解讀第三類機芯 SEIKO 9R /5R Spring Drive

SEIKO精工在2004年推出首款9R Spring Drive自動機芯後，代表這項橫跨27年的機芯研發計畫，達成全面實用化的目標。透過精準的石英錶特性，以及源源不絕的機械動能，是精工所研發的獨門利器，此篇便要詳細介紹這顆結合機械錶、石英錶兩種特性的Spring Drive。

當SEIKO精工在1969年推出Astron石英腕錶時，當時的瑞士錶壇尚未正視這款腕錶所帶來的衝擊。不過隨著往後數年石英錶的售價大幅降低，加上精確的運轉效能，以及便捷的更換電池步驟，日本的石英錶大軍便輕鬆的擊潰強大的瑞士鐘錶業。

雖然石英錶擁有許多優點，不過每兩至三年須更換電池，同時會產生環境污染的缺點，也是機械錶所擁有的優點。因此在許多鐘錶大廠開始生產石英腕錶之後，研發首款石英腕錶的精工，其SEIKO EPSON錶廠內的年輕製錶師赤羽好和（Yoshikazu Akahane），在1977年提出了Spring Drive機芯的構想，開啟了第三類機芯的研發之路。

Spring Drive這是將機械錶的發條盒與輪系，結合石英錶的水晶震盪器與IC電路板的特殊概念，也就是兩種機芯合而為一的設計。但由於結構非常複雜，而且這個計畫僅僅是赤羽先生個人的構想，因此他利用工作之餘的時間研發，直到1982年才推出首款原型機種，但動力儲存僅有數個小時。當時正是石英錶肆虐全球的年代，這個計畫並未獲得公司的特別關注，直到1993年才赤羽先生推出第二個原型機種。

由於1980年代末的機械錶復興熱潮，因此Spring Drive機芯再度受到重視，在1997年，SEIKO在瑞士計時協會（The Swiss Society for Chronometry）發表Spring Drive技術的文章，隔年在瑞士BASEL錶展推出第一個原型錶款，而1999年則發表搭載7R78 Spring Drive手上鍊機芯的錶款；不過可惜的是，赤羽先生於前一年去世，沒有能親眼看見錶款的推出。日後，精工將7R系列機芯多次運用在頂級的CREDOR錶款之中，展現廠方對於Spring Drive機芯的信心。

自動上鍊機芯已成為潮流，也符合現代人的配戴需求，因此精工在正式推出Spring Drive手上鍊機芯後，於1999、2001與2003年分別推出三款Spring Drive自動機芯的原型。在2004年，精工推出首款搭載9R65 Spring Drive自動機芯的Grand Seiko錶款，代表廠方已完成Spring Drive自動機芯的開發計畫；隔年推出的兩款5R64、5R65 Spring Drive自動機芯，也應用於其他的中價位錶款之中。

由於Spring Drive機芯具有石英錶的精確度，但卻少了驅動步進馬達；擁有發條盒所提供的動能，但也缺乏擒縱系統。因此Spring Drive機芯的研發困難度，絕對遠遠超過生產一枚自動上鍊機芯。

Spring Drive機芯運作的模式，是由上鍊的發條提供能量，接著將動能傳遞給輪系齒輪，而輪系末端的擺輪，其下方的磁石與會與三能整律器的線圈產生電能，這個電能除了會傳遞給石英管與IC電路板之外，計算精準的時間之外，也同時控制磁石的速度，讓秒針精確的運作。

Spring Drive機芯的擺輪每秒轉動8圈，並且朝向同一方向運轉，具有極為流暢的秒針運轉，沒有絲毫的頓挫感，同時機芯也不會產生任何聲音。另外零件產生的摩擦力極小，解決長久以來機械機容易產生的摩擦效應；因此，Spring Drive機芯的精確度，可控制在每天正負1秒之內。

相較於發條盒與輪系齒輪的製作，對精工來說，並沒有特別的困難度。但是機芯內的三能整律器，包括發電線圈、石英震盪管與IC電路板的整合，以及與輪系齒輪的的結合，才是最大的挑戰。因為三能整律器除了要控制發條所傳遞過來的強大能量之外，同時必須將小部分的動能轉化為電能，如同一個自給自足的小型發電廠。由於結構複雜，因此精工在1997年至2004年之間，共製作了高達600個機芯樣品。

