JP2012063162A - Gear for clock and clock - Google Patents
Gear for clock and clock Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012063162A JP2012063162A JP2010205693A JP2010205693A JP2012063162A JP 2012063162 A JP2012063162 A JP 2012063162A JP 2010205693 A JP2010205693 A JP 2010205693A JP 2010205693 A JP2010205693 A JP 2010205693A JP 2012063162 A JP2012063162 A JP 2012063162A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- wheel
- timepiece
- escape
- ankle
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Description
本発明は、時計用歯車及びこれを備えた時計に関するものである。 The present invention relates to a timepiece gear and a timepiece having the same.
機械式時計に代表される時計には、非常に多くの時計用歯車が用いられている。この種の時計用歯車は、用途に応じて様々な形状に形成されているうえ、複雑に組み合わされて動力を伝達している。従来、この時計用歯車は、打ち抜き加工等の機械加工によって主に製造されていたが、近年ではMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術の1つであるフォトリソグラフィ技術を利用して製造する方法が採用されている。これは、機械加工に比べて加工精度が小さいうえ、複雑な外形形状であっても精度良く作製することが可能なためである。 A great number of timepiece gears are used in a timepiece represented by a mechanical timepiece. This type of timepiece gear is formed in various shapes depending on the application, and transmits power in a complex combination. Conventionally, this timepiece gear has been mainly manufactured by machining such as punching, but in recent years, a method of manufacturing using a photolithography technique which is one of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) techniques has been adopted. Has been. This is because the machining accuracy is smaller than that of machining, and even a complicated outer shape can be produced with high accuracy.
そこで、フォトリソグラフィ技術を利用して製造する方法の1つとして、フォトリソグラフィで作製した電鋳型を利用して電鋳を行い、その電鋳物を時計用歯車とする方法が知られている。
しかしながら、この方法は電鋳に費やす工程が増えてしまい、効率の良い製造を行い難かった。また、Ni等の電鋳材料は硬度が低く(ビッカース硬さHvとしては800以下)、耐摩耗性が劣るという特性を有している。
そのため、図6に示すように、時計用歯車100の先端部に油溜まり部となる段差部101を形成する二次加工を行う必要性があった。
Therefore, as one of the manufacturing methods using the photolithography technique, a method is known in which electroforming is performed using an electroforming mold manufactured by photolithography, and the electroformed product is used as a timepiece gear.
However, this method requires more processes for electroforming, and it is difficult to perform efficient production. Further, an electroforming material such as Ni has a characteristic that hardness is low (Vickers hardness Hv is 800 or less) and wear resistance is inferior.
Therefore, as shown in FIG. 6, there is a need to perform secondary processing for forming a
特に、時計用歯車は摺動回数が多いため高い耐摩耗性が求められており、さらなる耐久性の向上化やより正確な時を刻ませるために、今後に向けてさらなる耐摩耗性の改善が望まれている。ところが、上述した電鋳による方法の場合には、油溜まり部への注油が必要なうえ、各油溜まり部における保油性にばらつきが生じて良好な耐摩耗性を確保できない恐れがある。 In particular, watch gears are required to have high wear resistance due to the high frequency of sliding, and in order to further improve durability and more accurate time, further improvements in wear resistance will be made in the future. It is desired. However, in the case of the above-described electroforming method, it is necessary to add oil to the oil reservoirs, and there is a possibility that the oil retention in each oil reservoir will vary, so that good wear resistance cannot be ensured.
一方、フォトリソグラフィ技術を利用した別の方法として、半導体材料であるシリコン(ケイ素:Si)を母材に採用し、フォトリソグラフィでシリコンの母材を直接外形形成して時計用歯車にする方法も知られている。
この場合には、上述した場合とは異なり電鋳を行う必要がないので、電鋳に費やす工程を省略することが可能とされている。ところが、シリコンは、硬度が高い(ビッカース硬さHvとしては数千)反面、靭性が非常に低い(靭性値が約0.9)という特性を有しており、母材だけのままでは時計用歯車として十分な耐摩耗性を確保することが難しい。
On the other hand, as another method using photolithography technology, silicon (silicon: Si), which is a semiconductor material, is used as a base material, and a silicon base material is directly formed by photolithography to form a watch gear. Are known.
In this case, unlike the case described above, it is not necessary to perform electroforming, and therefore it is possible to omit the process spent on electroforming. However, silicon has a high hardness (several thousands as Vickers hardness Hv), but has a very low toughness (toughness value is about 0.9). It is difficult to ensure sufficient wear resistance as a gear.
そこで、母材としてシリコンを採用した場合には、通常、表面処理を施して保護膜を形成し、該保護膜によって母材を保護して耐摩耗性の向上化を図っている。
この種の表面処理としては、熱酸化処理を施して保護膜を被膜させる方法(特許文献1参照)や、物理蒸着処理(PVD:Physical Vapor Deposition)を施して保護膜を被膜させる方法等が知られている。
Therefore, when silicon is used as a base material, a protective film is usually formed by surface treatment, and the base material is protected by the protective film to improve wear resistance.
As this type of surface treatment, a method of applying a thermal oxidation treatment to coat a protective film (see Patent Document 1), a method of applying a physical vapor deposition treatment (PVD: Physical Vapor Deposition), and a method of coating the protective film are known. It has been.
このような表面処理によって被膜される保護膜は、硬度が非常に高く、例えばビッカース硬さHvとしては1500〜3000という高い数値を示す保護膜を形成することも可能である。よって、時計用歯車として十分な耐摩耗性を確保することができ、上述した二次加工を行って油溜まり部を形成する必要がなく、注油も不要となる。
そのため、時計用歯車を製造するにあたり、母材としてシリコンを採用し、且つ表面処理により該母材に保護膜を被膜させる方法が好適に用いられている。
The protective film coated by such a surface treatment has a very high hardness. For example, a protective film having a high value of 1500 to 3000 as the Vickers hardness Hv can be formed. Therefore, sufficient wear resistance as a timepiece gear can be ensured, and it is not necessary to perform the above-described secondary processing to form an oil reservoir, and no lubrication is required.
