機械式時計の文字盤を製作：ギアのない時計のための本物の歯車列

機械式ガーミン時計の文字盤を自作する：歯車のない時計のための本物の歯車列

私はガーミンの時計の文字盤を自作しています。そのうちのいくつかは機械式ムーブメントを表示します：スケルトン、レギュレーター、スケルトンブリッジ、スモークドクリスタル。それらについてよく聞かれるのは、歯車は単なる絵なのかということです。歯車は絵です。その背後にあるのは、本物のムーブメントと同じように解決しなければならなかったキャリバーであり、だからこそ私は手間をかけているのです。

［画像: スケルトン ガーミン時計の文字盤、6時位置にフライングトゥールビヨンを備えたオープンワークのムーブメント］

1. まず、写真のフォルダ

これらの文字盤はすべて、実際のオープンワークウォッチの写真のフォルダから始まります：ロイヤルオーク・オープンワークド、モーザー・ストリームライナー・トゥールビヨン・スケルトン、ブランパン・ヴィルレ・スケレット、その他多数。最初の数日間は、ただ見ているだけで何もしていません。

意図的に、安価なオマージュウォッチもその中に紛れ込ませました。そして、それがフォルダの中で最も役立つ画像となりました。一見すると、スケルトンに必要なものすべて、つまりブリッジ、歯車、ネジ、中央の開口部を備えています。それは明らかに間違っていますが、その理由を解明することが、この最初の段階のすべてです。そのスポークはすべて同じ幅です。その開口部は対称的です。そのブリッジには軸受がなく、歯車は何も支えがない空間にぶら下がっています。すべての表面は同じフラットなブラッシュ仕上げです。それは、それを見たことしかない人が描いたスケルトンのように見えます。

フォルダの残りの部分はその逆です。スケルトンとは、金属を最後の安全なグラムまで削ぎ落とした耐荷重機械であり、残ったものは力を伝えるものだけで、スポークの幅は仕事量を超えません。また、それらはすべて外側に途切れのないリングを保っています。中央は混沌、端は秩序。

時計愛好家なら、何がクロックされたかを言葉にするずっと前に、一目で見抜くことです。ムーブメントは完成しているか？そして、すべての部品は何かによって保持されているか？それがルール1になりました：文字盤上のすべてのものは、何かによって保持されており、その何かは、ケースの壁まで、一つ一つたどることができます。

2. キャリバーの解決

次にムーブメントを設計します：どの歯車が存在するか、それぞれが何枚の歯を持っているか、どれくらいの大きさか、どこに配置するか。香箱、センターホイール、サード、フォース、ガンギ車、アンクル、テンプ、そして針に駆動力を戻すためにレイアウトに必要なものすべて。この段階で完成した文字盤の外観が決まりますが、そのほとんどは描画上の決定ではありません。

歯数から始め、半径がそれに続きます。2つの歯車は、歯が同じ物理的なサイズでなければ一緒に機能しません。逆に、見た目が良い半径を選び、そこから歯数を導き出すと、同じ文字盤上に異なるサイズの歯車ができてしまいます。これはスケルトンの最初のパスで起こったことです：すべてのピニオンの歯数は半径から取られており、不一致は60パーセントに達し、その文字盤上の何も他のものを駆動できなかったでしょう。位置も解決されます。固定された距離にある軸は、2つの円が交差する場所に1つだけあります。

スケルトンブリッジでは、香箱が歯が届く範囲よりも外側に配置する必要があったため、単純なアイドラーを挟んで駆動力を伝達しました。これは比率を変えません。16枚の歯を持つ歯車は、ギャップを跨ぎ、両端で噛み合うことができる最小の歯車です。

他の位置は自然に決まります。それがこの作業で学んだ最も好きなことです。フォースホイールは1分に1回転するので、フォースホイールは秒針を運ぶことができるホイールであり、スモールセコンドのサブダイヤルは、そのピボットがプレートを通過するどこにでも配置されます。それが、リアルな時計でスモールセコンドがその位置にある唯一の理由です。誰も位置を選んだわけではありません。トレインがそれを選択しました。

