KR20190020031A - 시계 무브먼트를 위한 부품, 시계 무브먼트, 시계, 그리고 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법 - Google Patents
시계 무브먼트를 위한 부품, 시계 무브먼트, 시계, 그리고 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190020031A KR20190020031A KR1020197000754A KR20197000754A KR20190020031A KR 20190020031 A KR20190020031 A KR 20190020031A KR 1020197000754 A KR1020197000754 A KR 1020197000754A KR 20197000754 A KR20197000754 A KR 20197000754A KR 20190020031 A KR20190020031 A KR 20190020031A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nanotubes
- watch
- forest
- movement
- matrix
- Prior art date
Links
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims abstract description 97
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B1/00—Driving mechanisms
- G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
- G04B1/14—Mainsprings; Bridles therefor
- G04B1/145—Composition and manufacture of the springs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/16—Preparation
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
- G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
- G04B17/045—Oscillators acting by spring tension with oscillating blade springs
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
- G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
- G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
- G04B17/066—Manufacture of the spiral spring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
- C01B2202/02—Single-walled nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
- C01B2202/06—Multi-walled nanotubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Springs (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
강성 매트릭스와 강성 매트릭스에 함유된 나노 튜브들의 포레스트를 포함하는 복합 재료로 만들어진 시계 무브먼트를 위한 부품(12a).
Description
본 발명은 시계 무브먼트를 위한 부품, 시계 무브먼트, 시계, 그리고 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법에 관한 것이다.
시계의 무브먼트는 일반적으로 조절기(regulator), 시계 무브먼트의 타임 베이스(time base)를 결정하는 기계식 진동기를 포함한다. 이 조절기는 밸런스(balance)라고 불리는 진동추와 관련된 코일 스프링을 포함한다. 이 코일 스프링은 높은 치수 정밀도를 요구하며, 이것은 시계 무브먼트의 계시 정확도를 결정한다.
코일 스프링의 예는 특히 JP2008116205A에 개시되어 있다. 이 코일 스프링은, 흑연과 비결정성 탄소의 매트릭스로 이루어지고, 매트릭스 중에 분산되어 코일의 길이 방향으로 배향된 탄소 나노 튜브로 보강된 복합 재료로 제조된다. 나노 튜브는 직경이 약 10nm이고 길이가 약 10 마이크론이다. 코일을 제조하기 위해, 먼저 나노 튜브, 그래파이트 및 비결정성 탄소로 균질한 혼합물을 제조한 다음 혼합물을 압출하여 코일 길이 내에 나노 튜브를 정렬시키는 목적으로 코일 스프링의 형상을 얻는다.
이러한 코일 스프링에는 많은 단점이 있다:
- 압출 공정이 높은 기계적 정밀도를 허용하지 않아 용인할 수 없는 계시 부정확성과,
- 나노 튜브들이 균질 혼합물에서 무작위로 배열되기 때문에, 나노 튜브들의 배향은 불균일하게 조절되고,
-이 방법은 코일 스프링에서 균질성을 갖는 재료의 양호한 균질성을 보장하기 위해 구현하기가 복잡하고,
- 균질성을 유지하면서 혼합물의 양을 매우 정확하게 조절해야 하기 때문에 코일 스프링의 원하는 기계적 특성을 얻는 것이 복잡하다.
이러한 단점은 적어도 부분적으로 시계 무브먼트를 위한 다른 가요성 부품에도 존재한다.
본 발명은 상기 단점의 일부 또는 전부를 극복하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 적어도 하나의 가요부(flexible portion)를 포함하고, 상기 가요부는 축에 수직인 평면에서 구부러지고 매트릭스 결합된 나노 튜브들을 포함하는 복합 재료로 제조되며, 상기 나노 튜브들은 나노 튜브들의 포레스트(forest)를 형성하며, 상기 나노 튜브들은 나란하게 배치되고 일반적으로 상기 축에 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 시계 무브먼트를 위한 부품을 제공한다.
이러한 배열을 통해, 나노 튜브들의 배향과 나노 튜브들의 포레스트(forest)에서 매트릭스의 나노 튜브들의 성장 및 침투 과정을 통해 완전히 제어되고 재현 가능한 동질성을 갖는 수 나노 미터의 정확도를 가진 시계 무브먼트를 위한 부품을 생성할 수 있다. 시계용 부품이 코일 스프링인 경우, 결과는 코일 스프링의 탁월한 계시 정밀도이다.
