DE112009000385B4

DE112009000385B4 - Gleitkomponente und Zeitmessgerät

Info

Publication number: DE112009000385B4
Application number: DE112009000385.0T
Authority: DE
Inventors: Miei Sato; Natsuki Miyoshi; Matsuo Kishi; Naoki Amano; Takashi Niwa
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2018-02-01
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: CH700863B1; US20110045249A1; DE112009000385T5; JP5389455B2; CN101952783A; CN101952783B; WO2009104624A1; JP2010091544A; US8747993B2

Abstract

Gleitkomponente, bei der mindestens drei Schichten (z. B. 121, 122, 123) aufeinander gestapelt sind und die einen Gleitabschnitt hat, der auf der Außenumfangsfläche einer anderen Komponente im Wesentlichen parallel zur Richtung, in der die Schichten gestapelt sind, gleitet, wobei in einem Gleitabschnitt mindestens einer Schicht zwischen der obersten und der untersten Schicht der mindestens drei aufeinander gestapelten Schichten ein Rücksprung (z. B. 150) ausgebildet ist, wobei die mindestens drei Schichten eine erste Metallschicht, eine zweite Metallschicht, die auf der ersten Metallschicht aufgebracht ist und eine dritte Metallschicht, die auf der zweiten Metallschicht aufgebracht ist, aufweisen, wobei die erste und dritte Metallschicht jeweils eine Außenumfangsfläche aufweist, die die Außenumfangsfläche der Mehrschichtstruktur bildet, dazu ausgebildet, mit einer anderen Komponente in Gleitkontakt zu treten, und wobei die zweite Metallschicht eine Außenumfangsfläche innerhalb der Außenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht aufweist, um mindestens einen Rücksprung bereitzustellen, der nicht in einer der ersten, zweiten oder dritten Metallschichten gebildet ist, sondern durch einen Raum, ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitkomponente, die als eine Komponente wie ein Zahnrad oder ein Lager eines Zeitmessgeräts verwendet wird.
HINTERGRUNDTECHNIK
Als ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitkomponente mit hoher Maßhaltigkeit wie ein kleines Zahnrad wird eine Technik angewendet, bei der Photolithographie und Galvano- bzw. Elektroformung kombiniert werden (siehe z. B. Patentschrift 1). Bei einer Gleitkomponente ist aufgrund der gegenseitigen Wirkung zwischen dieser und einer mit ihr in Kontakt gehaltenen Komponente die Entstehung von Reibung unvermeidlich. Wenn die miteinander in Kontakt stehenden Zonen dieser Komponenten mangelnde Verschleißfestigkeit aufweisen, tritt bei solchen Komponenten zu früh Verschließ ein. Die Wirksamkeit eines die Gleitkomponente verwendenden Mechanismus verschlechtert sich durch Verschleiß erheblich. Deshalb wird zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit ein Schmieröl verwendet. Da das Schmieröl jedoch eine Flüssigkeit ist, verbleibt es nicht auf der Gleitkomponente, sondern es besteht die Gefahr, dass es sich über die gesamte Gleitkomponente oder auf andere Komponenten verteilt. Angesichts dieser Tatsache ist bei manchen Gleitkomponenten eine Struktur vorgesehen, die das Schmieröl im Gleitabschnitt hält (siehe z. B. Patentschrift 2).
Patentschrift 1: JP 2006 064575 A
Patentschrift 2: JP 2007 506073 A
Die Druckschrift DE 692 22 701 T2 betrifft mikromechanische Elemente, bei denen mindestens drei Schichten aufeinander gestapelt sind und die einen Gleitabschnitt haben, der auf der Außenumfangsfläche einer anderen Komponente im Wesentlichen parallel zur Richtung, in der die Schichten gestapelt sind, gleiten.
Die Druckschrift EP 1 835 050 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer mehrere Schichten aufweisenden metallischen Struktur durch UV-LIGA.
Das in der Druckschrift JP 2005-207454 A offenbarte geschichtete Getriebe umfasst Ölrillen, in denen Schmieröl gehalten wird. Das Getriebe umfasst dabei mehrere koaxial geschichtete Getriebeplatten.
Die Druckschrift US 4 740410 A betrifft eine Methode und ein aus dieser Methode hervorgehendes Produkt zur Herstellung von Mikrostrukturen mit zwei oder mehr Elementen, die zueinander beweglich angeordnet sind.
Die Druckschrift US 20060099438 A1 beschreibt eine Beschichtungsstruktur und ein Herstellungsverfahren für eine derartige Beschichtungsstruktur. Druckschrift US 2722098 A offenbart Hemmungen für Uhrwerke. US 6755566 B2 offenbart ein mechanisches Uhrwerk, beispielsweise für Taschenuhren oder Armbanduhren. Das Dokument US 2664695 A betrifft eine Ankerhemmung für Uhrwerke.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Bei der in Patentschrift 1 offenbarten Struktur ist der Gleitabschnitt glatt, so dass jegliches verwendete Schmieröl nicht im Gleitabschnitt verbleibt, sondern sich sehr wahrscheinlich verteilt.
Bei der in der Patentschrift 2 offenbarten Struktur ist eine Schmierölhaltungsstruktur vorgesehen, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Schmieröl verteilt, gering ist. 31 ist eine partielle Schnittansicht, die einen Gleitprozess zwischen einem Hemmungsradzahn 501 eines Hemmungsrads mit Ritzel und einer Palette 210 einer die Passkomponente bildenden Palettengabel zeigt, wie in der Patentschrift 2 offenbart ist.
Der Hemmungsradzahn 501 hält ein Schmieröl 410 in einem Schmierölhaltungsabschnitt 521, so dass das Schmieröl 410 nicht verteilt wird, sondern im Gleitabschnitt verbleibt. Wie aus den 31(a) und 31(d) ersichtlich ist, wird das Schmieröl 410 dem Gleitabschnitt zugeführt, wenn der Hemmungsradzahn 501 und die Palette 210 im geraden Zustand miteinander in Kontakt gehalten werden, so dass ein gutes Schmierverhalten zu erwarten ist.
Auch in dem Fall, in dem der Hemmungsradzahn 501 und die Palette 210 miteinander in Kontakt gehalten werden, wobei sie wie in den 31(b) und 31(e) geneigt sind, wird das Schmieröl 410 in den Gleitabschnitt geliefert, so dass ein gutes Schmierverhalten zu erwarten ist.
Jedoch in dem Fall, in dem der Hemmungsradzahn 501 und die Palette 210 miteinander in Kontakt gehalten werden, wobei sie wie in den 31(c) und 31(f) geneigt sind, besteht die Gefahr, dass das Schmieröl 410 nicht vom Schmierölhaltungsabschnitt 521 zugeführt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleitkomponente mit hoher Verschleißfestigkeit bereitzustellen, die eine Schmierölhaltungsstruktur hat, damit ein Schmieröl unabhängig vom Winkel zwischen der Gleit- und der Gegenkomponente zugeführt wird, sowie ein Zeitmessgerät.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gleitkomponente bereitgestellt, bei der mindestens drei Schichten aufeinander gestapelt sind, und die einen Gleitabschnitt hat, der auf einer anderen Komponente an einer Außenumfangsoberfläche im Wesentlichen parallel zur Richtung, in der die Schichten gestapelt sind, gleitet, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gleitabschnitt mindestens in einer im Innern zwischen einer obersten und einer untersten Schicht der mindestens drei aufeinander gestapelten Schichten eine Senkung ausgebildet ist. Gemäß dieser Erfindung ist die einen Schmierölhaltungsabschnitt bildende Senkung nicht an einer Seite der Stapelrichtung angeordnet, so dass das Schmieröl zuverlässig zugeführt werden kann, ohne durch den Kontaktwinkel zwischen der Gleitkomponente und der Gegenkomponente nennenswert beeinflusst zu werden, wodurch eine Gleitkomponente mit hoher Verschleißfestigkeit erzielt werden kann.
