JPS5828344B2 - 電子腕時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は結晶面を考慮した全潤滑皮膜を軸または軸受に
形成した電子腕時計に関する。

更に詳しくは腕時計の長期信頼性の向上のためステップ
モーター用ローター軸を主体とした各種回転軸に自己潤
滑性耐摩耗反覆処理を行ない、且つ軸受部を非油構造と
して長期耐久性を飛躍的に高めたものである。

従来より腕時計の動力伝達部となる輪列機構は黄銅の歯
車を有する焼入れ炭素鋼製軸とルビー、或いは黄銅の軸
受との組合せから成っており、この軸受部には特殊な合
成油を使用している。

また機械式時計の場合には時計の品質保持のため定期的
に洗浄や注油を行なうことが一般的であった。

一方電子式の普及に従って各部品の長寿命化が遠戚され
たが、特に軸受部は運針の基本ともなるべき箇所である
が、油の変質や拡散、軸の摩耗等の問題を残している。

一般に軸受部には摩耗の低減と防錆上の意味から注油を
行なうが、油の存在は変質や拡散により長期信頼性の低
下を伴ないやすいこと、低温における油の粘度上昇によ
るモーターの出力の減衰を招きやすい欠点を有していた
。

実際、油の選択や非拡散処理を行なうことによる効果は
２〜３年であり、それ以降は定期的に注油しない場合に
は軸の摩耗を生じてモーターに影響を及ぼす懸念があっ
た。

これらの欠点を改良するために軸を窒化する、或いは超
硬合金を反覆する等の硬化処理を施したり、軸表面に二
硫化モリブデンや弗化黒鉛のコーティングを施すことに
よる耐久試験を行なったところ、ルビーの摩耗を生じた
り二硫化モリブデンの粉末が軸受部に蓄積して、良い効
果は余り得られなかった。

そこで本発明者らは先に軸受部を非油構造として使用で
きる金、銀等の固体油滑皮膜を有する回転軸が電子時計
において有効であることを見い出したが（すでに出願済
の「電子時計用回転軸」を参照）更に詳細な実験により
特に金、或いは金合金をその結晶方位を考慮して析出さ
せることにより、なお一層の耐久性の向上を図ることが
７きた。

以下実施例に従って詳しく述べる。

実施例 １゜ 加工、熱処理した中炭素鋼製ローター軸に各種の金メッ
キを以下のとおり行なった。

即ち、超音波洗浄をした回転軸を脱脂、酸洗浄後、下地
Ｎｉメッキをフラッシュ程度に施し、次にＡｕ（２４Ｋ
）。

Ａｕ Ｎ１（２３）、Ａｕ−Ａｇ（１８Ｋ）を更に比較
例に としてＮｉ、Ｎ１−Ｐメッキをそれぞれ行なった。

得られたローター軸を無注油状態で腕時計に組み込み、
現流品（メッキ膜なしの炭素鋼軸を使用、初期に注油し
たもの）との比較を試みた。

なお耐久試験は試験個数を各５個加速して５年分行ない
、そのときの出力トルクや軸の摩耗状況を調査した。

※また軸受部は黄銅や鉄鋼、セラミック等数あるなかで
、ルビーを使用した。

結果の概略を第１表に出力トルクの変化を第１図、第２
図に示す。

第１図、第２図より明らかなように、現流品■の出力ト
ルクは２〜３年以降大巾に低下しており試験投入１年で
軸受部に摩耗粉が発生し、２年で摩耗による回転軸のく
びれが認められた。

なお、注油された油は３年後にはルビー上から大部分が
拡散し、残りは摩耗粉と混濁して粘度が上昇していた。

また比較例としてのＮｉメッキやＮｉＰメッキの場合に
は現流品はど顕著ではないが年数の経過とともに出力ト
ルクが漸減し、回転軸の摩耗と共にルビー軸受の摩耗を
わずかに引き起こした。

