JP7378523B2 - 時計可動体を製造するための方法および方法を実施することにより得られる時計可動体 - Google Patents
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Description
本発明は、微小機械構成要素の分野に属し、より正確には時計可動体の分野に、詳細には少なくとも１つの脱進機歯車、および２つのうち少なくとも一方が非磁性の性質からなる少なくとも１組のアンクルを含む脱進機機構の分野に属する。
本発明は、詳細には微小機械構成要素を、詳細には時計可動体を製造するための方法に関する。
従来技術のアンクルを伴う時計脱進機機構は、一般にニッケルめっきを施した鋼から作られた脱進機歯車を備える。これらの脱進機歯車は、磁界に感応する。
磁界に対するこの感応性に起因する欠点を克服するために、脱進機歯車は、詳細には（リソグラフィ、電気めっき、成形を意味するドイツ語の「Ｒｏｎｔｇｅｎｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ、Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ、Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ」に由来する）「ＬＩＧＡ」法により実施されたニッケル－リン（ＮｉＰ１２）などの非磁性の挙動を有する材料を用いて開発されてきた。
しかしながら、そのような材料を使用することにより、そのような材料が、詳細には振幅、停止、または経年劣化に関する規則性の観点から性能劣化につながる可能性がある限り、ある種の気候条件で感応性があるようになる可能性がある。
この性能劣化は、摩擦トルクを作り出すように互いに協働する、２つの拮抗する構成要素が類似のＬＩＧＡ材料から作られるときにさらに大きくなる。
詳細には、脱進機歯車およびアンクルの経年劣化を制限するために、アンクルの、詳細にはアンクルフォークのどんな汚染も防止すること、および脱進機歯車およびアンクルの接触表面上で、詳細にはアンクルのルビーから作られた送り爪と脱進機歯車の歯面の間の接点上で潤滑剤が存在することを確実にすることが極めて重要である。
主要な問題は、脱進機歯車の板に及ぼすエピラメ（ｅｐｉｌａｍｅ）効果が失われることであり、それにより、歯車の歯面とルビーから作られた送り爪の間の接点で油の拡散および潤滑剤の損失を生じさせる。
アンクルの送り爪と脱進機歯車の間の接点で潤滑油を安定させることにより、振幅の一貫性を保証できるようにしなければならない。
本発明は、通常の時計潤滑剤を保持するという技術的問題を、より詳細にはＬＩＧＡ ＮｉＰ１２から作られた構成要素または類似の非強磁性の構成要素に及ぼす、詳細にはアンクルおよびスイスレバー脱進機歯車に及ぼすエピラメ効果をすべての気候条件で保証するという技術的問題を解決することを意図する。
この目的を達成するために、本発明は、
－周縁部が時計可動体の幾何形状の輪郭を画定する幾何学的形状に従って、少なくともニッケルを含む第１の材料で第１の薄層を堆積させるステップと、
－第１の薄層の面を覆うように、かつ周縁部が第１の薄層の幾何学的形状の周縁部に一致する幾何学的形状を有するように、少なくともニッケルおよびリンを含む第２の材料で中間層を堆積させるステップと、
－中間層の面を覆うように、かつ周縁部が第１の薄層の幾何学的形状の周縁部に一致する幾何学的形態を有するように、第１の材料で第２の薄層を堆積させるステップと
を連続的に備える、時計可動体を製造するための方法に関する。
－周縁部が時計可動体の幾何形状の輪郭を画定する幾何学的形状に従って、少なくともニッケルを含む第１の材料で第１の薄層を堆積させるステップと、
－第１の薄層の面を覆うように、かつ周縁部が第１の薄層の幾何学的形状の周縁部に一致する幾何学的形状を有するように、少なくともニッケルおよびリンを含む第２の材料で中間層を堆積させるステップと、