Bei der Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung kann die Senkung dadurch gebildet werden, dass mindestens eine der im Innern zwischen der obersten und untersten Schicht der mindestens drei aufeinander gestapelten Schichten zurückversetzt ausgeführt wird.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der oben erwähnten Senkungen in Stapelrichtung vorgesehen ist. Gemäß dieser Erfindung unterliegt die Gleitkomponente dem Einfluss des Kontaktwinkels zwischen sich und der Gegenkomponente weniger stark, wodurch das Schmieröl zuverlässiger zugeführt werden kann.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Senkung über die gesamte Außenumfangsfläche ausgebildet ist. Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, die in der Senkung enthaltene Schmierölmenge zu vergrößern.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung kann eine Struktur sein, bei der mindestens drei Schichten aus mindestens zwei verschiedenen Materialarten aufeinander gestapelt sind. Dabei kann das Material einer der Schichten eine höhere Wärmeleitfähigkeit haben als das Material der anderen Schichten.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der bezüglich der die Senkung bildenden Schicht hervorstehenden Schichten eine gekrümmte Oberfläche an einem Kreuzungsabschnitt zwischen einer in der Stapelrichtung im Wesentlichen senkrechten Oberfläche und einer dazu im Wesentlichen parallelen Oberfläche hat.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Schichten eine vorgegebene Schicht und eine erste sowie eine zweite gegenüberliegende Schicht aufweisen, die der vorgegebenen Schicht in Dickenrichtung der vorgegebenen Schicht gegenüberliegen, dass die Senkung gebildet wird, indem die vorgegebene Schicht gegenüber der Außenumfangsfläche der ersten oder der zweiten gegenüberliegenden Schicht zurückweichend ausgeführt ist, und dass mindestens eine der ersten und zweiten gegenüberliegenden Schicht eine gekrümmte Oberfläche an einem Kreuzungsabschnitt zwischen einer zur Stapelrichtung im Wesentlichen senkrechten Oberfläche und einer im Wesentlichen dazu parallelen Oberfläche hat.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ersten und zweiten gegenüberliegenden Schicht eine gekrümmte Oberfläche an der ersten einer vorgegebenen Schichtseite hat, wo die vorgegebene Schicht gebildet ist, und an einer Seite gegenüber der vorgegebenen Schicht.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ersten und zweiten gegenüberliegenden Schicht die gekrümmte Oberfläche an der zweiten einer vorgegebenen Schichtseite hat, wo die vorgegebene Schicht gebildet ist, und an einer Seite gegenüber der vorgegebenen Schicht.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ersten und zweiten gegenüberliegenden Schicht die gekrümmte Oberfläche sowohl an einer vorgegebenen Schichtseite hat, wo die vorgegebene Schicht gebildet ist, als auch an einer Seite gegenüber der vorgegebenen Schichtseite.
Die Gleitkomponente der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie als Komponente eines Zeitmessgeräts verwendet wird.
Ein Zeitmessgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Gleitkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitkomponente bereitgestellt mit den Schritten: Ausbilden einer lichtempfindlichen Materialschicht auf einer oberen Oberfläche eines leitfähigen Substrats; Belichten des lichtempfindlichen Materials über ein über dem lichtempfindlichen Material angeordnetes Maskenmuster; Entwickeln des lichtempfindlichen Materials, so dass ein Hohlraum aus dem lichtempfindlichen Material und einer belichteten Oberfläche des leitfähigen Substrats gebildet wird; Aufbringen von mindestens zwei oder mehr Schichten aus verschiedenem Material auf der belichteten Oberfläche des leitfähigen Substrats im Hohlraum durch Elektroformung; Herausziehen der aufgebrachten Materialschichten aus dem Hohlraum; und selektives Entfernen eines Teils der Oberflächen der Materialschichten.
VORTEIL DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Gleitkomponente mit hervorragender Verschleißfestigkeit bereitgestellt werden, die eine Schmierölhaltungsstruktur hat, und ein diese Gleitkomponente als Gleitkomponente verwendendes Zeitmessgerät, um dadurch eine Verlängerung der Wartungsperiode zu erzielen. Ferner ist es gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung möglich, eine Gleitkomponente mit hervorragender Verschleißfestigkeit auf einfache Weise herzustellen, die eine Gleitkomponente mit hervorragender Verschleißfestigkeit hat und eine Schmierölhaltungsstruktur enthält.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[1] Draufsicht, die die Konfiguration der Vorderseite eines Räderwerks eines Uhrwerks schematisch darstellt.
[2] Schematische Teilschnittansicht eines Abschnitts, der sich von einer Federhaustrommel zu einer Palettengabel erstreckt.
[3] Schematische Teilschnittansicht eines Abschnitts, der sich von einem Hemmungsrad mit Ritzel (Trieb) zu einer Unruh mit Haarfeder erstreckt.
[4] Diagramm eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung.
[5] Vergrößerte Teilansicht eines Hemmungsradzahns und einer Palette.
[6] Diagramm des Gleitprozesses eines Hemmungsradzahns und einer Palette.
[7] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[8] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[9] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[10] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[11] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[12] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[13] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[14] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[15] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[16] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[17] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[18] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[19] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[20] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[21] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[22] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[23] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[24] Diagramm, das einen Herstellungsprozess für ein Hemmungsrad mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[25] Vergrößerte Teilansicht eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung.
[26] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[27] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[28] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[29] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[30] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines Hemmungsrades mit Ritzel mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[31] Diagramm, das eine Schmierölzufuhrfunktion eines herkömmlichen Hemmungsrades mit Ritzel zeigt.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Vorderseite eines Räderwerks eines Uhrwerks eines Zeitmessgeräts 1 schematisch darstellt, 2 ist eine schematische partielle Schnittansicht, die einen Abschnitt zeigt, der sich von einer Federhaustrommel 2 bis zu einem Hemmungsrad mit Ritzel 100 des Zeitmessgeräts 1 erstreckt, und 3 ist eine schematische partielle Schnittansicht eines Abschnitts, der sich vom Hemmungsrad mit Ritzel 100 bis zu einer Unruh mit Haarfeder 10 des Zeitmessgeräts erstreckt.
Das Zeitmessgerät 1 ist hier ein mechanisches Zeitmessgerät mit zwei Zeigern. Das Zeitmessgerät kann jedoch auch ein mechanisches Zeitmessgerät des elektronischen Antriebstyps, ein Zeitmessgerät des Quarztyps etc. sein.
Das Zeitmessgerät 1 ist mit einem Federhaus 2, einer Aufzugfeder 2B, einem Trommelrad 2A, einer Trommelachse 2C und einer Trommelabdeckung 2D ausgestattet. Das äußere Ende der Aufzugfeder 2B ist am Trommelrad 2A und das innere Ende an der Trommelachse 2C befestigt. Die Trommelachse 2C ist auf einer Platine 3 und einer Räderwerkbrücke 4 gelagert und wird von einer Schaltradschraube in ihrer Lage gehalten, so dass sie zusammen mit einem Schaltrad 5 dreht. Das Schaltrad 5 kämmt mit einer Schaltklinke (Click) 7, so dass es sich im, aber nicht entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Das Verfahren zum Spannen der Aufzugfeder 2B ist das gleiche wie beim automatischen Aufziehen und manuellem Aufziehen eines normalen mechanischen Zeitmessgeräts, so dass auf eine Beschreibung verzichtet wird.
Die Drehgeschwindigkeit des Trommelrads 2A wird über ein Übersetzungs-Räderwerk 11, das aus einem mittleren Rad mit Ritzel 12, einem dritten Rad mit Ritzel 13 und einem zweiten Rad mit Ritzel 14 besteht, erhöht und dann an die Unruh mit Haarfeder 10 über ein Hemmungsrad mit Ritzel 100 und eine Palettengabel 200 übertragen.
Ein Vierteltrieb 15 ist am zweiten Rad mit Ritzel 12 des Übersetzungs-Räderwerks 11 befestigt und ein Minutenzeiger 8 ist am Vierteltrieb 15 befestigt. Auf Basis der Drehung des Vierteltriebs 15 dreht sich ein Stundenrad 16 über die Rotation eines Minutenrads (nicht dargestellt). Ein Stundenzeiger 9 ist am Stundenrad 16 befestigt. Das heißt, die Zeiger 8, 9 sind mit dem Übersetzungs-Räderwerk 11 verbunden, und das Trommelrad 2A sowie die Räder der Räder mit Ritzel 12 bis 14, die im Übersetzungs-Räderwerk 11 verwendet werden, dienen als Antriebsräder für die Zeiger 8, 9 des Zeitmessgeräts 1. Somit sind für jede Komponente des Zeitmessgeräts hohe Maßhaltigkeit und Verschleißfestigkeit erforderlich.
Das Zeitmessgerät 1 hat verschiedene Räderwerke; in der folgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber das Hemmungsrad mit Ritzel 100 als Beispiel gewählt. Es ist jedoch zu beachten, dass das Hemmungsrad mit Ritzel nur als Beispiel dient, um die vorliegende Erfindung besser zu verdeutlichen.
4(a) zeigt das Hemmungsrad mit Ritzel (Gleitkomponente) 100, das eine Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung hat. Das Hemmungsrad mit Ritzel 100 hat eine Mehrzahl Hemmungsradzähne 101 an seinem Außenumfang und eine axiale Bohrung 102, die sich in der Mitte in Dickenrichtung erstreckt. Das Hemmungsrad mit Ritzel 100 ist eine Komponente, die als Zeitmessgerätkomponente des mechanischen Zeitmessgeräts der 1 bis 3 verwendet wird.
4(b) ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts eines Hemmungsradzahns 101, der in 4(a) mit einem Kreis C markiert ist. Der Hemmungsradzahn 101 hat eine Anschlagflanke 111, eine Aufprallflanke 112 und eine Rückflanke 113, und eine Querrippe zwischen der Anschlagflanke 111 und der Aufprallflanke 112 bildet eine Pendelkante 114 und eine Querrippe zwischen der Aufprallflanke 112 und der Rückflanke 113 bildet eine Ablaufkante 115. Die Anschlagflanke 111, die Aufprallflanke 112 und die Rückflanke 113 bilden einen Teil einer Außenumfangsfläche, die im Wesentlichen parallel zur Dickenrichtung des Hemmungsrads mit Ritzel 100 verläuft, und die Aufprallflanke 112 mit der Pendelkante 114 und der Ablaufkante 115 bilden einen Gleitabschnitt, der auf einer Palette 210, die nachstehend beschrieben wird, gleitet. Das Hemmungsrad mit Ritzel 100 der Struktur der vorliegenden Erfindung hat eine Mehrschichtstruktur, bei der mindestens drei Schichten in Dickenrichtung gestapelt sind; bei dieser Ausführungsform besteht es z. B. aus einer ersten Metallschicht 121 (erste gegenüberliegende Schicht) und einer dritten Metallschicht 123 (zweite gegenüberliegende Schicht), die aus dem gleichen Material gebildet sind, und einer zweite Metallschicht 122, die sich zwischen der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 befindet und aus einem von diesen verschiedenen Material besteht.
