砂時計
背景
機械式時計が発明される前は、時計は太陽の動きや簡単な測定装置を使用して時間を追跡していました。日時計は最もよく知られている古代の時間の番人であり、今でも人気のある庭のアクセサリーとして製造されていますが、実際の時間測定ではなく、視覚的な関心のためです。イギリスのウィルトシャーのソールズベリー平原にある直立した石で建てられた巨大な記念碑であるストーンヘンジは、日時計として、また他の時間やカレンダーの目的で使用された可能性があります。日時計には明らかな欠点があります。屋内、夜間、曇りの日はご利用いただけません。
他の簡単な測定装置を使用して、時間をマークしました。天候や時間帯に関係なく、4つの基本的なタイプを屋内で使用できます。ろうそく時計は、時間の単位（通常は時間）を示すために線が引かれたろうそくです。 1時間に燃えたろうそくの長さを観察することにより、同じ材料で作られたろうそくに1時間間隔を示す線が付けられました。 8時間のろうそくは、4マークを超えて燃え尽きたときに、4時間が経過したことを示しました。クロックキャンドルには、芯やワックスを変更すると燃焼特性が変化するという欠点があり、ドラフトの影響を非常に受けやすくなりました。中国人はまた、時間間隔をマークするために使用されるスレッドを備えた一種のキャンドルクロックを使用しました。ろうそくが燃えると、両端に金属製のボールが付いた糸が落ち、ろうそくを保持しているトレイにボールがピンと鳴るのを部屋の人たちが聞くことができました。
18世紀まで使用されていた石油ランプ時計は、キャンドル時計のバリエーションと改良でした。石油ランプの時計には、石油が入っているガラスの貯水池を囲む金属製の台紙に目盛りが付いていました。油のレベルが貯水池に落ちたとき、時間の経過はマウントのマーキングから読み取られました。ろうそくの時計のように、石油ランプの時計も光を提供しましたが、材料の不正確さやドラフトルームによって引き起こされたものの不正確さはあまりありませんでした。
水時計は、ある容器から別の容器に水を滴下させることにより、時間の経過を示すためにも使用されました。太陽の動きの痕跡は最初のコンテナに付けられ、水がそこから別の盆地に滴り落ちると、水位の低下は時間の経過を示しました。 2番目のコンテナは、水を集めてリサイクルするために常に使用されたわけではありません。いくつかの水時計は単に水が地面に滴り落ちるのを許しました。 8時間の水時計が空になったとき、8時間が経過していました。水時計はクレプシドラとしても知られています。
歴史
砂時計（砂時計や砂時計とも呼ばれます）は古代ギリシャ人とローマ人によって使用された可能性がありますが、歴史は両方の文化がガラスを作る技術を持っていたという事実を記録することしかできません。砂のグラスに対する最初の主張は、紀元前3世紀のギリシャ人にクレジットされています。 歴史はまた、スピーチの時間を計るために古代ローマの上院で砂時計が使用されたことを示唆しており、砂時計は、おそらく政治的スピーチの質の指標として、ますます小さくなっています。
砂時計は8世紀にヨーロッパで最初に登場し、フランスのシャルトルにある大聖堂の僧侶であるルイトプランドによって作られた可能性があります。 14世紀初頭までに、砂時計はイタリアで一般的に使用されていました。それはその時から1500年まで西ヨーロッパ全体で広く使われていたようです。砂時計または砂時計はクレプシドラとまったく同じ原理に従います。ガラスの2つの地球儀（バイアルまたはアンプルとも呼ばれます）は、狭い喉で接続されているため、砂（比較的均一な粒径）が上部の地球儀から下部の地球儀に流れます。砂時計は、さまざまなサイズの地球儀で事前にテストされた砂の流れの測定に基づいて、さまざまなサイズで作成されました。地球儀を囲むハウジングまたはフレームを2つの地球儀に取り付けて、砂時計の上下を形成し、砂時計を反転させて砂の流れを再開するために使用できました。いくつかの砂時計または砂時計のセットは、簡単に回転できるようにピボットマウントにセットされました。
砂の眼鏡に関する最初の著作は、1345年に La George と呼ばれる船の店員であるThomasdeStetshamが書いたものです。 イギリスのエドワード3世（1312-1377）に仕えて、16個の砂時計を注文しました。 1380年、フランスのカール5世（1337-1380）の死後、彼の所持品の目録には「大きな木製の真ちゅう製のケースに入った大きな海の時計」が含まれていました。
