JP6625451B2

JP6625451B2 - テン輪

Info

Publication number: JP6625451B2
Application number: JP2016044311A
Authority: JP
Inventors: 優作仁井田
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2036-03-08
Also published as: JP2017161287A

Description

本発明は、機械式時計に用いられるテン輪に関する。さらに詳しくは、大きな衝撃が加わった場合における変形を防止する機能を備えたテン輪の構造に関する。

機械式時計の調速装置として、ヒゲゼンマイと組み合わせて往復回転振動を行うテン輪が用いられる。このテン輪の通常の構造を以下に述べる。リムと呼ばれるリング状の部材がその主体であり、リムはその中心軸に一致し、その回転往復運動の支軸となるテン真と、リムと一体形成されリムの直径に沿って配置されたアームと呼ばれる平板状で細長い部材によって固着結合されている。アームはテン輪の質量をリムに極力集中させ軽くするため、リムの厚さよりも薄く成型される。

このような通常構造においては、強い衝撃が特にテン真の軸方向（リムの円環の面と垂直な方向でもある）に加わった場合にテン輪が変形し易い。すなわち、衝撃を受けた結果、平板であったアームが山形に塑性変形することがあるという欠点がある。このような変形が起こるとテン輪は変位して時計ムーブメント内で近接するほかの部品と干渉（接触）して自由な振動運動ができなくなり、時計が停止してしまう事態も生じ得る。

このようなテン真の軸方向の衝撃を緩和できるテン輪構造として特許文献１が知られている。特許文献１では、テン輪は金属製のリムにプラスチック製のアームを取り付けた構成となっており、このプラスチック製アームの弾性によって軸方向の衝撃が低減されている。

特公昭５３−２１３０９号公報（第２頁、第２図）

しかしながら、特許文献１に記載のような構造は、リムとアームをそれぞれ形成し嵌め合せることでテン輪を形成している。そのため、衝撃を受けた際にリムが外れテン輪が分解してしまう問題がある。

また、特許文献１に記載のものに限らず、複数の部材から構成されるテン輪は、各部品の組み立て精度のばらつきによって、テン輪回転中心をテン真の回転軸と一致させるのが困難である。

本発明の主要な目的は、衝撃を受けた際に分解することなく、軸方向の衝撃によって変形し難いテン輪を構成することである。また、副次的な目的は、組み立て誤差による偏心を防ぐ構成とすることである。

本発明のテン輪は、上記目的を達成するため、以下の構成を採用する。

テン真が挿入される接続部品と、接続部品と接続されるアームと、アームと接続されるリムと、を有するテン輪であって、アーム及びリムは、それぞれ第１の材料によって形成され、前記リムは、前記第１の材料よりも比重の大きい第２の材料によって覆われており、前記第１の材料と前記第２の材料との間に中間層を有し、さらに、前記リムの表面には複数の微孔が形成され、前記微孔及び前記リムの表面上に中間層が形成されることを特徴とする。
また、第２の材料は、金属であってもよく、第１の材料は、合成樹脂であってもよい。

このように構成することによって、衝撃を受けた際に分解することなく、軸方向の衝撃によって変形し難いテン輪を得ることができる。

また、第２の材料は、第１の材料よりも弾性率が高くてもよい。
また、接続部品は、第１の材料と異なる材料で覆われていてもよい。
さらに、接続部品、アーム及びリムは、一体に形成されていてもよい。

このように構成することによって、テン輪の耐衝撃性を高めた具体的な構造を提供することができる。

また、第２の材料は、前記リムの外周に沿って複数に分割されて配置されていてもよい。
また、第１の材料と前記第２の材料との間に、中間層を有していてもよい。
さらに、中間層は、第１の材料及び第２の材料のいずれとも異なっていてもよい。

このように構成することによって、めっき時に樹脂部材への導電性を付与することができる。

合成樹脂で成型したテン輪の一部を金属で覆うことで、衝撃を受けた際に分解することなく、振動運動に必要な慣性モーメントも備えたテン輪を構成することができる。

本発明の第１実施形態の斜視図である。本発明の第１実施形態のテン輪を切断線Ａ−Ａで切断した様子を説明する断面図である。本発明の第１実施形態の図２の領域Ｂであるリム部分断面を拡大した拡大図である。本発明の第１実施形態の製造工程を説明する断面図である。本発明の第１実施形態の変形例を説明する平面図である。本発明の第２実施形態を説明する斜視図である。本発明の第２実施形態を説明する図６の切断線Ｃ−Ｃで切断した様子を説明する断面図である。

本発明は、テン真が挿入される接続部品と、接続部品と接続されるアームと、アームと接続されるリムと、を有するテン輪であって、接続部品、アーム及びリムは、それぞれ合成樹脂によって形成され、接続部品とリムのうち、少なくとも一方は、金属によって合成樹脂が覆われている金属部を有することを特徴とする。