Beispiele für das Material der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 sind u. a. Metalle wie Nickel (Ni), Kobalt (Co), Platin (Pt), Rhodium (Rh), Chrom (Cr) und Palladium (Pd), Legierungen wie Ni-Wolfram (W) und Ni-Bor (B) und Verbundstoffe, die als Eutektoid von Keramikpartikeln oder -fasern wie Tonerde (Al₂O₃) oder Siliziumcarbid (SiC) in der Matrix eines der oben genannten Metalle erhalten werden, oder ein Harz wie Polytetrafluorethylen (PTFE), oder andere organische oder anorganische Substanzen. Beispiele für das Material der zweiten Metallschicht 122 sind u. a. Metalle wie Kupfer (Cu), Gold (Au), Zink (Zn), Silber (Ag), Eisen (Fe) und Zinn (Sn), Legierungen wie Cu-Au und Cu-Ag, oder Verbundstoffe, die als Eutektoid der Partikel oder Fasern wie oben erwähnt in der Matrix eines der obigen Metalle erhalten werden. Um im nachstehend beschriebenen Fertigungsprozess eine Senkung 150 in der zweiten Metallschicht 122 durch Ätzen zu bilden, wird eine Kombination aus Materialien verwendet, die ein selektives Ätzen nur der zweiten Metallschicht 122 gestattet, oder eine Kombination aus Materialien mit unterschiedliche Ätzraten. Da das Hemmungsrad mit Ritzel 100 eine Gleitkomponente ist, ist es wünschenswert, dass die erste und dritte Metallschicht 121, 123, die mit der Gegenkomponente in Kontakt kommen, aus einem harten Material besteht.
4(c) ist eine Schnittansicht des Hemmungsrads mit Ritzel 100 entlang der Linie X-X in 4(b). Beim Hemmungsrad mit Ritzel 100 mit der Struktur der vorliegenden Erfindung ist die Außenabmessung der zweiten Metallschicht 122 kleiner als die Außenabmessung der ersten und dritten Metallschicht 121, 123. Die Außenumfangsfläche der zweiten Metallschicht 122 weicht gegenüber der Außenumfangsfläche des Hemmungsrads mit Ritzel 100 zurück (Außenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht 121, 123). Damit hat bei dieser Ausführungsform das Hemmungsrad mit Ritzel 100 zumindest in einem Teil des Gleitabschnitts eine Senkung 150, die sich über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche des Hemmungsrads mit Ritzel 100 erstreckt und in Dickenrichtung nicht offen ist. Die Senkung 150 dient zum Halten des Schmieröls.
Die Dicke T0 des Hemmungsrads mit Ritzel 100 beträgt bei dieser Ausführungsform 100 μm. Die Dicke T0 ist auf 10 μm bis 1 mm entsprechend der herzustellenden Komponente eingestellt. Die Dicke T1 der ersten Metallschicht 121 und die Dicke T3 der dritten Metallschicht 123 liegen im Bereich von 1 μm bis 900 μm. Die Dicke T1 und die Dicke T3 müssen nicht gleich sein. Die Dicke T2 der zweiten Metallschicht 122 ist auf 500 nm bis 500 μm eingestellt. Die Tiefe W1 der Senkung 150 ist auf 1 μm bis 1 mm eingestellt. Die die Größe der Senkung 150 bestimmende Dicke T2 und die Tiefe W1 werden entsprechend der Viskosität und Oberflächenspannung des Schmieröls festgelegt.
Das Hemmungsrad mit Ritzel 100 gleitet auf der Palettengabel 200. Genauer gesagt gleiten die Hemmungszähne 101 des Hemmungsrads mit Ritzel 100 auf Paletten 210 der Palettengabel 200. 5(a) ist eine vergrößerte Teilansicht eines Hemmungsradzahns 101 und 5(b) ist eine vergrößerte Teilansicht einer Palette 210 der Palettengabel 200. Wie der Hemmungsradzahn 101 besteht die Palette 210 aus einer Anschlagflanke 211, einer Aufprallflanke 212, einer Rückflanke 213, einer Pendelkante 214 und einer Ablaufkante 215.
Der Prozess, bei dem der Hemmungsradzahn 101 auf der Palette 210 gleitet, wird anhand von 6 beschrieben. In 6(a) steht die Pendelkante 114 des Hemmungsradzahns 101 in Kontakt mit der Anschlagflanke 211 der Palette 210, wobei die Palettengabel das Hemmungsrad mit Ritzel 100 anhält.
Wenn sich die Palettengabel in Richtung des Pfeils bewegt, wird ein Zustand erreicht, in dem die Pendelkante 114 des Hemmungsradzahns 101 und die Pendelkante 214 der Palette 210 miteinander in Kontakt gehalten werden, wie in 6(b) dargestellt ist, worauf die Pendelkante 114 des Hemmungsradzahns 101 auf der Aufprallflanke 212 der Palette 210 gleitet, wie in 6(c) dargestellt ist.
Außerdem wird ein Zustand erreicht, in dem die Pendelkante 114 des Hemmungsradzahns 101 und die Ablaufkante 215 der Palette 210 miteinander in Kontakt gehalten werden wie in 6(d) gezeigt; wie in 6(e) gezeigt gleitet dann die Ablaufkante 215 der Palette 210 auf der Aufprallflanke 112 des Hemmungsradzahns 101.
Wenn die Ablaufkante 115 des Hemmungsradzahns 101 und die Ablaufkante 215 der Palette 210 miteinander in Kontakt gebracht werden wie in 6(f) gezeigt, werden der Hemmungsradzahn 101 und die Palette 210 voneinander getrennt.
Bei dem in 6 dargestellten Gleitprozess tritt zwischen dem Hemmungsradzahn 101 und der Palette 210 Reibung auf, so dass zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit Schmieröl verwendet wird. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie Y-Y in 6(e). Wie die 7(a) und 7(d) zeigen, dient die Senkung 150 zum Halten des Schmieröls 410.
Die Senkung 150 ist über den gesamten Umfang des Hemmungsrads mit Ritzel 100 vorgesehen, so dass es in jedem Zustand des Gleitprozesses wie in 3 dargestellt möglich ist, den Gleitabschnitt mit dem Schmieröl 410 zu versorgen. Ferner ist beim Hemmungsrad mit Ritzel 100 die den Schmierölhaltungsabschnitt bildende Senkung 150 nicht an einer Seite in Stapelrichtung, sondern im Wesentlichen in der Mitte angeordnet, so dass selbst dann, wenn die Palette 210 geneigt ist, wie in den 7(b), 7(e), 7(c) und 7(f) dargestellt, das Schmieröl 410 zum Gleitabschnitt geliefert werden kann.
Beim Hemmungsrad mit Ritzel 100 wird das Schmieröl 410 von der Senkung 150 zuverlässiger zum Gleitabschnitt geliefert, wodurch eine Verbesserung hinsichtlich der Gleiteigenschaft erzielt wird. Als Ergebnis wird die Verschleißfestigkeit und damit das Hemmungsrad mit Ritzel 100 verbessert und die Betriebslebensdauer der Komponenten wird gegenüber dem Stand der Technik verlängert.
Die Senkung 150 ist ferner im gesamten Umfang des Hemmungsrads mit Ritzel 100 vorgesehen, so dass die Ölhaltungsmenge größer ist als bei einem herkömmlichen Hemmungsrad mit Ritzel. Ein mechanisches Zeitmessgerät muss nach jeweils einigen Jahren zum Ölen der Gleitkomponenten gewartet werden. Bei Verwendung einer Gleitkomponente mit der Struktur der vorliegenden Erfindung kann das Wartungsintervall im Vergleich zum Stand der Technik verlängert werden.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen eines Hemmungsrads mit Ritzel 100 mit der Struktur der vorliegenden Erfindung anhand der 8 bis 11 beschrieben. Die 8 bis 11 sind partielle Schnittansichten, die den Herstellungsprozess für das Hemmungsrad mit Ritzel 100 darstellen. Dabei ist der Abschnitt, um den ein Hemmungsrad mit Ritzel 100 gebildet wird, schematisch im Schnitt dargestellt.
8(a) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Bilden eines leitfähigen Substrats zeigt. Auf einem Substrat 601 wird ein Elektrodenmaterial 602 ausgebildet. Das Substrat 601 besteht aus Silizium, Quarz, Saphir oder dgl. Das Elektrodenmaterial 602 besteht aus Cu, Au, Cr, Ti oder dgl. Das Substrat 601 kann auch aus einem Metall wie Edelstahl oder Ti hergestellt werden. In dem Fall, in dem das Substrat 601 aus einem Metall besteht, ist das Elektrodenmaterial 602 nicht erforderlich. Die Dicke des Substrats 601 wird auf 100 μm bis 1 mm eingestellt, so dass es sich in den nachstehend beschriebenen Prozessen selbst tragen kann. Die Dicke des Elektrodenmaterials 602 wird auf 10 nm bis 10 μm eingestellt.
