钟表零件、机芯和钟表的制作方法

1.本技术涉及钟表零件、机芯和钟表。


背景技术：

2.在配备于钟表的钟表零件中，有时候使用具备与对方部件的被对置面对置且伴随着旋转而相对于被对置面滑动的滑动面的零件。
3.例如，配备于机械式钟表的擒纵轮具备伴随着旋转而与安装于擒纵叉的叉瓦钻滑动的滑动面。一直以来，提出了这样的构造：由于叉瓦钻由红宝石或陶瓷等高硬度材料形成，因而为了减少滑动面的磨损，在滑动面保持有润滑油。
4.在专利文献1中，记载了这样的擒纵轮：在安装于轮毂的轮缘上具备以放射状配设的多个齿，齿的指状体具有配置于接近轮缘的一侧的第一部分和配置于接近指状体的前端部的一侧且厚度比第一部分小的第二部分，这两个部分的边界是形成油保持部的隆起部。
5.在专利文献2中，记载了这样的电铸零件：在电铸体表面形成在滑动部沿与滑动方向垂直的方向伸展的微小的竖直钢筋状凹凸，从而具有润滑油的保持性高的滑动部。
6.在专利文献3中，记载了钟表零件，该钟表零件是至少层叠3层的精密机械零件，该精密机械零件中相对于层叠方向大致平行的部分具有与其它零件接触的滑动部，至少滑动部的一部分具有凹部。
7.【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特表2007
‑
506073号公报；【专利文献2】日本特开2016
‑
176714号公报；【专利文献3】日本特开2010
‑
91544号公报。


技术实现要素：

8.【发明要解决的课题】在具有与对方部件的被对置面对置且伴随着旋转而与被对置面滑动的滑动面的钟表零件中，期望抑制滑动面的磨损并且减少钟表零件的旋转所需要的能量。在上述各专利文献所记载的技术中，将润滑油保持于滑动面，因而伴随着滑动面与被对置面的滑动而产生的滑动面的磨损被抑制，但在减少旋转所需要的能量上存在改善的余地。
9.本技术的目的在于在具有对于对方部件与被对置面对置且伴随着旋转而与被对置面滑动的滑动面的钟表零件中，抑制滑动面的磨损并且减少旋转体的旋转所需要的能量。
10.【用于解决课题的方案】在第一方式的钟表零件中，具有：旋转体，其能够以旋转轴为中心而旋转；滑动面，其设于前述旋转体，相对于对方部件的被对置面倾斜而对置，通过前述旋转体的旋转而相对于前述被对置面滑动；以及一个或多个槽部，其在前述滑动面沿与滑动方向交叉的方向
延伸且能够保持润滑油。
11.在该钟表零件中，由于设于旋转体的滑动面相对于对方部件的被对置面倾斜而对置，因而在通过旋转体的旋转而滑动面相对于被对置面滑动时，滑动面相对于被对置面以线状或点状接触。
12.而且，在滑动面设有与滑动方向正交的方向的槽部，槽部能够保持润滑油。
13.照此，滑动面相对于被对置面以线状或点状接触，并且因被槽部保持的润滑油而摩擦变小，由此滑动面的滑动的阻力变小。即，能够抑制滑动面相对于被对置面滑动时的滑动面的磨损，并且能够减少旋转体的旋转所需要的能量。
14.第二方式是在第一方式中，前述滑动面相对于前述旋转体的旋转中心线倾斜。
15.因此，实现如下的构造：即使旋转体旋转，滑动面也维持相对于旋转中心线倾斜的状态，并同时沿旋转圆周方向移动。
16.第三方式是在第二方式中，在包括前述旋转中心线的平面上的前述滑动面相对于前述旋转中心线的倾斜角是1度以上且5度以下。
17.倾斜角是1度以上，从而例如即使在旋转中心线相对于例如设计值倾斜的情况下，滑动面也能够可靠地维持相对于被对置面以线状或点状接触地滑动的状态。
