JP2014115293A - 弾性アームの変形を利用した組付けデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】極めて制限された塑性領域を有する材料で形成した部品を、異なるタイプの材料を備える部材に固定できる、接着剤を用いないアセンブリを提供する。
【解決手段】第１の材料製の部材３を、利用可能な塑性領域を有さない第２の材料製の部品５の開口部４に、第１の材料製の部材３と第２の材料製の部品５との間に設置される第３の材料製の中間部品７を用いて組付けるシステム１に関する。第２の材料製の部品５は、中間部品７の第１の平面６に当接して収容されるよう、及び第１の材料製の部材３によって中間部品７の第２の平面８上で弾性的にロックされるよう配設され、これにより第１の材料製の部材３と中間部品７と第２の材料製の部品５とからなるユニットを同時に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、利用可能な大きな塑性領域を有さない（即ち極めて制限された塑性領域を有する）材料で形成した部品を、異なるタイプの材料を備える部材に組付けるためのシステムに関する。

シリコンベースの部品を含む現在のアセンブリは一般に、接着によって固定される。このタイプの操作は、極めて繊細な作業を必要とし、これにはコストがかかる。

特許文献１は、金属アーバに中間金属部品を用いて組付けられる、第１のシリコンベースの部品を開示している。しかしながら、この文献で提案されている形状の変形例は不十分であり、シリコンの部品がその組付け中に破損したり、部品同士が互いに対して十分に接着されなかったりする。

欧州特許第１８５０１９３号

本発明の目的は、利用可能な塑性領域を有さない材料製部品を、例えば金属又は合金等の延性材料を備える部材に固定できる、接着剤を用いないアセンブリを提供することにより、上述の欠点の全て又は一部を克服することである。

従って本発明は、第１の材料製の部材を、利用可能な塑性領域を有さない第２の材料製の部品の開口部に、上記部材と上記部品との間に設置される第３の材料製の中間部品を用いて組付けるシステムに関し、部品は、中間部品の第１の平面に当接して収容されるよう、及び部品を部材に嵌合することによって中間部品の第２の平面上で弾性的にロックされるよう配設され、中間部品の第２の平面は、部材-中間部品-部品からなるユニットを同時に固定するために、中間部品の第１の平面に取付けた基部の片持ちアームを含む少なくとも１つの弾性ロックデバイスを含むことを特徴とする。

有利にはこの構成により、部品-中間部品-部材からなるユニットを、通常の、精度を制御された部材に接着することなく固定することができ、その一方で、部品が例えばシリコン基材から形成されている場合でさえ、その部品が破壊的な応力を受けることがないことを保証できる。

本発明のその他の有利な特徴によると：
-各弾性ロックデバイスのアームは、部材によって弾性的に屈曲するストリップを含み、その一部分は、中間部品を前記部品に対して固定するために、この部品の開口部の内径上に形成した対応する幾何学的形状の部分と協働し；
-前記部品の開口部の内径上に形成した対応する幾何学的形状の部分と協働する部分は、この部品の開口部の内径上に作製したほぞ穴凹部又はほぞと協働する、ほぞ又はほぞ穴凹部を形成し；
-前記部品の開口部の内径上に形成した対応する幾何学的形状の部分と協働する部分は、各アームの自由端部に形成され；
-第２の平面は３つの弾性ロックデバイスを含み；
-前記中間部品の第１の平面は、部材をこの中間部品に嵌合するための部品及び少なくとも３つのスタッドを収容する周縁肩部を含み；
-前記部材は、前記部品及び中間部品を部材に対して軸方向にロックするための、肩部によって延長されたアーバを有し；
-前記部品の開口部は０．２〜２ｍｍの最大幅を有する断面を有し；
-前記部品の開口部は円形、多角形又は非対称の断面を有し；
-第２の材料はシリコンベースであり；
-第３の材料は金属又は合金ベースから形成される。

更に、本発明は時計に関し、上述の変形例のいずれかによる少なくとも１つの組付けシステムを含むことを特徴とする。利用可能な塑性領域を有さない部品は例えば、ホイール、アンクルレバー又はヒゲゼンマイであってよい。