由於機芯本身沒有具備電池，因此廠方設計了低功耗的IC電路板，它僅需25奈瓦（nano watts）便能運作。這樣的功率有多低呢，如果有60億人配戴Spring Drive腕錶，總消耗電量卻僅有150瓦，大約是數根日光燈所需的電能。

精工在2004、2005年推出的9R與5R Spring Drive機芯，架構與先前的7R Spring Drive機芯不盡相同，因此是全新開發的Spring Drive機芯，尺寸也比較大，直徑達到30mm。為了提高動力儲存的時間，廠方採用了較大的發條盒，以及使用全新研發的Spron 510合金作為發條材質，這是精工與東北大學開發的全新材質，具有更為強韌的彈性；因此9R/5R機芯的動力儲存都延長至72小時，較原先的7R機芯的48小時多了24小時。

由於Spring Drive機芯的零件數較多，為了避免增加9R/5R機芯的厚度，因此廠方採用精工慣用的魔術槓桿（Magic Lever）上鍊系統，這是藉由自動盤與上鍊系統間的齒輪互動，迫使Y字型的勾爪零件以一勾一推的方式，推動大捲車旁的上鍊棘輪（同樣具有倒鉤），產生上鍊作用。

Magic Lever上鍊系統的優點是零件數非常少，而且上鍊速度相當快，但是為了彌補發條在上滿三分之二的動能後，受限於槓桿的作用力影響，Y字型的勾爪零件推動上鍊齒輪時，需要更大的力量，廠方特別提高自動盤的重量，確保即使接近滿鍊時，也能提供優異的上鍊效能。

在2007、2008年，精工分別推出了9R86與5R86 Spring Drive計時機芯，兩者的差別僅在於機芯的打磨處理，也是9R與5R系列機芯的差異之處。而這款Spring Drive計時機芯是精工自1969年推出6139自動計時機芯之後，再次採用導柱輪與垂直離合結構的計時機芯，因為6S系列計時機芯，採用的是導柱輪與水平離合結構。

精工是最早採用導柱輪與垂直離合結構的錶廠，因此在相隔38年之後才再度使用，感覺是有點久。由於採用垂直離合結構，因此計時秒針不易產生抖動與延滯的狀況；而堅固的導柱輪裝置，在按壓計時按把時，也能感受到明確的操作手感。

本款計時機芯是以9R/5R機芯為基礎，所以恆動小秒針同樣位於九點鐘位置，三十分鐘計分盤與十二小時計時盤分別位於兩點鐘與四點鐘位置，七點鐘位置同樣也具備動力儲存顯示。不過這枚機芯最特別的地方在於，加裝了兩地時間中央指針（24小時）；因此配戴者在前往其他時區的城市，僅需拉出錶冠快調短時針，便可迅速設定兩個地區的時間。

除了較為複雜的計時功能之外，9R/5R系列機芯在推出之後，也陸續推出不同功能的機種，但每一款都具備動力儲存顯示。其中在2005年推出的5R64機芯是唯一的小秒針日期款，同年的5R64與9R65機芯是大秒針日期款式。

廠方在2006年推出的5R67機芯，具有月相盈虧顯示，機芯的厚度達6mm，僅次於9R/5R86 計時機芯的7.6mm；當年首次運用在精工的SNR011錶款之中，日後也運用在Ananta系列腕錶，不過近幾年來廠方似乎未曾再推出同機芯的錶款。

目前最常看見的多功能機芯，就是9R/5R66機芯，也就是兩地時間款式，它同樣具有可快調短時針功能，透過中央的兩地時間指針指示原居住地的時間。目前廠方最新推出的機種，是在2013年底問世的9R84機芯，它具有日期與計時碼錶功能，但刪去了原本9R86所具備的兩地時間功能。

Grand Seiko Spring Drive計時腕錶，是精工在2013年推出，這款SBGB001採用新款的9R84機芯，減少了GMT指針，因此面盤較為簡潔。錶款使用不鏽鋼材質，直徑為44mm。Grand Seiko Spring Drive GMT自動腕錶SBGE015搭載9R66機芯，由於使用旋轉式的24小時錶圈，因此可推算第三個時區。錶殼採用白鈦材質，直徑44mm，防水達200米。

文／陳韋仁
攝影／劉信佑