How elastic hinge with its manufacturing eyeglass frames

本発明は、メガネの構成部品とその製造方法に関し、特にメガネに用いられるメガネフレームの弾性蝶番とその製造方法に関するものである。

メガネは人々の生活の中で不可欠な日用品であり、科学技術の進歩につれて、人々はメガネに対する要求が益々高くなっている。 そのため、メガネの製造メーカ及び設計者は利用者が一層心地良く、便利に着用できるようメガネの各構成部品を常に改良している。 従来技術において、メガネフレームの折りたたみ部位、つまりレンズ枠とメガネツルの連結部に設けた連結装置はほとんど各種の弾性蝶番が使われている。

従来のメガネに使われている弾性蝶番は図１に示すように、軸芯１'、スプリング３'とストッパー４'から構成されている。 軸芯１'の先端部にはレンズ枠に設けられる母蝶番（図示せず）に対応して子蝶番構造１１'が設けられ、且つ母蝶番と連結され、外側に伸ばし、鈎状構造１２'が外部へ延設されている。 軸芯１'の基端部にはスプリング３'とストッパー４'が装着され、且つレンズ枠に対応する収容孔にパッケージングされている。

図２，３に示すように、レンズ枠の収容孔の外端部において鈎状構造１２'に対応する位置には孔壁を貫通した位置決め溝１３'が設けられ、軸芯１'の鈎状構造１２'は位置決め溝１３'の中に設置され、且つそれらの構造の寸法は互いに合わせており、弾性蝶番の軸芯がレンズ枠に対して縦方向において自由に上下運動することを制限する。 ところが、ただ１つの方向の不確定な運動だけを限定するため、やはり軸芯が不確定な外力により不確定な運動を行わないことを有効に保証することができず、つまり、弾性蝶番の軸芯は製造、運送または使用の過程において無作為で不確定な外力によりむやみに動かすことで、破損しやすくなる。

従来のメガネフレームの弾性蝶番の軸芯は押し抜き成型法を採用し、押し抜きにより加工された軸芯の外表面には押し抜きの加工痕と荒い削り目が生じ、その上に装着されるスプリングの摺動を鈍らせることとなる。 また、押し抜き加工は製品の内部に応力集中をもたらしやすく、製品の安定性、使用寿命及び良品率をともに低減させる。

従って、従来の技術によるメガネフレームの弾性蝶番とその製造方法は、実際の使用において、明らかに不便と欠陥が存在しているので、改良する必要がある。

本発明の目的は新しくて、合理的に実施しやすい位置決めガイド構造を有するメガネフレームの弾性連結蝶番と、縮径加工プロセスを採用する製造方法とを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明の技術案は次の通りである。
本発明の１つの実施形態によるメガネフレームの弾性蝶番は、軸芯と、先端から基端へ順次に前記軸芯に取り付けられる位置決めガイド部材、弾性部材及びストッパーとを備え、前記軸芯の先端部はレンズ枠に設けられている母蝶番と連結する子蝶番の構造からなり、前記軸芯の中間部はその横断面が小さく、且つ少なくともその一側面が平面となる柱体であり、前記軸芯の基端部はその横断面が最も小さくなる柱体であり、前記位置決めガイド部材には前記軸芯の中間部柱体に対応する位置決め孔が設けられ、前記位置決めガイド部材は位置決め孔を通して、前記軸芯の中間部柱体に取り付けられ、且つ前記軸芯の先端部における子蝶番及びレンズ枠における母蝶番に当接し、前記弾性部材とストッパーは先端から基端まで順次に軸芯基端部の柱体に取り付けられ、前記軸芯の中間部柱体と基端部柱体は位置決めガイド部材、弾性部材とストッパーとを連れて、レンズ枠の収容孔にパッケージングされている。

