JP2024004471A - 円形横断面を伴う計時器の針の製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光による、一体成形の計時器の針の製造法に従って製造された針を提供する。【解決手段】一体成形の円形横断面を伴う本体を備える計時器の針２０の製造法であって、所定の材料から造られた一体成形部品を得る第１のステップと、一体成形部品を回転させる第２のステップと、出力、幾何形状、および時間でのレーザ光の第１の変調を放出する第３のステップと、長さＬ１および平均直径Ｄ１の円形横断面を伴う少なくとも第１の体積を形成するように、レーザ光の第１の変調に少なくとも１つの一体成形部品の第１の一部分を暴露する第４のステップと、出力、幾何形状、および時間でのレーザ光の第２の変調を放出する第５のステップと、少なくとも第２の体積を形成するように、レーザ光の第２の変調に少なくとも１つの一体成形部品の第２の一部分を暴露する第６のステップとを備える。【選択図】図６

Description

本発明の分野は、計時器のための製造法の分野に、詳細には円形横断面を伴う計時器の針の分野に関する。

針は、一般に２つの次元を有し平坦であり、通常は金属シートを切断することからなる針製造法により得られる。

ムーブメント上に針を組み立てるために、次いで文字板を通過するロッドに嵌合させるために、針の中に孔を形成する。現在、シートを切り取るためにレーザ法を使用できる。

この製造法は実装しやすいが、２次元の針を作り出すことに限定される。審美的理由で円形横断面を伴う針の形を得ることが望ましい場合、この方法は使用できない。円形横断面は、詳細には回転幾何形状を伴う針を意味する。

計時器ムーブメントの軸または枢軸を形成するために、一体成形の本体を回転させて機械加工して、レーザビームを用いて切り取ることからなるレーザ回転法が存在する。本体は機械により保持され、機械は所定の速度で本体を回転させ、一方、本体の周縁部にレーザビームを照射して本体を削る。このようにして、円形横断面を伴う、たとえば円柱状または円錐状の部品を得る。

しかしながら、そのような方法は、幾何学的欠陥が針の上に出現するので、円形横断面を伴う針を形成する傾向があるためにそのままでは使用できない。これは、針が薄く長いので、回転させる動作が本体を振動させる、またはずらすことがあり、その結果、レーザ機械加工は、円形横断面を伴う針を得るために精度を損なうからである。

本発明は、レーザ光による、一体成形の計時器の針の製造法に従って製造された針によって、これらの欠点のすべてまたは一部を解決しようとする。

前記方法は、
－長手方向の軸に添って伸展する、所定の材料から作られた一体成形部品を得ることからなる第１のステップと、
－前記一体成形部品を回転させることからなる第２のステップと、
－たとえば出力および／または幾何形状および／または時間での前記レーザ光の第１の変調を放出することからなる第３のステップと、
－長さＬ_１および平均半径Ｄ_１の円形横断面を伴う、たとえば円柱状または円錐状の少なくとも第１の体積を形成するように、前記レーザ光の前記第１の変調に前記少なくとも１つの一体成形部品の第１の一部分を暴露することからなる第４のステップであって、比Ｌ_１／Ｄ_１が１０以下、またはさらには５以下であるステップと、
－たとえば出力および／または幾何形状および／または時間での前記レーザ光の第２の変調を放出することからなる第５のステップと、
－長さＬ_２および平均半径Ｄ_２の円形横断面を伴う、たとえば円柱状または円錐状の少なくとも第２の体積を形成するように、前記レーザ光の前記第２の変調に前記少なくとも１つの一体成形部品の第２の一部分を暴露することからなる第６のステップであって、比Ｌ_２／Ｄ_２が１０以下、またはさらには５以下であるステップと
を備えるという点で注目に値する。

この方法を用いて、詳細には円筒状または円錐状である円形横断面を伴う３次元の針を製造可能である。これは、最初に回転機械加工を用いて、円形横断面を伴う針の形が得られるからである。しかしながら、比Ｌ／Ｄが１０以下、またはさらには５以下である長さＬおよび平均半径Ｄの一部分により針を作り出すことにより、一体成形部品の振動のリスク、およびしたがって幾何形状の欠陥のリスクが回避される。

本発明の特定の実施形態によれば、製造法の第６のステップの間に、第１の一部分に隣接する第２の一部分を選択する。

本発明の特定の実施形態によれば、前記製造法は、必要とされる針の長さを得るために、比Ｌ／Ｄが１０以下、またはさらには５以下である円形横断面を伴う、たとえば円柱状または円錐状の追加の体積を形成するように、前記レーザ光の変調を放出して、好ましくは互いに隣接する追加の一部分を暴露する追加ステップを備える。