또한, 시계 무브먼트를 위한 부품의 원하는 기계적 특성을 얻는 것이 간단하며, 예를 들어 나노 튜브들의 포레스트에서 매트릭스 물질 및/또는 침투된 매트릭스의 양을 조절함으로써 조절할 수 있다.
위에서 언급한 특허와 달리, 나노 튜브들은 그 평면내에서가 아니라 굽힘 평면에 수직으로 배향된다. 이는 JP2008116205A의 교시에 반하는 것이며, 이는 당업자에게 공지된, 기계적 굽힘 특성을 사용하기 위해 코일 길이 내에 나노 튜브들을 정렬하는 것을 권한다. 이와 달리, 본 발명의 시계용 부품에 있어서, 나노 튜브는 기계적 특성을 위해 사용되지 않으며, 전술한 JP2008116205A와는 달리 시계용 부품의 기계적 성질에 전혀 기여하지 않는다(부품의 벤딩은 나노 튜브의 벤딩을 초래하지 않음), 그 대신 기계적 성질이 침투된 매트릭스에 의해 제공되는 성장의 기하학적 정밀도에 사용된다.
또한, 이와 같이 얻어진 복합 재료는 축에 수직인 평면 내에서 특히 유연하며(코일 스프링의 경우 밸런스(balance)의 질량을 감소시킬 수 있음), 이 평면 외부에서 실질적으로 융통성이 없다(이는 특히 시계의 코일 스프링).
마지막으로, 상기 장치는 "웨이퍼(wafer)"라는 용어로 일반적으로 지칭되는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 나노 튜브들을 성장시킴으로써 제조 공정을 단순화하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 시계의 무브먼트를 위한 부품의 다양한 실시 예에서, 다음의 구성 중 하나 이상이 더 사용될 수 있다:
- 상기 나노 튜브들은 탄소이고;
- 상기 나노 튜브들은 다중 벽이고;
- 상기 나노 튜브들은 7 내지 30 nm의 직경을 가지고(또는 선택적으로 2 내지 10 nm, 바람직하게는 3 내지 7 nm, 특히 약 5 nm);
- 상기 나노 튜브들의 길이는 200 내지 400 마이크론이고(또는 선택적으로 100 내지 200 마이크론, 특히 약 150 마이크론);
- 상기 매트릭스는 탄소이고;
- 시계 무브먼트를 위한 상기 부품은 상기 축에 대하여 진동하도록 구성된 코일 스프링이고;
- 시계의 무브먼트를 위한 상기 부품은 시계의 무브먼트를 위한 진동기이고;
- 시계의 무브먼트를 위한 상기 부품은 메인 스프링이다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 코일 스프링(또는 상기 정의된 바와 같은 시계의 무브먼트를 위한 다른 부품)을 갖는 시계의 무브먼트 및 이러한 시계의 무브먼트를 포함하는 시계에 관한 것이다.
