JP7206411B2 - 金属製エレメント及びスライドファスナー - Google Patents

Description

本開示は、金属製エレメント及びスライドファスナーに関する。

特許文献１は、金属線材、端的には、Ｙバーからファスナーエレメントを切り出す種類のファスナーエレメントの製造方法に関し、Ｙバーの脚部に３以上の屈曲部を設け、圧延加工時のＹバーの位置決めを促進することを開示する（同文献の段落００３８参照）。特許文献２は、打ち抜きによって金属平板からファスナーエレメントを得る種類のファスナーエレメントの製造方法に関する（同文献の図６参照）。特許文献３は、特許文献２と同様、打ち抜きによって金属平板からファスナーエレメントを得る種類のファスナーエレメントの製造方法に関する。特許文献３では、脚部の鉤状に屈曲したテープ挟持部を設け、ファスナーテープへの固着力を高めている（同文献の図１参照）。

特許文献１（例えば、段落０００４）に開示のようにＹバーからファスナーエレメントを切り出す種類のファスナーエレメントの製造方法は、材料費の削減といった幾つかの点において特許文献２，３に開示の種類のファスナーエレメントの製造方法よりも有利である。

特許第３９１７４５２号公報 国際公開第２０１８／１０９９２３号 実開平１－８００１２号公報

金属製エレメントのために新たな金属材料を用いることが試みられている。例えば、軽量な金属材料の採用によってスライドファスナーを軽量化することができる。或いは、安価な金属材料の採用によって金属製エレメントの単価を低減し、スライドファスナーの価格競争力を高めることができる。しかしながら、金属製エレメントの硬さは、多かれ少なかれ、その金属材料に依存する。従って、用いる金属材料によっては、スライドファスナーの主たる特性、端的には、横引き強度が得られない場合が生じ得る。本願発明者は、この点に鑑みて、スライドファスナーの横引き強度を金属製エレメントの新規構造によって高める意義を見出した。なお、本願発明は、新たな金属材料から成る金属製エレメントに限定されることなく、既存の金属材料から成る金属製エレメントにも効果的かつ有用である。

本開示の一態様に係る金属製エレメントは、ファスナーテープの芯紐に対して取り付けられた金属製エレメントである。金属製エレメントは、前記芯紐を挟む一対の脚部と、前記一対の脚部が連結した頭部を備える。各脚部は、前記頭部に連結した基端部から自由端部まで延びる片持ち梁である。各脚部の自由端部には、前記一対の脚部の間から離脱するように動く前記芯紐を制止する制止面を有する制止爪が設けられる。前記一対の脚部の前記制止面は、前記頭部から離間するに応じて互いに接近するように徐々に傾斜する。前記頭部は、同一軸線上に係合突起と係合凹部を有するようにカップ状に形状付けられる。前記係合突起は、前記頭部及び前記脚部に亘る範囲で平坦に形成された前記金属製エレメントの第１側面から突出する。前記係合凹部は、前記頭部及び前記脚部に亘る範囲で平坦に形成された前記金属製エレメントの第２側面から窪む。前記第２側面が前記第１側面の反対側に設けられる。前記一対の脚部には、前記制止面から離間するに応じて互いに接近するように徐々に傾斜する芯紐圧迫面が設けられる。各芯紐圧迫面は、前記制止面から前記脚部の基端部に到達するまで延びる。前記ファスナーテープの厚み方向における前記脚部の厚みは、少なくとも前記芯紐圧迫面の傾斜に応じて、前記脚部の自由端部から基端部に向けて漸増する。

幾つかの実施形態においては、前記ファスナーテープが存在する平面に対して平行に配向された平面と前記制止面とのなす角が６０°以下である、及び／又は、前記ファスナーテープが存在する平面に対して平行に配向された平面と前記芯紐圧迫面のなす角が６°以上３０°以下である。

幾つかの実施形態においては、前記ファスナーテープが存在する平面に対して平行に配向された平面と前記制止面とのなす角をθとし、前記ファスナーテープが存在する平面に対して平行に配向された平面と前記芯紐圧迫面のなす角をαとする時、２．５＜（θ／α）＜７．５を満足する。

