戒指制造方法、戒指制造装置、以及戒指

技术领域

本发明涉及一种通过对层叠材料不同的多个金属板得到的金属体进行加工而形成两个戒指的戒指制造方法及其装置、以及利用该戒指制造方法制造的戒指。

背景技术

木纹金属（杢目金、杢目铜、木目金）是日本在世界上引以为豪的特殊的金属加工技术。该特殊的加工工序超出单纯的技术的范畴，延及到材料与制造者的沟通这样的思想、精神领域。

木纹金属（杢目金）也记作“杢目铜”，首先将颜色不同的金属板材层叠几层并接合，并对其进行扭曲加工等，然后，利用鏨子或钻头状工具雕刻其表面后，利用锤子锻造加工平坦，表面呈现出木纹状花纹。

利用木纹金属技术形成一对戒指（以下简称“对戒”）时，要求在对戒上形成相同的特征图案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-196299号公报。

发明内容

在现有技术中，并未系统地管理作为对戒原板的金属板的制造工序，而是各工匠根据经验进行制造。

因此，难以增加制造者的数量，不能增加产品数量。另外，成品不满足设计条件，次品概率高。

本发明有鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种能够系统地管理由作为原板的金属板制造分别形成有相同特征图案的多个戒指的制造工序的戒指制造方法及其装置、以及利用该戒指制造方法制造的戒指。

为了解决上述现有技术的问题，达到上述目的，本发明的戒指制造方法包括：层叠工序，层叠多个金属板；接合工序，对在所述层叠工序中层叠的多个金属板加热并加压使其接合；扭曲工序，对在所述接合工序中接合的多个金属板加热并实施扭曲加工；四角棒加工工序，在所述扭曲工序后，将所述多个金属板加工成四角棒状工件；狭缝形成工序，在所述四角棒状工件上形成沿长度方向延伸的两个狭缝；戒指形成工序，从内侧张开所述两个狭缝，形成两个戒指部；以及切开工序，切开所述两个戒指。

在本发明的戒指制造方法中，在四角棒状工件上形成沿长度方向延伸的两个狭缝，从内测张开这两个狭缝，形成两个戒指部。因此，对于戒指，在戒指的外周，与扭曲加工相应的花纹呈现为无接缝的连续花纹。另外，由于通过分离得到的两个戒指由相同的四角棒状工件得到，因此，在制造工序中，能够保持两个戒指连接的印象。

优选本发明的戒指制造方法还包括孔形成工序，其在所述四角棒加工工序后，在所述四角棒状工件的两端附近分别形成通孔；在所述狭缝形成工序中，从所述通孔向所述四角棒状工件的中央部形成所述狭缝。

优选本发明的戒指制造方法还包括：间隔指定工序，其指定要在所述戒指部上反复生成特征图案的间隔；以及扭曲次数确定工序，其根据所述两个戒指的周向总长度、和在所述间隔指定工序中指定的间隔确定在扭曲工序中的扭曲次数。在所述扭曲工序中，对在所述接合工序中接合的多个金属板加热并进行扭曲加工，以生成与在所述扭曲次数确定工序中确定的扭曲次数相同次数的正反翻转。

优选在本发明的戒指制造方法的所述切开工序中，切开前的接合部成为所述切开后的两个戒指的凸部。

优选在本发明的戒指制造方法的所述狭缝形成工序中，将线状的锯条穿过所述通孔进行切割，而形成所述狭缝；在所述戒指形成工序中，用扩孔器将所述狭缝张开后，装入心铁进行敲打，形成所述戒指部。

优选在本发明的戒指制造方法的所述接合工序中，利用不锈钢器件从两侧对所述被层叠的多个金属板加压，根据所述不锈钢器件的热膨胀系数确定加压温度，以得到规定的加压力。

优选本发明的戒指制造方法还包括研磨多个金属板，使其表面状态均匀的研磨工序；在所述层叠工序中，层叠经所述研磨工序研磨后的所述多个金属板。

优选在本发明的戒指制造方法的所述扭曲工序中，依次重复边加热边扭曲的工序和冷却工序。

优选本发明的戒指制造装置包括：层叠单元，其层叠多个金属板；接合单元，其对被所述层叠单元层叠的多个金属板加热并加压使其接合；扭曲单元，其对被所述接合单元接合的多个金属板加热并实施扭曲加工；四角棒加工单元，其在所述扭曲加工后，将所述多个金属板加工成四角棒状工件；狭缝形成单元，其在所述四角棒状工件上形成沿长度方向延伸的两个狭缝；戒指形成单元，其从内侧张开所述两个狭缝，形成两个戒指部；以及切开单元，其切开所述两个戒指。

