JPH04354839A - 時計用外装部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超硬合金又はステライ
ト相当合金からなる複雑形状の時計用外装部品、及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、時計枠やバンドコマ等の時計
用外装部品として、傷付きにくく耐久性に優れた硬質材
料が用いられ、中でもＷＣ系、ＴａＣ系或はＴｉＣ系等
の超硬合金、又はＣｏ−Ｃｒ−Ｗ系のステライト相当合
金が多用される傾向にある。

【０００３】これらの超硬合金又はステライト相当合金
は、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ等の炭化物、窒化物又は炭窒
化物のような硬質粒子をＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ等の鉄族金属
で結合した組織を持つもので、従来から良く知られた粉
末冶金法により製造されている。即ち、ＷＣ粉末、Ｔａ
Ｃ粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末等を所定の合金組成に合わ
せて混合し、その合金の原料粉末を型押し成形し、得ら
れた成形体を焼結する方法により製造される。

【０００４】しかし、上記した通常の粉末冶金法では型
押しにより成形体を得るため、製造できる製品の形状が
限られ又寸法精度に限度がある等の問題があった。即ち
、型押し成形では一軸方向で成形できる形状の製品しか
製造できず、又３次元形状が可能なＣＩＰ成形を用いた
としてもゴム型中で成形するため良好な精度が望めなか
った。そのため従来は、通常の粉末冶金法により単純な
形状の焼結体を製造した後、その焼結体を２次加工して
３次元曲面や細孔等を有する各種の時計枠やバンドコマ
等の複雑形状にし、外装表面等の必要な箇所には装飾性
を高めるため研磨加工により表面仕上げをして時計用外
装部品を得ていた。

【０００５】しかしながら、超硬合金やステライト相当
合金は極めて難加工性であるため、２次加工においては
ダイヤモンド砥石による研削加工か放電加工によらなけ
れば加工出来ず、とりわけ時計枠の内胴や外装表面の３
次元曲面や竜頭取付用の細孔等の形成には放電加工が必
須であった。ところが、超硬合金やステライト相当合金
の焼結体を放電加工すると、加工表面が金属成分の除去
或は酸化等によって約５〜１００μｍの深さにわたり変
質して脆化し、材料強度が低下するので、外部からの衝
撃に対して上記加工表面から小さな破壊が生じ、時計用
外装部品全体の破壊につながることが多かった。

【０００６】このため従来は、超硬合金製又はステライ
ト相当合金製の時計用外装部品については、放電加工を
極力少なくするよう単純な形状にするか、放電加工後も
強度を保持できるよう必要以上に肉厚設計としていたの
で、時計枠や時計バンドのデザインが制約され又時計全
体の重量が増加する等の欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
事情に鑑み、３次元曲面や細孔等の複雑形状を備え且つ
高強度を有する超硬合金製又はステライト相当合金製の
時計用外装部品を、放電加工等の２次加工を施すことな
く製造し、提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の時計用外装部品の製造方法においては、超硬
合金又はステライト相当合金の原料粉末に有機バインダ
ーを混練し、３次元曲面又は細孔を有する時計用外装部
品の形状に射出成形し、得られた成形体から有機バイン
ダーを除去した後、焼結することを特徴とする。

【０００９】かかる方法により製造される本発明の時計
用外装部品は、超硬合金又はステライト相当合金の焼結
体からなり、焼結肌の３次元曲面を有するか或は内周面
が焼結肌の細孔を有し、又は装飾性を高めるために上記
焼結肌を研磨加工した研磨面の３次元曲面を有すること
を特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明方法では、従来からプラスチック製品の
製造に使用され且つ最近ではセラミックス製品の製造に
も用いられている射出成形法を超硬合金又はステライト
相当合金の粉末冶金法に応用し、複雑形状の時計枠やバ
ンドコマ等の時計用外装部品を製造する。即ち、有機バ
インダーを混練した原料粉末から射出成形法を用いて時
計用外装部品と相似形の３次元曲面や細孔等を有する複
雑形状の成形体を形成し、この成形体を脱バインダー処
理した後、焼結して所定の複雑形状の時計用外装部品を
得るものである。

