JP4215660B2 - 金属製のスライドファスナー用エレメント - Google Patents

Description

本発明は金属製の平角線材を打抜いて製造されるスライドファスナー用のエレメントに関する。

噛合頭部と同頭部から同一平面上を二股に別れて延在する左右脚部からなるスライドファスナーの金属製エレメントは、通常、２つの代表的な製法により作られる。その一つは、例えば断面がＹ字状の長尺の線材に多段に圧延加工を施したのち、この線材を長さ方向に所望の厚みで順次切断してＹ字形のエレメント素材を得て、その素材の噛合頭部に当たる部分を局部的に押圧変形させて噛合部を成形しエレメントを形成する。こうして形成されたエレメントを前記成形に続いて別途移送される長尺のファスナーテープの一側縁に沿って一定のピッチで順次植え付けてファスナーチェーンを連続して製造する。

他の一つの方法は、平角線材をダイス及びパンチを使ってエレメントの形状に順次打ち抜くとともに、押圧による塑性変形をさせて噛合頭部を成形し、エレメントをバラバラの状態で製造する。こうして、製造されたエレメントにはバレル研磨や化学研磨がなされたのち、一定のピッチでファスナーテープの一側縁に沿って順次植え付けられて連続するファスナーチェーンを製造する。この後者の方法により製造されるエレメントは、ダイス及びパンチに多様な押圧形状の賦形が可能なため、特にその噛合頭部の外観形状や構造も多肢にわたる。最も簡単な噛合頭部の形状は、台形と矩形が組み合わされた形状の係合頭部の中央部に片面が凹陥していると共に、その反対の面に山状に突出する噛合部が形成された形状である。一方、他の代表的な構造は、例えば特公昭５９−１０８５８号公報（特許文献１）、特公昭５９−１０８５９号公報（特許文献２）、実開平１−８００１２号公報（特許文献３）などに具体的に開示されている。

これらの特許文献１〜３に開示されている平角線材を打ち抜いて得られるエレメントの代表的な形状及び構造は、図１に示すように、噛合頭部２と左右の脚部４とからなり、噛合頭部２は前記脚部４の肉厚の１／３の肉厚を有する平板部８と、その平板部の略中央の表裏面に隆起する噛合部である隆起部３とを有するとともに、同平板部８に前記脚部と同一平面を以て延びる平面部に、前記隆起部３の脚部側の側面を所定の間隔おいて取り囲むよう形成された嵌合凹部６を有している。この嵌合凹部６と前記隆起部３との間に、相手方のエレメントの隆起部３の一部が嵌合して、エレメント同士が噛合する。また、左右脚部４の先端部には互いに接近するように屈曲して延びる挟着部７を有している。
特公昭５９−１０８５８号公報 特公昭５９−１０８５９号公報 実開平１−８００１２号公報

ところで、圧延加工をなされた上述のＹ字断面をもつ金属線材を切断したのち噛合頭部の噛合部を押圧成形する金属製エレメントにあっては、得られたエレメントの左右脚部及び噛合頭部の外周面は圧延加工がなされているため、その加工面には異質な面が形成されることはなく、全体的に均一な表面が得られるが、上記特許文献１〜３に開示されているような、いわゆるバラ務歯と呼ばれる金属製エレメントにあっては、パンチにより切断されて打ち抜かれるとき、通常、その切断面には剪断部分と破断部分とが生じ、その剪断部分には極めて平坦な剪断面が形成されるとともに、前記破断部分には一部に引掻き瑕様の微細な凹凸形状をもつ粗度の高い破断面が形成される。このバラ務歯と呼ばれる金属製エレメントは、高級な製品に被着されるスライドファスナーに多く使われている。そのため、このバラ務歯には、特にファスナーテープに植え付けられたのちの外部露呈面を高精度に仕上げられている必要がある。

更に、この種のバラ務歯は、上述のようにダイとパンチを使って金属製の平角線材を打ち抜いてエレメント素材を製造したのち、仕上げのためバレル研磨や化学研磨を通すが、これらの研磨作用により破断面の粗度が更に大きくなることが多い。そのため、製品化されたのちには剪断面と破断面との差が顕在化することになる。そのため、これをファスナーテープに植え付けたスライドファスナーにあっては、特にエレメントの外部露呈部分の表面、すなわち左右脚部の外側側面及び噛合頭部の外周面が、それぞれ均質に仕上げられていないように見える。これは、特に高級製品に被着されるスライドファスナーにとっては致命的な欠陥となりかねない。

