(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケルイオンと添加物のイオンとを含む電鋳液中に成形型を浸漬し、電鋳により形成された機械部品であって、
本体部と、
前記本体部の少なくとも一部を覆い、他部品と接触する接触部と、
を有し、
前記接触部は、前記本体部よりも前記添加物の含有量が多いことを特徴とする機械部品。
【請求項２】
前記接触部の前記添加物の含有量は、前記本体部に向かって減少することを特徴とする請求項１に記載の機械部品。
【請求項３】
前記接触部の前記添加物の含有量は、前記本体部に向かって段階的に減少することを特徴とする請求項２に記載の機械部品。
【請求項４】
前記接触部の前記添加物の含有量は、前記本体部に向かって漸次に減少することを特徴とする請求項２に記載の機械部品。
【請求項５】
前記接触部の前記添加物は、鉄であり、
前記接触部の鉄の含有量は、３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の機械部品。
【請求項６】
前記本体部の前記添加物は、鉄であり、
前記本体部の鉄の含有量は、０．１ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の機械部品。
【請求項７】
前記接触部は、前記添加物である鉄とニッケルとにより形成され、
前記接触部の鉄の含有量は２２ｗｔ％であり、前記接触部のニッケルの含有量は７８ｗｔ％であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の機械部品。
【請求項８】
前記機械部品は歯車であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の機械部品。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の機械部品を備えたムーブメント。
【請求項１０】
請求項９に記載のムーブメントを備えた時計。
【請求項１１】
請求項１から８のいずれか１項に記載の機械部品を製造する機械部品の製造方法であって、
前記電鋳液中に前記成形型を浸漬して電鋳を行い、前記接触部を形成する接触部形成工程と、
前記電鋳液中で前記成形型を浸漬して電鋳を行い、前記接触部に重ねて前記本体部を形成する本体部形成工程と、
を備え、
前記接触部形成工程では、前記本体部形成工程よりも前記添加物の析出量が多くなるように電鋳が行われることを特徴とする機械部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機械部品、ムーブメント、時計および機械部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械式の時計における歯車等のような小型の機械部品は、機械加工によって製造されていたが、近時では電鋳を利用した製造方法が採用されている。特に近年では、フォトリソグラフィ技術によって電鋳用の成形型を作製するＬＩＧＡ法（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ  Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ  Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）を採用することにより、寸法精度のよい機械部品が電鋳により製造されている。
【０００３】
しかし、一般的な電鋳材料であるニッケルは、耐摩耗性に劣ることが知られている。このため、耐摩耗性を要求される機械部品においては、電鋳部品に湿式・乾式めっきによって耐摩耗性に優れる皮膜を形成することがある。また、母材の耐摩耗性を高めるために、例えばＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）等によりコーティングする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１５２５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術においては、コーティング時に外形形状へ影響を与えないようにコーティング膜の厚さを管理しつつ製造する必要があるため、製造効率が低下するとともに製造コストが増加するおそれがある。また、母材とコーティング膜との密着性が悪い場合には、機械部品を摺動させたときコーティング膜が剥離して耐摩耗性の効果がなくなるばかりか、剥離したコーティング膜が機械部品の摩耗を促進させるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、生産性および耐摩耗性に優れた機械部品、ムーブメント、時計および機械部品の製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の機械部品は、ニッケルイオンと添加物のイオンとを含む電鋳液中に成形型を浸漬し、電鋳により形成された機械部品であって、本体部と、前記本体部の少なくとも一部を覆い、他部品と接触する接触部と、を有し、前記接触部は、前記本体部よりも前記添加物の含有量が多いことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、他部品に対して側面や底面等が接触する機械部品において、接触部の添加物（例えば鉄）の含有量を本体部よりも多くすることにより、耐摩耗性を向上させることができる。また成形型に対応して機械部品を製造できるため、フォトリソグラフィ技術で作製した成形型の精度を維持しつつ機械部品を製造できる。したがって、生産性および耐摩耗性に優れた機械部品を提供できる。
