CN115151857A - 摩擦铰链 - Google Patents

Abstract

用于枢转连接眼镜架中的镜腿和镜框的铰链，包括：‑具有上凸缘(12)和下凸缘(14)的第一部件(10)，上凸缘(12)中第一孔(16)为锁定销(20)头部(24)提供了紧密配合，下凸缘(14)中设有凹陷(18)用于容纳锁定销(20)的圆柱形主体(22)；‑具有第二孔(32)的第二部件(30)，第二孔(32)具有比锁定销(20)的圆柱形主体(22)更高的表面粗糙度，由此衬套(40)与第二孔(32)之间的表面摩擦力高于衬套(40)与锁定销(20)之间的表面摩擦力；‑具有内孔(42)的衬套(40)；‑具有头部(24)和圆柱形主体(22)的锁定销(20)。设有衬套(40)的第二部件(30)插入第一部件(10)的上凸缘(12)和下凸缘(14)之间。锁定销(20)插入穿过第一孔(16)和衬套(40)的内孔(42)，并容纳在凹陷(18)中。由此第一部件(10)和锁定销(20)枢转连接至第二部件(30)和衬套(40)。

Description

摩擦铰链

技术领域

本发明涉及一种用于枢转地连接两个部件的铰链，例如眼镜架中的镜腿和镜框，以及一副包含这种铰链的眼镜。

应当理解的是，本申请中的眼镜应当理解为具有镜框围绕镜片整个周缘的眼镜、半镜框仅围绕镜片的部分周缘的眼镜以及镜腿直接附接至镜片而没有镜框的无框眼镜。

更确切而言，本发明涉及一种用于枢转地连接两个部件的铰链，例如眼镜架中的镜腿和镜框，或者镜腿的两部分，其中铰链包括：

-第一部件，在第一部件的末端设有上凸缘和下凸缘，其中所述上凸缘和下凸缘间隔距离x，且其中上凸缘中设有第一孔，所述第一孔具有直径y；

-第二部件，在第二部件的末端设有贯通的第二孔，所述贯通的第二孔限定有圆柱形内壁，其中所述第二孔具有直径z，且其中第二部件的上表面和下表面之间的距离k小于x；

-在贯通的第二孔中设有由弹性材料制成的衬套，所述衬套具有对称轴，且其中衬套沿对称轴延伸的长度等于或大于距离k但小于距离x，所述衬套具有内孔，内孔具有垂直于对称轴的直径l；

-锁定销，所述锁定销具有限定对称轴的头部和圆柱形的主体部，其中在垂直于对称轴的横截面中，头部具有使得头部能够被容纳入第一孔中的尺寸，且其中主体部沿对称轴延伸的长度等于或大于x，且其中主体部垂直于对称轴的直径n等于或大于l；使得通过将衬套插入第二部件的末端的第二孔中，并将第二部件的末端插入第一部件末端的上表面和下表面之间，上凸缘中的第一孔将套叠于衬套的内孔，由此锁定销的主体部可以插入衬套的内孔中，且由此枢转地连接两个部件。

背景技术

在本领域中，在眼镜的镜腿和镜框之间设置铰链结构是众所周知的，其中这种铰链根据需要制造的特定眼镜架具有多种不同的特点。

铰链的其中一个期望的方面在于铰链使镜腿相对于眼镜的镜框保持在基本固定位置的能力，其中“基本固定位置”在这种情况下应当理解成为了使镜腿相对于镜框枢转需要少量的力，然而镜腿自身不能枢转。所必需的力不会使眼镜架的任何部分变形或以其他方式对眼镜架的任何部分产生有害影响。

为了这个目的，已经考虑过许多不同的设计，但在所有这些设计中，铰链结构依赖于涉及弹簧或者纯摩擦力的相对复杂的结构，纯摩擦力通过充分拧紧将镜腿连接于镜框的螺丝而获得，以便产生所需的摩擦力，由此使镜腿相对于镜框保持在基本固定的位置。

