【時計の知識】知ってるようで知らない？ 腕時計の動力とは ① クオーツ時計編
機械式やクオーツ時計、名前は知ってるけど意味までわかる？
今回は腕時計を探すときによく目にする『自動巻き』『手巻き』『クオーツ』『ソーラー電波』について調べていきたいと思う。
筆者も名前はよく見聞きするものの、意味まで分かるかと問われると答えは「NO」。
なので記事を書きながら一緒に勉強していこうと言う算段である。
間違っている事を書いてしまうかもしれませんが、お先にお詫びしておきます（汗）
勉強不足でもうしわけございません！
まず大まかに腕時計を分類すると【機械式】と【クオーツ】に分かれます。
機械式とは・・ゼンマイを巻き上げ、そのゼンマイが戻ろうとする力を動力とするものである。
ゼンマイを巻き上げる方法により『自動巻き』や『手巻き』と言った2種類に分けられる。
クオーツとは・・電池を動力源とし、水晶に交流電圧を流すと一定の周期で規則的に振動する周波数を利用し正確な時間を刻んでいる。
さらに「太陽電池時計」や「ソーラー電波時計」など光を電気エネルギーに変換し電池を蓄えながら動力としている時計もあるが、こちらもクオーツ時計の一種である。
全てを一度に紹介すると中途半端になりそうなので、今回は【クオーツ】にフォーカスを当てて詳しく紹介していこうと思います。
目次
１ クオーツ時計の仕組み
クオーツ時計とは水晶時計とも呼ばれ、水晶振動子を用いた時計のことである。
水晶は圧電体という物質の一種であり、交流電圧をかけると一定の周期で振動する。
クオーツ時計ではこれを応用し、通常32,768Hzの電気信号を水晶振動子によって発振して、その周波数を分周（周波数を半分にする）を繰り返し１Hzの周波数の信号に変換して磁石を駆動させ針を駆動させる。
このため、針式では1秒ごとのステップ運針となる。（時計の針が1秒ごとにチックタックと動く）
デジタル時計の場合は１Hzの信号でカウターを繰り上げ動作をさせてその結果を表示させている。
一般的なクオーツ時計の誤差は1ヶ月で15-30秒程度であるが、特に精度の高いモデルなどでは1年間で数秒程度しか狂わないものもある。
（1日当たりの誤差を日差、月単位を月差、年単位を年差と呼ぶ）
周波数の誤差はトリマーと呼ばれるコンデンサで調節している。温度に寄る周波数の変化についても温度特性を持ったコンデンサと組み合わせたり、温度特性が異なる複数の水晶振動子を用いて誤差を補正する製品もあったようだ。
現在では電波時計やGPS機能を有した製品の発展により水晶振動子を用いた時計の精度の向上などは進歩していない。
純粋なクオーツ時計より精度が高く誤差を感じさせない電波時計やGPS時計は、電波に乗せられた原子時計（原子や分子の高精度な周波数標準に基づいた正確な時刻を刻む時計）の時刻情報を1日に数回受信して時刻を修正する機能を持ったクオーツ時計の一種である。
クオーツ時計は機械式時計に比べ、精度が高く維持や管理が簡単でお手軽といったメリットはあるが、その多くは一次電池を使用しているため定期的に電池交換をする必要がある。そこでソーラー電池式時計が使用されているモデルも増えてはいるが、2次電池を使用していて2次電池の寿命が10年程度でありこちらも交換が必要になってくる。
故障の時は機械式とは違い、電子部品の故障は修理が困難であり、多くの場合はムーブメントごと交換する必要がデメリットと言えよう。
さらに昔のモデルだとムーブメント自体が製造中止になっていたりするため、修理不可能なんてことにもなる恐れがある。
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２ クオーツ時計の歴史
1880年にクオーツの圧電効果がジャック・キュリーとピエール・キュリーによって発見される。
1921年 最初のクオーツ水晶振動子が開発され、1923年にはイギリス国立物理学研究所とベル研究所により水晶振動子による正確な時間計測が行われた。
1927年、最初のクオーツ時計がベル研究所によって作成された。しかし当時は能動素子に真空管を使用していたためタンス並みのサイズであり、研究機関や一部の放送局などに利用が制限されていた。
