JP6463456B2 - ボタン止具及びボタン止具の製造方法 - Google Patents

ボタン止具及びボタン止具の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ボタン止具及びボタン止具の製造方法に関し、更に詳しくは、板状の基部と基部から延びるシャンク部とを有し、例えば、基部の円形の外周形状が中間部材の対応部分の長方形等の外周形状からプレス加工して形成される金属製のボタン止具と、そのようなボタン止具を製造する方法に関する。
板状の基部と基部から延びるシャンク部とを有する金属製のボタン止具として、金属製の板材から三角形状の中間部材を切り出し、中間部材の三角形底辺側部分(基端部)を金型でプレス加工して前記基部とし、中間部材の残りの部分をほぼそのまま前記シャンク部とするボタン止具が知られている。このボタン止具には、基部のシャンク部側の面とは反対側の面を覆うようにシェルキャップが一般的に取り付けられる。
一般に、上記したボタン止具は、相手部材となるボタンやバー材など被着体に取り付けるため、シャンク部の先端は生地を刺し通し相手部材の形状を利用して変形させる必要がある。その場合、生地へシャンク部を刺し通しやすくするためにシャンク部材の先端はできるだけ細く、尖った形状であることが好ましい。鋭角な先端形状を備えるシャンク部を得るためにボタン止具が成形される中間部材は、基端部の外周形状が非円形、例えば長方形や台形の多角形状であるのに対し、ボタン止具の基部の外周形状は、通常、円形が要求される。多角形の外周形状を備える中間部材をプレス加工した場合、中間部材の基端部の形状がそのまま拡がったような形状、例えば、基部の外周形状が歪な小判形になり、綺麗な円形の基部にはならなかった。この場合、シャンク部と基部の芯合わせが困難となり、ボタン止具を用いて衣服の生地等にボタンを固定する作業やボタン止具にシェルキャップを組み付ける作業に支障を来すこともあった。また、ボタン止具の基部にシェルキャップを取り付けることができたとしても、基部への押さえ付けが不十分となり、後にシェルキャップがずれたり、外れ易くなるという問題もあった。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、中間部材の基端部の外周形状とは非相似形の外周形状を有する基部へのプレス加工を首尾良く行うことができる金属製のボタン止具の製造方法と、そのような基部を有するボタン止具を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、シャンク部と、前記シャンク部の基端側において前記シャンク部が延びる方向に交差する放射方向に広がる板状の基部とを備える金属製のボタン止具を製造する方法であって、前記ボタン止具となる柱状の中間部材であって、前記中間部材の基端部を、金型を用いてプレス加工し放射方向に拡張して前記基部とする工程Aにして、前記中間部材の基端部の外周形状と前記ボタン止具の基部の外周形状とが非相似形である工程Aを含み、前記金型は、前記基端部を露出させて中間部材を保持する保持型と、前記保持型に対し中間部材の基端部をプレスするプレス型とを備え、前記保持型は、前記基部のシャンク部側の面を成形する成形面を有し、前記成形面は、複数の凹部又は凸部を有し、前記工程Aにおいて、前記保持型の成形面の前記凹部又は凸部により、前記基端部が基部へと塑性変形する際に、基端部の放射方向への材料流動を制御することを特徴とするボタン止具の製造方法が提供される。
本発明において、ボタン止具の基部は、シャンク部が延びる方向に交差する放射方向に広がる。中間部材についての放射方向は、中間部材が柱状に延びる方向に交差する方向であって、ボタン止具の基部が広がる方向に対応する。ボタン止具についての放射方向は、シャンク部が例えば中心軸線を有する円錐形状等である場合、シャンク部の中心軸線に直交する半径方向と同義である。
本発明では、工程Aにおいて、板状の基部及び基部から延びるシャンク部を有する金属製のボタン止具を柱状の中間部材から形成する。この際、中間部材の基端部を金型でプレス加工して放射方向に拡張させることにより、ボタン止具の基部を成形するが、前者の中間部材の基端部の外周形状と、放射方向に拡張した後の後者のボタン止具の基部の外周形状とは非相似形である。この前者から後者へと外周形状が非相似形に拡張する例としては、例えば、長方形→円形、長方形→楕円形もしくは長円形、長方形→ひし形、角のある長方形→角に丸みが付けられた長方形、円形→楕円形もしくは長円形、円形→正八角形、円形→正方向等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明において、中間部材の基端部をボタン止具の基部へとプレス加工(鍛造加工ともいう)するための金型は、中間部材の基端部を露出させて中間部材を保持する保持型と、保持型に対し中間部材の基端部をプレスするプレス型とを備える。保持型は、前記基部のシャンク部側の面を成形する成形面を有する。前記成形面は、複数の凹部又は凸部を有し、これら凹部又は凸部により、前記基端部が基部へと放射方向に拡張しながら塑性変形する際に、基端部の放射方向への金属材料の塑性流動量を制御する。本発明では、保持型の成形面に複数の凹部又は凸部を設けることにより、放射方向における金属材料の流動量を意図的に不均等になるように制御し、これにより、中間部材の基端部を、外周形状が非相似形であるボタン止具の基部へと首尾良く塑性変形させる。例えば、保持型の成形面におけるある一の放射方向(例えば図11における塑性流動方向x)に沿って凹部の一例である溝条を設けた場合、プレス加工時に材料が溝条に入り込んで当該一の放射方向に沿う材料移動が助長されるため、当該一の放射方向における材料移動量は増える。また別の例として、成形面のある一の放射方向に凸部を配置した場合、凸部が材料の移動を妨げる抵抗となるため、当該一の放射方向における材料移動量は減る。このように材料移動量を制御することにより、ボタン止具の基部を、極力歪みがなく整ったターゲット外周形状に仕上げることが可能となる。なお本発明でいう塑性流動とは、プレス加工によって金属が変形するときの金属の流動のことを指す。
