影響機芯快慢的重要機制 調速裝置-快慢針(上)

在每一枚組裝完成的機芯中,受限於零件本身的精密度與組裝過程中的細微差異,因此呈現出來的走時速率,並不全然相同。雖然以每天86400 秒來算,每天誤差50、60 秒,已經是極小的誤差數值;但是累積一週、一個月的時間下來,已經無法稱之為精準的計時工具。因此必須透過可調整走時快慢的零件,將機芯的準確度控制在一定的範圍。

而在機芯的走時傳動過程中,擔負起調整速度快慢的重要零件,就是游絲與擺輪;因為這兩個零件處於整個傳動輪系的末端,同時具備可調整模式。所以自機械鐘錶發明以來,幾乎所有的快慢微調裝置,都是設置在這兩個零件之上;因此,本次我們先分上下兩篇來介紹快慢針裝置,之後再介紹微調螺絲擺輪裝置。外型呈現螺旋狀的游絲,控制整個擺輪與走時輪系的回彈力量,藉由縮短或延長游絲的整體長度,可以加快或減緩擺輪轉動的速度,達成調整走時輪系的速度。

這種最簡單、最方便的設計,在早期的懷錶與腕錶時代,幾乎都是錶廠的不二選擇。因為在當時,尚未具備精密技術,因此無法提供完美、等重的擺輪;所以透過微調擺輪的力矩,來調整時間快慢,需要花費相當多的人力與時間來調校。除非是做為天文台競賽或是實驗性商品,否則當時所使用的快慢針微調裝置或鵝頸式微調裝置,已經足以提供極佳的精確度。透過這項簡單的設計,無須高超技術的製錶師,也能將時間控制可接受的範圍。而歷經幾百年來的演進,快慢針已經出衍生數十種設計,接下來我們將替讀者分析其類型與優缺點,讓玩家們都能清楚了解手中腕錶的快慢針微調種類。

 

▲最普及的機芯調速裝置

快慢針微調裝置在懷錶時代,就是占有率最高的機芯調速裝置。無須太過繁複的方式以及專業工具的輔助,就可達成快速調整,現在更衍生出多款精準的新設計。

 

快慢針結構

位於游絲上方的快慢針,其零件主要是固定於擺輪夾板上的避震器周圍,並且以快慢針下方的游絲夾夾住游絲,但仍保留細微的空間,提供快慢針移動使用。因此每當製錶師手持工具調整快慢針,將游絲樁與快慢針之間的位置拉近,這就代表機芯的走時速度減緩,因為游絲的可轉動長度變長。如果是將快慢針與游絲樁之間的距離拉遠,代表游絲的可轉動長度變短,走時速度自然會加快。

而所有類型的快慢針設計,都是依據此項控制游絲的原理演變而來的。雖然我們習慣將這項裝置稱為快慢針,但是現在並非每個快慢針的外型設計都與「針」類似,許多快慢針因為成本與量產速度的考慮,都已經改變了形狀,但是其原理都是相同的。

 

▲快慢針結構分解圖

上圖是與快慢針結合在一起的其他零件,其中游絲樁是固定游絲尾端的主要裝置,早期都採用固定的設計,現在則是使用可調整的方式。而快慢針下方的而游絲夾(銀色長條狀),則是控制游絲有效運作長度的重要零件。

▲快慢針調整分析圖

圖中是標準式快慢針微調裝置,維修人員僅需手持工具,然後輕輕推動尾端的快慢針,就可輕易微調快慢。當前端快慢針(也就是游絲夾)與游絲樁的距離越近(圖中的藍色指示),速度就越慢,兩者距離越遠,速度就越快。

 

標準式快慢針微調裝置

這是在早期的懷錶機芯上,最常見到的調速裝置,透過尾端延伸出的長指針,可提供方便的微調空間。簡單來說,這項裝置運用簡單的槓桿原理,因為固定於擺輪軸芯周圍的快慢針,為了避免外力的衝擊產生而位移,所以在調整時需要費點力氣才能推動;但透過末端延長的指針,就可產生如同扳手的省力設計,讓製錶師在調整快慢針時,比較容易推動。

此外,以快慢針的固定點(也就是擺輪的寶石軸承中間)為中心,尾端的快慢針長度,約是前段快慢針(游絲夾上方部分)的三到五倍長;所以當我們調整尾端快慢針的位置,前端快慢針移動的距離就明顯少了許多。如果前後端的比例約為1:3,當尾端指針推動約1mm 前端快慢針僅有移動0.33mm,因此就可達成精密微調的功能;如果兩者之間的比例差距越大,調整的精密度也就越大。

