ホイールトレイン

時計学において、歯車列（または単に歯車列）とは、機械式時計の歯車列のことである。^{[ 1 ]}この用語は他の種類の歯車列にも使用されるが、機械式時計の長い歴史により、歯車列には他の歯車 用途では使用されない伝統的な用語が作られてきた。

時計のムーブメントは非常に標準化されており、ほとんどの時計の歯車列は同じ部品で構成されています。時計の歯車列はもう少し多様で、時計の種類や巻き上げ間の動作時間（「動作」）に応じて歯車の数が異なります。^{[ 2 ]} ただし、時計と時計の歯車列は同じ用語を共有しており、十分に似ているため、一緒に説明することができます。

時計の大きな歯車は一般的に歯車と呼ばれ、それらと噛み合う小さな歯車（大きい歯車から小さい歯車、大きい歯車から小さい歯車）はピニオンと呼ばれ、歯車とピニオンが取り付けられている軸は軸と呼ばれます。^{[ 3 ]} 歯車はムーブメントのプレート間に取り付けられ、軸支点はプレートの穴の中で回転します。軸支点の穴の周りには半円形のくぼみがあり、オイルカップと呼ばれ、毛細管現象によってオイルが軸に接触するようにします。一般的な時計には、複数の歯車列があります。

動輪列は時計の主要な歯車列です。時計の動力源である主ゼンマイまたは重錘の力を脱進機に伝達し、振り子またはテンプを駆動する歯車で構成されています。^{[ 4 ]} 動輪列には2つの機能があります。まず、主ゼンマイまたは重錘プーリーの回転速度を増幅します。これにより、非常に強力で回転速度の遅い主ゼンマイまたは重い重錘を使用して、時計を数日または数週間動かすことができます。次に、そのギア比により、脱進機の回転を秒、分、時間という便利な時間単位に分割し、時計の針を動かします。動輪列の歯車は、脱進機に加わる主ゼンマイの一定のトルクを支えているため、時計の中で唯一負荷がかかる歯車であり、そのため、これらの歯車だけが大きな摩耗を受けます。 ^{[ 5 ]} 腕時計や一部の高級時計では、軸に宝石軸受が使用されています。現代の時計の動輪列は、以下の部品で構成されています。

• 第一歯車（大歯車）は、主ゼンマイまたはケーブルバレルに取り付けられ、ラチェット機構で連結されています。ラチェット機構により、歯車を回転させることなく主ゼンマイまたはケーブルバレルを巻き上げることができます。時計用語では、ラチェットの爪を「クリック」と呼びます。第一歯車は、センター歯車のピニオンを回転させます。
• 1時間に1回転するセンターホイールまたはセカンドホイール。腕時計やゼンマイ式時計では主ゼンマイバレルの歯によって、重錘式時計では重錘プーリーによって、そのピニオンが回転します。その軸は文字盤の穴を貫通し、摩擦カップリングを介して分針を運ぶキャノンピニオンを駆動します。また、サードホイールのピニオンも駆動します。センターセコンド付き腕時計（秒針が分針と時針と同軸で回転するタイプ）では、第4ホイールをムーブメントの中心に配置できるように、このホイールは中心からずらして配置されます。この配置では、ホイールは依然として歯車列の2番目のホイールですが、ムーブメントの中心にはないため、セカンドホイールと呼ばれます。
• 第3歯車は、第4歯車のピニオンを駆動する歯車です。歯車列において、主ゼンマイの筒が第1歯車、中央の歯車が第2歯車であるため、第3歯車と呼ばれます。
• 秒針がサブダイヤルにある時計では、4番目の車は1分間に1回転し、軸が文字盤を貫通して秒針を支えます。4番目の車は脱進機のピニオンも回転させます。脱進機の動きが遅い時計では、この車は必要ありません。そのような時計では、3番目の車が脱進機を直接駆動します。
• 脱進機によって歯が1つずつ解放される脱進車は、振り子またはテンプが揺れるたびに回転します。脱進車は、振り子またはテンプが前進するたびに小さな力を加えることで、振り子またはテンプの振動を維持します。

ムーブメント機構は、時計の時針を分針から回転させる小型の12対1減速ギアトレインです。^{[ 6 ] [ 7 ]} これは、キャノンピニオンの摩擦カップリングによって駆動輪列に接続されており、分針と時針を回転させて時刻を合わせることができます。ムーブメントの前面プレートの外側、文字盤のすぐ下に位置することが多いです。構成要素は以下のとおりです。

• 中空の軸を持つキャノンピニオンは、中央の歯車軸に摩擦でしっかりと嵌まり込み、文字盤を貫通して分針を保持します。時計の時刻合わせを行っていないときは、このピニオンは中央の歯車によって回転し、分針車を駆動します。時刻合わせを行うときは、時刻合わせ機構（現代の時計では、時計の裏側にある時刻合わせノブ）によって回転します。腕時計では、時刻合わせの際に分針車によって回転し、分針車はキーレス機構によって回転します。古い時計では、文字盤を開けて分針を手で押すことでキャノンピニオンを直接回転させ、時刻合わせを行っていました。
• 分車は、そのピニオンが時車を駆動する。時刻合わせの際には、キーレス機構の中間車によって駆動され、砲身ピニオンと時車の両方を回転させ、針を動かす。
• 砲身ピニオンの軸に取り付けられ、その軸に時針が取り付けられている時針車。時針車は、砲身ピニオンが12回転するごとに1回転する。

時計に使用されるキーレス機構は、リューズを回すと主ゼンマイを巻き上げ、リューズを引き出すと針を合わせるための歯車です。 ^{[ 8 ] [ 9 ]}この用語は、1843年にフランスの時計職人アドリアン・フィリップが現代のキーレス機構を発明する以前は、時計の裏側の穴に別の鍵を差し込んで回すことで巻き上げと時刻合わせを行っていたことに由来します。^{[ 10 ]} キーレス機構の中核は、時計の巻き上げ軸にある歯車、クラッチ（英国ではキャッスルホイールとも呼ばれる）で、2組の軸方向の歯車歯があり、出し入れされます。軸を押し込むと、レバーがクラッチを引き出し、外側の歯が小さな歯車列に噛み合い、主ゼンマイ軸を回転させて主ゼンマイを巻き上げます。軸を引き出すと、クラッチが内側にスライドし、内側の歯が別の歯車に噛み合い、ムーブメント内の時針車を回転させて時計の針を回します。

打鐘時計では、打鐘機構はハンマーを動かしてゴングで時を告げる歯車列です。通常、駆動機構とは別個の同一の動力源によって駆動されます。アンティーク時計では、コスト削減のため、駆動機構と同一のものが多く、時計の正面から見て左側に平行に取り付けられていました。^{[ 11 ]}