CN108121190A - 机械部件、钟表、机械部件的制造方法及钟表的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过简便的工序，从而在防止由包含硅的基材形成的旋转部件的破损的同时，使旋转部件与轴部件被牢固地固定的机械部件、使用该机械部件的钟表、机械部件的制造方法、以及钟表的制造方法。作为机械部件的擒纵轮(35)的特征在于，具备：轴部件(102)；保持部(115)，其对轴部件(102)进行保持；作为旋转部件的擒纵齿轮部(101)，其具有轮圈部(111)，所述轮圈部(111)具有多个齿部(114)，保持部(115)具有以向使轴部件(102)插穿的贯穿孔内突出的方式而被形成的多个突出部(112)，在保持部(115)与轮圈部(111)之间，具有从相邻的突出部(112)之间延伸的弹性部(113)。

Description

机械部件、钟表、机械部件的制造方法及钟表的制造方法
技术领域
本发明涉及一种包含轴部件与旋转部件的机械部件、使用了该机械部件的钟表、机械部件的制造方法、以及钟表的制造方法。
背景技术
在机械式钟表中，搭载有齿轮等所代表的大量的机械部件。齿轮等的机械部件以将轴部件***到被设置在于外周上形成有多个齿部的旋转部件的中心处的贯穿孔(保持部)中的方式而被固定(保持)。虽然以往机械部件是通过对金属材料进行机械加工而形成的，但最近作为钟表用的机械部件的材料而使用有包含硅的基材。由于硅制的机械部件与金属制的机械部件相比较轻，因此作为减小惯性力的部件的材料较为合适，从而有望实现能量的传输效率的提高。此外，硅还具有如下优点，即，使用光刻或蚀刻技术而形成的形状的自由度较高，并且能够提高加工精度。
例如，在专利文献1中公开了如下技术，即，为了将轴部件插穿在由包含硅的基材所组成的旋转部件的贯穿孔中并固定，而在贯穿孔的内壁面(内周面)上形成金属膜(应力缓和层)的技术。
专利文献1：日本专利第5892181号公报
发明内容
然而，在专利文献1所记载的机械部件的制造方法中，由于需要具有用于在旋转部件的贯穿孔的内壁面上形成金属膜的工序，因此有可能存在工序变得较为复杂，并且制造成本增大的这类问题。
此外，虽然在不进行于旋转部件的贯穿孔的内壁面上形成金属膜等的加强措施的情况下，由于在向旋转部件的贯穿孔(保持部)***轴部件时所施加的应力而有可能会使旋转部件从贯穿孔周边发生破损，但在专利文献1中没有提及对在***轴部件时施加于旋转部件上的应力进行缓和的措置等。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的发明，并且能够作为以下的方式或应用例而实现。
应用例1
本应用例所涉及的机械部件，其特征在于，具备：轴部件；保持部，其对所述轴部件进行保持；旋转部件，其具有轮圈部，所述轮圈部具有多个齿部，所述保持部具有以向使所述轴部件插穿的贯穿孔内突出的方式而被形成的多个突出部，在所述保持部与所述轮圈部之间具有弹性部，所述弹性部从相邻的所述突出部之间延伸。
根据该结构，在利用以向插穿保持部的轴部件的贯穿孔内突出的方式而被形成的多个突出部来对轴部件进行保持时施加到保持部上的应力，通过从相邻的突出部之间向轮圈部延伸的弹性部而被缓和，从而能够抑制突出部发生破损等损伤，并且通过弹性部的弹性而能够获得以保持部的突出部来对轴部件进行保持的保持力。
因此，能够提供一种在抑制了旋转部件的保持部的破损等的同时，以适当的保持力将轴部件保持在旋转部件上的机械部件。
应用例2
本应用例所涉及的机械部件，其特征在于，具备：轴部件；旋转部件，其具有轮圈部，所述轮圈部具有多个齿部；所述旋转部件具有从所述轮圈部延伸并对所述轴部件进行保持的多个弹性部。
根据该结构，由于在利用具有从轮圈部延伸的多个弹性部的保持结构来对轴部件进行保持时，被施加到旋转部件的保持部分上的应力通过弹性部的弹性而被缓和，因此能够抑制旋转部件的保持部分发生破损等损伤，并且能够通过弹性部的弹性而获得对轴部件进行保持的保持力。
因此，能够提供一种在抑制了旋转部件的保持部分的破损等的同时，以适当的保持力将轴部件保持在旋转部件上的机械部件。
应用例3
在上述应用例所涉及的机械部件中，其特征在于，所述弹性部由与所述旋转部件相同的材料形成。
根据该结构，通过对一个基材进行加工，从而能够有效地形成旋转部件，因此能够以低成本来提供实现上述的效果的机械部件。
应用例4
在上述应用例所涉及的机械部件中，其特征在于，所述相同的材料为包含硅的材料。
通过使用光刻以及蚀刻来对包含硅的材料进行加工而形成的机械部件与金属制的机械部件相比较轻，并且具有形状的自由度较高、加工精度较高的优点。
应用例5
在上述应用例所涉及的机械部件中，其特征在于，所述弹性部被形成为圆弧状。
根据本应用例，由于弹性部因被形成为圆弧状而易于变形，因此能够在对轴部件进行保持时，通过弹性部进行变形来缓和施加到保持部上的应力。
应用例6
在上述应用例所涉及的机械部件中，其特征在于，所述弹性部具有弯曲部。
根据本应用例，由于通过弹性部所具有的弯曲部而使弯曲部与轮圈部之间的弹性部(即，弯曲部之前的弹性部)变形，因此能够在对轴部件进行保持时，通过弹性部来缓和被施加到保持部上的应力。
应用例7
在上述应用例所涉及的机械部件中，其特征在于，在所述旋转部件的表面上形成有氧化膜。
