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當代擒縱機制大集合全解(擒縱輪的機理和典型應用)-賓爵手表官方網站

既是腕表,更是珠寶

瑞士手表
當代擒縱機制大集合全解(擒縱輪的機理和典型應用)
2022-07-08 16:55

她由INFLUX引想力工作室,專業機械表評論家勞拉藍藍思清創立,從事精品、鐘表和文化領域的專業顧問、講座、文章和創意方案。

擒縱的驅動效率直接影響著機芯性能,百年來始終是機械制表的研發核心項目,這十多年來隨著科技的精進與硅材質的普及,各式新設計的擒縱也迅速出現運用在現代腕表中。

擒縱員主要負責分割時間能量分配在運動中的工作。它介于傳動輪系和調速機構之間,與正時系統共同工作。擒縱機構的整體質量影響著機芯的效率和精度,因此被視為機芯的心臟。

擒縱裝置的功能

擒縱裝置通常包括擒縱輪、擺輪、中間輪或提供常規擒縱的零件。但是擒縱器就像是一開一關控制水流的水龍頭,主要有兩個作用:1. 避免發條盒的能量一次耗盡。2. 會將能量傳送到最主要的律時結構:擺輪,以調節每次能量開啟與關閉的間隔時間。擒縱機構的擒縱機構使鐘表正確計算時間,鐘表的時、分、秒針根據擒縱機構的振動頻率以精確的節奏運行。

擒縱結構是一枚機芯最關鍵的核心裝置

市面可見的擒縱種類

擒縱機構的類型從古至今已經誕生了數百種不同的風格,其中大部分只停留在原型階段而消失了。也有幾個品牌因為性能優秀,還在改進和使用。現代手表中的擒縱裝置可分為以下幾種:

瑞士杠桿擒縱Swiss  Lever  Escapement

瑞士杠桿擒縱是目前市面上機械表中使用最廣泛的擒縱裝置也是開啟現代機械鐘表真正序幕的擒縱機構。瑞士杠桿式擒縱機構包括擒縱輪、帶有兩個沖擊石的擒縱叉(也稱信使)、沖擊滾輪和插銷,并配以平衡擺輪和游絲,一系列動作達到定時穩定均等傳遞動力的目的。

瑞士杠桿式擒縱機構的操作示意圖

擒縱輪

逃生叉

速度控制系統(平衡擺輪和平衡擺輪游絲)

新式杠桿擒縱

勞力士Chronergy擒縱

百達翡麗的Pulsomax擒縱

雅典DIAMonSIL鉆石硅晶體擒縱

精工MEMS擒縱

Romain  Gauthier改良了瑞士杠桿擒縱的擒縱叉外型

瑞士杠桿式擒縱機構并不完美,它既有優點也有缺點需要克服。優點是間接沖擊可以減少擒縱機構對擺輪周期運動的影響,擒縱叉的動作角度可以控制,不易松動,動能可以傳遞給擒縱機構自動啟動。但瑞士杠桿式擒縱機構的缺點是必須依靠潤滑油才能平穩運轉,而且在致動時零件的摩擦也造成了很大的動能損失。近年來,許多手表制造商改進了瑞士的杠桿式擒縱機構。得益于科技的進步和硅的廣泛使用,市面上出現了許多新的改良型擒縱機構設計,比如勞力士的Chronergy擒縱機構和百達翡麗的Pulsomax擒縱機構都是由硅制成。

:自然擒縱Natural  Escapement

自然擒縱裝置最早是由寶璣大師于1789年所發明,其特點是實現擒縱無需潤滑油的美夢.自然擒縱有兩個擒縱輪和兩個相互嚙合的棘輪,只需要一個動力源。擒縱叉控制擒縱輪從左到右一個擒縱一個擒縱,兩個擒縱輪直接撞擊滾輪板上的兩個沖擊石。兩側的擒縱輪相互牽制,使擺輪游絲擺輪擺動自如,不用擔心擺動過大。但由于制造工藝較為復雜,效果不佳,不得不被寶璣大師放棄。

自然逃生操作圖

獨立制表師Laurent  Ferrier根據自然擒縱機構的原型設計了現代版的自然擒縱機構。為了減輕零件重量,Laurent  Ferrier選擇用硅材料制作擒縱叉,并利用LIGA技術制作了兩個超薄鎳合金擒縱輪。他對寶璣大師最初設計的擒縱輪組進行了改造,即擒縱輪與棘輪同軸,擒縱輪直接嵌入沖擊爪中,這樣可以減輕擒縱機構的整體重量,解決自然擒縱的慣性問題,最終實現自然擒縱。Laurent  Ferrier的自然擒縱優點在于其驅動效率優秀和低誤差,同時又兼顧高安全性和再啟動性。

勞倫特費里埃的自然擒縱圖

自然擒縱啟發的當代擒縱

F.P.Journe的EBHP高性能雙軸擒縱系統

F.P.Journe的EBHP高性能雙軸擒縱運作方式

雅典雙向擒縱

F.P.Journe在天然擒縱機構的基礎上,改進設計了一種高安全性、重啟動的高性能雙軸擒縱機構,尤其是大幅改進了中間擒縱叉結構。雅典也是一個投資改善的品牌

直接沖擊棘爪擒縱機構,又稱沖擊天文臺擒縱機構,也是近代很多品牌試圖改進的一種擒縱機構類型。沖擊天文臺擒縱機構的設計相對簡單。擒縱輪通過一根帶有游絲和小寶石(用于制動擒縱輪)的細長軸運動,直接接觸擺輪下方的沖擊石,給擺輪以驅動力。尤爾根森Urban  J rgensen的UJ-P8機芯是近年來第一個改進沖擊天文臺擒縱機構并將其裝入腕表的代表作。

