[go: up one dir, main page]

JP2014163784A - Temperature-compensated balance, timepiece movement, and mechanical timepiece - Google Patents

Temperature-compensated balance, timepiece movement, and mechanical timepiece Download PDF

Info

Publication number
JP2014163784A
JP2014163784A JP2013034703A JP2013034703A JP2014163784A JP 2014163784 A JP2014163784 A JP 2014163784A JP 2013034703 A JP2013034703 A JP 2013034703A JP 2013034703 A JP2013034703 A JP 2013034703A JP 2014163784 A JP2014163784 A JP 2014163784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
balance
bimetal
temperature
free end
radial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013034703A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6025202B2 (en
Inventor
Masahiro Nakajima
正洋 中嶋
Takashi Niwa
隆 新輪
Takuma Kawachiya
卓磨 川内谷
Hisashi Fujieda
久 藤枝
Manabu Araya
学 新家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2013034703A priority Critical patent/JP6025202B2/en
Priority to CN201410055583.8A priority patent/CN104007650B/en
Priority to CN201710735064.XA priority patent/CN107505826B/en
Priority to US14/185,131 priority patent/US9235193B2/en
Priority to CH00272/14A priority patent/CH707630B1/en
Publication of JP2014163784A publication Critical patent/JP2014163784A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6025202B2 publication Critical patent/JP6025202B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Micromachines (AREA)

Abstract

【課題】強度を確保した上で、必要な慣性モーメントの温度補正量を確保できる温度補償型てんぷ、並びにこれを具備する時計用ムーブメント、及び機械式時計を提供する。
【解決手段】軸中心に回動するてん真と、てん真の回動軸回りに周方向に並んで配置され、回動軸の周方向に沿って円弧状に延びる複数のバイメタル部50、及び複数のバイメタル部50とてん真とをそれぞれ径方向に連結する連結部材を有するてん輪と、を備え、バイメタル部50は、熱膨張率が異なる第1部材60及び第2部材61が径方向に重なった積層体とされるとともに、周方向の一端部が連結部材に連結された固定端50A、周方向の他端部が自由端50Bとされ、バイメタル部50は、固定端50A側から自由端50B側に向かうに従い径方向に沿う厚さが漸次薄くなっていることを特徴とする。
【選択図】図6
A temperature-compensated balance with a sufficient strength and a temperature correction amount for a required moment of inertia, and a timepiece movement and a mechanical timepiece having the temperature-compensated balance.
And a plurality of bimetal portions arranged in a circumferential direction around the pivot shaft of the stem and extending in an arc shape along the circumferential direction of the pivot shaft; A balance wheel having a connecting member for connecting the plurality of bimetal portions 50 and the balance stem in the radial direction, and the bimetal portion 50 includes a first member 60 and a second member 61 having different thermal expansion coefficients in the radial direction. The laminated body is overlapped, and one end in the circumferential direction is a fixed end 50A connected to the connecting member, the other end in the circumferential direction is a free end 50B, and the bimetal portion 50 is a free end from the fixed end 50A side. The thickness along the radial direction is gradually reduced toward the 50B side.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、温度補償型てんぷ、時計用ムーブメント、及び機械式時計に関するものである。   The present invention relates to a temperature-compensated balance, a timepiece movement, and a mechanical timepiece.

機械式時計の調速機は、一般的にてんぷ及びひげぜんまいで構成されている。このうちてんぷは、てん真及び該てん真に固定されたてん輪を備え、てん真の回転軸回りに周期的に正逆回転して振動する部材とされている。この際、てんぷの振動周期は予め決められた規定値内に設定されていることが重要とされている。仮に、振動周期が規定値からずれてしまうと、機械式時計の歩度(時計の遅れ、進みの度合い)が変化するためである。ところが、てんぷの振動周期は各種の原因によって変化し易く、例えば温度変化によっても変化してしまう。
ここで、上記振動周期Tは、次式(1)で表される。
The governor of a mechanical timepiece is generally composed of a balance with a balance and a hairspring. Of these, the balance with a balance and a balance wheel fixed to the balance is a member that periodically vibrates and vibrates around the rotation axis of the balance. At this time, it is important that the vibration cycle of the balance with hairspring is set within a predetermined value. This is because if the vibration period deviates from the specified value, the rate of the mechanical timepiece (timepiece delay, degree of advancement) changes. However, the vibration period of the balance with hairspring is easily changed due to various causes, for example, it is also changed due to a temperature change.
Here, the vibration period T is expressed by the following equation (1).

Figure 2014163784
Figure 2014163784

上記式(1)において、Iは「てんぷの慣性モーメント」、Kは「ひげぜんまいのばね定数」を示す。従って、てんぷの慣性モーメント、又はひげぜんまいのばね定数が変化すると、振動周期も変化してしまう。
ここで、てんぷに用いられる金属材料としては、一般的に線膨張係数が正の材料とされており、温度上昇によって膨張する。そのため、てん輪が拡径し、慣性モーメントを増加させてしまう。また、ひげぜんまいに一般的に用いられる鋼材料のヤング率は負の温度係数を有しているため、温度上昇によってばね定数を低下させてしまう。
In the above formula (1), I represents “the moment of inertia of the balance”, and K represents “the spring constant of the hairspring”. Therefore, when the moment of inertia of the balance or the spring constant of the hairspring changes, the vibration period also changes.
Here, the metal material used for the balance with hairspring is generally a material having a positive coefficient of linear expansion, and expands as the temperature rises. As a result, the balance wheel expands in diameter and increases the moment of inertia. Moreover, since the Young's modulus of the steel material generally used for the hairspring has a negative temperature coefficient, the spring constant is lowered by the temperature rise.

以上のことにより、温度上昇すると、これに伴って慣性モーメントが増加し且つひげぜんまいのばね定数が低下することとなる。従って、上記式(1)から明らかなように、てんぷの振動周期は、低温で短く、高温で長くなる特性となってしまう。そのため、時計の温度特性としては、低温で進み、高温で遅れるという特性になってしまうものであった。   As described above, when the temperature rises, the moment of inertia increases and the spring constant of the mainspring decreases. Therefore, as apparent from the above formula (1), the vibration period of the balance with hairspring becomes a characteristic that is short at a low temperature and long at a high temperature. For this reason, the time characteristic of the timepiece is such that it proceeds at a low temperature and is delayed at a high temperature.

そこで、てんぷの振動周期の温度特性を改善するための対策として、てん輪を構成するリム部の一部に、周方向の一端部が固定端、周方向の他端部が自由端とされ、熱膨張率が異なる材料からなる金属板を径方向に接合したバイメタルを用いる方法が知られている(非特許文献1参照)。
上記したバイメタルのうち、例えば径方向内側に位置する金属板の材料としてはインバー等の低熱膨張材料を用い、径方向外側に位置する金属板の材料としては黄銅等の高熱膨張材料を用いる。こうすることで、温度上昇時、バイメタルは熱膨張率の差異により自由端側が径方向の内側に向けて移動するように内向き変形する。これにより、リム部の平均径を縮径させて慣性モーメントを低下させることができ、慣性モーメントの温度特性に負の傾きを持たせることができる。その結果、てんぷの振動周期の温度依存性を低く抑えることが可能となる。
Therefore, as a measure for improving the temperature characteristic of the vibration frequency of the balance with the balance, a part of the rim constituting the balance wheel has one end in the circumferential direction as a fixed end and the other end in the circumferential direction as a free end. A method using a bimetal obtained by joining metal plates made of materials having different coefficients of thermal expansion in the radial direction is known (see Non-Patent Document 1).
Among the above-described bimetals, for example, a low thermal expansion material such as Invar is used as the material of the metal plate located on the radially inner side, and a high thermal expansion material such as brass is used as the material of the metal plate located on the radially outer side. By doing so, when the temperature rises, the bimetal deforms inward so that the free end side moves inward in the radial direction due to the difference in thermal expansion coefficient. As a result, the average diameter of the rim portion can be reduced to reduce the moment of inertia, and the temperature characteristic of the moment of inertia can have a negative slope. As a result, the temperature dependency of the vibration period of the balance with hairspring can be kept low.

スイス時計大学偏、「時計学理論(The Theory of Horology)」、英語版第2版、2003年4月、p136−137Swiss College of Watchmaking, “The Theory of History”, English version, 2nd edition, April 2003, p136-137

しかしながら、上記した方法にあっては、リム部における周方向の他端部が自由端とされているため、時計使用時の衝撃等によってリム部が塑性変形や、破損する等のおそれがある。その結果、てんぷのバランスが崩れたり、慣性モーメントが変化したりすることにより歩度のずれが生じ、計時精度が低下するおそれがある。
特に、てんぷでは、慣性モーメントの温度補正量(リム部の径方向への変化量)を大きくとるため、リム部にチラねじ等の錘部を取り付ける場合があり、この場合には上記した塑性変形や破損等のおそれがより顕著になる。
However, in the above-described method, since the other end portion in the circumferential direction of the rim portion is a free end, the rim portion may be plastically deformed or damaged due to an impact or the like when using the timepiece. As a result, the balance of the balance with the balance or the moment of inertia changes, resulting in a deviation in the rate, which may reduce the timing accuracy.
In particular, a balance with a balance may have a weight part such as a chiller screw attached to the rim part in order to increase the temperature correction amount of the moment of inertia (the amount of change in the radial direction of the rim part). The risk of damage and the like becomes more prominent.

これに対して、リム部の径方向に沿う厚さを増加してリム部の強度を向上させることも考えられるが、バイメタルの変形量は板厚に反比例するため、板厚を増加させることで、バイメタルの変形量が減少し、必要な慣性モーメントの温度補正量を確保できなくなるという問題がある。   On the other hand, it is conceivable to increase the thickness of the rim portion along the radial direction to improve the strength of the rim portion, but the amount of deformation of the bimetal is inversely proportional to the plate thickness. There is a problem that the amount of deformation of the bimetal is reduced, and the necessary temperature correction amount of the moment of inertia cannot be secured.

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、強度を確保した上で、必要な慣性モーメントの温度補正量を確保できる温度補償型てんぷ、並びにこれを具備する時計用ムーブメント、及び機械式時計を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a temperature-compensated balance that can secure a temperature correction amount of a necessary moment of inertia while securing strength, and a timepiece including the same. Movement and mechanical watch.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を提供する。
(1)本発明に係る温度補償型てんぷは、軸中心に回動するてん真と、前記てん真の回動軸回りに周方向に並んで配置され、前記回動軸の周方向に沿って円弧状に延びる複数のバイメタル部、及び前記複数のバイメタル部と前記てん真とをそれぞれ径方向に連結する連結部材を有するてん輪と、を備え、前記バイメタル部は、熱膨張率が異なる第1部材及び第2部材が径方向に重なった積層体とされるとともに、周方向の一端部が前記連結部材に連結された固定端、周方向の他端部が自由端とされ、前記バイメタル部は、前記固定端側から前記自由端側に向かうに従い径方向に沿う厚さが漸次薄くなっていることを特徴としている。
The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
(1) The temperature-compensated balance according to the present invention is arranged with the balance rotating around the shaft center and the circumferential direction around the rotation shaft of the balance, and along the circumferential direction of the rotation shaft. A plurality of bimetal portions extending in an arc shape, and a balance wheel having a connecting member for connecting the plurality of bimetal portions and the balance stem in the radial direction, wherein the bimetal portions have different coefficients of thermal expansion. A laminated body in which the member and the second member are overlapped in the radial direction, one end in the circumferential direction is a fixed end connected to the connecting member, the other end in the circumferential direction is a free end, and the bimetal portion is The thickness along the radial direction gradually decreases from the fixed end side toward the free end side.

