JP6495058B2 - Electroformed part and method for producing electroformed part - Google Patents
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Description
本発明は、摺動部を有する機械部品に関し、特に時計等の小型精密機械の部品として好適な電鋳部品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a machine part having a sliding part, and more particularly to an electroformed part suitable as a part of a small precision machine such as a watch and a manufacturing method thereof.
小型の精密機械の一つである機械式時計には、摺動部を有する機械部品である歯車等が多く用いられている。これらの部品は用途に応じて様々な形状に形成されているうえ、複雑に組み合わされて動力を伝達している。たとえば、機械式時計の歯車の一つである金属製がんぎ車は、振り子に相当するアンクルに取り付けられたルビーやセラミックス等の高硬度を有する材料からなる爪石が歯先側面に対して高速で摺動するので、両者の間に生じる摩擦により摩耗が著しい。そのため、摩擦をできるだけ軽減するために、摺動部およびその近傍に潤滑油を常に施しておく必要がある。一方、不必要な部分への潤滑油の拡散を防ぐために、摺動部とその近傍に潤滑油を保持させる必要がある。 In a mechanical timepiece that is one of small precision machines, gears that are mechanical parts having a sliding portion are often used. These parts are formed in various shapes according to applications, and transmit power by combining them in a complicated manner. For example, a metal escape wheel that is one of the gears of a mechanical watch has a claw stone made of a material with high hardness such as ruby or ceramic attached to the ankle corresponding to a pendulum against the side surface of the tooth tip. Since it slides at high speed, wear is significant due to the friction generated between them. Therefore, in order to reduce friction as much as possible, it is necessary to always apply lubricating oil to the sliding portion and its vicinity. On the other hand, in order to prevent the diffusion of the lubricating oil to unnecessary portions, it is necessary to hold the lubricating oil at the sliding portion and the vicinity thereof.
このような中、がんぎ車では、歯車部に形成された鉤型構造を有する複数の歯部の先端に潤滑油を局所的に保持して、爪石との摩擦を低減することができるがんぎ車が考案されている(例えば、特許文献1参照)。このがんぎ車では、歯部の先端の厚みを薄くするための段差が形成されており、厚みの異なる部分の境である境界面を利用して潤滑油を保持することが可能としている。 Under such circumstances, the escape wheel can reduce the friction with the claw stone by locally holding the lubricating oil at the tips of the plurality of tooth portions having a saddle type structure formed in the gear portion. An escape wheel has been devised (see, for example, Patent Document 1). In this escape wheel, a step for reducing the thickness of the tip of the tooth portion is formed, and it is possible to hold the lubricating oil by using a boundary surface that is a boundary between portions having different thicknesses.
さらに、歯車等の摺動部となる側壁部に潤滑油を保持するための複数の孔を形成する方法が考案されている(例えば、特許文献2参照)。この方法では、摺動部となるがんぎ歯車厚み方向に複数の孔を設けることにより、この孔中に潤滑油を保持することとなる。また、この孔の形成方法として、フォトリソグラフィー法を用いた電鋳法を採用しており、この工程において、フォトレジストに孔を形成するための現像液に不溶のビーズを混合し、フォトレジスト現像後、フォトレジスト開口部のうちフォトレジスト残留部の壁面に現れるビーズによる凹凸を電鋳により転写することによっている。 Furthermore, a method has been devised in which a plurality of holes for holding lubricating oil are formed in a side wall portion serving as a sliding portion such as a gear (see, for example, Patent Document 2). In this method, by providing a plurality of holes in the thickness direction of the escape gear serving as the sliding portion, the lubricating oil is held in the holes. In addition, an electroforming method using a photolithography method is adopted as a method for forming the hole. In this step, insoluble beads are mixed in a developer for forming a hole in the photoresist, and the photoresist development is performed. Thereafter, irregularities due to beads appearing on the wall surface of the photoresist remaining portion in the photoresist opening are transferred by electroforming.
しかしながら、段差を設けた歯車等の摺動では、境界面の部分を中心に潤滑油が保持される構成であるため、境界面に近い部分と離れた部分では、潤滑油の量が異なるため、必要な部分である歯先の厚み方向に潤滑油がムラ無く均等に行き渡り難かった。このため、摩擦抵抗にばらつきが生じる可能性があり、偏った摩耗に繋がる恐れがあった。 However, in the sliding of a gear or the like provided with a step, since the lubricating oil is held around the boundary surface, the amount of lubricating oil differs between the portion close to the boundary surface and the portion away from it, Lubricating oil was not evenly distributed evenly in the thickness direction of the tooth tip, which was a necessary part. For this reason, the frictional resistance may vary, which may lead to uneven wear.
