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鐘時計とは、ベル、ゴング、またはその他の音を発する装置で時刻を知らせる時計のことです。今日、鐘時計で最も一般的に使用されている12時間鐘式では、午前1時に1回、午前2時に2回鐘を鳴らし、正午の12時までこのパターンで12回鐘を鳴らし、その後再び午後1時に1回、午後2時に2回鐘を鳴らし、午前0時までこのパターンで12回鐘を鳴らします。
時計の重要な特徴は、もともと時計の文字盤よりも重要でした。初期の時計は時を告げる鐘を鳴らしましたが、時刻を読み取るための文字盤はありませんでした。[ 1 ] 12世紀のヨーロッパで機械式時計が発展したのは、教会の定時に鐘を鳴らして共同体を祈りに呼び集める必要性があったためです。最も初期の機械式時計は、修道院や公共広場の塔に設置された大型の鐘鳴らし時計で、その鐘の音が遠くまで聞こえるようになっていました。シリアの初期の鐘鳴らし時計は12時間時計でしたが、特にイタリアでは、24時間時計（イタリア時間）が14世紀と15世紀に広く使われていたため、初期の時計の多くは最大24回鐘を鳴らしていました。現代の12時間時計が、特にイギリスと北ヨーロッパで普及するにつれて、12時間鐘鳴らしが最終的に標準となりました。多くの鐘鳴らし時計は、毎正時に鐘を鳴らすだけでなく、15分ごとに一連のチャイムを鳴らします。最も一般的な並び順はウェストミンスター・クォーターです。
今日では、時計の時報機能はもはやほとんど必要とされておらず、時報時計は歴史的、伝統的、そして美的理由から残されています。世界中の都市、大学、宗教施設にある歴史的な時計塔は今も時を告げており、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その代表例です。また、マントルクロック、鳩時計、振り子時計、ブラケット時計といった家庭用の時報時計も非常に一般的です。
一般的な時打ち時計には2つの歯車列があります。なぜなら、時打ち時計は時間の経過を計測する計時機構に加えて、鐘を鳴らす機構を動かす時打ち機構も備えている必要があるからです。
最も基本的なタイプの時打ち時計は、1時間ごとに鐘を鳴らすだけのシンプルなもので、これを通過打時計と呼びます。通過打時計は機械的に簡単に実現できました。必要なのは、 1時間に1回転するシャフトにカムを取り付けることだけです。カムが上昇するとハンマーが落下し、鐘を叩きます。13世紀に機械式時計が発明される前の中世ヨーロッパで生まれた最初の塔時計は、通過打時計の機構を使用した水時計で、教会、修道院、僧院の塔に設置され、信徒を祈りに呼び集めるために使われました。これは通過打時計で、各正時ごとに1回鳴りました。古代エジプト、そして後の古代ローマでは、日中は日時計が一般的に使用され、夜間は水時計が好まれました。[ 2 ]アテネの風の塔は、古典古代の塔時計の中で唯一現存するもので、[ 3 ]ローマ時代のギリシャの紀元前1世紀に建てられ、外壁には日時計がはっきりと見え、水時計と風見鶏も使用されていた証拠がある。[ 4 ]
古代漢民族は、漢王朝時代の科学者張衡（78 - 139）を皮切りに、自動回転する天球儀を備えた水力駆動の天文時計を開発した。唐王朝の仏教僧であり発明家でもある易興（683 - 727）は、水車によって駆動される水時計機構で回転する天球儀を製作した。この天球儀の水平面には、ドラムとベルを備えた2つの木製のギアジャックがあり、ベルは毎正時に、ドラムは毎15分ごとに自動的に鳴らされた。[ 5 ] 730年の儒教の学生は、科挙に合格するためにこの装置に関する論文を書く必要があったと記録されている。[ 6 ]時計のジャックを使って時を知らせる方法は、10世紀と11世紀にそれぞれ張思訓と蘇宋が設計した時計塔など、後の宋王朝の時計塔でも使用された。[ 7 ]
中国以外で時を告げる時計としては、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、毎時一回時を告げていた。これは時計職人の息子であるリドワーン・イブン・アル＝サーアティーによる著書『時計の構造と使用について』（1203年）の主題となっている。 [ 8 ]フィレンツェの作家ダンテ・アリギエーリは1319年に時を告げる時計の歯車機構について言及している。 [ 9 ]現存する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・マルコ大聖堂の時計は、1493年にレッジョ・エミリア出身の著名な時計職人、ジャン・カルロ・ライニエリに依頼されました。彼の父、ジャン・パオロ・ライニエリは、1481年にすでにレッジョ・エミリアで別の有名な時計を製作していました。1497年、シモーネ・カンパナートが大きな鐘を鋳造し、塔の頂上に設置されました。この鐘は、ハンマーを持った2体のブロンズ像「ドゥエ・モリ（2人のムーア人）」によって交互に叩かれます。
14世紀のヨーロッパで塔時計 が盛んに建設された時期、機械式時計の発明とほぼ同時期に、鐘を複数回鳴らして時間を数える時打ち時計が作られました。1330年頃にミラノのベアータ・ヴェルジネ（後のサン・ゴッタルド）に建てられた時計は、記録に残る最も初期の時打ち時計の一つです。1335年にガルヴァーノ・フィアンマは次のように書いています。[ 10 ]
そこには素晴らしい時計があります。非常に大きな鐘の舌があり、昼夜の24時間に合わせて24回鐘を鳴らします。そのため、夜の最初の時間には1回、2番目の時間には2回鐘が鳴り、それぞれの時間を区別することができます。これはあらゆる階層の人々にとって非常に便利なものです。
1327年にウォリングフォードのリチャードによって設計され、1354年頃に建造された天文時計も、24時間表示だった。
