CN105402363A - 机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法 - Google Patents

机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105402363A
CN105402363A CN201510563182.8A CN201510563182A CN105402363A CN 105402363 A CN105402363 A CN 105402363A CN 201510563182 A CN201510563182 A CN 201510563182A CN 105402363 A CN105402363 A CN 105402363A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron
mechanical
mechanical part
electroforming
contacting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510563182.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105402363B (zh
Inventor
佐藤未英
岸松雄
新轮隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015107602A external-priority patent/JP6475088B2/ja
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Publication of CN105402363A publication Critical patent/CN105402363A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105402363B publication Critical patent/CN105402363B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/562—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00—Gearwork
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/20—Separation of the formed objects from the electrodes with no destruction of said electrodes
    • C25D1/22—Separating compounds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • F16H2055/065—Moulded gears, e.g. inserts therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法，机械部件的生产率及耐磨损性优异。机械部件(1)是将成型模具浸渍在含有镍离子和添加物的离子的电铸液中、并利用电铸而形成的，具有：主体部(2)；以及接触部(3)，其覆盖主体部(2)的至少一部分，与其它部件接触，接触部(3)的添加物的含有量多于主体部(2)。在机械部件(1)的制造方法中，具有如下工序：接触部形成工序，将成型模具浸渍在电铸液中进行电铸，形成接触部；以及主体部形成工序，将成型模具浸渍在电铸液中进行电铸，与接触部重叠地形成所述主体部，在接触部形成工序中，以添加物的析出量多于主体部形成工序的方式进行电铸。

Description

机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法
技术领域
本发明涉及机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法。
背景技术
以往，机械式的钟表中的齿轮等那样的小型的机械部件是通过机械加工制造的，最近，采用了利用电铸的制造方法。尤其是，近年来，采用通过光刻技术来制造电铸用的成型模具的LIGA法(LithographieGalvanoformungAbformung：光刻、电铸和注塑)，由此，通过电铸制造出尺寸精度良好的机械部件。
但是，已知作为通常的电铸材料的镍的耐磨损性较差。因此，在要求耐磨损性的机械部件中，有时利用湿式/干式镀覆在电铸部件上形成耐磨损性优异的保护膜。此外，为了提高母材的耐磨损性，已知例如通过DLC(Diamond-LikeCarbon：类金刚石碳膜)等施加涂层的技术(例如参照专利文献1。)。
专利文献1：日本特开平11-152560号公报
但是，在专利文献1所记载的技术中，在施加涂层时，为了不给外形形状带来影响，需要管理涂层膜的厚度来进行制造，因此，有可能降低制造效率，并提高制造成本。此外，在母材与涂层膜的粘合性较差的情况下，在使机械部件滑动时，不只是涂层膜剥离、耐磨损性的效果消失，而且，剥离的涂层膜有可能促进机械部件的磨损。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于，提供一种生产率及耐磨损性优异的机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法。
