JP7356466B2

JP7356466B2 - 一体型機械的計時器用部品を製造する方法

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Publication number: JP7356466B2
Application number: JP2021021485A
Authority: JP
Inventors: ジーモン・シュプリンガー; アフマド・オデー
Original assignee: ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2023-10-04
Anticipated expiration: 2041-02-15
Also published as: JP2021128164A; CN113341678B; US20210255588A1; EP3865955A1; CN113341678A

Description

本発明は、計時器用部品を製造する方法の分野に関する。

計時器用部品の加工は、複数のステップにて行われる。例えば、第１のステップにおいて、ピニオンと回転軸を製造し、第２のステップにおいて、それらのピニオンと回転軸によって構成する車を組み付ける。

このような方法には、多くの制約がある。例えば、部品の向きや平坦性及び部品のセンタリングの他に、前記ピニオンと前記車が同時に噛み合うように整列させることに関連する制約である。

小型の部品を計時器用機構に用いることが意図されている場合、これらの部品の加工時に与えられる力は、大きすぎて、それらの部品を変形させてアクセス可能な範囲を制限してしまうために、不適当である場合がある。

また、回転軸に対する車の組み付けによって、部品に特定の大きさの力が与えられて、車や軸を変形させてしまうことがある。

最後に、システムを形成するために一部の部品を別々に加工して、その後に組み付けなければならないことによって、入れ込みなどによる組み付けを可能にするために特定の寸法の制約が発生し、このために、それらの機械的耐久性を弱めてしまうことがある。

本発明は、レーザー光を用いて一体型機械式計時器用部品を製造する方法にしたがって製造される計時器用部品によって、上記の課題の全部又は一部を解決することを提案するものである。この方法は、好ましくは結晶性材料、複合材料及び／又は非晶質材料によって作られた、一体型ワークピースを用意するステップと、レーザー光をパワー的、幾何学的及び時間的に変調した第１の変調光を伝達するステップと、少なくとも第１の体積を形成するように、前記第１の変調光に少なくとも１つの前記ワークピースの少なくとも第１の部分を曝露するステップと、レーザー光をパワー的、幾何学的及び時間的に変調した第２の変調光を伝達するステップと、及び少なくとも第２の体積を形成するように、前記第２の変調光に前記少なくとも１つのワークピースの少なくとも第２の部分を曝露するステップとを備える。

この構成によって、機械的計時器用部品の異なる部分の間の整列ずれや機械的計時器用部品の変形がないような一体型の機械的計時器用部品を製造することが可能となり、機械的堅牢性を高めるためにこのような機械的計時器用部品の寸法を最大化することが可能となる。なぜなら、組み付け上の制約がなくなるためである。標準的なアプローチでピニオンの駆動を可能にしなければならない最大の直径の軸の例は、提案しているアプローチを用いると制限されず、これによって、ピニオンと一体化されている軸の直径を大きくすることが可能になる。

一実施形態において、前記製造方法は、前記少なくとも一体型パーツの少なくとも１つの第１の部分を曝露させる前記少なくとも１つのステップの間及び／又は前記少なくとも一体型パーツの少なくとも１つの第２の部分を曝露させる前記少なくとも１つのステップの間に、回転するステップを備える。

この構成によって、対称的な一体型機械式計時器用部品を製造することができる。

一実施形態において、前記製造方法は、前記少なくとも１つのワークピースの少なくとも第１の部分を曝露するステップの少なくとも１つ及び／又は前記少なくとも１つのワークピースの少なくとも第２の部分を曝露するステップの少なくとも１つの間に、前記少なくとも１つのワークピースを回転させるステップを備える。

この構成によって、少なくとも１つのレリーフを備える１個の機械式計時器用部品を製造することが可能になる。

一実施形態において、前記結晶性材料、複合材料及び／又は非晶質材料は、セラミックス、石英、ガラス、貴石、金属、ケイ素、ポリマー、生物由来材料及び／又はサーメットによって作られる。

