JP2013238627A - Timepiece wheel train and timepiece - Google Patents

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Masao Takeuchi
政生 竹内
Masami Murai
正己 村井
Shigeaki Seki
重彰 関
Tomokazu Yoshida
智一 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a timepiece wheel train capable of effectively reducing resistance during sliding at a shaft part and a bearing part, and a timepiece.SOLUTION: A timepiece includes a timepiece wheel train having respective wheels each having a shaft part 17 and pinions, and a bearing part 16 holding shaft parts 17 of the respective wheels rotatably. A DLC film is formed on each of the shaft parts 17 of those wheels, and lubricating oil having DLC fine powder dispersed is provided between the shaft parts 17 and bearing part 16.

Description

本発明は、時計の指針を駆動させる時計輪列、およびこの時計輪列を備えた時計に関する。   The present invention relates to a timepiece wheel train for driving hands of a timepiece, and a timepiece having the timepiece wheel train.

従来、時計の指針を駆動する時計輪列では、各歯車の軸部に大きな側圧がかかるため、軸部および軸受部の間で磨耗が生じ、これらの磨耗により生じる磨耗粉や潤滑油の劣化による駆動抵抗の増大、時計寿命の低下、時計の運針精度の悪化などの問題が生じていた。これに対して、摺接部における磨耗を低下させる構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in a watch train wheel that drives a watch pointer, since a large lateral pressure is applied to the shaft portion of each gear, wear occurs between the shaft portion and the bearing portion, which is caused by deterioration of wear powder and lubricating oil caused by these wears. There have been problems such as an increase in driving resistance, a decrease in watch life, and a deterioration in the accuracy of hand movement of the watch. On the other hand, the structure which reduces the abrasion in a sliding contact part is known (for example, refer patent document 1).

特許文献1に記載のアナログ時計では、ローターの金属製の回転軸を回転軸支持部材で支持する構成において、回転軸支持部材にカーボン硬質膜(DLC膜:Diamond Like Carbon膜)が形成され、無給油で、回転軸および回転軸支持部材の間の磨耗と低減させる構成が採られている。   In the analog timepiece described in Patent Document 1, in a configuration in which a metal rotating shaft of a rotor is supported by a rotating shaft support member, a hard carbon film (DLC film: Diamond Like Carbon film) is formed on the rotating shaft support member. The structure which reduces by the oil supply and wear between a rotating shaft and a rotating shaft support member is taken.

特開平11―133162号公報JP-A-11-133162

ところで、上記特許文献1では、潤滑油がなく、DLC膜のみにより低抵抗で摺動する構成を挙げているが、機械式時計の時計輪列では、大きな側圧がかかるため、抵抗を効率よく下げることができず、軸部材の磨耗粉により、抵抗が増大する問題がある。   By the way, in the above-mentioned patent document 1, there is a configuration in which there is no lubricating oil and sliding with only a DLC film with low resistance. However, since a large lateral pressure is applied to a watch wheel train of a mechanical timepiece, resistance is efficiently reduced. There is a problem that the resistance increases due to wear powder of the shaft member.

本願発明は、上記のような問題に鑑みて、軸部および軸受部において、摺動時の抵抗を効果的に低減可能な時計輪列、および時計を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a timepiece train wheel and a timepiece capable of effectively reducing resistance during sliding in a shaft portion and a bearing portion.

本発明の時計輪列は、軸部を有する回転体と、前記回転体の前記軸部を回転可能に保持する軸受部とを備えた時計輪列であって、前記軸部および前記軸受部の間に、硬質炭素膜の微粉が拡散した潤滑油があり、前記軸部および前記軸受部のうちいずれか一方に前記硬質炭素膜が形成され、前記軸部および前記軸受部のうち、前記硬質炭素膜が形成されていない他方は、前記硬質炭素膜よりも硬度が低い硬質素材により形成されることを特徴とする。   A timepiece wheel train of the present invention is a timepiece wheel train provided with a rotating body having a shaft portion and a bearing portion that rotatably holds the shaft portion of the rotating body, and the shaft portion and the bearing portion There is lubricating oil in which fine powder of the hard carbon film is diffused, and the hard carbon film is formed on one of the shaft part and the bearing part, and the hard carbon of the shaft part and the bearing part is formed. The other of which the film is not formed is formed of a hard material whose hardness is lower than that of the hard carbon film.

この発明では、時計輪列は、例えば歯車などの回転体の軸部と、軸部を回転可能に支持する軸受部とを備えており、これらの軸部および軸受部の間に、硬質炭素膜(DLC膜:Diamond Like Carbon膜)の微粉が拡散した潤滑油がある。この微粉は、DLC膜が成膜された軸部が回転磨耗することで発生するものか、あるいは予め潤滑油に拡散されているものである。
これらのDLC膜の微粉は、摩擦係数が小さく潤滑剤として作用する。また、DLC膜の微粉は、潤滑油中に拡散されているため、軸部および軸受部の摺接範囲の摺動摩擦抵抗を一様に低減させることが可能となる。また、潤滑油があることにより、発生した磨耗粉が一部に蓄積されることがなく、摺動抵抗の低減効果を持続させることができる。
また、この発明では、DLC膜が形成されない他方側は、DLC膜と同等の硬度以下に形成されている。例えば、軸部にDLC膜(硬度20GPa)を形成した場合、軸受部を例えばルビー(硬度15GPa)など、DLC膜と同等以下の硬度を有する硬質素材で形成する。このような硬質素材を用いることで、DLC膜と摺接した場合でも、十分な高硬度を有し、かつDLC膜の摺動摩擦抵抗が小さいため、硬質素材の磨耗を抑えることができ、低摩擦効果を持続させることができる。また、DLC膜よりも硬度が小さいため、硬質素材により過度にDLC膜が磨耗することがなく、DLC膜による低摩擦効果と、潤滑油中のDLC膜の微粉による低摩擦効果とによりバランスよく摺動摩擦抵抗を低減させることができる。
In the present invention, the timepiece wheel train includes a shaft portion of a rotating body such as a gear, and a bearing portion that rotatably supports the shaft portion, and a hard carbon film is provided between the shaft portion and the bearing portion. There is a lubricating oil in which fine powder (DLC film: Diamond Like Carbon film) is diffused. The fine powder is generated when the shaft portion on which the DLC film is formed is rotationally worn or diffused in advance in the lubricating oil.
The fine powder of these DLC films has a small friction coefficient and acts as a lubricant. Further, since the fine powder of the DLC film is diffused in the lubricating oil, it is possible to uniformly reduce the sliding friction resistance in the sliding contact range of the shaft portion and the bearing portion. In addition, the presence of the lubricating oil does not accumulate the generated wear powder in part, and the effect of reducing sliding resistance can be maintained.
Moreover, in this invention, the other side in which a DLC film is not formed is formed below the hardness equivalent to a DLC film. For example, when a DLC film (hardness 20 GPa) is formed on the shaft portion, the bearing portion is formed of a hard material having a hardness equal to or lower than that of the DLC film, such as ruby (hardness 15 GPa). By using such a hard material, even when it is in sliding contact with the DLC film, the DLC film has a sufficiently high hardness and the sliding friction resistance of the DLC film is small, so that wear of the hard material can be suppressed, and low friction is achieved. The effect can be sustained. In addition, since the hardness is smaller than that of the DLC film, the DLC film is not excessively worn by the hard material, and it slides in a well-balanced manner by the low friction effect by the DLC film and the low friction effect by the fine powder of the DLC film in the lubricating oil. Dynamic frictional resistance can be reduced.

本発明の時計輪列では、前記潤滑油中に拡散した硬質炭素膜の微粉は、前記軸部および前記軸受部のうちいずれか一方に形成された前記硬質炭素膜が、前記軸部の回転時に磨耗した際に発生した硬質炭素膜の磨耗粉であることが好ましい。   In the timepiece train of the present invention, the fine powder of the hard carbon film diffused in the lubricating oil is generated when the hard carbon film formed on one of the shaft portion and the bearing portion is rotated when the shaft portion rotates. It is preferably a hard carbon film abrasion powder generated when worn.

この発明では、軸部が回転されてDLC膜が摺接により磨耗することで、これらのDLC膜の微粉が潤滑油中に拡散して潤滑剤として作用し、軸部および軸受部の摩擦抵抗を低減させることができる。この場合、初期状態として、潤滑油中にDLC磨耗粉が拡散されていなくてもよい。このような場合であっても、この初期状態では、潤滑油とDLC膜とにより摺動摩擦抵抗を低減し、経過時間に伴って、軸部の回転によりDLC膜が磨耗した場合に、DLC膜の磨耗粉が潤滑油中に分散されることで潤滑剤として作用する。   In this invention, when the shaft portion is rotated and the DLC film is worn by sliding contact, the fine powder of the DLC film diffuses into the lubricating oil and acts as a lubricant, thereby reducing the frictional resistance of the shaft portion and the bearing portion. Can be reduced. In this case, as an initial state, the DLC wear powder may not be diffused in the lubricating oil. Even in such a case, in this initial state, the sliding frictional resistance is reduced by the lubricating oil and the DLC film, and when the DLC film is worn by the rotation of the shaft portion with the elapsed time, The abrasive powder acts as a lubricant by being dispersed in the lubricating oil.

本発明の関連技術としての時計輪列では、前記軸部および前記軸受部の少なくともいずれか一方に、硬質炭素膜が形成される。   In a timepiece train wheel as a related art of the present invention, a hard carbon film is formed on at least one of the shaft portion and the bearing portion.

この関連技術では、軸部および軸受部のうち少なくともいずれか一方にDLC膜が形成され、これらの軸部および軸受部の間に、潤滑油あるいはDLC膜の微粉を拡散させた前記潤滑油がある。
ここで、DLC膜自体は初期的には低摩擦・耐磨耗の効果により軸部および軸受部の摺接範囲の摺動摩擦抵抗を一様に低減させることが可能であり、さらに軸部が回転されてDLC膜が摺接により磨耗した場合でも、これらのDLC膜の微粉は、上述のように、摩擦係数が小さく潤滑剤として作用する。この時、軸部および軸受部との間に潤滑油があるため、DLC膜の微粉は、この潤滑油中に拡散されるため、軸部および軸受部の摺接範囲の摺動摩擦抵抗を一様に低減させることが可能となる。
In this related technology, a DLC film is formed on at least one of the shaft part and the bearing part, and the lubricating oil or the lubricating oil in which fine powder of the DLC film is diffused is present between the shaft part and the bearing part. .
Here, the DLC film itself can uniformly reduce the sliding friction resistance in the sliding contact range of the shaft portion and the bearing portion by the effect of low friction and wear resistance, and further the shaft portion rotates. Even when the DLC film is worn by sliding contact, the fine powder of these DLC films has a small friction coefficient and acts as a lubricant as described above. At this time, since there is lubricating oil between the shaft portion and the bearing portion, the fine powder of the DLC film is diffused in this lubricating oil, so that the sliding friction resistance in the sliding contact range of the shaft portion and the bearing portion is uniform. It is possible to reduce it.

本発明の時計輪列では、前記硬質炭素膜は、物理蒸着法により形成されることが好ましい。   In the timepiece train wheel of the present invention, the hard carbon film is preferably formed by physical vapor deposition.

この発明では、DLC膜は、物理蒸着法(PVD法:Physical Vapor Deposition)により形成される。ここで、軸部または軸受部の表面で化学反応により膜を堆積させる、いわゆるCVD法(Chemical Vapor Deposition法)では、成膜されたDLC膜は、時計部品のような微細形状における軸部などでは、硬度が20GPa以下で十分な硬度を持たせることができず、軸部や軸受部に対する密着性も不十分となる。一方、イオン化されたDLC膜分子を軸部や軸受部に加速衝突させるイオンプレーティング法などのPVD法では、時計部品のような微細形状における軸部や軸受部に対しても密着性が良好で、かつ硬度を20GPa〜40GPaとなる高硬度のDLC膜を安定して成形することが可能となる。このように、軸部および軸受部のいずれか一方に、高強度で密着性が良好なDLC膜を形成することで、軸部の回転時のDLC膜の剥離を防止でき、磨耗により生じる磨耗粉の粒径が小さくなり、良質な潤滑剤として機能させることができる。したがって、強い側圧を受ける時計輪列における軸部および軸受部の摺動摩擦をより低減させることができる。   In the present invention, the DLC film is formed by a physical vapor deposition method (PVD method: Physical Vapor Deposition). Here, in the so-called CVD method (Chemical Vapor Deposition method) in which a film is deposited by a chemical reaction on the surface of the shaft portion or the bearing portion, the formed DLC film is not in the shaft portion in a fine shape such as a watch part. When the hardness is 20 GPa or less, sufficient hardness cannot be obtained, and adhesion to the shaft portion and the bearing portion becomes insufficient. On the other hand, in the PVD method such as ion plating method in which ionized DLC film molecules are accelerated and collided with the shaft portion and the bearing portion, the adhesion to the shaft portion and the bearing portion in a fine shape such as a watch part is also good. In addition, it is possible to stably mold a DLC film having a hardness of 20 GPa to 40 GPa. In this way, by forming a DLC film with high strength and good adhesion on either the shaft part or the bearing part, it is possible to prevent the DLC film from peeling off during the rotation of the shaft part, and wear powder generated by wear. The particle size of the resin becomes small, and can function as a good quality lubricant. Therefore, it is possible to further reduce the sliding friction between the shaft portion and the bearing portion in the watch wheel train that receives a strong lateral pressure.

