JP2018179788A - Mechanical component, timepiece, and manufacturing method for mechanical component - Google Patents

Mechanical component, timepiece, and manufacturing method for mechanical component Download PDF

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剛夫 舟川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical component capable of achieving improvement of accuracy of a timepiece while achieving improvement of quality and productivity of the mechanical component by suppressing occurrence of cracks of a corner part when a holding part of a rotary member holds a shaft member and making frictional force between the other mechanical component meshing with a tooth of the rotary member and itself, and the timepiece using the mechanical component and a manufacturing method for the mechanical component.SOLUTION: An escapement wheel serving as a mechanical component comprises: a shaft member; a holding part 115 holding the shaft member; and an escapement gear part 101 serving as a rotary member having a rim part 111 having a plurality of tooth parts 114. Each cross-sectional shape of corner parts 112a of a plurality of curved parts 112 constituting the holding part 115 and corner parts 114a of the tooth parts 114 is formed into an arc shape.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、機械部品、時計、機械部品の製造方法に関する。   The present invention relates to machine parts, watches, and methods of manufacturing machine parts.

機械式時計には、歯車等に代表される数多くの機械部品が搭載されている。歯車等の機械部品は、外周に複数の歯部が形成された回転部材の中心に設けられた貫通孔(保持部)に、軸部材が挿入され固定(保持)されてなる。従来、機械部品は金属材料を機械加工することにより形成されているが、近年では、時計用の機械部品の材料としてシリコンを含む基材が用いられるようなっている。シリコンを基材とする機械部品は、金属を基材とするものに比べて軽いことから、機械部品の慣性力を小さくすることができるので、エネルギーの伝達効率の向上が見込まれる。また、シリコンはフォトリソグラフィーやエッチング技術を用いて形成する形状の自由度が高いため、シリコンを基材とすることで機械部品の加工精度を向上できるという利点もある。   A mechanical watch is mounted with many mechanical parts represented by gears and the like. A mechanical component such as a gear is configured such that a shaft member is inserted and fixed (held) in a through hole (holding portion) provided at the center of a rotating member having a plurality of teeth formed on the outer periphery. Conventionally, mechanical parts are formed by machining a metal material, but in recent years, a base material containing silicon has been used as a material of mechanical parts for watches. Since the mechanical component based on silicon is lighter than that based on metal, it is possible to reduce the inertia force of the mechanical component, and thus it is expected to improve the energy transfer efficiency. In addition, since silicon has a high degree of freedom in the shape formed using photolithography and etching technology, there is an advantage that processing accuracy of mechanical parts can be improved by using silicon as a base material.

特許文献1に、2層のシリコン層の間に酸化膜層を有するSOI基板をエッチングして時計用の機械部品を製造する方法が開示されている。特許文献1の方法では、SOI基板の一方のシリコン層上に機械部品の形状にマスクを形成し、酸化膜層をエッチングストッパーとしてそのシリコン層を深掘りエッチングして機械部品の形状を形成する。そして、他方のシリコン層と酸化膜層とを除去して、機械部品を分離する。このような方法によれば、マスクの形状通りに高精度で機械部品を製造できるとされている。   Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a mechanical part for a watch by etching an SOI substrate having an oxide film layer between two silicon layers. In the method of Patent Document 1, a mask is formed in the shape of a mechanical component on one silicon layer of an SOI substrate, and the silicon layer is deeply etched using the oxide film layer as an etching stopper to form the shape of the mechanical component. Then, the other silicon layer and the oxide film layer are removed to separate the mechanical parts. According to such a method, it is supposed that machine parts can be manufactured with high precision as the shape of the mask.

特開2016−133495号公報JP, 2016-133495, A

ところで、特許文献1に記載の機械部品の製造方法で、時計用の機械部品として、軸部材を保持する保持部と歯部を有するリム部とを備える回転部材を形成する場合、シリコン層のうちマスクが無い部分は深掘りエッチングでシリコン層を垂直方向に貫通して除去される。そのため、形成された回転部材の表裏両面と端面とが交差する角部の断面形状は、直角に近い形状となる。そうすると、回転部材の保持部に軸部材を嵌め込む際に、保持部の角部が欠けるおそれがある。保持部の角部が欠けると、回転部材の品質や生産性の低下を招く。また、角部がこのような形状であると、回転部材の歯と噛み合う他の機械部品との間の摩擦力が大きくなるおそれがある。摩擦力が大きくなると、回転部材の回転に対する抵抗が大きくなってエネルギーの伝達効率が低下するため、時計の精度の低下を招く。   By the way, in the case of forming a rotating member having a holding portion for holding a shaft member and a rim portion having a tooth portion as a mechanical part for a watch by the method of manufacturing a mechanical part described in Patent Document 1, The portion without the mask is removed vertically through the silicon layer by deep etching. Therefore, the cross-sectional shape of the corner where the front and back surfaces of the formed rotating member intersect with the end surface becomes a shape close to a right angle. Then, when the shaft member is fitted into the holding portion of the rotating member, there is a possibility that the corner of the holding portion may be chipped. If the corner of the holding portion is chipped, the quality and productivity of the rotating member may be reduced. In addition, when the corner portion has such a shape, there is a possibility that the frictional force between other teeth of the rotating member and other mechanical parts meshing with the teeth may be increased. When the frictional force becomes large, the resistance to the rotation of the rotating member becomes large and the energy transmission efficiency is lowered, which causes the precision of the timepiece to be lowered.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following modes or application examples.

[適用例1]本適用例に係る機械部品は、軸部材と、前記軸部材を保持する保持部と、複数の歯部を有するリム部と、を有する回転部材と、を備え、前記保持部の角部及び前記歯部の角部の断面形状が、ともに円弧状に形成されていることを特徴とする。   Application Example 1 A mechanical component according to this application example includes a rotating member having a shaft member, a holding portion for holding the shaft member, and a rim portion having a plurality of tooth portions, and the holding portion The cross-sectional shapes of the corner of the tooth and the corner of the tooth are both formed in an arc shape.

本適用例の機械部品の構成によれば、回転部材における保持部の角部の断面形状が円弧状に形成されているので、回転部材の保持部に軸部材を挿通する際に、角部の断面形状が円弧状でない場合と比べて、角部の欠けの発生が抑えられる。これにより、機械部品の品質や生産性の向上を図ることができる。また、回転部材における歯部の角部の断面形状が円弧状に形成されているので、角部の断面形状が円弧状でない場合と比べて、回転部材の歯と噛み合う他の機械部品との間の摩擦力が小さくなる。これにより、回転部材の回転に対する抵抗を小さくでき、エネルギーの伝達効率が向上するため、時計の精度の向上を図ることができる。   According to the configuration of the mechanical component of this application example, since the cross-sectional shape of the corner of the holder in the rotary member is formed in an arc shape, when inserting the shaft member into the holder of the rotary member, As compared with the case where the cross-sectional shape is not a circular arc, the occurrence of chipping at the corner is suppressed. Thereby, the quality and productivity of machine parts can be improved. In addition, since the cross-sectional shape of the corner of the tooth portion in the rotating member is formed in an arc shape, it is between the other mechanical parts meshing with the teeth of the rotating member as compared with the case where the cross-sectional shape of the corner The friction force of Thereby, the resistance to the rotation of the rotating member can be reduced, and the energy transfer efficiency is improved, so that the accuracy of the timepiece can be improved.

[適用例2]上記適用例に係る機械部品であって、前記円弧状に形成された角部は、前記回転部材の一方の面と前記保持部の端面及び前記歯部の端面とが交差する角部に形成されていることが好ましい。   Application Example 2 In the machine component according to the application example described above, the corner portion formed in the arc shape intersects one surface of the rotating member, the end surface of the holding portion, and the end surface of the tooth portion. Preferably, it is formed at the corner.

本適用例の機械部品の構成によれば、回転部材の一方の面と保持部の端面とが交差する角部が円弧状に形成されているので、回転部材の一方の面側から保持部の端面に沿って軸部材を挿入する際に、保持部の角部の欠けの発生が抑えられる。また、回転部材の一方の面と歯部の端面とが交差する角部が円弧状に形成されているので、回転部材の歯の端面と、回転部材の歯と噛み合う他の機械部品の端面と、の間の摩擦力を小さくできる。   According to the configuration of the mechanical component of this application example, since the corner where one surface of the rotating member intersects with the end surface of the holding portion is formed in an arc shape, the one side of the rotating member from the one surface side When inserting the shaft member along the end face, the occurrence of chipping of the corner of the holding portion can be suppressed. Further, since the corner where one surface of the rotating member intersects the end surface of the tooth portion is formed in an arc shape, the end surface of the rotating member teeth and the end surface of another mechanical component meshing with the rotating member teeth The frictional force between can be reduced.

[適用例3]上記適用例に係る機械部品であって、前記保持部の円弧状の角部と前記歯部の円弧状の角部とは、同一形状であることが好ましい。   Application Example 3 In the machine component according to the application example, it is preferable that the arc-shaped corner of the holding portion and the arc-shaped corner of the tooth have the same shape.

本適用例の機械部品の構成によれば、保持部の円弧状の角部と歯部の円弧状の角部とを、同一のエッチング工程で形成することができる。   According to the configuration of the mechanical component of this application example, the arc-shaped corner of the holder and the arc-shaped corner of the tooth can be formed in the same etching step.

[適用例4]上記適用例に係る機械部品であって、前記軸部材は、前記保持部の円弧状の角部と嵌合する領域に張出部を有していてもよい。   Application Example 4 In the machine component according to the application example described above, the shaft member may have an overhanging portion in a region fitted with the arc-shaped corner portion of the holding portion.

軸部材が保持部の円弧状の角部と嵌合する領域に張出部を有していると、保持部の角部が円弧状でない場合は、保持部で軸部材を保持させる際に軸部材の張出部と保持部の角部とが干渉する。本適用例の機械部品の構成によれば、保持部の角部が円弧状であるので、軸部材の張出部と保持部の角部との干渉を緩和できる。これにより、軸部材が保持部の円弧状の角部と嵌合する領域に張出部を有していても、軸部材を保持部に容易に挿通させることができる。   When the shaft member has an overhanging portion in a region fitted with the arc-shaped corner portion of the holding portion, the shaft is held by the holding portion when the corner portion of the holding portion is not arc-shaped. The overhanging portion of the member and the corner of the holding portion interfere with each other. According to the configuration of the mechanical component of this application example, since the corner of the holder is arc-shaped, interference between the overhang of the shaft member and the corner of the holder can be alleviated. As a result, even if the shaft member has the overhanging portion in the area where it fits with the arc-shaped corner of the holding portion, the shaft member can be easily inserted into the holding portion.

[適用例5]本適用例に係る時計は、上記に記載の機械部品を備えたことを特徴とする。   Application Example 5 A timepiece according to this application example includes the mechanical component described above.

