JP2012215183A - 機械部品組立体、機械部品組立体の製造方法、および時計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 シリコンを主成分として構成され、軸部材126fを嵌合可能な貫通孔126kを有する機械部品126gと、金属材料を主成分として構成された軸部材126fと、を嵌合させた機械部品組立体126において、貫通孔126kの内周面のみが金属層126sで覆われており、金属層126sと軸部材126fをはんだ接合し、はんだ層126rを形成することで機械部品126gと軸部材126fが固定されている。
【選択図】 図5
Description
本発明に係る機械部品組立体は、Siを主成分として構成され、軸部材を嵌合可能な貫通孔を有する機械部品と、金属材料を主成分として構成された軸部材と、を嵌合させた機械部品組立体において、貫通孔の内周面のみが金属層で覆われており、金属層と軸部材とをはんだ接合し、機械部品と軸部材が固定されていることを特徴としている。
このように構成することで、機械部品と軸部材を確実に接合することができる。
このように構成することで、機械部品に軸部材を嵌合する際に、機械部品に応力が発生しないか、発生しても非常に小さい。そのため、機械部品が破損するのを防ぐことができる。また、機械部品と軸部材との位置決め精度に優れている。
このように構成することで、はんだをつけすぎてもはんだが隙間に溜まるので、はんだが機械部品組立体の表面にもれず、外観を損ねることがない。
このように構成することで、軸部材の嵌合部にはんだがつきやすくなり、機械部品と軸部材との接合強度が増す。
このように構成することで、軸部材の嵌合部にはんだがいきわたりやすくなるので、機械部品と軸部材との接合強度が増す。
このように構成することで、よりはんだがつきやすくなり、機械部品と軸部材との接合強度が増す。
このように構成することで、機械部品組立体を回動運動させる際に、機械部品と軸部材のすべりを抑制することができる。
このように構成することで、歯車を回動運動させる際に、歯車と軸部材とのすべりを抑制することができる。
このように半導体プロセスを利用して機械部品を製造することにより、精密機械加工を用いることなく低コストではんだ接合のための金属層を形成することができる。また、機械部品を精度よく製造することができる。そして、軸部材を嵌合し、はんだ接合することにより、機械部品と軸部材との接合が強固な機械部品組立体を製造することができる。
このように機械部品を製造することにより、機械部品の貫通孔と軸部材との間の、機械部品の貫通孔の軸方向少なくとも一端部に、隙間が形成された機械部品組立体を製造することができる。したがって、前記隙間にはんだが溜まるので、はんだが機械部品組立体の表面に出て外観を損ねることがない。
また、組立部品が、番車、がんぎ車およびアンクルの少なくともいずれか一つであることを特徴としている。
このように構成することで、機械部品と軸部材を嵌合する際の応力をなくすことができるので、時計の組立部品に変形が生じるのを抑制することができる。したがって、番車、がんぎ車、およびアンクルが正確に回動するために時計の精度を向上させることができる。また、機械部品と軸部材ははんだ接合で固定されているため、すべりが起こらず、番車、がんぎ車、およびアンクルは確実に回動運動することができる。
次に、本発明に係る機械部品組立体の第一実施形態を図1〜図29に基づいて説明する。なお、本実施形態では、機械部品組立体として機械式時計に用いられる番車(歯車とかな)の場合について説明する。
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。
次に、本実施形態の番車の構造について説明する。なお、番車の構造は略同一であるため、三番車126を用いて説明する。
次に、本実施形態の番車の製造方法について説明する。なお、番車の構造は略同一であるため、三番車126を用いて説明する。図7〜図29は三番車126の製造方法を説明する図である。
次に、本発明に係る機械部品の第二実施形態を図32〜図42に基づいて説明する。なお、本実施形態は、第一実施形態と歯車(三番歯車)の金属部の形状が異なるのみであり、その他の部分については第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態における三番車の符号を226とし、三番歯車の符号を226g、三番かなの符号を226fとする。
次に、本実施形態の番車(三番車226)の製造方法について説明する。図34〜図42は三番車226の製造方法を説明する図である。なお、フォトレジスト25を塗布する工程までは、第一実施形態と同様の工程なので、説明を省略する。
Claims (12)
- シリコンを主成分として構成され、軸部材を嵌合可能な貫通孔を有する機械部品と、金属材料を主成分として構成された軸部材と、を嵌合させた機械部品組立体において、前記貫通孔の内周面のみが金属層で覆われており、前記金属層と前記軸部材とをはんだ接合し、前記機械部品と前記軸部材とが固定されていることを特徴とする機械部品組立体。
- 前記機械部品の貫通孔の内径の最小許容寸法が、前記軸部材の外径の最大許容寸法よりも小さく、かつ前記機械部品の貫通孔の内径の最大許容寸法が、前記軸部材の外径の最小許容寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の機械部品組立体。
- 前記金属層が前記貫通孔の深さよりも小さい範囲に形成されている前記機械部品と、前記軸部材と、を嵌合させた機械部品組立体において、前記貫通孔の軸方向少なくとも一端部に隙間があることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の機械部品組立体。
- 前記軸部材において、前記機械部品との嵌合部に金属層が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の機械部品組立体。
- 前記軸部材において、前記機械部品との嵌合部の外周にわたって少なくとも一つの溝が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の機械部品組立体。
- 前記金属層が、金、銅、ニッケル、スズ、銀、コバルトのいずれか、あるいはそれらの金属のうち少なくとも一つの元素を含んだ合金で構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の機械部品組立体。
- 前記機械部品組立体が前記軸部材を中心に回動可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の機械部品組立体。
- 前記機械部品が歯車であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の機械部品組立体。
- 軸部材を嵌合可能な貫通孔を有する機械部品と、軸部材とを嵌合させた機械部品組立体の製造方法であって、シリコン基板の上層における前記機械部品の形成領域に二酸化ケイ素膜を形成する工程と、該二酸化ケイ素膜を用いて前記上層を下層まで異方性エッチングするエッチング工程と、エッチングされた前記シリコン基板の表面を金属層で覆う工程と、前記金属層の表面にレジストを塗布する工程と、前記貫通孔の内部を残して前記レジストを除去する工程と、前記貫通孔の内周面を残して前記金属層を除去する工程と、前記貫通孔に前記軸部材を嵌合する工程と、前記金属層と前記軸部材とをはんだ接合する工程と、を有していることを特徴とする機械部品組立体の製造方法。
- 前記レジストを除去する工程で、前記シリコン基板を前記軸部材の嵌合方向を軸に回転させながら前記レジストに斜め方向から露光光を照射することを特徴とする請求項9に記載の機械部品組立体の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の機械部品組立体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。
- 前記組立部品が、番車、がんぎ車およびアンクルの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項11に記載の時計。
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