KR100856651B1 - 시계 작동기구의 부품에 보석을 고정시키는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 기준 평면을 포함하는 각진 보석 혹은 보석 공동에 대한 셋팅장치를 사용하는 방법에 있어서, 보석은 고정되어야 하며, 상기 평면은 스터드 혹은 공간 같은 적어도 상기 보석에 대한 공간 위치 수단을 포함한다. 일단 보석이 적당한 위치에 고정되면, 레이저 빔을 가장자리에 적용함으로써 하우징에 고정되며 가용성 재료를 추가할 수 있다.

Description

시계 작동기구의 부품에 보석을 고정시키는 방법 및 장치{METHOD FOR FIXING JEWELS IN A WATCH MOVEMENT PART AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE SAME}

도 1은 첫 번째 실시예를 따르는 베어링 셋팅의 개략 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 셋팅의 변형예를 도시한 도면.

도 3A 및 도 3B는 두 번째 실시예를 따르는 베어링 셋팅의 개략 단면도.

도 4A 및 도 4B는 세 번째 실시예를 따르는 베어링 셋팅의 개략 단면도.

도 5는 세 개의 베어링을 갖는 부품에 대한 셋팅의 평면도.

도 6은 도 5의 VI-VI선을 따르는 단면도.

도 7은 지동기구(escapement) 롤러테이블의 저면도.

도 8은 도 7에 도시된 지동기구 롤러테이블에 대한 셋팅 장치의 평면도.

도 9는 지동기구 충격핀에 대해 본 발명을 따르는 셋팅장치에 관한 도 7 및 도 8의 IX-IX 선을 따르는 단면도.

* 부호설명

1 ... 부품 2 ... 베어링

3 ... 하우징 4 ... 벽

5 ... 관통경로 9 ... 스터드

본 발명은 시계 작동기구의 부품에 보석을 고정하고 셋팅하는 방법에 관련되며, 상대적인 휠(wheel)의 위치 정밀도가 증가하며 최종제품의 비용을 감소시킨다.

고품질의 시계 작동기구에서, 제품의 수명을 늘리고 마찰을 줄이기 위해, 보석 또는 루비(ruby)가 필수적으로 특정 휠, 전용베어링, 엔드스톤(end-stone) 또는 컵(cup) 베어링의 숄더를 위해 이용되거나 지동기구와 관련하여 레버 지동기구의 입구 및 출구 펠릿을 위해 이용되고 충격 핀을 위해 이용되었다. 상기 보석들을 플레이트(plate), 브릿지(bridge), 지동기구 레버, 롤러 플레이트(roller plate)의 적합한 위치에 고정시키는 서로 다른 기술들이 존재해왔다. 시계산업의 초기에, 상기 보석을 수용하도록 부품내부의 하우징(housing)에 직접 셋팅하거나 셋팅(setting)된 보석을 집어넣었다. 보석이 하우징을 변형시키거나 반대로 사용 중 움직이는 것을 방지하기 위해 보석과 하우징에 대한 공차는 약 5μ정도로 매우 낮아야 한다. 베어링에 대해서, 뚫린 홈을 완벽하게 수직으로 위치설정해야 하지만 일반적으로 둥근 가장자리를 가진 일정한 보석을 집어넣어 반드시 구해지는 것은 아니다. 마찬가지로, 두 개의 접촉 엔드스톤(end-stone)들 또는 두 개의 접촉베어링들은, 지지되는 휠들의 중심거리들을 고려하고 따라서 보석의 두께와 하우징의 하단을 정밀하게 기계가공해야 하므로 수직축을 따라 정확하게 위치설정이 이루어져야 한다. 또한 동일한 평면에 배열되고 기어휠 피벗을 수용하는 베어링들을 위한 천공구멍들을 위치설정하기 위해 정밀도가 요구된다. 집어 넣어지거나 접착되는 지동기구 보석 충격 핀 펠릿(pallet)들에 대해 상기 위치설정은 매우 중요하다. 보석을 박아 넣으면 롤러테이블(roller-table)이 변형되므로, 다이아몬드 연마로 조정되어야 하고 사용된 접착 재료의 잔여분을 제거하기 위해 접착에 대해 기계적인 가공이 필요하다.

