JP6876559B2 - 香箱車及び香箱ふたの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は香箱車及び香箱ふたの製造方法に関する。

機械式の時計は、動力源として香箱車を備えている。香箱車は、外周面に歯が形成された香箱体の内部に、香箱真に巻き付けられるぜんまいが設けられていて、香箱真にぜんまいが巻き付けられることで動力が蓄えられ、ぜんまいが解けることで動力が解放されて香箱体が回転する。香箱体は、一端面が開口した香箱と、この開口した一端面を塞ぐように香箱に嵌め合わされた香箱ふたとで構成されている。

ここで、香箱と香箱ふたとの嵌め合わせの固定力を増大させる構造として、香箱の外周を塑性変形させて香箱ふたを固定するカシメ部を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭５３−９１５４０号公報

しかし、カシメ部を形成するためには、香箱を塑性変形させるカシメの工程を設ける必要があり、香箱車の製造コストの上昇を招く。また、仮に、ぜんまいを交換する等のために香箱ふたを香箱から取り外す場合は、カシメ部をカシメ前の状態に再度変形させる必要があり、手間が掛るとともに、カシメ部が過度に変形したものは再利用することができず、新品との交換が必要となる。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、カシメによらずに、香箱と香箱ふたとの嵌め合わせの固定力を増大させた香箱車及び香箱ふたの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１は、ぜんまいと、前記ぜんまいが巻き付けられる香箱真と、内部空間に前記ぜんまいを収容する香箱体と、を備え、前記香箱体は、一端面が開口した香箱と、開口した前記一端面を塞ぐように前記香箱に嵌め合わされた香箱ふたと、を有し、前記香箱ふたは、前記香箱と嵌め合わされる外周面が、前記外周面以外の他の面に比べて粗い表面粗さで形成されている香箱車である。

本発明の第２は、香箱車の香箱に嵌め合わされる香箱ふたを、平板から打ち抜くプレス加工の工程と、前記プレス加工の工程で打ち抜かれた前記香箱ふたを研磨する研磨工程と、を有し、前記研磨工程が、前記香箱ふたの外周面の表面粗さを粗くする工程を兼ねる香箱ふたの製造方法である。

本発明の第３は、香箱車の香箱に嵌め合わされる香箱ふたで、中心に香箱真を通す孔が形成されたものを、平板から打ち抜くプレス加工の工程と、前記香箱ふたを複数重ねた状態で、前記孔に棒材を通した状態に固定する固定工程と、前記固定工程で前記棒材に固定された状態の前記香箱ふたに対して、前記香箱ふたの外周面の表面粗さを粗くする外周面調整工程と、前記外周面調整工程の後、前記棒材から前記香箱ふたを取り外す工程と、を有する香箱ふたの製造方法である。

本発明に係る香箱車及び香箱ふたの製造方法によれば、カシメによらずに、香箱と香箱ふたとの嵌め合わせの固定力を増大させることができる。

本発明に係る香箱車の一例である香箱車を示す斜視図である。 図１に示した香箱車の、香箱真の軸心に沿った断面を示す断面図である。 図２における香箱と香箱ふたとが嵌め合わされる部分の詳細を示す拡大断面図である。 プレス加工で打ち抜かれた香箱ふたを厚さ方向に複数重ねた状態で、香箱ふたの孔に段付きの棒材に通して固定した状態を示す模式図である。

以下、本発明に係る香箱車の実施形態及び本発明に係る香箱ふたの製造方法について、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る香箱車の一例である香箱車１００を示す斜視図、図２は図１に示した香箱車１００の、香箱真１１０の軸心Ｃに沿った断面を示す断面図、図３は、図２における香箱１３０と香箱ふた１４０とが嵌め合わされる部分の詳細を示す拡大断面図である。

＜構成＞
本実施形態の香箱車１００は、機械式の腕時計に用いられ、図１に示すように、ぜんまい１２０と、ぜんまい１２０が巻き付けられる香箱真１１０と、図２に示す内部空間１６０にぜんまい１２０を収容する香箱体１５０と、を備えている。香箱体１５０は、一端面が開口し、他端面が塞がれた短円筒状の香箱１３０と、その一端面の開口１３５（図３参照）を塞ぐように香箱１３０に嵌め合わされた香箱ふた１４０と、を有している。香箱１３０の外周面には、歯車の歯１３９が形成されている。この歯１３９は、腕時計の輪列機構における二番車のカナと噛み合う。

