JP3738998B2 - 時計用外装部品の製造方法、時計用外装部品および時計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時計用外装部品の製造方法、時計用外装部品および時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、時計用外装部品としては、時計ケース、ガラス縁、飾り縁、裏蓋、バンド駒などがある。この種の時計用外装部品の成形方法としては、金型を要する成形加工が主流である（たとえば特許文献１と特許文献２。）。
【０００３】
特許文献１では、リロールされた平板材又は短尺材、もしくは単一部品を製造するのに適したサイズに切断した平板片は、そのまま常温又は加熱してプレス加工によって打抜き、１次ブランク材とする。この１次ブランク材は、さらにプレス加工、切削加工、研磨加工、表面処理加工などの後加工を施して完成品とする方法が採られていた。
【０００４】
特許文献２では、丸棒、又は角棒などの棒材をスライスして成形して平板片が得られる。この平板片はそのまま常温又は加熱してプレス加工によって打抜くことで１次ブランク材とする。もしくは短く切断した棒材は、加熱してプレス加工によって成形することで１次ブランク材とする。この１次ブランク材は、さらにプレス加工、切削加工、研磨加工、表面処理加工などの後加工を施して完成品とする方法が採られていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３４３４７１号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−３４３４７２号公報（第１頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の時計用外装部品の製造方法では次のような問題がある。
各種の時計用外装部品を製造するために、多数の種類の金型を用意する必要があるので、大きな初期投資費用が発生する。この金型の設計や金型の製作に関わる作業者や機械が必要となる。金型寿命に合わせた定期的なメンテナンス作業が必要となる。
特に、時計用外装部品の生産数量は、少量でかつ小ロット化の傾向にあることから、必要とされる金型の種類は多数に上り高価である。
本発明は、上記課題を解消し、金型を要する成形加工を用いずに時計用外装部品の完成形状を効率的に製造する時計用外装部品の製造方法、時計用外装部品および時計用外装部品を備える時計を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の時計用外装部品の製造方法は、金属材料からなる棒状の母材を加工して時計用外装部品を製造するための時計用外装部品の製造方法であって、前記母材を第１テーブルに設定して、前記第１テーブルの第１加工姿勢と、前記第１加工姿勢と垂直方向の加工姿勢である第２加工姿勢と、前記第１加工姿勢と前記第２加工姿勢との間において曲線軸に沿って加工可能な加工姿勢である第３加工姿勢とを使用して、機械加工により第１加工部分を切削するとともに、前記母材に対して半径方向に切削加工して前記母材に細径部分を形成することで対象部位を形成する第１加工ステップと、前記第１加工ステップにおいて切削加工された前記対象部位を第２テーブル側において保持して、前記細径部分を切削加工することで前記対象部位を前記母材から切削加工により分離する第２加工ステップと、前記母材から分離された前記対象部位に対して、前記第２テーブルの第１の加工姿勢と、前記第１の加工姿勢と垂直方向の加工姿勢である第２の加工姿勢と、前記第１の加工姿勢と前記第２の加工姿勢との間において曲線軸に沿って加工可能な加工姿勢である第３の加工姿勢とを使用して、さらに機械加工により切削することで前記対象部位に第２加工部分を形成する第３加工ステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１加工ステップにおいて、母材は第１テーブルに設定して機械加工により第１加工部分を切削することで対象部位を形成する。
続いて第２加工ステップにおいて、第１加工ステップにおいて切削加工された対象部位は第２テーブル側に保持して、対象部位は母材から切削加工することにより分離する。これによって、対象部位は母材から分離して第２テーブル側に保持されている。
続いて第３加工ステップでは、母材から分離された対象部位は、さらに機械加工により切削することで、対象部位に第２加工部分を形成して必要な時計用外装部品を切削加工により製造することができる。
このようにして、第１加工ステップにおいては母材の対象部位に対して予め第１加工部分を切削した後に、第２加工ステップに移る。第２加工ステップでは第１加工ステップにおいて切削加工された対象部位を母材から分離して第２テーブル側に保持する。第３加工ステップでは対象部位に対してさらに機械加工により切削することで必要とする時計用外装部品の形状を得ることができる。
金型を要する成形加工を用いずに、時計用外装部品の完成形状は効率的に製造することができるとともに、従来の金型による成形加工では造れなかった新造形の時計用外装部品が製造できる。
【０００９】
上記構成において、前記第１加工ステップでは、輪郭形状を切削するとともに前記母材に対して半径方向に切削加工して前記母材に対して細径部分を形成することで前記対象部位を形成することが望ましい。
このような構成によれば、第１加工ステップでは、母材は輪郭形状を切削するとともに母材に対して半径方向に切削加工して、母材に対して細径部分を形成する。これによって母材と対象部位の間には溝を形成する。第２加工ステップにおいて対象部位を母材から切削加工することが容易になる。
【００１０】
上記構成において、前記第１加工ステップでは、前記母材の外周部分は、前記第１テーブルの外径押さえチャックにより着脱自在に保持されることが望ましい。
このような構成によれば、第１加工ステップでは、母材の外周部分が第１テーブルの外径押さえチャックにより着脱自在に保持されていることから、この外径押さえチャックを緩めることにより、母材は移動することが可能になる。
【００１１】
上記構成において、前記第２加工ステップでは、前記対象部位は前記第２テーブル側に対して内径押さえチャックないし外径押さえチャックにより着脱自在に保持されることが望ましい。
このような構成によれば、第２加工ステップでは、対象部位は第２テーブル側に対して内径押さえチャックないし外径押さえチャックにより着脱自在に保持されていることから、対象部位が母材から切削加工により分離された状態でも対象部位のみを第２テーブル側に確実に保持することができる。
【００１４】
上記構成において、前記第３加工ステップでは、ブランクである前記対象部位に対して、さらに輪郭形状を切削により形成することが望ましい。
このような構成によれば、第３加工ステップでは、ブランクである対象部位は、さらに輪郭形状を切削により形成することで、時計用外装部品の完成形状を効率的に製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の時計用外装部品の製造方法の例を示している。
図１では、時計用外装部品の一例である時計ケースを製造する際の部品形状の変化を示している。図２は、図１の時計ケースを製造するための製造装置の一例を示している。
【００２０】
図１に示すように、本発明の時計用外装部品の製造方法は、第１加工ステップＳ１、第２加工ステップＳ２および第３加工ステップＳ３を有している。
図１に示す時計ケースを製造するために、図１に示す棒状の母材１０の材質は、製造しようとする時計ケースの材質に応じて採用される。母材１０は、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、黄銅のいずれか１つからなるたとえば円形断面の棒材である。
この棒状の母材１０としては、ＪＩＳ（日本工業規格）の規格品を用いることが好ましい。母材１０は、たとえば、ステンレス鋼としてはＪＩＳＧ４３０３、或いは４３１８、チタン、チタン合金としてはＪＩＳＨ４６５０、アルミニウム、アルミニウム合金としてはＪＩＳＨ４０４０、黄銅としてはＪＩＳＨ３２５０に規定されているものなどが挙げられる。
【００２１】
棒状の母材１０の端面の平面サイズは、時計ケース等の部品を１つだけ成形するのに適したサイズであることが好ましい。たとえば、時計ケースを製造する場合には、棒状の母材１０は、通常１００ｍｍ以下の円形、或いは一辺が１００ｍｍ以下の正方形、もしくは長方形状の平面形状、または部品の平面形状に近似の形状に成形された棒材などである。これにより、棒状の母材１０の無駄を最小限に抑えた加工ができるからである。