不過快慢針的缺點在於,受限於尾端快慢針的設計,前端快慢針無法大幅轉動,因此可微調的時間快慢,僅僅只有數分鐘,對於一枚要長期使用的機芯來說,略顯不足。因此二十一世紀之後,部分錶廠開始推出可兩段式調整的快慢針微調裝置,也就前、後端的快慢針是分開的兩個零件,然後再結合一起。當前端的快慢針大幅度的轉動時,尾端的快慢針卻絲毫不動;當製錶師調整尾端快慢針時,前端的快慢針會跟著小幅移動。因此透過這種兩段式設計,可使快慢針的調整時間範圍擴大,但卻仍保留相同的精確度,是一項十分優良的設計;而許多其他的微調裝置,也都結合可兩段式調整的設計,讓微調裝置的使用更為方便。

 

▲標準式快慢針微調裝置

這是許多懷錶機芯上,最常見到的裝置,但本項裝置僅能微調尾端指針。如果需要大幅調整快慢時間,就只能從擺輪上的螺絲下手,如果沒有專業工具,則不易調整。

 

▲延長式快慢針微調裝置

由於尾端與前端的快慢針,長度比例差距越大,微調的精密度也就越高。因此,IWC 當年推出的懷錶機芯,其尾端快慢針更是長的驚人;近年來的復刻版機芯,遵照當年的設計,但是加入兩段式快慢針裝置,調整更為方便。

 

▲兩段式快慢針微調裝置

這是改善原先快慢針微調裝置無法大幅度調整的缺點,圖中的機芯型號為ETA 6498。除了尾端的快慢針可微調之外(紅色線條),前端的快慢針也可操作調整(綠色線條)

 

半截式快慢針裝置

當計時工具開始由懷錶進入腕錶時代,半截式快慢針裝置也開始逐漸增多。因為針對許多機芯的微型化、薄型化設計,製錶師需要將所有的機芯零件空間壓縮;因此,對於比較佔空間的快慢針微調裝置,自然只得捨棄不用。

另外,錶廠為了要減低製錶成本,也紛紛改採此種裝置,所以許多大量生產的平價機芯上,也可看到半截式快慢針裝置的存在。而本項設計,算是最基礎的快慢針裝置,它是透過調整前端的快慢針,直接改變游絲的長度,進而改變時間的快慢。在調整此項裝置,製錶師必須使用小型螺絲刀,推動前端快慢針,但是由於快慢針與施力的工具之間,並沒有可依靠的支撐點,施力點不好掌握,所以容易使工具觸碰到游絲。

因此本項裝置需要較為專業的製錶師或維修人員來操作,否則一旦不小心失手,會破壞游絲的主體線條,造成無法彌補的失誤。另外,本項裝置快慢針的移動距離,就是改變游絲的長短距離,缺乏快慢針微調裝置的微調效果,精密度略微不足。為了減低這項缺點,部分錶廠將前端快慢針延長,可以增加調整時的精密度與方便性。

相信許多讀者如果手邊有簡單的維修工具,都會嘗試打開底蓋來微調快慢,但是需要注意的一點是,不要誤觸快慢針旁的游絲樁。因為半截式快慢針裝置與旁邊的游絲樁十分類似,只要移動了游絲樁,沒有經過專業的測錶機來測試,是絕對無法調回原來的狀態,且容易使擺輪停止運作,所以讀者在自行調整機芯時,這是需要注意的一點。因為簡單的調整快慢針,只會讓機芯的走時變快或變慢,並不會改變游絲與擺輪的整體運作狀態;藉由多次的調整,就可達到精準的目的,但是移動游絲樁之後,則無法輕易調整回來。

 

▲具指示功能的半截式快慢針裝置

常見於一般的平價錶款之上,透過前端的快慢針調整時間快慢(如圖中指示的範圍),並可配合擺輪夾板上快慢指示,但是外型與游絲樁過於類似,需要特別小心。

 

▲半截式快慢針裝置

圖中的ETA 7001 手上鍊機芯,同樣是較為輕薄的設計,因此採用半截式快慢針裝置;而快慢針的外型與游絲樁的造型不同,比較不容意混淆。

 

▲延長半截式快慢針裝置

上圖為江詩丹頓新推出的1003 手上鍊機芯,為了達到薄型化的設計,因此採用延長半截式快慢針裝置,藉由前端延長的快慢針,達成微調功能(如圖中指示的範圍)。

 

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