幾つかの実施形態においては、前記制止面と前記芯紐圧迫面のなす角が、１００°～１３５°の範囲内である。

幾つかの実施形態においては、一方の脚部における前記制止爪の頂面と前記制止面の境界と他方の脚部における前記制止爪の頂面と前記制止面の境界を結ぶように仮想線を引く時、６角形状の開口を有する芯紐保持部が画定される。

幾つかの実施形態においては、前記第１及び第２側面がせん断加工された面である。

幾つかの実施形態においては、前記金属製エレメントは、Ａｌを含有し、又は、Ａｌを含む合金、例えば、Ａｌ－Ｓｉ系合金を含有する。

本開示の別態様に係るスライドファスナーは、上述のいずれかの金属製エレメントを含む。

本開示の一態様によれば、スライドファスナーの横引き強度を高め、又はそれを許容範囲内に維持することに貢献する金属製エレメントを提供することができる。

本開示の一態様に係るスライドファスナーの正面図である。 スライドファスナーにおける左右の金属製エレメントの係合状態を示す模式図である。 金属製エレメントの上下の脚部の間で芯紐が挟まれた状態を示す模式図である。 圧延金型により金属線材がＹバーに成形されることを示す断面模式図である。 Ｙバーからエレメント平板が切り出され、頭部における局部的な塑性変形により係合突起と係合凹部が形成されることを示す概略的な工程図である。 芯紐に対する金属製エレメントの取付工程を示す概略的な工程図である。 芯紐に対して複数の金属製エレメントが取り付けられた状態を示す概略的な斜視図である。 参考例に係る金属製エレメントの概略的な模式図である。 実施例と参考例それぞれの金属製エレメントの芯紐保持部の開口形状を示す参考図である。

以下、図１乃至図９を参照しつつ、様々な実施形態及び特徴について説明する。当業者は、過剰説明を要せず、各実施形態及び／又は各特徴を組み合わせることができ、この組み合わせによる相乗効果も理解可能である。実施形態間の重複説明は、原則的に省略する。参照図面は、発明の記述を主たる目的とするものであり、作図の便宜のために簡略化されている。

図１に示すように、スライドファスナー１は、左右一対のファスナーストリンガー５ａ，５ｂと、このストリンガー５ａ，５ｂを開閉するためのスライダー９１を有する。各ストリンガー５ａ，５ｂは、芯紐１２が側縁部に設けられたファスナーテープ１０と、芯紐１２に取り付けられた金属製エレメント２０を有する。ファスナーテープ１０は、織物又は編み物又はこれらの混在物であり、可撓性を有する。ファスナーテープ１０は、上下のテープ面により厚みが画定される。金属製エレメント２０は、ファスナーテープ１０の長手方向に沿って一定ピッチで配置される。スライダー９１の前進により左右のストリンガー５ａ，５ｂが閉じられ、スライダー９１の後進により左右のストリンガー５ａ，５ｂが開けられる。スライダー９１は、金属製又は樹脂製又はセラミックス製であり得る。なお、スライドファスナー１は、図１に示す種類のものに限られず、隠しスライドファスナーといった他の種類のスライドファスナーであっても良い。各ストリンガー５ａ，５ｂの前端には前止め９６が設けられ、ストリンガー５ａ，５ｂの後端には両ストリンガーを結合する後止め９７が設けられるが、これらの止め具は省略可能である。前後方向は、スライダーの移動方向に即して理解される。左右方向は、前後方向に直交し、ファスナーテープ１０のテープ面に平行である。上下方向は、前後方向に直交し、ファスナーテープ１０のテープ面に垂直である。

図２及び図３に示すように、各金属製エレメント２０は、芯紐１２を挟む一対の脚部３１，３２（例えば、上脚部３１、下脚部３２と呼ぶ）と、脚部３１，３２が連結した頭部４０を有する。頭部４０は、同一軸線ＣＬ上に係合突起４１と係合凹部４２を有するようにカップ状に形状付けられる。係合突起４１と係合凹部４２が配置される軸線ＣＬは、ファスナーテープ１０の側縁部及び前後方向に平行であり、ファスナーテープ１０のテープ面外に設定される。軸線ＣＬは、スライダー９１の移動路にも一致し、端的に述べれば、スライドファスナー１の中心線ＣＬである。

