積家手表講述：機(jī)械手表內(nèi)的發(fā)條工作原理

         積家手表講述：機(jī)械手表內(nèi)的發(fā)條工作原理

發(fā)條通過上鏈的動(dòng)作(無論是手動(dòng)還是自動(dòng))聚集能量，然后通過傳動(dòng)系統(tǒng)把能量輸送到擒縱系統(tǒng)，擒縱系統(tǒng)把能量均勻的分開，再通過傳動(dòng)系統(tǒng)和指針去顯示時(shí)間。發(fā)條是為手表提供能量的零件.圈繞在條盒內(nèi)。利用條軸上的銑方槽上緊發(fā)條。條軸的方槽是由上條機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。手表在無復(fù)上條情況下，即能走時(shí)36到50小時(shí)左右。由于發(fā)條經(jīng)受明顯的應(yīng)力，時(shí)常會(huì)導(dǎo)致斷裂，因此，當(dāng)前，采用合金材料，使發(fā)條幾乎不斷裂。發(fā)條儲(chǔ)存一定的能量，以均勻小量地分配給振蕩器。為此，提供的能量通過輪列組，由輪列組以相同比例縮減傳輸力的同時(shí)增加圈數(shù)。該輪列組包括4只輪和4只齒輪，后3只輪是鉚壓在前3只齒輪上。在該示意圖上，斜線表示動(dòng)件之間的嚙合，而橫線則表示動(dòng)件鉚接在相同軸上。第一只輪是圓周銑齒的條盒輪。最后一只輪是擒縱機(jī)構(gòu)齒輪，擒縱輪鉚壓在該齒輪上。擒縱輪屬于分配機(jī)構(gòu)及計(jì)數(shù)器。條盒輪轉(zhuǎn)一圈約6小時(shí)，在此段時(shí)間內(nèi)，擒縱齒輪和擒縱輪轉(zhuǎn)約3600圈。這數(shù)字代表第一只輪和最后一只輪之間的旋轉(zhuǎn)頻率比。該比例始終在此數(shù)值范圍內(nèi)。一般都設(shè)法使齒輪和分輪在手表的中心，并每小時(shí)轉(zhuǎn)一圈。

發(fā)條機(jī)制的機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)條的結(jié)構(gòu)主要分為∶發(fā)條（Mainspring）、主發(fā)條盒（一番車，Mainspring Barrel）、發(fā)條軸心（Arbor），以及具防止齒輪倒轉(zhuǎn)的大卷車（止逆棘輪，Ratchet）、止逆子（Click）與止逆彈簧（Click Spring）。其中收納發(fā)條的主發(fā)條盒也是走時(shí)輪系的第一枚齒輪，所以又稱為一番車（Main Wheel），與大卷車連接在同一軸心上，而收納在主發(fā)條盒內(nèi)的發(fā)條兩端分別固定在軸心與發(fā)條盒內(nèi)壁，止逆子則在止逆彈簧推動(dòng)下與大卷車互相嚙合。當(dāng)我們 做進(jìn)一步拆解時(shí)，只要將軸心的固定螺絲旋開，即可將主發(fā)條盒與大卷車分開，再進(jìn)一步將主發(fā)條盒上的發(fā)條盒蓋板撬開，就可以看到隱藏在里面的發(fā)條了。從整個(gè)機(jī)芯排列來看，發(fā)條機(jī)構(gòu)正介於上鏈機(jī)構(gòu)與走時(shí)輪系的中間∶大卷車與上鏈系統(tǒng)的小卷車互相連接以傳遞上鏈的力量，而一番車則是與走時(shí)輪系中的中間輪（二番車，Center Wheel）相連接以傳遞發(fā)條釋出的動(dòng)力至整個(gè)機(jī)芯。換句話說，發(fā)條機(jī)構(gòu)的作用正是將所輸入的力量?jī)?chǔ)存在發(fā)條中，并且轉(zhuǎn)化成機(jī)械能傳輸至齒輪系及擒縱系 統(tǒng)。