その他の特徴及び利点は、添付の図面を参照し、非限定的な説明として記載する以下の詳細な説明を読むことにより、より明らかになるであろう。

図１は、本発明による組付けシステムの分解図である。 図２は、組付けが完了した本発明による組付けシステムの部分斜視図である。 図３は、本発明による中間部品の斜視図である。 図４は、本発明による中間部品の斜視図である。 図５は、本発明による組付けシステムのロックを示す部分図である。 図６は、本発明による３つの組付けシステムを含む、時計ムーブメントの部分概略図である。 図７は、本発明による１つの組付けシステムを含む、時計のヒゲゼンマイの部分概略図である。

本発明は上述したように、脆性材料、即ちシリコンベースの材料等の利用可能な塑性領域を有さない（即ち極めて制限された塑性領域を有する）材料を、金属又は合金等の延性材料に固定するための組付けシステムに関する。

この組付けシステムは、時計学の分野での応用のために考案されたものである。しかしながら、特に航空学、宝飾品、自動車産業又は食器等その他の分野も十分に想定できる。

時計学の分野では、石英、結晶シリコン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ケイ素等のシリコンベースの材料、コランダムベースの材料、又はより一般にはセラミックベースの材料等の脆性材料の重要性が増しているため、この組付けシステムが必要となる。例として、ヒゲゼンマイ、テンプ、アンクル、受け、又はガンギ車等のホイールセットさえ、その全体又は一部を脆性材料の基材から形成することが想定可能である。

しかしながら、その製造が既に確立されている通常の鋼鉄製アーバを常に使用できるということは、利用可能な塑性領域を有さない部品の使用を両立させるのが困難な制約である。実際、試験を実施すると、鋼鉄製アーバを嵌合するのは不可能であり、鋼鉄製アーバを嵌合すると、脆性部品、即ち利用可能な塑性領域を有さない部品は全て破損してしまった。例えば、金属製アーバをシリコン部品の開口部に入れることで生じた剪断応力により、部品は全て破損することがわかった。

本発明は、第１の材料製の部材３を、利用可能な塑性領域を有さない第２の材料製の部品５の開口部４に、部材３と部品５との間に設置される第３の材料製の中間部品７を用いて組付けるシステム１に関する。

本発明によると、部品５は、中間部品７の第１の平面６に当接して収容され、及び部材３によって中間部品の第２の平面８上で弾性的にロックされ、これにより同時に部材３-中間部品７-部品５からなるユニットを固定する。

図１、２に示すように、利用可能な塑性領域を有さない第２の材料製の部品５は、環状形状で表わされる。しかしながら、図６、図７に示すように、この環状形状は組付けシステム１を説明するための、部品５の一部分に過ぎない。図１、２に示すように、部品５はほぼ円形の開口部４を有する。部品５の開口部４は好ましくは、０．２ｍｍ〜２ｍｍの最大幅を有する断面を有する。

更に、図１、２からわかるように、部品５の開口部４の内径は好ましくは、中間部品７を部品５に対して固定するための凹部２を含む。

図１は本発明による部材３を示す。部材３は、部品５及び中間部品７を部材３に対して軸方向にロックするための、肩部１０によって延長されたアーバ９を備える。アーバ９の断面は好ましくは開口部４の断面よりも小さく、これにより部品５は摩擦嵌合なしに開口部４内で摺動できる。

本発明によると、中間部品７の第１の平面６は、部品５の少なくとも一部分を収容するための周縁肩部１１を有する。更に、この中間部品７の第１の平面６は、部材３のアーバ９を中間部品７に嵌合するための少なくとも３つのスタッドを含む。最後に、中間部品７の第１の平面６は好ましくは、中間部品７の第２の平面８の一部分を露出させる穴１３を含み、これにより、特に組付けシステム１が適切にロックされていることを確認できる。

本発明によると、中間部品７の第２の平面８は、少なくとも１つの弾性ロックデバイス１５（３つのデバイス１５を図示する）を含み、この弾性ロックデバイス１５は、中間部品７の第１の平面６に取付けられた基部１９の片持ちアーム１７を含む。好ましくは本発明によると、基部１９の間に形成された空間は、スタッド１２の間に形成された空間より大きく、これにより部材３のアーバ９を優先的に中間部品７の第１の平面６に当接して嵌合する。更に、中間部品７の第１の平面６及び第２の平面８は、例えば電鋳プロセスを用いて、好ましくは一体として製造される。

