滑动零件及钟表的制作方法

专利名称：滑动零件及钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及用作齿轮、轴承等钟表用零件的滑动零件。
背景技术：
作为制造尺寸精度高的小型齿轮等滑动零件的方法之一，使用将光刻和电铸组合 的技术(例如，参照专利文献1)。在滑动零件中，由于与对方的相互作用而产生摩擦。如果 这些零件所接触的区域不具有耐磨损性，则这些零件提前磨损。使用滑动零件的机构的效 率被滑动零件的磨损显著地影响。于是，为了提高耐磨损性而使用润滑油。可是，由于润滑 油是流体，因而存在着不留在滑动部而分散至滑动零件整体或其他零件的危险。于是，还具 有使用将润滑油保持在滑动部的构造的滑动零件(例如，参照专利文献2)。专利文献1 日本特开2006-64575号公报专利文献2 日本特表2007-506073号公报

发明内容
在专利文献1所记载的构造中，由于滑动部是平滑的，因而即使使用润滑油，润滑 油也不留在滑动部，分散的可能性高。在专利文献2所记载的构造中，由于具有润滑油保持构造，因而润滑油分散的可 能性低。图31是专利文献2所记载的擒纵轮的擒纵齿501和作为滑动的对方零件的擒纵 叉的叉钻210的滑动过程的部分截面图。由于擒纵齿501将润滑油410保持在润滑油保持部521，因而润滑油410不分散而 留在滑动部。如图31 (a)、(d)所示，由于在擒纵齿501和叉钻210以笔直的状态接触的情 况下，将润滑油410供给至滑动部，因而能够期待润滑性。另外，在擒纵齿501和叉钻210以沿着图31 (b)、(e)所示的朝向倾斜的状态而接 触的情况下，也将润滑油410供给至滑动部，能够期待润滑性。可是，在擒纵齿501和叉钻 210以沿着图31(c)、(f)所示的朝向倾斜的状态而接触的情况下，存在着不从润滑油供给 部521供给润滑油410的可能性。本发明的目的是提供一种具有用于无论与对方零件的接触角度如何均供给润滑 油的构造且耐磨损性高的滑动零件及钟表。本发明的滑动零件是层叠有至少3个层的构造，在相对于层叠方向而大致平行的 外周面具有与其他零件滑动的滑动部，其中，在位于被夹在层叠的至少3个层的最上层和 最下层的至少一个的内部的层的滑动部形成有凹部。依照本发明，由于成为润滑油保持部 的凹部不位于层叠方向的单侧，因而并不那么受到与对方零件的接触角度的影响而能够可 靠地供给润滑油，能够得到耐磨损性高的滑动零件。本发明的滑动零件也可以是所述凹部形成为位于被夹在层叠的至少3个层的最 上层和最下层的至少一个的内部的层之中的至少1个层后退。本发明的滑动零件沿所述层叠方向具有多个所述凹部。依照本发明，更难以受到与对方零件的接触角度的影响，能够更可靠地供给润滑油。本发明的滑动零件的特征在于，所述凹部遍及所述外周面的整周而形成。依照本 发明，能够增多凹部的润滑油的保持量。本发明的滑动零件也可以是层叠有由至少2种以上的不同材料构成的至少3个层 的构造。此时，所述层之中的1个层的材料的热传导性也可以比其他层的材料更好。本发明的滑动零件的特征在于，相对于形成所述凹部的层而突出的凸层之中的至 少一个所述凸层在与所述层叠方向大致平行的面和大致垂直的面的交叉部具有曲面。本发明的滑动零件的特征在于，所述至少3个层具备规定层以及在所述规定层的 厚度方向上与所述规定层相向的第1相对层和第2相对层，所述凹部形成为所述规定层比 所述第1相对层或所述第2相对层的外周面更后退，所述第1相对层和所述第2相对层中 的至少一个在与所述层叠方向大致平行的面和大致垂直的面的交叉部具有曲面。本发明的滑动零件的特征在于，所述第1相对层和第2相对层的至少一个在形成 有所述规定层的规定层侧和与所述规定层侧相反的相反侧之中的所述规定层侧具有所述 曲面。本发明的滑动零件的特征在于，所述第1相对层和第2相对层的至少一个在形成 有所述规定层的规定层侧和与所述规定层侧相反的相反侧之中的所述相反侧具有所述曲本发明的滑动零件的特征在于，所述第1相对层和第2相对层的至少一个在形成 有所述规定层的规定层侧和与所述规定层侧相反的相反侧具有所述曲面。本发明的滑动零件的特征在于，用作钟表用零件。本发明的钟表的特征在于，具备本发明的滑动零件。本发明的滑动零件的制造方法的特征在于，具备在导电性基板的上面形成感光 性材料层的工序、经由配置在所述感光性材料上方的掩模图案而对所述感光性材料进行曝 光的工序、对所述感光性材料进行显影且形成由所述感光性材料和所述导电性基板的露出 面构成的空腔的工序、通过电铸而在所述空腔中的所述导电性基板的露出面上堆积至少2 种以上的材料层的工序、从所述空腔取出堆积的材料层的工序、选择性地除去所述材料层 的表面的一部分的工序。依照本发明，能够得到具有润滑油保持构造的耐磨损性优异的滑动零件和通过将 该滑动零件用作钟表用零件而延长维护周期的钟表。而且，依照本发明的制造方法，能够容 易地制造具有润滑油保持构造的耐磨损性优异的滑动零件。


图1是显示机芯的表面轮系侧的概略形状的平面图。图2是显示条盒至擒纵叉的部分的概略部分截面图。图3是显示擒纵轮至摆轮的部分的概略部分截面图。图4是显示具有本发明的构造的擒纵轮的图。图5是擒纵齿和叉钻的部分放大图。图6是显示擒纵齿和叉钻的滑动过程的图。图7是显示具有本发明的构造的擒纵轮的润滑油供给功能的图。
