JP7087873B2 - How to make watch parts - Google Patents
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Description
本発明は、時計部品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a watch component.
シリコン基板をエッチングして時計部品を製造する方法が特許文献１に開示されている。これによると、シリコン基板はＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いている。ＳＯＩ基板は「ＳＯＩウエハー」ともいう。ＳＯＩ基板はシリコンの活性層と二酸化シリコンのボックス層とシリコンの支持層が重ねてある。活性層が時計部品を形成する層である。
シリコン基板の活性層側に二酸化シリコン膜を成膜し、フォトリソグラフィー法及び反応性イオンエッチング法を用いて二酸化シリコン膜を時計部品及び時計部品を囲む枠の形状に成形する。時計部品と枠とは１つのタイバーで接続されている。そして、深掘り反応性イオンエッチング法を用いて活性層をエッチングする。このとき、二酸化シリコン膜をマスクにして形状を形成する。次に、支持層及びボックス層を枠形状に形成する。支持層及びボックス層における枠形状は活性層における枠形状と同じ形状である。そして、支持層及びボックス層における枠は活性層における枠と対向して配置される。支持層における枠の形成方法は活性層の時計部品及び枠を形成する方法と同じ方法で行われる。ボックス層及びエッチングのマスクに用いた二酸化シリコン膜をフッ酸によって除去する。次に、水素アニール処理をする。そして、タイバーを切断して時計部品を枠から分離していた。 A silicon dioxide film is formed on the active layer side of the silicon substrate, and the silicon dioxide film is formed into a watch component and a frame surrounding the watch component by using a photolithography method and a reactive ion etching method. The watch parts and the frame are connected by one tie bar. Then, the active layer is etched by using a deep-drilling reactive ion etching method. At this time, the shape is formed by using the silicon dioxide film as a mask. Next, the support layer and the box layer are formed in a frame shape. The frame shape in the support layer and the box layer is the same as the frame shape in the active layer. The frame in the support layer and the box layer is arranged so as to face the frame in the active layer. The method of forming the frame in the support layer is the same as the method of forming the watch parts and the frame of the active layer. The silicon dioxide film used for the box layer and the etching mask is removed with hydrofluoric acid. Next, hydrogen annealing treatment is performed. Then, the tie bar was cut to separate the watch parts from the frame.
特許文献１の例では時計部品が１つのタイバーで保持されていた。タイバーが１つのため、部品加工中に衝撃が加わると時計部品がシリコン基板から脱落する恐れがある。衝撃に耐えるためにタイバーを太くすると、タイバーが折れにくくなる。そして、時計部品を枠から外すとき、タイバーの切断部に加わる応力が大きいので、タイバーの切断部で生じたヒビが時計部品に進行して時計部品を損傷させる恐れがあった。このために、切断部から時計部品にヒビが入ることを低減することができる時計部品の製造方法が望まれていた。
In the example of
本願の時計部品の製造方法は、脆性材料の板状部材をエッチングして、時計部品としての本体部と前記本体部を支持する第１タイバー及び第２タイバーと、を形成する工程と、前記第１タイバーと前記本体部とを第１切断部で切断する工程と、前記第１切断部で切断する工程の後に、前記第２タイバーと前記本体部とを、前記第１切断部の断面積よりも大きな断面積を有する第２切断部で切断する工程と、を含む、ことを特徴とする。 The method for manufacturing a watch component of the present application includes a step of etching a plate-shaped member made of a brittle material to form a main body portion as a watch component and a first tie bar and a second tie bar for supporting the main body portion, and the first step. After the step of cutting the 1 tie bar and the main body portion at the first cutting portion and the step of cutting at the first cutting portion, the second tie bar and the main body portion are cut from the cross-sectional area of the first cutting portion. Also characterized by comprising a step of cutting at a second cutting portion having a large cross-sectional area.
上記の時計部品の製造方法は、前記形成する工程において、前記板状部材に前記第１タイバー及び前記第２タイバーと接続する枠部が形成され、前記第１タイバーは、前記本体部に設けられた前記第１切断部と、前記第１切断部と接続する剛体部と、前記剛体部及び前記枠部と接続する弾性部と、を備え、前記第１タイバーを切断する工程では前記本体部に対して前記剛体部を変位させて前記第１切断部を切断し、前記第２タイバーを切断する工程では前記第２切断部に対して前記本体部を変位させて前記第２切断部を切断することが好ましい。 In the method for manufacturing a clock component, in the step of forming, a frame portion connecting the first tie bar and the second tie bar is formed on the plate-shaped member, and the first tie bar is provided on the main body portion. The first cutting portion, the rigid body portion connected to the first cutting portion, and the elastic portion connected to the rigid body portion and the frame portion are provided, and in the step of cutting the first tie bar, the main body portion is provided. On the other hand, in the step of displacing the rigid body portion to cut the first cut portion and cutting the second tie bar, the main body portion is displaced with respect to the second cut portion to cut the second cut portion. Is preferable.
上記の時計部品の製造方法は、前記第１切断部の切断に用いる前記変位は、前記第１切断部を軸にして前記剛体部を回転させることで生じるものであり、前記第２切断部の切断に用いる前記変位は、前記第２切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであることが好ましい。 In the above-mentioned manufacturing method of a timepiece component, the displacement used for cutting the first cut portion is generated by rotating the rigid body portion around the first cut portion, and the second cut portion of the second cut portion. The displacement used for cutting is preferably generated by rotating the main body portion around the second cutting portion.
上記の時計部品の製造方法は、前記形成する工程において、前記板状部材は前記第１タイバー及び前記第２タイバーと接続する枠部が形成され、前記本体部の法線方向から平面視したときに前記枠部は四角形を形成する第１梁、第２梁、第３梁及び第４梁を備え、前記第１梁と前記第３梁とが対向して配置され、前記第２梁と前記第４梁とが対向して配置され、前記第１梁及び前記第３梁の断面積は前記第２梁及び前記第４梁の断面積より大きく、前記第１タイバーは前記第１梁と接続し、前記第２タイバーは前記第３梁と接続し、前記第１タイバーを切断する工程では前記第１梁に対して前記第２梁及び前記第４梁を変形させ、この変形に基づいて前記第１タイバーに対して前記本体部を変位させて前記第１切断部を切断し、前記第２タイバーを切断する工程では前記第２タイバーに対して前記本体部を変位させて前記第２切断部を切断することが好ましい。 In the above method for manufacturing a clock component, in the step of forming the plate-shaped member, a frame portion connecting the first tie bar and the second tie bar is formed, and the plate-shaped member is viewed in a plan view from the normal direction of the main body portion. The frame portion includes a first beam, a second beam, a third beam, and a fourth beam forming a quadrangle, and the first beam and the third beam are arranged so as to face each other, and the second beam and the said beam are arranged. The first beam and the third beam are arranged so as to face each other, the cross-sectional area of the first beam and the third beam is larger than the cross-sectional area of the second beam and the fourth beam, and the first tie bar is connected to the first beam. Then, the second tie bar is connected to the third beam, and in the step of cutting the first tie bar, the second beam and the fourth beam are deformed with respect to the first beam, and the second beam and the fourth beam are deformed based on this deformation. In the step of dislocating the main body portion with respect to the first tie bar to cut the first cutting portion and cutting the second tie bar, the main body portion is displaced with respect to the second tie bar to cut the second cutting portion. It is preferable to cut the beam.
上記の時計部品の製造方法は、前記第１切断部の切断に用いる前記変位は、前記第１切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであり、前記第２切断部の切断に用いる前記変位は、前記第２切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであることが好ましい。 In the above-mentioned manufacturing method of a timepiece component, the displacement used for cutting the first cut portion is generated by rotating the main body portion around the first cut portion, and the second cut portion of the second cut portion. The displacement used for cutting is preferably generated by rotating the main body portion around the second cutting portion.
上記の時計部品の製造方法は、前記脆性材料は単結晶シリコンであり、前記第１切断部の切断面及び前記第２切断部の切断面は異方性がある結晶面となっていることが好ましい。 In the above method for manufacturing watch parts, the brittle material is single crystal silicon, and the cut surface of the first cut portion and the cut surface of the second cut portion are anisotropic crystal planes. preferable.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施形態では時計の一例として機械式時計をとりあげる。そして、本発明の機械部品の一例として、機械式時計のムーブメントにおける時計部品を構成する歯車の１つであるがんぎ車を例にあげて説明する。以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材について実際とは異なる尺度で示している場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a mechanical timepiece is taken up as an example of a timepiece. Then, as an example of the mechanical parts of the present invention, an escape wheel, which is one of the gears constituting the clock parts in the movement of a mechanical timepiece, will be described as an example. In each of the following figures, in order to make each layer and each member recognizable in size, each layer and each member may be shown on a scale different from the actual one.
