(57)【要約】【課題】軸芯と嵌合固定される、回転又は揺動する可動部品において、その形状を極力単純化しかつ小型化及び高精度化し、また組立工程を容易にし、しかも必要な固定力が得られる時計用部品の構成を提供すること。【解決手段】回転又は揺動する可動部品（ヒゲゼンマイ１）と軸芯（テン真２１）とを嵌合固定する時計用部品であって、少なくとも可動部品又は軸芯の一方の嵌合部に樹脂層を設けていることを特徴としている。このような構成にすることによって、可動部品の軸穴を単純な円筒形として高い形状精度を得易くし、嵌合部の占有する体積を最小とし、かつ軸芯との嵌合及び組立工程を容易化することができる。【選択図】図１
2017053706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転又は揺動する可動部品と軸芯とを嵌合固定する時計用部品の製造方法であって、
前記可動部品及び前記軸芯を用意する部品準備工程と、
前記可動部品及び前記軸芯のうち、少なくとも一方に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層を圧縮させて前記可動部品と前記軸芯とを嵌合固定する嵌合固定工程と、を有する
ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
【請求項２】
前記可動部品と前記軸芯とを接着固定する接着工程を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の時計用部品の製造方法。
【請求項３】
回転又は揺動する可動部品と軸芯とを嵌合固定する時計用部品であって、
前記可動部品又は前記軸芯のうち、少なくとも一方の嵌合部に樹脂層を設けている
ことを特徴とする時計用部品。
【請求項４】
前記樹脂層は、パラキシリレン系樹脂である
ことを特徴とする請求項３に記載の時計用部品。
【請求項５】
前記可動部品は、材質がシリコンである
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の時計用部品。
【請求項６】
前記可動部品と前記軸芯とは、接着固定されている
ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の時計用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を行う可動部品と、その回転軸となる軸芯（軸部材）を結合して成る時計用部品の構成に関する。更に詳しくは、可動部品がたとえ硬脆材料で形成されている場合でもそれらを破壊する恐れなく、軸芯との間に必要な固定力を得ることができる時計用部品の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
時計、特に腕時計の機構部品は、伝統的に金属で形成されてきた。しかし近年では、いわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｒｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｉｓｔｅｍｓ）技術を応用して、従来と異なるシリコンなどの非金属性の材料を用い、フォトエッチング技術を高度に適用して加工する。部品の精度を高めると共に一体的加工により部品点数を減らして製造コストを下げ、場合によっては新規な機能を与えた、小型の時計用機構部品を製作する動きが発展してきている。
【０００３】
厚みのある部品の側面を極力垂直に形成するためには、Ｄｅｅｐ  ＲＩＥ法と称される深堀りエッチング技術が既に開発されている。例えば、ＳＦ６ガスを流して底面にある程度の深さのエッチングを行い、次いでＣ４Ｆ８ガスに切り替えてエッチングされた側壁に保護膜を形成するという工程を交互に繰り返すことによって、アスペクト比の高い凹凸の面（又は打ち抜き側面）を得る方法が知られている。
【０００４】
この場合、ＭＥＭＳ技術を適用される時計用部品は、ほぼ平板状の非金属素材を用いて、これを板面に垂直な方向にエッチングして深彫り又は打ち抜きを行い、特有の平面的形状および板厚方向の凹凸形状（又は穴）を与えられる。そしてその非金属材料より成る時計用部品が、回転又は揺動を行うべき部材である場合には、その部材に穴を設け、この穴に回転又は揺動の軸となる軸部材を固着して組み立て、複合した可動部品とする場合が多い。一方、軸部材には金属材料が用いられ、伝統的な機械加工法（旋削など）で製作される場合が多い。
【０００５】
シリコン等の非金属材料より成り回転又は揺動を行う時計の可動部品は、その部品に設けた軸穴に金属製の軸芯を固定しなければならない。一般に、高精度のエッチング加工に適した非金属材料は硬脆材料であることが多く、特に塑性変形の能力が小さく、伝統的な工法である軸芯の圧入を適用しようとすると破壊を起こす。その課題を解決すべく、従来いくつかの技術が提案されている。
【０００６】
そのひとつである特許文献１における微小機械部品は、スピンドルが挿入される開口の縁に、楕円形の切抜き部により形成した可撓性のアームを複数個備え、これらをスピンドルの円筒面に弾性接触させてスピンドルとの固定力を得ている。
【０００７】
また、特許文献２に記載された組付け方法は、塑性領域を持たない部品の開口部と、軸部材との間のリング状の空間に、金属製の中間部品（ブッシュ）を応力を生じないように挿入し、この中間部品を上下からツールで圧縮して外側方向及び内側方向に弾性変形及び塑性変形させて広げることにより、部品及び軸部材を相互に固定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２６５０９７号公報（第１頁、図３）
【特許文献２】特開２０１２−１３２９１４号公報（第１頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、開口部の周縁部に弾性部を形成する必要があり、微小機械部品の形状が極めて複雑になる。その中心部が複雑な形状で占有されるため、微小機械部品の機能を担う形状部分はその外側に配置せざるを得ない。歯車類ならば歯の配置にさほどの困難性はないとしても、例えばテンプのヒゲ玉部分にこの形状を与えようとすると、ヒゲ玉部分の径が大きくなりすぎて、ヒゲゼンマイの巻数と全長を短くする。そのため、テンプの振り角による等時性などの特性が悪化する恐れがある。
【００１０】
またアンクルの軸穴周縁に適用しようとすると、アンクル真の周囲が太ってしまい、ガンギ車の歯と干渉してその回転を不能にする恐れもある。更には構造の複雑さに基づいて、形状精度品質の問題、スピンドルとの偏心が出易い問題（スピンドルの嵌合部にカナの歯底が残っていて円筒面でないとその恐れが特に大きい）、固定力（トルク）の管理の困難性の問題等がある。
【００１１】
特許文献２に記載の技術においては中間部品７を必要とする。そのためまず時計用部品の点数が増し、ＭＥＭＳにより部品を一体に形成するメリットが失われる。また軸の部材５０の周囲のかなりのスペースを中間部品７が占有するため、特許文献１に記載の技術におけるのと同様な理由により、この技術が適用できないか、適用が困難である時計用の可動部品が生じる可能性がある。また、組立工程が複雑で力の調整もデリケートになるため、製造工数が増す可能性も大きい。
【００１２】
本発明は、軸芯と嵌合固定される、回転又は揺動する可動部品において、その形状を極力単純化しかつ小型化し、また組立工程を容易にし、しかも必要な固定力が得られる時計用部品の構成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】
【００１３】
本発明の時計用部品及びその製造方法は、上記目的を達成するため、以下の構成を採用する。
【００１４】
回転又は揺動する可動部品と軸芯とを嵌合固定する時計用部品の製造方法であって、可動部品及び軸芯を用意する部品準備工程と、可動部品及び軸芯のうち、少なくとも一方に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、樹脂層を圧縮させて可動部品と軸芯とを嵌合固定する嵌合固定工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
可動部品と軸芯とを接着固定する接着工程を有していてもよい。
【００１６】
回転又は揺動する可動部品と軸芯とを嵌合固定する時計用部品であって、可動部品又は軸芯の一方のうち、少なくとも嵌合部に樹脂層を設けていることを特徴とする。
【００１７】
このような構成にすることによって、可動部品の軸穴を単純な円筒形として高い形状精度を得易くし、嵌合部の占有する体積を最小とし、かつ軸芯との嵌合及び組立工程を容易化することができる。
【００１８】
また、樹脂層は、パラキシリレン系樹脂であってもよい。
【００１９】
この構成にすることによって、パラキシリレン樹脂の確立した成膜法を適用することができ、膜厚の選択の大きな自由度を得ることができる。
【００２０】
可動部品は、材質がシリコンであってもよい。
【００２１】
この構成にすることによって、シリコン材質に関する確立した微細加工法を活用して高精度かつ低コストの可動部品を得ることができる。
【００２２】
可動部品と軸芯とは、接着固定されていてもよい。
【００２３】
このように、更に接着剤を追加適用することによって、可動部品と軸芯との固着強度を更に増すことができる。
【発明の効果】
【００２４】
可動部品の軸芯との嵌合部の形状及び構造を極度に単純化し形状精度を向上しかつ小型化することができ、軸芯との組立工程も容易化できるので、高精度かつ低コストであり実用性に優れた時計用部品を提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるヒゲゼンマイの構成を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はヒゲ玉部分の横断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における部品の組立工程を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるヒゲゼンマイ及びテン真を