为了解决上述课题，本发明的机械部件是将成型模具浸渍在含有镍离子和添加物的离子的电铸液中，并利用电铸而形成的，所述机械部件的特征在于，具有：主体部；以及接触部，其覆盖所述主体部的至少一部分，与其它部件接触，所述接触部的所述添加物的含有量多于所述主体部。
根据本发明，在侧面或底面等与其它部件接触的机械部件中，通过使接触部的添加物(例如铁)的含有量多于主体部，能够提高耐磨损性。此外，能够与成型模具对应地制造机械部件，因此，能够在维持利用光刻技术制造出的成型模具的精度的同时制造机械部件。因此，能够提供生产率及耐磨损性优异的机械部件。
此外，其特征在于，所述接触部的所述添加物的含有量随着朝向所述主体部而减少。
通常，例如在铁等添加物较多的条件下利用电铸制造机械部件时，残留应力较大，因此，机械部件的翘曲有可能较大。与此相对，根据本发明，随着朝向主体部，添加物的含有量减少，因此，能够抑制添加物较多的接触部的残留应力导致的机械部件的翘曲。此外，通常，例如在铁等添加物较多的条件下利用电铸制造机械部件时，变得较脆，因此机械部件有可能变脆。与此相对，根据本发明，能够减少主体部中的添加物的含有量，因此，例如，在将轴等打入到机械部件中时，即使假设在接触部中产生裂纹，主体部也不会破裂。此外，确保主体部与接触部的良好的粘合性，并且，能够使成型后的接触部的残留应力分散于主体部，因此，能够可靠地防止接触部从主体部剥离。此外，能够减少添加物的使用量。
此外，也可以是，所述接触部的所述添加物的含有量随着朝向所述主体部而阶段性地减少。
此外，也可以是，所述接触部的所述添加物的含有量随着朝向所述主体部而逐渐减少。
根据本发明，如上所述，能够抑制机械部件的翘曲。此外，例如在将轴等打入到机械部件中时，即使假设在接触部中产生裂纹，主体部也不会破裂。此外，能够可靠地防止接触部从主体部剥离。此外，能够减少添加物的使用量。
此外，也可以是，所述接触部的所述添加物为铁，所述接触部的铁的含有量为3wt％以上且30wt％以下。
此外，也可以是，所述主体部的所述添加物为铁，所述主体部的铁的含有量为0.1wt％以上且15wt％以下。
此外，也可以是，所述接触部由镍和作为所述添加物的铁形成，所述接触部的铁的含有量为22wt％，所述接触部的镍的含有量为78wt％。
根据本发明，通过含有铁(Fe)作为添加物，能够使机械部件的矫顽磁力低于镍(Ni)。此外，通过调整镍(Ni)和铁(Fe)的含有比率，能够使机械部件的矫顽磁力低于铁(Fe)和碳钢。尤其是，将铁(Fe)设为约22wt％，将镍(Ni)设为约78wt％，使得机械部件的铁(Fe)和镍(Ni)的含有比率接近78坡莫合金中的铁(Fe)和镍(Ni)的含有比率，由此，能够使矫顽磁力大幅下降。
因此，采用机械部件作为例如齿轮等部件的钟表与采用由碳钢形成的现有的钟表用部件的钟表相比，更难以磁化。因此，通过在钟表中采用本发明的机械部件，能够成为耐磁性优异的钟表。
此外，其特征在于，本发明的机械部件为齿轮。
根据本发明，在齿轮中，通过增加作为接触部的齿部等添加物的含有量，能够提高耐磨损性。此外，能够按成型模具的尺寸制造高精度的齿轮。因此，能够提供生产率及耐磨损性优异的齿轮。
此外，本发明的机芯的特征在于，所述机芯具有上述机械部件。
此外，本发明的钟表的特征在于，所述钟表具有上述机芯。
根据本发明，能够提供高性能且耐久性优异的低成本机芯以及钟表。
此外，本发明的机械部件的制造方法的特征在于，具有：接触部形成工序，将所述成型模具浸渍在所述电铸液中进行电铸，形成所述接触部；以及主体部形成工序，将所述成型模具浸渍在所述电铸液中进行电铸，与所述接触部重叠地形成所述主体部，在所述接触部形成工序中，以所述添加物的析出量多于所述主体部形成工序的方式进行电铸。
根据本发明，在侧面或底面等与其它部件接触的机械部件中，通过增加接触部的添加物(例如铁)的含有量，能够提高耐磨损性。此外，能够与成型模具对应地制造机械部件，因此，能够在维持利用光刻技术制造出的成型模具的精度的同时制造机械部件。这样，能够提供生产率及耐磨损性优异的机械部件的制造方法。此外，根据本发明，在同一电铸液内连续地利用电铸形成主体部与接触部，由此，能够制造在主体部与接触部之间没有界面的机械部件。此外，根据本发明，能够容易地进行接触部的厚度以及组成的控制。
根据本发明，在侧面或底面等与其它部件接触的机械部件中，通过使接触部的添加物(例如铁)的含有量多于主体部，能够提高耐磨损性。此外，能够与成型模具对应地制造机械部件，因此，能够在维持利用光刻技术制造出的成型模具的精度的同时制造机械部件。因此，能够提供生产率及耐磨损性优异的机械部件。
附图说明
图1是示出第一实施方式的机械部件的示意图。
图2是示出第一实施方式的机械部件的铁的浓度的说明图。
图3是第一实施方式的第一变形例的机械部件的说明图。
图4是第一实施方式的第二变形例的机械部件的说明图。
图5是第一实施方式的第三变形例的机械部件的说明图。
图6是示出第二实施方式的机械部件的示意图。
图7是示出第二实施方式的机械部件的铁的浓度的说明图。
图8是第三实施方式的机械部件的示意图。
图9是示出第三实施方式的机械部件的铁的浓度的说明图。
图10是机械部件的制造方法的说明图。
图11是电铸装置的概略结构图。
图12是钟表的机芯正面侧的俯视图。
标号说明
1、10、20机械部件；1A、10A、20A齿轮；2主体部；3、3a、3b接触部；41电铸液；100钟表；100A机芯。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的各实施方式的机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法进行详细说明。以下，在对本发明的各实施方式的机械部件进行说明后，对第一实施方式的机械部件的制造方法、具有第一实施方式的机械部件的机芯以及钟表进行说明。
