クォーツ時計

【Quartz】電圧を加えると、毎秒3万2768振動する水晶の特性を生かして調速を行う電池式の高精度ムーヴメント。機械式では日差数秒の精度が限界だが、クォーツ式の場合、月差数秒という驚異的な高精度が実現できる。1969年にセイコーが、世界で最初にクォーツ式を商品化した。・水晶発信子を使用した時計。水晶に電圧をかけると収縮して縮み、電圧をかけなくなると元に戻る。この性質を振動に変えて、時計を制御する仕組み。・クォーツ電池を動力源として、水晶を振動させることにより駆動する腕時計。現在では主流なタイプ。・ムーブメントの種類の一つ。水晶振動を用いることにより、1秒間に数万回に及ぶ振動数を実現。機械式ムーブメントに比べ、格段の精度を誇る。世界初のクォーツ式腕時計は、1969年発売のセイコー・アストロン。・水晶の振動子を電気で振動させパルス信号に変換し1秒を抽出して時を刻む時計。

クォーツ時計の歴史

クォーツ時計が発明されたのは1927年です。 しかし、この時まだ集積回路が実用化されていなかったため、電子回路を真空管で構成していました。そのため、高精度は実現されたものの、時計全体の大きさが部屋1つ分に相当するほど大きくなってしまいました。 1958年 精工舎(現セイコー)がタンス大の放送用クォーツ式時計を商品化し、64年には15cm角位のポータブル卓上クォーツ時計を発売しました。 この時点で、クォーツの振動子は全長10cmの真空管に、電子回路はトランジスタ、ダイオードを使用したものにまで小型化されていました。 しかし価格は約13万円と当事の大卒初任給の半年分にあたり、とても庶民に手の出るものではありませんでした。
  そして1969年、ついに世界初のクォーツ式腕時計「セイコー アストロン」が発売されました。 K18モデルが45万円、SSモデルが17万5千円でまだまだ高価でしたが、71年から73年にかけて相次いで新モデルが発売され、安定した品質と庶民にも手のとどく低価格化の実現により、5年間で70万個以上が生産されました。 クォーツ時計は瞬く間に、全世界に広がり、機械式時計を中心としていたスイス時計産業に大きな打撃を与えました。
  70年代半ばには、クォーツ時計は、時計の主流として確固たる地位を築き、これまで時計業界を席巻していたスイスに代り、セイコーの名が世界のブランドとして認知されるようになりました。
  この頃からクォーツ振動子の小型化、電子回路の低消費電力化などの技術革新により、一層の小型化、薄型化が可能になりました。ファッションの観点から、とくに薄い時計に対するニーズは高く、正確な時刻を表示することに加えて、アクセサリーとしても通用する美しい時計を創り出す風潮が芽生えました。 そして1975年に女性用の薄型ドレスクォーツが発売されました。 極めつけは1989年にムーブメントの厚みが1mm以下の超薄型ドレスクォーツが発売されています。
  小型化、薄型化と同時に、精度向上および多機能化も進みました。機械式の精度が、日差で表されるのに対して、クォーツの精度は、月差から年差へと驚異的な速さで進化し、省エネによる電池寿命の延長、耐磁製の強化など、精度はもちろんのこと高性能、高品質で耐久性の高いクォーツムーブメントが開発されていきました。 そして様々な用途、ダイバー向け、パイロット向け、鉄道用、視覚障害者用などとして商品化されました。
  また、クロノグラフ、永久カレンダー、デュアルタイム、ワールドタイム、スプリットセコンド、カウントダウンタイマーなど様々な機能を持ったクォーツ時計が登場しました。
  現在レーシングスポーツ、マリンスポーツなど各種のハードなスポーツにも耐える頑丈なムーブメントとボディ、そしてそれぞれのスポーツに要求される各種機能をそなえたモデルが多数発売されています。クォーツ時計が発明されたのは1927年です。 しかし、この時まだ集積回路が実用化されていなかったため、電子回路を真空管で構成していました。そのため、高精度は実現されたものの、時計全体の大きさが部屋1つ分に相当するほど大きくなってしまいました。 1958年 精工舎(現セイコー)がタンス大の放送用クォーツ式時計を商品化し、64年には15cm角位のポータブル卓上クォーツ時計を発売しました。 この時点で、クォーツの振動子は全長10cmの真空管に、電子回路はトランジスタ、ダイオードを使用したものにまで小型化されていました。 しかし価格は約13万円と当事の大卒初任給の半年分にあたり、とても庶民に手の出るものではありませんでした。
  そして1969年、ついに世界初のクォーツ式腕時計「セイコー アストロン」が発売されました。 K18モデルが45万円、SSモデルが17万5千円でまだまだ高価でしたが、71年から73年にかけて相次いで新モデルが発売され、安定した品質と庶民にも手のとどく低価格化の実現により、5年間で70万個以上が生産されました。 クォーツ時計は瞬く間に、全世界に広がり、機械式時計を中心としていたスイス時計産業に大きな打撃を与えました。
  70年代半ばには、クォーツ時計は、時計の主流として確固たる地位を築き、これまで時計業界を席巻していたスイスに代り、セイコーの名が世界のブランドとして認知されるようになりました。
  この頃からクォーツ振動子の小型化、電子回路の低消費電力化などの技術革新により、一層の小型化、薄型化が可能になりました。ファッションの観点から、とくに薄い時計に対するニーズは高く、正確な時刻を表示することに加えて、アクセサリーとしても通用する美しい時計を創り出す風潮が芽生えました。 そして1975年に女性用の薄型ドレスクォーツが発売されました。 極めつけは1989年にムーブメントの厚みが1mm以下の超薄型ドレスクォーツが発売されています。
  小型化、薄型化と同時に、精度向上および多機能化も進みました。機械式の精度が、日差で表されるのに対して、クォーツの精度は、月差から年差へと驚異的な速さで進化し、省エネによる電池寿命の延長、耐磁製の強化など、精度はもちろんのこと高性能、高品質で耐久性の高いクォーツムーブメントが開発されていきました。 そして様々な用途、ダイバー向け、パイロット向け、鉄道用、視覚障害者用などとして商品化されました。
  また、クロノグラフ、永久カレンダー、デュアルタイム、ワールドタイム、スプリットセコンド、カウントダウンタイマーなど様々な機能を持ったクォーツ時計が登場しました。
  現在レーシングスポーツ、マリンスポーツなど各種のハードなスポーツにも耐える頑丈なムーブメントとボディ、そしてそれぞれのスポーツに要求される各種機能をそなえたモデルが多数発売されています。