Therefore, in manufacturing a timepiece gear, a method of adopting silicon as a base material and coating the base material with a protective film by surface treatment is preferably used.
ところが、上記従来の方法には、まだ以下の課題が残されている。
まず、表面処理によって被膜される保護膜は、硬度が高い反面、残留応力が高いという特性を有しており、膜厚を薄くせざるを得なかった。仮に、膜厚を厚くしてしまった場合には、高い残留応力が蓄積してしまい、母材との間に大きな応力差が生じてしまう。そのため、この応力差によって自己破壊による割れやひび等が保護膜や母材自身に生じる可能性があった。よって、保護膜の膜厚は0.1μm〜2μm程度に薄くせざるを得なかった。ところが、膜厚が薄いために高硬度の保護膜であっても擦れや衝撃等によって膜剥がれが生じてしまう可能性が高く、十分な耐摩耗性を確保することができない場合があった。
However, the conventional method still has the following problems.
First, the protective film coated by the surface treatment has a characteristic that the hardness is high but the residual stress is high, and the film thickness has to be reduced. If the film thickness is increased, high residual stress accumulates and a large stress difference is generated between the base material. For this reason, there is a possibility that cracks or cracks due to self-breakage may occur in the protective film or the base material itself due to this stress difference. Therefore, the thickness of the protective film has to be reduced to about 0.1 μm to 2 μm. However, since the film thickness is thin, there is a high possibility that even a high-hardness protective film will be peeled off due to rubbing or impact, and sufficient wear resistance may not be ensured.
また、フォトリソグラフィによりシリコンの母材を時計用歯車の形状に加工した後に表面処理をさらに行う必要があるので、製造工程が増えてしまい、効率の良い製造を行えないばかりか、低コスト化の妨げになってしまっていた。
更に、上述したようにシリコン自身は靭性が非常に低い特性を有しているので、衝撃等を受けた際に変形やチッピング(欠損)を起こし易かった。そのため、摺動回数が多く、衝撃を受け易い時計用歯車においては、高い信頼性を期待し難かった。
In addition, since it is necessary to perform further surface treatment after processing the silicon base material into the shape of a watch gear by photolithography, the number of manufacturing processes increases, and not only efficient manufacturing but also cost reduction can be achieved. It was a hindrance.
Furthermore, as described above, silicon itself has a characteristic of extremely low toughness, so that it is easy to cause deformation and chipping (defects) when subjected to an impact or the like. For this reason, it has been difficult to expect high reliability in a timepiece gear that is frequently slid and is susceptible to impact.
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、効率良く製造されて低コスト化が可能とされるうえ、微細且つ高精度の外形形状を有すると共に、耐摩耗性が高く、作動の信頼性が高い高品質な時計用歯車、及びこれを備えた時計を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to be manufactured efficiently and to reduce costs, and to have a fine and highly accurate outer shape and wear resistance. It is an object of the present invention to provide a high-quality timepiece gear having a high operating reliability and a high operation reliability, and a timepiece having the same.
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
(1)本発明に係る時計用歯車は、フォトリソグラフィ技術により歯車状に形成された歯車部を備えた時計用歯車であって、前記歯車部が、フォトリソグラフィ可能な材料で且つケイ素(Si)に比べて硬度及び靭性が高い材料より形成されていることを特徴とする。
The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
(1) A timepiece gear according to the present invention is a timepiece gear provided with a gear portion formed in a gear shape by a photolithography technique, and the gear portion is a photolithographic material and silicon (Si). It is characterized by being formed from a material having higher hardness and toughness.
本発明に係る時計用歯車によれば、歯車部がフォトリソグラフィ技術により外形形成されているので、機械加工とは異なり、微細且つ高精度の外形形状に仕上げられた高品質な時計用歯車とすることが可能である。
しかも、この歯車部はケイ素(Si)に比べて硬度及び靭性が高い材料より形成されているので、従来のように表面処理を施して保護膜を被膜させなくても時計用歯車として十分な耐摩耗性を確保することができる。従って、表面処理に費やす工程を省略することができ、効率の良い製造を行えると共に低コスト化を図り易い。
また、表面処理を施して保護膜を被膜させる必要がないので、歯車部に被膜に起因する割れやひび等が入ることもない。更に、歯車部自身の靭性が高いので、衝撃等を受けた際に変形やチッピングが生じ難い。そのため、摺動回数が多くても長期的に亘って安定して作動させることができ、作動の信頼性を高めることができる。
According to the timepiece gear according to the present invention, since the gear portion is formed by photolithography, the high-quality timepiece gear is finished with a fine and high-precision outer shape unlike machining. It is possible.
In addition, since the gear portion is formed of a material having higher hardness and toughness than silicon (Si), it has sufficient resistance as a timepiece gear even if it is not subjected to surface treatment and coating a protective film as in the prior art. Abrasion can be ensured. Therefore, the process spent on the surface treatment can be omitted, and efficient production can be performed and the cost can be easily reduced.
Further, since it is not necessary to apply a surface treatment to coat the protective film, the gear portion is not cracked or cracked due to the coating. Furthermore, since the toughness of the gear part itself is high, deformation and chipping hardly occur when subjected to an impact or the like. Therefore, even if the number of sliding times is large, it can be stably operated over a long period of time, and the operation reliability can be improved.
