JP2010121693A - 機械部品、機械部品の製造方法および時計 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコン製の部品に対し、割れを発生することなく打ち込み部品を良好に打ち込むことを可能にした機械部品と、この機械部品の製造方法、及び時計を提供する。
【解決手段】打ち込みによって打ち込み部品が取り付けられる機械部品１３０ｄである。貫通孔１３２ａを有してなるシリコン製の基部品１３２と、貫通孔１３２ａに取り付けられた、打ち込み部品１３１が打ち込まれる保持孔１３３ａを有した筒状の部品１３３と、を備えてなる。
【選択図】図５

Description

本発明は、機械部品、機械部品の製造方法および時計に関する。

従来、時計などの小型の精密機械に用いられる機械部品として、歯車が多用されている。歯車は、一般に回転軸としての軸部材が嵌合されて用いられるが、このような軸部材の嵌合には、特に小型で高精密な機械部品の場合、打ち込み法が多く採用されている。
ところで、このような歯車等の高精密な機械部品としては、近年ではより高い加工精度が要求されるに伴い、シリコンを用いるのが一般的になっている（例えば、特許文献１参照）。また、シリコンはルビー等の結晶性材料に比べると摩耗し易いものの、金属に比べると摩耗しにくいことから耐久性に優れ、したがって歯車等の機械部品に多く用いられている。さらに、シリコンは金属に比べて軽いことから、慣性力を小さくした部品の材料に好適となり、この点からも歯車等の機械部品に多く用いられるようになっている。
特開２００２−２７６７７１号公報

ところが、シリコンは脆性が高いといった欠点があることから、シリコンからなる歯車等の部品は、特に軸部材などを打ち込み法で嵌合させ、取り付けようとすると、打ち込み時にシリコンに割れが発生し易いといった問題がある。このような割れに対処するため従来では、例えば軸の打ち込み部分をバネにするといった手法も一部に採られている。しかし、このような手法を採用しても、シリコンの割れを確実に防止するには到っていないのが現状である。

また、打ち込み時の割れを防止するため、嵌合孔（打ち込み孔）となる貫通孔に対して軸部材の径を小さくしておき、嵌合後（打ち込み後）、接着等によって軸部材をシリコン部品に固定することも考えられる。しかし、その場合には、シリコン部品の貫通孔に対する軸部材の軸合わせが難しく、偏心し易いことから、歯車等の回転部材に適用した場合に、円滑に回転がなされなくなるといった新たな問題を生じてしまう。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シリコン製の部品に対し、割れを発生することなく打ち込み部品を良好に打ち込むことを可能にした機械部品と、この機械部品の製造方法、及び時計を提供することにある。

前記課題を解決するため本発明の機械部品は、打ち込みによって打ち込み部品が取り付けられる機械部品であって、貫通孔を有してなるシリコン製の基部品と、前記貫通孔に取り付けられた、前記打ち込み部品が打ち込まれる保持孔を有した筒状の部品と、を備えたことを特徴としている。なお、前記筒状の部品は、円筒状以外にも、角筒状など種々の形状のものが適用される。

この機械部品によれば、シリコン製の基部品の貫通孔に、保持孔を有した筒状の部品が取り付けられているので、保持孔に打ち込み部品が打ち込まれた際、筒状の部品によって打ち込み時の負荷が吸収され、基部品に割れが生じるのが防止される。また、打ち込みによって打ち込み部品が取り付けられるので、打ち込み部品の軸合わせが容易になり、偏心する不都合が防止される。

また、前記機械部品においては、前記筒状の部品は、前記基部品の貫通孔に対して回動不能となるように形成されているのが好ましい。
基部品に対して筒状の部品が回動すると、例えば打ち込み部品として軸部材を取り付けた場合に、軸部材と基部品との間で回転力が良好に伝達されず、所望の動作がなされなくなるおそれがある。しかし、前記したように筒状の部品を基部品の貫通孔に対して回動不能にしていることにより、このようなおそれが防止され、軸部材と基部品との間で回転力が確実に伝達されるようになる。

また、本発明の機械部品は、前記の機械部品と、前記保持孔に打ち込まれて取り付けられた打ち込み部品と、を備えていてもよい。
その場合に、前記打ち込み部品は軸部材であってもよく、また、軸部材を保持するブッシュであってもよい。
このようにすれば、基部品に割れがなく、しかも打ち込み部品が打ち込まれてこれが一体化された良好な機械部品となる。

