機械式時計
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「時計」のその他の用法については「時計 (曖昧さ回避)」をご覧ください。
スイス鉄道時計置き時計
山田訓氏所蔵「MADE IN JAPANの置時計 1960年代を中心に」展より懐中時計

時計(土圭、とけい)とは、時刻を知るための、また時間を計るための器機・道具。


目次

1 概説

2 時計の歴史

3 時計産業

4 時計の構成

4.1 作動原理

4.2 表示方式

4.2.1 アナログ式

4.2.2 デジタル式



5 時計の構造

5.1 機械式時計

5.1.1 保守

5.1.2 アンクル脱進機

5.1.3 コーアクシャル脱進機

5.1.4 スプリングドライブ


5.2 電気式アナログ時計

5.2.1 クオーツ式アナログ時計

5.2.2 音叉時計

5.2.3 温度差式時計

5.2.4 トランジスタ時計



6 時計の形態

7 時計の付加機能

8 時計に関するマナー

9 時計を題材にした作品

10 脚注

11 参考文献

12 関連項目

12.1 時計に関わる比喩表現等


13 外部リンク


概説

11世紀以降の機械時計には、動くための力、一定の速度で動かすための調速機、計った時を外部に伝える部分の三要素がある。動力としては、錘を引く重力ぜんまい(ネジ)、電気などが主に使用される。調速機としては、振り子、テンプ、音叉、電力線、水晶、原子などが利用されている。外部に伝える部分は、一般的には針(アナログ)や文字(デジタル)、音などである。

1970年代頃までは、腕時計や置時計では動力にぜんまいを使った機械式、掛時計では電気(トランジスタ)式がほとんどであったが、1980年代以降、現在のほとんどの時計は、動力に電気、調速機に水晶振動子を使ったクォーツ時計となった。但し、機械式時計が完全に廃れたわけではなく、その完成度の高さから機械式時計の愛好家は多い。

市販のクォーツ時計の多くは 1 秒間に 32,768(2の15乗)回振動する (32.768kHz) 水晶振動子を用いて時を刻む。必ずこの数値でなければならないわけではないが、時計に組み込むのに適切な大きさの振動子で発生しやすい周波数であり、また、簡易な回路で分周を行い周波数を半分にする操作を繰り返して1秒を得る為に、2のべき乗の値であると都合が良いことからこの周波数がよく用いられる。他の周波数の水晶振動子が用いられることもある。

また、近年はセシウム原子の振動 (9,192,631,770Hz=9.19263177GHz) を用いた原子時計の時刻を基に発信された電波(標準電波JJY)を受信し、クォーツ時計の時刻を自動修正する電波時計も利用されている。日本での標準電波の発信基地(電波送信所)は、福島県田村市都路地区(大鷹鳥谷山、40kHz)と佐賀県佐賀市富士地区(羽金山、60kHz)の2か所。更に進んで、地球上どこでも受信できるGPSの電波により時刻修正を行う衛星電波時計も出現している。

一方、動力については、電池交換の手間を省くため、腕時計の分野では手の動きから力を取り出して発電機を駆動して (AGS) 電気を得る方法や、文字盤や盤面以外の部分に組み込まれた太陽電池などにより発生した電気を、二次電池、もしくはキャパシタに充電しながら作動するタイプが出てきている。

また時計は電子機器の多くにも内蔵されている。これは、ビデオの録画予約や、電子レンジの加熱時間など、タイマーとして使われる。

英語で時計を指して「クロック」(clock)と言うが、同じ語はデジタル回路論理回路)のクロック同期設計における同期のための信号(「クロック信号」)を指しても使われる。クロックの記事を参照。パソコンなどではそれより他にリアルタイムクロックという、時刻を刻む「時計」も持っていることも多い。またオペレーティングシステム内では通常、さらにそれらとは別のタイマーを利用した時刻管理系を持っている。
時計の歴史詳細は「時計の歴史」を参照砂時計で一定の時間を測ることができる。機械を使用しない、初期の計時器具のひとつである

有史以前より人類(おそらく他の動物にも)は太陽の位置などにより、朝-昼-夕程度の曖昧で不明確な時の概念を持っていたと考えられる。太陽の位置を知る方法に「固定された適当な物の影を見る」というのがあり、これはいわゆる紀元前約2000年頃に発明されたといわれる日時計である。

しかし日時計は晴天の日中しか利用することができない欠点がある。そのため、別の物理現象を使って時間の流れを測定する時計が考えられた。例えば特定の大きさで作った蝋燭線香、火縄が燃える距離を使う(燃焼時計)、が小さな穴から落ちる体積を使う(水時計砂時計)などであり、紀元前1400年 - 紀元前700年頃の間にエジプトイタリア中国などで考案された。なかでも水時計は流速を一定とした水を使用することから、それを動力とした機構を発達させ、かなり複雑な機構を使用するものへと変化し、やがて機械式時計を生み出すこととなった[1]

北宋時代、より正確に時間を計るため駆動軸の動きを制限する脱進機が発明され、1092年蘇頌によって世界初の脱進機つき時計台である水運儀象台開封に建設された[2]。水運儀象台は時計台であると同時に天文台でもあった。同時期、イスラム世界においても水時計の進化は進み、その機構の多くはヨーロッパへと伝播した[3]

14世紀にはヨーロッパで、定期的に重錘を引き上げ、それが下がる速度を棒テンプと脱進機で調節する機構が発明された。また1510年頃、ニュルンベルクの錠前職人ピーター・ヘンラインゼンマイを発明し携帯できるようになった。

1583年ガリレオ・ガリレイは、振り子の周期が振幅によらず一定であること(正確には振幅がごく小さい場合に限られる)を発見し、振り子時計を思いついた。1656年クリスティアーン・ホイヘンスは、サイクロイド曲線を描く振り子および振り子に動力を与える方法を発明し、振り子時計を作った[4]

1654年ロバート・フックはひげゼンマイの研究を行い、それが振り子と同じく一定周期で振動することを発見し、1675年ホイヘンスはこの原理を利用した懐中時計を開発した。18世紀初頭に入ると時計技術の進歩はさらに進み、ジョージ・グラハムによってシリンダー脱進機が発明され、彼の弟子であるトーマス・マッジはレバー式脱進機を発明した[5]


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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