JP2574833C - - Google Patents

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JP2574833C
JP2574833C JP2574833C JP 2574833 C JP2574833 C JP 2574833C JP 2574833 C JP2574833 C JP 2574833C
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frame
glasses
temperature
glasses frame
shape memory
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Japanese (ja)
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マルコン アイウェア インコーポレーテッド
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Description

【発明の詳細な説明】 本出願は、1986年6月19日に提出された米国特許出願第876,077
号の一部継続出願であり、米国特許出願第876,077号は1984年11月
30日に提出された米国特許出願第676,823号の一部継続出願であり、米
国特許出願第676,823号は1983年12月6日に提出され現在放棄され
ている米国特許出願第558,604号の一部継続出願である。 発明の分野 本発明は、めがね用フレームに関し、特に形状記憶合金から作製されたフレー
ムに関する。 発明の背景 金属製のめがねフレームを作るために歴史的に用いられてきた金属は、通常、
大部分は、製作の容易さの目的に合うように選択された。ニッケル銀、モネル、
及び燐青銅のような金属は、かなり高い降伏強度を有するが加工硬化は極めて低
く、この低い加工硬化のために、製造中大きい変形を受けることができる。然し
ながら、使用中、これらの金属は、もしも降伏強度を超過するならば、極めて局
部的な部分で突然に幾分曲がる傾向がある。この鋭い曲がりは、曲がった部分に
“ねじれ(kinks )”を残さずに除去するのが非常に困難である。高強度ステン
レス鋼やベリリウム銅のようなより高い強度のフレーム材料は、永久変形なしに
はるかに高い弾性歪に耐えることができる。然し、これらは依然として約1%の
弾性歪に制限され、そしてもしも降伏強度を超過するならば、除去するのが困難
な曲げが形成される。 米国特許第4,472,035号、特公昭57−115517号、及び日本特 許第84714号、特開昭56−66816号、特開昭56−99317号、特
開昭56−95215号、特開昭58−186719号、及び特許出願公表61
−500639号、のような多数の引用例は、“超弾性(superelastic)”又は
“擬弾性(pseudoelastic )”の性質によりフレーム構成要素として使用するた
めの形状記憶合金、特にニッケル−チタニウム合金の使用を示唆している。これ
らの用語は、しばしば誤って互換可能に用いられるけれども、これらは合金2つ
の異なる別個の性質に言及している。 したがって本発明において、明細書、請求の範囲で、擬弾性(pseudoelastic
)及び超弾性(superelastic)は次のように定義して使用する。 すなわち、擬弾性(pseudoelastic )とは、応力(stress)−歪(tensile st
rain)特性で説明すると、第2C図のような応力−歪特性を示すものである。こ
の第2C図はMs点より僅かに高く、Mdよりかなり低い温度における応力−歪特
性を示したもので、応力が増加すると歪も増加し、点Aから点Fまでは弾性的特
性を有する部分で比例的に増加する。点Fを越えると、点Fから点Gの間で、応
力誘導されたマルテンサイトの形成により変形が起る。形状記憶合金ではない材
料では、この変形は、応力を除去してももとに戻ることはないが、ここでいう擬
弾性を有しているものは、応力−歪線で点Gから点H,I,Aへ応力が除かれる
と、もとの状態に戻る。このような挙動を擬弾性という。 超弾性(superelastic)とは、第2F図のような応力−歪特性を示すもので、
これはMs点以下の温度における応力−歪特性を示したものである。応力が増加
すると歪も増加し、線上の上方へ矢印のように変化する。その後、応力を除去す
ると、線の下方へ矢印のように、比例的ではないが、応力をかけたときの上方へ
の矢印の線の近い形でもとに戻り、変形を残さないものである。これを超弾性と
いう。 これらの引用例、特に米国特許第4,472,035号と日本特許第8471
4号との注意深い研究は、言及した弾性は、形状記憶合金の“擬弾性的”性質で
あることを示している。この擬弾性は、応力のないオーステナイト−マルテンサ
イトの変態温度より僅かに高い限られた温度範囲内で生ずる。この変態は、応力
が誘導されたマルテンサイトの生成を伴ない、このマルテンサイトは、それが形 成すると同時に歪を受けて、加えられた応力を解放する。加えられた応力が除去
されたならば直ちに、熱的に不安定なマルテンサイトがオーステナイトに戻り、
歪が自然にゼロに戻る。この挙動は、永久歪を少しも誘導することなく材料に非
常に高い見掛けの弾性を与えるが、然し与えられた合金において利用しうる温度
範囲は狭く制限される。擬弾性は、変態温度範囲の狭い部分の範囲内での挙動に
左右されるので、温度が僅か10℃低下すると、挙動が正常な形状記憶へ変化す
ることができる。この場合、変形された構成要素は、それが加熱されるまでは変
形されたままである。また、もしもこの合金が良好な擬弾性的性質を与えるため
に焼鈍されるならば、この合金の降伏強度は、低温度において低くなりすぎて満
足な構成要素として機能することができない。逆に、擬弾性の構成要素が僅か1
0℃だけ加熱されても、擬弾性的歪の量は著しく減少する。マルテンサイトに応
力を誘起するのに必要な応力はオーステナイトの降伏強度を超過するので、永久
歪が生ずる。従って、純粋な擬弾性の構成要素に対し効果的な有用な温度範囲は
僅かに20℃であることがある。 以上のように従来提案されている形状記憶合金を使用しためがねフレームは、
温度範囲が約20℃以下のとても狭い温度範囲でのみ使用可能であるにすぎず、
そのような製品は、商業的にものになるような、めがねとして使おうとしても実
際には使かいものにならない。 即ち、従来、形状記憶合金がめがねに利用されようとして提案されたものは、
室温で擬弾性を示す形状記憶合金が最もめがねフレームに適すると考えられたが
、上記のようにめがねとして使用できる温度範囲がせいぜい20℃しかないため
、温度差が20℃以上ある環境下ではめがねとして全く使い物にならなかった。 例えば、使用温度の下限が0℃の気温でめがねとして機能する擬弾性ニッケル
−チタニウム形状記憶合金でめがねを作れば、気温が20℃以上になるとバネ性
を失い始めてめがねが顔から外れてしまうことになる。逆に使用温度の上限が3
0℃の気温でバネ性を持っためがねを作れば、気温が10℃以下ではやはり、バ
ネ性を失い、めがねとして使用できなくなる。 かくして、形状記憶合金の弾性的性質と記憶的性質との両方がめがねのフレー
ムに潜在的に有用なものとして議論されたけれども、従来の職人達は、これらの 材料の使用についての限界を十分に理解しなかったし、またフレームの構成要素
として形状記憶合金を利用するのに必要な正しい熱−機械的処理についての情報
を少しも明らかにしなかったことが明白である。 発明の概要 本発明の目的は、 1) 周囲温度の全範囲にわたり、永久変形又は“ねじれ(kinking )に対し高
度に抵抗性があり、又は 2) 変形に対し十分に抵抗力があると共に、加熱により変形前の形状に容易に
回復することができ、又は 3) 分解や再組立てが容易であり、又は 4) ヒンジ内にねじを必要としない、 ような、めがねフレームを提供することである。 本発明は、上記課題を解決するために、 一つの発明は、 「めがねフレームの少くとも一部分が、ニッケル−チタニウムベースの形状記憶
合金で作られ、前記一部分は加工硬化された擬弾性の冶金学的状態にあり、前記
一部分は、加工硬化を受けていて、軟らかくばねの感じを与える低い有効弾性係
数を有し、前記一部分は3%より大きい弾性を有すること、を特徴とするめがね
フレーム」であり、 さらに、もう一つの発明は、 「めがねフレームの少くとも一部分が、ニッケル−チタニウムベースの形状記憶
合金で作られ、前記一部分は加工硬化及び熱処理された組織であり、前記一部分
は加工硬化とそれに続く熱処理とを受け、少なくとも3%の熱回復し得る形状記
憶特性と、30,000psi(207MPa )より大きい降伏強度と、少なくとも
3%の弾性とを有することを特徴とするめがねフレーム」である。 これらについて、詳細に述べると、 本発明の目的は超弾性の特性と擬弾性の特性とを併せ持った特性(以下、「最
適化された弾性」という)を有する形状記憶合金によりめがねフレームと一部が
作成されている、めがねフレームを提供することにより達成される。 本発明の一つの局面は、めがねが、従来提案されていた使用可能温度範囲(約
20℃)よりもはかるに広い温度範囲で使用できる、超弾性特性を有するめがね
を製作するために、加工硬化した擬弾性材料、即ち[最適化さた弾性」を用いる
ことである。ニッケル−チタニウムベース合金では、最高60℃の使用温度範囲
が得られ、完全な実用めがねを本発明は可能にしたものである。この60℃と言
う温度範囲は、むしろ理想的すぎる程のもので、常にこの温度範囲のめがねが必
要とする訳ではない。 温度範囲が20℃では、従来提案のめがねについて上述した如く、全く実用性
がないが、温度範囲が30℃にもなれば、気温差の少ないところでは充分な実用
めがねとなる。気温差がさらに大きくなる環境下では、それらの温度範囲の条件
に応じて、製造条件を選択すればよい。 本発明の理想的な1つの局面においては、少くとも1対のリムと1対の対応す
るめがねのつるとを有するめがねフレームであって、その少くとも一部を少くと
も30%加工硬化した形状記憶合金から製作し、−20℃〜+40℃の温度範囲
にわたり3%以上の弾性を有するめがねフレームが提供される。 このように、最も理想的な温度範囲60℃(−20℃〜+40℃)は、ニッケ
ル−チタニウムベースの擬弾性材料に30%以上の加工硬化を与えることにより
達成することができる。かかる理想的な温度範囲ではないが、実用に充分供する
温度範囲(30℃幅)から理想的な温度範囲(60℃幅)までの任意の温度範囲
を有するめがねフレームの構成要素を得るには、上記理想的な温度範囲を得るた
めに説明した方法に従って、当該技術分野に属する通常の知識を有する者が、後
述する本発明の実施例および詳細な説明に従って、例えば合金組成、冷間加工条
件、熱処理条件などを適宜選ぶことにより容易に実施することができる。 本発明のもう1つの理想的な局面においては、少くとも1対のリムと1対の対
応するつるとを有するめがねフレームであって、めがねフレームの少なくとも一
部を少なくとも30%加工硬化された形状記憶合金から製作し、次いでその一部
を400℃以下の温度で1時間以上熱処理し、最少3%の熱回復しうる形状記憶
と、30,000psi(207MPa[メガパスカル])より大きい降伏強度と、少
くとも3%の弾性とを有するめがねフレームが提供される。 本発明の他の局面において、1)形状記憶特性と弾性特性の組み合わせを示し
、2)留具要素として、これら合金の形状記録特性を利用し、また3)ヒンジと
して合金のマルテンサイト状態の可撓性と耐疲労性を利用するもので、このよう
なめがねフレームの構成要素を提供することができるものである。 本発明のなおもう1つの局面においては、少くとも1つの留め具部分を有する
めがねフレームが提供され、前記留め具部分は周囲温度より低いマルテンサイト
変態温度を有する形状記憶合金から作られ、前記合金は、或る温度より高くなる
とその合金がオーステナイト状態に変態してその際締付け力又はゆるめ力を加え
るようなオーステナイト変態温度を有する。 本発明のなおもう1つの局面においては、1対のリムと1対の対応するつると
を有するめがねフレームであって、前記リムは1対のヒンジ部分により前記つる
に連結され、前記ヒンジ部分は周囲温度より高いオーステナイト変態温度を有す
る形状記憶合金から作られ、前記オーステナイト変態温度より低いとき前記合金
はそのマルテンサイトの状態にあって高度に可撓性でかつ耐疲労性があるような
、めがねフレームが提供される。 本発明のもう1つの局面においては、少くとも1つの留め具部分を有するめが
ねフレームであって、前記留め具部分は周囲温度より高いマルテンサイト変態温
度をもつ形状記憶合金から作られ、前記合金は、その合金が或る温度より高くな
るとオーステナイト状態に変態してその際締付け力を加えるようなオーステナイ
ト変態温度を有し、前記合金は、マルテンサイト状態に戻るとき締付け力を維持
する、めがねフレームが提供される。 本発明のなおもう1つの局面においては、少くとも1つの留め具部分を有する
めがねフレームであって、前記留め具部分は周囲温度より低いマルテンサイト変
態温度をもつ形状記憶合金から作られ、前記合金は、その合金が或る温度より高
くなるとオーステナイト状態に変態してその際ゆるめ力を加えるようなオーステ
ナイト変態温度を有する、めがねフレームが提供される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This application is based on U.S. Patent Application No. 876,077, filed June 19, 1986.
