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기계식 시계

last modified: 2015-01-24 17:32:06 by Contributors

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네바 스트라이프로 알려진 무브먼트 가공기법

Contents

1. 개요
2. 작동 원리
3. 종류
3.1. 추 낙하식
3.2. 태엽식
3.3. 그 외
4. 로망이 되다
4.1. 배터리가 필요없다
4.2. 물흐르듯 돌아가는 초침
4.3. 서바이벌에 유리한가?

1. 개요

시계의 작동에 필요한 동력을 기계장치에서 얻어 움직이는 시계.
전통적으로 스위스시계업체들이 기계식 시계 시장을 주도해오고 있으며(거의 독점에 가까울 정도), 독일,이탈리아,일본 업체도 여기에 한 몫 거들고 있다.

본 항목은 주로 소형 회중시계와 오토매틱 위주로 설명하고 있으므로, 괘종시계탁상시계 항목도 함께 보길 추천한다.

2. 작동 원리

실패에 감긴 추가 풀리는 힘 또는 태엽 통(배럴)속에 감겨진 메인 스프링에서 동력을 얻고, 이 메인 동력이 풀리면서 기어 트레인->탈진장치->밸런스 휠에 동력을 전달하여 바늘이 움직인다. 이 과정에서 밸런스 휠이 초당 6-8회 진동하는데, 쿼츠 시계의 수정발진자 진동수에 비교해 본다면(초당 3만회 이상) 기계식 시계의 오차가 쿼츠보다 큰 이유를 알 수 있다. 당장 기계식 시계 중 우수한 정확도를 가졌다고 인정된 크로노미터(Choronometer) 인증 무브먼트도 하루평균 오차가 -4~+6초 정도지만, 쿼츠 시계는 싸구려도 하루에 ±1초 정도이고 고가형은 한달에 ±10초 이내이니....

무엇보다도 쿼츠시계는 오차가 매우 일정한 반면 기계식 시계는 오차 자체가 일정치 않고 태엽을 사용하다보니 온도에 따른 오차가 생길 수 있다.

3. 종류

극소수의 예외를 제외한다면 기계식 시계는 크게 추 낙하식과 태엽식으로 구분된다.

3.1. 추 낙하식

탈진기와 연결된 톱니바퀴 실패에 감긴 추달린 실이 풀리는 힘을 이용하는 추 낙하식은 태엽이 만들어지지 않은 시절에 보편적으로 사용되던 기술로 크게는 시계탑부터 시작해 모든 부품을 나무로 깎아 가정에 조립식으로 싸게 팔던 벽걸이 추시계나 탁상 시계까지 보편적으로 사용되었다. 스위스의 이름난 기계 시계 기술도 농한기에 부업으로 나무를 깎아 시계를 만들어 팔던 것에서 시작한 것.

후에 태엽식에 밀려 뒷선으로 밀려났지만 그 구조가 개인 기술자가 혼자서 공방에서 나무를 깎아 만들 정도로 제작 난이도가 태엽식에 비해 낮고 간단하기에 공예품적인 차원에서 아직도 제작되고 있다. #1. #2. #3. 제작 도면 제공

재료가 꼭 나무일 필요는 없으므로 플라스틱, 심지어는 두꺼운 종이를 사용한 모델도 있다. # 그와 더불어 실제로 작동되는 추 낙하동력 기계식 시계를 페이퍼 크래프트로 만드는 도면 책도 있다.# 국내에 가장 잘 알려진 물건은 어른의 과학 8탄의 물건.

다만, 태엽식도 최고급형이 하루 오차가 -4~+6초 이상 나는 상황에서 추 낙하식의 경우라면 발생하는 오차는 더 크다는 것은 상식중의 상식. 따라서 재미용으로 만들 것이라면 모를까 시계용으로 사용하는 것은 무리가 있다.

3.2. 태엽식

태엽식은 다시 자동(Automatic)시계와 수동(Manual)시계로 나뉘며, 자동 기계식 시계는 보통 시계 앞면에 AUTOMATIC이라고 표기되어 있다. 이 차이는 동력을 자동으로 얻느냐 수동으로 얻느냐의 차이다.

자동시계는 시계가 움직이면 그 힘으로 로터를 돌려 알아서 스프링을 감는다. 따라서 차고 돌아다닌다면 따로 태엽을 감아줄 필요는 없다. 물론 안 차고 놓아두면 오래 가지 않아 멈춘다. 로터가 돌아가는 방향에 따라 단방향 모델(7750계열)과 양방향 모델로 나뉜다. 단방향 모델의 경우 감기지 않는 방향으로 회전할 때 특유의 진동이 전해질 때가 있는데, 이 때 손목에 느껴지는 감각을 즐기는 사람변태들도 일부 존재하는 듯.

