(57)【要約】      （修正有）【課題】時刻精度を保証する等時性と、衝撃に耐える形状安定性を併せ持ち、さらに等時性を制御可能な設計にも対応できるぜんまいを提供する。【解決手段】表面に保護膜３を形成したぜんまいであって、ぜんまい本体１の側面にのみ、保護膜３が薄い領域又は無い領域を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に保護膜を形成したぜんまいであって、前記ぜんまいの側面にのみ、前記保護膜が薄い領域又は無い領域を有することを特徴とするぜんまい。
【請求項２】
前記保護膜が薄い領域又は無い領域は、前記ぜんまいの外側面にあることを特徴とする請求項１に記載のぜんまい。
【請求項３】
前記保護膜が無い領域は、前記ぜんまい側面の高さ方向の中央部を中心とした領域であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のぜんまい。
【請求項４】
前記保護膜は、少なくとも前記ぜんまいの上下面及び角部を覆う部分に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のぜんまい。
【請求項５】
表面に保護膜を形成したぜんまいの製造方法であって、
基材上にマスク層をパターン化するマスク層形成工程と、
ぜんまい部を形成すると同時にぜんまいの側面に沿ってダミー部を形成するぜんまい部形成工程と、
前記ぜんまい部及び前記ダミー部に保護膜を形成し、前記ぜんまい及び前記ダミー部の側面にのみ前記保護膜が、薄い領域又は無い領域を形成する保護膜形成工程と、を有する
ことを特徴とするぜんまいの製造方法。
【請求項６】
前記マスク層を除去するマスク層除去工程を有することを特徴とする請求項５に記載のぜんまいの製造方法。
【請求項７】
前記基材は、シリコンであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のぜんまいの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に保護膜を形成したぜんまい及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械式時計においては、時計を構成する歯車が一定の速度で回転し続けるという正確さが最重要機能である。この正確さを担うのは、等時性のあるひげぜんまいの伸縮が作るテンプの規則正しい往復回転運動である。そして、テンプの規則正しい往復回転運動は、動力ぜんまいからの動力がガンギ車とアンクルで構成される脱進機に伝わり、輪列を回転させ、秒針が１分で１回転、分針が１時間で１回転、時針が１２時間で１回転するよう制御している。
【０００３】
すなわち時計を構成するぜんまいとしては、２つのぜんまいがあり、ひとつは正確さ、すなわち等時性のもととなるひげぜんまいであり、もうひとつはエネルギー源となる動力ぜんまいである。そして時計の技術開発の歴史の中ではこの２つのぜんまいの改良には多大の労力がなされてきた。
【０００４】
その一例として、動力ぜんまいの改良の方法として、ぜんまいの表面に保護膜を形成するという技術が提案されており、動力ぜんまいにおいては、蓄積できる機械的エネルギー量を増すための方策として提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
動力ぜんまいでは、蓄積できる機械的エネルギー量が大きいほど、一回のぜんまい巻き上げで動作することができる時刻表示の時間が長くなる。すなわち、ぜんまい巻き上げの頻度が少なくてすむという効果がある。
【０００６】
そこで、特許文献１では、ぜんまい本体の少なくとも一つの面の全面に、ぜんまい本体より硬い保護膜を形成して、全体として、ぜんまいが蓄積できる機械的エネルギー量を高めている。具体的には、クロム、コバルト及びニッケルを含む合金からなるぜんまい本体の少なくとも一面の全面に、ぜんまい本体より硬いダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）からなる保護膜を形成して、ぜんまいが蓄積できる機械的エネルギー量を高めている。
【０００７】
さらに、特許文献２では、保護膜が内部応力を持つような蒸着方法を採用することで、内部応力を持った保護膜が、ぜんまい本体の表面を覆う形になり、ぜんまいが蓄積できる機械的エネルギー量をさらに高める提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００４−５０２９１０号公報（第２頁、第４図）
