前振り子時計の修復(Restration of Front Pendulum Clock)

17世紀後期か18世紀初めのころの振り子が文字盤の前にある時計を修復しました。

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この時計はかなり希少なものです。針を手で回して時間合わせをするのですが、振り子が前にあるため、振り子を一方の手でスイングさせて時間合わせをする必要があります。

文字盤を外した写真が下です。始めに錆びをとり調整しました。

Img_0768 Img_0765_2下の写真は分解した後の全部品です。中央の写真は時報のための数取り車ですが、

錆びて 動作不良になっていました。時代が物語るように時板Img_0776 がデコボコになっています。よくここまで使用したものであると感心します。

でも、今回でさらに次の時代への命を吹き込むことになり、数十年は動き続けることになります。

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この写真は数取り車をきれいにしたものです。

全部は磨きません。鉄の黒サビは表面処理をしたようにこれ以上サビません。赤サビが強敵なのです。

Img_0786 Img_0792_2 修理に修理を重ね何度も何度もいろいろな時計師の手を経てきたこの時計はなんとも言えない味があります。

あと数百年もキチンと修復を繰り返していけば動いていることでしょう。

2011年11月20日

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時計歯車製作機械を自作(Making of Wheel Cutting Machine/Engine)

 (Home made Clock,Watch Wheel and PInion Cutting Engine)

しばらくご無沙汰しました。

約半年をかけて時計の歯車を製作する機械「歯切り盤」を自作しました。

現在の腕時計は修理に出すと、メーカーから供給される交換用部品と取り換えるだけです。置時計に至っては修理不能と言われています。

しかし、20世紀前期、19世紀以前の時計の修復には交換部品がありません。簡単な故障は一部の部品の製作で修復できるのですが、歯車のようなものはゼロから作るしかありません。ただし、修復する価値のあるものだけですが・・・・・・・。

現在、歯車製作機械と称するものは販売していません。歯車を製作する場合はプレスで金属板を打ち抜いて量産しています。

したがって、懐中時計の破損した一枚の歯車を製作することは簡単ではありません。

そこで比較的時間をかけないで歯車を製作するための機械を自作しました。

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上の写真左はモータ駆動回路です。モータはブラシレスDCモータ(このモータの特徴は低速でのトルクが大きい)を使用しました。音が極めて静かで、ブラシモータのような大きな騒音を発生しません。モータは様々な直径の歯車が製作できるようにX,Y,Z軸のスライドを使用し、カッターの歯が素材の中心に合わせられるようにセンタリング用の目安板を取り付けてあります。

現在、割り出し盤はスイスBERGEON、ドイツ製アンティーク物、SAKAI割り出し機構、自作割り出し板などが使えるため、ほとんどの割り出しができます。下図は裏側から見た写真でダイヤルゲージは切りこむ歯先の寸法を正確に調整するためのものです。またヘッドストックとテールストックを軸を合わせて作ったので、素材を両端保持してブレがなく、正確なPINION(かな)を製作できます。素材保持に8mmコレットチャックを使用できるように、コレットのテーパ軸受けも自作し、テールストックの軸の固定にはパイジョンのベアリング支持金具を使用しています。

DCモータとフライスカッター保持機構は自作のジュラルミンの箱を作り、自動NC旋盤に使用するコレットチャックホルダーをベアリングで支持し、モータの軸に正確に合わせてあります。カッター保持のチャックは6mmを使用しています。フライスカッターはBERGEON(10mm径)のセットやスリ割りフライスを使用するための6mm径のカッターアーバーを作ってあります。

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歯車の試作:左写真はスリワリフライスで製作した歯車の歯形整形をする前のものです。

歯車整形:右側の写真は19世紀のTOPPING TOOL(歯車整形機)を使用して歯型を作ったもの。当時は割り出しをした後に歯車整形をして時計製作を行っていました。

