JP2019215317A - Timepiece component, movement, timepiece and method for manufacturing timepiece component - Google Patents

Timepiece component, movement, timepiece and method for manufacturing timepiece component Download PDF

Info

Publication number
JP2019215317A
JP2019215317A JP2019057410A JP2019057410A JP2019215317A JP 2019215317 A JP2019215317 A JP 2019215317A JP 2019057410 A JP2019057410 A JP 2019057410A JP 2019057410 A JP2019057410 A JP 2019057410A JP 2019215317 A JP2019215317 A JP 2019215317A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon material
eaves
metal layer
hole
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019057410A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7223613B2 (en
Inventor
岸 松雄
Matsuo Kishi
松雄 岸
正博 宇都
Masahiro Utsu
正博 宇都
恒吉 潤
Jun Tsuneyoshi
潤 恒吉
猶貴 天野
Yuki Amano
猶貴 天野
重城 幸一郎
Koichiro Shigeshiro
幸一郎 重城
中村 敬彦
Norihiko Nakamura
敬彦 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Publication of JP2019215317A publication Critical patent/JP2019215317A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7223613B2 publication Critical patent/JP7223613B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Micromachines (AREA)

Abstract

To provide a timepiece component which can be improved in strength at a low cost.SOLUTION: A spiral spring 10 comprises a metal laminate 30 provided on at least one surface of a silicon material 22 in a thickness direction and a an eaves part 32 formed on at least a part of the metal laminate 30 such that the metal laminate 30 overhangs from a side surface 22A of the silicon material 22.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、時計部品、ムーブメント、時計、および時計部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a watch component, a movement, a watch, and a method for manufacturing a watch component.

時計部品の軽量化と高精度化を図るために、MEMS(微小電気機械システム:Micro Electro Mechanical Systems)によるシリコン加工により、時計部品を製造する技術が使用されている。   2. Description of the Related Art In order to reduce the weight and increase the precision of a watch component, a technique of manufacturing a watch component by silicon processing using a micro electro mechanical system (MEMS) has been used.

時計に使用されるシリコン部品は、例えば、下記特許文献1に記載されるように、フォトレジストによるシリコン基板のマスキングとRIE(反応性イオンエッチング:Reactive Ion Etching)によるシリコン基板のエッチング加工等により製造されている。しかし、シリコン部品は、加工中に断面方向に生じる欠陥を開始位置(発生源)として、割れや劈開が発生する可能性があり、実用化が難しいという問題がある。   A silicon component used in a timepiece is manufactured, for example, by masking a silicon substrate with a photoresist and etching the silicon substrate by RIE (Reactive Ion Etching), as described in Patent Document 1 below. Have been. However, there is a possibility that a silicon component may be cracked or cleaved with a defect generated in a cross-sectional direction during processing as a starting position (source), and there is a problem that practical use is difficult.

下記特許文献1では、この対策として、シリコン表面に水素ガスによる処理を施すことで、角部を丸くし、耐衝撃性を向上させるシリコン部品の製造方法が開示されている。また、下記特許文献2には、シリコン表面に酸化膜を形成するマイクロメカニカル部品の製造方法が開示されている。   Patent Document 1 listed below discloses a silicon component manufacturing method in which a silicon surface is treated with hydrogen gas to round corners and improve impact resistance. Patent Document 2 below discloses a method for manufacturing a micromechanical component in which an oxide film is formed on a silicon surface.

特開2016−173356号公報JP-A-176-173356 特表2012−533441号公報JP 2012-533441 A

上記特許文献1に記載のシリコン部品の製造方法や、上記特許文献2に記載のマイクロメカニカル部品の製造方法では、特殊なガスや高価な装置を使用する必要があると共に、その処理に長い時間を要する。このため、シリコン部品の強度を上げるには、生産性やコスト面で改善の余地がある。   In the method of manufacturing a silicon component described in Patent Document 1 and the method of manufacturing a micromechanical component described in Patent Document 2, it is necessary to use a special gas or an expensive device, and a long time is required for the processing. It costs. Therefore, there is room for improvement in productivity and cost in order to increase the strength of the silicon component.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、低コストで強度を上げることができる時計部品、ムーブメント、時計、および時計部品の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a timepiece, a movement, a timepiece, and a method of manufacturing the timepiece, which can increase strength at low cost.

第1の態様に係る時計部品は、シリコン材の厚み方向の少なくとも片面に設けられた金属層と、前記金属層の少なくとも一部に形成され、前記金属層が前記シリコン材の側面から張り出した庇部と、を有する。   The timepiece component according to the first aspect includes a metal layer provided on at least one surface in a thickness direction of a silicon material, and an eave formed on at least a part of the metal layer, the metal layer protruding from a side surface of the silicon material. And a part.

第1の態様によれば、シリコン材の厚み方向の少なくとも片面に金属層が設けられている。金属層の少なくとも一部には、金属層がシリコン材の側面から張り出した庇部が形成されている。これにより、例えば、反応性イオンエッチング(RIE)により発生した切欠き等の欠陥が金属層及び庇部により保護されるので、切欠き等の欠陥に力が直接加わることが抑制され、破壊強度が上昇する。このため、低コストで時計部品の強度を上げることができる。   According to the first aspect, the metal layer is provided on at least one surface in the thickness direction of the silicon material. At least a part of the metal layer has an eaves portion formed by projecting the metal layer from the side surface of the silicon material. Thereby, for example, a defect such as a notch generated by reactive ion etching (RIE) is protected by the metal layer and the eaves, so that a force is not directly applied to the notch or the like, and the breaking strength is reduced. To rise. For this reason, the strength of the timepiece component can be increased at low cost.

第2の態様に係る時計部品は、第1の態様において、前記シリコン材の厚み方向の両面に前記金属層と前記庇部が設けられている。   In the timepiece component according to a second aspect, in the first aspect, the metal layer and the eaves are provided on both surfaces in the thickness direction of the silicon material.

第2の態様によれば、シリコン材の厚み方向の両面に金属層と庇部が設けられているので、切欠き等の欠陥に力が直接加わることがより確実に抑制され、破壊強度がさらに上昇する。   According to the second aspect, since the metal layer and the eaves are provided on both surfaces in the thickness direction of the silicon material, direct application of force to defects such as notches is more reliably suppressed, and the breaking strength is further reduced. To rise.

第3の態様に係る時計部品は、第1の態様又は第2の態様において、前記シリコン材は、厚み方向に貫通する貫通孔を備え、前記シリコン材に、前記金属層と、前記シリコン材の前記貫通孔の側に張り出した前記庇部とが設けられており、前記シリコン材の前記貫通孔に打ち込み部材の軸部が打ち込まれた状態で、前記庇部が前記貫通孔の側に変形した変形部により、前記軸部が前記シリコン材の前記貫通孔に保持されている。ここで、貫通孔は、周方向に閉じた貫通孔と、周方向の一部が開口された貫通孔の両方を含む。   The timepiece component according to a third aspect is the timepiece according to the first aspect or the second aspect, wherein the silicon material includes a through hole that penetrates in a thickness direction, and the silicon material includes a metal layer and a silicon material. The overhanging portion is provided on the side of the through hole, and the overhanging portion is deformed toward the through hole in a state where the shaft of a driving member is driven into the through hole of the silicon material. The shaft portion is held in the through hole of the silicon material by the deformed portion. Here, the through-hole includes both a through-hole closed in the circumferential direction and a through-hole partially open in the circumferential direction.

第3の態様によれば、貫通孔を備えたシリコン材に、金属層と、シリコン材の貫通孔の側に張り出した庇部とが設けられている。そして、シリコン材の貫通孔に打ち込み部材の軸部が打ち込まれた状態で、庇部が貫通孔の側に変形した変形部により、軸部がシリコン材の貫通孔に保持されている。例えば、ヒゲぜんまいのシリコン材の貫通孔に、カナの軸部が打ち込まれた状態で、変形部により、カナの軸部がシリコン材の貫通孔に保持される。このため、打ち込み部材の軸部をシリコン材の貫通孔に容易に位置出して固定することができ、生産性が向上する。   According to the third aspect, the metal material and the eaves projecting toward the through hole of the silicon material are provided in the silicon material having the through hole. Then, in a state where the shaft portion of the driving member is driven into the through hole of the silicon material, the shaft portion is held in the through hole of the silicon material by the deformed portion in which the eaves portion is deformed toward the through hole. For example, while the shaft portion of the kana is driven into the through hole of the silicon material of the hairspring, the deformed portion holds the shaft portion of the kana in the through hole of the silicon material. For this reason, the shaft portion of the driving member can be easily positioned and fixed in the through hole of the silicon material, and the productivity is improved.

第4の態様に係る時計部品は、第1の態様又は第2の態様において、前記シリコン材は、厚み方向に貫通する貫通孔を備え、前記シリコン材に、前記金属層と、前記シリコン材の前記貫通孔の側に張り出した前記庇部とが設けられており、前記シリコン材の前記貫通孔に打ち込み部材の軸部が打ち込まれた状態で、前記庇部が前記貫通孔の側に変形した変形部と、前記軸部と前記シリコン材との間に充填された接着剤により、前記軸部が隣り合う前記シリコン材の前記貫通孔に保持されている。ここで、貫通孔は、周方向に閉じた貫通孔と、周方向の一部が開口された貫通孔の両方を含む。   The timepiece component according to a fourth aspect is the timepiece according to the first aspect or the second aspect, wherein the silicon material includes a through hole that penetrates in a thickness direction, and the silicon material includes a metal layer and a silicon material. The overhanging portion is provided on the side of the through hole, and the overhanging portion is deformed toward the through hole in a state where the shaft of a driving member is driven into the through hole of the silicon material. The shaft is held in the adjacent through-holes of the silicon material by an adhesive filled between the deformed portion and the shaft and the silicon material. Here, the through-hole includes both a through-hole closed in the circumferential direction and a through-hole partially open in the circumferential direction.

第4の態様によれば、貫通孔を備えたシリコン材に、金属層と、シリコン材の貫通孔の側に張り出した庇部とが設けられている。そして、シリコン材の貫通孔に打ち込み部材の軸部が打ち込まれた状態で、庇部が貫通孔の側に変形した変形部と、軸部と前記シリコン材との間に充填された接着剤により、軸部がシリコン材の貫通孔に保持されている。例えば、ヒゲぜんまいのシリコン材の貫通孔に、カナの軸部が打ち込まれた状態で、変形部と接着剤により、カナの軸部がシリコン材の貫通孔に保持される。このため、打ち込み部材の軸部をシリコン材の貫通孔に容易に位置出して固定することができ、生産性が向上する。   According to the fourth aspect, a metal layer and an eave portion that protrudes toward the side of the through hole of the silicon material are provided in the silicon material having the through hole. Then, in a state where the shaft portion of the driving member is driven into the through hole of the silicon material, a deformed portion in which the eaves portion is deformed toward the through hole, and an adhesive filled between the shaft portion and the silicon material. The shaft is held in a through hole made of a silicon material. For example, while the shaft of the kana is driven into the through hole of the hairspring silicon material, the shaft of the kana is held in the through hole of the silicon material by the deformed portion and the adhesive. For this reason, the shaft portion of the driving member can be easily positioned and fixed in the through hole of the silicon material, and the productivity is improved.

第5の態様に係る時計部品は、第4の態様において、前記接着剤は、前記軸部の軸方向の前記変形部の逆側から前記軸部と前記シリコン材との間に充填されている。   In the timepiece component according to a fifth aspect, in the fourth aspect, the adhesive is filled between the shaft portion and the silicon material from the side opposite to the deformation portion in the axial direction of the shaft portion. .

第5の態様によれば、接着剤は、軸部の軸方向の変形部の逆側から軸部とシリコン材との間に充填されているので、軸部の軸方向の変形部の逆側から軸部とシリコン材との間に接着剤を充填する際に、接着剤の流れを変形部により抑えることができる。このため、打ち込み部材の不要な部分への接着剤のはみ出しを抑制することができる。   According to the fifth aspect, since the adhesive is filled between the shaft portion and the silicon material from the opposite side of the axially deformed portion of the shaft portion, the adhesive is opposite to the axially deformed portion of the shaft portion. When the adhesive is filled between the shaft portion and the silicon material, the flow of the adhesive can be suppressed by the deformed portion. For this reason, it is possible to suppress the adhesive from protruding to an unnecessary portion of the driving member.

第6の態様に係る時計部品は、第1の態様から第5の態様までのいずれか1つの態様において、前記庇部は、前記シリコン材の厚み方向の面から側面の一部にかけて覆っている。   In a timepiece component according to a sixth aspect, in any one of the first aspect to the fifth aspect, the eaves portion covers a part of a side surface in a thickness direction of the silicon material. .

第6の態様によれば、庇部がシリコン材の厚み方向の面から側面の一部にかけて覆っているので、切欠き等の欠陥に力が直接加わることがより確実に抑制され、破壊強度がさらに上昇する。   According to the sixth aspect, since the eaves portion covers from the surface in the thickness direction of the silicon material to a part of the side surface, direct application of force to a defect such as a notch is more reliably suppressed, and the breaking strength is reduced. Further rise.

第7の態様に係る時計部品は、第2の態様から第6の態様までのいずれか1つの態様において、前記庇部が他の部材の摺動面に接触する構成とされている。   A timepiece component according to a seventh aspect is configured such that, in any one of the second to sixth aspects, the eaves portion is in contact with a sliding surface of another member.

第7の態様によれば、庇部が他の部材の摺動面に接触する構成とされており、庇部と摺動面との接触部の面積が小さいので、摩擦係数が下がる。このため、庇部と摺動面とを相対的にスムーズに摺動させることができる。   According to the seventh aspect, the eaves portion is configured to contact the sliding surface of another member, and the area of the contact portion between the eaves portion and the sliding surface is small, so that the friction coefficient is reduced. For this reason, the eaves and the sliding surface can be relatively smoothly slid.

第8の態様に係る時計部品は、第7の態様において、前記庇部を備えた前記シリコン材の側面と前記摺動面との間に潤滑剤が保持されている。   In a timepiece component according to an eighth aspect, in the seventh aspect, a lubricant is held between a side surface of the silicon material having the eaves portion and the sliding surface.

第8の態様によれば、庇部を備えたシリコン材の側面と摺動面との間に潤滑剤が保持されているので、庇部と摺動面とをさらにスムーズに摺動させることができる。   According to the eighth aspect, since the lubricant is held between the side surface of the silicon material provided with the eaves portion and the sliding surface, the eaves portion and the sliding surface can slide more smoothly. it can.

