(57)【要約】      （修正有）【課題】渦巻状ばねどうしが付着することが無く、経時的変形が少ない渦巻状ばねを高精度に形成する。【解決手段】本発明のばねの製造方法は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２を有する型１を準備する準備工程と、渦巻溝２にばね材３を充填するばね材充填工程と、ばね材３を型１とともに冷却する冷却工程と、型１から渦巻状ばね１２を取り出す取出し工程とを備える。また、渦巻溝２はアルキメデス曲線として、時計用のてんぷに適用することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型を準備する準備工程と、
前記渦巻溝にばね材を充填するばね材充填工程と、
前記ばね材を前記型とともに冷却する冷却工程と、
前記型から渦巻状ばねを取り出す取出し工程と、を備えるばねの製造方法。
【請求項２】
前記渦巻曲線はアルキメデス曲線からなる請求項１に記載のばねの製造方法。
【請求項３】
前記渦巻溝の側面及び底面にコーティング剤を塗布するコーティング工程を備える請求項１又は２に記載のばねの製造方法。
【請求項４】
前記ばね材充填工程は、前記渦巻溝に前記ばね材の溶湯を充填する工程である請求項１又は２に記載のばねの製造方法。
【請求項５】
前記型の表面から余分なばね材を除去するばね材除去工程を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のばねの製造方法。
【請求項６】
前記型の表面に蓋を設置する蓋設置工程を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載のばねの製造方法。
【請求項７】
前記ばね材充填工程は、前記渦巻溝に前記ばね材の粉末を充填する工程であり、
前記粉末を前記型とともに焼成する焼成工程を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載のばねの製造方法。
【請求項８】
前記準備工程は、表面に前記渦巻溝に嵌合する突条を有する第一押型を準備する工程を有し、
前記焼成工程は、前記型の前記渦巻溝に前記第一押型の前記突条を挿入して加圧焼成する工程である請求項７に記載のばねの製造方法。
【請求項９】
前記渦巻溝は、前記型の表面から反対側の裏面に貫通し、
前記準備工程は、表面に前記渦巻溝に嵌合する突条を有する第二押型を準備し、前記渦巻溝に前記突条を挿入して前記型の裏面に前記第二押型を設置する工程を有する請求項８に記載のばねの製造方法。
【請求項１０】
前記型は、前記渦巻溝の内端の近傍であり前記渦巻溝に連続する内端部材受け溝を有し、
前記内端部材受け溝に内端部材を設置する内端部材設置工程を備える請求項１〜９のいずれか一項に記載のばねの製造方法。
【請求項１１】
前記型は、前記渦巻溝の内端の近傍であり前記渦巻溝に連続する内端部材受け溝を有し、
前記ばね材充填工程は、前記内端部材受け溝に前記ばね材を充填する工程を有する請求項１〜９のいずれか一項に記載のばねの製造方法。
【請求項１２】
前記型は、前記渦巻溝の外端の近傍であり前記渦巻溝に連続する外端部材受け溝を有し、
前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載のばねの製造方法。
【請求項１３】
前記型は、前記渦巻溝の外端の近傍であり前記渦巻溝に連続する外端部材受け溝を有し、
前記ばね材充填工程は、前記外端部材受け溝に前記ばね材を充填する工程を有する請求項１〜１１項のいずれか一項に記載のばねの製造方法。
【請求項１４】
前記型は、前記渦巻溝の最外周の溝に対して前記渦巻曲線の径方向のピッチの距離よりも外側の位置に外周溝を有し、
前記外周溝の一端が前記渦巻溝の外端に連続する請求項１〜１１のいずれか一項に記載のばねの製造方法。
【請求項１５】
前記外周溝の他端の近傍に外端部材受け溝を有し、
前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備える請求項１４に記載のばねの製造方法。
【請求項１６】
前記外周溝の他端の近傍に外端部材受け溝を有し、
前記ばね材充填工程は、前記外端部材受け溝に前記ばね材を充填する工程を有する請求項１４に記載のばねの製造方法。
【請求項１７】
表面に渦巻曲線からなる渦巻凹部が形成される第一の型と表面に渦巻曲線からなる渦巻突条が形成される第二の型との間にばね用板材を挟んで打ち抜く打抜き工程と、
前記打ち抜かれた渦巻形状のばね材を熱処理して渦巻状ばねを形成する熱処理工程と、を備えるばねの製造方法。
【請求項１８】
表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型にばね材を充填するばね材充填手段と、
