JPH11509295A - ２つのエレメント、特に金属製腕時計バンドのリンクを締着する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 二つのエレメント、特に金属腕時計バンドのリンク（１）を締着する方法は、エレメントの使用温度よりも高く設定された第１温度範囲においてマルテンサイト組織からオーステナイト組織へ変態し、それによって太さが増大するように、また上記使用温度より低く設定された第２温度範囲においてオーステナイト組織からマルテンサイト組織へ変態するようにプログラム制御される大きなヒステリシスを有した形状記憶合金から造られた金属ピン（２）が、リンクされるエレメントの少なくても一方の盲孔かどうかを問わず少なくても一つの孔（３）にマルテンサイト組織でクランプされ；ピン（２）の太さが増大されて、それによって孔（３）内部でのピン（２）のクランプ力が非常に大きくなるようにピン（２）が引き続き第１温度領域よりも高い温度に加熱され；ピン（２）が最終的に使用温度まで冷却されるようにしており、マルテンサイト組織を有したピン（２）が、孔（３）の幅よりも若干大きい太さを有した状態で少なくても一つの孔（３）に挿入されることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】 ２つのエレメント、特に金属製腕時計バンドのリンクを締着する方法 本発明は、二つのエレメント、特に金属製腕時計バンドのリンクを締着する方 法に関し、それによれば、エレメントの使用温度よりも高い第１温度領域でマル テンサイト組織からオーステナイト組織に変わって太さが増大するように、また 上記使用温度よりも低い第２温度領域でオーステナイト組織からマルテンサイト 組織に戻るようにプログラム制御される大きなヒステリシス特性を有した形状記 憶合金製の金属ピンが、リンク連結されるエレメントの盲孔かどうかを問わず少 なくても一つの孔の内部でマルテンサイト組織でクランプされ；引き続きピンが 第１温度領域よりも高い温度に加熱され、その結果ピンの太さが増大されて、ピ ンと孔の間のクランプ力が非常に大きくなり；ピンは、最終的に使用温度まで冷 却されるように成っている。 形状記憶合金の使用によって、更により大きなクランプ力が得られる為に、孔 内部でのピンの単なる機械的なクランプ作用も改善される。 形状記憶合金の作用は、金属組織における変化に基づいており、即ちマルテン サイト組織が加熱中の或る温度でオーステナイト組織に変化し、また温度が低下 すると、マルテンサイト組織に戻ると言うことである。その種の素材から造られ たピンの具体的形状や直径を金属組織の各々に関連付けることは可能である。こ れは、低温から高温への移行中又はその逆において、ピンの形状や直径が変化し たり、又はもしこの変化が加熱中に阻止されれば力が発生されることを意味して いる。 その種の記憶合金が加熱されると、オーステナイト組織への変態やそれによる 変形が温度Ａｓで始まる。この変態は、上記のより高い温度Ａｆに到達するまで 続く。その合金が再度冷却された場合、マルテンサイト組織への戻り変態は、後 者の温度では開始せずにマルテンサイト開始温度Ｍｓと呼ばれているより低い戻 り温度で開始し、その現象はヒステリシスと呼ばれている。マルテンサイト組織 への戻りは、更に低い温度Ｍｆで終了される。 その種の合金の例としては、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｓ ｉ、Ｃｕ−Ａｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ａｌ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｔｉ、Ｎｉ−Ｔ ｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｎｂ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｚｒ、Ｎｉ−Ｔ ｉ−Ｈｆ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｔｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔ ｉ、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｃｄ、Ａｕ−Ｃｄ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ａｕ−Ｚ ｎ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｂｅ、Ｃｕ−Ｚｒ、Ｎｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎ ｉで単結晶や多結晶の両方がある。 その種の形状記憶合金から造られたピンを使用してリンクを締着する方法は、 ＷＯ−Ａ−９４／２３２１４に説明されている。 