温度补偿型摆轮及其制造方法、钟表用机芯、机械式钟表技术

温度补偿型摆轮及其制造方法、钟表用机芯、机械式钟表，形状精度优异，可有针对性地、稳定地进行温度校正作业，并且不易生锈，可在抑制施加额外的外力（应力）的同时高效地制造。本发明专利技术提供一种温度补偿型摆轮（40），具有：摆轴（41）；以及平衡轮（42），其具有围绕摆轴的转动轴（O）排列配置在周向上的多个双金属部（50）、和连结多个双金属部与摆轴的连结部件（51），双金属部成为第1部件（60）和第2部件（61）在径向上重合而成的层叠体，并且，周向的一端部成为与连结部件连结的固定端（50A），周向的另一端部成为自由端（50B），第1部件由陶瓷材料形成，第2部件由热膨胀率与第1部件不同的金属材料形成。

【技术实现步骤摘要】
温度补偿型摆轮及其制造方法、钟表用机芯、机械式钟表
本专利技术涉及温度补偿型摆轮、钟表用机芯、机械式钟表以及温度补偿型摆轮的制造方法。
技术介绍
作为机械式钟表的调速器，一般由摆轮和游丝构成。其中，摆轮是围绕摆轴的旋转轴周期性地正反旋转而振动的部件，将摆轮的振动周期设定在预先确定的规定值内很重要。这是因为，如果振动周期偏离规定值，则机械式钟表的差率(钟表的快慢度)会发生变化。但是，上述振动周期容易由于各种原因而发生变化，例如会因温度变化而发生变化。这里，上述振动周期T由下述式(I)表示。T — 2TC,I..* ( 1 )在上述式(I)中，I表示“摆轮的惯性力矩”，K表示“游丝的弹簧常数”。因此，如果摆轮的惯性力矩或游丝的弹簧常数发生变化，则振动周期也发生变化。这里，作为用于摆轮的金属材料，一般采用线性膨胀系数为正的材料，所述材料由于温度上升而膨胀。因此，平衡轮直径扩大，从而使惯性力矩增加。并且，由于一般用于游丝的钢材的杨氏模量具有负的温度系数，因而弹簧常数由于温度上升而降低。根据以上的情况，如果温度上升，则与此相伴会使惯性力矩增加且游丝的弹簧常数降低。因此，从上述式(I)可知，摆轮的振动周期成为在低温时变短且在高温时变长的特性。因此，作为钟表的温度特性，成为在低温时变快、在高温时变慢这样的特性。因此，作为用于对摆轮的振动周期的温度特性进行改进的对策，已知下述的2个方法。作为第I方法，公知有这样的方法:不使平衡轮成为形成完全闭环的圆形，而使平衡轮在周向的两个部位分断而成为圆弧状部，并且，使用将由热膨胀率不同的材料构成的金属板在径向上接合而成的双金属(bimetal)形成各圆弧状部,而且使圆弧状部的周向的一端部为固定端，使周向的另一端部为自由端(参照专利文献I)。通常，如上所述，伴随温度上升，平衡轮由于热膨胀而直径扩大，因而使实际的惯性力矩增大，然而根据第I方法，当温度上升时，由双金属构成的圆弧状部由于热膨胀率的差异而以自由端侧向径向的内侧移动的方式向内变形。由此，可以使平衡轮的平均直径缩小，从而使实际的惯性力矩降低，可以使惯性力矩的温度特性具有负的斜率。结果，可以使惯性力矩变化到抵消游丝的温度依存性的程度，能够将摆轮的振动周期的温度依存性抑制得较低。作为第2方法，通过采用钴一艾林瓦尔恒弹性合金(C0-Elinvar)等恒弹性材料作为游丝的材料，得到钟表的使用温度范围(例如23°C ±15°C)附近的杨氏模量的温度系数为正的特性。根据该第2方法，通过在上述使用温度范围内，使平衡轮的线性膨胀系数和游丝的线性膨胀系数抵消，可以消除摆轮的惯性力矩相对于温度的变化，能够将摆轮的振动周期的温度依存性抑制得较低。【专利文献I】日本特公昭43- 26014号公报另外，在上述第I方法中，通过将热膨胀率相互不同的径向内侧的金属板与径向外侧的金属板接合，形成双金属的圆弧状部，作为其接合方法列举出锡焊和压合等。