JPH0792432A - 眼鏡フレームとその製造方法及び形状調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 眼鏡フレームに関し、眼鏡使用時は、パット
アームが変形しても瞬時に変形前の元の形状に復帰する
と共に、パットアームを顔形に合わせて調整したい場合
は、容易に調整ができるようにしたこと。 【構成】 パットアームを具備する眼鏡フレームにおい
て、該パットアームが普通の使用温度０〜３０℃と、こ
れより高い４０℃以上の温度において、夫々応力を加え
て２％の歪を付与し、次いで応力を除去した場合に、歪
の回復が０〜３０℃では、当初の歪２％のうち１．５％
以上であり、４０℃以上では、当初の歪２％のうち１％
以下となる特性を有するＮｉＴｉ系超弾性合金で構成す
ること、およびその製造方法ならびに形状調整方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は眼鏡のパットアームを改
良した眼鏡フレームに係り、詳しくは眼鏡の使用時は通
常の超弾性を示し、又眼鏡着用者の顔形に合わせる場合
には、形状調整が容易なＮｉＴｉ系超弾性合金からなる
パットアームを具備する眼鏡フレームとその製造方法及
び形状調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、超弾性合金の優れた特性を眼
鏡フレームに応用するための研究が活発に行われてお
り、例えば眼鏡フレームのブリッジ、テンプル、パット
アームに超弾性合金を応用することがＵ．Ｓ．Ｐ第４７
７２１１２号（公表特許平２−５０００５０号公報）及
びＵ．Ｓ．Ｐ第４８９６９５５号公報等に開示されてい
る。一般にＮｉＴｉ系超弾性合金は、図５（ａ）、図５
（ｂ）に示すように、応力を加えて降伏点を超えるよう
な大きな変形が生じても、降伏に伴う応力誘起マルテン
サイト変態によって、変形した数％もの歪が、その応力
の解除によって弾性的に回復して、変形前の形状に自動
的に復帰するという特性を有している。応力−歪線図で
このような２つのタイプがあるのは、冷間加工後の熱処
理条件によるもので、図５（ａ）は、冷間加工後４００
〜５００℃で熱処理したものであり、図５（ｂ）は冷間
加工後２００〜３５０℃で熱処理したものである。いず
れのタイプも変形した数％の歪は、応力解除によって変
形前の形状に自動的に復帰する。この特性の応用とし
て、変形しやすい各種の部品にこの超弾性合金を使用す
れば、種々の要因により大きく変形しても、外力が除去
されれば元の正常な状態に復帰することができるという
理由で、図４に示した眼鏡フレームのブリッジ（２）、
パットアーム（４）、テンプル（図示せず）に、このＮ
ｉＴｉ系超弾性合金が使用されている。

【０００３】従来、眼鏡フレームのブリッジ、パットア
ーム、テンプルに使用されているＮｉＴｉ系超弾性合金
は、Ｕ．Ｓ．Ｐ４７７２１１２号及びＵ．Ｓ．Ｐ４８９
６９５５号公報に記載のごとく、前記図５（ｂ）に示す
応力−歪特性を付与したもので温度に対する感受性が小
さく、広い温度範囲、例えば−２０℃〜８０℃にわたっ
て優れた超弾性特性を示す。この合金材は前記米国特許
に記載されているように、ＮｉＴｉ系合金を３０％以上
の冷間加工するか又は冷間加工したものを更に４００℃
以下の温度で１時間以上熱処理して製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、眼鏡フレー
ムは使用者の顔の大きさ、形に合うように形状を調整す
る必要がある。特に眼鏡フレームのうち、パットアーム
はこの形状調整が重要である。しかし前述のＵ．Ｓ．Ｐ
４７７２１１２号、及びＵ．Ｓ．Ｐ４８９６９５５号に
記載の超弾性特性を有するパットアームは、優れた超弾
性を持つが形状を調整することが困難であった。その理
由は、広い温度範囲にわたって、優れた超弾性特性を示
すために、例えば１００℃に加熱しても充分な永久変形
を得られない。従って、これを変形調整するには、過大
な変形量を加えなければならない。このため、接合部が
剥がれたり、またパットアーム自体が破断する等の問題
があった。