係合突起４１は、頭部４０及び脚部３１，３２に亘る範囲で平坦に形成された金属製エレメント２０の第１側面２１から突出する。係合凹部４２は、頭部４０及び脚部３１，３２に亘る範囲で平坦に形成された金属製エレメント２０の第２側面２２から窪む。なお、第２側面２２が第１側面２１の反対側に設けられる。第１及び第２側面２１，２２は、ファスナーテープ１０のテープ面に垂直に交差するように設けられ得る。第１側面２１は、金属製エレメント２０の前側面及び後側面の一方であり、第２側面２２は、金属製エレメント２０の前側面及び後側面の他方である。当業者には理解されるように、本金属製エレメント２０は、Ｙバーの切断を介して製造される。すなわち、第１及び第２側面２１，２２は、せん断加工された面である。金属板の打ち抜きによって金属製エレメント２０を製造する場合、特許文献３に開示のように頭部において隆起部が両面に形成された複雑な構造が形成されることが一般的である。

金属製エレメント２０は、第１側面２１の外周と第２側面２２の外周を接続する外周面を有する。外周面は、図３に示すように、上面２３ａ、下面２３ｂ、頭部先端面２３ｃ、脚部先端面２３ｄ，２３ｅを含む。脚部先端面２３ｄ，２３ｅはファスナーテープ１０を上下で挟むように配置される。

各脚部３１，３２は、頭部４０に連結した基端部３８から自由端部３９まで延びる片持ち梁である。脚部３１，３２と頭部４０によって芯紐保持部７が構成される。芯紐保持部７は、制止面６１，６３、芯紐圧迫面６２，６４、及び底面６５を有する。芯紐圧迫面６２，６４と制止面６１，６３は、脚部３１，３２の延在方向に沿って隣接して配置される。底面６５は、ファスナーテープ１０の厚み方向（すなわち、上下方向）に延びて芯紐圧迫面６２，６４を接続し、単に接続面と呼んでも良い。

各脚部３１，３２の自由端部３９には、一対の脚部３１，３２の間から離脱するように動く芯紐１２を制止する制止面６１，６３を有する制止爪５１，５２が設けられる。一対の脚部３１，３２の制止面６１，６３は、頭部４０から離間するに応じて互いに接近するように徐々に傾斜する。制止面６１，６３は、各々、平坦面であり得る。有利には、ファスナーテープ１０が存在する平面ＰＬ０に対して平行に配向された平面ＰＬ１と制止面６１，６３とのなす角θが６０°以下又は未満、より好ましくは、５６°以下である。また、なす角θは、好ましくは、４５°以上である。なお、なす角として鋭角が参照される。芯紐１２に対する金属製エレメント２０の取付強度と金属線材からのＹバーの円滑な成形を両立させることができる。平面ＰＬ１と制止面６１，６３のなす角θが９０°である場合、制止面６１，６３の制止力が高められるが、金属線材からのＹバーの成形が容易ではなくなる。

本実施形態では、一対の脚部３１，３２には、制止面６１，６３から離間するに応じて互いに接近するように徐々に傾斜する芯紐圧迫面６２，６４が設けられる。各芯紐圧迫面６２，６４は、制止面６１，６３から脚部３１，３２の基端部３８（又は底面６５）に到達するまで延びる。この芯紐圧迫面６２，６４の傾斜に応じて、ファスナーテープ１０の厚み方向における脚部３１，３２の厚みＴ３１，Ｔ３２は、脚部３１，３２の自由端部３９から基端部３８に向けて漸増する。これによって、脚部３１，３２は、スライドファスナー１の横引きに対してより強い耐性を有することができる。なお、スライドファスナー１の横引きに際して、閉じたスライドファスナー１が左右方向において反対側に引かれ、主として左右の金属製エレメント２０の芯紐１２に対する取付強度が評価される。