前記ばね材を充填した型を冷却するばね材冷却手段と、
前記型から前記ばね材を取り出すばね材取出し手段と、を備えるばね製造装置。
【請求項１９】
請求項１に記載のばねの製造方法により製造されるばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時計のてんぷ等に使用される渦巻状のばねの製造方法、ばね製造装置及びばねに関する。
【背景技術】
【０００２】
線状の弾性体を渦巻き状のばねに癖付けする方法として、従来から、巻き込み棒に複数の弾性体からなる線材を取り付け、巻き込み棒を回転させて線材を巻き込み、これを熱処理して渦巻き形状に癖付けするばねの製造方法が知られている。この種のばねはひげぜんまいとして時計のてんぷに使用される。ひげぜんまいの材料として、例えばリボン材が使用される。
【０００３】
図１６は、線材１０２をひげぜんまい１０４に癖付けする方法を説明するための図である。図１６（ａ）は、巻き込み棒に４本の線材を取り付けた状態を表す平面模式図である。図１６（ｂ）は、巻き込んだ線材を巻き込み香箱１０３に収納する様子を表す平面模式図である。図１６（ｃ）は、熱処理後に分離したひげぜんまい１０４の平面模式図である。
【０００４】
まず、図１６（ａ）に示すように、巻き込み棒１０１に４本の線材１０２を装着する。巻き込み棒１０１は巻き込み香箱１０３の中心に設置される。次に、図１６（ｂ）に示すように、巻き込み棒１０１を回転させて４本の線材１０２を同時に巻き込み、巻き込み香箱１０３にセットする。次に、４本の線材１０２を巻き込んだ巻き込み香箱１０３を熱処理して、各線材１０２に渦巻き形状の癖付けを行う。次に、図１６（ｃ）に示すように、各線材１０２を巻き込み棒１０１から取り外し、個々に分離する。これにより、渦巻状に癖付けされたひげぜんまい１０４を複数本同時に形成することができる。
【０００５】
図１７は、このように形成したひげぜんまいの平面模式図である。時計のてんぷに使用されるひげぜんまい１０４はアルキメデス曲線に癖付けする。図１７に示すように、アルキメデス曲線は渦巻きピッチＰが等しい。ひげぜんまい１０４をアルキメデス曲線とすることにより、時計のてんぷを構成するてん輪の往復回転振動を一定に保ち、時計が一定の歩度を刻むようにする。
【０００６】
図１８は、ひげぜんまい１０４の平面模式図である。ひげぜんまい１０４の外周端にひげ持１０５を、内周端にひげ玉１０７を設置した状態を表す。ひげ持１０５は時計のてんぷのてん輪に接続され、ひげ玉１０７は時計のてんぷのてん真に接続される。ひげ持１０５の直径はアルキメデス曲線のピッチＰよりも大きいので、ひげぜんまい１０４の外周領域１０６をピッチＰよりも外側に広げる外端癖付けを行う。これにより、ひげ持１０５と内周側の線材とが接触しないようにする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「Ｔｈｅ  Ｈｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ」、日本時計学会出版、１９６２年１２月１５日、Ｐ．３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来法により弾性体の線材を熱処理してひげぜんまい１０４に癖付けすると、所定ピッチの渦巻形状に癖付けすることが難しい。また、経時的に渦巻形状が変化して、例えば時計の歩度精度が低下することがある。また、４本同時に熱処理して癖付けを行った後にひげぜんまい１０４どうしが付着して分離することができない場合がある。また、外端癖付けを行った後に、時間の経過に伴って外周領域１０６の線材が内周側に変形し、ひげ持１０５とひげぜんまい１０４が接触する。そのため、時計の歩度精度が低下することがある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ひげぜんまい１０４どうしが付着することがなく、また、経時的変形の少ない渦巻形状のばねの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のばねの製造方法は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型を準備する準備工程と、前記渦巻溝にばね材を充填するばね材充填工程と、前記ばね材を前記型とともに冷却する冷却工程と、前記型から渦巻状ばねを取り出す取出し工程と、を備えることとした。
【００１１】
また、前記渦巻曲線はアルキメデス曲線からなることとした。
【００１２】
また、前記渦巻溝の側面及び底面にコーティング剤を塗布するコーティング工程を備えることとした。
【００１３】
また、前記ばね材充填工程は、前記渦巻溝に前記ばね材の溶湯を充填する工程であることとした。