本発明の時計輪列では、前記硬質炭素膜は、水素を含有しない雰囲気化で前記物理蒸着法により形成されることが好ましい。
この発明では、水素を含有しない雰囲気下でのPVD法、すなわち水素フリーPVD法により水素フリーDLC膜を形成する。PVD法によりDLC膜を成膜する際に、水素が混入すると、DLC膜の結晶構造において、ダイヤモンド構造であるsp3結合に加えて、グラファイト構造であるsp2構造の割合が増加し、高密着性および高硬度を両立するDLC膜が十分に形成されない。一方、本発明では、水素フリーPVD法により、水素フリーDLC膜を形成することで、DLC膜の結晶構造において、sp3結合の割合が増大し、より硬度が高い、高密着性のDLC膜を形成することが可能となる。
In the timepiece train wheel of the present invention, it is preferable that the hard carbon film is formed by the physical vapor deposition in an atmosphere containing no hydrogen.
In the present invention, a hydrogen-free DLC film is formed by a PVD method in an atmosphere not containing hydrogen, that is, a hydrogen-free PVD method. When hydrogen is mixed in forming a DLC film by the PVD method, in addition to the sp3 bond that is a diamond structure in the crystal structure of the DLC film, the proportion of the sp2 structure that is a graphite structure increases, and high adhesion and A DLC film that achieves both high hardness is not sufficiently formed. On the other hand, in the present invention, by forming a hydrogen-free DLC film by the hydrogen-free PVD method, in the crystal structure of the DLC film, the proportion of sp3 bonds is increased, and a DLC film having higher hardness and higher adhesion is formed. It becomes possible to do.

本発明の時計輪列では、前記軸部および前記軸受部のうち前記硬質炭素膜が形成される一方の表面には、金属中間層が形成され、前記硬質炭素膜は、この金属中間層上に形成されることが好ましい。   In the timepiece train wheel of the present invention, a metal intermediate layer is formed on one surface of the shaft portion and the bearing portion where the hard carbon film is formed, and the hard carbon film is formed on the metal intermediate layer. Preferably it is formed.

軸部または軸受部の母材に金属中間層が形成され、この金属中間層を介して硬質炭素膜が形成されることで、金属中間層が母材と硬質炭素膜との応力差を吸収し、DLC膜の密着力を増大させることができる。このように、密着力が高いDLC膜を形成し、かつDLC膜よりも硬度が低い相手部材(軸部または軸受部のうちDLC膜が設けられていない部材)との間で摺接することで、摩擦により発生するDLC膜の磨耗粉の粒径が100μm以下となる。このような100μm以下のDLC膜の磨耗粉は、一部にDLC膜の磨耗粉が固まることがなく、潤滑油中に良好に分散され、軸部および軸受部に対して、一様に摩擦抵抗を低下させることができる。   A metal intermediate layer is formed on the base material of the shaft or bearing, and a hard carbon film is formed through this metal intermediate layer, so that the metal intermediate layer absorbs the stress difference between the base material and the hard carbon film. The adhesion of the DLC film can be increased. In this way, by forming a DLC film with high adhesion and having a sliding contact with a mating member (a member in which the DLC film is not provided in the shaft part or the bearing part) having a hardness lower than that of the DLC film, The particle size of the wear powder of the DLC film generated by friction becomes 100 μm or less. The wear powder of the DLC film having a thickness of 100 μm or less does not partially harden the wear powder of the DLC film, is well dispersed in the lubricating oil, and is uniform in friction resistance with respect to the shaft portion and the bearing portion. Can be reduced.

なお、本発明の関連技術としての時計輪列では、前記軸部および前記軸受部の少なくともいずれか一方に、前記潤滑油の拡散を抑え、前記硬質炭素膜の微粉を保持する、油・硬質炭素膜微粉保持層が形成される。   In the timepiece train wheel as the related art of the present invention, oil / hard carbon that suppresses the diffusion of the lubricating oil and holds fine powder of the hard carbon film on at least one of the shaft portion and the bearing portion. A membrane fine powder holding layer is formed.

上記関連技術では、軸部および軸受部に油・硬質炭素膜微粉保持層が形成されているため、潤滑油が軸部および軸受部から離散することがなく、長時間、良好に軸部および軸受部間に長期間保持される。したがって、軸部および軸受部の間に介在するDLC膜の微粉も、軸部および軸受部の間に保持される潤滑油に拡散され、微粉が他の部材に飛散したり、一部に固まったりするなどの不都合も回避でき、かつ潤滑油に長期保持されることで軸部および軸受部の摩擦抵抗をより低減させることができる。   In the related technology, since the oil and hard carbon film fine powder holding layer is formed on the shaft and the bearing, the lubricating oil does not disperse from the shaft and the bearing, and the shaft and the bearing can be satisfactorily used for a long time. Hold for a long time between the parts. Therefore, the fine powder of the DLC film interposed between the shaft portion and the bearing portion is also diffused to the lubricating oil held between the shaft portion and the bearing portion, and the fine powder is scattered on other members or partially solidified. Inconveniences such as this can be avoided, and the frictional resistance of the shaft portion and the bearing portion can be further reduced by being held in the lubricating oil for a long time.

上記関連技術において、前記油・硬質炭素膜微粉保持層は、フッ素系樹脂をコーティングすることで形成されることが好ましい。   In the related art, the oil / hard carbon film fine powder holding layer is preferably formed by coating a fluororesin.

この関連技術によれば、上記油・硬質炭素膜微粉保持層は、フッ素系樹脂コーティングにより形成される。
このようなフッ素系樹脂のコーティングでは、塗布などにより容易に油・硬質炭素膜微粉保持層を形成することができ、軸部回転中での油・硬質炭素膜微粉保持効果を良好に継続させることができる。また、DLC膜が剥離した場合でも、油・硬質炭素膜微粉保持層のフッ素系樹脂が剥離面に更新されるため、油・硬質炭素膜微粉保持効果を長期持続させることができる。
また、このフッ素系樹脂コーティングは、フッ素の低摩擦効果により、固体潤滑剤として軸部の摩擦抵抗をより低減させる効果も期待できる。
According to this related technology, the oil / hard carbon film fine powder holding layer is formed by fluorine resin coating.
With such a fluororesin coating, an oil / hard carbon film fine powder retaining layer can be easily formed by coating, etc., and the oil / hard carbon film fine powder retaining effect during shaft rotation can be continued well. Can do. Even when the DLC film is peeled off, the fluororesin of the oil / hard carbon film fine powder holding layer is renewed to the peeled surface, so that the oil / hard carbon film fine powder holding effect can be maintained for a long time.
Moreover, this fluorine resin coating can also be expected to have an effect of further reducing the frictional resistance of the shaft as a solid lubricant due to the low friction effect of fluorine.

本発明の時計輪列では、前記硬質炭素膜の微粉の粒径は、100nm以下であることが好ましい。
ここで、硬質炭素膜の微粉とは、軸部と軸受部との摩擦により発生し、潤滑油中に分散される硬質炭素膜の微粉、および潤滑油内に予め分散されている硬質炭素膜の微粉の双方を含む。
この発明では、硬質炭素膜の微粉の粒径が100nm以下となり、十分に小さいサイズとなる。このため、これらの硬質炭素膜の微粉を潤滑油中に良好に分散させることができ、例えば硬質炭素膜の微粉が1箇所に固まるなどの不都合を回避することができる。また、このような粒径が小さい硬質炭素膜の微粉が潤滑油中に分散されることで、軸部および軸受部に対して、一様に摩擦抵抗を低下させることができ、より良好な潤滑効果を得ることができる。
In the timepiece train wheel of the present invention, the fine particle diameter of the hard carbon film is preferably 100 nm or less.
Here, the fine powder of the hard carbon film is generated by friction between the shaft portion and the bearing portion, and the fine powder of the hard carbon film dispersed in the lubricating oil and the hard carbon film dispersed in the lubricating oil in advance. Contains both fines.
In the present invention, the particle size of the fine powder of the hard carbon film is 100 nm or less, which is a sufficiently small size. For this reason, the fine powder of these hard carbon films can be disperse | distributed favorably in lubricating oil, for example, the trouble that the fine powder of a hard carbon film hardens in one place can be avoided. In addition, the fine powder of the hard carbon film having such a small particle size is dispersed in the lubricating oil, so that the frictional resistance can be uniformly reduced with respect to the shaft portion and the bearing portion. An effect can be obtained.

本発明の時計は軸部を有する回転体と、前記回転体の前記軸部を回転可能に保持する軸受部と、を備えた時計輪列により指針が駆動される時計であって、前記軸部および前記軸受部の間に、硬質炭素膜の微粉が拡散した潤滑油があり、前記軸部および前記軸受部のうちいずれか一方に前記硬質炭素膜が形成され、前記軸部および前記軸受部のうち、前記硬質炭素膜が形成されていない他方は、前記硬質炭素膜よりも硬度が低い硬質素材により形成されることを特徴とする。   The timepiece of the present invention is a timepiece in which a pointer is driven by a timepiece wheel train having a rotating body having a shaft portion and a bearing portion that rotatably holds the shaft portion of the rotating body, and the shaft portion And there is lubricating oil in which fine powder of a hard carbon film is diffused between the bearing portions, and the hard carbon film is formed on one of the shaft portion and the bearing portion, and the shaft portion and the bearing portion Of these, the other on which the hard carbon film is not formed is formed of a hard material having a lower hardness than the hard carbon film.

この発明では、上記のように軸部および軸受部の摺動摩擦抵抗を長期に亘って低減させることができるため、時計寿命を長くすることができる。   In the present invention, as described above, the sliding frictional resistance of the shaft portion and the bearing portion can be reduced over a long period of time, so that the watch life can be extended.

本実施形態に係る時計輪列を備えた電子制御式機械時計(時計)の要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the electronically controlled mechanical timepiece (timepiece) provided with the timepiece wheel train which concerns on this embodiment. 前記実施形態の電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the electronically controlled mechanical timepiece of the said embodiment. 前記実施形態の電子制御式機械時計の要部を示す他の断面図である。It is another sectional view showing the important section of the electronically controlled mechanical timepiece of the embodiment. 前記実施形態の電子制御式機械時計の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electronically controlled mechanical timepiece of the said embodiment. 前記実施形態の時計輪列を構成する各番車に係る側圧を示す図である。It is a figure which shows the side pressure which concerns on each number wheel which comprises the timepiece wheel train of the said embodiment. 二番車、三番車、および四番車の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 2nd wheel, 3rd wheel, and 4th wheel. 図6において、三番車近傍を拡大した拡大図である。In FIG. 6, it is the enlarged view to which the 3rd wheel vicinity was expanded. DLC膜を形成した時計に時計耐久試験を行った際、TEMにより観察されたDLC膜近傍の潤滑油を示す写真である。It is a photograph which shows the lubricating oil of the DLC film vicinity observed by TEM when the timepiece durability test was done to the timepiece which formed the DLC film. 潤滑油中に含まれるDLC膜の微粉の含有量とトルク上昇量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between content of the fine powder of the DLC film contained in lubricating oil, and torque increase amount. (A)は、耐久試験度の潤滑油のFTIR(Fourier Transform InfraredSpectroscopy:フーリエ変換赤外分光法)による分析結果を示す図であり、(B)は、DLC膜を形成した場合の試験終了後の潤滑油に対してFTIRにより得られる吸光度から、DLC膜が形成されていない場合の試験終了後の潤滑油に対してFTIRにより得られる吸光度を差し引いた値を示す図である。(A) is a figure which shows the analysis result by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy: Fourier transform infrared spectroscopy) of the lubricating oil of a durability test degree, (B) is after the test completion | finish when a DLC film is formed. It is a figure which shows the value which deducted the light absorbency obtained by FTIR with respect to the lubricating oil after completion | finish of the test in case the DLC film is not formed from the light absorbency obtained by FTIR with respect to lubricating oil. DLC膜が形成されず、DLC微粉が含有される潤滑油がある軸受構造、DLC膜が形成され、かつDLC微粉が含有される潤滑油がある軸受構造、およびDLC膜が形成されず、潤滑油中にもDLC微粉が含有されない軸受構造のそれぞれにおける時計耐久試験の結果を示す図である。DLC film is not formed, bearing structure with lubricating oil containing DLC fine powder, DLC film is formed and bearing structure with lubricating oil containing DLC fine powder, and DLC film is not formed, lubricating oil It is a figure which shows the result of the timepiece durability test in each of the bearing structures in which DLC fine powder is not contained. DLC膜の膜厚が0.35μmに形成された三番車、およびDLC膜の膜厚が0.8μmに形成された三番車の耐久試験経過後の観察写真である。It is the observation photograph after the endurance test progress of the 3rd wheel with the DLC film thickness formed to 0.35 μm and the 3rd wheel with the DLC film thickness formed to 0.8 μm. 膜厚が1μmのDLC膜を形成し、粗大パーティクルが多数発生した場合の三番車の時計耐久試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the timepiece endurance test of the third wheel when a DLC film having a thickness of 1 μm is formed and a large number of coarse particles are generated. 水素フリーPVD法により形成されるDLC膜と、プラズマCVD法により形成されるDLC膜とにおける、押し込み試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the indentation test in the DLC film formed by the hydrogen free PVD method, and the DLC film formed by the plasma CVD method. 水素フリーPVD法により形成されるDLC膜と、プラズマCVD法により形成されるDLC膜との硬度を比較する図である。It is a figure which compares the hardness of the DLC film formed by the hydrogen free PVD method, and the DLC film formed by the plasma CVD method. 水素フリーPVD法により形成されるDLC膜と、プラズマCVD法により形成されるDLC膜との密着力を示す図である。It is a figure which shows the adhesive force of the DLC film formed by the hydrogen free PVD method, and the DLC film formed by the plasma CVD method.

