一目で分かる技術: 爪のように頑丈

Oct 21, 2023

毎日身の回りで目にする機械について考えるとき、おそらく車、コンピューター、または家電製品を思い浮かべるでしょう。 しかし、世界には単純な機械が溢れています。 特に、インクラインド プレーンという単純なマシンがよく登場します。 たとえば、地味な釘について考えてみましょう。 あなたが木工職人や住宅所有者であれば、おそらくそれらの袋を持っているでしょう。 あなたが屋内にいる場合、そしておそらくあなたが今屋外にいる場合でも、それらは確かにあなたの周りにあります。 釘は、非常に長い間留め具として選択されており、傾斜面の一種であるくさびの形状です。

爪について他に何が言えますか? 知るべきことがたくさんあることが分かりました。 他の留め具と同様に、非常に特殊な目的のための釘があります。 頭が 2 つある釘や、冗談ではなく、先端が 2 つある釘もあります。 正確にどのような種類の爪が必要かは、あなたが何をしているのか、そしてあなたにとって何が重要なのかによって異なります。

ほぼすべての釘には、頭、シャンク、先端があります。 おそらく、それぞれの用語が何を意味するか推測できるでしょう。 ただし、重要なのは詳細です。 一部の釘は、特定の用途で機能するために、頭とシャンクが非常に特殊な形状をしています。

ただし、これらの各部分にはさまざまなバリエーションがあります。 ヘッドはフラットまたはカップ状にすることができます。 皿頭と市松模様の平頭として知られるテクスチャードヘッドがあります。 シャンクに関しては、ほとんどの釘は滑らかですが、曲がりを防ぐためにねじれていたり、木材をよりよく掴むためにリングや返しが入っているものもあります。 ポイントデザインも重要です。 鈍い先端は木材を割る可能性が低くなります。 ダイヤモンド型のポイントが最も一般的で、用途によってはポイントが通常よりも長く作られています。 経験豊富な大工は、木材が割れる可能性を減らすために、ハンマーで叩いて釘の先端を少し鈍らせることがあります。

サイズは、用語が理解しにくい場所の 1 つです。 世界のほとんどの地域では、釘のサイズはメートル法で決まります。 しかし、米国ではそうではありません。 ここでは、廃止された英語の尺度に基づいたシステムを使用します。 釘は「ペニー」サイズで販売されており、釘の種類によってある程度異なります。 たとえば、10 ペニー釘の長さは 3 インチですが、シャフトと頭の直径は釘の種類によって異なります。 世界のその他のほとんどの国では、長さと直径がミリメートル単位で使用されます。

ちなみに、「10ペニー」を10dと書くのをよく見かけますが、dはペニーのような古いローマの硬貨であるデナリウスの略です。 奇妙なことに、そうです、そしておそらくそれが他の人がメートル法に進んだ理由かもしれません。

ご想像のとおり、釘は古代の技術です。 古代ローマ人でさえ釘を使用し、爪ハンマーを発明しました。 少なくとも当時から 1800 年代までは、人々は鉄や青銅から釘を手で作っていました。どうやら、古代エジプト人は代わりに木製の釘を使用していたようです。 鍛冶屋は釘師と同じように釘を作りました。 まず、熱した四角い鉄の棒を使用し、側面をハンマーで叩いて点を形成します。 再加熱して切断した後、熱した釘を金床の穴に差し込んで固定し、頭を打ち出します。 結果として得られる釘は、今日よく見られる典型的な丸いシャンクとは異なり、明らかに四角いシャンクを持っています。

釘は製造が難しく、したがって高価でした。 これは、植民地時代のアメリカのような遠く離れた地域で特に当てはまりました。 そこでは、たとえ自分が家を放棄したとしても、人々は灰の中から釘を回収するために廃屋を焼き払うこともありました。 大きな構造物では、多くの場合、金属釘は使用されず、慎重に取り付けられた木製の部分が木製のペグで固定されて使用されていました。

釘は貴重品であったため、家族が家や農場に必要な設備を備えていたこともありました。 彼らは時間があるとき、たいてい夜間や悪天候のときに、自分で使用したり他の人と取引したりするために釘を作りました。 どうやら、トーマス・ジェファーソンでさえ、悲しいことに農場の奴隷労働者を使って釘を製​​造し、販売していることで知られていたようです。

もちろん、1033 年における釘の製造は 1733 年とは大きく異なっていました。一部の設備、特にスリッターミルのおかげで、依然として労働集約的ではあったものの、釘の製造が容易になりました。

しかし、1700 年代を通じて、何人かの人々が鉄板から直接釘を切断する機械を作成しました。 これらのカット釘は安価でしたが、鍛造釘はさらに硬く、かなり長い間蹄鉄などに使用されていました。 しかし、切断された釘はフレーム建設の際に木製のペグを押し出し、今日でもそれらのニッチな用途がいくつかあります。

