コラム

三大複雑機構の腕時計

三大複雑機構とは

腕時計の三大複雑機構をご存知でしょうか?
腕時計には様々な種類が御座いますがその中でも最も構造が複雑で繊細な技術が必要な腕時計が三大複雑機構と呼ばれています。
ではどんな時計があるのでしょうか。
『パーペチュアルカレンダー』『ミニッツリピーター』『トゥールビヨン』の3つが三大複雑機構と呼ばれています。

パーペチュアルカレンダー

別名「永年カレンダー」と呼ばれています。
一般的な機械式腕時計のカレンダーは31日周期となっていて、31日に満たない月はどうしても手動での調整が必要になってしまいます。
曜日の表示についても同様で、31日に満たない月の翌月初日は日数がずれただけ曜日もずれてしまいます。
パーペチュアルカレンダーはそんな問題を解決した腕時計となります。
デジタル時計ではプログラムを変えるだけなので簡単に対応出来そうですが、機械式腕時計で対応した場合、劇的に難しくなります。
腕時計の中にある歯車の組合せだけで、30日で終わる月、31日まであるある月を区別させます。
また2月に関しては28日までしかない為、28日までの月も歯車の組合せで考慮しなければなりません。
この歯車の仕組みだけではなく、更に曜日の歯車も組合わせる必要があり、考えるだけでもとても難しい事が分かります。

それでも・・・

ここまではまだ初歩なんです。
2月は29日がある年がありますよね!!
そう〖うるう年〗です。パーペチュアルカレンダーはこの〖うるう年〗も歯車の組合せで制御してくれるんです。

更に・・・

パーペチュアルカレンダーの腕時計はムーンフェーズと一緒に搭載されている物も多く、月の満ち欠けも一緒に表現してくれる物も多いのです。
月の満ち欠けの正確な周期は約29日と12時間となります。
その為、日付の歯車とムーンフェーズの歯車を少しずつずらす必要がある為、ムーンフェイズ機能と一緒のモデルはさらに複雑になります。

更に更に・・・

なんと100年に1度〖うるう年〗が無い年があるのです。直近では西暦2000年が本来は4で割り切れる年ですが〖うるう年〗がありませんでした。
そして、パーペチュアルカレンダーを搭載した腕時計の中にはこの100年に一度〖うるう年〗が無い事まで表現してくれる腕時計もあるのです。
ここまでくると実用的というよりは制作者の努力と思いを購入するような形ですね。
あの小さな腕時計の中にこれだけの技術がつまった〚パーペチュアルカレンダー〛三大複雑機構と呼ばれる所以が分かりましたでしょうか?

ミニッツリピーター

まだ電気などが無い時代、夜間時間を確認する場合にローソクやランプなどを付けて光を確保してから時計を確認する必要がありました。そんな中、ボタンを押すだけで現在の時刻を確認したいとのニーズが高まり、ミニッツリピーターの技術を搭載した腕時計が世の中に出てきました。
現代のデジタル時計でボタンを押すと現在の時刻を音で表す事はプログラムで制御出来るので比較的簡単な事だと思います。
そもそも現代では電気という技術があり光を簡単に確保出来る為、わざわざ音で時刻を知らせる必要は無く、ボタンを一つ押せば時計を光らせる事が出来ます。
ただ、この動作を機械式腕時計で実現しようとした場合はどうでしょう?
まず、ボタンを押したタイミングで現在の時刻を把握する必要があります。アナログで動いているものが現在の時刻を把握するという動作はとても難しい事だと思います。
さらに次のステップとして、把握した時間を音に変換する必要があります。
ミニッツリピーターの素晴らしいところはこれらの動作を実現するところにあります。
時間を把握する為の歯車と、音を鳴らす為の歯車を連携させて必要な分だけ音を鳴らします。
例えば1時間を表すゴング、15分を表すゴング、1分を表すゴングが搭載されているミニッツリピーターの腕時計で2時34分を示す場合、
1時間のゴング × 2回
15分のゴング × 2回
1分のゴング × 4回
の音が鳴ることにより2時34分を示すことが出来ます。
ミニッツリピーターはブランドにより音色やゴングの仕様が異なりますが、この素晴らしい仕組みをあの小さな腕時計の中に組込むことはかなり高度な技術と専門性が必要になり、非常に高価な逸品となります。その為、現在は電気の技術により本質的な効果は無くなっていますが、素晴らしい技術が必要な『ミニッツリピーター』は三大複雑機構として扱われています。

