JP2011526676A - 一体型調整部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、テンプ輪（４３、４３’、４３”）を含み、このテンプ輪と協働するアスプリング組立体（５１、５１’、５１”）は、シリコンベースの材料の層（２１）で作られ、コレットに同軸に取り付けられたひげぜんまい（５３、５３’、５３”）を含んで成る、一体型調整部材（４１、４１’、４１”）に関する。本発明によれば、
コレット（５５、５５’、５５”’）には、ひげぜんまい（５３、５３’、５３”）から軸方向に突出する、テンプ輪（４３、４３’、４３”）に固定された部分（１９）が備えられる。
本発明は、この調整部材を含む時計と、関連する製造方法にも関する。
本発明は、時計のムーブメントの分野に関する。

Description

本発明は、調整部材およびその製造方法に関し、より詳細にはひげぜんまい式調整部材に関する。

時計の調整部材は一般に、テンプ輪と呼ばれる慣性輪と、ひげぜんまい（テンプばね）と呼ばれる共振素子とを含む。これらの部品は、時計の動作品質に関して決定的な役割を果たす。すなわち、これらの部品はムーブメントを調整し、すなわち、ムーブメントの周波数を制御する。

テンプ輪とひげぜんまいとは性質が異なり、そのため、テンプ輪およびひげぜんまいの製造と、これらの２つの部品で共振器を組み立てること、を含む調整部材の製造は極めて複雑である。

したがって、テンプ輪とひげぜんまいは、特に、温度変化の影響を制限するためにそれぞれ異なる材料で製造されているが、共振器の組み立てに関連する難点は解消されていない。

本発明の目的は、温度変化の影響を受けず、かつ組み立て上の難点を最低限に抑える製造方法によって得られる一体型調整部材を提案することによって、上記の欠点のすべてまたは一部を解消することである。

したがって、本発明は、シリコンをベースする材料（シリコンベースの材料）の層から作られ、コレット周囲に同軸に取り付けられたひげぜんまいを含むヘアスプリング組立体と協働するテンプ輪を含み、そのコレットには、ひげぜんまいの軸線方向に突き出た突出部分にしてシリコンベースの材料の第２の層から作られた突出部分が含まれ、その突出部分でテンプ輪に固定されて成る、ことを特徴とする一体型調整部材に関する。

本発明の他の有利な特徴によれば、
テンプ輪は、テン真を受け入れるようにコレットの内径に延びる穴を有し、
テン真は、テンプ輪に固定され、
テン真は、穴の中に設けられた金属コーティングに押し込まれることによってテンプ輪に固定され、
コレットの内径の断面は、テンプ輪の穴よりも大きく、テン真とコレットの内径とが押しばめされるのを防止し、
テンプ輪の外輪は、連続的であり、テンプ輪の慣性モーメントを変化させることのできる適合デバイスを含み、
テンプ外輪は、テンプ輪に何らかの衝撃が伝達された場合に軸方向および／または半径方向に変形するように細長くなっている少なくとも１つのアームによってテンプ輪のハブに連結され、
適合デバイスは、テンプ輪の慣性を調整できるようにテンプ輪の外輪上に作られたくぼみを含み、
くぼみは、テンプ輪の慣性を高めるように密度がテンプ輪の外輪よりもずっと高い材料を含み、
適合デバイスは、テン真に設けられ、かつテンプ輪の慣性を高めるように密度が外輪よりもずっと高い材料を含むボスを含み、
テンプ輪は、シリコンベースの材料の第３の層で作られ、
ずっと高い密度を有する材料は、材料のあらゆる熱膨張を補償するように規則的な間隔を置いて設けられた一連のスタッドを含む切り欠き付きリングの形で外輪上に分散され、
ひげぜんまいの内側コイルは、ひげぜんまいの同心状の展開を向上させるようにグロスマン型の曲線を有し、
ひげぜんまいは、その機械的抵抗を高め、かつその熱弾性係数を調整するために少なくとも１つの二酸化ケイ素ベースの部分を含む。

より一般的には、本発明は、上記の変形実施態様のいずれかに記載の一体型調整部材を含むことを特徴とする時計にも関する。

最後に、本発明は、調整部材を製造する方法であって、
ａ）シリコンベースの材料で作られた頂部層および底部層を含む基板を設けるステップと、
ｂ）頂部層に少なくとも１つのキャビティを選択的にエッチングして、コレットの第１の部分および上記の部材のシリコンベースの材料で作られたテンプ輪の第１の部分のパターンを形成するステップと、
ｃ）シリコンベースの材料から成る追加の層を、基板のエッチングされた頂部層に固定するステップと、
ｄ）追加の層に少なくとも１つのキャビティを選択的にエッチングして、コレットおよびテンプ輪の第１の部分のパターンを連続させ、かつ上記の部材のシリコンベースの材料で作られたひげぜんまいのパターンを形成するステップとを含むことを特徴とする方法において、
ｅ）底部層に少なくとも１つのキャビティを選択的にエッチングして、上記の部材のシリコンベースのテンプ輪の最後の部分を形成するステップと、
ｆ）調整部材を基板から解放し、シリコンベースの材料の３つのレベルを横切る部材を設けるステップとをさらに含む方法に関する。

本発明の他の有利な特徴によれば、
ステップｄ）の後にステップｇ）が実施され、シリコンベースの材料で作られた部材の第２の部分が、その熱弾性係数を調整し、さらにその機械的抵抗を高めるように酸化され、
ステップｅ）の前にステップｈ）が実施され、少なくとも１つの金属層が、底部層上に選択的に堆積され、上記の部材の少なくとも１つの金属部分および／または押し込まれるアーバーを受け入れる第２の金属部分のパターンを形成し、
ステップｈ）は、底部層の表面の少なくとも一部上の連続的な金属層によって堆積物を成長させ、シリコンベースの材料で作られたテンプ輪の質量を増大させる金属部分および／または押し込まれるアーバーを受け入れる第２の金属部分を形成するステップｉ）を含み、
ステップｈ）は、少なくとも１つの金属部分を受け入れる少なくとも１つのキャビティを底部層に選択的にエッチングするステップｊ）と、少なくとも１つのキャビティの少なくとも一部分内の連続的な金属層によって堆積物を成長させて、シリコンベースの材料で作られたテンプ輪の質量を増大させる金属部分および／またはアーバーが押し込まれる第２の金属部分を形成するステップｋ）とを含み、
ステップｈ）は、金属堆積物を研磨する最後のステップｉ）を含み、
いくつかの部材は同じ基板上に作られ、したがって一括製造が可能になる。

