CH703781A2 - Uhrrad und Uhr. - Google Patents

Abstract

Das Ziel der Erfindung ist es, ein Uhrrad von hoher Qualität zur Verfügung zu stellen, das effizient hergestellt werden kann, um Kosten zu reduzieren, das eine präzise und hochgenaue äussere Form, eine hohe Abriebfestigkeit und eine hohe Betriebssicherheit hat. Zur Verfügung gestellt wird ein Uhrrad (130), das einen Radbereich (132) umfasst, der durch eine Photolithographie-Technik in der Radform gebildet wird, wobei der Radbereich aus einem Material gebildet ist, das in der Lage ist, durch Photolithographie bearbeitet zu werden, und das eine Härte und Zähfestigkeit aufweist, die höher sind als diejenigen von Silizium (Si).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Sachgebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Uhrrad und eine Uhr, welche dieses umfasst.

2. Beschreibung des Standes der Technik

[0002] In einer Uhr, beispielsweise in einer mechanischen Grossuhr, wird eine grosse Anzahl von Uhrrädern verwendet. Diese Arten von Uhrrädern werden je nach Anwendung in verschiedenen Formen ausgebildet und komplex miteinander kombiniert, um die Kraft zu übertragen. Im Stand der Technik werden Uhrräder hauptsächlich durch mechanische Bearbeitung wie Stanzen hergestellt, aber in den letzten Jahren ist ein Herstellungsverfahren unter Verwendung einer Photolithographie-Technik als eine der MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)-Techniken angenommen worden. Dies liegt daran, dass dieses Verfahren im Vergleich zur mechanischen Bearbeitung eine feine Bearbeitungsgenauigkeit hat, und dass es möglich ist, sogar komplizierte äussere Formen präzise anzufertigen.

[0003] So ist, als ein Herstellungsverfahren unter der Verwendung der Photolithographie, ein Verfahren zur Durchführung der Elektroformung einer elektrischen Form, welche durch Photolithographie hergestellt worden ist, als Herstellungsverfahren für ein Uhrrad als elektrischen Abguss bekannt.

[0004] Allerdings werden in dem Verfahren die Prozesse intensiviert, welche in die elektrische Formgebung gesteckt werden, und somit ist es schwierig, eine effiziente Fertigung zu realisieren. Darüber hinaus hat ein Elektroformungsmaterial wie Nickel eine geringe Härte (gleich oder kleiner als 800 Vickers-Härten) und es hat die Eigenschaft, dass es sich durch den Abriebwiderstand verschlechtert.

[0005] Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist es aus diesem Grund notwendig gewesen, eine zweite Bearbeitung zur Formung eines Stufenbereichs 101 durchzuführen, welcher Stufenbereich 101 einen Ölbehälter in einem Spitzenbereich eines Uhrrads 100 bildet.

[0006] Das Uhrrad benötigt insbesondere eine hohe Abriebfestigkeit aufgrund der grossen Anzahl der Gleitbewegungen, und um die Haltbarkeit oder eine genaue Zeitmessung zu verbessern, ist eine Verbesserung der Abriebfestigkeit für die Zukunft gewünscht. Doch bei einem Verfahren unter Verwendung der oben genannten Elektroformung muss der Ölbehälter nachgefüllt werden und es wird eine Unregelmässigkeit der Öllagerungseigenschaften in jedem Ölbehälterbereich generiert, wobei die Gefahr besteht; dass eine zufriedenstellende Abriebfestigkeit nicht gesichert werden kann.

[0007] In der Zwischenzeit ist ein anderes Verfahren unter Verwendung der Photolithographie bekannt, nämlich ein Verfahren bei dem Silizium (Si) als Halbleitermaterial als Basismaterial angewendet wird, wobei das Silizium-Basismaterial direkt durch Photolithographie in eine äussere Form gebracht wird, um ein Uhrrad zu formen.

[0008] In diesem Fall ist es im Gegensatz zu dem oben erwähnten Fall möglich, da keine Notwendigkeit zur Durchführung einer Elektroformung besteht, die in die Elektroformung gesteckten Prozesse auszulassen. Da aber Silizium eine hohe Härteeigenschaft hat (Tausende Vickers-Härten HV), während seine Zähfestigkeit sehr gering ist (der Zähfestigkeitswert ist etwa 0,9), ist es schwierig, eine ausreichende Abriebfestigkeit des Uhrrads aus dem Grundmaterial zu sichern.

[0009] So wird, wenn Silizium als Basismaterial angenommen wird, meist eine Oberflächenbehandlung durchgeführt, um eine schützende Schicht zu bilden, und das Material wird durch diese Schutzschicht zur Verbesserung der Abriebfestigkeit geschützt.

[0010] Als solche Oberflächenbehandlungen sind ein Verfahren zur Durchführung thermischer Oxidationsbehandlung zur Herstellung eines Schutzfilms (siehe JP-T-2008-544290), ein Verfahren zur Durchführung der physischen Gasphasenabscheidung (PVD: Physical Vapor Deposition) zur Herstellung eines Schutzfilms oder dergleichen bekannt.

[0011] Der Schutzfilm, welcher durch eine solche Oberflächenbehandlung hergestellt wird, hat eine sehr hohe Härte und es ist zum Beispiel möglich, einen Schutzfilm zu bilden, welcher hohe numerische Werte von 1500 bis 3000 Vickers-Härten HV aufweist. So ist es möglich, eine ausreichende Abriebfestigkeit des Uhrrads zu sichern, die oben erwähnte zweite Bearbeitung zur Formung eines Ölbehälters muss nicht durchgeführt werden, und das Nachfüllen ist ebenfalls nicht nötig.

[0012] Aus diesem Grund wird zur Herstellung des Uhrrads bevorzugt ein Verfahren eingesetzt, in dem Silizium als Basismaterial verwendet wird, und wo ein Schutzfilm durch die Oberflächenbehandlung auf dem Basismaterial hergestellt wird.

[0013] Jedoch bleiben im Verfahren nach dem Stand der Technik die oben genannten Probleme bestehen.

