시계이야기 - 오토매틱 시계의 진동수와 bph와의 관계, Formula between bph and Hz

 

시계의 무브먼트는 대표적으로 쿼츠(Quartz)와 오토매틱(Automatic)이 있습니다.

오토매틱 시계는 초침이 부드럽게 흘러가는 것이 특징이죠. 이 움직임에 매료되는 사람이 적지 않습니다.

보통 오토매틱 시계는 초침이 1초에 5번~10번 정도 움직입니다.

 

반면 쿼츠 무브먼트 시계는 초침이 1초에 한번 움직이죠. 쿼츠 중에도 1초에 4번 정도 초침이 움직이는 시계가 있긴 합니다.

 

 

이렇게 오토매틱 시계를 설명할 때 21,600bph나 28,800bph 혹은 36,000bph라고 말하는 경우가 많습니다.

여기서 bph는 vph로 말하는 경우도 있는데 bph는 beats per hour이고 vph는 vibration per hour라서 같은 의미로 사용됩니다.

 

그리고 가끔 오토매틱 시계의 초침움직임을 3Hz~5Hz 등으로 설명하는 경우도 있는데, 여기서 Hz(헤르츠)는 진동수의 단위입니다. 1초에 몇 번 진동을 하는가를 나타내는 단위이죠.

 

오토매틱 시계 초침의 움직임을 말하는 Hz와 bph의 관계는 결론부터 말씀드리자면 bph값을 7,200으로 나누면 Hz가 됩니다.

 

21,600(bph) / 7,200 = 3(Hz)

28,800(bph) / 7,200 = 4(Hz)

 

이런 관계가 있습니다.

 

그래서 흔히 볼 수 있는 오토매틱 시계의 진동수(Hz)와 bph의 관계를 다음과 같은 표로 정리할 수 있습니다.

bph (beats per hour, 시간당 움직임수)	진동수(Hz, 헤르츠)
18,000	2.5
21,600	3
28,800	4
36,000	5

 

bph에서의 b는 beat인데 초침이 한 번 움직이는 것을 의미합니다. 초침이 1초만큼 가는것이 아닙니다.  

아래 영상과 같이 오토매틱 시계 구조를 이용하여 설명하면 1 beat는 팰릿 포크(Pallet forks)와 이스케이프먼트(Escapement)가 한 번씩 움직이는 단위입니다.

 

 

팰릿 포크는 위의 영상에서 두 개의 주황색 보석이 고정되어 있는 새 다리 같은 부분이고, 이스케이프먼트(escapement)는 바퀴처럼 생긴 부품입니다.

 

팰릿 포크의 두 보석 중에 윗쪽 보석이 이스케이프먼트와 부딪히면 1 beat, 아래쪽 보석이 이스케이프먼트와 부딪히면 1 beat 진행된 것입니다.

 

오토매틱 무브먼트가 21,600 bph를 가졌다고 하면 한 시간에 이런 beat가 21,600번 일어난다는 것입니다.

한 시간은 3,600초니까 21,600/3,600=6 beats, 즉 1초에 6번 이러한 운동을 한다는 말이 되는 것입니다.

 

하지만 위의 표를 보면 21,600bph는 3Hz라고 되어 있어요. 이제부턴 beat가 6번인데 왜 진동수는 3Hz가 되는 건지 설명 하겠습니다.

 

설명을 위해선 팰릿 포크의 옆에 있는 밸런스 휠(Balance wheel)을 추가하여 설명 해야 합니다. 아래 영상을 플레이 한 후 8분 55초부터 보시면 이 부분을 확인하는데 도움이 될 겁니다.

 

 

영상에서 보이듯 거대한 팰릿 포크 옆에 붙어, 실처럼 가느다란 헤어스프링(Hair spring)이 중심에 위치하며 일정하게 회전운동을 하는 것이 밸런스 휠입니다.

 

움직이는 물체가 운동을 하며 이동했다가 다시 원래 위치로 돌아오는 것을 1진동이라고 합니다.

그래서 밸런스 휠이 한 번 갔다가 다시 돌아오는 것이 1진동인데, 이때 밸런스 휠의 1진동에 의하여 2 beats의 운동이 생깁니다.

그래서 beats가 6번이면 3진동이 이루어진 것이고, 1초에 3번 진동을 했기 때문에 3Hz가 되는 것입니다.

 

설명이 됐는지 모르겠군요 ㅎㅎ

 

아래에 보이는 영상은 밸런스 휠과 팰릿 포크, 그리고 이스케이프먼트가 실제로 얼마나 멋지게 운동하는지를 보여줍니다.

우측 상단의 밸런스 휠과 팰릿 포크의 속도를 확인하기 좋은 영상입니다. 시계 자체도 너무 고급스럽고 멋지구요.