图8是显示具有本发明的构造的擒 纵轮的制造工序的图。
图9是显示具有本发明的构造的擒 纵轮的制造工序的图。
图10是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图11是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图12是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图13是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图14是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的润滑油供给功能的图。
图15是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图16是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图17是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的润滑油供给功能的图。
图18是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图19是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图20是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图21是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图22是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的润滑油供给功能的图。
图23是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图24是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的制造工序的图。
图25是具有本发明的构造的擒纵轮的部分放大图。
图26是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的润滑油供给功能的图。
图27是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的润滑油供给功能的图。
图28是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的润滑油供给功能的图。
图29是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的润滑油供给功能的图。
图30是显示具有本发明的构造的 禽纵轮的润滑油供给功能的图。
图31是显示现有的擒纵轮的润滑油供给功能的图。
符号说明100、700 擒纵轮100、701 擒纵齿102 轴孔121、711第1金属层(第1相对层)122、712 第 2 金属层123,713第3金属层(第2相对层)150,750 凹部210 叉钻410润滑油
具体实施例方式[第一实施方式]以下，基于附图，说明本发明的第一实施方式。图1是显示钟表1的机芯的表面轮系侧的概略形状的平面图，图2是显示钟表1的条盒2至擒纵轮100的部分的概略部分截面图，图3是显示钟表1的擒纵轮100至摆轮 10的部分的概略部分截面图。在此，钟表1是2针式的机械式钟表。可是，钟表也可以是电子控制式机械式钟表、 石英式钟表等。钟表1具备条盒轮2，该条盒轮2由发条2B、条盒齿轮2A、条盒心轴2C以及条盒 盖2D构成。发条2B的外端固定在条盒齿轮2A，内端固定在条盒心轴2C。条盒心轴2C由 主板3和轮系夹板4支撑，由棘轮螺丝固定，从而与棘轮5 —体地旋转。棘轮5与掣子7啮 合，从而沿顺时针方向旋转而不沿逆时针方向旋转。此外，由于旋转棘轮5而卷绕发条2B 的方法与一般的机械式钟表的自动卷绕或手动卷绕相同，因而省略说明。条盒齿轮2A的旋转在经由增速轮系11而增速之后，还经由擒纵轮100和擒纵叉 200而传递至摆轮10，其中，增速轮系11包括二号轮12、三号轮13、四号轮14。在增速轮系11的二号轮12固定有分轮15，在分轮15固定有分针8。时轮16基 于分轮15的旋转，经由图中未显示的跨轮的旋转而旋转。在该时轮16固定有时针9。艮口， 各指针8、9与增速轮系11结合，条盒齿轮2A和在增速轮系11中使用的各号轮12 14的 齿轮用作驱动钟表1的指针8、9的齿轮。因此，对于各钟表用零件，要求高尺寸精度及耐磨 损性。虽然在钟表1中存在着各种轮系，但以下为了简单而以擒纵轮100为例进行说明。 可是，为了使本发明的理解容易，示范性地描述擒纵轮。在图4(a)中，显示具有本发明的构造的擒纵轮(滑动零件)100。擒纵轮100在其 外周部具有多个擒纵齿101，在中心部具有沿厚度方向贯通的轴孔102。该擒纵轮100是用 作图1 3所示的机械式钟表的钟表用零件的一个零件。