本発明では、前記凹部又は凸部は、前記工程Aにおいて前記中間部材の基端部が前記放射方向に塑性流動する時、一の塑性流動方向(一の放射方向ともいえる)と材料移動量が異なる別の塑性流動方向が生じるように配置され、前記中間部材の基端部の外周形状と前記基部の外周形状とが非相似形となるように前記材料流動を制御することを特徴とする。例えば、保持型の成形面において、一の塑性流動方向に複数の凹部の一例である溝条が当該一の塑性流動方向に平行に存在すると共に、別の塑性流動方向にそのような溝条が存在しない場合、前記一の塑性流動方向では金属材料が溝条に入り込んで当該一の塑性流動方向での材料移動が助長されるので、溝条のない別の塑性流動方向に比べて材料移動量が多くなる。別の例として、一の塑性流動方向に複数の凸部の一例である突条が当該一の塑性流動方向に直交するように成形面に存在すると共に、別の塑性流動方向にそのような突条が存在しない場合、前記一の塑性流動方向では金属材料が突条に当たり、材料移動が妨げられるため、当該一の塑性流動方向における材料移動量は突条のない別の塑性流動方向に比べ少なくなる。
本発明の一実施形態において、前記保持型の成形面は、前記複数の凹部又は凸部として、前記放射方向に対して交差する方向に直線状に延びる複数の溝条又は突条を有する。保持型の成形面において複数の直線状の溝条が一の放射方向に対し交差する場合、プレス加工時に金属材料の一部が溝条に入り込み、溝条に沿って当該一の放射方向に交差する方向に移動し、材料が当該一の放射方向から逸れて分散する。そのため、当該一の放射方向における材料移動量は減ると考えられる。また、保持型の成形面に複数の直線状の突条が一の放射方向に交差する場合、突条が金属材料の塑性流動に対する抵抗となるため、当該一の放射方向における材料移動量は減る。
本発明の一実施形態において、前記保持型の成形面は、前記複数の凹部又は凸部として、一方向に沿って延びる平行な複数の溝条又は突条を有する。保持型の成形面に複数の溝条が平行に存在する場合、溝条に平行となる放射方向では、材料が溝条に入り込みながら材料の移動が助長され、材料移動が増える。その一方、溝条に直交する放射方向では、材料の一部が溝条に入り込み、当該放射方向に直交する方向に逸れるため、当該放射方向における材料移動は減ると考えられる。保持型の成形面に複数の突条が平行に存在する場合、突条に直交する放射方向では、材料移動が突条に妨げられ、当該放射方向における材料移動量は減る。突条に平行となる放射方向では、突条が当該放射方向から逸れる材料を制限し、材料が当該放射方向に集中的に移動するため、当該放射方向における材料移動量は突条のない成形面に比べ増えると考えられる。
本発明の一実施形態において、前記凸部は突起であり、前記保持型の成形面は、前記突起が比較的密な領域と、前記突起が比較的粗な領域とを含む。保持型の成形面において突起が比較的密な領域では、突起が比較的粗な領域に比べ、中間部材の基端部がボタン止具の基部へと塑性変形する際の材料流動に対する抵抗が大きく、放射方向への材料移動量は少なくなる。
本発明の一実施形態において、前記保持型は、成形する基部の外周形状に合わせた成形凹部を備え、前記成形面は前記成形凹部の底面であり、前記成形凹部の底面に前記凹部又は凸部が形成されている。このような成形凹部は、上述した成形面の凹部又は凸部よる材料流動の制御によるターゲット外周形状への成形を補助する。すなわち、成形凹部は、凹部又は凸部による材料流動制御で達成される外周形状をよりターゲットに近い外周形状へと整える役割を果たす。なお、たとえ保持型に成形凹部があっても、材料流動制御がなければ、材料が最終的に成形凹部を埋めて綺麗なターゲット外周形状になるとは限らない。
本発明は、板材から前記中間部材として略三角形状の部分を切断する工程を含むことができる。この場合、中間部材は略三角形の柱状であり、中間部材の基端部は三角形の底辺側の部分である。板材を切断して得た中間部材の基端部は、一般に外周形状が四角形である。中間部材の基端部を除くほとんどの部分は、ボタン止具のシャンク部としてそのまま使用することができる。後述する図面に基づく本発明の好ましい実施形態では、中間部材の基端部に隣接する部分が保持型をなす第1型と第2型との間で圧縮成形される。
本発明の別の側面によれば、シャンク部と、前記シャンク部の基端側において前記シャンク部が延びる方向に交差する放射方向に広がる板状の基部とを備える金属製のボタン止具であって、前記基部は、前記ボタン止具となる中間部材の基端部を、金型を用いてプレス加工して前記放射方向に拡張してなり、前記シャンク部の外周形状と前記基部の外周形状とは非相似形であり、前記基部のシャンク部側の面に複数の凸部又は凹部を有するボタン止具が提供される。本発明に係るボタン止具は上述した本発明に係る方法により得ることができ、ボタン止具の基部のシャンク部側の面に存在する複数の凸部又は凹部は、保持型の成形面における複数の凹部又は凸部によって形成される。
本発明の一実施形態において、前記複数の凸部又は凹部は、前記放射方向に対して交差する方向に直線状に延びる複数の突条又は溝条である。本発明の別の実施形態において、前記複数の凸部又は凹部は、一方向に沿って延びる平行な複数の突条又は溝条である。
本発明の一実施形態において、前記シャンク部の外周形状は多角形であり、前記基部の外周形状は円形である。多角形には、三角形、正方形、長方形、台形、菱形、五角形、六角形、八角形等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
本発明の一実施形態において、前記基部の前記シャンク部側の面とは反対側の面を覆うように基部に取り付けられるシェルキャップを備える。本発明のボタン止具は、基部のシャンク部側の面に複数の凸部又は凹部を有するため、これらの凸部又は凹部が抵抗となってシェルキャップが基部に対してずれたり、外れるような事態を低減又は無くすことができる。
本発明に係るボタン止具の製造方法では、中間部材の基端部をボタン止具の基部へと鍛造加工するに際し、保持型の成形面に設けた複数の凹部又は凸部により、放射方向に移動する金属材料量を意図的に不均等になるように制御し、これにより、中間部材の基端部を、外周形状が非相似形であるボタン止具の基部へと首尾良く塑性変形させることができる。