この公知の方法では、マルテンサイト組織での太さが孔の幅より小さくなって いるピンが使用されており、その結果、何も力を加える必要無しにピンは孔内部 にゆるく差し込まれる。ピンがオーステナイト組織を有すると、それらは孔の内 部で動かなくなる。 しかし、ピン太さの増大のかなりの部分は、ピンが孔に充満するのに必要とさ れる為に、この動かなくなるのは制約されることになる。事実、孔の充満で阻止 されるほんの一部分の増大のみが、孔内部でクランプ力を発生させるのに使用さ れるだけである。 また、本発明は、より優れたクランプ作用が得られる形状記憶合金製のピンを 使って、二つのエレメント、具体的には腕時計バンドのリンクを締着する方法を 提供することを目的としている。 この目的は、マルテンサイト組織を有したピンが、孔の幅よりも若干大きい太 さを有した状態で少なくても一つの孔に挿入されるようになっている本発明に依 って達成される。 これは、ピンが或る力で孔に挿入されなければならないことを意味している。 マルテンサイト組織からオーステナイト組織への変態の結果として、太さが増大 しようとする全体的な傾向はクランプ力に変換され、その結果、ピンがただ機械 的に孔内部でプレスされただけでは得られない優れたクランプ作用が得られる。 冷却時にオーステナイト組織からマルテンサイト組織に戻ると、エレメントの 使用温度よりも低い戻り温度での太さが減少する形状記憶合金を使うことができ る。 好ましくは、ピンと孔は丸くされ、ピンの上記太さと孔の上記幅とは直径とな っている。 本発明の実施例に依れば、４０℃よりも高いオーステナイト開始温度と１０℃ よりも低いマルテンサイト開始温度を有した記憶合金によって造られたピンが使 用される。 好ましくは、上記オーステナイト開始温度は、６０と８０℃の間に設定されて おり、またマルテンサイト開始温度は、−４０℃より低い。 実際には、８０℃よりも高く、例えば９０℃と２００℃の間に設定されたオー ステナイト終了温度を有した記憶合金で造られたピンが使用される。 本発明の他の特殊性と効果は、本発明に従って二つのエレメント具体的には金 属製腕時計バンドを締着する方法に対する次の説明から明らかになろう。この説 明は、ただ例として提供されているに過ぎず、本発明を何ら制約するものではな い。符号は添付図面を基準にしており、そこで： 図１は、本発明の方法に従って適用されるピンによって連結される腕時計バン ドの二つのリンクから成る部分の一部切り欠き側面図を示しており； 図２は、本発明の方法に係る適用におけるリンクの一部分とピンの側面図を示 しており； 図３は、温度の関数としてピンの直径の漸減に関する線図を示しており； 図４は、形状は類似しているが、ピンに対し別の金属を基準とした線図を示し ている。 図１は、丸い金属ピン２に連結される腕時計バンドの二つのリンク１の一部分 を示している。このピン２は、リンクの一方の二つの突出部４に対面貫通状に設 けられた丸孔３に押し込まれている。他方のリンク１は、ピン２の周りで一つの リップ５で折り曲げられている。 もし、孔３からピン２を引き抜くのに必要とされる力が１７５ニュートンより も大きければ、良好なクランプ作用が達成される。これは、通常更に孔にピンを 押し込むのに必要な力ともなろう。本発明に依れば、そのような優れたクランプ 作用は、孔３にピン２を差し込むのに上記の大きな力をピン２に加える必要無し に、又は純粋に機械的に達成可能なものよりも遥かにうまく成就される。 これは、特別にこの最終目的までプログラム化された形状記憶合金から造られ たピン２を使うことで、本発明に因って可能となる。 次の一連のもの：Ｃｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｓｉ、Ｃｕ− Ａｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ａｌ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｔｉ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ、 Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｎｂ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｚｒ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｈｆ、 Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｔｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ、Ｆｅ− Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｃｄ、Ａｕ−Ｃｄ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ａｕ−Ｚｎ、Ｃｕ− Ｚｎ−Ｂｅ、Ｃｕ−Ｚｒ、Ｎｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉで単結晶 や多結晶からの合金のような公知の形状記憶合金を採用できる。 