【０００５】本発明は前記の問題について検討の結果な
されたもので、眼鏡使用時は、パットアームが変形して
も瞬時に変形前の元の形に自動的に復帰すると共に、パ
ットアームの形状を顔形に合わせて調整したい場合は、
容易に調整することができる眼鏡フレームとその製造方
法及び形状調整方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、パットアーム
を具備する眼鏡フレームにおいて、該パットアームが普
通の使用温度０〜３０℃と、これより高い４０℃以上の
温度において、夫々応力を加えて２％の歪を付与し、次
いで応力を除去した場合に、歪の回復が０〜３０℃で
は、当初の歪２％のうち１．５％以上であり、４０℃以
上では、当初の歪２％のうち１％以下となる特性を有す
るＮｉＴｉ系超弾性合金で構成することを特徴とする眼
鏡フレームを請求項１とし、前記ＮｉＴｉ系超弾性合金
は、Ｎｉ５０〜５２ａｔ％残部Ｔｉの超弾性合金、又は
このＮｉＴｉ合金のＮｉとＴｉのいずれか一方、又は双
方を１０ａｔ％を超えない範囲で、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｖ，Ｃ
ｏ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｍｏ，Ｂのうちの１種又
は２種以上で置換したＮｉＴｉ系超弾性合金からなるこ
とを特徴とする請求項１記載の眼鏡フレームを請求項２
とし、ＮｉＴｉ系合金を塑性加工して所定寸法の線材と
し、これを眼鏡フレームのパットアーム形状に成形し、
続いてこれを６００〜８００℃の温度で形状記憶熱処理
することによって、超弾性特性と形状調整の容易な特性
を付与してパットアームとし、これを眼鏡フレーム本体
に接合することを特徴とする眼鏡フレームの製造方法を
請求項３とし、前記ＮｉＴｉ系合金は、Ｎｉ５０〜５２
ａｔ％残部Ｔｉの合金、又はこのＮｉＴｉ合金のＮｉと
Ｔｉのいずれか一方、又は双方を１０ａｔ％を超えない
範囲で、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｐ
ｄ，Ｍｏ，Ｂのうちの１種又は２種以上で置換したＮｉ
Ｔｉ系合金からなることを特徴とする請求項３記載の眼
鏡フレームの製造方法を請求項４とし、パットアームを
具備する眼鏡フレームの形状調整方法において、該パッ
トアームが普通の使用温度０〜３０℃と、これより高い
４０℃以上の温度において、夫々応力を付加して２％の
歪を付与し、次いで応力を除去した場合に、歪の回復
が、０〜３０℃では当初の歪２％のうち１．５％以上で
あり、４０℃以上では当初の歪２％のうち１％以下とな
る特性を有するＮｉＴｉ系超弾性合金で構成したパット
アームを、４０℃以上の温度に加熱して形状を調整する
ことを特徴とする眼鏡フレームの形状調整方法を請求項
５とし、前記４０℃以上の加熱温度（形状調整温度）
が、４０〜８０℃の範囲である請求項５記載の眼鏡フレ
ームの形状調整方法を請求項６とするものである。

【０００７】すなわち本発明の第１の目的は、ごく普通
の使用温度、例えば０〜３０℃で、優れた超弾性特性を
有し、これよりも高い温度、例えば５０℃で形状の調整
が容易な形状調整特性を有するパットアームを具備した
眼鏡フレームを提供することである。

【０００８】本発明の第２の目的は、優れた超弾性特性
と容易な形状調整という相反する特性を合わせ持つＮｉ
Ｔｉ系超弾性合金からなるパットアームを具備する眼鏡
フレームの製造方法を提供することである。

