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打鐘時計は、ベル、ゴング、またはその他の可聴装置で時刻を音で知らせる時計です。今日の打鐘時計で最も一般的に使用されている 12 時間打鐘では、時計は午前 1 時に 1 回、午前 2 時に 2 回、正午の 12 時までこの方法で 12 回鳴り続け、その後再び始まり、午後 1 時に 1 回、午後 2 時に 2 回、このパターンが真夜中の 12 時まで 12 回続きます。
時計の打鐘機能は、もともと文字盤よりも重要だった。最古の時計は時を打っていたが、時刻を読み取るための文字盤はなかった。[1] 12世紀ヨーロッパにおける機械式時計の発達は、教会法定時刻に鐘を鳴らして共同体に祈りを呼びかけたいというニーズに駆り立てられた。知られている最古の機械式時計は、修道院や公共広場の塔に設置された大型の打鐘時計で、鐘の音が遠くまで聞こえるようになっていた。シリアの初期の打鐘時計は12時間制だったが、多くの初期の時計は24回まで打つものがあり、特にイタリアでは14世紀と15世紀にイタリア時間に基づく24時間制が広く使われていた。現代の12時間制時計が特にイギリスと北ヨーロッパで普及するにつれて、12時間制の打鐘も普及し、最終的に標準となった。多くの打鐘時計は、正時に鳴らすだけでなく、15分ごとに一連のチャイムを鳴らします。最も一般的なシーケンスは、ウェストミンスタークォーターです。
今日では、時計の打鐘による時刻の告知機能はほとんど必要なく、打鐘式時計は歴史的、伝統的、美的理由から残されています。世界中の町、大学、宗教施設にある歴史的な時計塔は今でも時を告げており、有名なものとしてはロンドンのビッグベン、オタワのピースタワー、モスクワのクレムリン時計などがあります。マントルピースクロック、カッコー時計、グランドファーザークロック、ブラケットクロックなどの家庭用打鐘式時計も非常に一般的です。
典型的な打鐘時計には 2 つの歯車列があります。これは、打鐘時計では、時間の経過を計測する計時列に加えて、鐘を鳴らす機構を操作する打鐘列を追加する必要があるためです。
通過ストライキ
最も基本的な打鐘時計は、1時間に1回鐘を鳴らすだけのもので、これを通過打鐘時計と呼びます。通過打鐘は機械的に実装するのが簡単で、 1時間に1回回転するシャフトにカムを取り付けるだけです。カムが上昇し、ハンマーが落ちて鐘を打つのです。最初の塔時計は、大聖堂、修道院、修道院の塔に設置され、共同体に祈りを呼びかけるもので、機械式時計が発明される13世紀以前の中世 ヨーロッパで生まれましたが、通過打鐘機構を使用する水時計で、法定時刻ごとに1回鳴らしました。
ヨーロッパの時計よりも前に、中国では1世紀の科学者張衡（78-139）の時代に、水力で動く天文時計の技術が開発されていた。唐代の 中国 仏教僧侶で発明家の易行（683-727）は、水車で動く水時計の機構で回転する天球儀を作った。この天球儀には、水平面に2つの木製の歯車ジャッキと太鼓と鐘が付いており、鐘は1時間ごとに自動的に鳴らされ、太鼓は15分ごとに自動的に鳴らされた。[2] 730年の儒学者は科挙に合格するためにこの装置について論文を書く必要があったと記録されている。[3]時計ジャッキで時を知らせる方法は、10世紀と11世紀に張思順と蘇宋がそれぞれ設計したものなど、後の宋代の時計塔でも使われた。[4]
中国以外で鐘を鳴らす時計としては、シリアのダマスカスにあるウマイヤド・モスク近くの時計塔があり、1時間に1回鐘を鳴らしていた。これは、時計職人の息子であるリドワン・イブン・サアティーによる著書『時計の構造とその使用について』（1203年）の主題となっている。 [5]フィレンツェの作家ダンテ・アリギエーリは、 1319年に鐘を鳴らす時計の歯車機構について言及している。 [6] 現在も残っている最も古い時計塔の一つは、ヴェネツィアのサン・マルコ広場にあるサン・マルコ時計塔である。サン・マルコの時計は、レッジョ・エミリア出身の有名な時計職人ジャン・カルロ・ライニエーリによって1493年に組み立てられました。この地では、彼の父ジャン・パオロ・ライニエーリが1481年にすでに別の有名な時計を製作していました。1497年、シモーネ・カンパナートが大鐘を鋳造し、塔の頂上に設置されました。鐘は、ハンマーを扱う2体のブロンズ像、ドゥエ・モリ（2人のムーア人）によって交互に打ち鳴らされます。