【００２２】
図１に示す本発明の時計用外装部品の製造方法の第１加工ステップＳ１は、棒状の母材１０を第１テーブルに設定して機械加工により第１加工部分１１を切削することで、対象部位１３を形成するステップである。
図１に示す第２加工ステップＳ２は、第１加工ステップＳ１において切削加工された対象部位１３を、第２テーブル側に保持して、対象部位１３を棒状の母材１０から切削加工により分離するステップである。
図１に示す第３加工ステップＳ３は、棒状の母材１０から分離された対象部位１３に対して、さらに機械加工により切削することで対象部位に第２加工部分１４を形成するステップである。
これによって、時計ケースのブランク１５が、機械による切削加工のみで製造するようになっている。
【００２３】
図１に示す第１加工ステップＳ１ないし第３加工ステップＳ３を詳しく説明する前に、各ステップが実現できるようにするための製造装置の一例について説明する。
図２は、時計用外装部品の製造装置１００を示している。この製造装置１００は、ミーリング主軸１０１、第１旋回テーブル１０２、第２旋回テーブル１０３、バーフィーダ１０４および制御部１０５を有している。
ミーリング主軸１０１は、工具ホルダ１０６を有している。工具ホルダ１０６は、チャック１２５、旋削工具１２８、ミーリング工具１２９、穴明工具１３０のいずれか１つを、着脱可能に取り付けることができる。
ミーリング主軸１０１は、モータ１０７，１０８，１０９，１１０を有している。モータ１０７は、工具ホルダ１０６を連続回転させる。Ｘ軸用モータ１０８は、ミーリング主軸１０１をＸ方向に移動して位置決めする。Ｙ軸用モータ１０９は、ミーリング主軸１０１をＹ方向に沿って移動して位置決めする。Ｚ軸用モータ１１０は、ミーリング主軸１０１をＺ方向に沿って移動して位置決めする。Ｘ，Ｙ，Ｚの方向はそれぞれ直交する方向である。
【００２４】
図２の第１旋回テーブル１０２は、外径押さえチャック１４０、モータ１４１，１４２を有している。外径押さえチャック１４０は、棒状の母材１０の外周部分を機械的に着脱可能に押さえて保持するためのチャックである。モータ１４１は、この外径押さえチャック１４０を第２軸Ｌ２に沿って回転させる。モータ１４２は、第１旋回テーブル１０２を第４軸Ｌ４に沿って所定角度旋回させる。バーフィーダ１０４は、棒状の母材１０を、第１旋回テーブル１０２において第１軸Ｌ１に沿って送り込む装置である。
【００２５】
第２旋回テーブル１０３は、内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０、モータ１５１，１５２，１５３を有している。
内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０は、図１に示す対象部位の内径部分１５５を半径方向外側に押し付けることでもしくは外径部分１５５ａを半径方向内側に押し付けることで着脱可能に対象部位１３を保持することができる。モータ１５１は、内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０を第３軸Ｌ３に沿って回転させる。モータ１５２は、第２旋回テーブル１０３を第５軸Ｌ５に沿って所定角度旋回させる。モータ１５３は、第２旋回テーブル１０３をＵ軸（第３軸Ｌ３）に沿って直線移動させる。
【００２６】
このように、この製造装置１００は、一例として第１軸Ｌ１から第５軸Ｌ５までを有する同時制御機能を有しており、図１に示す母材１０の対象部位１３および第２加工部分１４に対して３次元の切削加工が可能である。第１旋回テーブル１０２は第１テーブルに相当し、第２旋回テーブル１０３は第２テーブルに相当する。図２に示す制御部１０５は、各モータ１０７，１０８，１０９，１１０，１４１，１４２，１５１，１５２，１５３、バーフィーダ１０４などの動作を制御する。
【００２７】
図３ないし図８は、図２に示す製造装置１００を用いて、後に示す時計ケースであるブランク１５が製造される製造工程の一例を示している。
そこで、図１の時計用外装部品の製造方法の各ステップＳ１〜Ｓ３を参照しながら、図２ないし図８に従って時計ケースであるブランク１５の製造例について説明する。
まず図１に示す第１加工ステップＳ１では、棒状の母材１０が用意される。この棒状の母材１０は、時計ケースのブランク１５を製造するのに適したサイズを有し、適した材質のものである。図１では母材１０は丸棒である。
【００２８】
この棒状の母材１０は、バーフィーダ１０４によりＸ１方向に沿って第１軸Ｌ１上を送られる。棒状の母材１０の第１加工部分１１は、外径押さえチャック１４０から外側に突出して保持される。第１旋回テーブル１０２は図３に示す加工姿勢Ｐ１により設定されている。第２旋回テーブル１０３は加工姿勢Ｐ２に設定されている。従って外径押さえチャック１４０と内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０は対面した状態にある。
尚、ミーリング主軸１０１の工具ホルダ１０６には予め、図２に示すチャック１２５が装着されることにより、バーフィーダ１０４と図２に示すチャック１２５を用いて棒状の母材１０の第１軸Ｌ１に沿った位置を自動的に変えることにより、外径押さえチャック１４０が棒状の母材１０をクランプする位置を自動的に連続的に変えることができる。
図３では、工具ホルダ１０６にはチャック１２５に代えて旋削工具１２８が装着されている。この旋削工具１２８は棒状の母材１０の第１加工部分１１に対面した位置にある。
【００２９】
図１に示す第１加工ステップＳ１では、棒状の母材１０の第１加工部分１１は、図３に示す旋削工具１２８もしくはミーリング工具１２９を用い、第１旋回テーブル１０２を加工姿勢Ｐ１と図３の破線で示す加工姿勢Ｐ３にする。これにより、図１（Ａ）の母材１０の状態から図１（Ｂ）に示す対象部位１３が加工されるとともに、細径部分９０が形成される。すなわち、図３に示すように第１旋回テーブル１０２は加工姿勢Ｐ１と加工姿勢Ｐ３を適宜選択し、旋削工具１２８またはミーリング工具１２９を選択して使用する。
これによって、棒状の母材１０の第１加工部分１１は、端面部分、内径部分、外径部分の輪郭形状を切削加工により形成する。しかも細径部分９０は、棒状の母材１０の半径方向に沿って溝加工することで形成する。これによって、図４に示すように図１の対象部位１３および細径部分９０が切削加工のみにより形成される。この場合の対象部位１３の軸方向の厚みは、たとえば２ｍｍ〜３０ｍｍである。
そして、図４と図５に示すように第１旋回テーブル１０２は、第４軸Ｌ４に沿ってコンタリング加工ができる加工姿勢Ｐ５を併用することにより、図１（Ｂ）に示す対象部位１３は図１（Ｃ）に示すように３次元切削加工を行い、傾斜した輪郭部分１６０を形成することができる。このような輪郭部分１６０は、図５にも示している。
【００３０】
次に、図１の第２加工ステップＳ２に移る。
第２加工ステップＳ２では、図６に示すように穴明け工具１３０が工具ホルダ１０６に装着される。そして、たとえば図６に示すように第１旋回テーブル１０２は、加工姿勢Ｐ１において、棒状の母材１０を保持している。穴明け工具１３０を回転してミーリング主軸１０１を下げていくことにより、対象部位１３の側面に対して穴１３Ｈを形成する。この穴１３Ｈは図１（Ｄ）に示している。
このような切削による穴明け加工が終了すると、第２加工ステップＳ２では、図７に示すように第２旋回テーブル１０３がＵ軸に沿って第１旋回テーブル１０２側に移動する。そして内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０が対象部位１３の加工側正面１３Ｅ側のたとえば図１（Ｄ）に示す内径部分１５５もしくは外径部分１５５ａを内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０によりクランプして保持される。
これによって、図１（Ｄ）において点線部で示す棒状の母材１０と細径部分９０は、外径押さえチャック１４０と内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０の間に位置されることになる。
【００３１】
