JP2016161394A - Timepiece component - Google Patents

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智夫 池田
Tomoo Ikeda
池田  智夫
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a timepiece component capable of providing meaningful information such as the serial number and the model number of the timepiece component without reducing strength even in the case of the timepiece component made of silicon and without increasing manufacturing time.SOLUTION: A timepiece component 10 is mainly made of silicon, and at least one portion is made of a silicon oxide formed by oxidizing silicon, and oxidation intensity of the inner part and oxidation intensity of the surface is different from each other. Identification patters 35a to 35d are configured by the combination of diagrams, symbols or characters or the combination thereof. Then, even silicon made of brittle material can provide the identification patterns 35a to 35d in the timepiece component 10, and the enhancement of strength as the timepiece component 10 and the improvement of the temperature performance can be performed together.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、機械部品に関し、特に機械式時計の駆動機構に用いられる時計部品に関する。   The present invention relates to a mechanical part, and more particularly to a timepiece part used in a drive mechanism of a mechanical timepiece.

従来の機械式時計においては、機械の運転を規則正しく一定の速度に保つために、ひげぜんまいとてん輪(てん真付)とで構成される調速機(てんぷ)が使われている。等時性のあるひげぜんまいの伸縮によりてん輪が規則正しく往復回転運動を行う。   In a conventional mechanical timepiece, a speed governor (balance balance) composed of a hairspring and a balance wheel (with a balance spring) is used in order to keep the operation of the machine regularly at a constant speed. The balance wheel regularly reciprocates by the expansion and contraction of the isochronous balance spring.

てんぷには、がんぎ車とアンクルとで構成される脱進機という機構が接続されており、香箱内の動力ぜんまいからエネルギーが伝達されて、振動を持続するようになっている。   The balance is connected to a mechanism called an escapement made up of an escape wheel and an ankle, and energy is transmitted from the power spring in the barrel to sustain the vibration.

一般に知られているひげぜんまいは、金属を加工して形成する場合が多い。このため、その加工精度のばらつきや金属が有する内部応力の影響などによって、設計通りの形状が得られない場合がある。   Generally known hairspring is often formed by processing metal. For this reason, the shape as designed may not be obtained due to variations in processing accuracy or the influence of internal stress of the metal.

ひげぜんまいは規則的にてんぷを振動させる必要があるから、設計通りの形状が得られないとてん輪も等時性のある運動ができなくなり、時計の歩度ずれが生じてしまう。時計の歩度とは、一日あたりの時計の進み又は遅れの程度を示すものである。   Since the balance spring needs to regularly vibrate the balance with the balance, if the shape as designed is not obtained, the balance wheel also cannot move isochronously, resulting in a deviation in the rate of the watch. The rate of the watch indicates the degree of advance or delay of the watch per day.

ところで近年、シリコン基板をエッチング加工することによって時計部品を製造する試みがなされている。従来の金属部品を用いる時計部品の製造に比べ軽量にできるという利点と、大量生産ができる利点とがあると言われている。これにより、小型軽量の時計を製造することができると期待されている。   In recent years, attempts have been made to manufacture timepiece parts by etching a silicon substrate. It is said that there is an advantage that it can be made lighter than a conventional watch part using metal parts, and an advantage that mass production is possible. Thereby, it is expected that a small and lightweight watch can be manufactured.

シリコン基板をエッチングする際、ドライエッチング技術である反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching:RIE)技術を用いるが、近年では、深掘りRIE(Deep RIE)技術が開発され、アスペクト比が高いエッチングが可能になってきた。   When etching a silicon substrate, a reactive ion etching (RIE) technique, which is a dry etching technique, is used. In recent years, a deep RIE (Deep RIE) technique has been developed, and etching with a high aspect ratio is possible. It has become.

この深掘りRIE技術によると、エッチングがフォトレジストなどでマスクした部分の下に回り込まないために、垂直深さ方向にマスクパターンを忠実に再現できるようになる。
このため、シリコン基板をエッチングする際に、時計部品を設計通りの形状で精度よく製造することが可能となってきた。
According to this deep digging RIE technique, since the etching does not go under the portion masked by the photoresist or the like, the mask pattern can be faithfully reproduced in the vertical depth direction.
For this reason, when etching a silicon substrate, it has become possible to accurately manufacture a timepiece component in a shape as designed.

そもそもシリコンは、金属よりも温度特性がよく、従来のひげぜんまいの材料として用いられる金属よりも環境温度に対して変形しにくいという特徴がある。このことから、時計の調速機構にもこの技術を応用することが考えられている。   In the first place, silicon has a characteristic that it has a temperature characteristic better than that of metal and is less likely to be deformed with respect to ambient temperature than a metal used as a material for a conventional balance spring. For this reason, it is considered to apply this technique to a speed control mechanism of a timepiece.

しかしながら、シリコンは脆性材料であるから、時計が大きな衝撃を受けたときにひげぜんまいが破損してしまう恐れがある。こうした点に配慮したシリコン製のひげぜんまいが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。   However, since silicon is a brittle material, the mainspring may be damaged when the watch is subjected to a large impact. Silicon balance springs in consideration of these points are known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1、2に示した従来技術は、シリコン製の母材の表面上に二酸化珪素などの膜を別途成膜する技術である。このような技術をもってシリコン製の時計部品を製造すると、耐衝撃性が向上する。これは、シリコンは劈開面で脆性破壊が起きやすいが、結晶性の
ない膜で被覆することによりそれを防ぐためである。
The prior arts shown in Patent Documents 1 and 2 are techniques for separately forming a film such as silicon dioxide on the surface of a silicon base material. When a silicon watch part is manufactured with such a technique, impact resistance is improved. This is because silicon is susceptible to brittle fracture on the cleavage plane, but is prevented by coating with a film having no crystallinity.

ところで、ひげぜんまいや歯車などの時計部品を組み立てる際、各時計部品が固有のマーク等を有するようにしておくと、都合がよい。そのマーク等の例は、仕様や製造番号、又は組み付け方向などを示す記号や文字、模様など意味のあるものとするのである。そうすることにより、時計の機構を組み立てる最中に、部品の間違いや組み付けの間違いを排除できるからである。   By the way, when assembling timepiece parts such as the hairspring and the gears, it is convenient that each timepiece part has a unique mark or the like. Examples of such marks and the like are meaningful such as symbols, characters, patterns, etc. indicating specifications, serial numbers, or assembly directions. By doing so, it is possible to eliminate parts mistakes and assembly mistakes during the assembly of the watch mechanism.

このようなマーク等を部品に設けるとき、金属製の時計部品の場合は、他の部品と噛み合う場所や、回転軸と嵌合する場所などの精度を要求される部位を避けるなどして、かつ認識しやすい部位を選び、鋭利な先端を有する硬質な器具、例えば「けがき針」などを用い、部品の表面に浅い傷を付けてマーク等を描くことが多い。なお、この浅い傷を設けることを「けがく」と言い、その作業工程を「けがき」と言う。   When providing such marks on parts, in the case of metal watch parts, avoid parts that require precision, such as places that engage with other parts or places that engage with the rotating shaft, and In many cases, an easy-to-recognize part is selected and a mark or the like is drawn by making a shallow scratch on the surface of the part using a hard instrument having a sharp tip, such as a “marking needle”. The provision of this shallow flaw is called “marking”, and the work process is called “marking”.

しかしながら、シリコン製の時計部品は、そのけがきを行うことができない。シリコンは脆性材料であるから、けがく最中に破壊が生じてしまうからである。
そこで、レーザーの照射により物体の表面を局所的に溶解させ、文字等を刻印する公知のレーザーマーキング技術により、シリコン製の時計部品にマーク等を描くことが考えられている。
However, the watch part made of silicon cannot perform the scribing. This is because silicon is a brittle material and thus breaks during scuffing.
In view of this, it is considered to draw a mark or the like on a silicon watch part by a known laser marking technique in which the surface of an object is locally dissolved by laser irradiation to engrave characters or the like.

実用新案登録第3154091号公報(第3頁、図2)Utility Model Registration No. 3154091 (page 3, Fig. 2) 特許第5378654号公報(第3頁、図1)Japanese Patent No. 5378654 (page 3, FIG. 1)

しかし、レーザーマーキング技術を上述の特許文献1、2に示した従来技術に適用すると、レーザー照射の際に、シリコン製の母材の表面に成膜した二酸化珪素などの膜が飛び散り、時計機構に入り込んでしまうことが分かった。そうすると、時計そのものに致命的な障害を起こす恐れがある。   However, when the laser marking technique is applied to the conventional techniques shown in Patent Documents 1 and 2 above, a film of silicon dioxide or the like formed on the surface of the base material made of silicon is scattered during laser irradiation, and the clock mechanism is I knew it would go in. Doing so may cause a fatal damage to the watch itself.

また、レーザー照射の際に、レーザー出力にばらつき等があると、シリコン製の母材もダメージを受けてしまい、部品の強度が低下してしまうことがある。   In addition, if the laser output varies during laser irradiation, the silicon base material may be damaged, and the strength of the component may be reduced.

さらにまた、時計部品は非常に小型であり、レーザーマーキング装置への設置や位置決めなど、時計部品の製造途中や製造後にレーザーマーキングを行うこと自体、非常に手間が掛る作業であり、時計部品の製造時間が増加してしまい、結果、時計のコストアップに繋がってしまう。   Furthermore, the timepiece parts are very small, and laser marking itself during and after the production of the timepiece parts, such as installation and positioning on the laser marking device, is a very time-consuming work. Time increases, resulting in an increase in the cost of the watch.

本発明の目的は、上記従来技術の課題に鑑み、シリコン製の時計部品であっても強度を落とすことなく、また製造時間を増加させることなく、時計部品の識別を可能とする時計部品を提供することである。   An object of the present invention is to provide a watch part that can identify a watch part without reducing the strength and increasing the manufacturing time even if it is a silicon watch part in view of the above-mentioned problems of the prior art. It is to be.

前述した目的を達成するための本発明における時計部品は、以下の構成を採用する。   In order to achieve the above-described object, the timepiece component according to the present invention employs the following configuration.

シリコンを主成分とする時計部品であって、一部分のみが、シリコンを酸化することによって形成されるシリコン酸化物からなり、一部分の酸化強度とその他の部分の酸化強度とが異なっており、シリコン酸化物により、図形、記号若しくは文字又はそれらの組み合
わせによる識別模様を構成することを特徴とする。
It is a watch component mainly composed of silicon, and only a part is made of silicon oxide formed by oxidizing silicon, and the oxidation strength of some parts is different from the oxidation strength of other parts. According to the present invention, an identification pattern is configured by a figure, a symbol, a character, or a combination thereof.

また、このような時計部品は、脱進機を構成するがんぎ車及びアンクル、調速機構を構成するひげぜんまい及びてん輪、又は輪列を構成する歯車のうちの、いずれか1つであってもよい。   Further, such a timepiece component is any one of a escape wheel and ankle constituting the escapement, a hairspring and balance wheel constituting the speed control mechanism, and a gear constituting the wheel train. There may be.

このような構成にすれば、シリコン製の時計部品の識別が可能である。またシリコン酸化物による識別模様を有することにより、時計部品の強度が向上し温度特性も改善できる。   With such a configuration, it is possible to identify a watch part made of silicon. Further, by having an identification pattern made of silicon oxide, the strength of the timepiece part is improved and the temperature characteristics can be improved.

この発明にかかる時計部品によれば、シリコン製であっても強度が高く、製造時間を増加させず、時計部品の識別が可能であるという効果を奏する。   According to the timepiece component according to the present invention, even if it is made of silicon, the strength is high, and the timepiece component can be identified without increasing the manufacturing time.

本発明の時計部品が組み込まれる機械式時計の駆動機構を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the drive mechanism of the mechanical timepiece in which the timepiece component of this invention is integrated. 本発明の時計部品を、ひげぜんまいを例示して説明する平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing which illustrate the timepiece component of this invention, illustrating a hairspring. 本発明の時計部品を説明する平面図及び断面図であって、ひげ持部分を拡大した図である。It is the top view and sectional drawing explaining the timepiece component of this invention, Comprising: It is the figure which expanded the whisker part. 本発明の時計部品を説明する平面図及び断面図であって、ひげ持部分を拡大した図である。It is the top view and sectional drawing explaining the timepiece component of this invention, Comprising: It is the figure which expanded the whisker part. 本発明の時計部品を説明する平面図及び断面図であって、ぜんまい部の一部を拡大した図である。It is the top view and sectional drawing explaining the timepiece component of this invention, Comprising: It is the figure which expanded a part of mainspring part. 本発明の時計部品を、ひげぜんまいを例示して説明する平面図である。It is a top view which illustrates the timepiece component of the present invention by exemplifying a hairspring. 本発明の時計部品を説明する断面図であって、ぜんまい部の一部を拡大した図である。It is sectional drawing explaining the timepiece component of this invention, Comprising: It is the figure which expanded a part of mainspring part. 時計部品の所定部分にシリコン酸化物からなる識別模様を形成する手法を説明する図であって、酸素イオンのイオン注入における打ち込み角度について説明する説明図である。It is a figure explaining the method of forming the identification pattern which consists of silicon oxides in the predetermined part of timepiece components, Comprising: It is explanatory drawing explaining the implantation angle in ion implantation of oxygen ion. 時計部品の所定部分にシリコン酸化物からなる識別模様を形成する手法を説明する図であって、イオン注入におけるイオン注入量と酸化物化した状態とを、イオン注入量と酸化物化のプロファイルを用いて説明する説明図である。It is a figure explaining the method of forming the discernment pattern which consists of silicon oxides in the predetermined part of timepiece parts, Comprising: The amount of ion implantation in ion implantation, and the state of oxidation are used using the profile of ion implantation, and oxidation It is explanatory drawing demonstrated. 本発明の時計部品を製造方法を説明する断面図であって、第1の製造方法を説明する図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the timepiece components of this invention, Comprising: It is a figure explaining the 1st manufacturing method. 本発明の時計部品を製造方法を説明する断面図であって、第2の製造方法を説明する図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the timepiece component of this invention, Comprising: It is a figure explaining the 2nd manufacturing method. 本発明の時計部品を製造方法を説明する断面図であって、第3の製造方法を説明する図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the timepiece component of this invention, Comprising: It is a figure explaining the 3rd manufacturing method.

本発明の時計部品は、時計部品の形状を成す主要な部材がシリコンであり、その時計部品の内部又は表面の少なくとも一部がシリコン酸化物化されている。そして、時計部品の一部と他の部分とで酸化強度が異なっている。この酸化強度の違いにより、図形、記号若しくは文字又はそれらの組み合わせによる模様を構成している。   In the timepiece part of the present invention, the main member forming the shape of the timepiece part is silicon, and at least a part of the inside or the surface of the timepiece part is siliconized. The oxidation strength differs between a part of the watch part and the other part. Due to this difference in oxidation strength, a pattern made up of figures, symbols or characters or a combination thereof is formed.

そのような模様を識別模様と呼ぶことにする。識別模様は、図形、記号若しくは文字又はそれらの組み合わせによるものであり、例えば、型式番号や製造番号、組み立ての際に時計部品を組み付ける方向などの意味のある情報や、バーコードのような幾何学模様を所
定のルールで配列させたものである。そのような識別模様を可視化又は光学的に読み取り可能な状態にすることで、時計部品を識別することができる。
Such a pattern is called an identification pattern. The identification pattern is a figure, symbol or character, or a combination thereof. For example, meaningful information such as the model number, manufacturing number, direction in which the watch parts are assembled at the time of assembly, or a geometry such as a barcode. A pattern is arranged according to a predetermined rule. By making such an identification pattern visible or optically readable, the timepiece component can be identified.

これにより、時計の組み立て途中であれば、時計部品を正しく選択でき、組み付ける向きなどを間違えることはない。また完成した時計にあっては、時計の製造元や製造国などを確認できるので、模倣品との区別が容易になる。   Thereby, if the timepiece is being assembled, the timepiece parts can be correctly selected, and the mounting direction and the like are not mistaken. Moreover, in the completed watch, the manufacturer and country of manufacture of the watch can be confirmed, so that it can be easily distinguished from counterfeit products.

識別模様を構成するシリコン酸化物は、例えば、シリコン製の母材の所定の部分に所定の深さで酸素イオンを注入し、その後に加熱処理を施すことでシリコンと酸素イオンとを反応させてなる。   The silicon oxide constituting the identification pattern is formed by, for example, injecting oxygen ions at a predetermined depth into a predetermined portion of a silicon base material, and then performing a heat treatment to cause the silicon and oxygen ions to react. Become.