ジョン・ハリソン
ジョン・ハリソンと彼の兄弟のジェームズは、父親のヘンリーから時計の修理を紹介されました。当時、時計製造、つまり時計学は発展的な革命を遂げていました。機械式時計は14世紀から存在していましたが、クリスティアーンホイヘンスが、1656年に重量と振り子時計を発明するまで、その操作はかなり原始的なままでした。1つの制限は、操作を地球の重力に完全に依存していたことです。これは、彼らが海上で正確な時間を保つことができず、携帯性に適応することができなかったことを意味しました。部屋を横切って移動する場合でも、調整が必要になります。
ハリソン兄弟は1728年にマリンクロノメーターの開発に取り掛かりました。動機付けの要因はお金でした。 1714年、英国海軍大将は、海上での経度を知らせることができる信頼性の高い時計を船員に提供できる人に2万ポンドの賞を設定しました。マリナーズは自分たちの道を見つけるために推測航法に大きく依存しなければならず、しばしば悲劇的な結果につながりました。
ハリソンの戦略は、内部的に正確であるだけでなく、外部的にも安定した機器を設計することでした。ハリソンズは、マリンクロノメーターのいくつかのモデルを作成しました。 4番目のモデルが最も成功したことが証明されました。 1761年にイギリスからジャマイカへの9週間の航海で、デバイスには5秒のエラーしかありませんでした。
経度の歴史委員会は、一般的な職人が切望された目標を達成したことを明らかに不満に思って、しぶしぶ賞の半分だけをあきらめました。ジョンは、弟を除いて、報酬の半分だけを受け入れることを拒否し、残りの半分が放棄されるまで固執しました。
理事会は彼の発明を過度の精査にかけ、5番目のモデルを設計するように彼に要求しました。今回、ハリソンは現代の懐中時計に似たコンパクトな時計をデザインすることで自分を上回りました。重くてかさばる以前のモデルよりもはるかに便利でした。理事会はまだ降伏を拒否した。最後に、ジョージ3世への個人的な訴えと王の介入だけが物事を正しく設定することができ、ハリソンは1793年に79歳で完全な報酬を受け取りました。ハリソンはあと3年しか生きませんでした。
砂時計と海とのこれらの2つの初期の関連性は、ナビゲーションがどのように時間依存の科学になったのかを示しています。 11世紀と12世紀に開発されたコンパスと海図は、航海士が方位と方向を決定するのに役立ちましたが、移動距離を推定するには時間の測定が不可欠でした。砂時計は、距離を推定するために等しい時間単位が測定された海で使用するために発明された、または完成された可能性があります。対照的に、陸上では、活動は1日の長さに依存するため、不均等な時間測定がより重要でした。
海事科学の大きな進歩は、12世紀にイタリアのアマルフィで磁気コンパスが開発されたことで起こりました。ジェノヴァやヴェネツィアのような他のイタリアの港湾都市は、航海の天文学的な進歩に貢献し、偶然にも、ヴェネツィアは世界最大のガラス吹きの中心でした。さらに、カララの採石場からの細かい大理石のほこりは、ナビゲーション用の砂時計の砂として使用するのに最適でした。海上での距離として時間を測定するだけでなく、砂時計は、「監視を続ける」または乗組員が働いた時間を測定するために、いくつかの国の海軍によって使用されました。船の少年は砂時計の回転を担当していました。早く仕事を辞めるために、彼は「砂を飲み込む」か、空になる前にグラスを回しました。
最も特別な砂時計は、王族への贈り物として作られました。フランスのシャルルマーニュ（742-814）は12時間の砂時計を持っていました。 16世紀、ホルバイン（1497-1543）は、イギリスのヘンリー8世（1491-1547）のために見事な砂時計を作りました。他の砂ガラスには複数の器具が含まれていました。たとえば、17世紀にイタリアで作られた砂時計には4つのガラスが含まれていました。 1つは15分の1時間の砂を持っていました。第二に、30分の砂。 3番目の4分の3時間の砂。そして4番目は砂の1時間の測定を含んでいました。一部のメガネにはポインター付きの文字盤も付いているため、メガネを回すたびに、累積時間の経過を示すために、回転数をポインターで表示できます。
