JP2016173241A - ひげぜんまい - Google Patents

Abstract

【課題】ひげぜんまいのひげ持の変位方向を制御し、ぜんまい部に加わる応力を低減して耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供する。
【解決手段】内端３ａを回転軸体と接続するための貫通孔２ａを有するひげ玉２に接続し、外端３ｂを他の部材に固定するためのひげ持１０に接続し、ひげ玉２の周囲に巻回されるぜんまい部３を有するひげぜんまいであって、ひげ持１０は、ぜんまい部３の外周に円弧状に配置され、異なる弾性を有する第１の部分１１と第２の部分１２とを有し、ぜんまい部３の外端３ｂは、ひげ持１０の一箇所で接続し、ひげ持１０の他の少なくとも一箇所で、他の部材と接続する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、機械式時計の調速機などに用いられるひげぜんまいの改良に関する。

従来から機械式時計は、歩度（一日あたりの時計の進み又は遅れの程度）を一定に保つために、ひげぜんまいとてん輪等によって構成する調速機（てんぷ）が用いられている。この調速機を構成するひげぜんまいは、よく知られているように、細い金属製のバネ材を渦巻き状に加工した形状であり、そのバネ力による伸縮によって、調速機は規則正しく往復運動を行う。

従来のひげぜんまいによる調速機の一例を、図１２を用いて説明する。
図１２（ａ）において、調速機１００は、ひげぜんまい１０１、緩急針１１０、てん輪１１１、てん真１１２、てんぷ受１１３などによって構成される。

ひげぜんまい１０１は、内端を回転体軸であるてん真１１２に接続するひげ玉（図示せず）と、外端をてんぷ受１１３に固定するためのひげ持１０２に接続し、ひげ玉の周囲に巻回されるぜんまい部１０３を有している。また、てん輪１１１は、てん真１１２を介してひげぜんまい１０１に接続され、ひげぜんまい１０１のバネ力によって往復回転運動を行う。

また、ぜんまい部１０３の外周部１０３ａは、緩急針１１０のひげ棒とひげ受とに挟まれており、この緩急針１１０を円周方向に動かすことで、ひげぜんまい１０１の有効長が変化し、バネ定数が変わることで、ひげぜんまい１０１の振動周期（調速機１００の歩度）が調整される。

また近年、金属材料では無く、水晶やシリコン等の結晶構造を有する材料を用いて、エッチング技術により、ひげぜんまいを製造する提案がなされている。このエッチング加工技術は、よく知られているように、結晶材料を高精度に加工することが可能であり、一般的な金属によるひげぜんまいよりも加工精度のばらつきが少なく、量産性に優れている等の利点がある。

そのような水晶やシリコン等の材料で構成されるひげぜんまいは、金属製のひげぜんまいに比して温度特性がよいことが知られている。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、時計の調速機にもこの技術を応用することが考えられている。

そのようなひげぜんまいであっても、その回転運動中にてん真に対して偏心してしまう場合がある。このため、ひげぜんまいの改良として、ひげぜんまいに接続する接続部材（ひげ持）が環状部材であるひげぜんまいが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に示した従来技術は、調速機のひげぜんまいの内端がひげ玉に固定され、その外端が接続部材（ひげ持）と一体式に形成されており、この接続部材は剛性がひげぜんまいの剛性よりかなり大きく、接続部材は環状部材であって、ひげ玉を中心に角度を有して分散される少なくとも２つの位置決め要素（開口）を含むことが示されている。このような構造により、ひげぜんまいの偏心を防止する。

特開２０１２−７８３５８号公報（第６〜第７頁、図１〜図８）

ひげぜんまいを用いた調速機を腕時計に用いたとき、使用者の激しい腕の動きや、腕時計を誤って落下させてしまったときなど、調速機のひげぜんまいには、大きな衝撃が加わる。

従来の調速機のひげぜんまい（図１２（ａ）参照）は、前述したように、ぜんまい部１０３の外端に、ひげ持１０２が接続され、このひげ持１０２は、てんぷ受１１３に固定されている。この状態で、調速機１００が組み込まれた腕時計（図示せず）に落下等によって大きな衝撃が加わると、時計内部の調速機１００にも衝撃が伝わり、ひげぜんまい１０１に大きな荷重が印加される。

図１２（ｂ）は、ぜんまい部１０３の外端に接続されるひげ持１０２の拡大図であり、ひげぜんまい１０１に大きな荷重が矢印Ａ方向から印加された場合を説明する部分拡大図である。

図１２（ｂ）に示したように、ひげ持１０２に接続しているぜんまい部１０３の外周部１０３ａは、荷重方向（矢印Ａ）と略同じ方向（矢印Ｂ）に変位する（点線で示す）。このとき、ひげ持１０２は、てんぷ受１０３に固定されているので、ぜんまい部１０３の外周部１０３ａとひげ持１０２との間に相対変位が生じ、ひげ持１０２に接続しているぜんまい部１０３の付け根である外端１０３ｂには、大きな曲げ応力が集中し、外端１０３ｂとその周辺に変形や破損が発生する危険性がある。

とくに、ひげぜんまいの材質が水晶やシリコンである場合、水晶やシリコンは脆性材料であるので、緩急針を用いることはできないが、ひげ持にててんぷ受などに固定されていることには変わりがなく、ぜんまい部１０３の外端１０３ｂに加わる応力によって、変形ではなく割れやひびといった破損が発生してしまう。

特許文献１に示した従来技術は、ひげ持の部分を改良した技術であるが、ひげぜんまいの偏心を防止する技術であるから、印加される衝撃に関しては対応できない。
このため、水晶やシリコンを材料とするひげぜんまいは、製品化が難しいという課題が依然としてあり、このような事情から、水晶やシリコンを材料とし、且つ、耐衝撃性に優れたひげぜんまいの改良が求められている。

本発明の目的は上記課題を解決し、ひげぜんまいのひげ持の変位方向を制御し、ぜんまい部に加わる応力を低減して耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のひげぜんまいは下記記載の構成を採用する。

本発明のひげぜんまいは、一端を回転軸体と接続するための貫通孔を有するひげ玉に接続し、他端を他の部材に固定するためのひげ持に接続し、ひげ玉の周囲に巻回されるぜんまい部を有するひげぜんまいであって、ひげ持は、その他端と一箇所で接続するとともにその一箇所以外の少なくとも一箇所で他の部材と接続し、ひげ持は、ぜんまい部の外周に配置され、異なる弾性を有する第１の部分と第２の部分とを有することを特徴とする。

本発明のひげぜんまいにより、異なる弾性の第１の部分と第２の部分とを有するひげ持に、ぜんまい部の他端を接続することで、外部からの衝撃によるひげ持とぜんまい部の他端との接続部分の変位方向が、第１の部分と第２の部分との弾性の違い（弾性差）によって制御され、ひげ持とぜんまい部の他端との相対変位が減少するので、ぜんまい部に加わる応力が低減して耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できる。

また、ひげ持は、回転軸体の軸方向から見て円弧状でもよい。

これにより、弾性を有する円弧状のひげ持によって、略円形のぜんまい部の外周を覆うことができるので、外部から衝撃が加わったときに、ぜんまい部が大きく変形することを防ぎ、ひげぜんまいの耐衝撃性を向上させることができる。

