[发明专利]钟表用齿轮和钟表

说明书

技术领域

本发明涉及一种钟表用齿轮和具有该钟表用齿轮的钟表。

背景技术

在以机械式钟表为代表的钟表中，使用了非常多的钟表用齿轮。这种钟表用齿轮根据用途形成为各种形状，而且通过复杂地组合来传递动力。以往，这种钟表用齿轮主要通过冲裁加工等机械加工进行制造，而近年采用的方法是利用微机电系统(MEMS：Micro Electro Mechanical Systems)技术之一的光刻法(photolithography)技术来进行制造。因为与机械加工相比，上述方法的加工精度更高，并且即使是复杂的外形形状也能够高精度地进行制造。

因此，作为利用光刻法技术来进行制造的方法之一，公知有这样的方法：利用通过光刻法制造的电铸模具进行电铸，将该电铸件作为钟表用齿轮。

但是，该方法耗费在电铸上的工序增加，从而难以进行高效率的制造。此外，镍等电铸材料具有硬度低(维氏硬度Hv为800以下)、耐磨损性差的特性。

因此，如图6所示，有必要进行二次加工，即在钟表用齿轮100的末端部形成成为油槽部的台阶部101。

特别是，钟表用齿轮由于滑动次数多，因此要求高耐磨损性，为了进一步提高耐磨损性并指示更准确的时间，期待今后能够进一步改善耐磨损性。然而，在采用上述的电铸的方法的情况下，需要向油槽部注油，并且各油槽部的保油性会产生偏差而有可能无法确保良好的耐磨损性。

另一方面，作为利用光刻法技术的另一方法，还公知有这样的方法：采用为半导体材料的硅(Si)作为母材，利用光刻法将硅的母材直接形成外形来作为钟表用齿轮。

在该情况下，由于与上述的情况不同，不需要进行电铸，因此能够省略耗费于电铸上的工序。然而，硅具有硬度高(维氏硬度Hv为数千)而韧性却非常低(韧性值约为0.9)的特性，如直接仅采用母材的话，则作为钟表用齿轮难以确保充分的耐磨损性。

因此，在采用硅作为母材的情况下，通常，实施表面处理以形成保护膜，通过该保护膜来对母材进行保护，从而提高耐磨损性。

作为这种表面处理，公知有如下方法等，即实施热氧化处理来包覆保护膜的方法(参见专利文献1)、或实施物理蒸镀处理(PVD：Physical Vapor Deposition)来包覆保护膜的方法。

通过这样的表面处理而包覆的保护膜硬度非常高，例如还能够形成示出维氏硬度Hv为1500～3000这样高数值的保护膜。因此，作为钟表用齿轮，能够确保充分的耐磨损性，不需要进行上述的二次加工来形成油槽部，也不需要注油。

因此，在制造钟表用齿轮时，适合采用这样的方法：采用硅作为母材，并通过表面处理在该母材上包覆保护膜。

专利文献1：日本特表2008-544290号公报

然而，上述现有的方法还留有如下课题。

首先，通过表面处理而包覆的保护膜具有硬度高而残余应力却高的特性，必须要减薄膜厚。假如增厚膜厚，则会积存高的残余应力，从而与母材之间会产生大的应力差。因此，有可能因该应力差而使保护膜及母材本身产生自身破坏所造成的裂纹或裂痕等。因此必须将膜厚减薄至0.1μm～2μm左右。然而，由于膜厚薄，因此，即使是高硬度的保护膜也很有可能因磨擦或撞击等而产生膜剥落的现象，从而有时无法确保充分的耐磨损性。

此外，由于在通过光刻法将硅的母材加工成钟表用齿轮的形状后还需要进行表面处理，因此制造工序增加了，不仅不能高效率地进行制造，而且也影响了低成本化。

并且，如上所述，由于硅本身具有韧性非常低的特性，因而在受到撞击等时容易发生变形或碎裂(缺损)。因此，对于滑动次数多且容易受到撞击的钟表用齿轮，很难期待高的可靠性。

发明内容

本发明就是鉴于上述的情况而作出的，其目的在于提供一种高质量的钟表用齿轮和具有该钟表用齿轮的钟表，该钟表用齿轮不仅能够高效地制造以实现低成本化，而且具有精细且高精度的外形形状，并且耐磨损性高、工作可靠性高。

为了解决上述课题，本发明提供以下手段。

(1)本发明的钟表用齿轮具备通过光刻法技术形成为齿轮状的齿轮部，该钟表用齿轮的特征在于，所述齿轮部由能够实施光刻法的材料且与硅(Si)相比硬度及韧性高的材料形成。

根据本发明的钟表用齿轮，由于齿轮部通过光刻法技术形成外形，因此，与机械加工不同，能够形成精加工为精细且高精度的外形形状的高质量的钟表用齿轮。