图4(b)是图4(a)的被圆C包围的擒纵齿101的放大图。擒纵齿101具有停止面 111、冲击面112以及背面113，停止面111和冲击面112的交叉棱线成为叉瓦前棱(locking corner) 114，冲击面112和背面113的交叉棱线成为齿后棱(let-off corner) 115。擒纵齿 101的停止面111、冲击面112以及背面113构成相对于擒纵轮100的厚度方向而大致平行 的外周面的一部分，含有叉瓦前棱114和齿后棱115的冲击面112成为与后述的叉钻210 滑动的滑动部。具有本发明的构造的擒纵轮100具有沿厚度方向层叠至少3个层的多层构 造，例如，在本实施方式中，由相同材料的第1和第3金属层121(第1相对层)、123(第2 相对层)以及被第1和第3金属层121、123夹着且与这些金属层不同的材料的第2金属层 122构成。对于第1和第3金属层121、123的材料，可列举出镍(Ni)、钴(Co)、钼(Pt)、铑 (Rh)、铬(Cr)、钯(Pd)等金属或镍(Ni)-钨(W)、镍(Ni)-硼(B)等合金或者在上述金属基 质中共析有氧化铝(Al2O3)或碳化硅(SiC)等陶瓷、聚四氟乙烯(PTFE)等树脂、其他有机物 质或无机物质的粒子或纤维的复合物。对于第2金属层122的材料，可列举出铜(Cu)、金 (Au)、锌(Zn)、银(Ag)、铁(Fe)、锡(Sn)等金属或Cu-Au、Cu-Ag等合金或者在上述金属基 质中共析有上述粒子或纤维的复合物。在后述的制造工序中，为了对第2金属层122进行 蚀刻而形成凹部150，采用能够选择性地仅对第2金属层122进行蚀刻的材料的组合或蚀刻 速度具有差别的材料的组合。另外，由于擒纵轮100是滑动零件，因而期望与对方零件抵接 的第1和第3金属层121、123是硬材料。
图4(c)是在图4(b)的X-X线处剖切擒纵轮100时的截面图。在具有本发明的构 造的擒纵轮100中，第2金属层122的外形比第1和第3金属层121、123的外形更小。第 2金属层122的外周面从擒纵轮100的外周面(第1和第3金属层121、123的外周面)后 退。因此，擒纵轮100在至少滑动部的一部分、在本实施方式中，遍及擒纵轮100的外周面 的整周而具有凹部150，该凹部150在擒纵轮100的厚度方向上不开放。凹部150起到润滑 油保持的作用。在本实施例中，擒纵轮100的厚度TO是100 μ m。厚度TO根据所制造的零件而为 10 μ m 1mm。第1金属层121的厚度Tl和第3金属层123的厚度T3为1 μ m 900 μ m。 厚度Tl和T3没有必要是相同值。第2金属层122的厚度T2为500nm 500 μ m。凹部150 的深度Wl为1 μ m 1mm。决定凹部150的尺寸的厚度T2和深度Wl由润滑油的粘度和表 面张力适当决定。擒纵轮100与擒纵叉200滑动。具体而言，擒纵轮100的擒纵齿101和擒纵叉200 的叉钻210滑动。图5(a)是擒纵齿101的部分放大图，图5 (b)是擒纵叉200的叉钻210 的部分放大图。叉钻210与擒纵齿101同样地由停止面211、冲击面212、背面213、叉瓦前 棱214、齿后棱215构成。使用图6来说明擒纵齿101和叉钻210滑动的过程。在图6(a)中，擒纵齿101的 叉瓦前棱114抵接在叉钻210的停止面211，擒纵叉使擒纵轮101停止。如果擒纵叉沿箭头方向运动，那么，经过擒纵齿101的叉瓦前棱114和叉钻210的 叉瓦前棱214抵接的图6 (b)所示的状态，如图6 (c)所示，擒纵齿101的叉瓦前棱114在叉 钻210的冲击面212上滑行。然后，经过擒纵齿101的叉瓦前棱114和叉钻210的齿后棱215抵接的图6(d)所 示的状态，这次，如图6 (e)所示，叉钻210的齿后棱215在擒纵齿101的冲击面112上滑行。如图6(f)所示，如果擒纵齿101的齿后棱115和叉钻210的齿后棱215抵接，则 擒纵齿101和叉钻210分离。在图6所示的滑动过程中，由于在擒纵齿101和叉钻210之间产生摩擦，因而为了 提高耐磨损性而注入润滑油。图7是在图6(e)的Y-Y线处剖切的截面图。如7(a)、(d)所 示，凹部150拥有保持润滑油410的作用。由于凹部150设在擒纵轮100的整周，因而在图3所说明的滑动过程的所有状态 下，都能够将润滑油410供给至滑动部。另外，由于成为擒纵轮100的润滑油保持部的凹部 150并不位于层叠方向的单侧，而是位于大致中央部，因而如图7 (b)、(e)、(c)、(f)所示，即 使叉钻210倾斜，也能够将润滑油410供给至滑动部。擒纵轮100通过由滑动部从凹部150可靠地供给润滑油410而提高滑动性。因此， 擒纵轮100的耐磨损性提高，零件寿命比现有的零件寿命更长。另夕卜，由于凹部150设在擒纵轮100的整周，因而保油量比现有的构造的擒纵轮更 多。在机械式钟表中，有必要每隔几年进行用于滑动零件的注油的维护，但如果使用具有本 发明的构造的滑动部件，则维护周期能够比现有的维护周期更长。以下使用图8 11来阐述具有本发明的构造的擒纵轮100的制造方法。图8 11是擒纵轮100的制造工序的部分截面图。在此，大致地显示形成有一个擒纵轮100的附 近的截面图。
