JPS6363019A - ろう接された丁番コマの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ろう接された丁番コマの製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

金属製の眼鏡枠は、大きく分解すると、前枠とテンプル
とに分解され、両者は左右各１本の丁番ネジで結合され
眼鏡枠へと組み立てられる。丁番は一封の丁番コマと１
本の丁番ネジとからなり、一対の丁番コマのうち一方は
前枠のヨロイその他の眼鏡枠部材にろう接され、他方は
テンプルにろう接される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、最近、細身の眼鏡枠が好まれるようになって
、丁番コマも必然的に小型化している。

そのため、従来量も一般的な洋白（Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｔ金
合金で作製した丁番コマでは、ろう接後、強度が不足す
ること及び耐摩耗性が劣るという問題点がでてきた。

本発明の目的は、これらの問題点の解決にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、強度不足及び耐摩耗性が劣ることの原因
について研究した結果、ろう接の際に受ける熱により丁
番コマのビッカース硬度（以下、ＨＶと略す）が、例え
ば最も一般的に使用されている洋白の場合１００以下と
低下しており、そのため強度不足及び耐摩耗性の劣化を
起こしていることを突き止め、そこで、ろう接による硬
度低下を回復するために時効硬化性の「析出硬化性金属
」に着目し研究を行なった。

その結果、溶体化処理された析出硬化性金属からなる丁
番コマを眼鏡枠部材にろう接部、時効硬化処理すること
を特徴とする、ろう接された丁番コマの製造方法を発明
した。これが本発明の第一の発明である。

また、溶体化処理は、丁番コマが比較的小さいので、ろ
う接温度を溶体化処理温度に設定することにより、ろう
接と同時に行なうことが可能である。これが本発明の第
二の発明である。

〔作用〕

ここでは、「析出硬化性金属」とは、溶体化処理及びそ
の後の時効処理によって硬くなり強化される合金を意味
し、−ｉに理解されている析出硬化性金属よりも意味が
狭い。このような析出硬化性金属の例としては、ベリリ
ウム銅合金（Ｂｅ含有率は０．４〜４％で、銅基外にＣ
０１Ｎｉ、、Ｓｎｓ　Ｃｒなどを含むこともある）、銅
チタン合金、銅ニツケルマンガン合金例えばＣｕＣｕ−
２ＯＮｉ−２０合金、時効硬化性アルミニウム合金例え
ばＪＩＳ　　Ａ　６０００番台及び７０００番台の合金
、時効硬化性ステンレス鋼例えばＪＩＳ　Ｇ　５ｔｉ５
６３０番台、コバルト基バネ合金例えばＣｏ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ−Ｍｎ−合金などが挙げられる。

この金属は、予め溶体化処理し、その後時効処理すると
硬度（強度と相関関係があり、強度の目安となる）が向
上する。

「溶体化処理」とは、合金を固溶化した後、急激に冷却
して過飽和固溶体にする熱処理のことであり、高力型ベ
リリウム銅を例にして説明すると、それを８００℃の高
温に加熱すると溶質成分が固溶した軟いα相になるので
、その温度から急冷すると過飽和固溶体が得られる。こ
の熱処理が溶体化処理と呼ばれる。

そして、得られた過飽和固溶体を２００〜５００°Ｃ特
に３００〜３５０℃の比較的低温で熱処理するとベリリ
ウム化合物の析出が起こり合金は硬くなり強化される。

この熱処理は時効処理〔またはく人工）時効硬化処理〕
と呼ばれる。この場合、合金が最も硬くなるような温度
０で熱処理する時効処理を適正時効処理と呼び、その温
度１より高い温度で熱処理する時効処理を過時効処理と
呼び、その温度０より低い温度で熱処理する時効処理を
不足時効処理と呼ぶ。

