JP3476867B2 - 対面係合ファスナー部材 - Google Patents
対面係合ファスナー部材Info
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- Y10T24/00—Buckles, buttons, clasps, etc.
- Y10T24/27—Buckles, buttons, clasps, etc. including readily dissociable fastener having numerous, protruding, unitary filaments randomly interlocking with, and simultaneously moving towards, mating structure [e.g., hook-loop type fastener]
- Y10T24/2792—Buckles, buttons, clasps, etc. including readily dissociable fastener having numerous, protruding, unitary filaments randomly interlocking with, and simultaneously moving towards, mating structure [e.g., hook-loop type fastener] having mounting surface and filaments constructed from common piece of material
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- Slide Fasteners, Snap Fasteners, And Hook Fasteners (AREA)
- Seal Device For Vehicle (AREA)
- Paper (AREA)
- Basic Packing Technique (AREA)
Description
材に関する。
状の2つの対面係合ファスナー部材を、各々の作用面を
対向させて相互に圧着することにより、それらのファス
ナー部材をそれぞれに固定した2物体を脱着可能に係着
するファスナーは、既に知られている。
備えた従来のファスナーを、図5に示す。このファスナ
ーは、一般に高分子材料の一体成形品からなる第1ファ
スナー部材1及び第2ファスナー部材2を備える。第1
ファスナー部材1及び第2ファスナー部材2はそれぞ
れ、略平坦な基部3及び4と、各基部3,4に所定の離
間配置で立設される複数の有頭突子5とを備える。各々
の有頭突子5は、各基部3,4から略直立状に突出する
脚部6と、脚部6の先端に脚部6の外表面から膨出する
輪郭を有して形成される頭部7とを備える。各有頭突子
5の頭部7は、脚部6に隣接し、脚部6の外表面から半
径方向外方へ延びる略平坦な係止面8と、係止面8に関
して脚部6の反対側に配置され、1つの頂点を有して隆
起する湾曲面9とを備える。
材2とは、それぞれの有頭突子5を相互に対向させて各
基部3,4が略平行に配置される(図5(a))。その
状態で、各基部3,4に相互接近方向へ所定圧力を加え
ると、一方のファスナー部材の有頭突子5の頭部7は、
湾曲面9にて他方のファスナー部材の有頭突子5の頭部
7に接触かつ摺動して双方の有頭突子5の脚部6を撓曲
し、それにより他方のファスナー部材の有頭突子5の隣
接する脚部6間に進入する(図5(b))。この状態
で、一方のファスナー部材の複数の有頭突子5は、その
頭部7の係止面8にて、他方のファスナー部材の各有頭
突子5の頭部7の係止面8に係合する。このようにし
て、第1ファスナー部材1と第2ファスナー部材2とが
相互に係着される。
た従来の対面係合ファスナー部材では、一般に有頭突子
は基部の表面上で所与の直交2軸に平行に延びるマトリ
クス状の配置を有する。例として図6に、従来の対面係
合ファスナー部材における有頭突子Eのマトリクス状配
置を示す。このような配置では、X軸及びY軸で示す直
交2軸方向と、それらに斜交する傾斜方向(破線で示
す)とに、有頭突子が直線状に配置される。したがっ
て、このような対面係合ファスナー部材の組合せからな
