(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024016031
(43)【公開日】2024-02-06
(54)【発明の名称】固定式時計又は携行式時計のムーブメントのための渦巻き状のばね及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
G04B 17/06 20060101AFI20240130BHJP
C22C 27/02 20060101ALI20240130BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20240130BHJP
C22F 1/18 20060101ALN20240130BHJP
【FI】
G04B17/06 Z
C22C27/02 102Z
C22F1/00 601
C22F1/00 613
C22F1/00 625
C22F1/00 630A
C22F1/00 630F
C22F1/00 650E
C22F1/00 650Z
C22F1/00 673
C22F1/00 682
C22F1/00 685Z
C22F1/00 686A
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 691Z
C22F1/00 694A
C22F1/18 F
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023175743
(22)【出願日】2023-10-11
(62)【分割の表示】P 2020130704の分割
【原出願日】2018-10-31
(31)【優先権主張番号】17209682.8
(32)【優先日】2017-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】599040492
【氏名又は名称】ニヴァロックス-ファー ソシエテ アノニム
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】クリスチャン・シャルボン
(57)【要約】 (修正有)
【課題】固定式時計と携行式時計のための優れた渦巻き状のばねを提供する。
【解決手段】渦巻き状のばねであって、100重量%までの残りの量のニオブと、46.5~47.5重量%のチタンと、O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれた微少量の元素とによって構成するニオブベースの合金で作られており、
前記微少量の元素がそれぞれ0~1600重量ppmの量含有され、前記微少量の元素のすべての合計量が0~0.3重量%であり、チタンは、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であり、α相のチタンの含有量は、10体積%以下であり、前記合金は、600MPa以上の弾性限界及び100GPa未満の弾性係数を有する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定式時計又は携行式時計のムーブメントのバランス車が取り付けられるように意図さ
れた渦巻き状のばねであって、
100重量%までの残りの量のニオブと、
40~49重量%のチタンと、
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれた微少量
の元素と
によって構成するニオブベースの合金で作られており、
前記微少量の元素がそれぞれ0~1600重量ppmの量含有され、
前記微少量の元素のすべての合計量が0~0.3重量%であり、
チタンは、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であり、
α相のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界及び100GPa未満の弾性係数を有する
ことを特徴とする渦巻き状のばね。
【請求項2】
前記α相のチタンの含有量は、5体積%以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の渦巻き状のばね。
【請求項3】
前記合金は、チタンを44~49重量%含有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の渦巻き状のばね。
【請求項4】
前記合金は、チタンを46~48重量%含有する
ことを特徴とする請求項3に記載の渦巻き状のばね。
【請求項5】
前記合金は、チタンを46.5重量%以上含有する
ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の渦巻き状のばね。
【請求項6】
前記合金は、チタンを47.5重量%未満含有する
ことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の渦巻き状のばね。
【請求項7】
固定式時計又は携行式時計のムーブメントのバランス車が取り付けられるように意図さ
れた渦巻き状のばねの製造方法であって、
100重量%までの残りの量のニオブと、40~49重量%のチタンと、及びO、H、
C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれそれぞれの元素を0