【０００９】更に本発明の第３の目的は、優れた超弾性
特性を保持したまま、眼鏡着用者の顔形に合わせて程よ
く適合するように形状を容易に調整するための眼鏡フレ
ームのパットアーム形状を調整するための方法を提供す
ることである。

【００１０】

【作用】前記の目的を達成するため請求項１の発明は、
パットアームを具備する眼鏡フレームにおいて、該パッ
トアームが、ごく普通の使用温度０〜３０℃とこれより
高い温度である４０℃以上の温度において、応力を加え
て伸び歪を２％付与し、次いで応力を除去した場合に、
歪の回復が、０〜３０℃においては当初の歪２％のうち
１．５％以上であり、４０℃以上においては当初歪２％
のうち１％以下となる特性を有するＮｉＴｉ系超弾性合
金でパットアームを構成したものである。

【００１１】これを更に詳細に説明すると、０〜３０℃
においては当初の２％の歪は、応力が除去された場合、
１．５％以上即ち殆ど回復する。言い換えると超弾性特
性を保持している。又４０℃以上の温度においては、当
初の２％歪は、応力が除去された場合１％以下回復す
る、即ち当初の２％歪のうち、歪の回復は５０％以下
で、残留歪（永久歪）は５０％以上となり、変形しやす
い特性を有することになる。

【００１２】ここで、パットアーム合金材の特性を表現
する方法として、当初加える歪量を２％としたのは、眼
鏡着用時に何らかの原因でパットアームが変形する場
合、現実に２％を超える大きな歪はありえなく、又２％
以下で設計することが好ましいからである。又０〜３０
℃で、このような特性を付与することとしたのは、眼鏡
着用時の温度は、特別な環境を除いて０〜３０℃が一般
的であるからである。更に４０℃以上でこのような特性
を付与することとしたのは、４０℃未満の温度では使用
上問題があり、４０℃以上の温度は眼鏡の店頭等で容易
に得られる温度であるからである。尚４０℃以上の温度
のうち、パットアームの形状調整の温度は４０〜８０℃
が好ましい。

【００１３】本発明に適合する超弾性ＮｉＴｉ系合金
は、請求項２に示すＮｉ量が５０〜５０ａｔ％残Ｔｉの
超弾性合金か、またはこのＮｉＴｉ合金のＮｉとＴｉの
いずれか又は双方を１０ａｔ％を超えない範囲で、Ｆ
ｅ，Ｃｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｍｏ，
Ｂのうちから１種又は２種以上で置換した超弾性合金で
あることが望ましい。これらを具体的に例示すると、 Ｎｉ５１．０−Ｔｉ４９．０（単位はａｔ％を示す。以
下同様） Ｎｉ５０．６−Ｔｉ４８．９−Ｖ０．５ Ｎｉ４９．８−Ｔｉ４８．２−Ｃｏ２．０ Ｎｉ４９．６−Ｔｉ４９．６−Ｆｅ０．８ Ｎｉ５０．５−Ｔｉ４９．１−Ｃｒ０．４ Ｎｉ４１．７−Ｔｉ５０．０−Ｃｕ８．０−Ｃｒ０．３ 等で、本発明にはこれらの超弾性合金が適用できる。

【００１４】本発明に係る眼鏡フレームは、そのパット
アーム用合金線材に前述の発明の特性を付与することに
よって、眼鏡の前記使用温度においては顔形に弾性的に
作用し、何らかの原因でパットアームが変形されても瞬
時に変形前の元の形に自動的に復帰すると共に、パット
アームの形状を顔形に合わせて調整したい場合は、温風
機等で４０℃以上好ましくは４０〜８０℃程度に加熱す
れば、容易に形状を調整することができる。

【００１５】次に請求項３の発明は、前記請求項１の発
明の眼鏡フレームの製造方法であり、特にパットアーム
用合金線材に前記の超弾性特性と形状調整が容易な特性
を付与するためのパットアームとこれを具備した眼鏡フ
レームの製造方法である。即ち、ＮｉＴｉ系合金を塑性
加工して所定寸法の線材とし、これをパットアーム形状
に成形して、６００〜８００℃の温度で形状記憶熱処理
を施してパットアームとし、これを眼鏡フレーム本体に
接合する眼鏡フレームの製造方法である。