8(b) ist ein Diagramm, das den Prozess der Bildung eines Resist zeigt. Ein Fotoresist 603 wird auf dem Elektrodenmaterial 602 aufgebracht. Der Fotoresist 603 kann entweder ein negativer oder ein positiver Typ sein. Der Fotoresist 603 wird durch Schleuderbeschichtung, Tauchbeschichtung oder dgl. gebildet. Wenn ein Trockenfilm-Resist als der Fotoresist 603 verwendet wird, wird er auf dem Elektrodenmaterial 602 durch ein Laminierungsverfahren ausgebildet. Die Dicke des Fotoresist 603 ist nicht kleiner als die Dicke T0 des Hemmungsrads mit Ritzel 100. Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, bei dem der Fotoresist 603 ein negativer Typ ist.
8(c) ist ein Diagramm, das einen Entwicklungsprozess darstellt. Unter Verwendung einer Fotomaske mit einem Konturmuster des Hemmungsrads mit Ritzel 100 wird der Fotoresist 603 mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt, wodurch der Abschnitt des Resist ausgehärtet wird, der nicht zum Elektroformen des Hemmungsrads mit Ritzel 100 verwendet wird. Der nicht ausgehärtete Resist-Abschnitt wird entfernt, wodurch die Form für die Elektroformung fertig gestellt ist. Eine Seitenfläche 631 eines Fotoresist 603K hat eine Konfiguration entsprechend der Kontur des Hemmungsrads mit Ritzel 100. Eine Seitenfläche 632 eines Fotoresist 603L hat eine Konfiguration entsprechend der der axialen Bohrung 102.
Die 8(d) bis 9(a) sind Diagramme, die einen Elktroformprozess zeigen. Die erste Metallschicht 121, die zweite Metallschicht 122 und die dritte Metallschicht 123 werden in einer solchen Reihenfolge gestapelt, dass die zweite Metallschicht 122 zwischen der ersten und der dritten Metallschicht 121, 123 liegt. Das elektrogeformte Produkt wächst nur von der Bodenfläche aus auf.
8(d) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Elektroformen einer Metallschicht zeigt. Die erste Metallschicht 121 wird auf eine Dicke T1 auf dem anderen Formabschnitt des Elektrodenmaterials 602 aufgebracht als dem der Fotoresists 603K, 603L.
8(e) ist ein Diagramm, das einen Metall-Elektroformprozess zeigt. Die zweite Metallschicht 122 wird auf der ersten Metallschicht 121 auf eine Dicke T2 aufgebracht. Die Gesamtsumme der Dicken T1 und T2 ist kleiner als die Dicke T0.
9(a) ist ein Diagramm, das einen Metall-Elektroformungsprozess zeigt. Die dritte Metallschicht 123 wird auf der zweiten Metallschicht 122 auf eine Dicke aufgebracht, die nicht kleiner als T3 ist, so dass die Dicke des elektrogeformten Produktes nicht kleiner sein kann als die Dicke T0 des Hemmungsrads mit Ritzel. Jedoch in dem Fall, in dem in 9(b) dargestellte Schleif-/Polierprozess, der anschließend auszuführen ist, entfällt, wird die dritte Metallschicht 123 auf eine Dicke T3 aufgebracht, so die Dicke des elektrogeformten Produkts T0 werden kann.
9(b) ist ein Diagramm, das den Schleif-/Polierprozess zeigt. Durch Schleifen werden die dritte Metallschicht 123 und die Fotoresists 603K, 603L so abgetragen, dass die Dicke des Hemmungsrads mit Ritzel 100 T0 wird, wodurch die Ebenheit erreicht wird. Ferner wird Polieren ausgeführt, um die Oberfläche der dritten Metallschicht 123 zu einer Spiegeloberfläche zu machen.
9(c) ist ein Diagramm, das einen Prozess zeigt, in dem der Resist entfernt wird. Die Fotoresists 603K, 603L werden durch Ätzen, physische Kraft oder dgl. entfernt.
9(d) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Ausbilden einer Senkung zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die die zweite Metallschicht 122 ätzt, die erste und dritte Metallschicht 121, 123 jedoch nicht ätzt. Das Ätzen erfolgt nur an der zweiten Metallschicht 122, um die Senkung 150 mit einer Tiefe W1 zu bilden. In dem Fall, in dem z. B. Ni auf der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 und Cu auf der zweiten Metallschicht 122 aufgebracht wird, ist es möglich, nur das Cu zu ätzen, indem eine Ammoniumpersulfat-Lösung als Ätzflüssigkeit verwendet wird.
9(e) ist ein Diagramm, das einen Trennprozess eines elektrogeformten Produkts zeigt. Das Substrat 601 und die Elektrode 602 werden durch Ätzen, physische Kraft oder dgl. entfernt.
Die in den 9(c) bis 9(e) nach dem Schleifen/Polieren dargestellten Prozesse können auch durch die folgenden Schritte ausgeführt werden.
10(a) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Entfernen des Substrats/der Elektrode zeigt. Das Substrat 601 und die Elektrode 602 werden durch Ätzen oder dgl. entfernt.
10(b) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Entfernen des Resist zeigt. Die Fotoresists 603K, 603L werden durch Ätzen, physische Kraft oder dgl. entfernt.
10(c) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Ausbilden einer Senkung zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die die zweite Metallschicht 122 ätzt, die erste und dritte Metallschicht 121, 123 jedoch nicht ätzt. Das Ätzen erfolgt nur an der zweiten Metallschicht 122, um die Senkung 150 mit einer Tiefe W1 zu bilden.
Wenn eine Verbesserung von Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Schmiervermögen und Wärmebeständigkeit erzielt werden soll, und wenn die Ölrückhaltungseigenschaft durch Erhöhen der Benetzungsfähigkeit verbessert werden soll, wird zusätzlich ein in den 11(a) und 11(b) dargestellter Beschichtungsprozess nach dem in 9(e) oder 10(c) dargestellten Prozess ausgeführt. Ein Metallfilm 650 wird durch allseitiges Beschichten des getrennten elektrogeformten Produkts gebildet. Beispiele für die Materialien des Metallfilms 650 sind u. a. Metalle wie Ni, Co, Rh und Cr, Legierungen wie Ni-W und Ni-Co und Verbundstoffe wie Ni-Al₂O₃und Ni-PTFE. Die Dicke T4 des Metallfilms 650 wird auf 100 nm bis 100 μm eingestellt. Die Dicke ist jedoch so zu wählen, dass die Senkung 150 nicht aufgefüllt wird.
Wie oben beschrieben ist es gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung möglich, die in 4 dargestellte Gleitkomponente auf einfache Weise herzustellen.
12 ist ein Diagramm, das einen Elektroformungsprozess zeigt, der in dem Fall angewendet wird, in dem als das Material der ersten Metallschicht 121 ein Verbundmaterial verwendet wird, das durch eine eutektische Reaktion von Partikeln aus Al₂O₃, SiC oder dgl. in der Metallmatrix aus Ni, Co oder dgl. erhalten wird. 12(a) ist ein Diagramm, das einen Elektroformungsprozess für die erste Metallschicht 121 zeigt. Wie in 12(a) dargestellt ist, ist ein Teil der eutektischen Verbundpartikel nicht vollständig in der Metallmatrix eingeschlossen, sondern liegt an der oberen Oberfläche frei. Die freiliegenden Verbundpartikel werden im Elektroformungsprozess für die zweite Metallschicht 122 in 12(b) vollständig in der Metallschicht 122 eingeschlossen. In dem Fall, in dem die Verbundpartikel der ersten Metallschicht 121 aus einer Substanz mit rauer Oberfläche bestehen, findet eine eutektische Reaktion der Verbundpartikel in der Grenzfläche der Metallschichten 121, 122 statt, wodurch die Kraft, mit der die beiden Metallschichten in innigem Kontakt miteinander gehalten werden, zunimmt. Dieser Effekt der Kraft für den innigen Kontakt zwischen der zweiten Metallschicht 122 und der dritten Metallschicht 123 ist in dem Fall der gleiche, in dem ein Verbundmaterial als das Material der zweiten Metallschicht 122 verwendet wird. Ein ähnlicher Effekt wird auch in dem Fall erzielt, in dem die der eutektischen Reaktion unterliegende Substanz aus Wolframcarbidfasern (WC) oder dgl. besteht.
In dem Fall, in dem als das Material der zweiten Metallschicht 122 ein Verbundmaterial verwendet wird, das durch eine eutektische Reaktion von Partikeln aus PTFE, Acrylharz oder dgl. in der Metallmatrix aus Ni, Cu oder dgl. erhalten wird, kann die Senkung auch durch den in 13 dargestellten Prozess gebildet werden. 13(a) zeigt den Zustand nach dem Entfernen des Resist in dem Fall, in dem als das Material der zweiten Metallschicht 122 ein Verbundmaterial verwendet wird, das durch eine eutektische Reaktion von Partikeln aus PTFE, Acrylharz oder dgl. in der Metallmatrix aus Ni, Cu oder dgl. erhalten wird. Wie 13(a) zeigt erscheint ein Teil der Verbundpartikel durch eine eutektische Reaktion in der Gleitfläche. Indem die Verbundpartikel, die durch eine eutektische Reaktion in der Gleitfläche erscheinen, mittels Wärmebehandlung, organischem Lösungsmittel oder dgl. entfernt werden, kann die in 13(b) dargestellte Senkung 150 gebildet werden. In diesem Fall wird die Senkung 150 nicht über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche gebildet, sondern nur in dem Abschnitt, in dem die Verbundpartikel, die durch eine eutektische Reaktion in der Gleitfläche erscheinen, entfernt werden. Die Senkung 150 dient zum Halten des Schmieröls.