クォーツ時計について

現在、世界で生産されている時計の90%以上はクォーツ時計です。
  一般にクォーツ時計は安価なものとして扱われており、時計専門雑誌でもあまり評価されていないようです。 確かに、精巧な工芸品のように職人が組み立てる機械式と違って、クォーツムーブメントは工場で機械により大量生産されているものがほとんどのため、単に時間を知るための道具として見なされてしまうのは、しかたのないことかもしれません。しかし、多くのデザイナーブランドでクォーツ時計をラインアップしており、カルティエ、ブルガリの場合、同じデザイン、同じサイズでクォーツ式と機械式を揃えています。 価格もあまり変わらないことから、クォーツ式と機械式を同格に扱っていることがわかります。 また、グッチ、エルメス、ショパールなどのように、クォーツ式の割合が圧倒的に多いブランドや、クォーツ式しか製造していないブランドも数多くあります。
  クォーツ式の利点は、なんといってもその精度です。クォーツ時計の精度は、平均月差(1ヶ月の進み、遅れ)が0.3~1.5秒となるのに対し、機械式は平均日差(1日の進み、遅れ)が10~20秒で、クォーツ式は機械式の500倍以上の正確さを持っています。
  また、小型、薄型にでき、時計のデザインの自由度が大きいことも利点です。外周をダイアの駒が動くショパールのハッピーダイアモンドはその代表で、クォーツムーブメントでなければ、実現できなかったでしょう。
  そして電池が切れるまで動き続けるため、メンテナンスフリーであることも大きな利点です。
機械式では、ゼンマイをフルに巻いても 36~48時間で止まってしまいます。手巻きなら、毎日ゼンマイを巻く必要がありますし、自動巻でも、毎日8時間程度は腕に着けていなければなりません。休みに時計を1日しなかったら、止まっていたということもよくあります。当然、再度時刻合わせ、日付合わせが必要になり、メカに弱い人にとっては大変で憂うつな作業になります。 また、よくわかっている人でも朝の忙しい時に、時刻合わせなど、ゆっくりやっていられないでしょう。そういう点では、クォーツ時計は大助かりです。 最近はエコ意識の高まりから太陽電池や自動巻と同じ方式で発電して蓄電池にため込む方式など、電池交換不要なクォーツ時計も出ています。
  クォーツ時計の原理ですが、人工クォーツ(酸化シリコン)の単結晶に電圧をかけると、非常に高く安定した周波数で振動することを利用し、その周波数を電子回路で処理して1秒間に1回のパルスに変換し、ステップモーターを回転させて、針を駆動するというものです。アナログ(針表示式)クォーツ時計の場合、ステップモーターより先の構造は機械式時計とまったく同じです。 よく、機械式時計と比べてクォーツ式時計は針がピッピッと1秒ずつ飛んでゆく、といわれますが、それはステップモーターの特性によるものです。
  クォーツ時計の場合も、モーターより先の構造が機械式時計と同じなのでオーバーホールが必要ですが、電池交換以外は行われていないのが現状です。
  理由としては、ステップモーターが極めて正確なので、オイルの劣化による抵抗が増えても、時間の遅れがほとんど無いこと、ムーブメントの価格が安いため故障してもムーブメントそのものを交換する方が、分解修理するより確実で安上がりなこと、などがあげられます。
