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バランスのとれた時間–バランスホイールに目を向ける

バランスのとれた時間–バランスホイールに目を向ける

1月 18, 2021

機械式時計の心臓部であるヒゲゼンマイの最新号では、計時のバックオフィス業務に関しては、このコンポーネントがすべての重荷を担っているように見えるかもしれません。時計メーカーなら誰でも、そしてかなりの数の時計ブランドのCEOからもわかるように、テンプ、およびシステムに影響を与えるレバーに対処しない場合、新しいヒゲゼンマイについて話すことはほとんど意味がありません。このストーリーでは、主にバランスホイール自体に目を向け、バージ、デタント、スイスレバーエスケープメントの歴史と仕組みをいくつか紹介します。レバーまたはパレットフォークについては、別の問題を待つ必要があります。

この話は、最後が終わったところで始まります。バランスホイールとひげぜんまいは一緒に機能する必要があることに注意してください。これを理解する最良の方法は、機械式腕時計と振り子時計の関係を考えることです。振り子が時計の調整機構であるように、てんぷとてんぷは腕時計で同じ機能を果たします。つまり、てんぷとてんぷは重力の影響を近似しなければなりません。この紹介のために戻ってきた主人公は、オランダの物理学者Christianan Huygensにほかなりません。ホイヘンスがヒゲゼンマイ(1675年に完成)と(前述の時計の)振り子を開拓したことを思い出してください。



不思議なことに、バランスホイールはホイヘンスの時代より前に存在していたようです。ホイヘンス自身がバランスホイールとスプリングシステムを寸前の脱進機スタイルで設計しました。確かに、ホイヘンスと他の先駆者は、調和振動を生成するために適切なコンポーネントを探していました。したがって、残りの寸前脱進機(スイスのレバーシステムは後になって登場する)は、1675年以前に存在していました。

物理的特性としての調和振動は、17世紀の非常に初期の部分で振り子の機能を調べたときに、最初にガリレオガリレイによって調査されました。等時性を振り子の揺れに固有のものとして発見したのはガリレオでした。基本的に、任意の振り子のスイングの周期は、スイングのサイズに関係なく、比較的一貫しています。これにより、振り子が揺れ続ける限り、時計は同じ速度で刻み続けるため、安定したタイムキーパーを得ることができます。明らかに、振り子の揺れに応じて異なる速度で刻む時計は役に立たないでしょう。

ガリレオ・ガリレイ


振り子は重力からこの等時性を獲得します。つまり、振り子を備えた時計はできるだけ安定している必要がありました。動きは振り子の揺れを妨げ、望ましくない変動をもたらします。ホイヘンスは、ガリレオが最初に動かした振り子時計プロジェクトを完了しました。振り子時計が登場する前、機械式時計は別のコンポーネントを使用して等時性をシミュレートしていました。フォリオットです。慣性力に依存して、これは水平バー(両端にウェイトがあります)がちょうど中央で旋回しました。結果として生じる揺れ運動は、コイルばねの運動エネルギーによって駆動され、計時速度を提供しました。

現在のメカニカルバランスアセンブリを直接切断すると、バランスホイールは一方向に約1.5回回転し、1回のスイングを構成します。これは、バランスホイールの中央の平衡位置の両側に約270°です。完全なサイクルは、これらのスイングの2つであり、2ビートを意味します。ヒゲゼンマイの剛性とホイールの慣性モーメントは、1サイクルを完了するのにかかる秒数を決定する方程式の重要な要素です。

バランスホイールとフォリオットの主題に戻ると、バランスホイールがフォリオットを完全に置き換えたのかどうかは不明です。振り子とヒゲゼンマイの導入により、寸前脱進機の欠陥が厳しくなったことが確実です。戻り止めとシリンダー脱進機を含む、多くの異なる脱進機がそれを置き換えるために競い合いました。最終的には、かつて支配的な寸前脱進機の運命を最終的に封印したのは、アンカー脱進機とレバー脱進機の両方でした。


