CH710107A2 - mechanical component, movement, timepiece and method of manufacturing the mechanical component. - Google Patents
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Abstract
Fourniture d’un composant mécanique (1), un mouvement, et une pièce d’horlogerie qui présentent d’excellentes propriétés en termes de productivité et de résistance à l’usure, et méthode de fabrication associée d’un composant mécanique (1). Le composant mécanique (1), qui est formé au moyen d’un électroformage dans lequel la matrice de moulage est immergée dans un liquide d’électroformage contenant des ions de nickel et des ions d’un additif, comprend un corps principal (2) et une portion de contact (3) recouvrant au moins une partie du corps principal (2); cette portion de contact (3) est amenée à venir en contact avec d’autres composants. La portion de contact (3) a une teneur en additif plus grande que le corps principal (2). La méthode de fabrication du composant mécanique (1) comprend un processus de modelage d’une portion de contact (3) pour former la portion de contact (3) au moyen d’un électroformage dans lequel la matrice de moulage est immergée dans le liquide d’électroformage, et un processus de modelage d’un corps principal (2) de telle sorte que la portion de contact (3) soit recouverte au moyen d’un électroformage dans lequel la matrice de moulage est immergée dans le liquide d’électroformage. L’électroformage est effectué lors du processus de modelage de la portion de contact (3) de telle sorte que la quantité de déposition de l’additif augmente par rapport au processus de modelage du corps principal (2).Providing a mechanical component (1), a movement, and a timepiece that exhibit excellent properties in terms of productivity and wear resistance, and method of manufacturing associated with a mechanical component (1) . The mechanical component (1), which is formed by means of electroforming in which the molding die is immersed in an electroforming liquid containing nickel ions and ions of an additive, comprises a main body (2) and a contact portion (3) covering at least a portion of the main body (2); this contact portion (3) is brought into contact with other components. The contact portion (3) has a greater additive content than the main body (2). The method of manufacturing the mechanical component (1) comprises a process of shaping a contact portion (3) to form the contact portion (3) by means of electroforming in which the molding die is immersed in the liquid electroforming method, and a process of shaping a main body (2) so that the contact portion (3) is covered by means of electroforming in which the molding die is immersed in the electroforming liquid . The electroforming is performed during the modeling process of the contact portion (3) so that the amount of deposition of the additive increases with respect to the modeling process of the main body (2).
Description
ARRIÈRE-PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Domaine technique de l’invention1. Technical field of the invention
[0001] Cette invention traite d’un composant mécanique, un mouvement, une pièce d’horlogerie, et d’une méthode de fabrication d’un composant mécanique. This invention deals with a mechanical component, a movement, a timepiece, and a method of manufacturing a mechanical component.
2. Description de l’art antérieur relatif à l’invention2. Description of the prior art relating to the invention
[0002] Selon l’art antérieur, des petits composants mécaniques tels que des pièces d’engrenage dans des pièces d’horlogerie mécaniques sont fabriqués par usinage. Cependant, depuis peu on emploie des méthodes de fabrication par électroformage. En particulier, depuis quelques années le processus de fabrication LIGA (acronyme allemand pour Lithographie Galvanoformung Abformung) d’une matrice de moulage pour électroformage ultérieur utilisant une technique de photolithographie est employé pour fabriquer des composants mécaniques de dimensions précises par électroformage. According to the prior art, small mechanical components such as gear parts in mechanical timepieces are manufactured by machining. However, electroforming methods have recently been used. In particular, in recent years the manufacturing process LIGA (German acronym for Lithography Galvanoformung Abformung) of a mold for subsequent electroforming using a photolithography technique is used to manufacture mechanical components of precise dimensions by electroforming.
[0003] Toutefois, il est connu que le nickel, servant généralement en tant que matériau d’électroformage, est peu résistant à l’usure. Pour cette raison, dans certains cas où le composant mécanique requiert une meilleure résistance à l’usure, un film ayant d’excellentes propriétés de résistance à l’usure est appliqué sur le composant électroformé au moyen d’une technique de placage par déposition sèche ou humide («wet-dry plating»). Par ailleurs, afin d’améliorer la résistance à l’usure d’un matériau de base, une technique de revêtement utilisant du carbone amorphe (DLC pour «diamond like carbon»), par exemple, est également connue (voir par exemple à cet effet le document JP-A-11-152 560, auquel on se réfère par la suite au «Document de brevet 1»). However, it is known that nickel, generally used as an electroforming material, is not very resistant to wear. For this reason, in some cases where the mechanical component requires better wear resistance, a film having excellent wear-resistant properties is applied to the electroformed component by means of a dry-plating technique. or wet ("wet-dry plating"). Furthermore, in order to improve the wear resistance of a base material, a coating technique using amorphous carbon (DLC for "diamond like carbon"), for example, is also known (see, for example, JP-A-11-152,560, which is hereinafter referred to as "Patent Document 1").
[0004] Cependant, selon la technique divulguée dans le document de brevet 1, il est nécessaire de fabriquer un composant mécanique tout en gérant l’épaisseur du film de revêtement afin de ne pas affecter la forme extérieure durant l’étape de revêtement. Il en résulte que l’efficacité du processus de fabrication puisse être affectée négativement et que les coûts de fabrication puissent, eux, augmenter. De plus, si un matériau de base et le film de revêtement adhèrent mal mutuellement l’un à l’autre, le film de revêtement s’en détache lorsque le composant mécanique est amené à glisser. Par conséquent, non seulement on ne peut plus s’attendre à bénéficier d’effets avantageux en termes de résistance à l’usure, mais par ailleurs le composant mécanique est susceptible d’être rapidement usé par le film de revêtement détaché. However, according to the technique disclosed in the patent document 1, it is necessary to manufacture a mechanical component while managing the thickness of the coating film so as not to affect the external shape during the coating step. As a result, the efficiency of the manufacturing process can be adversely affected and the manufacturing costs can increase. In addition, if a base material and the coating film badly adhere to each other, the coating film detaches when the mechanical component is slid. Therefore, not only can no longer be expected to benefit from advantageous effects in terms of wear resistance, but also the mechanical component is likely to be quickly worn by the detached coating film.
RÉSUMÉ DE L’INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
[0005] La présente invention a donc été réalisée en tenant compte des circonstances décrites ci-dessus, et un objet de celle-ci est de fournir un composant mécanique, un mouvement, et une pièce d’horlogerie qui présentent d’excellentes propriétés en termes de productivité et de résistance à l’usure, ainsi que de fournir une méthode de fabrication d’un tel composant mécanique. The present invention has been made taking into account the circumstances described above, and an object thereof is to provide a mechanical component, a movement, and a timepiece that have excellent properties in terms of productivity and wear resistance, as well as to provide a method of manufacturing such a mechanical component.
[0006] Afin de résoudre le problème décrit ci-dessus, selon un aspect de la présente invention, on fournit un composant mécanique qui est formé au moyen d’un électroformage selon lequel une matrice de moulage est immergée dans un liquide d’électroformage contenant des ions de nickel des ions d’un additif, le composant comprenant: un corps principal et une portion de contact couvrant au moins le corps principal, laquelle vient en contact avec d’autres composants, et dans laquelle plus d’additif est contenu que le corps principal. In order to solve the problem described above, according to one aspect of the present invention, there is provided a mechanical component which is formed by means of electroforming according to which a molding die is immersed in an electroforming liquid containing nickel ions of the ions of an additive, the component comprising: a main body and a contact portion covering at least the main body, which comes into contact with other components, and in which more additive is contained than the main body.
[0007] Selon la présente invention, il est possible d’améliorer la résistance à l’usure d’un composant mécanique dont la surface latérale ou inférieure vient en contact avec d’autres composants en augmentant encore la quantité d’additif (par exemple, du fer) dans la portion de contact par rapport à celle du corps principal. De plus, étant donné que le composant mécanique peut être fabriqué en réponse à la matrice de moulage, il est possible de fabriquer le composant mécanique tout en maintenant la précision de la matrice de moulage en utilisant une technique de photolithographie. De cette façon, il est possible de fournir un composant mécanique présentant d’excellentes propriétés à la fois en termes de productivité et de résistance à l’usure. According to the present invention, it is possible to improve the wear resistance of a mechanical component whose lateral or lower surface comes into contact with other components by further increasing the amount of additive (for example , iron) in the contact portion relative to that of the main body. In addition, since the mechanical component can be manufactured in response to the molding die, it is possible to manufacture the mechanical component while maintaining the precision of the molding die using a photolithography technique. In this way, it is possible to provide a mechanical component having excellent properties both in terms of productivity and wear resistance.
[0008] Le contenu d’additif de la portion de contact peut décroître lorsque l’on se dirige vers le corps principal. The additive content of the contact portion may decrease when moving towards the main body.
[0009] En général, si le composant mécanique est fabriqué par exemple par électroformage dans des conditions où l’additif tel que du fer est contenu en grandes quantités, les contraintes résiduelles augmentent, ce qui augmente la probabilité que le composant mécanique soit considérablement recourbé. Selon la présente invention au contraire, le contenu d’additif décroît vers le corps principal. Ainsi il est possible d’éviter que le composant mécanique soit recourbé en raison des contraintes résiduelles au niveau des portions de contact contenant beaucoup d’additif. En général, si le composant mécanique est par exemple fabriqué au moyen d’électroformage dans des conditions où l’additif tel que du fer est contenu en grandes quantités, le composant mécanique devient fragile, de telle sorte qu’il est possible qu’il puisse se casser. Selon la présente invention au contraire, il est possible de réduire le contenu d’additif dans le corps principal. Ainsi par exemple si une fracture apparaît au niveau de la portion de contact lorsqu’un arbre ou une pièce similaire est amenée en contact avec le composant mécanique, il est impossible que le corps principal de celui-ci se fracture. De plus, il est possible de garantir une adhésion satisfaisante entre le corps principal et la portion de contact, et les contraintes résiduelles au niveau de la portion de contact moulée peuvent être dispersées vers le corps principal. En conséquence, il est possible d’empêcher de façon efficace le détachement de la portion de contact depuis le corps principal. De plus, il est possible de réduire la consommation d’additifs. In general, if the mechanical component is manufactured for example by electroforming under conditions where the additive such as iron is contained in large quantities, the residual stresses increase, which increases the probability that the mechanical component is considerably curved. . According to the present invention, on the contrary, the additive content decreases towards the main body. Thus it is possible to avoid that the mechanical component is bent due to residual stresses at the contact portions containing a lot of additive. In general, if the mechanical component is for example made by electroforming under conditions where the additive such as iron is contained in large quantities, the mechanical component becomes brittle, so that it is possible that can break. According to the present invention on the contrary, it is possible to reduce the additive content in the main body. Thus, for example, if a fracture occurs at the contact portion when a shaft or a similar part is brought into contact with the mechanical component, it is impossible for the main body of the latter to fracture. In addition, it is possible to ensure satisfactory adhesion between the main body and the contact portion, and the residual stresses at the molded contact portion can be dispersed to the main body. As a result, it is possible to effectively prevent detachment of the contact portion from the main body. In addition, it is possible to reduce the consumption of additives.
[0010] Le contenu d’additif de la portion de contact peut décroître par paliers lorsque l’on se dirige vers le corps principal. The additive content of the contact portion may decrease in steps when moving towards the main body.
[0011] Le contenu d’additif de la portion de contact peut décroître graduellement lorsque Ton se dirige vers le corps principal. [0011] The additive content of the contact portion may gradually decrease when going to the main body.
[0012] Selon la présente invention, comme décrit ci-dessus, il est possible d’empêcher que le composant mécanique soit recourbé. De plus, lorsque par exemple un arbre ou une pièce similaire est amenée en contact avec le composant mécanique, même si une fracture est générée au niveau de la portion de contact, il est impossible qu’une fracture apparaisse au niveau du corps principal. Par ailleurs, il est possible d’empêcher efficacement le détachement de la portion de contact depuis le corps principal, et également de réduire la consommation d’additifs. According to the present invention, as described above, it is possible to prevent the mechanical component from being bent. In addition, when for example a shaft or a similar part is brought into contact with the mechanical component, even if a fracture is generated at the contact portion, it is impossible for a fracture to appear at the main body. Moreover, it is possible to effectively prevent the detachment of the contact portion from the main body, and also to reduce the consumption of additives.