また、第１の部分及び第２の部分は、ぜんまい部の他端との接続部分から、一方を巻回の方向と同一方向に湾曲させ、他方を巻回の方向と反対方向に湾曲させてもよい。

これにより、第１の部分と第２の部分とを巻回に沿ってそれぞれ湾曲させることで、ひげ持が適正な弾性体として機能し、外部から衝撃が加わったときに、第１の部分と第２の部分の接続部分の変位量が大きくなるので、ひげぜんまいの耐衝撃性を向上させることができる。

また、ひげ持は、他の部材と接続する箇所が一箇所でもよい。

これにより、接続を一箇所にすることで、ひげぜんまいの組み込み性が向上し、また、ひげぜんまいのスペース効率も向上する。

また、ひげ持は、弾性を調整する調整手段を有してもよい。

これにより、調整手段によって、第１の部分と第２の部分との弾性差を調整し、衝撃によるひげ持とぜんまい部の他端との接続部分の変位方向を適切に制御して、ひげぜんまいの耐衝撃性を向上させることができる。

本発明のひげぜんまいによれば、外部からの衝撃によるひげ持とぜんまい部の他端との接続部分の変位方向が、第１の部分と第２の部分との弾性差によって制御される。その結果、衝撃による接続部分の変位量（移動量）が大きくなって、ひげ持とぜんまい部の他端との相対変位が減少するので、ぜんまい部の他端に加わる応力が低減して耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できる。

本発明の第１の実施形態に係わるひげぜんまいの平面図である。 本発明の第１の実施形態に係わるひげ持とぜんまい部との接続部分の変位方向を説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係わるひげぜんまいの平面図である。 本発明の第２の実施形態に係わるひげぜんまいの平面図である。 本発明の第３の実施形態に係わるひげぜんまいの平面図である。 本発明の第４の実施形態に係わるひげぜんまいの平面図である。 本発明の第５の実施形態に係わるひげぜんまいの平面図と変位方向の説明図である。 本発明の第５の実施形態の変形例に係わるひげぜんまいの平面図である。 本発明の第６の実施形態のひげぜんまいの製造方法を説明するひげ持とぜんまい部の接続部分の拡大図である。 本発明の第６の実施形態のひげぜんまいの製造工程を説明する断面図である。 本発明の第６の実施形態のひげぜんまいの製造工程を説明する断面図である。 従来のひげぜんまいを用いた調速機の説明図である。

以下図面に基づいて本発明のひげぜんまいの具体的な実施の形態を詳述する。
説明にあっては、その説明及び図は一例であって、これに限定されるものではない。また、図面における寸法や形状は実際の形状を正確に反映したものではなく、図面を見やすく、または、理解しやすくするため一部誇張して模式的に記載している。また、発明に直接関係しない一部の要素は省略し、各実施形態において重複する説明は省略するものとする。そして、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。

［実施形態の特徴］
第１の実施形態の特徴は、ひげ持の第１の部分と第２の部分の形状（幅）の違いによって異なる弾性を得ていることである。
第２の実施形態の特徴は、ひげ持の第１の部分と第２の部分の有効長の違いによって異なる弾性を得ていることである。
第３の実施形態の特徴は、ひげ持の第１の部分と第２の部分の材質の違いによって異なる弾性を得ていることである。
第４の実施形態の特徴は、ひげ持が他の部材と接続する箇所が一箇所であることである。
第５の実施形態の特徴は、ひげ持の弾性差を調整する調整手段を有することである。
第６の実施形態の特徴は、ＬＩＧＡプロセスによる、ひげぜんまいの製造方法によりひげぜんまいと第１及び第２の部分とを一体に形成する点である。

［第１の実施形態のひげぜんまいの構成説明：図１］
第１の実施形態のひげぜんまいの構成を、図１を用いて説明する。
図１において、符号１は第１の実施形態のひげぜんまいである。ひげぜんまい１は、ひげ玉２、ぜんまい部３、ひげ持１０（斜線部）などによって構成される。

ぜんまい部３は、一端である内端３ａをひげぜんまい１の回転軸体（てん真：図示せず）と接続するための貫通孔２ａを有するひげ玉２に接続し、他端である外端３ｂを他の部材（てんぷ受：図示せず）に固定するためのひげ持１０に接続し、ひげ玉２の周囲に巻回されている。

ひげ持１０は弾性体であり、ぜんまい部３の外周に配置され、異なる弾性を有する第１の部分１１と第２の部分１２とを有する。ひげ持１０とぜんまい部３の外端３ｂとの接続部分は、ひげ持１０の第１の部分１１と第２の部分１２との結合箇所であり、接続部１０ａと称する。すなわち、ぜんまい部３の外端３ｂは、接続部１０ａの一箇所でひげ持１０に接続している。なお、外端３ｂとひげ持１０とは、接着剤等で固定される。

また、第１の部分１１と第２の部分１２とのそれぞれの先端には、他の部材であるてんぷ受（図示せず）に接続するための止め部１３、１４が形成されている。各止め部１３、１４は、貫通孔１３ａ、１４ａを有し、この貫通孔１３ａ、１４ａによって、てんぷ受にネジ止めや接着剤等による固定、または嵌合等により固定される。

このように、ひげ持１０を固定する止め部１３、１４は、第１の部分１１と第２の部分１２のそれぞれの先端に位置するので、ぜんまい部３の外端３ｂが接続しているひげ持１０の接続部１０ａから大きく離れている。

ひげ持１０の材質は第１の部分１１と第２の部分１２が同一の金属であって、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、または、その合金である。また、ぜんまい部３とひげ玉２との材質は、例えば、シリコン（Ｓｉ）である。

ひげ持１０の第１の部分１１は、強い弾性を得るために幅を広く形成し、第２の部分１２は、第１の部分１１の弾性より弱い弾性を得るために、幅を狭く形成している。具体的には、第１の部分１１の幅Ｗ１は、一例として先端になるほど広がる形状であり、第２の部分１２の幅Ｗ２は、幅Ｗ１より狭く、一例として第２の部分１２全体でほぼ一定である。

すなわち、ひげ持１０の第１の部分１１と第２の部分１２とは、異なる弾性を有するが、第１の実施形態においては、第１の部分１１と第２の部分１２との形状（具体的には幅）を変えることで、弾性差を得ている。なお、ひげ持１０の幅ではなく、厚み、または、幅と厚みとの両方を変えて、弾性差を得てもよい。また、ひげ持１０の弾性が、ぜんまい部３の振動周期に影響しないように、ひげ持１０は、ぜんまい部３と比較して十分強い弾性を有している。

また、ひげ持１０は、ひげぜんまい１の回転軸体の軸方向から見て円弧状である。具体的には一例として、ひげ持１０の第１の部分１１は、ぜんまい部３の外端３ｂと接続する接続部１０ａから、巻回の方向と同一方向（矢印Ｒ１）に湾曲し、第２の部分１２は、ぜんまい部３の外端３ｂと接続する接続部１０ａから、巻回の方向と反対方向（矢印Ｒ２）に湾曲することで、ひげ持１０の全体が円弧状に形成されている。

