JP2013532287A - 機械組立体の第１及び第２の部分の相対位置を調節する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の部分（２）と少なくとも１つの第２の部分（３）を備えるデバイス（１）を調節する方法において、上記少なくとも１つの第２の部分は、第１の材料で作製される、上記第１の部分と第２の部分の間に配設される接合部（４）によって、第１の部分に固定される、方法であって、上記第１の材料は少なくとも部分的に非晶質の合金であること、及び上記方法は以下のステップを更に含むこと、を特徴とする方法に関する：
−少なくとも上記接合部を、上記第１の材料のガラス転移温度と結晶化温度の間の範囲の加熱温度に加熱する；
−上記少なくとも１つの第２の部分を、所望の所定位置が得られるまで調整する；
−少なくとも上記接合部を冷却して、少なくとも部分的に非晶質の状態を維持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、デバイスを調節する方法に関する。デバイスは第１の部分と少なくとも１つの第２の部分を備え、上記少なくとも１つの第２の部分は、上記第１の部分と第２の部分の間に配設された接合部によって、第１の部分に固定される。

本発明の技術分野は、機械学の分野である。

完璧に調和させるため、製造後に調節ステップを必要とするデバイスは数多く存在する。例えば時計製作などの微細技術の分野で、この高い精度が必要とされる。実際、時計学の世界では、１〜１／１００ｍｍの範囲の寸法を扱う。精度が重要となるデバイスの例には、歯車列や、又は脱進機も含まれる。実際、脱進機は、互いに恊働するアンクルとガンギ車からなる。ヒゲゼンマイでパルスを供給される脱進機系のアンクルによって、ガンギ車の回転を制御する。よって、脱進機系は、軸上で枢動するよう設置されたアンクルを備える。このアンクルは、ディスク上に設置したピンと恊働するようになっているフォークを有する第１の端部と、ガンギ車と恊働するためにツメ石を受容するようになっているアームを有する第２の端部とに装備されたレバーを備える。作動中、アンクルは、アームのツメ石がガンギ車の歯と接触し、歯車列の回転を制御するように、その軸上で枢動する。そして、アンクルのツメ石が適切な位置にない場合、アンクルのツメ石とガンギ車の間のパルスは不完全となってロスが発生し、脱進機の効率、ひいては腕時計の正確性に影響を及ぼす。現在、ツメ石のアンクル上への組付けは、熱可塑性材料と同様の性質を有する天然素材であるガムラッカーを使用して達成する。これらの性質のおかげで、アンクルを局所的に熱することによって、ツメ石をアンクルに対して再配置することができる。しかし、ガムラッカーの品質はバッチ毎に大きく変動するため、この再配置は繊細な作業となる。更に、ガムラッカーの粘性は制御が困難であり、塗布する接着剤の分量を制御するのが困難であるため、ガムがしばしば流れ出てしまい、これが美的外観上容認し難い欠陥を生むこともある。更に、ガムラッカーは有機材料であるため、経年変化によってツメ石の固定が時とともに甘くなってしまうことがある。

鑞接又ははんだ付けの利用もまた可能である。しかしながら、これら２つの解決法にもまた問題があり、セラミック又はシリコン又は無機材料をうまく溶接するためには、反応性の鑞接／はんだ付けを行う必要があり、これは比較的高温（一般には７００℃超）及び中性雰囲気下又は真空下で行わなければならない。これは非常に長い組立てサイクル、ひいては材料の破損／割れのリスクにつながる。

本発明の目的は、簡素で信頼性の高い、精確な調節方法を提供することを提案することにより、先行技術の欠点を克服することである。

この目的のために、本発明は上述の調節方法に関し、第１の材料は少なくとも部分的に非晶質の合金であること、及び上記方法は以下のステップを更に含むこと、を特徴とする上記方法に関する：
−少なくとも上記接合部を、第１の材料のガラス転移温度と結晶化温度の間の範囲の加熱温度に加熱する；
−上記少なくとも１つの第２の部分を、所望の所定位置が得られるまで調整する；
−少なくとも上記接合部を冷却して、少なくとも部分的に非晶質の状態を維持する。

本発明の第１の利点は、第１の部分に対する第２の部分の位置を、制御しつつ調節できる点である。実際、非晶質金属などの少なくとも部分的に非晶質の材料は、ガラス転移温度と結晶化温度の間の範囲の温度に加熱すると非常に軟化する性質を有する。この温度範囲で、非晶質金属の粘性は大きく低下し、この粘性の低下は温度に依存する：即ち、温度が高ければ高いほど、粘性が低下する。この低下した粘性により、第２の部分を、その位置を調整して所望の正確な位置にするために移動させるように、固定を緩めることができる。そして、上記調節方法を簡単化するために、粘性を調節することができる。