[0013] L’additif au niveau de la portion de contact peut être du fer, et la proportion de fer au niveau de la portion de contact peut être comprise entre 3% massique – c’est-à-dire en pourcentage du poids total – et 30% massique. The additive at the level of the contact portion may be iron, and the proportion of iron at the contact portion may be between 3% by weight - that is to say as a percentage of the total weight - and 30% by mass.
[0014] L’additif au niveau du corps principal peut être du fer, et la proportion de fer au niveau du corps principal peut être comprise entre 0.1% massique et 15% massique. The additive at the main body may be iron, and the proportion of iron at the main body may be between 0.1% by mass and 15% by mass.
[0015] La portion de contact peut être formée d’additifs tels que du fer et du nickel, et la proportion de fer au niveau de la portion de contact peut être de 22% massique, la proportion de nickel au niveau de la portion de contact peut être de 78% massique. The contact portion may be formed of additives such as iron and nickel, and the proportion of iron at the contact portion may be 22% by mass, the proportion of nickel at the level of the portion of contact can be 78% by mass.
[0016] Selon la présente invention, puisque du fer (Fe) est contenu en tant qu’additif, il est possible de diminuer encore plus la force coercitive du composant mécanique par rapport au cas du nickel (Ni). De plus, il est possible de diminuer encore la force coercitive du composant mécanique par rapport au cas du fer (Fe) ou d’acier au carbone en ajustant le ratio entre la teneur en nickel (Ni) et celle de fer (Fe). En particulier, il est possible de diminuer significativement la force coercitive en fixant le contenu du fer (Fe) à approximativement 22% de pourcentage massique en fixant le contenu du nickel (Ni) à approximativement 78% de pourcentage massique de telle sorte que le ratio entre la teneur en fer (Fe) et celle de nickel (Ni) dans le composant mécanique soit, en termes de masse, proche de celui entre le fer (Fe) et le nickel (Ni) dans l’alliage 78 permalloy. According to the present invention, since iron (Fe) is contained as an additive, it is possible to further reduce the coercive force of the mechanical component relative to the case of nickel (Ni). In addition, it is possible to further reduce the coercive force of the mechanical component relative to the case of iron (Fe) or carbon steel by adjusting the ratio between the nickel (Ni) content and that of iron (Fe). In particular, it is possible to significantly reduce the coercive force by setting the iron (Fe) content to approximately 22% mass percent by setting the nickel (Ni) content to approximately 78% mass percent so that the ratio between the iron (Fe) and nickel (Ni) content in the mechanical component is, in terms of mass, close to that between iron (Fe) and nickel (Ni) in alloy 78 permalloy.
[0017] En conséquence, une pièce d’horlogerie qui emploie le composant mécanique en tant que pièce d’engrenage, par exemple, est moins facilement magnétisable par rapport à une pièce d’horlogerie qui emploie un composant formé d’acier au carbone selon l’art antérieur. Ainsi il est possible de fournir une pièce d’horlogerie hautement antimagnétique en appliquant le composant mécanique selon la présente invention à la pièce d’horlogerie. As a result, a timepiece that uses the mechanical component as a gear piece, for example, is less easily magnetizable than a timepiece that employs a component made of carbon steel according to the prior art. Thus it is possible to provide a highly antimagnetic timepiece by applying the mechanical component according to the present invention to the timepiece.
[0018] Par ailleurs, le composant selon la présente invention peut être une pièce d’engrenage. Furthermore, the component according to the present invention may be a gear piece.
[0019] Selon la présente invention, la pièce d’engrenage peut présenter de meilleures propriétés de résistance à l’usure lorsqu’on augmente le contenu de l’additif dans la pièce d’engrenage, ou plus précisément la partie agissant comme portion de contact. Par ailleurs, il est possible de fabriquer des pièces d’engrenage de dimensions très précises conformément à celles de la matrice de moulage. Par conséquent, il est possible de fournir une pièce d’engrenage qui présente d’excellentes propriétés en termes de productivité et de résistance à l’usure. According to the present invention, the gear piece may have better wear resistance properties when increasing the content of the additive in the gear piece, or more precisely the portion acting as a portion of the gear unit. contact. Moreover, it is possible to manufacture gear parts of very precise dimensions in accordance with those of the molding die. Therefore, it is possible to provide a gear piece that has excellent properties in terms of productivity and wear resistance.
[0020] De plus, un mouvement selon la présente invention comprend le composant mécanique décrit ci-dessus. In addition, a movement according to the present invention comprises the mechanical component described above.
[0021] De plus, une pièce d’horlogerie selon la présente invention comprend le mouvement décrit ci-dessus. In addition, a timepiece according to the present invention comprises the movement described above.
[0022] Selon la présente invention, il est possible de fournir un mouvement et une pièce d’horlogerie qui sont très efficaces, dotés d’une longue durée de vie, et bon marché. According to the present invention, it is possible to provide a movement and a timepiece that are very effective, have a long life, and cheap.
[0023] Par ailleurs, selon un autre aspect de la présente invention, on fournit une méthode de fabrication du composant mécanique, la méthode incluant: un processus de modelage d’une portion de contact formant la portion de contact par électroformage, dans lequel la matrice de moulage est immergée dans le liquide d’électroformage; un processus de modelage d’un corps principal formant le corps principal de telle sorte que ce dernier recouvre la portion de contact au moyen d’un électroformage, dans lequel la matrice de moulage est immergée dans le liquide d’électroformage, et dans lequel l’électroformage est effectué lors du processus de modelage de la portion de contact de telle sorte que la quantité de déposition de l’additif soit augmentée par rapport au processus de formage du corps principal. Furthermore, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing the mechanical component, the method including: a modeling process of a contact portion forming the contact portion by electroforming, in which the casting die is immersed in the electroforming liquid; a modeling process of a main body forming the main body so that the latter covers the contact portion by means of electroforming, wherein the molding die is immersed in the electroforming liquid, and wherein Electroforming is performed during the modeling process of the contact portion so that the amount of deposition of the additive is increased relative to the forming process of the main body.
[0024] Selon la présente invention, il est possible d’améliorer la résistance à l’usure pour le composant mécanique dont la surface latérale ou inférieure vient en contact avec un autre composant en augmentant le contenu de l’additif (par exemple, du fer) dans la portion de contact. De plus, étant donné que le composant mécanique peut être fabriqué en réponse à la matrice de moulage, il est possible de fabriquer le composant mécanique tout en maintenant la précision de la matrice de moulage obtenue en utilisant une technologie basée sur la photolithographie. De cette façon, il est possible de fournir une méthode de fabrication du composant mécanique qui présente d’excellentes propriétés en termes de productivité et de résistance à l’usure. De plus, selon la présente invention, il est possible de fabriquer un composant mécanique qui ne présente pas d’interface entre le corps principal et la portion de contact grâce à l’électroformage au moyen duquel le corps principal et la portion de contact sont formés dans le même liquide d’électroformage. According to the present invention, it is possible to improve the wear resistance for the mechanical component whose lateral or lower surface comes into contact with another component by increasing the content of the additive (for example, iron) in the contact portion. In addition, since the mechanical component can be fabricated in response to the molding die, it is possible to manufacture the mechanical component while maintaining the accuracy of the resulting molding die using photolithography-based technology. In this way, it is possible to provide a method of manufacturing the mechanical component which has excellent properties in terms of productivity and wear resistance. In addition, according to the present invention, it is possible to manufacture a mechanical component which does not have an interface between the main body and the contact portion by electroforming by means of which the main body and the contact portion are formed. in the same electroforming liquid.
[0025] De plus, selon la présente invention, il est possible de facilement contrôler l’épaisseur et la composition de la portion de contact. In addition, according to the present invention, it is possible to easily control the thickness and composition of the contact portion.
[0026] Selon la présente invention, il est possible d’améliorer la résistance à l’usure d’un composant mécanique dont la surface latérale ou inférieure est amenée à venir en contact avec un autre composant en augmentant encore le contenu de l’additif (par exemple, du fer) au niveau d’une portion de contact par rapport à un corps principal. De plus, étant donné que le composant mécanique peut être fabriqué en réponse à une matrice de moulage, il est possible de fabriquer le composant mécanique tout en maintenant la précision de la matrice de moulage produite en utilisant une technologie de photolithographie. Ainsi il est possible de fournir un composant mécanique qui présente d’excellentes propriétés en termes de productivité et de résistance à l’usure. According to the present invention, it is possible to improve the wear resistance of a mechanical component whose lateral or lower surface is brought into contact with another component by further increasing the content of the additive. (eg, iron) at a contact portion relative to a main body. In addition, since the mechanical component can be fabricated in response to a molding die, it is possible to manufacture the mechanical component while maintaining the accuracy of the molding die produced using photolithography technology. Thus it is possible to provide a mechanical component that has excellent properties in terms of productivity and wear resistance.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0027] <tb>Fig. 1<SEP>est une vue schématique illustrant un composant mécanique selon un premier mode de réalisation. <tb>Fig. 2<SEP>est une vue explicative illustrant la concentration de fer dans le composant mécanique selon le premier mode de réalisation. <tb>Fig. 3<SEP>est une vue explicative illustrant le premier composant mécanique selon une première variante du premier mode de réalisation. <tb>Fig. 4<SEP>est une vue explicative illustrant le premier composant mécanique selon une deuxième variante du premier mode de réalisation. <tb>Fig. 5<SEP>est une vue explicative illustrant le premier composant mécanique selon une troisième variante du premier mode de réalisation. <tb>Fig. 6<SEP>est une vue schématique illustrant un composant mécanique selon un deuxième mode de réalisation. <tb>Fig. 7<SEP>est une vue explicative illustrant la concentration de fer dans le composant mécanique selon le deuxième mode de réalisation. <tb>Fig. 8<SEP>est une vue schématique illustrant un composant mécanique selon un troisième mode de réalisation. <tb>Fig. 9<SEP>est une vue explicative illustrant la concentration de fer dans le composant mécanique selon le troisième mode de réalisation. <tb>Fig. 10<SEP>est une vue explicative illustrant une méthode de fabrication d’un composant mécanique. <tb>Fig. 11<SEP>est un diagramme schématique de configuration d’un appareil d’électroformage. <tb>Fig. 12<SEP>est une vue en plan illustrant la partie frontale d’un mouvement d’une pièce d’horlogerie.[0027] <Tb> Fig. 1 <SEP> is a schematic view illustrating a mechanical component according to a first embodiment. <Tb> Fig. 2 <SEP> is an explanatory view illustrating the concentration of iron in the mechanical component according to the first embodiment. <Tb> Fig. 3 <SEP> is an explanatory view illustrating the first mechanical component according to a first variant of the first embodiment. <Tb> Fig. 4 <SEP> is an explanatory view illustrating the first mechanical component according to a second variant of the first embodiment. <Tb> Fig. <SEP> is an explanatory view illustrating the first mechanical component according to a third variant of the first embodiment. <Tb> Fig. 6 <SEP> is a schematic view illustrating a mechanical component according to a second embodiment. <Tb> Fig. 7 <SEP> is an explanatory view illustrating the concentration of iron in the mechanical component according to the second embodiment. <Tb> Fig. <SEP> is a schematic view illustrating a mechanical component according to a third embodiment. <Tb> Fig. <SEP> is an explanatory view illustrating the concentration of iron in the mechanical component according to the third embodiment. <Tb> Fig. <SEP> is an explanatory view illustrating a method of manufacturing a mechanical component. <Tb> Fig. 11 <SEP> is a schematic diagram of configuration of an electroforming apparatus. <Tb> Fig. 12 <SEP> is a plan view illustrating the front part of a movement of a timepiece.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRENTIELSDETAILED DESCRIPTION OF PREFERENTIAL EMBODIMENTS
[0028] Dans ce qui suit, un composant mécanique, un mouvement, une pièce d’horlogerie, et une méthode de fabrication d’un composant mécanique selon chacun des modes de réalisation de la présente invention seront décrits en détail en référence aux dessins. Tout d’abord, un composant mécanique selon chacun des modes de réalisation de la présente invention seront décrits. Ensuite seront décrits une méthode de fabrication du composant mécanique selon un premier mode de réalisation, ainsi qu’un mouvement et une pièce d’horlogerie comportant le composant mécanique selon ce premier mode de réalisation. In the following, a mechanical component, a movement, a timepiece, and a method of manufacturing a mechanical component according to each of the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a mechanical component according to each of the embodiments of the present invention will be described. Next will be described a method of manufacturing the mechanical component according to a first embodiment, and a movement and a timepiece comprising the mechanical component according to this first embodiment.
