機械式時計はなぜ動くのか その13

時計は、一般に振動数が高いと精度がよいと言われる。しかしながら、同じ振動数でも精度が明らかに違う場合がある。5~10振動(2.5Hz~5Hz)の時計で、日差1分~1秒未満となると、実に2桁も違うことになる。同じ仕組みで動作する機械なのにも拘わらず、どうしてこれほど違うのであろうか。

これを説明するために、ここで一つ、工学でよく使われる指標を紹介したい。数式はできるだけ避けたいと考えていたが、この指標だけはどうしても説明に必要なようである。それがQ値という指標である。Q値とは、英語ではQuality(品質)-Factorとされており、電気工学で通信ネットワーク(電話線など)の損失の計算に便利だということで導入された指標である。この概念は、今からおおよそ100年前、第一世界大戦の勃発した 1914年に、ウェスタン・エレクトリック社の研究所(高名なベル研の前身)、K. S. Johnson によって初めて提唱された。

当初は、”Q”というアルファベットは、Qualityの頭文字などではなかったようだ。A,B,C,D…など他のアルファベットがほとんど記号として使われてしまっており、残っていた使えるアルファベットが”Q”しかなかったからことから選択されたという( The story of Q )。その”Q”というアルファベットが一番最初に使われた文献は、1923年に K. S. Johnson が出願した US特許 1,628,983だとされている。

その、一見時計まったく関係ない分野で最初に使われた Q値が、なぜ機械式時計の精度に関係があるのであろうか。

下図が、一番最初に”Q”というアルファベットが使われたUS特許の導入部のキャプチャである。