－中間層の面を覆うように、かつ周縁部が第１の薄層の幾何学的形状の周縁部に一致する幾何学的形態を有するように、第１の材料で第２の薄層を堆積させるステップと
を連続的に備える、時計可動体を製造するための方法に関する。
第１の薄層および第２の薄層は、中間層よりもリンが少ない、またはリンをまったく含有しない。
具体的な実施形態では、本発明は、単体で取り上げる、または技術的に可能な組合せすべてによる、以下の特徴の１つまたは複数をさらに含むことができる。
具体的な実施形態では、それぞれ、別の時計構成要素と接触することが意図される時計可動体の少なくとも１つの摩擦面と接触している少なくとも１つの界面で、第１の薄層の上に中間層を重ね合わせ、中間層の上に第２の薄層を重ね合わせる。
具体的な実施形態では、第１の薄層、中間層、および第２の薄層を堆積させるステップをＬＩＧＡにより実施する。
具体的な実施形態では、第２の材料は、ニッケルおよびリンだけから構成される。
具体的な実施形態では、第２の材料のリンの重量割合は、１％～１５％の間である。
具体的な実施形態では、第２の材料は、ＮｉＰ１２から作られる。
具体的な実施形態では、第１の材料は、純ニッケルだけを、またはニッケルおよびリンだけを含む。
具体的な実施形態では、第１の材料は、９％以下のリンの重量割合を備える。
具体的な実施形態では、第１の材料は、６％～９％の間のリンの重量割合を備える。
具体的な実施形態では、第１の材料は、１％～６％の間のリンの重量割合を備える。
具体的な実施形態では、第１の材料は、０％～１％の間のリンの重量割合を備える。
具体的な実施形態では、第１の材料はホウ素を備える。
ホウ素は、第１の層および第２の層がよりよい摩擦特性および硬度特性を有することができるようにする。
具体的な実施形態では、第１の材料は、ニッケルおよびホウ素だけから構成される。
具体的な実施形態では、第１の材料の厚さは、０．２μｍ～１０μｍの間である。
具体的な実施形態では、第１の薄層、中間層、および第２の薄層により形成された組立体に１時間～８時間の間、１００℃～５００℃の間の温度で熱処理を適用する。
具体的な実施形態では、方法は、脱進機歯車またはアンクルである脱進機可動体の製造に適用される。
具体的な実施形態では、形成された時計可動体が、第１の薄層を通した漸進的増加、中間層を通して安定した状態、および第２の薄層を通した減少により画定されるリン濃度の勾配を、第１の薄層、中間層、および第２の薄層の配向および堆積成長方向で含むように、第１の薄層、中間層、および第２の薄層を堆積させる。
別の目的によれば、本発明は、第１の薄層と第２の薄層の間に置かれた中間層を備える、上記で記述する方法を実施することにより製造された時計可動体に関し、前記薄層は、少なくともニッケルを含む第１の材料から作られ、中間層は、少なくともニッケルおよびリンを含む第２の材料から作られ、第１の薄層および第２の薄層は、中間層よりもリンが少ない、またはリンをまったく含有しない。
具体的な実施形態では、時計可動体は、脱進機歯車またはアンクルを形成する。
本発明の他の特徴および有利な点は、添付図面を参照して、決して限定的でない例として示す以下の詳細な記述を読むと明らかになるであろう。
図面は縮尺どおりではないことに留意されたい。
本発明は、詳細にはステップを図２の流れ図により示す、時計可動体１０を製造するための方法に関する。
製造方法は、
－周縁部が時計可動体１０の幾何形状の輪郭を画定する幾何学的形状に従って、少なくともニッケルを含む第１の材料で第１の薄層１１または基板を堆積させるステップ１０１であって、前記第１の薄層１１の厚さは５μｍ未満であるステップ１０１と、
－前記第１の薄層１１の面を覆うように、かつ周縁部が第１の薄層の幾何学的形状の周縁部に一致する幾何学的形状を有するように、少なくともニッケルおよびリンを含む第２の材料で中間層１２を堆積させるステップ１０２と、
－中間層１２を覆うように、かつ周縁部が第１の薄層１１の幾何学的形状の周縁部に一致する幾何学的形状を有するように、第１の材料で第２の薄層１３を堆積させるステップ１０３と