本発明の特定の実施形態によれば、一体成形部品の自由端で第１の一部分を選択する。

本発明の特定の実施形態によれば、円形横断面を伴う少なくとも第１の体積は、円形横断面を伴うその他の体積よりも短い直径を有する。

本発明の特定の実施形態によれば、円形横断面を伴う体積は、比Ｌｔ／Ｄｔが１０以上、またはさらには１００以上である全長Ｌｔおよび平均半径Ｄｔを伴う針を形成する。

本発明の特定の実施形態によれば、円形横断面を伴う体積が実質的に同じ長さＬを有するように、一部分の大多数を機械加工する。

本発明の特定の実施形態によれば、円形横断面を伴う体積が円柱状であり、かつ実質的に同じ直径Ｄを有するように、一部分の大多数を機械加工する。

本発明の特定の実施形態によれば、円形横断面を伴う体積が円錐状の針を形成する、減少する直径を有するように、一部分の大多数を機械加工する。

本発明の特定の実施形態によれば、本方法は、第６のステップに先行する追加ステップ、および／または一体成形部品を動かして第２の一部分または追加の一部分を暴露する追加暴露ステップを備える。

本発明の特定の実施形態によれば、本方法は、たとえばレーザにより、詳細には計時器ムーブメントのロッドを中に挿入できる孔を一体成形部品の中に開ける、先行するステップを備える。

本発明の特定の実施形態によれば、円形横断面を伴う体積になる予定の一部分を、円形横断面を伴うその他の体積よりも大きな直径を有する孔のために前もって機械加工する。

本発明の特定の実施形態によれば、材料は、好ましくは全体として鋼鉄、チタン、黄銅、アルミニウム、アモルファス金属などの金属、またはこれらの金属の合金、または複合セラミックもしくは金属セラミック、またはガラス、サファイア、ダイヤモンド、もしくはルビーを備える。

本発明の特定の実施形態によれば、本方法は、円形横断面を伴う体積の上に燐光性材料の層を塗布する追加ステップを備え、この円形横断面の体積は、好ましくは円形横断面を伴うその他の体積に対して縮小した直径を有する。

本発明はまた、本発明による方法により得ることができる計時器の針に関するものであり、針は一体成形の、円形横断面を伴う、たとえば円筒状または円錐状の本体を備える。

本発明の特定の実施形態によれば、計時器の針は孔を備える。

本発明の特定の実施形態によれば、計時器の針は、好ましくは全体として鋼鉄、チタン、黄銅、アルミニウム、アモルファス金属などの金属、またはこれらの金属の合金、または複合セラミックもしくは金属セラミック、またはガラス、サファイア、ダイヤモンド、もしくはルビーを備える。

本発明はさらに、そのような針を備える計時器に関する。

本発明の目的、有利な点、および特徴は、添付図面を参照して、単に限定しない例として示すいくつかの実施形態を読むことにより明らかになるであろう。

本発明による、レーザ光による、一体成形の円形横断面を伴う計時器の針の製造法を示す。 図１の方法により得られる、円形横断面を伴う一体成形の計時器の針の機械加工の側面図を概略的に示す。 本発明による生産方法の数ステップ後の針の側面図を概略的に示す。 本発明による生産方法の数ステップ後の針の側面図を概略的に示す。 本発明による生産方法の数ステップ後の針の側面図を概略的に示す。 図１の方法により得られる、円形横断面を伴う一体成形の計時器の針の斜視図を概略的に示す。 本発明による前記製造法により得られる、円形横断面を伴う一体成形の計時器の針の側面図を概略的に示す。

本発明は、円形横断面を伴う一体成形の計時器の針を形成するために、レーザ光源を使用すること関する。以下に記述する実施形態では、針の形状は円筒状である。

本発明によれば、図１～図５に示す前記製造法１０は複数のステップを備える。

第１のステップ１では、所定の材料から作られた一体成形部品７を得る。たとえば、所定の材料は、好ましくは全体として鋼鉄、チタン、黄銅、アルミニウム、アモルファス金属などの金属、またはこれらの金属の合金、または複合セラミックもしくは金属セラミック、またはガラス、サファイア、ダイヤモンド、もしくはルビーを備える。

好ましくはその軽さを求めてチタン合金が選択される。当然のことながら、レーザ機械加工に適合する他の材料が想定される。

一体成形部品７は好ましくは、長手方向の軸１７に添って細長く、長さは必要とされる針の長さに少なくとも等しい。一体成形部品７は、一体成形の形であってよい、またはすでに素材片を機械加工するステップを通過していてよい。一体成形部品７は好ましくは固体である、すなわち空洞がない。