또한 본 발명은 위에서 정의된 시계 무브먼트 부품을 제조하는 방법에 있어서,
a) 나노 튜브들의 포레스트(forest)가 성장하는 동안 나노 튜브들의 포레스트를 성장시키는 단계;
b) 매트릭스의 성분 물질이 나노 튜브들의 포레스트에 침투하는 침투 단계를 포함하는 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제조 방법의 다양한 실시 예들에서, 다음의 구성들 중 하나 이상이 더 사용될 수 있다:
- 상기 나노 튜브들의 포레스트를 성장시키는 상기 단계 a) 동안 상기 나노 튜브들의 포레스트가 기판(가능하게는 기판과 부가층 사이에 하나 이상의 중간층) 상에 성장되고, 상기 복합 재료가 상기 기판으로부터 분리되는 동안 분리 단계 c)가 상기 침투 단계 b)에 후속된다;
- 상기 나노 튜브들의 포레스트를 성장시키는 상기 단계 a) 동안, 상기 나노 튜브들의 포레스트는 상기 기판에 실질적으로 수직으로 성장된다;
- 단계 a) 전에, 나노 튜브들의 부가적인 다공성층이 먼저 상기 기판(가능하게는 기판과 부가층 사이에 하나 이상의 중간층) 상에 분사되고, 단계 a) 동안 상기 나노 튜브들의 포레스트가 상기 나노 튜브들의 부가적인 다공성층 아래 성장되고, 단계 b) 동안 상기 매트릭스의 성분 물질은 상기 나노 튜브들의 부가적인 다공성층을 통해 침투한다;
- 적어도 하나의 중간층이 상기 기판과 상기 나노 튜브들의 포레스트 사이에 위치한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 비제한적인 실시 예로서 주어진 몇몇 실시 예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도면에서:
- 도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 코일 스프링을 포함할 수 있는 시계의 개략도이고,
- 도 2는 도 1의 시계의 무브먼트의 블록도이고,
- 도 3은 도 1의 시계에 사용 가능한 코일 스프링의 사진이고,
- 도 4는 도 3의 코일 스프링의 일부를 도시한 사시도이고,
- 도 5는 나노 튜브들의 포레스트의 형태로 코일 스프링의 물질의 조성을 매우 개략적으로 도시하고, 나노 튜브들은 명확성을 위해 의도적으로 확대되어 있고,
- 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 도 1과 같은 시계에 사용 가능한 메인 스프링의 개략도이고,
- 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도 1과 같은 시계에도 사용할 수 있는 기계식 진동기 나타낸다.
- 도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 코일 스프링을 포함할 수 있는 시계의 개략도이고,
- 도 2는 도 1의 시계의 무브먼트의 블록도이고,
- 도 3은 도 1의 시계에 사용 가능한 코일 스프링의 사진이고,
- 도 4는 도 3의 코일 스프링의 일부를 도시한 사시도이고,
- 도 5는 나노 튜브들의 포레스트의 형태로 코일 스프링의 물질의 조성을 매우 개략적으로 도시하고, 나노 튜브들은 명확성을 위해 의도적으로 확대되어 있고,
- 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 도 1과 같은 시계에 사용 가능한 메인 스프링의 개략도이고,
- 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도 1과 같은 시계에도 사용할 수 있는 기계식 진동기 나타낸다.
다양한 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 시계(1)를 나타내고,
- 케이스(2),
- 케이스(2) 내에 수용된 시계 무브먼트(3),
- 일반적으로, 감는 메커니즘(4)
- 다이얼(5),
- 다이얼(5)을 덮는 크리스탈(6)
- 크리스탈(6)과 다이얼(5) 사이에 배치되고 시계의 무브먼트(3)에 의해 작동되는 시와 분 각각의 두 시계바늘(7a, 7b)을 포함하는 시각 표시기(7)를 포함한다.
도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 시계 무브먼트(3)는:
- 기계적 에너지를 저장하기 위한 장치(8), 전형적으로는 메인 스프링,
- 기계적 에너지를 저장하기 위한 장치(8)에 의해 구동되는 기계식 전달기(9),
- 상기 시각 표시기(7)
- 에너지 분배 휠(10)(예를 들어, 스위스 앵커 탈진기 또는 이와 유사한 것의 탈진휠),
- 에너지 분배 휠(10)을 순차적으로 유지 및 해제하기에 적합한 잠금 메커니즘(11)(예를 들어, 스위스 앵커 또는 유사한 것),
- 조절기(12)는 잠금 메커니즘(11)을 제어하여 조절기를 규칙적으로 이동시켜 에너지 분배 휠(10)이 일정 시간 간격으로 움직이게 하는 진동 메커니즘을 포함한다.
조절기(12)는 진동추, 예를 들어 도 3 및 4에서 도시된 바와 같은 밸런스(도시되지 않음) 및 코일 스프링(12a)을 포함한다.
상기 코일 스프링(12a)은:
- 밸런스의 중심에 고정되고, 중심 축(X)을 중심으로 밸런스과 함께 회전하도록 의도된 중심 링(13)과,
- 링(13)으로부터 "종단 커브(terminal curve)"라 불리는 말단부(15)까지 중심 축(X)을 중심으로 감긴 수회의 권선(14)을 포함한다.
말단부(15)는 밸런스가 피봇 장착되는 브릿지(도시되지 않음)에 일반적으로 스터드 (stud)(도시되지 않음)에 의해 부착된다.