以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る時計輪列を備えた電子制御式機械時計(時計)の要部を示す平面図であり、図2および図3は、その断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a main part of an electronically controlled mechanical timepiece (timepiece) provided with a timepiece train wheel according to the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are sectional views thereof.

電子制御式機械時計100(以降、時計100と称す)は、機械エネルギー源であるゼンマイ1a、香箱歯車1b、香箱真1c及び香箱蓋1dからなる香箱車1を備えている。ゼンマイ1aは、外端が香箱歯車1b、内端が香箱真1cに固定されている。香箱真1cは、地板10と輪列受11に支持され、角穴車12と一体で回転するように角穴ネジ13により固定されている。
角穴車12は、時計方向には回転するが反時計方向には回転しないように、こはぜ14(図1参照)と噛み合っている。なお、角穴車12を時計方向に回転しゼンマイ1aを巻く方法は、機械式腕時計の自動巻または手巻機構と同様であるため、説明を省略する。
なお、本実施形態において、機械エネルギー源として、ゼンマイ1aを用いる構成としたが、これに限定されず、例えば電池から供給される電力により駆動されるステッピングモーターなどを機械エネルギー源としてもよく、その他の機械エネルギー源を用いる構成としてもよい。
An electronically controlled mechanical timepiece 100 (hereinafter referred to as a timepiece 100) includes a barrel 1 composed of a mainspring 1a, a barrel gear 1b, a barrel complete 1c, and a barrel lid 1d, which are mechanical energy sources. The mainspring 1a has an outer end fixed to the barrel gear 1b and an inner end fixed to the barrel complete 1c. The barrel complete 1c is supported by the base plate 10 and the train wheel bridge 11, and is fixed by a square hole screw 13 so as to rotate integrally with the square hole wheel 12.
The square wheel 12 is meshed with the helix 14 (see FIG. 1) so as to rotate clockwise but not counterclockwise. In addition, since the method of rotating the square wheel 12 clockwise and winding the mainspring 1a is the same as the automatic winding or the manual winding mechanism of a mechanical wristwatch, description is abbreviate | omitted.
In this embodiment, the mainspring 1a is used as the mechanical energy source. However, the present invention is not limited to this. For example, a stepping motor driven by power supplied from a battery may be used as the mechanical energy source. The mechanical energy source may be used.

本実施形態では、香箱歯車1bの回転は、本発明に係る回転体である二番車2、三番車3、四番車4、五番車5および六番車6からなる時計輪列100Aを介して増速されてローター7に伝達される。具体的には、香箱歯車1bの回転は、7倍に増速され二番車2に伝達され、二番車2から三番車3へは6.4倍増速され、三番車3から四番車4へは9.375倍増速され、四番車4から五番車5へは3倍増速され、五番車5から六番車6へは10倍増速され、六番車6から発電機を構成するローター7へは10倍増速され、合計126,000倍に増速されてローター7へ伝達されている。   In the present embodiment, the rotation of the barrel wheel 1b is caused by the timepiece wheel train 100A including the second wheel 2, the third wheel 3, the fourth wheel 4, the fifth wheel 5, and the sixth wheel 6 which are rotating bodies according to the present invention. And is transmitted to the rotor 7 through the motor. Specifically, the rotation of the barrel wheel 1b is increased by 7 times and transmitted to the second wheel 2 and increased from the second wheel 2 to the third wheel 3 by 6.4 times. No. 4 is increased by 9.375 times, No. 4 from No. 4 to No. 5 is increased by 3 times, No. 5 from No. 5 to No. 6 is increased by 10 times, and No. 6 No. 6 generates power. The speed of the rotor 7 constituting the machine is increased 10 times, and the speed is increased 126,000 times in total and transmitted to the rotor 7.

また、時計輪列100Aの二番車2には筒かな2cが、筒かな2cには分針200が、筒かな2cから日の裏車20を介して回転される筒車21には時針210が、四番車4には秒針400が、それぞれ固定されている。従って、二番車2を1rphで、四番車4を1rpmで回転させるためには、ローターを8rpsで回転するように制御すればよい。この時、香箱車は1/7rphで回転する。   The second wheel 2 of the timepiece wheel train 100A has a cylindrical pinion 2c, the minute hand 200 at the hour pinion 2c, and the hour hand 210 at the hour wheel 21 that is rotated from the hour pinion 2c through the minute wheel 20. The second hand 400 is fixed to the fourth wheel 4 respectively. Therefore, in order to rotate the second wheel 2 at 1 rph and the fourth wheel 4 at 1 rpm, the rotor may be controlled to rotate at 8 rps. At this time, the barrel wheel rotates at 1/7 rph.

時計100の発電機8は、調速機を兼ね、ローター7、ステーター81、およびコイルブロック82を備えている。
ローター7は、ローター磁石70、ローターかな7a、ローター慣性円板71から構成されている。ローター慣性円板71は、香箱車1からの駆動トルク変動に対しローター7の回転速度変動を少なくするためのものである。
The generator 8 of the timepiece 100 also serves as a speed governor, and includes a rotor 7, a stator 81, and a coil block 82.
The rotor 7 includes a rotor magnet 70, a rotor pinion 7a, and a rotor inertia disc 71. The rotor inertia disc 71 is for reducing the rotational speed fluctuation of the rotor 7 with respect to the driving torque fluctuation from the barrel complete 1.

ステーター81は、ステーター体81aに例えば4万ターンのステーターコイル81bを巻線したものである。コイルブロック82は、磁心82aに11万ターンのコイル82bを巻線したものである。コイル82bは、出力電圧の変動を検出することでローター7の回転を検出するように構成されている。また、このコイル82bとステーターコイル81bとは、各々の発電電圧を加えた出力電圧が出るように直列に接続されている。ステーター体81aと磁心82aとはPCパーマロイ等で構成されている。   The stator 81 is obtained by winding a stator coil 81b of, for example, 40,000 turns around a stator body 81a. The coil block 82 is obtained by winding a coil 82b of 110,000 turns around a magnetic core 82a. The coil 82b is configured to detect the rotation of the rotor 7 by detecting a change in the output voltage. Further, the coil 82b and the stator coil 81b are connected in series so that an output voltage obtained by adding the respective power generation voltages is output. The stator body 81a and the magnetic core 82a are made of PC permalloy or the like.

図4は、本実施形態の時計100の構成を示すブロック図である。
時計100は、前述のようにゼンマイ1aと、ゼンマイ1aの回転を増速して発電機8に伝達する時計輪列100Aと、時計輪列100Aに結合されて時刻表示を行う指針200,210,400とを備えている。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the timepiece 100 of the present embodiment.
As described above, the timepiece 100 includes the mainspring 1a, the timepiece wheel train 100A that accelerates the rotation of the mainspring 1a and transmits it to the generator 8, and hands 200, 210, which are coupled to the timepiece wheel train 100A and display the time. 400.

発電機8は、時計輪列100Aを介してゼンマイ1aによって駆動され、誘起電力を発生して電気エネルギーを供給する。この発電機8からの交流出力は、整流回路83を通して昇圧、整流され、コンデンサー84に充電供給される。   The generator 8 is driven by the mainspring 1a through the clock train 100A, generates an induced electric power, and supplies electric energy. The AC output from the generator 8 is stepped up and rectified through a rectifier circuit 83 and charged and supplied to a capacitor 84.

このコンデンサー84から供給される電力によってワンチップICで構成された回転制御装置85が駆動される。この回転制御装置85は、発振回路86、ローター7の回転検出回路87およびブレーキの制御回路88を備えて構成されている。   The rotation control device 85 configured by a one-chip IC is driven by the electric power supplied from the capacitor 84. The rotation control device 85 includes an oscillation circuit 86, a rotation detection circuit 87 for the rotor 7, and a brake control circuit 88.

発振回路86は、時間標準源である水晶振動子89を用いて発振信号(32768Hz)を出力し、この発振信号を所定の分周回路で分周し、基準信号fsとして制御回路88に出力している。   The oscillation circuit 86 outputs an oscillation signal (32768 Hz) using a crystal resonator 89 as a time standard source, divides the oscillation signal by a predetermined frequency dividing circuit, and outputs it as a reference signal fs to the control circuit 88. ing.

回転検出回路87は、発電機8から出力される発電波形からローター7の回転速度を検出し、その回転検出信号FGを制御回路88へ出力する。
制御回路88は、基準信号fsに対する回転検出信号FGの位相差等に基づいて発電機8(調速機)にブレーキ信号を入力し、調速している。ここで、回転制御装置85、発電機8、および時計輪列100Aからゼンマイ1aを内蔵した香箱車1の回転が制御されてゼンマイ1aに蓄えられた機械エネルギーが開放されており、本実施形態では、調速機構は、回転制御装置85、発電機8、時計輪列100A、および香箱車1から構成されている。
The rotation detection circuit 87 detects the rotation speed of the rotor 7 from the power generation waveform output from the generator 8 and outputs the rotation detection signal FG to the control circuit 88.
The control circuit 88 adjusts the speed by inputting a brake signal to the generator 8 (speed governor) based on the phase difference of the rotation detection signal FG with respect to the reference signal fs. Here, the rotation of the barrel wheel 1 containing the mainspring 1a from the rotation control device 85, the generator 8, and the clock train 100A is controlled to release the mechanical energy stored in the mainspring 1a. The speed control mechanism includes a rotation control device 85, a generator 8, a timepiece wheel train 100A, and a barrel complete 1.

ここで、本実施形態では、図3に示されるように、地板10、輪列受11、および二番受15には、ルビーから構成され装飾を兼ねている軸受部16が圧入されており、各番車2〜6のほぞ173A,173B、およびローター7のほぞ173A,173Bは、この軸受部16に支持されている。すなわち、各番車2〜6およびローター7は、軸部17と軸受部16とを有する滑り軸受け装置160により支持されている。この軸受部16は、硬度が10GPa〜30GPaである高硬質素材により形成される部材であり、本実施形態では、例えば硬度20GPaのDLC膜に対して、硬度10GPaであるルビーが用いられる。なお、軸受部16は、ルビーに限らず、上記硬度の範囲で、かつ耐磨耗性を有するものなら、他の貴石を使用してもよい。また、五番車5、六番車6、およびローター7の滑り軸受け装置160には耐震構造が適用されているが、その構成は公知の構成であるので、説明は省略する。   Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a bearing portion 16 that is made of ruby and also serves as a decoration is press-fitted into the main plate 10, the train wheel bridge 11, and the second ring 15. The tenon 173A and 173B of each of the number wheels 2 to 6 and the tenon 173A and 173B of the rotor 7 are supported by the bearing portion 16. That is, each of the number wheels 2 to 6 and the rotor 7 are supported by a sliding bearing device 160 having a shaft portion 17 and a bearing portion 16. The bearing portion 16 is a member formed of a highly hard material having a hardness of 10 GPa to 30 GPa. In this embodiment, for example, a ruby having a hardness of 10 GPa is used for a DLC film having a hardness of 20 GPa. The bearing portion 16 is not limited to ruby, and other precious stones may be used as long as they have the above hardness range and wear resistance. Moreover, although the earthquake-resistant structure is applied to the sliding bearing device 160 of the fifth wheel 5, the sixth wheel 6, and the rotor 7, since the structure is a known structure, the description is omitted.

以上のような時計100では、前述したように、三番車3の下ほぞ173Bには他の番車2〜6のほぞ173A,173Bにかかる面圧と比べて極めて高い側圧がかかることが分かっている。図5は、各番車2〜6に係る側圧を示す図である。図5に示すように、特に、三番車3の下ほぞ173Bは、他の番車2,4〜6のほぞ173A,173Bに比べて、大きな側圧を受けている。このため、この三番車3は、非常に磨耗しやすく、磨耗が進展した場合は運針の精度を低下させてしまったりするおそれがあり、定期的なオーバーホールが必要であった。また、かなにも、二番車2の歯車と噛み合ってトルクが伝達されるために大きな力がかかっており、長期間の使用により、運針の精度を低下させてしまうおそれがあった。   As described above, in the timepiece 100 as described above, it is understood that the lower tenon 173B of the third wheel 3 is subjected to an extremely high lateral pressure as compared with the surface pressure applied to the tenons 173A and 173B of the other wheel 2-6. ing. FIG. 5 is a diagram showing the side pressures relating to the respective number wheels 2 to 6. As shown in FIG. 5, in particular, the lower tenon 173B of the third wheel 3 is subjected to a larger side pressure than the tenon 173A, 173B of the other number wheel 2, 4-6. For this reason, the third wheel 3 is very easily worn, and when the wear progresses, there is a possibility that the accuracy of the hand movement may be lowered, and a periodic overhaul is necessary. In addition, a large force is applied because the torque is transmitted by meshing with the gear of the center wheel & pinion 2, and there is a possibility that the accuracy of the hand movement may be lowered by long-term use.

図6は、二番車2、三番車3、および四番車4の要部を示す断面図である。図7は、図6において、三番車3近傍を拡大した拡大図である。
ここで、本実施形態では、最も側圧が大きくなる三番車3の下ほぞ173Bに、硬質炭素膜(DLC膜:Diamond Like Carbon)を形成し、耐磨耗性を向上するとともに、摩擦の発生の低減を図っている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main parts of the second wheel 2, the third wheel 3, and the fourth wheel 4. FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the third wheel 3 in FIG.
Here, in the present embodiment, a hard carbon film (DLC film: Diamond Like Carbon) is formed on the lower tenon 173B of the third wheel & pinion 3 where the lateral pressure is the largest, thereby improving wear resistance and generating friction. We are trying to reduce it.