第２のステップ２は、前記一体成形部品７を回転させて、円形横断面を伴う、この場合円筒状の必要とされる形状を得るステップからなる。一体成形部品７は、レーザ機械加工機器により機械加工される。一体成形部品７は、一体成形部品７の周縁部で一体成形部品７を機械加工するために、一体成形部品７の長手方向の軸１７を中心に一体成形部品７を回転させる回転式旋削加工機器９上に配列される。

第３のステップ３では、たとえば出力および／または幾何形状および／または時間での前記レーザ光８の第１の変調を放出して、たとえばレーザ機器を用いて必要とされる直径になるよう一部分を削る。

第４のステップ４は、長さＬ_１および平均直径Ｄ_１の少なくとも第１の円筒状体積１４を形成するように、前記レーザ光８の前記第１の変調に前記少なくとも１つの一体成形部品７の第１の一部分１１を暴露するステップからなる。これは、前記一体成形部品７の少なくとも第１の一部分１１を暴露するときに、第１の円筒状体積１４を形成するように、ある種のパラメータに従って前記レーザ光を変調するからである。

比Ｌ_１／Ｄ_１が２０以下もしくは１０以下、またはさらには５以下になるように一部分の長さＬ_１を選択する。そのような比を用いると、機械加工の長さが一部分の直径と比較して長すぎるときに発生する製造上の欠陥が回避される。これは、レーザ光８が一部分１１に添って動くとき、直径Ｄと比較して長すぎる一部分１１は曲がる傾向があり、その結果、機械加工はもはや正確ではなく、欠陥を生じさせるからである。

一体成形部品７を機械加工するために、一体成形部品７は、レーザ機器に対してさらに並進で移動可能であってよく、レーザ機器は動かない。ある変形形態では、レーザ機器は並進で移動可能であり、一方、一体成形部品７は回転だけで移動可能である。レーザ機器および一体成形部品７はまた、両方とも並進で移動可能であってよい。

次に第５のステップ５では、たとえば出力および／または幾何形状および／または時間での前記レーザ光８の第２の変調を放出する。

第６のステップ６では、前記少なくとも一体成形部品７の少なくとも第２の一部分１２は、長さＬ_２および平均半径Ｄ_２の少なくとも第２の円筒状体積１５を形成するように、前記レーザ光８の前記第２の変調に暴露され、比Ｌ_２／Ｄ_２は２０以下、好ましくは１０以下、またはさらには５以下である。

第２の一部分１２は第１の一部分１１に隣接する。換言すれば、第１の一部分１１および第２の一部分１２は連続しており、同じ長手方向の軸１７の周囲に配向される。その上さらにまた、出力および時間でのレーザ光の第１の変調と同様に前記第２の変調を構成することも可能である。

この実施形態では、等しい長さの円筒状体積を作ることを選び、その結果、Ｌ_１＝Ｌ_２＝Ｌである。変形実施形態では、円筒状体積ごとに２０以下もしくは１０以下、またはさらには５以下の比Ｌ／Ｄを維持するという条件で、互いに異なる長さの円筒状体積を機械加工可能である。

得ることが望ましい針の全長Ｌｔに従って、より長い針２０を得るように一体成形部品７の追加の一部分１３を暴露する。

レーザ光８の変調を放出しレーザ光８の変調に暴露するステップを数回反復して、複数の連続して隣接する円筒状体積１４、１５、１６を得る。

図２では、長さＬの第１の一部分１１を機械加工して、図３に示すように、一体成形部品７の端部に直径Ｄおよび長さＬの第１の円筒状体積１４を形成する。次に、第１の一部分１１に隣接する、長さＬの第２の一部分１２を選択する。

第２の一部分１２をレーザ加工した後、図４に示すように、第１の円筒状体積１４と共に、針の端部を形成する第２の円筒状体積１５を得る。

次に、第２の円筒状体積１５に隣接する、一体成形部品７のうち長さＬの第３の一部分１３を選択する。第３の一部分１３をレーザ機械加工して、図５に示すように、平均直径Ｄおよび長さＬの第３の円筒状体積１６を形成する。

