スカーフジョイント

スカーフジョイント（またはスカーフジョイント）は、木工や金属加工において2つの部材を端から端まで接合する方法です。^[1]スカーフジョイントは、接合する材料が必要な長さで入手できない場合に使用されます。これは、突き合わせジョイントやスプライスジョイントなどの他のジョイントの代替であり、接着面がほとんど見えないため、 木工ではこれらよりも好まれることが多いです。

ジョイントは、各部材の反対側のテーパー端を切断して形成され、その後、これらが組み合わされます。木材を扱う場合、これにより、縦木目と横木目の接着面がより良くなり、単純な突き合わせジョイントよりも強度の高いジョイントが得られます。テーパーは通常、1:8 から 1:10 の角度で切断されます。プレーン スカーフの端は、仕上げ作業でジョイントを目立たなくするのに役立つ細い先端にフェザー加工されていますが、他の形状のスカーフでは、端が鈍い「先端」に切断されることが多く、これが合わせピースの対応する肩にかみ合います。

ヴィンテージ航空機の修復にスカーフジョイントが使用されている場合、ほとんどの先進国では、そのようなジョイントのすべてに 1:8 以上の角度が使用されている場合にのみ耐空証明書を発行します。

接着剤で接合された 2 つのピースの最大軸力は、問題の形状から、軸力成分を引張力と、スカーフ ジョイントに垂直および平行なせん断力に分解して導き出される 2 つの方程式を使用して簡単に決定できます。せん断強度は σ/2 に等しいと仮定します。せん断強度が σ/2 より大きい場合は、次の方程式を調整する必要があります。最大軸力を与える 2 つの方程式は、F=σ/sin(α)^2 および F=σ/sin(2α) です。ここで、α は水平からジョイントまでの角度です。特定の問題に対して両方を評価する必要があり、2 つの方程式のうち小さい方の F が最大許容軸力の大きさになります。最初の方程式は、引張による破損を考慮します。2 番目の方程式は、せん断による破損を考慮します。いくつかの特別な角度に注意するか、2 つの方程式のグラフを同じプロット上で比較する必要があります。ジョイントは、引張限界により α=90° で最も弱くなり、せん断限界により 45° で最も弱くなります。ただし、せん断強度が σ/2 より大きい場合、α=45° は α=90° よりも強くなります。ジョイントは、これら 2 つの角度の間で 63.4° のときに最も強くなります。ジョイントは 25.4° で 63.4° よりも強くなります。角度が十分に浅い場合、ジョイントの強度は増加し続け、2 つのピースのどこでも破損が発生しますが、ジョイントの外側で破損する可能性が最も高くなります。

木工では、接合部に連結面があるかどうかによって、スカーフには 2 つの明確に異なるカテゴリがあります。プレーンスカーフは、接合する素材の軸に対して角度をつけて接合する 2 つの平面で、強度はすべて接着剤や機械的な留め具 (ネジ、釘、ボルトなど) に依存しています。フック、キー、ニブなどの連結スカーフ ジョイントは、さまざまな程度の引張強度と圧縮強度を備えていますが、そのほとんどは、ジョイントを閉じるために機械的な留め具に依存しています。

強度が求められる場合には無地のスカーフは好まれないため、トリムやモールディングの適用など、装飾的な場面でよく使用されます。現代の高強度接着剤を使用すると、無地のスカーフの構造性能を大幅に向上させることができます。

鍵付きフックスカーフは、船やボートの建造や^木造建築、木造橋の建設でよく使用されます。このような大きな木材では、スカーフはほぼ常に貫通ボルトで固定され、鉄や鋼の継ぎ目板やストラップ で外部から補強されることがよくありました。

スカーフジョイントは、ボードが用途に対して短すぎる場合に発生する問題を解決するためにも使用できます。ボードをテーパーカットで半分に切断すると、スカーフジョイントになります。ジョイントを接着すると、テーパーが互いにスライドするため、2 つのセクションは互いに一直線になりません。これにより、ボードが長くなります。接着剤が固まったら、ボードを均一の厚さに削ることができ、結果として、より長くて薄いボードになります。

伝統的な木造建築では、木材を接合するために多くの種類のスカーフジョイントが使用されます。

• シュワルツ、メル・M. (1995)。ろう付け：工学技術者向け。シュプリンガー。ISBN 978-0-412-60480-5。。

• スカーフカットとは何ですか？
• スカーフカットの説明