図７に示すミーリング主軸工具１０１のホルダ１０６には、たとえば旋削工具１２８が装着されている。そして図７において第１旋回テーブル１０２と第２旋回テーブル１０３はそれぞれ加工姿勢Ｐ１，Ｐ２に保持されたままである。外径押さえチャック１４０と内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０は、同期して棒状の母材１０を回転させることにより、旋削工具１２８は細径部分９０にはまり込んで、半径方向に沿って突っ切り切削加工を行う。これによって、棒状の母材１０と対象部位１３は完全に分離される。この状態において対象部位１３は、内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０側にたとえば内径部分１５５、もしくは外径部分１５５ａを押さえた状態で確実に保持されているので、内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０から対象部位１３は落下してしまうことがない。
このようにして対象部位１３は、図１（Ｄ）から図１（Ｅ）に示すように、点線部で示す棒状の母材１０から機械的に完全に分離することができる。これによって、時計ケースであるブランク１５が図１（Ｅ）のように得られる。
【００３２】
次に図１の第３加工ステップＳ３に移る。第３加工ステップＳ３では、図８に示すように第２旋回テーブル１０３の加工姿勢Ｐ２，Ｐ４およびＰ５を用いて、図１（Ｅ）のブランク１５に対して突っ切り切削した側の端面部分、内径部分、外径部分に対して２次元および３次元切削加工を行う。この場合に用いる工具は、たとえば旋削工具１２８、ミーリング工具１２９、穴明け工具１３０である。このように第３加工ステップにおいて、ブランク１５に対してさらに加工する部分は、図１（Ｆ）に示す第２加工部分１４である。
【００３３】
これによって、図１（Ｆ）に示すような完成形状の時計ケースであるブランク１５を切削加工により得ることができる。その後このブランク１５は、研磨加工、表面処理加工が施される。上述の第１加工ステップＳ１〜第３加工ステップＳ３をくり返すことで、複数のブランク１５が切削加工で形成できる。
なお、上述したような時計ケースの切削による製造工程においては、単に時計ケースの部品が輪郭部品を形成するだけでなく、たとえば文字や模様なども対象部位に対して切削加工することは可能である。
このブランク１５の表面粗さは、たとえば（最大高さＲｍａｘは、）１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。特に、表面粗さが０．５〜３．５μｍの範囲であることが、その後の工程にあまり配慮することなく、部品の表面状態を良好にする上で望ましい。そのために、旋削加工においては旋回主軸は５０〜５０００ｍｉｎ−１、ミーリング主軸は３５〜５００００ｍｉｎ−１の回転範囲を装備していることが望ましい。
【００３４】
図９は、図１のブランク１５を切削により加工するための加工プログラムの例を示している。この加工プログラムは、図２に示す制御部１０５に与えられるプログラムであり、製品の３次元加工データを活用することが望ましい。こうすることにより、製品設計段階の３次元加工データがＣＡＭ（コンピュータ支援加工）活用でき、効率的に加工プログラムを作成することができるからである。図９のステップＳＴ１では、製品の３次元加工データに基づいて、旋削ツールパスが生成される。ステップＳＴ２では、旋削ツールパスの検証が行われ、ステップＳＴ６においてＮＣ（数値制御）データを出力する。
【００３５】
ステップＳＴ２において旋削ツールパスの検証を行った後に、ステップＳＴ３ではファセット（旋削加工からミーリング加工への移行）が行われる。ステップＳＴ４では、ミーリングツールパス生成が行われ、ステップＳＴ４ａでは、ミーリングツールパスの検証が行われ、ステップＳＴ５ではこれにより、ＮＣデータが出力される。
ステップＳＴ７では、ステップＳＴ６におけるＮＣデータ出力とステップＳＴ５におけるＮＣデータが１つのデータにファイル化される。ステップＳＴ８では、ＮＣデータが、１データファイルに基づいて出力されて、ステップＳＴ９においてＮＣデータ入力が図２の制御部１０５に供給される。
【００３６】
本発明の実施形態においては、棒材をそのまま原料素材として、切削加工だけでブランクを形成しているので金型を必要としない。また材質が異なっても製造方法が同じで、工程の複合化が可能であることから、製造コストの低減、生産設備を最小限に抑えることができ、特に少量で小ロットの生産には製造効率の向上を図ることができる。また、金型による成形加工を想定したデザイン制約がなくなり、時計用外装部品の新造形を容易に形成することが可能になる。このブランク１５は、その後研磨加工、表面処理加工が施され時計ケースが完成される。
【００３７】
次に、本発明の別の実施の形態について説明する。
図１０ないし図１２は、それぞれ本発明の別の実施の形態を示している。
第２の実施形態
図１０に示す第２の実施形態は、時計用外装部品の別の例であるガラス縁もしくは飾り縁などの縁部材を加工する場合の例を示している。ガラス縁や飾り縁に適したサイズの棒状の母材１０Ａが図１０（Ａ）のようにして用意される。図１０（Ｂ）に示すように、棒状の母材１０Ａに対して細径部分９０が形成されるとともに対象部位１３が形成される。この場合に、棒状の母材１０Ａの端面部分、内径部分、外径部分に対して形成する。細径部分９０を形成することにより、対象部位１３の軸方向の厚さはたとえば１ないし５ｍｍ程度の厚さである。
【００３８】
図１０（Ｃ）に示すように、対象部位１３に対して３次元加工するとともに、図１０（Ｄ）に示すようにその後、文字２００，２０１が形成される。この文字は、数字の「１２」と「３０」である。
次に、棒状の母材１０Ａの点線部分に相当する細径部分９０と棒状の母材１０Ａは、細径部分９０を突っ切りによる切削加工をすることで、対象部位１３から分離する。これによって、対象部位１３は図１０（Ｅ）に示すようにブランク４５になる。このブランク４５は、図１０（Ｆ）に示すように第２加工部分１４を３次元加工することで完成することができる。
図１０に示す第２の実施形態の時計用外装部品の製造方法は、図１の時計用外装部品の製造方法とほぼ同じ要領で切削加工のみでブランク４５が作れる。図１０（Ａ）ないし図１０（Ｃ）は第１加工ステップＳ１である。図１０（Ｄ）および図１０（Ｅ）は第２加工ステップＳ２である。図１０（Ｆ）は第３加工ステップＳ３である。その後ブランク４５は、研磨加工、表面処理加工が施されて、ガラス縁もしくは飾り縁を得る。
【００３９】
第３の実施形態
図１１は、時計用外装部品の第３の実施形態である裏蓋の加工例を示している。
図１１に示す第３の実施形態では、裏蓋の加工に適したサイズの棒状の母材１０Ｂを用意する。この棒状の母材１０Ｂは、図１０（Ｂ）に示すように細径部分９０を形成する。対象部位１３の軸方向の厚みは０．２ないし５ｍｍである。棒状の母材１０Ｂに対して端面部分、内径部分、外径部分を切削加工することにより、図１１（Ｂ）の対象部位１３が得られる。
【００４０】
図１１（Ｃ）において、対象部位１３に対して３次元の切削加工を行う。
図１１（Ｄ）に示すように、対象部位１３の正面部分に対して文字３００あるいは模様のようなものを加工する。そして点線で示す細径部分９０に対して突っ切りによる切削加工を行うことにより、棒状の母材１０Ｂと対象部位１３は分離されて、図１１（Ｅ）に示すブランク２１５が得られる。このブランク２１５に対して突っ切った側の部分に第２加工部分２２０を加工することにより完成したブランク２１５が得られる。その後ブランク２１５は、研磨加工、表面処理加工が施されて、裏蓋が完成される。
【００４１】
第４の実施形態
図１２に示す第４の実施形態は、時計用外装部品であるバンド駒を加工する例である。
棒状の母材１０Ｃは、バンド駒を加工するのに適したサイズのものを用いる。棒状の母材１０Ｃの端面部分、内径部分、外径部分に対して加工を施すことで、細径部分９０と軸方向の厚みは１ないし５ｍｍ程度の対象部位１３が得られる。図１２（Ｃ）に示すように、対象部位１３に対して３次元による切削加工を行う。図１２（Ｄ）に示すように、点線で示す細径部分９０に対して突っ切りによる切削加工を行うことにより、棒状の母材１０Ｃと対象部位１３は分離されて図１２（Ｅ）に示すブランク３１５が得られる。
このブランク３１５の突っ切り側３２０に対して図１２（Ｆ）に示すように第２加工部分１４を加工することで、完成したブランク３１５が得られる。このブランク３１５は、その後研磨加工、表面処理加工が施されてバンド駒が完成される。
【００４２】