[0014] Erstens hat der Schutzfilm, welcher durch die Oberflächenbehandlung hergestellt wird, eine hohe Härteeigenschaft, während die Eigenspannung bei dünner Schichtdicke hoch ist. Wenn die Schichtdicke zunimmt, sammelt sich hohe Eigenspannung, und ein grosser Spannungsunterschied wird zwischen dem Film und dem Basismaterial erzeugt. Aus diesem Grund hat die Möglichkeit bestanden, dass Risse und Spalten durch Selbstzerstörung oder dergleichen durch die Spannungsdifferenz im Grundmaterial selbst erzeugt werden. Also kann der Schutzfilm dünner gemacht werden, zum Beispiel mit einer Dicke von etwa 0,1 um bis 2 um. Da jedoch dieser Film dünn ist, besteht eine grosse Wahrscheinlichkeit, dass auch bei einem Schutzfilm von hoher Härte ein Abschälen durch Reibung, Schlag oder dergleichen verursacht wird, wobei es in einigen Fällen schwierig gewesen ist, ausreichende Abriebfestigkeit zu sichern.

[0015] Da es darüber hinaus notwendig ist, eine Oberflächenbehandlung durchzuführen, nachdem das Silizium-Grundmaterial durch Photolithographie in die Form des Uhrrads gebracht worden ist, wird das Herstellungsverfahren ausgeweitet, wodurch eine effiziente Produktion verhindert wird, was eine Kostenreduktion erschwert.

[0016] Da darüber hinaus das Silizium selbst, wie oben erwähnt, die Eigenschaft hat, dass seine Zähfestigkeit sehr gering ist, wird bei einem Schlag oder dergleichen einfach eine Verformung oder Zerbröckelung (Risse) erzeugt. Aus diesem Grund ist es bei einem Uhrrad, welches einer erhöhten Anzahl von Gleitbewegungen unterzogen wird, und welches oft Schläge erfährt, schwierig, eine hohe Zuverlässigkeit zu erwarten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0017] Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Uhrrad hoher Qualität zur Verfügung zu stellen, das effizient hergestellt wird, um Kosten zu reduzieren, das eine präzise und hochgenaue äussere Form hat, und das eine hohe Abriebfestigkeit und eine hohe Betriebssicherheit hat sowie die Uhr, die dieses Uhrrad umfasst.

[0018] Die vorliegende Erfindung stellt zur Lösung des oben genannten Problems die folgenden Mittel zur Verfügung.

[0019] (1) Gemäss der vorliegenden Anmeldung wird ein Uhrrad zur Verfügung gestellt, umfassend einen Radbereich, der durch eine Photolithographie-Technik in die Radform gebracht worden ist, wobei der Radbereich aus einem Material geformt ist, das in der Lage ist, durch Photolithographie bearbeitet zu werden, und das eine Härte und Zähfestigkeit aufweist, die höher sind als diejenigen von Silizium (Si).

[0020] Entsprechend dem Uhrrad gemäss der vorliegenden Anmeldung ist es möglich, da die äussere Form des Rades im Gegensatz zur mechanischen Bearbeitung durch eine Photolithographie-Technik gebildet wird, ein qualitativ hochwertiges Uhrrad herzustellen, das mit einer präzisen und sehr genauen äusseren Form abgeschlossen ist.

[0021] Da darüber hinaus der Radbereich aus einem Material mit Härte und Zähfestigkeit gebildet ist, die höher sind als diejenige von Silizium (Si), ist es möglich, eine ausreichende Abriebfestigkeit des Uhrrads zu sichern, auch wenn eine Oberflächenbehandlung zur Herstellung eines Schutzfilms, wie in der Vergangenheit üblich, nicht durchgeführt wird. So kann der Prozess, der in die Oberflächenbehandlung gesetzt wird, ausgelassen werden, wodurch eine effiziente Herstellung durchgeführt wird, was wiederum zu seiner Senkung der Kosten führen kann.

[0022] Da es darüber hinaus nicht notwendig ist, die Oberflächenbehandlung zur Herstellung des Schutzfilms durchzuführen, werden im Radbereich keine Kratzer, Risse oder dergleichen aufgrund des Films erzeugt. Ausserdem wird bei einem Schlag oder dergleichen kaum Verformung oder Zerbröckelung erzeugt, da der Radbereich selbst eine hohe Zähfestigkeit aufweist. Aus diesem Grund ist ein stabiler Betrieb über einen längeren Zeitraum möglich, auch wenn die Anzahl der Gleitbewegungen erhöht ist, wobei die Betriebssicherheit erhöht werden kann.

[0023] (2) Darüber hinaus kann im Uhrrad gemäss der vorliegenden Anmeldung der Radbereich so ausgebildet sein, dass er eine gleichmässige Dicke über seine ganze Oberfläche aufweist.

[0024] Da die Abriebfestigkeit des Radbereichs selbst wie oben erwähnt genügend gesichert ist, ist es in diesem Fall nicht notwendig, Massnahmen für eine allgemeine Verbesserung der Abriebfestigkeit einzuführen, z.B. durch Bereitstellung eines Stufenbereichs (Ölbehälterbereich), der Schmieröl oder dergleichen speichert. Also kann der Radbereich derart ausgebildet sein, dass er eine gleichmässige Dicke über die ganze Oberfläche aufweist, wodurch es möglich ist, die Dicke selbst dünn zu halten. Daher ist es möglich, eine Gewichtsverringerung des Uhrrads zu erreichen, und es ist auch möglich, die Radbewegung (Follow-up-Eigenschaft) befriedigend zu gestalten, um die Betriebsleistung zu steigern. Da es darüber hinaus keine Notwendigkeit gibt, einen Stufenbereich vorzusehen, kann eine Vereinfachung der Form leicht erreicht werden, und es ist möglich, das Herstellungsverfahren kostengünstiger zu gestalten.

[0025] (3) Ausserdem ist beim Uhrrad gemäss der vorliegenden Anmeldung der Radbereich ein Radbereich für einen Hemmungsdrehteil, der eine Vielzahl von hakenförmigen Zahnbereichen mit Gleitbereichen in ihren Spitzenbereichen aufweist, auf denen Steinklauen einer Ankergabel gleiten, und die Eckbereiche der Zahnbereiche können einer gekrümmten Oberflächenbearbeitung unterzogen werden.

