JP2024035798A - 象嵌された計時器用コンポーネント及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外観に欠点がないようにしつつ、空欠部を完璧に充填して装飾や目盛りを形成する。
【解決手段】 本発明は、金属性材料及び／又はセラミックス材料によって作られた本体（１０）がある象嵌された計時器用コンポーネント（１）に関する。この本体（１０）には、装飾（１２）の像を形成する少なくとも１つの空欠部（１１）がある。本発明によると、この少なくとも１つの空欠部は、冷間メタライゼーションを介する粒子（１６）の凝集によって形成される連続する層（１３、１４、１５）によって完全に充填され、これによって、少なくとも１つの装飾（１２）が象嵌された計時器用コンポーネント（１）を形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、少なくとも１つの金属性材料及び／又はセラミックスの装飾が象嵌された計時器用コンポーネント及びその製造方法に関する。

少なくとも部分的にセラミックス、金属又は複合材によって作られた、計時器用ベゼルのような計時器用コンポーネントを形成して、ベゼルの下にある凹部において堆積物が見えるようにして、目盛や商業的ブランド名などを形成することが知られている。この構成には、サファイアによって作られた部分を完全に覆うことによって、機械的劣化から堆積物を保護するという利点がある。しかし、この構成においては、堆積物の色調が歪んで透過してしまうことだけではなく、堆積物の色調とサファイアの色調の差がないことによって、装飾が読みにくくなることがある。

このような課題を解決するために、装飾の像を形成する少なくとも１つの空欠部がある、セラミックスによって作られた本体を含む象嵌されたセラミックス要素であって、前記少なくとも１つの空欠部が実質的に５０ｎｍである第１及び第２の導電層と金属性ガルバニック堆積によって完全に充填されて、視覚的品質が改善された少なくとも１つの金属性装飾によって象嵌されたセラミックス要素を形成するものが提案されている。

しかし、このような部品の製造は依然として、複雑であり、高コストであり、時間がかかり、また、装飾を作るためにフック層（導電層）を配置する必要がある。また、外観に欠点がないようにしつつ、空欠部を完璧に充填して装飾や目盛りを形成することは難しい。

具体的には、本発明は、従来技術の様々な課題を解決することを目的とする。

このために、本発明は、金属性材料及び／又はセラミックス材料によって作られた本体がある象嵌された計時器用コンポーネントに関する。前記本体には、装飾の像を形成する少なくとも１つの空欠部がある。本発明によると、前記少なくとも１つの空欠部は、冷間メタライゼーションを介する粒子の凝集によって形成される連続する層によって完全に充填され、これによって、少なくとも１つの装飾が象嵌された計時器用コンポーネントを形成する。

本発明の他の有利な代替的実施形態には、以下の特徴がある。
－ 前記層を形成する前記粒子は、金属性材料及び／又は少なくとも部分的にセラミックスによって作られ、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、クロム、鉄、ジルコニア及びアルミナから選択される。
－ 前記少なくとも１つの空欠部はそれぞれ、少なくとも１００μｍ、好ましくは２００μｍ、の深さの部分を含む。
－ 前記少なくとも１つの装飾は、陽極酸化処理によって色付けされた金属層によって覆われる。
－ 前記計時器用コンポーネントは、ベゼル、ケース裏部、表盤、ケースミドル部、リストレットリンク、リュウズ、押し部品のような外側部品の要素である。

本発明は、さらに、本発明に係る象嵌された計時器用コンポーネントを少なくとも１つ備える計時器に関する。

本発明は、さらに、象嵌された計時器用コンポーネントを製造する方法に関し、この方法は、
ａ）金属性材料及び／又はセラミックス材料によって作られた本体を形成するステップと、
ｂ）前記本体の面に、それぞれが装飾の像を形成する少なくとも１つの空欠部を形成するステップと、
ｃ）流れがキャリアガスと前記被覆を形成する粒子を含む、「コールドスプレー」と呼ばれる、冷間射出プロセスによって、前記少なくとも１つの空欠部がある前記面全体にわたって被覆される、少なくとも１０μｍの厚みを有する第１の層を堆積させるステップと、
ｄ）前記ステップｃ）を１回又は数回繰り返して、前記少なくとも１つの空欠部が前記第１の層で覆われた前記面全体にわたって、それぞれ厚み２０μｍである一又は複数の追加の層を堆積させて、前記少なくとも１つの空欠部を完全に充填し、象嵌された装飾を形成するステップと、
ｅ）前記少なくとも１つの空欠部にのみ前記層の堆積物を残すように、前記本体の前記面から堆積物を除去するように研磨するステップとを含む。

