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計時碼錶重要機制介紹

在鐘錶發展的過程中,由於人們對於區辨細微時間差異的需求(例如各式的競速比賽項目),從而使計時裝置逐漸被開發問世。現今普及度在腕錶各式複雜功能中堪稱最為廣泛的計時碼錶,事實上在其兩百多年來的演進歷程中經過了無數次的調整、改良,才終於發展成目前你我熟知的樣貌。在談起推動計時碼錶功能的重要機制前,我們不妨先概略瞭解並回顧計時功能的起源與進程。一般公認的計時碼錶發軔期約在19 世紀初,當時製錶師Nicolas Rieussec 為了讓賽馬項目能夠獲得較為公正客觀的評斷標準,而製作出一個名為"Seconds Chronograph" 的裝置,其中"Chronograph" 乃是由古希臘文的 Chrono(時間)加上Graph(書寫)得來,此後這個名詞便流傳至後世成為計時碼的通用代稱。

身為當時世上首見的此一計時裝置,外部由一個木盒作為保護措施,內部則包含著鐘錶常見的元素如擒縱系統、繪有60 秒刻度的白色琺瑯面盤,以及一個經特殊設計的指針等;操作方式便是在馬匹開始起跑時按下控制按鈕,並在其到達終點時再按壓一次按鈕,此時指針便會露滴出墨水在每分鐘自轉一週的面盤上,留下記錄時間間隔的依據,從而比較出馬匹的成績高下——這就是計時碼錶的濫觴,以現今的水準來看或許略顯粗糙,但在兩個世紀以前,鐘錶能從單純走時進展到捕捉片段時間的能力,已是一項突破性的進展。

一八二○年代,Rieussec 設計(或其他擁有類似功能)的計時裝置也開始出現搭載於懷錶之內,發揮出可隨身攜帶的便利性,但總歸而言這樣的可攜式計時裝置還是有個難以跨越的瓶頸存在:計時功能重新啟動(亦即歸零)時的工程浩大,因為它是透過面盤墨漬來記錄時間,使其在每次使用計時功能前都要先經過拆解、調校、清除墨漬等步驟,可想而知會對使用者產生局限性。

直至1844 年時,由另一位製錶師AdolpheNicole 開發出一個桃形齒輪,作用是能讓計時秒針回復到起始位置,使得計時功能逐漸完善,初步形成如同今日計時錶款「啟動- 停止- 歸零」的標準運作模式,讓時間記錄得以不必斷斷續續,無形中也提升了計時的效率。1868 年,Auguste Baud 讓計時功能擺脫60 秒內的桎梏而進階到具有30 分累積計時的錶盤顯示功用,且一併改良了計時模組的排列位置,使維修和調校時更為輕鬆方便。

跨入20 世紀、也是腕錶方興未艾的階段,擁有計時功能的腕錶約在一九一○年代中、後期開始盛行,當時操作計時碼錶的設計清一色皆為單按把設計,不過錶廠有的是將按把整合在錶冠,亦有採獨立按把設於2 點位置的形式;1933 年BREITLING 的製錶巧思讓計時碼錶更接近現代的樣貌(值得注意的是從計時裝置的誕生開始,到出現近代標準計時功能設計的形態其實也已經過了一百多年的演進過程),百年靈將計時功能的操控分為4 點方向負責啟動- 停止、2 點方向負責歸零的雙按把模式,革新處即在於計時過程中能夠擁有「暫停再繼續」的累計頓點可能,而不需每次皆要先從零開始才能進行下一段的計時。BREITLING 在發展出雙按把設計的兩年後重新調整他們的專利內容,將啟動-停止與歸零的按把位置互相對調,成為我們如今最熟悉的配置格局。

另外Universal Geneve 公司則是在1937 年正式將具有小時計時盤設計的腕錶量產上市,實際上該設計早在一八九○年代已初步被開發成型,不過直到40 多年後才通過專利的申請應用於腕錶產品上。計時碼錶發展至此已經與今日的樣式相去不遠,後續再經過例如Dubois Depraz 於1937 年發明凸輪系統這項與傳統導柱輪機制分庭抗禮的新設計,以及因應鐘錶演化趨勢,而於一九六○年代製作技術始邁向成熟的自動上鍊計時碼錶等,都在點滴的累積中促進了計時功能水準的提升,甚至開始逐漸普及化,成為最常見的鐘錶複雜功能。

計時碼錶的組成可簡易理解為在走時輪系之外另有一個獨立的計時模組,具有包括槓桿、離合裝置以及計時輪系等零部件,運用對操作按把施力的方式,帶動槓桿推動離合輪(中間輪)使四番車與計時輪系耦合以啟動計時功能,並再藉由按把的施力使槓桿將離合輪切斷與四番車及計時輪系的連結來停止計時動作;歸零時同樣靠按把施力推動一個狀似"Y" 形的槓桿撥動計時輪系內的桃形齒輪,使中央計時秒針隨齒輪運作回復到起始位置。

在計時功能的運作中,共有兩個極為關鍵的角色,一個是負責控制啟動- 停止- 歸零的機制、另一則為肩負聯絡秒針輪與計時輪系的離合系統;前者攸關操作計時功能的流暢度與影響按把的手感,後者則是與輪系銜接時的穩定及密合精準度有關,也由此間接影響計時碼錶是否會出現誤差的情形。

以下我們將透過圖片的近距離特寫來讓大家更為瞭解這兩種機制的結構組成、運作方式,以及其細部的差異,一般來說啟動- 停止- 歸零的機制可以再分成導柱輪與推桿式凸輪兩類;而離合系統則有水平與垂直之分。

 

▲低調紮實的計時功能

計時碼錶功能於今日的普及化,往往容易讓人忽略其需蘊含精密複雜的模組連動方能順利運作。