他の特徴および利点は、添付の図面を参照することで、非制限的な例による以下の説明から明らかになろう。

本発明による製造方法の連続的な図である。 本発明による製造方法の連続的な図である。 本発明による製造方法の連続的な図である。 本発明による製造方法の連続的な図である。 本発明による製造方法の連続的な図である。 他の実施形態の連続するステップの図である。 他の実施形態の連続するステップの図である。 他の実施形態の連続するステップの図である。 本発明による方法のフローチャートである。 第１の実施形態による一体型調整部材の斜視図である。 第１の実施形態による一体型調整部材の斜視図である。 第２の実施形態による一体型調整部材の斜視図である。 第２の実施形態による一体型調整部材の斜視図である。 第３の実施形態による一体型調整部材の斜視図である。 第３の実施形態による一体型調整部材の斜視図である。 本発明による一体型ヘアスプリング組立体の斜視図である。

本発明は、時計ムーブメント用の調整部材４１、４１’および４１”を製造する、全体的に１で示された方法に関する。図１〜図９に示されているように、方法１は、全体的にシリコンベースの材料で形成することのできる少なくとも１種類の一体型部材（５１”’、４１、４１’、４１”）を形成する連続するステップを含む。

図１および図９を参照すると、第１のステップ１００は、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板３から成っている。基板３は、それぞれシリコンベースの材料で形成された頂部層５および底部層７を含んでいる。二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で形成された中間層９は、頂部層５と底部層７との間を延びることができる。

このステップ１００では、基板３は、底部層７の高さが最終調整部材４１、４１’、４１”の一部分の高さに一致するように選択されることが好ましい。さらに、底部層７の厚さは、方法１によって行われる作業に耐えるのに十分な厚さでなければならない。この厚さは、たとえば３００μｍから４００μｍの間になるように構成することができる。

頂部層５は、底部層７に対する間隔手段として使用されることが好ましい。したがって、頂部層５の高さは、調整部材４１、４１’、４１”の構成に応じて適合される。したがって、この構成に応じて、頂部層５の厚さは、たとえば１０μｍから２００μｍの間の任意の値であってよい。

図２に示されている第２のステップ１０１では、たとえばＤＲＩＥ（深掘りＲＩＥ）によってシリコンベースの材料の頂部層５にキャビティ１０、１１、１２，１３、１４、および１５を選択的にエッチングする。これらのキャビティ１０、１１、１２、１３、１４、および１５は、調整部材４１、４１’４１”のシリコン部分の内面形状および外面形状を形成する２つのパターン１７、１９を形成することが好ましい。

図２に示されている例では、パターン１７および１９は、概ね同軸状で円筒形であり、円形の断面を有し、パターン１７はパターン１９よりも大きな直径を有している。しかし、有利なことに、方法１によれば、頂部層５へのエッチングによって、パターン１７および１９の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、パターン１７および１９は必ずしも円形ではなく、たとえば楕円形および／または円形以外の内径を有してよい。

材料１８の受は、製造時に調整部材４１、４１’、４１”を基板３に保持したままにしておくことが好ましい。図２に示されている例では、材料１８の４つの受があり、それぞれ、パターン１７の周囲の円弧に分散された連続的なキャビティ１２、１３、１４、および１５のそれぞれの間に残る。

図３に示されている第３のステップ１０２では、シリコンベースの材料から成る追加の層２１が基板３に付加される。追加の層２１は、シリコン溶着（ＳＦＢ）によって頂部層５に固定されることが好ましい。したがって、ステップ１０２は有利なことに、パターン１７および１９の頂面を非常に高いレベルの接着によって追加の層２１の底面に結合することによって頂部層５を覆っている。追加の層２１は、たとえば１００μｍから１５０μｍの間の厚さを有してよい。

図４に示されている第４のステップ１０３では、たとえばステップ１０１と同様のＤＲＩＥプロセスによって、キャビティ２０、２２、および２４を追加のシリコン層２１に選択的にエッチングする。これらのキャビティ２０、２２、および２４は、調整部材４１、４１’、４１”のシリコン部分の内面形状および外面形状を形成する３つのパターン２３、２５、および２７を形成する。

図４に示されている例では、パターン２３とパターン２５は概ね同軸であり、円筒形であって円形の断面を有し、パターン２７は概ねらせん状である。しかし、有利なことに、方法１によれば、追加の層２１に対するエッチングによって、パターン２３、２５、および２７の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、パターン２３および２５は必ずしも円形ではなく、たとえば楕円形であってもよく、また円形以外の内径を有してもよい。同じことが内径１０および２４にも当てはまり、内径１０および２４は必ずしも円形ではなく、たとえば多角形でもよく、その場合、一致する形状を有するアーバー４９と一緒に回転する際に応力の伝達が改善する。最後に、各直径の１０、２４の形状は同一でない場合がある。

追加の層２１に設けられたパターン２３は、頂部層５に設けられたパターン１９に形状が類似しておりかつ概ね垂直であることが好ましい。このことは、それぞれパターン１９および２３の内径を形成するキャビティ１０および２４が、互いに連通しており、かつほぼ重なり合っていることを意味する。図１０〜図１５に示されている例では、パターン２３および１９は、調整部材４１、４１’、４１”のコレット５５、５５’、５５”を形成し、コレットは、高さ方向で、層５および層２１にまたがって延びる。