また、本発明の機械部品の製造方法は、打ち込みによって打ち込み部品が取り付けられる機械部品の製造方法であって、シリコン基板に貫通孔を形成して基部品を形成する工程と、前記基部品に電鋳加工を行い、前記打ち込み部品が打ち込まれる保持孔を有してなる筒状の電鋳部品を、前記貫通孔内に形成する工程と、を有することを特徴としている。

この機械部品の製造方法によれば、シリコン基板からなる基部品の貫通孔に、保持孔を有してなる筒状の電鋳部品を電鋳加工で形成するので、例えば筒状の部品を貫通孔に打ち込むことで保持孔を形成するのと異なり、シリコン基板に割れが生じるのを防止することができる。また、この方法で得られた機械部品にあっては、前記したように保持孔に打ち込み部品が打ち込まれた際、電鋳部品によって打ち込み時の負荷が吸収され、基部品に割れが生じるのが防止される。

また、前記機械部品の製造方法において、前記基部品を形成する工程では、前記貫通孔の開口形状を、非円形状に形成してもよい。
このように貫通孔を形成することで、この貫通孔内に形成する電鋳部品もその外形が非円形状になり、したがってこの電鋳部品は、基部品の貫通孔に対して回動不能になる。

また、前記機械部品の製造方法において、前記基部品を形成する工程の前に、前記シリコン基板の一方の面に導電膜を形成する工程と、該導電膜上に非導電膜を形成する工程と、を有し、前記基部品を形成する工程では、前記シリコン基板の他方の面側から、前記貫通孔を開口するようにし、前記電鋳部品を形成する工程では、前記導電膜を電極として前記電鋳加工を行うのが好ましい。
このようにすれば、導電膜を電極として利用することにより、専用の電極を形成する工程が省略され、したがって生産効率が向上する。

また、前記機械部品の製造方法において、前記基部品を形成する工程は、前記シリコン基板に第１の貫通孔を形成する工程と、前記第１の貫通孔にマスク材料を充填する工程と、前記マスク材料を充填した前記第１の貫通孔の周囲に、該第１の貫通孔に連続して該第１の貫通孔を拡径する第２の貫通孔を形成する工程と、を有し、前記筒状の電鋳部品を形成する工程では、前記マスク材料を残した状態で、前記第２の貫通孔内に電鋳物を形成するのが好ましい。
このようにすれば、マスク材料を残した状態で、第２の貫通孔内に電鋳物を形成するので、その後マスク材料を除去することにより、このマスク材料に対応した保持孔を電鋳物に形成することができる。したがって、保持孔を高精度で形成することができ、これにより基部品に対して高い精度で保持孔を形成することができる。

また、前記機械部品の製造方法においては、前記電鋳部品の保持孔に打ち込み部品を打ち込んで取り付ける工程を有するのが好ましい。
その場合に、前記打ち込み部品は軸部材であってもよく、また、軸部材を保持するブッシュであってもよい。
このようにすれば、基部品に割れがなく、しかも打ち込み部品が打ち込まれてこれが一体化された良好な機械部品を製造することができる。

本発明の時計は、前記の機械部品が、時計の組立部品に用いられていることを特徴としている。
この時計によれば、割れがない良好な機械部品がその組み立て部品として用いられているので、時計自体の精度向上や、生産性の向上が図られる。

本発明の機械部品によれば、打ち込み部品が打ち込まれた際に、シリコンからなる基部品に割れが生じるのが防止されているので、生産性が高く、したがって製造コストの低減化が図られた良好なものとなる。
本発明の機械部品の製造方法によれば、シリコン基板に割れが生じるのを防止することができ、したがって生産性を向上し、製造コストの低減化を図ることができる。
本発明の時計によれば、前記機械部品が用いられたことにより、時計自体の精度向上や、生産性の向上が図られたものとなる。

以下、本発明を詳しく説明する。
（機械式時計）
まず、本発明の機械部品が組立部品として用いられた、時計の一実施形態について説明する。なお、この実施形態では、時計が機械式時計である場合について説明する。

この機械式時計の概略構成について説明すると、図１〜図３に示すように、機械式時計のムーブメント１００は、ムーブメント１００の基板を構成する地板１０２を有している。地板１０２の巻真案内穴１０２ａには、巻真１１０が回転可能に組み込まれている。文字板１０４（図２参照）は、ムーブメント１００に取り付けられる。一般に、地板１０２の両側のうち、文字板１０４が配される側をムーブメント１００の裏側と称し、文字板１０４が配される側の反対側をムーブメント１００の表側と称する。ムーブメント１００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１００の裏側に組み込まれる輪列を裏輪列と称する。