然而，在这些方法中，由于精加工受到此时的接合条件等左右，因而难以确保固定的形状精度。而且，由于使用2个金属板构成圆弧状部，因而在锡焊和压合时、或者通过切断来形成各圆弧状部时，2个金属板有可能发生塑性变形。由此，很难以高精度的形状精度对双金属的圆弧状部进行精加工，惯性力矩的调整和温度补偿量的设定容易变得不稳定。而且，作为配置在径向内侧的金属板的材料，一般采用殷钢等铁系材料(低热膨胀材料)，具有当不施加电镀工序等时生锈的问题。因此，制造费工夫，具有改善的余地。并且，在上述第2方法中，在使用钴一艾林瓦尔恒弹性合金等恒弹性材料制作游丝时，有可能由于熔解时的组成和热处理等的各种加工条件而使杨氏模量的温度系数大幅变化。因此，需要严密的制造管理工序，游丝的制造变得不容易。因此，有时在钟表的使用温度范围附近很难使杨氏模量的温度系数为正。
技术实现思路
本专利技术正是考虑到上述情况而完成的，本专利技术的目的是提供一种温度补偿型摆轮、具有该温度补偿型摆轮的钟表用机芯、机械式钟表以及温度补偿型摆轮的制造方法，形状精度优异，可有针对性地、稳定地进行温度校正作业，并且不易生锈，可在抑制施加额外的外力(应力)的同时闻效地制造。本专利技术为了解决所述 课题而提供以下的技术方案。( I)本专利技术的温度补偿型摆轮，其特征在于，所述温度补偿型摆轮具有:摆轴，其以轴为中心转动；以及平衡轮，其具有围绕所述摆轴的转动轴排列配置在周向上的沿着该转动轴的周向呈圆弧状延伸的多个双金属部、和分别在径向上连结该多个双金属部与所述摆轴的连结部件，所述双金属部成为第I部件和与该第I部件相比配置在径向外侧的第2部件在径向上重合而成的层叠体，并且，周向的一端部成为与所述连结部件连结的固定端，周向的另一端部成为自由端，所述第I部件由陶瓷材料形成，所述第2部件由热膨胀率与所述第I部件不同的金属材料形成。根据本专利技术的温度补偿型摆轮，在产生温度变化时，双金属部由于第I部件与第2部件的热膨胀率的差异而以固定端为基点在径向上弯曲变形，因而可使双金属部的自由端向径向的内侧或外侧移动。由此，可使双金属部的自由端的位置在径向上变化。因此，可使平衡轮的平均直径缩小或扩大，可使与摆轴的转动轴之间的距离变化来使摆轮整体的惯性力矩变化。由此，可使惯性力矩的温度特性的斜率变化，可进行温度校正。特别是由于双金属部的第I部件由陶瓷材料形成，因而可抑制双金属部的塑性变形，即使由于温度校正而反复出现自由端的变形，也能够形成精度长时间稳定的双金属部。如上所述，可在防止塑性变形的同时以优异的形状精度形成双金属部，因而可有针对性地、稳定地进行温度校正作业，可得到差率不易由于温度变化而变化的温度补偿性能优异的高品质的摆轮。并且，由于可规定双金属部的形状，因而可提高双金属部的形状自由度，容易通过例如增大位移量等控制稳定补偿量。并且，由于第I部件是陶瓷材料的，因而即使不实施电镀等也不易生锈。因此，不需要电镀工序等，能够高效率地制造。由于在由在径向上相互重合的第I部件和第2部件构成的双金属部中内侧的第I部件由陶瓷材料形成，因而可抑制伴随温度变化的第I部件的热变形，可在将与温度变化对应的双金属部的变形抑制得较小的同时得到期望的惯性力矩调整量。也就是说，由于双金属部的内侧部件是陶瓷材料而不是金属等，因而不用过多考虑该内侧部件的热变形量的大小，可设计双金属部的自由端的变形量。因此，惯性力矩的温度校正变得容易，可提高该校正精度。(2)在上述本专利技术的温度补偿型摆轮中，优选的是，所述第I部件和所述连结部件使用陶瓷材料一体地形成，所述第2部件是由热膨胀率与所述第I部件不同的金属材料构成的电铸件。