時間を数える
14世紀ヨーロッパで時計塔 が大流行した頃、機械式時計が発明された頃には、鐘を複数回鳴らして時を数える打鐘時計が作られた。1330年頃に建てられたミラノのベアタ・ヴェルジネ（後のサン・ゴッタルド）の時計は、時を鳴らす時計としては最も古いものの一つとして記録されている。1335年、ガルヴァーノ・フィアンマは次のように書いている。[7]
そこには素晴らしい時計があります。それは、昼と夜の24時間に合わせて24回鐘を鳴らす非常に大きな鳴子があり、夜の最初の時間に1つの音を出し、次の時間に2つの音を出して、1つの時間を他の時間と区別するからです。これはあらゆる階級の人々にとって非常に役立ちます。
1327 年にリチャード・オブ・ウォーリングフォードが設計し、1354 年頃に建造された 天文時計も 24 時間を打ち鳴らしました。
まれに、ジョセフ・ニブが考案した「ローマ打鐘」と呼ばれる打鐘方式を採用している時計もある。この方式では、大きなベルまたは低音で「5」を、小さなベルまたは高音で「1」を表す。[8]たとえば、4時は高音の後に低音が鳴り、11時は低音2回の後に高音が鳴る。この目的は、打鐘列の力を節約することである。たとえば、「VII」は7回ではなく合計3回打鐘し、「XII」は12回ではなく4回打鐘する。[8]この方式の打鐘方式を採用している時計では、通常、文字盤の4時を「IIII」ではなく「IV」で表し、[8] [9] [10]ローマ数字が高音と低音のベルの打鐘の順序と一致するようにしている。[8] このタイプの小さな置き時計1つが、ジョージ・ダニエルズコレクションから2012年11月6日にサザビーズで1,273,250ポンドで売却されました。[11]
カウントホイール
時計職人は、打鐘時計が正確に時間を数えるために2 つの機構を考案しました。14 世紀に最初の打鐘時計に登場した前者は、「カウントホイール打鐘」と呼ばれます。これは、不均等に増加する弧の間隔で側面に刻み目があるホイールを使用します。このカウントホイールが打鐘列の回転を制御します。打鐘列が計時列から解放されると、レバーがカウントホイールの刻み目から持ち上げられます。不均等な刻み目により、打鐘列は正しい回数鳴らすのに十分な距離だけ移動し、その後レバーは次の刻み目に戻り、打鐘列がそれ以上回転しないようにします。
カウントホイールは、計時トレインから完全に独立しているという欠点があります。打鐘トレインが巻き上げられなくなったり、その他の理由で時計が打鐘しなくなったりすると、カウントホイールは針が示す時間と同期しなくなり、打鐘トレインが正しい位置に移動するまで手動で離して再同期する必要があります。
ラックストライキング
17 世紀後半に、ラック ストライキングが発明されました。ラック ストライキングは、ラックとカタツムリの機構によって制御されるため、このように呼ばれています。ラックが落下する距離はカタツムリの形をしたカムによって決定され、それによって鐘が鳴る回数が制御されます。20 世紀には、ラックとカタツムリの機構は 1675 年から 1676 年にかけて英国の牧師エドワード バーロウによって発明されたという誤解がありました。[1] 実際には、発明者は不明です。[12]
カタツムリ形のカムは、12 時間ごとに回転する計時トレインの一部です。多くの場合、カタツムリは時針が取り付けられている同じパイプに取り付けられています。カムの直径は 1 時の位置で最大になり、ラックは短い距離しか移動できず、その後は打鐘トレインが停止します。カムの直径は 12 時の位置で最小になり、ラックは最も遠くまで移動できます。ラックの最後の歯が集合パレットに収まると、打鐘は停止します。
