JP2516447B2 - ニッケル・チタン系合金部品を含むメタルフレ―ム眼鏡、およびその製造方法 - Google Patents
ニッケル・チタン系合金部品を含むメタルフレ―ム眼鏡、およびその製造方法Info
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔本発明の技術分野〕 本発明は、ニッケル・チタン系合金部品を含むメタル
フレーム眼鏡、およびその製造方法に関し、更に詳しく
は、接合困難なニッケル・チタン系の形状記憶合金や超
弾性合金で構成された眼鏡部品を、同材質またはニッケ
ル基合金から成る眼鏡フレーム構成部に冶金的に強固に
接合せしめたメタルフレーム眼鏡、並びにそのようなメ
タルフレーム眼鏡を確実かつ能率的に製造することがで
きる工業的量産方法に関するものである。
フレーム眼鏡、およびその製造方法に関し、更に詳しく
は、接合困難なニッケル・チタン系の形状記憶合金や超
弾性合金で構成された眼鏡部品を、同材質またはニッケ
ル基合金から成る眼鏡フレーム構成部に冶金的に強固に
接合せしめたメタルフレーム眼鏡、並びにそのようなメ
タルフレーム眼鏡を確実かつ能率的に製造することがで
きる工業的量産方法に関するものである。
周知のとおり、ニッケル・チタン系の形状記憶合金
は、ニチノール(米国海軍兵器研究所の製品名:Nitino
l)に代表されるように、標準形状の変形を特定温度の
履歴によって簡単に復元でき、しかも変形・復元の可逆
性が非常に優れているところから、メタルフレーム眼鏡
の新素材として有望視され、その実用化に向けて様々の
試作研究が払われており、 また、ニッケル・チタン系の超弾性合金も、バネ性およ
び軽量性、さらに耐蝕性などの化学的安定性の面におい
て、メタルフレーム眼鏡の素材として理想的な特性を備
えているところから、ブレースバー、ブリッジ、パッド
アーム、エンドピース、耳掛テンプルのごとき眼鏡部品
に利用する努力が払われている。
は、ニチノール(米国海軍兵器研究所の製品名:Nitino
l)に代表されるように、標準形状の変形を特定温度の
履歴によって簡単に復元でき、しかも変形・復元の可逆
性が非常に優れているところから、メタルフレーム眼鏡
の新素材として有望視され、その実用化に向けて様々の
試作研究が払われており、 また、ニッケル・チタン系の超弾性合金も、バネ性およ
び軽量性、さらに耐蝕性などの化学的安定性の面におい
て、メタルフレーム眼鏡の素材として理想的な特性を備
えているところから、ブレースバー、ブリッジ、パッド
アーム、エンドピース、耳掛テンプルのごとき眼鏡部品
に利用する努力が払われている。
ところが、これらニッケル・チタン系の形状記憶合金
や超弾性合金は、金属的に接合性が悪く、かゝるニッケ
ル・チタン系合金製の眼鏡部品を小さな接合面積で接合
する場合にはリベットや止ネジ等の止着具を用いて機械
的に連結するか、あるいは当該ニッケル・チタン系合金
部品の表面にロウ付し易い金属材料をメッキして、その
メッキ金属を介してロウ付するといった方法が採られて
いた。
や超弾性合金は、金属的に接合性が悪く、かゝるニッケ
ル・チタン系合金製の眼鏡部品を小さな接合面積で接合
する場合にはリベットや止ネジ等の止着具を用いて機械
的に連結するか、あるいは当該ニッケル・チタン系合金
部品の表面にロウ付し易い金属材料をメッキして、その
メッキ金属を介してロウ付するといった方法が採られて
いた。
しかしながら、前者のリベットや止ネジを使用する止
着方式は部品接合が非常に面倒で非能率的であるのに加
えて、リベット軸や止ネジ軸を中心として接合部品が回
るという難点があり、しかも接合面積をリベット軸やネ
ジ軸の太さよりも小さくすることが出来ないという欠点
もあって、デザインを尊ぶ眼鏡の部品結合の方法として
は実際に眼鏡を装用する一般消費者には歓迎されなかっ
た。
着方式は部品接合が非常に面倒で非能率的であるのに加
えて、リベット軸や止ネジ軸を中心として接合部品が回
るという難点があり、しかも接合面積をリベット軸やネ
ジ軸の太さよりも小さくすることが出来ないという欠点
もあって、デザインを尊ぶ眼鏡の部品結合の方法として
は実際に眼鏡を装用する一般消費者には歓迎されなかっ
た。
また、後者の前処理メッキによるロウ付法にあって
は、接合強度がメッキ層の付着力に依存しているために
余り強い外力を受けるとメッキ層と一緒に眼鏡部品が剥
離してしまうという欠点があり、品質保証の面で常に不
安が伴った。
は、接合強度がメッキ層の付着力に依存しているために
余り強い外力を受けるとメッキ層と一緒に眼鏡部品が剥
離してしまうという欠点があり、品質保証の面で常に不
安が伴った。
本発明は、ニッケル・チタン系の形状記憶合金製の眼
鏡部品や超弾性合金製の眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部
に接合せしめる従来技術に前述の如き問題があったこと
に鑑みて為されたもので、ニッケル・チタン系合金製の
眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部の所要箇所に金属組織的
に強固に接合されたメタルフレーム眼鏡を提供すること
を技術的課題とするものである。
鏡部品や超弾性合金製の眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部
