JP2008026657A - 縁無し眼鏡のレンズ加工方法とこれを用いた縁無し眼鏡。 - Google Patents

Abstract

【課題】縁無しレンズにおけるレンズ固定金具が嵌合される部分にレンズ補強部分を構成すること。
【解決手段】縁無し眼鏡のレンズを固定する金具を取着する嵌合孔及び／又は嵌合溝を設ける箇所の周囲のレンズ表面部分を所定の深さ研削して凹部を形成し、該凹部にレンズ補強用の樹脂を注入してこれを硬化させ補強用樹脂部５ａ、５ｂを形成した後、嵌合孔もしくは嵌合溝を加工する。補強用樹脂部に軟質系の樹脂を用いて耐衝撃性を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、縁無し眼鏡のレンズ固定金具を取着する嵌合孔及び／又は嵌合溝の加工方法に関する。

眼鏡は軽量で染色性に優れたプラスチックレンズが多用されているが、屈折率を向上させるなかでエピスルフィド系樹脂のように高屈折率であるが欠けやすい性質のレンズが上市されている。またポリカーボネート樹脂レンズは耐衝撃性に優れているものの、射出成形する場合の樹脂の乱流によるフローラインが残存しレンズに孔開け加工する際に亀裂が生じる場合がある。縁無し眼鏡は意匠性あるいは軽快性などの観点から需要が多く、レンズを固定する金具の形状も多種多彩であるが、基本的にはレンズの一部に貫通孔及び／又は嵌合溝を複数箇所に設けて金具を挿通しレンズの回転を防止すると共に眼鏡としての構成を整えている。しかしながら金具を挿通する孔あるいは嵌合する溝を加工する際の欠け又は亀裂の発生、眼鏡が使用される場面では不用意な応力がレンズ固定部分に加えられ破損する場合がある。

上述したような欠点を削減する目的で固定金具の形状や物性を考慮した先行技術は下記の特許文献に記載されているが、固定金具の付属品として緩衝材を設けたり、レンズ周縁の側面部に樹脂を塗布して欠けを防止することが記載されている。プラスチックレンズの光学面は反射光を防止するための酸化金属薄膜が多層に蒸着されるが硬くて脆い性質を有するためハードコート層や緩衝性を有するプライマー層などがレンズ光学面に積層される。従って光学面の上方から加えられる衝撃については抗力を示すが断面にかかる衝撃や応力には抗力が発揮できない。これらの薄膜及び層は全体で１０μｍ程度であるが、局部的な応力に対して亀裂を発生させやすい性質があるため固定金具と直接接触するのは好ましくない。固定金具に接触する部分のレンズ自体を補強する構成は見当たらない。
実用新案登録第３００２３３８号公報 特開平９−３１８９１５号公報 特開平１０−２０６８００号公報 特開平１１−２３１２６５号公報 実用新案登録第３１０３０５９号公報

解決しようとする問題点は、縁無しレンズにおけるレンズ固定金具が嵌合される部分にレンズ補強部分を構成することである。

本発明は、縁無し眼鏡のレンズを固定するブリッジや智などの固定金具を、ネジ及びナットあるいは金属の弾性を利用して把持する手段で取着するための貫通する嵌合孔及び／又は嵌合溝を設ける箇所の周囲のレンズ表面部分に所定の深さ研削して有底の凹部を形成し、該凹部にレンズ補強用の樹脂を注入してこれを硬化させた後、嵌合孔及び／又は嵌合溝を加工することを特徴としており、所定の範囲のプライマー層、ハードコート層、金属酸化物薄膜を除去し、更に除去した部分にレンズ本体と異なる樹脂を注入して硬化させレンズ本体と一体に補強用樹脂部分を形成する。この補強は過大な応力に対向するため十分な厚さが必要であり、局部的ではあるがレンズ本体と補強用樹脂部が合体したハイブリッド構造が形成される。有底の凹部の形状は開口部の直径が底部直径より大きい円錐形でテーパ状のエンドミル又は砥石を用いて研削しレンズ光学面に積層された金属酸化物薄膜などが剥がれないように配慮する。レンズ光学面の両面に凹部を形成するが貫通する嵌合孔や嵌合溝を一気に加工する際、ドリルの刃先が貫通する直前に発生するレンズ表面の欠けを防止するためである。したがって必ずしもレンズの光学面の両側面に補強用樹脂部分を構成する必要はないがドリルの刃先が貫通開口する側の面には不可欠である。