【０００９】
また、前記接触部の前記添加物の含有量は、前記本体部に向かって減少することを特徴としている。
【００１０】
一般に、例えば鉄等の添加物が多い条件で機械部品を電鋳により製造すると、残留応力が大きくなるため、機械部品の反りが大きくなるおそれがある。これに対して、本発明によれば、本体部に向かって添加物の含有量が減少するので、添加物の多い接触部の残留応力による機械部品の反りを抑制できる。また、一般に、例えば鉄等の添加物が多い条件で機械部品を電鋳により製造すると、脆性となるため、機械部品が脆くなるおそれがある。これに対して、本発明によれば、本体部における添加物の含有量を少なくできるので、例えば機械部品に軸等を打ち込む際に、仮に接触部にクラックが発生したとしても本体部が割れるおそれがない。また、本体部と接触部との良好な密着性を確保するとともに、成形後における接触部の残留応力を本体部に分散できるので、接触部が本体部から剥離するのを確実に防止できる。また、添加物の使用量を低減できる。
【００１１】
また、前記接触部の前記添加物の含有量は、前記本体部に向かって段階的に減少してもよい。
また、前記接触部の前記添加物の含有量は、前記本体部に向かって漸次に減少してもよい。
【００１２】
本発明によれば、上述したように、機械部品の反りを抑制できる。また、例えば機械部品に軸等を打ち込む際に、仮に接触部にクラックが発生したとしても本体部が割れるおそれがない。また、接触部が本体部から剥離するのを確実に防止できる。また、添加物の使用量を低減できる。
【００１３】
また、前記接触部の前記添加物は、鉄であり、前記接触部の鉄の含有量は、３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であってもよい。
また、前記本体部の前記添加物は、鉄であり、前記本体部の鉄の含有量は、０．１ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であってもよい。
また、前記接触部は、前記添加物である鉄とニッケルとにより形成され、前記接触部の鉄の含有量は２２ｗｔ％であり、前記接触部のニッケルの含有量は７８ｗｔ％であってもよい。
【００１４】
本発明によれば、添加物として鉄（Ｆｅ）を含有することにより、機械部品の保磁力をニッケル（Ｎｉ）よりも低くすることができる。また、ニッケル（Ｎｉ）と鉄（Ｆｅ）との含有比率を調整することにより、機械部品の保磁力を鉄（Ｆｅ）や炭素鋼よりも低くすることができる。とりわけ、機械部品の鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）との含有比率が、７８パーマロイにおける鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）との含有比率に近くなるように、鉄（Ｆｅ）を約２２ｗｔ％とし、ニッケル（Ｎｉ）を約７８ｗｔ％とすることで、保磁力を大幅に低下させることができる。
このため、機械部品を例えば歯車等の部品として採用した時計は、炭素鋼により形成された従来の時計用部品を採用した時計と比較して、磁化されにくい。したがって、本発明の機械部品を時計に採用することにより、耐磁性に優れた時計とすることができる。
【００１５】
また、本発明の機械部品は、歯車であることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、歯車において、接触部である歯部等の添加物の含有量を多くすることにより耐摩耗性を向上させることができる。また、成形型の寸法通りに高精度な歯車を製造できる。したがって、生産性および耐摩耗性に優れた歯車を提供できる。
【００１７】
また、本発明のムーブメントは、上述の機械部品を備えることを特徴としている。
また、本発明の時計は、上述のムーブメントを備えることを特徴としている。
【００１８】
本発明によれば、高性能でかつ耐久性に優れた低コストなムーブメントおよび時計を提供できる。
【００１９】
また、本発明の機械部品の製造方法は、前記電鋳液中に前記成形型を浸漬して電鋳を行い、前記接触部を形成する接触部形成工程と、前記電鋳液中で前記成形型を浸漬して電鋳を行い、前記接触部に重ねて前記本体部を形成する本体部形成工程と、を備え、前記接触部形成工程では、前記本体部形成工程よりも前記添加物の析出量が多くなるように電鋳が行われることを特徴としている。
【００２０】
本発明によれば、他部品に対して側面や底面等が接触する機械部品において、接触部の添加物（例えば鉄）の含有量を多くすることにより耐摩耗性を向上させることができる。また成形型に対応して機械部品を製造できるため、フォトリソグラフィ技術で作製した成形型の精度を維持しつつ機械部品を製造できる。このように、生産性および耐摩耗性に優れた機械部品の製造方法を提供できる。また、本発明によれば、同一の電鋳液内にて連続して本体部と接触部を電鋳によって形成することにより、本体部と接触部との間に界面がない機械部品を製造できる。また、本発明によれば、接触部の厚さおよび組成の制御を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、他部品に対して側面や底面等が接触する機械部品において、接触部の添加物（例えば鉄）の含有量を本体部よりも多くすることにより、耐摩耗性を向上させることができる。また成形型に対応して機械部品を製造できるため、フォトリソグラフィ技術で作製した成形型の精度を維持しつつ機械部品を製造できる。したがって、生産性および耐摩耗性に優れた機械部品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第一実施形態に係る機械部品を示す模式図である。
【図２】第一実施形態に係る機械部品の鉄の濃度を示す説明図である。
【図３】第一実施形態の第一変形例に係る機械部品の説明図である。
【図４】第一実施形態の第二変形例に係る機械部品の説明図である。
【図５】第一実施形態の第三変形例に係る機械部品の説明図である。
【図６】第二実施形態に係る機械部品を示す模式図である。
【図７】第二実施形態に係る機械部品の鉄の濃度を示す説明図である。
【図８】第三実施形態に係る機械部品の模式図である。
【図９】第三実施形態に係る機械部品の鉄の濃度を示す説明図である。
【図１０】機械部品の製造方法の説明図である。
【図１１】電鋳装置の概略構成図である。
【図１２】時計のムーブメント表側の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る各実施形態の機械部品、ムーブメント、時計および機械部品の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。以下では、本発明の各実施形態に係る機械部品について説明をした後、第一実施形態に係る機械部品の製造方法、第一実施形態に係る機械部品を備えたムーブメントおよび時計について説明をする。
【００２４】
（第一実施形態）
図１は第一実施形態に係る機械部品を示す模式図であり、図１（ａ）は機械部品の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１（a）に示すように、本実施形態の機械部品１は、例えば歯車１Ａである。歯車１Ａは、ニッケルイオンと添加物である鉄（Ｆｅ）イオンとを含む電鋳液４１（図１１（ａ）参照）中に成形型３０（図１１（ａ）参照）を浸漬し、電鋳により形成された機械部品１であって、本体部２と、本体部２の少なくとも一部を覆い、他部品と接触する接触部３と、を有している。
機械部品１の中心部には、例えば軸（図示せず）が嵌合される貫通孔４が設けられている。機械部品１の外周面には、複数の歯部５が形成されている。
接触部３は、機械部品１の側面６、底面７および貫通孔４の内面に対応して、本体部２を覆うように設けられている。
【００２５】
図２は、第一実施形態に係る機械部品の鉄（Ｆｅ）の濃度を示す説明図であって、図２（ａ）は第一実施形態に係る機械部品の拡大断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂに沿う機械部品の鉄（Ｆｅ）の濃度を示す図である。なお、図２（ｂ）において、横軸を側面６からの距離とし、縦軸を鉄（Ｆｅ）の濃度としている。
図２（ｂ）に示すように、第一実施形態に係る機械部品１は、接触部３の鉄の含有量が本体部２に向かって減少する。
鉄の濃度は、接触部３で略一定であり、本体部２で大幅に減少する。より具体的には、接触部３における鉄の濃度は、側面６および貫通孔４の内面から本体部２に向かって、最大値で略一定となっている。また、鉄の濃度は、本体部２において、最小値で略一定となっている。
ここで、物体に働く応力緩和について着目する。応力緩和とは、例えば、物体に一定のひずみを与えてそのまま保持するとき、物体の応力が経過時間とともに次第に低下する現象等をいう。そして、応力緩和率は、応力緩和の生じやすさを示すものとする。
そして、添加物としての鉄（Ｆｅ）の含有量が多くなるにしたがい、応力緩和率が低くなり応力緩和が生じにくくなる。これに対して、添加物の含有量が多い条件で機械部品１を電鋳により製造すると、残留応力が大きくなるため反りが大きくなるおそれがある。機械部品１の応力緩和率が上昇すると、例えば貫通孔４に軸を嵌合（圧入）したときの嵌合力が低下し、機械部品１の抜け等の不具合が発生するおそれがある。かかる嵌合力は、時間の経過とともにさらに低下するため、この抜け等の不具合は、時間の経過とともに拡大（発生の頻度が上昇等）してしまうおそれがある。
そこで、添加物としての鉄（Ｆｅ）の含有量を制御することにより、機械部品１の反りを抑制しつつ、応力緩和率の上昇に起因する機械部品１の抜け等の不具合を防止する構成とした。