第9の態様に係る時計部品は、第1の態様から第8の態様までのいずれか1つの態様において、前記シリコン材は、ヤング率の温度係数が0〜100℃の間で負の係数を有しており、前記金属層は、ヤング率の温度係数が0〜100℃の間で正の係数を有する金属材料で構成されている。   The timepiece component according to a ninth aspect is the timepiece according to any one of the first aspect to the eighth aspect, wherein the silicon material has a negative coefficient whose temperature coefficient of Young's modulus is between 0 and 100 ° C. The metal layer has a temperature coefficient of Young's modulus of 0 to 100 ° C. and has a positive coefficient.

第9の態様によれば、シリコン材は、ヤング率の温度係数が0〜100℃の間で負の係数を有しており、金属層を構成する金属材料は、ヤング率の温度係数が0〜100℃の間で正の係数を有する。これにより、シリコン材とシリコン材の少なくとも片面の金属層により負と正の温度係数が相殺され、温度係数を0に近づけることができる。このため、時計部品の温度変化に対する精度が向上する。   According to the ninth aspect, the silicon material has a negative temperature coefficient of Young's modulus between 0 and 100 ° C., and the metal material forming the metal layer has a temperature coefficient of Young's modulus of 0. It has a positive coefficient between 100100 ° C. Accordingly, the negative and positive temperature coefficients are canceled by the silicon material and the metal layer on at least one side of the silicon material, and the temperature coefficient can be made close to zero. For this reason, the accuracy with respect to the temperature change of the timepiece component is improved.

第10の態様に係るムーブメントは、第1の態様から第9の態様までのいずれか1つの態様に記載の時計部品を有する。   A movement according to a tenth aspect has the timepiece component according to any one of the first to ninth aspects.

第10の態様によれば、低コストでムーブメントを構成する時計部品の強度を上げることができる。   According to the tenth aspect, the strength of the timepiece component constituting the movement can be increased at low cost.

第11の態様に係る時計は、第10の態様に記載のムーブメントを有する。   A timepiece according to an eleventh aspect has the movement according to the tenth aspect.

第11の態様によれば、低コストで時計を構成する時計部品の強度を上げることができる。   According to the eleventh aspect, it is possible to increase the strength of the timepiece component constituting the timepiece at low cost.

第12の態様に係る時計部品の製造方法は、シリコン基板の少なくとも片面に所定のパターンの金属層を形成する工程と、前記シリコン基板を反応性イオンエッチングにより加工し、前記金属層の少なくとも一部に前記金属層が前記シリコン基板の側面から張り出した庇部を形成する工程と、を有する。   A method of manufacturing a timepiece component according to a twelfth aspect includes a step of forming a metal layer having a predetermined pattern on at least one surface of a silicon substrate, and processing the silicon substrate by reactive ion etching to form at least a part of the metal layer. Forming an eaves portion in which the metal layer protrudes from a side surface of the silicon substrate.

第12の態様によれば、シリコン基板の少なくとも片面に所定のパターンの金属層を形成する。そして、シリコン基板を反応性イオンエッチングにより加工し、金属層の少なくとも一部に金属層がシリコン基板の側面から張り出した庇部を形成する。これにより、反応性イオンエッチング(RIE)により発生した切欠き等の欠陥が金属層及び庇部により保護されるので、切欠き等の欠陥に力が直接加わることが抑制され、破壊強度が上昇する。このため、低コストで時計部品の強度を上げることができる。   According to the twelfth aspect, a metal layer having a predetermined pattern is formed on at least one surface of the silicon substrate. Then, the silicon substrate is processed by reactive ion etching, and an eaves portion in which the metal layer protrudes from the side surface of the silicon substrate is formed on at least a part of the metal layer. Thereby, defects such as notches generated by reactive ion etching (RIE) are protected by the metal layer and the eaves, so that direct application of force to the defects such as notches is suppressed, and the breaking strength is increased. . For this reason, the strength of the timepiece component can be increased at low cost.

第13の態様に係る時計部品の製造方法は、第12の態様において、前記反応性イオンエッチングの後に、前記シリコン基板の側面に対して前記庇部をさらに張り出すための湿式めっきを施す。   In a method for manufacturing a timepiece component according to a thirteenth aspect, in the twelfth aspect, after the reactive ion etching, wet plating is performed to further project the eaves on the side surface of the silicon substrate.

第13の態様によれば、反応性イオンエッチングの後に湿式めっきを施すことにより、シリコン基板の側面に対して庇部をさらに張り出させることができる。これにより、庇部により切欠き等の欠陥に力が直接加わることがより確実に抑制され、時計部品の破壊強度がさらに上昇する。   According to the thirteenth aspect, by performing wet plating after reactive ion etching, the eaves portion can be further extended to the side surface of the silicon substrate. Thereby, direct application of force to a defect such as a notch by the eaves portion is more reliably suppressed, and the breaking strength of the timepiece component further increases.

本願によれば、低コストで時計部品の強度を上げることができる。   According to the present application, the strength of a timepiece component can be increased at low cost.

図1(A)は、第1実施形態のヒゲぜんまいを示す平面図であり、図1(B)は、図1(A)中の1B−1B線に沿った断面図である。FIG. 1A is a plan view showing the hairspring of the first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B in FIG. 1A. 図2(A)は、第1実施形態のヒゲぜんまいの一部を切断した状態で示す斜視図であり、図2(B)は、第1実施形態のヒゲぜんまいの一部を示す断面図である。FIG. 2A is a perspective view showing a part of the hairspring of the first embodiment in a cut state, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a part of the hairspring of the first embodiment. is there. 図3(A)〜(G)は、第1実施形態のヒゲぜんまいの製造方法の一例を示す断面図である。3A to 3G are cross-sectional views illustrating an example of the method for manufacturing the hairspring of the first embodiment. 図4(A)は、第1実施形態のヒゲぜんまいのヒゲ玉付近を示す断面図であり、図4(B)は、ヒゲぜんまいのヒゲ玉にカナを打ち込む工程を示す断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view showing the vicinity of a mustache ball of the hairspring of the first embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a step of driving a kana into the mustache ball of the hairspring. 図5は、第1実施形態のヒゲぜんまいのヒゲ玉にカナを打ち込んだ状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which kana is driven into a mustache ball of the mustache spring in the first embodiment. 図6(A)は、第1実施形態のヒゲぜんまいのヒゲ玉を上側から見た状態で示す平面図であり、図6(A)は、第1実施形態のヒゲぜんまいのヒゲ玉を下側から見た状態で示す底面図である。FIG. 6A is a plan view showing a mustache spring hairspring of the first embodiment viewed from above, and FIG. 6A is a bottom view of the hairspring hairspring of the first embodiment. It is a bottom view shown in the state seen from. 図7は、カナの別の例を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing another example of the kana. 図8は、第2実施形態のヒゲぜんまいのヒゲ玉にカナを打ち込む工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of driving a hair into a mustache ball of a mustache spring in the second embodiment. 図9は、第2実施形態のヒゲぜんまいのヒゲ玉にカナを打ち込んだ状態を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which kana is driven into a mustache ball of a mustache spring in the second embodiment. 図10は、第2実施形態のヒゲぜんまいのヒゲ玉とカナとの間に接着剤を充填した状態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which an adhesive is filled between a mustache ball and a kana of a mustache spring in the second embodiment. 図11(A)は、シリコンウエハの上側に電解めっき法により金属層を形成した第1例を示す断面図であり、図11(B)は、シリコンウエハの上側に無電解めっき法により金属層を形成した第2例を示す断面図である。FIG. 11A is a cross-sectional view showing a first example in which a metal layer is formed on the upper side of a silicon wafer by electrolytic plating, and FIG. 11B is a sectional view showing a metal layer on the upper side of the silicon wafer by electroless plating. It is sectional drawing which shows the 2nd example in which was formed. 図12は、第3実施形態のガンギ車を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing the escape wheel & pinion of the third embodiment. 図13は、第3実施形態のガンギ車の歯部を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing the teeth of the escape wheel & pinion of the third embodiment. 図14(A)〜(G)は、第3実施形態のガンギ車の製造方法の一例を示す断面図である。14A to 14G are cross-sectional views illustrating an example of the method for manufacturing the escape wheel & pinion of the third embodiment. 図15は、第4実施形態のガンギ車の歯部を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing the teeth of the escape wheel & pinion of the fourth embodiment. 図16は、第5実施形態のガンギ車の歯部を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing the teeth of the escape wheel & pinion of the fifth embodiment. 図17は、第5実施形態のガンギ車に用いられる歯部をアンクルのつめ石に接触させた状態を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state in which a tooth portion used in the escape wheel & pinion of the fifth embodiment is brought into contact with a nail stone of an ankle. 図18は、第5実施形態のガンギ車に用いられる歯部とアンクルのつめ石との間に潤滑油を塗布した例を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example in which lubricating oil is applied between a tooth portion and an ankle nail used in the escape wheel & pinion of the fifth embodiment. 図19は、時計を示す外観図である。FIG. 19 is an external view showing a timepiece. 図20は、比較例のヒゲぜんまいのヒゲ玉にカナを打ち込み、接着剤を充填する工程を説明する断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a step of driving a hairspring into a hairspring of a hairspring of a comparative example and filling an adhesive.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲がある場合は、数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in this specification, when there exists a numerical range represented using "-", a numerical range means the range containing the numerical value described before and after "-" as a lower limit and an upper limit.

〔第1実施形態〕
図1〜図7、及び図19を用いて、第1実施形態の時計部品としてのヒゲぜんまい10について説明する。
[First Embodiment]
A hairspring 10 as a timepiece component of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7 and FIG.

まず、図19を用いて、第1実施形態のヒゲぜんまい10が組み込まれた時計について説明する。図19に示されるように、時計100のコンプリートは、図示しないケース裏蓋、およびガラス102からなる時計ケース104内に、ムーブメント106と、時に関する情報を示す目盛り等を有する文字板108と、時を示す時針110と、分を示す分針112と、秒を示す秒針114と、を備えている。文字板108には、日付Dを示す数字を明示させる日窓108Aが開口されている。   First, a timepiece incorporating the hairspring 10 of the first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 19, the complete watch 100 includes a movement 106, a dial 108 having a scale indicating information on time, and a timepiece 108 in a case back 104 made of glass and a case back (not shown). , A minute hand 112 indicating minute, and a second hand 114 indicating second. The date plate 108A is opened in the dial 108 to clearly indicate the number indicating the date D.

時計100は、機械式の腕時計である。ムーブメント106は、ヒゲぜんまい10(図1参照)が配置されたてんぷ(図示省略)を備えている。さらに、ムーブメント106は、他の時計部品であるアンクル(図示省略)、ガンギ車130(図12参照)等を備えている。   The clock 100 is a mechanical wristwatch. The movement 106 includes a balance (not shown) in which the hairspring 10 (see FIG. 1) is arranged. Further, the movement 106 is provided with other watch parts such as an ankle (not shown), an escape wheel & pinion 130 (see FIG. 12), and the like.

図1(A)、(B)に示されるように、ヒゲぜんまい10は、薄板ばねであり、複数の巻線を持った渦巻状のヒゲぜんまい本体部12と、ヒゲぜんまい本体部12の外周端部に配置されたヒゲ持ち16と、を備えている。さらに、ヒゲぜんまい10は、ヒゲぜんまい本体部12の中心部に配置されたヒゲ玉18を備えている。ヒゲぜんまい本体部12とヒゲ持ち16とヒゲ玉18とは一体に構成されている。ヒゲぜんまい10は、軸方向からみたときに、径方向に隣り合うヒゲぜんまい本体部12同士が略等間隔となるように配置されている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, a hairspring 10 is a thin spring and has a spiral hairspring main body 12 having a plurality of windings and an outer peripheral end of the hairspring main body 12. And a beard holder 16 arranged in the section. Further, the hairspring 10 includes a mustache ball 18 arranged at the center of the hairspring main body 12. The hairspring main body 12, the hairspring 16 and the hairball 18 are integrally formed. The hairspring 10 is arranged such that the hairspring body portions 12 that are adjacent in the radial direction are substantially equally spaced when viewed in the axial direction.

ヒゲ持ち16は、略長円形状からなる環状の部材であり、中心部には略長円状の貫通孔16Aが形成されている。ヒゲ持ち16には、図示しないヒゲ持ち受を介しててんぷ受が連結されるようになっている。   The beard holder 16 is an annular member having a substantially elliptical shape, and a substantially elliptical through hole 16A is formed at the center. A balance with a balance is connected to the balance 16 via a balance not shown.

ヒゲ玉18は、環状の部材であり、中心部には略円形状の貫通孔18Aが形成されている。ヒゲ玉18は、周方向の一部が開口19により分割されている。ヒゲ玉18には、後述するカナ54(図4(B)参照)が打ち込まれるようになっている。   The beard ball 18 is an annular member, and a substantially circular through hole 18A is formed at the center. The beard ball 18 is partly divided by the opening 19 in the circumferential direction. A kana 54 (see FIG. 4B) described later is driven into the beard ball 18.

図2(A)、(B)は、ヒゲぜんまい本体部12の一部を切断した斜視図及び断面図である。図2(A)、(B)に示されるように、ヒゲぜんまい本体部12は、シリコン材料で構成されたシリコン材22と、シリコン材22の厚み方向一方側の表面(図2中の上面)に形成された第1金属膜24と、第1金属膜24の上に形成された第2金属膜26と、第2金属膜26の上に形成された外側金属層28と、を備えている。また、ヒゲぜんまい本体部12は、シリコン材22の厚み方向他方側の裏面(図2中の下面)に順次形成された第1金属膜24と、第2金属膜26と、外側金属層28と、を備えている。第1金属膜24と第2金属膜26と外側金属層28とで金属積層体30が形成されている。ここで、金属積層体30は、金属層の一例である。   2A and 2B are a perspective view and a cross-sectional view of a part of the hairspring main body 12, respectively. As shown in FIGS. 2A and 2B, the hairspring main body 12 includes a silicon material 22 made of a silicon material and a surface on one side in the thickness direction of the silicon material 22 (an upper surface in FIG. 2). A first metal film 24 formed on the first metal film 24, a second metal film 26 formed on the first metal film 24, and an outer metal layer 28 formed on the second metal film 26. . The hairspring main body 12 includes a first metal film 24, a second metal film 26, and an outer metal layer 28 which are sequentially formed on the back surface (the lower surface in FIG. 2) on the other side in the thickness direction of the silicon material 22. , Is provided. The metal laminate 30 is formed by the first metal film 24, the second metal film 26, and the outer metal layer 28. Here, the metal laminate 30 is an example of a metal layer.