三番車3の軸部17には、上端側(図6,7中上側)から上ほぞ173A、上側のあがき決め部172、歯車170、かな171、下側のあがき決め部172、および下ほぞ173Bが設けられている。あがき決め部172と軸受部16との間には隙間(あがき)が設けられており、三番車3は、軸方向に衝撃を受けた際に、この隙間分軸方向に動くことで衝撃を吸収できるようになっている。
ここで、三番車3は、微細形状に形成されるものであり、その具体的な寸法例では、図7に示すように、上ほぞ173Aの径寸法(直径)が0.14(mm)、上側あがき決め部172の径寸法が0.28(mm)、軸中央部の径寸法が0.65(mm)、かな171の径寸法が0.74(mm)、下側あがき決め部172の径寸法が0.30(mm)、下ほぞ173Bの径寸法が0.18(mm)に形成され、三番車3の軸部17の軸方向に対して、全長が3.10(mm)、軸中央部およびかな171の合計寸法が2.07(mm)、かな171の寸法が0.42(mm)、下側あがき決め部の寸法が0.12(mm)、下ほぞ173Bの寸法0.20(mm)に形成される。そして、DLC膜は、下ほぞ173B(直径0.18mm、長さ0.20mm)の部分に形成されている。
なお、DLC膜が形成される範囲として、本実施形態では、三番車3の下ほぞ173Bを例示するがこれに限定されず、例えば、軸受部16と摺接する上ほぞ173AにもDLC膜が形成されているものであってもよく、歯車などの他部品との摺接部分のみであってもよい。
The shaft 17 of the third wheel 3 has an upper tenon 173A from the upper end side (upper side in FIGS. 6 and 7), an upper setting portion 172, a gear 170, a kana 171, a lower setting portion 172, and a lower tenon. 173B is provided. A gap is provided between the awning determining portion 172 and the bearing portion 16, and when the third wheel 3 receives an impact in the axial direction, the third wheel 3 moves in the axial direction by the gap, thereby receiving an impact. It can be absorbed.
Here, the third wheel & pinion 3 is formed in a fine shape, and in the specific dimension example, as shown in FIG. 7, the diameter (diameter) of the upper tenon 173A is 0.14 (mm). The diameter dimension of the upper flaming determination part 172 is 0.28 (mm), the diameter dimension of the central part of the shaft is 0.65 (mm), the diameter dimension of the kana 171 is 0.74 (mm), and the lower flaming determination part 172 Is formed with a diameter of 0.30 (mm) and the diameter of the lower tenon 173B is 0.18 (mm), and the total length is 3.10 (mm) with respect to the axial direction of the shaft portion 17 of the third wheel & pinion 3. ), The total dimension of the shaft center part and the kana 171 is 2.07 (mm), the dimension of the kana 171 is 0.42 (mm), the dimension of the lower flaring determining part is 0.12 (mm), and the lower tenon 173B A dimension of 0.20 (mm) is formed. The DLC film is formed on the lower tenon 173B (diameter 0.18 mm, length 0.20 mm).
In the present embodiment, the lower tenon 173B of the third wheel & pinion 3 is exemplified as a range in which the DLC film is formed. However, the present invention is not limited thereto. It may be formed, or may be only a sliding contact portion with another part such as a gear.

また、本実施形態における、番車5〜6の構成は三番車3と略同様であり、説明を省略する。
四番車4の軸部17の下端側(図6中下側)には、そろばん玉174が設けられ、下端には秒針400が取り付けられている。そろばん玉174は、二番車2の筒状の本体22の内周面に接触する軸受け部位であり、指針200,400などの重みによって二番車2および四番車4が偏心回転してしまうことを防止している。なお、軸部17の上端部には、三番車3と同様な構成のあがき決め部172が設けられている。
二番車2は、歯車170およびかな171を備えて四番車4の軸部17が挿入された筒状の本体22に、分針200を備えた筒かな2cが取り付けられて構成されている。本体の上端側(図6中上側)は、細く形成されて軸受部16に挿入された上ほぞ173Aとなっている。この上ほぞ173Aの上端は、四番車4と接触する摺動部23となっている。
In addition, the configuration of the number wheels 5 to 6 in the present embodiment is substantially the same as that of the third wheel 3 and the description thereof is omitted.
An abacus ball 174 is provided on the lower end side (lower side in FIG. 6) of the shaft portion 17 of the fourth wheel 4, and a second hand 400 is attached to the lower end. The abacus ball 174 is a bearing part that comes into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical main body 22 of the center wheel 2, and the center wheel 2 and the fourth wheel 4 are eccentrically rotated by the weight of the hands 200, 400 and the like. To prevent that. An upper end portion of the shaft portion 17 is provided with an awning determination portion 172 having the same configuration as that of the third wheel & pinion 3.
The second wheel & pinion 2 is configured by attaching a cylindrical pinion 2c having a minute hand 200 to a cylindrical main body 22 having a gear 170 and a pinion 171 and having the shaft portion 17 of the fourth wheel & pinion 4 inserted therein. The upper end side (upper side in FIG. 6) of the main body is an upper tenon 173 </ b> A that is formed thin and inserted into the bearing portion 16. The upper end of the upper tenon 173A is a sliding portion 23 that comes into contact with the fourth wheel 4.

〔三番車の軸受構造〕
次に、上記のような三番車3の軸受構成について説明する。三番車3に形成されるDLC膜は、硬度が20GPa〜40GPaに形成され、軸受部16を形成する高硬質素材であるルビー(例えば、本実施形態では硬度15GPa)と同等以上の硬度を有している。したがって、軸受部16との摺接によるDLC膜の磨耗は発生するが、例えば軸受部16の硬度以下の硬質膜を用いる場合に比べて十分に磨耗を抑えることができ、長期間の間、軸部17にDLC膜が保持されることとなる。さらに、DLC膜は、摩擦抵抗が小さく、相手(軸受部16)に対する攻撃性が低いため、軸受部16のDLC膜との摺接による磨耗も抑えられる。したがって、軸部17および軸受部16の摺接による双方の磨耗を抑えることができ、長期間時計100の運針精度を高精度に持続させることが可能となる。
より具体的には、三番車3の軸部17は、母材として、例えば炭素鋼(硬度:3〜8GPa)などが用いられ、この炭素鋼の表面処理として例えばNiメッキが施される。そして、このNiメッキ表面にDLC膜の下地としてTi層がスパッタリングにより形成される。DLC膜は、このTi層上に形成されている。このように、Ti層を下地としてDLC膜を形成することで、炭素鋼とDLC膜との応力差を吸収することができ、DLC膜の密着力を確保することができる。なお、本実施形態では、本発明の金属中間層としてTi層を形成する例を示すが、金属中間層として、例えばCr層などの他の金属層が形成される構成としてもよい。
[Bearing structure of third wheel]
Next, the bearing configuration of the third wheel & pinion 3 will be described. The DLC film formed on the third wheel 3 has a hardness of 20 GPa to 40 GPa and has a hardness equal to or higher than a ruby (for example, a hardness of 15 GPa in this embodiment) which is a highly rigid material forming the bearing portion 16. doing. Therefore, although wear of the DLC film due to sliding contact with the bearing portion 16 occurs, the wear can be sufficiently suppressed as compared with, for example, a hard film having a hardness of the bearing portion 16 or less. The DLC film is held in the portion 17. Furthermore, since the DLC film has low frictional resistance and low aggressiveness against the counterpart (bearing part 16), wear due to sliding contact of the bearing part 16 with the DLC film is also suppressed. Therefore, it is possible to suppress both wear due to the sliding contact between the shaft portion 17 and the bearing portion 16, and it is possible to maintain the accuracy of the hand movement of the timepiece 100 for a long period of time.
More specifically, for the shaft portion 17 of the third wheel & pinion 3, for example, carbon steel (hardness: 3 to 8 GPa) is used as a base material, and Ni plating is performed as a surface treatment of the carbon steel, for example. Then, a Ti layer is formed by sputtering on the Ni plating surface as a base for the DLC film. The DLC film is formed on this Ti layer. Thus, by forming the DLC film with the Ti layer as a base, the stress difference between the carbon steel and the DLC film can be absorbed, and the adhesion of the DLC film can be ensured. In this embodiment, an example in which a Ti layer is formed as the metal intermediate layer of the present invention is shown. However, for example, another metal layer such as a Cr layer may be formed as the metal intermediate layer.

そして、本実施形態では、軸部17および軸受部16の間に、DLC膜の微粉(以降、DLC微粉と称す)が拡散された潤滑油がある。
ここで、本発明では、潤滑油中にDLC微粉を拡散させることで、軸部17および軸受部16の摺動摩擦抵抗を低下させるが、本実施形態の時計100では、潤滑油中へのDLC微粉の拡散として、時計100の長時間使用を想定した時計耐久試験により、潤滑油中にDLC膜の磨耗粉が微粉として拡散する例について、以下説明する。この時計耐久試験では、時計輪列を通常より早い速度で駆動させる加速耐久試験であり、軸部17に形成されるDLC膜が磨耗することでDLC膜の磨耗粉が発生し、このDLC膜の磨耗粉がDLC微粉として潤滑油中に拡散する。本実施形態の時計100では、炭素鋼にNiメッキを施した下ほぞ173B(軸部17)の母材上に下地であるTi層を形成し、このTi層上にDLC膜を形成している。このような構成では、DLC膜の硬度が、軸受部16よりも硬度が大きい場合では、軸部17のDLC膜と軸受部16との摺接により発生するDLC膜の磨耗粉は、その粒径が最大でも100nm以下となる。
なお、潤滑油中へのDLC微粉の拡散方法として、これに限られず、例えばDLC微粉を予め生成して潤滑油に拡散させ、この潤滑油を軸部17および軸受部16の間に注ぐなどしてもよい。
In the present embodiment, there is lubricating oil in which fine powder of the DLC film (hereinafter referred to as DLC fine powder) is diffused between the shaft portion 17 and the bearing portion 16.
Here, in the present invention, the sliding friction resistance of the shaft portion 17 and the bearing portion 16 is reduced by diffusing the DLC fine powder in the lubricating oil. However, in the timepiece 100 of the present embodiment, the DLC fine powder into the lubricating oil is reduced. In the following, an example in which the wear powder of the DLC film is diffused as fine powder in the lubricating oil by the watch endurance test assuming long-time use of the watch 100 will be described. This watch endurance test is an accelerated endurance test in which the wheel train is driven at a speed higher than usual. The wear of the DLC film formed on the shaft portion 17 generates wear powder of the DLC film. The abrasion powder diffuses in the lubricating oil as DLC fine powder. In the timepiece 100 of the present embodiment, a Ti layer as a base is formed on a base material of a lower tenon 173B (shaft portion 17) obtained by applying Ni plating to carbon steel, and a DLC film is formed on the Ti layer. . In such a configuration, when the hardness of the DLC film is larger than that of the bearing portion 16, the wear powder of the DLC film generated by the sliding contact between the DLC film of the shaft portion 17 and the bearing portion 16 has a particle size of Is at most 100 nm.
The method of diffusing the DLC fine powder into the lubricating oil is not limited to this. For example, the DLC fine powder is generated in advance and diffused in the lubricating oil, and the lubricating oil is poured between the shaft portion 17 and the bearing portion 16. May be.

図8は、三番車3の下ほぞ173Bに膜厚が1.5μmであるDLC膜を形成した時計に対し、時計耐久試験を行った際のTEM(Transmission Electron Microscope)により観察されたDLC膜近傍の潤滑油を示す写真である。
図8に示すように、本実施形態の時計100では、潤滑油中に、最大で100nm以下のDLC微粉しか観察されなかった。時計耐久試験において、DLC膜と軸受部16との磨耗により磨耗粉が発生して潤滑油中に拡散されることが確認できるが、その磨耗粉の粒径は、観察不可能な程度の微小サイズから、最大でも100nm程度までの微粉となる。このように、DLC微粉が十分微小であり、潤滑油中に拡散して存在している場合、当該磨耗粉は、DLCの有する低摩擦性により良質な潤滑剤として作用する。このため、ほぞ173A,173Bに形成されるDLC膜、潤滑油、およびDLC微粉による相乗効果により、軸部17および軸受部16間の摺動摩擦抵抗がより低下される。
FIG. 8 shows a DLC film observed by a transmission electron microscope (TEM) when a timepiece durability test was performed on a watch in which a DLC film having a thickness of 1.5 μm was formed on the lower tenon 173B of the third wheel 3. It is a photograph which shows the lubricating oil of the vicinity.
As shown in FIG. 8, in the timepiece 100 of the present embodiment, only DLC fine powder having a maximum of 100 nm or less was observed in the lubricating oil. In the watch endurance test, it can be confirmed that abrasion powder is generated by the wear of the DLC film and the bearing portion 16 and is diffused into the lubricating oil. The particle size of the abrasion powder is a minute size that cannot be observed. To a fine powder of up to about 100 nm. As described above, when the DLC fine powder is sufficiently fine and diffused in the lubricating oil, the wear powder acts as a high-quality lubricant due to the low friction property of DLC. For this reason, the sliding frictional resistance between the shaft portion 17 and the bearing portion 16 is further reduced by the synergistic effect of the DLC film, the lubricating oil, and the DLC fine powder formed on the tenon 173A and 173B.

ここで、DLC微粉が拡散された潤滑油を用いた三番車のトルクと、DLC微粉が拡散されていない潤滑油を用いた三番車のトルクとを比較した図を図9に示す。この図9は、DLC微粉の含有量が0.8mass%の潤滑油がある三番車、DLC微粉の含有量が4.0mass%の潤滑油がある三番車、DLC微粉の含有量が7.0mass%の潤滑油がある三番車、DLC磨耗粉を含有しない潤滑油がある三番車のそれぞれの時計耐久試験時のトルクの変化状態を示す図である。   Here, FIG. 9 shows a comparison between the torque of the third wheel using the lubricating oil in which the DLC fine powder is diffused and the torque of the third wheel using the lubricating oil in which the DLC fine powder is not diffused. FIG. 9 shows the third wheel with the DLC fine powder content of 0.8 mass%, the third wheel with the DLC fine powder content of 4.0 mass%, and the DLC fine powder content of 7. It is a figure which shows the change state of the torque at the time of a timepiece durability test of the 3rd wheel with a 0.0 mass% lubricant and the 3rd wheel with a lubricant not containing DLC wear powder.