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式的机械部件的示意图，图1的(a)是机械部件的俯视图，图1的(b)是沿着图1的(a)的A-A线的剖视图。
如图1的(a)所示，本实施方式的机械部件1例如为齿轮1A。齿轮1A是将成型模具30(参照图11的(a))浸渍在含有镍离子和作为添加物的铁(Fe)离子的电铸液41(参照图11的(a))中、并利用电铸形成的机械部件1，具有主体部2和接触部3，接触部3覆盖主体部2的至少一部分，与其它部件接触。
在机械部件1的中心部例如设置有供轴(未图示)嵌合的贯通孔4。在机械部件1的外周面上，形成有多个齿部5。
接触部3被设置为与机械部件1的侧面6、底面7以及贯通孔4的内表面对应地覆盖主体部2。
图2是示出第一实施方式的机械部件的铁(Fe)的浓度的说明图，图2的(a)是第一实施方式的机械部件的放大剖视图，图2的(b)是示出沿着图2的(a)的B-B的机械部件的铁(Fe)的浓度的图。此外，在图2的(b)中，设横轴为与侧面6的距离，设纵轴为铁(Fe)的浓度。
如图2的(b)所示，第一实施方式的机械部件1的接触部3的铁的含有量随着朝向主体部2而减少。
铁的浓度在接触部3中大致固定，在主体部2中大幅减少。更具体而言，接触部3处的铁的浓度随着从侧面6以及贯通孔4的内表面朝向主体部2而大致固定在最大值。此外，铁的浓度在主体部2中大致固定在最小值。
此处，着眼于对物体起作用的应力缓和。应力缓和是指例如在对物体赋予一定的形变并保持该状态时，物体的应力随经过时间而逐渐下降的现象等。而且，应力缓和率表示应力缓和的容易产生度。
而且，随着作为添加物的铁(Fe)的含有量变多，应力缓和率难以降低，难以产生应力缓和。针对该情况，在添加物的含有量较多的条件下，在利用电铸制造机械部件1时，由于残留应力变大，因此翘曲有可能变大。在机械部件1的应力缓和率上升时，例如将轴嵌合(压入)到贯通孔4中时的嵌合力下降，有可能产生机械部件1的脱落等问题。施加的嵌合力随着时间的经过而进一步下降，因此，该脱落等问题有可能随时间的经过而增多(产生的频率上升等)。
因此构成为：通过控制作为添加物的铁(Fe)的含有量，抑制机械部件1的翘曲，并防止因应力缓和率的上升而引起的机械部件1的脱落等问题。
具体而言，如上述那样，侧面6、底面7以及贯通孔4等与其它部件接触的接触部3的铁(Fe)的含有量多于主体部2。这样，通过抑制主体部2的铁(Fe)的含有量，抑制机械部件1的翘曲，使接触部3的铁(Fe)的含有量多于主体部2，由此，能够抑制应力缓和率的上升，防止应力缓和引起的机械部件1的脱落等问题。
此外，作为添加物，除了铁(Fe)以外，还可以例示出硼(B)、磷(P)、锰(Mn)、钴(Co)、钨(W)等。此外，接触部3的厚度为0.1～20μm的程度。此外，接触部3(铁的浓度较高的部分)的作为添加物的铁(Fe)的含有量优选为3wt％(wt％：重量百分比)以上且30wt％以下。此外，主体部2(铁的浓度较低的部分)的作为添加物的铁(Fe)的含有量优选为0.1wt％以上且15wt％以下。
此处，着眼于物体的矫顽磁力。矫顽磁力是指例如用于使磁化的磁性体恢复到不被磁化的状态所需的相反方向的外部磁场的强度。因此，如果物体的矫顽磁力的值较高，则该物体具有较大的磁力。
此处，根据“物理学選書4強磁性体の物理(上)-物質の磁性-、近角聰信、裳華房、ISBN4-7853-2304-3”，镍(Ni)的矫顽磁力为0.7×103/4π(A/m)，铁(Fe)的矫顽磁力为1.8×103/4π(A/m)，作为铁(Fe)-镍(Ni)合金且镍(Ni)的含有量约78wt％的所谓78坡莫合金(坡莫合金A)的矫顽磁力为0.05×103/4π(A/m)，根据“材料学シリーズ磁性入門スピンから磁铁まで、志賀正幸、内田老鶴圃、ISBN978-4-7536-5630-1”，碳钢(0.9C1Mn)的矫顽磁力为50×103/4π(A/m)。
根据本实施方式，通过含有铁(Fe)作为添加物，能够使机械部件1的矫顽磁力低于镍(Ni)。此外，通过调整镍(Ni)和铁(Fe)的含有比率，能够使机械部件1的矫顽磁力低于铁(Fe)和碳钢。尤其是，通过将铁(Fe)设为约22wt％、镍(Ni)设为约78wt％，使得机械部件1的铁(Fe)和镍(Ni)的含有比率接近78坡莫合金中的铁(Fe)和镍(Ni)的含有比率，由此，能够使矫顽磁力大幅下降。
因此，采用机械部件1作为例如齿轮等部件的钟表与采用由碳钢形成的现有的钟表用部件的钟表相比，更难以磁化。因此，通过在钟表中采用本实施方式的机械部件1，能够成为耐磁性优异的钟表。
根据第一实施方式的机械部件1，即使在作为接触部3的侧面6、底面7以及贯通孔4的内表面与其它部件接触或滑动等的情况下，通过使接触部3的作为添加物的铁的含有量多于主体部2，能够提高耐磨损性。此外，能够与成型模具对应地制造机械部件1，因此，能够在维持利用光刻技术制造出的成型模具的精度的同时制造机械部件1。因此，能够提供生产率及耐磨损性优异的机械部件1。
另外这里，生产率是指例如从某资源产生附加价值时的效率的程度等。而且，生产率良好是指例如因制造效率上升而削减不必要的生产成本等。
(第一实施方式的各变形例)
接下来，对第一实施方式的机械部件的各变形例进行说明。