一実施形態において、前記レーザー光をパワー的及び時間的に変調した変調光についての、前記第１の変調光を伝達するステップ及び／又は前記第２の変調光を伝達するステップは、計時器用機構の軸、計時器用機構のピボット、計時器用機構のロッド、計時器用機構のピン、計時器用機構のギヤ、計時器用機構の車、及び／又は計時器用機構のピニオン、又はこれらの機械的計時器用部品の組み合わせ、好ましくは、軸－ピボット－ピニオン、又は軸－ピニオン－車、を作るように構成している。

この構成によって、堅牢性を向上させるために寸法を最大にすることを確実にすることで、機械的計時器用部品の異なる部品の間の整列ずれやこれらの部品の変形を発生させずに、一体型の機械的計時器用部品を製造することが可能となる。

一実施形態において、前記レーザー光をパワー的及び時間的に変調するステップは、前記一体型機械式計時器用部品の面の平滑化及び／又は研磨をするように構成している。

この構成によって、前記平滑化及び／又は研磨ステップを同じ方法によって行うことができる。

一実施形態において、前記レーザー光をパワー的及び時間的に変調した変調光についての、前記第１の変調光を伝達するステップ及び／又は前記第２の変調光を伝達するステップは、前記一体型機械式計時器用部品の面に対してサテン化及び／又はマット化を行うように構成している。

この構成によって、前記一体型機械式計時器用部品の面に対してサテン化及び／又はマット化を行うことが可能となる。

一実施形態において、前記製造方法は、少なくとも１回の構造化、着色、マーキング、切断、穴開け、エッチング及び／又はアブレーションを行うステップを備える。

この構成によって、構造化、マーキング、着色、切断、穴開け及び／又はエッチングが可能となる。

本発明は、少なくとも第１のレリーフ、特に、少なくとも第１の凸状レリーフ又は少なくとも第１の凹状レリーフ、及び少なくとも１つの第２のレリーフ、特に、少なくとも１つの第２の凸状レリーフ又は少なくとも１つの第２の凹状レリーフ、を形成するように、かつ／又は一体型機械式計時器用部品に対して、構造化、着色、マーキング、切断、穴開け、エッジング及び／又は刻み込みをするように、レーザー光源を使用する方法に関する。

この構成によって、堅牢性を向上させるための最大寸法を確実にすることによって、機械的計時器用部品の異なる部品の間の整列ずれやこれらの部品の変形を発生させることなく、一体型の機械的計時器用部品を製造することが可能となる。

以下、添付の図面を用いて本発明を詳細に説明する。これは、例として与えられるものであって、これに限定されるものではない。

本発明に係る、レーザー光を用いて一体型機械式計時器用部品を製造する方法５００を示している。図２Ａ～２Ｃは、ピニオン９１１の輪郭図と前面図を示しており、軸９１２の穴の直径は、２つの歯の間の谷部に近い。図３Ａ～３Ｃは、ピニオン９２１の輪郭図と前面図を示しており、軸９２２には肩部がある。図４Ａ及び４Ｂは、前記本発明に係る製造方法によって作られた一体型機械式計時器用部品１００の輪郭図と前面図を示している。

本発明は、少なくとも第１の体積を有する少なくとも第１の部分（５３０）と、第２の体積を有する少なくとも第２の部分（５５０）とを備える一体型機械式計時器用部品を形成するためのレーザー光源の使用に関する。

特に、計時器用部品は、以下に開示する、レーザー光を用いる製造方法５００にしたがって製造される。

第１のステップ５１０において、結晶性材料、複合材料又は非晶質材料の一体型ワークピースを用意する必要がある。この材料は、製造することを望む部品に応じて、セラミックス、石英、ガラス、貴石、金属、ケイ素、ポリマー、真珠質や木材のような生物由来材料、及び／又はサーメットによって作ることができる。