追加の層２１に設けられたパターン２５は、頂部層５に設けられたパターン１７に形状が類似しておりかつ概ね垂直であることが好ましい。図示の例では、パターン２５および１７は、層５および２１に対して高さ方向に延びる調整部材４１、４１’、４１”のテンプ輪４３、４３’、４３”の外輪４７、４７’、４７”の一部分を形成する。しかし、図４に示されている例では、材料１８の受が複製されず、追加の層２１のキャビティ２２が、図４において層の下側に開放するキャビティ１２、１３、１４、および１５とは異なり、連続的なリングを形成することに留意されたい。

パターン２３とパターン２７は、同時にエッチングされ、かつ追加の層２１に一体型部分を形成することが好ましい。図１０から図１５に示されている例では、パターン２３および２７は、ひげぜんまい５３、５３’、５３”と、調整部材４１、４１’、４１”のコレット５５、５５’、５５”の半部とを形成する。図４に示されているパターン２７の外端カーブが開放していることが分かる。この特徴と、パターン１９を介して実現される底部層７からの分離とが相まって、インデックス部材を使用して外端カーブを固定することができる。

しかし、有利なことに、方法１によれば、追加の層２１に対するエッチングによって、パターン２７の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、パターン２７は、開放した外端カーブを有さずに、たとえば、取り付け点として使用できる膨出部を外端カーブの端部に有してよく、すなわち、インデックス部材を不要にすることができる。パターン２７は、引用によって本明細書に組み込まれたヨーロッパ特許第１６１２６２７号に記載されたようにコイルの同心状の展開を改善するグロスマン曲線を備えた内側コイルを有してもよい。

この第４のステップ１０３の後、追加の層２１にエッチングされたパターン２３および２７が、頂部層５にエッチングされたパターン１９の上方で、非常に高いレベルの接着を用いて、パターン２３の底部によって連結されているだけであることは明らかである（パターン１９自体が、非常に高いレベルの接着を用いて底部層７に連結されている）。したがって、パターン２３および２７は、追加の層２１には直接接触していない。同様に、パターン２５は、追加の層２１と直接に接触しておらず、頂部層５にエッチングされたパターン１７に、非常に高いレベルの接着によって連結されている。

図９に点線で示されているように、方法１は、少なくともパターン２７、すなわち調整部材４１、４１’、４１”のひげぜんまい５３、５３’、５３”を酸化させ、ひげぜんまいの機械的抵抗を高め、かつひげぜんまいの熱弾性係数を調整することから成る第５のステップ１０４を含むことができることが好ましい。この酸化ステップは、引用によって本明細書に組み込まれたヨーロッパ特許第１４２２４３６号に記載されている。

この段階で、すなわち、ステップ１０３または１０４の後に、図１６を見ると分かるように、方法１では有利なことにヘアスプリング組立体５１”’だけが作られる。方法１の利点の１つは、頂部層５の高さを選択することによって、ひげぜんまい５３、５３’、５３”、５３”’から直接突き出る高さとなる、コレット５５、５５’、５５”、５５”’のパターン１９の高さを調節できることである。

したがって、図１６に示されているこの部品５１”’が必要なときは、中間ステップで材料のブリッジを形成することによって単にステップ１０３または１０４で方法１を停止することができる。材料のこれらのブリッジは、ステップ１０１の間にパターン１９上に形成するか、あるいはステップ１０３の間にパターン２７上の、たとえば最後のコイルの端部の所に形成することができる。この場合、方法１の最後から２番目のステップは、たとえば化学的エッチングおよび／または機械的手段によって底部層７を除去することから成ってよい。最後に、ステップ１０６では、それによって得られたひげぜんまい５１”’が放出される。

有利なことに、本発明によれば、調整部材４１、４１’、４１”が好ましい場合、方法１は、第４のステップ１０３の後に、あるいは好ましくは第５のステップ１０４の後に、図９に示されているように３つの実施形態Ａ、Ｂ、およびＣを含んでよい。しかし、３つの実施形態Ａ、Ｂ、およびＣはそれぞれ、製造された調整部材４１、４１’、４１”を基板３から解放することから成る同じ最終ステップ１０６で終わる。

有利なことに、解放ステップ１０６は、単に材料１８のブリッジを破壊するのに十分な応力を調整部材４１、４１’、４１”に加えることによって実現することができる。この応力はたとえば、オペレータによって手動で生成するかあるいは機械加工によって生成することができる。

実施形態Ａによれば、図５に示されている第６のステップ１０５では、たとえばステップ１０１および１０３と同様のＤＲＩＥプロセスによって、シリコンベースの材料の底部層７にキャビティ２６、２８、２９、３０、３１、および３２を選択的にエッチングする。これらのキャビティ２６、２８、２９、３０、３１、および３２は、調整部材４１のシリコン部分の内面形状および外面形状を形成するパターン３４を形成する。

図５に示されている例では、パターン３４は概ねリム状であり、４つのアーム４０、４２、４４、４６を有している。しかし、有利なことに、方法１によれば、底部層７のエッチングによってパターン３４の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、リムは必ずしも円形ではなく、たとえば楕円形であるので、アームの数および形状は異なる数および形状であってよい。さらに、アーム４０、４２、４４、４６は、調整部材に何らかの衝撃が伝達された場合に軸方向および／または半径方向に変形できるようにより細長くしてよい。

底部層７に設けられたパターン３４の一部は、それぞれ頂部層５および追加の層２１に設けられたパターン１７および２５に形状が類似しておりかつ概ね垂直であることが好ましい。図５に示されている例では、パターン３４はパターン１７および２５と一緒に調整部材４１のテンプ輪４３を形成し、したがって、調整部材４１の外輪４７はすべての層５、７、および２１に対して高さ方向に延びている。

さらに、パターン３４のキャビティ２６は、パターン１９および２３の内径を形成するキャビティ１０および２４の概ね延長であることが好ましい。したがって、図示の例では、一連のキャビティ２４、１０、および２６は、調整部材４１のテン真４９を受け入れることのできる内径を形成する。最後に、材料１８の受が底部層７には複製されず、かつキャビティ２２と同様に、キャビティ２８が、図５においてキャビティの下側に開放するキャビティ１２、１３、１４、および１５とは異なり、連続的なリングを形成することに留意されたい。

