特許 6134523 ばねの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6134523

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】ばねの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 1/02 20060101AFI20170515BHJP

   C21D 9/02 20060101ALI20170515BHJP

   F16F 1/10 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   F16F1/02 B

   C21D9/02 A

   F16F1/10

【請求項の数】12

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-16108(P2013-16108)

(22)【出願日】2013年1月30日

(65)【公開番号】特開2014-145472(P2014-145472A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2015年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166305

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100154863

【弁理士】

【氏名又は名称】久原 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100142837

【弁理士】

【氏名又は名称】内野 則彰

(74)【代理人】

【識別番号】100123685

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 信行

(72)【発明者】

【氏名】神山 祥太郎

(72)【発明者】

【氏名】天野 猶貴

【審査官】 熊谷 健治

(56)【参考文献】

【文献】 スイス国特許出願公告第００４６５５３７（ＣＨ，Ａ４）

【文献】 特開２０１１−２１５０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０９８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１１７４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２３３８２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １／０２

Ｆ１６Ｆ １／１０

Ｃ２１Ｄ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型を準備する準備工程と、
前記渦巻溝にばね材を設置するばね材設置工程と、
前記ばね材を前記型とともに熱処理を施す熱処理工程と、
前記型から渦巻状ばねを取り出す取出し工程と、を備え、
前記準備工程は、前記型の前記渦巻溝より外周側に設置する外付け治具を準備する工程を含み、
前記外付け治具は、前記渦巻溝の外端に連続し、前記渦巻溝の最外周の溝に対し前記渦
巻曲線の径方向のピッチの距離よりも外周側に位置する外付け溝を備え、
前記ばね材設置工程は、前記外付け溝に前記ばね材を設置する工程を含むばねの製造方法。

【請求項2】

前記渦巻溝の側面及び底面にコーティング剤を塗布するコーティング工程を備える請求項１に記載のばねの製造方法。

【請求項3】

前記熱処理工程は、前記型の表面に蓋を設置して熱処理する工程である請求項１又は２に記載のばねの製造方法。

【請求項4】

前記ばね材設置工程は、前記渦巻溝に線材からなる前記ばね材を設置する工程である請求項１〜３のいずれか一項に記載のばねの製造方法。

【請求項5】

前記渦巻溝に接着剤を充填する接着材充填工程を備える請求項４に記載のばねの製造方法。

【請求項6】

前記熱処理工程は、前記線材に前記渦巻曲線の癖付けを行う工程である請求項４又は５に記載のばねの製造方法。

【請求項7】

前記渦巻曲線はアルキメデス曲線からなる請求項１〜６のいずれか一項に記載のばねの製造方法。

【請求項8】

前記型は、前記渦巻溝の内端の近傍であり前記渦巻溝に連続する内端部材受け溝を有し、
前記内端部材受け溝に内端部材を設置する内端部材設置工程を備え、
前記熱処理工程は、前記ばね材と前記内端部材とを接着する工程を含む請求項１〜７のいずれか一項に記載のばねの製造方法。

【請求項9】

前記型は、前記渦巻溝の外端の近傍であり前記渦巻溝に連続する外端部材受け溝を有し、
前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備え、
前記熱処理工程は、前記ばね材と前記外端部材とを接着する工程を含む請求項１〜８のいずれか一項に記載のばねの製造方法。

【請求項10】

前記型は、前記渦巻溝の最外周の溝に対して前記渦巻曲線の径方向のピッチの距離よりも外周側の位置に外周溝を有し、
前記外周溝の一端が前記渦巻溝の外端に連続する請求項１〜８のいずれか一項に記載のばねの製造方法。

【請求項11】

前記型は、前記外周溝の他端の近傍に外端部材受け溝を有し、
前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備え、
前記熱処理工程は、前記ばね材と前記外端部材とを接着する工程である請求項１０に記載のばねの製造方法。

【請求項12】

前記外付け治具は、前記外付け溝に外端部材受け溝を有し、
前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備え、
前記熱処理工程は、前記ばね材と前記外端部材とを接着する工程を含む請求項１に記載のばねの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、時計のてんぷ等に使用される渦巻状のばねの製造方法、ばね製造用の型、型製造方法、ばね製造装置及びばねに関する。

