JP2008157912A - Timepiece component, and timepiece provided with same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、時計部品、及び当該時計部品を備えた時計に関する。 The present invention relates to a timepiece component and a timepiece having the timepiece component.
近年、通常の電気メッキ浴、あるいは化学メッキ浴に不溶性の微粒子を混入して金属と共に共析させることにより、金属メッキに微粒子を混入させた複合メッキが知られている。複合メッキでは、金属メッキ、及び微粒子を選択することにより、硬度、耐摩耗性、潤滑性などに優れたメッキを皮膜することができる(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の複合メッキでは、硫酸ニッケルと塩化ニッケルを主成分とするワット浴に、光沢剤、ポリアクリル酸、及びカーボンナノチューブを混合することで複合メッキ液を調整して電気メッキ処理を施すことにより、金属メッキとしてのニッケルメッキに、微粒子としてのカーボンナノチューブを混入させ、高硬度、かつ表面が平滑な複合メッキを皮膜することができる。
In recent years, composite plating in which fine particles are mixed in metal plating by mixing insoluble fine particles in a normal electroplating bath or chemical plating bath and co-depositing with the metal is known. In composite plating, by selecting metal plating and fine particles, plating having excellent hardness, wear resistance, lubricity and the like can be coated (for example, see Patent Document 1).
In the composite plating described in
ところで、従来、電池やゼンマイなどのエネルギーを利用して指針を運針させる時計が知られている。このような時計には、他の時計部品と接触して摺動する摩擦摺動部、または時計の動作に応じて他の時計部品との接触状態を切り替える切替部を有する時計部品が利用されている。
ここで、摩擦摺動部、及び切替部には、他の時計部品と点接触するため磨耗しやすいので、耐磨耗性、及び潤滑性を付与するべく時計専用の油を注油している。
By the way, conventionally, a timepiece that moves the hands using energy such as a battery or a spring is known. Such a timepiece uses a frictional sliding portion that slides in contact with other timepiece components, or a timepiece component having a switching portion that switches a contact state with other timepiece components according to the operation of the timepiece. Yes.
Here, the friction sliding part and the switching part are easily worn because they are in point contact with other timepiece parts, so that oil dedicated to the timepiece is injected to provide wear resistance and lubricity.
図7は、無電解ニッケルメッキの注油有り、無しにおけるメッキとアルミナ球との磨耗試験結果である。
本試験は、ボールオンプレート往復揺動式摩擦摩耗試験機にて測定を行ったものである。本試験における試料としては、メッキ下地板(高炭素鋼材、硬さ:Hv=700、表面粗さ:Ra=5nm)に、無電解メッキ処理によりメッキ厚を20μmとしてニッケルメッキを皮膜したものを用いている。また、対磨耗物としては、アルミナ(Al2O3)球(硬さ:Hv=1500)を用いている。
FIG. 7 shows the results of a wear test between plating and alumina balls with and without electroless nickel plating lubrication.
This test was performed with a ball-on-plate reciprocating rocking friction and wear tester. As a sample in this test, a plating base plate (high carbon steel material, hardness: Hv = 700, surface roughness: Ra = 5 nm) coated with nickel plating with a plating thickness of 20 μm by electroless plating treatment is used. ing. Moreover, an alumina (Al2O3) sphere (hardness: Hv = 1500) is used as an anti-wear material.
本試験における試験条件としては、荷重:200g(30kg/mm2)、ストローク:2Hz(0.5秒/回)、ストローク長さ:10mm、トータル時間:1400秒として行った。なお、この条件にて行った試験は、時計部品における三番カナの下ホゾと受石との摺動に換算すれば、2ヶ月間の耐久試験に相当する。
図7は、前述した試験条件の下、縦軸に摩擦係数、横軸にストローク回数をとり、試料と、対磨耗物との接触面に注油を行った場合における試験結果をグラフE、試料と、対磨耗物との接触面に注油を行わなかった場合における試験結果をグラフFとして示した図である。
The test conditions in this test were as follows: load: 200 g (30 kg / mm 2), stroke: 2 Hz (0.5 seconds / time), stroke length: 10 mm, and total time: 1400 seconds. Note that the test conducted under these conditions corresponds to a two-month durability test when converted to sliding between the lower tenon of the third pinion and the jewel in the watch part.
FIG. 7 shows the test results when the friction coefficient is plotted on the vertical axis and the number of strokes is plotted on the horizontal axis under the test conditions described above, and lubrication is performed on the contact surface between the sample and anti-wear material. FIG. 5 is a graph F showing the test results when no lubrication was performed on the contact surface with the wear object.
接触面に注油を行った場合には、グラフEに示すように、摩擦係数は、ストローク回数が増加しても0.1付近で安定している。
一方、接触面に注油を行わなかった場合には、グラフFに示すように、ストローク回数が0〜300回付近において、摩擦係数が0.6付近まで急激に上昇する。そして、これ以降は、ストローク回数が増加するとともに、摩擦係数が0.6付近まで徐々に上昇している。
ストローク回数が0〜200回付近において、摩擦係数が0.6付近まで急激に上昇しているのは、他の時計部品との接触により一時的に大きな力がかかり、接触面のメッキが削れて粗くなっているためであると考えられる。そして、これ以降は、ストローク回数が増加するとともに、接触面のメッキが削れることにより発生した削りかすが接触面に付着して摩擦係数が上昇していると考えられる。
When the contact surface is lubricated, as shown in the graph E, the friction coefficient is stable near 0.1 even when the number of strokes increases.