この第６のステップ１０５の後、底部層７にエッチングされたパターン３４が、頂部層５にエッチングされたパターン１７および１９に、非常に高いレベルの接着によって連結されているに過ぎないことは明らかである。したがって、パターン３４はもはや底部層７に直接接触してはいない。

したがって、上述の最後のステップの後１０６で、第１の実施形態Ａは、図１０および図１１に示されているように、全体的にシリコンベースの材料で形成された一体型調整部材４１を作製する。したがって、組み立てが調整部材４１の製造時に直接実施されるため、もはや組み立て面の問題がないことは明らかである。調整部材４１は、ハブ４５が半径方向では４つのアーム４０、４２、４４、および４６によって外輪４７に連結され、軸方向では、ひげぜんまい５３とコレット５５とを含むヘアスプリング組立体５１に連結されるテンプ輪４３を含んでいる。

上述のように、外輪４７は、底部層７のパターン３４の周囲リングと、さらにそれぞれ頂部層５および追加の層２１のパターン１７および２５によって形成されている。さらに、コレット５５は、追加の層２１のパターン２３および頂部層５のパターン１９によって形成されている。このパターン１９がヘアスプリング組立体５１とテンプ輪４３との間の離隔手段として使用され、したがって、たとえば、インデックス部材を使用してひげぜんまい５３を固定できることが好ましい。パターン１９は、コレット５５の高さを高くするのでヘアスプリング組立体５１用の案内手段としても有用である。

しかし、有利なことに、方法１によれば、追加の層２１にエッチングが行われることによって、ひげぜんまい５３の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、ひげぜんまい５３は、開放した外端カーブを有さずに、たとえば、外端カーブの端部に、取り付け点として使用することのできる膨出部分を有してよく、すなわち、インデックス部材を必要としない。

調整部材４１は、キャビティ２４、１０、および２６を通してテン真４９を受け入れることができることが好ましい。有利なことに、本発明によれば、調整部材４１が一体型であるため、テン真４９をコレット５５とテンプ輪４３とに固定する必要はなく、この２つの部材のうちの一方にのみ固定すればよい。

テン真４９は、たとえば、ステップ１０５の間にシリコンベースのハブ４５にエッチングされた弾性手段４８を使用して、テンプ輪４３の内径２６に固定されることが好ましい。このような弾性手段４８はたとえば、ヨーロッパ特許第１６５５６４２号の図１０Ａ〜図１０Ｅで開示された弾性手段または引用によって本明細書に組み込まれたヨーロッパ特許第１５８４９９４号の図１、図３、および図５に開示された弾性手段の形をとってよい。さらに、キャビティ２４および１０の断面は、テン真４９がコレット５５に押しばめされるのを防止するようにキャビティ２６よりも大きな寸法を有することが好ましい。

したがって、ヘアスプリング５１とテンプ輪４３とコレット５５の３つがすべて単一の部材として形成されているため、ヘアスプリング５１の力が、コレット５５によってのみテンプ輪４３に加えられ、かつテンプ輪４３の力が、コレット５５によってのみヘアスプリング５１に加えられることは明らかである。したがって、テン真４９は、テンプ輪４３のハブ４５を介して調整部材４１から力を受けるに過ぎない。

第２の実施形態Ｂによれば、方法１は、ステップ１０３または１０４の後に、図６に示され、ＬＩＧＡプロセス（ドイツ語の”ｒｏｅｎｔｇｅｎＬＩｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ， Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ ＆ Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ”）を実施することから成る第６のステップ１０７を含んでいる。このプロセスは、フォト構造の樹脂を使用して、金属を基板３の底部層７上に特定の形状に電気めっきする一連のステップを含む。このＬＩＧＡプロセスは公知であるので、ここでは詳しく説明しない。堆積させる金属は、たとえば金やニッケルやこれらの金属の合金であることが好ましい。

図６に示されている例では、ステップ１０７は、切り欠き付きリング６１および／またはシリンダ６３を配置することで構成することができる。図６に示されている例では、リング６１は、概ね円弧状の一連のスタッド６５を有し、かつ将来のテンプ輪４３’の質量を増大させるために使用される。すなわち、シリコンの利点の１つは、温度変動の影響を受けないことである。しかし、シリコンは密度が低いという欠点を有する。したがって、本発明の第１の特徴は、電気めっきによって得られる金属を使用してテンプ輪４３’の質量を増大させて将来のテンプ輪４３’の慣性を高めることから成る。しかし、シリコンの利点を維持するために、底部層７上に堆積させた金属は、リング６１の熱膨張を補償することのできる空間を各スタッド６５間に含んでいる。

図６に示されている例では、シリンダ６３は、有利なことにシリンダ６３に押し込まれるテン真４９を受け入れるためのものである。すなわち、シリコンの他の欠点は、弾性ゾーンおよび可塑性ゾーンが非常に小さく、すなわち非常に脆弱であることである。したがって、本発明の他の特徴は、テン真４９をテンプ輪４３’のシリコンベースの材料に押し付けるのではなく、ステップ１０７の間に電気めっきされた金属シリンダ６３の内径６７に押し付けることから成る。有利なことに、方法１によれば、シリンダ６３が電気めっきによって得られることによって、シリンダの形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、内径６７は必ずしも円形ではなく、たとえば、形状が一致するテン真４９と一緒に回転する際の力の伝達を向上させることのできる多角形である。

図５に示されているステップ１０５と同様の第７のステップ１０８では、たとえばＤＲＩＥ方法によってシリコンベースの材料の底部層７にキャビティを選択的にエッチングする。これらのキャビティは、実施形態Ａのパターン３４と同様のテンプ輪パターンを形成する。図１２および図１３の例に示されているように、得られるパターンは概ねリム状であり、４つのアーム４０’、４２’、４４’、４６’を有している。しかし、有利なことに、方法１によれば、底部層７に対するエッチングによって、パターン３４の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、アームの数および形状は異なってもよく、リムは必ずしも円形ではなく、たとえば楕円形であってよい。さらに、アーム４０’、４２’、４４’、４６’は、調整部材に何らかの衝撃が伝達されたときに軸方向および／または半径方向に変形するように細長くすることができる。