通过在由包含硅的材料构成的旋转部件的表面上所形成的硅氧化膜，从而能够提高将轴部件固定在旋转部件上而形成的机械部件的机械性强度。
此外，通过在由包含硅的材料构成的旋转部件的保持部上，于插穿轴部件的旋转部件的表面上形成硅氧化膜，从而能够通过利用被形成在保持部的贯穿孔的内壁(突出部的与轴部件接触的一侧的面)上的硅氧化膜，而填埋旋转部件的保持部与轴部件之间的间隙的一部分，由此能够提供一种轴部件被牢固地固定在旋转部件上的机械部件。
此外，由于通过氧化处理而形成的硅氧化膜在保持部的贯穿孔的内壁(突出部的与轴部件接触的一侧的面)上，不论与轴部件之间的间隙的大小如何均以大致均匀的厚度而被形成，因此能够以保持部的中心与轴部件的轴的中心一致的状态而将轴部件固定在旋转部件上。
应用例8
本应用例所涉及的钟表的特征在于，具备对条盒轮、序号轮、擒纵轮、擒纵叉以及摆轮中的任意一个使用上述应用例所记载的机械部件并进行组装的机芯。
根据本应用例，由于具备使用上述应用例中的任一项所记载的机械部件进行组装而得到的机芯，因此能够在旋转部件的保持部的中心与轴部件的轴的中心一致的状态下，使旋转部件与轴部件被牢固地固定，并且通过与金属制的机械部件相比较轻且将惯性力抑制得较小的机械部件而构成了能量的传递效率较高且动作的精度较高的机芯。
因此，能够提供一种可靠性以及耐久性优良的精度较高的钟表。
应用例9
本应用例所涉及的机械部件的制造方法的特征在于，包括：准备轴部件的工序；对包含硅的基材进行蚀刻而形成旋转部件的工序，所述旋转部件具有保持部、轮圈部和弹性部，其中，所述保持部具有以向使所述轴部件插穿的贯穿孔突出的方式而被配置的多个突出部，所述轮圈部具有多个齿部，所述弹性部在所述保持部与所述轮圈部之间，从相邻的所述突出部之间延伸；向所述旋转部件的所述保持部插穿所述轴部件并进行定位的工序。
通过光刻以及蚀刻来对包含硅的材料进行加工而形成的机械部件与金属制的机械部件相比较轻，并且具有形状的自由度较高、加工精度较高的优点。
根据本应用例，能够在利用以向使保持部的轴部件插穿的贯穿孔内突出的方式而被形成的多个突出部来对轴部件进行保持时，通过从相邻的突出部之间向轮圈部之间延伸的弹性部的弹性来缓和被施加到保持部上的应力，从而能够抑制突出部发生破损等损伤，并且能够形成利用弹性部的弹性通过保持部的突出部而得到对轴部件进行保持的保持力的旋转部件。
因此，能够制造出在抑制了旋转部件的保持部的破损等的同时，以适当的保持力将轴部件保持在旋转部件上的机械部件。
应用例10
本应用例所涉及的机械部件的制造方法，其特征在于，包括：准备轴部件的工序；对包含硅的基材进行蚀刻而形成旋转部件的工序，所述旋转部件具有轮圈部和多个弹性部，其中，所述轮圈部具有多个齿部，所述多个弹性部从所述轮圈部延伸并对所述轴部件进行保持；向所述旋转部件的保持部插穿所述轴部件并进行定位的工序。
根据该制造方法，能够在利用由从轮圈部延伸的多个弹性部所构成的保持部来对轴部件进行保持时，通过弹性部的弹性而使施加到旋转部件的保持部上的应力被缓和，从而能够抑制旋转部件的保持部分发生破损等损伤，并且能够形成通过弹性部的弹性而得到对轴部件进行保持的保持力的旋转部件。
因此，能够提供一种在抑制了旋转部件的保持部分的破损等的同时，以适当的保持力将轴部件保持在旋转部件上的机械部件。
应用例11
在上述应用例所涉及的机械部件的制造方法中，其特征在于，包括在所述进行定位工序之后，实施氧化处理的工序。
根据本应用例，由于包括如下工序，即，在向由包含硅的基材构成的旋转部件的保持部插穿轴部件插穿并进行定位后，实施旋转部件的表面的氧化处理的工序，因此通过被形成在保持部的贯穿孔的内壁(突出部的与轴部件接触的一侧的面)上的硅氧化膜而填埋了保持部与轴部件之间的间隙，从而能够提供一种轴部件被牢固地固定在旋转部件上的机械部件。
此外，由于通过氧化处理而形成的硅氧化膜在保持部的贯穿孔的内壁(突出部的与轴部件接触的一侧的面)上，不论与轴部件之间的间隙的大小如何均以大致均匀的厚度而被形成，因此能够以保持部的中心与轴部件的轴的中心一致的状态而将轴部件固定在旋转部件上。
此外，通过在由包含硅的基材构成的旋转部件的表面上所形成的硅氧化膜，从而能够提高轴部件被固定在旋转部件上而形成的机械部件的机械性强度。
应用例12
在上述应用例所涉及的机械部件的制造方法中，其特征在于，在实施所述氧化处理的工序中，实施热氧化处理。
根据本应用例的热氧化处理，由于能够在较短时间内形成足够厚度的细密的硅氧化膜，因此高效地制造出轴部件被牢固地固定在旋转部件上并且械性强度较高的机械部件。
应用例13
在上述应用例所涉及的机械部件的制造方法中，其特征在于，所述热氧化处理由水蒸气氧化法实施。
根据本应用例，由于水蒸气氧化法与例如干氧化法相比硅氧化膜的成长速度较快，因此能够更高效地形成硅氧化膜并将轴部件固定在旋转部件上。
应用例14
在上述应用例所涉及的机械部件的制造方法中，其特征在于，所述轴部件由钽(Ta)或钨(W)组成。
根据本应用例，由于钽或钨作为轴部件具有足够的刚性，并且具有足够的相对于在1000℃以上的高温下所实施的热氧化处理等的氧化处理的温度的耐热性，而且为加工性较高的材料，因此作为轴部件的材料适合使用。
应用例15
在上述应用例所涉及的机械部件的制造方法中，其特征在于，所述轴部件由包含硅的材料形成。