また、前記凹部を形成した後、該凹部の中央に凹部の直径より小さく、固定金具のレンズ挿通部分の径より大きい径の貫通する予備孔及び／又は予備溝を形成し、前記凹部と前記予備孔及び／又は予備溝にレンズ補強用樹脂を注入塗布して充填しこれを硬化させた後、前記嵌合孔及び／又は嵌合溝を加工する。これにより固定金具とレンズの間に補強用樹脂の硬化物が介在し、補強用樹脂の選択により衝撃吸収性を向上させることができるので緩衝部材を省くことも可能である。

前記凹部の深さは補強用樹脂の肉厚を決定する。凹部に注入する補強用樹脂は硬化したのちレンズの光学面と面一かやや盛り上がるようにすることで酸化金属薄膜層の断面が覆われる。２種類の樹脂がハイブリッド構造として局部的ではあるが応力に対する強度を増大させるためには、それぞれの樹脂が少なくともミリ単位の厚さ必要であり密着性も要求される。視力矯正の度数が極端な場合を除き玉加工後のレンズ固定用金具が取着される箇所のレンズ厚さは通常２乃至３ｍｍである。これより極端に薄いレンズは縁無し眼鏡の強度が維持できない恐れがある。前述したようにプライマー層、ハードコート層、酸化金属薄膜の全体の厚さは１０μｍ未満程度であるからこれらを除去した薄膜断面の補強とレンズ本体への密着強度を確保するためには０．１ｍｍ（１００μｍ）は必要である。この厚さは塗装業界の塗膜の厚塗りの範囲であり、レンズの厚さ２ｍｍとすれば５％に相当する。ハイブリッド構造としてレンズ本体の厚さの半分程度までは互いの物理的性質が損なわれずに済む。本発明ではレンズ光学面の両面に凹部を形成するので２ｍｍの半分として１ｍｍを等分するようにするので片側に０．５ｍｍの凹部を形成する。実際に嵌合孔もしくは嵌合溝を形成する箇所の厚さが３ｍｍあれば０．５ｍｍの厚さは１６．６％であり、厚さ半分は１．５ｍｍとなるからその半分を凹部の深さに割り振れば０．７５ｍｍとなりレンズ厚さの２５％になる。一方凹部に注入する補強用の樹脂は厚いほど強度は増すが硬化時間を考慮するとあまり厚くはできないが、表面張力を利用して凹部に盛り上がるようにすればレンズの厚さが増大し補強には有利に作用する。

前記補強用の樹脂の厚さについては上述の通りであるが、次ぎに問題になるのは面積である。ブリッジの場合固定金具は光学面に孔加工して取着される場合が多い。流通している縁無し眼鏡を観察すると加工された孔に樹脂製の円筒状ブッシュを挿入して緩衝材にしている場合があるが大きくても直径は３ｍｍ程度である。従って視野の妨げにならない面積は直径で３ｍｍ未満の範囲が好ましい。また固定金具の素材は金属の種類も多様であるが通常１乃至１．２ｍｍ径の線材が利用され、補強用樹脂の厚さは上述した範囲で最大は０．７５ｍｍである。直径３ｍｍで厚さ０．７５ｍｍの円板を想定しこれの中心に１．２ｍｍ径の孔を加工すると孔の周囲に残る直径方向の幅は０．９ｍｍであり厚さより大きい。従って、固定金具がこじられるような円板の直径方向に作用する応力に対して補強樹脂が受ける応力に対抗する強度は大きくなる。このような状況から前記嵌合孔の開口部の周囲あるいは嵌合溝の周囲に少なくとも１ｍｍの幅に前記補強用樹脂の硬化物を形成するのが好ましい。