この方法の別の利点は、再加工可能であるという点であり、これは即ち、非晶質金属をひとたび冷却して固体化した後、第１の部分に対する第２の部分の位置が完璧でない場合に、非晶質金属をガラス転移温度と結晶化温度の間の範囲の温度に再加熱して、この位置を調整することができるという意味である。

この方法の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

第１の有利な実施形態では、上記第１の材料はその全体が非晶質である。

第２の有利な実施形態では、上記合金は、金、プラチナ、パラジウム、レニウム、ルテニウム、ロジウム、銀、イリジウム又はオスミウムで形成される群から選択される、少なくとも１つの貴金属要素を含む。

第３の有利な実施形態では、加熱ステップにおいて、第１の材料の所定の粘性が得られるように加熱温度を選択する。

別の有利な実施形態では、方法は、上記第１の材料の結晶化ステップを更に含み、このステップは、上記第１の材料をそのガラス転移温度と溶融温度の間の範囲の温度に加熱すること、上記材料をこの温度に一定の時間保持すること、及び上記材料を冷却することからなる。

別の有利な実施形態では、上記第１の材料の温度及び保持時間を、所定の結晶化率に達するように選択する。

別の有利な実施形態では、接合部及び第１の部分は、第１の材料から作製されるただ一つの単一の部分を形成する。

別の有利な実施形態では、第１の部分はアンクルであり、少なくとも１つの第２の部分はツメ石である。

これらの実施形態の利点の１つは、非晶質金属接合部の結晶化により、調節を固定できることである。実際、非晶質金属は、結晶化することで、そのガラス転移温度と結晶化温度の間の範囲の温度に加熱することによって粘性状態に変化する性質を失う。従って、接合部を非晶質形態に戻すには、これを液体状態にして急速に冷却する必要があり、これはデバイスを破壊してしまう。

本発明はまた、第１の部分と少なくとも１つの第２の部分を備えるデバイスも提案し、ここで上記少なくとも１つの第２の部分は、上記第１の部分と第２の部分の間に配設される接合部によって、第１の部分に固定されている。上記デバイスは、上記接合部が少なくとも部分的に非晶質の合金で作製されることを特徴とする。

本発明による方法の目的、利点、特徴は、単なる非限定的な例として挙げられ、添付の図面に図示されている、本発明の少なくとも１つの実施形態に関する以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。

図１は、製造工程前のアンクルの概略図である。 図２は、製造工程の終わりのアンクルの概略図である。 図３は、本発明による調節工程中のアンクルの概略図である。 図４は、本発明による調節工程を経た後のアンクルの概略図である。 図５は、本発明による調節工程を経るアンクルの変形例の概略図である。

図１及び図２は、第１の部分２及び少なくとも１つの第２の部分３を備えるデバイス１を示す。デバイス１は例えば時計の脱進機の一部であり得る。この脱進機１は、互いに恊働するアンクルとガンギ車からなる。ヒゲゼンマイでパルスを供給される脱進機系のアンクルによって、ガンギ車の回転を調節する。よって、脱進機系は、軸上で枢動するよう設置されたアンクルを備える。このアンクル２は第１の部分の代表例であり、ディスク上に設置したピンと恊働するようになっているフォーク２１を有する第１の端部に装備され、かつ、少なくとも２つのアーム２２を有する第２の端部に装備されるレバー２０の形状を有する。このアンクル２は、ガンギ車と恊働するために、少なくとも１つの第２の部分３、即ちツメ石を受容するようになっている。作動中、アンクル２は、ツメ石３がガンギ車の歯と接触し、歯車列の回転を制御するように、その軸上で枢動する。

ツメ石３はアンクル２のレバー２０に、２つのアーム２２のそれぞれに配設されたシート２３で固定される。これらのシート２３は、上記ツメ石３をシート２３に挿入した時に、上記アーム２２と上記ツメ石３の間に間隙又は空間２４が生成され得るように計算された寸法を有する。この間隙２４は、第１の材料で作製される接合部４を、アンクル２の上記アーム２２と上記ツメ石３の間に配設できるように利用される。

本発明の第１の実施形態では、接合部４は第１の材料で作製され、この第１の材料は、少なくとも１つの金属要素を含む、少なくとも部分的に非晶質の金属である。この第１の材料は、少なくとも部分的に非晶質の合金であり得る。この金属要素は、金、プラチナ、パラジウム、レニウム、ルテニウム、ロジウム、銀、イリジウム又はオスミウム等の貴金属であり得る。少なくとも部分的に非晶質の材料とは、少なくとも部分的に非晶質相で固体化することができる材料であると理解される。上記第１の材料は、好ましくはその全体が非晶質である。

この調節ステップに先立って、接合部４を用いてツメ石３をアンクル２に組付けるが、これは様々な方法で達成することができる。

各材料に対して所定の温度範囲において、非晶質を維持しつつ非常に低下した粘性を有する、という非晶質材料の性質を、アンクル２のツメ石３の位置を調整するために利用する。