本発明の好適な実施形態によるメガネフレームの弾性蝶番は、その軸芯の基端部柱体は縮径装置により圧縮・引き伸ばされてなる円柱体である。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その軸芯の中間部柱体はその横断面が多角形の柱体である。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その軸芯の中間部はその横断面が多角形をなし、３〜８角形の柱体である。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その軸芯の中間部柱体と前記位置決めガイド部材の位置決め孔はその横断面はともに正方形あるいは長方形になっている。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その軸芯の中間部柱体と前記位置決めガイド部材の位置決め孔はその横断面はともに腰形または十字形または半円形になっている。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その軸芯先端部の子蝶番構造には鈎状構造が外部へ延設され、レンズ枠の収容孔の外端部において鈎状構造に対応する位置には孔壁を貫通する位置決め溝が設けられ、軸芯先端部の鈎状構造は位置決め溝の中に設けられ、且つその構造上の寸法は互いに合っている。

メガネフレームにおける弾性蝶番の取付構造は次の２種類ある。
第１種は、前記母蝶番はレンズ枠に設けられ、軸芯の中間部柱体と基端部柱体は位置決めガイド部材と弾性部材及びストッパーを連れて、メガネツルに設けられる収容孔にパッケージングされ、メガネツルにおいて位置決めガイド部材における位置決め孔または位置決め溝に対応する位置に少なくとも１つの凹み又はネジ又はピンを設けることによって位置決めガイド部材を係止し、前記軸芯の子蝶番構造はレンズ枠に設けられる母蝶番と可動に連結している。

第２種は、前記母蝶番はメガネツルに設けられ、軸芯の中間部柱体と基端部柱体は位置決めガイド部材と弾性部材及びストッパーを連れて、レンズ枠に設けられる収容孔にパッケージングされ、メガネツルにおいて位置決めガイド部材における位置決め孔または位置決め溝に対応する位置に少なくとも１つの凹み又はネジ又はピンを設けることによって位置決めガイド部材を係止し、前記軸芯の子蝶番構造はレンズ枠に設けられる母蝶番と可動に連結している。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その位置決めガイド部材の外表面における側面に１つの位置決め孔又は位置決め溝が設けられている。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その位置決めガイド部材において前記軸芯の子蝶番構造に近接する端部に、さらにスペーサーが設けられている。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その軸芯先端部の子蝶番構造には鈎状構造が外部へ延設され、前記レンズ枠の収容孔の外端部において鈎状構造に対応する位置には孔壁を貫通する位置決め溝が設けられ、前記スペーサーにおいて鈎状構造とレンズ枠の位置決め溝に対応する位置には貫通溝が設けられ、前記軸芯の先端部の鈎状構造は前記位置決め溝と貫通溝の中に設けられ、且つその構造上の寸法は互いに合っている。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、そのスペーサーの外縁に案内角が設けられている。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、そのレンズ枠の収容孔にスペーサーに対応した収容溝が外部へ延設され、前記スペーサーは前記収容溝の中に設置されている。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その軸芯の基端部柱体の外端部にはストッパーを固設し、あるいは軸芯の基端部柱体の外端部を直接に偏平状のストッパーに形成させることによって、弾性部材を軸芯の基端部柱体に位置決めさせる。

本発明は、１つの実施形態のメガネフレームの弾性蝶番の製造方法であって、少なくとも金属板から先端部が子蝶番構造をなし、中間部が断面の小さい四角形柱体をなし、基端部が四角形柱体をなすような基本形状を有する軸芯を加工する基本成形工程と、圧縮と引き伸ばしの縮径方法を用いて基本形状を有する軸芯の四角形柱体の基端部を所定直径の円柱体に加工する縮径工程と、軸芯の先端部に蝶番孔を設ける蝶番孔加工工程と、を備える。

本発明の好適な実施形態によるメガネフレームの弾性蝶番の製造方法は、その基本成形工程で、金属板から基本形状を有する軸芯を切り出させる。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法は、その基本成形工程で、ＮＣワイヤーカット放電加工機を用いて、金属板から基本形状を有する軸芯を切り出させる。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法はさらに、普通の金属板をＮＣワイヤーカット放電加工機の要求に満足する規格を有する金属板に加工する工程を備える。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法はさらに、軸芯の中間部柱体を加工・成形する工程を備える。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法は、その軸芯の中間部柱体は押し抜きまたは切削または従来の公知方法を用いて加工・成形する。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法は、その縮径工程では、縮径機を用いて、基本形状を有する軸芯の基端部柱体を所定直径の円柱体に圧縮・引き伸ばす。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法はさらに、縮径加工により形成された軸芯の円柱体基端部の所定長さより長い余分な部分を切り落とす工程を備える。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法は、その蝶番孔加工工程では、ボール盤又は押し抜き機又はフライス盤を用いて、軸芯先端部の子蝶番構造に蝶番孔を加工する。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法は、その軸芯はチタン又はチタン合金又は銅又は銅合金又はステンレス又は鉄又は鉄合金などの金属材料で作られている。