【背景技術】

【0002】

線状の弾性体を渦巻き状のばねに癖付けする方法として、従来から、巻き込み棒に複数の弾性体からなる線材を取り付け、巻き込み棒を回転させて線材を巻き込み、これを熱処理して渦巻き形状に癖付けするばねの製造方法が知られている。この種のばねはひげぜんまいとして時計のてんぷに使用される。ひげぜんまいの材料として、例えばリボン材が使用される。

【0003】

図１２は、線材１０２をひげぜんまい１０４に癖付けする方法を説明するための図である。図１２（ａ）は、巻き込み棒に４本の線材を取り付けた状態を表す平面模式図である。図１２（ｂ）は、巻き込んだ線材を巻き込み香箱１０３に収納する様子を表す平面模式図である。図１２（ｃ）は、熱処理後に分解したひげぜんまい１０４の平面模式図である。

【0004】

まず、図１２（ａ）に示すように、巻き込み棒１０１に４本の線材１０２を装着する。巻き込み棒１０１は巻き込み香箱１０３の中心に設置される。次に、図１２（ｂ）に示すように、巻き込み棒１０１を回転させて４本の線材１０２を同時に巻き込み、巻き込み香箱１０３にセットする。次に、４本の線材１０２を巻き込んだ巻き込み香箱１０３を熱処理して、各線材１０２に渦巻き形状の癖付けを行う。次に、図１２（ｃ）に示すように、各線材１０２を巻き込み棒１０１から取り外し、個々に分離する。これにより、渦巻状に癖付けされたひげぜんまい１０４を複数本同時に形成することができる。

【0005】

図１３は、このように形成したひげぜんまいの平面模式図である。時計のてんぷに使用されるひげぜんまい１０４はアルキメデス曲線に癖付けする。図１３に示すように、アルキメデス曲線は渦巻きピッチＰが等しい。ひげぜんまい１０４をアルキメデス曲線とすることにより、時計のてんぷを構成するてん輪の往復回転振動を一定に保ち、時計が一定の歩度を刻むようにする。

【0006】

図１４は、ひげぜんまい１０４の外周端にひげ持１０５を、内周端にひげ玉１０７を設置した状態を表す。ひげ持１０５は時計のてんぷのてん輪に接続され、ひげ玉１０７は時計のてんぷのてん真に接続される。ひげ持１０５の直径はアルキメデス曲線のピッチＰよりも大きいので、ひげぜんまい１０４の外周領域１０６をピッチＰよりも外側に広げる外端癖付けを行う。これにより、ひげ持１０５と内周側の線材とが接触しないようにする。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】「Ｔｈｅ Ｈｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｊａｐａｎ」、日本時計学会出版、１９６２年１２月１５日、Ｐ．３８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記の従来法により弾性体の線材を熱処理してひげぜんまい１０４に癖付けすると、所定ピッチの渦巻形状に癖付けすることが難しい。また、経時的に渦巻形状が変化して、例えば時計の歩度精度が低下することがある。また、４本同時に熱処理して癖付けを行った後にひげぜんまい１０４どうしが付着して分離することができない場合がある。また、外端癖付けを行った後に、時間の経過に伴って外周領域１０６の線材が内周側に変形し、ひげ持１０５とひげぜんまい１０４が接触する。そのため、時計の歩度精度が低下することがある。

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ひげぜんまい１０４どうしが付着することがなく、また、経時的な変形の少ない渦巻形状のばねの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のばねの製造方法は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型を準備する準備工程と、前記渦巻溝にばね材を設置するばね材設置工程と、前記ばね材を前記型とともに熱処理を施す熱処理工程と、前記型から渦巻状ばねを取り出す取出し工程と、を備えることとした。

【0011】

また、前記渦巻溝の側面及び底面にコーティング剤を塗布するコーティング工程を備えることとした。

【0012】

また、前記熱処理工程は、前記型の表面に蓋を設置して熱処理する工程であることとした。

【0013】

また、前記ばね材設置工程は、前記渦巻溝に線材からなる前記ばね材を設置する工程であることとした。

【0014】

また、前記渦巻溝に接着剤を充填する接着材充填工程を備えることとした。

【0015】

また、前記熱処理工程は、前記線材に前記渦巻曲線の癖付けを行う工程であることとした。

【0016】

また、前記渦巻曲線はアルキメデス曲線からなることとした。

【0017】

また、前記型は、前記渦巻溝の内端の近傍であり前記渦巻溝に連続する内端部材受け溝を有し、前記内端部材受け溝に内端部材を設置する内端部材設置工程を備え、前記熱処理工程は、前記ばね材と前記内端部材とを接着する工程を含むこととした。