On the other hand, when the contact surface is not lubricated, as shown in graph F, when the number of strokes is in the vicinity of 0 to 300, the friction coefficient increases rapidly to near 0.6. Thereafter, the number of strokes increases and the friction coefficient gradually increases to near 0.6.
When the number of strokes is around 0 to 200, the friction coefficient suddenly increases to near 0.6 because a large force is temporarily applied due to contact with other watch parts, and the plating on the contact surface is scraped. This is considered to be because it is coarse. From this point on, it is considered that the number of strokes increases, and the shavings generated by scraping the plating on the contact surface adhere to the contact surface, increasing the friction coefficient.
しかしながら、時計部品に時計専用の油を注油した場合であっても、長期間の使用や低温環境下においては、油の劣化が進み摩擦抵抗が大きくなり、ひいては、消費エネルギーが増大して時計が停止してしまうなどの問題がある。
また、摩擦摺動部、及び切替部は、前述したように、他の時計部品との点接触により一時的に大きな力がかかるので、接触面が削れて粗くなったり、接触面が削れることにより発生した削りかすが接触面に付着したりすることによっても、摩擦抵抗が大きくなる場合がある。
However, even when oil dedicated to the watch is lubricated to the watch parts, the oil deteriorates and the frictional resistance increases under long-term use or in a low-temperature environment. There are problems such as stopping.
In addition, as described above, the friction sliding part and the switching part are temporarily subjected to a large force due to point contact with other timepiece parts, so that the contact surface is shaved and roughened, or the contact surface is scraped. The frictional resistance may also be increased by the generated shavings adhering to the contact surface.
このため、摩擦摺動部、及び切替部に、無電解ニッケルメッキに熱処理を施した高硬度メッキや、無電解ニッケルメッキにテフロン(登録商標)を含有させた潤滑メッキなどが皮膜されているが、このようなメッキを皮膜した場合であっても、長期間の使用においては前述したように摩擦抵抗が大きくなってしまうため、定期的な分解洗浄と注油が不可欠であるという問題がある。 For this reason, the friction sliding part and the switching part are coated with high-hardness plating obtained by heat-treating electroless nickel plating, or lubricating plating containing Teflon (registered trademark) in electroless nickel plating. Even when such plating is applied, there is a problem that periodic disassembly and cleaning and lubrication are indispensable because the frictional resistance increases as described above in long-term use.
本発明の目的は、摩擦摺動部、及び切替部の耐磨耗性、及び潤滑性を飛躍的に向上させ、無注油で時計の長期間の使用が可能となる時計部品、及び当該時計部品を備えた時計を提供することにある。 An object of the present invention is to dramatically improve the wear resistance and lubricity of the friction sliding part and the switching part, and to make a watch part usable for a long time without lubrication, and the watch part. It is to provide a watch equipped with.
本発明者は、時計部品の摩擦摺動部、または切替部に、金属メッキにカーボンナノチューブを複合させた複合メッキを皮膜することにより、摩擦係数を低減させて耐磨耗性、及び潤滑性を飛躍的に向上させることができることを突き止め、定期的な分解洗浄と注油を行わなくとも時計の長期間の使用を可能とする本発明を創作したものである。 The inventor coats the friction sliding part or switching part of the timepiece part with a composite plating in which carbon nanotubes are combined with metal plating, thereby reducing the friction coefficient and improving the wear resistance and lubricity. The present invention has been devised so that it can be dramatically improved and the watch can be used for a long period of time without periodic disassembly and cleaning and lubrication.
具体的には、本発明の時計部品は、他の時計部品と接触して摺動する摩擦摺動部、または時計の動作に応じて他の時計部品との接触状態を切り替える切替部を有する時計部品であって、前記摩擦摺動部、または前記切替部の接触面には、金属メッキにカーボンナノチューブを混入した複合メッキが皮膜されることを特徴とする。 Specifically, the timepiece component of the present invention has a friction sliding portion that slides in contact with another timepiece component, or a timepiece having a switching portion that switches a contact state with the other timepiece component in accordance with the operation of the timepiece. The component is characterized in that the friction sliding portion or the contact surface of the switching portion is coated with composite plating in which carbon nanotubes are mixed with metal plating.
このような構成によれば、時計部品の摩擦摺動部、または切替部の接触面には、金属メッキにカーボンナノチューブを混入した複合メッキが皮膜されるので、摩擦摺動部、または切替部の接触面における摩擦係数を低減させて耐磨耗性、及び潤滑性を飛躍的に向上させることができ、定期的な分解洗浄と注油を行わなくとも時計の長期間の使用を可能とすることができる。 According to such a configuration, the frictional sliding part of the timepiece part or the contact surface of the switching part is coated with the composite plating in which carbon nanotubes are mixed into the metal plating, so the frictional sliding part or the switching part The friction coefficient on the contact surface can be reduced to dramatically improve wear resistance and lubricity, enabling the watch to be used for a long time without periodic disassembly and cleaning and lubrication. it can.