(Premier mode de réalisation)(First embodiment)
[0029] La Fig. 1 est une vue schématique illustrant un composant mécanique selon un premier mode de réalisation. La Fig. 1(a) est une vue en plan du composant mécanique, et la Fig. 1(b) est une vue en coupe selon l’axe A–A de la Fig. 1(a) . [0029] FIG. 1 is a schematic view illustrating a mechanical component according to a first embodiment. Fig. 1 (a) is a plan view of the mechanical component, and FIG. 1 (b) is a sectional view along the axis A-A of FIG. 1 (a).
[0030] Comme illustré sur la Fig. 1(a) , un composant mécanique 1 selon ce mode de réalisation est par exemple une pièce d’engrenage 1A. La pièce d’engrenage 1A est le composant mécanique 1 fabriqué au moyen d’un électroformage selon lequel une matrice de moulage 30 (se référer à la Fig. 11(a) ) est immergée dans un liquide d’électroformage 41 (se référer encore une fois à la Fig. 11(a) ) contenant des ions de nickel et des ions de fer (Fe) servant d’additif. La pièce d’engrenage 1A a un corps principal 2 et une portion de contact 3 qui recouvre au moins une portion du corps principal 2, laquelle est amenée à venir en contact avec un autre composant. As illustrated in FIG. 1 (a), a mechanical component 1 according to this embodiment is for example a gear piece 1A. The gear piece 1A is the mechanical component 1 made by means of electroforming in which a molding die 30 (see Fig. 11 (a)) is immersed in an electroforming liquid 41 (refer to Fig. 11 (a)). once in Fig. 11 (a)) containing nickel ions and iron (Fe) ions as an additive. The gear piece 1A has a main body 2 and a contact portion 3 which covers at least a portion of the main body 2, which is brought into contact with another component.
[0031] Un trou traversant 4 dans lequel un arbre (non illustré) est ajusté est disposé dans une portion centrale du composant mécanique 1. De multiples portions dentées 5 sont formées à la surface périphérique du composant mécanique. A through hole 4 in which a shaft (not shown) is fitted is disposed in a central portion of the mechanical component 1. Multiple toothed portions 5 are formed at the peripheral surface of the mechanical component.
[0032] La portion de contact 3 est disposée de telle sorte qu’elle couvre le corps principal 2 envers une surface latérale 6, une surface inférieure 7, et une surface intérieure du trou traversant 4 du composant mécanique 1. The contact portion 3 is arranged such that it covers the main body 2 to a side surface 6, a lower surface 7, and an inner surface of the through hole 4 of the mechanical component 1.
[0033] La Fig. 2 est une vue explicative illustrant la concentration de fer (Fe) dans le composant mécanique selon le premier mode de réalisation. La Fig. 2(a) est une vue en vue élargie du composant mécanique selon le premier mode de réalisation, et la Fig. 2(b) est une vue illustrant la concentration de fer (Fe) dans le composant mécanique selon l’axe B–B de la Fig. 2(a) . En se référant à la Fig. 2(b) , l’axe horizontal représente la distance par rapport à la surface latérale 6, et l’axe vertical représente la concentration de fer (Fe). [0033] FIG. 2 is an explanatory view illustrating the concentration of iron (Fe) in the mechanical component according to the first embodiment. Fig. 2 (a) is an enlarged view of the mechanical component according to the first embodiment, and FIG. 2 (b) is a view illustrating the iron (Fe) concentration in the mechanical component along the B-B axis of FIG. 2 (a). Referring to FIG. 2 (b), the horizontal axis represents the distance from the lateral surface 6, and the vertical axis represents the iron concentration (Fe).
[0034] Comme illustré sur la Fig. 2(b) , dans le composant mécanique 1 selon le premier mode de réalisation, la concentration en fer dans la portion de contact 3 décroît lorsque l’on se dirige vers le corps principal 2. As illustrated in FIG. 2 (b), in the mechanical component 1 according to the first embodiment, the iron concentration in the contact portion 3 decreases when moving towards the main body 2.
[0035] La concentration en fer est substantiellement constante dans la portion de contact 3, puis décroît significativement dans le corps principal 2. Plus spécifiquement, la concentration en fer est substantiellement constante dans la portion de contact 3, et celle-ci est maintenue à son niveau maximum depuis la surface latérale 6 et la surface inférieure du trou traversant 4 en se dirigeant vers le corps principal 2, tandis que la concentration en fer est par ailleurs substantiellement constante et maintenue à un niveau minimum dans le corps principal 2. The iron concentration is substantially constant in the contact portion 3, then decreases significantly in the main body 2. More specifically, the iron concentration is substantially constant in the contact portion 3, and this is maintained at its maximum level from the lateral surface 6 and the lower surface of the through hole 4 towards the main body 2, while the iron concentration is otherwise substantially constant and maintained at a minimum level in the main body 2.
[0036] Ci-après, on se focalise sur la relaxation des contraintes agissant sur un objet. La relaxation des contraintes indique par exemple un phénomène selon lequel des contraintes agissant sur un objet décroissent graduellement avec le temps, lorsqu’une charge constante est appliquée à l’objet et maintenue sans aucun changement au cours du temps. Un taux de relaxation de contrainte a pour vocation d’indiquer une probabilité de provoquer une relaxation des contraintes. [0036] Hereinafter, we focus on the relaxation of stresses acting on an object. Stress relaxation indicates, for example, a phenomenon in which stresses acting on an object gradually decrease with time, when a constant load is applied to the object and maintained without any change over time. A stress relaxation rate is intended to indicate a probability of causing stress relaxation.
[0037] Ainsi, lorsque le contenu en fer (Fe) servant d’additif augmente, le taux de relaxation de contrainte décroît, et la relaxation des contraintes a moins de chances de se produire. Si par contre le composant mécanique 1 est fabriqué au moyen d’un électroformage utilisant de fortes concentrations d’additif, les contraintes résiduelles augmentent, générant ainsi une probabilité forte que le composant mécanique soit considérablement recourbé. Si le taux de relaxation de contraintes augmente dans le composant mécanique 1, la force d’ajustement décroît lorsqu’un arbre est ajusté (potentiellement à force, c’est-à-dire chassé) dans le trou traversant 4, par exemple. Par conséquent, il est possible que l’arbre se détache de façon désavantageuse du composant mécanique 1 avec une probabilité non négligeable. Par ailleurs, la force d’ajustement ou de chassage s’affaiblit progressivement au cours du temps. Pour cette raison, il est possible qu’un tel détachement désavantageux arrive fréquemment/se produise se façon répétée au cours du temps. Thus, when the iron content (Fe) as an additive increases, the stress relaxation rate decreases, and stress relaxation is less likely to occur. If on the other hand the mechanical component 1 is manufactured by means of electroforming using high concentrations of additive, the residual stresses increase, thus generating a strong probability that the mechanical component is considerably curved. If the rate of stress relaxation increases in the mechanical component 1, the adjustment force decreases when a shaft is adjusted (potentially forcibly, that is to say, driven) in the through hole 4, for example. Therefore, it is possible that the shaft is disadvantageously detached from the mechanical component 1 with a not insignificant probability. Moreover, the force of adjustment or hunting gradually weakens over time. For this reason, it is possible that such disadvantageous detachment frequently / repeatedly occurs over time.
[0038] C’est pourquoi on adopte une configuration qui empêche un tel détachement désavantageux du composant mécanique 1 dû à l’augmentation de la relaxation des contraintes en contrôlant le concentration de fer (Fe) en tant qu’additif, tout en empêchant au composant mécanique 1 de prendre une forme recourbée. This is why we adopt a configuration that prevents such disadvantageous detachment of the mechanical component 1 due to the increase in stress relaxation by controlling the concentration of iron (Fe) as an additive, while preventing the mechanical component 1 to take a curved shape.
[0039] Spécifiquement, comme décrit ci-dessus, la portion de contact 3 qui vient en contact avec l’autre composant, telle que la surface latérale 6, la surface inférieure 7, et le trou traversant 4 présentent une teneur en fer (Fe) plus importante que le corps principal 2. Comme décrit ci-dessus, on empêche le composant mécanique 1 de prendre une forme recourbée en supprimant la teneur en fer (Fe) dans le corps principal 2. On évite une augmentation du taux de relaxation des contraintes en augmentant la teneur en fer (Fe) dans la portion de contact 3 par rapport à celle du corps principal 2. De cette façon, il est possible d’empêcher le détachement désavantageux du composant mécanique 1 dû à la relaxation des contraintes. Specifically, as described above, the contact portion 3 which comes into contact with the other component, such as the lateral surface 6, the lower surface 7, and the through hole 4 have an iron content (Fe ) As described above, the mechanical component 1 is prevented from taking a curved shape by eliminating the iron (Fe) content in the main body 2. It avoids an increase in the relaxation rate of the constraints by increasing the iron content (Fe) in the contact portion 3 relative to that of the main body 2. In this way, it is possible to prevent disadvantageous detachment of the mechanical component 1 due to stress relaxation.
[0040] En plus du fer (Fe), l’additif inclut du bore (B), du phosphore (P), du manganèse (Mn), du cobalt (Co), du tungstène (W) etc. Par ailleurs, l’épaisseur de la portion de contact 3 est fixée approximativement entre 0.1 µm et 20 µm. De plus, il est préférable de fixer la teneur en fer (Fe) servant en tant qu’additif dans la portion de contact 3 (une partie ayant une forte concentration de fer) à une plage comprise entre 3% et 30% massique. Il est également préférable de fixer la teneur en fer (Fe) servant en tant qu’additif dans corps principal 2 (une partie ayant une faible concentration de fer) à une plage comprise entre 0.1% et 15% massique. In addition to iron (Fe), the additive includes boron (B), phosphorus (P), manganese (Mn), cobalt (Co), tungsten (W) and the like. Moreover, the thickness of the contact portion 3 is set approximately between 0.1 microns and 20 microns. In addition, it is preferable to set the iron (Fe) content serving as an additive in the contact portion 3 (a part having a high iron concentration) at a range of between 3% and 30% by weight. It is also preferable to set the iron (Fe) content serving as an additive in main body 2 (a part having a low iron concentration) to a range of between 0.1% and 15% by weight.
[0041] Ci-après, on se focalise sur les forces coercitives agissant sur un objet. La force coercitive indique par exemple l’intensité d’un champ magnétique externe qui doit être généré dans une direction inverse pour faire retourner un matériau magnétisé dans un état non-magnétisé. Ainsi, si la valeur de la force coercitive de l’objet augmente, l’objet aura une grande force magnétique. [0041] Hereinafter, we focus on the coercive forces acting on an object. The coercive force indicates, for example, the intensity of an external magnetic field to be generated in a reverse direction to return a magnetized material to a non-magnetized state. Thus, if the value of the coercive force of the object increases, the object will have a great magnetic force.
[0042] Selon l’article «ISBN4-7853-2304-3, published by Shokabo Co., Ltd, written by Soshin Chikazumi, -Magnetic Properties of matter-, Physics of Ferromagnetism, Vol. 1, Selected Book of Physics 4 ́ ́, la force coercitive du nickel (Ni) est de 0.7*10<3>/4π(A/m), la force coercitive du fer (Fe) est de 1.8*10<3>/4 π (A/m), la force coercitive de l’alliage appelé 78 permalloy (permalloy A), qui est un alliage de fer (Fe) et de nickel (Ni) et dans lequel la teneur en nickel (Ni) approximativement de 78% massique est de 0.05*10<3>/4 π (A/m). Selon l’article «ISBN978-4-7536-5630-1, published by Uchida Rokakuho Publishing Co., Ltd., written by Masayuki Shiga, From Spin to Magnet, Introduction to Magnetism, Material Science Séries», la force coercitive de l’acier au carbone (0.9 C1Mn) est de 50*10<3>/4 π (A/m). According to the article "ISBN4-7853-2304-3, published by Shokabo Co., Ltd., written by Soshin Chikazumi, -Magnetic Properties of Matter-, Physics of Ferromagnetism, Vol. 1, Selected Book of Physics 4, the coercive force of nickel (Ni) is 0.7 * 10 <3> / 4π (A / m), the coercive force of iron (Fe) is 1.8 * 10 <3> / 4 π (A / m), the coercive force of the alloy called 78 permalloy (permalloy A), which is an alloy of iron (Fe) and nickel (Ni) and in which the nickel content (Ni) approximately of 78% by weight is 0.05 * 10 <3> / 4 π (A / m). According to the article "ISBN978-4-7536-5630-1, published by Uchida Rokakuho Publishing Co., Ltd., written by Masayuki Shiga, From Spin to Magnet, Introduction to Magnetism, Material Science Series," the coercive force of the Carbon steel (0.9 C1Mn) is 50 * 10 <3> / 4 π (A / m).