一方、この種の金属製エレメントをファスナーテープに植え付けて固着させるには、上記左右の脚部間にファスナーテープの一側縁に形成された芯紐部を挟み込んで、同左右の脚部を強く加締めることによりなされる。このときの固着強度は、左右脚部の上記先端挟着部のファスナーテープへの食込み量と芯紐部に対する挟着強度に依存する。この観点から見るかぎり、左右脚部の内周面は粗度が高いほうが好ましい。

本発明は、従来のバラ務歯と呼ばれるスライドファスナー用エレメントに発生しやすい上述の課題を解決すべくなされたものであり、その具体的な少なくとも同エレメントの外部に露呈する部分の仕上げを平坦度の高い均質な仕上げがなされた金属製エレメントを提供することにあり、更には同時にファスナーテープに対する固着強度の高い金属製エレメントと、同エレメントの効率的な製造方法を提供することにある。

かかる目的は、本発明の平角線材から打ち抜きにより得られるスライドファスナー用の金属製エレメントの基本構成である、プレスにより金属製の平角線材１１を打ち抜いて製造されるスライドファスナー用エレメント１であって、平面視で少なくとも噛合頭部２の左右側面及び左右脚部４の外周側面からなる側面領域の切断面は、平均表面粗さＲａが１．０ａ以下である剪断面を８０％以上有し、残りの２０％未満が平均表面粗さＲａが１．０ａよりも大きな破断面であり、前記脚部４の内側周側面の切断面は、平均表面粗さＲａが１．０ａより大きい破断面を５０％以上有し、残りの５０％未満が平均表面粗さＲａが１．０ａ以下である断面を有してなることを特徴とする金属製スライドファスナー用エレメントにより達成される。かかる金属製エレメントは、上記金属製の平角線材をダイス上に配し、パンチにて前記平角線材を打抜いてスライドファスナー用エレメントを製造する方法であって、前記ダイスのパンチ側口元又はその周端縁が半径０．０１ｍｍより大きく１．０ｍｍより小さい面取りがなされるとともに、前記ダイスと前記パンチとの隙間Ｔを０μｍより大きく３０μｍより小さくして、前記パンチにて前記平角線材を打抜く製造方法により確実に且つ効率的に製造できる。

打抜かれた直後のエレメント素材の前記切断面における剪断面の平均表面粗さＲａが１．０ａ以下であることが好ましく、また前記剪断面の平均表面粗さＲａを０．５ａ以下とすることがより好ましい。また、同時にスライドファスナーのエレメントの少なくとも脚部の内側の切断面が８０％未満の剪断面を有し、残りが破断面であることが望ましく、より好ましくは脚部の内側の切断面の５０％未満の剪断面とする。
また上記製造方法にあって、前記ダイスと前記パンチとの隙間Ｔを０．１μｍより大きく１０μｍより小さくすることがより好ましく、更には前記ダイスと前記パンチとの上記隙間（Ｔ）と平角線材の厚み（ｔ）とが、以下の関係式（Ｉ）を満足することが好ましい。
０＜Ｔ／ｔ≦０．００１ ……（Ｉ）

発明の作用効果

本発明のいわゆるバラ務歯は、打ち抜きによる切断面の８０％以上を剪断面とすることにより、ファスナーテープに植え付けたとき、外部に露呈される噛合頭部及び左右の脚部の外周面が平滑度を増し、特に高級製品に適用されるスライドファスナーに対する要求が満足される。この平滑度を実現するには、本発明の上記製造方法を採用することが好ましく、更にダイスとパンチとの隙間Ｔを０．１μｍより大きく１０μｍより小さくすれば、前記切断面の９０％以上を剪断面に形成することができる。

