眼镜用弹性铰链

本发明涉及一种将眼镜框一臂与前部连接的弹性铰链。这种铰链能够增加眼 镜臂向外伸展的弹性，令眼镜臂可以伸展至其“张开”的位置(下称“正常张开位 置”)以外。这种铰链令眼镜戴起来更舒适，这是使用者极为重视的一点，特别是 因为眼镜臂靠在太阳穴上时不会造成太大的压力。

弹性铰链通常由两部分组成：一部分是前关节，牢牢固定在前面的侧凸耳 上，该凸耳可以是直的、重叠的、轧制的或肘形的；另一部分是一个臂关节，它 与连接于臂或位于其内的一个弹性返回机构连接，有一根主销将两个关节连接起 来。因此，弹性铰链有两个关节，一阴一阳，一个固定在侧凸耳上，另一个固定 在臂上。这些铰链称为球型、可伸缩型或叶片型(滑覆型)。

弹性铰链的例子详见EP0426947、FR2466790、FR1511263、EP 0262099、EP0340161、FR2609816、EP0191944和EP0308533。返回机构通 常用弹簧制造，在压缩状态下操作。

这种铰链通常是令人满意的，但有一个主要的弊端，即需由很多运用微加工 制成的极细小配件组成，制作成本较高。此外，返回装置及其止动器的安装也是 一项复杂而精细的工作。

也有的弹性铰链采用圆筒形的返回机构，如EP0607114所揭示的，但制造 时需要进行复杂的机械加工，成本也很高。

此外也揭示了其他铰链，例如FR1009345(此项专利年代非常久远，可追溯 至1948年)和DE4241660所示。FR1009345所揭示的弹性铰链有一根臂，臂的 形状令其朝前靠在臂的主销上，构成一股向内的弹性返回力量。这种铰链即使在 正常使用情况下也不耐用。在DE4241660中，返回的功能依赖靠在同一根主销 上的臂延伸部分实现，通过杠杆作用形成一股向内的力量。充当杠杆的元件自然 必须置于外侧，大大破坏了框的美观，而延伸部分外凸更有可能令使用者觉得讨 厌，甚至对使用者构成危险。

最后但并非无关紧要的一个弊端是，铰链和返回机构的实际构造加上装配上 的限制，令到无法制造一种处于张开位置时能确保凸耳和臂连贯、不会有缺口、 隆起或小孔的弹性铰链，缺口、隆起或小孔会带来同样的弊端。

如欲将充当杠杆的元件置于内侧，情况会复杂得多，零件数目也大为增加， 例如FR1196398所说明的。在这一例子中，充当杠杆的元件在某些位置朝内凸 出。由于保护措施不佳，这一元件有可能意外变形或被扯脱。

FR2626682所揭示的铰链(并非弹性铰链)和WO 94/11774所揭示的铰链(这一 铰链刚刚相反，可以张开至远超过正常张开位置)均属于前面提到的杠杆式铰链， 因而具有同样的弊端。

本发明的目的正是要克服所有这些缺陷，提供一种既具有上述两份文件所揭 示铰链的简单性但又没有该等铰链的缺陷的弹性铰链。本发明的铰链包含一个固 定在框凸耳末端上的内阳关节或内阴关节，以及一根基本上位于凸耳延伸部分、 当处于正常张开位置时紧贴着凸耳的臂。臂的内侧通过一刚性返回装置与关节连 接，该装置能够环绕关节自由转动，通过弯曲操作发挥作用。返回装置环绕关节 主销的支枢点或关节主销本身是浮动的，可以在两个极限位置之间移动。关节和 凸耳的末端是并排的，以形成一个外凹槽，这样当臂移动至正常张开位置以外时， 便枢轴地靠在起止动作用的凸耳末端上，令返回装置受到弯曲应力，将臂送回正 常张开位置。

“刚性返回装置”旨在表示该装置具有必需的机械强度，即使在臂的开合动 作中也可以将臂固定住，因此在受压或延伸时具有高度的尺寸稳定性，但挠曲时 除外，因为这正是其运作的方式。

在第一实施例中，返回装置环绕关节的支枢点是浮动的，并形成一个斜坡， 两个极限位置由返回装置环绕关节主销的末端的环形所决定。返回装置的末端围 绕关节的主销呈闭口环或开口环的有利形状，开口宽度小于关节主销的直径。