[0026] In diesem Fall ist es möglich, aus dem Uhrrad einen Hemmungsdrehteil (Hemmungsrad und -trieb) zu machen, umfassend einen Radbereich für einen Hemmungsdrehteil Rad mit einer Vielzahl von Zahnbereichen, bei denen die Eckbereiche der gekrümmten Oberflächenbearbeitung (R-Bearbeitung) unterzogen worden sind. Da die Zähfestigkeit des Radbereichs selbst hoch ist, ist es insbesondere möglich, die gekrümmte Oberflächenbehandlung der Eckbereiche der gesamten Zahnbereiche, einschliesslich des Gleitbereichs, reibungslos durchführen, ohne dass Verformung oder Zerbröckelung verursacht werden.

[0027] Wenn die Steinklauen der Ankergabel in Kontakt mit dem Gleitbereich kommen, und wenn sie gleiten, ist es somit einfach, die Kontaktbedingungen von beiden im gleichen Zustand beizubehalten, auch wenn die Kontaktstelle der Steinklauen gegenüber dem Gleitbereich etwas geändert werden. Falls die Eckbereiche der Zahnbereiche in einem auffälligen Zustand sind, kommen die Steinklauen in Linienkontakt mit den Eckbereichen oder in den Flächenkontakt mit der ebenen Fläche, und es wird angenommen, dass sie beide nicht einheitlich sind. Doch indem die gekrümmte Oberflächenbearbeitung der Eckbereiche der Zahnbereiche durchgeführt wird, ist es einfach, die Kontaktbedingungen zwischen den Steinklauen und dem Gleitbereich in einem einheitlichen Zustand zu halten, und so ist es möglich, Energie aus den Steinklauen in den Hemmungsdrehteil ohne Unregelmässigkeiten zuverlässig zu übertragen.

[0028] (4) Ausserdem kann im Uhrrad gemäss der vorliegenden Anmeldung der Radbereich aus einem Material gebildet werden, dessen Hauptbestandteil Siliziumkarbid (SiC) ist.

[0029] Da in diesem Fall die Hauptkomponente des Radbereichs Siliziumkarbid (SiC) ist, kann der Radbereich eine Härte in der Grössenordnung von Diamant haben, und es ist möglich, das Uhrrad mit einer weiteren ausgezeichneten Abriebfestigkeit zur Verfügung zu stellen.

[0030] (5) Ausserdem umfasst die Uhr gemäss der vorliegenden Anmeldung ein Uhrrad gemäss der vorliegenden Anmeldung.

[0031] Entsprechend der Uhr im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Uhr effizient herzustellen, um Kosten zu senken, und die Uhr umfasst ein hochwertiges Uhrrad mit hoher Abriebfestigkeit und hoher Betriebssicherheit. So ist es möglich, die genaue Zeit über einen langen Zeitraum hinweg zu halten, wobei eine Uhr von hoher Qualität mit hoher Betriebssicherheit zur Verfügung gestellt werden kann, und geringe Kosten können leicht erreicht werden.

[0032] Entsprechend dem Uhrrad im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung ist es möglich, ein qualitativ hochwertiges Uhrrad zur Verfügung zu stellen, das effizient hergestellt werden kann, um Kosten zu senken, und das eine präzise und hochgenaue äussere Form mit hoher Abriebfestigkeit und einer hohen Betriebssicherheit hat.

[0033] Da die Uhr im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung das Uhrrad wie oben beschrieben umfasst, kann die genaue Zeit über einen langen Zeitraum gehalten und eine Uhr von hoher Qualität mit hoher Betriebssicherheit zur Verfügung gestellt werden, und eine Verminderung der Kosten kann leicht erreicht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0034] <tb>Fig. 1<sep>ist eine Draufsicht auf die Uhrwerksoberflächenseite (eine Teilkomponente ist weggelassen, und ein Aufnahmeteil durch eine gestrichelte Linie dargestellt) einer mechanischen Uhr, in der ein Uhrrad gemäss der vorliegenden Erfindung als Hemmungsdrehteil eingebaut ist. <tb>Fig. 2<sep>ist eine schematische Teilschnittansicht, die einen Teil des Hemmungsdrehteils vom Federhaus des Uhrwerks aus Fig. 1 aus gesehen zeigt. <tb>Fig. 3<sep>ist eine schematische Teilschnittansicht, die einen Teil der Unruh mit der Spiralfeder vom Hemmungsdrehteil des Uhrwerks aus Fig. 1 aus gesehen zeigt. <tb>Fig. 4<sep>ist eine Draufsicht auf den Hemmungsdrehteil und die Ankergabel, die das Uhrwerk aus Fig. 1bilden. <tb>Fig. 5<sep>ist eine vergrösserte perspektivische Ansicht des Hemmungsdrehteils, das in Fig. 4gezeigt ist. <tb>Fig. 6<sep>ist eine vergrösserte perspektivische Ansicht der Zahnbereiche des Uhrrads aus dem Stand der Technik.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0035] Im Folgenden wird eine Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1bis 5beschrieben. Darüber hinaus werden in der vorliegenden Ausführungsform eine mechanische Grossuhr als ein Beispiel für die Uhr, und ein Hemmungsdrehteil als ein Beispiel für das Uhrrad beschrieben.

[0036] Zuerst wird die mechanische Uhr unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben. Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Uhrwerkoberflächenseite. Fig. 2ist eine schematische Teilschnittansicht, die einen Teil des Hemmungsdrehteils vom Federhaus aus gesehen zeigt. Fig. 3 ist eine schematische Teilschnittansicht, die einen Teil einer Unruh mit Spiralfeder vom Hemmungsdrehteil aus gesehen zeigt.

[0037] Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, umfasst die mechanische Uhr 1 das Uhrwerk 100. Das Uhrwerk 100 hat eine Grundplatte 102, die die Platine des Uhrwerks 100 bildet. In einer Aufzugswellenführungsnut 102a der Grundplatte 102 ist eine Aufzugswelle 110 drehbar montiert. Darüber hinaus ist ein Zifferblatt 104 (siehe Fig. 2und 3) am Uhrwerk 100 angebracht.