(2)また、上記本発明の時計用歯車において、前記歯車部が、全面に亘って均一な厚みに形成されていても良い。 (2) In the timepiece gear of the present invention, the gear portion may be formed to have a uniform thickness over the entire surface.
この場合には、上述したように歯車部自体の耐摩耗性が十分に確保されているので、潤滑油等を保油する段差部(油溜まり部)を設ける等の一般的な耐摩耗性向上のための対策を施す必要がない。従って、歯車部を全面に亘って均一な厚みに形成することができ、厚み自体を薄くすることが可能である。よって、時計用歯車の軽量化を図ることができると共に、歯車としての動き(追従性)を良くして作動性能を高めることができる。また、上記段差部を設ける必要がないので、形状の単純化を図り易く、さらなる低コスト化を図ることが可能である。 In this case, as described above, since the wear resistance of the gear section itself is sufficiently secured, general wear resistance improvement such as provision of a stepped portion (oil reservoir) for retaining lubricating oil or the like is provided. There is no need to take measures for Therefore, the gear portion can be formed with a uniform thickness over the entire surface, and the thickness itself can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the weight of the timepiece gear and improve the operation performance by improving the movement (follow-up performance) as a gear. Further, since it is not necessary to provide the stepped portion, it is easy to simplify the shape, and further cost reduction can be achieved.
(3)また、上記本発明の時計用歯車において、前記歯車部が、アンクルの爪石が摺動する摺動部が先端部に形成された鉤型状の歯部を複数有するがんぎ車用歯車部とされ、前記歯部の角部が曲面加工されていても良い。 (3) Further, in the timepiece gear according to the present invention, the gear portion has a plurality of hook-shaped tooth portions in which a sliding portion on which a claw stone of an ankle slides is formed at a tip portion. A gear portion may be used, and a corner portion of the tooth portion may be curved.
この場合には、時計用歯車を、角度が曲面加工(R加工)された複数の歯部を有するがんぎ車用歯車部を備えたがんぎ車とすることができる。特に、歯車部自身の靭性が高いので、変形やチッピングを招くことなく、摺動部を含む歯部全体の角部を滑らかに曲面加工することができる。
従って、アンクルの爪石が摺動部に接触して摺動する際、該摺動部に対する爪石の接触位置が多少変化したとしても、両者の接触具合を同じ状態に維持し易い。仮に、歯部の角部が際立った状態である場合には、爪石が角部に線接触したり、平坦面に面接触したりする場合があり、両者が一定の当たり方をしないことが考えられる。しかしながら、歯部の角部を曲面加工することで、爪石と摺動部との接触具合を一定状態に維持し易いので、爪石からのエネルギーをムラなく確実にがんぎ車に伝えることができる。
In this case, the timepiece gear can be a escape wheel provided with a gear wheel for a escape wheel having a plurality of teeth whose angles are curved (R-processed). In particular, since the gear part itself has high toughness, the corners of the entire tooth part including the sliding part can be smoothly curved without causing deformation or chipping.
Therefore, when the claw stone of the ankle contacts and slides on the sliding portion, even if the contact position of the claw stone with respect to the sliding portion changes slightly, it is easy to maintain the contact state of both. If the corners of the teeth are conspicuous, the claw stones may be in line contact with the corners or may be in surface contact with a flat surface. Conceivable. However, it is easy to maintain the contact condition between the claw stone and the sliding part in a constant state by processing the corner part of the tooth part, so that the energy from the claw stone can be transmitted to the escape wheel without any unevenness. Can do.
(4)また、上記本発明の時計用歯車において、前記歯車部が、炭化ケイ素(SiC)を主成分とする材料より形成されていても良い。 (4) In the timepiece gear of the present invention, the gear portion may be made of a material mainly composed of silicon carbide (SiC).
この場合には、歯車部の主成分が炭化ケイ素(SiC)であるので、ダイヤモンドに近い硬度にすることができ、耐摩耗性により優れた時計用歯車にすることができる。 In this case, since the main component of the gear portion is silicon carbide (SiC), the hardness can be close to that of diamond, and the timepiece gear can be made excellent in wear resistance.
(5)また、本発明に係る時計用歯車は、上記本発明の時計用歯車を備えていることを特徴とする。 (5) Moreover, the timepiece gear according to the present invention includes the timepiece gear according to the present invention.
本発明に係る時計によれば、効率良く製造されて低コスト化が可能とされ、また、耐摩耗性が高く、作動の信頼性が高い高品質な時計用歯車を備えているので、長期間に亘って正確な時を刻むことができ、作動の信頼性が高い高品質な時計とすることができると共に、低コスト化を図り易い。 According to the timepiece according to the present invention, since it is manufactured efficiently and can be manufactured at a low cost, and is equipped with a high-quality timepiece gear having high wear resistance and high operation reliability, it can be used for a long time. In addition, it is possible to make a precise time, and it is possible to make a high-quality timepiece having high operational reliability, and it is easy to reduce the cost.
本発明に係る時計用歯車によれば、効率良く製造されて低コスト化が可能とされているうえ、微細且つ高精度の外形形状を有すると共に、耐摩耗性が高く、作動の信頼性が高い高品質な時計用歯車とすることができる。
本発明に係る時計によれば、上述した時計用歯車を備えているので、長期間に亘って正確な時を刻むことができ、作動の信頼性が高い高品質な時計とすることができると共に低コスト化を図り易い。
According to the timepiece gear according to the present invention, it is efficiently manufactured and can be manufactured at a low cost, and has a fine and highly accurate outer shape, high wear resistance, and high operation reliability. A high-quality timepiece gear can be obtained.
According to the timepiece according to the present invention, since the timepiece gear described above is provided, the time can be accurately recorded over a long period of time, and a high-quality timepiece with high operational reliability can be obtained. It is easy to reduce costs.