  ファッション時計の場合、修理するより新しい時計を買ったほうが安いこともあります。現在、世界で生産されている時計の90%以上はクォーツ時計です。
  一般にクォーツ時計は安価なものとして扱われており、時計専門雑誌でもあまり評価されていないようです。 確かに、精巧な工芸品のように職人が組み立てる機械式と違って、クォーツムーブメントは工場で機械により大量生産されているものがほとんどのため、単に時間を知るための道具として見なされてしまうのは、しかたのないことかもしれません。しかし、多くのデザイナーブランドでクォーツ時計をラインアップしており、カルティエ、ブルガリの場合、同じデザイン、同じサイズでクォーツ式と機械式を揃えています。 価格もあまり変わらないことから、クォーツ式と機械式を同格に扱っていることがわかります。 また、グッチ、エルメス、ショパールなどのように、クォーツ式の割合が圧倒的に多いブランドや、クォーツ式しか製造していないブランドも数多くあります。
  クォーツ式の利点は、なんといってもその精度です。クォーツ時計の精度は、平均月差(1ヶ月の進み、遅れ)が0.3~1.5秒となるのに対し、機械式は平均日差(1日の進み、遅れ)が10~20秒で、クォーツ式は機械式の500倍以上の正確さを持っています。
  また、小型、薄型にでき、時計のデザインの自由度が大きいことも利点です。外周をダイアの駒が動くショパールのハッピーダイアモンドはその代表で、クォーツムーブメントでなければ、実現できなかったでしょう。
  そして電池が切れるまで動き続けるため、メンテナンスフリーであることも大きな利点です。
機械式では、ゼンマイをフルに巻いても 36~48時間で止まってしまいます。手巻きなら、毎日ゼンマイを巻く必要がありますし、自動巻でも、毎日8時間程度は腕に着けていなければなりません。休みに時計を1日しなかったら、止まっていたということもよくあります。当然、再度時刻合わせ、日付合わせが必要になり、メカに弱い人にとっては大変で憂うつな作業になります。 また、よくわかっている人でも朝の忙しい時に、時刻合わせなど、ゆっくりやっていられないでしょう。そういう点では、クォーツ時計は大助かりです。 最近はエコ意識の高まりから太陽電池や自動巻と同じ方式で発電して蓄電池にため込む方式など、電池交換不要なクォーツ時計も出ています。
  クォーツ時計の原理ですが、人工クォーツ(酸化シリコン)の単結晶に電圧をかけると、非常に高く安定した周波数で振動することを利用し、その周波数を電子回路で処理して1秒間に1回のパルスに変換し、ステップモーターを回転させて、針を駆動するというものです。アナログ(針表示式)クォーツ時計の場合、ステップモーターより先の構造は機械式時計とまったく同じです。 よく、機械式時計と比べてクォーツ式時計は針がピッピッと1秒ずつ飛んでゆく、といわれますが、それはステップモーターの特性によるものです。
  クォーツ時計の場合も、モーターより先の構造が機械式時計と同じなのでオーバーホールが必要ですが、電池交換以外は行われていないのが現状です。
  理由としては、ステップモーターが極めて正確なので、オイルの劣化による抵抗が増えても、時間の遅れがほとんど無いこと、ムーブメントの価格が安いため故障してもムーブメントそのものを交換する方が、分解修理するより確実で安上がりなこと、などがあげられます。
  ファッション時計の場合、修理するより新しい時計を買ったほうが安いこともあります。