ラック式打鐘は時針と連動して回転するカタツムリの位置によって時針の打鐘回数が決まる。そのため、ラック式打鐘では同期がずれることが少ない。ラック式打鐘により、ボタンを押すだけで前回の打鐘を繰り返すリピーティングクロックも可能になった。ラック式打鐘は現在に至るまで打鐘式時計の標準的な機構となっている。[13]
機構部品
すべての時打ち機構にはこれらの部品があります。[14]下の文字は図を示しています。
- 動力源– これは通常、時計の計時機構に動力を与える装置と同一です。重り駆動式時計ではコード (P) 上の 2 番目の重りであり、ゼンマイ駆動式時計では別の主ゼンマイです。古い 1 日 (30 時間) 時計では、計時機構と打鐘列の両方を駆動するために単一の重りまたは主ゼンマイを使用することが多かったのですが、より高性能な時計では別の動力源が使用されています。これは、打鐘機構が大量の電力を消費し、より頻繁に巻き上げなければならないこと、また、繊細な計時列を打鐘列で発生する大きな動きから分離するためです。打鐘式時計を巻き上げるには、タイミング部分と打鐘部分の両方を別々に巻き上げる必要があります。
- 打鐘列-動力源の力を縮小し、ゴングを鳴らすハンマー機構に伝達する歯車列(G、H)です。アンティーク時計では、製造コストを削減するために、時計の計時部分を駆動するタイミング列とまったく同じものが、時計に向かって左側に平行に設置されることがよくありました。
- レギュレーター– 打鐘列が速くなりすぎないようにし、打鐘の速度を制御する装置。これがないと、打鐘列は解放されると、バネや重りの力で制御不能になってしまいます。ほとんどの時計では、これは単純なフライファン(またはファンフライ) (K) で、最も速く回転する歯車の軸に取り付けられた平らな金属板です。打鐘列が回転すると、これが空気を打ち、空気摩擦によって列の速度が制限されます。打鐘時計や一部の現代の時計では、代わりに遠心調速機が使用されています。
- カウント機構- これは、上で述べた重要な部品で、適切な時間に打鐘列を解放し、適切な打鐘回数をカウントします。これは、時計の計時機構に取り付けられている打鐘機構の唯一の部品です。現代の時計のほとんどすべては、ラックとカタツムリを使用しています。カタツムリ (N) は通常、時計の中央のホイール シャフトに取り付けられ、12 時間ごとに 1 回転します。また、リリース レバー (L) があり、正時にラックを解放してタイミング トレインを回転させます。
- ハンマーとゴング– ハンマーレバー (F) は、打鐘輪の 1 つにあるピンまたは歯 (G) によって作動します。ホイールが回転すると、ピンがハンマーレバーを持ち上げ、レバーがピンから滑り落ちると、ハンマーが落ちてゴング( E) を叩きます。初期の家庭用時計では、伝統的な半球形のベルが使用されていました。後期の家庭用時計では、長い鋼管または棒でできたゴングが使用され、その音は大きな教会の鐘に似ています。マントルやその他の小型時計では、スペースを節約するために、らせん状に巻かれた太い硬化鋼線が使用されています。
単に時刻を打つだけでなく、15 分ごとにチャイムを鳴らしたり、音楽を奏でたりといった複雑な機能を備えた時計は、時計職人によって「チャイム時計」と呼ばれています。追加機能は通常、(時刻) 打鐘列とは別の 2 番目の完全な打鐘機構によって作動し、「チャイム列」と呼ばれます。これらの時計には、タイミング列、打鐘列、チャイム列に動力を供給する 3 つの重りまたは主ゼンマイがあります。
仕組み
これは、ラックとスネイルの打撃機構がどのように機能するかを説明しています。ラベルは上の図を参照しています。