この構成によれば、温度変化が生じると、第1部材と第2部材との熱膨張率の差によってバイメタル部が固定端を基点として径方向に屈曲変形するので、バイメタル部の自由端を径方向の内側又は外側に向かって移動させることができる。これにより、バイメタル部の自由端の位置を径方向に変化させることができる。そのため、てん輪の平均径を縮径又は拡径させることができ、てん真の回動軸からの距離を変化させててんぷ全体の慣性モーメントを変化させることができる。これにより、慣性モーメントの温度特性の傾きを変化させることができ、温度補正を行うことができる。   According to this configuration, when a temperature change occurs, the bimetal portion bends and deforms in the radial direction from the fixed end due to the difference in thermal expansion coefficient between the first member and the second member. It can be moved inward or outward in the direction. Thereby, the position of the free end of a bimetal part can be changed to radial direction. Therefore, the average diameter of the balance wheel can be reduced or expanded, and the moment of inertia of the entire balance of the balance can be changed by changing the distance from the rotation axis of the balance. Thereby, the inclination of the temperature characteristic of the moment of inertia can be changed, and temperature correction can be performed.

ここで、バイメタル部の径方向に沿う厚さが固定端側から自由端側に向かうに従い漸次薄くなっているため、固定端側から自由端側に向かうに従いバイメタル部が屈曲変形し易くなる。具体的に、バイメタル部は自由端側に向かうに従い、径方向に傾くように変形する。そのため、バイメタル部の自由端側での径方向に沿う変化量(以下、単に半径変化量という)は、固定端側における半径変化量に比べて大きくなる。したがって、固定端側の厚さを維持しつつ、自由端側での半径変化量を増加できので、強度を確保した上で、必要な慣性モーメントの温度補正量を確保できる。
そのため、衝撃等によるバイメタル部の塑性変形や損傷を抑制できるとともに、温度補正作業を狙い通りに安定して行わせることができ、温度変化によって歩度が変化し難い、温度補償性能に優れた高品質なてんぷとすることができる。
Here, since the thickness along the radial direction of the bimetal portion is gradually reduced from the fixed end side toward the free end side, the bimetal portion is easily bent and deformed from the fixed end side toward the free end side. Specifically, the bimetal portion is deformed so as to be inclined in the radial direction toward the free end side. Therefore, the amount of change along the radial direction on the free end side of the bimetal portion (hereinafter simply referred to as radius change amount) is larger than the radius change amount on the fixed end side. Therefore, the amount of change in radius on the free end side can be increased while maintaining the thickness on the fixed end side, so that a necessary temperature correction amount for the moment of inertia can be ensured while ensuring the strength.
As a result, plastic deformation and damage of the bimetal part due to impact etc. can be suppressed, temperature correction work can be performed stably as intended, the rate does not change easily due to temperature change, and high quality with excellent temperature compensation performance Can be a tempura.

(2)本発明に係る温度補償型てんぷでは、前記第1部材は、前記第2部材よりも径方向内側に配置されるとともに、セラミックス材料により前記連結部材と一体に形成され、前記第1部材及び前記第2部材のうち、少なくとも前記第1部材における径方向に沿う厚さが、前記固定端側から前記自由端側に向かうに従い漸次薄くなっていてもよい。
この構成によれば、シリコン等のセラミック材料により連結部材及び第1部材を形成することで、フォトリソグラフィ技術等の半導体プロセスを用いててんぷを作成することができる。この場合、機械加工等によって連結部材や第1部材を作成するのに比べて、形状の自由度が高く、高精度なてんぷを提供できる。また、簡便且つ効率良く形成できるので、製造効率を向上さらに高め易い。
そして、第1部材及び第2部材のうち、少なくとも第1部材を、固定端側から自由端側に向けて漸次薄く形成することで、脆性材料であるセラミックス材料によって第1部材を形成した場合であっても、固定端側において強度を確保した上で、半径変化量を確保できる。
(2) In the temperature-compensated balance according to the present invention, the first member is disposed radially inward of the second member, and is integrally formed with the connecting member by a ceramic material. And among the said 2nd member, the thickness in alignment with the radial direction in the said 1st member may become gradually thin as it goes to the said free end side from the said fixed end side.
According to this configuration, the balance can be created using a semiconductor process such as a photolithography technique by forming the connecting member and the first member from a ceramic material such as silicon. In this case, it is possible to provide a balance with high accuracy and high accuracy compared with the case where the connecting member and the first member are created by machining or the like. Moreover, since it can form simply and efficiently, it is easy to improve and improve manufacturing efficiency.
And, in the case where the first member is formed of a ceramic material which is a brittle material by forming at least the first member gradually thinner from the fixed end side toward the free end side among the first member and the second member. Even if it exists, after ensuring intensity | strength in the fixed end side, the amount of radius changes can be ensured.

(3)本発明に係る温度補償型てんぷでは、径方向における前記第1部材及び前記第2部材の厚さ比は、前記固定端側から前記自由端側にかけて一定になっていてもよい。
この構成によれば、第1部材及び第2部材の変形の度合いが、熱膨張率及びヤング率に基づいて固定端側から自由端側にかけて一定となる。即ち、厚さ比の違いによる変形の度合いのばらつきを抑制できるので、バイメタル部を安定して変形させることができるとともに、必要な慣性モーメントの温度補正量に応じてバイメタル部の周方向に沿う長さを設定し易くなる。
(3) In the temperature compensated balance according to the present invention, the thickness ratio of the first member and the second member in the radial direction may be constant from the fixed end side to the free end side.
According to this configuration, the degree of deformation of the first member and the second member is constant from the fixed end side to the free end side based on the thermal expansion coefficient and Young's modulus. In other words, since the variation in the degree of deformation due to the difference in thickness ratio can be suppressed, the bimetal portion can be stably deformed, and the length along the circumferential direction of the bimetal portion according to the temperature correction amount of the required moment of inertia. It becomes easy to set the size.

(4)本発明に係る温度補償型てんぷでは、前記バイメタル部の前記自由端には、錘部が設けられていてもよい。
この構成によれば、錘部によってバイメタル部の自由端の重量を増大させることができるので、自由端における半径変化量に対して、より効果的に慣性モーメントの温度補正を行うことができる。従って、温度補償性能をより向上させ易い。
(4) In the temperature compensation type balance according to the present invention, a weight portion may be provided at the free end of the bimetal portion.
According to this configuration, since the weight of the free end of the bimetal portion can be increased by the weight portion, the temperature of the moment of inertia can be more effectively corrected with respect to the amount of radius change at the free end. Therefore, it is easy to improve the temperature compensation performance.

(5)本発明に係る時計用ムーブメントでは、動力源を有する香箱車と、前記香箱車の回転力を伝達する輪列と、前記輪列の回転を制御する脱進機構と、前記脱進機構を調速する上記本発明の温度補償型てんぷと、を備えていてもよい。
この構成によれば、上述したように温度補償性能が高い温度補償型てんぷを具備しているので、歩度の誤差が少ない高品質な時計用ムーブメントとすることができる。
(5) In the timepiece movement according to the present invention, a barrel wheel having a power source, a train wheel for transmitting the rotational force of the barrel wheel, an escapement mechanism for controlling the rotation of the train wheel, and the escapement mechanism The temperature compensated balance of the present invention may be provided.
According to this configuration, since the temperature compensation balance with high temperature compensation performance is provided as described above, it is possible to obtain a high-quality timepiece movement with less error in yield.

(6)本発明に係る機械式時計は、上記本発明の時計用ムーブメントを備えていてもよい。
この構成によれば、上記した時計用ムーブメントを具備しているので、歩度の誤差の少ない高品質な機械式時計とすることができる。
(6) The mechanical timepiece according to the present invention may include the timepiece movement according to the present invention.
According to this configuration, since the timepiece movement described above is provided, a high-quality mechanical timepiece with less error in rate can be obtained.

本発明によれば、強度を確保した上で、慣性モーメントの温度補正量を確保できる温度補償型てんぷ、並びにこれを具備する時計用ムーブメント、及び機械式時計を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while ensuring intensity | strength, the temperature compensation type balance which can ensure the temperature correction amount of a moment of inertia, the movement for timepieces provided with this, and a mechanical timepiece can be provided.

本発明に係る実施形態を示す図であって、機械式時計のムーブメントの構成図である。It is a figure which shows embodiment which concerns on this invention, Comprising: It is a block diagram of the movement of a mechanical timepiece. 図1に示すムーブメントを構成するてんぷ(温度補償型てんぷ)の斜視図である。It is a perspective view of the balance (temperature compensation type balance) which comprises the movement shown in FIG. 図2に示すA−A断面図である。It is AA sectional drawing shown in FIG. 図2に示すてんぷを構成するてん輪の上面図である。It is a top view of the balance wheel which comprises the balance shown in FIG. 図4に示すB−B断面図である。It is BB sectional drawing shown in FIG. バイメタル部の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of a bimetal part. 図4に示すてん輪を製造する際の一工程図であって、シリコン基板上にシリコン酸化膜を形成した状態を示す断面図である。FIG. 5 is a process diagram when the balance wheel shown in FIG. 4 is manufactured, and is a cross-sectional view showing a state in which a silicon oxide film is formed on a silicon substrate. 図7に示す状態から、シリコン酸化膜に円弧状の溝部を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the circular-arc-shaped groove part in the silicon oxide film from the state shown in FIG. 図8に示す状態の斜視図である。It is a perspective view of the state shown in FIG. 図8に示す状態から、シリコン酸化膜上にレジストパターンを形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the resist pattern on the silicon oxide film from the state shown in FIG. 図10に示す状態の斜視図である。It is a perspective view of the state shown in FIG. 図10に示す状態の上面図である。It is a top view of the state shown in FIG. 図10に示す状態から、レジストパターンをマスクとしてシリコン酸化膜を選択的に除去した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which removed the silicon oxide film selectively from the state shown in FIG. 10 using a resist pattern as a mask. 図13に示す状態の斜視図である。It is a perspective view of the state shown in FIG. 図13に示す状態から、レジストパターン及びシリコン酸化膜をマスクとしてシリコン基板を選択的に除去した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which removed the silicon substrate selectively from the state shown in FIG. 13 by using a resist pattern and a silicon oxide film as a mask. 図15に示す状態の斜視図である。It is a perspective view of the state shown in FIG. 図15に示す状態から、レジストパターンを除去して前駆体を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which removed the resist pattern from the state shown in FIG. 15, and formed the precursor. 図17に示す状態の斜視図である。It is a perspective view of the state shown in FIG. 図17に示す前駆体を表裏反転させた後、第1支持基板の接着層に貼り合わせた状態を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a state in which the precursor illustrated in FIG. 17 is reversed and then bonded to the adhesive layer of the first support substrate. 図19に示す状態の斜視図である。It is a perspective view of the state shown in FIG. 図19に示す状態から、前駆体の電鋳用開放空間内に電鋳により金を成長させて、第2部材を形成した状態を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a state in which the second member is formed by growing gold by electroforming in the precursor electroforming open space from the state shown in FIG. 19. 図21に示す状態の斜視図である。It is a perspective view of the state shown in FIG. 図21に示す状態から、前駆体を第1支持基板から取り外し、再度表裏反転させた後、第2支持基板の接着層に貼り合わせた状態を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state in which the precursor is removed from the first support substrate and reversed again from the state shown in FIG. 21, and then bonded to the adhesive layer of the second support substrate. 図23に示す状態から電鋳用ガイド壁を除去した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which removed the guide wall for electroforming from the state shown in FIG. 図24に示す状態から第2支持基板を取り外した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the 2nd support substrate from the state shown in FIG. 図25に示す状態からシリコン酸化膜を除去した状態を示す断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view showing a state where the silicon oxide film is removed from the state shown in FIG. 25. 図26に示す状態の斜視図である。It is a perspective view of the state shown in FIG. バイメタル部における円弧角θ(deg)に対する半径変化量ΔR(mm)を示すグラフである。It is a graph which shows radius change amount (DELTA) R (mm) with respect to circular arc angle (theta) (deg) in a bimetal part.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
〔機械式時計、時計用ムーブメント、温度補償型てんぷの構成〕
図1に示すように、本実施形態の機械式時計1は、例えば腕時計であって、ムーブメント(時計用ムーブメント)10と、このムーブメント10を収納する図示しないケーシングと、により構成されている。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of mechanical watch, watch movement, temperature compensation balance]
As shown in FIG. 1, the mechanical timepiece 1 of the present embodiment is, for example, a wristwatch, and includes a movement (timepiece movement) 10 and a casing (not shown) that houses the movement 10.

