JP2014051741A - 機械部品の製造方法および時計 - Google Patents

Abstract

【課題】別部品と摺動させる際に、摺動部に確実に潤滑油を供給することができるとともに、摩擦力を低減することができ、かつ、歩留りを向上することができる機械部品、機械部品の製造方法および時計を提供する。
【解決手段】電鋳により形成され、軸部を中心に回動し隣接する別部品と摺動可能に構成された機械部品において、少なくとも３つの層１２６ｐ，１２６ｑ，１２３ｒが積層され、前記別部品と当接する摺動面に凹部１２６ｎが形成され、前記凹部に対して凸となる少なくとも一つの層に山部１２６ｍが形成され、山部が別部品に当接可能に構成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、機械部品の製造方法および時計に関するものである。

従来から、時計などの精密機械には番車やがんぎ車などの機械部品が多数使用されている。これらの機械部品は互いに摺動することによりてんぷを駆動して時計が正確に時を刻むように構成されている。機械部品同士が摺動する箇所には摩擦が生じるために、摩擦による摩耗を防止するため、また滑らかに摺動させるために摺動面には潤滑油を供給する必要がある。そこで、摺動箇所に潤滑油を保持する構造を有したがんぎ車が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特表２００７−５０６０７３号公報

ところで、特許文献１のがんぎ車は、歯の先端部である指状体の第一部分と第二部分との間に段差を設け、その段差の領域を保油部分として構成しているため、摺動部に潤滑油が供給されにくいという問題がある。例えば、がんぎ車を別部品と摺動させる際に、がんぎ車と別部品の摺動面が平行に接触する場合には潤滑油が供給されるが、がんぎ車の保油部分から離れる方向に傾いて接触する場合には潤滑油が供給されない。

また、特許文献１のがんぎ車のような構造では、別部品と摺動させる際に、がんぎ車と別部品とが面接触してしまうため、摩擦力が大きくなってしまうという問題がある。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、別部品と摺動させる際に、摺動部に確実に潤滑油を供給することができ、かつ摩擦力を低減することができる機械部品、機械部品の製造方法および時計を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。

本発明に係る機械部品は、電鋳により形成され、軸部を中心に回動し隣接する別部品と摺動可能に構成された機械部品において、前記軸方向に少なくとも三つの層が積層され、前記少なくとも三つの層の最上層と最下層に挟まれた少なくとも一つの層の前記別部品と当接する摺動面に凹部が形成され、前記少なくとも三つの層の前記凹部に対して凸となる少なくとも一つの層に山部が形成され、該山部が前記別部品に当接可能に構成されていることを特徴としている。

また、前記山部が、前記摺動面に周方向に沿うように形成されていることを特徴としている。
または、前記山部が、前記摺動面に軸方向に沿うように形成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、潤滑油保持部となる凹部が積層方向の片側に位置しなくなるため、別部品と摺動させる際に、接触角度に影響を受けずに摺動部に確実に潤滑油を供給することができる。

また、機械部品の山部の周りに潤滑油を塗布することにより、潤滑油を摺動面に確実に供給することができる。また、山部を複数形成すると、隣接する山部の間に潤滑油を保持することができるため、潤滑油の保持量を増加させることが可能となる。さらに、山部を周方向または軸方向に沿って複数形成すると、機械部品の摺動面（外周面）の表面積が増加するため、潤滑油の保持量をさらに増加させることができる。したがって、摺動面に確実に潤滑油を供給することができるとともに、潤滑油を長期間供給することができるため、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。

また、このように構成することで、機械部品と別部品とを摺動させる際に、山部と別部材とが点接触しながら摺動させることができる。したがって、機械部品と別部品との接触面積を小さくすることができるため、摩擦力を低減することができる。

さらに、機械部品は電鋳により形成されるため、十分な強度を有するとともに、製品の精度を均一化することができる。したがって、歩留まりを向上することができる。

また、前記凹部が積層された少なくとも３つの層の最上層と最下層に挟まれた少なくとも１つの層のうちの少なくとも１つの層が後退して形成されてもよい。

また、前記凹部が前記軸方向に複数形成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、別部品と摺動させる際に接触角度による影響をより受けにくくなり、潤滑油をより確実に供給することができる。

また、前記凹部が、外周面の全周にわたって形成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、凹部による潤滑油の保持量を多くすることができる。したがって、摺動面に確実に潤滑油を供給することができるとともに、潤滑油を長期間供給することができるため、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。

また、本発明に係る機械部品は、すくなくとも２種類以上の異なる材料からなる少なくとも３つの層が積層された構造であってもよい。このとき、前記層のうち少なくとも１つの層の材料が他の層の材料よりも熱伝導性が良くてもよい。

また、前記山部は、曲面形状を有することを特徴としている。このように構成することで、機械部品と別部品とを摺動させる際に、曲面形状の山部と別部材とが点接触しながら摺動させることができる。したがって、機械部品と別部品との接触面積を確実に小さくすることができるため、摩擦力を低減することができる。

また、前記山部が１つの層に複数形成されていることを特徴とする。このように構成することで、隣接する山部の間に潤滑油を保持することができるため、潤滑油の保持量を増加させることが可能となる。さらに、山部を周方向または軸方向に沿って複数形成すると、機械部品の摺動面（外周面）の表面積が増加するため、潤滑油の保持量をさらに増加させることができる。したがって、摺動面に確実に潤滑油を供給することができるとともに、潤滑油を長期間供給することができるため、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。

また、前記山部が複数の層に形成されていることを特徴とする。このように構成することで、機械部品と別部品とを摺動させる際に、接触角度の影響を受けずに、いずれの層と別部品が接触しても山部と別部材とが点接触しながら摺動させることができる。したがって、機械部品と別部品との接触面積を小さくすることができるため、摩擦力を低減することができる。

また、前記機械部品が歯車であり、前記山部が外周面の全周に亘って形成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、摺動面となる歯車の外周面に潤滑油を多く保持することができるため、摺動面の摩耗を抑制することができるとともに、滑らかに歯車を回動させることが可能となる。つまり、歯車をメンテナンスを行うことなく長期間に亘って精度良く回動させることが可能となる。