図１に示すようにおしどり１９０、かんぬき１９２、かんぬきばね１９４、裏押さえ１９６を含む切換装置により、巻真１１０の軸線方向の位置が決められている。きち車１１２は巻真１１０の案内軸部に回転可能に設けられている。巻真１１０が、回転軸線方向に沿ってムーブメント１００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１１０を回転させると、つづみ車の回転を介してきち車１１２が回転する。丸穴車１１４は、きち車１１２の回転により回転する。また、角穴車１１６は、丸穴車１１４の回転により回転する。角穴車１１６が回転することにより、香箱車１２０に収容されたぜんまい１２２（図２参照）を巻き上げる。

二番車１２４は、香箱車１２０の回転により回転する。がんぎ車１３０は、四番車１２８、三番車１２６、二番車１２４の回転を介して回転する。香箱車１２０、二番車１２４、三番車１２６、四番車１２８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１４０と、がんぎ車１３０と、アンクル１４２とを含む。てんぷ１４０は、図３に示すようにてん真１４０ａと、ひげぜんまい１４０ｃとを含む。図２に示すように二番車１２４の回転に基づいて、筒かな１５０が同時に回転する。筒かな１５０に取り付けられた分針１５２が「分」を表示する。筒かな１５０には、二番車１２４に対するスリップ機構が設けられている。筒かな１５０の回転に基づいて、日の裏車の回転を介して、筒車１５４が回転する。筒車１５４に取り付けられた時針１５６が「時」を表示する。

図３に示すようにひげぜんまい１４０ｃ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１４０ｃの内端部は、てん真１４０ａに固定されたひげ玉１４０ｄに固定され、ひげぜんまい１４０ｃの外端部は、てんぷ受１６６（図１参照）に固定されたひげ持受１７０に取り付けたひげ持１７０ａを介してねじ締めにより固定されている。緩急針１６８は、てんぷ受１６６に回転可能に取り付けられている。また、てんぷ１４０は、地板１０２およびてんぷ受１６６に対して回転可能に支持されている。

図２に示すように香箱車１２０は、香箱歯車１２０ｄと、香箱真１２０ｆと、ぜんまい１２２とを備えている。香箱真１２０ｆは、上軸部１２０ａと、下軸部１２０ｂとを含む。香箱真１２０ｆは、炭素鋼などの金属で形成されている。香箱歯車１２０ｄは黄銅などの金属で形成されている。

二番車１２４は、上軸部１２４ａと、下軸部１２４ｂと、かな部１２４ｃと、歯車部１２４ｄと、そろばん玉部１２４ｈとを含む。二番車１２４のかな部１２４ｃは香箱歯車１２０ｄと噛み合うように構成されている。上軸部１２４ａと、下軸部１２４ｂと、そろばん玉部１２４ｈは、炭素鋼などの金属で形成されている。歯車部１２４ｄはニッケルなどの金属で形成されている。

三番車１２６は、上軸部１２６ａと、下軸部１２６ｂと、かな部１２６ｃと、歯車部１２６ｄとを含む。三番車１２６のかな部１２６ｃは歯車部１２４ｄと噛み合うように構成されている。

四番車１２８は、上軸部１２８ａと、下軸部１２８ｂと、かな部１２８ｃと、歯車部１２８ｄとを含む。四番車１２８のかな部１２８ｃは歯車部１２６ｄと噛み合うように構成されている。上軸部１２８ａと、下軸部１２８ｂは、炭素鋼などの金属で形成されている。歯車部１２８ｄはニッケルなどの金属で形成されている。

がんぎ車１３０は、上軸部１３０ａと、下軸部１３０ｂと、かな部１３０ｃと、歯車部１３０ｄとを含む。がんぎ車１３０のかな部１３０ｃは歯車部１２８ｄと噛み合うように構成されている。図３に示すようにアンクル１４２は、アンクル体１４２ｄと、アンクル真１４２ｆとを備えている。アンクル真１４２ｆは、上軸部１４２ａと、下軸部１４２ｂとを含む。