(ムーブメントの構成)
このムーブメント10は、基板を構成する地板11を有している。この地板11の裏側には図示しない文字板が配されている。なお、ムーブメント10の表側に組み込まれる輪列を表輪列28と称し、ムーブメント10の裏側に組み込まれる輪列を裏輪列と称する。
上記地板11には、巻真案内穴11aが形成されており、ここに巻真12が回転自在に組み込まれている。この巻真12は、おしどり13、かんぬき14、かんぬきばね15及び裏押さえ16を有する切換装置により、軸方向の位置が決められている。また、巻真12の案内軸部には、きち車17が回転自在に設けられている。
(Composition of movement)
This movement 10 has a base plate 11 constituting a substrate. A dial (not shown) is arranged on the back side of the main plate 11. A train wheel incorporated on the front side of the movement 10 is referred to as a front train wheel 28, and a train wheel incorporated on the back side of the movement 10 is referred to as a back train wheel.
A winding stem guide hole 11a is formed in the base plate 11, and a winding stem 12 is rotatably incorporated therein. The winding stem 12 is positioned in the axial direction by a switching device having a setting lever 13, a yoke 14, a yoke spring 15 and a back presser 16. In addition, a chichi wheel 17 is rotatably provided on the guide shaft portion of the winding stem 12.

このような構成のもと、巻真12が、例えば回転軸方向に沿ってムーブメント10の内側に一番近い方の第1の巻真位置(0段目)にある状態で巻真12を回転させると、図示しないつづみ車の回転を介してきち車17が回転する。そして、このきち車17が回転することにより、これと噛合う丸穴車20が回転する。そして、この丸穴車20が回転することにより、これと噛合う角穴車21が回転する。更に、この角穴車21が回転することにより、香箱車22に収容された図示しないぜんまい(動力源)を巻き上げる。   Under such a configuration, the winding stem 12 is rotated in a state where the winding stem 12 is at the first winding stem position (0th stage) closest to the inside of the movement 10 along the rotation axis direction, for example. As a result, the chisel wheel 17 rotates through the rotation of the pinion wheel (not shown). And when this chi-wheel 17 rotates, the round hole wheel 20 which meshes with this rotates. And when this round hole wheel 20 rotates, the square wheel 21 which meshes with this rotates. Further, when the square hole wheel 21 rotates, the mainspring (power source) (not shown) housed in the barrel complete 22 is wound up.

ムーブメント10の表輪列28は、上記香箱車22の他に、二番車25、三番車26及び四番車27により構成されており、香箱車22の回転力を伝達する機能を果している。また、ムーブメント10の表側には、表輪列28の回転を制御するための脱進機構30及び調速機構31が配置されている。   The front wheel train 28 of the movement 10 includes a second wheel 25, a third wheel 26 and a fourth wheel 27 in addition to the barrel wheel 22, and has a function of transmitting the rotational force of the barrel wheel 22. . Further, an escapement mechanism 30 and a speed control mechanism 31 for controlling the rotation of the front train wheel 28 are disposed on the front side of the movement 10.

二番車25は、香箱車22に噛合う歯車とされている。三番車26は、二番車25に噛合う歯車とされている。四番車27は、三番車26に噛合う歯車とされている。
脱進機構30は、上記した表輪列28の回転を制御する機構であって、四番車27と噛み合うがんぎ車35と、このがんぎ車35を脱進させて規則正しく回転させるアンクル36と、を備えている。
調速機構31は、上記脱進機構30を調速する機構であって、てんぷ(温度補償型てんぷ)40を具備している。
The center wheel 25 is a gear that meshes with the barrel complete 22. The third wheel 26 is a gear that meshes with the second wheel 25. The fourth wheel 27 is a gear that meshes with the third wheel 26.
The escapement mechanism 30 is a mechanism that controls the rotation of the front wheel train 28 described above, and an escape wheel 35 that meshes with the fourth wheel 27 and an ankle that moves the escape wheel 35 and rotates it regularly. 36.
The speed regulating mechanism 31 is a mechanism for regulating the escapement mechanism 30, and includes a balance (temperature compensated balance) 40.

(てんぷの構成)
てんぷ40は、図2及び図3に示すように、軸線(回動軸)Oを中心に回動する(軸中心に回動する)てん真41と、てん真41に取り付けられたてん輪42と、ひげぜんまい(てんぷばね)43と、を備え、ひげぜんまい43から伝えられた動力によって、軸線O回りに一定の振動周期で正逆回転させられる部材とされている。
なお、本実施形態では、軸線Oに直交する方向を径方向、軸線Oを周回する方向を周方向という。
(Structure of balance)
As shown in FIGS. 2 and 3, the balance with hairspring 40 rotates around an axis (rotation axis) O (rotates about the axis) and a balance wheel 42 attached to the balance 41. And a balance spring (spring spring) 43, and is a member that is rotated forward and backward around the axis O with a constant vibration cycle by the power transmitted from the balance spring 43.
In the present embodiment, a direction orthogonal to the axis O is referred to as a radial direction, and a direction around the axis O is referred to as a circumferential direction.

てん真41は、軸線Oに沿って上下に延在した回転軸体であり、上端部及び下端部が上記したムーブメント10を構成する図示しない地板やてんぷ受等の部材によって軸支されている。てん真41における上下方向の略中間部分は、径が最も大きい大径部41aとされている。また、このてん真41には、大径部41aの下方に位置する部分に筒状の振り座45が軸線Oと同軸に外装されている。この振り座45は、径方向の外側に向けて突設された環状の鍔部45aを有しており、該鍔部45aに上記アンクル36を揺動させるための振り石46が固定されている。   The balance stem 41 is a rotating shaft body that extends vertically along the axis O, and the upper end portion and the lower end portion thereof are pivotally supported by members (not shown) such as a base plate and a balance holder that constitute the above-described movement 10. A substantially intermediate portion in the vertical direction of the balance stem 41 is a large diameter portion 41a having the largest diameter. Further, in the balance stem 41, a cylindrical swing seat 45 is externally provided coaxially with the axis O at a portion located below the large diameter portion 41a. The swing seat 45 has an annular flange 45a projecting outward in the radial direction, and a swing stone 46 for swinging the ankle 36 is fixed to the flange 45a. .

ひげぜんまい43は、例えば一平面内で渦巻状に巻かれた平ひげであって、ひげ玉47を介してその内端部がてん真41における大径部41aの上方に位置する部分に固定されている。そして、このひげぜんまい43は、四番車27からがんぎ車35に伝えられた動力を蓄え、上記したように該動力をてん輪42に伝える役割を果たしている。
なお、本実施形態のひげぜんまい43は、ヤング率が負の温度係数を有する一般的な鋼材料で形成されており、温度上昇によってばね定数が低下する特性を有している。
The hairspring 43 is, for example, a flat whiskers wound spirally in one plane, and the inner end portion of the hairspring 43 is fixed to a portion located above the large-diameter portion 41 a of the balance stem 41 via a whisker ball 47. ing. The balance spring 43 plays a role of storing the power transmitted from the fourth wheel 27 to the escape wheel 35 and transmitting the power to the balance wheel 42 as described above.
In addition, the hairspring 43 of the present embodiment is formed of a general steel material having a negative temperature coefficient of Young's modulus, and has a characteristic that the spring constant decreases as the temperature increases.

てん輪42は、図4及び図5に示すように、てん真41の軸線O回りに周方向に並んで配置された3つのバイメタル部50と、これら3つのバイメタル部50とてん真41とをそれぞれ径方向に連結する連結部材51と、を備えている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the balance wheel 42 includes three bimetal portions 50 arranged in the circumferential direction around the axis O of the balance stem 41, and the three bimetal portions 50 and the balance stem 41. And a connecting member 51 that is connected in the radial direction.

連結部材51は、軸線Oと同軸に配設されており、中心に軸孔55aが形成された連結円板55と、該連結円板55を径方向の外側から間隔をあけて囲繞する連結リング56と、連結円板55の外周部と連結リング56の内周部とを連結する3つ連結ブリッジ57と、を備えている。
そして、この連結部材51は、軸孔55aを介しててん真41の大径部41aに例えば圧入等により固定されることで、てん真41に対して一体に取り付けられる。
The connecting member 51 is disposed coaxially with the axis O, and includes a connecting disc 55 having an axial hole 55a formed at the center thereof, and a connecting ring that surrounds the connecting disc 55 with a gap from the outside in the radial direction. 56, and three connection bridges 57 that connect the outer periphery of the connection disk 55 and the inner periphery of the connection ring 56.
The connecting member 51 is integrally attached to the balance stem 41 by being fixed to the large-diameter portion 41a of the balance stem 41 by, for example, press fitting through the shaft hole 55a.

連結リング56の外周部には、径方向の外側に向けて3つの支持突起58が突出している。これら3つの支持突起58は、周方向に一定の間隔をあけて均等配置されている。また、各支持突起58には、連結リング56の外周部から径方向の外側に向かうにしたがって、周方向の一方側(図4に示す矢印Q方向)に向けて傾斜した傾斜面58aが形成されている。   Three support protrusions 58 protrude from the outer peripheral portion of the connection ring 56 toward the outer side in the radial direction. These three support protrusions 58 are equally arranged with a certain interval in the circumferential direction. Each support protrusion 58 is formed with an inclined surface 58a that is inclined toward one side (in the direction of arrow Q shown in FIG. 4) in the circumferential direction from the outer peripheral portion of the coupling ring 56 toward the outer side in the radial direction. ing.

連結ブリッジ57は、連結円板55と連結リング56とを径方向に繋ぐ部材であり、周方向に一定の間隔をあけて均等配置されている。図示の例では、3つの連結ブリッジ57と3つの支持突起58とは、互いに周方向に位置がずれた状態で配設されているが、この場合に限定されるものではない。   The connection bridge 57 is a member that connects the connection disk 55 and the connection ring 56 in the radial direction, and is evenly arranged at a certain interval in the circumferential direction. In the illustrated example, the three connection bridges 57 and the three support protrusions 58 are disposed in a state where the positions thereof are shifted from each other in the circumferential direction. However, the present invention is not limited to this case.

上記バイメタル部50は、径方向の内側に位置する第1部材60と、この第1部材60の径方向の外側に位置する第2部材61とが互いに径方向に重なって接合された積層体であり、周方向に沿って円弧状に延びる帯状に形成されている。そして、このバイメタル部50は、連結リング56の径方向の外側に間隔をあけ、且つ周方向に並んだ状態で配置されており、周方向の一端部が連結部材51に連結された固定端50Aとされている。   The bimetal part 50 is a laminated body in which a first member 60 located on the inner side in the radial direction and a second member 61 located on the outer side in the radial direction of the first member 60 are joined to each other in the radial direction. Yes, it is formed in a strip shape extending in an arc shape along the circumferential direction. And this bimetal part 50 is arrange | positioned in the state which left the space | interval outer side of the connection ring 56 in the radial direction, and was located in a line with the circumferential direction, and fixed end 50A with which the one end part of the circumferential direction was connected with the connection member 51. It is said that.

具体的には、バイメタル部50の固定端50Aは、連結リング56から突出した支持突起58における、傾斜面58aとは周方向の反対の面に連結されている。そして、バイメタル部50は、この支持突起58から周方向に沿いながら矢印Q方向に向かって延びている。これにより、3つのバイメタル部50は、周方向に均等配置されている。   Specifically, the fixed end 50 </ b> A of the bimetal part 50 is connected to a surface opposite to the inclined surface 58 a in the support protrusion 58 protruding from the connection ring 56. The bimetal portion 50 extends from the support protrusion 58 in the arrow Q direction along the circumferential direction. Thereby, the three bimetal parts 50 are equally arrange | positioned in the circumferential direction.

また、バイメタル部50の周方向の他端部は、温度変化に伴う屈曲変形によって径方向に移動可能とされた自由端50Bとされている。この自由端50Bは、主に第1部材60で形成されており、径方向の内側に向けて突出することで、バイメタル部50の他の部分よりも径方向に幅広に形成されている。
これにより、自由端50Bの重量は、バイメタル部50の他の部分よりも重く設計されている。しかも、本実施形態の自由端50Bには錘孔62が形成されており、この錘孔62に錘部65(図2、図3参照)が例えば圧入により取り付けられている。そのため、自由端50Bは錘部65による重量も加わって、バイメタル部50の他の部分よりも十分重く設計されている。
The other end in the circumferential direction of the bimetal portion 50 is a free end 50B that is movable in the radial direction by bending deformation accompanying a temperature change. The free end 50 </ b> B is mainly formed by the first member 60, and is formed wider in the radial direction than the other parts of the bimetal portion 50 by projecting inward in the radial direction.
Thereby, the weight of the free end 50 </ b> B is designed to be heavier than the other parts of the bimetal part 50. Moreover, a weight hole 62 is formed in the free end 50B of the present embodiment, and a weight portion 65 (see FIGS. 2 and 3) is attached to the weight hole 62 by, for example, press fitting. Therefore, the free end 50 </ b> B is designed to be sufficiently heavier than the other parts of the bimetal part 50 with the weight of the weight part 65 added.

なお、錘部65は、図2及び図3に示すように、錘孔62に挿入される軸部65aと、自由端50Bの上面に露出するヘッド部65bと、でリベットのごとく形成されている場合を例にしている。
また、図4に示すように、自由端50Bにおける径方向の内側を向いた部分には、支持突起58における傾斜面58aに対向し、該傾斜面58aの傾斜に倣って傾斜した対向傾斜面66とされている。
2 and 3, the weight portion 65 is formed like a rivet with a shaft portion 65a inserted into the weight hole 62 and a head portion 65b exposed on the upper surface of the free end 50B. Take the case as an example.
Further, as shown in FIG. 4, a portion of the free end 50 </ b> B facing inward in the radial direction is opposed to the inclined surface 58 a of the support protrusion 58, and is opposed to the inclined surface 66 inclined according to the inclination of the inclined surface 58 a. It is said that.

ところで、上記したようにバイメタル部50は、図4及び図5に示すように、第1部材60と第2部材61とが径方向に重なって積層されることで形成されているが、これらは熱膨張率の異なる材料で形成されている。   Incidentally, as described above, the bimetal portion 50 is formed by laminating the first member 60 and the second member 61 in the radial direction as shown in FIGS. 4 and 5. It is made of materials with different coefficients of thermal expansion.

具体的には、径方向の内側に位置する第1部材60は、低熱膨張材料であるセラミックス材料、本実施形態ではシリコン(Si)で形成されている。一方、径方向の外側に位置する第2部材61は、第1部材60よりも熱膨張率が大きい高熱膨張材料であって、且つ電鋳可能な金属材料、本実施形態では金(Au)で形成されている。
従って、温度上昇した場合には、第1部材60よりも第2部材61の方が熱膨張するので、バイメタル部50は、固定端50Aを基点として自由端50Bが径方向の内側に向けて移動するように屈曲変形する。
Specifically, the first member 60 located inside in the radial direction is formed of a ceramic material, which is a low thermal expansion material, in this embodiment, silicon (Si). On the other hand, the second member 61 located on the outer side in the radial direction is a high thermal expansion material having a larger coefficient of thermal expansion than the first member 60, and is an electroforming metal material, which is gold (Au) in this embodiment. Is formed.
Therefore, when the temperature rises, the second member 61 expands more thermally than the first member 60, so that the bimetal portion 50 has the free end 50B moving inward in the radial direction with the fixed end 50A as a base point. Bends and deforms.

また、本実施形態の第1部材60は、連結部材51と一体に形成されている。従って、連結部材51についても、第1部材60と同様にシリコンにより形成されている。つまり、てんぷ40を構成するてん輪42は、連結部材51と第1部材60とがシリコンにより形成され、第2部材61だけが金で形成されている。   Further, the first member 60 of this embodiment is formed integrally with the connecting member 51. Accordingly, the connecting member 51 is also formed of silicon, as with the first member 60. That is, in the balance wheel 42 constituting the balance 40, the connecting member 51 and the first member 60 are made of silicon, and only the second member 61 is made of gold.

しかも、この第2部材61は電鋳によって形成された電鋳物とされており、電鋳による金の成長過程で第1部材60に対して密着接合する。加えて、第2部材61における周方向の両端部は、径方向の内側に向かうにしたがって周方向に漸次延びた平面視V字状の楔部67が形成されており、第1部材60側に形成された平面視V字状の凹部68に係合した状態で接合されている。
これにより、第2部材61は、第1部材60に対して周方向に位置決めがなされた状態で接合している。
Moreover, the second member 61 is an electroformed product formed by electroforming, and is tightly bonded to the first member 60 during the gold growth process by electroforming. In addition, both end portions in the circumferential direction of the second member 61 are formed with wedge portions 67 having a V-shape in a plan view and gradually extending in the circumferential direction toward the inner side in the radial direction. It joins in the state engaged with the recessed part 68 of the planar view V shape formed.
Thereby, the second member 61 is joined to the first member 60 in a state where the second member 61 is positioned in the circumferential direction.

ここで、図6に示すように、本実施形態のバイメタル部50は、固定端50A側に位置する部分の径方向に沿う厚さTが、自由端50B側に位置する部分の厚さTに比べて厚くなっており、全体として固定端50A側から自由端50B側に向かうに従い漸次薄くなっている。
本実施形態では、上記した第1部材60及び第2部材61のそれぞれの厚さが、固定端50A側から自由端50B側に向かうに従い漸次薄くなっている。図示の例では、第1部材60のうち、固定端50A側に位置する部分の厚さがS11、自由端50B側に位置する部分の厚さがS21(S11>S21)、また第2部材61のうち、固定端50A側に位置する部分の厚さがS12、自由端50B側に位置する部分の厚さがS22になっている(S12>S22)。
Here, as shown in FIG. 6, the bimetal portion 50 of the present embodiment, the thickness of the part thickness T 1 along the radial direction of the portion located on the fixed end 50A side, which is located on the free end 50B side T It is thicker than 2 , and gradually becomes thinner as it goes from the fixed end 50A side to the free end 50B side as a whole.
In the present embodiment, the thicknesses of the first member 60 and the second member 61 described above gradually become thinner from the fixed end 50A side toward the free end 50B side. In the illustrated example, the thickness of the portion of the first member 60 located on the fixed end 50A side is S 11 , the thickness of the portion located on the free end 50B side is S 21 (S 11 > S 21 ), of the second member 61, the thickness of the portion where the thickness of the portion located on the fixed end 50A side S12, positioned on the free end 50B side is in S 22 (S 12> S 22 ).

また、バイメタル部50のうち、周方向に沿う同位置における第1部材60と第2部材61との厚さ比が、バイメタル部50の周方向全体に亘って一定に設定されている。この場合、例えば固定端50A側での厚さ比(S11/S12)と、自由端50B側での厚さ比(S21/S22)と、が等しくなるように設定されている(次式(2)参照)。 In addition, the thickness ratio between the first member 60 and the second member 61 at the same position along the circumferential direction in the bimetal portion 50 is set to be constant over the entire circumferential direction of the bimetal portion 50. In this case, for example, the thickness ratio (S 11 / S 12 ) on the fixed end 50A side is set to be equal to the thickness ratio (S 21 / S 22 ) on the free end 50B side ( (See the following formula (2)).

Figure 2014163784
Figure 2014163784

さらに、第1部材60のヤング率をE、第2部材61のヤング率をEとすると、バイメタル部50のうち、周方向の同位置における第1部材60の厚さS(例えば、S11,S21)と、第2部材61の厚さS(例えば、S21,S22)と、の厚さ比は、次式(3)を満たすように設定することが好ましい。これにより、バイメタル部50の周方向に沿う任意の位置における径方向への変形量を大きくすることができる。 Furthermore, when the Young's modulus of the first member 60 is E 1 and the Young's modulus of the second member 61 is E 2 , the thickness S 1 of the first member 60 at the same position in the circumferential direction of the bimetal portion 50 (for example, The thickness ratio between S 11 and S 21 ) and the thickness S 2 of the second member 61 (for example, S 21 and S 22 ) is preferably set so as to satisfy the following expression (3). Thereby, the deformation amount to the radial direction in the arbitrary positions along the circumferential direction of the bimetal part 50 can be enlarged.

Figure 2014163784
Figure 2014163784

〔てんぷの製造方法〕
次に、上記したてんぷ40の製造方法について、図面を参照して説明する。
てんぷ40の製造方法としては、てん真41を製造する工程と、てん輪42を製造する工程と、ひげぜんまい43を製造する工程と、これらを一体に組み付ける工程と、を備える。ここでは、主にてん輪42を製造する工程を詳細に説明する。
[Method for manufacturing balance]
Next, a method for manufacturing the balance with hairspring 40 will be described with reference to the drawings.
The method of manufacturing the balance with hairspring 40 includes a step of manufacturing the balance stem 41, a step of manufacturing the balance wheel 42, a step of manufacturing the hairspring 43, and a step of assembling them together. Here, the process of manufacturing the main wheel 42 will be described in detail.

はじめに、図7に示すように、後に連結部材51及び第1部材60となるシリコン基板70を準備した後、その表面にシリコン酸化膜(SiO)71を形成する。この際、シリコン基板70としては、てん輪42の厚さよりも厚いものを用いる。また、シリコン酸化膜71は、例えばプラズマ化学気相形成法(PCVD)や熱酸化等による方法で形成する。 First, as shown in FIG. 7, after preparing a silicon substrate 70 to be a connection member 51 and a first member 60 later, a silicon oxide film (SiO 2 ) 71 is formed on the surface thereof. At this time, a silicon substrate 70 that is thicker than the thickness of the balance wheel 42 is used. The silicon oxide film 71 is formed by a method such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PCVD) or thermal oxidation.

なお、ここでは説明を簡略化するために、平面視正方形状のシリコン基板70から、てん輪42を1つだけ製造する場合を例に挙げて説明する。但し、ウエハ状のシリコン基板を用意し、てん輪42を一度に複数個同時に製造しても構わない。   Here, in order to simplify the description, a case where only one balance wheel 42 is manufactured from a silicon substrate 70 having a square shape in plan view will be described as an example. However, a wafer-like silicon substrate may be prepared and a plurality of balance wheels 42 may be manufactured simultaneously.

続いて、図8及び図9に示すように、シリコン酸化膜71の一部をエッチング等により選択的に除去して、3つの円弧状の溝部72を、周方向に間隔をあけて並ぶように形成する。この溝部72は、後に形成される電鋳用ガイド壁70A(図15参照)を形成するための溝であり、第2部材61よりも径方向外側に位置するように形成する。   Subsequently, as shown in FIGS. 8 and 9, a part of the silicon oxide film 71 is selectively removed by etching or the like so that the three arc-shaped groove portions 72 are arranged at intervals in the circumferential direction. Form. The groove 72 is a groove for forming an electroforming guide wall 70 </ b> A (see FIG. 15) to be formed later, and is formed so as to be positioned on the outer side in the radial direction than the second member 61.

続いて、図10〜図12に示すように、シリコン酸化膜71上における、上記3つの溝部72で囲まれる内側領域にフォトレジストを形成した後、該フォトレジストをパターニングしたレジストパターン73を形成する。このとき、連結部材51及び第1部材60の形状に倣ってパターニングしたレジストパターン本体73Aと、上記した3つの溝部72に入り込むと共に、周方向の両端部がレジストパターン73と連結したガイド壁用パターン73Bと、で構成されるようにレジストパターン73を形成する。   Subsequently, as shown in FIGS. 10 to 12, after forming a photoresist on the inner region surrounded by the three grooves 72 on the silicon oxide film 71, a resist pattern 73 is formed by patterning the photoresist. . At this time, the resist pattern main body 73A patterned according to the shapes of the connecting member 51 and the first member 60, and the guide wall pattern in which the both end portions in the circumferential direction are connected to the resist pattern 73 while entering the three groove portions 72 described above. The resist pattern 73 is formed so as to be composed of 73B.

なお、フォトレジストは、スピンコートやスプレーコート等の一般的な方法により形成すれば良い。また、レジストパターン73は、フォトレジストをフォトリソグラフィ技術等の一般的な方法によりパターニングすることで形成すれば良い。   Note that the photoresist may be formed by a general method such as spin coating or spray coating. The resist pattern 73 may be formed by patterning a photoresist by a general method such as a photolithography technique.

続いて、図13及び図14に示すように、シリコン酸化膜71のうち、上記レジストパターン73でマスクされていない領域を選択的に除去する。具体的には、緩衝フッ酸水溶液を用いたウェットエッチングや、リアクティブイオンエッチング(RIE)等のドライエッチングによるエッチング加工によりシリコン酸化膜71を除去する。
これにより、レジストパターン73の下だけにシリコン酸化膜71を残すことができ、該シリコン酸化膜71をレジストパターン73に倣った形状にパターニングすることができる。
Subsequently, as shown in FIGS. 13 and 14, a region of the silicon oxide film 71 that is not masked by the resist pattern 73 is selectively removed. Specifically, the silicon oxide film 71 is removed by wet etching using a buffered hydrofluoric acid aqueous solution or etching processing by dry etching such as reactive ion etching (RIE).
Thereby, the silicon oxide film 71 can be left only under the resist pattern 73, and the silicon oxide film 71 can be patterned into a shape following the resist pattern 73.

続いて、図15及び図16に示すように、シリコン基板70のうち、上記レジストパターン73及びシリコン酸化膜71でマスクされていない領域を選択的に除去する。具体的には、ディープリアクティブイオンエッチング(DRIE)等のドライエッチングによるエッチング加工によりシリコン基板70を除去する。
これにより、レジストパターン73及びシリコン酸化膜71の下だけにシリコン基板70を残すことができ、該シリコン基板70をレジストパターン73に倣った形状にパターニングすることができる。
Subsequently, as shown in FIGS. 15 and 16, a region of the silicon substrate 70 that is not masked by the resist pattern 73 and the silicon oxide film 71 is selectively removed. Specifically, the silicon substrate 70 is removed by etching using dry etching such as deep reactive ion etching (DRIE).
Thereby, the silicon substrate 70 can be left only under the resist pattern 73 and the silicon oxide film 71, and the silicon substrate 70 can be patterned into a shape following the resist pattern 73.

特に、パターニングされたシリコン基板70のうち、ガイド壁用パターン73Bの下に残された部分は、電鋳用ガイド壁70Aとして機能する。   In particular, the portion of the patterned silicon substrate 70 left under the guide wall pattern 73B functions as an electroforming guide wall 70A.

続いて、図17及び図18に示すように、マスクとして利用していたレジストパターン73を除去する。この除去方法としては、例えば発煙硝酸によるドライエッチングや、酸素プラズマを用いたドライエッチング等の方法が挙げられる。   Subsequently, as shown in FIGS. 17 and 18, the resist pattern 73 used as a mask is removed. Examples of this removal method include dry etching using fuming nitric acid and dry etching using oxygen plasma.

以上の工程により、シリコン基板70を半導体技術により加工して、連結部材51に3つの第1部材60が一体に連結されると共に、各第1部材60との間に電鋳用開放空間Sを画成させる電鋳用ガイド壁70Aが、各第1部材60に一体に連結された前駆体75を得ることができる。   Through the above steps, the silicon substrate 70 is processed by semiconductor technology, and the three first members 60 are integrally connected to the connecting member 51, and the open space S for electroforming is formed between each first member 60. The precursor 75 in which the guide wall 70A for electroforming to be defined is integrally connected to each first member 60 can be obtained.

上記前駆体75を形成した後、電鋳用開放空間S内に金を電鋳により成長させることで第2部材61を形成し、第1部材60と第2部材61とが接合されたバイメタル部50を形成する電鋳工程を行う。この電鋳工程について、具体的に説明する。   After the precursor 75 is formed, the second member 61 is formed by growing gold in the electroforming open space S by electroforming, and the first member 60 and the second member 61 are joined to each other. An electroforming process for forming 50 is performed. This electroforming process will be specifically described.

まず、図19及び図20に示すように、基板本体80A上に電極層80Bを介して接着層80Cが例えば貼り合わされた第1支持基板80を用意した後、上記前駆体75を表裏反転させて、パターニングされたシリコン酸化膜71を接着層80Cに張り合わせる。図示の例では、シリコン酸化膜71が接着層80C内に埋め込まれる程度、前駆体75と第1支持基板80とを貼り合わせている。   First, as shown in FIGS. 19 and 20, after preparing a first support substrate 80 in which an adhesive layer 80C is bonded to the substrate body 80A via an electrode layer 80B, for example, the precursor 75 is turned upside down. Then, the patterned silicon oxide film 71 is bonded to the adhesive layer 80C. In the illustrated example, the precursor 75 and the first support substrate 80 are bonded to such an extent that the silicon oxide film 71 is embedded in the adhesive layer 80C.

なお、接着層80Cとしては、特に限定されるものではないが、例えばフォトレジストを用いることが好ましい。この場合には、フォトレジストがペースト状の状態で貼り合わせを行い、その後、フォトレジストがペーストを脱する状態まで硬化させれば良い。   The adhesive layer 80C is not particularly limited, but for example, a photoresist is preferably used. In this case, bonding may be performed in a state where the photoresist is in a paste state, and then the photoresist may be cured to a state where the paste is removed.

そして、上記貼り合わせを行った後、図19に示すように、接着層80Cのうち、前駆体75の電鋳用開放空間Sに連通している部分を選択的に除去する。これにより、電鋳用開放空間S内に、電極層80Bを露出させることができる、
この際、例えば接着層80Cをフォトレジストとしている場合には、フォトリソグラフィ技術によって選択的に除去する作業を容易に行うことが可能である。
And after performing the said bonding, as shown in FIG. 19, the part connected to the open space S for electroforming of the precursor 75 among the adhesive layers 80C is selectively removed. Thereby, the electrode layer 80B can be exposed in the open space S for electroforming.
At this time, for example, when the adhesive layer 80 </ b> C is a photoresist, it is possible to easily perform an operation of selectively removing by a photolithography technique.

続いて、図21及び図22に示すように、電極層80Bを利用して電鋳を行い、電鋳用開放空間S内において電極層80Bから金を徐々に成長させ、電鋳用開放空間S内を満たし、さらに電鋳用開放空間Sを膨出する程度の電鋳物81を生成する。そして、この膨出した電鋳物81を前駆体75と面一となるように研磨する。これにより、この電鋳物81を第2部材61とすることができ、第1部材60と第2部材61とが接合されたバイメタル部50を形成することができる。
なお、上記研磨を行う際、前駆体75のシリコン基板70を同時に研磨しても構わない。
Subsequently, as shown in FIGS. 21 and 22, electroforming is performed using the electrode layer 80 </ b> B, gold is gradually grown from the electrode layer 80 </ b> B in the electroforming open space S, and the electroforming open space S An electroformed product 81 is produced that fills the interior and further expands the open space S for electroforming. Then, the expanded electroformed product 81 is polished so as to be flush with the precursor 75. Thereby, this electroformed product 81 can be used as the second member 61, and the bimetal portion 50 in which the first member 60 and the second member 61 are joined can be formed.
In addition, when performing the said grinding | polishing, you may grind | polish the silicon substrate 70 of the precursor 75 simultaneously.

この段階で、上記した電鋳工程が終了する。なお、図21及び図22では電鋳に必要な一般的な構成部材(電鋳槽等)の図示は省略している。
電鋳が終了した後、電鋳用ガイド壁70Aを第1部材60から除去する除去工程を行う。この除去工程について、具体的に説明する。
At this stage, the above-described electroforming process is completed. In FIGS. 21 and 22, illustration of general structural members (such as an electroforming tank) necessary for electroforming is omitted.
After the electroforming is completed, a removal step of removing the electroforming guide wall 70A from the first member 60 is performed. This removal step will be specifically described.

