影响机芯快慢的重要机制 调速装置-快慢针(上)

在每一枚组装完成的机芯中,受限于零件本身的精密度与组装过程中的细微差异,因此呈现出来的走时速率,并不全然相同。虽然以每天86400 秒来算,每天误差50、60 秒,已经是极小的误差数值;但是累积一週、一个月的时间下来,已经无法称之为精准的计时工具。因此必须透过可调整走时快慢的零件,将机芯的准确度控制在一定的范围。

而在机芯的走时传动过程中,担负起调整速度快慢的重要零件,就是游丝与摆轮;因为这两个零件处于整个传动轮系的末端,同时具备可调整模式。所以自机械鐘表发明以来,几乎所有的快慢微调装置,都是设置在这两个零件之上;因此,本次我们先分上下两篇来介绍快慢针装置,之后再介绍微调螺丝摆轮装置。外型呈现螺旋状的游丝,控制整个摆轮与走时轮系的回弹力量,藉由缩短或延长游丝的整体长度,可以加快或减缓摆轮转动的速度,达成调整走时轮系的速度。

这种最简单、最方便的设计,在早期的怀表与腕表时代,几乎都是表厂的不二选择。因为在当时,尚未具备精密技术,因此无法提供完美、等重的摆轮;所以透过微调摆轮的力矩,来调整时间快慢,需要花费相当多的人力与时间来调校。除非是做为天文台竞赛或是实验性商品,否则当时所使用的快慢针微调装置或鹅颈式微调装置,已经足以提供极佳的精确度。透过这项简单的设计,无须高超技术的制表师,也能将时间控制可接受的范围。而歷经几百年来的演进,快慢针已经出衍生数十种设计,接下来我们将替读者分析其类型与优缺点,让玩家们都能清楚了解手中腕表的快慢针微调种类。

 

▲最普及的机芯调速装置

快慢针微调装置在怀表时代,就是占有率最高的机芯调速装置。无须太过繁复的方式以及专业工具的辅助,就可达成快速调整,现在更衍生出多款精准的新设计。

 

快慢针结构

位于游丝上方的快慢针,其零件主要是固定于摆轮夹板上的避震器周围,并且以快慢针下方的游丝夹夹住游丝,但仍保留细微的空间,提供快慢针移动使用。因此每当制表师手持工具调整快慢针,将游丝桩与快慢针之间的位置拉近,这就代表机芯的走时速度减缓,因为游丝的可转动长度变长。如果是将快慢针与游丝桩之间的距离拉远,代表游丝的可转动长度变短,走时速度自然会加快。

而所有类型的快慢针设计,都是依据此项控制游丝的原理演变而来的。虽然我们习惯将这项装置称为快慢针,但是现在并非每个快慢针的外型设计都与「针」类似,许多快慢针因为成本与量产速度的考虑,都已经改变了形状,但是其原理都是相同的。

 

▲快慢针结构分解图

上图是与快慢针结合在一起的其他零件,其中游丝桩是固定游丝尾端的主要装置,早期都採用固定的设计,现在则是使用可调整的方式。而快慢针下方的而游丝夹(银色长条状),则是控制游丝有效运作长度的重要零件。

▲快慢针调整分析图

图中是标准式快慢针微调装置,维修人员仅需手持工具,然后轻轻推动尾端的快慢针,就可轻易微调快慢。当前端快慢针(也就是游丝夹)与游丝桩的距离越近(图中的蓝色指示),速度就越慢,两者距离越远,速度就越快。

 

标准式快慢针微调装置

这是在早期的怀表机芯上,最常见到的调速装置,透过尾端延伸出的长指针,可提供方便的微调空间。简单来说,这项装置运用简单的槓桿原理,因为固定于摆轮轴芯周围的快慢针,为了避免外力的衝击产生而位移,所以在调整时需要费点力气才能推动;但透过末端延长的指针,就可产生如同扳手的省力设计,让制表师在调整快慢针时,比较容易推动。

此外,以快慢针的固定点(也就是摆轮的宝石轴承中间)为中心,尾端的快慢针长度,约是前段快慢针(游丝夹上方部分)的叁到五倍长;所以当我们调整尾端快慢针的位置,前端快慢针移动的距离就明显少了许多。如果前后端的比例约为1:3,当尾端指针推动约1mm 前端快慢针仅有移动0.33mm,因此就可达成精密微调的功能;如果两者之间的比例差距越大,调整的精密度也就越大。