本発明では、前記金属メッキは、ニッケルメッキであることが好ましい。
このような構成によれば、ニッケルは、電気メッキ処理に好適な金属であるので、電気メッキ処理により容易に時計部品に複合メッキを皮膜することができる。また、ニッケル金属で皮膜することにより、時計部品の金属を防錆することができる。
In the present invention, the metal plating is preferably nickel plating.
According to such a configuration, since nickel is a metal suitable for electroplating, it is possible to easily coat composite plating on a watch part by electroplating. Moreover, the metal of a timepiece part can be rust-proofed by coat | covering with nickel metal.
本発明では、前記ニッケルメッキは、電気メッキ処理により皮膜されることが好ましい。
このような構成によれば、電気メッキ処理により、摩擦摺動部、または切替部の接触面
における細かい凹凸を覆うように皮膜しているので、摩擦係数を低減させて耐磨耗性、及び潤滑性を向上させることができる。
In the present invention, the nickel plating is preferably coated by electroplating.
According to such a configuration, the electroplating process coats the friction sliding portion or the fine irregularities on the contact surface of the switching portion, so that the friction coefficient is reduced to reduce wear resistance and lubrication. Can be improved.
本発明では、前記ニッケルメッキは、膜厚が2μm以上、20μm以下であることが好ましい。
すなわち、ニッケルメッキの膜厚が2μmより薄い場合には、ニッケルメッキにカーボンナノチューブを十分に混入することができないので、時計部品に複合メッキを皮膜することができない。一方、ニッケルメッキの膜厚が20μmより厚い場合には、ニッケルメッキの膜厚のばらつきが大きくなり、時計部品として必要な寸法精度を維持することができない。したがって、ニッケルメッキは、膜厚が2μm以上、20μm以下であることが好適である。
In the present invention, the nickel plating preferably has a film thickness of 2 μm or more and 20 μm or less.
That is, when the thickness of the nickel plating is less than 2 μm, carbon nanotubes cannot be sufficiently mixed into the nickel plating, so that the composite plating cannot be applied to the watch part. On the other hand, when the thickness of the nickel plating is larger than 20 μm, the variation in the thickness of the nickel plating becomes large, and the dimensional accuracy required for the timepiece part cannot be maintained. Therefore, the nickel plating preferably has a film thickness of 2 μm or more and 20 μm or less.
本発明では、前記カーボンナノチューブは、長さが10μm以上、20μm以下であることが好ましい。
金属メッキ皮膜の表面近傍のカーボンナノチューブは、その一部分が金属メッキ皮膜中に埋め込まれ、残りが金属メッキ被膜の表面に露出してカーボンナノチューブ層が形成された状態になっている。そして、複合メッキは、このカーボンナノチューブ層が形成されることにより、摩擦摺動部、または切替部の接触面における耐磨耗性、及び潤滑性を向上させている。
In the present invention, the carbon nanotubes preferably have a length of 10 μm or more and 20 μm or less.
A part of the carbon nanotubes in the vicinity of the surface of the metal plating film is embedded in the metal plating film, and the rest is exposed on the surface of the metal plating film to form a carbon nanotube layer. The composite plating improves the wear resistance and lubricity on the contact surface of the friction sliding portion or the switching portion by forming the carbon nanotube layer.
このため、カーボンナノチューブの長さが10μmより短い場合には、カーボンナノチューブ層を十分に形成することができないので、摩擦摺動部、または切替部の接触面における耐磨耗性、及び潤滑性を十分に向上させることができない。また、カーボンナノチューブの長さが20μmより長い場合には、摩擦摺動部、または切替部の接触面における耐磨耗性、及び潤滑性を向上させることは可能であるが、カーボンナノチューブの長さに応じただけの耐磨耗性、及び潤滑性を付与することができないので、ニッケルメッキにカーボンナノチューブを無駄に混入することとなる。したがって、カーボンナノチューブは、長さが10μm以上、20μm以下であることが好適である。 For this reason, when the length of the carbon nanotube is shorter than 10 μm, the carbon nanotube layer cannot be sufficiently formed. Therefore, the wear resistance and lubricity on the contact surface of the friction sliding portion or the switching portion are improved. It cannot be improved sufficiently. Further, when the length of the carbon nanotube is longer than 20 μm, it is possible to improve the wear resistance and lubricity on the contact surface of the friction sliding portion or the switching portion, but the length of the carbon nanotube Therefore, it is impossible to impart wear resistance and lubricity corresponding to the above, so that carbon nanotubes are wasted in nickel plating. Accordingly, it is preferable that the carbon nanotube has a length of 10 μm or more and 20 μm or less.
本発明では、前記複合メッキは、分散剤を用いて皮膜され、前記カーボンナノチューブは、前記金属メッキに無配向に混入されることが好ましい。
ここで、分散剤とは、通常の電気メッキ浴、あるいは化学メッキ浴に不溶性の微粒子を混入して複合メッキを皮膜する際、メッキ浴中の微粒子を分散させるものであり、例えば、ポリアクリル酸などを採用することができる。
したがって、このような構成によれば、分散剤を用いることにより金属メッキ被膜の表面に露出して無配向のカーボンナノチューブ層が形成されるので、摩擦摺動部、または切替部の接触面は、いずれの方向においても均一な摩擦係数を有することができる。
In the present invention, the composite plating is preferably coated with a dispersant, and the carbon nanotubes are mixed in the metal plating in a non-oriented manner.
