JP5351276B2 - 腕時計地板を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、時計要素を作製する方法に関する。

結晶質材料製の腕時計地板が、従来技術において知られている。これらの腕時計地板は、腕時計ケースの内側に固定され、数多くの要素を支持する。前記地板によって支持された要素の中には、ブリッジおよび歯車などのムーブメントのさまざまな部材がある。これらの地板は、極めて複雑な形状を有しており、非常に高い精度でなければならない。したがって、この部分の機械加工を容易にするために、黄銅が一般的に使用されている。

しかし、極めて高い精度に対するこうした要求事項の主な欠点は、製造コストが非常に高いことである。これは、機械加工技術、特に所望の精度を満足させるための高品質のデジタル制御された複合工作機械センタの使用、および非常に数多くのステップを必要とする。

製造コストは、最高級の表面装飾をムーブメントに加えることによってさらに増大する。地板により魅力的な外観を与えながらその価値を増大させるために、サテン仕上げ、艶出しおよびエンジンターンなどのこれらの装飾が、地板上に加えられることがしばしばある。当然ながら、これらの美的改良は、専用の機械を必要とし、そのコストは相当なものである。

本発明は、従来技術の精度と少なくとも等しい精度を有しながらもより素早く製造することができる安価な地板を提案することにより、従来技術の上記で述べた欠点を克服する時計要素を製造する方法に関する。

したがって、本発明は、腕時計地板を作製する上記で述べた方法であって、以下のステップ：
ａ）少なくとも１つの金属要素を含む地板を形成する材料を採用するステップと、
ｂ）前記地板を形成するステップと、
ｃ）少なくとも部分的に非晶質状態の上記時計地板を得るために、すべてを冷却するステップと、
ｄ）上記地板を取り出すステップとを含むことを特徴とする、方法に関する。

第１の実施形態では、方法は、簡単な鍛造方法を適用することによって非晶質材料の有利な成形特性を使用する。実際、これらの非晶質金属は、特に各々の合金に対する所与の温度範囲内［Ｔｇ−Ｔｘ］（Ｔｇ：ガラス遷移温度およびＴｘ：結晶化温度）では非晶質のままでありながら軟質であるという特異な特性を有する。したがって、そのような金属を、メガパスカル（ＭＰａ）程度の低応力下で、かつ材料に応じて少なくとも２００℃の低さになり得る低温度で成形することが可能である。これは、次いで、合金の粘度が大きく低下して、合金をダイのすべての詳細に合わせて成形することが可能になるため、細かく精密な形状を非常に精密に再生できることを意味している。これは通常、腕時計地板などの複雑かつ精密な部分に適している。

本発明はまた、鋳造の原理を使用する第２の実施形態にも関する。

この実施形態の１つの利点は、これは、達成することがより簡単であり、非晶質のプレフォームの使用を必要としないことである。実際には、この方法は、簡単な技術を使用して鋳造によって部品を作製し、それによって前記材料の非晶質領域の使用に関連したより単純な工具を使用することですむ。第１の実施形態に関しては、これは、次いで、合金の粘度が大きく低下し、この合金が、次いで金型の詳細のすべてに合わせて成形されるため、細かく精密な形状を精密に再生できることを意味する。この簡易化は、大幅な財政的節約をもたらす。

この方法の有利な実施形態は、従属請求項３から２５の主題を形成する。

別の利点が、金型の形状に完璧に合致するこうした能力から続いて生じる。したがって、実際には、地板製造ステップを、装飾ステップと同時に組み合わせることができる。地板の製造中、装飾をすぐに再生するために、金型またはダイ上にすぐに装飾を作製することによってこの解決策を企図することが可能である。このため、ここでも手間と費用が節約される。

最終的には、非晶質材料を使用することにより、高い機械的性能を有するより耐久性の高い合金を使用することが可能になる。したがって、地板の製造は、もはや黄銅の機械切削を課すものではない。高い機械的性能を有する材料を使用することにより、前記地板の寸法、特にその厚さを、同じ機械的特徴を伴って低減することも可能になることがこうして明確になる。

本発明はまた、時計ブリッジを作製する方法に関する。この方法の有利な実施形態は、従属請求項３から２５の主題を形成する。

本発明による方法の目的、利点および特徴は、単に非限定的な例として与え、本発明による方法のフロー図を示す単一の付属の図によって図示した本発明の実施形態の以下の詳細な説明においてより明確になるであろう。

