JP2009039737A - 眼鏡用金属部材の溶接方法及び眼鏡用金属部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属板の表面に金属ピンが溶接された眼鏡用金属部材の溶接方法であって、金属板が、孔部を有し、該孔部に金属ピンを嵌入させることにより、金属板に金属ピンを起立させた状態で固定し、金属板と金属ピンの側面との接触部分にレーザー光を照射することにより金属板と金属ピンとを溶接する眼鏡用金属部材の溶接方法である。
【選択図】図1
Description
これは、金属部材同士(金属板及び金属ピン)を「ろう」と呼ばれる低融点の金属(接合する金属部材よりも低融点)を媒介して、接合部を溶かすことなく、金属部材同士を接合する方法である(例えば、特許文献3参照)。
かかるろう付けは、金属部材自体を溶かすことがないため、融点の異なる異種金属同士であっても容易に接合することができ、比較的汎用性がある。
このため、ろう付けの場合は、設計の段階から熱による影響を考慮して太い金属ピンが用いられており、デザインや重さの点で制限がある。
この方法によれば、金属部材に加わる熱影響を極力排除することができる。
また、溶接の際、溶融した金属が金属ピンの底面に流れ込みやすいので、確実に強度が向上する。
まず、本発明の眼鏡用金属部材の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の眼鏡用金属部材の第1実施形態を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係る眼鏡用金属部材10は、金属板1の表面に金属ピン2が略垂直に溶接された構造となっている。
したがって、眼鏡用金属部材10は、金属ピン2が金属板1に対して傾くことなく略垂直に溶接され、且つ十分な強度を有する。
図2は、本実施形態に係る眼鏡用部材の溶接方法において、金属板に金属ピンを嵌入した状態を示す部分断面図である。
図2に示すように、金属ピン2は、金属板1の孔部3に嵌入され、金属板1に金属ピン2を起立させた状態で固定されている。
隙間が100μmを超えると、隙間が上記範囲内にある場合と比較して、金属ピン2が安定しない傾向がある。
また、溶接の際、溶融した金属がテーパーの部分を介して、金属ピン2の底面に流れ込みやすいので、確実に強度が向上するという利点を有する。
図3に示すように、本実施形態に係る眼鏡用金属部材10の溶接方法においては、図2に示す金属板1に金属ピン2を起立させた状態で、金属ピン2の上方から金属板1と金属ピン2の側面との接触部分にレーザー光が照射される。
これにより、金属板1と金属ピン2とが溶接固定される。
図4は、本実施形態に係る眼鏡用部材の溶接方法におけるレーザー光の光路を説明するための説明図である。
図4に示すように、本実施形態に係る眼鏡用部材の溶接方法においては、レーザー発振器S1を光源として用いる。
次いで、そのレーザー光λを円錐台状の第1アキシコンレンズS3に通して、断面がリング状、光路がX字を描くようにレーザー光λを屈折させる。
次いで、屈折されたレーザー光λを円錐台状の第2アキシコンレンズS4に通して、リング状のレーザー光λの光路を一方向にする。
最後に、このリング状のレーザー光λを平凸レンズS5に通して、対象物に集光させる。
このとき、レーザー光の焦点の位置を対象物よりも奥に離隔させる。これにより、レーザー発振器S1を光源としたレーザー光λがリング状となって、対象物に照射されることになる。
これにより、金属ピン2自体に加わる熱影響を極力排除できる。また、金属板1と金属ピン2の側面との接触部分に同量の熱が伝わるので、金属の溶融の度合いが均一となる。よって、金属ピン2が傾くのを抑制でき、強度のバランスにも優れる。
また、眼鏡用金属部材の分野における金属ピンの汎用性の観点から、1.0〜2.5mmであることが好ましい。
金属板1と金属ピン2の側面との接触部分のみにレーザー光λを照射すれば、余計な部分を溶融せず、確実に金属ピン2を金属板1に溶接固定できる。なお、リングの直径の調整は、上述した第1アキシコンレンズS3と第2アキシコンレンズS4との距離を調整すればよい。
図5に示すように、金属板1とレーザー光λの照射方向とのなす角度θ(以下「照射角度」という)は、63.5〜84.5度であることが好ましい。なお、この角度θの範囲には、一番外側のレーザー光のみならず、すべてのレーザー光がなす角度が含まれる。
次に、本発明の眼鏡用金属部材の第2実施形態について説明する。なお、上述した第1実施形態と重複する部分については省略する。
図6は、本発明の眼鏡用金属部材の第2実施形態を示す斜視図である。
図6に示すように、本実施形態に係る眼鏡用金属部材20は、金属板11に金属ピン12が略垂直になるように貫通しており、金属板11の表面と金属ピン12との接触部分が溶接された構造となっている。
したがって、眼鏡用金属部材20は、金属ピン12が金属板11に対して傾くことなく略垂直に溶接され、且つ十分な強度を有する。
図7は、本実施形態に係る眼鏡用部材の溶接方法において、金属板に金属ピンを嵌入した状態を示す部分断面図である。
図7に示すように、金属板11は、金属板11の垂直方向の貫通した孔部13を有する。すなわち、孔部13は、貫通孔となっている。