以上の構成により、ひげぜんまい１は、ぜんまい部３の内端３ａがひげ玉２に接続し、ぜんまい部３の外端３ｂがひげ持１０の接続部１０ａに接続することで、てんぷ受（図示せず）に固定される。そして、ひげぜんまい１のバネ力によって、ひげ玉２の貫通孔２ａを通る回転軸体であるてん真（図示せず）に接続されたてん輪（図示せず）を往復回転運動させて、調速機として機能する。

詳しくは後述するが、形状（幅）を変えることで異なる弾性を有する第１の部分１１と第２の部分１２とでなるひげ持１０に、ぜんまい部３の外端３ｂを接続することで、外部から衝撃が加わった場合、第１の部分１１と第２の部分１２との結合箇所である接続部１０ａが、荷重に応じて変位するので、ぜんまい部３の外端３ｂの変位方向が制御されて、ぜんまい部３に加わる応力を低減し、耐衝撃性に優れたひげぜんまいを実現できる。

また、第１の部分１１と第２の部分１２とは、ぜんまい部３の巻回に沿ってそれぞれ湾曲し、ひげ持１０は円弧状であるので、略円形のぜんまい部３の外周を覆うことができる。これにより、外部から衝撃が加わったときに、ぜんまい部３が大きく変形することを防ぎ、ひげぜんまいの耐衝撃性を向上させることができる。

また、第１の部分１１と第２の部分１２とがそれぞれ湾曲しているので、ひげ持１０の全体が適正な弾性体として機能し、外部から衝撃が加わったときに、接続部１０ａの変位量が大きくなり、ぜんまい部３に加わる衝撃を吸収することができる。

［第１の実施形態のひげぜんまいの衝撃吸収動作の説明：図２］
次に、第１の実施形態のひげぜんまいが、衝撃を受けたときの具体的な動作例を、図２
を用いて説明する。図２は、ひげ持１０とぜんまい部３との接続部分を拡大し、その変位方向を説明する説明図であって、図２（ａ）と図２（ｂ）とは変位方向が違う場合を示している。

図２（ａ）において、前述したように、ぜんまい部３の外端３ｂは、ひげ持１０の第１の部分１１と第２の部分１２との結合箇所である接続部１０ａに接続されている。そして、強い弾性を有する第１の部分１１は、接続部１０ａからぜんまい部３の巻回方向（矢印Ｒ１）に配置されており、一方、弱い弾性を有する第２の部分１２は、接続部１０ａからぜんまい部３の巻回方向と反対方向（矢印Ｒ２）に配置されている。

ここで、ひげぜんまい１に外部から強い衝撃が加わり、一例として、ひげぜんまい１の中心方向から荷重Ｎが、ぜんまい部３とひげ持１０とに印加されたとする。
すると、ひげ持１０の第１の部分１１は弾性が強く、第２の部分１２は弾性が弱いので、荷重Ｎによる第１の部分１１の変形は小さいが、第２の部分１２の変形は大きくなる。また、第１の部分１１と第２の部分１２とは、前述したように、ぜんまい部３の巻回に沿ってそれぞれ湾曲し円弧状であるので、適正な弾性体として機能する。

それにより、第１の部分１１と第２の部分１２との結合箇所である接続部１０ａは変位するが、その変位方向は荷重Ｎの方向ではなく、矢印Ｄ１で示すように、第１の部分１１が位置する方向に変化して大きく変位することになる。この矢印Ｄ１方向に変位したひげ持１０ｕは、図中点線で示している。

このように、荷重Ｎを受けたときに矢印Ｄ１方向に変位するのは、強い弾性を有する第１の部分１１自体の変形が小さく、弱い弾性を有する第２の部分１２自体の変形が大きいためであり、結果として矢印Ｄ１方向に変位するのである。

すなわち、ぜんまい部３の外端３ｂが接続しているひげ持１０の接続部１０ａは、従来例とは異なり、固定されている止め部１３、１４から大きく離れている（図１参照）と共に、第１の部分１１と第２の部分１２とが弾性体であるので、外部からの荷重によって比較的自由に変位するのである。しかも、第１の部分１１と第２の部分１２とには弾性差があるので、その弾性差に応じて変位方向が制御されて変化し、且つ、その変位方向の変化によって、変位量（移動量）が増幅されて大きくなる。

その結果、ひげ持１０は、接続部１０ａに接続されているぜんまい部３の外端３ｂも、共に矢印Ｄ１の方向に大きく変位するから、ぜんまい部３に対して衝撃を受け流し、吸収するように働き、変位しない場合に比べて、ひげ持１０の接続部１０ａとぜんまい部３の外端３ｂとの相対変位が減少するので、ぜんまい部３の外端部３ｂとその周辺に生じる曲げ応力が小さくなり、耐衝撃性に優れたひげぜんまいを実現することができる。

また、ぜんまい部３の材質がシリコンであったとしても、外端部３ｂとその周辺に生じる曲げ応力が十分小さくなるので、割れやひびの発生を防ぐことが可能となり、量産性に優れ、特性が揃ったひげぜんまいを提供できる。

荷重Ｎが印加されたときの変位方向は、上記の例に限定されず、図２（ｂ）に示すように、例えば、強い弾性を有する第１の部分１１を、接続部１０ａを基準にしてぜんまい部３の巻回方向と反対方向（矢印Ｒ２）に配置し、弱い弾性を有する第２の部分１２を、接続部１０ａを基準にしてぜんまい部３の巻回方向（矢印Ｒ１）に配置してもよい。なお、この例に示す要素は、図中では、ぜんまい部３´、外端３ｂ´、ひげ持１０´、接続部１０ａ´第１の部分１１´、第２の部分１２´で示す。

この場合、図２（ａ）に示す例と同様な方向から荷重Ｎが印加されると、荷重Ｎによる接続部１０ａ´の変位方向は、強い弾性を有する第１の部分１１の位置する方向（矢印Ｄ２方向）になり、同様にぜんまい部３´の外端３ｂ´も矢印Ｄ２の方向に変位する。この矢印Ｄ２方向に変位したひげ持１０ｄは、図中点線で示している。

その結果、変位方向が変わっても、ひげ持１０´の接続部１０ａ´とぜんまい部３´の外端３ｂ´との相対変位が減少し、外端部３ｂ´とその周辺に生じる曲げ応力を小さくできる。

以上のように、第１の実施形態によれば、ひげ持１０の第１の部分１１と第２の部分１２との形状（幅）を変えることで弾性差を得ており、このひげ持１０の弾性差により、外部からの衝撃によって変位する変位方向を変え、ひげ持１０とぜんまい部３との相対変位を減少させることで耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できる。

また、ひげ持１０の弾性差は、第１の部分１１と第２の部分１２との形状の幅を変えることで実現しているので、この幅の違いを変えることで弾性差の大きさを変え、変位方向を制御して、相対変位が最も減少する最適なひげ持１０を得ることができる。このようにして、耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できる。

また、説明した例では、ひげ持１０は金属であるので、衝撃に強く、信頼性の高いひげぜんまいを提供でき、ぜんまい部３はシリコンであるので、高い加工精度によってばらつきが少なく量産性に優れ、温度特性もよいひげぜんまいを提供できる。

なお、第１の部分１１及び第２の部分１２における形状の幅は、事前に実験やシミュレーションなどを行って、この幅を変えると、掛る荷重Ｎに対してどの程度変位するかなどを調べて決めればよい。

