【腕錶極客專欄】自動上鍊機構的離合器和陶瓷滾珠軸承

2024.10.14

在2022年11月刊中,為紀念自動腕錶誕生100週年,《Chronos Japan》編輯團隊深入探討了自動上鍊機制。此次,我們將該專案中的一篇專欄文章重新發佈在webChronos網站上。文章將詳細介紹離合器(一個重要但常被忽視的部件)以及驅動上鍊機制的MPS滾珠軸承。

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攝影:三田村裕
訪談與文字:Masayuki Hirota(Chronos-Japan)
編輯及內文:Chronos 日本版(鈴木幸也、細田裕人)
[本文發表於2022年11月刊的《Kronos Japan》雜誌]


自動腕錶的獨特之處在於其離合器。

 有一個部件可能容易被忽視,但卻是設計師們真正頭疼的問題,那就是離合器,它負責將手動上弦和自動上弦分開。這個小小的部件強烈地體現了各個製造商對自動上弦的處理方式。

機芯 ETA 2824-2

當自動上鍊機構完成上鍊後,離合器會切斷與手動上鍊機構的連接。 ETA 2824-2 機芯(見上圖)的離合器會帶動錶冠輪滑動。相較之下,較纖薄的 ETA 2892A2 機芯則將相同的機構置於錶冠輪和棘輪之間。

 一般來說,《Chronos Japan》編輯團隊不建議手動將自動上鍊腕錶上鍊。這是因為手動上鍊會對自動上鍊機制帶來壓力。例如,如果您手動將一款反向上鍊式自動腕錶上鍊,上鍊機制會高速旋轉,從而迅速磨損。而採用陶瓷棘爪和中間輪的最新比勒頓自動腕錶,或內建陶瓷滾珠軸承的反向上鍊腕錶,則不太可能發生這種情況。雖然我們通常不建議手動上鍊,但如果您確實需要手動上鍊,最好緩慢進行。

 手動上鍊和自動上鍊機制始終是相連的。假設情況確實如此,那麼當自動上鍊機制上鍊時,也應該會影響手動上鍊機制。因此,幾乎所有自動上鍊機芯都包含一個離合器,通常被稱為“分離離合器”,用於切斷手動上鍊和自動上鍊機制之間的連接。 ETA 2824-2 機芯的錶冠輪滑動即可切斷與自動上鍊機制的連接。更纖薄的 ETA 2892A2、愛彼 3120 系列和西鐵城 09 系列機芯的機制幾乎相同,但它們在錶冠輪和棘輪之間增加了一個小型分離離合器。這可能是因為空間有限。

勞力士3200系列機芯

勞力士3200系列機芯的離合器機構。這個巨大的、眼鏡狀的部件會擺動其“頭部”,切斷錶冠輪和棘輪之間的連接。它越大,就越耐用,但也更容易對自動上鍊機製造成阻力。

 最受讚譽的離合器裝置是勞力士和蕭邦在其部分LUC系列腕錶中使用的眼鏡式離合器裝置。以現今的標準來看,其可靠的釋放系統略顯繁複,但對於這兩家重視耐用性的公司而言,這是獨特的設計。

 儘管設計看似簡單,但離合器卻深刻地體現了各家製造商的設計理念。他們是應該優先考慮輕薄還是耐用?這個小小的零件反映了各家製造商對自動腕錶應有的理解。


自動腕錶界的黑馬:MPS
陶瓷球引領繞線機構的未來發展方向

 最近,在鐘錶行業,人們經常聽到一個名字:「我們使用MPS零件。」MPS 是一家瑞士軸承公司,近年來在高端腕錶領域的影響力日益增強。但MPS究竟是什麼呢?