また、前記機械部品が歯車であり、前記山部が前記別部品と当接する歯先部のみに形成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、摺動面となる歯車の歯先部に潤滑油を多く保持することができるため、歯先部の摩耗を抑制することができるとともに、滑らかに歯車を回動させることが可能となる。つまり、歯車を精度良く回動させることが可能となる。

また、本発明に係る機械部品の製造方法は、複数層からなる基板を用いて、別部品と摺動可能な摺動面を有する機械部品を製造する方法であって、前記基板の上層における前記機械部品の形成領域以外の領域に、前記摺動面に相当する位置を輪郭に含む第一マスク材を形成する工程と、該第一マスク材を用いて前記上層を所定深さまで等方性エッチングするエッチング工程と、前記等方性エッチングにより形成された凹部の底面および側面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記凹部の底面に形成された前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、前記エッチング工程、前記保護膜形成工程および前記保護膜除去工程を繰り返して、前記基板の下層を露出させる工程と、該下層の表面に少なくとも２種類以上の材料層を電鋳によって堆積する電鋳物形成工程と、前記摺動面に相当する位置に残存する前記上層を含めて前記基板を除去する工程と、前記材料層の表面の一部を選択的に除去する工程と、を有していることを特徴としている。

このように半導体プロセスを利用することにより、精密機械加工を用いることなく低コストで山部を形成することができる。また、複数層からなる基板を用いることにより、下層の露出時点で上層のエッチングを停止することが可能になり、機械部品を精度よく製造することができる。

また、前記機械部品が歯車であり、前記摺動面は前記歯車の歯先部であり、前記第一マスク材が、前記機械部品の外周における前記歯先部に相当する位置のみを輪郭に含むように形成され、前記電鋳物形成工程の前に、前記機械部品の形成領域以外の領域に第二マスク材を形成する第二マスク材形成工程を有し、前記電鋳物形成工程では、前記第一マスク材および前記第二マスク材を用いて前記機械部品の形成領域に前記電鋳物を形成することを特徴としている。

このように構成することで、電鋳部の形成工程の前に電極として基板上に金属層を形成する場合に、金属層を基板上に連続的に形成することが可能となる。つまり、電鋳物形成工程において、金属層の一箇所に電源を接続するだけで全ての電鋳物の形成領域に電源が供給され、電鋳物を形成することができる。

また、前記機械部品が軸部材を嵌合可能な貫通孔を有し、前記第一マスク材を形成する工程において、前記貫通孔の形成領域にも第一マスク材を形成することを特徴としている。

このように構成することで、機械部品の貫通孔にも山部を形成することができる。このようにして製造された機械部品に軸部材を嵌合すると、機械部品と軸部材とが点接触することとなり、頂部が変形して軸部材を保持するため応力が緩和される。すなわち、その応力は、機械部品の山部の部分で吸収されるため、機械部品全体には反りや割れなどの発生を抑制することができる。さらに、機械部品の貫通孔の形状は周方向に一様であるため、機械部品に軸部材を嵌合する際に、位置合わせの必要がなくなり、生産効率を向上することができる。

また、前記基板は、前記下層に金属層を備え、前記電鋳物形成工程では、前記金属層を電極として前記電鋳物を形成することを特徴としている。

このように構成することで、基板の下層に形成された金属層を電極として利用することができるため、電極（金属層）を形成する工程を省略することができる。したがって、生産効率を向上することができる。

また、前記基板は、前記下層に埋め込み酸化膜層を備えたＳＯＩ基板であり、前記第二マスク材形成工程の前に、前記埋め込み酸化膜層の表面に金属層を形成する工程を有し、前記電鋳物形成工程では、前記金属層を電極として前記電鋳物を形成することを特徴としている。

このように一般に流通しているＳＯＩ基板を用いることにより、製造コストを低く抑えることが可能となる。また、埋め込み酸化膜層の表面に金属層を形成することにより、金属層の一箇所に電源を接続するだけで全ての電鋳物の形成領域に電源が供給され、電鋳物を形成することができる。

また、本発明に係る時計は、上述した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。

また、前記組立部品が、番車、かな、がんぎ車、角穴車および香箱歯車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、摺動面に形成された凹部に潤滑油が保持されることにより、各機械部品と該機械部品の回転時に噛合う別部品（例えば、番車とかな）の摺動部に確実に潤滑油が供給されることとなり、摺動性が向上する。また、摺動面に形成された山部により、各機械部品と該機械部品の回転時に噛合う別部品とが点接触することとなり、耐摩耗性が向上する。また機械部品の摺動面（外周面）の表面積が増加するため、潤滑油の保持量を増加させることができる。また、摺動面に山部を複数形成することにより、隣接する山部の間に潤滑油を保持することが可能となり、潤滑油の流出を防ぐことができる。

摺動部に形成された凹部と、さらには複数形成された山部の間に潤滑油が保持されることにより、摺動面に確実に潤滑油が供給される。したがって、歯車が噛合う際のエネルギー損失が少なくなり、てんぷの振り角が大きくなるため、正確に時を刻む高精度な時計を提供することができる。そして、潤滑油の保持量を増加させることができるため、時計のメンテナンス頻度を少なくすることができる。

本発明に係る機械部品によれば、機械部品の凹部に潤滑油を保持し、かつ山部の周りに潤滑油を塗布することにより、潤滑油を摺動面に確実に供給することができる。また、山部を複数形成すると、隣接する山部の間に潤滑油を保持することができるため、潤滑油の保持量を増加させることが可能となる。さらに、山部を周方向または軸方向に沿って複数形成すると、機械部品の摺動面（外周面）の表面積が増加するため、潤滑油の保持量をさらに増加させることができる。したがって、摺動面に確実に潤滑油を供給することができるとともに、潤滑油を長期間供給することができるため、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。

また、機械部品と別部品とを摺動させる際に、曲面形状の山部と別部材とが点接触しながら摺動させることができる。したがって、機械部品と別部品との接触面積を小さくすることができるため、摩擦力を低減することができる。

