KR200229468Y1 - 형상기억합금을 이용한 무관절 안경 - Google Patents

Abstract

본 고안은 형상기억합금을 이용한 무관절 안경에 관한 것으로, 안경다리가 형상기억합금으로 만들어지고, 그 한쪽 선단을 안경알과 나사로 체결시키기 위해 고리형상으로 형성된 선단걸이부와, 상기 선단걸이부에 연속하여 반원형의 아아크 형상으로 형성되어 있으면서 자유로이 굽혀지고 펴질 수있는 기능을 갖추어 관절역할을 하는 탄성절곡부 및, 상기 탄성절곡부에 연속하여 직선형으로 형성되어 있으면서 그 다른쪽 선단이 아래쪽으로 구부려져 착용자의 귀에 걸어주어 줄 수 있게 하는 귀걸이부를 구비한 구조로 되어 있고, 양쪽 안경알사이에 설치된 코다리 역시 형상기억합금으로 만들어지면서 안경알을 연결하는 수평부와 코받침이 설치되는 수직부사이의 직각절곡부가 탈형상기억처리된 구조로 되어 있다. 한편, 본 발명에 따른 안경다리의 귀걸이부를 탈형상기억처리하여 안경착용자의 체형에 맞추어 자유로이 안경다리의 귀걸이부를 착용자의 체형에 맞추어 피팅해 줄 수 있게 할 수가 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 고안에 따른 안경은 안경알에 직접 연결된 안경다리가 형상기억합금으로 만들어진 탄성절곡부에 의해 항상 안쪽으로 접혀지게 되어 있으므로 관절기구를 사용하지 않아도 안경다리를 접을 수 있을 뿐만 아니라, 안경다리를 접지 않아도 상기 탄성절곡부에 의해 안경을 벗으면 자동적으로 접히게 할 수 있고, 안경을 쓰고자 하는 경우에는 간단히 안경다리를 펼쳐 착용할 수 있게 할 수 있게 한다. 따라서 안경을 쓰고 벗는 동작이 극히 편리하고 상기 탄성절곡부에 의해 양쪽 안경다리가 항상 안쪽으로 접혀 지려 하는 탄성을 받는 상태이므로, 안경을 착용한 상태에서 안경이 착용자의 안면에 탄성적으로 달라 붙어 착용감을 높여 줄 수 있게 하는 한편, 안경다리와 안경을 가볍게 만들 수가 있으면서, 간편하게 제작할 수 있는 것이다.

Description

형상기억합금을 이용한 무관절 안경{A eyeglass without hinge assembly using shape memory alloy}

본 고안은 형상기억합금을 이용한 안경다리를 구비한 안경에 관한 것으로, 특히 안경다리를 접을 수 있게 하는 관절이 없으면서도 안경다리를 간편하게 접을 수 있게 한 형상기억합금을 이용한 무관절 안경에 관한 것이다.

일반적으로 안경은 사용자의 얼굴에 착용하였을 때 착용감이 좋아야 하고 가벼워야 좋은 바, 안경의 착용감이 좋게 하기 위해서는 안경다리가 착용자의 얼굴윤곽에 따른 곡선을 이루게 하여 얼굴의 측면을 압박하지 않으면서도 안경이 쉽게 흘러내리지 않도록 충분한 조임력을 발휘할 수 있어야 한다.

상기한 바의 요구 기능에서 안경다리가 착용자의 측면얼굴을 압박하지 않게 하기 위해서는 안경다리가 착용자의 얼굴에 가능한 닿지 않아야 하고, 안경을 착용한 상태에서 안경이 쉽게 흘러내리지 않게 하기 위해서는 안경다리가 가능한 착용자의 얼굴에 긴밀하게 접촉한 상태를 유지하여야 한다.

따라서, 안경다리의 압박감을 줄이는 기능과 안경다리가 얼굴에서 쉽게 흘러내리지 않게 하는 기능은 서로 상반된 안경다리의 형상을 요구하는 것이다.

즉, 안경다리가 얼굴을 압박하지 않게 하기 위해서는 안경다리가 얼굴에서 가능한 떨어지는 형상을 이루어야 하므로 양쪽 안경다리 사이의 간격이 많이 벌어져야 하고, 안경다리가 얼굴에서 쉽게 흘러내리지 않게 하기 위해서는 안경다리가 가능한 얼굴에 긴밀하게 접촉할 수 있게 하여야 하므로 양쪽 안경다리 사이의 간격이 가능한 좁아야 한다는 것이다.

따라서, 상기의 2가지 기능은 안경다리가 서로 상반된 형상을 갖도록 요구하고 있는 것이다.

일반적인 대부분의 안경에서는 하나의 안경다리로 2가지 상반된 기능상의 요구를 만족할 수가 없으므로, 대부분의 안경에서는 양쪽 안경다리 사이의 간격을 적절하게 조절하여 착용감과 접촉력의 향상을 동시에 얻도록 하고 있으나, 안경다리의 정확한 간격을 조절하기가 어려울 뿐만 아니라, 초기에 적절한 간격으로 조절해 두어도 오랫동안 착용함으로 인해 안경다리사이의 간격이 점차 넓어지게 되므로, 대부분의 안경을 착용하는 사람은 안경이 자기의 얼굴 윤곽에 정확하게 맞지 않아 항상 어느 정도의 불편함을 느끼고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 수단중의 하나로서, 안경다리를 초탄성을 갖는 형상기억합금을 이용하여 만든 것이 있으나, 기존의 형상기억합금을 이용한 안경다리 역시 다음과 같은 여러 가지 문제점을 갖고 있다.

첫째, 통상의 일반적인 안경다리는 직선형태로 되어 있으나, 형상기억합금을 이용하여 안경다리를 만들 때 가능한 형상기억합금의 초탄성을 이용하여 착용자의 얼굴유곽에 자동적으로 적절히 맞추어지게 하기 위해, 대개 바깥쪽으로 볼록한 곡선형태로 제작하고 있으나, 이렇게 형상기억합금으로 만들어진 안경다리를 안경알과 연결시킬 때 안경다리를 접을 수 있게 하기 위한 관절(hinge)를 매개하여 연결하고 있다. 따라서 안경을 벗을 후에는 반드시 손으로 관절을 접어야 하고 안경을 착용하는 경우에는 다시 안경다리를 펼쳐야 하는 번거로움이 있었다. 그리고, 상기한 바와 같이 기본적으로 초탄성을 갖는 형상기억합금을 이용하면서도, 안경알과 안경다리사이를 관절연결수단을 매개하여 연결시키기 때문에 형상기억합금의 초탄성이 제대로 발휘할 수 없다는 단점이 있었다. 한편, 상기한 바와 같이 안경다리에 관절을 사용함으로써 발생하는 번거로움의 문제는 형상기억합금을 이용하지 않는 일반적인 안경다리의 경우에도 마찬가지로 발생되는 문제이다.

둘째, 안경다리 전체를 형상기억합금으로 만드는 경우에는 변형이 어려우므로 안경다리의 뒷부분이 아래쪽으로 구부려져 내려와 착용자의 귀에 걸어줄 수 있게 하는 귀걸이부분의 각도를 안경사용자의 얼굴 윤곽에 맞추어 주는 피팅(fitting) 작업이 불가능하게 된다. 따라서 형상기억합금을 이용하여 만든 안경다리는 착용자의 얼굴 측면에서는 적절한 압박감으로 눌러 주게 할 수 있지만, 오히려 귀뒷부분에서는 일반적인 금속으로 만들어진 안경다리 보다 정확하게 걸리지 않게 되는 불편함이 있었다.

상기한 바에서 안경다리와 안경알을 연결시키면서 안경다리를 접을 수 있게 하는 관절연결수단은, 사용에 따라 점차 헐거워지거나 관절의 연결나사가 빠져나가 제기능을 발휘할 수 없는 단점이 있다.

한편, 양쪽 안경알을 서로 연결시켜 주면서 안경이 코위에 안착되게 하는 코다리 역시 형상기억합금을 이용하여 만들어서 그 본래의 초탄성을 이용함으로써 착용감을 향상시키도록 한 것이 있기는 하나, 이 코다리 역시 전체를 형상기억합금으로 제작하는 경우에는 착용자의 얼굴 및 코형태에 맞추어 각도를 조절해 줄 수가 없다는 단점이 있었다.

또한, 상기한 바와 같이 형상기억합금을 이용하거나 일반적인 금속을 이용한 안경다리를 사용한 안경은, 안경다리 자체의 무게와 관절수단의 무게로 인하여 전체적으로 안경의 무게가 무거워 착용자가 항상 코위에 무거운 안경을 올려 두고 있는 부담감을 느껴야 하였다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 안경에서 제기되는 여러 가지 문제점을 해결하여, 관절연결수단을 사용하지 않고서도 안경다리를 간편하게 접고 펼 수 있게 하면서, 안경착용자가 편안하게 착용할 수 있는 가벼운 안경을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 안경을 벗은 후에 안경다리를 접는 동작을 취하지 않아도 자동적으로 안경다리가 접혀질 수 있게 한 안경다리를 갖춘 안경을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또, 본 고안은 안경다리와 코다리를 형상기억합금으로 제작하면서도, 사용자의 귀와 코윤곽에 알맞게 안경다리의 귀걸이부 각도 및 코다리의 각도를 피팅해 줄 수 있게 한 안경다리와 코다리를 갖춘 안경을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 안경은 안경알에 안경다리가 직접 연결된 무테안경의 구조로 되어 있으면서, 상기 안경다리가 형상기억합금으로 만들어지고, 그 한쪽선단을 안경알과 나사로 직접 체결시킬 수 있도록 고리형상으로 형성된 선단걸이부와, 상기 선단걸이부에 연속하여 반원형의 아아크 형상으로 형성되어 있으면서 자유로이 굽혀지고 펴질 수있는 기능을 갖추어 관절역할을 하는 탄성절곡부 및, 상기 탄성절곡부에 연속하여 직선형으로 형성되어 있으면서 착용자의 귀에 걸어주기 위한 귀걸이부를 구비한 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 양쪽 안경알을 연결시켜 주면서 코받침이 설치되는 코다리 역시 형상기억합금으로 만들어지면서 양쪽 안경알을 직접 연결시키는 수평부와 코패드가 설치되는 양쪽 수직부사이의 직각절곡부가 탈형상기억처리된 구조로 되어 있다.

한편, 본 고안에 따른 안경다리의 귀걸이부를 탈형상기억처리한 구조로 함으로써 상기 귀걸이부를 펼치거나 더욱 오무리므로써 사용자의 체형에 맞추어 안경다리의 길이를 조절해 줄 수 있게 할 수 있도록 되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 고안에 따른 안경은 안경알에 직접 연결된 안경다리가 초탄성을 갖는 형상기억합금으로 만들어진 탄성절곡부에 의해 항상 안쪽으로 접혀지게 되어 있으므로 안경을 벗은 상태에서 안경다리를 접지 않아도 자동으로 접혀지게 되고, 안경을 쓰고자 하는 경우에는 상기 탄성절곡부를 이용하여 안경다리를 펼쳐 간단히 착용할 수 있는 것이다.

따라서 안경을 쓰고 벗는 동작이 극히 편리하고 상기 탄성절곡부에 의해 양쪽 안경다리가 항상 안쪽으로 오무려 지려하는 탄성을 받는 상태이므로, 안경을 착용한 상태에서 안경이 착용자의 안면에 적당한 탄성력으로 달라붙어 편안한 착용감을 느낄 수 있게 해 줄 뿐만 아니라, 안경다리가 극히 가벼워지게 되므로 안경을 가볍게 만들 수가 있는 것이다.

또한, 안경다리에 관절연결수단을 사용하지 않음으로써 관절연결부의 고장이나 결함으로 인해 안경을 오래 동안 착용함에 따라 착용감이 나빠지는 등의 문제점이 발생하지 않게 되는 것이다.