に接合せしめる従来技術に前述の如き問題があったこと
に鑑みて為されたもので、ニッケル・チタン系合金製の
眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部の所要箇所に金属組織的
に強固に接合されたメタルフレーム眼鏡を提供すること
を技術的課題とするものである。
また、本発明の他の技術的課題は、ニッケル・チタン
系合金製の眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部の所要箇所に
瞬間接合することができ、しかも接合部位以外の箇所に
は接合熱による影響を殆ど与えることなく瞬間的に鍛造
組織状態を形成させて部品相互が冶金的に強固に接合し
たメタルフレーム眼鏡を高能率に製造することができる
新方法を提供するにある。
系合金製の眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部の所要箇所に
瞬間接合することができ、しかも接合部位以外の箇所に
は接合熱による影響を殆ど与えることなく瞬間的に鍛造
組織状態を形成させて部品相互が冶金的に強固に接合し
たメタルフレーム眼鏡を高能率に製造することができる
新方法を提供するにある。
さらに、本発明の他の技術的課題は、ニッケル・チタ
ン系合金製の眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部の所要部位
に非常に微小で面積で接合できてデザイン的に非常にス
マートになるにも拘わらず、その接合強度が従来技術に
比較して格段に秀れたニッケル・チタン系合金部品を含
むメタルフレーム眼鏡の製造方法を提供するにある。
ン系合金製の眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部の所要部位
に非常に微小で面積で接合できてデザイン的に非常にス
マートになるにも拘わらず、その接合強度が従来技術に
比較して格段に秀れたニッケル・チタン系合金部品を含
むメタルフレーム眼鏡の製造方法を提供するにある。
本発明者は、メタルフレーム眼鏡においてチタン・ニ
ッケル系の形状記憶合金製の部品や超弾性合金製の部品
を接合させるべき相手方の金属材料の多くがニッケル基
合金であることに着目し、この共通するニッケル成分を
何らかの方法で融合させることが出来るならば、この両
金属材料が冶金的に強固に接合するであろうとの確信を
得、これを検証すべく種々の実験を試みた。ところが、
形状記憶合金や超弾性合金は、一旦、所定以上の高温を
履歴すると、形状記憶機能や超弾性機能を劣化して所期
の目的を達成しない金属に変質してしまい、とても、ニ
ッケルの融点近傍まで加熱することは許されないことが
実験を通じて判明した。こうして、ニッケル・チタン系
の形状記憶合金や超弾性合金の特性を損なうことなく、
双方金属のニッケル成分を溶融させ、溶融したニッケル
成分を互いに融合させて両金属を接合するための技術的
な条件を求めて試行錯誤的実験を繰返すことを余儀無く
された。そして、偶然の成り行きから、ニッケル・チタ
ン系の形状記憶合金でも、また同系の超弾性合金でも、
急速かつ微小の時間内に大きな熱エネルギーを局所的に
集中させることができうならば、帯熱部が狭小な範囲に
限られ、他の部位の金属特性に殆ど影響が出ない事実を
突き止めることができた。
ッケル系の形状記憶合金製の部品や超弾性合金製の部品
を接合させるべき相手方の金属材料の多くがニッケル基
合金であることに着目し、この共通するニッケル成分を
何らかの方法で融合させることが出来るならば、この両
金属材料が冶金的に強固に接合するであろうとの確信を
得、これを検証すべく種々の実験を試みた。ところが、
形状記憶合金や超弾性合金は、一旦、所定以上の高温を
履歴すると、形状記憶機能や超弾性機能を劣化して所期
の目的を達成しない金属に変質してしまい、とても、ニ
ッケルの融点近傍まで加熱することは許されないことが
実験を通じて判明した。こうして、ニッケル・チタン系
の形状記憶合金や超弾性合金の特性を損なうことなく、
双方金属のニッケル成分を溶融させ、溶融したニッケル
成分を互いに融合させて両金属を接合するための技術的
な条件を求めて試行錯誤的実験を繰返すことを余儀無く
された。そして、偶然の成り行きから、ニッケル・チタ
ン系の形状記憶合金でも、また同系の超弾性合金でも、
急速かつ微小の時間内に大きな熱エネルギーを局所的に
集中させることができうならば、帯熱部が狭小な範囲に
限られ、他の部位の金属特性に殆ど影響が出ない事実を
突き止めることができた。
そこで、更に進んで、本発明者は当該金属の昇温箇所
を接合すべき対象部位のみに限定し、其処を瞬間的に急
速に発熱させて一時的に帯熱柔軟状態に変化させ、その
柔軟状態にある一瞬の間に両金属材料を互いに高圧で押
し合わせてみたところ、実に強固に両金属が接合する事
実を見い出した次第である。
を接合すべき対象部位のみに限定し、其処を瞬間的に急
速に発熱させて一時的に帯熱柔軟状態に変化させ、その
柔軟状態にある一瞬の間に両金属材料を互いに高圧で押
し合わせてみたところ、実に強固に両金属が接合する事
実を見い出した次第である。
即ち、本発明者は、ニッケル・チタン系合金の眼鏡部
品と、これとは異種のニッケル基合金の眼鏡フレーム構