U.S. Patent Application No. 876,077 is a continuation-in-part application of U.S. Patent Application No. 676,823, filed November 30, 1984, which is incorporated herein by reference. No. 823 is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 558,604, filed December 6, 1983, now abandoned. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to eyeglass frames, and more particularly to frames made from shape memory alloys. Background of the Invention Metals that have been used historically to make metal spectacle frames are usually
For the most part, they were chosen to meet the purpose of ease of fabrication. Nickel silver, monel,
And metals such as phosphor bronze have a fairly high yield strength but very low work hardening, which can cause large deformations during manufacturing due to this low work hardening. However, in use, these metals tend to suddenly bend somewhat in very localized areas if the yield strength is exceeded. This sharp bend is very difficult to remove without leaving "kinks" in the bend. Higher strength frame materials, such as high strength stainless steel and beryllium copper, can withstand much higher elastic strains without permanent deformation. However, they are still limited to about 1% elastic strain, and if the yield strength is exceeded, a bend is formed that is difficult to remove. U.S. Pat. No. 4,472,035, Japanese Patent Publication No. 57-115517, Japanese Patent No. 84714, JP-A-56-68616, JP-A-56-99317, JP-A-56-95215, 58-186719, and Patent Application Publication 61
Many references, such as US Pat. No. 5,500,639, disclose the use of shape memory alloys, particularly nickel-titanium alloys, for use as frame components due to their "superelastic" or "pseudoelastic" nature. It suggests. Although these terms are often used interchangeably, they refer to two distinct and distinct properties of the alloy. Therefore, in the present invention, in the description and claims, pseudoelastic
) And superelastic are defined and used as follows. That is, pseudoelastic is defined as stress-strain.
If it explains with a rain) characteristic, it will show the stress-strain characteristic as shown in FIG. 2C. FIG. 2C shows the stress-strain characteristic at a temperature slightly higher than the M s point and much lower than the M d . The stress increases as the stress increases, and the elastic characteristics from point A to point F increase. It increases proportionally with the part that has it. Beyond point F, deformation occurs between point F and point G due to the formation of stress-induced martensite. In a material that is not a shape memory alloy, this deformation does not return to its original state even when the stress is removed. However, the material having pseudoelasticity here is a stress-strain line from the point G to the point H. , I, A return to the original state when the stress is removed. Such behavior is called pseudoelasticity. Superelastic refers to a stress-strain characteristic as shown in FIG. 2F.
This shows the stress-strain characteristic at a temperature equal to or lower than the Ms point. As the stress increases, the strain also increases and changes upward on the line as shown by the arrow. After that, when the stress is removed, the shape is not proportional, as shown by the arrow below the line, but returns to the original shape close to the line of the upward arrow when the stress is applied, leaving no deformation. This is called superelasticity. These cited examples, in particular, US Pat. No. 4,472,035 and Japanese Patent No. 8471.
Careful research with No. 4 indicates that the elasticity mentioned is a "pseudoelastic" property of shape memory alloys. This pseudoelasticity occurs within a limited temperature range slightly above the stress-free austenite-martensite transformation temperature. This transformation involves the formation of stress-induced martensite, which is strained as it forms and releases the applied stress. As soon as the applied stress is removed, the thermally unstable martensite returns to austenite,
The distortion naturally returns to zero. This behavior gives the material a very high apparent elasticity without inducing any permanent set, but narrowly limits the temperature range available in a given alloy. Pseudoelasticity depends on the behavior in the narrow part of the transformation temperature range, so if the temperature drops only 10 ° C., the behavior can change to normal shape memory. In this case, the deformed component remains deformed until it is heated. Also, if the alloy is annealed to provide good pseudoelastic properties, the yield strength of the alloy will be too low at low temperatures to function as a satisfactory component. Conversely, only one pseudoelastic component
Even heating at 0 ° C. significantly reduces the amount of pseudoelastic strain. The stress required to induce stress in martensite exceeds the austenitic yield strength, resulting in permanent set. Thus, an effective useful temperature range for pure pseudoelastic components may be only 20 ° C. As described above, the glasses frame using the conventionally proposed shape memory alloy,
It can only be used in a very narrow temperature range of about 20 ° C or less,
Such products, when used as eyeglasses that would be of commercial value, are not really useable. That is, conventionally, it has been proposed that shape memory alloys are used for glasses,
Shape memory alloys exhibiting pseudoelasticity at room temperature were considered to be most suitable for glasses frames, but as described above, the temperature range that can be used as glasses is only 20 ° C at most, so glasses should be used in environments where the temperature difference is 20 ° C or more. As was useless at all. For example, if the glasses are made of pseudoelastic nickel-titanium shape memory alloy that functions as glasses at a lower temperature of 0 ° C. when the temperature rises above 20 ° C., the glasses will begin to lose their spring properties and the glasses will come off the face. become. Conversely, the upper limit of operating temperature is 3
If glasses having spring properties are made at a temperature of 0 ° C., if the temperature is lower than 10 ° C., the glasses still lose their spring properties and cannot be used as glasses. Thus, while both the elastic and memory properties of shape memory alloys have been discussed as potentially useful for eyeglass frames, conventional artisans have not fully addressed the limitations on the use of these materials. It is apparent that they did not understand and did not reveal any information about the correct thermo-mechanical processing required to utilize the shape memory alloy as a component of the frame. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to 1) be highly resistant to permanent deformation or "kinking" over the entire range of ambient temperatures, or 2) be sufficiently resistant to deformation and heated. Or 3) easy to disassemble and reassemble, or 4) does not require screws in the hinges. One aspect of the present invention is to provide a pseudoelastic metallurgy in which at least a portion of the eyeglass frame is made of a nickel-titanium based shape memory alloy and the portion is work hardened. Wherein said portion has undergone work hardening, has a low effective modulus of elasticity that gives a soft and springy feel, and said portion has an elasticity of greater than 3%. Another aspect of the invention is that a frame is made of a nickel-titanium based shape memory alloy, at least a portion of which is a work hardened and heat treated structure, and wherein the portion is A glasses frame characterized by at least 3% heat recoverable shape memory properties upon work hardening and subsequent heat treatment, a yield strength greater than 30,000 psi (207 MPa), and at least 3% elasticity. ". To describe these in detail, the object of the present invention is to form a spectacle frame and a part of a spectacle frame with a shape memory alloy having characteristics combining superelastic characteristics and pseudoelastic characteristics (hereinafter referred to as “optimized elasticity”). Is achieved by providing a spectacle frame, which is created. One aspect of the present invention is the use of work hardening to produce glasses with superelastic properties that can be used over a much wider temperature range than previously suggested (about 20 ° C.). To use a quasi-elastic material, ie, [optimized elasticity]. With nickel-titanium based alloys, an operating temperature range of up to 60 ° C. is obtained, and the present invention enables perfect practical glasses. This temperature range of 60 ° C. is rather too ideal, and is not always required by glasses in this temperature range. When the temperature range is 20 ° C., there is no practicality as described above for the conventionally proposed glasses. However, when the temperature range is as high as 30 ° C., sufficient practical glasses are obtained in a place where the temperature difference is small. In an environment where the temperature difference is further increased, the manufacturing conditions may be selected in accordance with the conditions in those temperature ranges. In one ideal aspect of the invention, there is provided an eyeglass frame having at least one pair of rims and one pair of corresponding eyeglasses, at least a portion of which is at least 30% work hardened. A spectacle frame made from a memory alloy and having an elasticity of 3% or more over a temperature range of -20C to + 40C is provided. Thus, the most ideal temperature range of 60 ° C. (−20 ° C. to + 40 ° C.) can be achieved by giving the nickel-titanium based pseudoelastic material a work hardening of 30% or more. To obtain a component of the glasses frame having an arbitrary temperature range from a temperature range (30 ° C. width) to an ideal temperature range (60 ° C. width), which is not such an ideal temperature range, it is necessary to use: According to the method described in order to obtain the above ideal temperature range, those having ordinary knowledge belonging to the technical field, according to examples and detailed description of the present invention described below, for example, alloy composition, cold working conditions, It can be easily carried out by appropriately selecting heat treatment conditions and the like. In another ideal aspect of the present invention, there is provided a spectacle frame having at least one pair of rims and a pair of corresponding ridges, wherein at least a portion of the spectacle frame is at least 30% work hardened. Made from memory alloy, then a portion is heat treated at a temperature below 400 ° C. for 1 hour or more to obtain a minimum 3% heat recoverable shape memory and a yield strength