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最初に自動巻きクロノグラフを作ったのはどこか?

Last updated on September 3rd, 2021 1969年(昭和44年)というは実にエポックメイキング年であった。アメリカのアポロ11号が月に着陸し、時計業界では、セイコーが世界初のクオーツ腕時計を発表した。一方で、同時期にこれも世界で最初の自動巻きクロノグラフを発表した3つのグループがあったことはあまり知られていない。その3つのグループとは以下であった。  ゼニスーモバード  ホイヤー、ブライトリング、ビューレン、デュボアデブラのグループ  セイコー これらの3つのグループは相前後して革新的な自動巻きクロノグラフを発表する。今となってみると、何がそんなに難しかったのかよく分からないことも多いが、いったい、何がそんなに当時は難しかったのか。 当時の設計手法 紙と鉛筆で設計して、組み上げてみて動かないときは修正する、コンピュータ支援設計システムがない当時、200~300の部品すべてについてこの作業を行う必要がある。 当時の量産技術 大量生産の技術はまだ現在ほど確立されていなかった。精度も現在ほどではなく、組み上げた後に調整しなければならない箇所も多かった。 開発費用 ホイヤー=ブライトリンググループは、当時で50万スイスフランと4年の月日を費やしたとされている。中小企業の開発としては、会社の死命を制する開発規模であった。 技術的な難易度の高さ。 クロノグラフは、時計の機能の他にいわゆるストップウォッチの機能を持つ時計である。限られた腕時計の体積に、時計のメイン機能、クロノグラフ機構と自動巻き機構を詰め込む必要があった。 今回から数回で自動巻きクロノグラフの黎明期を見ていきたいと思います。

機械式時計はなぜ動くのか? その21

デファイ・ラボの「ヒゲゼンマイ」 今週は、心臓部の動作についての解析といきたい。念のためだが、これはあくまで個人の趣味の範囲での推定である。もちろん間違いを含む可能性もある。これは違うのでは?もっとこう考えるべきでは、などアドバイスがあれば、ぜひご指摘いただければ幸いである。 それではまず最初に物体が振動を繰り返すための条件を考えよう。例えば分かりやすい例として振り子を考える。一点につるされたヒモの先に重りをつけ、重りに力を加える。これによって、ある一定周期の往復運動を行わせることができる。このことを振動という。動きが小さくなってきたら、重りをまた揺らせばよい。 つまり、ある物体が振動を行うためには、動くためのスペースおよび稼動する部分の自由度との二つがまず必要になる。いくら振り子といっても、ヒモの接続部に稼動の自由度がなく、接着剤で根本を固められていては振動はできない。動くことができる自由度が必須である。 機械式時計のヒゲゼンマイの動きは収縮である。ヒゲゼンマイは、ヒゲゼンマイに許されたスペースを使って、収縮を繰り返す。その自由度はヒゲゼンマイに接続されたテンワの回転角度、振り角で表わされる。通常は300度程度とされるこの振り角だが、これを0度に固定されてしまうと機械式時計は時を刻むことはできない。 では、このデファイ・ラボのシステム、これはいったいどこが振動しているだろうか、またその稼動のための自由度はどこにあるのだろうか。振り子やヒゲゼンマイの様な稼動箇所はないように見える。第一、この「ヒゲゼンマイ」、まったくゼンマイのような形状をしていない、ただの板状である。その秘密を解く鍵は、先のプレゼンテーションのこのページにある。 この図は何を意味しているのだろうか。筆者の考えは、それなりの大きさの一組の物体を、これもまた一組のヒモで接続することで振動を続けることができるというプレゼンテーションである。一組の物体の片方は固定されている。ヒモによって接続された物体のもう片方は振り子の重りに相当し、ある一定の自由度を持って稼動する。ヒモは平行につないでもいいし、違う場所に接続してもよい。その接続されたヒモに与えられた範囲の自由度で振動を繰り返す。このヒモに相当する部分、直線だけではなく、たわみももって一定周期で揺れているのが分かる。その振動はゼンマイとは違うが、一定のリズムを刻んでおり、しかもこの動きは、ある一方向にねじれるとその反対に戻ろうとする力も持っている。ということは、このサイズさえ小さくできればヒゲゼンマイの代用品として使えるのではないだろうか。 この一組の物体だが、上の物体は固定されており、動いていないから長方形である必然性はない。片方の振り子の重りに相当する物体を稼働さえできれば、丸でも三角でも分割されていてもその形状は自由である。また、この物体の上下の位置関係だが、上下にある必要さえもない。その稼動の自由度さえ確保されていれば、一組のヒモは右端と左端に接続されてもよい。このプレゼンテーションではかなり大きな物体をヒモでつないでいるから、上下でなければなかなか動作は難しいだろうが、小さく軽い物体をバネ状の金属で接続すれば横に位置していても問題なさそうである。 ここで先の図をよく見ていただきたい。接続しているヒモを左右に展開できそうではないか。 これがこの発振子の中心部分である。この部分にトルクを与えることにより、ある一定周期の運動を繰り返す。この場合、一組のヒモで接続された物体の振動になるから、ヒゲゼンマイのような大きな角度の振動はできない。だが、+-6度程度の角度の運動であれば「ヒゲゼンマイ」のたわみによって可能であり、それを一定周期で続けることができる。デファイ・ラボのシステムではこの現象を利用していると筆者は考えるのだが、いかがであろうか。