このとき、シリコンがどの程度シリコン酸化物化したかを表すものが酸化強度である。
この酸化強度(酸化の強弱)と分布の状態を表すものを、酸化物化プロファイルという。
酸化物化プロファイルは、シリコン製の母材にどのように酸素イオンを注入するかで決まる。この酸素イオンの注入の濃度(注入量の多少)と分布の状態を表すものを、イオン注入量プロファイルという。
At this time, the oxidation strength represents how much silicon is oxidized into silicon oxide.
This oxidation strength (oxidation intensity) and the state of distribution are called an oxidation profile.
The oxidation profile is determined by how oxygen ions are implanted into a silicon base material. The oxygen ion implantation concentration (the amount of implantation) and the distribution state are referred to as an ion implantation profile.

つまり、識別模様は、シリコン製の母材の内部に、所定のイオン注入量プロファイルとなるように酸素イオンを注入する。その後、シリコン製の母材を加熱処理することで、シリコン製の母材に所定の酸化物化プロファイルを有するシリコン酸化物を形成させるのである。   That is, in the identification pattern, oxygen ions are implanted into the silicon base material so as to have a predetermined ion implantation amount profile. Thereafter, the silicon base material is heat-treated to form silicon oxide having a predetermined oxidation profile on the silicon base material.

このとき、イオン注入量プロファイルが急峻(つまり、所定の部分に集中して酸素イオンが注入されている状態)であれば、酸化物化プロファイルも急峻(つまり、局所的に酸化強度が強い状態)になる。また、イオン注入量プロファイルが緩やか(つまり、所定の範囲に広がりをもって酸素イオンが注入されている状態)であれば、酸化物化プロファイルも緩やか(つまり、所定の範囲で酸化強度が低い状態)になる。   At this time, if the ion implantation amount profile is steep (that is, a state in which oxygen ions are implanted in a predetermined portion), the oxidation profile is also steep (that is, a state in which the oxidation strength is locally strong). Become. Further, if the ion implantation amount profile is gradual (that is, a state where oxygen ions are implanted with a spread in a predetermined range), the oxidization profile is also gradual (that is, a state where the oxidation intensity is low in the predetermined range). .

このように、本発明の時計部品は、形成したい識別模様に合わせてマスクなどを施した上で、シリコン製の母材に、酸化強度が異なる部分を形成させ、この酸化強度の違いにより、図形、記号若しくは文字又はそれらの組み合わせによる識別模様を構成するのである。   As described above, the timepiece component of the present invention has a mask or the like according to the identification pattern to be formed, and then forms a portion having different oxidation strength on the silicon base material. The identification pattern is constituted by a symbol or a character or a combination thereof.

また、識別模様を設けることで、時計部品の強度を向上させることもできる。つまり、シリコン製の母材の一部をシリコン酸化物化することで、シリコンの脆性が改善され、強度が増すのである。   Moreover, the strength of the timepiece part can be improved by providing the identification pattern. That is, by converting a part of the silicon base material into silicon oxide, the brittleness of silicon is improved and the strength is increased.

また、識別模様を設けることで、時計部品の温度特性を改善することもできる。つまり、シリコン酸化物の温度特性は、シリコンとは逆の温度特性を示すので、シリコン酸化物の温度特性とシリコンの母材の温度特性とが互いに打ち消す方向に作用することができるのである。   Moreover, the temperature characteristic of the timepiece part can be improved by providing the identification pattern. That is, the temperature characteristic of silicon oxide exhibits a temperature characteristic opposite to that of silicon, so that the temperature characteristic of silicon oxide and the temperature characteristic of the silicon base material can act in a direction that cancels each other.

以上説明した本発明の時計部品を、以下に図面を参照して詳述する。
説明にあっては、時計部品の例としてひげぜんまいを用いて説明する。まず、本発明の時計部品を用いた時計の駆動機構を説明し、その後に識別模様を形成した時計部品について説明する。そして、時計部品の一部と他の部分とで酸化強度を異ならせる手法と、時計部品の製造方法とを説明する。
The timepiece part of the present invention described above will be described in detail below with reference to the drawings.
In the description, a hairspring will be described as an example of a watch part. First, a timepiece drive mechanism using the timepiece component of the present invention will be described, and then a timepiece component having an identification pattern will be described. Then, a method for making the oxidation strength different between a part of the timepiece part and another part and a method for manufacturing the timepiece part will be described.

なお、説明に用いる図面は模式的に示す模式図とし、発明に関係のない構成は図示を省
略している。また、同一の構成には同一の番号を付与しており、説明を省略している。
It should be noted that the drawings used for the description are schematic diagrams schematically showing the configuration not related to the invention, and the illustration is omitted. Moreover, the same number is given to the same structure and description is abbreviate | omitted.

[機械式時計の駆動機構の説明:図1]
まず、本発明の時計部品が組み込まれる時計の駆動機構として、機械式時計の駆動機構について説明する。図1は、本発明の時計部品が組み込まれる機械式時計の駆動機構のうち、輪列部分を抜き出した説明図である。
[Description of Mechanical Timepiece Drive Mechanism: FIG. 1]
First, a drive mechanism for a mechanical timepiece will be described as a timepiece drive mechanism in which the timepiece component of the present invention is incorporated. FIG. 1 is an explanatory view of a train wheel portion extracted from a drive mechanism of a mechanical timepiece in which a timepiece part of the present invention is incorporated.

図1において、この発明にかかる時計部品が組み込まれる機械式時計の駆動機構101は、香箱102、脱進機103、調速機構(てんぷ)104、輪列105などを備えている。香箱102は、薄い円筒形状をなす箱の内側に、図示を省略する動力ぜんまいを収容している。香箱102の外周部の香箱車と呼ばれる歯車が設けてあり、輪列105を構成する番車と噛み合っている。   In FIG. 1, a drive mechanism 101 of a mechanical timepiece in which a timepiece component according to the present invention is incorporated includes a barrel 102, an escapement 103, a speed control mechanism (balance) 104, a train wheel 105, and the like. The barrel 102 houses a power mainspring (not shown) inside a thin cylindrical box. A gear wheel called a barrel wheel on the outer periphery of the barrel 102 is provided and meshes with a number wheel constituting the train wheel 105.

脱進機103は、がんぎ車106およびアンクル107によって構成される。がんぎ車106は、カギ型の歯を備えた歯車であって、がんぎ車106の歯はアンクル107に噛み合う。アンクル107は、がんぎ車106の歯に噛み合うことによってがんぎ車106の回転運動を往復運動に変換する。   The escapement 103 includes a escape wheel 106 and an ankle 107. The escape wheel 106 is a gear provided with key-shaped teeth, and the teeth of the escape wheel 106 mesh with the ankle 107. The ankle 107 converts the rotational movement of the escape wheel 106 into a reciprocating motion by meshing with the teeth of the escape wheel 106.

てんぷ104は、ひげぜんまい10やてん輪109などによって構成される。ひげぜんまい10は、巻回された状態の長尺状のぜんまい部を有し、コイル形状をなしている。ひげぜんまい10は、機械式時計に組み込まれて駆動機構101を構成した状態において、優れた等時性を示すように設計されている。   The balance with hairspring 104 includes the hairspring 10, the balance wheel 109, and the like. The hairspring 10 has a long mainspring portion in a wound state and has a coil shape. The hairspring 10 is designed to exhibit excellent isochronism in a state in which the drive mechanism 101 is configured by being incorporated in a mechanical timepiece.

てんぷ104は、ひげぜんまい10のバネ力による伸縮によって、規則正しく往復運動をおこなうことができる。てん輪109は、リング形状をなし、アンクル107からの反復運動を調節・制御して、一定速度の振動を保つ。てん輪109は、てん輪109がなすリング形状の内側に、てん輪109の中心となるてん真109aから放射状に延設するアームを備えている。   The balance with hairspring 104 can regularly reciprocate by the expansion and contraction of the hairspring 10 by the spring force. The balance wheel 109 has a ring shape, and adjusts and controls the repetitive motion from the ankle 107 to maintain a constant speed of vibration. The balance wheel 109 includes an arm that extends radially from the balance stem 109 a that is the center of the balance wheel 109 inside the ring shape formed by the balance wheel 109.

輪列105は、香箱102からがんぎ車106の間に設けられて、それぞれが噛み合わされた複数の歯車によって構成される。具体的には、輪列105は、二番車110、三番車111、四番車112などによって構成される。香箱102の香箱車は、二番車110と噛み合っている。四番車112には秒針113が装着され、二番車110には分針114が装着されている。図1においては、時針や各歯車を支持する地板などは図示を省略する。   The train wheel 105 is provided between the barrel 102 and the escape wheel 106 and is constituted by a plurality of gears engaged with each other. Specifically, the train wheel 105 includes a second wheel 110, a third wheel 111, a fourth wheel 112, and the like. The barrel of the barrel 102 is engaged with the second wheel 110. A second hand 113 is attached to the fourth wheel & pinion 112, and a minute hand 114 is attached to the second wheel & pinion 110. In FIG. 1, illustration of the hour hand and the ground plate for supporting each gear is omitted.

駆動機構101においては、動力ぜんまいの中心は逆回転できないように香箱102の中心(香箱真)に固定されており、動力ぜんまいの外側の端部は香箱の内周面に固定されているため、香箱102の中心(香箱真)に巻き付けられた動力ぜんまいが元に戻ろうとすると、巻き上げられた方向と同じ方向にほどけようとする動力ぜんまいの外側の端部に付勢されて、香箱102が巻き上げられたぜんまいがほどける方向と同じ方向に回転する。香箱102の回転は、二番車110、三番車111、四番車112に順次伝達され、四番車112からがんぎ車106に伝達される。   In the drive mechanism 101, the center of the power spring is fixed to the center of the barrel 102 (barrel true) so that it cannot reversely rotate, and the outer end of the power spring is fixed to the inner peripheral surface of the barrel. When the power spring wound around the center of the barrel 102 (the barrel barrel true) tries to return to its original position, it is urged by the outer end of the power spring to be unwound in the same direction as the rolled-up direction, and the barrel 102 is rolled up. Rotates in the same direction as the mainspring unwinding. The rotation of the barrel 102 is sequentially transmitted to the second wheel 110, the third wheel 111, and the fourth wheel 112, and is transmitted from the fourth wheel 112 to the escape wheel 106.

がんぎ車106にはアンクル107が噛み合っているため、がんぎ車106が回転すると、がんぎ車106の歯(衝撃面)がアンクル107の入り爪を押し上げ、これによってアンクル107におけるてんぷ104側の先端がてんぷ104を回転させる。てんぷ104が回転すると、アンクル107の出爪が即座にがんぎ車106を停止させる。てんぷ104がひげぜんまい108の力で逆回転すると、アンクル107の入り爪が解除され、がんぎ車106が再び回転する。   Since the escape wheel 107 meshes with the escape wheel 106, when the escape wheel 106 rotates, the teeth (impact surface) of the escape wheel 106 push up the claws of the ankle 107, thereby the balance in the ankle 107. The tip on the 104 side rotates the balance with hairspring 104. When the balance with hairspring 104 is rotated, the claw of the ankle 107 immediately stops the escape wheel 106. When the balance with hairspring 104 reversely rotates with the force of the hairspring 108, the nail of the ankle 107 is released, and the escape wheel 106 rotates again.

このように、等時性のあるひげぜんまい10の伸縮によっててんぷ104に規則正しい往復回転運動を繰り返させ、脱進機103は、てんぷ104に対して往復運動するための力を与え続けるとともに、てんぷ104からの規則正しい振動によって輪列105における各歯車を一定速度で回転させる。   In this way, the balance with the balance spring 10 having the isochronous force causes the balance 104 to repeat a regular reciprocating rotational movement, and the escapement 103 continues to apply a force for reciprocating the balance with the balance 104. The gears in the train wheel 105 are rotated at a constant speed by regular vibrations from.

図1に示す例は、機械式時計の駆動機構の一部であるが、機械式時計を構成する時計部品は、隣接する他の時計部品と噛み合ったり重なり合っていたりしているため、組み立てに際しては、所定の順番で組む必要がある。そのような組み立てにあって、使用する時計部品の組み間違えが起こると、最初から組み直す必要が生じることもあり、組み立て時間の大変なロスとなる。また、再度の組み直しの最中に時計部品に傷を付けてしまうなどすれば、時計の精度に影響が出るばかりか、出荷基準を満たさなくもなり、製造コストの大変な増加になる。   The example shown in FIG. 1 is a part of the drive mechanism of a mechanical timepiece, but the timepiece components constituting the mechanical timepiece are engaged with or overlapped with other adjacent timepiece components. Need to be assembled in a predetermined order. In such assembling, if a mistake is made in the timepiece parts to be used, it may be necessary to reassemble from the beginning, resulting in a great loss of assembling time. Further, if the timepiece parts are damaged during the reassembly, not only the accuracy of the timepiece will be affected, but also the shipping standards will not be satisfied, resulting in a significant increase in manufacturing cost.

しかしながら、本発明の時計部品であれば、時計部品に識別模様を設けることができるので、目視や光学的な手法で部品を認識でき、組み間違えを排除することができる。   However, with the timepiece part of the present invention, an identification pattern can be provided on the timepiece part, so that the part can be recognized visually or by an optical method, and mistakes in assembly can be eliminated.

また、時計部品を組み上げて駆動機構を構成した時点で、型式番号や製造番号、組み立て時期などを確認できるので、製造中の工程管理やライン管理もし易くなるほか、完成した時計が市場に出た後に、修理を行う際にも、その時計の状態や仕様をすぐさま確認できるので、修理時間を短くすることができる。   In addition, when the watch parts are assembled and the drive mechanism is configured, the model number, serial number, assembly time, etc. can be confirmed, which makes it easier to manage the process and manage the line during production, and the completed timepiece has entered the market. Later, when repairs are made, the status and specifications of the watch can be checked immediately, so the repair time can be shortened.

また、詳しくは後述するが、時計部品の内部に識別模様を形成することもでき、そうすると、時計部品の外観では識別模様が表現されておらず、光学的手法で初めて認識できるため、識別模様が表現する記号や文字やマーク類の内容やその意味する内容を秘匿しておけば、模倣品との区別を確実に行うことができる。これにより市場から模倣品を排除することもできる。   As will be described in detail later, an identification pattern can also be formed inside the watch part, and as such, the identification pattern is not expressed on the appearance of the watch part and can be recognized for the first time by an optical method. By concealing the contents of symbols, characters and marks to be expressed, and the meanings, the distinction from counterfeits can be ensured. This also eliminates counterfeit goods from the market.

[時計部品の構造の説明:図2]
次に、図2を用いて識別模様を設けた時計部品(ひげぜんまい)について説明する。
図2は、ひげぜんまい10の構造を示す説明図である。図2(a)は、ひげぜんまい10の平面図を示し、図2(b)は、図2(a)に示すA−A´断面を示している。
[Description of watch part structure: FIG. 2]
Next, a timepiece component (hairspring) provided with an identification pattern will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of the hairspring 10. FIG. 2A shows a plan view of the hairspring 10, and FIG. 2B shows an AA ′ cross section shown in FIG.

ひげぜんまい10は、母材をシリコンとする。細いコイル形状のぜんまい部11における、内周側の端部に設けられたひげ玉12を備えている。ぜんまい部11とひげ玉12とは、接続部12bによって接続されている。ひげ玉12には、図1に示すてん真109aが嵌合する貫通穴12aが設けてある。   The hairspring 10 is made of silicon as a base material. In the mainspring portion 11 having a thin coil shape, a whistle ball 12 provided at an end on the inner peripheral side is provided. The mainspring portion 11 and the whisker ball 12 are connected by a connecting portion 12b. The hair ball 12 is provided with a through hole 12a into which the balance stem 109a shown in FIG.

ぜんまい部11は、ひげ玉12の接続部12bを介して、ひげ玉12を中心に巻回するコイル形状をなす。さらに、ひげぜんまい10は、細いコイル形状のぜんまい部11における、外周側の端部に設けられたひげ持13を備えている。   The mainspring portion 11 has a coil shape that is wound around the beard ball 12 via the connection portion 12 b of the beard ball 12. Further, the hairspring 10 includes a hairspring 13 provided at an end portion on the outer peripheral side of the mainspring portion 11 having a thin coil shape.