18.另外，倾斜角是5度以下，从而能够抑制滑动面的前端部分(即，相对于被对置面接触而滑动的部分)的位置的偏差，维持滑动面与被对置面的相对位置关系。
19.第四方式是在第一至第三任一个方式中，前述槽部自前述滑动面起的深度是0.1μm以上且3.0μm以下。
20.槽部的深度是0.1μm以上，从而能够可靠地保持润滑油。
21.另外，槽部的深度是3.0μm以下，从而槽部不会过度变深，因而能够减少保留在槽部内而不能使用、造成浪费的润滑油的量。
22.第五方式是在第一至第四任一个方式中，前述槽部在前述滑动面的与延伸方向正交的方向上的槽宽是1μm以上且20μm以下。
23.槽部的槽宽是1μm以上，从而能够可靠地保持润滑油。
24.另外，槽部的槽宽是20μm以下，从而能够实现滑动面相对于被对置面顺畅地滑动的状态。
25.在第六方式的机芯中，包括第一至第五任一个方式的钟表零件和具备前述被对置面的前述对方部件，通过前述旋转体的旋转而前述滑动面的一部分与前述被对置面线接触或点接触并同时滑动。
26.在该机芯中，由于具有第一至第五任一个方式的钟表零件，因而在通过旋转体的旋转而滑动面的一部分与被对置面线接触或点接触并同时滑动时，能够抑制滑动面的磨损，并且能够减少旋转所需要的能量。
27.在第七方式的钟表中，具备第六方式的机芯。
28.在该钟表中，具备第六方式的机芯，该机芯具有第一至第五任一个方式的钟表零件。因此，在通过旋转体的旋转而滑动面的一部分与被对置面线接触或点接触并同时滑动时，能够抑制滑动面的磨损，并且能够减少旋转所需要的能量。
29.【发明的效果】在本技术中，能够抑制滑动面的磨损并且减少旋转体的旋转所需要的能量。
附图说明
30.图1是示出包括第一实施方式的擒纵轮和擒纵叉的机芯的俯视图。
31.图2是示出第一实施方式的擒纵轮和轴承的截面图。
32.图3是示出第一实施方式的擒纵轮的滑动面与擒纵叉瓦的被对置面对置的状态的俯视图。
33.图4是示出第一实施方式的擒纵轮的滑动面与擒纵叉瓦的被对置面对置的状态的放大俯视图。
34.图5是将第一实施方式的擒纵轮在滑动面的附近进行放大而示出的立体图。
35.图6是示出第一实施方式的擒纵轮的滑动面与擒纵叉瓦的被对置面对置的状态的图4的6
‑
6线截面图。
36.图7是将第一实施方式的擒纵轮在滑动面的附近进行放大而示出的图5的箭头7方向向视图。
37.图8是将第一实施方式的擒纵轮在滑动面的附近进行放大而示出的图7的8
‑
8线截面图。
38.图9是将第一实施方式的擒纵轮的擒纵轮前端部进行放大而示出的说明图。
39.图10是将第一实施方式的擒纵轮的擒纵轮前端部进行放大而示出的说明图。
40.图11是示出第一实施方式的擒纵轮的榫头间隙与旋转轴的倾斜角度的关系的座标图。
41.图12是示出第一实施方式的擒纵轮的尺寸与滑动面的倾斜角的关系的座标图。
42.图13是示出在第一实施方式的擒纵轮的槽部处的油膜面深度与槽宽的关系的座标图。
43.图14是示出本公开的技术的钟表的主视图。
具体实施方式
44.参照附图，对第一实施方式的钟表零件和使用该钟表零件的钟表22详细地进行说明。
45.图14所示的钟表22是自动上弦机械式手表，在内部具备图1所示的机芯24。机芯24包括擒纵轮26和擒纵叉28。擒纵轮26是钟表零件的一个示例，擒纵叉28是对方部件的一个示例。
46.擒纵轮26具有以旋转轴30为中心而以倾斜放射状伸出的多个臂32。多个臂32沿旋转轴30的圆周方向隔开一定角度而配置。在各个臂32伸出前端侧的面是滑动面42。
