钟表部件及具有该钟表部件的钟表的制作方法

专利名称：钟表部件及具有该钟表部件的钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及钟表部件及具有该钟表部件的钟表。
背景技术：
以往，已知有利用电池或发条等的能量来使指针运转的钟表。在此 类钟表中，使用了这样的钟表部件具有与其它钟表部件接触地滑动的 摩擦滑动部、或者根据操作钟表的动作来切换与其它钟表部件的接触状 态的切换部。例如，作为具有摩擦滑动部的钟表部件，可例举出钟表用 轮系部件的小齿轮和枢轴等，作为具有切换部的钟表部件，可例举出构 成拨针机构的拨针杆和离合杆等。
这里，摩擦滑动部和切换部由于与其它钟表部件点接触而容易磨损， 所以为了赋予耐磨损性和润滑性，在摩擦滑动部和切换部上涂有钟表专 用的油。
但是，近年来，已知有在金属镀层中混入粒子而成的复合镀层。在 复合镀层中，通过选择金属镀层和粒子，可形成硬度、耐磨损性、润滑 性等优良的镀层(例如，参照专利文献l)。
在专利文献1记载的复合镀层中，在作为金属镀层的镍镀层中通过 非电解镀层处理混入石墨等的粒子，防止了钟表部件中的安装时针和分 针等指针的小齿轮的表面上的涂膜起巻儿。
专利文献l:日本特开2003 156575号公报
但是，在专利文献1记载的复合镀层中，虽然可防止安装时针和分 针等指针的小齿轮的表面上的涂膜起巻儿，但由于通过非电解镀层处理 来形成复合镀层，所以无法使复合镀层的表面足够平滑。即，存在这样
的问题即使为了对钟表部件的摩擦滑动部和切换部赋予耐磨损性和润
滑性的目的，而覆盖了专利文献1记载的复合镀层，也不能赋予足够的
耐磨损性和润滑性。

发明内容
本发明的目的是提供一种提高了摩擦滑动部和切换部的耐磨损性和 润滑性的钟表部件。
本发明的钟表部件是这样的钟表部件具有与其它钟表部件接触地 滑动的摩擦滑动部，或者根据操作钟表的动作来切换与其它钟表部件的 接触状态的切换部，其特征在于，在所述摩擦滑动部或者所述切换部的 接触面上，覆盖有在金属镀层中混入石墨而成的复合镀层，通过电镀处 理来形成所述复合镀层。
根据此类结构，在钟表部件的摩擦滑动部或切换部的接触面上，覆 盖有在金属镀层中混入石墨而成的复合镀层。而且，由于通过电镀处理 来以覆盖摩擦滑动部或切换部的接触面上的细微凹凸的方式来形成该复 合镀层，所以与通过非电解镀层处理来成膜的情况相比，可使复合镀层 的表面足够平滑，可降低摩擦系数，提高耐磨损性和润滑性。
这里，由于使复合镀层的表面足够平滑，所以当在钟表部件的摩擦 滑动部和切换部上涂上了钟表专用的油的情况下，通过油的润滑作用， 可进一步降低摩擦系数。此外，在钟表部件的摩擦滑动部和切换部中， 在反复使用中，接触面上的微小凸部被削掉而产生了大致球状的石墨， 该大致球状的石墨填满了接触面上的微小凹部。这样，复合镀层的表面 更加平滑。
再有，在制造钟表部件时，虽然钟表部件的摩擦滑动部和切换部通 过相互滑行而滑动，但在大致球状的石墨填满了接触面上的微小凹部的 情况下，该大致球状的石墨通过滚动而滑动。即，在制造钟表部件时， 虽然产生了滑动摩擦下的摩擦系数，但通过使用钟表部件而转化为滚动 摩擦下的摩擦系数。通常，由于与滑动摩擦相比滚动摩擦的摩擦系数较 小，所以本发明的钟表部件在反复使用中可进一步减小摩擦系数，可提 高耐磨损性和润滑性。
在本发明中，优选的是上述金属镀层为镍镀层。