前記メガネフレームの弾性蝶番の製造方法はさらに、位置決めガイド部材、弾性部材とストッパーを先端から基端まで順次に軸芯の中間部柱体と基端部柱体に取付け、且つ位置決めさせる工程を備える。

前記メガネフレームの弾性蝶番は、その弾性部材がスプリングである。 前記構造を採用したため、軸芯の中間部柱体と位置決めガイド部材の位置決め孔との係合によって軸芯が不確定な外力により不確定な運動及び回動を制限し、メガネ構造の磨損を避けることができる。 それと同時に、外力作用によって、あるいは外部からの力が消えた後に弾性力の作用によって、軸芯は位置決めガイド部材の位置決め孔により制限された方向に沿ってつまり軸方向に沿って運動し、ガイドの役割を果たすことができ、蝶番の所定動作の安定性を保証することができる。

従って、このような構造の弾性蝶番の構造は簡単且つ合理的で、操作が安定で、品質がよくて、レンズ枠とメガネツルとの間に架設した弾性蝶番の弾力作用を利用し、レンズ枠とメガネツルの開閉は簡単且つ容易となる。 軸芯の中間部柱体と位置決めガイド部材の取り付けはこの過程の安定を保証し、着用するときの心地がよい。

上述の方法を採用するため、縮径機を採用し軸芯の基端部の円柱体を加工し、加工した軸芯の表面にプレス加工痕がなく、表面光沢性に優れ、弾性部材の摺動が容易となる。 また、金属の密度は均一化され、応力の集中がなく、軸芯の硬度、剛性と安定性が向上される。

軸芯全体の長さは構造上の要求に応じて任意に調整することができる。 即ち、軸芯全体の長さつまり弾性蝶番全体の長さを短くすることができ、それによってメガネの連結構造に更にコンパクトにすることができ、メガネの佩用は一層に心地よくなり、材料も節約できる。

ＮＣワイヤーカット放電加工機を採用して軸芯を加工するため、普通のプレス加工に比べ、加工した軸芯はほとんど変形せず、且つ切断位置を合理的に決めることができ、最大限に材料を節約することができる。

次は図面に従って、本発明の実施形態を詳しく説明する。
図４〜６及び図１６，１７に示すように、メガネフレームの弾性蝶番は軸芯１と、位置決めガイド部材２と、スプリング３とストッパー４を備える。 軸芯１は、その先端部がメガネツル５に設けられる母蝶番５１と連結する子蝶番１１であり、その中間部が子蝶番１１より断面の小さい四角形柱体１２であり、その基端部が横断面の一番小さい円柱体１３である。 位置決めガイド部材２には、軸芯１中間部の四角形柱体１２に対応した四角形の位置決め孔２１が設けられ、位置決めガイド部材２は前記四角形の位置決め孔２１により、軸芯１の中間部の四角形柱体１２に取り付けられ、且つ軸芯1の子蝶番１１及び母蝶番５１に当接している。 軸芯1の基端部円柱体１３には先端から基端まで順次にスプリング３とストッパー４が取り付けられている。 スプリング３はその先端部が位置決めガイド部材２に当接し、その基端部がストッパー４に当接している。 また、円柱体１３の基端を偏平状に加工して位置決めさせている。 軸芯１の中間部の四角形柱体１２と基端部の円柱体１３は、位置決めガイド部材２と、スプリング３及びストッパー４を連れて、レンズ枠６に設けられる収容孔６１の中にパッケージングされている。 位置決めガイド部材２の外表面には位置決め孔２２が設けられ、且つレンズ枠６の外表面において位置決めガイド部材２の位置決め孔２２に対応する位置に凹み６２又はネジ又はピンを打ち込み、又は直接レンズ枠６の外表面において位置決めガイド部材２２に対応する位置に凹みを直接に打ち込むことによって、位置決めガイド部材２を係止させる。

