JP5709116B1

JP5709116B1 - 蝶番構造

Info

Publication number: JP5709116B1
Application number: JP2014100441A
Authority: JP
Inventors: 喜才雄古川; 守伊部
Original assignee: 株式会社アイ・ディ・エス
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2034-05-14
Also published as: JP2015219268A

Abstract

【課題】本発明は、安定した開閉動作を行うことができるとともにコンパクトで軽量化することができる蝶番構造を提供することを目的とする。【解決手段】蝶番構造１は、コマ部２ａ及び２ｂ並びにコマ部３を回動可能に連結する連結軸１２を備え、コマ部２ａ及び２ｂの間に設けられて複数の凹部が形成された嵌合部５と、コマ部３の嵌合部５に対向する位置に転動可能に取り付けられて凹部に入り込むように形成された回転部材４と、コマ部３に形成されて連結軸１２が挿入される調整孔６とを備え、コマ部３のコマ部２ａ及び２ｂに対する回動動作に伴って凹部に入り込んだ回転部材４が凹部から外れる際に調整孔６が連結軸１２に密着して可逆的に変形するように設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、眼鏡フレームの蝶番構造に関する。

眼鏡フレームは、レンズの全体又は一部を保持するレンズ枠体やツーポイントタイプのように枠無で保持する連結体のようなレンズ保持部材に蝶番を介してテンプルを回動可能に取り付けてテンプルが折り畳めるように構成されている。

眼鏡フレームの蝶番構造としては、レンズ保持部材及びテンプルにそれぞれ設けられたコマを回動軸となるネジにより連結してテンプルを回動可能に取り付けるようになっている。こうした蝶番構造では、ネジの締め具合によりテンプルの回動動作を調整するようになっており、例えば、ネジを強く締め付けるとコマの間の摩擦力が高まってテンプルの回動が重くなり、ネジを緩めるとテンプルの回動が軽くなる。

しかしながら、テンプルを回動する際にコマ同士が圧接して摺動するようになるため、テンプルの回動が重くなるとスムーズな開閉動作を実現することが難しく、テンプルの回動が軽くなるとテンプルが不用意に動きやすくなり、テンプルを開いて装着した際やテンプルを閉じて眼鏡を保管する際等にテンプルを安定した状態に設定することが難しくなる。そのため、テンプルの最適な開閉動作を実現するためのネジの締め具合による調整が難しく、また、テンプルを回動させる開閉動作を繰り返していくと、テンプルの回動に対する摩擦抵抗が次第に小さくなり、ネジの締め具合の再調整が必要になる。

こうした蝶番の課題に対しては、例えば、特許文献１では、２つの枠部分の一方に弾性付勢手段を設けるとともに他方の枠部分にカム部材を設け、回転部材を弾性付勢手段によりカム部材に押し付けるように設定し、一方の枠部分の開閉動作の際に所定の開閉位置に安定して設定することができる眼鏡枠が記載されている。また、特許文献２では、つるの蝶番側にローラ及びスプリングを設けるとともにヨロイ側蝶番片に凹部を形成し、つるを開閉した場合にローラが凹部に入り込んでスプリングにより押し付けられることで、つるが開閉位置に安定した状態で保持されるめがねフレームが記載されている。

特公昭６１−５３７０２号公報実開平４−９９１６号公報

上述した特許文献１及び２では、弾性付勢手段やスプリングといった部品を蝶番に組み込んでいるため、蝶番構造のサイズが従来より大きくなり、眼鏡フレームの軽量化やコンパクト化が難しくなる。そして、眼鏡フレームのデザインを検討する上で、蝶番構造のサイズを考慮しなければならなくなり、デザインの自由度に制約を受けることになる。

そこで、本発明は、安定した開閉動作を行うことができるとともにコンパクト化及び軽量化を図ることができる蝶番構造を提供することを目的とする。

本発明に係る蝶番構造は、一方の部材に設けられた一対の第一コマ部と、他方の部材に設けられて前記第一コマ部に挿入する第二コマ部と、前記第一コマ部及び前記第二コマ部を回動可能に連結する連結軸とを備えている蝶番構造において、一対の前記第一コマ部の間に設けられるとともに複数の凹部が形成された嵌合部と、前記第二コマ部の前記嵌合部に対向する位置に転動可能に取り付けられるとともに前記凹部に入り込むように形成された回転部材と、前記第二コマ部に形成されるとともに前記連結軸が挿入される調整孔とを備え、前記調整孔は、前記回転部材が前記凹部に入り込んだ状態では、前記回転部材の方向に前記連結軸の外周面との間に隙間が形成されており、前記第二コマ部の前記第一コマ部に対する回動動作に伴って前記凹部に入り込んだ前記回転部材が前記凹部から外れる際に前記調整孔が前記隙間で前記連結軸に密着して可逆的に変形するように設定されている。