この実施形態におけるひげぜんまい10は、少なくとも一部分が、シリコン酸化物によって形成されている。図2(a)においては、一例としてひげ持13にシリコン酸化物からなる識別模様5が設けてある。図2(a)に示す例では、識別模様5は、平面視で円形をなす模様である。この識別模様5の形状については、円形に限定されることはなく、無論一例である。   The hairspring 10 in this embodiment is at least partially formed of silicon oxide. In FIG. 2A, the identification pattern 5 made of silicon oxide is provided on the beard 13 as an example. In the example shown in FIG. 2A, the identification pattern 5 is a circular pattern in plan view. Of course, the shape of the identification pattern 5 is not limited to a circle, and is merely an example.

識別模様5は、図形、記号若しくは文字又はそれらの組み合わせによるものであり、型式番号や製造番号、組み立ての際に時計部品を組み付ける方向など、意味のある情報を可
視化したものである。このように、識別模様5を設けることで、このひげぜんまい10の情報を知ることができ、時計機構の組み立て途中や組み立て後に、どのような時計部品を用いたかを目視や光学的な手法で読み取ることができる。
The identification pattern 5 is based on figures, symbols, characters, or a combination thereof, and visualizes meaningful information such as a model number, a manufacturing number, and a direction in which a watch part is assembled at the time of assembly. Thus, by providing the identification pattern 5, it is possible to know information on the hairspring 10 and to read what timepiece part was used visually or optically during or after the timepiece mechanism is assembled. be able to.

識別模様5は、シリコンを母材とするひげぜんまい10を構成するひげ持13の表面から内部方向に向かってシリコン酸化物化している。シリコン製の母材の内部に向かって局所的にシリコンと酸素とが結合してなるシリコン酸化物を形成している。   The identification pattern 5 is converted to silicon oxide from the surface of the hairspring 13 constituting the hairspring 10 having silicon as a base material toward the inside. A silicon oxide is formed by locally bonding silicon and oxygen toward the inside of the silicon base material.

図2(a)に示す例は、シリコン製の母材からなるひげ持13の表面にもシリコン酸化物化している部分を設ける場合である。この例では、ひげ持13の表面13aはフラットであり、ひげ持13の形状そのものは変化していない。   The example shown in FIG. 2A is a case where a silicon oxide portion is also provided on the surface of the beard 13 made of a silicon base material. In this example, the surface 13a of the whiskers 13 is flat, and the shape of the whiskers 13 is not changed.

シリコンを母材とするひげぜんまい10の所定部分をシリコン酸化物化するには、例えば、酸素イオンをイオン注入し、加熱することでシリコンと酸素イオンとを反応させてなる。
酸素イオンの注入にあっては、その注入量、打ち込み角度、加速電圧を設定し、酸素イオンを注入する部分が開口したマスクを用いるなどして、シリコン製の母材の所定の部分に所定の深さで酸素イオンを注入する。この手法については後述する。
In order to convert a predetermined portion of the hairspring 10 having silicon as a base material into silicon oxide, for example, oxygen ions are implanted and heated to react silicon and oxygen ions.
In the implantation of oxygen ions, the implantation amount, implantation angle and acceleration voltage are set, and a mask having an opening in which oxygen ions are implanted is used. Oxygen ions are implanted at a depth. This method will be described later.

図2(b)において,符号tは、ひげぜんまい10の厚さ寸法を示している。ひげぜんまい10の厚さ寸法は、後述する積層基板(SOI基板)におけるシリコン層の板厚寸法または、シリコン単結晶基板から形成される厚さ方向の寸法に応じて定められる。
図2(b)において、符号wは、ひげぜんまい10の平面視における幅寸法を示している。ひげぜんまい10の幅寸法は、ぜんまい部11の位置に応じて異ならせてもよい。すなわち、ひげぜんまい10におけるぜんまい部11の一部の幅寸法をwとし、別の一部の幅寸法をwよりも大きい寸法としてもよい。
In FIG. 2B, the symbol t indicates the thickness dimension of the hairspring 10. The thickness dimension of the hairspring 10 is determined according to the thickness dimension of a silicon layer in a laminated substrate (SOI substrate) described later or the dimension in the thickness direction formed from a silicon single crystal substrate.
In FIG. 2B, the symbol w indicates the width dimension of the hairspring 10 in plan view. The width dimension of the hairspring 10 may be varied according to the position of the mainspring portion 11. In other words, the width dimension of a part of the mainspring portion 11 in the hairspring 10 may be w, and the width dimension of another part may be a dimension larger than w.

ところで、ヤング率(Young’s modulus)は、フックの法則が成立する弾性範囲における同軸方向のひずみと応力との比例定数であって、物体に対して当該物体を引っ張る方向に外力を加えた場合における、当該物体の伸びと当該物体に加えられた外力との関係から求められる。ヤング率は、縦弾性係数、曲げ剛性あるいはたわみ剛性などとも称される。   By the way, Young's modulus is a proportional constant of strain and stress in the coaxial direction in the elastic range where the Hooke's law is established, and when an external force is applied to the object in the direction of pulling the object. In the relationship between the elongation of the object and the external force applied to the object. The Young's modulus is also referred to as a longitudinal elastic modulus, bending rigidity, or deflection rigidity.

具体的に、例えば、断面積(S)の物体に力(F)が加えられることによって、当該物体の元の長さ(L)が(ΔL)だけ伸びた場合のヤング率(E)は、E=(F/S)/(ΔX/X)で表される。   Specifically, for example, when a force (F) is applied to an object having a cross-sectional area (S), the Young's modulus (E) when the original length (L) of the object is extended by (ΔL) is: E = (F / S) / (ΔX / X).

このように、ひげぜんまい10は、所定のヤング定数を有するように、その母材とぜんまい部の厚さ寸法t、幅寸法wを決めるのである。   Thus, the hairspring 10 determines the thickness dimension t and the width dimension w of the base material and the mainspring portion so as to have a predetermined Young's constant.

上述のように、シリコン製の時計部品の内部や表面の任意の部分をシリコン酸化物化することができるため、時計部品そのものの形状は変化せず、設計通りの形状を有することができる。   As described above, since any part of the inside or the surface of the timepiece made of silicon can be siliconized, the shape of the timepiece part itself does not change and can have the shape as designed.

また、事前に実験やシミュレーションを行うことで、シリコン酸化物の硬さなどは調べられるから、時計部品の設計段階において、時計部品のどの箇所をシリコン酸化物化するか決められるので、その実験やシミュレーションからの情報に鑑みて、時計部品のヤング率を決めることができる。   In addition, since the hardness of silicon oxide can be examined by conducting experiments and simulations in advance, it is possible to determine which part of the watch part will be converted to silicon oxide at the design stage of the watch part. In view of the information from the above, the Young's modulus of the watch part can be determined.

そうすると、識別模様を設けても、時計部品は設計通りの形状とヤング率とを有するこ
とができる。もちろん、シリコン製の母材とシリコン酸化物とは結合しているため、双方が剥離してしまうこともなく、時計部品は、設計した性能を非常に長い時間維持することができる。
Then, even if the identification pattern is provided, the timepiece component can have the shape and Young's modulus as designed. Of course, since the silicon base material and the silicon oxide are bonded to each other, they are not separated from each other, and the timepiece component can maintain the designed performance for a very long time.

[識別模様の説明1:図3]
次に、図3を用いてひげぜんまいのひげ持に設ける識別模様について説明する。
図3は、図2(a)に示すひげ持13を拡大した図であって、図3(a)は、平面図である。図3(b)、図3(c)、図3(d)は、図3(a)における切断線B−B´における断面図であって、それぞれ識別模様5を構成するシリコン酸化物の形状の違いを説明するものである。図3において、符号5a、5bは、識別模様であり、符号13bは、ひげ持13の表面13aと対向する裏面である。
[Description of Identification Pattern 1: FIG. 3]
Next, the identification pattern provided on the hairspring of the hairspring will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of the beard 13 shown in FIG. 2 (a), and FIG. 3 (a) is a plan view. 3 (b), 3 (c), and 3 (d) are cross-sectional views taken along the cutting line BB 'in FIG. 3 (a), and the shapes of the silicon oxides constituting the identification pattern 5 respectively. It explains the difference. In FIG. 3, reference numerals 5 a and 5 b are identification patterns, and reference numeral 13 b is a back surface facing the front surface 13 a of the whistle 13.

図3(a)に示すように、識別模様5は、平面視で円形をなす模様である。例えば、ひげぜんまい10の大きさごとにこの識別模様5の円形の大きさを変えるなど、所定のルールに基づいて円形の大きさを決める。そうすることで、時計の組み立ての際にひげぜんまいの選択を間違えずに済む。   As shown in FIG. 3A, the identification pattern 5 is a circular pattern in plan view. For example, the size of the circle is determined based on a predetermined rule, such as changing the size of the circle of the identification pattern 5 for each size of the hairspring 10. By doing so, there is no need to make a mistake in selecting the hairspring when assembling the watch.

図3(b)に示す例は、識別模様5を、ひげ持13の表面13aから内部方向に向かって形成する例である。識別模様5の深さは、この例ではひげ持13の中心よりやや表面13a寄りである。   The example shown in FIG. 3B is an example in which the identification pattern 5 is formed from the surface 13a of the whistle 13 toward the inside. In this example, the depth of the identification pattern 5 is slightly closer to the surface 13a than the center of the whiskers 13.

図3(c)に示す例は、1つ目の識別模様5aを、ひげ持13の表面13aから内部方向に向かって形成し、2つ目の識別模様5bを、ひげ持13の裏面13bから内部方向に向かって形成する例である。この例では、識別模様5a、5bは平面視で重なるように形成している。   In the example shown in FIG. 3C, the first identification pattern 5 a is formed from the front surface 13 a of the whisker 13 toward the inside, and the second identification pattern 5 b is formed from the back surface 13 b of the whistle 13. It is an example formed toward the internal direction. In this example, the identification patterns 5a and 5b are formed so as to overlap in a plan view.

図3(d)に示す例は、識別模様5を、ひげ持13の表面13aから裏面13bまで連続して形成する例であって、シリコン製のひげ持13をシリコン酸化物である識別模様5が貫通しているような形状である。   The example shown in FIG. 3D is an example in which the identification pattern 5 is formed continuously from the front surface 13a to the back surface 13b of the whisker 13, and the silicon beard 13 is made of silicon oxide. Is a shape that penetrates.

このように、ひげ持13に設ける識別模様5は、図3(a)に示すような平面視で円形であっても、図3(b)〜図3(c)に示すように、深さ方向に形状を変えることができる。識別模様5を目視や光学的な手法で認識するとき、表面13a側からのみ行うのであれば、図3(b)に示す形状でよく、裏面13bからも認識する必要があるときは、図3(c)又は図3(d)に示す形状とすればよい。   Thus, even if the identification pattern 5 provided on the beard 13 is circular in a plan view as shown in FIG. 3A, the depth is as shown in FIGS. 3B to 3C. The shape can be changed in the direction. When the identification pattern 5 is recognized visually or by an optical method, the shape shown in FIG. 3B may be used as long as it is performed only from the front surface 13a side. The shape shown in FIG. 3C or FIG.

なお、識別模様5は、シリコンの母材の一部を選択的にシリコン酸化物化しているため、シリコン製の母材の内部にあっては、シリコンとシリコン酸化物との境界は、徐々にシリコンからシリコン酸化物化している(つまり、酸化物化プロファイルを有している。)。図3では、その状況に鑑みて、シリコンの母材の内部において、シリコンとシリコン酸化物との境界を点線で示している。以降の説明に用いる図面も同様である。   In addition, since the identification pattern 5 selectively silicon oxides a part of the silicon base material, the boundary between the silicon and the silicon oxide is gradually increased inside the silicon base material. Silicon oxide is converted from silicon (that is, it has an oxidation profile). In FIG. 3, in view of the situation, the boundary between silicon and silicon oxide is indicated by a dotted line inside the silicon base material. The same applies to the drawings used for the following description.

なお、この識別模様5の深さは、識別模様5をどのように認識するかなどにより決めることができる。一般に、シリコン酸化物は、一定の波長の光を照射したとき、その厚さに応じて反射光の色が変化することが知られている。この特徴を用いて、シリコンからなる部分と反射光の違いで文字や記号などを判別することができる。   The depth of the identification pattern 5 can be determined depending on how the identification pattern 5 is recognized. In general, when silicon oxide is irradiated with light having a certain wavelength, it is known that the color of reflected light changes depending on the thickness of the silicon oxide. Using this feature, it is possible to discriminate characters, symbols, and the like based on the difference between the portion made of silicon and the reflected light.

例えば、目視による認識は、所定の明るさの照明下などであれば、肉眼や拡大鏡を用いて目視で反射光を認識でき、識別模様5が表現する文字や記号が意味する情報を確認できる。また、可視光や赤外線やレーザーなどを照射して、その反射の強度を光学的に読み取
ることでも、識別模様5が表現する情報を確認できる。このような光学的に情報を読み取る技術は広く知られているため、詳細な説明は省略する。
For example, when the visual recognition is under illumination of a predetermined brightness, the reflected light can be visually recognized using the naked eye or a magnifying glass, and the information represented by the characters and symbols represented by the identification pattern 5 can be confirmed. . The information expressed by the identification pattern 5 can also be confirmed by irradiating visible light, infrared light, laser, or the like and optically reading the intensity of the reflection. Since such a technique for optically reading information is widely known, detailed description thereof is omitted.

識別模様5のシリコン製の母材の深さ方向の形状は、肉眼で確認するときと、光やレーザーを用いて光学的に確認するときとでは異なる場合がある。そのようなときは、事前に実験などにより確認しておき、ひげ持13に設ける識別模様5の深さや形状を決めればよい。   The shape of the silicon base material of the identification pattern 5 in the depth direction may be different when checked with the naked eye and when checked optically using light or a laser. In such a case, the depth and shape of the identification pattern 5 provided on the whisker 13 may be determined by confirming in advance by experiments or the like.

なお、光学的に識別模様5を認識するときに、赤外線を用いれば裏面13bから赤外線を照射してもよい。これは、シリコンは所定の波長の赤外線を透過する特性を有しているからであって、図3(b)に示す形状のようにシリコン酸化物が表面13a側にあっても、裏面13bからの赤外線照射及び光学的な読み取りにより認識が可能となる。
このように、光学的に識別模様を確認する際に、用いる光に応じて光学系の設置を変えることができ、装置等の配置の自由度が増す。
In addition, when the identification pattern 5 is optically recognized, infrared rays may be irradiated from the back surface 13b if infrared rays are used. This is because silicon has a characteristic of transmitting infrared rays of a predetermined wavelength, and even if silicon oxide is on the front surface 13a side as shown in FIG. Can be recognized by infrared irradiation and optical reading.
In this way, when optically confirming the identification pattern, the installation of the optical system can be changed according to the light to be used, and the degree of freedom of arrangement of the apparatus and the like increases.

[識別模様の説明2:図4]
次に、図4を用いてひげぜんまいのひげ持に設ける識別模様のその他の例について説明する。
図4は、図3と同様に図2(a)に示すひげ持13を拡大した図であって、図4(a)は、平面図である。図4(b)は、図4(a)における切断線C−C´における断面図である。符号13c、13dは、それぞれひげ持13の側面であり、符号Pは、識別模様15の中心を示す仮想的な点である。
[Description of Identification Pattern 2: FIG. 4]
Next, another example of the identification pattern provided on the hairspring of the hairspring will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of the whisker 13 shown in FIG. 2A as in FIG. 3, and FIG. 4A is a plan view. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along a cutting line CC ′ in FIG. Reference numerals 13 c and 13 d are side faces of the whisker 13, and reference numeral P is a virtual point indicating the center of the identification pattern 15.

図4(a)に示すように、識別模様15は、平面視で円形をなす模様であるが、図3に示す例とは異なり、ひげ持13の表面13aにはシリコン酸化物が露出していない。この場合は、上述の通り、赤外線を使い光学的に識別模様15を認識することができる。   As shown in FIG. 4A, the identification pattern 15 is a circular pattern in plan view, but unlike the example shown in FIG. 3, silicon oxide is exposed on the surface 13a of the whisker 13. Absent. In this case, as described above, the identification pattern 15 can be optically recognized using infrared rays.