[0043] Selon le présent mode de réalisation, puisque du fer (Fe) servant en tant qu’additif y est contenu, il est possible d’augmenter la force coercitive du composant mécanique 1 par rapport au cas du nickel (Ni). De plus, il est possible de réduire encore la force coercitive du composant mécanique 1 par rapport au cas du fer (Fe) ou de l’acier au carbone en ajustant le ratio des teneurs entre celles de nickel (Ni) et de fer (Fe). Il est plus particulièrement possible de diminuer significativement la force coercitive en fixant la teneur en fer (Fe) à approximativement 22% de pourcentage massique et de fixer la teneur en nickel (Ni) à approximativement 78% de pourcentage massique de telle sorte que le ratio entre la teneur en fer (Fe) et en nickel (Ni) dans le composant mécanique 1 soit proche de celui entre le fer (Fe) et le nickel (Ni) de l’alliage 78 permalloy. According to the present embodiment, since iron (Fe) serving as an additive is contained therein, it is possible to increase the coercive force of the mechanical component 1 with respect to the case of nickel (Ni). In addition, it is possible to further reduce the coercive force of the mechanical component 1 relative to the case of iron (Fe) or carbon steel by adjusting the ratio of the contents between those of nickel (Ni) and iron (Fe ). It is more particularly possible to significantly reduce the coercive force by setting the iron (Fe) content to approximately 22% mass percent and to set the nickel (Ni) content to approximately 78% mass percent so that the ratio between the iron (Fe) and nickel (Ni) content in the mechanical component 1 is close to that between the iron (Fe) and the nickel (Ni) of the alloy 78 permalloy.
[0044] En conséquence, une pièce d’horlogerie employant le composant mécanique 1 en tant que composant tel qu’une pièce d’engrenage, par exemple, est moins susceptible d’être magnétisée par rapport à une pièce d’horlogerie qui emploie un composant horloger formé d’acier au carbone selon l’art antérieur. Par conséquent, il est possible de fournir une pièce d’horlogerie fortement antimagnétique en employant le composant mécanique 1 selon le mode de réalisation présentement décrit à une pièce d’horlogerie. Accordingly, a timepiece employing the mechanical component 1 as a component such as a gear piece, for example, is less likely to be magnetized compared to a timepiece that employs a watchmaking component formed of carbon steel according to the prior art. Therefore, it is possible to provide a highly antimagnetic timepiece by employing the mechanical component 1 according to the presently described embodiment of a timepiece.
[0045] Selon le composant mécanique 1 du premier mode de réalisation, même lorsque la surface latérale 6, la surface inférieure 7, et la surface interne du trou traversant 4 qui sont les portions de contact 3 viennent en contact ou glissent sur un autre composant, il est possible d’améliorer la résistance à l’usure en augmentant encore la quantité de fer servant d’additif dans la portion de contact 3 par rapport à celle du corps principal 2. De plus, étant donné que le composant mécanique 1 peut être fabriqué en réponse à une matrice de moulage, il est possible de fabriquer le composant mécanique 1 tout en maintenant la précision au niveau de la matrice de moulage produite en utilisant une technologie de photolithographie. Par conséquent, il est possible de fournir un composant mécanique 1 qui présente d’excellentes propriétés en termes de productivité et de résistance à l’usure. According to the mechanical component 1 of the first embodiment, even when the lateral surface 6, the lower surface 7, and the inner surface of the through hole 4 which are the contact portions 3 come into contact or slide on another component it is possible to improve the wear resistance by further increasing the amount of iron as an additive in the contact portion 3 relative to that of the main body 2. In addition, since the mechanical component 1 can to be manufactured in response to a molding die, it is possible to manufacture the mechanical component 1 while maintaining the precision at the molding die produced using photolithography technology. Therefore, it is possible to provide a mechanical component 1 which has excellent properties in terms of productivity and wear resistance.
[0046] Ici, la productivité indique qu’un degré d’efficacité est obtenu, créant de la valeur ajoutée à partir d’une certaine ressource. Ainsi, une excellente productivité indique qu’une amélioration de l’efficacité du processus de fabrication permet de supprimant des coûts de production inutiles. Here, productivity indicates that a degree of efficiency is obtained, creating added value from a certain resource. Thus, excellent productivity indicates that an improvement in the efficiency of the manufacturing process eliminates unnecessary production costs.
(Variantes du premier mode de réalisation)(Variations of the first embodiment)
[0047] Dans ce qui suit, on décrira chacune des variantes du composant mécanique selon le premier mode de réalisation. In what follows, we will describe each of the variants of the mechanical component according to the first embodiment.
[0048] La Fig. 3 est une vue explicative illustrant le premier composant mécanique selon une première variante du premier mode de réalisation. La Fig. 3(a) est une vue en coupe élargie du composant mécanique selon la première variante du premier mode de réalisation, et la Fig. 3(b) est une vue illustrant la concentration en fer (Fe) dans le composant mécanique pris selon l’axe C–C de la Fig. 3(a) . Lorsque l’on se réfère à la Fig. 3(b) , l’axe horizontal représente la distance par rapport à la surface latérale 6, et l’axe vertical représente la concentration de fer (Fe). [0048] FIG. 3 is an explanatory view illustrating the first mechanical component according to a first variant of the first embodiment. Fig. 3 (a) is an enlarged sectional view of the mechanical component according to the first variant of the first embodiment, and FIG. 3 (b) is a view illustrating the iron (Fe) concentration in the mechanical component taken along the C-C axis of FIG. 3 (a). When referring to FIG. 3 (b), the horizontal axis represents the distance from the lateral surface 6, and the vertical axis represents the iron concentration (Fe).
[0049] Comme illustré sur la Fig. 3(b) , dans le composant mécanique 1 selon la première variante du premier mode de réalisation, la concentration en fer dans la portion de contact 3 diminue par paliers lorsque l’on se déplace depuis la surface latérale 6 et la surface interne du trou traversant 4 vers le corps principal 2. De plus, la concentration en fer est substantiellement constante alors qu’une valeur minimale est maintenue dans le corps principal 2. La concentration de fer diminue de deux paliers successifs sur la Fig. 3(b) – mais elle pourrait diminuer de trois paliers ou plus. As illustrated in FIG. 3 (b), in the mechanical component 1 according to the first variant of the first embodiment, the iron concentration in the contact portion 3 gradually decreases when moving from the lateral surface 6 and the internal surface of the hole passing through 4 to the main body 2. In addition, the iron concentration is substantially constant whereas a minimum value is maintained in the main body 2. The iron concentration decreases by two successive stages in FIG. 3 (b) - but could decrease by three or more levels.
[0050] La Fig. 4 est une vue explicative illustrant le premier composant mécanique selon une deuxième variante du premier mode de réalisation. La Fig. 4(a) est une vue en coupe élargie du composant mécanique selon la deuxième variante du premier mode de réalisation, et la Fig. 4(b) est une vue illustrant la concentration en fer (Fe) dans le composant mécanique pris selon l’axe D–D de la Fig. 4(a) . Lorsque l’on se réfère à la Fig. 4(b) , l’axe horizontal représente la distance par rapport à la surface latérale 6, et l’axe vertical représente la concentration de fer (Fe). [0050] FIG. 4 is an explanatory view illustrating the first mechanical component according to a second variant of the first embodiment. Fig. 4 (a) is an enlarged sectional view of the mechanical component according to the second variant of the first embodiment, and FIG. 4 (b) is a view illustrating the iron (Fe) concentration in the mechanical component taken along the D-D axis of FIG. 4 (a). When referring to FIG. 4 (b), the horizontal axis represents the distance from the lateral surface 6, and the vertical axis represents the iron concentration (Fe).
[0051] Comme illustré sur la Fig. 4(b) , dans composant mécanique 1 selon la deuxième variante du premier mode de réalisation, la concentration de fer dans la portion de contact 3 diminue graduellement lorsque l’on se déplace depuis la surface latérale 6 et la surface interne du trou traversant 4 vers le corps principal 2. Dans ce cas, puisque les contraintes résiduelles de la portion de contact 3 sont relaxées, la portion de contact 3 est d’autant moins susceptible de se détacher du corps principal 2. As illustrated in FIG. 4 (b), in mechanical component 1 according to the second variant of the first embodiment, the concentration of iron in the contact portion 3 decreases gradually as one moves from the lateral surface 6 and the inner surface of the through hole 4 to the main body 2. In this case, since the residual stresses of the contact portion 3 are relaxed, the contact portion 3 is all the less likely to detach from the main body 2.
[0052] La Fig. 5 est une vue explicative illustrant le premier composant mécanique selon une troisième variante du premier mode de réalisation. La Fig. 5(a) est une vue en coupe élargie du composant mécanique selon la troisième variante du premier mode de réalisation, et la Fig. 5(b) est une vue illustrant la concentration en fer (Fe) dans le composant mécanique pris selon l’axe E–E de la Fig. 5(a) . Lorsque l’on se réfère à la Fig. 5(b) , l’axe horizontal représente la distance par rapport à la surface latérale 6, et l’axe vertical représente la concentration de fer (Fe). [0052] FIG. 5 is an explanatory view illustrating the first mechanical component according to a third variant of the first embodiment. Fig. 5 (a) is an enlarged sectional view of the mechanical component according to the third variant of the first embodiment, and FIG. 5 (b) is a view illustrating the iron (Fe) concentration in the mechanical component taken along the E-E axis of FIG. 5 (a). When referring to FIG. 5 (b), the horizontal axis represents the distance from the lateral surface 6, and the vertical axis represents the iron concentration (Fe).
[0053] Comme illustré sur la Fig. 5(b) , dans le composant mécanique 1 selon la troisième variante du premier mode de réalisation, la concentration de fer diminue graduellement depuis la portion de contact 3 vers le corps principal 2 jusqu’à atteindre une position intermédiaire entre la surface latérale 6 et la surface interne du trou traversant 4, qui sont autant de portions internes du corps principal 2. Dans ce cas, puisque les contraintes résiduelles de la portion de contact 3 sont également relaxées, la portion de contact 3 est d’autant moins susceptible de se détacher du corps principal 2. As illustrated in FIG. 5 (b), in the mechanical component 1 according to the third variant of the first embodiment, the iron concentration gradually decreases from the contact portion 3 towards the main body 2 until reaching an intermediate position between the lateral surface 6 and the inner surface of the through hole 4, which are as many internal portions of the main body 2. In this case, since the residual stresses of the contact portion 3 are also relaxed, the contact portion 3 is all the less likely to occur. detach from the main body 2.
(Autres modes de réalisation)(Other embodiments)
[0054] Dans ce qui suit, on décrira un composant mécanique selon d’autres modes de réalisation. Dans la description qui suit, les mêmes références numériques sont données pour les éléments de configuration qui sont les mêmes que ceux employés dans le cadre du premier mode de réalisation, et leur description sera omise. In the following, we will describe a mechanical component according to other embodiments. In the following description, the same reference numerals are given for the configuration items that are the same as those used in the first embodiment, and their description will be omitted.
(Deuxième mode de réalisation)(Second embodiment)
[0055] La Fig. 6 est une vue schématique illustrant un composant mécanique selon un deuxième mode de réalisation. La Fig. 6(a) est une vue en plan du composant mécanique, et la Fig. 6(b) une vue en coupe selon l’axe F–F de la Fig. 6(a) . [0055] FIG. 6 is a schematic view illustrating a mechanical component according to a second embodiment. Fig. 6 (a) is a plan view of the mechanical component, and FIG. 6 (b) a sectional view along the F-F axis of FIG. 6 (a).
[0056] Fig. 7 est une vue explicative illustrant la concentration de fer dans le composant mécanique selon le deuxième mode de réalisation. La Fig. 7(a) est une vue en coupe élargie du composant mécanique selon le deuxième mode de réalisation, et la Fig. 7(b) est une vue illustrant la concentration en fer (Fe) dans le composant mécanique pris selon l’axe G–G de la Fig. 7(a) . Lorsque l’on se réfère à la Fig. 7(b) , l’axe horizontal représente la distance par rapport à la surface latérale 6, et l’axe vertical représente la concentration de fer (Fe). [0056] FIG. 7 is an explanatory view illustrating the concentration of iron in the mechanical component according to the second embodiment. Fig. 7 (a) is an enlarged sectional view of the mechanical component according to the second embodiment, and FIG. 7 (b) is a view illustrating the iron (Fe) concentration in the mechanical component taken along the G-G axis of FIG. 7 (a). When referring to FIG. 7 (b), the horizontal axis represents the distance from the lateral surface 6, and the vertical axis represents the iron concentration (Fe).