底部層７に設けられるテンプ輪パターンの一部は、それぞれステップ１０１および１０３の間に頂部層５および追加の層２１に設けられるパターン１７および２５に形状が類似しておりかつ垂直であることが好ましい。図１２および図１３に示されている例では、テンプ輪パターンは、パターン１７および２５ならびに金属部分６１および／または６３、調整部材４１’のテンプ輪４３’と一緒に形成され、したがって、調整部材の外輪４７’は、金属部分６１および／または６３の層５、７、および２１のすべてに対して高さ方向に延びている。

さらに、実施形態Ａと同様に、この場合、連続するキャビティは、調整部材４１’のテン真４９を受け入れることのできる内径を形成することが好ましい。最後に、材料１８の受がやはり底部層７には複製されないことに留意されたい。

この第７のステップ１０８の後、底部層７にエッチングされたテンプ輪パターンが、ステップ１０１の間にエッチングされた底部層５のパターン１７および１９に、非常に高いレベルの接着によって連結されているに過ぎないことは明らかである。したがって、テンプ輪パターンはもはや底部層７に直接接触してはいない。

したがって、第２の実施形態Ｂでは、上述の最後のステップ１０６の後で、図１２および図１３に示されているように、１つまたは２つの金属部分６１、６３を有するシリコンベースの材料で形成された一体型調整部材４１’を作製する。したがって、組み立てが調整部材４１’の製造時に直接実施されるため、組み立て面での問題がないことは明らかである。調整部材４１’は、ハブ４５’が半径方向では４つのアーム４０’、４２’、４４’、および４６’によって外輪４７’に連結され、軸方向では、ひげぜんまい５３’とコレット５５’とを含むヘアスプリング組立体５１’に連結されるテンプ輪４３’を含んでいる。

上述のように、外輪４７’は、底部層７のテンプ輪パターンの周囲リングと、さらに頂部層５および追加の層２１ならびに場合によっては金属部分６１のパターン２５および１７によって形成されている。さらに、コレット５５’は、追加の層２１のパターン２３および頂部層５のパターン１９によって形成されている。このパターン１９がヘアスプリング５１’とテンプ輪４３’との間の離隔手段として使用され、したがって、インデックス部材を使用してひげぜんまい５３’を固定できることが好ましい。パターン１９は、コレット５５’の高さを高くするのでひげぜんまい５１’用の案内手段としても有用である。

しかし、有利なことに、方法１によれば、追加の層２１に対するエッチングによって、ひげぜんまい５３’の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、ひげぜんまい５３’は、開放した外端カーブを有さずに、たとえば、外端カーブの端部に、固定取り付け点として使用することのできる膨出部分を有してよく、すなわち、インデックス部材を必要としない。

調整部材４１’は、その内径にテン真４９を受け入れることができることが好ましい。有利なことに、本発明によれば、調整部材４１’が一体型であるため、テン真４９をコレット５５’とテンプ輪４３’とに固定する必要はなく、この２つの部材のうちの一方にのみ固定すればよい。

図１２および図１３に示されている例では、テン真４９は、好ましくは、たとえば金属部分６３の内径６７に押し込まれることによって内径６７に固定される。さらに、キャビティ２４および１０の断面は、テン真４９がコレット５５’に押しばめされるのを防止するために金属部分６３の内径６７より大きな寸法を有することが好ましい。

したがって、ヘアスプリング５１’とテンプ輪４３’とコレット５５’の３つがすべて単一の部材として形成されているため、ヘアスプリング５１’の応力が、コレット５５’によってのみテンプ輪４３’に加えられ、かつテンプ輪４３’の力が、コレット５５’によってのみヘアスプリング５１’に加えられることは明らかである。したがって、テン真４９は、テンプ輪４３’のハブ４５’の金属部分６３を介してのみ調整部材４１’から力を受けることが好ましい。

さらに、金属部分６１が堆積されているため、有利なことにテンプ輪４３’の慣性は増幅される。すなわち、金属の密度がシリコンの密度よりもずっと高いため、テンプ輪４３’の質量はその慣性に応じて大きくなる。

第３の実施形態Ｃによれば、方法１は、ステップ１０３または１０４の後に、たとえばＤＲＩＥプロセスによって、キャビティ６０および／または６２を選択的に、シリコンベースの材料の底部層７における限られた深さまでエッチングすることから成る、図７に示されている第６のステップ１０９を含んでいる。これらのキャビティ６０、６２は、少なくとも１つの金属部分用の容器として使用することのできるくぼみを形成する。図７に示されている例では、得られるキャビティ６０および６２はそれぞれ、リングおよびディスクの形をとる。しかし、有利なことに、方法１によれば、底部層７をエッチングすることによって、キャビティ６０および６２の形状を完全に自由なものにすることができる。

第７のステップ１１０では、図８に示されているように、方法１は、特定の金属形状に従ってキャビティ６０および／または６２を充填するガルバニック成長またはＬＩＧＡプロセスを実施することを含む。堆積させる金属はたとえば金やニッケルであることが好ましい。

図８に示されている例では、ステップ１１０は、切り欠き付きリング６４をキャビティ６０に配置し、および／またはシリンダ６６をキャビティ６２に配置することで構成することができる。さらに、図８に示されている例では、リング６４は、概ね円弧状の一連のスタッド６９を有し、かつ有利なことにバランス４３”の質量を増大させるために使用される。すでに上記で説明したように、シリコンの欠点は密度が低いことである。したがって、実施形態Ｂと同様に、本発明の一特徴は、電気めっきされた金属を使用してテンプ輪４３”のコケを増大させて将来のテンプ輪４３”の慣性を高めることから成る。しかし、シリコンの利点を維持するために、底部層７上に堆積させた金属は、リング６４の熱膨張を補償することのできる空間を各スタッド６９間に含んでいる。