を連続して備える。
－周縁部が時計可動体１０の幾何形状の輪郭を画定する幾何学的形状に従って、少なくともニッケルを含む第１の材料で第１の薄層１１または基板を堆積させるステップ１０１であって、前記第１の薄層１１の厚さは５μｍ未満であるステップ１０１と、
－前記第１の薄層１１の面を覆うように、かつ周縁部が第１の薄層の幾何学的形状の周縁部に一致する幾何学的形状を有するように、少なくともニッケルおよびリンを含む第２の材料で中間層１２を堆積させるステップ１０２と、
－中間層１２を覆うように、かつ周縁部が第１の薄層１１の幾何学的形状の周縁部に一致する幾何学的形状を有するように、第１の材料で第２の薄層１３を堆積させるステップ１０３と
を連続して備える。
第２の薄層１３の厚さは、図１に概略的に示す時計可動体により示すように、第１の薄層１１の厚さに実質的に等しく、前記厚さの合計は、中間層１２の厚さの数分の１である。
好ましくは、第１の薄層１１の幾何学的形状の周縁部は、脱進機歯車またはアンクルの幾何形状の輪郭を画定し、その結果、本発明による方法を実施することにより得られる時計可動体１０は、脱進機歯車もしくはアンクル、またはアンクルのつめ石になる。
好ましくは、第１の薄層１１および第２の薄層１３、ならびに中間層１２をＬＩＧＡ法に従って、所定の堆積成長方向に従って第１の薄層１１の幾何学的形状が伸展する平面に垂直に堆積させる。
好ましくは、第１の薄層１１および第２の薄層１３、ならびに中間層１２は、非磁性の性質を有するように構成される。
第１の材料および第２の材料は、必ずしも非磁性ではないことに留意されたく、この場合、各層の厚さが小さいことにより、各層の部分に非磁性の性質が与えられる。
本発明の実施形態の例では、第１の薄層１１および第２の薄層１３を直流電気でニッケルから作ることができる。代わりに、第１の薄層１１および第２の薄層１３を直流電気でニッケル合金から、たとえばＮｉ－ＦｅまたはＮｉ－Ｗなどから作ることができる。
代わりに、第１の薄層１１および第２の薄層１３の堆積を、化学ニッケル、たとえば純ニッケル、リンが少ないニッケル－リン、たとえばリンの重量が６％～９％の、リンの重量割合が０％～１％の間もしくは１％～６％の間のＮｉＰ６－９、またはニッケル－ホウ素（ＮｉＢ）を適用するための方法に従って化学的に行うことができる。
第１の薄層１１および第２の薄層１３は、有利には中間層１２よりもリンが少ない、またはリンをまったく含有しない。
この特徴によって、本発明は、通常の気候条件でエピラメの安定性を高めて、エピラメの付着を、その結果任意の通常の時計潤滑剤の保持を高めることができるようにする。
その結果、本発明は、ムーブメントの性能を大きく改善できるようにする。
実際は、エピラメに及ぼすこれらの効果は、表面上のリンの量が低下するときに得られることがさまざまな試験により実証されている。
本発明の実施形態の例では、第１の薄層１１および第２の薄層１３の厚さは、それぞれ１０μｍ未満、詳細には０．２μｍ～５μｍの間、好ましくは０．２μｍ～２μｍの間である。
本発明の実施形態の例では、中間層１２は、少なくとも１００μｍからなる。
本発明の実施形態の具体的な例では、中間層１２は、式ＮｉＰｘを有するニッケル－リンから作られ、ｘは重量で１％～１５％であり、より詳細には、ｘは重量で１０％～１５％であり、１０％～１５％という範囲は、コーティングの非磁性の性質を保証できるようにする。
好ましくは、中間層１２は、ＮｉＰ１２から作られる。
中間層１２は、ニッケルおよびリンだけから構成できる。さらに中間層１２は、直流電気で、または化学的に作ることができる。
層からなる組立体により形成された時計可動体１０に熱処理を適用することが可能である。
より詳細には、熱処理は、第１の薄層１１、中間層１２、および第２の薄層１３により構成された組立体を１時間～８時間の間、１００℃～５００℃の間の温度に曝すステップを伴う可能性がある。