47.如图2所示，旋转轴30插入贯通至配备于钟表22的轴承34。由此，擒纵轮26沿图1所示的箭头r1方向可旋转地被保持。
48.如图1所示，擒纵叉28以擒纵叉轴36为中心而沿箭头y1方向及其相反方向即箭头y2方向能够摇摆地被保持。而且，擒纵叉28利用未图示的摆钻来变更向箭头y1方向的既定角度的旋转和向箭头y2方向的既定角度的旋转而摇摆。
49.擒纵叉28具有2块方片38，分别进瓦40a被保持于方片38的一个，出瓦40b被保持于另一个。以下，在不区分进瓦40a和出瓦40b的情况下，仅仅作为擒纵叉瓦40而进行说明。
50.在擒纵叉瓦40，如在图3和图4中也示出那样，设有被对置面44。关于被对置面44，
是对应于擒纵轮26的旋转角度，任一个臂32的滑动面42有时候会对置的面。
51.擒纵轮26沿箭头r1方向受到未图示的驱动源的旋转驱动力。擒纵轮26的箭头r1方向的旋转因臂32之一抵接到进瓦40a或出瓦40b而暂时地被阻止。例如，如图1所示，臂32之一抵接到出瓦40b，从而能够采取箭头r1方向的旋转被阻止的状态。在此，如果擒纵叉28通过未图示的摆钻而沿箭头y1方向旋转，则出瓦40b从臂32离开，擒纵轮26能够沿箭头r1方向旋转。
52.在出瓦40b从臂32离开的途中，滑动面42相对于出瓦40b的被对置面44滑动，并且同时擒纵轮26旋转。
53.擒纵轮26沿箭头r1方向旋转，并且同时擒纵叉28沿箭头y1方向旋转既定角度，在擒纵轮26的旋转角度成为既定角度的状态下，进瓦40a抵接到擒纵轮26的臂32(与出瓦40b所接触的臂不同的臂)。由此，擒纵轮26的旋转再次被阻止。接着，如果擒纵叉28沿箭头y2方向旋转，则进瓦40a从臂32离开，因而擒纵轮26能够再次沿箭头r1方向旋转。
54.照此，在进瓦40a从臂32离开的途中，滑动面42也相对于进瓦40a的被对置面滑动，并且同时擒纵轮26也旋转。
55.如果擒纵轮26沿箭头r1方向旋转既定角度，则出瓦40b抵接到擒纵轮26的臂32(与进瓦40a所接触的臂不同的臂)，阻止擒纵轮26的旋转。擒纵轮26是通过进行这样的间歇性旋转(一定角度的旋转和停止旋转)而刻画一定的时间的钟表零件。
56.在本公开的技术中，如图5、图6、图9和图10所示，擒纵轮26的滑动面42相对于旋转中心线cl
‑
1以倾斜角θ1倾斜。在此，如图5所示，考虑包括旋转中心线cl
‑
1的平面pl，将该平面pl上的滑动面42的相对于旋转中心线cl
‑
1(在图5中，与旋转中心线cl
‑
1平行的基准线cl
‑
2)的角度作为滑动面42的倾斜角θ1。在本实施方式中，倾斜角θ1是1度以上且5度以下。此外，在图6、图9和图10中，为了使滑动面42的倾斜变得更明确，使倾斜角θ1比实际更大地进行图示。
57.与此相对，如图6所示，擒纵叉瓦40的被对置面44与擒纵轮26的旋转中心线cl
‑
1平行。因此，擒纵轮26的滑动面42对应于擒纵轮26的旋转角度而与擒纵叉28的被对置面44对置，但在如此对置的状态下，滑动面42相对于被对置面44倾斜。
58.在滑动面42与被对置面44对置的状态下，滑动面42的擒纵轮前端部26t相对于被对置面44接触。在该接触状态下，擒纵轮26沿箭头r1方向旋转，从而滑动面42相对于被对置面44以线状或点状接触并同时滑动。
59.如图4
‑