図4(b)に示すように、識別模様15は、ひげ持13の内部の所定の位置に形成している。識別模様15が形成される深さ位置は、この例ではひげ持13の中心付近であって、識別模様15の中心点Pは、ひげ持13の中心付近にある。   As shown in FIG. 4B, the identification pattern 15 is formed at a predetermined position inside the whiskers 13. In this example, the depth position at which the identification pattern 15 is formed is near the center of the beard 13, and the center point P of the identification pattern 15 is near the center of the beard 13.

識別模様15は、ひげ持13の内部にその断面が円形となるように形成されている。つまり、識別模様15は、ひげ持13の内部に、中心点Pを中心として、球状に形成されている。   The identification pattern 15 is formed inside the beard 13 so that the cross section thereof is circular. That is, the identification pattern 15 is formed in a spherical shape around the center point P inside the whiskers 13.

このようにすれば、赤外線を用いて光学的に識別模様15を認識しようとしたとき、ひげ持13の表面13a、裏面13b、側面13c、13dのどの面から見ても同じ円形に見えるので、認識する方向を問わず確認できる   In this way, when trying to optically recognize the identification pattern 15 using infrared rays, it looks the same circular shape when viewed from any one of the front surface 13a, the back surface 13b, the side surfaces 13c, and 13d of the whiskers 13, Can be confirmed regardless of the direction of recognition

なお、詳しくは後述するが、ひげ持13において、識別模様15の中心点Pになる位置に集中するように酸素イオンを注入すれば、加熱により注入された酸素イオンが周囲のシリコンと反応するとき、中心点Pから周囲に反応が均等に広がるため、シリコン製の母材の中で球状に形成することができる。   As will be described in detail later, if oxygen ions are implanted so as to concentrate at the center point P of the identification pattern 15 in the whiskers 13, the oxygen ions implanted by heating react with surrounding silicon. Since the reaction spreads uniformly from the center point P to the surroundings, it can be formed in a spherical shape in the silicon base material.

図4に示す識別模様15は、ひげ持13の表面にはなくその内部に設けている。このような場合は、ひげぜんまいの表面を特に美麗にしたい場合に適している。時計は装飾品という側面もあり、内部の時計部品を使用者に見せるよう時計外装の一部を透明部材とした時計もある。そのような時計向けに、識別模様を肉眼では見えなくするときに便利である。また、説明したように、模倣対策にも有利である。   The identification pattern 15 shown in FIG. 4 is provided not on the surface of the beard 13 but inside thereof. Such a case is suitable when the surface of the hairspring is particularly desired to be beautiful. Watches also have a decorative aspect, and there are watches that use a transparent part of the watch exterior to show the user the internal watch parts. For such a watch, it is convenient to make the identification pattern invisible to the naked eye. Moreover, as explained, it is also advantageous for counterfeiting measures.

[識別模様の説明3:図5]
次に、図5を用いてひげぜんまいのぜんまい部に設ける識別模様について説明する。
図5は、図2(a)に示すぜんまい部11の一部を拡大した図である。図5(a)、図5(d)、図5(g)、図5(j)は、ひげ玉12の周囲を巻回するぜんまい部11の、ある1つの周回における部分を拡大して示す平面図である。符号25は識別模様である。符号11aはぜんまい部11の表面、符号11bは対向する裏面である。
[Description of Identification Pattern 3: FIG. 5]
Next, the identification pattern provided in the mainspring portion of the hairspring will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of a part of the mainspring portion 11 shown in FIG. 5 (a), FIG. 5 (d), FIG. 5 (g), and FIG. 5 (j) show an enlarged portion of the mainspring portion 11 that wraps around the whistle ball 12 in one round. It is a top view. Reference numeral 25 denotes an identification pattern. Reference numeral 11a is the front surface of the mainspring portion 11, and reference numeral 11b is the opposite back surface.

図5(a)の切断線D−D´における断面図が、図5(b)、図5(c)であって、双方の違いは、識別模様25の形成場所である。
図5(b)に示すように、シリコン酸化物からなる識別模様25は、ぜんまい部11の表面11aの幅w方向(図2参照)全てにわたると共に、この表面11aから内部に向かって設けている。
図5(c)に示す例は、1つ目の識別模様25aを、ぜんまい部11の表面11aの幅w方向全てにわたると共に、この表面11aから内部に向かって設け、2つ目の識別模様25bを、ぜんまい部11の裏面11bの幅w方向全てにわたると共に、この裏面11bから内部に向かって設けている。これら2つで識別模様25を構成している。この例では、識別模様25a、25bは平面視で重なるように形成している。
5B and 5C are cross-sectional views taken along a cutting line DD ′ in FIG. 5A, and the difference between the two is a place where the identification pattern 25 is formed.
As shown in FIG. 5B, the identification pattern 25 made of silicon oxide extends over the entire width w direction (see FIG. 2) of the surface 11a of the mainspring portion 11 and is provided from the surface 11a toward the inside. .
In the example shown in FIG. 5C, the first identification pattern 25a is provided across the entire width w direction of the surface 11a of the mainspring portion 11 and from the surface 11a toward the inside, and the second identification pattern 25b. Is provided across the entire width w direction of the back surface 11b of the mainspring portion 11 and from the back surface 11b toward the inside. These two constitute an identification pattern 25. In this example, the identification patterns 25a and 25b are formed so as to overlap in plan view.

図5(d)の切断線E−E´における断面図が、図5(e)、図5(f)であって、双方の違いは、識別模様25の形成場所である。
図5(e)に示すように、シリコン酸化物からなる識別模様25は、ぜんまい部11の表面11aの一部から裏面11bにわたり設けている。
図5(f)に示す例は、1つ目の識別模様25cを、ぜんまい部11の表面11aの一部から内部に向かって設け、2つ目の識別模様25dを、ぜんまい部11の裏面11bの一部から内部に向かって設けている。これら2つで識別模様25を構成している。この例では、識別模様25c、25dは平面視で重なるように形成している。
5E and 5F are cross-sectional views taken along the cutting line EE ′ in FIG. 5D, and the difference between the two is the location where the identification pattern 25 is formed.
As shown in FIG. 5E, the identification pattern 25 made of silicon oxide is provided from a part of the front surface 11a of the mainspring portion 11 to the back surface 11b.
In the example shown in FIG. 5 (f), the first identification pattern 25 c is provided from a part of the front surface 11 a of the mainspring portion 11 toward the inside, and the second identification pattern 25 d is provided on the back surface 11 b of the mainspring portion 11. From one part to the inside. These two constitute an identification pattern 25. In this example, the identification patterns 25c and 25d are formed so as to overlap in plan view.

図5(g)の切断線F−F´における断面図が、図5(h)、図5(i)であって、双方の違いは、識別模様25の形成場所である。
図5(h)に示すように、1つ目の識別模様25eと2つ目の識別模様25fとを、ぜんまい部11の表面11aの角部から裏面11bの角部にわたり設けている。
図5(i)に示す例では、1つ目の識別模様25gと2つ目の識別模様25hとを、ぜんまい部11の表面11aの角部から内部に向かって設け、3つ目の識別模様25iと4つ目の識別模様25jとを、ぜんまい部11の裏面11bの角部から内部に向かって設けており、これら4つで識別模様25を構成している。この例では、識別模様25g、25hと識別模様25i、25jとは、平面視で重なるように形成している。
5 (h) and 5 (i) are cross-sectional views taken along the cutting line FF ′ in FIG. 5 (g), and the difference between the two is the place where the identification pattern 25 is formed.
As shown in FIG. 5 (h), the first identification pattern 25e and the second identification pattern 25f are provided from the corner of the main surface 11a to the corner of the back surface 11b.
In the example shown in FIG. 5 (i), a first identification pattern 25g and a second identification pattern 25h are provided from the corner of the surface 11a of the mainspring portion 11 to the inside, and the third identification pattern. 25i and a fourth identification pattern 25j are provided from the corner of the back surface 11b of the mainspring portion 11 toward the inside, and these four constitute the identification pattern 25. In this example, the identification patterns 25g and 25h and the identification patterns 25i and 25j are formed so as to overlap in plan view.

図5(j)の切断線G−G´における断面図が、図5(k)、図5(l)であって、双方の違いは、識別模様25の形成場所である。
図5(k)に示すように、シリコン酸化物からなる識別模様25は、ぜんまい部11の表面11aの幅w方向全てにわたると共に、ぜんまい部11の中心付近に設けている。
図5(l)に示す例は、1つ目の識別模様25kを、ぜんまい部11の表面11aの幅w方向全てにわたると共に、ぜんまい部11の内部のやや表面11a寄りに設け、2つ目の識別模様25mを、ぜんまい部11の裏面11bの幅w方向全てにわたると共に、ぜんまい部11の内部のやや裏面11b寄りに設けている。この例では、識別模様25k、25mは平面視で重なるように形成している。
The cross-sectional views along the cutting line GG ′ in FIG. 5 (j) are FIGS. 5 (k) and 5 (l).
As shown in FIG. 5 (k), the identification pattern 25 made of silicon oxide extends over the entire width w direction of the surface 11a of the mainspring portion 11 and is provided near the center of the mainspring portion 11.
In the example shown in FIG. 5 (l), the first identification pattern 25k is provided across the entire width w direction of the surface 11a of the mainspring portion 11 and slightly closer to the surface 11a inside the mainspring portion 11. The identification pattern 25m extends over the entire width w direction of the back surface 11b of the mainspring portion 11 and is provided slightly closer to the back surface 11b inside the mainspring portion 11. In this example, the identification patterns 25k and 25m are formed so as to overlap in plan view.

なお、この図5(j)〜図5(l)に示す例は、シリコン酸化物化した部位の多くがぜんまい部11の内部にあるため、図4に示す例と同様に、赤外線を用いて光学的に認識可能である。この例も、時計部品の表面に文字や記号が目立たないので、美麗な時計部品を
用いたい時計の部品として適しており、模倣品の対策にも効果的である。
In the example shown in FIGS. 5 (j) to 5 (l), since most of the silicon oxide portions are inside the mainspring portion 11, the optical system using infrared rays is used similarly to the example shown in FIG. Can be recognized. This example is also suitable as a watch part for which a beautiful watch part is to be used because characters and symbols are not conspicuous on the surface of the watch part, and is also effective as a countermeasure against counterfeit goods.

以上、図5を用いて説明したように、識別模様25は、ひげぜんまい10を構成するぜんまい部11に設けてもよい。すでに説明したように、シリコンとシリコン酸化物とでは光の反射が異なるから、その色合いの違いにより、識別模様として認識できる。
なお、図5に例示した識別模様25は一例であり、時計部品の仕様や性能やサイズに鑑みて自由に決めることができる。
As described above with reference to FIG. 5, the identification pattern 25 may be provided in the mainspring portion 11 constituting the hairspring 10. As already described, since the reflection of light is different between silicon and silicon oxide, it can be recognized as an identification pattern due to the difference in color.
Note that the identification pattern 25 illustrated in FIG. 5 is an example, and can be freely determined in view of the specifications, performance, and size of the watch part.

[識別模様の説明4:図6]
次に、図6を用いてひげぜんまいのぜんまい部に設ける識別模様のその他の例について説明する。
図6は、図2(a)に示すひげぜんまい10と同様な平面図であり、符号35は識別模様である。図6に示す例は、ひげ玉12の周囲に巻回するぜんまい部11の全体を見たときに識別模様35が判別できるように、文字や記号などの識別模様を広範囲にわたり形成するものである。
[Description of Identification Pattern 4: FIG. 6]
Next, another example of the identification pattern provided on the mainspring portion of the hairspring will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a plan view similar to the hairspring 10 shown in FIG. 2A, and reference numeral 35 denotes an identification pattern. In the example shown in FIG. 6, identification patterns such as characters and symbols are formed over a wide range so that the identification pattern 35 can be identified when the entire mainspring 11 wound around the whistle ball 12 is viewed. .

図6に示すように、ひげぜんまい10のぜんまい部11に、識別模様35a〜35dを設けており、識別模様35aは、アルファベットの「C」、識別模様35bは、アルファベットの「T」、識別模様35cは、アルファベットの「Z」を示している。この「C」、「T」、「Z」の3つの文字で意味のある情報、例えば、社名の略称などとすれば、製造元を特定できるマークとすることもできる。   As shown in FIG. 6, identification patterns 35 a to 35 d are provided on the mainspring portion 11 of the hairspring 10. The identification pattern 35 a is an alphabet “C”, the identification pattern 35 b is an alphabet “T”, and an identification pattern. Reference numeral 35c denotes the alphabet “Z”. If the three characters “C”, “T”, and “Z” are meaningful information, for example, an abbreviation of a company name, a mark that can specify the manufacturer can be used.

また、識別模様35dは、記号の「←(矢印)」を示すものであって、時計部品の特徴的な構造や組み付け方法などを表すことができる。図6の例では、ひげ玉13の方向を示す矢印である。   The identification pattern 35d indicates the symbol “← (arrow)”, and can represent the characteristic structure of the timepiece component, the assembling method, and the like. In the example of FIG. 6, the arrow indicates the direction of the whistle ball 13.

図6に示す例のように、時計部品全体を見たときに識別模様35が判別できるように、意味ある文字や記号となるように形成しておけば、時計の製造元の判別や、時計の組み立ての際に部品の表裏を間違えずに済むなどできるので、便利である。   As in the example shown in FIG. 6, if the identification pattern 35 is formed so that it can be distinguished when the entire watch part is viewed, it is possible to determine the manufacturer of the watch, This is convenient because you can avoid mistakes in the parts when assembling.

[識別模様の説明4:図7]
次に、図7を用いてひげぜんまいのぜんまい部に設ける識別模様の他の例について説明する。
図7は、図2(a)に示すぜんまい部11の一部を拡大した図であって、ひげ玉12の周囲を巻回するぜんまい部11の、ある1つの周回における部分を拡大して示す断面図である。符号35は識別模様である。符号11c、11dは、それぞれぜんまい部11の側面である。
[Description of Identification Pattern 4: FIG. 7]
Next, another example of the identification pattern provided on the mainspring portion of the hairspring will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is an enlarged view of a part of the mainspring portion 11 shown in FIG. 2A, and shows an enlarged portion of the mainspring portion 11 that wraps around the hair ball 12 in a certain turn. It is sectional drawing. Reference numeral 35 denotes an identification pattern. Reference numerals 11c and 11d are side surfaces of the mainspring portion 11, respectively.

図7に示す例は、ぜんまい部11を構成するシリコン製の母材の断面に、識別模様35を形成する例であり、その断面に意味のある文字や記号など形成する例である。
図7(a)に示す例では、ぜんまい部11の表面11aと裏面11bと側面11cとの3面から内部に向かってシリコンをシリコン酸化物化しており、アルファベットの「C」を表している。
図7(b)に示す例では、ぜんまい部11の表面11aと裏面11bと、2つの側面11c、11dとの4面から内部に向かってシリコンをシリコン酸化物化しており、またぜんまい部11の内部の中央部分にもその幅w方向全面にわたりシリコン酸化物化している。これらにより、漢字の「日」を表している。
The example shown in FIG. 7 is an example in which the identification pattern 35 is formed on the cross section of the silicon base material constituting the mainspring portion 11, and a meaningful character or symbol is formed in the cross section.
In the example shown in FIG. 7A, silicon is oxidized into silicon oxide from the three surfaces of the front surface 11a, the back surface 11b, and the side surface 11c of the mainspring portion 11 and represents the letter “C”.
In the example shown in FIG. 7B, silicon is oxidized from the four surfaces of the front surface 11 a and the back surface 11 b of the mainspring portion 11 and the two side surfaces 11 c and 11 d toward the inside. Silicon oxide is also formed on the entire inner central portion in the width w direction. These represent the kanji “day”.

図7に示すように、ぜんまい部11の断面に意味のある文字や記号など設けておけば、時計部品や時計そのものを識別可能となる。例えば、アルファベット「C」を社名や会社
のペットネームやそれらの頭文字と関連付けておくことで、時計部品の製造元を表すことができたり、漢字「日」は日本を連想することができるので、日本で製造した時計部品であることを表したりできる。
As shown in FIG. 7, if a meaningful character or symbol is provided on the cross section of the mainspring portion 11, the timepiece part or the timepiece itself can be identified. For example, by associating the alphabet “C” with a company name, company pet name, or their initials, it can represent the manufacturer of a watch part, or the kanji “day” can be associated with Japan. It can represent watch parts manufactured in Japan.