ルーズピンや、例えば使用直前にピンとして必要長さの部片に切断されるリー ル巻き線条等の線は、通常の技術に従ってプログラム制御される、即ち、合金が より低い温度におけるマルテンサイト組織からより高い温度におけるオーステナ イト組織へ変態する時に別の形状を呼び戻すように熱機械的処理を受ける。ピン 又は線条の場合、この変形は、長さや直径における変化、即ち、もし線条がマル テンサイト組織で伸びていれば、線条の長さの収縮と直径の増大を意味する。ピ ン２の必要長さが決められる時には長さの変化が考慮されるのに対し、直径にお ける変化は、孔３の内部でピン２のクランプ力を得るために使用される。 きっとピン２の又はプログラム制御された記憶合金の線条の直径Ｄ１は、ピン がマルテンサイト組織を持つている時に孔３の直径Ｄ２よりも若干大きくなって いると思われる。勿論、ピン２の直径は、オーステナイト組織を持つと一層大き くなっている。 更に、オーステナイト組織への変態が開始し、また合金がマルテンサイト組織 を持つ温度範囲の終端を形成する温度Ａｓは、確実にできるだけ高く且ついかな る場合もピンの最大使用温度、即ち腕時計バンドにおけるピンに対して最大周囲 温度よりも高くなっているようにしている。 実際に、この温度Ａｓはいかなる場合も４０℃よりも高く、好ましくは６０℃ と８０℃の間に、又は８０℃より一層高く選定されている。完全オーステナイト 組織は、好ましくは８０℃より高い、例えば９０℃と２００℃の間のオーステナ イト終了温度Ａｆで得られる。合金が再度冷却されると、マルテンサイト組織へ の戻り変態はこの終了温度Ａｆで起きず、できるだけ低く、いかなる場合も通常 の使用温度よりも低くなければならないより低い戻り温度Ｍｓで起きる。これは 、合金のヒステリシスはできるだけ大きくなければならないことを意味している 。好ましくは、温度Ｍｓは、０℃よりもかなり低く、例えば−１０℃よりも、ま た 更には−４０℃よりも低い。マルテンサイト組織への戻りは、更に一層低い温度 Ｍｆで終了される。 ピン２、又はピン２が切断される線条は、オーステナイト開始温度Ａｓよりも 低い温度に保持される。もし、線条が使用される場合、ピン２は切断される。 孔３の直径Ｄ２よりも幾分大きく且つマルテンサイト組織を有した直径Ｄ１の ピン２は、或る一定の力で、しかし必要なクランプ力よりかなり小さな力で、リ ンク１の２つの孔３の一方を通して他方の孔３に押し込まれる。 この目的に、例えば油圧ピストン機構等の通常の押し込み装置が使用される。 次いで、ピン２は、オーステナイト開始温度Ａｓよりも高い温度に加熱される 。結果的に、ピン２は元のマルテンサイト組織からオーステナイト組織に移り、 その直径はもし自由に膨張できればそれで増大する。孔３内部で動かなくなるピ ン２の部分の直径増大は、リンク１の突出部４によって阻止されるが、しかし、 それで孔３内部にはこの最終目的の非常に大きな歪力が存在し、その結果として 、この目的にかなうように孔３内部で非常にタイトにクランプされる。 上記クランプ作用は、ウォームアップ温度とマルテンサイト組織への戻りの終 了温度Ｍｆとの間の全温度範囲に渡って、即ち腕時計バンドが受ける全ての通常 の使用温度に渡って維持される。この温度範囲でピン２を孔３から抜き出すには 、１７５ニュートンよりも大きな引張り力が必要とされる。 Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉベースの合金に対して、上記クランプ作用は、ウォームアッ プ温度下での全温度範囲に渡って維持される。 マルテンサイト組織からオーステナイト組織への変態中は、直径が増大するば かりでなく長さも減少するので、適用前にピン２の長さを確定する時にこのこと を考慮に入れなければならないし、また上記長さは例えば約５％よりも大きく選 定されなければならない。 最も重要な温度は、勿論オーステナイト組織への変態の開始温度Ａｓであるが 、戻り温度Ｍｓも重要である。これら温度は、合金の選択に、特に熱機械的処理 に左右され、かくして合金が受けるプログラム制御に左右される。 図３と４は、１．３７ｍｍの孔にクランプされるように設計されたピン２の温 度の関数として直径の漸減の二つの例を示している。変形と焼鈍後には、ピン２ は１．４４ｍｍの直径を有し、１．７２ｍｍの本来の直径を有した記憶合金製線 条から造られた。マルテンサイトの条件下では、線条は１．３８ｍｍと１．３９ ｍｍの直径に各々変形され、その後にピンはその線条から切断された。 図３が引き合いに出しているピン２は、室温で孔３に入れられ、１．