そのすべての下には、自由な答えのない緊張があります。文字盤全体に広がる大きな歯車は、オープンワークの文字盤を見栄え良くするものですが、噛み合うことでそれらを互いにきつく引っ張ります。そして、針を駆動するために中央に到達する何かがまだ必要です。トレインをオフセンターで実行すると、見た目はそう望みますが、戻るためのモーションワークチェーンが必要になり、香箱が中央をクリアするのに十分小さい場合にのみ収まります。

［画像: レギュレーター文字盤の11個の候補レイアウトが横並びに表示されている］

レギュレーターは11個の候補レイアウトとして始まり、平らに描かれ、1つに絞り込まれました。

［画像: スケルトンブリッジの解決された歯車列が円で描かれ、各歯車の名前が表示されている］

スケルトンブリッジの解決されたトレイン。各円は歯車であり、各中心は隣接する両方から適切な距離にある唯一の点です。

3. トレインは実際に動くのか

描かれたムーブメントは主張です。何かに表面が与えられる前に、機械としてテストします。まず、すべてのメッシュ、同じサイズの歯車について。次に、香箱からテンプまでのレート。

スケルトンは毎時28,800回、1秒間に8回のビートを刻み、ガンギ車は1回の完全な振動ごとに1つの歯を進めるので、2回のビートごとに1つの歯が進みます。その2という数字が重要です。情報源は、クラシックな80/10、75/10、70/7のトレインを28,800と喜んでペアリングしますが、それは18,000トレインです。2回のビートの代わりに1回のビートを取ると、時計は倍速で動作します。

スケルトンにはトゥールビヨンがあるので、香箱からケージまでのチェーンは480対1で出てくる必要があります。次に、ケージは1分に1回転するので、トゥールビヨンがそもそも60秒で回転するのは、その速度で秒表示としても機能するためです。

次に物理的なチェックです。同じ高さにある2つの部品は重なってはならず、すべての軸には上下に軸受が必要で、クリックとそのバネがなければなりません。なぜなら、逆巻きできるぜんまい巻きは時計ではないからです。

これらは問題を発見します。あるパスでは、トゥールビヨンケージにピニオンがなく、それを駆動するはずの歯車が何も押すものがなく、ケージは両端で保持されていない文字盤上の唯一の物体でした。別のパスでは、ラチェットホイールが香箱の3倍の速度で動いていましたが、クリックは時計が動いている間、ラチェットを常に静止させています。レビューでそれを指摘する人はいなかったでしょう。しかし、多くの人がそれを感じただろう。

［画像: スケルトンのムーブメントレビューの前後］

ムーブメントレビュー前のスケルトン（左）と、修正後のスケルトン（右）。

4. 時計職人は組み立てられるか

動作することと組み立て可能であることは異なる質問であり、後者の方が難しいです。図面では、歯車は下に何もなく完璧に回転します。そのため、レンダリングは、部品ごとにエンジニアリング図面として扱われ、誰かがベンチで組み立てられるかどうかを問われるパスを通ります。

メインプレートはケースバンドに達する完全なディスクとして始まり、開口部がそこから切り出されます。それをリングと数本の腕として逆に組み立てると、ケースの手前で止まり、そのリングの外側にあるすべてのブリッジの足は何も固定されていません。ブリッジはビームなので、両端にアンカーが必要です。コックは端の近くに1つあります。宝石は軸が回転する場所にのみ配置され、何も保持しないネジは削除されます。

この段階でのスケルトンのレビューは9つの致命的な欠陥を抱えて戻ってきましたが、それはプロジェクトで最も有益な1時間でした。9つの軸には上に宝石があり、下は空だったので、トレインの後ろに低プレートが入り、スケルトナイズされたアームで、それらすべてに達しました。クリックバネは香箱にねじ込まれていましたが、香箱は回転します。それは上の固定ブリッジに移動しました。そして香箱は中央から十分にずれており、その歯の根元が針の軸から0.1ミリメートル離れて通過していたため、キャノンピニオンは針に全く届かなかったでしょう。その結果、目はどんな部品でもブリッジに、ブリッジをその足に、そして足をプレートにたどることができる文字盤になります。

