機械式やクオーツ時計、名前は知ってるけど意味までわかる？
今回は時計の心臓部である「脱進機」について解説していきたいと思います。
解説するにあたり色々調べて勉強してみたのですが、とても難しく興味深い部品でした。
もともと歯車などの機構を眺めたりするのは好きだったのですが、構造の意味を知るとさらに奥深く面白い世界だと感じました。
では、堅苦しい構造説明にはなりますが説明いたします。
調速機と脱進機
調速機
等時性のあるヒゲゼンマイの伸縮でテンプの輪が規則正しい往復回転運動を繰り返す。
脱進機
ガンギ車とアンクルで構成され、テンプに対して往復運動するための力を与え続けるとともに、テンプからの規則正しい振動で輪列を制御する。
「振り子の等時性」
同じおもりと紐の長さであれば、揺れ方の大小に関係なく、振り子が一往復する時間は同じです。
これはガリレオが１５８１年に発見した「振り子の等時性」です。時計はこの等時性を利用して時間の進みを一定に保ちます。
脱進機の役割
「振り子の等時性」を利用して一定速度で歯車が回転するための仕組みが「脱進機」です。
ゼンマイの動力で回転し続けようとするギザギザの歯車を振り子と連動する二つの詰めが受け止めたり外したりすることで、ガンギ車が一定速度で回転することになります。
ガンギ車の軸のカナと時計の針を動かす歯車たちを連動させることで、正しく時間を刻むようになるのです。
しかし、このままでは当然持ち運びができません。
振り子とテンプ
振り子の仕組みを小さく持ち運びできるようにしたものが「テンプ」です。
「ヒゲゼンマイ」という等時性のあるバネの伸縮によって、テンプが振り子と同じように一定周期で回転振動します。
振り子に比べ３つのメリットがありました。
・小型化できる
・重力の影響を受けない
・早い振動で精度を向上できる
テンプと脱進機
等時性を持つ「テンプ」と「脱進機」を組み合わせたのが、今の懐中時計や腕時計の心臓部になっています。
この図の脱進機で、テンプと連動してガンギ車の歯を進める部品を、船の錨の語りに似ていることから「アンクル」といいます。
機械式時計の「チチチ…」という音は、アンクルの爪でガンギ車の歯を受け止めたり外れたりするときの音です。
ところで振り子もテンプもそのままにするとだんだん振動が弱くなっていきます。このため、「脱進機」はテンプからのスピードの抑制を受ける一方で、逆にテンプが振動するための力をテンプの中心の振り石に対して少しずつ与え続けているのです。
テンプのスピード
前回の記事で、「二番車」は１時間に１回転すると説明しましたが、二番車が１回転するためには「ガンギ車」は１時間に600回転、と言うことは1秒間に1/6回転する必要があります。
ガンギ車の歯数は15枚なので1秒間に2.5歯進めるために、テンプは左右に計5回振れれば良いのです。
ここが時計の制度を左右する部分、まさに心臓部であり、極めて正確に1秒間に5回振れるように調整しなくてはいけないのです。
このテンプの振動数は、物理の世界では2.5振動（Hz）ですが、時計の世界では毎秒5振動、あるいは18,000bph(best per hour)と表します。
今は6～8振動させるハイビートが一般的です。
今回のまとめ
いかがだったでしょうか？
部品の説明ばかりでちょっと読むのがめんどくさかったと思います。
しかしながら、一つ一つの部品が役割を果たすことによって複雑に絡み合った部品が脱進機と言うパーツを形作り、
脱進機があるからこそ時計が一定のリズムで時間を刻んでくれていることがわかりました。
ゼンマイ動力を勉強しようと始めたこの記事ですが、時計の魅力の一端でも感じることが出来ました。
動力の記事は終わりますが、次回は複雑機構について調べてみようと思います。
前回の記事
【時計の知識】知ってるようで知らない？腕時計の動力とは ① クオーツ時計編
【時計の知識】知ってるようで知らない？腕時計の動力とは ② 機械式時計編Part1
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