３８ｍｍ の直径を有し、その後にピンは５２℃に加熱される。４３℃より組織変態が始ま る。８．２％にも達していた本来の変形は、ピンが自由状態で加熱されると２． ８％へと減少し、直径は１．４２ｍｍへ増大する。孔３内部では、変形は５．５ ％に制限され、それで２００Ｎの大きな歪力を発生させることになる。この歪力 は、５２と−８５℃の間の温度範囲に渡って維持される。 ４３℃の後者のＡｓ温度は、まだ比較的低く、マルテンサイトのより大きな変 形を達成する適当な熱機械的処理によって、又はこの位相の安定化によって、上 記Ａｓ温度は、図４に依ればピンに対して８０℃まで昇温された。しかし、上記 ピン２が孔３に挿入された後には１６０℃まで加熱されなければならない。ピン ２の直径は、１．３９ｍｍから１．４３ｍｍに増大したが、それは自由に膨張で きる場合である。孔３の内部では、２４０Ｎの歪力がピン２に発生され、それは １６０℃と−４０℃の間で維持された。 上述のように、ピンの挿入が非常に容易で簡単であるのに対し、大きな温度範 囲に渡ってピンは孔にうまくクランプされる。ただ低減された力と加熱が必要と されるだけである。工業的に製造されるピンについては、それらのコスト価格は 比較的低くなろう。 本発明は、決して上述の実施例に限定されるものでなく、反対に、本発明の実 現に使用される部品の形状と寸法に関する限り他のものでも、本発明の技術的範 囲内に留まっている限り多くの変更が上記実施例に対して加えられ得る。 具体的には、ピンと孔は必ずしも丸い必要はない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ターラー，ウィリー，エイ. スイス国 シーエイチ−1200 ジュネーヴ ル ド アルプス 22 (72)発明者 シュウォブ，ジーン スイス国 シーエイチ−1361 バシンズ ペルヴェンチェズ (72)発明者 ヴァン モールレジェム，ウィルフリート ベルギー国 ビー−3210 ルビーク ロス 21

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エレメントの使用温度よりも高く設定された第１温度範囲においてマルテン サイト組織からオーステナイト組織へ変態し、それによって太さが増大するよう に、また上記使用温度より低く設定された第２温度範囲においてオーステナイト 組織からマルテンサイト組織へ変態するようにプログラム制御される大きなヒス テリシスを有した形状記憶合金から造られた金属ピン（２）は、リンクされるエ レメントの少なくても一方の盲孔かどうかを問わず少なくても一つの孔（３）に マルテンサイト組織でクランプされ；ピン（２）の太さが増大されて、それによ って孔（３）内部でのピン（２）のクランプ力が非常に大きくなるようにピン（ ２）は引き続き第１温度領域よりも高い温度に加熱され；ピン（２）は最終的に 使用温度まで冷却されるようにした二つのエレメント、特に金属腕時計バンドの リンク（１）を取り付ける方法において、マルテンサイト組織を有したピン（２ ）は、孔（３）の幅よりも若干大きい太さを有した状態で少なくても一つの孔（ ３）に挿入されることを特徴とする二つのエレメントを締着する方法。 ２．冷却時にオーステナイト組織からマルテンサイト組織へ戻ると、戻り温度、 即ちピン（２）の使用温度よりも低いマルテンサイト開始温度（Ｍｓ）での太さ が減少する形状記憶合金が使用されていることを特徴とする請求項１に記載の方 法。 ３．ピン（２）と孔（３）は丸くなっており、またピン（２）の上記太さと孔（ ３）の幅とは直径（Ｄ１、Ｄ２）となっていることを特徴とする請求項１または ２に記載の方法。 ４．４０℃よりも高いオーステナイト開始温度（Ａｓ）を有した記憶合金から造 られたピン（２）が使用されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか 一つに記載の方法。 ５．オーステナイト開始温度（Ａｓ）は、６０と８０℃の間に設定されることを 特徴とする請求項４に記載の方法。 ６．８０℃よりも高いオーステナイト終了温度（Ａｆ）を有した記憶合金から造 られたピン（２）が使用されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つ に記載の方法。 ７．９０℃と２００℃の間に設定されたオーステナイト終了温度（Ａｆ）を有し た記憶合金から造られたピン（１）が使用されることを特徴とする請求項６に記 載の方法。 ８．−１０℃よりも低いマルテンサイト開始温度（Ｍｓ）を有した記憶合金から 造られたピン（２）が使用されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一 つに記載の方法。 ９．−４０℃よりも低いマルテンサイト開始温度（Ｍｓ）を有した記憶合金から 造られたピン（２）が使用されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一 つに記載の方法。