这些现有技术解决方案的共同点在于它们相当复杂，或者由于磨损使得镜腿与镜框之间的连接变得松弛而不能满足所需的目的，在一段时间后这些现有技术解决方案需要重新调整。

从US 4,428,094中已知通过前言描述的这样一种铰链。在这种铰链中，在衬套和第二孔之间或者在衬套和锁定销之间可能发生转动。因此，不清楚相对于其他元件是否会发生转动。因此相互转动可以由使得衬套可以相对于销和孔转动的方式发生。因此这是个缺点，因为无法控制用于实现转动的力。此外，可能无法控制铰链部件的磨损，因为哪些元件相对于其他元件移动不是固定的。此外，没有教导如何在很长时间内保持铰接的元件之间的摩擦力不变。

发明目的

因此，本发明的目的在于通过提供一种铰链结构来缓解现有技术的缺点以解决问题，该铰链结构可以可靠地使镜腿保持在相对于镜框的基本固定的位置，并且同时该铰链结构相对较小、紧凑而且不显眼，此外还能以简单的方式制造。此外，其目的还在于在很长时间内保持铰接的元件之间的摩擦力不变。

发明内容

本发明通过提供一种如前言描述的铰链来解决这一问题，其中该铰链的特点在于第二孔的壁的表面粗糙度的粗糙度值Ra比锁定销的粗糙度值Ra更大，由此在衬套与第二孔的壁之间的摩擦力高于衬套中的内孔与锁定销之间的摩擦力。

特别是在衬套所在的孔与衬套之间相对的紧密配合以及锁定销与衬套之间的紧密配合提供了充分的摩擦力，以便使镜腿能够相对于镜框保持在基本固定的位置，即，由于铰链中产生的摩擦力，需要进行一些操作以使镜腿相对于镜框枢转。这样一来，铰接的元件之间的摩擦力可以保持很长时间。事实上，弹性的/弹力的材料在压缩下保持在铰链结构内以提供并维持所需的摩擦力，即使在磨损之后，因为该弹力的材料将推动抵靠表面由此维持所需的摩擦力。

同时，此结构相对简单，因为锁定销部分地由衬套保持，以及部分地由第一部件的末端的上凸缘中设置的孔保持。

通过设置不同的粗糙度值，由此使衬套和第二孔之间的摩擦力与衬套和锁定销之间的摩擦力不同，可以在铰链的枢转运动期间控制哪些部件会相对于哪些部件移动。粗糙度值Ra表示的是两个部件之间的表面摩擦，因此在两个部件之间比在其他两个部件之间具有更大的摩擦力，显然具有最小摩擦力(即具有最小粗糙度值)的部件将会在更高粗糙度(更大摩擦力)的部件开始移动之前相对于彼此移动。

以这种方式，如本实施例所提到的，可以在锁定销与衬套之间的铰链机构枢转期间产生移动。由此，可以通过适当选择材料和材料的特性以及用于铰链元件的元件来长时间地控制摩擦力。

应当理解的是，至少在本申请中的眼镜应当理解为具有镜框围绕镜片整个周缘的眼镜、半镜框仅围绕镜片部分周缘的眼镜以及镜腿直接附接至镜片而没有镜框的无框眼镜。

在本发明的一个更有利的实施例中，进一步提高了摩擦力，因为锁定销的主体部分垂直于对称轴的直径大于l，且其中衬套可以变形，使得多余的材料被挤进由x与k之间的长度差所形成的空间里。

以这种方式，锁定销的圆柱形的主体部插入衬套中将使衬套发生形变，衬套由第二部件中的第二孔牢固保持在适当位置，使得衬套材料将从第二部件的第二孔中被挤出，由此在第一部件和第二部件之间形成一个进一步的弹力轴承。此外，形变将增加在锁定销和衬套之间、衬套和第二部件之间的摩擦配合。