코일 스프링(12a)의 권선(14) 및 말단부(15)는 (중심축(X)에 수직인 평면에서)두께(e) 및 높이(h)(중심축(X)에 평행한)를 가질 수 있다. 두께(e)는 예를 들어 수십 마이크론, 예를 들어 약 10 내지 100 마이크론일 수 있다.
코일 스프링(12a)은 매트릭스(16a)에 결합된 나노 튜브들(16, 도 5)를 포함하는 복합 재료로 제조된다.
나노 튜브들(16)은 나노 튜브들의 포레스트를 형성하는데, 이는 나노 튜브들 (16)이 병치되고 모두 실질적으로 서로 평행하게 배열된다는 것을 의미한다.
유리하게는, 나노 튜브들(16)은 모두 중심축(X)에 실질적으로 평행하게 배열되고, 따라서 중심축(X)에 대체로 평행하게 배열된다. 이들은 일반적으로 서로 균일하게 이격되고 코일 스프링(12a)의 제조 동안 나노 튜브들의 성장 프로세스에 의해 제어되는(축 X에 수직인 평면에서) 표면 밀도로 복합 재료의 전체 질량에 걸쳐 존재한다.
나노 튜브들(16)은 유리하게는 탄소로 제조될 수 있다.
나노 튜브들(16)는 유리하게는 본질적으로 다중벽일 수 있다. 선택적으로, 나노 튜브들(16)은 유리하게는 주로 단일 벽일 수 있다.
나노 튜브들은 7 내지 30 nm의 직경(d)을 가질 수 있다. 선택적으로, 나노 튜브들은 2 내지 10 nm, 바람직하게는 3 내지 7 nm, 특히 약 5 nm의 직경을 가질 수 있다.
나노 튜브들은 200 내지 400 마이크론의 길이를 가질 수 있다. 선택적으로, 나노 튜브들은 100 내지 200 마이크론, 특히 약 150 마이크론의 길이를 가질 수 있다. 이 길이는 코일 스프링의 권선(14)의 전술한 두께(h)에 유리하게 대응할 수 있다.
매트릭스(16a)는 유리하게 탄소로 제조될 수 있다. 매트릭스(16a)는 도 5에 매우 개략적으로 도시되어 있다. 나노 튜브들(16) 사이의 갭(17) 및 나노 튜브들(16)의 내부 공간(18) 내에 존재하는 나노 튜브들(16)을 유리하게 포함할 수 있다. 이 매트릭스는 나노 튜브들 사이에 응집력을 제공하여 나노 튜브들의 포레스트의 기계적 성질을 변형시키는 것을 가능하게 한다.
코일 스프링(12a)은 예를 들어, 다음의 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조 될 수 있다:
a) 일반적으로 실리콘 또는 다른 웨이퍼와 같은 기판(도시하지 않음) 상에 나노 튜브들의 포레스트가 성장되는 동안 나노 튜브들의 포레스트를 성장시키는 단계,
b) 매트릭스(16a)의 구성 재료가 나노 튜브들(16)의 포레스트에 침투하는 침투 단계,
c) 복합 재료가 기판으로부터 분리되는 분리 단계.
단계 a) 동안, 나노 튜브들의 포레스트(16)를 중심축(X)에 수직으로 배치된 기판에 실질적으로 수직으로 성장시키는 것이 유리하다.
기판은 공지된 방식으로, 예를 들어 포토 리소그래피에 의해 예비 처리되어, 나노 튜브들의 포레스트의 성장이 코일 스프링(12a)의 정확한 경로를 따라 원하는 정확한 위치에서 발생한다. 나노 튜브들의 성장 및 탄소 매트릭스에 의한 침투에 대한 제어된 공정의 예는, 예를 들면, Richard Scott Hansen(2012년 6월)가 저자인 "탄소 나노 튜브 템플리트 금속 미세 구조물의 기계적 및 전기적 특성"의 문서 또는 Brigham Young University의 Collin Brown(2014년 4월 22일)의 수석 논문 "MEMS응용을 위한 원자층 증착에 의한 CNT 포레스트의 침투"에 개시되어 있다.
