디지털 마이크로스코프를 이용한 시계 부품의 관찰
정밀·미세 가공의 대표인 기계식 시계는 역사가 오래되어 13세기경의 탑 시계가 시초로 알려져 있습니다. 처음에는 「추」를 사용해 톱니바퀴를 돌리는 방식이었지만 15세기경에 태엽을 사용하는 방식이 발명되어 소형화가 이루어졌습니다. 19세기 후반에는 손목 시계가 등장하여 현재에 이릅니다. 일본의 시계 산업은 역사가 짧지만, 1969년에 일본의 세이코가 쿼츠 시계를 제품화한 이래 전자식 무브먼트로 세계를 선도하고 있습니다.
여기에서는 시계 부품의 개요와 디지털 마이크로스코프를 이용한 관찰 사례를 소개합니다.
무브먼트와 에보슈란
시계 케이스 안의 동력 기구 부분을 무브먼트라고 합니다. 기계식 시계의 무브먼트에는 자동식과 수동식의 2종류가 있는데, 현재는 자동식이 주류입니다. 또한 제조사에 의해 무브먼트에 부여된 모델 번호를 캘리버라고 합니다.
모든 시계 제조사가 무브먼트를 자체 제작하는 것은 아니고, 무브먼트 제조사가 제조한 미완성 무브먼트를 구입하여 시계를 제조하는 제조사도 많습니다.
이 미완성 무브먼트를 에보슈라고 합니다. 에보슈는 프랑스어로 「밑그림」이라는 뜻입니다.
기계식 시계의 진동 수·보석 수
기계식 시계의 진동 수
기계식 시계의 무브먼트 동력원은 헤어스프링으로 밸런스라는 부품의 중심에 조립되어 있습니다. 헤어스프링이 신축을 반복하며 밸런스가 왕복 회전 운동(진동)을 합니다.
진동 수는 밸런스의 1시간당 진동 수를 뜻합니다.
현재 기계식 무브먼트의 주류는 28800진동(8진동/초)로 28800진동보다 높은 것을 하이 비트, 28800진동보다 낮은 것을 로 비트라고 합니다.
- A: 헤어스프링
보석 수
기계식 시계는 톱니바퀴가 회전할 때 축이 마모를 일으킵니다. 따라서 베어링으로 마모를 최소한으로 억제하기 위한 인공 루비가 사용됩니다. 또한 베어링 외에 마모되기 쉬운 앵클의 고리에도 사용됩니다.
루비는 다이아몬드 다음으로 경도가 높은 보석이며, 오래 전부터 기계식 무브먼트의 보석으로 사용되어 왔습니다. 보석 수가 많을수록 고급 시계 혹은 복잡한 구조의 시계로 여겨집니다.
- A: 루비
- A: 밸런스
- B: 롤러 테이블
- C: 롤러 주얼
- D: 헤어스프링
- E: 앵클
- F: 엑시트 팰릿 주얼
- G: 엔트리 팰릿 주얼
- H: 이스케이프 휠
쿼츠식 시계의 진동 수
쿼츠식 시계에는 수정 진동자가 조립되어 있습니다.
수정은 기계적인 압력을 가하면 전기가 발생합니다(압전 현상). 반대로 전기(전압)를 가하면 기계적인 변형이 발생합니다(역압전 현상). 수정 진동자는 이 역압전 현상을 이용합니다.
대표적인 주파수는 32.768 KHz이며, 이것을 IC로 1초 1펄스(1 Hz)로 변환하여 초침을 1초 진행시킵니다.
디지털 마이크로스코프를 이용한 시계 부품의 관찰 사례
KEYENCE의 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」를 이용한 시계 부품의 최신 관찰 사례를 소개합니다.
시계침의 표면 처리 상태 관찰
Optical Shadow Effect Mode를 사용하자 표면의 텍스처가 명확하게 관찰되었습니다.
수정 진동자 은 증착면의 관찰
Optical Shadow Effect Mode를 사용하자 결정의 방향이 명확하게 가시화되었습니다.
연마한 수정의 표면 관찰
미분 간섭과 HDR로 표면의 굴곡이 가시화되었습니다.
시계 벨트의 코팅막 박리(3D 형상 측정)
3D 형상 측정을 통해 코팅막 박리가 정량화되었습니다.