【００１６】ここでＮｉＴｉ系合金は、前記請求項４の
合金組成のものが適用できる。パットアーム用合金線材
の断面形状は、直径０．５〜１．５ｍｍの丸線、一辺が
０．５〜１．５ｍｍの角線、楕円線、一部が丸状で一部
が角状等の種々のものが使用される。これらのパットア
ーム用合金線材は、抽伸、圧延、プレス等の塑性加工に
より製造される。次にこの所定の断面寸法とした線材
は、Ｕ字、Ｓ字、Ｊ字等のパットアームの形状に成形さ
れる。続いて６００〜８００℃の形状記憶熱処理が施さ
れる。この熱処理はパットアームに超弾性特性と形状調
整が容易な特性を付与するもので非常に重要である。

【００１７】ここで処理温度を６００から８００℃とし
たのは、６００℃未満では素材に残留する加工組織、も
しくは曲げ加工時に生じた加工硬化部が残ってしまい、
形状調整時の４０℃以上の加熱の際、歪の回復の低下が
不充分となり、形状調整が困難となるからであり、また
８００℃を超えると素材の結晶粒の粗大化等により脆く
折れやすくなる問題が生じるからである。熱処理時間
は、特に限定されるものではなく、該素材が上記温度に
到達すれば良く、又３０分以上保持してもよい。尚この
熱処理は、Ｕ字、Ｓ字等の成形加工後、これを治具に拘
束して行ってもよいし、又Ｕ字、Ｓ字等の成形加工と同
時に行ってもよい。このように熱処理されたパットアー
ムは、眼鏡フレーム本体に接合され、パットアームの先
端に鼻パットを装着して眼鏡フレームが完成する。尚こ
のパットアームは、普通フレームのレンズリムに接合さ
れるが、レンズリムのない型の眼鏡フレームではブリッ
ジに接合される。又接合は溶着、カシメ、ビス止め等が
適用される。

【００１８】次に請求項５の発明は、請求項１の発明の
所定の特性をもったパットアームを具備した眼鏡フレー
ムの形状調整方法であり、該フレームのパットアームと
４０℃以上の温度に加熱して形状を調整することを特徴
とする眼鏡フレームの形状調整方法である。ここでパッ
トアームの形状調整温度である４０℃以上の温度は、請
求項６に示すように４０〜８０℃が好ましい。４０℃未
満では、超弾性特性を有するため形状調整が困難であ
り、８０℃を超えると、プラスチック系の鼻パットや、
レンズ等が使用されている場合、これらを傷めるからで
ある。パットアームの形状調整は、眼鏡フレームの店頭
或いは自宅で温風機等で前記温度に加熱しながら容易に
行うことができる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の一実施例について説明する。 （実施例１）本例においては、本発明に係るパットアー
ム用合金線材の特性について試験した。Ｎｉ５１ａｔ％
−残部Ｔｉ合金で３０％冷間加工した線径１．２ｍｍφ
の線材を７３０℃で１０分間、直線形状に記憶熱処理し
てサンブルＡとした。このサンプルＡの応力−歪曲線図
を図１（ａ），（ｂ）に示す。この試験は、温度１０℃
（図（ａ））と温度４０℃（図（ｂ））において、サン
プルＡを引張試験材によって引張り、２％の歪を付与
し、次いで応力を除去したときの歪の回復の程度をみた
ものである。

【００２０】図１から明らかな如く、本発明に係るサン
プルＡは１０℃（図（ａ））では、最初に付与した２％
の歪が完全に回復する（歪の回復は１．５％以上）にも
かかわらず、４０℃（図（ｂ））では、最初に付与した
２％の歪のうち、０．６％が回復（歪の回復は１％以
下）し、１．４％は残留していることがわかる。即ち、
４０℃においては、塑性変形しやすく形状調整が容易と
なることが判る。