また、機械部品と摺動する別部品も本発明の構造を有する場合、山部を選択的に形成することにより常に一定のエネルギー伝達を行うことができる。

さらに、機械部品は電鋳により形成されるため、十分な強度を有するとともに、製品の精度を均一化することができる。したがって、歩留まりを向上することができる。

本発明の実施形態におけ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）。 本発明の実施形態における香箱からがんぎ車の部分を示す概略部分断面図である。 本発明の実施形態における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。 本発明の実施形態における三番車を示す上面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における三番車を示す斜視図である。 図５のＢ部拡大図である。 図５のＢ部に相当する拡大斜視図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（１）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（２）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（３）である。 図１１の状態を示す平面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（４）である。 図１３の状態を示す平面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（１）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（２）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（３）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（４）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（５）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（６）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（７）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（５）である。 図２２の状態を示す平面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（６）である。 図２４の状態を示す平面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（７）である。 図２６の状態を示す平面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（８）である。 図２８の状態を示す平面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（９）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（１０）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（１１）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（１２）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（１３）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（１４）である。 本発明の第一実施形態における電鋳工程を示す説明図（１）である。 本発明の第一実施形態における電鋳工程を示す説明図（２）である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造に用いる基板の別の態様を示す断面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の製造に用いる基板のさらに別の態様を示す断面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の別の態様を示す部分拡大斜視図である（図８に相当する位置を示す）。 本発明の第一実施形態における三番歯車の別の製造方法を示す説明図である（二回目のフォトレジスト塗布工程直前の状態を示す）。 図４１の状態を示す平面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車のさらに別の製造方法を示す説明図である（電鋳工程直前の状態を示す）。 図４３の状態を示す平面図である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の部分拡大断面図（第一実施形態の図７に相当）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の部分拡大斜視図（第一実施形態の図８に相当）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（１）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（１）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の製造方法を示す説明図（２）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（２）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（３）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（４）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（５）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の製造方法を示す説明図（６）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の相手部品との摺動を示す部分拡大断面図である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の相手部品との摺動を示す部分拡大断面図である。 本発明の第一実施形態における三番歯車の相手部品との摺動を示す部分拡大断面図である 。 本発明の第一実施形態における三番歯車の相手部品との摺動を示す部分拡大断面図である 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の別の態様（１）を示す部分拡大断面図（図４５に相当）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の別の態様（２）を示す部分拡大断面図（図４５に相当）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の別の態様（３）を示す部分拡大断面図（図４５に相当）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の別の態様（４）を示す部分拡大斜視図（図４６に相当）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の別の態様（５）を示す部分拡大断面図（図４５に相当）である。 本発明の第二実施形態における三番歯車の歯先の別の態様（５）を示す部分拡大斜視図（図４６に相当）である。 本発明の実施形態における三番歯車（電鋳物）の製造方法の別の態様を説明する断面図である。 本発明の技術をがんぎ車に適用した状態を示す斜視図である。

（第一実施形態）
次に、本発明に係る機械部品の第一実施形態を図１〜図４４に基づいて説明する。なお、本実施形態では、機械部品として機械式時計に用いられる歯車（番車）の場合について説明する。

（機械式時計）
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。

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、てん真１４０ａと、ひげぜんまい１４０ｃとを含む。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。

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。

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。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、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。

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。

（番車の構造）
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。

図４〜図６に示すように、三番車１２６は、三番かな１２６ｆと、三番歯車１２６ｇとを備えている。三番かな１２６ｆは、上軸部１２６ａと、下軸部１２６ｂと、かな部１２６ｃとを備えている。三番歯車１２６ｇは、中心支持部１２６ｈと、あみだ部１２６ｊ（本実施形態では、５本）と、歯車部１２６ｄとを備えている。三番かな１２６ｆは、炭素鋼などの金属で形成されている。三番歯車１２６ｇはニッケルなどの金属で形成されている。そして、三番車１２６は、三番歯車１２６ｇの中心に形成された貫通孔１２６ｋに三番かな１２６ｆを挿通して固定されている。

ここで、図７、図８に示すように、歯車部１２６ｇは、三番かな１２６ｆの軸方向に沿って少なくとも３つの層１２６ｐ、１２６ｑ及び１２６ｒが積層された多層構造を有し、例えば本実施形態では、同一の材料の第１及び第３の金属層１２６ｐ、１２６ｒと、第１及び第３の金属層に挟まれこれらとは異なる材料の第２の金属層１２６ｑとから成る。第２の金属層１２６ｑの外形は、第１及び第３の金属層１２６ｐ、１２６ｒの外形よりも小さい。第２の金属層１２６ｑの外周面は、三番歯車１２６ｇの外形から後退している。そのため、三番歯車１２６ｇは、少なくとも摺動面の一部に、本実施形態では三番歯車１２６ｇの外周面１２６ｅの全周に亘って、三番かな１２６ｆの軸方向には開放されない凹部１２６ｎを有する。さらに、歯車部１２６ｄの歯先１２６ｉの摺動面（四番車１２８のかな部１２８ｃと噛み合う箇所）の形状は、第１及び第３の金属層１２６ｐ、１２６ｒには三番かな１２６ｆの軸方向に沿って、曲面形状の山部１２６ｍが複数形成され、山部１２６ｍがかな部１２８ｃに当接するように構成されている。

三番歯車１２６ｇの厚みＴ０は、例えば、１０μｍ以上１０ｍｍ以下である。第１の金属層１２６ｐの厚みＴ１と第３の金属層１２６ｒの厚みＴ３は、１μｍ以上９００μｍとする。厚みＴ１とＴ３が同じ値である必要はない。第２の金属層１２６ｑの厚みＴ２は、５００ｎｍ〜５００μｍとする。凹部１２６ｎの深さＤ１は１μｍ〜１ｍｍとする。また、一つの山部１２６ｍの軸方向の幅Ｗ１は、例えば、１μｍ以上１０ｍｍ以下である。山部１２６ｍの断面形状は、ほぼ円弧でその半径Ｒ１はＷ１のおよそ半分である。山部１２６ｍの数は１以上１００００以下である。