具体的には、上述の通り、側面６や底面７、貫通孔４等の他部品と接触する接触部３は、本体部２よりも鉄（Ｆｅ）の含有量が多くなっている。このように、本体部２の鉄（Ｆｅ）の含有量を抑制することで機械部品１の反りを抑制しつつ、接触部３の鉄（Ｆｅ）の含有量を本体部２よりも多くすることで応力緩和率の上昇を抑制し、応力緩和に起因する機械部品１の抜け等の不具合を防止できる。
【００２６】
なお、添加物としては、鉄（Ｆｅ）以外にホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）等を例示できる。また、接触部３の厚さは、０．１〜２０μｍ程度となっている。また、接触部３（鉄の濃度が高い部分）の添加物である鉄（Ｆｅ）の含有量は、３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下とするのが好ましい。また、本体部２（鉄の濃度が低い部分）の添加物である鉄（Ｆｅ）の含有量は、０．１ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下とするのが好ましい。
ここで、物体の保磁力について着目する。保磁力とは、例えば、磁化された磁性体を磁化されていない状態に戻すために必要な反対向きの外部磁場の強さをいう。したがって、物体の保磁力の値が高ければ、その物体は大きな磁力を有していることとなる。
ここで、「物理学選書４  強磁性体の物理（上）−物質の磁性−、近角聰信、裳華房、ＩＳＢＮ４−７８５３−２３０４−３」によれば、ニッケル（Ｎｉ）の保磁力は０．７×１０3／４π（Ａ／ｍ）であり、鉄（Ｆｅ）の保磁力は１．８×１０3／４π（Ａ／ｍ）であり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金であってニッケル（Ｎｉ）の含有量が約７８ｗｔ％のいわゆる７８パーマロイ（パーマロイＡ）の保磁力は０．０５×１０3／４π（Ａ／ｍ）であり、「材料学シリーズ  磁性入門  スピンから磁石まで、志賀正幸、内田老鶴圃、ＩＳＢＮ９７８−４−７５３６−５６３０−１」によれば、炭素鋼（０．９Ｃ１Ｍｎ）の保磁力は５０×１０3／４π（Ａ／ｍ）である。
本実施形態によれば、添加物として鉄（Ｆｅ）を含有することにより、機械部品１の保磁力をニッケル（Ｎｉ）よりも低くすることができる。また、ニッケル（Ｎｉ）と鉄（Ｆｅ）との含有比率を調整することにより、機械部品１の保磁力を鉄（Ｆｅ）や炭素鋼（よりも低くすることができる。とりわけ、機械部品１の鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）との含有比率が、７８パーマロイにおける鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）との含有比率に近くなるように、鉄（Ｆｅ）を約２２ｗｔ％とし、ニッケル（Ｎｉ）を約７８ｗｔ％とすることで、保磁力を大幅に低下させることができる。
このため、機械部品１を例えば歯車等の部品として採用した時計は、炭素鋼により形成された従来の時計用部品を採用した時計と比較して、磁化されにくい。したがって、本実施形態の機械部品１を時計に採用することにより、耐磁性に優れた時計とすることができる。
【００２７】
第一実施形態の機械部品１によれば、接触部３である側面６、底面７および貫通孔４の内面が他部品と接触や摺動等する場合であっても、接触部３の添加物である鉄の含有量を本体部２よりも多くすることにより、耐摩耗性を向上させることができる。また成形型に対応して機械部品１を製造できるため、フォトリソグラフィ技術で作製した成形型の精度を維持しつつ機械部品１を製造できる。したがって、生産性および耐摩耗性に優れた機械部品１を提供できる。
なお、ここで生産性とは、例えば、ある資源から付加価値を生み出す際の効率の程度等をいう。そして、生産性が優れているとは、例えば、製造効率が上昇することにより、無駄な生産コストを削減すること等をいう。
【００２８】
（第一実施形態の各変形例）
続いて、第一実施形態の機械部品の各変形例について説明する。
図３は、第一実施形態の第一変形例に係る機械部品の説明図であり、図３（ａ）は第一実施形態の第一変形例に係る機械部品の拡大断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う機械部品の鉄（Ｆｅ）の濃度を示す図である。なお、図３（ｂ）において、横軸を側面６からの距離とし、縦軸を鉄（Ｆｅ）の濃度としている。
図３（ｂ）に示すように、第一実施形態の第一変形例に係る機械部品１は、接触部３における鉄の濃度が、側面６および貫通孔４の内面から、本体部２に向かって段階的に減少する。また、鉄の濃度は、本体部２において最小値で略一定となっている。なお、鉄の濃度は、図３（ｂ）において２段階に減少しているが、３段階以上で減少するようにしてもよい。
【００２９】
図４は、第一実施形態の第二変形例に係る機械部品の説明図であり、図４（ａ）は第一実施形態の第二変形例に係る機械部品の拡大断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う機械部品の鉄（Ｆｅ）の濃度を示す図である。なお、図４（ｂ）において、横軸を側面６からの距離とし、縦軸を鉄（Ｆｅ）の濃度としている。