Here, the dispersing agent is one that disperses fine particles in a plating bath when insoluble fine particles are mixed in a normal electroplating bath or chemical plating bath to form a composite plating film. Etc. can be adopted.
Therefore, according to such a configuration, by using a dispersant, a non-oriented carbon nanotube layer is formed on the surface of the metal plating film, so that the friction sliding portion, or the contact surface of the switching portion, It can have a uniform coefficient of friction in any direction.
本発明では、前記カーボンナノチューブは、前記金属メッキに対する含有量が0.05wt%以上、1wt%以下であることが好ましい。
すなわち、カーボンナノチューブの金属メッキに対する含有量が0.05wt%より少ない場合には、摩擦摺動部、または切替部の接触面における耐磨耗性、及び潤滑性を向上させることは可能であるが、定期的な分解洗浄と注油を行わなくとも時計の長期間の使用を可能とするまでに摩擦係数を低減させることはできない。また、カーボンナノチューブの金属メッキに対する含有量が1wt%より多い場合には、分散剤の含有も増え、メッキ密着不良、メッキ付き不良、メッキ割れとなる。さらに、摩擦係数の低減が飽和するので、ニッケルメッキにカーボンナノチューブを無駄に混入することとなる。したがって、カーボンナノチューブは、金属メッキに対する含有量が0.05wt%以上、1wt%以下であることが好適である。
In the present invention, the carbon nanotube preferably has a content of 0.05 wt% or more and 1 wt% or less with respect to the metal plating.
That is, when the content of the carbon nanotube with respect to the metal plating is less than 0.05 wt%, it is possible to improve the wear resistance and lubricity on the contact surface of the friction sliding portion or the switching portion. The coefficient of friction cannot be reduced before the watch can be used for a long time without periodic disassembly and cleaning and lubrication. Further, when the content of the carbon nanotube with respect to the metal plating is more than 1 wt%, the content of the dispersing agent increases, resulting in poor plating adhesion, poor plating, and plating cracking. Furthermore, since the reduction in the friction coefficient is saturated, carbon nanotubes are wasted in nickel plating. Accordingly, it is preferable that the content of the carbon nanotube is 0.05 wt% or more and 1 wt% or less with respect to the metal plating.
本発明では、前記摩擦摺動部は、時計用輪列部品のカナ、及びホゾであることが好ましい。
このような構成によれば、時計用輪列部品のカナ、及びホゾは、他の時計部品と回転摺動して時計の指針を運針させる部品であり、時計の通常使用時には一方向に回転摺動しているので、時計部品の中でも特に磨耗しやすい部品であるので本発明が好適である。
In the present invention, it is preferable that the friction sliding portion is a kana and a tenon of a timepiece wheel train part.
According to such a configuration, the clock train wheel parts kana and hozo are parts that rotate and slide with other timepiece parts to move the hands of the timepiece. The present invention is suitable because it is a part that is particularly easily worn among timepiece parts.
本発明では、前記切替部は、針合わせ機構を構成するオシドリ、及びカンヌキであることが好ましい。
このような構成によれば、針合わせ機構を構成するオシドリ、及びカンヌキは、時計の使用者が時刻合わせを行うときに接触状態を切り替える部品であり、時計部品の中でも特に磨耗しやすい部品であるので本発明が好適である。
In this invention, it is preferable that the said switching part is a mandarin duck and a kanuki which comprise a needle alignment mechanism.
According to such a configuration, the mandarin duck and the cannula that constitute the hand setting mechanism are parts that change the contact state when the timepiece user performs time setting, and are particularly easily worn parts among the timepiece parts. Therefore, the present invention is suitable.
本発明の時計は、前述した時計部品を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、前述した時計部品と同様の作用および効果を得ることができる。
A timepiece according to the present invention includes the timepiece component described above.
According to such a configuration, it is possible to obtain the same operations and effects as those of the timepiece component described above.
[電子制御式機械時計の全体構成]
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る電子制御式機械時計の概略を示す平面図、図2〜図3は、その要部の断面図である。
図1〜図3において、電子制御式機械時計は、ゼンマイ1a、香箱歯車1b、香箱真1cおよび香箱蓋1dからなる香箱車1を備えている。ゼンマイ1aは、外端が香箱歯車1b、内端が香箱真1cに固定されている。香箱真1cは、地板2に支持され、角穴車4と一体で回転するようになっている。
[Overall configuration of electronically controlled mechanical watch]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing an outline of an electronically controlled mechanical timepiece according to the present embodiment, and FIGS.