腕時計ムーブメントは、腕時計機構がその上に固定される地板から形成される。したがって、地板は、前記ムーブメントのエネルギー蓄積部材、調節部材およびモータ部材を支持する。

機械式腕時計の場合、これらのさまざまな部材は、地板とブリッジの間にピボットを介して固定され得る。本発明は、時計用のブリッジまたは地板などの要素を製造する方法１から構成される。以下の説明では、地板の製造を例として挙げているが、これは、腕時計ブリッジが、同一の方法で作製されるためである。

第１の実施形態は、プレスを介した熱成形を使用することに存する。

第１のステップＡ₁は、最初に地板用のダイを作製することに存する。ダイの各々は、製造される地板の負のパターンの空洞を含む内面を有する。ダイには、あらゆる余剰材料を退けるための手段が設けられる。当然ながら、これらのダイの製造は、本発明の主題の一部を形成するものではないため、ダイを作製するための任意の可能な方法が企図されてよい。

第２に、この第１のステップＡ₁は、地板が作製される材料を採用することに存する。本発明によれば、使用される材料は、少なくとも部分的に非晶質の材料である。好ましくは、完全に非晶質の材料が使用される。前記材料は、次いで、貴金属であってもなくてもよい。当然ながら、金属は合金でもよい。

非晶質材料を使用することにより、有利には、寸法を低減することが可能になる。非晶質材料は、これらが、可塑的に変形される前により高い応力を受けることができる変形および弾性限界の特性を有する。したがって、結晶質材料製の地板と比べ、同じ応力に対して寸法、特に厚さの低減が企図され得る。

ダイおよび材料が利用可能になった時点で、以下のステップＢ₁は、すべてを、前記要素を形成するように取り扱うことに存する。

最初、ステップＢ₁は、非晶質材料のプレフォームを作製することに存する。このプレフォームは、最終部分と類似の外観およびサイズを有する部分からなる。たとえば、今回の地板の場合、プレフォームはディスクの形態をとる。したがって、前記プレフォームは、常に非晶質構造を有さなければならない。

最初にダイが、加熱プレス内に配置される。ダイは次いで、これらが、好ましくはガラス遷移温度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘの間の材料特有の温度に到達するまで加熱される。

ダイがその温度に到達した時点で、プレフォームが、ダイの１つ上に配置される。次いで、ダイの形状を前記非晶質の金属プレフォーム上に複製するために、ダイを互いに近づけることによって圧力がプレフォーム上に及ぼされる。このプレス作業は、所定の期間実施される。この期間が経過した時点で、ダイが開かれ、成形された部分を冷却するステップＣが開始できるようになる。

この高温成形方法は、有利には、得られた部分に高レベルの精度をもたらす。この精度は、非晶質金属材料をＴｇとＴｘの間の温度に保つことによって可能にされる。実際、非晶質材料がこの温度間に加熱されると、その粘性は、大きく低下し、一部の材料では、１０²⁰Ｐａ．ｓ^-1から１０⁵Ｐａ．ｓ^-1まで変化する。これは、次いで、非晶質材料が各ダイの前記負のパターンの空洞の空間をより良好に充填することを可能にし、それにより、複雑な部分の製造が円滑に進められる。

第２の実施形態によれば、地板は、たとえば液体金属を金型に流し込むなどの鋳造によって作製される。これを達成するために、ステップＡ₂は、最初、任意の可能な方法によって地板用の金型を作製することに存する。

第２に、この第１のステップは、地板が作製される材料を採用することに存する。この第２の実施形態では、非晶質材料を使用することは必須ではない。実際には、鋳造原理は、材料を液体の形態、すなわちＴｘよりも高い温度で置くことを必要とするため、材料が結晶質であるか、すでに非晶質であるかは関係がない。したがって、材料を液体状態で置くことにより、前記材料は非構造化されるため、特定の結晶質構造をあらかじめ有することは必要でない。

しかし、非晶質金属の溶融温度は、結晶質金属の溶融温度よりも低いため、方法の実施は、したがってより容易になる。鋳造はまた、注入によるものでもよく、液体材料が金型の形状により良好に合致することを可能にする。

次いで、材料を成形するステップＢ₂が続く。したがって、これを達成するために、地板を形成する材料は、液体形態で置かれるように加熱される。液体化した時点で、材料は金型内に注入される。