图8所示，在滑动面42，形成有多条槽部46。各个槽部46是与滑动面42相对于被对置面44滑动的方向(箭头s1方向)交叉的方向。特别地，在本实施方式中，如图7所示，如果正面观察滑动面42，则槽部46的延伸方向是与擒纵轮26的厚度方向(箭头t1方向)一致的方向，是相对于滑动方向(箭头s1方向)正交的方向。
60.如图6所示，滑动面42相对于被对置面44倾斜，因而在滑动面42相对于被对置面44滑动的状态下，在滑动面42与被对置面44之间构成有楔状间隙wg。另外，在滑动面42涂敷有润滑油48。在滑动面42的擒纵轮前端部26t相对于被对置面44接触的状态下，能够使润滑油48暂时地存积于该间隙wg。润滑油48起到在滑动面42相对于被对置面44滑动时减少摩擦的作用。
61.如图8所示，涂敷于滑动面42的润滑油48的一部分被保持于各个槽部46。换而言
之，槽部46是设成能够如此保持润滑油48的凹陷部分。即使在由于滑动面42相对于被对置面44重复进行滑动而润滑油48的量变少的情况下，也维持在槽部46保持润滑油48的状态。
62.此处所述的润滑油48的“保持”，是指润滑油48由于粘性或表面张力等维持不从槽部46漏出而保留在槽部46内的状态。因此，例如在保持于槽部46的润滑油48与滑动面42上的润滑油48不连续的情况下(包括滑动面42上的润滑油消失的情况)，无论滑动面42的朝向如何，都维持润滑油48不会从槽部46漏出的状态。即使润滑油48由于重力而在槽部46内向铅垂下方流动，也不会向槽部46的外部漏出。与此相对，在保持于槽部46的润滑油48与滑动面42上的润滑油48连续的状态下，也有时候润滑油48的一部分在槽部46内和滑动面42上交换，但即使在此情况下，所保持的润滑油48也不会向槽部46的外部完全脱离。
63.此外，实际上由于上述的表面张力而润滑油48的一部分从槽部46略微隆起，如在图8中以双点划线示出那样，有时候形成有以凸形状隆起的弯月面(meniscus)48a。在此情况下，如果滑动面42相对于被对置面44滑动，则润滑油48可靠地附着于擒纵叉瓦40的擒纵叉前端部28t。
64.与此相对，如在图8中以实线示出那样，形成于槽部46的润滑油48的弯月面存在成为向槽部46内凹陷的凹形状的弯月面48b的情况。即使在此情况下，擒纵叉瓦40的擒纵叉前端部28t(参照图4)略微进入至槽部46，因而润滑油48也附着于擒纵叉瓦40的擒纵叉前端部28t。
65.如图7和图8所示，槽部46沿滑动方向具有既定槽宽w1。在本实施方式中，槽宽w1是1μm以上且20μm以下。
66.另外，槽部46自滑动面42起具有既定槽深度d1。在本实施方式中，槽深度d1是0.1μm以上且3.0μm以下。
67.接着，说明本实施方式的作用。
68.如图5和图6所示，擒纵轮26的滑动面42相对于旋转中心线cl
‑
1以倾斜角θ1倾斜。与此相对，擒纵叉28的被对置面44与旋转中心线cl
‑
1平行。因此，滑动面42在与被对置面44对置的状态下成为相对于被对置面44以倾斜角θ1倾斜的状态。而且，在由于擒纵轮26的箭头r1方向(参照图1
‑
图3)的旋转而滑动面42滑动于被对置面44时，滑动面42相对于被对置面44以线状或点状接触地滑动。
69.而且，润滑油48被保持于设于滑动面42的槽部46。由于该润滑油48，滑动面42相对于被对置面44滑动时的滑动的摩擦变小，滑动的阻力也变小。
70.由此，在本实施方式中，与滑动面42不倾斜的构造和润滑油48不被槽部46保持的构造比较，即使滑动面42相对于被对置面44滑动，也能够抑制滑动面42的磨损，并且能够减少擒纵轮26的旋转所需要的能量。