図7に示す「C」や「日」は、無論一例であり、別の文字や記号、幾何学模様などとしてもよい。文字や記号やマーク類を、製造元などが独自に取り決めた決まりに準じて配置するなどしてもよく、その内容を製造元などが秘匿しておけば、模倣品との区別を付けやすくなる。また、識別模様をバーコードのような幾何学模様を所定のルールで配列させたものとしてもよい。   “C” and “day” shown in FIG. 7 are, of course, examples, and may be another character, symbol, geometric pattern, or the like. Characters, symbols, marks, and the like may be arranged according to the rules decided by the manufacturer or the like. If the contents are kept secret by the manufacturer or the like, it is easy to distinguish them from counterfeits. The identification pattern may be a geometric pattern such as a barcode arranged according to a predetermined rule.

さらにまた、時計部品の断面に文字やマーク類が表現されているから外観は識別模様35を有さない場合と違いがなく、美麗さを要求される時計部品にも適している。   Furthermore, since characters and marks are expressed on the cross-section of the timepiece part, the appearance is the same as when the identification pattern 35 is not provided, and it is also suitable for a timepiece part that requires beauty.

なお、すでに説明しているように、シリコンは赤外線を透過するから、時計部品の断面に意味ある文字やマーク類を表現しても、赤外線等を照射して光学的に観察すれば容易に認識できる。   As already explained, since silicon transmits infrared light, even if it expresses meaningful characters and marks on the cross-section of a watch part, it can be easily recognized if it is irradiated with infrared light and optically observed. it can.

[シリコン酸化物による強度の向上について]
次に、シリコン製の母材の一部をシリコン酸化物化することで、時計部品が向上することを説明する。
[Improvement of strength by silicon oxide]
Next, it will be described that a timepiece component is improved by converting a part of a silicon base material into silicon oxide.

すでに説明したように、従来技術に代表されるような、シリコン製の母材の表面上を別の膜で被覆する技術は、シリコン製の母材の強度が増すことが知られている。これは、シリコンは劈開面で脆性破壊が起きやすいが、結晶性のない膜で被覆することによりそれを防ぐためである。   As already described, it is known that the technique of coating the surface of the silicon base material with another film, as represented by the prior art, increases the strength of the silicon base material. This is because silicon is susceptible to brittle fracture on the cleavage plane, but is prevented by coating with a film having no crystallinity.

本発明の時計部品は、シリコンを母材とする時計部品に識別模様を設けることで、その一部をシリコン酸化物化している。つまり、結晶性のないシリコン酸化物をその表面や内部に有しているため、脆性改善され、シリコン製の母材を破壊され難くできるのである。   In the timepiece component of the present invention, a part of the timepiece component having silicon as a base material is formed into silicon oxide by providing an identification pattern. In other words, since the silicon oxide having no crystallinity is provided on the surface or inside thereof, the brittleness is improved and the silicon base material can be hardly broken.

特に、時計部品にあってひげぜんまいは、伸縮や変形がしやすいため、時計に落下や他の物体の衝突などの予期せぬ衝撃が加わった際に、他の時計部品との接触や衝突が起きやすい。このため、シリコン製のひげぜんまいでは破壊が起きやすかった。しかし、図5、図7に示すひげぜんまい10のように、そのぜんまい部11に識別模様25、35を設けることで、脆性改善され、ひげぜんまい10自体が破壊され難くなり、時計の耐衝撃性を向上させることができる。
つまり、識別模様をぜんまい部に設けることで、時計部品の認識と強度の向上とを両立することができる。
In particular, the balance spring of a watch part is easy to expand and contract, so when an unexpected impact such as a fall or a collision with another object is applied to the watch, it will not contact or collide with other watch parts. Easy to get up. For this reason, the silicon hairspring was easily broken. However, by providing the mainspring portion 11 with the identification patterns 25 and 35 as in the hairspring 10 shown in FIGS. 5 and 7, the brittleness is improved, the hairspring 10 itself is less likely to be destroyed, and the impact resistance of the watch is increased. Can be improved.
That is, by providing the identification pattern on the mainspring portion, it is possible to achieve both recognition of the timepiece component and improvement in strength.

[時計部品の温度特性の改善について]
次に、シリコン製の母材の一部をシリコン酸化物化することで、時計部品の温度特性が改善することを説明する。
[Improvement of temperature characteristics of watch parts]
Next, it will be described that the temperature characteristics of a timepiece component are improved by converting a part of a silicon base material into silicon oxide.

良く知られているように、シリコン酸化物の温度特性は、シリコンとは逆の温度特性を示す。一般的に、ヤング率は、温度の変動に応じて変動するという温度特性を示す。このため、シリコンを母材とする(要するに、シリコンの結晶構造を有する材料を単体で用いて)製造した時計部品は、温度の変動に伴うヤング率の変動に起因して、環境温度に応じて性能が変動してしまう。すでに説明しているように、ひげぜんまい10などの時計部品は非常に精密な精度が要求されるため、温度の変化に伴う性能の変動は、時計の精度にばらつきを生じる原因となる。   As is well known, the temperature characteristic of silicon oxide exhibits a temperature characteristic opposite to that of silicon. In general, the Young's modulus shows a temperature characteristic that fluctuates according to temperature fluctuations. For this reason, watch parts manufactured using silicon as a base material (in short, using a material having a crystal structure of silicon alone) are subject to a change in Young's modulus with a change in temperature, depending on the environmental temperature. Performance will fluctuate. As already described, since a timepiece component such as the hairspring 10 is required to have a very precise accuracy, a variation in performance due to a temperature change causes a variation in the accuracy of the timepiece.

本発明の時計部品は、その識別に用いる識別模様をシリコン酸化物で構成しているため、シリコンの母材の一部がシリコン酸化物になっており、時計部品においてシリコン酸化物の温度特性とシリコンの母材の温度特性とが互いに打ち消す方向に作用することができる。これにより、温度特性に優れた時計部品とすることができるのである。   In the timepiece part of the present invention, since the identification pattern used for the identification is made of silicon oxide, a part of the silicon base material is silicon oxide. The temperature characteristics of the silicon base material can act to cancel each other. Thereby, it can be set as the timepiece component excellent in temperature characteristics.

特に、時計部品にあってひげぜんまいは、一定の周期で伸縮運動を繰り返すことで一定の時間を刻むことを要求されるため、その温度によるヤング率の変動は、時計の精度を低下させてしまう。しかし、図5に示すひげぜんまい10のように、そのぜんまい部11に識別模様25を設けることで、上述のように温度特性が改善され、ひげぜんまい10自体が温度変化の影響を受け難くなり、時計の精度を向上させることができる。   In particular, in a timepiece component, a hairspring is required to have a certain time by repeating expansion and contraction movements at a certain period, so fluctuations in the Young's modulus due to the temperature lowers the accuracy of the timepiece. . However, like the hairspring 10 shown in FIG. 5, by providing the identification pattern 25 on the mainspring portion 11, the temperature characteristics are improved as described above, and the hairspring 10 itself is hardly affected by temperature changes. The accuracy of the watch can be improved.

もちろん、シリコンとシリコン酸化物とが密接に結び付いた状態で互いに温度特性を打ち消すので、設計通りのひげぜんまいの外形形状としながら、従来技術よりもさらに温度特性に優れた時計部品とすることができる。
つまり、識別模様をぜんまい部に設けることで、時計部品としての認識と時計部品としての温度特性の改善とを両立することができる。
Of course, since the temperature characteristics cancel each other in a state where silicon and silicon oxide are intimately connected to each other, it is possible to obtain a timepiece component having a temperature characteristic even better than that of the prior art while maintaining the outer shape of the balance spring as designed. .
That is, by providing the identification pattern on the mainspring portion, it is possible to achieve both recognition as a watch part and improvement in temperature characteristics as a watch part.

このように、時計部品に識別模様を設けることで、時計部品の認識と、強度の向上及び温度特性の改善とを両立することができる。   Thus, by providing an identification pattern on the timepiece component, it is possible to achieve both the recognition of the timepiece component and the improvement of strength and the improvement of temperature characteristics.

[識別模様の形成方法の説明:図8、図9]
次に、シリコンを母材とする時計部品の所定部分にシリコン酸化物からなる識別模様を形成する手法を説明する。
識別模様の形成にあっては、酸素イオンを注入し、熱処理を施してなる製造方法を説明する。この場合、イオン注入装置に、酸素イオンを注入する部分が開口したマスクを形成するなどしたシリコン製の母材を投入し、所定の真空度にする。そして酸素イオンをイオン注入するのであるが、すでに説明しているように、酸素イオンを注入する際には、その注入量、打ち込み角度、加速電圧を設定する。
[Description of Identification Pattern Forming Method: FIGS. 8 and 9]
Next, a method for forming an identification pattern made of silicon oxide on a predetermined portion of a timepiece component using silicon as a base material will be described.
In the formation of the identification pattern, a manufacturing method in which oxygen ions are implanted and heat treatment will be described. In this case, a silicon base material, such as a mask having an opening in which oxygen ions are implanted, is introduced into the ion implantation apparatus to obtain a predetermined degree of vacuum. Then, oxygen ions are implanted. As already described, when oxygen ions are implanted, the implantation amount, implantation angle, and acceleration voltage are set.

まず、図8を用いて酸素イオンのイオン注入における打ち込み角度について説明する。次に、図9を用いてイオン注入におけるイオン注入量と酸化物化した状態とを、イオン注入量と酸化物化のプロファイルを用いて説明する。   First, an implantation angle in oxygen ion implantation will be described with reference to FIG. Next, the ion implantation amount and the oxidized state in the ion implantation will be described with reference to FIG. 9 using the ion implantation amount and the oxidation profile.

[イオンの打ち込み角度の説明:図8]
図8は、酸素イオンのイオン注入における打ち込み角度を説明する説明図である。
図8において、符号200は、時計部品(この場合はひげぜんまい10)の切り出し元となるシリコンの基板、例えば、シリコンウェハである。図8は、後述する製造工程が進み、ひげぜんまい10の形状が加工された状態を示しており、一例として、ひげぜんまい10が4つ切り出される基板200を示している。
[Explanation of ion implantation angle: FIG. 8]
FIG. 8 is an explanatory view for explaining the implantation angle in the ion implantation of oxygen ions.
In FIG. 8, reference numeral 200 denotes a silicon substrate from which a timepiece component (in this case, the hairspring 10) is cut out, for example, a silicon wafer. FIG. 8 shows a state in which the shape of the hairspring 10 has been processed through a manufacturing process to be described later. As an example, a substrate 200 from which four hairsprings 10 are cut out is shown.

符号θ1はツイスト角の角度、θ2はチルト角の角度である。符号60は、ツイスト角やチルト角をそれぞれ個別に調整することが可能な、基板200を載置し固定可能なステージであり、イオン注入装置の内部に設けてある。   The symbol θ1 is a twist angle, and θ2 is a tilt angle. Reference numeral 60 denotes a stage on which the substrate 200 can be placed and fixed, and the twist angle and tilt angle can be individually adjusted, and is provided inside the ion implantation apparatus.

ひげぜんまい10は、基板200の表面に形成されている枠部220に支持部221で接続されている。図8に示す例では、製造工程が進み、枠部220が基板200の表面となっている。空隙230は、基板200がない空間部分であるが、この支持部221により、基板200を把持するなどしてもひげぜんまい10が基板200から離断して落下することはない(例えば、図10(h)を参照。)。   The hairspring 10 is connected to a frame portion 220 formed on the surface of the substrate 200 by a support portion 221. In the example shown in FIG. 8, the manufacturing process proceeds, and the frame portion 220 is the surface of the substrate 200. The gap 230 is a space portion where the substrate 200 is not present. However, even if the substrate 200 is held by the support portion 221, the hairspring 10 is not separated from the substrate 200 and dropped (for example, FIG. 10). (See (h).)

ひげぜんまい10などの時計部品の切り出し元となる基板200に対する酸素イオンの注入に際しては、この基板200のツイスト角(θ1)やチルト角(θ2)の調整を行う。
ツイスト角とは、基板200がなす面の広がり方向(面方向)に直交する軸心(基板200の法線61)周りに、この基板200を回転させることによって変化する角度である。つまり、基板200を平面視したときの回転方向の角度である。
When oxygen ions are implanted into the substrate 200 from which the timepiece component such as the hairspring 10 is cut out, the twist angle (θ1) and tilt angle (θ2) of the substrate 200 are adjusted.
The twist angle is an angle that is changed by rotating the substrate 200 around an axis (normal line 61 of the substrate 200) perpendicular to the spreading direction (plane direction) of the surface formed by the substrate 200. That is, the angle in the rotation direction when the substrate 200 is viewed in plan.

具体的には、酸素イオンの注入を行うイオン注入装置において、基板200を支持するステージ60を、このステージ60がなす面の法線61周りに角度θ1だけ回転させることによって調整することができる。   Specifically, in an ion implantation apparatus that implants oxygen ions, the stage 60 that supports the substrate 200 can be adjusted by rotating it around the normal 61 of the surface formed by the stage 60 by an angle θ1.

チルト角は、基板200の法線61方向と、この基板200に対して注入される酸素イオンの注入方向62とが交差する角度(法線61方向と注入方向62とがなす角度)である。つまり、基板200を傾ける角度である。   The tilt angle is an angle at which the direction of the normal line 61 of the substrate 200 intersects with the direction 62 of implantation of oxygen ions implanted into the substrate 200 (the angle formed by the direction of the normal line 61 and the direction of implantation 62). That is, the angle at which the substrate 200 is tilted.

具体的には、ステージ60がなす面の広がり方向が基準(たとえば水平)に対してなす角度が変化するように、このステージ60の傾斜角度を角度θ2だけ変化させることによって調整することができる。   More specifically, the stage 60 can be adjusted by changing the tilt angle of the stage 60 by the angle θ2 so that the angle formed by the spreading direction of the surface with respect to the reference (for example, horizontal) changes.

基板200に対する酸素イオンの注入に際して、ステージ60すなわち基板200の面方向のツイスト角やチルト角を調整することにより、基板200に対して所望の位置および深さに酸素イオンを注入することができる。   When oxygen ions are implanted into the substrate 200, oxygen ions can be implanted into the substrate 200 at a desired position and depth by adjusting the twist angle and tilt angle in the surface direction of the stage 60, that is, the substrate 200.

例えば、チルト角(θ2)が0(ゼロ)度である場合、酸素イオンが基板200を突き抜けてしまう(通過してしまう)確率と、シリコン原子に衝突して意図している位置(および深さなど)に酸素イオンを注入できない確率と、が高くなる傾向にある。   For example, when the tilt angle (θ2) is 0 (zero) degree, the probability that oxygen ions will penetrate (pass through) the substrate 200 and the intended position (and depth) by colliding with silicon atoms. Etc.) tend to increase the probability that oxygen ions cannot be implanted.

これに対し、チルト角(θ2)を調整することにより、酸素イオンが基板200を突き抜けてしまう確率を低くすることができるとともに、意図している位置に酸素イオンを注入できる確率を高めることができる。これにより、意図している位置に酸素イオンが注入された、目的とする構造を備えた時計部品を製造することができる。   On the other hand, by adjusting the tilt angle (θ2), the probability that oxygen ions will penetrate through the substrate 200 can be lowered, and the probability that oxygen ions can be implanted into the intended position can be increased. . As a result, it is possible to manufacture a watch part having a target structure in which oxygen ions are implanted at an intended position.

[酸素イオンの注入位置と酸化物化のプロファイルの説明:図9]
次に、酸素イオンのイオン注入量プロファイルと酸化物化プロファイルについて説明する。
図9は、図2に示したひげぜんまい10のぜんまい部11に対する酸素イオンの注入位置と、その後の加熱処理による酸化物化によって形成されるシリコン酸化物の状態を示す説明図である。
この図9に示す例では、シリコンの母材の厚さ方向における中央部分を酸素イオンの注入位置としている。
図9において、符号40は、イオン注入された酸素イオン、符号50は、熱処理により加熱して酸素イオンがシリコンと反応してシリコン酸化物化した状態(すなわち、すでに説明した識別模様5、15、25、35に相当)である。
[Explanation of Oxygen Ion Implantation Position and Oxidation Profile: FIG. 9]
Next, an ion implantation amount profile and an oxidation profile of oxygen ions will be described.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the position of oxygen ion implantation into the mainspring portion 11 of the hairspring 10 shown in FIG. 2 and the state of silicon oxide formed by oxidation after the heat treatment.
In the example shown in FIG. 9, the central portion in the thickness direction of the silicon base material is the oxygen ion implantation position.
In FIG. 9, reference numeral 40 denotes ion-implanted oxygen ions, and reference numeral 50 denotes a state in which oxygen ions are heated by heat treatment and oxygen ions react with silicon to form silicon oxide (that is, identification patterns 5, 15, 25 described above). , 35).