图8(a)是说明导电性基板形成工序的图。在基板601形成电极材料602。基板 601是硅、石英、蓝宝石等。电极材料602是Cu、Au、Cr、Ti等。此外，也可以将不锈钢或Ti 等金属用作基板601。在基板601是金属的情况下，也可以不形成电极材料602。基板601 的厚度为IOOym 1mm，从而在后面的工序中能够自立。电极材料602的厚度为IOnm 10 μ m。图8(b)是说明抗蚀剂形成工序的图。在电极材料602上堆积光致抗蚀剂603。光 致抗蚀剂603可以是负性，也可以是正性。使用旋转涂覆法或浸渍涂覆法来形成光致抗蚀 剂603。在使用干膜抗蚀剂作为光致抗蚀剂603的情况下，通过层压法而在电极材料602上 形成。光致抗蚀剂603的厚度为擒纵轮100的厚度TO以上。以下，使用光致抗蚀剂603为 负性的情况来进行说明。图8(c)是说明显影工序的图。使用形成有擒纵轮100的外形图案的光掩模，将紫 外线照射在光致抗蚀剂603，使除了在擒纵轮100的电铸中使用的部分以外的抗蚀剂硬化。 除去未硬化的抗蚀剂部分，完成电铸用的铸型。光致抗蚀剂603K的侧面631拥有擒纵轮 100的外形的形状。光致抗蚀剂603L的侧面632拥有轴孔102的形状。图8(d) 图9(a)是说明电铸工序的图。以由第1和第3金属层121、123夹着第 2金属层122的方式按照第1金属层121、第2金属层122、第3金属层123的顺序堆积。电 铸物仅从底面生长。图8(d)是说明金属层电铸工序的图。使第1金属层121以成为厚度Tl的方式堆 积在电极材料602上的、除光致抗蚀剂603K、603L以外的铸型部分。图8(e)是说明金属层电铸工序的图。使第2金属层122以成为厚度T2的方式堆 积在第1金属层121上。此外，厚度Tl和厚度T2的合计比厚度TO更小。图9(a)是说明金属层电铸工序的图。使厚度T3以上的第3金属层123堆积在第 2金属层122上，使得电铸物成为擒纵轮的厚度TO以上。但是，在随后省略图9(b)所示的 研削和研磨工序的情况下，使第3金属层123堆积至厚度T3，使得电铸物成为厚度TO。图9(b)是说明研削和研磨工序的图。通过研削，切削第3金属层123和光致抗蚀 剂603K、603L而进行平面化，使得擒纵轮100成为厚度TO。还进行研磨，将第3金属层123 的表面精加工成镜面。图9(c)是说明抗蚀剂除去工序的图。通过蚀刻或物理的力等而除去光致抗蚀剂 603K、603L。图9(d)是说明凹部形成工序的图。将电铸物浸渍在对第2金属层122进行蚀刻 且不对第1和第3金属层121、123进行蚀刻的蚀刻液中。仅对第2金属层122进行蚀刻， 形成深度Wl的凹部150。作为一个示例，在使Ni堆积成第1和第3金属层121、123且使 Cu堆积成第2金属层122的情况下，如果将过硫酸铵溶液用作蚀刻液，则能够仅对Cu进行 蚀刻。图9(e)是说明电铸物剥离工序的图。通过蚀刻或物理的力等而除去基板601、电 极 602。此外，研削和研磨后的图9(c) (e)所示的工序也能够在以下的工序中进行。图10(a)是说明基板和电极除去工序的图。通过蚀刻等而除去基板601、电极602。图10(b)是说明抗蚀剂除去工序的图。通过蚀刻或物理的力等而除去光致抗蚀剂603K、603L。图10(c)是说明凹部形成工序的图。将电铸物浸渍在对第2金属层122进行蚀刻 且不对第1和第3金属层121、123进行蚀刻的蚀刻液中。仅对第2金属层122进行蚀刻， 形成深度Wl的凹部150。此外，在想要提高耐蚀性、润滑性、耐热性等功能的情况下，或者在想要使润湿性 良好且提高保油性的情况下，在图9(e)或图10(c)所示的工序之后，追加图11(a)、(b)所 示的电镀工序。将金属膜650电镀在剥离的电铸物整体。金属膜650的材料，可列举出Ni、 Co、Rh、Cr等金属或Ni-W、Ni-Co等合金或者Ni_Al203、Ni-PTFE等复合物。金属膜650的 厚度T4为IOOnm 100 μ m。但是，为不掩埋凹部150的厚度。如以上所说明的，依照本发明的制造方法，能够容易地制造图4所示的滑动零件。图12是说明将在Ni或Co等金属基质中共析有Al2O3或SiC等粒子的复合物用作 第1金属层121的材料的情况的电铸工序的图。图12(a)是说明第1金属层121的电铸工 序的图。如图12(a)所示，共析的复合粒子的一部分被不完全地取入金属基质而露出于上 面。该露出的复合粒子在图12(b)所示的第2金属层122的电铸工序中被金属层122完全 地取入。在第1金属层121的复合粒子是表面粗糙的物质的情况下，通过在金属层121、122 的边界共析复合粒子，从而提高两个金属层的密合力。该效果对于将复合物用作第2金属 层122的材料时的第2金属层122和第3金属层123的密合力也是相同的。另外，在共析 的物质是碳化钨(WC)等纤维的情况下，也具有相同的效果。另外，在将在M或Cu等金属基质中共析有PTFE或丙烯树脂等粒子的复合物用作 第2金属层122的材料的情况下，即使在图13所示的工序中，也能够形成凹部。图13(a) 是将在M或Cu等金属基质中共析有PTFE或丙烯树脂等粒子的复合物用作第2金属层122 的材料时的抗蚀剂除去工序后的状态。如图13(a)所示，复合粒子的一部分在滑动面共析。 通过热处理或有机溶剂等除去在该滑动面共析的复合粒子，由此，能够形成如图13(b)所 示的凹部150。