本発明は、上記のような構成を有することで、安定した開閉動作を行うことができるとともにコンパクト化及び軽量化することが可能な蝶番構造を得ることができる。

本発明に係る蝶番構造に関する平面図である。本発明に係る蝶番構造の分解図である。図１におけるＡ−Ａ断面図である。テンプルのヨロイに対する回動動作に関する説明図である。連結ピンに関する正面図及び底面図である。連結ピンを組み合せる過程を示す説明図である。連結ピンを組み合せた状態における挿着面及び係止部の当接状態を示す一部拡大断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る蝶番構造１に関する平面図であり、図２は、本発明に係る蝶番構造１の分解図である。また、図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。蝶番構造１は、眼鏡フレームのヨロイ２０及びテンプル３０を回動可能に連結するもので、ヨロイ２０側に設けられた第一コマ部である一対のコマ部２ａ及び２ｂ並びにテンプル３０側に設けられた第二コマ部であるコマ部３を備えている。コマ部２ａ及び２ｂには、それぞれ軸孔７ａ及び７ｂが形成されており、コマ部３には、調整孔６が形成されている。コマ部２ａ及び２ｂの間にコマ部３が重ね合うように挿入され、軸孔７ａ及び７ｂと調整孔６とを位置合せして形成された貫通孔に連結軸１２が挿着されている。連結軸１２は、第一連結ピンである連結ピン１０を軸孔７ａから挿入するとともに第二連結ピンである連結ピン１１を軸孔７ｂから挿入して互いに組み合せて構成されている。そして、テンプル３０は、ヨロイ２０に対して連結軸１２を中心に回動可能に連結されている。なお、図１に示す例では、一対のコマ部２ａ及び２ｂ並びにコマ部３を組み合せているが、ヨロイ２０側及びテンプル３０側のコマ部を増加させて組み合わせるようにしてもよく、コマ部の数は特に限定されない。また、テンプル３０側に一対のコマ部を設け、ヨロイ２０側に１つのコマ部を設けてもよく、連結する部材にそれぞれ設けるコマ部の数についても適宜設定することができる。

コマ部２ａ及び２ｂの間の内周面に形成された嵌合部５には、テンプル３０の回動方向に沿って配列された複数の凹部が形成されている。コマ部３の嵌合部５に対向する外側面には、平面視円弧状に切り欠いて受け部３ａが形成されており、受け部３ａには、球状の回転部材４が転動可能に嵌め込まれている。回転部材４は、受け部３ａから外方に部分的に突出しており、嵌合部５に形成された凹部は、回転部材４の突出部分に沿うように形成されている。そして、回転部材４の突出部分が嵌合部５の凹部に入り込むことで、テンプル３０を回動しないように保持することができる。回転部材４は、嵌合部５に沿って転動可能な形状であれば球状以外の形状に形成してもよく、例えば、円柱状や樽状に形成することもできる。そして、嵌合部５の凹部は、回転部材４がスムーズに入り込めるようにその形状に合わせて形成すればよい。

図４は、テンプル３０のヨロイ２０に対する回動動作に関する説明図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、テンプル３０がヨロイ２０に対して反時計回りに回動する過程を示している。図４では、回転部材４及び嵌合部５の係合状態について理解を容易にするために、ヨロイ２０側のコマ部２ａを省略しており、連結軸１２についても連結ピン１０の本体部の外周を円形の断面で簡略化して描いている。

図４（ａ）では、テンプル３０がヨロイ２０に対して開いた状態に設定されており、ヨロイ２０側のコマ部２ａ及び２ｂの間の内周面の当接部８にテンプル３０側のコマ部３の外側面９が当接している。そのため、テンプル３０は、これ以上時計回りに開かないようになっている。また、回転部材４は、嵌合部５に形成された複数の凹部のうち端部側の凹部に入り込んで保持されている。