沖擊式天文臺擒縱

沖擊觀測站逃生操作圖

Detent  Escapement

沖擊式天文臺擒縱結構上零件的接觸面積少,驅動效率較杠桿擒縱要高,也不需要過度依賴潤滑油。

改良式沖擊式天文臺擒縱

寶格麗于Ammiraglio  del  Tempo三問腕表中搭載了沖擊式天文臺擒縱

近年來,沖擊天文臺擒縱機構突然引起了人們的注意。除了Urban  Jrgensen,許多品牌都被用于特殊腕表。例如,寶格麗的Ammiraglio  del  Tempo大復雜三問腕表和獨立品牌Christophe  Claret曾在大復雜腕表中搭載這種擒縱機構。早些時候,積家甚至推出了單臂橢圓等距擒縱機構,這也是從沖擊天文臺擒縱機構改進而來。

Christophe  Claret全新Angelico腕表搭載了沖擊式天文臺擒縱Christophe  Claret另一款Maestoso腕表同樣搭載了沖擊式天文臺擒縱積家Ellipse  Isometer擒縱

(羅賓的擒縱機構是一種改進的自棘爪擒縱機構),他的改進愛彼新式擒縱AP  Escapement愛彼設計了一種形狀獨特的杠桿式擒縱叉,水平放置在擒縱輪上方。頂部的沖擊紅寶石只有鎖定和脫離擒縱輪的功能,沒有動力傳遞功能。為了避免干擾擺輪的正常運轉,通過結構改進,將紅寶石與擒縱輪的接觸面積減小到0.05mm(一般情況下平均擒縱輪接觸面積約為0.4mm),大大減少了因摩擦而消耗過多能量的情況,同時也達到了不使用潤滑油的目的。

愛彼擒縱改良自歷史中的羅賓擒縱

愛彼操作圖

目標有三:1.提高精準度,2.性能穩定且持久,3.高效率

,愛彼擒縱結合了直接沖擊擒縱結構的高效率與瑞士杠桿擒縱結構的安全穩定性的優點。

目前,愛彼研發的新型擒縱機構不僅搭載在愛彼的部分型號上,而且因為與APRP鐘表廠合作,只有RICHARD  MILLE可以使用。RM在RM  031腕表機芯中配備了這款擒縱機構,得益于愛彼新款擒縱機構的高性能和高振動頻率,具有每天不到一秒的高精度。

愛彼擒縱的其他運用RICHARD  MILLE的RM  031搭載了愛彼新式擒縱系統愛彼新式擒縱結構

的同軸擒縱機構的特點是有大小不同的擒縱輪,上下同軸,并帶有三個沖擊寶石的擒縱叉來嚙合和釋放。這種三爪擒縱叉的外觀與瑞士杠桿式擒縱機構頗為相似。擺輪順時針擺動時,動力通過大擒縱輪直接沖擊滾輪板的沖擊石,而擺輪逆時針擺動時,小擒縱輪通過擒縱叉中間的沖擊石傳遞給擒縱叉。同軸擒縱系統現由歐米茄獨家使用。為了提高同軸擒縱機構的效率,歐米茄對其結構和外觀進行了多次改進,可以說是目前市場占有率第二高的擒縱系統。

同軸擒縱

同軸擒縱機構圖

Co  - Axial  Escapement

同軸擒縱系統是由制表大師喬治丹尼爾所設計,其最初的概念借鑒自寶璣大師的自然擒縱,目的是打造出結合杠桿擒縱與棘爪擒縱兩者優點的擒縱系統。

獨立制表師Paul  Gerber改進并開發了Paul  Gerber擒縱機構,其機芯Gerber  33無需上油。其結構結合了喬治丹尼爾斯的沖擊天文臺擒縱機構、杠桿擒縱機構和同軸擒縱機構。它有兩個同軸的擒縱輪,動力通過trident擒縱叉傳遞給擺輪(喬治丹尼爾斯的同軸擒縱驅動力直接從擒縱輪傳遞給擺輪)。擒縱叉上有三個沖擊石,由兩個傳統擒縱叉的沖擊石和從擒縱叉軸線延伸的第三個沖擊石相互作用。

相似概念擒縱Paul  Gerber設計搭載于Gerber  33機芯的自制擒縱

's擒縱系統中,擒縱叉只需輕微的移動,就能啟動蝶形框架中游絲的屈曲現象,使游絲的兩側不斷上下移動。只要主發條能持續提供動力,就能準確持久地給擺輪提供動力。

新式恒定擒縱

柏斯恒時擒縱機構的工作原理,外蝶架和中央游絲是由硅零件一體成型的

Pajoni還利用硅材料的特性,在概念上的Senfine機芯中開發了獨特的常數grasshopper擒縱機構。擒縱叉上的兩個柔性板簧與擒縱輪相互作用,這種設計的目的是減少摩擦和干涉。同樣的概念也可以在雅典InnoVision  2機芯中的雙向恒擺擒縱機構和雅典陀飛輪腕表(UN-178機芯)搭載的錨定恒擺擒縱機構中找到。真正的時間進一步由硅制成,以創建一個具有幾何輪廓和集成擒縱和計時結構的圓形薄片,可以稱為當今最簡化的‘擒縱系統’。

Constant  Escapement芝柏的恒定擒縱可說是近代恒定擒縱革新的里程碑,搜索勞拉的微信號,并標記她的身份和她擁有/喜愛的手表。她可以直接在好友群里和勞拉聊天。