（第１の実施形態）
本実施形態では、機械式時計と、この機械式時計に組み込まれたがんぎ車の製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる機械式時計とこの機械式時計に組み込まれたがんぎ車について図１～図８に従って説明する。図１は、機械式時計のムーブメントの表側の平面図である。時刻を示す針が設置される側をムーブメントの裏側とする。針を駆動するぜんまい等が配置されている側をムーブメントの表側とする。図１に示すように、時計としての機械式時計１は、ムーブメント２とムーブメント２を収納する図示しないケーシングとにより構成されている。
(First Embodiment)
In this embodiment, a characteristic example of a mechanical timepiece and a method for manufacturing an escape wheel incorporated in the mechanical timepiece will be described with reference to the drawings. The mechanical timepiece according to the first embodiment and the escape wheel incorporated in the mechanical timepiece will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a plan view of the front side of the movement of a mechanical timepiece. The side where the hands indicating the time are installed is the back side of the movement. The side where the royal fern that drives the hands is placed is the front side of the movement. As shown in FIG. 1, a
図中の紙面における手前側を表側といい、奥側を裏側という。ムーブメント２は地板３を有している。地板３の裏側には、図示しない文字板が配されている。ムーブメント２の表側に組み込まれる輪列を表輪列といい、ムーブメント２の裏側に組み込まれる輪列を裏輪列という。
The front side of the paper in the figure is called the front side, and the back side is called the back side. The
地板３には、巻真案内穴３ａが形成されている。巻真案内穴３ａには巻真４が回転自在に組み込まれている。巻真４の近くには、おしどり５、かんぬき６、かんぬきばね７及び裏押さえ８が配置されている。そして、おしどり５、かんぬき６、かんぬきばね７及び裏押さえ８により構成される切換装置により巻真４の軸方向の位置が決められる。
A winding
巻真４にはきち車９及び図示しないつづみ車が配置されている。巻真４の軸方向の位置を変えるとつづみ車ときち車９とが噛み合うか噛み合わないかを切り替えることができる。
A
巻真４が回転軸方向に沿って移動し、ムーブメント２の内側に一番近い方の位置である第１の巻真位置に配置される。この状態で操作者が巻真４を回転させると図示しないつづみ車の回転を介してきち車９が回転する。地板３には丸穴車１０、角穴車１１及び香箱車１２が回転可能に設置されている。そして、きち車９が回転することにより、きち車９と噛合う丸穴車１０が回転する。そして、丸穴車１０が回転することにより、丸穴車１０と噛合う角穴車１１が回転する。さらに、角穴車１１が回転することにより、香箱車１２に収容された図示しないぜんまいを巻き上げる。ぜんまいはムーブメント２を駆動する動力源になっている。
The winding
地板３には二番車１３、三番車１４及び四番車１５が回転可能に配置されている。二番車１３、三番車１４及び四番車１５は番車と呼ばれている。そして、ムーブメント２の表輪列は、香箱車１２、二番車１３、三番車１４及び四番車１５により構成されている。表輪列は香箱車１２の回転力を伝達する機能を果している。また、ムーブメント２の表側において地板３には脱進機構１６及び調速機構１７が配置されている。脱進機構１６及び調速機構１７は表輪列の回転を制御する。
The
二番車１３は香箱車１２に噛合う歯車である。三番車１４は二番車１３に噛合う歯車である。四番車１５は三番車１４に噛合う歯車である。脱進機構１６は表輪列の回転を制御する機構である。脱進機構１６はがんぎ車１８及びアンクル２１を備えている。がんぎ車１８は四番車１５と噛み合い、四番車１５のトルクを受けて回転する。アンクル２１はがんぎ車１８を脱進させて規則正しく回転させる。調速機構１７は脱進機構１６を調速する機構である。調速機構１７はてんぷ２２を備えている。
The
次に、がんぎ車１８について詳細に説明する。図２は、脱進機構の構造を示す模式平面図である。図３は、がんぎ車の構造を示す概略斜視図である。図４は、がんぎ車の構造を示す模式側断面図であり、図２のＡ－Ａ’線に沿う断面図である。図５は、がんぎ歯車部の構造を示す模式平面図である。
Next, the
図２～図４に示すように、がんぎ車１８は時計部品及び本体部としてのがんぎ歯車部２３と軸部材２４とで構成されている。従って、機械式時計１はがんぎ歯車部２３を備えている。軸部材２４はがんぎ歯車部２３に同軸上に固定されている。軸部材２４の軸を通る線を軸線２５とする。以下の説明では軸線２５に沿う方向を単に軸方向といい、軸線２５に直交する方向を径方向という。そして、軸線２５回りに周回する方向を周方向という。また、径方向において、軸線２５側を内周側といい、軸線２５側とは反対側を外周側という。がんぎ歯車部２３の歯先円の直径は特に限定されないが、本実施形態では例えば、５ｍｍである。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
図２～図５に示すように、がんぎ歯車部２３は板状であり、全面に亘って均一な厚みを有する。がんぎ歯車部２３の一方の面を表面２３ａとし、表面２３ａと反対側の面を裏面２３ｂとする。がんぎ歯車部２３は単結晶シリコン等、結晶方位を有する脆性材料からなる。本実施形態では、例えば、がんぎ歯車部２３の材質は単結晶シリコンである。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
がんぎ歯車部２３は、リム部２６、保持部２７及び弾性部２８により構成されている。リム部２６はがんぎ歯車部２３の周囲の部分である。保持部２７はがんぎ歯車部２３の中央の部分である。弾性部２８はリム部２６と保持部２７とを連結する複数のスポーク状の部分である。リム部２６の外周面には、特殊な鉤型状に形成された複数の歯部２９が径方向の外側に向けて突設されている。
The
保持部２７は軸線２５の軸方向に貫通する貫通孔を有し、貫通孔に軸部材２４が挿通されている。そして、保持部２７は軸部材２４に向かって張り出すように湾曲して形成された３つの湾曲部３０を有している。これらの湾曲部３０により軸部材２４が保持されている。
The holding
弾性部２８は保持部２７とリム部２６の内周縁との間に配置されている。そして、弾性部２８はリム部２６と保持部２７とを連結している。
The
図３及び図４に示すように、軸部材２４は、第１ほぞ部２４ａ、第２ほぞ部２４ｂ、がんぎかな部３１、圧入軸部３２及びフランジ部３３を有している。第１ほぞ部２４ａ及び第２ほぞ部２４ｂは軸方向の両端部に位置する。軸方向の一端側に位置する第１ほぞ部２４ａは、図示しない輪列受に回転可能に支持される。そして、軸方向の他端側に位置する第２ほぞ部２４ｂは地板３に回転可能に支持される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
がんぎかな部３１は第１ほぞ部２４ａ寄りに形成されている。そして、がんぎかな部３１が四番車１５に噛合される。これにより、四番車１５のトルクが軸部材２４に伝達され、がんぎ車１８が回転するようになっている。
The
圧入軸部３２の直径は第１ほぞ部２４ａ及び第２ほぞ部２４ｂの直径よりも大きくなっている。圧入軸部３２はがんぎ歯車部２３の保持部２７の貫通孔に裏面２３ｂ側から挿通されている。圧入軸部３２は３つの湾曲部３０と接して保持される。圧入軸部３２の一部ががんぎ歯車部２３の表面２３ａから突出した状態で、圧入軸部３２は保持部２７内に配置されている。
The diameter of the press-fitting
フランジ部３３はがんぎかな部３１と圧入軸部３２との間に位置し、径方向の外側に向けて突出している。３つの湾曲部３０の頂部を通る内接円の直径よりもフランジ部３３の直径は大きくなっている。フランジ部３３の軸方向の第２ほぞ部２４ｂ側に位置する端面は、裏面２３ｂ側の湾曲部３０と当接している。
The
図２に示すように、がんぎ歯車部２３の複数の歯部２９はアンクル２１と噛合する。アンクル２１はアンクル体３４を備えている。アンクル体３４は３つの柱状のアンクルビーム３５がＴ字状に接合した形状になっている。アンクルビーム３５が接合した場所には円柱状のアンクル真３６が配置されている。アンクル真３６の両端は地板３及び図示しないアンクル受により回動可能に支持されている。そして、アンクル体３４はアンクル真３６を軸にして搖動する。
As shown in FIG. 2, the plurality of
３つのアンクルビーム３５のうち１つのアンクルビーム３５の先端には第１爪石３７が設けられている。第１爪石３７が設けられたアンクルビーム３５とは別のアンクルビーム３５には第２爪石３８が設けられている。第１爪石３７または第２爪石３８が設けられたアンクルビーム３５とは別のアンクルビーム３５にはアンクルハコ４１が設けられている。第１爪石３７，第２爪石３８は、四角柱状に形成されたルビーであり、接着剤等によりアンクルビーム３５に接着固定されている。
A
このように構成されたアンクル２１がアンクル真３６を中心に搖動するとき、第１爪石３７或いは第２爪石３８が、がんぎ歯車部２３の歯部２９の先端に接触する。この際、アンクルハコ４１が取り付けられたアンクルビーム３５がドテピン２０に接触する。ドテピン２０は地板３に設置された柱状のピンである。アンクルビーム３５がドテピン２０に接触することにより、アンクル２１は同方向にそれ以上回動しない。その結果、がんぎ車１８の回転が一時的に規制される。
When the
図５に示すように、がんぎ歯車部２３の外縁側面には２つの切断面が形成されている。図中上側に位置する切断面を第２切断面４２ａとする。そして、第２切断面４２ａが配置された部分を第２切断部４２とする。図中右側に位置する切断面を第１切断面４３ａとする。第１切断面４３ａが配置された部分を第１切断部４３とする。第２切断面４２ａ及び第１切断面４３ａは歯部２９間の歯元の近くに設置されている。そして、第２切断面４２ａ及び第１切断面４３ａは第１爪石３７及び第２爪石３８と接触しない場所に配置されている。
As shown in FIG. 5, two cut surfaces are formed on the outer edge side surface of the
がんぎ歯車部２３はリム部２６、保持部２７及び弾性部２８から構成されている。がんぎ歯車部２３は脆性材料である単結晶シリコンからなっている。がんぎ歯車部２３は外縁側面に第２切断面４２ａ及び第１切断面４３ａを有している。
The
図６は第２切断部の構造を示す要部模式平面図である。図６に示すように、がんぎ歯車部２３が完成する前の形態では、がんぎ歯車部２３は第２タイバー４５と接続されている。そして、第２タイバー４５とがんぎ歯車部２３とを切断した面が第２切断面４２ａである。がんぎ歯車部２３の厚み方向側からみた平面視における第２切断面４２ａの長さを第２切断面長４２ｂとする。第２タイバー４５はがんぎ歯車部２３と接続する場所が細くなっているので、切断し易くなっている。
FIG. 6 is a schematic plan view of a main part showing the structure of the second cut part. As shown in FIG. 6, in the form before the
図７は第１切断部の構造を示す要部模式平面図である。図７に示すように、がんぎ歯車部２３が完成する前の形態では、がんぎ歯車部２３は第１タイバー４６とも接続されている。そして、第１タイバー４６とがんぎ歯車部２３とを切断した面が第１切断面４３ａである。がんぎ歯車部２３の厚み方向側からみた平面視における第１切断面４３ａの長さを第１切断面長４３ｂとする。第１タイバー４６はがんぎ歯車部２３と接続する場所が細くなっているので、切断し易くなっている。
FIG. 7 is a schematic plan view of a main part showing the structure of the first cut part. As shown in FIG. 7, in the form before the
第２切断面長４２ｂは第１切断面長４３ｂより長くなっている。そして、第２切断面４２ａにおけるがんぎ歯車部２３の厚みと第１切断面４３ａにおけるがんぎ歯車部２３の厚みとは同じ厚みになっている。従って、第２切断面４２ａの面積は第１切断面４３ａの面積より大きくなっている。
The second
第１切断面４３ａの面積は第１切断部４３の断面積である。また、第２切断面４２ａの面積は第２切断部４２の断面積である。従って、第２切断部４２の断面積は、第１切断部４３の断面積より大きい。
The area of the
図８は単結晶シリコンの結晶構造を示す概略斜視図である。図８に示すように、単結晶シリコンは複数の結晶面を有している。図中の括弧内の数字列はミラー指数を示す。そして、単結晶シリコンは結晶面で劈開しやすい性質がある。従って、単結晶シリコンは結晶面以外の面で切断するときに比べて、結晶面に沿って切断するほうが小さい力で切断できる。そして、切断により生ずるヒビが結晶面以外の方向へ広がることを低減できる。 FIG. 8 is a schematic perspective view showing the crystal structure of single crystal silicon. As shown in FIG. 8, single crystal silicon has a plurality of crystal planes. The number sequence in parentheses in the figure indicates the Miller index. Single crystal silicon has the property of being easily cleaved on the crystal plane. Therefore, single crystal silicon can be cut with a smaller force by cutting along the crystal plane than when cutting on a plane other than the crystal plane. Then, it is possible to reduce the spread of cracks generated by cutting in directions other than the crystal plane.