반면 수동시계는 용두를 돌려 메인 스프링을 감아주어야 시계가 돌아간다. 따라서 주기적으로 용두를 돌리는 시간을 가져야 하는 불편함이 따른다. 하지만 자동시계쪽에도 문제점이 있는데, 저렴한 오토매틱시계의 경우 용두를 돌려서 동력을 제공할 수 없는 모델이 있다.. 이럴 경우엔 얄짤없이 시계를 착용하고 생활해야 시계가 살아갈 수 있다.. 따라서 시계가 2개 이상 있는 경우 매우 불편하다. 이건 워치와인더를 사면 해결되지만 이거 살 정도면 저가 오토시계 산 의미가 없잖아.. 아이고

단순히 시간만을 나타내는 기계식 시계도 있지만, 다양한 기능이 포함된 기계식 시계도 많다. 그 기능으로는 파워 리저브 인디케이터(Power Reserve Indicator), 크로노그래프(Choronograph), 리피터(Repeater), 퍼페추얼 캘린더(Perpetual Calendar), 문페이즈(Moonphase), 뚜르비옹(Tourbillon) 등 여러 가지가 있다. 그 외에 슬롯머신을 탑재하거나, 은하의 움직임을 보여주거나(…)하는 우주적 스케일을 자랑하는 기능을 가진 시계도 존재한다.

이런 기능 중 여러 가지가 포함된 시계를 컴플리케이션(Complication) 시계라고 하며, 이름난 기계식 시계 브랜드의 컴플리케이션은 엄청난 가격으로 유명하다. 저런 기능 여러가지를 기계식 시계 안에 우겨넣으려면 그만큼 엄청난 정밀함과 기술력이 필요하므로, 결국 기술력 과시가 목적이며, 실용성은 거의 없다. 때문에 그나마 실용성이 있는 크로노그래프나 퍼페추얼 캘린더를 제외하면 쿼츠 시계에선 찾아보기 힘들다.

3.3. 그 외

일단 기계식 시계가 한번 죽은 기술이기 때문에 대중적으로 퍼지진 않았지만 바이메탈을 사용하여 온도차에 의한 금속의 인장력으로 태엽을 감아주는 시계도 존재했다(이 경우는 일교차만 있으면 사실상 무한동력이다!).

4. 로망이 되다

4.1. 배터리가 필요없다

쿼츠 시계 발명 이전의 시계는 모두 기계식이었으나, 쿼츠 시계 발명 이후 그 수가 급감했다. 아무래도 쿼츠 시계가 기계식 시계에 비해 대량 생산이 쉽고, 가격도 저렴하고, 오차도 적고, 가벼운데다가 부품 복잡하게 들어갈 거 없이 전자 회로+배터리면 OK. 때문에 기계식 시계를 만들던 수많은 업체가 사라졌고, 시장 규모도 상당히 줄어들었다. 하지만 기계식 시계의 고급 브랜드화+사람들의 향수+신기술 개발 등을 통해 살아남은 업체가 제법 많으며, 지금도 고가 시계 시장은 거의 모두 기계식 시계 생산업체들이다.

배터리(전력)를 쓰는 쿼츠 시계와 달리 기계식 시계는 당연히 전력을 쓰지 않는다. 그래서 감아주기만 하면 배터리 같은 소모품을 교체 필요 없이 반영구적으로 쓸 수 있다고 생각하기도 하는데 반만 맞는 소리다.
사실 기계식 시계도 3~5년에 한번씩 전체적인 분해소제를 해줘야 한다. 하지 않으면 최악의 경우 시계 무브먼트가 망가질 수도 있으니 주의할 것. 분해소제에도 비용이 들어가므로 배터리값 아깝다거나 주기적으로 손보기 귀찮다는 이유로 기계식 시계를 고르는것은 다시 생각해 보자. 어차피 취향 차이지만 쿼츠나 기계식이나 손 가고 돈 들어가는건 같다.
게다가 엄밀히 따지자면 기계식 시계가 월등하게 유지비가 많이 든다. 일단 기계식 시계의 분해소제는 오버홀(Overhaul)이라고 부르며, 분해 후 단순히 재조립 하는 것이 아니라 각 부품을 일일히 체크해보고 재조립하면서 태엽의 인장력을 교정하고 기어치면의 청소 및 작동 부품에 윤활유를 주유까지 해주것이다.. 적당히 주유가 되어 있지 않으면 부품의 마모가 빨라지고, 그로 인해 무브먼트가 고장이 나는 것이다. 비교적 구조가 간단한 무브먼트인 ETA2824-2의 경우 발품을 좀 판다면 만원이내로 오버홀을 할 수도 있지만(품질은 보장 못한다. 품질도 보장 받고 싶으면 대략 오만원정도라고 생각하면 된다. 물론 정식 오버홀은 더 비쌀지도..) 무브먼트 구조가 복잡한 컴플리케이션 와치(복잡시계)의 경우 정식 오버홀 비용이 300만원이상 들 수도 있다.. 그러니 혹시 배터리값 1000원이 아끼고 싶어서 기계식 시계를 쓰고 싶은 사람은 그냥 1000원씩 내면서 3년마다 배터리 갈자.