メガネツル５とレンズ枠６は開く際、母蝶番５１と子蝶番１１が回動すると同時に、母蝶番５１は位置決めガイド部材２及びレンズ枠６に当接して、軸芯１を位置決めガイド部材２つまりレンズ枠６から引き出す。 開いた後、軸芯１はスプリング３の弾性力の作用により位置決めガイド部材２の中に戻される。 前記の動作においては、軸芯１中間部の四角形柱体１２と位置決めガイド部材２の四角形孔２１との構造は合っているため、動作の安定性を保証することができる。

メガネツル５とレンズ枠６は閉じる場合の動作は上述と同じである。
軸芯１中間部の四角形柱体１２と位置決めガイド部材２の四角形孔２１とは構造上において合っていることの作用は次の通りである。 蝶番における軸芯１のレンズ枠に対する直径方向（３６０度の如何なる角度の直径方向）での不確定な運動及び回動を制限し、つまり弾性蝶番はレンズ枠とよく係合している。 それと同時に、外力作用によって、あるいは外部からの力が消えた後に弾性力の作用によって、軸芯１は四角形孔２１により制限された方向に沿ってつまり軸方向に沿って運動し、つまりガイドの役割を果たすことができ、蝶番の所定動作の安定性を保証することができる。

図７は、本発明の第２の実施形態を示している。 軸芯１の中間部柱体１２ａと位置決めガイド部材２の位置決め孔２１ａはその横断面がともに五角形となっている。 これにより、本発明の目的と効果も達成することができ、そのメカニズムは上述と同じである。

図８は、本発明の第３の実施形態を示している。 軸芯１の中間部柱体１２ｂと位置決めガイド部材２の位置決め孔２１ｂはその横断面がともに十字形となっている。 これにより、本発明の目的と効果も達成することができ、そのメカニズムは上述と同じである。

図９は、本発明の第４の実施形態を示している。 軸芯１の中間部柱体１２ｃと位置決めガイド部材２の位置決め孔２１ｃはその横断面がともに腰形となっている。 これにより、本発明の目的と効果も達成することができ、そのメカニズムは上述と同じである。

図１０は、本発明の第５の実施形態を示している。 軸芯１の中間部柱体１２ｄと位置決めガイド部材２の位置決め孔２１ｄはその横断面がともに８つの平面と４つの曲面からなる変異型十字形となっている。 これにより、本発明の目的と効果も達成することができ、そのメカニズムは上述と同じである。

図１１は、本発明の第６の実施形態を示している。 軸芯１の中間部柱体１２ｅと位置決めガイド部材２の位置決め孔２１ｅはその横断面がともに半円形となっている。 これにより、本発明の目的と効果も達成することができ、そのメカニズムは上述と同じである。

図１２〜１５は、本発明のその他の４つの実施形態を示している。 軸芯１先端部の子蝶番構造１１には鈎状構造１２'が外部へ延設され、レンズ枠の収容孔６１の外端部において鈎状構造１２'に対応する位置には孔壁を貫通した位置決め溝１３'が設けられている。 軸芯１先端部の鈎状構造１２'は位置決め溝１３'の中に配置され、且つその構造上の寸法が互いに合っているため、位置決めの作用を果たすことができる。

メガネフレームにおける弾性蝶番の取付構造は図１８，１９に示すようにしてもよい。 母蝶番６３はレンズ枠６に設けられてもよい。 軸芯１の中間部の四角形柱体１２と基端部の円柱体１２は位置決めガイド部材２と、スプリング３及びストッパー４を連れて、メガネツル５に設けられる収容孔５２の中にパッケージングされ、且つメガネツル５の外表面において位置決めガイド部材２の位置決め孔に対応する位置に１つの凹み５３又はネジ又はピンを打ち込み、又はメガネツル５の外表面において位置決めガイド部材２２に対応した位置に直接に１つの凹みを打ち込むことによって位置決めガイド部材２を係止させ、軸芯１の子蝶番１１をレンズ枠６に取り付けられる母蝶番６３と可動連結させる。