本発明によれば、金属材料からなる棒材、たとえば丸棒、角棒など、をそのまま原料素材として用いて、該棒材に対して、切削加工を施すことにより、時計用外装部品を成形するようにしたことにより、金型を要する成形加工に頼らずに部品の完成形状を成形することができるため、金型代などの初期投資費用、長期間の金型維持管理費用などが不要になることから、製造コストの低減が可能になる。特に、生涯生産数量が少ない少量生産には効率的である。
本発明によれは、金型の製作が不要なことから、新モデルの製造期間（受注から納品）を短縮することができ、リピートモデルの製造期間と同じにすることが可能になる。
【００４３】
本発明によれば、切削加工だけで部品を成形するようにしているので、金型の構造上不可能とされていた複雑な形状、デザインなどの制約がなくなり、従来製法では造れなかった、新造形を容易に成形することが可能になる。
本発明によれば、前記の軸構成と機能を有する機械（複合加工機）にて成形加工を行うことによって、棒材を原料素材として部品の完成形状までを一貫加工できることから、工程の複合化が可能となり、生産設備を最小限に減らすことが可能になる。また、加工時の危険性、騒音の低減、排煙の抑制等による作業環境の向上を図ることができる。
【００４４】
尚、本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明の時計用外装部品の製造方法は、前記いずれかの金属材料を母材として形成された時計用外装部品の製造方法である。前記金属材料からなる棒状の母材を原料素材として、棒状の母材が切削加工されて、時計用外装部品の完成形状を形成する。
本発明によれば、金属材料からなる棒状の母材、たとえば丸棒、角棒などに対して切削加工を実施するようにしたことで、金型を要する成形加工に頼らずに部品形状を成形することが可能になる。また、本発明では、従来生じたオレンジピール（梨地肌）、切断目、スケール（酸化被膜）、ピンホールなどの表面の肌荒れ状態が存在しない。このため本発明では、１次ブランク材の肌荒れを向上させるための表面処理工程を省略することが可能になる。
【００４５】
本発明において、前記棒状の母材は、旋削加工、ミーリング加工、穴明加工、を施すことにより部品形状を成形することが好ましい。これにより、平面形状、３次元形状を備えた複雑な部品形状を容易に成形することが可能になる。この成形部品は、その後、研磨加工、表面処理加工を施して完成品とすることが望ましい。
本発明において、前記棒状の母材は、単一部品を成形するのに適合した平面サイズの断面形状を備えたものとすることが好ましい。こうすることが、材料の無駄を最小限に抑えられ、加工効率の観点からみて望ましい。
【００４６】
前記棒状の母材はコストの面を除けば、部品の平面形状に成形されたもの、たとえば部品の平面形状に近似の引き抜き材などを用いることが好ましい。こうすることで、加工工程において平面形状の加工（２次元加工）を簡略化できる。
本発明では、前記棒状の母材は、たとえばＪＩＳ規格品を用いることが望ましい。こうすることで、棒材を安価で容易に入手することができる。この棒材の形状、サイズなどの種類が豊富である。
【００４７】
本発明は、０．２〜３０ｍｍの厚さの時計用外装部品を加工する場合に特に有効である。たとえば、腕時計のケースは２〜３０ｍｍの厚さであることが好ましく、縁部材（ガラス縁、飾り縁など）としては１〜５ｍｍの厚さであることが好ましい。バンド部品（駒部材など）としては１〜５ｍｍの厚さであることが好ましく、裏蓋としては０．２〜５ｍｍの厚さであることが好ましい。
本発明において、図２のバーフィーダ１０４とチャック１２５を用いて、加工領域の棒状の母材長が自動的に変えられることが望ましい。これにより、複数の時計用外装部品を製造する場合において、部品の生産効率の良い、連続加工が可能である。
【００４８】
本発明において、原料素材に対して直接、切削加工だけで、部品の完成形状までを一貫加工することが望ましい。これにより、従来の金型を要する成形加工に比べて、作られた部品の表面加工硬化が少なく、硬度も均一されていることから研磨工程での負荷が軽減できる。鍛造等は場所によって金属密度、表面硬度が異なる。
また、本発明では、デザイン上の制約がなくなり、従来製法では造れない新造形が成形可能になる。たとえば、側面に凹部分を有する溝形状などである。さらに、プレス加工、鍛造加工、転造加工、鋳造加工、射出成形加工、圧粉成形加工などの作業を行わないため、作業環境の改善が図られる。
【００４９】
本発明において、製造装置は、切削加工には、３次元加工が可能なたとえば同時５軸制御機能を有する。そして、この製造装置は、部品の表裏および側面加工が可能な外径、もしくは内径をクランプ可能な２チャック、前記棒材長を自動的に可変できる機能、さらに旋削加工およびミーリング加工、および穴明け加工などが可能な軸構成と機能を有していることが望ましい。この製造装置は、たとえば、ターニングセンタのような複合加工機である。これにより、時計用外装部品の完成形状が、効率的に１台の機械で成形することが可能になる。また、工程の複合化が可能であるとともに、生産設備を最小台数に抑えることができる。
【００５０】
本発明において、上述の軸構成と機能を有した製造装置は、旋削機能を主体とした機械よりも、マシニング機能を主体とした機械の方が望ましい。具体的には、旋削主軸の回転数は５０〜５０００ｍｉｎ−１、ミーリング主軸は３５〜５００００ｍｉｎ−１の回転領域を装備していることが望ましい。こうすることが、加工効率（加工時間）の観点、製品の品位を高める上で望ましい。また、前記金属材料に適した加工条件範囲で、効率的な加工が可能である。
本発明において、旋削加工、ミーリング加工、穴明け加工における、部品の加工姿勢は、縦、横、傾斜いずれの方向からも加工できることが望ましい。こうすることで、加工方法の選択範囲が広くなり、（たとえば、切粉のはけを考慮した加工方法など）工具寿命、製品の品位を高める上で望ましい。
【００５１】
本発明において、切削加工データは３次元の部品形状データを活用することが好ましい。こうすることが、製品設計時の３次元データをＣＡＭデータとして活用することができ、加工プログラムを容易に作成できる。
本発明において、前記の製造方法によって成形された部品に対して、さらに好ましくは研磨加工、表面処理などの仕上げ加工を施すことによって、通常の時計用外装部品を完成させることができる。
【００５２】
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。たとえば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の時計用外装部品の製造方法の第１の実施形態を示す図。
【図２】 本発明の製造方法を実現する製造装置を示す図。
【図３】 第１加工ステップＳ１を示す図。
【図４】 第１加工ステップＳ１を示す図。
【図５】 第１加工ステップＳ１を示す図。
【図６】 第２加工ステップＳ２を示す図。
【図７】 第２加工ステップＳ２を示す図。
【図８】 第３加工ステップＳ３を示す図。
【図９】 ＮＣデータの作成手順の例を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示す図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
１０・・・棒状の母材、１１・・・第１加工部分、１３・・・対象部位、１４・・・第２加工部分、１０２・・・第１旋回テーブル、１０３・・・第２旋回テーブル、Ｓ１・・・第１加工ステップ、Ｓ２・・・第２加工ステップ、Ｓ３・・・第３加工ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、時計用外装部品の製造方法、時計用外装部品および時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、時計用外装部品としては、時計ケース、ガラス縁、飾り縁、裏蓋、バンド駒などがある。この種の時計用外装部品の成形方法としては、金型を要する成形加工が主流である（たとえば特許文献１と特許文献２。）。
【０００３】
特許文献１では、リロールされた平板材又は短尺材、もしくは単一部品を製造するのに適したサイズに切断した平板片は、そのまま常温又は加熱してプレス加工によって打抜き、１次ブランク材とする。この１次ブランク材は、さらにプレス加工、切削加工、研磨加工、表面処理加工などの後加工を施して完成品とする方法が採られていた。
【０００４】