【００１１】原料粉末は、ＷＣ系、ＴａＣ系、ＴｉＣ系
等の超硬合金又はＣｏ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ系のステライト相
当合金の組成に応じて、ＷＣ粉末、ＴａＣ粉末又はＴｉ
Ｃ粉末等の硬質粒子粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末又はＦｅ
粉末等の結合金属粉末など適宜混合して用いる。これら
原料粉末はボールミルやアトライター等を用い乾式又は
湿式にて混合すると同時に粉砕するが、混合及び粉砕が
不十分であると焼結性が阻害され真密度に近い焼結体が
得られないので、混合粉砕後の原料粉末は粒径２０μｍ
以下のものを２０％以上含むことが望ましい。

【００１２】原料粉末に混練する有機バインダーは、従
来からセラミックス製品の射出成形に用いられていたも
ので良く、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、アクリル、エチレン酢酸ビニル、各種ワック
ス、パラフィン等を単独で又は組み合わせて使用できる
。

【００１３】脱バインダー処理では、混練した有機バイ
ンダーの種類等に応じて成形体を加熱することにより、
有機バインダーを溶融流出させ或は分解や昇華させるが
、超硬合金などの成形体の比重がセラミックスに比べて
大きいので、自重による変形を抑えるよう注意する必要
がある。又、脱バインダー処理の雰囲気は、原料粉末の
酸化を抑えるために、真空中又は水素ガス、窒素ガス、
或は不活性ガスのような非酸化性ガス中が好ましい。

【００１４】脱バインダー処理した成形体を真空中又は
水素ガス中において焼結することにより、所定の時計用
外装部品形状をなす複雑形状の焼結体が得られる。焼結
温度は通常の加圧成形を用いた粉末冶金法の場合と同様
で良いが、焼結温度が高過ぎると成形体の変形が起こり
やすくなるので注意を要し、好ましくはＮｉ、Ｆｅ又は
Ｃｏ等の結合相の融点から＋５０℃程度までの範囲の温
度で焼結する。

【００１５】この様に本発明方法では射出成形により得
た成形体を焼結するので、３次元曲面や細孔等を有する
複雑形状の超硬合金又はステライト相当合金の焼結体が
得られ、放電加工等の２次加工の必要がなく、そのまま
で表面に焼結肌の３次元曲面を有するか又は内周面が焼
結肌の細孔を有する時計枠やバンドコマ等の時計用外装
部品とすることが出来る。又、外装表面等の装飾性を高
めることが必要な箇所は、通常のごとく軽度の研磨加工
によって鏡面状態等に表面仕上げし得ることは言うまで
のない。従って、本発明方法では、時計用外装部品形状
を形成するために、放電加工等の本質的な２次加工は不
要である。

【００１６】

【実施例１】平均粒径１μｍのＷＣ粉末８８重量％と平
均粒径２μｍのＮｉ粉末１２重量％とを、ボールミルを
用いてエチルアルコール中で３０時間粉砕、混合した。 得られた混合粉末を乾燥した後、有機バインダーとして
５重量％のパラフィンと２重量％のポリエチレンを添加
し、ニーダで２時間混練した。この混練物を射出成形機
にてバンドコマ用の金型内に射出成形した。次に、この
成形体を窒素ガス中にて昇温速度２０℃／時間で４５０
℃まで加熱し、１時間保持することにより、有機バイン
ダーを除去した。

【００１７】脱バインダー処理後の成形体を真空中にお
いて１４００℃で３０分焼結し、組成が８８重量％ＷＣ
−１２重量％Ｎｉの超硬合金からなり、図１に示すよう
な３次元曲面と直径０．８ｍｍ及び１．０ｍｍの２種類
の組立用細孔２を有する時計用のバンドコマ１を製造し
た。

【００１８】このバンドコマ１の組立用細孔２の寸法を
測定した結果、穴径寸法で±０．０５ｍｍ及び穴ピッチ
で±０．０８ｍｍの精度であり、従来の放電加工等の２
次加工を行わなくても組立上十分な精度が得られ、表面
のバリ除去と表面研磨処理による鏡面仕上げを行うだけ
で製品化が可能であった。

【００１９】又、従来の放電加工により組立用細孔を形
成するバンドコマでは、所定の強度を得るために細孔の
壁の肉厚が最小でも０．７５ｍｍ必要であったが、本発
明によれば同肉厚を０．５ｍｍまで薄く出来ることが判
り、デザインの自由度が増し、薄型軽量のデザインにも
対応可能となった。

【００２０】更に、バンドコマ１の焼結肌の面粗度（Ｒ
ｍａｘ）を測定した所、従来の型押を用いた粉末冶金法
で製造したもののＲｍａｘが５μｍであったのに対して
、本発明のものはＲｍａｘが２μｍと遥かに滑らかにな
っており、表面仕上げのための研磨工程に要する工数も
大幅に低減できることが判った。

【００２１】

【実施例２】実施例１と同様の方法により、組成が８８
重量％ＷＣ−１２重量％Ｎｉの超硬合金からなり、時計
枠として図２のごとくステンレス製リング６に固定する
２個の時計枠片のうち３次元曲面を有する時計枠片（６
時側）３を製造した。又、比較のために、上記と同一組
成の原料粉末の型押成形体を同一条件で焼結した後、放
電加工により３次元曲面を形成して同一形状の時計枠片
３を製造した。

【００２２】得られた本発明例と比較例の時計枠片各４
個について図２の矢印方向に荷重を掛ける強度試験を行
い、破壊荷重を測定して結果を表１に示した。

【００２３】

【表１】 上記表１から、本発明例の時計枠片は比較例のものより
も約２倍の強度をもつことが判る。又、比較例における
破壊は、全て放電加工面を起点として起こっていること
が観察された。

【００２４】

【実施例３】実施例１と同様の方法により、図２のごと
くステンレス製リング６を固定する２個の時計枠片のう
ち３次元曲面と直径１．５ｍｍの竜頭取付用細孔５を有
する時計枠片（３時側）４を製造した。ただし原料粉末
を代えることにより、組成が７０重量％ＴｉＣ−−１０
重量％Ｍｏ２Ｃ−２０重量％Ｎｉの超硬合金のものを時
計枠片４ａ、９０重量％ＴａＣ−１０重量％Ｎｉの超硬
合金のものを時計枠片４ｂ、及び組成が５０重量％Ｃｏ
−４０重量％ＣｒＣ−１０重量％Ｗのステライト相当合
金のものを時計枠片４ｃとした。

【００２５】比較のために、上記時計枠片４ａ、４ｂ、
４ｃとそれぞれ同一組成の原料粉末を竜頭取付用細孔の
ない成形体に射出成形し、この成形体を上記と同一条件
で焼結して図２の時計枠片４（竜頭取付用細孔５なし）
とした後、放電加工により竜頭取付用細孔５のみを形成
して、図２の時計枠片４と同一形状の比較例の各時計枠
片４ｄ（ＷＣ−Ｎｉ系）、４ｅ（ＴａＣ−Ｎｉ系）及び
４ｆ（ステライト相当合金）をそれぞれ製造した。

【００２６】得られた本発明例及び比較例の時計枠片各
４個について図２の矢印方向に荷重を掛ける強度試験を
行い、破壊荷重を測定して結果を表２に示した。

【００２７】

【表２】 比較例の時計枠片４ｄ〜４ｆにおける破壊は、全て放電
加工で形成した細孔の内周面を起点として起こっている
ことが観察された。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、ＷＣ系等の超硬合金又
はステライト相当合金からなり、焼結肌のままの又は焼
結肌を表面研磨仕上げした３次元曲面、或は焼結肌の細
孔等を有し、高強度の時計枠やバンドコマ等の時計用外
装部品を提供できる。

【００２９】又、放電加工等の２次加工の必要がなく、
しかも焼結肌も滑らかであるから、従来に比べて加工工
程を大幅に簡略化できると共に、薄肉でも高強度を達成
できるので、本発明の時計用外装部品においてはデザイ
ンを大幅に改善ないし変更することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による時計用バンドコマの一具体例を示
す平面図である。

【図２】本発明による時計枠の一具体例として２個１組
になった時計枠片を示す平面図である。

【符号の説明】

１　　バンドコマ ２　　組立用細孔 ３　　時計枠片（６時側） ４　　時計枠片（３時側） ５　　竜頭取付用細孔 ６　　ステンレス製リング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　超硬合金又はステライト相当合金から
   なり、焼結肌の３次元曲面を有することを特徴とする時
   計用外装部品。
2. 【請求項２】　　超硬合金又はステライト相当合金から
   なり、焼結肌を研磨加工した研磨面の３次元曲面を有す
   ることを特徴とする時計用外装部品。
3. 【請求項３】　　超硬合金又はステライト相当合金から
   なり、内周面が焼結肌の細孔を有することを特徴とする
   時計用外装部品。
4. 【請求項４】　　超硬合金又はステライト相当合金の原
   料粉末に有機バインダーを混練し、３次元曲面又は細孔
   を有する時計外装用部品の形状に射出成形し、得られた
   成形体から有機バインダーを除去した後、焼結すること
   を特徴とする時計用外装部品の製造方法。