JP7529888B2 - 面が最適化された、マイクロメカニカルコンポーネント、特に、計時器用車、を製造する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロメカニカルコンポーネント、特に、計時器用車、を製造する方法に関する。
本発明は、計時器用機構の分野に関し、特に、少なくとも１つのエスケープ車及び少なくとも１つのパレットを備え、これらのうちの少なくとも１つが非磁性であるようなエスケープ機構に関する。
スイスレバー式計時器エスケープ機構において、スイスレバー式エスケープ車は、歴史的にニッケルめっき鋼によって作られ、磁場の影響を受けやすい。
「ＬＩＧＡ」（Lithographie und Galvano-Abformung：リソグラフィー及び電気めっき成形）法によって作られ非磁性的にふるまうニッケル－リンＮｉＰ１２のような材料を用いる代替手段が知られている。
しかし、このようなニッケル－リンや類似の材料は、特定の気候条件の影響を受けやすいことがわかっており、特に摩擦トルクの２つの対抗成分が類似のＬＩＧＡ材料において発生する場合に、性能、特に、振幅規則性、停止しないこと、経年劣化の性能、を劣化させてしまう可能性が高い。
本発明は、通常の気候条件下において、ＬＩＧＡ法ＮｉＰ１２又は類似の材料によって作られた非強磁性のコンポーネント、特に、スイスレバー式エスケープ車及びパレット、上における、通常の計時器用潤滑剤の耐性についての技術的課題を解決すること、特に、エピラメ効果を確実にすること、を提案するものである。
このような状況で、本発明は、請求項１に記載の計時器用車を製造する方法に関する。
本発明は、マイクロメカニカルコンポーネントの分野に関し、特に、計時器用車の分野に関する。
本発明は、特に、通常の気候条件下で、ＬＩＧＡ法ＮｉＰ１２又は類似の非強磁性体によって作られたコンポーネント、特に、スイスレバー式エスケープ機構の車、に対する、通常の計時器用潤滑剤の耐性についての技術的課題を解決することを提案するものである。
スイスレバー式計時器用エスケープ機構において、パレットのルビーによって作られたギャザリングパレットとエスケープ車の歯との接触は、フォークとパレットストーンピンの間、又はフォークとパレット当接ピンの間の接触と同様に、特に繊細である。
特に、このことは、エスケープ車とパレットの間の接触面に潤滑剤が存在することを確実にし、エスケープ車とパレットの経年劣化を低減させることに関わる。
エスケープ車のプレートに対するエピラメ効果がなくなり、このことによって、油が広がり、車の歯とルビーによって作られたギャザリングパレットとの接触面における潤滑剤がなくなってしまうことが主な問題となる。
パレットのギャザリングパレットとエスケープ車との接触面において安定的に潤滑されることによって、振幅の一貫性が確実になるはずである。
このために、ＬＩＧＡ法ＮｉＰ１２によって作られたエスケープ車上に、好ましくはガルバニック（電気めっき）的なニッケル（Ｎｉ）の層の形態、又は化学的なニッケル（例えば、ＮｉＰ６－９）の層の形態、又は化学的に堆積されたニッケル－ホウ素の層の形態の被覆を堆積させることによって、ムーブメントの性能を大きく向上させることができる。
実際に、この顕著な改善は、所定の気候条件、例えば、５０℃の温度及び９０％の湿度レベル、においてエピラメの耐性が向上することが関連することが、様々な試験によって実証されている。発明者らは、さらに、面におけるリンの量が低いときに、材料に対するエピラメの接着性が向上し、結果として、リンの量が少ない場合に、潤滑剤の耐性が向上することを観察した。
変異形態の１つにおいて、ガルバニック的なニッケルの被覆は、合金、例えば、Ｎｉ－Ｆｅ、Ｎｉ－Ｗなど、での被覆であることができる。
このような状況で、本発明は、マイクロメカニカルコンポーネント、特に、計時器用車、を製造する方法に関し、この方法によれば、少なくともニッケルとリンを含む第１の材料によって基材を作り、この基材は、前記車の形状に成形され、前記車の基材の少なくとも１つの面に対して、１０μｍ未満の薄い厚みを有する少なくとも１種類の第２の材料で、ガルバニック的かつ／又は化学的に、被覆される。この被覆は、車の基材の少なくとも１つの面において、車の周部層を構成し、少なくともニッケルを含み第１の材料よりもリンを少ししか含まない、又はニッケルを含みリンを含まない。
具体的には、前記第１の材料は、非磁性材料であるように選択する。
具体的には、前記第２の材料は、非磁性材料であるように選択する。特に、前記第２の材料は、非磁性の性質を有する。
なお、ニッケルは非磁性ではなく、ＮｉＰ６－９％は必ずしも非磁性ではなく、堆積の厚みが薄いことによって部品が非磁性になることには留意すべきである。