【００１４】
また、前記型の表面から余分なばね材を除去するばね材除去工程を有することとした。
【００１５】
また、前記型の表面に蓋を設置する蓋設置工程を備えることとした。
【００１６】
また、前記ばね材充填工程は、前記渦巻溝に前記ばね材の粉末を充填する工程であり、前記粉末を前記型とともに焼成する焼成工程を備えることとした。
【００１７】
また、前記準備工程は、表面に前記渦巻溝に嵌合する突条を有する第一押型を準備する工程を有し、前記焼成工程は、前記型の前記渦巻溝に前記第一押型の前記突条を挿入して加圧焼成する工程であることとした。
【００１８】
また、前記渦巻溝は、前記型の表面から反対側の裏面に貫通し、前記準備工程は、表面に前記渦巻溝に嵌合する突条を有する第二押型を準備し、前記渦巻溝に前記突条を挿入して前記型の裏面に前記第二押型を設置する工程を有することとした。
【００１９】
また、前記型は、前記渦巻溝の内端の近傍であり前記渦巻溝に連続する内端部材受け溝を有し、前記内端部材受け溝に内端部材を設置する内端部材設置工程を備えることとした。
【００２０】
また、前記型は、前記渦巻溝の内端の近傍であり前記渦巻溝に連続する内端部材受け溝を有し、前記ばね材充填工程は、前記内端部材受け溝に前記ばね材を充填する工程を有することとした。
【００２１】
また、前記型は、前記渦巻溝の外端の近傍であり前記渦巻溝に連続する外端部材受け溝を有し、前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備えることとした。
【００２２】
また、前記型は、前記渦巻溝の外端の近傍であり前記渦巻溝に連続する外端部材受け溝を有し、前記ばね材充填工程は、前記外端部材受け溝に前記ばね材を充填する工程を有することとした。
【００２３】
また、前記型は、前記渦巻溝の最外周の溝に対して前記渦巻曲線の径方向のピッチの距離よりも外側の位置に外周溝を有し、前記外周溝の一端が前記渦巻溝の外端に連続することとした。
【００２４】
また、前記外周溝の他端の近傍に外端部材受け溝を有し、前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備えることとした。
【００２５】
また、前記外周溝の他端の近傍に外端部材受け溝を有し、前記ばね材設置工程は、前記外端部材受け溝に前記ばね材を充填する工程を有することとした。
【００２６】
本発明のばねの製造方法は、表面に渦巻曲線からなる渦巻凹部が形成される第一の型と表面に渦巻曲線からなる渦巻凸部が形成される第二の型との間にばね用板材を挟んで打ち抜く打抜き工程と、前記打ち抜かれた渦巻形状のばね材を熱処理して渦巻状ばねを形成する熱処理工程と、を備えることとした。
【００２７】
本発明のばね製造装置は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型にばね材を充填するばね材充填手段と、前記ばね材を充填した型を冷却するばね材冷却手段と、前記型から前記ばね材を取り出すばね材取出し手段と、を備えることとした。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のばねの製造方法は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型を準備する準備工程と、渦巻溝にばね材を充填するばね材充填工程と、ばね材を型とともに冷却する冷却工程と、型から渦巻状ばねを取り出す取出し工程と、を備える。これにより、経時的変形の少ない渦巻形状を高精度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を表す工程図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る型の表面に渦巻溝を形成する工程図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るばねの製造方法を表す工程図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る型の平面模式図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る渦巻状ばねの上面模式図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第四実施形態に係るばねの製造方法を表し工程図である。
【図１１】本発明の第四実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の第五実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。