この調節方法の第１のステップは、ツメ石３が固定される上記アンクル２を提供することからなる。

第２のステップは、アンクル２の少なくとも一部の温度を上昇させることからなる。有利には、接合部４を上記温度上昇に供する。実際、接合部４はアンクル２に固定されたツメ石３を保持し、これら接合部４に対して動作することによって、調節が可能である。接合部４を、第１の材料のガラス転移温度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘの間の範囲の温度に加熱する。この温度上昇によって、接合部４を形成する第１の材料の粘性が低下する。

第３のステップは、図３に示すように、ツメ石３のうち少なくとも１つを移動させて所望の位置に配置することからなる。この移動は、第１の材料が、ガラス転移温度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘの間の範囲の温度に加熱すると粘性が極めて低くなる非晶質合金であることによって、可能となる。この低い粘性によって、１つ又は複数のツメ石３を、１つ又は複数の接合部４を変質又は破損させることなく移動させることができる。この手順を最適化するために、接合部４を加熱する温度を、所定の粘性が得られるように適合させることができる。実際、粘性は温度に依存する、即ち、温度が高ければ高いほど粘性が低下し、またその逆でもある。ここで、粘性が低すぎる場合、１つ又は複数のツメ石３があまりに容易に移動してしまうために、ツメ石３の移動が困難となり、従って、調節において精度の低下が起こってしまう。対照的に、粘性が高すぎる場合、１つ又は複数のツメ石３を移動させるためにはより強い力を印加する必要があり、破損のリスクが生じ得る。

ツメ石３を所望の位置に配置した後、第４のステップは、非晶質金属の接合部４を冷却して、接合部４を少なくとも部分的に非晶質に保ち、上記ツメ石３の位置を図４に示すように保持することからなる。よって、上記工程の利点は、アンクル２におけるツメ石３の極めて強力な固定を確保しながら、材料のいかなる脱ガス化も回避する点である。

第１の変形例では、追加の、即ち第５のステップが提供され、このステップでは非晶質金属の接合部４が結晶化される。この結晶化は、これらの接合部４を、接合部４を形成する材料のガラス転移温度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘの間の範囲の温度に加熱することによって実施する。次に、第１の材料を、原子が結晶構造をとらないようにゆっくりと冷却する。この結晶化ステップの後では、ツメ石３の位置を、接合部４を材料のガラス転移温度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘの間の範囲の温度に加熱することによって調整することはもはやできないため、この結晶化によって、ツメ石の位置を保持することができる。

更に、この結晶化は、非晶質状態から結晶状態に変化する材料の体積の増加を引き起こす場合がある。この体積の増加の結果、上記接合部４によって上記アンクル２及びツメ石３にかかる負荷が増大する。よって、これらのツメ石３は負荷がかかった状態に保持され、従って、ガンギ車の歯と衝突した際に移動してしまう危険がない。

図５に示す本発明の第２の実施形態では、接合部４及びアンクル２はただ１つの単一の部分を形成する。つまり、アンクル２は上記第１の材料、即ち非晶質金属で作製されていることがわかる。よって、アンクル２は接合部４として機能する。

アンクル２を熱間成形又は冷間成形で作製することができる。よって、アンクル２は、ツメ石３を上記アンクル２に固定するのと同時に形成される。

アンクル２を形成した後、ツメ石３が正しい位置にない場合はツメ石３の位置を調節することができる。

従って、この調節方法の第１のステップは、ツメ石３が固定される上記アンクル２を提供することからなる。

第２のステップは、アンクル２の少なくとも１つの区域の温度を上昇させることからなる。温度上昇は、第１の部分２と第２の部分３の間の固定区域で局所的に実施しなければならない。アンクル２の場合、これらの区域は、ツメ石３が挿入されているアーム２２のシートの区域である。これらの区域を、非晶質金属のガラス転移温度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘの間の範囲の温度に加熱する。この温度上昇により、非晶質金属の粘性が、非晶質状態を失うことなく低下する。

第３のステップは、第１の実施形態の第３のステップと同様であり、従って、ツメ石３のうち少なくとも１つの長さ、幅、及び高さの３つの軸を移動させて、所望の位置に配置することからなる。この手順を最適化するために、接合部４を加熱する温度を、所望の粘性を得るために適合させることができる。

ツメ石３を所望の位置に配置した後、第４のステップは、非晶質金属の区域を冷却して、これを少なくとも部分的に非晶質に保ち、上記ツメ石３の位置を保持することからなる。よって、上記工程の利点は、アンクル２におけるツメ石３の極めて強力な固定を確保しながら、材料のいかなる脱ガス化も回避する点である。