調整孔６は、連結軸１２の円形断面に対して回転部材４が配置された方向に隙間が生じる形状に形成されている。調整孔６の回転部材４とは反対側の部分６ｂは、連結軸１２の円形断面に沿うように形成されて連結軸１２の外周面に当接した状態に設定されているが、回転部材４側の部分６ａは、連結軸１２の幅よりもわずかに狭い間隔に設定されている。そのため、調整孔６に挿入された連結軸１２は、回転部材４とは反対側の部分６ｂに密着するように保持され、回転部材４が配置された方向に隙間が形成されているものの、連結軸１２に対して回転部材４の方向にテンプル３０が移動してがたつくことのないように設定される。調整孔６と連結軸１２との間の回転部材４が配置された方向の隙間の間隔は、嵌合部５に形成された凹部の間の凸部の高さとほぼ同じになるように設定されている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態からテンプル３０をヨロイ２０に対して反時計回りに回動させた状態を示している。テンプル３０の回動に伴い、回転部材４は嵌合部５に沿って転動しながら移動し、凹部から外れて凸部に乗り上げるようになる。そのため、回転部材４は連結軸１２の方向に移動するように押圧され、コマ部３全体が受け部３ａから連結軸１２に向かって移動するように作用する。調整孔６と連結軸１２との間には凸部の高さとほぼ同じ間隔の隙間が形成されているため、調整孔６の受け部３ａ側の部分６ａが拡がって連結軸１２に密着するように変形し、受け部３ａと反対側の部分６ｂと連結軸１２との間に隙間が生じるようになる。こうした調整孔６の変形は、コマ部３を公知のエンジニアリングプラスチック（例えば、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアミド、ポリフェニレンオキシド等）で形成することで、弾性変形のような可逆的な変形とすることができる。調整孔６の受け部３ａ側の部分６ａに連結軸１２が密着した状態となっているので、テンプル３０はがたつくことなく保持される。

図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態からさらにテンプル３０を反時計回りに回動させた状態を示している。テンプル３０の回動に伴い、嵌合部５の凸部に乗り上げた回転部材４は転動しながら次の凹部に入り込むように移動する。そのため、調整孔６の変形により連結軸１２に押し付けられていたコマ部３は、嵌合部５に向かって移動するように作用し、調整孔６は元の形状に回復して連結軸１２は調整孔６の受け部３ａとは反対側の部分６ｂに密着するようになる。

以上説明したように、テンプル３０の回動に伴い、コマ部３側の回転部材４がコマ部２ａ及び２ｂの間に形成された嵌合部５に沿って転動しながら凹部への入り込み及び凸部への乗り上げを繰り返し、それに伴って調整孔６が可逆的に変形して受け部３ａ側の部分６ａ又は反対側の部分６ｂが連結軸１２に密着するようになる。そのため、回転部材４の転動により回動時の摩擦力が低減されてテンプル３０の回動動作をスムーズに行うことができる。また、回転部材４が凹部に入り込んだ状態でテンプル３０の回動位置を維持することもでき、テンプル３０が不用意に回動することがなく安定した回動動作を行うことが可能となる。

そして、コマ部３に回転部材４を転動可能に取り付けてコマ部２ａ及び２ｂの間に嵌合部５を形成し、連結軸１２を挿着する調整孔６の形状を可逆的な変形が可能となるように形成するため、従来の蝶番構造を大きく変更することなく内部構造に組み込むことができ、蝶番構造のコンパクト化及び軽量化を図ることが可能となる。そのため、眼鏡フレームのデザインに合わせて蝶番構造の外形を設計する自由度が大きくなる。また、調整孔６の形状、回転部材４のサイズ、嵌合部５の凹部及び凸部の形状は、蝶番構造に用いる樹脂材料に応じて適宜設定することができ、スムーズで安定した回動動作が行えるように適宜調整することが可能となる。

上述した蝶番構造を組み立てる場合には、コマ部３の受け部３ａに回転部材４を装着した後コマ部２ａ及び２ｂの間にコマ部３を挿入して、調整孔６と軸孔７ａ及び７ｂとを位置合わせする。そして、連結ピン１０及び１１をそれぞれ軸孔７ａ及び７ｂから挿入して両者を組み合せて連結軸１２とすることで、蝶番構造を容易に組み立てることができる。