本発明に係るボタン止具では、基部のシャンク部側の面に設けた凸部又は凹部により、基部にシェルキャップを取り付けた場合に、基部に対しシェルキャップが容易にずれたり、外れたりすることを防ぐことができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るボタン止具を示す側面図である。 図2は、図1のボタン止具の上面図である。 図3は、図1のA−A断面図である。 図4は、図1のB−B断面図である。 図5は、中間部材の斜視図である。 図6は、中間部材を切り出す金属製の板材を破断して示す斜視図である。 図7は、板材の切断工程を示す断面説明図である。 図8は、保持型に保持された中間部材に対しプレス型を移動させる直前の状態を示す断面説明図であり、図11のC−C断面に対応する。 図9は、開状態の保持型の底面図である。 図10は、開状態の保持型の中間部材を配置した状態を示す底面図である。 図11は、第1型と第2型間に中間部材を保持した閉状態を示す保持型の底面図である。 図12は、保持型に対しプレス型を移動させつつ中間部材の基端部をプレスしている状態を示す断面説明図である。 図13は、シェルキャップが組み付けられたボタン止具を示す一部断面側面図である。 図14は、図13のボタン止具の上面図である。 図15(a)は、保持型の別の例を示す底面図である。 図15(b)は、図15(a)のD−D断面図である。 図16(a)は、保持型の更に別の例を示す底面図である。 図16(b)は、図16(a)のE−E断面図である。 図17は、保持型の別の例を示す底面図である。 図18は、保持型の更に別の例を示す底面図である。 図19は、保持型の更なる例を示す底面図である。 図20は、円錐形柱状の中間部材の底面図である。 図21は、図20の中間部材の基端部を成形するための保持型を示す底面図である。 図22は、図20の中間部材の基端部を成形するための保持型の別の例を示す底面図である。 図23は、図20の中間部材の基端部を成形するための保持型の更に別の例を示す底面図である。 図24は、本発明に係る別のボタン止具でボタンを生地に取り付けた状態を示す断面説明図である。 図25は、本発明に係る更に別のボタン止具で別のボタンを生地に取り付けた状態を示す断面説明図である。
以下、本発明のいくつかの実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではなく、当業者は、特許請求の範囲及び均等の範囲内で適宜変更等がなされ得ることを理解する。
図1は、本発明の一実施形態に係るボタン止具10を示す側面図である。図2は、ボタン止具10の上面図である。図3は図1のA−A断面図であり、図4は図1のB−B断面図である。ボタン止具10は、例えば銅、真鍮、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属製の板材(図6参照)から後述するように形成される部品である。ボタン止具10は、板状の基部20と、基部20から上方(ボタン止具10についての上下方向は、別途指定しない限り、図1の紙面に基づくものとする。)に延びるシャンク部30とを備える。基部20は、シャンク部30が延びる上下方向に直交する放射方向に広がる。基部20は、この実施形態では真円に近い外周形状(以下、「外形」もしくは「輪郭」ともいう)を有する。換言すれば、基部20の外形は完全な円ではなく、ゆがんだ円である。これは、詳しくは後述するが、中間部材40(図5参照)の断面長方形の基端部41を金型で円形の基部20へとプレス加工して放射方向に拡張するためである。基部20は、上面21と、平らな下面22と、周側面23とを有する。上面21には、複数の凸部の一例として複数本の直線状の突条24が等間隔で平行に設けられている。各突条24は、細長く上面21に沿って一方向に延びる突出部であり、図2の紙面に基づく上下方向に平行に延びる。そのため、図2の紙面左右の基部20の縁に近い突条24は、これらより図2紙面左右中央側の突条24よりも上下方向に短い。
シャンク部30は、基部20に隣接する基端部31と、基端部31より上方の部分であるシャンク本体32とを含む。基端部31の上下方向長さは、シャンク本体32の上下長さに比べて格段に短く、そのため、シャンク部30の上下方向長さの大部分はシャンク本体32で占められる。基端部31の断面は、図4の紙面上下にわずかに長い楕円形であり、この楕円形断面は基端部31の下端から上端へと次第に縮小する。そのため、基端部31の外周面は上方へと傾斜する。シャンク本体32の上下方向略半分の高さの位置において、上下方向に垂直な水平面に沿う断面は長方形であり(図3参照)、この長方形断面が下方から上方の鋭利な先端32aへと次第に縮小する。シャンク本体32の形状は、後述する中間部材40(図5参照)の形状をほぼそのまま残したものであり、くさび形に近い形状と言える。なお、この中間部材40の断面形状は必ず長方形となるわけではなく、後述する中間部材40の製造方法からわかる通り、台形や、菱形、凧形などの四辺形であったり、三角形、五角形、六角形など角がある多角形である場合もある。図3に示すように、シャンク本体32の断面の長方形は、短辺33と長辺34を有する。図2から分かるように、上述した基部20の上面21の突条24は、シャンク本体32の長方形断面の短辺33に平行でかつ長辺34に垂直である。ボタン止具10において、シャンク部30の大部分であるシャンク本体32の外周形状である長方形と、基部20の外周形状である円形とは非相似形である。
図5は、ボタン止具10となる略三角形の柱状の中間部材40を示す。中間部材40は、図6及び7に示す金属製の板材40aを、図6に示した2点破線に沿って、図7に示す上刃49aと下刃49bにより略三角形状に連続的に切断することにより、連続的に得られる。中間部材40は、三角形の底辺側の基端部41と、三角形の頂角側の、先端42aを有する先端部42とを含む。また、中間部材40は、長方形の底面43と、底面43から先端42aへと延びる四つの側面44とを有する。中間部材40の底面43に平行な断面は長方形であり、この長方形断面は底面43から先端42aへと次第に縮小する。このように中間部材40の基端部41の外周形状は長方形であり、これは、ボタン止具10の基部20の外周形状である円形とは非相似形である。なお、この中間部材40は製造方法からわかるとおり上刃49aと下刃49bとで板材40aをスライスするようにしてカットするため、せん断力が働く。このとき、中間部材40の先端側にかかるせん断力は曲げモーメントを上回るため、中間部材40の先端は捻じれるようにせん断される。このように先端が捻じれるように板材40aからカットされるわけだが、この捻じれせん断で得られる先端形状は非常に尖った鋭角な形状となるため、生地への突き刺し力は非常に強い。よって、中間部材の断面は本実施例においては長方形断面が底面43から先端42aへ向けて次第に縮小すると便宜的に説明しているが、実際は四側面44が不均一に歪みこれにより先端42aが更に鋭利になる。なお、中間部材40のうち長手方向中央部よりも基端側は比較的切り出す材料量が多いためその部分における切り出す前の断面と切り出したあとの断面形状に差はない。中間部材40について、底面43から先端42aと延びる方向に直交する方向を「放射方向」という。この中間部材40についての放射方向は、ボタン止具10において、シャンク部30が延びる方向に直交する放射方向に対応し、この放射方向に基部20が広がる。