るファスナーでは、ファスナー部材同士を相互係着した
ときに、一方のファスナー部材の有頭突子の頭部が他方
のファスナー部材の有頭突子の隣接する脚部間で、脚部
を横切る方向すなわち剪断方向に有頭突子の直線状配置
に沿って摺動することができる。換言すれば、従来の対
面係合ファスナー部材を備えたファスナーは、相互係合
した一方の有頭突子の頭部を相手方の有頭突子の脚部間
から引抜くように両ファスナー部材に作用する力に対し
ては、頭部の係止面が充分な係着保持力を発揮するが、
両ファスナー部材に特定の剪断方向に作用する力に対し
ては、両ファスナー部材を固定的に保持することができ
ない。
て充分な保持力が得られないのは、有頭突子の規則的な
配置に起因する。そこで、有頭突子を基部上で不規則に
配置することが考えられるが、その場合、実際に対面係
合ファスナー部材を製造する際に所望の突子間隔を得る
ことが困難となるだけでなく、多数のファスナー部材に
対して不規則配置を再現することはできないので、ファ
スナーの性能(圧着力、係着保持力、等)の低下やばら
つきが生じる。
一対の対面係合ファスナー部材の組合せからなるファス
ナーにおいて、両ファスナー部材に剪断方向に作用する
力に対しても充分な係着保持力を発揮できる対面係合フ
ァスナー部材を提供することにある。
に、本発明は、基部と、基部から突出する脚部及び脚部
の先端に連結される頭部を各々に備えて基部に所定の離
間配置で立設される複数の有頭突子とを具備した対面係
合ファスナー部材において、複数の有頭突子が、基部上
で、各々に中心点を有する少なくとも2つの略正多角形
パターンの各頂点を構成する位置に配設される第1有頭
突子群と、略正多角形パターンの各々の内側で中心点か
ら等距離だけ偏倚した位置に、1つの略正多角形パター
ンにつき少なくとも1つが配設される第2有頭突子群と
を備えることを特徴とする対面係合ファスナー部材を提
供する。
る脚部及び脚部の先端に連結される頭部を各々に備えて
基部に所定の離間配置で立設される複数の有頭突子とを
具備した対面係合ファスナー部材において、複数の有頭
突子が、基部上で直線状に延びる列に沿って配設される
第1列の有頭突子群と、第1列の有頭突子群に隣接して
略平行に、かつ第1列に関して正弦曲線状に延びる列に
沿って配設される第2列の有頭突子群とを備えることを
特徴とする対面係合ファスナー部材を提供する。
数の有頭突子は、複数の第1列の有頭突子群と、それら
第1列の有頭突子群に対して交互配置で隣接して略平行
に、かつそれら第1列の各々に関して正弦曲線状に延び
る列に沿って配設される複数の第2列の有頭突子群とを
備えることができる。
を構成する規則的な配置により、基部上で所定方向に直
線状に整列する。第2有頭突子群は、略正多角形パター
ンの中心点から偏倚して配置されるので、第1有頭突子
群の規則的配置に混在して直線状配列を非直線状配列に
変換する。それにより、基部上での有頭突子の全体配置
における直線的方向性が弱められ、以て他の対面係合フ
ァスナー部材との相互係着時に、両ファスナー部材に剪
断方向に作用する力に対する係着保持力が得られる。
ターンを構成する位置に配設することによっても、有頭
突子の全体配置における直線的方向性が希薄になり、以
て他の対面係合ファスナー部材との相互係着時に、両フ
ァスナー部材に剪断方向に作用する力に対する係着保持
力を得ることができる。
き、本発明をさらに詳細に説明する。各図面において、
同一の構成要素には共通の参照番号を付す。図面を参照
すると、図1は本発明の実施例による対面係合ファスナ
ー部材10を示す。対面係合ファスナー部材10は、好
ましくは高分子材料の一体成形品からなり、略平坦な板
状の基部12と、基部12に所定の離間配置で立設され
る複数の有頭突子14とを備える。各有頭突子14は、
それぞれ基部12の表面から略直立状に突出する脚部1
6と、脚部16の先端に脚部16の外表面から膨出する
輪郭を有して形成される頭部18とを備える。脚部16
は、頭部18の底面20の略中央に接続される。
ナー部材10の複数の有頭突子14は、基部12の表面
上で複数の略正六角形パターン(破線で示す)の各頂点
を構成する位置に配設される複数の第1有頭突子14a
と、第1有頭突子14aの配設位置を頂点とする略正六
角形パターンの中心点に近接して、中心点から基部12
