(57)【要約】  【課題】建物用の金具及び木ねじにおいて、耐食性を確保しつつコストダウンを図る。  【手段】金具１と木ねじ２との両方とも、クロムの含有量が９％以上（好適には１０％程度）のクロム−鉄合金鋼を素材として製造されている。木ねじ２の表面はクロム酸化物被膜１３によって不働態層化されている。クロム酸化物被膜１３の厚さは１５０Å以上になっている。金具１及び木ねじ２ともクロム−鉄合金鋼であるため、特に電解腐食を防止して耐食性を確保でき、また、木ねじ２の表面はクロム酸化物被膜で不動態層化されているため、特に耐食性に優れている。かつ、オーステナイト系ステンレス鋼ではないためコストダウンできる。【選択図】                  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物用金具と頭付きねじであって、これら金具とねじとはいずれもクロムを９％以上含むクロム−鉄合金鋼を素材として製造されており、前記金具にはねじの軸部が貫通する穴が空けられている一方、前記ねじは、ねじ山が形成された軸の一端部に頭部を有しており、このねじは、熱処理されておらず、表面にはクロム酸化物より成る不動態被膜を形成する表面処理が施されている、
建物用金具とねじとの組み合わせ。
【請求項２】
前記金具とねじとは木製部材の固定に使用されるためのものであって、いずれもクロムを１０％以上含むクロム−鉄合金鋼を素材として製造されており、
前記金具のうちねじが貫通する部分には、ねじの頭が嵌まり込む凹部が膨出形成されている一方、
前記ねじは、ねじ軸の外周にねじ山を形成すると共に先端部は先窄まりの尖り先になっている木ねじであって、この木ねじの頭とねじ軸とは、ねじ部の谷径よりは大径で頭部の外径よりは小径でストレート状の首下部と、首下部とねじ軸とに連なるテーパ部とを介して一体に繋がれており、更に、前記クロム酸化物被膜の厚さは１５０Å以上になっている、
請求項１に記載した建物用金具とねじとの組み合わせ。
【請求項３】
請求項２に記載した金具と木ねじとによって木製部材同士を固定している、
建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、木造住宅のように建物及びこれに使用する金具とねじ（ビス、ボルト）との組み合わせに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸組工法住宅や２×４工法住宅のように木製部材を多用する建物では、木製部材同士を固定するために金具（建築金物）が多用されている。特に、近年は耐震性を高めるため、軸組工法において補強金具が多用されている。これらの金具は木製部材に木ねじで固定されることが多い（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
建物の壁部や天井部、或いは床下などは湿気に晒されやすく、また、冷暖房に起因した結露によって金具やねじが濡れることもあり、更に、金具とねじとが異種素材であることに起因した電解腐食が発生することもある。このため金具とねじには高い耐食性が求められている。
【０００４】
金具及び木ねじに耐食性を付与する手段には、耐食性の素材で製造することと、表面処理によって耐食性を高めること、及び両者を併用することがあり、耐食性素材としてはステンレス鋼が多用されている。
【０００５】
ステンレス鋼はマルテンサント系とフェライト系とオーステナイト系とに大別されるが、オーステナイト系が最も耐蝕性に優れていることから、従来の建物用の金具の多くはオーステナイト系ステンレス鋼板を素材に製造されていた。
【０００６】
他方、木ねじの素材には、オーステナイト系ステンレス鋼とマルテンサイト系ステンレス鋼と炭素鋼とが用途に応じて使用されている。マルテンサイト系ステンレス鋼及び炭素鋼を使用する場合は成形した後、熱処理（焼入れ）し、それから表面処理を施している。
【特許文献１】特開平１１−５１０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
建築金物及びその締結用木ねじにオーステナイト系ステンレス鋼を使用しているのは既述のとおり耐食性を確保するためであるが、オーステナイト系ステンレス鋼はマルテンサイト系ステンレス鋼に比べて価格が高いという問題があり、この素材価格の問題が金具及び木ねじのコストダウンの障害になっていた。
【０００８】
また、木ねじをマルテンサイト系ステンレス鋼製とする場合、従来は、硬度向上のために熱処理し、この熱処理に伴う耐食性低下を補うため表面に不動態被膜を形成する表面処理を施していたが、熱処理工程を経る分だけコストが嵩んでいた。また、金具をオーステナイト系ステンレス鋼製として木ねじをマルテンサイト系ステンレス鋼又は炭素鋼製とした場合は、電解腐食が発生しやすいという問題があった。
【０００９】
本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