ダイが開いているか否かに関係なく、第１の実施形態Ａ₁、Ｂ₁により、所定のプレス時間が終了した時点で、あるいはその材料が、第２の実施形態Ａ₂、Ｂ₂によって鋳造された時点で、次のステップは、前記要素を凝固させることに存する。この凝固は、ステップＣと呼ばれる冷却するステップに存する。ステップＣは、温度をできるだけ素早くＴｇ未満に下げるために素早く実施される。実際、冷却が遅すぎる場合、これは、原子がセル内に構造化されること、したがって金属が結晶化することを可能にする一方で、素早い冷却は、原子を凝固させて、これらが構造化されることを防止する。したがって、高温形成の場合、その目的は、少なくとも部分的に非晶質である初期状態を維持することであり、流し込みの場合、その目的は、非晶質または少なくとも部分的に非晶質状態を得ることである。

実際には、第２の実施形態では、金属鋳造、次いで金属を非晶質にするための冷却ステップＣを使用すると、結晶質金属の等価物よりも精度が高くなる。非晶質金属は、凝固するときに結晶質構造を有さないため、非晶質金属は、凝固による材料収縮の影響をほとんど受けない。したがって、結晶質材料の場合、凝固収縮は、最大で５または６％までになり得、これは、その部分のサイズが、凝固中５または６％低下することを意味する。非晶質金属の場合、この収縮は、約０．５％である。

第４のステップＤは、次いで、前記地板が凝固した後でこれを取り出すことに存する。

有利には、方法１によれば、ステップＥは、ステップＤの後に行われる。ステップＥは、たとえば腕時計のギヤを形成する歯車の心棒を担持するために使用される、ルビーベアリングなどの相補的部材を地板内に挿入することに存する。好ましくは、ルビーベアリングは、熱間硬化によってステップＥにおいて挿入される。これを達成するために、地板は、前記ベアリングが挿入されなければならない場所で、ＴｇとＴｘの間に含まれる温度まで局地的に加熱される。挿入の場所がその温度に到達した時点で、ルビーベアリングは、前記場所に向かって移動され、次いで地板内に押し込まれる。

このステップＥの第１の変形形態では、ベアリングは、Ｔｇより高い温度まで加熱され、次いで、地板内に押し込まれる。前記ベアリングによって放出された熱は、挿入を円滑に進めるＴｇより高い温度まで地板を局地的に加熱する。

次に、地板は、金属の非晶質状態を維持するために素早く冷却され、すべての余剰材料のバリが取り除かれる。したがって、このステップＥは、非晶質材料をその輪郭に合わせて成形することができるため、地板内によりしっかりとベアリングを固定する。

第２の変形形態では、ベアリングは、ステップＢ₁またはＢ₂中、金型内またはダイ上にすぐに置かれ挿入されてよい。

第３の変形形態では、ベアリングは、有利には、ステップＢ₁またはＢ₂中に、鋳造またはダイ鋳造形状に直接組み込まれてよく、それによって一体化要素が形成される、すなわちベアリングは、要素の付加される部分ではなく一体化部分を形成する。

有利には、方法１はまた、前記地板を再結晶化するステップＦを提供することもできる。これを達成するために、地板は、非晶質金属の結晶化温度に少なくとも等しい温度に加熱される。次いで、原子が構造化される時間を有するように、冷却が実施される。このステップは、取り出しステップＤ（図１の二重線）の後または相補的部材を挿入するステップＥ（図１の単一線）の後で行うことができる。この再結晶化は、有利には、強靱性、硬性、または摩擦係数などの材料の特定の物理的、機械的、または化学的特性を変更するために使用され得る。

方法１の変形形態は、上記の実施形態のステップＢ₁またはＢ₂中に装飾を作製することに存する。これを実施するために、コート・ド・ジュネーブ（ｃｏｔｅ ｄｅ Ｇｅｎｅｖｅ）彫刻、サーキュラー・グレイン（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｇｒａｉｎｉｎｇ）、サテン仕上げ、またはエンジンターンなどの地板装飾が、前記金型または前記ダイの負のパターンの空洞内に直接作製される。したがって、上記で引用した利点に加えて、この変形形態はまた、これらの装飾の一連の製造に現在使用されている重量のある工具がもはや必要でないことも意味する。したがって、方法１は、装飾された地板をより素早くかつ付随的に、より安価で作製することを可能にすることが明確である。

さらに、ねじ山が、第２の実施形態のＢ₂中、直接的に作製され得る。この作業は、ここでは、鋳造中、金型内に設けられたインサートによって実施される。

当業者に明らかなさまざまな改変形態および／または改良形態および／または組合せは、付属の特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲から逸脱することなく、上記で説明した本発明のさまざまな実施形態に加えられてよいことが明確になろう。