金属の切断面を観察すると、一般に剪断面と破断面とが混在している。剪断面及び破断面は、例えば所望の入射角をもって切断面に光を照射して、その正反射位置から外れた位置から観察すると、剪断面は照射光が正反射されるため暗黒色となり、逆に破断面では乱反射するため白く見える。本発明にあっては、平角線材を打ち抜いて得られるエレメントの切断面を観察したとき、前記暗黒色の占める領域の面積が白色を占める領域の８０％以上となるように、切断面を形成している。このように、切断面の８０％以上が剪断面であるとき、その表面の平滑度が高く、高精度の仕上げがなされた均質で外観的にも優れた高品質のエレメントとなる。その割合が９０％以上であれば、殆ど破断面がなくなり、外観意匠性にも優れ、高級ブランド製品にもより価値の高いものとして適用することが可能となる。こうした切断面における剪断面積の割合を増加させるには、上述の本発明によるスライドファスナー用エレメントの製造方法により確実に且つ効率的に製造できる。

ところで、平角線材を打ち抜いて得られるエレメント素材は、そのままであると素材の切断により形成される稜線部にバリなどが発生するため、最終製品を得るには更にバレル研磨や化学研磨などの工程を経る必要がある。このとき、打ち抜き時に作られる上記剪断面に砥石粉末による微小な擦過傷がつき、打ち抜き時と比較すると剪断面積の占める割合が減少する。それにも関わらず、上述のような８０％以上の剪断面積を備えたエレメントを得るには、エレメント素材のときに、前記切断面における剪断面の平均表面粗さＲａが１．０ａ以下であることが必要である。更に９０％以上の剪断面積を備えたエレメントを得ようとすると、平均表面粗さＲａを０．５ａ以下とすることが肝要である。

一方、上記エレメントの少なくとも脚部の内側の切断面はファスナーテープを挟着して取り付けられる部分であり、このエレメントをファスナーテープに取り付けたのちには、外部に露呈しない。従って、この部分では剪断面の占める面積はさほど必要がなく、却って破断面の占める面積を増加させれば、ファスナーテープへの密着度が増し、その取付強度も高くなる。そのためには、脚部の内側の切断面における剪断面の占める面積を８０％未満、すなわち破断面を２０％以上とする。更に取付強度を高めるには、破断面を５０％以上とすることが好ましい。

かかる切断面を得るには、ダイスとパンチとの間の隙間Ｔを０μｍより大きく３０μｍより小さい範囲とするとともに、ダイスのパンチ側口元又はダイスの周端に半径Ｒの丸みをもたせる。このときのＲは０．０１ｍｍより大きく１．０ｍｍより小さい範囲とすることにより、平角線材に対する亀裂の発生が防止され、破断面に対する剪断面の割合が８０％以上のスライドファスナー用エレメントが得られる。
またダイスとパンチとの上記隙間Ｔと平角線材の厚みｔとが、上記関係式（１）を満足するようにすると、更に剪断面の割合を増加させることができる。

以下、本発明のいわゆるバラ務歯と呼ばれるスライドファスナー用の金属製エレメントの好適な実施の形態を同エレメントの製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。本発明のエレメント１は、上記特許文献３にも記載され、既述したとおりの図１に示す外形と構造を備えている。ここでは、特許文献３と同様の形状及び構造を備えたエレメント１を例に挙げているが、当然に他の特許文献１及び２に記載されたエレメント形状や構造、或いはその他の形状、構造を採用することができる。

本実施形態による金属製エレメント１も、台形と矩形とを組み合わせた噛合頭部２の薄肉平板部８の表裏面中央部に噛合部である隆起部３をそれぞれ隆起させている。この隆起部３の形状は、図１に示すように矩形平断面で、薄肉平板部８から離れる方向に断面積が漸次小さくなり、エレメント１の幅方向に長い薄肉の略４角錐台形を呈している。更に、前記薄肉平板部８の左右脚部４側には、同脚部４と同じ肉厚で前記隆起部３を所要の間隔をおいて囲むようにして形成された略Ｕ字状の突出縁部５を有している。前記隆起部３と突出縁部５との間には、図１３に示すファスナーチーェン１０の噛合時に相手方のエレメント１の隆起部３の一部が嵌合する同じく略Ｕ字状の嵌合凹部６が形成される。前記突出縁部５の端面から左右に分岐して一対の前記脚部４が同一平面上を延出している。前記左右の脚部４及び突出縁部５の上下方向の肉厚は前記薄肉平板部８の略３倍である。更に、この左右の脚部４の先端には互いに向かい合って接近するように延びる左右一対の挟持部７を有している。