［第１の実施形態の変形例のひげぜんまいの構成説明：図３］
次に、第１の実施形態の変形例のひげぜんまいの構成を、図３を用いて説明する。第１の実施形態の変形例の特徴は、ひげぜんまいのぜんまい部の材質とひげ持の材質が同一であり、共にシリコン（Ｓｉ）である点である。

図３において、符号２０は第１の実施形態の変形例のひげぜんまいである。ひげぜんまい２０は、ひげ玉２、ぜんまい部３、ひげ持２１などによって構成される。ひげ玉２、ぜんまい部３の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

ひげ持２１は、ぜんまい部３の外周に配置され、異なる弾性を有する第１の部分２２と第２の部分２３とを有する。ひげ持２１の第１の部分２２と第２の部分２３との結合箇所である接続部２１ａにぜんまい部３の外端３ｂが接続されている。

なお、上述のように、ぜんまい部３とひげ持２１とは、共にシリコンで形成されている。このとき、双方を別々に製造した後に接着剤等で固定してもよく、最初から一体的に形成するように製造してもよい。後者の場合は、双方を一度に製造できるので、生産性が向上するので好ましい。

また、第１の部分２２と第２の部分２３のそれぞれの先端には、てんぷ受（図示せず）に接続するための止め部２４、２５が形成されている。各止め部２４、２５は、貫通孔２４ａ、２５ａを有し、この貫通孔２４ａ、２５ａによって、てんぷ受に接着剤等で固定される。なお、この貫通孔２４ａ、２５ａにピン等を差し込んだ上で、接着時等で固定してもよい。

また、ひげ持２１は第１の実施形態と同様に、第１の部分２２は強い弾性を得るために幅を広く形成し、第２の部分２３は第１の部分２２の弾性より弱い弾性を得るために、幅を狭く形成している。このように、ひげ持２１の形状は、第１の実施形態のひげ持１０と同様であるので、詳細な説明は省略する。

ぜんまい部３とひげ持２１とを含めたひげぜんまい２０の材質はシリコンであり、よって、ひげぜんまい２０は、エッチング技術によって一体的に製造可能である。

ここで第１の実施形態の図２と同様に、ひげぜんまい２０に、外部から強い衝撃が加わり、荷重Ｎがぜんまい部３とひげ持２１とに印加されたとする。すると、第１の部分２２は弾性が強く、第２の部分２３は弾性が弱いので、荷重による第１の部分２２の変形は小さいが、第２の部分２３の変形は大きくなる。

その結果、図２（ａ）と同様に、ひげ持２１の接続部２１ａは、弾性が弱い側の第２の部分２３の方向（矢印Ｄ１：図２（ａ）参照）に変位し、ひげ持２１の接続部２１ａとぜんまい部３の外端３ｂとの相対変位が減少するので、ぜんまい部３の外端部３ｂとその周辺に生じる曲げ応力が小さくなり、耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供することができる。

以上のように、第１の実施形態の変形例によれば、第１の実施形態と同様に耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できると共に、ぜんまい部３とひげ持２１とを含めたひげぜんまい２０全体の材質がシリコンであるので、エッチング技術によって一体的な製造も可能であり、特性のばらつきが少なく量産性に優れ、温度特性もよいひげぜんまいを提供できる。

なお、ひげぜんまいの各要素の材質は限定されず、例えば、金属（ニッケル）であってもよい。また、ぜんまい部３とひげ持２１とをシリコンで一体的に形成し、ひげ玉２のみ金属としてもよい。その場合は、貫通孔２ａに嵌め込まれるてん真の材質等に鑑みて決めることができる。

［第２の実施形態のひげぜんまいの構成説明：図４］
次に、第２の実施形態のひげぜんまいの構成を、図４を用いて説明する。第２の実施形態の特徴は、ひげ持の第１の部分と第２の部分の有効長の違いによって異なる弾性を得ていることである。

図４において、符号３０は第２の実施形態のひげぜんまいである。ひげぜんまい３０は、ひげ玉２、ぜんまい部３、ひげ持３１などによって構成される。ひげ玉２、ぜんまい部３の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

ひげ持３１は、ぜんまい部３の外周に円弧状に配置され、異なる弾性を有する第１の部分３２と第２の部分３３とを有している。第１の部分３２は、ぜんまい部３の巻回方向（矢印Ｒ１）と同一方向に湾曲し、また、第２の部分３３は、ぜんまい部３の巻回方向と反対方向（矢印Ｒ２）に湾曲している。

また、第１の部分３２と第２の部分３３のそれぞれの先端には、てんぷ受（図示せず）に接続するための止め部３４、３５が形成され、各止め部３４、３５は、貫通孔３４ａ、３５ａを有し、この貫通孔３４ａ、３５ａによって、てんぷ受にネジ止め又は接着剤等にて固定される。

また、ぜんまい部３の外端３ｂは、ひげ持３１の第１の部分３２と第２の部分３３との結合箇所である接続部３１ａに接続される。

また、ひげ持３１の第１の部分３２は、強い弾性を得るために、接続部３１ａから止め部３４までの有効長Ｌ１を短く形成し、第２の部分３３は、第１の部分３２より弱い弾性を得るために、接続部３１ａから止め部３５までの有効長Ｌ２を第１の部分３２の有効長Ｌ１より長く形成している。すなわち、第２の実施形態は、ひげ持３１の第１の部分３２と第２の部分３３との弾性差を得るために、その有効長を変えることで実現している。

ひげ持３１の材質は、第１の実施形態と同様に金属でもよく、または、第１の実施形態の変形例のように、シリコンでもよい。

ここで第１の実施形態の図２と同様に、ひげぜんまい３０に、外部から強い衝撃が加わり、荷重Ｎがぜんまい部３とひげ持３１とに印加されたとする。すると、第１の部分３２は有効長Ｌ１が短いために弾性が強く、第２の部分３３は有効長Ｌ２が長いために弾性が弱いので、荷重による第１の部分３２の変形は小さいが、第２の部分３３の変形は大きくなる。

その結果、図２（ａ）と同様に、ひげ持３１の接続部３１ａは、弾性が弱い側の第２の部分３３の方向（矢印Ｄ１：図２（ａ）参照）に変位し、ひげ持３１の接続部３１ａとぜんまい部３の外端３ｂとの相対変位が減少するので、ぜんまい部３の外端部３ｂとその周辺に生じる曲げ応力が小さくなり、耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供することができる。

なお、第１の部分３２及び第２の部分３３における有効長は、事前に実験やシミュレーションなどを行って、この長さを変えると、掛る荷重Ｎに対してどの程度変位するかなどを調べて決めればよい。

以上のように、第２の実施形態によれば、ひげ持３１の第１の部分３２と第２の部分３３との有効長を変えることで弾性差を得ており、このひげ持３１の弾性差により、外部からの衝撃によって変位する変位方向を変え、ひげ持３１の接続部３１ａとぜんまい部３との相対変位を減少させることで耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できる。また、ひげ持３１の弾性差は、第１の部分３２と第２の部分３３との有効長を変えるだけで実現できるので、製造が簡単で量産性に優れたひげぜんまいを提供できる。

［第３の実施形態のひげぜんまいの構成説明：図５］
次に、第３の実施形態のひげぜんまいの構成を、図５を用いて説明する。第３の実施形態の特徴は、ひげ持の第１の部分と第２の部分の材質を変えることで、異なる弾性を得ていることである。