の表面上で所望方向に偏倚した位置に、1つの略正六角
形パターンにつき1つずつ配設される複数の第2有頭突
子14bとを含む。第1有頭突子14aによって構成さ
れる複数の略正六角形パターンは、図示のように1辺又
は1頂点を共有しつつ基部12上で連続して展開され
る。なお、この明細書で使用する『略』正多角形等の用
語は、幾何学的に厳密な意味での正多角形だけでなく、
例えば正多角形からその線対称性を維持しつつ僅かに変
形されてなる多角形等を含むことを意味する。また、有
頭突子14の位置は脚部16及び頭部18の中心軸の位
置で示すものとする。
略正六角形パターンの配置によって、図示の破線L1,
L2の延長方向(便宜的にX方向とする)、破線L1,
L2に直交する破線L3の延長方向(便宜的にY方向と
する)、並びに破線L1,L2,L3に斜交する破線L
4及び破線L5の各延長方向(いずれも便宜的に傾斜方
向とする)に、基部12上で直線状に整列する。なお、
各破線L1,L2,L3,L4,L5は、いずれも第1
有頭突子14aの頭部18の中心を通る。
1つのパターンP1(6つの第1有頭突子14aと1つ
の第2有頭突子14bとを有する)において示すよう
に、第1有頭突子14aの整列破線L2からY方向へ距
離d1だけ偏倚して配置される(その位置を中心C1で
示す)。また、図でパターンP1の右隣のパターンP2
では、第2有頭突子14bは破線L2から、好ましくは
パターンP1の第2有頭突子14bとは反対のY方向へ
距離d2だけ偏倚して配置される(その位置を中心C2
で示す)。この場合、対面係合ファスナー部材10の製
造を容易にするために、偏倚距離d1,d2は同一であ
ることが好ましい。このようなパターンP1,P2の組
合せを、基部12上でX方向及びY方向に連続して形成
することにより、全ての有頭突子14の配置が決定され
る。
により、第1有頭突子14aの規則的配置に混在してそ
の直線状配列(例えば破線L2で示す)を非直線状配列
(例えば破線L6で示す)に変換する。それにより第2
有頭突子14bは、基部12上での有頭突子14の全体
配置における直線的方向性を弱め、以て他のファスナー
部材と相互係着している間に両ファスナー部材に剪断方
向へ作用する力に対する保持力を、対面係合ファスナー
部材10に付与する。この作用を、係着相手のファスナ
ー部材の有頭突子(頭部22のみ図示)との関係で以下
に説明する。
ァスナー部材10と同様の有頭突子の配列パターンを備
えるものとすると、係着相手のファスナー部材の有頭突
子の頭部22は、図示のように対面係合ファスナー部材
10の3つの有頭突子14の頭部18に包囲される隙間
にそれぞれ挿入される。この状態で、仮に両ファスナー
部材の全ての有頭突子が例えばX方向へ直線状に整列し
ていると、一方のファスナー部材の有頭突子の頭部は、
他方のファスナー部材の有頭突子の脚部の間をX方向へ
摺動し易くなる。すなわち、そのようなファスナー部材
を備えたファスナーは、両ファスナー部材にX方向へ作
用する剪断力に対し、充分な保持力を発揮することがで
きない。これに対し、本発明に係る対面係合ファスナー
部材10は、略正六角パターンの中心からY方向へ偏倚
して配置される第2有頭突子14bが、係合相手の有頭
突子のX方向への摺動を妨げるので、X方向へ作用する
剪断力に対する保持力を得ることができる。
(a)に中心C1,C2,C3,C4で示すように、第
1有頭突子14aの傾斜方向への直線状配列(例えば破
線L4及びL5で示す)を非直線状配列に変換する。し
たがって、対面係合ファスナー部材10は、第2有頭突
子14bが係合相手の有頭突子の傾斜方向への摺動を妨
げるので、傾斜方向へ作用する剪断力に対する保持力を
得ることができる。なお、対面係合ファスナー部材10
では、図のY方向へ作用する剪断力に対しては充分な保
持力が得られるように、有頭突子14が配置されている
ことは理解されよう。
頭突子14の配列は、基部上で直線状に延びる列(例え
ば破線L2で示す)に沿って配設される第1列の有頭突
子群と、第1列の有頭突子群に隣接して略平行に、かつ
第1列に関して正弦曲線状に延びる列(例えば破線L6
で示す)に沿って配設される第2列の有頭突子群とを交
互に配列したものと定義することができる。この場合、