プラスチックレンズはアリル系樹脂（ＣＲ−３９）からウレタン系樹脂に変遷し屈折率が１．６６と向上したがエピスルフィド系樹脂が上市され屈折率は１．７４となっている。しかしながらエピスルフィド系樹脂は硬くて欠けやすい性質があり、孔加工の際にも欠けあるいは亀裂が生じやすい欠点がある。このためエピスルフィド樹脂系レンズは縁無し眼鏡として使用されにくい環境にあり、本願発明はこれに対応した解決案を提供するものである。

前記レンズ補強用の樹脂は前記凹部に濡れ性がよく硬化時間の短いものが要求されるが靭性に優れた樹脂が必要である。凹部の深さは上述したように０．１〜０．７５ｍｍであり補強用樹脂の厚さもこの範囲になるから膜厚としては比較的厚いものになる。また硬化させるための加熱乾燥条件も眼鏡販売の仕組みを考慮すると設備負担は無理があり、室温で乾燥硬化するものが好ましい。光硬化型樹脂も好適であり小規模の紫外線ランプを用いることで実施できる。気泡の巻き込みは避けなければならないが凹部を形成する孔形状の底部は水平よりは若干の傾斜面を有しており孔側面と交差する部分も曲面で構成する。加工状況は一種の座ぐり加工であり研削工具は側面をテーパ状にして金属酸化物薄膜のはがれを防止する。補強用樹脂はレンズ本体と密着性のよいものが必須であり、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが用いられる。

上記レンズ加工方法はレンズ本体の樹脂の如何に関わらず用いられるが、レンズ固定用の金具がレンズに接触する部分に衝撃緩衝用のブッシュやパッキン類が必ずしも必要でなく意匠性に優れた縁無し眼鏡が提供されるから、必ずしもエピスルフィド系樹脂、ポリカーボネート樹脂に限定されずウレタン樹脂レンズにも利用できる。

本発明の加工方法により縁無し眼鏡の組立工程における歩留まりが向上し、使用者の不測の事態における眼鏡破損も大幅に削減できる。

縁無し眼鏡に使用するプラスチックレンズの光学面におけるレンズ固定金具を装着する箇所において、金属酸化物薄膜、ハードコート層、プライマー層などの積層体の影響を排除するための凹部を形成し、該凹部にレンズ補強用樹脂を注入して硬化させ、局部的にレンズの機械加工に対する強度を向上させたのち、レンズ固定金具を装着する嵌合孔あるいは嵌合溝を加工することでレンズの欠け及び／又は亀裂を防止し、眼鏡使用時に不測の応力が固定金具を通じてレンズに負荷された場合にレンズの破損を防止する。

図１は、プラスチックレンズを用いた典型的な縁無し眼鏡１の一部を示す透視斜視図であり、（ａ）図はレンズ固定金具であるブリッジ２をレンズ３に嵌合した部分を示している。４は一対のパッドを示す。一点鎖線の円で示した箇所を拡大して（ｂ）図に示す。（ｂ）図において、金属製ワイヤで成るブリッジ２の一端はＵ字型の嵌合部２ａを形成している。５ａ及び５ｂは補強用樹脂部であり嵌合孔１０の開口部に形成される。形成手順については後記する。６ａ及び６ｂは嵌合溝１１の端部に形成される補強樹脂部である。４ａはパッドの固定金具で端部はブリッジの嵌合部２ａに固定される。次ぎに補強樹脂部の作成手順を説明する。

