時計の仕組みとは?機械・クォーツ・電波の種類別で簡単に解説

時計の仕組みとは?機械・クォーツ・電波の種類別で簡単に解説

この記事の監修者

OURO事業部 部長
辻野 雄弥

プロフィール
OURO創業期より事業に参画。国内外の営業基盤をゼロから構築し、現在20カ国以上に広がる販売ネットワークの構築および拡張を実現。
年間取引高1600億円規模における取引判断を主導し、真贋判定、相場判断、販売先選定を含む意思決定を統括。商材面においても定番モデルから希少モデルまでの幅広い取引経験を有し、営業および事業成長を現場起点で牽引している。
https://brandouro.com/column/reviewer_yuuya_tsujino/

私たちの生活に当たり前に存在する「時計」。

そんな日常の一部である時計ですが、正確に時を刻む仕組みをご存じでしょうか。

一口に時計と言っても、伝統的な職人技が詰まった「機械式」から驚異の精度を誇る「クォーツ式」まで、その内部構造は種類によって大きく異なります。

この記事では、それぞれの時計が動く仕組みについて分かりやすく解説します。

時計の仕組み|機械時計

機械時計の魅力は、精密な構造と職人の技術がつまった仕組みです。

電池を使わずに正確な時を刻む伝統的な機械時計は、技術と美しさの結晶といえるでしょう。

こちらでは、機械時計の仕組みや魅力に迫ります。

動力は「ゼンマイ」

機械式時計の心臓部を動かすエネルギー源となるのが、渦巻き状に巻かれた金属板である「ゼンマイ」です。

巻き上げられたゼンマイが、元の形に戻ろうとする際に発生する強い力を利用して、複雑に噛み合った歯車を回転させ、針を動かします。

このゼンマイを巻き上げる仕組みには、主に2つのタイプがあります。

リューズを自分の手で回して巻き上げる「手巻き式」と、腕の動きを利用して自動でゼンマイを巻く「自動巻き式」です。

いずれも電池を一切使わず物理的なエネルギーだけで時を刻み続ける、機械式時計の原点ともいえる重要なパーツです。

「てんぷ」が振り子の役割をして時を刻む

正確に時を刻むために欠かせないのが「てんぷ」です。

「テンワ」と「ヒゲゼンマイ」で構成される車輪状のパーツで、振り子のように規則正しい往振動を繰り返します。

ゼンマイのエネルギーを一定のリズムに変えるその姿は、絶えず一定のペースで鼓動を打つ時計の心臓そのもの。

てんぷが刻む精密なリズムこそが、機械式時計に安定した精度を生み出しています。

「調速機構」により回る速度を調整

ゼンマイの強いエネルギーを受け取り、正しい時刻を刻めるように速度を調節しているのが「調速機構」です。

調速機構では、主に鳥の足のような形の「アンクル」と歯車の一種である「がんぎ車」とよばれるパーツで構成されています。

てんぷが作る正確なリズムに合わせ、アンクルががんぎ車の回転を「止めては逃がす」という動作を1秒間に数回繰り返すことで、針が進む速度を一定にコントロールしているのです。