前記一体型機械式計時器用部品は、第１のパワー的、幾何学的及び時間的な変調光を伝達する前記レーザー光の経路に配置される（５２０）。特に、前記レーザー光は、前記一体型部品の少なくとも第１の部分の曝露の際（５３０）に、第１の体積が形成されるように、特定のパラメーターにしたがって変調される。また、また、好ましくは第１の体積の形成の終わりにて、前記一体型機械式計時器用部品の面に対してサテン化及び／又はマット化を行うように、レーザー光の前記第１のパワー及び時間的な変調光（５２０）を構成することも可能である。

そして、前記一体型機械式計時器用部品は、好ましくは第１の変調光（５２０）とは異なる、第２のパワー的、幾何学的及び時間的な変調光（５４０）を伝達する前記レーザー光の経路に配置される。前記一体型ワークピースの少なくとも１つの第２の部分を前記第２の変調光（５４０）に曝露するときに（５５０）、第２の体積が形成される。また、レーザー光の、前記第１のパワー的及び時間的な変調光（５２０）と正確に同じように、前記第２の変調光（５４０）を構成して、好ましくは第２の体積の形成の終わりにて、前記一体型機械式計時器用部品の面に対してサテン化及び／又はマット化を行うことが可能となる。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つの第１の部分の前記少なくとも１つの曝露ステップ中及び／又は少なくとも１つの第２の部分の前記少なくとも１つの曝露ステップ中に、対称的な一体型機械的計時器用部品を得るように前記少なくとも１つの一体型ワークピースを回転させる（５６０）。

これに、構造化、着色、マーキング、切断、穴開け、エッチング及び／又はアブレーションを行うステップ（５７０）を追加することができる。このステップは、前記製造方法５００の間のいつでも挿入することができ、例えば、前記レーザー光の第１のパワー的変調光の伝達（５２０）及び／又は第２のパワー的変調光の伝達（５４０）の間に挿入することができる。一体型機械式計時器用部品の構造化の利点として、例えば、部品の慣性を改善することを可能にすることがある。

したがって、この製造方法の結果物ないし生産物は、計時器用機構のための軸、計時器用機構のためのピボット、計時器用機構のためのロッド、計時器用機構のためのピン、計時器用機構のためのギヤ、計時器用機構のための車、及び／又は計時器用機構のためのピニオン、又はこれらの機械的計時器用部品の組み合わせの形態とすることができ、前記組み合わせは、好ましくは、軸－ピボット－ピニオン、又は軸－ピニオン－車である。

この方法の利点の１つは、例えば、ピニオンと軸の間の厚み及び／又は高さについての差が極めて小さいような一体型機械式計時器用部品を製造することができることである。

また、この本発明に係る方法によって製造される一体型機械的計時器用部品は、機械的計時器用部品の異なる部分の間の整列ずれや機械的計時器用部品の変形を発生させることなく製造され、組み付け上の制約がなくなるため、当該部品の寸法を最大化して機械的堅牢性を高めることができる。軸の最大の直径は、標準的なアプローチによってピニオンの駆動を可能にするものでなければならず、このような軸の例は、提案しているアプローチを用いると制限されず、これによって、ピニオンと一体化された軸の直径を大きくすることが可能になる。

実際に、特定の一体型機械式計時器用部品においては、現在の製造方法においてピニオンと軸を加工して、その後にピニオンを軸と組み付けることを必要とする。

ピニオンの穴の直径（図２Ａ及び２Ｂを参照）は、図２Ｃに示している軸９１２を通すことに貢献するものであり、２つの歯の間の谷部に近く、ピニオン９１１の歯列又はピニオン９１１自体を変形させることなく加工操作を行うことは、非常にデリケートな操作となり、不可能となることもある。

また、穴が歯列から遠い箇所までとなるようにピニオン９２１内にて穴開けすることもできる（図３Ａ及び３Ｂを参照）。しかし、前記軸９２２を通すことを可能にするように、軸９２２に肩部を設ける必要がある（図２Ｃ）。主な問題として、整列ずれが発生することがある。なぜなら、軸上に存在する車又はピニオンが多いほど、一方では、整列が複雑になり、他方では、直径の相違のために軸９２２が弱くなり、このことによって、車及び／又はピニオンにて発生することがある遊びについては言及するまでもなく、軸にねじれを発生させてしまうことがある。