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における他の時計用部品の完成形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における時計用部品の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００２７】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態である可動部品としてのヒゲゼンマイ１及びテン真２１を示し、図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）はヒゲ玉２部分の嵌合部を拡大した横断面図である。また図２は本実施形態における時計用部品の組立方法を示す斜視図で、図２（ａ）は可動部品であるヒゲゼンマイ１と軸芯であるテン真２１とその組付け方向を矢印で示し、図２（ｂ）はヒゲゼンマイ１とテン真２１とが嵌合固定されて完成した状態の時計用部品を示している。
【００２８】
ヒゲゼンマイ１は、図２においてはその全体を斜視図で示し、図１においては内側の４巻分のみを断面図として図示している。ヒゲゼンマイ１は、フォトエッチング技術（必要に応じてＤｅｅｐ  ＲＩＥ技術）を適用して板材から成型された、例えばシリコン等の非金属材料より成っている。伝統的にはヒゲ玉２と呼ばれる部位は、本例ではヒゲゼンマイ１と共に同じ材料で一体的に形成される。ヒゲ玉２には、軸穴２ａが設けられている。ヒゲゼンマイ１の外端部１ａもヒゲゼンマイ１と一体的に形成され、これはヒゲ持として時計機構側に固定される。
【００２９】
テン真２１は、両端にホゾを備えた円筒形の金属製部材であり、揺動するテンプの軸芯（回転軸）となる。テン真２１の胴部はヒゲ玉２の軸穴２ａに嵌合し固定される。ヒゲ玉２の軸穴２ａの形状は、テン真２１の外径に極めて近い円筒形である。このためヒゲ玉２の外径は十分小さくでき、ヒゲゼンマイ１の内端を軸芯に極めて近く設定することができる。
【００３０】
樹脂層１０は、気相状態の樹脂材料をヒゲゼンマイとテン真２１とを嵌合する前にヒゲゼンマイ１及びヒゲ玉２の表面に蒸着し形成したものである。その厚みは例えば数μｍ〜数１０μｍ、好ましくは約１０μｍとする。樹脂層１０の厚さは図１（ａ）及び図１（ｂ）では誇張して描かれている。また図１（ｂ）における点線１０ｂは、軸穴２ａの内面に形成された樹脂層１０の形状を示しており、ヒゲゼンマイ１とテン真２１とを嵌合固定する前の自由状態における内径面を示す。その内径は、テン真２１の外径よりもやや小さく設定されている。
【００３１】
軸芯であるテン真２１はヒゲ玉２の軸穴２ａに対して、図２（ａ）の矢印に示すように垂直に挿入され圧入され、図２（ｂ）のように一体に構成される。その際、樹脂層１０はその厚さの幾分かが、図１（ｂ）に示すように、点線１０ｂで示した位置から実線で示した樹脂層１０ａの位置まで圧縮され、その変形によって生じる摩擦力あるいは密着力により両者は適度の力で相互に固定される。
【００３２】
第１の実施形態において、可動部品であるヒゲゼンマイ１と軸芯であるテン真２１との固定力を発揮するのは、樹脂層１０のうち両者の嵌合部に存在する圧縮された樹脂層１０のみであるが、樹脂層１０が形成される位置は、その厚さが十分薄いため時計用部品としての機能に悪影響が生じないとみなされる場合や、時計用部品の耐衝撃性を向上させるための保護層として機能させるために、嵌合部以外に樹脂層１０を形成した状態としてもよい。
【００３３】
このように本発明によれば、軸穴２ａの内面に形成された樹脂層１０によって可動部品であるヒゲゼンマイ１と軸芯であるテン真２１との固定力を得るので、軸穴２ａを単純な形状（真円）で高精度に加工することができ、得られる固定力の信頼性が高い。また固定に必要なスペースも極めて小さくすることができる。更に、軸芯との結合も単なる押し込みを行えばよいので、組立加工法が簡単化される。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態におけるヒゲゼンマイ１及びテン真２１について図３を用いて説明する。図３（ａ）はヒゲゼンマイ１の縦断面図、図３（ｂ）はテン真２１の縦断面図である。第１の実施形態と第２の実施形態との相違は、第２の実施形態においては、樹脂層１０を、ヒゲ玉２に設けられた軸穴２ａ又はテン真２１の嵌合する部位の近傍のみに限定して設けたことである。なお樹脂層１０は、ヒゲ玉２とテン真２１の両方に設ける必要は必ずしもなく、いずれか一方でもよい。
【００３５】
図４は本発明の第２の実施形態である、可動部品と軸芯より成る他の時計用部品の完成形態を示す斜視図であり、図４（ａ）はガンギ歯車、図４（ｂ）はアンクルである。これらにおいては、樹脂層１０はガンギ歯車体４とガンギカナ４１との嵌合部のみに、またアンクル体３とアンクル真３１との嵌合部のみに限定して形成されているので、図では示されていない。この場合も、可動部品であるガンギ歯車体４又はアンクル体３と軸芯であるガンギカナ４１又はアンクル真３１とは、嵌合部に介在する樹脂層１０により、相互に固定される。