香箱ふた１４０は、図１に示すように、凹凸の無い平らな円板状に形成され、その中心部に円形の孔１４５が形成されている。この孔１４５は、香箱真１１０を回転自在に支持する。したがって、孔１４５の側面である内周面１４４は、香箱真１１０の軸を回転自在に支持する軸受である。

香箱ふた１４０は、外周面１４３が、香箱１３０と嵌め合わされる嵌合面となっている。この外周面１４３は、内周面１４４に比べて粗い表面粗さＲａ（算術平均粗さ（JIS規格JIS B 0601:2001））で形成されている。内周面１４４は、前述したように、香箱真１１０の軸受となるため、香箱真１１０の軸心Ｃ回りの回転を妨げないように表面粗さＲａが滑らかである。したがって、外周面１４３は内周面１４４に比べて、表面粗さＲａは粗い。

外周面１４３の表面粗さＲａは例えば６０［ｎｍ］以上であり、内周面１４４の表面粗さＲａは例えば５０［ｎｍ］以下である。すなわち、外周面１４３の表面粗さＲａは、内周面１４４の表面粗さＲａよりも２０［％］以上粗い。なお、本発明に係る香箱車の香箱ふたにおける外周面の表面粗さＲａは６０［ｎｍ］以上であるものに限定されず、内周面１４４の表面粗さＲａは５０［ｎｍ］以下であるものに限定されず、外周面の表面粗さＲａが内周面の表面粗さＲａよりも２０［％］以上粗いものに限定されない。

なお、香箱ふた１４０の外周面１４３に形成された凹部１４８（図１参照）は、香箱１３０に嵌め合わされた香箱ふた１４０を香箱１３０から取り外すために、香箱ふた１４０の内表面１４２に引っ掛ける工具を通すための部分であり、凹部１４８は無くてもよい。

図３に示すように、香箱１３０の、香箱ふた１４０と嵌め合わされる周壁１３１の図示上部（開口した端部）には、内部空間１６０の内径よりも大きい直径の嵌合面１３３を形成する段差面１３２が形成されている。すなわち、段差面１３２は、周壁１３１の図示上部において、周壁１３１の内周面から半径方向の外方に略水平に延びた面として形成され、その段差面１３２の外縁から周壁１３１の延びた図示上方に沿った嵌合面１３３が形成されている。なお、厳密には、嵌合面１３３は、開口した端部に向かうにしたがって、軸心Ｃからの半径が小さくなるように、すなわち開口した端部に向かうにしたがって窄（すぼ）まるように傾斜していて、上端には面取り１３４が形成されている。面取り１３４は無くてもよい。

そして、香箱ふた１４０の外径は、香箱１３０の嵌合面１３３の最も小さい内径よりも大きく形成されている。この結果、香箱ふた１４０の外周面１４３が、香箱１３０の嵌合面１３３に嵌めわされた状態で、周壁１３１の段差面１３２よりも開口側の部分（嵌合面１３３を内周面とする周壁１３１の部分）又はこの部分に周壁１３１の少なくとも一部を含めた部分は、軸心Ｃを中心とする半径方向の外方に傾いて弾性変形した状態となり、この弾性変形の復元力（半径方向の内方に戻る力）により、嵌合面１３３と外周面１４３との間に摩擦力が発生し、香箱ふた１４０は香箱１３０に固定された状態となる。

このとき、香箱ふた１４０の外周面１４３は、香箱ふた１４０の他の面に比べて粗い表面粗さＲａに形成されているため、外周面が他の面と同程度の表面粗さＲａに形成されている香箱ふたに比べて、嵌合面１３３との間で発生する摩擦力を大きくすることができる。したがって、本実施形態の香箱車１００は、香箱１３０に香箱ふた１４０を嵌め合わせた後に、香箱１３０の外周を塑性変形させて香箱ふた１４０を香箱１３０に固定するカシメ部を設けることなく、香箱１３０に対する香箱ふた１４０の固定力を増大させることができる。