バランスホイールはこの話のどこに当てはまりますか?さて、完全な説明は、レバー脱進機(レバレッジ)のセクションと上記の短いtl; drで提供されますが、ステージを設定するため、On the Vergeセグメントを読むのに少し時間がかかります。テンプは、従来の渦巻きまたはヒゲゼンマイと並んで動作するのに最適な形式のようです。

現在の形では、バランスホイールはさまざまな外観を持ち、2つの主な形式に分けることができます。滑らかなものと滑らかでないものです。はい、not-smoothは特に雄弁ではありませんが、より技術的な発音の用語が必要な場合は、調整可能な質量になります。滑らかではないネジを使用することを選択します。これには、特に魅力的な説明ではなく、ネジ付きバランスホイールが含まれるためです。バランスホイールの滑らかでないバージョンは伝統的で、ホイールの縁に小さなネジが付いています。これは、パテックフィリップのGyromax、ロレックスのMicrostella、およびスウォッチグループのさまざまなオプション(主にオメガ)と混同しないようにしてください。

ユリス・ナルダンのバランスホイール

原則として、非滑らかなシステムは、バランスホイールの慣性を調整するために重りを使用します–ねじが天びんに固定される距離は、ねじ込みされた天びんバージョンでこれを決定します。従来のシステムでは、バランスの調整またはバランスの調整として知られるプロセスで、時計職人がバランスを手動で調整していました。調整可能な質量のさまざまな新しいバランス設計では、スパイラルが取り付けられると、これらは典型的にはコンピューターによって準備されます。

スムーズバランスホイールも工場で準備されており、コンピューターもこのプロセスに関与しています。滑らかなバランスホイールはGlucydur品種(Glucydurのセクションを参照)である傾向がありますが、新しい天びんはシリコンでできており、他の材料の重りがあります。非常に独創的なバランスホイールの例には、DeBethune、Ulysse Nardin、およびPatek Philippeの実験が含まれます。

寸前

時計および時計製造における最も重要な技術開発である13世紀の寸前脱進機の開発により、すべて機械式の時計が製造できるようになりました。デビッド・グラスゴーは、1885年に出版された「時計と時計の作り方」で、寸前の脱進機の仕組みを説明しました(必要に応じて、ここでの説明を言い換えて編集しました)。

ソールズベリー大聖堂の時計は、ウィキペディアの厚意により、最初の寸前時計がどのようなものであったかを示しています

寸前脱進機は、突出した鋸歯状の歯を備えた王冠型ホイールで構成されています。その軸は水平方向です。クラウンホイールの前に垂直の棒であるバージがあり、クラウンホイールの反対側の歯と噛み合う2つの金属板(パレット)があります。パレットは、それらの間に角度を付けて方向付けられているため、一度に1つだけが歯をキャッチします。バランスホイールまたは振り子のいずれかが、バージロッドの端に取り付けられています。

テンプ輪はホイヘンス時代以前に存在していたようです。ホイヘンス自身がバランスホイールとスプリングシステムを寸前の脱進機スタイルで設計しました。

歯車が巻き戻しコイルばねのエネルギーをクラウンホイールに伝達すると、クラウンホイールの歯の1つがパレットを押し、縁を一方向に回転させます。同時に、このアクションは、歯が最初のパレットを通過するまで、ホイールの反対側の歯の経路に2番目のパレットを回転させます。次に、ホイールの反対側の歯が2番目のパレットに接触し、バージを反対方向に回転させ、サイクルが繰り返されます。

したがって、クラウンホイールの無秩序な回転から始まったものは、寸前の振動に変換されます。これにより、振り子またはバランス/フォリオットが動きます。バランス/フォリオットまたは振り子の各スイングにより、がんぎ車の1つの歯が通過できるようになり、時計仕掛けの動きが規則正しくなります。時計の輪列が一定量進み、針を一定の速度で前進させます。

ウィキペディア提供のChristiaan Huygensによって構築された2番目の寸前振り子時計

脱進機が機能するためには、クラウンホイールに奇数の歯が必要です。偶数の場合、2つの対向する歯が同時にパレットに接触し、脱進機が詰まります。

振り子の出現により、アンカー脱進機は時計により自然な動作を提供するため、寸前脱進機に取って代わり始めました。

レバレッジ

トーマス・マッジによって開発されたレバー脱進機は、文字通り、現代の機械式腕時計の脱進機です。繰り返しになりますが、タイムゾーンの時計製造学校とともに、グラスゴーの本に情報を提供していただきました。以下ですべてがどのように機能するかについての簡単な説明は、これらのソース(主にWalt Odetsによるセクション)から派生しています。

スイスのレバー脱進機としても知られる標準的なレバー脱進機では、がんぎ車とアンクルが重要な役割を果たします(しゃれは意図していません)。ガンギ車は輪列に連動し、アンクルをアンクルに伝えます。この衝動を受けて、パレットフォークはそれをてん輪軸に送り、てん輪を回します。ヒゲゼンマイはテンプホイールを静的な中心位置に戻し、シャフトを介してアンクルをアンクルに送り、アンクルは再びガンギ車と相互作用します。


このように、ゼンマイからの制御されていない力がテンプに伝えられます。テンプ輪は調整された動力を輪列に戻し、輪列はその後一定量だけ進み、一定量だけ時間針を動かします。

バランスホイールの中心位置から前後への各移動は、1歯ずつのガンギ車の移動(ビートと呼ばれます)に対応します。典型的な時計レバー脱進機は、1時間あたり18,000回以上の拍動で、1時間あたりの振動とも呼ばれます。各ビートはバランスホイールにインパルスを与えるため、サイクルごとに2つのインパルスがあります(バージエスケープメントと同じ)。ほとんどの場合、静止状態でロックされていますが、ガンギ車は通常、平均10 rpm以上で回転します。

「カチカチ音」の音の起源は、この脱進機機構によって引き起こされます。バランスホイールが前後に揺れると、カチカチという音が聞こえます。

GLUCYDURおよび代替材料

Glucydurバランスは、ベリリウム、銅、鉄の合金で支配しているように見えますが、他の種類のバランスホイールがあります。オークションカタログをスキャンすると、最も典型的な代替手段は金銅合金のバランスホイールです。機能的には、両方のタイプの天びんは同じトリックを実行しますが、ここで何が起こっているのかを理解するには、いくつかの追加の詳細が必要です。

ヒゲゼンマイの質量特性は膨張または収縮すると変化するため、中心的な問題は温度変化です。明らかに、これはテンプの振動に影響を与えるため、計時速度に影響します。実際、テンプホイールも熱変動の影響を受けます。金銅合金とGlucydur合金はいずれも、+ 14〜+17 x 10-6 /°Kの優れた線膨張係数を持っているため、これらの材料は時計製造会社に好まれ続けています。しかし、完璧なものはありません。これらの合金が膨張すると、脱進機は等時性ではなくなります。

この問題に対処するための最新の試みは、Zenith Defy Oscillatorでした。これは、ホイヘンスの時代以来の最も急進的な脱進機の革新でもあります。実際には、パレットフォーク、てん輪、ひげぜんまいを1つのシリコン構造に組み合わせています。非金属材料であるシリコンは、熱変化を処理するために異なる方法で処理されます。通常、シリコンの酸化物などが使用されます。この天頂システムの場合、脱進機のすべての要素が一体になっているため、それほど単純ではありません。

2020年の問題では、Genequandオシレーター(Parmigiani Fleurier)、Ulysse Nardin Anchor Escapement、およびGirard-Perreguax Constant Force Escapementとともに、このシステムをさらに詳しく調べる必要があります。


バランスホイールを使ったゴール設定のコツ コーチング 名古屋 岐阜 (1月 2021).


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