[0057] Comme illustré sur la Fig. 6 , un composant mécanique 10 selon le deuxième mode de réalisation est une pièce d’engrenage 10A. Le deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce qu’une portion de cavité annulaire 12 est formée au niveau d’une surface supérieure 11 du corps principal 2. As illustrated in FIG. 6, a mechanical component 10 according to the second embodiment is a gear piece 10A. The second embodiment differs from the first embodiment in that an annular cavity portion 12 is formed at an upper surface 11 of the main body 2.
[0058] Comme illustré sur la Fig. 7(b) , la distribution de la concentration en fer dans le corps principal 2 et la portion de contact 3 est la même que dans le premier mode de réalisation, c’est-à-dire que la concentration de fer est substantiellement constante dans la portion de contact 3, et diminue significativement dans le corps principal 2. Plus spécifiquement, la concentration en fer dans la portion de contact 3 est substantiellement constante et conserve une valeur maximale depuis la surface latérale 6 et la surface intérieure du trou traversant 4 en allant vers le corps principal 2. Par ailleurs, la concentration en fer dans la portion de contact 3 est substantiellement constante et conserve une valeur minimale dans le corps principal 2. Selon le deuxième mode de réalisation, le composant mécanique 10 peut être miniaturisé. As illustrated in FIG. 7 (b), the distribution of the iron concentration in the main body 2 and the contact portion 3 is the same as in the first embodiment, i.e. the iron concentration is substantially constant in the contact portion 3, and decreases significantly in the main body 2. More specifically, the iron concentration in the contact portion 3 is substantially constant and retains a maximum value from the side surface 6 and the inner surface of the through hole 4 in 2. On the other hand, the iron concentration in the contact portion 3 is substantially constant and retains a minimum value in the main body 2. According to the second embodiment, the mechanical component 10 can be miniaturized.
(Troisième mode de réalisation)(Third embodiment)
[0059] La Fig. 8 est une vue schématique illustrant un composant mécanique selon un troisième mode de réalisation. La Fig. 8(a) est une vue en plan du composant mécanique, et la Fig. 8(b) une vue en coupe selon l’axe H–H de la Fig. 8(a) . [0059] FIG. 8 is a schematic view illustrating a mechanical component according to a third embodiment. Fig. 8 (a) is a plan view of the mechanical component, and FIG. 8 (b) a sectional view along the H-H axis of FIG. 8 (a).
[0060] La Fig. 9 est une vue explicative illustrant la concentration de fer dans le composant mécanique selon le troisième mode de réalisation. La Fig. 9(a) est une vue en coupe élargie du composant mécanique selon le troisième mode de réalisation, et la Fig. 9(b) est une vue illustrant la concentration en fer (Fe) dans le composant mécanique pris selon l’axe l-l de la Fig. 9 (a). Lorsque l’on se réfère à la Fig. 9(b) , l’axe horizontal représente une distance par rapport à la surface latérale 6, et l’axe vertical représente la concentration de fer (Fe). [0060] FIG. 9 is an explanatory view illustrating the concentration of iron in the mechanical component according to the third embodiment. Fig. 9 (a) is an enlarged sectional view of the mechanical component according to the third embodiment, and FIG. 9 (b) is a view illustrating the concentration of iron (Fe) in the mechanical component taken along the axis 1-l of FIG. 9 (a). When referring to FIG. 9 (b), the horizontal axis represents a distance from the lateral surface 6, and the vertical axis represents the iron concentration (Fe).
[0061] Comme illustré sur la Fig. 8 , un composant mécanique 20 est une pièce d’engrenage 20A. Le troisième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce qu’une portion de contact annulaire 3b servant de portion de contact 3 est formée sur une surface supérieure 22 du corps principal 2. Par exemple, un ressort d’embrayage 21 servant de composant glissant vient en contact avec la portion de contact 3b. As illustrated in FIG. 8, a mechanical component 20 is a gear piece 20A. The third embodiment differs from the first embodiment in that an annular contact portion 3b serving as a contact portion 3 is formed on an upper surface 22 of the main body 2. For example, a clutch spring 21 serving as sliding component comes into contact with the contact portion 3b.
[0062] Comme illustré sur la Fig. 9(b) , la concentration en fer est substantiellement constante dans la portion de contact 3, est diminuée significativement dans le corps principal 2. Plus spécifiquement, la concentration en fer de la portion de contact 3a correspondant à la surface latérale 6 et la surface interne du trou traversant 4 diminue graduellement en partant de la surface latérale 6 et la surface interne du trou traversant 4 en allant vers le corps principal 2. De plus, la concentration en fer dans la portion de contact annulaire 3b correspondant à la surface supérieure 22 du corps principal 2 est la concentration maximale dans une portion centrale qui vient en contact avec le ressort d’embrayage 21, et diminue significativement depuis la portion centrale vers le corps principal 2. As illustrated in FIG. 9 (b), the iron concentration is substantially constant in the contact portion 3, is significantly decreased in the main body 2. More specifically, the iron concentration of the contact portion 3a corresponding to the side surface 6 and the surface internal of the through hole 4 decreases gradually from the lateral surface 6 and the inner surface of the through hole 4 towards the main body 2. In addition, the iron concentration in the annular contact portion 3b corresponding to the upper surface 22 of the main body 2 is the maximum concentration in a central portion which comes into contact with the clutch spring 21, and decreases significantly from the central portion towards the main body 2.
[0063] Selon le composant mécanique 20 du troisième mode de réalisation, la portion annulaire de contact 3b qui contient beaucoup de fer et est très résistante à l’usure est également disposée dans la portion qui vient en contact avec le ressort d’embrayage 21. Dès lors, même lorsque la surface supérieure 22 de la pièce d’engrenage 20A vient en contact avec le ressort d’embrayage 21, il est possible d’empêcher l’usure du composant mécanique 20. According to the mechanical component 20 of the third embodiment, the annular contact portion 3b which contains a lot of iron and is very resistant to wear is also disposed in the portion which comes into contact with the clutch spring 21 Therefore, even when the upper surface 22 of the gear piece 20A comes into contact with the clutch spring 21, it is possible to prevent the wear of the mechanical component 20.
(Méthode de fabrication du composant mécanique)(Method of manufacturing the mechanical component)
[0064] Dans ce qui suit, on décrira une méthode de fabrication d’un composant mécanique selon un mode de réalisation préférentiel. Ci-après sera décrite une méthode de fabrication d’un composant mécanique selon un premier mode de réalisation. In what follows, we will describe a method of manufacturing a mechanical component according to a preferred embodiment. Hereinafter will be described a method of manufacturing a mechanical component according to a first embodiment.
[0065] La Fig. 10 est une vue explicative illustrant la méthode de fabrication d’un composant mécanique. [0065] FIG. 10 is an explanatory view illustrating the method of manufacturing a mechanical component.
[0066] La Fig. 11 est un diagramme schématique de configuration d’un appareil d’électroformage. [0066] FIG. 11 is a schematic diagram of configuration of an electroforming apparatus.
[0067] Comme illustré sur la Fig. 10 , la méthode de fabrication du composant mécanique comprend un processus de modelage d’une matrice de moulage (se référer à la Fig. 10(a) ) pour former une matrice de moulage 30, un processus de modelage d’une électrode film (se référer à la Fig. 10(b) ) pour former une électrode film 32 dans la matrice de moulage 30, un processus de modelage d’une portion de contact (se référer à la Fig. 10(c) ) pour former la portion de contact 3, un processus de modelage d’un corps principal (se référer à la Fig. 10(d) ) pour former une matrice de corps principal 50 servant en tant que corps principal 2 après avoir recouvert la portion de contact 3, un processus de polissage (se référer à la Fig. 10(e) ) pour polir la matrice de corps principal 50 et la portion de contact 3, et un processus de déchargement (se référer à la Fig. 10(f) ) pour décharger le composant mécanique 1. As illustrated in FIG. 10, the manufacturing method of the mechanical component comprises a molding die molding process (refer to Fig. 10 (a)) to form a molding die 30, a film electrode shaping process ( refer to Fig. 10 (b)) to form a film electrode 32 in the molding die 30, a modeling process of a contact portion (refer to Fig. 10 (c)) to form the portion contact 3, a modeling process of a main body (refer to Fig. 10 (d)) to form a main body matrix 50 serving as the main body 2 after covering the contact portion 3, a polishing process (refer to Fig. 10 (e)) for polishing the main body matrix 50 and the contact portion 3, and an unloading process (refer to Fig. 10 (f)) to unload the mechanical component 1.
[0068] Dans ce qui suit, on décrira chaque processus de la méthode de fabrication du composant mécanique en détail. In what follows, we will describe each process of the method of manufacturing the mechanical component in detail.
[0069] Tout d’abord, comme illustré sur la Fig. 10(a) , on effectue le processus de modelage de la matrice de moulage. Dans le processus de modelage de la matrice de moulage, la matrice de moulage 30 est formée pour prendre la forme extérieure du composant mécanique 1 (se référer à la Fig. 1(a) ). La matrice de moulage 30 comprend une portion concave 30a servant de modèle mécanique 31 pour mouler la forme extérieure du composant mécanique 1, et une portion «pilier» 30b qui est disposée verticalement dans la portion concave 30a afin de former le trou traversant 4 (se référer à la Fig. 1(b) ). First, as illustrated in FIG. 10 (a), the modeling process of the molding die is carried out. In the modeling process of the molding die, the molding die 30 is formed to take the outer shape of the mechanical component 1 (see Fig. 1 (a)). The molding die 30 comprises a concave portion 30a serving as a mechanical model 31 for molding the outer shape of the mechanical component 1, and a "pillar" portion 30b which is arranged vertically in the concave portion 30a to form the through hole 4 (FIG. refer to Fig. 1 (b)).
[0070] Comme matériau servant d’élément de base pour la matrice de moulage 30, il est possible d’utiliser différents matériaux tels que de l’épargne, du silicium (Si), de l’acier inoxydable, ou similaire. Parmi ces matériaux, lorsque l’épargne ou le silicium est utilisé comme élément de base, le motif mécanique 31 pour la matrice de moulage 30 peut être formé par gravage en utilisant une technologie de photolithographie. Lorsque de l’acier inoxydable est utilisé comme élément de base, le motif mécanique 31 pour la matrice de moulage 30 peut être formé en utilisant un laser. De plus, il est préférable de modeler le motif mécanique 31 précédemment décrit au niveau de plusieurs endroits le long de directions de colonnes dans la matrice de moulage 30. Selon ce mode de réalisation préférentiel, de multiples composants (composants mécaniques 1 selon le mode de réalisation présentement décrit) peuvent être fabriqués en une seule fois, par exemple, ce qui procure des effets avantageux en termes d’amélioration de productivité. As a base element for the molding die 30, it is possible to use different materials such as savings, silicon (Si), stainless steel, or the like. Among these materials, when the savings or silicon is used as a base element, the mechanical pattern 31 for the molding die 30 can be formed by etching using photolithography technology. When stainless steel is used as the base member, the mechanical pattern 31 for the molding die 30 can be formed using a laser. In addition, it is preferable to model the mechanical pattern 31 previously described at several locations along column directions in the molding die 30. According to this preferred embodiment, multiple components (mechanical components 1 according to the method of presently described) can be made at one time, for example, which provides advantageous effects in terms of productivity improvement.