図５において、符号４０は第３の実施形態のひげぜんまいである。ひげぜんまい４０は、ひげ玉２、ぜんまい部３、ひげ持４１などによって構成される。ひげ玉２、ぜんまい部３の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

ひげ持４１は、ぜんまい部３の外周に配置され、異なる弾性を有する第１の部分４２と第２の部分４３とを有している。第１の部分４２は、ぜんまい部３の巻回方向（矢印Ｒ１）と同一方向に湾曲し、また、第２の部分４３は、ぜんまい部３の巻回方向と反対方向（矢印Ｒ２）に湾曲している。この第１の部分４２と第２の部分４３の形状（幅、厚み、有効長等）は同一である。

また、第１の部分４２と第２の部分４３とのそれぞれの先端には、てんぷ受（図示せず）に接続するための止め部４４、４５が形成され、各止め部４４、４５は、貫通孔４４ａ、４５ａを有し、この貫通孔４４ａ、４５ａによって、てんぷ受にネジ止め又は接着剤等にて固定される。

また、ぜんまい部３の外端３ｂは、ひげ持４１の第１の部分４２と第２の部分４３との結合箇所である接続部４１ａに接続される。

また、ひげ持４１の第１の部分４２（斜線で示す）は、強い弾性を得るために弾性率が大きい材質で構成し、第２の部分４３は、第１の部分４２より弱い弾性を得るために、弾性率が小さい材質で構成している。すなわち、第３の実施形態は、ひげ持４１の第１の部分４２と第２の部分４３との弾性差を得るために、構成する材質を変えることで実現している。

また、第１の部分４２と第２の部分４３との材質は同じで、第１の部分４２の弾性を強くするために、図示しないが、ひげ持４１の表面に弾性率が大きい金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などをコーティングしてもよい。すなわち、第１の部分４２と第２の部分４３との材質を同一のシリコン（Ｓｉ）とし、ひげぜんまい４０の加工後に、第１の部分４２の外周の表面に金属膜をコーティングするのである。それにより、材質を異ならせた場合と同様の効果を得ることができ、第１の部分４２の弾性が強くなり、第２の部分４３の弾性は、第１の部分４２より弱くなる。

また、第１の部分４２と第２の部分４３との材質を同一のシリコン（Ｓｉ）とし、その表面に多結晶シリコン膜を形成しておく。ひげぜんまい４０の加工後に、第２の部分４３の多結晶シリコン膜の少なくとも一部にレーザー（例えば、フェムト秒レーザ）を照射し、第２の部分４３の多結晶シリコン膜を晶質化させて弾性率を低下させてもよい。それにより、元の材質は同じシリコンだが、レーザ照射による改質で、第２の部分４３の弾性は、第１の部分４２の弾性より弱くなる。

また同様に、第１の部分４２と第２の部分４３との材質を、同一のポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）やシリコン酸化物（ＳｉＯ₂）とする。ひげぜんまい４０の加工後に、第２の部分４３の少なくとも一部にレーザー（例えば、フェムト秒レーザ）を照射し、第２の部分４３のポリシリコンやシリコン酸化物の一部又は全部を晶質化させて弾性率を低下させてもよい。

また、第１の部分４２と第２の部分４３の材質を同一のシリコンとし、ひげぜんまい４０の加工後に、一方の第１の部分４２に所定のイオン注入を行い、弾性率を上昇させてもよい。例えば、酸素イオンを所定の深さ及び注入量でイオン注入し、熱処理をすることでシリコンを酸化物化させて弾性率を上昇させるのである。

このように、ベースとなる第１の部分４２及び第２の部分４３の材質を同じにしても、上述のごとく加工を施すことで一方の部分の弾性率を変化させることができる。上述の加工に係る手法は一例であるが、どのような手法を用いるかは自由に選択可能である。

ここで第１の実施形態の図２と同様に、ひげぜんまい４０に、外部から強い衝撃が加わり、荷重Ｎがぜんまい部３とひげ持４１とに印加されたとする。すると、第１の部分４２は弾性が強く、第２の部分４３は弾性が弱いので、荷重による第１の部分４２の変形は小さいが、第２の部分４３の変形は大きくなる。

その結果、図２（ａ）と同様に、ひげ持４１の接続部４１ａは、弾性が弱い側の第２の
部分４３の方向（矢印Ｄ１：図２（ａ）参照）に変位し、ひげ持４１の接続部４１ａとぜんまい部３の外端３ｂとの相対変位が減少するので、ぜんまい部３の外端部３ｂとその周辺に生じる曲げ応力が小さくなり、耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供することができる。

以上のように、第３の実施形態によれば、ひげ持４１の第１の部分４２と第２の部分４３との材質を変えることで弾性差を得ており、このひげ持４１の弾性差により、外部からの衝撃によって変位する変位方向を変え、ひげ持４１の接続部４１ａとぜんまい部３との相対変位を減少させることで耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できる。

また、ひげ持４１の弾性差は、第１の部分４２と第２の部分４３との材質を変えるだけで実現できるので、第１の部分４２と第２の部分４３の形状を変える必要がなく、また、ひげぜんまいの加工後の後工程として弾性差を持たせることも可能であり、ベースとなるひげぜんまいを製造しておき、用いる調速機の性能や搭載される時計等に鑑みて弾性率を変更できるなど、量産性に優れたひげぜんまいを提供できる。

［第４の実施形態のひげぜんまいの構成説明：図６］
次に、第４の実施形態のひげぜんまいの構成を、図６を用いて説明する。第４の実施形態の特徴は、ひげ持が他の部材（てんぷ受）と接続する箇所が一箇所であることである。

図６において、符号５０は第４の実施形態のひげぜんまいである。ひげぜんまい５０は、ひげ玉２、ぜんまい部３、ひげ持５１などによって構成される。ひげ玉２、ぜんまい部３の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

ひげ持５１は、ぜんまい部３の外周に配置され、異なる弾性を有する第１の部分５２と第２の部分５３とを有している。第１の部分５２は、ぜんまい部３の巻回方向（矢印Ｒ１）と同一方向に湾曲し、また、第２の部分５３は、ぜんまい部３の巻回方向と反対方向（矢印Ｒ２）に湾曲している。

また、第１の部分５２と第２の部分５３との湾曲したそれぞれの先端は一箇所で結合し、その箇所にてんぷ受（図示せず）と接続するための止め部５４が形成され、止め部５４は、貫通孔５４ａを有し、この貫通孔５４ａによって、てんぷ受にネジ止めや接着剤等で固定される。すなわち、第４の実施形態のひげ持５１は、一箇所の止め部５４によって、てんぷ受と接続するのである。

ひげ持５１の第１の部分５２は、第１の実施形態と同様に、強い弾性を得るために幅を広く形成し、第２の部分５３は、第１の部分５２の弾性より弱い弾性を得るために、幅を狭く形成している。すなわち、ひげ持５１の第１の部分５２と第２の部分５３とは、形状（幅）を変えることで、異なる弾性を得ている。

なお、第４の実施形態において、ひげ持５１の第１の部分５２と第２の部分５３とが異なる弾性を得る手段は限定されず、例えば、第２の実施形態のひげぜんまい３０のように、それぞれの有効長を変えてもよいし、また、第３の実施形態のひげぜんまい４０のように、第１の部分５２と第２の部分５３の材質を変えてもよい。