（番車の製造方法）
次に、本実施形態の番車（三番歯車１２６ｇ）の製造方法について説明する。
図９〜図３７は三番歯車１２６ｇの製造方法を説明する図である。

図９は、三番歯車１２６ｇを形成するための基板１０である。基板１０は、支持層１０ａと活性層１０ｂの間にＢＯＸ層１０ｃが挟まれたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｅｒ）基板であり、支持層１０ａと活性層１０ｂはシリコン（Ｓｉ）、ＢＯＸ層１０ｃは二酸化珪素（ＳｉＯ₂）で形成されている。支持層１０ａの厚さは、後の工程
で破損あるいは変形が起こらないよう、１００μｍ以上１ｍｍ以下とする。活性層１０ｂの厚さは、製造する三番歯車１２６ｇの厚さＴ０以上とする。ＢＯＸ層１０ｃの厚さは、１μｍ以上１ｍｍ以下とする。なお、ＳＯＩ基板の他に、支持層１０ａのＳｉと活性層１０ｂのＳｉの間に金属材料を挟んだ基板（図３８参照）や、支持層１０ａに金属材料を用い、その上に活性層１０ｂのＳｉがある基板（図３９参照）でも三番歯車１２６ｇを製造することが可能である。この製造方法については後述する。

図１０は、フォトレジスト１１を塗布した図である。活性層１０ｂ上にフォトレジスト１１を堆積する。フォトレジスト１１は、ネガ型でもポジ型でもよいが、ネガ型の場合を用いて説明する。フォトレジスト１１の厚さは１μｍ以上１ｍｍ以下で形成する。

図１１は、フォトレジスト１１を露光・現像した図である。三番歯車１２６ｇの歯先１２６ｉのパターンが形成されたフォトマスク（不図示）を用いて、フォトレジスト１１に紫外線やＸ線等の露光光を照射し、三番歯車１２６ｇの歯先１２６ｉにあたる部分および三番歯車１２６ｇの径方向外側に相当する領域のフォトレジスト１１を硬化させる。そして、未硬化のフォトレジスト１１部分を除去し、エッチングパターンが完成する。図１２は、図１１の部分平面図である。図１１に示すように、隣接する歯先１２６ｉに対応したフォトレジスト１１はそれぞれ連結されずに独立して残されている。

図１３は、活性層１０ｂをエッチングした図である。フォトレジスト１１の部分を残して、活性層１０ｂのＳｉをＢＯＸ層１０ｃの表面までエッチングする。ここで、本実施形態では、活性層１０ｂに歯先１２６ｉの軸方向に沿って形成される断面略半円形状の山部１２６ｍに相当する谷部１５が複数連なるように形成されている。図１４は、図１３の部分平面図である。

ここで、活性層１０ｂに谷部１５を連続形成しながらエッチングする方法を図１５〜図２１を用いて説明する。

図１５は、図１１の状態を示す部分拡大図である。図１５では歯先１２６ｉに対応した位置のフォトレジスト１１を２箇所表示している。

図１６は、一回目のＳｉエッチング工程を説明する図である。一回のＳｉエッチング工程で削るＳｉの厚みはＷ１とする。ここで、隣接するフォトレジスト１１間には凹部１４が形成される。フォトレジスト１１の無い、Ｓｉ面の露出している部分がエッチングされるが、等方性エッチングを行うことで、フォトレジスト１１の下にある活性層１０ｂの側面１７も部分的にエッチングされ、谷部１５が形成される。エッチングする厚みＷ１を制御することで、三番歯車１２６ｇの歯先１２６ｉに対応する側面１７の谷部１５の半径Ｒ１を任意の大きさにできる。一回のエッチングにより一つの山部１２６ｍに相当する一つの谷部１５が形成される。

図１７は、保護膜を形成した図である。二回目のエッチングでフォトレジスト１１の下にある活性層１０ｂが図１６の状態以上に削られないよう、一回目のエッチング面（凹部１４）に保護膜１９を形成する。保護膜１９は、例えばフッ化炭素などで形成されている。保護膜１９は、Ｃ₄Ｆ₈ガスなどを用いてＣＶＤ法によりＳｉの表面に膜を形成する。

図１８は、凹部１４の底面２１の保護膜１９のみを除去した図である。凹部１４の側面（側面１７）の保護膜１９を残し、底面２１の保護膜１９のみを除去して活性層１０ｂ（Ｓｉ面）を露出させる。このように底面２１の保護膜１９のみを除去するには、例えばＳＦ₆ガスを用いてエッチングを行うと、イオンが底面２１の保護膜１９に対して鉛直方向から衝突し、そのイオン衝撃により底面２１の保護膜１９のみが除去される。

図１９は、二回目のＳｉエッチング工程を説明する図である。図１６と同様に、Ｓｉの等方性エッチングを行う。すると、保護膜１９が形成されていない底面２１のＳｉが等方エッチングされる。この後、図１７〜図１９の工程を所定回数行う。

図２０は、Ｓｉエッチング、保護膜形成、底面の保護膜除去をＢＯＸ層（ＳｉＯ₂面）
１０ｃの表面に到達するまで繰り返し行った図である。図１６のＳｉエッチング工程、図１７の保護膜形成工程、図１８の保護膜除去工程を、基板１０のＢＯＸ層１０ｃに達するまで繰り返し行う（本実施形態では、９回繰り返している）。すると、活性層１０ｂの側面１７には谷部１５が複数（９個）形成される。

図２１は、保護膜１９を全て除去した図である。保護膜１９は、酸素プラズマアッシングによって除去する。活性層１０ｂの側面１７に形成された保護膜１９を除去する。図２１は、図１３と同じ状態である。

図２２は、フォトレジスト１１を除去した図である。エッチングあるいは物理的な力等によってフォトレジスト１１を除去する。この工程は、後の工程に差し支えなければ省略してもよい。図２３は、図２２の平面図である。

図２４は、電極を形成した図である。基板１０（ＢＯＸ層１０ｃ）上に電極２３を蒸着等によって形成する。電極２３は、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）等で形成される。電極２３の厚さは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下とする。図２５は、図２４の平面図である。図２５に示すように、電極２３は一体的に連接するように形成されている。

図２６は、フォトレジスト２５を塗布した図である。電極２３の上にフォトレジスト２５を堆積する。フォトレジスト２５は、ネガ型でもポジ型でもよいが、ネガ型の場合を用いて説明する。フォトレジスト２５の厚みは、三番歯車１２６ｇの厚みＴ０より厚く形成する。図２７は、図２６の平面図である。

図２８は、フォトレジスト２５を露光・現像した図である。三番歯車１２６ｇ全体のパターンが形成されたフォトマスク（不図示）を用いて、フォトレジスト２５に紫外線やＸ線等の露光光を照射し、三番歯車１２６ｇの電鋳に使用する部分以外のフォトレジスト２５を硬化させる。未硬化のフォトレジスト２７部分を除去し、電鋳型３１が完成する。図２９は、図２８の平面図である。なお、三番歯車１２６ｇの貫通孔１２６ｋに対応する位置のフォトレジスト２５ｂは残している。