各ガラスの上部と下部の球体は、開口部またはスロートを開いて別々に吹き飛ばされました。砂が上球から下球に流れるようにそれらを結合するために、ガラスの2つの半分をコードで結合し、次にワックスでコーティングしました。 2つの円錐形のガラス瓶は約1800年までワンピースとして吹き飛ばすことができませんでした。
約1500年に、コイルばねまたはぜんまいの発明により最初の時計が登場し始めました。いくつかの重量式時計は1500年以前に製造されていましたが、そのサイズによって実用性が制限されていました。ぜんまいが改良されるにつれて、より小型の卓上時計が製造され、最初の時計が製造されました。ぜんまい駆動の時計は、クレプシドラと砂時計から好奇心をそそりましたが、興味深いことに、最も美しい砂時計は、1500年以降に装飾品として作られました。美術館に展示されている砂時計です。
1400年代までに、多くの民家には家庭用および台所用の砂時計がありました。説教ガラスは、牧師の説教の長さを追跡するために教会で使用されました。砂時計は、オックスフォード大学の講堂、職人の店（労働時間を規制するため）、および投票を知らせるベルとスピーチの長さが砂時計に基づいて計時されたイギリスのコモンズの家でも日常的に使用されていました。砂ガラスの高さの間、医師、薬局、および他の開業医は、タイミングパルスの際に使用するために、0.5分または1分の持続時間のミニチュアまたはポケット砂ガラスを運びました。これらを運ぶ習慣は19世紀まで続いた。現在、3分分の砂が入ったミニチュアバージョンは、エッグタイマーや旅行のお土産として販売されています。より大きな砂時計は、今日でも装飾用の素材で作られており、装飾として使用するための興味深いスタイルになっています。これらすべての測定装置（時計のろうそく、水時計、砂時計）には、注意深く監視しなければならないという欠点があります。
原材料
砂時計用ガラスは、他の吹きガラスに使用されているものと同じ素材です。それは、機械または口吹きによる焼成および成形のために、専門の供給業者によってさまざまな長さのチューブで製造されています。事前に形成された電球のブランクは、電球の基部でそれらを結合することによって砂時計に変換することもできます。同様に、瓶を首に引っ掛けて砂時計を作ることができます。これらは、瓶の「性格」に応じて、素朴なものから現代的なものまでさまざまです。
砂時計のフレームまたはハウジングは、デザイナーの気まぐれに開かれています。ほとんどの場合、原材料は、特定のスタイル、装飾、デザイン、またはテーマに合わせて細工または彫刻できる上質な木材で構成されています。竹、樹脂、真ちゅう、青銅、ピューターなどのさまざまな金属も美しいフレーミング素材です。特殊な砂時計は非常に少数で作られているため、原材料は限られた範囲で外部から購入されます。 
砂時計は、西ヨーロッパで16世紀まで計時装置として広く使用されていました。そのデザインはシンプルでした。ガラスの2つの地球儀（バイアルまたはアンプルとも呼ばれます）は、狭い喉で接続されていたため、砂（比較的均一な粒径）が上部の地球儀から下部の地球儀に流れていました。砂時計は、さまざまなサイズの地球儀で事前にテストされた砂の流れの測定に基づいて、さまざまなサイズで作成されました。砂時計を4つ収納したフレームは、17世紀にイタリアで作られました。各砂時計には、異なる量の砂が含まれていました。 1つは15分の1時間の砂を持っていました。第二に、30分の砂。 3番目の4分の3時間の砂。そして4番目は砂の1時間の測定を含んでいました。問題。時々顧客は砂時計メーカーに彼ら自身の材料を提供します。エッグタイマーの砂時計も木やプラスチックで縁取られています。これらの小さな例では、メーカーはサプライヤーからプラスチックチップを購入し、射出成形または押出成形によって工場でフレームを製造しています。
砂は砂時計の構成要素の中で最も複雑です。粒子が角張っていて、砂時計の首を適切に流れない可能性があるため、すべての種類の砂を使用できるわけではありません。きらめく白い砂浜にある白い石英砂は魅力的ですが、角度が大きすぎてスムーズに流れないため、砂時計作りには最適ではありません。砂時計には、大理石のほこり、その他の岩のほこり、氷河粉（ガラスの切断による粉末）、および川の砂のような丸い砂粒が最適です。中世の主婦向けの本には、料理だけでなく、接着剤、インク、石鹸、砂時計用の砂を作るためのレシピが含まれていました。おそらく、最高の砂はまったく砂ではありません。バロティーニ、小さなガラスビーズ、またはショット（直径約40-160ミクロン[0.00016-0.0063-inまたは0.0004-0.0016-cm]のミニチュアビー玉など）は、丸いエッジがガラスをスムーズに流れるため、砂時計に使用されます。さらに、バロティーニはさまざまな色で作ることができるので、砂時計の砂は部屋の装飾や他の色の好みに合わせて選択できます。
