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标题: 腕表课堂：手表的复杂的跳秒装置 [打印本页]

作者: consume 时间: 2013-6-24 14:54
标题: 腕表课堂：手表的复杂的跳秒装置
　　秒，即秒针一秒一跳。现在来看，跳秒几乎已经成为了石英表的“专利”，机械式跳秒手表比较罕见，就算是放眼钟表发展历史，也如同昙花一现，数量甚少。即便如此，一些品牌依旧在这种奇特的功能上推陈出新，像F.P.J 就在前不久推出了一款全新的跳秒手表。

万国别出心裁地将跳秒搬到了陀飞轮上

　　万国别出心裁地将跳秒搬到了陀飞轮上

　　无独有偶，万国更别出心裁地将跳秒搬到了陀飞轮上。不同品牌的两款手表外观迥异，但在内部结构上却有异曲同工之妙。这种新式的结构与传统跳秒有何不同，又有何优势，就让我们来一探究竟。

　　秒针步步跳

　　在生活中，我时常会遇到这样的问题。一些平日接触手表比较少的朋友在购表时总会问我，如何区分机械表与石英表。一般听到这个问题，我总会回答说，告诉你一个简单的方法，你就看秒针吧，一秒跳一下的就是石英表，连续扫过表盘的就是机械表。虽然我心中知道这个回答并不准确，但在今天，机械式跳秒手表在市场上已经难觅踪迹，因此在99% 的情况下这一方法还是能直观地分辨石英表和机械表。

　　实际上，在上世纪中叶，不少品牌都推出过机械式跳秒手表。像劳力士、欧米茄、沛纳海都曾涉足这一领域，但不论哪个品牌的机械跳秒手表产量都不大，浅尝辄止，也都没有坚持下来。这其中原因有二，其一是随着石英表的普及，一秒一跳的秒针成了石英表的特点之一，机械表再做成跳秒没有太大意义，连续扫过表盘的秒针反而成为了机械表的标签(机械表的秒针通常在1 秒钟内跳动5 到10 下，因为速度很快，所以看上去如同连续扫过表盘)；其二就是技术原因。机械式跳秒手表的结构复杂，制作难度大，为了达到跳秒的效果投入巨大，得不偿失。传统机械跳秒手表在机芯结构上与一般手表并没有太大区别，主要是在主要轮系外增加了一套跳秒使用的小轮系。这套跳秒轮系的外观不但醒目而且非常有特点，叫人一看便知。在跳秒手表的机芯中央，我们能看到一个巨大的擒纵轮和擒纵叉，它们就是跳秒的核心部件，这个大大的擒纵轮和擒纵叉可以计算发条和摆轮的摆动速度，并在一秒钟内储存并释放能量，带动手表的秒针一秒跳动一下。我找来了两款跳秒手表的机芯图片，一款是瑞宝的Sauterelle 跳秒手表，一款是DeBethune 的DB16 跳秒手表，两者的跳秒结构大同小异，从图片上，我们能清晰地看到位于机芯中央的巨大擒纵轮与擒纵叉，这就是机械式跳秒手表的代表性部件。

　　说完传统机械跳秒手表的结构后，我们就要看一看它的缺点了。机械跳秒的最大难点在于调校上，通俗地说，就是怎么计算好秒针一秒一跳，能量的储存和释放如何恰恰在一秒钟完成。一旦调校不当，秒针就会乱跳一气。另外，这种跳秒结构并不太可靠，非常容易出现问题。当年欧米茄就生产过一批跳秒手表输出到南美市场，结果大部分手表都出现了问题，不得不回收分解。就像我每每向制表师提及跳秒手表时，他们总是无奈又遗憾地说道“这种东西图个新鲜，不好做、可靠性差、没有必要。”

　　亦恒力亦跳秒

　　F.P.J跳秒腕表

　　通过上文的介绍，我们可以看出传统的机械式跳秒是一种“不太靠谱”的功能。一旦技术不到位，不但达不到实际效果，还会影响手表的可靠性，反而引祸上身。可见机械跳秒手表逐渐退出市场，销声匿迹也不是没有道理，而F.P.J 和万国在近期却逆其道而行之，纷纷推出全新的跳秒手表，这又是怎么回事呢？实际上，F.P.J 和万国的跳秒手表和传统跳秒装置完全是截然不同的两个东西。跳秒只是一种表象，而深藏其中的则是一种对手表走时大有裨益的恒定动力装置(简称恒力装置)。

　　早期的钟表，包括手表，在发条设计上比较简单，也不太完善。发条像蜗牛一样盘曲在发条盒中。这种蜗牛形的发条在输出时力矩不稳定，对手表走时有非常不利的影响，恒力装置就是在这一时期产生的。恒力装置将发条输出的能量分割成一小段一小段，积攒一下释放一下，这样就稳定了动力。后来人们改进了发条形状，由蜗牛形变成了S 形，很大程度解决了力矩不稳定的问题，因此在一般手表上就见不到恒力装置的身影了。但改进归改进，S 形发条虽比以前的发条有了很大进步，但力矩不稳的情况还是或多或少存在的，就像我们永远也不可能消除误差一样。因此，F.P.J 和万国又不约而同地在手表上使用了恒力装置，而恒力装置这种积攒一下释放一下的特点，也为安装一秒一跳的秒针提供了条件。与传统的跳秒装置相反，制表师们对这种恒力装置给予了高度评价，归结起来就是“非常出色，没有缺点。”

　　手表中的恒定动力与跳秒装置

　　F.P.J 曾经就推出过带有恒力装置的手表，这款Chronomètre Optimum 手表相比前作又有独到之处。Chronomètre Optimum 手表有两根秒针，表盘正面有一根小秒针，表盘背面有一根大秒针。小秒针像一般手表那样连续扫过表盘，大秒针则跳秒前进一秒一跳。在这款手表上为何小秒针不跳大秒针跳呢？这就是恒力装置在发挥作用。恒力装置说穿了就是在手表传动链条里增加的一组小轮系，以此对动力进行分割。我们找来了一个 Chronomètre Optimum 手表上的恒力装置结构图，有了它我们就能对此装置一目了然。红色的就是带动表盘正面小秒针的秒轮，这个秒轮60 秒转动一圈，正常运行。在秒轮旁边带有黄色夹板的齿轮，是一个传动轮。这个传动轮被秒轮带着走，在它运行时，会牵动蓝色的弹簧，当弹簧受到一秒钟的压力后，会托起整套恒力装置，让最右侧的限位器转动一格，这样大秒针就在一秒内向前跳动了一下。

　　通俗地说，跳秒的大秒针实际上是由正常运行的小秒针带动运行的，只不过因为有了个恒力装置的限位器，卡住了大秒针，让跳秒的大秒针一秒钟才能释放一次(或者说跳动一次)。如此一来就出现了小秒针不跳大秒针跳的现象了。这套位于手表轮系中的恒力装置把动力分割成一秒一段，平均地将动力逐点传送给擒纵机构，确保了摆轮的等时性，让动力更加稳定，相比传统跳秒功能给手表走时带来的负担，这种带有恒力装置的跳秒结构却为提高手表走时精度贡献不少，难怪制表师们对这一装置都赞赏有加。如果非要鸡蛋里挑骨头的话，就是这套系统制作难度比较高，同时对材料也有一定要求，毕竟增加了不少零件，质量上要尽量轻，这款Chronomètre Optimum 手表的恒力装置就是由钛制成的。

　　另外，跳秒的大秒针也增加了这款手表的观赏性，一只手表两种运行方式，把玩起来别有乐趣。在表盘正面11点的位置还有一个小开口，还能让我们清晰地看到恒力装置限位器一秒一秒地转动，很有意思。

　　手表中的恒定动力与跳秒装置

　　陀飞轮大家见得多了，跳秒的手表想必也是心中有数，那请问大家见过一秒一跳的陀飞轮吗？一般的陀飞轮，不论是哪一种，都是平稳顺滑地旋转，而万国却在近期推出了可以跳秒的陀飞轮，这种陀飞轮的笼架一秒跳动一下，致使陀飞轮上的小秒针也一秒一跳，和跳秒手表如出一辙。在本次日内瓦表展上，我们就见到了这种万国的跳秒陀飞轮，独特的运行方式让我们十分惊奇。然而，跳秒只是它神奇的一部分，而当陀飞轮跳秒运行大约两天后，它会自动转化为正常模式，变回和一般陀飞轮一样平稳顺滑地旋转，这又是怎么一回事呢？

　　万国的这种陀飞轮学名叫恒定动力陀飞轮，虽然运行方式奇特，但基本原理却和前面我们介绍的恒定动力装置别无二致，就是将动力分割成一段一段，以一秒钟的时间储存和释放，以此带动陀飞轮笼架一秒一跳。陀飞轮这种东西可以看成是将秒轮和擒纵调速机构整合在一起的结合体，而恒定动力陀飞轮自然就是加装了恒力装置的陀飞轮，我们可以通过恒力陀飞轮的特写清楚地看到陀飞轮笼架中的恒力装置限位器，您看，这个装置看着眼熟吗？没错，它和F.P.J Chronomètre Optimum 手表中的恒力装置几乎一模一样。如果我们仔细观察就会发现除了摆轮以外，擒纵轮中也带有游丝，这根游丝就是恒力装置储能与释放能量的弹簧，这根弹簧可以储存1 秒钟的能量并给予释放。从某种意义上讲，万国只是将原先用于轮系中的恒力装置集成在了陀飞轮笼架里，或者说给传统的陀飞轮多加了“一层”。恒力装置将发条传递的能量一秒钟释放给笼架一次，以此赋予了陀飞轮一秒一跳的跳秒功能。

　　那么，这款恒力陀飞轮为什么会在前两天中跳秒前进，而在运行大约两天后又恢复正常陀飞轮的运行模式呢？这种奇特的运行方式是由于在手表中安装了一个力矩比较装置。这个装置可以“判断”力矩的大小，当陀飞轮在前两天力矩足够大，或者说动力比较足的时候，会启动恒力装置，让陀飞轮跳秒前进；当两天后动力下降，力矩减小时，就会避开恒力装置，让陀飞轮恢复一般运行状态。由此我们也可以推断，要是手表一直处于动力比较足的状态，这个恒力陀飞轮就会一直处于跳秒状态，一秒一秒，稳步前进。

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