以下、本発明に係る一実施形態について、図1から図5を参照して説明する。なお、本実施形態では、時計の一例として機械式時計を例に挙げ、また、時計用歯車の一例としてがんぎ車を例に挙げて説明する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In this embodiment, a mechanical timepiece will be described as an example of a timepiece, and a escape wheel will be described as an example of a timepiece gear.
はじめに、機械式時計について、図1から図3を参照して説明する。なお、図1は、ムーブメント表側の平面図である。図2は、香箱車からがんぎ車の部分を図示する概略部分断面図である。図3は、がんぎ車からてんぷの部分を図示する概略部分断面図である。 First, a mechanical timepiece will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a plan view of the movement front side. FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view illustrating the portion from the barrel complete to the escape wheel. FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view illustrating the balance from the escape wheel and the balance.
これら図1から図3に示すように、機械式時計1は、ムーブメント100を備えている。このムーブメント100は、該ムーブメント100の基板を構成する地板102を有している。地板102の巻真案内穴102aには、巻真110が回転可能に組み込まれている。また、ムーブメント100には、文字板104(図2及び図3参照)が取り付けられている。
一般に、地板102の両側のうち、文字板104が配される側をムーブメント100の裏側と称し、文字板104が配される側の反対側をムーブメント100の表側と称する。また、ムーブメント100の表側に組み込まれる輪列を表輪列と称し、ムーブメント100の裏側に組み込まれる輪列を裏輪列と称する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the mechanical timepiece 1 includes a
In general, of both sides of the
おしどり190、かんぬき192、かんぬきばね194、裏押さえ196を含む切換装置により、巻真110の軸線方向の位置が決められている。きち車112は、巻真110の案内軸部に回転可能に設けられている。巻真110が、回転軸線方向に沿ってムーブメント100の内側に一番近い方の第1の巻真位置(0段目)にある状態で巻真110を回転させると、つづみ車の回転を介してきち車112が回転する。丸穴車114は、きち車112の回転により回転する。また、角穴車116は、丸穴車114の回転により回転する。角穴車116が回転することにより、香箱車120に収容されたぜんまい122(図2参照)が巻き上げられる。
The position of the winding
二番車124は、香箱車120の回転により回転する。がんぎ車130は、四番車128、三番車126、二番車124の回転を介して回転する。これら香箱車120、二番車124、三番車126及び四番車128は、表輪列を構成する。
The center wheel &
表輪列の回転を制御するための脱進・調速装置は、てんぷ140と、がんぎ車130と、アンクル142とで構成されている。てんぷ140は、図3に示すように、てん真140aと、ひげぜんまい140cとを備えている。図2に示すように、二番車124の回転に基づいて、筒かな150が同時に回転する。そして、筒かな150に取り付けられた分針152が「分」を表示する。
また、筒かな150には、二番車124に対するスリップ機構が設けられている。筒かな150の回転に基づいて、日の裏車の回転を介して筒車154が回転する。そして、筒車154に取り付けられた時針156が「時」を表示する。
The escapement and speed control device for controlling the rotation of the front train wheel includes a balance with
Further, the
図3に示すようにひげぜんまい140cは、複数の巻き数をもったうずまき状(螺旋状)の形態の薄板ばねである。ひげぜんまい140cの内端部は、てん真140aに固定されたひげ玉140dに固定されている。一方、ひげぜんまい140cの外端部は、てんぷ受166(図1参照)に固定されたひげ持受170に取り付けたひげ持170aを介してねじ締めにより固定されている。
緩急針168は、てんぷ受166に回転可能に取り付けられている。また、てんぷ140は、地板102及びてんぷ受166に対して回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 3, the
The slow /
図2に示すように香箱車120は、香箱歯車120dと、香箱真120fと、ぜんまい122とを備えている。香箱真120fは、上軸部120aと、下軸部120bとを備えている。香箱真120fは、炭素鋼等の金属で形成されている。香箱歯車120dは、黄銅等の金属で形成されている。
As shown in FIG. 2, the barrel complete 120 includes a barrel
二番車124は、上軸部124aと、下軸部124bと、かな部124cと、歯車部124dと、そろばん玉部124hとを備えている。二番車124のかな部124cは、香箱歯車120dと噛み合うように構成されている。上軸部124a、下軸部124b及びそろばん玉部124hは、炭素鋼等の金属で形成されている。歯車部124dは、ニッケル等の金属で形成されている。
The center wheel &
三番車126は、上軸部126aと、下軸部126bと、かな部126cと、歯車部126dとを備えている。三番車126のかな部126cは、歯車部124dと噛み合うように構成されている。
The third wheel &
四番車128は、上軸部128aと、下軸部128bと、かな部128cと、歯車部128dとを備えている。四番車128のかな部128cは、歯車部126dと噛み合うように構成されている。上軸部128a及び下軸部128bは、炭素鋼等の金属で形成されている。歯車部128dは、ニッケル等の金属で形成されている。
The fourth wheel &
がんぎ車130は、上軸部130aと、下軸部130bと、がんぎかな部130cと、がんぎ歯車部(歯車部、がんぎ車用歯車部)132と、を備えている。がんぎかな部130cは、歯車部128dと噛み合うように構成されている。
図3に示すように、アンクル142は、アンクル体142dと、アンクル真142fとを備えている。アンクル真142fは、上軸部142aと、下軸部142bとを備えている。
The escape wheel &
As shown in FIG. 3, the
香箱車120は、図2に示すように、地板102及び香箱受160に対して回転可能に支持されている。即ち、香箱真120fの上軸部120aは、香箱受160に対して回転可能に支持されている。香箱真120fの下軸部120bは、地板102に対して回転可能に支持されている。
また、二番車124、三番車126、四番車128及びがんぎ車130は、地板102及び輪列受162に対してそれぞれ回転可能に支持されている。即ち、二番車124の上軸部124a、三番車126の上軸部126a、四番車128の上軸部128a、がんぎ車130の上軸部130aは、それぞれ輪列受162に対して回転可能に支持されている。また、二番車124の下軸部124b、三番車126の下軸部126b、四番車128の下軸部128b、がんぎ車130の下軸部130bは、それぞれ地板102に対して回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 2, the barrel complete 120 is rotatably supported by the
