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教你如何了解腕表的防震系统

作者:Amanda内容来源:万表网时间:2012-11-27
[导读]尽管有宝玑大师这个成功的先例,但避震问题仍然没有引起制表师的重视。早期针对表款防震的实验非常少,就我们所知,在20世纪最初十年曾有实验将整个机芯完全包裹在弹性材质中,但真正运用于腕表的有效防震系统直到1930年代后才问世。

尽管有宝玑大师这个成功的先例,但避震问题仍然没有引起制表师的重视。早期针对表款防震的实验非常少,就我们所知,在20世纪最初十年曾有实验将整个机芯完全包裹在弹性材质中,但真正运用于腕表的有效防震系统直到1930年代后才问世。

摆轮转轴可以说是机芯中最脆弱的部位,若要摆轮自由摆动,就得将摩擦力降至最小,那就必须在耐用性方面有所妥协,但摆轮转轴通常非常细小,直径仅有百分之几毫米,因此即使受到的撞击不大,对一只缺乏防震保护的腕表来说,仍相当容易造成摆轮轴承的损坏或变形,而影响摆轮振动的频率。

最早的防震装置—宝玑的“降落伞”

其实早在制表史初期,人们便已普遍认知震动会为时计带来损坏,但综观制表史,不得不令人惊讶,除了宝玑大师之外,在第一次世界大战前,防震系统几乎一片空白。克拉顿(Clutton)与丹尼尔(Daniels) 在《Watches钟表》书中写道:“只有宝玑完全理解保护轴承不受伤害的重要性,此问题所涉及的层面不仅在于摆轮转轴轴心受损会直接影响走时精准度,也会影响制表师的声誉,毕竟长久以来,一旦走时发生问题,人们总是归咎是制表师的错。”

宝玑大师于1790年发明并大量使用称为“降落伞”(parachute或pare-chute)简单又有效的防震系统,这是现代所有防震装置的先驱,也是宝玑最重要的发明之一。主要功能便是为了保护摆轮避免因震动而造成损害。宝玑大师将轮轴缩短,并改为圆锥形,使其能够更平稳地固定在扭转片簧上的特制凹形宝石轴承座上,当腕表受到外力冲击时,轴芯仅会略微偏移,而不易断裂。

降落伞式避震器结构近年来再次受到宝玑表厂的青睐,2005年推出的Tradition 7027表款便采用了这个防震系统。克拉顿及丹尼尔也认同宝玑大师所设计的降落伞式避震系统表现相当优异,于书中表示:“此系统非常有效,单指针表(宝玑特别针对追求简单、坚固、准确且平价的客户所制作的表款)曾被从三尺高的地方丢落至水泥地面,其效能未受损害。”但虽如此,降落伞避震装置却未被普遍接受,甚至一度销声匿迹。

若要充分理解第一代防震装置的巧妙之处,必须先理解震动对机芯所带来的影响。当机芯受到震动冲击时,摆轮转轴会受到垂直或水平震动的影响,垂直震动可能导致轴尖滑动,水平震动则可能导致转轴弯曲或折断。在理想状况中,防震系统应当能容许这两种方向的移动,借此抵消腕表从任何角度所受到的直接撞击力。

1925年由Du Grenier公司所推出的防震机制(ShockAbsorber),只能减低摆轮来自垂直震动的力道,不过后来所发展的防震装置已能有效减低来自各种方向的震动。

腕表防震系统

现代防震系统有许多类型,包括因加百碌、Kif-Flector、Etachoc、精工的Diashock与西铁城表的Parashock系统。除了最普遍使用的因加百碌防震系统外,Kif则是普遍使用于高级腕表中的防震系统,包括爱彼劳力士积家江诗丹顿百达翡丽与宝玑都广泛采用此系统。亦有不少品牌开始投入设计并采用独家的防震装置,包括劳力士的Paraflex避震器,欧米茄旗下所有自制同轴擒纵所搭载的 Nivachoc减震系统。

现代防震系统的基本原则就是使用轴承包覆转轴的托石及盖石,轴承宝石被置于金属的轴承套筒内,然后再组装于摆轮夹板或顶夹板的圆锥形凹陷处(整组共有四颗宝石)。每个套筒与其两颗宝石被一弹簧所包覆;套筒所在的圆锥形凹陷,使包覆于弹簧中的轴承套筒受到振动时,得以上下左右移动,并且立即回到正确原位。该系统的优势不仅在于可防震,还在于能自行回到原位。

1933年,Porte-Echappement Universal公司推出一套由工程师Fritz Marti及Georges Braunschweig所研发的避震机制,那便是耳熟能详的Incabloc因加百碌避震机制。随着腕表的流行同时广泛采用,于1937年,大约有一百万只腕表采用防震系统。

1937年至1950年间,许多腕表仍缺乏防震保护,但随着第一代专利于1950年后失效,加上高级表厂逐渐接受避震装置并不会对表款的微调产生不良影响(之前有些表厂存有此种疑虑)。因此1950年后采用因加百碌避震机制的表款逐渐增多,到1981年时,已有超过七亿只腕表使用因加百碌避震机制,至今仍是目前最为普及的避震机制,从顶级表款到一般入门表款都可看到。

Elgin的Durabalance

美国Elgin表厂的避震装置独树一格,1958年时Elgin美国

钟表公司尝试针对弹性摆轮臂做不同的作法,Elgin“Dura-balance”添加了两个移动式砝码,可沿着螺悬摆轮臂滑动,调整腕表摆动的速率。这个结合防震及调节功能的摆轮并没有广泛运用,仅使用于Elgin的760及761两款自动机芯上。