香箱車１２０は、図２に示すように地板１０２および香箱受１６０に対して回転可能に支持されている。すなわち、香箱真１２０ｆの上軸部１２０ａは、香箱受１６０に対して回転可能に支持される。香箱真１２０ｆの下軸部１２０ｂは、地板１０２に対して、回転可能に支持される。二番車１２４、三番車１２６、四番車１２８、がんぎ車１３０は、地板１０２および輪列受１６２に対して回転可能に支持されている。すなわち、二番車１２４の上軸部１２４ａ、三番車１２６の上軸部１２６ａ、四番車１２８の上軸部１２８ａ、がんぎ車１３０の上軸部１３０ａは、輪列受１６２に対して回転可能に支持される。また、二番車１２４の下軸部１２４ｂ、三番車１２６の下軸部１２６ｂ、四番車１２８の下軸部１２８ｂ、がんぎ車１３０の下軸部１３０ｂは、地板１０２に対して、回転可能に支持される。

図３に示すようにアンクル１４２は、地板１０２およびアンクル受１６４に対して回転可能に支持されている。すなわち、アンクル１４２の上軸部１４２ａは、アンクル受１６４に対して回転可能に支持される。アンクル１４２の下軸部１４２ｂは、地板１０２に対して、回転可能に支持される。

香箱真１２０ｆの上軸部１２０ａを回転可能に支持する香箱受１６０の軸受部と、二番車１２４の上軸部１２４ａを回転可能に支持する輪列受１６２の軸受部と、三番車１２６の上軸部１２６ａを回転可能に支持する輪列受１６２の軸受部と、四番車１２８の上軸部１２８ａを回転可能に支持する輪列受１６２の軸受部と、がんぎ車１３０の上軸部１３０ａを回転可能に支持する輪列受１６２の軸受部と、アンクル１４２の上軸部１４２ａを回転可能に支持するアンクル受１６４の軸受部には、潤滑油が注油される。また、香箱真１２０ｆの下軸部１２０ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、二番車１２４の下軸部１２４ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、三番車１２６の下軸部１２６ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、四番車１２８の下軸部１２８ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、がんぎ車１３０の下軸部１３０ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、アンクル１４２の下軸部１４２ｂを回転可能に支持する地板１０２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１０２のそれぞれの軸受部、香箱受１６０の軸受部、輪列受１６２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、また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１０２、香箱受１６０、輪列受１６２、アンクル受１６４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樹脂で形成してもよい。

（がんぎ車の構造）
次に、本発明の機械部品の一実施形態としての、がんぎ車１３０の構造について説明する。
がんぎ車１３０は、図４に示すように、特殊なカギ型をした歯車部１３０ｄと、この歯車部１３０ｄに打ち込みによって取り付けられた軸部材１３１（打ち込み部品）とからなるものである。

歯車部１３０ｄは、図５、図６に示すようにその中心部に貫通孔１３２ａが形成されてなるシリコン製の基部品１３２と、この貫通孔１３２ａ内に一体に形成された、筒状の電鋳部品１３３とからなるものである。貫通孔１３２ａは、本実施形態では図６に示すようにその開口形状及び横断面形状（貫通孔１３２ａの軸方向と直交する方向の断面形状）が、略円形状でその内周面に相対向して一対の切欠部１３２ｂを形成した形状になっており、これによって非円形状に形成されている。

電鋳部品１３３は、後述するように前記基部品１３２の貫通孔１３２ａ内に、電鋳加工によって形成されたもので、本実施形態ではＮｉからなっている。なお、この電鋳部品１３３としては、Ｎｉに限定されることなく、電鋳加工で形成可能な材料であれば種々のものが使用可能である。例えば、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｕ等の金属や、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｂ等の合金、あるいはＮｉ−Ａｌ₂Ｏ₃、Ｎｉ−ＳｉＣ等の複合物などが使用可能である。また、この電鋳部品１３３は、前記貫通孔１３２ａ内に電鋳加工で形成されたことにより、その外周形状が貫通孔１３２ａの内周形状に対応した形状となっている。したがって、電鋳部品１３３は外周形状が非円形状に形成されたものとなり、これによって貫通孔１３２ａに対して回動不能になっている。

また、この電鋳部品１３３には、その中心部に保持孔１３３ａが形成されている。この保持孔１３３ａは、その開口形状及び横断面形状が円形に形成されたもので、基部品１３２の貫通孔１３２ａと同一の中心軸を有したものである。この保持孔１３３ａには、図５に示したようにこの中心軸に沿って軸部材１３１が打ち込まれ、取り付けられている。

軸部材１３１は、前述したように上軸部１３０ａと、下軸部１３０ｂと、かな部（がんぎかな）１３０ｃとを有し、さらに前記保持孔１３３ａに打ち込まれる打ち込み部１３０ｅと、大径部１３０ｆとからなるものである。かな部１３０ｃは、図２に示したように四番車１２８の歯車部１２８ｄに歯合し、これによってこの四番車１２８の回転力を軸部材１３１に伝達し、歯車部１３０ｄを回転させるものである。