보석을 박는 데 따른 문제점을 회피하고 고정밀도에 구속되지 않도록, 스위스 특허 제 384 473 호에 의하면, 엔드스톤이 하우징의 벽에 구성된 두 개의 공동에 밀어 넣기 위한 캠(cam)장치가 제공된다. 스위스 특허 제 362 286 호에 의하면, 바이어닛(bayonet) 조립장치로 형성된 장치가 제공된다. 또한 리세스(recess)를 포함한 벽에 있는 요홈내부로 고정되는 탄성링을 통해 보석을 밀어 넣는 장치가 제공된다. 상기 장치에 의하면, 보석과 하우징의 가공을 위해 낮은 공차가 허용되지만, 보석의 공간위치 및 보석 지지부를 고정하기 위한 요건을 완전히 만족시키지 못한다.

보석을 고정시키는 로봇이나 기계와 관련하여, 스위스 특허 제 378 242 호 및 제 417 479 호에 보석을 박아넣는 기술이 공지된다.

본 발명의 목적은 하우징에 보석을 고정시키기 위해 레이저 기술을 이용하고 셋팅 장치에 대해 요구되는 정밀도와 관련한 종래 기술의 문제점을 극복하는 것이다.

본 발명은 셋팅장치를 이용하고 레이저빔으로 시계작동기구의 부품에 보석을 고정시키는 방법에 관한 것이다. "부품"은 플레이트, 브릿지와 같이 시계작동기구의 고정부품 또는 지동기구와 같은 운동부품들을 의미하고, 보석들은 전용베어링, 엔드스톤, 충격핀, 펠릿스톤들을 의미한다. 이러한 보석들은 미세 산화알루미늄 분말로부터 합성되어 얻어지며, 하우징 내에 박아 고정될 수 있는 크기를 가지도록 다이아몬드 연마된다. 그러나 본 발명을 따르는 방법에 의하면, 셋팅장치를 매우 정밀하게 이용할 때, 셋팅장치로 밀어 넣어진 부품의 표면에 대해, 하우징에 관한 보석의 공간위치가 제공되고, 공간 위치에 관한 기계적 공차는 덜 엄격하다.

본 발명을 따르는 방법은 a) 부품을 밀어넣기 위한 수단 및, 상기 셋팅장치의 기준평면들에 대해 한 개이상의 보석을 공간적으로 위치설정하기 위한 위치수단을 가진 셋팅장치를 제공하고,
b) 보석이 셋팅되는 부품을 셋팅장치위에 밀어넣고,
c) 한 개이상의 보석을 각각의 하우징내에 셋팅시키고 셋팅장치의 위치수단에 의해 상기 부품내에서 보석들의 공간위치를 설정하며,
d) 보석을 하우징에 고정시키기 위해, 하우징의 오프닝(opening)주변부 또는 상기 오프닝주위에 추가된 가용성 재료위에서 하우징의 벽에 대한 보석의 접합부분에 레이저 빔의 끝을 위치시켜 초점을 맞추고,

e) 상기 부품을 셋팅장치로부터 제거하는 단계를 포함한다.

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보석들이 휠을 회전시키기 위해 이용되고, 특히 보석이 보석공동 또는 전용"베어링"을 형성할 때, 셋팅장치의 표면에 고정된 하우징의 하단에 제공되는 통과경로를 통과하는 스터드(stud)에 의해 위치수단이 구성된다. 스터드의 원위 부분이 가지는 지름은 베어링 공동의 지름과 동일하다. 셋팅 장치에 고정된 부품은 원위부분과 동일한 지름을 갖고, 매우 정밀한 치수로 가공된 하우징 하단에 보석이 배열된다. 고정된 스터드의 부품은 또한 원위 부분보다 큰 지름을 가져서, 하우징 하단의 제조정밀도와 독립적으로 부품의 기준표면에 대해 보석을 수직으로 위치설정하기 위한 숄더(shoulder)가 제공될 수 있다.

