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机械机芯的发条结构是怎样的?
在钟表结构中,供给动力的发条机构其核心肠位完全不亚于擒纵系统,由于发条结构自古以来鲜少有过重大的转变,同时又牵涉到深奥的材料科学,因此重要性常常被人所疏忽。
早期的人们发现当韧性强化的金属受到适当外力发生形变时,会同时产生一个反作用力来恢复原状的现象,于是将淬过分的钢簧加以卷曲,应用其恢复原状的力气带动其他机件的运转,这就是在电力还未发明之前,大多数小型机械所利用的动力起源,也就是我们所熟悉的发条。
除了应用电力作为动力起源的石英机芯,以及极少数的特殊设计之外,钟表的机芯都是采用发条作为动力起源。最早期的钢质发条不仅容易生锈或因施力过大而断裂,同时也容易因为长期利用产生金属弹性疲乏,而造成簧力不足导致动力供输不均的问题,这也就是当初机械手表最为人所诟病之处。尤其当在人们愈来愈倚赖手表供给时间的讯息时,若是天天都会利用的手表无法供给正确的时间资讯,甚至是故障连连时,所造成的不便也由此可知了。在那个时代,所有机械表所发生的利用问题之中,可以说超过三成都来自发条。
在充分享受过石英表所带来的精准与方便之后,人们开始怀念起由发条带动一件件细小零件的机械表。当机械表顶著技艺结晶的光环重现世人面前,尤其是各大表厂开始在各种复杂功能上大做文章的同时,影响机械性能甚钜的发条动力稳固与持久成为重要的课题。过去为人所诟病的发条问题,随著材料科学的进步一一解决,不仅在断裂或是生锈等发条利用寿命的问题上都获得改进,而且动力供输的时间与品德也有所提升,因此表厂也能够将更多心力摆在其他创新功能的研发上。
以下我们将从发条机制的机械结构及运作原理两方面来进行探讨。
“发条机制的运作原理”
当上链时,主发条盒停止不动,而受上链机制驱动的大卷车转动轴心,带动固定在轴心的发条内端将发条沿逆时针方向向内卷紧;而当机芯在运转时,大卷车停止不动,而固定在发条盒内壁的发条外端在释放动力中的发条带动之下,将发条盒以及一番车沿顺时针方向转动,驱动以下的走时轮系。
在上满链的情形之下,机芯轮系的减速力气会制止发条从连接在发条盒内壁的外端松开,同时大卷车则从发条盒轴心制止发条由内端松开。当大卷车沿逆时针方向为发条上链时,止逆子藉由与大卷车啮合的动作制止大卷车逆转(顺时针),使发条不至松开。当大卷车受表冠带动向逆时针方向转动上链时,带动止逆子的齿脱离大卷车向顺时针移动,同时止逆弹簧会给予止逆子一个连续的回位反向力;如图所示,当上链动作停止时,在止逆弹簧的反作用力作用下迫使止逆子自动回位,使止逆子的大小2齿与大卷车完全啮合,以防止发条逆转松开以坚持发条满链的状态。
“发条机制的机械结构”
发条的结构重要分为:发条(mainspring)、主发条盒(一番车,mainspringbarrel)、发条轴心(arbor),以及具防止齿轮倒转的大卷车(止逆棘轮,ratchet)、止逆子(click)与止逆弹簧(clickspring)。其中收纳发条的主发条盒也是走时轮系的第一枚齿轮,所以又称为一番车(mainwheel),与大卷车连接在同一轴心上,而收纳在主发条盒内的发条两端分别固定在轴心与发条盒内壁,止逆子则在止逆弹簧推进下与大卷车互相啮合。当我们做进一步拆解时,只要将轴心的固定螺丝旋开,即可将主发条盒与大卷车离开,再进一步将主发条盒上的发条盒盖板撬开,就可以看到暗藏在里面的发条了。
从全部机芯排列来看,发条机构正介于上链机构与走时轮系的中间:大卷车与上链系统的小卷车互相连接以传递上链的力气,而一番车则是与走时轮系中的中间轮(二番车,centerwheel)相连接以传递发条释出的动力至全部机芯。换句话说,发条机构的作用正是将所输入的力气储存