The
図3に示すように、アンクル142は、地板102及びアンクル受164に対して回転可能に支持されている。即ち、アンクル142の上軸部142aは、アンクル受164に対して回転可能に支持されている。アンクル142の下軸部142bは、地板102に対して回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 3, the
香箱真120fの上軸部120aを回転可能に支持する香箱受160の軸受部と、二番車124の上軸部124aを回転可能に支持する輪列受162の軸受部と、三番車126の上軸部126aを回転可能に支持する輪列受162の軸受部と、四番車128の上軸部128aを回転可能に支持する輪列受162の軸受部と、がんぎ車130の上軸部130aを回転可能に支持する輪列受162の軸受部と、アンクル142の上軸部142aを回転可能に支持するアンクル受164の軸受部には、潤滑油が注油されている。
The bearing portion of the
また、香箱真120fの下軸部120bを回転可能に支持する地板102の軸受部と、二番車124の下軸部124bを回転可能に支持する地板102の軸受部と、三番車126の下軸部126bを回転可能に支持する地板102の軸受部と、四番車128の下軸部128bを回転可能に支持する地板102の軸受部と、がんぎ車130の下軸部130bを回転可能に支持する地板102の軸受部と、アンクル142の下軸部142bを回転可能に支持する地板102の軸受部には、潤滑油が注油されている。
上述した潤滑油は、精密機械用油であるのが好ましく、いわゆる時計油であるのが特に好ましい。
Further, the bearing portion of the
The lubricating oil described above is preferably a precision machine oil, and particularly preferably a so-called watch oil.
地板102のそれぞれの軸受部、香箱受160の軸受部、輪列受162のそれぞれの軸受部には、潤滑油の保持性能を高めるために、円錐状、円筒状、又は円錐台状の油溜め部を設けるのが好ましい。この油溜め部を設けると、潤滑油の表面張力により油が拡散するのを効果的に阻止することができる。
また、地板102、香箱受160、輪列受162及びアンクル受164は、黄銅等の金属で形成しても良いし、ポリカーボネート等の樹脂で形成しても良い。
In order to enhance the lubricating oil retention performance, each bearing part of the
Further, the
次に、上述したがんぎ車130について、より詳細に説明する。
このがんぎ車130は、図4及び図5に示すように、所定の厚みに形成されたがんぎ歯車部132と、このがんぎ歯車部132の中心に打ち込まれた軸部材131と、で構成されている。
なお、図4は、互いに噛合したがんぎ車130及びアンクル142の平面図である。図5は、がんぎ車133の歯部132aを拡大した斜視図である。
Next, the escape wheel &
As shown in FIGS. 4 and 5, the
FIG. 4 is a plan view of the
がんぎ歯車部132は、フォトリソグラフィ技術により歯車状に形成された部材である。より具体的には、上面及び下面が平坦面とされているうえ、全面に亘って均一な厚みに形成されており、特殊な鉤型状に形成された複数の歯部132aを有している。これら複数の歯部132aの先端部は、後述するアンクル142の爪石144a、144bが接触して摺動する摺動部132bとされている。
The
また、本実施形態のがんぎ歯車部132は、バレル研磨処理等によって、バリ取りや、角部の面取りや、表面の艶出し処理等がなされている。そのため、図5に示すように、複数の歯部132aにおいても、摺動部132bを含む全体の角度が滑らかに曲面加工(R加工)されている。
In addition, the
ところで、本実施形態のがんぎ歯車部132は、フォトリソグラフィ可能な材料で、且つケイ素(Si)に比べて硬度及び靭性が高い材料である、炭化ケイ素(SiC)を主成分とする材料から形成されている。
By the way, the
軸部材131は、がんぎ歯車部132の中心に設けられた図示しない保持孔内に打ち込まれることで取り付けられた部材であり、中心軸ががんぎ歯車部132の中心軸と同一とされている。
また、図3に示すように、軸部材131の上端部に上述した上軸部130aが設けられ、下端部に下軸部130bが設けられている。また、上軸部130aの下方にがんぎかな部130cが設けられている。このがんぎかな部130cは、上述したように、四番車128の歯車部128dに噛合しており、これによって四番車128の回転力を軸部材131に伝達してがんぎ車130を回転させる役割を果している。
The
Moreover, as shown in FIG. 3, the
このように構成されたがんぎ車130は、図4に示すように、複数の歯部132aがアンクル142に噛合するようになっている。アンクル142は、3つのアンクルビーム143によってT字状に形成されたアンクル体142dと、アンクル真142fとを備えたもので、軸であるアンクル真142fによってアンクル体142dが回転可能に構成されている。
3つのアンクルビーム143のうち2つのアンクルビーム143の先端には、爪石144a、144bが設けられ、残り1つのアンクルビーム143先端には、アンクルハコ145が取り付けられている。爪石144a、144bは、四角柱状に形成されたルビーであり、接着剤等によりアンクルビーム143に接着固定されている。
As shown in FIG. 4, the escape wheel &
Of the three
このように構成されたアンクル142は、アンクル真142fを中心に回転した際に、爪石144a或いは爪石144bが、がんぎ車130の歯部132aの摺動部132bに接触し、摺動するようになっている。また、この際、アンクルハコ145が取り付けられたアンクルビーム143が、ドテピン(図示せず)に接触するようになっており、これによってアンクル142は、同方向にそれ以上回転しないようになっている。その結果、がんぎ車130の回転も一時的に停止するようになっている。
When the
次に、上述したがんぎ車130の製法方法について、以下に簡単に説明する。
まず、炭化ケイ素を主成分とする図示しない基板を用意した後、該基板上に感光性材料からなるフォトレジスト膜をスクリーン印刷等によって被膜させる。なお、感光性材料としては、ポジ型でもネガ型でも構わないが、本実施形態ではネガ型を用いた場合を説明する。
次いで、がんぎ歯車部132の形状にパターニングされ、それ以外の領域が開口したフォトレジストマスクを準備した後、該マスクをフォトレジスト膜上にセットする。そして、フォトレジストマスクの上方から光を照射し、フォトレジストマスクを通してフォトレジスト膜を露光する。つまり、フォトレジストマスクでマスクされていない領域を部分的に露光する。
Next, a method for manufacturing the escape wheel &
First, after preparing a substrate (not shown) mainly composed of silicon carbide, a photoresist film made of a photosensitive material is coated on the substrate by screen printing or the like. The photosensitive material may be a positive type or a negative type, but in this embodiment, a case where a negative type is used will be described.