第1列の有頭突子群と第2列の有頭突子群とは必ずしも
交互に配置される必要はない。
基礎パターンとした有頭突子14の配置の変形例を示
す。図2(a)では、パターンP1,P2と、パターン
P1,P2に対し第2有頭突子14bをそれぞれ逆の方
向に偏倚したパターンP3,P4とを、Y方向へ連結し
てなる有頭突子14の全体配置が示される。図2(b)
では、パターンP1,P2と、パターンP1,P2に対
し第2有頭突子14bをさらにX方向かつ反対方向に距
離d3,d4だけ偏倚したパターンP3,P4とを、Y
方向へ連結してなる有頭突子14の全体配置が示され
る。いずれの場合も、X方向及び傾斜方向に作用する剪
断力に対する保持力を得ることができる。
の有頭突子の基礎配列パターンを略正六角形パターンと
したが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、正八角形等の他の多角形パターンを基礎配
列パターン(すなわち第1有頭突子群の配列パターン)
とし、その多角形パターンの中心に近接して中心から所
望方向に偏倚した位置に1つの多角形パターンにつき少
なくとも1つの第2有頭突子群を配設する等の、他の様
々な構成を提供することができる。例として、図3
(a)は、正三角形パターン(破線で示す)の頂点に配
置された第1有頭突子群14aと、各正三角形パターン
の中心から偏倚した1つの位置に配置された第2有頭突
子群14bとを備える構成を示す。図3(b)は、正六
角形パターン(破線で示す)の頂点に配置された第1有
頭突子群14aと、各正六角形パターンの中心から偏倚
した2つの位置に配置された第2有頭突子群14bとを
備える構成を示す。また、図3(c)は、正八角形パタ
ーン(破線で示す)の頂点に配置された第1有頭突子群
14aと、各正八角形パターンの中心から偏倚した2つ
の位置に配置された第2有頭突子群14bとを備える構
成を示す。
合ファスナー部材24を示す。対面係合ファスナー部材
24は、略平坦な板状の基部26と、基部26に所定の
離間配置で立設される複数の有頭突子28とを備える。
有頭突子28は、図1の実施例における有頭突子14と
同様の形状を有する。また、有頭突子28の位置は頭部
の中心軸の位置で示すものとする。
突子28は、基部26の表面上で1つの有頭突子28を
中心として複数の同心円パターン(破線で示す)を構成
する位置に配設される。隣接する同心円パターンの半径
の差は、好ましくは有頭突子28の全体配置において略
均等である。また、それぞれの同心円パターンにおい
て、有頭突子28は周方向へ略等間隔に配置されること
が好ましい。さらに、有頭突子28はその全体配置にお
いて、半径方向へ直線状には整列しないように配設され
ることが好ましい。
例えば次のようにして得ることができる。まず、中心に
配置される1つの有頭突子281の位置と、基部26上
での有頭突子28の所望の設置間隔sとを決め、有頭突
子281を中心として所定半径r(ただしr≒s)の最
も内側のパターンP5を設定する。次いで、パターンP
5上で基準となる1つの有頭突子282の位置を決め、
有頭突子282から周方向へ略等間隔sでパターンP5
の複数の有頭突子28を配置する。次に、有頭突子28
1を中心として半径2rのパターンP6を設定し、パタ
ーンP6上でパターンP5の有頭突子282から所定角
度θだけ回転した位置に、同様に基準の有頭突子283
を配置し、さらに有頭突子283から周方向へ略等間隔
sでパターンP6の複数の有頭突子28を配置する。こ
れを複数の同心円パターンに繰り返すことにより、図4
に示すように有頭突子28を基部26上で全体に略等間
隔に配置した対面係合ファスナー部材24が形成され
る。
とする配置により、有頭突子28は、その全体配置から
直線状配列を実質的に排除することができる。したがっ
て対面係合ファスナー部材24は、図1の対面係合ファ
スナー部材10と同様にして、他のファスナー部材と相
互係着している間に、両ファスナー部材に剪断方向へ作
用する力に対し充分な保持力を発揮する。
部材10,24は、1つの辺又は頂点を共有して連続す
る多数の正六角形、又は同心配置の多数の円形を基礎パ
ターンとして、有頭突子14,28の全体配置を決定す
ることができる。したがって、有頭突子14,28の全