図２０に示すように、位置決めガイド部材２に１つの位置決め溝２３を設けてもよい。 その作用は前記位置決め孔２２と同じで、レンズ枠において位置決め溝２３に対応する位置に１つ又は複数の凹み又はネジ又はピンを打ち込むことによって、位置決めガイド部材２を係止させる。

図２０〜２２に示すように、位置決めガイド部材２において軸芯１の子蝶番１１に近接する端部に１つのスペーサー２０を設けてもよい。 つまり、位置決めガイド部材２はスペーサー２０を介して子蝶番１１と母蝶番に当接し、回動時の磨損を防止する。 位置決めガイド部材２のスペーサー２０の外縁には案内角２４を設けてもよい。 メガネフレームのレンズ枠６（あるいはメガネツル５）における収容孔６１には収容溝６４を延設し、スペーサー２０は収容溝６４の中に設置している。 そして、スペーサー２０をレンズ枠６の収容溝６４に内蔵させることができる。 これによって、構造がコンパクト且つ綺麗となり、且つ構造の密封性を保証し、埃による汚染を防止することができる。

図２３に示すように、先端部１１に鈎状構造１２'が設けられた軸芯１対応して、位置決めガイド部材２のスペーサー２０において、レンズ枠の位置決め溝（図においてレンズ枠６の位置決め溝１３'）に対向して１つの貫通溝２５が設けられて、鈎状構造１２'を収納させる。

また、図４に示すように、位置決めガイド部材２と、スプリング３及びストッパー４を先端から基端まで順次に軸芯１中間部の四角形柱体１２と基端部円柱体１３に取り付けてから、円柱体１３の基端を偏平状に加工して位置決めさせる。 ここでは、単独な位置決めガイド部材を採用してもよいし、偏平状に加工した円柱体基端をストッパー位として利用してもよい。 あるいはその他の公知の方法を採用し、スプリング３及び／またはストッパー４を基端部円柱体１３に位置決めさせる。

次に本発明の第１の実施形態におけるメガネフレームの弾性蝶番の製造方法を説明する。
伝統的な切断設備、例えば金属板切断機を利用して、普通の金属板を所定規格の金属板Ａに切断する。

ＮＣワイヤーカット放電加工機に対してプログラミングをし、図２４に示すようにワイヤーカットで切断する位置を調整してから、複数の金属板ＡをＮＣワイヤーカット放電加工機の上に載せ、基本形状を有する軸芯Ａ１となるよう切断・加工する。 ＮＣワイヤーカット放電加工機を採用することで、一回で複数の金属板を切断することができ、作業効率は高い。 この軸芯Ａ１はその先端部の子蝶番構造Ａ１１とその中間部の四角形柱体Ａ１２はともに一回で成形され、その基端部が四角形柱体Ａ１３であり、まだ成形されていない。 ＮＣワイヤーカット放電加工機を採用して軸芯を加工する時、ほとんど変形がなくて、且つ切断位置を合理的に決めることができ、最大限に材料を節約することができる。

図２５に示すように、四角形柱体Ａ１３を縮径機に載せ、直径が０．６ｍｍの円柱体Ｂ１４となるように圧縮・引き伸ばさせる。 必要によって決めた長さ以外の余分な部分Ｂ１５を切り落として、その基端部の円柱体Ｂ１４が成形された軸芯Ｂ１が得られる。 縮径機により加工された軸芯基端部の円柱体Ｂ１４はその表面にプレス加工痕がなく、表面光沢性に優れている。 また、その上に設けているスプリングの伸び縮みが順調となる。 基端部円柱体Ｂ１４の金属密度は均一化され、応力の集中がなく、軸芯の硬度、剛性と安定性が向上される。 軸芯全体の長さは構造上の要求に応じて任意に調整することができる。 即ち、軸芯全体の長さつまり弾性蝶番全体の長さを必要に応じて短くすることができ、それによってメガネの連結構造を更にコンパクトにすることができ、メガネの着用は一層に心地良くなり、材料も節約できる。