この図9において、軸部17に0.1μmのDLC膜を形成し、このDLC膜を規定量の潤滑油中で摩滅することで、DLC微粉の含有量が0.8mass%である潤滑油を得ることができる。また、軸部17に0.5μmのDLC膜を形成して、このDLC膜を摩滅することで、DLC微粉の含有量が4.0mass%である潤滑油を得ることができ、軸部17に0.8μmのDLC膜を形成して、このDLC膜を摩滅することで、DLC微粉の含有量が7.0mass%である潤滑油を得ることができる。   In FIG. 9, a DLC film having a thickness of 0.1 μm is formed on the shaft portion 17, and the DLC film is abraded in a specified amount of lubricating oil, whereby a lubricating oil having a DLC fine powder content of 0.8 mass% is obtained. Can be obtained. Further, by forming a DLC film of 0.5 μm on the shaft portion 17 and wearing this DLC film, lubricating oil having a DLC fine powder content of 4.0 mass% can be obtained. By forming a DLC film having a thickness of 0.8 μm and wearing this DLC film, a lubricating oil having a DLC fine powder content of 7.0 mass% can be obtained.

そして、図9に示すように、潤滑油中のDLC微粉の含有量が増大した場合でも、トルク上昇は見られず、いずれもDLC微粉が含有されないサンプルに比べて、半分以下のトルク上昇量となることが確認できる。本実施形態のDLC膜の最適膜厚は、1μmであり(詳細は後述する)、このようなDLC膜が形成される軸部17と軸受部16との間に潤滑油を注ぎ、1年経過〜10年経過相当の時計耐久試験(加速耐久試験)を実施した場合、潤滑油中のDLC微粉の含有量は、ほぼ0.8〜7.0mass%の範囲内となる。
この図9から、軸部17および軸受部16の間の潤滑油に、DLC微粉が拡散されている場合と、DLC微粉が含まれていない場合とを比較すると、潤滑油中にDLC微粉が拡散している場合では、DLC微粉が含まれていない場合に比べて、軸部17の回転時のトルクが低減されていることが確認できる。
And as shown in FIG. 9, even when the content of the DLC fine powder in the lubricating oil is increased, no torque increase is observed, and in all cases, the torque increase is less than half that of the sample not containing the DLC fine powder. It can be confirmed. The optimum film thickness of the DLC film of this embodiment is 1 μm (details will be described later), and lubricating oil is poured between the shaft part 17 and the bearing part 16 on which such a DLC film is formed, and one year has elapsed. When a watch endurance test (accelerated endurance test) corresponding to the lapse of 10 years is performed, the content of DLC fine powder in the lubricating oil is approximately in the range of 0.8 to 7.0 mass%.
From FIG. 9, when the DLC fine powder is diffused in the lubricating oil between the shaft portion 17 and the bearing portion 16 and the DLC fine powder is not contained, the DLC fine powder is diffused in the lubricating oil. In this case, it can be confirmed that the torque at the time of rotation of the shaft portion 17 is reduced as compared with the case where the DLC fine powder is not included.

一方、図示は省略するが、潤滑油中の磨耗粉の含有量が0.8mass%以下となる場合であっても、DLC微粉による潤滑効果は確認できる。しかし、この場合、潤滑油やDLC膜の磨耗進展状態によっては、必要箇所にDLC磨耗粉が分散しない可能性があり、潤滑油と、潤滑油中に分散されるDLC膜とによる摩擦抵抗低減の相乗効果を効果的に得ることができない場合もある。
以上より、潤滑油に含有されるDLC微粉の量は、0.8mass%〜7.0mass%であることが好ましい。
On the other hand, although illustration is omitted, the lubricating effect of the DLC fine powder can be confirmed even when the content of the wear powder in the lubricating oil is 0.8 mass% or less. However, in this case, depending on the state of progress of wear of the lubricating oil and the DLC film, there is a possibility that the DLC wear powder does not disperse in the necessary place, and the frictional resistance is reduced by the lubricating oil and the DLC film dispersed in the lubricating oil. In some cases, synergistic effects cannot be obtained effectively.
As mentioned above, it is preferable that the quantity of the DLC fine powder contained in lubricating oil is 0.8 mass%-7.0 mass%.

次に、潤滑油の劣化状態について説明する。
図10(A)は、耐久試験度の潤滑油のFTIR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy:フーリエ変換赤外分光法)による分析結果を示す図であり、(B)は、DLC膜を形成した場合の試験終了後の潤滑油に対してFTIRにより得られる吸光度から、DLC膜が形成されていない場合の試験終了後の潤滑油に対してFTIRにより得られる吸光度を差し引いた値を示す図である。
Next, the deterioration state of the lubricating oil will be described.
FIG. 10 (A) is a diagram showing the results of analysis by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) of a lubricating oil having a durability test degree, and (B) is a test when a DLC film is formed. It is a figure which shows the value which deducted the light absorbency obtained by FTIR with respect to the lubricating oil after completion | finish of a test in case the DLC film is not formed from the light absorbency obtained by FTIR with respect to the lubricating oil after completion | finish.

図10に示すように、DLC膜が形成されていない場合の時計耐久試験後の潤滑油の劣化状態、DLC膜が形成されている場合の時計耐久試験後の潤滑油の劣化状態、および時計耐久試験前の潤滑油の劣化状態を比べると、以下の点が分かる。すなわち、図10(B)に示すように、DLC膜が形成されていない場合の潤滑油では、DLC膜が形成されている場合の潤滑油に比べて、特に、2924(cm−1)や2854(cm−1)、1850(cm−1)から1550(cm−1)の領域において、吸光度に大きな違いが見られる。
ここで、1850(cm−1)から1550(cm−1)の領域における差は、DLC膜が形成されていない場合において、カルボン酸塩や縮合環を主構造とする構造が発生するためである。また、DLC膜を形成しない場合の潤滑油では、潤滑油中に含有される芳香環および芳香環を含む成分の分解が多く生じ、DLC膜が形成された場合の潤滑油と、DLC膜が形成されていない場合の潤滑油において、C−H結合が存在する割合に差が生じる。このため、2924(cm−1)や2853(cm−1)においても、吸光度に大きな差が生じている。上記のように、DLC膜が形成されていない場合では、潤滑油に分散される下ほぞ173Bや軸受部16の磨耗粉により潤滑油が劣化してしまい、潤滑性能が低下し、潤滑油の寿命も短くなる。
As shown in FIG. 10, the deterioration state of the lubricant after the watch durability test when the DLC film is not formed, the deterioration state of the lubricant after the watch durability test when the DLC film is formed, and the watch durability Comparing the deterioration state of the lubricating oil before the test reveals the following points. That is, as shown in FIG. 10B, the lubricating oil when the DLC film is not formed is particularly 2924 (cm −1 ) or 2854 compared to the lubricating oil when the DLC film is formed. There is a large difference in absorbance in the region of (cm −1 ), 1850 (cm −1 ) to 1550 (cm −1 ).
Here, the difference in the region from 1850 (cm −1 ) to 1550 (cm −1 ) is because a structure having a carboxylate or a condensed ring as a main structure is generated when the DLC film is not formed. . In addition, in the lubricating oil when the DLC film is not formed, the aromatic ring and components including the aromatic ring contained in the lubricating oil are often decomposed, and the lubricating oil and the DLC film are formed when the DLC film is formed. In the case where the lubricant is not used, a difference occurs in the proportion of C—H bonds. Therefore, also in 2924 (cm -1) and 2853 (cm -1), a large difference in absorbance occurs. As described above, when the DLC film is not formed, the lubricating oil deteriorates due to the wear powder of the lower tenon 173B and the bearing portion 16 dispersed in the lubricating oil, the lubricating performance is deteriorated, and the life of the lubricating oil is decreased. Is also shortened.

したがって、潤滑油を長期間劣化させずに、安定した潤滑性能を得るためには、軸部17および軸受部16の母材の磨耗を抑えることが重要となる。本実施形態では、軸部17(下ほぞ173B)にDLC膜を形成することで、軸部17の母材の磨耗が防止される。
ここで、図11に、DLC膜が形成されず、DLC微粉が含有される潤滑油がある軸受構造、DLC膜が形成され、かつDLC微粉が含有される潤滑油がある軸受構造、DLC膜が形成されず、潤滑油中にもDLC微粉が含有されない軸受構造のそれぞれにおける時計耐久試験の結果を示す。なお、図11に示す試験耐久試験では、横軸に示す経過時間として、図9の試験耐久試験の経過時間よりも長い期間を試験対象としている。
Therefore, in order to obtain stable lubrication performance without deteriorating the lubricating oil for a long time, it is important to suppress wear of the base material of the shaft portion 17 and the bearing portion 16. In the present embodiment, wear of the base material of the shaft portion 17 is prevented by forming the DLC film on the shaft portion 17 (lower tenon 173B).
Here, FIG. 11 shows a bearing structure having a lubricating oil containing no DLC film and containing DLC fine powder, a bearing structure having a DLC film and containing lubricating oil containing DLC fine powder, and a DLC film. The results of a watch durability test in each of the bearing structures that are not formed and that do not contain DLC fine powder in the lubricating oil are shown. In the test endurance test shown in FIG. 11, the elapsed time shown on the horizontal axis is a period longer than the elapsed time of the test endurance test in FIG. 9.

この図11において、軸部17にDLC膜が形成されず、潤滑油にDLC微粉が含有されている試料A,B,Cでは、軸部17の母材(炭素鋼、Niメッキ)が0.5μm磨耗していることが確認された。潤滑油にDLC微粉が含有されている場合では、図9を用いて説明したように、潤滑油中のDLC微粉により、トルクの上昇を抑えることができるが、軸部17の母材(炭素鋼、Niメッキ)が磨耗すると、その磨耗粉が潤滑油中に拡散され、図10に示すように、潤滑油が劣化してしまう。
これに対して、軸部17にDLC膜が形成される試料D,Eでは、0.2μmのDLC膜の磨耗が確認され、軸部17の母材の磨耗は確認されなかった。このような試料D,Eでは、軸部17の母材の磨耗粉が潤滑油中に拡散しないため、図10に示すように、潤滑油の劣化が抑制される。また、潤滑油中にDLC微粉が微粉として拡散するため、トルク上昇も効果的に抑えられる。なお、軸部17のDLC膜が磨耗した後における、潤滑油のDLC微粉含有量は、8.22mass%であったが、これによるトルク上昇は見られず、潤滑油中に拡散されたDLC微粉が潤滑剤として作用していることが分かる。
以上より、軸部17に形成されるDLC膜と、DLC微粉が拡散された潤滑油とにより、効果的な潤滑効果が得られることが確認できるとともに、DLC膜により、母材の磨耗を防止して潤滑油の劣化を防止することができ、軸受構造の長寿命化、長期間に亘ってトルク低減効果を得ることができる。
また、上記のように、軸部17および軸受部16の間に潤滑油があることで、軸部17および軸受部16の摩擦により発生するDLC微粉が飛散しないというメリットもある。つまり、潤滑油がない場合、DLC微粉は、時計輪列100Aの他部や、電子回路部などに飛散するおそれがあり、時計100の動作に影響を与えたり、一部に堆積するなどの要因で、輪列の運動の抵抗となり時計運針精度を悪化させたりする不都合がある。これに対して、本実施形態のように、軸部17および軸受部16の間に潤滑油があることで、DLC微粉が飛散せず、時計100内の他の歯車の駆動や回路に悪影響を及ぼすことがない。
In FIG. 11, in the samples A, B, and C in which the DLC film is not formed on the shaft portion 17 and the DLC fine powder is contained in the lubricating oil, the base material (carbon steel, Ni plating) of the shaft portion 17 is 0. It was confirmed that 5 μm was worn. In the case where the DLC fine powder is contained in the lubricating oil, as described with reference to FIG. 9, the increase in torque can be suppressed by the DLC fine powder in the lubricating oil, but the base material of the shaft portion 17 (carbon steel) When the Ni plating is worn, the wear powder is diffused in the lubricating oil, and the lubricating oil is deteriorated as shown in FIG.
On the other hand, in Samples D and E in which the DLC film is formed on the shaft portion 17, the wear of the 0.2 μm DLC film was confirmed, and the wear of the base material of the shaft portion 17 was not confirmed. In such samples D and E, since the wear powder of the base material of the shaft portion 17 does not diffuse into the lubricating oil, the deterioration of the lubricating oil is suppressed as shown in FIG. Moreover, since DLC fine powder diffuses as fine powder in the lubricating oil, an increase in torque can be effectively suppressed. In addition, although the DLC fine powder content of the lubricating oil after the DLC film of the shaft portion 17 was worn was 8.22 mass%, no torque increase was observed due to this, and the DLC fine powder diffused in the lubricating oil. It can be seen that acts as a lubricant.
From the above, it can be confirmed that an effective lubricating effect can be obtained by the DLC film formed on the shaft portion 17 and the lubricating oil in which the DLC fine powder is diffused, and the DLC film prevents the wear of the base material. Thus, deterioration of the lubricating oil can be prevented, and the bearing structure can have a long life and a torque reduction effect can be obtained over a long period of time.
Further, as described above, the presence of the lubricating oil between the shaft portion 17 and the bearing portion 16 has an advantage that the DLC fine powder generated by the friction between the shaft portion 17 and the bearing portion 16 is not scattered. That is, in the absence of lubricating oil, the DLC fine powder may be scattered on the other part of the timepiece train wheel 100A, the electronic circuit part, etc., which may affect the operation of the timepiece 100 or may accumulate on a part thereof. Therefore, there is a disadvantage that it becomes resistance of the movement of the train wheel and deteriorates the clock operation accuracy. On the other hand, as in the present embodiment, the presence of the lubricating oil between the shaft portion 17 and the bearing portion 16 prevents DLC fine powder from scattering and adversely affects the driving and circuits of other gears in the timepiece 100. There is no effect.