体配置は不規則配置に近いものと見做せるが、従来の規
則的配置の有頭突子を備えたファスナー部材と同様に、
CADによる設計が容易であり、またNC加工機を用い
て複数の有頭突子に機械加工を実施することも可能であ
る。なお、上記の各実施例において、隣接する有頭突子
14,28の立設間隔は、1.0〜3.0mmの範囲にあ
ることが好ましい。
あらゆる寸法及び形状を有することができる。上記各実
施例において、例えば基部12,26は、複数の有頭突
子を固定的に保持可能な寸法及び形状を有して形成され
ればよく、その厚みは0.5mm〜5.0mmの範囲にある
ことが好ましい。また、各有頭突子14,28も、あら
ゆる寸法及び形状を有することができる。例えば脚部1
6は、円柱、角柱、円錐台等の形状でもよく、基部との
接続領域を湾曲面で形成することもできる。また、1つ
の有頭突子につき複数の脚部を設けてもよい。頭部18
は、図示のような半球形状以外に弾頭形状や球状でもよ
い。また、頭部18にスリットや窪部を設けて、相互係
着に要する圧着力を低減することもできる。
様々な材料から形成することができる。上記各実施例に
おいて、例えば基部12,26には、ポリアセタール樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂等の高分子材料が使用でき、特にポリアミド樹脂
は、耐熱性、機械的強度、及び射出成形特性に優れるこ
とから最も好適な材料である。また、周知のように、可
塑剤や補強材の添加により材料の曲げ弾性率を適宜修
正、改変することもできる。基部12,26の材料とし
て不織布や織物を使用すれば、対面係合ファスナー部材
に適度の柔軟性を付与することができる。導電性材料か
ら形成した場合は、帯電性を抑制することができる。さ
らに、有頭突子14,28は、基部12,26と同一の
高分子材料から形成することができる。特に頭部18
は、ASTM試験法D790に基づく測定での曲げ弾性
率が、1000〜100000kgf/cm2 の範囲にある材
料から形成されることが好ましい。また、基部12(2
6)及び有頭突子14(28)の脚部16は、耐久性を
向上させるために、頭部18とは異なる高強度材料から
形成することもできる。
様々な方法によって製造することができる。特殊な配置
を有する有頭突子群を容易に形成するためには、破壊的
に脱離可能な脚部型を使用した射出成形工程によって、
基部及び有頭突子を一体的に形成する方法が有利であ
る。この方法を以下に簡単に説明する。
成するための基部用金型と、有頭突子の脚部を成形する
ための脚部型と、有頭突子の頭部を成形するための頭部
用金型とを用意する。基部用金型は、成形された対面係
合ファスナー部材から破壊することなく脱離される恒久
的な型であり、基部に対応する成形空間を備える。脚部
型は、成形された対面係合ファスナー部材から後述する
ようにして破壊的に脱離される型であり、脚部に対応す
る複数の成形空間を備える。頭部用金型は、成形された
対面係合ファスナー部材から破壊することなく脱離され
る恒久的な型であり、頭部に対応する成形空間を備え
る。
するための射出成形工程において、中子として機能し得
る充分な耐久性を有するとともに、対面係合ファスナー
部材の成形後に、様々な手段によって対面係合ファスナ
ー部材から破壊的に脱離し得るものである。例えば脚部
型は、水やアルコール等の溶剤による溶解、融解、破
壊、超音波等による粉砕、切削等の様々な機械的又は化
学的手段によって、対面係合ファスナー部材に損傷を加
えることなく脚部の周囲から脱離される。好適な実施例
では、脚部型は水溶性材料から形成される。この場合、
脚部型は、水又は温水に浸漬して振動を加えることによ
り、対面係合ファスナー部材から除去される。
に固定的に配置される。このとき、基部用金型の成形空
間と脚部型の複数の成形空間と頭部用金型の複数の成形
空間とを、流体の流通が可能なように相互に連結する。
この状態で、基部用金型に設けた導入路を通して、溶融
した高分子材料を成形空間に流し込む。基部用金型の成
形空間に注入された溶融材料は、成形空間に充満して基
部を形成し、次いで脚部型の複数の成形空間に充満して
複数の脚部を形成し、さらに頭部用金型の複数の成形空
間に充満して複数の頭部を形成する。その後、溶融した