本発明に係る方法の他の好ましい変異形態には、以下の特徴がある。
－ 前記キャリアガスの流れは、４５～６０×１０⁵Ｎ／ｍ²（４５～６０ｂａｒ）の圧力、８００～１０００℃の温度であるときに、流量が８５～９０ｍ³／時である。
－ 前記粒子は、金属又は金属合金、セラミックス又はサーメットによって作られている。
－ 前記粒子の質量流量は、７０～８０ｇ／分である。
－ 前記粒子の大きさは、４５μｍ以下である。
－ 前記粒子の大きさは、好ましくは、１～２５μｍである。
－ この方法は、前記ステップｂ）と前記ステップｃ）の間に、随意的に、レーザーを介して前記空欠部を彫ったりテクスチャー化したりして、前記粒子の接着性を改善するステップを含む。
－ この方法は、前記ステップｆ）の後に、随意的に、前記装飾に色付けするように前記装飾の陽極酸化を行うステップを含む。

添付の図面を参照しながら例として与えられる以下の詳細な説明を読むことによって、本発明の他の特徴及び利点を理解することができる。

複数の層で覆われた計時器用コンポーネントの断面図である 本発明に係る計時器用コンポーネントの断面図である。 本発明に係る方法によって得られた計時器用ベゼルの上面図である。

図１に示している例において、計時器用コンポーネント１を示している。象嵌された計時器用コンポーネント１には、金属性材料及び／又はセラミックス材料によって作られた本体１０があり、この本体１０には、装飾１２の像を形成する少なくとも１つの空欠部１１がある。前記少なくとも１つの空欠部１１は、一般的には「コールドスプレー」と呼ばれる冷間メタライゼーションを介して粒子１６の凝集によって形成される連続的な層１３、１４、１５で完全に充填されて、少なくとも１つの装飾１２が象嵌された計時器用コンポーネント１を形成する。

この冷間メタライゼーションないし「コールドスプレー」技術は、粉末又は粒子の形態である充填材を臨界速度（３００～１５００ｍ／秒）よりも速くまで加速させる。このような速度は、この材料が処理対象の基材に衝突するときに塑性変形及び／又は破砕を発生させてしまう。このような速度は、密な接着性のある被覆を形成するために十分に速い速度である。この射出ガスの温度は、他のプロセスにおいて用いられる温度と比べて低い（典型的には３００～１１００℃）。したがって、衝突前の材料は溶融していない。また、セラミックス材料も射出可能である。

以下の説明において、ベゼル１の場合のみについて説明するが、当然、この説明は、他のあらゆる計時器用コンポーネント、特に、ケース裏部、表盤、ケースミドル部、リュウズ、振動錘、押し部品のような計時器の外側部品、にも適用される。

そこで、以下において説明する例において、ベゼル４の目盛りを形成する象嵌された金属性装飾１２があるセラミックス材料によって作られたリング１０に基づいて本発明の説明を行う。当然、金属又は金属合金、セラミックス又は複合材料によって作られたベゼルも可能である。

象嵌ベゼル１は、視覚的品質が優れており経時的耐久性が向上した、少なくとも１つの金属性装飾がある、耐摩耗性が非常に高い部品を形成するように意図されている。

図２に示しているように、象嵌された計時器用コンポーネント１には、装飾１２の像を形成する少なくとも１つの空欠部１１がある、セラミックスによって作られた本体１０がある。図３において、各装飾１２が、幾何学的図形や英数字のような任意の形状であることができることがわかる。本発明によると、各空欠部１１は、１０～５０μｍの厚みを有する複数の層１３、１４、１５で完全に充填される。この構成によって、耐摩耗性が非常に高いセラミックスによって作られた本体１１において、各金属性装飾１２を保護することができる。