本发明的戒指经过下述工序而制得：层叠工序，层叠多个金属板；接合工序，对在所述层叠工序中层叠的多个金属板加热并加压使其接合；扭曲工序，对在所述接合工序中接合的多个金属板加热并实施扭曲加工；四角棒加工工序，在所述扭曲工序后，将所述多个金属板加工成四角棒状工件；狭缝形成工序，在所述四角棒状工件上形成沿长度方向延伸的两个狭缝；戒指形成工序，从内侧张开所述两个狭缝，形成两个戒指部；以及切开工序，切开所述两个戒指。

根据本发明，能够提供一种能够系统地管理由作为原板的金属板制造分别形成有相同特征图案的多个戒指的制造工序的戒指制造方法及其装置、以及利用该戒指制造方法制造的戒指。

附图说明

图1为本发明实施方式中制造的男性用戒指（以下简称“男戒”）和女性用戒指（以下简称“女戒”）的外观图；

图2为说明根据本发明实施方式中制造的男戒和女戒的方式的图；

图3为对确定制造男戒和女戒中的各种参数的顺序进行说明的流程图；

图4为说明本发明实施方式的男戒和女戒制造工序的图；

图5为说明经过图4所示步骤ST13的工序后的状态的图；

图6（A）为说明经过图4所示步骤ST20的工序后的状态的图，

图6（B）为说明经过图4所示步骤ST21的工序后的状态的图；

图7为详细说明图4所示步骤ST20的工序的图；

图8（A）、图（B）均为说明经过图4所示步骤ST22的工序后的状态的图；

图9（A）为说明经过图4所示步骤ST22的工序后的状态的图，

图9（B）为本发明的实施方式中最终得到的戒指的外观图。

附图标记说明

2             男戒

3             女戒

22,24      通孔

23,25      狭缝

 具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。

在本实施方式中，对利用木纹金属技术制造例如图1所示具有相同特征部位的男戒2、女戒3的情形进行说明。

在本实施方式中，由利用木纹金属技术制造的一个金属板制造男戒2和女戒3。

例如，从表面看金属板14，一体形成有制作男戒的区域和制作女戒的区域，通过切断它们的边界位置，能够得到对戒。

在本实施方式中，例如图2所示，男戒2和女戒3的接合部作成凸状，这样能够在视觉上获得男戒2和女戒3一体成型的感觉。

图3为对确定制造男戒和女戒中的各种参数的顺序进行说明的流程图。

以下说明各步骤。

步骤ST1：

根据用户的指示，决定或确定最终要得到的男戒的圆周方向的尺寸（长度）K1和女戒的尺寸K2、宽度D12和厚度E12。

步骤ST2：

对于最终要得到的男戒和女戒，确定在扭曲加工中反复生成的特征（扭曲）图案的长度方向的间隔M。该间隔M例如根据设计或顾客的要求确定。

另外，确定切断前的四角棒板上的男戒表面的中心位置和女戒表面的中心位置。

步骤ST3：

对于作为不需要部分而需截去的扭曲时的端部，令其长度为W，其是针对最终戒指截面（D12×E12）换算得到的。即，令该端部的体积除以截面（D12×E12）得到的长度为W。

并且，利用下述式（1）计算扭曲次数V。

（式1）

V={(K1+K2)-W}/S　　…（1）

另外，还可以如下确定尺寸S。即，使由扭曲加工得到的相同特征图案生成在最终要得到的男戒表面的中心位置和女戒表面的中心位置（例如层叠部的部位），以此确定上述尺寸S。

在此，上述特征图案、及其间隔M依赖于多个金属板的层叠方式，例如金属板的种类、厚度等。根据上述信息确定扭曲次数。

具体讲，由形成特征图案的层叠部分构成的图案的长度方向的距离L1与由非层叠部分构成的图案的距离L2的比，与扭曲工序前的四角棒状工件的截面的长宽比相同。另外，根据扭曲次数来确定特征图案的数量和距离M。