Next, after preparing a photoresist mask that is patterned into the shape of the
露光が終了した後、フォトレジストマスクを除去し、現像液を利用して露光されたフォトレジスト膜を現像する。すると、フォトレジスト膜はネガ型であるので、露光されていない領域が溶解される。これにより、がんぎ歯車部132の外形形状に倣ってフォトレジスト膜が部分的に除去されてパターニングされると共に、がんぎ歯車部132の外形形状に倣って炭化ケイ素の基板が露出する。
After the exposure is completed, the photoresist mask is removed, and the exposed photoresist film is developed using a developer. Then, since the photoresist film is a negative type, the unexposed region is dissolved. As a result, the photoresist film is partially removed and patterned following the outer shape of the
次いで、炭化ケイ素の基板をエッチング加工する。この際、ドライエッチング又はウェットエッチングのいずれでも構わない。すると、パターニングされたフォトレジスト膜で覆われていない部分、即ち、露出している炭化ケイ素の基板の一部分だけが選択的にエッチング加工される。これにより、炭化ケイ素からなる基板を、複数の歯部132aを有するがんぎ歯車部132に形成することができる。
Next, the silicon carbide substrate is etched. At this time, either dry etching or wet etching may be used. Then, only the portion not covered with the patterned photoresist film, that is, the exposed portion of the silicon carbide substrate is selectively etched. Thereby, the board | substrate which consists of silicon carbide can be formed in the
そして、エッチング加工後、溶剤等を利用してフォトレジスト膜を除去した後、がんぎ歯車部132をバレル研磨処理して、全体のバリ取り、角部の面取りや表面の艶出し処理等を行う。その結果、図5に示すように複数の歯部132a全体の角部が滑らかに曲面加工された、図4に示すがんぎ歯車部132を作製することができる。
特に、がんぎ歯車部132は、ケイ素(Si)よりも靭性が高い(靭性値が約3.5〜5)、炭化ケイ素(SiC)からなるので、上記バレル研磨処理を行っても変形やチッピングを招くことなく、摺動部132bを含む歯部132a全体の角部を滑らかに曲面加工することができる。
After the etching process, the photoresist film is removed using a solvent or the like, and then the
In particular, the
そして、最後にがんぎ歯車部132の中心に軸部材131を打ち込む工程を行うことで、図4に示すがんぎ車130を製造することができる。
And finally, the
上述したように、本実施形態の製造方法で製造されたがんぎ車130によれば、フォトリソグラフィ技術によりがんぎ歯車部132が外形形成されているので、機械加工とは異なり、微細且つ高精度の外形形状に仕上げられた高品質ながんぎ車130とすることができる。
しかも、がんぎ歯車部132は、ケイ素(Si)に比べて硬度及び靭性が高い炭化ケイ素(SiC)より形成されているので、従来のように表面処理を施して保護膜を被膜させなくても、時計用歯車としての十分な耐摩耗性を確保することができる。従って、表面処理に費やす工程を省略することができ、効率の良い製造を行えると共に低コスト化を図り易い。
As described above, according to the escape wheel &
In addition, since the
特に、本実施形態のがんぎ車130は、炭化ケイ素を主成分とする材料より形成されているので、ダイヤモンドに近い硬度にでき、耐摩耗性により優れたがんぎ車130にすることができる。
一般的にがんぎ車は、年間の摺動回数が数百万回を超えるため、非常に摩耗し易い歯車とされている。しかしながら、本実施形態のがんぎ車130は、耐摩耗性に非常に優れているので、摺動回数が多くても摩耗し難く、信頼性に優れている。
In particular, since the
Generally, the escape wheel is considered to be a gear that is very easy to wear because the number of sliding times per year exceeds several million. However, the escape wheel &
また、表面処理を施して保護膜を被膜させる必要がないので、被膜に起因する割れやひび等ががんぎ歯車部132に入ることがない。更に、がんぎ歯車部132の靭性が高いので、衝撃等を受けた際に変形やチッピングが生じ難い。そのため、摺動回数が多くても、長期的に亘って安定して作動させることができ、作動の信頼性を高めることができる。
Moreover, since it is not necessary to apply a surface treatment to coat the protective film, cracks, cracks, and the like due to the coating do not enter the
また、本実施形態のがんぎ車130は、がんぎ歯車部132の耐摩耗性が十分に確保されているので、潤滑油等を保油する段差部(油溜まり部)を歯部132aに設ける等の一般的な耐摩耗性向上のための対策を施す必要がない。従って、がんぎ歯車部132を全面に亘って均一な厚みにすることができ、厚み自体を薄くすることが可能である。よって、がんぎ車130の軽量化を図ることができると共に、歯車としての動きを良くして脱進機効率を高めることができる。また、上記段差部を設ける必要がないので、形状の単純化を図り易く、この点からも低コスト化を図り易い。
特に、比重の軽い炭化ケイ素でがんぎ歯車部132が形成されているので、動き出し及び追従性に優れたがんぎ車130にし易く、脱進機効率を非常に優れたものにすることができる。
In addition, since the escape wheel &
In particular, since the
また、本実施形態のがんぎ車130のがんぎ歯車部132は、歯部132aの角部が曲面加工されているので、アンクル142の爪石144a、144bが歯部132aの先端部に形成された摺動部132bに接触して摺動する際、摺動部132bに対する爪石144a、144bの接触ポイントが多少変化したとしても、両者の接触具合を同じ状態に維持し易い。仮に、歯部132aの角部が際立った状態である場合には、爪石144a、144bが角部に線接触したり、平坦面に面接触したりする場合があり、両者が一定の当たり方をしないことが考えられる。
