JP7107405B2 - 機械部品及び時計 - Google Patents

Description

本発明は、機械部品及び時計に関する。

機械式時計には、歯車等に代表される数多くの機械部品が搭載されている。歯車等の機械部品は、外周に複数の歯部が形成された回転部材の中心に設けられた貫通孔（保持部）に、軸部材が挿入され固定（保持）されてなる。従来、機械部品は金属材料を機械加工することにより形成されているが、近年では、時計用の機械部品の材料としてシリコンを含む基材が用いられるようになっている。シリコンを基材とする機械部品は、金属を基材とするものに比べて軽いことから、機械部品の慣性力を小さくすることができるので、エネルギーの伝達効率の向上が見込まれる。また、シリコンはフォトリソグラフィーやエッチング技術を用いて形成する形状の自由度が高いため、シリコンを基材とすることで機械部品の加工精度を向上できるという利点もある。

特許文献１に、シリコンで形成された歯車の中央の開口にシャフトを打ち込んだ構造の機械部品が開示されている。特許文献１に記載の機械部品は、歯車の中央の開口に剛性ゾーンと柔軟ゾーンとを有する。剛性ゾーンは、シャフトの外形に沿った形状を有し、シャフトを歯車の開口の中心に配置する。柔軟ゾーンには、円弧状に湾曲しシャフトに対して径方向（シャフトの中心から外側に向かう方向）に変形可能な舌形状部分が設けられ、舌形状部分の先端部がシャフトに当接することにより、シャフトに対する歯車の回転を抑止する。

特開２００９－５２８５２４号公報

ところで、金属で形成されたシャフトに対してシリコンで形成された歯車を組み合わせる場合、金属同士の組み合わせと比べて、シャフトと歯車との間にすべりが生じやすい。特許文献１に記載の機械部品では、柔軟ゾーンに設けられた舌形状部分がシャフトを保持する機能を有する。より具体的には、シャフトに対して歯車を固定する役割と、シャフトに対して歯車の回転を抑止する役割と、を舌形状部分が担う構成となっている。しかしながら、歯車（プレート）の面内で円弧状に湾曲した形状の舌形状部分は、径方向に変形可能であるため、シャフトに対して歯車が回転してしまい、回転トルクに損失が生じるおそれがある。また、舌形状部分がシャフトの軸方向（長手方向）に変形し易いため固定力が不足し、シャフトに対して歯車が傾いたり抜けたりして破損してしまうおそれがある。その結果、時計の品質の低下や精度の低下を招くおそれがある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る機械部品は、軸部材と、前記軸部材を保持する保持部と、複数の歯部を有するリム部と、を有する回転部材と、を備え、前記保持部は、前記リム部から延在する第１保持部と、前記第１保持部から分岐して設けられた第２保持部と、を有することを特徴とする。

本適用例の機械部品の構成によれば、軸部材に対して回転部材を固定するとともに回転を抑止するための保持部として、第１保持部と第２保持部とを有する。そのため、第１保持部と第２保持部とで、軸部材に対して回転部材の回転を抑止する役割と、軸部材に対して回転部材を固定する役割と、をそれぞれに適した構成で分担させることができる。これにより、軸部材に対する回転部材の回転を抑止するとともに、回転部材と軸部材とを固定して軸部材に対する回転部材の傾きや抜けを抑止することができる。この結果、時計の品質及び精度の向上に寄与する機械部品を提供することができる。

［適用例２］上記適用例に係る機械部品であって、前記第１保持部は、前記リム部から前記軸部材に向かう方向に延在し、前記第２保持部は、前記第１保持部と交差する方向に延在する第１部分と、前記第１部分から前記軸部材に向かう方向に延在する第２部分と、を有することが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、リム部から軸部材に向かう方向に延在する第１保持部に対して、第１保持部と交差する方向に延在する第１部分が撓むことで、第２部分がその延在方向である軸部材に向かう方向、及び軸部材から外側に向かう方向に変形することが可能となる。この変形によって生じる応力により、回転部材の中心に軸部材を配置して保持することができる。

［適用例３］上記適用例に係る機械部品であって、前記第２保持部は、複数の前記第１部分を有することが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、第１保持部と第２部分とを接続する複数の第１部分は、第１保持部及び第２保持部（第１部分及び第２部分）で構成される平面内においてリム部から軸部材に向かう方向に撓みやすい。このような第１部分を複数有することにより、回転部材の中心に軸部材を保持するための十分な応力を得ることが可能となる。一方、複数の第１部分は、第１保持部及び第２保持部（第１部分及び第２部分）で構成される平面と交差する軸方向（軸部材の長手方向）には撓みにくい。したがって、第２部分は、軸部材に向かう方向、及び軸部材から外側に向かう方向には変形し易いが、軸方向には変形しにくいので、回転部材と軸部材とを固定して軸部材に対する回転部材の傾きや抜けを抑止することができる。

［適用例４］上記適用例に係る機械部品であって、前記第１保持部、前記第２保持部、及び前記リム部は、同一の材料で形成されていることが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、回転部材の第１保持部、第２保持部、及びリム部を、同一の基板から同じエッチング工程により形成することができる。これにより、回転部材の生産性を向上させるとともに生産コストを低減することができる。

［適用例５］上記適用例に係る機械部品であって、前記軸部材は、前記第１保持部と嵌合する溝を有することが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、第１保持部を軸部材の溝に嵌合させることにより、軸部材に対する回転部材の回転を確実に抑止できる。

［適用例６］上記適用例に係る機械部品であって、前記軸部材は、歯車部を有し、前記歯車部の隣り合う歯同士の間隔は、前記溝の幅と等しいことが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、歯車部の隣り合う歯同士の間隔が溝の幅と等しいので、軸部材の製造工程において歯車部を形成する際に、軸部材の軸方向に通して切削加工することにより溝を形成することができる。これにより、歯車部を形成する工程とは別工程で溝を形成する場合と比べて、機械加工を容易に行えるとともに生産性を向上することができる。

［適用例７］上記適用例に係る機械部品であって、前記軸部材は、前記保持部に対して前記歯車部とは反対側に、前記保持部から遠ざかるにしたがって径が小さくなるように形成された第１テーパー部を有することが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、軸部材は、回転部材の保持部に保持される位置に対して、歯車部とは反対側に第１テーパー部を有している。機械部品を組み立てる工程において、回転部材に第１テーパー部が設けられた側の端部から軸部材を挿通させる場合に、第１テーパー部において軸部材の径が保持部に近付くにしたがって径が大きくなるので、回転部材に軸部材を容易に挿通させて固定することができる。

［適用例８］上記適用例に係る機械部品であって、前記軸部材は、前記保持部に対して前記歯車部側に、外側に突出するとともに前記第２保持部の前記歯車部側の面に当接する突出部を有し、前記突出部と前記第１テーパー部との間に、前記突出部に近付くにしたがって径が小さくなるように形成された第２テーパー部を有することが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、軸部材は、突出部と第１テーパー部との間に、突出部に近付くにしたがって径が小さくなるように形成された第２テーパー部を有している。ここで、金属からなる軸部材の外形の形状を切削加工や研削加工などの機械加工で形成する場合、軸部材の軸部と突出部との角部を直角に形成することは容易ではなく、角部が円弧状に張り出した張出部ができてしまう場合がある。このような場合に、回転部材に軸部材を挿通して突出部と第２保持部とを当接させようとすると、第２保持部の先端の角部が張出部と干渉してしまう。突出部に近付くにしたがって径が小さくなるように第２テーパー部を形成すれば、第２保持部の先端の角部に対して張出部を軸部材の中心側へ寄せて配置することができる。これにより、第２保持部の先端の角部と張出部との干渉を緩和して、軸部材の所定の位置に回転部材の保持部を固定することができる。

［適用例９］上記適用例に係る機械部品であって、前記軸部材は、前記突出部と前記第１テーパー部との間に、前記第２保持部と嵌合する凹部を有し、前記第２テーパー部は、前記凹部に設けられていることが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、軸部材の突出部と第１テーパー部との間に凹部を設けるので、第１テーパー部と凹部との段差ができる。第２保持部を凹部に嵌合させると、第２保持部の一端側は突出部で規制され、第２保持部の他端側は第１テーパー部との段差で規制される。これにより、回転部材と軸部材とをより確実に固定するとともに、回転部材に対する軸部材の傾きや抜けをより確実に抑止することができる。

［適用例１０］上記適用例に係る機械部品であって、前記回転部材は、前記軸部材に接着材を介して固定されていることが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、回転部材が接着材を介して軸部材に固定されるので、回転部材に対する軸部材の傾きや抜けをより確実に抑止できる。

［適用例１１］上記適用例に係る機械部品であって、前記軸部材に前記回転部材を固定する環状の固定部材を備えていることが好ましい。

本適用例の機械部品の構成によれば、回転部材が環状の固定部材により軸部材に固定されるので、回転部材に対する軸部材の傾きや抜けをより確実に抑止できる。

［適用例１２］本適用例に係る時計は、上記に記載の機械部品を備えたことを特徴とする。

本適用例の時計の構成によれば、上記適用例のいずれかに記載の機械部品を備えているので、品質に優れた精度の高い時計を提供することができる。

本実施形態に係る機械式時計のムーブメントの表側の平面図。 実施形態１に係る脱進機構の平面図。 実施形態１に係る機械部品としてのがんぎ車を表面側から見た斜視図。 実施形態１に係る機械部品としてのがんぎ車を裏面側から見た斜視図。 図２のＡ－Ａ’線に沿う断面図。 実施形態１に係るがんぎ車の軸部材の斜視図。 図５のＢ部を拡大した部分断面図。 実施形態２に係る機械部品としてのがんぎ車を表面側から見た斜視図。 実施形態２に係る機械部品としてのがんぎ車の軸部材の斜視図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、本発明の時計の一例として、機械式時計をとりあげる。そして、本発明の機械部品の一例として、機械式時計のムーブメントにおける時計部品を構成する歯車の１つであるがんぎ車を例にあげて説明する。以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材について実際とは異なる尺度で示している場合がある。

（実施形態１）
［機械式時計］
はじめに、本実施形態に係る時計としての機械式時計１について説明する。図１は、本実施形態に係る機械式時計のムーブメントの表側の平面図である。図１に示すように、本実施形態に係る機械式時計１は、ムーブメント１０と、ムーブメント１０を収納する図示しないケーシングと、により構成されている。

図１における紙面の手前側を表側といい、奥側を裏側という。ムーブメント１０は、基板を構成する地板１１を有している。地板１１の裏側には、図示しない文字板が配されている。なお、ムーブメント１０の表側に組み込まれる輪列を表輪列と称し、ムーブメント１０の裏側に組み込まれる輪列を裏輪列と称する。

地板１１には、巻真案内穴１１ａが形成されており、巻真案内穴１１ａに巻真１２が回転自在に組み込まれている。巻真１２は、おしどり１３、かんぬき１４、かんぬきばね１５、及び裏押さえ１６を有する切換装置により、その軸方向の位置が決められている。また、巻真１２の案内軸部には、きち車１７が回転自在に設けられている。

このような構成のもと、巻真１２が、回転軸方向に沿ってムーブメント１０の内側に一番近い方の第１の巻真位置（０段目）にある状態で巻真１２を回転させると、図示しないつづみ車の回転を介してきち車１７が回転する。そして、きち車１７が回転することにより、きち車１７と噛合う丸穴車２０が回転する。そして、丸穴車２０が回転することにより、丸穴車２０と噛合う角穴車２１が回転する。さらに、角穴車２１が回転することにより、香箱車２２に収容された図示しないぜんまい（動力源）を巻き上げる。

ムーブメント１０の表輪列は、上述した香箱車（機械部品）２２の他に、所謂番車と呼ばれる二番車（機械部品）２５、三番車（機械部品）２６、及び四番車（機械部品）２７により構成されており、香箱車２２の回転力を伝達する機能を果している。また、ムーブメント１０の表側には、表輪列の回転を制御するための脱進機構３０及び調速機構３１が配置されている。

二番車２５は、香箱車２２に噛合う歯車である。三番車２６は、二番車２５に噛合う歯車である。四番車２７は、三番車２６に噛合う歯車である。脱進機構３０は、上述した表輪列の回転を制御する機構であって、四番車２７と噛み合うがんぎ車（機械部品）３５と、がんぎ車３５を脱進させて規則正しく回転させるアンクル（機械部品）３６と、を備えている。調速機構３１は、上述した脱進機構３０を調速する機構であって、てんぷ（機械部品）４０を具備している。

＜がんぎ車＞
次に、実施形態１に係る脱進機構３０が備えるがんぎ車３５について、より詳細に説明する。図２は、実施形態１に係る脱進機構の平面図である。図３は、実施形態１に係る機械部品としてのがんぎ車を表面側から見た斜視図である。図４は、実施形態１に係る機械部品としてのがんぎ車を裏面側から見た斜視図である。図５は、図２のＡ－Ａ’線に沿う断面図である。図６は、実施形態１に係るがんぎ車の軸部材の斜視図である。図７は、図５のＢ部を拡大した部分断面図である。

図２～図５に示すように、脱進機構３０が備えるがんぎ車３５は、回転部材としてのがんぎ歯車部１０１と、がんぎ歯車部１０１に同軸（軸線Ｏ１）上に固定された軸部材（回転軸）１０２と、を備えている。

以下の説明では、がんぎ歯車部１０１及び軸部材１０２の軸線Ｏ１に沿う長手方向を単に軸方向という。がんぎ歯車部１０１の表面１０１ａ及び裏面１０１ｂは、軸線Ｏ１（軸部材１０２の中心を軸方向に沿って通る線）と直交している。がんぎ歯車部１０１の表面１０１ａ及び裏面１０１ｂに平行な面内で軸線Ｏ１を通る方向を径方向という。がんぎ歯車部１０１及び軸部材１０２の軸線Ｏ１回りに周回する方向を周方向という。

がんぎ歯車部１０１は、一方の面としての表面１０１ａ、及び、一方の面と反対側の他方の面としての裏面１０１ｂが平坦面とされるとともに、全面に亘って均一な厚みとされた板状のものである。がんぎ歯車部１０１は、単結晶シリコン等、結晶方位を有する材料、または金属等の材料からなる。

がんぎ歯車部１０１は、複数の歯部１１２を有するリム部１１１と、軸部材１０２を保持する保持部１１５と、を有する。リム部１１１は、がんぎ歯車部１０１の外縁の環状部分である。歯部１１２は、リム部１１１の外周から外側に向けて突設されており、特殊な鉤型状に形成されている。複数の歯部１１２の先端に、後述するアンクル３６の爪石１４４ａ，１４４ｂが接触するようになっている。

保持部１１５は、リム部１１１に対して軸部材１０２側に配置されている。本実施形態では、がんぎ歯車部１０１は７つの保持部１１５を有している。保持部１１５は、環状のリム部１１１の周方向における７箇所に、３６０／７°の等ピッチで配置されている。なお、保持部１１５の数は、３つから７つの範囲でもよいし７つ以上でもよく、特に限定されない。保持部１１５は、リム部１１１から延在する第１保持部１１３と、第１保持部１１３から分岐して設けられた第２保持部１１４と、を有する。第１保持部１１３、第２保持部１１４（第１部分１１４ａ、第２部分１１４ｂ）、及びリム部１１１は、同一の材料で一体に形成されている。

がんぎ歯車部１０１の中央部の保持部１１５（第１保持部１１３及び第２保持部１１４）で囲まれた領域に、軸部材１０２が挿通されている。換言すれば、保持部１１５により、がんぎ歯車部１０１の中央部に軸部材１０２を挿通させる貫通孔が構成されている。

第１保持部１１３は、リム部１１１から軸部材１０２に向かう方向に延在する。第１保持部１１３は、溝１２５に嵌合することで、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の回転を抑止する機能を有する。第１保持部１１３の先端は、第２保持部１１４の第２部分１１４ｂの先端よりも軸部材１０２の中心側に位置している。

第２保持部１１４は、第１部分１１４ａと第２部分１１４ｂとを有している。第２保持部１１４は、軸部材１０２をがんぎ歯車部１０１の中心に固定するとともに、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の傾きや抜けを抑止する機能を有する。

第１部分１１４ａは、第１保持部１１３に接続され、第１保持部１１３の延在方向と交差する方向に延在する。第２保持部１１４は、複数の第１部分１１４ａを有する。複数の第１部分１１４ａは、互いに略平行に配置されている。複数の第１部分１１４ａは、第２部分１１４ｂに対して、第２部分１１４ｂの延在方向に加えられる応力を緩和する機能を有する。第２部分１１４ｂは、複数の第１部分１１４ａに接続され、軸部材１０２に向かう方向に延在する。第２部分１１４ｂは、凹部１２６に嵌合している。

図２に示すように、がんぎ歯車部１０１を軸部材１０２から見ると、第１保持部１１３と第２部分１１４ｂとはそれぞれ放射状に径方向の外側に向かって延在する。がんぎ歯車部１０１の表面１０１ａに平行な面内において、第１保持部１１３の延在方向と第２部分１１４ｂの延在方向とは、それぞれ径方向に沿った方向であるが、互いに平行ではない。第１部分１１４ａの延在方向は、がんぎ歯車部１０１の表面１０１ａに平行な面内において、第１保持部１１３の延在方向及び第２部分１１４ｂの延在方向と交差する方向である。

第１保持部１１３と第２部分１１４ｂとの間に梁状に形成された複数の第１部分１１４ａは、複数の第１部分１１４ａで構成される面（がんぎ歯車部１０１の表面１０１ａ及び裏面１０１ｂ）内において、その延在方向には撓みにくいが、その延在方向と交差する方向には撓みやすい。また、複数の第１部分１１４ａで構成される面と交差する軸方向には撓みにくい。

そのため、軸部材１０２をがんぎ歯車部１０１に挿通する際には、複数の第１部分１１４ａが撓んで軸部材１０２に対して第２部分１１４ｂの延在方向に変形することにより、容易に第２部分１１４ｂを凹部１２６に嵌合させることができる。また、がんぎ車３５に外力が加えられた際には、第２部分１１４ｂの延在方向に変形し易いので、がんぎ歯車部１０１の中心に軸部材１０２を保持することができる。一方、軸方向、すなわち軸部材１０２ががんぎ歯車部１０１から抜ける方向には変形しにくいので、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の傾きや抜けを抑止することができる。

がんぎ歯車部１０１は、例えば、シリコンを含むウェハー状の基板の表面に形成したフォトレジストパターンを介して、異方性エッチングを施して基板の厚さ方向に深掘りすることにより形成される。がんぎ歯車部１０１の第１保持部１１３、第２保持部１１４、及びリム部１１１等の各部を、同一の基板から同じエッチング工程により形成することができ、１枚の基板からがんぎ歯車部１０１を複数取りできるので、がんぎ歯車部１０１の生産性を向上させるとともに生産コストを低減することができる。また、フォトリソグラフィーやエッチング技術を用いて形成するので、形状の自由度が高く、加工精度を向上できるという利点もある。

がんぎ車３５（がんぎ歯車部１０１）の複数の歯部１１２は、アンクル３６に噛合するようになっている。アンクル３６は、３つのアンクルビーム１４３によってＴ字状に形成されたアンクル体１４２ｄと、軸であるアンクル真１４２ｆと、を備えている。アンクル体１４２ｄは、アンクル真１４２ｆによって回動可能に構成されている。なお、アンクル真１４２ｆは、その両端が地板１１（図１参照）及び図示しないアンクル受に対してそれぞれ回動可能に支持されている。

３つのアンクルビーム１４３のうち、２つのアンクルビーム１４３の先端には爪石１４４ａ，１４４ｂが設けられ、残り１つのアンクルビーム１４３の先端にはアンクルハコ１４５が取り付けられている。爪石１４４ａ，１４４ｂは、四角柱状に形成されたルビーであり、接着剤等によりアンクルビーム１４３に接着固定されている。

このように構成されたアンクル３６がアンクル真１４２ｆを中心に回動した際に、爪石１４４ａ或いは爪石１４４ｂが、がんぎ車３５の歯部１１２の先端に接触するようになっている。また、この際、アンクルハコ１４５が取り付けられたアンクルビーム１４３が、図示しないドテピンに接触するようになっており、これによってアンクル３６は、同方向にそれ以上回動しないようになっている。その結果、がんぎ車３５の回転も一時的に停止するようになっている。

図２に示す平面視において、軸部材１０２は、がんぎ歯車部１０１の中央部に配置されている。図３～図６に示すように、軸部材１０２は、ほぞ部１２１ａ，１２１ｂと、歯車部としてのがんぎかな部１２２と、第１テーパー部１２３と、突出部１２４（図４～図６参照）と、を有している。軸部材１０２は、がんぎ歯車部１０１の保持部１１５で囲まれた貫通孔内に、裏面１０１ｂ側から挿通されている。軸部材１０２は、第１テーパー部１２３ががんぎ歯車部１０１の表面１０１ａから軸方向の他端側に向けて突出した状態で、がんぎ歯車部１０１に固定されている。

ほぞ部１２１ａ，１２１ｂは、軸部材１０２における軸方向の両端部に位置している。ほぞ部１２１ａ，１２１ｂのうち、軸方向の一端側に位置するほぞ部１２１ａは、図示しない輪列受に回転可能に支持され、軸方向の他端側に位置するほぞ部１２１ｂは、地板１１に回転可能に支持されている。軸部材１０２における、がんぎかな部１２２と突出部１２４との間の部分を軸部１２９という（図５及び図６参照）。

歯車部としてのがんぎかな部１２２は、軸部材１０２の軸方向におけるほぞ部１２１ａ寄りに形成されている。がんぎかな部１２２は、複数の歯１２２ａを有している。複数の歯１２２ａは、軸部１２９から径方向の外側に突出するように形成されている。がんぎかな部１２２が四番車２７（図１参照）の歯車部に噛合されることで、四番車２７の回転力が軸部材１０２に伝達され、がんぎ車３５が回転するようになっている。

本実施形態では、がんぎかな部１２２は７つの歯１２２ａを有している。歯１２２ａは、がんぎかな部１２２の周方向における７箇所に、３６０／７°の等ピッチで配置されている。したがって、溝１２８も、がんぎかな部１２２の周方向における７箇所に３６０／７°の等ピッチで配置されている。がんぎかな部１２２における隣り合う歯１２２ａ同士の間には、溝１２８が設けられている。したがって、溝１２８の数は歯１２２ａの数と同じである。隣り合う歯１２２ａ同士の間隔は、溝１２８の幅と等しい。なお、歯１２２ａの数は、本実施形態では７つであるが、３つから７つの範囲でもよいし７つ以上でもよく、特に限定されない。

図３、図５、及び図６に示すように、第１テーパー部１２３は、軸部材１０２の軸方向におけるほぞ部１２１ｂ寄り、すなわち、がんぎ歯車部１０１の保持部１１５に対してがんぎかな部１２２とは反対側に形成されている（図５参照）。第１テーパー部１２３は、ほぞ部１２１ａ，１２１ｂよりも大径に形成されている。第１テーパー部１２３は、保持部１１５からほぞ部１２１ｂ側へ遠ざかるにしたがって径が小さくなるように形成されている。換言すれば、第１テーパー部１２３は、ほぞ部１２１ｂ側から突出部１２４に近付くにしたがって径が大きくなるように形成されている。

突出部１２４は、保持部１１５に対してがんぎかな部１２２側に配置されている。突出部１２４は、軸部１２９から径方向の外側に突出するように複数形成されている。突出部１２４は、第２部分１１４ｂ（第２保持部１１４）のがんぎかな部１２２側の面（裏面１０１ｂ）に当接している（図５参照）。本実施形態では、突出部１２４はがんぎかな部１２２の歯１２２ａと同じ数だけ配置されている。

隣り合う突出部１２４同士の間には、第１保持部１１３と嵌合する溝１２５が設けられている。隣り合う突出部１２４同士の間隔は、溝１２５の幅と等しい。溝１２５の幅は、溝１２８の幅と等しい。したがって、溝１２５の幅は、がんぎかな部１２２の隣り合う歯１２２ａ同士の間隔と等しい。

溝１２５と溝１２８とは、軸部材１０２の周方向における同じ位置に配置されている。換言すれば、図６において軸部材１０２をほぞ部１２１ｂ側から軸方向に平面視すると、溝１２５と溝１２８とは互いに重なるように配置される。溝１２５は、軸部材１０２における軸方向に沿って、突出部１２４が形成された位置から第１テーパー部１２３が形成された位置まで延在している。

図５～図７に示すように、軸部材１０２の軸方向における突出部１２４と第１テーパー部１２３との間には、第２保持部１１４の第２部分１１４ｂと嵌合する凹部１２６が配置されている。凹部１２６は、径方向において突出部１２４及び第１テーパー部１２３よりも内側（軸部材１０２の中心側）に窪んでいる。凹部１２６には、突出部１２４に近付くにしたがって径が小さくなるように形成された第２テーパー部１２７が設けられている（図７参照）。

軸部材１０２は、軸部材１０２となる部材に対して、切削加工や研削加工などの機械加工を行うことにより形成される。軸部材１０２の材料としては、高温で行う熱酸化処理などの酸化処理の温度に対する十分な耐熱性を有する材料である炭素鋼が好ましい。炭素鋼は、上述した剛性や耐熱性に優れた材料であることに加えて、切削加工や研削加工などの加工性も高い材料であるため、軸部材１０２の材料として特に好適である。なお、軸部材１０２の材料として、タンタル（Ｔａ）またはタングステン（Ｗ）を用いてもよい。

図６に示すように、溝１２５は、第１テーパー部１２３から窪むように形成されている。溝１２５は、第１保持部１１３と嵌合することで、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の回転を抑止する機能を有する。溝１２５は、第１テーパー部１２３が形成された位置から突出部１２４が形成された位置まで、軸部材１０２の軸方向に沿って直線状に形成されている。溝１２８は、軸部材１０２の軸方向に沿った溝１２５の延長線上に位置している。

本実施形態では、溝１２５は、がんぎかな部１２２を形成する工程において、ほぞ部１２１ａ側からほぞ部１２１ｂ側まで軸方向に沿って一直線状に、軸部材１０２の表面から径方向の内側（軸部材１０２の中心側）に切削加工することにより形成される。すなわち、軸方向における平面視で互いに重なる溝１２５と溝１２８とは、同じ工程において１本の溝として形成される。これにより、がんぎかな部１２２を形成する工程とは別工程で溝１２５を形成する場合と比べて、機械加工を容易に行えるとともに生産性を向上することができる。

その結果、溝１２５と溝１２８とは、軸部材１０２の周方向における同じ位置に形成される。そして、溝１２５の幅が、溝１２８の幅、すなわち、がんぎかな部１２２の隣り合う歯１２２ａ同士の間隔と等しくなるように形成される。また、溝１２５も、溝１２８と同様に、軸部材１０２の周方向における７箇所に３６０／７°の等ピッチで形成される。

なお、本実施形態では、溝１２５の底部と軸部１２９の外周面とが軸部材１０２の中心から径方向に同じ距離にあるため軸部１２９には溝が形成されないが、例えば、軸部１２９の径が本実施形態よりも大きい（太い）場合には、軸部１２９にも溝が形成される構成としてもよい。

上述したように、溝１２５には第１保持部１１３が嵌合する。軸部材１０２をがんぎ歯車部１０１にほぞ部１２１ｂ側から挿通させる際は、第１テーパー部１２３が保持部１１５の位置に到達したら、溝１２５に第１保持部１１３を嵌合させる。そして、第１保持部１１３が溝１２５に嵌合した状態で、突出部１２４が第２部分１１４ｂの裏面１０１ｂに当接するまで軸部材１０２を挿通させる。

図７に示すように、溝１２５に第１保持部１１３が嵌合した状態では、第１保持部１１３と溝１２５との間に間隙Ｇが存在するよう設計されている。この状態においては、軸部材１０２と第１保持部１１３との間に応力は発生しない。ただし、がんぎ車３５を組み込んだ機械式時計１（ムーブメント１０）が動作している状態等で、がんぎ車３５に外力が加えられたときには、第１保持部１１３は軸部材１０２と接触してもよい。

図６に示すように、溝１２５は、後述する凹部１２６の底部（第２テーパー部１２７）から窪むように形成されている。したがって、周方向における溝１２５と凹部１２６との間には段差が形成されている。そして、第１保持部１１３の先端は、凹部１２６の底部よりも軸部材１０２の中心側に位置している。そのため、がんぎ車３５の回転方向である周方向に外力が加えられても、溝１２５に第１保持部１１３が嵌合した状態が保持される。これにより、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の回転を抑止することができる。

凹部１２６は、軸方向における第１テーパー部１２３と突出部１２４との間に、第１テーパー部１２３から内側（軸部材１０２の中心側）に窪むように形成されている。したがって、軸方向における第１テーパー部１２３と凹部１２６との間には段差が形成されている。凹部１２６は、第２保持部１１４の第２部分１１４ｂと嵌合することで、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の抜けを抑止する機能を有する。

凹部１２６は、軸方向における第１テーパー部１２３と突出部１２４との間を周方向に１周、軸部材１０２の表面から内側（軸部材１０２の中心側）に切削加工することにより形成される。凹部１２６は、周方向と交差する軸方向に沿って第１テーパー部１２３から突出部１２４まで形成された溝１２５により、周方向における７個所で分断されている。

軸部材１０２をがんぎ歯車部１０１にほぞ部１２１ｂ側から挿通させる際は、第１テーパー部１２３が保持部１１５の位置に到達して、溝１２５に第１保持部１１３を嵌合させると、第２部分１１４ｂの先端が第１テーパー部１２３に当接する。第１テーパー部１２３のほぞ部１２１ｂ側の径は突出部１２４側の径よりも小さいので、軸部材１０２をがんぎ歯車部１０１の保持部１１５で囲まれた貫通孔内に容易に挿入できる。

第１テーパー部１２３の径は突出部１２４に近付くにしたがって大きくなるので、第２部分１１４ｂの先端が第１テーパー部１２３に当接した状態でさらに軸部材１０２を挿通させると、凹部１２６と第２部分１１４ｂとが近付くにしたがって、複数の第１部分１１４ａは撓み第２部分１１４ｂが軸部材１０２に対して外側に変形する。そして、第２部分１１４ｂは、第１テーパー部１２３との間の段差を乗り超えて、凹部１２６に容易に嵌合する。

また、軸部材１０２に対して第２部分１１４ｂが外側に変形することにより、軸部材１０２の周方向における複数箇所（本実施形態では７箇所）に配置された第２保持部１１４に応力が生じる。複数箇所の第２保持部１１４が、互いにこの応力を均衡しようとする作用により、軸部材１０２の中心ががんぎ歯車部１０１の中心と重なるように相互の位置関係が調整されて配置される。

第２部分１１４ｂは、凹部１２６に嵌合した状態において、第１テーパー部１２３と突出部１２４との間に挟まれている。第２部分１１４ｂは、裏面１０１ｂ側が突出部１２４に当接しているため、突出部１２４により軸方向のほぞ部１２１ａ側への移動が規制される。第２部分１１４ｂは、表面１０１ａ側に第１テーパー部１２３と凹部１２６との間の段差があるため、この段差により軸方向のほぞ部１２１ｂ側への移動も規制される。これにより、第２部分１１４ｂが凹部１２６から軸方向にずれることを抑止できる。

上述したように、第２部分１１４ｂは軸部材１０２に対して外側に変形し易いので、容易に軸部材１０２をがんぎ歯車部１０１に挿通させることができる。一方、第２部分１１４ｂは軸方向、すなわち軸部材１０２ががんぎ歯車部１０１から抜ける方向には変形しにくいので、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の傾きや抜けを抑止することができる。

また、図７に示すように、凹部１２６は、第１テーパー部１２３側から突出部１２４に近付くにしたがって、その底部の深さが大きく（深く）なるように形成されている。すなわち、凹部１２６の底部に、第１テーパー部１２３側から突出部１２４に近付くにしたがって径が小さくなる第２テーパー部１２７が形成されている。

第２部分１１４ｂのがんぎかな部１２２側の面（裏面１０１ｂ）は、突出部１２４に当接している。第２部分１１４ｂの先端（内周側端部）における突出部１２４とは反対側（第１テーパー部１２３側）の角部は、凹部１２６の底部（第２テーパー部１２７）に当接している。第２部分１１４ｂの先端における突出部１２４側の角部１１４ｃを含む部分は、凹部１２６の底部（第２テーパー部１２７）から離れている。

ここで、凹部１２６を切削などの機械加工で形成する場合、凹部１２６の底部と側端面との角部を直角に形成することは容易ではなく、突出部１２４の凹部１２６側の側端面との角部に断面が円弧状に張り出した張出部１２７ａができてしまう場合がある。一方、第２部分１１４ｂの先端の角部１１４ｃは、異方性エッチングを用いて形成されるため略直角に形成される。そのため、凹部１２６の底部に第２テーパー部１２７が形成されていない場合、がんぎ歯車部１０１に軸部材１０２を挿通して第２部分１１４ｂの裏面１０１ｂに突出部１２４の凹部１２６側の側端面を当接させようとすると、第２部分１１４ｂの先端の角部１１４ｃが張出部１２７ａと干渉してしまう。

第２部分１１４ｂの先端の角部１１４ｃが張出部１２７ａと干渉すると、第２部分１１４ｂの裏面１０１ｂに突出部１２４が当接するまで確実に軸部材１０２を挿通させることが困難となる。第２部分１１４ｂの裏面１０１ｂに突出部１２４が当接するまで軸部材１０２が挿通できないと、第２部分１１４ｂが凹部１２６と十分嵌合しなかったり、軸部材１０２に対してがんぎ歯車部１０１の傾きが生じたりしてしまうこととなる。

本実施形態では、凹部１２６の底部に、突出部１２４に近付くにしたがって径が小さくなるように第２テーパー部１２７を形成するので、張出部１２７ａを第２部分１１４ｂの角部１１４ｃに対して軸部材１０２の中心側へ寄せて（角部１１４ｃから離間して）配置することができる。これにより、第２部分１１４ｂの先端の角部１１４ｃと張出部１２７ａとの干渉が緩和されるので、第２部分１１４ｂを突出部１２４に当接した状態で凹部１２６に確実に嵌合させることができる。

なお、第２部分１１４ｂの先端の角部１１４ｃと張出部１２７ａとの干渉を避けるため、第２部分１１４ｂの先端の角部１１４ｃを円弧状に形成する方法も考えられる。角部１１４ｃを円弧状に形成するためには、がんぎ歯車部１０１に対して熱酸化とエッチングとを繰り返す工程、あるいは、がんぎ歯車部１０１に対して等方性エッチングを施す工程が必要になる。しかしながら、熱酸化とエッチングとを繰り返しても角部１１４ｃを張出部１２７ａに対応できる程度の円弧状に形成することは困難である。等方性エッチングを施す工程を追加する場合には工数が増大してしまう。

本実施形態では、軸部材１０２に凹部１２６を形成する際に、その底部に第２テーパー部１２７を形成できるので、工数を増大させることなく、より容易かつ確実に第２部分１１４ｂの先端の角部１１４ｃと張出部１２７ａとの干渉を緩和することができる。

以上述べたように、第１の実施形態に係る機械部品としてのがんぎ車３５の構成によれば、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の回転を抑止できるので、回転トルクの損失が少ないがんぎ車３５を提供することができる。そして、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の傾きや抜けを抑止できるので、外部応力による変形等に対する耐性が高いがんぎ車３５を提供することができる。また、がんぎ歯車部１０１の保持部１１５に軸部材１０２を挿通して嵌合させることで、軸部材１０２及びがんぎ歯車部１０１以外の部材を用いることなく容易かつ確実に固定できるので、簡易な工程で効率的にがんぎ車３５を製造することができる。

（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１に対して、時計の構成は同じであるが、機械部品としてのがんぎ車の構成が一部異なる。ここでは、実施形態２に係る機械部品としてのがんぎ車の構成について、実施形態１との相違点を説明する。

＜がんぎ車＞
実施形態２に係るがんぎ車３５Ａの構成について説明する。図８は、実施形態２に係る機械部品としてのがんぎ車を表面側から見た斜視図である。図９は、実施形態２に係る機械部品としてのがんぎ車の軸部材の斜視図である。ここでは、実施形態１に係るがんぎ車３５との相違点を説明し、実施形態１と同じ構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、実施形態２に係る機械部品としてのがんぎ車３５Ａは、回転部材としてのがんぎ歯車部１０１と、軸部材１０２Ａと、固定部材１３０と、を備えている。実施形態２に係るがんぎ車３５Ａは、実施形態１に対して、軸部材１０２Ａに凹部１２６が形成されていない点と（図９参照）、固定部材１３０を備えている点と、が異なる。固定部材１３０は、金属等で形成された環状の部材である。固定部材１３０は、軸部材１０２Ａの第１テーパー部１２３にかしめることにより、がんぎ歯車部１０１を軸部材１０２Ａに固定する機能を有する。

図９に示すように、軸部材１０２Ａは、ほぞ部１２１ａ，１２１ｂと、歯車部としてのがんぎかな部１２２と、第１テーパー部１２３と、突出部１２４と、を有している。軸部材１０２Ａは、第１テーパー部１２３と突出部１２４との間、すなわちがんぎ歯車部１０１の保持部１１５に対応する位置に、第１テーパー部１２３から突出部１２４に近付くにしたがって径が小さくなる第２テーパー部１２７を有している。

第２テーパー部１２７には、がんぎ歯車部１０１の第２保持部１１４の第２部分１１４ｂが当接する。第２テーパー部１２７に第２部分１１４ｂが当接した状態で、複数の第１部分１１４ａが撓むことにより生じる応力により、第２部分１１４ｂで軸部材１０２Ａが保持される。したがって、固定部材１３０が無い場合でも、がんぎ歯車部１０１を軸部材１０２Ａに保持できる。

しかしながら、第１テーパー部１２３と第２テーパー部１２７との間に段差がないため、がんぎ車３５Ａに対して軸方向に強い外力が加えられた場合に、第２部分１１４ｂが第１テーパー部１２３と第２テーパー部１２７との境界を乗り越えて第１テーパー部１２３側へずれてしまうおそれがある。

そこで、実施形態２では、図８に示すように、固定部材１３０によりがんぎ歯車部１０１を軸部材１０２Ａに固定する。すなわち、固定部材１３０が、第２部分１１４ｂの第１テーパー部１２３側への移動を規制する。また、固定部材１３０は、溝１２５に嵌合する第１保持部１１３のほぞ部１２１ｂ側への移動も規制する。これにより、実施形態２に係るがんぎ車３５Ａにおいても、軸部材１０２に対するがんぎ歯車部１０１の傾きや抜けを抑止することができる。

また、実施形態２に係る軸部材１０２Ａにおいても、第２部分１１４ｂが当接する部分に、突出部１２４に近付くにしたがって径が小さくなるように第２テーパー部１２７が形成されている。そのため、突出部１２４の側端面との角部に断面が円弧状に張り出した張出部１２７ａがある場合でも、第２部分１１４ｂの先端の角部１１４ｃと張出部１２７ａとの干渉が緩和されるので、第２部分１１４ｂを突出部１２４に当接させることができる。

なお、実施形態２に係る軸部材１０２Ａを備えたがんぎ車３５Ａにおいて、固定部材１３０を備える代わりに、接着材を介してがんぎ車３５Ａを軸部材１０２Ａに固定する構成としてもよい。

上記実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。

（変形例１）
上記実施形態では、がんぎ歯車部１０１が有する保持部１１５（第１保持部１１３、第２保持部１１４）の数が、がんぎかな部１２２の歯１２２ａの数と同じ（上記実施形態では７つ）構成であったが、本発明はこれに限定されない。保持部１１５の数ががんぎかな部１２２の歯１２２ａの数（すなわち、溝１２５の数）よりも少ない構成であっても同様の効果が得られる。ただし、この場合は、第１保持部１１３が、周方向において溝１２５に嵌合できる位置に配置されているものとする。

また、保持部１１５の数ががんぎかな部１２２の歯１２２ａの数よりも少なく、溝１２５の数もがんぎかな部１２２の歯１２２ａの数よりも少ない構成であってもよい。この場合は、がんぎかな部１２２を形成する工程とは別工程で溝１２５を形成することとなる。

（変形例２）
上記実施形態では、機械部品の一例としてがんぎ車を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の機械部品の構成及びその製造方法は、香箱車２２、二番車２５、三番車２６、四番車２７、アンクル３６、てんぷ４０等の他の機械部品にも適用することができる。

１…機械式時計（時計）、３５，３５Ａ…がんぎ車（機械部品）、１０１…がんぎ歯車部（回転部材）、１０２，１０２Ａ…軸部材、１１１…リム部、１１２…歯部、１１３…第１保持部、１１４…第２保持部、１１４ａ…第１部分、１１４ｂ…第２部分、１１５…保持部、１２２…がんぎかな部（歯車部）、１２２ａ…歯、１２３…第１テーパー部、１２４…突出部、１２５，１２８…溝、１２６…凹部、１２７…第２テーパー部、１３０…回転部材。

Claims (6)

1. 時計部品のがんぎ歯車であって、
   前記がんぎ歯車の外縁の環状部分であるリム部と、
   前記リム部から前記がんぎ歯車の軸線方向に延在する保持部と、
   前記リム部の外周から外側に突設された歯部と、を備え、
   前記保持部は、前記リム部から前記軸線に向かう方向に延在する第１保持部と、前記第
   １保持部から分岐して設けられた第２保持部と、を有し、
   前記第２保持部は、前記第１保持部から前記がんぎ歯車の周方向に延在する複数の第１
   部分と、前記複数の第１部分に接続され前記軸線に向かう方向に延在する第２部分と、を
   備えることを特徴とする時計に用いられるがんぎ歯車。
2. 前記第１保持部、前記第２保持部、及び前記リム部は、同一の材料で形成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の時計に用いられるがんぎ歯車。
3. シリコンを含む材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の時計に用いら
   れるがんぎ歯車。
4. 前記軸線方向からの平面視において、前記複数の第１部分のうち前記リム部に最も近い
   第１部分は、他の前記複数の第１部分よりも太いことを特徴とする請求項１から３のいず
   れか一項に記載の時計に用いられるがんぎ歯車。
5. 前記第１保持部の先端は、前記第２部分の先端よりも前記軸線側に位置することを特徴
   とする請求項１から４のいずれか一項に記載の時計に用いられるがんぎ歯車。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の時計に用いられるがんぎ歯車を備えたことを特
   徴とする時計。

Images