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【收藏!读芯术】机芯上链机制全面详解

手表维修822021年06月02日 15:24:53

由专业机械腕表评论家Laura Lan蓝思晴创办,从事精品、钟表、文化领域的专业顾问、讲座、文章与创意方案。

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一枚基础机芯包括了四大机构,分别是动能机构、传动机构、分配机构以及调速机构,而所谓的上链结构其实就是动力能源机构,最主要的工作就是储存与释放动能。

一枚机械表运作的根基来自于动力,机械表的动力借由发条盒内的发条紧收储存,并在发条释放的过程中输出动力推动机芯内环环相扣的齿轮运作,根据动力需求的不同,机芯内发条盒的数量、大小与连接方式则略有不同:

大部分的机芯采用单一发条盒的结构,发条盒内搭载特殊合金的主发条,主发条的材质、长短、粗细甚至与发条盒中央轴固定的方式都会影响整枚机芯储能的表现。当为机芯上链时,主发条紧收储存能量,并随着松开过程释放动能。一般机械表可储存约36~48小时的动力,但也有可提供长达10天甚至更长动能的表现。

发条盒与储能有直接的关系,部分机芯采用搭载两个发条盒的方式达到延长动能的目的,或以两个各自独立的发条盒分别提供走时与其他功能的驱动。

多发条盒的设计首要面临的是机芯空间配置问题,而根据动能需求多个发条盒会以串联或并联连结,也有同时采用串联与并联结合的设计。在机芯结构中,发条盒串联可增长动能,并联则可增加动力输出扭力

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手动上链顾名思义,就是必须借人手由机械结构外部对机械表进行上链动作为机芯补充动能,帮助转动发条上紧的结构常见的有几种:

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早期表冠还未发明时,多以上链钥匙帮助表款上链,现代部分表款也因为发条盒储能容量的需求,仍需借由上链工具帮助加快为机芯上链的速度,例如朗格拥有31天动能的Lange 31帕玛强尼特殊结构设计的Bugatti等表款。

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少数表款既不是采用传统表冠结构,也并不需要额外的工具帮助上链,而是将驱动上链的齿轮结构重新设计,例如独立制表师品牌Romain Gauthier旗下Prestige表款便取消了表冠而改成与齿轮同样呈水平排列的圆盘结构并放在了手表底盖。雅典的奇想系列表款也因为机芯结构特殊,透过转动表壳后底盖为表款上链。

自动上链机芯搭载有一组可连动至发条盒的自动上链结构,借由佩戴时手部动作带动自动摆陀进而对发条盒自行上链。早在怀表时期自动上链系统便已诞生,而腕表时代的自动上链系统则在20世纪初以转动角度有限的撞陀方式首度出现,而后才研发出目前主流普及的全摆动自动上链系统。自动摆陀的设计根据其固定位置与形式常见的有以下几种:

自动上链摆陀最普及的形式就是传统的中央半圆形摆陀,自动摆陀固定于机芯中央,可以360度的最大幅度摆动,因此上链效果被认为最理想,但缺点是会遮盖住机芯且增加机芯厚度。

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微型摆陀是自动机芯的一个重要种类,摆陀以偏心方式置于机芯一侧,尺寸较中央式摆陀更小,不会完全阻挡机芯结构且可减低机芯厚度。

外缘环形自动摆陀是将自动摆陀设计在机芯外缘,而不以中央轴固定,这样的设计既可保有摆陀大幅度摆动的优势,而且摆陀也不会覆盖机芯还能避免增加机芯额外的厚度。近年来许多品牌陆续采用了外缘式摆陀设计,包括爱彼的Cal.2897自动上链机芯、宝玑伯爵积家卡地亚宝齐莱等品牌都有推出外缘式上链摆陀的自动机芯。

不同于大部分为圆周运动的直线滑块砝码是自动上链结构里极为少见的特殊形式,在这样的结构里头,上链用的砝码在具有棘爪齿的轨道上运行,并连接减速轮进而对发条盒上链,直线型的上链方式也提供了钟表有趣的视觉效果。近代使用这类上链系统著名的有泰格豪雅MonacoV4概念表、海瑞温斯顿TourbillonGlissière与昆仑的金桥表。

发条盒内的主发条是以逆时针紧收,顺时针释放动力,因此仅允许以单一方向对发条盒进行上链,而所谓单向上链系统指的是自动摆陀在来回摆动运作时,其中一个方向会为发条盒上链,其中一个方向的摆动则呈现空转状态。

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双向自动上链结构的特点是,不论摆陀在哪个方向动作摆动都可转化相同的单一方向对发条盒上链,根据结构不同分有几个主要设计:

双止逆轮结构的双向上链系统,是利用两组换向止逆轮相互切换推动上链齿轮达到摆陀双向动作时皆可变换为单一方向对发条盒上链。ETA的自动上链机芯与劳力士的自动机芯皆采用双止逆轮的设计。

切换摇轴(Switching Rocker)是一种与双止逆轮概念相似的双向上链系统,是在两个并连的止逆轮系当中,透过一个传动轴承(也就是切换摇轴)相互牵动。摆陀朝任一个方向转动最先牵动切换摇杆中的第一个齿轮,然后牵动第二个齿轮,接着第二个齿轮将会连动第一个减速轮,并将对发条盒上链储能。反之,如果摆陀向另一个方向转动,就会从第二个齿轮将第一个减速轮连接传动切换到由第一个齿轮传动第一个减速轮对发条盒上链。积家的889与爱彼3120自动上链机芯采用的便是这样的双向上链系统。

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比勒顿双向上链系统又昵称为啄木鸟双向上链系统,是IWC万国表在1950年代时所推出的棘爪式制动结构,由当时万国表技术总监Albert Pellaton所设计,摆陀并不直接牵动轮系,而是被固定在一个凸轮上,凸轮则被固定在一个制动滚轮上,滚轮两侧以双红宝石滚盘牵动操作,由两个棘爪轮流勾动齿轮对发条盒上链。

棘爪上链系统是利用一个两端长短不一的Y字形的杠杆零件直接连接摆陀中轴与减速轮,当摆陀顺时针转动时,Y形杠杆的右臂往下拉动减速轮顺时针运转进而上链,左臂则空转制动。当摆陀为逆时针旋转时,Y形杠杆的左臂则上推,使减速轮亦以顺时针方向转动为发条盒上链。这类系统以精工的魔术杠杆机制为代表,此外包括万国表、沛纳海、卡地亚、泰格豪雅皆有采用。

上链简单两个字,在机械结构中实际却是蕴含了各种学问、技术与专业,短短一篇文章探究有限,所涉及的结构与讲究又何止如此,借由这一系统的整理,希望能帮助钟表爱好者更清楚理解机械表动能机构的个中巧妙。

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专栏主笔Laura Lan蓝思晴专精机械钟表赏析,亦对珠宝、生活、文化与艺术等各领域皆有着独到的见解。

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