この歯車整形の実演は2011年6月5日の「時計愛好家の集い」(時の記念日に因んで一般に公開している古典時計協会と時計研究会が合同で開催している)で公開で行ったものです。日本では歯車整形機の実演はこれまで誰もしたことはなかったのですが、今回、19世紀の時計製作の様子が再現されました。

この機械では今回、スリワリフライスで割り出しを行っただけですが、もちろん、歯型のカッターを使用して歯車を製作することができます。

2011年11月13日

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サイクロン掃除機の製作(Making of Cyclone Vacuum Cleaner for scrap metal chip arises during machining)

 サイクロン掃除機を製作しました。

サイクロン掃除機の製作

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時計部品の製作をしていると金属加工をする機会が多く、旋盤、フライス盤、ボール盤から出る金属の切り屑の処理に困ります。工場であれば、問題はないのですが、私のように、家庭の普通の部屋を時計修復アトリエに使用していると金属の切り屑で足に怪我をする恐れがあり、頻繁に掃除をする必要があります。このサイクロン掃除機を作るまでは箒と塵取りでやっていました。なぜなら、普通の掃除機ではすぐに切り屑が掃除機に中に詰まってしまい使い物になりません。

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ある日、ネットで旋盤工作をしている人の製作記事を読み、早速、私も作って見ました。これが、驚くほど優れた代物で、それ以後なくてはならない掃除機となっています。

基本的な構成は吸い込んだ空気に回転を与え(サイクロン渦)、金属屑のみを遠心力と重力を利用して分離し、吸引動作は普通の掃除機に負わせ、組み合わせて使用するというものです。原理は簡単で吸い込んだ空気が円筒の内壁に沿って回転することにより、遠心力で壁に沿って流れ金属のような重いものは重力で下に落下します。材料はDIYショップで組み合わせをして確認してから購入しました。5000円くらいで材料は揃います。上水道用でなく、下水工事用の塩ビパイプを探すと大きな径のものがあります。構造は写真でごらんください。なお、金属屑を溜めるビンは梅酒のビンを使用しています。

製作:

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下水パイプに卵型の穴を開けて、放物線方向に細いパイプを取り付けます。この穴あけは現物あわせで行いました。アタリをつけるためには光と影、または講演などで使用するレーザ・ポインタを利用して、マジックインキで記しをつけるとカーブが出しやすいと思います。あるいは、小さな径のパイプを大きなパイプにつけるように斜めに切って太いパイプの外形に沿ってけがく方法もあります。梅酒のビンのフタに大きな穴を空けるためには、可変型のホルソーを使用してボール盤、あるいはフライス盤にしっかりと固定して、低回転で少しづつ切り込んでいきます。ホルソーは回転数を上げると極めて危険で、ケガのもとですから十分な注意が必要です。

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ほとんどのパイプは塩ビ用の接着剤を使用して接着します。私は小さな掃除機を吸引用に使用しましたが、それでも十分な吸引力があります。試しにホースを手で塞いだ瞬間に梅酒のプラのビンが凹みました。使用感は極めて良好で今ではなくてはならない器具となりました。

ブラボー!!

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グランドファーザークロックの修復(Restoration of a Grand Father Clock)

 Grand Father Clock:この時計はドイツ製と思われます。

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一度修復し、結婚式場の待合室に置かれていたときに子供がいたずらをして錘と振り子が面白いのか、力任せに大きく振ったようです。

振り子のペラ(振り子を支える支点にある薄いスチールの板)がちぎれ、落下し振り子も破損、重錘が引っ張られたため、時計の地板が木製の板に食い込み、動作しなくなっていました。

最近の子供はこのような時計は見たことがないかも、珍しいことも確かなようで。

1回目の修復報告書は以下のPDFで。

「gf.Clock Restoration.pdf」をダウンロード 

 やれやれ!