게다가 앞서 언급했듯이 어차피 오차면에서 매우 비효율적인 편이고 내구성 역시 쿼츠 시계에 비하면 크게 떨어지며 실용적이라기보다는 그냥 로망 장식품이나 예술품 정도로 이해하는게 맞다. 내구성이 어느정도로 뒤떨어지냐 하면 이런 류의 시계를 중고 거래시 용두를 어떻게 돌렸느냐에 따라 가격이 떨어지는 경우도 있다.[1] 특히 중저가 오토메틱 계열이 심각한듯.

4.2. 물흐르듯 돌아가는 초침

이를 스윕 세컨드 핸드(sweep second hand)라고 한다. 초침이 1초마다 딱딱 끊어져서 돌아가는 데드비트 세컨드 핸드(deadbeat second hand)의 쿼츠 시계와는 달리, 기계식 시계의 초침은 물흐르듯 유려하게 돌아간다는 것을 매력으로 꼽는 사람이 많다.
그런데 이것도 절반만 맞는 얘기이다. 사실 쿼츠시계에서도 스윕세컨드는 구현이 가능하다. 별로 대단한 기술도 아니다. 쿼츠 무브먼트로 구동되는 벽시계나 탁상시계 중에서 일명 무소음시계라고 하는 스윕세컨드 시계는 흔하며 가격도 몇천원 대부터 시작한다. 다만 전력 소모가 많아 손목시계에는 잘 안쓰일 뿐. 시판되는 쿼츠 손목시계 중 스윕 세컨드가 장착된 물건은 Bulova Precisionist 정도가 유일하다. 손목시계 치고는 제법 큼직한 배터리가 들어간다.
반대로 기계식 시계 중 데드비트 세컨드도 있기는 한데, 흔한 물건은 아니며 초고가의 일부 하이엔드모델이 그렇다. 그래봐야 쿼츠로 오인받을 게 뻔하지만

4.3. 서바이벌에 유리한가?

서바이벌 계열에서는 '동력을 얻을 수 없는 환경에서도 동력을 얻을 수 있기 때문에' 기계식 시계를 선호한다는 말이 있으나, 이는 거의 옛날에나 통용되던 말이다. 전자 부품의 신뢰성이 낮았던 1980년대까지만 하더라도 기계식 장치, 예를 들면 계산기와도 같은, 것들이 선호되었지만 2010년대로 넘어오면서 관련 문제는 거의 해결되었다고 보는게 좋을 정도로 별다른 문제가 없이 잘 작동한다.

무엇보다도 서바이벌 계열의 사람들도 디지털 전자시계를 거의 다 사용한다. 소위 '서바이벌 계열' 이라는 것이 험악한 환경에서 장비를 제대로 점검하지 못하고 막 굴린다는 뜻인데, 기본적으로 서바이벌 환경이란 것이 진흙, 충격과 급격한 온도 변화는 기본인 동네에서 점검없이 1주일을 버티기 힘든 기계식 시계를 막 굴릴수 있을리 만무하다. 더군다나 디지털과 비교했을 때의 내구성이나 가격을 생각해본다면, 굳이 기계식을 고집할 이유도 없다. 게다가 전지 하나로 10년도 너끈히 작동하는 디지털 전자시계가 널렸는데 10년 넘게 오지에서 살게 아니면 뭐하러 내구도와 정확성과 안정성을 다 희생하가며 기계식 시계를 쓰겠는가. 게다가 태양광으로 충전하는 시계도 나와있으니 16년동안 오지생활만 해도 안심.

거기다 디지털 시계는 , 고도, 온도 등도 체크가 가능하지만 기계식 시계는 그런 기능도 없고 태엽을 감지 않거나 흔들거림이 없는 정지 상태에서는 길어야 2~3일 버티는게 보통이다. 물론 한번 태엽을 감으면 7일 정도 버틴다는 것도 있지만 실제 그리 버티지 못한다. 아주 희귀한 모델로 한달을 버틴다는 것도 있긴 하지만 태엽을 감는데 따로 도구가 필요할 정도이다. 게다가 기계식 시계중 태엽 안감고 7일이상 버티는 시계는 구조의 특성상 악조건에서 견딜 수 있는 타입이 아니다.

제대로 된 서바이벌 상황이라면 시계의 동력이 정 안되면 10년에 한번씩 돌아와서 갈면 된다 아니지 배터리를 챙겨가면 되지 문제가 아니라 시계의 내구성이 문제인 것은 당연하다. 물론 고급시계니 등의 옵션은 당연히 있지만 충격에 약하고 고온, 저온에 따른 오차도 크며 무게도 무거우므로 서바이벌 전문가들이 선택할 물건이 아니다. 쓰는 사람이 없다고는 하지 않겠으나 그런건 기술 진보 선전용이자 기술적인 로망을 추구한 모델들을 스폰서링 받은 사람일 가능성이 있다.

마지막으로 그 모든 조건을 다 견디는 기계식 시계가 있다고 해도 일단 가격부터 천문학적일 것이며, 그렇게 귀중한 물건을 험지에 끌고나와서 굴리다보면 표면에 상처가 안생길 수 없는데, 이렇게 되면 가치가 급전하락하게 된다. 또한 일단 그렇게 굴린 다음에는 앞서 언급했듯이 해당 시계를 직접 제작한 전문가급의 세심한 손길이 담긴 오버홀을 받아야 하니 여기서 돈 깨지는 것도 만만치 않다. 그러니 기계식 다이버 시계를 사는건 좋은데 험한 환경에서 쓴답시고 차고 갔다가 나중에 피눈물 흘리지 말자.

핵전쟁이 벌어진 후에는 유용해질 것이라는 이야기도 있는데, 실제 그 상황이 벌어져도 그렇게 유용하지는 않다. 기계식이니 EMP를 버티는데야 더 유리하겠지만, 그 핵의 효과가 EMP만 있는 것도 아니기 때문에 EMP만 버틴다고 해서 그리 생존에 더 유리하지도 않다. 핵전쟁 초반의 EMP 세례를 피하더라도 지금보다 험악한 환경에서 사용되니 오버홀을 할 시기가 빨라지는데, 당장 핵전쟁 후에 그런 고급수준의 기술자와 장비를 손쉽게 구할 수 있으리라고 보는 것도 넌센스. 결국 몇 년 안가서 고철덩이가 될 확률이 높다. 차라리 핵전쟁 대책으로 방 크기의 차폐물을 만들어 놓고 쿼츠 시계 등의 전자장비를 집어넣는 편이 더 도움이 될 것이다. 쿼츠 시계는 일단 EMP 세례만 피하면 배터리가 있는 한 수십년은 너끈하게 버틴다.

실질적으로 서바이벌 환경에서 기계식 시계가 도움이 된건 우주환경에서 뿐이다. 아폴로 계획이 진행되던 당시, 우주선이 대기권을 재진입하면서 전자기기들이 죽는 상황들이 많이 발생했는데 이를 대비해 기계식 시계를 채웠다.[2] 하지만 확실히 집고 넘어가야 할 것이, 우주환경이라는게 생각보다 훨씬 더 제어된 환경이고, 문제가 발생하더라도 어떤 의미에선 과학적 또는 합리적으로 문제를 유추해낼 수 있는 독특한 환경이다. 한마디로 기계식 시계를 차고 가기에는 오히려 전자부품의 신뢰성이 낮았던 시대였던 만큼 훨씬 안성맞춤인 시대와 환경이었기 때문에 벌어진 일이며, 지금은 당연하게도 전자기기를 사용한다.
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  • [1] 시계의 용두를 뽑았을 때에 초침이 멈추지 않는 시계는 시계 반대방향으로 절대 돌리지 말 것.
  • [2] 이때 사용된 시계가 Omega 제품으로, 지금도 Moonwatch라는 이름으로 마케팅하고 있다.
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