×
04.04.2020
220.018.1329

ЧАСОВОЙ КОМПОНЕНТ С УЛУЧШЕННОЙ САМОСМАЗКОЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002718342
Дата охранного документа
02.04.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Часовой компонент (1) содержит сухой, самосмазывающийся поверхностный слой (2), полностью состоящий из борной кислоты, толщиной от 50 нм до 1 мкм. Способ нанесения покрытия на часовой компонент (1) с самосмазывающимся поверхностным слоем (2) включает в себя следующие этапы: растворение при температуре окружающей среды гранулированной или порошковой борной кислоты HBO в растворе, таком как вода, изопропанол, пропанол, метанол, метил-пропанол, гликоль этилен, глицерол, ацетон и т.п., в соотношении от 0,01 до 1,0 вес. %, перемешивание и взбалтывание раствора, окунание покрываемого компонента (1) в указанный раствор, компонент извлекают из раствора и позволяют жидкой фазе испариться, поверхность, на которой формируется поверхностный слой (2), держат на удалении от любых посторонних предметов до тех пор, пока испарение не завершится, этапы окунания и испарения повторяют до тех пор, пока не будет получен слой требуемой толщины от 10 нм до 1 мкм, либо, более конкретно, от 50 нм до 1 мкм. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к часовому компоненту, содержащему по меньшей мере один самосмазывающийся поверхностный слой.

Изобретение также относится к часовому анкерному ходу, содержащему по меньшей мере один подобный компонент.

Изобретение также относится к часовому механизму, включающему в себя по меньшей мере один подобный анкерный ход.

Изобретение также относится к наручным часам, содержащим по меньшей мере один часовой механизм.

Изобретение также относится к способу нанесения на часовой компонент самосмазывающегося поверхностного слоя.

Изобретение относится к области компонентов для часовых механизмов, подверженных интенсивной эксплуатации, с большой импульсной частотой и с большим количеством импульсов и фрикционных фаз во время эксплуатации, таких как компоненты анкерных ходов.

Уровень техники, предшествующий изобретению

Необслуживаемая эксплуатация анкерного хода, в частности швейцарского анкерного хода, который является наиболее распространенным, продолжает оставаться главной целью разработок, ведущихся в настоящее время в часовой отрасли. Поскольку обслуживание обычно заключается в добавлении смазки, разработка несмазываемых анкерных ходов связана с исследованием твердых материалов, обладающих исключительными смазывающими свойствами. Кроме этого, текущий тренд изготовления анкерных ходов, функционирующих с повышенной частотой, с целью повышения точности, ограничен тем, что при больших ускорениях происходит потеря масла. В настоящее время наметилась четкая тенденция на использование сухих смазок.

В патенте GB 528370A на имя Крайслер Корпорэйшн раскрываются спрессованные и синтерированные пористые композиции на основе порошковых металлов, обладающие самосмазывающейся способностью за счет их погружения в горячую масляную ванну или за счет введения в их поры подходящей твердой смазки. Также описывается использование пластин, изготовленных подобным образом, при создании конструкций часовых изделий с интегрированными подшипниками. Указанные пластины могут быть армированы другими металлическими пластинами. Конкретные композиции из сухих самосмазывающихся поверхностных слоев представляют собой смеси, содержащие в соответствующих процентных соотношениях следующие вещества:

свинец, олово, графит, борную кислоту,

медь, олово, слюду, борную кислоту,

железо, медь, графит, борную кислоту,

указанные смеси спрессовываются в брикеты в матрицах или на вальцах и синтерируются, предпочтительно в восстановительной атмосфере.

В патентной заявке US 2159327A на имя Хендрик Джон, Крайслер Корпорэйшн, раскрывается подшипниковый узел, содержащий между, с одной стороны, цапфой из пористого металла, который абсорбировал жидкую смазку, а с другой стороны - гильзой, способной терять свою упругость и изготовленной из неметаллического материала, закрывающей цапфу, промежуточную гильзу, содержащую материал, непроницаемый для смазки. В одной из конкретных композиций пористый металл содержит медь, олово и графит, и может содержать твердую смазку, такую как борную кислоту или салициловую кислоту, используемую, в частности, при прессовании или синтерировании.

В статье, написанной Бартель Энтони Дж и соавт., «Причины сверхнизкого трения борной кислоты: Роль адсорбции пара», Вопросы трибологии, Бальтзер Сайенс Паблишерс, НЛ, Том 58, №3, 21.04.2015, страницы 1-12, XP035489852, ISSN 1023-8883, рассматриваются смазывающие свойства борной кислоты.