根据上述信息确定扭曲次数，以使在上述的男戒表面的中心位置和女戒表面的中心位置，利用扭曲加工生成的相同特征图案形成带有花纹等的图案Ｃ。

另外，如图1所示，令图案Ｃ的间隔为L。

步骤ST3：

根据步骤ST1、ST3的尺寸确定最终要制造的男戒和女戒的总体积，并如下述式（2）所示由此确定层叠的板的总体积（总重量）Z。

（式2）

Z=（K1+K2）×D12×E12+W×D12×E12           　　…（2）

 通过按照图3所示的顺序确定扭曲次数，能够不受戒指尺寸的限制，使最终形成于戒指的特征图案相同。由此，能够避免因戒指的尺寸不同使特征图案也会发生变化，而使戒指形象不同。

另外，能够在金属板上形成男戒和女戒的部位的合适位置准确地产生相同的特征图案。

由此，能够在得到的男戒和女戒上高精度地形成所希望的设计，能够降低制造失败的概率。

以下根据由上述图3所示顺序确定的各个参数，说明男戒和女戒的制造工序。

图4为说明本发明的实施方式的男戒和女戒的制造工序的图。

以下全部或部分工序用机器或人工进行。

［金属板的准备工序（步骤ST11）］

准备不同材料的多个金属板。

作为金属板的材料，可以使用铂（Pt）、金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）、黄铜、钛（Ti）、铁（Fe）、镍（Ni）、不锈钢、钽（Ta）、或者它们的混合物等。

多个金属板11分别由不同的材料构成，颜色和光泽的程度等视觉上的性质不同。另外，不同材料的金属板11可以是至少两种材料。多个金属板11中，两个以上的金属板可以为相同的材料。

［层叠前工序（步骤ST12）］

接着，作为接合前的预处理，使用600号、800号、1000号、1200号、1500号等型号的砂纸来研磨多个金属板，之后，根据情况并用木炭仔细地将表面处理均匀。

［层叠工序（步骤ST13）］

接着，如图5所示，层叠多个金属板，使金属板彼此接合，形成层叠有多个金属层的多层金属体（本发明中层叠的多个金属板的一个例子）。此时，根据图3所示步骤ST4计算出的总体积（总重量）Z，确定层叠量。

在此，考虑最终的设计(特征图案)而确定层叠顺序。

［接合工序（步骤ST14）］

金属板之间的接合例如通过使金属板贴紧，在金属板的熔点以下的温度条件下加压，且尽量不使金属板产生塑性变形，利用产生在金属板彼此接合面之间的原子扩散使其接合，而进行扩散接合。

进行扩散接合时的条件如下所述。即，例如加热加压至500～1200℃，200～500kgf/cm²。此外，还可以通过钎焊使金属板11彼此接合。

此时，利用不锈钢器件从两侧对所层叠的多个金属板加压，并根据不锈钢器件的热膨胀系数来确定加压温度，以得到规定的加压力。

对扩散接合进行说明。

加压使金属表面彼此相互接近至原子级别，产生金属结合。考虑其原理是，通过使两种金属贴紧而使其接合。

在本实施方式中，根据该扩散结合原理，使用加热、加压机构使颜色不同的金属保持固相的状态直接结合。关键在于不是使金属熔融，而是在固体的状态下使其结合。

［四角棒状加工工序（步骤ST15）］

接着，检查细节，除去层叠不完全的部分后，例如利用压辊延展加工成截面相当于4.8～6.0×4.8～6.0mm的四角棒状工件。

在本实施方式中，使用压辊压延加工成平板，从而可以调节在纵向、横向的压延率。根据加工后的平板的体积推算，选择适合扭曲加工的平衡度的四角棒。

在扭曲加工工序前进行四角棒状加工的原因在于，使加工后的四角棒状工件的长宽比与金属四角棒上的由前述层叠部分形成的图案的长度方向的距离L1与由非层叠部分形成的图案的距离L2的比一致。即，通过在扭曲加工前进行四角棒状加工，能够调整金属四角棒的距离L1和L2的比例，即调整设计。

