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機械式時計の構造と動作原理

機械式時計の構造と動作原理

17 Aug 2020

機械式時計には多くの構造形式がありますが、それらの動作原理は基本的に同じです。時計は主に原動機システム、伝動システム、脱進機知事、指針システム、巻針システムで構成されています。機械式時計は、駆動システムの原動力として時計仕掛けを使用し、エスケープメントガバナーを一連のギアで構成されるトランスミッションシステムを介して作動させ、エスケープメントガバナーはトランスミッションシステムの速度を制御します。エスケープメントガバナーを押している間、ドライブトレインがポインターメカニズムを駆動します。ドライブトレインの速度はエスケープメントガバナーによって制御されるため、ポインターは特定のルールに従ってダイヤル上の時間を示すことができます。


巻き針とは、ぜんまいを巻き上げたり、ポインターを動かしたりするための機構です。さらに、自動巻き機構、カレンダー(デュアルカレンダー)機構、アラームデバイス、ムーンフェイズインジケーター、測定期間機構など、時計の機能を高めることができる追加の機構があります。


振動系の振動周期に測定するプロセスの振動数を乗じて、プロセスの経過時間を求めます。つまり、時間=振動周期×振動数


1.プリミティブシステム

作動エネルギーを貯蔵および伝達するためのメカニズムは、通常、バレルホイール、バレルカバー、バレルシャフト、メインスプリング、メインスプリングの外部フックで構成されます。ぜんまいは、自由状態のらせん状またはS字状のバネです。内側の端に小さな穴があり、スプールのフックにフィットします。その外端は、ばねの外フックを介してバレルホイールの内壁に引っ掛けられています。巻き取り時には、巻き取り針システムによってバレルシャフトが回転し、バレルをバレルシャフトに巻き付けます。ぜんまいの弾性作用が香箱車を回転させ、それによって伝動システムを駆動する。


2.伝送システム

原動機のエネルギーは、エスケープメントガバナーの一連のトランスミッションギアに伝達されます。それは2つの車輪(センターホイール)、3つの車輪(オーバーホイール)、4つの車輪(セカンドホイール)、およびガンギ車のギアシャフトで構成されます。これらの間で、ホイールは駆動ギアであり、ピニオンは従動ギアです。伝達比を計算するための式は、秒針付き時計の場合、第2ホイールのホイールから4つのホイールのピニオンまでの伝達比は60に等しくなければなりません。クロックドライブトレインのほとんどの歯形は修正されていますサイクロイドの歯のプロファイルは、理論的なサイクロイドの原理に基づいて後補正を行います。


3.エスケープメントガバナー

脱進機と振動システムの2つの部分で構成されています。エスケープメントを正確かつ規則的な間欠運動に維持するために、振動システム(てんぷばねまたは振り子)の周期的な振動に依存し、それによって速度調整を実現します。エスケープメントレギュレーターには多くの種類があり、フォークタイプのエスケープメントは最も広く使用されているエスケープメントです。


フォークリフト脱進機の概略図


ガンギ車、アンクル、ダブルディスク、リミットネイルで構成されています。その機能は、原動機のエネルギーを振動系に伝達して、振動系を一定振幅の振動に維持し、振動系の振動数を表示機構に伝達して、時間を測定する目的を達成することである。フォークエスケープメントのエネルギー伝達機能は、次の2つの部分によって連携して完了します。①ガンギ車のドライブトレインによって得られたエネルギーがインパルスに変換され、歯とフォークの作用によってアンクルに伝達されます。伝達プロセスには主に5つのアクションがあります(図6 [フォークエスケープメントのエネルギー伝達プロセス])。つまり、ロック、解放、衝撃、落下、牽引です。 ②インパルスはアンクルフォークのフォークとダブルディスクのディスクネイルを介して伝達されます。作業プロセスには、リリースと影響の2つのアクションがあります。