針２０はたとえば、長さが１５ｍｍ～２０ｍｍであり、平均直径が一方の端部で０．２ｍｍ～０．５ｍｍであり、他方の端部で０．３ｍｍ～０．６ｍｍである。

針２０に必要とされる全長Ｌｔを得るまで、追加の隣接する一部分に対してレーザ機械加工するステップを反復する。その結果、針２０は一体成形の円筒状本体を備える。

好ましくは、得られた円筒状体積１４、１５、１６は、実質的に同じ直径Ｄを有し、その結果、針２０は、その全長Ｌｔにわたり実質的に等しい直径を有する。

連続する円筒状体積１４、１５、１６は全長Ｌｔの針２０を形成し、比Ｌｔ／Ｄは、好ましくは１０以上、またはさらには１００以上である。

本方法は、形状および仕上がりが実質的に連続していることを保証するために、隣接する体積１４、１５、１６に対して表面仕上げする後続ステップをさらに備えてよい。このステップは、粗さが小さい表面を作り出して、処置された２つの連続する体積の間の界面を見えなくする、より穏やかなパラメータを用いてレーザにより実現されてよい。

本方法は、レーザ機械加工するステップの前後に実装可能な、ロッドを挿入できる孔２１を開けるステップをさらに備えてよい。

好ましくは前もって、すなわち、孔２１を含む円筒状体積２４を機械加工する前に、一体成形部品７の一部分を通る孔を作り出す。その結果、図６および図７の針２０は、計時器ムーブメントのロッドを中に挿入するための孔２１を有する。レーザ機械加工する前に孔２１を開けることにより、あまりにも薄い針に孔を開けることが回避される。一体成形部品７の幅がより広ければ、孔２１を開けるために一体成形部品７を保持するのがより容易である。

好ましくは、少なくとも、孔２１を備える円筒状体積２４の一部は、その他の円筒状体積よりも大きな直径を有し、詳細にはその結果、孔２１はロッドを収容するのにかなり深く、その結果、円筒状体積２４は十分に強固である。孔２１は、さまざまな機械加工技法により、詳細にはレーザにより開けることができる。

図６および図７に示す特定の変形実施形態では、針２０の端部の少なくとも１つの円筒状体積２２は、縮小した直径を有する。直径が縮小することにより、縮小した円筒状体積上に燐光性材料の層２３を堆積可能になる。これによりたとえば、その他の円筒状体積２２と同じ直径の針２０の端部を得ることが可能になる。このために、その後に塗布される燐光性材料の層２３の厚さだけ縮小した円筒状体積２２の直径を選択する。

この方法の有利な点の１つは、平坦な針よりも剛性があり、さらには特定の審美的効果を針２０に提供する、一体成形の円筒状の計時器の針２０を製造することである。

それに加えて、一体成形の針２０の中に直接形成された孔２１を針２０がさらに有することで、計時器ムーブメントのロッドで針２０を保持できるように針２０の上に組み立てなければならない、香箱を具備する付加部を付着させることが回避される。その結果、組み立てる際の困難さだけではなく分解のリスクも低減される。

当然ながら、本発明は、図面を参照して記述する実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく変形形態を想定できる。その結果、本方法は、直径が互いに追従して縮小する円錐状部分を形成することにより円錐形状を伴う針を形成するために使用できる。さらにまた、異なる体積が円形横断面を有するという条件で、異なる体積に伴って直径が変わる針を形成可能である。

１ 第１のステップ
２ 第２のステップ
３ 第３のステップ
４ 第４のステップ
５ 第５のステップ
６ 第６のステップ
７ 一体成形部品
８ レーザ光
９ 回転式旋削加工機器
１０ 製造法
１１ 一体成形部品の第１の一部分
１２ 一体成形部品の第２の一部分
１３ 一体成形部品の追加の一部分、一体成形部品の第３の一部分
１４ 第１の円筒状体積
１５ 第２の円筒状体積
１６ 第３の円筒状体積
１７ 長手方向の軸
２０ 針
２１ 孔
２２ 針の端部の少なくとも１つの円筒状体積
２３ 燐光性材料の層
２４ 孔を含む円筒状体積
Ｄ、Ｄ_１、Ｄ_２ 平均半径
Ｌ、Ｌ_１、Ｌ_２ 長さ

Claims (18)