打ち込み部１３０ｅは、下軸部１３０ｂより大径の円柱状のもので、その外径が、前記電鋳部品１３３の保持孔１３３ａの内径にほぼ一致して形成されたものである。また、大径部１３０ｆは、打ち込み部１３０ｅの上側（下軸部１３０ｂと反対の側）に設けられたもので、打ち込み部１３０ｅよりさらに大径に形成されたものである。このような構成によって打ち込み部１３０ｅは、後述するように電鋳部品１３３の保持孔１３３ａに打ち込まれたことにより、該保持孔１３３ａに保持固定されたものとなっている。また、この打ち込み部１３０ｅの上側に大径部１３０ｆが設けられていることにより、この大径部１３０ｆが電鋳部品１３３の上面に当接することで、軸部材１３１の打ち込みが完了するようになっている。

このような構成からなるがんぎ車１３０は、図４に示したようにその歯車部１３０ｄが、アンクル１４２に歯合するようになっている。アンクル１４２は、３つのアンクルビーム１４３によってＴ字状に形成されたアンクル体１４２ｄと、アンクル真１４２ｆとを備えたもので、軸であるアンクル真１４２ｆによってアンクル体１４２ｄが回転可能に構成されたものである。前記アンクルビーム１４３のうち２つのアンクルビーム１４３の先端には爪石１４４ａ、１４４ｂが設けられ、残りのアンクルビーム１４３の先端にはアンクルハコ１４５が取り付けられている。爪石１４４ａ、１４４ｂは、四角柱状に形成されたルビーであり、接着剤等によりアンクルビーム１４３に接着固定されている。

このようなアンクル１４２は、アンクル真１４２ｆを中心に回転したとき、爪石１４４ａあるいは爪石１４４ｂががんぎ車１３０の歯車部１３０ｄに接触するようになっている。また、この際、アンクルハコ１４５が取り付けられたアンクルビーム１４３が、ドテピン（図示せず）に接触するようになっており、これによってアンクル１４２は、同方向にそれ以上回転しないようになっている。その結果、がんぎ車１３０の回転も一時的に停止するようになっている。ここで、がんぎ車１３０はその歯車部１３０ｄの先端１３０ｇが爪石１４４ａ、爪石１４４ｂに接触することから、この接触部が摺動面となり、特に摩耗が顕著になる。したがって、このがんぎ車１３０の歯車部１３０ｄについては、前述したように金属に比べて摩耗しにくいシリコンが用いられるようになっているのである。

（がんぎ車の製造方法）
次に、このようながんぎ車１３０の製造方法に基づき、本発明の機械部品の製造方法の一実施形態を、図７〜図９を参照して説明する。なお、図７〜図９では、各部材を分かり易くするため、図５に示したがんぎ車１３０とはその大きさや形状を変えて示している。

まず、図７（Ａ） に示すように、シリコン基板１０を用意する。そして、このシリコン基板１０の一方の面上に導電膜１１を形成する。この導電膜１１については、例えば、金、銀、銅、ニッケルなどを用いて形成することができる。導電膜１１の成膜については、スパッタリング、蒸着、無電解めっきなどの成膜法を用いることができる。また、導電薄膜１１の膜厚については、数ｎｍ（不連続膜）〜数μｍの範囲であるのが好ましい。
続いて、この導電膜１１上に非導電膜１２を形成する。この非導電膜１２については、特に限定されることなく、レジストなどの樹脂材料や、シリコン酸化物等の無機絶縁材料など、種々のものを用いることができる。

次いで、シリコン基板１０の他方の面上にフォトレジストをスピンコート法等によって塗布し、図７（Ｂ）に示すように第１のレジスト層１３を形成する。そして、露光マスク１４を用いてこの第１のレジスト層１３を露光する。
続いて、現像液によって現像することにより、図７（Ｃ）に示すように開口１５を形成したレジストマスク１３ａを形成する。

次いで、前記レジストマスク１３ａを用いてシリコン基板１０をエッチングし、図７（Ｄ）に示すようにシリコン基板１０をパターニングする。このパターニングでは、図５に示した電鋳部品１３３の保持孔１３３ａに対応する第１の貫通孔１０ａを、シリコン基板１０に形成する。エッチングについては、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等のドライエッチングが用いられる。