図４Ａ及び４Ｂは、比較するために、本発明に係る製造方法によって製造される一体型機械的計時器用部品１００を示しており、この製造方法は、例として車とピニオンを備える一体型機械的計時器用部品を製造することを可能にし、これにおいては、機械的計時器用部品の異なる部分の間の整列ずれやこの部品の全部又は一部における変形がなく、また、体積を小さくしても機械的堅牢性を向上させることを可能にする最適な寸法を有する。

１００部品
９１１、９２１ピニオン
９１２、９２２軸

Claims

レーザー光を用いて一体型機械式計時器用部品を製造する方法（５００）であって、
結晶性材料、複合材料及び／又は非晶質材料によって作られた、一体型ワークピースを用意するステップ（５１０）と、
第１のパワー的、幾何学的及び時間的に変調した前記レーザー光を伝達するステップ（５２０）と、
少なくとも第１の体積を形成するように、前記第１の変調した前記レーザー光に少なくとも１つの前記ワークピースの外表面の少なくとも第１の部分を曝露するステップ（５３０）と、
第２のパワー的、幾何学的及び時間的に変調した前記レーザー光を伝達するステップ（５４０）と、及び
少なくとも第２の体積を形成するように、前記第２の変調した前記レーザー光に前記少なくとも１つのワークピースの前記外表面の少なくとも第２の部分を曝露するステップ（５５０）とを備え、
前記少なくとも１つのワークピースの少なくとも前記第１の部分を曝露する前記ステップ（５3０）、及び／又は前記少なくとも１つのワークピースの少なくとも前記第２の部分を曝露する前記ステップ（５５０）は、ステップの実行の最中に前記少なくとも１つのワークピースを回転させるステップ（５６０）を含み、
前記第１の部分および前記第２の部分は、前記レーザー光の照射方向に対して直交する軸の周りの前記ワークピースの外周部分である、ことを特徴とする方法（５００）。
少なくとも１つの第１の凸状レリーフ又は少なくとも１つの第１の凹状レリーフを含む少なくとも１つの第１のレリーフを形成するステップを少なくとも１つ、及び／又は少なくとも１つの第２の凸状レリーフ又は少なくとも１つの第２の凹状レリーフを含む少なくとも１つの第２のレリーフを形成するステップを少なくとも１つを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の方法（５００）。
前記結晶性材料、複合材料及び／又は非晶質材料は、セラミックス、石英、ガラス、貴石、金属、ケイ素、ポリマー、生物由来材料及び／又はサーメットによって作られる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法（５００）。
前記レーザー光をパワー的及び時間的に変調した変調光についての、前記第１の変調した前記レーザー光を伝達するステップ（５２０）及び／又は前記第２の変調した前記レーザー光を伝達するステップ（５４０）は、計時器用機構の軸、計時器用機構のピボット、計時器用機構のロッド、計時器用機構のピン、計時器用機構のギヤ、計時器用機構の車、及び／又は計時器用機構のピニオン、又はこれらの機械的計時器用部品の組み合わせを作るように構成している
ことを特徴とする請求項１に記載の方法（５００）。
前記レーザー光をパワー的及び時間的に変調した変調光についての、前記第１の変調した前記レーザー光を伝達するステップ（５２０）及び／又は前記第２の変調した前記レーザー光を伝達するステップ（５４０）は、前記一体型機械式計時器用部品の面の平滑化及び／又は研磨をするように構成している
ことを特徴とする請求項１に記載の方法（５００）。
前記レーザー光をパワー的及び時間的に変調した変調光についての、前記第１の変調した前記レーザー光を伝達するステップ（５２０）及び／又は前記第２の変調した前記レーザー光を伝達するステップ（５４０）は、前記一体型機械式計時器用部品の面に対してサテン化及び／又はマット化を行うように構成している
ことを特徴とする請求項１に記載の方法（５００）。
少なくとも１回の構造化、着色、マーキング、切断、穴開け、エッチング及び／又はアブレーションを行うステップを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の方法（５００）。