また、ぜんまい部３の外端３ｂは、ひげ持５１の第１の部分５２と第２の部分５３との結合箇所である接続部５１ａに接続される。

ここで第１の実施形態の図２と同様に、ひげぜんまい５０に、外部から強い衝撃が加わり、荷重Ｎがぜんまい部３とひげ持５１とに印加されたとする。すると、第１の部分５２
は弾性が強く、第２の部分５３は弾性が弱いので、荷重による第１の部分５２の変形は小さいが、第２の部分５３の変形は大きくなる。

その結果、図２（ａ）と同様に、ひげ持５１の接続部５１ａは、弾性が弱い側の第２の部分５３の方向（矢印Ｄ１：図２（ａ）参照）に変位し、ひげ持５１の接続部５１ａとぜんまい部３の外端３ｂとの相対変位が減少するので、ぜんまい部３の外端部３ｂとその周辺に生じる曲げ応力が小さくなり、耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供することができる。

以上のように、第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できると共に、ひげ持５１とてんぷ受を接続する止め部５４が一箇所であるので、ひげぜんまいの組み込み性やスペース効率が向上し、小型の時計に組み込む調速機用ひげぜんまいとして好適である。

［第５の実施形態のひげぜんまいの構成説明：図７］
次に、第５の実施形態のひげぜんまいの構成を、図７を用いて説明する。第５の実施形態の特徴は、ひげ持の弾性差を調整する調整手段を有することであり、ひげ持を固定する止め部に長穴の貫通孔を設け、止め位置を変えることで弾性差を調整する。

図７（ａ）において、符号６０は第５の実施形態のひげぜんまいである。ひげぜんまい６０は、ひげ玉２、ぜんまい部３、ひげ持６１などによって構成される。ひげ玉２、ぜんまい部３の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

ひげ持６１は、ぜんまい部３の外周に配置され、異なる弾性を有する第１の部分６２と第２の部分６３とを有している。第１の部分６２は、ぜんまい部３の巻回方向（矢印Ｒ１）と同一方向に湾曲し、また、第２の部分６３は、ぜんまい部３の巻回方向と反対方向（矢印Ｒ２）に湾曲している。

また、第１の部分６２と第２の部分６３とのそれぞれの先端には、てんぷ受（図示せず）に接続するための止め部６４、６５が形成され、各止め部６４、６５は、長穴の貫通孔６４ａ、６５ａを有し、この貫通孔６４ａ、６５ａによって、てんぷ受にネジ止めや接着剤等で固定される。この止め部６４、６５の長穴の貫通孔６４ａ、６５ａがひげ持６１の弾性を調整する調整手段として機能する。

また、ひげ持６１の第１の部分６２は、強い弾性を得るために有効長Ｌ３を短く形成し、第２の部分６３は、第１の部分６２より弱い弾性を得るために、有効長Ｌ４を第１の部分３２の有効長Ｌ３より長く形成している。

また、ぜんまい部３の外端３ｂは、ひげ持６１の第１の部分６２と第２の部分６３との結合箇所である接続部６１ａに接続される。

ひげ持６１の材質は、第１の実施形態と同様に金属でもよく、または、第１の実施形態の変形例のように、シリコンでもよい。

ここで、ひげ持６１の第１の部分６２の止め部６４を、止め位置６６ａ（小円で示す）で固定すると、第１の部分６２の有効長Ｌ３は、貫通孔６４ａの略長径の分だけ長くなり、それにより、第１の部分６２の弾性が弱くなる。また、第１の部分６２の止め部６４を、止め位置６６ｂで固定すると、第１の部分６２の有効長Ｌ３は変わらないので、第１の部分６２の弾性に変化はない。

同様に、ひげ持６１の第２の部分６３の止め部６５を、止め位置６７ａで固定すると、第２の部分６３の有効長Ｌ４は、貫通孔６５ａの略長径の分だけ長くなり、それにより、第２の部分６３の弾性が弱くなる。また、第２の部分６３の止め部６５を、止め位置６７ｂで固定すると、第２の部分６３の有効長Ｌ４は変わらないので、第２の部分６３の弾性に変化はない。

図７（ｂ）は、ひげ持６１の第１の部分６２と第２の部分６３との止め位置を変えることで、ひげ持６１の接続部６１ａの変位方向がどのように変化するかの一例を示している。なお、荷重Ｎが図面上の左側から印加されたと仮定する。

ここで、接続部６１ａの変位方向Ｄ１１は、第１の部分６２と第２の部分６３との有効長が共に短くなるように、すなわち、第１の部分６２は止め位置６６ｂで固定し、第２の部分６３は止め位置６７ｂで固定した場合の一例である。

また変位方向Ｄ１２は、第１の部分６２を止め位置６６ａで固定して、第１の部分６２の有効長Ｌ３を長くし、第２の部分６３は止め位置６７ｂで固定した場合である。この状態では、第１の部分６２の弾性が弱くなるので（多少、変形しやすくなるので）、荷重Ｎに対して変位方向の角度が浅くなるように調整される。

また変位方向Ｄ１３は、第１の部分６２を止め位置６６ｂで固定し、第２の部分６３は止め位置６７ａで固定して、第２の部分６３の有効長Ｌ４を長くした場合である。この状態では、第２の部分６３の弾性が弱くなるので（さらに変形しやすくなるので）、荷重Ｎに対して変位方向の角度が深くなるように調整される。

以上のように、第５の実施形態によれば、ひげ持６１の第１の部分６２と第２の部分６３との止め位置を変えることで、第１の部分６２と第２の部分６３との弾性差を調整することができる。

その結果、外部からの衝撃で荷重が印加されたときの、ひげ持６１の接続部６１ａとぜんまい部３の外端３ｂとの変位方向を調整し最適化することが可能となり、ひげ持６１の接続部６１ａとぜんまい部３との相対変位をより減少させ、ぜんまい部３の外端３ｂとその周辺に生じる曲げ応力を小さくして耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できる。なお、止め部６４、６５の貫通孔６４ａ、６５ａは、便宜上、直線的な長穴として図示したが、ぜんまい部３の巻回方向に沿った円弧状の長穴でもよい。もちろん、図示した止め部６４、６５の大きさも限定しない。より大きく（貫通孔６４ａ、６５ａの径をより長径に）すれば、要請範囲も広くなるので好ましい。

また、ひげ持６１の第１の部分６２の有効長Ｌ３と第２の部分６３の有効長Ｌ４は限定されず、例えば、有効長Ｌ３＝Ｌ４とし、その分、止め部６４、６５の貫通孔６４ａ、６５ａの長径を長くして、有効長の調節範囲を広くし、弾性差を調整してもよい。

［第５の実施形態の変形例のひげぜんまいの説明：図８］
次に、第５の実施形態の変形例のひげぜんまいを、図８を用いて説明する。第５の実施形態の変形例の特徴は、ひげ持の弾性差を調整する調整手段を有することであり、コーティングした膜の一部をレーザによってトリミングすることで弾性差を調整する。

図８において、符号７０は第５の実施形態の変形例のひげぜんまいである。ひげぜんまい７０は、ひげ玉２、ぜんまい部３、ひげ持７１などによって構成される。ひげ玉２、ぜんまい部３の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