図9(a)は、図9(b)よりも、酸素イオン40の注入状態の違いによる酸素イオン40の注入量の変化が急であって、酸素イオン40の注入量が局所的に高い例を示している。   FIG. 9A shows an example in which the change in the implantation amount of the oxygen ions 40 due to the difference in the implantation state of the oxygen ions 40 is abrupt and the implantation amount of the oxygen ions 40 is locally higher than that in FIG. 9B. Is shown.

図9(a)に示すように、局所的に酸素イオン40の注入量が高くなるように、局所的
に集中して酸素イオン40の注入を行うと、イオン注入量プロファイルは急峻になる。加熱した後に形成されるシリコン酸化物50は、酸素イオンを集中的に注入した帯状部分のみに現れた状態になる。そのときのシリコン酸化物50の酸化物化プロファイルである酸化強度は、酸素イオン40の注入量が高い位置が局所的に強くなり、イオン注入量が少ない位置が弱くなる。
As shown in FIG. 9A, when the oxygen ions 40 are locally implanted so that the implantation amount of the oxygen ions 40 is locally increased, the ion implantation profile becomes steep. The silicon oxide 50 formed after heating is in a state where it appears only in the band-like portion into which oxygen ions are intensively implanted. At this time, the oxidation strength, which is an oxidation profile of the silicon oxide 50, is locally strong at a position where the implantation amount of the oxygen ions 40 is high, and weak at a position where the ion implantation amount is small.

一方、図9(b)は、図9(a)よりも、酸素イオン40の注入状態の違いによる酸素イオン40の注入量の変化が緩やかで、酸素イオン40を注入する位置の幅が広い例を示している。   On the other hand, FIG. 9B shows an example in which the change in the implantation amount of the oxygen ions 40 due to the difference in the implantation state of the oxygen ions 40 is more gradual and the position where the oxygen ions 40 are implanted is wider than that in FIG. Is shown.

図9(b)に示すように、酸素イオン40がシリコン製の母材の中でばらけるようにイオン注入を行うと、酸素イオン40の注入量の変化が緩やかになり、イオン注入量プロファイルも緩やかになる。加熱した後に形成されるシリコン酸化物50も、酸素イオンを注入した部分を反映して幅の広い状態になる。そのときにシリコン酸化物50の酸化強度も緩やかになる。すなわち、シリコン酸化物50は、ひげぜんまい10を構成するシリコンの母材の広い範囲に分布するようになる。   As shown in FIG. 9B, when the ion implantation is performed so that the oxygen ions 40 are dispersed in the silicon base material, the change in the implantation amount of the oxygen ions 40 becomes gradual, and the ion implantation amount profile is also reduced. Be gentle. The silicon oxide 50 formed after heating is also in a wide state reflecting the portion where oxygen ions are implanted. At that time, the oxidation strength of the silicon oxide 50 also becomes moderate. That is, the silicon oxide 50 is distributed over a wide range of the base material of silicon constituting the hairspring 10.

このとき、シリコンがどの程度シリコン酸化物化したかを表すものが酸化強度である。
この酸化強度(酸化の強弱)と分布の状態を表すものを、酸化物化プロファイルという。
酸化物化プロファイルは、シリコン製の母材にどのように酸素イオンを注入するかで決まる。この酸素イオンの注入の濃度(注入量の多少)と分布の状態を表すものを、イオン注入量プロファイルという。
At this time, the oxidation strength represents how much silicon is oxidized into silicon oxide.
This oxidation strength (oxidation intensity) and the state of distribution are called an oxidation profile.
The oxidation profile is determined by how oxygen ions are implanted into a silicon base material. The oxygen ion implantation concentration (the amount of implantation) and the distribution state are referred to as an ion implantation profile.

すでに説明した時計部品は、内部の酸化強度と表面の酸化強度とを異ならせている。すなわち、この時計部品において、シリコンがシリコン酸化物化している割合が、この時計部品の内部と表面とで異なっている(酸化物化プロファイルを有する。)。   The timepiece parts already described differ in the internal oxidation strength and the surface oxidation strength. That is, in this timepiece part, the ratio of silicon to silicon oxide is different between the inside and the surface of this timepiece part (having an oxidation profile).

これにより、時計部品における酸化の度合いを、時計部品全体にわたって一定(均一)とするのではなく、時計部品中の場所によって(内部か表面かによって)変化させている。上述のように、時計部品の表面から内部に向かって、又は時計部品の内部から表面に向かって、シリコンがシリコン酸化物化している割合が多くなる時計部品とすることができる。   As a result, the degree of oxidation in the timepiece part is not constant (uniform) throughout the timepiece part, but is changed depending on the location in the timepiece part (inside or on the surface). As described above, the timepiece part can be configured such that the ratio of silicon to silicon oxide increases from the surface of the timepiece part to the inside or from the inside to the surface of the timepiece part.

しかし、そのシリコン酸化物化している割合を時計部品全体にわたってほぼ一定とすることもできる。その例を、図9(c)に示す。
この例は、図9(b)よりも、さらに酸素イオン40の注入状態の違いによる酸素イオン40の注入量の変化が緩やかで、酸素イオン40を注入する位置の幅がさらに広くなっている。
However, the ratio of silicon oxide can be made almost constant over the entire watch part. An example is shown in FIG.
In this example, the change in the implantation amount of the oxygen ions 40 due to the difference in the implantation state of the oxygen ions 40 is more gradual than in FIG. 9B, and the width of the position where the oxygen ions 40 are implanted is further widened.

図9(c)に示すように、酸素イオン40がシリコン製の母材の中でさらにばらけるように、すなわちシリコン製の母材の中にほぼ均等に酸素イオンが存在するようにイオン注入を行うと、多少の酸化物化プロファイルを持つものの、シリコン製の母材のほぼ全体をシリコン酸化物化することもできる。そうすると、ひげぜんまい10をシリコン酸化物で形成したものに近い状態にすることもできる。   As shown in FIG. 9C, ion implantation is performed so that the oxygen ions 40 are further dispersed in the silicon base material, that is, oxygen ions are present almost uniformly in the silicon base material. If it does, although it has some oxide formation profile, the whole silicon | silicone base material can also be siliconized. If it does so, it can also be made the state close | similar to what formed the hairspring 10 with the silicon oxide.

この例においては、時計部品において、シリコンの割合が減ったため、シリコンの温度特性とシリコン酸化物の温度特性とで互いに打ち消すことができないが、厳しい温度特性を要求されず、強度を優先したい時計部品、例えば、時計内のムーブメントを固定するフレームや輪列押さえ(輪列機構を押さえる板部材)などに用いることができる。   In this example, since the proportion of silicon in the watch part has decreased, the temperature characteristic of silicon and the temperature characteristic of silicon oxide cannot cancel each other, but the watch part that does not require strict temperature characteristics and gives priority to strength. For example, it can be used for a frame for fixing a movement in a timepiece, a train wheel press (a plate member that presses the train wheel mechanism), or the like.

また、知られているように、シリコン酸化物を熱酸化やCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法で形成するとき、目的とする膜厚が厚くなると、その形成が長時間になってしまう。これは、熱酸化の場合は所定の膜厚以上になると酸化が進行しにくくなるためであり、CVD法の場合は、所定のレートでシリコン酸化物を堆積するため、形成したい膜厚が厚いと時間も長くなるためである。   Further, as is well known, when silicon oxide is formed by thermal oxidation or CVD (Chemical Vapor Deposition), if the target film thickness increases, the formation takes a long time. End up. This is because in the case of thermal oxidation, the oxidation does not easily proceed when the film thickness exceeds a predetermined thickness. In the case of the CVD method, silicon oxide is deposited at a predetermined rate. This is because the time becomes longer.

しかしながら、酸素イオンを注入し、熱処理を施してなる製造方法であれば、図9(c)に示す例のように、時計部品の厚さがどのような厚さであっても、上述のように、酸素イオンを注入する部位の深さ方向に対して、酸素イオンをばらけさせて注入すれば、そのほぼすべてをシリコン酸化物化できる。熱酸化技術、CVD法よりも短時間で形成できるほか、それらの技術では形成できないか長大な時間が掛る厚さ(例えば、100μmを超える場合など)のシリコン酸化物も形成可能なのである。   However, in the case of a manufacturing method in which oxygen ions are implanted and heat treatment is performed, as described above, as shown in the example of FIG. Furthermore, if oxygen ions are scattered and implanted in the depth direction of the site where oxygen ions are implanted, almost all of them can be converted to silicon oxide. In addition to thermal oxidation techniques and CVD methods, it can be formed in a shorter time, and it is also possible to form silicon oxide with a thickness (for example, exceeding 100 μm) that cannot be formed by these techniques or takes a long time.

以上、図9を用いて、シリコン製の母材の所定位置に酸素イオンを注入させる手法を説明した。
このように、酸素イオンを局所に集中して注入するか、広い範囲にわたって注入するかを調整することにより、時計部品におけるシリコン酸化物の酸化強度の変化を調整することができる。そして、このように、単一の時計部品内において酸化の進行(酸化度合)を変化させることにより、単一の時計部品においてシリコンの温度特性を発揮する部分とシリコン酸化物の温度特性を発揮する部分とを設けることができ、環境温度変化に対する高い温度補償性能を確保することができる。もちろん、シリコン酸化物はシリコンの母材よりも強度が高いから、時計部品の強度も向上させることができる。
The method for implanting oxygen ions into a predetermined position of a silicon base material has been described above with reference to FIG.
In this way, by adjusting whether oxygen ions are implanted locally or over a wide range, it is possible to adjust the change in the oxidation strength of the silicon oxide in the timepiece part. Thus, by changing the progress of oxidation (degree of oxidation) within a single watch component, the portion that exhibits the temperature characteristics of silicon in the single watch component and the temperature characteristics of silicon oxide are exhibited. And high temperature compensation performance against environmental temperature changes can be ensured. Of course, since silicon oxide has a higher strength than the base material of silicon, the strength of the watch part can also be improved.

[酸素イオン注入の例の説明]
次に、すでに説明した時計部品に識別模様を形成する際のプロセスの条件(酸素イオンの打ち込み角度、その注入量、加速電圧)の例を説明する。もちろん、以下説明するプロセス条件は、シリコン製の母材の厚さ方向の寸法も関係しているため一例であるが、例えば、図2(b)に示す厚さ寸法tが50μm〜100μmである場合を想定している。なお、酸素イオン注入する場所は、マスクなどを施した上で、注入場所を決めて行うものとする。また、注入したい部分の形状等により、所定のツイスト角(θ1)から角度を変えながら注入する、いわゆる回転注入やステップ注入も、必要に応じて行ってもよい。
[Explanation of oxygen ion implantation example]
Next, an example of process conditions (oxygen ion implantation angle, implantation amount, acceleration voltage) when forming an identification pattern on the watch part already described will be described. Of course, the process conditions described below are only examples because the dimensions in the thickness direction of the base material made of silicon are also related. For example, the thickness dimension t shown in FIG. 2B is 50 μm to 100 μm. Assume the case. It is assumed that the oxygen ion implantation is performed after a mask or the like is applied and the implantation site is determined. Also, so-called rotational injection or step injection, in which injection is performed while changing the angle from a predetermined twist angle (θ1) depending on the shape of the portion to be injected, or the like, may be performed as necessary.

図3(b)に示すひげ持13に対して、酸素イオンを注入するプロセスの条件は、表面13a側からイオン注入するとし、例えば、酸素イオンの注入量を1E17〜1E18[ion/cm]、加速電圧を20keVに設定し、ツイスト角(θ1)を22度、チルト角(θ2)を7度に設定する。 With respect to the whiskers 13 shown in FIG. 3B, the process conditions for implanting oxygen ions are assumed to be ion implantation from the surface 13a side. For example, the implantation amount of oxygen ions is 1E 17 to 1E 18 [ion / cm 2 ], the acceleration voltage is set to 20 keV, the twist angle (θ1) is set to 22 degrees, and the tilt angle (θ2) is set to 7 degrees.

図3(c)に示すひげ持13に対して、酸素イオンを注入するプロセスの条件は、表面13a側からイオン注入するとし、例えば、酸素イオンの注入量を1E17〜1E18[ion/cm]、ツイスト角(θ1)を22度、チルト角(θ2)を7度に設定する。識別模様5aを形成するときは、加速電圧を20keVに設定し、識別模様5bを形成するときは、加速電圧を200keVに設定する。 For the whisker 13 shown in FIG. 3C, the process conditions for implanting oxygen ions are assumed to be ion implantation from the surface 13a side. For example, the implantation amount of oxygen ions is set to 1E 17 to 1E 18 [ion / cm 2 ], the twist angle (θ1) is set to 22 degrees, and the tilt angle (θ2) is set to 7 degrees. When the identification pattern 5a is formed, the acceleration voltage is set to 20 keV, and when the identification pattern 5b is formed, the acceleration voltage is set to 200 keV.

なお、識別模様5bを形成するために行う酸素イオン注入は、裏面13b側から行ってもよく、この場合、加速電圧は20keVとすればよい。   The oxygen ion implantation performed for forming the identification pattern 5b may be performed from the back surface 13b side, and in this case, the acceleration voltage may be 20 keV.

図3(d)に示すひげ持13に対して、酸素イオンを注入するプロセスの条件は、表面13a側からイオン注入するとし、例えば、酸素イオンの注入量を1E17〜1E18[ion/cm]、加速電圧を20〜200keVに設定し、ツイスト角(θ1)を22
度、チルト角(θ2)を0〜45度に設定する。
The process conditions for implanting oxygen ions with respect to the whiskers 13 shown in FIG. 3D are assumed to be ion implantation from the surface 13a side. For example, the implantation amount of oxygen ions is 1E 17 to 1E 18 [ion / cm 2 ], the acceleration voltage is set to 20 to 200 keV, and the twist angle (θ1) is set to 22
The angle and the tilt angle (θ2) are set to 0 to 45 degrees.

そして、チルト角(θ2)を0〜45度の範囲の中で一定の角度とし、加速電圧を20〜200keVの範囲の中で変化させながら酸素イオンを注入する。
または、加速電圧を20〜200keVの範囲の中で一定にして、チルト角(θ2)を0〜45度の範囲の中で変化させながら酸素イオンを注入してもよい。
Then, the tilt angle (θ2) is set to a constant angle within the range of 0 to 45 degrees, and oxygen ions are implanted while changing the acceleration voltage within the range of 20 to 200 keV.
Alternatively, oxygen ions may be implanted while keeping the acceleration voltage constant in the range of 20 to 200 keV and changing the tilt angle (θ2) in the range of 0 to 45 degrees.

図4(b)に示すひげ持13に対して、酸素イオンを注入するプロセスの条件は、表面13a側からイオン注入するとし、例えば、酸素イオンの注入量を1E17〜1E18[ion/cm]、加速電圧を200keVに設定し、ツイスト角(θ1)を22度、チルト角(θ2)を6度以下に設定する。 With respect to the whiskers 13 shown in FIG. 4B, the process conditions for implanting oxygen ions are assumed to be ion implantation from the surface 13a side. For example, the implantation amount of oxygen ions is set to 1E 17 to 1E 18 [ion / cm 2 ], the acceleration voltage is set to 200 keV, the twist angle (θ1) is set to 22 degrees, and the tilt angle (θ2) is set to 6 degrees or less.

図5(b)、図5(c)、図5(e)、図5(f)、図5(h)、図5(i)、図5(k)に示すぜんまい部11の例は、上述の図3(b)〜図3(d)、図4(b)のひげ持13に対して行うプロセス条件を応用することができるので、説明を省略する。   5 (b), FIG. 5 (c), FIG. 5 (e), FIG. 5 (f), FIG. 5 (h), FIG. 5 (i), and FIG. Since the process conditions performed on the whiskers 13 in FIGS. 3B to 3D and 4B described above can be applied, description thereof will be omitted.