また、摺動部となる歯車の側壁に複数の孔を形成する方法では、保持される潤滑油の量は孔のみであるため、その量は限定され、長期間にわたる駆動により消耗、消失し、摺動部の摩擦を高めることとなり、その効果は限定的である恐れがあった。また、その作製においてもフォトレジストに異質なビーズ材料を混入させることから、フォトレジストの露光時における解像度や現像時におけるビーズの脱落に伴う現像液の汚染によるフォトレジスト開口部への再付着等によるフォトレジストの開口パターンへの悪影響とも懸念されるという問題があった。 In addition, in the method of forming a plurality of holes in the side wall of the gear serving as the sliding portion, the amount of lubricating oil that is retained is only the holes, so the amount is limited, and is consumed and disappears by driving over a long period of time. This would increase the friction of the sliding part, and the effect might be limited. In addition, since different bead materials are mixed in the photoresist in the production, the resolution at the time of exposure of the photoresist and the reattachment to the opening of the photoresist due to the contamination of the developer due to the drop-off of the beads at the time of development, etc. There was a problem that there was a concern about the adverse effect on the opening pattern of the photoresist.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、歯車のような摺動部品の摺動部となる側壁に均一に潤滑油を保持することができ、さらに、側壁部に潤滑油を供給することができる電鋳部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can uniformly hold the lubricating oil on the side wall serving as the sliding portion of the sliding component such as a gear, and further supply the lubricating oil to the side wall portion. An object of the present invention is to provide an electroformed part that can be used.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る電鋳部品は、電鋳により所定の厚みに形成された電鋳部品であって、前記厚み方向の少なくとも一部が摺動部となる摺動面を有し、前記摺動面の摺動方向に対して垂直方向に筋状の凹凸部を設けて潤滑油を保持可能な凹部を備えることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The electroformed component according to the present invention is an electroformed component formed to a predetermined thickness by electroforming, and has a sliding surface in which at least a part of the thickness direction serves as a sliding portion, and the sliding surface It is characterized in that a streak-like uneven portion is provided in a direction perpendicular to the sliding direction of the above and a recessed portion capable of holding lubricating oil is provided.
本発明に係る電鋳部品は、前記凹凸部の摺動方向に対する自乗平均粗さは、50nmから500nmであることを特徴とする。
本発明に係る電鋳部品は、前記摺動面とは異なる面は、前記摺動面より表面粗さが大きい梨地状態からなることを特徴とする。
The electroformed component according to the present invention is characterized in that a mean square roughness with respect to a sliding direction of the uneven portion is 50 nm to 500 nm.
The electroformed component according to the present invention is characterized in that a surface different from the sliding surface is in a satin state having a surface roughness larger than that of the sliding surface.
本発明に係る電鋳部品は、前記摺動面とは異なる面に前記凹凸部とつながる凹部を有することを特徴とする電鋳部品。
本発明に係る電鋳部品は、鉤型状の歯部を複数有するがんぎ歯車部からなり、前記歯部に備えられた前記摺動面にアンクルの爪石が摺動することを特徴とする。
The electroformed component according to the present invention is characterized in that the electroformed component has a recess connected to the uneven portion on a surface different from the sliding surface.
The electroformed component according to the present invention comprises an escape wheel portion having a plurality of hook-shaped teeth, and an ankle claw stone slides on the sliding surface provided on the teeth. To do.