그 자체로, 특히 위의 문헌으로부터 공지된 탄소 매트릭스의 침투는 일반적으로 기상 증착에 의해 일어난다. 침투 시간에 작용함으로써, 나노 튜브들 사이의 침투된 매트릭스의 양에 영향을 미쳐서, 스프링의 기계적 성질을 매우 쉽게 변화시킬 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(19)(실리콘 또는 기타)은 나노 튜브들(16)의 포레스트가 성장되는 촉매층(21)(특히 철)으로 덮인 실리카층(20)으로 덮일 수 있다. 실리카층(20) 및 촉매층(21)은 나노 튜브들(16)의 포레스트와 일체로 유지되고, 따라서 상기 단계 c)에서 나노 튜브들의 층과 함께 기판(16)으로부터 분리된다.
상기 단계 a) 이전에, 나노 튜브들의 추가층(22)을 한정하기 위해, 추가의 나노 튜브가 임의로 용매에 분산되어, 특히 초음파에 의해 촉매층(21) 상에 분사될 수 있다. 나노 튜브들의 추가층(22)은 상기 나노 튜브들의 추가층(22)을 통해 침착되고 상기 나노 튜브들의 추가층 아래에서 성장할 나노 튜브들(16)의 포레스트의 탄소(또는 다른 구성 요소 물질)에 대해 충분히 다공성이다(도 9). 이러한 방식으로, 나노 튜브들의 포레스트의 나노 튜브들(16)의 성장은 균등화되므로, 이들은 모두 실질적으로 동일한 길이를 갖는다. 침투 단계 b)는 또한 다공성으로 인하여 나노 튜브들의 추가층(22)을 통해 수행된다.
단계 c) 동안, 복합 재료는 습식 에칭 또는 바람직하게는 불화 수소(HF)를 사용하는 기상 에칭에 의해 기판(19)으로부터 분리될 수 있다.
얻어진 코일 스프링(12a)은 다음과 같은 유리한 효과를 가진다:
- 코일 스프링은 나노 튜브들의 방향과 나노 튜브들의 포레스트에 나노 튜브들의 성장 및 침투 과정에 의해 완전히 제어되고 재현성이 있는 균질성으로 탁월한 코일 스프링의 계시 정확성을 제공하여 나노 미터 정밀도로 생성될 수 있다;
- 예를 들어 매트릭스의 재료 및/또는 나노 튜브들의 포레스트에 침투된 매트릭스의 양을 조정하고 코일의 기하학적 구조(특히 그 두께)를 조정함으로써 코일 스프링의 원하는 기계적 특성을 얻는 것이 쉽다;
- 코일 스프링(12a)은 중심축에 수직인 평면에서 특히 유연하며(밸런스의 질량을 감소시키는 것을 가능하게 한다), 이 평면 외부에서 실질적으로 유연하지 않다(충격이나 사용자의 움직임으로 인한 평면 외부의 가속 효과를 제한하기 위해서 시계 코일 스프링에 특히 중요하다);
- 복합 재료는 온도 변화(열팽창 계수가 낮고 탄성 계수의 변화가 낮음)에 민감하지 않으며 밀도가 낮고 비자성이며 내부식성이 있다.
전술한 재료는 적어도 하나의 가요성 부분을 포함하는 시계 무브먼트를 위한 다른 부품에도 사용될 수 있으며, 전술한 가요성 부품은 나노 튜브들의 축(X)에 수직인 평면에서 구부러지도록 되어 있다.
예를 들어, 본 발명의 제 2 실시 예에서, 전술한 재료는 도 6의 것과 같은 메인 스프링(8)에 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이 에너지 저장 장치로서 사용할 수 있다. 이러한 스프링은, 예를 들어 통(8b) 내에서 축(X)을 따라 중심축(8a) 둘레를 감쌀 수 있다.
다른 예에 따르면, 본 발명의 제 3 실시 예에서, 전술한 재료는 전술한 코일 스프링 이외의 기계적 진동기(진동자)를 형성하는데 사용될 수 있다. 특히, 전술한 재료는 전술한 조절기(12)의 위치에서 시계에 사용가능한 도 7의 것과 같은 조절기(12')를 형성하는데 사용될 수 있다. 조절기(12')는 예를 들어 플레이트(110) 내에 단일 부품(부분)으로 형성될 수 있으며, 그 내부에는 로터(111) 및 로터(111)를 플레이트(110)의 나머지 부분에 연결하는 탄성 서스펜션(112)이 형성된다. 탄성 서스펜션은 플레이트(110)에 형성된 매우 미세하고 가느다란 암에 의해 형성될 수 있다. 로터(111)는 이중 화살표(R)에 따라 축(X)을 중심으로 회전하면서 진동한다. 그러한 조절기(12')의 일례는 문서 EP3021174A에 상세히 설명되어 있다.
Claims (16)
- 적어도 하나의 가요부(flexible portion)를 포함하고, 상기 가요부는 축(X)에 수직인 평면에서 구부러지고 매트릭스(16a) 결합된 나노 튜브들(16)을 포함하는 복합 재료로 제조되며,
상기 나노 튜브(16)들은 나노 튜브들의 포레스트(forest)를 형성하며, 상기 나노 튜브들(16)은 나란하게 배치되고 일반적으로 상기 축(X)에 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 시계 무브먼트를 위한 부품(12a,8,12'). - 제 1 항에 있어서,
상기 나노 튜브들(16)은 탄소인 시계 무브먼트를 위한 부품(12a,8,12'). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 나노 튜브들(16)은 다중 벽인 시계 무브먼트를 위한 부품(12a,8,12'). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노 튜브들은 7 내지 30 nm의 직경(d)을 갖는 시계 무브먼트를 위한 부품(12a,8,12'). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노 튜브들(16)의 길이(h)는 200 내지 400 마이크론인 시계 무브먼트를 위한 부품(12a,8,12'). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매트릭스(16a)는 탄소인 시계 무브먼트를 위한 부품(12a,8,12'). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
시계 무브먼트를 위한 상기 부품은 상기 축(X)에 대하여 진동하도록 구성된 코일 스프링(12a)인 시계 무브먼트를 위한 부품. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
시계의 무브먼트를 위한 상기 부품은 시계의 무브먼트를 위한 진동기(12')인 시계 무브먼트를 위한 부품. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
시계의 무브먼트를 위한 상기 부품은 메인 스프링(8)인 시계 무브먼트를 위한 부품. - 제 7 항에 따른 코일 스프링(12a)을 구비하는 시계 무브먼트.
- 제 10 항에 따른 시계 무브먼트(3)를 포함하는 시계.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 시계 무브먼트 부품(12a,8,12')을 제조하는 방법에 있어서,
a) 나노 튜브들의 포레스트(forest)가 성장하는 동안 나노 튜브들의 포레스트를 성장시키는 단계(16);
b) 매트릭스의 성분 물질이 나노 튜브들의 포레스트에 침투하는 침투 단계(16)를 포함하는 시계 무브먼트를 위한 부품(12a,8,12')의 제조방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 나노 튜브들의 포레스트를 성장시키는 상기 단계 a) 동안 상기 나노 튜브들의 포레스트가 기판(19) 상에 성장되고, 상기 복합 재료가 상기 기판(19)으로부터 분리되는 동안 분리 단계 c)가 상기 침투 단계 b)에 후속되는 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 나노 튜브들의 포레스트(16)를 성장시키는 상기 단계 a) 동안, 상기 나노 튜브들의 포레스트(6)는 상기 기판(19)에 실질적으로 수직으로 성장되는 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
단계 a) 전에, 나노 튜브들의 부가적인 다공성층(22)이 먼저 상기 기판(19) 상에 분사되고, 단계 a) 동안 상기 나노 튜브들의 포레스트가 상기 나노 튜브들의 부가적인 다공성층(22) 아래 성장되고, 단계 b) 동안 상기 매트릭스의 성분 물질은 상기 나노 튜브들의 부가적인 다공성층(22)을 통해 침투하는 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법. - 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 중간층(20,21)이 상기 기판(19)과 상기 나노 튜브들의 포레스트(16) 사이에 위치되는 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1655786A FR3052881B1 (fr) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | Piece pour mouvement horloger, mouvement horloger, piece d'horlogerie et procede de fabrication d'une telle piece pour mouvement horloger |
FR1655786 | 2016-06-21 | ||
PCT/EP2017/065276 WO2017220672A1 (fr) | 2016-06-21 | 2017-06-21 | Pièce pour mouvement horloger, mouvement horloger, pièce d'horlogerie et procédé de fabrication d'une telle pièce pour mouvement horloger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190020031A true KR20190020031A (ko) | 2019-02-27 |
KR102359880B1 KR102359880B1 (ko) | 2022-02-08 |
Family
ID=56990565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020197000754A KR102359880B1 (ko) | 2016-06-21 | 2017-06-21 | 시계 무브먼트를 위한 부품, 시계 무브먼트, 시계, 그리고 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190212702A1 (ko) |
EP (1) | EP3472674B1 (ko) |
JP (1) | JP6896001B2 (ko) |
KR (1) | KR102359880B1 (ko) |
CN (1) | CN109716245B (ko) |
FR (1) | FR3052881B1 (ko) |