本適用例の時計の構成によれば、上記適用例のいずれかに記載の機械部品を備えているので、品質に優れた精度の高い時計を提供することができる。   According to the configuration of the timepiece of this application example, since the mechanical component described in any of the above-mentioned application examples is provided, it is possible to provide a high quality timepiece with high accuracy.

[適用例6]本適用例に係る機械部品の製造方法は、基板の一方の面を機械部品の形状に沿って前記基板の厚さ方向における一部を残して異方性エッチングする工程と、前記基板の他方の面を等方性エッチングして前記機械部品を分離する工程と、を備えたことを特徴とする。   Application Example 6 In the method of manufacturing a mechanical component according to this application example, the one surface of the substrate is anisotropically etched along the shape of the mechanical component leaving a part in the thickness direction of the substrate; And D. Isotropically etching the other surface of the substrate to separate the mechanical component.

本適用例の機械部品の製造方法によれば、基板の厚さ方向における一部を残して異方性エッチングすることにより、一枚の基板から複数の機械部品を製造する場合に、基板から機械部品を分離することなく、基板の一方の面側を深掘りして機械部品の形状を形成することができる。そして、基板の他方の面を等方性エッチングすることにより、異方性エッチングする工程で残した基板の厚さ方向における一部を除去して、基板から機械部品を分離することができる。   According to the method of manufacturing a mechanical component of this application example, when a plurality of mechanical components are manufactured from a single substrate by performing anisotropic etching leaving a part in the thickness direction of the substrate, the machine from the substrate is machined. It is possible to form a machine component shape by digging one surface of the substrate without separating the components. Then, by isotropically etching the other surface of the substrate, a part of the substrate in the thickness direction left in the anisotropic etching process can be removed to separate the mechanical component from the substrate.

[適用例7]上記適用例に係る機械部品の製造方法であって、前記機械部品を分離する工程において、前記等方性エッチングを、前記基板の厚さ方向における一部を除去する時間よりも長い時間施すことが好ましい。   Application Example 7 In the method of manufacturing a mechanical component according to the application example described above, in the step of separating the mechanical component, the isotropic etching is performed more than the time for removing a part in the thickness direction of the substrate. It is preferable to apply for a long time.

本適用例の機械部品の製造方法によれば、機械部品を分離する工程において、異方性エッチングする工程で残した基板の厚さ方向における一部を除去する時間よりも長い時間、等方性エッチングを施すことにより、等方性エッチングする側の面における機械部品の各部位の角部を円弧状に形成することができる。   According to the method of manufacturing a mechanical component of this application example, in the step of separating the mechanical component, the isotropy is longer than the time for removing a part of the substrate left in the anisotropic etching step in the thickness direction. By applying the etching, corner portions of each portion of the mechanical component on the side to be isotropically etched can be formed in an arc shape.

本実施形態に係る機械式時計のムーブメントの表側の平面図。The top view of the front side of the movement of the mechanical timepiece which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る脱進機構の平面図。The top view of the escapement mechanism which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る機械部品としてのがんぎ車の斜視図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The perspective view of the escape wheel as a mechanical component which concerns on this embodiment. 図2のA−A’線に沿う断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 2; 本実施形態に係る回転部材としてのがんぎ歯車部の平面図。The top view of the escape gear part as a rotation member which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るがんぎ歯車部の断面図。Sectional drawing of the escape gear part which concerns on this embodiment. 図6の湾曲部を拡大した部分断面図。The fragmentary sectional view which expanded the curved part of FIG. 図4のC部を拡大した部分断面図。The fragmentary sectional view which expanded C section of FIG. 図2のB−B’線に沿う部分断面図。The fragmentary sectional view which meets the B-B 'line of FIG. 本実施形態に係るがんぎ車の製造方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the manufacturing method of the escape wheel which concerns on this embodiment. がんぎ車の製造方法を示す概略断面図。Schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of an escape wheel. がんぎ車の製造方法を示す概略断面図。Schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of an escape wheel. がんぎ車の製造方法を示す概略断面図。Schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of an escape wheel. がんぎ車の製造方法を示す概略断面図。Schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of an escape wheel. がんぎ車の製造方法を示す概略断面図。Schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of an escape wheel. がんぎ車の製造方法を示す概略断面図。Schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of an escape wheel. がんぎ車の製造方法を示す概略断面図。Schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of an escape wheel. がんぎ車の製造方法を示す概略断面図。Schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of an escape wheel. 異方性エッチング装置の概略構成の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of schematic structure of an anisotropic etching apparatus. 等方性エッチング装置の概略構成の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of schematic structure of an isotropic etching apparatus.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、本発明の時計の一例として、機械式時計をとりあげる。そして、本発明の機械部品の一例として、機械式時計のムーブメントにおける時計部品を構成する歯車の1つであるがんぎ車を例にあげて説明する。以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材について実際とは異なる尺度で示している場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a mechanical watch is taken as an example of the watch of the present invention. Then, as an example of the mechanical component of the present invention, an escape wheel, which is one of the gears constituting the timepiece component in the movement of the mechanical timepiece, will be described as an example. In each of the following drawings, in order to make each layer and each member have a recognizable size, each layer and each member may be shown on a scale different from the actual scale.

(実施形態1)
[機械式時計]
はじめに、本実施形態に係る時計としての機械式時計1について説明する。図1は、本実施形態に係る機械式時計のムーブメントの表側の平面図である。図1に示すように、本実施形態に係る機械式時計1は、ムーブメント10と、ムーブメント10を収納する図示しないケーシングと、により構成されている。
(Embodiment 1)
[Mechanical watch]
First, a mechanical timepiece 1 as a timepiece according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a plan view of the front side of the movement of the mechanical timepiece according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the mechanical timepiece 1 according to the present embodiment is constituted by a movement 10 and a casing (not shown) for housing the movement 10.

図1における紙面の手前側を表側といい、奥側を裏側という。ムーブメント10は、基板を構成する地板11を有している。地板11の裏側には、図示しない文字板が配されている。なお、ムーブメント10の表側に組み込まれる輪列を表輪列と称し、ムーブメント10の裏側に組み込まれる輪列を裏輪列と称する。   The front side of the paper surface in FIG. 1 is called front side, and the back side is called back side. The movement 10 has a main plate 11 that constitutes a substrate. On the back side of the base plate 11, a dial plate (not shown) is disposed. A train wheel incorporated on the front side of the movement 10 is referred to as a front train wheel, and a train wheel incorporated on the back side of the movement 10 is referred to as a back train wheel.

地板11には、巻真案内穴11aが形成されており、巻真案内穴11aに巻真12が回転自在に組み込まれている。巻真12は、おしどり13、かんぬき14、かんぬきばね15、及び裏押さえ16を有する切換装置により、その軸方向の位置が決められている。また、巻真12の案内軸部には、きち車17が回転自在に設けられている。   A winding stem guide hole 11a is formed in the base plate 11, and the winding stem 12 is rotatably incorporated in the winding stem guide hole 11a. The axial position of the winding stem 12 is determined by a switching device having a setting lever 13, a yoke 14, a clamping spring 15 and a back retainer 16. Further, on the guide shaft portion of the winding stem 12, a cutting wheel 17 is rotatably provided.

このような構成のもと、巻真12が、回転軸方向に沿ってムーブメント10の内側に一番近い方の第1の巻真位置(0段目)にある状態で巻真12を回転させると、図示しないつづみ車の回転を介してきち車17が回転する。そして、きち車17が回転することにより、きち車17と噛合う丸穴車20が回転する。そして、丸穴車20が回転することにより、丸穴車20と噛合う角穴車21が回転する。さらに、角穴車21が回転することにより、香箱車22に収容された図示しないぜんまい(動力源)を巻き上げる。   Under such a configuration, the winding stem 12 is rotated while the winding stem 12 is in the first winding position (0th step) closest to the inside of the movement 10 along the rotation axis direction. The transmission wheel 17 rotates through the rotation of a drive wheel (not shown). And, by the rotation of the wheel 17, the crown wheel 20 meshing with the wheel 17 is rotated. Then, by the rotation of the round crown 20, the square center wheel 21 engaged with the round crown 20 is rotated. Furthermore, when the ratchet wheel 21 rotates, the unshown mainspring (power source) accommodated in the barrel 22 is wound up.

ムーブメント10の表輪列は、上述した香箱車(機械部品)22の他に、所謂番車と呼ばれる二番車(機械部品)25、三番車(機械部品)26、及び四番車(機械部品)27により構成されており、香箱車22の回転力を伝達する機能を果している。また、ムーブメント10の表側には、表輪列の回転を制御するための脱進機構30及び調速機構31が配置されている。   The front train wheel of the movement 10 includes, in addition to the above-mentioned barrel car (machine part) 22, a second wheel (machine part) 25 called a so-called wheel wheel, a third wheel (machine part) 26, and a fourth wheel (machine Component 27 and functions to transmit the rotational force of the barrel 22. Further, on the front side of the movement 10, an escapement mechanism 30 and a speed control mechanism 31 for controlling the rotation of the front train wheel are disposed.

二番車25は、香箱車22に噛合う歯車である。三番車26は、二番車25に噛合う歯車である。四番車27は、三番車26に噛合う歯車である。脱進機構30は、上述した表輪列の回転を制御する機構であって、四番車27と噛み合うがんぎ車(機械部品)35と、がんぎ車35を脱進させて規則正しく回転させるアンクル(機械部品)36と、を備えている。調速機構31は、上述した脱進機構30を調速する機構であって、てんぷ(機械部品)40を具備している。   The second wheel & pinion 25 is a gear that meshes with the barrel wheel 22. The third wheel & pinion 26 is a gear that meshes with the second wheel & pinion 25. The fourth wheel 27 is a gear that meshes with the third wheel 26. The escapement mechanism 30 is a mechanism that controls the rotation of the front wheel train described above, and escapes the escape wheel (machine part) 35 and the escape wheel 35 that mesh with the fourth wheel 27 and rotates regularly. And an ankle (machine part) 36. The speed control mechanism 31 is a mechanism that controls the escapement mechanism 30 described above, and includes a balance (machine part) 40.

<がんぎ車>
次に、本実施形態に係る脱進機構30が備えるがんぎ車35について、より詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る脱進機構の平面図である。図3は、本実施形態に係る機械部品としてのがんぎ車の斜視図である。図4は、図2のA−A’線に沿う断面図である。図5は、本実施形態に係る回転部材としてのがんぎ歯車部の平面図である。
<Gauntlet car>
Next, the escape wheel 35 provided in the escapement mechanism 30 according to the present embodiment will be described in more detail. FIG. 2 is a plan view of the escapement mechanism according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view of an escape wheel as a mechanical component according to the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. FIG. 5 is a plan view of an escape gear portion as a rotating member according to the present embodiment.