在该情况下，凹部150不遍及外周面的整周而形成，仅形成在复合粒子共析 而被除去的部分。该凹部150起到润滑油保持的作用。另外，擒纵轮100有时候在滑动时产生摩擦热，滑动部的温度上升，构成擒纵轮 100的材料的硬度减少，变得易于磨损。可是，在本发明中，通过将热传导性良好的材料用作 第2金属层122，从而能够提高擒纵轮100整体的热传导性，第1和第3金属层121、123的 温度难以上升，因而难以磨损。作为这样的金属的组合的一个示例，可以在第1和第3金属 层121、123列举Ni，在第2金属层122列举Cu。另外，如果使用图14所示的形状，那么，能够进一步提高耐磨损性。图14所示的 擒纵轮100在第1和第3金属层121、123的外周面与不抵接于第2金属层122的面的交叉 部具有曲面161A、163A。曲面161A的曲率Rlla和曲面163A的曲率R13a没有必要是相同 值。如图7(b)、(e)、(c)、(f)所示，在擒纵齿101和叉钻210倾斜地抵接的情况下，存在着 角碰撞而摩擦力增大的可能性。另一方面，如果使用图14所示的形状，那么，如图14(b)所 示，通过形成曲面161A、163A，即使在擒纵齿101和叉钻210倾斜地抵接的情况下，角也不碰 撞，润滑性良好，因而摩擦力降低，耐磨损性提高。另外，通过形成曲面161A、163A，滑动时的 赫兹接触压力降低，因而耐磨损性提高。以下，使用图15 16来阐述具有图14所示的构造的擒纵轮100的制造方法。
图15(a)、(c)是说明滚筒研磨工序的图。在图10(b)的工序之后，用滚筒来研磨 电铸物，形成曲面161A、163A。能够根据滚筒研磨的条件而调整曲面161A、163A的半径。根 据滚筒研磨的条件，如图15(c)所示，也对第1和第3金属层121、123的内周面与不抵接于 第2金属层122的面的交叉部进行研磨，形成曲面161B、163B。曲率Rlla、R13a、曲面161B 的曲率R1 lb、曲面163B的曲率R13b没有必要是相同值。图15(b)、(d)是说明凹部形成工序的图。将电铸物浸渍在对第2金属层122进行 蚀刻且不对第1和第3金属层121、123进行蚀刻的蚀刻液中。仅对第2金属层122进行蚀 刻，形成深度W1的凹部150。此外，图15(c) (d)所示的工序也能够在以下的工序中进行。图16(a)是说明湿蚀刻工序的图。将电铸物浸渍在对第1和第3金属层121和 123进行蚀刻且不对第2金属层122进行蚀刻的蚀刻液中。仅对第1和第3金属层121和 123进行蚀刻，形成曲面161A、161B、163A、163B。作为一个示例，在使Cr堆积成第1和第3 金属层121、123且使Cu堆积成第2金属层的情况下，如果将铁氰化钾溶液用作蚀刻液，则 能够仅对Cr进行蚀刻。图16(b)是说明凹部形成工序的图。将电铸物浸渍在对第2金属层122进行蚀刻 且不对第1和第3金属层121、123进行蚀刻的蚀刻液中。仅对第2金属层122进行蚀刻， 形成深度W1的凹部150。此外，在擒纵轮100具有曲面161B、163B的情况下，能够缓和将轴打入轴孔102时
的应力，能够防止破损。另外，即使使用图17所示的形状，也能够提高耐磨损性。图17所示的擒纵轮100 在第1和第3金属层121、123的外周面与抵接于第2金属层122的面的交叉部具有曲面 161C、163C。曲面161C的曲率Rile和曲面163C的曲率R13c没有必要是相同值。由于从 凹部150到滑动面而形成曲面161C、163C，因而如图17所示，易于从凹部150向滑动部供给 润滑油410。因此，润滑性提高，耐磨损性提高。以下，使用图18 21来阐述具有图17所示的构造的擒纵轮100的制造方法。图18(a)是说明牺牲层电铸工序的图。在图8(c)的工序之后，使第1牺牲层141 堆积在电极材料602上的、除光致抗蚀剂603K、603L以外的铸型部分。电铸物仅从底面生 长。牺牲层141是Au、Cr、Ni、Cu等。第1牺牲层141的厚度为10nm 10 y m。图18(b)是说明金属层电铸工序的图。使第1金属层121以成为厚度T1的方式 堆积在第1牺牲层141之上。使第2金属层122以成为厚度T2的方式堆积在第1金属层 121之上。使厚度T3以上的第3金属层123堆积在第2金属层122上，使得电铸物成为擒 纵轮100的厚度TO以上。图18(c)是说明研削和研磨工序的图。通过研削，切削第3金属层123和光致抗 蚀剂603K、603L而进行平面化，使得擒纵轮100成为厚度TO。还进行研磨，将第3金属层 123的表面精加工成镜面。图18(d)是说明牺牲层电铸工序的图。使第2金属层142堆积在第3金属层123 之上。第2牺牲层142是々11、0、慰、01等。第2牺牲层142的厚度为10nm lOiim。图18(e)是说明基板和电极除去工序的图。通过蚀刻等而除去基板601、电极602。图18(f)是说明抗蚀剂除去工序的图。通过蚀刻或物理的力等而除去光致抗蚀剂603K、603L。图18(g)是说明凹部形成工序的图。将电铸物浸渍在对第2金属层122进行蚀刻 且不对第1和第3金属层121、123以及第1和第2牺牲层141、142进行蚀刻的蚀刻液中。 仅对第2金属层122进行蚀刻，形成深度W1的凹部150。