本実施形態の香箱車１００の香箱ふた１４０は、外周面１４３の表面粗さＲａは例えば６０［ｎｍ］以上であるため、嵌合面１３３との接触による固定力（香箱１３０から香箱ふた１４０を軸心Ｃ方向に沿って引き離す荷重）を、例えば１０［Ｎ］以上確保することができる。したがって、腕時計の落下など、通常起こり得る衝撃の入力によっても、香箱１３０から香箱ふた１４０が脱落するのを防止又は抑制することができる。なお、本発明に係る香箱車の香箱ふたにおける外周面の表面粗さＲａは６０［ｎｍ］以上であるものに限定されない。

本実施形態の香箱車１００の香箱ふた１４０は、外周面１４３の表面粗さＲａが、内周面１４４の表面粗さＲａよりも２０［％］以上粗いため、内周面１４４による香箱真１１０の滑らかな回転と、外周面１４３による香箱ふた１４０の固定とを確実に両立することができる。なお、本発明に係る香箱車の香箱ふたにおける外周面の表面粗さＲａは内周面の表面粗さＲａよりも２０［％］以上粗いものに限定されない。香箱ふた１４０の外周面１４３の表面粗さＲａが内周面１４４の表面粗さＲａよりも粗いものであれば、内周面１４４による香箱真１１０の滑らかな回転と、外周面１４３による香箱ふた１４０の強固な固定とを両立することができる。

上述した実施形態の香箱車１００は、香箱１３０の嵌合面１３３が軸心Ｃに対して内部空間１６０に向く方向に傾いているが、本発明の香箱車は、この嵌合面１３３が軸心Ｃに対して傾かずに平行であってもよい。このように構成された香箱車によっても、香箱ふたの外周面が香箱ふたの他の面と同程度の表面粗さＲａに形成されている香箱ふたと比べて、嵌合面１３３との間で発生する摩擦力を大きくすることができ、カシメ部を設けることなく、香箱に対する香箱ふたの固定力を増大させることができる。

本実施形態の香箱車１００の香箱ふた１４０は、平板状の板材をプレス加工により、外形と孔１４５とが打ち抜かれて形成されたものであるが、本発明に係る香箱車の香箱ふたは、プレス加工で形成されたものに限定されず、旋削により形成されたものであってもよい。ただし、平板状の香箱ふたは、プレス加工で形成することにより製造コストを抑制することができるため、プレス加工で形成するのが好ましい。なお、本発明に係る香箱車における香箱ふたは、平板状のものに限定されず、凹凸が形成されていてもよい。この場合、プレス加工でなく旋削で形成されていてもよい。

本実施形態の香箱車１００の香箱ふた１４０は、例えば厚さが寸法２００［μｍ］±１０［μｍ］であり、一般的な香箱車の香箱体における香箱ふたとしては、香箱と嵌め合わされる部分の厚さが薄い。このように厚さの薄い香箱ふた１４０により、香箱体１５０の外形の大きさを変えずに、内部空間１６０の容積を大きくすることができる。この結果、香箱体１５０の外形の大きさを変えずに、内部空間１６０に収容することができるぜんまい１２０の大きさを大きくすることができ、これにより、香箱車１００の動力を大きくすることができる。なお、本発明の香箱車における香箱ふたの厚さは、寸法２００［μｍ］±１０［μｍ］に限定されないが、寸法１００［μｍ］よりも厚い方が好ましい。

本実施形態の香箱車１００の香箱ふた１４０は、例えば、ビッカース硬さＨｖ１５０〜１８０という比較的硬い材料（例えば、真鍮（黄銅））で形成されている。このように硬い材料で形成されている香箱ふた１４０は、プレス加工で型により剪断された際に、その剪断面が千切られずに滑らかな面として形成され易く、特に内周面１４４については、別途研磨によって滑らかに加工する必要がない場合がある。