In manchen Fällen erzeugt das Hemmungsrad mit Ritzel 100 durch die Reibung beim Gleiten Wärme, und die Temperatur des Gleitabschnitts, wodurch die Härte des Materials des Hemmungsrads mit Ritzel 100 abnimmt und es Verschleiß unterliegt. Indem jedoch bei der vorliegenden Erfindung ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit für die zweite Metallschicht 122 verwendet wird, kann die Wärmeleitfähigkeit des gesamten Hemmungsrades 6 mit dem Ritzel 100 verbessert werden, so dass die Temperatur der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 kaum ansteigen kann, wodurch die Schichten verschleißfest werden. Bei einer solchen beispielhaften Kombination aus Metallen wird Ni für die erste und dritte Metallschicht 121, 123 und Cu für die zweite Metallschicht 122 verwendet.
Indem ferner die Konfiguration von 14 verwendet wird, kann eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erzielt werden. Das Hemmungsrad mit Ritzel 100 in 14 hat gekrümmte Oberflächen 161A, 163A an den Kreuzungsabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 und den nicht in Kontakt mit der zweiten Metallschicht 122 stehenden Oberflächen. Die Krümmung R11a der gekrümmten Oberfläche 161A und die Krümmung R13a der gekrümmten Oberfläche 163A brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben. Wie aus den 7(b), 7(e), 7(c) und 7(f) ersichtlich ist, besteht in dem Fall, in dem der Hemmungsradzahn 101 und die Palette 210 miteinander in Kontakt stehen, während sie geneigt sind, die Gefahr des Anstoßens der Kanten und damit der Zunahme der Reibungskraft. Wenn dagegen die Konfiguration gemäß 14 verwendet wird, stoßen selbst dann, wenn der Hemmungsradzahn 101 und die Palette 210 miteinander in Kontakt gehalten werden, während sie geneigt sind, wegen der gekrümmten Oberflächen 161A, 163A keine Kanten aneinander, wie in den 14(b) dargestellt ist, und es ergibt sich ein einwandfreies Schmierverhalten, so dass die Reibungskraft verringert und eine Verbesserung hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erzielt wird. Ferner wird aufgrund der gekrümmten Oberflächen 161A, 163A der Hertzsche Kontaktdruck während des Gleitens verringert, so dass eine Verbesserung hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erzielt wird.
Ein Herstellungsverfahren für das Hemmungsrad mit Ritzel 100, das die in 14 dargestellte Struktur hat, wird nachstehend anhand der 15 und 16 beschrieben.
Die 15(a) und 15(c) sind Diagramme, die einen Trommelpolierprozess zeigen. Nach dem Prozess von 10(b) wird das elektrogeformte Produkt mit einer Trommel poliert, um die gekrümmten Oberflächen 161A, 163A zu bilden. Der Radius der gekrümmten Oberflächen 161A, 163A kann entsprechend der Trommelpolierbedingung eingestellt werden. Wie in 15(c) gezeigt können gemäß der Trommelpolierbedingung auch die Kreuzungsabschnitte zwischen den Innenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 und den Oberflächen, die nicht mit der zweiten Metallschicht 122 in Kontakt stehen, ebenfalls poliert werden, wodurch gekrümmte Oberflächen 161B, 163B gebildet werden. Die Krümmungen R11a, R13a, die Krümmung R11b der gekrümmten Oberfläche 161B und die Krümmung R13b der gekrümmten Oberfläche 163BA brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben.
Die 15(b) und 15(d) sind Diagramme, die einen Prozess zum Ausbilden einer Senkung zeigen. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen der zweiten Metallschicht 122 bewirkt, aber die erste und dritte Metallschicht 121, 123 nicht ätzt. Ätzen erfolgt nur an der zweiten Metallschicht 122, um die Senkung 150 mit der Tiefe W1 zu bilden.
Der in den 15(c) und 15(d) dargestellte Prozess kann auch wie folgt ausgeführt werden.
16(a) ist ein Diagramm, das einen Nassätzprozess zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die die erste und dritte Metallschicht 121 und 123 ätzt, die zweite Metallschicht 122 aber nicht ätzt. Ätzen erfolgt nur an der ersten und dritten Metallschicht 121 und 123, um die gekrümmten Oberflächen 161A, 161B, 163A und 163B zu bilden. In dem Fall, in dem z. B. Cr auf der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 und Cu auf der zweiten Metallschicht aufgebracht ist, ist es möglich, nur Cr mittels einer Kaliumferricyanidlösung als Ätzflüssigkeit zu ätzen.
16(b) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Bilden einer Senkung zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit, die Ätzen der zweiten Metallschicht 122 bewirkt, die erste und dritte Metallschicht 121, 123 jedoch nicht ätzt. Ätzen erfolgt nur an der zweiten Metallschicht 122, um die Senkung 150 mit der Tiefe W1 zu bilden.
In dem Fall, in dem das Hemmungsrad mit Ritzel 100 mit den gekrümmten Oberflächen 161B, 163B ausgeführt ist, ist es möglich, die Spannung zu verringern, wenn ein Schaft in die axiale Bohrung 102 getrieben wird, wodurch ein Bruch vermieden wird.
Ferner ist es auch durch Verwenden der in 17 dargestellten Konfiguration möglich, eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit zu erzielen. Das Hemmungsrad mit Ritzel 100 hat gekrümmte Oberflächen 161C, 163C an den Kreuzungsabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 und an den mit der zweiten Metallschicht 122 in Kontakt stehenden Oberflächen. Die Krümmung R11c der gekrümmten Oberfläche 161C und die Krümmung R13c der gekrümmten Oberfläche 163C brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben. Die gekrümmten Oberflächen 161C, 163C sind so ausgebildet, dass sie sich von der Senkung 150 zur Gleitfläche erstrecken, so dass das Schmieröl 410 auf einfache Weise von der Senkung 150 zum Gleitabschnitt geliefert werden kann wie in 17 dargestellt. Es ist deshalb möglich, eine Verbesserung des Schmierverhaltens und der Verschleißfestigkeit zu erzielen.
Ein Herstellungsverfahren für das Hemmungsrad mit Ritzel 100 mit der in 17 dargestellten Struktur wird nachstehend anhand der 18 bis 21 beschrieben.
18(a) ist ein Diagramm, das einen Elektroformungsprozess für eine Opferschicht zeigt. Nach dem Schritt von 8(c) wird eine erste Opferschicht 141 auf dem Formabschnitt des Elektrodenmaterials 602 aufgebracht, bei dem es sich nicht um die Fotoresists 603K, 603L handelt. Das elektrogeformte Produkt wächst nur von der Bodenfläche aus auf. Die Opferschicht 141 wird aus Au, Cr, Ni, Cu oder dgl. gebildet. Die Dicke der ersten Opferschicht 141 wird auf 10 nm bis 10 μm eingestellt.
18(b) ist ein Diagramm, das einen Elektroformungsprozess für eine Metallschicht zeigt. Die erste Metallschicht 121 wird auf der ersten Opferschicht 141 auf die Dicke T1 aufgebracht. Die zweite Metallschicht 122 wird darauf auf die Dicke T2 aufgebracht. Die dritte Metallschicht 123 wird darauf auf eine Dicke nicht kleiner als T3 aufgebracht, so dass die Dicke des elektrogeformten Produkts die Dicke T0 des Hemmungsrads mit Ritzel 100 überschreiten kann.
18(c) ist ein Diagramm, das einen Schleif-/Polierprozess darstellt. Durch Schleifen werden die dritte Metallschicht 123 und die Fotoresists 603K, 603L so abgetragen, dass das Hemmungsrad mit Ritzel 100 die Dicke T0 annehmen kann, wodurch die Ebenheit erreicht wird. Ferner wird Polieren ausgeführt, um die Oberfläche der dritten Metallschicht 123 zu einer Spiegeloberfläche fein zu bearbeiten.
18(d) ist ein Diagramm, das einen Elektroformungsprozess für eine Opferschicht zeigt. Die zweite Metallschicht 122 wird auf der dritten Metallschicht 123 aufgebracht. Die zweite Opferschicht 142 wird aus Au, Cr, Ni, Cu oder dgl. gebildet. Die Dicke der zweiten Opferschicht 142 wird auf 10 nm bis 10 μm eingestellt.
18(e) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Entfernen des Substrats/der Elektrode zeigt. Das Substrat 601 und die Elektrode 602 werden durch Ätzen oder dgl. entfernt.
18(f) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Entfernen des Resist zeigt. Die Fotoresists 603K, 603L werden durch Ätzen, physische Kraft oder dgl. entfernt.
