時計とは？/ キャッシュワン
[ 563] 時計 - Wikipedia
[引用サイト] http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%99%82%E8%A8%88
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14世紀以降の機械時計には、動くための動力、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からなる。動力としては、重力、ぜんまい（ネジ）、電気など。調速機としては、振り子、テンプ、音叉、電力線、水晶、原子など。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。 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。しかし、決して機械式時計が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。 クォーツ時計は一秒間に 32,768回（2の15乗回）振動する（32.768kHz）水晶振動子を用いて時を刻む。特にこの数値でなければならないわけではなく、適当に分周（周波数を小さくする電子回路の動作）をすると一秒が得られやすいために用いられているだけで、他の周波数の水晶振動子が用いられることもある。 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による発電機の回転（AGS）や、文字盤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。 パソコンなどのデジタル回路では、日付や時刻を刻む時計を持つほかに、CPUクロック周波数を使って回路全体を同期させる場合があり、この場合もある意味で時計を持っているといえる。 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や線香、火縄が燃える距離を使う（燃焼時計）、水や砂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。 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。1657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。 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。 中世ヨーロッパでの時計の意義は主に宗教目的で、神に祈りを捧げる時を知るためのものであった。しかし大航海時代に入り、天測によって現在位置の経度を知るためには、揺れる船内に長時間放置してもくるわない正確な時計（クロノメーター）が必要となった。1713年イギリス政府は「5ヶ月間の航海で誤差は1分以内」という懸賞条件に2万ポンドの賞金をかけ、1736年ジョン・ハリソンが見合う時計を完成させた。しかしハリソンが単なる機械工だったためか、イギリス議会はいろいろと難癖を付けて賞金を払わず、40年に渡って改良を重ねさせた。 時計制作の歴史に革命を起こしたのが天才時計師として名高いアブラアン・ルイ・ブレゲであり、彼によって時計の進歩は200年早まったとされる。ブレゲはフランスを中心に時計制作を行い、トゥールビヨン、永久カレンダー、ミニッツリピーターなど、現代の機械式時計にも用いられている画期的な発明を数多く行った。ブレゲの顧客にはフランス国王ルイ16世、ナポレオン・ボナパルト、イギリス国王ジョージ3世、ロシア皇帝アレクサンドル1世などがおり、当時の最高権力者たちはこぞって彼に時計制作を依頼していた。 ブレゲがその生涯に制作した時計は約3800個といわれ、数々の傑作を生み出したが、そのなかでも最高傑作として名高い逸品が、王妃マリー・アントワネットの注文に応じて制作された懐中時計「マリー・アントワネット」である。永久カレンダー、ミニッツリピーター、自動巻き、独立した秒針などを懐中時計サイズで実現するためにブレゲは持てる技術のすべてをつぎ込んだが、王妃が断頭台にて非業の死を遂げたため、ついに完成品は王妃の手に渡ることはなかった。その後「マリー・アントワネット」は数々のコレクターの手を経た後、エルサレムのL・A・メイヤー記念イスラム美術館に所蔵されていたが1983年4月16日に盗難され、2006年8月に発見された。 しかし、真贋は未だ不明で、現在ニコラス・G・ハイエック社長指揮のもと、美術館に調査チームを送って目下調査中である。 