まず、図23に示すように、基板本体85A上に接着層85Bが形成された第2支持基板85を用意した後、第1支持基板80から取り外した上記前駆体75を再度表裏反転させて、シリコン基板70のうち、シリコン酸化膜71が形成された側とは反対側の面を接着層85Bに張り合わせる。   First, as shown in FIG. 23, after preparing the second support substrate 85 in which the adhesive layer 85B is formed on the substrate body 85A, the precursor 75 removed from the first support substrate 80 is reversed again and again, The surface of the silicon substrate 70 opposite to the side on which the silicon oxide film 71 is formed is bonded to the adhesive layer 85B.

続いて、図24に示すように、前駆体75のうち電鋳用ガイド壁70Aだけを選択的に除去する。具体的には、前駆体75のうち、例えば電鋳用ガイド壁70A以外の領域を図示しないマスクで上方から覆い、ディープリアクティブイオンエッチング(DRIE)等のドライエッチングによるエッチング加工により、マスクされていない電鋳用ガイド壁70Aを除去する。
この段階で、上記除去工程が終了する。
Subsequently, as shown in FIG. 24, only the electroforming guide wall 70A of the precursor 75 is selectively removed. Specifically, in the precursor 75, for example, a region other than the electroforming guide wall 70A is covered with a mask (not shown) from above, and is masked by an etching process using dry etching such as deep reactive ion etching (DRIE). The electroforming guide wall 70A which is not present is removed.
At this stage, the removal process is completed.

続いて、図25に示すように第2支持基板85を取り外した後、図26及び図27に示すように、残ったシリコン酸化膜71を例えばBHFを用いたウェットエッチングにより除去する。
なお、シリコン酸化膜71は必ずしも除去する必要がないが、除去することが好ましい。また、図26及び図27では、シリコン酸化膜71の膜厚を誇張して図示しているため、第1部材60と第2部材61との間に段差が生じているが、この段差量は僅か(例えば1μm程度)であり、実質的には図3に示すように第1部材60と第2部材61との間に段差はないに等しい。
Subsequently, after the second support substrate 85 is removed as shown in FIG. 25, the remaining silicon oxide film 71 is removed by wet etching using BHF, for example, as shown in FIGS.
The silicon oxide film 71 is not necessarily removed, but is preferably removed. In FIGS. 26 and 27, since the thickness of the silicon oxide film 71 is exaggerated, a step is generated between the first member 60 and the second member 61. It is slightly (for example, about 1 μm), and is substantially equivalent to no step between the first member 60 and the second member 61 as shown in FIG.

そして、最後に、錘孔62に錘部65を圧入等により固定することで、図2に示すてん輪42を製造することができる。
その後、先に説明したように、別途製造されたてん真41及びひげぜんまい43と、てん輪42とを一体に組み付けることで、てんぷ40の製造が終了する。
Finally, the balance wheel 42 shown in FIG. 2 can be manufactured by fixing the weight portion 65 to the weight hole 62 by press-fitting or the like.
Thereafter, as described above, the balance 40 and the balance spring 43 manufactured separately and the balance wheel 42 are assembled together to complete the production of the balance 40.

〔温度補正方法〕
次に、上記したてんぷ40を利用した、慣性モーメントの温度補正方法について説明する。
本実施形態のてんぷ40によれば、図2に示すように、温度変化が生じると、第1部材60と第2部材61との熱膨張率の差によってバイメタル部50が固定端50Aを基点として径方向に屈曲変形するので、バイメタル部50の自由端50Bを径方向の内側又は外側に向かって移動させることができる。即ち、温度上昇した場合には、バイメタル部50が径方向の内側に屈曲変形するので、自由端50Bを径方向の内側に向けて移動させることができ、温度低下した場合には、その逆に径方向の外側に向けて移動させることができる。
(Temperature correction method)
Next, a method for correcting the temperature of the moment of inertia using the balance 40 will be described.
According to the balance with hairspring 40 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, when a temperature change occurs, the bimetal portion 50 has the fixed end 50 </ b> A as a base point due to a difference in thermal expansion coefficient between the first member 60 and the second member 61. Since it is bent and deformed in the radial direction, the free end 50B of the bimetal portion 50 can be moved toward the inside or the outside in the radial direction. That is, when the temperature rises, the bimetal part 50 bends and deforms inward in the radial direction, so that the free end 50B can be moved toward the inside in the radial direction. It can be moved outward in the radial direction.

そのため、てん輪42の平均径を縮径又は拡径させることができ、てん真41の軸線Oからの距離を変化させててんぷ40全体の慣性モーメントを変化させることができる。つまり、温度上昇した場合には、てん輪42の平均径を縮径させて慣性モーメントを小さくすることができ、温度低下した場合には、てん輪42の平均径を拡径させて慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、慣性モーメントの温度特性の傾きを負の傾きに変化させることができ、温度補正を行うことができる。   Therefore, the average diameter of the balance wheel 42 can be reduced or expanded, and the moment of inertia of the balance 40 can be changed by changing the distance from the axis O of the balance stem 41. That is, when the temperature rises, the average diameter of the balance wheel 42 can be reduced to reduce the moment of inertia, and when the temperature drops, the average diameter of the balance wheel 42 can be increased to increase the moment of inertia. Can be bigger. Thereby, the inclination of the temperature characteristic of the moment of inertia can be changed to a negative inclination, and temperature correction can be performed.

即ち、ヤング率が負の温度係数を有するひげぜんまい43を備えていたとしても、温度上昇時、ひげぜんまい43のヤング率の低下と同時に、慣性モーメントを小さくすることができるので、てんぷ40の振動周期を一定に保つことができ、温度補正を行える。また、温度低下時、ひげぜんまい43のヤング率の増加と同時に、慣性モーメントを大きくすることができるので、やはりてんぷ40の振動周期を一定に保つことができ、温度補正を行える。   That is, even if the hairspring 43 having a negative temperature coefficient of Young's modulus is provided, the moment of inertia can be reduced simultaneously with the decrease of the Young's modulus of the hairspring 43 when the temperature rises. The period can be kept constant and temperature correction can be performed. Further, when the temperature is lowered, the moment of inertia can be increased simultaneously with the increase of the Young's modulus of the hairspring 43, so that the vibration cycle of the balance 40 can be kept constant and the temperature can be corrected.

図28は、バイメタル部50における円弧角θ(deg)に対する半径変化量ΔR(mm)を示すグラフである。
なお、円弧角θとは、軸線O回りの中心角のうち、バイメタル部50の固定端50Aと軸線Oとを結ぶ直線を基準線(0(deg))とし、この基準線からバイメタル部50の周方向に沿う任意の位置までの円弧のなす角度である。また、半径変化量ΔRとは、図6に示すように、バイメタル部50の周方向に沿う任意の位置において、初期位置(図中実線)から変化位置(図中鎖線)に向かう変化ベクトル(例えば、H,H)のうち、軸線Oに向かう径方向成分である。さらに、図28に示すグラフでは、上述した本実施形態のバイメタル部50を実線で示し、固定端50Aから自由端50Bにかけて本実施形態の固定端50Aと同一の厚さ(例えば、T)で延びるバイメタル部50を比較例として破線で示している。
FIG. 28 is a graph showing the radius variation ΔR (mm) with respect to the arc angle θ (deg) in the bimetal part 50.
The arc angle θ is a straight line connecting the fixed end 50A of the bimetal portion 50 and the axis O among the central angles around the axis O, and the reference line (0 (deg)) is defined from the reference line to the bimetal portion 50. It is an angle formed by an arc up to an arbitrary position along the circumferential direction. Further, as shown in FIG. 6, the radius change amount ΔR is a change vector (for example, from the initial position (solid line in the figure) to the change position (dashed line in the figure) at an arbitrary position along the circumferential direction of the bimetal portion 50. , H 1 , H 2 ), the radial component toward the axis O. Further, in the graph shown in FIG. 28, the above-described bimetal portion 50 of the present embodiment is indicated by a solid line, and has the same thickness (for example, T 1 ) as the fixed end 50A of the present embodiment from the fixed end 50A to the free end 50B. The extending bimetal part 50 is shown by a broken line as a comparative example.

ここで、図6、図28に示すように、本実施形態によれば、バイメタル部50の厚さが固定端50A側から自由端50B側に向かうに従い漸次薄くなっているため、固定端50A側から自由端50B側に向かうに従い屈曲変形し易くなっている。具体的には、温度上昇時、バイメタル部50は自由端50B側に向かうに従い、径方向内側に向けて傾くように変形する。そのため、バイメタル部50の自由端50B側(例えば、錘部65の中心)での半径変化量ΔRは、固定端50A側における半径変化量ΔRに比べて大きくなる。 Here, as shown in FIGS. 6 and 28, according to the present embodiment, since the thickness of the bimetal portion 50 gradually decreases from the fixed end 50A side toward the free end 50B side, the fixed end 50A side It becomes easy to bend and deform as it goes to the free end 50B side. Specifically, when the temperature rises, the bimetal part 50 is deformed so as to incline radially inward as it goes to the free end 50B side. Therefore, the radius change amount ΔR 2 on the free end 50B side of the bimetal portion 50 (for example, the center of the weight portion 65) is larger than the radius change amount ΔR 1 on the fixed end 50A side.

したがって、本実施形態のバイメタル部50では、固定端50A側の厚さを維持しつつ、自由端50B側での半径変化量ΔRを比較例に比べて増加できることが分かる。
また、本実施形態によれば、温度変化に伴い自由端50Bの変化ベクトルHが軸線Oの方向に向かうように、換言すれば、バイメタル部50が自由端50Bの存在する先端側から軸線Oに向けて巻き込むように変形するため、厚さが一定の場合に比べて、半径変化量ΔRを大きくすることができる。よって、バイメタル部50の限られた円弧長においても効果的に半径変化量ΔRを確保することができる。
Accordingly, the bimetal portion 50 of the present embodiment, while maintaining the thickness of the fixed end 50A side, it is found that can be increased compared to the radius variation [Delta] R 2 at the free end 50B side to the comparative example.
Further, according to this embodiment, as change vector of H 2 free end 50B as the temperature changes toward the direction of the axis O, in other words, the axis from the distal end side of the bimetal 50 is present at the free end 50B O Therefore, the radius change amount ΔR can be increased as compared with the case where the thickness is constant. Therefore, it is possible to effectively secure the radius variation [Delta] R 2 even in a limited arc length of the bimetal unit 50.

このように、本実施形態のてんぷ40によれば、バイメタル部50が固定端50A側から自由端50B側に比べて漸次薄くなっているので、固定端50A側での厚さを確保しつつ、自由端50B側での半径変化量ΔRを確保できる。したがって、バイメタル部50の強度を確保した上で、必要な慣性モーメントの温度補正量を確保できる。
その結果、衝撃等によるバイメタル部50の塑性変形や損傷を抑制できるとともに、温度補正作業を狙い通りに安定して行わせることができ、温度変化によって歩度が変化し難い、温度補償性能に優れた高品質なてんぷ40とすることができる。
Thus, according to the balance 40 of the present embodiment, the bimetal portion 50 is gradually thinner than the free end 50B side from the fixed end 50A side, so ensuring the thickness on the fixed end 50A side, A radius change amount ΔR 2 on the free end 50B side can be secured. Therefore, it is possible to secure the necessary temperature correction amount of the moment of inertia while ensuring the strength of the bimetal portion 50.
As a result, the plastic deformation and damage of the bimetal part 50 due to impact or the like can be suppressed, the temperature correction work can be stably performed as intended, the rate is difficult to change due to a temperature change, and the temperature compensation performance is excellent. A high-quality balance 40 can be obtained.