【特許文献２】特開２００７−１４７３２９号公報（第１５頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び特許文献２による保護膜が形成されたぜんまいは、そのぜんまいが蓄積できる機械的エネルギー量を増すためであり、ひげぜんまいに要求される等時性への要求はまったくなく、特許文献１及び特許文献２では、機械式時計の時刻精度を作り出す等時性の視点での検討は、まったくなされていない。
【００１０】
したがって、特許文献１及び特許文献２に記載の、ぜんまい本体の少なくとも一面に保護膜を形成する技術は、ぜんまいが蓄積できる機械的エネルギー量を高める点では良いが、等時性が要求されるひげぜんまいの保護膜として用いるには不十分である。
【００１１】
機械式時計の時刻制御を担うひげぜんまいは等時性を満足すると同時に、機械式時計の組み立て中や使用中に、物への接触や、落下したときに受ける衝撃により、ぜんまいが破損しないような形状安定性が要求される。
【００１２】
さらに、ひげぜんまいの設計において、その等時性の温度依存性、姿勢依存性、経年変化等への対策を盛り込んだ設計ができるような、ひげぜんまいの構成が期待されている。
【００１３】
本発明の目的は、上記課題を解決するためにある。すなわち、機械式時計のひげぜんまいのように時刻精度を保証する等時性と、機械式時計の組み立て中や機械式時計を人体に装着しての使用中に、物との接触や落下で生じる衝撃に耐える形状安定性を併せ持ち、さらには等時性を制御可能な設計へも対応できるぜんまいを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため本発明のぜんまいは、表面に保護膜を形成したぜんまいであって、ぜんまいの側面にのみ、保護膜が薄い領域又は無い領域を有することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、ぜんまい本体の等時性の性能発揮を阻害することなく、ぜんまいの形状安定性を確保することができる。
【００１６】
さらに、保護膜が、薄い領域又は無い領域は、ぜんまいの外側面にあってもよい。
【００１７】
保護膜が無い領域は、ぜんまい側面の高さ方向の中央部を中心とした領域であるとよい。
【００１８】
さらに、保護膜は、少なくともぜんまいの上下面及び角部を覆う部分に形成されていてもよい。
【００１９】
上記構成により、ぜんまい本体の持つ等時性の性能が発揮でき、ぜんまいの形状安定性を確保しつつ、さらに等時性を制御可能な設計へも対応できる。
【００２０】
また、表面に保護膜を形成したぜんまいの製造方法であって、基材上にマスク層をパターン化するマスク層形成工程と、ぜんまい部を形成すると同時にぜんまいの側面に沿ってダミー部を形成するぜんまい部形成工程と、ぜんまい部及びダミー部に保護膜を形成し、ぜんまい及びダミー部の側面にのみ保護膜が、薄い領域又は無い領域を形成する保護膜形成工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
上記の製造方法により、等時性に優れ、形状安定性を有し、等時性を制御可能な設計へも対応できるぜんまいを精度よく、安価に製造することができる。
【００２２】
上記製造方法で形成されたマスク層を除去するマスク層除去工程を有していても良い。
【００２３】
さらに、基材は、脆性材料であるシリコンであっても十分な形状安定性を有するぜんまいとなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、機械式時計の時刻精度を保証する等時性と、機械式時計の組み立て中
や機械式時計を人体に装着しての使用中に、物との接触や落下で生じる衝撃に耐える形状安定性を併せ持ち、さらには等時性を制御可能な設計へも対応できるぜんまいを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明におけるぜんまい形状の一例を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるぜんまいの構造を説明する平面図と断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるぜんまいの構造を説明する平面図と断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態におけるぜんまいの構造を説明する平面図と断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態におけるぜんまいの構造を説明する平面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態におけるぜんまいの構造を説明する平面図と断面図である。