1930年代から1960年代までの間、アメリカ国立標準局は原子時計誕生までの間クオーツ時計を用いて標準時を定めていたほど、クオーツ時計は正確性があった事がうかがえる。
一方、日本では
1932年に従来型より温度計数がはるかに小さい【Rカット式水晶振動子】が古賀逸策氏によって発明された。
1958年にはセイコーがクオーツ時計の開発に取り組み、6年後の1964年には東京オリンピックで壁掛け時計並みのサイズ（縦20cm×横16cm×厚さ7cm 総重量3Kg）まで小型化した時計を大会公式時計として提供し、実用に耐える技術水準を達成した。
1969年 世界初のクオーツ式腕時計『セイコー クオーツ アストロン 35SQ』の誕生である。発売当時の価格はなんと45万円、当時の中型乗用車の価格が40万円台だったことからも、とても高価なものではあったが数年後には急速に値段は落ち着いていくことになる。
1970年代にはセイコーが特許を公開したことにより、各メーカーがクオーツ時計の製造に参入し、クオーツショックと呼ばれる現象を引き起こした。この時期はクオーツ時計の低価格化が一気に加速し、スイスをはじめとする欧米の時計メーカーの機械式が売れなくなり大打撃を受けることとなったのである。（クオーツ危機とも呼ばれる）
1980年代までにはクオーツ時計の技術は格段に向上し、様々な時計に応用されるまでになっていった。キッチンタイマーのような短い時間を計測してくれる物から、目覚まし時計など、さらには金庫の時限錠などにもクオーツ時計の技術が応用されるまでになる。
今では技術革新と各社の競争により安価なクオーツ時計が増えてきた。100円ショップやガチャガチャ（カプセルトイ）の景品になっていたりと安価に製造されるようになったのである。
またクオーツショックのあと機械式時計が見直され、ブームが訪れているのは間違いない。
３ デジタルとアナログの違い デジタルのメリット デメリット
アナログとデジタル表示方式や中身の構造が違うのに両方クオーツ時計って言うの？
って言う疑問があるかと思います。実際、筆者も違いがよくわかっていませんでした。
冒頭でも書きましたがクオーツ時計のクオーツは『水晶』の事で、アナログ デジタル共に、この水晶で作られた水晶振動子の振動数を利用して正確な時刻を表示させている訳です。
アナログ時計もデジタル時計も途中までの構造は一緒なのですが、ざっくりとおおまかにではありますが最後にステップモーターを使うのがアナログ時計、液晶パネルを付けるとデジタル時計になるようです。
ではデジタル時計のメリットはなんでしょうか？
アナログ時計は秒針、分針、時針の3つの針が時刻を表示するのに対してデジタル時計は時刻を数字で表してくれる視認性の高さがあります。
デジタル式の時計は基本的に歯車などの機械的な構造が少なく、衝撃に強く温度差による影響も受けにくい、さらにバックライトのおかげで視認性も高く防水性能も高いといった製品が多く作られている事が多いです。
デメリットを挙げるとするならば、データが飛んでしまう可能性が有ることは最大のデメリットではないでしょうか？
あとはデジタル表記の液晶画面にも寿命があると言うこと。液晶欠けなんかも起こり得るので衝撃などには強いですが万能と言うわけでもなさそうですね。
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最後に
今回は腕時計の中でも『クオーツ時計』について書かせていただきましたがいかがだったでしょうか？
難しい事が多く出てきましたが「へぇ～」な部分も多少はあったかと思います。
筆者は知らないことだらけで大変勉強になりました。（但し全てを理解できたわけではない）
一朝一夕で憶えれるものではないのでこれからも勉強していこうと思いました。
次回は機械式について調べてみたいと思いますので、また次回の記事でお会いしましょう。
店舗紹介
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