特定の実施形態において、基材は、組成がＮｉＰｘであるニッケル－リンであり、ここで、ｘは１～１５重量％の範囲内であり、特に、ｘは１０～１５重量％の範囲内であり、後者の範囲によって、被覆が非磁性であることを確実にすることができる。
基材を覆う被覆は、さらに、リンを少ししか含まない、その厚みは、０．２μｍ～１０．０μｍ、特に０．２μｍ～２．０μｍである。なお、これに限定されない。
好ましくは、被覆は、０．５μｍの厚みを有する。
本発明によってリンを少ししか含まない被覆による被覆処理は、ガルバニック的に実行することができる。
堆積操作、特にガルバニック的なもの、の前に基材に熱処理を行うことができ、また、堆積操作、特にガルバニック的なもの、の後に基材及びその被覆によって形成されるアセンブリーに熱処理を行うこともできる。
また、基材に対して化学的処理を行って、その表面特徴を変更して、特にガルバニック的な、被覆の接着を促進させることも可能である。
代わりに、本発明におけるリンを少ししか含まない又はリンを含まない被覆での被覆処理を、純粋なニッケル、又はリンを少ししか含まないニッケル－リン、例えば、６～９重量％のリンを含むＮｉＰ６－９、又はさらにはニッケル－ホウ素（ＮｉＢ）、であってもよい化学的ニッケルを堆積させる方法に従って化学的に行うこともできる。
ニッケル、ＮｉＰ６－９、又はＮｉＢの層を堆積させることによって、あらゆる気候条件下でエピラメの安定性を高め、エピラメの接着性を向上させ、したがって、任意の通常の計時器用潤滑剤の耐性を向上させることができる。
特に、用いられるエピラメは、フッ素をベースとする組成物である。
また、潤滑剤は、潤滑剤及び潤滑スポンジとして作用する二硫化モリブデンＭｏＳ2ベースのペーストの形態によって補って、脱進車上に堆積させることができる。
好ましいことに、当該脱進車は、接触面を最小限にすることを可能にする幾何学的構成を有し、例えば、丸められるように削られたパレットの使用が好ましい。このパレットにおいては、プレートピンと当接ピンと接触するように意図されたフォークのアクティブ面が丸められ、このことによって、線で接触するのではなく点で接触することができる。
エスケープ機構の革新的な実施形態は、ＬＩＧＡ法によって作られたパレットを備え、又はそのパレット、少なくともパレットストーンが、ＬＩＧＡ法によって作られる。このような場合、パレットのＬＩＧＡ法によって作られた部分にも同様の課題が発生しうるが、同じ手法を用いることができる。
本発明は、特に、ケイ素製パレットなどよりも優れた耐衝撃性を確実にする丸められたＬＩＧＡ法ニッケル－リン製のパレットの存在下において、通常の経年劣化条件、振幅の一貫性、及び停止しないことを確実にすることを可能にする。
したがって、好ましい形態において、計時器用車を製造する方法が実装され、これは以下の特徴を有する。
－ 少なくともニッケルとリンを含む第１の材料によって基材を作る。
－ この基材の被覆は、車の基材の少なくとも１つの面に対して、基材の前記少なくとも１つの面において車の周部層を構成する少なくとも１種類の第２の材料で、行う。
－ この少なくとも１種類の第２の材料は、少なくともニッケルを含み第１の材料よりもリンを少ししか含まない、又はこの少なくとも１種類の第２の材料は、ニッケルを含みリンを含まない。
－ 少なくともニッケルとリンを含む第１の材料によって基材を作る。
－ この基材の被覆は、車の基材の少なくとも１つの面に対して、基材の前記少なくとも１つの面において車の周部層を構成する少なくとも１種類の第２の材料で、行う。
－ この少なくとも１種類の第２の材料は、少なくともニッケルを含み第１の材料よりもリンを少ししか含まない、又はこの少なくとも１種類の第２の材料は、ニッケルを含みリンを含まない。
特に、この基材の被覆は、車の摩擦面に隣接する少なくとも１つの面に対して、摩擦面に隣接する前記少なくとも１つの面において車の周部層を構成する前記少なくとも１種類の第２の材料で、行う。「隣接」とは、非常に小さな断面の峡部に限定されていても、２つの面が連続している又は少なくとも接していることを意味する。
特に、前記基材は、車の形状に成形される。
特に、この基材の被覆は、ガルバニック的、かつ／又は化学的、かつ／又はＰＶＤ、かつ／又はＣＶＤによって行う。
変異形態の１つにおいて、この基材の被覆は、車のガイド面ではない車の面に対して、その車の回転のために、すなわち、単一の自由度に従うその車のガイドのために、行う。特に、この基材の被覆は、これらの車のガイド面ではない車のすべての面に対して行う。
別の変異形態において、この基材の被覆は、これらの車のガイド面がある車の面に対して行う。