しかしながら、歯部132aの角部を曲面加工することで、爪石144a、144bと摺動部132bとの接触具合を一定状態に維持し易いので、爪石144a、144bからのエネルギーをムラなく確実にがんぎ車130に伝えることができる。よって、この点においても、脱進機効率を向上することができる。
In addition, since the
However, it is easy to maintain the contact condition between the
また、本実施形態の機械式時計1は、効率良く製造されて低コスト化が可能とされ、また、耐摩耗性が高く、作動の信頼性が高品質ながんぎ車130を備えているので、長期的に亘って正確な時を刻むことができ、作動の信頼性が高い高品質な時計とすることができると共に、低コスト化を図り易い。
In addition, the mechanical timepiece 1 of the present embodiment includes the
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、時計用歯車をがんぎ車130に適用した場合を例に挙げて説明したが、がんぎ車130に限定されるものではなく、その他の歯車であっても構わない。特に、摺動負荷が高く耐摩耗性が求められる歯車に好適に適用することができる。
具体的には、二番車、三番車や四番車に適用しても構わないし、自動巻き周りの各種歯車(伝え歯車や伝え中間歯車)等に適用することも可能である。
For example, in the above-described embodiment, the case where the clock gear is applied to the escape wheel &
Specifically, the present invention may be applied to the second wheel, the third wheel, and the fourth wheel, and may be applied to various gears (transmission gear and transmission intermediate gear) around automatic winding.
また、上記実施形態では、がんぎ歯車部132を炭化ケイ素(SiC)から形成した場合を例に挙げて説明したが、炭化ケイ素に限定されるものではなく、フォトリソグラフィ可能な材料で、且つケイ素(Si)に比べて硬度及び靭性が高い材料であれば構わない。
例えば、二酸化アルミニウム(Al2O3)や、二酸化ジルコニウム(ZrO2)や、二酸化ケイ素(SiO2)でも構わない。これらは、いずれも上記条件を満たし、硬度及び靭性の点で炭化ケイ素(SiC)と同程度の特性を有しているので、炭化ケイ素(SiC)を採用した場合と同様の作用効果を奏することができる。また、これらの材料は、時計用歯車の種類や設計思想に応じて、適宜伝い分ければ良い。例えば、上述した材料の中において靭性値が最も高いのは二酸化ジルコニウム(ZrO2)であるので、より粘り強く、チッピング等が生じ難い時計用歯車を所望する場合には、この材料を選択すれば良い。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
For example, aluminum dioxide (Al 2 O 3 ), zirconium dioxide (ZrO 2 ), or silicon dioxide (SiO 2 ) may be used. Since these all satisfy the above-mentioned conditions and have the same characteristics as silicon carbide (SiC) in terms of hardness and toughness, they have the same effects as when silicon carbide (SiC) is employed. Can do. These materials may be appropriately transmitted according to the type of the timepiece gear and the design concept. For example, zirconium dioxide (ZrO 2 ) has the highest toughness value among the above-mentioned materials. Therefore, when a watch gear that is more tenacious and less likely to cause chipping is desired, this material may be selected. .
1…機械式時計(時計)
130…がんぎ車(時計用歯車)
132…がんぎ歯車部(歯車部、がんぎ車用歯車部)
132a…歯部
132b…摺動部
1 ... Mechanical clock (clock)
130 ... escape wheel (clock gear)
132 .. escape gear (gear part, escape wheel part)
132a ...
Claims (5)
前記歯車部は、フォトリソグラフィ可能な材料で且つケイ素(Si)に比べて硬度及び靭性が高い材料より形成されていることを特徴とする時計用歯車。 A timepiece gear having a gear portion formed into a gear shape by photolithography technology,
2. The timepiece gear according to claim 1, wherein the gear portion is made of a material that can be photolithography and has higher hardness and toughness than silicon (Si).
前記歯車部は、全面に亘って均一な厚みに形成されていることを特徴とする時計用歯車。 The timepiece gear according to claim 1,
The timepiece gear is characterized in that the gear portion is formed to have a uniform thickness over the entire surface.
前記歯車部は、アンクルの爪石が摺動する摺動部が先端部に形成された鉤型状の歯部を複数有するがんぎ車用歯車部とされ、
前記歯部は、角部が曲面加工されていることを特徴とする時計用歯車。 The timepiece gear according to claim 1 or 2,
The gear part is a gear part for a escape wheel having a plurality of saddle-shaped tooth parts formed at a tip part of a sliding part on which a claw stone of an ankle slides,
The tooth part is a timepiece gear whose corners are curved.