なお、過去にベリリウム銅合金の如き「析出硬化性金属
」を溶体化処理、冷間加工、時効処理を経て眼鏡枠部材
の一つであるテンプルに加工し、これに丁番コマをろう
接したことが報告されている。しかし、この場合には、
ろう接部、時効処理されることはなく、従って、丁番コ
マのろう接部の硬度はＨＶ＝１２０以下と低かった。ま
た、最も普及している洋白（Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ合金）製
のテンプルでも、ろう接部及びその近傍の硬度はせいぜ
いＨＶ＝１００である。

それに対し、本発明者で使用する析出硬化性金属の代表
例であるベリリウム銅合金は、溶体化処理後の時効硬化
処理によって引張強度が約１４０ｋｇ／　ｌ１１２（Ｈ
Ｖ　＝４００）となり、これは洋白の軟化材の約３〜４
倍に相当する。

なお、溶体化処理後の状態では析出硬化性金属は、軟ら
かいので冷間加工１例えば冷間線引加工が容易であり、
この状態で丁番コマとしての形状を作り上げることが好
ましい。冷間加工とは塑性変形を伴い加工硬化の生じる
加工を冷間加工と呼ぶ。

上述のように丁番コマは、ヨロイ、テンプル、ヨロイと
テンプルが一体になっており丁番コマをろう接部、両者
に切断する部材、その他の眼鏡枠部材にろう接される。

このような眼鏡枠部材も、丁番コマと同様に溶体化処理
された析出硬化性金属からなることが好ましい。なぜな
らば、細身の眼鏡枠部材も同様にろう接の際に受ける熱
により、ろう接部及びその近傍が軟化して強度不足とな
り易いからである。しかし、眼鏡枠部材は析出硬化性金
属以外の金属例えば洋白（Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ合金）、ス
テンレス鋼、ニッケルクロム合金などで作られていても
よい。

本発明の方法では、丁番コマと眼鏡枠部材をろう接する
が、ろう接の温度は、第二発明の場合溶体化できる温度
例えばベリリウム銅合金では、７００〜８５０℃でなけ
ればならない。第一発明では、既に溶体化処理が済んで
いるので、ろう接温度はより低くてよく例えばベリリウ
ム銅合金では、６００〜７００℃が適当である。ろう接
待間は例えばベリリウム銅では５秒以下が適当であり、
ろう接部の冷却は速かなることがよい。

第二発明の場合、ろう接すると、丁番コマ並びに「析出
硬化性金属で作られた眼鏡枠部材のろう接部及びその近
傍」は、溶質成分が固溶した軟らかいα相になり、ろう
接を終了すると、丁番コマ及び眼鏡枠部材は比較的小さ
く細いために自然に放冷して急激に温度が低下し、結局
α相は過飽和固溶体となる。この場合、放冷が不十分な
ときには例えば冷却したガスを吹きつけるか又は水冷し
て積極的に冷却することが好ましい。この「ろう接」で
焼きなましく炉冷）のごとき結果が得られないように注
意すべきである。仮に焼きなましの如き結果となると、
その後、時効処理しても硬度は向上しない。

ろう接部に行なう時効硬化処理は、既述の如く、例えば
ベリリウム銅合金では２００〜５００℃特に３００〜３
５０℃の比較的低温で熱処理することであり、これによ
りベリリウム化合物の析出が起こり合金は硬く強化され
る。この結果、丁番コマ並びに「析出硬化性金属で作ら
れた眼鏡枠部材のろう接部及びその近傍」の硬度が向上
し、ＨＶ−２００以上となる。ＨＶ＝２００以上あれば
、丁番コマの強度及び耐摩耗性は十分であり、また析出
硬化性金属で作られた眼鏡枠部材のろう接部及びその近
傍に機械的応力が作用した場合にも変形や破損が防止さ
れる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

（実施例１） 工炙ユヱ立叉在； ベリリウム銅合金（ＪＸＳ　　Ｃ１７２０）のφ４　ｍ
ｍｍ綿線用意し、これを８００℃に３０分加熱し次いで
水冷することにより溶体化処理を行なった（ＨＶ＝１２
０）。