1 to 3, the electronically controlled mechanical timepiece includes a
角穴車4は、時計方向には回転するが反時計方向には回転しないように、こはぜ3と噛み合っている。この角穴車4は、図示しない竜頭に接続された巻真31を操作することにより、キチ車32、丸穴車33、角穴中間車34を介して回転され、香箱真1cを回転してゼンマイ1aを巻き上げるように構成されている。従って、巻真31、キチ車32、丸穴車33、角穴中間車34、角穴車4によってゼンマイ1aにエネルギーを蓄積する巻上げ部30が構成されている。
The square wheel 4 is meshed with the coil 3 so as to rotate clockwise but not counterclockwise. The square hole wheel 4 is rotated via a
香箱歯車1bの回転は、図3にも示すように、二番車6へ伝達された後、増速されて三番車7へ、三番車7から秒針車8および四番車9へ、さらに四番車9から順次増速されて五番車10、六番車11、ロータ12へと伝達される。そして、二番車6には筒カナ6aを介して図示しない分針が固定され、秒針車8には秒針が固定されている。また、筒カナ6aには日の裏車38を介して筒車6bが接続され、この筒車6bに時針が固定されている。
なお、詳しくは後述するが、各車6〜11およびロータ12は、輪列受14や二番受15と地板2とで支持されている。また、各車6〜11によって、ゼンマイ1aの機械エネルギーを指針(時針、分針、秒針)に伝達する輪列13が構成されている。
As shown in FIG. 3, the rotation of the barrel wheel 1b is transmitted to the
In addition, although mentioned later in detail, each vehicle 6-11 and the
この電子制御式機械時計は、図1に示すように、ロータ12およびコイルブロック21,22から構成される発電機20を備えている。ロータ12は、ロータ磁石12a、ロータカナ12b、ロータ慣性円板12cを備えている。このうち、ロータ慣性円板12cは、香箱車1からの駆動トルク変動に対しロータ12の回転数変動を少なくするためのものである。
コイルブロック21,22は、各コア23にコイル24をそれぞれ巻線して構成されたものである。各コア23は、ロータ12に隣接して配置されるコアステータ部23aと、コイル24が巻回されるコア巻線部23bと、互いに連結されるコア磁気導通部23cとが一体に形成されて構成されている。
As shown in FIG. 1, the electronically controlled mechanical timepiece includes a
The coil blocks 21 and 22 are each configured by winding a
以上の電子制御式機械時計では、発電機20からの交流出力は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流回路を通して昇圧、整流されて平滑用コンデンサに充電され、このコンデンサからの電力で発電機20の回転を制御する図示しない回転制御回路を作動させている。なお、回転制御回路としては、発振回路、分周回路、回転検出回路、回転数比較回路、電磁ブレーキ制御手段等を含む集積回路(IC)によって構成され、発振回路には水晶振動子が用いられる。
In the above electronically controlled mechanical timepiece, the AC output from the
また、分針および時針を合わせる針合わせ操作は、竜頭(図示省略)を引き出して巻真31を軸方向に移動し、オシドリ40、クリックバネ41、カンヌキ42の作用によってつづみ車35を小鉄車36側に移動して噛み合わせ、この小鉄車36から日の裏中間車37、日の裏車38を介して筒カナ6aおよび筒車6bを回転させることで行われる。従って、竜頭、巻真31、つづみ車35、小鉄車36、日の裏中間車37、日の裏車38、オシドリ40、クリックバネ41、カンヌキ42により、針合わせ機構44が構成されている。
In addition, the operation of aligning the minute hand and the hour hand is performed by pulling out the crown (not shown), moving the winding
[輪列13の支持構造]
各車6〜11は、図3に示すように、輪列受14と、地板2との間に回転自在に支持されている。具体的には、各車6〜11の上下のホゾ部分が輪列受14、及び地板2に組み込まれた各受石で受けられている。
例えば、図4は、三番車7が受石50にて支持される部分の拡大図である。
三番車7は、図4に示すように、秒針車8(図3)の歯車と当接する三番カナ71と、三番車7の下部位置に設けられる下ホゾ72とを備える。三番カナ71は、炭素鋼が使用され、硬度は、Hv600から800程度で熱処理される。下ホゾ72は、熱処理された後、表面粗さRa=5nm程度の鏡面に仕上げられる。
受石50は、三番車7を回転自在に支持するものであり、中央にホゾ穴51が形成されたルビー等により構成されている。
[Support structure of train wheel 13]
As shown in FIG. 3, the
For example, FIG. 4 is an enlarged view of a portion where the third wheel &
As shown in FIG. 4, the third wheel &
The receiving
本実施形態では、摺動摩擦部を有する時計部品として前述した三番車7の支持構造を例示して説明する。
図5は、摩擦摺動部としての三番カナ71、及び下ホゾ72と、ホゾ穴51との接触状態を示す模式図である。
三番カナ71、及び下ホゾ72の表面、すなわち、ホゾ穴51との接触面は、図4、及び図5に示すように、複合メッキ73により皮膜されている。この複合メッキ73は、電気メッキ処理により皮膜されたニッケルメッキ74と、ポリアクリル酸等の分散剤を用いてニッケルメッキ74の表面に露出して無配向に形成されたカーボンナノチューブ層75とを備える。
したがって、三番カナ71、及び下ホゾ72と、ホゾ穴51とは、図5に示すように、カーボンナノチューブ層75を介して摺動する。
In the present embodiment, the support structure of the
FIG. 5 is a schematic diagram showing a contact state between the
As shown in FIGS. 4 and 5, the surface of the
Accordingly, the
ここで、ニッケルメッキ74は、膜厚が2μm以上、20μm以下となるように皮膜される。
また、カーボンナノチューブ層75は、長さが10μm以上、20μm以下であるカーボンナノチューブ75Aから形成される。また、カーボンナノチューブ75Aは、ニッケルメッキ74に対する含有量が0.5wt%である。
なお、このような複合メッキ73は、特開2006−28636号公報に記載されている方法等で皮膜することができる。
Here, the nickel plating 74 is coated so that the film thickness becomes 2 μm or more and 20 μm or less.