トゥールビヨン

腕時計を外した後はどのように保管していますか?
多分、夜寝るときに腕時計を付ける方はほとんどいないのでは無いかと思います。
機械式腕時計の場合はゼンマイを巻いてどこかに置くなどをするのではないでしょうか。
そんな時、腕時計はずっと同じ方向を向いたままになりますよね。
例えば夜20時から翌朝9時まで置いた場合、同じ状態で13時間も動作させる事になります。
地球には重力があります。同じ状態で同じ方向に重力が掛かった状態で13時間も放置した場合、どうしても時計の動作にほんの僅かな(多分ほとんど分からないレベル)ずれが生じてしまう事が考えられます。
トゥールビヨンはこのような同一方向の重力に対して改善策は無いかと考えられて腕時計の機構となります。
では具体的にはどんな考え方なのでしょうか?秒針が正確に動作すれば分針や時針は正確に動作しますよね。
このトゥールビヨンはいかにして秒針を重力の影響を少なくする形で動作させるかを考えた機構です。
まずは秒針の動作する仕組みから。

機械式腕時計を動作させる場合はこのような流れとなります。
動作① ゼンマイを巻く
動作② 巻かれたゼンマイの力が2番車に伝わる。
※2番車には分針が取り付けられています。
動作③ 2番車の力が3番車に伝わる。
動作④ 3番車の力が4番車に伝わる。
※4番車には秒針が取り付けられています。

 

 

 

 

 

 

 

 

 
ここからが機械式腕時計の重要な所です。
普通に動作①~動作④が動作した場合、一瞬でゼンマイの力が2~4番車に伝わりすぐにゼンマイがほどかれてしまいます。

その為、ゼンマイの力が一瞬で終わらないように制御する必要があります。
機械式腕時計にはこれらの制御を行う為にガンギ車、アンクル、テンプと呼ばれる物があります。
腕時計でカチカチと音が聞こえるのはこれらの制御動作の音が聞こえている形になっています。

それでは動作④の続きです。
動作⑤ 4番車の力がガンギ車に伝わります。
動作⑥ ガンギ車の回転をアンクルが一度止めます。
動作⑦ ガンギ車の回転しようとする力がアンクルを押しのけます。
動作⑧ 一度アンクルが弾かれますが、反対側のアンクルの戻ろうとする力がガンギ車を一度止めます。
動作⑨ 動作⑥~動作⑧を繰り返す事により4番車が少しずつ進みます。

機械式腕時計の精度はこの動作⑤~動作⑨がいかに正確に動作するかにより、腕時計自体の精度が決まってきます。

例えば・・・

一定の方向で腕時計を放置した場合、どうなるでしょう?
同じ方向への重力の力が継続して、ほんの少しずつではありますが重力が働いて、腕時計の動作に微妙なずれが生じてしまう可能性があります。

ここからが本題です!!

それでは重力の影響を受けないようにするにはどうしたらよいのでしょう?
置いた腕時計を動かす事は出来ない為、動作⑤~動作⑨の仕組み(秒針が回転する仕組み)自体を回転させたら重力の影響が平準化されて、重力による影響がより少なるなるのではないかと考えました。
この考え方が〖トゥールビヨン〗の動作になります。
理論で考えるのはまだ可能ですが、この動作を実際に時計に組み込む場合、とても複雑で高度な技術が必要になります。
こちらの動作については文章で説明するより、実際に本Tourbillon STOREの製品を見て頂くとトゥールビヨンの素晴らしさに気づいて頂けるのではないかと信じています。

トゥールビヨンは三大複雑機構の中でも最もダイナミックで動作が美しいといわれています。
是非一度本サイトのトゥールビヨンをご覧下さい。

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