しかし、1800 年代になると、新しい釘の作り方が普及し始め、今日ではほとんどの釘にこの方法が使用されています。 ワイヤーを形成するのと同じプロセスを使用して、一定の長さのワイヤーを切断し、直接釘に成形しました。 刃物で先端をカットし、圧力加工で頭部を形成します。 1892 年、米国では切断釘よりも鋼線釘の方が多く生産されました。 1913 年までに、すべての釘の 90% がワイヤー釘になりました。 最後に、釘は安価な商品であり、家を焼き払って回収することはできません。

下のビデオにあるような最新のネイルマシンは、短時間で膨大な数の釘を作成できます。 釘が安いのも不思議ではありません。

余談ですが、古代アジアの木工では、釘を使わない魅力的な技術が使用されていました。 もちろんその地域には冶金技術が発達していましたが、実際には釘は必要ありませんでした。

実際には、普通の爪として知られる特定の種類の爪があり、もちろんそれが一般的に見られるものです。 これらの爪は、重くて滑らかなシャンクと幅広の頭を持っています。 ポイントはダイヤモンドのような形になっています。 これらはさまざまな目的に最適です。 フレーミング釘も似ていますが、シャンクが細くなります。 根太ハンガー釘は硬い素材を使用しており、保持力を高めるためにシャンクに沿ってリッジが付いています。 サイディング釘も一般的で、通常は硬材を打ち抜くために太いシャンクを備えています。

小さい釘は、ブラッドまたは仕上げ釘としてよく知られています。 どちらも通常、目立たないようにするためと、繊細な素材が裂けるのを避けるために非常に細いです。 通常、ブラッドは頭が小さく、仕上げ釘はより肉厚ですが、頭が目立たないように作られています。 造船模型などの場合、小さな釘は、釘打ち機で打ち込む先が尖ったワイヤーに過ぎません。

屋根用釘は、屋根板が裂けるのを防ぐために非常に大きな頭を持つ傾向があります。 耐候性にも優れた素材を使用しています。 一部の屋根用釘には、釘穴からの漏れを防ぐために屋根を密閉するのに役立つワッシャーも含まれています。

乾式壁のような柔らかい材料に打ち込むことを目的とした釘は、シャンクに尾根や返しのパターン、またはシャンクが材料をよりよくグリップするためのその他の方法が施されている傾向があります。 ウェザーストリップ釘も同じ配置ですが、通常は非常に耐候性の高い素材で作られています。 また、パネルや他の種類の釘を保持するための釘の尾根も見つかります。

シャンクがねじれている釘も時々見かけます。 これにより、釘を曲げるのが難しくなり、釘が広葉樹に食い込んでしまいます。 スパイラルシャンク釘とフローリング釘は、他の特殊釘と同様にこのようなシャンクを持っています。

まだまだ特殊な釘があります。 大きな装飾的な頭を持つ室内装飾用釘。 靴用の釘。 大きな頭を持つ鋲で、カーペット用のものもあります。 T字頭の釘やコンクリートに最適化された釘などがあります。

それから奇妙な釘があります。 切った釘を装飾や修復の目的で使用する場所が今でも残っています。 カット釘は石積みにも使用され、非常に強い材料で作られており、剥離、つまりコンクリート表面の削れを軽減するために先細のシャンクを備えています。

私のお気に入りの釘の 1 つは、足場やコンクリート型枠などの一時的なものを構築するときに使用する二重釘です。 釘には通常の頭がありますが、シャンクの少し下に別の頭もあります。 後で分解することが分かっているものを組み立てるとき、ハンマーで頭の下部分を打ち付けると、シャンクの残りの部分が突き出て、分解する時が来たら引き抜かれるのを待ちます。

シンプルなネイルの複雑さをさらに増すのは、その素材です。 釘には溶融亜鉛メッキ釘とステンレス釘があります。 釘の中には真鍮や銅などの素材で作られているものもあります。 保持力を高めるために「セメント」（接着剤の意味）でコーティングされているものもあります。 釘によっては、ハンマーで叩いた摩擦で溶けて木材に接着するコーティングが施されているものもあります。

もちろん、鉄は単なる素材ではありません。 釘の中には、比較的軟鋼で作られているものもあれば、炭素含有量の高いより硬い鋼を使用しているものもあります。 すべては状況次第です。 木材には軟鋼が適していますが、コンクリート用の釘にはより強力な材料が使用される可能性があります。

もちろん、釘の代わりにネジを使用することもできます。 私が子供の頃、木にネジを打つのは嫌いでした。釘を打つ方が早いのに、ドライバーは遅いからです。 電動ドライバーを使えば大したことはありませんが、ネイルガンの方が早いと思います。 以下のビデオでは、ネジと釘に関する多くの有益な情報が説明されています。

釘が回路ブレッドボードの一般的な部分であり、本物のブレッドボードを使用していた時代がありました。 現在、私たちはそれらをまったく異なる文脈で見る可能性が高くなります。