［画像: スケルトンのブリッジが各歯車で切り開かれ、同じブリッジが連続したビームとして］

左は、各歯車で切り開かれたブリッジ。右は、各軸の上に連続したビームがあり、各軸受に宝石がある。

5. 素材と仕上げ

この時点で初めて、何かに表面が与えられます。仕上げを考える実用的な方法は、それが何と呼ばれているかではなく、光の中で何をするかであり、4つの振る舞いがあります。ブラックポリッシュは二項式です：ほとんどすべての角度で漆黒、そして1つの角度で眩しい。ブラッシュ仕上げまたはストライプ仕上げは、溝に沿って柔らかい明るい帯を運び、角度が変わると帯が部品に沿ってスライドします。パーラージュはきらめき、硬い小さな点が柔らかいパッチの中で点滅します。砂吹きマットは、光に向かって回転するにつれて明るくなるだけです。これら4つのうち最後の1つだけが粗さ設定から外れます。他の3つは構築する必要があります。

次に、各文字盤はカタログから選択します。メインプレートにはロジウムメッキ、トレインには金メッキ、ネジにはブルースチール、そしてその青色は顔料ではなく酸化膜なので、塗料よりも彩度が高く、傾けると変化します。ブリッジにはアングラージュが施され、エッジは45度に削り取られ、鏡面仕上げされ、実際の部品では約0.2ミリメートル幅です。

もう1つの落とし穴があります。それは私に1ラウンド（ラウンド＝1回）のコストをかけました。数ミリ幅の部品のポリッシュは、暗いワイヤーに明るい縁として現れます。なぜなら、狭い曲線では、二項式仕上げの暗い半分がほとんどすべてを占めるからです。トゥールビヨンケージはそれを教えてくれました。ポリッシュされたアームでは、それは平和のシンボルのように読めました。薄い部品は代わりにサテン仕上げになります。

［画像: レギュレーターのメインプレートを6倍拡大したもの、ブラッシュ仕上げの表面にポリッシュされたエッジ］

レギュレーターのメインプレートを6倍拡大：ブラッシュ仕上げの表面と、単一の明るい線として見える削り取られたエッジ。

6. 金属のライティング

［画像: レギュレーター ガーミン時計の文字盤、アワーはオープンワークのムーブメントの上に独自のリングで表示］

1つの光源、上から、天井が手首の時計を照らす方法。次に、重要な質問です：この文字盤の何が明るくなることを許されるか？

私が常に立ち返るルールは、最大の物体が最も明るいわけではないということです。ブリッジはスケルトン上で最大の金属塊であり、最も興味のない部分です。それを逆にするのが、レンダリングされたムーブメントが安っぽく見える主な理由です。最初のレギュレーターのレンダリングでそれを間違えました。2つの小さなゲージポインターが文字盤全体で最も明るい金属であり、手首からの作り物の跳ね返りがムーブメントを下方から照らし、プレートは下部で光っていましたが、そこには興味深いものは何もありませんでした。

答えはトゥールビヨンを洪水のように照らすことではありません。焦点は、より明るいことではなく、異なることで勝ちます。私のフォルダの中で最高の写真では、それはムーブメントの平均119.9に対して119.5を測定しており、つまり周囲のすべてと全く同じくらい明るいです。それは色相と局所的なコントラストで目を引きます：黒いケージアームに対する金の縁、中央の色のついた宝石、文字盤上の最も高い局所的な範囲。それは時計画面に縮小されても生き残ります。明るさの違いはそうはいきません。

明るいピクセルが属するのは削り取られたエッジであり、それらは領域ではなく線であり、エッジが光から離れるにつれてその長さに沿って変化します。均一な輪郭として描かれたアングラージュは、最も速く見抜かれる兆候の1つです。