先に述べたように、一対の脚部３１，３２の制止面６１，６３は、頭部４０から離間するに応じて互いに接近するように徐々に傾斜する。この場合、スライドファスナー１の横引き時、制止面６１，６３が芯紐１２から力Ｆ１を受け、脚部３１，３２の自由端部３９をお互いに離間させる力Ｆ２が脚部３１，３２に与えられやすくなってしまう。本実施形態では、芯紐圧迫面６２，６４の傾斜のおかげで脚部３１，３２の厚みＴ３１，Ｔ３２が自由端部３９から基端部３８に向けて漸増する。従って、上述のように制止面６１，６３を傾斜させるとしても、脚部３１，３２は、より大きな力Ｆ２に耐えることができ、脚部３１，３２の開拡が抑制される。すなわち、Ｙバーの成形容易さを確保しつつスライドファスナー１の横引き強度を高めることが促進される。

上述の芯紐圧迫面６２，６４を採用する場合、平面ＰＬ３（図３の破線で示された縦平面を参照）に関して芯紐保持部７が非対称になってしまい、芯紐１２の圧迫の程度にむら／差が生じてしまうおそれがある。なお、平面ＰＬ０と平面ＰＬ３は、芯紐１２の中心で交差する（図６参照）。本願発明者の検討によれば、芯紐１２の圧迫の程度にむら／差が生じてしまうことよりも脚部３１，３２がより大きな力Ｆ２に耐えることができるほうが、スライドファスナー１の横引き強度の向上には効果的であることが見込まれている。

ファスナーテープ１０が存在する平面ＰＬ０に対して平行に配向された平面ＰＬ２と芯紐圧迫面６２のなす角αは、６°以上３０°以下、好ましくは、１０°以上２０°以下であり得る。なす角として鋭角が参照される。芯紐圧迫面６２，６４を緩やかな傾斜面とすることによって芯紐保持部７の開口面積の確保と脚部３１，３２の基端部３８の増強を両立することができる。幾つかの場合、脚部３１，３２の延在方向において、芯紐圧迫面６２，６４の長さは、制止面６１，６３の長さの１．５倍よりも長く、２．５倍よりも短い。芯紐圧迫面６２，６４を長くすることによって、芯紐保持部７の開口面積の確保と脚部３１，３２の基端部３８の増強を両立することができる。

有利には次の一つ以上の条件が充足される。ファスナーテープ１０が存在する平面ＰＬ０に対して平行に配向された平面ＰＬ１と制止面６１，６３とのなす角をθとし、ファスナーテープ１０が存在する平面ＰＬ０に対して平行に配向された平面ＰＬ２と芯紐圧迫面６２のなす角をαとする時、２．５＜（θ／α）＜７．５を満足し得る。制止面６１，６３と芯紐圧迫面６２，６４のなす角βが、１００°～１３５°の範囲内であり得る。芯紐圧迫面６２，６４と底面６５のなす角γが、９５°～１１０°の範囲内であり得る。

脚部３１における制止爪５１の頂面６６と制止面６１の境界Ｅ５と脚部３２における制止爪５２の頂面６７と制止面６３の境界Ｅ６を結ぶように仮想線Ｌ１を引く時、６角形状の開口を有する芯紐保持部７が画定される。芯紐保持部７は、６つの角部Ｅ１～Ｅ６を有する。ファスナーテープ１０が存在する平面ＰＬ０に直交する方向において、角部Ｅ１と角部Ｅ２の間隔＞角部Ｅ３と角部Ｅ４の間隔＞角部Ｅ５と角部Ｅ６の間隔、を満足する。

金属製エレメントの金属材料としては、丹銅（ＣｕＺｎ合金）が用いられ、スライドファスナー１の横引き強度を高く確保できることが確認されているが、スライドファスナー１の価格競争力を高めるため、他の金属材料を検討することも重要になってきている。この点に鑑みて、幾つかの実施形態では、Ａｌ又はこれを含む合金、例えば、Ａｌ－Ｓｉ系合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系合金が金属製エレメント２０の原材料として採用される。Ａｌ又はこれを含む合金は、丹銅よりも安価な場合があり、スライドファスナーの価格競争力の向上に有用であるが、丹銅よりも軟らかいためスライドファスナー１の横引き強度が低下してしまうことが懸念される。幾つかの実施形態では、このような技術常識に反して、Ａｌ又はこれを含む合金を金属製エレメント２０の材料として用いる。このような場合においても、本実施形態による金属製エレメント２０の構造を具備する限りにおいて、スライドファスナー１の横引き強度を許容範囲内に収めることができる。