作为一个示例，在使Ni堆积成第1 和第3金属层121、123，使Cu堆积成第2金属层122，使Cr堆积成第1和第2牺牲层141、 142的情况下，如果将过硫酸铵溶液用作蚀刻液，则能够仅对Cu进行蚀刻。图18(h)、(j)是说明滚筒研磨工序的图。用滚筒来研磨电铸物，形成曲面161C、 163C。能够根据滚筒研磨的条件而调整曲面161C、163C的半径。对于如图17所示地在第 1和第3金属层121、123的外周面与不抵接于第2金属层122的面的交叉部不具有曲面的 形状而言，曲面161C、163C的半径成为第1和第2牺牲层141、142的厚度以下。根据滚筒 研磨的条件，如图18(j)所示，对第1和第3金属层121、123的内周面与不抵接于第2金属 层122的面的交叉部进行研磨，形成曲面161D、163D。曲率Rile、R13c、曲面161D的曲率 Rlld、曲面163D的曲率R13d没有必要是相同值。图18(i)、(k)是说明牺牲层除去工序的图。将电铸物浸渍在对第1和第2牺牲层 141,142进行蚀刻且不对第1和第3金属层121、123以及第2金属层122进行蚀刻的蚀刻 液中。仅对第1和第2牺牲层141、142进行蚀刻，除去牺牲层。作为一个示例，在使Ni堆 积成第1和第3金属层121、123，使Cu堆积成第2金属层122，使Cr堆积成第1和第2牺 牲层141、142的情况下，如果将铁氰化钾溶液用作蚀刻液，则能够仅对Cr进行蚀刻。此夕卜，图18(b) (d)所示的工序也能够在图19(a) (b)所说明的工序中进行。图19(a)是说明金属层电铸工序的图。使第1金属层121以成为厚度T1的方式 堆积在第1牺牲层141之上。使第2金属层122以成为厚度T2的方式堆积在第1金属层 121之上。使第3金属层123以成为厚度T3的方式堆积在第2金属层122之上。此外，第 1牺牲层和厚度Tl、T2、T3的合计比光致抗蚀剂603K、603L的厚度更小。图19(b)是说明牺牲层电铸工序的图。使第2金属层142堆积在第3金属层123 之上。此夕卜，图18(g) (j)所示的工序也能够在图20(a) (b)所说明的工序中进行。图20(a)是说明湿蚀刻工序的图。将电铸物浸渍在对第1和第3金属层121和 123进行蚀刻且不对第2金属层122以及第1和第2牺牲层141、142进行蚀刻的蚀刻液中。 仅对第1和第3金属层121和123进行蚀刻，形成曲面161C、161D、163C、163D。作为一个示 例，在使Ni堆积成第1和第3金属层121、123，使Cr堆积成第2金属层，使Cu堆积成第1 和第2牺牲层141、142的情况下，如果将镍选择蚀刻液_NC(日本化学产业株式会社制)用 作蚀刻液，则能够仅对附进行蚀刻。图20(b)是说明牺牲层除去工序的图。将电铸物浸渍在对第1和第2牺牲层141、 142进行蚀刻且不对第1和第3金属层121、123以及第2金属层122进行蚀刻的蚀刻液中。 仅对第1和第2牺牲层141、142进行蚀刻，除去牺牲层。此夕卜，图18(d) (j)所示的工序也能够在图21 (a) (e)所说明的工序中进行。图21 (a)是说明抗蚀剂除去工序的图。通过蚀刻或物理的力等而除去光致抗蚀剂 603K、603L。图21(b)是说明凹部形成工序的图。将电铸物浸渍在对第2金属层122进行蚀刻且不对第1和第3金属层121、123以及第1和第2牺牲层141、142进行蚀刻的蚀刻液中。 仅对第2金属层122进行蚀刻，形成深度W1的凹部150。图21(c)是说明湿蚀刻工序的图。将电铸物浸渍在对第1和第3金属层121和 123进行蚀刻且不对第2金属层122以及第1和第2牺牲层141、142进行蚀刻的蚀刻液中。 仅对第1和第3金属层121和123进行蚀刻，形成曲面161C、161D、163C、163D。图21(d)是说明电铸物剥离工序的图。通过蚀刻或物理的力等而除去基板601、电 极 602。图21(e)是说明牺牲层除去工序的图。将电铸物浸渍在对第1和第2牺牲层141、 142进行蚀刻且不对第1和第3金属层121、123以及第2金属层122进行蚀刻的蚀刻液中。 仅对第1和第2牺牲层141、142进行蚀刻，除去牺牲层。另外，如果使用图22所示的形状，则能够进一步提高耐磨损性。图22所示的擒纵 轮100具有曲面161A、161C、163A、163C。曲率Rlla、Rile、R13a、R13c没有必要是相同值。 由于具备图14所示的形状，因而如图22(b)所示，通过形成曲面161A、163A，即使在擒纵齿 101和叉钻210倾斜地抵接的情况下，角也不碰撞，润滑性良好，因此摩擦力降低，耐磨损性 提高。另外，通过形成曲面161A、161C、163A、163C，滑动时的赫兹接触压力降低，因而耐磨损 性提高。另外，由于具备图17所示的形状，因而如图22所示，从凹部150到滑动面而形成 曲面161C、163C，所以，易于从凹部150向滑动部供给润滑油410。因此，润滑性提高，耐磨 损性提高。而且，在曲面161A和161C、163A和163C连接且擒纵轮100的外周面整体为曲面 的情况下，由于与叉钻210通过点接触而滑动，因而润滑性提高，耐磨损性提高。以下，使用图23来阐述具有图22所示的构造的擒纵轮100的制造方法。