[0071] Ensuite, comme illustré sur la Fig. 10(b) , on effectue le processus de modelage de l’électrode film. Dans ce processus de modelage de l’électrode film, l’électrode film 32 est formée au niveau de la surface du motif mécanique 31 de la matrice de moulage 30 en utilisant une méthode de formage de film telle que la méthode PVD ou CVD (déposition de vapeur chimique), par exemple. Dans ce mode de réalisation, l’électrode film 32 formée d’un matériau métallique tel que du cuivre, dont l’épaisseur est comprise par exemple approximativement entre 10 nm à 500 nm, est formée sur l’intégralité de la surface supérieure (soit les surfaces interne et externe de la portion concave 30a) du motif mécanique 31 dans la matrice de moulage 30. Puisque l’électrode film 32 est très fine, cette électrode film 32 n’affecte pas la forme du motif mécanique 31 formé dans la matrice de moulage 30. Comme matériau pour l’électrode film 32, il est possible d’utiliser différents matériaux conducteurs tels que de l’or, du titane, du chrome, ou similaire. Si un matériau conducteur est sélectionné en tant que matériau pour la matrice de moulage 30, on pourra se passer de ce processus. Then, as illustrated in FIG. (B), the modeling process of the film electrode is carried out. In this process of shaping the film electrode, the film electrode 32 is formed at the surface of the mechanical pattern 31 of the molding die 30 using a film forming method such as the PVD or CVD method. chemical vapor), for example. In this embodiment, the film electrode 32 formed of a metallic material such as copper, the thickness of which is for example approximately between 10 nm and 500 nm, is formed on the whole of the upper surface (either the inner and outer surfaces of the concave portion 30a) of the mechanical pattern 31 in the molding die 30. Since the film electrode 32 is very thin, this film electrode 32 does not affect the shape of the mechanical pattern 31 formed in the die As a material for the film electrode 32, it is possible to use different conductive materials such as gold, titanium, chromium, or the like. If a conductive material is selected as the material for the molding die 30, this process can be dispensed with.
[0072] Ensuite, comme illustré sur la Fig. 10(c) , le processus de modelage de la portion de contact est effectué. Dans ce processus de modelage de la portion de contact, la portion de contact 3 est formée sur le motif mécanique 31 dans la matrice de moulage 30 en utilisant l’appareil d’électroformage 40 illustré par la Fig. 11 . Then, as illustrated in FIG. 10 (c), the modeling process of the contact portion is performed. In this modeling process of the contact portion, the contact portion 3 is formed on the mechanical pattern 31 in the molding die 30 using the electroforming apparatus 40 shown in FIG. 11.
[0073] Ci-après, on décrit l’appareil d’électroformage 40. Hereinafter, the electroforming apparatus 40 is described.
[0074] Comme illustré sur la Fig. 11(a) , l’appareil d’électroformage 40 comprend un réservoir d’électroformage 42 qui stocke le liquide d’électroformage 41 contenant des ions de fer et de nickel servant d’additif, une électrode 43 formée d’un matériau contenant au moins par exemple du nickel ou du fer, un matériau conducteur insoluble ou un matériau métallique sujet à de l’électroformage, et qui est immergé dans le liquide d’électroformage 41, et une unité d’alimentation d’énergie 45 à laquelle le réservoir d’électroformage 42 et l’électrode 43 sont mutuellement connectés par l’intermédiaire d’un fil électrique 44 entre l’électrode 43 et l’électrode film 32 formée dans la matrice de moulage 30. As illustrated in FIG. 11 (a), the electroforming apparatus 40 includes an electroforming reservoir 42 which stores the electroforming liquid 41 containing iron and nickel ions as an additive, an electrode 43 formed of a material containing less for example nickel or iron, an insoluble conductive material or a metallic material subject to electroforming, and which is immersed in the electroforming liquid 41, and a power supply unit 45 to which the reservoir electroforming 42 and the electrode 43 are mutually connected via an electrical wire 44 between the electrode 43 and the film electrode 32 formed in the molding die 30.
[0075] Dans l’appareil d’électroformage 40, l’électrode 43 est connectée à un côté anode de l’unité d’alimentation d’énergie 45, et l’électrode film 32 est connectée à un côté cathode de celle-ci. De plus, le liquide d’électroformage 41 peut être choisi en fonction des matériaux d’électroformage. Cependant, lorsqu’un électroformage d’un alliage au nickel est effectué, un bain d’acide sulfamique, un bain de Watt, ou encore un bain d’acide sulfurique peuvent par exemple être utilisés. Si l’électroformage d’un alliage au nickel est effectué à l’aide d’un bain d’acide sulfamique, le bain d’acide sulfamique qui contient principalement du sel hydraté de sulfamate de nickel et du sel hydraté de sulfamate de fer sera par exemple versé dans le réservoir d’électroformage 42. In the electroforming apparatus 40, the electrode 43 is connected to an anode side of the power supply unit 45, and the film electrode 32 is connected to a cathode side thereof. . In addition, the electroforming liquid 41 may be chosen depending on the electroforming materials. However, when electroforming a nickel alloy is performed, a sulfamic acid bath, a Watt bath, or a sulfuric acid bath may for example be used. If the electroforming of a nickel alloy is carried out using a sulfamic acid bath, the sulfamic acid bath which contains mainly the salt of hydrated nickel sulfamate and the hydrated salt of iron sulfamate will be for example poured into the electroforming tank 42.
[0076] Le processus de modelage de la portion de contact est effectué en ajustant la teneur en fer à l’aide de l’appareil d’électroformage 40 configuré à cet effet. The modeling process of the contact portion is performed by adjusting the iron content using the electroforming apparatus 40 configured for this purpose.
[0077] Comme illustré sur la Fig. 11(a) , dans le processus de modelage de la portion de contact, la matrice de moulage 30 est d’abord mise dans l’appareil d’électroformage 40. Ensuite, comme illustré sur la Fig. 11(b) , la portion de contact 3 est formée sur l’électrode film 32 sur le motif mécanique 31 de la matrice de moulage 30. Dans le processus de modelage de la portion de contact, après que la matrice de moulage 30 a été immergée dans le liquide d’électroformage 41 stocké à l’intérieur du réservoir d’électroformage 42, on applique une tension électrique entre l’électrode 43 et l’électrode film 32 par l’intermédiaire de l’unité d’alimentation d’énergie 45. As illustrated in FIG. 11 (a), in the modeling process of the contact portion, the molding die 30 is first put into the electroforming apparatus 40. Then, as shown in FIG. 11 (b), the contact portion 3 is formed on the film electrode 32 on the mechanical pattern 31 of the molding die 30. In the modeling process of the contact portion, after the molding die 30 has been immersed in the electroforming liquid 41 stored inside the electroforming tank 42, an electrical voltage is applied between the electrode 43 and the film electrode 32 via the power supply unit 45.
[0078] La quantité de fer qui doit être déposée au niveau de la portion de contact 3 est ici contrôlée par la densité de courant de la matrice de moulage 30 (c’est-à-dire la quantité de courant s’écoulant dans la matrice de moulage 30 par unité de surface), le nombre de fois où l’on remue le liquide d’électroformage 41, et le ratio entre les ions de fer et de nickel dans le liquide d’électroformage 41. Spécifiquement, lorsque la densité de courant de la matrice de moulage 30 diminue, la teneur en fer au niveau de la portion de contact 3, elle, augmente. Par ailleurs, lorsque le ratio d’ions de fer par rapport aux ions de nickel s’accroît dans le liquide d’électroformage 41, la teneur en fer dans la portion de contact 3 augmente. De plus, lorsque l’on augmente le nombre de fois où l’on remue le liquide d’électroformage 41, la teneur en fer dans la portion de contact 3 augmente. L’épaisseur de la portion de contact 3 peut du reste être contrôlée par la densité de courant et la période de temps d’électroformage dans la matrice de moulage 30. The amount of iron to be deposited at the contact portion 3 is here controlled by the current density of the molding die 30 (i.e. the amount of current flowing in the molding die per unit area), the number of times the electroforming liquid 41 is moved, and the ratio of iron and nickel ions in the electroforming liquid 41. Specifically, when the density As the current of the molding die 30 decreases, the iron content at the contact portion 3 increases. On the other hand, when the ratio of iron ions to nickel ions increases in the electroforming liquid 41, the iron content in the contact portion 3 increases. In addition, when increasing the number of times stirring the electroforming liquid 41, the iron content in the contact portion 3 increases. The thickness of the contact portion 3 can moreover be controlled by the current density and the electroforming time period in the molding die 30.
[0079] Dans le processus de modelage de la portion de contact, si une tension électrique est appliquée entre l’électrode 43 et l’électrode film 32, les ions de nickel et les ions de fer qui sont contenus dans le liquide d’électroformage 41 passent dans le bain d’acide sulfamique, et l’alliage fer-nickel est déposé sur l’électrode film 32 en tant que métal à l’intérieur du liquide d’électroformage 41. Comme décrit ci-dessus, lors du procédé de modelage on contrôle la teneur en fer dans la portion de contact 3 à l’aide d’au moins la densité de courant dans la matrice de moulage 30, le ratio entre les ions de fer et ceux de nickel dans le liquide d’électroformage 41, et le nombre de fois où l’on remue le liquide d’électroformage 41. In the modeling process of the contact portion, if a voltage is applied between the electrode 43 and the film electrode 32, the nickel ions and the iron ions that are contained in the electroforming liquid 41 pass into the sulfamic acid bath, and the iron-nickel alloy is deposited on the film electrode 32 as a metal inside the electroforming liquid 41. As described above, in the method of modeling is controlled the iron content in the contact portion 3 using at least the current density in the molding die 30, the ratio between the iron ions and those of nickel in the electroforming liquid 41 , and the number of times that the electroforming liquid 41 is stirred.
[0080] Ensuite, comme illustré sur la Fig. 10(d) , on effectue le processus de modelage du corps principal. Comme illustré sur la Fig. 11(b) , lors du processus de modelage du corps principal après que le processus de modelage de la portion de contact est terminé, mais alors que la matrice de moulage 30 demeure immergée dans le liquide d’électroformage 41, la matrice du corps principal 50 qui servira ensuite pour le corps principal 2 est formée en contrôlant au moins la densité de courant dans la matrice de moulage 30, le ratio entre les ions de fer et ceux de nickel dans le liquide d’électroformage 41, et le nombre de fois où l’on remue le liquide d’électroformage 41. Then, as illustrated in FIG. 10 (d), the modeling process of the main body is performed. As illustrated in FIG. 11 (b), during the modeling process of the main body after the modeling process of the contact portion is completed, but while the molding die 30 remains immersed in the electroforming liquid 41, the matrix of the main body 50 which will then be used for the main body 2 is formed by controlling at least the current density in the molding die 30, the ratio between the iron ions and the nickel ions in the electroforming liquid 41, and the number of times where the electroforming liquid 41 is stirred.
[0081] Le modelage du corps principal est effectué de telle sorte que la teneur en fer dans la matrice du corps principal 50 soit plus faible que dans la portion de contact 3, en contrôlant au moins la densité de courant dans la matrice de moulage 30, le ratio entre les ions de fer et ceux de nickel dans le liquide d’électroformage 41, et le nombre de fois où l’on remue le liquide d’électroformage 41. Spécifiquement, lorsque la densité de courant de la matrice de moulage 30 augmente, la teneur en fer augmente dans le corps principal 2. De plus, lorsque le ratio entre les ions de fer et ceux de nickel diminue dans le liquide d’électroformage 41, la teneur en fer diminue dans le corps principal 2. De plus, lorsque l’on augmente le nombre de fois où l’on remue le liquide d’électroformage 41, la teneur en fer augmente dans le corps principal 2. The modeling of the main body is performed so that the iron content in the matrix of the main body 50 is lower than in the contact portion 3, by controlling at least the current density in the molding die 30 , the ratio of iron ions to nickel ions in the electroforming liquid 41, and the number of times the electroforming liquid 41 is moved. Specifically, when the current density of the molding die 30 increases, the iron content increases in the main body 2. Moreover, when the ratio between the iron ions and those of nickel decreases in the electroforming liquid 41, the iron content decreases in the main body 2. when increasing the number of times stirring the electroforming liquid 41, the iron content increases in the main body 2.
[0082] Dans le processus de modelage du corps principal, si une tension électrique est appliquée entre l’électrode 43 et l’électrode film 32 similairement au processus de modelage de la portion de contact, les ions de nickel et les ions de fer qui sont contenus dans le liquide d’électroformage 41 passent dans le bain d’acide sulfamique, et l’alliage fer-nickel est déposé sur la matrice du corps principal 50 en tant que métal à l’intérieur du liquide d’électroformage 41. Comme décrit ci-dessus, la matrice du corps principal 50 est formée de telle sorte que la teneur en fer soit plus faible que dans la portion de contact 3 en contrôlant au moins la densité de courant dans la matrice de moulage 30, le ratio entre les ions de fer et ceux de nickel dans le liquide d’électroformage 41, et le nombre de fois où l’on remue le liquide d’électroformage 41. En d’autres termes, si l’on compare le processus de modelage de la portion de contact et le processus de modelage du corps principal, on effectue Pélectroformage lors du processus de modelage de la portion de contact afin d’obtenir une quantité de déposition de fer plus importante que lors du processus de modelage du corps principal. In the modeling process of the main body, if a voltage is applied between the electrode 43 and the film electrode 32 similarly to the modeling process of the contact portion, the nickel ions and the iron ions which are contained in the electroforming liquid 41 pass into the sulfamic acid bath, and the iron-nickel alloy is deposited on the matrix of the main body 50 as a metal inside the electroforming liquid 41. described above, the matrix of the main body 50 is formed such that the iron content is lower than in the contact portion 3 by controlling at least the current density in the molding die 30, the ratio between the iron ions and those of nickel in the electroforming liquid 41, and the number of times that stir the electroforming liquid 41. In other words, if we compare the process of modeling the portion of contact and the proce In the modeling of the main body, electroforming is carried out during the modeling process of the contact portion in order to obtain a greater amount of iron deposition than during the modeling process of the main body.