【0018】

また、前記型は、前記渦巻溝の外端の近傍であり前記渦巻溝に連続する外端部材受け溝を有し、前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備え、前記熱処理工程は、前記ばね材と前記外端部材とを接着する工程を含むこととした。

【0019】

また、前記型は、前記渦巻溝の最外周の溝に対して前記渦巻曲線の径方向のピッチの距離よりも外周側の位置に外周溝を有し、前記外周溝の一端が前記渦巻溝の外端に連続することとした。

【0020】

また、前記型は、前記外周溝の他端の近傍に外端部材受け溝を有し、前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備え、前記熱処理工程は、前記ばね材と前記外端部材とを接着する工程であることとした。

【0021】

また、前記準備工程は、前記型の前記渦巻溝より外周側に設置する外付け治具を準備する工程を含み、前記外付け治具は、前記渦巻溝の外端に連続し、前記渦巻溝の最外周の溝に対し前記渦巻曲線の径方向のピッチの距離よりも外周側に位置する外付け溝を備え、前記ばね材設置工程は、前記外付け溝に前記ばね材を設置する工程を含むこととした。

【0022】

また、前記外付け治具は、前記外付け溝に外端部材受け溝を有し、前記外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程を備え、前記熱処理工程は、前記ばね材と前記外端部材とを接着する工程を含むこととした。

【0023】

本発明の型は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有することとした。

【0024】

また、前記渦巻曲線はアルキメデス曲線からなることとした。

【0025】

また、前記渦巻溝の内端の近傍であり前記内端に連続する内端部材受け溝を有することとした。

【0026】

また、前記渦巻溝の最外周の溝に対して前記渦巻曲線の径方向のピッチの距離よりも外周側の位置に外周溝を有し、前記外周溝の一端が前記渦巻溝の外端に連続し、前記外周端の他端の近傍に外端部材受け溝を有することとした。

【0027】

本発明の型製造方法は、基材の表面に感光性樹脂膜を設置する樹脂膜設置工程と、前記感光性樹脂膜を露光現像して渦巻曲線の樹脂膜パターンを形成する樹脂膜パターン形成工程と、前記基材の表面にエッチング処理を施して渦巻曲線からなる渦巻溝を形成する溝形成工程と、前記感光性樹脂膜を除去する樹脂膜除去工程と、を備えることとした。

【0028】

本発明のばね製造装置は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型に、前記渦巻溝に沿ってばね材を装着するばね材装着手段と、前記ばね材が装着された型を熱処理するばね材熱処理手段と、前記型から熱処理された渦巻状ばねを取り出すばね材取出し手段と、を備えることとした。

【発明の効果】

【0029】

本発明のばねの製造方法は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型を準備する準備工程と、渦巻溝にばね材を設置するばね材設置工程と、ばね材を型とともに熱処理を施す熱処理工程と、型から渦巻状ばねを取り出す取出し工程と、を備える。これにより、経時的変形の少ない渦巻状ばねを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の基本構成に係るばねの製造方法を表す工程図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を表す工程図である。

【図3】本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。

【図4】本発明の型の表面に渦巻溝を形成する型製造方法を表す工程図である。

【図5】本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。

【図6】本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。

【図7】本発明の第二実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。

【図8】本発明の第二実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。

【図9】本発明の第三実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。

【図10】本発明の第四実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。

【図11】本発明の第五実施形態に係るばねの製造装置を説明するための図である。

【図12】従来公知の線材をひげぜんまいに癖付けする方法を説明するための図である。

【図13】従来公知のひげぜんまいの平面模式図である。

【図14】従来公知のひげぜんまいの外周端にひげ持を内周端にひげ玉を設置した状態を表す。

【発明を実施するための形態】

【0031】

（基本構成）
図１は、本発明の基本構成に係るばねの製造方法を表す工程図である。ばねの製造方法は、準備工程Ｓ１において、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝を有する型を準備する。次に、ばね材充填工程Ｓ２において、渦巻溝に線状のばね材を設置する。次に、熱処理工程Ｓ３において、ばね材を型とともに熱処理する。次に、取出し工程Ｓ４において、型から渦巻状に癖付けされた渦巻状ばねを取り出す。これにより、熱処理の際にばねどうしが付着することがなく、経時的変形の少ない渦巻状ばねを容易に製造することができる。