特許文献２では、丸棒、又は角棒などの棒材をスライスして成形して平板片が得られる。この平板片はそのまま常温又は加熱してプレス加工によって打抜くことで１次ブランク材とする。もしくは短く切断した棒材は、加熱してプレス加工によって成形することで１次ブランク材とする。この１次ブランク材は、さらにプレス加工、切削加工、研磨加工、表面処理加工などの後加工を施して完成品とする方法が採られていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３４３４７１号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−３４３４７２号公報（第１頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の時計用外装部品の製造方法では次のような問題がある。
各種の時計用外装部品を製造するために、多数の種類の金型を用意する必要があるので、大きな初期投資費用が発生する。この金型の設計や金型の製作に関わる作業者や機械が必要となる。金型寿命に合わせた定期的なメンテナンス作業が必要となる。
特に、時計用外装部品の生産数量は、少量でかつ小ロット化の傾向にあることから、必要とされる金型の種類は多数に上り高価である。
本発明は、上記課題を解消し、金型を要する成形加工を用いずに時計用外装部品の完成形状を効率的に製造する時計用外装部品の製造方法、時計用外装部品および時計用外装部品を備える時計を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の時計用外装部品の製造方法は、金属材料からなる棒状の母材を加工して時計用外装部品を製造するための時計用外装部品の製造方法であって、前記母材を第１テーブルに設定して、前記第１テーブルの第１加工姿勢と、前記第１加工姿勢と垂直方向の加工姿勢である第２加工姿勢と、前記第１加工姿勢と前記第２加工姿勢との間において曲線軸に沿って加工可能な加工姿勢である第３加工姿勢とを使用して、機械加工により第１加工部分を切削するとともに、前記母材に対して半径方向に切削加工して前記母材に細径部分を形成することで対象部位を形成する第１加工ステップと、前記第１加工ステップにおいて切削加工された前記対象部位を第２テーブル側において保持して、前記細径部分を切削加工することで前記対象部位を前記母材から切削加工により分離する第２加工ステップと、前記母材から分離された前記対象部位に対して、前記第２テーブルの第１の加工姿勢と、前記第１の加工姿勢と垂直方向の加工姿勢である第２の加工姿勢と、前記第１の加工姿勢と前記第２の加工姿勢との間において曲線軸に沿って加工可能な加工姿勢である第３の加工姿勢とを使用して、さらに機械加工により切削することで前記対象部位に第２加工部分を形成する第３加工ステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１加工ステップにおいて、母材は第１テーブルに設定して機械加工により第１加工部分を切削することで対象部位を形成する。
続いて第２加工ステップにおいて、第１加工ステップにおいて切削加工された対象部位は第２テーブル側に保持して、対象部位は母材から切削加工することにより分離する。これによって、対象部位は母材から分離して第２テーブル側に保持されている。
続いて第３加工ステップでは、母材から分離された対象部位は、さらに機械加工により切削することで、対象部位に第２加工部分を形成して必要な時計用外装部品を切削加工により製造することができる。
このようにして、第１加工ステップにおいては母材の対象部位に対して予め第１加工部分を切削した後に、第２加工ステップに移る。第２加工ステップでは第１加工ステップにおいて切削加工された対象部位を母材から分離して第２テーブル側に保持する。第３加工ステップでは対象部位に対してさらに機械加工により切削することで必要とする時計用外装部品の形状を得ることができる。
金型を要する成形加工を用いずに、時計用外装部品の完成形状は効率的に製造することができるとともに、従来の金型による成形加工では造れなかった新造形の時計用外装部品が製造できる。
【０００９】
上記構成において、前記第１加工ステップでは、輪郭形状を切削するとともに前記母材に対して半径方向に切削加工して前記母材に対して細径部分を形成することで前記対象部位を形成することが望ましい。
このような構成によれば、第１加工ステップでは、母材は輪郭形状を切削するとともに母材に対して半径方向に切削加工して、母材に対して細径部分を形成する。これによって母材と対象部位の間には溝を形成する。第２加工ステップにおいて対象部位を母材から切削加工することが容易になる。
【００１０】
上記構成において、前記第１加工ステップでは、前記母材の外周部分は、前記第１テーブルの外径押さえチャックにより着脱自在に保持されることが望ましい。
このような構成によれば、第１加工ステップでは、母材の外周部分が第１テーブルの外径押さえチャックにより着脱自在に保持されていることから、この外径押さえチャックを緩めることにより、母材は移動することが可能になる。
【００１１】
上記構成において、前記第２加工ステップでは、前記対象部位は前記第２テーブル側に対して内径押さえチャックないし外径押さえチャックにより着脱自在に保持されることが望ましい。
このような構成によれば、第２加工ステップでは、対象部位は第２テーブル側に対して内径押さえチャックないし外径押さえチャックにより着脱自在に保持されていることから、対象部位が母材から切削加工により分離された状態でも対象部位のみを第２テーブル側に確実に保持することができる。
【００１４】
上記構成において、前記第３加工ステップでは、ブランクである前記対象部位に対して、さらに輪郭形状を切削により形成することが望ましい。
このような構成によれば、第３加工ステップでは、ブランクである対象部位は、さらに輪郭形状を切削により形成することで、時計用外装部品の完成形状を効率的に製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の時計用外装部品の製造方法の例を示している。
図１では、時計用外装部品の一例である時計ケースを製造する際の部品形状の変化を示している。図２は、図１の時計ケースを製造するための製造装置の一例を示している。
【００２０】
図１に示すように、本発明の時計用外装部品の製造方法は、第１加工ステップＳ１、第２加工ステップＳ２および第３加工ステップＳ３を有している。
図１に示す時計ケースを製造するために、図１に示す棒状の母材１０の材質は、製造しようとする時計ケースの材質に応じて採用される。母材１０は、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、黄銅のいずれか１つからなるたとえば円形断面の棒材である。
この棒状の母材１０としては、ＪＩＳ（日本工業規格）の規格品を用いることが好ましい。母材１０は、たとえば、ステンレス鋼としてはＪＩＳＧ４３０３、或いは４３１８、チタン、チタン合金としてはＪＩＳＨ４６５０、アルミニウム、アルミニウム合金としてはＪＩＳＨ４０４０、黄銅としてはＪＩＳＨ３２５０に規定されているものなどが挙げられる。
【００２１】
棒状の母材１０の端面の平面サイズは、時計ケース等の部品を１つだけ成形するのに適したサイズであることが好ましい。たとえば、時計ケースを製造する場合には、棒状の母材１０は、通常１００ｍｍ以下の円形、或いは一辺が１００ｍｍ以下の正方形、もしくは長方形状の平面形状、または部品の平面形状に近似の形状に成形された棒材などである。これにより、棒状の母材１０の無駄を最小限に抑えた加工ができるからである。
【００２２】
図１に示す本発明の時計用外装部品の製造方法の第１加工ステップＳ１は、棒状の母材１０を第１テーブルに設定して機械加工により第１加工部分１１を切削することで、対象部位１３を形成するステップである。
図１に示す第２加工ステップＳ２は、第１加工ステップＳ１において切削加工された対象部位１３を、第２テーブル側に保持して、対象部位１３を棒状の母材１０から切削加工により分離するステップである。
図１に示す第３加工ステップＳ３は、棒状の母材１０から分離された対象部位１３に対して、さらに機械加工により切削することで対象部位に第２加工部分１４を形成するステップである。
これによって、時計ケースのブランク１５が、機械による切削加工のみで製造するようになっている。
【００２３】
図１に示す第１加工ステップＳ１ないし第３加工ステップＳ３を詳しく説明する前に、各ステップが実現できるようにするための製造装置の一例について説明する。
図２は、時計用外装部品の製造装置１００を示している。この製造装置１００は、ミーリング主軸１０１、第１旋回テーブル１０２、第２旋回テーブル１０３、バーフィーダ１０４および制御部１０５を有している。
