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机芯轮系轴承类型

早期制表师们花了一段时间摸索才发现宝石可用以延长机芯寿命。机械机芯仰赖内部轮系之间的齿轮传递动能才能有效运作,在较早期的怀表时代中,包括走时轮系齿轮、擒纵轮旋轴、擒纵叉轴以及摆轮中轴等零件都是被安插进由黄铜材质所制作的夹板孔洞中,孔洞内带有润滑油槽,润滑油便能流入孔洞中发挥效用,不过随着空气中的悬浮微粒吸附其中,久而久之夹板上的黄铜甚至轴心本身都有可能慢慢被磨蚀损耗,滴水可穿石,轮系轴心在持续磨损的情况下,将对机芯整体运作产生负面影响。

这让制表师们开始寻找能替代黄铜材质的方案,后来在1700年前后有人发现红宝石是一种更适合制作轴承的材质,因为它硬度够高,能够大幅降低零件之间的摩擦,同时红宝石轴承是独立结构,若需维修时不需牵动整枚机板,相对在成本和效率方面也都有所助益,另外别忘了红宝石那美丽的色泽也更有观赏价值;不过在红宝石轴承发明初期,由于表界是採用天然红宝石的关系,因此多半只在高级表上才会出现(毕竟制作成本过高导致它没办法大量生产),直到二十世纪初期表坛开始採用人造红宝石材质,才让它开始普及于制表业中,如今儼然已是机械表的标准配备之一。本次讲座我们除了要进一步认识红宝石轮系轴承外,也将一窥其他少数的轴承类型所具有的独到创意。

▲机芯运作与齿轮传递动能息息相关,而轮系轴承使用的材质更是攸关其稳定性与耐用度。

Type 1. 红宝石轮系轴承
现今腕表内的红宝石轴承都是合成而来,人造红宝石的主要成分为叁氧化二铝,相较于天然红宝石,人造宝石无论在加工难易度、产量甚至材质稳定性方面都更理想,甚至顏色还能自由调配变化,就曾经有表厂制作出蓝宝石轴承来展现独特性,不过或许是为了维持传统、也可能是表坛之间的约定俗成,因此至今人造宝石轴承还是以红色佔了绝大多数。以基本款的腕表为例,一般手上鍊机芯的宝石数约17石、自动上鍊机芯的宝石数则在21石上下,随着功能愈复杂,宝石数也自然会再向上追加,不过由宝石数透露的机芯复杂度与机芯品质良窳倒也未必有必然关系。目前的宝石轴承经过精密的加工成型过程,通常都能与机芯的整体设计契合无虞,不过德国表却常见于轴承外围设有额外的K金套筒装置,此套筒早期对于固定宝石的确有着实际作用,但在今日其更偏向突显制表工艺以及装饰性质。

▲现今的红宝石轴承以人工合成为主,成分为叁氧化二铝,特性与天然红宝石相近。

▲以红宝石制作轮系轴承的优势在于其低摩擦系数,使得轴心不易被磨损消耗。

▲基本的自动机芯宝石数约21石,较手上鍊机芯多,图为伯爵1200S机芯,宝石数为26石。

▲德国表于红宝石轴承外围还会装设K金套筒,用以突显制作工艺以及提升视觉美感。

Type 2. 滚珠轮系轴承
机芯内的滚珠轴承一般都是用在自动盘轴心,是目前表坛公认较理想耐用的设计,但是被运用在轮系中的滚珠轴承就相对少见得多,而且目前为止採用滚珠轮系轴承的案例往往也是出于特定的目的——协助机芯薄型化。之前Lemania在八○年代分别抢佔最薄手动与自动上鍊机芯宝座的1210与2010机芯就是使用滚珠轮系轴承的代表作品之一,这是由于使用滚珠轮系轴承可以节省掉上层固定夹板的空间,但以结果论来看,这种尝试由于机芯本身零件过于单薄,故障率也随之提高,所以并未在业界引起太大涟漪。至于近年则有宝格丽的Finissimo陀飞轮同样使用滚珠轮系轴承大量取代宝石轴承(其机芯宝石数仅11石),甚至其飞行陀飞轮也是靠框架外缘的滚珠轴承与基板相连,比传统需在上下设置固定轴承的作法又节省了不少空间,使其机芯厚度一举下降至1.95mm的难得纪录。

▲Lemania的2010(等于伯爵25P)机芯使用大量滚珠轴承,间接使其厚度降低至2.08mm。

▲有别于宝石轴承需以上下夹板进行固定,滚珠轴承只需单边固定即可,因而更节省空间。

▲宝格丽'14年推出的超薄陀飞轮机芯以八枚滚珠轴承大量取代宝石轴承,造就惊人薄度。

▲BVL 268机芯将滚珠轴承设在陀飞轮框架外与基板相连,因此陀飞轮上下均无固定装置。

Type 3. 磁性轮系轴承
宝璣先在2010年取得Magnetic Pivot装置的专利,接着在2012年结合其硅质零件技术正式推出具有磁性轴承的Classique Chronométrie 7727。正常情况下,机械表对于磁力是避之唯恐不及,但是宝璣在这款表所搭载的574DR机芯中包括马仔、擒纵轮与游丝等零件都用硅材质制作,因此先一步替抗磁效用打了预防针,至于Magnetic Pivot磁性轴承的特色在于将摆轮轴心上下换为磁石轴承,两枚磁石由于正负极差异而构成一个磁场,使得轴心两端与托石能持续接触,每当腕表受到震盪或撞击时致使摆轮轴心可能偏离时,磁力的牵引作用就能自动将轴心回復原位,强化了轴心的避震能力。由于574DR机芯是枚震频达10Hz的高震频机芯,因此Magnetic Pivot磁性轴承及硅质零件的使用一方面也是为了因应擒纵系统更高速的运作可能导致零件加速磨损的状况,在创新设计的背后,其实品牌的初衷同样是为了追求更稳定耐久的机芯素质。

▲2012年正式发表的宝璣7277具有10Hz高震频,并首次导入品牌专利磁性轴承技术。

▲此枚机芯除了具备先进技术,走时精准度经过六方位测试仍保有-2~+4秒的高水准。

▲其将摆轮中心上下的承轴换成磁石,利用磁力作用降低零件磨损并提升避震效果。

▲574DR机芯由于部分擒纵系统零件採用硅材质,使其不受磁性轴承的影响而能如常运作。