Краткое изложение сущности изобретения

Борная кислота H3BO3 обладает конкретными преимуществами в плане трения за счет присущей ей способности к сухой смазке. При трении, звенья плоских кристаллов борной кислоты стремятся организоваться относительно друг друга в слои, параллельные поверхности. Данная компоновка снижает трение подобно более известным соединениям, таким как сульфит молибдена MoS2 и сульфид вольфрама WS2.

Цель изобретения заключается в том, чтобы добиться несмазываемого функционирования часового анкерного хода с целью сокращения периодичности обслуживания и возможности использования высокочастотных колебаний.

С этой точки зрения изобретение относится к часовому компоненту, содержащему по меньшей мере один самосмазывающийся поверхностный слой по п. 1 формулы изобретения.

Изобретение также относится к часовому анкерному ходу, содержащему по меньшей мере один подобный компонент.

Изобретение также относится к часовому механизму, включающему в себя по меньшей мере один подобный анкерный ход.

Изобретение также относится к наручным часам, содержащим по меньшей мере один часовой механизм.

Изобретение также относится к способу нанесения на часовой компонент покрытия с самосмазывающимся поверхностным слоем по п. 12 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества изобретения станут понятны из последующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:

на фиг. 1 показан схематический вид в перспективе структуры триклинного кристалла борной кислоты H3BO3, в стратах, по существу, параллельных друг другу и поверхности материала;

на фиг. 2 в виде принципиальной схемы показаны наручные часы, которые содержат часовой механизм, который в свою очередь содержит анкерный ход с компонентом по изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Настоящим изобретением предлагается изготавливать, по меньшей мере компоненты часовых механизмов, подверженные наибольшим нагрузкам, вместе с сухим, самосмазывающимся поверхностным слоем, для которого предпочтительно используют борную кислоту H3BO3, обладающую конкретными преимуществами в плане трения за счет присущей ей способности к сухой смазке.

Таким образом, изобретение относится к часовому компоненту 1, содержащему по меньшей мере один самосмазывающийся поверхностный слой 2. Согласно изобретению указанный поверхностный слой 2 является сухим слоем, содержащим борную кислоту H3BO3, и имеет толщину от 10 нанометров до 10 микрон.

Более конкретно, указанная толщина составляет от 50 нанометров до 1 микрона.

Более конкретно, согласно изобретению, указанный поверхностный слой 2 полностью состоит из борной кислоты.

Предпочтительно компонент 1 содержит снизу указанного поверхностного слоя 2 материал, обладающий очень высокой степенью адгезии с борной кислотой. В частности, компонент 1 содержит снизу поверхностного слоя 2 подложку, которая состоит из диоксида кремния SiO2 или оксида алюминия Al2O3, либо покрыт промежуточным слоем 3, состоящим из диоксида кремния SiO2 или оксида алюминия Al2O3, алмазоподобного углерода или т.п.

На кремнии произвольно образуется очень тонкий слой из естественного оксида. Его можно использовать в качестве адгезионного слоя. Между тем, предпочтительно термически оксидировать кремний для получения управляемого оксидного слоя. То же самое касается и глинозема Al2O3.

Подложка компонента 1 может быть получена различными путями, в частности, но не только подложка может быть:

подложкой изготовленной из кремния или диоксида кремния или алмаза, полученного методом осаждения из паровой фазы, либо полученного из микрообработанного материала, с использованием Liga-технологии или аналогичного аддитивного метода, либо из заготовки, трансформированной посредством глубинного реактивного ионного травления или электроэрозии или аналогичного метода микрообработки, либо в результате использования метода наподобие МЭМС,

керамической подложкой,

подложкой из стали или медного сплава, CuBe, никеля или никелевого соединения, NiP или аналогичного сплава, обычно используемого при изготовлении наручных часов,

подложкой из благородного металла, золота, платины или серебра,

подложкой из пластика.

В частности, изобретение предпочтительно относится к компоненту 1, который является компонентом анкерного хода, таким как анкерное колесо, анкерная вилка, баланс, предохранительный штифт, импульсный штифт, паллетный камень, ограничительный штифт, ролик, стопорный штифт, запорный камень, фиксатор, вилка, штифт.

Изобретение также относится к часовому анкерному ходу 10, включающему в себя по меньшей мере один подобный компонент 1.