図３０は、電鋳工程を説明する図である。電極２３上に、第１の電鋳物３３を厚みがＴ１になるよう堆積させる。電鋳する材料は、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、Ｃｒ、パラジウム（Ｐｄ）等の金属や、Ｎｉ−Ｗ、Ｎｉ−Ｂ等の合金、あるいは前記金属マトリックス中にアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）や炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミックス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂、その他の有機物質又は無機物質の粒子又は繊維を共析させた複合物が挙げられる。

図３１は、電鋳工程を説明する図である。第１の電鋳物３３の上に、第２の電鋳物３４を厚みＴ２になるよう堆積させる。なお、厚みＴ１とＴ２の合計は、厚みＴ０よりも小さい。電鋳する材料は、Ｃｕ、Ａｕ、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、スズ（Ｓｎ）等の金属や、Ｃｕ−Ａｕ、Ｃｕ−Ａｇ等の合金、あるいは前記金属マトリックス中に前記粒子又は繊維を共析させた複合物が挙げられる。

図３２は、電鋳工程を説明する図である。第２の電鋳物３４の上に、第３の電鋳物３５を厚みＴ３以上になるよう堆積させる。但し、この後図３３に示す研削・研磨工程を省略する場合は、第３の電鋳物３５を厚みＴ３まで堆積させる。電鋳する材料は、第１の電鋳物３３と同様である。第１の電鋳物３３と第３の電鋳物３５の材料が同じである必要はない。但し、この後図３５に示す凹部形成工程において、第２の電鋳物３４をエッチングして凹部１２６ｎを形成するため、第２の電鋳物３４のみを選択的にエッチングできる材料の組合せ、又はエッチング速度の差のある材料の組合せを採用する。

なお、電鋳工程は図３６、図３７に示すように、電鋳液４１の中に電極２３が形成された電鋳型３１を冶具４２に取り付けた状態で浸し、陽極４３と電極２３との間に電源４４を配し、電圧を印加することにより電極２３の表面に金属（図３７では第１の電鋳物３３）が析出する。

図３３は、研削・研磨工程を説明する図である。研削によって電鋳物の厚みＴ１、Ｔ２、Ｔ３の合計が三番歯車１２６ｇの厚みＴ０になるように第３の電鋳物３５及びフォトレジスト２５を削る。さらに研磨を行い、第３の電鋳物３５の表面を鏡面に仕上げる。

図３４は、第１、第２及び第３の電鋳物３３、３４、３５（三番歯車１２６ｇ）を取出した図である。基板１０、フォトレジスト２５、電極２３をエッチングあるいは物理的な力等によって除去し、第１、第２及び第３の電鋳物３３、３４、３５（三番歯車１２６ｇ）を取り出す。なお、支持層１０ａおよび活性層１０ｂのＳｉは、エッチング液に浸して溶かして除去してもよい。

図３５は、凹部形成工程を説明する図である。第２の電鋳物３４をエッチングし、第１及び第３の電鋳物３３、３５をエッチングしない液に三番歯車１２６ｇを浸漬する。第２の電鋳物３４のみをエッチングし、深さＤ１の凹部１２６ｎを形成する。一例として、第１及び第３の電鋳物にＮｉ、第２の電鋳物にＣｕを堆積させた場合は、エッチング液に過硫酸アンモニウム溶液を用いるとＣｕのみをエッチングできる。

このようにして製造された三番歯車１２６ｇは、歯車の外周面１２６ｅに凹部１２６ｎを有している。このように構成することで、凹部１２６ｎに潤滑油が保持され、三番歯車１２６ｇとかな部１２８ｃとを噛み合わせると、摺動部に確実に潤滑油を供給することができる。また、歯車の歯先１２６ｉに軸方向に沿って曲面形状の山部１２６ｍを複数有している。このように構成することで、歯先１２６ｉの表面積が増加するため、潤滑油の保持量を増加させることができる。また、隣接する山部１２６ｍの間に潤滑油を保持することが可能となり、潤滑油の流出を防ぐことができる。さらに、潤滑油が隣接する山部１２６ｍの間に保持されるため、かな部１２８ｃとの摺動面により確実に潤滑油が供給される。したがって、三番歯車１２６ｇとかな部１２８ｃとが噛み合う際のエネルギー損失が少なくなり、てんぷ１４０の振角が大きくなるため、正確に時を刻む高精度な時計を提供することができる。そして、潤滑油の保持量を増加させることができるため、時計のメンテナンス頻度を少なくすることができる。

また、このように構成することで、三番歯車１２６ｇの歯先１２６ｉとかな部１２８ｃを噛み合わせると、山部１２６ｍと四番車１２８のかな部１２８ｃとが点接触することとなり、山部１２６ｍとかな部１２８ｃとの接触面積を小さくすることができるため、摩擦力を低減することができ、耐摩耗性が向上する。なお、三番歯車１２６ｇは電鋳により形成されるため、十分な強度を有している。

また、上述した製造方法により三番歯車１２６ｇを製造することにより、歯車の外周面１２６ｅの全周にわたって凹部１２６ｎを有し、歯先１２６ｉに複数の山部１２６ｍ有する三番車１２６ｇを電鋳により容易に形成することができる。

次に、番車（三番歯車１２６ｇ）の別の製造方法について説明する。

図３８は、三番歯車１２６ｇを製造する際に用いる基板の断面図である。図３８に示すように、基板５０は、支持層５０ａのＳｉと活性層５０ｂのＳｉの間に金属層５０ｃが形成された基板である。金属層５０ｃは、Ｃｒ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ等で構成されている。支持層５０ａのＳｉの厚みは、上述の場合と同様、１００μｍ以上１ｍｍ以下とする。活性層５０ｂのＳｉの厚みは、製造する三番歯車１２６ｇの厚みＴ０以上とする。金属層５０ｃの厚みは、１μｍ以上１ｍｍ以下とする。

このような基板５０を用いることにより、上述の図１３の工程を終了した時点で、金属層５０ｃが露出するため、後の電鋳工程の際に電極として利用することができる。また、上述の図２３の電極形成工程が不要となるため、生産効率を向上することができる。

