JP6327702B2

JP6327702B2 - 眼鏡部材及びその製造方法

Info

Publication number: JP6327702B2
Application number: JP2014099295A
Authority: JP
Inventors: 利子前澤; 隆則玉田; 治井上
Original assignee: 株式会社前澤金型
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: JP2015215535A

Description

本発明は、眼鏡フレームに用いられるテンプルやモダン等の眼鏡部材及びその製造方法に関する。

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。そして、テンプルには、必要に応じて耳掛部としてモダンが取り付けられるようになっている。

眼鏡フレームを構成するこうした眼鏡部材は、金属材料や樹脂材料を加工して成形されており、デザイン、軽量化、弾力性や柔軟性といった機能性等を考慮して様々なものが開発されて実用化されてきている。樹脂材料の成形加工では、複数種類の樹脂材料を組み合せた複合成形加工が行われている。例えば、特許文献１では、モダンを樹脂製の鞘部とこの鞘部の少なくとも耳に対向する部分に配置された弾性パッド部とを備え、異なる材質の鞘部とパッド部とが二重成形により一体化されているテンプル用モダンが記載されている。また、特許文献２では、テンプルロッドの樹脂被覆すべき要被覆部の中間部分に、１回目の射出成形を施すことによって中間の樹脂被覆部を形成し、要被覆部の前後部分を金型の型孔に納め、この型孔に対して２回目の射出成形を行なうことで樹脂被覆テンプルを製造する点が記載されている。

こうした複合成形加工では、複雑な形状の３次元形状を成形する場合には、一次成形用金型及び二次成形用金型を用い、１つの樹脂材料で一次成形用金型により中間成形部品を成形し、中間成形部品を二次成形用金型に組み込んで別の樹脂材料を用いて最終成形品を得る成形方法が用いられている。

特開平１１−２７１６９０号公報特開２００４−３５１７９４号公報

上述した複合成形加工では、異なる種類の樹脂材料を組み合せて成形加工するため、樹脂材料の特性が異なる場合に、成形品の状態において両者の接合部分が剥離するといった課題がある。そのため、同じような特性を有する樹脂材料を組み合せる必要があり、使用する樹脂材料の種類が制約を受けるようになる。

また、複雑な形状に成形加工する場合には、樹脂材料のそれぞれの成形部分の部位により収縮特性が異なってくるため、接合部分が剥離しやすくなる。さらに、眼鏡部材に使用した場合には、使用時に付着する汗の影響や日射による影響により樹脂材料が変形するため、樹脂材料の接合部分が剥離して隙間が生じ、強度低下等の劣化の原因となる。

そこで、本発明は、異なる複数種類の樹脂材料を剥離することなくしっかりと接合することができる眼鏡部材及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る眼鏡部材は、第一樹脂材料で成形された第一部分及び当該第一樹脂材料と異なる第二樹脂材料で成形された第二部分を接合させて一体化されている眼鏡部材であって、前記第一部分には、前記第二部分との接合面から内部に延設された嵌入孔が形成されており、前記嵌入孔には、前記第二樹脂材料が前記第二部分から連続して充填されているとともに内周面において内方に向かって形成された突起により接合面側及び接合面と反対側の間隔よりも間隔が狭く設定されており、前記第一部分の内部には、前記嵌入孔に連続して連通路が形成されており、前記連通路は、前記第一部分の外側面に形成された一対の開口と連通するように形成されており、一対の前記開口が連通する方向は、前記連通路とほぼ直交する方向に設定されている。さらに、前記嵌入孔の内周面に形成された嵌合溝内に形成されている。

本発明に係る眼鏡部材の製造方法は、第一樹脂材料を用いて第一部分を３次元造形により成形する１次成形工程と、１次成形工程により成形された前記第一部分を金型にセットして第二樹脂材料を当該金型内に充填することで前記第一部分に接合させて一体化される第二部分を射出成形する２次成形工程とを含む眼鏡部材の製造方法であって、前記１次成形工程では、前記第一部分に前記第二部分との接合面から内部に延設された嵌入孔を形成するとともに当該嵌入孔の内周面において内方に向かって突起を形成して接合面側及び接合面と反対側の間隔よりも間隔を狭く設定し、前記第一部分の内部に前記嵌入孔に連続して連通路を形成するとともに前記第一部分の外側面に一対の開口を当該連通路とほぼ直交する方向に連通するように形成する。