[0038] In der Regel wird unter den beiden Seiten der Grundplatte 102 die Seite, auf welcher das Zifferblatt 104 angeordnet ist, als die Rückseite des Uhrwerks 100 bezeichnet, und die gegenüberliegende Seite zur Seite, auf welcher das Zifferblatt 104 angeordnet ist, als Oberflächenseite des Uhrwerks 100 bezeichnet. Darüber hinaus wird ein Räderwerk, das in die Oberflächenseite des Uhrwerks 100 eingebaut werden soll, als Oberflächenräderwerk bezeichnet, und ein Räderwerk, das in die Rückseite des Uhrwerks 100 eingebaut werden soll, als Rückräderwerk bezeichnet.

[0039] Durch eine Umschalteinrichtung, die einen Einstellungshebel 190, ein Joch 192, eine Hemmungsfeder 194 und eine Aufzugswellenaufrechterhaltungsplatte 196 umfasst, wird die Position der axialen Richtung der Aufzugswelle 110 verändert. Die Aufzugstrieb 112 ist drehbar vorgesehen. Wenn der Aufzugstrieb 112 die Aufzugswelle 110 in den Zustand der ersten Aufzugswellenposition (0 Schritt), der am nächsten zur Innenseite des Uhrwerks 100 entlang der rotationsaxialer Richtung liegt, dreht, wird der Aufzugstrieb 112 durch die Drehung des Kupplungsrads gedreht. Ein Kronenrad 114 wird durch die Drehung des Aufzugstriebs 112 gedreht. Darüber hinaus wird ein Sperrrad 116 durch die Drehung des Kronenrads 114 gedreht. Das Sperrrad 116 wird gedreht, wodurch eine Triebfeder mit einer Gleitbefestigung 122 (siehe Fig. 2), die im Federhaus 120 untergebracht ist, aufgezogen wird.

[0040] Ein Zentrumdrehteil 124 wird durch die Drehung des Federhauses 120 gedreht. Ein Hemmungsdrehteil 130 wird über einen zweiten Drehteil 128, einen dritten Drehteil 126, und das Zentrumdrehteil 124 gedreht. Das Federhaus 120, Zentrumdrehteil 124, der dritte Drehteil 126 und der zweite Drehteil 128 bilden das Oberflächenräderwerk.

[0041] Ein Hemmungsgeschwindigkeitsregler zur Steuerung des Drehoberflächenräderwerks umfasst eine Unruh mit einer Spiralfeder 140, einen Hemmungsdrehteil 130 und Ankergabel 142. Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst die Unruh mit Spiralfeder 140 eine Unruhwelle 140a und eine Spirale 140c. Wie in Fig. 2gezeigt, wird ein Minutenrohr 150 auf Grund der Drehung des Zentrumdrehteils 124 gleichzeitig gedreht. Darüber hinaus zeigt ein Minutenzeiger 152, der am Minutenrohr 150 angebracht ist, die «Minuten».

[0042] Darüber hinaus ist ein Gleitmechanismus relativ zum Zentrumdrehteil 124 auf dem Minutenrohr 150 vorgesehen. Auf Grund der Drehung des Minutenrohrs 150 wird ein Gehäuserad 154 durch die Drehung des Datumshinterrades gedreht. Darüber hinaus zeigt ein Stundenzeiger 156, der am Gehäuserad 154 angebracht ist, die «Stunden».

[0043] Die Spiralfeder 140c, wie in Fig. 3gezeigt, ist eine dünne Plattenfeder mit der Form einer Spirale (Verwirbelung) mit einer Mehrzahl von Wicklungen. Ein innerer Endbereich der Spiralfeder 140c ist an einem Reglerball 140d befestigt, der wiederum an der Unruhwelle 140a befestigt ist. In der Zwischenzeit ist ein äusserer Endbereich der Spiralfeder 140c über ein Klötzchen 170a am Kloben 170 befestigt, der mittels einer Schraube an der Auflage 166 der Unruh mit der Spiralfeder (siehe Fig. 1) angebracht ist.

[0044] Ein Regler 168 ist an der Auflage 166 der Unruh mit der Spiralfeder drehbar angebracht. Darüber hinaus ist die Unruh mit der Spiralfeder 140 drehbar auf der Grundplatte 102 und der Auflage 166 der Unruh mit der Spiralfeder unterstützt.

[0045] Wie in Fig. 2 gezeigt, beinhaltet das Federhaus 120 ein Federhausrad 120d, eine Federhauswelle 120f und eine Triebfeder 122. Die Federhauswelle 120f umfasst einen oberen Wellenbereich 120a und einen unteren Wellenbereich 120b. Die Federhauswelle 120f ist aus Metall wie Stahl gebildet. Das Federhausrad 120d ist aus einem Metall wie Messingstahl gebildet.

[0046] Der Zentrumdrehteil 124 umfasst einen oberen Wellenbereich 124a, einen unteren Wellenbereich 124b, einen Triebbereich 124c, einen Radbereich 124d und einen Gegenballbereich 124h. Der Triebbereich 124c des Zentrumdrehteils 124 ist derart konfiguriert, um mit dem Federhausrad 120d verzahnt zu sein. Der obere Wellenbereich 124a, der untere Wellenbereich 124b und der Gegenballabschnitt 124h sind aus einem Metall wie Kohlenstoffstahl gebildet. Der Radbereich 124d ist aus einem Metall wie Nickel gebildet.

[0047] Der dritte Drehteil 126 umfasst einen oberen Wellenbereich 126a, einen unteren Wellenbereich 126b, einen Triebbereich 126c, und einen Radbereich 126d. Der Triebbereich 126c des dritten Drehteils 126 ist mit dem Radbereich 124d verzahnt.

[0048] Ein zweites Rad 128 umfasst einen oberen Wellenbereich 128a, einen unteren Wellenbereich 128b, einen Triebbereich 128c, und einen Radbereich 128d. Der Triebbereich 128c des zweiten Rades 128 ist so konfiguriert, um mit dem Radbereich 126d verzahnt zu sein. Der obere Wellenbereich 128a und der untere Wellenbereich 128b sind aus einem Metall wie Kohlenstoffstahl gebildet. Der Radbereich 128d ist aus einem Metall wie Nickel gebildet.