次に上述したがんぎ車１８の製造方法について図９～図２７にて説明する。図９は、がんぎ車の製造方法のフローチャートであり、図１０～図２７はがんぎ車の製造方法を説明するための模式図である。図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１は酸化膜形成工程であり、シリコンウエハーの一方の平面上にシリコン酸化膜を形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２はフォトレジスト塗布工程である。この工程は、シリコンウエハーの他方の平面上にフォトレジストを塗布し乾燥する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は露光・現像工程である。この工程は、がんぎ歯車部２３の形状のマスクを形成する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４はエッチング工程である。この工程は、シリコンウエハーをエッチングしてがんぎ歯車部２３の形状を形成する工程である。ステップＳ１で形成したシリコン酸化膜はエッチングで形成される孔が貫通することを抑制する。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は酸化膜除去工程である。この工程は、酸化膜を除去する工程である。
Next, the manufacturing method of the
ステップＳ１～ステップＳ５までを合わせた工程がステップＳ１０の外形形成工程である。この工程は、脆性材料の板状部材としてのシリコンウエハー４７をエッチングして時計部品としてのがんぎ歯車部２３と、がんぎ歯車部２３を支持する第１タイバー４６及び第２タイバー４５と、を形成する工程である。さらに、この工程において、シリコンウエハー４７に第１タイバー４６及び第２タイバー４５と接続する枠部５０が形成される。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は第１タイバー切断工程である。この工程は、第１タイバー４６とがんぎ歯車部２３とを第１切断部４３で切断する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は第２タイバー切断工程である。この工程は、第１切断部４３を切断する工程の後に行われ、第２タイバー４５とがんぎ歯車部２３とを第２切断部４２で切断する工程である。この第２切断部４２の断面積は、第１切断部４３の断面積より大きく形成されている。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は組立工程である。この工程は、がんぎ歯車部２３と軸部材２４とを組み立てる工程である。以上の工程によりがんぎ車１８が完成する。
The process of combining steps S1 to S5 is the outer shape forming step of step S10. In this step, the
次に、図１０～図２７を用いて、図９に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図１０はステップＳ１の酸化膜形成工程に対応する図である。図１０に示すように、シリコンウエハー４７を用意する。シリコンウエハー４７は予めがんぎ歯車部２３の厚みに研削され、表面が研磨されている。がんぎ歯車部２３の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、３００μｍになっている。シリコンウエハー４７の平面は[１００]面になっている。シリコンウエハー４７はがんぎ歯車部２３を複数形成するマザー基板である。
Next, the manufacturing method will be described in detail with reference to FIGS. 10 to 27 in correspondence with the steps shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram corresponding to the oxide film forming step of step S1. As shown in FIG. 10, a
シリコンウエハー４７は円板状であり対向する２つの平面を有する。２つの平面の一方を第１面４７ａとし、他方の平面を第２面４７ｂとする。第２面４７ｂにシリコン酸化膜４８を成膜する。シリコン酸化膜４８はＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて成膜する。シリコン酸化膜４８の膜厚は、特に限定されないが本実施形態では例えば、１μｍにした。
The
図１１はステップＳ２のフォトレジスト塗布工程に対応する図である。図１１に示すように、ステップＳ２において、シリコンウエハー４７の第１面４７ａにレジスト膜４９を成膜する。スピンコート法やスプレーコート法等を用いて感光性の樹脂を溶解した樹脂溶液を塗布する。次に、樹脂溶液を乾燥させることにより溶媒を除去して樹脂膜を形成する。感光性の樹脂にはネガ型及びポジ型のいずれの材料を採用しても良い。
FIG. 11 is a diagram corresponding to the photoresist coating step of step S2. As shown in FIG. 11, in step S2, a resist
図１２から図１４はステップＳ３の露光・現像工程に対応する図である。図１２は現像されたレジスト膜４９の断面形状を示している。図１２に示すように、フォトリソグラフィー技術を用いてレジスト膜４９を露光する。そして、レジスト膜４９を現像する。現像されたレジスト膜４９には開口部４９ａが形成され、エッチングマスクとして機能する。
12 to 14 are diagrams corresponding to the exposure / development process of step S3. FIG. 12 shows the cross-sectional shape of the developed resist
図１３は現像されたレジスト膜４９の平面形状を示している。図１３に示すように、シリコンウエハー４７には３６個のがんぎ歯車部２３の形状が配置される。尚、本実施形態では図を見やすくするために、がんぎ歯車部２３の個数は３６個にしたが、１つのシリコンウエハー４７に配置されるがんぎ歯車部２３の個数は特に限定されない。
FIG. 13 shows the planar shape of the developed resist
図１４は現像されたレジスト膜４９を示し、１つのがんぎ歯車部２３に対応する部分を示している。図１４に示すように、シリコンウエハー４７にはがんぎ歯車部２３、第１タイバー４６、及び第２タイバー４５に相当する部分の形状が配置されている。他にも、シリコンウエハー４７にはがんぎ歯車部２３を囲む枠部５０に相当する部分の形状が配置されている。第１タイバー４６、及び第２タイバー４５は枠部５０と接続する。そして、がんぎ歯車部２３は第１タイバー４６及び第２タイバー４５と接続する。開口部４９ａはシリコンウエハー４７からシリコンが除去される部分である。
FIG. 14 shows the developed resist
図１５～図２０はステップＳ４のエッチング工程に対応する図である。図１５に示すように、レジスト膜４９をマスクにして、シリコンウエハー４７に異方性エッチングを施す。異方性エッチングとしては、例えば、誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：ＩＣＰ）によるディープ・リアクティブ・イオンエッチング（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＤＲＩＥ）を用いることができる。
15 to 20 are views corresponding to the etching process of step S4. As shown in FIG. 15, the
図１５に、ＩＣＰによるＤＲＩＥを行う異方性エッチング装置の概略構成を示す。図１５に示すように、異方性エッチング装置５１は、ステージ５２とコイル５３とを備えている。ステージ５２上に、レジスト膜４９が形成された第１面４７ａがコイル５３側を向くようにシリコンウエハー４７を載置する。ＳＦ6ガスを供給しながら、コイル５３に高周波数の大電流を流すことによって、プラズマ５４が発生する。そして、ステージ５２にバイアスをかけることにより、プラズマ５４の粒子がレジスト膜４９の開口からシリコンウエハー４７の第１面４７ａに引き込まれる。これにより、シリコンウエハー４７が第１面４７ａ側から開口部４９ａの形状で厚さ方向に略垂直にエッチングされる。エッチングされたシリコンはＳｉＦ4となって除去される。シリコンウエハー４７の過昇温を防止するために、異方性エッチング装置５１は例えばヘリウムガスを用いてシリコンウエハー４７を第２面４７ｂ側から冷却する。
FIG. 15 shows a schematic configuration of an anisotropic etching apparatus that performs DRIE by ICP. As shown in FIG. 15, the
図１６に示すように、異方性エッチング装置５１を用いてシリコンウエハー４７を所定の深さまで削る。次に、図１７に示すように、異方性エッチング装置５１はＣ4Ｆ8ガスをシリコンウエハー４７の表面に供給する。Ｃ4Ｆ8ガスにより保護膜５５が形成される。保護膜５５の形成をコーティングという。
As shown in FIG. 16, the
図１８に示すように、再度、シリコンウエハー４７をエッチングする。エッチングによりシリコンが露出する。次に、図１９に示すように、保護膜５５をコーティングする。そして、シリコンウエハー４７のエッチングと保護膜５５のコーティングを反復する。この方法をボッシュプロセスという。その結果、図２０に示すように、シリコンウエハー４７にはシリコン酸化膜４８に到達する穴４７ｃが形成される。
As shown in FIG. 18, the
図２１はステップＳ５の酸化膜除去工程に対応する図である。図２１に示すように、シリコンウエハー４７に配置されたレジスト膜４９及びシリコン酸化膜４８を除去する。レジスト膜４９の除去は、レジスト膜４９を溶解・剥離可能な発煙硝酸や有機溶剤等でのウエットエッチング、あるいは、酸素プラズマアッシング等により行うことができる。本実施形態では、例えば、酸素プラズマアッシングでアッシングした後で、さらに、有機剥離液を用いて残渣を除去した。
FIG. 21 is a diagram corresponding to the oxide film removing step of step S5. As shown in FIG. 21, the resist
シリコン酸化膜４８の残差を除去するときにはＢＨＦ（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）溶液にシリコンウエハー４７を浸漬するウエットエッチングを行う。他にも、平行平板によるリアクティブ・イオンエッチングを行ってもよい。以上でステップＳ１０の外形形成工程が終了する。以上の工程によりステップＳ１０が完了する。
When removing the residue of the
図２２～図２４はステップＳ６の第１タイバー切断工程に相当する図である。図２２に示すように、シリコンウエハー４７には枠部５０、第１タイバー４６及びがんぎ歯車部２３がステップＳ１０で形成されている。第１タイバー４６は枠部５０と接続している。
22 to 24 are views corresponding to the first tie bar cutting step in step S6. As shown in FIG. 22, a
第１タイバー４６は第１切断部４３、剛体部５６及び弾性部５７を備えている。第１切断部４３はがんぎ歯車部２３に設けられている。剛体部５６は第１切断部４３と接続する。そして、弾性部５７は剛体部５６及び枠部５０と接続する。
The
第１タイバー４６を切断する工程ではがんぎ歯車部２３に対して剛体部５６を変位させて第１切断部４３を切断する。第１切断部４３の切断に用いる変位は、第１切断部４３を軸にして剛体部５６を回転させることで生じるものである。
In the step of cutting the
まず、第１切断部４３を軸にして剛体部５６を図中時計回りに回転する。次に、図２３に示すように、第１切断部４３を軸にして剛体部５６を図中反時計回りに回転する。さらに、剛体部５６を図中時計回りと図中反時計回りに交互に複数回回転させる。その結果、図２４に示すように、第１切断部４３が切断されて、がんぎ歯車部２３に第１切断面４３ａが形成される。
First, the
剛体部５６は弾性部５７を介して枠部５０と接続しているので、第１切断部４３を軸にして剛体部５６を回転させることができる。第１切断部４３を軸にして剛体部５６を回転することにより、劈開しやすい結晶面に沿って第１切断部４３を切断する。その結果、小さな力で第１切断部４３を切断することができる。
Since the
図２５～図２７はステップＳ７の第２タイバー切断工程に相当する図である。図２５に示すように、シリコンウエハー４７には枠部５０、第２タイバー４５及びがんぎ歯車部２３が配置されている。第２タイバー４５は枠部５０と接続している。
25 to 27 are views corresponding to the second tie bar cutting step in step S7. As shown in FIG. 25, a
第２タイバー４５は第２切断部４２を備えている。第２切断部４２はがんぎ歯車部２３と接続する。第２タイバー４５を切断する工程では第２切断部４２に対してがんぎ歯車部２３を変位させて第２切断部４２を切断する。第２切断部４２の切断に用いる変位は、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転させることで生じるものである。
The
まず、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を図中時計回りに回転する。次に、図２６に示すように、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を図中反時計回りに回転する。さらに、がんぎ歯車部２３を図中時計回りと図中反時計回りに交互に複数回回転させる。その結果、図２７に示すように、第２切断部４２が切断されて、がんぎ歯車部２３に第２切断面４２ａが形成される。
First, the
第１切断部４３が切断された後では、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転させることができる。第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転することにより第２切断部４２に応力を加えて、第２切断部４２を切断する。その結果、小さな力で第２切断部４２を切断することができる。
After the
シリコンウエハー４７の材料である脆性材料は単結晶シリコンである。第１切断面４３ａ及び第２切断面４２ａは異方性がある結晶面となっている。単結晶シリコンは劈開し易い結晶面を有している。劈開し易い結晶面は小さい力で単結晶シリコンを劈開できる面である。そして、第１切断面４３ａ及び第２切断面４２ａは劈開し易い結晶面となっている。従って、第１切断部４３及び第２切断部４２を小さな力で切断させることができる。
The brittle material that is the material of the
図４及び図５はステップＳ８の組立工程に対応する図である。図４に示すように、ステップＳ８において、上述した工程で形成されたがんぎ歯車部２３と軸部材２４とを組み合わせてがんぎ車１８を形成する。がんぎ歯車部２３の保持部２７の複数の湾曲部３０が張り出した貫通孔内に、軸部材２４を挿通させて組み立てる。
4 and 5 are diagrams corresponding to the assembly process of step S8. As shown in FIG. 4, in step S8, the
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、時計部品の製造方法は脆性材料からなるシリコンウエハー４７からがんぎ歯車部２３、第１タイバー４６及び第２タイバー４５を形成している。がんぎ歯車部２３は時計部品の１つである。第１タイバー４６及び第２タイバー４５はがんぎ歯車部２３と接続しがんぎ歯車部２３を支持している。がんぎ歯車部２３は第１タイバー４６及び第２タイバー４５の２つのタイバーにより支持されている為、がんぎ歯車部２３に外力が加わってもタイバーが１つのときに比べて捻じれ難く、また、曲がりにくくなっている。従って、がんぎ歯車部２３はタイバーから外れ難くなっている。
As described above, according to this embodiment, it has the following effects.
(1) According to the present embodiment, in the method of manufacturing a watch component, a
第１タイバー４６とがんぎ歯車部２３とを第１切断部４３で切断し、次に、第２タイバー４５とがんぎ歯車部２３とを第２切断部４２で切断する。第１切断部４３の切断面の断面積は第２切断部４２の切断面の断面積より小さい。従って、第１切断部４３の切断面の断面積が第２切断部４２の切断面の断面積と同じときに比べて、第１タイバー４６を小さな力で切断することができる。タイバーを切断する力が小さい程、がんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減できる。従って、第１切断部４３からがんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減することができる。
The
がんぎ歯車部２３がタイバーを１つのみ備えているときにはタイバーの切断部の切断面の断面積を大きくして製造工程中にがんぎ歯車部２３がタイバーから外れ難ないようにする必要があった。本時計部品の製造方法では２つのタイバーががんぎ歯車部２３を支持している。したがって、タイバーが１つのときの切断面の断面積に比べて、第２切断部４２の切断面の断面積を小さくすることができる。
When the
切断部の切断面が大きいときには、切断部を切断するのに大きな力が必要になる。このとき、シリコンウエハー４７が脆性材料からなる為、切断部からがんぎ歯車部２３にヒビが入る可能性がある。本実施形態は第２切断部４２の切断面の断面積を小さくできるので、小さな力で第２切断部４２を切断することができる。その結果、本時計部品の製造方法は第１切断部４３及び第２切断部４２からがんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減することができる。
When the cut surface of the cut portion is large, a large force is required to cut the cut portion. At this time, since the
（２）本実施形態によれば、シリコンウエハー４７は枠部５０を備え、枠部５０は第１タイバー４６及び第２タイバー４５と接続する。第１タイバー４６は第１切断部４３、剛体部５６及び弾性部５７を備えている。第１切断部４３はがんぎ歯車部２３と接続する。剛体部５６は第１切断部４３及び弾性部５７と接続する。弾性部５７は剛体部５６及び枠部５０と接続する。
(2) According to the present embodiment, the
剛体部５６は弾性部５７を介して枠部５０と接続しているので、第１切断部４３を軸にして剛体部５６を変形させることができる。第１切断部４３に対して剛体部５６を変形させることにより、第１切断部４３に応力を加えて、第１切断部４３を切断する。第１切断部４３が切断された後では、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を変形させることができる。第２切断部４２に対してがんぎ歯車部２３を変形させることにより、第２切断部４２に応力を加えて、第２切断部４２を切断する。その結果、小さな力で第１切断部４３及び第２切断部４２を容易に切断することができる。
Since the
（３）本実施形態によれば、剛体部５６は弾性部５７を介して枠部５０と接続しているので、第１切断部４３を軸にして剛体部５６を（がんぎ歯車部２３の平面方向に）回転させることができる。第１切断部４３を軸にして剛体部５６を回転することにより第１切断部４３の側面（エッチング断面）に応力を加えて、第１切断部４３を切断する。第１切断部４３が切断された後では、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を（がんぎ歯車部２３の平面方向に）回転させることができる。第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を（がんぎ歯車部２３の平面方向に）回転することにより第２切断部４２の側面（エッチング断面）に応力を加えて、第２切断部４２を切断する。その結果、小さな力で剛体部５６を第１切断部４３の側面から切断することができ、がんぎ歯車部２３の表面２３ａや裏面２３ｂにヒビが入ってしまうことを抑制することができる。同様に、小さな力でがんぎ歯車部２３を第２切断部４２の側面から確実に切断することができ、がんぎ歯車部２３の表面２３ａや裏面２３ｂにヒビが入ってしまうことを抑制することができる。
(3) According to the present embodiment, since the
（４）本実施形態によれば、シリコンウエハー４７の材質は単結晶シリコンである。単結晶シリコンは異方性のある結晶面を有している。異方性のある結晶面には劈開し易い結晶面が含まれる。劈開し易い結晶面は小さい力で単結晶シリコンを劈開できる面である。そして、第１切断部４３の切断面及び第２切断部４２の切断面は劈開し易い結晶面となっている。従って、第１切断部４３の切断面及び第２切断部４２の切断面を小さな力で切断させることができる。
(4) According to the present embodiment, the material of the
（５）本実施形態によれば、がんぎ歯車部２３は第１切断面４３ａ及び第２切断面４２ａを有している。第１切断面４３ａは第１タイバー４６の第１切断部４３で支持されていた跡であり、第２切断面４２ａは第２タイバー４５の第２切断部４２で支持されていた跡である。第１タイバー４６の切断部を第１切断部４３とし、第２タイバー４５の切断部を第２切断部４２とする。第１切断面４３ａ及び第２切断面４２ａからがんぎ歯車部２３は２カ所で支持されていたことがわかる。がんぎ歯車部２３は２つのタイバーにより支持されていた為、がんぎ歯車部２３に外力が加わってもタイバーが１つのときに比べて捻じれ難く、また、曲がりにくくなっていた。従って、がんぎ歯車部２３はタイバーから外れ難くなっている。
(5) According to the present embodiment, the
がんぎ歯車部２３が１つのタイバーで支持されているときにはタイバーの切断面の断面積を大きくして製造工程中にがんぎ歯車部２３がタイバーから外れ難ないようにする必要があった。本実施形態ではがんぎ歯車部２３が２つのタイバーで支持されている。したがって、タイバーが１つのときの切断面の断面積に比べて、第１タイバー４６及び第２タイバー４５の切断面の断面積を小さくすることができる。
When the
第１切断面４３ａの面積は第２切断面４２ａの面積より小さくなっている。従って、第１タイバー４６の切断面の断面積が第２タイバー４５の切断面の断面積と同じときに比べて、第１タイバー４６を小さな力で切断することができる。タイバーを切断する力が小さい程、がんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減できる。従って、第１切断部４３からがんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減することができる。
The area of the
第１タイバー４６が切断された後に第２タイバー４５が切断される。タイバーが１つのときに比べて、第２切断面４２ａの断面積を小さくすることができるため、タイバーが１つのときに比べて小さい力で第２切断部４２を切断することができる。
The
切断部の切断面が大きいときには、切断部を切断するのに大きな力が必要になる。このとき、がんぎ歯車部２３が脆性材料からなる為、第１切断面４３ａ及び第２切断面４２ａからがんぎ歯車部２３にヒビが入る可能性がある。第２切断部４２の切断面は断面積を小さくできるので、小さな力で切断部を切断することができる。その結果、がんぎ歯車部２３の構造はがんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減することができる。
When the cut surface of the cut portion is large, a large force is required to cut the cut portion. At this time, since the
（６）本実施形態によれば、シリコンウエハー４７は単結晶シリコンである。単結晶シリコンは複数の結晶面を有している。そして、第１切断面４３ａ及び第２切断面４２ａは、単結晶シリコンの結晶面になっている。単結晶シリコンは結晶面で折れやすいので、第１タイバー４６及び第２タイバー４５を小さい力で切断することができる。その結果、がんぎ歯車部２３の構造はがんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減することができる。
(6) According to the present embodiment, the
（７）本実施形態によれば、第１切断面４３ａの結晶面は、第２切断面４２ａの結晶面と異なる結晶面である。従って、第１切断面４３ａと第２切断面４２ａとは互いに交差する面になっている。このとき、第１タイバー４６及び第２タイバー４５の位置の自由度を高くできるので、時計部品の機能に影響しない場所に切断面を設定しやすくすることができる。
(7) According to the present embodiment, the crystal plane of the
（８）本実施形態によれば、機械式時計１はがんぎ歯車部２３を備えている。がんぎ歯車部２３はがんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減することができる構造になっている。従って、機械式時計１はヒビが入ることを低減することができる構造のがんぎ歯車部２３を備えた時計とすることができる。
(8) According to the present embodiment, the
（第２の実施形態）
次に、がんぎ歯車部のタイバー切断方法の一実施形態について図２８及び図２９を用いて説明する。図２８はがんぎ歯車部が形成されたシリコンウエハーの要部模式平面図である。図２９は第１タイバーの構造を示す要部模式平面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第１タイバー４６の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, an embodiment of a tie bar cutting method for the escape gear portion will be described with reference to FIGS. 28 and 29. FIG. 28 is a schematic plan view of a main part of a silicon wafer on which an escape gear portion is formed. FIG. 29 is a schematic plan view of a main part showing the structure of the first tie bar. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the shape of the
すなわち、本実施形態では、図２８に示すように、シリコンウエハー６０は枠部５０を備えている。そして、枠部５０と接続して第１タイバー６１及び第２タイバー４５が形成されている。さらに、第１タイバー６１及び第２タイバー４５と接続してがんぎ歯車部２３が形成されている。シリコンウエハー６０において枠部５０、がんぎ歯車部２３、第１タイバー６１及び第２タイバー４５に囲まれた部分はシリコンウエハー６０を貫通する穴６０ａになっている。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 28, the
図２９に示すように、第１タイバー６１は第１切断部６２、剛体部６３及び弾性部６４を備えている。第１切断部６２はがんぎ歯車部２３と接続する。剛体部６３は第１切断部６２と接続する。そして、弾性部６４は剛体部６３及び枠部５０と接続する。
As shown in FIG. 29, the
シリコンウエハー６０の厚み方向側からみた平面視において第１切断部６２はがんぎ歯車部２３と剛体部６３との間で最も細くなっている部分を示す。第１切断部６２で切断したときにがんぎ歯車部２３に形成される面を第１切断面６２ａとする。第１切断面６２ａの長さを第１切断面長６２ｂとする。第１切断面長６２ｂは第１切断部６２と同じ長さである。そして、第１切断面長６２ｂは第２切断面長４２ｂより短い長さになっている。第１切断部６２と第２切断部４２とにおけるシリコンウエハー６０の厚みは同じ厚みである。従って、第２切断部４２の断面積は第１切断部６２の断面積より大きくなっている。
In a plan view of the
図２８に示すように、第１タイバー６１を切断するときには操作者が第１切断部６２を軸にしてがんぎ歯車部２３を複数回揺動するように回転する。このとき、第１タイバー６１の剛体部６３も第１切断部６２を軸にして回転する。第１切断部６２の断面積は第２切断部４２の断面積より小さいので、第２切断部４２より先に第１切断部６２が切断される。
As shown in FIG. 28, when cutting the
第１切断部６２の断面積が第２切断部４２の断面積と同じときより小さい力で操作者は第１切断部６２を切断することができる。従って、がんぎ歯車部２３にヒビが入ることを低減することができる。
When the cross-sectional area of the
次に、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を複数回揺動するように回転する。その結果、第２切断部４２を切断することができる。
Next, the
本実施形態では操作者が第１切断部６２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転させる。第１タイバー６１よりがんぎ歯車部２３の方が大きいので、操作者はがんぎ歯車部２３をピンセット等の治具で保持しやすい。従って、操作者は容易に第１切断部６２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転させることができる。
In the present embodiment, the operator rotates the
（第３の実施形態）
次に、がんぎ歯車部のタイバー切断方法の一実施形態について図３０～図３７を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、枠部５０及びタイバーの位置及び形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an embodiment of a method for cutting the tie bar of the escape gear portion will be described with reference to FIGS. 30 to 37. The present embodiment differs from the first embodiment in that the positions and shapes of the
図３０はがんぎ歯車部が形成された基板の構成を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、板状部材としての基板６７に枠部６８、がんぎ歯車部２３、第１タイバー６９、第２タイバー４５、第１変形操作穴７０及び第２変形操作穴７１が配置されている。基板６７はシリコンウエハー４７をスクライブして一部を取り出したものである。基板６７の材質は単結晶シリコンである。基板６７は第１の実施形態のステップＳ１０と同様の工程で形成される。
FIG. 30 is a schematic plan view showing the configuration of the substrate on which the escape gear portion is formed. That is, in the present embodiment, the
枠部６８は格子状に配置され、各枠部６８の内側には基板６７を貫通する穴６７ａが配置されている。枠部６８と第１タイバー６９及び第２タイバー４５とが接続している。そして、がんぎ歯車部２３は第１タイバー６９及び第２タイバー４５に接続され、第１タイバー６９及び第２タイバー４５に支持されている。
The
図中横方向の右側を＋Ｘ方向とし、図中縦方向の上側を＋Ｙ方向とする。そして、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向をＺ方向とする。基板６７の＋Ｙ方向側には第１変形操作穴７０が配置され、第１変形操作穴７０はＸ方向に並んで配置されている。同じく、基板６７の－Ｙ方向側には第２変形操作穴７１が配置され、第２変形操作穴７１はＸ方向に並んで配置されている。第１変形操作穴７０及び第２変形操作穴７１は基板６７に力を作用させて、基板６７を変形させるときに用いられる。詳しくは、枠部６８からがんぎ歯車部２３を外すとき、第２変形操作穴７１に対して第１変形操作穴７０をＸ方向に往復移動させる。
The right side in the horizontal direction in the figure is the + X direction, and the upper side in the vertical direction in the figure is the + Y direction. Then, the direction orthogonal to the X direction and the Y direction is defined as the Z direction. The first
１つのがんぎ歯車部２３に注目したとき、がんぎ歯車部２３の－Ｙ方向側の枠部６８を第１梁６８ａとする。がんぎ歯車部２３の－Ｘ方向側の枠部６８を第２梁６８ｂとする。がんぎ歯車部２３の＋Ｙ方向側の枠部６８を第３梁６８ｃとする。がんぎ歯車部２３の＋Ｘ方向側の枠部６８を第４梁６８ｄとする。このように、がんぎ歯車部２３の法線方向から平面視したときに枠部６８は四角形を形成する第１梁６８ａ、第２梁６８ｂ、第３梁６８ｃ及び第４梁６８ｄを備えている。
When paying attention to one
第１梁６８ａと第３梁６８ｃとが対向して配置されている。第２梁６８ｂと第４梁６８ｄとが対向して配置されている。第１梁６８ａ及び第３梁６８ｃはＸ方向に長い梁である。第１梁６８ａ及び第３梁６８ｃの断面積はＹ方向及びＺ方向を通る平面で切断される断面の断面積である。そして、第２梁６８ｂ及び第４梁６８ｄの断面積はＸ方向及びＺ方向を通る平面で切断される断面の断面積である。このとき、第１梁６８ａ及び第３梁６８ｃの断面積は第２梁６８ｂ及び第４梁６８ｄの断面積より大きくなっている。
The
図３１は第１タイバー及び第２タイバーとがんぎ歯車部との位置関係を説明するための要部模式平面図である。図３１に示すように、がんぎ歯車部２３の－Ｙ方向側ではがんぎ歯車部２３と第１梁６８ａとが第１タイバー６９により接続されている。第１タイバー６９は第１切断部７２にてがんぎ歯車部２３と接続されている。第１切断部７２が切断されたときの切断面が第１切断面７２ａになる。
FIG. 31 is a schematic plan view of a main part for explaining the positional relationship between the first tie bar and the second tie bar and the escape gear portion. As shown in FIG. 31, the
がんぎ歯車部２３の＋Ｙ方向側ではがんぎ歯車部２３と第３梁６８ｃとが第２タイバー４５により接続されている。第２タイバー４５は第２切断部４２にてがんぎ歯車部２３と接続されている。第２切断部４２が切断されたときの切断面が第２切断面４２ａになる。このように、第１タイバー６９は第１梁６８ａと接続し、第２タイバー４５は第３梁６８ｃと接続している。ステップＳ１０の工程において基板６７には第１タイバー６９及び第２タイバー４５と接続する枠部６８が形成される。
On the + Y direction side of the
図３２は第２タイバーとがんぎ歯車部との接続を説明するための要部模式平面図である。図３２に示すように、第２切断面４２ａの長さを第２切断面長４２ｂとする。第２切断部４２の結晶面はＸ方向及びＺ方向を通る面である。そして、第２切断面４２ａは結晶面に沿って形成されるので、第２切断面４２ａはＸ方向及びＺ方向を通る面になる。
FIG. 32 is a schematic plan view of a main part for explaining the connection between the second tie bar and the escape gear part. As shown in FIG. 32, the length of the
図３３は第１タイバーとがんぎ歯車部との接続を説明するための要部模式平面図である。図３３に示すように、第１切断面７２ａの長さを第１切断面長７２ｂとする。第１切断部７２の結晶面はＸ方向及びＺ方向を通る面である。そして、第１切断面７２ａは結晶面に沿って形成されるので、第１切断面７２ａはＸ方向及びＺ方向を通る面になる。そして、第１切断面７２ａは、がんぎ歯車部２３を介して第２切断面４２ａと対向する位置に配置されている。
FIG. 33 is a schematic plan view of a main part for explaining the connection between the first tie bar and the escape gear part. As shown in FIG. 33, the length of the
第２切断面長４２ｂは第１切断面長７２ｂより長くなっている。そして、第２切断面４２ａにおけるがんぎ歯車部２３の厚みと第１切断面７２ａにおけるがんぎ歯車部２３の厚みとは同じ厚みになっている。従って、第２切断面４２ａの面積は第１切断面７２ａの面積より大きくなっている。第１切断面７２ａの面積は第１切断部７２の断面積である。また、第２切断面４２ａの面積は第２切断部４２の断面積である。従って、第２切断部４２の断面積は、第１切断部７２の断面積より大きい。
The second
図３４～図３７は第１切断部及び第２切断部を切断する方法を説明するための模式図である。第１切断部７２を切断するとき第２変形操作穴７１に対して第１変形操作穴７０をＸ方向に往復移動させる。移動量は特に限定されないが、本実施形態では例えば、１００μｍ～２００μｍとした。
34 to 37 are schematic views for explaining a method of cutting the first cut portion and the second cut portion. When cutting the
図３４に示すように、第２変形操作穴７１に対して第１変形操作穴７０を－Ｘ方向に移動させる。このとき、第１梁６８ａに対して第３梁６８ｃが－Ｘ方向に移動する。そして、第２梁６８ｂ及び第４梁６８ｄを変形させる。この操作により、がんぎ歯車部２３は反時計回りに回転する。
As shown in FIG. 34, the first
続いて、図３５に示すように、第２変形操作穴７１に対して第１変形操作穴７０を＋Ｘ方向に移動させる。このとき、第１梁６８ａに対して第３梁６８ｃが＋Ｘ方向に移動する。そして、第２梁６８ｂ及び第４梁６８ｄを変形させる。これにより、がんぎ歯車部２３は時計回りに回転する。
Subsequently, as shown in FIG. 35, the first
さらに続けて、第２変形操作穴７１に対して第１変形操作穴７０を－Ｘ方向と＋Ｘ方向とに交互に往復移動させる。この操作により第２切断部４２及び第１切断部７２には応力が反復して加えられる。
Further, subsequently, the first
第１切断面長７２ｂは第２切断面長４２ｂより短くなっている。従って、図３６に示すように、第１切断部７２が切断され、第１切断面７２ａが形成される。つまり、第１タイバー６９を切断する工程では第１梁６８ａに対して第２梁６８ｂ及び第４梁６８ｄを変形させ、この変形に基づいて第１タイバー６９に対してがんぎ歯車部２３を変位させて第１切断部７２を切断する。第１切断部７２の切断に用いる変位は、第１切断部７２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転させることで生じるものである。
The first
図３７に示すように、第２タイバー４５を切断する工程では第２タイバー４５に対してがんぎ歯車部２３を変位させて第２切断部４２を切断する。第２切断部４２の切断に用いる変位は、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転させることで生じるものである。
As shown in FIG. 37, in the step of cutting the
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、枠部６８は第１タイバー６９及び第２タイバー４５と接続する。枠部６８は第１梁６８ａ、第２梁６８ｂ、第３梁６８ｃ及び第４梁６８ｄを備えている。そして、第１梁６８ａ、第２梁６８ｂ、第３梁６８ｃ及び第４梁６８ｄは四角形を形成する。第１梁６８ａと第３梁６８ｃとが対向している。第２梁６８ｂと第４梁６８ｄとが対向している。そして、第１梁６８ａ及び第３梁６８ｃの断面積は第２梁６８ｂ及び第４梁６８ｄの断面積より大きくなっている。従って、第２梁６８ｂ及び第４梁６８ｄは第１梁６８ａ及び第３梁６８ｃより変形し易い。
As described above, according to this embodiment, it has the following effects.
(1) According to the present embodiment, the
第１梁６８ａ及び第３梁６８ｃを変形させずに、第２梁６８ｂ及び第４梁６８ｄを変形させる。このとき、第１梁６８ａと第３梁６８ｃとは略平行に相対移動する。そして、がんぎ歯車部２３は第１タイバー６９を介して第１梁６８ａと接続し、第２タイバー４５を介して第３梁６８ｃと接続している。このため、枠部６８に対してがんぎ歯車部２３が回転する。このとき、第１切断部７２及び第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３が回転するため、第１切断部７２及び第２切断部４２は損傷する。そして、第１切断部７２は第２切断部４２より断面積が小さいので、第２切断部４２より先に切断される。このとき、第１切断部７２及び第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転させるため小さな力で第１切断部７２に損傷を与えることができる。
The
第１切断部７２が切断された後では、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転させることができる。第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転することにより第２切断部４２に応力を加えて、第２切断部４２を切断する。タイバーが１本の時よりも第１切断部７２の幅を短くすることができる。その結果、小さな力で第１切断部７２及び第２切断部４２を切断することができる。
After the
（２）本実施形態によれば、第１タイバー６９は第１切断部７２を介してがんぎ歯車部２３と接続しているので、第１切断部７２を軸にしてがんぎ歯車部２３を（がんぎ歯車部２３の平面方向に）回転させることができる。第１切断部７２を軸にしてがんぎ歯車部２３を回転することにより第１切断部７２の側面（エッチング断面）に応力を加えて、第１切断部７２を切断する。第１切断部７２が切断された後では、第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を（がんぎ歯車部２３の平面方向に）回転させることができる。第２切断部４２を軸にしてがんぎ歯車部２３を（がんぎ歯車部２３の平面方向に）回転することにより第２切断部４２の側面（エッチング断面）に応力を加えて、第２切断部４２を切断する。その結果、小さな力でがんぎ歯車部２３を第１切断部７２の側面から切断することができ、がんぎ歯車部２３の表面２３ａや裏面２３ｂにヒビが入ってしまうことを抑制することができる。同様に、小さな力でがんぎ歯車部２３を第２切断部４２の側面から確実に切断することができ、がんぎ歯車部２３の表面２３ａや裏面２３ｂにヒビが入ってしまうことを抑制することができる。
(2) According to the present embodiment, since the
（３）本実施形態によれば、がんぎ歯車部２３を挟んで第１切断面７２ａと第２切断面４２ａとが対向している。第１切断面７２ａは第１タイバー６９を切断した跡であり、第２切断面４２ａは第２タイバー４５を切断した跡である。第１タイバー６９及び第２タイバー４５を切断する前ではがんぎ歯車部２３を挟んで第１タイバー６９と第２タイバー４５とが対向している。従って、がんぎ歯車部２３は第１タイバー６９及び第２タイバー４５に支持された両端固定構造になっている。そして、第１タイバー６９と第２タイバー４５とが対向しているとき、第１タイバー６９と第２タイバー４５とが離れている。従って、がんぎ歯車部２３にトルクが加わるときに第１切断部７２及び第２切断部４２に加わる力を小さくできる。その結果、第１タイバー６９及び第２タイバー４５を切断する前では外力に影響され難くできる。
(3) According to the present embodiment, the
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、ステップＳ４のエッチング工程において、ボッシュプロセスを行った。このとき、エッチングした面にスキャロップと呼ばれる凹凸が形成される。このスキャロップを除去する工程を行ってもよい。詳しくは、シリコンウエハー４７を熱酸化し１μｍ以上の深さの酸化膜を形成する。次に、ＢＨＦ溶液に浸漬して酸化膜をエッチングしてもよい。
The present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made by a person having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. A modification example is described below.
(Modification 1)
In the first embodiment, the Bosch process was performed in the etching step of step S4. At this time, irregularities called scallops are formed on the etched surface. A step of removing this scallop may be performed. Specifically, the
他にも、ステップＳ８の組立工程でがんぎ歯車部２３に軸部材２４を挿通した後で、がんぎ歯車部２３の表面に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）からなるシリコン酸化膜を形成する酸化処理を行ってもよい。がんぎ歯車部２３に酸化処理を行うと、シリコンを含む材料からなるがんぎ歯車部２３の表面に形成されるシリコン酸化膜により、がんぎ歯車部２３の機械的強度が向上する。酸化処理を行う場合は、例えば１０００℃以上の高温で行う熱酸化処理を行うことが好ましい。
In addition, after the
（変形例２）
前記第１の実施形態では、がんぎ歯車部２３の材料に脆性材料の板状部材であるシリコンを用いた。他にも、がんぎ歯車部２３の材料に炭化シリコン、水晶、ガラス、サファイア等を用いてもよい。また、第１切断部の厚みと第２切断部の厚みとが同じ構成であったが、２つの切断部の断面積が異なるよう構成すれば、２つの切断部の厚みも異ならせて構成してもよい。
(Modification 2)
In the first embodiment, silicon, which is a plate-like member of a brittle material, is used as the material of the
（変形例３）
前記第１の実施形態では、時計の一例として機械式時計の脱進機構に使用するがんぎ車１８の例を示した。他にも、時計の動力源からの動力により動作する各種時計部品として、脱進機構に使用するアンクルや時計の表輪列に使用する歯車や裏輪列に使用される歯車などにも上記の構造及び製造方法を適用することができる。他にも、電子式時計に適用しても良い。他にも、時計部品以外でもＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の部品に適用してもよい。
(Modification 3)
In the first embodiment, as an example of a timepiece, an example of an
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。 The contents derived from the embodiment are described below.
時計部品の製造方法は、脆性材料の板状部材をエッチングして、時計部品としての本体部と前記本体部を支持する第１タイバー及び第２タイバーと、を形成する工程と、前記第１タイバーと前記本体部とを第１切断部で切断する工程と、前記第１切断部で切断する工程の後に、前記第２タイバーと前記本体部とを、前記第１切断部の断面積よりも大きな断面積を有する第２切断部で切断する工程と、を含む、ことを特徴とする。 The method for manufacturing a watch component is a step of etching a plate-shaped member of a brittle material to form a main body portion as a watch component and a first tie bar and a second tie bar supporting the main body portion, and the first tie bar. After the step of cutting the main body portion at the first cutting portion and the step of cutting the main body portion at the first cutting portion, the second tie bar and the main body portion are larger than the cross-sectional area of the first cutting portion. It is characterized by including a step of cutting at a second cutting portion having a cross-sectional area.
この構成によれば、時計部品の製造方法は脆性材料からなる板状部材から本体部、第１タイバー及び第２タイバーを形成している。本体部は時計部品である。第１タイバー及び第２タイバーは本体部と接続し本体部を支持している。本体部は第１タイバー及び第２タイバーの２つのタイバーにより支持されている為、本体部に外力が加わってもタイバーが１つのときに比べて捻じれ難く、また、曲がりにくくなっている。従って、本体部はタイバーから外れ難くなっている。 According to this configuration, the method for manufacturing watch parts is to form a main body portion, a first tie bar and a second tie bar from a plate-shaped member made of a brittle material. The main body is a watch part. The first tie bar and the second tie bar are connected to the main body and support the main body. Since the main body is supported by two tie bars, a first tie bar and a second tie bar, even if an external force is applied to the main body, it is harder to twist and bend than when there is only one tie bar. Therefore, the main body is hard to come off from the tie bar.
第１タイバーと本体部とを第１切断部で切断し、次に、第２タイバーと本体部とを第２切断部で切断する。第１切断部の切断面の断面積は第２切断部の切断面の断面積より小さい。従って、第１切断部の切断面の断面積が第２切断部の切断面の断面積と同じときに比べて、第１タイバーを小さな力で切断することができる。タイバーを切断する力が小さい程、本体部にヒビが入ることを低減できる。従って、第１切断部から本体部にヒビが入ることを低減することができる。 The first tie bar and the main body portion are cut at the first cutting portion, and then the second tie bar and the main body portion are cut at the second cutting portion. The cross-sectional area of the cut surface of the first cut portion is smaller than the cross-sectional area of the cut surface of the second cut portion. Therefore, the first tie bar can be cut with a smaller force than when the cross-sectional area of the cut surface of the first cut portion is the same as the cross-sectional area of the cut surface of the second cut portion. The smaller the force to cut the tie bar, the less the cracks in the main body. Therefore, it is possible to reduce cracks from the first cutting portion to the main body portion.
１つのみのタイバーが本体部を備えているときにはタイバーの切断部の切断面の断面積を大きくして製造工程中に本体部がタイバーから外れ難ないようにする必要があった。本時計部品の製造方法では２つのタイバーが本体部を支持している。したがって、タイバーが１つのときの切断面の断面積に比べて、第２切断部の切断面の断面積を小さくすることができる。 When only one tie bar is provided with a main body portion, it is necessary to increase the cross-sectional area of the cut surface of the cut portion of the tie bar so that the main body portion does not easily come off from the tie bar during the manufacturing process. In the method of manufacturing the watch parts, two tie bars support the main body. Therefore, the cross-sectional area of the cut surface of the second cut portion can be made smaller than the cross-sectional area of the cut surface when one tie bar is used.
切断部の切断面が大きいときには、切断部を切断するのに大きな力が必要になる。このとき、板状部材が脆性材料からなる為、切断部から本体部にヒビが入る可能性がある。第２切断部の切断面は断面積を小さくできるので、小さな力で切断部を切断することができる。その結果、本時計部品の製造方法は第１切断部及び第２切断部から時計部品としての本体部にヒビが入ることを低減することができる。 When the cut surface of the cut portion is large, a large force is required to cut the cut portion. At this time, since the plate-shaped member is made of a brittle material, there is a possibility that cracks may occur from the cut portion to the main body portion. Since the cut surface of the second cut portion can have a small cross-sectional area, the cut portion can be cut with a small force. As a result, the method for manufacturing the watch parts can reduce cracks from the first cut portion and the second cut portion into the main body portion as the watch parts.
上記の時計部品の製造方法は、前記形成する工程において、前記板状部材に前記第１タイバー及び前記第２タイバーと接続する枠部が形成され、前記第１タイバーは、前記本体部に設けられた前記第１切断部と、前記第１切断部と接続する剛体部と、前記剛体部及び前記枠部と接続する弾性部と、を備え、前記第１タイバーを切断する工程では前記本体部に対して前記剛体部を変位させて前記第１切断部を切断し、前記第２タイバーを切断する工程では前記第２切断部に対して前記本体部を変位させて前記第２切断部を切断することが好ましい。 In the method for manufacturing a clock component, in the step of forming, a frame portion connecting the first tie bar and the second tie bar is formed on the plate-shaped member, and the first tie bar is provided on the main body portion. The first cutting portion, the rigid body portion connected to the first cutting portion, and the elastic portion connected to the rigid body portion and the frame portion are provided, and in the step of cutting the first tie bar, the main body portion is provided. On the other hand, in the step of displacing the rigid body portion to cut the first cut portion and cutting the second tie bar, the main body portion is displaced with respect to the second cut portion to cut the second cut portion. Is preferable.
この構成によれば、板状部材は枠部を備え、枠部は第１タイバー及び第２タイバーと接続する。第１タイバーは第１切断部、剛体部及び弾性部を備えている。第１切断部は本体部と接続する。剛体部は第１切断部及び弾性部と接続する。弾性部は剛体部及び枠部と接続する。 According to this configuration, the plate-shaped member includes a frame portion, and the frame portion is connected to the first tie bar and the second tie bar. The first tie bar includes a first cut portion, a rigid body portion and an elastic portion. The first cut portion is connected to the main body portion. The rigid body portion is connected to the first cut portion and the elastic portion. The elastic portion is connected to the rigid body portion and the frame portion.
剛体部は弾性部を介して枠部と接続しているので、第１切断部を軸にして剛体部を変形させることができる。第１切断部に対して剛体部を変形させることにより、第１切断部に応力を加えて、第１切断部を切断する。第１切断部が切断された後では、第２切断部を軸にして本体部を変形させることができる。第２切断部に対して本体部を変形させることにより、第２切断部に応力を加えて、第２切断部を切断する。その結果、小さな力で第１切断部及び第２切断部を容易に切断することができる。 Since the rigid body portion is connected to the frame portion via the elastic portion, the rigid body portion can be deformed with the first cut portion as an axis. By deforming the rigid body portion with respect to the first cut portion, stress is applied to the first cut portion to cut the first cut portion. After the first cut portion is cut, the main body portion can be deformed around the second cut portion. By deforming the main body portion with respect to the second cut portion, stress is applied to the second cut portion to cut the second cut portion. As a result, the first cut portion and the second cut portion can be easily cut with a small force.
上記の時計部品の製造方法は、前記第１切断部の切断に用いる前記変位は、前記第１切断部を軸にして前記剛体部を回転させることで生じるものであり、前記第２切断部の切断に用いる前記変位は、前記第２切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであることが好ましい。 In the above-mentioned manufacturing method of a timepiece component, the displacement used for cutting the first cut portion is generated by rotating the rigid body portion around the first cut portion, and the second cut portion of the second cut portion. The displacement used for cutting is preferably generated by rotating the main body portion around the second cutting portion.
この構成によれば、剛体部は弾性部を介して枠部と接続しているので、第１切断部を軸にして剛体部を（前記本体部の平面方向に）回転させることができる。第１切断部を軸にして剛体部を回転することにより第１切断部の側面（エッチング断面）に応力を加えて、第１切断部を切断する。第１切断部が切断された後では、第２切断部を軸にして本体部を（前記本体部の平面方向に）回転させることができる。第２切断部を軸にして本体部を（前記本体部の平面方向に）回転することにより第２切断部の側面（エッチング断面）に応力を加えて、第２切断部を切断する。その結果、小さな力で剛体部を第１切断部の側面から切断することができ、本体部の表面や裏面にヒビが入ってしまうことを抑制することができる。同様に、小さな力で本体部を第２切断部の側面から確実に切断することができ、本体部の表面や裏面にヒビが入ってしまうことを抑制することができる。 According to this configuration, since the rigid body portion is connected to the frame portion via the elastic portion, the rigid body portion can be rotated (in the plane direction of the main body portion) about the first cut portion. By rotating the rigid body portion around the first cut portion, stress is applied to the side surface (etched cross section) of the first cut portion to cut the first cut portion. After the first cut portion is cut, the main body portion can be rotated around the second cut portion (in the plane direction of the main body portion). By rotating the main body portion (in the plane direction of the main body portion) around the second cut portion, stress is applied to the side surface (etched cross section) of the second cut portion to cut the second cut portion. As a result, the rigid body portion can be cut from the side surface of the first cutting portion with a small force, and it is possible to prevent cracks from being formed on the front surface and the back surface of the main body portion. Similarly, the main body can be reliably cut from the side surface of the second cutting portion with a small force, and cracks can be prevented from entering the front surface and the back surface of the main body.
上記の時計部品の製造方法は、前記形成する工程において、前記板状部材は前記第１タイバー及び前記第２タイバーと接続する枠部が形成され、前記本体部の法線方向から平面視したときに前記枠部は四角形を形成する第１梁、第２梁、第３梁及び第４梁を備え、前記第１梁と前記第３梁とが対向して配置され、前記第２梁と前記第４梁とが対向して配置され、前記第１梁及び前記第３梁の断面積は前記第２梁及び前記第４梁の断面積より大きく、前記第１タイバーは前記第１梁と接続し、前記第２タイバーは前記第３梁と接続し、前記第１タイバーを切断する工程では前記第１梁に対して前記第２梁及び前記第４梁を変形させ、この変形に基づいて前記第１タイバーに対して前記本体部を変位させて前記第１切断部を切断し、前記第２タイバーを切断する工程では前記第２タイバーに対して前記本体部を変位させて前記第２切断部を切断することが好ましい。 In the above method for manufacturing a clock component, in the step of forming the plate-shaped member, a frame portion connecting the first tie bar and the second tie bar is formed, and the plate-shaped member is viewed in a plan view from the normal direction of the main body portion. The frame portion includes a first beam, a second beam, a third beam, and a fourth beam forming a quadrangle, and the first beam and the third beam are arranged so as to face each other, and the second beam and the said beam are arranged. The first beam and the third beam are arranged so as to face each other, the cross-sectional area of the first beam and the third beam is larger than the cross-sectional area of the second beam and the fourth beam, and the first tie bar is connected to the first beam. Then, the second tie bar is connected to the third beam, and in the step of cutting the first tie bar, the second beam and the fourth beam are deformed with respect to the first beam, and the second beam and the fourth beam are deformed based on this deformation. In the step of dislocating the main body portion with respect to the first tie bar to cut the first cutting portion and cutting the second tie bar, the main body portion is displaced with respect to the second tie bar to cut the second cutting portion. It is preferable to cut the beam.
この構成によれば、枠部は第１タイバー及び第２タイバーと接続する。枠部は第１梁、第２梁、第３梁及び第４梁を備えている。そして、第１梁、第２梁、第３梁及び第４梁は四角形を形成する。第１梁と第３梁とが対向している。第２梁と第４梁とが対向している。そして、第１梁及び第３梁の断面積は第２梁及び第４梁の断面積より大きくなっている。従って、第２梁及び第４梁は第１梁及び第３梁より変形し易い。 According to this configuration, the frame portion is connected to the first tie bar and the second tie bar. The frame portion includes a first beam, a second beam, a third beam, and a fourth beam. The first beam, the second beam, the third beam, and the fourth beam form a quadrangle. The first beam and the third beam face each other. The second beam and the fourth beam face each other. The cross-sectional area of the first beam and the third beam is larger than the cross-sectional area of the second beam and the fourth beam. Therefore, the second beam and the fourth beam are more easily deformed than the first beam and the third beam.
第１梁及び第３梁を変形させずに、第２梁及び第４梁を変形させる。このとき、第１梁と第３梁とは略平行に相対移動する。そして、本体部は第１タイバーを介して第１梁と接続し、第２タイバーを介して第３梁と接続している。このため、枠部に対して本体部が回転する。このとき、第１切断部及び第２切断部を軸にして本体部が回転するため、第１切断部及び第２切断部が切断される。そして、第１切断部は第２切断部より断面積が小さいので、第２切断部より先に切断される。このとき、第１切断部及び第２切断部を軸にして本体部を回転させるため本体部を損傷させない小さな力で第１切断部を切断することができる。 The second beam and the fourth beam are deformed without deforming the first beam and the third beam. At this time, the first beam and the third beam move relative to each other substantially in parallel. The main body is connected to the first beam via the first tie bar and is connected to the third beam via the second tie bar. Therefore, the main body rotates with respect to the frame portion. At this time, since the main body rotates around the first cut portion and the second cut portion, the first cut portion and the second cut portion are cut. Since the first cut portion has a smaller cross-sectional area than the second cut portion, the first cut portion is cut before the second cut portion. At this time, since the main body portion is rotated around the first cut portion and the second cut portion, the first cut portion can be cut with a small force that does not damage the main body portion.
第１切断部が切断された後では、第２切断部を軸にして本体部を回転させることができる。第２切断部を軸にして本体部を回転することにより、第２切断部を切断する。その結果、本体部を損傷させない小さな力で第１切断部及び第２切断部を切断することができる。 After the first cut portion is cut, the main body portion can be rotated around the second cut portion. The second cut portion is cut by rotating the main body portion around the second cut portion. As a result, the first cut portion and the second cut portion can be cut with a small force that does not damage the main body portion.
上記の時計部品の製造方法は、前記第１切断部の切断に用いる前記変位は、前記第１切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであり、前記第２切断部の切断に用いる前記変位は、前記第２切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであることが好ましい。 In the above-mentioned manufacturing method of a timepiece component, the displacement used for cutting the first cut portion is generated by rotating the main body portion around the first cut portion, and the second cut portion of the second cut portion. The displacement used for cutting is preferably generated by rotating the main body portion around the second cutting portion.
この構成によれば、本体部は第１切断部を介して枠部と接続しているので、第１切断部を軸にして本体部を（前記本体部の平面方向に）回転させることができる。第１切断部を軸にして本体部を回転することにより第１切断部の側面（エッチング断面）に応力を加えて、第１切断部を切断する。第１切断部が切断された後では、第２切断部を軸にして本体部を（前記本体部の平面方向に）回転させることができる。第２切断部を軸にして本体部を（前記本体部の平面方向に）回転することにより第２切断部の側面（エッチング断面）に応力を加えて、第２切断部を切断する。その結果、小さな力で本体部を第１切断部の側面から切断することができ、本体部の表面や裏面にヒビが入ってしまうことを抑制することができる。同様に、小さな力で本体部を第２切断部の側面から確実に切断することができ、本体部の表面や裏面にヒビが入ってしまうことを抑制することができる。 According to this configuration, since the main body portion is connected to the frame portion via the first cut portion, the main body portion can be rotated (in the plane direction of the main body portion) with the first cut portion as an axis. .. By rotating the main body portion around the first cut portion, stress is applied to the side surface (etched cross section) of the first cut portion to cut the first cut portion. After the first cut portion is cut, the main body portion can be rotated around the second cut portion (in the plane direction of the main body portion). By rotating the main body portion (in the plane direction of the main body portion) around the second cut portion, stress is applied to the side surface (etched cross section) of the second cut portion to cut the second cut portion. As a result, the main body portion can be cut from the side surface of the first cutting portion with a small force, and it is possible to prevent cracks from being formed on the front surface and the back surface of the main body portion. Similarly, the main body can be reliably cut from the side surface of the second cutting portion with a small force, and cracks can be prevented from entering the front surface and the back surface of the main body.
上記の時計部品の製造方法は、前記脆性材料は単結晶シリコンであり、前記第１切断部の切断面及び前記第２切断部の切断面は異方性がある結晶面となっていることが好ましい。 In the above method for manufacturing watch parts, the brittle material is single crystal silicon, and the cut surface of the first cut portion and the cut surface of the second cut portion are anisotropic crystal planes. preferable.
この構成によれば、脆性材料は単結晶シリコンである。単結晶シリコンは異方性がある結晶面を有している。異方性がある結晶面には劈開し易い結晶面が含まれる。劈開し易い結晶面は小さい力で単結晶シリコンを劈開できる面である。そして、第１切断部の切断面及び第２切断部の切断面は劈開し易い結晶面となっている。従って、第１切断部の切断面及び第２切断部の切断面を小さな力で切断させることができる。 According to this configuration, the brittle material is single crystal silicon. Single crystal silicon has an anisotropic crystal plane. Crystal planes with anisotropy include crystal planes that are easily cleaved. The crystal plane that is easy to cleave is the plane that can cleave single crystal silicon with a small force. The cut surface of the first cut portion and the cut surface of the second cut portion are crystal planes that are easily cleaved. Therefore, the cut surface of the first cut portion and the cut surface of the second cut portion can be cut with a small force.
時計部品は、脆性材料で構成され、時計の動力源からの動力により動作する本体部と、前記本体部の外縁側面に、第１切断面と、第２切断面と、を有し、前記第２切断面の面積は前記第１切断面の面積より大きいことを特徴とする。 The watch parts are made of a brittle material and have a main body portion operated by power from a power source of the watch, and a first cut surface and a second cut surface on the outer edge side surface of the main body portion. 2. The area of the cut surface is larger than the area of the first cut surface.
この構成によれば、本体部は第１切断面及び第２切断面を有している。第１切断面は第１タイバーの切断部で支持されていた跡であり、第２切断面は第２タイバーの切断部で支持されていた跡である。第１タイバーの切断部を第１切断部とし、第２タイバーの切断部を第２切断部とする。第１切断面及び第２切断面から本体部は２カ所で支持されていたことがわかる。本体部は２つのタイバーにより支持されていた為、本体部に外力が加わってもタイバーが１つのときに比べて捻じれ難く、また、曲がりにくくなっていた。従って、本体部はタイバーから外れ難くなっている。 According to this configuration, the main body portion has a first cut surface and a second cut surface. The first cut surface is a trace supported by the cut portion of the first tie bar, and the second cut surface is a trace supported by the cut portion of the second tie bar. The cut portion of the first tie bar is referred to as a first cut portion, and the cut portion of the second tie bar is referred to as a second cut portion. From the first cut surface and the second cut surface, it can be seen that the main body portion was supported at two places. Since the main body was supported by two tie bars, even if an external force was applied to the main body, it was harder to twist and bend than when there was only one tie bar. Therefore, the main body is hard to come off from the tie bar.
本体部が１つのタイバーで支持されているときにはタイバーの切断面の断面積を大きくして製造工程中に本体部がタイバーから外れないようにする必要があった。本時計部品では本体部が２つのタイバーで支持されていた。したがって、タイバーが１つのときの切断面の断面積に比べて、第１タイバー及び第２タイバーの切断面の断面積を小さくすることができる。 When the main body is supported by one tie bar, it is necessary to increase the cross-sectional area of the cut surface of the tie bar so that the main body does not come off the tie bar during the manufacturing process. In this watch parts, the main body was supported by two tie bars. Therefore, the cross-sectional area of the cut surface of the first tie bar and the second tie bar can be made smaller than the cross-sectional area of the cut surface when one tie bar is used.
第１切断面の面積は第２切断面の面積より小さくなっている。従って、第１タイバーの切断面の断面積が第２タイバーの切断面の断面積と同じときに比べて、第１タイバーを小さな力で切断することができる。タイバーを切断する力が小さい程、本体部にヒビが入ることを低減できる。従って、第１切断部から本体部にヒビが入ることを低減することができる。 The area of the first cut surface is smaller than the area of the second cut surface. Therefore, the first tie bar can be cut with a smaller force than when the cross section of the cut surface of the first tie bar is the same as the cross section of the cut surface of the second tie bar. The smaller the force to cut the tie bar, the less the cracks in the main body. Therefore, it is possible to reduce cracks from the first cutting portion to the main body portion.
第１タイバーが切断された後に第２タイバーが切断される。タイバーが１つのときに比べて、第２切断面の断面積を小さくすることができるため、タイバーが１つのときに比べて小さい力で第２切断部を切断することができる。 The second tie bar is cut after the first tie bar is cut. Since the cross-sectional area of the second cut surface can be made smaller than when there is only one tie bar, the second cut portion can be cut with a smaller force than when there is only one tie bar.
切断部の切断面が大きいときには、切断部を切断するのに大きな力が必要になる。このとき、本体部が脆性材料からなる為、第１切断面及び第２切断面から本体部にヒビが入る可能性がある。第２切断部の切断面は断面積を小さくできるので、小さな力で切断部を切断することができる。その結果、本時計部品の構造は本体部にヒビが入ることを低減することができる。 When the cut surface of the cut portion is large, a large force is required to cut the cut portion. At this time, since the main body is made of a brittle material, cracks may occur in the main body from the first cut surface and the second cut surface. Since the cut surface of the second cut portion can have a small cross-sectional area, the cut portion can be cut with a small force. As a result, the structure of the watch parts can reduce cracks in the main body.
上記の時計部品は、前記第１切断面は、前記本体部を介して前記第２切断面と対向する位置に配置されていることが好ましい。 In the above clock parts, it is preferable that the first cut surface is arranged at a position facing the second cut surface via the main body portion.
この構成によれば、本体部を挟んで第１切断面と第２切断面とが対向している。第１切断面は第１タイバーを切断した跡であり、第２切断面は第２タイバーを切断した跡である。第１タイバー及び第２タイバーを切断する前では本体部を挟んで第１タイバーと第２タイバーとが対向している。従って、本体部は第１タイバー及び第２タイバーに支持された両端固定構造になっている。そして、第１タイバーと第２タイバーとが対向しているとき、第１タイバーと第２タイバーとが離れている。従って、本体部にトルクが加わるときに第１切断部及び第２切断部に加わる力を小さくできる。従って、第１タイバー及び第２タイバーを切断する前では外力に影響され難くできる。その結果、品質良く時計部品を製造することができる。 According to this configuration, the first cut surface and the second cut surface face each other with the main body portion interposed therebetween. The first cut surface is a trace of cutting the first tie bar, and the second cut surface is a trace of cutting the second tie bar. Before cutting the first tie bar and the second tie bar, the first tie bar and the second tie bar face each other with the main body portion interposed therebetween. Therefore, the main body has a fixed structure at both ends supported by the first tie bar and the second tie bar. When the first tie bar and the second tie bar face each other, the first tie bar and the second tie bar are separated from each other. Therefore, when torque is applied to the main body portion, the force applied to the first cutting portion and the second cutting portion can be reduced. Therefore, before cutting the first tie bar and the second tie bar, it can be less affected by an external force. As a result, watch parts can be manufactured with high quality.
上記の時計部品は、前記脆性材料は単結晶シリコンであり、前記第１切断面及び前記第２切断面は、前記単結晶シリコンの結晶面になっていることが好ましい。 In the above clock parts, it is preferable that the brittle material is single crystal silicon, and the first cut surface and the second cut surface are crystal planes of the single crystal silicon.
この構成によれば、脆性材料は単結晶シリコンである。単結晶シリコンは複数の結晶面を有している。そして、第１切断面及び第２切断面は、シリコンの結晶面に一致している。単結晶シリコンは結晶面で折れやすいので、第１タイバー及び第２タイバーを小さい力で切断することができる。従って、本時計部品の構造は本体部にヒビが入ることを低減することができる。その結果、品質良く時計部品を製造することができる。 According to this configuration, the brittle material is single crystal silicon. Single crystal silicon has a plurality of crystal planes. The first cut surface and the second cut surface coincide with the crystal plane of silicon. Since single crystal silicon is easily broken at the crystal plane, the first tie bar and the second tie bar can be cut with a small force. Therefore, the structure of the watch parts can reduce cracks in the main body. As a result, watch parts can be manufactured with high quality.
上記の時計部品は、前記脆性材料は単結晶シリコンであり、前記第１切断面の結晶面は、前記第２切断面の結晶面と異なる結晶面であることが好ましい。 In the above-mentioned timepiece component, it is preferable that the brittle material is single crystal silicon and the crystal plane of the first cut surface is different from the crystal plane of the second cut surface.
この構成によれば、第１切断面の結晶面は、第２切断面の結晶面と異なる結晶面である。従って、第１切断面と第２切断面とは互いに交差する面になっている。このとき、第１タイバー及び第２タイバーの位置の自由度を高くできるので、時計部品の機能に影響しない場所に切断面を設定しやすくすることができる。 According to this configuration, the crystal plane of the first cut plane is a crystal plane different from the crystal plane of the second cut plane. Therefore, the first cut surface and the second cut surface are surfaces that intersect each other. At this time, since the degree of freedom in the positions of the first tie bar and the second tie bar can be increased, it is possible to easily set the cut surface at a place that does not affect the functions of the watch parts.
時計は、上記に記載の時計部品を備えたことを特徴とする。 The timepiece is characterized by being provided with the timepiece parts described above.
この構成によれば、時計は上記に記載の時計部品を備えている。上記に記載の時計部品は本体部にヒビが入ることを低減することができる構造になっている。従って、本時計は本体部にヒビが入ることを低減することができる構造の時計部品を備えた時計とすることができる。 According to this configuration, the watch comprises the watch components described above. The clock parts described above have a structure capable of reducing cracks in the main body. Therefore, this timepiece can be a timepiece equipped with a timepiece component having a structure capable of reducing cracks in the main body.
１…時計としての機械式時計、２３…時計部品及び本体部としてのがんぎ歯車部、４２…第２切断部、４２ａ…第２切断面、４３，６２…第１切断部、４３ａ，６２ａ，７２ａ…第１切断面、４５…第２タイバー、４６，６９…第１タイバー、４７…板状部材としてのシリコンウエハー、５６，６３…剛体部、５７，６４…弾性部、６７…板状部材としての基板、６８ａ…第１梁、６８ｂ…第２梁、６８ｃ…第３梁、６８ｄ…第４梁、６８…枠部。 1 ... Mechanical clock as a timepiece, 23 ... Clock parts and escape gear part as a main body, 42 ... Second cut part, 42a ... Second cut surface, 43, 62 ... First cut part, 43a, 62a , 72a ... 1st cut surface, 45 ... 2nd tie bar, 46, 69 ... 1st tie bar, 47 ... Silicon wafer as a plate-shaped member, 56, 63 ... Rigid body portion, 57, 64 ... Elastic portion, 67 ... Plate-shaped Substrate as a member, 68a ... 1st beam, 68b ... 2nd beam, 68c ... 3rd beam, 68d ... 4th beam, 68 ... frame portion.
Claims (6)
前記第１タイバーと前記本体部とを第１切断部で切断する工程と、
前記第１切断部で切断する工程の後に、前記第２タイバーと前記本体部とを、前記第１切断部の断面積よりも大きな断面積を有する第２切断部で切断する工程と、を含む、ことを特徴とする時計部品の製造方法。 A step of etching a plate-shaped member of a brittle material to form a main body portion as a watch component and a first tie bar and a second tie bar supporting the main body portion.
A step of cutting the first tie bar and the main body portion at the first cutting portion,
After the step of cutting at the first cutting portion, the step of cutting the second tie bar and the main body portion at a second cutting portion having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the first cutting portion is included. , A method of manufacturing watch parts.
前記形成する工程において、前記板状部材に前記第１タイバー及び前記第２タイバーと接続する枠部が形成され、
前記第１タイバーは、前記本体部に設けられた前記第１切断部と、前記第１切断部と接続する剛体部と、前記剛体部及び前記枠部と接続する弾性部と、を備え、
前記第１タイバーを切断する工程では前記本体部に対して前記剛体部を変位させて前記第１切断部を切断し、
前記第２タイバーを切断する工程では前記第２切断部に対して前記本体部を変位させて前記第２切断部を切断することを特徴とする時計部品の製造方法。 The method for manufacturing a watch component according to claim 1.
In the forming step, a frame portion connected to the first tie bar and the second tie bar is formed on the plate-shaped member.
The first tie bar includes the first cut portion provided in the main body portion, a rigid body portion connected to the first cut portion, and an elastic portion connected to the rigid body portion and the frame portion.
In the step of cutting the first tie bar, the rigid body portion is displaced with respect to the main body portion to cut the first cutting portion.
A method for manufacturing a timepiece component, characterized in that, in the step of cutting the second tie bar, the main body portion is displaced with respect to the second cutting portion to cut the second cutting portion.
前記第１切断部の切断に用いる前記変位は、前記第１切断部を軸にして前記剛体部を回転させることで生じるものであり、
前記第２切断部の切断に用いる前記変位は、前記第２切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであることを特徴とする時計部品の製造方法。 The method for manufacturing a watch component according to claim 2.
The displacement used for cutting the first cut portion is caused by rotating the rigid body portion around the first cut portion.
A method for manufacturing a timepiece component, wherein the displacement used for cutting the second cut portion is generated by rotating the main body portion around the second cut portion.
前記形成する工程において、前記板状部材は前記第１タイバー及び前記第２タイバーと接続する枠部が形成され、
前記本体部の法線方向から平面視したときに前記枠部は四角形を形成する第１梁、第２梁、第３梁及び第４梁を備え、
前記第１梁と前記第３梁とが対向して配置され、前記第２梁と前記第４梁とが対向して配置され、
前記第１梁及び前記第３梁の断面積は前記第２梁及び前記第４梁の断面積より大きく、
前記第１タイバーは前記第１梁と接続し、前記第２タイバーは前記第３梁と接続し、
前記第１タイバーを切断する工程では前記第１梁に対して前記第２梁及び前記第４梁を変形させ、この変形に基づいて前記第１タイバーに対して前記本体部を変位させて前記第１切断部を切断し、
前記第２タイバーを切断する工程では前記第２タイバーに対して前記本体部を変位させて前記第２切断部を切断することを特徴とする時計部品の製造方法。 The method for manufacturing a watch component according to claim 1.
In the forming step, the plate-shaped member is formed with a frame portion connected to the first tie bar and the second tie bar.
The frame portion includes a first beam, a second beam, a third beam, and a fourth beam that form a quadrangle when viewed in a plan view from the normal direction of the main body portion.
The first beam and the third beam are arranged to face each other, and the second beam and the fourth beam are arranged to face each other.
The cross-sectional area of the first beam and the third beam is larger than the cross-sectional area of the second beam and the fourth beam.
The first tie bar is connected to the first beam, the second tie bar is connected to the third beam, and the second tie bar is connected to the third beam.
In the step of cutting the first tie bar, the second beam and the fourth beam are deformed with respect to the first beam, and the main body portion is displaced with respect to the first tie bar based on this deformation. 1 Cut the cut part and
A method for manufacturing a timepiece component, characterized in that, in the step of cutting the second tie bar, the main body portion is displaced with respect to the second tie bar to cut the second cut portion.
前記第１切断部の切断に用いる前記変位は、前記第１切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであり、
前記第２切断部の切断に用いる前記変位は、前記第２切断部を軸にして前記本体部を回転させることで生じるものであることを特徴とする時計部品の製造方法。 The method for manufacturing a watch component according to claim 4.
The displacement used for cutting the first cut portion is caused by rotating the main body portion around the first cut portion.
A method for manufacturing a timepiece component, wherein the displacement used for cutting the second cut portion is generated by rotating the main body portion around the second cut portion.
前記脆性材料は単結晶シリコンであり、前記第１切断部の切断面及び前記第２切断部の切断面は異方性がある結晶面となっていることを特徴とする時計部品の製造方法。 The method for manufacturing a watch component according to any one of claims 1 to 5.
A method for manufacturing a timepiece component, wherein the brittle material is single crystal silicon, and the cut surface of the first cut portion and the cut surface of the second cut portion are anisotropic crystal planes.
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