なお、図３９に示すように、支持層５５ａに金属材料を用い、その上に活性層５５ｂのＳｉがある基板５５でも同様の工程で三番歯車１２６ｇの製造が可能である。金属材料は、Ｃｒ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ等で構成されている。支持層５５ａの厚みは、１００μｍ以上１ｍｍ以下とし、活性層５５ｂのＳｉの厚みは、製造する三番歯車１２６ｇの厚みＴ０以上とする。このような基板５５を用いても上述と同様、生産効率を向上することができる。

ここで、上述した基板５０または基板５５を用いて三番歯車１２６ｇを製造する場合には、図４０に示すように歯先１２６ｉだけでなく外周面１２６ｅの全周に亘って山部１２６ｍを形成することができる。このように外周面１２６ｅの全周に山部を形成する際には、三番歯車１２６ｇに相当する位置のフォトレジスト２５のみを除去し、その他の領域のフォトレジスト２５は残すこととなるため、基板１０を用いると電極２３が孤立してしまい、電極２３に対して導通をとることができず、電鋳できない。しかしながら、基板５０または基板５５を用いると、図４１に示すように、三番歯車１２６ｇに相当する位置の活性層５０ｂまたは５５ｂのみを除去した際に、電極２３の機能を果たす金属層５０ｃまたは５５ａが露出し、この金属層５０ｃ，５５ａは基板５０，５５に一体的に形成されているため、導通をとることができ、電鋳により三番歯車１２６ｇを製造することができる。図４２は、図４１の平面図である。

このように山部１２６ｍを外周面１２６ｅの全周に亘って形成することで、潤滑油の保持量をさらに増加させることができるため、より確実に、かつ、長期間に亘って摺動面に潤滑油を供給することができる。

また、基板５０または基板５５を用いることにより、金属層５０ｃ，５５ａを電極として利用することができるとともに、活性層５０ｂ、５５ｂをエッチングした後に電極を形成する工程を省略することができる。したがって、生産効率を向上することができる。

さらに、基板５０または基板５５を用いることにより、三番歯車１２６ｇを一枚のフォトマスクで作製することができる。三番歯車１２６ｇの全形が形成されたフォトマスク（不図示）を用いてフォトレジスト１１の露光・現像を行い、活性層５０ｂまたは５５ｂをエッチングすると、図４３に示すように、三番歯車１２６ｇの外形と貫通孔１２６ｋに対応する位置の活性層５０ｂまたは５５ｂが残る。そして、電極２３の機能を果たす金属層５０ｃまたは５５ａが露出し、この金属層５０ｃ，５５ａは基板５０，５５に一体的に形成されているため、導通をとることができ、電鋳により三番歯車１２６ｇを製造することができる。このように、本実施形態では三番歯車１２６ｇを一枚のフォトマスクで作製したため、マスク合わせの誤差がなくなり、寸法精度を向上させることができる。

また、寸法精度を向上させることができるとともに、活性層５０ｂ、５５ｂをエッチングした後に電極を形成する工程と、フォトレジスト２５を塗布し、露光・現像する工程を省略することができる。したがって、生産効率を向上することができる。

そして、上述した製造方法を用いて時計の組立部品である二番車１２４、四番車１２８、がんぎ車１３０、角穴車１１６および香箱歯車１２０ｄを製造し、外周面に凹部を形成することにより、各機械部品と該機械部品の回転時に噛み合う別部品（例えば、番車とかな）との摺動部に確実に潤滑油を供給することができる。また、歯先または外周面に山部を形成することにより、各機械部品と該機械部品の回転時に噛み合う別部品とが点接触することとなり、耐摩耗性が向上する。

さらに、歯先または外周面に山部を複数形成することにより、摺動面（外周面）の表面積が増加するため、潤滑油の保持量を増加させることができる。また、隣接する山部の間に潤滑油を保持することが可能となり、潤滑油の流出を防ぐことができる。さらに、潤滑油が隣接する山部の間に保持されるため、摺動面により確実に潤滑油が供給される。したがって歯車が噛み合う際のエネルギー損失が少なくなり、てんぷ１４０の振角が大きくなるため、正確に時を刻む高精度な時計を提供することができる。そして、潤滑油の保持量を増加させることができるため、時計のメンテナンス頻度を少なくすることができる。

なお、これらの組立部品は電鋳により形成されるため、十分な強度を有している。

（第二実施形態）
次に、本発明に係る機械部品の第二実施形態を図３８〜図５８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）の歯先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歯車の符号を２２６ｇとする。

図４５、４６に示すように、歯車部２２６ｇは、三番かな２２６ｆの軸方向に沿って少なくとも３つの層２２６ｐ、２２６ｑ及び２２６ｒが積層された多層構造を有し、例えば本実施形態では、同一の材料の第１及び第３の金属層２２６ｐ、２２６ｒと、第１及び第３の金属層に挟まれこれらとは異なる材料の第２の金属層２２６ｑとから成る。第２の金属層２２６ｑの外形は、第１及び第３の金属層２２６ｐ、２２６ｒの外形よりも小さい。第２の金属層２２６ｑの外周面は、三番歯車２２６ｇの外形から後退している。そのため、三番歯車２２６ｇは、少なくとも摺動面の一部に、本実施形態では三番歯車２２６ｇの外周面２２６ｅの全周に亘って、三番かな２２６ｆの軸方向には開放されない凹部２２６ｎを有する。さらに、歯車部２２６ｄの歯先２２６ｉの摺動面の形状は、第３の金属層２２６ｒには三番かな２２６ｆの軸方向に沿って、曲面形状の山部２２６ｍが複数形成され、山部２２６ｍがかな部１２８ｃに当接するように構成されている。金属層の厚み、凹部の深さ、山部の幅、半径、数は第一実施形態と同一である。

次に、本実施形態の番車（三番歯車２２６ｇ）の製造方法について説明する。なお、本実施形態では第一実施形態と異なる工程を中心に説明する。

まず、三番歯車２２６ｇを形成するための基板１０は図９と略同一の基板を用いる。そして、基板１０の活性層１０ｂ上にフォトレジスト１１を塗布する。続いて、フォトレジスト１１を露光・現像し、三番歯車２２６ｇの歯先２２６ｉにあたる部分および三番歯車２２６ｇの径方向外側に相当する領域のフォトレジスト１１を硬化させる。続いて、未硬化のフォトレジスト１１部分を除去し、図１２に示すようなエッチングパターンが完成する。