図５は、連結ピン１０及び１１に関する正面図及び底面図である。図５（ａ）は、連結ピン１０に関する正面図及び底面図である。連結ピン１０は、円筒状の筒状本体部１０ａ及び筒状本体部１０ａの一方の端部に円板状の頭部１０ｂが形成されている。筒状本体部１０ａの外径は、軸孔７ａ及び７ｂとほぼ同じかわずかに小さく設定されており、頭部１０ｂは、筒状本体部１０ａよりも大径に形成されており、コマ部２ａに形成されて段差部に嵌合するように設定されている。頭部１０ｂの筒状本体部１０ａ側の面には、係合突起１０ｃが設けられており、連結ピン１０がコマ部２ａに挿入された際にコマ部２ａの段差部に形成された係合穴に係合突起１０ｃが嵌め込まれて取り付けられ、連結ピン１０が挿入後にコマ部２ａに対して回転しないように設定される。

筒状本体部１０ａの内周面１０ｄは、連結ピン１１の柱状本体部１１ａが挿入されるように柱状本体部１１ａの外径とほぼ同じかわずかに大きい内径に設定されている。そして、内周面１０ｄの中間部分には、内径が膨らむように拡張した曲面状の挿着面１０ｅが形成されている。挿着面１０ｅは、最大内径の位置から開口に向かってテーパ状に縮径する傾斜面に形成されている。

図５（ｂ）は、連結ピン１１に関する正面図及び底面図である。連結ピン１１は、円柱状の柱状本体部１１ａ及び柱状本体部１１ａの一方の端部に円板状の頭部１１ｂが形成されている。柱状本体部１１ａの外径は、連結ピン１０の筒状本体部１０ａの内周面１０ｄの内径とほぼ同じかわずかに小さくなるように設定されている。頭部１１ｂの柱状本体部１１ａ側の面には、係合突起１１ｃが設けられており、連結ピン１１がコマ部２ｂに挿入された際にコマ部２ｂの段差部に形成された係合穴に係合突起１１ｃが嵌め込まれて取り付けられ、連結ピン１１が挿入後にコマ部２ｂに対して回転しないように設定される。

柱状本体部１１ａの外周の中間部分には、外径が曲面状に膨出された係止部１１ｄが形成されており、係止部１１ｄは、最大外径を通る面に対して面対称となるように形成されている。そして、係止部１１ｄの外周面の形状は、連結ピン１０の筒状本体部１０ａの挿着面１０ｅの形状と異なっている。すなわち、連結ピン１１の柱状本体部１１ａを連結ピン１０の筒状本体部１０ａ内に挿入して連結軸１２として組み合わせた状態において、係止部１１ｄの筒状本体部１０ａの開口に向かってテーパ状に縮径するように傾斜した外周面が、挿着面１０ｅの開口に向かってテーパ状に縮径する傾斜面に対して少なくとも一部が圧接するように設定されている。また、係止部１１ｄの圧接部分以外の外周面は、挿着面１０ｅと接触せずに隙間のある状態となるように設定されている。係止部１１ｄ側の外周面と挿着面１０ｅ側の傾斜面が当接する位置では、外周面の外径が傾斜面の内径よりもわずかに大径となるように形成することで、外周面が傾斜面に対して圧接した状態に設定することができる。

図６は、連結ピン１０に連結ピン１１を挿入して組み合せる過程を示す説明図である。まず、軸孔７ａ、調整孔６及び軸孔７ｂを位置合せして形成した貫通孔に連結ピン１０を挿入し、反対側から連結ピン１１を連結ピン１０に挿入する（図６（ａ））。連結ピン１１の柱状本体部１１ａの先端部分の外径は、連結ピン１０の筒状本体部１０ａの内周面１０ｄにおける開口部分の内径とほぼ同じであるので、先端部分を内周面１０ｄに挿入していき、係止部１１ｄが開口部分に突き当たる位置まで挿着される（図６（ｂ））。