デザイン
デザインと概念化は通常、砂時計作りの最も複雑な部分です。砂時計メーカーは、砂時計の設計と建設の実用性についてクライアントにアドバイスする職人、芸術家、広報の専門家でなければなりません。企業は2000年に関連するギフトとして砂時計を委託していますが、ビジネスの特徴を反映したり、製品に関連する資料を組み込んだりすることも望んでいます。設計が完成した後、砂時計の実際の構造は比較的簡単です。
砂時計のデザインもサイズがかなり異なる場合があります。既知の最小の砂時計はカフスボタンのサイズで、最大の砂時計は最大3フィート（1 m）の高さです。メガネは円形から長方形までさまざまな形をとることができ、彫刻することができます。複数（2つ以上）のガラス手袋をリンクすることができ、複数の砂時計を同じフレームに取り付けて回転式改札口をオンにすることができます。
ある職人によると、砂時計のデザインに制限はありません。彼は独自のデザインを開発したり、顧客から提供されたデザインや要求に基づいて砂時計を作成したり、特定の市場の関心に合わせてデザインを作成したりしています。彼は自分の手のペアをフレームとして眼鏡を保持するように彫刻し、竹や大理石などの珍しい素材を使用してフレームを作成し、映画版の TheWizardのガーゴイルフレームの砂時計などの他の砂時計を呼び出しました。オズの、 彼のインスピレーションのために。彼は、石炭砂、採掘スラグ、万里の長城の砂、およびポリエチレン樹脂砂を含む砂時計を製造しました。テレビのショッピングネットワークは現在、新しい千年紀への関心に合わせてデザインが未来的な砂時計を販売しています。
製造
プロセス
- デザインと素材を選択した後、砂時計の本体をガラス旋盤で砂時計のサイズ（時間間隔）に適したサイズに吹き付けます。
- フレームが作成されます。その設計に応じて、それは、下部、上部、および3つまたは4つの支柱を含む単一の部品または複数の部品の場合があります。この製造は材料によって異なります。フレームが樹脂でできている場合は、型を作り、樹脂を流し込んで硬化させ、研磨するか、その他の方法で滑らかにして磨き、それらを合わせます。フレームピースをインターロックに取り付けることができます。または、関係する材料に応じて、接着、接着、または溶接することもできます。
- 砂時計に関する最も一般的な誤解の1つは、ガラスに含まれる砂の量の公式があるということです。特定の砂時計のデザインまたは形状の砂の量は、科学または測定式に基づいていません。粒子の種類、ガラスの曲線、開口部の形状とサイズは、ガラスを通過する砂の流量に多くの変数を課すため、砂の量を数学的に計算することはできません。フレームの上部を密閉する前に、砂を追加し、所定の時間間隔でガラスに流します。その期間の終わりに、ガラスの上部に残っている砂が流し出され、ガラスが密封されます。
品質管理
設計者または製造業者が作業のすべての側面を行うため、品質管理は砂時計の製造に固有のものです。お客様は、デザインの概念化や素材や色の選択にも関わっています。その結果、顧客は自分の要件に合った手作りの製品を受け取り、歴史的および芸術的な関連性を呼び起こすことができます。砂時計は、正確な時計というよりも、見た目に美しい装飾品です。
副産物/廃棄物
使用する材料の種類によっては、砂時計の構造から少量の廃棄物が発生します。砂時計のフレームを作るために彫られた木は、例えば、いくらかの無駄を生み出します。薄すぎるガラスや傷のあるガラスは、溶かして再度吹き飛ばすことができます。過剰な量の砂は、将来の使用のために保存することができます。
未来
砂時計には未来がないようです。実際、ガラス自体の美しい形とそのカスタムメイドのフレームと色付きの砂は、装飾、雰囲気、または機会に合わせて選択できます。将来の生産は限られているかもしれませんが、古代の関連性と組み込みのエレガンスを備えたオブジェクトとしての砂時計は、コレクターや芸術と時間の謎を理解する人々に常にアピールします。
製造プロセス