ヒゲぜんまい本体部12は、シリコン材22の厚み方向と直交する方向の両側に、金属積層体30がシリコン材22の側面22Aから張り出した庇部32を備えている。第1実施形態では、庇部32は、シリコン材22の両面(表面と裏面)に設けられている。なお、シリコン材22の裏面には、庇部34もある(図3(G)ご参照)。   The hairspring main body 12 is provided with eaves 32 on both sides in a direction perpendicular to the thickness direction of the silicon material 22, the metal laminate 30 projecting from the side surface 22 </ b> A of the silicon material 22. In the first embodiment, the eaves 32 are provided on both surfaces (the front surface and the back surface) of the silicon material 22. Note that an eave portion 34 is also provided on the back surface of the silicon material 22 (see FIG. 3G).

シリコン材22は、シリコン基板としてのシリコンウエハ40(図3参照)をRIE(反応性イオンエッチング)等により加工して形成されている。シリコン材22の厚みは、例えば、50〜200μmとされている。第1実施形態では、シリコン材22の厚みは約100μmである。   The silicon material 22 is formed by processing a silicon wafer 40 (see FIG. 3) as a silicon substrate by RIE (reactive ion etching) or the like. The thickness of the silicon material 22 is, for example, 50 to 200 μm. In the first embodiment, the thickness of the silicon material 22 is about 100 μm.

第1金属膜24の材料としては、例えば、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)などが用いられている。第1実施形態では、第1金属膜24として、クロムが用いられている。第1金属膜24の厚みは、例えば、10〜500nmとされている。第1実施形態では、第1金属膜24の厚みは約50nmである。   As a material of the first metal film 24, for example, chromium (Cr), tantalum (Ta), titanium (Ti), or the like is used. In the first embodiment, chromium is used for the first metal film 24. The thickness of the first metal film 24 is, for example, 10 to 500 nm. In the first embodiment, the thickness of the first metal film 24 is about 50 nm.

第2金属膜26の材料としては、例えば、銅(Cu)、金(Au)、パラジウム(Pd)などが用いられている。第1実施形態では、第2金属膜26として、銅が用いられている。第2金属膜26の厚みは、例えば、10〜500nmとされている。第1実施形態では、第2金属膜26の厚みは約100nmである。   As a material of the second metal film 26, for example, copper (Cu), gold (Au), palladium (Pd), or the like is used. In the first embodiment, copper is used for the second metal film 26. The thickness of the second metal film 26 is, for example, 10 to 500 nm. In the first embodiment, the thickness of the second metal film 26 is about 100 nm.

外側金属層28の材料としては、例えば、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、パラジウム−ニッケル合金などが用いられる。第1の実施形態においては、ヒゲぜんまい10の特性向上を考慮し、温度特性をゼロに近づけることを考えると、外側金属層28の厚みは1.1μmが好ましい。これは、後述するが、シリコンのヤング率の温度係数が負の値であり、約−60×10−6(1/K)であるのに対し、パラジウム52%−ニッケル48%合金では、正の値であり、約2800×10−6(1/K)である。これらの値から、ヒゲぜんまい10を並列バネと考え、ヤング率および温度係数が、各々の厚みの比で決まると考えた場合、温度係数をゼロとするためには、シリコンとパラジウム52%−ニッケル48%合金の厚みの比率が100:2.2(両面合計)となることからこの値とした。 As a material of the outer metal layer 28, for example, palladium (Pd), nickel (Ni), a palladium-nickel alloy, or the like is used. In the first embodiment, the thickness of the outer metal layer 28 is preferably 1.1 μm in consideration of improving the characteristics of the hairspring 10 and taking the temperature characteristics close to zero. As will be described later, the temperature coefficient of the Young's modulus of silicon is a negative value, which is about −60 × 10 −6 (1 / K), whereas the temperature coefficient of the palladium 52% -nickel 48% alloy is positive. Which is approximately 2800 × 10 −6 (1 / K). From these values, it is considered that the hairspring 10 is considered as a parallel spring and that the Young's modulus and the temperature coefficient are determined by the ratio of each thickness. In order to make the temperature coefficient zero, silicon and palladium 52% -nickel This value was used because the ratio of the thickness of the 48% alloy was 100: 2.2 (total on both sides).

シリコン材22は、シリコンウエハ40(図3参照)をRIE(反応性イオンエッチング)等により加工して形成する際に、シリコン材22の側面22Aに切欠き又は縦筋等の欠陥23が生じる場合がある(図2参照)。ヒゲぜんまい10では、金属積層体30がシリコン材22の側面22Aから張り出した庇部32を設けることで、シリコン材22の側面22Aの欠陥23に力が集中することを抑制するようになっている。   When the silicon material 22 is formed by processing a silicon wafer 40 (see FIG. 3) by RIE (reactive ion etching) or the like, a defect 23 such as a notch or a vertical streak occurs on the side surface 22A of the silicon material 22. (See FIG. 2). In the hairspring 10, the metal laminate 30 is provided with the eaves 32 projecting from the side surface 22 </ b> A of the silicon material 22, so that concentration of the force on the defects 23 on the side surface 22 </ b> A of the silicon material 22 is suppressed. .

シリコン材22の側面22Aからの庇部32の張り出し量は、0.5〜20μmが好ましく、1〜10μmがより好ましい。庇部32の張り出し量が0.5μmより小さいと、シリコン材22の側面22Aに生じた切欠き等の欠陥23に力が集中することを抑制する効果が少なくなる。また、庇部32の張り出し量が10μmより大きいと、ヒゲぜんまい10の作動時に庇部32がヒゲぜんまい10のバネ性能に影響を与える場合がある。   The protruding amount of the eave portion 32 from the side surface 22A of the silicon material 22 is preferably 0.5 to 20 μm, more preferably 1 to 10 μm. If the overhang amount of the eaves portion 32 is smaller than 0.5 μm, the effect of suppressing concentration of force on the defect 23 such as a notch formed on the side surface 22A of the silicon material 22 is reduced. If the overhang of the eaves portion 32 is greater than 10 μm, the eaves portion 32 may affect the spring performance of the hairspring 10 when the hairspring 10 is operated.

次に、ヒゲぜんまい10の製造方法について説明する。   Next, a method of manufacturing the hairspring 10 will be described.

図3(A)に示されるように、シリコンウエハ40の表面(図3中の上面)と裏面(図3中の下面)に、シリコンウエハ40の側から順に、クロム膜からなる第1金属膜24と、銅膜からなる第2金属膜26を、例えばスパッタリング法で形成する。なお、第1金属膜24と第2金属膜26は、蒸着法などで形成してもよい。これにより、シリコンウエハ40の両面に、第1金属膜24と第2金属膜26とからなる導電層が形成される。   As shown in FIG. 3A, a first metal film made of a chromium film is formed on the front surface (upper surface in FIG. 3) and the back surface (lower surface in FIG. 3) of the silicon wafer 40 in order from the silicon wafer 40 side. 24 and a second metal film 26 made of a copper film are formed by, for example, a sputtering method. Note that the first metal film 24 and the second metal film 26 may be formed by an evaporation method or the like. Thus, a conductive layer composed of the first metal film 24 and the second metal film 26 is formed on both surfaces of the silicon wafer 40.

次いで、図3(B)に示されるように、シリコンウエハ40の両面(表面と裏面)の第2金属膜26上にポジ型レジスト材料をスピンコート法などにより塗布することで、ポジ型レジスト層42を所定の厚み(例えば、1μm)で形成する。なお、ポジ型レジスト材料に代えて、ネガ型レジスト材料を用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 3B, a positive resist material is applied on the second metal film 26 on both surfaces (front and back surfaces) of the silicon wafer 40 by a spin coating method or the like, thereby forming a positive resist layer. 42 is formed with a predetermined thickness (for example, 1 μm). Note that a negative resist material may be used instead of the positive resist material.

そして、シリコンウエハ40の両面側のポジ型レジスト層42を、所定のパターンが描画されたフォトマスクを用いて露光し、現像する。これにより、図3(C)に示されるように、所定の形状及び寸法のヒゲぜんまい10(図1参照)の部分に開口を有するパターン42Aを形成する。   Then, the positive resist layers 42 on both sides of the silicon wafer 40 are exposed and developed using a photomask on which a predetermined pattern is drawn. Thus, as shown in FIG. 3C, a pattern 42A having an opening in a portion of the hairspring 10 (see FIG. 1) having a predetermined shape and dimensions is formed.

次いで、図3(D)に示されるように、パターン42Aが形成されたポジ型レジスト層42をマスクとして、シリコンウエハ40の両面側にパラジウムめっきを施すことにより、シリコンウエハ40の両面(表面と裏面)の第2金属膜26上に外側金属層28を形成する。これにより、シリコンウエハ40の両面側にメタルマスク層としての機能を有する外側金属層28が形成される。その後、図3(E)に示されるように、パターン42Aが形成されたポジ型レジスト層42を剥離する。   Next, as shown in FIG. 3 (D), palladium plating is performed on both sides of the silicon wafer 40 using the positive resist layer 42 on which the pattern 42A is formed as a mask, so that both sides (the surface and The outer metal layer 28 is formed on the second metal film 26 (on the back surface). As a result, the outer metal layer 28 having a function as a metal mask layer is formed on both sides of the silicon wafer 40. Thereafter, as shown in FIG. 3E, the positive resist layer 42 on which the pattern 42A is formed is peeled off.

次いで、図3(F)に示されるように、外側金属層28の間のシリコンウエハ40の両面に露出した第2金属膜26と第1金属膜24とからなる導電層をエッチングにより除去する。エッチングとしては、例えば、湿式エッチングなどが用いられる。また、第1金属膜24として、チタンやタンタルを用いる場合は、ドライエッチングなどを用いてもよい。これにより、シリコンウエハ40の両面に第1金属膜24と第2金属膜26と外側金属層28とで構成された所定のパターンの金属積層体30が形成される。ヒゲぜんまい10のヒゲ玉18(図1参照)では、シリコンウエハ40の表面と裏面の金属積層体30のパターンが異なる。第1実施形態では、シリコンウエハ40の裏面の隣り合う金属積層体30の間の開口46が、シリコンウエハ40の表面の隣り合う金属積層体30の間の開口48よりも小さい。   Next, as shown in FIG. 3F, the conductive layer composed of the second metal film 26 and the first metal film 24 exposed on both surfaces of the silicon wafer 40 between the outer metal layers 28 is removed by etching. As the etching, for example, wet etching is used. When titanium or tantalum is used as the first metal film 24, dry etching or the like may be used. Thus, a metal laminate 30 having a predetermined pattern composed of the first metal film 24, the second metal film 26, and the outer metal layer 28 is formed on both surfaces of the silicon wafer 40. In the mustache ball 18 (see FIG. 1) of the hairspring 10, the pattern of the metal laminate 30 on the front surface and the back surface of the silicon wafer 40 is different. In the first embodiment, the opening 46 between the adjacent metal laminates 30 on the back surface of the silicon wafer 40 is smaller than the opening 48 between the adjacent metal laminates 30 on the front surface of the silicon wafer 40.

さらに、図3(G)に示されるように、金属積層体30をマスクとして、シリコンウエハ40の表面(図3中の上面)側からRIE(反応性イオンエッチング)によりシリコンウエハ40のエッチング加工を行う。これにより、金属積層体30の間のシリコンウエハ40がエッチングされ、所定のパターンのシリコン材22が形成される。このとき、金属積層体30の面方向端部の下側のシリコンウエハ40がエッチングされることで、金属積層体30がシリコン材22の側面22Aから張り出した庇部32、34が形成される。   Further, as shown in FIG. 3G, using the metal laminate 30 as a mask, the silicon wafer 40 is etched by RIE (reactive ion etching) from the surface (the upper surface in FIG. 3) of the silicon wafer 40. Do. As a result, the silicon wafer 40 between the metal laminates 30 is etched, and a silicon material 22 having a predetermined pattern is formed. At this time, the silicon wafer 40 below the end in the surface direction of the metal laminate 30 is etched to form eaves 32 and 34 in which the metal laminate 30 projects from the side surface 22A of the silicon material 22.

シリコン材22の側面22Aからの庇部32、34の張り出し量が足りない場合は、フッ酸系又はアルカリ系のエッチング液によりシリコンウエハ40に湿式エッチング加工を行う。湿式エッチングは、等方性エッチングである。これにより、金属積層体30の面方向端部の下側のシリコンウエハ40がさらにエッチングされ、シリコン材22の側面22Aからの庇部32の張り出し量が大きくなる。上記のような工程により、金属積層体30で挟まれたシリコン材22を備えたヒゲぜんまい10が製造される。   If the overhangs of the eaves 32 and 34 from the side surface 22A of the silicon material 22 are insufficient, the silicon wafer 40 is wet-etched with a hydrofluoric acid-based or alkali-based etchant. Wet etching is isotropic etching. As a result, the silicon wafer 40 below the end in the plane direction of the metal laminate 30 is further etched, and the amount of protrusion of the eaves 32 from the side surface 22A of the silicon material 22 increases. Through the steps described above, the hairspring 10 including the silicon material 22 sandwiched between the metal laminates 30 is manufactured.

次に、図4〜図7を用いて、ヒゲぜんまい10のヒゲ玉18にカナを打ち込む工程について説明する。なお、図4及び図5では、構成を分かりやすくするため、金属積層体30を構成する層である第1金属膜24と第2金属膜26と外側金属層28の図示を省略している。   Next, a step of driving a hair into the beard ball 18 of the hairspring 10 will be described with reference to FIGS. 4 and 5, illustration of the first metal film 24, the second metal film 26, and the outer metal layer 28, which are layers constituting the metal laminate 30, is omitted for easy understanding of the configuration.

図4(A)、(B)に示されるように、ヒゲぜんまい10のヒゲぜんまい本体部12は、シリコン材22の両面に庇部32、34を備えている。また、ヒゲぜんまい10のヒゲ玉18では、シリコン材22の表面(図4中の上面)に庇部32を備えており、シリコン材22の裏面(図4中の下面)に庇部32、34を備えている。その際、ヒゲ玉18の貫通孔18Aでは、シリコン材22の表面に、貫通孔18Aの側に張り出した庇部32を備えており、シリコン材22の裏面に、貫通孔18Aの側に張り出した庇部34を備えている。シリコン材22の側面22Aからの庇部34の張り出し量は、シリコン材22の側面22Aからの庇部34の張り出し量よりも大きい。言い換えると、ヒゲ玉18では、シリコン材22の裏面の隣り合う庇部34の間の開口46が、シリコン材22の表面の隣り合う庇部32の間の開口48よりも小さい。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the hairspring main body 12 of the hairspring 10 includes eaves 32 and 34 on both surfaces of the silicon material 22. Further, the beard ball 18 of the hairspring 10 has an eave portion 32 on the surface (upper surface in FIG. 4) of the silicon material 22, and the eave portions 32 and 34 on the back surface (lower surface in FIG. 4) of the silicon material 22. It has. At that time, in the through hole 18A of the beard ball 18, the eave portion 32 that protrudes toward the through hole 18A is provided on the surface of the silicon material 22, and protrudes toward the through hole 18A on the back surface of the silicon material 22. An eave portion 34 is provided. The amount of protrusion of the eaves 34 from the side surface 22A of the silicon material 22 is larger than the amount of protrusion of the eaves 34 from the side surface 22A of the silicon material 22. In other words, in the beard ball 18, the opening 46 between the adjacent eaves 34 on the back surface of the silicon material 22 is smaller than the opening 48 between the adjacent eaves 32 on the surface of the silicon material 22.