根据此类结构，镍是正适于电镀处理的金属，所以可通过电镀处理 而容易地在钟表部件上覆盖复合镀层。此外，通过用镍金属成膜，可使 钟表部件的金属防锈。
在本发明中，优选的是使用分散剂来形成所述复合镀层，所述石 墨的各粒子分别将全部或一部分埋入在所述金属镀层中，所述石墨的各 粒子的没有埋入到所述金属镀层中的部分露出于所述金属镀层的表面， 并形成为层状。
根据此类结构，其它钟表部件与在钟表部件的摩擦滑动部或切换部 的接触面上形成为层状的石墨(以下称为石墨层)接触。这里，由于石 墨具有自润滑性，所以可减小摩擦系数，提高耐磨损性和润滑性。
在本发明中，优选的是上述石墨的直径在10nm以上、且在100nm 以下。
艮P，在石墨的直径比10nm小的情况下，不能充分地形成石墨层， 所以不能充分提高摩擦滑动部或切换部的接触面的耐磨损性和润滑性。 此外，在石墨的直径比100nm大的情况下，虽然可提高摩擦滑动部或切 换部的接触面的耐磨损性和润滑性，但由于不能赋予与石墨的直径对应 的程度的耐磨损性和润滑性，所以成为在金属镀层中白白地混入石墨。 因此，石墨的直径在10nm以上、且在100nm以下正合适。
在本发明中，优选的是上述石墨相对于上述金属镀层的含有量在 0.01wt^以上、且在lwt^以下。
艮卩，在石墨相对于金属镀层的含有量比0.01wt^少的情况下，不能 充分形成石墨层，所以不能充分提高摩擦滑动部或切换部的接触面的耐 磨损性和润滑性。此外，在石墨相对于金属镀层的含有量比lwt^多的情 况下，分散剂的含有量也增多，会形成镀层紧贴不良、镀层附着不良、 镀层破裂。再有，由于摩擦系数的减小饱和，所以成为在金属镀层中白 白地混入石墨。因此，石墨相对于金属镀层的含有量在0.01wt。X以上、 且在lwt^以下正合适。
在本发明中，优选的是:上述复合镀层的膜厚在5pm以上、且在30jam 以下。
根据本发明，通过在金属镀层中混入适量的石墨，可使摩擦滑动部 或切换部的接触面上的摩擦系数更小，可进一步提高润滑性和耐磨损性。
这里，在复合镀层的膜厚不满5pm的情况下，在金属镀层中没有充
分混入石墨，无法促使耐磨损性和润滑性提高。
另一方面，在复合镀层的膜厚超过30)_im的情况下，由于摩擦系数 的减小饱和，所以成为在金属镀层中白白地混入石墨，并且复合镀层的 膜厚的波动变大，不能保持作为钟表部件所必需的尺寸精度。因此，复 合镀层的膜厚在5pm以上、且在30|im以下正合适。
再有，优选的是构成复合镀层的金属镀层为镍镀层。根据该结构， 在上述膜厚(5)am以上、且在3(^m以下)的复合镀层中，能更可靠地混 入适量的石墨。
还有，所谓上述复合镀层的膜厚，是在金属镀层中混入石墨而形成 的复合镀层整体的膜厚，在石墨从金属镀层的表面突出的情况下，则说 的是将金属镀层的膜厚和石墨从金属镀层表面突出的尺寸的厚度相加而 得的厚度。再有，当在金属镀层表面形成有石墨层的情况下，将金属镀 层的膜厚和石墨层的厚度相加而得的尺寸为复合镀层的膜厚。
在本发明中，优选的是上述摩擦滑动部为钟表用轮系部件的枢轴。 根据此类结构，钟表用轮系部件的枢轴是与其它钟表部件旋转滑动 以使钟表的指针运转的部件，由于所述枢轴在钟表的通常使用时向一个 方向旋转滑动，所以即使在钟表部件中也是特别容易磨损的部件，因而 本发明正适用。
本发明的钟表的特征在于具有上述钟表部件。 根据此类结构，可得到与上述钟表部件同样的作用及效果。


图1是本实施方式的钟表的概要俯视图。
图2是上述钟表的局部剖面图。
图3是由宝石轴承支撑转子的部分的放大图。
图4是表示具有摩擦滑动部的转子和下枢轴与枢轴孔的接触状态的 示意图。
图5是复合镀层和氧化铝球的磨损试验结果。
图6是改变复合镀层的膜厚来实施的磨损试验结果。
标号说明
100:钟表；111:增速轮系；121:转子；124:下枢轴；150:宝石 轴承；151:枢轴孔；160:复合镀层；161:镍镀层；162:石墨层；162A:
石墨o
具体实施例方式
(电子控制式机械钟表的整体结构)
下面根据附图来说明本发明的实施方式。
图1是本实施方式的钟表100的概要俯视图，图2是钟表100的局 部剖面图。在本实施方式中，钟表100是手表，其为这样的结构通过 活动手腕时的旋转锤的旋转而得到发电力，且将该发电力向二次电池充
电。在图1和图2中，钟表100具有旋转锤110;将旋转锤110的旋转
增速进行传递的增速轮系111;通过旋转锤110的旋转来发电的发电机 120;将在发电机120中产生的电力蓄积起来的二次电池130;以及由发 电机120所产生的电力或二次电池130的电力驱动的电路模块140。这些 构成部件配置在钟表100的机芯200内。
旋转锤110由钩或金合金等重金属构成，其通过滚珠轴承110A (图 2)被支撑成相对于机芯200可以旋转，旋转锤IIO用旋转中心和重心偏 心的大致半圆形的部件构成。旋转锤110上固定有作为增速轮系111中 的一个的齿轮112。
增速轮系lll具有在旋转锤110上固定的齿轮112;与该齿轮112 啮合的中间齿轮113;以及与该中间齿轮113啮合的转子小齿轮114。
发电机120由钐钴类材料构成，并且具有转子121，其具有被磁 化成两个极以上的永久磁铁；定子122;以及线圈123，在转子121上固 定有转子小齿轮114。当旋转锤110旋转时，该旋转运动通过齿轮112、 中间齿轮113和转子小齿轮114被增速，从而转子121旋转。当转子121
旋转时，在定子122上产生磁场的变化，通过该磁场的变化在线圈123 中产生感应电流。该感应电流被蓄积在二次电池130中。
电路模块140具有使基准时钟振荡的计时用的水晶振子141和控制 用IC (Integrated Circuit:集成电路)142等而构成，并与驱动钟表100 的时针和分针等指针的指针驱动用电机(省略图示) 一起由蓄积在二次 电池130中的电力驱动。
虽然省略图示，但控制用IC142构成为具有将水晶振子141的基 准时钟分频的分频电路；对基准时钟进行计数以对时刻进行计时的计时 电路；根据来自计时电路的信号来控制指针驱动用电机(省略图示)的 控制电路等。
(转子121的支撑构造)
如图2所示，转子121可自由旋转地支撑于轮系夹板210和主板220 之间。具体地说，转子121的上下的枢轴部分由组装到轮系夹板210和 主板220中的各宝石轴承承载。
图3是由宝石轴承150支撑转子121的下部的部分的放大图。
转子121具有在转子121的下部位置设置的下枢轴124。
如图3所示，宝石轴承150将转子121支撑成可自由旋转，宝石轴 承150由在中央形成有枢轴孔151的红宝石等构成。
再有，在转子121和下枢轴124与枢轴孔151的接触面上加入有钟 表专用的油。
在本实施方式中，举例示出了上述转子121的支撑构造来作为具有 摩擦滑动部的钟表部件并进行说明。再有，作为具有切换部的钟表部件， 例如，可举例示出构成拨针机构的拨针杆(省略图示)和离合杆(省略 图示)。
图4是表示图3所示的作为摩擦滑动部的转子121和下枢轴124与 枢轴孔151的接触状态的示意图。
转子121和下枢轴124的表面，即与枢轴孔151的接触面，如图3 和图4所示，由复合镀层160覆盖。该复合镀层160具有通过电镀处 理而形成的镍镀层161;和石墨层162，其通过这样的方式形成通过使
用聚丙烯酸等分散剂，使石墨162A的一部分露出于镍镀层161的表面。
因此，转子121和下枢轴124与枢轴孔151如图4所示那样隔着石
墨层162地滑动。
这里，镍镀层161在使膜厚为5,以上、且为30,以下那样的成
膜条件下形成。
此外，石墨层162形成为包含直径为40nm的大致球状的石墨162A 的粒子。各石墨162A的粒子分别为使其全部或一部分埋入到镍镀层161 中的状态，石墨162A的粒子的没有埋入镍镀层中的部分形成石墨层162。
再有，在图4中，为便于理解结构，相对于镍镀层161的膜厚，将 石墨162A的大小比实际夸大地进行表示。
石墨162A相对于镍镀层161的含有量为0.5wt%。
复合镀层160的膜厚为将镍镀层161的膜厚和石墨层162的厚度相 加而得的尺寸，在本实施方式中，为5pm以上，且为30,以下。
这里，图5是复合镀层160和氧化铝球的磨损试验结果。
本试验使用球盘往复摆动式摩擦磨损试验机来进行测定。作为本试 验的试样，使用在镀层基底板(高碳素钢材，硬度Hv=700，抛光研磨 面Ra二5nm)上通过电镀处理而覆盖有镀层厚度为2(^m的复合镀层的 试样。此外，作为对方磨损物，使用氧化铝(Al203)球(硬度Hv=1500)。
作为本试验的试验条件，以载荷200g (30kg/mm2)、冲击2Hz (0.5秒/次)、冲程10mm、总时间1400秒来进行。在本试验中，在 形成有复合镀层的钢板上在冲击中心作用的实际载荷为100g。再有，在 该条件下进行的试验如果换算成钟表部件中的转子121的下枢轴124和 宝石轴承150的滑动，则相当于两个月时间的耐久试验。
图5是将上述试验条件下的使纵轴为摩擦系数、横轴为冲击次数， 并使在试样的不同两个部位的接触面上进行测定的测定值分别表示为曲 线A和曲线B的图。再有，在任意的测定部位都没有在接触面上加油。
如曲线A和曲线B所示，在冲击次数增加的情况下，在任意的测定 部位也稳定在大致相同的摩擦系数0.3附近。
此外，图6是改变复合镀层的膜厚进行与图5同样的利用球盘往复摆动式摩擦磨损试验机的试验的磨损试验结果。本试验的试样、对方磨 损物、载荷、冲击等试验条件除了改变在试样上形成的复合镀层的膜厚 以外，其余与图5的试验条件相同，在本试验中，也不在接触面上进行 加油。
这里，复合镀层的膜厚为时和为3fim时的摩擦系数大到0.40 0.47的程度。其原因被认为是，由于复合镀层的膜厚小，所以复合镀层 中的石墨的混入量也少。与此相对，复合镀层的膜厚为5pm时的摩擦系 数小到0.30 0.38的程度。再有，复合镀层的膜厚为20(im时的摩擦系数 更小，稳定在0.3的程度。
再有，即使使复合镀层的膜厚超过30pm以使石墨的混入量增加， 摩擦系数也不会大幅减小，由于不能得到与该石墨的混入量相应程度的 摩擦减小效果，所以变成白白地混入石墨。因此，复合镀层的膜厚优选 在5(im以上、且在30pm以下。
在本实施方式中，除了在转子121和下枢轴124的表面上形成的复 合镀层60的膜厚如上述那样在5pm以上、且在30pm以下以外，由于加 入了钟表专用的油，所以可根据其膜厚而实现比图6所示的摩擦系数小 的摩擦系数。
(实施方式的效果)
根据本实施方式的钟表100，具有如下效果。
(1) 由于在转子121和下枢轴124的接触面上通过电镀处理来以覆 盖细微凹凸的方式形成复合镀层160，所以与通过非电解镀层处理来成膜 的情况相比，可使复合镀层160的表面足够平滑，可降低摩擦系数，提 高耐磨损性和润滑性。
(2) 由于在转子121和下枢轴124的接触面上涂有钟表专用的油， 所以通过油的润滑作用，可进一步减小摩擦系数。
(3) 在转子121和下枢轴124的接触面上，在反复使用中接触面上 的微小凸部被削掉，产生大致球状的石墨，该大致球状的石墨填埋了接 触面上的微小凹部。这样，复合镀层160的表面更平滑。
(4) 虽然在制造钟表部件时，产生滑动摩擦下的摩擦系数，但通过使用钟表部件，转变为滚动摩擦下的摩擦系数，所以在反复使用时可进 一步减小摩擦系数，提高耐磨损性和润滑性。
(5) 由于复合镀层160选择镍镀层161来作为金属镀层，所以通过
电镀处理可容易地在钟表部件上覆盖复合镀层160。此外，通过用镍金属
覆盖，可使钟表部件的金属防锈。
(6) 由于镍镀层161形成为膜厚在5,以上、且在30拜以下，所 以可在镍镀层161中充分混入石墨162A，可保持作为钟表部件所需的尺 寸精度。
(7) 由于通过使用分散剂来使石墨162A的粒子部分地露出于镍镀 层161的表面，从而形成石墨层162，所以转子121和下枢轴124的接触 面可通过石墨的自润滑性而减小摩擦系数，提高耐磨损性和润滑性。
(8) 由于石墨162A的直径为40nm，所以可充分形成石墨层162， 也不会在镍镀层161中白白地混入石墨162A。
(9) 由于石墨162A相对于镍镀层161的含有量为0.5wt%，所以可 充分形成石墨层162，可充分提高转子121和下枢轴124的接触面的耐磨 损性和润滑性，也不会在镍镀层161中白白地混入石墨162A。
(10) 由于钟表100具有在接触面上覆盖有复合镀层160的转子121 和下枢轴124，所以可减小转子121和下枢轴124的接触面的摩擦系数， 提高耐磨损性和润滑性。
(11) 由于复合镀层160的膜厚在5pm以上、且在30pm以下，所 以在镍镀层161中混入适当量的石墨162A，转子121和下枢轴124的接 触面的摩擦系数变得更小。这样，石墨162A不会白白地混入，可提高润 滑性和耐磨损性。
此外，通过使复合镀层160的膜厚在5拜以上、且在30拜以下， 可抑制复合镀层160的膜厚的波动，所以可保持作为钟表部件所需的尺 寸精度。
(实施方式的变形)
再有，本发明并不限于上述实施方式，可实现本发明目的的范围内 的变形、改良等也包括在本发明中。
例如，在上述实施方式中，虽然例示了转子121的支撑结构来作为
具有摩擦滑动部的钟表部件，且在转子121和下枢轴124的接触面上覆 盖了复合镀层160，但也可以是中间齿轮113等其它齿轮的支撑结构，总 之只要是在具有摩擦滑动部的钟表部件上覆盖复合镀层即可。再有，可 在具有切换部的钟表部件上覆盖复合镀层，例如，可在构成拨针机构的 拨针杆和离合杆的接触面上覆盖复合镀层。
此外，在上述实施方式中，虽然金属镀层选择了镍镀层161，但也 可选择其它金属镀层，再有，可选择合金镀层等。
另外，在上述实施方式中，虽然复合镀层160的膜厚在5)im以上、 且在30pm以下，但也可以是其它的膜厚，重要的是，只要能在摩擦滑动 部或切换部的接触面上覆盖复合镀层即可。再有，为了提高尺寸精度，— 可在较厚地覆膜之后进行研磨。
再有，在上述实施方式中，虽然石墨162A的直径在10nm以上、且 在lOOnm以下，但也可以是除此之外的直径，重要的是，只要能在摩擦 滑动部或切换部的接触面上覆盖复合镀层即可。
还有，在上述实施方式中，虽然通过经使用分散剂使石墨162A的粒 子部分地露出于镍镀层161的表面，从而形成石墨层162，但也可不形成 石墨层162,重要的是，只要能在摩擦滑动部或切换部的接触面上覆盖复 合镀层即可。
另外，在上述实施方式中，虽然石墨162A相对于镍镀层161的含有 量为0.5wt^，但也可以是除此之外的含有量，重要的是，只要能在摩擦 滑动部或切换部的接触面上覆盖复合镀层即可。
此外，在上述实施方式中，虽然在转子121和下枢轴124的接触面 上覆盖复合镀层160，但也可在枢轴孔151的接触面上覆盖复合镀层160。 再有，也可在转子121和下枢轴124的接触面与枢轴孔151的接触面两 者上覆盖复合镀层160，该情况下，与在一方钟表部件的接触面上覆盖复 合镀层的情况比较，可使摩擦滑动部和切换部的耐磨损性和润滑性飞跃 性地提高。
权利要求
1.一种钟表部件，其具有与其它钟表部件接触地滑动的摩擦滑动部，或者根据操作钟表的动作来切换与其它钟表部件的接触状态的切换部，其特征在于，在所述摩擦滑动部或者所述切换部的接触面上，覆盖有在金属镀层中混入石墨而成的复合镀层，通过电镀处理来形成所述复合镀层。
2. 根据权利要求1所述的钟表部件，其特征在于， 所述金属镀层为镍镀层。
3. 根据权利要求1或2所述的钟表部件，其特征在于， 使用分散剂来形成所述复合镀层，所述石墨的各粒子分别使全部或一部分埋入在所述金属镀层中，所 述石墨的各粒子的没有埋入到所述金属镀层中的部分露出于所述金属镀 层的表面，并形成为层状。
4. 根据权利要求1 3中的任一项所述的钟表部件，其特征在于， 所述石墨的直径在10nm以上、且在100nm以下。
5. 根据权利要求1 4中的任一项所述的钟表部件，其特征在于， 所述石墨相对于所述金属镀层的含有量在0.01wt^以上、且在lwt%以下。
6. 根据权利要求1 5中的任一项所述的钟表部件，其特征在于， 所述复合镀层的膜厚在5,以上、且在30(im以下。
7. 根据权利要求1 6中的任一项所述的钟表部件，其特征在于， 所述摩擦滑动部为钟表用轮系部件的枢轴。
8. —种钟表，其特征在于，具有权利要求1 7中的任一项所述的钟表部件。
全文摘要
本发明提供一种钟表部件及具有该钟表部件的钟表。所述钟表部件提高了摩擦滑动部和切换部的耐磨损性和润滑性。转子(121)的上下的枢轴部分由组装在轮系夹板和主板(220)中的宝石轴承(150)承受。转子(121)具有在转子(121)的下部位置设置的下枢轴(124)。宝石轴承(150)由在中央形成有枢轴孔(151)的红宝石等构成。转子(121)和下枢轴(124)的表面由复合镀层(160)覆盖。复合镀层(160)具有通过电镀处理而形成的镍镀层(161)和使用聚丙烯酸等分散剂以露出于镍镀层(161)的表面的方式形成的石墨层(162)。因此，转子(121)和下枢轴(124)与枢轴孔(151)隔着石墨层(162)地滑动。
文档编号G04B31/08GK101196725SQ20071019711
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月4日 优先权日2006年12月4日
发明者新井进, 村井正己, 藤森章浩 申请人:精工爱普生株式会社;国立大学法人信州大学