各空欠部１１は、１００～２００μｍの深さＰを有し、各空欠部１１の内面は、一定ではない幾何学的形状を有することができる。例えば、星形、矩形又は三角形、さらには文字の形のような形状の空欠部を想像することができる。

本体１０は、多種多様な材料、特にセラミックス、によって作られる。好ましくは、ジルコニアをベースとするセラミックスが、機械的性質、研磨性、そしてこれらよりも低い度合いであるが、広範囲の色合いを与える能力のために用いられる。当然、炭化チタンをベースとするセラミックスや、アルミナやスピネルをベースとする光透過性の多結晶セラミックスのような、他のセラミックスも考えることができる。

別の実施形態において、本体１０は、金属材料又は金属合金から得られる。

層を形成する粒子は、金属性であり、かつ／又は少なくとも部分的にセラミックスによって作られ、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、クロム、鉄、ジルコニア又はアルミナから選択される。本発明の１つの変異形態において、異なる材料によって作られた層を用い、例えば、層の第１の部分は亜鉛によって作り、層の第２の部分はチタンによって作ることができる。このような代替的形態によって、製造コストを削減することができる。

第１の層１３は、実質的に２０μｍの厚みを有し、空欠部１１の底部に位置する。同様に、第２の層１５及び次の層は、当業者のニーズに応じて、それよりも大きい又は同じ厚みを有する。例えば、第１の層は２０μｍ、第２の層は３０μｍ、第３の層は３０μｍ、第４の層は４０μｍ、第５の層は５０μｍの厚みを有することができる。この層の連続は、空欠部が完全に充填されるまで続く。

さらに、本発明によると、本体１０がセラミックスによって作られている場合、例えば陽極酸化１６によって、最後の層、すなわち、計時器用コンポーネントの面と面一の層、に対して色付けすることによって、各装飾１２の外観を局所的に変えることができる。

これに関連して、陽極酸化を促進させるために、少なくとも最後の金属性の層は、好ましくは、アルミニウム又はチタンによって作られる。

金属性の本体１０の場合、充填部分には問題が発生しないが、本体１０と最後の層の両方が導電性であるため、局所レベルでの陽極酸化による色付けは可能ではない。そこで、本体１０の面に対してわずかに後退させて最後の層を堆積させ、そして、全体に色付けのための陽極酸化を行い、最後に、例えば、研磨作業によって、本体の面における余剰分を除去することを考えることができる。（ＬＩＧＡプロセスを介してマスクを配置するという別の選択肢もある）。

本発明は、さらに、象嵌された計時器用コンポーネントの製造方法に関する。

次に、象嵌された計時器用コンポーネント１０の製造方法について説明する。当然、以下の説明において、ベゼル１を製造する場合のみについて説明するが、先に詳細な説明したように、他のあらゆる計時器用コンポーネントに適用される。したがって、本発明に係る方法の説明は、ベゼル１の目盛りを形成する象嵌された金属性装飾１２があるセラミックス材料によって作られたリング１０に基づいて行う。

第１のステップａ）において、この方法は、セラミックス、例えば、ジルコニア、によって作られた本体１０を形成することを伴う。セラミックスベースのコンポーネントの場合、このコンポーネントは、好ましくは、焼結することによって得られる。ステップａ）の終わりにおいて、本体１０は、その最終的な寸法構成を有する。

この方法は、少なくとも１つの空欠部１１を形成するように意図された第２のステップｂ）を含み、この空欠部１１は、本体１０の面Ｆにおいて非貫通であることができ、図１に示しているように、将来の装飾１２の像を形成する。各空欠部１１は、１００μｍの最小深さＰを有し、好ましくは、２００μｍの深さを有する。各空欠部１１は、当業者のニーズに応じて、異なる幾何学的形状を有することができる。例えば、星形、長方形、三角形、さらには英数字のような形状の空欠部を想像することができる。

一般的には、ステップｂ）は、高い精度で掘ることを可能にするレーザーアブレーションを利用して行う。ステップｂ）の終わりにおいて、随意的なステップにおいて、前記少なくとも１つの空欠部をレーザーで掘る又はテクスチャー加工して、この方法の残りにおける粒子の接着を向上させることができる。

この方法は、面Ｆ全体にわたって、すなわち、図１に示しているように空欠部１１のそれぞれを含むように、２０μｍである厚みを有する第１の層１３を堆積させるように意図された第３のステップｃ）に従って継続する。

この方法の第３のステップｃ）は、一般的に「コールドスプレー」と呼ばれる冷間メタライゼーションによって面Ｆを被覆することを伴う。したがって、接着層の存在なしに本体１０に完全に接着する粒子層を堆積させることが可能となる。

射出された粒子は、金属又は金属合金、セラミックス又はサーメットによって作られている。

基材１０上に堆積物を形成するために、ドゥラバル（de Laval）型のスプレーノズル全体を通してキャリアガスを利用して粒子を射出して、これらを加速して高速で射出することで、それを基材に付着させる。

図示している例において、チタン粒子は、さらに、１～５０μｍの粒径、好ましくは５～２５μｍの粒径、より好ましくは２０μｍの粒径、のものを射出する。

一次ガスは、８０～９０ｍ³／時の流量でノズル全体に送られる。この流量は、ノズルや用いるガスによって変わる可能性がある。一般的には、ヘリウムと窒素を単独で又は組み合わせて用いる。ヘリウムには、窒素よりも下の温度で作業できるという利点があり、窒素には、低コストであるという利点がある。

キャリアガスの温度は９００～１０００℃であり、スプレーの圧力は、４５～６０ｂａｒ（４５～６０×１０⁵Ｎ／ｍ²）である。

チタンによって作られた粒子の場合、１０００℃の温度と５０ｂａｒ（５０×１０⁵Ｎ／ｍ²）の圧力で非常に良い結果を得ることができる。

粒子は、７０～８０ｇ／分、好ましくは７５ｇ／分、の流量でノズルにて送られる。したがって、粒子の速度は、８００～１０００ｍ／秒である。

スプレーノズルは、ベゼル１の面Ｆから５０ｍｍの範囲の距離に保たれ、各層の堆積の間に０．１５ｍ／秒の速度で進行する。

セラミックス材料製の基材の場合、当業者であれば、第１の層の堆積中にプロセスのパラメータを適合させることを確実にすることができる。セラミックス材料は比較的脆弱であり、基材にひびが入ったり割れたりすることを避けるために、粒子をより低い速度で射出する必要がある。したがって、第１の層の堆積中、粒子は２０ｇ／分の流量でノズルにて送られ、キャリアガスの圧力、流量及び温度は同じままである。

この方法は、第４のステップｄ）に続く。この第４のステップｄ）は、少なくとも１つの空欠部１１がある面Ｆ全体にわたって、それぞれ少なくとも２０μｍの一又は複数の追加の層１４、１５を堆積させて、第１の層１３を覆うように、１回又は複数回繰り返される。ステップｃ）は、前記少なくとも１つの空欠部１１を完全に充填し、象嵌された装飾１２をベゼル１に形成するまで繰り返される。

最後に、第５のステップｅ）において、図２に示しているように、本体１０の面Ｆ上に堆積させた層１３、１４、１５を、各空欠部１１のレベルまでのみ残すように除去して、この方法が終了する。このようにして、象嵌された計時器用コンポーネント１０が完成し、場合によっては、最終部品にすぐに取り付けられる。このステップは、余分な材料を除去するための研削やラッピング（lapping）と、それに続く研磨のような一般的な表面処理工程によって得ることができる。

本発明に係る方法は、随意的に、装飾１２に色付けするために、メタライゼーションを堆積させるように意図された最後のステップを含むこともできる。例えば、このような層は、陽極酸化によって作ることができる。