以下、本発明の実施形態例について、図面を用いて詳細に説明する。

＜第１実施形態の要部構造：図１、図２＞
本発明のテン輪の第１実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。図１は完成したテン輪の斜視図である。図２は、リム１の構造の詳細を示すための、図１のＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、テン輪は、リム１とアーム２と接続部品３で構成され、テン真５が接続部品３に挿入され嵌合している。リム１はテン輪に必要な慣性モーメントを与えるリング状部材であり、金属である金属部４がリム１の一部を覆うように形成されている。また、リム１の内周において平板状のアーム２の一端と接続されている。平板状のアーム２の他端は接続部品３と接続されており、リム１はアーム２を介して接続部品３に支えられている構造となっている。接続部品３は略円筒状の形状をしており、中心にテン真５と嵌合する開口部を有している。テン真５はテン輪の回転軸であり、接続部品３に嵌合する円
筒状の形状をしている。このテン真５の上端部と下端部は、通常回転摩擦を少なくするため細く加工されてホゾ部となっている。ホゾ部はラジアル軸受である穴石に挿入され先端部はスラスト軸受である受石で受けられる。

図２に示すように、アーム２はリム１と接続部品３とは、それぞれ接続された形状になっている。このアーム２とリム１と接続部品３はＡＢＳ樹脂などの合成樹脂材料を用いることができ、金型加工などの公知技術によって一体に形成される。このように、アーム２とリム１と接続部品３とを一体加工することにより、製造ばらつきを抑えることができる。

リム１の上面、下面及び外周側の側面には金属部４が形成されている。金属部４は銅が用いられるが、これに限定されず、ニッケル、錫、クロム、金、又はこれらの合金などの材料を用いることができる。形成方法としてはめっき技術を使用することができる。

このような構造のテン輪が軸方向の衝撃を受けた際、アーム２が変形する度合いはアーム２に使用する材料の特性によって決まる。合成樹脂材料は金属材料に比べ弾性率が低く、同一の形状に対して同じ荷重を受けた際の変形量が金属材料に比べて大きい。そのため、金属材料を用いたアームが塑性変形する大きさの荷重と同じ荷重を合成樹脂材料のアームにかけたとしても、塑性変形する前に他の時計部品との接触によって変形が抑えられる。

これにより、衝撃を受けた際のアーム部の変形は合成樹脂の弾性範囲での変形にとどまり、衝撃を受けても元の形状に復帰することができる。

また、上述したとおり、リム１とアーム２と接続部品３とを一体成型した構造とすることで、個別に作製したリム部品やアーム部品を組み立てる必要がなく、組み立て誤差によるテン輪の偏心を防ぐことができる。

さらに、上述したとおり、テン輪の内周部を占めるアーム及び接続部品は低比重の合成樹脂で構成され、高比重の金属部材は外周部であるリム部にのみ配置されることになる。これによって、テン輪の回転半径が大きくなり、外乱の影響を受けにくい往復回転振動を得ることができる。

＜金属部４の形成方法の説明：図３、図４＞
次に、図３及び図４を用いて本実施例のテン輪の製造方法について説明する。図３は図２の領域Ｂの拡大図であり、図４は図３における金属部４の製造工程を示す。

本実施形態においては、合成樹脂への金属部の配置は樹脂めっき技術を用いて行う。ここで、樹脂めっきを行う部材は一体成型されたリム１とアーム２と接続部品３であるため、接続部品３の開口部にテン真５を挿入して嵌合させる前に行うのが好ましい。

図３に示す通り、リム１の表面には複数の微孔１１が形成されており、微孔１１及びリム１の表面上に中間層６であるニッケル層が形成されている。また、中間層６上に金属部４である銅が形成されている。この構成の製造方法について図４を用いて詳細に説明を行う。

まず、樹脂表面に導電性を付与するための前工程として、無電解ニッケルめっき処理を行う。無電解ニッケルめっき処理については、図４（ａ）と図４（ｂ）を用いて説明を行う。図４（ａ）に示すように、無電解ニッケルめっき処理を行う工程として、はじめにリム１の合成樹脂表面に親水性を付与するために表面をエッチングし微孔１１を設ける。エ
ッチング工程において、微孔１１を要しないアーム２や接続部３の領域にはマスク等を形成しておくとよい。

次に、この微孔１１にパラジウム触媒を吸着させる。これは、パラジウム触媒を核として化学反応が起こり、樹脂表面にニッケルめっきを行うためである。これにより、図４（ｂ）に示すように、微孔１１及びリム１の合成樹脂表面上にニッケルめっきによって中間層６が形成される。この中間層６は、微孔１１によるアンカー効果によって樹脂表面に強固に密着する。