在本发明的一个更有利的实施例中，下凸缘设有凹陷，凹陷适合于容纳锁定销的末端，所述凹陷形成在下凸缘面向上凸缘的一侧。

以这种方式，第一部件的下凸缘中形成了用于锁定销末端的引导和导向，使得随着锁定销插入穿过第一部件的上凸缘中的第一孔并且穿过第二部件中的第二孔，锁定销的末端将保持在在下凸缘形成的凹陷中。同时，锁定销的头部将保持在上凸缘的孔中。由此，铰链的两个部件通过锁定销以一种稳定且牢固的方式枢转地锁定在一起。

在本发明的一个更有利的实施例中，当衬套没有设置在第二孔中时，衬套垂直于对称轴的外径l₂大于第二孔的直径z。

通过提供直径大于其所要安装的第二孔的衬套，在衬套安装进第二孔的过程中，衬套需要发生形变。在该衬套的安装/装配期间，因为衬套的挤压，当衬套设置在第二孔中时小于原来未插入的衬套，一部分多余材料将可以沿着第二孔的两侧边缘同时还有衬套的内径延伸。

此外，当锁定销插入衬套中时，锁定销也将使衬套发生形变，进一步使得多余的材料被挤出孔外，使得多余的衬套材料将在第一部件和第二部件之间形成弹力轴承。通过正确地确定衬套的尺寸，并且同时选择合适的材料特性，可以提供衬套的弹力材料的形变使得达到材料的屈服应力，由此衬套将发生基本均匀的形变，从而轴承将均匀分布在第一部件的末端和第二部件的末端之间的空间中。

在本发明的一个更有利的实施例中，锁定销的头部受压配合入上凸缘的第一孔中。

通过将锁定销的头部受压配合入第一部件的上凸缘的第一孔中，该锁定销相对于第一孔被固定，使得锁定销不能在第一孔中转动，且同时锁定销安全地保持在铰链结构中，确保铰链在使用期间保持完整性。

此外，由于提供了衬套，而且在一些实施例中，不同部件之间的相对摩擦力的设计，本发明可以设计枢转部件之间的摩擦接合使得锁定销不会受力相对于第一部件转动。因此，在设置于第一部件的锁定销与第二部件的第二孔之间的铰链中形成了非常稳定和牢固的连接。

在本发明的一个更有利的实施例中，第一部件和第二部件由钛制成，且其中衬套由邵尔A硬度(Shore A Hardness)在50或以上的聚合物材料制成，优选的60或以上。通过材料的这种选择，可以形成非常轻的结构，同时由于钛固有的强度特性，该结构具有优越的强度特性。此外，通过从所需的邵尔A硬度在50或以上的聚合物材料中选择衬套，铰链接头中的磨损可以忽略不计，由此确保这种铰链结构具有长期、稳定的使用寿命。

在适用于本发明的许多聚合物中，特别优选的是聚酰胺型的聚合物材料，特别是PA6或PA11。

本发明还涉及由弹性金属材料制成的眼镜架，所述眼镜架包括适于容纳镜片的镜框和设置在镜框两侧的两个镜腿，其中镜腿通过根据权利要求1至8任一项的两个铰链连接至镜框。

显然如上所述的用铰链结构制成的眼镜架将获得并享有与上述铰链结构相同的优势。

附图说明

本发明将参照附图加以说明，其中：

图1示出了全框眼镜的示例；

图2示出了无框眼镜的示例；

图3示出了锁定销插入之前的铰链结构；

图4示出了锁定销容纳于凹陷中之后的铰链结构；

图5示出了衬套。

具体实施方式

图1示出了眼镜1的框架的示例。眼镜架通常包括一对镜框2，其中镜框2设置为用于托住矫正镜片6的镜框装置。通常从镜框2延伸有两个镜腿3，使得使用者可以通过例如架设镜腿在耳朵上且在鼻子上设有鼻托4来佩戴眼镜1。众所周知，在镜腿3和镜框2之间设有铰链5，使得镜腿可以枢转到镜腿3的纵向范围基本平行于镜框2的平面的位置。这通常是为了储放眼镜。