図2〜図4に示すように、脱進機構30が備えるがんぎ車35は、回転部材としてのがんぎ歯車部101と、がんぎ歯車部101に同軸(軸線O1)上に固定された軸部材(回転軸)102と、を備えている。以下の説明では、がんぎ歯車部101及び軸部材102の軸線O1に沿う方向を単に軸方向といい、軸線O1に直交する方向を径方向といい、軸線O1回りに周回する方向を周方向という。また、径方向において、軸線O1側を内周側といい、軸線O1側とは反対側を外周側という。   As shown in FIGS. 2 to 4, the escape wheel 35 provided in the escapement mechanism 30 is coaxially fixed to the escape gear portion 101 as a rotating member and coaxial with the escape gear portion 101 (axis O1). And a shaft member (rotational shaft) 102. In the following description, the direction along the axis O1 of the bevel gear portion 101 and the shaft member 102 is simply referred to as the axial direction, the direction orthogonal to the axis O1 is referred to as the radial direction, and the direction circling around the axis O1 is the circumferential direction. It is said. Further, in the radial direction, the axis O1 side is referred to as an inner peripheral side, and the side opposite to the axis O1 side is referred to as an outer peripheral side.

図2〜図5に示すように、がんぎ歯車部101は、一方の面としての表面101a、及び、一方の面と反対側の他方の面としての裏面101bが平坦面とされるとともに、全面に亘って均一な厚みとされた板状のものである。がんぎ歯車部101は、単結晶シリコン等、結晶方位を有する材料、または金属等の材料からなる。   As shown in FIGS. 2 to 5, in the bevel gear portion 101, a surface 101a as one surface and a back surface 101b as the other surface opposite to the one surface are flat surfaces. It is a plate-like thing made uniform thickness over the whole surface. The escape gear portion 101 is made of a material having a crystal orientation, such as single crystal silicon, or a material such as metal.

がんぎ歯車部101は、周囲のリム部111と、中央の保持部115と、リム部111と保持部115とを連結するスポーク状の複数の弾性部113と、を有している。リム部111の外周面には、特殊な鉤型状に形成された複数の歯部114が径方向の外側に向けて突設されている。複数の歯部114の先端に、後述するアンクル36の爪石144a,144bが接触するようになっている。   The escape gear portion 101 has a peripheral rim portion 111, a central holding portion 115, and a plurality of spoke-like elastic portions 113 connecting the rim portion 111 and the holding portion 115. On the outer peripheral surface of the rim portion 111, a plurality of tooth portions 114 formed in a special bowl shape are provided protruding outward in the radial direction. Toe stones 144a and 144b of an ankle 36, which will be described later, are in contact with the tips of the plurality of teeth 114.

図3〜図5に示すように、保持部115は、軸部材102を挿通させる貫通孔内に湾曲して張り出すように形成された複数の湾曲部112を有している。本実施形態に係る保持部115は3つの湾曲部112を有し、これらの湾曲部112により軸部材102が保持されるようになっている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the holding portion 115 has a plurality of curved portions 112 which are formed so as to be bent and projected into the through hole through which the shaft member 102 is inserted. The holding portion 115 according to the present embodiment has three curved portions 112, and the shaft member 102 is held by these curved portions 112.

各弾性部113は、保持部115において隣り合う湾曲部112の間から、リム部111の内周縁に向かって2つに枝分かれした円弧状の形状で放射状に延在し、リム部111と保持部115とを連結している。   Each elastic portion 113 radially extends in a circular arc shape branched into two toward the inner peripheral edge of the rim portion 111 from between the adjacent curved portions 112 in the holding portion 115, and the rim portion 111 and the holding portion And 115 are linked.

図3及び図4に示すように、軸部材102は、軸方向の両端部に位置するほぞ部121a,121bと、上述した四番車27(図1参照)の歯車部に噛合されるがんぎかな部122と、を有している。ほぞ部121a,121bのうち、軸方向の一端側に位置する一端ほぞ部121aは、図示しない輪列受に回転可能に支持され、軸方向の他端側に位置する他端ほぞ部121bは、上述した地板11に回転可能に支持されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the shaft member 102 is engaged with the tenon portions 121a and 121b located at both ends in the axial direction and the gear portion of the fourth wheel 27 (see FIG. 1) described above. And a sharp portion 122. Of the tenon portions 121a and 121b, one end tenon portion 121a positioned on one end side in the axial direction is rotatably supported by a train wheel bridge (not shown), and the other end tenon portion 121b positioned on the other end side in the axial direction is It is rotatably supported by the main plate 11 described above.

がんぎかな部122は、軸部材102において、一端ほぞ部121a寄りに形成されている。そして、がんぎかな部122が四番車27に噛合されることで、四番車27の回転力が軸部材102に伝達され、がんぎ車35が回転するようになっている。   The end 122 is formed at one end near the tenon portion 121 a in the shaft member 102. Then, the on-gear portion 122 is engaged with the fourth wheel 27 to transmit the rotational force of the fourth wheel 27 to the shaft member 102, thereby rotating the escape wheel 35.

圧入軸部123は、上述したほぞ部121a,121bよりも大径に形成されている。圧入軸部123は、がんぎ歯車部101の保持部115(図3参照)において、複数の湾曲部112が配置された貫通孔内に裏面101b側から挿通されている。この場合、圧入軸部123は、その一部ががんぎ歯車部101の表面101aから軸方向他端側に向けて突出した状態で、保持部115内に配置されている。   The press-fit shaft portion 123 is formed to have a diameter larger than that of the tenon portions 121a and 121b described above. The press-fit shaft portion 123 is inserted from the side of the back surface 101 b into the through hole in which the plurality of curved portions 112 are disposed in the holding portion 115 (see FIG. 3) of the escape gear portion 101. In this case, the press-fit shaft portion 123 is disposed in the holding portion 115 in a state where a part thereof protrudes from the surface 101 a of the escape gear portion 101 toward the other axial end side.

また、軸部材102のうち、がんぎかな部122と圧入軸部123との間には、径方向の外側に向けて突出するフランジ部124が形成されている。フランジ部124の径は、保持部115の貫通孔内に張り出す3つの湾曲部112の頂部を通る内接円の開口よりも大径とされている。フランジ部124の軸方向の他端側に位置する端面は、湾曲部112の裏面101bに当接している。   Further, in the shaft member 102, a flange portion 124 that protrudes outward in the radial direction is formed between the sharp end portion 122 and the press-fit shaft portion 123. The diameter of the flange portion 124 is larger than the opening of the inscribed circle passing through the tops of the three curved portions 112 protruding into the through hole of the holding portion 115. The end surface located on the other end side in the axial direction of the flange portion 124 is in contact with the back surface 101 b of the curved portion 112.

ここで、保持部115の貫通孔内に張り出す3つの湾曲部112の頂部を通る内接円の直径は、貫通孔内に軸部材102が挿通されていない状態において、軸部材102の圧入軸部123を軸線O1と直交する方向に切った断面の直径よりも小さく設計されている。   Here, the diameter of the inscribed circle passing through the tops of the three curved portions 112 protruding into the through hole of the holding portion 115 is the press-fit shaft of the shaft member 102 in the state where the shaft member 102 is not inserted into the through hole. The section 123 is designed to be smaller than the diameter of a cross section taken in a direction orthogonal to the axis O1.

図2に示すように、がんぎ車35の複数の歯部114は、アンクル36に噛合するようになっている。アンクル36は、3つのアンクルビーム143によってT字状に形成されたアンクル体142dと、軸であるアンクル真142fと、を備えている。アンクル体142dは、アンクル真142fによって回動可能に構成されている。なお、アンクル真142fは、その両端が上述した地板11及び図示しないアンクル受に対してそれぞれ回動可能に支持されている。   As shown in FIG. 2, the plurality of teeth 114 of the escape wheel 35 are engaged with the ankle 36. The ankle 36 includes an ankle body 142 d formed in a T-shape by three ankle beams 143 and an ankle true 142 f as an axis. The ankle body 142d is configured to be pivotable by an ankle true 142f. In addition, the ankle true 142f is rotatably supported at the both ends thereof with respect to the main plate 11 and the ankle receiver (not shown) described above.

3つのアンクルビーム143のうち、2つのアンクルビーム143の先端には爪石144a,144bが設けられ、残り1つのアンクルビーム143の先端にはアンクルハコ145が取り付けられている。爪石144a,144bは、四角柱状に形成されたルビーであり、接着剤等によりアンクルビーム143に接着固定されている。   Of the three ankle beams 143, toe stones 144a and 144b are provided at the tips of two ankle beams 143, and an ankle jack 145 is attached to the tip of the remaining one ankle beam 143. The toe stones 144a and 144b are rubies formed in a square pole shape, and are adhesively fixed to the ankle beam 143 by an adhesive or the like.

このように構成されたアンクル36がアンクル真142fを中心に回動した際に、爪石144a或いは爪石144bが、がんぎ車35の歯部114の先端に接触するようになっている。また、この際、アンクルハコ145が取り付けられたアンクルビーム143が、図示しないドテピンに接触するようになっており、これによってアンクル36は、同方向にそれ以上回動しないようになっている。その結果、がんぎ車35の回転も一時的に停止するようになっている。   When the ankle 36 configured as described above is rotated about the ankle true 142f, the toe stone 144a or 144b comes in contact with the tip of the tooth portion 114 of the escape wheel 35. Also, at this time, the ankle beam 143 to which the ankle jack 145 is attached contacts a dote pin (not shown), whereby the ankle 36 is prevented from rotating in the same direction any more. As a result, the rotation of the escape wheel 35 is also temporarily stopped.

次に、本実施形態に係るがんぎ歯車部101の断面形状を説明する。図6は、本実施形態に係るがんぎ歯車部の断面図である。詳しくは、図6は、図4に示すがんぎ歯車部101のうち軸線O1の右側の部分を拡大した部分断面図である。図7は、図6の湾曲部を拡大した部分断面図である。図8は、図4のC部を拡大した部分断面図である。図9は、図2のB−B’線に沿う部分断面図である。   Next, the cross-sectional shape of the escape gear portion 101 according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of an escape gear portion according to the present embodiment. Specifically, FIG. 6 is a partial cross-sectional view in which a portion on the right side of the axis line O1 in the on-gear portion 101 shown in FIG. 4 is enlarged. FIG. 7 is an enlarged partial sectional view of the curved portion of FIG. FIG. 8 is an enlarged partial sectional view of a portion C of FIG. FIG. 9 is a partial cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG.