上述のようなDLC膜は、三番車3の表面上に0.8μm〜2.0μm程度の膜厚で形成され、より好ましくは、1μm程度の膜厚で形成される。
上記のようなDLC膜の成膜では、イオンプレーティング法が用いられる。イオンプレーティング法による成膜では、成膜時間が長時間になるにしたがって、成膜過程において粗大パーティクルなどの粒径の大きい付着物の量が増大する。従って、DLC膜の膜厚が2.0μm以上である場合、DLC膜の成膜時間も長くなるため、粗大パーティクルなどの発生量が増大するおそれがある。このような粗大パーティクルが多数部品表面に付着した場合では、軸部の回転による付着物の脱離が発生し、潤滑油中にこれらの付着物が分散し、摺動摩擦抵抗を効果的に低下させることが困難となる。
ここで、図12に、DLC膜の膜厚が0.35μmに形成された三番車3、およびDLC膜の膜厚が0.8μmに形成された三番車3の耐久試験経過後の観察写真を示す。また、図13に膜厚が1μmのDLC膜を形成し、粗大パーティクルが多数発生した場合の三番車3の時計耐久試験の結果を示す図を示す。この図13は、DLC膜の成膜時間としては、通常DLC膜を1μmに形成する場合に比べて十分長く設定し、DLC膜の剥離が発生しやすくしたサンプルに対する試験結果を示す図である。
図13に示すように、DLC膜の成膜時間が長くなると、仮にその膜厚が1μm程度であっても、粗大パーティクルの発生が起こりやすくなる。このようなパーティクルが発生すると、図13に示すように、三番車3を回転させるためのトルクが一時的に上昇してしまう。DLC膜の膜厚が2μm以上となる場合、DLC膜の成膜時間も膜厚に応じて長くなるため、上記のような付着物が発生する確立もより高くなる。このため、本発明では、DLC膜の膜厚としては、成膜時間が長時間とならず、付着物の発生確率を低減できる2.0μm未満にすることが好ましい。
なお、上記のような付着物が発生した場合であっても、図13に示すように、時間経過とともに、トルクの低減が確認され、その後、成膜時間が短く、剥離が起こりにくいDLC膜とほぼ同等のトルク変化状態となることが確認できる。これは、上述のような付着物が発生した場合であっても、時間経過に伴い、これらの付着物が磨耗などにより細分化され、100nm以下のサイズとなり、これらの付着物はDLC膜と同質物質であるので、上記のように細分化されることで潤滑剤として作用するためである。
The DLC film as described above is formed on the surface of the third wheel 3 with a film thickness of about 0.8 μm to 2.0 μm, and more preferably with a film thickness of about 1 μm.
An ion plating method is used in the formation of the DLC film as described above. In film formation by the ion plating method, as the film formation time becomes longer, the amount of deposits having a large particle diameter such as coarse particles increases during the film formation process. Accordingly, when the thickness of the DLC film is 2.0 μm or more, the time for forming the DLC film becomes longer, and thus the generation amount of coarse particles or the like may increase. When such coarse particles adhere to the surface of a part, the detachment of deposits occurs due to the rotation of the shaft, and these deposits are dispersed in the lubricating oil, effectively reducing the sliding frictional resistance. It becomes difficult.
Here, FIG. 12 shows the observation after the endurance test of the third wheel 3 having a DLC film thickness of 0.35 μm and the third wheel 3 having a DLC film thickness of 0.8 μm. Show photos. FIG. 13 shows the results of a watch durability test of the third wheel 3 when a DLC film having a thickness of 1 μm is formed and a large number of coarse particles are generated. FIG. 13 is a diagram showing test results for a sample in which the DLC film is formed sufficiently long as compared with the case where the DLC film is normally formed to 1 μm, and the DLC film is easily peeled off.
As shown in FIG. 13, when the film formation time of the DLC film becomes long, coarse particles are likely to be generated even if the film thickness is about 1 μm. When such particles are generated, the torque for rotating the third wheel & pinion 3 temporarily increases as shown in FIG. When the film thickness of the DLC film is 2 μm or more, the film formation time of the DLC film becomes longer according to the film thickness, and therefore the probability that the above deposits are generated becomes higher. For this reason, in the present invention, the film thickness of the DLC film is preferably less than 2.0 μm, which does not require a long film formation time and can reduce the probability of deposits.
Even when the above deposits are generated, as shown in FIG. 13, the torque is confirmed to decrease with the passage of time, and thereafter the DLC film and the film formation time are short and peeling is unlikely to occur. It can be confirmed that the torque change state is almost equivalent. This is because even when the above-mentioned deposits are generated, these deposits are subdivided by wear or the like with the passage of time and become a size of 100 nm or less, and these deposits are the same quality as the DLC film. This is because it is a substance and acts as a lubricant by being subdivided as described above.

一方、膜厚が0.5μm以下である場合は、軸受部16との摺接によるDLC膜の剥離が頻繁に起こる場合がある。このようなDLC膜の剥離では、DLC微粉よりも大きい塊として潤滑油中に拡散されるため、摺動摩擦抵抗の増大を招くおそれがある。また、DLC膜の剥離が発生しなかった場合であっても、図12に示すように、DLC膜が磨滅し、下ほぞ173Bの下地が露出する場合がある。この場合でも、DLC微粉が潤滑油中に分散されるため、DLC膜が形成されていない場合に比べて潤滑効果はあるが、下ほぞ173Bが露出される状態となる。この場合、下ほぞ173Bが磨耗すると、その磨耗粉により潤滑油を劣化させる可能性がある。
上記のような理由により、DLC膜の膜厚としては、0.8μm〜2.0μm程度に形成されることが好ましい。このように、DLC膜の膜厚を0・8μm〜2.0μm程度に形成することで、DLC膜の磨滅を防止でき、かつ剥離片の発生をも防止できるため、良好に潤滑効果を持続させることができる。また、軸受部16との摺接により磨耗粉が発生した際のDLC磨耗粉の粒径が100nm以下となって、良好な潤滑剤として潤滑油中に拡散されることとなる。この場合、磨耗粉が剥離片とならないため、軸部17および軸受部16の摺動摩擦抵抗を効果的に低下させることが可能となる。
On the other hand, when the film thickness is 0.5 μm or less, peeling of the DLC film due to sliding contact with the bearing portion 16 may frequently occur. In such peeling of the DLC film, since it is diffused into the lubricating oil as a lump larger than the DLC fine powder, there is a risk of increasing the sliding frictional resistance. Further, even when the DLC film is not peeled off, as shown in FIG. 12, the DLC film may be worn out and the base of the lower tenon 173B may be exposed. Even in this case, since the DLC fine powder is dispersed in the lubricating oil, there is a lubricating effect as compared with the case where the DLC film is not formed, but the lower tenon 173B is exposed. In this case, when the lower tenon 173B is worn, there is a possibility that the lubricating oil is deteriorated by the wear powder.
For the above reasons, the DLC film is preferably formed to a thickness of about 0.8 μm to 2.0 μm. In this way, by forming the DLC film to a thickness of about 0.8 μm to 2.0 μm, it is possible to prevent the DLC film from being worn and to prevent the occurrence of peeling pieces, so that the lubrication effect can be sustained well. be able to. Moreover, the particle size of the DLC wear powder when the wear powder is generated by sliding contact with the bearing portion 16 becomes 100 nm or less, and is diffused into the lubricating oil as a good lubricant. In this case, since the abrasion powder does not become a peeling piece, the sliding frictional resistance of the shaft portion 17 and the bearing portion 16 can be effectively reduced.

ここで、上述のようなDLC膜の成膜方法をより詳細に説明する。DLC膜の成膜では、例えばグラファイトなどの水素フリーの原料を用い、水素含有しない雰囲気化(水素フリー雰囲気化)で、イオンプレーティング法などの水素フリーPVD(Physical Vapor Deposition)法により形成される。このような水素フリーPVD法では、本実施形態の時計輪列100Aにおける各軸部17のような微細部品に対して、密着性が高く、かつ高硬度なDLC膜を形成することができ、軸部17および軸受部16が摺接した際のDLC膜の剥離や、DLC膜の過度の磨耗を防止することができる。通常、時計部品のような微細部品のさらに微小な軸部などにおいては、同条件ではテストピース上と軸部の膜質が異なり、本来の硬度や密着力を確保することができない。すなわち、このような水素フリーPVD法により形成されるDLC膜では、軸部17の表面が露出するような剥離や磨耗が防止され、軸部17が露出しない程度の適量のDLC微粉を発生させることが可能となる。また、上述したように、このように発生したDLC微粉は、潤滑油中に拡散されることで、軸部17および軸受部16の摺動摩擦抵抗がより低減され、DLC膜の剥離や磨耗がさらに抑えられることとなる。   Here, the method for forming the DLC film as described above will be described in more detail. In the formation of the DLC film, for example, a hydrogen-free raw material such as graphite is used, and a hydrogen-free atmosphere (hydrogen-free atmosphere) is formed by a hydrogen-free PVD (Physical Vapor Deposition) method such as an ion plating method. . In such a hydrogen-free PVD method, a DLC film having high adhesion and high hardness can be formed on a fine part such as each shaft portion 17 in the watch train wheel 100A of the present embodiment. It is possible to prevent peeling of the DLC film and excessive wear of the DLC film when the part 17 and the bearing part 16 are in sliding contact. Usually, in a minute shaft portion of a fine component such as a watch component, the film quality on the test piece and the shaft portion are different under the same conditions, and the original hardness and adhesion cannot be secured. That is, in such a DLC film formed by the hydrogen-free PVD method, peeling and wear that expose the surface of the shaft portion 17 are prevented, and an appropriate amount of DLC fine powder is generated so that the shaft portion 17 is not exposed. Is possible. In addition, as described above, the DLC fine powder generated in this manner is diffused in the lubricating oil, so that the sliding friction resistance of the shaft portion 17 and the bearing portion 16 is further reduced, and the DLC film is further peeled off and worn. It will be suppressed.

また、三番車3には全体にフッ素系樹脂によるコーティング処理が施され、DLC膜上に油・硬質炭素膜微粉保持層が形成される。ここで、三番車3のほぞ173A,173Bと、軸受部16との間には、潤滑油が注入されるが、上記油・硬質炭素膜微粉保持層は、この潤滑油の拡散を防止してほぞ173A,173Bおよび軸受部16間に保持させる機能を有する。また、下ほぞ173B上では、フッ素系樹脂により形成される油・硬質炭素膜微粉保持層は、軸部17および軸受部16の摺接によりDLC膜は剥離した場合でも、その剥離面上にフッ素系樹脂が更新される。したがって、DLC膜の剥離に伴う潤滑油の飛散がなく、長時間潤滑油を保持することが可能となる。このような油・硬質炭素膜微粉保持層は、完全フッ素化された不活性液体中で合成した高機能フッ素系ホモポリマーの処理原液と、フッ素系不活性液体で適度な溶解性を有し、かつ水分を溶解しない希釈液と、を混合した混合液に、三番車3を浸漬し、乾燥させることで、形成される。   Further, the third wheel 3 is entirely coated with a fluorine resin, and an oil / hard carbon film fine powder holding layer is formed on the DLC film. Here, lubricating oil is injected between the tenon 173A and 173B of the third wheel 3 and the bearing portion 16, but the oil / hard carbon film fine powder holding layer prevents diffusion of the lubricating oil. It has a function of being held between the mortises 173A and 173B and the bearing portion 16. In addition, on the lower tenon 173B, the oil / hard carbon film fine powder holding layer formed of the fluorine-based resin has fluorine on the peeling surface even when the DLC film peels off due to the sliding contact between the shaft part 17 and the bearing part 16. System resin is renewed. Accordingly, there is no scattering of the lubricating oil accompanying the peeling of the DLC film, and the lubricating oil can be held for a long time. Such an oil / hard carbon film fine powder holding layer has a high-performance fluorine homopolymer processing stock solution synthesized in a fully fluorinated inert liquid and an appropriate solubility in the fluorine inert liquid, In addition, the third wheel 3 is immersed in a mixed solution obtained by mixing a diluent that does not dissolve moisture, and dried.

次に、上述したような時計輪列100Aの三番車3の下ほぞ173Bに形成されるDLC膜の製法による特性の差、特に、密着性、硬度について図面に基づいて説明する。すなわち、本実施形態では、上述したように、DLC膜は、水素フリーPVD法により形成されるが、このような水素フリーPVD法により形成されるDLC膜と、プラズマCVD法により形成されるDLC膜との特性について説明する。   Next, differences in characteristics due to the manufacturing method of the DLC film formed on the lower tenon 173B of the third wheel 3 of the watch wheel train 100A as described above, in particular, adhesion and hardness will be described with reference to the drawings. That is, in this embodiment, as described above, the DLC film is formed by the hydrogen-free PVD method. However, the DLC film formed by the hydrogen-free PVD method and the DLC film formed by the plasma CVD method are used. The characteristics will be described.