次に、中間部材40をボタン止具10へとプレス加工するための金型について説明する。図8を参照して、金型は、中間部材40をその基端部41を露出させて保持する保持型50と、保持型50に対し中間部材40の基端部41をプレスして放射方向に拡張させ、ボタン止具10の基部20へと塑性変形させるためのプレス型60とからなる。既述したように中間部材40の基端部41の長方形の外周形状は、ボタン止具10の基部20の円形の外周形状とは非相似形である。以下、保持型50及びプレス型60についての上下左右方向は、別途指定しない限り、図8の紙面に基づくものとする。なお、実際は、保持型50とプレス型60は上下ではなく、横方向に配置され、図9〜11の紙面に基づく上下方向が実際の重力に従う上下に沿う。しかしながら、説明の便宜のため、上下左右を図8の紙面に基づくものとする。保持型50は、左右一対の第1型50aと第2型50bとからなる。第1型50a及び第2型50bは、互いに向かい合う対向側面と、プレス型60に対面する底面52とを含む。第1型50a及び第2型50bは、一方が他方に対し移動可能である。これにより、第1及び第2型50a、50bは、対向側面51間が離れた開状態(図9及び10参照)と、対向側面51が互いに接した閉状態(図8及び11参照)とをとることができる。
第1型50a及び第2型50bの各対向側面51には、円柱を縦に2分割したような形状に窪んだ窪み53aが上下方向に沿って設けられている。各窪み53aは凹状の円弧を有する。これら窪み53aは、第1及び第2型50a、50bの対向側面51が互いに接した閉状態で円柱状の空間53をなす。この空間53には、後述するように中間部材40の基端部41を除く部分が収容される。各窪み53aの下端部には、各窪み53aの凹状の円弧の径が第1及び第2型50a、50bの下端へと次第に拡大する傾斜部54aが設けられている。これら傾斜部54aは、詳しくは後述するが、第1型50aと第2型50bがこの間に中間部材40を配置した後に閉じることにより、中間部材40における基端部41の上方に隣接する部分(以下「基端隣接部」という。)42bを、ボタン止具10のシャンク部30の基端部31へと成形するシャンク基端成形部54として機能する。従って、保持型50のシャンク基端成形部54の外形は、ボタン止具10のシャンク部30の基端部31に合致し、シャンク基端成形部54の水平断面は図8の紙面手前−奥方向に(左右方向よりも)わずかに長い楕円形である。
図9は、対向側面51間が開いた状態の第1型50a及び第2型50bの底面52を示す。第1及び第2型50a、50bは、底面52からわずかに窪む上成形凹半部55aをそれぞれ有する。これら上成形凹半部55aは、第1及び第2型50a、50bの閉状態(図11等参照)において、ボタン止具10の基部20の上面21側を成形するためのキャビティである上成形凹部55となる。上成形凹部55の輪郭は真円であり、上成形凹半部55aの外形は真円を2分割した半円である。各上成形凹半部55aの底面(上面)55bは、ボタン止具10の基部20の上面21を成形するための成形面として機能する。底面55bには、複数本の直線状の溝条56が等間隔かつ平行に設けられている。これら溝条56は、第1及び第2型50a、50bの対向側面51に平行に形成される。なお、溝条56が延びる方向は、第1及び第2型50a、50b間に配置される中間部材40の基端部41における長方形外形の短辺43aに平行で長辺43bに垂直となる。溝条56は、ボタン止具10の基部20の上面21に突条24に対応し、そのため、第1及び第2型50a、50bが有する溝条56の総数は、ボタン止具10における突条24の数に基本的に等しい。本実施形態では、保持型50の底面52に上成形凹部55を設けたが、このような成形凹部を保持型50の底面52に設けずに、単に保持型50の底面52上に溝条等を設けて成形面とする態様もある。
図8を参照して、プレス型60はその上面61から下方に窪む下成形凹部62を有する。下成形凹部62は、ボタン止具10の基部20の下面22側を成形するためのキャビティである。下成形凹部62の輪郭は、二つの上成形凹半部55aが合わさった上成形凹部55と同寸法の真円であり、下成形凹部62の深さは上成形凹部55に比べて深い。また、下成形凹部62の底面(下面)62aは凹凸等のない平らな面である。
次に、中間部材40を、保持型50及びプレス型60によりボタン止具10へと鍛造加工する工程を説明する。この工程は、1)第1型50aと第1型50bとを開状態から閉じる前ステップと、2)閉状態の保持型50に対しプレス型60を移動させてプレスする後ステップとに分けられる。まず、前ステップについて説明する。開状態(図9参照)の第1型50aと第2型50bとの間に中間部材40を配置する(図10参照)。この第1及び第2型50a、50bに対する中間部材40の配置は次のようになる。中間部材40の基端部41は、第1及び第2型50a、50bの底面52(厳密には上成形凹半部55aの底面55b)よりプレス型60側に突出する。中間部材40の基端部41以外の部分、すなわち先端42aを含む先端部42及び基端隣接部42bは、第1及び第2型50a、50bの窪み53aに対応するように、先端42aを上向きにしてセットされる。この時、中間部材40は、図10に示すように、中間部材40の長方形外形の短辺43aが上成形凹半部55aの溝条56に平行にされ、かつ長辺43bが溝条56に垂直となるように配向される。すなわち、中間部材40の長方形断面の短辺43aが溝条56に平行となり、長辺43bが溝条56に垂直となる。次いで、開状態の第1型50aと第2型50bを図11に示すように閉じる。図11のC−C断面に対応する図8を参照して、第1及び第2型50a、50bの閉動作により、中間部材40の基端部41を除く部分が、二つの窪み53aが合わさった空間53に収容される。これと同時に、中間部材40の基端隣接部42bが、シャンク基端成形部54によって断面長方形から断面楕円形に成形され、ボタン止具10のシャンク部30の基端部31となる。中間部材40の基端部41以外の部分の空間53への収容と、シャンク基端成形部54による成形とにより、中間部材40は、基端部41を下方に露出しつつ保持型50に固定的に保持される。