[0049] Der Hemmungsdrehteil 130 umfasst einen oberen Wellenbereich 130a, einen unteren Wellenbereich 130b, einen Triebbereich 130c, einen Hemmungsdrehteil-Radbereich (einen Radbereich, einen Hemmungsdrehteil-Radbereich) 132. Der Triebbereich 130c ist so konfiguriert, um mit dem Radbereich 128d verzahnt zu sein.

[0050] Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst eine Ankergabel 142 einen Ankergabel-Körper 142d und eine Ankergabelwelle 142f. Die Ankergabelwelle 142f umfasst einen oberen Wellenbereich 142a und einen unteren Wellenbereich 142b.

[0051] Wie in Fig. 2 gezeigt, ist das Federhaus 120 des Uhrwerks auf der Grundplatte 102 und der Federhausbrücke 160 drehbar unterstützt. Das heisst, der obere Wellenbereich 120a der Federhauswelle 120f ist auf der Federhausbrücke 160 drehbar unterstützt. Der untere Wellenbereich 120b der Federhauswelle 120f ist auf der Grundplatte 102 drehbar unterstützt.

[0052] Darüber hinaus sind der Zentrumdrehteil 124, der dritte Drehteil 126, der zweite Drehteil 128 und der Hemmungsdrehteil 130 auf der Grundplatte 102 und auf der Räderwerkbrücke 162 drehbar unterstützt. Das heisst, der obere Wellenbereich 124a des Zentrumdrehteils 124, der obere Wellenbereich 126a des dritten Drehteils 126, der obere Wellenbereich 128a des zweiten Drehteils 128 und der obere Wellenbereich 130a des Hemmungsdrehteils 130 sind jeweils auf der Räderwerkbrücke 162 drehbar unterstützt. Darüber hinaus sind jeweils der untere Wellenbereich 124b des Zentrumdrehteils 124, der untere Wellenbereich 126b des dritten Drehteils 126, der untere Wellenbereich 128b des zweiten Drehteils 128 und der untere Wellenbereich 130b des Hemmungsdrehteils 130 auf der Grundplatte 102 drehbar unterstützt.

[0053] Wie in Fig. 3 gezeigt ist die Ankergabel 142 auf der Grundplatte 102 und der Ankergabelbrücke 164 drehbar unterstützt. Das heisst, der obere Wellenbereich 142a der Ankergabel 142 ist auf der Ankergabelbrücke 164 drehbar unterstützt. Der untere Wellenbereich 142b der Ankergabel 142 ist auf der Grundplatte 102 drehbar unterstützt.

[0054] Schmieröl wird gefüllt in einen Lagerbereich der Federhausbrücke 160, die den oberen Wellenbereich 120a der Federhauswelle 120f, einen Lagerbereich der Räderwerkbrücke 162, die den oberen Wellenbereich 124a des Zentrumdrehteils 124, einen Lagerbereich der Räderwerkbrücke 162, die den oberen Wellenbereich 126a des dritten Drehteils 126, einen Lagerbereich der Räderwerkbrücke 162, die den oberen Wellenbereich 128a des zweiten Drehteils 128, einen Lagerbereich der Räderwerkbrücke 162, die den oberen Wellenbereich 130a des Hemmungsdrehteils 130, und einen Lagerbereich der Ankergabelbrücke 164, die den oberen Wellenbereich 142a der Ankergabel 124, drehbar unterstützt.

[0055] Ausserdem wird Schmieröl gefüllt in einen Lagerbereich der Grundplatte 102, die den unteren Wellenbereich 120b der Federhauswelle 120f, einen Lagerbereich der Grundplatte 102, die den unteren Wellenbereich 124b des Zentrumdrehteils 124, einen Lagerbereich der Grundplatte 102, die den unteren Wellenbereich 126b des dritten Drehteils 126, einen Lagerbereich der Grundplatte 102, die den unteren Wellenbereich 128b des zweiten Drehteils 128, einen Lagerbereich der Grundplatte 102, die den unteren Wellenbereich 130b des Hemmungsdrehteils 130, und einen Lagerbereich der Grundplatte 102, die den unteren Wellenbereich 142b der Ankergabel 124, drehbar unterstützt.

[0056] Das oben erwähnte Schmieröl ist vorzugsweise Präzisionsmaschinenöl, und besonders bevorzugt ein so genanntes Uhrenöl.

[0057] Es ist wünschenswert, dass die jeweiligen Lagerbereiche der Grundplatte 102, der Lagerbereich der Federhausbrücke 160, und die jeweiligen Lagerbereiche der Räderwerkbrücke 162 mit einem Ölbehälterbereich mit einer konischen, zylindrischen oder Kegelstumpf-Form ausgestattet werden, um die Erhaltung des Schmieröls zu verbessern. Wenn der Ölbehälterbereich bereitgestellt wird, ist es möglich, effizient zu verhindern, dass sich Öl auf Grund der Oberflächenspannung des Schmieröls ausbreitet.

[0058] Ausserdem können die Grundplatte 102, die Federhausbrücke 160, die Räderwerkbrücke 162, und die Ankergabelbrücke 164 aus einem Metall wie Messing gebildet werden, oder können aus einem Kunststoff, wie z.B. Polykarbonat gebildet werden.

[0059] Als nächstes wird der oben erwähnte Hemmungsdrehteil 130 speziell beschrieben.

[0060] Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, umfasst der Hemmungsdrehteil 130 einen Hemmungsradbereich 132, der mit einer vorbestimmten Dicke gebildet ist, und einen Wellenbereich 131, der in die Mitte des Radbereichs 132 eingebaut ist.

[0061] Fig. 4 zeigt darüber hinaus eine Draufsicht auf den Hemmungsdrehteil 130 und die Ankergabel 142, die miteinander verzahnt sind. Fig. 5 ist eine vergrösserte perspektivische Ansicht der Zahnbereiche 132a des Hemmungsrads 133.