[0083] Selon le mode de réalisation présentement décrit, la matrice du corps principal 50 est formée de telle sorte qu’elle recouvre intégralement la portion de contact 3 sur une surface principale (la surface inférieure et supérieure de la portion concave 30a) du motif mécanique 31 dans la matrice de moulage 30. On provoque la croissance de la matrice du corps principal 50 jusqu’à ce qu’au moins la portion concave 30a en soit remplie dans la matrice de moulage 30. According to the presently described embodiment, the matrix of the main body 50 is formed so that it completely covers the contact portion 3 on a main surface (the lower and upper surface of the concave portion 30a) of the pattern. mechanical 31 in the molding die 30. The matrix of the main body 50 is caused to grow until at least the concave portion 30a is filled in the molding die 30.
[0084] Lorsque la matrice du corps principal 50 est formée, le processus de modelage de la portion de contact et le processus de modelage du corps principal sont terminés. When the matrix of the main body 50 is formed, the modeling process of the contact portion and the modeling process of the main body are completed.
[0085] Comme décrit ci-dessus, il est préférable d’effectuer le processus de modelage de la portion de contact et celui du corps principal en continu dans un état où la matrice de moulage 30 reste immergée dans le liquide d’électroformage 41. Ceci peut réduire le temps requis pour les processus. De plus, lorsque la matrice de moulage 30 est formée en utilisant un élément conductif, l’électroformage peut être effectué en appliquant une tension électrique entre l’électrode 43 et la matrice de moulage 30 sans former l’électrode film 32. As described above, it is preferable to carry out the modeling process of the contact portion and that of the main body continuously in a state where the molding die 30 remains immersed in the electroforming liquid 41. This can reduce the time required for processes. In addition, when the molding die 30 is formed using a conductive member, the electroforming can be performed by applying an electrical voltage between the electrode 43 and the molding die 30 without forming the film electrode 32.
[0086] Ensuite, comme illustré sur la Fig. 10(e) , on effectue le processus de polissage. Durant le processus de polissage, on polit la matrice du corps principal 50 et la portion de contact 3. Ici, après que la matrice de moulage 30 et la matrice du corps principal 50 formée à l’intérieur de celle-ci est déchargée du réservoir d’électroformage 42 (se référer à la Fig. 11(a) ), l’intégralité de la matrice de moulage 30 est polie de telle sorte que la matrice du corps principal 50 prenne une épaisseur prédéterminée. Selon le mode de réalisation présentement décrit, la matrice de moulage 30 est polie afin d’éliminer les parties de l’électrode film 32, la portion de contact 3, et la matrice du corps principal 50 qui sont formées au-dessus de la surface supérieure de la matrice de moulage 30 (c’est-à-dire pour maintenir la formation de la portion de contact 3, l’électrode film 32, et la matrice du corps principal 50 à l’intérieur de la portion concave 30a de la matrice de moulage 30). De cette façon, le composant mécanique 1 comprenant la portion de contact 3 et le corps principal 2 est formé à l’intérieur du motif mécanique 31 de la matrice de moulage 30. Dans le processus de polissage, après le processus illustré à la Fig. 10(e) , la portion de contact 3 et le corps principal 2 peuvent être polis afin d’obtenir les dimensions désirées en utilisant un tampon de polissage. Then, as illustrated in FIG. (E), the polishing process is carried out. During the polishing process, the matrix of the main body 50 and the contact portion 3 are polished. Here, after the molding matrix 30 and the matrix of the main body 50 formed inside thereof are discharged from the reservoir. electroforming apparatus 42 (see Fig. 11 (a)), the entire molding die 30 is polished so that the matrix of the main body 50 takes a predetermined thickness. According to the presently described embodiment, the molding die 30 is polished to remove the portions of the film electrode 32, the contact portion 3, and the matrix of the main body 50 which are formed above the surface upper portion of the molding die 30 (i.e., to maintain the formation of the contact portion 3, the film electrode 32, and the main body die 50 within the concave portion 30a of the molding die 30). In this way, the mechanical component 1 comprising the contact portion 3 and the main body 2 is formed inside the mechanical pattern 31 of the molding die 30. In the polishing process, after the process illustrated in FIG. (E), the contact portion 3 and the main body 2 may be polished to obtain the desired dimensions using a polishing pad.
[0087] Finalement, comme illustré sur la Fig. 10(f) , on effectue le processus de déchargement. Durant le processus de déchargement, le composant mécanique 1 restant à l’intérieur du motif mécanique 31 de la matrice de moulage 30 est déchargé de la matrice de moulage 30. Ici, la matrice de moulage 30 et l’électrode film 32 sont supprimés par dissolution. De cette façon, le composant mécanique 1 dans lequel la portion de contact 3 et le corps principal 2 sont mutuellement intégrés l’un à l’autre sont entièrement fabriqués. Finally, as illustrated in FIG. (F), the unloading process is performed. During the unloading process, the mechanical component 1 remaining inside the mechanical pattern 31 of the molding die 30 is discharged from the molding die 30. Here, the molding die 30 and the film electrode 32 are removed by dissolution. In this way, the mechanical component 1 in which the contact portion 3 and the main body 2 are mutually integrated with each other are entirely manufactured.
[0088] Le processus de déchargement du composant mécanique 1 peut employer une méthode physique sans être limitée à une méthode de dissolution. De plus, lorsqu’un matériau insoluble tel que de l’acier inoxydable est utilisé pour la matrice de moulage 30, il est préférable de former la portion de contact 3 et le corps principal 2 sur une couche de libération de moulage (non illustrée), en formant par exemple la couche de libération de moulage à l’intérieur de la portion concave 30a d’au moins le motif mécanique 31 (se référer à la Fig. 10(a) ). Dans ce cas, il est possible, lors du processus de déchargement, de décharger le composant mécanique 1 à partir de la matrice de moulage 30 en supprimant seulement la couche de libération de moulage interposée entre la matrice de moulage 30 et l’électrode film 32. The unloading process of the mechanical component 1 can employ a physical method without being limited to a dissolution method. In addition, when an insoluble material such as stainless steel is used for the molding die 30, it is preferable to form the contact portion 3 and the main body 2 on a mold release layer (not shown) forming, for example, the mold release layer within the concave portion 30a of at least the mechanical pattern 31 (see Fig. 10 (a)). In this case, it is possible, during the unloading process, to discharge the mechanical component 1 from the molding die 30 by removing only the molding release layer interposed between the molding die 30 and the film electrode 32 .
[0089] Dans le composant mécanique 1 fabriqué de cette façon, la portion de contact 3 est formée sur une surface correspondant à la surface interne du motif mécanique 31 de la matrice de moulage 30. De plus, dans le composant mécanique 1, le trou traversant 4 pénétrant dans la direction de l’épaisseur est formé dans une portion correspondant à la portion «pilier» 30b de la matrice de moulage 30. De cette façon, tous les processus de la méthode de fabrication du composant mécanique 1 sont terminés, et le composant mécanique 1 peut être obtenu comme la pièce d’engrenage 1A. In the mechanical component 1 manufactured in this way, the contact portion 3 is formed on a surface corresponding to the inner surface of the mechanical pattern 31 of the molding die 30. In addition, in the mechanical component 1, the hole 4 penetrating in the direction of the thickness is formed in a portion corresponding to the portion "pillar" 30b of the molding die 30. In this way, all the processes of the method of manufacture of the mechanical component 1 are completed, and the mechanical component 1 can be obtained as the gear piece 1A.
[0090] Selon la méthode de fabrication du composant mécanique 1 du mode réalisation présentement décrit, il est possible d’améliorer la résistance à l’usure du composant mécanique 1 dont la surface latérale 6 ou la surface inférieure 7 viennent en contact avec d’autres composants en augmentant la teneur en fer dans la portion de contact 3 par rapport à la teneur en fer dans le corps principal 2. De plus, étant donné que le composant mécanique 1 peut être fabriqué en réponse à la matrice de moulage 30, il est possible de fabriquer le composant mécanique 1 tout en maintenant la précision au niveau de la matrice de moulage 30 produite en utilisant une technologie de photolithographie. Par conséquent, il est possible de fournir une méthode de fabrication d’un composant mécanique 1 qui présente d’excellentes propriétés en termes de productivité et de résistance à l’usure. De plus, selon le mode de réalisation présentement décrit, il est possible de fabriquer un composant mécanique 1 n’ayant aucune interface entre le corps principal 2 et la portion de contact 3 au moyen d’un électroformage dans lequel le corps principal 2 et la portion de contact 3 sont formés en continu dans le même liquide d’électroformage 41. De plus, selon le mode de réalisation présentement décrit, il est possible de facilement contrôler la composition (c’est à dire, la teneur en fer) de la portion de contact 3 et du corps principal 2 en contrôlant au moins la densité de courant dans la matrice de moulage 30, le ratio entre les ions de fer et ceux de nickel dans le liquide d’électroformage 41, et le nombre de fois où l’on remue le liquide d’électroformage 41. Du reste, il est possible d’ajuster facilement l’épaisseur de la portion de contact 3 en contrôlant la densité de courant et la période de temps d’électroformage de la matrice de moulage 30. According to the method of manufacture of the mechanical component 1 of the embodiment described hereinbefore, it is possible to improve the wear resistance of the mechanical component 1 whose lateral surface 6 or the lower surface 7 come into contact with each other. other components by increasing the iron content in the contact portion 3 with respect to the iron content in the main body 2. In addition, since the mechanical component 1 can be manufactured in response to the molding die 30, It is possible to manufacture the mechanical component 1 while maintaining the precision at the molding die 30 produced using photolithography technology. Therefore, it is possible to provide a method of manufacturing a mechanical component 1 that has excellent properties in terms of productivity and wear resistance. In addition, according to the embodiment described above, it is possible to manufacture a mechanical component 1 having no interface between the main body 2 and the contact portion 3 by means of electroforming in which the main body 2 and the contact portion 3 are formed continuously in the same electroforming liquid 41. In addition, according to the presently described embodiment, it is possible to easily control the composition (i.e., iron content) of the contact portion 3 and the main body 2 by controlling at least the current density in the molding die 30, the ratio between the iron ions and the nickel ions in the electroforming liquid 41, and the number of times the the electroforming liquid 41 is stirred. Moreover, it is possible to easily adjust the thickness of the contact portion 3 by controlling the current density and the electroforming time period of the mold matrix. age 30.
(Pièce d’horlogerie et mouvement)(Timepiece and movement)
[0091] Dans ce qui suit, on décrira un mouvement et une pièce d’horlogerie comme exemples de dispositifs utilisant le composant mécanique selon les différents modes de réalisation respectifs précédemment décrits. In what follows, a movement and a timepiece will be described as examples of devices using the mechanical component according to the respective respective embodiments previously described.
[0092] En général, un corps de machine comprenant une partie génératrice d’une pièce d’horlogerie est communément appelée le «mouvement». Parmi les deux faces d’une platine principale formant un substrat pour la pièce d’horlogerie, on se réfère au côté glace d’un boîtier d’une pièce d’horlogerie, c’est à dire, le côté cadran, comme «face arrière» du mouvement. Parmi les deux faces de la platine principale, se réfère au côté fond d’un boîtier d’une pièce d’horlogerie, c’est à dire, le côté opposé au cadran, comme «face avant» du mouvement. In general, a machine body comprising a generating part of a timepiece is commonly called the "movement". Of the two faces of a main plate forming a substrate for the timepiece, reference is made to the ice side of a case of a timepiece, that is to say, the dial side, as "face back of the movement. Among the two faces of the main board, refers to the bottom side of a case of a timepiece, that is to say, the opposite side of the dial, as the "front face" of the movement.