次に、後ステップについて説明する。基端部41を露出させた状態で中間部材40を保持した保持型50に向けてプレス型60を移動させる。これにより、中間部材40の外周形状が長方形の基端部41は、プレス型60の下成形凹部62の底面62aによってプレスされ、図12に示すように、下成形凹部62の底面62aと保持型50の上成形凹部55の底面55bとの間で上下方向に潰れつつ放射方向に拡張するように塑性変形し、最終的にボタン止具10の外周形状が円形の基部20となる。図11を参照して、保持型50の上成形凹部55の周縁に対し、中間部材40の基端部41の長方形外形の長辺43b側の方が短辺43a側に比べ間隔が大きいことが分かる。そのため、長方形外形の基端部41を円形外形の基部20へと首尾良く塑性変形させるためには、基端部41の短辺43a側よりも長辺43b側をより大きく放射方向に拡張される必要がある。これを実現するため、中間部材40の基端部41をなす金属材料の放射方向へ塑性流動を、保持型50の上成形凹部55の溝条56によって次のように制御する。
外形円形の上成形凹部55において360度にわたる放射方向のうち溝条56に平行となる放射方向である塑性流動方向x(図11参照)では、材料が塑性流動方向xに沿う溝条56に入り込みながら流動し、材料移動が助長されると考えられる。そのため、上成形凹部55の底面55bに溝条56等の凹凸のない平らな塑性流動方向(以下「ニュートラル方向」という。)を仮定すると、塑性流動方向xにおける材料移動量はニュートラル方向における塑性流動方向よりも増えると考えられる。他方、360度にわたる放射方向のうち溝条56に垂直となる放射方向である塑性流動方向y(図11参照)では、材料が塑性流動方向yに直交する溝条56に入り込みつつ塑性流動方向yから逸れる方向へも流動するため、塑性流動方向yにおける材料流動量はニュートラル方向での材料流動量よりも減ると考えられる。従って、中間部材40の基端部41をなす金属材料は、塑性流動方向yよりも塑性流動方向xでより大きく放射方向に拡張する。これにより、外形長方形の基端部41が外形円形の基部20へと変形し易くなる。外形円形の上成形凹部55は、基部20の輪郭をより綺麗な円形にすることを支援する。しかしながら、上成形凹部55がなくても溝条56の機能のみで基部20の輪郭を真円にかなり近付けることができる。成形されたボタン止具10の基部20の上面21には、溝条56に対応する突条24が形成される。
図13は、完成したボタン止具10に対しシェルキャップ(以下単に「シェル」という。)70を取り付けた状態を示す一部断面側面図である。図14は図13のシェル70付のボタン止具10の上面図である。シェル70は、銅合金、アルミニウム合金等からなる金属部品である。シェル70は、円板状の底部71と、底部71の半径方向外側端から上方に曲がる周側部72と、周側部72の上端から半径方向内側に曲がる環状の上部73とを備える。シェル70は、ボタン止具10の基部20に対し、その下面22を底部71が覆うように組み付けられる。組み付けた状態で、周側部72は基部20の周側面23から間隔があけられ、上部73はその半径方向内側部分が基部20の上面21における半径方向外側部分に接する。既述したようにボタン止具10では、基部20の外形が真円に近いため、シャンク部30と基部20の芯合わせが容易であり、ボタン止具10を用いて衣服の生地等にボタン(図示せず)を固定する作業やボタン止具10にシェル70を組み付ける作業に支障を来すようなことをほぼなくすことができる。また、ボタン止具10の基部20に対しシェル70が回転しようとしても、上面21の突条24が抵抗となってそれを防ぐことができ、基部20からシェル70が外れるようなこともなくなる。
以上の実施形態では、外形が長方形の中間部材40の基端部41をボタン止具10の基部20へとプレス加工するに際し、輪郭が円形の上成形凹部55の底面55bすなわち成形面55bを有する保持型50を使用した。底面55bには図11紙面に基づく上下方向に沿う複数の溝条56が設けられた。外形長方形の中間部材40の基端部41を外形円形の基部に鍛造するための保持型の他の例を、図15及び16により示す。以下、図15〜19に基づく説明において、保持型、中間部材の基端部等についての上下方向及び左右方向は参照中の図面に基づくものとする。図15(a)は、第1型80aと第2型80bとからなる保持型80の底面81を示す。なお、第1及び第2型80a、80bにおける対向側面(51)、窪み(53a)、及びシャンク基端成形部(54)については、保持型50と同様であり、この点は、以下に述べる保持型90、100、110、120、140、150、160についても同様である。保持型80には上成形凹部は設けられておらず、保持型80の底面81に上下方向に沿う複数の溝条86を設けて成形面81としている。図15(b)は、図15(a)のD−D断面である。保持型80に対する中間部材40の配置は、保持型50に対して同じであり、基端部41の短辺43aが溝条86に平行でかつ長辺43bが溝条86に垂直になるようにセットされる。この場合も、基端部41をなす金属材料は、溝条86に垂直な塑性流動方向yよりも溝条86に沿う塑性流動方向xに多く移動する。これにより、外形長方形の基端部41が、基部20とほぼ同様の外形円形の基部となる。この基部の上面には溝条86に対応する突条が形成される。基部の円形外形は、保持型80に輪郭円形の上成形凹部はないが、プレス型60側の輪郭円形の下成形凹部62によって整えられる。
図16(a)は、第1型90aと第2型90bとからなる保持型90の底面91を示す。保持型90の底面91には輪郭が円形の上成形凹部92が形成される。上成形凹部92の底面(成形面)93には、複数の凸部としての多数の突起94が設けられている。図16(b)は、図16(a)のE−E断面である。突起94は、塑性流動方向x及びその付近には比較的少なく、塑性流動方向y及びその付近には比較的多く設けられる。そのため、上成形凹部92の底面93には、突起94が比較的密な領域が塑性流動方向x及びその付近に存在し、突起94が比較的粗な領域が塑性流動方向y及びその付近に存在する。中間部材40は、保持型90に対し、基端部41の長方形外形の短辺43aが上下方向に沿い、長辺43bが左右方向に沿うように保持される。保持型90に対するプレス型60のプレスにより、中間部材40の基端部41をなす金属材料は上成形凹部92内を放射方向に拡張する。この際、塑性流動方向xでは、突起94が多いため、材料の移動が妨げられるのに対し、塑性流動方向yには、突起94が比較的少ないため、材料移動の妨げは塑性流動方向xに比べ小さい。これにより、基端部41は塑性流動方向yよりも塑性流動方向xにおいてより大きく塑性流動し、結果的に外形円形のボタン止具10の基部となる。この基部の上面には、突起94に対応する多数の窪みが形成され、このような窪みもシェルキャップ70のずれ等の防止に役立つ。保持型90の上成形凹部92は、基部の外形が綺麗な円形になることを支援する。