かかる形状及び構造を備えたエレメント１の打ち抜き品（エレメント素材１’）は図２に示す平角線材１１から複数のプレス工程を経て連続的に順次製造される。平角線材１１は図面の左側から右側へとプレス工程のたびに停止しながら間欠的に移送される。この平角線材１１の肉厚は上記左右脚部４及び突出縁部５の肉厚に等しい。第１のプレス工程（Ａ）では、前記平角線材１１に対してハッチで示す部分が上下から図示せぬ成形金型によりプレスされて、同図の（Ａ）に示すように、同平角線材１１の噛合頭部領域Ｅを成形する。この噛合頭部領域Ｅには、上記隆起部３と薄肉平板部８及び嵌合凹部６とが同時に押圧成形される。

図２の（Ｂ）で示す第２のプレス工程では、前記噛合頭部領域Ｅ、略Ｕ字状の上記突出縁部５及び左右の脚部４を残してその周縁に沿って仮想線で示す形状をもつダイ及びパンチによって、ハッチ部分が打ち抜かれて図２に示す第３工程（Ｃ）の形状となる。次いで、同図の（Ｃ）に仮想線で示すダイとパンチによって、噛合頭部２の頂部の残部が打ち抜かれて、同図の（Ｄ）に示すような所望形状のエレメント素材１’が製造される。かかる製造工程は、本発明特有のものではなく、従来から実施されている工程である。

本発明による製造方法の特徴部を図３に概念的に示している。同図に示すとおり、本発明方法を実施するとき、パンチ１２とダイス１３との間に形成される隙間（クリアランス）Ｔの寸法が重要なポイントとなる。また、同時にダイスの口元（肩口）の稜線部に丸み形成する、すなわち面取りを行うことも重要なポイントとなる。本実施形態にあっては前記Ｔの値を０μｍより大きく３０μｍより小さい、好ましくは０．１μｍより大きく１０μｍより小さい範囲としている。０μｍであれば、当然にパンチとダイスとの間に食い付きが生じ円滑なプレスが行えず、また３０μｍ以上であると、その打ち抜き面（切断面）に破断面が増加して、本発明の初期の目的である剪断面の占める割合が８０％を大きく下回ってしまう。適正な値は、０．１μｍより大きく１０μｍより小さい範囲である。また、ダイスの口元（肩口）に面取りを行うとき、その丸みの半径Ｒは０．０１ｍｍより大きく１．０ｍｍより小さく設定される。この半径Ｒが０．０１ｍｍ以下であると、被プレス製品の切断面に亀裂による破断面が増加する。また半径Ｒが１．０ｍｍ以上になると、切断自体が上手く行かず、破断面が更に増加するばかりでなく、その切断端が湾曲したり傾斜して切断されることが多くなる。

ところで、既述したとおり、この種のエレメント１は前記プレス加工により得られるエレメント素材１’に更にバレル研磨や化学研磨による仕上加工が施される。この研磨工程によりエレメント素材１’の切断面の表面粗さは粗くなる傾向がある。そのため、仕上加工がなされたエレメント１の、本発明の特徴部をなす剪断面を８０％以上とするには、エレメント素材１’の段階では、その値以上の剪断面を形成しておく必要がある。このときの剪断面に影響する要因はエレメント素材１’の切断面における表面粗さＲａである。本実施形態では、その平均の表面粗さＲａを１．０ａ以下、好ましくは０．５ａ以下に設定している。かかる値とすることにより、以降の研磨加工を経たときもエレメント１の切断面における剪断面の占める割合が８０％、好ましくは９０％とすることが可能となる。

なお、本実施形態ではエレメント素材１’の切断面の全てについて、破断面に対して剪断面の割合を８０％以上とはしていない。図４はエレメント１における８０％以上の剪断面を有する領域Ｓ１と８０％以下の剪断面で足りるとする領域Ｓ２との境界を示している。なお、同図において符号Ｓ３で示す領域は、エレメント噛合時には直接外部に露呈せず噛合エレメント間に隠れてしまう部分であって、可能ならば領域Ｓ１に準じて剪断面を８０％以上とする領域である。すなわち、同図に示すようなエレメント１であれば、噛合頭部２の左右側面及び左右脚部４の外側周側面が領域Ｓ１であり、左右脚部４の内側周側面がＳ２となる。残る噛合頭部２の頂面がＳ３となる。