次に、図４（ｃ）に示すように、中間層６上に電気めっきを行い金属部４である銅をめっきする。金属部４の厚さは、テン輪が定められた周期の往復振動運動を行うための慣性モーメントを得るために必要な重量を確保できればよく、銅であれば、数十〜数百ミクロンの厚さが好ましい。

また、銅４は厚くすることでめっき膜の割れを防ぐことができ、また、平滑化作用も強く無電解ニッケルめっき処理時に設けた微孔を平滑化でき美観に優れる。

めっき材料は銅に限らず、ニッケルやクロム、錫や金などを用いてもよい。また、めっきした銅の上に更に保護膜を形成したり、より大きな慣性モーメントを得るために、銅の上にさらにニッケルやクロムなどをめっきしたりしてもよい。

このようなテン輪の製造方法としては、上記のめっきに限らず、金型を用いて樹脂と金属を一体成型するインサート法や、金属微粒子を樹脂表面に吹き付けるエアロゾルデポジション法などを用いて行ってもよい。

＜実施形態１の変形例の説明：図５＞
次に、上述した実施形態１の金属部の変形例について図５を用いて説明を行う。本変形例と実施形態１との差異は金属部４１の構造であり、それ以外の構成については、実施形態１と同様である。図５は、実施形態１の変形例の平面図である。図５に示すように、リム部に設ける金属部４１を、テン真５を軸として回転対称になるように分割して設けている。

テン輪の慣性モーメントはリム部に設ける金属のめっき量で定まる。その際、めっき厚さを調整することで慣性モーメントの調整を行うこともできるが、図５のように金属部４１を分割して配置することでめっき量を調整すれば、めっきによって形成された金属膜によって樹脂部材に生じる応力を低下させることができ、テン輪の変形を防ぐことができる。

＜第２実施形態の要部構造：図６、図７＞
次に本発明のテン輪の第２実施形態について、図６及び図７を用いて説明する。第２実施形態の第１実施形態との差異は、接続部品３の表面にも金属部を設けたことである。図６は実施形態２のテン輪の斜視図であり、図７は図６のＣ−Ｃ断面図である。

図６及び図７に示すように、接続部品３の上面及び下面にもリム１と同様に金属部４２が形成されている。接続部品３にも金属部４２を設けることで、テン輪の接続部３とテン真５との勘合をより強固に行うことができる。また、勘合時の樹脂変形によるテン輪の変形やテン輪回転軸のずれを防ぐこともできる。

金属部４２は金属部４と同様にめっきなどにより形成することができる。金属部４２と金属部４とを同一の材料とする場合は、同じめっき工程で金属部４と金属部４２の両方を
同時に形成することができる。また、テン真５との嵌合をより強固にするために金属部４とは別の材料を用いて金属部４２を形成する場合は、それぞれ別の工程で行うか、同じめっき工程を行った後に、金属部４２の領域のみ追加でめっき工程を行っても良い。

また、第２実施形態ではリム１と接続部品３との両方に金属部を設けた構成としたが、接続部品３の表面にのみ金属部を設けた構成としてもよい。この場合も、テン輪の耐衝撃性を向上することができ、テン真５との嵌合強度を高めることができる。

本発明は、耐衝撃性が増し、また組み立て誤差による偏心を防ぐことができるテン輪の構成を提供できるので、産業上の利用可能性は大きい。

１リム
１１微孔
２アーム
３接続部品
４、４１、４２金属部
５テン真
６中間層

Claims

テン真が挿入される接続部品と、前記接続部品と接続されるアームと、前記アームと接続されるリムと、を有するテン輪であって、
前記アーム及び前記リムは、それぞれ第１の材料によって形成され、
前記リムは、前記第１の材料よりも比重の大きい第２の材料によって覆われており、
前記第１の材料と前記第２の材料との間に中間層を有し、
さらに、
前記リムの表面には複数の微孔が形成され、前記微孔及び前記リムの表面上に中間層が形成される
ことを特徴とするテン輪。
前記リムは、前記第２の材料によって、上面、下面及び外周側の側面が覆われている
ことを特徴とする請求項１に記載のテン輪。
前記第２の材料は、前記第１の材料よりも弾性率が高い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のテン輪。
前記第２の材料は、金属である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のテン輪。
前記第１の材料は、合成樹脂である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のテン輪。
前記接続部品は、前記第１の材料と異なる材料で覆われている
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のテン輪。
前記接続部品、前記アーム及び前記リムは、一体に形成される
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のテン輪。
前記第２の材料は、前記リムの外周に沿って複数に分割されて配置されている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のテン輪。
前記中間層は、前記第１の材料及び前記第２の材料のいずれとも異なる
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のテン輪。