図４（ｂ）に示すように、第一実施形態の第二変形例に係る機械部品１は、接触部３における鉄の濃度が、側面６および貫通孔４の内面から、本体部２に向かって漸次減少する。この場合は、接触部３の残留応力が緩和されるため、接触部３がさらに本体部２から剥離しにくくなる。
【００３０】
図５は、第一実施形態の第三変形例に係る機械部品の説明図であり、図５（ａ）は第一実施形態の第三変形例に係る機械部品の拡大断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う機械部品の鉄（Ｆｅ）の濃度を示す図である。なお、図５（ｂ）において、横軸を側面６からの距離とし、縦軸を鉄（Ｆｅ）の濃度としている。
図５（ｂ）に示すように、第一実施形態の第三変形例に係る機械部品１は、接触部３から本体部２にわたる鉄の濃度が、本体部２の内部であって側面６と貫通孔４の内面との中間位置に向かって漸次減少する。この場合においても、接触部３の残留応力が緩和されるため、接触部３が本体部２からさらに剥離しにくくなる。
【００３１】
（他の実施形態）
続いて、他の実施形態に係る機械部品について説明する。なお、以下の説明において、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付けてその説明を省略する。
（第二実施形態）
図６は第二実施形態に係る機械部品を示す模式図であり、図６（ａ）は機械部品の平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
図７は、第二実施形態に係る機械部品の鉄の濃度を示す説明図であって、図７（ａ）は第二実施形態に係る機械部品の拡大断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＧ−Ｇに沿う機械部品の鉄（Ｆｅ）の濃度を示す図である。なお、図７（ｂ）において、横軸を側面６からの距離とし、縦軸を鉄（Ｆｅ）の濃度としている。
図６に示すように、第二実施形態に係る機械部品１０は、歯車１０Ａであり、本体部２の上面１１に円環状の空洞部１２が形成されている点で、第一実施形態と相違する。
図７（ｂ）に示すように、本体部２および接触部３の鉄の濃度分布は、第一実施形態と同様となっている。すなわち、鉄の濃度は、接触部３で略一定であり、本体部２で大幅に減少する。より具体的には、接触部３における鉄の濃度は、側面６および貫通孔４の内面から本体部２に向かって、最大値で略一定となっている。また、鉄の濃度は、本体部２において、最小値で略一定となっている。第二実施形態によれば、機械部品１０の軽量化が可能である。
【００３２】
（第三実施形態）
図８は第三実施形態に係る機械部品を示す模式図であり、図８（ａ）は機械部品の平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。
図９は、第三実施形態に係る機械部品の鉄の濃度を示す説明図であって、図９（ａ）は第三実施形態に係る機械部品の拡大断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う機械部品の鉄（Ｆｅ）の濃度を示す図である。なお、図９（ｂ）において、横軸を側面６からの距離とし、縦軸を鉄（Ｆｅ）の濃度としている。
図８に示すように、機械部品２０は、歯車２０Ａであり、本体部２の上面２２に接触部３として環状の接触部３ｂが設けられている点で第一実施形態と相違する。環状の接触部３ｂには、例えば摺動部品としてのクラッチバネ２１が接触する。
図９（ｂ）に示すように、鉄の濃度は、接触部３で略一定であり、本体部２で大幅に減少する。より具体的には、側面６および貫通孔４の内面に対応する接触部３ａの鉄の濃度は、側面６および貫通孔４の内面から本体部２に向かって漸次減少している。また、本体部２の上面２２に対応する環状の接触部３ｂの鉄の濃度は、クラッチバネ２１と接触する中央部分が最大濃度となり、中央部分から本体部２に向かって大幅に減少している。
第三実施形態の機械部品２０によれば、クラッチバネ２１と接触する部分にも、鉄の含有量が多く耐摩耗性が高い環状の接触部３ｂが設けられているので、歯車２０Ａの上面２２がクラッチバネ２１と接触しても、摩耗を抑制できる。
【００３３】
（機械部品の製造方法）
続いて、実施形態に係る機械部品の製造方法について説明する。以下では、第一実施形態に係る機械部品の製造方法について説明する。
図１０は、機械部品の製造方法の説明図である。
図１１は、電鋳装置の概略構成図である。
図１０に示すように、機械部品の製造方法は、成形型３０を形成する成形型形成工程（図１０（ａ）参照）と、成形型３０に電極膜３２を形成する電極膜形成工程（図１０（ｂ）参照）と、接触部３を形成する接触部形成工程（図１０（ｃ）参照）と、接触部３に重ねてのちの本体部２となる本体母体５０を形成する本体部形成工程（図１０（ｄ）参照）と、本体母体５０および接触部３を研磨する研磨工程（図１０（ｅ）参照）と、機械部品１を取り出す取出工程（図１０（ｆ）参照）と、を備える。
【００３４】
以下に、機械部品の製造方法の各工程の詳細について説明する。
まず、図１０（ａ）に示すように、成形型形成工程を行う。成形型形成工程では、機械部品１（図１（ａ）参照）の外形形状を成形するための成形型３０を形成する。成形型３０は、機械部品１の外形形状を成形する機械パターン３１としての凹部３０ａ、および凹部３０ａから立設されて貫通孔４（図１（ｂ）参照）を成形するための柱部３０ｂを備えている。
【００３５】
なお、成形型３０となる基材の材料としては、レジストやシリコン（Ｓｉ）、ステンレス等、種々の材料を用いることが可能である。これらの材料のうち、レジストやシリコン等を基材に用いた場合には、フォトリソグラフィ技術を利用してエッチングを行うことで成形型３０の機械パターン３１を形成し、ステンレス等を基材に用いた場合には、レーザ等を用いて成形型３０の機械パターン３１を形成することが可能である。また、成形型３０には、上記の機械パターン３１が行列方向に沿って複数形成されているのが好ましい。この好ましい形態においては、例えば、一の工程で、複数の部品（本実施形態では機械部品１）を製造することができるため、生産性が向上するといった利点がある。
【００３６】
次に、図１０（ｂ）に示すように、電極膜形成工程を行う。電極膜形成工程では、例えばＰＶＤ法やＣＶＤ法（化学気相成長法）等の成膜法により、成形型３０の機械パターン３１面上に電極膜３２を形成する。本実施形態では、厚さが例えば１０〜５００ｎｍ程度の銅等の金属材料からなる電極膜３２を、成形型３０における機械パターン３１面全体（凹部３０ａの内面および表面）にわたって形成する。電極膜３２の厚さは極薄いため、成形型３０に形成された機械パターン３１の形状に影響のないものである。なお、電極膜３２の材料としては、金、チタン、クロム等、導電性を有する各種材料を用いることが可能である。なお、成形型３０の材料として導電性材料を選択した場合は、本工程は省略してもよい。
【００３７】
次に、図１０（ｃ）に示すように、接触部形成工程を行う。接触部形成工程では、図１１に示す電鋳装置４０を用いて、成形型３０における機械パターン３１上に、接触部３を形成する。
ここで、電鋳装置４０について説明する。
図１１（ａ）に示すように、電鋳装置４０は、ニッケルイオンと添加物である鉄イオンとを含む電鋳液４１が貯液された電鋳槽４２と、不溶性の導電性材料もしくは電鋳すべき金属材料である例えばニッケルと鉄の少なくともどちらか一方を含む材料からなり電鋳液４１内に浸漬された電極４３と、電極４３および成形型３０に形成された電極膜３２間に電気配線４４を介してそれぞれ接続される電源部４５と、を備えている。
電鋳装置４０は、電源部４５の陽極側に電極４３が接続され、陰極側に電極膜３２が接続されている。また、電鋳液４１は、電鋳材料に応じて選択されるが、ニッケル合金電鋳を行う場合には、例えばスルファミン酸浴、ワット浴や硫酸浴等が用いられる。仮にスルファミン酸浴を用いてニッケル鉄合金電鋳を行う場合には、例えば電鋳槽４２の中にスルファミン酸ニッケル水和塩とスルファミン酸鉄水和塩とを主成分とするスルファミン酸浴を入れる。
【００３８】
このように構成された電鋳装置４０を利用して、鉄の含有量を調整しながら、接触部形成工程を行う。
図１１（ａ）に示すように、接触部形成工程では、まず成形型３０を電鋳装置４０にセットする。次いで、図１１（ｂ）に示すように、成形型３０の機械パターン３１上の電極膜３２上に、接触部３を形成する。接触部形成工程では、電鋳槽４２内に貯液された電鋳液４１中に成形型３０を浸漬させた後、電源部４５を作動させて、電極４３と電極膜３２との間に電圧を印加する。
【００３９】
ここで、析出される接触部３の鉄の含有量は、成形型３０の電流密度（成形型３０における単位面積当たりに流れる電流量）、電鋳液４１の撹拌回数および電鋳液４１中のニッケルイオンに対する鉄イオンの割合により制御される。具体的には、成形型３０の電流密度が小さい程、接触部３の鉄の含有量が多くなる。また、電鋳液４１中のニッケルイオンに対する鉄イオンの割合が多い程、接触部３の鉄の含有量が多くなる。また、電鋳液４１の撹拌回数が多い程、接触部３の鉄の含有量が多くなる。さらに、接触部３の厚さは、成形型３０の電流密度と電鋳時間とにより制御できる。
【００４０】
接触部形成工程では、電極４３と電極膜３２との間に電圧を印加すると、電鋳液４１に含まれるニッケルイオンと鉄イオンとがスルファミン酸浴中を移動し、電鋳液４１内にてニッケル鉄合金が電極膜３２上に金属として析出する。接触部３の形成は、上記のように成形型３０の電流密度、電鋳液４１中のニッケルイオンに対する鉄イオンの割合、および電鋳液の撹拌回数の少なくともいずれかを制御することにより、所望の鉄の含有量となるように行われる。
【００４１】
続いて、図１０（ｄ）に示すように、本体部形成工程を行う。図１１（ｂ）に示すように、本体部形成工程では、接触部形成工程の終了後、電鋳液４１中に成形型３０を浸漬したまま、成形型３０の電流密度、電鋳液４１中のニッケルイオンに対する鉄イオンの割合、および電鋳液４１の撹拌回数の少なくともいずれかを制御することにより、のちの本体部２となる本体母体５０を形成する。
【００４２】
本体部形成工程では、本体母体５０における鉄の含有量が、接触部３よりも少なくなるように、成形型３０の電流密度、電鋳液４１中のニッケルイオンに対する鉄イオンの割合および電鋳液の撹拌回数のいずれかを制御しながら行う。具体的には、成形型３０の電流密度が大きい程、本体部２の鉄の含有量が少なくなる。また、電鋳液４１中のニッケルイオンに対する鉄イオンの割合が少ない程、本体部２の鉄の含有量が少なくなる。また、電鋳液４１の撹拌回数が少ない程、本体部２の鉄の含有量が少なくなる。
【００４３】
本体部形成工程では、接触部形成工程と同様に、電極４３と電極膜３２との間に電圧を印加すると、電鋳液４１に含まれるニッケルイオンと鉄イオンとがスルファミン酸浴中を移動し、電鋳液４１内にてニッケル鉄合金が接触部３上に金属として析出する。本体母体５０の形成は、上記のように成形型３０の電流密度、電鋳液４１中のニッケルイオンに対する鉄イオンの割合、および電鋳液の撹拌回数の少なくともいずれかを制御することにより、鉄の含有量が接触部３よりも少なくなるように行われる。換言すれば、接触部形成工程と本体部形成工程とを比較した場合、接触部形成工程では、本体部形成工程よりも鉄の析出量が多くなるように電鋳が行われる。
【００４４】
本実施形態では、成形型３０における機械パターン３１の主面全体（凹部３０ａ内および表面上）に、接触部３に重なるように本体母体５０が形成される。本体母体５０は、少なくとも成形型３０の凹部３０ａが埋まるまで成長させる。
本体母体５０が形成された時点で、接触部形成工程および本体部形成工程が終了する。
なお、上述のように、接触部形成行程と本体部形成行程とは、電鋳液４１に浸漬させたままの状態で連続的に行うのが好ましい。これにより、工程時間の短縮化が図れる。また、成形型３０を導電体で形成した場合には、電極膜３２を形成することなく、電極４３と成形型３０との間に電圧を印加することにより電鋳を行ってもよい。
【００４５】
次に、図１０（ｅ）に示すように、研磨工程を行う。研磨工程では、本体母体５０および接触部３の研磨を行う。ここでは、本体母体５０が形成された成形型３０を電鋳槽４２（図１１（ａ）参照）から取り出した後、本体母体５０が所定の厚さとなるように成形型３０ごと研磨を行う。本実施形態では、成形型３０の上面よりも上に形成された電極膜３２、接触部３および本体母体５０が除去されるように（すなわち、成形型３０の凹部３０ａ内に形成された接触部３、電極膜３２および本体母体５０が残存するように）研磨を行う。これにより、成形型３０の機械パターン３１内に、接触部３および本体部２を有する機械部品１が形成される。なお、研磨工程では、図１０（ｅ）の工程の後、盤付け研磨等により接触部３および本体部２が所望の寸法となるように加工してもよい。
【００４６】
最後に、図１０（ｆ）に示すように、取出工程を行う。取出工程では、成形型３０の機械パターン３１内に残存する機械部品１を成形型３０から取り出す。ここでは、成形型３０および電極膜３２を溶解等によって除去する。これにより、接触部３および本体部２が一体となった機械部品１が完成する。
なお、機械部品１の取出工程は、溶解に限らず、物理的な方法を用いても構わない。また、成形型３０としてステンレス等の溶解不能な材料を用いた場合には、例えば少なくとも機械パターン３１（図１０（ａ）参照）の凹部３０ａ内に離型層（不図示）を形成し、離型層上に接触部３および本体部２を形成することが好ましい。この場合には、取出工程において、成形型３０と電極膜３２との間に介在する離型層のみを除去することで、機械部品１を成形型３０から取り出すことができる。
このように製造された機械部品１は、成形型３０の機械パターン３１内面に対応する面に接触部３が形成される。また、機械部品１は、成形型３０の柱部３０ｂに対応する部分に、厚さ方向に貫通する貫通孔４が形成される。以上で、機械部品１の製造方法の全工程が終了するとともに、歯車１Ａとしての機械部品１を得ることができる。
【００４７】
本実施形態の機械部品１の製造方法によれば、他部品に対して側面６や底面７等が接触する機械部品１において、接触部３の鉄の含有量を本体部２の鉄の含有量よりも多くすることにより耐摩耗性を向上させることができる。また成形型３０に対応して機械部品１を製造できるため、フォトリソグラフィ技術で作製した成形型３０の精度を維持しつつ機械部品１を製造できる。このように、生産性および耐摩耗性に優れた機械部品１の製造方法を提供できる。また、本実施形態によれば、同一の電鋳液４１内にて連続して本体部２と接触部３を電鋳によって形成することにより、本体部２と接触部３との間に界面がない機械部品１を製造できる。また、本実施形態によれば、成形型３０の電流密度、電鋳液４１中のニッケルイオンに対する鉄イオンの割合、および電鋳液４１の撹拌回数の少なくともいずれかを制御することにより、接触部３および本体部２の組成（すなわち鉄の含有量）の制御を容易に行うことができる。さらに、成形型３０の電流密度と電鋳時間と制御することにより、接触部３の厚さを容易に調整して形成できる。
【００４８】
（時計およびムーブメント）
次に、上述した各実施形態に係る機械部品を使用する装置の一例として、ムーブメントおよび時計について説明する。
一般に、時計の駆動部分を含む機械体を「ムーブメント」と称する。時計の基板を構成する地板の両側のうち、時計ケースのガラスのある方の側、すなわち文字板のある方の側をムーブメントの「裏側」と称する。また、地板の両側のうち、時計ケースのケース裏蓋のある方の側、すなわち文字板と反対の側をムーブメントの「表側」と称する。
【００４９】
図１２は、時計のムーブメント表側の平面図である。
図１２に示すように、時計１００のムーブメント１００Ａは、基板を構成する地板１０２を有している。地板１０２の巻真案内穴１０２ａには、巻真１１０が回転可能に組み込まれている。また、ムーブメント１００Ａには、不図示の文字板が取り付けられている。なお、ムーブメント１００Ａ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１００Ａの裏側に組み込まれる輪列を裏輪列と称する。
【００５０】
巻真１１０の軸線方向の位置は、おしどり１９０、かんぬき１９２、かんぬきばね１９４、裏押さえ１９６を含む切換装置によりが決められている。きち車１１２は、巻真１１０の案内軸部に回転可能に設けられている。きち車１１２は、巻真１１０をムーブメント１００Ａの内側に一番近い方の第１の巻真位置（０段目）にある状態で回転させると、図示しないつづみ車の回転を介して回転する。丸穴車１１４は、きち車１１２の回転により回転する。また、角穴車１１６は、丸穴車１１４の回転により回転する。香箱車１２０に収容された不図示のぜんまいは、角穴車１１６が回転することにより巻き上げられる。
【００５１】
二番車１２４は、香箱車１２０の回転により回転する。がんぎ車１３０は、四番車１２８、三番車１２６、二番車１２４の回転を介して回転する。これら香箱車１２０、二番車１２４、三番車１２６および四番車１２８は、表輪列を構成する。
表輪列の回転を制御するための脱進・調速装置は、てんぷ１４０と、がんぎ車１３０と、アンクル１４２とで構成されている。てんぷ１４０は、地板１０２およびてんぷ受１６６に対して回転可能に支持されている。
第一実施形態に係る機械部品１としての歯車１Ａは、例えば二番車１２４や三番車１２６、四番車１２８、がんぎ車１３０等に採用される。
【００５２】
本実施形態の時計１００およびムーブメント１００Ａによれば、寸法精度がよく、生産性および耐摩耗性に優れた機械部品１を備えているので、高性能でかつ耐久性に優れた低コストなムーブメント１００Ａおよび時計１００を提供できる。
【００５３】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上述した各実施形態では、接触部３の一例として、機械部品１の側面６、底面７および貫通孔４の内面に対応して、本体部２を覆うように設けられているが、この形態には限定されない。例えば、接触部３は、機械部品１の側面６のみ、底面７のみ、または貫通孔４の内面のみに対応して設けられていてもよいし、機械部品１の側面６の一部領域のみ、底面７の一部領域のみ、または貫通孔４の内面の一部領域のみに対応して設けられていてもよいし、これらを種々組み合わせた部分に設けられていてもよい。
また、本体部２の一部分における添加物の含有量または含有比率が接触部３の添加物の含有量または含有比率と同一か、それよりも多くなってしまった場合であっても、接触部３の全体における添加物の含有量または含有比率が本体部２の全体における添加物の含有量または含有比率よりも多くなっていればよいことはいうまでもない。
【００５４】
例えば、上述した各実施形態では、機械部品１，１０，２０として歯車１Ａ，１０Ａ，２０Ａについて説明したが、本発明はこれに限らず、歯車１Ａ，１０Ａ，２０Ａ以外の時計１００用の機械部品（アンクルやてんぷ、クラッチバネ、がんぎ車等）や、その他の機械部品についても適用できる。
【００５５】
例えば、機械部品１，１０，２０を熱処理してもよい。機械部品１，１０，２０を熱処理することにより、機械部品１，１０，２０のヤング率が向上するため、例えば貫通孔４に軸を嵌合（圧入）したときに、嵌合力を大きく確保できる。これにより、軸に対する機械部品１，１０，２０の抜け荷重を大きく確保できるので、軸に対して機械部品をより強固に固定できる。また、機械部品１，１０，２０の表面の少なくとも一部に耐摩耗性を有するメッキを施してもよい。これにより、機械部品１，１０，２０の耐摩耗性をさらに向上させることができる。
【００５６】
各実施形態においては、添加物が鉄（Ｆｅ）である場合について説明をしたが、これに限定されることはなく、例えばホウ素（Ｂ）やリン（Ｐ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）等であってもよい。したがって、機械部品１，１０，２０は、ニッケル鉄合金に限定されることはなく、ニッケルホウ素合金やニッケルリン合金、ニッケルマンガン合金、ニッケルコバルト合金、ニッケルタングステン合金等により形成されていてもよい。
【００５７】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１０，２０・・・機械部品  １Ａ，１０Ａ，２０Ａ・・・歯車  ２・・・本体部  ３，３ａ，３ｂ・・・接触部  ４１・・・電鋳液  １００・・・時計  １００Ａ・・・ムーブメント
【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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