本発明に係る電鋳部品の製造方法は、電鋳により所定の厚みに形成され、前記厚み方向の少なくとも一部が摺動部となる摺動面を有し、前記摺動面の摺動方向に対して垂直方向に筋状の凹凸部を設けて潤滑油を保持可能な凹部を備える電鋳部品を製造する方法であって、基板上に形成された導電膜の上に第1のフォトレジスト層を所定の厚みに塗布する第1の塗布工程と、第1のフォトマスクを通して前記第1のフォトレジスト層を部分的に露光する第1の露光工程と、前記第1のフォトレジスト層の上に第2のフォトレジスト層を所定の厚みに塗布する第2の塗布工程と、第2のフォトマスクを通して前記第1のフォトレジスト層及び第2のフォトレジスト層を部分的に露光する第2の露光工程と、露光した前記第1のフォトレジスト層及び第2のフォトレジスト層を現像して前記導電膜を露出させると共に、前記電鋳部品の外形形状を有する開口部を備えた電鋳型を形成する現像工程と、前記電鋳型をめっき液に浸漬し、通電して前記導電膜上にめっき層を形成するめっき工程と、全体を電鋳液に浸漬し、通電して前記めっき層上に金属を析出させると共に、前記開口部を少なくとも完全に塞ぐ金属体となるまで金属を成長させる電鋳工程と、前記開口部から溢れた前記金属体を除去すると共に、残った金属体の厚みが前記電鋳部品の厚みとなるように厚み調整を行う厚み調整工程と、前記フォトレジスト層及び前記めっき層を除去して電鋳部品を得る除去工程と、を備えることを特徴とする電鋳部品の製造方法。 The method for producing an electroformed component according to the present invention includes a sliding surface that is formed to a predetermined thickness by electroforming, and at least a part of the thickness direction serves as a sliding portion, and the sliding direction of the sliding surface A method of manufacturing an electroformed part having a concave portion capable of holding a lubricating oil by providing streaky concave and convex portions in a direction perpendicular to a first photoresist on a conductive film formed on a substrate A first application step of applying a layer to a predetermined thickness; a first exposure step of partially exposing the first photoresist layer through a first photomask; and an upper surface of the first photoresist layer. A second coating step of applying a second photoresist layer to a predetermined thickness, and a second exposure step of partially exposing the first photoresist layer and the second photoresist layer through a second photomask. An exposure step; and the exposed first photoresist layer and A developing process for developing the second photoresist layer to expose the conductive film and forming an electroforming mold having an opening having an outer shape of the electroformed component; and immersing the electroforming mold in a plating solution A plating step of energizing to form a plating layer on the conductive film, and a metal that immerses the whole in an electroforming solution and energizes to deposit metal on the plating layer and at least completely closes the opening. A thickness adjustment that adjusts the thickness so that the metal body overflowing from the opening and the thickness of the remaining metal body become the thickness of the electroformed component A method for producing an electroformed component, comprising: a step; and a removing step of removing the photoresist layer and the plating layer to obtain an electroformed component.
この発明によれば、摺動部となる側面に均一な潤滑油を保持することができると同時にこの摺動面となる側面に潤滑油を長期間に渡って供給することができるので、優れた摺動部品を提供することができる。 According to the present invention, the uniform lubricating oil can be held on the side surface serving as the sliding portion, and at the same time, the lubricating oil can be supplied to the side surface serving as the sliding surface over a long period of time. A sliding part can be provided.
本発明に係る実施形態について、機械式腕時計部品であるニッケル電鋳により作られるがんぎ歯車を例に挙げて、図1から図16を参照して説明する。
図1は、機械式腕時計の駆動機構であるムーブメントで、脱進・調速装置と呼ばれるうち、がんぎ車101とアンクル102の組み合わせを示した図である。がんぎ車101は軸穴103に打ち込まれ、動力を伝えるがんぎかな部104とがんぎ歯車部105から構成されており、がんぎ歯車部105には摺動面106が備えられている。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 16 by taking as an example a escape gear made of nickel electroforming, which is a mechanical wristwatch component.
FIG. 1 is a diagram showing a combination of a
一方、アンクル102は、振り中心となる軸部106とアンクル102の振動を一定に保つための図示しないヒゲぜんまい等からなる機構につながるアンクルハコ107と、軸部106を中心に振動することにより、がんぎ車101を一方向に回転させるための、2個の爪石108から構成されている。
On the other hand, the
アンクル102は、軸部106を中心に振れることにより、振り子として働くが、その際、爪石108は、がんぎ車101のがんぎ歯車部105を押すことによりがんぎ車101に回転を与えるが、その際、摺動面106を摺動することとなる。
The
一般に、アンクル102の爪石108は、精度に加え、摺動による摩耗を抑えるため、硬度が高いルビーやアルミナ等のセラミックス材料により作られており、その駆動により、金属で作られているがんぎ車101の摺動面106を摩擦により摩耗することとなる。このため、摺動面106における摩擦低減のため潤滑油の注油、保持が必要となる。
In general, the