~1600重量ppmの量含有しすべての合計量が0~0.3重量%である微少量の元素
とによって構成するニオブベースの合金製のブランクを作るステップと、
α相のチタンの含有量が10体積%以下である、ニオブベースの合金のチタンが、実質
的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であるように、所与の直径の前記ブランクをβ
型硬化させるステップと、
少なくとも1回の熱処理ステップと代わる代わる行われる前記合金を変形させる少なく
とも1回の変形ステップと
を有し、
この熱処理ステップと変形ステップの回数は、得られた前記ニオブベースの合金が、前
記ニオブベースの合金のチタンが、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態である
構造を保持するように制限されており、
α相のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界と100GPa以下の弾性係数を有し、最後
の熱処理ステップの前に、渦巻き状のばねを形成するように前記合金を巻くステップを行
う
ことを特徴とする方法。
【請求項8】
前記変形ステップは、線引及び/又は圧延を伴う
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記合金に対して行われる最後の変形処理は、圧延である
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項10】
変形度が1~5である単一の変形ステップを有する
ことを特徴とする請求項7~9のいずれかに記載の方法。
【請求項11】
変形度が2~5である単一の変形ステップを有する
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項12】
全体的な変形度、熱処理の回数、そして、熱処理のパラメーターは、できるだけ0に近
い熱弾性係数を有する渦巻き状のばねを得るように選択される
ことを特徴とする請求項7~11のいずれかに記載の方法。
【請求項13】
β硬化ステップの後に、変形ステップ、巻きステップ及び熱処理ステップを有する
ことを特徴とする請求項7~12のいずれかに記載の方法。
【請求項14】
中間的熱処理ステップを有する
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項15】
β硬化ステップは、真空下で700~1000℃の温度で5分~2時間行われる固溶化
処理であり、その後に、気体の環境で冷却する
ことを特徴とする請求項7~14のいずれかに記載の方法。
【請求項16】
前記熱処理は、350~700℃の温度で1~15時間行われる
ことを特徴とする請求項7~15のいずれかに記載の方法。
【請求項17】
前記熱処理は、350~600℃の温度で5~10時間行われる
ことを特徴とする請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記熱処理は、400~500℃の温度で3~6時間行われる
ことを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記変形ステップの前に、ワイヤーの形を形成することを促進するように、前記合金の
ブランク上に、銅、ニッケル、キュプロニッケル、キュプロマンガン、金、銀、ニッケル
-リン(Ni-P)及びニッケル-ホウ素(Ni-B)からなる群から選ばれた延性材の
表面層を堆積させるステップを有する
ことを特徴とする請求項7~18のいずれかに記載の方法。
【請求項20】
前記変形ステップの後に、前記延性材の表面層を取り除くステップを有する
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記延性材の表面層は保持され、これに応じて前記ニオブベースの合金の熱弾性係数が
適合される
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。
【請求項22】
保持された延性材の表面層上に、前記表面層の延性材とは異なるように選ばれた、銅、
ニッケル、キュプロニッケル、キュプロマンガン、銀、ニッケル-リン(Ni-P)、ニ
ッケル-ホウ素(Ni-B)、金、Al2O3、TiO2、SiO2及びAlOからなる群か
ら選ばれた材料の最終層を堆積させるステップを有する
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固定式時計又は腕時計や懐中時計のような携行式時計のムーブメントのバラ
ンス車を取り付けるように意図された渦巻き状のばね、そして、この種の渦巻き状のばね
を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
固定式時計と携行式時計用の渦巻き状のばねの製造においては、以下のような多くの場
合において一見してすべてを実現させることができないいくつかの制約に対処しなければ
ならない。
- 高い弾性限界を得る必要性
- 製造、特に、線引と圧延、が容易にできること
- 優れた疲労に対する強さ
- 時間にわたって性能が安定していること
- 断面が小さいこと
【0003】
また、渦巻き状のばねの製造における重要な関心事は、規則的なクロノメーター性能を
確実にするための熱補正である。このために、ゼロに近い熱弾性係数を得ることが必要で