18(g) ist ein Diagramm, das den Prozess des Ausbildens einer Senkung zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen der zweiten Metallschicht 122, aber kein Ätzen der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 sowie der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142 bewirkt. Ätzen erfolgt nur auf der zweiten Metallschicht 122, um die Senkung 150 auf die Tiefe W1 auszubilden. In dem Fall, in dem z. B. Ni auf der ersten und dritten Metallschicht 121, 123, wobei Cu auf der zweiten Metallschicht 122 aufgetragen ist, und in dem Cr auf der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142 aufgetragen ist, ist es möglich, nur das Cu durch Verwenden einer Ammoniumpersulfatlösung als Ätzflüssigkeit zu ätzen.
Die 18(h) und 18(j) sind Diagramme, die einen Trommelpolierprozess zeigen. Das elektrogeformte Produkt wird mit einer Trommel poliert, um die gekrümmten Oberflächen 161C, 163C zu bilden. Der Radius der gekrümmten Oberflächen 161C, 163C kann entsprechend der Trommelpolierbedingung eingestellt werden. Wie in 17 gezeigt wird im Fall einer Konfiguration ohne gekrümmte Oberflächen an den Kreuzungsabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 und den Oberflächen, die nicht mit der zweiten Metallschicht 122 in Kontakt stehen, wird der Radius der gekrümmten Oberflächen 161C, 163C so eingestellt, dass er nicht größer ist als die Dicke der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142. Wie in 18(j) dargestellt ist, werden in Abhängigkeit von der Trommelpolierbedingung die Kreuzungsabschnitte zwischen den Innenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 und den nicht in Kontakt mit der zweiten Metallschicht 122 stehenden Oberflächen poliert, um dadurch gekrümmte Oberflächen 161D, 163D zu bilden. Die Krümmungen R11c, R13c, die Krümmung R11d der gekrümmten Oberfläche 161D und die Krümmung R13d der gekrümmten Oberfläche 163D brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben.
Die 18(i) und 18(k) sind Diagramme, die einen Prozess zum Entfernen der Opferschicht zeigen. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142 bewirkt, aber nicht der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 sowie der zweiten Metallschicht 122. Ätzen erfolgt nur an der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142, um die Opferschichten zu entfernen. In dem Fall, in dem z. B. Ni auf der ersten und dritten Metallschicht 121, 123, Cu auf der zweiten Metallschicht 122 und Cr auf der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142 aufgetragen ist, ist es möglich, nur das Cr zu ätzen, indem Kaliumferricyanidlösung als Ätzflüssigkeit verwendet wird.
Der in den 18(b) bis 18(d) dargestellte Prozess kann auch durch den in den 19(a) und 19(b) gezeigten Prozess ausgeführt werden.
19(a) ist ein Diagramm, das einen Elektroformungsprozess für eine Metallschicht zeigt. Die erste Metallschicht 121 wird auf der ersten Opferschicht 141 auf die Dicke T1 aufgebracht. Die zweite Metallschicht 122 wird darauf auf die Dicke T2 aufgebracht. Die dritte Metallschicht 123 wird darauf auf die Dicke T3 aufgebracht. Die Gesamtsumme der Dicke der erste Opferschicht und der Dicke T1, der Dicke T2 und der Dicke T3 ist kleiner als die Dicke der Fotoresists 603K, 603L.
19(b) ist ein Diagramm, das einen Elektroformungsprozess für eine Opferschicht zeigt. Die zweite Metallschicht 122 wird auf der dritten Metallschicht 123 aufgebracht.
Der in den 18(g) bis 18(j) dargestellte Prozess kann auch durch den in den 20(a) und 20(b) gezeigten Prozess ausgeführt werden.
20(a) ist ein Diagramm, das einen Nassätzprozess zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen der ersten und dritten Metallschicht 121 und 123 bewirkt, die zweite Metallschicht 122 und die erste und zweite Opferschicht 141, 142 jedoch nicht ätzt. Ätzen erfolgt nur auf der ersten und dritten Metallschicht 121 und 123, um dadurch die gekrümmten Oberflächen 161C, 161D, 163C und 163D zu bilden. In dem Fall, in dem z. B. Ni auf der ersten und dritten Metallschicht 121, 123, Cr auf der zweiten Metallschicht und Cu auf der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142 aufgetragen ist, ist es möglich, nur Ni zu ätzen, indem eine nickelselektive Ätzflüssigkeit-NC (hergestellt von Nippon Chemical Industry Kabushiki Kaisha) als Ätzflüssigkeit verwendet wird.
20(b) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Entfernen der Opferschicht zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142, jedoch nicht der ersten und dritten Metallschicht 121, 123 sowie der zweiten Metallschicht 122 bewirkt. Ätzen erfolgt nur an der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142, um die Opferschichten zu entfernen.
Der in den 18(d) bis 18(j) dargestellte Prozess kann auch durch den in den 21(a) und 21(e) gezeigten Prozess ausgeführt werden.
21(a) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Entfernen des Resist zeigt. Die Fotoresists 603K, 603L werden durch Ätzen, physische Kraft oder dgl. entfernt.
21(b) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Ausbilden einer Senkung zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen der zweiten Metallschicht 122 bewirkt, aber die erste und dritte Metallschicht 121, 123 sowie die erste und zweite Opferschicht 141, 142 nicht ätzt. Ätzen erfolgt nur an der zweiten Metallschicht 122, um die Senkung 150 auf die Tiefe W1 zu bilden.
21(c) ist ein Diagramm, das einen Nassätzprozess zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen der ersten und dritten Metallschicht 121 und 123 bewirkt, aber die zweite Metallschicht 122 sowie die erste und zweite Opferschicht 141, 142 nicht ätzt. Ätzen erfolgt nur an der ersten und dritten Metallschicht 121 und 123, um dadurch die gekrümmten Oberflächen 161C, 161D, 163C und 163D zu bilden.
21(d) ist ein Diagramm, das einen Trennprozess eines elektrogeformten Produkts zeigt. Das Substrat 601 und die Elektrode 602 werden durch Ätzen, physische Kraft oder dgl. entfernt.
21(e) ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Entfernen der Opferschicht zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen an der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142 bewirkt, aber die erste und dritte Metallschicht 121, 123 sowie die zweite Metallschicht 122 nicht ätzt. Ätzen erfolgt nur an der ersten und zweiten Opferschicht 141, 142 um die Opferschichten zu entfernen.
Durch Verwenden der in 22 dargestellten Konfiguration, kann eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erzielt werden. Das in 22 dargestellte Hemmungsrad mit Ritzel 100 hat die gekrümmten Oberflächen 161A, 161C, 163A und 163C. Die Krümmungen R11a, R11c, R13a und R13c brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben. Aufgrund der in 14 dargestellten Konfiguration stoßen durch die Bildung der gekrümmten Oberflächen 161A, 163A wie in 22(b) gezeigt keine Kanten aneinander, selbst wenn der Hemmungsradzahn 101 und die Palette 210 im geneigten Zustand in Kontakt miteinander gehalten werden, und es wird ein einwandfreies Schmierverhalten bereitgestellt, so dass die Reibungskraft verringert und eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit erzielt wird. Durch die Bildung der gekrümmten Oberflächen 161A, 161C, 163A und 163C wird ferner der Hertzsche Kontaktdruck während des Gleitens verringert, so dass eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit erzielt wird.
Ferner werden aufgrund der in 17 dargestellten Konfiguration die gekrümmten Oberflächen 161C, 163C so ausgebildet, dass sie sich von der Senkung 150 zur Gleitfläche erstrecken, so dass das Schmieröl 410 von der Senkung 150 auf einfache Weise zum Gleitabschnitt geliefert wird. Somit wird eine Verbesserung hinsichtlich des Schmierverhaltens und der Verschleißfestigkeit erzielt.
In dem Fall, in dem die gekrümmten Oberflächen 161A und 161C sowie 163A und 163C miteinander verbunden sind und in dem die gesamte Außenumfangsfläche des Hemmungsrads mit Ritzel 100 eine gekrümmte Oberfläche ist, gleitet sie auf der Palette 210 in Punktkontakt mit dieser, so dass eine Verbesserung hinsichtlich des Schmierverhaltens und der Verschleißfestigkeit erzielt wird.
Ein Verfahren zum Herstellen des Hemmungsrads mit Ritzel 100 mit der in 22 dargestellten Struktur wird anhand von 23 nachstehend beschrieben.
Die 23(a) und 23(b) sind Diagramme, die einen Trommelpolierprozess zeigen. Nach dem Prozess von 10(c) wird das elektrogeformte Produkt mit einer Trommel poliert, um die gekrümmten Oberflächen 161A, 161C, 163A und 163C zu bilden. Der Radius der gekrümmten Oberflächen 161A, 161C, 163A und 163C kann entsprechend der Trommelpolierbedingung eingestellt werden. Wie in 23(b) gezeigt werden die gekrümmten Oberflächen 161B, 161D, 163B und 163D in Abhängigkeit von der Trommelpolierbedingung gebildet. Die Krümmungen R11a, R11b, R11c, R11d, R13a, R13b, R13c und R13d brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben.
Der in 23(b) dargestellte Prozess kann auch durch den folgenden Prozess ausgeführt werden.