以上では、中間部材40の外形長方形の基端部41からボタン止具10の外形円形の基部20を成形する場合の例を説明したが、次に、図17〜19に基づいて、外形長方形の基端部41から非円形の基部20へと鍛造加工する場合の例を説明する。なお、それぞれの保持型100、110、120に対する中間部材40の配置は、既述した例と同様に、基端部41の長方形外形の短辺43aが上下方向に沿い、短長43bが左右方向に沿うようにされる。図17は、第1型100aと第2型100bとからなる保持型100の底面101を示す。保持型100の底面101には輪郭が左右方向に長い長円形の上成形凹部102が形成される。上成形凹部102の底面(成形面)103には、複数の凹部としての複数の溝条104が次のように設けられている。すなわち、塑性流動方向xと塑性流動方向yとの中間の四つの塑性流動方向zにおいてそれぞれ、塑性流動方向zに直交するように複数の溝条104が平行に形成される。塑性流動方向zにおいて、溝条104は、上成形凹部102の中心側から外側(縁側)へと長さが長くなるように設定される。溝条104は、塑性流動方向zに沿って流動する金属材料を塑性流動方向zから逸らすように働く。そのため、材料移動量は、この例において凹凸のないニュートラル方向である塑性流動方向x及びyよりも塑性流動方向zで少なくなり、最終的に外形が左右に長い長円形の基部(図示せず)となる。この基部には、溝条104に対応する突条(図示せず)が形成される。
図18は、第1型110aと第2型110bとからなる保持型110の底面111を示す。保持型110の底面111には輪郭が左右方向に長いひし形の上成形凹部112が形成される。上成形凹部112の底面(成形面)113には、複数の凹部及び凸部としての複数の溝条114及び突条115が次のように設けられている。すなわち、塑性流動方向yには、塑性流動方向yに平行な複数の突条115が設けられる。各突条115は同じ長さである。また、塑性流動方向xとyの中間の四つの塑性流動方向zには、塑性流動方向zに交差する複数の平行な溝条114がそれぞれ形成される。この例では、塑性流動方向xは凹凸のないニュートラル方向である。各溝条114は、同じ長さであり、輪郭がひし形の上成形凹部112における最も近い縁辺に平行である。塑性流動方向zにおいて、溝条114は、塑性流動方向zに沿って流動する金属材料を塑性流動方向zから逸らすように働く。そのため、材料移動量は塑性流動方向x及びyよりも塑性流動方向zで少なくなる。また、塑性流動方向yでは、複数の突条115間に入った材料はこれら突条115間にガイドされ、塑性流動方向yから逸れることなく流動する。そのため、塑性流動方向yにおける材料移動量は、塑性流動方向x及びzよりも多くなる。従って、材料移動量は、塑性流動方向y、x、zの順に低下し、最終的に外形が左右にひし形の基部(図示せず)となる。この基部の上面には、溝条114及び突条115に対応する突条及び溝条(図示せず)が形成される。
図19は、第1型120aと第2型120bとからなる保持型120の底面121を示す。保持型120の底面121には、角に丸みが付けられた長方形の輪郭の上成形凹部122が形成される。なお、このような上成形凹部122の角の丸い長方形の外周形状は、中間部材40の基端部41の角のある長方形の外周形状を均等に拡大しても得られないため、両外周形状は非相似形の関係にあると言える。上成形凹部122の底面(成形面)123には、複数の凸部としての複数の突条124が次のように設けられている。すなわち、塑性流動方向x及びyそれぞれに塑性流動方向x及びyに直交する複数本の平行な突条124が設けられる。塑性流動方向xに形成された各突条124は同じ長さであり、また、塑性流動方向yに形成された各突条124も同じ長さである。塑性流動方向x及びyそれぞれにおける突条124は、塑性流動方向x及びyにおいて流動する材料に対する抵抗として働く。これにより、塑性流動方向x及びyでの材料移動量が減るが、この分、塑性流動方向xと塑性流動方向y間のニュートラル方向である塑性流動方向zに材料が集まる。その結果、角の丸い長方形の外周形状を有する基部(図示せず)となる。この基部の上面には、突条124に対応する溝条(図示せず)が形成される。この例では、突条124を設ける例で説明したが、全突条124を溝条に代えてもほぼ同様に角の丸い長方形の外周形状を有する基部を得ることができる。
以上では、中間部材の基端部の外周形状が長方形である例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、以下に説明するように中間部材の基端部の外周形状が円形であってもよい。図20は、円錐形柱状の中間部材130の底面図である。中間部材130は、円形の底面133を有し、基端部131及び図示されない先端部の外周形状すなわち水平断面も円形である。このような外周形状が円形の中間部材130の基端部131は、図21〜23に示す保持型140、150、160を既述したプレス型60と共に使用することにより、それぞれ外周形状が左右方向に長い長円形、八角形、正方形の外周形状を有するボタン止具の基部(図示せず)へと鍛造加工することができる。中間部材130は、既述した中間部材40と同様に、保持型140、150、160に対し基端部131を露出した形で保持され、各保持型をなす第1型140a、150a、160aと第2型140b、150b、160cの閉動作時に基端部131に隣接する基端隣接部が断面円形から断面楕円形に成形される。