新世代のクォーツ時計

安価でありながら、正確無比に時を刻みつづけるクォーツ時計ですが、唯一の弱点が、電池寿命の問題です。 機械式では、止まってもゼンマイをきちっと巻いてやれば再度動きますが、クォーツ式は電池が切れてしまえば、電池を新しいものに交換しない限り動きません。 通常電池の寿命は2~3年位です。(最近は消費電力を抑えたムーブメントを使用することにより、10年もつものもあります) 高級時計などは裏蓋を開けるのに特殊な工具を必要とするものもあり、電池交換は以外とわずらわしいものです。
この問題を解決したのが、セイコーのキネテックに代表される自己発電型クォーツ時計、そして太陽電池を使用したシチズンのエコドライブ、カシオのタフソーラーなどです。
セイコーのキネテックは自動巻き式のローターによるゼンマイの巻き上げ機構を発電用に応用したものです。 自動巻き式と同様にローターが回転すると、それが歯車を介して約100倍に増速されて、発電ローターを超高速で回します。この発電ローターと発電コイルとの間に電磁誘導による電気が発生します。その電気はキャパシター(蓄電用コンデンサ)に貯えられて、時計を駆動するエネルギーになります。 最初のうちは、フル充電で2~3日ぐらい稼動する程度しか充電されませんでしたが、消費電力の省力化や、キャパシターの改良、不使用時の省エネモード等の採用により、フル充電で6ヶ月以上稼動するようになりました。 キネテックは1986年にスイスのバーゼルフェアで参考出品されて、世界の時計界に大きな衝撃を与えました。 そして1988年にドイツで先行発売され、続いて日本でも発売され、現在セイコーの主力商品となっております。
太陽エネルギーを利用することで電池交換を不要にしたのが、シチズンのエコドライブ、カシオのタフソーラーです。 こちらは、当初アナログ式より消費電力の少ないデジタル時計で実用化されました。 一度フル充電しておけば、光を当てなくても3~6ヶ月くらい動き続けます。こちらも当初は、時計の全体の1/3から1/2を太陽電池が占めていましたが電池の小型化や、透光文字盤、極細太陽電池の開発等により、太陽電池の配置をあまり気にせず、自由な時計のデザインができるようになりました。
太陽電池でフル充電に要する時間は、一般的な蛍光灯のついている部屋においた場合、約175時間(照度700LUXとして)、快晴の野外で太陽のもとで、約3時間(照度10万LUXとして)が目安となります。
キネテック、エコドライブ、タフソーラーなどの充電式に共通する注意事項があります。 それはキャパシタ、蓄電池を完全に放電してはいけない、ということです。 いくら省エネでも、1年もほおっておかれれば、電池は完全に放電してしまいます。 そうすると蓄電池が劣化してしまい、次に充分な蓄電ができなくなります。 すると普通に使用しているにもかかわらず、1日2日放置しただけですぐに時計が止まってしまう場合があります。
長期間使用しない場合でも、定期的に動かし、太陽に当てて充電することを心がけてください。 とくにアナログ式のものは消費電力が大きいため、再充電する時は、リューズを引いて針の動きを止めて、消費電力を極力減らして、たっぷり充電することが必要です。


※このページは、書きかけの項目が含まれる為、加筆・訂正の協力者を求めています。編集に協力する方は、左上にある「WIKI編集ボタン」または、この下の「このページを編集する」リンクより認証した上で、編集してください。このサイトは、みなさんの知識と経験と善意で成り立っています。






  • 最終更新:2014-06-27 22:22:46

このWIKIを編集するにはパスワード入力が必要です

認証パスワード