24(a) ist ein Diagramm, das einen Nassätzprozess zeigt. Ein elektrogeformtes Produkt wird in eine Ätzflüssigkeit getaucht, die Ätzen der ersten und dritten Metallschicht 121 und 123, aber nicht der zweiten Metallschicht 122 bewirkt. Es werden nur die erste und dritte Metallschicht 121 und 123 geätzt, um dadurch die gekrümmten Oberflächen 161A, 161B, 161C, 161D, 163A, 163B, 163C und 163D zu bilden.
In dem Fall, in dem das Hemmungsrad mit Ritzel 100 die gekrümmten Oberflächen 161B, 161D, 163B und 163D hat, ist es möglich, die Spannung zu verringern, wenn ein Schaft in die axiale Bohrung 102 getrieben wird, wodurch ein Bruch vermieden wird.
Zweite Ausführungsform
25 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Hemmungsrads mit Ritzel 700 mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Hemmungsrad mit Ritzel 700 hat eine Mehrschichtstruktur, bei der n Schichten (n ist eine ganze Zahl von 4 oder darüber) in Dickenrichtung gestapelt sind; es besteht z. B. aus ersten, dritten, ... Metallschichten 711, 713, ..., die aus dem gleichen Material wie die erste und dritte Metallschicht 121, 123 der ersten Ausführungsform und mit einer größeren Außenabmessung gebildet sind, und aus zweiten, vierten, ... Metallschichten 712, 714, ..., die z. B. aus dem gleichen Material wie die zweite Metallschicht 122 und mit einer kleineren Außenabmessung gebildet sind.
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird die Wirkung der ersten Ausführungsform weiter verstärkt. Nachstehend wird ein Fall beschrieben, in dem n eine ungerade Zahl ist und in dem die oberste und unterste Schicht Metallschichten mit einer größeren Außenabmessung sind. In diesem Fall sind die oberste und unterste Schicht Metallschichten, die nicht geätzt werden, so dass selbst dann, wenn Ätzen der Metallschichten erfolgt, um die Außenabmessung zur Bildung einer Senkung zu verringern, sich die Dicke T0 des Hemmungsrads mit Ritzel 700 vorteilhafterweise nicht ändert.
Hier sei angenommen, dass n = 2m + 1 (m ist eine ganze Zahl von 2 oder darüber). Die Gleitkomponente 700 hat (m + 1) erste, dritte, ... Metallschichten mit größerer Außenabmessung und m zweite, vierte, ... Metallschichten mit kleinerer Außenabmessung, wobei diese Metallschichten abwechselnd in Dickenrichtung gestapelt sind.
Beim Hemmungsrad mit Ritzel 700 ist die Außenabmessung der zweiten, vierten, ... Metallschichten 712, 714, ... kleiner als die Außenabmessung der ersten, dritten, ...
Metallschichten 711, 713, .... Die Außenumfangsflächen der zweiten, vierten, ... Metallschichten 712, 714, ... sind gegenüber der Außenumfangsfläche des Hemmungsrads mit Ritzel 700 zurückversetzt (Außenumfangsflächen der ersten, dritten, ... Metallschichten 711, 713, ...). Bei dieser Ausführungsform hat somit das Hemmungsrad mit Ritzel 700 in Dickenrichtung verteilt m Senkungen 750, die in der Dickenrichtung des Hemmungsrads mit Ritzel 700 nicht offen sind, zumindest in einem Teil des Gleitabschnitts über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche des Hemmungsrads mit Ritzel 700. Die Senkungen 750 dienen zum Halten des Schmieröls.
26 ist eine Schnittansicht, die den Gleitprozess zwischen einem Hemmungsradzahn 701 des Hemmungsrads mit Ritzel 700 und einer Palette 210 der Palettengabel 200 zeigt, wenn m = 3. Wie aus den 26(a) und 26(d) ersichtlich ist, gibt es eine Mehrzahl Stellen, an die das Schmieröl 410 geliefert wird, wenn der Hemmungsradzahn 701 und die Palette 210 miteinander in geradem Zustand in Kontakt stehen, so dass mehr Schmieröl 410 zugeführt wird als bei der ersten Ausführungsform, wobei das Schmieröl gleichmäßig zugeführt wird.
Wie die 26(b), 26(e), 26(c) und 26(f) zeigen, ist in dem Fall, in dem der Hemmungsradzahn 701 und die Palette 210 im geneigten Zustand miteinander in Kontakt stehen, der Abstand D1 vom Kontaktpunkt zwischen dem Hemmungsradzahn 701 und der Palette 210 zur nächstliegenden Senkung 750 kleiner, wenn eine Mehrzahl Senkungen 750 über einen weiten Bereich verteilt ist, als der Abstand D1 vom Kontaktpunkt zwischen dem Hemmungsradzahn 101 und der Palette 210 zur Senkung 150 in dem in den 7(b), 7(e), 7(c) und 7(f) dargestellten Beispiel, so dass das Schmieröl 410 zuverlässig geliefert werden kann.
Wenn ferner die Palette 210 Oberflächenunregelmäßigkeiten hat wie in 27 dargestellt, weil nur eine Senkung 150 wie im Fall von 27(a) vorgesehen ist, besteht die Gefahr, dass das Schmieröl 410 nicht ordnungsgemäß zugeführt wird. Wenn dagegen eine Mehrzahl Senkungen 750 in Dickenrichtung verteilt ist, wie in 27(b) dargestellt ist, kann das Schmieröl 410 zuverlässig zugeführt werden.
Wenn ferner wie in 28 dargestellt gekrümmte Oberflächen 761A, 769A an den Kreuzungsabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der Metallschichten 711, 799 des Hemmungsrads mit Ritzel 700 und den nicht in Kontakt mit den Schichten 712, 716 stehenden Oberflächen vorgesehen sind, ist die resultierende Verschleißfestigkeit der im Fall der 26(b), 26(e), 26(c) und 26(f) überlegen. Die Krümmung R71a der gekrümmten Oberfläche 761A und die Krümmung R79a der gekrümmten Oberfläche 769A brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben. Wie aus den 26(b), 26(e), 26(c) und 26(f) ersichtlich ist, besteht dann, wenn der Hemmungsradzahn 701 und die Palette 210 miteinander in Kontakt stehen, während sie geneigt sind, die Gefahr des Anstoßens der Kanten und damit der Zunahme der Reibungskraft. Wenn dagegen die Konfiguration gemäß 28 verwendet wird, stoßen selbst dann, wenn der Hemmungsradzahn 701 und die Palette 210 miteinander in Kontakt gehalten werden, während sie geneigt sind, wegen der gekrümmten Oberflächen 761A, 763A keine Kanten aneinander, wie in 28(b) dargestellt ist, so dass ein einwandfreies Schmierverhalten und eine Verbesserung hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erzielt werden.
In dem Fall, in dem wie in 29 gezeigt gekrümmte Oberflächen 761C, 769C an den Kreuzungsabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der Metallschichten 711, 799 des Hemmungsrads mit Ritzel 700 und den in Kontakt mit den Schichten 712, 716 stehenden Oberflächen vorgesehen sind, und in dem gekrümmte Oberflächen 763C, 765C an den Kreuzungsabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der Metallschichten 713, 715 und der mit der oberen und unteren Metallschicht in Kontakt stehenden Oberfläche vorgesehen ist, ist die Verschleißfestigkeit der im Fall der 26 und 27(b) überlegen. Die Krümmung R71c der gekrümmten Oberfläche 761C, die Krümmung R73c der gekrümmten Oberfläche 763C, die Krümmung der gekrümmten Oberfläche R75c und die Krümmung R79c der gekrümmten Oberfläche 769C brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben. Da der Abschnitt, der sich von der Senkung 750 zur Gleitfläche erstreckt, eine gekrümmte Oberfläche ist, kann das Schmieröl 410 in einfacher Weise von der Senkung 750 zum Gleitabschnitt geliefert werden, wie in 29 dargestellt ist, und das Schmierverhalten wird verbessert, wodurch eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit erzielt wird.
Wenn ferner wie in 30 dargestellt gekrümmte Oberflächen 761A, 761C, 763C, 765C, 769C, 769A und 769C vorgesehen sind, wird die Verschleißfestigkeit weiter verbessert. Die Krümmungen R71a, R71c, R73c, R75c, R79a und R79c brauchen nicht den gleichen Krümmungsradius zu haben. Wie in 30(b) dargestellt, stoßen selbst dann, wenn der Hemmungsradzahn 701 und die Palette 210 in Kontakt miteinander gehalten werden, während sie geneigt sind, keine Kanten aneinander, und es wird ein einwandfreies Schmierverhalten bereitgestellt, so dass die Reibungskraft verringert und die Verschleißfestigkeit verbessert wird. Da ferner keine Kante beteiligt ist, wird der Hertzsche Kontaktdruck während des Gleitens verringert, wodurch eine Verbesserung hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erzielt wird. Ferner ist der Abschnitt, der sich von der Senkung 750 zur Gleitfläche erstreckt, eine gekrümmte Oberfläche, so dass das Schmieröl 410 in einfacher Weise von der Senkung 750 zum Gleitabschnitt geliefert werden kann, wie in 30 dargestellt ist, wodurch eine Verbesserung des Schmierverhaltens und der Verschleißfestigkeit erzielt wird. In dem Fall, in dem die gesamte Außenumfangsfläche des Hemmungsrads mit Ritzel 700 eine gekrümmte Oberfläche ist, gleitet sie in Punktkontakt auf der Palette 210, so dass eine Verbesserung hinsichtlich des Schmierverhaltens und der Verschleißfestigkeit erzielt wird.