ひげ持７１は、ぜんまい部３の外周に配置され、異なる弾性を有する第１の部分７２と第２の部分７３とを有している。第１の部分７２は、ぜんまい部３の巻回方向（矢印Ｒ１）と同一方向に湾曲し、また、第２の部分７３は、ぜんまい部３の巻回方向と反対方向（矢印Ｒ２）に湾曲している。この第１の部分７２と第２の部分７３との形状（幅、厚み、有効長等）は同一である。

また、第１の部分７２と第２の部分７３とのそれぞれの先端には、てんぷ受（図示せず）に接続するための止め部７４、７５が形成され、各止め部７４、７５は、貫通孔７４ａ、７５ａを有し、この貫通孔７４ａ、７５ａによって、てんぷ受にネジ止めや接着剤等で固定される。

また、ぜんまい部３の外端３ｂは、ひげ持７１の第１の部分７２と第２の部分７３との結合箇所である接続部７１ａに接続される。

また、ひげ持７１の第１の部分７２の外周の表面には、弾性を調整する調整手段として、弾性率が大きい金属でなる調整膜７６をコーティングしている。この調整膜７６は、例えば、無電解メッキや蒸着などで形成することができる、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）である。この調整膜７６をコーティングすることで、第１の部分７２の弾性は第２の部分４３の弾性より強くなる。

従って、調整膜７６によって、第１の部分７２と第２の部分７３との弾性差を持たせることができるので、第１の部分７２と第２の部分７３とは、弾性が等しい同一材質、例えば、シリコンで形成してもよい。

また、第１の部分７２は弾性が強い材質を選択し、第２の部分７３は、弾性が弱い材質を選択してもよい。また図示しないが、第１または第２の実施形態のように、幅や有効長などの形状を変えることで、第１の部分７２の弾性を強くしてもよい。このように、第１の部分７２の材質や形状を変えて弾性を強くした場合は、調整膜７６をコーティングすることで、第１の部分７２の弾性をさらに強めることができる。

［第５の実施形態の変形例のひげ持の弾性調整方法の説明：図８］
次に、第５の実施形態の変形例のひげ持の弾性調整方法を説明する。この弾性調整方法は、第１の部分７２にコーティングした調整膜７６をレーザ光によってトリミングすることで行われる。

図８において、ひげぜんまい７０を加工し、調整膜７６をコーティングした後に、所定のレーザ光を出力するレーザ照射器８０を、図示しない手段によって第１の部分７２の外周に沿って矢印Ｒ３で示す方向に移動させて、レーザ光８１を第１の部分７２の調整膜７６の所定の領域に照射する。このレーザ光８１の照射によって、照射箇所の調整膜７６は溶けて飛散するので、調整膜７６の面積が減少し、それにより、第１の部分７２の弾性は、弱まるように調整される。

ここで、レーザ光８１による調整膜７６のトリミング範囲は、一例として、レーザ照射前に、図示しない手段によってひげぜんまい７０に所定の荷重を印加し、その荷重によるひげ持７１の接続部７１ａの変位方向を測定し、その変位方向を修正したい場合には、得られた変位方向と、目標とする変位方向との角度差から、第１の部分７２と第２の部分７３との必要な弾性差を算出し、調整膜７６のトリミング範囲を決定するとよい。

また、調整膜７６の溶解は、レーザ照射器８０を、第１の部分７２の外周に沿って矢印Ｒ３方向に移動させながらレーザ光８１を照射する、いわゆるスイープ照射を行っても、
所定距離を移動して止まりレーザ光８１を照射することを繰り返す、いわゆるステップ照射を行ってもよい。もちろん、レーザ照射器８０自体は固定しておき、レーザ光８１の照射方向を変えてもよい。

以上のように、第５の実施形態の変形例によれば、ひげ持７１の一部に弾性の強い調整膜７６をコーティングし、その調整膜７６をレーザ光によってトリミングすることで、第１の部分７２と第２の部分７３の弾性差を調整することができる。

その結果、外部からの衝撃で荷重が印加されたときの、ひげ持７１の接続部７１ａとぜんまい部３との変位方向を調整し最適化することが可能となり、ひげ持７１の接続部７１ａとぜんまい部３の外端３ｂとの相対変位をより減少させ、ぜんまい部３の外端３ｂとその周辺に生じる曲げ応力を小さくして耐衝撃性に優れたひげぜんまいを提供できる。

また、第１、第２の実施形態のように、第１の部分と第２の部分との形状が異なることで所定の弾性差を有するひげ持を製造し、後工程で調整膜７６をコーティングし、レーザ光によるトリミングによって、すでに得られている弾性差をさらに調整してもよい。また、第４の実施形態のように、接続する箇所が一箇所であるひげぜんまいの一方の部分に調整膜７６をコーティングし、同様な手法で弾性差を調整してもよい。

また、図示しないが、第３の実施形態で前述したように、ひげ持７１の材質をシリコンとし、第２の部分７３に、例えばフェムト秒レーザを照射して改質し、その照射領域を調整することで第１の部分７２と第２の部分７３との弾性差を変えて、変位方向を調整してもよい。

［ひげぜんまいの製造方法の説明：図９〜図１１］
次に、第６の実施形態として、ひげぜんまいの製造方法の一例を、図９〜図１１を用いて説明する。
なお、製造するひげぜんまいは、第１の実施形態のひげぜんまい１を製造することを前提とする。すなわち、ぜんまい部３の材質がシリコン（Ｓｉ）であり、ひげ持１０の材質が金属のニッケル（Ｎｉ）であるひげぜんまい１（図１参照）を製造する。また、製造方法としては、ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ、Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ、Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）プロセスによる製造を前提として説明する。

図９は、製造方法を説明するためのひげ持１０の第１の部分１１と第２の部分１２との結合箇所である接続部１０ａと、ぜんまい部３の外端３ｂと、の接続部分の拡大図である。図９において、シリコンでなるぜんまい部３の外端３ｂには、ひげ持１０の接続部１０ａに接する面に凹部３ｃが形成されている。

一方、ひげ持１０の接続部１０ａには、ぜんまい部３の外端３ｂに接する面に凸部１０ｂが形成されている。そして、外端３ｂの凹部３ｃに接続部１０ａの凸部１０ｂが填め込まれる形で、ぜんまい部３とひげ持１０とが接続される。本製造方法の説明では、外端３ｂの凹部３ｃと接続部１０ａの凸部１０ｂとを通る切断線Ｅ−Ｅ´による断面図（図１０、図１１参照）を用いて以下説明する。なお、ひげ持１０の接続部１０ａとぜんまい部３の外端３ｂの接続面の形状とは限定されず、例えば、図示しないが、凹凸形状が複数形成された接続面でもよい。

まず、図１０（ａ）において、少なくとも１つのひげぜんまい１が取り出せる大きさの面積と厚みとを有するＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板２００を準備する。ＳＯＩ基板２００とは、シリコンからなるシリコン活性層２１０とシリコンからなる基体２３０との間に酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる絶縁層２２０を挟んだ構
造のシリコン半導体基板である。

本製造方法では、このＳＯＩ基板２００のシリコン活性層２１０を利用してひげぜんまい１を製造する。したがって、ひげぜんまい１の厚みに合わせて、シリコン活性層２１０の厚みを選択すれば、シリコン活性層２１０を切削や研磨するなどの工程を省略することも可能である。