振動システムは、バランスホイール、振り子シャフト、ヘアスプリング、可動式アウターパイルリング、高速針と低速針などで構成されています。



4.ヒゲゼンマイ振動システム


振動システム


ヒゲゼンマイの内側と外側の端は、それぞれスイングシャフトとスイングスプリントに固定されています。てんぷ車が外力によって平衡位置から外れ、揺れ始めると、ひげぜんまいがねじられて、通常は復元トルクと呼ばれる潜在的なエネルギーが発生します。脱進機は、プロセスの前述の2つの部分、つまり、振動システムが振動サイクルの半分を完了するプロセスを完了します。後者は、ひげゼンマイのポテンシャルエネルギーの作用の下で反対方向にスイングして、振動サイクルの残りの半分を完了します。これは、機械式時計が作動しているときの脱進機ガバナの継続的で繰り返されるサイクルの原理です。


巻き針システム巻き針システムの機能は、巻きと針です。


それは、クラウン、ステム、垂直ホイール、クラッチホイール、クラッチレバー、クラッチレバースプリング、ギア、圧縮スプリング、ダイヤルホイール、スパンホイール、時車、分車、大型鋼ホイール、小型鋼ホイール、つめ、戻り止めばねなどで構成されます・リューズ部により巻針・セット針を実現。巻き取り時には、縦輪とクラッチ輪が噛み合っています。りゅうずを回すと、クラッチホイールが垂直ホイールを駆動し、垂直ホイールが小鋼ホイールと大型鋼ホイールを通過して、バレルがぜんまいを巻き上げます。爪は大きなスチールホイールが後退するのを防ぎます。針をセットするとき、リューズを引き出すと、シフターがシフトシャフトを中心に回転し、クラッチレバーを押して、クラッチホイールを垂直ホイールから外し、ニードルホイールと噛み合わせます。このとき、りゅうずを回すと、時車と分車がスパンホイールを通り、時針と分針が修正されます。


追加のデバイスには、自動巻き上げメカニズムとカレンダー(デュアルカレンダー)メカニズムが含まれます。


自動巻き機構:


自動巻き機構を備えた時計は自動時計と呼ばれます。自動巻き機構


それは一種の自動メカニズムです。それは重いハンマー、重いハンマーサポート、偏心シャフト、ボール、自動ロッキングプレート、ラチェットホイール、爪、自動スプリントで構成されます。腕時計を手首に装着すると、人間の腕のランダムな動きにより、自動ハンマーが慣性力と静的モーメントの作用で自動的に時計仕掛けを巻き上げます。自動巻機構は、大別してスイング式の一方向または二方向巻と回転一方向または二方向巻に分けることができる。前者は半自動と呼ばれ、後者は完全自動と呼ばれます。自動巻き時計の片側巻きと両側巻きの性能については人々の意見が異なり、一般的には片側巻きの自動巻き機構の方が優れていると考えられています。


カレンダー(デュアルカレンダー)メカニズム:


カレンダー(デュアルカレンダー)メカニズム付きの時計は、カレンダー(デュアルカレンダー)時計と呼ばれます。カレンダー組織


一種のカレンダー組織です。カレンダーリング、カレンダーポジショニングロッド、カレンダーポジショニングロッドスプリング、日車、デイクロスホイールコンポーネント、ヘッドとカレンダーカバーなどで構成され、トグル機構またはクイックダイヤル機構を備えています日付調整。その基本的な動作原理は、ハンドホイールシステムで日車を駆動することであり、日車と時車の伝達比は1:2でなければなりません。次に、ダイヤルヘッドが日付ホイールによって駆動され、日付マークが付いたカレンダーリングが24時間に1回作動します。デュアルカレンダーメカニズムは、シフトヘッドを介して位置決めコンポーネントの調整の下で週次カレンダーホイールも回転させるため、週を交換できます。日付を変更するのに必要な時間の長さに応じて、カレンダーのメカニズムは3つのタイプに分けることができます:遅い上昇、速い上昇およびインスタントジャンプ。スロークライミングタイプは1日を変更するために1〜3時間を要し、ファストクライミングタイプは通常30分を超えず、瞬間ジャンピングタイプは毎日0時に日付を変更します。


