4-4 擒纵系统

擒纵系统是由擒纵机构和振动机构两部分组成,其中擒纵机构由擒纵叉(pallet-lever)和擒纵轮(escapementwheel)所组成,振动机构则以游丝(hairspring)与摆轮(balancewheel)为主体。当擒纵叉受到秒针轮拨动,会跟着勾动擒纵叉,进而推动摆轮旋转。摆轮开始旋转后,便会带动游丝收缩与伸展。而游丝每一次伸展与收缩都将再带动摆轮摆动,而此频率也将再经由擒纵轮回传至传动轮系。其作用是将来自传动轮系的动力切割为稳定的频率,是钟表机心中专⻔负责控制走时精准度的核心组件。


本篇相关辞典
Amplitude / Amplitude 摆幅

指游丝张缩让摆轮摆动的⻆度。测量的是静止时的位置到游丝延伸到极限时,摆轮摆动的⻆度。
Anchor escapement / échappement à ancre 锚形擒纵器

约1657年由英国人罗博特·胡克(RobertHooke)发明,因其擒纵叉状似船锚而得名。其作用在于让时钟之钟摆只在很短的圆弧上摆荡,借以维持固定的频率。这种附有锚形擒纵器与⻓摆的⻓形座钟,每星期的误差不超过几秒钟。

图说:锚形擒纵器,因其擒纵叉状似船锚而得名。
Auxiliary compensation / compensation auxilaire 辅助性补偿

将额外的补偿装置加入双金属的摆轮中以减少中间温度误差。常用在航海天文台时计中。
Balance / Balance-wheel / Balance 摆轮

或称平衡摆轮,会往复摆动,中央以轴臂作为支撑的轮。摆轮与螺旋状游丝连动,接受来自擒纵叉的动力后,摆动进而造成游丝缩张,主要作用是控制主发条动力释放的速率。

图说:摆轮,控制能量释放的速率。
Balance roller / Rouleau de balance 游盘

盘状零件,接收来自于擒纵叉的推动力,带动摆轮转动。

图说:游盘,接收来自擒纵叉的动力。
Balance-cock / Balance la bite 摆轮夹板

又称为摆轮桥板(balancebridge),作用是固定整组擒纵系统。为了让摆轮运转可以显露出来,形状与一般夹板颇为不同。

图说:摆轮夹板,固定整组擒纵系统。
Balancier spiral binôme 摆轮游丝同质装置

为了让摆轮与游丝更紧密结合,GREUBELFORSEY首开先例以同一种物料来制作以上两枚零件。这种物料不受温度变化与磁力影响,提高震荡的稳定性。

图说:GREUBELFORSEY首开先例以同一种物料制作摆轮及游丝。
Breguet balance-spring 宝玑式游丝

18世纪的制表师大规模尝试制造各种游丝,包括螺旋形、圆锥形,和球体形游丝以便让摆轮能有等时性的振幅。其中以1795年由宝玑所发明的上绕式游丝(overcoilhairspring)最为人所熟知。其设计是将圆柱形直筒式游丝,改良成游丝末端向上并往内弯曲的双层游丝,最大优点是让游丝有更多膨胀和收缩空间。而由于游丝末端向上往内弯曲,较接近轴心的位置,让轴心的受力点均匀,故而提高了等时性。

图说:宝玑式游丝,末端向上并往内弯为其特点。
Chinese duplex escapement / Échappement double chinois 中国双联式擒纵

又称为蟹爪轮,是具有双重锁定的齿牙之双联式擒纵器,每一次入石和出石都需要两次完整的平衡振动。装配此种双联式擒纵的表会逐秒跳动。

图说:中国双联式擒纵,又称为蟹爪轮。
Club-toothed lever escapement / Échappement à roué denté 具棍棒形齿的马式擒纵

有些擒纵轮具有特殊设计以增加“推动冲力的平面”。这种一端较粗大的棍棒形⻮设计走在了⻢式擒纵轮⻮设计的尖端。此类擒纵又称为瑞士⻢式擒纵(Swissleverescapement)。

图说:具棍棒形⻮的⻢式擒纵,以增加推动冲力的平面。
Co-axial escapement / Échappement co-axial 同轴擒纵装置

由英国制表师乔治·丹尼斯(GeorgeDaniels)发明,并在1999年时将此设计出售给瑞士制表品牌欧米茄,并随着自制机心问世后开始进入量产,如今已大量使用于欧米茄旗下表款。与传统杠杆式擒纵不同,同轴擒纵的擒纵轮分为上下两层,且共享一个轴心,因此称为同轴擒纵。此设计让擒纵轮直接冲击摆轮,大幅降低了擒纵装置的磨损率,因此延⻓了保养维修时限。