図6に示すように、本実施形態に係るがんぎ歯車部101において、湾曲部112(保持部115)及び歯部114は、裏面101b側に、それぞれ角部112aと角部114aとを有している。湾曲部112(保持部115)の角部112a及び歯部114の角部114aの断面形状は、ともに円弧状に形成されている。   As shown in FIG. 6, in the escape gear portion 101 according to the present embodiment, the curved portion 112 (holding portion 115) and the tooth portion 114 have the corner portion 112a and the corner portion 114a on the back surface 101b side, respectively. doing. The cross-sectional shapes of the corner portion 112 a of the curved portion 112 (holding portion 115) and the corner portion 114 a of the tooth portion 114 are both formed in an arc shape.

円弧状に形成された角部112aは、がんぎ歯車部101の裏面101bと湾曲部112の端面とが交差する角部に形成されている。ここで、端面とは、軸方向に沿った面、すなわち、がんぎ歯車部101の厚さ方向に沿った面である。湾曲部112の内周側端面112bは、保持部115の貫通孔内に挿通される軸部材102(図4参照)と接する端面である。湾曲部112は、内周側端面112bと外周側端面とに円弧状に形成された角部112aを有している。   The corner portion 112 a formed in an arc shape is formed at a corner portion where the back surface 101 b of the bevel gear portion 101 and the end surface of the bending portion 112 intersect. Here, the end surface is a surface along the axial direction, that is, a surface along the thickness direction of the escape gear portion 101. The inner circumferential side end face 112 b of the curved portion 112 is an end face in contact with the shaft member 102 (see FIG. 4) inserted into the through hole of the holding portion 115. The curved portion 112 has a corner portion 112a formed in an arc shape on the inner end face 112b and the outer end face.

円弧状に形成された角部114aは、がんぎ歯車部101の裏面101bと歯部114の外周側端面114bとが交差する角部に形成されている。また、本実施形態に係るがんぎ歯車部101において、裏面101bとリム部111の内周側端面とが交差する角部と、裏面101bとリム部111の外周側端面とが交差する角部と、にも円弧状の角部111aが形成されている。湾曲部112の円弧状の角部112aと、歯部114の円弧状の角部114aと、リム部111の円弧状の角部111aと、は同一形状である。なお、本明細書において同一形状とは、加工精度等のばらつきも考慮したものであり、いわゆる当業者がほぼ同じ形状と認識しうるものをいうものとする。   The corner portion 114 a formed in an arc shape is formed at a corner portion where the back surface 101 b of the bevel gear portion 101 and the outer peripheral side end surface 114 b of the tooth portion 114 intersect. Further, in the escape gear portion 101 according to the present embodiment, a corner portion where the back surface 101b intersects the inner peripheral side end surface of the rim portion 111 and a corner portion where the rear surface 101b intersects the outer peripheral side end surface of the rim portion 111 Also, arc-shaped corner portions 111a are formed. The arc-shaped corner 112 a of the curved portion 112, the arc-shaped corner 114 a of the tooth 114 and the arc-shaped corner 111 a of the rim 111 have the same shape. In the present specification, the same shape takes into consideration variations in processing accuracy and the like, and refers to a shape that can be recognized as substantially the same shape by those skilled in the art.

図7に示すように、がんぎ歯車部101の厚さをT1とする。本実施形態では、がんぎ歯車部101の厚さT1は、例えば、120μm程度である。がんぎ歯車部101の厚さ方向、すなわち軸方向において、湾曲部112の角部112aが円弧状に形成された部分の長さをC1とする。がんぎ歯車部101の径方向において、湾曲部112の角部112aが円弧状に形成された部分の長さをC2とする。本実施形態では、円弧状に形成された部分の長さC1,C2は、例えば、10μm程度である。歯部114の角部114a及びリム部111の角部111aも、同様の長さC1,C2で円弧状に形成されている。   As shown in FIG. 7, the thickness of the center gear portion 101 is T1. In the present embodiment, the thickness T1 of the escape gear portion 101 is, for example, about 120 μm. In the thickness direction of the escape gear portion 101, that is, in the axial direction, the length of the portion where the corner portion 112a of the curved portion 112 is formed in an arc shape is C1. In the radial direction of the escape gear portion 101, the length of the portion where the corner portion 112a of the curved portion 112 is formed in an arc shape is C2. In the present embodiment, the lengths C1 and C2 of the arc-shaped portions are, for example, about 10 μm. The corner portion 114a of the tooth portion 114 and the corner portion 111a of the rim portion 111 are also formed in an arc shape with similar lengths C1 and C2.

図8に示すように、軸部材102の圧入軸部123は、がんぎ歯車部101の保持部115において、複数の湾曲部112が配置された貫通孔内に円弧状の角部112aが形成された裏面101b側から挿通されている。軸部材102は、軸部材102を押し付けるように貫通孔内に張り出す湾曲部112の頂部における内周側端面112bと接している。   As shown in FIG. 8, in the press-fit shaft portion 123 of the shaft member 102, an arc-shaped corner portion 112 a is formed in the through hole in which the plurality of curved portions 112 are arranged in the holding portion 115 of the escape gear portion 101. It is inserted from the side of the back surface 101b. The shaft member 102 is in contact with the inner circumferential end surface 112 b at the top of the curved portion 112 that projects into the through hole so as to press the shaft member 102.

また、軸部材102において、圧入軸部123と、圧入軸部123に対して径方向における外周側に向けて突出するフランジ部124と、の角部125は、がんぎ歯車部101の湾曲部112(保持部115)の円弧状の角部112aと嵌合する領域である。本実施形態では、軸部材102が湾曲部112の角部112aと嵌合する角部125に張出部125aを有している。張出部125aは円弧状の角部112aと対向し、その断面は角部125側へ窪むように円弧状に形成されている。   Further, in the shaft member 102, the corner portion 125 of the press-fit shaft portion 123 and the flange portion 124 protruding toward the outer peripheral side in the radial direction with respect to the press-fit shaft portion 123 is a curved portion of the offset gear portion 101. This is an area to be fitted with the arc-shaped corner portion 112 a of 112 (holding portion 115). In the present embodiment, the shaft member 102 has the overhanging portion 125 a at the corner 125 where the shaft member 102 is fitted with the corner 112 a of the curved portion 112. The overhanging portion 125a is opposed to the arc-shaped corner portion 112a, and the cross section thereof is formed in an arc shape so as to be recessed toward the corner portion 125 side.

ここで、仮に、がんぎ歯車部101の湾曲部112の角部112aが円弧状ではなく、例えば直角であった場合を想定する。上述したように、保持部115の貫通孔内に張り出す3つの湾曲部112の頂部を通る内接円の直径は、軸部材102の圧入軸部123の直径よりも小さく設計されている(図3及び図4参照)。したがって、後述するがんぎ車35を製造する工程において、裏面101b側から湾曲部112の内周側端面112bを外周側に押し広げるように軸部材102が挿通される。   Here, it is assumed that the corner 112a of the curved portion 112 of the escape gear portion 101 is not arc-shaped but is, for example, a right angle. As described above, the diameter of the inscribed circle passing through the tops of the three curved portions 112 protruding into the through hole of the holding portion 115 is designed to be smaller than the diameter of the press-fit shaft portion 123 of the shaft member 102 (see FIG. 3 and FIG. 4). Therefore, in the process of manufacturing the escape wheel 35, which will be described later, the shaft member 102 is inserted so as to spread the inner end face 112b of the curved portion 112 outward from the back surface 101b.

そのため、保持部115の貫通孔内に軸部材102を挿通する際に、裏面101bと内周側端面112bとの角部に位置する直角の角部112aが圧入軸部123と接触することや、湾曲部112の内周側端面112bが圧入軸部123と擦れ合うことで、湾曲部112の角部112aが欠けるおそれがある。また、軸部材102の角部125が張出部125aを有するため、湾曲部112の直角の角部112aが張出部125aに押し付けられることで欠けるおそれもある。   Therefore, when the shaft member 102 is inserted into the through hole of the holding portion 115, the rectangular corner 112a located at the corner between the back surface 101b and the inner circumferential end surface 112b contacts the press-fit shaft 123, When the inner peripheral side end surface 112b of the curved portion 112 rubs against the press-fit shaft portion 123, there is a possibility that the corner portion 112a of the curved portion 112 may be chipped off. In addition, since the corner 125 of the shaft member 102 includes the overhang 125a, the corner 112a at the right angle of the curved portion 112 may be chipped by being pressed against the overhang 125a.

さらに、湾曲部112の角部112aが欠けなかった場合でも、角部112aが張出部125aと干渉することで、がんぎ歯車部101の裏面101bにフランジ部124が当接するまで確実に圧入軸部123を挿通させることが困難となる。湾曲部112の角部112aが欠けた場合や、圧入軸部123を確実に保持部115に挿通できなかった場合は、がんぎ車35の品質の低下や生産性の低下を招いてしまう。   Furthermore, even when the corner 112a of the curved portion 112 is not chipped, the corner 112a interferes with the overhanging portion 125a, so that the press-in is surely performed until the flange portion 124 abuts on the back surface 101b of the escape gear portion 101. It becomes difficult to insert the shaft portion 123. If the corner 112a of the curved portion 112 is chipped or if the press-fit shaft 123 can not be reliably inserted into the holder 115, the quality of the escape wheel 35 is lowered and the productivity is lowered.

本実施形態では、裏面101bと内周側端面112bとの角部に位置する角部112aが円弧状に形成されているため、裏面101b側から湾曲部112の内周側端面112bを外周側に押し広げるように軸部材102を挿通する際に、圧入軸部123が角部112aと接触しても欠けが生じにくい。また、湾曲部112の円弧状の角部112aが圧入軸部123とフランジ部124との角部125と対向する位置に形成されているため、角部112aと張出部125aとの干渉が緩和される。これにより、湾曲部112の角部112aの欠けの発生を抑えて、容易かつ確実に圧入軸部123を保持部115に挿通させることができる。   In this embodiment, since the corner 112a located at the corner between the back surface 101b and the inner end surface 112b is formed in an arc shape, the inner end surface 112b of the curved portion 112 is located on the outer periphery from the back surface 101b. When inserting the shaft member 102 so as to spread out, chipping does not easily occur even if the press-fit shaft portion 123 contacts the corner portion 112 a. Further, since the arc-shaped corner portion 112a of the curved portion 112 is formed at a position facing the corner portion 125 of the press-fit shaft portion 123 and the flange portion 124, interference between the corner portion 112a and the overhang portion 125a is alleviated. Be done. As a result, the occurrence of chipping of the corner portion 112 a of the curved portion 112 can be suppressed, and the press-fit shaft portion 123 can be inserted into the holding portion 115 easily and reliably.