greater than 30,000 psi (207 MPa [megapascal]). A glasses frame having at least 3% elasticity is provided. In another aspect of the present invention, 1) a combination of shape memory properties and elastic properties is shown, 2) the shape recording properties of these alloys are utilized as fastener elements, and 3) the martensitic state of the alloys as hinges. By utilizing flexibility and fatigue resistance, it is possible to provide such a component of a glasses frame. In yet another aspect of the invention, there is provided a glasses frame having at least one fastener portion, wherein the fastener portion is made from a shape memory alloy having a martensitic transformation temperature below ambient temperature, Has an austenite transformation temperature above which the alloy transforms into an austenitic state, applying a clamping or loosening force. In yet another aspect of the invention, there is provided a glasses frame having a pair of rims and a pair of corresponding vines, the rims being connected to the vine by a pair of hinge portions, wherein the hinge portions are Glasses made from a shape memory alloy having an austenite transformation temperature above ambient temperature, such that when below the austenitic transformation temperature the alloy is in its martensitic state and is highly flexible and fatigue resistant. A frame is provided. In another aspect of the invention, there is provided a glasses frame having at least one fastener portion, wherein the fastener portion is made of a shape memory alloy having a martensitic transformation temperature higher than ambient temperature, wherein the alloy is The glasses frame has an austenite transformation temperature such that the alloy transforms to an austenitic state when a temperature becomes higher than a certain temperature and applies a clamping force at that time, and the alloy maintains the clamping force when returning to the martensitic state. Provided. In yet another aspect of the invention, there is provided a spectacle frame having at least one fastener portion, wherein the fastener portion is made from a shape memory alloy having a martensitic transformation temperature lower than ambient temperature. Provides an eyeglass frame having an austenite transformation temperature such that when the alloy rises above a certain temperature, it transforms into an austenitic state and applies a loosening force.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施態様についての細部を含む一般的なめがねフレームの
斜視図である。 第2A図は、一定の応力が加えられたときの温度対歪のグラフであり、形状記
憶合金のオーステナイト相とマルテンサイト相との間の変態を特徴づける温度が
グラフ上で境界づけられている。 第2B図〜第2E図は、十分に焼鈍された形状記憶合金の応力−歪挙動を4つ
の異なる温度において示す。 第2B図− 温度T1はMsより低い。 第2C図− 温度T2はMsより僅かに高く,Mdよりかなり低い。 第2D図− 温度T3はT2より高いがMdより低い。 第2E図− 温度T4はAfより高くかつMdより高い。 第2F図は、第2B図に示すようなT<Msにおけるマルテンサイト合金の応
力−歪挙動を示し、この合金は加工硬化されたものである。これは、超弾性とし
て定義された挙動である。 第2G図は、加工硬化されかつ部分的に焼鈍された合金の、第2B図に示すよ
うな温度T<Msにおける、弾性的性質と形状記憶的性質との組合せを示す。 第2H図は、加工硬化されたマルテンサイト合金の、第2C図に示すような温
度Ms<T<Mdにおける応力−歪挙動を示す。この挙動は、“最適化された弾性
”として定義される。 第3図は、熱により活動的にされる2方向作用で締付け力を加えるレンズ保持
リムの、第1図の3−3線に沿う断面図である。 第4図は、変形例の第3図に類似の断面図である。 第5図は、留め具によりリムに枢着されためがねフレームのつるの部分斜視図
である。 第6図、第7図、第9図、及び第10図は、第5図に示すようにリムにつるを
連結する際採用しうる形状記憶合金製留め具の種々の実施態様を示す分解一部斜
視図である。 第8図は、第7図の留め具の開かれた形状を示す斜視図である。 第11図は、第10図の実施態様において採用しうる留め具の部分断面図であ
る。 第12図は、形状記憶合金製のナット及び/又はボルトを用いた留め具の配置 を示す部分斜視図である。 第13図及び第14図は、夫々、正面図及び部分断面図であり、めがねのレン
ズへの鼻ブリッジ及びつるの連結を示す。 第14図は、変形例のレンズの境界面を示す。 第15図は、形状記憶合金製リムの斜視図で、このリムは、レンズと係合し、
熱回復によりつると枢軸係合する。 第16図は、本発明に使用するための鼻当ての支持部材の部分斜視図である。 第17図は、本発明による単一部品からなるヒンジの部分斜視図である。 第18図は、本発明に用いるつるの断面図である。 好ましい実施態様の説明 第1図を参照すると、フレーム12を有するめがねが全体的に10で示されて
いる。フレーム12は、2つのめがねリム14,16と、鼻ブリッジ18と、鼻
当て19,21と、つる20,22とを有し、つる20と22は夫々リム14と
16に蝶番結合されている。つる20,22は着用者(図示せず)の耳の上を後
方へ延び、ブリッジ18は2つのレンズを連結し、着用者の鼻の上に載って支え
られいる鼻当て19,21は、ワイヤ23,25によってリム14,16に取付
けられる。 第2A図〜第2F図は、種々の条件下における典型的な形状記憶合金の応力−
歪線図を示す。温度Tは、応力−歪試験が行なわれる温度であり、一般に、合金
が用いられるべき温度範囲内にある。 第2B図は、Msより低い温度T1に於ける応力−歪特性で、この温度において
、十分に焼鈍された形状記憶合金は、応力が加わるにしたがって、点Aからほぼ
点Bまでは、応力と歪の関係は比例的に変化するが、その後は変形し、点Bから
点C,点Dと歪が増加する。点Dで応力を除去すると点Eに戻り、図示のように
約9%の残留歪が残った状態となる。 第2C図については前述した通りであり、第2D図は、T2より高いがMdより
低い温度T3における応力−歪特性で、応力が加わるにしたがって、ほぼJ点ま
では、応力と歪の関係は比例的に変化し、その後は変形し、点Kで応力を除去す
ると歪は点L,点Mと減少し、応力が零になっても残留歪が残った状態である。 第2E図は、Af及びMdのいずれよりも高い温度T4における応力−歪特性で
、応力が加わると、ほぼN点までは、応力と歪の関係は比例的に変化し、その後
は変形し、点Dで応力を除去すると歪は点Pと減少し、応力が零になっても残留
歪が残った状態である。 このように十分に焼鈍された形状記憶合金はそれぞれの温度において、応力−
歪特性を有しているものである。 形状記憶合金の機械的性質は処理と温度に大きく左右され、特に第2A図に示
した変態温度近くの温度範囲内での処理と温度に左右される。 フレーム構成要素の機械的性質を特性表示するために一軸方向の引張り性質を
述べる。何故ならば、この一軸方向の引張り性質は、最も容易にテストされ、他
の材料や他の結果と比較されるからである。問題のフレーム構成要素をテストす
るために、均一な横断面をもつつるの真直なブレードが標準試験機で引張られ、
その間、研究中の実際の試験片に固定された伸び計を用いて歪が測定され、試験
機により荷重が測定された。 第2A図において、一定の応力Uを受けたときに合金に生ずる歪Eが温度の関
係として描かれている。冷却に基き、合金がマルテンサイト変態開始温度Ms
達すると歪が突然に増大する。この温度Msにおいて、高温組織であるオーステ
ナイト顕微鏡組織が、はるかに軟かい低温マルテンサイト顕微鏡組織に変態し始
める。合金がマルテンサイトの最終温度Mfにおいて完全にマルテンサイトに変
換されるまで、この歪の増大は続く。合金が再び加熱されるとき、オーステナイ
ト開始温度Asにおいてオーステナイトへの逆の変態が始まり、この変態はオー
ステナイト最終温度Afにおいて完了する。一般に、AsはMfより若干高く、冷
却と加熱の間の温度差の曲線はヒステリシスと呼ばれる。ヒステリシスの幅は、
ニッケル・チタニウム合金において10℃〜100℃であることででき、若干の
銅ベース合金においては尚一層広い。 なおMdは、応力誘起によってマルテンサイト変態が起きる最高温度である。
これについては、例えば、米国特許4,505,767号に記載されているとこ
ろである。 然しながら、合金が少なくとも約30%の加工硬化、好ましくは少くとも約4 0%の塑性変形を受けるとき、応力−歪曲線の異なる組が得られ、適当な温度範
囲(T)を有する合金を利用して加工硬化し(ある場合には、後で焼鈍し)で所
望の性質を達成するようにめがねフレームの特定の構成要素を作ることができる
。例えば、形状記憶合金の相当大きい加工硬化(即ち、約30%又はそれ以上の
塑性変形)は、第2F図に示すように温度T<Msにおいて高度に弾力のある“
純粋の超弾性的”挙動を生ずる。この2F図は、加工硬化をしない同じ合金を示
す第2B図と対照されるべきである。Ms<T2<Mdにおいては、同じ合金が第
2H図に示すように挙動し、そこにはその合金は“加工硬化された擬弾性的”で
あるとして記載されている。第2F図と第2H図は、純粋に弾性的なめがね構成
要素、例えば、つる、ブリッジ、鼻当て支持ワイヤ等に使用するための理想的な
特性を表わしている。第2C図に示す擬弾性的挙動は、温度範囲が余りにも限ら
れているので使用できないけれども、適当なMs温度をもつ合金を選択し、最適
の加工硬化を達成するようにこの合金を処理することにより、−20℃〜+40
℃の全温度範囲にわたり第2F図又は第2H図の挙動を達成することができる。
万一、合金がMsより高い温度に露出されても、第2H図に示すような、合金の
加工硬化された擬弾性的挙動により、合金が所望の弾性と強度を保持することが
保証される。 フレーム材料を適切な水準に注意深く加工硬化し、他のすべての処理の後、こ
の加工硬化を、焼鈍を施さないことにより保持することにより、関連するすべて
の温度において降伏強度が許容しうる程に高い極めて“弾力のある(springy )
”構成要素を得ることができる。加工硬化された組織は、第2B図に示すような
容易に熱回復しうる歪を受けず、むしろ第2F図の挙動を示す。たとえ使用温度
が合金のMsとMdとの間の温度になっても、擬弾性的効果により極端なばね性が
部分的に保持され、他方、マルテンサイト相又はオーステナイト相が永久変形に
対する、加工硬化による抵抗が利用される(第2H図)。これらの状況において
、材料の低い有効モジュラスと、正しく保持された加工硬化による高い降伏強度
とは、構成要素が標準のフレーム材料の数倍の弾性をもつことを可能ならしめる
。 めがねフレームの使用の温度範囲(即ち、約−20℃〜+40℃)の全体を通
して所望の非常に高い弾性を達成するためには、構成要素における擬弾性と超弾 性の両方の性質を組合わせることが望ましい。(第2C図及び第2F図参照)。
このことは、所望の使用温度範囲(即ち、約10℃〜40℃)の上方部分に一致
する擬弾性の温度範囲をもつ合金を選び、使用温度範囲の下方部分において満足
な超弾性的挙動を達成するように加工硬化を加えることにより達成される。少く
とも約30%の加工硬化を構成要素に加えることにより、マルテンサイト相にお
ける塑性歪と熱回復しうる歪とが、少くとも75ksi(517MPa )の応力まで
は抑制される。擬弾性の温度領域において、この性質は、少くとも75ksi(5
17MPa )の応力までは、超弾性と擬弾性の性質の組合せ、即ち、“最適化され
た弾性”の性質(第2H参照)となる。従って、めがねフレームのための、−2
0℃〜+40℃の有用な温度領域の全体にわたり、構成要素は、6%位の歪まで
は完全に弾性的に作用する。これは、伝統的な金属製めがねフレームで達成され
る範囲の数倍である。 第2F図、第2G図及び第2H図は、本発明によるめがね構成要素の理想的な
特徴を示している。特に、ニッケル−チタニウム製のめがねフレーム構成要素を
加工硬化させた後、部分的に焼鈍すると、その結果として、Msより低い温度に
おいて第2G図に示すようなばね性(springly)と形状記憶性とを示し、Ms
dの間の温度では第2H図に示すようなばね性と形状記憶性とを示す構成要素
が得られる。若しもそのめがね構成要素が付加的な加工硬化を受けた後、焼鈍さ
れなければ、第2F図に示すように、Msより低い温度に於いて高度のばね性の
挙動を示す。第2F図、及び第2H図に示すように、めがね構成要素は、−20
℃〜+40℃の温度範囲に渡り、少なくとも4%の歪まで完全に弾性的に作用す
る。 めがねフレームの技術に於いて、望ましいめがねフレーム構成要素が具備すべ
き特性は(1)通常の条件のみならず過酷な条件で使用中にも、所望の形状を保
持するような、永久変形に対する抵抗、即ち弾性を有すること。及び、(2)軟
らかいばねのような感じを与えることにより、着用者により快適であること、す
なわち、材料の有効弾性係数が小さいこと、が含まれる。 更に、このような性質は、めがねフレーム構成要素が通常遭遇する広い使用温
度範囲にわたって、保持されなければならない。 本発明の好ましい実施態様に於いて、めがねフレーム構成要素は、少なくとも
30%加工硬化することにより(その後、部分的な焼鈍をし、若しくはせずに)
製作される。めがねの着用者に快適な感じを与え得るように、めがねフレーム構
成要素に所望のレベルの弾性と弾性係数を与えるためには、めがねフレーム構成
要素中に十分な加工硬化が残存することが不可欠である。好ましい実施態様によ
れば、めがね構成要素に少なくとも30%の加工硬化が加えられる(400℃以
下の温度で1時間以上部分的な焼鈍をし、若しくはしなくてもよい)。 所望の弾性と弾性係数を得るために、他のレベルの加工硬化、異なる焼鈍の温
度及び時間を採用し得ることは当該めがねフレーム製造分野にたずさわる者には
明らかであろう。 望ましい加工硬化の水準は、1時間未満の間400℃以上の温度で部分的に焼
鈍することにより、または焼鈍を行わずに、構成要素が30%未満の加工硬化さ
れて、保持されていればよい。然しながら、余りに高すぎる温度で、及び/又は
、余りに長時間、構成要素を加熱すると、その結果として、構成要素が完全に焼
鈍されてしまい、即ち、構成要素中の残存加工硬化がすべて失われることになる
。他方、加熱温度が余りにも低過ぎたり、加熱時間が余りにも短か過ぎたりする
と、その結果として、構成要素中の残存加工硬化に何の変化も生じないことにな
る。 簡単に言えば、加工硬度が大きい程材料の剛性が増大し、焼鈍の程度が高いほ
ど材料の剛性が小さくなるものである。 実際のめがねフレーム構成要素に於いては、理想化された特性は、好ましい実
施態様の如く、−20℃〜+40℃の温度範囲全体に渡り達成される必要はない
。従って、すでに述べたように0℃〜30℃又は−10℃〜+30℃の温度範囲
に渡り所望の弾性と弾性係数とを示す構成要素は、相当の実用価値を有する。同
様に少なくとも15%加工硬化された構成要素も、弾性と剛性の望ましい組合せ
を示し得る。 本発明に係るニッケル−チタニウム製のめがねフレーム構成要素には、従来の
ニッケル銀、モネル、ベリリウム銅、ステンレス鋼及びチタニウムのめがねフレ
ーム材料では得ることができない形状記憶(shape memony)能力を付加し得る。
これらの従来公知の形状記憶能力を有しない材料は、1%より大きい弾性を示さ ないが、本発明に係るニッケル−チタニウム合金製のめがねフレーム構成要素は
、少なくとも3%の弾性と、少なくとも3%の熱回復し得る形状記憶能力とを与
えることができる。即ち、この構成要素はもとの形状から少なくとも3%まで弾
性的に変形させることができ、その構成要素を加熱するだけでもとの形状に復帰
させることができる。 本発明において、“低い有効弾性係数(low effective elastic modulus )”
とは、めがねフレームのその部分が低い剛性(low stiffness )を有することを
言う。また、“3%の弾性”を有するとは、そのめがねフレーム構成要素が耐え
得る弾性歪が最大3%であることを意味する。而して、“低い有効弾性係数”を
有するということは、そのめがねフレーム構成要素が軟らかいバネのような感じ
を示すということである。“3%の弾性”を有するということはめがねフレーム
構成要素が、その構成要素を3%以上の歪によって変形を生じさせ、また力を除
去すると原形に復し得るということを示すものである。 ジョージ イー.ディエーター、ジュニア(George E.Dieter,Jr.)(Dieter
)“機械的冶金学(Mechanical Mettallurgy)”と題する1961年の刊行物か
らの抜粋によれば、弾性係数(modulus of elasticity )とは、材料の剛性の尺
度であり、機械的性質の内では、最も安定した特性の一つで、合金元素の添加、
熱処理又は冷間加工することにより僅かに影響を受けるに過ぎないものである。
然しながら、温度を上げると弾性係数が低下するというのは周知の事実である。
ディエーターはまた、弾性係数が大きい程、所定の応力を加えるこにより生ずる
弾性歪が小さい、ということも指摘している。従って、より大きい弾性係数は、
より剛性の大きい材料に対応する。例えば、ステンレス鋼の室温に於ける弾性係
数は28.0×106であるが、他方、チタニウム合金のそれは、室温に於いて
16.5×106にしか過ぎず、遥に小さい。従って、ステンレス鋼に比較して
、ニッケル−チタニウム合金の有効弾性係数は小さいものである。 “加工硬化(work hardening)”という用語は、この技術分野においては、“
歪硬化(strain hardening)”又は“冷間加工(cold work )”を言うものと理
解されている。特に、ディエーターの文献の他の部分に示されているように、予
め加えられた塑性変形のため、一定の剪断を引き起こすのに必要な応力が増大 する現象は、歪硬化又は加工硬化として知られている。更に、歪硬化が除去され
ないような温度と時間間隔で行なわれる塑性変形は冷間加工と呼ばれている。而
して、“30%の加工硬化”の特徴は、めがねフレーム構成要素により見られる
冷間加工の量を示している。冷間加工の幾分かは、後の熱処理により除去される
ことに留意すべきである。 例えば、0℃の変態温度を有する形状記憶合金を用いて適当な構成要素を作る
ことができる。つるの変を0.060”(1.52mm)の直径に伸ばし、これを
600℃で15分間焼鈍し、次に0.036″×0.083″(0.92mm×2
.11mm)(45%より大きい塑性変形)の平らな片にプレスすることにより、
十分な冷間加工が与えられる。前記構成要素は4%の引張り歪において150ks
i (1033MPa )以上の応力を支持し、室温において完全な弾性的ばね復帰を
示す。付加的な延伸工程により又は他の形状へ圧延又はプレスすること等により
等しい量の冷間加工を与える他の方法が、類似の強度と弾性の性質を生じさせる
ことが理解されよう。 めがねフレームの一部分が最適化された弾性を示し、この部分が、少くとも約
30%好ましくは少くとも約40%加工硬化されかつ−20℃〜+40℃の温度
範囲にわたり6%より大きい弾性を有する形状記憶合金から作られている、めが
ねフレームを作製できることが上述の説明からわかる。 形状記憶の特徴を特にめがねのつるのような構成要素に利用するためには、か
なり高い有効降伏強度(約30ksi(207MPa )以上)を達成する一方、6%
の外側繊維歪の大きさの変形からの鋭い完全な形状記憶回復力を保持することが
必要である。加工硬化と部分的な焼鈍により、Msより低い温度において、より
高い降伏強度と、非常に弾性的な挙動と、若干の形状記憶特性との組合せを有す
る合金が得られる。この挙動、第2G図に示されている。このことは、少くとも
約30%の塑性変形を加えることにより構成要素に少くとも74ksi(517MPa
)の降伏強度を生じさせる最終成形工程と、それに続き、少くとも75ksi(5
17MPa )の加工硬化された値から30ksi(207MPa )〜50ksi(344MP
a )の熱処理された水準まで降伏強度を低下させるための最終熱処理工程とによ
り達成される。この順序は、少くとも6%の十分に回復しうる歪の可能性 を与える。最適の処理は、ほば30%〜40%の冷間加工を与える最終成形作業
と、それに続いて、室温より高いが400℃より低い温度(例えば約275℃)
で1時間以上行なう熱処理とを採用し、この熱処理により降伏強度を30ksi(
270MPa )〜50ksi(344MPa )に低下させることである。 例えば、つる構成要素は、材料を0.070″(1.78mm)直径に伸ばし、
これを600℃の温度で15分間焼鈍することにより作ることができる。次に、
この構成要素は、0.0875″(2.22mm)幅×0.049″(1.25mm
)厚の平坦にされた断面にプレスされる(35%以上の塑性変形)。この構成要
素はこの時点で99ksi(682MPa )の降伏強度を有する。次にこの構成要素
は、280℃の温度で5時間焼鈍される。その結果得られる構成要素は、31ks
i(214MPa )の引張り降伏強度と、7.5%歪における125ksi(861MP
a )の引張り強度とを有し、荷重を除くと、3.7%の弾性的ばね復帰お与え、
加熱されたとき3.8%の形状記憶回復を与える。 もう一つの例として、“より剛性のある”つるを得るために、構成要素を0.