图说:同轴擒纵装置,大量使用于欧米茄旗下表款。
Compensation balance / Balance de compensation 截断式双金属补偿摆轮

怀表时代,为了应对温度变化对游丝工作⻓度的影响,英国人发明了截断式双金属摆轮。这种摆轮边缘由⻩铜包覆在钢上,当温度上升时,⻩铜外缘膨胀系数较高,摆轮因其环圈的截断口向内弯曲,有效半径缩小,所以转速加快,以此抵消游丝因温度上升而变慢的情况。后来随着材料学的发展,这种摆轮逐渐消失在了历史⻓河中。

图说:补偿摆轮,以双金属来克服温差变化。
Curb pins / Trottoir épingles 阻挡针

位于摆轮上的微调装置,是两支夹住游丝的小针,实际作用是调整游丝的⻓度以改变走时速率。
Cylinder escapement / Échappement cylindrique 工字轮式擒纵

由英国制表师乔治·格拉罕(GeorgeGraham)在1726年发明。一中空圆柱体被装置在摆轮的轴心上,从而使得整个擒纵看来就像中文的“工”字。擒纵轮的⻮衔接到一套管的开口,早期腕表中可⻅,但如今已走入历史。

图说:工字轮式擒纵,中空圆柱体被装置在摆轮轴心上。
Detent escapement / Échappement détent 冲击式天文台擒纵

专⻔用在天文台表。该结构是由擒纵轮以冲击方式单方向推动摆轮,也就是说,冲击式天文台擒纵的擒纵轮是会先有个锁住的动作再被开启,进而释放能量,如此设计的优势在于能大幅提升钟表走时稳定性。早期船上使用的天文台钟,因允许的最大误差每日仅为一秒,所以也都使用这种擒纵结构。

图说:冲击式天文台擒纵,由擒纵轮以冲击方式单方向推动摆轮。
Differential / Différentiel 差速器

常⻅于拥有两个或两个以上擒纵系统的腕表中,如双陀⻜轮腕表。此类机心的两套摆轮游丝、轮系运作上会因些许差异而造成转速不同,差速器的作用就在于从转速较快的一侧吸取能量,并通过⻮轮传递给转速较慢的一侧,维持转速平稳。

图说:百达翡丽用于Ref. 5175大师弦音腕表里的差速器。
Double balancier / Balancier doublé 双摆轮

双摆轮是GreubelForsey在研究陀⻜轮⻆度后所创造出的又一项发明。两组擒纵装置各自朝不同方向,以不同⻆度倾斜。搭配独家差速装置,此装置可将地心引力的影响最小化。

图说:双摆轮,GREUBEL FORSEY在研究陀⻜轮时所创造出的又一项发明。
Double roller / Rouleau doublé 双层定向游盘

指同时具有一个冲击游盘与一个安全游盘,即具有两个游盘的表。
Duplex escapement / Échappement doublé 双联式擒纵

指擒纵轮具有⻓与短两组轮⻮,一组用在锁定,另一组用来推进擒纵叉。此设计功用在于提高走时稳定性,但必须准确计算与精细切割才能达到目的,制作相当费工。

图说:双联式擒纵,具有⻓短两组轮⻮,提高走时稳定性。
Elinvar / Élinvar 弹性不变游丝

这个字是由elasticity invariable(弹性不变化)两个字组合而成。游丝由特殊合金做成,包括镍、钢、铬、锰与钨等成分。这种游丝的优点是在不同温度下,弹性一样稳定。
Escape wheel / Roue d'échappement 擒纵轮

又称为五番⻋,用于连接传动轮系钟的秒针轮与擒纵系统中的振荡装置,是控制发条动力释放的重要⻮轮。

图说:擒纵轮,俗称五番⻋,控制能量释放的重要⻮轮。
Flat balance-spring / Resort du balancier plat 扁平游丝

又称平卷式游丝或单层游丝,意味着游丝卷绕在同一平面上。由荷兰裔物理学家惠更斯(ChristianHuygens)在1675年设计。

图说:扁平游丝,意指游丝卷绕在同一平面的形态。
Free sprung / Réssort libre 无卡度游丝

不具调节器与控制钉,即游丝不受调节器的影响,调速是借调整摆轮上的螺丝来完成。
Frequency / Fréquence 频率

指摆轮每秒中的震荡次数。频率的单位是赫兹(Hz),一赫兹就是每一秒震动一次,即每秒转动两次。目前常⻅的机械钟表频率多为三赫兹至五赫兹之间,石英表则通常可达到三万两千赫兹。
Glucydur balance / Balance à glucidur 铍青铜合金摆轮