軸部材102の角部125における張出部125aの形状を半径R1の円弧に近似し、湾曲部112の角部112aの形状を半径R2の円弧に近似した場合、R1<R2であることが好ましい。このような構成であれば、圧入軸部123を保持部115に挿通する際に、湾曲部112の角部112aと張出部125aとが干渉しないため、より容易かつ確実に圧入軸部123を保持部115に挿通させることができる。   When the shape of the overhanging portion 125a at the corner portion 125 of the shaft member 102 is approximated to a circular arc of radius R1 and the shape of the corner portion 112a of the curved portion 112 is approximated to a circular arc of radius R2, R1 <R2 is preferable . With such a configuration, when the press-fit shaft portion 123 is inserted into the holding portion 115, the corner portion 112a of the curved portion 112 and the overhang portion 125a do not interfere with each other. The holding portion 115 can be inserted.

なお、本実施形態では、角部125に張出部125aを有していることとしたが、理想的には、軸部材102の角部125に張出部125aがないこと、すなわち、軸部材102の角部125が直角であることが望ましい。   In the present embodiment, although the projecting portion 125 a is provided at the corner portion 125, ideally, the projecting portion 125 a is not provided at the corner portion 125 of the shaft member 102, that is, the shaft member It is desirable that the corner 125 of 102 be square.

図9には、がんぎ歯車部101の歯部114の外周側端面114bが、アンクル36の爪石144bの端面144cと接触した状態が示されている。歯部114の裏面101bと外周側端面114bとの角部114aの断面形状は円弧状である。   FIG. 9 shows a state in which the outer peripheral side end surface 114b of the tooth portion 114 of the escape gear portion 101 is in contact with the end surface 144c of the claw stone 144b of the ankle 36. The cross-sectional shape of the corner portion 114 a between the back surface 101 b of the tooth portion 114 and the outer peripheral side end surface 114 b is an arc shape.

ここで、歯部114についても、角部114aが円弧状ではなく直角であった場合を想定する。この場合、歯部114の外周側端面114bが厚さ方向(軸方向)の全長に亘って爪石144bの端面144cと接触することや、歯部114の外周側端面114bと爪石144bの端面144cとが互いに平行でない状態で接触した場合に歯部114と爪石144bとが突っ張ることで、がんぎ歯車部101の歯部114と噛み合うアンクル36の爪石144bとの間の摩擦力が大きくなるおそれがある。摩擦力が大きくなると、がんぎ歯車部101の回転に対する抵抗が大きくなってエネルギーの伝達効率が低下するため、機械式時計1の精度の低下を招いてしまう。   Here, also in the case of the tooth portion 114, it is assumed that the corner portion 114a does not have an arc shape but a right angle. In this case, the outer end surface 114b of the tooth portion 114 contacts the end surface 144c of the toe stone 144b over the entire length in the thickness direction (axial direction), or the outer end surface 114b of the tooth portion 114 and the end surface of the toe stone 144b When the tooth portion 114 and the toe stone 144b are stretched when the 144c contacts with each other in a non-parallel state, the frictional force between the toe stone 144b of the ankle 36 meshing with the tooth portion 114 of the offset gear portion 101 There is a risk of becoming large. When the frictional force is increased, the resistance to the rotation of the escape gear portion 101 is increased, and the energy transfer efficiency is reduced. Therefore, the accuracy of the mechanical timepiece 1 is reduced.

本実施形態では、歯部114の角部114aの断面形状が円弧状であるので、歯部114の外周側端面114bが爪石144bの端面144cと接触する範囲を小さくできる。また、歯部114の外周側端面114bと爪石144bの端面144cとが互いに平行でない状態で接触した場合でも、歯部114と爪石144bとの突っ張りが生じにくくなる。したがって、がんぎ歯車部101の歯部114とアンクル36の爪石144bとの間の摩擦力を小さくできる。これにより、がんぎ歯車部101の回転に対する抵抗を小さくでき、エネルギーの伝達効率が向上するため、機械式時計1の精度の向上を図ることができる。   In this embodiment, since the cross-sectional shape of the corner portion 114a of the tooth portion 114 is arc-shaped, the range in which the outer peripheral side end surface 114b of the tooth portion 114 contacts the end surface 144c of the nail 144b can be reduced. In addition, even when the outer peripheral side end surface 114b of the tooth portion 114 and the end surface 144c of the toe stone 144b contact in a non-parallel state, the tooth portion 114 and the toe stone 144b are less likely to be stretched. Therefore, it is possible to reduce the frictional force between the tooth portion 114 of the center gear portion 101 and the toe stone 144b of the pallet 36. Thereby, the resistance to the rotation of the escape gear portion 101 can be reduced, and the energy transfer efficiency is improved, so that the accuracy of the mechanical timepiece 1 can be improved.

[がんぎ車の製造方法]
次に、本実施形態に係る機械部品としてのがんぎ車35の製造方法について説明する。図10は、本実施形態に係るがんぎ車の製造方法を示すフローチャートである。図11〜図18は、がんぎ車の製造方法を示す概略断面図である。図11〜図18は、図6に示す部分断面図に相当する。図19は、異方性エッチング装置の概略構成の一例を示す模式図である。図20は、等方性エッチング装置の概略構成の一例を示す模式図である。
[Manufacturing method of an escape wheel]
Next, a method of manufacturing the escape wheel 35 as a mechanical component according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the method of manufacturing the escape wheel according to the present embodiment. 11 to 18 are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing an escape wheel. 11 to 18 correspond to the partial cross-sectional view shown in FIG. FIG. 19 is a schematic view showing an example of a schematic configuration of the anisotropic etching apparatus. FIG. 20 is a schematic view showing an example of a schematic configuration of an isotropic etching apparatus.

図10に示すように、本実施形態に係る機械部品としてのがんぎ車35の製造方法は、回転部材としての歯車部(がんぎ歯車部101)を形成する工程(ステップS01〜ステップS07)と、軸部材102を形成する工程(ステップS11、ステップS12)と、これらの工程を経て準備したがんぎ歯車部101と軸部材102とを組み立てる工程(ステップS21、ステップS22)とを含む。がんぎ歯車部101を形成する工程は、異方性エッチングする工程(ステップS05)と等方性エッチングする工程(ステップS07)とを含む。   As shown in FIG. 10, in the method of manufacturing the escape wheel 35 as a mechanical component according to the present embodiment, a step (step S01 to step S07) of forming a gear portion (an adjustable gear portion 101) as a rotating member. And the step of forming the shaft member 102 (step S11, step S12), and the step of assembling the escape gear portion 101 and the shaft member 102 prepared through these steps (step S21, step S22) . The step of forming the center gear portion 101 includes the step of anisotropic etching (step S05) and the step of isotropic etching (step S07).

がんぎ歯車部101を形成する工程では、まず、基板200を準備する(ステップS01)。図11に示すように、基板200は、シリコンを含むウェハー状の基板であり、がんぎ歯車部101を複数取りできるマザー基板である。基板200の一方の面を表面200aとし、他方の面を裏面200bとする。基板200の厚さをT0とする。例えば、がんぎ歯車部101が完成したときの厚さT1(図7参照)を120μmとする場合、基板200の厚さT0は、135μm程度に設定される。   In the step of forming the center gear portion 101, first, the substrate 200 is prepared (step S01). As shown in FIG. 11, the substrate 200 is a wafer-like substrate containing silicon, and is a mother substrate on which a plurality of center gear portions 101 can be taken. One surface of the substrate 200 is referred to as a front surface 200a, and the other surface is referred to as a back surface 200b. The thickness of the substrate 200 is T0. For example, when the thickness T1 (see FIG. 7) when the on-gear portion 101 is completed is 120 μm, the thickness T0 of the substrate 200 is set to about 135 μm.

次に、図11に示すように、例えばスピンコート法やスプレーコート法等により、基板200の表面200aにフォトレジスト211を塗布する(図10に示すステップS02)。フォトレジスト211としては、ネガ型、及びポジ型のいずれの材料も採用することができる。基板200に塗布したフォトレジスト211に対して、所定の温度によるキュアを行う。   Next, as shown in FIG. 11, a photoresist 211 is applied to the surface 200a of the substrate 200 by, eg, spin coating or spray coating (Step S02 shown in FIG. 10). As the photoresist 211, any of negative and positive materials can be employed. The photoresist 211 applied to the substrate 200 is cured at a predetermined temperature.

次に、図12に示すように、フォトレジスト211に対して、フォトリソグラフィー技術により露光を行う(図10に示すステップS03)。そして、現像を行う(図10に示すステップS04)。ステップS03及びステップS04により、フォトレジスト211から、がんぎ歯車部101の平面視形状に対応するマスク(エッチングマスク)となるフォトレジストパターン212が形成される。フォトレジストパターン212は、開口部21aを有し、基板200から得られる複数のがんぎ歯車部101のそれぞれに対応する。   Next, as shown in FIG. 12, the photoresist 211 is exposed by photolithography (step S03 shown in FIG. 10). Then, development is performed (step S04 shown in FIG. 10). In steps S03 and S04, a photoresist pattern 212 to be a mask (etching mask) corresponding to the plan view shape of the escape gear portion 101 is formed from the photoresist 211. The photoresist pattern 212 has an opening 21 a and corresponds to each of the plurality of bevel gears 101 obtained from the substrate 200.

次に、図13に示すように、がんぎ歯車部101の形状に沿ったフォトレジストパターン212をマスクとして、基板200に異方性エッチングを施す(図10に示すステップS05)。ステップS05における異方性エッチングとしては、例えば、誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)によるディープ・リアクティブ・イオンエッチング(Deep Reactive Ion Etching:DRIE)を用いることができる。   Next, as shown in FIG. 13, the substrate 200 is anisotropically etched using the photoresist pattern 212 along the shape of the lash gear portion 101 as a mask (step S05 shown in FIG. 10). For example, deep reactive ion etching (DRIE) using inductively coupled plasma (ICP) can be used as anisotropic etching in step S05.

図19に、ICPによるDRIEを行う異方性エッチング装置300の概略構成を示す。図19に示すように、異方性エッチング装置300は、ステージ301とコイル302とを備えている。ステージ301上に、フォトレジストパターン212が形成された表面200a(図12参照)がコイル302側を向くように基板200を載置する。コイル302に高周波数の大電流を流すことによって、プラズマPが発生する。そして、ステージ301にバイアスをかけることにより、プラズマPの粒子がフォトレジストパターン212の開口部212aから基板200の表面200aに引き込まれる。これにより、基板200が表面200a側からフォトレジストパターン212に沿って厚さ方向に略垂直にエッチングされる。基板200は、例えばヘリウムにより、裏面200b側から冷却される。   FIG. 19 shows a schematic configuration of an anisotropic etching apparatus 300 for performing DRIE by ICP. As shown in FIG. 19, the anisotropic etching apparatus 300 includes a stage 301 and a coil 302. The substrate 200 is mounted on the stage 301 such that the surface 200 a (see FIG. 12) on which the photoresist pattern 212 is formed faces the coil 302. The plasma P is generated by flowing a high frequency high current through the coil 302. Then, particles of plasma P are drawn from the opening 212 a of the photoresist pattern 212 to the surface 200 a of the substrate 200 by applying a bias to the stage 301. Thereby, the substrate 200 is etched substantially perpendicularly to the thickness direction along the photoresist pattern 212 from the surface 200 a side. The substrate 200 is cooled from the back surface 200 b side, for example, by helium.

