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防水腕時計
腕時計は精密機械であり、内部に水分が侵入すると故障して作動しなくなる。人間の活動領域が広がり、時計が過酷な条件に晒されるようになると、内部の機械を保護できる耐水ケースの需要が生じてきた。


腕時計の防水機能は、「気圧」もしくは水深で表される。基本的には、小雨に打たれたり日常の水仕事で水がかかっても大丈夫というレベルの「日常生活防水」（3〜5気圧防水）、水泳や潜水などで着用する10〜20気圧防水、そして本格的なダイビングに使用される潜水用腕時計（数百メートルから極端なものでは一万メートル防水も）まで様々なレベルがある。

表示の見方については注意を要する。「3気圧防水」と言っても、これだけの水圧がかかる深度、つまり「水深20〜30メートルまで潜っても大丈夫」というわけではない。この気圧は、静止した状態でこの水圧に耐えられるという意味であり、水中で勢いよく腕を動かせば、浅い水中でもこれ以上の水圧が腕時計にかかることになる。従って3気圧防水程度では水泳時に着用すると浸水する恐れがある。

ねじ込み式
この種の時計は第1次世界大戦前後に出現しており、初期の発想としては、ガラスののぞき窓と竜頭操作用のねじ込み蓋を備えた別体ケースに腕時計を入れ、ケースごとベルトで装着するものがあった。これは防水性は確保できるがかさばって使いにくく、体裁も悪かった。

早い時期に近代的な防水構造を採用した代表例は1926年のロレックス社である。オイスター社が開発した（ロレックス自身の開発ではない）削り出しによる一体構造の「オイスターケース」方式を導入したもので、腕時計本体のケースにねじ込み竜頭を備え、従来よりコンパクトでスマートな防水時計を実現した。1928年にはロレックスを装着した女性がドーバー海峡横断遠泳に成功、ロレックスの防水性を広く喧伝した。

ねじ込み式竜頭や夜光塗料を塗布した文字盤を装備し、水深100m以上の水圧に耐えられる「ダイバーズ・ウォッチ」は、1930年代に軍用向けに出現していた。潜水時間を管理する安全上の理由からも夜光防水時計は必須だったのである。イタリア・パネライ社のダイバー用大型腕時計はその初期の例であるが、本格的な普及は第二次世界大戦後である。1943年にジャック・クストーが考案したアクアラング装置が戦後に広まり、スキューバダイビングが容易になったことが普及の契機と見られる。

リング防水
ねじ込み式竜頭は原理自体は理想の方法だが、ねじ巻きや時間合わせで頻繁に竜頭を使うと摩耗して気密性が下がる弱点がある。それに代わる簡易な手段として、裏蓋や竜頭部分のパッキンにゴムリング（Oリングと呼ばれる）を使い防水性を確保する手法が広まった。リングの個数を増やせば気密性が高まり、またリングの老化で気密性が下がってもリングの交換で復旧できる。あわせてケース材質をさびにくいステンレス製とすることも一般化した。

Oリング方式は第二次世界大戦中には連合国側で通常型の軍用時計に広く使われ、戦後は大衆時計にまで普及した。ねじ込み式竜頭と併用してより厳重に防水する手法も行われており、現在ではもっとも一般的な防水法である。

だが初期のOリング式防水時計は現代で言う「日常生活防水」レベルの防水性能がほとんどであった。日本でも、大衆向け価格帯の分野に防水時計が出現した1960年代中期に、ユーザーが「防水性」を過信して着用したまま入浴や水泳を行い、水の侵入で時計を故障させるトラブルが続出したことがある。

現在は防水技術が発展し、スポーツ用でない廉価な時計でも100m防水仕様は珍しくなくなった。ただし、水圧が低い状態でも腕を振ったり水流に晒されたりすると、時計には水深以上の圧力がかかる。用途に応じて余裕を持った防水性能の時計を使う必要がある。

一部のメーカーは耐久性の要求される時計について、一種の多重ケース構造に近い手法とOリングの併用で気密性を高める方法を採った。「オメガ・スピードマスター」はその代表例である。