例えばねじと金物とが異種金属にあることに起因した電解腐食を防止する手段として従来は、ねじに電気的絶縁処理を施すことで対処している。このことから推測できるように、従来、建築用部材の技術分野において、各部材はそれぞれ独自に素材が選択されており、部材同士の関係を考慮してシステム的に素材等を選択する考え方は希薄であったと言える。
【００１１】
本願発明はこのような従来の開発思想から一歩踏み出したもので、本願発明者は、マルテンサイト系ステンレス鋼に代表されるクロム−鉄合金鋼が持っている経済性に着目し、その特性を活かすことについて研究を重ね、本願発明を完成させるに至った。
【００１２】
請求項１の発明は、建物用金具と頭付きねじとの組み合わせに係るもので、これら金具とねじとはいずれもクロムを９％以上含むクロム−鉄合金鋼を素材として製造されており、前記金具にはねじの軸部が貫通する穴が空けられている一方、前記ねじは、ねじ山が形成された軸の一端部に頭部を有しており、このねじは、熱処理されておらず、表面にはクロム酸化物より成る不動態被膜を形成する表面処理が施されている。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記金具とねじとは木製部材の固定に使用されるためのものであって、いずれもクロムを１０％以上含むクロム−鉄合金鋼を素材として製造されており、前記金具のうちねじが貫通する部分には、ねじの頭が嵌まり込む凹部が膨出形成されている。
【００１４】
一方、前記ねじは、ねじ軸の外周にねじ山を形成すると共に先端部は先窄まりの尖り先になっている木ねじであって、この木ねじの頭とねじ軸とは、ねじ部の谷径よりは大径で頭部の外径よりは小径でストレート状の首下部と、首下部とねじ軸とに連なるテーパ部とを介して一体に繋がれており、更に、前記クロム酸化物被膜の厚さは１５０Å以上になっている。
【００１５】
本願発明は、請求項２に記載した金具と木ねじとによって木製部材同士を固定している建物も含んでいる。なお、本願発明においてねじに熱処理していないとは、焼入れや焼き戻しのような高温での処理をしていないという意味であり、表面処理加工において、鋼の機械的性質に影響しない温度に加温・加熱することは差し支えないのである。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によると、金具及びねじとも安価なクロム−鉄合金鋼を採用していることと、ねじを熱処理していないこととが相俟って、金具及びねじとも、建物用に要求される耐食性を確保しつつコストダウンを図ることができる。また、金具とねじとが同じ素材であるため電解腐食を防止でき、この面からも耐食性の向上に寄与できる。
【００１７】
ところで、木ねじが木製部材にねじ込まれると、木材に含まれている水分の影響を受けて錆び易くなる。他方、ステンレス鋼の耐食性を高める方法として表面にクロム酸化物（Ｃｒ2 Ｏ3 ）の被膜を形成することは従来から知られている（例えば特開平６−１１６６３２号公報参照）が、従来のクロム酸化物被膜の厚さはせいぜい２０〜３０Å程度であった。これに対して請求項２のようにクロム酸化物被膜の厚さを１５〜２００Åに設定すると、木ねじの耐食性をオーステナイト系ステンレス鋼と遜色のない程度まで格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図面も参照して本願発明の実施形態を説明する。図１及び図２は金具及び木ねじの一例を示しており、図１のうち（Ａ）は金具１の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は木ねじ２の平面図、（Ｄ）は木ねじ２の正面図、（Ｅ）は木ねじ２の部分的な断面図、図２は金具１及び木ねじ２の使用状態の断面図である。
【００１９】
本実施形態に係る金具１は、例えば、木造住宅における柱と梁、柱と土台、胴差しと柱、柱と壁材など、木製部材同士の固定（或いは固定の補強）に使用するもので、２つの木製部材Ｗに締結するための取付け穴３の群が２群形成されている。
【００２０】
金具のうち取付け穴３を囲う部分は、木製部材Ｗの肉厚部内に入り込むように段落ちした凹部４となるように膨出形成されており、凹部４に木ねじ２の頭５が嵌まり込むようになっている（すなわち、木ねじ２の頭が金具１の表面から突出しないようになっている。）。
【００２１】
他方、木ねじ２は、谷径の外径であるねじ軸６の外周にねじ山７を形成したねじ部８を備えており、ねじ軸６の先端部は先窄まりの尖り先部になっており、ねじ山７の始端は最先端から立ち上がっている。ねじ軸６と頭５とは、ねじ軸６よりも大径で頭５よりも小径でストレート状の首下部９と、首下部９とねじ軸６とに連続するテーパ部１０とを介して一体に繋がっている。ねじ山７のピッチはねじ軸６の外径と同じ程度の寸法に設定している。
【００２２】