[0093] La Fig. 12 une vue en plan illustrant la partie frontale d’un mouvement d’une pièce d’horlogerie. Comme illustré sur la Fig. 12 , un mouvement 100A d’une pièce d’horlogerie 100 comprend une platine principale 102 formant un substrat. Une tige de remontoir 110 est incorporée de façon pivotante dans un trou de guidage de la tige de remontoir 102a pratiqué dans la platine principale 102. Un cadran (non illustré) est fixé au mouvement 100A. Un train d’engrenage est incorporé à la face avant du mouvement 100A, auquel on se réfère en tant que train d’engrenage avant, et un train d’engrenage est incorporé à la face arrière du mouvement 100A, auquel on se réfère en tant que train d’engrenage arrière. [0093] FIG. 12 a plan view illustrating the front portion of a movement of a timepiece. As illustrated in FIG. 12, a movement 100A of a timepiece 100 comprises a main plate 102 forming a substrate. A winding stem 110 is pivotally incorporated in a guide hole of the winding stem 102a formed in the main plate 102. A dial (not shown) is attached to the movement 100A. A gear train is incorporated in the front face of the movement 100A, which is referred to as a forward gear, and a gear train is incorporated in the rear face of the movement 100A, which is referred to as that gear train back.
[0094] La position axiale de la tige de remontoir 110 est déterminée par un dispositif de commutation comportant un levier de commande 190, une bascule 192, un ressort de bascule 194, et un sautoir 196 pour le levier de commande. Un pignon de remontage 112 est monté libre en rotation autour d’un axe de guidage autour de la tige de remontoir 110. Le pignon de remontage 112 est entraîné en rotation par celle d’une roue d’embrayage (non illustrée) si la tige de remontoir 110 est tournée dans un état où la tige de remontoir 110 se situe dans une première position de remontage (niveau zéro) qui est la position proximale par rapport au centre du mouvement 100A. Une roue de couronne 114 est entraînée en rotation par celle du pignon de remontage 112. De plus, une roue à rochet 116 est entraînée en rotation par celle de la roue de couronne 114. Un spiral principal (ressort de barillet – non illustré) est logé dans un tambour de barillet solidaire d’un pignon – l’ensemble portant la référence 120 – et est remonté par l’intermédiaire de la rotation de la roue à rochet 116. The axial position of the winding rod 110 is determined by a switching device comprising a control lever 190, a rocker 192, a latch spring 194, and a jumper 196 for the control lever. A winding pinion 112 is mounted free to rotate about a guide axis around the winding stem 110. The winding pinion 112 is rotated by that of a clutch wheel (not shown) if the rod The winding stem 110 is turned into a state where the winding stem 110 is in a first winding position (zero level) which is the position proximal to the center of the movement 100A. A crown wheel 114 is driven in rotation by that of the winding pinion 112. In addition, a ratchet wheel 116 is rotated by that of the crown wheel 114. A main spring (barrel spring - not shown) is housed in a barrel drum integral with a pinion - the assembly bearing the reference 120 - and is raised via the rotation of the ratchet wheel 116.
[0095] Une roue centrale solidaire d’un pignon dont l’ensemble est référencé 124 sont entraînés en rotation par celles du tambour de barillet et du pignon (référence 120). Une roue d’échappement solidaire d’un pignon dont l’ensemble est référencé 130 sont entraînés en rotation par une deuxième roue solidaire d’un pignon référencés ensemble 128, une troisième roue solidaire d’un pignon référencés ensemble 126, et la roue centrale et le pignon référencés 124. Le tambour de barillet solidaire du pignon (120), la roue centrale solidaire du pignon (124), la troisième roue solidaire du pignon (126), et la deuxième roue solidaire du pignon (128) forment le train d’engrenage avant. A central wheel secured to a pinion whose assembly is referenced 124 are rotated by those of the barrel drum and the pinion (reference 120). An escape wheel integral with a pinion whose assembly is referenced 130 are rotated by a second wheel secured to a pinion referenced together 128, a third wheel secured to a pinion referenced together 126, and the central wheel and the pinion referenced 124. The drum drum integral with the pinion (120), the central wheel secured to the pinion (124), the third wheel secured to the pinion (126), and the second wheel secured to the pinion (128) form the train front gear.
[0096] Un dispositif de régulation de la vitesse d’échappement pour contrôler la vitesse de rotation du train d’engrenage avant est doté d’un balancier 140, d’une roue d’échappement 130, et d’une ancre 142. Le balancier 140 maintenu par un pont de balancier 166 de telle sorte qu’il puisse être amené en rotation par rapport à la platine principale 102. An exhaust speed control device for controlling the speed of rotation of the front gear train is provided with a rocker 140, an escape wheel 130, and an anchor 142. The balance 140 maintained by a balance bridge 166 so that it can be rotated relative to the main plate 102.
[0097] La pièce d’engrenage 1A servant de composant mécanique 1 selon le premier mode de réalisation est employée par exemple pour former la roue centrale solidaire du pignon (124), la troisième roue solidaire du pignon (126), et la deuxième roue solidaire du pignon (128), ou encore la roue d’échappement solidaire du pignon (130). The gear piece 1A serving as mechanical component 1 according to the first embodiment is used for example to form the central wheel secured to the pinion (124), the third wheel secured to the pinion (126), and the second wheel secured to the pinion (128), or the integral escape wheel of the pinion (130).
[0098] Selon la pièce d’horlogerie 100 et le mouvement 100A de ce premier mode de réalisation, on fournit un composant mécanique 1 qui a des dimensions précises et qui présente d’excellentes propriétés en termes de productivité et de résistance à l’usure. Ainsi, il est possible de fournir un mouvement 100A et une pièce d’horlogerie 100 qui soient très efficients, présentent une longue durée de vie, et peu chers à produire. According to the timepiece 100 and the movement 100A of this first embodiment, there is provided a mechanical component 1 which has precise dimensions and which has excellent properties in terms of productivity and wear resistance. . Thus, it is possible to provide a movement 100A and a timepiece 100 which are very efficient, have a long life, and inexpensive to produce.
[0099] La présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus en référence aux dessins, et d’autres variantes sont concevables sans sortir du cadre technique de la présente invention. The present invention is not limited to the embodiments described above with reference to the drawings, and other variants are conceivable without departing from the technical scope of the present invention.
[0100] Par exemple, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, la portion de contact 3 prise à titre d’exemple est disposée de telle sorte qu’elle couvre le corps principal 2 correspondant à la surface latérale 6, la surface inférieure 7, et la surface interne du trou traversant 4 du composant mécanique 1, mais les configurations possibles ne sont pas limitées à ces modes de réalisation. Par exemple, la portion de contact 3 pourrait être agencée de telle sorte qu’elle ne corresponde qu’à la surface latérale 6, la surface inférieure 7, ou la surface interne du trou traversant 4 du composant mécanique 1. Alternativement, la portion de contact 3 pourrait être agencée de telle sorte qu’elle ne corresponde qu’à une zone partielle de la surface latérale 6, une zone partielle de la surface inférieure 7, ou une zone partielle de la surface interne du trou traversant 4 du composant mécanique 1. Alternativement, la portion de contact 3 pourrait être disposée dans une portion où toutes ces variantes sont combinées de différentes manières. For example, in the embodiments described above, the contact portion 3 taken by way of example is arranged so that it covers the main body 2 corresponding to the lateral surface 6, the lower surface 7, and the inner surface of the through hole 4 of the mechanical component 1, but the possible configurations are not limited to these embodiments. For example, the contact portion 3 could be arranged in such a way that it corresponds only to the lateral surface 6, the lower surface 7, or the internal surface of the through hole 4 of the mechanical component 1. Alternatively, the portion of contact 3 could be arranged such that it corresponds only to a partial area of the lateral surface 6, a partial area of the lower surface 7, or a partial area of the inner surface of the through hole 4 of the mechanical component 1 Alternatively, the contact portion 3 could be arranged in a portion where all these variants are combined in different ways.
[0101] De plus, même si la teneur ou le ratio de quantité d’additif dans une portion partielle du corps principal 2 est identique ou supérieur à la teneur ou le ratio de quantité d’additif dans la portion de contact 3, toute configuration pourrait bien sûr être adoptée tant que la teneur ou le ratio de quantité d’additif sur l’intégralité de la portion de contact 3 est supérieur à la teneur ou le ratio de quantité d’additif sur l’intégralité du corps principal 2. In addition, even if the content or the ratio of the amount of additive in a partial portion of the main body 2 is identical to or greater than the content or the ratio of the amount of additive in the contact portion 3, any configuration could of course be adopted as long as the content or ratio of the amount of additive on the whole of the contact portion 3 is greater than the content or the ratio of the amount of additive on the entire main body 2.
[0102] Par exemple, dans les différentes modes de réalisation respectifs précédemment décrits, les pièces d’engrenages 1A, 10A, et 20A ont été décrites en tant que composants mécaniques 1, 10, et 20. Cependant, sans avoir aucune vocation limitative, la présente invention peut être appliquée à des composants mécaniques pour pièce d’horlogerie 100 (tels qu’une ancre, un balancier, un ressort d’embrayage, une roue d’échappement et son pignon associé etc.) en plus des pièces d’engrenages 1A, 10A, et 20A, ou peut également être appliquée à d’autres composants mécaniques. For example, in the respective respective embodiments described above, the gear parts 1A, 10A, and 20A have been described as mechanical components 1, 10, and 20. However, without having any limiting vocation, the present invention can be applied to mechanical components for timepiece 100 (such as an anchor, a rocker arm, a clutch spring, an escape wheel and its associated pinion, etc.) in addition to the parts of the timepiece. gears 1A, 10A, and 20A, or can also be applied to other mechanical components.
[0103] Par exemple, les composants mécaniques 1, 10, et 20 peuvent être soumis à un traitement thermique. Le traitement thermique des composants mécaniques 1, 10, et 20 améliore leur module de Young. Ainsi, lorsqu’un arbre par exemple est ajusté (chassé) dans le trou traversant 4, on peut garantir avec assurance une force de chassage. De cette façon, il est possible de garantir avec assurance une charge de détachement pour séparer les composants mécaniques 1, 10, et 20 de l’arbre. Ainsi, le composant mécanique peut être fixé plus fermement à l’arbre. De plus, un placage résistant à l’usure peut être appliqué au moins sur une portion de la surface des composants mécaniques 1, 10, et 20. Un tel placage peut encore améliorer la résistance à l’usure des composants mécaniques 1, 10, et 20. For example, the mechanical components 1, 10, and 20 may be subjected to a heat treatment. The heat treatment of the mechanical components 1, 10, and 20 improves their Young's modulus. Thus, when a shaft for example is adjusted (driven) in the through hole 4, it can be assured with assurance a driving force. In this way, it is possible to confidently guarantee a detachment load to separate the mechanical components 1, 10, and 20 from the shaft. Thus, the mechanical component can be attached more firmly to the shaft. In addition, a wear-resistant plating can be applied at least on a portion of the surface of the mechanical components 1, 10, and 20. Such a plating can further improve the wear resistance of the mechanical components 1, 10, and 20.
[0104] Dans les modes de réalisation respectifs, on a précédemment décrit un cas où l’additif est du fer (Fe). Cependant, et sans se limiter aux exemples qui suivent, on pourrait également employer par exemple du boron (B), du phosphore (P), du manganèse (Mn), du cobalt (Co), du tungstène (W) etc. In the respective embodiments, a case in which the additive is iron (Fe) has previously been described. However, and not limited to the following examples, it is also possible to use, for example, boron (B), phosphorus (P), manganese (Mn), cobalt (Co), tungsten (W) and the like.
[0105] De façon correspondante, sans se limiter à un alliage fer-nickel, les composants mécaniques 1, 10, et 20 pourraient être formés en utilisant un alliage boron-nickel, phosphore-nickel, manganèse-nickel, cobalt-nickel, tungstène-nickel etc. Correspondingly, without being limited to an iron-nickel alloy, the mechanical components 1, 10, and 20 could be formed using a boron-nickel alloy, phosphorus-nickel, manganese-nickel, cobalt-nickel, tungsten -Nickel etc.
[0106] Par ailleurs, des éléments de configuration des modes de réalisation précédemment décrits peuvent être remplacés par des éléments de configuration connus sans sortir du cadre de la présente invention. Furthermore, configuration elements of the previously described embodiments may be replaced by known configuration elements without departing from the scope of the present invention.
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