ミーリング主軸１０１は、工具ホルダ１０６を有している。工具ホルダ１０６は、チャック１２５、旋削工具１２８、ミーリング工具１２９、穴明工具１３０のいずれか１つを、着脱可能に取り付けることができる。
ミーリング主軸１０１は、モータ１０７，１０８，１０９，１１０を有している。モータ１０７は、工具ホルダ１０６を連続回転させる。Ｘ軸用モータ１０８は、ミーリング主軸１０１をＸ方向に移動して位置決めする。Ｙ軸用モータ１０９は、ミーリング主軸１０１をＹ方向に沿って移動して位置決めする。Ｚ軸用モータ１１０は、ミーリング主軸１０１をＺ方向に沿って移動して位置決めする。Ｘ，Ｙ，Ｚの方向はそれぞれ直交する方向である。
【００２４】
図２の第１旋回テーブル１０２は、外径押さえチャック１４０、モータ１４１，１４２を有している。外径押さえチャック１４０は、棒状の母材１０の外周部分を機械的に着脱可能に押さえて保持するためのチャックである。モータ１４１は、この外径押さえチャック１４０を第２軸Ｌ２に沿って回転させる。モータ１４２は、第１旋回テーブル１０２を第４軸Ｌ４に沿って所定角度旋回させる。バーフィーダ１０４は、棒状の母材１０を、第１旋回テーブル１０２において第１軸Ｌ１に沿って送り込む装置である。
【００２５】
第２旋回テーブル１０３は、内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０、モータ１５１，１５２，１５３を有している。
内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０は、図１に示す対象部位の内径部分１５５を半径方向外側に押し付けることでもしくは外径部分１５５ａを半径方向内側に押し付けることで着脱可能に対象部位１３を保持することができる。モータ１５１は、内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０を第３軸Ｌ３に沿って回転させる。モータ１５２は、第２旋回テーブル１０３を第５軸Ｌ５に沿って所定角度旋回させる。モータ１５３は、第２旋回テーブル１０３をＵ軸（第３軸Ｌ３）に沿って直線移動させる。
【００２６】
このように、この製造装置１００は、一例として第１軸Ｌ１から第５軸Ｌ５までを有する同時制御機能を有しており、図１に示す母材１０の対象部位１３および第２加工部分１４に対して３次元の切削加工が可能である。第１旋回テーブル１０２は第１テーブルに相当し、第２旋回テーブル１０３は第２テーブルに相当する。図２に示す制御部１０５は、各モータ１０７，１０８，１０９，１１０，１４１，１４２，１５１，１５２，１５３、バーフィーダ１０４などの動作を制御する。
【００２７】
図３ないし図８は、図２に示す製造装置１００を用いて、後に示す時計ケースであるブランク１５が製造される製造工程の一例を示している。
そこで、図１の時計用外装部品の製造方法の各ステップＳ１〜Ｓ３を参照しながら、図２ないし図８に従って時計ケースであるブランク１５の製造例について説明する。
まず図１に示す第１加工ステップＳ１では、棒状の母材１０が用意される。この棒状の母材１０は、時計ケースのブランク１５を製造するのに適したサイズを有し、適した材質のものである。図１では母材１０は丸棒である。
【００２８】
この棒状の母材１０は、バーフィーダ１０４によりＸ１方向に沿って第１軸Ｌ１上を送られる。棒状の母材１０の第１加工部分１１は、外径押さえチャック１４０から外側に突出して保持される。第１旋回テーブル１０２は図３に示す加工姿勢Ｐ１により設定されている。第２旋回テーブル１０３は加工姿勢Ｐ２に設定されている。従って外径押さえチャック１４０と内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０は対面した状態にある。
尚、ミーリング主軸１０１の工具ホルダ１０６には予め、図２に示すチャック１２５が装着されることにより、バーフィーダ１０４と図２に示すチャック１２５を用いて棒状の母材１０の第１軸Ｌ１に沿った位置を自動的に変えることにより、外径押さえチャック１４０が棒状の母材１０をクランプする位置を自動的に連続的に変えることができる。
図３では、工具ホルダ１０６にはチャック１２５に代えて旋削工具１２８が装着されている。この旋削工具１２８は棒状の母材１０の第１加工部分１１に対面した位置にある。
【００２９】
図１に示す第１加工ステップＳ１では、棒状の母材１０の第１加工部分１１は、図３に示す旋削工具１２８もしくはミーリング工具１２９を用い、第１旋回テーブル１０２を加工姿勢Ｐ１と図３の破線で示す加工姿勢Ｐ３にする。これにより、図１（Ａ）の母材１０の状態から図１（Ｂ）に示す対象部位１３が加工されるとともに、細径部分９０が形成される。すなわち、図３に示すように第１旋回テーブル１０２は加工姿勢Ｐ１と加工姿勢Ｐ３を適宜選択し、旋削工具１２８またはミーリング工具１２９を選択して使用する。
これによって、棒状の母材１０の第１加工部分１１は、端面部分、内径部分、外径部分の輪郭形状を切削加工により形成する。しかも細径部分９０は、棒状の母材１０の半径方向に沿って溝加工することで形成する。これによって、図４に示すように図１の対象部位１３および細径部分９０が切削加工のみにより形成される。この場合の対象部位１３の軸方向の厚みは、たとえば２ｍｍ〜３０ｍｍである。
そして、図４と図５に示すように第１旋回テーブル１０２は、第４軸Ｌ４に沿ってコンタリング加工ができる加工姿勢Ｐ５を併用することにより、図１（Ｂ）に示す対象部位１３は図１（Ｃ）に示すように３次元切削加工を行い、傾斜した輪郭部分１６０を形成することができる。このような輪郭部分１６０は、図５にも示している。
【００３０】
次に、図１の第２加工ステップＳ２に移る。
第２加工ステップＳ２では、図６に示すように穴明け工具１３０が工具ホルダ１０６に装着される。そして、たとえば図６に示すように第１旋回テーブル１０２は、加工姿勢Ｐ１において、棒状の母材１０を保持している。穴明け工具１３０を回転してミーリング主軸１０１を下げていくことにより、対象部位１３の側面に対して穴１３Ｈを形成する。この穴１３Ｈは図１（Ｄ）に示している。
このような切削による穴明け加工が終了すると、第２加工ステップＳ２では、図７に示すように第２旋回テーブル１０３がＵ軸に沿って第１旋回テーブル１０２側に移動する。そして内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０が対象部位１３の加工側正面１３Ｅ側のたとえば図１（Ｄ）に示す内径部分１５５もしくは外径部分１５５ａを内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０によりクランプして保持される。
これによって、図１（Ｄ）において点線部で示す棒状の母材１０と細径部分９０は、外径押さえチャック１４０と内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０の間に位置されることになる。
【００３１】
図７に示すミーリング主軸工具１０１のホルダ１０６には、たとえば旋削工具１２８が装着されている。そして図７において第１旋回テーブル１０２と第２旋回テーブル１０３はそれぞれ加工姿勢Ｐ１，Ｐ２に保持されたままである。外径押さえチャック１４０と内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０は、同期して棒状の母材１０を回転させることにより、旋削工具１２８は細径部分９０にはまり込んで、半径方向に沿って突っ切り切削加工を行う。これによって、棒状の母材１０と対象部位１３は完全に分離される。この状態において対象部位１３は、内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０側にたとえば内径部分１５５、もしくは外径部分１５５ａを押さえた状態で確実に保持されているので、内径押さえチャックないし外径押さえチャック１５０から対象部位１３は落下してしまうことがない。
このようにして対象部位１３は、図１（Ｄ）から図１（Ｅ）に示すように、点線部で示す棒状の母材１０から機械的に完全に分離することができる。これによって、時計ケースであるブランク１５が図１（Ｅ）のように得られる。
【００３２】
次に図１の第３加工ステップＳ３に移る。第３加工ステップＳ３では、図８に示すように第２旋回テーブル１０３の加工姿勢Ｐ２，Ｐ４およびＰ５を用いて、図１（Ｅ）のブランク１５に対して突っ切り切削した側の端面部分、内径部分、外径部分に対して２次元および３次元切削加工を行う。この場合に用いる工具は、たとえば旋削工具１２８、ミーリング工具１２９、穴明け工具１３０である。このように第３加工ステップにおいて、ブランク１５に対してさらに加工する部分は、図１（Ｆ）に示す第２加工部分１４である。