図４乃至図７を参照して金属製エレメント２０の製造工程と、ファスナーテープ１０の芯紐１２への金属製エレメント２０の取付工程について説明する。図４に示すように、例えば、断面円形の金属線材から断面Ｙ字状のＹバー２００が成形される。成形時、図示のような圧延金型６が用いられ得る（なお、図４は、用いる型の全てを図示しない）。制止面６１，６３の勾配を適切に設定することにより圧延金型６とＹバー２００を容易に分離できる。なお、脚部３１，３２の開拡の程度は、図４に示すものに限られるべきではない。

図５に示すように、Ｙバー２００の切断によりエレメント平板２０’’が得られ、成形型８と受け型９によって係合突起４１と係合凹部４２が形成される。図６に示すように、金属製エレメント２０の脚部３１，３２の間にファスナーテープ１０の芯紐１２を配し、加締め機によって脚部３１，３２をお互いに接近するように塑性変形させる。芯紐１２に対する金属製エレメント２０の取付を繰り返すことによって図７に示す如く芯紐１２に対して金属製エレメント２０が所定間隔で取り付けられる。

図８は参考例に係る金属製エレメント２０’を示す。芯紐保持部７は、８角形状の開口を有し、角部Ｅ１～Ｅ６に加えて、角部Ｅ７，Ｅ８を有する。制止面６１と底面６５の間には角部Ｅ７で屈曲した非平坦な芯紐圧迫面（平坦領域６２’と傾斜領域６８’）が形成される。同様、制止面６３と底面６５の間には角部Ｅ８で屈曲した非平坦な芯紐圧迫面（平坦領域６４’と傾斜領域６９’）が形成される。

図９は、図８に示した金属製エレメント２０’の芯紐保持部７の８角形の開口を破線で示す。図９から分かるように、図３に示す金属製エレメント２０は、図８の金属製エレメント２０’のものと比較して脚部３１，３２の基端部３８側で厚みＴ３１，Ｔ３２が増した脚部３１，３２を有することができる。当業者は、芯紐保持部７の開口の幅Ｈ２が幅Ｈ１よりも大きくなり、芯紐１２の圧迫が低下し、芯紐１２に対する金属製エレメント２０の取付強度が低下してしまうことを懸念するかもしれない。しかしながら、本願発明者の検討によれば、芯紐１２自体を強く圧迫するよりも、制止面６１，６３の傾斜により受ける力Ｆ２に耐えるように脚部３１，３２を構成するほうが、スライドファスナー１の横引き強度の向上には効果的であることが見込まれている。

実施例１
Ａｌ－Ｓｉ系合金の金属線材からＹバーを成形し、続いて金属製エレメントを成形し、ファスナーテープの芯紐に加締め付けた。続いて、スライドファスナーの横引き強度を測定した。丹銅製の金属製エレメントについても同様に横引き試験をした。実施例は、図３に示した金属製エレメントである。参考例は、図８に示した金属製エレメントである。

実施例１の横引き強度は、参考例の横引き強度よりも高い。

上述の教示を踏まえ、当業者は、各実施形態に対して様々な変更を加えることができる。請求の範囲に盛り込まれた符号は、参考のためであり、請求の範囲を限定解釈する目的で参照されるべきものではない。

１０ ファスナーテープ
１２ 芯紐
２０ 金属製エレメント
３１，３２ 脚部
３８ 基端部
３９ 自由端部
４０ 頭部
５１，５２ 制止爪
６１，６３ 制止面
６２，６４ 芯紐圧迫面
６５ 底面

Claims (8)