지동기구 펠릿 또는 지동기구 충격핀들과 같은 각진 보석들을 위하여, 셋팅장치는 상기 위치수단과 반대인 위치수단을 포함하며, 다시 말해, 셋팅장치의 표면에 배열된 공동을 포함하고, 상기 공동내에서 고정 스크류(screw) 또는 스프링 핀과 같은 고정수단에 의해 상기 보석들이 매우 정밀하게 일시적으로 고정될 수 있다.

보석들이 셋팅되는 부품들의 형상에 따라 몇 가지 수준의 셋팅장치가 제공된다.

보석의 공간 위치정밀도가 보석의 고정과 관련한 정밀도에 의존하며, 부품의 가장자리에 배열된 나사조임(stop) 또는 부품을 통과하는 스터드에 의해 상기 정밀도가 구해지고, 보석을 고정하기 위한 수단은 셋팅장치에 매우 정밀하게 장착된다.

하기 실시예에서 더욱 상세히 설명되지만, 일단 보석이 위치설정되면, 보석을 벽에 용접시키는 레이저빔에 의해 보석이 하우징내부에 완전히 고정되거나 오프닝위에서 가장자리를 녹여 부품과 일체형으로 만들거나 추가된 가용성재료를 녹여 충진되는 벽 및 보석의 외부 가장자리사이에서 조금 움직일 수 있게 된다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점은 도면과 함께 제한되지 않는 방법으로 상세한 설명을 통해 이해될 것이다.

도 1 내지 도 4B는 본 발명을 따르고 보석 공동(20)을 셋팅하거나 고정하기 위한 방법의 실시예를 도시한 도 5의 I-I선을 따라 본 단면도이며, 좀더 일반적으로, 플레이트 또는 브릿지와 같은 시계 작동기구의 부품(1)내에 "베어링"이 위치한다. 도면을 명확하게 도시하기 위해 베어링의 지름이 수 밀리미터이고 상대적인 치수가 지켜질 필요가 없다는 것을 고려할 때 모든 도면들에서 치수크기는 과장되어 제공된다.

도 1 및 도 2를 참고할 때, 부품(1)은 상단 표면(1a)내에서 벽(4)에 의해 범위가 정해지는 하우징(3)을 포함하며, 하우징의 하단은 하부면(1b)과 연결된 관통경로(5)를 포함한다. 이 관통경로의 지름은 통상적으로 오일 싱크(oil sink)(21)에 접근하도록 베어링(2)의 뚫린 구멍보다 크다. 부품(1)은 하부(11)를 포함한 셋팅장치위에 배열되고, 수평 x,y 좌표를 위한 기준 평면(13)이 완벽하게 연마된 하부(11)의 상측면에 의해 형성된다. 기준 평면(13)은 적어도 하나의 스터드(15)를 포함하고 그 하단부분(17)은 하부(11)에 고정되거나, 도시된 바와 같이 상기 하부(11)와 일체형으로 형성될 수 있다. 스터드(15)의 원위부분(16)은 부품(1)의 상단표면(1a)만큼 멀리 뻗어있으며, 지름은 하우징에 위치한 베어링(20)의 뚫린 구멍과 동일하며, 베어링은 이상적으로 하우징내에서 움직이지 않게 배열된다. 기준평면(13)은 또한 x,y 기준에서 부품(1)을 밀어넣기 위한 수단을 포함하며, 도 6에 도시된 바와 같이 이러한 수단은 나사조임(19) 혹은 스터드(9) 같은 것이다. 베어링(20)은 스터드(15)에 장착되고, 각각의 하우징(3)에 미끄럼 결합으로 놓이며, 상기 미끄럼결합은 사용하기에 충분한 고정기능을 제공한다. 도 1 및 도 2의 실시예에서, 베어링(20)의 상대적인 위치가 셋팅 장치의 부품(1)을 밀어 넣는 기준 평면(13)에 스터드(15)가 고정되며, 도 5에 도시된 바와 같이 서로에 대해서도 그렇다. 도 5는 스터드(15a), (15b), (15c)에 의해 x,y 평면에 매우 정확하게 위치한 세 개의 베어링(20a),(20b),(20c)을 포함하는 부품(1)을 지지하는 셋팅장치(11)의 상측면도인데, 도 4A 및 도 4B에 도시된 바와 같이 하우징(3)의 벽(4)에 대해 일정한 측면 틈(24)를 가질 수 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 수직 축(z)을 따르는 공간 위치는 하우징(3) 하단의 플랜지(flange)(1c)의 정밀한 가공을 통해 얻어지며, 보석 두께의 정밀한 가공을 통해 보석(20)의 외부 숄더가 놓인다.

도 2에 도시된 실시예에서, 수직축(z)을 따르는 공간 위치는 하부(11)에 고정된 부품(17) 및 원위 부분(16) 사이에 위치한 스터드(16)의 숄더(18)를 통해 얻어진다. 도시된 바와 같이 베어링(20)은 플랜지(1c) 및 베어링(20)의 하부 사이에 있는 자유공간(22)을 남길 수 있는 하우징(3)에서 미끄럼 마찰을 하고 있다. 그러므로 이러한 실시예에서 베어링(20)에 대한 공간 기준은 셋팅장치에 의해서만 형성된다.

일단 베어링(20)이 부품(1)과 미끄럼마찰을 하여 적당한 위치에 셋팅되면, 베어링(20) 가장자리와 하우징(3)의 벽(4) 사이의 용해영역(6)을 만들기 위해 레이저빔이 오프닝의 윤곽을 따라 이동한다.

시계 작동기구 "부품" 플레이트 혹은 브릿지는 통상적으로 황동, 강철 같은 금속이며, 보석은 강옥으로부터 가공된 합성보석이다. 선호되는 실시예에 따라, 상기 두 가지 범주의 재료들사이의 응집력을 증가시키기 위해, 화학 증기 침전(CVD) 기술을 사용하여 티타늄 이산화물이 미리 하우징(3)의 벽(4)에 침전된다.

일단 보석이 부품에 고정되면, 셋팅장치로부터 부품을 제거해야 하며, 셋팅장치로부터 부품에 대해 베어링의 위치에 대한 모든 정밀도가 적용된다. 물론 이러한 방법은 부품들에 대한 통합 비용을 줄이도록 하는 많은 개수의 부품에 보석을 셋팅하도록 사용되는 셋팅장치가 동일하도록 하며, 큰 정밀도로 개별적으로 가공할 필요가 더 이상 없다.

도 3A 및 도 3B에 도시된 방법의 실시예에서, 셋팅장치는 도 1에 도시된 것과 동일하다. 하지만, 도 3A에 도시된 바와 같이 하우징(3)의 주위둘레는 부품(1)과 통합된 가장자리(7a)를 포함하며, 이러한 가장자리(7a)는 도시된 것과 같이 연속적이거나 불연속적으로 구성된다. 레이저 빔(30)이 적용된 후에, 가장자리(7a)는 하우징(3)의 하단에서 베어링(20)을 고정시키는 돌출부(7b)를 형성하기 위해 하우징(3)의 중앙을 향해 굽어있다. 도 4A 및 도 4B는 셋팅장치가 도 2에 도시된 것과 동일한 실시예를 나타내지만, 베어링(2)이 하우징(3)의 하단과 벽 사이의 공간(24)에 있는 작은공간(22)을 정렬시켜 스터드(15)에 의해서만 놓이는 것과 다르다. 다시말해, 이러한 공간들(22),(24)은 하우징(3)과 베어링(20)을 만드는데 있어서 매우 큰 공차를 허용한다. 베어링(20)은 은 혹은 은과 납, 주석 혹은 인듐 합성물 같은 가용성 재료(8)의 코드를 주위 둘레에 추가하여 하우징(3) 내에 고정되도록 한다. 레이저가 적용된 후에, 가용성 재료(8)가 공간(22,24)내에 침투되어, 스터드(15)에 의해 결정되는 공간 위치에 베어링(20)을 고정시키는 덩어리(8b)가 형성된다.

도 5의 평면도 및 도 6의 단면도는 세 개의 베어링(20a,20b,20c)들을 포함하는 부품(1)의 일부분을 도시하고, 피벗(pivot) 공동의 상대적 위치는 셋팅장치의 하부(11)에 고정된 세 개의 스터드(15a),(15b),(15c)에 의해 결정된다. 예를 들어, 하부(11)에 고정된 스터드(9)와 두 개의 나사조임부(19) 또는 다른 동등한 수단에 의해 셋팅장치에 부품(1)이 조여질 수 있다.

도 7에서 도 9까지는 셋팅 장치가 지동기구 롤러-테이블의 충격 핀을 고정시키기 위한 방법의 실시예를 도시한다.

도 7은 종래 기술에 따라 가장자리에 가깝고 평면에 직각인 넓은 롤러 플레이트(26)를 포함하고, 충격 핀(10)(도시안됨) 알맞도록 하기 위해 롤러 플레이트를 통과하는 하우징(23)을 포함한 롤러 테이블(2)을 도시한다. 노치(28a)가 제공된 작은 롤러 테이블(28)와 충격핀(10)이 슬리브(sleeve)(27)에 의해 결합된다.

도 8은 셋팅장치(12)의 평면도를 도시하고, 그 구조는 도 7,8의 IX-IX 선을 따르는 횡단면을 도시는 도 9에 더 잘 나타나 있으며, 지동기구 롤러 테이블 플레이트(2)는 셋팅 장치에(12)의 적당한 위치에 놓인다. 이러한 장치는 작은 롤러 테이블(28) 및 큰 롤러 테이블(26)의 하단 부분을 하부로부터 분리하는 거리에 상응하는 수준에서 평면(13)에 평행인 두 번째 기준 평면(14)을 포함한다. 두 개의 기준 평면(13),(14)을 결합하는 벽은 노치(28a)와 같은 형상을 갖고 스터드(9)로 지동기구 롤러 테이블(2)을 고정시키기 위한 수단을 형성하는 돌출부(29)를 포함한다. 두 번째 기준 평면(14)은 충격 핀을 형성하는 보석을 위치시키고 그 보석에 알맞도록 하는 공동(25)을 포함한다. 도시된 예에서 반달 모양의 보석(10)은 기준 평면(13),(14)에 평행한 축의 고정 스크류(31)의 수단에 의해 일시적으로 고정된다. 일단 보석(10)이 셋팅 장치에 공간적으로 고정되면, 전술한 실시예 중 하나에 따라 레이저 빔(10)에 의해 보석(10)을 고정시키고 지동기구 롤러 테이블(2)을 적당한 위치에 위치시켜야 한다. 보석(10)이 틈을 갖거나 미끄럼 마찰을 하면서 장착되어 있기 때문에, 하우징(23)의 매우 얇은 두께의 외부벽에 어떠한 기계적인 응력이 발행하지 않고, 기계가공이 필요하지 않다. 밀어넣는 기술은 하우징 위치에서 큰 롤러 테이블의 가장자리의 변형을 야기하며, 부품의 50%가 없어지는 다이아몬드 연마 작업이 필요하다. 본 발명을 따르는 방법에 의하면, 기계가공작업이 감소되고 일치되게 구성된 부품들이 높은 비율로 생산될 수 있다.

상기 방법에 의해 지동기구 롤러 테이블에 대해 당업자가 레이저빔으로 펠릿 스톤을 고정시키고 셋팅하는 장치를 어려움없이 설계할 수 있다.

Claims (13)

1. 셋팅장치와 레이저 빔에 의해 보석들을 시계 작동기구의 부품들에 고정시키기 위하여, 상기 부품이 한 개이상의 하우징을 가진 상단 표면에 제공되고, 고정될 보석의 외곽에 대해 틈을 가지고 들어맞는 외곽을 포함한 오프닝이 상기 하우징의 벽에 의해 형성되며, 하우징의 바닥에 통과경로가 부분적으로 제공되고, 상기 통과경로가 하단 표면에서 오프닝과 연결되는 시계작동기구의 부품들에 보석을 고정시키기 위한 방법에 있어서,

   a) 부품을 밀어넣기 위한 수단 및, 상기 셋팅장치의 기준평면들에 대해 한 개이상의 보석을 공간적으로 위치설정하기 위한 위치수단을 가진 셋팅장치를 제공하고,

   b) 보석이 셋팅되는 부품을 셋팅장치위에 밀어넣고,

   c) 한 개이상의 보석을 각각의 하우징내에 셋팅시키고 셋팅장치의 위치수단에 의해 상기 부품내에서 보석들의 공간위치를 설정하며,

   d) 보석을 하우징에 고정시키기 위해, 하우징의 오프닝(opening)주변부 또는 상기 오프닝주위에 추가된 가용성 재료위에서 하우징의 벽에 대한 보석의 접합부분에 레이저 빔의 끝을 위치시켜 초점을 맞추고,

   e) 상기 부품을 셋팅장치로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 베어링을 고정시키는데 대해 공간 위치 수단은 하우징 하 단의 통과경로를 통과하는 셋팅장치의 기준평면에 고정된 스터드에 의해 형성되며, 그 스터드의 원위부분은 상기 베어링의 구멍난 지름과 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 셋팅장치에 고정된 스터드 부분의 지름은 하우징 하단 위의 숄더를 형성하기 위한 원위 부분의 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 공동을 갖지 않는 보석을 고정하는 것에 대해, 공간 위치 수단은 고정 수단에 의해 상기 공동에 임시로 고정되는 보석에 알맞은 셋팅장치의 기준 평면에 있는 공동에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서 셋팅장치에 부품을 고정시키는 수단은 부품을 통과하는 스터드 혹은 조임수단에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 항에 있어서, 보석 공간 위치 수단 및 부품 고정 수단은 셋팅 장치의 적어도 두 가지 다른 기준 평면에 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 보석은 하우징에 미끄럼마찰을 갖고, 레이저 빔을 적용하 기 전에 하우징의 벽은 티타늄 이산화물의 얇은 코팅을 갖도록 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 티타늄 코팅은 화학적 증기 침전(CVD)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 하우징 오프닝의 외형은 레이저 빔을 적용하여 오프닝에 구부러져야할 가장자리를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 하우징의 오프닝 주변에 추가된 가용성 재료는 은 혹은 은을 기초로 하는 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 시계 작동기구 부품내에 배열되고 통과 경로를 포함하는 하우징들내에 보석들을 레이저 빔에 의해 고정시키기 위한 장치에 있어서, 상기 부품들이 놓여 있는 한 개이상의 기준평면, 보석들을 공간적으로 위치설정하는 수단 및 상기 부품을 고정시키는 수단으로 구성된 셋팅장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 베어링을 고정시키는데 대해 공간 위치 수단은 하우징 하단의 통과경로를 통과하는 셋팅장치의 기준평면에 고정된 스터드에 의해 형성되 며, 그 스터드의 원위부분은 상기 베어링의 구멍난 지름과 동일한 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 11 항에 있어서, 공동을 갖지 않는 보석을 고정하는 것에 대해, 공간 위치 수단은 고정 수단에 의해 상기 공동에 임시로 고정되는 보석에 알맞은 셋팅장치의 기준 평면에 있는 공동에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.

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