图2示出了一副无镜框类型的眼镜的示例，其中镜腿3直接安装到镜片6上/中。

然而，需要的是铰链结构5使镜腿3相对于镜框2保持在基本固定的位置，以便为佩戴者提供舒适性。在某些情况下，镜腿3之间的相对距离可以使得镜腿挤压在使用者的头部的侧面上，以便将眼镜相对于佩戴者相对地保持固定。

本发明旨在提供一种新颖的且有创造性的铰链结构5，其包括多个有利的技术特征。此外，本发明还包括一副包含这种铰链的眼镜。

本发明的主要原理将参考图3和图4进行说明，图3和图4示出了在锁定销插入之前和之后的铰链结构的截面图。

在图3中，铰链结构包括第一部件10，例如镜腿。第一部件的末端设有上凸缘12和下凸缘14。上凸缘12和下凸缘14之间的距离为x。上凸缘12设有第一孔16，该第一孔具有直径y。下凸缘14设有凹陷18。当锁定销20插入穿过第一孔16时，锁定销的主体部22特别是锁定销的主体部的末端22’将会被容纳于凹陷18中，如参考的图4所示。

锁定销22还包括头部24。头部24具有垂直于对称轴26的尺寸，使得当锁定销插入如图4所示的锁定位置时，可在锁定销20的头部24与上凸缘中设置的第一孔16之间形成紧密的配合。主体部22的延伸长度使得当头部24在第一孔16中处于其恰当的紧密配合位置时，锁定销20的主体部22的末端22’将与设置于下凸缘14中的凹陷18相接合。

铰链的其他部分包括第二部件30。在第二部件的末端设有第二孔32。第二孔32为贯通孔，使得第二孔限定有圆柱形内壁34。第二孔具有直径z。此外，第二部件的厚度k，即第二部件的上侧和下侧之间的距离为k，其中k小于第一部件的上凸缘12和下凸缘14之间的距离x。以这种方式就可以将第二部件30插入第一部件10的凸缘12、14之间且具有一定的间隙。

第二部件30的第二孔中设置有衬套40。在本实施例中，该衬套具有沿对称轴26的延伸长度，该延伸长度大于第二部件30的厚度、但小于第一部件10的上凸缘12和下凸缘14之间的距离x。

此外，如图5所示的衬套40具有内孔42，内孔42具有垂直于对称轴的直径a。

继续参考图4，锁定销20已经插入穿过第一孔16，使得锁定销20的主体部22装配在衬套40的内孔42中。此外，锁定销20的主体部22的末端22’容纳在下凸缘14的凹陷18中。在锁定销20的插入过程中，衬套40发生形变使得多余的衬套材料受力进入第一部件与第二部件之间的空间。该多余的衬套材料44在第一部件10和第二部件30之间形成了轴承，使得在第一部件10和第二部件30两者之间形成稳定的、牢固的以及弹性的连接。应当理解的是，剩余的衬套材料将保持在锁定销的紧邻区域，且形变不会引起衬套材料的碎裂。这可以通过缓慢地从锁定销施加力和/或小心地加热衬套材料和/或选择衬套材料来进行控制，使得任意的形变不会造成碎裂(disintegration)或损坏(failure)。

为了使衬套能够如图4所示发生形变，衬套可以有利地由弹性聚合物材料制成，例如聚酰胺。特别是PA6以其硬度、强度、延展性、耐磨性和耐化学品性而闻名，因此，PA6或多或少被认为是用于这些类型轴承的通用聚合物材料。此外，可以使用进一步衍生的聚酰胺PA11，其中PA11具有更高的硬度和延展性，并且因此可能更难以如图4所示地形变，但仍然提供优良的磨损特性，提供较长的使用寿命。