[0062] Der Hemmungsradbereich 132 ist ein Element, das durch die Photolithographie-Technik mit der Radform gebildet wird. Genauer gesagt werden seine obere Oberfläche und seine untere Oberfläche geebnet, der Hemmungsradbereich 132 mit einer gleichmässigen Dicke über die ganze Oberfläche gebildet, und er umfasst eine Vielzahl von Zahnbereichen 132a, die mit einer speziellen Hakenform ausgebildet sind. Spitzenbereiche der Vielzahl von Zahnbereichen 132a werden zu Gleitabschnitten 132b, mit denen die später beschriebenen Steinklauen 144a und 144b der Ankergabel 142 in Kontakt kommen, und auf denen sie gleiten.

[0063] Darüber hinaus wird der Hemmungsradbereich 132 gemäss der vorliegenden Ausführungsform einem Grobschleifen und einem Abfasen des Eckbereichs, einem Polieren der Oberfläche oder dergleichen durch das Trommelpolieren oder dergleichen unterzogen. Aus diesem Grund wird, wie in Fig. 5gezeigt ist, bei der Mehrzahl von Zahnbereichen 132a, der ganze Winkel einschliesslich des Gleitabschnitts 132b allmählich der gekrümmte Oberflächenbearbeitung (R-Bearbeitung) unterzogen.

[0064] Der Hemmungsradbereich 132 gemäss der vorliegenden Ausführungsform ist aus einem Material gebildet, das Siliziumkarbid (SiC) als Hauptbestandteil enthält, und das ist ein Material, das der Photolithographie unterzogen werden kann, und das eine Härte und Zähfestigkeit hat, die höher sind als diejenige von Silizium (Si).

[0065] Das Wellenelement 131 ist ein Element, das durch die Aufnahme in ein Halteloch (nicht dargestellt) in der Mitte des Hemmungsradbereichs 132 angebracht ist, und seine Mittelachse ist dieselbe wie diejenige des Hemmungsradbereichs 132.

[0066] Darüber hinaus ist, wie in Fig. 3gezeigt, der oben genannte obere Wellenbereich 130a am oberen Endbereich des Wellenelements 131 vorgesehen, und der oben genannte untere Wellenbereich 130b ist an seinem unteren Endbereich vorgesehen. Darüber hinaus ist am unteren Teil des oberen Wellenbereichs 130a der Triebbereich 130c vorgesehen. Wie bereits erwähnt, ist der Triebbereich 130c mit dem Radbereich 128d des zweiten Drehteils 128 verzahnt, wobei die Drehkraft des zweiten Drehteils 128 auf den Wellenbereich 131 übertragen wird, wodurch sie als Drehung des Hemmungsdrehteils 130 wirkt.

[0067] Wie in Fig. gezeigt, ist der wie oben beschrieben konfigurierter Hemmungsdrehteil 130 so konfiguriert, dass die Mehrzahl von Zahnbereichen 132a in die Ankergabel 142 eingreift. Die Ankergabel 142 umfasst den Ankergabelkörper 142d, der dank drei Ankergabelbalken 143 eine T-Form hat, und die Ankerwelle 142f. So kann der Ankergabelkörper 142d durch die Ankerwelle 142f, die eine Welle ist, gedreht werden.

[0068] Von den drei Ankergabelbalken 143 werden an den Spitzen von deren zwei Steinklauen 144a und 144b vorgesehen, während eine Ankergabelkiste 145 an der Spitze des übrigen Ankergabelbalkens 143 befestigt ist. Die Steinklauen 144a und 144b sind Rubine, die die Form eines quadratischen Balkens haben, und die mit dem Ankergabelbalken 143 durch einen Klebstoff oder dergleichen verbunden sind.

[0069] Wenn die, wie oben beschrieben, konfigurierte Ankergabel 142 um die Ankerwelle 142f gedreht wird, kommen die Steinklaue 144a oder die Steinklaue 144b in Kontakt mit dem Gleitbereich 132b des Zahnbereichs 132a des Hemmungsdrehteils 130 und gleiten darüber. Ausserdem kommt zur selben Zeit der Ankergabelbalken 143, der mit der Ankergabelkiste 145 verbunden ist, mit einem Anschlagsstift (nicht dargestellt) in Berührung, wobei die Ankergabel 142 in die gleiche Richtung nicht mehr gedreht werden kann. Als Ergebnis wird auch die Drehung des Hemmungsdrehteils 130 vorübergehend gestoppt.

[0070] Als nächstes wird das oben erwähnte Verfahren zur Herstellung des Hemmungsdrehteils 130 kurz beschrieben.

[0071] Erstens wird, nach Bereitstellung einer Platine (nicht dargestellt) mit Siliziumkarbid als Hauptbestandteil, ein Photoresistfilm aus einem lichtempfindlichen Material auf der Platine durch ein Siebdruckverfahren oder dergleichen gebildet. Darüber hinaus kann das lichtempfindliche Material vom positiven Typ oder vom negativen Typ sein, aber in der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, bei dem der negative Typ verwendet wird.

[0072] Danach wird, nach Erstellung einer Photoresistmaske, die die Form des Hemmungsradbereichs 132 hat, und bei der die anderen Regionen offen sind, diese Maske auf den Photoresistfilm gesetzt. Darüber hinaus wird der obere Teil der Photoresistmaske durch Licht bestrahlt, wodurch der Photoresistfilm durch die Photoresistmaske dem Licht ausgesetzt wird. Also wird die Region, die nicht durch die Photoresistmaske bedeckt ist, teilweise dem Licht ausgesetzt.

[0073] Nachdem die Belichtung beendet wird, wird die Photoresistmaske entfernt, und der freigelegte Photoresistfilm durch den Einsatz von Entwickler entwickelt. Dann wird, da der Photoresistfilm vom negativen Typ ist, die unbelichtete Region aufgelöst. Als Ergebnis wird der Photoresistfilm teilweise entfernt, so dass er zur äusseren Form des Hemmungsradbereichs 132 geformt ist, und strukturiert, und die Siliziumkarbidplatine wird ausgesetzt, um ihr die äussere Form des Hemmungsradbereichs 132 zu geben.