機械式時計はなぜ動くのか その20

ではデファイ・ラボに対する考察をはじめよう。まずは設計チームのプレゼンテーション動画から始める。 ここ から視聴が可能である。 さすがビバー氏は演出がうまい。プレゼンテーションを行うエンジニアはまるでスティーブ・ジョブスのようにジーンズである。ホイヘンスの発明した時計の原理から彼は解きあかす。Q値に関するプレゼンテーションも含まれている。非常に分かりやすい、いいプレゼンテーションである。ぎっしりとうまった聴衆の中には、熱心に聞いている男性もいれば、時々写真をとるがあとはずっとスマートフォンをいじっている老紳士もいる。最前列の女性は頻繁に髪をかきあげ、足をゆらし続けている。技術プレゼンテーションとしてはいいプレゼンテーションなのだが、招待客の層からすると、すこし場違いな感じもするプレゼンテーションである。10分を少し超えてプレゼンテーションは終わり、司会者が「では後は私が引き取りましょう」。続いて本題であるビジネスの話をしたのであろう。 ビバー氏自身、ビジネスマンたちが本気で時計のメカニズムに興味があるとは思っていないであろう。だが、このようなプレゼンテーションを行えば、ゼニスの新技術をプレスが広めてくれると思っているに違いない。たしかにそれは正しく、そのプレゼンテーションから筆者はこのような記事が書くことができる。なおこの記事はあくまで筆者の私見である。間違いがあれば何なりとご指摘いただきたい。 まずは心臓部の発振子から見ていこう。以下の図は技術プレゼンテーションの動画と同じサイトからである。日本語部分が筆者による追加である。 発振の中心であるヒゲゼンマイに相当する部分は、髪の毛の半分以下、薄さ20umの薄さのシリコンで構成される。これが中心に対称に3つ配置され全体の円環をささえている。このヒゲゼンマイ相当部分だが、中央部で円弧を描いているのが分かる。これがこの発振子の心臓である。この円弧を描いている部分がわずかにねじれることにより、この円環全体を+-6度という微小な角度でセキレイの尾のように揺らし続ける。その速度が15Hz(一秒間に15往復)という高速になる。 右上に緩急針に相当する調整用の音叉のような形状の部品が見える。この音叉状の部品は板バネのような形状の部品を経由して外周に接続されている。この板バネが髪の毛と同等かそれより薄い形状になっており、力を加えることによりこのシリコンの形状を変化させることができそうだ。それによって発振周波数を調整すると考えることができる。 次にアンクルである。+-6度の往復運動を続ける発振子を時計回り方向の歯車の動きに整えるために、またシステム動作のためのトルクを受けとるため、「ガンギ車」との接続部分が必要である。これが図の下のほうに見える。 これで三つの主要な部品が揃った。一番の特徴は、この三つを一体成形で作っているためにテンプが存在しないことであろう。このため、テンプの軸受けのルビー、アンクルの爪石など注油が必要な部品はこの発振子にはなく、注油作業が不要となる。注油箇所は輪列部分のみとなり、メンテナンスはかなり楽になりそうである。 次にシリコンという材質について、シリコン製のヒゲゼンマイと同様のメリットを享受できる。つまり耐磁性が高く、温度の影響は小さい。 さらにシステムとして発振角度が小さいことは、この発振子を動作させるトルクが小さくてもよいことを意味する。動作のために必要なトルクは回転角度に比例する。通常のテンプの振り角を280~300度程度とすると、このシステムの動作に必要なトルクはおおよそ1/46~1/50となる。ということは、主ゼンマイのトルク変動による精度への影響も小さいことが予想できる。 最後に重力の影響だが、この「ヒゲゼンマイ」は時計の大きさに対して対称にバランスして配置されている。ということは、ある姿勢で一箇所が大きく影響を受ければ一箇所は少なく影響を受けるというふうにプラスとマイナスとでバランスがとれるように設計されているように見える。そのため、姿勢差も少ないと予想できる。 このように、このシステムを機械式時計として見た場合、かなり理想的なシステムに見える。 以下がHodinkeeによる「ガンギ車」の動作部分である。アンクルの爪石などはないことが分かる。