図4(B)に示されるように、打ち込み部材の一例としてのカナ54は、軸54Aと、軸54Aの軸方向の一端部側に設けられた歯車54Bと、軸54Aの軸方向の中間部に歯車54Bと隣接して設けられた取付部54Cと、を備えている。ここで、取付部54Cは、軸部の一例である。取付部54Cは、略円筒状であり、軸54Aの外周面に接合されている。取付部54Cの外径は、歯車54Bの外径よりも小さい。   As shown in FIG. 4B, the pinion 54 as an example of the driving member includes a shaft 54 </ b> A, a gear 54 </ b> B provided on one end side of the shaft 54 </ b> A in the axial direction, and an intermediate portion in the axial direction of the shaft 54 </ b> A. And a mounting portion 54C provided adjacent to the gear 54B. Here, the mounting portion 54C is an example of a shaft portion. The mounting portion 54C has a substantially cylindrical shape and is joined to the outer peripheral surface of the shaft 54A. The outer diameter of the mounting portion 54C is smaller than the outer diameter of the gear 54B.

また、図4(B)及び図6(B)に示されるように、取付部54Cの外径は、ヒゲ玉18の貫通孔18Aの内径よりも小さい。さらに、取付部54Cの外径は、シリコン材22の裏面の向かい合う庇部34の間の開口46の内径よりも大きい。庇部34の周方向の一部には、庇部34が面方向と交差する方向に塑性変形しやすいように、複数(第1実施形態では3つ)の切欠き部35が形成されている(図6(B)参照)。切欠き部35は、庇部34の周方向にほぼ等間隔で設けられている。なお、庇部34のコシが強い場合は、切欠き部35の数を増やし、庇部34を塑性変形しやすくしてもよい。   As shown in FIGS. 4B and 6B, the outer diameter of the mounting portion 54C is smaller than the inner diameter of the through hole 18A of the beard ball 18. Furthermore, the outer diameter of the mounting portion 54C is larger than the inner diameter of the opening 46 between the facing eaves 34 on the back surface of the silicon material 22. A plurality (three in the first embodiment) of cutouts 35 are formed in a part of the eaves portion 34 in the circumferential direction so that the eaves portion 34 is easily plastically deformed in a direction intersecting the surface direction. (See FIG. 6B). The notches 35 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the eaves 34. When the stiffness of the eaves portion 34 is strong, the number of the notches 35 may be increased to facilitate the plastic deformation of the eaves portion 34.

また、図6(A)に示されるように、取付部54Cの外径は、シリコン材22の表面の向かい合う庇部32の間の開口48の内径よりも小さい。庇部32の周方向の一部には、庇部32から貫通孔18Aの半径方向内側に突出した突出部33が形成されている。突出部33に接する仮想円の内径は、取付部54Cの外径よりも小さい。   Also, as shown in FIG. 6A, the outer diameter of the mounting portion 54C is smaller than the inner diameter of the opening 48 between the eaves 32 facing the surface of the silicon material 22. At a part of the eaves portion 32 in the circumferential direction, a protruding portion 33 projecting from the eaves portion 32 inward in the radial direction of the through hole 18A is formed. The inside diameter of the imaginary circle in contact with the protruding portion 33 is smaller than the outside diameter of the mounting portion 54C.

図4(B)に示されるように、カナ54の取付部54Cは、ヒゲ玉18の庇部34の間の開口46(図4中の下側)からヒゲ玉18の貫通孔18Aに打ち込まれる。これにより、図5に示されるように、金属積層体30が張り出した庇部34が塑性変形してヒゲ玉18の貫通孔18A(シリコン材22の側面22Aの側)に入り込み、ヒゲ玉18の貫通孔18Aの壁面と取付部54Cとの隙間を塞ぐ変形部58が形成される。この変形部58により、カナ54の取付部54Cがヒゲ玉18の貫通孔18Aに保持されている(嵌合されている)。   As shown in FIG. 4B, the mounting portion 54C of the kana 54 is driven into the through hole 18A of the beard ball 18 from the opening 46 (the lower side in FIG. 4) between the eaves 34 of the beard ball 18. . Thereby, as shown in FIG. 5, the eaves portion 34 from which the metal laminate 30 has protruded is plastically deformed and enters the through hole 18 </ b> A (the side of the side surface 22 </ b> A of the silicon material 22) of the beard ball 18. A deformed portion 58 that closes a gap between the wall surface of the through hole 18A and the mounting portion 54C is formed. By this deformed portion 58, the mounting portion 54C of the pinion 54 is held (fitted) in the through hole 18A of the beard ball 18.

金属積層体30の外側金属層28(図2(A)、(B)参照)をめっきで製作する場合、通常の金属に比べて、外側金属層28の硬度(例えば、ビッカース硬さ)が高くなる。このため、金属積層体30が張り出した庇部34が硬い場合は、レーザ等で庇部34を局所的に加熱し、再結晶又は結晶の粗大化を行うことにより、庇部34を軟化させてもよい。これにより、嵌合時のカナ54の取付部54Cの押込み抵抗を小さくすることができる。   When the outer metal layer 28 (see FIGS. 2A and 2B) of the metal laminate 30 is manufactured by plating, the hardness (for example, Vickers hardness) of the outer metal layer 28 is higher than that of a normal metal. Become. For this reason, when the eaves portion 34 from which the metal laminate 30 has protruded is hard, the eaves portion 34 is locally heated by a laser or the like to recrystallize or crystallize the crystal, thereby softening the eaves portion 34. Is also good. Thereby, the pushing resistance of the mounting portion 54C of the pinion 54 at the time of fitting can be reduced.

また、図示を省略するが、カナ54の取付部54Cがヒゲ玉18の貫通孔18Aに打ち込まれたときに、突出部33は、塑性変形によりヒゲ玉18の貫通孔18Aと反対側に曲がる。このため、庇部34と突出部33により、カナ54の軸54Aの軸心がヒゲ玉18の貫通孔18Aの中心部に安定して保持され、ヒゲ玉18の貫通孔18Aに対するカナ54の軸54Aの位置決め(位置出し)が容易となる。   Although not shown, when the mounting portion 54C of the pinion 54 is driven into the through hole 18A of the beard ball 18, the protruding portion 33 bends to the side opposite to the through hole 18A of the beard ball 18 due to plastic deformation. Therefore, the center of the shaft 54A of the pinion 54 is stably held at the center of the through hole 18A of the beard ball 18 by the eaves portion 34 and the protruding portion 33, and the axis of the pinion 54 with respect to the through hole 18A of the mustard ball 18 Positioning (positioning) of 54A becomes easy.

なお、第1実施形態では、図6(A)に示す突出部33が設けられているが、突出部33を設けない構成でもよい。   In the first embodiment, the projection 33 shown in FIG. 6A is provided, but a configuration without the projection 33 may be adopted.

図7には、打ち込み部材の他の例としてのカナ60が示されている。図7に示されるように、カナ60は、軸54Aと、歯車54Bと、取付部60Aとを備えている。取付部60Aは、歯車54Bと反対側に向かうにしたがって外径が徐々に縮小されたテーパ面60Bを備えている。図示を省略するが、カナ60の取付部60Aをヒゲ玉18の貫通孔18Aに打ち込んでもよい。カナ60の取付部60Aは、先細り形状とされており、ヒゲ玉18の貫通孔18Aに挿入しやすいため、カナ60の取付部60Aの挿入時にヒゲ玉18を構成するシリコン材22が割れにくい。   FIG. 7 shows a kana 60 as another example of the driving member. As shown in FIG. 7, the pinion 60 includes a shaft 54A, a gear 54B, and a mounting portion 60A. The mounting portion 60A has a tapered surface 60B whose outer diameter is gradually reduced toward the side opposite to the gear 54B. Although not shown, the attachment portion 60A of the kana 60 may be driven into the through hole 18A of the beard ball 18. The attachment portion 60A of the pinion 60 has a tapered shape, and is easily inserted into the through hole 18A of the mustache ball 18, so that the silicon material 22 constituting the mustache ball 18 is not easily broken when the attachment portion 60A of the pinion 60 is inserted.

次に、第1実施形態の作用及び効果について説明する。   Next, functions and effects of the first embodiment will be described.

ヒゲぜんまい10では、シリコン材22の厚み方向の両面に金属積層体30が設けられている。シリコン材22の厚み方向の両面には、金属積層体30がシリコン材22の側面22Aから張り出した庇部32、34が形成されている。   In the hairspring 10, the metal laminate 30 is provided on both surfaces of the silicon material 22 in the thickness direction. On both surfaces in the thickness direction of the silicon material 22, eaves 32 and 34 are formed in which the metal laminate 30 projects from the side surface 22 </ b> A of the silicon material 22.

シリコン材22は、シリコンウエハ40(図3参照)をRIE(反応性イオンエッチング)等により加工して形成される際に、シリコン材22の側面22Aに切欠き又は縦筋等の欠陥23が生じる場合がある(図2(A)、(B)参照)。   When the silicon material 22 is formed by processing a silicon wafer 40 (see FIG. 3) by RIE (reactive ion etching) or the like, a defect 23 such as a notch or a vertical streak occurs on the side surface 22A of the silicon material 22. (See FIGS. 2A and 2B).

一般的に、シリコンウエハは、本質的に脆く、劈開性を有するため、シリコンウエハの厚み方向と直交する方向(図2中の矢印A方向)に対して、強度が低く、強度のバラツキも大きい。このため、切欠き又は縦筋等の欠陥が開始位置(発生源)となって、シリコンウエハの割れや劈開が生じる可能性がある。   Generally, a silicon wafer is inherently brittle and has cleavage, and therefore has a low strength and a large variation in strength in a direction orthogonal to the thickness direction of the silicon wafer (the direction of arrow A in FIG. 2). . For this reason, there is a possibility that a defect such as a notch or a vertical streak becomes a start position (source), and cracking or cleavage of the silicon wafer occurs.

第1実施形態のヒゲぜんまい10では、図2(A)、(B)及び図3(G)に示されるように、シリコン材22の両面に金属積層体30と、金属積層体30がシリコン材22の側面22Aから張り出した庇部32、34とが形成されている。金属積層体30及び庇部32、34は、シリコン材22に対して延性及び展性に優れている。これにより、シリコン材22が金属積層体30及び庇部32、34により補強及び保護されるので、切欠き又は縦筋等の欠陥23に力が直接加わることが抑制され、シリコン材22の欠陥23による破壊が抑制される。このため、ヒゲぜんまい10の破壊強度が上昇する。したがって、低コストでヒゲぜんまい10の強度を上げることができる。   In the hairspring 10 of the first embodiment, as shown in FIGS. 2A, 2B, and 3G, the metal laminate 30 and the metal laminate 30 are formed on both surfaces of the silicon material 22. The eaves 32 and 34 projecting from the side surface 22A of the 22 are formed. The metal laminate 30 and the eaves 32 and 34 have excellent ductility and malleability with respect to the silicon material 22. Thereby, the silicon material 22 is reinforced and protected by the metal laminate 30 and the eaves 32 and 34, so that a force is not directly applied to the defect 23 such as a notch or a vertical stripe, and the defect 23 of the silicon material 22 is suppressed. The destruction due to is suppressed. For this reason, the breaking strength of the hairspring 10 increases. Therefore, the strength of the hairspring 10 can be increased at low cost.

また、ヒゲぜんまい10では、ヒゲ玉18の貫通孔18Aを構成するシリコン材22に、金属積層体30が貫通孔18Aの側に張り出した庇部32、34が設けられている。そして、シリコン材22の貫通孔18Aにカナ54の取付部54Cが打ち込まれた状態で、庇部34が貫通孔18Aの側に塑性変形した変形部58により、取付部54Cがシリコン材22の貫通孔18Aに保持されている(図5参照)。このため、カナ54の取付部54Cをシリコン材22の貫通孔18Aに容易に位置決めすると共に、カナ54の取付部54Cをシリコン材22の貫通孔18Aに容易に固定することができ、生産性が向上する。   In the hairspring 10, the eaves 32 and 34 in which the metal laminate 30 protrudes to the side of the through hole 18A are provided in the silicon material 22 forming the through hole 18A of the mustache ball 18. Then, in a state where the mounting portion 54C of the pinion 54 is driven into the through hole 18A of the silicon material 22, the mounting portion 54C is penetrated through the silicon material 22 by the deformed portion 58 in which the eaves portion 34 is plastically deformed toward the through hole 18A. It is held in the hole 18A (see FIG. 5). Therefore, the mounting portion 54C of the kana 54 can be easily positioned in the through hole 18A of the silicon material 22, and the mounting portion 54C of the kana 54 can be easily fixed to the through hole 18A of the silicon material 22. improves.

また、シリコン材22の両面に金属積層体30がシリコン材22の側面22Aから張り出した庇部32、34が形成されているので、カナ54の取付部54Cをヒゲ玉18の貫通孔18Aに打ち込むときに、シリコン材22が切欠き又は縦筋等の欠陥23を開始位置として破壊するのを抑制することができる。   Further, since eaves portions 32 and 34 are formed on both surfaces of the silicon material 22 so that the metal laminate 30 projects from the side surface 22A of the silicon material 22, the mounting portion 54C of the pinion 54 is driven into the through hole 18A of the beard ball 18. Sometimes, it is possible to suppress the silicon material 22 from being broken starting from the defect 23 such as a notch or a vertical stripe.

また、ヒゲぜんまい10では、シリコン材22は、ヤング率の温度係数が0〜100℃の間で、ほぼ−60×10−6(1/K)の負の温度係数を有している。また、本実施形態の金属積層体30の外側金属層28は、パラジウム52%−ニッケル48%合金で形成されており、ヤング率の温度係数は、0〜100℃の間で、ほぼ2800×10−6(1/K)であり、正の係数を有している。これにより、シリコン材22の上側と下側にパラジウム−ニッケル合金からなる外側金属層28を設けることで、負と正の温度係数を相殺し、温度係数を0に近づけることができる。本実施形態によれば、ヒゲぜんまい10の温度変化に対する精度が向上する。また、外側金属層28にパラジウムを用いることで、ヒゲぜんまい10の耐食性が向上する。 In the hairspring 10, the silicon material 22 has a negative temperature coefficient of approximately −60 × 10 −6 (1 / K) when the temperature coefficient of the Young's modulus is between 0 ° C. and 100 ° C. The outer metal layer 28 of the metal laminate 30 of the present embodiment is formed of a 52% palladium-48% nickel alloy, and its temperature coefficient of Young's modulus is approximately 2800 × 10 −6 (1 / K), which has a positive coefficient. Thus, by providing the outer metal layer 28 made of a palladium-nickel alloy on the upper and lower sides of the silicon material 22, the negative and positive temperature coefficients can be offset, and the temperature coefficient can be made close to zero. According to the present embodiment, the accuracy of the hairspring 10 with respect to a temperature change is improved. The use of palladium for the outer metal layer 28 improves the corrosion resistance of the hairspring 10.

