CN113009812A

CN113009812A - 用于制造至少两个机械部件的方法

Info

Publication number: CN113009812A
Application number: CN202011504555.1A
Authority: CN
Inventors: S·胡特-马尔切
Original assignee: Ita Swiss Watch Manufacturing Co ltd
Current assignee: Ita Swiss Watch Manufacturing Co ltd
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2040-12-18
Also published as: JP7284140B2; CN113009812B; KR102557070B1; US20210191326A1; KR20210079220A; JP2021096240A; EP3839650A1; US11662690B2

Abstract

本发明涉及一种用于制造至少两个机械部件（1a、1b）的方法，所述至少两个机械部件意在布置在包括具有相反极性的磁化功能区域（2a、2b）的时计机构中，所述部件意在布置在机构、特别是时计机构中，以在相对位移中相互配合，所述方法包括构造包括所述部件（1a、1b）能够从其相互配合的至少一个功能区域（2a、2b）的所述两个部件（1a、1b）中的每个部件的坯件的步骤（10）和获得所述部件中的每个部件的步骤（12）。

Description

用于制造至少两个机械部件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造至少两个机械部件的方法，所述至少两个机械部件意在布置在包括具有相反极性的磁化功能区域的时计机构中。

本发明还涉及一种包括根据此制造方法获得的至少两个机械部件的时计机构。例如，这些机械部件是微机械的部件和/或时计部件，通常是轮、板、锚定杆、摆轮或轴线。

背景技术

在诸如在摩擦接触和相对位移中实施机械部件的机械机芯的时计机构的领域中，众所周知的是，明显地除了摆轮以外，此部件大部分时间、约95%的时间是在停止位置。在这种情况下，当这些部件在此机芯的操作期间受到应力时，使这些部件位移的能量必须足以克服称为静摩擦的特定类型的摩擦。

此静摩擦由当停止时在此机芯的部件之间，特别是在它们的接触表面处建立的粘附力引起。例如，这些粘附力可以来自分子间的力，如称为范德华力（London，Keesom和Debye）的力，所述力本质上是静电的并且特别是由在这些部件的相反接触表面之间的部分共价性质的氢键的建立引起。这些粘附力也可以来自分子内力，所述分子内力的强度大于分子间力的强度，所述力还可以导致这些部件的表面的劣化。此分子内力可以由化学元素引起，所述化学元素已经由所述相反接触表面吸附，并且然后在压力的作用下或由于催化剂的存在，在这些接触表面之间建立共价键的原点处。

将注意的是，在更宏观的尺度上，在这些相反接触表面之间的粘附通常被视为毛细作用（例如，吸附的水或接触中的润滑剂的存在）或粘附作用（例如，在压力的作用下粗糙物的微焊缝）。

在这些条件下，应当理解的是，需要找到一种解决方案，该解决方案允许限制或者甚至消除此静摩擦，以便改善此机构的操作。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于制造至少两个机械部件的方法，所述至少两个机械部件意在布置在时计机构中且能够在相对位移中相互配合，并且具有当它们停止时避免在它们的相反接触表面之间建立粘结/粘附的特殊性。

为此，本发明涉及一种用于制造至少两个机械部件的方法，所述至少两个机械部件意在布置在包括具有相反极性的磁化功能区域的时计机构中，所述部件意在布置在机构，特别是时计机构中，以在相对位移中相互配合，所述方法包括构造包括所述部件能够从其相互配合的至少一个功能区域的所述两个部件中的每个部件的坯件的步骤和获得所述部件中的每个部件的步骤，所述步骤包括将这些部件中的每个部件的所述坯件的所述至少一个功能区域转换成从其散发磁场的磁化功能区域的子步骤，所述磁场的至少一个特征经配置使得当它们处于所述机构中的停止位置时，该磁场参与实现所述两个部件的磁化功能区域的分离。

由于此特征，该方法允许获得机械部件，所述机械部件意在在相对位移中相互配合，并且当它们停止时，所述机械部件的相反接触表面分离，从而参与减少恢复它们的位移/运动所需的能量消耗。在这种情况下，此部件然后参与提高诸如机芯的时计机构的整体效率。

