TWI693488B - 製造時計組件的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於製造用於待焊接之零件的方法，其包括磨光步驟以相對於經歷磨光的表面來形成垂直壁，該磨光用來改善焊接面的平坦度。

Description

製造時計組件的方法
本發明關於包括修正之磨光步驟的製造方法，更特別而言，其包括提供改善表面平坦度的這種步驟。
從WO公告第2015/185423號已知如何從包括矽基或陶瓷基材料的零件來形成時計組件，該零件藉由電磁輻射而直接焊接到另一零件(舉例而言像是金屬或金屬合金)上。
在此發展的背景下，為人所知的是零件之間的間隙不超過0.5微米是重要的，否則它們或可不焊接在一起。
本發明的目的是藉由提出新的製造方法來克服前述全部或部分的缺點，而至少一接觸表面具有改善的平坦度，則能讓零件藉由焊接來組裝。
因此，本發明關於時計組件製造方法，其包括以下步驟：取得由金屬所製成的棒；對棒做輪廓車削以形成至少一直徑部分，其包括大致垂直的表面和大致水平的表面；磨光該棒以增加其硬度並且改善其表面狀態，藉此獲得由金屬所製成的第一零件；將第一零件的表面安裝在第二零件的表面上；藉由雷射電磁輻射而焊接安裝在第二零件的表面上之第一零件的表面，使得它們彼此固定；該方法的特徵在於：在磨光步驟，磨光器沿著大致垂直的表面來移動，直到磨光器也接觸大致水平的表面為止，以便當磨光器移動離開該大致垂直的表面時拋光該大致水平的表面。
有利而言，根據本發明，製造方法可以提供具有完美平坦垂直表面的面以確保有適當的焊接。
依據本發明其他有利的變化例：車削步驟也在大致垂直的表面和大致水平的表面之間形成傾斜壁，以避免當磨光器接觸該大致水平的表面時形成毛邊；車削步驟也在該大致水平的表面周圍形成彎曲壁，以避免當磨光器接觸該大致水平的表面時形成毛邊；第二零件是由矽或陶瓷所製成；第二零件亦至少包括金屬、氧化矽、氮化矽、碳化矽 或碳同素異形體的部分包覆物；基於第一金屬的零件包括鐵合金、銅合金、鎳或其合金、鈦或其合金、金或其合金、銀或其合金、鉑或其合金、釕或其合金、銠或其合金、或鈀或其合金。
1‧‧‧共振器
3‧‧‧平衡輪
5‧‧‧平衡彈簧
7‧‧‧平衡桿
9‧‧‧脈衝栓
11‧‧‧臺式滾子
12‧‧‧外線圈
13‧‧‧加厚的部分
14‧‧‧末端
15‧‧‧平衡彈簧
16‧‧‧條帶
17‧‧‧鉤扣
18‧‧‧下面
19‧‧‧內線圈
20‧‧‧內面
21‧‧‧軸桿
22‧‧‧直徑部分
23‧‧‧肩部
24‧‧‧直徑部分
26‧‧‧直徑部分
27‧‧‧桿
28‧‧‧焊接
30‧‧‧磨光器
31‧‧‧主面
32‧‧‧側面
41‧‧‧大致垂直的表面
41’‧‧‧軸桿
42、42’‧‧‧直徑部分
43‧‧‧大致水平的表面
45‧‧‧水平肩部、焊接表面
47、47’‧‧‧平衡桿、軸桿
51‧‧‧大致垂直的表面
51’‧‧‧軸桿
52、52’‧‧‧直徑部分
53‧‧‧大致水平的表面
54‧‧‧傾斜壁
55‧‧‧水平肩部、焊接表面
57、57’‧‧‧平衡桿、軸桿
A、A’‧‧‧位移方向
B、C‧‧‧旋轉軸
D‧‧‧移動方向
L‧‧‧寬度
從參考附圖而以非限制性釋例所給出的以下敘述，其他的特徵和優點將變得明顯，其中：圖1是彈性平衡共振器的立體圖；圖2是根據本發明之平衡彈簧的立體圖；圖3是根據本發明之平衡桿的立體圖；圖4是根據WO公告第2015/185423號之總成的截面圖；圖5和6是根據本發明第一具體態樣之磨光操作的截面圖；圖7和8是根據本發明第二具體態樣之磨光操作的截面圖；圖9是根據本發明之總成的截面圖。
本發明關於使用沒有可用塑性範圍(亦即塑性範圍極為有限)之材料所形成的組件，而第二零件包括同一種材料或不同種材料。
這組件設計成用於鐘錶的領域，並且藉由易 碎而脆的材料(例如矽基或陶瓷基材料)所扮演的增加零件而變得必要。舉例而言，有可能預見整個或部分由易碎或脆的材料來形成外殼、針盤、凸緣、晶體、嵌槽、按鈕、齒冠、背殼、指針、鐲或帶、平衡彈簧、平衡輪、托盤、橋或棒、振盪重量或甚至輪子(例如擒縱輪)。
較佳而言，用於製作補償之平衡彈簧的矽基材料可以是單晶矽(不管其晶向)、摻雜的單晶矽(不管其晶向)、非晶矽、多孔矽、多晶矽、氮化矽、碳化矽、石英(不管其晶向)或氧化矽。當然，可以預見其他材料，例如玻璃、陶瓷、水泥、金屬或金屬合金。進一步而言，第一矽基零件也可以選用而言至少包括氧化矽、氮化矽、碳化矽或碳同素異形體的部分包覆物，此視時計組件的所要用途而定。