図８に示されている例では、シリンダ６６は、有利なことにシリンダ６６に押し込まれるテン真４９を受け入れるためのものである。すなわち、すでに上記で説明したように、本発明の有利な一特徴は、テン真４９をシリコンベースの材料に押し付けるのではなく、ステップ１１０の間に電気めっきされた金属シリンダ６６の内径７０に押し付けることから成る。有利なことに、方法１によれば、シリンダ６６が電気めっきされることによって、シリンダ６６の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、内径７０は必ずしも円形ではなく、たとえば、形状が一致するテン真４９と一緒に回転する際の力の伝達を向上させることのできる多角形である。

方法１は、ステップ１１０の間に設けられた金属堆積物６４、６６を研磨して平坦にすることから成る第８のステップ１１１を含んでよいことが好ましい。

図５に示されているステップ１０５または１０８と同様の第９のステップ１１２では、たとえばＤＲＩＥ方法によってシリコンベースの材料の底部層７にキャビティを選択的にエッチングする。これらのキャビティは、実施形態Ａのパターン３４と同様のテンプ輪パターンを形成する。図１４および図１５の例に示されているように、得られるパターンは概ねリム状であり、４つのアーム４０”、４２”、４４”、４６”を有している。しかし、有利なことに、方法１によれば、底部層７に対するエッチングによって、パターン３４の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、アーム４０”、４２”、４４”、４６”の数および形状は異なってもよく、リムは必ずしも円形ではなく、たとえば楕円形であってよい。さらに、アームは、調整部材に何らかの衝撃が伝達されたときに軸方向および／または半径方向に変形するように細長くすることができる。

底部層７に設けられるテンプ輪パターンは、それぞれステップ１０１および１０３の間に頂部層５および追加の層２１に設けられるパターン１７および２５に形状が類似しておりかつ垂直であることが好ましい。図示の例では、テンプ輪パターンは、パターン１７および２５ならびに金属部分６４および／または６６、調整部材４１”のテンプ輪４３”と一緒に形成され、したがって、調整部材の外輪４７”は、層５、７、および２１の頂面を同断して延びている。

したがって、さらに、実施形態ＡおよびＢと同様に、連続するキャビティは、調整部材４１”のテン真４９を受け入れることのできる内径を形成することが好ましい。最後に、材料１８の受がもはや底部層７には複製されないことに留意されたい。

この第９のステップ１１２の後、底部層７にエッチングされたテンプ輪パターンが、ステップ１０１の間にエッチングされた頂部層５のパターン１７および１９に、非常に高いレベルの接着によって連結されているに過ぎないことは明らかである。したがって、テンプ輪パターンはもはや底部層７に直接接触してはいない。

したがって、上述の最後のステップ１０６の後で、図１４および図１５に示されているように、１つまたは２つの金属部分６４、６６を有するシリコンベースの材料で形成された一体型調整部材４１”が得られる。したがって、組み立てが調整部材４１”の製造時に直接実施されるため、もはや組み立て面の問題がないことは明らかである。調整部材４１”は、ハブ４５”が半径方向では４つのアーム４０”、４２”、４４”、および４６”によって外輪４７”に連結され、軸方向では、ひげぜんまい５３”とコレット５５”とを含むヘアスプリング組立体５１”に連結されるテンプ輪４３”を含んでいる。

上述のように、外輪４７”は、底部層７のテンプ輪パターンの周囲リングと、さらにそれぞれ頂部層５および底部層２１ならびに場合によっては金属部分６４のパターン２５および１７によって形成されている。さらに、コレット５５”は、追加の層２１のパターン２３および頂部層５のパターン１９によって形成されている。このパターン１９がヘアスプリング５１”とテンプ輪４３”との間の離隔手段として使用され、したがって、たとえば、インデックス部材を使用してひげぜんまい５３”を固定できることが好ましい。パターン１９は、コレット５５”の高さを高くすることによってヘアスプリング５１”用の案内手段としても有用である。

しかし、有利なことに、方法１によれば、追加の層２１に対するエッチングによって、ひげぜんまい５３”の形状を完全に自由なものにすることができる。したがって、特に、ひげぜんまい５３”は、開放した外端カーブを有さずに、たとえば、外端カーブの端部に、固定取り付け点として使用することのできる膨出部分を有してよく、すなわち、インデックス部材を必要としない。

調整部材４１’は、その内径にテン真４９を受け入れることができることが好ましい。有利なことに、本発明によれば、調整部材４１”が一体型であるため、テン真４９をコレット５５”とテンプ輪４３”とに固定する必要はなく、この２つの部材のうちの一方にのみ固定すればよい。

図１４および図１５に示されている例では、テン真４９は、好ましくは、たとえば金属部分６６の内径７０に押し込まれることによって内径７０に固定される。さらに、キャビティ２４および１０の断面は、テン真４９がコレット５５’に押しばめされるのを防止するために金属部分６６の内径７０より大きな寸法を有することが好ましい。

したがって、ヘアスプリング５１”とテンプ輪４３”とコレット５５”の３つがすべて単一の部材として形成されているため、ヘアスプリング５１”の応力が、コレット５５”によってのみテンプ輪４３”に加えられ、かつテンプ輪４３”の力が、コレット５５”’によってのみヘアスプリング５１”に加えられることは明らかである。したがって、テン真４９は、テンプ輪４３”のハブ４５”の金属部分６６を介してのみ調整部材４１”から応力を受けることが好ましい。

さらに、金属部分６４が堆積されているため、有利なことにテンプ輪４３”の慣性は増幅される。すなわち、金属の密度がシリコンの密度よりもずっと高いため、テンプ輪４３”の質量はその慣性に応じて大きくなる。

したがって、３つの実施形態Ａ、Ｂ、およびＣによれば、最終的な調整部材４１、４１’、および４１”が、加工される前、すなわち、エッチングされおよび／または電気めっきによって加工される前に組み立てられることを理解されたい。このため、有利なことに、ひげぜんまいを含む現在の組み立てによって生じるばらつきが最小限に抑えられる。