在其他实施例中：

—所述转换子步骤包括根据所述至少两个部件的分离标准，确定用于实现所述至少两个部件中的每个部件与至少一个特征的估计的所述分离所需的所述磁场的参数的阶段，所述至少一个特征与此磁场相关；

—所述转换子步骤包括在所述坯体的一部分中产生至少一个通道的阶段，所述坯体的一部分位于所述至少一个功能区域中，特别是在包括在所述至少两个部件中的每个部件的所述至少一个区域中的功能接触表面下面。

—所述产生阶段包括根据确定的所需磁场的参数，确定要在所述至少一个功能区域中构造的所述至少一个通道的特殊性的子阶段。

—所述转换子步骤包括根据确定的所需磁场的参数，将产生磁场的一定量的材料布置在所述至少一个通道中的阶段。

—所述布置阶段包括将包括磁性颗粒的流体，特别是可交联树脂，插入所述至少一个通道中的子阶段；

—所述布置阶段包括磁化包括在所述流体中的所述磁性颗粒的子阶段；

—所述布置阶段包括限定包括在所述流体中的所述磁性颗粒的相反极性的取向的子阶段；

—所述布置阶段包括固化所述流体的子阶段，所述流体包括磁化并提供有取向的相反极性的所述磁性颗粒。

—所述磁化子阶段、限定子阶段和固化子阶段基本上同时地或同时地执行。

—所述固化阶段由通过光交联和/或通过化学交联的聚合组成。

—所述布置阶段包括将产生包括至少一个永久磁体的磁场的材料插入所述至少一个通道中的子阶段，以及

—所述布置阶段包括将所述至少一个永久磁体机械地保持在所述至少一个通道中的子阶段。

本发明还涉及一种时计机构，所述时计机构包括至少两个机械部件，所述至少两个机械部件意在相互配合并且能够通过此方法获得。

有利地，所述机械部件包括具有相反极性的磁化功能区域。

特别地，这些部件中的每个部件的所述磁化功能区域能够产生磁场，所述磁场的强度经配置确保当这两个部件在所述机构中停止时所述两个部件的所述磁化功能区域的分离。

附图说明

在下面的描述中，基于由附图所示的至少一个非限制性实施例，根据本发明的用于制造机械部件的方法的目的、优点和特征将变得更加明显，其中：

—图1是流程图，其示出根据本发明的一个实施例的用于制造包括具有相反极性的磁化功能区域的至少两个机械部件的方法的步骤，以及

—图2是根据本发明的实施例的所述两个机械部件的变型的示意图，每个机械部件包括此所述至少一个磁化/磁性功能区域。

具体实施方式

图1示出了用于制造包括具有相反极性的磁化功能区域的至少两个机械部件1a、1b，特别是微机械部件的方法。这些部件1a、1b经具体设计当将它们组装在机构中时在这些功能区域2a、2b处相互配合。因此，此部件限定为布置在此机构中，以在相对位移中相互配合。每个部件的每个功能区域包括表面3a、3b，也在其他方面称为功能接触表面3a、3b。因此，功能区域2a、2b是机械部件1a、1b的主体的一部分，所述机械部件1a、1b的主体的一部分不同于所述部件1a、1b的其他主体部分在于，当这些部件1a、1b是在所述机构中实施的运动链的组成元件时，此区域2a、2b特别地意在通过例如与另一个机械部件1b的至少一个功能区域2a、2b配合，参与执行此机械部件1a的预期功能。通过示例的方式，这些部件1a、1b也可以是构成时计机芯的全部或一部分的时计机构的机械部件1a、1b，并且因此也可以称为“机械时计部件”。此机械时计部件1a、1b每个都可以是齿轮，如图2中所示的那个齿轮，或者是擒纵轮、锚固件或任何其他枢转部件，例如轴。在这种情况下，当这两个部件1a、1b中的每个部件是轮时，则其包括功能接触表面3a、3b和优选地与所述接触表面3a、3b相对的内表面4a、4b，所述表面3a、3b、4a、4b通过限定在此功能区域2a、2b中的此轮的标记为e的厚度彼此分离。

此方法包括构造这两个部件1a、1b中的每个部件的坯件的步骤10，该坯件包括所述部件能够从其相互配合的至少一个功能区域2a、2b。换句话说，第一部件1a包括提供有所述接触表面3a的功能区域2a，所述接触表面3a能够在相对位移期间与第二机械部件1b的功能区域2b的接触表面3b配合。所述方法的此步骤10包括建立每个部件1a、1b中的所述坯件的主体的子步骤11。例如，此子步骤11可以例如以与文件WO9815504A1中实施的过程类似的方式，提供基于在诸如硅的材料的层/基板的蚀刻过程的实施。根据文件CH701499A2中描述的技术，根据由增强硅制造该坯体的过程，该子步骤11也可以可替代地提供用于这两个部件的该坯体的产生。在另一个替代方案中，此子步骤11也可以提供用于该坯体的产生的三维印刷技术的实施，例如文件WO2019106407A1中描述的那个技术。每个部件1a、1b的该坯体优选地由非磁性材料制成，且/或具有低磁导率指数和/或甚至零磁导率指数。该材料可以是以非限制性且非穷举性的方式：

·玻璃：熔融二氧化硅、熔融石英、铝硅酸盐、硼硅酸盐等。

·以晶体或多晶体形式的材料：硅、锗、碳化硅、氮化硅、石英等。

·晶体材料：红宝石、蓝宝石、金刚石等。

·陶瓷和玻璃陶瓷材料。

·包括例如聚碳酸酯或丙烯酸的有机玻璃的聚合材料。

·以晶体或无定形形式的金属材料

与每个机械部件1a、1b相关的此坯体将获得所述机械部件1a、1b的形状以及其他特征，除了为该坯体提供用于将所述至少一个功能区域2a、2b转换成磁化功能区域2a、2b的布置/修改之外。因此，在这种情况下，该方法因此包括获得这两个机械部件1a、1b中的每个部件的步骤12，所述步骤12包括将这些机械部件1a、1b中的每个部件的所述坯件的所述至少一个功能区域转换成从其散发磁场的磁化功能区域的子步骤13，所述磁场的至少一个特征经配置使得当组装在所述机构中的这两个部件1a、1b停止时，该磁场参与实现在所述两个部件的第一部件1a的磁化功能区域2a以及第一部件1b的磁化功能区域2b之间的分离，也就是说，所述部件不再在相对位移/运动中相互配合。因此，应当理解的是，这些部件的功能区域2a、2b经具体地限定，以当所述部件在所述机构中的停止位置中时，参与确保这两个机械部件1a、1b的受控排斥力，以便确保在第一部件1a的接触表面3a和第二部件1b的接触表面3b之间的分离。

出于此目的，该子步骤13包括根据所述至少两个部件1a、1b的分离标准，从与该磁场相关的至少一个特征的估计，确定用于实现所述分离所需的和能够由每个部件1a、1b的所述至少一个功能区域2a、2b产生的所述磁场的参数的阶段14。此阶段14旨在限定所述部件1a、1b中的每个部件的所述功能区域2a、2b的磁场的特征，所述特征是功能的特定执行需要的，所述功能旨在当所述机械部件组装在所述机构中并停止时，确保所述两个机械部件1a、1b的所述功能区域2a、2b的相应接触表面3a、3b的分离。

例如，该磁场的特征与所述磁场的强度和相对于所述功能区域2a、2b，特别地相对于所述接触表面3a、3b的此强度的分布相关。特别地根据所述两个部件1a、1b的分离标准，此强度及其分布经确定用于所述两个部件1a、1b中的每个部件，所述分离标准以非限制性且非穷举性的方式包括以下信息：

—该部件的类型/性质，即：其在机构中的功能、构成该部件的材料、其结构特征（尺寸、重量等）；

—其中将实施所述部件的机构的类型；

—该部件将与另一部件的配合的类型：通过齿轮、通过摩擦；

—该部件和另一部件之间的相对运动/位移的类型；

—该部件在所述机构中的操作的类型/性质；

—能够与该部件在所述机构中配合的另一部件的类型/性质；

—该部件可能会遇到其与另一部件配合的一个或多个粘附现象的类型/性质；

—这两个部件在所述机构中的速度。

一旦已经执行所述配置阶段14，所述转换子步骤13就包括在每个部件1a、1b的所述坯体的一部分中产生至少一个通道5的阶段15，该部分位于在包括在所述至少一个功能区域2a、2b中的所述功能接触表面3a、3b下面的所述至少一个功能区域2a、2b中。此阶段15包括根据在前述阶段14期间估计的确定的所述磁场所需的参数，用于确定要在所述至少一个功能区域2a、2b中构造的所述至少一个通道5的特殊性的子阶段16。所述至少一个通道的这些特殊性包括该通道5的一个部分或若干部分（如果该通道包括不同部分）的形状、值、该通道5在相对于所述接触表面3a、3b的功能区域中的程度、特别地其中所述通道在相对于所述接触表面3a、3b的区域中延伸的方向和/或取向、该通道5相对于所述接触表面3a、3b的位置和/或相对于该接触表面的构成该通道5的每个部分的位置。将注意的是，相对于所述接触表面3a、3b的该通道的全部或一部分的程度和位置的限定意味着此程度和此位置取决于存在于该接触表面3a、3b和所述通道5之间的距离，且/或取决于所述功能区域2a、2b的该接触表面3a、3b的长度和/或宽度和/或程度。

将注意的是，为每个部件1a、1b制成的所述通道5具有其中所述功能区域2a、2b位于的该坯体的一部分的厚度e，并且优选地具有小尺寸。通过示例的方式，此通道5的所述部分具有小于25,000μm²，优选地小于10,000μm²的表面积。

该阶段14可以根据文件WO2019106407A1中描述的技术，提供由飞秒脉冲激光器形成此通道5。该通道5以在所述功能区域2a、2b的所述接触表面3a、3b下面的每个部件的所述坯体的厚度e限定。

此通道5包括开口8，所述开口8限定在包括在所述功能区域2a、2b中或包括在此功能区域2a、2b的内部表面4a、4b中的所述坯体的侧面中，该开口8将该通道5的外壳连接到所述坯体的外部环境。该侧面将所述功能区域2a、2b的所述内部表面4a、4b和接触表面3a、3b互连。在本实施例中，其中图2中所示的机械部件1a、1b是轮，该开口8限定在所述轮的功能区域2a、2b的侧面中。将注意的是，多个通道5可以限定在所述功能区域2a、2b中，从而形成图2中未示出的通道网络。

然后，该转换子步骤13包括根据确定的在前述阶段14期间所需的所述磁场的参数，将产生磁场的一定量的材料布置在所述至少一个通道5的外壳中的阶段17。因此，在此阶段17期间，应当理解的是布置在所述通道的该外壳中的所述材料的量取决于在阶段14期间确定的所述磁场的参数。产生磁场的此材料可以包括在诸如聚合物的流体6中包括的磁性颗粒7，例如钐钴或钕铁硼或铁磁颗粒。包括这些磁性颗粒7的该流体6通常是光固化、热固化或化学固化。换句话说，该流体6可以是光固性聚合物或热固性聚合物，例如可交联的环氧树脂。将注意的是，当所述流体6是化学固化时，则其包括用于固化的两个组分，诸如环氧树脂的聚合物和聚合剂，例如1,4,7,10-四氮杂十烷（tetraazadecane）。与这两个组分接触，形成了固体材料、例如聚环氧化物。该化学固化根据与两组分粘合剂Araldite^TM的原理类似的原理进行。

该阶段17包括将包括磁性颗粒7的该流体6插入所述至少一个通道5中的子阶段18。在该子阶段18期间，包括这些磁性颗粒7的所述流体6经由所述至少一个通道5的所述开口8引入到所述通道的外壳中。随后，该阶段17包括磁化包括在该流体6中的所述磁性颗粒7的子阶段19和限定包括在所述流体6中的所述磁性颗粒7的所述相反极性的取向的子阶段20。从永久磁体执行这两个磁化子阶段19和限定子阶段20，然后所述永久磁体布置在包括所述通道5的所述功能区域2a、2b附近，其中所述流体6包括在所述通道5中。通过示例的方式，在此配置中，所述永久磁体可以布置成与所述接触表面3a、3b相对。因此，从用于所述两个部件中的一个部件的此永久磁体，然后磁化这些磁性颗粒7，使得其极性在与另一部件的极性的方向相反的明确限定的方向上取向。在这里应该理解的是，所述两个部件1a、1b的极性的方向是相反的，使得所述极性方向允许确保所述两个部件的排斥和特别地所述接触表面3a、3b与提供有磁性颗粒7的它们的所述至少一个功能区域2a、2b的分离。然后，所述阶段17包括固化所述流体6的子阶段21，所述流体6包括磁化并提供有取向的相反极性的磁性颗粒7。当所述流体6是可交联的聚合物时，该固化子阶段21由通过光交联的聚合、通过热交联的聚合和/或通过化学交联的聚合组成。换句话说，如果构成其中已经产生所述至少一个通道5的所述坯体的所述材料对所考虑的波长是透明的，所述交联热地通过穿过烘箱进行，通过激光器的加热进行，或者经由电磁辐射进行。经由两个组分的使用，如根据两组分粘合剂Araldite^TM的原理操作的两组分粘合剂的使用，考虑化学交联也是可能的。根据所使用的树脂的选择，例如在该树脂包括溶剂的情况下，自然交联也可能是足够的。实际上，在露天中短暂的一瞬间足以使所述溶剂蒸发并使所述树脂“通过其自身”交联。

将注意的是，所述磁化子阶段19、限定子阶段20和固化子阶段21同时地或基本上同时地进行。

在所述方法的变型中，所述布置阶段17可以作为用于所述流体6的替换，提供插入子阶段18、磁化子阶段19、限定子阶段20和固化子阶段21，随后的阶段为：

—将产生包括至少一个永久磁体的磁场的材料插入所述至少一个通道5中的子阶段22，和

—将所述至少一个永久磁体机械地保持在所述至少一个通道5中的子阶段23。

在此插入子阶段22期间，在这里是固体磁体的所述至少一个永久磁体在所述通道5中布置/放置/驱动，以便对于所述两个部件中的一个部件，具有在与另一个部件的极性的方向相反的限定方向上取向的极性。在所述机械保持子阶段23期间，所述至少一个永久磁体通过胶合、焊接等机械地紧固到所述通道5的外壳的壁。

将注意的是，例如使用在文件WO2019106407A1中描述的商标Femtoprint^TM下已知的技术，一旦通过所述通道5的所述外壳的内壁上的所述永久磁体的三维印刷过程实施该布置阶段17，就可以同时地进行这两个插入子阶段22和机械保持子阶段23。

在所述方法的另一个变型中，所述转换子步骤13仅可以包括在所述至少一个功能区域2a、2b的所述内表面4a、4b上施加包括磁性颗粒的流体的阶段24，所述至少一个功能区域2a、2b的所述内表面4a、4b基本上与所述两个部件1a、1b中的每个部件的该区域2a、2b的功能接触表面3a、3b相对布置。该流体通常是光固化、热固化或化学固化。换句话说，该流体可以是光固性聚合物或热固性聚合物，例如可交联的环氧树脂。将注意的是，当所述流体是化学固化时，则其包括用于固化的两个组分，诸如环氧树脂的聚合物和聚合剂，例如1,4,7,10-四氮杂十烷。与这两个组分接触，形成了固体材料，例如，聚环氧化物。该化学固化根据两组分粘合剂Araldite^TM的原理进行。该施加阶段24可以提供在所述功能区域2a、2b的内表面4上投射包括磁性颗粒的流体的至少一个准直或局部射束的子阶段25。该子阶段25可以以流体的单个射束在所述内表面4上的投射的形式进行。例如，所述射束经配置将此流体的连续/不连续的并且局部的珠粒投射到所述内表面4a、4b上。可替代地，所述子阶段25可以以在两个准直射束或局部射束的所述内表面4a、4b上的投射的形式进行。第一射束包括包含所述磁性颗粒的所述流体，并且第二射束包括液体材料，所述液体材料经选择以便当所述液体材料与所述流体接触时引起所述流体的凝固。如前所述，这是两组分粘合剂Araldite^TM的原理，该粘合剂由包括所述磁性颗粒7的环氧树脂和诸如聚合剂、1,4,7,10-四氮杂十烷的材料组成。与这两个组分接触，形成了聚环氧化物。

因此，本发明允许获得至少两个机械部件1a、1b，所述机械部件的功能区域2a、2b被磁化，同时具有相反极性。经提供以在所述机构中一起配合的这两个部件1a、1b的这些功能区域2a、2b经配置产生磁场，所述磁场旨在当这两个部件1a、1b在该机构中停止时确保这些区域2a、2b的所述接触表面3a、3b的分离。当所述两个部件停止时的这些接触表面的此构造有助于当这些部件1a、1b恢复运动时减少该机构的能量消耗。

Claims

1.一种用于制造至少两个机械部件（1a、1b）的方法，所述至少两个机械部件意在布置在包括具有相反极性的磁化功能区域（2a、2b）的时计机构中，所述部件意在布置在机构、特别是时计机构中，以在相对位移中相互配合，所述方法包括构造包括所述部件（1a、1b）能够从其相互配合的至少一个功能区域（2a、2b）的所述两个部件（1a、1b）中的每个部件的坯件的步骤（10）和获得所述部件中的每个部件的步骤（12），所述步骤（12）包括将这些部件（1a、1b）中的每个部件的所述坯件的所述至少一个功能区域转换成从其散发磁场的磁化功能区域（2a、2b）的子步骤（13），所述磁场的至少一个特征经配置使得当它们处于所述机构中的停止位置时，该磁场参与实现所述两个部件（1a、1b）的磁化功能区域（2a、2b）的分离。

2.如前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述转换子步骤（13）包括根据所述至少两个部件（1a、1b）的分离标准，确定（14）用于实现所述至少两个部件（1a、1b）中的每个部件与至少一个特征的估计的所述分离所需的所述磁场的参数的阶段，所述至少一个特征与此磁场相关。

3.如前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述转换子步骤（13）包括在所述坯体的一部分中产生至少一个通道（5）的阶段（15），所述坯体的一部分位于所述至少一个功能区域（2a、2b）中，特别是在包括在所述至少两个部件中的每个部件的所述至少一个区域（2a、2b）中的功能接触表面（3a、3b）下面。

4.如前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述产生阶段（15）包括根据确定的所需磁场的参数，确定（16）要在所述至少一个功能区域（2a、2b）中构造的所述至少一个通道（5）的特殊性的子阶段。

5.如前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述转换子步骤（13）包括根据确定的所需磁场的参数，将产生磁场的一定量的材料布置在所述至少一个通道（5）中的阶段（17）。

6.如前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述布置阶段（17）包括：

—将包括磁性颗粒（7）的流体（6）、特别是可交联树脂，插入所述至少一个通道（5）中的子阶段（18）；

—磁化包括在所述流体（6）中的所述磁性颗粒（7）的子阶段（19）；

—限定包括在所述流体（6）中的所述磁性颗粒（7）的相反极性的取向的子阶段（20）；

—固化所述流体（6）的子阶段（21），所述流体（6）包括磁化并提供有取向的相反极性的所述磁性颗粒（7）。

7.如前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述磁化（19）子阶段、限定（20）子阶段和固化（21）子阶段基本上同时地或同时地执行。

8.如权利要求6和权利要求7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述固化阶段（18）由通过光交联和/或通过化学交联的聚合组成。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述布置阶段（17）包括以下子阶段：

—将产生包括至少一个永久磁体的磁场的材料插入（22）所述至少一个通道（5）中；

—将所述至少一个永久磁体机械地保持（23）在所述至少一个通道（5）中。

10.一种时计机构，所述时计机构包括至少两个机械部件（1a、1b），所述至少两个机械部件意在相互配合并且能够通过根据前述权利要求中的任一项所述的方法获得。

11.如前一权利要求所述的机构，其特征在于，所述机械部件（1a、1b）包括具有相反极性的磁化功能区域（2a、2b）。

12.如前一权利要求所述的机构，其特征在于，这些部件（1a、1b）中的每个部件的所述磁化功能区域（2a、2b）能够产生磁场，所述磁场的强度经配置确保当这两个部件（1a、1b）在所述机构中停止时所述两个部件（1a、1b）的所述磁化功能区域（2a、2b）的分离。