WO (1) | WO2017220672A1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12013663B2 (en) | 2019-12-20 | 2024-06-18 | Nivarox-Far S.A. | Rigid horological component for an oscillator mechanism or for an escapement mechanism and horological movement including such a component |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH715716A1 (fr) | 2019-01-09 | 2020-07-15 | Lvmh Swiss Mft Sa | Organe régulateur pour mouvement horloger. |
JP7246200B2 (ja) | 2019-02-15 | 2023-03-27 | セイコーインスツル株式会社 | ひげぜんまい、てんぷ、時計用ムーブメントおよび時計 |
EP3839644A1 (fr) * | 2019-12-20 | 2021-06-23 | Nivarox-FAR S.A. | Composant horloger flexible, notamment pour mecanisme oscillateur, et mouvement d'horlogerie comportant un tel composant |
EP3839643B1 (fr) * | 2019-12-20 | 2024-02-21 | The Swatch Group Research and Development Ltd | Composant horloger flexible et mouvement d'horlogerie comportant un tel composant |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002341054A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Seiko Instruments Inc | ヒゲぜんまい、同構造体、これを用いた調速機構及び時計 |
JP2008116205A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Seiko Epson Corp | ゼンマイ、これを利用した調速装置、機器、およびゼンマイの製造方法 |
JP2008157913A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-07-10 | Seiko Epson Corp | 時計部品、及び当該時計部品を備えた時計 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01120448A (ja) * | 1987-11-02 | 1989-05-12 | Murata Hatsujo Kk | うず巻ばね |
JP2002341056A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Seiko Instruments Inc | ジャンパ構造体及びこれを備えた時計 |
CN100451874C (zh) * | 2003-03-11 | 2009-01-14 | 弗兰克.米勒.瓦差兰股份有限公司 | 计时仪器的盘簧 |
DE602006004055D1 (de) * | 2005-06-28 | 2009-01-15 | Eta Sa Mft Horlogere Suisse | Verstärktes mikromechanisches teil |
DE102005054314A1 (de) * | 2005-11-11 | 2007-05-24 | Universität Rostock | Spiralfederanordnung und Federelement |
US20100117764A1 (en) * | 2006-04-17 | 2010-05-13 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Assisted selective growth of highly dense and vertically aligned carbon nanotubes |
WO2008108865A2 (en) * | 2006-08-08 | 2008-09-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Energy storing and recovering device working like spring motors using nanotubes as spring |
CN101343532B (zh) * | 2007-07-13 | 2011-06-08 | 清华大学 | 碳纳米管复合热界面材料的制备方法 |
US8414185B2 (en) * | 2007-11-28 | 2013-04-09 | Manufacture Et Fabrique De Montres Et Chronometres Ulysse Nardin Le Locle S.A. | Mechanical oscillator having an optimized thermoelastic coefficient |
CN101734644B (zh) * | 2008-11-14 | 2012-01-25 | 清华大学 | 碳纳米管膜的拉伸方法 |
US9478610B2 (en) * | 2008-12-02 | 2016-10-25 | The Regents Of The University Of Michigan | Transformation of nanostructure arrays |
CN101844757B (zh) * | 2010-03-29 | 2012-07-11 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 碳纳米管膜的制备方法 |
EP2602671A1 (fr) * | 2011-12-09 | 2013-06-12 | Cartier Création Studio S.A. | Revêtement anti-friction pour ressort de barillet en matériau composite |
CN103382037B (zh) * | 2012-05-04 | 2015-05-20 | 清华大学 | 碳纳米管结构的制备方法 |
CH707503A2 (fr) * | 2013-01-17 | 2014-07-31 | Omega Sa | Axe de pivotement pour mouvement horloger. |
EP2876504B1 (fr) * | 2013-11-20 | 2017-07-26 | ETA SA Manufacture Horlogère Suisse | Porte-piton d'horlogerie sans vis |