次いで、エッチング後の前記シリコン基板１０上に、再度フォトレジストをスピンコート法によって塗布し、図７（Ｅ）に示すように前記第１の貫通孔１０ａ内にフォトレジスト（マスク材料）を充填した状態で、第２のレジスト層１６を形成する。その際、フォトレジストが第１の貫通孔１０ａを良好に充填するよう、予めシリコン基板１０を加熱して脱泡処理を行うのが好ましい。また、フォトレジストの充填性（流動性）を高めるべく、粘度を低く調整しておくのが好ましい。

次いで、図７（Ｆ）に示すように露光マスク１７を用い、前記第２のレジスト層１６とその下地のレジストマスク１３ａ（第１のレジスト層１３）とを共に露光する。
続いて、現像液によって現像することにより、図８（Ｇ）に示すように前記第１の貫通孔１０ａの外側に略円環状の開口１８を形成し、レジストマスク１６ａを形成する。この開口１８には、その外周形状を図６に示した貫通孔１３２ａの外周形状に対応させて、内周面に相対向する一対の切欠部（図示せず）を形成する。

次いで、前記レジストマスク１６ａを用いてシリコン基板１０をエッチングし、図８（Ｈ）に示すようにシリコン基板１０をパターニングする。このパターニングでは、フォトレジスト（マスク材料）を充填した第１の貫通孔１０ａの周囲に、該第１の貫通孔１０ａに連続してこれを拡径する第２の貫通孔１０ｂを形成する。これにより、第２の貫通孔１０ｂと第１の貫通孔１０ａとからなる貫通孔１３２ａが形成される。そして、このように第２の貫通孔１０ｂを形成することで、該第２の貫通孔１０ｂの底部に導電膜１１が露出する。

次いで、第２の貫通孔１０ｂを形成した基板１０を、図９（ａ）、（ｂ）に示すように電鋳液に浸漬させ、導電膜１１を電極して用いることにより、電鋳加工を行う。この電鋳加工では、まず、電鋳すべき金属材料によって電鋳液を選択する。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には、図９（ａ）に示すように、電鋳加工用の処理槽３０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３１を入れる。また、電鋳すべき金属材料からなる陽極電極３２をスルファミン酸浴３１の中に浸漬させる。陽極電極３２としては、例えば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で構成する。

そして、電鋳加工を行うシリコン基板１０をスルファミン酸浴３１の中に浸漬し、図９（ｂ）に示すようにシリコン基板１０に形成した導電膜１１を電源３３の陰極に接続し、陽極電極３２を電源３３の陽極に接続する。
すると、陽極電極３２を構成する金属がイオン化してスルファミン酸浴３１中を移動し、シリコン基板１０の第２の貫通孔１０ｂ内に露出する導電性膜１１上に金属として析出し、図８（Ｉ）に示すように第２の貫通孔１０ｂ内に電鋳部１９が形成される。

なお、処理槽３０に配管（図示せず）を介して弁（図示せず）を接続し、さらにこの配管に濾過用フィルタ（図示せず）を設けることにより、処理槽３０から排出されるスルファミン酸浴３１を濾過するのが好ましい。そして、このように濾過されたスルファミン酸浴３１を、注入用配管（図示せず）によって処理槽３０内に返送し、スルファミン酸浴３１を循環させるのが好ましい。

次いで、処理槽３０からシリコン基板１０を引き上げ、純水等で洗浄した後、レジストマスク１６ａ（第１のレジスト層１３及び第２のレジスト層１６）をアッシング処理や剥離液等によって除去する。これにより、第１の貫通孔１０ａ内に充填されていたフォトレジストも除去され、これによって保持孔１３３ａが形成される。続いて、レジストマスク１６ａを形成した側の面をＣＭＰ法（化学機械研磨法）等によって研磨し、シリコン基板１０から突出した前記電鋳部１９の突出部分を除去する。これにより、この電鋳部１９とシリコン基板１０とは面一に研磨され、電鋳部１９は図８（Ｊ）に示すように保持孔１３３ａを有した電鋳部品１３３となる。

次いで、シリコン基板１０に形成した非導電膜１２と導電膜１１とをＣＭＰ法等によって除去し、図８（Ｋ）に示すように本発明に係る機械部品となるがんぎ車１３０の歯車部１３０ｄ、すなわちシリコン基板１０からなる基部品１３２と、電鋳部品１３３とからなる歯車部１３０ｄを形成する。