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原子時計の製作(Making of an Atomic Clock using Rubidium Frequency Standard unit which was used for generating Television Synchronous Signals)

 原子時計を製作してみました。きっかけはルビジウム原子発振器が手に入ったことです。ルビジウム原子発振器は30年前製のテレビ放送局の廃棄処分になった機器で、電源が壊れてました。

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製作したルビジウム原子時計の試作ラインアップです。左から・・・

ステッピング・モータによる秒針駆動装置ステッピング・モータ用ドライバ&電源

カウントダウン・カウンタルビジウム発振器&電源・・・

これまで貯め込んだメカトロニクス知識で歯車切りからIC回路のハンダづけなど全部自分で製作しました。 ルビジウム原子発振器は放送局の局内時計やカラーテレビ信号、テレビ同期信号の発生の基準となるものです。

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これより、もっと精度のいいものがあります。それはセシウム原子発振器を使用したものです。セシウムは皆さんがお持ちの電波時計の原振となるもので、数億円という高価なもので、電波で時計の校正用に日本中で受信することができます。比較的安価なのがルビジウムで、新品でも7,80万円くらいです。原子時計の精度はルビジウムで10のマイナス11乗から12乗ですからざっと1万年に1秒程度ですか。

時の記念日に講演した時のPPTがありますのでPDFダウンロードして見てください。

「RB-Clock.pdf」をダウンロード

分周回路とはRb発振器の出力5MHzの信号から1秒のパルスを生成する回路です。回路ブロック図はRB-Clock。pdfを見てください。

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Pic053 作ってみようという人は以下を読んでください。

本来、クオーツ時計の水晶の原発振の周波数は2のべき乗(1,2,4,8,16,32,64,128,256、・・・)となっていますが(これは分周ICの回路数を100%活用するため)、ここでは、入力信号が5MHzという周波数のため10進のカウンタICを使用しました。

10進のカウンタは内部が5進と2進の組み合わせとなっています。ここで注意すべきことは、途中の回路では5進と2進のどちらを先に信号をいれてもかまいませんが、最後の1秒パルスの出るところの直前に2で割る必要があります。

その理由は出力秒パルスのDutyが丁度50%-50%になるようにする必要があるからです。

さらに注意することは、Rb発振器の波形がサイン波になっていることから、このままTTL回路に入力すると波形の立ち上がり、立下りの傾斜が緩やかなため、TTLが発振してしまい、カウンター回路が誤動作を起こします。

したがって、1VP-P程度のサイン波を一旦、TTLレベルまで(すなわち5Vレベルまで)増幅した後、ヒステリシス特性を持つシュミットトリガ回路を通してTTLの”H”と”L”の間の不安定領域をなくすことが必要です。これはアナログ信号をデジタル信号に変換するときの常とう手段でもあります。

回路は東急ハンズで購入したアクリルケースに穴をあけて取り付けます。このケースは透明のガラス風のチョウバンのついたアクセサリーBOXです。

この中にはさらに、Quartz時計のカウントを会員に講義するため、2進の回路を直列につなぎ、59秒まで点灯するLEDで2進法の説明をしました。59秒まで数えたら、全部をリセットして全LEDが消灯します。そしてさらに1ケタの桁上がりをするという説明に使用。

Dsc00403 次に歯車の製作です。

1分で1回転する機構を製作するには、ステッピング・モータの回転数と合わせる必要があります。手元にあったステッピング・モータの規格は1パルスで1.8度回転するものです。時計の目盛は、60秒で1回転ですから、360度では1秒は6度回転ということになります。

すると、18対60の歯車の比を持つためには18歯と60歯の歯車を組み合わせることで実現します。

写真は筆者が自作した歯車製作機械です。この機械を使用して歯車の歯を一つづつ切っていきます。

Pic031 写真は製作した歯車です。大きい方が歯数60小さい方が歯数18のものです。軸に取り付け用の筒も旋盤で製作し、歯車をカシメます。

その上でデプスツール(Depth Tool)という機械で歯車の噛み合いを調整して、ふたつの歯車の間隔をセットしてこのツールの先が尖っているのがおわかりでしょう。

この尖った先で時計の地板にケガキを入れてから、穴あけをします。こうすることで、噛みあいが最適の位置に歯車を取り付けられるということになります。

この作業のあと、小型ベアリングを取り付けます。

Img_1084_2そして組上がったら、手製の

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ハンド(時計の針)を取り付けます。製作する時は針は小さいので、後で穴をあける時に、ドリルで壊してしまう恐れがあるので、あらかじめ真ちゅうの素材に中心の穴あけをしてから針の形に糸ノコを使用し形を作ってヤスリ加工します。