図5(l)に示すぜんまい部11に対して、酸素イオンを注入するプロセスの条件は、表面11a側からイオン注入するとし、例えば、酸素イオンの注入量を1E17〜1E18[ion/cm]、ツイスト角(θ1)を22度、チルト角(θ2)を7度に設定する。識別模様25kを形成するときは、加速電圧を40keVに設定し、識別模様25mを形成するときは、加速電圧を200keVに設定する。 The process condition for implanting oxygen ions into the mainspring portion 11 shown in FIG. 5 (l) is that ions are implanted from the surface 11a side. For example, the implantation amount of oxygen ions is 1E 17 to 1E 18 [ion / cm 2 ], the twist angle (θ1) is set to 22 degrees, and the tilt angle (θ2) is set to 7 degrees. When the identification pattern 25k is formed, the acceleration voltage is set to 40 keV, and when the identification pattern 25m is formed, the acceleration voltage is set to 200 keV.

なお、識別模様25mを形成するために行う酸素イオン注入は、裏面11b側から行ってもよく、この場合、加速電圧は40keVとすればよい。   The oxygen ion implantation performed to form the identification pattern 25m may be performed from the back surface 11b side, and in this case, the acceleration voltage may be 40 keV.

図7に示す、アルファベット「C」や漢字「日」の形成にかかる酸素イオンの注入プロセスは、すでに説明したプロセス条件を応用して実施する。ひげぜんまい10に設ける酸素イオン注入用のマスクを工夫して、例えば、図7(a)に示すアルファベット「C」の場合は、ぜんまい部11の4つの外表面のうち連続する3つの面に酸素イオンを注入し、残余の1つの面には酸素イオンを注入しないことによって実現することができる。
また、図7(b)に示す漢字「日」の場合は、ぜんまい部11の4つの外表面のうち連続する4つの面に酸素イオンを注入し、図5(k)の構成をなすときの条件を応用すればよい。
The oxygen ion implantation process for forming the alphabet “C” and the Chinese character “day” shown in FIG. 7 is performed by applying the process conditions already described. For example, in the case of the alphabet “C” shown in FIG. 7A, an oxygen ion implantation mask provided on the hairspring 10 is devised. This can be realized by implanting ions and not implanting oxygen ions in the remaining one surface.
Further, in the case of the Chinese character “day” shown in FIG. 7B, oxygen ions are implanted into four consecutive surfaces of the four outer surfaces of the mainspring portion 11 to form the configuration shown in FIG. Apply conditions.

[時計部品の製造方法の説明1:図10]
次に、時計部品を製造する方法を説明する。説明にあっては、時計部品の例として図2に示すひげぜんまい10のひげ持13とぜんまい部11の最外周部分との断面を例にする。識別模様は、酸素イオンを注入し熱処理を行って形成する例を用い、ひげ持の表面に形成する例(図3(b)参照)で説明する。
[Description of watch part manufacturing method 1: FIG. 10]
Next, a method for manufacturing a watch part will be described. In the description, as an example of a timepiece component, a cross section of the hairspring 13 of the hairspring 10 and the outermost peripheral portion of the spring portion 11 shown in FIG. 2 is taken as an example. The identification pattern will be described using an example in which oxygen ions are implanted and heat-treated and formed on the surface of the beard (see FIG. 3B).

製造方法は、第1〜第3の3つの製造方法を図10、図11、図12を用いて説明する。
第1の製造方法は、2つの単結晶シリコン層の間にシリコン酸化膜を挟んだSOI基板を用いる例であって、時計部品の形状を形成した後に、所定の部位に酸素イオンを注入する例である。
第2の製造方法は、SOI基板を用いる例であって、時計部品の形状を形成する前に、所定の部位に酸素イオンを注入する例である。
第3の製造方法は、単結晶シリコン基板を用いる例であって、時計部品の形状を形成する前に、所定の部位に酸素イオンを注入する例である。
As the manufacturing method, the first to third manufacturing methods will be described with reference to FIGS. 10, 11, and 12.
The first manufacturing method is an example using an SOI substrate in which a silicon oxide film is sandwiched between two single crystal silicon layers, and an example in which oxygen ions are implanted into a predetermined part after forming a shape of a watch part. It is.
The second manufacturing method is an example in which an SOI substrate is used, and oxygen ions are implanted into a predetermined part before forming the shape of the watch part.
The third manufacturing method is an example in which a single crystal silicon substrate is used, and oxygen ions are implanted into a predetermined portion before forming the shape of the watch part.

[第1の製造方法の説明:図10]
先ず、第1の製造方法を説明する。
図10(a)に示すように、ベースとなる単結晶シリコンからなる支持層20の上部に、シリコン酸化膜からなる酸化膜21を備え、この酸化膜21の上部に単結晶シリコンからなる活性層22を有する、SOI基板201を用意する。なお、時計部品は、この活性層22に形成される。
[Description of First Manufacturing Method: FIG. 10]
First, the first manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 10A, an oxide film 21 made of a silicon oxide film is provided on a support layer 20 made of single crystal silicon as a base, and an active layer made of single crystal silicon is formed on the oxide film 21. An SOI substrate 201 having 22 is prepared. The timepiece component is formed on the active layer 22.

次に、図10(b)に示すように、活性層22の上部に時計部品の形状に基づいたマスク30を形成する。マスク30は、例えば、フォトレジストである。   Next, as shown in FIG. 10B, a mask 30 based on the shape of the watch part is formed on the active layer 22. The mask 30 is, for example, a photoresist.

次に、図10(c)に示すように、マスク30のマスクパターンを活性層22に設けるために、活性層22の余剰部分をエッチング除去する。活性層22へのエッチングは、深掘りRIE技術によるドライエッチングにより行う。このとき用いるエッチングガスは、例えば、SF(六フッ化硫黄)とC(八フッ化シクロブタン)との混合ガス(SF6+C4F8)を用いることができる。図10(c)では、エッチングガスが矢印Gの方向から到来する様子を示している。 Next, as shown in FIG. 10C, in order to provide the mask pattern of the mask 30 on the active layer 22, the surplus portion of the active layer 22 is removed by etching. Etching to the active layer 22 is performed by dry etching using deep RIE technology. As the etching gas used at this time, for example, a mixed gas (SF6 + C4F8) of SF 6 (sulfur hexafluoride) and C 4 F 8 (cyclobutane octafluoride) can be used. FIG. 10C shows a state in which the etching gas comes from the direction of the arrow G.

図10(d)に示すように、深掘りRIE技術を用いたドライエッチングにより、マスク30の形状を反映した活性層22が形成される。深掘りRIE技術により、マスク30の下側にはエッチングが進行していない。   As shown in FIG. 10D, the active layer 22 reflecting the shape of the mask 30 is formed by dry etching using deep RIE technology. Etching has not progressed under the mask 30 by the deep RIE technique.

次に、図10(e)に示すように、公知の手法でマスク30を除去した後、活性層22の上部に、酸素イオンをイオン注入したい部分が開口した開口部35aを有するマスク35を形成する。マスク35は、例えば、フォトレジストである。   Next, as shown in FIG. 10E, after the mask 30 is removed by a known method, a mask 35 having an opening 35a in which a portion into which oxygen ions are to be implanted is formed on the active layer 22 is formed. To do. The mask 35 is, for example, a photoresist.

次に、図10(f)に示すように、すでに説明した、酸素イオンの注入量、打ち込み角度、加速電圧を設定し、望むイオン注入量プロファイルとなるように、酸素イオンをイオン注入する。図10(f)では、酸素イオンが矢印Fの方向から到来する様子を示している。すると、活性層22の酸素イオンを注入したい部分に酸素イオン40が注入される。   Next, as shown in FIG. 10F, the oxygen ion implantation amount, implantation angle, and acceleration voltage described above are set, and oxygen ions are implanted so as to obtain a desired ion implantation amount profile. FIG. 10F shows a state where oxygen ions arrive from the direction of arrow F. Then, oxygen ions 40 are implanted into the portion of the active layer 22 where oxygen ions are to be implanted.

次に、図10(g)に示すように、公知の手法でマスク35を除去した後、酸化膜21を除去する。この酸化膜21の除去は、例えば、フッ酸を用いたウェットエッチングを行う。フッ酸は、シリコン酸化膜はエッチングできるがシリコンはエッチングされないため、酸化膜21のみをエッチング除去できる。この手法は、一般的にリフトオフ工程と呼ばれる。このリフトオフ工程により、時計部品の形状が形成される。
なお、活性層22の内部にイオン注入された酸素イオン40は、シリコンと反応していないため、フッ酸を用いてウェットエッチングしても除去されない。
Next, as shown in FIG. 10G, after removing the mask 35 by a known method, the oxide film 21 is removed. The oxide film 21 is removed by wet etching using hydrofluoric acid, for example. Since hydrofluoric acid can etch the silicon oxide film but not silicon, only the oxide film 21 can be removed by etching. This method is generally called a lift-off process. The shape of the watch part is formed by this lift-off process.
Note that the oxygen ions 40 ion-implanted into the active layer 22 do not react with silicon, and thus are not removed by wet etching using hydrofluoric acid.

このリフトオフ工程により、活性層22と支持層20とが分離されるが、時計部品(活性層22)は、図10には図示しないが、例えば、図8に示す支持部221により枠部220と接続されており、時計部品のみ落下することはない。   Although the active layer 22 and the support layer 20 are separated by this lift-off process, the timepiece component (the active layer 22) is not shown in FIG. 10, but for example, the support 220 is shown in FIG. It is connected and only the watch parts do not fall.

次に、図10(h)に示すように、熱処理を行って酸素イオン40と周囲のシリコンとを反応させてシリコン酸化物化させる。この熱処理は熱酸化ともいい、1100℃に加熱する。加熱時間は、望む熱酸化プロファイルにより変わるので数値は省略する。これにより、識別模様5が形成され、時計部品(ひげぜんまい10)が完成する。   Next, as shown in FIG. 10H, heat treatment is performed to react the oxygen ions 40 with surrounding silicon to form silicon oxide. This heat treatment is also called thermal oxidation and is heated to 1100 ° C. Since the heating time varies depending on the desired thermal oxidation profile, the numerical value is omitted. Thereby, the identification pattern 5 is formed and the timepiece component (hairspring 10) is completed.

[第2の製造方法の説明:図11]
次に、第2の製造方法を説明する。
図11(a)に示すように、第1の製造方法と同様な、支持層20、酸化膜21、活性
層22を有する、SOI基板201を用意する。
[Description of Second Manufacturing Method: FIG. 11]
Next, the second manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 11A, an SOI substrate 201 having a support layer 20, an oxide film 21, and an active layer 22 similar to the first manufacturing method is prepared.

次に、図11(b)に示すように、活性層22の上部に、酸素イオンをイオン注入したい部分が開口した開口部35aを有するマスク35を形成する。マスク35は、例えば、フォトレジストである。   Next, as shown in FIG. 11B, a mask 35 having an opening 35a in which a portion into which oxygen ions are to be implanted is opened is formed on the active layer 22. The mask 35 is, for example, a photoresist.

次に、図11(c)に示すように、すでに説明した、酸素イオンの注入量、打ち込み角度、加速電圧を設定し、望むイオン注入量プロファイルとなるように、酸素イオンをイオン注入する。図11(c)では、酸素イオンが矢印Fの方向から到来する様子を示している。すると、活性層22の酸素イオンを注入したい部分に酸素イオン40が注入される。   Next, as shown in FIG. 11C, the oxygen ion implantation amount, implantation angle, and acceleration voltage, which have already been described, are set, and oxygen ions are implanted so as to obtain a desired ion implantation amount profile. FIG. 11C shows a state in which oxygen ions arrive from the direction of the arrow F. Then, oxygen ions 40 are implanted into the portion of the active layer 22 where oxygen ions are to be implanted.

次に、図11(d)に示すように、マスク35を除去した後、活性層22の上部に時計部品の形状に基づいたマスク30を形成する。マスク30は、例えば、フォトレジストである。   Next, as shown in FIG. 11 (d), after removing the mask 35, a mask 30 based on the shape of the watch part is formed on the active layer 22. The mask 30 is, for example, a photoresist.

次に、図11(e)に示すように、マスク30のマスクパターンを活性層22に設けるために、活性層22の余剰部分をエッチング除去する。活性層22へのエッチングは、深掘りRIE技術によるドライエッチングにより行う。このとき用いるエッチングガスは、第1の製造方法と同様に、混合ガス(SF6+C4F8)を用いる。図11(e)の矢印Gは、エッチングガスの到来方向を示すものである。
そして、図11(f)に示すように、マスク30の形状を反映した活性層22が形成される。
Next, as shown in FIG. 11 (e), in order to provide the mask pattern of the mask 30 on the active layer 22, excess portions of the active layer 22 are removed by etching. Etching to the active layer 22 is performed by dry etching using deep RIE technology. As the etching gas used at this time, a mixed gas (SF6 + C4F8) is used as in the first manufacturing method. An arrow G in FIG. 11E indicates the arrival direction of the etching gas.
Then, as shown in FIG. 11F, an active layer 22 reflecting the shape of the mask 30 is formed.

次に、図11(g)に示すように、リフトオフ工程により、酸化膜21を除去する。この酸化膜21の除去は、例えば、フッ酸を用いたウェットエッチングを行う。このリフトオフ工程を行っても、第1の製造方法と同様に、時計部品のみが落下することはない。   Next, as shown in FIG. 11G, the oxide film 21 is removed by a lift-off process. The oxide film 21 is removed by wet etching using hydrofluoric acid, for example. Even when this lift-off process is performed, only the timepiece part does not fall, as in the first manufacturing method.

次に、図11(h)に示すように、熱処理を行って酸素イオン40と周囲のシリコンとを反応させてシリコン酸化物化させる。この熱処理は1100℃に加熱する。加熱時間は、望む熱酸化プロファイルにより変わるので数値は省略する。これにより、識別模様5が形成され、時計部品(ひげぜんまい10)が完成する。   Next, as shown in FIG. 11H, heat treatment is performed to react the oxygen ions 40 with surrounding silicon to form silicon oxide. This heat treatment is heated to 1100 ° C. Since the heating time varies depending on the desired thermal oxidation profile, the numerical value is omitted. Thereby, the identification pattern 5 is formed and the timepiece component (hairspring 10) is completed.

[第3の製造方法の説明:図12]
次に、第3の製造方法を説明する。
図12(a)に示すように、単結晶シリコンからなるシリコン単結晶基板202を用意する。このようなシリコン単結晶基板は、バルク基板とも呼ばれている。このシリコン単結晶基板202の表面に時計部品を形成する。
[Description of Third Manufacturing Method: FIG. 12]
Next, the third manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 12A, a silicon single crystal substrate 202 made of single crystal silicon is prepared. Such a silicon single crystal substrate is also called a bulk substrate. A watch part is formed on the surface of the silicon single crystal substrate 202.

次に、図12(b)に示すように、シリコン単結晶基板202の上部に時計部品の形状に基づいたマスク30を形成する。マスク30は、例えば、フォトレジストである。   Next, as shown in FIG. 12B, a mask 30 based on the shape of the watch part is formed on the silicon single crystal substrate 202. The mask 30 is, for example, a photoresist.

次に、図12(c)に示すように、マスク30のマスクパターンをシリコン単結晶基板202に設けるために、シリコン単結晶基板202の上部の余剰部分をエッチング除去する。シリコン単結晶基板202へのエッチングは、深掘りRIE技術によるドライエッチングにより行う。このとき、エッチング時間を制御することにより、シリコン単結晶基板202の厚さ方向における途中、仮想線Qまでエッチングにより除去する、いわゆるハーフエッチングを行う。   Next, as shown in FIG. 12C, in order to provide the mask pattern of the mask 30 on the silicon single crystal substrate 202, an excess portion on the upper portion of the silicon single crystal substrate 202 is removed by etching. Etching to the silicon single crystal substrate 202 is performed by dry etching by deep RIE technology. At this time, by controlling the etching time, so-called half etching is performed in which the virtual line Q is removed by etching in the middle of the thickness direction of the silicon single crystal substrate 202.

シリコン単結晶基板202の表面から仮想線Qまでの厚さは、図2(b)に示す時計部品の厚さ寸法tと同じとすると、時計部品のさらなる形状加工の工程が不要となり便利で
ある。
If the thickness from the surface of the silicon single crystal substrate 202 to the imaginary line Q is the same as the thickness t of the watch part shown in FIG. .

深掘りRIE技術に用いるエッチングガスは、例えば、SF(六フッ化硫黄)とC(八フッ化シクロブタン)との混合ガス(SF6+C4F8)を用いることができる。図12(c)では、エッチングガスが矢印Gの方向から到来する様子を示している。 As the etching gas used for the deep digging RIE technique, for example, a mixed gas (SF6 + C4F8) of SF 6 (sulfur hexafluoride) and C 4 F 8 (cyclobutane octafluoride) can be used. FIG. 12C shows a state where the etching gas comes from the direction of the arrow G.