本発明に係る香箱車の香箱ふたは、ビッカース硬さＨｖ１５０〜１８０の材料に限定されず、ビッカース硬さＨｖ１５０以下の材料であってもよいし、ビッカース硬さＨｖ１８０以上の材料であってもよいが、ビッカース硬さＨｖ１５０〜２００の材料、特にビッカース硬さＨｖ１５０〜１８０の材料が好ましい。なお、ビッカース硬さＨｖ２００以上の材料の場合、香箱ふた１４０の外周面１４３に香箱１３０の嵌合面１３３の食い付き量が減って、摩擦力による固定力が低減する可能性がある。

本実施形態の香箱車１００は、香箱ふた１４０の外周面１４３の表面粗さが内周面１４４に比べて粗いものであるが、外周面１４３が嵌め合わされる、香箱１３０の嵌合面１３３も、表面粗さが相対的に粗く形成されていてもよい。具体的には、香箱１３０は、内部空間１６０にぜんまい１２０が収容されるため、香箱１３０の内部空間１６０に臨む部分は、動いているぜんまい１２０と接触する可能性がある。そして、香箱１３０が動いているぜんまい１２０と接触すると、接触で生じる摩擦力によって、ぜんまい１２０のエネルギが消費される。

したがって、香箱１３０の内部空間１６０に臨む部分の表面粗さを滑らかに形成しておくことで、仮にぜんまい１２０と接触しても、エネルギの消費を低減することができる。一方、香箱１３０の嵌合面１３３が、香箱１３０の内部空間１６０に臨む部分に比べて、表面粗さが粗く形成されていることにより、香箱ふた１４０の外周面１４３と嵌め合わされた状態での、嵌合面１３３と外周面１４３との間の摩擦力を一層増大させることができ、香箱ふた１４０の固定力を一層強固にすることができる。

本実施形態の香箱車１００は、香箱ふた１４０の外周面１４３が内周面１４４に比べて粗い表面粗さＲａで形成されているものであるが、香箱ふた１４０の内表面１４２は外周面１４３に比べても表面粗さＲａが滑らかであることが好ましい。内表面１４２は内部空間１６０（図２参照）に臨む面であり、内部空間１６０はぜんまい１２０が収容されるため、内表面１４２にはぜんまい１２０が接触する可能性がある。仮に、ぜんまい１２０と接触したときの摩擦力を軽減するために、内表面１４２は表面粗さＲａが滑らかであることが好ましい。なお、外周面１４３が、外表面１４１に比べて表面粗さＲａが粗いものであってもよい。

＜香箱ふたの製造方法＞
次に本実施形態の香箱ふた１４０の製造方法について説明する。この香箱ふた１４０の製造方法は、本発明に係る香箱ふたの製造方法の一実施形態である。香箱ふた１４０の製造方法は、平板の部材から、中心に孔１４５が形成された円板状の香箱ふた１４０を打ち抜くプレス加工の工程と、プレス加工の工程で打ち抜かれた香箱ふた１４０の面を研磨する研磨工程と、を有する。

ここで、プレス加工で打ち抜かれた香箱ふた１４０は、その外形や孔１４５の周囲に、プレス型の打ち抜き方向の面側に、鋭利なエッジが形成される。研磨工程は、主にこの鋭利なエッジを丸める工程であり、例えば、研磨用のメディアを用いたバレル研磨などを適用することができる。なお、研磨工程はバレル研磨に限定されず、研磨用のやすり等を用いて手作業で行うものであってもよい。

本実施形態の香箱ふた１４０の製造方法においては、研磨工程が、香箱ふた１４０の外周面１４３の表面粗さを粗くする工程を兼ねている。すなわち、研磨工程では、バレル研磨により、香箱ふた１４０の外形や孔１４５の周囲に形成された鋭利なエッジが丸められるとともに、メディアによって、外周面１４３の全周の表面粗さが粗くされる。これにより、香箱１３０に香箱ふた１４０を嵌め合わせた後に香箱１３０の外周を塑性変形させて香箱ふた１４０を香箱１３０に固定するカシメ部を設ける必要の無い、香箱１３０に対する固定力を増大させた香箱ふた１４０を製造することができる。

しかも、本実施形態の香箱ふた１４０の製造方法は、既存の研磨工程によって外周面１４３の表面粗さを粗くすることができるため、既存のプレス加工の工程及び研磨工程に追加して新たに表面粗さを粗くする工程を設ける必要が無い。

なお、香箱ふた１４０の孔１４５に面した内周面１４４は、香箱真１１０を回転自在に支持するため、前述したように香箱真１１０の回転を阻害しないように、その表面粗さが滑らかであることが好ましい。つまり、内周面１４４は外周面１４３に比べて表面粗さが滑らかであることが好ましい。ここで、本実施形態の香箱ふた１４０は、比較的硬い材料で形成されているため、プレス加工で打ち抜かれた内周面１４４は、剪断面が千切られずに滑らかな面として形成されていて、研磨によって表面粗さを滑らかに加工する必要がない。

そこで、本実施形態の香箱ふた１４０の製造方法は、研磨工程において、内周面１４４の表面粗さを粗くしなければよい。具体的には、研磨工程で用いる研磨用のメディアの粒径を、内周面１４４が面する孔１４５の直径よりも大きいサイズとすればよい。このように研磨用のメディアの粒径を孔１４５の直径よりも大きくして研磨工程を行うことで、メディアは孔１４５を通らないため、メディアが孔１４５に面した内周面１４４の表面粗さを粗くするのを防止することができる。これにより、内周面１４４の表面粗さを、プレス加工の工程で得られた滑らかな状態に維持することができる。

＜香箱ふたの製造方法の他の実施形態＞
なお、上述した実施形態の香箱ふた１４０の製造方法は、バレル研磨により、プレス加工で打ち抜かれた香箱ふた１４０の外周面１４３の表面粗さを粗くする製造方法であるが、外周面１４３の表面粗さを粗くする工程としては上述した実施形態に限定されない。

図４は、プレス加工で打ち抜かれた香箱ふた１４０を厚さ方向に複数重ねた状態で、香箱ふた１４０の孔１４５に段付きの棒材４００に通して固定した状態を示す模式図である。本発明に係る香箱ふたの製造方法の他の実施形態は、香箱車１００の香箱１３０に嵌め合わされる香箱ふた１４０で、中心に香箱真１１０を通す孔１４５が形成されたものを、平板から打ち抜くプレス加工の工程と、香箱ふた１４０を厚さ方向に複数枚（例えば１０枚）重ねた状態で、孔１４５に棒材４００を通した状態に固定する固定工程と、固定工程で棒材４００に固定された状態の香箱ふた１４０に対して、香箱ふた１４０の外周面１４３の表面粗さを粗くする外周面調整工程と、外周面調整工程の後、棒材４００から香箱ふた１４０を取り外す工程と、を有している。

ここで、棒材４００は、軸方向に、太径部４１０と細径部４２０とが連なって形成されている。太径部４１０は、香箱ふた１４０の孔１４５の内径よりも外径が大きい。細径部４２０は、外形が、孔１４５の内径よりもわずかに小さい。細径部４２０の外径は具体的には、孔１４５に挿入可能の太さであって、かつ、孔１４５に挿入した状態で、香箱ふた１４０が半径方向のがたつきがほとんど生じない程度の太さである。細径部４２０には、ねじ溝が形成されていて、このねじ溝にはナット４３０が噛み合う。

固定工程では、図４に示すように、香箱ふた１４０を厚さ方向に複数枚重ねた状態で、孔１４５に棒材４００の細径部４２０を通し、細径部４２０のねじ溝にナット４３０をねじ止めする。このとき、細径部４２０が通された複数の香箱ふた１４０は、ナット４３０がねじ止めされることにより、太径部４１０の端面に突き当たった状態に軸方向に寄せられる。そして、細径部４２０のねじ部とナット４３０のねじ止めにより、香箱ふた１４０は、棒材４００に固定される。この状態で、半径方向の外側は、香箱ふた１４０の外周面が軸方向に複数連なって、軸方向に長い１つの外周面のように形成される。

外周面調整工程では、棒材４００を軸回りに回転させながら、棒材４００に固定された状態の複数の香箱ふた１４０の外周面１４３に、例えばショットピーニングや、サンドブラスト、エアブラスト等を施して、香箱ふた１４０の外周面１４３の表面粗さを粗くする。なお、このとき、棒材４００が通されている孔１４５に面した内周面１４４には、ショットピーニング等は施されないため、内周面１４４は表面粗さを滑らかな状態に維持することができる。また、香箱ふた１４０の外表面１４１や内表面１４２に、ショットピーニングのショット等が当たらないようにすることで、外表面１４１や内表面１４２も、表面粗さが粗くならないようにすることができる。