В частности, указанный анкерный ход 10 содержит один подобный компонент 1, который является анкерным колесом, изготовленным из диоксида кремния или смеси из кремния и диоксида кремния SiO2. Обычно, по одному из предпочтительных вариантов осуществления, компонент 1 изготавливают методом глубинного ионного травления, а затем термически оксидируют. Микрообработка компонентов, изготовленных из кремния или кварца (кристаллический или аморфный SiO2), на настоящее время пока еще не полностью освоена. Анкерное колесо с нанесенным на него поверхностным слой 2 из борной кислоты может взаимодействовать с другими компонентами 1, которые являются паллетными камнями из рубина, на каждое из которых нанесен поверхностный слой 2 из борной кислоты.

Изобретение также относится к часовому механизму 100, включающему в себя по меньшей мере один подобный анкерный ход 10.

Изобретение также относится к наручным часам 1000, включающим в себя по меньшей мере один часовой механизм 100 данного типа.

Изобретение также относится к способу нанесения на часовой компонент 1 покрытия с самосмазывающимся поверхностным слоем 2.

Способ, используемый для создания указанного поверхностного слоя 1, включает в себя следующие этапы:

растворение при температуре окружающей среды гранулированной или порошковой борной кислоты H3BO3 в растворе, таком как вода, изопропанол, пропанол, метанол, метил-пропанол, гликоль этилен, глицерол, ацетон или т.п., в соотношении от 0.01% до 1.0 весовых %, обычно примерно 0.15 весовых %. При использовании воды растворение можно ускорить за счет увеличения температуры воды,

перемешивание и взбалтывание раствора, например, но не только, при помощи ультразвука, который ускоряет растворение,

окунание покрываемого компонента 1 в указанный раствор или напыление на компонент 1 раствора в виде капель, аэрозоли или направленным образом (т.е. лишь на функциональные области компонента при помощи пьезо или аналогичных форсунок),

в случае окунания, компонент извлекают из раствора,

позволяют жидкой фазе испариться, поверхность, на которой формируется поверхностный слой 2, держат на удалении от любых посторонних предметов до тех пор, пока испарение не завершится.

В частности, до тех пор, пока толщина слоя не составит от 10 нанометров до 10 микрон, повторяют следующие этапы:

компонент 1 обрабатывают путем окунания или напыления;

в случае окунания, компонент 1 извлекают из раствора,

позволяют жидкой фазе испариться, поверхность, на которой формируется поверхностный слой 2, держат на удалении от любых посторонних предметов до тех пор, пока испарение не завершится.

В частности, указанные этапы повторяют до тех пор, пока толщина не составит от 50 нанометров до 1 микрона.

Толщину слоя из борной кислоты H3BO3 также можно регулировать за счет концентрации раствора.

Следовательно, толщина также зависит от концентрации раствора. Повторение этапов позволяет увеличить толщину, при условии, что растворение уже сформированной борной кислоты происходит относительно медленно.

Предпочтительно указанный способ используют для нанесения покрытия на компонент 1 часового анкерного хода, который создает или подвергается воздействию более одного импульса в секунду, такому как анкерное колесо, анкерная вилка, баланс, предохранительный штифт, импульсный штифт, паллетный камень, ограничительный штифт, ролик, стопорный штифт, запорный камень, фиксатор, вилка, штифт.

Таким образом, в данной предпочтительной области применения, изобретение заключается в нанесении по меньшей мере на один из компонентов анкерного хода, обычно колесо и/или паллетные камни, борной кислоты в виде жидкого раствора, после чего жидкость испаряется, формируя на поверхности слой из чистой борной кислоты в твердом состоянии (точка плавления борной кислоты H3BO3=171°C). Обычно толщина слоя из борной кислоты составляет от 50 нанометров до 1 микрона. В наиболее современных анкерных механизмах компоненты, покрываемые борной кислотой, обычно изготавливают из кремния, кремния и диоксида кремния, металлов или керамики. Для улучшения адгезии поверхность компонентов может быть шероховатой или пористой.

Обычно концентрацию раствора рассчитывают таким образом, чтобы покрыть компоненты тонким слоем, в частности порядка 100 нм, борной кислоты в твердом состоянии. Поскольку растворимость H3BO3 в предлагаемых выше жидких растворах, при температуре окружающей среды выше рекомендуемой пропорции, подогрев жидкостей, в целом, не требуется. Тем не менее, подогрев может ускорить растворение, особенно в случае использования воды, которая не является горючим материалом.