図2は、図1におけるがんぎ車101の歯車部105を拡大した図であり、歯車部201の摺動面202の表面には、歯車の厚み方向に縦筋状で、かつ、縦筋垂直方向、すなわち摺動方向に対して粗さが自乗平均粗さ50nmから500nmを有する凹凸を配してあり、この凹凸は、歯車部105の自乗平均粗さ500nmから1000nmを有する一面に設置した凹部203に繋がっている。
2 is an enlarged view of the
図3は、図1におけるがんぎ車101の摺動面106と爪石108の摺動状態を示した図であるが、爪石301はがんぎ車302の縦筋状凹凸を有する摺動面303の表面をこすりながら移動する。この際、摺動面303の表面には縦筋状凹凸により保持された潤滑油により摩擦の低減がなされており、さらに、がんぎ車302の歯車部304の一部に備えられている凹部305に保持された潤滑油が縦筋状凹凸を伝わって摺動面303に供給されるため、長期間に渡って良好な潤滑状態を維持することができる。
FIG. 3 is a view showing a sliding state of the sliding
次に、上述したがんぎ車101の製造方法について、図4に示すフローチャートを参照しながら説明する。
本実施形態のがんぎ車101の製造方法は、第1の塗布工程(S1)と、第1の露光工程(S2)と、第2の塗布工程(S3)と、第2の露光工程(S4)と、現像工程(S5)と、めっき工程(S6)と、電鋳工程(S7)と、厚み調整工程(S8)除去・分離工程(S9)と、を行って製造する方法である。以下、これらの各工程について詳細に説明する。
Next, the manufacturing method of the escape wheel &
The manufacturing method of the escape wheel &
第1の塗布工程(S1)では、図5(a)に示すようにシリコンウエハ基板501の一面に導電膜502を形成する。この導電膜502としては、たとえば、金、銅、クロム、ニッケル、チタン等の金属を用いるが複数の膜から構成されていてもかまわず、形成方法としても、真空蒸着法、スパッタリング法等の気相めっき法による方法以外に無電解めっき法等の湿式めっき法を採用しても構わなく、また、その膜厚は、数nmから数μmの範囲であることが好ましい。次に、図5(b)に示すように、第1のフォトレジスト層503を50μmを塗布する。塗布方法としては、液状フォトレジストを用いたスピンコート法、スプレーコート法、印刷法等があるが、フィルム状フォトレジストであるドライフィルムフォトレジストを熱圧着等により貼付する方法もこの工程に採用することができる。また、フォトレジストとしてネガタイプ、ポジタイプのいずれも適用できるが、本実施の形態ではネガタイプのフォトレジストを使用した例について述べる。
In the first coating step (S1), a
次に第1の露光工程(S2)を行う。
図6は露光に使用するフォトマスクのパターンの概略で、第1の露光に使用する第1のパターン601が描かれた第1のフォトマスクと第2の露光に使用する第2のパターン602が描かれた第2のフォトマスクのパターンの位置関係を示した図である。なお、図6は、1個のがんぎ車のパターンを示したもので、フォトマスクにはこのパターンが複数個描かれており、複数個のがんぎ車を同時に作製することができる。なお、本実施形態ではネガタイプのフォトレジストを使用することから、第1のパターン601は透過パターン、第2のパターン602は遮光パターンである。
Next, a first exposure step (S2) is performed.
FIG. 6 is an outline of a photomask pattern used for exposure. The first photomask on which the
第1の露光工程では、第1のフォトマスクを用いて露光を行うことにより、図7で示したように露光部701を形成する。図7では、図6におけるA−A‘部での断面を図示しているが、図面を見やすくするために、大きさや間隔を変えて図示している。
In the first exposure step, exposure is performed using the first photomask to form the
次に第2の塗布工程(S3)では、第1の塗布工程(S1)で使用したフォトレジストと同じフォトレジストを第1のフォトレジスト層801上に塗布することにより、第2のフォトレジスト層802を形成する。以上のように形成した2層のフォトレジスト層802は、図8(b)に示したようにフォトレジスト未露光部803と露光部804となる。
Next, in the second application step (S3), the same photoresist as that used in the first application step (S1) is applied on the
次に、第2の露光工程(S4)を行う。
図9に示した第2の露光工程では、第2の露光パターンが描かれた第2のフォトマスクを用いて露光を行うことにより、露光部901と現像後にがんぎ車形状の開口部となる未露光部902を得る。なお、図9では、図6におけるA−A‘部での断面を図示しているが、図面を見やすくするために、大きさや間隔を変えて図示している。
Next, a second exposure step (S4) is performed.
In the second exposure step shown in FIG. 9, by performing exposure using a second photomask on which a second exposure pattern is drawn, an
この第2の露光工程では、摺動面となる部分に微細な凹凸部を形成するために、ビーム径φ0.5μmにより作られるラスタースキャンフォトマスクを第2のフォトマスクとして使用する。ラスタースキャンにより作製されるフォトマスクは、ビームの直線走査描画によっており、この走査方向と平行関係にない方向では、ビーム径と描画線角度に応じた非常に微細なドット状の境界面描画となる。本実施形態では、がんぎ車101の摺動面303となる描画線が第2のフォトマスク作製時にビーム走査と平行とならないように配置する。この第2のフォトマスクにより微細な凹凸を有する露光状態を得ることができる。
In this second exposure step, a raster scan photomask made with a beam diameter of 0.5 μm is used as the second photomask in order to form fine irregularities on the portion that becomes the sliding surface. A photomask manufactured by raster scanning uses linear scanning drawing of a beam, and in a direction not parallel to the scanning direction, extremely fine dot-like boundary surface drawing is performed according to the beam diameter and the drawing line angle. . In the present embodiment, the drawing line that forms the sliding
次に、現像工程(S5)を行う。
図10に示すように、現像工程(S5)では、図示しない現像液により未露光部を現像することにより除去する。これにより、底部に導電膜1001が露出したがんぎ車101の外形形状を有する開口部1002と、これを囲む絶縁体となるフォトレジスト層1003が得られ、現像工程(S5)が終了すると、電鋳型1004が完成する。この電鋳型1004を構成するフォトレジスト層1003のうち、開口部1002側の側壁部1005の表面は、ラスタースキャンにより作製された第2のフォトマスクにより露光されたため、厚み方向に対して、微細な縦筋状凹凸を有した面となっている。
Next, a developing process (S5) is performed.