深掘りＲＩＥの構造面の精度が非常に高いため、各ひげぜんまい５３、５３’、５３”、５３”’の開始半径、すなわちひげぜんまいのコレット５５、５５’、５５”、５５”’の外径が小さくなり、それによってコレット５５、５５’、５５”、５５”’の内径および外径を縮小できることにも留意されたい。

有利なことに、本発明によれば、いくつかの調整部材４１、４１’、および４１”を同じ基板３上に設けることができ、したがって一括生産が可能であることも明らかである。

もちろん、本発明は、図示の例に限定されず、当業者に明らかな様々な変形および変更を施すことができる。特に、ステップ１０１および１０３の間に層５および２１にエッチングされたパターン１７および２５は、平坦面状態に限定されず、外輪４７、４７’、４７”のそれぞれの面のうちの少なくとも１つを装飾し、特にスケルトン型の時計に有用である場合がある少なくとも１つの装飾品をステップ１０１および１０３の間に組み込んでよい。

実施形態ＢおよびＣにおける電気めっきされた金属部分６３、６６を入れ替え、すなわち、モードＢの突起部分６３をモードＣの組み込み部分６６で置き換えるか、逆にモードＣの組み込み部分６６をモードＢの突起部分６３で置き換えることも可能である（この場合、方法１に最小限の加工を施すだけでよく、あるいは場合によっては、底部層７から突き出る部分６６をハブに組み込むことが可能である）。

同様の論拠によって、実施形態ＢおよびＣで電気めっきされた金属部分６１と金属部分６４とを逆にし、すなわち、モードＢの突起部分６１をモードＣの組み込み部分６４で置き換えるか、逆にモードＣの組み込み部分６４をモードＢの突起部分６１で置き換え、あるいは外輪に組み込まれた部分６４を底部層７から突き出させることも可能である。

さらに、方法１は有利なことに、解放ステップ１０６の後に、調整部材４１、４１’、４１”の周波数を適合させるステップを備えてもよい。この場合、このステップは、調整部材の動作周波数を変更することができるくぼみ６８を、たとえばレーザによってエッチングすることで構成することができる。これらのくぼみ６８は、たとえば図１０および図１１に示されているように、たとえば、外輪４７、４７’、４７”に属するパターン３４の周囲壁のうちの１枚の周囲壁上に設け、および／または電気めっきされた金属部分６１、６４の一方上に設けることができる。逆に、慣性および調整周波数を高める慣性ブロック調整構造も考えられる。

調整部材４１、４１’、４１”の少なくとも一部上に導電層を堆積させて等時性問題を防止することもできる。この層は、引用によって本明細書に組み込まれるヨーロッパ特許第１８３７７２２号で開示された種類の層であってよい。

最後に、ステップ１１１と同様の研磨ステップをステップ１０７とステップ１０８との間に実施することもできる。実施形態ＢおよびＣによって得られる種類の金属堆積部６３、６６を作製するステップを、テンプ輪ではなく、ヘアスプリング５１”’のみを製造している場合に追加の層２１に対して実施し、それによって、コレット５５”’の内径のシリコンベースの材料ではなく金属堆積物にテン真を押し付けられるようにすることも考えられる。

１９ 伸長部； ４１、４１’、４１” 一体型調整部材；
４３、４３’、４３” テンプ輪； ５３、５３’、５３” ひげぜんまい；
５１、５１’、５１” へアスプリング組立体。

Claims (24)

1. テンプ輪（４３、４３’、４３”）を含み、このテンプ輪と協働するアスプリング組立体（５１、５１’、５１”）は、シリコンベースの材料の層（２１）で作られ、コレットに同軸に取り付けられたひげぜんまい（５３、５３’、５３”）を含んで成る、一体型調整部材（４１、４１’、４１”）であって、
   前記コレット（５５、５５’、５５”’）には、ひげぜんまい（５３、５３’、５３”）から突出する、シリコンベースの材料の第２の層（５）で作られた部分にして、前記テンプ輪（４３、４３’、４３”）に固定された部分（１９）が備えられる、
   ことを特徴とする調整部材。
2. 前記テンプ輪（４３，４３’、４３”）は、テン真（４９）を受け入れるように前記コレット（５５、５５’、５５”）の内径（２４、１０）に延びる穴（２６）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の調整部材。
3. 前記テン真（４９）は、前記テンプ輪（４３、４３’、４３”）に固定されることを特徴とする、請求項２に記載の調整部材。
4. 前記テン真（４９）は、前記穴の中に設けられた金属コーティング（６３、６６）に押し付けられることによって前記テンプ輪（４３”、４３’）に固定されることを特徴とする、請求項３に記載の調整部材。
5. 前記コレット（５５、５５’、５５”）の前記内径（２４、１０）の断面は、前記テンプ輪（４３、４３’、４３”）の前記穴（２６、６３、６６）よりも大きく、前記テン真（４９）と前記コレット（５５、５５’、５５”）の前記内径（２４、１０）とが押しばめされるのを防止することを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の調整部材。
6. 前記テンプ輪（４３、４３’、４３”）の前記外輪（４７、４７’、４７”）は、連続的であり、前記テンプ輪の慣性モーメントを変化させることのできる適合デバイス（６１、６４、６８）を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の調整部材。
7. 前記外輪（４７、４７’、４７”）は、前記テンプ輪（４１、４１’、４１”）に何らかの衝撃が伝達された場合に軸方向および／または半径方向に変形するように細長くなっている少なくとも１つのアーム（４０、４２、４４、４６、４０’、４２’、４４’、４６’、４０”、４２”、４４”、４６”）によって前記テンプ輪（４３、４３’、４３”）のハブ（４５、４５’、４５”）に連結されることを特徴とする、請求項６に記載の調整部材。
8. 前記適合デバイスは、前記テンプ輪の慣性を調整するように前記テンプ輪（４３、４３”）の前記外輪（４７、４７”）上に作られたくぼみ（６０、６８）を含むことを特徴とする、請求項６または７に記載の調整部材。
9. 前記くぼみ（６０）は、前記テンプ輪の慣性を高めるように密度が前記テンプ輪（４３”）の前記外輪（４７”）よりもずっと高い材料を含むことを特徴とする、請求項８に記載の調整部材。
10. 前記適合デバイスは、前記テンプ輪（４３’）の前記外輪（４７’）上に設けられ、かつ前記テンプ輪の慣性を高めるように密度が前記外輪（４７’）よりもずっと高い材料を含むボス（６１）を含むことを特徴とする、請求項６または７に記載の調整部材。
11. 前記より高い密度を有する材料は、前記材料のあらゆる熱膨張を補償するように規則的な間隔を置いて設けられた一連のスタッド（６５、６９）を含む切り欠き付きリング（６１、６４）の形で前記外輪（４７’、４７”）上に分散されることを特徴とする、請求項９または１０に記載の調整部材。
12. 前記テンプ輪（４３、４３’、４３”）はシリコンベースの材料の第３の層（７）で作られることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の調整部材。
13. 前記ひげぜんまい（５３、５３’、５３”）の内側コイルは、前記ひげぜんまいの同心状の展開を向上させるようにグロスマン型の曲線を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の調整部材。
14. 前記ひげぜんまい（５３、５３’、５３”）は、その機械的抵抗を高め、かつその熱弾性係数を調整するために少なくとも１つの二酸化ケイ素ベースの部分を有することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の調整部材。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の調整部材（４１、４１’、４１”）を含むことを特徴とする時計。
16. 一体型調整部材（４１、４１’、４１”）を製造する方法（１）であって、
    ａ）シリコンベースの材料の頂部層（５）および底部層（７）を含む基板（３）を設けるステップ（１００）と、
    ｂ）前記頂部層（５）に少なくとも１つのキャビティ（１０、１１）を選択的にエッチングして、コレット（５５、５５’、５５”）の第１の部分（１９）および前記部材のシリコンベースの材料で作られたテンプ輪（４３、４３’、４３”）の第１の部分（１７）のパターンを形成するステップ（１０１）とを含み、
    前記方法は、
    ｃ）シリコンベースの材料から成る追加の層（２１）を、前記基板（３）の前記エッチングされた頂部層（５）にシリコン溶着によって接合するステップ（１０２）と、
    ｄ）前記追加の層に少なくとも１つのキャビティ（２０、２４）を選択的にエッチングして、前記コレット（５５、５５’、５５”）およびテンプ輪（４３、４３’、４３”）の前記第１の部分のパターン（１９、２３）を連続させ、かつ前記部材のシリコンベースの材料で作られたひげぜんまい（５３、５３’、５３”）のパターン（２７）を形成するステップ（１０３）と、
    ｅ）前記底部層（７）に少なくとも１つのキャビティ（２６、２８、２９、３０、３１、３２）を選択的にエッチングして、前記部材のシリコンベースの材料で作られた前記テンプ輪（４３、４３’、４３”）の最後の部分（３４）を形成するステップ（１０５、１０８、１１２）と、
    ｆ）前記調整部材（４１、４１’、４１”）を前記基板（３）から解放するステップとをさらに含む製造方法。
17. ステップｄ）の後に、
    ｇ）前記部材のシリコンベースの材料で作られたひげぜんまい（５３、５３’、５３”）を酸化させ、前記ひげぜんまいの熱弾性係数を調整し、さらに前記ひげぜんまいの機械的抵抗を高めるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載の製造方法。
18. ステップｅ）の前に、
    ｈ）少なくとも１つの金属層（６１、６３、６４、６６）を前記底部層（７）上に選択的に堆積させ、前記部材の少なくとも１つの金属部分のパターンを形成するステップ（１０７、１１０）をさらに含むことを特徴とする、請求項１６または１７に記載の製造方法。
19. ステップｈ）は、
    ｉ）前記底部層（７）の表面の少なくとも一部上の連続的な金属層によって前記堆積物を成長させ、シリコンベースの材料で作られた前記テンプ輪（４３’）の質量を増大させる金属部分（６１）を形成するステップ（１０７）を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の製造方法。
20. ステップｈ）は、
    ｉ）前記底部層（７）の表面の少なくとも一部上の連続的な金属層によって前記堆積物を成長させ、押し込まれるアーバー（４９）を受け入れる第２の金属部分（６３）を形成するフェーズ（１０７）を含むことを特徴とする、請求項１８または１９に記載の製造方法。
21. ステップｈ）は、
    ｊ）前記少なくとも１つの金属部分を受け入れる少なくとも１つのキャビティ（６０）を前記底部層（７）に選択的にエッチングするフェーズ（１０９）と、
    ｋ）前記少なくとも１つのキャビティの少なくとも一部分内の連続的な金属層によって前記堆積物を成長させて、シリコンベースの材料で作られた前記テンプ輪（４３”）の質量を増大させる金属部分（６４）を形成するフェーズ（１１０）とを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の製造方法。
22. ステップｈ）は、
    ｊ’）前記少なくとも１つの金属部分を受け入れる少なくとも１つのキャビティ（６２）を前記底部層（７）に選択的にエッチングするフェーズ（１０９）と、
    ｋ’）前記少なくとも１つのキャビティの少なくとも一部分内の連続的な金属層によって前記堆積物を成長させ、押し込まれるアーバー（４９）を受け入れる第２の金属部分（６３）を形成するフェーズ（１１０）を含むことを特徴とする、請求項１８または２１に記載の製造方法。
23. ステップｈ）の後に、
    ｌ）前記金属堆積物（６１、６３、６４、６６）を研磨するステップ（１１１）を含むことを特徴とする、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の製造方法。
24. いくつかの調整部材（４１、４１’、４１”）は同じ基板（３）上に作られることを特徴とする、請求項１６から２３のいずれか一項に記載の製造方法。

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