成部品とが、これら双方の合金部品の突合わせ部位に鍛
造組織の薄い融合層を形成して一体に強固に接合したメ
タルフレーム眼鏡を完成したのである。なお、本明細書
においては、本発明に係るメタルフレーム眼鏡を構成す
る各部品の名称を、ニッケル・チタン系合金にて形成さ
れている場合には「眼鏡部品」と呼び、異種のニッケル
基合金にて形成されている場合には「眼鏡フレーム構成
部品」と呼んで区別するものとする。
品と、これとは異種のニッケル基合金の眼鏡フレーム構
成部品とが、これら双方の合金部品の突合わせ部位に鍛
造組織の薄い融合層を形成して一体に強固に接合したメ
タルフレーム眼鏡を完成したのである。なお、本明細書
においては、本発明に係るメタルフレーム眼鏡を構成す
る各部品の名称を、ニッケル・チタン系合金にて形成さ
れている場合には「眼鏡部品」と呼び、異種のニッケル
基合金にて形成されている場合には「眼鏡フレーム構成
部品」と呼んで区別するものとする。
しかして、こうした部品突合わせ部位が鍛造組織の薄
い融合層を形成して接合一体化されて成るニッケル・チ
タン系合金部品を含むメタルフレーム眼鏡は、ニッケル
・チタン系合金部品と異種ニッケル基合金部品との接合
強度は驚くほど強固で、従来不可能と信じられていた前
記両合金部品の冶金的接合上の技術的隘路(例えば、日
刊工業新聞社刊:『形状記憶合金のはなし』93〜94ペー
ジ参照)も漸く解消されることになったのである。
い融合層を形成して接合一体化されて成るニッケル・チ
タン系合金部品を含むメタルフレーム眼鏡は、ニッケル
・チタン系合金部品と異種ニッケル基合金部品との接合
強度は驚くほど強固で、従来不可能と信じられていた前
記両合金部品の冶金的接合上の技術的隘路(例えば、日
刊工業新聞社刊:『形状記憶合金のはなし』93〜94ペー
ジ参照)も漸く解消されることになったのである。
そして、かゝるメタルフレーム眼鏡の製造は、ニッケ
ル・チタン系合金から成る眼鏡部品と、これとは異種の
ニッケル基合金の眼鏡フレーム構成部品とを接合して眼
鏡枠を製するにあたって、不活性雰囲気中で前記眼鏡部
品と眼鏡フレーム構成部品との接合対象部位付近に放熱
機構を配設した状態で瞬間的にニッケルの溶融温度近く
にまで急速に昇温させて一時的に帯熱柔軟化せしめ、こ
の帯熱柔軟化状態にある微小の時間内に当該接合対象部
位同士を高圧で押し合わせて当該部位に局部的な塑性流
動を生じさせると共に、瞬時に前記放熱機構を介して降
温させるという冶金学的手段を採用することによって前
記両合金部品の突合わせ圧接部位との間に鍛造組織の薄
い融合層を生成させて接合一体化せしめることが可能に
なったのであり、これによって前述の技術的課題は全て
解決し得たのである。
ル・チタン系合金から成る眼鏡部品と、これとは異種の
ニッケル基合金の眼鏡フレーム構成部品とを接合して眼
鏡枠を製するにあたって、不活性雰囲気中で前記眼鏡部
品と眼鏡フレーム構成部品との接合対象部位付近に放熱
機構を配設した状態で瞬間的にニッケルの溶融温度近く
にまで急速に昇温させて一時的に帯熱柔軟化せしめ、こ
の帯熱柔軟化状態にある微小の時間内に当該接合対象部
位同士を高圧で押し合わせて当該部位に局部的な塑性流
動を生じさせると共に、瞬時に前記放熱機構を介して降
温させるという冶金学的手段を採用することによって前
記両合金部品の突合わせ圧接部位との間に鍛造組織の薄
い融合層を生成させて接合一体化せしめることが可能に
なったのであり、これによって前述の技術的課題は全て
解決し得たのである。
以下、本発明を添附図面に示す実施例に基いて、更に
詳しく説明する。
詳しく説明する。
図面上、符号1で指示するものはレンズ(図示せず)
を抱持すべきリムであり、左右対称に対として配置され
る。本実施例においては、リム1・1にはニッケル・ク
ロム合金(Ni 80%、Cr 13%、不可避的不純物 残余)
のものと、ニッケル・銅合金=monel metal(Ni 63%以
上、Cu 21%以上)のものを採択した。
を抱持すべきリムであり、左右対称に対として配置され
る。本実施例においては、リム1・1にはニッケル・ク
ロム合金(Ni 80%、Cr 13%、不可避的不純物 残余)
のものと、ニッケル・銅合金=monel metal(Ni 63%以
上、Cu 21%以上)のものを採択した。
符号2で指示するものは、上記リム1・1の上弦部に
架橋された長手細棒状のブレースバーであり、符号3で
指示するものはブレースバー2の下方へ左右のリム1・
1に∩状に架橋せる鞍形のブリッジであり、これらリム
1・1、ブレースバー2、およびブリッジ3は本実施例
のメタル眼鏡フレームのフロント枠Fを構成している。
これらブレースバー2およびブリッジ3は、何れもニッ
ケル・チタン系超弾性合金(組成:Ni 50〜51%、Ti 49
〜50%、不可避的不純物0.5%以下)で作製してある。
架橋された長手細棒状のブレースバーであり、符号3で
指示するものはブレースバー2の下方へ左右のリム1・
1に∩状に架橋せる鞍形のブリッジであり、これらリム
1・1、ブレースバー2、およびブリッジ3は本実施例
のメタル眼鏡フレームのフロント枠Fを構成している。
これらブレースバー2およびブリッジ3は、何れもニッ
ケル・チタン系超弾性合金(組成:Ni 50〜51%、Ti 49
〜50%、不可避的不純物0.5%以下)で作製してある。
符号4で指示するものは、ノーズパッドPを支持する
パッドアームであり、上記ブリッジ3の付根部に対称的
に接合されてある。このパッドアーム4・4は、チタン
・ニッケル系形状記憶合金(組成:Ni 40〜60%、Ti 60
〜40%、Cu 3%、不可避的不純物0.4%以下)にて構成
されており、70℃の温湯に接触させると、マルテンサイ
ト状態で変形されたアーム4の結晶構造が母相に戻って
設定された元の形状に復元復元するように形状記憶処理
(Ms温度およびAs温度の設定)が施してある。
パッドアームであり、上記ブリッジ3の付根部に対称的
に接合されてある。このパッドアーム4・4は、チタン
・ニッケル系形状記憶合金(組成:Ni 40〜60%、Ti 60
〜40%、Cu 3%、不可避的不純物0.4%以下)にて構成
されており、70℃の温湯に接触させると、マルテンサイ
ト状態で変形されたアーム4の結晶構造が母相に戻って
設定された元の形状に復元復元するように形状記憶処理
(Ms温度およびAs温度の設定)が施してある。
符号5で指示するものは上記フロント枠Fの左右両端
に各々接合されたL形に屈曲せるヨロイ智と呼ばれる板
バネタイプのエンドピースである。このエンドピース5
の素材は、上記ブレースバー2およびブリッジ3と同様
のニッケル・チタン系超弾性合金である。
に各々接合されたL形に屈曲せるヨロイ智と呼ばれる板
バネタイプのエンドピースである。このエンドピース5
の素材は、上記ブレースバー2およびブリッジ3と同様
のニッケル・チタン系超弾性合金である。
符号6で指示するものは上記エンドピース5・5に蝶
番h・hによってヒンジ連結された耳掛テンプルであ
り、上記ブレースバー2、ブリッジ3と同質のニッケル
・チタン系超弾性合金が用いられている。
番h・hによってヒンジ連結された耳掛テンプルであ
り、上記ブレースバー2、ブリッジ3と同質のニッケル
・チタン系超弾性合金が用いられている。
しかして、本発明において最も注目すべき事項は、上
記リム1・1を接合せるブレースバー2およびブリッジ
3、同リム1・1におけるブリッジ3の付根部近傍に接
合せるパッドアーム4・4、および前記リムとブレース
バーとブリッジから成るフロント枠Fの両端に接合せる
エンドピース5・5の接合部である境界部分が鍛造組織
の薄い融合層を形成して冶金的に接合一体化されている
という点である。そして、本発明では、ニッケル・チタ
ン系合金をニッケル基合金に接合させる加工手段とし
て、アルゴンガスの如き不活性ガスの雰囲気中で両合金
部品の接合対象部位を局部的にニッケル溶融温度近くに
まで急速に昇温させて柔軟化せしめ、柔軟化した瞬間に
高圧で両合金部品相互を押し合わせて接合するという巧
みな瞬時熱間加工によって、当該接合部分を組織的に強
固な薄い鍛造組織の融合層に変化させたのである。
記リム1・1を接合せるブレースバー2およびブリッジ
3、同リム1・1におけるブリッジ3の付根部近傍に接
合せるパッドアーム4・4、および前記リムとブレース
バーとブリッジから成るフロント枠Fの両端に接合せる
エンドピース5・5の接合部である境界部分が鍛造組織
の薄い融合層を形成して冶金的に接合一体化されている
という点である。そして、本発明では、ニッケル・チタ
ン系合金をニッケル基合金に接合させる加工手段とし
て、アルゴンガスの如き不活性ガスの雰囲気中で両合金
部品の接合対象部位を局部的にニッケル溶融温度近くに
まで急速に昇温させて柔軟化せしめ、柔軟化した瞬間に
高圧で両合金部品相互を押し合わせて接合するという巧
みな瞬時熱間加工によって、当該接合部分を組織的に強
固な薄い鍛造組織の融合層に変化させたのである。
そこで、本実施例において行った眼鏡部品相互の接合
処理について具体的に説明すれば、次のとおりである。
処理について具体的に説明すれば、次のとおりである。
まず、上記ニッケル・チタン系合金製の部品(2・3
・4)の端部付近に高周波加熱を施して部分焼鈍し、次
いで、当該線材の接合すべき端部に付着している酸化物
や油脂等の如き不純物を除去して清浄に洗浄処理する。
同様に、ニッケル基合金製のリム1も、接合すべき部位
の表面や酸化物や油脂等の如き不純物を除去して洗浄に
しておく。
・4)の端部付近に高周波加熱を施して部分焼鈍し、次
いで、当該線材の接合すべき端部に付着している酸化物
や油脂等の如き不純物を除去して清浄に洗浄処理する。
同様に、ニッケル基合金製のリム1も、接合すべき部位
の表面や酸化物や油脂等の如き不純物を除去して洗浄に
しておく。
次に、上記ニッケル・チタン系合金製の眼鏡部品の端
部とニッケル基合金製のリム1(眼鏡フレーム構成部品
に該当する)の接合対象部位同士が当接するように配置
してエアシリンダ式バイスにてセットし、当該接合対象
部位に近接する部分には放熱部材としてクロム銅を巻付
けて不活性ガス(アルゴンガス)雰囲気中において、3
サイクルの電流(1,000〜2,000A)を0.05秒間流したと
ころ、前記接合対象部位は双方共に瞬間的に白熱化(1,
300〜1,450℃)して柔軟状態となり、かつ、それと同時
に前記エアシリンダ式バイスを更に動作させて当該接合
対象部位に20kg/mm2の圧力を加えたところ、当該部位の
両金属は融合して接合した。そこで、これを常温中で3
分間放冷した後、当該接合部分を破壊して観察したとこ
ろ内部は均一な鍛造組織を成して完全に接合一体化して
いることが確認された。
部とニッケル基合金製のリム1(眼鏡フレーム構成部品
に該当する)の接合対象部位同士が当接するように配置
してエアシリンダ式バイスにてセットし、当該接合対象
部位に近接する部分には放熱部材としてクロム銅を巻付
けて不活性ガス(アルゴンガス)雰囲気中において、3
サイクルの電流(1,000〜2,000A)を0.05秒間流したと
ころ、前記接合対象部位は双方共に瞬間的に白熱化(1,
300〜1,450℃)して柔軟状態となり、かつ、それと同時
に前記エアシリンダ式バイスを更に動作させて当該接合
対象部位に20kg/mm2の圧力を加えたところ、当該部位の
両金属は融合して接合した。そこで、これを常温中で3
分間放冷した後、当該接合部分を破壊して観察したとこ
ろ内部は均一な鍛造組織を成して完全に接合一体化して
いることが確認された。
本発明は概ね上記実施例に示すような技術内容を有す
るが、本発明は前述の実施例に限定されるものでは決し
てなく、「特許請求の範囲」の記載内で種々の工程的付
加または削除が可能であって、例えば上記実施例におい
てはニッケル・チタン系合金部品に対し高周波加熱によ
る部分的焼鈍を施したが、これは後の接合工程での加圧
による折損を配慮したからであり、形状的またはサイズ
的に耐え得るものであれば不要であり、また、接合すべ
き部品双方の接合対象部位をやゝ突起状に膨出させて熱
集中を促進することも自由であり、何れの場合も本発明
の技術的範囲に属するものと云うべきである。
るが、本発明は前述の実施例に限定されるものでは決し
てなく、「特許請求の範囲」の記載内で種々の工程的付
加または削除が可能であって、例えば上記実施例におい
てはニッケル・チタン系合金部品に対し高周波加熱によ
る部分的焼鈍を施したが、これは後の接合工程での加圧
による折損を配慮したからであり、形状的またはサイズ
的に耐え得るものであれば不要であり、また、接合すべ
き部品双方の接合対象部位をやゝ突起状に膨出させて熱
集中を促進することも自由であり、何れの場合も本発明
の技術的範囲に属するものと云うべきである。
チタン・ニッケル系超弾性合金(組成:Ni 50〜51%、
Ti 49〜50%、不可避的不純物0.5%以下)を成形して成
るブレースバー2(φ1.4:長さ7cm)およびブリッジ3
(1.2φ:長さ3.5cm)を、ニッケル・クロム合金(Ni 8
0%、Cr 13%、不可避的不純物残余)のリム1(2φ:
円周18cm)の上弦部に接合したものを試料(第2図参
照)とし、また、チタン・ニッケル系形状記憶合金(組
成::Ni 40〜60%、Ti 60〜40%、Cu 3%、不可避的不純
物0.4%以下)のパッドアーム4(1.0φ:長さ15mm)を
ニッケル・銅合金材料=monel metal(Ni 63%以上、Cu
21%以上)のリム1(2φ:円周15cm)に接合したも
のを試料として、次の試験に付した。なお、試料と
試料との接合条件は、前者の加熱電流が1,000Aであっ
たのに対して、後者が1,500Aである点のみが相違する。
Ti 49〜50%、不可避的不純物0.5%以下)を成形して成
るブレースバー2(φ1.4:長さ7cm)およびブリッジ3
(1.2φ:長さ3.5cm)を、ニッケル・クロム合金(Ni 8
0%、Cr 13%、不可避的不純物残余)のリム1(2φ:
円周18cm)の上弦部に接合したものを試料(第2図参
照)とし、また、チタン・ニッケル系形状記憶合金(組
成::Ni 40〜60%、Ti 60〜40%、Cu 3%、不可避的不純
物0.4%以下)のパッドアーム4(1.0φ:長さ15mm)を
ニッケル・銅合金材料=monel metal(Ni 63%以上、Cu
21%以上)のリム1(2φ:円周15cm)に接合したも
のを試料として、次の試験に付した。なお、試料と
試料との接合条件は、前者の加熱電流が1,000Aであっ
たのに対して、後者が1,500Aである点のみが相違する。
(1)屈曲試験 試料については、第3図に示すように、接合部位を
中心にして前後に90°ずつ(計180°)の角度範囲で1
分間に30回の速度で、240回往復的に繰り返して屈曲さ
せたが、目視上、形状に何らの変形も生じず、また何ら
の弾性劣化も起こらなかった。
中心にして前後に90°ずつ(計180°)の角度範囲で1
分間に30回の速度で、240回往復的に繰り返して屈曲さ
せたが、目視上、形状に何らの変形も生じず、また何ら
の弾性劣化も起こらなかった。
(2)引張強度試験 試料におけるブレスバー2とリム1との接合部分を
中心に各々3cmずつ切り取り、また同じく、試料にお
けるパッドアーム4とリム1とについても接合部分を中
心に15mmずつ切り取って、第4図のごとく、試料およ
び試料の両端を、引張試験機(株式会社 島津製作
所:AGS-A型)のクランプで挾み、接合部分を中心にして
上下に引っ張って計測したところ、次のような結果が得
られた。
中心に各々3cmずつ切り取り、また同じく、試料にお
けるパッドアーム4とリム1とについても接合部分を中
心に15mmずつ切り取って、第4図のごとく、試料およ
び試料の両端を、引張試験機(株式会社 島津製作
所:AGS-A型)のクランプで挾み、接合部分を中心にして
上下に引っ張って計測したところ、次のような結果が得
られた。
i.試料について、 引張荷重が82.7kgfに達したところで、超弾性金属線