図13に示すように、異方性エッチング工程(ステップS05)では、フォトレジストパターン212を介しがんぎ歯車部101の平面視形状に沿って、基板200の厚さ方向の一部を残してエッチングする。より具体的には、基板200を表面200a側から深さT2まで略垂直方向に深掘りし、裏面200b側に基板200の厚さ方向の一部である厚さT3の部分を残すようにエッチングする。   As shown in FIG. 13, in the anisotropic etching step (step S 05), a part in the thickness direction of the substrate 200 is left along the planar view shape of the on-gear portion 101 via the photoresist pattern 212. Etch. More specifically, the substrate 200 is deeply etched in a substantially vertical direction from the surface 200 a side to the depth T 2, and etched so as to leave a portion of thickness T 3 which is a part of the substrate 200 in the thickness direction on the back surface 200 b side. Do.

本実施形態では、基板200を表面200a側から深掘りする深さT2を130μmとし、裏面200b側に残す部分の厚さT3を5μmとする。これにより、基板200の表面200a側から130μmの厚さ(深さ)に亘って、複数のがんぎ歯車部101に対応する保持部115(湾曲部112)、弾性部113、リム部111、及び、歯部114の形状が形成される。そして、基板200の裏面200b側の厚さT3の部分がエッチングされずに残る。   In the present embodiment, the depth T2 of deep digging the substrate 200 from the surface 200a side is 130 μm, and the thickness T3 of the portion left on the back surface 200b side is 5 μm. Thus, holding portions 115 (curved portions 112), elastic portions 113, rim portions 111, and the like corresponding to the plurality of bevel gear portions 101 over the thickness (depth) of 130 μm from the surface 200a side of the substrate 200. And, the shape of the tooth portion 114 is formed. Then, the portion of thickness T3 on the back surface 200b side of the substrate 200 remains without being etched.

なお、基板200を貫通する(厚さT3が0μmになる)までエッチングしてしまうと、マザー基板である基板200から、複数のがんぎ歯車部101が分離され個片化されてしまう。また、基板200を貫通するまでエッチングしてしまうと、ヘリウムが表面200a側へ漏れて、厚さ方向に沿って垂直な加工ができなくなる。本実施形態のように、基板200の裏面200b側の一部をエッチングせずに残すことで、深掘りする部分を厚さ方向に沿って略垂直に加工することができ、複数のがんぎ歯車部101が基板200から分離されない状態で保持することができる。   In addition, if it etches until it penetrates the board | substrate 200 (Thickness T3 will be set to 0 micrometer), the several spur gear part 101 will be isolate | separated and separated from the board | substrate 200 which is a mother board | substrate. In addition, when etching is performed until the substrate 200 is penetrated, helium leaks to the surface 200 a side, and vertical processing can not be performed along the thickness direction. As in the present embodiment, by leaving a part on the back surface 200 b side of the substrate 200 without etching, the portion to be excavated can be processed substantially vertically along the thickness direction, and a plurality of The gear portion 101 can be held without being separated from the substrate 200.

次に、図14に示すように、フォトレジストパターン212(フォトレジスト211)を除去する除去工程を行う(図10に示すステップS06)。図14には、フォトレジストパターン212を除去した後の状態を示している。なお、除去工程(ステップS06)は、フォトレジストパターン212(フォトレジスト211)を溶解・剥離可能な発煙硝酸や有機溶剤等でのウェットエッチング、あるいは、酸素プラズマアッシング等により行うことができる。   Next, as shown in FIG. 14, a removal process of removing the photoresist pattern 212 (photoresist 211) is performed (Step S06 shown in FIG. 10). FIG. 14 shows the state after the photoresist pattern 212 has been removed. The removal step (step S06) can be performed by wet etching with fuming nitric acid, an organic solvent or the like capable of dissolving and peeling off the photoresist pattern 212 (photoresist 211), oxygen plasma ashing or the like.

次に、がんぎ歯車部101の形状が形成された基板200の裏面200bの全面に等方性エッチングを施す(図10に示すステップS07)。ステップS07における等方性エッチングとしては、例えば、平行平板によるリアクティブ・イオンエッチング(Reactive Ion Etching:RIE)を用いることができる。   Next, isotropic etching is performed on the entire surface of the back surface 200b of the substrate 200 in which the shape of the center gear portion 101 is formed (Step S07 shown in FIG. 10). As the isotropic etching in step S07, for example, reactive ion etching (RIE) by parallel plate can be used.

図20に、平行平板によるRIEを行う等方性エッチング装置310の概略構成を示す。図20に示すように、等方性エッチング装置310は、平行平板であるステージ(下電極)311と上電極312とを備えている。ステージ311(下電極)上に、基板200を載置する。このとき、図15に示すように、基板200の表面200aと裏面200bとを反転させて、表面200aがステージ311側となり、裏面200bが上電極312側となるように基板200を載置する。   FIG. 20 shows a schematic configuration of an isotropic etching apparatus 310 for performing RIE using a parallel plate. As shown in FIG. 20, the isotropic etching apparatus 310 includes a stage (lower electrode) 311 and an upper electrode 312 which are parallel flat plates. The substrate 200 is placed on the stage 311 (lower electrode). At this time, as shown in FIG. 15, the surface 200a and the back surface 200b of the substrate 200 are inverted, and the substrate 200 is mounted such that the surface 200a is on the stage 311 side and the back surface 200b is on the upper electrode 312 side.

図20に示すように、ステージ(下電極)311はアースされており、上電極312に高周波電圧を印加することによって、ステージ311(下電極)と上電極312との間にプラズマPが発生する。ステージ311(下電極)の自己バイアスにより、プラズマPの粒子が基板200の裏面200bの全面に引き込まれる。これにより、基板200が裏面200b側から全面に亘って等方的にエッチングされる。   As shown in FIG. 20, the stage (lower electrode) 311 is grounded, and plasma P is generated between the stage 311 (lower electrode) and the upper electrode 312 by applying a high frequency voltage to the upper electrode 312. . The particles of plasma P are drawn to the entire surface of the back surface 200 b of the substrate 200 by the self bias of the stage 311 (lower electrode). Thereby, the substrate 200 is isotropically etched over the entire surface from the back surface 200 b side.

図16には、等方性エッチング工程(ステップS07)において、基板200の裏面200b側に残されていた厚さT3(5μm)の部分が除去された状態を示している。このとき、基板200の厚さは、異方性エッチング工程(ステップS05)でがんぎ歯車部101の保持部115(湾曲部112)、弾性部113、リム部111、及び歯部114の形状が形成された部分の厚さT2(130μm)となっている。   FIG. 16 shows a state in which the portion of thickness T3 (5 μm) left on the back surface 200b side of the substrate 200 is removed in the isotropic etching step (step S07). At this time, the thickness of the substrate 200 is the shape of the holding portion 115 (curved portion 112), the elastic portion 113, the rim portion 111, and the tooth portion 114 of the on-off gear portion 101 in the anisotropic etching process (step S05). And the thickness T2 (130 μm) of the portion where the

基板200の裏面200b側から厚さT3の部分が除去されることで、基板200から複数のがんぎ歯車部101が分離され個片化される。したがって、等方性エッチング工程は、がんぎ歯車部101を分離する工程である。図16に示す状態における基板200(がんぎ歯車部101)の表面を200cとする。がんぎ歯車部101が分離されたことにより、湾曲部112、リム部111、及び歯部114に、それぞれ略直角の角部112a、角部111a、及び角部114aが形成される。   By removing the portion of thickness T3 from the back surface 200b side of the substrate 200, the plurality of center gear portions 101 are separated from the substrate 200 and separated into pieces. Therefore, the isotropic etching process is a process of separating the center gear portion 101. The surface of the substrate 200 (gage gear portion 101) in the state shown in FIG. 16 is denoted by 200c. By separating the escape gear portion 101, the curved portion 112, the rim portion 111, and the tooth portion 114 are formed with a substantially square corner 112a, a corner 111a, and a corner 114a, respectively.

等方性エッチング工程(ステップS07)では、基板200の裏面200b側に残されていた厚さT3の部分を除去する時間よりも長い時間エッチングを行う。すなわち、図16に示す状態における基板200を表面200c側からさらに継続してエッチングする。そして、図17に示すように、基板200が表面200c側から10μmエッチングされ、基板200の厚さががんぎ歯車部101の所定の厚さT1(120μm)となったところで、等方性エッチング工程(ステップS07)を終了する。図17に示す状態における基板200の表面を200dとする。   In the isotropic etching step (step S07), the etching is performed for a time longer than the time for removing the portion of the thickness T3 left on the back surface 200b side of the substrate 200. That is, the substrate 200 in the state shown in FIG. 16 is further etched continuously from the surface 200 c side. Then, as shown in FIG. 17, when the substrate 200 is etched by 10 μm from the surface 200 c side and the thickness of the substrate 200 becomes a predetermined thickness T 1 (120 μm) of the offset gear portion 101, isotropic etching The process (step S07) is ended. The surface of the substrate 200 in the state shown in FIG. 17 is 200d.

ここで、基板200が図16に示す状態から図17に示す状態までエッチングされる際に、表面200c側に位置する湾曲部112の角部112a、リム部111の角部111a、及び歯部114の角部114aは、表面200c側から基板200の厚さ方向にエッチングされるとともに、基板200の厚さ方向と交差する方向からもエッチングされる。その結果、表面200d側において、湾曲部112の角部112a、リム部111の角部111a、及び歯部114の角部114aの断面形状は円弧状になる。   Here, when the substrate 200 is etched from the state shown in FIG. 16 to the state shown in FIG. 17, the corner 112a of the curved portion 112 located on the surface 200c side, the corner 111a of the rim 111, and the teeth 114 The corner portion 114 a is etched from the side of the surface 200 c in the thickness direction of the substrate 200 and also etched from the direction intersecting the thickness direction of the substrate 200. As a result, on the surface 200 d side, the cross-sectional shapes of the corner 112 a of the curved portion 112, the corner 111 a of the rim 111, and the corner 114 a of the tooth 114 become arcs.