075″(1.91mm)直径に伸ばし、次いで400℃の温度で30分間焼鈍し
た後、0.097“×0.049″(2.46mm×1.25mm)にプレス(38
%以上の塑性変形)することができる。250℃の温度で8時間最後の焼鈍をす
ることにより、約49ksi(338MPa )(焼鈍前の約110ksi(758MPa )
と比較)の降伏強度と、7.25%歪における113Ksi(778MPa )の引張
り強度とをもつ構成要素が得られる。加熱されたとき、この構成要素は、5.0
%の弾性ばね復帰を示し、2.25%の形状記憶回復を与える。追加の延伸工程
、又は他の形状への圧延又はプレス等により等しい量の冷間加工を与える他の方
法が、同様な強度と、形状記憶回復と、弾性の性質とを生じさせることが理解さ
れよう。 上述の説明から、めがねフレームの一部分を形状記憶合金から作り、この部分
が最少3%熱回復しうる形状記憶と、30ksi(207MPa)より大きい降伏
強度と、少くとも3%の弾性とを有するような、めがねフレームを制作しうるこ
とがわかる。 締付け又はクランプの機能を達成するために構成要素の形状記憶の性質を用い るとき、この構成要素として第2B図又は第2G図に記載された材料を用いるこ
とができる。材料の変態温度は、冷却によりマルテンサイト組織が得られるよう
に選ぶのがよい。そうすれば、使用温度に温めるときオーステナイトの逆行が生
ずるであろう。二者択一的に、材料は、オーステナイトへの変態を生じさせて形
状記憶効果を誘発するために、使用温度より高い温度への加熱を必要とするであ
ろう。使用中、構成要素は、オーステナイト又はマルテンサイトの何れであって
もよい。 上述の説明から、少なくとも1つの留め具部分を有するめがねフレームを製作
し、この留め具部分を周囲温度より低いマルテンサイト変態温度をもつ形状記憶
合金で作り、前記合金が、ある温度より高くなると合金がオーステナイト状態へ
変態するようなオーステナイト変態温度を有し、その変態の締付け力を加えるよ
うな、めがねフレームを製作しうることがわかる。二者択一的に、合金は周囲温
度より高いマルテンサイト変態温度をもつことができ、従ってその合金をオース
テナイト状態まで温度上昇させると合金が締付け力を加え、構成要素をそのマル
テンサイト状態へ冷却させるとき前記締付け力が維持される。 形状記憶合金の可撓性と耐疲労性を利用する構成要素(第17図に示すような
)においては、好ましい材料は、第2B図に記載されている形態のものである。
構成要素が使用中常にマルテンサイト状態にあり、従って低いマルテンサイト降
伏強度と大きい可逆マルテンサイト歪とを有することを保証するためには、合金
の変態温度を使用温度範囲より高くすべきである。もしも合金がより高い有効剛
性を有することが望ましいならば、第2F図、第2G図又は第2H図に示す変態
の合金を用いることが可能である。 上述の説明から、ヒンジ部分を有するめがねフレームを制作し、このヒンジ部
分を周囲温度より高いオーステナイト変態温度をもつ合金で作り、前記オーステ
ナイト変態温度より低い温度では合金はマルテンサイト状態にありかつ高度に可
撓性で耐疲労性があるような、めがねフレームを作製しうることがわかる。 上述の形状記憶合金は、めがねフレームの次のような部分に適用されるが、そ
の部分に限定されない。 1) 最適化された弾性 つる ワイヤ ブリッジ 2) 弾性及び記憶 つる ワイヤ リム、ブリッジ 3) 形状記憶のみ ヒンジ ワイヤ リム 4) マルテンサイト ヒンジ めがねフレームの上述の部分を製作するために使用しうるタイプの1つの合金
が米国特許第3,351,463号の主題であり、この米国特許を引用により本
明細書に組み入れる。適当な組成物の処理と特徴を記載している他の文献の中に
は、55ニチィノル(nitinol )の主任開発者であるフィリアムJ.ビューラ博
士とウィリアムB.クロスによる“55ニティノル……記憶をもつ独特のワイヤ
合金”と題する記事(これは、1969年6月発行のワイヤジャーナルに掲載さ
れた)が含まれる。この文献は、N−69−36367又はNASA CR−1
433として表示され、スプリングフィールドVA22151にある科学技術情
報の広報機関(Clearinghouse of Scientific and Technical Information )か
ら入手可能である。これらの刊行物はすべて、引用により本明細書に組入れられ
る。 形状記憶合金の例は、引用により本明細書に組入れられた米国特許第3,17
4,851号及び第3,672,879号に開示されている。チタニウム−ニッ
ケル−コバルト合金が米国特許第3,558,369号に開示されている。適当
な2成分のニッケル−チタニウム形状記憶合金は当業者に周知であり、例えば上
述のビューラ等の特許と記事に記載されている。 第1図において、リム14は収縮した形状(回復された状態)で示されており
、リム14は、レンズ24に当接してそれと共に締まり嵌めを形成している。リ
ム16は、レンズ26に対し拡張可能な形状(変形された状態)のリムを示し、
前記リム16はこのレンズ26の挿入物を収容する。この実施態様において、リ
ム 14と16はレンズに締付け力を加える。 リム14,16は、ニッケル−チタニウム合金、種々のアルミニウム−ブラス
、銅合金、及び形状記憶効果を示す他の既知の合金のような、しかしのれに限定
されない、形状記憶合金で作られている。1つの周知のニッケル−チタニウム合
金はニチィノル(nitinol )として知られている。第1図において、例えば、形
状記憶合金は記憶形状を有するように成形することができ、その中に十分な熱が
発生されるときその合金は記憶形状に戻る。即ち、形状記憶合金は、変形させる
ことができ、その後それを加熱すると記憶形状に戻る。この記憶特性は、金属又
は合金の状態を、変形されたマルテンサイト状態から回復されたオーステナイト
状態へ熱を加えて変化させるのに寄与する。リム14,16は、合金がマルテン
サイト状態にある間に変形させることができ、その後リム14,16を適当な温
度に露出することにより、記憶形状(即ち、回復されたオーステナイト状態)に
回復され、それによって締付け力を加える。リム14,16を転移温度又は回復
温度に導く方法には、リム14,16を取囲む環境の温度を調節する方法、リム
14,16に電流を流して材料の抵抗による熱を発生させる方法、誘導加熱を用
いる方法、又は他の温度制御技術を用いる方法等がある。リム14,16の温度
の精密な制御を可能にする技術を用いること、例えばリムを正しい温度の水の中
に浸漬することが好ましい。 1つの作用態様において、レンズが最終位置にあるとき、リムは回復されたオ
ーステナイト状態にある。リム14は、第1図に、(回復された)記憶形状で示
されている。リム16に関して見られるような形成された状態においては、リム
16は十分に大きいので、その中にレンズ24を挿入することができる。加熱す
ると、リム16は収縮してレンズ24と緊密な接触をし、締付け力を及ぼす。そ
れ故、この方法では、リムは加熱されてレンズをしっかりつかみ、これを保持す
る。 リム16が収縮する速さは、リム16への熱の適用を制御することにより、精
密に制御することができる。(この特徴は、金属の回復に関するような本発明の
すべての実施態様に属することに留意されるべきである。) もう1つの作用態様において、リム14は、閉じられてレンズと緊密に接触し たとき、変形されたマルテンサイトの状態にあることができる。この状態にある
リム14を加熱することにより、変形されたマルテンサイトの状態にあるリム1
4は、開いて回復されたオーステナイト状態へ回復され、それによって、ゆるめ
る力を加えることができる。それ故、この態様においては、レンズの挿入と除去
は、リムがリム16に対応する記憶形状にあるときに行なわれ、レンズは、リム
14に対応する変形されたリムにより所定位置に保持される。 第3図を参照すると、本発明によるリム30の好ましい横断面が示されている
。この断面はC字形で、リム30の長さに沿って溝32を形成している。溝32
は、レンズ34の解放又はレンズ34の保持を夫々可能にするように選択的に増
減させうる半径方向の寸法を有する。前に示唆したように、解放(ゆるめること
)又は保持(締付けること)は、記憶形状への回復により達成することができ、
リム30の半径方向の寸法を変形させることにより補助的な操作が行なわれる。
リムを含む形状記憶合金の変形は、合金がマルテンサイト状態にある間に、所望
により、溝を半径方向内側へ圧縮して溝の半径を減少させることにより行なうこ
とができ、溝の幅は、合金をオーステナイト回復温度に加熱するとき増大する。 第3図を考察する際、留意すべきことは、レンズ34の保持は、(a)単に又
は主としてリム30の峰36,38によって行なうことができ、又は(b)リム
30の内側表面40に対する摩擦嵌合と共に峰36,38によって行ないうるこ
とである。 第3図に示すように、リム30は内層42と外層44とからなる。内層42は
、それに沿って配置された峰36,38を有する。外層44に沿って保持用の峰
を設けることも本発明の範囲内にある。後者の実施態様においては、外層44の
C字形の周囲は、内層43の周囲より比較的に大きいであろう。同様に、レンズ
34を両方の層42,44により保持することも意図されている。上述の実施態
様の何れにおいても、以下の説明から明らかになるように、形状記憶合金がC字
形溝を開くために用いられるか又は閉じるために用いられるかに依存して、内層
42又は外層44の何れかを形状記憶合金から作ることができる。外層は、その
とき、ステンレス鋼製又は或る他の比較的にばね状の金属製であるのが好ましい
。外層44が形状記憶合金である場合、リム30は、加熱により閉じてレンズ3
4 と係合するのが好ましい。内層42が形状記憶合金であるとき、リム30は、加
熱により開いてレンズ34を解放し、記憶(回復された)形状になる。従って、
リム30を温水の中へ浸漬することにより、着用者は、冷却時に係合したレンズ
34を取外して取替えることができる。C字形断面は、閉じられたリム(例えば
、第1図参照)又は部分的なリムの態様に与えることができることが理解される
べきである。 リムは、所望により、第4図に見られるように、形状記憶合金の単一層から構
成してもよい。第4図は、溝52,54を有するレンズ50を断面で示してあり
、この溝52,54はレンズ50の両側面にその周囲のまわりに形成されている
。C字形フレーム部材56は、レンズの外縁のまわりに配置され、溝52,54
の中に着座する末端58,60を夫々有する。この実施態様においては、形状記
憶合金のフレーム部材56は、合金がオーステナイト状態にあるときに締付け力
を加える。 第3図に示すような2部分からなるリムを採用してもよいが、形状記憶合金の
単一片リムを用いる方が好ましい。このような適用においては、弾性は重要な要
因でなく、強度が重量でありかつ溝がレンズを固く保持できることが重要である
。 リム56のC字形断面は、図示のように円形である必要はなく、同様に機能す
るであろう他の形状、例えばU字形でもよいことが理解されるべきである。リム
を円周方向に膨張(拡大)及び収縮させることも本発明の範囲内にある。第1図
には、リム16は、リム14に対して円周方向に拡大されたものとして示されて
いる。 第5図を参照すると、留め具部分74を用いてめがねのつる70をリム72に
留めることが詳細に示されている。留め具部分74は、リム72から延びるU字
形断面をもつ形状記憶合金部材76を備えている。つる70の端部78が、部材
76のU字形部分の内側に位置決めされている。 第5図に示されているように、ピン80によってつる70と部材76とを枢着
することかでき、そのとき部材76のU字形部分が閉じられる。部材76は、そ
の記憶形状(即ち、合金がその回復したオーステナイト状態にあるとき)で示さ
れている。部材76は、たとえマルテンサイト状態に冷却されてもこの記憶形状 に留まり、この状態で機能することができることが理解されよう。部材76は、
該部材76変形可能なマルテンサイトの状態でU字形からなるアームを互いに離
して拡げることにより変形させることができ、このアームは、特定の合金と変態
温度に依存して、低い温度であってもよい。かくして、移転温度より低い温度で
、つる70は部材76から離脱される。部材76の合金がその回復されたオース
テナイト状態にあるとき、つる70を部材76により再び枢着することができる
。この実施態様において、形状記憶部材が採用され、熱(室温でよい)により最
初の位置に回復する。 第6図には、H字型断面を有する2方開放端付き留め具が参照数字90で全体
的に示されている。ピン92が留め具90の各端部に配置されている。留め具9
0の少くとも一端は、H字型断面のその端部のアームの間の空間を開くように変
形可能であり、その端部は、転移回復温度に加熱することにより回復可能である
。留め具90は、つる70とめがねフレームのリム(図示せず)とを連結するた
め、第5図に示すような用途に用いることができる。 第6図の留め具90の作用は、第7図及び第8図に100で示す単一開放端付
き留め具の作用と同様である。第7図には、単一開放端付きの形状記憶留め具1
00が、つるの端部102に隣接して閉じられて示されている。ピン状態部分1
04は、つるの端部102の透孔106を貫通して延びることができ、それによ
って枢軸継手を形成する。第8図においては、留め具100は、つるの端部10
2が挿入又は除去ができるように開いている。 本発明の範囲は、ピン104のような単一ピンに限定されず、2つのハーフピ
ン(図示せず)の考え方をも含み、1つのハーフピンがU字形留め具100の各
アームから延びてつる102の孔106に係合する。また、つるとフレーム部材
との両部材は、向かい合ったピン又は半球をもつヨークでもよく、このピン又は
半球は他方の部材の向かい合った孔に係合する。 第9図は、もう1つのタイプの留め具110を示す。第7図に示すようなピン
104をもつのではなく、つるの端部112はそこから延びる2つのハーフピン
114を有し、このハーフピン114は、U字形部材110の相補開口部116
の中に受入れられる。第7図及び第8図の実施態様のように、形状記憶合金から 作られたU字形部材110は、枢軸継手を作るために同様に開閉することができ
る。 第10図において、形状記憶合金から作られたスタッド又はねじによって枢軸
継手が達成される。つるの端部112の相補孔と非形状記憶のU字形要素124
の相補孔とを整列させて、これらの相補孔の中へねじ120が容易にねじ込まれ
、スタッドの場合には押し込まれる。回復させたとき、ねじ又はスタッド120