EP3021174A1 (en) | 2014-11-17 | 2016-05-18 | LVMH Swiss Manufactures SA | Monolithic timepiece regulator, timepiece movement and timepiece having such a timepiece regulator |
-
2016
- 2016-06-21 FR FR1655786A patent/FR3052881B1/fr active Active
-
2017
- 2017-06-21 CN CN201780042039.1A patent/CN109716245B/zh active Active
- 2017-06-21 WO PCT/EP2017/065276 patent/WO2017220672A1/fr unknown
- 2017-06-21 EP EP17730518.2A patent/EP3472674B1/fr active Active
- 2017-06-21 US US16/312,602 patent/US20190212702A1/en active Pending
- 2017-06-21 KR KR1020197000754A patent/KR102359880B1/ko active IP Right Grant
- 2017-06-21 JP JP2018566879A patent/JP6896001B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002341054A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Seiko Instruments Inc | ヒゲぜんまい、同構造体、これを用いた調速機構及び時計 |
JP2008116205A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Seiko Epson Corp | ゼンマイ、これを利用した調速装置、機器、およびゼンマイの製造方法 |
JP2008157913A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-07-10 | Seiko Epson Corp | 時計部品、及び当該時計部品を備えた時計 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Brandon H. H. et al. Mechanical Property Measurement of Carbon Infiltrated Carbon Nanotube Structures for Compliant Micromechanisms. J. OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS, VOL. 23, NO. 6, 2014.12. 1부.* * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12013663B2 (en) | 2019-12-20 | 2024-06-18 | Nivarox-Far S.A. | Rigid horological component for an oscillator mechanism or for an escapement mechanism and horological movement including such a component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017220672A1 (fr) | 2017-12-28 |
EP3472674B1 (fr) | 2024-04-24 |
FR3052881A1 (fr) | 2017-12-22 |
FR3052881B1 (fr) | 2020-10-02 |
US20190212702A1 (en) | 2019-07-11 |
EP3472674A1 (fr) | 2019-04-24 |
CN109716245A (zh) | 2019-05-03 |
KR102359880B1 (ko) | 2022-02-08 |
JP2019518965A (ja) | 2019-07-04 |
CN109716245B (zh) | 2021-08-06 |
JP6896001B2 (ja) | 2021-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102359880B1 (ko) | 시계 무브먼트를 위한 부품, 시계 무브먼트, 시계, 그리고 시계 무브먼트를 위한 부품의 제조방법 | |
Schmid et al. | Damping mechanisms in high-Q micro and nanomechanical string resonators | |
JP5851135B2 (ja) | 時計部品のテンプ振動体用ひげゼンマイ及びその製造方法 | |
JP5389999B2 (ja) | ひげゼンマイ付きテンプの調速機とその製造方法 | |
KR101748064B1 (ko) | 회전 성능이 강화된 mems 힌지 | |
US8371166B2 (en) | Inertial or resonating sensor in surface technology, with out of plane detection by strain gauge | |
CN103986433B (zh) | 通过形状记忆金属得以热补偿的谐振器 | |
JP2010513886A (ja) | 時計用メカニカル振動子 | |
JP2018511032A (ja) | 機械振動子および関連する製造方法 | |
JP7100711B2 (ja) | ケイ素ひげぜんまいを製造する方法 | |
JP2005536720A5 (ko) | ||
JP5586067B2 (ja) | 微小機械振動子とその製造方法 | |
JP2013519081A (ja) | 振動子スプリング及び当該振動子スプリングを組み立てるための方法 | |
JP7317792B2 (ja) | 特に発振機構のための可撓性測時器構成要素、及びそのような構成要素を含む測時器ムーブメント | |
JP6195015B2 (ja) | 改良された微小電気機械的共振器 | |
US12013663B2 (en) | Rigid horological component for an oscillator mechanism or for an escapement mechanism and horological movement including such a component | |
US20150013481A1 (en) | Micro-scale pendulum | |
JP7477525B2 (ja) | 時計メカニズムのための球形のオシレーター | |
Huang | Ultrahigh and microwave frequency nanomechanical systems | |
JP3222608U (ja) | 熱補償振動体用の角度戻しばね | |
WO2016203953A1 (ja) | 時計の調速装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |