(57)【要約】      （修正有）【課題】デザイン上の自由度の高い、かつ軽量で耐衝撃性も高い携帯からくり時計を提供する。【解決手段】携帯からくり時計は時計駆動部とは独立した構成でからくり部材５およびからくり駆動部を形成する。駆動方式は静電力、磁気力、超音波等が適用可能である。またからくり部材５、からくり駆動部材がシリコン等のフォトリソグラフィ技術を用いて製造するため小型、薄型化が可能である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時計表示部の上面または下面に形成したからくり部材と、該からくり部材を駆動させるためのからくり駆動部材と、時計を動かすための時計駆動部とを有する携帯からくり時計であって、
前記からくり駆動部材が、前記時計駆動部と電池とのみ電気的に接続しているか、または前記時計駆動部とは別体で形成されている携帯からくり時計。
【請求項２】
前記からくり部材を駆動させる機構が静電力、磁気力、圧電または超音波のいずれかによることを特徴とする請求項１に記載の携帯からくり時計。
【請求項３】
前記からくり部材および前記からくり駆動部材がシリコンまたはシリコン化合物を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯からくり時計。
【請求項４】
前記からくり部材および前記からくり駆動部材がフォトリソグラフィ技術を用いて製造されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の携帯からくり時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は腕時計や懐中時計などの携帯時計に関し、さらに詳しくは時計表示部の上面もしくは下面にからくり機構を設けた携帯時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯時計におけるからくりの機構は、時計表示部の文字板の上面もしくは下面に回転、移動、揺動などの動作が可能な部材を設けた機構となっている。
【０００３】
従来の技術においてはからくりの機構部の駆動を、時計を駆動させる機械部と一体化させて製造されるため（たとえば特許文献１参照。）、どうしても大型化、あるいは厚くなってしまい、外観上見苦しくなってしまうという難点があった。
【０００４】
またからくり部材およびからくり駆動部材に相当する部品は時計駆動部（ム−ブメント）の部品と同様に、切削、プレス加工等の機械加工により製造されており、比較的大型、厚型であり、これもからくり腕時計本体を厚くしてしまう要因であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１４８３５３号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の携帯からくり時計は時計本体内部にからくり部材およびからくり駆動部材を設けている。つまりからくり機構を持たない携帯時計に比べて部品の数が多く、時計本体の大きさが大きくなってしまうという課題があった。
【０００７】
また、時針や分針などを駆動させるための時計駆動部を設置する場所にはからくりを動かすためのからくり駆動部材を設置することができないため、お互いに干渉しないような設計が必要であり、時計としてのデザイン上で制約が大きかった。
【０００８】
さらには駆動部材がプレスや切削等従来の時計駆動部を構成する部品と同様の機械加工により製造された部品であり、非常に大型で厚みがあった。
【０００９】
本発明の目的は上記課題を解決するものであり、デザイン上の自由度の高い、かつ軽量で耐衝撃性も高い携帯からくり時計を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の携帯からくり時計は下記記載の構成を採用する。
【００１１】
本発明の携帯からくり時計は時計表示部の上面または下面に形成したからくり部材と、からくり部材を駆動させるためのからくり駆動部材と、時計を動かすための時計駆動部とを有する携帯からくり時計であって、からくり駆動部材が、時計駆動部と電池とのみ接続しているか、または時計駆動部とは別体で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の携帯からくり時計は、からくり駆動部材を駆動させる機構が静電力、磁気力、圧電、超音波のいずれかによることが好ましい。
【００１３】
本発明の携帯からくり時計は、からくり部材およびからくり駆動部材がシリコンあるいはシリコン化合物を含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の携帯からくり時計は、からくり部材およびからくり駆動部材がフォトリソグラフィ技術を用いて製造されることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の携帯からくり時計について説明する。図１は本発明の携帯からくり腕時計の一例の構成を示す概略平面図である。この時計は一般的に文字盤とよばれる時計表示部１に一部、表示用窓７が設けられており、この下面にからくり部材５が位置する構成となっており、この表示用窓を通してからくり部材の動きをからくりとして楽しむことができる。
【００１６】
からくり部材を動かすためのからくり駆動部材は、からくり部材と同一平面上に形成されているが、図１の平面図においては、表示用窓の外部になるように配置されており認知することはできない。
【００１７】
次に図２は図１で示した本発明の携帯からくり腕時計の一例の構成を示す概略断面図である。時計を動かすための時計駆動部８の背面に電池９が格納されている。本実施形態においてからくり部材５およびからくり駆動部材６は時計駆動部８と時計表示板１との間に配置されている。
【００１８】
本実施形態においてからくり部材５は歯車形状をしており、図１に示したプッシュボタン３を押すと時計表示部裏側に設置された時計駆動部内の電池より時計駆動部内に設けられた配線部材（図示せず）を通してからくり駆動部に給電され、静電力により歯車が回転する構成となっている。
【００１９】
この様に本発明の構成においては、からくり駆動部材が、時計駆動部と電池とのみ電気的に接続しているか、または時計駆動部とは別体で形成されている。従って時計駆動部材にはからくり部材とからくり駆動部材がない構成であり、時計駆動部の設計に対しては何ら制約を与えず、小型、薄型の時計駆動部（ムーブメント）が適用できる。
【００２０】
次に本発明の実施形態においてからくり部材である静電力で回る歯車について具体的な構造および製造方法を記す。
【００２１】
本実施形態で作製したからくり部材である静電駆動の歯車の断面図を図３に、概略平面図を図４に示す。
【００２２】
基板１１上に第１の下地膜１３、第２の下地膜１５を介して歯車形状をした回転子１９ｂが中心部に形成され、機能膜２３によってピン留めされた構成をしている。歯車の歯に相当する回転子１９ｂの側面と第１の犠牲膜１７上に形成された固定子１９ａの側面はほぼ同一高さに対向する形で形成されている。
【００２３】
また図４のように平面的に見ると歯車状の回転子１９ｂと対向する固定子１９ａは３６０度方向に８等分ないし１２等分される形で複数個の回転子の凸部（歯車の歯）および固定子が形成されている。固定子にはそれぞれ電極膜２５が引き出されており、駆動回路により回転方向に正負の電位を順番に駆動することにより歯車が静電力で回転するようになっている。またこのからくり駆動部材６には必要に応じて昇圧回路を含む駆動用ＩＣが実装されている。
【００２４】
本実施形態においては回転子１９ｂがからくりの動きを楽しむことが可能な前記からくり部材に相当する。またここにおいて固定子１９ａおよび電極膜２５が、前記からくり部材を駆動させるためのからくり駆動部材６に相当する。
【００２５】
次に本発明の携帯からくり時計におけるからくり部材およびからくり駆動部の製造方法について図５、図６を用いて説明する。シリコンウェハーである基板１１上に熱酸化により第１の下地膜１３である酸化シリコン膜を形成し、その上にＣＶＤにより第２の下地膜１５である窒化シリコン膜を形成した。（図５（ａ））
【００２６】
この酸化シリコン膜は電気的絶縁性、窒化シリコン膜は摺動させるからくり部品の摺動性の良さという観点から選択された材料である。
【００２７】
次に第１の犠牲層１７としてノンドープの酸化ケイ素膜（以下ＮＳＧ膜とよぶ）を形成し、所望のパターンにフォトリソ・エッチング工程によりパターニングした。（図５（ｂ））
【００２８】
次に固定子１９ａおよび回転子１９ｂを構造体として形成するため、ポリシリコンを成膜後、リンをインプラでドープし、Ｐタイプシリコン膜を形成後、フォトリソとエッチングによって所望のパターンにパターニングした。（図５（ｃ））
【００２９】
次に第２の犠牲膜２１としてＮＳＧ膜を形成し、所望のパターンにフォトリソ・エッチング工程によりパターニングした。（図５（ｄ））
【００３０】
その後窒化シリコン膜を成膜し、中心部のみに残る様にパターン化し、機能膜２３を形成する。この膜は回転子の位置決め用ピン留めの役割を果たす。（図６（ｅ））
【００３１】
その後第１の犠牲膜１７の一部および第２の犠牲膜２１をウェットエッチングにより取り除く。（図６（ｆ））
【００３２】
最後に各固定子１９ａ上にモーターに荷電するための電極層として金からなる電極膜２５をパターニング形成し、静電モーターが完成する。（図６（ｇ））
【００３３】
本発明の構成では、この静電モーターのようなシリコンのマイクロマシーニングにより形成したからくり部材を腕時計の時計表示部の上面または下面に形成したからくり腕時計を提供する。本実施形態の場合は前述したように文字盤の裏側に配した電池より引き出された電力導線からからくり駆動用のＩＣを介して静電モーターの電極部に接続されており、図３に示すように３６０度方向に１２カ所の固定子に回転方向に順番に正負の電位を印加することによってモーターが回転する。
【００３４】
上記に説明したように本発明の携帯からくり時計におけるからくり部材はシリコンあるいは酸化シリコンや窒化シリコン等のシリコン化合物からなり、フォトリソグラフィ技術を形成したことを特徴としている。
【００３５】
従ってこのような構成の携帯からくり時計の場合、従来技術のようなからくりとは異なり、サイズが微小であり、またからくり部材およびからくり駆動部材が時計を動かす機構（時計駆動部）とは全く独立してからくりを駆動することが可能であり、時計駆動部との干渉を気にすることなく設計することが可能となる。
【００３６】
また本発明の構成において、駆動部材を上記のようにシリコン基板を用いたフォトマスク、レチクル等の高精細マスクを用いたフォトリソグラフィプロセスにより形成すると、微小部品であるために質量が小さいため、耐衝撃性に優れている。
【００３７】
また必要に応じて駆動部材を非使用時にはラッチ等により固定することが可能であり、非使用時に時計を落とすなどして衝撃が加わったときに部品が破損することを防止することが可能である。
【００３８】
（その他の実施形態）
また上記実施形態においてはからくり部材が時計駆動部とのみ電気的に接続されている構成、すなわちからくりの駆動と時計駆動のための電源を同一の電池より供給した例をのべたが、からくり駆動部と時計駆動部の電源が別体で形成された構成であっても構わない。
また時計駆動部が電池駆動でなく、太陽電池や振り子、自動巻、機械的な駆動により行われる構成であっても構わない。
【００３９】
また上記実施形態においてはからくり部材として歯車が回る静電モーターを適用した例を述べたが、当然これにかぎるものではなく、数多くのＭＥＭＳ関連の文献に紹介されているような櫛歯型のアクチュエーター等の駆動部が駆動部材として適用可能である。
【００４０】
また駆動部材を駆動する力は静電力に限るものではなく磁気力、圧電、超音波、空気圧等、あるいは形状記憶合金膜の結晶変態等による駆動する形態であっても良い。
【００４１】
また図１の構成では、駆動部材が時計表示部の下面にある構成について述べたが、これは時計表示部の上面にあっても構わない。
【００４２】
また上記実施形態ではプッシュボタンに連動してからくり部材が駆動する構成について述べたが、毎正時ごと駆動またはリューズと連動させたものであっても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、からくり部材およびからくり駆動部材が、時計駆動部と電池とのみ電気的に接続しているか、または時計駆動部とは別体で形成されており、従来にない動きのできるからくり部材を小型の構成で実現できるため、時計駆動部に干渉することなく、設計が可能であり、からくりの動きを楽しめることができる携帯からくり時計が実現できる。
【００４４】
また本発明によればからくり部材またはからくり駆動部材がシリコンあるいはシリコン化合物であり、またこれらの部材がフォトリソグラフィ技術を用いて製造された駆動部材であり、駆動方法も静電力、磁気力、圧電、超音波のいずれかと多彩であるため従来にないような小型、薄型のからくり部材の製造が可能であり、多様な動きのからくりを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である携帯からくり時計の構成を示す概略平面図である。
【図２】本発明の一実施形態である携帯からくり時計の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の携帯からくり時計の一実施形態のからくり駆動部材の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の携帯からくり時計の一実施形態のからくり駆動部材の構造を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態である携帯からくり時計の駆動部材の製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態である携帯からくり時計の駆動部材の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１  時計表示部
３  プッシュボタン
５  からくり部材
６  からくり駆動部材
７  表示用窓
８  時計駆動部
９  電池
１１  基板
１３  第１の下地膜
１５  第２の下地膜
１７  第１の犠牲膜
１９ａ  固定子
１９ｂ  回転子
２１  第２の犠牲膜
２３  機能膜
２５  電極膜
【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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