[0074] Als nächstes wird die Siliziumkarbidplatine geätzt. Zu diesem Zeitpunkt können entweder das Trocken- oder das Nassätzen verwendet werden. Dann wird der Teil, der nicht mit dem gemusterten Photoresistfilm bedeckt ist, das heisst nur der Teil der freigelegten Siliziumkarbidplatine, selektiv geätzt. Als Ergebnis ist es möglich, den Hemmungsradbereich 132 mit der Vielzahl von Zahnbereichen 132a aus der Siliziumkarbidplatine zu bilden.

[0075] Darüber hinaus wird der Photoresistfilm nach dem Ätzen durch Lösungsmittel oder dergleichen entfernt, und der Hemmungsradbereich 132 wird der Trommelpolierbehandlung unterzogen, wodurch das Grobschleifen, das Abfasen des Eckbereichs, die Polierbehandlung der Oberfläche oder dergleichen durchgeführt werden. Als Ergebnis werden, wie in Fig. 5gezeigt, die ganzen Eckbereiche der Vielzahl von Zahnbereichen 132 sanft der gekrümmten Oberflächenbearbeitung unterzogen, wodurch es möglich ist, den in Fig. 4 dargestellten Hemmungsradbereich 132 herzustellen.

[0076] Da der Hemmungsradbereich 132 insbesondere aus Siliziumkarbid (SiC) gebildet wird, mit einer Zähfestigkeit (der Wert der Zähfestigkeit ist etwa 3,5 bis 5), die höher als diejenige von Silizium (Si), ist es auch bei der Durchführung der Trommelpolierbehandlung möglich, die gekrümmte Oberflächenbearbeitung der ganzen Eckenbereiche der Zahnbereiche 132a einschliesslich des Gleitabschnitt 132b ohne Verformung oder Zerbröckelung sanft durchführen.

[0077] Darüber hinaus kann der in Fig. 4gezeigte Hemmungsdrehteil hergestellt werden, indem schliesslich der Prozess des Einführens des Wellenelements 131 in die Mitte des Hemmungsradabschnitts 132 durchgeführt wird.

[0078] Wie oben erwähnt ist es beim Hemmungsdrehteil 130, der nach dem Herstellungsverfahren gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, möglich, da die äussere Form des Hemmungsradbereichs 132 im Gegensatz zur spanenden Bearbeitung durch Photolithographie-Technik gebildet wird, den qualitativ hochwertigen Hemmungsdrehteil 130 zur Verfügung zu stellen, der so gefertigt ist, um eine präzise und hochgenaue äussere Form zu haben.

[0079] Da der Hemmungsradbereich 132 darüber hinaus aus Siliziumkarbid gebildet ist, das eine Härte und Zähfestigkeit besitzt, die höher sind als diejenigen von Silizium (Si), kann, auch wenn wie in der Vergangenheit eine Oberflächenbehandlung zur Herstellung eines Schutzfilms durchgeführt wird, eine ausreichende Abriebfestigkeit des Uhrrads gesichert werden. So kann der in die Oberflächenbehandlung eingesteckte Prozess ausgelassen werden, so dass eine effiziente Produktion und eine Reduzierung der Kosten leicht zu erreichen sind.

[0080] Da der Hemmungsdrehteil 130 gemäss der vorliegenden Ausführungsform aus einem Material mit Siliziumkarbid als Hauptkomponente gebildet wird, kann insbesondere die Härte des Diamanten angenähert werden, und es ist möglich, einen Hemmungsdrehteil 130 mit einer ausgezeichneter Abriebfestigkeit zur Verfügung zu stellen.

[0081] Da die Anzahl der jährlichen Gleitbewegungen des Hemmungsrads die Millionen übersteigt, ist das Hemmungsrad in der Regel ein Rad, das sich sehr leicht abnutzt. Da jedoch der Hemmungsdrehteil 130 gemäss der vorliegenden Ausführungsform eine hervorragende Abriebfestigkeit hat, wird eine Abnutzung des Hemmungsdrehteils 130 schwierig und seine Zuverlässigkeit hervorragend, auch wenn die Anzahl der Gleitbewegungen erhöht ist.

[0082] Da darüber hinaus keine Notwendigkeit besteht, die Oberflächenbehandlung zur Herstellung des Schutzfilms durchzuführen, werden Kratzer, Risse oder dergleichen, die durch die Beschichtung verursacht werden, nicht im Radbereich 132 erzeugt. Zudem werden, da die Zähfestigkeit des Hemmungsradbereichs 132 hoch ist, die Verformung oder die Zerbröckelung nach dem Empfang eines Schlags oder dergleichen kaum erzeugt. Aus diesem Grund ist ein stabiler Betrieb über einen längeren Zeitraum möglich, wobei die Betriebssicherheit erhöht werden kann, auch wenn die Zahl der Gleitbewegungen erhöht wird.

[0083] Da die Abriebfestigkeit des Hemmungsradbereichs 132 ausreichend gesichert ist, gibt es darüber hinaus beim Hemmungsdrehteil 130 gemäss der vorliegenden Erfindung keine Notwendigkeit, eine Massnahme für eine allgemeine Verbesserung der Abriebfestigkeit durchzuführen, zum Beispiel durch die Bereitstellung eines Stufenbereichs (eines Ölbehälterbereichs), der Schmieröl oder dergleichen in den Zahnbereichen 132a speichert. So kann der Hemmungsradbereich 132 so ausgebildet sein, dass er eine gleichmässige Dicke über die ganze Oberfläche hat, wodurch es möglich ist, dass die Dicke an sich dünn gehalten wird. So ist es möglich, eine Verringerung des Gewichts der Hemmungsraddrehteils 130 zu fördern, und es ist möglich, die Bewegung des Rads ausreichend, um die Effizienz der Hemmung zu steigern. Da es darüber hinaus nicht notwendig ist, den Stufenbereich vorzusehen, kann die Vereinfachung der Form leicht erreicht werden, und es ist auch möglich, in diesem Punkt niedrigere Kosten zu erreichen.