図２（ｃ）図は補強用樹脂部を形成する準備段階を示す透視斜視図であり、レンズ３の表裏光学面に凹部を形成する。凹部７ａ及び７ｂは有底の孔であり開口部は円形で直径３ｍｍであり、深さは０．５ｍｍであるが底部形状は中心へ向かってわずか傾斜しており、底部周辺部は曲面でトリミングされている。このような孔は側面がテーパ状のエンドミル又は砥石で行うので加工時間は僅かである。Ａ−Ａ断面を模式図として図２（ｆ）図に示す。（ｆ）図において９はレンズ３の被膜層であり、プライマー層、ハードコート層、金属酸化物多層膜の積層体である。（ｃ）図における凹部８ａ及び８ｂは嵌合溝を加工する際の補強用樹脂部を形成するための凹部であり、光学面は半円状であるが補強用樹脂例えばウレタン樹脂を注入した際には孔径が３ｍｍと小さく表面張力により流出することはない。（ｄ）図は補強用樹脂を注入した状態を示し、（ｅ）図は補強用樹脂を硬化させて補強用樹脂部５ａ及び５ｂを形成したのち、ブリッジの嵌合部２ａの直径と同じ径の貫通する嵌合孔１０及び嵌合溝１１を加工する。（ｇ）図にＢ−Ｂ断面を模式図で示す。嵌合された金具をこじるような応力がかかった場合レンズ本体の孔の角は補強用樹脂部で保護され欠け又は亀裂が発生するきっかけが防止される。

図３（ａ）図は補強樹脂の別の使用例を示す透視斜視図である。レンズ１２はプラスチック製であり、玉加工のときに一部を突出させて研削し突設部１４を設けている。ブリッジ１３は金属製で４本のピン１３ａを備え嵌合孔１８に挿入しナットを締めてレンズ１２を固定する。嵌合孔を形成する手順を次ぎに述べる。（ｂ）図はブリッジ１３を嵌合する直前の状態を示す。（ｃ）〜（ｅ）図は一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、（ｃ）図は突設部１４の表裏光学面を研削除去して０．５ｍｍの段差１５を設けて平坦な凹部１６を形成する。前記段差の形状は曲面でトリミングするかテーパを付けた面で構成する。（ｄ）図は補強用樹脂１７を段差部分がレンズとほぼ面一になるように塗布し乾燥硬化させたところを示す。この場合塗布した補強用樹脂は突設部１４から流出するように見えるが表面張力により流出はない。もし流出するような低粘度の補強用樹脂を使用するときは、凹部１６の側面に軽粘着力のテープを貼着して流出を防止し硬化後に除去すればよい。この場合は補強用樹脂の角部を面取り加工する必要がある。（ｅ）図は貫通する嵌合孔１８を２箇所に加工した状態を示す。このような２個のピンでレンズを固定する方法はテンプルを結合する智の取着手段として特に好ましい。

上述した実施例では、嵌合孔及び嵌合溝を加工する際にレンズ本体の厚み中央部が研削工具に直接接触するが、図４（ａ）図に示すように前記凹部７ａ、７ｂ及び８ａ、８ｂを加工してレンズ表面の薄膜の影響を除去し、凹部直径より小さく、固定金具の径より大きい予備孔１９及び予備溝２０を加工したのち補強用樹脂２１を注入塗布し硬化させる。図４（ｂ）図に示すように、例えばレンズ厚さ２ｍｍで凹部直径が３ｍｍであり、予備孔の直径が２．６ｍｍとして、嵌合孔径が１．２ｍｍの場合肉厚０．７ｍｍの補強用樹脂２１が嵌合孔の壁面を覆うことになる。該補強用樹脂がレンズの厚さ全体に亘りレンズ固定金具を保持することになり、補強用樹脂の選択により衝撃吸収性の効果を向上させることができる。

流通している視力矯正用プラスチックレンズの樹脂の種類はアリル樹脂（ＣＲ−３９）、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、エピスルフィド樹脂（エポキシ樹脂）などが挙げられるが、屈折率が１．６以上になるとレンズ自体の厚さが薄くなり、縁無しレンズに使用する場合は特にレンズ自体の物理的強度が要求される。本発明のレンズ固定方法はレンズの種類を限定するものではないが、上述した理由からウレタン樹脂系やエピスルフィド樹脂系あるいは射出成形されたポリカーボネート樹脂レンズ等のレンズに対して特に有効な方法である。従ってレンズ補強用樹脂はウレタン樹脂系及びエピスルフィド樹脂系のプラスチックレンズについて密着性のよいものを検討したところ次のような市販の樹脂が利用できる。（１）常温硬化型のウレタン樹脂としては、水分散系ポリウレタン樹脂（例、バイヒドロールＰＲ．住友化学製、軟質）、一液性ポリウレタン樹脂（例、バイヒジュールＬＳ．住友化学製、硬質）、（２）速乾性型のポリウレタン樹脂、（３）紫外線硬化型のポリウレタン樹脂としては、水性ウレタン・アクリレート樹脂（例、バイヒドロール８５０Ｗ．住友化学製、硬質）、（４）エポキシ樹脂＋ウレタン樹脂（複合樹脂、住友化学製、軟質））などが挙げられる。レンズ固定金具の形状あるいはレンズの樹脂の種類と厚さにより補強用樹脂は特に限定できないが、耐衝撃性と嵌合性を考慮すると軟質系の方が好ましい。