The
Such a
また、切替部を有する時計部品としては、前述した針合わせ機構44(図1)におけるオシドリ40、及びカンヌキ42が例示できる。
具体的には、図1に示すように、オシドリ40のカンヌキ42との接触面40Aは、前述した複合メッキ73により皮膜されている。
Further, examples of the timepiece part having the switching unit include the
Specifically, as shown in FIG. 1, the
図6は、カーボンナノチューブの含有量水準を振った、電気ニッケルカーボンナノチューブ複合メッキとアルミナ球との磨耗試験結果である。
本試験は、ボールオンプレート往復揺動式摩擦摩耗試験機にて測定を行ったものである。本試験における試料としては、メッキ下地板(高炭素鋼材、硬さ:Hv=700、表面粗さ:Ra=5nm)に、電気メッキ処理により、メッキ厚を20μmとしてカーボンナノチューブを混入した複合メッキを皮膜したものを用いている。この複合メッキに混入するカーボンナノチューブの長さは、10μm以上、20μm以下としている。また、対磨耗物としては、アルミナ(Al2O3)球(直径:4.762mm、表面粗さ:Ra=5nm、硬さ:Hv=1500)を用いている。
FIG. 6 shows the results of an abrasion test between the electronickel carbon nanotube composite plating and the alumina sphere, in which the carbon nanotube content level is varied.
This test was performed with a ball-on-plate reciprocating rocking friction and wear tester. As a sample in this test, composite plating in which carbon nanotubes are mixed with a plating thickness of 20 μm by electroplating on a plating base plate (high carbon steel material, hardness: Hv = 700, surface roughness: Ra = 5 nm). The film is used. The length of the carbon nanotube mixed in the composite plating is 10 μm or more and 20 μm or less. Further, alumina (Al 2 O 3) spheres (diameter: 4.762 mm, surface roughness: Ra = 5 nm, hardness: Hv = 1500) are used as anti-wear materials.
本試験における試験条件としては、荷重:200g(30kg/mm2)、ストローク:2Hz(0.5秒/回)、ストローク長さ:10mm、トータル時間:1400秒として行った。なお、この条件にて行った試験は、時計部品における三番カナ71の下ホゾ72と受石50との摺動に換算すれば、2ヶ月間の耐久試験に相当する。
図6は、前述した試験条件の下、縦軸に摩擦係数、横軸にストローク回数をとり、カーボンナノチューブ75Aのニッケルメッキ74に対する含有量を0wt%、0.05wt%、0.1wt%、及び0.5wt%とした場合を、それぞれグラフA、グラフB、グラフC、及びグラフDとして示した図である。なお、全ての場合において、接触面に注油は行われていない。
The test conditions in this test were as follows: load: 200 g (30 kg / mm 2), stroke: 2 Hz (0.5 seconds / time), stroke length: 10 mm, and total time: 1400 seconds. Note that the test performed under these conditions corresponds to a two-month durability test when converted to sliding between the
FIG. 6 shows that the friction coefficient is plotted on the vertical axis and the number of strokes is plotted on the horizontal axis under the test conditions described above, and the content of the
本実施形態では、金属板を研磨し、電気メッキ処理によりニッケルメッキを皮膜しているため、カーボンナノチューブ75Aの含有量を0wt%、すなわち、複合メッキではなく、通常のニッケルメッキを皮膜した場合のグラフAは、前述した無電解メッキ処理によりニッケルメッキを皮膜した場合のグラフF(図7)と比較して低い摩擦係数となっている。しかしながら、ストローク回数が0〜500回付近においては、摩擦係数が0.5付近に急激に上昇する部分が存在している。
In this embodiment, since the metal plate is polished and the nickel plating is coated by the electroplating process, the content of the
これに対して、カーボンナノチューブ75Aの含有量を0.05wt%、0.1wt%、及び0.5wt%とした場合には、グラフB、グラフC、及びグラフDに示すように、摩擦係数が急激に上昇する部分が存在していない。さらに、カーボンナノチューブ75Aの含有量を増加させるごとに摩擦係数が減少し、カーボンナノチューブ75Aの含有量が0.5wt%に達すると、前述した無電解メッキ処理によりニッケルメッキを皮膜し、接触面に注油を行った場合のグラフE(図7)と略同じ摩擦係数である0.1付近で安定している。
On the other hand, when the content of the
なお、カーボンナノチューブ75Aの側面における摩擦係数は、ほぼ0.1であるので、これ以上にカーボンナノチューブ75Aの含有量を増加させた場合であっても摩擦係数が大きく減少することはなく、例えば、カーボンナノチューブ75Aの含有量を1wt%としてもカーボンナノチューブ75Aの含有量を0.5wt%とした場合と同程度の摩擦係数である。したがって、ニッケルメッキ74にカーボンナノチューブ75Aを無駄に混入することがないように、カーボンナノチューブ75Aの含有量は、1wt%以下とすることが好ましい。