前記歯車部は、炭化ケイ素(SiC)を主成分とする材料より形成されていることを特徴とする時計用歯車。 The timepiece gear according to any one of claims 1 to 3,
The timepiece gear is formed of a material whose main component is silicon carbide (SiC).
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010205693A JP2012063162A (en) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Gear for clock and clock |
CH14092011A CH703781A2 (en) | 2010-09-14 | 2011-08-30 | Escape wheel for timepiece e.g. mechanical timepiece has gear part formed from photolithography possible material having hardness and toughness comparable to silicon |
CN2011102712242A CN102402173A (en) | 2010-09-14 | 2011-09-14 | Gear for clock and clock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010205693A JP2012063162A (en) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Gear for clock and clock |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012063162A true JP2012063162A (en) | 2012-03-29 |
Family
ID=45819324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010205693A Withdrawn JP2012063162A (en) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Gear for clock and clock |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012063162A (en) |
CN (1) | CN102402173A (en) |
CH (1) | CH703781A2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015075491A (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム | Assembly system utilizing flat and elastic rock element |
JP2015075489A (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム | Assembly system utilizing elastic rock element having conical face |
WO2016093354A1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | シチズンホールディングス株式会社 | Timepiece component and method for manufacturing timepiece component |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104007650B (en) * | 2013-02-25 | 2017-09-05 | 精工电子有限公司 | Temperature compensating type escapement and its manufacture method, clock machine core, mechanical clock |
CN104405851B (en) * | 2014-10-13 | 2018-04-03 | 张自武 | A kind of escapement differential mechanism |
WO2018172895A1 (en) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | Montblanc Montre Sa | Process for manufacturing a metal-ceramic timepiece component |
EP3489763B1 (en) * | 2017-11-22 | 2021-06-16 | Nivarox-FAR S.A. | Pallet for watch movement escapement |
EP3547040B1 (en) * | 2018-03-29 | 2021-03-10 | Rolex Sa | Wheel for a clock movement |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010019844A (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Swatch Group Research & Development Ltd | Method for manufacturing micro-mechanical part |
JP2010091544A (en) * | 2008-02-21 | 2010-04-22 | Seiko Instruments Inc | Sliding component and timepiece |
JP2010217186A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Nivarox-Far Sa | Radial clamp system for timepiece component |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6948245B2 (en) * | 1999-12-06 | 2005-09-27 | Takashi Nishi | Gear and method of making the same |
-
2010
- 2010-09-14 JP JP2010205693A patent/JP2012063162A/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-08-30 CH CH14092011A patent/CH703781A2/en not_active Application Discontinuation
- 2011-09-14 CN CN2011102712242A patent/CN102402173A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010091544A (en) * | 2008-02-21 | 2010-04-22 | Seiko Instruments Inc | Sliding component and timepiece |
JP2010019844A (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Swatch Group Research & Development Ltd | Method for manufacturing micro-mechanical part |
JP2010217186A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Nivarox-Far Sa | Radial clamp system for timepiece component |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015075491A (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム | Assembly system utilizing flat and elastic rock element |
JP2015075489A (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム | Assembly system utilizing elastic rock element having conical face |
WO2016093354A1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | シチズンホールディングス株式会社 | Timepiece component and method for manufacturing timepiece component |
JPWO2016093354A1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-09-21 | シチズン時計株式会社 | Watch part and method for manufacturing watch part |
US11042124B2 (en) | 2014-12-12 | 2021-06-22 | Citizen Watch Co., Ltd. | Timepiece component and method of manufacturing timepiece component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102402173A (en) | 2012-04-04 |
CH703781A2 (en) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012063162A (en) | Gear for clock and clock | |
US8591101B2 (en) | Escapement governor, mechanical watch, pallet fork (incomplete) manufacturing method, and roller manufacturing method | |
JP5478498B2 (en) | Silicon / metal composite micromechanical component and method of manufacturing the same | |
JP5622256B2 (en) | Machine part, method for manufacturing machine part and watch | |
JP2010121693A (en) | Machine component, method of manufacturing machine component and timepiece | |
JP5366318B2 (en) | Detent escapement and method of manufacturing detent escapement operating lever | |
JP5872181B2 (en) | Machine parts, machine assemblies and watches | |
JP5658344B2 (en) | Manufacturing method of machine parts | |
JP2010261906A (en) | Timepiece wheel and timepiece | |
JP5596991B2 (en) | Machine part, method for manufacturing machine part and watch | |
JP5464648B2 (en) | Machine part, method for manufacturing machine part, machine part assembly and watch | |
JP5135528B2 (en) | Manufacturing method of electroformed parts, mechanical timepiece and analog electronic timepiece | |
JP6529516B2 (en) | Method of manufacturing electroformed parts | |
JP2012117842A (en) | Bearing structure for timepiece, movement therefor, and timepiece | |
JP6358944B2 (en) | Method for producing electroformed part, electroformed part, electroformed part for watch and bearing | |
JP4530261B2 (en) | Electroformed part and method for producing electroformed part | |
JP2011059081A (en) | Detent escapement and mechanical timepiece including the same | |
JP2007285716A (en) | Anchor for watch, mechanical watch provided with this, and manufacturing method therefor | |
JP6211754B2 (en) | Manufacturing method of machine part and machine part | |
JP2011102780A (en) | Component for timepiece and timepiece | |
JP4618664B2 (en) | Electroformed part including elastic part and manufacturing method thereof | |
CN105467811A (en) | Mechanical component, mechanical component manufacturing method, movement, and timepiece | |
JP2016057158A (en) | Timepiece component, movement, timepiece, and timepiece component manufacturing method | |
JP2011080879A (en) | Bearing unit for watch, movement, and portable watch | |
JP6336869B2 (en) | Machine part, method for manufacturing machine part and watch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130711 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131119 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20140107 |