図14は、本実施形態の時計部品の軸上における水素フリーPVD法により形成されるDLC膜と、プラズマCVD法により形成されるDLC膜とにおける、押し込み深さに対して必要な圧力を示す図である。図15は、本実施形態の水素フリーPVD法により形成されるDLC膜と、プラズマCVD法により形成されるDLC膜との硬度を比較する図である。図16は、本実施形態の水素フリーPVD法により形成されるDLC膜と、プラズマCVD法により形成されるDLC膜との密着力を示す図である。   FIG. 14 is a diagram showing the pressure required for the indentation depth in the DLC film formed by the hydrogen-free PVD method and the DLC film formed by the plasma CVD method on the axis of the timepiece component of this embodiment. It is. FIG. 15 is a diagram comparing the hardness of the DLC film formed by the hydrogen-free PVD method of this embodiment and the DLC film formed by the plasma CVD method. FIG. 16 is a diagram showing the adhesion between the DLC film formed by the hydrogen-free PVD method of this embodiment and the DLC film formed by the plasma CVD method.

図14に示すように、押し込みテストの結果、プラズマCVD法がテストピースと比較して低い硬度を示すのに比べて、水素フリーPVD法により形成されるDLC膜は、全押し込み深さに対してテストピースと同等の高い硬度を示すことが確認された。
また、図15に示すように、単位面積当たりの硬度において、水素フリーPVD法により形成されるDLC膜は20GPaと高い硬度を有することが実験により確認でき、時計部品の軸上においてプラズマCVD法により形成されるDLC膜と比べてより高硬度を実現できることが分かる。
また、図16に示すように、プラズマCVD法により形成されるDLC膜では、10mNのスクラッチテストにおける垂直加重が加えられると磨耗が始まり、81mNの垂直加重が加えられることで、剥離が始まる。これに対し、水素フリーPVD法により形成されるDLC膜は、磨耗が開始される垂直加重が54mNであり、剥離が生じる垂直加重が103mNとなる。すなわち、水素フリーPVD法により形成されるDLC膜は、軸部17に対して良好な密着性を有することが確認できる。また、DLC膜の膜厚を0.3μmにした場合では、膜厚が1.0μmの場合に比べて、剥離が発生する垂直加重が小さくなることも確認でき、小さい摩擦力で磨滅や剥離が発生してしまうことが分かる。ここで、上述したように、DLC膜の膜厚が0.5μm以下に形成した場合でも、下ほぞ173Bおよび軸受部16の摺動摩擦抵抗を低減させて、経過年数に伴うトルク上昇を防止する効果を奏するが、潤滑油の劣化を防止するためには、下ほぞ173Bを露出させることは好ましくない。したがって、DLC膜の磨滅や剥離により下ほぞ173Bの露出を防止するためには、DLC膜の膜厚を0.8μm以上に形成することが好ましい。
As shown in FIG. 14, as a result of the indentation test, the DLC film formed by the hydrogen-free PVD method has a lower indentation depth than the plasma CVD method exhibits lower hardness than the test piece. It was confirmed that it showed high hardness equivalent to the test piece.
Further, as shown in FIG. 15, it can be confirmed by experiments that the DLC film formed by the hydrogen-free PVD method has a hardness as high as 20 GPa in terms of hardness per unit area. It can be seen that higher hardness can be realized as compared with the formed DLC film.
Further, as shown in FIG. 16, in the DLC film formed by the plasma CVD method, wear starts when a vertical load in a scratch test of 10 mN is applied, and peeling starts when a vertical load of 81 mN is applied. On the other hand, in the DLC film formed by the hydrogen-free PVD method, the vertical load at which wear starts is 54 mN, and the vertical load at which peeling occurs is 103 mN. That is, it can be confirmed that the DLC film formed by the hydrogen-free PVD method has good adhesion to the shaft portion 17. Also, when the thickness of the DLC film is 0.3 μm, it can be confirmed that the vertical load at which peeling occurs is smaller than when the film thickness is 1.0 μm. You can see that it occurs. Here, as described above, even when the DLC film is formed to have a thickness of 0.5 μm or less, the sliding frictional resistance of the lower tenon 173B and the bearing portion 16 is reduced, and the torque increase associated with the elapsed years is prevented. However, in order to prevent deterioration of the lubricating oil, it is not preferable to expose the lower tenon 173B. Therefore, in order to prevent exposure of the lower tenon 173B by abrasion or peeling of the DLC film, it is preferable to form the DLC film with a thickness of 0.8 μm or more.

〔本実施形態の作用効果〕
上述したように、本実施形態の時計100では、時計輪列100Aを構成する三番車3の下ほぞ173Bにおいて、軸部17及び軸受部16の間にDLC微粉が拡散した潤滑油がある。ここで、DLCは抵抗値が小さく、微粒子として潤滑油中に拡散して存在している場合、これらの磨耗粉が潤滑剤として作用するため、軸部17および軸受部16の摺動摩擦抵抗をさらに低減されることができる。したがって、軸部17および軸受部16の摺動範囲において、これらのDLC微粉が一様に分布することとなり、摺動摩擦抵抗を低減させることができる。これにより、時計輪列100Aは、長期に亘って、精度よく駆動力を指針に伝達させることが可能となり、時計100における運針精度を長期に亘って高精度に維持でき、時計寿命を長くすることができる。また、側圧が最も大きくなる三番車3を回転させるためのトルクも低く抑えることができるため、エネルギー発生減であるモーターに係る負荷も小さくでき、省エネルギー化を促進できる。
[Effects of this embodiment]
As described above, in the timepiece 100 of this embodiment, in the lower tenon 173B of the third wheel & pinion 3 constituting the timepiece train wheel 100A, there is lubricating oil in which DLC fine powder is diffused between the shaft portion 17 and the bearing portion 16. Here, when the DLC has a small resistance value and is diffused and present in the lubricating oil as fine particles, these wear powders act as a lubricant, so that the sliding friction resistance of the shaft portion 17 and the bearing portion 16 is further increased. Can be reduced. Accordingly, these DLC fine powders are uniformly distributed in the sliding range of the shaft portion 17 and the bearing portion 16, and the sliding frictional resistance can be reduced. As a result, the timepiece wheel train 100A can accurately transmit the driving force to the hands over a long period of time, and the hand movement accuracy in the timepiece 100 can be maintained with high precision over a long period of time, thereby extending the life of the timepiece. Can do. In addition, since the torque for rotating the third wheel & pinion 3 having the largest side pressure can be kept low, the load on the motor, which reduces energy generation, can be reduced, and energy saving can be promoted.

また、三番車3の下ほぞ173Bには、DLC膜が形成されている。
このため、このDLC膜により軸部17および軸受部16の摺接抵抗をより低減させることができる。また、軸部17の回転により、DLC微粉が発生した場合でも、この磨耗粉が潤滑油中に拡散され、上記したように、磨耗粉が潤滑剤として作用させることができる。したがって、時計使用開始時には、DLC膜および潤滑油の相乗効果により摺動摩擦抵抗を低減でき、また、所定年数経過後では、DLC膜、潤滑油、および潤滑油中に拡散されるDLC微粉の相乗効果により、摺動摩擦抵抗を低減させることができる。よって、長期に亘って軸部17をDLC膜により保護することができ、摺動摩擦を低く維持することができる。これにより、時計輪列100Aは、長期に亘って、精度よく駆動力を指針に伝達させることが可能となり、時計100における運針精度を長期に亘って高精度に維持でき、時計寿命を長くすることができる。
さらに、軸部17にDLC膜が成膜されているので、軸部17が回転駆動した際に、軸部17の母材の磨耗を防止できる。したがって、潤滑油に軸部17の母材の磨耗粉が拡散されず、潤滑油の劣化を防止することができる。これにより、潤滑油の潤滑効率の低下を防止でき、潤滑油の長寿命化を図ることができる。
A DLC film is formed on the lower tenon 173B of the third wheel & pinion 3.
For this reason, the sliding resistance of the shaft portion 17 and the bearing portion 16 can be further reduced by the DLC film. Further, even when DLC fine powder is generated by the rotation of the shaft portion 17, the wear powder is diffused in the lubricating oil, and as described above, the wear powder can act as a lubricant. Therefore, the sliding friction resistance can be reduced by the synergistic effect of the DLC film and the lubricating oil at the start of use of the watch, and after a predetermined number of years, the synergistic effect of the DLC film, the lubricating oil, and the DLC fine powder diffused in the lubricating oil. Thus, sliding frictional resistance can be reduced. Therefore, the shaft portion 17 can be protected by the DLC film over a long period of time, and the sliding friction can be kept low. As a result, the timepiece wheel train 100A can accurately transmit the driving force to the hands over a long period of time, and the hand movement accuracy in the timepiece 100 can be maintained with high precision over a long period of time, thereby extending the life of the timepiece. Can do.
Further, since the DLC film is formed on the shaft portion 17, it is possible to prevent the base material of the shaft portion 17 from being worn when the shaft portion 17 is driven to rotate. Therefore, the wear powder of the base material of the shaft portion 17 is not diffused into the lubricating oil, and the deterioration of the lubricating oil can be prevented. Thereby, the fall of the lubricating efficiency of lubricating oil can be prevented and the lifetime of lubricating oil can be extended.

また、三番車3に形成されるDLC膜は、水素フリーPVD法により成膜されている。
このため、腕時計の歯車のような、直径が0.18mm程度の微小部分である下ほぞ173Bに対しても、高密着性、かつ高硬度なDLC膜を0.8μm〜2.0μm程度の膜厚で安定して成膜させることができる。
また、水素フリーPVD法により水素フリーDLC膜を形成することで、DLC膜の結晶構造において、sp2結合よりsp3結合の割合を増大させることができ、より硬度が高いDLC膜を形成することが可能となる。また、水素フリーDLC膜では、摺動摩擦抵抗をより低減させることが可能となり、潤滑油とのなじみが良好となり、DLC微粉が発生した場合でも、効率よく潤滑油中に拡散させることができる。
The DLC film formed on the third wheel & pinion 3 is formed by a hydrogen-free PVD method.
For this reason, a DLC film having a high adhesiveness and a high hardness is applied to a lower tenon 173B, which is a minute part having a diameter of about 0.18 mm, such as a gear of a wristwatch, with a film thickness of about 0.8 μm to 2.0 μm The film can be stably formed with a thickness.
In addition, by forming a hydrogen-free DLC film by the hydrogen-free PVD method, in the crystal structure of the DLC film, it is possible to increase the proportion of sp3 bonds rather than sp2 bonds, and it is possible to form a DLC film with higher hardness It becomes. In addition, the hydrogen-free DLC film can further reduce the sliding frictional resistance, and the compatibility with the lubricating oil becomes good. Even when the DLC fine powder is generated, it can be efficiently diffused in the lubricating oil.

また、膜厚が0.8μmから2.0μm程度となるようにDLC膜を成膜している。この場合、DLC膜の磨滅や剥離による下ほぞ173Bの露出を防止することができ、潤滑油の劣化を防止することができる。また、水素フリーPVD法により容易にDLC膜を、膜厚が一様になるように成膜することができ、DLC膜の膜厚精度が良好となる。
すなわち、DLC膜の膜厚が0.5μm以下である場合であっても、摺動摩擦抵抗の低減効果、トルク低減効果を奏する。しかしながら、上記のように、DLC膜の磨滅や剥離により、下ほぞ173Bが露出してしまう場合があり、この場合、磨耗により潤滑油がダメージを受ける場合がある。また、DLCの膜厚が2.0μm以上である場合でも、DLC膜の硬度や密着力を適切に保つことで、下ほぞ173Bおよび軸受部16の摺動摩擦抵抗の低減や、トルク低減の効果を奏する。しかしながら、水素フリーPVD法による成膜では、粗大パーティクルなどの表面付着物の発生リスクが増大し、また成膜にかかる工程や成膜時間も長くなり、膜厚を一様にするための精度(膜厚精度)も悪化するという問題もある。
これに対して、上記のように、DLC膜の膜厚を0.8μmから2.0μm程度とする場合、水素フリーPVD法により、粗大パーティクルなどの表面付着物の発生リスクを最小限にし、膜厚が一様で、適度な硬度や密着率を有するDLC膜を容易に形成することができる。また、図12に示すように、DLC膜の磨滅を防止することができ、下ほぞ173Bが露出しないため、下ほぞ173Bの磨耗による潤滑油の劣化をも防止できる。
また、この時、DLC微粉の粒径は、100nm以下となる。このため、DLC微粉が回転時の抵抗とならず、潤滑剤として作用させることができ、DLC膜、潤滑油、およびDLC微粉の相乗効果により、より効果的に摺動摩擦抵抗を低減させることが可能となる。
Further, the DLC film is formed so that the film thickness is about 0.8 μm to 2.0 μm. In this case, exposure of the lower tenon 173B due to abrasion or peeling of the DLC film can be prevented, and deterioration of the lubricating oil can be prevented. In addition, the DLC film can be easily formed with a uniform film thickness by the hydrogen-free PVD method, and the film thickness accuracy of the DLC film is improved.
That is, even when the thickness of the DLC film is 0.5 μm or less, the sliding friction resistance can be reduced and the torque can be reduced. However, as described above, the lower tenon 173B may be exposed due to abrasion or peeling of the DLC film. In this case, the lubricating oil may be damaged by abrasion. Even when the DLC film thickness is 2.0 μm or more, by maintaining the hardness and adhesion of the DLC film appropriately, the sliding frictional resistance of the lower tenon 173B and the bearing portion 16 can be reduced, and the torque can be reduced. Play. However, in the film formation by the hydrogen-free PVD method, the risk of occurrence of surface deposits such as coarse particles increases, and the film formation process and the film formation time become longer, and the accuracy for making the film thickness uniform ( There is also a problem that the film thickness accuracy is also deteriorated.
On the other hand, as described above, when the film thickness of the DLC film is about 0.8 μm to 2.0 μm, the hydrogen-free PVD method minimizes the risk of occurrence of surface deposits such as coarse particles. A DLC film having a uniform thickness and appropriate hardness and adhesion can be easily formed. Further, as shown in FIG. 12, the DLC film can be prevented from being worn out, and the lower tenon 173B is not exposed, so that deterioration of the lubricating oil due to wear of the lower tenon 173B can also be prevented.
At this time, the particle size of the DLC fine powder is 100 nm or less. For this reason, DLC fine powder does not become resistance during rotation but can act as a lubricant, and the sliding friction resistance can be more effectively reduced by the synergistic effect of the DLC film, lubricating oil, and DLC fine powder. It becomes.