图3是第一实施方式的第一变形例的机械部件的说明图，图3的(a)是第一实施方式的第一变形例的机械部件的放大剖视图，图3的(b)是示出沿着图3的(a)的C-C线的机械部件的铁(Fe)的浓度的图。此外，在图3的(b)中，设横轴为与侧面6的距离，设纵轴为铁(Fe)的浓度。
如图3的(b)所示，在第一实施方式的第一变形例的机械部件1中，接触部3中的铁的浓度随着从侧面6以及贯通孔4的内表面朝向主体部2而阶段性地减少。此外，铁的浓度在主体部2中大致固定在最小值。此外，铁的浓度在图3的(b)中按两个阶段减少，但也可以按3个以上的阶段减少。
图4是第一实施方式的第二变形例的机械部件的说明图，图4的(a)是第一实施方式的第二变形例的机械部件的放大剖视图，图4的(b)是示出沿着图4的(a)的D-D线的机械部件的铁(Fe)的浓度的图。此外，在图4的(b)中，设横轴为与侧面6的距离，设纵轴为铁(Fe)的浓度。
如图4的(b)所示，在第一实施方式的第二变形例的机械部件1中，接触部3中的铁的浓度随着从侧面6以及贯通孔4的内表面朝向主体部2而逐渐减少。在该情况下，接触部3的残留应力被缓和，因此，接触部3更加难以从主体部2剥离。
图5是第一实施方式的第三变形例的机械部件的说明图，图5的(a)是第一实施方式的第三变形例的机械部件的放大剖视图，图5的(b)是示出沿着图5的(a)的E-E线的机械部件的铁(Fe)的浓度的图。此外，在图5的(b)中，设横轴为与侧面6的距离，设纵轴为铁(Fe)的浓度。
如图5的(b)所示，在第一实施方式的第三变形例的机械部件1中，从接触部3到主体部2的铁的浓度在主体部2的内部，随着朝向侧面6与贯通孔4的内表面的中间位置而逐渐减少。在该情况下，接触部3的残留应力也被缓和，因此，接触部3更加难以从主体部2剥离。
(其它实施方式)
接下来，对其它实施方式的机械部件进行说明。此外，在以下的说明中，对于与第一实施方式相同的结构，标注相同的标号，省略其说明。
(第二实施方式)
图6是示出第二实施方式的机械部件的示意图，图6的(a)是机械部件的俯视图，图6的(b)是沿着图6的(a)的F-F线的剖视图。
图7是示出第二实施方式的机械部件的铁的浓度的说明图，图7的(a)是第二实施方式的机械部件的放大剖视图，图7的(b)是示出沿着图7的(a)的G-G线的机械部件的铁(Fe)的浓度的图。此外，在图7的(b)中，设横轴为与侧面6的距离，设纵轴为铁(Fe)的浓度。
如图6所示，第二实施方式的机械部件10为齿轮10A，与第一实施方式的不同之处在于，在主体部2的上表面11形成有圆环状的空洞部12。
如图7的(b)所示，主体部2以及接触部3的铁的浓度分布与第一实施方式相同。即，铁的浓度在接触部3中大致固定，在主体部2中大幅减少。更具体而言，接触部3中的铁的浓度随着从侧面6以及贯通孔4的内表面朝向主体部2而大致固定在最大值。此外，铁的浓度在主体部2中，大致固定在最小值。根据第二实施方式，能够使机械部件10轻量化。
(第三实施方式)
图8是示出第三实施方式的机械部件的示意图，图8的(a)是机械部件的俯视图，图8的(b)是沿着图8的(a)的H-H线的剖视图。
图9是示出第三实施方式的机械部件的铁的浓度的说明图，图9的(a)是第三实施方式的机械部件的放大剖视图，图9的(b)是示出沿着图9的(a)的I-I线的机械部件的铁(Fe)的浓度的图。此外，在图9的(b)中，设横轴为与侧面6的距离，设纵轴为铁(Fe)的浓度。
如图8所示，机械部件20为齿轮20A，与第一实施方式的不同之处在于，在主体部2的上表面22，设置有环状的接触部3b作为接触部3。环状的接触部3b例如与作为滑动部件的离合弹簧21接触。
如图9的(b)所示，铁的浓度在接触部3中大致固定，在主体部2中大幅减少。更具体而言，与侧面6以及贯通孔4的内表面对应的接触部3a的铁浓度随着从侧面6以及贯通孔4的内表面朝向主体部2而逐渐减少。此外，与主体部2的上表面22对应的环状接触部3b的铁浓度在与离合弹簧21接触的中央部分为最大浓度，随着从中央部分朝向主体部2而大幅减少。
根据第三实施方式的机械部件20，在与离合弹簧21接触的部分还设置有铁的含有量多且耐磨损性高的环状的接触部3b，因此，即使齿轮20A的上表面22与离合弹簧21接触，也能够抑制磨损。
(机械部件的制造方法)
接下来，对实施方式的机械部件的制造方法进行说明。以下，对第一实施方式的机械部件的制造方法进行说明。
图10是机械部件的制造方法的说明图。
图11是电铸装置的概略结构图。
如图10所示，机械部件的制造方法具有如下工序：形成成型模具30的成型模具形成工序(参照图10的(a))；在成型模具30上形成电极膜32的电极膜形成工序(参照图10的(b))；形成接触部3的接触部形成工序(参照图10的(c))；形成与接触部3重叠的作为之后的主体部2的主体母体50的主体部形成工序(参照图10的(d))；研磨主体母体50以及接触部3的研磨工序(参照图10的(e))；以及取出机械部件1的取出工序(参照图10的(f))。
以下，对机械部件的制造方法的各工序的详细情况进行说明。
首先，如图10的(a)所示，进行成型模具形成工序。在成型模具形成工序中，形成成型模具30，该成型模具30用于成型出机械部件1(参照图1的(a))的外形形状。成型模具30具有：成型出机械部件1的外形形状的作为机械图案31的凹部30a；以及从凹部30a起竖立设置、用于成型出贯通孔4(参照图1的(b))的柱部30b。
此外，作为成型模具30的基材的材料，可以使用抗蚀剂、硅(Si)或不锈钢等各种材料。在基材使用了这些材料中的抗蚀剂或硅等的情况下，利用光刻技术进行蚀刻，由此形成成型模具30的机械图案31，在基材使用了不锈钢等的情况下，能够使用激光等来形成成型模具30的机械图案31。此外，优选在成型模具30上沿着行列方向形成多个上述机械图案31。在该优选方式中，例如能够通过一个工序制造多个部件(在本实施方式中为机械部件1)，因此，具有生产率提高这样的优点。