不过快慢针的缺点在于,受限于尾端快慢针的设计,前端快慢针无法大幅转动,因此可微调的时间快慢,仅仅只有数分鐘,对于一枚要长期使用的机芯来说,略显不足。因此二十一世纪之后,部分表厂开始推出可两段式调整的快慢针微调装置,也就前、后端的快慢针是分开的两个零件,然后再结合一起。当前端的快慢针大幅度的转动时,尾端的快慢针却丝毫不动;当制表师调整尾端快慢针时,前端的快慢针会跟着小幅移动。因此透过这种两段式设计,可使快慢针的调整时间范围扩大,但却仍保留相同的精确度,是一项十分优良的设计;而许多其他的微调装置,也都结合可两段式调整的设计,让微调装置的使用更为方便。

 

▲标准式快慢针微调装置

这是许多怀表机芯上,最常见到的装置,但本项装置仅能微调尾端指针。如果需要大幅调整快慢时间,就只能从摆轮上的螺丝下手,如果没有专业工具,则不易调整。

 

▲延长式快慢针微调装置

由于尾端与前端的快慢针,长度比例差距越大,微调的精密度也就越高。因此,IWC 当年推出的怀表机芯,其尾端快慢针更是长的惊人;近年来的復刻版机芯,遵照当年的设计,但是加入两段式快慢针装置,调整更为方便。

 

▲两段式快慢针微调装置

这是改善原先快慢针微调装置无法大幅度调整的缺点,图中的机芯型号为ETA 6498。除了尾端的快慢针可微调之外(红色线条),前端的快慢针也可操作调整(绿色线条)

 

半截式快慢针装置

当计时工具开始由怀表进入腕表时代,半截式快慢针装置也开始逐渐增多。因为针对许多机芯的微型化、薄型化设计,制表师需要将所有的机芯零件空间压缩;因此,对于比较佔空间的快慢针微调装置,自然只得捨弃不用。

另外,表厂为了要减低制表成本,也纷纷改採此种装置,所以许多大量生产的平价机芯上,也可看到半截式快慢针装置的存在。而本项设计,算是最基础的快慢针装置,它是透过调整前端的快慢针,直接改变游丝的长度,进而改变时间的快慢。在调整此项装置,制表师必须使用小型螺丝刀,推动前端快慢针,但是由于快慢针与施力的工具之间,并没有可依靠的支撑点,施力点不好掌握,所以容易使工具触碰到游丝。

因此本项装置需要较为专业的制表师或维修人员来操作,否则一旦不小心失手,会破坏游丝的主体线条,造成无法弥补的失误。另外,本项装置快慢针的移动距离,就是改变游丝的长短距离,缺乏快慢针微调装置的微调效果,精密度略微不足。为了减低这项缺点,部分表厂将前端快慢针延长,可以增加调整时的精密度与方便性。

相信许多读者如果手边有简单的维修工具,都会尝试打开底盖来微调快慢,但是需要注意的一点是,不要误触快慢针旁的游丝桩。因为半截式快慢针装置与旁边的游丝桩十分类似,只要移动了游丝桩,没有经过专业的测表机来测试,是绝对无法调回原来的状态,且容易使摆轮停止运作,所以读者在自行调整机芯时,这是需要注意的一点。因为简单的调整快慢针,只会让机芯的走时变快或变慢,并不会改变游丝与摆轮的整体运作状态;藉由多次的调整,就可达到精准的目的,但是移动游丝桩之后,则无法轻易调整回来。

 

▲具指示功能的半截式快慢针装置

常见于一般的平价表款之上,透过前端的快慢针调整时间快慢(如图中指示的范围),并可配合摆轮夹板上快慢指示,但是外型与游丝桩过于类似,需要特别小心。

 

▲半截式快慢针装置

图中的ETA 7001 手上鍊机芯,同样是较为轻薄的设计,因此採用半截式快慢针装置;而快慢针的外型与游丝桩的造型不同,比较不容意混淆。

 

▲延长半截式快慢针装置

上图为江诗丹顿新推出的1003 手上鍊机芯,为了达到薄型化的设计,因此採用延长半截式快慢针装置,藉由前端延长的快慢针,达成微调功能(如图中指示的范围)。

 

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