当然、本発明は、図示した実施形態に限定されず、特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲から逸脱せずに、当業者に明白な様々な代替的形態や改変が可能である。

１ 計時器用コンポーネント
１０ 本体
１１ 空欠部
１２ 装飾
１３、１４、１５ 層
１６ 粒子

Claims (14)

1. 金属性材料及び／又はセラミックス材料によって作られた本体（１０）がある象嵌された計時器用コンポーネント（１）であって、
   前記本体（１０）には、装飾（１２）の像を形成する少なくとも１つの空欠部（１１）があり、
   前記少なくとも１つの空欠部は、冷間メタライゼーションを介する粒子（１６）の凝集によって形成される連続する層（１３、１４、１５）によって完全に充填され、
   これによって、少なくとも１つの装飾（１２）が象嵌された計時器用コンポーネント（１）を形成する
   ことを特徴とする計時器用コンポーネント（１）。
2. 前記層を形成する前記粒子（１６）は、金属性材料及び／又は少なくとも部分的にセラミックスによって作られ、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、クロム、鉄、ジルコニア及びアルミナから選択される
   ことを特徴とする請求項１に記載の計時器用コンポーネント（１）。
3. 前記少なくとも１つの空欠部（１１）はそれぞれ、２００μｍの深さの部分を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の象眼細工の計時器用コンポーネント（１）。
4. 前記少なくとも１つの装飾（１２）は、陽極酸化処理によって色付けされた金属層（１８）によって覆われる
   ことを特徴とする請求項１に記載の計時器用コンポーネント（１）。
5. 前記計時器用コンポーネントは、ベゼル、ケース裏部、表盤、ケースミドル部、リストレットリンク、リュウズ、押し部品のような外側部品の要素である
   ことを特徴とする請求項１に記載の計時器用コンポーネント（１）。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の計時器用コンポーネント（１）を少なくとも１つ備える
   ことを特徴とする計時器。
7. 象嵌された計時器用コンポーネント（１）を製造する方法であって、
   ａ）金属性材料及び／又はセラミックス材料によって作られた本体（１０）を形成するステップと、
   ｂ）前記本体（１０）の面（Ｆ）に、それぞれが装飾（１２）の像を形成する少なくとも１つの空欠部（１１）を形成するステップと、
   ｃ）流れがキャリアガスと前記被覆を形成する粒子（１６）を含む、「コールドスプレー」と呼ばれる、冷間射出プロセスによって、前記少なくとも１つの空欠部がある前記面（Ｆ）全体にわたって被覆される、少なくとも１０μｍの厚みを有する第１の層（１３）を堆積させるステップと、
   ｄ）前記ステップｃ）を１回又は数回繰り返して（１４）、前記少なくとも１つの空欠部が前記第１の層で覆われた前記面（Ｆ）全体にわたって、それぞれ厚み２０μｍである一又は複数の追加の層を堆積させて、前記少なくとも１つの空欠部を完全に充填し、象嵌された装飾（１２）を形成するステップと、
   ｅ）前記少なくとも１つの空欠部にのみ前記層の堆積物を残すように、前記本体（１０）の前記面から堆積物を除去するように研磨するステップとを含む
   ことを特徴とする方法。
8. 前記キャリアガスの流れは、４５～６０×１０⁵Ｎ／ｍ²（４５～６０ｂａｒ）の圧力、９００～１０００℃の温度であるときに、流量が８５～９０ｍ³／時である
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記粒子は、金属又は金属合金、セラミックス又はサーメットによって作られている
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記粒子の質量流量は、７０～８０ｇ／分である
    ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
11. 前記粒子の大きさは、４５μｍ以下である
    ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
12. 前記粒子の大きさは、好ましくは、１～２５μｍである
    ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
13. 前記ステップｂ）と前記ステップｃ）の間に、随意的に、レーザーを介して前記空欠部を彫ったりテクスチャー化したりして、前記粒子の接着性を改善するステップを含む
    ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
14. 前記ステップｆ）の後に、随意的に、前記装飾に色付けするように前記装飾の陽極酸化を行うステップを含む
    ことを特徴とする請求項７に記載の方法。

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