1. ファスナーテープ（１０）の芯紐（１２）に対して取り付けられた金属製エレメント（２０）であって、
   前記芯紐（１２）を挟む一対の脚部（３１，３２）と、
   前記一対の脚部（３１，３２）が連結した頭部（４０）を備え、
   各脚部（３１，３２）は、前記頭部（４０）に連結した基端部（３８）から自由端部（３９）まで延びる片持ち梁であり、各脚部（３１，３２）の自由端部（３９）には、前記一対の脚部（３１，３２）の間から離脱するように動く前記芯紐（１２）を制止する制止面（６１，６３）を有する制止爪（５１，５２）が設けられ、前記一対の脚部（３１，３２）の前記制止面（６１，６３）は、前記頭部（４０）から離間するに応じて互いに接近するように徐々に傾斜し、
   前記頭部（４０）は、同一軸線上に係合突起（４１）と係合凹部（４２）を有するようにカップ状に形状付けられ、前記係合突起（４１）は、前記頭部（４０）及び前記脚部（３１，３２）に亘る範囲で平坦に形成された前記金属製エレメント（２０）の第１側面（２１）から突出し、前記係合凹部（４２）は、前記頭部（４０）及び前記脚部（３１，３２）に亘る範囲で平坦に形成された前記金属製エレメント（２０）の第２側面（２２）から窪み、前記第２側面（２２）が前記第１側面（２１）の反対側に設けられ、
   前記一対の脚部（３１，３２）には、前記制止面（６１，６３）から離間するに応じて互いに接近するように徐々に傾斜する芯紐圧迫面（６２，６４）が設けられ、各芯紐圧迫面（６２，６４）は、前記制止面（６１，６３）から前記脚部（３１，３２）の基端部（３８）に到達するまで延び、
   前記ファスナーテープ（１０）の厚み方向における前記脚部（３１，３２）の厚み（Ｔ３１，Ｔ３２）は、少なくとも前記芯紐圧迫面（６２，６４）の傾斜に応じて、前記脚部（３１，３２）の自由端部（３９）から基端部（３８）に向けて漸増し、
   前記制止面（６１，６３）と前記芯紐圧迫面（６２，６４）のなす角（β）が、１００°～１３５°の範囲内であり、
   前記脚部（３１，３２）の延在方向において、前記芯紐圧迫面（６２，６４）の長さは、前記制止面（６１，６３）の長さの１．５倍よりも長く、
   前記ファスナーテープ（１０）が存在する平面（ＰＬ０）に対して平行に配向された平面（ＰＬ１）と前記制止面（６１，６３）とのなす角（θ）が６０°以下である、及び／又は、前記ファスナーテープ（１０）が存在する平面（ＰＬ０）に対して平行に配向された平面（ＰＬ２）と前記芯紐圧迫面（６２）のなす角（α）が６°以上３０°以下である、金属製エレメント。
2. 前記ファスナーテープ（１０）が存在する平面（ＰＬ０）に対して平行に配向された平面（ＰＬ１）と前記制止面（６１，６３）とのなす角をθとし、前記ファスナーテープ（１０）が存在する平面（ＰＬ０）に対して平行に配向された平面（ＰＬ２）と前記芯紐圧迫面（６２）のなす角をαとする時、２．５＜（θ／α）＜７．５を満足する、請求項１に記載の金属製エレメント。
3. 前記脚部（３１，３２）の延在方向において、前記芯紐圧迫面（６２，６４）の長さは、前記制止面（６１，６３）の長さの２．５倍よりも短い、請求項１に記載の金属製エレメント。
4. 前記一対の脚部（３１，３２）の一方の脚部（３１）における前記制止爪（５１）の頂面（６６）と前記制止面（６１）の境界（Ｅ５）と前記一対の脚部（３１，３２）の他方の脚部（３２）における前記制止爪（５２）の頂面（６７）と前記制止面（６３）の境界（Ｅ６）を結ぶように仮想線（Ｌ１）を引く時、６角形状の開口を有する芯紐保持部（７）が画定される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属製エレメント。
5. 前記第１及び第２側面（２１，２２）がせん断加工された面である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の金属製エレメント。
6. 前記金属製エレメント（２０）は、Ａｌを含有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の金属製エレメント。
7. 前記一対の脚部（３１，３２）の一方の脚部（３１）における前記制止爪（５１）の頂面（６６）と前記一対の脚部（３１，３２）の他方の脚部（３２）における前記制止爪（５２）の頂面（６７）の間の間隔は、前記脚部（３１，３２）の延在方向における前記芯紐圧迫面（６２，６４）の長さ及び前記制止面（６１，６３）の長さのいずれよりも小さい、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の金属製エレメント。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の金属製エレメントを備えたスライドファスナー。

Images