珍しい時計の中には、ジョセフ・ニブが考案した「ローマ式打鐘」と呼ばれる打鐘方式を採用しているものがあり、これは「5」を表すために大きな鐘または低い音を鳴らし、「1」を表すために小さな鐘または高い音を鳴らすものです。[ 11 ]例えば、4時は高い音の後に低い音が鳴り、11時は2つの低い音の後に高い音が鳴ります。目的は打鐘機構のパワーを節約することです。例えば、「VII」は7回ではなく合計3回の打鐘、「XII」は12回ではなく4回の打鐘となります。[ 11 ]このタイプの打鐘方式を採用している時計は、通常、文字盤の4時を一般的な「IIII」ではなく「IV」で表します。 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]これは、ローマ数字が高音と低音の鐘の打鐘の順序と一致するようにするためです。[ 11 ] このタイプの小型卓上時計の1点が、 2012年11月6日にサザビーズでジョージ・ダニエルズ・コレクションから1,273,250ポンドで落札された。[ 14 ]
時計職人は、時打ち時計が正確に時を数えることができるように、2つの機構を考案しました。14世紀に最初の時打ち時計に登場した初期の機構は、「カウントホイール式打鐘」と呼ばれています。これは、側面に不均等な間隔で刻まれた溝のある車輪を使用します。このカウントホイールが打鐘機構の回転を制御します。時打ち機構が計時機構から解放されると、レバーがカウントホイールの溝から持ち上げられます。不均等な溝によって、打鐘機構は正しい回数だけ音を鳴らすのに十分な距離だけ移動し、その後レバーが次の溝に戻って打鐘機構の回転を止めます。
カウントホイールの欠点は、時刻計測機構から完全に独立していることです。もし時打ち機構が停止したり、その他の理由で時計が時を告げなくなったりすると、カウントホイールは針が示す時刻と同期しなくなり、正しい位置に回転するまで手動で時打ち機構を解放して再同期させる必要があります。
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とは、ラックとカタツムリの機構によって制御されることからそ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型のカムによって決定され、それによって鐘が鳴る回数が調整されます。20世紀には、ラックとカタツムリの機構は1675年から1676年にかけてイギリスの聖職者エドワード・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。[ 15 ]
カタツムリ型のカムは、12時間ごとに回転する時計機構の一部です。このカムは、時針が取り付けられているのと同じパイプに取り付けられていることがよくあります。カムの直径は1時位置で最大となり、ラックはわずかな距離しか移動できず、その後、打鐘機構は停止します。一方、12時位置では直径が最小となり、ラックは最大限に動くことができます。打鐘は、ラックの最後の歯が集音パレットに引っかかったときに停止します。
時報の回数は、時針と連動して回転するスネイルの位置によって決まるため、ラック式時報は同期がずれることがほとんどありません。ラック式時報は、ボタンを押すことで直前の時刻を繰り返すことができるリピーター時計の開発にもつながりました。ラック式時報は、現在に至るまで時報時計の標準的な機構として使われています。[ 16 ]
すべての時打ち機構にはこれらの部品があります。[ 17 ]下の文字は図を参照しています。
時を告げるだけでなく、15分ごとにチャイムを鳴らしたり、メロディーを奏でたりするなど、より複雑な機能を備えた時計は、時計職人の間では「チャイム時計」と呼ばれています。これらの追加機能は通常、時打ち機構とは別の、独立したチャイム機構によって作動します。チャイム機構は「チャイムトレイン」と呼ばれ、時打ち機構、チャイムトレイン、チャイムトレインを駆動するために、3つの重りまたは主ゼンマイを備えています。
これは、ラックアンドスネイル打撃機構の仕組みを説明するものです。各ラベルは上記の図を参照しています。
時計が時を告げていないとき、リリースレバー（L）はラック（M）を支えています。1時間に1回転する分針の軸（図示せず）には突起があります。時刻が変わると、この突起がリリースレバーをゆっくりと持ち上げ、ラックが落下して先端がカタツムリ（N）に当たるようにします。ラックの落下量、つまり時を告げる回数は、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、打鐘機構（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落下させ、ゴング（E）を鳴らします。ギア比は、歯車（H）が1回の打鐘で1回転するように設定されています。この歯車にある小さなピン（S）がラックの歯に噛み合い、回転ごとにラックを1歯分持ち上げます。ラックが歯の端に達すると、打撃列の回転が停止します（図には示されていない機構により、ギア（H）はピン（S）がラックに噛み合わないように固定され、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）。打撃回数は、使用されるラックの歯の数に等しく、これはスネイルの位置によって決まります。
特殊なタイプの時打ち時計：
クォーツ時計の中には、チャイムや時打ちの音を電子的に再現するスピーカーやサウンドチップを内蔵しているものもあります。また、電気を使ってベルやゴングを鳴らすクォーツ式時打ち時計もあります。
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