本発明は、上記のような構成を有することで、異なる複数種類の樹脂材料を剥離することなくしっかりと接合することができる。

モダンに関する平面図及び正面図である。端部１０の構造を拡大して示す側面図並びに平面視のＡ−Ａ断面図及び正面視のＢ−Ｂ断面図である。端部１１の構造を拡大して示す側面図並びに平面視のＣ−Ｃ断面図及び正面視のＤ−Ｄ断面図である。１次成形工程に関する説明図である。２次成形工程に関する説明図である。

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、本発明に係る眼鏡部材であるモダン１に関する平面図（図１（ａ））及び正面図（図１（ｂ））である。モダン１は、複数種類の樹脂材料を接合して構成されており、この例では、長手方向の両側の端部１０及び１１が第一樹脂材料により成形されており、本体部１２が第一樹脂材料とは異なる第二樹脂材料から成形されて接合されている。一方の端部１１は、テンプル２に挿着される根元部分となり、他方の端部１０は、先端部分となる。モダン１の内部には、長手方向に沿ってテンプル２の棒状の装着部分２０が挿入される挿入孔１３が形成されており、挿入孔１３は、端部１１及び本体部１２では貫通して形成され、端部１０では先端まで貫通せずに凹状に形成されている。

図２は、端部１０の構造を拡大して示す側面図（図２（ａ））並びに平面視のＡ−Ａ断面図（図２（ｂ））及び正面視のＢ−Ｂ断面図（図２（ｃ））である。端部１０は、本体部１２との接合面１０ｂから先端側に向かって内部に延設された嵌入孔１０ａが形成されており、嵌入孔１０ａには、本体部１２を構成する第二樹脂材料が充填されて第二樹脂材料の内部に挿入孔１３の先端部が凹状に形成される。接合面１０ｂは、中央部分が突き出た形状に形成されており、本体部１２との間の接合面積を増加させるとともに本体部１２の第二樹脂材料で端部１０の第一樹脂材料を挟むように構成されているので、両者の接合部分が剥離しにくい構造となっている。

嵌入孔１０ａの内周面の対向する位置には、一対の嵌合溝１０ｃが外方に向かって切欠くように形成されている。嵌合溝１０ｃは、接合面１０ｂから先端側に向かって所定幅で形成されており、嵌合溝１０ｃの底面には、内方に向かって突出する突起１０ｄが形成されている。そのため、一対の嵌合溝１０ｃの対向する底面の間の間隔は、一対の突起１０ｄの間の間隔が接合面１０ｂ側及び先端側の間隔よりも狭く設定されている。そして、嵌合溝１０ｃ内には、本体部１２の第二樹脂材料が充填されるようになる。

また、嵌入孔１０ａから先端に向かって連通路１０ｅが連続して形成されており、連通路１０ｅは、端部１０の外側面に形成された一対の開口１０ｆと連通するように形成されている。一対の開口１０ｆは、外側面の互いに対向する位置に形成されており、開口１０ｆの連通する方向は、連通路１０ｅの方向とほぼ直交する方向に設定されるとともに対向配置された嵌合溝１０ｃの配置方向ともほぼ直交する方向に設定されている。そして、連通路１０ｅから開口１０ｆまでの空隙は、嵌入孔１０ａから連続して本体部１２の第二樹脂材料が充填されるようになる。