MPS 單向

MPS 單向
MPS 的「OneWay」換向器透過採用陶瓷軸承,徹底革新了換向器的概念。 MPS 的文件指出:「MPS 將雙向繞線概念小型化。」內建軸承能夠卡住並停止換向器內建棘爪的單向運動,並使其沿相反方向運動。理論上,它可以經受超過 15 年的耐久性測試,其死角僅為 7°。

 長期以來,逆時針自動腕錶領域鮮有重大創新。然而,自2000年以來,新型逆時針腕錶開始出現。例如,精工的9S6系列腕錶,儘管直徑較小,卻實現了高效的自動上鍊;蕭邦LUC逆時針腕錶則採用了行星齒輪。瑞士MPS公司推出的「OneWay」逆時針腕錶也加入了這一行列。其主要特點是在換向輪內部使用了陶瓷滾珠軸承。

 反向器利用齒輪嚙合實現雙向上鏈,小型反向器效率極高,但易磨損。另一方面,大型反向器雖然較堅固,但慣性增大,上鍊效率降低。那麼,如何才能兼顧耐用性和上鍊效率呢?目前看來,MPS單向反向器是最佳解決方案之一。根據Chronos Japan編輯團隊調查,目前使用這種反向器的製造商包括Richard Mille、Audemars Piguet和Cartier,Capek也計劃未來採用。值得一提的是,Cartier Mass Mystérieuse於2022年發表的雙向自動上鍊腕錶也採用了MPS反向器。一位相關人士表示:“考慮到所需的存儲空間,MPS是別無選擇。”

MPS ActiVib

MPS ActiVib
陶瓷轉子軸承具有極強的抗磁性,理論上電阻也更低,但同時也會產生更大的噪音。 ActiVib 技術解決了這個問題。軸外緣可見的藍色材料是一種人工減震器。在常用於高檔腕錶的升級版中,藍色緩衝材​​質被隱藏起來,使其外觀更加精緻。雖然很少有製造商公開宣稱這一點,但許多使用陶瓷軸承的製造商都採用了這項技術。

 單向換向器內建一個陶瓷球,可沿著一個方向自由移動,同時完全阻止其沿相反方向移動。其工作時的死角為7度,僅為ETA 2892A2的三分之一左右。此外,它無需潤滑,在正常使用情況下至少可經受15年的測試。單向換向器屬於例外情況,因為它們通常在維護期間需要更換。

 專門生產陶瓷軸承的MPS公司也致力於解決噪音問題。他們開發了一種名為「ActiVib」的新型機制。 MPS解釋說:「陶瓷球軸承效率更高,但在某些情況下,它們的轉速更快,會產生噪音。」他們還指出,「鋼軸承中的油會吸收一部分振動。」這意味著陶瓷軸承比鋼軸承噪音更大。那麼,如何降低陶瓷軸承的噪音呢?

 Activib系統採用合成材料製成的避震器支撐固定軸承軸。雖然羅傑杜彼並未明確說明,但正是Activib技術使該公司近年來得以降低微型轉子腕錶的噪音。此外,在改良後的Evolution腕錶中,合成材料已完全隱形。

MPS ActiGir

MPS ActiGir
ActiGir技術提升了單向自動上鍊的效能。 MPS解釋說,透過調節轉子本身的運動,它可以減少不必要的噪音和磨損。該系統與1930年代勞力士Caliber NA機芯中的離合器系統類似,但更精密耐​​用。與單向系統一樣,其關鍵在於陶瓷滾珠軸承。與其他MPS系統一樣,據稱在正常使用情況下,ActiGir技術的使用壽命可達15年。

MPS ActiGir

 我想介紹另一個有趣的嘗試。 ActiGir系統安裝在轉子背面,讓人想起20世紀30年代的勞力士恆動腕錶。這個齒輪允許轉子朝一個方向旋轉,但阻止其朝相反方向旋轉。雖然這看起來可能是個相當簡陋的機制,但據說與使用傳統軸承的相同機制相比,它最多只會降低5%的上鍊效率。

 MPS 正在進軍採用陶瓷軸承的自動上鍊領域,並將成為未來所有 Reverser 手錶的重要供應商。

卡地亞 Mass Mystérieuse 機芯

卡地亞的「神秘之弦」(Mass Mystérieuse)腕錶採用獨特的機芯設計,機芯本身旋轉即可為發條盒上鍊。其自動上鍊系統採用MPS單向旋轉機構。該機構位於擺輪左側斜角處,擒縱輪上方。這款結構緊湊、堅固耐用的反向旋轉裝置實現了前所未有的創新理念。

卡地亞 Mass Mystérieuse 機芯

©卡地亞


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