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科学・技術

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

I build a mechanical watch face: a real gear train for a watch with no gears (myday24.com)

16 pointsby tomasslavicek7 コメント

要約

このブログ記事は、Garminスマートウォッチ用の機械式時計の文字盤を製作するプロセスについて詳述しています。著者は、実際の時計のムーブメントを模倣した、本物の歯車列を持つ文字盤を作成しており、そのデザインと実装における技術的な課題について説明しています。写真資料の分析から始まり、歯車の数や配置、そしてそれが実際の動作にどう影響するかといった、ムーブメント設計の複雑な計算と物理的な制約を乗り越える過程が語られています。

全文翻訳

機械式Garminウォッチフェイスの製作方法:ギアのない時計のための本物の歯車列 私はGarmin用のウォッチフェイスを製作しています。そのうちのいくつかは、スケルトン、レギュレーター、スケルトンブリッジ、スモーククリスタルといった機械式ムーブメントを表示します。 それらについてよく受ける質問は、歯車が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、私が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、それが私が手間をかける理由です。 1. まず、写真のフォルダ これらのフェイスのそれぞれは、実際のスケルトン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・スケルトン、モーザー・ストリーマー・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、そしてその他多数です。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一つ混ぜておきます。そして、それはフォルダの中で最も役立つ画像であることが判明しました。 一見すると、スケルトンに必要なすべてを持っています:ブリッジ、歯車、ネジ、開口部。それは明らかに間違っています。そして、なぜ間違っているのかを理解することが、この最初の段階全体です。 そのスポークはすべて同じ幅です。その開口部は対称です。 そのブリッジにはベアリングがありません。そのため、歯車は何も支えなしに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、スケルトンを一度しか見たことのない人が描いたスケルトンのように見えます。 フォルダの残りはその逆です。 スケルトンは、金属が最後の安全なグラムまで取り除かれた荷重支持機械であり、残っているのは力を伝達するものだけです。そして、スポークの幅は、その仕事よりも広くありません。 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。 これは、時計愛好家が半秒で気づくことであり、彼らが何を気づいたかを言葉にする前に起こることです。 ムーブメントは完成していますか?そして、すべての部品は何かに支えられていますか? それがルール1になりました:文字盤上のすべては、何かに支えられており、その何かは、ケースの壁にまで、部品ごとに追跡できます。 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、その大きさはどれくらいか、どこに配置するか。 バレル、センターホイール、サード、フォース、エスケープメントホイール、ガンギ車、テンプ、そしてレイアウトが必要とするものすべてが、針に駆動力を戻すために必要です。 この段階で、完成した文字盤の外観が決まります。そして、そのほとんどは描画の決定ではありません。 歯数は最初に決まり、半径はその後に続きます。 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。そして、逆の順序で、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が得られます。 それがスケルトンの最初のパスで起こったことです:すべての歯車数はその半径から取られていました。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ませんでした。 位置も解決されます。 2つの他の歯車から固定された距離にある軸は、2つの円が交差する場所、つまり1つの場所しかありません。 スケルトンブリッジでは、バレル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、プレーンなアイドラーが間に入って駆動力を伝達します。これは比率を変更しません。 16枚の歯は、ギャップを跨ぎ、両端で噛み合う最小の歯車です。 他の位置は自然に決まります。そして、それが私がこれを行う上で学んだ最も好きなことです。 フォースホイールは1分間に1回転します。そのため、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す。そのため、小さな秒針のサブダイヤルは、そのピボットがプレートを突き抜ける場所ならどこにでも配置されます。 それが、小さな秒針が実際の時計のどこに配置されているかの理由全体です。 誰もその位置を選びませんでした。列車がそれを選択しました。 すべての下に、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、スケルトンフェイスを見栄えの良いものにしますが、噛み合いはそれらのペアをすべてきつく引き寄せます。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。 列車をオフセンターで実行すると、見た目が望むように、動きの機構チェーンが必要になります。これは、バレルが中央をクリアするのに十分小さい場合にのみ適合します。 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。 スケルトンブリッジの解決された列車。 各円は歯車であり、各中心はその隣接する両方から適切な距離にある唯一の点です。 3. 列車は実際に実行されるか 描かれたムーブメントは主張です。 何も表面を持つ前に、私はそれを機械としてテストします。 まず、すべての噛み合いを、同じサイズの歯でテストします。 次に、バレルのからテンプまでのレートをテストします。 スケルトンは毎時28,800ビート、毎秒8ビートで動作し、エスケープメントホイールは完全な振動ごとに1つの歯を進みます。つまり、2回のビートごとに1つの歯です。その2が重要です。 情報源は、クラシックな80/10、75/10、70/7の列車を28,800と喜んでペアにします。それは18,000の列車です。 2回のビートではなく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ります。そのため、バレル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分間に1回転します。そのため、トゥールビヨンはそもそも60秒で動作します。その速度では、秒表示としても機能します。 次に物理的なチェックを行います。 同じ高さにある2つの部品は重なってはいけません。すべての軸には上下にベアリングが必要です。そして、クリックとそのスプリングがそこになければなりません。なぜなら、逆回転できるメインスプリング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ありませんでした。そのため、それを駆動するはずの歯車は何も押すものがなく、ケージは端で支えら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バレル速度の3倍でアニメーション化されていました。クリックがラチェットを時計が動作している間ずっと静止させているときです。 レビューで誰もそれを名前で言及しなかったでしょう。多くの人がそれを感じたでしょう。 ムーブメントのレビュー前(左)、修正後(右)のスケルトン。 4. 時計職人はそれを組み立てられるか 実行可能であ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。 描画では、歯車は下に何もなくても完全にうまく回転します。 そのため、レンダリングは、部品ごとに工学図面として扱われ、作業台で組み立てられるかどうかを問われるパスを通過します。 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。 それを反対方向に、数本の腕を持つリングとして構築すると、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1つ、端の近くにあります。 宝石は軸が回転する場所にのみ配置され、何も固定してい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。そして、それはプロジェクトで最も役立つ時間でした。 9つの軸には、上に宝石があり、下に開放的な空気がありました。そのため、下のプレートが列車の後ろに、スケルトン化された腕で、すべてに到達するように配置されました。 クリックバネはバレルにねじ止めされていましたが、バレルは回転します。それは上の固定ブリッジに移動しました。 そして、バレルは中央から十分にずれて、その歯の根がハンドの軸から10分の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決してハンドに届きませんでした。 反対側に出てくるのは、目がどの部分もブリッジに、ブリッジをその足に、そして足を経由してプレートに追跡できる文字盤です。 左は、すべての歯車のところ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、各ベアリングに宝石があります。 5. 素材と仕上げ これらすべてが表面を持つのは、今になってからです。 仕上げを考えるための有用な方法は、それが何と呼ばれるかではなく、光の中で何をするかです。そして、4つの振る舞いがあります。 ブラックポリッシュはバイナリです:ほとんどすべての角度で漆黒、そして一つの角度でまばゆいばかり。 ブラッシュまたはストライプの表面は、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移動します。 パーラージュはきらめき、柔らかいパッチの内側で硬い小さな点が点滅します。 サンドブラストマットは、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、粗さの設定から外れます。他の3つは構築する必要があります。 次に、各フェイスが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、ギルトトレイン、ブルースクリュー、そしてそのブルーは