【0032】

（第一実施形態）
図２は、第一実施形態に係るばねの製造方法を表す工程図である。図３〜図６は、本発明の第一実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。図３は型１の説明図であり、図４は型１の表面に渦巻溝２を形成する型製造方法を表す工程図であり、図５は型１にばね材３を設置した状態を表し、図６は癖付けされた渦巻状ばね１２の平面模式図である。

【0033】

本実施形態におけるばねの製造方法は、図２に示すように、渦巻溝を有する型を準備する準備工程Ｓ１と、渦巻溝にコーティング剤を塗布するコーティング工程Ｓ５と、渦巻溝にばね材を設置するばね材設置工程Ｓ２と、内端部材受け溝に内端部材を設置する接着材充填工程Ｓ６と、渦巻溝に接着剤を充填する接着剤充填工程Ｓ７と、ばね材を熱処理する熱処理工程Ｓ３と、型から渦巻状ばねを取り出す取出し工程Ｓ４とを備える。

【0034】

図３（ａ）は型１の平面模式図であり、図３（ｂ）は型１の断面模式図である。まず、準備工程Ｓ１において、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２を有する型１を準備する。型１は、渦巻溝２の内端Ｅ１の近傍であり渦巻溝２に連続する内端部材受け溝５を有する。渦巻溝２は、径方向のピッチＰが等しいアルキメデス曲線とすることができる。アルキメデス曲線とすることにより、時計のてんぷに適用する場合に歩度精度を向上させることができる。渦巻溝２の径方向の断面は深さ方向に長い長方形とし、渦巻面の垂直方向に幅広のばね材３を収納可能とする。

【0035】

型１は、渦巻状ばねの熱処理温度に応じて材質を選択することができる。渦巻状ばねをプラスチック等の合成樹脂により形成する場合は、後の熱処理工程Ｓ３の熱処理温度に耐えられる型材を使用する。渦巻状ばねをガラス材、金属、鋼材等により形成する場合には、型１として金属材料、鋼材、単結晶材料、多結晶材料、或いはセラミックス材料を使用することができる。

【0036】

図４を用いて型１の表面に渦巻溝２を形成する型製造方法を説明する。基材としてシリコンウエハーを使用する例について説明する。まず、樹脂膜設置工程Ｓ１１において、基材の表面にレジスト等からなる感光性樹脂を塗布又は設置して感光性樹脂膜を形成する。次に、樹脂膜パターン形成工程Ｓ１２において、感光性樹脂膜を露光現像して渦巻曲線の樹脂パターンを形成する。また、必要に応じて内端部材受け溝用のパターン、或いは外端部材受け溝用のパターンを形成する。次に、溝形成工程Ｓ１３において、ウエットエッチングやドライエッチング、例えばイオンエッチングにより基材の表面に異方性エッチング処理を施して渦巻曲線からなる渦巻溝２を形成する。渦巻溝２の径方向の断面は深さ方向い長い長方形とすることができる。この場合は、シリコンウエハーをエッチング処理する。次に、樹脂膜除去工程Ｓ１４において、薬液処理やアッシング処理を行って感光性樹脂膜を除去する。これにより、型１の表面に渦巻溝２と内端部材受け溝５と、必要に応じて後に説明する外端部材受け溝とを形成することができる。基材（型材）として、シリコンウエハーに代えて金属材料やガラス材料を使用することができる。また、凹凸が反転した一次型を形成し、この一次型の表面形状を焼結前の紛体やグリーンシートに転写し、これを焼結することによりセラミックス型を形成することができる。

【0037】

次に、コーティング工程Ｓ５において、渦巻溝２の側面及び底面にコーティング剤を塗布することができる。コーティング剤を塗布することによりばね材３を渦巻溝２にスムーズに挿入することが可能となる。コーティング剤としては、テフロン（登録商標）を用いたテフロン（登録商標）コーティングやパリレンを用いたパリレンコーティングを行うことができる。また、渦巻溝２の側面や底面に離型剤を塗布することができる。離型剤として、例えば炭素粉末を渦巻溝２の内面に塗布することができる。