特に、本実施形態では、シリコン等のセラミック材料により連結部材51及び第1部材60を形成することで、フォトリソグラフィ技術等の半導体プロセスを用いててんぷ40を作成することができる。この場合、機械加工等によって連結部材51や第1部材60を作成するのに比べて、形状の自由度が高く、高精度なてんぷ40を提供できる。また、簡便且つ効率良く形成できるので、製造効率を向上さらに高め易い。
そして、第1部材60及び第2部材61のうち、少なくとも第1部材60を、固定端50A側から自由端50B側に向けて漸次薄く形成することで、脆性材料であるセラミックス材料によって第1部材60を形成した場合であっても、固定端50A側において強度を確保した上で、半径変化量を確保できる。
In particular, in the present embodiment, the balance member 51 and the first member 60 are formed of a ceramic material such as silicon, so that the balance 40 can be formed using a semiconductor process such as a photolithography technique. In this case, it is possible to provide the balance 40 with a high degree of freedom in shape and high accuracy as compared with the case where the connecting member 51 and the first member 60 are formed by machining or the like. Moreover, since it can form simply and efficiently, it is easy to improve and improve manufacturing efficiency.
Of the first member 60 and the second member 61, at least the first member 60 is formed to be gradually thinner from the fixed end 50 </ b> A side toward the free end 50 </ b> B side, so that the first member is made of a ceramic material that is a brittle material. Even when 60 is formed, it is possible to secure the amount of change in radius after securing the strength on the fixed end 50A side.

さらに、径方向における第1部材60及び第2部材61の厚さ比が、固定端50A側から自由端50B側にかけて一定になっているため、第1部材60及び第2部材61の変形の度合いが、熱膨張率及びヤング率E,Eに基づいて固定端50A側から自由端50B側にかけて一定となる。即ち、厚さ比の違いによる変形の度合いのばらつきを抑制できるので、バイメタル部50を安定して変形させることができるとともに、必要な慣性モーメントの温度補正量に応じてバイメタル部50の周方向に沿う長さを設定し易くなる。 Furthermore, since the thickness ratio of the first member 60 and the second member 61 in the radial direction is constant from the fixed end 50A side to the free end 50B side, the degree of deformation of the first member 60 and the second member 61 However, it becomes constant from the fixed end 50A side to the free end 50B side based on the thermal expansion coefficient and Young's modulus E 1 and E 2 . That is, since variation in the degree of deformation due to the difference in thickness ratio can be suppressed, the bimetal part 50 can be stably deformed, and in the circumferential direction of the bimetal part 50 according to the temperature correction amount of the required moment of inertia. It becomes easy to set the length along.

また、本実施形態のムーブメント10によれば、温度補償性能が高い上記した温度補償型てんぷ40を具備しているので、歩度の誤差が少ない高品質なムーブメントとすることができる。
さらに、このムーブメント10を具備する本実施形態の機械式時計1によれば、同様に歩度の誤差の少ない高品質な時計となる。
Further, according to the movement 10 of the present embodiment, since the temperature compensation balance 40 having high temperature compensation performance is provided, it is possible to obtain a high-quality movement with less error in yield.
Furthermore, according to the mechanical timepiece 1 of this embodiment provided with the movement 10, a high-quality timepiece having a low rate error is similarly obtained.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、バイメタル部50の数を3つとしたが、2つでも構わないし、4つ以上でも構わない。これらの場合であっても、各バイメタル部50を周方向に均等配置させれば良く、同様の作用効果を奏効することができる。また、連結部材51の形状は一例であり、適宜変更して構わない。   For example, in the above embodiment, the number of the bimetal portions 50 is three, but may be two or four or more. Even in these cases, the bimetal portions 50 may be evenly arranged in the circumferential direction, and similar effects can be obtained. Moreover, the shape of the connection member 51 is an example, and may be changed as appropriate.

また、上記実施形態において、ひげぜんまい43の材料としてエリンバー等の恒弾性材料を用い、バイメタル部50における第2部材61を、セラミックス材料からなる第1部材60よりも熱膨張率が低い金属材料で形成しても構わない。この場合であっても、ひげぜんまい43の正の温度係数をキャンセルするように慣性モーメントの温度特性を微調整することが可能である。   In the above embodiment, a constant elastic material such as Elinvar is used as the material of the hairspring 43, and the second member 61 in the bimetal portion 50 is made of a metal material having a lower thermal expansion coefficient than the first member 60 made of a ceramic material. It may be formed. Even in this case, the temperature characteristic of the moment of inertia can be finely adjusted so as to cancel the positive temperature coefficient of the hairspring 43.

また、上記実施形態では、てん輪42を構成する連結部材51及び第1部材60をシリコンとしたが、セラミックス材料で形成されていれば良く、シリコンに限定されるものではない。例えば、セラミックス材料として、シリコンカーバイト(SiC)、二酸化ケイ素(SiO)、サファイア、アルミナ(Al)、ジルコニア(ZrO)や、グラッシーカーボン(C)等を採用しても構わない。これらいずれのものを採用したとしても、エッチング加工、特にドライエッチング加工を好適に行うことが可能であり、連結部材51及び第1部材60を、より簡便且つ効率良く形成でき、製造効率をさらに高め易い。
また、例えば、第1部材60を、セラミックス材料以外の金属材料とすることができる。例えば、インバー等の熱膨張率の小さい合金とすることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the connection member 51 and the 1st member 60 which comprise the balance wheel 42 were made into silicon | silicone, it should just be formed with the ceramic material, and is not limited to silicon. For example, silicon carbide (SiC), silicon dioxide (SiO 2 ), sapphire, alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), glassy carbon (C), or the like may be employed as the ceramic material. . Even if any of these is adopted, it is possible to suitably perform the etching process, particularly the dry etching process, and the connecting member 51 and the first member 60 can be formed more simply and efficiently, further increasing the production efficiency. easy.
Further, for example, the first member 60 can be made of a metal material other than a ceramic material. For example, an alloy having a low coefficient of thermal expansion such as Invar can be used.

なお、本実施形態におけるセラミックス材料としては、電気抵抗の高い絶縁性を有していることが好ましい。また、連結部材51及び第1部材60の表面に、例えば酸化膜や窒化膜等のコーティング膜を施しても構わない。   In addition, as a ceramic material in this embodiment, it is preferable to have insulation with high electrical resistance. Further, a coating film such as an oxide film or a nitride film may be provided on the surfaces of the connecting member 51 and the first member 60.

また、てん輪42を構成する第2部材61を金としたが、第1部材60とは熱膨張率が異なり(好ましくは大きく)、且つ電鋳可能な金属材料であれば良く、金に限定されるものではない。
例えば、Au、Ni、Ni合金(Ni−Fe等)、Sn、Sn合金(Sn−Cu等)等を採用して構わない。これらのいずれのものを採用したとしても、電鋳によりスムーズに金属材料を成長させることができ、効率良く第2部材61を形成することが可能である。
また、例えば、第2部材61を上述の金属、合金より熱膨張率の大きな材料とすることができる。例えば、上述のインバーより熱膨張率の大きなステンレスまたは真鍮等とすることができる。
The second member 61 constituting the balance wheel 42 is gold. However, the first member 60 may be any metal material that has a different coefficient of thermal expansion (preferably large) and can be electroformed, and is limited to gold. Is not to be done.
For example, Au, Ni, Ni alloy (Ni—Fe, etc.), Sn, Sn alloy (Sn—Cu, etc.) may be adopted. Even if any of these is adopted, the metal material can be grown smoothly by electroforming, and the second member 61 can be formed efficiently.
Further, for example, the second member 61 can be made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the above-described metals and alloys. For example, it can be made of stainless steel or brass having a higher thermal expansion coefficient than the above-mentioned invar.

また、上記実施形態では、バイメタル部50の自由端50Bに錘部65を設けたが、この錘部65は必須ではなく具備しなくても構わない。但し、錘部65を設けることで、自由端50Bの重量を増大させることができるので、自由端50Bにおける半径変化量に対して、より効果的に慣性モーメントの温度補正を行うことができ、温度補償性能をより向上させ易い。
なお、錘部65の形状は、錘部65の重量と錘部65に必要とされる慣性モーメントの量から決定すれば良い。
Moreover, in the said embodiment, although the weight part 65 was provided in the free end 50B of the bimetal part 50, this weight part 65 is not essential and does not need to be provided. However, since the weight of the free end 50B can be increased by providing the weight portion 65, the temperature of the moment of inertia can be more effectively corrected for the amount of change in radius at the free end 50B. It is easy to improve the compensation performance.
The shape of the weight portion 65 may be determined from the weight of the weight portion 65 and the amount of inertia moment required for the weight portion 65.

また、錘部65を設ける場合には、上記実施形態のような錘孔62に圧入等により固定する錘部65に限られるものではなく、自由に変更して構わない。例えば、錘孔62内に電鋳により金を成長させた電鋳物を錘部としても構わない。   Moreover, when providing the weight part 65, it is not restricted to the weight part 65 fixed to the weight hole 62 like the said embodiment by press injection etc., You may change freely. For example, an electroformed product obtained by growing gold in the weight hole 62 by electroforming may be used as the weight portion.

また、上記実施形態では、第1部材60及び第2部材61の双方を固定端50A側から自由端50B側に向かうに従い漸次薄くする構成について説明したが、これに限らず、バイメタル部50全体の厚さが固定端50A側から自由端50B側に向かうに従い漸次薄くなっていれば構わない。即ち、第1部材60及び第2部材61のうち、少なくとも何れか一方(好ましくは第1部材60)のみを、固定端50A側から自由端50B側に向かうに従い漸次薄く形成する構成にしても構わない。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the structure which makes both the 1st member 60 and the 2nd member 61 gradually thin as it goes to the free end 50B side from the fixed end 50A side, it is not restricted to this, The bimetal part 50 whole is demonstrated. It is only necessary that the thickness is gradually reduced from the fixed end 50A side toward the free end 50B side. In other words, at least one of the first member 60 and the second member 61 (preferably the first member 60) may be formed so as to gradually become thinner from the fixed end 50A side toward the free end 50B side. Absent.