根据本应用例，由于通过实施氧化处理的工序，而在旋转部件的表面和轴部件的表面上均形成了硅氧化膜，因此能够以更短时间、更强地将轴部件牢固地固定在旋转部件的贯穿孔中。
应用例16
本应用例所涉及的钟表的制造方法的特征在于，包括对条盒轮、序号轮、擒纵轮、擒纵叉以及摆轮中的任意一个使用通过上述应用例所记载的机械部件的制造方法而制造出的机械部件并对机芯进行组装的组装工序。
根据本应用例，由于包括使用通过上述应用例中任一个所记载的机械部件的制造方法而制造出的机械部件来对机芯进行组装的工序，因此能够在使旋转部件的保持部的中心与轴部件的轴的中心一致的状态下，使旋转部件与轴部件被牢固地固定，并且能够通过与金属制的机械部件相比较轻且将惯性力抑制得较小的机械部件，而构成能量的传递效率较高且动作的精度较高的机芯。
因此，能够制造出可靠性以及耐久性优良的精度较高的钟表。
附图说明
图1为实施方式1所涉及的钟表的机芯前侧的俯视图。
图2为机芯的擒纵机构的俯视图。
图3为擒纵机构的立体图。
图4为沿着图2的A-A线的剖视图。
图5为作为旋转部件的擒纵齿轮部的俯视图。
图6为表示作为机械部件的擒纵轮的制造方法的流程图。
图7A为用于对齿轮部形成工序进行说明的说明图，且为相当于图4中的齿轮部的剖视图。
图7B为用于对齿轮部形成工序进行说明的说明图，且为相当于图4中的齿轮部的剖视图。
图7C为用于对齿轮部形成工序进行说明的说明图，且为相当于图4中的齿轮部的剖视图。
图7D为用于对齿轮部形成工序进行说明的说明图，且为相当于图4中的齿轮部的剖视图。
图8为表示实施方式2所涉及的作为机械部件的擒纵轮的俯视图。
图9为表示改变例1的擒纵轮的俯视图。
图10为表示改变例2的擒纵轮的俯视图。
图11为表示改变例3的擒纵轮的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。另外，在本实施方式中，作为本发明的机械部件的一个示例，而列举了构成机械式钟表的机芯中的钟表部件的齿轮之一、即擒纵轮为示例来进行说明。此外，在以下的各图中，为了将各层或各部件设为能够识别的程度的大小，而存在以与实际不同的尺度来表示各层或各部件的情况。
实施方式1
机械式钟表
首先，对机械式钟表1进行说明。图1为作为本实施方式所涉及的钟表的机械式钟表的机芯前侧的俯视图。
如图1所示，本实施方式的机械式钟表1由机芯10、和对该机芯10进行收容的未图示的表壳构成。
机芯10具有构成基板的地板11。在该地板11的后侧配置有未图示的文字板。另外，将被安装在机芯10的后侧的轮系称为前轮系，将被安装在机芯10的后侧的轮系称为后轮系。
在地板11上形成有柄轴导向孔11a，柄轴12以旋转自如的方式被安装于此。该柄轴12通过具有止推件13、锁杆14、锁杆弹簧15以及后压件16的切换装置来决定轴向的位置。此外，在柄轴12的导向轴部上，以旋转自如的方式设置有立轮17。
在这种结构下，当在柄轴12处于沿着旋转轴方向而最靠近机芯10的内侧的第一柄轴位置(第0级)的状态下使柄轴12旋转时，经由未图示的离合轮的旋转而使立轮17旋转。然后，通过该立轮17旋转，从而使与之啮合的小钢轮(crown wheel)20旋转。然后，通过该小钢轮20旋转，从而使与之啮合的大钢轮(ratchet wheel)21旋转。进一步，通过该大钢轮21旋转，从而使被收容于条盒轮22中的未图示的发条(动力源)卷紧。
机芯10的前轮系除了上述的条盒轮(机械部件)22以外，还由被称为所谓序号轮的第二轮(机械部件)25、第三轮(机械部件)26以及第四轮(机械部件)27构成，并且起到了对条盒轮22的旋转力进行传递的功能。此外，在机芯10的后侧配置有用于对前轮系的旋转进行控制的擒纵机构30以及调速机构31。
第二轮25被设为与条盒轮22啮合的齿轮。第三轮26被设为与第二轮25啮合的齿轮。第四轮27被设为与第三轮26啮合的齿轮。
擒纵机构30为对上述的前轮系的旋转进行控制的机构，并具备与第四轮27啮合的擒纵轮(机械部件)35、和使该擒纵轮35擒纵从而有规则地旋转的擒纵叉(机械部件)36。
调速机构31为对上述的擒纵机构30进行调速的机构，并具备摆轮(机械部件)40。
擒纵机构
接下来，对上述的机芯10的擒纵机构30进行更详细的说明。图2为擒纵机构30的俯视图，图3为擒纵机构30的立体图，图4为沿着图2的A－A线的剖视图。
如图2～图4所示，擒纵机构30的擒纵轮35具备作为旋转部件的擒纵齿轮部101、和以在同轴(轴线O1)上的方式被固定于擒纵齿轮部101上的轴部件(旋转轴)102。在以下的说明中，将沿着擒纵齿轮部101以及轴部件102的轴线O1的方向仅称为轴向，将与轴线O1正交的方向称为径向，将围绕轴线O1周围的方向称为周向。
图5为作为旋转部件的擒纵齿轮部101的俯视图。
如图2～图5所示，擒纵齿轮部101由单晶硅等具有晶体取向的材料、或金属等材料构成，且所述擒纵齿轮部101为，作为一侧的面的表面101a、以及作为与一侧的面相反侧的另一侧的面的背面101b被设为平坦面，并且被设为跨及整个面而具有均匀厚度的板状的部件。具体而言，擒纵齿轮部101具有：周围的轮圈部111、中央的保持部115、和对这些轮圈部111以及保持部115进行连结的轮辐状的多个弹性部113。