1. レーザ光による一体成形の計時器の針の製造法（１０）であって、
   －長手方向の軸に添って伸展する、所定の材料から作られた一体成形部品（７）を得ることからなる第１のステップ（１）と、
   －前記一体成形部品（７）を回転させることからなる第２のステップ（２）と、
   －たとえば出力および／または幾何形状および／または時間での前記レーザ光（８）の第１の変調を放出することからなる第３のステップ（３）と、
   －長さＬ_１および平均半径Ｄ_１の円形横断面（１４）を伴う、たとえば円柱状または円錐状の少なくとも第１の体積を形成するように、前記レーザ光（８）の前記第１の変調に前記少なくとも１つの一体成形部品（７）の第１の一部分（１１）を暴露することからなる第４のステップ（４）であって、比Ｌ_１／Ｄ_１は２０以下、好ましくは１０以下、またはさらには５以下であるステップと、
   －たとえば出力および／または幾何形状および／または時間での前記レーザ光（８）の第２の変調を放出することからなる第５のステップ（５）と、
   －長さＬ_２および平均半径Ｄ_２の円形横断面（１５）を伴う、たとえば円柱状または円錐状の少なくとも第２の体積を形成するように、前記レーザ光（８）の前記第２の変調に前記少なくとも１つの一体成形部品（７）の第２の一部分（１２）を暴露することからなる第６のステップ（６）であって、比Ｌ_２／Ｄ_２は２０以下、好ましくは１０以下、またはさらには５以下であるステップと
   を備えることを特徴とする製造法（１０）。
2. 前記第６のステップ（６）の間に、前記第１の一部分（１１）に隣接する前記第２の一部分（１２）を選択する、請求項１に記載の製造法（１０）。
3. 必要とされる針の長さ（２０）を得るために、比Ｌ／Ｄが２０以下、好ましくは１０以下、またはさらには５以下である円形横断面（１６）を伴う、たとえば円柱状または円錐状の追加体積を形成するように、前記レーザ光（８）の変調を放出し、好ましくは互いに隣接する追加の一部分（１３）を暴露する追加ステップを備える、請求項１に記載の製造法（１０）。
4. 前記一体成形部品（７）の自由端で前記第１の一部分（１１）を選択する、請求項１に記載の製造法（１０）。
5. 円形横断面を伴う少なくとも前記第１の体積（１４）は、円形横断面を伴う前記その他の体積（１５、１６）よりも短い直径を有する、請求項１に記載の製造法（１０）。
6. 円形横断面（１４、１５、１６）を伴う前記体積は、全長Ｌｔおよび平均半径Ｄｔの針を形成し、比Ｌｔ／Ｄｔは１０以上、またはさらには１００以上である、請求項１に記載の製造法（１０）。
7. 前記一部分（１１、１２、１３）の大多数は、円形横断面を伴う前記体積（１４、１５、１６）が実質的に同じ長さＬを有するように機械加工される、請求項１に記載の製造法（１０）。
8. 前記一部分（１１、１２、１３）の大多数は、円形横断面を伴う前記体積（１４、１５、１６）が実質的に同じ直径Ｄを有するように機械加工される、請求項１に記載の製造法（１０）。
9. 前記一部分の大部分は、円形横断面を伴う前記体積が円錐状の針を形成する、減少する直径を有するように機械加工される、請求項１に記載の製造法（１０）。
10. 前記第６のステップ（６）に先行する追加ステップ、および／または前記一体成形部品（７）を動かして前記第２の一部分（１２）または前記追加の一部分（１３）を暴露する追加暴露ステップを備える、請求項１に記載の製造法（１０）。
11. たとえばレーザにより、詳細には計時器ムーブメントのロッドを中に挿入できる孔（２１）を前記一体成形部品（７）の中に開ける先行するステップを備える、請求項１に記載の製造法（１０）。
12. 前記一体成形部品（７）の前記一部分は、前記孔（２１）が円形横断面を伴うその他の前記体積（１１、１２、１３）よりも大きな直径を有するという条件で機械加工される、請求項１１に記載の製造法（１０）。
13. 前記材料は、好ましくは全体として鋼鉄、チタン、黄銅、アルミニウム、アモルファス金属などの金属、またはこれらの前記金属の合金、または複合セラミックもしくは金属セラミック、またはガラス、サファイア、ダイヤモンド、もしくはルビーを備える、請求項１に記載の製造法（１０）。
14. 円形横断面（２２）を伴う体積の上に燐光性材料の層（２３）を塗布する追加ステップを備え、円形横断面（２２）を伴う前記体積は、好ましくは縮小した直径を有する、請求項１に記載の製造法（１０）。
15. 請求項１に記載の方法（１０）により得ることができる計時器の針（２０）であって、円形横断面を伴う、たとえば円筒状または円錐状の一体成形の本体を備えることを特徴とする計時器の針（２０）。
16. 計時器ムーブメントのロッド用の孔（２１）を備える、請求項１５に記載の計時器の針（２０）。
17. 好ましくは全体として鋼鉄、チタン、黄銅、アルミニウム、アモルファス金属などの金属、またはこれらの前記金属の合金、または複合セラミックもしくは金属セラミック、またはガラス、サファイア、ダイヤモンド、もしくはルビーを備える、請求項１５に記載の計時器の針（２０）。
18. 計時器の部品であって、請求項１５に記載の計時器の針（２０）を備える計時器の部品。

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