は膨張してU字形要素124と堅く係合する。U字形要素124は、図示のよう
な別の要素でもよく、または第5図に示す部材76のようなリムの一部であって
もよい。 もしも要素120がスタッドであれば、それは第11図のスタッドの形をとる
ことができる。スタッド120は、122で示す部材(つるの端部)の凹所12
8の中に着座される頭部126を有する。割り軸部129は、頭部126からU
字形要素124の孔130を通り、つるの端部材122の整列孔を通して延びる
。スタッド120の端部は、短かい外側へ延びるリップ134を有し、このリッ
プ134は、U字形部材124の下方脚部の中で肩部136の表面に引っ掛かる
。 変形されたマルテンサイトの状態にあるとき、半径方向に圧縮された部材12
0は、つる122及びU字形部材122の夫々の整列孔を通して容易に滑る。膨
張させると、リップ134は凹所138の中へかみ合い、またつるの側壁及びU
字形部材の下方側壁と係合して両部材を互に固定する。 第12図には、ボルトとナットの組立体の形の留め具が全体として140で示
されており、この留め具140はレンズ142をめがねのリムその他の部材に固
定するためのものである。この図に示されているように、ボルト144はリム1
46とレンズ142を通して延び、相補ナット148と係合する。ボルト144
及び/又はナット148は形状記憶合金材料から作られる。ボルト144が形状
記憶合金で作られる場合、それはナット148に挿入される前に、軸線方向に伸
ばされ従って半径方向に圧縮されることによりマルテンサイト状態に変形される
のが好ましい。回復させると、形状記憶合金のボルト144は長さ方向に収縮し
て半径方向に膨張する。形状記憶合金のナットは半径方向に収縮して両者の間に
緊密な連結が行なう。収縮及び/又は膨張の大きさは、ボルト144及び/又は ナット148の予め定められた記憶形状により容易に制御される。 レンズをリムに固定する変形例が第13図及び第14図に示されており、この
変形例においては、つる及び鼻当てに個々のレンズをクランプする比較的小さい
弓形リム部材が設けられている。詳述すれば、形状記憶部材150,152は、
好ましくは、正方形で、断面がC字形であり、レンズ154,156の外縁の彎
曲に一致するように弓状に曲がっている。形状記憶部材150,152は、めが
ねのブリッジ全体と一体的でもよい。レンズは、C字形部材の端と係合するよう
に、第4図の実施態様に関して述べたように溝を付けるのが好ましい。 再び第13図を参照すると、つる158,160は、ヒンジ162,164片
を除き部材150,152に実質的に等しい部材166,168により、ヒンジ
162,164を介してレンズ154,156に固定されている。レンズへの結
合方向も同じである。つるも鼻当てもワイヤも図示されていないが、それらは本
発明の範囲内にあるものと考えられる。種々の部材150,152 166,1
68は、図示を明瞭にするために著しく拡大されているが、実際には、頑丈な構
造で然も欠陥部品を容易に取替えることのできる実質的にリムのないめがねを提
供する。第14図は、レンズに溝をつける代りの変形例を断面で示し、レンズ1
54のようなレンズは、その両側でレンズの縁の所で一部切り落されており、そ
れによって形状記憶合金150による把持を受け入れる。 第15図は、形状記憶リム172,174を有するめがねフレームを全体的に
170で示しており、このリム172,174は、回復温度に加熱されたとき、
その遠い端部で片持梁方式に半径方向内側へ収縮する。回復に基いてリム172
,174の半径が減少すると、その中に挿入されたレンズ176,178がリム
172,174により係合され、つる180,182がリム172,174に枢
軸係合される。詳しくは、突出部184、186、188、190がつる180
,182にある凹み又は孔に入る。 更に第15図において、つる180,182は、図示のようなヒンジ継手でリ
ム172,174に連結される場合、形状記憶合金、ステンレス鋼、又は或る他
の金属で作ることができる。 変形例として、ヒンジ継手は、良好な可撓性と耐疲労性とを有するニチィノル のような形状記憶合金の薄片から構成することができる。即ち、多数の部品から
なるヒンジを用いる代りに、第17図に示すように、リム172,174とつる
180,182との間に夫々配置された折り重ねうる長さの形状記憶合金201
を用いて枢軸継手を達成することができる。片201は、周囲温度より高いオー
ステナイト変態温度をもつ形状記憶合金で作られ、その場合、前記オーステナイ
ト変態温度より低いとき(即ち、めがねが使用中露出される周囲温度では)、合
金はマルテンサイトの状態にあり、従って高度に可撓性でかつ耐疲労性がある。 次に、第16図を参照すると、鼻台21が、リム16に結合された鼻当てワイ
ヤ25を介してリム16に連結されている。鼻当て21(即ち鼻台)は、形状記
憶合金製の留め具27により鼻当てワイヤ25にかたく連結されている。留め具
27は、そのマルテンサイト状態において図示の形状から変形させることができ
、それによって留め具を挿入又は除去することができる。留め具27がそのオー
ステナイト状態へ回復されたとき、留め具27は鼻当てワイヤ25を取り囲んで
それと係合する。一層重要なことには、ワイヤ25は、第1図に示すつる20,
22やブリッジ18のように、周囲温度の全範囲にわたり永久変形やねじれ(ki
nking )に対し抵抗性の形状記憶合金で作ることができる。変形例として、ワイ
ヤは、変形に対し十分に抵抗性がありかつ加熱により変形前の形状に容易に回復
し得る形状記憶合金から成形することができる。 第17図により詳しく言及すると、そこにはつるとフレームとの結合のための
ヒンジが示されている。この修正態様において、つる202の端部200とフレ
ーム206からの延長部204とは両方共、ヒンジ片201を受入れるための深
い凹み208,210を夫々有する。ヒンジ片201はフレーム及びつるに鋲止
めすることもできる。つるもまた、前述のような形状記憶合金を用いるのが有利
である。 次に第18図に詳細に言及すると、212で全体的に示されているつるの横断
面は、補強挿入体216を充填した形状記憶合金製のU字形部材214からなる
。充分な強度を与えるために、形状記憶合金部材をIビームにしてもよく、また
任意の外側装飾峰、例えば仮想線で示すような峰218を設けてもよい。もしも
このような形状を採用するならば、溝を省略して、つる全体をプラスチックで被
覆 することができる。更に、チャンネル214即ちU字形部材は、記憶を有する弾
性部材を形成するためステンレス鋼又は類似の補強挿入体の周りを閉じる戻り脚
部を有することができる。かくして、補強挿入体216は、構造体に強度を加え
るが、然し記憶材料の記憶効果を損なうほど十分強力でない材料の薄いブレード
とすることができる。 他の改良、修正、及び実施態様は、この開示の再検討により当業者に明らかに
なるであろう。このような改良修正、及び実施態様は、請求の範囲により定義さ
れた本発明の範囲内にあるものと考えられる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a general eyeglass frame including details on one embodiment of the present invention.
It is a perspective view. FIG. 2A is a graph of temperature versus strain when a constant stress is applied.
The temperature which characterizes the transformation between the austenitic and martensitic phases of the alloy
It is bounded on the graph. 2B-2E show four stress-strain behaviors of a fully annealed shape memory alloy.
At different temperatures. FIG. 2B—Temperature T 1 Is M s Lower. Figure 2C-Temperature T Two Is M s Slightly higher than M d Considerably lower. Figure 2D-Temperature T Three Is T Two Higher but M d Lower. Figure 2E-Temperature T Four Is A f Higher and M d taller than. FIG. 2F shows T <M as shown in FIG. 2B. s Of martensitic alloys in steel
It exhibits a force-strain behavior and the alloy is work hardened. This is super elastic
This is a defined behavior. FIG. 2G shows the work hardened and partially annealed alloy as shown in FIG. 2B.
Temperature T <M s 2 shows a combination of elastic properties and shape memory properties. FIG. 2H shows the temperature of the work-hardened martensite alloy as shown in FIG. 2C.
Degree M s <T <M d Shows the stress-strain behavior at. This behavior is "optimized elasticity
FIG. 3 shows a lens holder that applies a clamping force in a two-way action activated by heat.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the rim taken along line 3-3 in FIG. FIG. 4 is a sectional view similar to FIG. 3 of a modification. FIG. 5 is a partial perspective view of the vine of the eyeglass frame pivotally attached to the rim by fasteners.
It is. FIGS. 6, 7, 9 and 10 show the rims as shown in FIG.
Partial exploded views showing various embodiments of shape memory alloy fasteners that may be employed in connection.
FIG. FIG. 8 is a perspective view showing the opened shape of the fastener of FIG. FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a fastener that can be employed in the embodiment of FIG.
You. FIG. 12 is a partial perspective view showing an arrangement of fasteners using nuts and / or bolts made of a shape memory alloy. FIG. 13 and FIG. 14 are a front view and a partial cross-sectional view, respectively.
3 shows the connection of the nose bridge and vine to the nose. FIG. 14 shows a boundary surface of a lens according to a modification. FIG. 15 is a perspective view of a shape memory alloy rim, which engages a lens,
It pivots due to heat recovery. FIG. 16 is a partial perspective view of a nose pad support member used in the present invention. FIG. 17 is a partial perspective view of a one-piece hinge according to the present invention. FIG. 18 is a sectional view of a temple used in the present invention. Description of the Preferred Embodiment Referring to FIG. 1, glasses having a frame 12 are shown generally at 10.
I have. The frame 12 includes two eyeglass rims 14 and 16, a nose bridge 18,
It has a pad 19,21 and a temple 20,22.
16 is hinged. The vines 20, 22 are placed over the ears of the wearer (not shown)
And a bridge 18 connects the two lenses and rests on and supports the wearer's nose.
Nose pads 19 and 21 are attached to rims 14 and 16 by wires 23 and 25.
Be killed. 2A to 2F show the stress of a typical shape memory alloy under various conditions.