さらに、柱状本体部１１ａを押し込んでいき、係止部１１ｄが筒状本体部１０ａの開口部分を押し広げるように変形させて挿入されていく。こうした筒状本体部１０ａの変形は、連結ピン１０及び１１を公知のエンジニアリングプラスチック（例えば、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアミド、ポリフェニレンオキシド等）で形成することで、弾性変形のような可逆的な変形とすることができる。そして、押し込まれた係止部１１ｄが筒状本体部１０ａの内周面１０ｄを摺動して挿着面１０ｅに対向する位置に進み、係止部１１ｄの先端が挿着面１０ｅの頭部１０ｂ側の端部（開口と反対側の端部）に到達した位置で組み合せが完了する（図６（ｃ））。

図７は、連結ピン１０及び１１を組み合せた状態における挿着面１０ｅ及び係止部１１ｄの圧接状態を示す一部拡大断面図である。係止部１１ｄの先端が挿着面１０ｅの開口と反対側の端部に突き当たっており、係止部１１ｄの筒状本体部１０ａの開口に向かってテーパ状に縮径するように傾斜した外周面Ｓが、挿着面１０ｅの開口に向かってテーパ状に縮径する傾斜面Ｔに対して部分的に圧接した状態となっている。そして、圧接した部分以外の部分では挿着面１０ｅ及び係止部１１ｄは接触せずに隙間のある状態となっている。

外周面Ｓが傾斜面Ｔと当接した位置では、外周面Ｓの方が傾斜面Ｔよりもわずかに大径となるように形成されているため、当接位置で傾斜面Ｔが押し広げられるように変形し、傾斜面Ｔの変形に伴って傾斜面Ｔを縮径する方向の復原力が外周面Ｓに作用するようになる。こうした復元力が傾斜する外周面Ｓに作用して外周面Ｓに対して挿入方向に引き込む力が働くようになり、柱状本体部１１ａを筒状本体部１０ａ内に引き込んだ状態が維持されるようになる。そのため、連結ピン１１をがたつくことなく連結ピン１０にしっかりと組み付けることができる。そして、柱状本体部１１ａには、筒状本体部１０ａ内に引き込む方向の力が常時働くようになるので、長期間にわたって連結軸が緩むことなくコマ部を連結することができ、安定した開閉動作を維持することが可能となる。

係止部１１ｄの先端が挿入方向の挿着面１０ｅの端部に突き当たると、本体部１１ａはそれ以上本体部１０ａ内に押し込むことができなくなるので、係止部１１ｄ及び挿着面１０ｅの設定位置を調整することで、組み付け後の連結軸１２の長さを正確に調整することができ、コマ部２ａ及び２ｂ並びにコマ部３に連結軸１２を組み付けた後に、連結軸１２ががたつくことなくかつ締め付けすぎることもなく、安定した状態でしっかりと連結させることが可能となる。

１・・・蝶番構造、２ａ、２ｂ・・・コマ部、３・・・コマ部、４・・・回転部材、５・・・嵌合部、６・・・調整孔、７ａ、７ｂ・・・軸孔、８・・・当接部、９・・・外側面、１０・・・連結ピン、１０ａ・・・筒状本体部、１０ｄ・・・内周面、１０ｅ・・・挿着面、１１・・・連結ピン、１１ａ・・・柱状本体部、１１ｄ・・・係止部、１２・・・連結軸、２０・・・ヨロイ、３０・・・テンプル、Ｓ・・・外周面、Ｔ・・・傾斜面

Claims

一方の部材に設けられた一対の第一コマ部と、他方の部材に設けられて前記第一コマ部に挿入する第二コマ部と、前記第一コマ部及び前記第二コマ部を回動可能に連結する連結軸とを備えている蝶番構造において、一対の前記第一コマ部の間に設けられるとともに複数の凹部が形成された嵌合部と、前記第二コマ部の前記嵌合部に対向する位置に転動可能に取り付けられるとともに前記凹部に入り込むように形成された回転部材と、前記第二コマ部に形成されるとともに前記連結軸が挿入される調整孔とを備え、前記調整孔は、前記回転部材が前記凹部に入り込んだ状態では、前記回転部材の方向に前記連結軸の外周面との間に隙間が形成されており、前記第二コマ部の前記第一コマ部に対する回動動作に伴って前記凹部に入り込んだ前記回転部材が前記凹部から外れる際に前記調整孔が前記隙間で前記連結軸に密着して可逆的に変形するように設定されている蝶番構造。
請求項１に記載の蝶番構造を備えている眼鏡フレーム。