接下来，如图10的(b)所示那样进行电极膜形成工序。在电极膜形成工序中，例如通过PVD法或CVD法(化学气相生长法)等成膜法，在成型模具30的机械图案31面上形成电极膜32。在本实施方式中，在成型模具30中的机械图案31的整个面(凹部30a的内表面以及表面)范围内，形成厚度为例如10～500nm程度的由铜等金属材料构成的电极膜32。电极膜32的厚度极薄，因此，对在成型模具30上形成的机械图案31的形状没有影响。此外，作为电极膜32的材料，可以使用金、钛、铬等具有导电性的各种材料。此外，在选择了导电性材料作为成型模具30的材料的情况下，也可以省略本工序。
接下来，如图10的(c)所示，进行接触部形成工序。在接触部形成工序中，使用图11所示的电铸装置40，在成型模具30中的机械图案31上形成接触部3。
此处，对电铸装置40进行说明。
如图11的(a)所示，电铸装置40具有：电铸槽42，其蓄积含有镍离子和作为添加物的铁离子的电铸液41；电极43，其被浸渍在电铸液41内，由不溶性的导电性材料或作为要进行电铸的金属材料的例如包含镍和铁中的至少任意一方的材料构成；电源部45，其经由电气布线44分别连接在电极43与在成型模具30上形成的电极膜32之间。
在电铸装置40中，电极43连接于电源部45的阳极侧，电极膜32连接于阴极侧。此外，电铸液41根据电铸材料进行选择，在进行镍合金电铸的情况下，例如使用氨基磺酸浴、瓦特浴或硫酸浴等。在假设使用氨基磺酸浴来进行镍铁合金电铸的情况下，例如在电铸槽42中，加入以氨基磺酸镍水合盐以及氨基磺酸铁水合盐为主成分的氨基磺酸浴。
利用这样构成的电铸装置40，在调整铁的含有量的同时进行接触部形成工序。
如图11的(a)所示，在接触部形成工序中，首先将成型模具30设置到电铸装置40中。接下来，如图11的(b)所示，在成型模具30的机械图案31上的电极膜32上形成接触部3。在接触部形成工序中，在将成型模具30浸渍到电铸槽42内蓄积的电铸液41中后，使电源部45工作，在电极43与电极膜32之间施加电压。
此处，被析出的接触部3的铁的含有量是通过成型模具30的电流密度(成型模具30的每单位面积流过的电流量)、电铸液41的搅拌次数以及电铸液41中的铁离子相对于镍离子的比例来控制的。具体而言，成型模具30的电流密度越小，则接触部3的铁的含有量越多。此外，电铸液41中的铁离子相对于镍离子的比例越大，则接触部3的铁的含有量越多。此外，电铸液41的搅拌次数越多，则接触部3的铁的含有量越多。此外，接触部3的厚度能够通过成型模具30的电流密度和电铸时间来控制。
在接触部形成工序中，在电极43与电极膜32之间施加电压时，电铸液41中包含的镍离子和铁离子在氨基磺酸浴中移动，在电铸液41内，镍铁合金在电极膜32上作为金属析出。接触部3的形成是如下进行的：如上述那样，控制成型模具30的电流密度、电铸液41中的铁离子相对于镍离子的比例以及电铸液的搅拌次数中的至少任意一个，由此成为期望的铁的含有量。
接下来，如图10的(d)所示那样进行主体部形成工序。如图11的(b)所示，在主体部形成工序中，在接触部形成工序结束后，将成型模具30浸渍在电铸液41中，在该状态下，控制成型模具30的电流密度、电铸液41中的铁离子相对于镍离子的比例以及电铸液41的搅拌次数中的至少任意一个，由此形成作为之后的主体部2的主体母体50。
在主体部形成工序中，控制成型模具30的电流密度、电铸液41中的铁离子相对于镍离子的比例以及电铸液的搅拌次数中的任意一个，进行主体部形成工序，使得主体母体50中的铁的含有量少于接触部3。具体而言，成型模具30的电流密度越大，则主体部2的铁的含有量越少。此外，电铸液41中的铁离子相对于镍离子的比例越小，则主体部2的铁的含有量越少。此外，电铸液41的搅拌次数越少，则主体部2的铁的含有量越少。
在主体部形成工序中，与接触部形成工序同样地，当在电极43与电极膜32之间施加电压时，电铸液41中包含的镍离子和铁离子在氨基磺酸浴中移动，在电铸液41内，镍铁合金在接触部3上作为金属析出。主体母体50的形成是如下进行的：如上述那样控制成型模具30的电流密度、电铸液41中的铁离子相对于镍离子的比例以及电铸液的搅拌次数中的至少任意一个，使得铁的含有量少于接触部3。换言之，在对接触部形成工序与主体部形成工序进行比较的情况下，在接触部形成工序中，与主体部形成工序相比，以铁的析出量变多的方式进行电铸。
在本实施方式中，在成型模具30的机械图案31的整个主面(凹部30a内以及表面上)上，与接触部3重叠地形成有主体母体50。主体母体50生长到至少填埋成型模具30的凹部30a。
在形成主体母体50的时刻，接触部形成工序以及主体部形成工序结束。
此外，如上所述，关于接触部形成工序和主体部形成工序，优选的是，在浸渍在电铸液41中的状态下，连续地进行。由此，实现工序时间的缩短化。此外，在利用导电体形成成型模具30的情况下，也可以不形成电极膜32，而通过在电极43与成型模具30之间施加电压来进行电铸。
接下来，如图10的(e)所示那样进行研磨工序。在研磨工序中，进行主体母体50以及接触部3的研磨。此处，在从电铸槽42(参照图11的(a))中取出形成有主体母体50的成型模具30后，对每一成型模具30进行研磨，使得主体母体50成为规定的厚度。在本实施方式中，以去除在成型模具30的上表面之上形成的电极膜32、接触部3以及主体母体50的方式(即，以在成型模具30的凹部30a内形成的接触部3、电极膜32以及主体母体50残留的方式)进行研磨。由此，在成型模具30的机械图案31内，形成具有接触部3以及主体部2的机械部件1。此外，在研磨工序中，也可以在图10的(e)的工序之后，通过盘式研磨等，将接触部3以及主体部2加工为期望的尺寸。
最后，如图10的(f)所示那样进行取出工序。在取出工序中，从成型模具30中取出残留在成型模具30的机械图案31内的机械部件1。此处，通过熔解等，将成型模具30以及电极膜32去除。由此，完成接触部3以及主体部2为一体的机械部件1。
此外，机械部件1的取出工序不限于熔解，也可以使用物理方法。此外，在使用不锈钢等不能熔解的材料作为成型模具30的情况下，优选的是，例如至少在机械图案31(参照图10的(a))的凹部30a内形成脱模层(未图示)，在脱模层上形成接触部3以及主体部2。在该情况下，在取出工序中，能够通过仅去除夹设在成型模具30与电极膜32之间的脱模层，从成型模具30中取出机械部件1。
在这样制造出的机械部件1中，在与成型模具30的机械图案31内表面对应的面上形成有接触部3。此外，机械部件1在与成型模具30的柱部30b对应的部分形成有在厚度方向上贯通的贯通孔4。通过以上方式，机械部件1的制造方法的全部工序结束，并且，能够得到作为齿轮1A的机械部件1。
根据本实施方式的机械部件1的制造方法，在侧面6或底面7等与其它部件接触的机械部件1中，通过使主体部2的铁的含有量多于接触部3的铁的含有量，能够提高耐磨损性。此外，能够与成型模具30对应地制造机械部件1，因此，能够在维持利用光刻技术制造出的成型模具30的精度的同时制造机械部件1。这样，能够提供生产率及耐磨损性优异的机械部件1的制造方法。此外，根据本实施方式，在同一电铸液41内连续地利用电铸形成主体部2和接触部3，由此，能够制造在主体部2与接触部3之间没有界面的机械部件1。此外，根据本实施方式，通过控制成型模具30的电流密度、电铸液41中的铁离子相对于镍离子的比例以及电铸液41的搅拌次数中的至少任意一个，能够容易地进行接触部3以及主体部2的组成(即铁的含有量)的控制。此外，通过控制成型模具30的电流密度和电铸时间，能够容易地调整形成接触部3的厚度。
(钟表以及机芯)
接下来，作为使用上述各实施方式的机械部件的装置的一例，对机芯以及钟表进行说明。
通常，将钟表的包含驱动部分的机械体称作“机芯”。在钟表的构成基板的底板的两侧中，将钟表壳体的玻璃所在的一侧、即表盘所在的一侧称作机芯的“背面侧”。此外，将底板的两侧中的钟表壳体的壳体后盖所在一侧、即与表盘相反一侧称作机芯的“正面侧”。
图12是钟表的机芯正面侧的俯视图。
如图12所示，钟表100的机芯100A具有构成基板的底板102。在底板102的柄轴引导孔102a中，以能够旋转的方式组装有柄轴110。此外，在机芯100A上安装有未图示的表盘。此外，将组装在机芯100A的正面侧的齿轮组称作正面齿轮组，将组装在机芯100A的背面侧的齿轮组称作背面齿轮组。
通过包含拉挡190、离合杆192、离合杆弹簧194、拉档压簧196的切换装置决定柄轴110的轴线方向的位置。立轮112以能够旋转的方式设置在柄轴110的引导轴部上。当使柄轴110在位于靠机芯100A的内侧最近的第1柄轴位置(第0级)的状态下旋转时，立轮112借助未图示的离合轮的旋转而旋转。小钢轮114因立轮112的旋转而旋转。此外，大钢轮116因小钢轮114的旋转而旋转。条盒轮120中收纳的未图示的发条因大钢轮116旋转而被卷起。
二号轮124因条盒轮120的旋转而旋转。擒纵轮130借助四号轮128、三号轮126、二号轮124的旋转而旋转。这些条盒轮120、二号轮124、三号轮126以及四号轮128构成正面齿轮组。
用于控制正面齿轮组的旋转的擒纵/调速装置由游丝摆轮140、擒纵轮130和擒纵叉142构成。游丝摆轮140被支承为能够相对于底板102以及游丝摆轮座166旋转。
作为第一实施方式的机械部件1的齿轮1A例如被用于二号轮124、三号轮126、四号轮128或擒纵轮130等。
根据本实施方式的钟表100以及机芯100A，由于具有尺寸精度良好、且生产率及耐磨损性优异的机械部件1，因此，能够提供高性能且耐久性优异的低成本机芯100A以及钟表100。
此外，本发明不限于参照附图说明的上述实施方式，可在该技术的范围内考虑各种变形例。
例如，在上述各实施方式中，作为接触部3的一例，设置为与机械部件1的侧面6、底面7以及贯通孔4的内表面对应地覆盖主体部2，但不限于该方式。例如，接触部3可以仅与机械部件1的侧面6对应地设置，仅与底面7对应地设置，或者，仅与贯通孔4的内表面对应地设置，可以仅与机械部件1的侧面6的部分区域对应地设置，仅与底面7的部分区域对应地设置，或者，仅与贯通孔4的内表面的部分区域对应地设置，还可以设置在对它们进行各种组合而得到的部分。
此外，不言而喻，即使在主体部2的一部分中的添加物的含有量或含有比率等于或多于接触部3的添加物的含有量或含有比率的情况下，只要接触部3整体中的添加物的含有量或含有比率多于主体部2整体中的添加物的含有量或含有比率即可。
例如，在上述各实施方式中，作为机械部件1、10、20，对齿轮1A、10A、20A进行了说明，但本发明不限于此，还能够应用于齿轮1A、10A、20A以外的钟表100用的机械部件(擒纵叉、游丝摆轮、离合弹簧或擒纵轮等)或其它机械部件。
例如，也可以对机械部件1、10、20进行热处理。通过对机械部件1、10、20进行热处理，使得机械部件1、10、20的杨氏模量提高，因此，例如在将轴嵌合(压入)到贯通孔4中时，能够确保嵌合力较大。由此，能够确保机械部件1、10、20相对于轴的脱落负载较大，因此，能够使机械部件更牢固地固定在轴上。此外，也可以在机械部件1、10、20的表面的至少一部分实施具有耐磨损性的镀覆。由此，能够进一步提高机械部件1、10、20的耐磨损性。