As shown in FIG. 10, in the developing step (S5), the unexposed portion is removed by developing with a developing solution (not shown). As a result, an
次に、めっき工程(S6)を行う。
図11に示すように、めっき工程(S6)では、図10に示した電鋳型1004を図示しない無光沢硫酸銅めっき液内に浸漬し、通電することにより、電鋳型1004の開口部1002の底面で露出している導電膜1002表面に自乗平均表面粗さ約300nmで5μmの厚みを有する無光沢銅めっき層1101を形成する。この無光沢銅めっき層1101は、導電性を有する部分である導電膜1102上のみに形成されるもので、電鋳型1103のフォトレジスト層1104の表面には形成されることはない。
Next, a plating step (S6) is performed.
As shown in FIG. 11, in the plating step (S6), the bottom surface of the
次に、電鋳工程(S7)を行う。
図12に示すように、電鋳工程(S7)では、図11に示しためっき工程(S6)を経て十分水洗された電鋳型1103を図示しないスルファミン酸ニッケル系電鋳液内に浸漬し、導電膜1102を介して通電することにより電鋳型1103の開口部1105の底部で露出している無電解めっき層1101上にニッケル電鋳を行い、ニッケル電鋳体1201を形成する。ニッケル電鋳は、図11に示した開口部1105を隙間なく充填するまでなされ、ニッケル電鋳体1201の一部はフォトレジスト層1202上に至るようにする。
Next, an electroforming process (S7) is performed.
As shown in FIG. 12, in the electroforming step (S7), the
次に、厚み調整工程(S8)を行う。
電鋳工程(S7)終了後、基板1205を電鋳液から取り出し十分洗浄した後、基板1205の表面のうち不要部を研削装置や研磨装置を用いることにより、除去すると同時に厚み調整および表面平坦化を行うことにより、図13に示したように厚みや表面状態が整った電鋳体1301を得る。この工程により、がんぎ車として形状、厚み等の寸法が整えられたニッケルからなる電鋳体1301と、フォトレジスト層1302と、導電膜1303と、銅めっき層1304と、シリコンウエハ基板1305からなる基板1306を得る。
Next, a thickness adjustment step (S8) is performed.
After completion of the electroforming step (S7), the
最後に、除去・分離工程(S9)を行う。
厚み調整工程(S8)を経た基板1306を十分洗浄した後、基板1306を図示しないレジスト剥離液に浸漬してフォトレジスト層1302を除去することにより、図14(a)に示したように、電鋳体1401と、銅めっき層1402と、導電膜1403と、シリコンウエハ基板1404からなる基板1405を得る。次に、この基板1405を銅エッチング液である図示しない過硫酸アンモニウム水溶液に浸漬することにより、銅めっき層1402を端面方向から所謂サイドエッチングにより除去することにより、図14(b)に示したニッケル電鋳体からなるがんぎ車1406を製造することができる。
Finally, a removal / separation step (S9) is performed.
After the
このようにして作られたがんぎ車1406のうち厚み調整工程(S8)を行った面1407は鏡面状態であるが、銅めっき層1402側の面1408は、銅めっき層1402の表面状態である自乗表面粗さ500nmを有する梨地表面を有しており、さらに、摺動面303となるがんぎ車側壁1409の表面は、図10に示したフォトレジスト層1003の側壁部1005を忠実に転写しており、その自乗平均粗さは、約100nmである。
The
また、がんぎ車101の外形は、第2の露光工程(S4)により作られた図9に示した露光部901の形状により決められ、さらに、歯車部304に備えられた凹部305は、図8に示した第1の露光工程(S2)により作られた露光部804と第2の露光工程(S4)により作られた露光部901により作製されたパターンの転写により形成されている。
Further, the outer shape of the escape wheel &
このようにして作製したがんぎ車1406を図1に示したごとく通常のアンクルと組み合わせ、がんぎ歯車部304に潤滑油を注油することにより、摺動面303および歯車部304に形成された凹部305に潤滑油が行きわたる。
さらに、この組み合わせにより高速で駆動することによりなされる3年および10年相当の耐久試験においても止まり等の不具合は全く生じない。
The
Furthermore, in the endurance test equivalent to 3 years and 10 years performed by driving at high speed by this combination, there is no problem such as stopping.
本実施形態によるがんぎ車の摺動面に微細な縦筋状凹凸とこれとは別の面に設けられた凹部による潤滑油の保持と供給により優れた摺動特性を示すものである。
なお、本実施形態では、摺動面に微細な縦筋状凹凸を形成する手段として、ラスタースキャンにより作製されるフォトマスクを使用しているが、フォトマスクに微細な凹凸をつけることによっても同様の効果を果たすことができる。また、露光装置のコリメーション等光学系の調整とフォトマスクとフォトレジストとの間の隙間を利用することによる光の干渉を利用することにより発生する露光境界部の凹凸を利用することにより、縦筋状凹凸をフォトレジスト壁面に形成することができるので、これを電鋳体に転写することにより本願発明である摺動面における縦筋状凹凸を形成することができる。
The sliding characteristics of the escape wheel according to the present embodiment show excellent sliding characteristics by holding and supplying the lubricating oil by the fine vertical streaks and the concave portions provided on the other surface.
In this embodiment, a photomask produced by raster scan is used as a means for forming fine vertical stripes on the sliding surface. However, the same can be achieved by adding fine irregularities to the photomask. The effect can be fulfilled. In addition, by using the unevenness of the exposure boundary generated by adjusting the optical system such as collimation of the exposure apparatus and using the light interference by using the gap between the photomask and the photoresist, Since the uneven surface can be formed on the photoresist wall surface, the vertical streak unevenness on the sliding surface according to the present invention can be formed by transferring the uneven surface to the electroformed body.
さらに、本実施の形態では、図2に示した凹部203を有した歯車部201のがんぎ歯車101を例に挙げたが、凹部203の代わりに、図15に示した摺動面1502と段差1503を有する歯車部1501を有するがんぎ車としてもよく、さらに、図16に示したごとく、微細な縦筋状凹凸を形成した摺動面1601と凹部1602およびこの凹部1602と摺動面を繋ぐ凹部1603を備えることにより通常の歯車1604に適用できることは言うまでもない。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、電鋳型としてフォトリソグラフィー法による型を電鋳部品製造用として用いたが、フォトリソグラフィー法により、摺動面となるべき部分に微細な縦筋状凹凸を形成した電鋳母型を作製し、この電鋳母型を用いて、このパターンを樹脂等へ転写し、これに電鋳を行うことにより電鋳部品を作製する方法も可能であることは言うまでもない。 Further, in this embodiment, a photolithography method mold is used as an electroforming mold for producing an electroformed part. However, electroforming in which fine vertical stripes are formed on a portion to be a sliding surface by a photolithography method. It goes without saying that a method for producing an electroformed part is also possible by producing a mother die, using this electroformed mother die, transferring this pattern to a resin or the like, and performing electroforming thereon.
以上述べたように、本実施形態に係る電鋳部品は、電鋳により所定の厚みに形成された電鋳部品であって、厚み方向の少なくとも一部が摺動部となる摺動面を有し、摺動面の摺動方向に対して垂直方向に筋状の凹凸部を設けて潤滑油を保持可能な凹部を備えることを特徴とする。
この電鋳部品は、電鋳の厚み方向の全体または一部が摺動部となる電鋳部品であり、摺動面に微細な縦筋状の概略一方向の凹凸を設けることにより、その凹部に潤滑油を保持すると同時に、この凹部が摺動部以外からの潤滑油の供給路となるため、均一な潤滑油面を維持すると同時に長期間に渡る潤滑油の保持を行うことができるので、長期的かつ安定的な潤滑状態を維持できる。
As described above, the electroformed part according to the present embodiment is an electroformed part formed to a predetermined thickness by electroforming, and has a sliding surface in which at least a part in the thickness direction becomes a sliding part. In addition, the present invention is characterized in that a streak-like uneven portion is provided in a direction perpendicular to the sliding direction of the sliding surface, and a recessed portion capable of holding lubricating oil is provided.
This electroformed part is an electroformed part in which the whole or part of the electroformed thickness direction is a sliding part, and the concave part is formed by providing fine vertical streaks in one direction on the sliding surface. At the same time as holding the lubricating oil, this recess serves as a lubricating oil supply path from other than the sliding portion, so it is possible to maintain a uniform lubricating oil surface and simultaneously hold the lubricating oil for a long period of time, Long-term and stable lubrication can be maintained.
また、本実施形態に係る電鋳部品は、凹凸部の摺動方向に対する自乗平均粗さは、50nmから500nmであることを特徴とする。
この電鋳部品は、摺動面に微細な縦筋状の自乗平均粗さが50nmから500nmからなる一方向の凹凸を設けることにより、その凹部に潤滑油を保持すると同時に、この凹部が摺動部以外からの潤滑油の供給路となるため、均一な潤滑油面を維持すると同時に長期間に渡る潤滑油の保持を行うことができるので、長期的かつ安定的な潤滑状態を維持できる。
In addition, the electroformed component according to this embodiment is characterized in that the mean square roughness with respect to the sliding direction of the concavo-convex portion is 50 nm to 500 nm.
This electroformed part is provided with unidirectional unevenness having a fine vertical streak-like mean square roughness of 50 nm to 500 nm on the sliding surface, thereby retaining the lubricating oil in the recessed portion and simultaneously sliding the recessed portion. Since the lubricating oil supply path is provided from other than the part, the lubricating oil can be maintained for a long time while maintaining a uniform lubricating oil surface, so that a long-term and stable lubricating state can be maintained.
また、本実施形態に係る電鋳部品は、摺動面とは異なる面は、前記摺動面より表面粗さが大きい梨地状態からなることを特徴とする。
この電鋳部品は、摺動面に微細な縦筋状の概略一方向の凹凸を設け、さらにこの縦筋状凹凸とは異なる面に、縦筋状凹凸より大きな粗さを有する梨地状の面を設けることにより、潤滑油を保持することができ、この保持された潤滑油を前記摺動面に設けられた縦筋状凹凸にこの潤滑油を供給することができるので、摺動面の潤滑油の量を常に安定的に保つことができるので長期的かつ安定的な潤滑状態を維持できる。
In addition, the electroformed component according to the present embodiment is characterized in that the surface different from the sliding surface is in a satin state having a surface roughness larger than that of the sliding surface.
This electroformed part has fine vertical streaks in one direction on the sliding surface, and a satin-like surface having roughness larger than the vertical streaks on a surface different from the vertical streaks. Since the lubricating oil can be retained and the retained lubricating oil can be supplied to the vertical streaks provided on the sliding surface, the sliding surface can be lubricated. Since the amount of oil can always be kept stable, a long-term and stable lubricating state can be maintained.
また、本実施形態に係る電鋳部品は、摺動面とは異なる面に凹凸部とつながる凹部を有することを特徴とする。
この電鋳部品は、摺動面に微細な縦筋状の概略一方向の凹凸を設け、さらにこの縦筋状凹凸とは異なる面に、この凹凸部とつながる凹部を設けることにより、この凹部に潤滑油を保持することができ、この保持された潤滑油を前記摺動面に設けられた縦筋状凹凸にこの潤滑油を供給することができるので、摺動面の潤滑油の量を常に安定的に保つことができるので長期的かつ安定的な潤滑状態を維持できる。
In addition, the electroformed component according to the present embodiment is characterized in that a concave portion connected to the concave and convex portion is provided on a surface different from the sliding surface.
This electroformed component is provided with a fine vertical stripe-shaped unevenness on the sliding surface, and a recess connected to the unevenness on a different surface from the vertical stripe unevenness. Since the lubricating oil can be retained and this retained lubricating oil can be supplied to the vertical streaks provided on the sliding surface, the amount of lubricating oil on the sliding surface is always reduced. Since it can be kept stable, a long-term and stable lubricating state can be maintained.
また、本実施形態に係る電鋳部品は、鉤型状の歯部を複数有するがんぎ歯車部からなり、前記歯部に備えられた前記摺動面にアンクルの爪石が摺動することを特徴とする。
この電鋳部品は、アンクルと共に機械式時計の脱進・調速を行うがんぎ車として利用することができる。特に、潤滑油を保持可能な凹部が、アンクルの爪石が摺動される摺動面にあるので、爪石の摺動時に生じる摩擦抵抗を効果的に軽減することができる。従って、耐久性に優れた信頼性の高いがんぎ車とすることができる。
Moreover, the electroformed component according to the present embodiment includes an escape wheel portion having a plurality of saddle-shaped tooth portions, and an anvil claw stone slides on the sliding surface provided in the tooth portions. It is characterized by.
This electroformed part can be used as a escape wheel which escapes and adjusts the mechanical watch together with the ankle. In particular, since the recess capable of holding the lubricating oil is provided on the sliding surface on which the ankle claw stone is slid, the frictional resistance generated when the claw stone slides can be effectively reduced. Therefore, it can be set as the reliable escape wheel excellent in durability.
また、本実施形態に係る電鋳部品の製造方法は、電鋳により所定の厚みに形成され、前記厚み方向の少なくとも一部が摺動部となる摺動面を有し、前記摺動面の摺動方向に対して垂直方向に筋状の凹凸部を設けて潤滑油を保持可能な凹部を備える電鋳部品を製造する方法であって、基板上に形成された導電膜の上に第1のフォトレジスト層を所定の厚みに塗布する第1の塗布工程と、第1のフォトマスクを通して前記第1のフォトレジスト層を部分的に露光する第1の露光工程と、前記第1のフォトレジスト層の上に第2のフォトレジスト層を所定の厚みに塗布する第2の塗布工程と、第2のフォトマスクを通して前記第1のフォトレジスト層及び第2のフォトレジスト層を部分的に露光する第2の露光工程と、露光した前記第1のフォトレジスト層及び第2のフォトレジスト層を現像して前記導電膜を露出させると共に、前記電鋳部品の外形形状を有する開口部を備えた電鋳型を形成する現像工程と、前記電鋳型をめっき液に浸漬し、通電して前記導電膜上にめっき層を形成するめっき工程と、全体を電鋳液に浸漬し、通電して前記めっき層上に金属を析出させると共に、前記開口部を少なくとも完全に塞ぐ金属体となるまで金属を成長させる電鋳工程と、前記開口部から溢れた前記金属体を除去すると共に、残った金属体の厚みが前記電鋳部品の厚みとなるように厚み調整を行う厚み調整工程と、前記フォトレジスト層及び前記めっき層を除去して電鋳部品を得る除去工程と、を備えることを特徴とする。
この電鋳部品の製造方法によれば、電鋳を利用するので複雑な形状であっても精密に電鋳部品を作製することができ、高品質化を図ることができる
In addition, the method for manufacturing an electroformed component according to the present embodiment includes a sliding surface that is formed to a predetermined thickness by electroforming, and at least a part of the thickness direction is a sliding portion. A method of manufacturing an electroformed component having a concave portion capable of holding lubricating oil by providing streaky concave and convex portions in a direction perpendicular to a sliding direction, wherein the first is formed on a conductive film formed on a substrate. A first coating process for coating the first photoresist layer to a predetermined thickness, a first exposure process for partially exposing the first photoresist layer through a first photomask, and the first photoresist. A second coating step of applying a second photoresist layer on the layer to a predetermined thickness, and partially exposing the first photoresist layer and the second photoresist layer through a second photomask. A second exposure step and the exposed first photo-resist; A developing process for developing the resist layer and the second photoresist layer to expose the conductive film and forming an electroforming mold having an opening having an outer shape of the electroformed part; and A plating step in which a plating layer is formed on the conductive film by applying current to the conductive film, and the whole is immersed in an electroforming solution to deposit metal on the plating layer, and at least completely open the opening. The electroforming process for growing the metal until it becomes a metal body to be closed, and removing the metal body overflowing from the opening, and adjusting the thickness so that the thickness of the remaining metal body becomes the thickness of the electroformed component A thickness adjusting step to be performed; and a removing step of removing the photoresist layer and the plating layer to obtain an electroformed component.
According to this method for producing an electroformed part, since electroforming is used, an electroformed part can be precisely produced even in a complicated shape, and high quality can be achieved.
101、302、1406 がんぎ車
102 アンクル
103 軸穴
104 がんぎかな部
105、201、304、1501 歯車部
106、202、303、1502、1601 摺動面
107 アンクルハコ部
108、301 爪石
203、305、1602、1603 凹部
501、1305、1404 シリコンウエハ基板
502、1001、1102、1303、1403 導電膜
503、801、802、1003、1104、1202、1302 フォトレジスト層
601、602 パターン
701、804、901 露光部
803、902 未露光部
1002、1105 開口部
1004、1103 電鋳型
1005 側壁部
1101、1304、1402 銅めっき層
1201、1301、1401 電鋳体
1306、1405 基板
1407、1408 面
1409 側壁
1604 歯車
101, 302, 1406
Claims (4)
前記厚み方向の少なくとも一部が摺動部となる摺動面を有し、前記摺動面の摺動方向に対して垂直方向に筋状の凹凸部を設けて潤滑油を保持可能な凹部を備え、
前記摺動面とは異なる面は、前記摺動面より表面粗さが大きい梨地状態からなることを特徴とする電鋳部品。 An electroformed part formed to a predetermined thickness by electroforming,
A recess having a sliding surface, at least a part of which is a sliding portion, provided with a streak-like uneven portion perpendicular to the sliding direction of the sliding surface and capable of holding lubricating oil; Prepared ,
The electroformed component according to claim 1, wherein the surface different from the sliding surface is in a satin state having a surface roughness larger than that of the sliding surface .
前記歯部に備えられた前記摺動面にアンクルの爪石が摺動することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電鋳部品。 It consists of an escape wheel portion having a plurality of hook-shaped teeth,
Electroformed component according to any one of claims 1 to 3, pallet pallet stones of the sliding surface provided in the tooth portion, characterized in that the slide.
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