図21は、第1型140aと第2型140bとからなる保持型140の底面141を示す。底面141には、輪郭が左右方向に長い長円形の上成形凹部142が設けられている。上成形凹部142の底面(成形面)143には、複数の凸部としての複数本の突条144が左右方向に沿って平行に全体的に設けられている。このような突条144は、塑性流動方向xに流動する材料に対しては抵抗となり、塑性流動方向yに流動する材料に抵抗とならず、むしろ材料が塑性流動方向yから逸れるのを防ぐようにガイドする。そのため、塑性流動方向xの材料移動量は減り、塑性流動方向yの材料移動量は増える。その結果、中間部材130の外形円形の基端部131がボタン止具の左右に長い長円形外形の基部(図示せず)へと成形される。この基部の上面には、突条144に対応する溝条(図示せず)が形成される。
図22は、第1型150aと第2型150bとからなる保持型150の底面151を示す。底面151には、輪郭が正八角形の上成形凹部152が設けられている。上成形凹部152の底面(成形面)153には、複数の凸部として八角形の中心から八角形の各角へと延びる八本の突条154が設けられる。更に、底面153には、周方向において隣り合う二本の突条154間の計八つの台形状領域156それぞれに、放射方向に直交する複数本の溝条155が平行に設けられる。中間部材130の基端部131のプレス加工時において、基端部131をなす金属材料は、各台形状領域156において放射方向に流動する際、溝条155に入り込みつつ放射方向に直交する方向へと逸らされる一方、各突条154の抵抗により各台形状領域156内に流動範囲が制限される。その結果、中間部材130の外形円形の基端部131がボタン止具の正八角形外形の基部(図示せず)へと成形される。この基部の上面には、突条154及び溝条155に対応する溝条及び突条(図示せず)が形成される。
図23は、第1型160aと第2型160bとからなる保持型160の底面161を示す。底面161には、輪郭が正方形の上成形凹部162が設けられている。上成形凹部162の底面163には、複数の凹部として複数の溝条164が次のように設けられている。すなわち、上成形凹部162の正方形の対角線で区分された四つの領域165それぞれにおいて、複数の溝条164が、正方形における各領域165に対応する一辺に平行となるように形成される。中間部材130の基端部131のプレス加工時において、基端部131をなす金属材料は、各領域165において放射方向に流動する際、塑性流動方向x及びyでは、溝条164に入り込みつつ塑性流動方向x及びyから逸らされるため、塑性流動方向zに材料が集まる。その結果、中間部材130の外形円形の基端部131がボタン止具の正方形の基部(図示せず)へと成形される。この基部の上面には溝条164に対応する突条(図示せず)が形成される。本例において、上成形凹部162の底面163に、溝条164に代えて突条を同様に設けてもよい。
図24及び25は、以上に説明した本発明に係る製造方法によって得た金属製のボタン止具170、190を用いてボタン180、200を生地1、2に取り付けた状態をそれぞれ示す断面説明図である。ボタン止具170は、円板状の基部171と、基部171から延びるシャンク部172とを備える。シャンク部172は、図24において加締められた状態で示される。ボタン180は、バーとも呼ばれる飾りボタンであり、ドーム部181と、ドーム部181から半径方向外側に延びるフランジ部182とを含む。ボタン止具170でボタン180を生地1に取り付ける場合、ボタン止具170のシャンク部172を生地1に突き通した後、ボタン180のドーム部の内側空間でシャンク部172を加締めるようにする。
図25を参照して、ボタン止具190は、円板状の基部191と、基部191から延びるシャンク部192とを備える。シャンク部192は、図25において先端部が加締められた状態で示される。ボタン200は、ボタン穴に出し入れされるタイプのものであり、胴部201と、胴部201よりも拡径した頭部202とを備える。ボタン200はまた、次の3つの部材により構成される。すなわち、胴部201の外周面と頭部202の下側面をなす外殻部材203;頭部202の上面側をなすカバー部材204;及び、外殻部材203の頭部対応部分とカバー部材204との間に配置される頭部コア部材205である。外殻部材203の頭部対応部分とカバー部材204とは頭部202の周側部で連結される。外殻部材203は、胴部201の外周面の下端から胴部201の内部にて上方へと延びる円筒部206を含む。ボタン止具190でボタン200を生地2に取り付ける場合、ボタン止具190のシャンク部192を生地2に突き通し、更にボタン200の円筒部206に通した後、頭部コア部材205によりシャンク部192の先端部を加締めるようにする。図24及び25には示していないが、ボタン止具170、190の基部171、191には、図13の参照番号70で示すようなシェルキャップが取り付けられる場合もある。
上記各実施例で示したとおり、成形面の複数の凹部又は複数の凸部によって基端部の放射方向への材料流動を制御する。よって基端部における金属材料流動の制御を行うために凹凸部の形状、数、方向は本発明の範囲において任意に変更可能であるのは当然であり、本発明によれば、そのように適宜変更することによってニュートラル方向に対して塑性流動を助長したり抑制して、目的とする外周形状を備える基部を成形することができる。
10、170、190 ボタン止具
20、171、191 基部
21 基部の上面
22 基部の下面
24 突条
30、172、192 シャンク部
31 シャンク部の基端部
32 シャンク本体
32a 先端
33 シャンク本体の短辺
34 シャンク本体の長辺
40、130 中間部材

41、131 中間部材の基端部
42 先端部
42a 先端
43a 中間部材の基端部の短辺
43b 中間部材の基端部の長辺
50、80、90、100、110、120、140、150、160 保持型
50a、80a、90a、100a、110a、120a、140a、150a、160a 第1型
50b、80b、90b、100b、110b、120b、140b、150b、160b 第2型
51 対向側面
52、91、101、111、121、141、151、161 保持型の底面
55、92、102、112、122、142、152、162 上成形凹部
55b、93、103、113、123、143、153、163 上成形凹部の底面(成形面)
56、86、104、114、155、164 溝条(凹部)
60 プレス型
62 下成形凹部
70 シェルキャップ
81 保持型の底面(成形面)
94 突起(凸部)
115、124、144、154 突条(凸部)

Claims (10)