次に金或いは金合金メッキの場合に試験層■。

［相］、０は出力トルクの減少がわずかであり、摩耗粉
の発生はほとんどなく、無注油状態で充分に長期品質を
満足させることのできるデータが得られた。

しかし−万全メツキにおいても屑■のように厚付けをし
たものや＠のようにメッキ浴や析出条件の異なる場合に
は出力トルクがかなり低下し、摩耗粉の発生を生じた。

更に他のメッキ、たとえばＮ ｉ −Ｐｄ −Ｐ ｔ
、 Ｐｄ 、 Ｓｎ等においても耐久試験を行なったが
いずれも約１年で回転軸の摩耗を起こし、（特にＡｇ、
Ｓｎは２〜３年で停止した。

）実験範囲内では耐久性にすぐれたものは得られなかっ
た。

以上総合すれば、各種メッキのうち特に金メッキがすぐ
れているが、析出条件によっても上述の如く、その耐久
性が異なるため、更に各メッキ膜の析出方位の関係をＸ
線回析によって調査した結果を第３図ａ ”−ｅに示す
。

なお、ａｐｂｔｃｖｄ。ｅは台貸凱第１表旧社る試料層
・■、■、［相］、＠。

［相］に対応する。

これらの回折ピーク強度比の相関とＡＳＴＭ標準カード
を参考にすれば、各種メッキ膜の優先析出面が判明し、
耐久性に対する知見を得ることができる。

つまり、ＡＳＴＭカードにおける金の回折強度は（１１
１）面をｌＯＯとした場合（２００）、（３１１）はそ
れぞれ５２゜３６である。

一方策３図す、ｃ、ｅの金、或いは金合金メッキの回折
強度は（２００）より（１１１）面の方がかなり高く、
逆に第３図ａ、ｄは（２００）の方が高い。

また試料Ｎｏ■のＮｉメッキも（２００）の力が強いピ
ークを示す。

即ち本実験で良い耐久性を得た第３図す、ｃ、ｅは共に
その析出膜が（１１１）の異方性を有するために、メッ
キされた軸表面層は（１１１）の最密充填面となり、辷
り面の働きをも有していることが推定された。

更にメッキ膜厚について本例では約１ミクロンであった
が、より薄くなるにつれて、（１１１）の析出がより強
くなる傾向もあるために、金メッキの膜厚は０．１〜５
ミクロン、好適には０．２〜２ミクロン位であった。

また本例ではルビー軸受を使用したが、ルビーと同様に
均一な鏡面性と高硬度を有する他のセラミックス或いは
ガラス等もＢｏｗｄｅｎの軟質薄膜潤滑説によれば、良
好な耐摩耗効果を期待できることは容易に推定できる。

更に軸の代わりに軸受内面への金または金合金皮膜の形
成によっても耐摩耗効果を認めることができるが、この
場合には炭素鋼軸の防錆処理が必要となる反面、取り扱
い上軸受内面の全皮膜が損傷を受けにくい利点を有して
いる。

以上はメッキ法によって析出した金膜の性質について述
べたが、他の析出方法、例えばスパッタリングやイオン
ブレーティング等の乾式析出法によって析出した膜の一
例では、金膜は第３図におけるよりも鋭い（１１１）ピ
ークを示し、また析出時に温度が上昇するためにレプリ
カによる表面性法の観察によればメッキ法とは異なる均
一な結晶模様が得られた。

また耐久試験によっても試験／１６［相］と同様、良好
な耐摩耗性を得ることができた。

このように析出膜の結晶方位を考慮して形成された金、
或いは金合金膜を表面に有する軸または軸受は無注油状
態で長期耐久性に耐え、電子時計の品質の向上と長寿命
化に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は各種メッキ皮覆したローター軸を組み
込んだ腕時計の耐久手段による出力トルクの変化を示す
。 第３図ａ”−ｅは各種メッキ膜のＸ線回折図形である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子腕時計の軸受部においてビッカース硬さ３５０
   以下の硬度と（１１１）面を優先的に表面に有している
   金または金合金皮膜が形成された軸、または軸受を装着
   したことを特徴とする電子腕時計。 ２ 軸受がルビー、またはガラス、セラミックスから成
   っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電子腕時計。 ３ 軸受部が非油状態であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電子腕時計。