好ましくは本発明によると、図２、５からより明確にわかるように、各弾性ロックデバイス１５のアーム１７は、部材３によって弾性的に屈曲するストリップを含み、その一部分１６は、中間部品７を部品５に対して固定するために、部品５の開口部４の内径上に形成した対応する幾何学的形状の部分と協働する。

図２、５の実施例では、部品５の開口部４の内径上に形成した対応する幾何学的形状を有する部分と協働する部分１６を、各アーム１７の自由端部に形成する。勿論、部分１６を各アーム１７の別の位置に形成してもよい。

図１、２に示した実施例では、各アーム１７の部分１６はほぞを形成し、これは部品５の開口部４の内径上に作製したほぞ穴凹部２のうちの１つと協働する。勿論、その他の形状及び／若しくはタイプの継ぎ手並びに／又は反転した構成の継ぎ手並びに／又は代替形態の異なる継ぎ手を、技術的効果を失うことなく想定できる。例として、弾性ロックデバイス１５のうちの１つは、その他の弾性ロックデバイス１５とは異なり、ほぞ穴を含み、このほぞ穴はアームの中央に形成され、部品の開口部の内径上に形成したほぞと協働する。

図２〜５の実施例は、各アーム１７のストリップが部材３によってどのように屈曲するかをより明確に示している。点線は、アーム１７が部材によって屈曲していない時の、弾性ロックデバイス１５のアーム１７’及びその部分１６’を示す。アーム１７’のストリップの一部分が、中間部品７の第１の平面６のスタッド１２の間に形成される空間の範囲を越えていることに留意されたい。

従って、部材３を好ましくはスタッド１２に嵌合する際、部材３が通過すると各アーム１７’のストリップが屈曲し、各アーム１７’を部品５の開口部４の内径に向かって移動させることが明らかである。図５において、アーム１７’の移動を点線で参照符号１７を付して示す。同様に、部分１６’の移動に参照符号１６を付し、この部分１６’は部品５の開口部４の内径上に形成した凹部２に格納される。

勿論、静止時のアーム１７’の湾曲、屈曲によって生じるアーム１７’の移動、アーム１７’の部分１６’の位置、及びアーム１７’における部材３との接触地点の、関連する基部１９に対する距離に応じて、遠位にある部分１６’を部品５の開口部４の内径にどれだけ近づけるかを選択的に調節できる。

結果として、一旦中間部品７に設置した３つの弾性ロックデバイス１５が作動すると、部材３、中間部分７及び部品５は一体型ユニットを形成する。

図６、図７は腕時計製作の分野での応用例を示す。図６の場合において、アンクルレバー２５は例えば、それぞれ剣先２３及びピボットピン４３をアンクル４５に固定するための、本発明による２つの組付けシステム２１、４１を含む。

図６からわかるように、各組付けシステム２１、４１は、剣先２３又はピン４３とアンクル４５との間で協働する中間部品２７、４７を含む。よって各組付けシステム２１、４１は、それらの構成部品間の相対的な運動の生成を回避するために十分な耐性を有する。

ガンギ車、より一般にはホイール６５は、例えばピボットピン６３をホイール６５に固定するための組付けシステム６１を含む。図６からわかるように、組付けシステム６１はピン６３とホイール６５との間で協働する中間部品６７を含む。

よって例示的な組付けシステム６１は、いずれのタイプのホイールセットに応用できることが直ちに明らかとなる。更に、ピン６３は単一部品としてカナを備え、これによって完全なホイールセットを形成してもよい。

図７に示したように、本発明による組付けシステム８１を用いて、ヒゲゼンマイ８５を天真８３に固定できる。これを達成するために、中間部品８７をコレット８８の開口部８４に上述の説明と同様の方法で設置する。

勿論、本発明は説明した実施例に制限されるものではなく、当業者には明らかである様々な変形や変更が可能である。特に、開口部４、８４の断面は円形に限定されない。よって、例えば多角形又は非対称形状等のその他の形状を想定できる。