【0038】

なお、内端部材受け溝５は本発明において必須要件ではない。ばね材３を渦巻き状に癖付けして渦巻状ばね１２を形成した後に、渦巻状ばね１２の内周端に内端部材を取り付けてもよい。しかし、ばね材３を渦巻状ばね１２に癖付けする熱処理工程Ｓ３において内端部材とばね材３とを接着すれば、接着工程が簡略化される。

【0039】

図５（ａ）はばね材３を設置した型１の平面模式図であり、図５（ｂ）はその断面模式図である。ばね材設置工程Ｓ２において、渦巻溝２に線材からなるばね材３を設置する。渦巻溝２の側面や底面にコーティング剤を塗布すれば、渦巻溝２にばね材３をスムーズに設置することができる。次に、内端部材設置工程Ｓ６において、内端部材受け溝５に内端部材７を設置することができる。ばね材３の内端部と内端部材７とを接触又は接続する。内端部材７として、この後の熱処理工程Ｓ３においてばね材３と溶着する材料を使用することができる。また、内端部材７とばね材３の接触部にばね材３や内端部材７よりも融点の低いロウ材を設置して接着剤とすることができる。

【0040】

次に、接着剤充填工程Ｓ７において、ばね材３が設置される渦巻溝２に接着剤を充填することができる。接着剤を充填することにより、ばね材３を渦巻溝２に固定し、熱処理中にばね材３が渦巻溝２から逸脱するのを防ぐことができる。接着剤として、アラルダイト等を使用することができる。接着剤は後の熱処理中に蒸発して渦巻溝２に残らないものを選択する。

【0041】

型１の上面に蓋を設置することができる。蓋を設置することにより、熱処理中にばね材３が膨張し移動しても、ばね材３が渦巻溝２から逸脱するのを防止することができる。ここで、ばね材３の外端部に細い線材を取り付け、型１に蓋を設置した状態で、渦巻溝２の内端Ｅ１の側から細い線材を挿入し、渦巻溝２の外周端の側からこの線材を引っ張ってばね材３を渦巻溝２に導入することができる。また、逆に渦巻溝２の外端Ｅ２の側からばね材３を導入してもよい。

【0042】

次に、熱処理工程Ｓ３において、ばね材３を型１とともに熱処理を施す。蓋が設置される場合は蓋とともに熱処理する。ばね材３としてリボン材を使用する場合には熱処理温度を約６００℃〜１０００℃の範囲とする。これによりばね材３に渦巻曲線の癖付けを行う。また、内端部材受け溝５に内端部材７を設置する場合には、ばね材３と内端部材７とを接着することができる。この接着は、いずれかの材料が溶融して溶着するものでも、ロウ材等を介して接着するものでもよい。本発明に係るばねの製造方法では、熱処理工程Ｓ３の間に、ばね材３は渦巻溝２の内部に伸縮可能に設置されるので、ばね材３に印加される応力は、複数のばね材を巻棒に巻き込んで癖付けする場合よりも小さい。そのため、熱処理後の残留応力が減少し、癖付け後の渦巻形状が安定する。

【0043】

次に、取出し工程Ｓ４において、型１から渦巻状に癖付けされた渦巻状ばね１２を取り出す。型１に超音波振動を印加する、或いは型１を割る等の物理的な方法を用いることができる。また、ばね材設置工程Ｓ２において渦巻溝２に離型剤を塗布すれば、ばね材３の取り出しが容易となる。型１の渦巻溝２をアルキメデス曲線とすれば、図６に示すように径方向に等しいピッチＰの渦巻状ばね１２を形成することができる。渦巻状ばね１２を時計用のひげぜんまいとして使用する場合は、渦巻状ばね１２の外端部に外端部材（ひげ持）を取り付ける。