ここで、外側周側面領域Ｓ１及び噛合頭部頂面Ｓ３を形成するには、図５に示すように、本発明の特徴部を構成するパンチ１２とダイス１３との間に上述の所定の寸法の隙間Ｔを形成するとともに、ダイス１３の口元（肩口）の稜線部に上記所定の値からなる半径Ｒを有する面取りを行う。その結果、同領域Ｓ１及びＳ３における切断面では、剪断面の割合を８０％以上とすることができる。一方の左右脚部４の内側周側面領域Ｓ２については、図６に示すように、パンチ１２とダイス１３との間に形成される隙間Ｔの寸法を本発明で規定する上記寸法を越え従来と同様の又はそれ以上の寸法とするとともに、ダイス１３の口元（肩口）１３ａの面取りを行わない、または本発明で規定する上記寸法を越える場合には、剪断面の割合が極端に減少し、破断面の割合が５０％を越えるようになる。

また、左右脚部４の内側周側面領域Ｓ２にあって、パンチ１２とダイス１３との間に形成される隙間Ｔの寸法を本発明で規定する上記寸法に設定し、ダイス１３の口元（肩口）１３ａの面取りを行わないときは、剪断面の割合は増加するものの８０％を越えることは難しい。このことから、本発明のエレメント１を製造するには、本発明における上記数値を満足するクリアランスＴと半径Ｒの面取りとが必須であることが理解できよう。左右脚部４の内周面に、このような破断面の多い領域Ｓ２を形成することにより、既述したような芯紐部１０を含むファスナーテープ９の側縁に対する食い込みが増し、強力な取付が可能となる。

更に好適な実施形態によれば、前記パンチ１２と前記ダイス１３との上記隙間Ｔ（μｍ）と平角線材の厚みｔ（ｍｍ）とが以下の関係式（Ｉ）を満たすことが必要である。
０＜Ｔ／ｔ≦０．００１ ……（Ｉ） 前記隙間Ｔと平角線材の厚みｔとが関係式（Ｉ）を満たすことにより、更に剪断面の割合が増加する。
次に、本発明の具体的な実施例について、従来例と比較しながら具体的に説明する。

図５及び図６に概略で示すパンチ１２とダイ１３との間の隙間（クリアランス）Ｔを、５μｍ（実施例１）、２０μｍ（実施例２）、０μｍ（比較例）としている。同時に、図５に示すように、実施例１及び２における外側周側面領域Ｓ１及び噛合頭部頂面領域Ｓ３を切断するダイ１３の肩口には、半径Ｒが０．１５ｍｍの面取りがなされ、左右脚部４の外側切断面である外側周側面領域Ｓ１を形成するダイ１３の肩口も、図６に示すように、外側周側面領域Ｓ１及び噛合頭部頂面領域Ｓ３と同様に、半径Ｒが０．１５ｍｍの面取りがなされている。一方、左右脚部４の内側切断面である内側周側面領域Ｓ２を形成するダイ１３の肩口には面取りがなされていない。また、比較例についてもダイ１３の肩口には面取りがなされていない。エレメント１の原材である平角線材１１にはエレメントのサイズに応じて実施例１、２及び比較例のいずれも厚みｔが０．９〜１．５ｍｍのアルミ合金を使った。

図７〜図１２は、前記実施例１及び２並びに比較例である中間サイズの各エレメント１の左側面及び右側面の剪断面と破断面の表出状態を示している。なお、これらの図は、各エレメント１に各エレメント１の上方から下方に向けて斜めに光を照射して撮像された映像を模写したものである。ハッチ領域が剪断面領域Ｃ１を示しており、映像では暗黒色となっている。一方非ハッチ領域は破断面領域Ｃ２を示しており、映像では白色となっている。また、以下に述べる各エレメントに対する評価は、パンチ１２により打ち抜かれたときのエレメント素材１’にバレル研磨を施したのちのエレメントである。