そして、金属ピン12は、金属板11の孔部13に嵌入され、金属板11に金属ピン12を起立させた状態で固定されている。
隙間が100μmを超えると、隙間が上記範囲内にある場合と比較して、金属ピン12が安定しない傾向がある。
図8に示すように、本実施形態に係る眼鏡用金属部材20の溶接方法においては、図7に示す金属板11に金属ピン12を起立させた状態で、金属ピン12の上方から金属板11の表面と金属ピン12の側面との接触部分にレーザー光が照射される。
これにより、金属板11と金属ピン12とが溶接固定される。
これにより、金属ピン12自体に加わる熱影響を極力排除できる。また、金属板11と金属ピン12の側面との接触部分に同量の熱が伝わるので、金属の溶融の度合いが均一となる。よって、金属ピン12が傾くのを抑制でき、強度のバランスにも優れる。
次に、本発明の眼鏡用金属部材の第3実施形態について説明する。なお、上述した第1実施形態と重複する部分については省略する。
図9は、本発明の眼鏡用金属部材の第3実施形態を示す斜視図である。
図9に示すように、本実施形態に係る眼鏡用金属部材30は、金属板21に金属ピン22が垂下するように貫通しており、金属板21の表面と金属ピン22の上面とが面一となるように溶接された構造となっている。
したがって、眼鏡用金属部材30は、金属ピン22が金属板21に対して傾くことなく略垂直に溶接され、且つ十分な強度を有する。
図10は、本実施形態に係る眼鏡用部材の溶接方法において、金属板に金属ピンを嵌入した状態を示す部分断面図である。
図10に示すように、金属板21は、金属板21の垂直方向の貫通した孔部23を有する。すなわち、孔部23は、貫通孔となっている。
そして、金属ピン22は、金属板21の孔部23に嵌入され、金属板21に金属ピン22を下方に起立させた状態で固定されている。
隙間が100μmを超えると、隙間が上記範囲内にある場合と比較して、金属ピン22が安定しない傾向がある。
図11に示すように、本実施形態に係る眼鏡用金属部材30の溶接方法においては、図10に示す金属板21に金属ピン22を下方に起立させた状態で、金属ピン22の上方から金属板21の表面と金属ピン22の側面との接触部分にレーザー光が照射される。
これにより、金属板21と金属ピン22とが溶接固定される。
これにより、金属ピン22自体に加わる熱影響を極力排除できる。また、金属板21と金属ピン22の側面との接触部分に同量の熱が伝わるので、金属の溶融の度合いが均一となる。よって、金属ピン22が傾くのを抑制でき、強度のバランスにも優れる。
上述した第1、第2及び第3実施形態に係る眼鏡用部材の溶接方法においては、金属ピンとして円柱状のものが用いられているが、金属ピンは、図12の(a)に示すように、螺旋状に切取られた雄螺子31であってもよく、図12の(b)に示すように、円筒状であり、内側の側面が螺旋状に切取られた雌螺子32であってもよい。なお、円筒状、球状、ドーナツ状であってもよい。
2,12,22・・・金属ピン
2a,12a,22a・・・嵌入部
3,13,23・・・孔部
10,20,30・・・眼鏡用金属部材
31・・・雄螺子
32・・・雌螺子
S1・・・レーザー発振器
S2・・・コリメートレンズ
S3・・・第1アキシコンレンズ
S4・・・第2アキシコンレンズ
S5・・・平凸レンズ
θ・・・角度
λ・・・レーザー光
Claims (9)
- 金属板の表面に金属ピンが溶接された眼鏡用金属部材の溶接方法であって、
前記金属板が、孔部を有し、
該孔部に前記金属ピンを嵌入させることにより、前記金属板に前記金属ピンを起立させた状態で固定し、前記金属板と前記金属ピンの側面との接触部分にレーザー光を照射することにより前記金属板と前記金属ピンとを溶接することを特徴とする眼鏡用金属部材の溶接方法。 - 前記孔部が断面コの字状であり、深さが、0.2〜0.5mmであることを特徴とする請求項1記載の眼鏡用金属部材の溶接方法。
- 前記孔部が貫通孔であることを特徴とする請求項1記載の眼鏡用金属部材の溶接方法。
- 前記金属ピンの末端がテーパー状になっていることを特徴とする請求項1記載の眼鏡用金属部材の溶接方法。
- 前記レーザー光が、リング状であることを特徴とする請求項1記載の眼鏡用金属部材の溶接方法。
- 前記レーザー光が、リング状であり、
前記金属ピンの上方から前記金属板と前記金属ピンの側面との接触部分に前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項1記載の眼鏡用金属部材の溶接方法。 - 前記金属板と前記レーザー光の照射方向とのなす角度が、63.5〜84.5度であることを特徴とする請求項1記載の眼鏡用金属部材の溶接方法。
- 前記金属板及び/又は前記金属ピンの材質が、チタン又はチタン合金であることを特徴とする請求項1記載の眼鏡用金属部材の溶接方法。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の眼鏡用金属部材の溶接方法により、金属板の表面に金属ピンが溶接されていることを特徴とする眼鏡用金属部材。
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2007
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