【0044】

このように、ばね材３を型１の表面に形成した渦巻溝２に設置して熱処理により癖付けを行うことにより、熱処理後の渦巻状ばね１２の取り出し時に渦巻状ばね１２どうしが付着することがない。また、高精度の渦巻曲線の渦巻状ばね１２を形成することができる。更に、渦巻状ばね１２の残留応力が減少して渦巻形状が長期間安定する。そのため、時計用のひげぜんまいの製造に好適である。なお、本発明のばねの製造方法において、コーティング工程Ｓ５、内端部材設置工程Ｓ６及び接着剤充填工程Ｓ７の各工程は必須要件ではなく、これらの工程を省いても本発明の効果を発揮させることができる。

【0045】

（第二実施形態）
図７及び図８は、本発明の第二実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。図７は型１の説明図であり、図８は型１にばね材３を設置した状態の説明図である。第一実施形態と異なる点は、型１に形成する渦巻溝２の外端Ｅ２の近傍に外端部材受け溝４を形成し、この外端部材受け溝４に外端部材６を設置する点である。その他の基本構成は第一実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0046】

本実施形態におけるばねの製造方法は、渦巻溝を有する型を準備する準備工程Ｓ１と、渦巻溝にばね材を設置するばね材設置工程Ｓ２と、内端部材受け溝に内端部材を設置する接着材充填工程Ｓ６と、外端部材受け溝に外端部材を設置する外端部材設置工程Ｓ８と、ばね材を熱処理する熱処理工程Ｓ３と、型から渦巻状ばねを取り出す取出し工程Ｓ４とを備える。

【0047】

図７（ａ）は型１の上面模式図であり、図７（ｂ）は型１の断面模式図である。まず、準備工程Ｓ１において、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２と、渦巻溝２の外端Ｅ２の近傍であり渦巻溝２に連続する外端部材受け溝４と、渦巻溝２の内端Ｅ１の近傍であり渦巻溝２に連続する内端部材受け溝５とを有する型１を準備する。型１の材料と、型１の表面に渦巻溝２、内端部材受け溝５及び外端部材受け溝４を形成する方法は第一実施形態と同様なので、説明を省略する。

【0048】

次に、ばね材設置工程Ｓ２において、渦巻溝２に線材からなるばね材３を設置する。図８（ａ）はばね材３を設置した型１の平面模式図であり、図８（ｂ）はその断面模式図である。次に、内端部材設置工程Ｓ６において内端部材受け溝５に内端部材７を設置する。更に、外端部材設置工程Ｓ８において、外端部材受け溝４に外端部材６を設置する。ばね材３の内端部と内端部材７とを接触又は接続させ、ばね材３の外端部と外端部材６とを接触又は接続させる。内端部材７とばね材３との接触部、外端部材６とばね材３との接触部に融点の低いロウ材を設置して接着剤とすることができる。その他の熱処理工程Ｓ３及び取出し工程Ｓ４は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

【0049】

このようにばね材３に癖付けを行うことにより、熱処理後の渦巻状ばね１２の取り出し時に渦巻状ばね１２どうしが付着することがない。また、高精度の渦巻曲線の渦巻状ばね１２を形成することができる。更に、渦巻状ばね１２の残留応力が減少して渦巻形状が長期間安定する。更に、熱処理工程Ｓ３においてばね材３の内端部に内端部材７を、ばね材３の外端部に外端部材６を接着するので、製造工程を簡略化することができる。

【0050】

なお、本第二実施形態では、外端部材受け溝４及び内端部材受け溝５にばね材３とは別に外端部材６や内端部材７を設置する製造方法である。これに代えて、予めばね材３の内端部に内端部材７を、外端部に外端部材６をそれぞれ接続しておき、ばね材３を内端側から渦巻溝２に装着してもよい。

【0051】

（第三実施形態）
図９は、本発明の第三実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。図９（ａ）は、型１及び外付け治具８の平面模式図であり、図９（ｂ）は、型１及び外付け治具８の部分ＡＡの断面模式図であり、図９（ｃ）は、型１及び外付け治具８にばね材３を設置した状態の平面模式図である。第一実施形態と異なる点は、型１の渦巻溝２の外端部に浚い部１０が形成され、この浚い部１０に外付け治具８を装着してばね材３の外周領域の癖付けを行う点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0052】