In addition, since the friction coefficient on the side surface of the
[実施形態の効果]
本実施形態に係る電子制御式機械時計によれば、次のような効果がある。
(1)三番カナ71、及び下ホゾ72の接触面には、複合メッキ73が皮膜されるので、摩擦係数を低減させて耐磨耗性、及び潤滑性を飛躍的に向上させることができ、定期的な分解洗浄と注油を行わなくとも電子制御式機械時計の長期間の使用を可能とすることができる。これは、複数のカーボンナノチューブ75Aの側面がホゾ穴51内の周面と多点接触しながら滑りあう構成となり、三番カナ71及び下ホゾ72におけるニッケルメッキ74の表面がホゾ穴51内の周面と直接こすれあうことがなくなったためである。そして、カーボンナノチューブ75Aの側面が多点接触しながら滑りあう状態は、カーボンナノチューブの先端が摺動方向になびきながら弾性変形していくことによって生じるものである。また、カーボンナノチューブは、金属よりも機械的な強度が大きいので、圧潰されにくい。よって、電子制御式機械時計の長期間の使用を可能とすることができる。
(2)複合メッキ73は、金属メッキとしてニッケルメッキ74を選択しているので、電気メッキ処理により容易に時計部品に複合メッキ73を皮膜することができる。また、ニッケル金属で皮膜することにより、時計部品の金属を防錆することができる。
(3)ニッケルメッキ74は、電気メッキ処理により皮膜されているので、大量の時計部品に複合メッキを皮膜することができる。また、電気メッキ処理により、三番カナ71、及び下ホゾ72の接触面における細かい凹凸を覆うように皮膜しているので、摩擦係数を低減させて耐磨耗性、及び潤滑性を向上させることができる。
[Effect of the embodiment]
The electronically controlled mechanical timepiece according to this embodiment has the following effects.
(1) Since the
(2) Since the nickel plating 74 is selected as the metal plating 73 as the metal plating 73, the
(3) Since the nickel plating 74 is coated by electroplating, a large number of timepiece parts can be coated with composite plating. In addition, the electroplating process coats the fine irregularities on the contact surfaces of the
(4)ニッケルメッキ74は、膜厚が2μm以上、20μm以下であるので、ニッケルメッキ74にカーボンナノチューブ75Aを十分に混入することができ、時計部品として必要な寸法精度を維持することができる。
(5)カーボンナノチューブ75Aは、長さが10μm以上、20μm以下であるので、カーボンナノチューブ層75を十分に形成することができ、ニッケルメッキ74にカーボンナノチューブ75Aを無駄に混入することもない。
(6)分散剤を用いることによりニッケルメッキ74の表面に露出して無配向のカーボンナノチューブ層75が形成されるので、三番カナ71、及び下ホゾ72の接触面は、いずれの方向においても均一な摩擦係数を有することができる。
(4) Since the nickel plating 74 has a film thickness of 2 μm or more and 20 μm or less, the
(5) Since the
(6) Since the non-oriented
(7)カーボンナノチューブ75Aは、ニッケルメッキ74に対する含有量が0.5wt%であるので、定期的な分解洗浄と注油を行わなくとも電子制御式機械時計の長期間の使用を可能とするまでに摩擦係数を低減させることができ、ニッケルメッキ74にカーボンナノチューブ75Aを無駄に混入することもない。
(8)電子制御式機械時計は、複合メッキ73が接触面に皮膜された三番カナ71、及び下ホゾ72を備えるので、定期的な分解洗浄と注油を行わなくとも電子制御式機械時計の長期間の使用を可能とすることができる。
(7) Since the content of the
(8) Since the electronically controlled mechanical timepiece includes the
[実施形態の変形]
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、摺動摩擦部を有する時計部品として三番車7の支持構造を例示し、三番カナ71、及び下ホゾ72の接触面に複合メッキ73を皮膜していたが、他の車の支持構造であってもよく、要するに、摩擦摺動部を有する時計部品に複合メッキを皮膜すればよい。
さらに、前記実施形態では、切替部を有する時計部品として、針合わせ機構44におけるオシドリ40、及びカンヌキ42を例示し、オシドリ40のカンヌキ42との接触面40Aに複合メッキ73を皮膜していたが、他の針合わせ機構における時計部品であってもよく、要するに、切替部を有する時計部品に複合メッキを皮膜すればよい。
[Modification of Embodiment]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the support structure of the
Furthermore, in the said embodiment, the
また、前記実施形態では、金属メッキは、ニッケルメッキ74を選択していたが、他の金属メッキを選択してもよく、さらには、合金メッキなどを選択してもよい。
また、前記実施形態では、複合メッキ73は、電気メッキ処理により摩擦摺動部の接触
面に皮膜していたが、無電解メッキ処理により皮膜してもよい。
また、前記実施形態では、ニッケルメッキ74は、膜厚が2μm以上、20μm以下であったが、これ以外の膜厚であってもよく、要するに、摩擦摺動部、または切替部の接触面に複合メッキを皮膜することができればよい。さらに、寸法精度を向上させるために厚く皮膜してから研磨してもよい。
In the above embodiment, the nickel plating 74 is selected as the metal plating. However, other metal plating may be selected, and further, alloy plating or the like may be selected.