在轮圈部111的外周面上，朝向径向的外侧而突出设置有被形成为特殊的钩形状的多个齿部114。后文所述的擒纵叉36的叉瓦144a、144b与这些多个齿部114的顶端相接触。
如图3～图5所示，保持部115具有多个突出部112，所述突出部112以向插穿轴部件102的贯穿孔内突出的方式而被形成。本实施方式的保持部115具有三个突出部112，并通过这些突出部112来对轴部件102进行保持。
各个弹性部113以从在保持部115中相邻的突出部112之间起朝向轮圈部111的内周缘而分支为两个的圆弧状的形状呈放射状地延伸，并将轮圈部111与保持部115连结在一起。
轴部件102具有位于轴向两端部的榫头部121a、121b和与上述的第四轮27的齿轮部啮合的擒纵齿轮部122。
在榫头部121a、121b中的、位于轴向一端侧的一端榫头部121a以能够旋转的方式被支承在未图示的轮系夹板上，位于轴向另一端侧的另一端榫头部121b以能够旋转的方式被支承在上述的地板11上。
擒纵齿轮部122在轴部件102上，被形成在靠一端榫头部121a处。而且，通过擒纵齿轮部122与第四轮27(参照图1)啮合，从而使第四轮27的旋转力被传递至轴部件102上，进而使擒纵轮35进行旋转。
压入轴部123以与上述的各个榫头部121a、121b相比为大径的方式被形成，并且从背面101b侧***穿在擒纵齿轮部101的保持部115中的配置有多个突出部112的贯穿孔内。在该情况下，压入轴部123以其一部分从擒纵齿轮部101起朝向轴向另一端侧突出的状态被配置在保持部115内。
此外，在轴部件102中的、擒纵齿轮部122与压入轴部123之间，形成有朝向径向的外侧突出的凸缘部124。凸缘部124被设为，与通过向保持部115的贯穿孔内突出的三个突出部112的背面101b侧的顶部的外接圆的开口相比为大径，且所述凸缘部124的位于该轴向另一端侧的端面与突出部112的背面101b相抵接。在此，被设计为，通过向保持部115的贯穿孔内突出的三个突出部112的顶部的外接圆的直径小于在与轴线O1正交的方向上剖切轴部件102的压入轴部123而得到的剖面的直径。
在以此方式被构成的擒纵轮35中，多个齿部114与擒纵叉36相啮合(参照图2)。擒纵叉36为具备通过三个擒纵叉梁143而形成为T字状的擒纵叉体142d和擒纵叉轴142f的部件，且被构成为，擒纵叉体142d能够通过作为轴的擒纵叉轴142f而旋转。另外，擒纵叉轴142f以其两端分别能够相对于上述的地板11以及未图示的擒纵叉夹板而旋转的方式被支承。
在三个擒纵叉梁143中的两个擒纵叉梁143的顶端上设置有叉瓦144a、144b，在剩下的一个擒纵叉梁143的顶端上安装有擒纵叉头钉145。叉瓦144a、144b为被形成为四棱柱状的红宝石，并通过粘合剂等而被粘合固定在擒纵叉梁143上。
以此方式被构成的擒纵叉36在以擒纵叉轴142f为中心进行转动时，叉瓦144a或叉瓦144b会与擒纵轮35的齿部114的顶端发生接触。此外，此时，安装了擒纵叉头钉145的擒纵叉梁143会与未图示的限位钉发生接触，由此，擒纵叉36不会在同一方向上进一步转动。其结果为，擒纵轮35的旋转也暂时停止。
擒纵轮的制造方法
接下来，对上述的作为机械部件的擒纵轮35的制造方法进行说明。
图6为表示作为机械部件的擒纵轮35的制造方法的流程图，图7A～图7D为用于对擒纵轮35的制作工序进行说明的说明图，且为相当于图4中的作为旋转部件的齿轮部101的剖视图。
在图6中，本实施方式的擒纵轮35的制造方法包括：形成作为旋转部件的齿轮部(擒纵齿轮部)101的工序、准备轴部件102的工序、和对经由这些工序而准备好的齿轮部101与轴部件102进行组装的工序。
在齿轮部101的形成工序中，首先，准备包含硅的基材(晶片)200(步骤S1)。
接着，如图7A所示，例如通过旋涂法或喷涂法等在基材200的表面200a上涂覆光致抗蚀剂211(图6的步骤S2)，并在基材200的背面200b上配置背面掩膜材料221(图6的步骤S3)。光致抗蚀剂211能够采用负型以及正型中的任意一种材料。此外，背面掩膜材料221具有如下性能，即，在对后文所述的基材200进行蚀刻的工序中在对基材200进行蚀刻时能够从蚀刻中对基材200的背面200b进行保护的掩膜性能，并且，所述背面掩膜材料221选择并适用具有在进行蚀刻的工序之后能够可靠地去除的性质的树脂材料。
虽然涂覆在基材200上的光致抗蚀剂211以及背面掩膜材料221分别实施由预定的温度所实现的固化，但在光致抗蚀剂211的固化条件与背面掩膜材料221的固化条件的差别较大等情况下，则在光致抗蚀剂211与背面掩膜材料221上将分别实施固化，如果光致抗蚀剂211的固化条件与背面掩膜材料221的固化条件相同或近似，则能够通过同时实施固化工序来实现工序的效率化。
另外，为了便于进行考虑了各树脂材料的固化条件的工序顺序的设定，光致抗蚀剂211的涂覆工序与背面掩膜材料221的涂覆工序也可以采用相反顺序而实施的结构。
接下来，如图7B所示，在通过光刻技术而对光致抗蚀剂211进行曝光之后(图6的步骤S4)，通过实施显影(图6的步骤S5)，从而形成成为与擒纵齿轮部101的俯视外形相对应的掩膜(蚀刻掩膜)的光致抗蚀剂图案212。