以上説明したように、端部１０は、内部の空隙に本体部１２からの第二樹脂材料が連続して充填されて接合しているので、本体部１２に対して端部１０が剥離することなくしっかりと接合するようになる。すなわち、嵌入孔１０ａ内に充填された本体部１２の樹脂部分は、嵌合溝１０ｃ内の一対の突起１０ｄの間で幅が狭く設定されているので、本体部１２から端部１０を先端側に引き離す方向の変形に対して、本体部１２の樹脂部分が突起１０ｄに係合した状態となって強度を高めることができる。また、連通路１０ｅから開口１０ｆにかけて充填された本体部１２の樹脂部分は、端部１０を本体部１２に対して捩じるように回転させる変形に対して、一対の開口１０ｆの連通方向が回転軸とほぼ直交する方向に設定されているので、こうした変形に対する強度を高めることができる。また、端部１０を本体部１２から折り曲げる方向の変形に対しても、連通路１０ｅに充填された樹脂部分が本体部１２から延設されているため、こうした変形に対しても強度を高めることができる。そのため、端部１０に対して加えられる様々な変形に対する強度が高められて端部１０が本体部１２から剥離することを防止することが可能となる。なお、上述した例では、一対の開口１０ｆを形成するようにしているが、１つの開口のみを設けるようにすることもできる。

図３は、端部１１の構造を拡大して示す側面図（図３（ｂ））並びに平面視のＣ−Ｃ断面図（図３（ｂ））及び正面視のＤ−Ｄ断面図（図３（ｃ））である。端部１１は、本体部１２との接合面１１ｂから本体部１２とは反対側に向かって内部に延設された嵌入孔１１ａが形成されており、嵌入孔１１ａから連通路１１ｅが連続形成されて貫通している。嵌入孔１１ａには、本体部１２を構成する第二樹脂材料が充填されて第二樹脂材料の内部に挿入孔１３が形成されて連通路１１ｅと連通し、テンプル２の装着部分２０が挿入されるようになっている。

嵌入孔１１ａの内周面の対向する位置には、一対の嵌合溝１１ｃが外方に向かって切欠くように形成されている。嵌合溝１１ｃは、接合面１１ｂから本体部１２とは反対側に向かって所定幅で形成されており、嵌合溝１１ｃの底面には、内方に向かって突出する突起１１ｄが形成されている。そのため、一対の嵌合溝１１ｃの対向する底面の間の間隔は、一対の突起１１ｄの間の間隔が接合面１１ｂ側及びその反対側の間隔よりも狭く設定されている。そして、嵌合溝１１ｃ内には、本体部１２の第二樹脂材料が充填されるようになる。

端部１１は、内部の空隙にテンプル２の装着部分２０が貫通するとともに嵌入孔１１ａに本体部１２からの第二樹脂材料が連続して充填されて接合しているので、本体部１２に対して端部１１が剥離することなくしっかりと接合するようになる。すなわち、嵌入孔１１ａ内に充填された本体部１２の樹脂部分は、嵌合溝１１ｃ内の一対の突起１１ｄの間で幅が狭く設定されているので、本体部１２から端部１１を先端側に引き離す方向の変形に対して、本体部１２の樹脂部分が突起１１ｄに係合した状態となって強度を高めることができる。また、端部１１内に装着部分２０が貫通されているので、端部１１を捩じったり折り曲げたりする変形に対しても十分な強度を有している。

上述した例では、眼鏡部材としてモダンを例に説明したが、モダン以外のテンプル、フロントフレーム等の眼鏡部材にも適用可能である。また、３種類以上の樹脂材料を接合した眼鏡部材を構成することも可能であり、樹脂材料を端部以外の部分で接合させることもでき、特に限定されない。

図４及び図５は、モダン１を製造する工程に関する説明図である。まず、図４では、端部１０及び１１となる部品を第一樹脂材料により３次元造形装置で成形する１次成形工程である。そして、図５では、１次成形工程で得られた端部１０及び１１を金型にセットして金型内に第二樹脂材料を充填して射出成形する２次成形工程である。端部１０及び１１は、内部構造が射出成形により成形が困難な形状となっているが、３次元造形装置により端部１０及び１１となる部品の内部構造を形成することで、モダン１の全体を成形する２次成形工程における射出成形を確実に行うことができるようになる。特に、端部１０及び１１の嵌合溝内の突起形状や端部１０の開口１０ｆの形状は射出成形により形成することは技術的に困難であるが、３次元造形により形成することで、正確かつ容易に成形することが可能となる。

