積家手表講述：機械手表內的發(fā)條工作原理

         積家手表講述：機械手表內的發(fā)條工作原理

發(fā)條通過上鏈的動作(無論是手動還是自動)聚集能量，然后通過傳動系統(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，再通過傳動系統(tǒng)和指針去顯示時間。發(fā)條是為手表提供能量的零件.圈繞在條盒內。利用條軸上的銑方槽上緊發(fā)條。條軸的方槽是由上條機構驅動。手表在無復上條情況下，即能走時36到50小時左右。由于發(fā)條經(jīng)受明顯的應力，時常會導致斷裂，因此，當前，采用合金材料，使發(fā)條幾乎不斷裂。發(fā)條儲存一定的能量，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，斜線表示動件之間的嚙合，而橫線則表示動件鉚接在相同軸上。第一只輪是圓周銑齒的條盒輪。最后一只輪是擒縱機構齒輪，擒縱輪鉚壓在該齒輪上。擒縱輪屬于分配機構及計數(shù)器。條盒輪轉一圈約6小時，在此段時間內，擒縱齒輪和擒縱輪轉約3600圈。這數(shù)字代表第一只輪和最后一只輪之間的旋轉頻率比。該比例始終在此數(shù)值范圍內。一般都設法使齒輪和分輪在手表的中心，并每小時轉一圈。

發(fā)條機制的機械結構發(fā)條的結構主要分為∶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)條盒內的發(fā)條兩端分別固定在軸心與發(fā)條盒內壁，止逆子則在止逆彈簧推動下與大卷車互相嚙合。當我們 做進一步拆解時，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。從整個機芯排列來看，發(fā)條機構正介於上鏈機構與走時輪系的中間∶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)條釋出的動力至整個機芯。換句話說，發(fā)條機構的作用正是將所輸入的力量儲存在發(fā)條中，并且轉化成機械能傳輸至齒輪系及擒縱系 統(tǒng)。

發(fā)條機制的運作原理 當上鏈時，主發(fā)條盒停止不動，而受上鏈機制驅動的大卷車轉動軸心，帶動固定在軸心的發(fā)條內端將發(fā)條沿逆時針方向向內卷緊；而當機芯在運轉時，大卷車停止不 動，而固定在發(fā)條盒內壁的發(fā)條外端在釋放動力中的發(fā)條帶動之下，將發(fā)條盒以及一番車沿順時針方向轉動，驅動以下的走時輪系。在上滿鏈的情況之下，機芯輪系 的減速力量會阻止發(fā)條從連接在發(fā)條盒內壁的外端松開，同時大卷車則從發(fā)條盒軸心阻止發(fā)條由內端松開。當大卷車沿逆時針方向為發(fā)條上鏈時，止逆子藉由與大卷 車嚙合的動作阻止大卷車逆轉（順時針），使發(fā)條不至松開。當大卷車受表冠帶動向逆時針方向轉動上鏈時，帶動止逆子的齒脫離大卷車向順時針移動，同時止逆彈 簧會給予止逆子一個持續(xù)的回位反向力；如圖所示，當上鏈動作停止時，在止逆彈簧的反作用力作用下迫使止逆子自動回位，使止逆子的大小2齒與大卷車完全嚙 合，以防止發(fā)條逆轉松開以維持發(fā)條滿鏈的狀態(tài)。

在手表結構中，提供動力的發(fā)條機構其核心地位完全不亞於擒縱系統(tǒng)，由於發(fā)條結構自古以來鮮少有過重大的改變，同時又牽涉到深奧的材料科學，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)將鐘表機芯的擒縱系統(tǒng)做過一般性的介紹，這一次，我們將針對鐘表機芯的動力結構—發(fā)條，從結構及運作兩方面來進行探討。早期的人們發(fā)現(xiàn)當韌性強化的金屬受到適當外力發(fā)生形變時，會同時產(chǎn)生一個反作用力來恢復原狀的現(xiàn)象，於是將淬過火的鋼簧加以卷曲，利用其恢復原狀的力量帶動其他機件的運轉，這就是在電力還未發(fā)明之前，大多數(shù)小型機械所使用的動力來源，也就是我們所熟悉的發(fā)條。除了利用電力作為動力來源的石英機芯，以及極少數(shù)的特殊設計之外，鐘表的機芯都是采用發(fā)條作為動力來源。最早期的鋼質發(fā)條不僅容易生銹或因施力過大而斷裂，同時也容易因為長期使用產(chǎn)生金屬彈性疲乏，而造成簧力不足導致動力供輸不均的問題，這也就是當初機械腕表最為人所詬病之處。尤其當在人們愈來愈倚賴腕表提供時間的訊息時，若是每天都會使用的腕表無法提供正確的時間資訊，甚至是故障連連時，所造成的不便也由此可知了。在那個時代，所有機械表所發(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與便利之後，人們開始懷念起由發(fā)條帶動一件件細小零件的機械表。當機械表頂著技藝結晶的光環(huán)重現(xiàn)世人面前，尤其是各大表廠開始在各種復雜功能上大做文章的同時，影響機械性能甚鉅的發(fā)條動力穩(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，隨著材料科學的進步一一解決，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，而且動力供輸?shù)臅r間與品質也有所提升，因此表廠也能夠將更多心力擺在其他創(chuàng)新功能的研發(fā)上。以下我們將從發(fā)條機制的機械結構及運作原理兩方面來進行探討。