なお、異方性エッチング工程(ステップS05)において、所謂ボッシュプロセスを用いて基板200を深掘りする場合、エッチングされた箇所(例えば、湾曲部112の内周側端面112bや歯部114の外周側端面114b)にスキャロップ(段々形状)が形成されることが多い。本実施形態では、等方性エッチング工程(ステップS07)において、がんぎ歯車部101が分離された状態からさらに基板200を等方性エッチングすることにより、湾曲部112の内周側端面112bや歯部114の外周側端面114bも僅かにエッチングされるので、スキャロップを緩和することができる。   In the anisotropic etching step (step S05), when the substrate 200 is dug using the so-called Bosch process, the etched portion (for example, the inner peripheral end surface 112b of the curved portion 112 or the outer peripheral side of the tooth portion 114) A scallop (step-like shape) is often formed on the end face 114b). In the present embodiment, in the isotropic etching step (step S07), the substrate 200 is further isotropically etched from the state in which the spur gear portion 101 is separated, so that the inner circumferential end face 112b of the curved portion 112 or Since the outer peripheral side end surface 114b of the tooth portion 114 is also slightly etched, the scallop can be relaxed.

図17に示す状態において、基板200の表面200dががんぎ歯車部101の裏面101bとなり、表面200aががんぎ歯車部101の表面101aとなる。したがって、がんぎ歯車部101の裏面101bと湾曲部112の内周側端面112bとが交差する角部112aと、がんぎ歯車部101の裏面101bと歯部114の外周側端面114bとが交差する角部114aとが円弧状となる。以上の工程により、図18に示すがんぎ歯車部101が完成する。   In the state shown in FIG. 17, the surface 200 d of the substrate 200 is the back surface 101 b of the offset gear portion 101, and the surface 200 a is the surface 101 a of the offset gear portion 101. Therefore, the corner 112a where the back surface 101b of the offset gear portion 101 and the inner peripheral side end surface 112b of the curved portion 112 intersect, the back surface 101b of the offset gear portion 101 and the outer peripheral end surface 114b of the tooth portion 114 The intersecting corner portions 114 a have an arc shape. By the above-described steps, a bevel gear portion 101 shown in FIG. 18 is completed.

図10に示す軸部材102を形成する工程(ステップS11、ステップS12)は、ステップS01〜ステップS07のがんぎ歯車部101を形成する工程とは別に行われる。   The process (step S11, step S12) of forming the shaft member 102 shown in FIG. 10 is performed separately from the process of forming the bevel gear portion 101 of step S01 to step S07.

まず、軸部材102となる部材を準備する(ステップS11)。軸部材102は、軸体として十分な剛性を有しているとともに、後述する酸化処理を行う工程における高温に耐える耐熱性を有していることが望ましい。軸部材102の材料としては、1000℃以上の高温で行う熱酸化処理などの酸化処理の温度に対する十分な耐熱性を有する材料であるタンタル(Ta)またはタングステン(W)が好ましい。タンタルやタングステンは、上述した剛性や耐熱性に優れた材料であることに加えて、切削加工や研削加工などの加工性も高い材料であるため、軸部材102の材料として特に好適である。   First, a member to be the shaft member 102 is prepared (step S11). The shaft member 102 desirably has sufficient rigidity as a shaft and has heat resistance to endure high temperature in the step of performing oxidation treatment described later. The material of the shaft member 102 is preferably tantalum (Ta) or tungsten (W), which is a material having sufficient heat resistance to the temperature of oxidation treatment such as thermal oxidation treatment performed at a high temperature of 1000 ° C. or more. Tantalum and tungsten are particularly preferable as the material of the shaft member 102 because they are materials having high workability such as cutting and grinding in addition to the above-described materials having excellent rigidity and heat resistance.

次に、軸部材102となる部材に対して、切削加工や研削加工などの機械加工を行うことにより軸部材102を形成する(ステップS12)。これにより、図3及び図4に示す軸部材102が完成する。   Next, the shaft member 102 is formed by performing machining such as cutting and grinding on the member to be the shaft member 102 (step S12). Thereby, the shaft member 102 shown in FIG. 3 and FIG. 4 is completed.

なお、ステップS12において切削加工や研削加工などの機械加工を行う際に、軸部材102における圧入軸部123とフランジ部124との角部125に、角部125側へ窪む円弧状の張出部125aが形成されてしまう場合がある(図8参照)。本実施形態では、軸部材102の角部125に張出部125aが形成された場合でも、張出部125aと対向する湾曲部112の角部112aが円弧状に形成されているため、後述する軸部材位置決め工程(ステップS21)において、角部112aと張出部125aとの干渉が緩和される。   In addition, when performing machining such as cutting and grinding in step S12, an arc-like overhang protruding toward the corner 125 on the corner 125 between the press-fit shaft 123 and the flange 124 of the shaft member 102. The portion 125a may be formed (see FIG. 8). In this embodiment, even when the overhanging portion 125a is formed at the corner portion 125 of the shaft member 102, the corner portion 112a of the curved portion 112 facing the overhanging portion 125a is formed in an arc shape, which will be described later. In the shaft member positioning step (step S21), the interference between the corner 112a and the overhang 125a is alleviated.

次に、上述した工程で形成されたがんぎ歯車部101と軸部材102とを組み合わせてがんぎ車35を形成する。図10に示すステップS21では、がんぎ歯車部101の保持部115の複数の湾曲部112が張り出した貫通孔内に、上記の準備工程で準備した軸部材102を挿通させて位置決めを行う。上述したように、ステップS21において、保持部115の複数の湾曲部112が張り出した貫通孔内に軸部材102を挿通させると、保持部115において、軸部材102に接触する複数の湾曲部112が外側に押し広げられるように応力が加わる。   Next, the escape wheel 35 formed in the above-described step is combined with the shaft member 102 to form the escape wheel 35. In step S21 shown in FIG. 10, positioning is performed by inserting the shaft member 102 prepared in the above-described preparation process into the through hole in which the plurality of curved portions 112 of the holding portion 115 of the lash gear portion 101 overhangs. As described above, in step S21, when the shaft member 102 is inserted into the through hole in which the plurality of curved portions 112 of the holding portion 115 overhangs, the plurality of curved portions 112 in contact with the shaft member 102 in the holding portion 115 Stress is applied to push it outward.

がんぎ歯車部101は、保持部115の複数の湾曲部112とリム部111との間に、隣り合う湾曲部112の間からリム部111に延在する弾性部113を有しているので、湾曲部112に加わる応力が弾性部113の弾性により緩和されるとともに、弾性部113の弾性により軸部材102を保持する保持力が得られる。したがって、保持部115に軸部材102を挿通させた際に湾曲部112に加わる応力によって、がんぎ歯車部101が破損するなどのダメージを抑えながら、がんぎ歯車部101に適切な保持力で軸部材102を保持して位置決めすることができる。   The escape gear portion 101 has the elastic portion 113 extending from between the adjacent curved portions 112 to the rim portion 111 between the plurality of curved portions 112 of the holding portion 115 and the rim portion 111. The stress applied to the curved portion 112 is relieved by the elasticity of the elastic portion 113, and the elasticity of the elastic portion 113 provides a holding force for holding the shaft member 102. Therefore, when the shaft member 102 is inserted into the holding portion 115, the stress applied to the bending portion 112 suppresses the damage such as breakage of the escape gear portion 101, and the appropriate holding force for the escape gear portion 101. The shaft member 102 can be held and positioned.

本実施形態では、図8に示すように裏面101bと内周側端面112bとの角部に位置する角部112aが円弧状に形成されているため、ステップS21において、裏面101b側から湾曲部112の内周側端面112bを外周側に押し広げるように軸部材102を挿通する際に、圧入軸部123が角部112aと接触しても欠けが生じにくい。また、湾曲部112の円弧状の角部112aが圧入軸部123とフランジ部124との角部125と対向する位置に形成されているため、角部112aと張出部125aとの干渉が緩和される。これにより、ステップS21において、湾曲部112の角部112aの欠けの発生を抑えて、容易かつ確実に圧入軸部123を保持部115に挿通させることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8, since the corner 112 a located at the corner between the back surface 101 b and the inner end face 112 b is formed in an arc, in step S 21 the curved portion 112 from the back surface 101 b side. When the shaft member 102 is inserted so as to spread the inner peripheral side end surface 112b to the outer peripheral side, chipping does not easily occur even if the press-fit shaft portion 123 contacts the corner portion 112a. Further, since the arc-shaped corner portion 112a of the curved portion 112 is formed at a position facing the corner portion 125 of the press-fit shaft portion 123 and the flange portion 124, interference between the corner portion 112a and the overhang portion 125a is alleviated. Be done. As a result, in step S21, the occurrence of chipping of the corner portion 112a of the curved portion 112 can be suppressed, and the press-fit shaft portion 123 can be inserted into the holding portion 115 easily and reliably.

続いて、図10に示すステップS22では、保持部115に軸部材102を挿通させて位置決めしたがんぎ歯車部101の表面に、二酸化ケイ素(SiO2)からなるシリコン酸化膜を形成する酸化処理を行う。酸化処理は、例えば1000℃以上の高温で行う熱酸化処理を行うことが好ましい。熱酸化処理によれば、所定の厚さの緻密なシリコン酸化膜を比較的短時間に形成することができる。本実施形態では、水蒸気酸化法による熱酸化処理を行う。水蒸気酸化法は、熱酸化処理におけるドライ酸化法に比べてシリコン酸化膜の成長が速いので、より効率よく所望の厚みのシリコン酸化膜を形成することができる。 Subsequently, in step S22 shown in FIG. 10, oxidation treatment is performed to form a silicon oxide film made of silicon dioxide (SiO 2 ) on the surface of the lash gear portion 101 positioned by inserting the shaft member 102 into the holding portion 115. I do. The oxidation treatment is preferably performed by thermal oxidation treatment performed at a high temperature of, for example, 1000 ° C. or more. According to the thermal oxidation process, a dense silicon oxide film having a predetermined thickness can be formed in a relatively short time. In the present embodiment, a thermal oxidation process is performed by a steam oxidation method. In the steam oxidation method, since the growth of the silicon oxide film is quicker than the dry oxidation method in the thermal oxidation treatment, a silicon oxide film having a desired thickness can be formed more efficiently.

ステップS22において、シリコンを含む材料からなるがんぎ歯車部101の表面(湾曲部112の内周側端面112bや表面101a及び裏面101bを含む表面)に形成されるシリコン酸化膜により、がんぎ歯車部101の機械的強度が向上する。そして、以下に述べる作用によって、機械部品としてのがんぎ車35における、回転部材としてのがんぎ歯車部101と軸部材102との嵌合強度を向上させることができる。   In step S22, the silicon oxide film formed on the surface (the surface including the inner peripheral end surface 112b of the curved portion 112 and the surface 101a and the back surface 101b) of the escape gear portion 101 made of a material containing silicon The mechanical strength of the gear portion 101 is improved. And, by the action described below, it is possible to improve the fitting strength between the escape gear portion 101 as the rotation member and the shaft member 102 in the escape wheel 35 as the mechanical component.