如上所釋，其他零件可以包括同一種材料或另一種材料。因此，較佳而言，其他零件是金屬基的，並且可以包括鐵合金、銅合金、鎳或其合金、鈦或其合金、金或其合金、銀或其合金、鉑或其合金、釕或其合金、銠或其合金、或鈀或其合金。
為了簡單起見，以下解說將關注在平衡彈簧和平衡桿之間的組裝。圖1顯示共振器1，其中平衡彈簧5用於整個共振器總成1(亦即所有的零件，尤其是安裝在同一平衡桿7上的平衡輪3)的溫度補償。共振器1與維修系統合作，舉例而言像是瑞士槓桿擒縱器(未顯示)，其與也安裝在桿7上之臺式滾子11的脈衝栓9合 作。
補償性平衡彈簧15更清楚顯示於圖2。它包括單一條帶16，其纏繞在自己上而在內線圈19(其與鉤扣17整合在一起)和外線圈12(其包括用於待栓到螺栓的末端14)之間。如圖2所見，為了改善當中使用了平衡彈簧15之共振器的等時性，平衡彈簧15包括內線圈19(其包括Grossmann曲線)和外線圈12(其包括相對於平衡彈簧15之其餘者而加厚的部分13)。最後，可以看到鉤扣17包括單一條帶，其大致延伸成三角形，如此則鉤扣當裝配到桿上時展現彈性，尤其能夠讓它相對於桿而居中。
桿27更清楚示範於圖3。它尤其包括幾個直徑部分22、24、26，其分別用來接收平衡彈簧、平衡輪、臺式滾子。如圖3所示範，直徑部分22包括圓柱形軸桿21，其下部邊緣接著肩部23。
如圖4所示範，直徑部分22用來在軸桿21和肩部23之間接收平衡彈簧15的鉤扣17。更特定而言，鉤扣17的內面20彈性壓靠著軸桿21的外表面，並且鉤扣17的下面18壓靠著肩部23。最後，如參考數字28所指，軸桿21和/或肩部23依據WO公告第2015/185423號的教導而焊接於鉤扣17。
然而，在發展WO公告第2015/185423號所教導的背景下，很快就明白零件之間的間隙不可以超過0.5微米，否則它們無法焊接在一起。
根據本發明之第一具體態樣的方法因而包括第一步驟：取得能夠承受輪廓車削的棒。由於範例關於平衡彈簧和平衡桿之間的組裝，故棒可以由金屬或金屬合金所製成。
第二步驟用來對於形成平衡桿47所需的多樣直徑部分(尤其是接收平衡彈簧15之鉤扣17的直徑部分42)做輪廓車削。於圖5，可以看到直徑部分42包括大致垂直的表面41(其形成軸桿的預成形體)和大致水平的表面43(其形成肩部的預成形體)。
方法接著是第三步驟，其用來磨光大致垂直的表面41以增加其硬度並且改善其表面狀態，因此形成軸桿41’。有利而言，根據本發明，在磨光步驟的第一階段，繞著B而可旋轉安裝的磨光器30在方向A上位移而經由其主面31沿著大致垂直之表面41的長度做接觸，表面41也繞著C而可旋轉的安裝，如圖5所見。
進一步而言，在磨光步驟的第二階段，磨光器30持續在方向A’的位移，直到磨光器30經由其側面32而也接觸大致水平的表面43為止。因此要了解當磨光器30在方向D移動離開軸桿41’所形成之大致垂直的該表面時，磨光器30的側面32將拋光大致水平的表面43，而形成完美平坦的水平肩部45，如圖6所見。
因此，在光製步驟(舉例而言包括去除毛邊的步驟)之後，獲得的桿47’提供完美平坦的焊接表面45而確保與另一零件有適當的焊接，如WO公告第 2015/185423號所教導。
在方法的第四步驟，然後將鉤扣17裝配到直徑部分42’上，亦即鉤扣17的內面20彈性壓靠著軸桿41’的表面，並且鉤扣17的下面18壓靠著肩部45的表面。
最後，在最終焊接步驟，鉤扣17之內面20和/或下面18的至少一部分雷射焊接到軸桿47’上，而確保了平衡彈簧15和桿47’彼此固定。
根據本發明之第二具體態樣的方法包括第一步驟：取得能夠承受輪廓車削的棒。由於範例關於平衡彈簧和平衡桿之間的組裝，故棒可以由金屬或金屬合金所製成。
第二步驟用來對於形成平衡桿57所需的多樣直徑部分(尤其是接收平衡彈簧15之鉤扣17的直徑部分52)做輪廓車削。於圖7，可以看到直徑部分52包括大致垂直的表面51(其形成軸桿的預成形體)和大致水平的表面53(其形成肩部的預成形體)。
如圖7所見，相較於圖5，輪廓車削步驟審慎的用來形成傾斜壁54，其開始自車削工具所做的底切而朝向大致水平的表面53，而再次大致垂直於大致垂直的表面51，但寬度要比圖5的表面43更加受限。要了解在桿的情形下，傾斜壁54因此形成圓錐。
