング釘(またはクレンチング釘)。釘の先端は先細りになっており、クリンチングアイアンで折り返すことができる。[ 24 ]そして、釘頭の反対側から木材に食い込み、リベットのような留め具を形成する。[ 25 ]
    • クリンカーボートの建造に使われるクレンチネイル。[ 26 ]
    • 靴鋲 – 革や時には木を留めるための留め釘(上記参照)。かつては手作りのに使用されていました。[ 27 ]
    • カーペットタック
    • 布張り用の鋲 - 家具にカバーを取り付けるために使用します
    • 画鋲(または「押しピン」や「画鋲」)は、紙や厚紙を固定するために使用される軽量のピンです。
  • ケーシング釘は、仕上げ釘の「段付き」の頭とは異なり、頭が滑らかに先細りになっています。窓やドアの周りにケーシングを取り付ける際に使用すると、修理が必要になった際に木材へのダメージを最小限に抑えてこじ開けることができ、釘を掴んで引き抜くためにケーシングの表面をへこませる必要もありません。ケーシングを取り外したら、一般的な釘抜きを使って釘を内枠から引き抜くことができます。
  • クラウト釘- 屋根用釘
  • コイル釘 - コイル状に組み立てられた空気圧釘打ち機で使用するために設計された釘
  • 一般的な釘 - 滑らかな軸、重くて平らな頭を持つワイヤー釘。骨組み用の典型的な釘
  • 凸型頭(ニップル頭、スプリング頭)屋根釘 - 金属製の屋根材を固定するためのゴム製ガスケットを備えた傘型の頭で、通常はリングシャンクが付いています。
  • 銅釘 - 銅製の雨押さえ板やスレート屋根板などに使用する銅製の釘。
  • Dヘッド(クリップヘッド)釘 - 一部の空気圧釘打ち機用にヘッドの一部が取り除かれた一般的な釘または箱釘
  • 両頭釘 - 両端に尖端があり、中央に「頭」がある珍しいタイプの釘で、板材を接合するために使用します。この特許をご覧ください。ダボ釘に似ていますが、軸部に頭があります。
  • 両頭釘(デュプレックス、型枠、シャッター、足場) - 一時的な釘打ちに使用します。釘は簡単に引き抜けるため、後で解体できます。
  • ダボ釘 - 軸部に「頭」のない両尖釘で、両端が尖った丸い鋼板
  • 石膏ボード用釘 - 非常に薄い頭を持つ、短くて硬化したリングシャンクの釘
  • ファイバーセメント釘 -ファイバーセメントサイディングを設置するための釘
  • 仕上げ釘(弾頭釘、ロストヘッド釘) - 小さな頭を持つワイヤー釘で、目立たないように、または木材の表面の下に打ち込まれ、穴が目立たないように埋められています。
  • ギャングネイル –ネイルプレート
  • ハードボードピン - ハードボードや薄い合板を固定するための小さな釘で、多くの場合、四角い軸が付いています。
  • 蹄鉄釘 - 蹄に蹄鉄を固定するために使用する釘
  • ジョイストハンガー釘 -ジョイストハンガーや類似のブラケットに使用するための特殊な釘。「テコ釘」(1)と呼ばれることもある。+ハリケーンタイなどの金属コネクタに使用される12 × 0.148シャンク釘
  • 頭なし釘 - 仕上げ釘を参照
  • 石工(コンクリート) - コンクリートに使用するための縦溝のある硬化釘
  • 楕円形ワイヤー釘 - 楕円形の軸を持つ釘
  • パネルピン
  • 雨樋スパイク - 屋根の下端で木製の雨樋や一部の金属製の雨樋を固定するための、長くて大きな釘
  • リング(環状、改良型、ギザギザ)シャンク釘 - シャンクの周りに隆起があり、抜け止め効果を高めた釘
  • 屋根釘(クラウト釘) – 一般的には、アスファルトシングル、フェルト紙などに使用される、頭が広い短い釘。
  • スクリュー釘(らせん釘) - 螺旋状の軸を持つ釘 - 床材やパレットの組み立てなどに使用されます
  • シェイク(シングル)釘 - シェイクやシングルを釘付けするのに使用する頭の小さい釘
  • スプリング釘 – 先端が先細りの小さな釘、または片側に頭が付いた四角い釘。[ 28 ]ガラス職人がガラス板を木枠に固定するのによく使用されます。
  • スクエアネイル - カットネイル
  • T型釘 – Tの文字のような形
  • ベニヤピン
  • ワイヤー釘(フレンチ釘) - 丸い軸を持つ釘の総称。発明国にちなんでフレンチ釘と呼ばれることもあります。
  • ワイヤー溶接連結釘 - 釘打ち機で使用するために細いワイヤーで固定された釘

サイズ

アメリカを除くほとんどの国では、釘のサイズを表すのにメートル法を使用しています。50 × 3.0は、長さ50mm(釘頭含まず)、直径3mmの釘を示します。長さは最も近いミリメートルに丸められます

たとえば、ドイツのサプライヤーから通常入手できる仕上げ釘*のサイズは次のとおりです。

長さ、mm直径、mm
201.2
251.4
301.6
351.6
351.8
402.0
452.2
502.2
552.2
552.5
602.5
602.8
652.8
653.1
703.1
803.1
803.4
903.4
903.8
1003.8
1004.2
1104.2
1204.2
1304.6
1405.5
1605.5
1806.0
2107.0
  • 鉄製ハンドル(DIN 1151)