［扭曲加工工序（步骤ST16）］

接着，在扭曲加工中进行正、反、正、反多次翻转。

在对锻造成型的四角棒进行上述多次翻转时，要注意层叠顺序并重复加热、退火，一点点地仔细地实施扭曲加工。此时，依次重复边加热边扭曲工序、冷却工序、和退火工序。

在本实施方式中，以由图3中步骤ST3确定的扭曲次数V进行扭曲加工。

由此，能够使最终形成于戒指的特征图案相同，而不受戒指尺寸的影响。从而，能够避免由于戒指的尺寸不同，使特征图案发生变化，而使戒指形象不同。

在后述切断前的金属体上，在男戒2表面的中心位置和女戒3表面的中心位置产生相同的图案Ｃ。

［花纹形成工序（步骤ST17）］

在经步骤ST16实施了扭曲加工的工件上形成花纹。

以鏨或钻头状工具雕刻形成花纹。

［四角棒状加工工序（步骤ST18）］

接着，使用压辊将经花纹形成工序后的工件延展加工成四角棒状。

在本实施方式中，此时，使截面形状比在步骤ST15中得到的工件小，这是为了调整尺寸，使得与实际完成加工的尺寸匹配。

另外，由于在花纹形成前加工成四角棒状，能够使花纹形成在平面上，容易形成花纹。

［切割工序（步骤ST19）］

接着，如图6（A）所示，根据形成戒指所必要的体积，切割在步骤ST18中得到的四角棒，得到四角棒工件20。

由图3的步骤ST4确定该切割量。

在本实施方式中，在步骤ST18中，由于加工成了具有明确截面积的四角棒状，因此可以容易地根据步骤ST4中确定的量和四角棒状工件的截面积确定切割长度。

［狭缝形成工序（步骤ST20）］

对图6（A）所示的在步骤ST19中切割的四角棒状工件20，形成在长度方向上延伸的两个狭缝。

具体地，如图7所示，在四角棒状工件20的两端附近分别形成通孔22,24。

然后，将线状的锯条穿过通孔22,24沿着长度方向向四角棒状工件20的中央部边切割边移动，形成狭缝23,25。

［使用扩孔器进行狭缝张开工序（步骤ST21）］

在经步骤ST20形成的狭缝23,25中插入扩孔器，如图6（B）所示，使狭缝的开口部扩大。

此时，例如图8（A）所示，将开口部扩大至插入心铁(铁钎)的大小。

［插入并敲打心铁，进行狭缝张开工序（步骤ST22）］

在经步骤ST21形成的开口部插入心铁，用锤子敲打，使开口部进一步扩大，成为例如图8（B）和图9（A）所示的形状。

［两端切断工序（步骤ST23）］

切断图9（A）所示两端部30,32。

［切断为戒指（步骤ST24）］

图9（A）所示将戒指40和戒指42在接合部处切断，得到两个戒指。

此时，在接合部成为凸状的状态下切断、加工得到两个戒指。

对上述切断得到的两个戒指进一步加工，得到如图9（B）所示的男戒2和女戒3。

凸部50和凸部52形状大致相同，当前端彼此接近时，其形状成为例如图2所示的形象。

如上所述，在本实施方式中，按照上述顺序制造男戒2和女戒3，能够系统地管理其制造工序。

因此，能够使最终形成于戒指的特征图案相同，而不受戒指尺寸的限制。由此，能够避免由于戒指的尺寸不同，使特征图案发生变化，而使戒指形象不同。

另外，能够以高概率制造在合适的位置形成有相同的特征图案Ｃ的男戒2和女戒3，能够减少次品的数量。

此外，能够吸引更多制造者参与制造，增加可制造的产品数量。

另外，在本实施方式中，不是使金属板的两端接合，而是通过扩大狭缝形成开口部，不会产生不连续设计的接合部，能够在戒指的全周形成连续的设计。

另外，在男戒2和女戒3上形成连续设计的凸部50和凸部52，能够得到两戒指相连接的印象。

另外，在本实施方式中，如步骤ST20所述，在四角棒状工件20的两端附近分别形成通孔22,24，而不在接合部侧形成通孔。

这是由于，在步骤ST22中进行敲打时，两端附近处几乎不会看到通孔的形状。此外，当在接合部侧形成通孔时，因必须保持凸部50,52的形状而残留通孔。

另外，根据本实施方式，在男戒2和女戒3的最终设计中，使层叠部的设计与花纹的设计相融合。

本发明并不限于上述实施方式。

即，本领域技术人员可以在本发明的技术范围或其等同的范围内，对于上述实施方式的构成要素进行各种变更、组合、结合、以及替换。

即，在上述实施方式中，对于如步骤ST24所述切断图9（A）的戒指40和戒指42的接合部，而成型为如图1所示残留与该切断部相应的凸部形状的情形，以示例进行了说明。在本发明中，还可以敲打成形而不残留该凸部。这样能够制造不具有凸部的男戒和女戒。

另外，本发明也同样适用于，例如使用特定的硬件（单元）来实施上述各步骤的金属加工装置。

【产业上的可利用性】

本发明可以适用于加工金属体以形成戒指的情形。