図４７は、活性層１０ｂをエッチングした図である。フォトレジスト１１の部分を残して、活性層１０ｂのＳｉをＢＯＸ層１０ｃの表面までエッチングする。ここで、本実施形態では、活性層１０ｂに歯先２２６ｉの軸方向に沿って形成される断面略半円形状の山部２２６ｍに相当する谷部１１５が、第３の金属層２２６ｒに相当する部分に形成されている。

図４７に示した形状に活性層１０ｂをエッチングする方法を図４８、図４９を用いて説明する。

図４８は、図１５〜１９で説明した活性層１０ｂに谷部１１５を連続形成しながらエッチングする工程で、第３の金属層２２６ｒの山部２２６ｍに相当する部分に谷部１１５を形成し、保護膜１９を形成した図である（その他の実施形態）。

図４９は、ＢＯＸ層（ＳｉＯ₂面）１０ｃに到達するまでＳｉエッチングを行った図で
ある。異方性エッチングを行うことで、第１及び第２の金属層２２６ｐ、２２６ｑに相当する活性層１０ｂの側面１７には谷部１１５を形成せずにＢＯＸ層１０ｃに達するまで基板１０に垂直にＳｉをエッチングする。

この後、第一実施形態の図２２〜図２９に示す方法と同一の方法により、図５０に示す電鋳型３１を作製する。

図５１は、電鋳工程を説明する図である。電極２３上に、第１の電鋳物１３３を厚みがＴ１になるよう堆積させる。電鋳する材料は、第一実施形態と同様である。

図５２は、電鋳工程を説明する図である。第１の電鋳物１３３の上に、第２の電鋳物１３４を厚みＴ２になるよう堆積させる。なお、厚みＴ１とＴ２の合計は、厚みＴ０よりも小さい。電鋳する材料は、第一実施形態と同様である。

図５３は、電鋳工程を説明する図である。第２の電鋳物１３４の上に、第３の電鋳物１３５を厚みＴ３以上になるよう堆積させる。電鋳する材料は、第一実施形態と同様である。

この後、第一実施形態の図３３〜３５に示す方法と同一の方法により、図５４に示す電鋳物（三番歯車２２６ｇ）を作製する。図５４は第一実施形態の図３５に相当する。

このようにして製造された三番車２２６ｇは、歯車の外周面２２６ｅに凹部２２６ｎを有し、第３の金属層２２６ｒに三番かな２２６ｆの軸方向に沿って複数形成された曲面形状の山部２２６ｍを有している。つまり、第３の金属層２２６ｒに形成された山部２２６ｍがかな部１２８ｃに当接するように構成されている。

このように構成することで、第一実施形態と略同一の作用効果を得ることができるとともに、三番歯車２２６ｇと当接する四番車２２８のかな部２２８ｃを本実施形態で作製した場合、三番歯車２２６ｇとかな部２２８ｃとの摺動を安定して行うことができる。つまり、第一実施形態の三番歯車１２６ｇと当接するかな部１２８ｃを、第一実施形態で作製した場合、図５７、図５８に示すように、山部１２６ｍと山部１２８ｍが摺動する。このとき、図５７のようにお互いの山部１２６ｍと１２８ｍの頂部が摺動する場合は、接触面積が最小限になるので摩擦によるエネルギー損失が小さい。しかし、当接する位置にずれが生じ、頂部からずれた箇所で摺動する場合、エネルギー伝達が図５７で示す状態とは異なってしまう可能性がある。特に、図５８のように頂部が相手の山部と山部の間に入った場合、接触面積が増加し摩擦によるエネルギー損失が大きくなる。つまり、てんぷ１４０の振り角が小さくなるので時計の精度が悪くなる。一方、図５５、図５６に示すように第二実施形態の歯車２２６ｇと２２８ｃが当接する場合、山部を形成していない第１の金属層と山部を形成した第３の金属層を当接させれば、当接する位置が軸方向にずれても接触面積は変わらないので、安定したエネルギー伝達が行える。つまり、時計の精度が安定する。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

例えば、図５９に示すように山部を形成する各金属層において、軸方向両側部の山部３２６ｍのみを他の山部から突出するように形成しても良い。つまり、軸方向中央部が凹状になるように山部２２６ｍを複数形成してもよい。このように構成することで、凹状になった部分に潤滑油を保持できるので、潤滑油の保持量をより多く確保することができる。また、図６０に示すように各金属層において軸方向中央部の山部３２６ｍのみを他の山部から突出するように形成したり、図６１に示すように各金属層において軸方向中心部に向かうほど山部３２６ｍの幅が大きくなるように幅の異なる山部３２６ｍを複数形成しても良い。このように構成することで、三番歯車３２６ｇと四番車１２８のかな部１２８ｃとの接触面積を最小限にすることができるため、摺動時の摩擦によるエネルギー損失を低減することができる。

また、図６２に示すように、歯車の歯先４２６ｉの形状を突起４２６ｚが周方向に略等間隔に複数形成されたような形状にし、軸方向に山部４２６ｍを複数形成するような構成にしてもよい。このように構成すると、歯車４２６ｇと四番車１２８のかな部１２８ｃとが点接触するようになり、潤滑性能をさらに向上することができる。

また、上述の実施形態では、金属層が３層の場合について説明したが金属層が３層以上あってもよい。図６３、図６４は金属層が５層の場合である。歯車部５２６ｇは、三番かな５２６ｆの軸方向に沿って５つの層５２６ｐ、５２６ｑ、５２６ｒ、５２６ｓ及び５２６ｔが積層された多層構造を有し、例えば本実施形態では、同一の材料の第１、第３及び第５の金属層５２６ｐ、５２６ｒ、５２６ｔと、第１、第３及び第５の金属層に挟まれこれらとは異なる材料の第２及び第４の金属層５２６ｑ、５３６ｓとから成る。第２及び第４の金属層５２６ｑ、５２６ｓの外形は、第１、第３及び第５の金属層５２６ｐ、５２６ｒ、５２６ｔの外形よりも小さい。第２及び第４の金属層５２６ｑ、５２６ｔの外周面は、三番歯車５２６ｇの外形から後退している。そのため、三番歯車５２６ｇは、少なくとも摺動面の一部に、本実施形態では三番歯車５２６ｇの外周面５２６ｅの全周に亘って、三番かな５２６ｆの軸方向には開放されない凹部５２６ｎを複数有する。さらに、歯車部５２６ｄの歯先５２６ｉの摺動面（四番車１２８のかな部１２８ｃと噛み合う箇所）の形状は、第１、第３及び第５の金属層５２６ｐ、５２６ｒ、５２６ｔには三番かな５２６ｆの軸方向に沿って、曲面形状の山部５２６ｍが複数形成され、山部５２６ｍがかな部１２８ｃに当接するように構成されている。このように構成することで、複数の凹部を有するため潤滑油の保持量が増すとともに、潤滑油の保持部が軸方向に広く分布することで、より確実に摺動部に潤滑油を供給することができる。

また、本実施形態では、歯車の歯先や外周面のみに山部を形成した場合の説明をしたが、歯車部に形成されたかな部が挿通（嵌合）される貫通孔の内周面にも同様の山部を形成してもよい。歯車部の貫通孔の内周面に山部を形成することにより、かな部を嵌合する際に応力を緩和することができる。

また、本実施形態では、歯車の摺動面に周方向に沿うように山部を形成した場合の説明をしたが、上記実施形態で説明した手法を用いれば、軸方向に延びる山部を製造することができるのは勿論のことである。

さらに、例えば、上記実施形態で図３５または図５４に示す工程の後に、図６５に示すように、コーティング膜９９でめっきをしてもよい。コーティング膜９９の材料としては、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ａｕなどの金属や、Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｃｏなどの合金、あるいはＮｉ−Ａｌ₂Ｏ₃，Ｎｉ−ＰＴＦＥなどの複合物を採用することができる。コーティング膜９９の厚みは、１００ｎｍ〜１００μｍ程度とする。特に、摺動性能を向上させたい場合は、Ｃｒ，Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−ＳｉＣなどの耐摩耗性めっきや、Ａｕ，Ｎｉ−ＰＴＦＥなどの潤滑性めっきを行うとよい。また、めっきは無電解・電解のどちらでもよく、イオンプレーティングやスパッタなどの手法で金属膜やセラミックス膜などを形成してもよい。このように電鋳物３３〜３５にコーティング膜９９をめっきすることにより、電鋳物３３〜３５（歯車）の耐食性、耐摩耗性、装飾性などの機能を向上させることができる。

そして、本実施形態では、三番歯車の場合について説明したが、図６６に示すように、がんぎ車１３０の歯車部１３０ｄの周面に凹部１３０ｎを形成し、先端部に山部１３０ｍを形成してもよい。なお、上記実施形態のように山部１３０ｍを歯車部１３０ｄの周面に形成してもよい。また、山部の形状は上記した実施形態のいずれかの形状にすればよい。

１０…基板 １１…フォトレジスト（第一マスク材） １４…凹部 １７…側面 １９…保護膜 ２１…底面 ２３…電極 ２５…フォトレジスト（第二マスク材） ３３…第１の電鋳物 ３４…第２の電鋳物 ３５…第３の電鋳物 ５０…基板 ５０ｃ…金属層
５５…基板 ５５ｃ…金属層 １１６…角穴車 １２０ｄ…香箱歯車 １２４…二番車（番車） １２６…三番車（歯車、番車） １２６ｆ…三番かな（軸部） １２６ｅ…外周面 １２６ｇ…三番歯車（機械部品） １２６ｉ…歯先（摺動面、歯先部） １２６ｍ…山部 １２６ｎ…凹部 １２６ｐ…第１の金属層 １２６ｑ…第２の金属層 １２６ｒ…第３の金属層 １２８…四番車（番車） １２８ｃ…かな部（別部品） １３０…がんぎ車

Claims (7)

1. 複数層からなる基板を用いて、別部品と摺動可能な摺動面を有する機械部品を製造する方法であって、
   前記基板の上層における前記機械部品の形成領域以外の領域に、前記摺動面に相当する位置を輪郭に含む第一マスク材を形成する工程と、
   該第一マスク材を用いて前記上層を所定深さまで等方性エッチングするエッチング工程と、
   前記等方性エッチングにより形成された凹部の底面および側面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
   前記凹部の底面に形成された前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、
   前記エッチング工程、前記保護膜形成工程および前記保護膜除去工程を繰り返して、前記基板の下層を露出させる工程と、
   該下層の表面に少なくとも２種類以上の材料層を電鋳によって堆積する電鋳物形成工程と、
   前記摺動面に相当する位置に残存する前記上層を含めて前記基板を除去する工程と、
   前記材料層の上面と下面との間の側面の一部を選択的に除去する工程と
   を有していることを特徴とする機械部品の製造方法。
2. 前記機械部品が歯車であり、前記摺動面は前記歯車の歯先部であり、
   前記第一マスク材が、前記機械部品の外周面における前記歯先部に相当する位置のみを輪郭に含むように形成され、
   前記電鋳物形成工程の前に、前記機械部品の形成領域及び前記第一マスク材以外の領域に第二マスク材を形成する第二マスク材形成工程を有し、
   前記電鋳物形成工程では、前記第一マスク材および前記第二マスク材を用いて前記機械部品の形成領域に前記電鋳物を形成することを特徴とする請求項１に記載の機械部品の製造方法。
3. 前記機械部品が軸部材を嵌合可能な貫通孔を有し、
   前記第一マスク材を形成する工程において、前記貫通孔の形成領域に前記第一マスク材を形成することを特徴とする請求項１及び２のいずれか１項に記載の機械部品の製造方法。
4. 前記基板は、前記下層に金属層を備え、
   前記電鋳物形成工程では、前記金属層を電極として前記電鋳物を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機械部品の製造方法。
5. 前記基板は、前記下層に埋め込み酸化膜層を備えたＳＯＩ基板であり、
   前記第二マスク材形成工程の前に、前記埋め込み酸化膜層の表面に金属層を形成する工程を有し、
   前記電鋳物形成工程では、前記金属層を電極として前記電鋳物を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機械部品の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の機械部品の製造方法により製造された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。
7. 前記組立部品が、番車、かな、がんぎ車、角穴車および香箱歯車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６に記載の時計。
   

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