The distortion diagram is shown. Temperature T is the temperature at which the stress-strain test is performed, and generally
Is within the temperature range to be used. FIG. 2B shows the M s Lower temperature T 1 The stress-strain characteristic at
, The fully annealed shape memory alloy, as stress is applied,
Up to point B, the relationship between stress and strain changes proportionally, but then deforms and from point B
The distortion increases at points C and D. When the stress is removed at point D, it returns to point E, as shown in the figure.
Approximately 9% residual strain remains. FIG. 2C is as described above, and FIG. Two Higher but M d Than
Low temperature T Three The stress-strain characteristic at
Then, the relationship between stress and strain changes proportionally, then deforms, and the stress is removed at point K.
Then, the strain decreases to points L and M, and the residual strain remains even when the stress becomes zero. FIG. 2E shows A f And M d Temperature T higher than any of Four The stress-strain characteristics at
When stress is applied, the relationship between stress and strain changes proportionally until almost point N,
Is deformed, and when the stress is removed at the point D, the strain decreases to the point P, and the stress remains even when the stress becomes zero.
The distortion remains. The shape memory alloy thus sufficiently annealed has a stress-
It has a distortion characteristic. The mechanical properties of shape memory alloys are greatly affected by processing and temperature, and are particularly shown in FIG. 2A.
Temperature and temperature within the temperature range near the transformation temperature. Uniaxial tensile properties are used to characterize the mechanical properties of the frame components.
State. Because this uniaxial tensile property is most easily tested,
Because it is compared with other materials and other results. Test the frame component in question
In order to achieve this, a straight blade with a uniform cross section is pulled with a standard testing machine,
During this time, the strain is measured using an extensometer fixed to the actual specimen under study, and the test is performed.
The load was measured by the machine. In FIG. 2A, the strain E generated in the alloy when a constant stress U is applied is related to the temperature.
It is drawn as a clerk. Based on the cooling, the alloy becomes martensitic transformation onset temperature M s To
When it reaches, the strain increases suddenly. This temperature M s Austen
Knight microstructure begins to transform to much softer low temperature martensite microstructure
Confuse. Alloy is martensite final temperature M f Completely transformed into martensite
This increase in distortion continues until it is replaced. When the alloy is heated again,
Start temperature A s The reverse transformation to austenite begins at
Stainite final temperature A f Completed in In general, A s Is M f Slightly higher than cold
The curve of the temperature difference between cooling and heating is called hysteresis. The width of the hysteresis is
It can be achieved by the temperature of 10 ° C to 100 ° C in the nickel titanium alloy,
Even wider for copper based alloys. Note that M d Is the maximum temperature at which martensitic transformation occurs due to stress induction.
This is described, for example, in US Pat. No. 4,505,767.
It is. However, when the alloy undergoes at least about 30% work hardening, and preferably at least about 40% plastic deformation, a different set of stress-strain curves is obtained and a suitable temperature range is obtained.
Work hardening using an alloy having a surrounding (T) (in some cases, annealing later)
Specific components of the glasses frame can be made to achieve the desired properties
. For example, the significant work hardening of shape memory alloys (ie, about 30% or more)
Plastic deformation) occurs at a temperature T <M as shown in FIG. 2F. s Highly elastic in
2F shows the same alloy without work hardening.
FIG. 2B. M s <T Two <M d In, the same alloy
It behaves as shown in Figure 2H, where the alloy is "work hardened pseudoelastic"
It is described as being. Figures 2F and 2H show purely elastic eyeglass construction
Ideal for use on elements such as vines, bridges, nose support wires, etc.
It shows the characteristics. The pseudoelastic behavior shown in FIG. 2C is too limited in the temperature range
Although it cannot be used because it is s Select an alloy with temperature and optimize
By treating this alloy to achieve a work hardening of
The behavior of FIG. 2F or 2H can be achieved over the entire temperature range of ° C.
Should the alloy be M s Even when exposed to higher temperatures, as shown in FIG.
Work hardened pseudoelastic behavior allows the alloy to retain the desired elasticity and strength
Guaranteed. Carefully work harden the frame material to the appropriate level and after all other processing
By maintaining the work hardening of the steel by not annealing
Extremely “springy” yield strength is acceptably high at temperatures of
"A component can be obtained. The work-hardened tissue is as shown in FIG. 2B.
It is not subject to easily thermally recoverable strain, but rather exhibits the behavior of FIG. 2F. Even if the operating temperature
Is the alloy M s And M d Extreme springiness due to the pseudoelastic effect
Partially retained, while the martensite or austenite phase undergoes permanent deformation
On the other hand, resistance due to work hardening is used (FIG. 2H). In these situations
High yield strength due to the low effective modulus of the material and correctly retained work hardening
Allows components to be several times more elastic than standard frame materials
. Throughout the temperature range of use of the eyeglass frame (i.e., about -20C to + 40C).
In order to achieve the desired very high elasticity, it is desirable to combine both pseudoelastic and superelastic properties of the components. (See FIGS. 2C and 2F).
This is consistent with the upper portion of the desired operating temperature range (i.e., about 10C to 40C).
Select an alloy with a pseudoelastic temperature range to satisfy the lower part of the operating temperature range
It is achieved by adding work hardening to achieve a super-elastic behavior. Little
By adding about 30% work hardening to the components,
Plastic strain and heat-recoverable strain at least 75 ksi (517 MPa)
Is suppressed. In the pseudoelastic temperature range, this property is at least 75 ksi (5
Up to a stress of 17 MPa), the combination of superelastic and pseudoelastic properties, ie, "optimized
(See 2H). Therefore, -2 for the glasses frame.
Throughout the useful temperature range from 0 ° C. to + 40 ° C., the components are up to 6% strain
Acts completely elastically. This is achieved with a traditional metal glasses frame
Range of several times. FIGS. 2F, 2G and 2H show ideal components of the glasses according to the invention.
The features are shown. In particular, the frame components made of nickel-titanium
After work hardening, partial annealing is performed, resulting in M s Lower temperature
In FIG. 2G, it shows springiness and shape memory as shown in FIG. s When
M d Components exhibiting springiness and shape memory as shown in FIG. 2H at temperatures between
Is obtained. If the glasses components have undergone additional work hardening,
Otherwise, as shown in FIG. 2F, M s High springiness at lower temperatures
Show behavior. As shown in FIGS. 2F and 2H, the glasses component is -20.
Completely elastic up to a strain of at least 4% over a temperature range from ℃ to +40 ℃
You. In the technology of eyeglass frames, the desired eyeglass frame components should be
The characteristics are as follows: (1) The desired shape is maintained not only under normal conditions but also under severe conditions.
It has resistance to permanent deformation, that is, elasticity. And (2) soft
Gives the wearer a more comfortable,
That is, the fact that the effective elastic modulus of the material is small is included. In addition, such a property is associated with the wide operating temperatures typically encountered by eyeglass frame components.
Over a range of degrees. In a preferred embodiment of the present invention, the glasses frame component comprises at least
By 30% work hardening (with or without partial annealing)
Be produced. To provide a comfortable feeling to the wearer of the glasses, the frame structure
To provide the desired level of elasticity and modulus of elasticity to the components, the glasses frame configuration
It is essential that sufficient work hardening remains in the element. According to a preferred embodiment
At least 30% work hardening is applied to the components of the glasses (below 400 ° C).
(Partial annealing at or below temperature for one hour or more may or may not be performed). Other levels of work hardening, different annealing temperatures to obtain the desired elasticity and elastic modulus
The availability of degrees and times is important for those involved in the field of
It will be obvious. Desirable levels of work hardening are partially baked at temperatures above 400 ° C for less than one hour.
The component is less than 30% work hardened by annealing or without annealing.
It is only necessary that it be held. However, at temperatures that are too high, and / or
Heating a component for too long may result in complete burning of the component.
Will be dulled, i.e. all residual work hardening in the component will be lost
. On the other hand, the heating temperature is too low or the heating time is too short
As a result, no change occurs in the residual work hardening in the component.
You. Simply stated, the higher the processing hardness, the higher the rigidity of the material and the higher the degree of annealing.
The rigidity of the material is reduced. In actual glasses frame components, idealized properties are desirable
As in the embodiment, it need not be achieved over the entire temperature range of -20C to + 40C.
. Therefore, as already mentioned, the temperature range of 0 ° C. to 30 ° C. or -10 ° C. to + 30 ° C.
Components exhibiting the desired elasticity and modulus of elasticity have considerable practical value. same
The components which are at least 15% work hardened also have the desired combination of elasticity and rigidity
Can be indicated. The nickel-titanium glasses frame component according to the present invention includes a conventional
Nickel silver, monel, beryllium copper, stainless steel and titanium glasses
It can add shape memony capabilities that cannot be obtained with the same material.
While these previously known materials without shape memory capability do not exhibit elasticity greater than 1%, the glasses frame components made of nickel-titanium alloy
Provides at least 3% elasticity and at least 3% heat recoverable shape memory ability
Can be obtained. That is, this component is at least 3% elastic from its original shape.
Can be sexually deformed and return to its original shape simply by heating its components
Can be done. In the present invention, "low effective elastic modulus"
Means that that part of the glasses frame has low stiffness
To tell. Also, having “3% elasticity” means that the frame components of the glasses endure.
This means that the resulting elastic strain is at most 3%. Thus, the “low effective elastic modulus”
Having it means that the glasses frame components feel like a soft spring
Is to show. "3% elasticity" means glasses frame
The component causes the component to be deformed by a strain of 3% or more and removes the force.
It indicates that it can be restored to its original form when you leave. George E. George E. Dieter, Jr. (Dieter
) A 1961 publication entitled "Mechanical Metallurgy"
According to their excerpt, the modulus of elasticity is the measure of the rigidity of a material.
Temperature, and one of the most stable mechanical properties.
It is only slightly affected by heat treatment or cold working.
However, it is a well-known fact that increasing the temperature decreases the elastic modulus.
The diator is also caused by applying a certain stress as the elastic modulus is larger.
He points out that the elastic strain is small. Therefore, the larger elastic modulus is
For materials with higher rigidity. For example, the elasticity of stainless steel at room temperature
The number is 28.0 × 10 6 While, on the other hand, that of titanium alloys at room temperature
16.5 × 10 6 But only much smaller. Therefore, compared to stainless steel
The nickel-titanium alloy has a small effective elastic modulus. The term “work hardening” is used in the art to refer to “
What is meant by "strain hardening" or "cold work"
Is understood. In particular, as indicated elsewhere in the Dieter literature,
The phenomenon of increased stress required to cause a certain amount of shear due to applied plastic deformation is known as strain hardening or work hardening. Furthermore, strain hardening is removed
Plastic deformation that occurs at such a temperature and time interval that is not possible is called cold working. Thus
And the "30% work hardening" feature is seen by the glasses frame components
Shows the amount of cold working. Some of the cold work is removed by a later heat treatment
It should be noted that For example, using a shape memory alloy having a transformation temperature of 0 ° C. to make appropriate components
be able to. Extend the vine change to a diameter of 0.060 "(1.52mm)
Anneal at 600 ° C. for 15 minutes, then 0.036 ″ × 0.083 ″ (0.92 mm × 2
. 11 mm) (plastic deformation greater than 45%) by pressing into flat pieces
Sufficient cold work is provided. The component is 150ks at 4% tensile strain
i (1033MPa) or more stress, complete elastic spring return at room temperature
Show. By additional stretching steps or by rolling or pressing to other shapes, etc.
Other methods of giving equal amounts of cold work give rise to similar strength and elastic properties
It will be understood. A part of the glasses frame shows optimized elasticity, this part being at least about
30%, preferably at least about 40% work hardened and at a temperature between -20 ° C and + 40 ° C
Made from a shape memory alloy having an elasticity greater than 6% over its range,
It can be seen from the above description that a frame can be manufactured. In order to use the features of shape memory especially for components like glasses vine,
While achieving a very high effective yield strength (about 30 ksi (207 MPa) or more), 6%
Can retain sharp full shape memory resilience from deformation of the outer fiber strain magnitude
is necessary. Due to work hardening and partial annealing, M s At lower temperatures, more
Has a combination of high yield strength, very elastic behavior and some shape memory properties
Alloy is obtained. This behavior is shown in FIG. 2G. This means at least
At least 74 ksi (517 MPa) is applied to the component by applying about 30% plastic deformation.
), Followed by at least 75 ksi (5
30 ksi (207 MPa) to 50 ksi (344 MPa) from a work-hardened value of 17 MPa).
a) a final heat treatment step to reduce the yield strength to the heat treated level
Is achieved. This order provides at least 6% of fully recoverable distortion potential. Optimal processing is the final forming operation that gives a cold work of about 30% to 40%
Followed by a temperature above room temperature but below 400 ° C. (eg, about 275 ° C.)
And a heat treatment performed for 1 hour or more at a yield strength of 30 ksi (
270 MPa) to 50 ksi (344 MPa). For example, the vine component stretches the material to a 0.070 ″ (1.78 mm) diameter,
This can be made by annealing at a temperature of 600 ° C. for 15 minutes. next,
This component is 0.0875 "(2.22 mm) wide x 0.049" (1.25 mm)
) Pressed to a thick, flat section (plastic deformation of 35% or more). This configuration
The element now has a yield strength of 99 ksi (682 MPa). Then this component
Is annealed at a temperature of 280 ° C. for 5 hours. The resulting component is 31ks
i (214 MPa) and 125 ksi (861 MPa) at 7.5% strain.
a) has a tensile strength of 3.7% and gives an elastic spring return of 3.7% excluding load.