次に、ＳＯＩ基板２００のシリコン活性層２１０上に、ひげ持１０を形成するためのマスク（図示せず）を形成し、シリコン活性層２１０をＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）技術でドライエッチングすることにより、所定の幅と深さの溝部２１１をシリコン活性層２１０に加工する。このとき、酸化シリコンからなる絶縁層２２０はシリコンに比べてドライエッチングされ難いため、エッチング防御層の役目をなし、下層のシリコンからなる基体２３０まではドライエッチングされない。

次に、図１０（ｂ）に示すように、溝部２１１が加工されたシリコン活性層２１０の表面及び溝部２１１の内面（内壁と底部）に導電性の金属膜２１２を成膜する。本実施形態では金属膜２１２として銅（Ｃｕ）を真空成膜法の１つであるスパッタリング法で約０．２μｍの厚さで成膜した。

次に、図１０（ｃ）に示すように、電鋳法により、金属膜２１２を電極として溝部２１１の内面にニッケル（Ｎｉ）をメッキ成長させ、ニッケル（Ｎｉ）からなる金属部２１３を形成する。この金属部２１３が、ひげ持１０となる（図９参照）。

次に、図１１（ａ）に示すように、シリコン活性層２１０の表面を研磨加工によって平坦化する。研磨加工の方法は限定されず、例えば、公知のＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨）法を用いることができる。この研磨加工によって、シリコン活性層２１０の表面上に形成された金属部２１３と金属膜２１２とを除去できると共に、シリコン活性層２１０の高さを調整し、その平面を鏡面化することができる。これにより、寸法精度の高いひげぜんまい１を製造できる。

次に、図１１（ｂ）に示すように、シリコン活性層２１０の表面に、ひげぜんまい１のマスク２１４（レジスト）を形成する。このマスク２１４は、ひげぜんまい１のぜんまい部３とひげ玉２（図１参照）を形作る形状である。マスク２１４は、例えば、シリコン酸化膜であり、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｅｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｏｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法などで形成する。

次に、シリコン活性層２１０をＲＩＥ技術でドライエッチングする。このとき、深掘りＲＩＥ（Ｄｅｅｐ ＲＩＥ）技術を用いれば、アスペクト比が高いドライエッチングが可能となるので、ひげぜんまい１の形状を忠実に形成できる。このドライエッチングにより、マスク２１４以外の領域のシリコン活性層２１０を除去する。これにより、シリコン活性層２１０はひげぜんまい１の形状に加工され、絶縁層２２０上にシリコン活性層２１０でなるぜんまい部３と、ひげ玉２、及びニッケル（すなわち、金属部２１３）でなるひげ持１０の形状を得る。

その後に、図１１（ｃ）に示すように、マスク２１４と絶縁層２２０とを除去することで、ひげぜんまい１を基体２３０から分離して完成に至る。ここで、マスク２１４及び絶縁層２２０は、いずれも酸化シリコンからなるので、同時に除去することができ、例えば、ＳＯＩ基板２００をフッ化水素酸を主成分とする公知のエッチング液に浸漬しておこなう。このような手法を一般的にリフトオフと称する。

以上のように、第６の実施形態のＬＩＧＡプロセスによる製造方法によれば、シリコンと金属とからなるひげぜんまい１をＳＯＩ基板２００の一平面だけを１つの連続したプロセスで加工し製造できるので、別途行うひげぜんまいとひげ持との接着加工が不要になり、作業工程を低減できる。このため、生産性が良好であるというメリットがある。

また、非常に薄い形状のひげぜんまい１を製造しようとした場合でも、シリコン活性層２１０の厚みを薄くするだけでよく、基台となる厚みの厚い基体２３０は加工されずに最終工程まで残るので、ＳＯＩ基板２００を製造工程区画間で移動させるときひげぜんまいを破損してしまう危険性が少ない。このため、ハンドリングが良好で、扱いやすいというメリットもある。

また、ひげぜんまいの構成が、ぜんまい部３が金属であり、ひげ持１０がシリコンである場合は、シリコン活性層２１０に形成される溝部２１１がぜんまい部３の位置（図９、図１０（ａ）参照）に変わり、また、マスク２１４が、ひげ持１０の接続部１０ａの位置（図９、図１１（ｂ）参照）に変わるが、製造工程そのものは変わることがない。

また、ひげぜんまいの構成が、第２の実施形態のように、すべてシリコンである場合は、ＳＯＩ基板を深掘りＲＩＥ技術でドライエッチングするだけで、製造することができる。

また、ひげぜんまいの製造方法は、限定されるものではなく、例えば、シリコンでなるぜんまい部３とひげ玉２、および、金属でなるひげ持１０を別々に製造し、図９で示すぜんまい部３の外端３ｂとひげ持１０の接続部１０ａとの接続面を接着等によって接続してもよいことは無論である。この場合、例えば、さまざまな形状や材質のひげぜんまいとひげ持とをそれぞれ製造しておき、調速機の仕様や時計の性能に鑑みて双方を組み合わせるときに便利である。

なお、本発明の実施形態で示した各図面等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。

本発明のひげぜんまいは、耐衝撃性に優れ、製造ばらつきも少ないので、高性能な機械時計用ひげぜんまいとして、幅広く利用することができる。

１、２０、３０、４０、５０、６０、７０ ひげぜんまい
２ ひげ玉
３、３´ ぜんまい部
３ｂ、３ｂ´ 外端
１０、１０´、２１、３１、４１、５１、６１、７１ ひげ持
１０ａ、１０ａ´、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、７１ａ 接続部
１１、１１´、２２、３２、４２、５２、６２、７２ 第１の部分
１２、１２´、２３、３３、４３、５３、６３、７３ 第２の部分
１３、１４、２４、２５、３４、３５、４４、４５、５４、６４、６５、７４、７５ 止め部
７６ 調整膜
８０ レーザ照射器
８１ レーザ光
２００ ＳＯＩ基板
２１０ シリコン活性層
２１１ 溝部
２１２ 金属膜
２１３ 金属部
２１４ マスク
２２０ 絶縁層
２３０ 基体

Claims (5)

1. 一端を回転軸体と接続するための貫通孔を有するひげ玉に接続し、他端を他の部材に固定するためのひげ持に接続し、前記ひげ玉の周囲に巻回されるぜんまい部を有するひげぜんまいであって、
   前記ひげ持は、前記他端と一箇所で接続するとともに該一箇所以外の少なくとも一箇所で前記他の部材と接続し、
   前記ひげ持は、前記ぜんまい部の外周に配置され、異なる弾性を有する第１の部分と第２の部分とを有する
   ことを特徴とするひげぜんまい。
2. 前記ひげ持は、前記回転軸体の軸方向から見て円弧状である
   ことを特徴とする請求項１に記載のひげぜんまい。
3. 前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記ぜんまい部の他端との接続部分から、一方を前記巻回の方向と同一方向に湾曲させ、他方を前記巻回の方向と反対方向に湾曲させる
   ことを特徴とする請求項２に記載のひげぜんまい。
4. 前記ひげ持は、前記他の部材と接続する箇所が一箇所である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のひげぜんまい。
5. 前記ひげ持は、弾性を調整する調整手段を有する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のひげぜんまい。

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