さらなる別の変異形態において、この被覆は、車のガイド面ではない車の摩擦面に隣接する少なくとも１つの面に対して、その車の回転のため、すなわち、単一の自由度に従うその車のガイドのために行う。特に、この基材の被覆は、車のガイド面ではない車のすべての面に対して、その車の回転のため、すなわち、単一の自由度に従うその車のガイドのために行う。
さらなる別の変異形態において、前記基材の被覆は、車のガイド面がある車の摩擦面に隣接する面において、その車の回転のため、すなわち、単一の自由度に従うその車のガイドのために行う。
変異形態の１つにおいて、前記基材の被覆は、車のすべての面に対して行う。
特に、前記第１の材料は、１～１５重量％のリンを含むように選択する。
特に、前記第１の材料は、ニッケルとリンのみを含むように選択する。
特に、前記第１の材料は、リンの割合が１０～１５重量％の範囲内である非磁性材料であるように選択する。
特に、前記第１の材料は、非磁性材料であるように選択する。
特に、前記第２の材料は、純ニッケルのみを含む又はニッケルとリンのみを含むように選択する。
特に、前記第２の材料は、リンの割合が１５重量％以下であるように選択する。
特に、前記第２の材料は、リンの割合が１０～１５重量％である非磁性材料であるように選択する。
１つの代替的形態において、前記第２の材料は、リンの割合が６～１２重量％であるように選択する。
別の代替的形態において、前記第２の材料は、リンの割合が１～６重量％であるように選択する。
さらなる別の代替的形態において、前記第２の材料は、リンの割合が１重量％以下であるように選択する。
特に、前記第２の材料は、ホウ素を含むように選択する。
特に、前記第２の材料は、ニッケルとホウ素のみを含むように選択する。
１つの変異形態において、前記第２の材料は、ガルバニック的に堆積される。
別の変異形態において、前記第２の材料は、化学的に堆積される。
特に、１０μｍ未満の厚みの被覆を堆積させる。
特に、厚みが０．２μｍ～５．０μｍである被覆を堆積させる。特に、厚みが０．２μｍ～２．０μｍである被覆を堆積させる。
さらなる別の変異形態において、厚みが０．２μｍ未満、特に、０．１μｍ近傍である、被覆を堆積させる。
特に、基材及びその被覆によって形成されるアセンブリーに、１００℃～５００℃の温度で１～８時間、熱処理を行う。１つの代替的形態において、この熱処理は、被覆操作の後に行う。別の代替的形態において、この熱処理は、被覆操作の前に行う。
特に、基材は、「ＬＩＧＡ」（リソグラフィー及び電気めっき成形を意味するRoentgenlithographie, Galvanoformung, Abformung）法によって製造される。
特に、被覆は、基材のすべての面に対して、前記のような第２の材料で、ガルバニック的かつ／又は化学的に行う。
特に、エスケープ車やパレットなどによって形成される脱進車を製造するための方法を行う。
変異形態の１つにおいて、摩擦面に隣接する少なくとも１つの面において車の周部層を構成する第２の材料の厚みは、１０μｍ未満である。特に、摩擦面に隣接する少なくとも１つの面において車の周部層を構成する第２の材料の厚みは、５μｍ未満である。
１つの変異形態において、基材の少なくとも１つの面において車の周部層を構成する第２の材料の厚みは、１０μｍ未満である。特に、基材の少なくとも１つの面において車の周部層を構成する第２の材料の厚みは、５μｍ未満である。
この方法は、マイクロメカニカルコンポーネント、特に、計時器用車、さらには、面が最適化されたエスケープ機構の車、を作ることを可能にする。
このようにして製造された車は、好ましいことに、その摩擦面にて、潤滑物質、例えば、計時器の分野における当業者に知られている精密なマイクロエンジニアリング用途に適合する油又は合成グリース、を堆積することができる。このような潤滑物質を二硫化モリブデンＭｏＳ2ベースのペーストと組み合わせることができる。
また、車は、好ましいことに、潤滑物質の耐性を向上させることを可能にするために、その車の摩擦面ではない被覆の少なくとも１つの面にてエピラメ層を堆積させることができる。
Claims (25)
- 計時器用車を製造する方法であって、
少なくともニッケルとリンを含む第１の材料によって基材を作り、前記第１の材料は、リンの割合が１～１５重量％の範囲内であるように選択され、
前記車の前記基材の少なくとも１つの面に対して、前記車の前記基材の前記少なくとも１つの面において前記車の周部層を構成する少なくとも１種類の第２の材料で、前記基材の被覆を行い、
前記第２の材料は、少なくともニッケルを含みリンの割合が前記第１の材料よりも少ない、又はニッケルを含むがリンを含まない
ことを特徴とする方法。 - 前記基材の前記被覆は、前記車の摩擦面に隣接する少なくとも１つの面に対して、前記車の摩擦面に隣接する前記少なくとも１つの面において前記車の周部層を構成する前記少なくとも１種類の第２の材料で行う