すべての背後には部品間の空間があり、決して純粋な黒ではなく、平坦でもありません。部屋から少し色を取り込み、上部が下部よりも明るいです。私の9つの参照写真すべてがこれに同意します。私の文字盤の1つは、手首が時計の下にあるという議論のために、長月間、下部を明るく塗っていましたが、写真がそれを決定しました：使い古された時計も上に天井があります。

色は最後に来ますが、1つの厳しい制限があります。カラーウェイは、メッキがテクスチャに触れずに金属を再着色するのと同じように、単一のグレーマスターの上にティントとして出荷されます。そして、ティントは光を奪うことしかできません。そのため、明るい鋼の上に深い赤は、淡くチョークのように戻ってきます。サーモンピンクは、メモに書くときに見るものです。抜け道は、色付きの部分をそれ自体のボディとして下に描き、金属のハイライトをその上に置くことです。

［画像: ライティングパスの前後のレギュレーター］

レギュレーターの修正前（左）と修正後（右）、光が上部に移動し、ブリッジが下に降りてきたとき。

7. ナイトフレーム

［画像: スケルトンブリッジの常時表示モード、ムーブメントが黒い線画に暗く表示されている］

次に、文字盤は常に表示用に2回目に構築されます。これは、手首を下ろしたときに見える暗いバージョンです。そして、その状態のデイダイヤルを暗くしたものであってはなりません。なぜなら、その状態の画面は、通常の光の約10分の1しか放出できないからです。すべてを均一に暗くすると、灰色のぼやけになります。

したがって、ナイトフレームは同じ部品から黒の上に描かれ、メインプレートは完全に除外されます。暗い部屋では、そのサイズのプレートは anyway 黒く見えるので、それを失っても誰も見えないコストはなく、見る価値のある部品に光の予算を渡します。歯車は残り、それぞれが時間に対して正しい角度に回転し、暗くなりますが見た目はそのままの色で、金は金として読み取れます。1つのものが取り除かれます：ケージは夜間に静止するので、その秒針ポインターは凍結し、凍結したポインターは朝まで間違った秒を伝え続けます。

反射スクリーンではなく発光スクリーンを備えたFenixやその他の時計には、すべてが再び提供されます。これらのパネルは64色と4段階の透明度を持っており、透明度がより困難です。かすかな光沢は多くの間のレベルを必要とします。4つでは、消えるか、にじみに広がります。そのため、アートはそのパレットに合わせて調整され、オープンな背景は暖色ではなく真の黒になり、反射スクリーンはそう見えます。

8. 時計への搭載

ムーブメントを出荷する明白な方法は、それを1枚の平らな絵に焼き付けることです。小さく、すぐに描け、そして間違っています：背景に焼き付けられた歯車は永遠に凍結しており、遅い歯車でさえ1時間に1回回転するので、昼食後にちらっと見た時計は朝食以来動いていない機械を表示することになります。

そのため、すべての歯車は独自のスプライトとして出荷され、現在の時間が与える角度に回転します。遅いものは、文字盤の他の部分と一緒に1分に1回新しい角度を取り、これはガーミン時計のグラフィックスメモリを安価に実行する方法です。速いものは、1秒間に何度も新しい角度を取り、ムーブメントが実行されている間だけ、つまり手首を上げた直後の数秒間です。

10秒間のウェイクアップで、ケージは60度回転し、バランスは1秒間に4回往復します。これは、実際のものが10秒間で行うことです。ケージは滑るのではなくステップしますが、トレインはエスケープメントによってビート間に保持されるためです。機械式時計のすべてのものはそのようにステップします。秒表示だけが、見るのに十分なステップが大きいものです。ムーブメントがどれだけ長く実行されるかは、10秒、5秒、オフに設定できます。

これによって生成された文字盤

スケルトンは、ストアでスケルトン・トゥールビヨンとして販売されており、機械全体を公開します。11個の歯車、それぞれが動作するキャリバーの歯数、そして6時位置のフライング・トゥールビヨンは、下から支えられており、ケージの上部には何も橋渡しされておらず、そのポインターが秒針の役目を果たします。Connect IQストアで入手可能です。