接下来，如图7C所示，通过将上述的光致抗蚀剂图案212作为掩膜而在基材200上实施蚀刻，从而形成向保持部115的贯穿孔突出的突出部112、弹性部113、轮圈部111、以及擒纵齿轮部101的外形(图6的步骤S6)。具体而言，实施深反应离子蚀刻(DRIE＝DeepReactive Ion Etching)，并以在厚度方向上贯穿基材200的方式进行蚀刻，从而能够获得擒纵齿轮部101的外形形状。在此，为了用被形成在基材200的背面200b上的背面掩膜材料221来保护由光致抗蚀剂图案212的开口212a形成的保持部115的贯穿孔等贯穿部分的内壁(对突出部112的轴部件102进行保持的一侧的面)，而不从背面200b进行蚀刻，从而不会使贯穿部的内面形状发生变化。
接着，如图7D所示，通过实施对由光致抗蚀剂211形成的光致抗蚀剂图案212、以及背面掩膜材料221进行去除的去除工序(图6的步骤S7)，从而能够获得上文所述的擒纵齿轮部101，并结束擒纵齿轮部101的形成工序。另外，树脂去除能够通过使用可溶解、剥离光致抗蚀剂图案212(光致抗蚀剂211)以及背面掩膜材料221的发烟硝酸或有机溶剂等的湿式蚀刻、或者氧等离子体灰化等来实施。
与擒纵齿轮部101的形成工序分开，通过准备轴部件102的工序来准备轴部件102(图6的步骤S11)，所述轴部件102通过进行切削加工或研削加工等机械加工而被另行形成。优选为，轴部件102由作为轴体而具有足够的刚性，并且在后文所述的实施氧化处理的工序中对于在1000℃以上的高温下所实施的热氧化处理等的氧化处理的温度具有足够的耐热性的材料、即钽(Ta)或钨(W)构成。由于钽或钨除了是上述的刚性与耐热性优良的材料以外，还是切削加工或研削加工等的加工性较高的材料，因此作为轴部件102的材料特别适合。
接下来，在图6中，实施向通过上述的形成工序而形成的作为旋转部件的擒纵齿轮部101的保持部115的多个突出部112所突出而成的贯穿孔部中插穿在上述的准备工序中准备好的轴部件102并进行定位的工序(步骤S21)。
如上所述，通过向保持部115的贯穿孔内突出的三个突出部112的顶部的外接圆的直径被设计为，小于在与轴线O1正交的方向剖切轴部件102的压入轴部123而得到的剖面的直径(参照图3、图4)。因此，当将轴部件102插穿到保持部115的多个突出部112突出而成的贯穿孔部中时，在保持部115中，以与轴部件102接触的多个突出部112向外侧扩张的方式施加应力。由于本实施方式的擒纵齿轮部101在保持部115的多个突出部112与轮圈部111之间具有从相邻的突出部112之间起向轮圈部111延伸的弹性部113，因此施加到突出部112上的应力通过弹性部的弹性而被缓和，并且能够通过弹性部113的弹性而获得对轴部件102进行保持的保持力。因此，通过在向保持部115插穿轴部件102时施加于突出部112上的应力，从而能够在抑制擒纵齿轮部101发生损坏等的损伤的同时，在擒纵齿轮部101上以适当的保持力对轴部件102进行保持并进行定位。
如上所述，在擒纵齿轮部101的保持部115上插穿轴部件102并进行定位之后，接下来，实施在作为旋转部件的擒纵齿轮部101的表面上形成由二氧化硅(SiO2)构成的硅氧化膜的氧化处理(步骤S22)。优选为，氧化处理实施例如在1000℃以上的高温下进行的热氧化处理。根据热氧化处理，能够在较短的时间内形成预定的厚度的细密的硅氧化膜。在本实施方式中，实施由水蒸气氧化法实现的热氧化处理。由于水蒸气氧化法与热氧化处理中的干氧化法相比硅氧化膜的生长较快，因此能够更高效地形成所需的厚度的硅氧化膜。
通过在由包含硅的材料形成的擒纵齿轮部101的表面上所形成的硅氧化膜，从而能够在提高擒纵齿轮部101的机械性强度的同时，通过下文所述的作用而提高作为机械部件的擒纵轮35中的、作为旋转部件的擒纵齿轮部101与轴部件102之间的嵌合强度。即，通过在于擒纵齿轮部101的保持部115上插穿轴部件102并进行定位之后实施氧化处理，从而使形成在擒纵齿轮部101的表面上的硅氧化膜以在保持部115的突出部112与轴部件102的接触部周边处填埋突出部112与轴部件102之间的间隙的方式被形成。由此，能够提供在保持部115中嵌合了轴部件102的压入轴部123，并且轴部件102被牢固地固定在擒纵齿轮部101上的作为机械部件的擒纵轮35。
此外，由于通过切削加工或研削加工等机械加工而被形成的轴部件102在表面上具有微小的划痕等的凹凸，因此通过使擒纵齿轮部101的硅氧化膜进入到这些凹凸中，从而起到所谓锚定效果，进而能够获得轴部件102被更牢固地固定在擒纵齿轮部101的保持部115中的效果。
通过历经上文所述的直至氧化处理工序为止的工序，从而结束作为机械部件的擒纵轮35的一系列的制造方法。
根据上文所述的本实施方式的擒纵轮35(机械部件)的制造方法，能够获得以下的效果。
根据本实施方式，由于在向由包含硅的基材200构成的作为旋转部件的擒纵齿轮部101的保持部115插穿轴部件102并进行定位之后，实施在擒纵齿轮部101的表面上形成硅氧化膜的氧化处理，因此通过利用在保持部115的突出部112上所形成的硅氧化膜来填埋突出部112与轴部件102之间的间隙，从而能够提供一种在擒纵齿轮部101上牢固地配合、固定了轴部件102的作为机械部件的擒纵轮35。