図２６に示すように、軸芯Ｂ１の子蝶番Ｂ１１側端にはボール盤にて蝶番孔１１１を加工することで、成形された軸芯１が得られる。 また、子蝶番Ｂ１１は押し抜き機又はフライス盤を利用して蝶番孔１１１を加工してもよい。

図４に示すように、従来の設備あるいは人工を利用して位置決めガイド部材２、スプリング３とストッパー４を先端から基端までは順次に軸芯１の四角形柱体１２と円柱体２３に取り付け、更に円柱体１３の基端を偏平状に加工して位置決めさせる。 ここでは、単独なストッパーを採用してもよい。 偏平状に加工した円柱体基端をストッパーとして利用してもよい。 また、その他の公知の方法を採用してもよい。 そして、スプリング３及び／またはストッパー４を基端円柱体１３に位置決めさせる。 前記工程で、基端部の円柱体の余分な部分を切り落とす作業は偏平状に加工する作業と同時に押し抜き機あるいはその他の設備より完成させてもよい。

軸芯１の中間部柱体１２はその横断面が五角形、十字形、腰形、半円形あるいは異形などその他の形状の実施形態による製造方法にはさらに、中間部柱体１２を押し抜くまたは切削することによって、成形する工程を含む。

先端部の子蝶番構造１１に鈎状構造１２'を設けている軸芯の加工については、ＮＣワイヤーカット放電加工機のワイヤーカットする位置を調節することによって、実現することができる。

図１は従来のメガネフレームの弾性蝶番の構造を示す概略図である。

図２は従来のメガネフレームの弾性蝶番はメガネフレームに取り付ける際、軸芯が伸ばす状態にあることを示す組立図である。

図３は従来のメガネフレームの弾性蝶番はメガネフレームに取り付ける際、軸芯が引き出す状態にあることを示す組立図である。

図４は本発明の第１の実施形態の構造を示す説明図である。

図５は図４の弾性蝶番とメガネフレームを組立てる際の分解説明図である。

図６は図４の位置決めガイド部材を示す斜視図である。

図７は本発明の第２の実施形態を示す分解説明図である。

図８は本発明の第３の実施形態を示す分解説明図である。

図９は本発明の第４の実施形態を示す分解説明図である。

図１０は本発明の第５の実施形態を示す分解説明図である。

図１１は本発明の第６の実施形態を示す分解説明図である。

図１２は本発明の第７の実施形態を示す分解説明図である。

図１３は本発明の第８の施形態を示す分解説明図である。

図１４は本発明の第９の実施形態を示す分解説明図である。

図１５は本発明の第１０の実施形態を示す分解説明図である。

図１６は本発明の弾性蝶番がメガネフレームに取り付けられる際の１つの実施形態の局部断面図である。

図１７は図１６のＡ部の拡大図である。

図１８は本発明の弾性蝶番がメガネフレームに取り付けられる際のその他の実施形態の局部断面図である。

図１９は図１８のＢ部の拡大図である。

図２０は本発明のスペーサーと位置決め溝を設けた位置決めガイド部材を示す斜視図である。

図２１は本発明のスペーサーと位置決め孔を設けた位置決めガイド部材を示す斜視図である。

図２２は本発明の案内角を有するスペーサーを設けた位置決めガイド部材を用いることと、対応する位置決め溝をレンズ枠に設けることを示す本発明の分解説明図である。

図２３は先端部に鈎状構造を設けた軸芯と、対応する貫通溝をスペーサーに設けた位置決めガイド部材を用いることを示す本発明の分解説明図である。

図２４は本発明の方法において基本形状を有する軸芯をカッチング加工することを示す説明図である。

図２５は本発明の方法において軸芯基端部の円柱体を縮径加工することを示す説明図である。

図２６は本発明の方法において蝶番孔をドリルすることを示す説明図である。

符号の説明

１ 軸芯 １１ 子蝶番 １２ 四角形柱体（中間部柱体）
１３ 円柱体（基端部柱体）
２ 位置決めガイド部材 ２１ 位置決め孔 ３ スプリング ４ ストッパー ５ メガネツル ５１ 母蝶番 ６ レンズ枠