【図１３】本発明の第六実施形態に係るばねの製造方法を表す工程図である。
【図１４】本発明の第六実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の第七実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。
【図１６】従来公知の線材をひげぜんまいに癖付けする方法を説明するための図である。
【図１７】従来公知のひげぜんまいの平面模式図である。
【図１８】従来公知のひげぜんまいの外周端にひげ持を内周端にひげ玉を接地した状態を表す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第一実施形態）
図１〜図４は、本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。図１はばねの製造方法を表す工程図である。図２（ａ）は型１の平面模式図であり、図２（ｂ）は型１の断面模式図である。図３は型１の表面に渦巻溝２を形成する工程図である。図４（ａ）は型１の渦巻溝２にばね材３を充填する様子を表す説明図であり、図４（ｂ）は型１の表面にばね材３が残っている状態を表し、図４（ｃ）は型１の表面からばね材３を除去し、冷却している状態を表し、図４（ｄ）は型１から取り出した渦巻状ばね１２の平面模式図である。
【００３１】
本発明のばねの製造方法は、図１に示すように、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２を有する型１を準備する準備工程Ｓ１と、渦巻溝２にばね材を充填するばね材充填工程Ｓ２と、ばね材３を型１とともに冷却する冷却工程Ｓ３と、型１から渦巻状ばね１２を取り出す取出し工程Ｓ４とを備える。以下、具体的に説明する。
【００３２】
まず、準備工程Ｓ１において、図２に示すように、型１の表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２を形成する。渦巻溝２は、径方向にピッチＰが等しいアルキメデス曲線とすることができる。アルキメデス曲線とすれば、時計のてんぷに適用したときの歩度精度を向上させることができる。渦巻溝２の径方向の断面は深さ方向に幅広の長方形とすれば、渦巻面の垂直方向に幅広のばね材３を形成することができる。
【００３３】
型１は、渦巻状ばね１２の溶融温度に応じて材質を選択することができる。渦巻状ばね１２をプラスチック等の合成樹脂により形成する場合は合成樹脂の溶融温度に耐えられる型材を使用する。また、渦巻状ばね１２をガラス材、金属、鋼材等により形成する場合には金属材料、鋼材、単結晶材料、多結晶材料或いはセラミックス材料などからなる型材を使用することができる。
【００３４】
図３を参照して型１の表面に渦巻溝２を形成する型製造方法を説明する。まず、樹脂膜設置工程Ｓ１１において、基材の表面にレジスト等からなる感光性樹脂を塗布又は設置して感光性樹脂膜を形成する。次に、樹脂膜パターン形成工程Ｓ１２において、感光性樹脂膜を露光現像し渦巻曲線の樹脂パターンを形成する。必要に応じて内端部材受け溝用のパターン、或いは外端部材受け溝用のパターンを形成する。次に、溝形成工程Ｓ１３において、ウエットエッチングやドライエッチング、例えばイオンエッチングにより基材の表面に異方性エッチング処理を施して渦巻曲線からなる渦巻溝２を形成する。渦巻溝２の径方向の断面は深さ方向に幅広の長方形とすることができる。次に、樹脂膜除去工程Ｓ１４において、薬液処理やアッシングを行って感光性樹脂膜を除去する。
【００３５】
これにより、型１の表面に渦巻溝２と、必要に応じて内端部材受け溝や外端部材受け溝を形成することができる。また、凹凸が反転した一次型を形成し、この一次型の表面形状を焼結前の紛体やグリーンシートに転写し、これを焼成することによりセラミックス型を形成することができる。なお、本発明においては渦巻溝２を径方向のピッチＰが等しいアルキメデス曲線とすることは必須要件ではなく、ピッチＰが径方向に漸次増加する、或いは漸次減少するものであってもよく、また、ピッチＰが径方向の位置に応じて任意に設定されるものであってもよい。
【００３６】
渦巻溝２の側面及び底面にコーティング剤を塗布するコーティング工程を行うことができる。コーティング剤を塗布することによりばね材３を渦巻溝２にスムーズに挿入することが可能となる。テフロン（登録商標）を用いたテフロン（登録商標）コーティングやパリレンを用いたパリレンコーティングを行うことができる。また、渦巻溝２の側面や底面に離型剤を塗布することができる。離型剤として、例えば炭素粉末を渦巻溝２の内面に塗布することができる。
【００３７】