機械式時計の時間精度


計時の規則性と正確さ。時計は、正確な計時、安定性、信頼性を必要とします。ただし、いくつかの内部要因と外部環境条件が計時の精度に影響を与えます。


内部要因には、各コンポーネントシステムの構造設計、作業パフォーマンス、材料の選択、加工技術、および組立品質が含まれます。たとえば、時計仕掛けのトルクの安定性、トランスミッションシステムの滑らかさ、エスケープメントガバナーの精度はすべて、移動時間の精度に影響します。


外部環境条件には、温度、磁場、湿度、気圧、振動、衝突、使用場所などが含まれます。たとえば、温度が変化すると、時計や時計の潤滑油やてんぷぜんまいの性能が​​変化し、移動時間の性能が変化します。環境磁場強度が60エルステッド(oe)を超えると、一部の部品が磁化されて減速します。湿度は一部の部品の酸化と腐食を引き起こします。


移動時間の精度を示すために一般的に使用される5つのパラメーターがあります。


①表示差:時計の任意の瞬間の表示時間と標準時間の差。正または負にすることができます。


②日差:時計と時計の示された差を24時間差し引きます。


③位置差:バネの各位置で測定した瞬時日差の最大値と最小値の差。④等時差:他の条件を変えないで、満春時と24時間満了時の各対応位置における瞬時日差の最大値。


⑤dailyvariation:隣接する2つの日の毎日の差。


簡単な説明


機械式時計は、外装部品とムーブメントで構成されています。外観パーツとは、ケース、文字盤、針などの直接見えるパーツを指します。メインドライブトレイン、脱進機速度制御システム、ポインタードライブトレイン、巻き針機構など。機械式時計パーツは、上、中、下で構成されています。 、そして三層副子。下部副木はメインデッキと基本パーツです。上部副木にはストリップ副木、スイング副木、上部副木があります。中央の合板は、シェン合板とフォーク合板で構成されています。組み立てるとき、機械式時計はメインスプリントのポジションネイルとポジションネイルチューブによって位置決めされます。エスケープメントスピードコントロールシステムとメカニカルウォッチのトランスミッションギアシステムのパーツを副子の対応する位置に取り付け、中央プレートとメイン副子をネジで組み立てれば、機械部品の精度を確保できます。スプリントの分解と組み立てを容易にするために、ピンセットの開口部がメインスプリントにフライス加工されています。これらすべてのムーブメント部品は時計の内部に取り付けられており、通常は見えません。


機械式時計の動作原理は、振動システムを使用してそれを制御し、安定した周期を生成することです。周期にプロセス内の振動数を掛けて、プロセスが経験した時間を取得します。つまり、時間=振動周期x損失数です。


機械式時計部品全体の操作中、ベアリングの摩擦、空気抵抗、弾性部品間の摩擦などの作業中の振動システムの不可避の移動抵抗により、振動の振幅は徐々に減衰します。この減衰を防止し、振動システムを継続的に機能させるためには、定期的に機械式時計に抵抗によって消費されるエネルギーを補充する必要があります。時計の機械エネルギーは、時計仕掛けの装置によって保存されます。つまり、身体の伝達と振動に必要な力は時計仕掛けに由来します。ぜんまいを巻き上げると、定期的に機械に動力が供給され、機械的なエネルギー消費を補い、前述の減衰現象の発生を防ぎます。


その式は次のとおりです。2つのエネルギーサプリメントの振動消費量。これら3つのプロセスは循環し続けるため、運動は継続して機能します。正確に移動するために、脱進機速度制御システムが速度を制御する役割を果たします。ちなみに、巻針設定機構には2つの機能があり、1つは巻取のためのエネルギーを蓄えること、もう1つは時間を設定することです。時計式の計時機構には欠かせない機構です。


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