【００３３】
これによって、図１（Ｆ）に示すような完成形状の時計ケースであるブランク１５を切削加工により得ることができる。その後このブランク１５は、研磨加工、表面処理加工が施される。上述の第１加工ステップＳ１〜第３加工ステップＳ３をくり返すことで、複数のブランク１５が切削加工で形成できる。
なお、上述したような時計ケースの切削による製造工程においては、単に時計ケースの部品が輪郭部品を形成するだけでなく、たとえば文字や模様なども対象部位に対して切削加工することは可能である。
このブランク１５の表面粗さは、たとえば（最大高さＲｍａｘは、）１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。特に、表面粗さが０．５〜３．５μｍの範囲であることが、その後の工程にあまり配慮することなく、部品の表面状態を良好にする上で望ましい。そのために、旋削加工においては旋回主軸は５０〜５０００ｍｉｎ−１、ミーリング主軸は３５〜５００００ｍｉｎ−１の回転範囲を装備していることが望ましい。
【００３４】
図９は、図１のブランク１５を切削により加工するための加工プログラムの例を示している。この加工プログラムは、図２に示す制御部１０５に与えられるプログラムであり、製品の３次元加工データを活用することが望ましい。こうすることにより、製品設計段階の３次元加工データがＣＡＭ（コンピュータ支援加工）活用でき、効率的に加工プログラムを作成することができるからである。図９のステップＳＴ１では、製品の３次元加工データに基づいて、旋削ツールパスが生成される。ステップＳＴ２では、旋削ツールパスの検証が行われ、ステップＳＴ６においてＮＣ（数値制御）データを出力する。
【００３５】
ステップＳＴ２において旋削ツールパスの検証を行った後に、ステップＳＴ３ではファセット（旋削加工からミーリング加工への移行）が行われる。ステップＳＴ４では、ミーリングツールパス生成が行われ、ステップＳＴ４ａでは、ミーリングツールパスの検証が行われ、ステップＳＴ５ではこれにより、ＮＣデータが出力される。
ステップＳＴ７では、ステップＳＴ６におけるＮＣデータ出力とステップＳＴ５におけるＮＣデータが１つのデータにファイル化される。ステップＳＴ８では、ＮＣデータが、１データファイルに基づいて出力されて、ステップＳＴ９においてＮＣデータ入力が図２の制御部１０５に供給される。
【００３６】
本発明の実施形態においては、棒材をそのまま原料素材として、切削加工だけでブランクを形成しているので金型を必要としない。また材質が異なっても製造方法が同じで、工程の複合化が可能であることから、製造コストの低減、生産設備を最小限に抑えることができ、特に少量で小ロットの生産には製造効率の向上を図ることができる。また、金型による成形加工を想定したデザイン制約がなくなり、時計用外装部品の新造形を容易に形成することが可能になる。このブランク１５は、その後研磨加工、表面処理加工が施され時計ケースが完成される。
【００３７】
次に、本発明の別の実施の形態について説明する。
図１０ないし図１２は、それぞれ本発明の別の実施の形態を示している。
第２の実施形態
図１０に示す第２の実施形態は、時計用外装部品の別の例であるガラス縁もしくは飾り縁などの縁部材を加工する場合の例を示している。ガラス縁や飾り縁に適したサイズの棒状の母材１０Ａが図１０（Ａ）のようにして用意される。図１０（Ｂ）に示すように、棒状の母材１０Ａに対して細径部分９０が形成されるとともに対象部位１３が形成される。この場合に、棒状の母材１０Ａの端面部分、内径部分、外径部分に対して形成する。細径部分９０を形成することにより、対象部位１３の軸方向の厚さはたとえば１ないし５ｍｍ程度の厚さである。
【００３８】
図１０（Ｃ）に示すように、対象部位１３に対して３次元加工するとともに、図１０（Ｄ）に示すようにその後、文字２００，２０１が形成される。この文字は、数字の「１２」と「３０」である。
次に、棒状の母材１０Ａの点線部分に相当する細径部分９０と棒状の母材１０Ａは、細径部分９０を突っ切りによる切削加工をすることで、対象部位１３から分離する。これによって、対象部位１３は図１０（Ｅ）に示すようにブランク４５になる。このブランク４５は、図１０（Ｆ）に示すように第２加工部分１４を３次元加工することで完成することができる。
図１０に示す第２の実施形態の時計用外装部品の製造方法は、図１の時計用外装部品の製造方法とほぼ同じ要領で切削加工のみでブランク４５が作れる。図１０（Ａ）ないし図１０（Ｃ）は第１加工ステップＳ１である。図１０（Ｄ）および図１０（Ｅ）は第２加工ステップＳ２である。図１０（Ｆ）は第３加工ステップＳ３である。その後ブランク４５は、研磨加工、表面処理加工が施されて、ガラス縁もしくは飾り縁を得る。
【００３９】
第３の実施形態
図１１は、時計用外装部品の第３の実施形態である裏蓋の加工例を示している。
図１１に示す第３の実施形態では、裏蓋の加工に適したサイズの棒状の母材１０Ｂを用意する。この棒状の母材１０Ｂは、図１０（Ｂ）に示すように細径部分９０を形成する。対象部位１３の軸方向の厚みは０．２ないし５ｍｍである。棒状の母材１０Ｂに対して端面部分、内径部分、外径部分を切削加工することにより、図１１（Ｂ）の対象部位１３が得られる。
【００４０】
図１１（Ｃ）において、対象部位１３に対して３次元の切削加工を行う。
図１１（Ｄ）に示すように、対象部位１３の正面部分に対して文字３００あるいは模様のようなものを加工する。そして点線で示す細径部分９０に対して突っ切りによる切削加工を行うことにより、棒状の母材１０Ｂと対象部位１３は分離されて、図１１（Ｅ）に示すブランク２１５が得られる。このブランク２１５に対して突っ切った側の部分に第２加工部分２２０を加工することにより完成したブランク２１５が得られる。その後ブランク２１５は、研磨加工、表面処理加工が施されて、裏蓋が完成される。
【００４１】
第４の実施形態
図１２に示す第４の実施形態は、時計用外装部品であるバンド駒を加工する例である。
棒状の母材１０Ｃは、バンド駒を加工するのに適したサイズのものを用いる。棒状の母材１０Ｃの端面部分、内径部分、外径部分に対して加工を施すことで、細径部分９０と軸方向の厚みは１ないし５ｍｍ程度の対象部位１３が得られる。図１２（Ｃ）に示すように、対象部位１３に対して３次元による切削加工を行う。図１２（Ｄ）に示すように、点線で示す細径部分９０に対して突っ切りによる切削加工を行うことにより、棒状の母材１０Ｃと対象部位１３は分離されて図１２（Ｅ）に示すブランク３１５が得られる。
このブランク３１５の突っ切り側３２０に対して図１２（Ｆ）に示すように第２加工部分１４を加工することで、完成したブランク３１５が得られる。このブランク３１５は、その後研磨加工、表面処理加工が施されてバンド駒が完成される。
【００４２】
本発明によれば、金属材料からなる棒材、たとえば丸棒、角棒など、をそのまま原料素材として用いて、該棒材に対して、切削加工を施すことにより、時計用外装部品を成形するようにしたことにより、金型を要する成形加工に頼らずに部品の完成形状を成形することができるため、金型代などの初期投資費用、長期間の金型維持管理費用などが不要になることから、製造コストの低減が可能になる。特に、生涯生産数量が少ない少量生産には効率的である。
本発明によれは、金型の製作が不要なことから、新モデルの製造期間（受注から納品）を短縮することができ、リピートモデルの製造期間と同じにすることが可能になる。
【００４３】
本発明によれば、切削加工だけで部品を成形するようにしているので、金型の構造上不可能とされていた複雑な形状、デザインなどの制約がなくなり、従来製法では造れなかった、新造形を容易に成形することが可能になる。
本発明によれば、前記の軸構成と機能を有する機械（複合加工機）にて成形加工を行うことによって、棒材を原料素材として部品の完成形状までを一貫加工できることから、工程の複合化が可能となり、生産設備を最小限に減らすことが可能になる。また、加工時の危険性、騒音の低減、排煙の抑制等による作業環境の向上を図ることができる。
【００４４】
尚、本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明の時計用外装部品の製造方法は、前記いずれかの金属材料を母材として形成された時計用外装部品の製造方法である。前記金属材料からなる棒状の母材を原料素材として、棒状の母材が切削加工されて、時計用外装部品の完成形状を形成する。