此外，在上述实施方式中，通过使用标准的光刻技术以及蚀刻来对由包含硅的材料构成的基材200进行加工，从而能够通过比较简便的工序而以低成本制造出作为精密的机械部件的擒纵轮35。
此外，通过本实施方式的制造方法来对包含硅的基材200进行加工而形成的擒纵齿轮部101等精密的机械部件的至少一部分与金属制的机械部件相比较轻，并且具有形状的自由度较高且能够形成高精度的外形形状的优点。
另外，比较脆弱容易发生碎屑等的由包含硅的基材200构成的擒纵齿轮部101通过在实施氧化处理(水蒸气氧化法等热氧化处理)的工序中所形成的硅氧化膜，从而能够获得显著地提高了机械强度的效果。
此外，由于上述实施方式的机械部件的制造方法由标准的光刻或氧化处理等的、比较简单的工序构成，因此能够提供一种以较高的成品率、低成本而获得作为机械部件的擒纵轮35的制造方法。
实施方式2
图8为表示实施方式2所涉及的作为机械部件的擒纵轮35A的俯视图。另外，对于与实施方式1相同的结构，标记相同的符号并省略重复的说明。此外，在图8中，为了便于对本实施方式的擒纵轮35A中的作为特征的旋转部件的擒纵齿轮部101A的结构进行说明，而仅以虚线图示出了轴部件102的与擒纵齿轮部101A嵌合的嵌合部分。
图8所示的本实施方式的擒纵轮35A的擒纵齿轮部101A具有轮圈部111和多个轮辐状的弹性部113A，所述轮圈部111位于所述擒纵齿轮部101A的周边侧且具有多个齿部114，所述弹性部113A从该轮圈部111起向擒纵齿轮部101A的中央的保持部115A侧延伸，并对轴部件102进行保持。在本实施方式中，具有五个弹性部113A。
从轮圈部111向中央的保持部115A侧延伸的弹性部113A在保持部115A侧具有弯曲部103，并且在该弯曲部103的顶端侧具有对轴部件102进行保持的保持端部112a。在本实施方式中，弯曲部103弯曲为大致直角，弯曲部103至保持端部112a侧与弯曲部103至轮圈部111侧相比宽度较窄。此外，在保持部115A处通过对轴部件102进行保持的多个保持端部112a的各个顶部的外接圆的直径被设计为，与轴部件102的直径相比较小。
另外，在本实施方式的擒纵齿轮部101A上固定轴部件102而形成的擒纵轮35A能够通过与上述实施方式1的擒纵轮35的制造方法相同的制造工序而制造。
根据实施方式2的擒纵齿轮部101A(擒纵轮35A)的结构，在利用具有从轮圈部111延伸的多个弹性部113A的保持结构来对轴部件102进行保持时，施加到擒纵齿轮部101A的保持部115A(多个保持端部112a)上的应力通过弹性部113A的弹性而被缓和。特别地，由于本实施方式的弹性部113A在保持部115A侧具有弯曲部103，因此弹性部113A的弯曲部103与轮圈部111之间的弹性部(即，弯曲部之前的弹性部)会发生变形，由此通过弹性部113A在弯曲部103处变形从而能够缓和在对轴部件102进行保持时被施加到保持部115A上的应力。
因此，能够提供一种抑制了因向擒纵齿轮部101A的保持部115A插穿轴部件102并进行保持时的应力而使保持部115A发生损坏等的损伤，并且以适合的保持力将轴部件102保持在擒纵齿轮部101A上的作为机械部件的擒纵轮35A。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在上述的实施方式中施加各种变更或改良等。在下文中，对上述实施方式的擒纵轮35(机械部件)的改变例进行叙述。
改变例1
图9为表示改变例1的擒纵轮35B的俯视图。另外，在图9中，对于与上述实施方式相同的结构，标记相同的符号并省略重复的说明，并且仅以虚线图示出了轴部件102的与擒纵齿轮部101B嵌合的嵌合部分。
在图9中，改变例1所涉及的擒纵轮35B的擒纵齿轮部101B具有位于其周边侧的轮圈部111、和从该轮圈部111向中央的保持部115B延伸的多个轮辐状的弹性部113。
此外，对轴部件102进行保持的保持部115B与上述实施方式1的擒纵齿轮部101的保持部115(参照图5)相同，具有设置了多个突出部112的结构。而且，各个弹性部113在保持部115B处从相邻的突出部112之间起朝向轮圈部111的内周缘以圆弧状的形状呈放射状地延伸，并将轮圈部111与保持部115B连结在一起。在此，本改变例的擒纵齿轮部101B中的弹性部113成为如下结构，即，具有从上述实施方式1的保持部115中的相邻的突出部112之间起朝向轮圈部111分支为两个而延伸的圆弧状的两个弹性部113(参照图5)中的一个弹性部113。
根据本改变例的擒纵齿轮部101B(擒纵轮35B)的结构，在利用具有对轮圈部111与保持部115B进行连结的圆弧形状的多个弹性部113的保持结构来对轴部件102进行保持时，被施加到擒纵齿轮部101B的保持部115B上的应力通过弹性部113而被缓和。在此，由于本改变例的弹性部113成为仅配置有上述实施方式1的圆弧状的弹性部113的一半数量的结构，因此弹性部113易于进一步变形，由此能够获得在对轴部件102进行保持时更易于缓和被施加到保持部115B上的应力的效果。
改变例2
图10为表示改变例2的擒纵轮35C的俯视图。另外，在图10中，对于与上述实施方式相同的结构，标记相同的符号并省略重复的说明，并且仅以虚线图示出了轴部件102的与擒纵齿轮部101C嵌合的嵌合部分。