また、ヒゲぜんまい10の製造方法では、シリコンウエハ40の両面に所定のパターンの金属積層体30を形成する。そして、シリコンウエハ40をRIE(反応性イオンエッチング)により加工し、金属積層体30がシリコン材22の側面22Aから張り出した庇部32、34を形成する。このため、低コストでヒゲぜんまい10の強度を上げることができる。   In the method of manufacturing the hairspring 10, the metal laminate 30 having a predetermined pattern is formed on both surfaces of the silicon wafer 40. Then, the silicon wafer 40 is processed by RIE (Reactive Ion Etching) to form the eaves 32 and 34 in which the metal laminate 30 projects from the side surface 22A of the silicon material 22. Therefore, the strength of the hairspring 10 can be increased at low cost.

さらに、庇部32、34の張り出し量が足りない場合は、反応性イオンエッチングの後に湿式めっきを施すことで、シリコン材22の側面22Aに対して庇部32、34をさらに張り出させることができる。これにより、庇部32、34により切欠き又は縦筋等の欠陥23に力が直接加わることがより確実に抑制され、ヒゲぜんまい10の破壊強度がさらに上昇する。   Further, when the overhang portions of the eave portions 32 and 34 are insufficient, the eave portions 32 and 34 can be further extended to the side surface 22A of the silicon material 22 by performing wet plating after the reactive ion etching. it can. Thereby, direct application of force to the defect 23 such as a notch or a vertical streak by the eaves 32 and 34 is more reliably suppressed, and the breaking strength of the hairspring 10 is further increased.

(補足)
ヒゲぜんまいにテンワを加えた場合の温度係数について
(1)基本的な考え方
機械式時計の遅れ・進みの温度による影響は、テンプを構成する材料としてのヒゲぜんまいの線熱膨張係数α1と、テンワの線熱膨張係数α2と、ヒゲぜんまいのヤング率の温度係数βと、により決まる。テンプの周期をTとし、温度による周期の変動をΔTとすると、その精度であるΔT/Tは、温度変化に比例し、その比例係数kは次式(1)で与えられる。
(Supplement)
Temperature coefficient when hair balance is added to hairspring (1) Basic concept The influence of the temperature of the delay and advance of the mechanical timepiece depends on the linear thermal expansion coefficient α1 of the hairspring as a material constituting the balance, And a temperature coefficient β of the Young's modulus of the hairspring. Assuming that the cycle of the balance is T and the variation of the cycle due to temperature is ΔT, the accuracy ΔT / T is proportional to the temperature change, and the proportional coefficient k is given by the following equation (1).


したがって、比例係数kの値をゼロに近づけることが時計としての精度を向上することにつながる。

Therefore, making the value of the proportional coefficient k close to zero leads to an improvement in the accuracy as a clock.

一般に、テンワとして使われる材料は、その加工性から真鍮材が用いられるが、時計で使用されるものは、その線熱膨張係数がα2=21×10−6(1/K)である。一方、シリコンの線熱膨張係数は、結晶方位にもよるが、α1=3.9×10−6(1/K)である。上述のようにシリコンのヤング率の温度係数βは、β=−60×10−6(1/K)である。したがって、テンプを真鍮製のテンワとシリコン製のヒゲぜんまいとで作製すると、比例係数kは、k=45.15×10−6と、非常に大きな値となる。 In general, a brass material is used as a material used as a balance because of its workability, but a material used in a timepiece has a linear thermal expansion coefficient α2 = 21 × 10 −6 (1 / K). On the other hand, the coefficient of linear thermal expansion of silicon is α1 = 3.9 × 10 −6 (1 / K), depending on the crystal orientation. As described above, the temperature coefficient β of the Young's modulus of silicon is β = −60 × 10 −6 (1 / K). Therefore, when a balance is made of a brass balance wire and a silicon balance spring, the proportionality coefficient k has a very large value of k = 45.15 × 10 −6 .

このため、シリコンをヒゲぜんまいとして用いる場合、比例係数kをゼロに近づけるべく、ヤング率の温度係数が正の値であり、その値が+215×10−6(1/K)であるシリコン酸化膜をシリコンの表面に熱酸化法等により、その寸法に応じた厚み分だけ形成することが考えられる(例えば、特表2006−507454号公報)。また、シリコン酸化膜だけで比例係数kをゼロに近づけられない場合は、テンワを線熱膨張係数が小さな材質で形成することが考えられるが、多くの場合、加工が困難であり、コスト的に問題を生じている。 Therefore, when silicon is used as a hairspring, a silicon oxide film having a positive temperature coefficient of Young's modulus and a value of + 215 × 10 −6 (1 / K) in order to make the proportional coefficient k close to zero. May be formed on the surface of silicon by a thermal oxidation method or the like by a thickness corresponding to the dimension (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-507454). If the proportional coefficient k cannot be made close to zero with the silicon oxide film alone, it is conceivable to form the tensioner with a material having a small coefficient of linear thermal expansion. However, in many cases, processing is difficult, and cost is low. Has a problem.

これに対し本実施形態では、シリコン製のヒゲぜんまい10の平坦平行をなす両面に、パラジウム52%−ニッケル48%合金の層を形成することにより、比例係数kをゼロに近づける。   On the other hand, in the present embodiment, the proportional coefficient k is made close to zero by forming a layer of a 52% palladium-48% nickel alloy on both flat and parallel surfaces of the hairspring 10 made of silicon.

具体的には、テンワの材料として、加工性が良い真鍮材(α2=21×10−6(1/K))を選択し、ヒゲぜんまい10におけるシリコン材22の厚みを150μmとする。この場合、外側金属層28の厚みをシリコン材22の表裏とも2.4μmとすることにより、比例係数kをほぼ、ゼロとすることができる。 Specifically, a brass material (α2 = 21 × 10 −6 (1 / K)) having good workability is selected as a material for the balance, and the thickness of the silicon material 22 in the hairspring 10 is set to 150 μm. In this case, by setting the thickness of the outer metal layer 28 to 2.4 μm on both sides of the silicon material 22, the proportional coefficient k can be made substantially zero.

本実施形態では、外側金属層28としてパラジウム52%−ニッケル48%合金を用いたが、ヤング率の温度係数βはパラジウムとニッケルとの組成を変えることにより、正の値、詳しくは0〜2800×10−6(1/K)の範囲とすることができる。以上のように、本実施形態のひげぜんまい10を用いてテンプを形成する場合、外側金属層28の組成、厚み及び張り出し量の設定を調整することにより、必要な強度と所望とする温度特性とを得ることができる。 In the present embodiment, a 52% palladium-48% nickel alloy is used as the outer metal layer 28. However, the temperature coefficient β of the Young's modulus is changed to a positive value, specifically, 0 to 2800 by changing the composition of palladium and nickel. × 10 −6 (1 / K). As described above, when a balance is formed using the hairspring 10 of the present embodiment, by adjusting the composition, the thickness, and the amount of overhang of the outer metal layer 28, the necessary strength and desired temperature characteristics can be obtained. Can be obtained.

なお、パラジウム−ニッケル合金以外の材料として、白金(Pt)合金、パラジウム-金合金、ニオブ(Nb)合金等が挙げられる。外側金属層28の組成や厚みは、対象となるシリコン材22の形状及び寸法により決定される。また、外側金属層28の形成方法は、真空蒸着、スパッタリング等の気相成長法、及び湿式めっき法等を採用することができる。   In addition, as a material other than the palladium-nickel alloy, a platinum (Pt) alloy, a palladium-gold alloy, a niobium (Nb) alloy, or the like can be given. The composition and thickness of the outer metal layer 28 are determined by the shape and dimensions of the target silicon material 22. In addition, as a method for forming the outer metal layer 28, a vapor deposition method such as vacuum evaporation and sputtering, a wet plating method, and the like can be adopted.

(2)具体的なシミュレーション
上記比例係数kについて、シリコン及び金属層の厚みを考慮する。シリコンの線熱膨張係数をα1、温度係数をβ1、厚みをxとし、金属層の線熱膨張係数をα3、温度係数をβ3の片面厚みをyとし、テンワの線熱膨張係数α2とする。この場合、シリコンの両面に厚みyの層を形成すると比例係数kは、次式(2)で近似できる。
(2) Specific Simulation Regarding the above proportional coefficient k, the thickness of the silicon and metal layers is considered. The linear thermal expansion coefficient of silicon is α1, the temperature coefficient is β1, the thickness is x, the linear thermal expansion coefficient of the metal layer is α3, the temperature coefficient is β3, and the one-sided thickness of β3 is y. In this case, when a layer having a thickness y is formed on both surfaces of the silicon, the proportional coefficient k can be approximated by the following equation (2).


したがって、比例係数kをゼロとして、yについて解くと次式(3)のとおりとなる。

Therefore, the following equation (3) is obtained by solving for y with the proportional coefficient k set to zero.


ここで、テンワ及び金属層の材質を変えた場合の金属層の厚さyを求めると表1のとおりとなる。

Here, Table 1 shows the thickness y of the metal layer when the materials of the wire and the metal layer are changed.

ケース1はテンワの材質が真鍮であり、金属層の材質がパラジウム52%−ニッケル48%合金の例である。ケース2はテンワの材質がチタンであり、金属層の材質がパラジウム52%−ニッケル48%合金の例である。ケース3はテンワの材質が真鍮であり、金属層の材質がパラジウム50%−ニッケル50%合金の例である。   Case 1 is an example in which the material of the wire is brass and the material of the metal layer is a 52% palladium-48% nickel alloy. The case 2 is an example in which the material of the steel is titanium and the material of the metal layer is an alloy of 52% palladium-48% nickel. The case 3 is an example in which the material of the wire is brass and the material of the metal layer is an alloy of 50% palladium-50% nickel.

以上のように、テンワ及び金属層の材質を変えることにより、シリコン材22に形成する外側金属層28の厚みを調整することができる。ヒゲぜんまい10におけるシリコン材22の厚さが薄くなる程、強度が下がるが、金属層である外側金属層28を厚くし、かつ張り出し量を大きくするように形成することで、ヒゲぜんまい10全体としての強度を確保することができる。   As described above, the thickness of the outer metal layer 28 formed on the silicon material 22 can be adjusted by changing the materials of the wire and the metal layer. As the thickness of the silicon material 22 in the hairspring 10 decreases, the strength decreases. However, by forming the outer metal layer 28, which is a metal layer, to be thick and increasing the amount of overhang, the hairspring 10 as a whole is formed. Strength can be ensured.

〔第2実施形態〕
次に、図8〜図10を用いて、第2実施形態の時計部品としてのヒゲぜんまいについて説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a hairspring as a timepiece component according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the same reference numerals are given to the same components, members, and the like as those in the first embodiment, and detailed description will be omitted.

図8に示されるように、ヒゲぜんまい70では、シリコン材22の厚み方向の両面に金属積層体72が設けられている。シリコン材22の厚み方向の両面には、金属積層体72がシリコン材22の側面22Aから張り出した庇部74、76が形成されている。金属積層体72の厚みは、第1実施形態の金属積層体30の厚みよりも薄い。このとき、金属積層体72の厚みは、打ち込み部材としてのカナ80の軸80Aが押し込まれても、シリコン材22が割れない程度の厚みに設定されている。また、ヒゲ玉18では、シリコン材22の側面22Aからの庇部76の張り出し量が、庇部74の張り出し量よりも大きい。   As shown in FIG. 8, in the hairspring 70, a metal laminate 72 is provided on both surfaces of the silicon material 22 in the thickness direction. On both surfaces in the thickness direction of the silicon material 22, eave portions 74 and 76 are formed in which the metal laminate 72 projects from the side surface 22 </ b> A of the silicon material 22. The thickness of the metal laminate 72 is smaller than the thickness of the metal laminate 30 of the first embodiment. At this time, the thickness of the metal laminate 72 is set to such a thickness that the silicon material 22 is not broken even when the shaft 80A of the pinion 80 as the driving member is pushed. In the beard ball 18, the overhang of the eaves 76 from the side surface 22 </ b> A of the silicon material 22 is larger than the overhang of the eaves 74.

カナ80は、軸部としての軸80Aと、軸80Aに接合された歯車54Bと、を備えている。カナ80には、第1実施形態のカナ54のような取付部54C(図4参照)は設けられていない。図示を省略するが、カナ80の軸80Aの外径と庇部74、76等との寸法関係は、図6(A)、(B)に示すカナ54の取付部54Cと庇部32、34等との寸法関係と同じである。   The pinion 80 includes a shaft 80A as a shaft portion, and a gear 54B joined to the shaft 80A. The kana 80 is not provided with a mounting portion 54C (see FIG. 4) like the kana 54 of the first embodiment. Although not shown, the dimensional relationship between the outer diameter of the shaft 80A of the kana 80 and the eaves 74, 76 and the like is determined by the attachment 54C of the kana 54 and the eaves 32, 34 shown in FIGS. It is the same as the dimensional relationship with the same.

図8に示されるように、カナ80の軸80Aは、ヒゲ玉18の庇部76の間の開口46(図9中の下側)からヒゲ玉18の貫通孔18Aに打ち込まれる。これにより、図9に示されるように、金属積層体72が張り出した庇部76が塑性変形してヒゲ玉18の貫通孔18A(シリコン材22の側面22Aの側)に入り込み、変形部78が形成される。変形部78は、金属積層体72から上側に折れ曲がっている。   As shown in FIG. 8, the shaft 80A of the kana 80 is driven into the through hole 18A of the beard ball 18 from the opening 46 (the lower side in FIG. 9) between the eaves 76 of the beard ball 18. As a result, as shown in FIG. 9, the eaves portion 76 from which the metal laminate 72 overhangs is plastically deformed and enters the through hole 18A (the side of the side surface 22A of the silicon material 22) of the beard ball 18, and the deformed portion 78 It is formed. The deformed portion 78 is bent upward from the metal laminate 72.