なお、香箱ふた１４０を厚さ方向に複数枚重ねた状態の積層体の、軸方向の両端面をそれぞれ覆うカバー部材を配置することで、両端面において露出した外表面１４１及び内表面１４２に、ショット等が誤って当たるのを物理的に防止してもよい。

外周面調整工程の後の、香箱ふた１４０を取り外す工程は、棒材４００からナット４３０を緩めて取り外し、外周面１４３の表面粗さが粗くされた複数の香箱ふた１４０を棒材４００から取り外す。これにより、香箱１３０に香箱ふた１４０を嵌め合わせた後に香箱１３０の外周を塑性変形させて香箱ふた１４０を香箱１３０に固定するカシメ部を設けること必要の無い、香箱１３０に対する固定力を増大させた香箱ふた１４０を製造することができる。

なお、この実施形態の香箱ふた１４０の製造方法は、プレス加工の工程と固定工程との間に、プレス加工の工程で打ち抜かれた香箱ふた１４０の面を研磨する研磨工程を設けてもよい。

１００ 香箱車
１１０ 香箱真
１２０ ぜんまい
１３０ 香箱
１３３ 嵌合面
１３５ 開口
１４０ 香箱ふた
１４３ 外周面
１５０ 香箱体
１６０ 内部空間
Ｃ 軸心

Claims (9)

1. ぜんまいと、前記ぜんまいが巻き付けられる香箱真と、内部空間に前記ぜんまいを収容する香箱体と、を備え、
   前記香箱体は、一端面が開口した香箱と、開口した前記一端面を塞ぐように前記香箱に嵌め合わされた香箱ふたと、を有し、
   前記香箱ふたは、前記香箱と嵌め合わされる外周面が、前記外周面以外の他の面に比べて粗い表面粗さで形成されている香箱車。
2. 前記香箱ふたは、前記香箱真を支持する孔を有し、
   前記香箱ふたの前記外周面の表面粗さは、前記孔の側面である内周面の表面粗さよりも粗い請求項１に記載の香箱車。
3. 前記外周面の表面粗さＲａは、前記内周面の表面粗さＲａよりも２０［％］以上粗い請求項２に記載の香箱車。
4. 前記外周面の表面粗さＲａは６０［ｎｍ］以上である請求項１から３のうちいずれか１項に記載の香箱車。
5. 前記香箱ふたは平板状に形成されている請求項１から４のうちいずれか１項に記載の香箱車。
6. 前記香箱の、前記香箱ふたの外周面が嵌め合わされる嵌合面の表面粗さは、前記内部空間に臨む部分のうち前記ぜんまいと接触する部分の表面粗さより粗い請求項１から５のうちいずれか１つに記載の香箱車。
7. 香箱車の香箱に嵌め合わされる香箱ふたを、平板から打ち抜くプレス加工の工程と、
   前記プレス加工の工程で打ち抜かれた前記香箱ふたを研磨する研磨工程と、を有し、
   前記研磨工程が、前記香箱ふたの外周面の表面粗さを粗くする工程を兼ねる香箱ふたの製造方法。
8. 前記香箱ふたが、香箱真を支持する孔を有し、
   前記研磨工程で使用する研磨用のメディアの粒径が、前記孔の径より大きい請求項７に記載の香箱ふたの製造方法。
9. 香箱車の香箱に嵌め合わされる香箱ふたで、中心に香箱真を通す孔が形成されたものを、平板から打ち抜くプレス加工の工程と、
   前記香箱ふたを複数重ねた状態で、前記孔に棒材を通した状態に固定する固定工程と、
   前記固定工程で前記棒材に固定された状態の前記香箱ふたに対して、前記香箱ふたの外周面の表面粗さを粗くする外周面調整工程と、
   前記外周面調整工程の後、前記棒材から前記香箱ふたを取り外す工程と、を有する香箱ふたの製造方法。

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