同様に、中間部品７を優先的に第１の平面６に嵌合しても、第２の平面８及び／又は平面６、８両方を、部材３を中間部品７に嵌合するために使用してもよい。

１ 組付けシステム
３ 部材
４ 開口部
５ 部品
６ 第１の平面
７ 中間部品
８ 第２の平面
１０ 肩部
１１ 周縁肩部
１２ スタッド
１５ 弾性ロックデバイス
１６、１６’ 部分
１７、１７’ アーム
２１ 組付けシステム
２３ 剣先
２５ アンクルレバー
２７ 中間部品
４１ 組付けシステム
４３ ピボットピン
４５ アンクル
４７ 中間部品
６１ 組付けシステム
６３ ピボットピン
６５ ホイール
６７ 中間部品
８１ 組付けシステム
８３ 天真
８４ 開口部
８５ ヒゲゼンマイ
８７ 中間部品
８８ コレット

Claims (15)

1. 第１の材料製の部材（３、２３、４３、６３、８３）を、利用可能な塑性領域を有さない第２の材料製の部品（５、２５、６５、８５）の開口部（４、８４）に、前記部材（３、２３、４３、６３、８３）と前記部品（５、２５、６５、８５）との間に設置される第３の材料製の中間部品（７、２７、４７、６７、８７）を用いて組付ける組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）であって、
   前記部品（５、２５、６５、８５）は、前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）の第１の平面（６）に当接して収容されるよう、及び前記部品（５、２５、６５、８５）を前記部材（３、２３、４３、６３、８３）に嵌合することによって前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）の第２の平面（８）上で弾性的にロックされるよう配設され、
   前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）の前記第２の平面（８）は、前記部材（３、２３、４３、６３、８３）と前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）と前記部品（５、２５、６５、８５）とからなるユニットを同時に固定するために、前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）の前記第１の平面（６）に取付けた基部（１９）の片持ちアーム（１７）を含む少なくとも１つの弾性ロックデバイス（１５）を含む
   ことを特徴とする、組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
2. 各前記弾性ロックデバイス（１５）の前記アーム（１７）は、前記部材（３、２３、４３、６３、８３）によって弾性的に屈曲するストリップを含み、
   前記ストリップの一部分（１６）は、前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）を前記部品（５、２５、６５、８５）に対して固定するために、前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）の内径上に形成した対応する幾何学的形状の部分と協働する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
3. 前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）の前記内径上に形成した前記対応する幾何学的形状の部分と協働する前記部分（１６）は、前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）の前記内径上に作製したほぞ穴凹部（２）と協働するほぞを形成することを特徴とする、請求項２に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
4. 前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）の前記内径上に形成した前記対応する幾何学的形状の部分と協働する前記部分（１６）は、前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）の前記内径上に作製したほぞと協働するほぞ穴凹部を形成することを特徴とする、請求項２に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
5. 前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）の前記内径上に形成した前記対応する幾何学的形状の部分と協働する前記部分（１６）は、各前記アーム（１７）の自由端部に形成されることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
6. 前記第２の平面（８）は３つの前記弾性ロックデバイス（１５）を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
7. 前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）の前記第１の平面（６）は、前記部材（３、２３、４３、６３、８３）を前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）に嵌合するための前記部品（５、２５、６５、８５）及び少なくとも３つのスタッド（１２）を収容する周縁肩部（１１）を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
8. 前記部材（３、２３、４３、６３、８３）は、前記部品（５、２５、６５、８５）及び前記中間部品（７、２７、４７、６７、８７）を前記部材（３、２３、４３、６３、８３）に対して軸方向にロックするための、肩部（１０）によって延長されたアーバ（９）を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
9. 前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）は０．２〜２ｍｍの最大幅を有する断面を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
10. 前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）は円形の断面をすることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
11. 前記部品（５、２５、６５、８５）の前記開口部（４、８４）は、多角形又は非対称の断面を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
12. 前記第２の材料はシリコンベースであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
13. 前記第３の材料は金属又は合金ベースから形成されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の組付けシステム（１、２１、４１、６１、８１）を少なくとも１つ含むことを特徴とする、時計。
15. 前記利用可能な塑性領域を有さない部品は、ホイール（６５）、アンクルレバー（２５）又はヒゲゼンマイ（８５）であることを特徴とする、請求項１４に記載の時計。

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