機械式時計はなぜ動くのか その19

ビッグニュースが飛びこんできた。ゼニスのデファイ・ラボである。なんと15Hz(振動数でいえば30振動)という高周波で動作し、その精度はおおよそ10倍だという。15Hzというのは、いままで高振動とされてきたエルプリメロの10振動(5Hz)の3倍もの速度である。しかもそれが機械式で動作するというのだからすごい。 やはりこのメカニズムについても考察を加えなければいけないであろう。 例によってQ値と精度の関係から予測したい。10倍の精度をもたらすためには Q値もおおよそ10倍である必要があった(機械式時計はなぜ動くのか その14))。この時計の周波数は通常4Hz(8振動)とされている時計のおおよそ4倍の速度である。たしかに周波数が高いことは精度向上に寄与する。しかしながらクォーツ時計の発振周波数は機械式時計の1万倍もの速さであるが、Q値として比較すると10倍~100倍のオーダーでしかなかった。 ところがこのデファイ・ラボ、10倍の精度を4倍の発振周波数で達成するという。ということは、これは従来の機械式時計の仕組みではなく、新しいシステムに分類されるということになるだろう。C.O.S.Cクロノメータ規格が-4~+6秒であるから、この10倍の精度を達成するとすると、日差+-0.5秒程度、一ヶ月でも15秒程度である。つまり、通常のクォーツ時計と同等の精度が期待できる新しい機械式腕時計のシステムが誕生したということになりそうだ。 どのようにしてこれを実現したのか。半導体/MEMS技術である。シリコンの単結晶をクリーンルームで結晶成長させ、好みの形に仕上げる。この技術は、例えばDLPを使ったプロジェクターなど、実は広く身近で使われている技術の一つである。いかにもギイ・セモン氏らしい目のつけどころだ。タグ・ホイヤーの技術顧問だった時代の彼の話を聞いたことがあるが、彼は現状の時計業界に大きな不満を持っていた。曰く「機械式時計のシステムは古すぎる。新しい技術がほとんど導入されていない。航空宇宙技術などの進展は著しいのに機械式時計の世界は100年前の技術を使い続けている」。その言葉通り、タグ・ホイヤーの技術顧問だった時代、彼はベルト駆動のモナコV4、振動子としてヒゲゼンマイの代りに永久磁石を使用したペンデュラムなどの開発をリードしてきた。今回のデファイ・ラボは、いままで彼が開発してきた製品の中では、もっとも古い安定した機械式時計のシステムに近いシステムといっていいのではないだろうか。 今後少しの間、このキャリバーを見ていくことにしたい。以下がこの革新的なキャリバー Zenith ZO342についてのwatch.tvによる解説ビデオである。  

機械式時計のどこがいいのか? その6

機械式時計の位置づけ、構成要素、工業製品としてのデザイン上の制約、幅広い製品ラインアップまでを駆け足で見てきました。そういう、ある制約に基づいて作られた工業製品、機械式時計。そういう製品のどこがいいんでしょうか?それをもう一度検討してみます。 まず、いい、悪いを決めるというのは、簡単な話ではないです。いい、悪いというのは絶対的な判断基準ではなく、相対的な価値観です。AはBと比較していい、ということはいえますが、Aは絶対的にいい、Bは絶対的に悪い、ということはできません。 モノの価値を決めるのは人間ですから、ある人が「これはいい」といえば、それはそれでいいモノである、といえます。判断基準となる好みは人によって千差万別です。ロレックス デイトナがいいとおっしゃる方もいらっしゃるでしょうし、パテックフィリップの名作Ref.96がお好きな方もいらっしゃるでしょう。また、セイコー5がいいという方もおられるでしょう。 次に、いい、悪いの比較対象です。現代のわれわれはきっと「機械式時計」という場合、比較対象としてクォーツ時計を思い浮べると思います。「時間を知るだけだったら、ケータイでいいじゃん」「クォーツが正確だし、わざわざゼンマイ巻かなくていいし、なんでローテクの機械式時計?」まったくおっしゃる通りです。そこで、少しクオーツ時計について見てみることにします。 クオーツ時計は、一日に10秒程度は誤差がある機械式時計と違って、その誤差は一カ月で10秒程度におさまります。ざっと30倍は精度がいいことになります。また耐衝撃性も高いです。機械式時計は、テンプが一秒間に数回の往復運動をすることで一定の時間を刻みます。この部分が、どうしても衝撃に対しては弱くなります。クオーツ時計の場合、一定クロックを生成するのは水晶の固体振動子になりますので、衝撃に対して強くできます。そしてクオーツ時計は電子機器ですので、部品点数は機械式時計に対して少なくできます。100以上の部品を必要とする機械式時計に対して、おおよそ約半分の部品数で構成されます。しかも、電池式ですからいちいちゼンマイを巻き上げなくても、使いたいときに使えます。精度はいい、衝撃にも強い、使い勝手はいい、しかも電子機器ですから安価です。ここまで揃っている時計があるのに、なぜ機械式時計がいるんでしょうか。 実際にクオーツ腕時計の発明の結果、1970年代には機械式時計は絶滅寸前まで追い込まれてしまいます。1969年、ゼニスは、自動巻きクロノグラフとして有名なエルプリメロを発表しますが、そのわずか3年後には、アメリカのラジオメーカーに買収され、機械式時計の生産中止を言いわたされることになってしまいます。

最初に自動巻クロノグラフを作ったのはどこか?その18

最初に自動巻クロノグラフをリリースしたのは、どこのメーカーだったのか、まとめです。 ゼニス/エルプリメロ…ゼニスのウェブでは、「完全一体型のコラムホイール式自動巻クロノグラフ・ムーブメントを開発した最初の時計メーカー」と主張しています。どうもライバル のホイヤーーブライトリング(カム式、モジュール型クロノグラフ)に対して「難しいことをきちんとやったから時間がかかったんだ」という負けた怨念が垣間みえるようです。たしかにエルプリメロの完成度は高く、現在まで通用する基本設計がなされていました。 ホイヤーブライトリング/キャリバー11…ホイヤーのウェブでは、初の自動巻クロノグラフムーブメントを開発、発表となっています。ブライトリングのウェブでは、共同で自動巻クロノグラフを開発した、となっています。どちらかも余裕のコメントですね。やはり時計は量産できてはじめて製品といえるのでしょうから、世界で一番早く自動巻クロノグラフを製品化した、またそれを分かるようにきちんと発表もしているという自信があふれているように見えます。キャリバー11自体は、マイクロローターの巻上効率が悪く、すぐにキャリバー12へと更新されていますが、このモジュール構成は後のムーブメントに大きな影響を与えました。現在、同様のモジュール構成をとった自動巻クロノグラフムーブメントとしては、有名なバルジュー(ETA) 7750があります。 セイコー…発表はホイヤー-ブライトリングに遅れること二ヶ月の5月です。しかしながらホイヤーープライトリングのキャリバー11の量産が夏であることを考えると、ほぼ間違いなく量産を開始したのは一番早いです。69年3月という量産初期のシリアルの時計がけっこうウェブで見つかります。クロノグラフのピラーホイール制御、世界初の垂直クラッチの採用と設計にも見るべきポイントがあります。この垂直クラッチは近年のクロノグラフムーブメントに大きな影響を与えています。有名なところでは、ロレックスのデイトナ4130にも採用されています。 1969年1月10日 ゼニスがエルプリメロの試作品をスイスの特定のプレス向けに発表 1969年3月 セイコーがセイコースポーツファイブ6139を量産開始 1969年3月3日 ホイヤーーブライトリングがキャリバー11を大々的に発表(スイス、ニューヨーク) 1969年4月 ホイヤーーブライトリングがキャリバー11をバーゼルで発表 1969年5月 セイコーがセイコースポーツファイブ6139を発売 1969年夏 ホイヤーーブライトリングがキャリバー11をデリバリー開始 1969年10月 ゼニスがエルプリメロをデリバリー開始 この稿、これで終わります。

最初に自動巻クロノグラフを作ったのはどこか?その14

では次にホイヤーブライトリングのグループはどうでしょう。 これは文句のつけようがなさそうです。3月にニューヨーク、スイス大々的に発表したということは、少なくともそれなりに量産の準備は出来ていたんでしょう。また4月のバーゼルでの発表は決定的ですね。 彼らは1968年の秋には100個ほどの量産サンプルを完成させていました。1969年1月のゼニスの発表に当初はショックを受けたものの、詳細が分かるにつれ(当時はインターネットもグーグルもありません。刊行物による情報の他は非常に限られた情報しか入手できませんでした)、自分たちのグループが遥かに先行していると自信を持ったといいます。 そして、いよいよバーゼルです。ホイヤーーブライトリングはそれぞれ、ブライトリングはクロノマティック、ホイヤーはカレラ、オータビアなど様々なキャリバー11搭載モデルを発表しました。一方、ゼニスは2、3の展示に留まりました。この展示で圧勝だと確信したそうです。 ところで、バーゼルの発表は量産準備ができているとはいえ、量産品ではありませんでした。一般に入手できるシリアル番号が入った量産品は1969年の夏に一般向けのデリバリーが開始されます。ゼニスのエルプリメロの量産はさらに遅れること4ヶ月の10月まで待たなければなりません。 写真はデュボアデブラによるクロノグラフモジュールの設計図です。