即ち、がんぎ歯車部101の保持部115に、軸部材102を挿通させて位置決めした後で酸化処理を施すことにより、がんぎ歯車部101の表面に形成されるシリコン酸化膜は、保持部115の湾曲部112と軸部材102との接触部周辺において、湾曲部112と軸部材102との隙間を埋めるように形成される。これにより、保持部115に軸部材102の圧入軸部123が嵌合され、がんぎ歯車部101に軸部材102が強固に固定された機械部品としてがんぎ車35を提供することができる。   That is, the silicon oxide film formed on the surface of the offset gear portion 101 is retained by performing the oxidation process after the shaft member 102 is inserted and positioned in the holding portion 115 of the offset gear portion 101. Around the contact portion between the curved portion 112 of the portion 115 and the shaft member 102, the gap between the curved portion 112 and the shaft member 102 is formed so as to be filled. As a result, the escape wheel 35 can be provided as a mechanical component in which the press-fit shaft portion 123 of the shaft member 102 is fitted to the holding portion 115 and the shaft member 102 is firmly fixed to the release gear portion 101. .

また、切削加工や研削加工などの機械加工により形成された軸部材102は、表面に微小なキズなどの凹凸を有しているので、これらの凹凸にがんぎ歯車部101のシリコン酸化膜が入り込むことにより、所謂アンカー効果が働いて、がんぎ歯車部101の保持部115に軸部材102がより強固に固定される効果が得られる。   In addition, since the shaft member 102 formed by machining such as cutting and grinding has irregularities such as minute scratches on the surface, the silicon oxide film of the escape gear portion 101 is used for these irregularities. By soaking, a so-called anchor effect works to obtain an effect that the shaft member 102 is more firmly fixed to the holding portion 115 of the escape gear portion 101.

以上述べた酸化処理工程までの工程を経ることによって、機械部品としてのがんぎ車35の一連の製造工程が終了する。なお、本実施形態の機械部品の製造方法によれば、シリコンの基板を用いて機械部品(がんぎ歯車部101)を形成するので、特許文献1に記載のSOI基板を用いて機械部品を形成する方法と比べて、機械部品の生産コストを低減することが可能となる。   A series of manufacturing processes of the escape wheel 35 as a machine part are completed by passing through the process to the oxidation treatment process described above. In addition, according to the manufacturing method of the mechanical component of this embodiment, since the mechanical component (the on-gear portion 101) is formed using the silicon substrate, the mechanical component is manufactured using the SOI substrate described in Patent Document 1. Compared with the forming method, it is possible to reduce the production cost of machine parts.

上記実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。   The above embodiment merely shows one aspect of the present invention, and any modification and application can be made within the scope of the present invention. As a modification, for example, the following can be considered.

(変形例1)
上記実施形態では、軸部材102の材料として、タンタルまたはタングステンが好ましいことを説明したが、本発明はこれに限定されない。軸部材102の材料として、シリコンを含む材料を用いる構成としてもよい。
(Modification 1)
Although the above-mentioned embodiment explained that tantalum or tungsten was preferred as a material of shaft member 102, the present invention is not limited to this. A material containing silicon may be used as the material of the shaft member 102.

このような構成によれば、がんぎ歯車部101の保持部115に軸部材102を挿通させて位置決めした後で酸化処理する工程により、回転部材であるがんぎ歯車部101の表面だけでなく、軸部材102の表面にもシリコン酸化膜が形成される。そのため、より短時間で、より強く、回転部材としてのがんぎ歯車部101の保持部115に軸部材102を強固に固定することができる。   According to such a configuration, the shaft member 102 is inserted into and held in the holding portion 115 of the offset gear portion 101 and positioned after the oxidation process, only by the surface of the offset gear portion 101 which is a rotating member. Instead, a silicon oxide film is also formed on the surface of the shaft member 102. Therefore, the shaft member 102 can be firmly fixed to the holding portion 115 of the bevel gear portion 101 as the rotation member in a shorter time and more strongly.

(変形例2)
上記実施形態では、軸部材102の材料として、タンタルまたはタングステンが好ましいことを説明したが、これに限らない。軸部材102の材料として、炭素鋼を含む材料を用いる構成としてもよい。また、予め、がんぎ歯車部101の表面にシリコン酸化膜を形成しておき、しかる後に軸部材102を挿通してもよい。さらに、がんぎ歯車部101の表面にシリコン酸化膜を形成しない場合や、がんぎ歯車部101を金属等で形成した場合においても、酸化膜の有無にかかわらず上述の弾性部により軸部材102を適切な保持力によって保持することが可能である。
(Modification 2)
Although the above-mentioned embodiment explained that tantalum or tungsten was preferred as a material of shaft member 102, it does not restrict to this. As a material of the shaft member 102, a material including carbon steel may be used. Alternatively, a silicon oxide film may be formed in advance on the surface of the escape gear portion 101, and the shaft member 102 may be inserted thereafter. Furthermore, even when the silicon oxide film is not formed on the surface of the escape gear portion 101 or when the escape gear portion 101 is formed of metal or the like, the above-mentioned elastic portion makes the shaft member regardless of the presence or absence of the oxide film. It is possible to hold 102 with a suitable holding force.

(変形例3)
本発明に係る回転部材としてのがんぎ歯車部101の構成や平面視形状は、上記実施形態の図5に示す形状に限定されない。がんぎ歯車部101の構成(例えば、リム部111、保持部115、弾性部113等の部位)が異なっていてもよいし、平面視形状が他の形状であってもよい。
(Modification 3)
The configuration and the plan view shape of the offset gear portion 101 as a rotating member according to the present invention are not limited to the shape shown in FIG. 5 of the above embodiment. The configuration (for example, the portions of the rim portion 111, the holding portion 115, the elastic portion 113, etc.) of the bevel gear portion 101 may be different, and the shape in plan view may be another shape.

(変形例4)
上記実施形態では、機械部品(がんぎ車35)の製造方法として、回転部材としてのがんぎ歯車部101の保持部115に、軸部材102を挿通させて位置決めする工程の後で、がんぎ歯車部101の表面にシリコン酸化膜を形成する酸化処理を行う構成を説明したが、本発明はこれに限定されない。酸化処理を行わない状態のがんぎ歯車部101の機械的強度が必要十分に確保され、且つ、位置決めする工程において、がんぎ歯車部101の保持部115に保持された軸部材102の保持力が必要十分に確保できていれば、酸化処理を行わない構成としてもよい。
(Modification 4)
In the above embodiment, as a method of manufacturing the mechanical component (the escape wheel 35), after the step of inserting and positioning the shaft member 102 in the holding portion 115 of the escape gear portion 101 as the rotating member, Although the structure which performs the oxidation process which forms a silicon oxide film in the surface of the tooth gear part 101 was demonstrated, this invention is not limited to this. The mechanical strength of the escape gear portion 101 in a state in which oxidation processing is not performed is sufficiently and sufficiently secured, and in the positioning step, the shaft member 102 held by the holding portion 115 of the offset gear portion 101 is held. If a sufficient amount of force can be secured, it may be configured not to perform the oxidation treatment.

(変形例5)
上記実施形態では、機械部品の一例としてがんぎ車35を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の機械部品の構成及びその製造方法は、香箱車22、二番車25、三番車26、四番車27、アンクル36、てんぷ40等の他の機械部品にも適用することができる。
(Modification 5)
In the said embodiment, although the escape wheel 35 was mentioned as an example and demonstrated as an example of a machine component, this invention is not limited to this. The configuration of the machine parts of the present invention and the method of manufacturing the same are also applicable to other machine parts such as the barrel car 22, the second wheel 25, the third wheel 26, the fourth wheel 27, the ankle 36, the balance 40 and the like. .

1…機械式時計(時計)、35…がんぎ車(機械部品)、101…がんぎ歯車部(回転部材)、101a…表面(一方の面)、101b…表面(他方の面)、102…軸部材、111…リム部、112…湾曲部(保持部)、112a…角部、114…歯部、114a…角部、115…保持部、125a…張出部、200…基板、200a…表面(一方の面)、200b…裏面(他方の面)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... mechanical watch (clock), 35 ... escape wheel (machine parts), 101 ... escape gear part (rotation member), 101a ... surface (one side), 101b ... surface (the other side), 102: shaft member, 111: rim portion, 112: curved portion (holding portion), 112a: corner portion, 114: tooth portion, 114a: corner portion, 115: holding portion, 125a: overhang portion, 200: substrate, 200a ... front surface (one surface), 200b ... back surface (other surface).

Claims (7)

軸部材と、
前記軸部材を保持する保持部と、複数の歯部を有するリム部と、を有する回転部材と、を備え、
前記保持部の角部及び前記歯部の角部の断面形状が、ともに円弧状に形成されていることを特徴とする機械部品。
Shaft member,
A rotating member having a holding portion for holding the shaft member, and a rim portion having a plurality of tooth portions,
A cross-sectional shape of the corner portion of the holding portion and the corner portion of the tooth portion are both formed in an arc shape.
前記円弧状に形成された角部は、前記回転部材の一方の面と前記保持部の端面及び前記歯部の端面とが交差する角部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の機械部品。   The corner portion formed in an arc shape is formed at a corner portion where one surface of the rotating member intersects the end surface of the holding portion and the end surface of the tooth portion. Machine parts described. 前記保持部の円弧状の角部と前記歯部の円弧状の角部とは、同一形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の機械部品。   The machine component according to claim 1 or 2, wherein the arc-shaped corner of the holding portion and the arc-shaped corner of the tooth portion have the same shape. 前記軸部材は、前記保持部の円弧状の角部と嵌合する領域に張出部を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の機械部品。   The mechanical component according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaft member has an overhanging portion in a region where it engages with the arc-shaped corner portion of the holding portion. 請求項1から4のいずれか一項に記載の機械部品を備えたことを特徴とする時計。   A timepiece comprising the mechanical component according to any one of claims 1 to 4. 基板の一方の面を機械部品の形状に沿って前記基板の厚さ方向における一部を残して異方性エッチングする工程と、
前記基板の他方の面を等方性エッチングして前記機械部品を分離する工程と、を備えたことを特徴とする機械部品の製造方法。
Anisotropically etching one side of the substrate along the shape of the mechanical component leaving a part in the thickness direction of the substrate;
And d) separating the mechanical component by isotropically etching the other surface of the substrate.
前記機械部品を分離する工程において、前記等方性エッチングを、前記基板の厚さ方向における一部を除去する時間よりも長い時間施すことを特徴とする請求項6に記載の機械部品の製造方法。   The method of manufacturing a mechanical part according to claim 6, wherein, in the step of separating the mechanical part, the isotropic etching is performed for a time longer than a time for removing a part in the thickness direction of the substrate. .
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