代わりに、または追加で、第１の薄層１１の表面および中間層１２の表面に化学的処理を適用して、次の層の、すなわち中間層１２および第２の薄層１３の付着を容易にするように化学的処理の表面状態特性を修正することが可能である。この化学的処理は、詳細には直流電気で行うことができる。
本発明による方法をＬＩＧＡにより実施する。
本発明は、時計可動体１０の正常なエージング条件、振幅の一貫性、および停止のないことを保証できるようにする。
図１に示すように、それぞれ、別の時計可動体または時計構成要素と接触することが意図される時計可動体１０の「摩擦面」１５と呼ばれる少なくとも１つの接触面に接触している、「界面」１４と呼ばれる少なくとも１つの面で、第１の薄層１１の上に中間層１２を重ね合わせ、中間層１２の上に第２の薄層１３を重ね合わせる。用語「接触している」は、界面１４および摩擦面１５が間隔なしに隣接していることを意味する。換言すれば、界面１４および摩擦面１５は、共通の縁部で交わる。１つまたは複数の摩擦面１５はまた、単一自由度に従って時計可動体１０が枢動または誘導するための、時計可動体１０の誘導表面を構成できる。
換言すれば、１つまたは複数の摩擦面１５は、第１の薄層１１および第２の薄層１３の直線部分、ならびに中間層１２の直線部分に対応する。好ましくは、時計可動体１０は、いくつかの摩擦面１５を含む。
その結果、摩擦面１５は有利には、第１の薄層１１および第２の薄層１３の厚さの合計がたとえば最大で１０分の１だけ中間層１２の厚さに対して相対的に小さい限り、大部分は第２の材料から構成される。
この特徴は、良好な摩擦特性を有する、主にニッケル－リンから構成される表面上で摩擦が行われる限り有利である。
第１の薄層１１および第２の薄層１３はまた、時計可動体１０の端面１６を形成する、互いに反対側にある面を有する。
本発明による方法の別の有利な点は、従来技術の可能な製造方法と比較してコーティングを堆積させるステップをなくすことができるようにする一体形時計可動体を得るという事実にある。
第１の薄層１１、中間層１２、および第２の薄層１３がそれぞれ単一濃度のリンを有する本発明の実施形態の例について上記で記述してきた。
しかしながら、本発明の実施形態の別の例では、形成された時計可動体１０が、たとえば第１の薄層１１を通した漸進的増加、中間層１２を通して安定した状態、および第２の薄層１３を通した漸進的減少により画定されるリン濃度の勾配を、第１の薄層１１、中間層１２、および第２の薄層１３の配向および堆積成長方向で含むように、第１の薄層１１、中間層１２、および第２の薄層１３を堆積させることが可能である。
濃度勾配は、本発明の記述で上述するリン濃度値を備える。
たとえば、リンの濃度は、第１の薄層１１の端面１６でのゼロの値から中間層１２での、重量で最大値である１２％まで変化し、次いで第２の薄層１３の端面１６でゼロの値に到達するように低減する可能性がある。
１０ 時計可動体
１１ 第１の薄層
１２ 中間層
１３ 第２の薄層
１４ 界面
１５ 摩擦面
１６ 端面
１１ 第１の薄層
１２ 中間層
１３ 第２の薄層
１４ 界面
１５ 摩擦面
１６ 端面
Claims (19)
- 時計可動体（１０）を製造するための方法であって、
－周縁部が前記時計可動体（１０）の幾何形状の輪郭を画定する幾何学的形状に従って、少なくともニッケルを含む第１の材料で第１の薄層（１１）を堆積させるステップ（１０１）と、
－前記第１の薄層（１１）の面を覆うように、かつ周縁部が前記第１の薄層（１１）の前記幾何学的形状の前記周縁部に一致する幾何学的形状を有するように、少なくともニッケルおよびリンを含む第２の材料で中間層（１２）を堆積させるステップ（１０２）と、
－前記中間層（１２）の面を覆うように、かつ周縁部が前記第１の薄層（１１）の前記幾何学的形状の前記周縁部に一致する幾何学的形状を有するように、前記第１の材料で第２の薄層（１３）を堆積させるステップ（１０３）と
を連続して備え、
－前記第１の薄層（１１）および前記第２の薄層（１３）は、前記中間層（１２）よりもリンが少ない、またはリンをまったく含有しない