本実施形態におけるばねの製造方法は、渦巻溝２を有する型１を準備する準備工程Ｓ１と、渦巻溝２にばね材３を設置するばね材設置工程Ｓ２と、内端部材受け溝５に内端部材７を設置する接着材充填工程Ｓ６と、外端部材受け溝４に外端部材６を設置する外端部材設置工程Ｓ８と、ばね材３を熱処理する熱処理工程Ｓ３と、型１から渦巻状ばねを取り出す取出し工程Ｓ４とを備える。

【0053】

まず、準備工程Ｓ１は、型１の渦巻溝２より外周側に設置する外付け治具８を準備する工程を含む。型１は外周部に浚い部１０が形成され、外付け治具８はこの浚い部１０に設置可能に形成される。外付け治具８は、型１の浚い部１０に設置したときに、渦巻溝２の外端Ｅ２に連続し、渦巻溝２の最外周の溝に対して渦巻曲線の径方向のピッチＰの距離よりも外周側に位置する外付け溝９を備える。外付け治具８は外付け溝９に外端部材受け溝４を有する。外付け治具８は外付け溝９を境に第一外付け治具８ａと第二外付け治具８ｂに分割される。なお、外付け治具８は、第一及び第二外付け治具８ａ、８ｂのように分割せず、外付け溝９が形成される一体物の外付け治具８としてもよい。型１の材料と、型１の表面に渦巻溝２、内端部材受け溝５を形成する方法は第一実施形態と同様なので、説明を省略する。

【0054】

次に、図９（ｃ）に示すように、ばね材設置工程Ｓ２において、渦巻溝２に線材からなるばね材３を設置し、第一外付け治具８ａと第二外付け治具８ｂの間の外付け溝９にばね材３を設置する。更に、内端部材設置工程Ｓ６において、内端部材受け溝５に内端部材７を設置する。外端部材設置工程Ｓ８において、外端部材受け溝４に外端部材６を設置する。ばね材３の内端部と内端部材７とを、ばね材３の外端部と外端部材６とを接触或いは接続する。そして、第一及び第二外付け治具８ａ、８ｂを外側から押さえる押さえ板１１ａ、１１ｂにより第一及び第二外付け治具８ａ、８ｂを固定する。外端部材６又は内端部材７として、この後の熱処理工程Ｓ３においてばね材３と溶着する材料を使用することができる。また、外端部材６又は内端部材７とばね材３の接触部にロウ材を設置して接着剤とすることができる。

【0055】

以降の熱処理工程Ｓ３及び取出し工程Ｓ４は第一実施形態と同様なので、これらの工程の説明を省略する。このように、外付け溝９を渦巻溝２の径方向のピッチＰの距離よりも外周側に形成したので、ピッチＰよりも直径の大きな外端部材受け溝４を接続することができる。なお、本発明において、浚い部１０は必須要件ではなく、型１に浚い部１０を形成しないで、型１の表面に外付け治具８を載置する構成であってもよい。また、ばね材３の熱処理工程Ｓ３の後に、外付け治具８を用いてばね材３の外端部を塑性変形させ、癖付けを行ってもよい。

【0056】

（第四実施形態）
図１０は、本発明の第四実施形態に係るばねの製造方法を説明するための図である。第一実施形態とは準備工程Ｓ１において準備する型１が異なる。従って、以下、異なる点について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0057】

図１０（ａ）は、渦巻溝２の外周側に屈曲部Ｋが形成される外周溝１３を有する型１の平面模式図である。ここで、内端Ｅ１から外端Ｅ２までが渦巻溝２であり、外端Ｅ２から終端Ｅ３までが外周溝１３である。渦巻溝２は、径方向のピッチＰが一定のアルキメデス曲線からなる。図１０（ａ）に示すように、型１は、渦巻溝２の最外周の溝に対して渦巻曲線の径方向のピッチＰの距離よりも外周側の位置に外周溝１３が形成され、外周溝１３の一端が渦巻溝２の外端Ｅ２に連続する。外周溝１３と渦巻溝２が接続する外端Ｅ２において溝は屈曲する。外周溝１３は屈曲部Ｋを有し、屈曲部Ｋと終端Ｅ３の間の外周溝１３は、渦巻溝２の最外周の溝に対してほぼ等間隔に形成される。型１は、更に、外周溝１３の他端、つまり終端Ｅ３の近傍に外端部材受け溝４を有する。なお、本発明は、渦巻溝２に連通する内端部材受け溝５や外端部材受け溝４が形成される型１を準備することが必須要件ではなく、癖付けした後に渦巻状ばねに外端部材６や内端部材７を接続してもよい。