71.在本实施方式中，滑动面42相对于擒纵轮26的旋转中心线cl
‑
1以既定倾斜角θ1倾斜。因此，即使擒纵轮26旋转，也能够维持滑动面42相对于旋转中心线cl
‑
1以一定的倾斜角θ1倾斜的状态。
72.如图2所示，擒纵轮26的旋转轴30插入贯通至钟表22的轴承34，在旋转轴30的外周与轴承34的内周之间产生间隙gp。该间隙是所谓的“榫头间隙”，由于间隙gp，有时候如在图2中以双点划线示出那样旋转轴30相对于擒纵轮26的本来的旋转中心线cl
‑
1倾斜。在本实施方式中，照此，倾斜角θ1的下限值以这样的方式被确定：即使旋转轴30即实际的旋转中心
线cl
‑
1成为相对于设计上的旋转中心线倾斜的状态，也能够维持滑动面42相对于被对置面44以线状或点状接触的状态。
73.在图11中，示出在轴长l1为1mm、2mm、3mm和4mm的各个的情况下的、旋转轴30的倾斜度与间隙gp(榫头间隙)的关系。如图2所示，该轴长l1在旋转轴30中是整个旋转轴30的长度。
74.具体而言，在钟表22的擒纵轮26中，有时候间隙gp的最大值为10μm左右，轴承34的轴长l1的最小值为1mm左右，从图11可知在此情况下的旋转轴30的最大倾斜角成为0.57度。照此，为了即使旋转轴30倾斜也能够维持滑动面42相对于被对置面44以线状或点状接触的状态，将倾斜角θ1的下限值作为1度即可。
75.照此，出于维持滑动面42相对于被对置面44以线状或点状接触的状态的观点，在倾斜角θ1的上限值上没有限制。然而，如果使倾斜角θ1过大，则擒纵轮前端部26t的厚度变薄，强度下降。因此，出于确保擒纵轮前端部26t的强度的观点，优选将上限值设定成倾斜角θ1。
76.另外，如图9和图10所示，关于滑动面42，擒纵轮前端部26t有时候由于制造上的精度极限而成为弯曲形状，该弯曲形状的曲率半径r有时候在0μm以上且20μm的范围内发生偏差。在图9和图10中，以实线示出的擒纵轮前端部26t是曲率半径r相对小的情况(作为r=r1)，以双点划线示出的擒纵轮前端部26t是曲率半径r大的情况(作为r=r2)。此外，图9是滑动面42的倾斜角θ1相对小的情况，图10是滑动面42的倾斜角θ1相对大的情况。在图9和图10中，使附图上的倾斜角比实际的倾斜角更大而示出。
77.如从图9和图10的任一方都可知那样，擒纵轮前端部26t的曲率半径r越大，对擒纵轮26的尺寸l2造成的影响就越大。另外，如比较图9和图10可知那样，倾斜角θ1越大，尺寸l2就越进一步变大，该倾向在曲率半径r越大的情况下越显著。此外，该尺寸l2是在各臂32中从曲率半径r=0(零)的情况下的擒纵轮前端部26t的位置(参照图9和图10所示的基准线l3)测量的到实际的擒纵轮前端部26t的长度。
78.在图12中，示出在擒纵轮前端部26t的曲率半径r为20μm、10μm、5μm和2μm的各个的情况下的、尺寸l2与倾斜角θ1的关系。在此，如果将由于曲率半径r而导致的尺寸的偏差的容许值作为2μm，则如从图12可知那样，在曲率半径r为20μm时，与2μm的尺寸l2对应的倾斜角θ1是5.71度。因此，如果将倾斜角θ1的上限值作为5度，则能够减小曲率半径r大的情况下的尺寸l2的偏差。
79.如图8所示，只要能够将润滑油48保持于槽部46，则槽部46的槽宽w1(即，在与槽部46的延伸方向正交的方向上的槽部46的开口宽度)就不被限定。但是，如果过度增大槽宽w1，则在滑动面42相对于被对置面44滑动时，擒纵叉前端部28t以落入的方式抵接到槽部46，因而成为滑动的阻力。在将擒纵叉前端部28t的曲率半径的最小值设定成20μm的情况下，将槽部46的槽宽w1的最大值作为20μm，从而能够减小在滑动面42相对于被对置面44滑动时的阻力。