ことを特徴とする方法。 - それぞれ、別の時計構成要素と接触することが意図される時計可動体（１０）の少なくとも１つの摩擦面（１５）に接触している少なくとも１つの界面（１４）で、第１の薄層（１１）の上に中間層（１２）を重ね合わせ、中間層（１２）の上に第２の薄層（１３）を重ね合わせる、請求項１に記載の方法。
- 前記第１の薄層（１１）を堆積させる前記ステップ（１０１）、前記中間層（１２）を堆積させる前記ステップ（１０２）、および前記第２の薄層（１３）を堆積させる前記ステップ（１０３）をＬＩＧＡにより実施する、請求項２に記載の方法。
- 前記第２の材料は、ニッケルおよびリンだけから構成される、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第２の材料のリンの重量割合は、１％～１５％の間である、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第２の材料は、ＮｉＰ１２から作られる、請求項５に記載の方法。
- 前記第１の材料は、純ニッケルだけ、またはニッケルおよびリンだけを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第１の材料は、９％以下のリンの重量割合を備える、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第１の材料は、６％～９％の間のリンの重量割合を備える、請求項８に記載の方法。
- 前記第１の材料は、１％～６％の間のリンの重量割合を備える、請求項８に記載の方法。
- 前記第１の材料は、０％～１％の間のリンの重量割合を備える、請求項８に記載の方法。
- 前記第１の材料はホウ素を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第１の材料は、ニッケルおよびホウ素だけから構成される、請求項１２に記載の方法。
- 前記第１の材料の厚さは、０．２μｍ～１０μｍの間である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第１の薄層（１１）、前記中間層（１２）、および前記第２の薄層（１３）により形成された組立体に１時間～８時間の間、１００℃～５００℃の間の温度で熱処理を適用する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
- 脱進機歯車またはアンクルである脱進機可動体の製造に適用されることを特徴とする、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
- 形成された前記時計可動体（１０）が、前記第１の薄層（１１）を通した漸進的増加、前記中間層（１２）を通して安定した状態、および第２の薄層（１３）を通した減少により画定されるリンの濃度勾配を、前記第１の薄層（１１）、前記中間層（１２）、および前記第２の薄層（１３）の配向および堆積成長方向で含むように前記第１の薄層（１１）、前記中間層（１２）、および前記第２の薄層（１３）を堆積させる、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法を実施することにより製造される時計可動体（１０）であって、第１の薄層（１１）と第２の薄層（１３）の間に置かれた中間層（１２）を備え、前記第１の薄層（１１）および前記第２の薄層（１３）は、少なくともニッケルを含む第１の材料から作られ、前記中間層（１２）は、少なくともニッケルおよびリンを含む第２の材料から作られ、前記第１の薄層（１１）および前記第２の薄層（１３）は、前記中間層（１２）よりもリンが少ない、またはリンをまったく含有しない時計可動体（１０）。
- 脱進機歯車またはアンクルを形成する、請求項１８に記載の時計可動体（１０）。
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