最初に自動巻クロノグラフを作ったのはどこか?その13

さて、世界初の定義がそう簡単ではなさそうだということは分かっていただけたと思います。 いよいよ1969年の出来事を年表にまとめてみましょう。 1969年1月10日 ゼニスがエルプリメロの試作品をスイスの特定のプレス向けに発表 1969年3月3日 ホイヤーーブライトリングがキャリバー11を大々的に発表(スイス、ニューヨーク) 1969年4月 ホイヤーーブライトリングがキャリバー11をバーゼルで発表 1969年5月 セイコーがセイコースポーツファイブ6139を発売 さて、これだけ見ると、どこが一番最初に自動巻クロノグラフを作ったように見えるでしょうか? 発表の順序だけだと、ゼニスですね。ただこの時はいくつかの試作品だけでした。実際にエルプリメロが入手できるようになるのはこの1969年10月です。やはりある程度量産の目処がたたないと大掛かりなプレスイベントは出来ませんし、一般大衆の注意を引きつけるのはちょっと難しいかもしれません。 エルプリメロは、1969年に発表された自動巻クロノグラフの中では、唯一現在でも入手できるムーブメントです。これは当時のエルプリメロの開発陣の設計思想が非常によかったということを歴史が証明しているとも言えます。また、かなり高いところに設計目標を置いていたため、当初の開発に時間がかかったのも致しかたないとも言えるかもしれません。 写真はテレビアニメ、ルパン三世から。次元大介もエルプリメロを使っていました。

最初に自動巻クロノグラフを作ったのはどこか?その9

結局、北京空港から飛行機が飛びませんでした。いやー夜の10時半にキャンセルと言われてもなぁ。日本だと地上職員さんが一所懸命にいろいろとやってくれるのでしょうが、さすがは中国。やっぱり大陸はスケールが違います。結局1時間半待って荷物を取って、さらに1時間待って新しいフライトを予約しました。もちろん代替の宿泊施設や毛布なんか用意してくれるわけがないので、ホテルも取り直しです。もちろん近くのホテルは満杯です。とまあいろいろやって、やっと一段落です。いかに自分が日本に慣れきって怠惰になっていたのかを痛感します。(^^) さて、クロノグラフに自動巻機構を設けるという世界初の試みを行った時計メーカー3社が出揃いました。ゼニスそしてホイヤー-ブライトリング、セイコーです。 では次に「世界初」の定義をしましょう。これって、以外と難しいんですよね。ギネスブックが一私企業のコレクターブックなのに、あれだけ好評を博している理由の一つがここにあると思えます。つまり、「世界一」の基準をきちんと定義して比較できるようにしてあるということです。 ちょっと以前、阪神タイガースの金本選手の連続イニング出場の記録がギネスに認定されるかされないかという話題がありました。曰く、それは公平な記録であるのかどうか、日本の野球のレベルはアメリカから見ると低いのではないか、年間160試合をアメリカ中飛びまわるメジャーリーグと、年間140試合を日本で行うプロ野球とでは連続イニング出場の強度が違うのでは?などと議論があった模様です。結局認められたのですが、野球というデータがすべて公開されて公式記録として残っているプロスポーツでこれですから、クローズドな体質を色濃く残す時計業界で、誰が一番最初にある機構を考え出したのか、これを決めるのは実は思ったよりそう簡単でもないかもしれません。

最初に自動巻きクロノグラフを作ったのはどこか?その2

さて次は各陣営の紹介からまずいきましょう。まずはゼニス-モバードから。 ゼニスのムーブメント、エルプリメロは今ではとても有名です。1990年代にロレックスのデイトナのベースムーブメントに採用されてから、さらにクロノグラフメーカーとして有名になった感があります。 ただし、この60年代当時はそう有名でもありませんでした。当時クロノグラフ、時間の計測を行う計器メーカーとして有名だったのは、オメガ、ブライトリン グ、ホイヤーです。40~50年代のゼニスはスイスのクロノグラフメーカーの協会にも所属しておらず、クロノグラフのラインアップは限られており、他社か らのムーブメント供給に頼っていました。 それが一変するのは1960年にゼニスがムーブメントメーカーのマーテルを買収してからです。マーテルは、ユニバーサルジュネーブや他にクロノグラフの ムーブメントを供給していました。この買収により、ユニバーサルジュネーブ285はゼニス146シリーズとなり、ゼニスはクロノグラフのムーブメントを供 給できるようになりました。 また協力メーカーのモバードは、60年代当時は高い技術力を持ったメーカーで、特に精度を出すための高振動化に高い技術力を持っていました。

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