本発明によれば、金属材料からなる棒状の母材、たとえば丸棒、角棒などに対して切削加工を実施するようにしたことで、金型を要する成形加工に頼らずに部品形状を成形することが可能になる。また、本発明では、従来生じたオレンジピール（梨地肌）、切断目、スケール（酸化被膜）、ピンホールなどの表面の肌荒れ状態が存在しない。このため本発明では、１次ブランク材の肌荒れを向上させるための表面処理工程を省略することが可能になる。
【００４５】
本発明において、前記棒状の母材は、旋削加工、ミーリング加工、穴明加工、を施すことにより部品形状を成形することが好ましい。これにより、平面形状、３次元形状を備えた複雑な部品形状を容易に成形することが可能になる。この成形部品は、その後、研磨加工、表面処理加工を施して完成品とすることが望ましい。
本発明において、前記棒状の母材は、単一部品を成形するのに適合した平面サイズの断面形状を備えたものとすることが好ましい。こうすることが、材料の無駄を最小限に抑えられ、加工効率の観点からみて望ましい。
【００４６】
前記棒状の母材はコストの面を除けば、部品の平面形状に成形されたもの、たとえば部品の平面形状に近似の引き抜き材などを用いることが好ましい。こうすることで、加工工程において平面形状の加工（２次元加工）を簡略化できる。
本発明では、前記棒状の母材は、たとえばＪＩＳ規格品を用いることが望ましい。こうすることで、棒材を安価で容易に入手することができる。この棒材の形状、サイズなどの種類が豊富である。
【００４７】
本発明は、０．２〜３０ｍｍの厚さの時計用外装部品を加工する場合に特に有効である。たとえば、腕時計のケースは２〜３０ｍｍの厚さであることが好ましく、縁部材（ガラス縁、飾り縁など）としては１〜５ｍｍの厚さであることが好ましい。バンド部品（駒部材など）としては１〜５ｍｍの厚さであることが好ましく、裏蓋としては０．２〜５ｍｍの厚さであることが好ましい。
本発明において、図２のバーフィーダ１０４とチャック１２５を用いて、加工領域の棒状の母材長が自動的に変えられることが望ましい。これにより、複数の時計用外装部品を製造する場合において、部品の生産効率の良い、連続加工が可能である。
【００４８】
本発明において、原料素材に対して直接、切削加工だけで、部品の完成形状までを一貫加工することが望ましい。これにより、従来の金型を要する成形加工に比べて、作られた部品の表面加工硬化が少なく、硬度も均一されていることから研磨工程での負荷が軽減できる。鍛造等は場所によって金属密度、表面硬度が異なる。
また、本発明では、デザイン上の制約がなくなり、従来製法では造れない新造形が成形可能になる。たとえば、側面に凹部分を有する溝形状などである。さらに、プレス加工、鍛造加工、転造加工、鋳造加工、射出成形加工、圧粉成形加工などの作業を行わないため、作業環境の改善が図られる。
【００４９】
本発明において、製造装置は、切削加工には、３次元加工が可能なたとえば同時５軸制御機能を有する。そして、この製造装置は、部品の表裏および側面加工が可能な外径、もしくは内径をクランプ可能な２チャック、前記棒材長を自動的に可変できる機能、さらに旋削加工およびミーリング加工、および穴明け加工などが可能な軸構成と機能を有していることが望ましい。この製造装置は、たとえば、ターニングセンタのような複合加工機である。これにより、時計用外装部品の完成形状が、効率的に１台の機械で成形することが可能になる。また、工程の複合化が可能であるとともに、生産設備を最小台数に抑えることができる。
【００５０】
本発明において、上述の軸構成と機能を有した製造装置は、旋削機能を主体とした機械よりも、マシニング機能を主体とした機械の方が望ましい。具体的には、旋削主軸の回転数は５０〜５０００ｍｉｎ−１、ミーリング主軸は３５〜５００００ｍｉｎ−１の回転領域を装備していることが望ましい。こうすることが、加工効率（加工時間）の観点、製品の品位を高める上で望ましい。また、前記金属材料に適した加工条件範囲で、効率的な加工が可能である。
本発明において、旋削加工、ミーリング加工、穴明け加工における、部品の加工姿勢は、縦、横、傾斜いずれの方向からも加工できることが望ましい。こうすることで、加工方法の選択範囲が広くなり、（たとえば、切粉のはけを考慮した加工方法など）工具寿命、製品の品位を高める上で望ましい。
【００５１】
本発明において、切削加工データは３次元の部品形状データを活用することが好ましい。こうすることが、製品設計時の３次元データをＣＡＭデータとして活用することができ、加工プログラムを容易に作成できる。
本発明において、前記の製造方法によって成形された部品に対して、さらに好ましくは研磨加工、表面処理などの仕上げ加工を施すことによって、通常の時計用外装部品を完成させることができる。
【００５２】
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。たとえば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の時計用外装部品の製造方法の第１の実施形態を示す図。
【図２】 本発明の製造方法を実現する製造装置を示す図。
【図３】 第１加工ステップＳ１を示す図。
【図４】 第１加工ステップＳ１を示す図。
【図５】 第１加工ステップＳ１を示す図。
【図６】 第２加工ステップＳ２を示す図。
【図７】 第２加工ステップＳ２を示す図。
【図８】 第３加工ステップＳ３を示す図。
【図９】 ＮＣデータの作成手順の例を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示す図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
１０・・・棒状の母材、１１・・・第１加工部分、１３・・・対象部位、１４・・・第２加工部分、１０２・・・第１旋回テーブル、１０３・・・第２旋回テーブル、Ｓ１・・・第１加工ステップ、Ｓ２・・・第２加工ステップ、Ｓ３・・・第３加工ステップ
Claims (7)
- 金属材料からなる棒状の母材を加工して時計用外装部品を製造するための時計用外装部品の製造方法であって、
前記母材を第１テーブルに設定して、前記第１テーブルの第１加工姿勢と、前記第１加工姿勢と垂直方向の加工姿勢である第２加工姿勢と、前記第１加工姿勢と前記第２加工姿勢との間において曲線軸に沿って加工可能な加工姿勢である第３加工姿勢とを使用して、機械加工により第１加工部分を切削するとともに、前記母材に対して半径方向に切削加工して前記母材に細径部分を形成することで対象部位を形成する第１加工ステップと、
前記第１加工ステップにおいて切削加工された前記対象部位を第２テーブル側において保持して、前記細径部分を切削加工することで前記対象部位を前記母材から切削加工により分離する第２加工ステップと、
前記母材から分離された前記対象部位に対して、前記第２テーブルの第１の加工姿勢と、前記第１の加工姿勢と垂直方向の加工姿勢である第２の加工姿勢と、前記第１の加工姿勢と前記第２の加工姿勢との間において曲線軸に沿って加工可能な加工姿勢である第３の加工姿勢とを使用して、さらに機械加工により切削することで前記対象部位に第２加工部分を形成する第３加工ステップと、
を有することを特徴とする時計用外装部品の製造方法。 - 前記第１加工ステップでは、輪郭形状を切削するとともに前記母材に対して半径方向に切削加工して前記母材に対して細径部分を形成することで前記対象部位を形成することを特徴とする請求項１に記載の時計用外装部品の製造方法。
- 前記第１加工ステップでは、前記母材の外周部分は、前記第１テーブルの外径押さえチャックにより着脱自在に保持されることを特徴とする請求項２に記載の時計用外装部品の製造方法。
- 前記第２加工ステップでは、前記対象部位は前記第２テーブル側に対して内径押さえチャックないし外径押さえチャックにより着脱自在に保持されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の時計用外装部品の製造方法。
- 前記第３加工ステップでは、ブランクである前記対象部位に対して、さらに輪郭形状を切削により形成することを特徴とする請求項４に記載の時計用外装部品の製造方法。
- 請求項１乃至請求項５のいずれかの製造方法によって製造された時計用外装部品。
- 請求項６に記載の時計用外装部品を搭載した時計。
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