また、このようにして歯車部１３０ｄを形成したら、別に用意した図５に示す軸部材１３１（打ち込み部品）を、前記電鋳部品１３３の保持孔１３３ａ内に打ち込む。すなわち、図５に示すようにその下軸部１３０ｂ側を保持孔１３３ａ内に挿入し、その状態で打ち込みを行うことにより、打ち込み部１３０ｅを保持孔１３３ａに嵌合させる。また、このような打ち込みは、大径部１３０ｆを電鋳部品１３３の上面に当接させることにより、完了させることができる。

このようにして軸部材１３１を打ち込むことにより、この軸部材１３１は保持孔１３３ａ内に強固に嵌合し、ここに固定されるようになる。また、軸部材１３１を打ち込んだ際には、電鋳部品１３３によって打ち込み時の負荷が吸収されることにより、歯車部１３０ｄには割れが生じるのが防止される。また、打ち込みによって軸部材１３１（打ち込み部品）が取り付けられるので、打ち込み部品の軸合わせが容易になり、偏心してしまう不都合が防止される。

さらに、シリコン基板１０に形成した第２の貫通孔１０ｂに、保持孔１３３ａを有してなる筒状の電鋳部品１３３を電鋳加工で形成するので、例えば筒状の部品を貫通孔に直接打ち込むことで保持孔１３３ａを形成するのと異なり、シリコン基板１０に割れが生じるのが防止される。
また、電鋳部品１３３が貫通孔１３２ａ（第２の貫通孔１０ｂ）に対して回動不能になっているので、軸部材１３１と歯車部１３０ｄとの間で回転力が良好に伝達されなくいなるといった不都合が確実に防止される。

なお、シリコン基板１０からなる基部品１３２については、電鋳部品１３３を形成する前に、特殊なカギ型をした歯車部１３０ｄの形状に加工しておいてもよく、あるいは、電鋳部品１３３を形成した後に、歯車部１３０ｄの形状を加工してもよい。

このようにして得られた歯車部１３０ｄ、あるいはこれに軸部材１３１を打ち込んでなるがんぎ車１３３にあっては、軸部材１３１が打ち込まれた際に、シリコンからなる基部品１３２に割れが生じるのが防止されているので、生産性が高く、したがって製造コストの低減化が図られた良好なものとなる。
また、これら歯車部１３０ｄやがんぎ車１３３の製造方法にあっては、シリコン基板１０に割れが生じるのを防止することができ、したがって生産性を向上し、製造コストの低減化を図ることができる。
さらに、これら歯車部１３０ｄやがんぎ車１３３を機械部品として用いた時計にあっては、時計自体の精度向上や、生産性の向上が図られたものとなる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では本発明の機械部品をがんぎ車１３０やその歯車部１３０ｄに適用したが、これ以外の各種の歯車、例えば二番車１２４や三番車１２６、四番車１２８等にも、本発明を適用することができる。

また、前記実施形態では、電鋳部品の保持孔内に打ち込む打ち込み部品として、軸部材を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば打ち込み部品として、軸部材を保持するためのブッシュを用いることもできる。具体的には、図１０に示すようにシリコンからなる基部品４０の貫通孔４０ａ内に、保持孔４１ａを有した筒状の電鋳部品４１を形成し、さらにこの電鋳部品４１の保持孔４１ａ内に、打ち込み部品としてのブッシュ４２を打ち込みにより取り付けてもよい。

ブッシュ４２としては、例えばルビー等の結晶性材料が用いられる。そして、このようなブッシュ４２を電鋳部品４１の保持孔４１ａ内に打ち込んだ後、さらにこのブッシュ４２の内部孔４２ａに、軸部材４３を打ち込みによって固定する。すると、ブッシュ４２を打ち込んだ際には、電鋳部品４１によって打ち込み時の負荷が吸収されるため、基部品４０に割れが生じるのが防止される。また、軸部材４３を打ち込んだ際にも、やはり電鋳部品４１によって打ち込み時の負荷が吸収されるため、基部品４０に割れが生じるのが防止される。

したがって、このようにブッシュ４２を介して軸部材４３を固定しても、シリコン製の基部品４０に割れを生じさせることなく、軸部材４３を打ち込みによって一体的に取り付け固定することができる。なお、このようなブッシュ４２を用いた機械部品としては、特に機械式時計において、時計の姿勢差を克服するために発明された特殊な脱進器であるトゥールビヨンなどに好適に用いられている。