その後、機械式時計は精度や携帯性を求めて様々な改良が施された。ぜんまい動力の掛かる駆動部の歯車はなるべく均一な力がかかるように歯車の歯数を互いに割り切れないようにする工夫もなされた。気温によって振り子の長さやひげゼンマイの弾性が変化することも精度に影響するため、20世紀初頭に熱膨張率の小さなインバー合金、温度によって弾性率の変化が小さなエリンバー合金が発明され、大きな貢献を与えた。 20世紀後半動力として電動機が使われるようになった。従来の機械式時計に対し脱進機にトランジスタを使ったトランジスタ時計、調速機にRC発振回路を使った時計、音叉を使った音叉時計などが開発されたが、水晶振動子を使ったクォーツ時計、セシウム原子の振動を利用した原子時計等の高精度な時計の出現によりほとんど姿を消した。 クォーツ時計は廉価で小型化が可能で、一ヶ月の誤差が15秒ほどと実用上十分の精度があるため現在でも一般的に使われている。一方原子時計は2000万年に1秒くらいの狂いという高精度を持つものの、21世紀初頭の段階では廉価・小型化が難しい。そこで、原子時計による時報を適当な頻度で電波によって受信し、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。 クォーツ時計が一般化する前の電気式時計では、アナログ式では電源周波数に同期して回転するサーボモータを使ったり、デジタル式では電源周波数より1秒毎のパルスを得て駆動していた（後者は現在でもビデオテープレコーダなどのタイマー予約用時計に使われることがある）。 一般的には12時間表示が多い。アナログ式はほとんど12時間表示（短針が12等分されている）であるが、デジタル式は24時間表示のものもある。電子的に表示するものでは12時間と24時間を切り替えられるものもある。 最古の火時計はろうそく時計で、西洋では西暦900年ころまでもちいられた。 当時のろうそく時計は長さ12インチで、1インチごとに印をいれて火を点じ、1インチの蝋のもえつくす経過から時を知るようにしてある。目盛りには白い角の粉を透明なほど薄く煉って、文字をみぞのようにほり、それに塗りこんだ。 ついでランプ時計はスペインのフェリペ2世の室に夜間時をしめすのにもちいられたものが最初であるといわれる。 ガラス製の油入に目盛りをきざみ、時間を計るしかけで、近世までドイツ、オランダで使用された。 掛け時計（柱時計）: 壁に掛けて使用するもの。重かった時代には、柱に取り付けていたため柱時計とも呼ばれる。 目覚し時計 : ベル・電子音・ラジオ・コンパクトディスクなどの音声鳴動、あるいは光によって、また特殊なものでは寝具の下部に敷いておいたエアークッションを膨らませるなどして起床させることを目的としたもの。 時計を動かす動力はぜんまいばねや錘（おもり）である。ぜんまいばねはゆっくりとほどけながら動力主軸を回し、おもりはゆっくりと下がりながら動力主軸に撒きついた鎖を引いて主軸を回す。ぜんまいばねがほどけきったら巻き直し、おもりが下がりきったら巻き上げる。ぜんまいばねがほどけきるまで数日から数十日のものが一般的だが、万年時計のように長期間動き続けるものも作られた。 動力主軸の回転は数枚の歯車を経て短針・長針を回転させるが、最後に噛み合わされた特別な歯車（雁木車 - がんぎぐるま）にアンクルのツメが掛けられて止められるため、動力段から長針・短針・雁木車に至るまでの全ての歯車の動きは止められる。 アンクルは一定のリズムで揺れる振り子やテンプにはじかれるように左右に往復して、雁木車を止めていたアンクルのツメは外れたり掛かったりを繰り返す。アンクルには雁木車を止めるためのツメが二つ付いていて、片側に振れたときには一方のツメは雁木車から外れて、もう一方のツメが雁木車に掛かるようになっている。この仕組みによって、アンクルが左右に振れるたびに雁木車はちょうど一歯分だけ回転し、雁木車の回転に呼応して全ての歯車も一定のリズムで回転する。「チクタク」と聞こえる時計の音は、アンクルのツメが一定のリズムで雁木車に掛かる際の音である。 振り子やテンプは、そのままでは摩擦などによってやがて止まってしまうため、動力源から僅かに力を伝えて揺れ続けさせる必要がある。この僅かな力は雁木車からアンクルを通して振り子やテンプに伝えられる。雁木車の歯やアンクルのツメの形状には工夫がしてあり、アンクルのツメが外れて雁木車が回転する際に僅かにツメを押し返すようになっていて、ついでアンクルが振り子やテンプを揺らし続ける仕組みである。 |
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