【0058】

このように、渦巻溝２と外周溝１３を形成した型１を使用して熱処理を行うので、渦巻溝２と外周溝１３に癖付けされたばね材３の形状は長期間安定し、高精度の癖付けが可能となる。また、外周溝１３を渦巻溝２の径方向のピッチＰの距離よりも外周側に形成したので、ピッチＰよりも直径の大きな外端部材受け溝４を形成することができる。従って、時計用のひげぜんまいの製造に好適である。

【0059】

図１０（ｂ）は、渦巻溝２の外周側に外周溝１３を有し、外周溝１３と渦巻溝２が滑らかに連続する型１の平面模式図である。ここで、内端Ｅ１から外端Ｅ２までが渦巻溝２であり、外端Ｅ２から終端Ｅ３までが外周溝１３である。渦巻溝２は、径方向のピッチが一定のアルキメデス曲線からなる。図１０（ｂ）に示すように、型１は、渦巻溝２の最外周の溝に対して渦巻曲線の径方向のピッチＰの距離よりも外周側の位置に外周溝１３が形成され、外周溝１３の一端が渦巻溝２の外端Ｅ２に滑らかに連続する。外周溝１３は渦巻溝２の外側を複数回に亘って周回するものであってもよい。この場合でも、外周溝１３の最外周の溝は渦巻溝２の最外周の溝から径方向にピッチＰの距離以上離れて形成されている。

【0060】

このように、渦巻溝２と外周溝１３が滑らかに連続するので、渦巻溝２と外周溝１３との間の接続部の癖付け形状が長期間安定し、高精度の癖付けを行うことができる。また、外周溝１３を渦巻溝２の径方向のピッチＰの距離よりも外周側に形成したので、ピッチＰよりも直径の大きな外端部材受け溝４を形成することができる。

【0061】

（第五実施形態）
図１１は、本発明の第五実施形態に係るばね製造装置を説明するための図である。ばね製造装置２０は、表面に渦巻曲線からなる渦巻溝２を有する型１に、渦巻溝２に沿ってばね材３を装着するばね材装着手段２１と、ばね材３が装着された型１を熱処理するばね材熱処理手段２２と、型１から熱処理された渦巻状ばね１２を取り出す図示しないばね材取出し手段とを備える。

【0062】

図１１を参照して具体的に説明する。ばね材装着手段２１は、巻き回されるばね材３を収納するばね材収納ユニット２４、ばね材３を搬送する搬送ローラ２５、搬送されるばね材３をガイドするガイド板２７、及びばね材３を切断するカッター２６などから構成される。ばね材３は、ばね材収納ユニット２４から引き出され、搬送ローラ２５とガイド板２７を介して図示しない蓋が設置される型１の渦巻溝２に導入される。ばね材３が内端Ｅ１まで導入されると、ばね材３はカッター２６により切断される。

【0063】

ばね材熱処理手段２２は型１を加熱して熱処理を施す加熱炉から構成される。ばね材３が装着される型１は図示しない搬送手段によりばね材装着手段２１からばね材熱処理手段２２に導入され、所定の温度及び時間、熱処理が施される。次に、図示しない搬送手段により型１がばね材熱処理手段２２から搬出される。次に、図示しないばね材取出し手段は吸着盤により型１に設置される蓋を吸着して取り除き、図示しないロボットアームにより型１から癖付けされた渦巻状ばね１２を取り外す。ばね製造装置２０は、これらの一連の動作を自動で行うことができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 型
２ 渦巻溝
３ ばね材
４ 外端部材受け溝
５ 内端部材受け溝
６ 外端部材
７ 内端部材
８ 外付け治具、８ａ 第一外付け治具、８ｂ 第二外付け治具
９ 外付け溝
１０ 浚い部
１１ａ、１１ｂ 押さえ板
１２ 渦巻状ばね
１３ 外周溝
２０ ばね製造装置
２１ ばね材装着手段
２２ ばね材熱処理手段
２４ ばね材収納ユニット
Ｅ１ 内端、Ｅ２ 外端、Ｅ３ 終端
Ｐ ピッチ、Ｋ 屈曲部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】