【図７】本発明のぜんまいの製造方法を説明する断面図である。
【図８】本発明の熱ＣＶＤ装置の構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を用いて本発明のぜんまいの具体的な実施形態を詳述する。
説明にあっては、各実施形態において用いる図面は模式図とし、寸法や形状は実際の形状を正確に反映したものではなく、図面を見やすく、また、理解しやすくするため一部誇張しており、発明に直接関係しない一部の要素は省略している。なお、同一または対応する要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２７】
本発明の実施形態としては機械式時計のひげぜんまいを事例とし、特にシリコンひげぜんまいを事例として説明する。その理由としては、近年ひげぜんまいの材料としてシリコン（Ｓｉ）が提案されており、シリコンは、軽く、寸法精度が良く、量産性が高いという優れた性質を有するが、脆性材料なので欠けやすいという欠点を持っている。
【００２８】
ここで、図１を用いてひげぜんまいの形状を説明する。
ひげぜんまい７０は、リボン状に成形されたシリコン材が渦巻き形状を成しており、渦巻きの中心にある内端は、ひげ玉８１に接合され、渦巻きの外周部にある外端はひげ持８２に接合される。そして、ひげ玉８１はテンプの天真（図示せず）に固定され、ひげ持８２はテンプを支えるテンプ受（図示せず）に固定されて、ひげぜんまいの伸縮がテンプの規則正しい往復回転運動を作り出す。
【００２９】
本発明は第１から第４の実施形態があり、順に図面を用いて説明する。
第１の実施形態の特徴は、ひげぜんまいの側面にのみ、保護膜が薄い領域又は無い領域を有する構成である。
【００３０】
第２の実施形態の特徴は、保護膜が薄い領域又は無い領域を、ひげぜんまいの外側面に有する構成である。
【００３１】
第３の実施形態の特徴は、保護膜が薄い領域又は無い領域を、ひげぜんまいの最も外側の外側面に有する構成である。
【００３２】
第４の実施形態の特徴は、保護膜が、少なくともひげぜんまいの上下面及び角部を覆う部分に形成されている構成である。
【００３３】
［第１の実施形態におけるぜんまいの構造説明：図２］
第１の実施形態におけるひげぜんまいの構造を、図２を用いて説明する。
図２（ａ）は、第１の実施形態によるひげぜんまいが保持枠１０から切り離される前の状態を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ´部分のぜんまい本体１及びダミー部２を示す断面図である。
【００３４】
図２（ａ）に示されるように、ぜんまい本体１は渦巻き形状をしており、ダミー部２は、ぜんまい本体１と空隙を挟んで、らせん形状を形成している。ぜんまい本体１と保持枠１０は、接続箇所１５の一箇所で接続され、ダミー部２と保持枠１０は、接続箇所２１，２２の二箇所で接続されている。ぜんまい本体１は、後述する製造工程の最後で、保持枠１０との接続箇所１５で保持枠１０から切り離されて、ひげぜんまいの完成体となる。
【００３５】
ぜんまい本体１とダミー部２及び保持枠１０の材料はシリコンである。後述の実施形態でも同様である。
【００３６】
ぜんまい本体１は、渦巻きの中心方向に面する側面である内側面と、渦巻きの外側方向に面する側面である外側面と、紙面手前に見える上面と紙面奥の下面の四つの面を有する。ぜんまい本体１の内側面と外側面は、ともに、ダミー部２と向かい合っている。
【００３７】
図２（ｂ）は、平面図である図２（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ´における断面図である。
図２（ｂ）では、ぜんまい本体１は四個の辺を有することが示されている。紙面の上辺に平行な辺がぜんまい本体１の上面、紙面の下辺に平行な辺がぜんまい本体１の下面である。さらに、ぜんまい本体１の高さ方向の二つの辺に関しては、図２（ｂ）において、渦巻きの中心が右方であり、渦巻きの外側が左方であるので、ぜんまい本体１の高さ方向の右側の辺がぜんまい本体１の内側面、左側の辺がぜんまい本体１の外側面である。
【００３８】
また、ダミー部２に関しても対応する辺に対して、同様の名称である。上記、ぜんまい本体１及びダミー部２についての、上面、下面、内側面及び外側面の名称は、後述の実施形態でも同様である。
【００３９】