Provides 3.8% shape memory recovery when heated. As another example, in order to obtain a "stiffer" vine, the components are reduced to 0.
075 "(1.91mm) diameter, then annealed at 400 ° C for 30 minutes
After pressing, press into 0.097 "x 0.049" (2.46mm x 1.25mm) (38
% Plastic deformation). Last annealing at 250 ° C for 8 hours
As a result, about 49 ksi (338 MPa) (about 110 ksi (758 MPa) before annealing)
And a tensile strength of 113 Ksi (778 MPa) at 7.25% strain.
A component having high strength is obtained. When heated, this component is 5.0
% Elastic spring return, giving 2.25% shape memory recovery. Additional stretching steps
, Or other person who gives an equal amount of cold work by rolling or pressing to other shapes, etc.
It is understood that the method produces similar strength, shape memory recovery and elastic properties.
Let's go. From the above description, a part of the glasses frame is made from shape memory alloy,
Memory with a minimum of 3% heat recovery and yield greater than 30 ksi (207 MPa)
Able to make glasses frames with strength and at least 3% elasticity
I understand. When using the shape-memory nature of a component to achieve a clamping or clamping function, the material described in FIG. 2B or 2G may be used as this component.
Can be. The transformation temperature of the material is such that a martensitic structure can be obtained by cooling.
It is better to choose. That way, austenite retrograde occurs when warmed to operating temperature.
Will be tricky. Alternatively, the material may be transformed to austenite to form
Requires heating to a temperature higher than the operating temperature to induce a state memory effect.
Would. In use, the component is either austenite or martensite
Is also good. From the above description, a glasses frame having at least one fastener part is produced
And the fastener part has a shape memory with a martensitic transformation temperature lower than the ambient temperature.
Made of an alloy, and when the temperature of the alloy rises above a certain temperature, the alloy enters the austenitic state
It has an austenite transformation temperature that transforms and applies the tightening force of that transformation.
It can be seen that an eyeglass frame can be manufactured. Alternatively, the alloy is at ambient temperature
Can have a martensitic transformation temperature higher than
When the temperature is raised to the tenite state, the alloy exerts a clamping force and the components
The said clamping force is maintained when cooling to the tensite state. A component utilizing the flexibility and fatigue resistance of a shape memory alloy (as shown in FIG. 17)
In), the preferred materials are those in the form described in FIG. 2B.
The component is always in martensitic state during use and therefore low martensite
In order to ensure high yield strength and high reversible martensite strain, alloys
Should be above the operating temperature range. If the alloy is higher effective stiffness
If desired, the transformation shown in FIG. 2F, 2G or 2H
Can be used. From the above description, a glasses frame having a hinge portion was produced, and the hinge portion was manufactured.
The alloy with an austenite transformation temperature higher than the ambient temperature,
At temperatures below the KN, the alloy is in a martensitic state and is highly
It can be seen that a spectacle frame having flexibility and fatigue resistance can be manufactured. The above-mentioned shape memory alloy is applied to the following parts of the glasses frame.
It is not limited to the part. 1) Optimized elastic vine wire bridge 2) Elasticity and memory vine wire rim, bridge 3) Shape memory only hinge wire rim 4) martensite hinge 1 Alloy
Is the subject of U.S. Pat. No. 3,351,463, which is hereby incorporated by reference.
Include in the description. Among other documents describing the processing and characterization of suitable compositions
Is the principal developer of 55 Nitinol, Phillip J .; Bula Expo
And William B. "55 Nitinol by cross" ... a unique wire with memory
An article entitled "Alloys" (this was published in a wire journal published in June 1969)
Was included). This document describes N-69-36367 or NASA CR-1
433 and is located in Springfield VA22151.
Clearinghouse of Scientific and Technical Information
Available from All of these publications are incorporated herein by reference.
You. Examples of shape memory alloys are described in U.S. Pat. No. 3,17,17, incorporated herein by reference.
Nos. 4,851, and 3,672,879. Titanium-Ni
Kel-cobalt alloys are disclosed in U.S. Pat. No. 3,558,369. suitable
Two-component nickel-titanium shape memory alloys are well known to those skilled in the art,
It is described in patents and articles such as the aforementioned Buehler. In FIG. 1, the rim 14 is shown in a contracted shape (recovered state).
The rim 14 abuts the lens 24 and forms an interference fit therewith. Re
The rim 16 shows a rim having a shape (deformed state) that can be expanded with respect to the lens 26,
The rim 16 accommodates this lens 26 insert. In this embodiment,
The beams 14 and 16 apply a clamping force to the lens. The rims 14 and 16 are made of nickel-titanium alloy, various aluminum brass.
Like but not limited to copper alloys and other known alloys that exhibit shape memory effects
Not made of shape memory alloy. One well known nickel-titanium alloy
Gold is known as nitinol. In FIG. 1, for example,
Shape memory alloys can be molded to have a memory shape, in which sufficient heat is
When generated, the alloy returns to its memorized form. That is, the shape memory alloy is deformed.
And then return to the memorized shape when it is heated. This memory characteristic is
Is the austenite recovered from the deformed martensitic state
It contributes to changing the state by applying heat. The rims 14 and 16 are made of alloy
The rims 14, 16 can be deformed while in the site state, and then
Exposure to the memory shape (ie, the restored austenite state)
Is restored, thereby applying clamping force. Transition temperature or recovery of rims 14, 16
Methods for guiding the temperature include methods for adjusting the temperature of the environment surrounding the rims 14, 16;
A method of generating heat due to the resistance of a material by passing an electric current through 14, 16 using induction heating
Or using other temperature control techniques. Rim 14, 16 temperature
Technology that allows precise control of the rim, for example,
It is preferable to immerse in the water. In one mode of operation, when the lens is in the final position, the rim is restored to the restored position.
-In the austenitic state. The rim 14 is shown in FIG. 1 in a (recovered) memory configuration.
Have been. In the formed condition as seen with respect to rim 16 rim 16
16 is large enough so that lens 24 can be inserted therein. Heat
Then, the rim 16 contracts and comes into close contact with the lens 24 to exert a clamping force. So
Therefore, in this method, the rim is heated to grip and hold the lens firmly.
You. The rate at which the rim 16 contracts can be precisely controlled by controlling the application of heat to the rim 16.
Can be tightly controlled. (This feature is a feature of the present invention as it relates to metal recovery.
It should be noted that it belongs to all embodiments. In another mode of operation, the rim 14 can be in a deformed martensite state when closed and in close contact with the lens. In this state
By heating the rim 14, the rim 1 in a deformed martensite state
4 is restored to the open and restored austenite state, thereby loosening
Force can be applied. Therefore, in this embodiment, the insertion and removal of the lens
Is performed when the rim is in the stored shape corresponding to the rim 16 and the lens is
14 is held in place by the deformed rim. Referring to FIG. 3, a preferred cross section of the rim 30 according to the present invention is shown.
. This cross section is C-shaped and forms a groove 32 along the length of the rim 30. Groove 32
Selectively increase to allow release of lens 34 or retention of lens 34, respectively.
It has a radial dimension that can be reduced. As suggested earlier, release (relaxing
) Or retention (clamping) can be achieved by recovery to a memorized shape,
An auxiliary operation is performed by deforming the radial dimension of the rim 30.
Deformation of the shape memory alloy, including the rim, is desired while the alloy is in the martensitic state.
To reduce the radius of the groove by compressing the groove radially inward.
The width of the groove increases when the alloy is heated to the austenite recovery temperature. In considering FIG. 3, it should be noted that the retention of the lens 34 is (a) merely or
Can be performed mainly by the ridges 36, 38 of the rim 30, or (b) the rim
What can be done by the peaks 36, 38 with a friction fit to the inner surface 40 of the
And As shown in FIG. 3, the rim 30 includes an inner layer 42 and an outer layer 44. Inner layer 42
, And ridges 36, 38 disposed along it. Retaining peak along the outer layer 44
Is also within the scope of the present invention. In the latter embodiment, the outer layer 44
The circumference of the C-shape will be relatively larger than the circumference of the inner layer 43. Similarly, the lens
It is also intended that 34 be held by both layers 42,44. The above embodiment
In each case, as will be apparent from the following description, the shape memory alloy is C-shaped.
Inner layer, depending on whether it is used to open or close the channel
Either 42 or outer layer 44 can be made from a shape memory alloy. The outer layer
Preferably, it is made of stainless steel or some other relatively spring-like metal
. When the outer layer 44 is a shape memory alloy, the rim 30 is closed by heating and the lens 3 is closed.
4 is preferably engaged. When the inner layer 42 is a shape memory alloy, the rim 30
The heat opens the lens 34 to release it to a memorized (recovered) shape. Therefore,
By immersing the rim 30 in warm water, the wearer can
34 can be removed and replaced. The C-shaped cross section is a closed rim (eg,
, See FIG. 1) or a partial rim embodiment.
Should. The rim may optionally comprise a single layer of a shape memory alloy, as seen in FIG.
May be implemented. FIG. 4 shows a lens 50 having grooves 52 and 54 in cross section.
The grooves 52 and 54 are formed on both sides of the lens 50 around its periphery.
. A C-shaped frame member 56 is disposed about the outer edge of the lens and has grooves 52,54.
Have ends 58, 60, respectively, seated therein. In this embodiment, the shape description
The alloy frame member 56 provides a clamping force when the alloy is in the austenitic state.
Add. Although a rim consisting of two parts as shown in FIG. 3 may be adopted,
It is preferable to use a single piece rim. Elasticity is an important factor in such applications.
It is important that the strength is weight and that the groove can hold the lens firmly
. The C-shaped cross-section of the rim 56 need not be circular as shown, but will function similarly.
It should be understood that other shapes that may be used, for example, U-shaped, may be used. rim
It is also within the scope of the present invention to expand (expand) and contract in the circumferential direction. Fig. 1
The rim 16 is shown as being circumferentially enlarged with respect to the rim 14
I have. Referring to FIG. 5, a vine 70 is attached to the rim 72 using a fastener portion 74.
The fastening is shown in detail. The fastener portion 74 has a U-shape extending from the rim 72
A shape memory alloy member 76 having a shaped cross section is provided. The end 78 of the temple 70 is a member
It is positioned inside the U-shaped portion of 76. As shown in FIG. 5, a pin 80 pivots the temple 70 and the member 76.
The U-shaped portion of member 76 is then closed. The member 76 is
Memory shape (ie, when the alloy is in its recovered austenite state)
Have been. It will be appreciated that the member 76 will remain in this memorized configuration, even if cooled to a martensitic state, and may function in this state. The member 76 is
In a state of deformable martensite, the members 76 are separated from each other by U-shaped arms.
The arm can be deformed by expanding it.
Depending on the temperature, a lower temperature may be used. Thus, at a temperature lower than the transfer temperature
The temple 70 is detached from the member 76. The alloy of member 76 has its recovered aus
When in the tenite state, the temple 70 can be pivoted again by the member 76.
. In this embodiment, a shape memory member is employed, and the heat is applied at room temperature.
Recover to the first position. In FIG. 6, a two-sided open-ended fastener having an H-shaped cross-section is indicated generally by the reference numeral 90.
Is shown. Pins 92 are located at each end of the fastener 90. Fastener 9
0 at least one end is modified to open the space between the arms at that end of the H-shaped cross section.
Shapeable, its ends can be recovered by heating to the transition recovery temperature
. A fastener 90 connects the temple 70 and the rim (not shown) of the eyeglass frame.
Therefore, it can be used for applications as shown in FIG. The action of the fastener 90 in FIG. 6 is as shown in FIGS.
This is similar to the function of the fastener. FIG. 7 shows a shape memory fastener 1 with a single open end.
00 is shown closed adjacent the temple end 102. Pin state part 1
04 can extend through the through hole 106 in the vine end 102,
To form a pivot joint. In FIG. 8, the fastener 100 is attached to the end 10 of the vine.
2 is open for insertion or removal. The scope of the present invention is not limited to a single pin, such as pin 104, but rather includes two half pins.
(Not shown), one half pin is attached to each U-shaped fastener 100.
The arm extends from the arm and engages with the hole 106 of the temple 102. In addition, frame member
Both members may be a yoke with opposing pins or hemispheres, this pin or
The hemisphere engages opposing holes in the other member. FIG. 9 shows another type of fastener 110. Pin as shown in FIG.
Instead of having 104, the vine end 112 has two half-pins extending therefrom.
114 having a complementary opening 116 in the U-shaped member 110.
Accepted in. As in the embodiment of FIGS. 7 and 8, a U-shaped member 110 made of a shape memory alloy can also be opened and closed to make a pivot joint.
You. In FIG. 10, a pivot is provided by a stud or screw made of a shape memory alloy.
A joint is achieved. Complementary hole in vine end 112 and non-shape memory U-shaped element 124
Screw 120 is easily screwed into these complementary holes,
, In the case of studs. When recovered, screws or studs 120
Expands into tight engagement with the U-shaped element 124. U-shaped element 124 is shown as
Any other element or part of a rim such as member 76 shown in FIG.
Is also good. If element 120 is a stud, it takes the form of the stud of FIG.
be able to. The stud 120 has a recess 12 of a member (end of the vine) indicated by 122.