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記基材は、前記車の形状にされる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記基材の前記被覆は、ガルバニック的に、かつ／又は化学的に、かつ／又はＰＶＤによって、かつ／又はＣＶＤによって、行う
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記第１の材料は、ニッケルとリンのみを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記第１の材料は、リンの割合が１０～１５重量％の範囲内である非磁性材料であるように選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記第２の材料は、純ニッケルのみを含む又はニッケルとリンのみを含む、ように選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記第２の材料は、リンの割合が１５重量％以下であるように選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記第２の材料は、リンの割合が６～１２重量％の範囲内であるように選択する
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 前記第２の材料は、リンの割合が１～６重量％の範囲内であるように選択する
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 前記第２の材料は、リンの割合が１重量％以下であるように選択する
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 前記第２の材料は、ホウ素を含むように選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記第２の材料は、ニッケルとホウ素のみを含むように選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記第２の材料は、リンの割合が１０～１５重量％の範囲内である非磁性体であるように選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 厚みが１０μｍ未満である前記第２の材料を被覆する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 厚みが５μｍ未満である前記第２の材料を被覆する
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。 - 厚みが０．２μｍ～５．０μｍの範囲内である前記第２の材料を被覆する
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。 - 厚みが０．２μｍ～２．０μｍの範囲内である前記第２の材料を被覆する
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。 - 前記基材及びその被覆によって形成されるアセンブリーに対して、１００℃～５００℃の温度で１～８時間熱処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記被覆を行った後に前記熱処理を行う
ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。 - 前記被覆を行う前に前記熱処理を行う
ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。 - 「ＬＩＧＡ」法によって前記基材を作る
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - エスケープ車である脱進車又はパレットの製造に用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 摩擦面に隣接する前記少なくとも１つの面において前記車の周部層を構成する前記第２の材料の厚みは、１０μｍ未満である
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 摩擦面に隣接する前記少なくとも１つの面において前記車の周部層を構成する前記第２の材料の厚みは、５μｍ未満である
ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
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