方法接著是第三步驟，其用來磨光大致垂直的表面51以增加其硬度並且改善其表面狀態，因此形成 軸桿51’。有利而言，根據本發明，在磨光步驟的第一階段，繞著B而可旋轉安裝的磨光器30在方向A上位移而經由其主面31沿著大致垂直之表面51的長度做接觸，表面51也繞著C而可旋轉的安裝，如圖7所見。
進一步而言，在磨光步驟的第二階段，磨光器30持續在方向A’的位移，直到磨光器30經由其側面32而也接觸大致水平的表面53為止。因此要了解當磨光器30在方向D移動離開軸桿51’所形成之大致垂直的該表面時，磨光器30的側面32將拋光大致水平的表面53，而形成完美平坦的水平肩部55，如圖8所見。
因此，在光製步驟(舉例而言包括去除毛邊的步驟)之後，獲得的桿57’提供完美平坦的焊接表面55而確保與另一零件有適當的焊接，如WO公告第2015/185423號所教導。也看到相較於第一具體態樣，第二具體態樣避免在預成形體43和最終肩部45之間形成毛邊，如圖6所見。
在方法的第四步驟，然後將鉤扣17裝配到直徑部分52’上，亦即內面20靠著軸桿51’的表面，並且其下面18靠著肩部55的表面。
最後，在最終焊接步驟，鉤扣17之內面20和/或下面18的至少一部分雷射焊接到軸桿57’上，而確保了平衡彈簧15和桿57’彼此固定，如圖9所示範。也將注意到：相較於第一具體態樣，第二具體態樣可以將肩部55的焊接表面減少到寬度L，其順便較不易於有平坦度的 問題。
當然，本發明不限於所釋例的範例，而能夠有熟於此技藝者所將想到的多樣變化和修改。尤其，磨光器30不限於本說明書所提出的磨光器。事實上，視所要的用途而定，它或可有不同的幾何型態以獲得不同的表面。
進一步而言，以第二具體態樣之傾斜壁54的替代例來說，輪廓車削步驟或可用來審慎的形成彎曲壁，其開始自車削工具所做的底切。要了解於此替代例，彎曲壁因此會形成複曲面，而非如第二具體態樣之平坦表面53再接著圓錐54。
30:磨光器
31:主面
32:側面
41’:軸桿
42’:直徑部分
45:水平肩部、焊接表面
47’:平衡桿、軸桿
A’:位移方向
B、C:旋轉軸
D:移動方向

Claims (6)

  1. 一種製造時計組件的方法，其包括以下步驟：取得由金屬所製成的棒；對該棒做輪廓車削以形成至少一直徑部分(42，52)，其包括大致垂直的表面(41、51)和大致水平的表面(43、53)；磨光該棒以增加其硬度並且改善其表面狀態，藉此獲得由金屬所製成的第一零件(47’、57’)；將該第一零件(47’、57’)的表面(41’、45、51’、55)安裝在第二零件(15)的表面(18、20)上；藉由雷射電磁輻射而焊接安裝在該第二零件(15)的該表面(18、20)上之該第一零件(47’、57’)的該表面(41’、45、51’、55)，使得它們彼此固定；其中：在該磨光步驟，磨光器(30)沿著該大致垂直的表面(41、51)來移動，直到該磨光器(30)也接觸該大致水平的表面(43、53)為止，以便當該磨光器(30)移動離開該大致垂直的表面(41、51)時拋光該大致水平的表面(43、53)。
  2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該車削步驟也在該大致垂直的表面(41、51)和該大致水平的表面(43、53)之間形成傾斜壁(54)，以避免當該磨光器(30)接觸該大致水平的表面(43、53)時形成毛邊。
  3. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該車削步驟也在該一大致水平的表面(43、53)周圍形成傾斜壁， 以避免當該磨光器(30)接觸該大致水平的表面(43、53)時形成毛邊。
  4. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該第二零件(15)是由矽或陶瓷所製成。
  5. 根據申請專利範圍第4項的方法，其中該第二零件(15)亦至少包括金屬、氧化矽、氮化矽、碳化矽或碳同素異形體的部分包覆物。
  6. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中由金屬所製成的該第一零件(47’、57’)包括鐵合金、銅合金、鎳或其合金、鈦或其合金、金或其合金、銀或其合金、鉑或其合金、釕或其合金、銠或其合金、或鈀或其合金。
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