Da ferner das Hemmungsrad mit Ritzel 700 eine Mehrzahl Senkungen 750 zum Halten des Schmieröls hat, ist die Menge des gehaltenen Schmieröls 410 groß. Damit kann das Wartungsintervall gegenüber der ersten Ausführungsform verlängert werden.
Die Dicke T0 des Hemmungsrads mit Ritzel 700 ist gleich der Dicke T0 der ersten Ausführungsform. Die Dicken T1 bis T2m + 1 der Metallschichten sind gleich den Dicken T1, T3 der ersten Ausführungsform. Die Dicken T1 bis T2m + 1 brauchen nicht den gleichen Wert zu haben. Die Dicken T2 bis T2m sind gleich der Dicke T2 der ersten Ausführungsform. Die Dicken T2 bis T2m brauchen nicht den gleichen Wert zu haben. Die Tiefe W1 der Senkung 750 ist gleich der Tiefe W1 der ersten Ausführungsform.
Das Verfahren zur Herstellung des Hemmungsrads mit Ritzel 700 ist das gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Allerdings wird der in den 8(d) bis 9(f), 12, 18(b) und 19(a) dargestellte Elektroformungsprozess bis zum Stapeln der n-ten Schicht wiederholt. Dabei ist die Dicke gemessen bis zur (n – 1).ten Schicht kleiner als die Dicke T0.
Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Hemmungsrad mit Ritzel als Beispiel für die Gleitkomponente dient, sollte dies nicht einschränkend ausgelegt werden; die vorliegende Erfindung ist auch auf Zeitmessgerätkomponenten wie ein mittleres, drittes und zweites Rad mit Ritzel, ein Schaltrad, ein Federhaus, ein Click, und ein Kronenrad eines mechanischen Zeitmessgeräts anwendbar.
Die vorliegende Erfindung ist ferner nicht nur auf Komponenten eines Zeitmessgeräts, sondern auch auf Gleitkomponenten wie ein Zahnrad einer Ausfahr-/Einfahrvorrichtung eines Endoskops und ein Zahnrad einer Antriebsvorrichtung eines Spielzeugfahrzeugs anwendbar.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Gleitkomponente mit einer Schmierölhaltungsstruktur und hervorragender Verschleißfestigkeit sowie ein Zeitmessgerät bereitzustellen, dessen Wartungsintervall durch Verwenden dieser Gleitkomponente als eine Zeitmessgerätkomponente verlängert wird. Ferner ist es gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung möglich, eine Gleitkomponente mit einer Schmierölhaltungsstruktur und hervorragender Verschleißfestigkeit auf einfache Weise herzustellen.
Bezugszeichenliste

100, 700: Hemmungsrad mit Ritzel
101, 701: Hemmungsradzahn
102: axiale Bohrung
121, 711: erste Metallschicht (erste gegenüberliegende Schicht)
122, 712: zweite Metallschicht
123, 713: dritte Metallschicht (zweite gegenüberliegende Schicht)
150, 750: Senkung
210: Palette
410: Schmieröl

Claims

Gleitkomponente, bei der mindestens drei Schichten (z. B. 121, 122, 123) aufeinander gestapelt sind und die einen Gleitabschnitt hat, der auf der Außenumfangsfläche einer anderen Komponente im Wesentlichen parallel zur Richtung, in der die Schichten gestapelt sind, gleitet, wobei in einem Gleitabschnitt mindestens einer Schicht zwischen der obersten und der untersten Schicht der mindestens drei aufeinander gestapelten Schichten ein Rücksprung (z. B. 150) ausgebildet ist, wobei die mindestens drei Schichten eine erste Metallschicht, eine zweite Metallschicht, die auf der ersten Metallschicht aufgebracht ist und eine dritte Metallschicht, die auf der zweiten Metallschicht aufgebracht ist, aufweisen, wobei die erste und dritte Metallschicht jeweils eine Außenumfangsfläche aufweist, die die Außenumfangsfläche der Mehrschichtstruktur bildet, dazu ausgebildet, mit einer anderen Komponente in Gleitkontakt zu treten, und wobei die zweite Metallschicht eine Außenumfangsfläche innerhalb der Außenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht aufweist, um mindestens einen Rücksprung bereitzustellen, der nicht in einer der ersten, zweiten oder dritten Metallschichten gebildet ist, sondern durch einen Raum, der durch Oberflächen der ersten und dritten Metallschicht und der sich nach innen erstreckenden Außenumfangsflächen der zweiten Metallschicht begrenzt ist; und wobei die zweite Metallschicht aus einem anderen Material als die erste und dritte Metallschicht besteht, wobei dieses eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Material der ersten und dritten Metallschicht aufweist.
Gleitkomponente nach Anspruch 1, bei der der Rücksprung (z. B. 150) gebildet wird, indem mindestens eine Schicht zwischen der obersten und untersten Schicht gegenüber der Außenumfangsfläche einer ihr gegenüberliegenden Schicht zurückversetzt ist.
Gleitkomponente nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Mehrzahl Rücksprünge (z. B. 150) in Stapelrichtung vorgesehen ist.
Gleitkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Rücksprung (z. B. 150) über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche ausgebildet ist.
Gleitkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die mindestens drei Schichten (z. B. 121, 122, 123) eine vorgegebene Schicht sowie eine erste gegenüberliegende und eine zweite gegenüberliegende Schicht aufweisen, die der vorgegebenen Schicht der Dickenrichtung der vorgegebenen Schicht gegenüberliegt; wobei der Rücksprung (z. B. 150) ausgebildet wird, indem die vorgegebene Schicht gegenüber der Außenumfangsfläche der ersten oder der zweiten gegenüberliegenden Schicht zurückversetzt wird; und wobei mindestens eine der ersten oder der zweiten gegenüberliegenden Schicht eine gekrümmte Oberfläche an einem Kreuzungsabschnitt zwischen einer Oberfläche parallel zur Stapelrichtung und einer Oberfläche im Wesentlichen senkrecht dazu hat.
Gleitkomponente nach Anspruch 5, bei der mindestens eine der ersten und zweiten gegenüberliegenden Schicht eine gekrümmte Oberfläche an einer vorgegebenen Schichtseite hat.
Gleitkomponente nach Anspruch 5, bei der mindestens eine der ersten und zweiten gegenüberliegenden Schicht eine gekrümmte Oberfläche an einer Seite gegenüber der vorgegebenen Schichtseite hat.
Gleitkomponente nach Anspruch 5, bei der mindestens eine der ersten und zweiten gegenüberliegenden Schicht eine gekrümmte Oberfläche sowohl an einer vorgegebenen Schichtseite, wo die vorgegebene Schicht ausgebildet ist, als auch an einer Seite gegenüber der vorgegebenen Schichtseite hat.
Gleitkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die als eine Zeitmessgerätkomponente verwendet wird.
Zeitmessgerät, das mit einer Gleitkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgerüstet ist.
Herstellungsverfahren für eine Gleitkomponente nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, mit den Schritten: Ausbilden einer lichtempfindlichen Materialschicht auf einer oberen Oberfläche eines leitfähigen Substrats; Belichten des lichtempfindlichen Materials über ein über dem lichtempfindlichen Material angeordnetes Maskenmuster; Entwickeln des lichtempfindlichen Materials, so dass ein Hohlraum aus dem lichtempfindlichen Material und einer belichteten Oberfläche des leitfähigen Substrats gebildet wird in einem Teil des leitfähigen Substrats gebildet wird; Aufbringen von mindestens zwei oder mehr Schichten aus verschiedenem Material auf der belichteten Oberfläche des leitfähigen Substrats im Hohlraum durch Elektroformung, wobei die mindestens drei Schichten eine erste Metallschicht, eine zweite Metallschicht, die auf der ersten Metallschicht aufgebracht ist und eine dritte Metallschicht, die auf der zweiten Metallschicht aufgebracht ist, aufweisen, wobei die erste und dritte Metallschicht jeweils eine Außenumfangsfläche aufweist, die die Außenumfangsfläche der Mehrschichtstruktur bildet, dazu ausgebildet, mit einer anderen Komponente in Gleitkontakt zu treten, und wobei die zweite Metallschicht eine Außenumfangsfläche innerhalb der Außenumfangsflächen der ersten und dritten Metallschicht aufweist, um mindestens einen Rücksprung bereitzustellen, der nicht in einer der ersten, zweiten oder dritten Metallschichten gebildet ist, sondern durch einen Raum, der durch Oberflächen der ersten und dritten Metallschicht und der sich nach innen erstreckenden Außenumfangsflächen der zweiten Metallschicht begrenzt ist; und wobei die zweite Metallschicht aus einem anderen Material als die erste und dritte Metallschicht besteht, wobei dieses eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Material der ersten und dritten Metallschicht aufweist; Herausziehen der aufgebrachten Materialschichten aus dem Hohlraum; und selektives Entfernen einer Seitenoberfläche der Materialschichten.