在近代时计中,铍⻘铜合金摆轮已取代了双金属补偿摆轮。铍⻘铜合金摆轮是由铜加上3%铍与95%的镍(待查)组成的合金。优点是非常硬且稳定、耐变形、防磁及防锈。

图说:铍⻘铜合金摆轮,优点是非常硬且稳定、耐变形、防磁及防锈。
Gyromax balance / Balance gyromax 砝码微调摆轮

1951年12月31日百达翡丽为开发出来的新型摆轮Gyromaxbalance注册专利。这种摆轮特点是在摆轮环的边缘有8支垂直的针,针上安置砝码。因为砝码上的裂缝会减少该点的重量,转动砝码便可改变摆轮边缘的重量分配。

图说:砝码微调摆轮,为百达翡丽之专利发明,以配置砝码来调整摆轮配重。
Hairspring / Spiral 摆轮游丝

Spring原意是“弹簧”,因为比头发细3~4倍,重量约2mg,故称为Hairspring。游丝的内端固定于摆轮轴心,而外端固定在摆轮夹板上,通过其本身的弹性缩张让摆轮均匀地来回摆动。其活动⻓度不但决定了摆轮的惯性力矩,也决定了整只腕表的振频。常⻅的盘绕方式有扁平游丝与宝玑式游丝等。

图说:摆轮游丝,比头发细3~4倍的弹簧,决定了腕表的振荡频率。
Hairspring stud / Piton 游丝桩

用以将游丝连接到摆轮的半夹板上的装置。

图说:游丝桩,将游丝连接到摆轮上的装置。
Half dead-beat escapement / Échappement demi-seconde sautante 半不晃擒纵器

兼具不晃擒纵器与锚形擒纵器的特点,专用于大型座钟的擒纵器。其特点为擒纵叉与擒纵轮的冲击角度较小,所以几乎不会产生冲击力。
Hardy's balance / Hardy's balance 哈迪式摆轮

由哈迪(Wm.Hardy)在1804年发明,专⻔用在航海钟上面的一种高精密度摆轮,特点为中间温度误差较小。
Helical hairspring / Spiral hélicoïdal 螺旋形游丝

以螺旋形缠绕的一种游丝形态,多用在天文台表。又称为直桶式游丝或筒状游丝。
Hertz / Jertz 赫兹

振动频率的单位。
Impulse pin / impulsion nip 冲击针

在摆轮游盘上的钉或宝石,呈狭长圆柱状。可以维持摆轮的行走,又称为红宝石钉或游盘宝石。接受擒纵叉发出的冲击。冲击销固定在游丝下面的摆轮轴上,起到维持摆动的作用。

图说:冲击针接受来自于擒纵叉的冲击。
Incastar / Incastar 英加百路调速器

由英加百路厂所设计制造,不使用快慢针,而以转动游丝头来控制游丝⻓度的一种快慢机构。优点是能轻易微调游丝⻓度、无游丝夹间隙、无游丝外端曲线与快慢针圆弧不一致的问题。但却容易破坏游丝的同心圆结构,且调节误差较大,所以不久即被市场淘汰,仅在古董表上尚可⻅到此种结构。

图说:Incastar,不使用快慢针,而以转动游丝头来调整⻓度的一种快慢机构。
Index / Index 快慢针

位于摆轮夹板上,一种网球拍形的调节器,在游丝外圈用一个类似夹子的结构来延⻓或缩短游丝的有效⻓度。通过调整游丝⻓度来调节摆轮消耗动力的速度,游丝越⻓,摆轮转得越慢。
Isoval 回卷游丝弹簧

为了改善早期计时表归零不顺畅的缺点,由M.Dubois所发明,装置在计时秒针中心的一种归零辅助圈状弹簧。通常以不具磁性的耐酸合金制成,但也有少数以蓝钢制作。

图说:回卷游丝弹簧,改善早期秒表归零不顺畅的缺点。
Lever escapement / Échappement 杠杆式擒纵

又称⻢式擒纵,由英国制表师托⻢斯·穆基(ThomasMudge)在1760年前后发明,是目前使用最广的擒纵设计。杠杆式擒纵的结构包括摆轮、擒纵轮和形似船锚、两翼有⻢仔宝石的擒纵叉,以及限制擒纵叉摆动幅度的两支止动梢组成。特点在于擒纵叉配置在摆轮跟擒纵轮中间,三者轴心成一直线,因此又称为直线形擒纵。
Meantime screws / En attendant lesvis 均时螺丝

用于调节走时速率的摆轮螺丝,这种螺丝通常比摆轮的其他螺丝⻓。将均时螺丝旋动靠近或远离摆轮钉,可微调摆轮的振荡频率。

图说:均时螺丝,调节位置可微调摆轮的振荡频率。
Mercer balance 梅瑟式摆轮

由Thomas Mercer(1822-1900)所发明,具有二次温度补偿功能的特殊摆轮。
Micrometric regulators / Régulateur micrométrique 微调器

一种调节器,用在包括铁道级(railroadgrade)表在内的高级表款上,以很精确的方式来调节快与慢。

图说:微调器,以十分精确的方式来调节振荡频率的快慢。
Nivarox 尼瓦洛克斯

瑞士一间游丝与机心零件制造厂商,隶属于斯沃琪集团。其研发出一种低温差系数合金,是用来制作游丝以及相机快⻔叶片的绝佳材料。

图说:尼瓦洛克斯,研发出一种低温差系数合金的游丝与零件的制造厂商。
Overbanked / Surcharger 转向过度

会发生在⻢式擒纵上的一个问题,当游盘宝石来到擒纵叉的凹槽之错误边时,会导致擒纵叉的一边停靠在限位钉的一侧。如此一来,擒纵轮被锁定,摆轮也会跟着停止动作。
Overcoiled hairspring / Spiral de Breguet 上绕游丝

游丝末端向上并往内弯曲的双层游丝,亦称为宝玑式游丝(Breguethairspring)。最大优点是让游丝有更多膨胀和收缩空间。而由于游丝末端向上往内弯曲,较接近轴心的位置,所以让轴心的受力点均匀,从而提高等时性。

图说:上绕游丝,优点是让游丝有更多膨胀和收缩的空间。
Pallet-lever / Ancre-lèvre 擒纵叉

又称⻢仔。由⻩铜或钢制造的棘爪形杠杆,主要作用在于将动力由传动轮系传送至摆轮,维持摆轮振荡,并将摆轮和游丝振荡之频率回馈至传动轮系。

图说:一般瑞士杠杆式擒纵所使用的擒纵叉,因为形状像小时候玩的T字形木⻢形状,故俗称为“⻢仔”。
Parachrom 劳力士专利游丝

由劳力士所研发,以独有的铌、锆和氧合金等高度稳定的顺磁性合金制成,由于其中不含金属,而且本身硬度较大,不但不受磁场影响,抗震能力更大幅提升。此外,在耐温方面表现颇佳,不易热胀冷缩。再加上宝玑游丝的末圈设计,精确度更上一层楼。

图说:劳力士专利游丝,由劳力士所研发,以高度稳定的多种顺磁性合金所制成。
Philippe curve / Courbes philippe 菲利浦曲线

在游丝末端弯折出另一道弧线,并将之延伸以游丝桩固定于摆轮夹板上。目的是让游丝有更多空间可以收放,并让轴心的受力点均匀,提高等时性。

图说:菲利浦曲线,在游丝末端弯折出另一道弧线,有更多空间可供收放。
Pin-pallet escapement / Échappement à ancre à cheville 钉- 擒纵叉擒纵

1867年,乔治·弗里德里希·罗斯科普夫(GeorgFriedrichRoskopf)致力于制作可供穷苦大众使用的表。为减少成本,他采用与擒纵轮的⻮啮合的垂直钉来取代擒纵叉的⻢仔宝石,因此命名钉--擒纵叉擒纵。
Precision index / Index de précision 精确度指标

这是一种装置,通过移动快慢调节器(fast/slowregulator)一次一次少量增加,可以很精细地调节表的走时速率。机械表中有多种不同的方法。从完全鹅颈式调节器(swan'sneckadjuster)到更普及的以调整螺丝(adjustingscrews)的方式之“Triovis”形。然而,精确度指标本身并非意味着有较高的精确度,实际上,配备着普通调速器的表也可以被调校得很精确。

图说:精确度指标,借由精细移动调节器来调整腕表的走时速率。
Quatuor / Quatuor 四擒纵

罗杰杜彼在2013年打造出“四擒纵”的RD101机芯。配置4组倾斜的擒纵装置与5组差速器,第一个差速器由摆轮直接驱动并连结中央齿轮,第二、第三个位于过轮上,第四个差速器连接动力储存显示,第五个则连接上弦机构和双发条盒。能够将陀飞轮需要一分钟才能平衡掉的方位差更快速地抵消。
Rack & pinion lever escapement / Échappement à bouclard et pignon 齿弧杆擒纵

又称⻮弧⻢式擒纵,1722年,由阿倍·德·胡特维尔(AbbedeHuteville)与1791年,由彼德·林赛赫德(PeterLitherhead)先后发展出来的一种擒纵。此种擒纵不使用游盘,改用带有一排弧形⻮牙的擒纵叉。这种擒纵有着磨擦力大、磨蚀快的缺点,因此并不普及。
Receiving pallet / Recul 进马脚

是两个擒纵叉宝石中的第一个,可与擒纵轮的⻮啮合。

图说:进⻢脚,擒纵叉宝石中的第一个,可与擒纵轮的⻮啮合。
Right angle escapement / Échappement d'angle droite 右角式擒纵

又称为英国式擒纵,亦称作K字形擒纵。
Roller jewel / Bijou enroulant 月石

又称游盘宝石,嵌装在游盘上的宝石,承受来自擒纵叉的冲击。
Roller table / Table enroulante 游盘

摆轮的一部分,有游盘宝石嵌在上面。

图说:游盘,是摆轮的一个延伸部分。
Safety roller 安全游盘

在双层游盘式擒纵中,两个游盘中较小的那一个。
Self-compensating balance-spring / Spire auto Soldes-compensateurs 自行补偿游丝

自行补偿游丝在20世纪30年代出现,游丝由特殊合金制作,可将温度变化对表走时速率影响降低。

图说:自行补偿游丝,由特殊合金制作,减低温差的影响。
Silicon balance spring / La balance spire silicium 硅游丝

游丝作为维持摆轮准确摆动的关键部件,是技术创新的核心区域。传统铁基合金游丝易被腐蚀且难以抵抗磁场的影响,随着时间推移,容易失去精准计时的能力。而通过加热砂砾得到的高纯度硅材料精细加工制造而成的硅游丝则具有极大优势。硅(Silicon)轻盈坚固,性能极其稳定,具有极强抗磁性及耐久性,能够最大程度抵御外界因素的影响,提供恒久稳定的动力。但硅游丝的制作难度很大,要求严苛,历来都只能在顶级腕表系列中觅得其踪迹,而天梭宝环系列革命性地将硅游丝引入动力储备长达80小时的机械动力80机芯已令人叹为观止,同时还有效的控制了其生产成本,令奢华与精准从此触手可得。而机芯旁铭刻的天梭特有的“SI”硅游丝认证Logo,其四周以游丝环绕,也作为天梭表硅游丝认证的官方标志首次与世人见面。

图说:天梭宝环系列腕表的机芯上使用的便是硅游丝。
Swan-neck regulator / Réglage fin du col d’oie 鹅颈微调

自1888年以来,鹅颈微调装置一直运用在格拉苏蒂所制作的表款中:通过旋转鹅颈弹簧上的调校螺丝,调节控制摆轮游丝,从而调校腕表走时。通过变换调校装置的位置,改变游丝的有效⻓度,实现腕表速率的调节。2002年,格拉苏蒂原创延续德式制表荣耀,独创双鹅颈微调装置,固定于手工雕刻的蝴蝶桥板之上,一侧调节速率,另一侧调节锚式擒纵的对称性,以实现更高的精准度。

图说:格拉苏蒂原创独创“双鹅颈”微调装置。
Swiss lever escapement / Échappement à ancre suisse 瑞士擒纵

也称为瑞士马式擒纵或者瑞士杠杆式擒纵。其擒纵轮的齿是棍棒形,故又称为具有棍棒形齿的马式擒纵。

图说:瑞士马式擒纵,棍棒形的擒纵轮齿为其最大特点。
Virgule escapement / Échappement virgul 镰刀形擒纵

又称丁字轮,十八世纪中期使用的早期擒纵,由于具有形似镰刀的结构故称镰形擒纵,又因形似中文的“丁”字,故俗称为丁字轮。