変形部78が小さく、カナ80の軸80Aとヒゲ玉18の貫通孔18Aとの嵌合状態が弱い場合は、図10に示されるように、ヒゲ玉18の上側(図10中の上側)から軸80Aとヒゲ玉18の貫通孔18Aとの隙間に接着剤84を充填して固める。嵌合状態が弱くても、庇部76の変形による変形部78と突出部33(図6(A)の変形により、軸80Aの軸心がヒゲ玉18の貫通孔18Aに対して位置決め(位置出し)されるため、ヒゲ玉18の貫通孔18Aに対する軸80Aのブレ等は小さい(図6(A)、(B)参照)。このため、軸80Aの軸心が貫通孔18Aの中心部に配置されると共に、貫通孔18Aの軸方向に沿って軸80Aの軸心が垂直方向に配置される。   When the deformed portion 78 is small and the fitting state between the shaft 80A of the pinion 80 and the through-hole 18A of the beard ball 18 is weak, as shown in FIG. 10, from the upper side of the beard ball 18 (the upper side in FIG. 10). The gap between the shaft 80A and the through hole 18A of the beard ball 18 is filled with an adhesive 84 and solidified. Even if the fitting state is weak, the deformed portion 78 and the protruding portion 33 due to the deformation of the eaves portion 76 (by the deformation of FIG. 6A, the axis of the shaft 80A is positioned with respect to the through hole 18A of the beard ball 18 (position 6A), the shaft 80A is slightly displaced from the through hole 18A of the beard ball 18 (see FIGS. 6A and 6B), so that the axis of the shaft 80A is located at the center of the through hole 18A. At the same time, the axis of the shaft 80A is vertically arranged along the axial direction of the through hole 18A.

このとき、カナ80の軸80Aとヒゲ玉18の上側の庇部74との間から接着剤84を充填しやすくするため、突出部33(図6(A)参照)の大きさを小さくすることが好ましい。また、ヒゲ玉18の下側の庇部76からの接着剤84の流れ出しを抑えるために、切欠き部35(図6(B)参照)の幅を小さくすることが好ましい。   At this time, the size of the protruding portion 33 (see FIG. 6 (A)) should be reduced so that the adhesive 84 can be easily filled from between the shaft 80A of the kana 80 and the eave portion 74 above the beard ball 18. Is preferred. Further, in order to prevent the adhesive 84 from flowing out from the eaves 76 below the beard ball 18, it is preferable to reduce the width of the notch 35 (see FIG. 6B).

上記のヒゲぜんまい70では、ヒゲ玉18の貫通孔18Aにカナ80の軸80Aが打ち込まれた状態で、庇部76がシリコン材22の側面22Aの側に塑性変形した変形部78と、軸80Aとシリコン材22との間に充填された接着剤84により、軸80Aがヒゲ玉18の貫通孔18Aに保持されている。このため、カナ80の軸80Aをヒゲ玉18の貫通孔18Aに容易に固定することができ、生産性が向上する。   In the above-mentioned hairspring 70, in a state where the shaft 80A of the pinion 80 is driven into the through-hole 18A of the beard ball 18, the eaves portion 76 is plastically deformed toward the side surface 22A of the silicon material 22, and the shaft 80A The shaft 80 </ b> A is held in the through hole 18 </ b> A of the beard ball 18 by the adhesive 84 filled between the shaft 18 and the silicon material 22. Therefore, the shaft 80A of the kana 80 can be easily fixed to the through hole 18A of the beard ball 18, and the productivity is improved.

また、接着剤84は、軸80Aの軸方向の変形部78の逆側から軸80Aとシリコン材22との間に充填されている。これにより、接着剤84を充填する際に、接着剤84の流れを変形部78により抑えることができ、カナ80の不要な部分への接着剤84のはみ出しが抑制される。   The adhesive 84 is filled between the shaft 80A and the silicon material 22 from the opposite side of the deformed portion 78 in the axial direction of the shaft 80A. Accordingly, when the adhesive 84 is filled, the flow of the adhesive 84 can be suppressed by the deformable portion 78, and the protrusion of the adhesive 84 to an unnecessary portion of the kana 80 is suppressed.

図20には、比較例に係るヒゲぜんまい300の一部が示されている。図20に示されるように、ヒゲぜんまい300のヒゲぜんまい本体部12とヒゲ玉18は、シリコン材302で形成されている。シリコン材302の両面には、金属層は形成されていない。   FIG. 20 shows a part of a hairspring 300 according to a comparative example. As shown in FIG. 20, the hairspring main body 12 and the hairball 18 of the hairspring 300 are formed of a silicon material 302. No metal layer is formed on both surfaces of the silicon material 302.

ヒゲぜんまい300では、ヒゲ玉18の貫通孔18Aにカナ80の軸80Aを打ち込む際に、シリコン材302が割れやすく、ヒゲ玉18の貫通孔18Aに対して軸80Aがふらつき、ヒゲ玉18の鉛直方向に対して軸80Aが斜めになることがある。このため、ヒゲ玉18の貫通孔18Aとカナ80の軸80Aとの間に接着剤84を充填したときに、接着剤84がヒゲ玉18の下部からはみ出やすい。   In the hairspring 300, when the shaft 80A of the pinion 80 is driven into the through hole 18A of the mustard ball 18, the silicon material 302 is easily broken, and the shaft 80A fluctuates with respect to the through hole 18A of the mustard ball 18, so that the vertical The axis 80A may be oblique to the direction. Therefore, when the adhesive 84 is filled between the through hole 18A of the beard ball 18 and the shaft 80A of the kana 80, the adhesive 84 easily protrudes from the lower part of the beard ball 18.

これに対して、第2実施形態では、軸80Aの軸方向の変形部78の逆側から軸80Aとシリコン材22との間に接着剤84を充填するので、変形部78により接着剤84の流れ出しを抑制することができる。   On the other hand, in the second embodiment, the adhesive 84 is filled between the shaft 80A and the silicon material 22 from the opposite side of the deformed portion 78 in the axial direction of the shaft 80A. Outflow can be suppressed.

〔第1、第2実施形態の変形例〕
次の図11(A)に示す庇部の形態の第1例、図11(B)に示す庇部の形態の第2例は、第1実施形態、第2実施形態にそれぞれ適用することができる。
[Modification of First and Second Embodiments]
The first example of the form of the eaves shown in FIG. 11A and the second example of the form of the eaves shown in FIG. 11B can be applied to the first embodiment and the second embodiment, respectively. it can.

図11(A)には、RIE(反応性イオンエッチング)の最初にめっき(電解めっき又は無電解めっき)を施した場合の庇部32の形態の第1例が示されている。図11(A)に示されるように、RIE(反応性イオンエッチング)の最初に外側金属層92のめっき(電解めっき又は無電解めっき)を施した場合には、第1金属膜24と第2金属膜26と外側金属層92とで構成された金属積層体94により、シリコン材90の側面90Aから張り出した庇部32が形成される。この庇部32は、外側金属層92がシリコン材90の側面90Aの側に回り込まない形状とされている。このような庇部32の形態では、庇部32をシリコン材90の側面90Aから張り立たせるために、RIE(反応性イオンエッチング)の後に、シリコン材90を湿式エッチング加工してもよい。エッチング液は、例えば、フッ化水素酸や、濃度が約30%の水酸化ナトリウムの水溶液などが用いられる。これにより、庇部32の下側のシリコン材90の側面90Aがエッチングされ、金属積層体94をシリコン材90の側面90Aに対してさらに張り出させることができる。   FIG. 11A shows a first example of the form of the eaves 32 when plating (electrolytic plating or electroless plating) is performed at the beginning of RIE (reactive ion etching). As shown in FIG. 11A, when plating (electrolytic plating or electroless plating) of the outer metal layer 92 is performed at the beginning of RIE (reactive ion etching), the first metal film 24 and the second metal The metal laminate 94 composed of the metal film 26 and the outer metal layer 92 forms the eaves 32 protruding from the side surface 90A of the silicon material 90. The eave portion 32 is shaped so that the outer metal layer 92 does not go around the side surface 90 </ b> A of the silicon material 90. In such a form of the eave portion 32, the silicon material 90 may be wet-etched after RIE (reactive ion etching) in order to make the eave portion 32 stand up from the side surface 90A of the silicon material 90. As the etchant, for example, hydrofluoric acid, an aqueous solution of sodium hydroxide having a concentration of about 30%, or the like is used. Accordingly, the side surface 90A of the silicon material 90 below the eaves 32 is etched, and the metal laminate 94 can be further extended to the side surface 90A of the silicon material 90.

図11(B)には、RIE(反応性イオンエッチング)の後にめっき(電解めっき又は無電解めっき)を施した場合の庇部32の形態の第2例が示されている。図11(B)に示されるように、RIE(反応性イオンエッチング)の後に外側金属層96のめっき(電解めっき又は無電解めっき)を施した場合には、外側金属層96がシリコン材90の側面90Bの側に回り込む。これにより、シリコン材90の表面に第1金属膜24と第2金属膜26と外側金属層96とで構成された金属積層体98が形成されると共に、シリコン材90の厚み方向の面(上面)から外側金属層96がシリコン材90の側面90Aの一部にかけて覆うことで、外側金属層96がシリコン材90の側面90Bから張り出した庇部32が形成される。庇部32の外面は、シリコン材90の上面からシリコン材90の側面90Aの一部を覆うように湾曲した形状となる。このような庇部32の形態では、RIE(反応性イオンエッチング)の後に、シリコン材90を湿式エッチング加工しなくてもよい。   FIG. 11B shows a second example of the form of the eaves 32 when plating (electrolytic plating or electroless plating) is performed after RIE (reactive ion etching). As shown in FIG. 11B, when plating (electrolytic plating or electroless plating) of the outer metal layer 96 is performed after RIE (reactive ion etching), the outer metal layer 96 is It wraps around the side surface 90B. As a result, a metal laminate 98 composed of the first metal film 24, the second metal film 26, and the outer metal layer 96 is formed on the surface of the silicon material 90, and the surface of the silicon material 90 in the thickness direction is formed. ), The outer metal layer 96 covers a part of the side surface 90 </ b> A of the silicon material 90, thereby forming the eaves 32 in which the outer metal layer 96 projects from the side surface 90 </ b> B of the silicon material 90. The outer surface of the eave portion 32 has a curved shape so as to cover a part of the side surface 90A of the silicon material 90 from the upper surface of the silicon material 90. In such a form of the eaves portion 32, the silicon material 90 does not have to be wet-etched after RIE (reactive ion etching).

〔第3実施形態〕
次に、図12〜図14を用いて、第3実施形態の時計部品としてのガンギ車について説明する。なお、第3実施形態において、第1及び第2実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, an escape wheel & pinion as a timepiece component of a third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the same reference numerals are given to the same components, members, and the like as those in the first and second embodiments, and detailed description will be omitted.

図12に示されるように、ガンギ車130は、円環状のリム部132と、リム部132の内側に配置されたハブ部134と、リム部132とハブ部134とを連結する複数(第3実施形態では4本)のスポーク部136と、を備えている。複数のスポーク部136は、ハブ部134の外周縁からリム部132の内周縁に向かって放射状に延在している。リム部132の周縁部には、歯部138が形成されている。歯部138は、ガンギ車130の径方向外側に向かって突出され、ガンギ車130の周方向に沿って所定の間隔を空けて複数配置されている。ハブ部134は、略円形状に形成されており、ハブ部134の中心部には、貫通孔135が形成されている。ハブ部134の貫通孔135には、打ち込み部材としての軸部(図示省略)が打ち込まれるようになっている。   As shown in FIG. 12, the escape wheel & pinion 130 has an annular rim portion 132, a hub portion 134 arranged inside the rim portion 132, and a plurality (third) connecting the rim portion 132 and the hub portion 134. And four spoke portions 136 in the embodiment). The plurality of spoke portions 136 extend radially from the outer peripheral edge of the hub portion 134 toward the inner peripheral edge of the rim portion 132. A tooth portion 138 is formed on the periphery of the rim portion 132. The plurality of teeth 138 protrude radially outward of the escape wheel & pinion 130 and are disposed at predetermined intervals along the circumferential direction of the escape wheel & pinion 130. The hub portion 134 is formed in a substantially circular shape, and a through hole 135 is formed in the center of the hub portion 134. A shaft (not shown) as a driving member is driven into the through hole 135 of the hub 134.

図13に示されるように、ガンギ車130の歯部138は、シリコン材142と、シリコン材142の厚み方向の両面(表面と裏面)に形成された金属層としての金属積層体144と、を備えている。さらに、ガンギ車130の歯部138は、シリコン材142の厚み方向と直交する方向の両側に、金属積層体144がシリコン材142の側面142Aから張り出した庇部146を備えている。第3実施形態では、庇部146は、シリコン材142の両面(表面と裏面)に設けられている。   As shown in FIG. 13, the tooth portion 138 of the escape wheel & pinion 130 includes a silicon material 142 and a metal laminate 144 as a metal layer formed on both surfaces (front and back surfaces) in the thickness direction of the silicon material 142. Have. Further, the teeth 138 of the escape wheel & pinion 130 are provided with eaves 146 on both sides in a direction orthogonal to the thickness direction of the silicon material 142, the metal laminate 144 projecting from the side surface 142 </ b> A of the silicon material 142. In the third embodiment, the eaves 146 are provided on both surfaces (the front surface and the back surface) of the silicon material 142.

歯部138を構成するシリコン材142の先端面は、アンクルのつめ石190(図17参照)が摺動する摺動面150とされている。シリコン材142の摺動面150とつめ石190とが摺動しやすいように、シリコン材142の摺動面150の厚み方向の両側には、金属積層体144を凹ませた凹部152が設けられている。すなわち、シリコン材142の摺動面150の上下では、金属積層体144が摺動面150から張り出しておらず、金属積層体144が凹部152によって摺動面150から後退している。言い換えると、ガンギ車130では、シリコン材142の両面に設けられた金属積層体144の一部に、金属積層体144がシリコン材142の側面142Aから張り出した庇部146が設けられている。   The tip surface of the silicon material 142 forming the tooth portion 138 is a sliding surface 150 on which the nail stone 190 (see FIG. 17) of the ankle slides. On both sides of the sliding surface 150 of the silicon material 142 in the thickness direction, recesses 152 in which the metal laminate 144 is recessed are provided so that the sliding surface 150 of the silicon material 142 and the nail 190 can slide easily. ing. That is, above and below the sliding surface 150 of the silicon material 142, the metal laminate 144 does not protrude from the sliding surface 150, and the metal laminate 144 retreats from the sliding surface 150 by the concave portion 152. In other words, in the escape wheel & pinion 130, an eave portion 146 in which the metal laminate 144 projects from the side surface 142 </ b> A of the silicon material 142 is provided in a part of the metal laminate 144 provided on both surfaces of the silicon material 142.