本発明では、ぜんまい本体１とダミー部２の間に設けられた空隙の値が重要な役割を果たすため、まず、本実施形態における各部分の寸法を説明する。第１の実施形態における各部の寸法は図２（ｂ）で示され、ダミー部２の幅ＷＤ１は５２μｍ、ぜんまい本体１の幅ＷＨは４４μｍであり、ぜんまい本体１とダミー部２の間の空隙ＷＳ１は、内側面と外側面で、ともに等しく２０μｍである。
【００４０】
すなわち、ぜんまい本体１のダミー部２に対向している二つの側面は、ともに空隙を２０μｍとして、ダミー部２に対峙している。
【００４１】
上記の寸法でぜんまい本体１及びダミー部２を形成した結果、ぜんまい本体１の配置ピッチは、ぜんまい本体１の幅ＷＨ＋空隙ＷＳ１＋ダミー部２の幅ＷＤ１＋空隙ＷＳ１となり、１３６μｍである。また、ぜんまい本体１とダミー部２の高さは等しく、Ｌであり、３００μｍである。
【００４２】
なお、後述する実施形態においても、ぜんまい本体１の幅ＷＨは４４μｍ、ぜんまい本体１の配置ピッチは１３６μｍ、ぜんまい本体１とダミー部の高さＬは３００μｍと、第１の実施形態の値と同じなので、それぞれの実施形態の説明において、説明は一部省略する。
【００４３】
次に、ぜんまい本体１の表面に形成された保護膜３について説明する。ぜんまい本体１
の上面と下面には、厚さ１μｍのパラキシリレン系樹脂の保護膜３が形成されている。一方、ぜんまい本体１の内側面と外側面に形成されたパラキシリレン系樹脂の保護膜３の厚さは、上下面から高さ方向の中央に向かうに従って薄くなり、高さ方向の中央ではほぼゼロである。
【００４４】
なお、保護膜３は、ダミー部２の表面にも形成されており、ダミー部２の上面と下面では厚さ１μｍ、ダミー部２の側面での保護膜３の形状は、ダミー部２が向かい合うぜんまい本体１の側面に形成された保護膜３の形状と対称形である。
【００４５】
［第１の実施形態におけるぜんまいの製造方法の説明：図７］
つぎに、図７を用いて、上記の構造を持つぜんまいの製造方法を説明する。
【００４６】
図７（ａ）は、ぜんまいの製造方法の最初の工程である、シリコン基材５上にマスク層をパターン化するマスク層形成工程を説明する断面図である。
【００４７】
シリコン基材５の上面の全面にマスク層４であるシリコン酸化膜を形成し、フォトリソグラフィによりマスク層４をパターン化する。第１の実施形態においては、図２（ａ）に示したぜんまい本体１、ダミー部２及び保持枠１０の部分にシリコン酸化膜が形成されたパターンであり、図７（ａ）で示すようなパターン化されたマスク層４が残る。したがって、このパターン化されたマスク層４は、マスク層４の開口部のシリコン基材５を除去するためのマスクパターンであり、図２（ａ）のぜんまい本体１、ダミー部２及び保持枠１０の形状にパターン化している。
【００４８】
次工程は、ぜんまい本体１を形成すると同時に任意の間隔でぜんまい本体１の側面に沿ってダミー部２を形成するぜんまい部形成工程である。深掘り反応性イオンエッチング装置（Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ装置）を使用して、マスク層４が覆っていない部分について、シリコン基材５を全厚に渡って除去した。したがって、マスク層４で覆われたシリコン基材５の部分、すなわち、ぜんまい本体１とダミー部２及び保持枠１０だけが残った形となる。ぜんまい部形成工程後のシリコン基材５の断面形状が図７（ｂ）である。
【００４９】
図７（ｂ）の断面図の表現では、ぜんまい本体１とダミー部２は分離された形になっているが、ぜんまい本体１は保持枠１０と一箇所で、ダミー部２は保持枠１０と二箇所で接続されているので、両者は空隙を確保しつつしっかり連結されている。
【００５０】
次に、マスク層除去工程にてシリコン基材５上のマスク層４を例えばフッ化水素酸を主成分とする公知のエッチング液に浸漬して除去する。図７（ｃ）は、マスク層除去工程後の断面図である。ぜんまい本体１とダミー部２及び保持枠１０の上に残ったマスク層４が除去された形状である。
【００５１】
次に、図７（ｄ）、図７（ｅ）に示す、保護膜形成工程に進む。本実施形態では、保護膜３として有機膜であるパラキシレン系樹脂を熱ＣＶＤ法で形成する。
【００５２】
図８は、保護膜形成工程で用いる熱ＣＶＤ装置６０の模式図である。まず、ジパラキシリレンを１ｔｏｒｒ、１８０°Ｃの気化室６１で気化させてガス状にし、さらに０．５ｔｏｒｒ、６７０°Ｃの熱分解室６２でラジカル化する。保護膜形成室６４を保護膜形成前に、真空ポンプ６７で０．０１ｔｏｒｒとなるように十分に排気する。次に、ぜんまい本体１とダミー部２及び枠１０の形状に加工されたシリコン基材５を、保護膜形成室６４の底部に配置された２５０°Ｃに加熱されたホットプレート６６に載置し、保護膜形成室６４の側面からラジカル化したジパラキシリレンのガスを導入し、保護膜形成室６４の反対側の側面から真空ポンプ６６で排気する。保護膜形成室６４の中の圧力が０．１ｔｏｒｒ
となるよう、バルブ６３を調節してガスの流量を設定する。ラジカル化したジパラキシリレンのガスは、パターン化されたシリコン基材５の表面に付着すると同時に重合化して、パラキシリレン系樹脂を形成する。
【００５３】
上記保護膜形成工程の結果、保護膜３は、図７（ｄ）で示すようにシリコン基材５の上面の全面及び側面の一部に形成された保護膜３となる。次にシリコン基材５を上下反転させて、保護膜３が形成されたシリコン基材５の上面がホットプレートの表面に接するように載置して、シリコン基材５の下面に対して、同様な膜づけを行うことで、図７（ｅ）に示すように、シリコン基材５の上面と下面の両面の全面および、側面の一部にパラキシリレン系樹脂の保護膜３が形成された状態になる。
【００５４】
第１の実施形態では、ぜんまい本体１はその両側面をダミー部２で挟まれ、両者の間の空隙が２０μｍと狭いので、ラジカル化したジパラキシリレンのガスは空隙に入り込みにくく、ぜんまい本体１及びダミー部２の側面にのみ保護膜３が、薄い領域又は無い領域が形成される。
【００５５】
本発明は、狭い空隙には成膜のガスが入り込みにくいという、上記現象に着眼してなされたものである。
【００５６】
本実施形態では、図２（ｂ）に示す、ぜんまい本体１の上面と下面での保護膜３の厚さが１μｍとなるよう制御して膜形成を行う。ぜんまい本体１及びダミー部２の側面では、保護膜３の厚さは、上下面から高さ方向の中央に向かうに従って薄くなり、高さ方向の中央の位置では、ほぼゼロである。
【００５７】
最後に、分離工程にて、ぜんまい本体１を保持枠１０との接続箇所１５で保持枠１０から切り離してひげぜんまいの完成体となる。図７（ｆ）は、分離工程後の断面図である。図７（ｆ）の断面図において、ぜんまい本体１は互いに分離されたように表現されているが、示されている２個のぜんまい本体１は、渦巻き形状を成して一体である。
【００５８】
実施形態１では、ぜんまい本体１及びダミー部２の上面と下面に１μｍ厚のパラキシレン系樹脂の保護膜３が形成され、ぜんまい本体１及びダミー部２の側面の保護膜３の厚さは、上下面から遠ざかるにつれて薄くなり、側面の高さ方向の中心の位置ではほぼゼロとなっている。すなわち、保護膜３は、ぜんまい本体１及びダミー部２の側面にのみ保護膜３が、薄い領域又は無い領域を有することを特徴としている。
【００５９】
上記のようにぜんまい本体１の側面にのみ保護膜３が、薄い領域又は無い領域を形成することが出来るのは、ダミー部２を設けた効果であるが、ダミー部２を設けるために工程を別途追加する必要が無いことが、本発明のぜんまいの製造方法の優れた特徴である。
【００６０】
また、上記のように形成された保護膜３は、脆性材料であるシリコンの欠けやすさを補って、ひげぜんまいの形状安定性を確保している。さらに、保護膜３がひげぜんまいの全体を厚く覆い尽くしていないので、シリコンの持つ優れた等時性の特性発揮をさまたげない。
【００６１】
［第２の実施形態におけるぜんまいの構造説明：図３］
次に、第２の実施形態におけるひげぜんまいの構造を、図３を用いて説明する。この第２の実施形態におけるひげぜんまいの構成が第１の実施形態におけるひげぜんまいの構成と異なる点は、ひげぜんまいの側面に形成された保護膜３の形状である。第１の実施形態では、ぜんまい本体１の内側面に形成された保護膜３と外側面に形成された保護膜３は同様な形状であったが、本実施形態における保護膜３は、内側面と外側面で、形状が相違す
る構成である。
【００６２】
図３に示す第２の実施形態の構成は、図１に示す第１の実施形態の構成に対応しており、
図３（ａ）は、第２の実施形態におけるひげぜんまいが保持枠１０から切り離される前の状態を示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の切断線Ｂ−Ｂ´部分のぜんまい本体１及びダミー部２を示す断面図である。
【００６３】
図３（ａ）に示されるように、ぜんまい本体１は渦巻き形状をしており、ダミー部２は、ぜんまい本体１と空隙を挟んで、一対のらせんを形成している。ぜんまい本体１は保持枠１０と接続箇所１５の一箇所で接続され、ダミー部２は保持枠１０と接続箇所２１，２２の二箇所で接続されている。ぜんまい本体１は、製造工程の最後で、保持枠１０との接続箇所１５で保持枠１０から切り離されて、ひげぜんまいの完成体となる。
【００６４】
ぜんまい本体１の渦巻きの中心方向に面する内側面と、渦巻きの外側方向に面する外側面は、ともに、空隙を挟んでダミー部２に面している。第１の実施形態では、ぜんまい本体１の側面とダミー部２の空隙の値が、内側面と外側面で等しいが、本実施形態では、これら二つの空隙の値は異なる。
【００６５】
図３（ｂ）において、ぜんまい本体１の幅ＷＨと、ぜんまい本体１の外側面とダミー部２の間の空隙ＷＳ２１は第１の実施形態と同様、それぞれ、４４μｍ、２０μｍである。
一方、ダミー部２の幅ＷＤ２を１２μｍと細くして、ぜんまい本体１の内側面とダミー部２の空隙ＷＳ２２を６０μｍと、第１の実施形態での２０μｍより大きな値にした。
【００６６】
すなわち、ぜんまい本体１は、その内側面とダミー部２との空隙が６０μｍであり、外側面とダミー部２との空隙２０μｍより大きくして、ダミー部２に面している。
【００６７】
ぜんまい本体１とダミー部２の上面と下面には、先の実施形態と同様に、厚さ１μｍのパラキシリレン系樹脂の保護膜３が形成されている。ぜんまい本体１の保護膜３の厚さは、外側面では、上下面から高さ方向の中央に向かうに従って薄くなり、高さ方向の中央では、第１の実施形態と同様に、ほぼゼロである。もう一方の側面である内側面では、上下面から遠ざかるに従って保護膜３が薄くなるが、高さ方向の中央でも保護膜３の厚さが０．５μｍ程度となっている。
【００６８】
第２の実施形態によるひげぜんまいは、第１の実施形態と同様に、図７を用いて説明した製造方法で作製した。相違点は、図７（ａ）のマスク層４のパターンであり、第２の実施形態におけるマスク層４のパターンは、ぜんまい本体１とダミー部２との空隙を内側面側と外側面側で異ならせている点であり、図３（ａ）で示されるぜんまい本体１及び保持枠１０のパターン形状は第１の実施形態と同様である。
【００６９】
上記のように、ぜんまい本体１の側面に形成された保護膜３は、その厚さが、ぜんまい本体１の外側面と内側面で相違する。この相違は、それぞれの側面とダミー部２との空隙の値の違いに由来する。すなわち、ぜんまい本体１の外側面とダミー部２との空隙は２０μｍと狭いので、保護膜３が形成されるときに、ラジカル化したジパラキシリレンのガスが空隙に入り込みにくく、保護膜３の厚さが薄いが、内側面とダミー部２の空隙は６０μｍと広いので、上記ガスが空隙に入り込み易く、保護膜３の厚さが厚い。
【００７０】
第２の実施形態によるひげぜんまいは、ひげぜんまいの上面と下面に形成された保護膜３により、ひげぜんまいの形状安定性が確保されている。また、ひげぜんまいに保護膜を形成すると、外側面の面積が内側面の面積より若干大きいため、保護膜の材料によっては
、その膜応力差により、ひげぜんまいの形状にゆがみを発生させ、等時性に影響を与えるという問題が発生する。しかしながら、本実施形態では、外側面の保護膜３が内側面より薄く形成されているため、保護膜３の膜応力の影響を受けにくくなり、等時性の温度依存性、姿勢依存性、経年変化等への対策を盛り込む、等時性を制御可能な設計が期待できる。
【００７１】
［第３の実施形態におけるぜんまいの構造説明：図４］
次に、第３の実施形態におけるひげぜんまいの構造を、図４を用いて説明する。この第３の実施形態におけるひげぜんまいの構成が第２の実施形態におけるひげぜんまいの構成と異なる点は、ひげぜんまいの側面に形成された保護膜３の形状である。
【００７２】
第２の実施形態では、ぜんまい本体１の側面に形成された保護膜３は、ぜんまい本体１の全長に渡って形状が同じであったが、本実施形態においては、ぜんまい本体１の最も外側の部分とそれ以外の部分で、側面に形成された保護膜３の形状が異なる構成である。
【００７３】
図４に示す第３の実施形態の構成は、図３に示す第２の実施形態の構成に対応している。
図４（ａ）は、第３の実施形態におけるぜんまいが保持枠１０から切り離される前の状態を示す平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の切断線Ｃ−Ｃ´部分のぜんまい本体１及びダミー部２を示す断面図である。
【００７４】
図４（ａ）に示されるように、ぜんまい本体１は渦巻き形状をしており、ダミー部２は、ぜんまい本体１の最も外側の外側面とだけ空隙を挟んで配置されている。このようにダミー部２が一周分だけであることが、第２の実施形態の特徴である。
【００７５】
ぜんまい本体１は保持枠１０と接続箇所１５の一箇所で接続され、ダミー部２は保持枠１０と接続箇所２１、２２の二箇所で接続されている。ぜんまい本体１は、製造工程の最後で、保持枠１０との接続箇所１５で保持枠１５から切り離されて、ひげぜんまいの完成体となる。
【００７６】
ダミー部２は、図４（ｂ）に示される一周分だけであり、複数周回のダミー部２がある第１や第２の実施形態と大きく相違する点である。
【００７７】
図４（ｂ）において、ダミー部２の幅ＷＤ３、ぜんまい本体１の幅ＷＨは、第２の実施形態と同様に、それぞれ、１２μｍ、４４μｍである。ぜんまい本体１の最も外側の外側面とダミー部２の間の空隙ＷＳ３１は第２の実施形態と同様２０μｍである。
【００７８】
ダミー部２は、最も外側のぜんまい本体１の外側に配置された一周分だけであり、ぜんまい本体１の間にはダミー部２は配置されておらず、図４（ｂ）のように、ぜんまい本体１は互いにその間の空隙ＷＳ３２を挟んで配置されている。空隙ＷＳ３２の値は９２μｍである。
【００７９】
先の実施形態と同様に、ぜんまい本体１とダミー部２との上面と下面には、厚さ１μｍのパラキシリレン系樹脂の保護膜３が形成されている。ぜんまい本体１１の最外側面の保護膜３１の厚さは、上下面から高さ方向の中央に向かうに従って薄くなり、高さ方向の中央ではほぼゼロである。
【００８０】
一方、ぜんまい本体１１の内側面及び他のぜんまい本体１２の内側面と外側面には、同じ形状の保護膜３２が形成されており、その厚さは、上下面から高さ方向の中央に向かうに従ってやや薄くなるが、ほとんど変わらず高さ方向の中央で０．５５μｍであり、側面
の全面に保護膜３２が形成されている。
【００８１】
第３の実施形態によるひげぜんまいは、第１の実施形態と同様に、図７を用いて説明した製造方法で作製した。相違点は、図７（ａ）のマスク層４のパターンであり、第３の実施形態におけるマスク層４のパターンは、ダミー部２が、ぜんまい本体１の最も外側の外側面とだけ空隙を挟んで配置されている点であり、図４（ａ）に示されるぜんまい本体１及び保持枠１０のパターン形状は第１の実施形態と同様である。
【００８２】
なお、ダミー部２の幅をダミー部２の外側面方向にだけ、保持枠１０に接するまで増やして、ダミー部２を保持枠１０に接続した、図５に示すような構成でもよい。この構成では、ダミー部２と保持枠１０が一体となり、保持枠１０がダミー部２を兼ねているので、ダミー部２がより強固に保持される効果がある。
【００８３】
上記のように、ひげぜんまいの側面に形成された保護膜は、最も外側のぜんまい本体１１の外側面に形成された保護膜３１と他の側面に形成された保護膜３２とでは、その厚さが相違する。この相違は、最も外側のぜんまい本体１１はダミー部２と２０μｍの空隙を挟んで向かい合っているが、他の側面は向かい合うダミー部２がなく、隣のぜんまい本体１２と９２μｍという大きな空隙を挟んで向かい合っていることに起因する。保護膜３を形成するときのラジカル化したジパラキシリレンのガスは、２０μｍ空隙よりも９２μｍの空隙に入り込み易く、その結果、側面の膜厚が厚くなるからである。
【００８４】
第３の実施形態によるひげぜんまいは、最も外側のひげぜんまいの外側面でのみ、形成された保護膜３１が外側面の高さ方向の中央では厚さがほぼゼロであるが、他の側面では保護膜３２が側面の高さの中央部でも０．５５μｍ程度形成されているので、シリコンが脆性材料であることに起因する欠け等の形状不安定性がしっかりと排除されている。
【００８５】
また、ひげぜんまいに保護膜を形成すると、その膜応力差により、ひげぜんまいの形状にゆがみを発生させる問題が生じることは、先に述べたとおりである。本実施形態では、外側面の面積として最も大きくなる最外側面の保護膜３が、内側面より薄く形成されているため、保護膜３の膜応力の影響を受けにくくなり、等時性の温度依存性、姿勢依存性、経年変化等への対策を盛り込む、等時性を制御可能な設計が期待できる。
【００８６】
［第４の実施形態におけるぜんまいの構造説明：図６］
最後に、第４の実施形態におけるひげぜんまいの構造を、図６を用いて説明する。
この第４の実施形態におけるひげぜんまいの構成が第１の実施形態におけるひげぜんまいの構成と異なる点は、ひげぜんまいの側面に形成された保護膜３の形状である。
【００８７】
第１の実施形態では、ひげぜんまいの内側面と外側面において、高さ方向のほぼ中央まで保護膜３が形成されていたが、本実施形態においては、保護膜３は、ひげぜんまいの上下面及び角部を覆う部分にだけに形成された構成である。
【００８８】
図６に示す第４の実施形態の構成は、図２に示す第１の実施形態の構成に対応している。
図６（ａ）は、第４の実施形態におけるひげぜんまいが保持枠１０から切り離される前の状態を示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の切断線Ｄ−Ｄ´部分のぜんまい本体１及びダミー部２を示す断面図である。
【００８９】
図６（ａ）に示されるように、ぜんまい本体１は渦巻き形状をしており、ダミー部２は、ぜんまい本体１と空隙を挟んで、らせん形状を形成している。ぜんまい本体１は保持枠１０と接続箇所１５の一箇所で接続されており、製造工程の最後で保持枠１０との接続箇
所１５で保持枠１０から切り離されて、ひげぜんまいの完成体となる。
【００９０】
ダミー部２は、接続箇所２１、２２に加えて、最も外側のダミー部２の一部と保持枠１０が接続箇所２３，２４の二箇所で接続され、合計四箇所で接続されている。このようにすることでダミー部２がより強固に保持枠１０に保持される。
【００９１】
図６（ｂ）において、ぜんまい本体１の幅ＷＨは第１の実施形態と同様に、４４μｍである。一方、ダミー部２の幅ＷＤ４を８２μｍと幅を広くすることで、ぜんまい本体１とダミー部２の間の空隙ＷＳ４を５μｍとして、第１の実施形態での空隙の値２０μｍより非常に狭い構成である。
【００９２】
すなわち、ぜんまい本体１の内側面、外側面は、第１の実施形態と同様に、ともに等しい空隙の値でダミー部２に面しているが、その値は、第１の実施形態とは違って、本実施形態では、５μｍと非常に狭いことが特徴である。
【００９３】
先の実施形態と同様に、ぜんまい本体１とダミー部２との上面と下面には、厚さ１μｍのパラキシリレン系樹脂の保護膜３が形成されている。一方、側面では、保護膜３は上下面と側面が接する角部を覆う部分に形成されている。
【００９４】
本実施形態によるひげぜんまいは、第１の実施形態と同様に、図７を用いて説明した製造方法で作製した。相違点は、図７（ａ）のマスク層４のパターンであり、第４の実施形態におけるマスク層４のパターンは、ぜんまい本体１とダミー部２との空隙が５μｍと非常に狭いことであり、図６（ａ）に示されるぜんまい本体１及び保持枠１０のパターンは第１の実施形態と同様である。
【００９５】
上記のように、本実施形態におけるひげぜんまいに形成された保護膜３は、ひげぜんまいの上下面及び角部を覆う部分に形成され、側面の高さ方向の中央部には形成されていないが、これは、ぜんまい本体１とダミー部２の間の空隙が５μｍと非常に狭いことに起因している。この狭い空隙には、ラジカル化したジパラキシリレンのガスが入り込むことが困難だからである。
【００９６】
本実施形態によるひげぜんまいは、ひげぜんまいの上下面及び角部を覆う部分に形成されている保護膜３が、シリコンが脆性材料であることに起因する欠け等の形状不安定性をしっかりと防いでいる。
【００９７】
そして、保護膜３が側面にはほとんど形成されていないので、保護膜３による膜応力の影響を受けず、ひげぜんまいの運動を阻害しないので、シリコンの有する優れた等時性が確保される。
【００９８】
保護膜３としては、以上の各実施形態で用いたパラキシリレン系樹脂の他に、無機膜や二酸化シリコン等の酸化膜、ＤＬＣ膜を用いても良い。例えば、無機膜としてニッケルを用いると、テンプの振動が腕時計の外から見える、いわゆるスケルトンタイプの腕時計において、白銀色に輝きながら伸縮振動動作を繰り返すテンプのひげぜんまいが、時計の装飾的な価値をいっそう高めることができる。
【００９９】
ぜんまい本体１とダミー部２の間の空隙の値は、部分的に違った値にしてもよい。例えば、渦形状の中心から外側に向かって空隙の値を徐々に大きく又は小さくする、である。このようにすることで、ひげぜんまいの側面に形成される保護膜の形状が渦巻きの中心から外側に向かって徐々に変化することになるので、等時性を制御可能な設計の自由度が増えることが期待できる。
【０１００】
上記説明で明らかなように、本発明は、表面に保護膜３を形成したぜんまいを形成するときに、ぜんまい本体１とダミー部２との空隙を任意の寸法に形成しておくことで、ぜんまい本体１の側面に形成する保護膜３の厚みを制御することが可能であり、ぜんまい本体１とダミー部２との空隙の寸法は、最終的に得たいぜんまいの各種特性によって適宜選択されるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
なお、本発明の実施形態をシリコンひげぜんまいについて説明したが、これに限られるものではなく、各種特性の調整が必要なぜんまいや、衝撃に耐える形状安定性を必要とするあらゆるぜんまいに適用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１、１１、１２  ぜんまい本体
２  ダミー部
３、３１、３２  保護膜
１０  保持枠
６０  熱ＣＶＤ装置
７０  ひげぜんまい
【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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