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最後の写真がステッピング・モータに取り付けたものです。

これで、秒針が1分で1回転するメカニズムが完成しました。

ここから先はまだ作っていません。この先には面白い「からくり」を工作しようと思っています。

次は分針と時針ですが、小学校で習ったように時計の歯車の比は解りますよね。

60:1と12:1でできますが、60という比も12という比も大きいので、それぞれ、6と10、3と4という比で歯車の組み合わせをします。もちろんその他の比もあります。

歯車の組み合わせにはモジュールと呼ばれる、m=D/N(直径を歯数で割った数値)が使われます。モジュールが合っていないと歯車どうしが噛みあいません。この歯車の製作にはm=1.0の歯車フライス・カッターを使用しました。歯切りをしている写真に見えるフライス・カッターは10年ほど前にスイスのベルジョン社で購入したセットのものです。残念ながら、現在は製造中止で販売されていません。

そろそろ肩が凝ってきたので今日はココイラで・・・

今度はグランドファーザー・クロックの修復、17世紀の前振り子時計の修復を書きます。

バイ!!

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女神ブロンズ時計の修復(Restoration of Mantelshelf Clock)

 大理石の台座に女神の彫刻の乗った時計を修復しました。この時計はフランス製で20世紀初期の ものと思われます。修復報告書をPDFで載せますのでご覧下さい。以前に修復した形跡がありますが、稚拙なやり方ですぐ壊れるようなものでした。

restoration_of_Mantelsshelf_clock.pdf」をダウンロード

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塔時計の修理(Repair of a Tower Clock which have been installed in the chapel by myself in 2000)

 2009年10月に時計の針がうごかなくなったとの修理依頼を受け、調査を行った。

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その結果、時計機械から塔の上へ導くパイプにつながる逆回転用ギアの摩擦留めが油の流入で摩擦を失い、回転がうまくいかなかった。このため、2mmの穴を軸に直接開けて真鍮ピンで留め、リベット処理しました。このBOXは下の写真中央の壁に取り付けられているものです。

「逆回転用ギアBOXの内部」

この時計は8年前に自分がオランダ・アムステルダムで購入、日本に分解して送り、教会に取り付け時に組み立てたものです。Img_0801この時計は17世紀製のもので、20世紀になってから、歯車などを新規に製作してあります。鉄のフレームは17世紀当時のものでとても貴重な時計です。

この時計はピン・ホイール脱進器という機構を持ち、塔時計として精度が良く、20世紀まで使用されていました。この時計機構の上部につけてあるカリヨンは時打ち用(例えば3時には三つカンカンカンと鳴る)に取り付けたもので、正時と30分に時刻を知らせます。

携帯する時計がまだ発明されていない300年前、オランダのいなかの教会で、畑で作業する村の人々などに時を知らせた重要なインフラでした。

しかし、現在は教会での結婚式の最中に、いきなり鳴るとびっくりしないよう、鳴らないよう機械に止めをしてあります。

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湘南セントラファエロ教会は藤沢駅より5分のところにある人気の結婚式場にあり、正面のステンドグラスは19世紀のもので日本でも屈指のすばらしいものです。教会の家具は17世紀のローマの教会から移転、修復した重厚なものです。