実施例１のエレメント１は、左側方から見た斜視図である図７によれば、エレメント１の外側周側面では剪断面領域Ｃ１が９８％以上であって、その殆どが剪断面となっている。また右側方から見た斜視図である図８でも、同じくその外側周側面の剪断面領域Ｃ１は９５％以上を占めている。また実施例２のエレメント１についても、左側方から見た斜視図である図９によれば、同じくエレメント１の外側周側面では剪断面領域Ｃ１が８５％以上を占めており、右側方から見た斜視図である図１０に示すように、その外側周側面の剪断面領域Ｃ１が９０％近くを占めていることが分かる。

一方、比較例のエレメント１では、左側方から見た斜視図である図１１に示すとおり、エレメント１の外側周側面における剪断面領域Ｃ１は５０％を遙かに下回っており、また右側方から見た斜視図である図１２を見ても、同じくその外側周側面の剪断面領域Ｃ１は５０％以下となっている。なお、エレメント１の左右脚部４の内側周側面に関しては、実施例１、２及び比較例のいずれについても殆ど剪断面が存在せず、破断面が８０％以上となっている。

以上の説明からも理解できるように、平角線材から打ち抜きにより得られる本発明のスライドファスナー用の金属製エレメント１は、従来の同様に製造される金属製エレメントと比較して、ファスナーテープ９に取り付けられたときに外部に露呈される部分の表面が８０％以上の剪断面から構成されるため、外観的に極めて美しく仕上がり、しかも左右脚部４の内側周側面を５０％以上の破断面とすれば、ファスナーテープ９に取り付けたときの取付強度、特に横引き強度が増加する。そのため、同エレメント１を装着したスライドファスナーは、特に高級ブランド製品などの高級品に好適に被着される。

本発明のスライドファスナー用の金属製エレメントの一例を示す外観図である。 同エレメントの製造工程を同一図面中に順に示した工程例の説明図である。 本発明の製造方法に適用されるパンチとダイを模式的に示す縦断面図である。 前記エレメントの外周切断領域を模式的に示す平面図である。 図２に示すV-V 線に沿ったエレメント切断時のパンチとダイを模式的に示す断面図である。 図２に示すVI-VI 線に沿ったエレメント切断時のパンチとダイを模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施例であるエレメントを左側から見た斜視図である。 同第１実施例であるエレメントを右側から見た斜視図である。 本発明の第２実施例であるエレメントを左側から見た斜視図である。 同第２実施例であるエレメントを右側から見た斜視図である。 比較例である従来のエレメントを左側から見た斜視図である。 同従来のエレメントを右側から見た斜視図である。 図１に示すエレメントを装着したファスナーチェーンの一部平面図である。

符号の説明

１ （スライドファスナー用の）エレメント
２ 噛合頭部
３ 隆起部
４ （左右）脚部
５ 突出縁部
６ 嵌合凹部
７ 挟持部
８ 薄肉平板部
９ ファスナーテープ
１０ ファスナーチェーン
１１ 平角線材
（Ａ）〜（Ｄ） 製造工程
Ｅ 噛合頭部領域
Ｓ１ 外側周側面領域
Ｓ２ （左右脚部の）内側周側面領域
Ｓ３ 噛合頭部頂面領域
Ｃ１ 剪断面領域
Ｃ２ 破断面領域
Ｔ パンチとダイとの隙間（クラリアンス）
ｔ 平角線材の厚み
Ｒ ダイの口元（肩口）の面取り半径

Claims (1)

1. プレスにより金属製の平角線材１１を打ち抜いて製造されるスライドファスナー用エレメント１であって、
   平面視で少なくとも噛合頭部２の左右側面及び左右脚部４の外周側面からなる側面領域の切断面は、平均表面粗さＲａが１．０ａ以下である剪断面を８０％以上有し、残りの２０％未満が平均表面粗さＲａが１．０ａよりも大きな破断面であり、
   前記脚部４の内側周側面の切断面は、平均表面粗さＲａが１．０ａより大きい破断面を５０％以上有し、残りの５０％未満が平均表面粗さＲａが１．０ａ以下である断面を有してなる、
   ことを特徴とする金属製スライドファスナー用エレメント。

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