ある。別の目的として、磁場から受ける影響が抑えられた渦巻き状のばねを製造すること
がある。
【0004】
したがって、これらの点の少なくとも1つ、特に、磁場からの影響を抑えることと熱補
正、を改善することができれば、大きな前進となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、特定の材料を選択し適切な製造方法を用いることに基づいた固定式時計又は
携行式時計のムーブメントのバランス車を取り付けるように意図された新しい種類の渦巻
き状のばねを定めることを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このために、本発明は、固定式時計又は携行式時計のムーブメントのバランス車を取り
付けるように意図された渦巻き状のばねに関する。これは、
100重量%までの残りの量のニオブと、
40~49重量%のチタンと、
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれた微少量
の元素と
によって構成するニオブベースの合金で作られており、
前記微少量の元素がそれぞれ0~1600重量ppmの量含有され、
前記微少量の元素のすべての合計量が0~0.3重量%であり、
チタンは、実質的に、β相(体心立方構造)でありニオブとの固溶体の形態であり、
α相(六方最密構造)のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界及び100GPa未満の弾性係数を有する。
【0007】
本発明は、さらに、この主の渦巻き状のばねの製造方法に関する。これは、
100重量%までの残りの量のニオブと、40~49重量%のチタンと、及びO、H、
C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれそれぞれの元素を0
~1600重量ppmの量含有しすべての合計量が0~0.3重量%である微少量の元素
とによって構成するニオブベースの合金製のブランクを作るステップと、
α相のチタンの含有量が5体積%以下である、ニオブベースの合金のチタンが、実質的
に、β相でありニオブとの固溶体の形態であるように、所与の直径の前記ブランクをβ型
硬化させるステップと、
少なくとも1回の熱処理ステップと代わる代わる行われる前記合金を変形させる少なく
とも1回の変形ステップと
を有し、
この熱処理ステップと変形ステップの回数は、得られた前記ニオブベースの合金が、前
記ニオブベースの合金のチタンが、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態である
構造を保持するように制限されており、
α相のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界と100GPa以下の弾性係数を有し、最後
の熱処理ステップの前に、渦巻き状のばねを形成するように前記合金を巻くステップを行
う。
【0008】
本発明に係る渦巻き状のばねは、実質的に単相構造を有し常磁性体であり、ニオブベー
スの合金で作られている。そして、バランス車のための渦巻き状のばねとして用いられる
ために必要な機械的性質及び熱弾性係数を有する。これは、実装することが容易な製造方
法によって得られ、わずか数ステップで、熱補正を容易に形成し容易に補正することを可
能にする。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明は、固定式時計又は携行式時計のムーブメントのバランス車を取り付けるように
意図されておりニオブとチタンを含有するバイナリータイプの合金で作られた渦巻き状の
ばねに関する。
【0010】
本発明によると、渦巻き状のばねは、
100重量%までの残りの量のニオブと、
40~49重量%のチタンと、及び
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alによって構成する群から選ばれ
た微少量の元素と
によって構成しているニオブベースの合金で作られている。前記元素のそれぞれは、0~
1600重量ppm含有し、前記元素のすべての合計量は、0~0.3重量%であり、チ
タンは、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であり、α相のチタンの含有量は
、10体積%以下である。
【0011】
したがって、本発明に係る渦巻き状のばねは、β―Nb-Ti固溶体の形態である実質
的に単相構造を有するNbTi合金で作られており、αの形態のチタンの含有量は、10
体積%以下である。
【0012】
αの形態のチタンの含有量は、好ましくは、5体積%以下であり、好ましくは、2.5
体積%以下である。
【0013】
好ましいことに、本発明において用いられる合金は、チタンを44~49重量%含有し
、好ましくは、チタンを46~48重量%含有し、好ましくは、当該合金は、チタンを4
6.5重量%よりも多く含有し、また、当該合金は、チタンを47.5重量%よりも少な
く含有する。
【0014】
チタンのレベルが高すぎる場合、マルテンサイト相が現れ、これは、使用時に合金が脆
くなるという問題につながる。ニオブのレベルが高すぎる場合、合金は柔らかすぎになる
。本発明の開発によって、約47重量%のチタン含有量という前記の2つの特性の間の最
適な妥協点を決めることができた。
【0015】
したがって、特に、チタンの含有量は、全体の組成に対して46.5重量%以上である
。
【0016】
特に、チタンの含有量は、全体の組成に対して47.5重量%以下である。
【0017】
特に好ましいことに、本発明において用いられるNbTi合金は、いずれかの避けられ
ない微少量以外は、他の元素を含まない。このことによって、脆い相の形成を避けること
ができる。
【0018】
特に、酸素の含有量は、全体の0.10重量%以下であり、さらには、全体の0.08
5重量%以下である。
【0019】
特に、タンタルの含有量は、全体の0.10重量%以下である。
【0020】
特に、炭素の含有量は、全体の0.04重量%以下であり、特に、全体の0.020重
量%以下であり、さらには、全体の0.0175重量%以下である。
【0021】
特に、鉄の含有量は、全体の0.03重量%以下であり、特に、全体の0.025重量
%以下であり、さらには、全体の0.020重量%以下である。
【0022】
特に、窒素の含有量は、全体の0.02重量%以下であり、特に、全体の0.015重
量%以下であり、さらには、全体の0.0075重量%以下である。
【0023】
特に、水素の含有量は、全体の0.01重量%以下であり、特に、全体の0.0035
重量%以下であり、さらには、全体の0.0005重量%以下である。
【0024】
特に、ケイ素の含有量は、全体の0.01重量%以下である。
【0025】
特に、ニッケルの含有量は、全体の0.01重量%以下であり、特に、全体の0.16
重量%以下である。
【0026】
特に、合金における銅のような延性材の含有量は、全体の0.01重量%以下であり、
特に、全体の0.005重量%以下である。
【0027】
特に、アルミニウムの含有量は、全体の0.01重量%以下である。
【0028】
本発明の渦巻き状のばねは、600MPa以上の弾性限界を有する。
【0029】
好ましいことに、この渦巻き状のばねは、100GPa以下の弾性係数を有し、好まし
くは、60~80GPaの弾性係数を有する。
【0030】
さらに、本発明に係る渦巻き状のばねは、この種の渦巻き状のばねが組み付けられた携
行式時計が用いられる温度の変動にもかかわらずクロノメーター性能を維持することを確
実にすることができるような熱弾性係数を有する。熱弾性係数は、TECとも呼ばれる。
【0031】
COSC条件を満たすクロノメーター的発振器を作るために、当該合金の熱弾性係数(
TEC)は、発振器の熱係数を±0.6s/j/℃の範囲内とするように0近く(±10
ppm/℃)でなければならない。
【0032】
当該合金の熱弾性係数(TEC)と、渦巻き状のばねとバランス車の膨張係数を結びつ
ける式は、以下のとおりである。
【0033】
【0034】
変数M及びTはそれぞれ、膨張率と温度である。Eは、渦巻き状のばねのヤング率であ
り、そして、この式Eにおいては、βとαは、℃-1の単位で表現される。
【0035】
CTは、発振器の熱係数であり、(1/E)・dE/dTは、渦巻き状の合金の熱弾性
係数(TEC)であり、βは、バランス車の膨張係数であり、αは、渦巻き状のばねの膨
張係数である。
【0036】
下に記載のように、本発明の方法の様々なステップを実行するときに、適切な熱弾性係
数(TEC)、したがって、適切な熱係数(CT)、を容易に得ることができる。
【0037】
本発明は、さらに、上に定めたNbTiのバイナリータイプの合金で渦巻き状のばねを
製造する方法に関する。この方法は、
- 100重量%までの残りの量のニオブと、40~49重量%のチタンと、O、H、C
、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれた微少量の元素とを含
有し、前記元素のそれぞれが0~1600重量ppm含有し、前記元素すべての合計量が
0~0.3重量%である、ニオブベースの合金のブランクを作るステップと、
- 前記ニオブベースの合金のチタンが実質的にニオブがβ相となっておりα相のチタン
の含有量が5体積%以下である固溶体の形態であるように、前記ブランクに対して所与の
直径でタイプβ硬化を行うステップと、
- 少なくとも1回の熱処理を行うステップと代わる代わる行われる前記合金を変形させ
る少なくとも1回の変形ステップと
を有し、前記熱処理を行うステップと前記変形ステップの回数は、得られるニオブベース
の合金が、そのニオブベースの合金のチタンが実質的にβ相でありニオブとの固溶体の形
態でありα相のチタンの含有量が10体積%以下であり弾性限界が600MPa以上であ
り弾性係数が100GPa以下であるような実質的に単相構造を保持するように制限され
、
最後の熱処理するステップの前に、渦巻き状のばねを形成するように巻くステップを有
し、この最後の熱処理するステップによって、渦巻き状のばねの形をフィックスし、かつ
、熱弾性係数を調整することができる。
【0038】
特に、前記β硬化ステップは、真空の下で700~1000℃の温度で5分~2時間行
う固溶化処理であり、この後で、気体の環境で冷却される。
【0039】
特に、このβ硬化は、真空の下で800℃で5分~1時間行われる固溶化処理であり、
その後に、気体の環境で冷却される。
【0040】
好ましくは、350~700℃の温度で1~15時間熱処理が行われる。より好ましく
は、350~600℃の温度で5~10時間熱処理が行われる。さらに好ましくは、40
0~500℃の温度で3~6時間熱処理が行われる。
【0041】
変形ステップは、全体的に、一又は複数の変形処理を表しており、この変形処理には、
線引及び/又は圧延を含むことができる。線引には、同じ変形ステップの間に又は必要な
らば異なる変形ステップの間に、一又は複数のダイスを用いることが必要であることがあ
る。線引は、断面が丸形のワイヤーが得られるまで行う。線引と同じ変形ステップの間に
、又はその後の別の変形ステップの間に、圧延を行うことができる。好ましいことに、当
該合金に適用される最後の変形処理は、圧延であり、この圧延は、好ましくは、巻きピン
の入口の断面に適応する長方形の輪郭になるまで行われる。
【0042】
好ましいことに、全体的な変形度は、1~5であり、好ましくは、2~5である。この
変形度は、古典的な式、2ln(d0/d)に対応するものである。ここで、d0は、最
後のβ硬化の直径であり、dは、ワーク硬化ワイヤーの直径である。
【0043】
特に好ましくは、熱処理ステップと変形ステップの回数を制限し、かつ、当該NbTi
合金の実質的に単相のβ構造を保持するために必要な最終寸法に最も近い寸法構成を有す
るブランクが用いられる。渦巻き状のばねのNbTi合金の最終構造は、ブランクの初期
の構造とは異なることができる。例えば、αの形態のチタンの含有量が変わっていること
ができ、重要な点は、渦巻き状のばねのNbTi合金の最終構造が、実質的に単相であり
、ニオブベースの合金のチタンが、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であり
、α相のチタンの含有量が、10体積%以下であり、好ましくは、5体積%以下であり、
さらに好ましくは、2.5体積%以下であることである。β硬化の後のブランクの合金に
おいて、α相のチタンの含有量は、好ましくは、5体積%以下であり、さらに好ましくは
2.5体積%以下であり、あるいは0の近く又は0であることもできる。
【0044】
したがって、好ましくは、本発明の方法は、変形度が1~5、好ましくは、2~5であ
るような単一の変形ステップを有する。この変形度は、古典的な式2ln(d0/d)に
対応するものであり、ここで、d0は、最後のβ硬化の直径又は変形ステップの直径であ
り、dは、次の変形ステップで得られるワーク硬化ワイヤーの直径である。
【0045】
したがって、本発明の特に好ましい方法は、β硬化ステップの後に、いくつかのダイス
によって線引きし、その後に圧延する変形ステップと、巻きステップと、そして、最後の
熱処理ステップ(フィックスと呼ばれる)とを有する。
【0046】
本発明の方法は、さらに、少なくとも1回の中間的熱処理ステップを有することができ
る。これによって、当該方法は、例えば、β硬化ステップの後に、第1の変形ステップと
、中間的熱処理ステップと、第2の変形ステップと、巻きステップと、そして、最後の熱
処理ステップとを有する。
【0047】
特に好ましいことに、いくつかの変形ステップの後に得られる全体的な変形度は、好ま
しくは、単一の変形ステップによって得られ、熱処理の回数、そして、熱処理のパラメー
ターは、0にできるだけ近い熱弾性係数を有する渦巻き状のばねを得るように選ばれる。
【0048】
β硬化の後の変形度が大きいほど、熱係数CTが正の方になる。適切な温度範囲内にて
異なる熱処理によってβ硬化の後に材料が緩冷されるほど、熱係数CTが負の方になる。
変形度と熱処理のパラメーターを適切に選ぶことによって、単相のNbTi合金の熱弾性
係数(TEC)を0近くにすることができる。このことは特に好ましい。
【0049】
好ましいことに、本発明の方法は、さらに、変形ステップの前に、特に、線引の前に、
銅、ニッケル、キュプロニッケル、キュプロマンガン、金、銀、ニッケル-リン(Ni-
P)及びニッケル-ホウ素(Ni-B)からなる群から選ばれた延性材の表面層を合金ブ
ランク上に堆積させるステップを有する。これによって、ワイヤーの形態を形成すること
が促進される。
【0050】
好ましくは、銅の延性材である、延性材は、好ましくは1~500μmである厚みが全
体の直径が0.2~1mmであるようにワイヤー上に残るように伸長と線引によってワイ
ヤーを形成することを促進するように所与の時点において堆積される。
【0051】
延性材、特に、銅製の延性材は、電気めっき、PVD又はCVD、又は他に機械的な手
段によって供給することができ、機械的な手段である場合、機械的な手段は、大きな直径
のニオブチタン合金の棒に嵌められた銅のような延性材のジャケット又はチューブであり
、この棒が複合棒を変形させる一又は複数のステップによって細くされる。
【0052】
好ましいことに、堆積される延性材の層の厚みは、所与のワイヤーの区画におけるNb
Tiの領域に対する延性材の領域の比率が、1未満であり、好ましくは、0.5未満であ
り、さらに好ましくは、0.01~0.4であるように、選ばれる。
【0053】
延性材、特に、銅製の延性材、のこの厚みによって、Cu/NbTi複合材料を容易に
圧延することができる。
【0054】
第1の変種において、本発明の方法は、変形ステップの後に、延性材の前記表面層を取
り除くステップを有することができる。好ましくは、巻きの前に、変形処理の操作をすべ
て実行した後に、すなわち、最後の圧延の後に、延性材を取り除く。
【0055】
好ましくは、銅製の延性材のような延性材の層は、シアン化物をベースとする溶液、又
は硝酸のような酸をベースとする溶液を用いて、特に、エッチングによって、ワイヤーか
ら取り除かれる。
【0056】
本発明の方法の別の変種において、延性材の表面層は、渦巻き状のばね上に維持され、
ニオブベースの合金の熱弾性係数は、延性材の影響を補償するように適合される。上で記
載したように、ニオブベースの合金の熱弾性係数は、適切な変形度と熱処理を選択するこ
とによって容易に調整されることができる。保持された延性材の表面層によって、完全に
規則的な最終的なワイヤーの断面を得ることができる。この場合、延性材は、電気めっき
、PVD又はCVDによって堆積した銅や金であることができる。
【0057】
本発明の方法は、さらに、保持された延性材の表面層上に、Al2O3、TiO2、Si
O2及びAlOからなる群から選択された材料の最終的な層をPVD又はCVDによって
堆積させるステップを有することができる。金が表面層の延性材としてまだ用いられてい
なければ、フラッシュ堆積された金又は電気めっきされた金の最終層も設けることができ
る。また、最終層の材料が表面層の延性材とは異なることを前提に、銅、ニッケル、キュ
プロニッケル、キュプロマンガン、銀、ニッケル-リン(Ni-P)及びニッケル-ホウ
素(Ni-B)を最終層に用いることができる。
【0058】
この最終層は、厚みが0.1μm~1μmであり、渦巻き状のばねに色をつけたり、気
候的な変動(温度と湿度)の影響を受けないようにすることができる。
【0059】
このように、本発明によって、典型的にはチタンを47重量%(40~49%)含有す
るニオブチタンタイプの合金製のバランス車のための渦巻き状のばねを製造することがで
きる。変形と熱処理のステップを限定された回数行って、チタンがβ形態であるβ-Nb
-Tiの実質的に単相の微細構造を得ることができる。この合金は、600MPaよりも
大きい非常に大きい弾性限界と60GPa~80GPaのオーダーの非常に低い弾性係数
が組み合わさった高い機械的性質を有する。この特性の組み合わせは渦巻き状のばねに非
常に適している。
【0060】
このような合金は知られており、磁気共鳴画像機器や粒子加速器で用いられるような超
伝導体を作るために用いられているが、固定式時計と携行式時計の製造においては用いら
れていない。
【0061】
本発明を実施するために選択されるタイプの、ニオブとチタンを含有するバイナリータ
イプの合金には、さらに、携行式時計が用いられる通常の温度範囲において実際上ゼロの
熱弾性係数を有し自己補正ばねを作るために適している「エリンバー(Elinvar)」の効
果と同様な効果がある。
【0062】
また、このような合金は常磁性である。
【0063】
さらに、このような合金によって、熱補正の容易な形成と調整を可能にする、ステップ
の回数が少ない単純な製造方法によって渦巻き状のばねを製造することができる。実際に
、ニオブチタンタイプのこの合金は、銅のような延性材で容易に被覆することができ、こ
のことは、線引によって変形されることを非常に容易にする。また、変形度の適切な選択
及び限られた回数の単純な熱処理によって、合金の熱弾性係数を容易に調整することがで
きる。
【0064】
以下の例(これに制限されない)を用いて本発明について詳細に説明する。
【0065】
チタンが実質的に固溶体の形態となりニオブがβ相となるようにβ型硬化のステップを
経た53重量%のニオブのと47重量%のチタンによって構成するニオブベースの合金製
の所与の直径のワイヤーから開始して、本発明の方法によって渦巻き状のばねを製造した
。
【0066】
本発明の方法によると、ワイヤーは、第1の変形ステップ(線引)、中間的熱処理ステ
ップ、第2の変形ステップ(線引と圧延)、巻きステップ、そして渦巻き状のばねのフィ
ックスに対応する最後の熱処理ステップを経る。
【0067】
渦巻き状のばねは、キュプロベリリウム製のバランス車につながれ、このようにして得
られた発振器の熱係数CTが測定される。
【0068】
結果を以下の表に示す。
【0069】
【0070】
この例は、変形度の適切な選択及び限られた回数の単純な熱処理によって、合金の熱弾
性係数の容易な調整を可能にすることを示している。
【手続補正書】
【提出日】2023-10-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定式時計又は携行式時計のムーブメントのバランス車が取り付けられるように意図された渦巻き状のばねであって、
100重量%までの残りの量のニオブと、
46.5~47.5重量%のチタンと、
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれた微少量の元素とによって構成するニオブベースの合金で作られており、
前記微少量の元素がそれぞれ0~1600重量ppmの量含有され、
前記微少量の元素のすべての合計量が0~0.3重量%であり、
チタンは、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であり、
α相のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界及び100GPa未満の弾性係数を有する
ことを特徴とする渦巻き状のばね。
【請求項2】
前記α相のチタンの含有量は、5体積%以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の渦巻き状のばね。