なお、図示を省略するが、ガンギ車130の歯部138以外の他の部分も、シリコン材142と、シリコン材142の両面(表面と裏面)に形成された金属積層体144と、金属積層体144がシリコン材142の側面142Aから張り出した庇部146と、を備えている。   Although not shown, other portions of the escape wheel & pinion 130 other than the tooth portion 138 also include a silicon material 142, a metal laminate 144 formed on both surfaces (front and back surfaces) of the silicon material 142, and a metal laminate. 144 includes an eave portion 146 that protrudes from the side surface 142A of the silicon material 142.

次に、ガンギ車130の製造方法について説明する。なお、図14は、ガンギ車130の製造方法を分かりやすくするために、寸法関係が実際とは異なる模式的な断面図とされている。   Next, a method for manufacturing the escape wheel & pinion 130 will be described. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view in which the dimensional relationship is different from the actual one in order to make the manufacturing method of the escape wheel & pinion 130 easy to understand.

図14(A)に示されるように、シリコンウエハ40の両面に、シリコンウエハ40の側から順に、クロム膜からなる第1金属膜24と、銅膜からなる第2金属膜26を、例えばスパッタリング法や蒸着法で形成する。   As shown in FIG. 14A, a first metal film 24 made of a chromium film and a second metal film 26 made of a copper film are formed on both surfaces of the silicon wafer 40 in this order from the silicon wafer 40 side, for example, by sputtering. It is formed by a method or an evaporation method.

次いで、図14(B)に示されるように、シリコンウエハ40の両面の第2金属膜26上に、例えば、ポジ型レジスト材料を塗布することで、ポジ型レジスト層42を所定の厚み(例えば、1μm)で形成する。そして、シリコンウエハ40の両面側のポジ型レジスト層42を、所定のパターンが描画されたフォトマスクを用いて露光し、現像する。これにより、図14(C)に示されるように、所定の形状及び寸法のガンギ車130(図12参照)以外の部分に開口を有するパターン42Bを形成する。   Next, as shown in FIG. 14B, for example, a positive resist material is applied on the second metal films 26 on both surfaces of the silicon wafer 40, so that the positive resist layer 42 has a predetermined thickness (for example, , 1 μm). Then, the positive resist layers 42 on both sides of the silicon wafer 40 are exposed and developed using a photomask on which a predetermined pattern is drawn. Thus, as shown in FIG. 14C, a pattern 42B having an opening in a portion other than the escape wheel & pinion 130 (see FIG. 12) having a predetermined shape and size is formed.

次いで、図14(D)に示されるように、ポジ型レジスト層42のパターン42Bをマスクとして、第2金属膜26、第1金属膜24の順にエッチング加工を行う。   Next, as shown in FIG. 14D, using the pattern 42B of the positive resist layer 42 as a mask, the second metal film 26 and the first metal film 24 are etched in this order.

そして、図14(E)に示されるように、ポジ型レジスト層42を剥離する。これにより、ガンギ車130(図12参照)の形状及び寸法の第2金属膜26及び第1金属膜24のパターン27が形成される。   Then, as shown in FIG. 14E, the positive resist layer 42 is peeled off. Thus, a pattern 27 of the second metal film 26 and the first metal film 24 having the shape and dimensions of the escape wheel & pinion 130 (see FIG. 12) is formed.

次いで、第2金属膜26及び第1金属膜24のパターン27が形成されたシリコンウエハ40をパラジウム(Pd)触媒液に浸漬し、水洗した後、無電解ニッケルめっき液に浸漬する。これにより、図14(F)に示されるように、第2金属膜26の上に、例えば、厚みが約10μmのニッケルめっき層からなる外側金属層28を形成する。これにより、シリコンウエハ40の両面に、ガンギ車130(図12参照)の形状及び寸法の第1金属膜24と第2金属膜26と外側金属層28とで構成された金属積層体144が形成される。   Next, the silicon wafer 40 on which the pattern 27 of the second metal film 26 and the first metal film 24 is formed is immersed in a palladium (Pd) catalyst solution, washed with water, and then immersed in an electroless nickel plating solution. Thus, as shown in FIG. 14F, an outer metal layer 28 made of, for example, a nickel plating layer having a thickness of about 10 μm is formed on the second metal film 26. As a result, on both surfaces of the silicon wafer 40, a metal laminate 144 composed of the first metal film 24, the second metal film 26, and the outer metal layer 28 having the shape and dimensions of the escape wheel & pinion 130 (see FIG. 12) is formed. Is done.

さらに、図14(G)に示されるように、金属積層体144をマスクとして、シリコンウエハ40の表面(図14中の上面)側からRIE(反応性イオンエッチング)によりシリコンウエハ40のエッチング加工を行う。これにより、金属積層体144の間のシリコンウエハ40がエッチングされ、所定のパターンのシリコン材142が形成される。このとき、金属積層体144の面方向端部の下側のシリコンウエハ40がエッチングされることで、金属積層体144がシリコン材142の側面142Aから張り出した庇部146が形成される。以上のような工程により、ガンギ車130が製造される。   Further, as shown in FIG. 14G, the silicon wafer 40 is etched by RIE (Reactive Ion Etching) from the surface (the upper surface in FIG. 14) of the silicon wafer 40 using the metal laminate 144 as a mask. Do. As a result, the silicon wafer 40 between the metal laminates 144 is etched, and a silicon material 142 having a predetermined pattern is formed. At this time, the silicon wafer 40 below the planar end of the metal laminate 144 is etched, thereby forming an eaves portion 146 in which the metal laminate 144 projects from the side surface 142A of the silicon material 142. Through the steps described above, the escape wheel & pinion 130 is manufactured.

上記のガンギ車130では、シリコン材142の両面に金属積層体144が形成され、さらに金属積層体144がシリコン材142の側面142Aから張り出した庇部146が形成されている。これにより、シリコン材142が金属積層体144及び庇部146により補強及び保護されるので、切欠き又は縦筋等の欠陥に力が直接加わることが抑制され、シリコン材142の欠陥による破壊が抑制される。このため、ガンギ車130の破壊強度が上昇する。したがって、低コストでガンギ車130の強度を上げることができる。   In the escape wheel & pinion 130 described above, the metal laminate 144 is formed on both surfaces of the silicon material 142, and further, the eaves 146 where the metal laminate 144 protrudes from the side surface 142 </ b> A of the silicon material 142 are formed. Accordingly, the silicon material 142 is reinforced and protected by the metal laminate 144 and the eaves 146, so that a force is not directly applied to a defect such as a notch or a vertical streak, and destruction of the silicon material 142 due to the defect is suppressed. Is done. For this reason, the breaking strength of the escape wheel & pinion 130 increases. Therefore, the strength of the escape wheel & pinion 130 can be increased at low cost.

なお、第1実施形態と同じ構成による他の効果については、記載を省略する。   Note that description of other effects provided by the same configuration as in the first embodiment is omitted.

〔第4実施形態〕
次に、図15を用いて、第4実施形態の時計部品としてのガンギ車について説明する。なお、第4実施形態において、第1〜第3実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, an escape wheel & pinion as a timepiece component of a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the same components, members, and the like as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.

図15に示されるように、ガンギ車160の歯部162は、シリコン材142と、シリコン材142の両面(表面と裏面)に形成された金属積層体144と、金属積層体144がシリコン材142の側面142Aから張り出した庇部146と、を備えている。歯部162の先端部では、シリコン材142の側面としての先端面142Bの厚み方向の両側に、金属積層体144が先端面142Bから張り出した庇部146が設けられている。   As shown in FIG. 15, the tooth portion 162 of the escape wheel & pinion 160 includes a silicon material 142, a metal laminate 144 formed on both surfaces (front and back surfaces) of the silicon material 142, and a metal laminate 144 formed of the silicon material 142. And an eaves portion 146 protruding from the side surface 142A. At the tip of the tooth portion 162, an eave portion 146 is provided on both sides in the thickness direction of the tip surface 142 </ b> B as the side surface of the silicon material 142 in which the metal laminate 144 projects from the tip surface 142 </ b> B.

上記のガンギ車160でも、第1実施形態と同様の構成により、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   With the escape wheel & pinion 160 described above, effects similar to those of the first embodiment can be obtained with the same configuration as that of the first embodiment.

また、ガンギ車160では、シリコン材142の先端面142Bから張り出した庇部146がアンクルのつめ石190(図17参照)に接触するため、庇部146とつめ石190との接触面積が小さくなり、摩擦係数が下がる。このため、庇部178とつめ石190とを相対的にスムーズに摺動させることができる。   In the escape wheel & pinion 160, since the eaves portion 146 protruding from the tip end surface 142B of the silicon material 142 comes into contact with the nail stone 190 (see FIG. 17) of the ankle, the contact area between the eaves portion 146 and the nail stone 190 is reduced. , The coefficient of friction decreases. Therefore, the eaves 178 and the nail 190 can be relatively smoothly slid.

〔第5実施形態〕
次に、図16〜図18を用いて、第5実施形態の時計部品としてのガンギ車について説明する。なお、第5実施形態において、第1〜第4実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, an escape wheel & pinion as a timepiece component according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 16 to 18. In the fifth embodiment, the same components, members, and the like as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.

図16に示されるように、ガンギ車170の歯部172は、シリコン材142と、シリコン材142の両面(表面と裏面)に形成された金属積層体174と、金属積層体174がシリコン材142の側面142Aから張り出した庇部176と、を備えている。歯部172の先端部では、シリコン材142の先端面142Bの厚み方向の両側に、金属積層体144が先端面142Bから張り出した庇部178が設けられている。   As shown in FIG. 16, the tooth portion 172 of the escape wheel & pinion 170 includes a silicon material 142, a metal laminate 174 formed on both surfaces (front and back surfaces) of the silicon material 142, and a metal laminate 174 formed of the silicon material 142. And an eave portion 176 projecting from the side surface 142A. At the distal end of the tooth portion 172, eaves 178 are provided on both sides of the distal end surface 142B of the silicon material 142 in the thickness direction.

庇部176は、金属積層体174を構成する外側金属層(図示省略)を無電解めっき法により形成することで、外側金属層がシリコン材142の側面142Aの一部を覆うように回り込んだ形状とされている。言い換えると、庇部176は、シリコン材142の厚み方向の面からシリコン材142の側面142Aの一部にかけて覆っており、庇部176の外面が湾曲した形状とされている。庇部176は、例えば、無電解ニッケル−ホウ素めっきにより形成されている。庇部176の硬さ(ビッカース硬さ)Hvは、例えば、700である。ここで、ビッカース硬さは、押込み硬さの一種であり、頂角136度の正四角錐のダイヤモンドでできた剛体(圧子)を被試験物に対して押込み、そのときにできるくぼみ(圧痕)の表面積でその荷重を除した値で表す。ビッカース硬さの測定は、例えば、JIS G 0562に基づいて行った。   The eaves portion 176 wraps around the side surface 142A of the silicon material 142 by forming an outer metal layer (not shown) constituting the metal laminate 174 by electroless plating. It is shaped. In other words, the eaves portion 176 covers from the surface in the thickness direction of the silicon material 142 to a part of the side surface 142A of the silicon material 142, and the outer surface of the eaves portion 176 has a curved shape. The eave portion 176 is formed by, for example, electroless nickel-boron plating. The hardness (Vickers hardness) Hv of the eave portion 176 is, for example, 700. Here, the Vickers hardness is a type of indentation hardness, in which a rigid body (indenter) made of diamond of a square pyramid with an apex angle of 136 degrees is pushed into the test object, and the dent (indentation) formed at that time is pressed. It is expressed as the value obtained by dividing the load by the surface area. The Vickers hardness was measured based on, for example, JIS G 0562.

図16及び図17に示されるように、歯部172の先端部では、シリコン材142の先端面142Bの厚み方向の両側に、金属積層体144が先端面142Bから張り出した庇部178が設けられている。庇部178は、シリコン材142の厚み方向の面からシリコン材142の先端面142Bの一部にかけて覆っており、庇部178の外面が湾曲した形状とされている。庇部178は、例えば、無電解ニッケル−ホウ素めっきにより形成された庇部をレーザで局所加熱することによって形成されている。庇部178は、レーザで局所加熱することにより、庇部176よりも硬くなる。庇部178の硬さ(ビッカース硬さ)Hvは、例えば、1100〜1200である。   As shown in FIGS. 16 and 17, at the tip of the tooth 172, on both sides of the tip surface 142B of the silicon material 142 in the thickness direction, there are provided eaves 178 in which the metal laminate 144 protrudes from the tip surface 142B. ing. The eaves 178 cover from the surface in the thickness direction of the silicon material 142 to a part of the tip end surface 142B of the silicon material 142, and the outer surface of the eaves 178 has a curved shape. The eaves 178 are formed, for example, by locally heating the eaves formed by electroless nickel-boron plating with a laser. The eaves 178 become harder than the eaves 176 by being locally heated by the laser. The hardness (Vickers hardness) Hv of the eave portion 178 is, for example, 1100 to 1200.

図17に示されるように、歯部172の先端部では、シリコン材142の先端面142Bの両側の庇部178がアンクルのつめ石190の摺動面190Aと接触している。この状態で、シリコン材142の厚み方向の両側の庇部178とつめ石190の摺動面190Aとが、それぞれ矢印B、Cに示す方向に回転することで、シリコン材142の厚み方向の両側の庇部178とつめ石190の摺動面190Aとが摺動する。ここで、アンクルのつめ石190は、他の部材の一例である。   As shown in FIG. 17, at the tip of the tooth 172, the eaves 178 on both sides of the tip surface 142B of the silicon material 142 are in contact with the sliding surface 190A of the nail stone 190 of the ankle. In this state, the eaves 178 on both sides in the thickness direction of the silicon material 142 and the sliding surface 190A of the claw stone 190 rotate in the directions shown by arrows B and C, respectively, so that both sides in the thickness direction of the silicon material 142 are formed. 178 and the sliding surface 190A of the nail 190 slide. Here, the nail stone 190 of the ankle is an example of another member.

上記のガンギ車170では、庇部176は、シリコン材142の厚み方向の面からシリコン材142の側面142Aの一部にかけて覆っている。また、庇部178は、シリコン材142の厚み方向の面からシリコン材142の先端面142Bの一部にかけて覆っている。これにより、シリコン材142の切欠き又は縦筋等の欠陥(図示省略)に力が直接加わることがより確実に抑制され、ガンギ車170の破壊強度がさらに上昇する。   In the escape wheel & pinion 170 described above, the eave portion 176 covers from the surface in the thickness direction of the silicon material 142 to a part of the side surface 142A of the silicon material 142. Further, the eaves portion 178 covers from the surface in the thickness direction of the silicon material 142 to a part of the tip end surface 142B of the silicon material 142. Thereby, direct application of a force to a defect (not shown) such as a notch or a vertical streak of the silicon material 142 is more reliably suppressed, and the breaking strength of the escape wheel & pinion 170 is further increased.

また、ガンギ車170では、庇部178がつめ石190の摺動面190Aに接触する構成とされており、庇部178と摺動面190Aとの接触部の面積が小さいので、摩擦係数が下がる。このため、庇部178と摺動面190Aとを相対的にスムーズに摺動させることができる。さらに、庇部178の硬度を庇部176の硬度よりも高くすることで、庇部178の耐摩耗性が向上する。   Further, in the escape wheel & pinion 170, the eaves portion 178 is configured to be in contact with the sliding surface 190A of the claw stone 190, and the area of the contact portion between the eaves portion 178 and the sliding surface 190A is small, so that the friction coefficient decreases. . Therefore, the eaves portion 178 and the sliding surface 190A can be relatively smoothly slid. Furthermore, by setting the hardness of the eaves 178 higher than the hardness of the eaves 176, the wear resistance of the eaves 178 is improved.

また、図18に示されるように、シリコン材142の先端面142Bとつめ石190の摺動面190Aとの間に、潤滑油180を保持又は溜めるようにしてもよい。これにより、庇部178と摺動面190Aとの間に、潤滑油180が入り込み、庇部178と摺動面190Aとをさらにスムーズに摺動させることができる。   Further, as shown in FIG. 18, the lubricating oil 180 may be held or accumulated between the tip surface 142B of the silicon material 142 and the sliding surface 190A of the nail 190. Accordingly, the lubricating oil 180 enters between the eaves 178 and the sliding surface 190A, and the eaves 178 and the sliding surface 190A can be slid more smoothly.

〔補足説明〕
なお、第1〜第5実施形態では、時計部品として、ヒゲぜんまい又はガンギ車の例が示されているが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、アンクルなどの時計部品にも本発明を適用することができる。
[Supplemental explanation]
In the first to fifth embodiments, an example of a watch spring is a hairspring or an escape wheel & pinion, but the present invention is not limited to these. For example, the present invention can be applied to a watch part such as an ankle.

また、第1〜第5実施形態では、シリコン材の両面に金属層としての金属積層体と、金属積層体がシリコン材の側面から張り出した庇部とが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、シリコン材の片面に金属層としての金属積層体と、金属積層体がシリコン材の側面から張り出した庇部とを備える構成でもよい。   In the first to fifth embodiments, the metal laminate as the metal layer and the eaves protruding from the side surface of the silicon material are provided on both surfaces of the silicon material. It is not limited to. For example, a configuration in which a metal laminate as a metal layer is provided on one surface of a silicon material, and an eave portion protruding from the side surface of the silicon material may be employed.

また、第1、第2、第4及び第5実施形態では、シリコン材の金属層としての金属積層体のほぼ全体に、金属積層体がシリコン材の側面から張り出した庇部が設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、シリコン材の金属積層体の一部に、金属積層体がシリコン材の側面から張り出した庇部を備える構成でもよい。   Further, in the first, second, fourth, and fifth embodiments, the eaves portion where the metal laminate protrudes from the side surface of the silicon material is provided on almost the entire metal laminate as the metal layer of the silicon material. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which a part of a metal laminate of a silicon material is provided with an eave portion protruding from a side surface of the silicon material may be employed.

なお、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。   Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the embodiments, these embodiments are merely examples, and various changes can be made without departing from the scope of the invention. The scope of the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

10 ヒゲぜんまい(時計部品の一例)
18A 貫通孔
22 シリコン材
22A 側面
24 第1金属膜(金属層の一例)
26 第2金属膜(金属層の一例)
28 外側金属層(金属層の一例)
30 金属積層体(金属層の一例)
32 庇部
34 庇部
54 カナ(打ち込み材の一例)
54C 取付部(軸部の一例)
58 変形部
60 カナ(打ち込み材の一例)
60A 取付部
60B テーパ面
72 金属積層体
74 庇部
76 庇部
78 変形部
80 軸
80 カナ(打ち込み材の一例)
80A 軸
84 接着剤
90 シリコン材
90A 側面
92 外側金属層(金属層の一例)
94 金属積層体(金属層の一例)
96 外側金属層(金属層の一例)
98 金属積層体(金属層の一例)
100 時計
106 ムーブメント
108 文字板
130 ガンギ車(時計部品の一例)
142 シリコン材
142A 側面
142B 先端面(側面の一例)
144 金属積層体(金属層の一例)
146 庇部
160 ガンギ車(時計部品の一例)
170 ガンギ車(時計部品の一例)
174 金属積層体(金属層の一例)
176 庇部
178 庇部
180 潤滑油
190 つめ石
190A 摺動面
10. Hairspring (an example of watch parts)
18A Through-hole 22 Silicon material 22A Side surface 24 First metal film (an example of a metal layer)
26 Second metal film (an example of a metal layer)
28 Outer metal layer (example of metal layer)
30 Metal laminate (example of metal layer)
32 Eave part 34 Eave part 54 Kana (an example of a driving material)
54C mounting part (example of shaft part)
58 Deformation part 60 Kana (an example of driving material)
60A Mounting part 60B Tapered surface 72 Metal laminate 74 Eave part 76 Eave part 78 Deformation part 80 Shaft 80 Kana (an example of a driving material)
80A Shaft 84 Adhesive 90 Silicon material 90A Side 92 Outside metal layer (an example of metal layer)
94 Metal laminate (example of metal layer)
96 Outer metal layer (example of metal layer)
98 Metal laminate (example of metal layer)
100 watch 106 movement 108 dial 130 escape wheel (an example of watch parts)
142 Silicon material 142A Side surface 142B Tip surface (an example of a side surface)
144 Metal laminate (example of metal layer)
146 Eaves part 160 escape wheel (example of watch parts)
170 escape wheel (example of watch parts)
174 metal laminate (example of metal layer)
176 Eave portion 178 Eave portion 180 Lubricating oil 190 Pawl stone 190A Sliding surface

Claims (13)

シリコン材の厚み方向の少なくとも片面に設けられた金属層と、
前記金属層の少なくとも一部に形成され、前記金属層が前記シリコン材の側面から張り出した庇部と、
を有する時計部品。
A metal layer provided on at least one surface in the thickness direction of the silicon material,
An eaves portion formed on at least a part of the metal layer, wherein the metal layer protrudes from a side surface of the silicon material,
Watch parts with.
前記シリコン材の厚み方向の両面に前記金属層と前記庇部が設けられている請求項1に記載の時計部品。   The timepiece component according to claim 1, wherein the metal layer and the eave portion are provided on both surfaces in a thickness direction of the silicon material. 前記シリコン材は、厚み方向に貫通する貫通孔を備え、
前記シリコン材に、前記金属層と、前記シリコン材の前記貫通孔の側に張り出した前記庇部とが設けられており、
前記シリコン材の前記貫通孔に打ち込み部材の軸部が打ち込まれた状態で、前記庇部が前記貫通孔の側に変形した変形部により、前記軸部が前記シリコン材の前記貫通孔に保持されている請求項1又は請求項2に記載の時計部品。
The silicon material has a through hole penetrating in a thickness direction,
The silicon material is provided with the metal layer and the eaves projecting toward the through hole of the silicon material,
In a state where the shaft portion of the driving member is driven into the through hole of the silicon material, the shaft portion is held in the through hole of the silicon material by a deformed portion in which the eaves portion is deformed toward the through hole. The timepiece component according to claim 1 or claim 2, wherein
前記シリコン材は、厚み方向に貫通する貫通孔を備え、
前記シリコン材に、前記金属層と、前記シリコン材の前記貫通孔の側に張り出した前記庇部とが設けられており、
前記シリコン材の前記貫通孔に打ち込み部材の軸部が打ち込まれた状態で、前記庇部が前記貫通孔の側に変形した変形部と、前記軸部と前記シリコン材との間に充填された接着剤により、前記軸部が隣り合う前記シリコン材の前記貫通孔に保持されている請求項1又は請求項2に記載の時計部品。
The silicon material has a through hole penetrating in a thickness direction,
The silicon material is provided with the metal layer and the eaves projecting toward the through hole of the silicon material,
In a state where the shaft portion of the driving member was driven into the through hole of the silicon material, the eaves portion was filled between the shaft portion and the silicon material, with the deformed portion deformed toward the through hole. The timepiece component according to claim 1, wherein the shaft portion is held in the through hole of the adjacent silicon material by an adhesive.
前記接着剤は、前記軸部の軸方向の前記変形部の逆側から前記軸部と前記シリコン材との間に充填されている請求項4に記載の時計部品。   The timepiece component according to claim 4, wherein the adhesive is filled between the shaft portion and the silicon material from a side opposite to the deformed portion in the axial direction of the shaft portion. 前記庇部は、前記シリコン材の厚み方向の面から側面の一部にかけて覆っている請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の時計部品。   The timepiece component according to any one of claims 1 to 5, wherein the eave portion covers the silicon material from a surface in a thickness direction to a part of a side surface. 前記庇部が他の部材の摺動面に接触する構成とされている請求項2から請求項6までのいずれか1項に記載の時計部品。   The timepiece component according to any one of claims 2 to 6, wherein the eave portion is configured to contact a sliding surface of another member. 前記庇部を備えた前記シリコン材の側面と前記摺動面との間に潤滑剤が保持されている請求項7に記載の時計部品。   The timepiece component according to claim 7, wherein a lubricant is held between a side surface of the silicon material provided with the eave portion and the sliding surface. 前記シリコン材は、ヤング率の温度係数が0〜100℃の間で負の係数を有しており、
前記金属層は、ヤング率の温度係数が0〜100℃の間で正の係数を有する金属材料で構成されている請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の時計部品。
The silicon material has a negative temperature coefficient of Young's modulus between 0 and 100 ° C.,
9. The timepiece component according to claim 1, wherein the metal layer is made of a metal material having a positive Young's modulus temperature coefficient between 0 and 100 ° C. 10.
請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の時計部品を有するムーブメント。   A movement having the timepiece component according to any one of claims 1 to 9. 請求項10に記載のムーブメントを有する時計。   A timepiece having the movement according to claim 10. シリコン基板の少なくとも片面に所定のパターンの金属層を形成する工程と、
前記シリコン基板を反応性イオンエッチングにより加工し、前記金属層の少なくとも一部に前記金属層が前記シリコン基板の側面から張り出した庇部を形成する工程と、
を有する時計部品の製造方法。
Forming a metal layer of a predetermined pattern on at least one surface of the silicon substrate,
A step of processing the silicon substrate by reactive ion etching to form an eaves portion on at least a part of the metal layer, the metal layer protruding from a side surface of the silicon substrate;
A method for producing a watch component having the following.
前記反応性イオンエッチングの後に、前記シリコン基板の側面に対して前記庇部をさらに張り出すための湿式めっきを施す請求項12に記載の時計部品の製造方法。   The method of manufacturing a timepiece component according to claim 12, wherein after the reactive ion etching, wet plating for further extending the eaves portion to the side surface of the silicon substrate is performed.
JP2019057410A 2018-06-12 2019-03-25 Watch parts, movements, watches and methods of manufacturing watch parts Active JP7223613B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018111730 2018-06-12
JP2018111730 2018-06-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019215317A true JP2019215317A (en) 2019-12-19
JP7223613B2 JP7223613B2 (en) 2023-02-16

Family

ID=68919745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019057410A Active JP7223613B2 (en) 2018-06-12 2019-03-25 Watch parts, movements, watches and methods of manufacturing watch parts

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7223613B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113126466A (en) * 2019-12-31 2021-07-16 尼瓦罗克斯-法尔股份公司 Balance spring for a timepiece movement and method for manufacturing same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010091544A (en) * 2008-02-21 2010-04-22 Seiko Instruments Inc Sliding component and timepiece
JP2014153365A (en) * 2013-02-07 2014-08-25 Swatch Group Research & Development Ltd Resonator thermocompensated by shape-memory metal
JP2015200652A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム Timepiece assortment using amorphous metal alloy
WO2016093354A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 シチズンホールディングス株式会社 Timepiece component and method for manufacturing timepiece component

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010091544A (en) * 2008-02-21 2010-04-22 Seiko Instruments Inc Sliding component and timepiece
JP2014153365A (en) * 2013-02-07 2014-08-25 Swatch Group Research & Development Ltd Resonator thermocompensated by shape-memory metal
JP2015200652A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム Timepiece assortment using amorphous metal alloy
WO2016093354A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 シチズンホールディングス株式会社 Timepiece component and method for manufacturing timepiece component

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113126466A (en) * 2019-12-31 2021-07-16 尼瓦罗克斯-法尔股份公司 Balance spring for a timepiece movement and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP7223613B2 (en) 2023-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5366318B2 (en) Detent escapement and method of manufacturing detent escapement operating lever
JP5478498B2 (en) Silicon / metal composite micromechanical component and method of manufacturing the same
US8591101B2 (en) Escapement governor, mechanical watch, pallet fork (incomplete) manufacturing method, and roller manufacturing method
TW201312303A (en) Analogue display member made of crystalline material, and timepiece fitted therewith
CN111090229B (en) Timepiece component and timepiece
US9678477B2 (en) Mechanical component, mechanical component manufacturing method, movement, and timepiece
JP2019215317A (en) Timepiece component, movement, timepiece and method for manufacturing timepiece component
JP5622256B2 (en) Machine part, method for manufacturing machine part and watch
JP5366319B2 (en) Detent escapement and mechanical watch having the same
JP5658344B2 (en) Manufacturing method of machine parts
JP5954929B2 (en) Decorative part, watch, and method of manufacturing decorative part
RU2017107880A (en) Cost-effective watch face component
JP5596991B2 (en) Machine part, method for manufacturing machine part and watch
JP5135528B2 (en) Manufacturing method of electroformed parts, mechanical timepiece and analog electronic timepiece
US9817369B1 (en) Mechanical component, mechanical component manufacturing method, movement, and timepiece
JP6579695B2 (en) Machine part, method for manufacturing machine part, movement and watch
US20100220557A1 (en) Bridge or bottom plate for a timepiece movement
JP2005290427A (en) Electroformed parts, and method for manufacturing electroformed parts
JP7217170B2 (en) Temperature compensated balance, movement and watch
JP5113687B2 (en) Sliding parts and watches using the same
JP5595254B2 (en) Part, watch, and part manufacturing method
JP5080360B2 (en) Beard ball, and hairspring structure, balance with hairspring, speed control escapement mechanism and mechanical timepiece having the same
JP6579696B2 (en) Machine part, method for manufacturing machine part, movement and watch
JP6336869B2 (en) Machine part, method for manufacturing machine part and watch
JP2019203778A (en) Mechanical component, movement for timepiece and timepiece

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220107

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221102

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7223613

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150