【００２１】（比較例１）本例においては、比較のため
従来のパットアーム用合金線の特性について試験した。
３０％の冷間加工を施したＮｉ５１ａｔ％−残部Ｔｉか
らなる線径１．２ｍｍの超弾性合金線を、５００℃の温
度で１０分間直線形状に記憶熱処理を施してサンプルＢ
とした。これを実施例１と同様にして試験した。サンプ
ルＢの応力−歪曲線図を図２に示す。

【００２２】図２（ａ），（ｂ）から明らかな如く、サ
ンプルＢは、１０℃及び４０℃のいずれにおいても応力
除去後は、最初に付与した２％の歪が完全に回復し、４
０℃においても歪の回復の減少は全く認められないこと
がわかる。

【００２３】（比較例２）本例においては、比較のため
他の従来のパットアーム合金線の特性について試験し
た。３０％の冷間加工を施したＮｉ５１ａｔ％−残部Ｔ
ｉからなる線径１．２ｍｍの超弾性合金線を、３００℃
の温度で６０分間直線形状に記憶処理を施してサンプル
Ｃとした。これを実施例１と同様にして試験した。サン
プルＣの応力−歪曲線図を図３に示す。

【００２４】図３（ａ），（ｂ）から明らかな如く、サ
ンプルＣについても４０℃における歪の回復の減少は全
く認められない。以上の比較例１，２より明らかなよう
に、サンプルＢ，Ｃのような合金線材をパットアームに
使用した場合、パットアームの形状調整は非常に困難で
あることが判る。

【００２５】（実施例２）本例では、本発明に係る眼鏡
フレームのパットアームの効果を確認する実装試験を行
った。Ｎｉ５１ａｔ％−残部Ｔｉ合金を３０％冷間加工
して線径１．２ｍｍφの線材とした。これをＵ字状に成
形してパットアームを作成し、続いてこれに７３０℃で
１０分間の形状記憶熱処理を施して、超弾性特性と形状
調整の容易な特性を付与して、本発明に係るパットアー
ムを作成した。

【００２６】次に図４に示す如く、このＵ字形のパット
アーム４を、一方の端部がレンズ面に対して８０°の角
度になるようにリム１にろう付け接合してから、他方の
端部に鼻パット３を係着して、本発明に係る眼鏡フレー
ムを製作した。これを２５℃の室温下でパットアーム４
の先端部（鼻パット３）を指で押して、レンズ面に対し
て水平になる角度０°まで倒してから指を放したとこ
ろ、自動的に瞬時に元の８０％の角度まで戻り、常温に
おける超弾性の効果が確認された。

【００２７】またパットアームの形状調整のため、パッ
トアーム４を温風機で４５〜６０°に加熱しながら同様
に先端部を、指で押してレンズ面に対して水平になる角
度０°まで倒した。次に指を放したところ、レンズ面に
対して１０°の角度まで戻り、この１０°の角度にパッ
トアームのレンズ面に対する傾きが形状調整され形状調
整の容易なことが確認された。

【００２８】次に、レンズ面に対して１０°に形状調整
されたパットアームを、２０℃でレンズ面に対して角度
９０°まで指で起こして変形させても、指を放せば直ち
に形状調整後の角度（レンズ面に対して１０°）まで形
状回復した。２０℃でのこの操作を１００回繰り返し試
験した後でも形状調整後の角度（レンズ面に対して１０
°）まで形状回復し、超弾性の効果が確認された。

【００２９】

【発明の効果】このように本発明に係る眼鏡フレーム
は、そのパットアームに特別に付与された超弾性特性と
形状の調整が容易な特性よって通常の使用時において
は、良好に人の顔形にフィットし、又人の顔形に合わせ
てパットアームの形状を調整したいときには、４０℃以
上の温度に加熱することによって容易に形状を調整する
ことが可能となる。又一旦形状が調整された後は、通常
の使用温度で、その調整された形状に超弾性的に機能す
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパットアーム用ＮｉＴｉ合金線材
の応力−歪曲線図であり、（ａ）は１０℃における図
で、（ｂ）は４０℃における図である。

