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JP3041585B2 - ぜんまいの製造方法 - Google Patents

ぜんまいの製造方法

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Publication number
JP3041585B2
JP3041585B2 JP8102916A JP10291696A JP3041585B2 JP 3041585 B2 JP3041585 B2 JP 3041585B2 JP 8102916 A JP8102916 A JP 8102916A JP 10291696 A JP10291696 A JP 10291696A JP 3041585 B2 JP3041585 B2 JP 3041585B2
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JP
Japan
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mainspring
manufacturing
cold
alloy
spring
Prior art date
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JP8102916A
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JPH0913136A (ja
Inventor
修 高橋
和男 吉田
真人 岡崎
Original Assignee
セイコーインスツルメンツ株式会社
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Publication date
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Publication of JPH0913136A publication Critical patent/JPH0913136A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、小型精密機器例えば腕
時計の動力ぜんまいとその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】腕時計の動力ぜんまいは高い出力トルク
と耐久性、耐食性を要求されるため、その材料には高弾
性および高耐食性材料のCo基合金が使用される。
【0003】
【本発明が解決しようとする課題】ぜんまいの出力トル
クは次の式で表される。 T=Ebt3πN/6L T:出力トルク E:材料のヤング率 b:ぜんまいの幅 t:ぜんまいの厚さ N:ぜんまいの有効巻数 L:ぜんまいの長さ ぜんまいの厚さ、幅を増さずに高い出力トルクを得るに
はヤング率の高い材料を使用すればよいが、従来使用さ
れているCo基合金のヤング率は20000〜2100
0kgf/mm2であり、これよりも高いヤング率を有
する耐久性、耐食性に優れた腕時計用動力ぜんまい材料
が求められていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明においてぜんまいの材質を、高い機械的強度と
ヤング率、優れた耐久性および耐食性を有するCo−N
i基合金とした。このCo−Ni基合金とは、例えば、
組成は重量比でCo30〜40%、Ni27〜36%、
Cr12〜26%、Mo8〜13%、Mn、Ti、A
l、Feの1種または2種以上各0.1〜3%、Nb
0.5〜3%、ミッシュメタル0.005〜0.05
%、及び不可避不純物から成るCo−Ni基合金を示
す。
【0005】ここでCo30〜40%、Ni27〜36
%を含むCo−Ni基合金に限定した理由は、切欠けも
ろさがなく、機械的強度、疲労強度、耐食性、加工性に
優れているからである。Coが30%未満では機械的強
度が低下し、Coが40%を越えると硬くなり冷間加工
性が低下し不適当である。
【0006】Niを27〜36%とした理由は機械的強
度と加工性を維持する最適範囲を示すことによる。Fe
もNiと同様の効果があるが、耐食性を低下させないた
めにこの範囲にしてある。Cr12〜26%、Mo8〜
13%の理由は、Co、Niを含有した条件において耐
食性を有する最適範囲を示し、この下限未満では耐食性
が劣り、この上限を越えると冷間加工において硬くなり
加工困難になるため不適当であることによる。Mnは脱
酸剤としての効果及び溶体化処理に際してマトリクスの
軟化を助ける。Alは脱酸剤としての効果及び機械的強
度を高める効果がある。Tiは結晶粒微細化の効果があ
る。Nbは機械的強度を更に高める効果があるが、3%
を越えると硬くなり過ぎ不適当である。ミッシュメタル
は熱間加工性を良くする効果がある。
【0007】この合金を真空溶解にて溶製し、鍛造、熱
間圧延、熱間線引、溶体化処理、冷間線引、焼鈍の後、
断面減少率で表わされる最終加工度30〜90%に冷間
線引する。この合金は硬くて変形抵抗が大きいので引き
抜きダイスを用いて逆張力伸線機で線引する。その線材
をぜんまいの所定厚さに冷間圧延する。ここで線材を圧
延するのは、これにより材料の圧延方向が結晶のヤング
率の高い方向に揃い、ぜんまいの出力トルクを更に高く
することができるからである。
【0008】線引最終加工度を30%以上としたのは、
材料の圧延方向が結晶のヤング率の高い方向にそろい、
ゼンマイの出力効果をさらに高くするという効果が現れ
る下限値を示しており、線引最終加工度を90%以下と
したのは、加工度がこれより高くなるとぜんまいの靱性
が低下してもろくなるからである。このようにして仕上
げた圧延材を所定幅に幅断ちし、エッジ研磨、切断、成
形、時効処理、溶接、テフロン蒸着の各工程を経てぜん
まいに仕上げる。時効処理は400〜620℃の温度で
2〜3時間真空中または無酸化雰囲気中で行う。
【0009】図1に腕時計用動力ぜんまいの形状例を、
また図2にぜんまいの製造工程の例を示す。
【0010】
【作用】前記のような構成により、高い出力トルクを有
し、耐久性と耐食性に優れたぜんまいを得ることができ
る。
【0011】
【実施例】Co−Ni基合金(合金A)と従来使用のC
o基合金(合金B)とを用いて腕時計用動力ぜんまいに
加工して特性の比較を行った。表1と表2に夫々合金A
と合金Bの組成を示す。また表3に合金Aと合金Bのヤ
ング率を示す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】
【表3】 以後合金A製ぜんまいを本発明ぜんまい、合金B製ぜん
まいを比較ぜんまいと称することにする。各合金を真空
溶解にて溶製し、鍛造、熱間圧延、熱間線引、溶体化処
理、冷間線引、焼鈍の各工程を経た後、超硬製の引き抜
きダイスを用いて逆張力伸線機で常温で最終加工度60
%の線引加工を行い、線径3mmの線材にした。その線
材を常温で厚さ0.12mmに圧延し、幅0.95mm
に幅断ちした後、エッジ研磨を行った。
【0015】次に370mmの長さに切断して成形加工
し、ぜんまい端部に外掛けを溶接した。その後500℃
で2時間真空中で時効処理し、最後に表面にテフロンを
真空蒸着してぜんまいに仕上げた。このぜんまいを香箱
車に挿入しぜんまいの特性を調べた。香箱車の内径は1
0.60mm、巻き芯径は2.80mmである。
【0016】図3にぜんまい1が香箱車3に挿入された
状態を示す。図中の符号2はゼンマイの外掛け、符号4
は香箱芯である。表4に各ぜんまいの出力トルクT0.5
(ぜんまいをいっぱいに巻き上げてから0.5時間分ほ
どけた状態での出力トルク)、出力トルクT24(24時
間分ほどけた状態での出力トルク)、持続時間に関係す
る巻き数Nを示す。表4からわかるように、本発明ぜん
まいは比較ぜんまいに比べT0.5で15%、T24で18
%出力トルクが高くなっている。またこのことは、同じ
出力トルクのぜんまいであれば、本発明ぜんまいは比較
ぜんまいに比べぜんまい厚さを薄くできるので、限られ
た香箱車のスペース内でぜんまいの巻き数を増やすこと
ができ、時計の持続時間を伸ばすことができる。
【0017】
【表4】 次にぜんまいの耐久性を調べるためにぜんまいの全巻き
締め全巻き戻しを繰り返す加速試験を行い、ぜんまいが
破断するまでの繰り返し数を調べた。表5に本発明ぜん
まいと比較ぜんまいの破断までの繰り返し数を示す。本
発明ぜんまいは比較ぜんまいに比べ破断までの繰り返し
数が多く耐久性に優れていることがわかる。また本発明
ぜんまいは材料組成を見てもわかるように、CrとMo
を多量に含むので耐食性も非常に優れている。
【0018】
【表5】
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ぜんまいは
出力トルクが高く、耐久性、耐食性に優れているため、
小型精密機器に使用して最適であるという大きな効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】腕時計用動力ぜんまいの形状例を示す図であ
る。
【図2】ぜんまいの製造工程の例を示す図である。
【図3】腕時計用動力ぜんまいが香箱車に挿入された状
態を示す図である。
【符号の説明】
A ぜんまい本体 B 外掛け 1 ぜんまい本体 2 外掛け 3 香箱車 4 巻き芯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G04B 1/14 G04B 1/14 (72)発明者 岡崎 真人 宮城県仙台市太白区西多賀5丁目30番1 号 株式会社エスアイアイ・マイクロパ ーツ内 (56)参考文献 特開 昭57−194237(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22F 1/00 694 C22C 19/00 C22C 30/00 F16F 1/02 F16F 1/10 G04B 1/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成は重量比でCo30.9〜37.2
    %、Ni31.4〜33.4%、Cr19.5〜20.
    5%、Mo9.5〜10.5%、Mn0.1〜0.5
    %、Ti0.3〜0.7%、Fe1.1〜2.1%、N
    b0.8〜1.2%、ミッシュメタル0.01〜0.0
    2%、及び不可避不純物より成るCo−Ni基合金を用
    いてぜんまいを製造する工程において、焼鈍工程、冷間
    線引工程、冷間圧延工程、幅断ち工程、エッジ研磨工
    程、切断工程、成形工程、時効処理工程、溶接工程、テ
    フロン蒸着工程を有することを特徴とするぜんまいの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 前記焼鈍工程後に、焼鈍した線材を引き
    抜きダイスを用いて逆張力伸線機で線引加工することに
    よる断面減少率で表わされる最終加工度30〜90%に
    冷間線引する工程を有することを特徴とする請求項1記
    載のぜんまいの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記時効処理工程は400〜620℃の
    温度で真空中または無酸化雰囲気中で処理することを特
    徴とする請求項1記載のぜんまいの製造方法。
JP8102916A 1995-04-28 1996-04-24 ぜんまいの製造方法 Expired - Lifetime JP3041585B2 (ja)

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JPH0913136A JPH0913136A (ja) 1997-01-14
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