次に、図12(d)に示すように、マスク30を除去した後、シリコン単結晶基板202の上部に、酸素イオンをイオン注入したい部分が開口した開口部35aを有するマスク35を形成する。マスク35は、例えば、フォトレジストである。   Next, as shown in FIG. 12D, after removing the mask 30, a mask 35 having an opening 35 a in which a portion into which oxygen ions are to be implanted is formed on the silicon single crystal substrate 202. The mask 35 is, for example, a photoresist.

次に、図12(e)に示すように、すでに説明した、酸素イオンの注入量、打ち込み角度、加速電圧を設定し、望むイオン注入量プロファイルとなるように、酸素イオンをイオン注入する。図12(e)では、酸素イオンが矢印Fの方向から到来する様子を示している。すると、シリコン単結晶基板202の酸素イオンを注入したい部分に酸素イオン40が注入される。   Next, as shown in FIG. 12E, the oxygen ion implantation amount, implantation angle, and acceleration voltage described above are set, and oxygen ions are implanted so that a desired ion implantation amount profile is obtained. FIG. 12E shows a state in which oxygen ions arrive from the direction of arrow F. Then, oxygen ions 40 are implanted into the portion of silicon single crystal substrate 202 where oxygen ions are to be implanted.

次に、図12(f)に示すように、マスク35を除去した後、熱処理を行う。熱処理は、酸素イオン40と周囲のシリコンとを反応させてシリコン酸化物化させるために行うもので、1100℃に加熱する。加熱時間は、望む熱酸化プロファイルにより変わるので数値は省略する。これにより、識別模様5が形成される。   Next, as shown in FIG. 12F, after removing the mask 35, heat treatment is performed. The heat treatment is performed to react the oxygen ions 40 and surrounding silicon to form silicon oxide, and is heated to 1100 ° C. Since the heating time varies depending on the desired thermal oxidation profile, the numerical value is omitted. Thereby, the identification pattern 5 is formed.

次に、図12(g)に示すように、シリコン単結晶基板202の表面に、保護膜36を形成する。保護膜36は、ハーフエッチングにより形成した、時計部品のパターンを保護するために用いるものである。   Next, as shown in FIG. 12G, a protective film 36 is formed on the surface of the silicon single crystal substrate 202. The protective film 36 is used to protect the pattern of the timepiece part formed by half etching.

その後、シリコン単結晶基板202の裏面からシリコン単結晶基板を除去する。これはシリコン単結晶基板202から時計部品を切り出すために行うものである。
裏面から行うシリコン単結晶基板202のシリコンの除去は、公知の技術を用いることができる。例えば、エッチング技術や研磨剣術である。一例をあげると、エッチングで除去する場合は、HNO+HF(フッ硝酸)等を用いたウェットエッチング、深掘りRIE技術を用いたドライエッチングを用いることができる。研磨で除去する場合は、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)法などを用いることができる。もちろん、それらの技術を組み合わせてもよい。
Thereafter, the silicon single crystal substrate is removed from the back surface of the silicon single crystal substrate 202. This is performed in order to cut out a watch part from the silicon single crystal substrate 202.
A known technique can be used to remove silicon from the silicon single crystal substrate 202 from the back surface. For example, etching technique and polishing sword technique. For example, in the case of removing by etching, wet etching using HNO 3 + HF (fluoric nitric acid) or the like, and dry etching using deep RIE technology can be used. In the case of removing by polishing, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method or the like can be used. Of course, these techniques may be combined.

シリコン単結晶基板202の裏面をどのような技術で除去するかは、時計部品のサイズや仕様、製造コストなどに鑑みて自由に選べるが、選択した技術に対応した保護膜36を用いることは無論である。なお、選択した保護膜36により、シリコン単結晶基板202の表面における保護膜36の膜厚や被覆形状が変わることも無論である。   The technique for removing the back surface of the silicon single crystal substrate 202 can be freely selected in view of the size, specifications, manufacturing cost, etc. of the watch part, but it is a matter of course that the protective film 36 corresponding to the selected technique is used. It is. It goes without saying that the film thickness and covering shape of the protective film 36 on the surface of the silicon single crystal substrate 202 change depending on the selected protective film 36.

例えば、CMP法で除去する場合は、図12(g)例示したように、保護膜36をシリコン単結晶基板202の表面が平坦になるように形成するとよい。この保護膜36側がCMP法を行う加工装置において、シリコン単結晶基板202を載置するステージの方向となるからである。   For example, when removing by the CMP method, the protective film 36 may be formed so that the surface of the silicon single crystal substrate 202 becomes flat as illustrated in FIG. This is because the protective film 36 side is in the direction of the stage on which the silicon single crystal substrate 202 is placed in the processing apparatus that performs the CMP method.

また、ウェットエッチングでシリコン単結晶基板202の裏面を除去する場合には、シリコン単結晶基板202の表面が必ずしも平坦となる必要はなく、保護膜36は表面形状に沿った膜としてもよい。例えば、薄い酸化膜等を用いることができる。なお、ウェットエッチングを行う際に、シリコン単結晶基板202の表面側にエッチング液が回り込まないように保護する公知の治具を用いてもよい。   Further, when the back surface of the silicon single crystal substrate 202 is removed by wet etching, the surface of the silicon single crystal substrate 202 is not necessarily flat, and the protective film 36 may be a film along the surface shape. For example, a thin oxide film or the like can be used. Note that a known jig that protects the etchant from flowing into the surface side of the silicon single crystal substrate 202 when performing wet etching may be used.

そして、選択したシリコン単結晶基板202の除去技術を用いて、エッチング時間や除去時間などの加工時間を制御して、シリコン単結晶基板202の厚さ方向に向かってシリコンを除去し、仮想線Qの位置まで除去する。   Then, using the selected removal technique of the silicon single crystal substrate 202, the processing time such as the etching time and the removal time is controlled to remove the silicon in the thickness direction of the silicon single crystal substrate 202, and the virtual line Q Remove to the position.

このシリコン単結晶基板202の裏面除去により、時計部品が切り出されるが、時計部品は、すでに説明した製造方法と同様に、図12には図示しない支持部221(図8参照)により枠部220(図8参照)と接続されており、時計部品のみ落下することはない。最後に、保護膜36を除去することにより、図12(h)に示すように、時計部品(ひげぜんまい10)が完成する。   By removing the back surface of the silicon single crystal substrate 202, a timepiece part is cut out. However, the timepiece part is framed by a support portion 221 (see FIG. 8) (not shown in FIG. 8), and only the watch part does not fall. Finally, by removing the protective film 36, the timepiece part (hairspring 10) is completed as shown in FIG.

以上、第1から第3の製造方法を説明したが、本発明の時計部品の製造方法はこれに限定されるものではなく、改良や工程の組み合わせが可能である。   The first to third manufacturing methods have been described above, but the method for manufacturing a timepiece part according to the present invention is not limited to this, and improvements and combinations of processes are possible.

本実施形態では、識別模様の形成に際して、シリコン製の母材に酸素イオンを注入して熱処理を施してシリコン酸化物を形成する製造方法について詳しく説明したが、これに限定するものではない。   In the present embodiment, when the identification pattern is formed, a manufacturing method in which oxygen ions are implanted into a silicon base material and heat treatment is performed to form silicon oxide has been described in detail. However, the present invention is not limited to this.

例えば、熱酸化やCVD法でシリコン酸化物を形成し、これを識別模様としてもよい。その際は、耐酸化マスクとして知られる窒化物にてシリコン酸化物を形成しない箇所をマスキングし、選択的にシリコン酸化物を形成すればよい。   For example, silicon oxide may be formed by thermal oxidation or CVD, and this may be used as an identification pattern. In that case, a silicon oxide may be selectively formed by masking a portion where silicon oxide is not formed with a nitride known as an oxidation resistant mask.

すでに説明したように、シリコンがどの程度シリコン酸化物化したかを表すものが酸化強度である。上述の熱酸化の場合、形成したシリコン酸化物の内部では酸化強度は一様であるが、時計部品としてみたとき、酸化強度の違いは、シリコン酸化物の分布の違いとして表すことができる。例えば、シリコン製の母材の表面にシリコン酸化物を形成したとき、平面的にシリコンの部分とシリコン酸化物の部分とがあるから、その違いが酸化強度として表すことができる。   As already described, the oxidation strength represents how much silicon is oxidized to silicon. In the case of the above-described thermal oxidation, the oxidation strength is uniform inside the formed silicon oxide, but when viewed as a timepiece component, the difference in oxidation strength can be expressed as a difference in silicon oxide distribution. For example, when silicon oxide is formed on the surface of a silicon base material, there is a silicon portion and a silicon oxide portion in a plane, and the difference can be expressed as oxidation strength.

上述のCVD法の場合は、形成したシリコン酸化物の内部の酸化強度を一定とすることも、変えることもできる。例えば、通常は、炉(ベルジャ)の中にガス化したモノシラン(SiH)と酸素とを所定のガス流量で入れて反応させ、シリコン酸化物を形成してなるが、処理中に酸素ガスのガス流量を変更することで、形成する膜厚方向で酸化強度を変えることができる。例えば、酸素ガスのガス流量を段階的又は徐々に減らすことで、膜厚方向で酸化強度を弱くすることができる。 In the case of the above-described CVD method, the oxidation strength inside the formed silicon oxide can be made constant or can be changed. For example, normally, gasified monosilane (SiH 4 ) and oxygen are reacted in a furnace (Berja) at a predetermined gas flow rate to form silicon oxide. By changing the gas flow rate, the oxidation strength can be changed in the film thickness direction to be formed. For example, the oxidation strength can be reduced in the film thickness direction by reducing the gas flow rate of the oxygen gas stepwise or gradually.

なお、このような熱酸化やCVD法で形成すると、目的とするシリコン酸化物の厚さが厚くなってしまう場合がある。そうすると、時計部品としてその外形形状変わってしまうことがあるが、その場合には、シリコン酸化物を形成したい箇所の寸法をあらかじめ所望の大きさより小さく形成する(例えば、シリコン製の母材の表面に形成する場合は、その高さ方向を小さくしておく)、シリコン酸化物を形成したい箇所に溝部を形成してシリコン製の母材の深さ方向の寸法を小さくしておくなどすればよい。   In addition, when it forms by such a thermal oxidation or CVD method, the thickness of the target silicon oxide may become thick. As a result, the external shape of the watch part may change. In that case, the dimension of the portion where the silicon oxide is to be formed is previously made smaller than the desired size (for example, on the surface of the silicon base material). In the case of forming the silicon oxide, the height direction is reduced), a groove is formed at a position where the silicon oxide is to be formed, and the dimension in the depth direction of the silicon base material is reduced.

また、以上の説明は、時計部品の例として、ひげぜんまいを例示して行ったが、もちろん本発明の時計部品はこれに限定しない。例えば、図1に示す輪列105を構成する二番車110、三番車111、四番車112、がんぎ車106などの歯車であってもよい。   Further, the above description has been given by exemplifying a hairspring as an example of a timepiece part, but of course, the timepiece part of the present invention is not limited to this. For example, gears such as the second wheel 110, the third wheel 111, the fourth wheel 112, and the escape wheel 106 constituting the train wheel 105 shown in FIG.

このとき、歯車においては、図示はしないが、例えば、軸支部分の周縁部をシリコン酸化物化する。これにより、歯車を軸支する軸と歯車とが接触したり擦れ合ったりすることによる周縁部の摩耗を抑制することができる。   At this time, in the gear, although not shown, for example, the peripheral portion of the shaft support portion is siliconized. Thereby, the abrasion of the peripheral part by the shaft and shaft which support a gear and a gear contacting or rubbing can be suppressed.

また、歯車においては、図示はしないが、例えば、外周縁部をシリコン酸化物化してもよい。歯車の外周縁部は、いわゆる歯先であり、別の歯車などと接触したり擦れ合ったり衝突したりする部分であるから、これにより、外周縁部の摩耗や損傷(いわゆる歯車の歯欠け)を抑制することができる。   In the gear, although not shown, for example, the outer peripheral edge portion may be silicon oxide. The outer peripheral edge of the gear is a so-called tooth tip, and is a part that comes into contact with, rubs against, or collides with another gear. Can be suppressed.

また、歯車においては、図示はしないが、歯車の上端面(表側扁平面)や下端面(下側の扁平面)をシリコン酸化物化してもよい。これにより、軸心方向において歯車に接触あるいは対向する別の時計部品と接触したり衝突したりすることによる摩耗や損傷を抑制することができる。   In the gear, although not shown, the upper end surface (front flat surface) and the lower end surface (lower flat surface) of the gear may be siliconized. As a result, it is possible to suppress wear and damage due to contact with or collision with another timepiece component that contacts or faces the gear in the axial direction.

さらにまた、時計部品の他の例としては、がんぎ車106と噛み合うアンクル107としてもよい。知られているように、アンクルは、がんぎ車の歯との接触部分には、爪石と呼ばれる石が埋め込まれている。本発明の時計部品は、爪石を含んだ形状にアンクルを形成し、爪石に相当する部分をシリコン酸化物化する。これにより、爪石と同様の効果を得ることができる。もちろん、爪石そのものが不要となるから、部品点数の低減に加え、アンクルの製造工程を簡略化できるというメリットもある。   Furthermore, as another example of the timepiece component, an ankle 107 that meshes with the escape wheel 106 may be used. As is known, an ankle has a stone called a nail stone embedded in the contact portion with the teeth of the escape wheel. In the timepiece component of the present invention, an ankle is formed in a shape including a claw stone, and a portion corresponding to the claw stone is siliconized. Thereby, the same effect as a claw stone can be acquired. Of course, since the claw stone itself is unnecessary, there is an advantage that the manufacturing process of the ankle can be simplified in addition to the reduction of the number of parts.

このように、所望の位置にシリコン酸化物を設けた時計部品を用いて機械式時計の駆動機構を構成することにより、計時の精度を確保して、歩度調整を不要とすることができる。また、歩度調整を不要とすることにより、歩度調整を実現するための緩急機構を不要とすることができるので、このような時計部品により構成された駆動機構を備えた機械式時計の小型化を図ることができる。   In this way, by configuring the driving mechanism of the mechanical timepiece using a timepiece component in which silicon oxide is provided at a desired position, it is possible to ensure timekeeping accuracy and eliminate the need for rate adjustment. Further, since the rate adjustment is not required, a slow / rapid mechanism for realizing the rate adjustment can be eliminated, so that a mechanical timepiece having a drive mechanism composed of such timepiece parts can be reduced in size. Can be planned.

本発明の時計部品は、シリコン製の時計部品の識別が可能であり、組み立てやすく模倣対策もでき、さらに強度と温度特性も向上できる。ゆえに、小型軽量で温度特性や耐衝撃性を重視する、機械式の腕時計に好適である。   The timepiece part of the present invention can identify a timepiece part made of silicon, can be easily assembled, can be counterfeited, and can further improve strength and temperature characteristics. Therefore, it is suitable for a mechanical wristwatch that is compact and lightweight and emphasizes temperature characteristics and impact resistance.

5、15、25、35 識別模様
10 ひげぜんまい
11 ぜんまい部
12 ひげ玉
13 ひげ持
5, 15, 25, 35 Identification pattern 10 Hairspring 11 Spring portion 12 Whiskers 13 Beard

Claims (2)

シリコンを主成分とする時計部品であって、
一部分のみが、シリコンを酸化することによって形成されるシリコン酸化物からなり、前記一部分の酸化強度とその他の部分の酸化強度とが異なっており、
前記シリコン酸化物により、図形、記号若しくは文字又はそれらの組み合わせによる識別模様を構成する
ことを特徴とする時計部品。
A watch component mainly composed of silicon,
Only a portion is made of silicon oxide formed by oxidizing silicon, and the oxidation strength of the portion is different from the oxidation strength of other portions,
A timepiece component comprising an identification pattern made of a figure, a symbol, a character, or a combination thereof, using the silicon oxide.
脱進機を構成するがんぎ車及びアンクル、調速機構を構成するひげぜんまい及びてん輪、又は輪列を構成する歯車のうちの、いずれか1つである
ことを特徴とする請求項1に記載の時計部品。
The escape wheel and the ankle, the balance spring and the balance wheel constituting the speed control mechanism, or the gear constituting the train wheel are any one of the escape wheel and the ankle. Watch parts described in.
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