１次成形工程では、端部１０及び１１となる部品の３次元ＣＡＤデータに基づいて積層造形法により造形される。図４に示す例では、液化した第一樹脂材料Ｒ１をインクジェット記録ヘッド３０により吐出して層状に硬化させることで積層造形する。インクジェット記録ヘッド３０は、部品Ｍを成形する液状の光硬化性樹脂材料からなる第一樹脂材料Ｒ１を吐出するヘッド３１、成形する部品をサポートするサポート材Ｓを成形する液状の光硬化性樹脂材料を吐出するヘッド３２及び吐出された光硬化性樹脂材料を硬化させる光照射部３３を備えている。インクジェット記録ヘッド３０は、走査方向であるＸ方向及びＹ方向に移動して光硬化性樹脂材料を吐出する。

インクジェット記録ヘッド３０に対向配置された積層テーブル４０は、移動装置４１により積層方向であるＺ方向に移動するようになっている。制御装置５０は、部品のＣＡＤデータに基づいて３次元形状を所定の厚さにスライスした２次元形状の記録データを作成してインクジェット記録ヘッド３０に記録信号を送信する。そして、インクジェット記録ヘッド３０は、記録信号に基づいて積層テーブル４０に第一樹脂材料Ｒ１を層状の２次元形状に吐出して硬化させる。所定の厚さに形成した後、制御装置５０は、移動装置４１を駆動制御して積層テーブル４０を所定の厚さ分Ｚ方向に移動させる。こうして、積層テーブル４０上に所定の厚さの樹脂層を積層していくことで、複数の部品Ｍをサポート材Ｓとともに造形していく。サポート材Ｓは、部品ＭのＸ方向及びＹ方向に張り出した部分を支持するために形成され、部品Ｍが安定して正確に造形可能となる。

３次元造形後に、部品Ｍからサポート材Ｓを除去し、部品Ｍの外表面を切削して表面形状を仕上げ形成する。

第一樹脂材料Ｒ１としては、３次元成形が可能で後述する２次成形工程で用いる第二樹脂材料Ｒ２と融着性の良好な材料が好適で、例えば、アクリル系又はポリプロピレン系の感光性樹脂材料を用いることができる。また、以上説明した３次元造形装置としては、インクジェット記録方法以外にも、粉末法、光造形法、シート積層法、押し出し法等の公知の造形方法による装置を用いることが可能である。

２次成形工程では、図５（ａ）に示すように、３次元成形された部品を下型６０にセットする。端部１０及び１１となる部品には、テンプル２の装着部分２０と同形状の芯体６１が挿入してセットされる。次に、図５（ｂ）に示すように、上型６３を下型６０に合わせて配置し、金型内に液状の第二樹脂材料Ｒ２を充填して射出成形によりモダン１を成形する。この例では、端部１０となる部品の嵌入孔側の位置に樹脂材料の注入口（図示せず）を形成することで、端部１０と本体部１２との間の接合面の熱融着を確実に行えるようにすることができる。

端部１０となる部品は、内部構造が嵌入孔１０ａから開口１０ｆにかけて外部に連通しているため、内部に第二樹脂材料Ｒ２を隙間なく充填することができる。また、端部１１となる部品についても内部構造が棒状体６１により貫通するように外部と連通しているため、内部に第二樹脂材料Ｒ２を隙間なく充填することができる。そのため、端部１０及び１１と隙間なく接合した本体部１２を成形することができ、また、第二樹脂材料Ｒ２が本体部１２から連続して端部１０及び１１の内部構造に充填されることで、本体部１２に対して端部１０及び１１が剥離することなくしっかりと接合するようになる。２次成形後、金型から成形品を取出し、芯体６１を引き抜くことで、本体部１２の両端部に異なる樹脂材料からなる端部１０及び１１が接合するとともに内部に挿入孔１３が形成されたモダンを得ることができる。

第二樹脂材料Ｒ２としては、熱融着性に優れたポリエステル系の熱可塑性エラストマー、スチレン系の熱可塑性エラストマー、ポリアミド樹脂材料等が挙げられる。こうした樹脂材料は、耐光性、耐食性（特に、汗に対する耐久性）に優れており、眼鏡部材に好適である。また、端部１０及び１１と本体部１２との間の接合を強化するために、両者の樹脂材料を接合架橋させるプライマーを用いることもできる。プライマーを用いる場合には、金型にセットした部品の接合面に予めプライマーを付着させておき、射出成形を行うようにすればよい。