この調節工程は、実施された調節がまた完璧ではない場合、又はツメ石３の位置を後で調節する場合に、もう一度行うことができることを理解されたい。

第５の任意のステップを実施することができる。このステップは、ツメ石３が固定されている区域の少なくとも部分的な結晶化からなる。このステップは、ツメ石３が固定されている区域の温度を上昇させることによって実施される。非晶質金属のガラス転移温度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘ又は溶融温度の間の範囲の温度に達するまで、温度を上昇させる。非晶質金属は、非晶質のままその粘性が低下する。これら加熱された区域をこの温度に保ち、その後結晶構造を形成するようにゆっくり冷却する。冷却温度及び時間、並びにこの温度に金属を保持する時間は、結晶化率を決定するパラメータである。この結晶化は、前に行われた調節を保持するために利用される。実際、材料が結晶形態であるとき、本発明による調節方法を施すことはできない。唯一の方法は、材料を非晶質形態に変化させる、即ち、上記材料を溶融温度を超える温度に加熱して液体にし、その後ガラス転移温度未満に急速に冷却して非晶質とすることである。ここで、ツメ石３とアンクル２の間の接合部４に関して、接合部の溶融は、少なくとも接合部４の変質、又はデバイス１の破壊さえも引き起こし、調節が不可能になる。

この第２の実施形態の変形例では、ツメ石３を非晶質金属で作製することも提供することができる。ツメ石３に使用する非晶質金属は、好ましくはアンクル２に使用する非晶質金属とは異なるものとし、アンクル２の非晶質金属をガラス転移温度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘの間の範囲の温度に達するまで加熱する際に、ツメ石３の非晶質金属が、上記アンクル２の非晶質金属のように粘性にならないようにする。

当業者に明らかである様々な変形及び／又は改良及び／又は組み合わせを、添付の請求項に定義した本発明の範囲から逸脱することなく、上に記載した本発明の様々な実施形態に適用することができることは、明らかであろう。

この調節方法は、ツメ石３とアンクル２の位置の調節に制限されるものではないことが、当然理解される。この方法を、他のデバイスに対して使用することができる。この調節方法を用いるデバイスは、例えば、軸上で駆動されるホイールを備えるデバイスであって、上記デバイスは上記軸と上記ホイールの間に接合部を備える、デバイスである。すると、ホイールの位置を、上記接合部に対して本願の調節方法を適用することで調節することができる。調節は、軸に沿って、又は角度を付けて実施することができる。

Claims (9)

1. 第１の部分（２）と少なくとも１つの第２の部分（３）を備えるデバイス（１）を調節する方法において、前記少なくとも１つの第２の部分（３）は、第１の材料で作製される、前記第１の部分（２）と前記第２の部分（３）の間に配設される接合部（４）によって、前記第１の部分（２）に固定される、方法であって、
   前記第１の材料は少なくとも部分的に非晶質の合金であること、及び
   前記方法は以下のステップ：
   −少なくとも前記接合部（４）を、前記第１の材料のガラス転移温度と結晶化温度の間の範囲の加熱温度に加熱するステップ；
   −前記少なくとも１つの第２の部分（３）を、所望の所定位置が得られるまで調整するステップ；
   −少なくとも前記接合部（４）を冷却して、少なくとも部分的に非晶質の状態を維持するステップ
   で構成されることを特徴とする、方法。
2. 前記第１の材料は、その全体が非晶質であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記合金は、金、プラチナ、パラジウム、レニウム、ルテニウム、ロジウム、銀、イリジウム又はオスミウムで形成される群から選択される、少なくとも１つの貴金属要素を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記加熱ステップにおいて、前記第１の材料の所定の粘性が得られるように前記加熱温度を選択することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第１の材料をそのガラス転移温度と溶融温度の間の範囲の温度に加熱すること、前記材料をこの温度に一定の時間保持すること、及び前記材料を冷却することからなる、前記第１の材料の結晶化ステップを更に含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記第１の材料の温度及び保持時間を、所定の結晶化率に達するように選択することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記接合部（４）及び前記第１の部分（２）は、前記第１の材料から作製されるただ一つの単一の部分を形成することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記第１の部分（２）はアンクルであり、前記少なくとも１つの第２の部分（３）はツメ石であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 第１の部分（２）と少なくとも１つの第２の部分（３）を備えるデバイスにおいて、前記少なくとも１つの第２の部分（３）は、前記第１の部分（２）と前記第２の部分（３）の間に配設される接合部（４）によって、前記第１の部分（２）に固定される、デバイスであって、
   前記接合部（４）が少なくとも部分的に非晶質の合金で作製されること、及び
   前記第１の部分（２）に対する前記少なくとも１つの第２の部分（３）の位置を、請求項１〜８のいずれか１項による方法を用いて調節すること、を特徴とする、デバイス。

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