在各实施方式中，对添加物为铁(Fe)的情况进行了说明，但不限于此，例如，也可以是硼(B)、磷(P)、锰(Mn)、钴(Co)或钨(W)等。因此，机械部件1、10、20不限于镍铁合金，也可以由镍硼合金、镍磷合金、镍锰合金、镍钴合金或镍钨合金等形成。
另外，在不脱离本发明主旨的范围内，能够适当地将上述实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素。

Claims (11)

1.一种机械部件，其是将成型模具浸渍在含有镍离子和添加物的离子的电铸液中、并利用电铸而形成的，所述机械部件的特征在于，具有：
主体部；以及
接触部，其覆盖所述主体部的至少一部分，与其它部件接触，
所述接触部的所述添加物的含有量多于所述主体部。
2.根据权利要求1所述的机械部件，其特征在于，
所述接触部的所述添加物的含有量随着朝向所述主体部而减少。
3.根据权利要求2所述的机械部件，其特征在于，
所述接触部的所述添加物的含有量随着朝向所述主体部而阶段性地减少。
4.根据权利要求2所述的机械部件，其特征在于，
所述接触部的所述添加物的含有量随着朝向所述主体部而逐渐减少。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的机械部件，其特征在于，
所述接触部的所述添加物为铁，
所述接触部的铁的含有量为3wt％以上且30wt％以下。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的机械部件，其特征在于，
所述主体部的所述添加物为铁，
所述主体部的铁的含有量为0.1wt％以上且15wt％以下。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的机械部件，其特征在于，
所述接触部由镍和作为所述添加物的铁形成，
所述接触部的铁的含有量为22wt％，所述接触部的镍的含有量为78wt％。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的机械部件，其特征在于，
所述机械部件为齿轮。
9.一种机芯，其中，所述机芯具有权利要求1～8中的任意一项所述的机械部件。
10.一种钟表，其中，所述钟表具有权利要求9所述的机芯。
11.一种机械部件的制造方法，用于制造权利要求1～8中的任意一项所述的机械部件，所述机械部件的制造方法的特征在于，具有：
接触部形成工序，将所述成型模具浸渍在所述电铸液中进行电铸，形成所述接触部；以及
主体部形成工序，将所述成型模具浸渍在所述电铸液中进行电铸，与所述接触部重叠地形成所述主体部，
在所述接触部形成工序中，以所述添加物的析出量多于所述主体部形成工序的方式进行电铸。
CN201510563182.8A 2014-09-09 2015-09-07 机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法 Active CN105402363B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-183404 2014-09-09
JP2014183404 2014-09-09
JP2015107602A JP6475088B2 (ja) 2014-09-09 2015-05-27 機械部品、ムーブメント、時計および機械部品の製造方法
JP2015-107602 2015-05-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105402363A true CN105402363A (zh) 2016-03-16
CN105402363B CN105402363B (zh) 2019-07-23

Family

ID=55456448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510563182.8A Active CN105402363B (zh) 2014-09-09 2015-09-07 机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN105402363B (zh)
CH (1) CH710107B1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110724978A (zh) * 2018-07-17 2020-01-24 精工电子有限公司 电铸部件和钟表
CN112055793A (zh) * 2018-05-08 2020-12-08 索尼公司 柔性齿轮的制造方法、柔性齿轮单元的制造方法以及齿轮
CN117340775A (zh) * 2023-11-10 2024-01-05 武汉晨龙电子有限公司 一种全自动上下料的机械表芯擒纵轮研磨设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH694465A5 (de) * 2004-05-10 2005-01-31 Prec Engineering Ag Verfahren zum Bearbeiten von metallischen Körpern, insbesondere von Uhrenbestandteilen.