Для ускорения растворения порошковую H3BO3 предпочтительно смешивают с растворителем и взбалтывают, также можно использовать ультразвук.

Покрытие на компонент может наноситься путем напыления или окунания в раствор, после чего компонент извлекают и дают просушиться таким образом, чтобы исключить любой контакт с функциональными деталями, например, помещают на промокательную бумагу. Для ускорения испарения жидкости можно использовать легкий газ.

На заключительном этапе компонент 1 покрывают соответствующим поверхностным слоем 2.

Если перед нанесением покрытия компонент 1 имел полированную зеркальную поверхность, то будут заметны интерференционные полосы. Небольшая толщина носимого покрытия из борной кислоты, обычно составляющая примерно от 50 нм до 100 нм, не вызывает изменения цвета.

Для проверки можно провести острым предметом по поверхности, после чего на поверхности может остаться полоса, указывающая на наличие слоя.

Разумеется, наличие слоя из H3BO3 с большей точностью может подтвердить дифракционный рентгеновский анализ или анализ Рамана. Следует отметить, что поскольку наносимый поверхностный слой 2 едва заметен, покрытие можно наносить на весь компонент 1, не создавая механических или эстетических неудобств.

Вкратце, изобретение позволяет обеспечить эксплуатацию часового анкерного хода без добавления смазки, сократить периодичность обслуживания и использовать высокочастотные колебания.


ЧАСОВОЙ КОМПОНЕНТ С УЛУЧШЕННОЙ САМОСМАЗКОЙ
ЧАСОВОЙ КОМПОНЕНТ С УЛУЧШЕННОЙ САМОСМАЗКОЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 78 items.
27.01.2013
№216.012.20fe

Цельная стабилизирующая деталь и способ ее производства

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на создание стабилизирующей детали, не чувствительной к изменениям температуры и при производстве которой минимизируются трудности сборки, что обеспечивается за счет того, что цельная стабилизирующая деталь, включающая в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473947
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2346

Составной микромеханический компонент из кремния с металлом и способ изготовления компонента

Изобретение относится к способу изготовления составного микромеханического компонента, сочетающему процессы глубокого реактивного ионного травления и литографии, гальванопластики и формования. Сущность изобретения: способ изготовления составного микромеханического компонента из кремния и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474532
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.05.2013
№216.012.3def

Способ изготовления биметаллической микроструктуры

Изобретение относится к области гальванопластики и может быть использовано для изготовления деталей с биметаллической микроструктурой. Способ содержит следующие этапы: готовят подложку, на проводящую сторону которой наносят слой фоточувствительной смолы, слой смолы облучают через трафарет с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481422
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.10.2013
№216.012.7705

Способ изготовления многослойных металлических элементов с помощью процессов, использующих ультрафиолетовое излучение

Изобретение относится к способу изготовления многослойной металлической структуры с помощью ультрафиолетовой литографии и гальванического осаждения. Согласно способу проводящую поверхность подложки покрывают первым слоем фоточувствительной смолы и обрабатывают с помощью излучения через маску,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496129
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.11.2013
№216.012.7fc5

Способ изготовления микромеханического компонента

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на повышение точности изготовления микромеханического компонента, который включает, по меньшей мере три детали, что обеспечивается за счет того, что согласно изобретению способ изготовления микромеханического компонента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498382
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7fc6

Система шестерен для часов

Изобретение относится к области часовой промышленности, а именно к системе шестерен, которая включает в себя крепежное устройство, предотвращающее возникновение напряжения сдвига, что обеспечивается за счет того, что система шестерен включает в себя шестерню и зубчатое колесо, соосно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498383
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.08.2014
№216.012.e888

Устройство для радиального зажима детали в часах

Изобретение относится к области часов, в частности, к детали (1) часов с отверстием (7) для вставки опорного элемента (3). Деталь (1) содержит устройство (13) зажима для создания радиального усилия, обеспечивающего ее крепление к опорному элементу. Согласно изобретению устройство (13) зажима...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525321
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e88b

Устройство для радиального зажима детали в часах

Изобретение относится к области часов, в частности к детали (1) часов с отверстием (7) для вставки опорного элемента (3). Деталь (1) содержит устройство (13) зажима для создания радиального усилия, обеспечивающего ее крепление к опорному элементу. Согласно изобретению устройство (13) зажима...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525324
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.09.2014
№216.012.f4e1

Способ изготовления металлической микроструктуры и микроструктура, полученная указанным способом

Изобретение относится к области изготовления металлических микроструктур с применением технологии LIGA - литография, гальванопластика и формовка. Способ включает следующие этапы: на проводящую подложку наносят слой фоточувствительной смолы, сглаживают поверхность слоя смолы до получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528522
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.12.2014
№216.013.0f78

Термокомпенсированная пружина и способ ее изготовления

Группа изобретений относится к машиностроению. Пружина для пружинного балансира содержит секцию с первым металлическим материалом, имеющую внешний слой, включающий второй металлический материал. Коэффициент термоупругости второго металлического материала изменяется в направлении,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535377
Дата охранного документа: 10.12.2014
Showing 1-10 of 22 items.
10.12.2014
№216.013.0f78

Термокомпенсированная пружина и способ ее изготовления

Группа изобретений относится к машиностроению. Пружина для пружинного балансира содержит секцию с первым металлическим материалом, имеющую внешний слой, включающий второй металлический материал. Коэффициент термоупругости второго металлического материала изменяется в направлении,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535377
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.01.2016
№216.013.a2a1

Керамический термокомпенсированный резонатор

Изобретение относится к термокомпенсированному резонатору и может использоваться в генераторе опорной частоты, в хронометре. Достигаемый технический результат - осуществление термокомпенсации по меньшей мере первого порядка. Термокомпенсированный резонатор содержит тело в деформированном виде,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573275
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.03.2016
№216.014.cd49

Микромеханическая деталь сложной формы с отверстием

Изобретение относится к способу изготовления микромеханической детали (11, 31, 41) из цельного куска материала. Способ включает следующие этапы: a) формирование подложки, которая включает в себя негативную полость для упомянутой изготовляемой микромеханической детали; b) формирование временного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577312
Дата охранного документа: 20.03.2016
13.01.2017
№217.015.751d

Сложная микромеханическая деталь

Предметом настоящего изобретения является микромеханическая деталь (11, 21, 31, 41, 51, 61), изготовленная из цельного куска материала. Согласно настоящему изобретению, данная деталь включает в себя элементарную секцию, образованную по меньшей мере двумя пересекающимися и неприсоединенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598395
Дата охранного документа: 27.09.2016
13.01.2017
№217.015.7756

Заводной барабан, включающий в себя дополнительные упругие средства накопления энергии

Настоящее изобретение относится к заводному барабану (11, 21), который включает в себя коробку (13, 23) для вмещения поворотной оси (15 25) и, по меньшей мере, одной пружины (17, 27, 37, 47, 57, 77), при этом указанная, по меньшей мере, одна спиральная пружина установлена между внутренней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599611
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.81f7

Ходовая пружина, содержащая дополнительные изгибы для накопления энергии

Группа изобретений относится к области машиностроения. Часовой барабан (21) содержит корпус (23) для приема поворотного вала (25) и, по меньшей мере, одной пружины (27). Спиральная пружина установлена между внутренней стенкой корпуса и внешней стенкой поворотного вала. Устройство (22) для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601518
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8b0c

Механизм хронографа с низкой магнитной чувствительностью

Изобретение относится к механизму (1) хронографа, содержащему резонатор (3) с балансом-пружиной (5), установленный между мостом (2) и нижней пластиной (4), причем баланс (7) изготовлен из ферромагнитного материала. Согласно изобретению механизм хронографа включает в себя устройство (15)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604172
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.912e

Механизм часов, имеющий контактную пару без смазки

Описан механизм (100) часов, содержащий пару (1) компонентов с первым компонентом (2), включающим в себя материал, взятый из первой группы, включающей в себя твердый монокристалл (SiO), природный алмаз, микро- или нанокристаллический CVD алмаз, твердый монокристаллический алмаз и аморфный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605828
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.ccec

Внешняя часть на основе фотоструктурируемого стекла

Изобретение относится к внешней части (21, 61), включающей в себя первый участок (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 25, 27, 33, 35, 43, 45) на основе фотоструктурируемого стекла, по меньшей мере один второй участок (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619732
Дата охранного документа: 17.05.2017
26.08.2017
№217.015.e098

Деталь часового механизма

Настоящее изобретение относится к области деталей часовых механизмов. Предметом настоящего изобретения является металлическая ось часового механизма, на концах которой установлены цапфы, отличающаяся тем, что в качестве металла для ее изготовления использована аустенитная сталь, аустенитный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625254
Дата охранного документа: 12.07.2017
+ добавить свой РИД