端部１０及び１１の第一樹脂材料としてポリプロピレン系の感光性樹脂材料又はアクリル系の感光性樹脂材料（ストラタシス社製）を用い、図４に示すように、３次元造形装置（ストラタシス社製）により１次成形を行って部品を得た。得られた部品を図５に示すように金型にセットし、第二樹脂材料としてポリエステル系の熱可塑性エラストマー（三菱化学株式会社製）を用いて射出成形を行い、モダンとなる眼鏡部材を得た。

得られた眼鏡部材の本体部及び端部の接合面については、隙間なく樹脂材料により接合しており、端部の内部にも第二樹脂材料が充填してしっかりと接合していることが確認できた。得られた眼鏡部材に対して人工汗試験（ＪＩＳＢ７２８５８．２（２００８）に準拠）を行った。試験液（乳酸５％、塩化ナトリウム１０％、蒸留水８５％）を密閉容器内に投入し、試験液面より上部に眼鏡部材を配置して密閉状態とし、試験温度５５℃に設定して２４時間経過後眼鏡部材の状態を目視により確認した。眼鏡部材の表面には異常は生じておらず、試験前と同じ状態であり、本体部と端部との間の接合面についても隙間が発生することなくしっかりと接合していた。

また、眼鏡部材に対して耐光試験（ＪＩＳＢ７７５３に準拠）を行った。サンシャインスーパーロングウェザーメーター（スガ試験機株式会社製）を用いて、ブラックパネル温度６３℃、温度設定４５℃、湿度４５〜５５％に設定し、１５０時間照射した。照射後の眼鏡部材について目視で確認したところ、試験前に比べて変形や接合面の剥離は見られなかった。

以上の試験結果をみると、複数種類の樹脂材料を接合した眼鏡部材について、使用状態においても樹脂材料同士が剥離することなくしっかりと接合した状態を維持することが確認できた。

１・・・モダン、２・・・テンプル、１０・・・端部、１０ａ・・・嵌入孔、１０ｂ・・・接合面、１０ｃ・・・嵌合溝、１０ｄ・・・突起、１１・・・端部、１１ａ・・・嵌入孔、１１ｂ・・・接合面、１１ｃ・・・嵌合溝、１１ｄ・・・突起、１２・・・本体部、１３・・・挿入孔、２０・・・装着部分

Claims

第一樹脂材料で成形された第一部分及び当該第一樹脂材料と異なる第二樹脂材料で成形された第二部分を接合させて一体化されている眼鏡部材であって、前記第一部分には、前記第二部分との接合面から内部に延設された嵌入孔が形成されており、前記嵌入孔には、前記第二樹脂材料が前記第二部分から連続して充填されているとともに内周面において内方に向かって形成された突起により接合面側及び接合面と反対側の間隔よりも間隔が狭く設定されており、前記第一部分の内部には、前記嵌入孔に連続して連通路が形成されており、前記連通路は、前記第一部分の外側面に形成された一対の開口と連通するように形成されており、一対の前記開口が連通する方向は、前記連通路とほぼ直交する方向に設定されている眼鏡部材。
前記突起は、前記嵌入孔の内周面に形成された嵌合溝内に形成されている請求項１に記載の眼鏡部材。
第一樹脂材料を用いて第一部分を３次元造形により成形する１次成形工程と、１次成形工程により成形された前記第一部分を金型にセットして第二樹脂材料を当該金型内に充填することで前記第一部分に接合させて一体化される第二部分を射出成形する２次成形工程とを含む眼鏡部材の製造方法であって、前記１次成形工程では、前記第一部分に前記第二部分との接合面から内部に延設された嵌入孔を形成するとともに当該嵌入孔の内周面において内方に向かって突起を形成して接合面側及び接合面と反対側の間隔よりも間隔を狭く設定し、前記第一部分の内部に前記嵌入孔に連続して連通路を形成するとともに前記第一部分の外側面に一対の開口を当該連通路とほぼ直交する方向に連通するように形成する眼鏡部材の製造方法。