の部分で破断した。この強度は、眼鏡のフロント枠に要
求されるところの引張強度として十分に実用に耐えるも
のである。
の部分で破断した。この強度は、眼鏡のフロント枠に要
求されるところの引張強度として十分に実用に耐えるも
のである。
ii.試料について、 引張荷重が55.1kgfに達したところで、接合部分が破
断した。これもまた、眼鏡のパッドアームに要求される
強度としては十分に実用に耐え得るものである。
断した。これもまた、眼鏡のパッドアームに要求される
強度としては十分に実用に耐え得るものである。
(3)形状記憶性試験 試料について、上記接合処理が予じめ与えた形状記
憶性に影響するか否かを検証するために、同試料を20
℃の温度下で曲げ変形(5mm)を与えて70℃の温湯に接
触させてみたところ、結晶構造が母相に戻って初期の形
状にほゞ完全に復元した。
憶性に影響するか否かを検証するために、同試料を20
℃の温度下で曲げ変形(5mm)を与えて70℃の温湯に接
触させてみたところ、結晶構造が母相に戻って初期の形
状にほゞ完全に復元した。
以上実施例をもって説明したとおり、本発明方法にお
いては、ニッケル・チタン系合金製の眼鏡部品に含まれ
るニッケル成分とニッケル基合金材料に含まれるニッケ
ル成分とが帯熱柔軟化した状態の下で高圧により押圧さ
れることになるため、共通するニッケル成分がベースと
なって金属構造が鍛造組織を形成して冶金的に一体化し
強固に接合されることになる。したがって、本発明によ
れば、従来接合が困難であると信じられていたニッケル
・チタン系合金製の眼鏡部品を異種のニッケル基合金材
料とでも非常に強固に冶金的に接合することができるの
で、接合が困難であるがゆえに、利用が制約されていた
ニッケル・チタン系合金(特に、超弾性合金や形状記憶
合金)の秀れた物理的特性や化学的特性を眼鏡フレーム
に活せることになり、メタルフレーム眼鏡の性能・機能
を大きく前進させることができる。
いては、ニッケル・チタン系合金製の眼鏡部品に含まれ
るニッケル成分とニッケル基合金材料に含まれるニッケ
ル成分とが帯熱柔軟化した状態の下で高圧により押圧さ
れることになるため、共通するニッケル成分がベースと
なって金属構造が鍛造組織を形成して冶金的に一体化し
強固に接合されることになる。したがって、本発明によ
れば、従来接合が困難であると信じられていたニッケル
・チタン系合金製の眼鏡部品を異種のニッケル基合金材
料とでも非常に強固に冶金的に接合することができるの
で、接合が困難であるがゆえに、利用が制約されていた
ニッケル・チタン系合金(特に、超弾性合金や形状記憶
合金)の秀れた物理的特性や化学的特性を眼鏡フレーム
に活せることになり、メタルフレーム眼鏡の性能・機能
を大きく前進させることができる。
また、本発明においては、ニッケル・チタン系合金製
の眼鏡部品およびニッケル基合金材料をニッケルの溶融
温度近くまでに昇温させはするが、温度上昇部位が局所
的な接合対象部位に限られ、そのうえ非常に微小時間の
温度上昇であるので、接合部位以外の箇所には接合熱に
よる悪影響を殆ど与えることなく、高性能で均質のメタ
ルフレーム眼鏡を提供することが可能である。
の眼鏡部品およびニッケル基合金材料をニッケルの溶融
温度近くまでに昇温させはするが、温度上昇部位が局所
的な接合対象部位に限られ、そのうえ非常に微小時間の
温度上昇であるので、接合部位以外の箇所には接合熱に
よる悪影響を殆ど与えることなく、高性能で均質のメタ
ルフレーム眼鏡を提供することが可能である。
さらに、本発明によれば、ニッケル・チタン系合金製
の眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部の所要部位に非常に微
小な面積で接合することが可能になるので、理想的物性
を持った素材で非常にスマートな垢抜けしたデザインの
眼鏡を工業的に量産することが可能となる。
の眼鏡部品を眼鏡フレーム構成部の所要部位に非常に微
小な面積で接合することが可能になるので、理想的物性
を持った素材で非常にスマートな垢抜けしたデザインの
眼鏡を工業的に量産することが可能となる。
このような本発明は、従来、接合技術が隘路となって
用途が不可避的に限定されていたニッケル・チタン系合
金を眼鏡フレームの分野に飛躍的に拡張できるものであ
り、その産業上の利用価値は頗る高いものと云える。
用途が不可避的に限定されていたニッケル・チタン系合
金を眼鏡フレームの分野に飛躍的に拡張できるものであ
り、その産業上の利用価値は頗る高いものと云える。
第1図は本発明を適用して製した実施例品であるメタル
フレーム眼鏡の斜視図、第2図は本実施例品におけるブ
レースバー接合部分の一部拡大平面図、第3図は本実施
例品を構成するフロント枠部分の屈曲試験を行っている
状態の説明図、第4図は接合部分の引張強度試験の説明
図である。 1……リム、2……ブレースバー、3……ブリッジ、4
……パッドアーム、5……エンドピース、6……耳掛テ
ンプル。F……フロント枠、h……蝶番。
フレーム眼鏡の斜視図、第2図は本実施例品におけるブ
レースバー接合部分の一部拡大平面図、第3図は本実施
例品を構成するフロント枠部分の屈曲試験を行っている
状態の説明図、第4図は接合部分の引張強度試験の説明
図である。 1……リム、2……ブレースバー、3……ブリッジ、4