80.只要能够将润滑油48保持于槽部46，则槽部46自滑动面42起的槽深度d1就不被限定。例如，如果将槽深度d1的下限值作为0.1μm，则能够将润滑油48保持于槽部46。
81.但是，如果使槽部46过深，则在槽部46中，润滑油48积存于槽部46的槽底部46b的附近，未供给至滑动面42与被对置面44之间的润滑油48变多。例如，如图8所示，在槽部46
中，在润滑油48的弯月面48b为凹形状的情况下，存在以单点划线n1示出的范围的润滑油48未被使用的可能性。
82.在图13中，示出保持于槽部46的润滑油48的油膜面深度d2与槽宽w1的关系。该油膜面深度d2是如图8所示在保持于槽部46的润滑油48的凹形状的弯月面48b中从滑动面42起测量的最深部的深度。最深部出现于槽宽w1的范围内的中央的位置。
83.此外，有时候对滑动面42进行所谓的保油处理。该保油处理是增大滑动面42(包括槽部46)处的润滑油48的接触角θ2(参照图8)的处理，通过保油处理，润滑油48变得易于保持于滑动面42(包括槽部46)。作为一个示例，与进行过保油处理的情况下的接触角θ2为70度相对而言，未进行保油处理的情况下的接触角θ2是30度。
84.如上所述，由于与擒纵叉瓦40的被对置面44的关系，槽部46的槽宽w1的最大值能够设定成20μm。在此情况下，根据图13，油膜面深度成为2.7μm。即，即使使得槽部46的槽深度d1比2.7μm更深，也产生不能使用的润滑油48。如果考虑这点而将槽部46的槽深度d1的上限值作为3μm，则能够减少不能使用的润滑油48的量。
85.在本公开的技术中，槽部46的数量未被限定，也可以例如在滑动面42仅形成有1条。另外，在上述中，如图7所示，列举了正面观察滑动面42，槽部46的延伸方向是沿着擒纵轮26的厚度方向(箭头t1方向)的方向的示例，但槽部46的延伸方向也可以相对于擒纵轮26的厚度方向倾斜。而且，关于槽部46，沿着延伸方向一定的深度和槽宽也可以并非一定。
86.在本公开的技术中，擒纵轮26的制造方法未被限定，但能够例如使用电铸法来制造。在此情况下，在硅晶圆的一个面形成导电膜而形成基板，在基板上形成光致抗蚀剂层。通过预先在该光致抗蚀剂层设有与滑动面42的倾斜对应的渐缩部，在通过电铸处理而制造擒纵轮26时，得到具有相对于旋转中心线cl
‑
1倾斜的滑动面的擒纵轮26。
87.在上述中，作为钟表零件的一个示例而列举了擒纵轮26，但钟表零件不限定于此，例如，也可以是配备于钟表的内部的各种齿轮或凸轮等。而且，作为机芯，也不限定于具备擒纵轮26和擒纵叉28的构造。例如，也可以将本公开的技术适用于通过多个齿轮的啮合而传递旋转力的机构等。
88.【符号说明】22 钟表24 机芯26 擒纵轮(旋转体的一个示例)26t 擒纵轮前端部28 擒纵叉(对方部件的一个示例)28t 擒纵叉前端部30 旋转轴32 臂34 轴承36 擒纵叉轴40 擒纵叉瓦42 滑动面44 被对置面
46 槽部46b 槽底部48 润滑油cl
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1 旋转中心线pl 包括旋转中心线的平面d1 槽深度(自滑动面起的深度)θ1 倾斜角w1 槽宽。