防震认证与测试

而今,一只被称之为具“抗震”功能的表款,必须是在瑞士、法国、德国及日本等签署ISO1413-1984国际标准(等同于瑞士的NIHS91-10认证)的国家内制造。签署文件列出抗震表款所需通过的测试(不可使用“防震”(shockproof)的词汇,并且规定“抗震”(shock resistant)一词的五种语言翻译)。

在这个抗震测试中,受测试的腕表表壳由一根摆锤实际撞击,腕表本身必须接受两次的撞击测试:一次是在表款面盘上;另一次则是从腕表九点钟的位置敲击测试,表款受撞击后不仅不会停止走时,并且外观也不会造成任何物理性的损坏,搭载机械机芯的表款,在接受撞击测试后,误差一天之中不可以超过60秒,通过这个测验才能称为抗震表款。

实际测试过程非常简单,首先腕表先放在一个平台支架上,并位于摆锤摆动的最低点,然后将摆锤拉起,使其摆动撞击腕表,腕表就会像被踢击的足球般飞出,并落在弹性降落软垫上,软垫作用是让腕表在减速的同时不会受到进一步的明显震动,然后腕表接受损害检验,并测试功能及性能是否有严重受损。

近年防震技术的突破

为了保护摆轮免于震动的损害,现代的防震系统的研制还包括抗震机芯的研发、摆轮及擒纵系统的组装抗震轴承底座,以及不同种类的传统抗震端石(包括采用不同材质,例如硅晶体)。在现代科技进步与电脑发达的帮助下,许多表厂提出了不同的机芯抗震解决方案,无论是在结构作修正,或是材质的运用,避震的重要性已不可同日而语。

爱彼Royal Oak

2005年出现了一个优雅的陀飞轮框架抗震系统,那便是爱彼表专门为了皇家橡树概念表(Royal Oak Concept)所研发设计的全新装置。在表款的九点钟位置配备有防震陀飞轮,就概念上来说,该系统为降落伞防震系统,但结构却充满爱彼典型的优雅简洁。摒弃为陀飞轮支架添上抗震保护,爱彼直接将支架作为抗震系统。此陀飞轮支架的上下两端由一个大型弯曲的钛金属防震弹簧固定,即使在恶劣环境中或遇到震动时,亦能抵抗且吸收震动力,使其能随着腕表的横纵两向偏移,是首创的陀飞轮抗震系统,时至今日,这个设计仍充满魅力。

卡地亚ID One

近年来专注于高级钟表发展的卡地亚,也在ID One概念表提出了避震的另一种思考方向,为整套擒纵系统创造了一个名为Silent Block的抗震框架。擒纵零件使用卡地亚称为“Carbon Crystal碳晶”的类钻石材质打造,此种材质具备极低的惰性,并且如同硅晶体般,可被用于制作无须上油润滑的杠杆式擒纵器。

摒弃为摆轮转轴采用传统抗震弹簧与端石防震系统,卡地亚创造了一个稳稳固定住摆轮、马仔及擒纵轮的Silent Block抗震框架,以两个碳晶夹板上下包覆擒纵系统转轴两端(ADLC涂层红宝石),夹板以钛合金抗震柱体与钛合金螺丝固定,然后放置于“高密度聚合物”上。整套系统模仿地震带建筑物的抗震地基,作用方式亦如出一辙,借由上下左右的弹性吸收震动力,并且随状况不同,可抽离摆轮转轴。根据卡地亚的实验结果,ID One即使遇到强大至4,500G的重力撞击,抗震框架仍然稳稳地固定住擒纵结构,摆轮几乎丝毫不受影响而精准地运作。

De Bethune三重降落伞

De Bethune则是自制研发了独家的招牌三重降落伞抗震系统,此系统是如何运作?品牌创办人之一Denis Flageollet表示:“这套避震系统的目标,就是当腕表受到剧烈震动时,能有效避免震动的力量冲击传递至摆轮轴,造成摆轮的损坏。”

大多数钟表品牌只使用一个避震系统,由承载摆轮转轴的弹簧装置端石所组成。不过,Denis Flageollet所秉持的原则是在震动能量抵达摆轮轴前尽量将其消减。因此,他为摆轮创造了一个在效果上可称之为浮动表桥的设计。该摆轮表桥的两侧被个别悬挂于一个辅助降落伞装置上,而整套结构则由一个弹簧钳固定。Denis Flageollet指出这套系统的另一项优点:“制表最精密复杂的作业之一就是设置摆轮。由于整个摆轮表桥可被拆卸,所以我们能够将其翻转,于中心设置摆轮及游丝,然后再置回机芯内。这种设计也让摆轮的保养维修更加方便。”

三重降落伞避震系统成为De Bethune自制机芯中最基本的装置之一,被De Bethune广泛使用在旗下表款中,从经典系列的三针款到复杂功能的陀飞轮腕表,以及Dream Watch系列,都可见到三重降落伞避震系统的迷人魅力。

无论是自制研发避震系统,或改良(沿用)历经数十年考验、且较不昂贵的因加百碌系统,避震装置已经成为机械表不可或缺的部分。至于这些避震器实际的避震效果并没有一定的说法,(如卡地亚宣称其系统远比因加百碌避震器优异,且通过非常严格的检验程序,包括ISO 1413-1984的摆锤检验与其他撞击测试,用工业机器人不断于平面上撞击腕表。)但我们应了解,如果没有这些防震装置,机械腕表必定无法成为适合日常佩戴的实用工具。

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