……パッドアーム、5……エンドピース、6……耳掛テ
ンプル。F……フロント枠、h……蝶番。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02C 13/00 G02C 13/00 (56)参考文献 特開 昭61−206579(JP,A) 特開 昭62−47618(JP,A) 特開 平1−269913(JP,A) 特開 昭63−127225(JP,A)
Claims (7)
- 【請求項1】ニッケル・チタン系合金の眼鏡部品と、こ
れとは異種のニッケル基合金の眼鏡フレーム構成部品と
が、これら双方の合金部品の突合わせ部位に鍛造組織の
薄い融合層を形成して接合一体化されていることを特徴
とするニッケル・チタン系合金部品を含むメタルフレー
ム眼鏡。 - 【請求項2】眼鏡部品がニッケル・チタン系超弾性合金
またはニッケル・チタン系形状記憶合金を成形して成る
ブレースバー2およびブリッジ3であって、この眼鏡部
品2・3がニッケル基合金を成形して成る左右のリム1
・1との間に鍛造組織の薄い融合層を形成して接合一体
化され、フロント枠Fを構成している請求項(1)記載
の、ニッケル・チタン系合金部品を含むメタルフレーム
眼鏡。 - 【請求項3】フロント枠Fにおける左右のリム1・1の
内側に、ニッケル・チタン系合金を成形して成るパッド
アーム4・4が鍛造組織の薄い融合層を形成して接合一
体化されている請求項(2)記載の、ニッケルチタン系
合金部品を含むメタルフレーム眼鏡。 - 【請求項4】フロント枠Fを構成するリム1・1の左右
外側部との間に、ニッケル・チタン系超弾性合金または
ニッケル・チタン系形状記憶合金を成形して成るエンド
ピース5・5が鍛造組織の薄い融合層を形成して接合一
体化されている請求項(1)〜(3)の何れか一つに記
載の、ニッケルチタン系合金部品を含むメタルフレーム
眼鏡。 - 【請求項5】ニッケル含有率が40〜60%、チタン含有率
が60〜40%のニッケル・チタン系合金から成る眼鏡部品
と、これとは異種のニッケル基合金の眼鏡フレーム構成
部品とを接合する眼鏡枠の製造方法において、 不活性雰囲気中で前記眼鏡部品と眼鏡フレーム構成部品
とにおける接合対象部位付近に放熱機構を配設した状態
で瞬間的にニッケルの溶融温度近くにまで急速に昇温さ
せて一時的に帯熱柔軟化せしめ、この帯熱柔軟化状態に
ある微小の時間内に当該接合対象部位同士を高圧で押し
合わせて当該部位に局部的な塑性流動を生じさせると共
に、瞬時に放熱機構を介して降温させることにより、前
記両合金部品の突合わせ圧接部位との間に鍛造組織の薄
い融合層を生成させ接合一体化させることを特徴とした
ニッケル・チタン系合金部品を含むメタルフレーム眼鏡
の製造方法。 - 【請求項6】ニッケル・チタン系合金が形状記憶合金ま
たは超弾性合金であり、これを接合すべきニッケツ基合
金が、Ni-Cu系合金、Ni-Mo系合金、Ni-Cr系合金、また
はNi-Cr-Fe系合金である請求項(5)記載の、ニッケル
・チタン系合金部品を含むメタルフレーム眼鏡の製造方
法。 - 【請求項7】ニッケル・チタン系合金から成る眼鏡部品
接合対象部位に近接する部位とニッケル基合金の眼鏡フ
レーム構成部品の接合対象部位に近接する部位とを伝熱
性金属材で被包することによって放熱機構を構成し、ニ
ッケル溶融温度近くにまで瞬間昇温された接合対象部位
から波及伝導される接合熱を前記放熱機構で吸収放熱さ
せることにより、接合対象部位以外の過熱を抑制しつゝ
接合対象部位のみを局部的にニッケル溶融温度近くにま
で瞬間的に急速に昇温させて前記ニッケル・チタン系合
金の眼鏡部品とニッケル基合金の眼鏡フレーム構成部品
との間に鍛造組織の薄い融合層を生成させ前記両部品を
相互に接合一体化せしめる請求項(5)または(6)の
何れか一つに記載の、ニッケル・チタン系合金部品を含
むメタルフレーム眼鏡の製造方法。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2065075A JP2516447B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | ニッケル・チタン系合金部品を含むメタルフレ―ム眼鏡、およびその製造方法 |
US07/768,241 US5431506A (en) | 1990-03-14 | 1991-03-13 | Property of bonded metal, including forming material of nickel-titatium alloy, and the method of manufacturing the same |
EP91906272A EP0477375B1 (en) | 1990-03-14 | 1991-03-13 | Joined metallic work containing shaped member of nickel-titanium alloy and production thereof |
DE69112553T DE69112553T2 (de) | 1990-03-14 | 1991-03-13 | Metallisches werkstück, das nickel-titanlegierung bestehende elemente enthält und dessen herstellung. |