さらに、第1部材60及び第2部材61は、それぞれ厚さが等しくなっていてもよく、何れかが厚くなっていても構わない。但し、第1部材60及び第2部材61のうち、ヤング率の高い材料を薄くする方が好ましい。
また、上述した実施形態では、第1部材60と第2部材61との厚さ比が、バイメタル部50の周方向全体に亘って一定に設定されている場合について説明したが、これに限らず、周方向に沿って厚さ比が変化するように設定しても構わない。
また、第1部材60を、セラミックス材料以外のインバー等の熱膨張率の小さい金属材料とし、第2部材61を熱膨張率の大きなステンレスや真鍮等とする場合には、切削加工やエッチング、レーザ加工等で外形形状を形成することができる。また、第1部材60と第2部材61とを別々に形成し、嵌め込みや、接着、溶接等で第1部材60と第2部材61とを接合してもよい。
Further, the first member 60 and the second member 61 may have the same thickness, or one of them may be thicker. However, among the first member 60 and the second member 61, it is preferable to thin a material having a high Young's modulus.
Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated the case where the thickness ratio of the 1st member 60 and the 2nd member 61 was set uniformly over the whole circumferential direction of the bimetal part 50, it is not restricted to this. Alternatively, the thickness ratio may be set to change along the circumferential direction.
Further, when the first member 60 is made of a metal material having a low coefficient of thermal expansion such as Invar other than the ceramic material and the second member 61 is made of stainless steel or brass having a high coefficient of thermal expansion, cutting, etching, laser, etc. The outer shape can be formed by processing or the like. Alternatively, the first member 60 and the second member 61 may be formed separately, and the first member 60 and the second member 61 may be joined by fitting, bonding, welding, or the like.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した各変形例を適宜組み合わせてもよい。   In addition, in the range which does not deviate from the meaning of this invention, it is possible to replace suitably the component in the above-mentioned embodiment with a well-known component, and you may combine each above-mentioned modification suitably.

O…軸線(回動軸)
11,S12,S21,S22,T,T…厚さ
1…機械式時計
10…ムーブメント(時計用ムーブメント)
22…香箱車
28…表輪列(輪列)
30…脱進機構
31…調速機構
40…てんぷ(温度補償型てんぷ)
41…てん真
42…てん輪
50…バイメタル部
50A…固定端
50B…自由端
51…連結部材
60…第1部材
61…第2部材
65…錘部
O ... Axis (rotating axis)
S 11 , S 12 , S 21 , S 22 , T 1 , T 2 ... Thickness 1 ... Mechanical watch 10 ... Movement (watch movement)
22 ... barrel wheel 28 ... front wheel train
30 ... Escapement mechanism 31 ... Speed control mechanism 40 ... Balance (temperature compensation type balance)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 41 ... Tenshin 42 ... Balance wheel 50 ... Bimetal part 50A ... Fixed end 50B ... Free end 51 ... Connecting member 60 ... First member 61 ... Second member 65 ... Weight part

Claims (6)

軸中心に回動するてん真と、
前記てん真の回動軸回りに周方向に並んで配置され、前記回動軸の周方向に沿って円弧状に延びる複数のバイメタル部、及び前記複数のバイメタル部と前記てん真とをそれぞれ径方向に連結する連結部材を有するてん輪と、を備え、
前記バイメタル部は、熱膨張率が異なる第1部材及び第2部材が径方向に重なった積層体とされるとともに、周方向の一端部が前記連結部材に連結された固定端、周方向の他端部が自由端とされ、
前記バイメタル部は、前記固定端側から前記自由端側に向かうに従い径方向に沿う厚さが漸次薄くなっていることを特徴とする温度補償型てんぷ。
With the balance rotating around the axis,
A plurality of bimetal portions that are arranged in a circumferential direction around the rotation axis of the balance shaft and extend in an arc shape along the circumferential direction of the rotation shaft, and a diameter of each of the plurality of bimetal portions and the balance stem A balance wheel having a connecting member connected in the direction,
The bimetal portion is a laminated body in which a first member and a second member having different thermal expansion coefficients are overlapped in the radial direction, and one end portion in the circumferential direction is connected to the connecting member, and the other in the circumferential direction. The end is a free end,
The temperature-compensated balance balance characterized in that the bimetal portion gradually decreases in thickness along the radial direction from the fixed end side toward the free end side.
前記第1部材は、前記第2部材よりも径方向内側に配置されるとともに、セラミックス材料により前記連結部材と一体に形成され、
前記第1部材及び前記第2部材のうち、少なくとも前記第1部材における径方向に沿う厚さが、前記固定端側から前記自由端側に向かうに従い漸次薄くなっていることを特徴とする請求項1記載の温度補償型てんぷ。
The first member is disposed radially inward of the second member, and is integrally formed with the connecting member by a ceramic material.
The thickness along the radial direction of at least the first member among the first member and the second member is gradually reduced from the fixed end side toward the free end side. The temperature-compensated balance according to 1.
径方向における前記第1部材及び前記第2部材の厚さ比は、前記固定端側から前記自由端側にかけて一定になっていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の温度補償型てんぷ。   3. The temperature compensation type according to claim 1, wherein a thickness ratio of the first member and the second member in a radial direction is constant from the fixed end side to the free end side. Tempu. 前記バイメタル部の前記自由端には、錘部が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の温度補償型てんぷ。   The temperature compensated balance according to any one of claims 1 to 3, wherein a weight portion is provided at the free end of the bimetal portion. 動力源を有する香箱車と、
前記香箱車の回転力を伝達する輪列と、
前記輪列の回転を制御する脱進機構と、
前記脱進機構を調速する請求項1記載の温度補償型てんぷと、を備えていることを特徴とする時計用ムーブメント
A barrel complete with a power source;
A train wheel for transmitting the rotational force of the barrel wheel,
An escapement mechanism for controlling rotation of the train wheel;
2. A timepiece movement comprising: the temperature compensation balance according to claim 1, wherein the escapement mechanism is speed-controlled.
請求項5記載の時計用ムーブメントを備えていることを特徴とする機械式時計。   A mechanical timepiece comprising the timepiece movement according to claim 5.
JP2013034703A 2013-02-25 2013-02-25 Temperature compensated balance, watch movement, and mechanical watch Active JP6025202B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013034703A JP6025202B2 (en) 2013-02-25 2013-02-25 Temperature compensated balance, watch movement, and mechanical watch
CN201410055583.8A CN104007650B (en) 2013-02-25 2014-02-19 Temperature-compensated balance wheel and manufacturing method thereof, watch movement, mechanical watch
CN201710735064.XA CN107505826B (en) 2013-02-25 2014-02-19 Temperature compensation type balance wheel and manufacturing method thereof, clock movement and mechanical clock
US14/185,131 US9235193B2 (en) 2013-02-25 2014-02-20 Temperature compensation-type balance, timepiece movement, mechanical timepiece and manufacturing method of temperature compensation-type balance
CH00272/14A CH707630B1 (en) 2013-02-25 2014-02-25 Balancer of temperature compensating type, movement of a timepiece, mechanical timepiece and method of manufacturing such a balance.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013034703A JP6025202B2 (en) 2013-02-25 2013-02-25 Temperature compensated balance, watch movement, and mechanical watch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014163784A true JP2014163784A (en) 2014-09-08
JP6025202B2 JP6025202B2 (en) 2016-11-16

Family

ID=51614526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013034703A Active JP6025202B2 (en) 2013-02-25 2013-02-25 Temperature compensated balance, watch movement, and mechanical watch

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6025202B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017161508A (en) * 2016-03-07 2017-09-14 モントレー ブレゲ・エス アー Bimetallic device sensitive to temperature variations
JP2017161509A (en) * 2016-03-07 2017-09-14 モントレー ブレゲ・エス アー Adjustable auxiliary temperature compensation system
JP2017172991A (en) * 2016-03-18 2017-09-28 セイコーインスツル株式会社 Precision component manufacturing method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2966248B1 (en) 2010-10-18 2020-05-01 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) METHOD FOR FUNCTIONALIZING SURFACES FOR THE DETECTION OF ANALYTES

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1176527A (en) * 1914-02-11 1916-03-21 Frederic Ecaubert Compensating balance-wheel.
US2936572A (en) * 1957-08-12 1960-05-17 Hamilton Watch Co Balance wheel for electric watch
JP2007533973A (en) * 2003-10-20 2007-11-22 ギデオン・レビングストン Balance wheel, balance spring, other components and assemblies for mechanical vibration system and manufacturing method
JP2008518221A (en) * 2004-10-26 2008-05-29 タグ ホイヤー エスアー Speed control mechanism for wristwatch and mechanical movement having the speed control mechanism
US20100034057A1 (en) * 2006-09-08 2010-02-11 Gideon Levingston Thermally compensating balance wheel
US20100054089A1 (en) * 2007-05-08 2010-03-04 Maier Frederic Timepiece component and method for making same
JP2012088315A (en) * 2010-10-15 2012-05-10 Eta Sa Manufacture Horlogere Suisse Assembly part of component having no plastic region

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1176527A (en) * 1914-02-11 1916-03-21 Frederic Ecaubert Compensating balance-wheel.
US2936572A (en) * 1957-08-12 1960-05-17 Hamilton Watch Co Balance wheel for electric watch
JP2007533973A (en) * 2003-10-20 2007-11-22 ギデオン・レビングストン Balance wheel, balance spring, other components and assemblies for mechanical vibration system and manufacturing method
JP2008518221A (en) * 2004-10-26 2008-05-29 タグ ホイヤー エスアー Speed control mechanism for wristwatch and mechanical movement having the speed control mechanism
US20100034057A1 (en) * 2006-09-08 2010-02-11 Gideon Levingston Thermally compensating balance wheel
US20100054089A1 (en) * 2007-05-08 2010-03-04 Maier Frederic Timepiece component and method for making same
JP2012088315A (en) * 2010-10-15 2012-05-10 Eta Sa Manufacture Horlogere Suisse Assembly part of component having no plastic region

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017161508A (en) * 2016-03-07 2017-09-14 モントレー ブレゲ・エス アー Bimetallic device sensitive to temperature variations
JP2017161509A (en) * 2016-03-07 2017-09-14 モントレー ブレゲ・エス アー Adjustable auxiliary temperature compensation system
JP2019066492A (en) * 2016-03-07 2019-04-25 モントレー ブレゲ・エス アー Bimetallic device that senses temperature fluctuation
JP2017172991A (en) * 2016-03-18 2017-09-28 セイコーインスツル株式会社 Precision component manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6025202B2 (en) 2016-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107505826B (en) Temperature compensation type balance wheel and manufacturing method thereof, clock movement and mechanical clock
JP6025203B2 (en) Temperature-compensated balance, movement for watch, mechanical watch, and method for manufacturing temperature-compensated balance
TWI474138B (en) Monomer adjusting member and manufacturing method thereof
CN100435044C (en) Hairspring for balance wheel/resonator and method for manufacturing same
JP5243324B2 (en) Monolithic hairspring and manufacturing method thereof
US8425110B2 (en) Breguet overcoil balance spring made of silicon-based material
US8550699B2 (en) Composite balance and method of manufacturing the same
CN102472996B (en) Spiral spring
US20090236782A1 (en) One-piece double balance spring and method of manufacturing the same
JP6025201B2 (en) Rotating part, movement, watch, and rotating part manufacturing method
JP6025202B2 (en) Temperature compensated balance, watch movement, and mechanical watch
JP2009526215A (en) Impact ball
US11829108B2 (en) Timepiece part and timepiece
US20120300596A1 (en) Detent escapement and manufacturing method thereof
CN103389642A (en) Chuck, sprung balance and timepiece
US11868089B2 (en) Watch component and watch
JP2016173241A (en) Hair spring
US8696194B2 (en) Detent escapement and mechanical timepiece including detent escapement
CN115176206A (en) Silicon timepiece component for a timepiece
JP2014062783A (en) Balance wheel, watch movement, watch, and method for manufacturing balance wheel
HK1190804A (en) Breguet overcoil balance spring made of silicon-based material
HK1145550B (en) Breguet overcoil balance spring made of silicon-based material

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160920

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160921

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20161006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161006

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6025202

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250