時計の仕組み|クォーツ時計

クォーツ時計の魅力は、圧倒的な精度と利便性を両立した、合理的な仕組みにあります。

現代において最も身近な存在といえるのも、電池をエネルギー源とする「クォーツ時計」です。

電気の力と水晶の特性を活用して正確に時を刻むシステムは、現代の技術革新を感じさせます。

こちらでは、クォーツ時計の仕組みについて解説します。

動力源は「電池」

クォーツ時計は、乾電池や充電池といった「電池」が動力源です。

電池から供給される電気エネルギーを用いて回路を動かし、針や表示部分を制御しています。

主な電池には、数年ごとに交換が必要な「ボタン電池」と、太陽光などで発電したエネルギーを蓄える「充電池」の2パターンがあります。

いずれも、ゼンマイのように毎日巻き上げる手間がかからず、一度動き出せば止まる心配が少ないため、長期間にわたって安定した動作を維持できるのが大きなメリットです。

「水晶」が振り子の役割をして時を刻む

クォーツ式時計の名前の由来となっているのが、振り子の役割をしている「水晶」です。

水晶振動子と呼ばれるU字型に加工された小さな水晶片に電気を通すと、1秒間に数万回以上にわたって極めて安定したリズムで振動します。

この正確な振動を基準として針を動かし、時間を刻んでいるのがクォーツ時計の仕組みです。

「IC(集積回路)」部分により回る速度を調整

水晶の膨大な振動数を調整しているのが「IC(集積回路)」です。

IC部が水晶の振動数を計算し、1秒間に1回という正確な信号(パルス信号)に変換してくれています。

この信号がステップモーターに送られ、歯車を介して針に伝達されることで、秒針が1秒ずつ正確に動く仕組みになっているのです。

時計の仕組み|電波時計

電波時計は、極めて高い精度を保つセシウム原子時計をもとに送信される「標準電波」を受信して、時刻やカレンダーを行う機能を搭載した時計です。

時計に内蔵された小さなアンテナが送信所からの電波をキャッチし、その時刻情報をICで解析。

現在の時刻やカレンダーとのズレを自動的に調整してくれるので、常に正確な時間を知れるのが電波時計の大きな魅力です。

機械時計とクォーツ時計の仕組みの違い

機械時計とクォーツ時計では、ムーブメントの仕組みが根本的に異なります。

ゼンマイや歯車の物理エネルギーで動く機械時計に対し、クォーツ時計は水晶とICによる電子制御で時間を管理するのが特徴です。

クォーツ式時計は、機械時計に必要な脱進機(アンクルとがんぎ車)が不要なため、パーツ同士の摩擦が極めて少なく、圧倒的な高精度と利便性を誇ります。

一方で、機械時計は数百もの微細な部品が緻密に噛み合う「構造美」や、職人技が光る美しい仕上げ、時を刻む繊細な音など、工芸品としての魅力にあふれています。

時計の仕組みに関するよくある質問

時計は、日常に欠かせないものとして当たり前のように溶け込んでいますが、その緻密な構造や造形美を知れば知るほど、積み重ねられてきた歴史や技術の深さを感じずにはいられません。

そんな時計をより身近な存在として、また一生のパートナーとして大切に扱うためにも、仕組みや取り扱いに関するよくある疑問を解消しておきましょう。

時計はどうやって動くの?

時計は、ゼンマイや電池といった動力源からのエネルギーによって針を動かしています。

正確なリズムで時間を刻むために、内部には「てんぷ」や「水晶」といった振り子の役割を担うパーツが存在しています。

これにより、動力源から供給されるエネルギーを「正確な1秒」という一定の間隔に整え、正確なリズムで針を動かしているのです。

この動力源や内部構造の違いによって、機械式・クォーツ式などの種類があり、それぞれ異なる技術やこだわりが詰め込まれています。

時計が壊れたら自分で分解して直してもいい?

結論から言うと、時計が壊れた際に自分での分解修理はおすすめしません。

時計の内部には、肉眼では確認しづらいほどの微細なパーツが複雑に組み合わさっています。特に、物理的な動力源で動く機械式腕時計は、その緻密さゆえに、わずかなホコリや指の脂が付着するだけでも精度が狂ったり、故障の原因になったりする恐れも。

高級時計や大切な時計だからこそ、時計修理の専門店やメーカーへ相談するのが最も安心です。

時計の仕組みは、ゼンマイ・電池・電波といった動力源によって大きく異なります。

それぞれに特徴や魅力があり、時計としての正確さを重視したいのか、歴史的なロマンを楽しみたいのかで選び方も変わってきます。

時計の仕組みを理解すれば、ただ時間を知るための道具としてだけでなく、より愛着を持って長く使えるようになるでしょう。

自分のライフスタイルに合った最高のパートナーとなる一本を見つける際は、ぜひその仕組みや内部構造にも注目してみてください。

この記事のまとめ
  • 機械式はゼンマイと職人技が生む、伝統と構造美が魅力の仕組み
  • クォーツ式は電池と水晶振動子により、圧倒的な高精度を実現
  • 電波時計は標準電波を受信し、常に正確な時刻へ自動補正
  • 動力源と制御方法の違いが、精度や使い勝手に大きく影響
  • 仕組みを知ることで、時計選びの満足度と愛着がさらに向上