在图10中，改变例2所涉及的擒纵轮35C的擒纵齿轮部101C具有位于其周边侧的轮圈部111、和从该轮圈部111起向擒纵齿轮部101C的中央的保持部115C侧延伸且对轴部件102进行保持的多个圆弧状的弹性部113C。本改变例的弹性部113C从轮圈部111的六处起向中央呈圆弧状地延伸，并且在轮圈部111中相邻的弹性部113C在中央处被连结，从而形成了三个圆形状的弹性部113C的组合。在擒纵齿轮部101C的中央处被构成有，通过这三个圆形状的弹性部113C的组合来对轴部件102进行保持的由三处保持部分112C形成的保持部115C。在该保持部115C处，通过对轴部件102进行保持的三处保持部分112C的各个顶部的外接圆的直径被设计为，与轴部件102的直径相比较小。
根据本改变例的擒纵齿轮部101C(擒纵轮35C)的结构，在利用具有从轮圈部111延伸并在中央部处被连结的多个圆形状(圆弧形状)的弹性部113C的保持结构来对轴部件102进行保持时，通过圆弧状的弹性部113C来对被施加到擒纵齿轮部101C的保持部115C(保持部分112C)上的应力进行缓和，从而能够在抑制保持部115C的破损等损伤的同时，通过弹性部113C的弹性利用保持部115C来对轴部件102进行保持。
改变例3
图11为表示改变例3的擒纵轮35D的俯视图。另外，在图11中，对于与上述实施方式相同的结构，标记相同的符号并省略重复的说明，并且仅以虚线图示出了轴部件102的与擒纵齿轮部101D嵌合的嵌合部分。
在图11中，改变例3所涉及的擒纵轮35D的擒纵齿轮部101D具有位于其周边侧的轮圈部111、和从该轮圈部111起向擒纵齿轮部101D的中央的保持部115D侧延伸且对轴部件102进行保持的多个圆弧状的弹性部113D。与改变例2的在轮圈部111处相邻的弹性部113C于中央被连结从而形成多个圆形状的弹性部113C的组合的结构(参照图10)不同，本改变例弹性部113D成为如下结构，即，具有多个在轮圈部111处相邻的弹性部113Da与弹性部113Db以朝向中央的保持部115D侧而描绘相同方向的圆弧的方式而延伸并且在中央处被连结的弹性部113Da、113Db的组合。在本改变例中，具有五个由该弹性部113Da以及弹性部113Db的组合所构成的弹性部113D，并且各个弹性部113D的弹性部113Da以及弹性部113Db的组合的连结部分成为对轴部件102进行保持的五处保持部分112D，从而构成了擒纵齿轮部101D中的保持部115D。在该保持部115D中通过对轴部件102进行保持的五处保持部分112D的各个顶部的外接圆的直径被设计为，与轴部件102的直径相比较小。
根据本改变例的擒纵齿轮部101D(擒纵轮35D)的结构，在利用具有由从轮圈部111延伸并在中央部处被连结的多个圆弧形状的弹性部113Da以及弹性部113Db的组合所构成的弹性部113D的保持结构来对轴部件102进行保持时，通过弹性部113D的弹性来对被施加在擒纵齿轮部101D的保持部115D上的应力进行缓和，从而能够在抑制保持部115D的破损等损伤的同时，以适合的保持力而对轴部件102进行保持。
改变例4
虽然在上述实施方式中，对作为轴部件102的材料而优选钽或钨的情况进行了说明，但并不限定于此。作为轴部件102的材料，还可以设为使用包含硅的材料的结构。
根据这种结构，在向擒纵齿轮部101的保持部115插穿轴部件102并进行定位之后，通过进行氧化处理的工序，从而在包含作为旋转部件的擒纵齿轮部101的保持部115的内壁面(突出部112的与轴部件102接触的一侧的面)的表面(表面200a以及背面200b)和轴部件102的表面上均形成有硅氧化膜，因此能够以更短时间、更强地将轴部件102牢固地固定在作为旋转部件的擒纵齿轮部101的保持部115上。
改变例5
虽然在上述实施方式中，对作为轴部件102的材料而优选钽或钨的情况进行了说明，但并不限定于此。作为轴部件102的材料，还可以设为使用包含碳钢的材料的结构。此外，还可以事先在擒纵轮35、35A～35D的表面上形成硅氧化膜，之后插穿轴部件102。另外，在于擒纵轮35、35A～35D的表面上未形成硅氧化膜的情况或由金属等形成擒纵轮35、35A～35D的情况下，无论有无氧化膜，均能够通过上述的弹性部而以适合的保持力来对轴部件102进行保持。
机械式钟表的制造方法
接下来，对本发明的机械式钟表的制造方法进行说明。
本发明的机械式钟表的制造方法，其特征在于，包括在图1～图5中的任意一个所示的条盒轮22、序号轮(第二轮25、第三轮26、第四轮27)、擒纵轮35、擒纵叉36以及摆轮40的任意一个中，使用通过以上述实施方式以及改变例的擒纵齿轮部101为代表例而进行说明的机械部件的任意一个的制造方法而制造出的机械部件来组装机芯10的组装工序。
根据这种机械式钟表的制造方法，由于包含使用通过上述实施方式以及改变例所记载的机械部件的制造方法而制造出的机械部件来对机芯10进行组装的工序，因此能够通过与金属制的机械部件相比而较轻且将惯性力抑制为较小的机械部件来构成能量的传递效率较高的机芯10。
此外，由于使用了像上述实施方式的擒纵轮35中的擒纵齿轮部101的保持部115与轴部件102这样的、机械部件中的旋转部件的贯穿孔的中心和轴部件的轴的中心一致的机械部件，因此能够有助于钟表用机芯的精度的提高。
因此，能够提供一种可靠性以及耐久性优良的精度较高的机械式钟表。