CN101831672A (zh) * 2009-03-13 2010-09-15 尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司 用于电铸法的模具以及制造该模具的方法
CN101861281A (zh) * 2007-11-16 2010-10-13 尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司 硅-金属复合微机械部件及其制造方法
CH701075B1 (fr) * 2007-03-02 2010-11-30 Richemont Int Sa Ensemble formé d'une roue et de son axe et roue pour un tel ensemble.
CN102063047A (zh) * 2009-10-07 2011-05-18 尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司 由可微加工材料制成的自由安装轮副以及制造所述轮副的方法
JP2013170300A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Seiko Instruments Inc 電鋳部品の製造方法及び電鋳部品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH694465A5 (de) * 2004-05-10 2005-01-31 Prec Engineering Ag Verfahren zum Bearbeiten von metallischen Körpern, insbesondere von Uhrenbestandteilen.
CH701075B1 (fr) * 2007-03-02 2010-11-30 Richemont Int Sa Ensemble formé d'une roue et de son axe et roue pour un tel ensemble.
CN101861281A (zh) * 2007-11-16 2010-10-13 尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司 硅-金属复合微机械部件及其制造方法
CN101831672A (zh) * 2009-03-13 2010-09-15 尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司 用于电铸法的模具以及制造该模具的方法
CN102063047A (zh) * 2009-10-07 2011-05-18 尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司 由可微加工材料制成的自由安装轮副以及制造所述轮副的方法
JP2013170300A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Seiko Instruments Inc 電鋳部品の製造方法及び電鋳部品

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112055793A (zh) * 2018-05-08 2020-12-08 索尼公司 柔性齿轮的制造方法、柔性齿轮单元的制造方法以及齿轮
CN110724978A (zh) * 2018-07-17 2020-01-24 精工电子有限公司 电铸部件和钟表
CN117340775A (zh) * 2023-11-10 2024-01-05 武汉晨龙电子有限公司 一种全自动上下料的机械表芯擒纵轮研磨设备
CN117340775B (zh) * 2023-11-10 2024-04-26 武汉晨龙电子有限公司 一种全自动上下料的机械表芯擒纵轮研磨设备

Also Published As

Publication number Publication date
CH710107A2 (fr) 2016-03-15
CN105402363B (zh) 2019-07-23
CH710107B1 (fr) 2019-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102198641B (zh) 叶序排布磨料端面超硬磨料砂轮及其生产方法
JP5478498B2 (ja) シリコン／金属複合体マイクロメカニカル構成要素およびこれを製造する方法
RU2481422C2 (ru) Способ изготовления биметаллической микроструктуры
CN102576212B (zh) 天文钟擒纵机构和天文钟擒纵机构的制造方法
CN102965719A (zh) 薄膜金属和合金的低速率电化学蚀刻
JP5231769B2 (ja) 電鋳型、電鋳型の製造方法、時計用部品、および時計
CN102368148A (zh) 用于钟表的单件式轮副
CN105402363A (zh) 机械部件、机芯、钟表以及机械部件的制造方法
JP2010121693A (ja) 機械部品、機械部品の製造方法および時計
CN107002264B (zh) 电铸部件的制造方法
CN102240984A (zh) 叶序排布磨料圆柱超硬磨料砂轮及其生产方法
JP5622256B2 (ja) 機械部品、機械部品の製造方法および時計
JP6475088B2 (ja) 機械部品、ムーブメント、時計および機械部品の製造方法
JP5632893B2 (ja) マイクロメカニカル時計部品の熱処理方法
JP5658344B2 (ja) 機械部品の製造方法
JP4868443B2 (ja) 時計用のアンクル、これを備えた機械式時計及びその製造方法
JP2008164401A (ja) 時計用文字板の製造方法、時計用文字板および時計
JP2019019409A (ja) 非磁性二元ＣｕＮｉ合金から形成された時計部品
JP5596991B2 (ja) 機械部品、機械部品の製造方法および時計
CN102576211A (zh) 天文钟擒纵机构和具有天文钟擒纵机构的机械式钟表
JP2010174380A (ja) 低融点金属を用いた電鋳部品の製造方法
JP2016057158A (ja) 時計部品、ムーブメント、時計、および時計部品の製造方法
JP6644759B2 (ja) 計時器用ムーブメントのための部品
JP4530263B2 (ja) アールを含む電鋳部品の製造方法
JP7133377B2 (ja) 電鋳部品と時計

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant