JP2005290429A - 低融点金属を用いた電鋳部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電鋳型を変形、溶解、破壊することなしに、電鋳部品を電鋳型から取り出すことが可能な電鋳部品の製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の電鋳部品の製造方法は、電鋳型１２０を準備する工程と、電鋳型１２０に金属薄膜１２４を形成して型キャビティ１２０ｆを形成する工程と、型キャビティ１２０ｆの内部を除いて、金属薄膜１２４の表面にレジスト層１２８を設ける工程と、電鋳加工を行い電鋳部品１３０を形成する工程と、電鋳部品１３０と離型用部材１３４とを接合する工程と、電鋳部品１３０を型キャビティ１２０ｆから取り出す工程と、電鋳部品１３０を離型用部材１３４から外す工程とを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電鋳部品および電鋳部品の製造方法に関する。特に、本発明は、電鋳金属より低い融点をもつ低融点金属層を設けることによって、電鋳部品を電鋳型から容易に抜き取れるようにした電鋳部品の製造方法と、その製造方法によって作られた機械式時計用の部品などの電鋳部品に関する。

第１のタイプの従来技術において、電鋳部品の製造方法は、一部が導電性を有する電鋳型上に非導電性材料をパターン化して電鋳型を形成する工程と、基台の導電性部上に電鋳部品を形成する工程と、非導電性材料を基台および電鋳部品から除去する工程と、電鋳部品を基台から分離する工程とを有している。すなわち、この方法では、ガラス電鋳型上にニッケル導電膜を形成し、非導電性のマスクパターニング（レジスト）を行い、ニッケル電鋳を行い、レジストリムーブの後、超音波、水圧、空圧などを用いて電鋳部品を基台から分離している（特許文献１参照）。

第２のタイプの従来技術では、アンクルの基型を作り、この基型を樹脂製の電鋳型に転写して母型を作り、樹脂製の電鋳型の全面に導電膜を作り、電鋳加工により時計のアンクルを形成している（特許文献２参照）。
さらに、従来の電鋳加工の工程では、母型を作り、母型が導体の場合には、表面に離型処理をして電着工程に入り、母型が不導体の場合には、母型表面を導体化してから離型処理をして電着工程に入り、所要厚さまで電着した後、電鋳部品を母型から剥離している（非特許文献１参照）。

特開２００１−２５４１９３号公報(第２〜４頁、第１図〜第３図) 特開昭４８−４４１３８号公報（第２〜４頁、第４図） 佐藤敏一著、「特殊加工」、第２３５〜２６１頁、１９８１年第１版発行、１９９７年第８版発行、養賢堂

従来の電鋳加工においては、電鋳加工後に電鋳部品が電鋳型に密着していて、さらに、電鋳金属の内部応力により電鋳部品は電鋳型を押し付けている。この内部応力以上の力を電鋳部品に加えて電鋳部品を電鋳型から引抜くためには、電鋳部品をしっかりと固定する必要がある。しかし、電鋳部品は電鋳型の中に埋まっているため、把持部品などにより電鋳部品を掴むのは容易でなく、電鋳部品を電鋳型から離型するのが困難であるという課題があった。また、従来の離型方法では、電鋳型の材質として塩化ビニール等のプラスチックを用い、離型時に電鋳型を加熱して電鋳型を変形させて電鋳部品を電鋳型から取り出したり、樹脂製の電鋳型を用いて、電鋳加工後に電鋳型を化学的に溶解して電鋳型を除去することによって電鋳部品のみを残したり、或いは、電鋳加工後に電鋳型を破壊して電鋳部品を剥離したりしている。このような従来の離型方法では、電鋳型を再利用することができないという課題があった。

本発明の目的は、電鋳型を変形、溶解、破壊することなしに、電鋳部品を電鋳型から取り出すことが可能な電鋳部品の製造方法を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、電鋳型を繰り返し使用することができる電鋳部品の製造方法を提供することにある。

本発明は、電鋳部品の製造方法において、（あ）電鋳部品を製造するために、電鋳部品を形成するためのキャビティを形成した電鋳型を準備する工程と、（い）電鋳型に金属薄膜を形成し、電鋳加工のための表面導体化を行い、製造すべき電鋳部品の外形形状に対応する形状を有する型キャビティを形成する工程と、（う）型キャビティの内部を除いて、金属薄膜の表面にレジスト層を設ける工程と、（え）電鋳型に電鋳加工を行い、型キャビティの中に電鋳部品を形成する工程と、（お）電鋳加工により形成した電鋳部品と離型用部材とを接合する工程と、（か）電鋳型から離型用部材を引き離して、電鋳部品を電鋳型の型キャビティから取り出す工程と、（き）電鋳部品を離型用部材から外す工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の製造方法を実施するときは、電鋳部品を電鋳加工した後、電鋳部品表面の電鋳金属より低い融点をもつ金属、例えば、錫などにフラックスを塗布して金属板を押し付けて加熱する。金属板を加熱することにより、金属板の表面温度が錫の融点に達すると、錫は電鋳部品および金属板の両方に拡散して、電鋳部品と金属板とが、はんだ接合される。これによって、電鋳部品と金属板とが、しっかりと固定される。この状態で、電鋳型をベ−スに固定して、金属板をベ−スから遠ざける方向に向かって引き上げると、電鋳部品を電鋳型から容易に抜き取ることができる。この方法を用いることにより、電鋳型を変形、溶解、破壊することなしに、電鋳部品を電鋳型から取り出すことができる。

本発明の方法において、電鋳加工により形成した電鋳部品と離型用部材とを接合する前記工程は、電鋳部品と離型用部材とを、はんだ接合する工程を含むのが好ましい。また、本発明の方法において、電鋳加工により形成した電鋳部品と離型用部材とを接合する工程は、電鋳加工により形成した電鋳部品の上面に、この電鋳部品を構成する電鋳金属の融点より低い融点をもつ金属により、低融点金属層を形成する工程と、低融点金属層の上面を含む電鋳型の上面にフラックス層を形成する工程と、離型用部材下面をフラックス層の上面に押し付け、離型用部材を、低融点金属層を構成する金属の融点以上になるように加熱し、電鋳部品と離型用部材とを接合する工程と、を含むのが好ましい。この方法を用いることにより、電鋳部品と離型用部材とを確実に接合することができる。

また、本発明の方法において、電鋳部品を離型用部材から外す前記工程は、低融点金属層を構成する金属の融点以上になるように離型用部材を加熱して、電鋳部品を離型用部材から外す工程を含むのが好ましい。この方法を用いることにより、電鋳部品を離型用部材から効率良く外すことができる。また、本発明の方法において、前記低融点金属層を構成する材料は、Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（錫）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｔｅ（テルル）、Ａｕ（金）、Ｔｌ（タリウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｏ（ポロニウム）からなる群から選ばれるのが好ましい。また、本発明の方法において、前記低融点金属層の厚さは、１０〜５０μｍであるのが好ましい。この方法を用いることにより、電鋳部品と離型用部材とを確実に接合することができる。

さらに、本発明は、電鋳部品の製造方法において、（ａ）電鋳部品を製造するために、電鋳部品を形成するためのキャビティを形成した電鋳型を準備する工程と、（ｂ）電鋳型に金属薄膜を形成し、電鋳加工のための表面導体化を行い、製造すべき電鋳部品の外形形状に対応する形状を有する型キャビティを形成する工程と、（ｃ）型キャビティの内部を除いて、金属薄膜の表面にレジスト層を設ける工程と、（ｄ）型キャビティの内部に、電鋳部品を構成する電鋳金属の融点より低い融点をもつ金属により、キャビティ低融点金属層を形成する工程と、（ｅ）電鋳型に電鋳加工を行い、型キャビティの中に電鋳部品を形成する工程と、（ｆ）キャビティ低融点金属層を構成する金属の融点以上になるように電鋳型を加熱し、キャビティ低融点金属層を融解させる工程と、（ｇ）電鋳型の型キャビティから電鋳部品を取り出す工程と、を含むことを特徴とする。この方法を用いることにより、電鋳型を変形、溶解、破壊することなしに、電鋳部品を電鋳型から取り出すことができる。

また、本発明の方法において、前記キャビティ低融点金属層を構成する材料は、Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（錫）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｔｅ（テルル）、Ａｕ（金）、Ｔｌ（タリウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｏ（ポロニウム）からなる群から選ばれるのが好ましい。
また、本発明の方法において、前記キャビティ低融点金属層の厚さは、０．１〜１μｍであるのが好ましい。この方法を用いることにより、電鋳型を変形、溶解、破壊することなしに、電鋳部品を電鋳型から取り出すことができる。

更に、本発明は、上記いずれかの方法によって製造された電鋳部品を提供することができる。さらに、本発明は、時計用の輪列部品において、上記のいずれかの方法によって製造された「歯車」と、前記歯車に固定された「かな（かな：ピニオン歯車部）」とを含むことを特徴とする。すなわち、本明細書において「かな」とは、小歯車（ピニオン）を意味する。この方法を用いることにより、電鋳型を変形、溶解、破壊することなしに、時計用の輪列部品を電鋳型から取り出すことができる。

さらに、本発明は、時計用のアンクルにおいて、上記のいずれかの方法によって製造された「アンクル体」と、前記アンクル体に固定された「入りつめ石」および「出つめ石」と、前記アンクル体に取付けられた「剣先」とを含むことを特徴とする。この方法を用いることにより、時計用のアンクルを電鋳加工により効率的に製造することができる。

本発明の製造方法により、電鋳部品を電鋳加工した後、電鋳部品表面の電鋳金属より低い融点をもつ金属にフラックスを塗布して金属板を押し付けて加熱して、電鋳部品と金属板とを、はんだ接合する。この状態で、電鋳型をベ−スに固定して、金属板をベ−スから遠ざける方向に向かって引き上げると、電鋳部品を電鋳型から容易に抜き取ることができる。したがって、本発明の製造方法を用いると、電鋳型を変形、溶解、破壊することなしに、電鋳部品を電鋳型から取り出すことできる。すなわち、本発明の製造方法を用いることにより、電鋳型を繰り返し使用することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（１）第１の実施形態
以下に、本発明の電鋳部品の製造方法の第１の実施形態について説明する。図１（ａ）を参照すると、電鋳部品の製造のために用いる電鋳型１２０を準備する（工程１０１）。電鋳型１２０を構成する材料は、シリコン、ガラス、プラスチックなどである。電鋳型１２０は、ＤＲＩＥなどの方法によって加工することができる。電鋳部品を形成するためのキャビティ１２０ｃが電鋳型１２０の上面に形成される。キャビティ１２０ｃは、側壁１２０ｄと、底面１２０ｅとにより構成される。電鋳型１２０の大きさは、例えば、２インチ（約５０ｍｍ）〜８インチ（約２００ｍｍ）の範囲であるのが好ましい。電鋳型１２０の厚さは、電鋳型１２０の大きさによって異なるが、例えば４インチシリコン基板の場合、３００μｍ〜６２５μｍの厚さのものが用いられる。

図１（ｂ）を参照すると、電鋳型１２０の表面上と、キャビティ１２０ｃの側壁１２０ｄおよび底面１２０ｅの表面上とに金属薄膜１２４を形成し、電鋳加工のための表面導体化を行う（工程１０２）。この工程１０３において形成する金属薄膜１２４は、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）などで構成することができる。金属薄膜１２４の付着は、スパッタリング、蒸着、無電解めっきなどの方法により行うことができる。金属薄膜１２４の膜厚は、数ｎｍ（不連続膜）〜数μｍの範囲であるのが好ましい。金属薄膜１２４を形成すると、製造すべき電鋳部品の外形形状に対応する形状を有する型キャビティ１２０ｆが形成される。

図１（ｃ）を参照すると、型キャビティ１２０ｆの側壁および底面の表面上を除いて、電鋳型１２０の上面で電鋳金属を析出させない領域の金属薄膜１２４ｈの表面にレジスト層１２８を設ける（工程１０３）。図１（ｄ）を参照すると、電鋳型１２０に電鋳加工を行い、型キャビティ１２０ｆの中に電鋳部品１３０を形成する（工程１０４）。機械部品を形成する場合において、電鋳部品１３０を形成する電鋳金属は、例えば、歯車などの構造物に使用する場合、摺動性を考慮し、硬度が高いクロム、ニッケル、鉄、およびこれらを含む合金で構成することができる。また、電鋳部品１３０を形成する電鋳金属は、装飾性が高い構造物に使用する場合、金、銀、銅、ニッケル、クロム、およびこれらを含む合金で構成することができる。また、構造物の内面を硬度が高いクロム、ニッケル、鉄、およびこれらを含む合金で構成し、構造物の表面を硬度が低い錫、亜鉛、およびこれらを含む合金などで構成するように、特性が異なる二種以上の金属又は合金で電鋳部品１３０を構成することができる。また、電鋳部品１３０は、構造物の表面と内面で金属の組成が異なる合金などで構成することができる。電鋳部品１３０の厚さは、型キャビティ１２０ｆの深さよりも薄くなるように設定するのがよい。

次に、図３を参照して、電鋳加工の具体的な方法を説明する。図３（ａ）を参照すると、電鋳すべき金属材料により電鋳液を選ぶ必要があり、例えば、ニッケル電鋳加工ではスルファミン酸浴、ワット浴、硫酸浴などが用いられる。スルファミン酸浴を用いてニッケル電鋳を行う場合は、電鋳加工用の処理槽７４０の中にスルファミン酸ニッケル水和塩を主成分とするスルファミン酸浴電鋳液７４２を入れる。電鋳すべき金属材料からなる陽極電極７４４をスルファミン酸浴７４２の中に浸漬させる。例えば、陽極電極７４４は、電鋳すべき金属材料からなるボールを複数用意し、この金属ボールをチタン等で作った金属製のかごの中に入れることにより構成することができる。電鋳加工を行うべき電鋳型７４８をスルファミン酸浴７４２の中に浸漬させる。図３（ｂ）を参照すると、電鋳型７４８を電源７６０の陰極に接続し、陽極電極７４４を電源７６０の陽極に接続すると、陽極電極７４４を構成する金属がイオン化してスルファミン酸浴中を移動し、電鋳型７４８の型キャビティ７４８ｆ上に金属として析出する。配管（図示せず）を介して弁（図示せず）を処理槽７４０に接続することができる。濾過用フィルタを配管に設け、処理槽７４０から排出されるスルファミン酸浴を濾過することができる。濾過されたスルファミン酸浴は、注入用配管（図示せず）から処理槽７４０の中に戻すことができる。

図１（ｅ）を参照すると、電鋳加工により形成した電鋳部品１３０の上面に、この電鋳部品１３０を構成する電鋳金属の融点より低い融点をもつ金属をめっきして、低融点金属層１３２を形成する（工程１０５）。電鋳金属がＮｉ（ニッケル）である場合、低融点金属層１３２は、Ｎｉ（ニッケル）の融点より低い融点をもつ金属として、例えば、Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（錫）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｔｅ（テルル）、Ａｕ（金）、Ｔｌ（タリウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｏ（ポロニウム）などが挙げられる。電鋳型１２０を加熱したときの電鋳部品１３０の離型性を考慮すると、低融点金属層１３２として、融点が５００°Ｃ以下であるＺｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏを用いるのが好ましい。低融点金属層１３２として、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｏを用いるのが更に好ましい。低融点金属層１３２の厚さは、１０〜５０μｍであるのが好ましい。低融点金属層１３２の厚さを、このような範囲にすることにより、電鋳部品１３０の離型性を向上させることができる。低融点金属層１３２の厚さは、２０〜４０μｍであるのがさらに好ましい。低融点金属層１３２の厚さを、このような範囲にすることにより、電鋳部品１３０の離型性を、更に一層向上させることができる。

図２（ａ）を参照すると、低融点金属層１３２の上面を含む電鋳型１２０の上面にフラックスを塗布して、フラックス層１３３を形成する（工程１０６）。フラックス層１３３として、例えば、ロジン、ロジンのハロゲン化物第、第４級アンモニウムの塩素塩、臭素塩、ヨウ素塩等を用いるのが好ましい。フラックス層１３３の厚さは、１０〜５０μｍであるのが好ましい。フラックスは、レジスト層１２８の上に塗布してもよい。フラックス層１３３は、少なくとも低融点金属層１３２の上面の一部に塗布する必要がある。図２（ｂ）を参照すると、離型用部材を構成する離型用金属板１３４は、離型用金属板１３４を持ち上げるために用いられるフック１３４ｈを上面に備えている。離型用金属板１３４の下面をフラックス層１３３の上面に押し付け、低融点金属層１３２を構成する金属の融点以上になるように離型用金属板１３４を加熱する（工程１０７）。離型用金属板１３４を加熱することにより、離型用金属板１３４の表面温度が低融点金属層１３２を構成する金属、例えば錫の融点に達すると、錫は電鋳部品１３０および離型用金属板１３４の両方に拡散して、電鋳部品１３０と離型用金属板１３４とが、はんだ接合される。その後、離型用金属板１３４が、低融点金属層１３２を構成する金属の融点以下に冷却されると、電鋳部品１３０の上面と離型用金属板１３４の下面とが、しっかりと固定される。

図２（ｃ）を参照すると、クランパ１３６及びクランパ止めねじ１３６ｂを用いて、電鋳型１２０の周辺部をベース１３８に固定する（工程１０８）。クランパ１３６及びクランパ止めねじ１３６ｂは複数用いるのが好ましい。つば付きピン、偏心ピン、頭付きボルト、シリンダなどの他の固定方法を用いて、電鋳型１２０の周辺部をベース１３８に固定することもできる。図２（ｄ）を参照すると、電鋳部品１３０と離型用金属板１３４とが、はんだ接合等によって互いに接合されている状態で、引き部材１３４ｂによりフック１３４ｈを矢印方向に引き上げ、離型用金属板１３４をベ−ス１３８から遠ざける方向に向かって引き上げて、電鋳部品１３０を電鋳型１２０の型キャビティ１２０ｆから取り出す（工程１０９）。すなわち、電鋳型１２０から離型用金属板１３４を引き離すことによって、電鋳部品１３０を電鋳型１２０の型キャビティ１２０ｆから取り出すことができる。図２（ｄ）を参照すると、離型用金属板１３４を、低融点金属層１３２を構成する金属の融点以上になるように加熱して、電鋳部品１３０を離型用金属板１３４から外す（工程１１０）。したがって、本発明の製造方法を用いると、電鋳型１２０を変形、溶解、破壊などすることなしに、電鋳部品１３０を電鋳型１２０から取り出すことでき、電鋳型１３０を繰り返し使用することができる。

（２）第２の実施形態
以下に、本発明の電鋳部品の製造方法の第２の実施形態について説明する。以下の説明は、本発明の電鋳部品の製造方法の第２の実施形態が本発明の電鋳部品の製造方法の第１の実施形態と異なる点を主に述べる。したがって、以下に記載がない個所は、前述した本発明の電鋳部品の製造方法の第１の実施形態についての説明をここに準用する。
図４を参照すると、電鋳部品の製造のために用いる電鋳型４２０を準備する。次に、電鋳型４２０の表面上と、キャビティの側壁および底面の表面上とに金属薄膜４２４を設けて型キャビティ４２０ｆを形成し、電鋳加工のための表面導体化を行う。次に、型キャビティ４２０ｆの側壁および底面の表面上を除いて、電鋳型４２０の上面で電鋳金属を析出させない領域の金属薄膜４２４の表面にレジスト層４２８を設ける。

次に、型キャビティ４２０ｆの内部、すなわち、側壁および底面の表面上に、電鋳部品４３０を構成する電鋳金属の融点より低い融点をもつ金属をめっきして、キャビティ低融点金属層４３２を形成する。電鋳金属がＮｉ（ニッケル）である場合、キャビティ低融点金属層４３２は、Ｎｉ（ニッケル）の融点より低い融点をもつ金属として、例えば、Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（錫）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｔｅ（テルル）、Ａｕ（金）、Ｔｌ（タリウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｏ（ポロニウム）などが挙げられる。電鋳型４２０を加熱したときの電鋳部品４３０の離型性を考慮すると、キャビティめっき層４３２として、融点が５００°Ｃ以下であるＺｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔｌ（タリウム）、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏを用いるのが好ましい。キャビティめっき層４３２として、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｏを用いるのが更に好ましい。キャビティ低融点金属層４３２の厚さは、０．１〜１０μｍであるのが好ましい。キャビティ低融点金属層４３２の厚さを、このような範囲にすることにより、電鋳部品４３０の離型性を向上させることができる。キャビティ低融点金属層４３２の厚さは、０．１〜１μｍであるのがさらに好ましい。キャビティ低融点金属層４３２の厚さを、このような範囲にすることにより、電鋳部品４３０の寸法精度を、更に一層向上させることができる。

次に、電鋳型４２０に電鋳加工を行い、型キャビティ４２０ｆの中に電鋳部品４３０を形成する。電鋳加工の具体的な方法は、図３を参照して前述した内容と同様である。次に、キャビティ低融点金属層４３２を構成する金属の融点以上になるように電鋳型４２０を加熱する。電鋳型４２０を加熱することにより、キャビティ低融点金属層４３２が、キャビティ低融点金属層４３２を構成する金属、例えば錫の融点に達すると、キャビティ低融点金属層４３２は融解する。キャビティ低融点金属層４３２が融解すると、電鋳部品４３０と型キャビティ４２０ｆとの間の密着強度が下がるので、この状態において、把持具、取り外し用冶具、ピンセット等を用いて、電鋳部品４３０を型キャビティ４２０ｆから取り出すことができる。また、クランパ及びクランパ止めねじなどを用いて、電鋳型４２０の周辺部をベース１３８に固定してから、電鋳部品４３０を型キャビティ４２０ｆから取り出すことができる。したがって、本発明の製造方法を用いると、電鋳型４２０を変形、溶解、破壊などすることなしに、電鋳部品４３０を電鋳型４２０から取り出すことでき、電鋳型４３０を繰り返し使用することができる。

（３）機械式時計の構造
次に、本発明の電鋳部品の製造方法を適用した電鋳部品を含む機械式時計の実施の形態について説明する。図５〜図７を参照すると、機械式時計において、機械式時計のムーブメント（機械体）３００は、ムーブメントの基板を構成する地板３０２を有する。巻真３１０が、地板３０２の巻真案内穴３０２ａに回転可能に組み込まれる。文字板３０４（図２６に仮想線で示す）がムーブメント３００に取付けられる。一般に、地板の両側のうちで、文字板のある方の側をムーブメントの「裏側」と称し、文字板のある方の側と反対側をムーブメントの「表側」と称する。ムーブメントの「表側」に組み込まれる輪列を「表輪列」と称し、ムーブメントの「裏側」に組み込まれる輪列を「裏輪列」と称する。おしどり３９０、かんぬき３９２、かんぬきばね３９４、裏押さえ３９６を含む切換装置により、巻真３１０の軸線方向の位置を決める。きち車３１２が巻真３１０の案内軸部に回転可能に設けられる。巻真３１０が、回転軸線方向に沿ってムーブメントの内側に一番近い方の第１の巻真位置（０段目）にある状態で巻真３１０を回転させると、つづみ車の回転を介してきち車３１２が回転する。丸穴車３１４が、きち車３１２の回転により回転する。角穴車３１６が、丸穴車３１４の回転により回転する。角穴車３１６が回転することにより、香箱車３２０に収容されたぜんまい３２２を巻き上げる。二番車３２４が、香箱車３２０の回転により回転する。がんぎ車３３０が、四番車３２８、三番車３２６、二番車３２４の回転を介して回転する。香箱車３２０、二番車３２４、三番車３２６、四番車３２８は表輪列を構成する。

表輪列の回転を制御するための脱進・調速装置は、てんぷ３４０と、がんぎ車３３０と、アンクル３４２とを含む。てんぷ３４０は、てん真３４０ａと、てん輪３４０ｂと、ひげぜんまい３４０ｃとを含む。二番車３２４の回転に基づいて、筒かな３５０が同時に回転する。筒かな３５０に取付けられた分針３５２が「分」を表示する。筒かな３５０には、二番車３２４に対するスリップ機構が設けられる。筒かな３５０の回転に基づいて、日の裏車の回転を介して、筒車３５４が回転する。筒車３５４に取付けられた時針３５６が「時」を表示する。ひげぜんまい３４０ｃは、複数の巻き数をもったうずまき状（螺旋状）の形態の薄板ばねである。ひげぜんまい３４０ｃの内端部は、てん真３４０ａに固定されたひげ玉３４０ｄに固定され、ひげぜんまい３４０ｃの外端部は、てんぷ受３６６に固定されたひげ持受３７０に取り付けたひげ持３７０ａを介してねじ締めにより固定される。緩急針３６８が、てんぷ受３６６に回転可能に取付けられている。ひげ受１３４０とひげ棒１３４２が、緩急針３６８に取付けられている。ひげぜんまい３４０ｃの外端部に近い部分は、ひげ受１３４０とひげ棒１３４２との間に位置する。てんぷ３４０は、地板３０２及びてんぷ受３６６に対して回転可能なように支持される。

香箱車３２０は、香箱歯車３２０ｄと、香箱真３２０ｆ、ぜんまい３２２とを備える。香箱真３２０ｆは、上軸部３２０ａと、下軸部３２０ｂとを含む。香箱真３２０ｆは、炭素鋼などの金属で形成される。香箱歯車３２０ｄは黄銅などの金属で形成される。二番車３２４は、上軸部３２４ａと、下軸部３２４ｂと、かな部３２４ｃと、歯車部３２４ｄと、そろばん玉部３２４ｈとを含む。二番車３２４のかな部３２４ｃは香箱歯車３２０ｄと噛み合うように構成される。上軸部３２４ａと、下軸部３２４ｂと、そろばん玉部３２４ｂは、炭素鋼などの金属で形成される。歯車部３２４ｄは黄銅などの金属で形成される。三番車３２６は、上軸部３２６ａと、下軸部３２６ｂと、かな部３２６ｃと、歯車部３２６ｄとを含む。三番車３２６のかな部３２６ｃは歯車部３２４ｄと噛み合うように構成される。四番車３２８は、上軸部３２８ａと、下軸部３２８ｂと、かな部３２８ｃと、歯車部３２８ｄとを含む。四番車３２８のかな部３２８ｃは歯車部３２６ｄと噛み合うように構成される。上軸部３２８ａと、下軸部３２８ｂは、炭素鋼などの金属で形成される。歯車部３２８ｄは黄銅などの金属で形成される。がんぎ車３３０は、上軸部３３０ａと、下軸部３３０ｂと、かな部３３０ｃと、歯車部３３０ｄとを含む。がんぎ車３３０のかな部３３０ｃは歯車部３２８ｄと噛み合うように構成される。アンクル３４２は、アンクル体３４２ｄと、アンクル真３４２ｆとを備える。アンクル真３４２ｆは、上軸部３４２ａと、下軸部３４２ｂとを含む。

香箱車３２０は、地板３０２及び香箱受３６０に対して回転可能なように支持される。すなわち、香箱真３２０ｆの上軸部３２０ａは、香箱受３６０に対して回転可能なように支持される。香箱真３２０ｆの下軸部３２０ｂは、地板３０２に対して、回転可能に支持される。二番車３２４、三番車３２６、四番車３２８、がんぎ車３３０は、地板３０２及び輪列受３６２に対して回転可能なように支持される。すなわち、二番車３２４の上軸部３２４ａ、三番車３２６の上軸部３２６ａ、四番車３２８の上軸部３２８ａ、がんぎ車３３０の上軸部３３０ａは、輪列受３６２に対して回転可能なように支持される。また、二番車３２４の下軸部３２４ｂ、三番車３２６の下軸部３２６ｂ、四番車３２８の下軸部３２８ｂ、がんぎ車３３０の下軸部３３０ｂは、地板３０２に対して、回転可能に支持される。アンクル３４２は、地板３０２及びアンクル受３６４に対して回転可能なように支持される。すなわち、アンクル３４２の上軸部３４２ａは、アンクル受３６４に対して回転可能なように支持される。アンクル３４２の下軸部３４２ｂは、地板３０２に対して、回転可能に支持される。

香箱真３２０ｆの上軸部３２０ａを回転可能に支持する香箱受３６０の軸受部と、二番車３２４の上軸部３２４ａを回転可能に支持する輪列受３６２の軸受部と、三番車３２６の上軸部３２６ａを回転可能に支持する輪列受３６２の軸受部と、四番車３２８の上軸部３２８ａを回転可能に支持する輪列受３６２の軸受部と、がんぎ車３３０の上軸部３３０ａを回転可能に支持する輪列受３６２の軸受部と、アンクル３４２の上軸部３４２ａを回転可能に支持するアンクル受３６４の軸受部には、潤滑油が注油される。香箱真３２０ｆの下軸部３２０ｂを回転可能に支持する地板３０２の軸受部と、二番車３２４の下軸部３２４ｂを回転可能に支持する地板３０２の軸受部と、三番車３２６の下軸部３２６ｂを回転可能に支持する地板３０２の軸受部と、四番車３２８の下軸部３２８ｂを回転可能に支持する地板３０２の軸受部と、がんぎ車３３０の下軸部３２０ｂを回転可能に支持する地板３０２の軸受部と、アンクル３４２の下軸部３４２ｂを回転可能に支持する地板３０２の軸受部には、潤滑油が注油される。この潤滑油は、精密機械用油であるのが好ましく、いわゆる時計油であるのが特に好ましい。地板３０２のそれぞれの軸受部、香箱受３６０の軸受部、輪列受３６２のそれぞれの軸受部には、潤滑油の保持性能を高めるために、円錐状、円筒状、又は、円錐台状の油溜め部を設けるのが好ましい。油溜め部を設けると、潤滑油の表面張力により油が拡散するのを効果的に阻止することができる。地板３０２、香箱受３６０、輪列受３６２、アンクル受３６４は、黄銅などの金属で形成してもよいし、ポリ−カーボネートなどのエンジニアリングプラスチックで形成してもよい。

（４）三番車の製造方法と構造
図８〜図１０を参照すると、本発明の実施形態において、三番車３２６は、三番かな（かな：ピニオン歯車部）３２６ｆと、三番歯車３２６ｇとを含む。三番歯車３２６ｇの厚さは、例えば、１００μｍ〜５００μｍであり、好ましくは１５０μｍ〜２５０μｍである。三番かな３２６ｆは、上軸部３２６ａと、下軸部３２６ｂと、かな部３２６ｃとを含む。三番歯車３２６ｇは、中心支持部３２６ｈと、あみだ部３２６ｊと、歯車部３２６ｄとを含む。図示する実施形態では、あみだ部３２６ｊは５本である。あみだ部３２６ｊの数は３本であってもよいし、４本以上であってもよい。或いは、あみだ部３２６ｊを設けなくてもよい。三番かな３２６ｆは、炭素鋼などの金属で形成される。三番歯車３２６ｇはニッケルなどの金属で形成される。

電鋳型１２０を用いて、三番歯車３２６ｇを電鋳加工する。三番歯車３２６ｇを形成する場合、電鋳する金属は、ニッケル、又は銅であるのが好ましい。三番歯車３２６ｇに複数のあみだ部３２６ｊが設けられる。この構成では、隣接する２つのあみだ部３２６ｊの間に位置する三番歯車３２６ｇの窓部３２６ｍに対応する電鋳型１２０の領域に、厚膜レジストを堆積させ、堆積した厚膜レジストに必要形状を露光し、現像して、あみだ部形成用レジスト（図示せず）をパターニングする。あみだ部形成用レジストの厚さは、三番歯車３２６ｇの厚さより大きくなるように設定する。三番歯車３２６ｇの厚さが２００μｍである場合、あみだ部形成用レジストの厚さは、２００μｍ〜５００μｍの範囲であるのが好ましい。

歯車部３２６ｄが未加工の三番車３２６を電鋳加工した後、二次加工として、プレス加工、或いは、歯切り加工などによって、三番歯車３２６ｇの歯車部３２６ｄを形成することができる。三番かな３２６ｆは旋盤加工などにより形成することができる。歯車部３２６ｄを形成した三番歯車３２６ｇに三番かな３２６ｆを固定して三番車３２６を製造することができる。以上のように、本発明の実施形態を三番車について説明したけれども、本発明は三番車だけでなく、二番車、四番車、五番車、伝え車、日の裏車、修正車などの各種の輪列部材にも応用することができる。

（５）がんぎ車の製造方法と構造
図１１〜図１３を参照すると、本発明の実施形態において、がんぎ車３３０は、がんぎかな（かな：ピニオン歯車部）３３０ｆと、がんぎ歯車３３０ｇとを含む。がんぎ歯車３３０ｇの厚さは、例えば、１００μｍ〜５００μｍであり、好ましくは１００μｍ〜２００μｍである。がんぎかな３３０ｆは、上軸部３３０ａと、下軸部３３０ｂと、かな部（ピニオン歯車部）３３０ｃとを含む。がんぎ歯車３３０ｇは、中心支持部３３０ｈと、あみだ部３３０ｊと、歯車部（すなわち、アンクルのつめ石と接触して作動する部分）３３０ｄとを含む。図示する実施形態では、あみだ部３３０ｊは４本である。あみだ部３３０ｊの数は３本であってもよいし、４本以上であってもよい。がんぎかな３３０ｆは、炭素鋼などの金属で形成される。がんぎ歯車３３０ｇはニッケルなどの金属で形成される。がんぎ歯車３３０ｇの隣接する２つのあみだ部３３０ｊの間に位置するがんぎ歯車３３０ｇの窓部３３０ｍに対応する電鋳型１２０の領域に、厚膜レジストを堆積させ、堆積した厚膜レジストに必要形状を露光し、現像して、あみだ部形成用レジスト（図示せず）をパターニングする。あみだ部形成用レジストの厚さは、がんぎ歯車３３０ｇの厚さより大きくなるように設定する。がんぎ歯車３３０ｇの厚さが１００μｍ〜５００μｍ、好ましくは１００μｍ〜２００μｍである場合、外形形成用レジスト１２８の厚さは、がんぎ歯車３３０ｇの厚さと同一であるか、或いは、がんぎ歯車３３０ｇの厚さより厚くて、がんぎ歯車３３０ｇの厚さに５００μｍを加えた厚さまでの厚さの範囲とするのが好ましい。

歯車部３３０ｄが未加工のがんぎ車３３０を電鋳加工した後、二次加工として、プレス加工、或いは、歯切り加工などによって、がんぎ歯車３３０ｇの歯車部３３０ｄを形成することができる。さらに、図示するように、がんぎ歯車３３０ｇの最外周部に斜面部３３０ｋを設けることが必要である場合、二次加工として、プレス加工、或いは、フライス加工などによって、斜面部３３０ｋを形成することができる。がんぎかな３３０ｆは旋盤加工などにより形成することができる。歯車部３３０ｄを形成したがんぎ歯車３３０ｇにがんぎかな３３０ｆを固定してがんぎ車３３０を製造することができる。

（６）アンクルの製造方法と構造
図１４〜図１６を参照すると、本発明の実施形態において、アンクル３４２は、アンクル体３４２ｄと、アンクル真３４２ｆと、剣先３４２ｇと、２つのつめ石、すなわち、入りつめ石３４２ｊおよび出つめ石３４２ｋとを備える。アンクル体３４２ｄの厚さは、例えば、１００μｍ〜５００μｍであり、好ましくは１００μｍ〜２００μｍである。アンクル真３４２ｆは、上軸部３４２ａと、下軸部３４２ｂとを含む。アンクル体３４２ｄは、ニッケルなどの金属で形成される。アンクル真３４２ｆは炭素鋼などの金属で形成される。アンクル真３４２ｆは、炭素鋼などの金属で形成される。アンクル体３４２ｄは、ニッケル、又は銅であるのが好ましい。

剣先およびつめ石がないアンクル体３４２ｄを電鋳加工したのち、二次加工として、アンクル体３４２ｄに、入りつめ石３４２ｊおよび出つめ石３４２ｋを接着などによって固定することができる。さらに、二次加工として、アンクル体３４２ｄに、剣先３４２ｇを取付けることができる。剣先３４２ｇは、剣先軸部３４２ｈをアンクル体３４２ｄに嵌めこむことによって固定することもできるし、剣先軸部３４２ｈをアンクル体３４２ｄに接着することによって固定することもできる。さらに、図示するように、アンクル体３４２ｄの剣先３４２ｇに隣接する部分に斜面部３４２ｋを設けることが必要である場合、二次加工として、プレス加工、或いは、フライス加工などによって、斜面部３４２ｋを形成することができる。

本発明の製造方法を用いることによって、電鋳型を変形、溶解、破壊することなしに、電鋳部品を電鋳型から取り出すことができる。すなわち、本発明により、電鋳型を繰り返し使用することができる。さらに、本発明により、機械式時計用の輪列部品、がんぎ車、アンクルなどを電鋳加工によって効率良く製造することができる。

図１は、本発明の電鋳部品の製造方法の第１の実施形態において、製造工程を説明する原理図（その１）である。 図２は、本発明の電鋳部品の製造方法の第１の実施形態において、製造工程を説明する原理図（その２）である。 図３は、本発明の電鋳部品の製造方法の第１の実施形態において、電鋳加工の概略を説明する原理図である。 図４は、本発明の電鋳部品の製造方法の第２の実施形態において、電鋳型に形成された電鋳部品の概略形状を示す断面図である。 図５は、本発明の実施形態において、ムーブメントの表側の概略形状を示す平面図である（図５では、一部の部品を省略し、受部材は仮想線で示している）。 図６は、本発明の実施形態において、香箱からアンクルの部分を示す概略部分断面図である。 図７は、本発明の実施形態において、がんぎ車からてんぷの部分を示す概略部分断面図である。 図８は、本発明の実施形態において、三番車を示す上面図である。 図９は、本発明の実施形態において、三番車を示す側面図である。 図１０は、本発明の実施形態において、三番車を示す斜視図である。 図１１は、本発明の実施形態において、がんぎ車を示す上面図である。 図１２は、本発明の実施形態において、がんぎ車を示す側面図である。 図１３は、本発明の実施形態において、がんぎ車を示す斜視図である。 図１４は、本発明の実施形態において、アンクルを示す上面図である。 図１５は、本発明の実施形態において、、アンクルを示す側面図である。 図１６は、本発明の実施形態において、、アンクルを示す斜視図である。

符号の説明

１２０ 電鋳型
１２４ 金属薄膜
１２８ レジスト層
１３０ 電鋳部品
１３２ 低融点金属層
３００ ムーブメント（機械体）
３０２ 地板
３２０ 香箱車
３２４ 二番車
３２６ 三番車
３２８ 四番車
３３０ がんぎ車
３４２ アンクル
４２０ 電鋳型
４２４ 金属薄膜
４２８ レジスト層
４３０ 電鋳部品
４３２ キャビティ低融点金属層

Claims (12)

1. 電鋳部品の製造方法において、
   （あ）電鋳部品を製造するために、電鋳部品を形成するためのキャビティ（１２０ｃ）を形成した電鋳型（１２０）を準備する工程と、
   （い）電鋳型（１２０）に金属薄膜（１２４）を形成し、電鋳加工のための表面導体化を行い、製造すべき電鋳部品の外形形状に対応する形状を有する型キャビティ（１２０ｆ）を形成する工程と、
   （う）型キャビティ（１２０ｆ）の内部を除いて、金属薄膜（１２４）の表面にレジスト層（１２８）を設ける工程と、
   （え）電鋳型（１２０）に電鋳加工を行い、型キャビティ（１２０ｆ）の中に電鋳部品（１３０）を形成する工程と、
   （お）電鋳加工により形成した電鋳部品（１３０）と離型用部材（１３４）とを接合する工程と、
   （か）電鋳型（１２０）から離型用部材（１３４）を引き離して、電鋳部品（１３０）を電鋳型（１２０）の型キャビティ（１２０ｆ）から取り出す工程と、
   （き）電鋳部品（１３０）を離型用部材（１３４）から外す工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載されている方法において、電鋳加工により形成した電鋳部品（１３０）と離型用部材（１３４）とを接合する前記工程は、電鋳部品（１３０）と離型用部材（１３４）とを、はんだ接合する工程を含むことを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載されている方法において、電鋳加工により形成した電鋳部品（１３０）と離型用部材（１３４）とを接合する工程は、電鋳加工により形成した電鋳部品（１３０）の上面に、この電鋳部品（１３０）を構成する電鋳金属の融点より低い融点をもつ金属により、低融点金属層（１３２）を形成する工程（工程１０５）と、低融点金属層（１３２）の上面を含む電鋳型（１２０）の上面にフラックス層（１３３）を形成する工程（工程１０６）と、離型用部材（１３４）の下面をフラックス層（１３３）の上面に押し付け、離型用部材（１３４）を、低融点金属層（１３２）を構成する金属の融点以上になるように加熱し、電鋳部品（１３０）と離型用部材（１３４）とを接合する工程（工程１０７）と、を含むことを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載されている方法において、電鋳部品（１３０）を離型用部材（１３４）から外す前記工程は、低融点金属層（１３２）を構成する金属の融点以上になるように離型用部材（１３４）を加熱して、電鋳部品（１３０）を離型用部材（１３４）から外す工程を含むことを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載されている方法において、低融点金属層（１３２）を構成する材料は、Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（錫）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｔｅ（テルル）、Ａｕ（金）、Ｔｌ（タリウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｏ（ポロニウム）からなる群から選ばれることを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載されている方法において、低融点金属層（１３２）の厚さは、１０〜５０μｍであることを特徴とする方法。
7. 電鋳部品の製造方法において、
   （ａ）電鋳部品を製造するために、電鋳部品を形成するためのキャビティを形成した電鋳型（４２０）を準備する工程と、
   （ｂ）電鋳型（４２０）に金属薄膜（４２４）を形成し、電鋳加工のための表面導体化を行い、製造すべき電鋳部品の外形形状に対応する形状を有する型キャビティ（４２０ｆ）を形成する工程と、
   （ｃ）型キャビティ（４２０ｆ）の内部を除いて、金属薄膜（４２４）の表面にレジスト層（４２８）を設ける工程と、
   （ｄ）型キャビティ（４２０ｆ）の内部に、電鋳部品（４３０）を構成する電鋳金属の融点より低い融点をもつ金属により、キャビティ低融点金属層（４３２）を形成する工程と、
   （ｅ）電鋳型（４２０）に電鋳加工を行い、型キャビティ（４２０ｆ）の中に電鋳部品（４３０）を形成する工程と、
   （ｆ）キャビティ低融点金属層（４３２）を構成する金属の融点以上になるように電鋳型（４２０）を加熱し、キャビティ低融点金属層（４３２）を融解させる工程と、
   （ｇ）電鋳型（４２０）の型キャビティ（４２０ｆ）から電鋳部品（４３０）を取り出す工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載されている方法において、キャビティ低融点金属層（４３２）を構成する材料は、Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（錫）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｔｅ（テルル）、Ａｕ（金）、Ｔｌ（タリウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｏ（ポロニウム）からなる群から選ばれることを特徴とする方法。
9. 請求項７に記載されている方法において、キャビティ低融点金属層（４３２）の厚さは、０．１〜１μｍであることを特徴とする方法。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載されている方法によって製造されることを特徴とする電鋳部品。
11. 時計用の輪列部品において、請求項１から９のいずれか１項に記載されている方法によって製造された「歯車」と、前記歯車に固定された「かな」とを含むことを特徴とする輪列部品。
12. 時計用のアンクルにおいて、請求項１から９のいずれか１項に記載されている方法によって製造された「アンクル体（３４２ｄ）」と、前記アンクル体（３４２ｄ）に固定された「入りつめ石（３４２ｊ）」および「出つめ石（３４２ｋ）」と、前記アンクル体（３４２ｄ）に取付けられた「剣先（３４２ｇ）」とを含むことを特徴とするアンクル。

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