도 1 은 본 고안에 따라 형상기억합금을 이용한 무관절 안경의 사시도,

도 2 는 본 고안에 따른 안경에 설치되는 안경다리의 사시도,

도 3 은 도 2 의 A - A 선에 따라 절단한 확대단면도,

도 4 은 도 2 의 B -B 선에 따라 절단단 확대단면도,

도 5 는 본 고안에 따른 안경다리를 제작하기 위한 지그의 일예를 도시한 개략도,

도 6 은 본 고안에 따른 안경에 설치되는 코다리의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 - 안경알 2 - 안경다리

3 - 코다리 4 - 선단걸이부

5 - 탄성절곡부 6 - 귀걸이부

7 - 지그 8 - 홈

9 - 만곡부 10 - 직선부

11 - 나사 12 - 수평부

13 - 코패드 14 - 수직부

15 - 절곡부

이하 본 고안의 구체적인 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 고안에 따른 안경을 뒤집은 상태의 전체 사시도로서, 이 도면에 도시한 바와 같이 본 고안에 따른 안경은 양쪽 안경알(1)의 바깥쪽에 각각 하나씩의 안경다리(2)가 직접 연결된 무테안경의 구조로 되어 있고, 상기 양쪽 안경알(1,2)의 사이에 통상적인 형태의 코다리(3)가 설치된 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 안경다리(2)는 형상기억합금으로 만들어지는데 상기 안경알(1)에 나사로 직접 체결시킬 수 있도록 고리형상으로 형성된 선단걸이부(4)와, 상기 선단걸이부(4)에 연속하여 반원형의 아아크 형상으로 형성되어 있으면서 자유로이 굽혀지고 펴질 수있는 기능을 갖추어 관절역할을 하는 탄성절곡부(5) 및, 상기 탄성절곡부(5)에 연속하여 직선형으로 형성되어 있으면서 다른쪽 선단에 착용자의 귀에 걸어줄 수 있도록 아래로 구부려진 귀걸이부(6)를 구비한 구조로 되어 있다.

한편, 상기 탄성절곡부(5)는 도면 3에 도시한 바와 같이 단면이 사각형인 형태로 하고, 귀걸이부(6)는 그 단면이 도면 4에 도시한 바와 같이 원형인 형태로 하는 것이 바람직한데, 이는 상기 안경다리(2)가 도면 1에서 점선으로 도시한 바와 같이 오므려진 상태에서 펼쳐질 때, 상기 탄성절곡부(5)가 반원형의 형태에서 부드러운 곡선형의 직각형태로 응력의 집중없이 탄성적으로 변형되어질 수 있게 하기 위함인 것이다.

그리고, 상기 귀걸이부(6)는 도면 4에 도시한 바와 같이 그 단면이 원헝인 형태로 하는 것이 바람직한데, 이 귀걸이부(6)는 상기 탄성절곡부(5)와 같이 자유로이 굽혀지거나 펼쳐지는 부위가 아니므로 적당한 측방향의 강성을 가지는 것이 바람직하기 때문인 것이다. 물론 이 귀걸이부(6)를 적당한 측방향의 강성을 가지는 한 원형이 아닌 다른 단면의 형상으로 하여도 무방하다.

여기서, 상기 탄성절곡부(5)가 적절한 최적의 탄성력을 가지게 하기 위해, 상기 탄성절곡부(5)의 폭이 상기 귀걸이부(6) 폭의 약 20 ∼ 80 %가 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 본래 상기 귀걸이부(6)와 동일한 폭을 갖는 소재를 압연등과 같은 방법의 기계가공을 통하여 형성시킨다.

이러한 구조를 갖는 본 고안의 안경다리(2)를 구성하는 형상기억합금의 소재는 통상의 것을 사용할 수 있는 바, 예컨대 β-Ti, Inno-Ti, NiTi 합금, NiTi 합금에 Co, Cr, Cu, V, Mo, Mn 및 Fe를 첨가한 합금을 사용할 수 있다.

이러한 형상기억합금을 사용하여 상기한 바와 같이 선단걸이부(4)와 탄성절곡부(5) 및 귀걸이부(6)를 갖는 안경다리(2)의 구조는 도면 5에 도시한 바와 같은 지그(7)를 사용하여 열처리하여 성형시킬 수가 있는 바, 이 지그(7)는 상기 안경다리(2)의 선단걸이부(4)를 삽입하기 위한 홈(8)과 상기 탄성절곡부(5)를 성형시키기 위한 만곡부(9) 및 직선형의 귀걸이부(6)를 성형시키기 위한 직선부(10)를 갖춘 구조로 되어 있다.

여기서 상기 만곡부(9)의 곡률반경은 사용자의 얼굴형태에 따라 달라지지만 대개 약 5 ∼ 20mm정도가 되게 하는 것이 바람직하다.

이러한 구조의 지그(7)에 상기의 설명에서와 같은 구조의 안경다리(2)를 결합시켜 열처리하면 최종적인 본 고안의 안경다리를 얻을 수 있는 것이다.

본 고안에 따라 상기 지그(7)를 사용하여 안경다리(2)를 열처리하는 과정의 일예를 들자면, 약 280 ∼ 500 ℃의 온도에서 약 10 ∼ 70분동안 열처리하면 곡선 모양을 기억하게 되어 관절기구가 필요 없는 안경다리가 완성되게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여 만들어진 본 고안의 안경다리(2)는 도면 1 에 도시한 바와 같이 상기 선단걸이부(4)를 안경알(1)에 뚫은 구멍속에 나사(11)를 끼워 고정시키면 간단하게 체결시킬 수가 있는 것이다.

이렇게 안경알(1)에 체결된 본 고안의 안경다리(2)는 고유의 초탄성을 갖는 형상기억합금으로 만들어지면서 그 일부인 탄성절곡부(4)가 응력집중이 적은 폭이 좁은 직사각형의 형상으로 되어 있으므로, 도면 1에서 점선으로 도시한 바와 같이 부드러운 직각형태로 자유로이 펼칠 수가 있으며, 안경다리(2)을 펼친상태로 지탱하는 외력이 제거되면 즉시 반원형상으로 복원되게 되는 것이다.

따라서, 본 고안에 따른 안경다리를 구비한 안경은, 벗은 후에 별도로 안경다리를 접는 동작을 취하지 않아도 자동적으로 접혀지게 되는 것이다.

그리고, 본 고안의 안경다리는 변형이 없고 탄성이 좋은 형상기억합금으로 만들어지기 때문에, 전체적으로 단면적을 작게 할 수가 있으므로 무게를 가볍게 할 수가 있어 안경다리의 무게를 절대적으로 줄일 수 있고 안경의 무게를 가볍게 할 수가 있는 것이다.

한편, 상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 안경다리(2)의 귀걸이부(6)만을 탈형상기억처리한 구조로 하여 그 효용성을 높일 수가 있는 바, 예컨대, 상기 귀걸이부(6)를 탈형상기억처리하면 필요에 따라 자유로이 변형시킬 수가 있으므로, 이 귀걸이부(6)의 각도를 변형시켜 사용자의 얼굴 체형에 맞추어 안경다리(2)의 길이를 적당한 범위내에서 조절하게 할 수가 있는 것이다.

또한, 양쪽의 안경알(1)사이에 설치되는 본 고안의 코다리(3) 역시 형상기억합금으로 만들어지는데, 그 구조는 도면 6에 도시한 바와 같이 통상적인 구조와 마찬가지로 양쪽 안경알(1)을 직접 연결시키면서 수평부(12)와 코패드(13)가 설치되는 수직부(14)로 이루어지는 바, 본 고안에 따른 코다리(3)는 상기 수평부(12)와 수직부(14)를 연결시키는 절곡부(15)만을 탈형상처리한 구조로 되어 있다.

따라서 본 고안에 따른 코다리(3)는 형상기억합금으로 만들어져 있으면서도 상기 절곡부(15)의 각도를 변형시켜 코패드(13)가 안착된 수직부(14)의 각도를 사용자의 얼굴체형에 맞추어 임의대로 조절 변형할 수가 있으므로 편안한 착용감을 주게 할 수가 있는 것이다.

한편, 상기에서 안경다리(2)의 귀걸이부(6)와 코다리(3)의 절곡부(15)를 탈형상처리하는 과정의 일예를 들자면, 600 ∼ 800 ℃의 온도에서 약 5 ∼ 30 분동안 열처리를 한 후 수냉시키면, 상기에서 설명한 바와 같은 과정을 통하여 형상기억된 기능이 제거되게 되는 것이다.

이러한 열처리 과정을 통하여 안경다리(2)의 귀걸이부(6)와 코다리(3)의 절곡부(15)를 탈형상기억처리함으로써, 형상기억합금으로 만들어진 안경다리(2)와 코다리(3)를 사용자의 얼굴 윤곽에 맞추어 정확하게 조절할 수 있게 되므로 더욱 편안하게 안경을 착용할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 형상기억합금을 이용한 무관절 안경은, 안경다리(2)가 안경알(1)에 직접 연결된 구조로 되어 있으면서, 이 안경다리(2)에 반원형의 아아크형상을 갖는 탄성절곡부(5)가 형상기억합금의 고유기능의 초탄성과 굽힘강성이 큰 폭이 좁은 직사각형 단면을 갖는 형상으로 된 구조로 이루어져 있기 때문에 자유로이 굽혀지고 펴질 수 있는 기능을 갖게 되므로, 관절기구를 사용하지 않고서도 안경다리(2)를 펴고 접을 수 있으며, 특히 안경을 벗어면 자동적으로 안경다리(2)가 접혀지게 되는 편리함이 있는 것이다.

또, 양쪽의 안경다리(2)가 상기 탄성절곡부(5)에 의해 항상 안쪽 오무려질려 하는 소정의 탄성을 받고 있는 상태이면서 그 안경다리(2)의 질량이 크지 않기 때문에, 본 발명에 따른 안경다리(2)를 구비한 안경을 착용하고 있는 사람이 안경다리의 조임력으로 인한 불편함을 느끼지 않도록 편안하면서도, 안경이 흘러 내리지 않게 착용할 수 있는 것이다.

또한, 필요에 따라 형상기억합금으로 만들어진 안경다리(2)와 코다리(3)의 일부분을 탈형상기억처리함으로써, 사용자의 얼굴윤곽에 알맞게 피팅할 수가 있으므로 착용감이 뛰어난 안경을 만들 수가 있으며, 그 제작공정을 간단히 할 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 안경알을 연결시키는 코다리와 안경을 사용자의 귀에 걸어주기 위한 안경다리를 구비한 안경에 있어서,

   상기 안경다리(2)가 형상기억합금으로 만들어지고, 그 한쪽 선단을 안경알(1)과 나사로 체결시킬 수 있도록 고리형상으로 형성된 선단걸이부(4)와, 상기 선단걸이부(4)에 연속하여 반원형의 아아크 형상으로 형성되어 있으면서 자유로이 굽혀지고 펴질 수있는 기능을 갖추어 관절역할을 하는 탄성절곡부(5) 및, 상기 탄성절곡부(5)에 연속하여 직선형으로 형성되어 있으면서 반대쪽 선단이 사용자의 귀에 걸어줄 수 있도록 아래쪽으로 구부려진 귀걸이부(6)를 구비한 구조로 된 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 무관절안경.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성절곡부(5)가 기계가공처리 되어 그 두께가 상기 귀걸이부(6) 두께의 20 ∼ 80%가 되게 형성된 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 무관절안경.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 귀걸이부(6)의 단면형상이 원형 또는 다각형 중의 하나가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 무관절안경
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 안경다리(2)의 귀걸이부(6)가 탈형상기억처리된 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 무관절안경.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 코다리(3)가 형상기억합금으로 만들어지면서, 양쪽 안경알(1)을 연결시키는 수평부(12)와 코패드(13)가 장착되는 수직부(14)사이의 절곡부(15)가 탈형상기억처리된 것을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 무관절안경.