進化版的Spiromax®矽游絲 解決等時性的問題

Dec 8, 2022

在2017年,百達翡麗所推出的Aquanaut 5650G Travel Time兩地時間腕錶,除了使用了全新的兩地時間快調裝置,同時也搭載新型的Spiromax矽游絲。

先前我們曾提到,PATEK PHILIPPE百達翡麗Spiromax®矽游絲所使用的「百達翡麗末端弧線」設計,是透過游絲外端較厚,進而迫使游絲朝同心擺動,達成精確運轉的效果;其實也就是希望能提高等時性,讓游絲在任何環境中運作,都能保持同心圓距的收放運作模式。

而過去許多合金材質的游絲,使用很多方法追求完美的等時性,例如早在1776年,英國的製錶師John Arnold 發明了圓柱形游絲(1782 年申請專利),可確保運作的穩定並保持等時性,因此大量運用於航海鐘與天文台懷錶。

由於勞力士堅持使用雙層游絲結構,所以自行研發Parachrom合金遊絲,因為雙層遊絲的等時性較佳。

但日後,寶璣大師在1795年以圓柱形游絲為基礎,推出雙層游絲。其結構似乎與平游絲相差無幾,但是在游絲最後一圈卻向上且朝中心內彎曲,從外觀來看就如同兩層游絲,而寶璣雙層游絲的名稱就是由此而來。

由於雙層游絲不佔空間的設計,可輕易的取代較佔空間的球形、圓柱形游絲,所以逐漸成為懷錶或是小型桌鐘的首選設計。而我們常聽到的菲利浦末端曲線,則是在1861 年,數學家菲利浦(Eduard Phillips)以寶璣雙層游絲為研究對象,針對末端曲線加以研究改良的設計,其實也屬於雙層游絲的一種。

新型的Spiromax®游絲,除了具有外端凸緣(也就是百達翡麗末端弧線)之外,同時還使用全新的內端凸緣(增加內側某處的游絲厚度);能確保游絲不論在任何方位下,皆能保持最佳的精確度。

但是當計時工具轉換為腕錶時,每當使用者轉換手腕的姿勢方位時,或是因為額外的重力加速度,都會使游絲無法以同心圓的姿態持續運作,進而降低游絲的等時性。特別是當擺輪處於垂直運作的姿態,游絲的重力中心會與旋動的中心不同,在持續收放時不斷抵銷當中的差異,讓擺動的速度變慢或加快,進而產生明顯的方位差,這就是游絲所產生的等時性問題。

所以過去寶璣大師試著使用陀飛輪裝置,減少游絲的方位差,但是到了腕錶時代,效果卻又打了些折扣。在2017年,百達翡麗推出的先進研究項目5650G Travel Time兩地時間腕錶中的一項新技術,能大幅減低游絲重力中心失衡對於等時性的影響,就是加入內端凸緣設計的Spiromax®矽游絲。

傳統的合金材質的平游絲,在收縮與放鬆的狀態下,會無法形成同心圓的的收放狀態(左圖),但是新型的Spiromax®游絲則具有完美的同心圓比例。

所以新型的Spiromax®矽游絲,除了具有外端凸緣(也就是百達翡麗末端弧線)之外,同時還使用全新的內端凸緣(增加內側某處的游絲厚度);這項設計能抵銷重力中心位置的改變,以確保游絲不論在任何方位下,皆能保持最佳的精確度。

透過百達翡麗發布的影片中,我們可以發現傳統的合金材質游絲,在收縮與放鬆的狀態下,會無法形成同心圓的的收放狀態。因為傳統的單層平游絲,固定游絲的游絲樁在最外圍,即使游絲末端設計了曲線,仍無法像雙層游絲那樣,具有較完美的縮放比例。

但是新型的Spiromax®矽游絲透過內外端凸緣,在縮放時能形成完美的同心圓比例,進而提升等時性,同時減少機芯運作時的方位差。

從百達翡麗官方影片的數據來看,使用新款Spiromax矽游絲的機芯,其垂直方位的每日誤差在0.5到+0.5秒之間,是非常優異的表現。

Spiromax®矽游絲之所以能達成如此完美的收放姿態,主要在於Spiromax®矽游絲是由深活性離子蝕刻工序製成,讓游絲的形狀能夠在任何位置下改變(就像是畫設計圖那樣),進而影響擺輪的擺動表現,讓等時性得以改善;這是傳統合金游絲所無法達到的目標,因為其製造流程與矽游絲可說是截然不同,而且合金游絲的厚度為均一,無法任意改變。

因此,從百達翡麗認可實驗室經過百次反覆測量結果顯示,使用Spiromax®矽游絲及內外凸緣的百達翡麗機芯,平均速率可調校至每二十四小時 -1+2秒內,符合百達翡麗印記中陀飛輪機芯的速率準確要求(其標準是每二十四小時3秒內),而直徑大於20mm的機芯,其標準則是每二十四小時-3+2秒內。

所以,擁有內外凸緣的最新式Spiromax®矽游絲,除了再次肯定Silinvar®材料的優點外(輕盈、抗磁、抗溫差與抗腐蝕),也說明高科技的深活性離子蝕刻工序,能改變長久以來的游絲製造流程,達成絕佳的表現。

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文/陳韋仁  圖片/百達翡麗

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