次に、ばね材充填工程Ｓ２において、図４（ａ）に示すように、ばね材３の溶湯を鋳型としての型１の表面に流し込んで渦巻溝２にばね材３の溶湯を充填する。次に、図４（ｂ）に示すように型１の表面にばね材３の溶湯が残るので、図４（ｃ）に示すように型１の表面から余分な溶湯を除去する（ばね材除去工程）。次に、冷却工程Ｓ３において、ばね材３を型１とともに冷却する。次に、取出し工程Ｓ４において、型１から渦巻状ばね１２を取り出す。型１に超音波を印加する、或いは型１を破壊する等を行って渦巻状ばね１２を取り出す。このように、渦巻状ばね１２を鋳造により製造するので、経時的変形の少ない渦巻形状を高精度に製造することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、ばね材充填工程Ｓ２において渦巻溝２に溶湯からなるばね材３を充填し冷却工程Ｓ３において冷却して渦巻状ばね１２を形成する。これに代えて、ばね材充填工程Ｓ２において、渦巻溝２にばね材３の粉末やばね材３の原料となる粉末を充填し、次に、焼成工程（Ｓ８）において粉末を型１とともに焼成して溶融又は焼結させ、次に、冷却工程Ｓ３においてばね材３を型１とともに冷却して渦巻状ばね１２を製造してもよい。
【００３９】
（第二実施形態）
図５〜図８を用いて本発明の第二実施形態に係るばねの製造方法を説明する。図５はばねの製造方法を表す工程図である。図６は型１の平面模式図である。図７は型１にばね材３を充填した状態の説明図であり、図７（ａ）は型１の表面に余分なばね材３が残っている状態を表し、図７（ｂ）は型１の表面に蓋８を設置した状態を表す。図８は渦巻状ばね１２の上面模式図である。第一実施形態と異なる点は、型１の表面に渦巻溝２に連続する内端部材受け溝５と外端部材受け溝４が形成されることと、冷却工程Ｓ３において型１の表面に蓋８を設置することである。その他は第一実施形態とほぼ同様である。以下、主に第一実施形態と異なる構成について説明し、同一の部分については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００４０】
図５に示すように、ばねの製造方法は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２を有する型１を準備する準備工程Ｓ１と、内端部材受け溝５に内端部材７を設置する内端部材設置工程Ｓ５と、外端部材受け溝４に外端部材６を設置する外端部材設置工程Ｓ６とを備える。更に、渦巻溝２にばね材３を充填するばね材充填工程Ｓ２と、型１の表面に蓋８を設置する蓋設置工程Ｓ７と、ばね材３を型１とともに冷却する冷却工程Ｓ３と、型１から渦巻状ばね１２を取り出す取出し工程Ｓ４とを備える。以下、具体的に説明する。
【００４１】
準備工程Ｓ１において、準備する型１は、図６に示すように、渦巻溝２の内端Ｅ１の近傍であり渦巻溝２に連続する内端部材受け溝５を有し、渦巻溝２の外端Ｅ２の近傍であり渦巻溝２に連続する外端部材受け溝４を有する。渦巻溝２は、径方向のピッチＰが等しいアルキメデス曲線とすることができる。内端部材受け溝５及び外端部材受け溝４は、第一実施形態において説明した工程に従って、渦巻溝２を形成する際に同時に形成することができる。なお、本発明においては渦巻溝２を径方向のピッチＰが等しいアルキメデス曲線とすることは必須要件ではなく、ピッチＰが径方向に漸次増加する、或いは漸次減少するものであってもよく、また、ピッチＰが径方向の位置に応じて任意に設定されるものであってもよい。また、内端部材受け溝５や外端部材受け溝４を渦巻溝２の形成と異なる工程により形成し、渦巻溝２の深さと異なる深さとしてもよい。
【００４２】
次に、内端部材設置工程Ｓ５において、内端部材受け溝５に内端部材７を設置する。更に、内端部材設置工程Ｓ５において、外端部材受け溝４に外端部材６を設置する。外端部材６及び内端部材７はばね材３と同じ材料でもよいし、ばね材３とは異なる材料でもよい。次に、ばね材充填工程Ｓ２において、図７（ａ）に示すように、型１の渦巻溝２にばね材３の溶湯を充填する。このとき、外端部材受け溝４に設置される外端部材６、及び、内端部材受け溝５に設置される内端部材７とばね材３の溶湯が接触する。そして、蓋設置工程Ｓ７において、図７（ｂ）に示すように、型１の表面に蓋８を設置して型１の表面から余分なばね材３を除去する（ばね材除去工程）。次に、冷却工程Ｓ３において、ばね材３を型１及び蓋８とともに冷却する。そして、取出し工程Ｓ４において型１からばね材３を取り出す。
【００４３】
これにより、渦巻状ばね１２を形成すると同時に外端部材６や内端部材７を接続することができるので、ばねの製造工程が簡略化される。また、渦巻状ばね１２を鋳造により形成するので、経時的変形の少ない渦巻形状を高精度に製造することができる。なお、外端部材６及び内端部材７をばね材３から形成することができる。つまり、ばね材３の溶湯を外端部材受け溝４と内端部材受け溝５に充填する。これにより、渦巻状ばね１２と同時に外端部材６と内端部材７を形成することができ、製造工程を一層簡略化することができる。
【００４４】
（第三実施形態）
図９は、本発明の第三実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。第二実施形態とは、準備工程Ｓ１において準備する型１が異なり、その他の内端部材設置工程Ｓ５〜取出し工程Ｓ４までは第二実施形態と同様である。従って、以下、異なる構成について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００４５】
図９（ａ）は、渦巻溝２の外周側に屈曲部Ｋが形成される外周溝１３を有する型１の平面模式図である。ここで、内端Ｅ１から外端Ｅ２までが渦巻溝２であり、外端Ｅ２から終端Ｅ３までが外周溝１３である。渦巻溝２は、径方向のピッチＰが等しいアルキメデス曲線からなる。図９（ａ）に示すように、型１は、渦巻溝２の最外周の溝に対して渦巻曲線の径方向のピッチＰの距離よりも外側の位置に外周溝１３が形成され、外周溝１３の一端が渦巻溝２の外端Ｅ２に連続する。外周溝１３と渦巻溝２とが接続する外端Ｅ２において溝は屈曲する。外周溝１３は屈曲部Ｋを有し、屈曲部Ｋと終端Ｅ３の間の外周溝１３は、渦巻溝２の最外周の溝に対してほぼ等間隔に形成される。型１は、更に、外周溝１３の他端、つまり終端Ｅ３の近傍に外端部材受け溝４を有する。外端部材受け溝４や内端部材受け溝５に外端部材６や内端部材７をそれぞれ設置する（内端部材設置工程Ｓ５、外端部材設置工程Ｓ６）、或いは、外端部材受け溝４及び内端部材受け溝５にばね材３の溶湯を充填してもよい。
【００４６】
なお、本発明は、渦巻溝２に連通する内端部材受け溝５や外端部材受け溝４が形成される型１を準備することが必須要件ではなく、渦巻状ばね１２を形成した後に渦巻状ばね１２に外端部材６や内端部材７を接続してもよい。
【００４７】
このように、渦巻状ばね１２を鋳造により製造するので、経時的変化の少ない渦巻形状を高精度に製造することができる。また、渦巻状ばね１２を形成すると同時に外端部材６と内端部材７を形成するので、製造工程が一層簡略化する。更に、外周溝１３を渦巻溝２の最外周の溝に対して渦巻曲線の径方向のピッチＰの距離よりも外側の位置に形成するので、ピッチＰよりも直径の大きな外端部材受け溝４を形成することができ、ピッチＰよりも直径の大きな外端部材を渦巻状ばね１２に接続することができる。従って、時計用のひげぜんまいの製造に好適である。
【００４８】
図９（ｂ）は、渦巻溝２の外周側に外周溝１３を有し、外周溝１３と渦巻溝２が滑らかに連続する型１の平面模式図である。ここで、内端Ｅ１から外端Ｅ２までが渦巻溝２であり、外端Ｅ２から終端Ｅ３までが外周溝１３である。渦巻溝２は、径方向のピッチＰが等しいアルキメデス曲線からなる。図９（ｂ）に示すように、型１は、渦巻溝２の最外周の溝に対して渦巻曲線の径方向のピッチＰの距離よりも外側の位置に外周溝１３が形成され、外周溝１３の一端が渦巻溝２の外端Ｅ２に滑らかに連続する。外周溝１３は渦巻溝２の外側を複数回に亘って周回するものであってもよい。この場合でも、外周溝１３の最外周の溝は渦巻溝２の最外周の溝から径方向にピッチＰの距離以上離れて形成されている。
【００４９】
このように、渦巻溝２に滑らかに連続する外周溝１３を型１の表面に形成したので、鋳造により形成される渦巻状ばね１２は残留応力が少なく、継時的変形が少ない渦巻形状を高精度で製造することができる。また、ピッチＰよりも直径が大きな外端部材受け溝４を形成し、ピッチＰよりも直径の大きな外端部材を渦巻状ばね１２に接続することができる。そのため、時計のひげぜんまいの製造に好適である。
【００５０】
（第四実施形態）
図１０及び図１１は、本発明の第四実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。図１０は、ばねの製造方法を表す工程図であり、図１１（ａ）はばねを製造するための型１と第一押型９の断面模式図であり、図１１（ｂ）は渦巻溝２にばね材３を充填し、型１に対して第一押型９を押圧する状態を表す断面模式図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００５１】
図１０に示すように、ばねの製造方法は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２を有する型１を準備する準備工程Ｓ１と、渦巻溝２にばね材３を充填するばね材充填工程Ｓ２と、ばね材３を型１とともに焼成する焼成工程Ｓ８と、ばね材３を型１とともに冷却する冷却工程Ｓ３と、型１から渦巻状ばね１２を取り出す取出し工程Ｓ４とを備える。
【００５２】
図１１（ａ）に示すように、準備工程Ｓ１は、型１を準備することに加えて第一押型９を準備する。第一押型９は、表面に渦巻溝２に嵌合する突条Ｔを有する。型１の材質や、渦巻溝２を形成する方法については第一実施形態と同様なので説明を省略する。また、第一押型９の材質は型１と同様であり、突条Ｔの形成方法も型１の表面に渦巻溝２を形成する方法と同様なので、説明を省略する。なお、渦巻溝２と突条Ｔをアルキメデス曲線の渦巻溝２と突条Ｔとすることができる。また、渦巻溝２の内端の近傍であり内端に連続する内端部材受け溝と、渦巻溝２の外端の近傍であり外端に連続する外端部材受け溝を設置することができる。また、渦巻溝２の最外周の溝に対して渦巻曲線の径方向のピッチの距離よりも外側の位置に外周溝を形成し、この外周溝に外端部材受け溝４を形成してもよい。また、渦巻溝２に嵌合する突条Ｔにも、内端部材受け溝又は外端部材受け溝に嵌合する凸部を形成することができる。
【００５３】
なお、本発明においては渦巻溝２を径方向のピッチＰが等しいアルキメデス曲線とすることは必須要件ではなく、ピッチＰが径方向に漸次増加する、或いは漸次減少するものであってもよく、また、ピッチＰが径方向の位置に応じて任意に設定されるものであってもよい。また、型１に内端部材受け溝や外端部材受け溝を形成する場合は、渦巻溝２の形成と異なる工程により形成し、渦巻溝２の深さと異なる深さとしてもよい。第一押型９に凸部を形成する場合は、突条Ｔの形成と異なる工程により形成し、突条Ｔの高さと異なる高さとすることができる。
【００５４】
ばね材充填工程Ｓ２において、渦巻溝２にばね材３の粉末を充填する。ばね材３の粉末は、渦巻状ばね１２をプラスチックにより形成する場合にはプラスチックの粉末やプラスチックの原料となる粉末を使用する。渦巻状ばね１２として時計用のひげぜんまいを形成する場合には、型１及び第一押型９として例えばアルミナ等からなるセラミックス型を用い、ばね材３の粉末として、エリンバーやコエリンバー等の合金粉末、或いは鉄、コバルト、ニッケル等の原料粉末を使用する。なお、ばね材充填工程Ｓ２の前に、渦巻溝２の内壁に離型剤を塗布することができる。離型剤を塗布することにより、ばね材３の焼結後の離型性を向上させることができる。
【００５５】
焼成工程Ｓ８において、図１１（ｂ）に示すように、型１の渦巻溝２に第一押型９の突条Ｔを挿入して加圧焼成する。これにより、ばね材３の融点よりも低い温度で渦巻状ばね１２を形成することができる。なお、渦巻溝２の中央にはばね材３から内端部材７をばね材３に連続させて形成する。取出し工程Ｓ４において、型１及び第一押型９を破壊して内部から渦巻状ばね１２を取り出す。これにより、残留応力が少なく、経時的変形の少ない渦巻形状を高精度に形成することができる。
【００５６】
（第五実施形態）
図１２は、本発明の第五実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。ばねの製造工程は図１０に示される第四実施形態と同じである。図１２（ａ）は、準備工程Ｓ１において準備する型１、第一押型９及び第二押型１０の断面模式図であり、図１２（ｂ）は、型１にばね材３を充填し、第一押型９と第二押型１０により押圧する状態を表す断面模式図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００５７】
まず、準備工程Ｓ１において、表面から反対側の裏面に貫通する渦巻曲線からなる渦巻溝２を有する型１と、表面に渦巻溝２に嵌合する突条Ｔを有する第一押型９と第二押型１０とを準備する。準備工程Ｓ１は、更に、渦巻溝２に突条Ｔを挿入して型１の裏面に第二押型１０を設置する工程を有する。型１、第一押型９及び第二押型１０の材質や渦巻溝２及び突条Ｔの形成方法については第一実施形態又は第四実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００５８】
なお、渦巻溝２やこれに嵌合する突条Ｔはアルキメデス曲線とすることができる。また、渦巻溝２の内端の近傍であり内端に連続する内端部材受け溝と、渦巻溝２の外端の近傍であり外端に連続する外端部材受け溝を設置することができる。また、渦巻溝２の最外周の溝に対して渦巻曲線の径方向のピッチよりも外側の位置に外周溝を形成し、この外周溝に外端部材受け溝４を形成してもよい。また、第一及び第二押型９、１０の渦巻溝２に嵌合する突条Ｔにも、内端部材受け溝や外端部材受け溝に嵌合する凸部を形成することができる。
【００５９】
次に、ばね材充填工程Ｓ２において、裏面に第二押型１０が設置される型１の渦巻溝２にばね材３の粉末を充填する。ばね材３の粉末は第四実施形態と同様なので、説明を省略する。次に、焼成工程Ｓ８において、図１２（ｂ）に示すように、型１の渦巻溝２に第一押型９の突条Ｔを挿入し、第一押型９と第二押型１０を相対的に押圧して加圧焼成して、ばね材３を焼結する。次に、冷却工程Ｓ３によりばね材３、型１、第一及び第二押型９、１０を冷却する。次に、取出し工程Ｓ４において、型１から第二押型１０又は第一押型９を取り外し、第一押型９又は第二押型１０から押圧して焼結された渦巻状ばね１２を取り出す。
【００６０】
これにより、ばね材３の融点よりも低い温度で渦巻状ばね１２を製造することができる。また、取出し工程Ｓ４において、第一押型９又は第二押型１０を押圧することにより型１から渦巻状ばね１２を押し出すことができるので、取出し工程Ｓ４が容易となる。
【００６１】
（第六実施形態）
図１３及び図１４は、本発明の第六実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。図１３は、ばね材の製造方法を表す工程図である。図１４（ａ）は、ばね用板材１４を第一の型１５と第二の型１６により挟んだ状態の模式図であり、図１４（ｂ）は、第一の型１５と第二の型１６によりばね用板材１４を打ち抜いた状態の模式図である。
【００６２】
図１４に示すように、打ち抜き用の第一の型１５と第二の型１６を準備する。第一の型１５は表面に打ち抜き用の渦巻曲線からなる渦巻凹部１７を有する。渦巻凹部１７は最終的に形成される渦巻状ばねの形状を有する。第二の型１６は表面に打ち抜き用の渦巻曲線からなる渦巻凸部１８を有する。渦巻凸部１８は最終的に形成される渦巻状ばねの形状を有する。打抜き工程Ｓ９において、渦巻凹部１７と渦巻凸部１８が嵌合するように配置し、第一の型１５を第二の型１６に押圧してばね用板材１４を打ち抜く。これにより、渦巻曲線からなる渦巻状ばねを得る。この渦巻状ばねを熱処理工程Ｓ１０において熱処理して切断部の残留応力を取り除く。この打ち抜き法によれば、短時間で多数の渦巻状ばねを製造することができる。また、熱処理等により渦巻形状に癖付けする必要がなく、経時的変形の少ない渦巻状ばね１２を容易に製造することができる。
【００６３】
（第七実施形態）
図１５は、本発明の第七実施形態に係るばね製造装置２０を説明するための図である。ばね製造装置２０は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２を有する型１にばね材３を充填するばね材充填手段２１と、ばね材３を充填した型１を冷却するばね材冷却手段２２と、型１から渦巻状ばね１２を取り出すばね材取出し手段２３とを備える。
【００６４】
図示しない搬送手段は、表面に渦巻溝２が形成される型１をばね材製造装置２０に搬送する。型１が所定位置に搬送されると、ばね材供給部２４から型１の表面にばね材３からなる溶湯が供給され、渦巻溝２にばね材３を充填する。次に、スキージ等の除去手段により型１の表面からばね材３が除去される。次に、型１は図示しない搬送手段によりばね材冷却手段２２に搬送され、型１とともにばね材３が冷却される。所定温度に達した後に、型１は図示しない搬送手段によりばね材取出し手段２３に搬送され、渦巻状ばね１２が型１から取り出される。ばね材製造装置２０は、これら一連の動作を自動で行うことができる。
【００６５】
なお、第二実施形態や第三実施形態のように、型１に内端部材受け溝５と外端部材受け溝４を形成すれば、ばね材充填手段２１によって内端部材受け溝５と外端部材受け溝４にばね材３が充填され、渦巻状ばね１２の形成と同時に内端部材７及び外端部材６を形成することができる。また、ばね材製造装置２０に内端部材設置手段及び外端部材設置手段を設けて、内端部材受け溝５に内端部材７を設置し、外端部材受け溝４に外端部材６を設置すれば、ばね材３と異なる材質の外端部材６や内端部材７を渦巻状ばね１２に接続することができる。また、ばね材製造装置２０に加圧焼成手段を設け、型１に加えて第一押型９又は第二押型１０を準備して、ばね材充填手段２１においてばね材３の粉末を渦巻溝２に充填し、加圧手段において第一押型９と第二押型１０を相対的に押圧し焼成することにより、渦巻状ばね１２を製造することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  型、９  第一押型、１０  第二押型、１５  第一の型、１６  第二の型
２  渦巻溝、４  外端部材受け溝、５  内端部材受け溝、１３  外周溝
３  ばね材
６  外端部材
７  内端部材
８  蓋
１２  渦巻状ばね
１４  ばね用板材
１７  渦巻凹部、１８  渦巻凸部
２０  ばね製造装置
２１  ばね材充填手段
２２  ばね材冷却手段
Ｅ１  内端、Ｅ２  外端、Ｅ３  終端
Ｋ  屈曲部、Ｐ  ピッチ、Ｔ  突条
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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