時計が打っていないときは、リリース レバー(L) がラック(M)を持ち上げています。1 時間に 1 回回転する分針 (図示せず) の軸には突起があります。時間の変更が近づくと、この突起がリリース レバーをゆっくりと持ち上げ、ラックが下がって先端がカタツムリ(N)に当たるようにします。ラックが下がる量、つまり打つ回数は、カタツムリの位置によって決まります。ちょうど正時になると、打鐘列(G、H、K)が解放され、回転し始めます。回転すると、ピン(G) がハンマー(F)を繰り返し持ち上げて下げ、ゴング(E)を鳴らします。ギア比は、歯車(H) が打つたびに 1 回転するように設定されています。この歯車の小さなピン(S)がラックの歯とかみ合い、1 回転ごとにラックを 1 歯ずつ持ち上げます。ラックが歯の端に達すると、ラックは打撃列の回転を止めます (図には示されていないメカニズムを使用して、ギア(H) はピン(S)がラックに噛み合わずに静止状態になり、ラックは次の時間に再び自由に落下できるようになります)。したがって、打撃の数は、使用されるラックの歯の数に等しく、これはカタツムリの位置によって異なります。
打鐘時計の種類
特殊なタイプの打鐘時計:
- チャイム時計 - 毎時ごとに鐘を鳴らし、15分ごとにチャイムを鳴らします。多くの場合、 「ウェストミンスター クォーターズ」などの曲の一部を演奏します。
- リピーター- レバーを押すと繰り返し鳴らすことができる、暗闇でも時刻を知らせる鐘つき時計。
- ミュージカルクロック-時間を数えるだけでなく、オルゴールで曲を演奏します
- オートマトン時計- 通常は時刻を告げる時計の一部として、機械的に動く人形が定期的にさまざまな表示を実行します。
- 船の鐘時計 -時間の代わりに船の鐘を鳴らします。
一部のクオーツ時計には、チャイムや打鐘の音を電子的に模倣するスピーカーとサウンド チップも組み込まれています。その他のクオーツ打鐘時計は、電気の力でベルやゴングを鳴らします。
参照
注記
- ^ ミルハム1945年、197ページ。
- ^ ニーダム1986年、473-475頁。
- ^ ニーダム1986年、475頁。
- ^ ニーダム1986年、165ページ。
- ^ ドナルド・ラウトレッジ・ヒル（1991）、「アラビア機械工学：歴史的資料の調査」、アラビア科学と哲学、1（2）：167–186 [180]、doi：10.1017 / S0957423900001478、S2CID 145180608
- ^ ニーダム1986年、445頁。
- ^ ボードマン、ピート。「なぜ時計は12時間表示なのか？」歴史。24時間表示の時計と腕時計。 2008年4月23日閲覧。
- ^ abcd Symonds 1947、47ページ。
- ^ 英国時計協会、ローマ数字時計の文字盤に関するワークショップ、1999年
- ^ FAQ: 時計の文字盤におけるローマの IIII と IV 2015-03-25 にアーカイブされたWayback Machine
- ^ 「セール L12313 ジョージ・ダニエルズ時計コレクション」(PDF)。サザビーズ。
- ^ Horological Journal、2011年9月、408-412ページ
- ^ 「ラック ストライキング」。アンティーク百科事典。Old and Sold Antique Marketplace。2008年 4 月 20 日閲覧。
- ^ ミルハム1945年、202-204頁。
出典と参考文献
- ブルートン、エリック（2002年）。時計の歴史。ニューヨーク：タイムワーナー。ISBN 0-316-72426-2。
- ランデス、デイヴィッド（1983年）。時間の革命：時計と現代世界の形成。ケンブリッジ、マサチューセッツ州：ハーバード大学出版局。ISBN 0-674-76802-7。
- ミルハム、ウィリス I. (1945)。時間とタイムキーパー。ニューヨーク：マクミラン。ISBN 0-7808-0008-7。
- ニーダム、ジョセフ（1986）。『中国の科学と文明：第4巻、物理学と物理技術、第2部、機械工学』台北：Caves Books Ltd.
- シモンズ、RW (1947)。ペブスナー、ニコラウス(編)。 『イギリスの時計の本』 。キングペンギンブックス。ハーモンズワース＆ニューヨーク：ペンギンブックス。
- 中国の故宮のアンティーク時計仕掛けの驚異（YouTube 動画）