地板は、正方形または矩形でよく、ルビーベアリングだけが、挿入可能である相補的な部材でないことが明確になろう。

Ａ₁、Ａ₂、Ｂ₁、Ｂ₂、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ ステップ。

Claims (25)

1. 時計地板を作製する方法であって、次のステップ、すなわち、
   ａ）少なくとも１つの金属要素を含む前記地板を形成する材料を採用するステップ（Ａ₁ 、Ａ₂ ）と、
   ｂ）前記地板を形成するステップ（Ｂ₁ 、Ｂ₂ ）と、
   ｃ）少なくとも部分的に非晶質状態の前記時計地板を得るために、すべてを冷却するステップ（Ｃ）と、
   ｄ）前記地板を取り出すステップ（Ｄ）と、
   ｅ）少なくとも１つの相補的な部材を前記地板内に熱間硬化によって挿入するステップ（Ｅ）を含むことを特徴とする、方法。
2. 時計ブリッジを作製する方法であって、次ののステップ、すなわち、
   ａ）少なくとも１つの金属要素を含む前記ブリッジを形成する材料を採用するステップ（Ａ₁ 、Ａ₂ ）と、
   ｂ）前記ブリッジを形成するステップ（Ｂ₁ 、Ｂ₂ ）と、
   ｃ）少なくとも部分的に非晶質状態の前記時計ブリッジを得るために、すべてを冷却するステップ（Ｃ）と、
   ｄ）前記ブリッジを取り出すステップ（Ｄ）と、
   ｅ）少なくとも１つの相補的な部材を前記ブリッジ内に熱間硬化によって挿入するステップ（Ｅ）を含むことを特徴とする、方法。
3. ステップｂ）が、以下のステップ：
   少なくとも部分的に非晶質のプレフォームを作製するステップと、
   ダイを前記材料のガラス遷移温度と結晶化温度の間に加熱するステップと、
   前記プレフォームを前記ダイの間に置くステップと、
   ダイの形状を前記プレフォームの面の各々上に複製するために、所定の時間の間前記ダイを使用して前記プレフォーム上に圧力を作用させるステップとを含み、
   ステップｃ）が、前記地板または前記ブリッジの少なくとも部分的な非晶質状態を維持するために、前記地板または前記ブリッジを冷却することに存することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ダイが、インサートを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 各インサートは、前記地板またはブリッジ内に形状を形成することが意図されていることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記形状が、ベアリングであることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記形状が、装飾であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
8. 各インサートが、前記地板またはブリッジ内に組み込まれることが意図された相補的な部材を形成することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
9. 前記相補的な部材が、ベアリングであることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記相補的な部材が、装飾であることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
11. ステップｂ）が、前記材料を金型内に流し込む鋳造成形によって前記地板または前記ブリッジを作製することに存し、ステップｃ）が、前記金属要素に非晶質構造を与えるために、すべてを冷却すること（Ｃ）に存することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
12. 前記鋳造成形が、射出成形であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記金型が、インサートを含むことを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 各インサートが、前記地板またはブリッジ内に形状を作製することが意図されていることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記形状が、ねじ山であることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 前記形状が、ベアリングであることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
17. 前記形状が、装飾であることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
18. 各インサートが、前記地板または前記ブリッジ内に組み込まれることが意図された相補的な部材を形成することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
19. 前記相補的な部材が、ベアリングであることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 前記相補的な部材が、装飾であることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
21. 前記要素の挿入（Ｅ）が、以下のステップ：
    前記相補的な部材を受け入れる前記地板またはブリッジの表面を、その前記ガラス遷移温度と結晶化温度の間に含まれる温度に加熱するステップと、
    前記相補的な部材が前記地板または前記ブリッジ内に挿入されるように、前記相補的な部材上に圧力を及ぼすステップと
    を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
22. 前記要素の挿入（Ｅ）が、以下のステップ：
    前記地板またはブリッジの前記表面上に受け入れられる前記相補的な部材を、前記ガラス遷移温度より高い温度まで加熱するステップと、
    前記相補的な部材が前記要素内に挿入されるように、前記部材上に圧力を及ぼすステップとを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
23. 前記少なくとも１つの相補的な部材が、ルビーベアリングを含むことを特徴とする、請求項２０から２２のいずれかに記載の方法。
24. 前記ステップ（Ｅ）の次に、前記地板またはブリッジを結晶化するステップ（Ｆ）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜２３のいずれかに記載の方法。
25. 使用される前記材料は、非晶質な材料であることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載の方法。

Images