  1. シャンク部(30、172、192)と、前記シャンク部(30、172、192)の基端側において前記シャンク部(30、172、192)が延びる方向に交差する放射方向に広がる板状の基部(20、171、191)とを備える金属製のボタン止具(10、170、190)を製造する方法であって、
    前記ボタン止具(10)となる柱状の中間部材(40、130)であって、前記中間部材(40、130)の基端部(41、131)を、金型を用いてプレス加工し放射方向に拡張して前記基部(20、171、191)とする工程Aにして、前記中間部材(40、130)の基端部(41、131)の外周形状と前記ボタン止具(10)の基部(20、171、191)の外周形状とが非相似形である工程Aを含み、
    前記金型は、前記基端部(41、131)を露出させて中間部材(40、130)を保持する保持型(50、80、90、100、110、120、140、150、160)と、前記保持型(50、80、90、100、110、120、140、150、160)に対し中間部材(40、130)の基端部(41、131)をプレスするプレス型(60)とを備え、
    前記保持型(50、80、90、100、110、120、140、150、160)は、前記基部(20、171、191)のシャンク部(30、172、192)側の面(21)を成形する成形面(55b、81、93、103、113、123、143、153、163)を有し、
    前記成形面(55b、81、93、103、113、123、143、153、163)は、複数の凹部(56、86、104、114、155、164)又は凸部(94、115、124、144、154)を有し、
    前記工程Aにおいて、前記保持型(50、80、90、100、110、120、140、150、160)の成形面(55b、81、93、103、113、123、143、153、163)の前記凹部(56、86、104、114、155、164)又は凸部(94、115、124、144、154)により、前記基端部(41、131)が基部(20、171、191)へと塑性変形する際に、基端部(41、131)の放射方向への材料流動を制御することを特徴とするボタン止具の製造方法。
  2. 前記凹部(56、86、104、114、155、164)又は凸部(94、115、124、144、154)は、前記工程Aにおいて前記中間部材(40、130)の基端部(41、131)が前記放射方向に塑性流動する時、一の塑性流動方向と材料移動量が異なる別の塑性流動方向が生じるように配置され、前記中間部材(40、130)の基端部(41、131)の外周形状と前記基部(20、171、191)の外周形状とが非相似形となるように前記材料流動を制御することを特徴とする請求項1に記載のボタン止具の製造方法。
  3. 前記保持型(50、80、100、110、120、140、150、160)の成形面(55b、81、101、111、121、141、151、161)は、前記複数の凹部又は凸部として、前記放射方向に対して交差する方向に直線状に延びる複数の溝条(56、86、104、114、155、164)又は突条(124、144)を有する請求項1又は2に記載のボタン止具の製造方法。
  4. 前記保持型(50、80、100、110、120、140、150、160)の成形面(55b、81、101、111、121、141、151、161)は、前記複数の凹部又は凸部として、一方向に沿って延びる平行な複数の溝条(56、86、104、114、155、164)又は突状(115、124、144)を有する請求項1又は2に記載のボタン止具の製造方法。
  5. 前記凸部は突起(94)であり、
    前記保持型(90)の成形面(93)は、前記突起(94)が比較的密な領域と、前記突起(94)が比較的粗な領域とを含む請求項1又は2に記載のボタン止具の製造方法。
  6. 前記保持型(50、100、110、120、140、150、160)は、成形する基部(20、171、191)の外周形状に合わせた成形凹部(55、92、102、112、122、142、152、162)を備え、前記成形面(55b、93、103、113、123、143、153、163)は前記成形凹部(55、92、102、112、122、142、152、162)の底面(55b、93、103、113、123、143、153、163)であり、前記成形凹部(55、92、102、112、122、142、152、162)の底面(55b、93、103、113、123、143、153、163)に前記凹部(56、104、114、155、164)又は凸部(94、115、124、144、154)が形成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載のボタン止具の製造方法。
  7. 板材(40a)から前記中間部材(40)として略三角形状の部分を切断する工程を含む請求項1に記載のボタン止具の製造方法。
  8. シャンク部(30、172、192)と、前記シャンク部(30、172、192)の基端側において前記シャンク部(30、172、192)が延びる方向に交差する放射方向に広がる板状の基部(20、171、191)とを備える金属製のボタン止具(10、170、190)であって、
    前記基部(20、171、191)は、前記ボタン止具(10)となる中間部材(40、130)の基端部(41、131)を、金型を用いてプレス加工して前記放射方向に拡張してなり、
    前記シャンク部(30、172、192)の外周形状と前記基部(20、171、191)の外周形状とは非相似形であり、
    前記基部(20)のシャンク部(30、172、192)側の面(21)に複数の凸部(24)又は凹部を有し、
    前記複数の凸部又は凹部は、材料移動が助長された特定の一方向に直線状に延びる複数の突条(24)又は溝条であるボタン止具。
  9. 前記シャンク部(30、172、192)の外周形状は多角形であり、前記基部(20、171、191)の外周形状は円形であることを特徴とする請求項に記載のボタン止具。
  10. 前記基部(20、171、191)の前記シャンク部(30、172、192)側の面(21)とは反対側の面(22)を覆うように基部(20、171、191)に取り付けられるシェルキャップ(70)を備える請求項8又は9に記載のボタン止具。
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