また、前記実施形態では、図６に示したように基部品１３２の貫通孔１３２ａに一対の切欠部１３２ｂを形成し、これによって貫通孔１３２ａの開口形状及び横断面形状を非円形状に形成し、これに対応させて電鋳部品１３３を形成することで、電鋳部品１３３を貫通孔１３２ａに対して回動不能にしたが、電鋳部品１３３を貫通孔１３２ａに対して回動不能に形成するのは、前記構成に限定されることなく、例えば貫通孔１３２ａの開口形状を角形に形成し、これに対応させて電鋳部品１３３も角形に形成するなど、種々の構成を採用することができる。

本発明に係る機械式時計の、ムーブメント表側の平面図である（一部の部品を省略し、受部材は仮想線で示している）。 本発明に係る機械式時計の、香箱からがんぎ車の部分を示す概略部分断面図である。 本発明に係る機械式時計の、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。 本発明の機械部品の一実施形態としての、がんぎ車の概略構成を示す平面図である。 図４に示したガンギ車の側断面図である。 図４に示したガンギ車における、歯車部の概略構成を示す平面図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は図６に示した歯車部の製造方法を工程順に説明するための模式図である。 （Ｇ）〜（Ｋ）は図６に示した歯車部の製造方法を工程順に説明するための模式図であって、図７に続く工程を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明に係る製造方法の電鋳工程を説明するための模式図である。 本発明の機械部品の他の実施形態を模式的に示す側断面図である。

符号の説明

１０…シリコン基板、１０ａ…第１の貫通孔、１０ｂ…第２の貫通孔、１１…導電膜、１２…非導電膜、４０…基部品、４０ａ…貫通孔、４１…電鋳部品、４１ａ…保持孔、４２…ブッシュ（打ち込み部品）、１３０…がんぎ車（機械部品）、１３０ｄ…歯車部（機械部品）、１３１…軸部材（打ち込み部品）、１３２…基部品、１３２ａ…貫通孔、１３３…電鋳部品（筒状の部品）、１３３ａ…保持孔、１４２…アンクル

Claims (12)

1. 打ち込みによって打ち込み部品が取り付けられる機械部品であって、
   貫通孔を有してなるシリコン製の基部品と、
   前記貫通孔に取り付けられた、前記打ち込み部品が打ち込まれる保持孔を有した筒状の部品と、を備えたことを特徴とする機械部品。
2. 前記筒状の部品は、前記基部品の貫通孔に対して回動不能に形成されていることを特徴とする請求項１記載の機械部品。
3. 請求項１又は２に記載の機械部品と、前記保持孔に打ち込まれて取り付けられた打ち込み部品と、を備えたことを特徴とする機械部品。
4. 前記打ち込み部品が、軸部材であることを特徴とする請求項３記載の機械部品。
5. 前記打ち込み部品が、軸部材を保持するブッシュであることを特徴とする請求項３記載の機械部品。
6. 打ち込みによって打ち込み部品が取り付けられる機械部品の製造方法であって、
   シリコン基板に貫通孔を形成して基部品を形成する工程と、
   前記基部品に電鋳加工を行い、前記打ち込み部品が打ち込まれる保持孔を有してなる筒状の電鋳部品を、前記貫通孔内に形成する工程と、を有することを特徴とする機械部品の製造方法。
7. 前記基部品を形成する工程の前に、前記シリコン基板の一方の面に導電膜を形成する工程と、該導電膜上に非導電膜を形成する工程と、を有し、
   前記基部品を形成する工程では、前記シリコン基板の他方の面側から、前記貫通孔を開口するようにし、
   前記電鋳部品を形成する工程では、前記導電膜を電極として前記電鋳加工を行うことを特徴とする請求項６に記載の機械部品の製造方法。
8. 前記基部品を形成する工程は、
   前記シリコン基板に第１の貫通孔を形成する工程と、
   前記第１の貫通孔にマスク材料を充填する工程と、
   前記マスク材料を充填した前記第１の貫通孔の周囲に、該第１の貫通孔に連続して該第１の貫通孔を拡径する第２の貫通孔を形成する工程と、を有し、
   前記筒状の電鋳部品を形成する工程では、前記マスク材料を残した状態で、前記第２の貫通孔内に電鋳物を形成することを特徴とする請求項６又は７に記載の機械部品の製造方法。
9. 前記電鋳部品の保持孔に打ち込み部品を打ち込んで取り付ける工程を、有することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の機械部品の製造方法。
10. 前記打ち込み部品が、軸部材であることを特徴とする請求項９記載の機械部品の製造方法。
11. 前記打ち込み部品が、軸部材を保持するブッシュであることを特徴とする請求項９記載の機械部品の製造方法。
12. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の機械部品が、時計の組立部品に用いられていることを特徴とする時計。

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