图23(a)、(b)是说明滚筒研磨工序的图。在图10 (c)的工序之后，用滚筒来研磨电 铸物，形成曲面161A、161C、163A、163C。能够根据滚筒研磨的条件而调整曲面161A、161C、 163A、163C的半径。根据滚筒研磨的条件，如图23(b)所示，形成曲面161B、161D、163B、 163D。曲率 Rlla、Rllb、Rile、Rlld、R13a、R13b、R13c、R13d 没有必要是相同值。此外，图23(b)所示的工序也能够在以下的工序中进行。图24(a)是说明湿蚀刻工序的图。将电铸物浸渍在对第1和第3金属层121和 123进行蚀刻且不对第2金属层122进行蚀刻的蚀刻液中。仅对第1和第3金属层121和 123 进行蚀刻，形成曲面 161A、161B、161C、161D、163A、163B、163C、163D。此外，在擒纵轮100具有曲面161B、161D、163B、163D的情况下，能够缓和将轴打入 轴孔102时的应力，能够防止破损。[第二实施方式]图25是具有本发明的构造的擒纵轮700的部分放大图。擒纵轮700具有沿厚度 方向层叠n个(n是4以上的整数)层的多层构造，由例如与第一实施方式中的第1和第
3金属层121、123相同的材料的外形大的第1、3.......金属层711、713.......和例如
与第一实施方式中的第2金属层122相同的材料的外形小的第2、4.......金属层712、
714、......构成。依照这样的第二实施方式，在第一实施方式中取得的效果进一步提高。以下，对n是奇数且最上层和最下层是外形大的金属层的情况进行说明。在该情况下，由于最上层和 最下层成为不被蚀刻的金属层，因而存在着这样的优点即使为了形成凹部而蚀刻应当缩 小外形的金属层，擒纵轮700的厚度TO也不发生偏差。在此，n = 2m+l(m是2以上的整数)。滑动零件700具有(m+1)层外形大的第1、 3.......金属层和m层外形小的第2、4.......金属层，这些金属层沿厚度方向交替地重叠。在擒纵轮700中，第2、4.......金属层712、714.......的外形比第1、
3.......金属层711、713.......的外形更小。第2、4.......金属层712、714.......的
外周面从擒纵轮700的外周面(第1、3.......金属层711、713.......的外周面)后退。
因此，在本实施方式中，在至少滑动部的一部分且遍及擒纵轮700的外周面的整周，擒纵轮 700沿厚度方向分散地具有在擒纵轮100的厚度方向上不开放的m个凹部750。该凹部750 起到润滑油保持的作用。图26是m = 3时的擒纵轮700的擒纵齿701和擒纵叉200的叉钻210的滑动过 程的截面图。如图26(a)、(d)所示，由于在擒纵齿701和叉钻210以笔直的状态抵接时，具 有多个润滑油410的供给场所，因而比第一实施方式更多的润滑油410被供给至滑动部，另 外，普遍地遍布。如图26(b)、(e)、(c)、(f)所示，在擒纵齿701和叉钻210倾斜地抵接的情况下， 如果多个凹部750广泛地分布，则与从图7 (b)、(e)、(c)、(f)所示的擒纵齿101和叉钻210 的接点至凹部150的距离D1相比，从擒纵齿701和叉钻210的接点至最接近的凹部750的 距离D1更近，因而能够可靠地供给润滑油410。另外，如图27所示，在叉钻210具有凹凸的情况下，如图27 (a)所示，如果凹部150 只有1个，则存在着不顺利地供给润滑油410的可能性。可是，如图27(b)所示，如果使多 个凹部750沿厚度方向分布，则能够可靠地供给润滑油410。另外，如图28所示，在擒纵轮700的金属层711、799的外周面和不抵接于层712、 716的面的交叉部具有曲面761A、769A的情况，比图26(b)、(e)、(c)、(f)所示的情况在耐 磨损性方面更优异。曲面761A的曲率R71a和曲面769A的曲率R79a没有必要是相同值。 如图26 (b)、(e)、(c)、(f)所示，在擒纵齿701和叉钻210倾斜地抵接的情况下，存在着角碰 撞而摩擦力增大的可能性。另一方面，如果使用图28所示的形状，那么，如图28(b)所示， 由于具有曲面761A、769A，因而即使在擒纵齿701和叉钻210倾斜地抵接的情况下，角也不 碰撞，润滑性良好，因此，耐磨损性提高。另外，如图29所示，在擒纵轮700的金属层711、799的外周面和抵接于层712、716 的面的交叉部具有曲面761C、769C且在金属层713、715的外周面和抵接于上下金属层的面 的交叉部具有曲面763C、765C的情况，比图26、图27(b)所示的情况在耐磨损性方面更优 异。曲面761C的曲率R71c、曲面763C的曲率R73c、曲面765C的曲率R75c、曲面769C的曲 率R79c没有必要是相同值。由于从凹部750到滑动面为曲面，因而如图29所示，易于将润 滑油410从凹部750向滑动部供给，润滑性提高，所以，耐磨损性提高。另外，如图30 所示，在具有曲面 761A、761C、763C、765C、769C、769A、769C 的情况 下，耐磨损性更优异。曲率R71a、R71c、R73c、R75c、R79a、R79c没有必要是相同值。