[0084] Da der Hemmungsradbereich 132 aus Siliziumkarbid gebildet ist, der ein kleines spezifisches Gewicht besitzt, ist es insbesondere leicht, den Hemmungsdrehteil 130 zur Verfügung zu stellen, der punkto Inbewegungsetzung und -weiterführung ausgezeichnet ist, wobei die Effizienz der Hemmung ausgezeichnet sein kann.

[0085] Da beim Hemmungsradbereichs 132 des Hemmungsdrehteils 130 gemäss der vorliegenden Ausführungsform die Eckbereiche der Zahnbereiche 132a der gekrümmten Oberflächenbearbeitung unterzogen worden sind, ist es darüber hinaus einfach, wenn die Steinklauen 144a und 144b der Ankergabel 142 mit den Gleitbereichen 132b an den Spitzenbereichen der Zahnbereiche 132a in Kontakt kommen und gleiten, die Kontaktbedingungen der beiden im gleichen Zustand zu halten, auch wenn die Kontaktstellen der Steinklauen 144a und 144b gegenüber den Gleitbereichen 132b leicht geändert werden. Falls die Eckbereiche der Zahnbereiche 132a in einem auffälligen Zustand sind, kommen die Steinklauen 144a und 144b in einigen Fällen in einen Linienkontakt mit den Eckbereichen oder in einen Ebenenkontakt mit der ebenen Fläche, und es wird angenommen, dass beide nicht einheitlich sind.

[0086] Doch indem die gekrümmte Oberflächenbearbeitung der Eckbereiche der Zahnbereiche 132a durchgeführt wird, ist es einfach, die Kontaktbedingungen zwischen den Steinklauen 144a und 144b und dem Gleitbereich 132b in dem einheitlichen Zustand zu halten, und so ist es möglich, Energie von den Steinklauen 144a und 144b an den Hemmungsdrehteil 130 ohne Unregelmässigkeiten zuverlässig zu übertragen. So ist es auch möglich, die Effizienz der Hemmung in diesem Punkt zu verbessern.

[0087] Die mechanische Uhr 1 gemäss der vorliegenden Ausführungsform kann darüber hinaus effizient hergestellt werden und sie umfasst einen Hemmungsdrehteil 130 von hoher Qualität, bei dem eine Reduzierung der Kosten möglich ist, und bei dem die Abriebfestigkeit und die Betriebssicherheit hoch sind. So kann die genaue Zeit über einen langen Zeitraum gehalten werden, und es ist möglich, eine Uhr von hoher Qualität mit hoher Betriebssicherheit anzubieten, und eine Verringerung der Kosten kann leicht erreicht werden.

[0088] Zudem ist der technische Bereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt, sondern es können verschiedene Alternativen im Umfang der Erfindung hinzugefügt werden, ohne dass vom Kern der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.

[0089] Zum Beispiel ist in der oben erwähnten Ausführungsform ein Fall beschrieben, wo das erfindungsgemässe Uhrrad als ein Hemmungsdrehteil 130 ausgeführt worden ist, aber auch andere Räder können ausgeführt werden, ohne auf den Hemmungsdrehteil 130 begrenzt zu werden. Insbesondere kann das erfindungsgemässe Uhrrad vorzugsweise als ein Rad ausgeführt werden, das eine hohe Gleitbelastung hat, und das eine Abriebfestigkeit erfordert.

[0090] Insbesondere kann das erfindungsgemässe Uhrrad der Zentrumdrehteil, der dritte Drehteil und der zweite Drehteil und als verschiedene Räder (Traditionsrad oder Traditionsmittelrad) oder dergleichen um einen automatischen Aufzug ausgeführt werden.

[0091] Darüber hinaus ist in der oben erwähnten Ausführungsform ein Fall als Beispiel beschrieben worden, wo der Hemmungsradbereich 132 aus Siliziumkarbid (SiC) gebildet ist, aber der Hemmungsradbereich 132 kann auch aus einem Material gebildet, das der Photolithographie unterzogen werden kann, und das eine Härte und Zähfestigkeit hat, die höher sind als diejenige von Silizium (Si), ohne auf Siliziumkarbid begrenzt zu sein.

[0092] Das Material kann zum Beispiel Aluminiumdioxid (Al2O3), Zirkondioxid (ZrO2) oder Siliziumdioxid (SiO2) sein. Da alle diese Materialien in Bezug auf die Härte und die Zähfestigkeit die oben genannten Bedingungen aufweisen und die gleiche Eigenschaft wie der Siliziumkarbid (SiC) erreichen, ist es möglich, die gleiche Wirkung wie bei der Annahme von Siliziumkarbid (SiC) zu erreichen. Darüber hinaus können diese Materialien je nach Typus oder Design-Konzept des Uhrrades entsprechend aufgeteilt werden. Da zum Beispiel Zirkoniumdioxid (ZrO2) unter den oben genannten Materialien die höchste Zähfestigkeit hat, kann dieses Material ausgewählt werden, wenn ein Uhrrad erwünscht ist, das zäher ist, und bei dem Zerbröckelung schwerer zu erzeugen ist.

Claims (5)

1. Ein Uhrrad umfassend einen Radbereich, der durch eine Photolithographie-Technik in die Radform geformt ist, wobei der Radbereich aus einem Material geformt ist, das in der Lage ist, durch Photolithographie bearbeitet zu werden, und das eine Härte und Zähfestigkeit aufweist, die höher sind als diejenigen von Silizium (Si).

2. Das Uhrrad nach Anspruch 1, wobei der Radbereich so ausgebildet ist, dass er eine gleichmässige Dicke über die ganze Oberfläche hat.

3. Das Uhrrad nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Radbereich ein Radbereich für einen Hemmungsdrehteil ist, der eine Vielzahl von hakenförmigen Zahnbereichen mit Gleitbereichen in ihren Spitzenbereichen aufweist, auf denen Steinklauen einer Ankergabel gleiten, und Eckbereiche der Zahnbereiche sind einer gekrümmten Oberflächenbearbeitung unterzogen.

4. Das Uhrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Radbereich aus einem Material gebildet ist, dessen Hauptbestandteil Siliziumkarbid (SiC) ist.

5. Eine Uhr umfassend das Uhrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4.