縁無し眼鏡を構成する場合、レンズを安全に固定するための固定金具は意匠性を向上させるため種々の形状が流通しているが、固定方法の基本はレンズに貫通する孔を設けている点であり、孔の形状如何に関わらず開口部周辺を補強用樹脂で保護できるから、弾性又は靭性に優れた樹脂を用いてパッキン材の代用に用いることができる。組立構造の樹脂製品でねじ止めする箇所に好適に用いられる。

（ａ）図は縁無し眼鏡の一部を示す斜視図であり、（ｂ）図は一部の拡大斜視図である。（実施例１） （ｃ）〜（ｅ）図は製作過程を示す斜視図であり、（ｆ）図は凹部の断面図であり、（ｇ）図は嵌合孔と嵌合溝の模式断面図である。（実施例１） （ａ）は別の実施態様を示す縁無し眼鏡の一部斜視図であり、（ｂ）はその一部を示す説明図であり、（ｃ）〜（ｅ）図は嵌合孔の作成過程を示す一部拡大図である。（実施例２） （ａ）図は別の実施態様を示す準備工程の模式断面図であり、（ｂ）図は嵌合孔と嵌合溝の断面図である。（実施例３）

符号の説明

１ 縁無し眼鏡
２ ブリッジ
３ レンズ
５ａ，５ｂ 補強用樹脂部
７ａ，７ｂ 凹部
８ａ，８ｂ 凹部
９ 被膜層
１０ 嵌合孔
１１ 嵌合溝
１２ レンズ
１３ ブリッジ
１４ 突設部
１５ 段差
１６ 凹部
１７ 補強用樹脂部
１８ 嵌合孔
１９ 予備孔
２０ 予備溝
２１ 補強用樹脂

Claims (6)

1. 縁無し眼鏡のプラスチックレンズを固定する固定金具を取着する嵌合孔及び／又は嵌合溝を設ける箇所の周囲のレンズ表面部分を所定の深さ研削して、前記レンズ光学面に積層されるプライマー層、ハードコート層、金属酸化物薄膜と前記レンズ本体の一部を除去して凹部を形成し、該凹部にレンズ補強用樹脂を注入してこれを硬化させて前記レンズの補強部分を構成した後、該補強部分を貫通する前記嵌合孔及び／又は嵌合溝を加工することを特徴とする縁無し眼鏡のレンズ加工方法。
2. 前記凹部を形成し、該凹部の中央に凹部の直径より小さく、固定金具のレンズ挿通部分の径より大きい径の貫通する予備孔及び／又は予備溝を形成し、前記凹部と前記予備孔及び／又は予備溝にレンズ補強用樹脂を注入塗布しこれを硬化させた後、前記嵌合孔及び／又は嵌合溝を加工する請求項１に記載の縁無し眼鏡のレンズ加工方法。
3. 前記凹部の深さが、前記嵌合孔及び／又は嵌合溝を設ける箇所のレンズの厚さに対して５〜２５％の範囲に研削されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の縁無し眼鏡のレンズ加工方法。
4. 前記レンズがエピスルフィド系樹脂あるいはポリカーボネート樹脂である請求項１〜３のいずれか１項に記載の縁無し眼鏡のレンズ加工方法。
5. 前記レンズ補強用の樹脂がウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂である請求項１〜４のいずれか１項に記載の縁無し眼鏡のレンズ加工方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法を用いて加工され補強樹脂部を構成した縁無し眼鏡。

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