［画像: スケルトン ガーミン時計の文字盤、Instinct Crossover AMOLED上、レギュレーター顔を画面に大きく表示した横に］

Instinct Crossover AMOLED上のスケルトン、本物の針を持つガーミン、画面上のレギュレーターの横に立てかけられています。

レギュレーターは、すべての針に独自の軸を与えます。アワーは上半分にリングで、ミニッツは長い中央の針で、セコンドは下部の小さなダイヤルで表示されます。このレイアウトは、ワークショップの壁にある参照時計に由来しており、長い針が他の針を隠さないように、針は離されていました。Connect IQストアで入手可能です。

［画像: スケルトンブリッジ ガーミン時計の文字盤、ムーブメントが1本の斜めのトラスビームの上に立っている］

スケルトンブリッジは、ムーブメントをエンジニアリングトラスのように作られた1本の斜めのビームの上に立たせています：上部にレール、下部にレール、その間にジグザグの支柱があります。その横にある2つのゲージはそれ自体が機構であり、それぞれにラックギア、それを動かすピニオン、スケールを動かすマーカーがあります。文字盤の中央は開いたままなので、機械がその周りで動作している間、時間を読みやすくなっています。Connect IQストアで入手可能です。

スモークドクリスタルは最新作です。着色されたサファイアのスラブがムーブメントの上にあり、歯車はそれを通して、それ自身のコントラストの約3分の1の強さで、ガラスの色で表示されます。日付と天気は、スラブをきれいにくり抜いた穴を通して読み取られ、文字盤上で唯一フルパワーで表示される2つのものになります。Connect IQストアで入手可能です。

［画像: fenix 9の手首につけられたスモークドクリスタル ガーミン時計の文字盤］

fenix 9のスモークドクリスタル。

これらはどれも厳密には必要ありません。見た目がそれらしいムーブメントを描くこともでき、誰も比率をチェックしないでしょう。それでも私はそれらすべてを計算します。部分的には、誰も名前を付けられないときでも間違いは目に見えるままなので、そして部分的には、適切に解決されたトレインは私が置くことを考えもしなかった場所に部品を配置するからです。フォースホイールがスモールセコンドの場所を決定します。私はそれが決定したものを描くだけです。

よくある質問

スケルトン時計の文字盤はガーミンのバッテリーを消耗しますか？

これらの文字盤はそうではありません。静止時、文字盤は1分に1回描画され、他のよくできた文字盤と同じです。ムーブメントは手首を上げた後にのみ実行され、その持続時間はあなたが決定します：10秒、5秒、またはオフ。停止すると、文字盤は静止画と同じコストになります。

MIP Fenixで動作しますか？

はい。Fenix Solarモデルや、発光スクリーンではなく反射スクリーンを備えた他の時計は、それらのパネルが持つ64色と4段階の透明度に調整された独自のバージョンのアートを提供します。歯車、ブリッジ、宝石はすべて、最小の画面まで生き残ります。オープンな背景は、反射スクリーンが見えるように、暖色ではなく真の黒になります。

トゥールビヨンは本物ですか？

それは描画であり、その描画は実際の歯車によって駆動されています。ケージは1分に1回転し、それが秒表示としても機能することを可能にします。バランスは毎時28,800回、1秒間に8回のビートを刻み、ガンギ車は2回のビートごとに1つの歯を進めます。時計の画面には可動部品はありません。本物なのは、見えるすべての角度の背後にある算術です。

アニメーションをオフにできますか？

はい。すべての機械式文字盤には、手首を上げた後にムーブメントが実行され続ける時間の長さ（10秒、5秒、オフ）を設定するオプションがあります。オフに設定すると、文字盤と針が表示され、何も回転しません。

著者はMy Day 24 ウォッチフェイスファミリーを制作しています。公開日: 2026-09-08。