AT91906272T ATE127053T1 (de) | 1990-03-14 | 1991-03-13 | Metallisches werkstück, das nickel-titanlegierung bestehende elemente enthält und dessen herstellung. |
PCT/JP1991/000339 WO1991013717A1 (en) | 1990-03-14 | 1991-03-13 | Joined metallic work containing shaped member of nickel-titanium alloy and production thereof |
KR1019910701603A KR960010511B1 (ko) | 1990-03-14 | 1991-03-13 | 니켈-티탄계 합금 성형부재를 포함하는 금속접합물 및 그 제조방법 |
TW080106844A TW212207B (ja) | 1990-03-14 | 1991-08-28 | |
HK97102048A HK1000462A1 (en) | 1990-03-14 | 1997-10-29 | Joined metallic work containing shaped member of nickel-titanium alloy and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2065075A JP2516447B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | ニッケル・チタン系合金部品を含むメタルフレ―ム眼鏡、およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03264915A JPH03264915A (ja) | 1991-11-26 |
JP2516447B2 true JP2516447B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=13276475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2065075A Expired - Lifetime JP2516447B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | ニッケル・チタン系合金部品を含むメタルフレ―ム眼鏡、およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2516447B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101652220B (zh) * | 2007-03-29 | 2012-09-05 | 福井县 | 异种金属接合体及其接合方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06184602A (ja) * | 1992-12-21 | 1994-07-05 | Horikawa:Kk | 眼鏡金属部品の製造方法 |
KR20000000116A (ko) * | 1999-07-19 | 2000-01-15 | 정성길 | 알미늄 용접 안경테 및 알미늄 무테 안경테 |
NZ518317A (en) * | 1999-09-24 | 2004-01-30 | Chic Optic Inc | Eyeglass device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61206579A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-09-12 | Seiwa Seisakusho:Kk | 眼鏡の製造方法 |
JPS6247618A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-02 | Seiwa Seisakusho:Kk | 眼鏡の製造方法 |
JPS63127225A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 眼鏡部品 |
JP2593088B2 (ja) * | 1988-04-21 | 1997-03-19 | 株式会社トーキン | 眼鏡フレーム及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP2065075A patent/JP2516447B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101652220B (zh) * | 2007-03-29 | 2012-09-05 | 福井县 | 异种金属接合体及其接合方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03264915A (ja) | 1991-11-26 |
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