8 has a head 126 seated therein. The split shaft 129 extends from the head 126 to the U
Extends through the hole 130 in the V-shaped element 124 and through the alignment hole in the vine end member 122
. The end of the stud 120 has a short outwardly extending lip 134,
The hook 134 catches on the surface of the shoulder 136 in the lower leg of the U-shaped member 124.
. When in the deformed martensite state, the radially compressed member 12
The 0 slides easily through the respective alignment holes of the temple 122 and the U-shaped member 122. Swelling
When tensioned, the lip 134 engages into the recess 138 and also the vine sidewall and U
Engage with the lower side wall of the clevis to secure the members together. In FIG. 12, a fastener in the form of a bolt and nut assembly is shown generally at 140.
The fastener 140 secures the lens 142 to the rim or other member of the glasses.
It is for specifying. As shown in this figure, the bolt 144 is connected to the rim 1
Extends through 46 and lens 142 and engages complementary nut 148. Bolt 144
And / or nut 148 is made from a shape memory alloy material. Bolt 144 is shaped
If made of memory alloy, it may be axially stretched before being inserted into nut 148.
Deformed to a martensitic state by radial compression
Is preferred. Upon recovery, the shape memory alloy bolt 144 contracts lengthwise.
To expand radially. The shape memory alloy nut shrinks in the radial direction and
A tight connection is made. The magnitude of the contraction and / or expansion is easily controlled by the predetermined memory shape of the bolt 144 and / or the nut 148. Modifications for fixing the lens to the rim are shown in FIGS. 13 and 14.
In a variant, a relatively small clamping individual lens on the vine and nose pad
An arcuate rim member is provided. More specifically, the shape memory members 150 and 152
Preferably, it is square, has a C-shaped cross section, and has a curved outer edge of the lenses 154,156.
It is bowed to match the song. The shape memory members 150 and 152
It may be integral with the entire bridge. The lens engages the end of the C-shaped member
Preferably, it is grooved as described with respect to the embodiment of FIG. Referring again to FIG. 13, the temples 158 and 160 are hinged 162 and 164 pieces.
Members 166, 168 substantially equal to members 150, 152 except for
It is fixed to lenses 154 and 156 via 162 and 164. Connection to lens
The joining direction is the same. Neither the vine, nose pad nor wires are shown, but they
It is considered to be within the scope of the invention. Various members 150, 152, 166, 1
68 is significantly enlarged for clarity of illustration, but in practice it has a sturdy construction.
Providing virtually rim-free glasses that can easily replace defective parts
Offer. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a modification example in which a groove is formed in a lens.
Lenses such as 54 have been truncated on both sides at the edge of the lens,
Thereby, the gripping by the shape memory alloy 150 is accepted. FIG. 15 shows the entire structure of a glasses frame having shape memory rims 172 and 174.
The rims 172, 174 are shown at 170 when heated to the recovery temperature.
At its far end, it contracts radially inward in a cantilever fashion. Rim 172 based on recovery
, 174 are reduced, the lenses 176, 178 inserted therein are removed from the rim.
172 and 174, the temples 180 and 182 pivot on the rims 172 and 174.
The shaft is engaged. Specifically, the protrusions 184, 186, 188, and 190 have a temple 180.
, 182 into the recess or hole. Further, in FIG. 15, temples 180 and 182 are fixed by hinge joints as shown.
172, 174, shape memory alloy, stainless steel, or some other
Can be made of metal. Alternatively, the hinge joint may be constructed from a flake of a shape memory alloy such as nitinol having good flexibility and fatigue resistance. That is, from many parts
Instead of using hinges, rims 172 and 174 are hung as shown in FIG.
180, 182 and a shape-memory alloy 201 having a foldable length disposed respectively.
Can be used to achieve a pivot joint. The piece 201 is higher than the ambient temperature.
Made of a shape memory alloy with austenite transformation temperature, in which case the austenite
Below the transformation temperature (i.e., at the ambient temperature where the glasses are exposed during use),
Gold is in a martensitic state and is therefore highly flexible and fatigue resistant. Next, referring to FIG. 16, the nose plate 21 is
The rim 16 is connected to the rim 16 via a hook 25. The nose pad 21 (that is, the nose plate) is
It is firmly connected to the nose pad wire 25 by a metal alloy fastener 27. Fastener
27 can be deformed from the shape shown in its martensitic state.
, Whereby the fastener can be inserted or removed. The fastener 27 is
When restored to the stained state, the fastener 27 surrounds the nose pad wire 25
Engage with it. More importantly, the wire 25 is connected to the vine 20, shown in FIG.
22 and bridges 18, permanent deformation and torsion (ki
nking) can be made of shape memory alloy which is resistant to. As a modification,
Is sufficiently resistant to deformation and easily recovers to its original shape by heating
From a shape memory alloy that can be used. Referring more specifically to FIG. 17, there is a vine for coupling with the frame.
Hinge is shown. In this modification, the end 200 of the temple 202 and the frame
Both the extension 204 from the arm 206 has a depth for receiving the hinge piece 201.
Recesses 208 and 210, respectively. Hinge piece 201 is tacked to frame and vine
Can also be used. Vine is also advantageous to use a shape memory alloy as described above
It is. Referring now to FIG. 18 in detail, a vine traverse generally indicated at 212
The face consists of a U-shaped member 214 made of shape memory alloy filled with a reinforcing insert 216
. In order to provide sufficient strength, the shape memory alloy member may be an I-beam,
An optional outer decorative ridge may be provided, for example a ridge 218 as shown by phantom lines. If
If such a shape is adopted, the groove is omitted and the entire vine is covered with plastic.
Can be overturned. In addition, the channel 214 or U-shaped member is
Return leg closing around stainless steel or similar reinforcement insert to form a compliant member
Parts. Thus, the reinforcing insert 216 adds strength to the structure.
But a thin blade of material that is not strong enough to impair the memory effect of the memory material
It can be. Other improvements, modifications, and embodiments will be apparent to those skilled in the art upon review of this disclosure.
Will be. Such improvements and modifications, and implementations, are defined by the appended claims.
It is considered to be within the scope of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】めがねフレームの少くとも一部分が、ニッケル−チタニウムベース
の形状記憶合金で作られ、前記一部分は加工硬化された疑弾性の冶金学的状態に
あり、前記一部分は、軟らかくばねの感じを与える低い有効弾性係数を有し、
、−20℃から+40℃までの温度範囲にわたり少なくとも3%の弾性を有す
ようにするため加工硬化と熱処理を受けていることを特徴とするめがねフレー
ム。 【請求項2】前記めがねフレームが一対のつるを含み、前記一部分が前記つるを
含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のめがねフレーム。 【請求項3】前記めがねフレームがブリッジを含み、前記一部分が前記ブリッジ
を含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のめがねフレーム。 【請求項4】前記めがねフレームが、一対のレンズリムと一対の鼻当てとを含み
、各鼻当てが鼻当てワイヤにより夫々のリムに結合され、前記一部分が前記鼻当
てワイヤを含むこと、を特徴とする請求の範囲第1項に記載のめがねフレーム。 【請求項5】前記めがねフレームの前記一部分が、4%より大きい弾性を有する
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のめがねフレーム。 【請求項6】前記めがねフレームの前記一部分が、0℃より高い温度において3
%より大きい弾性を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のめがねフ
レーム。 【請求項7】前記めがねフレームの前記一部分が、−10℃より高い温度におい
て3%より大きい弾性を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のめが
ねフレーム。 【請求項8】前記めがねフレームの前記一部分が、MsとMdとの間の温度におい
て3%より大きい弾性を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載され ためがねフレーム。 【請求項9】前記めがねフレームの前記一部分が、Msより低い温度において3
%より大きい弾性を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のめがねフ
レーム。 【請求項10】前記めがねフレームの前記一部分が、少なくとも30%加工硬化
されて、そして400℃以下の温度で部分的に焼鈍されていることを特徴とする
請求の範囲第1項に記載のめがねフレーム。 【請求項11】前記めがねフレームの前記一部分が、少なくとも45%加工硬化
されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のめがねフレーム。 【請求項12】めがねフレームの少くとも一部分が、ニッケル−チタニウムベー
スの形状記憶合金で作られ、前記一部分は少なくとも30%加工硬化され続いて
400℃以下の温度で部分的に焼鈍とを受けた加工硬化及び熱処理された組織で
あり、少なくとも3%の熱回復し得る形状記憶特性と、30,000psi(207
MPa )より大きい降伏強度と、少なくとも3%の弾性とを有することを特徴とす
るめがねフレーム。 【請求項13】前記めがねフレームが一対のつるを含み、前記一部分が前記つる
を含むことを特徴とする請求の範囲第12項に記載のめがねフレーム。 【請求項14】前記めがねフレームがブリッジを含み、前記一部分が前記ブリッ
ジを含むことを特徴とする請求の範囲第12項に記載のめがねフレーム。 【請求項15】前記めがねフレームが、一対のレンズリムと一対の鼻当てとを含
み、各鼻あてが鼻当てワイヤにより夫々のリムに結合され、前記一部分が前記鼻
当てワイヤを含むこと、を特徴とする請求の範囲第12項に記載のめがねフレー
ム。 【請求項16】前記めがねフレームの前記一部分が、4%より大きい弾性を有す
ることを特徴とする請求の範囲第12項に記載のめがねフレーム。 【請求項17】前記めがねフレームの前記一部分が、少なくとも30%加工硬化
されていることを特徴とする請求の範囲第12項に記載のめがねフレーム。 【請求項18】前記めがねフレームの前記一部分が、少なくとも45%加工硬化
されていることを特徴とする請求の範囲第12項に記載のめがねフレーム。 【請求項19】前記めがねフレームの前記一部分が、少なくとも30%加工硬化
されて、続いて部分的に焼鈍されていることを特徴とする請求の範囲第12項に
記載のめがねフレーム。 【請求項20】前記めがねフレームの前記一部分が、めがねの使用温度範囲の上
方部分において擬弾性を示し、使用温度範囲の下方部分において超弾性特性を示
すものであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のめがねフレーム。
Claims 1. At least a portion of a glasses frame is made of a nickel-titanium based shape memory alloy, said portion being in a work-hardened pseudoelastic metallurgical state, has a low effective modulus of elasticity that gives the feeling of soft spring, or
One, glasses frames, characterized by undergoing work hardening and heat treatment so that at least 3% of the elastic over a temperature range up to + 40 ℃ from -20 ° C.. 2. The glasses frame according to claim 1, wherein said glasses frame includes a pair of temples, and said portion includes said temples. 3. The eyeglass frame of claim 1, wherein said eyeglass frame includes a bridge and said portion includes said bridge. 4. The eyeglass frame includes a pair of lens rims and a pair of nose pads, each nose pad coupled to a respective rim by a nose pad wire, and the portion including the nose pad wire. The glasses frame according to claim 1, wherein: 5. A glasses frame according to claim 1, wherein said portion of said glasses frame has an elasticity of more than 4%. 6. The method according to claim 6, wherein said portion of said glasses frame is at a temperature above 0 ° C.
The spectacle frame according to claim 1, wherein the spectacle frame has an elasticity of greater than 10%. 7. The spectacle frame according to claim 1, wherein said portion of said spectacle frame has an elasticity of more than 3% at a temperature higher than −10 ° C. 8. The spectacle frame of claim 1, wherein said portion of said spectacle frame has an elasticity greater than 3% at a temperature between M s and M d . 9. The method according to claim 8, wherein said portion of said glasses frame is at a temperature lower than M s.
The spectacle frame according to claim 1, wherein the spectacle frame has an elasticity of greater than 10%. 10. The glasses of claim 1, wherein said portion of said glasses frame is at least 30% work hardened and partially annealed at a temperature of 400 ° C. or less. flame. 11. The glasses frame of claim 1, wherein said portion of said glasses frame is at least 45% work hardened. 12. At least a portion of the eyeglass frame is made of a nickel-titanium based shape memory alloy, said portion being at least 30% work hardened and subsequently partially annealed at a temperature below 400 ° C. Work hardened and heat treated tissue with at least 3% heat recoverable shape memory properties and 30,000 psi (207
A spectacle frame characterized by a yield strength greater than (MPa) and an elasticity of at least 3%. 13. The glasses frame according to claim 12, wherein said glasses frame includes a pair of temples, and said portion includes said temples. 14. The glasses frame of claim 12, wherein said glasses frame includes a bridge and said portion includes said bridge. 15. The eyeglass frame includes a pair of lens rims and a pair of nose pads, each nose pad coupled to a respective rim by a nose pad wire, and the portion including the nose pad wire. The glasses frame according to claim 12, wherein: 16. A glasses frame according to claim 12, wherein said portion of said glasses frame has an elasticity of more than 4%. 17. The glasses frame of claim 12, wherein said portion of said glasses frame is at least 30% work hardened. 18. The glasses frame of claim 12, wherein said portion of said glasses frame is at least 45% work hardened. 19. The glasses frame of claim 12, wherein said portion of said glasses frame is at least 30% work hardened and subsequently partially annealed. 20. The eyeglass frame according to claim 1, wherein said portion of the frame exhibits pseudoelasticity in an upper portion of an operating temperature range of the glasses and exhibits superelasticity in a lower portion of the operating temperature range. The glasses frame according to claim 1.

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