發(fā)條機(jī)制的運(yùn)作原理 當(dāng)上鏈時(shí)，主發(fā)條盒停止不動(dòng)，而受上鏈機(jī)制驅(qū)動(dòng)的大卷車轉(zhuǎn)動(dòng)軸心，帶動(dòng)固定在軸心的發(fā)條內(nèi)端將發(fā)條沿逆時(shí)針方向向內(nèi)卷緊；而當(dāng)機(jī)芯在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，大卷車停止不 動(dòng)，而固定在發(fā)條盒內(nèi)壁的發(fā)條外端在釋放動(dòng)力中的發(fā)條帶動(dòng)之下，將發(fā)條盒以及一番車沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)以下的走時(shí)輪系。在上滿鏈的情況之下，機(jī)芯輪系 的減速力量會(huì)阻止發(fā)條從連接在發(fā)條盒內(nèi)壁的外端松開，同時(shí)大卷車則從發(fā)條盒軸心阻止發(fā)條由內(nèi)端松開。當(dāng)大卷車沿逆時(shí)針方向?yàn)榘l(fā)條上鏈時(shí)，止逆子藉由與大卷 車嚙合的動(dòng)作阻止大卷車逆轉(zhuǎn)（順時(shí)針），使發(fā)條不至松開。當(dāng)大卷車受表冠帶動(dòng)向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)上鏈時(shí)，帶動(dòng)止逆子的齒脫離大卷車向順時(shí)針移動(dòng)，同時(shí)止逆彈 簧會(huì)給予止逆子一個(gè)持續(xù)的回位反向力；如圖所示，當(dāng)上鏈動(dòng)作停止時(shí)，在止逆彈簧的反作用力作用下迫使止逆子自動(dòng)回位，使止逆子的大小2齒與大卷車完全嚙 合，以防止發(fā)條逆轉(zhuǎn)松開以維持發(fā)條滿鏈的狀態(tài)。

在手表結(jié)構(gòu)中，提供動(dòng)力的發(fā)條機(jī)構(gòu)其核心地位完全不亞於擒縱系統(tǒng)，由於發(fā)條結(jié)構(gòu)自古以來鮮少有過重大的改變，同時(shí)又牽涉到深?yuàn)W的材料科學(xué)，因此重要性經(jīng)常被人所忽略。前二期的鐘表教室中，我們已經(jīng)將鐘表機(jī)芯的擒縱系統(tǒng)做過一般性的介紹，這一次，我們將針對(duì)鐘表機(jī)芯的動(dòng)力結(jié)構(gòu)—發(fā)條，從結(jié)構(gòu)及運(yùn)作兩方面來進(jìn)行探討。早期的人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)韌性強(qiáng)化的金屬受到適當(dāng)外力發(fā)生形變時(shí)，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)反作用力來恢復(fù)原狀的現(xiàn)象，於是將淬過火的鋼簧加以卷曲，利用其恢復(fù)原狀的力量帶動(dòng)其他機(jī)件的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是在電力還未發(fā)明之前，大多數(shù)小型機(jī)械所使用的動(dòng)力來源，也就是我們所熟悉的發(fā)條。除了利用電力作為動(dòng)力來源的石英機(jī)芯，以及極少數(shù)的特殊設(shè)計(jì)之外，鐘表的機(jī)芯都是采用發(fā)條作為動(dòng)力來源。最早期的鋼質(zhì)發(fā)條不僅容易生銹或因施力過大而斷裂，同時(shí)也容易因?yàn)殚L(zhǎng)期使用產(chǎn)生金屬?gòu)椥云７�，而造成簧力不足�?dǎo)致動(dòng)力供輸不均的問題，這也就是當(dāng)初機(jī)械腕表最為人所詬病之處。尤其當(dāng)在人們愈來愈倚賴腕表提供時(shí)間的訊息時(shí)，若是每天都會(huì)使用的腕表無法提供正確的時(shí)間資訊，甚至是故障連連時(shí)，所造成的不便也由此可知了。在那個(gè)時(shí)代，所有機(jī)械表所發(fā)生的使用問題之中，可以說超過三成都來自發(fā)條。在充分享受過石英表所帶來的精準(zhǔn)與便利之後，人們開始懷念起由發(fā)條帶動(dòng)一件件細(xì)小零件的機(jī)械表。當(dāng)機(jī)械表頂著技藝結(jié)晶的光環(huán)重現(xiàn)世人面前，尤其是各大表廠開始在各種復(fù)雜功能上大做文章的同時(shí)，影響機(jī)械性能甚鉅的發(fā)條動(dòng)力穩(wěn)定與持久成為重要的課題。過去為人所詬病的發(fā)條問題，隨著材料科學(xué)的進(jìn)步一一解決，不僅在斷裂或是生銹等發(fā)條使用壽命的問題上都獲得改善，而且動(dòng)力供輸?shù)臅r(shí)間與品質(zhì)也有所提升，因此表廠也能夠?qū)⒏�多心力擺在其他創(chuàng)新功能的研發(fā)上。以下我們將從發(fā)條機(jī)制的機(jī)械結(jié)構(gòu)及運(yùn)作原理兩方面來進(jìn)行探討。