木ねじ２における頭５の頂面には、ドライバ工具１１が入り込む係合穴１２が空いている。本実施形態では係合穴３は四角形になっているが、六角や十字等の他の形態でも良いことはいうまでもない。木ねじ２を木製部材Ｗにねじ込み切ると、金具１の凹部４は圧縮作用によって木製部材Ｗの肉厚部内に沈み込む。
【００２３】
なお、本実施形態では木ねじ２のテーパ部１０の角度（軸心に対して表面のなす角度）２０度程度の緩い角度に設定しており、このため、ワークＷへの進入がスムースになる利点がある（４５°以下が好ましい）。
【００２４】
金具１は、クロムを９％以上含むクロム−鉄合金鋼板を素材として板金加工によって製造されており、表面処理は施されていない。他方、木ねじ２もクロムを９％以上含むクロム−鉄合金の棒材（線材）を素材として製造されている。
【００２５】
木ねじ２は、線材を素材として、ヘッダーによる頭５と首下部９とテーパ部１０との加工、ダイスを使用したローリング加工によるねじ部８の形成を経たのち、全表面にクロム酸化物被膜１３を形成する（換言すると、全表面をクロム酸化物被膜で不動態層化する）表面処理加工が施される。熱処理（焼入れ）は施さない（木ねじなので、熱処理しなくても十分な硬度を確保できる）。
【００２６】
木ねじ２の表面にクロム酸化物被膜１３を形成する表面処理は、例えば、異物を除去する洗浄（酸洗い）、クロム酸化物層化を助けるための前処理、表面をクロム酸化物層と成す改質処理、改質処理状態を安定化する後処理、乾燥という工程を経て行われる。
【００２７】
一般のクロム酸化物被膜の厚さは２０〜３０Åが多く１００Åよりも薄いが、本願発明では、５０Å以上、特に１５０Å以上とするのが好ましい。クロム酸化物被膜は、ステンレス鋼の表面色を残した透明やブロンズ系、黒色などを選択でき、色によって膜厚さも異なるが、透明色の場合は１５０〜２００Å程度、ブロンズ系色では１５００〜３０００Å、黒色では６０００〜８０００Åの厚さを選択できる。このような厚いクロム酸化物被膜１３の存在と、熱処理を施していないこととが相俟って、木ねじ２はオーステナイト系ステンレス鋼と遜色のない耐食性を確保することができる。
【００２８】
ところで、ステンレス鋼は一般にクロムの含有量が１２％以上と定義される（１０．５％以上をステンレス鋼としている場合もある）。そして、本願発明の金具１及び木ねじ２の素材には、例えばＪＩＳで規定するＳＵＳ４１０系（１３Ｃｒ）を初めとしたマルテンサイト系ステンレス鋼を使用できるが、本願発明者が実験したところ、厳密な耐食性を要求されない建物用金具及び木ねじにおいては、クロムの含有量が９％以上であれば必要な耐食性は確保し得ることが判明した。
【００２９】
クロムの含有量が増えると耐食性は増すものの素材価格は高くなる。そこで実験を繰り返したところ、一般の木造等の建物用金具及び木ねじでは、クロムは９．５〜１１％程度であれば、必要な耐食性と経済性（素材コスト）とを確保できて好適であった。より好適には１０％程度（９．５〜１０．５％）であった。
【００３０】
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば金具の形態は必要に応じて任意に設計できる。また、ねじの形態も図示した形態に限定されるものではなく、例えば、頭の形状、首下部の形状、ねじ山の条数、ねじ部を設ける範囲など、必要に応じて自由に選択できる。
【００３１】
本実施形態のように中間径の首下部９とこれに連なるテーパ部１０とを備えている場合、テーパ部１０とねじ部８との間にねじ無し部が存在してもよいのであり、その場合、ねじ無し部は素材径と同径になってねじ軸６よりも大径になる。また、ねじ部の先端にドリル部を形成した木ねじと成すことも可能である。
【００３２】
更に、本願発明のねじには、木ねじのみでなく、ナットと協同して金具と部材とを締結するボルトも含まれる。部材の締結に座金を使用する場合、座金も金具及びねじと同じ素材とすべきである。
【００３３】
なお、例えば金具はクロムを１１％程度含有したクロム−鉄合金鋼製として、ねじはクロムを１０％含有したクロム−鉄合金鋼製するというように、金具とねじとの素材にクロムの含有量が違うものを使用することも可能である。更に、金具には、クロム酸化物被膜その他の表面処理を施すことも可能である。なお、敢えて述べるまでもないが、本願発明で使用するクロム−鉄合金鋼には、クロム以外の原料が添加されていても良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る金具と木ねじとを別々に示した図である。
【図２】金具及び木ねじの使用状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  金具
２  木ねじ
３  取付け穴
４  凹部
５  頭
６  ねじ軸
７  ねじ山
８  ねじ部
１３  クロム酸化物被膜（不動態化層）
【図１】
2006097763.tif 000003
【図２】
2006097763.tif 000004