在第二实施例中，关节的主销是浮动的，两个极限位置由关节内的一个长孔 所决定。长孔以0°至60°的有利角度朝凸耳的轴线倾斜，以45°为佳。

弹性铰链的关节形状最好能形成一凸轮，让臂张开和闭合时靠在上面，凸轮 与返回装置一起限定了两个稳定的静止位置，分别是正常张开位置和闭合位置， 在闭合位置上，眼镜臂向后折叠到与框的前部相抵触。

返回装置可以用任何具有必要机械强度的材料制造，例如金属、钢、铝、钛 等。

返回装置可以包含一叶片，还可以包含一杆，最好是开口或闭口的双杆，例 如俯视时呈音叉形，杆臂可以平行或不平行，在同一个平面上或不同的平面上。

从侧面看，返回装置可以是具有弧形纵截面(例如圆形或椭圆形)的直线形、 圆弧形、弓形或拱形，也可以是具有例如几个弯头(即纵截面成多面形)的肘形。

显而易见，本发明的铰链臂与传统的弹性铰链不同，它不是直接固定在关节 上的。

结合非限制性的实施例及其附图可以更好地理解本发明。需要清楚明白的一 点是，各附图中所示的变化型式可以互相结合。在这些附图中，相同的标号表示 相同或相似的部分，而：

图1、2和3是本发明第一实施例的弹性铰链的侧视图，分别示出了臂在闭 合、正常张开和张开至正常位置以外时的位置，

图4是图1至3的铰链的返回装置的俯视细部图，

图5、6和7是本发明另一实施例的弹性铰链的侧视图，分别示出了臂在闭 合、正常张开和张开至正常位置以外时的位置，

图8和9是类似于图5至7的铰链的侧视图，分别示出了臂在正常张开和张 开至正常位置以外时的位置，

图10是图8和9所示铰链的臂及其返回装置的俯视图，以及

图11至13是图1至3所示铰链的变化型式。

图1、2和3以及图11、12和13分别是本发明铰链的两种首选变化型式 的三幅侧视图，说明了其工作原理。如图所示，框关节1由连接部分2加以固定， 连接部分2可充当肘形前凸耳3的装饰，图中没有画出的前部位于与凸耳垂直的 平面上。关节1有一根主销4。臂5与凸耳3相对活动，并通过返回装置6牢牢 固定在关节1上，返回装置靠在主销4上，靠两颗螺钉7与臂连接。返回装置6 可以环绕主销4自由转动。与上文所述文件揭示的铰链不同的重要一点是，返回 装置6还充当了支承臂5并将之与关节1连接的装置。

处于闭合位置时，拱形的返回装置6具有足够的刚性，可以确保凸耳3和臂 5充分地相互固定。返回装置6以环61环绕主销4旋转，环61在末端62稍微闭 合(图1、2和3)。可以见到，处于这一位置上时，装置6的末端62停靠在主销 4上。末端62的缺口当然小于主销4的直径。

在图11、12和13的实施例中，基本上直的装置6末端为环61，环61向 另一方向转动即完全环绕住末端63，这样便可避免出现任何有可能危及安全的 “钩子”。

当铰链张开时，臂5从图1所示位置转到图2所示位置，环绕主销4作枢轴 转动，并同时滑过关节的支承面S，支承面S在这儿的形状为一圆角方形，以强 迫臂5回到图1的闭合位置或回到图2的正常张开位置。当然，有一点是可以理 解的，那就是当处于中间位置时，由于支承面S不是圆的，臂5会偏离主销4， 在F点，即装置6和臂5在其中一颗螺钉7处接合之点，对返回装置6造成弯曲 应力，令装置6从原来的拱形变成现在的直线形。在其成弓形的F点，返回装置 6所起的作用类似弹簧片。

如张开度小于45°，此一弯曲应力往往迫使臂5回到最初的闭合位置，如张 开度大于45°，则会将臂5送到其正常张开位置上去，如图2所示。由于关节的外 型有如凸轮，因此会产生双稳定的效果。

但有一点必须清楚了解，那就是关节4的支承面S可以完全是圆形的，这样 臂5便没有优选的张开或闭合位置，因而在任何张开角度均可保持稳定。

可以见到，当处于图2所示的正常张开位置时，返回装置的位置基本上与图 1的闭合位置相同，特别是总是分别以其末端62、63靠在主销4上。

当超过图2所示的正常张开位置的，为了进入图3所示的张开度更大的位 置，在张开位置时紧贴关节1的臂5现在抵着关节1以P点为轴心转动，令返回 装置6离开臂5，因而再次于F点形成弯曲应力，造成一股强大的返回力量，将 臂5从图3的位置送回图2的正常张开位置。