在该情况下，平衡轮中的连结部件和构成双金属部的第I部件使用陶瓷材料一体地形成，因而可以利用半导体制造技术(包含光刻技术和蚀刻加工技术等的技术)，从例如硅基板以优异的形状精度一体地形成。而且，由于利用半导体制造技术，因而能够以期望的细微形状形成而不对连结部件和第I部件施加额外的外力。另一方面，由于构成双金属部的第2部件是电铸件，因而可以在只需通过电铸使金属材料生长的简便作业中与第I部件接合。因此，与以往的锡焊和压合等的方法不同，可不对第I部件施加额外的外力地接合第2部件。因此，可防止双金属部的塑性变形，而且能够以优异的形状精度形成双金属部。(3)在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度补偿型摆轮，其特征在于，该温度补偿型摆轮具有：摆轴，其以轴为中心转动；以及平衡轮，其具有围绕所述摆轴的转动轴排列配置在周向上的沿着该转动轴的周向呈圆弧状延伸的多个双金属部、和分别在径向上连结该多个双金属部与所述摆轴的连结部件，所述双金属部成为第1部件和与该第1部件相比配置在径向外侧的第2部件在径向上重合而成的层叠体，并且，周向的一端部成为与所述连结部件连结的固定端，周向的另一端部成为自由端，所述第1部件由陶瓷材料形成，所述第2部件由热膨胀率与所述第1部件不同的金属材料形成。

【技术特征摘要】
2013.02.25 JP 2013-034703;2013.02.25 JP 2013-034701.一种温度补偿型摆轮，其特征在于，该温度补偿型摆轮具有: 摆轴，其以轴为中心转动；以及 平衡轮，其具有围绕所述摆轴的转动轴排列配置在周向上的沿着该转动轴的周向呈圆弧状延伸的多个双金属部、和分别在径向上连结该多个双金属部与所述摆轴的连结部件， 所述双金属部成为第I部件和与该第I部件相比配置在径向外侧的第2部件在径向上重合而成的层叠体，并且，周向的一端部成为与所述连结部件连结的固定端，周向的另一端部成为自由端， 所述第I部件由陶瓷材料形成， 所述第2部件由热膨胀率与所述第I部件不同的金属材料形成。2.根据权利要求1所述的温度补偿型摆轮，其特征在于， 所述第I部件和所述连结部件使用陶瓷材料一体地形成， 所述第2部件是由热膨胀率与所述第I部件不同的金属材料构成的电铸件。3.根据权利要求1或2所述的温度补偿型摆轮，其特征在于，所述第2部件具有与形成在所述第I部件上的第I卡合部卡合的第2卡合部，在维持该卡合的状态下与所述第I部件接合。4.根据权利要求1或2所述的温度补偿型摆轮，其特征在于，所述第I部件和所述第2部件隔着合金层接合。5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的温度补偿型摆轮，其特征在于，在所述双金属部的自由端设置有施重部。6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的温度补偿型摆轮，其特征在于，所述第I部件和所述连结部件由S1、SiC、Si02、Al203、Zr02以及C中的任意一种材料形成。7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的温度补偿型摆轮，其特征在于，所述第2部件由Au、Cu、N1、Ni合金、Sn以及Sn合金中的任意一种材料形成。8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的温度补偿型摆轮，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：新轮隆，中岛正洋，川内谷卓磨，藤枝久，新家学，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP