(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合テンプ輪（４５、４５’）を製造する方法（１）であって、
ａ）シリコンベースの材料の基板（２１）を設けるステップ（３）を含む方法において、
ｂ）前記基板（２１）上に少なくとも１つの金属層（２３、２３’、２４、２４’）を選択的に堆積させて、前記テンプ輪の少なくとも１つの金属部分のパターンを形成するステップ（５、１３）と、
ｃ）前記基板（２１）に少なくとも１つのキャビティ（２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、２６’、２７’、２８’、２９’、３０’、３１’、３２’、３３’、３４’）を選択的にエッチングして、前記少なくとも１つの金属層を含む前記テンプ輪（４５、４５’）のパターン（３５、３５’）を形成するステップ（７、１７）と、
ｄ）前記基板（２１）から複合テンプ輪（４５、４５’）を解放するステップ（９）と
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
ステップｂ）は、
ｅ）前記基板（２１）の表面の少なくとも一部上の連続的な金属層によって前記堆積物を成長させて、前記テンプ輪（４５）の質量を増大させる金属部分（２３）を形成するステップ（５）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
ステップｂ）は、
ｅ’）前記基板（２１）の表面の少なくとも一部上の連続的な金属層によって前記堆積物を成長させて、アーバーを受け入れる金属部分（２５）を形成するステップ（５）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
ステップｂ）は、
ｆ）前記少なくとも１つの金属部分を受け入れる少なくとも１つのキャビティ（３８）を前記基板（２１）に選択的にエッチングするステップ（１１）と、
ｇ）前記少なくとも１つのキャビティの少なくとも一部の中の連続的な金属層によって前記堆積物を成長させて、前記第３のシリコン部分の質量を増大させる金属部分（２３’）を形成するステップ（１３）と
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
ステップｂ）は、
ｆ’）前記少なくとも１つの金属部分を受け入れる少なくとも１つのキャビティ（４４）を前記基板（２１）に選択的にエッチングするステップ（１１）と、
ｇ’）前記少なくとも１つのキャビティの少なくとも一部の中の連続的な金属層によって前記堆積物を成長させて、アーバーを受け入れる金属部分（２５’）を形成するステップ（１３）と
を含むことを特徴とする、請求項１または４に記載の製造方法。
【請求項６】
ステップｂ）の後に、
ｈ）前記金属堆積物（２１）を研磨するステップ（１５）が実施されることを特徴とする、請求項１または５に記載の製造方法。
【請求項７】
いくつかの複合テンプ輪（４５、４５’）が、同じ基板（２１）上で、形成される
ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テンプ輪およびそれを製造する方法に関し、より詳細には複合テンプ輪に関する。
【背景技術】
【０００２】
時計の調整部材は一般に、テンプ輪と呼ばれる慣性輪と、ヘアスプリング組立体と呼ばれる共振素子とを含む。これらの部品は、時計の動作品質に関して決定的な役割を果たす。すなわち、これらの部品はムーブメントを調整し、すなわち、ムーブメントの周波数を制御する。
【０００３】
テンプ輪とひげぜんまいとは性質が異なり、そのため、テンプ輪およびひげぜんまいの製造と、これらの２つの部品で共振器を組み立てること、を含む調整部材の製造は極めて複雑である。
【０００４】
したがって、テンプ輪は様々な材料で製造されているが、テンプ輪が依存する、調整部材の温度変化に関連する等時性の難点は、解消されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、温度の関数としての特徴をより容易に調整することができ、かつ含まれるステップ数がより少ない製造方法によって得られる複合テンプ輪を提案することによって、上記の欠点のすべてまたは一部を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明は、シリコンをベースする材料（シリコンベースの材料）の層に形成され、少なくとも１つのアームによってテンプ外輪に連結されたハブを含む複合テンプ輪であって、テンプ外輪が、テンプ輪の慣性を高めるために、シリコンベースの材料よりも密度が高い切り欠き付きリングの形をした、少なくとも１つの追加の部分を含むことを特徴とする複合テンプ輪に関する。
【０００７】
本発明の他の有利な特徴によれば、
少なくとも１つの追加の部分は、テンプ外輪の主面のうちの１つの主面上に取り付けられ、それによって慣性の調整作用を増大させ、
少なくとも１つの追加の部分は、テンプ外輪の主面のうちの１つの主面に設けられたくぼみに取り付けられ、
少なくとも１つの追加の部分は、テンプ外輪の主面のうちの１つの主面から突き出ており、
少なくとも１つの追加の部分は、少なくとも１つの追加の部分におけるあらゆる熱膨張を補償するように一定の間隔を置いて配置された一連のスタッドを含み、
少なくとも１つの追加の部分は、シリコンよりもずっと密度が高い金などの金属材料で形成され、
ハブは、少なくとも、押し込まれるテン真を受け入れる第２の追加の部分を含み、
少なくとも１つの第２の追加の部分は、ハブの主面のうちの１つの主面上に取り付けられ、
少なくとも１つの第２の追加の部分は、ハブの主面のうちの１つの主面に設けられたくぼみに取り付けられ、
少なくとも１つの第２の追加の部分は、ハブの主面のうちの１つの主面から突き出ており、
少なくとも１つの第２の追加の部分は概ね円筒状であり、
少なくとも１つの第２の追加の部分は金属材料で形成され、
少なくとも１つのアームは、テンプ輪に何らかの衝撃が伝達された場合に軸方向および／または半径方向に変形できるように細長くなっている。
【０００８】
本発明は、上記の変形実施態様のいずれかによるテンプ輪を含むことを特徴とする時計に関する。
【０００９】
最後に、本発明は、テンプ輪を製造する方法であって、
ａ）シリコンベースの材料で作られた基板を設けるステップを含む方法において、
ｂ）基板上に少なくとも１つの金属層を選択的に堆積させてテンプ輪の少なくとも１つの金属部分のパターンを形成するステップと、
ｃ）基板に少なくとも１つのキャビティを選択的にエッチングして、少なくとも１つの金属層を含むテンプ輪のパターンを形成するステップと、
ｄ）基板からテンプ輪を解放するステップとを含むことを特徴とする方法に関する。
【００１０】
本発明の他の特徴によれば、
ステップｂ）は、基板の表面の少なくとも一部上の連続的な金属層によって堆積物を成長させて、シリコンベースの材料で作られたテンプ輪の質量を増大させる金属部分および／または押し込まれるアーバーを受け入れる金属部分を形成するステップｅ）を含み、
ステップｂ）は、少なくとも１つの金属部分を受け入れる少なくとも１つのキャビティを基板に選択的にエッチングするステップｆ）と、少なくとも１つのキャビティの少なくとも一部の中の連続的な金属層によって堆積物を成長させて、シリコンベースの材料の第３の部分の質量を増大させる金属部分および／またはアーバーが押し込まれる金属部分を形成するステップｇ）とを含み、
ステップｂ）は、金属堆積物を研磨する最後のステップｈ）を含み、
いくつかの複合部材は同じ基板上に設けられ、それによって一括製造が可能になる。
【００１１】
他の特徴および利点は、添付の図面を参照することで、非制限的な例による以下の説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態による製造方法の連続的なステップの図である。
【図２】第１の実施形態による製造方法の連続的なステップの図である。
【図３】第２の実施形態による方法の連続するステップの図である。
【図４】第２の実施形態による方法の連続するステップの図である。
【図５】第２の実施形態による方法の連続するステップの図である。
【図６】第１の実施形態による複合テンプ輪の斜視図である。
【図７】第１の実施形態による複合テンプ輪の斜視図である。
【図８】第２の実施形態による複合テンプ輪の斜視図である。
【図９】第２の実施形態による複合テンプ輪の斜視図である。
【図１０】本発明の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、時計ムーブメント用のテンプ輪４５、４５’を製造する、全体的に１で示された方法に関する。図１〜図５および図１０に示されているように、方法１は、少なくとも１種類の複合テンプ輪、すなわち、好ましくはシリコンおよび金属のような２つの異なる材料で形成されたテンプ輪を形成する連続的なステップを含む。
【００１４】
図１、図３、および図１０を参照すると、第１のステップ３は、シリコン層を含む基板２１を得ることから成る。このステップ３では、基板２１は、図１および図３を見ると分かるように、その厚さがテンプ輪４５、４５’のシリコン部分の所望の厚さに概ね一致するように選択されることが好ましい。したがって、基板２１の厚さはたとえば、１００μｍから４００μｍの間であってよい。
【００１５】
有利なことに、本発明によれば、方法１は、図１０に示されているように、第１のステップ３の後に２つの実施形態１９、２０を含んでよい。
【００１６】
第１の実施形態１９によれば、方法１は、図１に示されている第２のステップ５において、選択的にフォト構造化された樹脂を使用して基板２１上に金属を特定の形状に電気めっきする一連のステップを含むＬＩＧＡプロセス（ドイツ語名の“ｒｏｅｎｔｇｅｎＬｌｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ，Ｇａｌａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ ＆ Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ”でも知られている）を実施することを含む。このＬＩＧＡプロセスは、非常によく知られているので、ここでは詳しく説明しない。しかし、堆積させる金属は、たとえば金やニッケルや、これらの金属の合金であってよい。
【００１７】
図１に示されている例では、ステップ５は、切り欠き付きリング２３および／またはシリンダ２５を堆積させることで構成することができる。図１に示されている例では、リング２３は、概ね円弧状の一連のスタッド２２を含んでおり、有利なことに、将来のテンプ輪４５の質量を増大させるのに使用される。すなわち、シリコンの利点の１つは温度変化の影響を受けないことである。しかし、シリコンは、密度が低いという欠点を有する。
【００１８】
したがって、本発明の第１の特徴は、電気めっきによって得られる金属を使用してテンプ輪４５の質量を増大させて将来のテンプ輪４５の慣性を高めることから成る。しかし、シリコンの利点を維持するために、基板２１上に堆積させる金属は、リング２３のあらゆる熱膨張を補償し、一方、シリコンへのそのような膨張に関連するあらゆる応力の伝達を回避することのできる空間を各スタッド２２間に含んでいる。
【００１９】
図１に示されている例では、シリンダ２５は、有利なことにシリンダ２５に押し込まれるテン真を受け入れる。すなわち、シリコンの他の欠点は、弾性ゾーンおよび可塑性ゾーンが非常に小さく、したがって、非常に脆弱であることである。したがって、本発明の他の特徴は、テン真をシリコンではなく、ステップ５の間に電気めっきされた金属シリンダ２５の内径２４に押し付けることから成る。
【００２０】
有利なことに、方法１によれば、シリンダ２５が電気めっきによって得られるため、シリンダ２５の形状を完全に自由にすることができる。したがって、特に、内径２４は、必ずしも円形ではなく、たとえば、形状が一致するアーバーと一緒に回転する際の力の伝達を向上させることのできる多角形である。
【００２１】
図２に示されている第３のステップ７では、たとえばＤＲＩＥ法によってシリコン基板２１にキャビティ２６〜３４を選択的にエッチングする。
【００２２】
キャビティ２６〜３４は、将来のテンプ輪４５のパターン３５を形成することが好ましい。図２の例に示されているように、得られるパターン３５は、４つのアーム４０〜４３によってハブ３９に連結されたテンプ外輪３７を含んでいる。しかし、有利なことに、方法１によれば、基板２１に対するエッチングによって、パターン３５の形状を完全に自由にすることができる。したがって、特に、アームの数および形状は上記と異なるものであってよく、リムは必ずしも円形ではなく、たとえば楕円形であってよい。さらに、アームは、テンプ輪４５に何らかの衝撃が伝達された場合に軸方向および／または半径方向に変形できるようにより細長くすることができる。
【００２３】
また、ハブ３９に設けられたキャビティ３４が、金属シリンダ２５の内径２４と一緒に、アーバーを受け入れることのできる中空の空間を形成することに留意されたい。最後に、パターン３５を基板２１に保持するために材料の受３６が形成されることに留意されたい。
【００２４】
実施形態１９によれば、方法１は、製造されたテンプ輪４５を基板２１から解放することから成る最後のステップ９で終わる。有利なことに、ステップ９は、単に、材料の受３６を破壊するのに十分な力をテンプ輪４５に加えることによって実現される。この力は、たとえば、機械加工によって発生させたり、オペレータによって手動で発生させたりすることができる。
【００２５】
したがって、図６および図７の例に示されているように、最後のステップ９の後で、主として１つまたは２つの金属部分２３、２５を含むシリコンで形成されたテンプ輪４５が得られる。したがって、テンプ輪４５が、複合型のテンプ輪であり、かつテンプ輪４５が、少なくとも２種類の材料を有し、部材３５ならびに部材２３および／または２５が、破壊しないかぎり互いに分離できない部材であるという点で一体的に形成されていることは明らかである。テンプ輪４５は、４つのアーム４０、４１、４２、および４３によって半径方向にテンプ外輪３７に連結されたハブ３９を含んでいる。ハブ３９は有利なことに、軸方向に金属シリンダ２５にも連結され、テンプ外輪３７は、その主面の一部上に切り欠き付きリング２３を含んでいる。
【００２６】
第２の実施形態２０によれば、方法１は、図３に示されている第２のステップ１１を含み、第２のステップ１１では、たとえばＤＲＩＥ法によって、シリコン基板２１の厚さの一部にキャビティ３８および／または４４が選択的にエッチングされる。これらのキャビティ３８、４４は、少なくとも１つの金属部分２３’、２５’用の容器として使用することのできるくぼみを形成する。図３に示されている例と同様に、得られたキャビティ３８および４４はそれぞれ、リングまたはディスクの形をとってよい。
【００２７】
有利なことに、方法１によれば、キャビティ３８および／または４４がエッチングによって得られるため、キャビティ３８および／または４４の形状を完全に自由にすることができる。したがって、特に、キャビティ３８および／または４４は必ずしも円形ではなく、たとえば多角形であってよい。
【００２８】
方法１は、第３のステップ１３において、図４に示されているように、キャビティ３８および／または４４を特定の金属形状に充填するガルバニック成長プロセスまたはＬＩＧＡプロセスを実施することを含む。好ましくは、堆積させる金属は、たとえば金やニッケルや、これらの金属の合金であってよい。
【００２９】
図４に示されている例では、キャビティ３８に切り欠き付きリング２３’を堆積させ、かつ／あるいはキャビティ４４にシリンダ２５’を堆積させることでステップ１３を構成することができる。さらに、図４に示されている例では、リング２３’は、概ね円弧状の一連のスタッド２２’を有し、かつ有利なことに、将来のテンプ輪４５’の質量を増大させるのに使用される。すなわち、上述のように、シリコンの１つの欠点は密度が低いことである。
【００３０】
したがって、実施形態１９と同様に、本発明の特徴は、電気めっきによって得られた金属を使用してテンプ輪４５’の質量を増大させ、将来のテンプ輪４５’の慣性を高めることから成る。しかし、シリコンの利点を維持するために、基板２１上に電気めっきされる金属は、リング２３’のあらゆる熱膨張を補償し、一方、シリコンへのそのような膨張に関連するあらゆる応力の伝達を防止することのできる空間を各スタッド２２’間に含んでいる。
【００３１】
図４に示されている例では、シリンダ２５’は、有利なことにシリンダ２５’に押し込まれるテン真を受け入れる。すなわち、上述のように、本発明の１つの有利な特徴は、テン真をシリコンではなく、ステップ１３の間に電気めっきされた金属シリンダ２５’の内径２４’に押し付けることから成る。有利なことに、方法１によれば、シリンダ２５’が電気めっきされることによって、シリンダ２５’の形状を完全に自由にすることができる。したがって、特に、内径２４’は、必ずしも円形ではなく、たとえば、形状が一致するアーバーと一緒に回転する際の力の伝達を向上させることのできる多角形である。
【００３２】
好ましくは、方法１は、図１０では点線で示され、ステップ１３の間に設けられた金属堆積物２３’、２５’を研磨して平坦にすることから成る第４のステップ１５を含んでよい。
【００３３】
図５に示されている第５のステップ１７では、たとえばＤＲＩＥプロセスによってシリコン基板２１にキャビティ２６’〜３４’を選択的にエッチングする。
【００３４】
これらのキャビティ２６’〜３４’は、将来のテンプ輪４５’のパターン３５’を形成することが好ましい。図５の例に示されているように、得られるパターン３５’は、４つのアーム４０’〜４３’によってハブ３９’に連結されたテンプ外輪３７’を含んでいる。しかし、有利なことに、方法１によれば、基板２１に対するエッチングによって、パターン３５’の形状を完全に自由にすることができる。したがって、特に、アームの数および形状は上記と異なるものであってよく、リムは必ずしも円形ではなく、たとえば楕円形であってよい。さらに、アームは、調整部材４５’に何らかの衝撃が伝達された場合に軸方向および／または半径方向に変形できるようにより細長くすることができる。
【００３５】
ハブ３９’に設けられたキャビティ３４’が、金属シリンダ２５’の内径２４’と一緒に、アーバーを受け入れることのできる中空の空間を形成することにも留意されたい。最後に、パターン３５’を基板２１上に保持する材料の受３６’が形成されることに留意されたい。
【００３６】
実施形態２０は、実施形態１９と同様に、すなわち、製造されたテンプ輪４５’を基板２１から解放することから成る最後のステップ９で終了する。有利なことに、ステップ９は、単に、材料の受３６’を破壊するのに十分な力をテンプ輪４５’に加えることによって実現される。この力は、たとえば、機械加工によって発生させたり、オペレータによって手動で発生させたりすることができる。
【００３７】
最後のステップ９の後で、図８および図９の例に示されているように、主として１つまたは２つの金属部分２３’、２５’を含むシリコンで形成されたテンプ輪４５’が得られる。したがって、テンプ輪４５’が、少なくとも２種類の材料を有するという点で複合的であり、かつ部材３５’ならびに部材２３’および／または２５’が、破壊しないかぎり互いに分離できない部材であるという点で一体的であることは明らかである。テンプ輪４５’は、４つのアーム４０’、４１’、４２’、および４３’によって半径方向にテンプ外輪３７’に連結されたハブ３９’を含んでいる。ハブ３９’は有利なことに、金属シリンダ２５’も含んでいる。最後に、テンプ外輪３７’は、切り欠き付きリング２３’を含んでいる。
【００３８】
有利なことに、上述の本発明の方法１によれば、いくつかのテンプ輪４５、４５’を同じ基板２１上に設けることが可能であり、それによって一括製造が可能であることは明らかである。
【００３９】
もちろん、本発明は、図示の例に限定されず、当業者には明らかな様々な変形実施形態および変更実施形態が可能である。特に、実施形態１９、２０によるハブ３９、３９’は、金属製駆動シリンダ２５、２５’を含まなくてよい。その場合、シリンダ２５、２５’は、たとえば、シリコンハブ３９、３９’にエッチングされた弾性手段で置き換えることができ、ヨーロッパ特許第１６５５６４２号の図１０Ａ〜図１０Ｅに開示されたシリンダまたはヨーロッパ特許第１５８４９９４号の図１、図３、および図５に開示されたシリンダの形をとってよく、ヨーロッパ特許第１６５５６４２号およびヨーロッパ特許第１５８４９９４号は引用によって本明細書に組み込まれている。
【００４０】
実施形態１９および２０の電気めっきされた金属部分２５、２５’を逆にすることも可能であり、すなわち、実施形態１９の突起部分２５を実施形態２０の組み込み部分２５’で置き換えるか、あるいは実施形態２０の組み込み部分２５’を実施形態１９の突起部分２５で置き換える（この場合、方法１に最小限の適合化を施すだけでよい）ことができ、あるいは場合によってはハブに組み込まれた部分２５’を基板２１から突き出させることができる。
【００４１】
同様の論拠に従って、実施形態１９および２０の電気めっきされた金属部分２３、２３’を逆にすることも可能であり、すなわち、実施形態１９の突起部分２３を実施形態２０の組み込み部分２３’で置き換えるか、あるいは実施形態２０の組み込み部分２３’を実施形態１９の突起部分２３で置き換えることができ、あるいはテンプ外輪に組み込まれた部分２３’を基板２１から突き出させることができる。
【００４２】
さらに、方法１は有利なことに、解放ステップ９の後で、テンプ輪４５、４５’の慣性を適合させるステップを有してもよい。その場合、このステップは、テンプ外輪３７、３７’の周囲壁および／または電気めっきされた金属部分２３、２３’上に設けられるくぼみを、たとえばレーザによってエッチングすることで構成することができる。逆に、テンプ輪４５、４５’の慣性を高める慣性ブロック調整構造も考えられる。
【００４３】
最後に、ステップ１５と同様の研磨ステップをステップ５とステップ７との間に実施することもできる。
【符号の説明】
【００４４】
２１ 基板； ２２ スタッド； ２３ リング２３； ２４ 内径；
２５ シリンダ； ３７ テンプ外輪； ４５ テンプ輪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005443626.tif 000010
【図１０】
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