如图 30(b)所示，即使在擒纵齿701和叉钻210倾斜地抵接的情况下，角也不碰撞，润滑性良好，因而摩擦力降低，耐磨损性提高。另外，由于角不存在，因而滑动时的赫兹接触压力降低，耐 磨损性提高。另外，由于从凹部750到滑动面为曲面，因而如图30所示，易于将润滑油410 从凹部750向滑动部供给，润滑性提高，耐磨损性提高。而且，在擒纵轮700的外周面整体 是曲面的情况下，与叉钻210通过点接触而滑动，因而润滑性提高，耐磨损性提高。另外，由于擒纵轮700具有多个用于润滑油保持的凹部750，因而润滑油410的保 持量多。因此，维护周期能够比第一实施方式更长。擒纵轮700的厚度TO与第一实施方式的厚度TO相同。金属层的厚度T1 T2m+1 与第一实施方式的厚度T1、T3相同。但是，厚度T1 T2m+1没有必要是相同值。金属层的 厚度T2 T2m与第一实施方式的厚度T2相同。但是，厚度T2 T2m没有必要是相同值。 凹部的深度W1与第一实施方式的深度W1相同。擒纵轮700的制造方法与第一实施方式相同。但是，图8(d) 图9(f)、图12、图 18(b)、图19(a)所示的电铸工序进行至层叠第n层。此时，至第(n_l)层的厚度比厚度TO更小。此外，在上述的各实施方式中，虽然作为滑动零件的一个示例而对擒纵轮进行了 说明，但不限定于此，本发明也可以适用于机械式钟表的二 四号轮、棘轮、条盒轮、掣子、 上条齿轮等钟表用零件。另外，本发明不限于钟表用零件，也可以适用于内窥镜进退装置的齿轮或车辆玩 具的驱动装置的齿轮等滑动零件。产业上的实用性依照本发明，能够得到具有润滑油保持构造的耐磨损性优异的滑动零件和通过将 该滑动零件用作钟表用零件而延长维护周期的钟表。而且，依照本发明的制造方法，能够容 易地制造具有润滑油保持构造的耐磨损性优异的滑动零件。
权利要求
一种滑动零件，层叠有至少3个层，在与层叠方向大致平行的外周面具有与其他零件滑动的滑动部，其中，在被夹于所述至少3个层的最上层和最下层的至少一个层的所述滑动部形成有凹部。
2.根据权利要求1所述的滑动零件，其特征在于，所述凹部形成为被夹在所述最上层 和所述最下层的层之中的至少1个层比与其相向的层的外周面更后退。
3.根据权利要求1或2所述的滑动零件，其特征在于，沿所述层叠方向具有多个所述凹部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的滑动零件，其特征在于，所述凹部遍及所述外周 面的整周而形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的滑动零件，其特征在于，所述滑动零件为层叠有 由至少2种以上的不同材料构成的至少3个层的构造。
6.根据权利要求5所述的滑动零件，其特征在于，所述层叠的至少3个层之中的1个层 的材料的热传导性比其他层的材料更好。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的滑动零件，其特征在于，所述至少3个层具备规定层以及在所述规定层的厚度方向上与所述规定层相向的第1 相对层和第2相对层，所述凹部形成为所述规定层比所述第1相对层或所述第2相对层的外周面更后退，所述第1相对层和第2相对层之中的至少一个在与所述层叠方向大致平行的面和大致 垂直的面的交叉部具有曲面。
8.根据权利要求7所述的滑动零件，其特征在于，所述第1相对层和第2相对层的至少 一个在形成有所述规定层的规定层侧和与所述规定层侧相反的相反侧之中的所述规定层 侧具有所述曲面。
9.根据权利要求7所述的滑动零件，其特征在于，所述第1相对层和第2相对层的至少 一个在形成有所述规定层的规定层侧和与所述规定层侧相反的相反侧之中的所述相反侧 具有所述曲面。
10.根据权利要求7所述的滑动零件，其特征在于，所述第1相对层和第2相对层的至 少一个在形成有所述规定层的规定层侧和与所述规定层侧相反的相反侧具有所述曲面。
11.根据权利要求1 10中任一项所述的滑动零件，其特征在于，所述滑动零件用作钟 表用零件。
12.—种钟表，具备根据权利要求1 11所述的滑动零件。
13.—种滑动零件的制造方法，具有在导电性基板的上面形成感光性材料的层的工序、经由配置在所述感光性材料的上方的掩模图案而对所述感光性材料进行曝光的工序、对所述感光性材料进行显影且在所述导电性基板的一部分形成由所述感光性材料和 所述导电性基板的露出面构成的空腔的工序、通过电铸而在所述空腔中的所述导电性基板的露出面上堆积至少2种以上的材料层 的工序、从所述空腔取出堆积的材料层的工序、选择性地除去所述材料层的表面的一部分的工序。
全文摘要
本发明的课题是提供具有润滑油保持构造和无论与对方零件的接触角度如何均供给润滑油的构造且耐磨损性高的滑动零件。层叠有至少3层的精密机械零件的相对于层叠方向而大致平行的部分具有与其他零件接触的滑动部，至少上述滑动部的一部分具有凹部。
文档编号F16H55/12GK101952783SQ200980106600
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月18日 优先权日2008年2月21日
发明者三好夏生, 佐藤未英, 天野猶贵, 岸松雄, 新轮隆 申请人:精工电子有限公司