【００３６】
第２の実施形態は、樹脂層１０の形成が可動部品又は軸芯の嵌合部以外の表面にまで及ぶと時計用部品としての特性に好ましくない影響が生じ得る場合に、それを回避するために採用すると有効である。その影響とは、樹脂層１０の材料特性に依存する樹脂層１０表面の弾性的特性などの影響であって、例えばヒゲゼンマイ１の場合は温度特性、ガンギ歯車体４の歯とアンクル体３の爪先との場合は両者の接触摩擦などである。
【００３７】
可動部品同士の摺動部に樹脂層１０を形成した場合、樹脂層１０の材料によっては、時
計用部品として動作する際に動力ゼンマイから伝達される動力トルクを吸収して減衰させてしまうため、可動部品と軸芯との嵌合部及びその近傍にのみ樹脂層１０を形成しておくことが好ましく、軸芯においても軸受けとの摺動部に樹脂層１０を形成した場合、十分に低い摩擦抵抗を得られなくなる可能性があるため、軸芯の嵌合部及びその近傍にのみ樹脂層１０を形成しておくことが好ましい。
【００３８】
＜樹脂層の形成及び時計用部品の製造＞
図５は、第１の実施形態及び第２の実施形態において、本発明の時計用部品の製造方法を示す工程図である。本発明の時計用部品の製造方法は、樹脂層１０を形成する部品である可動部品及び軸芯を準備する部品準備工程Ｓ１と、準備した部品の少なくとも一方に樹脂層１０を形成する樹脂層形成工程Ｓ２と、可動部品に軸芯を圧入、嵌合させ両者を固定する嵌合固定工程Ｓ３とを有している。
【００３９】
＜樹脂層の形成＞
樹脂層形成工程Ｓ２においては、気相による樹脂層１０の形成を行う。樹脂層１０の材質は、例えばポリパラキシリレン系のポリマーが適しており、対象物の表面上に蒸着形成される。ポリパラキシリレン系ポリマーは、ベンゼン環がＣＨ２基を介して直鎖型に連結した高分子である。ベンゼン環上の水素の一部を塩素やフッ素で置換したものも実用に供されている。
【００４０】
蒸着装置のチャンバー内に、原料として固体であるキシリレンのダイマー（二量体）を投入し、約１２０°Ｃ、圧力約１ｔｏｒｒの条件で気化させる。次いで、このダイマーガスを約６８０°Ｃ、０．５ｔｏｒｒに熱して分解させ、メチレン結合が切断されて両端がラジカル化されたパラキシリレン・モノマーを生成する。このモノマーガスを室温にした真空チャンバー内に送り、その内部にセットされた蒸着対象物である可動部品と軸芯の少なくとも一方の表面に樹脂層１０を蒸着させるとともに重合させ、成膜が完成する。
【００４１】
この気相重合の方法で得られる蒸着後の樹脂層１０は、パリレン（登録商標）として知られる樹脂であり、厚さは数１００オングストローム〜約７５μｍという広い範囲で制御可能であるので、樹脂層１０による固定作用に必要な特性が得やすい。
【００４２】
本発明の第２の実施形態においては、樹脂層１０の不要部分が除去されるが、そのための方法について例示する。例えば、樹脂層１０を形成する部分に開口部を設けたマスク部材を用意し、マスク部材を部品の表面に近接させ部分的に覆っておき、樹脂層１０をその部位に付着させない方法や、成膜後に不要部分に付着した樹脂層１０をレーザー光の照射などで除去する方法や、感光性樹脂を塗布した後にフォトリソグラフィーによりパターン化する方法などである。
【００４３】
＜その他の実施の形態＞
本発明の適用される時計用部品は、上記説明で図面を用いて例示したものに限られない。例えば時計の輪列を構成する歯車にも本発明は適用可能である。また成膜対象となる可動部品を構成する非金属材質は、例示したシリコンに限られることなく、成形加工法が成立する限り、如何なる材質を対象としてもよい。更には、金属材料より成る可動部品について、樹脂層１０の成膜を行ってもよい。
【００４４】
また、気相から樹脂層１０を形成するのではなく、樹脂層原料を含んだ液体を原料とした液相からの成膜方法も、所期の特性が得られる限りにおいて採用することができる。
【００４５】
また、可動部品と軸芯との嵌合部の付近に接着剤など他の結合手段を追加供給して接着固定することにより、必要に応じて両者の固定力（結合力）を更に高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
上記説明のように、本発明によって、時計用部品を構成する可動部品と軸芯の固定のために必要な形状及び構造を極度に単純化しかつ必要スペースを極度に小型化するとともに、両者の結合作業も簡単化することができた。本発明は、あらゆる時計用部品の軸芯固定に応用することが出来るので、産業上の利用可能性は大なるものがある。
【符号の説明】
【００４７】
１  ヒゲゼンマイ
１ａ  外端部
２  ヒゲ玉
３  アンクル体
４  ガンギ歯車体
２ａ  軸穴
２１  テン真
３１  アンクル真
４１  ガンギカナ
１０  樹脂層
【図１】
2017053706.tif 000003
【図２】
2017053706.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017053706.tif 000006
【図５】
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