高分子材料が硬化することにより、一端で基部にかつ他
端で頭部に連結された複数の有頭突子を備える対面係合
ファスナー部材が成形される。対面係合ファスナー部材
の成形が完了すると、脚部型を残して、基部用金型と頭
部用金型とを対面係合ファスナー部材から取り外す。さ
らに、上述の様々な方法により、対面係合ファスナー部
材の有頭突子の脚部の周囲から脚部型を破壊的に脱離す
る。このようにして対面係合ファスナーが完成する。
材の剪断力に対する保持力向上効果を明確にするため
に、本願の発明者は次の実験を行った。 〔実験〕 剪断力測定 オートグラフ型試験機を使用し、相互係着した一対の対
面係合ファスナー部材を引張速度100mm/minで剪断方
向に引っ張り、両ファスナー部材の有頭突子を解離せし
めるに要した引張力を測定し、以て剪断力を比較評価す
る。この実験を、多様な配置の有頭突子を有した同一形
状の一対の対面係合ファスナー部材の組合せからなるフ
ァスナーに対して実施した。なお、各対面係合ファスナ
ー部材は、最大投影直径1.8mmの頭部を有した有頭突
子を備えるものとする。また、対面係合ファスナー部材
の材料として、曲げ弾性率40000kg/cm2のポリアミ
ド樹脂を使用した。評価結果を以下の表に示す。
は、1つの正六角形パターンにおける隣接する頂点に配
置された2つの頭部の中心間の距離によって示され、ま
た、d1=d2である。NO. 5及びNO. 6では、突子間
間隔は、1つの同心円パターンに沿って配置された隣接
する2つの頭部の中心間の距離によって示される。
は、複数の有頭突子を備えた一対の対面係合ファスナー
部材の組合せからなるファスナーにおいて、規則性を有
する基礎パターンを用いて不規則配置に近いと見做せる
位置に複数の有頭突子を配置することにより、自動機械
による設計や加工を困難にすることなく、両ファスナー
部材に剪断方向に作用する力に対しても、ファスナーが
充分な係着保持力を発揮することを可能にした。したが
って、本発明に係る対面係合ファスナー部材を使用する
ことにより、ファスナーの性能がさらに向上することに
なる。
の図で、(a)部分平面図、及び(b)線I−Iに沿っ
た断面図、である。
有頭突子の配置の変形例を示す図、及び(b)図1の対
面係合ファスナー部材における有頭突子の配置の他の変
形例を示す図、である。
(b)有頭突子の配置のさらに他の実施例を示す図、
(c)有頭突子の配置のもう1つの実施例を示す図、で
ある。
部材の平面図である。
ファスナーの図で、(a)相互係合前の概略側面図、及
び(b)相互係合後の概略側面図、である。
子の配置を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 基部と、該基部から突出する脚部及び該
脚部の先端に連結される頭部を各々に備えて該基部に所
定の離間配置で立設される複数の有頭突子とを具備した
対面係合ファスナー部材において、 前記複数の有頭突子は、 前記基部上で、各々に中心点を有する少なくとも2つの
略正多角形パターンの各頂点を構成する位置に配設され
る第1有頭突子群と、 前記略正多角形パターンの各々の内側で前記中心点から
等距離だけ偏倚した位置に、1つの該略正多角形パター
ンにつき少なくとも1つが配設される第2有頭突子群、
とを備えることを特徴とする対面係合ファスナー部材。 - 【請求項2】 基部と、該基部から突出する脚部及び該
脚部の先端に連結される頭部を各々に備えて該基部に所
定の離間配置で立設される複数の有頭突子とを具備した
対面係合ファスナー部材において、 前記複数の有頭突子は、 前記基部上で直線状に延びる列に沿って配設される第1
列の有頭突子群と、 前記第1列の有頭突子群に隣接して略平行に、かつ該第
1列に関して正弦曲線状に延びる列に沿って配設される
第2列の有頭突子群、とを備える ことを特徴とする対面
係合ファスナー部材。 - 【請求項3】 前記複数の有頭突子は、複数の前記第1
列の有頭突子群と、それら第1列の有頭突子群に対して
交互配置で隣接して略平行に、かつそれら第1列の各々
に関して正弦曲線状に延びる列に沿って配設される複数
の前記第2列の有頭突子群とを備える請求項2に記載の
対面係合ファスナー部材。
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