【図２】従来のパットアーム用ＮｉＴｉ合金線材の応力
−歪曲線図であり、（ａ）は１０℃における図で、
（ｂ）は４０℃における図である。

【図３】従来の他のパットアーム用ＮｉＴｉ合金線材の
応力−歪曲線図であり、（ａ）は１０℃における図で、
（ｂ）は４０℃における図である。

【図４】本発明に係る眼鏡フレームの斜視図である。

【図５】ＮｉＴｉ系超弾性合金の代表的な応力−歪曲線
図であり、（ａ）は冷間加工後４００〜５００℃で熱処
理したもので、（ｂ）は冷間加工後２００〜３５０℃で
熱処理したものである。

【符号の説明】

１ リム ２ ブリッジ ３ 鼻パット ４ パットアーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パットアームを具備する眼鏡フレームに
   おいて、該パットアームが普通の使用温度０〜３０℃
   と、これより高い４０℃以上の温度において、夫々応力
   を加えて２％の歪を付与し、次いで応力を除去した場合
   に、歪の回復が０〜３０℃では、当初の歪２％のうち
   １．５％以上であり、４０℃以上では、当初の歪２％の
   うち１％以下となる特性を有するＮｉＴｉ系超弾性合金
   で構成することを特徴とする眼鏡フレーム。
2. 【請求項２】 前記ＮｉＴｉ系超弾性合金は、Ｎｉ５０
   〜５２ａｔ％残部Ｔｉの超弾性合金、又はこのＮｉＴｉ
   合金のＮｉとＴｉのいずれか一方、又は双方を１０ａｔ
   ％を超えない範囲で、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｃ
   ｕ，Ｎｂ，Ｐｄ，Ｍｏ，Ｂのうちの１種又は２種以上で
   置換したＮｉＴｉ系超弾性合金からなることを特徴とす
   る請求項１記載の眼鏡フレーム。
3. 【請求項３】 ＮｉＴｉ系合金を塑性加工して所定寸法
   の線材とし、これを眼鏡フレームのパットアーム形状に
   成形し、続いてこれを６００〜８００℃の温度で形状記
   憶熱処理することによって、超弾性特性と形状調整の容
   易な特性を付与してパットアームとし、これを眼鏡フレ
   ーム本体に接合することを特徴とする眼鏡フレームの製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記ＮｉＴｉ系合金は、Ｎｉ５０〜５２
   ａｔ％残部Ｔｉの合金、又はこのＮｉＴｉ合金のＮｉと
   Ｔｉのいずれか一方、又は双方を１０ａｔ％を超えない
   範囲で、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｐ
   ｄ，Ｍｏ，Ｂのうちの１種又は２種以上で置換したＮｉ
   Ｔｉ系合金からなることを特徴とする請求項３記載の眼
   鏡フレームの製造方法。
5. 【請求項５】 パットアームを具備する眼鏡フレームの
   形状調整方法において、該パットアームが普通の使用温
   度０〜３０℃と、これより高い４０℃以上の温度におい
   て、夫々応力を付加して２％の歪を付与し、次いで応力
   を除去した場合に、歪の回復が、０〜３０℃では当初の
   歪２％のうち１．５％以上であり、４０℃以上では当初
   の歪２％のうち１％以下となる特性を有するＮｉＴｉ系
   超弾性合金で構成したパットアームを、４０℃以上の温
   度に加熱して形状を調整することを特徴とする眼鏡フレ
   ームの形状調整方法。
6. 【請求項６】 前記４０℃以上の加熱温度（形状調整温
   度）が、４０〜８０℃の範囲である請求項５記載の眼鏡
   フレームの形状調整方法。