次に冷間加工で丁番異形線引きを行なった。これにより
）（Ｖ＝２２０となった。この後、常法に従い切断、切
削、穴あけ、ねじ切り等の加工を行ない、第２図に示す
一枚コマｌａ（幅ｊ！−２，５ｍａ＋、コマ厚ｔ　＝０
．９ｍｍ）と第３図に示す２枚コマの丁番コマｌｂ（幅
ｐ　＝２．５＋ａｍ　、：２７Ｎ、　ｔ　＝０．８ｎ＋
ｍ）ヲ作製した。この両者を第４図に示す丁番ねじ２で
組み立てて丁番とした。

なお、溶体化処理は冷間加工又は切削加工の後で行って
もよいが、丸線のまま実施する方が作業能率がよい、ま
た場合により丁番コマ１ａ、１ｂは鋳造で作製してもよ
い。

双延役皿林■）作ニ 一方、ベリリウム銅合金（ＪＩＳ　　Ｃ１７２０）のφ
２．５ｍｍ九線を用意九線これを８００℃に３０分加熱
し次いで水冷することにより溶体化処理を行ない（ＨＶ
＝１２０）、その後１００ｍｍの長さに切断した。

切断した丸線を冷間加工（スェージング加工）により径
を細（した（ＨＶ　＝２２０）後、プレス加工によりヨ
ロイ３ａとそれに続いてテンプル３ｂが一体になった１
ｆｉｌ　１２　＝２．５ｍｍの眼鏡枠部材３を製作した
（ＨＶ　＝２４０）。

なお、溶体化処理は切断工程又はスェージング加工又は
プレス加工の後に実施してもよいが、丸線のまま実施す
る方が作業能率がよい。

入立促： 第１図に示すように眼鏡枠部材３の上にろう材片４を介
して丁番を乗せ、ろう接した。

ろう接は、限ろう３　（ＪＩＳ　　ＢＡｇ−１）を用い
、丁番側から高周波誘導加熱により約６５０℃に約２秒
加熱して行なった。ろう接部は、加熱を止めた後、急冷
した。この結果、丁番コマｌａ、１ｂ及び眼鏡枠部材３
のろう接部及びその近傍は軟化して、ＨＶ　＝　１４０
となった。

…泣硬■処理： ろう接したものを、３１５℃２時間の適正時効処理を行
なった。この時効処理によって、丁番コマ１ａ、菖すの
硬度はＨＶ＝４００、眼鏡枠部材３のろう接部及びその
近傍の硬度はＨＶ＝４００に向上し、眼鏡枠部材３のそ
の他の部分はＨＶ−４５０に向上した。

この場合、テンプル３ｂのろう接部及びその近傍は他の
部分に比べ強度が低くなるので応力集中を受は易くなる
が、−ｇにろう接部及びその近傍は他の部分に比べ厚み
を付けるので、この心配はない。

なお、丁番コマｌａ、１ｂの靭性を上げたい場合には、
適正時効ではなく過時効又は不足時効にして硬度をＨＶ
＝２５０〜３５０程度に低下させればよい。しかし、そ
うすると、今度はテンプル３ｂが強度不足になるので、
ろう接部に眼鏡枠部材３を予備の適正時効を施しておき
（ＨＶ　＝４５０）、ろう接部、不足時効を施して丁番
コマ１ａ、１ｂの硬度をＨＶ＝２５０〜３５０程度にす
ればよい。

■所： 時効硬化処理の後、第１図に示す矢印Ｘの位置で眼鏡枠
部材３を切断することによりヨロイ３ａとテンプル３ｂ
に分けた。これにより丁番は開閉可能になる。

なお、眼鏡枠の完成後、フィフテングのためにヨロイ３
ａを曲げ加工することがあるが、これを容易にするため
、ヨロイ３ａの硬度を低下させておきたいときには、ろ
う接部に眼鏡枠部材３を切断してヨロイ３ａとテンプル
３ｂに分け、前者を予備の過時効又は完全焼なましを施
し、ろう接部、適正時効を実施すればよい。