虽然上文对由发明人作出的本发明的实施方式进行了具体的说明，但本发明并未被限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够施加各种变更。
例如，虽然在上述实施方式中，作为机械部件的擒纵轮35的制造方法，而对在向作为旋转部件的擒纵齿轮部101的保持部115插穿轴部件102并进行定位的工序之后，实施在擒纵齿轮部101的表面上形成硅氧化膜的氧化处理的结构进行了说明，但并不限定于此。还可以设为如下结构，即，只要能够充分地确保未实施氧化处理的状态下的擒纵齿轮部101的机械性强度，并且在进行定位的工序中能够充分地确保被擒纵齿轮部101的保持部115所保持的轴部件102的保持力，则也可以不实施氧化处理。
此外，虽然在上述实施方式以及改变例中叙述了如下情况，即，优选为，作为机械部件的擒纵轮35的轴部件102的材料由钽(Ta)或钨(W)、或者硅组成，但并不限定于此，也可以使用具有相对于实施后续工序的氧化处理的工序中的水蒸气氧化法等的热氧化处理的温度的耐热性的材料、或其他材料。
符号说明
1…机械式钟表；10…机芯；11…地板；11a…柄轴导向孔；12…柄轴；17…立轮；20…小钢轮；21…大钢轮；22…条盒轮；25…第二轮；26…第三轮；27…第四轮；30…擒纵机构；31…调速机构；35、35A～35D…作为机械部件的擒纵轮；36…擒纵叉；40…摆轮；101、101A～101D…作为旋转部件的擒纵齿轮部(齿轮部)；102…轴部件；103…弯曲部；111…轮圈部；112…突出部；112a…保持端部；112C、112D…保持部分；113、113A、113C、113D(113Da、113Db)…弹性部；114…轮齿；115、115A～115D…保持部；121a…一端榫头部；121b…另一端榫头部；122…擒纵齿轮部；123…压入轴部；124…凸缘部；142d…擒纵叉体；142f…擒纵叉轴；143…擒纵叉梁；144a、144b…叉瓦；145…擒纵叉头钉；200…基材；200a…表面；200b…背面。

Claims (16)

1.一种机械部件，其特征在于，具备：
轴部件；
保持部，其对所述轴部件进行保持；
旋转部件，其具有轮圈部，所述轮圈部具有多个齿部，
所述保持部具有以向使所述轴部件插穿的贯穿孔内突出的方式而被形成的多个突出部，
在所述保持部与所述轮圈部之间具有弹性部，所述弹性部从相邻的所述突出部之间延伸。
2.一种机械部件，其特征在于，具备：
轴部件；
旋转部件，其具有轮圈部，所述轮圈部具有多个齿部，
所述旋转部件具有从所述轮圈部延伸并对所述轴部件进行保持的多个弹性部。
3.如权利要求1或权利要求2所述的机械部件，其特征在于，
所述弹性部由与所述旋转部件相同的材料形成。
4.如权利要求3所述的机械部件，其特征在于，
所述相同的材料为包含硅的材料。
5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的机械部件，其特征在于，
所述弹性部被形成为圆弧状。
6.如权利要求2至权利要求4中任一项所述的机械部件，其特征在于，
所述弹性部具有弯曲部。
7.如权利要求4至权利要求6中任一项所述的机械部件，其特征在于，
在所述旋转部件的表面上形成有氧化膜。
8.一种钟表，其特征在于，
具备对条盒轮、序号轮、擒纵轮、擒纵叉以及摆轮中的任意一个使用如权利要求1～7中任意一项所述的机械部件并进行组装的机芯。
9.一种机械部件的制造方法，其特征在于，包括：
准备轴部件的工序；
对包含硅的基材进行蚀刻而形成旋转部件的工序，所述旋转部件具有保持部、轮圈部和弹性部，其中，所述保持部具有以向使所述轴部件插穿的贯穿孔突出的方式而被配置的多个突出部，所述轮圈部具有多个齿部，所述弹性部在所述保持部与所述轮圈部之间，从相邻的所述突出部之间延伸；
向所述旋转部件的所述保持部插穿所述轴部件并进行定位的工序。
10.一种机械部件的制造方法，其特征在于，包括：
准备轴部件的工序；
对包含硅的基材进行蚀刻而形成旋转部件的工序，所述旋转部件具有轮圈部和多个弹性部，其中，所述轮圈部具有多个齿部，所述多个弹性部从所述轮圈部延伸并对所述轴部件进行保持；
向所述旋转部件的保持部插穿所述轴部件并进行定位的工序。
11.如权利要求9或权利要求10所述的机械部件的制造方法，其特征在于，
包括在所述进行定位的工序之后，实施氧化处理的工序。
12.如权利要求11所述的机械部件的制造方法，其特征在于，
在实施所述氧化处理的工序中，实施热氧化处理。
13.如权利要求12所述的机械部件的制造方法，其特征在于，
所述热氧化处理由水蒸气氧化法实施。
14.如权利要求12或权利要求13所述的机械部件的制造方法，其特征在于，
所述轴部件由钽(Ta)或钨(W)形成。
15.如权利要求11至权利要求14中任一项所述的机械部件的制造方法，其特征在于，
所述轴部件由包含硅的材料形成。
16.一种钟表的制造方法，其特征在于，
包括对条盒轮、序号轮、擒纵轮、擒纵叉以及摆轮中的任意一个使用通过权利要求9至权利要求15中的任一项所述的机械部件的制造方法而制造出的机械部件并对机芯进行组装的组装工序。
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