Moreover, in the said embodiment, although the
In the above embodiment, the nickel plating 74 has a film thickness of 2 μm or more and 20 μm or less. What is necessary is just to be able to coat the composite plating. Further, in order to improve the dimensional accuracy, the film may be polished after being thickly coated.
また、前記実施形態では、カーボンナノチューブ75Aは、長さが10μm以上、20μm以下であったが、これ以外の長さであってもよく、要するに、摩擦摺動部、または切替部の接触面に複合メッキを皮膜することができればよい。
また、前記実施形態では、カーボンナノチューブ層75は、分散剤を用いることによりニッケルメッキ74の表面に露出して無配向に形成されていたが、配向があるように形成されていてもよく、要するに、カーボンナノチューブ層が形成されていればよい。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the
また、前記実施形態では、カーボンナノチューブ75Aは、ニッケルメッキ74に対する含有量が0.5wt%であったが、これ以外の含有量であってもよく、要するに、摩擦摺動部、または切替部の接触面に複合メッキを皮膜することができればよい。
また、前記実施形態では、三番カナ71、及び下ホゾ72の接触面に複合メッキ73を皮膜したが、ホゾ穴51の接触面に複合メッキ73を皮膜してもよい。さらに、三番カナ71、及び下ホゾ72の接触面と、ホゾ穴51の接触面との両方に複合メッキ73を皮膜してもよく、この場合には、一方の時計部品の接触面に複合メッキを皮膜した場合と比較して、摩擦摺動部、及び切替部の耐磨耗性、及び潤滑性を、さらに飛躍的に向上させることができる。
In the above embodiment, the
Further, in the embodiment, the
7…三番車、40…オシドリ、42…カンヌキ、44…針合わせ機構、50…受石、51…ホゾ穴、71…三番カナ、72…下ホゾ、73…複合メッキ、74…ニッケルメッキ、75…カーボンナノチューブ層、75A…カーボンナノチューブ。 7 ... third wheel, 40 ... mandarin duck, 42 ... kanuki, 44 ... needle alignment mechanism, 50 ... stone receiving, 51 ... chin hole, 71 ... third bang, 72 ... lower chin, 73 ... composite plating, 74 ... nickel plating 75 ... carbon nanotube layer, 75A ... carbon nanotube.
Claims (10)
前記摩擦摺動部、または前記切替部の接触面には、金属メッキにカーボンナノチューブを混入した複合メッキが皮膜されることを特徴とする時計部品。 A timepiece part having a friction sliding part that slides in contact with another timepiece part, or a switching part that switches a contact state with another timepiece part according to the operation of the timepiece,
A timepiece component, wherein the friction sliding portion or the contact surface of the switching portion is coated with a composite plating in which carbon nanotubes are mixed into a metal plating.
前記金属メッキは、ニッケルメッキであることを特徴とする時計部品。 The timepiece part according to claim 1,
The timepiece component, wherein the metal plating is nickel plating.
前記ニッケルメッキは、電気メッキ処理により皮膜されることを特徴とする時計部品。 The timepiece component according to claim 2,
The nickel plating is coated with a timepiece by electroplating.
前記ニッケルメッキは、膜厚が2μm以上、20μm以下であることを特徴とする時計部品。 The timepiece component according to claim 3,
The timepiece component, wherein the nickel plating has a film thickness of 2 μm or more and 20 μm or less.
前記カーボンナノチューブは、長さが10μm以上、20μm以下であることを特徴とする時計部品。 The timepiece component according to any one of claims 1 to 4,
The carbon nanotube has a length of 10 μm or more and 20 μm or less.
前記複合メッキは、分散剤を用いて皮膜され、
前記カーボンナノチューブは、前記金属メッキに無配向に混入されることを特徴とする時計部品。 The timepiece component according to any one of claims 1 to 5,
The composite plating is coated with a dispersant,
The timepiece component, wherein the carbon nanotube is mixed in the metal plating in a non-oriented manner.
前記カーボンナノチューブは、前記金属メッキに対する含有量が0.05wt%以上、1wt%以下であることを特徴とする時計部品。 The timepiece component according to any one of claims 1 to 6,
The timepiece component, wherein the carbon nanotube has a content of 0.05 wt% to 1 wt% with respect to the metal plating.
前記摩擦摺動部は、時計用輪列部品のカナ、及びホゾであることを特徴とする時計部品。 The timepiece component according to any one of claims 1 to 7,
The timepiece component, wherein the friction sliding portion is a kana and a tenon of a wheel train component for a timepiece.
前記切替部は、針合わせ機構を構成するオシドリ、及びカンヌキであることを特徴とする時計部品。 The timepiece component according to any one of claims 1 to 8,
The timepiece component, wherein the switching unit is a mandarin duck and a kanuki that constitute a hand alignment mechanism.
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