左は、Img_0806 この教会のタワー部分を下から見上げた写真です。この時計は途中にぶら下がっている革袋の中に10kgほどの砂が入っています。

この革袋の重りが時計を動かす動力です。電気は使用していません。毎日、時計担当係の方が大きなクランクで巻き上げます。これこそ「エコ」でCO2を発生しません。

時計本体にも小さな文字盤があります。この文字盤は時間合わせ用で前部のチョウネジを緩めて時間を合わせます。合わせた後に締めつけます。

Img_0827Img_0836 この時計は右の写真のように窓から動くのが見えるように設置してあります。

手前のフラワー・アーチの前に新郎、新婦が立ち,下がっているロープを引いて塔のカリヨンを鳴らします。

300年経った今でも永遠の時を刻み続けます。お二人の人生の一日、一日のように・・・

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色々な時計(Fantastic Clocks)

 「皆さんから、取りあえず時計を早く並べろ」というリクエストがありましたので、これまで集めた時計を並べてみます。実はあまり時計を集めていません。時計製作の機械道具を集めていますが次の機会に紹介します。

Img_105319th Germany Flying Penjulum

この時計はめずらしい飛び振り子の時計です。糸の先に鉛の小さな重りがついており、糸が両脇の一方の細い針金に巻きつき、解けたあと次の脇の針金に向かって振り子が移動するものです。

Img_104419th France/Murble

大理石製。針がなかったので製作

Img_104519th Ansonia/USA

米国アンソニアクロック社製。同じく針が紛失していたので作成。

Img_1047 19th USA/Murcury P

この時計は水銀振り子を使用しています。水銀はガラスの温度計の中に使用されたものですが、温度に敏感で、膨張するとガラスの筒のなかで液面が上昇します。液面が上昇することで、温度が上がると振り子の竿が伸びて時計が遅れるのを補正するものです。すなわち、振り子の重心位置が高くなるのです。

Img_1049  19th Lamp Clock

外側のガラスの筒が回転して時間を表示します。ガラスの筒の中にろうそくを入れて、夜でも時間が読めるようになっています。

Img_1052 17th Lantern Clock

オランダ・ユトレヒトで購入した絶望的なほど錆びており、真鍮の歯車などがかろうじて残っています。このままプラスチックで封印したらという人もいましたが、これでも十分復元できるものです。30点くらいの部品を製作する必要がありますが・・・・。

Img_1054 19th France

パリ・クリニアンクールのアンティーク店で購入したもの。チンチンときれいな時報が聞こえます。

Img_1055 19th France

釣りに勤しむ少年の像が上に乗っているもの。

Img_1058  20th Germany

ロンドンの蚤の市で購入。小さな魚が2匹カチカチするたびに動きます。時間は中央の小さな球が回転して時を知らせます。

Img_1041  20th Mistery Clock

時計文字盤自体がスイングするもので、動力がどういうように伝わるのかわからないことから、ミステリー・クロックと呼ばれています。

Img_1042  20th Germany

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ブログ「時計ハカセのガチャガチャ日記」はじめました!(Start of Writing)

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ついに古典時計協会会長:上瀬時計ハカセがブログを始めました!
日本で珍しい本格アンティーク時計のお話をこれから皆さんにお伝えします。

お楽しみに

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さっそくお知らせです!

明日10月6日(火曜)
よる9時〜11時8分

フジテレビで
ドラマ「誰かが嘘をついている」
がオンエアします。

主人公の佐藤敏昭(水谷豊)は、妻と二人の子どもを持つ、時計会社の商品開発部に勤めるごく普通のサラリーマン。
痴漢容疑(罪名:強制わいせつ)をかけられて無実を訴え続ける主人公をドキュメンタリータッチで描く感動の社会派ドラマです

このドラマにハカセのアンティーク時計(写真左)が重要なアイテムとして登場します

とっても素敵な時計を是非明日のドラマでご覧下さい!

  (初回代筆は時計ハカセ助手のネジ子でした

このドラマの出来はすばらしかった。

さて、最初をネジ子さんが作ってくれたので、時計ハカセのブログをボチボチ始めましょうか。

とりあえず、以前に作成した古典時計協会、日本時計研究会で配布した講演資料を貼り付けます。

「v1.pdf」をダウンロード

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