此外，聚合物应选择邵尔A硬度(根据ASTMD2240和ASTMD 1414)在50到60范围内的聚合物，以便通过将锁定销20插入穿过衬套提供足够的弹性以发生形变，且同时提供足够的耐磨性和强度，以便形成稳定可靠的铰链结构。

尽管各个尺寸确保了枢转的部件之间形成了足够的摩擦力，但是特别是第二孔的内壁的表面粗糙度可以选择高于衬套和锁定销主体部22之间的表面粗糙度。通过选择衬套和第二部件之间的表面粗糙度值(Ra)高于锁定销20的主体部22和衬套内孔之间的表面粗糙度值，铰链被设计为使得在锁定销的主体部22和衬套的内孔之间将会发生枢转运动。为了完整起见，依据BS EN ISO4287:2000(英国标准)建立粗糙度参数，其对应于ISO4287:1997(欧洲标准)。参数Ra是粗糙度轮廓曲线(roughness profile)的算术平均值。

Claims (8)

1.用于枢转连接两个部件的铰链，例如眼镜架中的镜腿和镜框，或者镜腿的两个部分，其中所述铰链包括：

-第一部件，在所述第一部件的末端设有上凸缘和下凸缘，其中所述上凸缘和下凸缘间隔距离x，且其中所述上凸缘中设有第一孔，所述第一孔具有直径y；

-第二部件，在所述第二部件的末端设有贯通的第二孔，贯通的所述第二孔限定有圆柱形内壁，其中所述第二孔具有直径z，且其中所述第二部件的上表面和下表面之间的距离k小于x；

-在贯通的所述第二孔中设有由弹性材料制成的衬套，所述衬套具有对称轴，且其中衬套沿对称轴延伸的长度等于或大于距离k但小于距离x，所述衬套具有内孔，所述内孔具有垂直于对称轴的直径l；

-锁定销，所述锁定销具有限定对称轴的头部和圆柱形的主体部，其中在垂直于所述对称轴的横截面中，所述头部具有使得头部能够被容纳入第一孔中的尺寸，且其中所述主体部沿对称轴延伸的长度等于或大于x，且其中所述主体部垂直于对称轴的直径n等于或大于l；

使得通过将所述衬套插入第二部件的末端的第二孔中，并将所述第二部件的末端插入第一部件末端的上表面和下表面之间，所述上凸缘中的第一孔将套叠于衬套的内孔，由此所述锁定销的主体部可以插入衬套的内孔中，且由此枢转地连接两个部件，其特征在于，所述第二孔的壁的表面粗糙度具有比锁定销的粗糙度值Ra更大的粗糙度值Ra，由此所述衬套与第二孔的壁之间的摩擦力高于衬套内孔与锁定销之间的摩擦力。

2.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述锁定销的主体部垂直于对称轴的直径n大于l，且其中所述衬套可以发生形变，使得多余的材料被挤进由所述x与k之间的长度差所形成的空间中。

3.根据权利要求1或2所述的铰链，其特征在于，所述下凸缘设有凹陷，所述凹陷适于容纳所述锁定销的末端，所述凹陷形成在下凸缘面向上凸缘的一侧。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的铰链，其特征在于，在所述衬套没有置于第二孔中时，所述衬套垂直于对称轴的外径l₂大于第二孔的直径z。

5.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述锁定销的头部受压配合入上凸缘的第一孔中。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的铰链，其特征在于，所述第一部件和第二部件由钛制成，且其中所述衬套由邵尔A硬度在50或以上的聚合物材料制成，优选的60或以上。

7.根据权利要求6所述的铰链，其特征在于，所述聚合物材料为聚酰胺：PA6或PA11。

8.由弹性金属材料制成的有框或无框眼镜架，所述眼镜架包括适合于容纳镜片或安装在镜片上的镜框，以及设置在所述镜框两侧的两个镜腿，其中所述镜腿通过根据权利要求1至7任一项所述的两个铰链连接至镜框或镜片，或者其中每个所述镜腿包括根据权利要求1至7任一项所述的铰链。

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