ベリリウム銅合金（ＪＩＳ　　Ｃ１７２０）の時効処理
は、３１５℃での適正時効を最高にＨＶ＝２００〜４０
０（溶体化処理後の冷間加工を受けていない場合の値で
、冷間加工を受けているとＨＶ　＝２００〜４５０に向
上する）の硬さが得られる。処理温度は少なくとも２０
０℃以上が適当であり、それより低い温度では、硬度向
上は望めない。また高くとも５００℃が適当であり、そ
れより高い温度では、同様に強度向上の効果が少ない。

また、ベリリウム銅合金（ＪＩＳ　　Ｃ１７２０）の代
わりに快削ベリリウム銅合金を用いると、切削加工の加
工能率が向上する。ただし、この合金は鉛を数％含有し
ているので耐摩耗性が若干劣る。

（実施例２） 工禿ユヱ■翌立： ベリリウム銅合金（ＪＩＳ　　Ｃ１７２０）のφ４　ｍ
ｍｍ綿線用意し、これを溶体化処理することなく、実施
例１と同様にして丁番コマ１ａ、１ｂを作製し、丁番ね
じ２で組み立てて丁番とした。

眼鏡枠部材の製作： 実施例１と全く同様にした。

ろう妄兼溶体ヒ几　； 恨ろう（ＪＩＳ　　ＢＡｇ−６）を用い、丁番側からガ
スバーナーを当てて約８００℃に約５秒加熱して行なっ
た。ろう接部は、加熱を止めた後、急冷することにより
約１秒後に４００℃以下になった。

これにより丁番コマ１ａ、１ｂ並びに眼鏡枠部材３は溶
体化処理され、ＨＶ−１２０になった。

バ塾便■処理； 実施例１と全く同様にした。

某所： 実施例１と全（同様に実施し、ろう接された丁番コマを
得た。

拭狂撚： 実施例１と２の丁番コマについて、テンプル３ｂの開閉
テストを２万回実施したが、ガタは認められなかった。

それに対して、洋白で実施例１のものと同一寸法、同一
形状で作製した丁番コマは、５０００回の開閉テストで
ガタが認められた。

ヨロイ３ａを固定し、ヨロイ３ａとテンプル３ｂの合わ
せ目（合口という）からテンプル３ｂ上の１００ｍｍ離
れた位置で丁番開閉方向に対して直角方向に曲げ荷重を
加えた結果、洋白丁番は２００ｇ（２ｋｇ−ｃｍ）でＩ
ａ’部分が曲がり、１０゛変形したが、実施例１と２の
丁番は８００ｇ（８ｋｇ−ｃｍ）でも曲がり変形は生じ
なかった。

実施例１と２の時効硬化処理を２５０℃、２時間の不足
時効処理を施し、ＨＶ　２５０の丁番について同上の曲
げ試験を行なった結果２００ｇでは曲げ変形はなく　５
００（Ｈ（５ｋｇ−ｃｍ）で１０°変形した。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明によれば、析出硬化性金属からな
る丁番コマを予め溶体化処理するか、又はろう接と同時
に溶体化処理し、ろう接部、時効硬化処理するので、硬
度がＨＶ−２００以上に向上し、その結果、強度及び耐
摩耗性が向上する。

これまで、硬度がＩ（Ｖ−２００以上の丁番コマは報告
されていない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１でろう接する際の丁番コマと眼鏡枠
部材との関係を示す斜視図である。 第２図及び第３図は、実施例１の丁番コマの斜視図であ
る。 第４図は、丁番ねしの斜視図である。 〔主要部分の符号の説明〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶体化処理された析出硬化性金属からなる丁番コマ
   を眼鏡枠部材にろう接後、時効硬化処理することを特徴
   とする、ろう接された丁番コマの製造方法。 ２　析出硬化性金属からなる丁番コマを眼鏡枠部材にろ
   う接する際にろう接と同時に溶体化処理し、その後、時
   効硬化処理することを特徴とする、ろう接された丁番コ
   マの製造方法。