返回装置6的形状(在这里呈弓形)及长度和厚度均可以选择，以产生足够但 不会过大的返回力量，只需很小的压力便足以令其在关节支承面S上从图1 的位置(闭合)移到图2的位置(张开)。

但另一方面，只要将F点一带严重变形，便可以产生强大的返回力量，在需 要时必须以更激烈的动作才能张开到图3的额外张开位置。

返回装置6的特点是，既可以选择用于限定上述施加的各种力量之间的关 系，也可以选择用于实现各种力量之间与上述相等或相反的关系。

从图3可见，返回装置6不但在F点一带呈弓形，而且抵着主销4滑动，直 至主销4在构成返回装置6末端的环61内止住为止。

因此，这是一种在主销浮动情况下的滑行动作和在F点的弯曲动作的组合作 用，能使张开度大于正常的弹性返回位置。

有一点必须注意，那便是装置6有双重功用，一是在臂正常张开时(图1至图 2)发挥返回装置的作用，二是在张开度大于正常张开度时(图2至图3)发挥返回装 置的作用，所借助的是相同的弯曲机械原理。

图11至13的铰链的操作类似于图1至3的铰链的操作。

图4是返回装置6的俯视图，其末端为双叉63，各有一环61和一个微闭的 末端62。这样，这些末端便可以夹着主销4，例如通过两颗位于主销两头的双 头螺栓，两个闭合的末端62防止主销4离开返回装置6。双头螺栓可以用夹销 代替。

在另一个方案中，肘形或弧形的叶片末端可以是一根夹着主销的中心叉，从 主销延伸的两颗双头螺栓充当了阴关节的支架。一例中的关节是阳的，另一例是 阴的。

由于与返回功能不同的夹紧能力有关的基本上是技术性的原因，装置6的两 根夹叉63可以是直的(图中所示的变化型式)或以其轧制长度的全长或局部大致 朝着双头螺栓的方向收窄。

至于主销4可以和关节构成一个整体或附在关节上，例如以锁销、铆销或螺 钉的形式连接。

作为一个图中没有显示的变化型式，叶片可以不采用拱形的，改为在数处呈 肘形。

返回装置也可以制成一根或多根杆子的形式，如以后各图所示，但应清楚明 白的一点是，杆型的返回装置也可以分别用在图1至3及图11至13所示的实施 例中。

图5至10是另一个采用一根杆子的实施例，应注意的是，图中所见的返回 装置6基本上是直的，它通常固定在主销4上，而主销4可以在关节1内的长孔 10之内移动，移动角度大致上与处于张开位置的臂5成30度角。

由于标号相同的装置是相同或类似的，而且具有相同的功能，因此只需说明 如何能够从图5转到图7，即如何能够从臂闭合位置转到正常张开位置，再转到 额外张开位置便已足够。

在图5所示的闭合位置至图6所示的张开位置之间所发生的一切均已于图1 和图2作了说明，由于关节1呈角形成产生的凸轮作用，返回装置通过在P点弯 曲而关闭或张开臂5。

当臂被拉到正常位置以外，如图7所示时，主销4在从右至左的斜坡状长孔 10内滑动，以P点作为枢轴，再次于F点对返回装置6施加弯曲力。

臂被放松时，所形成的返回力量令臂5回到凸耳3的延伸部分，而主销4则 向右滑回最初的位置。

图8至10所显示的是和图5至7相对应的同一个实施例，主销4顺斜坡浮 动，但返回装置80采用了双杆形式，实际上是一根杆折叠成81、82两节，其 末端83是闭口的，形成了关节的铰链主销4。

在另一端，此二节藉两颗螺钉7并通过将螺钉锁住的连接件9固定在臂5上。 双杆最好呈音叉形。

可以注意到，中间装置9可以令装置80在臂5上的支点稍微偏置，这将对F 点的弯曲力量产生作用，进而对返回力量产生作用。

采用双杆的实施例极有利于生产一种可以错位的铰链，即绞链的臂5末必确 切位于凸耳3的延伸部位，而可以在一个平面或另一个平面上以α角度或β角度 倾斜，与凸耳分离。详情请参考申请人所提出的法国专利申请第94-14743号，该 申请尚未公告，其内容援引在此以作参考。

本发明的弹性铰链除了极为简单，因而高度可靠之外，还有一个优点是，当 处于正常张开位置时，臂5和凸耳3是完全连贯的。