そして、DLC膜が形成される軸部17に対して、軸受部16は、DLC膜と同等以下の硬度を有する高硬質部材であるルビーにより形成される。例えば本実施形態では、DLC膜は20GPa以上であり、軸受部16は、硬度15GPaの高硬度素材であるルビーにより形成されている。
このため、ルビーにより形成される軸部17による、DLC膜の損傷を抑えることができ、DLC膜の過度の磨耗を防止することができる。また、DLC膜は、低抵抗性であるため、DLC膜が軸受部16より高硬度であった場合でも、軸受部16への攻撃性が小さく、軸受部16の損傷も抑えることができる。以上のように、軸部17および軸受部16の双方の摺動摩擦による損傷を抑えることができ、時計100の運針精度を良好に維持でき、時計寿命を延ばすことができる。
また、Niメッキが施された炭素鋼を母材とした下ほぞ173B(軸部17)上に、Ti層を形成し、このTi層上にDLC膜が形成されている。このように、Ti層を介してDLC膜を形成することで、Ti層によりDLC膜と母材との応力差を吸収させることができ、DLC膜の密着力を高めることができる。したがって、DLC膜と軸受部16との間に摩擦が発生した場合でも、DLC磨耗粉の粒径を100μm以下にすることができる。したがって、DLC膜と軸受部16との摩擦によりDLC磨耗粉が発生した場合に、その磨耗粉を潤滑油中に拡散させることができ、良好な潤滑効果を得ることができる。
And with respect to the shaft portion 17 on which the DLC film is formed, the bearing portion 16 is formed of ruby which is a highly rigid member having a hardness equal to or lower than that of the DLC film. For example, in the present embodiment, the DLC film is 20 GPa or more, and the bearing portion 16 is formed of ruby which is a high hardness material having a hardness of 15 GPa.
For this reason, damage to the DLC film due to the shaft portion 17 formed of ruby can be suppressed, and excessive wear of the DLC film can be prevented. In addition, since the DLC film has low resistance, even when the DLC film is harder than the bearing part 16, the aggressiveness to the bearing part 16 is small, and damage to the bearing part 16 can be suppressed. As described above, damage due to sliding friction of both the shaft portion 17 and the bearing portion 16 can be suppressed, the moving accuracy of the timepiece 100 can be maintained satisfactorily, and the timepiece life can be extended.
Further, a Ti layer is formed on a lower tenon 173B (shaft portion 17) using a carbon steel plated with Ni as a base material, and a DLC film is formed on the Ti layer. Thus, by forming the DLC film through the Ti layer, the Ti layer can absorb the stress difference between the DLC film and the base material, and the adhesion of the DLC film can be increased. Therefore, even when friction occurs between the DLC film and the bearing portion 16, the particle size of the DLC wear powder can be made 100 μm or less. Therefore, when DLC wear powder is generated by friction between the DLC film and the bearing portion 16, the wear powder can be diffused in the lubricating oil, and a good lubricating effect can be obtained.

さらに、軸部17および軸受部16には、油・硬質炭素膜微粉保持層であるフッ素コーティングが施されている。
このため、フッ素コーティングにより、潤滑油が軸部17および軸受部16間に保持されている。すなわち、油・硬質炭素膜微粉保持層により潤滑油が他に飛散するなどの問題がなく、長期に亘って、軸部17および軸受部16の間に保持させることができ、軸部17及び軸受部16間の摺動摩擦抵抗を効果的に低減させることができる。これにより、長期に亘る時計100の運針精度の維持、時計100の長寿命化を図ることができる。
また、油・硬質炭素膜微粉保持層がフッ素系樹脂コーティングであるため、摺接により軸部17のDLC膜が剥離した場合であっても、その剥離面の上面にフッ素系樹脂が伸び、剥離面上にフッ素系樹脂を更新して形成させることが可能となる。
Further, the shaft portion 17 and the bearing portion 16 are provided with a fluorine coating that is an oil / hard carbon film fine powder holding layer.
For this reason, the lubricating oil is held between the shaft portion 17 and the bearing portion 16 by the fluorine coating. That is, the oil / hard carbon film fine powder holding layer has no problem such as scattering of the lubricating oil, and can be held between the shaft portion 17 and the bearing portion 16 over a long period of time. The sliding frictional resistance between the parts 16 can be effectively reduced. Thereby, maintenance of the hand movement accuracy of the timepiece 100 over a long period of time and an extension of the life of the timepiece 100 can be achieved.
In addition, since the oil / hard carbon film fine powder holding layer is a fluorine resin coating, even if the DLC film of the shaft portion 17 is peeled off by sliding contact, the fluorine resin extends and peels off on the upper surface of the peeled surface. It becomes possible to renew and form the fluororesin on the surface.

〔実施形態の変形〕
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes other configurations and the like that can achieve the object of the present invention, and includes the following modifications and the like.

例えば、上述したように、DLC膜が形成される部分として、最も大きい側圧が作用する三番車3の下ほぞ173Bとしたが、これに限らず、少なくとも各番車2〜6の全体、あるい各番車2〜6のほぞ173A,173Bのみに形成する構成としてもよい。このような構成とした場合、ほぞ173A,173Bと軸受部16との間だけでなく、かな171や歯車170で生じる摩擦抵抗をも低減できるので、運針させるのに必要な最低のトルクの低下、時計100の運針精度の向上、時計寿命の延長を図ることができる。   For example, as described above, the portion where the DLC film is formed is the lower tenon 173 </ b> B of the third wheel 3 on which the largest side pressure acts, but is not limited thereto, and there is at least the entire number 2 to 6. It is good also as a structure formed only in tenon 173A, 173B of each number wheel 2-6. When such a configuration is adopted, not only between the tenon 173A, 173B and the bearing portion 16, but also the frictional resistance generated in the kana 171 and the gear 170 can be reduced, so that the minimum torque reduction necessary for moving the needle is reduced. It is possible to improve the accuracy of hand movement of the timepiece 100 and extend the life of the timepiece.

さらに、軸部17にDLC膜を形成したが、軸受部16にDLC膜を形成する構成としてもよい。さらには、軸受部16および軸部17の双方にDLC膜を形成してもよい。   Furthermore, although the DLC film is formed on the shaft portion 17, the DLC film may be formed on the bearing portion 16. Furthermore, a DLC film may be formed on both the bearing portion 16 and the shaft portion 17.

本発明の時計100として、ゼンマイを自動巻する発電機能付き時計を例示したがこれに限らず、他の機械時計に適用されてもよい。詳述すると、機械エネルギー源であるゼンマイと、ゼンマイを内蔵した香箱車と噛み合う二番車等から構成された輪列と、ガンギ車、アンクル、およびテンプ等から構成されてゼンマイに蓄えられた機械エネルギー源を定期的に開放する調速機構と、輪列に結合された指針とを備える機械時計において、輪列を構成する番車のうち、少なくとも分針が取り付けられる二番車、二番車からの回転が伝達される三番車、および二番車の軸上に配置されて三番車からの回転が伝達されるとともに秒針が取り付けられる四番車により本発明の時計輪列が構成される時計であってもよい。また、ゼンマイにより運針を実施する時計に限らず、ステッピングモーターなどの他の駆動力により駆動する時計などを対象としてもよい。これらの場合でも、各番車のほぞにDLC膜を形成することで、時計の長寿命化、時計の運針精度の向上を図ることができる。   As the timepiece 100 of the present invention, the power generation function timepiece that automatically winds the mainspring is illustrated, but the present invention is not limited thereto, and may be applied to other mechanical timepieces. More specifically, a machine comprised of a mainspring that is a mechanical energy source, a second wheel that meshes with a barrel wheel that incorporates the mainspring, an escape wheel, ankle, a balance, and the like, and is stored in the mainspring. In a mechanical timepiece having a speed control mechanism that periodically releases an energy source and a pointer coupled to the train wheel, from the second wheel and second wheel to which at least the minute hand is attached among the number wheels constituting the train wheel The watch wheel train of the present invention is constituted by the third wheel to which the rotation of the second wheel is transmitted and the fourth wheel that is arranged on the shaft of the second wheel and transmits the rotation from the third wheel and to which the second hand is attached. It may be a watch. Further, the timepiece is not limited to the timepiece that moves the hands with the mainspring, but may be a timepiece driven by another driving force such as a stepping motor. Even in these cases, by forming a DLC film on the tenon of each wheel, it is possible to extend the life of the timepiece and improve the accuracy of hand movement of the timepiece.

その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。   In addition, the specific structure and procedure for carrying out the present invention can be appropriately changed to other structures and the like within a range in which the object of the present invention can be achieved.

2,3,4,5,6…回転体としての番車、16…軸受部、17…軸部、100…時計、100A…時計輪列。   2, 3, 4, 5, 6 ... number wheel as a rotating body, 16 ... bearing portion, 17 ... shaft portion, 100 ... watch, 100A ... watch wheel train.

Claims (7)

軸部を有する回転体と、前記回転体の前記軸部を回転可能に保持する軸受部とを備えた時計輪列であって、
前記軸部および前記軸受部の間に、硬質炭素膜の微粉が拡散した潤滑油があり、
前記軸部および前記軸受部のうちいずれか一方に前記硬質炭素膜が形成され、
前記軸部および前記軸受部のうち、前記硬質炭素膜が形成されていない他方は、前記硬質炭素膜よりも硬度が低い硬質素材により形成される
ことを特徴とする時計輪列。
A timepiece wheel train comprising a rotating body having a shaft portion and a bearing portion for rotatably holding the shaft portion of the rotating body,
Between the shaft portion and the bearing portion, there is a lubricating oil in which fine powder of a hard carbon film is diffused,
The hard carbon film is formed on one of the shaft portion and the bearing portion,
The other of the shaft portion and the bearing portion on which the hard carbon film is not formed is formed of a hard material having a hardness lower than that of the hard carbon film.
請求項1に記載の時計輪列において、
前記潤滑油中に拡散した硬質炭素膜の微粉は、前記軸部および前記軸受部のうちいずれか一方に形成された前記硬質炭素膜が、前記軸部の回転時に磨耗した際に発生した硬質炭素膜の磨耗粉である
ことを特徴とする時計輪列。
The timepiece wheel train according to claim 1,
The fine powder of the hard carbon film diffused in the lubricating oil is hard carbon generated when the hard carbon film formed on one of the shaft portion and the bearing portion is worn during rotation of the shaft portion. A watch train wheel characterized by the abrasion powder of the film.
請求項1または請求項2に記載の時計輪列において、
前記硬質炭素膜は、物理蒸着法により形成される
ことを特徴とする時計輪列。
In the timepiece wheel train according to claim 1 or 2,
The hard carbon film is formed by a physical vapor deposition method.
請求項3に記載の時計輪列において、
前記硬質炭素膜は、水素を含有しない雰囲気化で前記物理蒸着法により形成される
ことを特徴とする時計輪列。
The timepiece train wheel according to claim 3,
The hard carbon film is formed by the physical vapor deposition in an atmosphere containing no hydrogen.
請求項1から請求項4のいずれかに記載の時計輪列において、
前記軸部および前記軸受部のうち前記硬質炭素膜が形成される一方の表面には、金属中間層が形成され、
前記硬質炭素膜は、この金属中間層上に形成される
ことを特徴とする時計輪列。
In the timepiece wheel train according to any one of claims 1 to 4,
A metal intermediate layer is formed on one surface of the shaft portion and the bearing portion where the hard carbon film is formed,
The hard carbon film is formed on the metal intermediate layer.
請求項1から請求項5のいずれかに記載の時計輪列において、
前記硬質炭素膜の微粉の粒径は、100nm以下である
ことを特徴とする時計輪列。
In the timepiece wheel train according to any one of claims 1 to 5,
The clock wheel train, wherein a particle diameter of the fine powder of the hard carbon film is 100 nm or less.
軸部を有する回転体と、前記回転体の前記軸部を回転可能に保持する軸受部と、を備えた時計輪列により指針が駆動される時計であって、
前記軸部および前記軸受部の間に、硬質炭素膜の微粉が拡散した潤滑油があり、
前記軸部および前記軸受部のうちいずれか一方に前記硬質炭素膜が形成され、
前記軸部および前記軸受部のうち、前記硬質炭素膜が形成されていない他方は、前記硬質炭素膜よりも硬度が低い硬質素材により形成される
ことを特徴とする時計。
A timepiece in which a pointer is driven by a timepiece wheel train including a rotating body having a shaft portion, and a bearing portion that rotatably holds the shaft portion of the rotating body,
Between the shaft portion and the bearing portion, there is a lubricating oil in which fine powder of a hard carbon film is diffused,
The hard carbon film is formed on one of the shaft portion and the bearing portion,
The other of the shaft portion and the bearing portion, on which the hard carbon film is not formed, is formed of a hard material having a hardness lower than that of the hard carbon film.
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