アメリカ合衆国のペニー硬貨のサイズ

アメリカ合衆国では、釘の長さはペニー硬貨の大きさで表されます。

ペニーサイズ長さ、インチ長さ、mm (最も近い値)
2d125
3d1+1433
4d1+1238
5d1+3444
6d251
7日2+1457
8日2+1264
9日2+3470
10日376
12日3+1483
16日3+1289
20日4102
30日4+12114
40日5127
50日5+12140
60d6152

用語

  • ボックス釘:頭付きのワイヤー釘。ボックス釘は、同じサイズの一般的な釘よりも軸が小さい。
  • ブライト:表面コーティングなし。天候にさらされたり、酸性または処理された木材には推奨されません。
  • ケーシング釘:仕上げ釘よりも少し大きい頭を持つワイヤー釘。床材によく使用される。
  • CCまたはコーティング:「セメントコーティング」。釘に接着剤(セメントまたは接着剤とも呼ばれる)を塗布して保持力を高めます。樹脂またはビニールコーティングも施されています。コーティングは、打ち込むと摩擦で溶けて潤滑を助け、冷めると接着します。色はメーカーによって異なります(黄褐色、ピンクが一般的)。
  • 一般的な釘:一般的な建設用ワイヤー釘で、頭が円盤状になっており、通常、軸の直径の3~4倍の大きさです。一般的な釘は、同じサイズの箱釘よりも軸が大きいです。
  • カット:機械で作られた角釘。現在は石工や歴史的建造物の複製・修復に使用されている。
  • デュプレックス:簡単に引き抜くことができる2つ目の頭を持つ一般的な釘。コンクリート型枠や木製足場などの一時的な作業によく使用されます。「足場釘」と呼ばれることもあります。
  • ドライウォール:石膏ボードを木製のフレーム部材に固定するために使用される、薄くて幅広の頭を持つ特殊な青焼き鋼釘
  • 仕上げ: 釘の頭が軸よりわずかに大きいワイヤー釘。釘打ち機で仕上げ面よりわずかに下の位置に釘を皿穴し、できた隙間を充填材(パテ、パテ、コーキングなど)で埋めることで簡単に隠すことができます。
  • 鍛造:手作りの釘(通常は四角い)、鍛冶屋または釘打ち職人によって熱間鍛造され、歴史的複製や修復によく使用され、コレクターズアイテムとして販売される。
  • 亜鉛メッキ:腐食や天候への耐性のために処理されています
    • 電気亜鉛メッキ:滑らかな仕上がりで、ある程度の耐腐食性があります。
    • 溶融亜鉛メッキ: 他の方法よりも多くの亜鉛を析出させる粗い仕上げで、酸性の木材や処理済みの木材に適した非常に高い耐食性が得られます。
    • 機械亜鉛メッキ:電気亜鉛メッキよりも多くの亜鉛を堆積し、耐食性を高めます。
  • ヘッド:釘の上部に形成された丸い平らな金属片。保持力を高めるため。
  • 螺旋釘:四角い軸を持つ釘で、ねじれているため、引き抜くのが非常に困難です。デッキ材によく使用されるため、通常は亜鉛メッキされています。デッキ釘と呼ばれることもあります。
  • 長さ:頭の底から釘の先端までの距離
  • リン酸塩コーティング:濃い灰色から黒色の仕上げで、塗料やジョイントコンパウンドとの結合性に優れ、耐腐食性は最小限です。
  • ポイント:ヘッドの反対側の先端が尖っているので、打ち込みやすさが向上
  • ポールバーン:ロングシャンク(2+1⁄2インチから8インチ(6cmから20cm)、リングシャンク(下記参照)、硬化釘。通常は油焼き入れまたは亜鉛メッキ(上記参照)。木造金属製建物(ポールバーン)の建設によく使用されます
  • リングシャンク:打ち込んだ釘が抜けるのを防ぐため、シャンクに小さな方向性リングが付いています。乾式壁、床材、ポールバーン釘によく使用されます。
  • :釘の頭部と先端部の間の部分。滑らかな場合もあれば、保持力を高めるためにリングや螺旋状のものがある。
  • シンカー釘:現在、骨組みに最も多く使用されている釘です。箱釘と同じ細径で、セメントでコーティングされています(上記参照)。頭の下部はくさび形または漏斗形のように先細りになっており、頭の上部には格子模様が刻まれており、ハンマーが滑り落ちないようにしています。
  • スパイク:大きな釘。通常、長さ4インチ(100 mm)以上
  • スパイラル釘:ねじれたワイヤー釘。スパイラル釘は、同じサイズの一般的な釘よりも軸が小さい。

芸術と宗教において

釘は、第一次世界大戦中にドイツとオーストリアでよく見られた資金集めの方法である「ネイルメン」などの芸術にも使われてきました。

1850年代以前、ボッチェやペタンクのブールは木製のボールで、手打ちの釘で部分的に補強されていることもありました。安価で豊富な機械打ちの釘が手に入るようになると、製造業者はブール・クルテ(木の芯に釘をちりばめ、表面全体を金属で覆うもの)の製造を始めました。様々な金属や色(鋼、真鍮、銅)の釘が使用され、多種多様なデザインや模様が生み出されました。古いブール・クルテの中には、真の芸術作品であり、貴重なコレクターズアイテムとなっているものもあります。

釘が安価になり、広く入手できるようになった後、金属のスタッドで表面を装飾する手段として、フォークアートアウトサイダーアートでよく使われるようになりました。また、溶接またはろう付けされた釘を使った彫刻作品の製作にも、釘はよく使われます。

釘には宗教的または神秘的な利益を目的とした呪文や記号が刻まれており、神社や家のドアに守るために使われていました。[ 29 ]

参照

参考資料

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