机械手表中的防震器

文 / 王剑勇 席战辉 张磊

前言

机械手表里的机心防震装置(或者有时被称为减震装置)可能是大家比较容易忽略的小构件。不过在今天，一款机械表机心没有防震器，几乎是不可想象的。机心防震器基本上就是一个反弹轴承，设计出来减弱震动对摆轮轴榫的轴向和径向的冲击。

防震器的作用

机械手表能精确走时是因为机心内的齿轮将发条盒里面的能量传递到擒纵调速机构，周而复始地围绕着轮轴旋转、摆动。为了让摆轮轴榫更好的摆动，则需要减少摩擦。为了解决这一问题，机心在采用耐磨的红宝石轴承同时，又想方设法的将轮轴榫直径变小，越细越好。不过，变细的轮轴榫虽然在一定程度上减少了摩擦，但也带来了新的问题。

摆轮轴榫可是机心中最脆弱的部位，直径小到0.07毫米，因此腕表即使受到轻微的撞击，力量传递至纤细的摆轮轴榫上，仍相当容易造成摆轮轴榫的损坏或变形，而影响摆轮振动的频率，导致手表误差变大，甚至停走。所以，如何能更好的保护机心摆轮轴榫不受外力影响，一直以来是钟表师们最大的挑战。防震器的诞生，虽不能百分百防震，但至少可抵消一部分的外力冲击，将震动对表的损害降至最低。钟表的防震器从诞生以来，一直在机心防震上起着不容忽视的作用，给手表的“心脏”保驾护航。

防震器的发展历史

钟表品牌宝玑的创始人阿伯拉罕·路易·宝玑(Abraham-Louis Breguet)认识到了保护轴榫不受伤害的重要性，出现这种问题不仅会导致摆轮轴榫损坏影响走时精准度，更重要的是也会影响制表师的声誉。为了解决这一问题，钟表品牌宝玑的创始人阿伯拉罕·路易·宝玑做了一项发明，他用一个金属片固定红宝石轴榫，而不是直接将红宝石轴承固定在夹板上，这样就可以利用金属的弹性将手表受到撞击时的部分力量消耗掉，进而保证摆轮轴榫的安全。为了提高防震效果，这个金属片被做得尽量地曲折，因为越曲折就越长，越长防震效果越好。

PARE-CHUTE防震器

从1792年开始，宝玑的“perpétuelle”自动上链表开始采用PARE-CHUTE防震器（见图1）。在1806年的全国展览会上，他确定了最终版本。这种摆轮弹性悬挂系统parechute防震器被称之为降落伞式避震器，名字来源于“chute（降落伞）”。因为在1783-1785年法国人发明了降落伞，宝玑也是当时的法国人，借这个东西宣传自己的防震器像降落伞一样安全。

图1：宝玑（Breguet）传世系列7077BB腕表，搭载PARE-CHUTE防震器

Incabloc防震器

不过，在当时的怀表不像今天的腕表那般“暴露”，受到外力撞击的可能性很低，所以尽管有宝玑大师开创成功的先例，但钟表防震问题仍然没有引起当时制表师们的重视。直到1933年，瑞士拉绍德封一个生产擒纵机构的工厂Universal Echappement Ltd的两位工程师Georges Braunschweig和Fritz Marti组建Portescap公司并发明了Incabloc防震器（见图2）。Portescap公司于1933年6月开始生产，并以1933年7月6日在瑞士注册了“Incabloc”商标作为这款防震器使用。在此后仍然继续产品的改进， 1937年11月在德国申请专利DE682063技术，实现了突破和最终定型。这款防震器优点在于防震簧便于定位安装和维修更换，沿用至今的Incabloc防震弹簧片的马蹄形结构正式定型。因为战争的缘故，对精密计时的需求猛增，所以给手表耐用和抗震的实用性能带来了极大挑战。当然，在这种背景下，这也无疑促进了钟表机心防震器的发展。

人们对精密抗震手表的迫切需求，让这家具有垄断性质的钟表组件生产公司开始强势起来。Incabloc防震器几乎垄断瑞士钟表市场，从1948年开始，Portescap公司为Incabloc防震器打造新的广告战略，要求使用Incabloc防震器的钟表公司必须在表盘、机心上印刷、雕刻“Incabloc”的商标。通过这一系列运作，宣传“采用Incabloc防震器的表=好表”。Incabloc防震器的发明，是当时手表防震的顶峰，这种技术一直沿用至今。所以，在许多手表中我们仍然可见。

图2：真力时3019机心采用Incabloc防震器

图3：无防震器的积家Cal.488SBr机心

图4：真力时4061机心采用KIF防震器

图5：Etashoc防震器

KIF防震器

Incabloc防震器不仅价格越来越高，而且还要强迫品牌在自家手表的表盘打出Incabloc字样。许多大钟表企业为了抗拒这种“霸道”行为，寻找到并扶持一家可以和Incabloc抗衡的瑞士勒桑捷（Le Sentier）的KIF Parechoc SA公司，这家公司从1944年开始生产KIF防震器（见图4）。并随后被许多大钟表品牌开始采用如劳力士、积家、爱彼甚至百达翡丽等等，劳力士也是最早弃用Incabloc改投为KIF防震器钟表品牌。KIF Parechoc SA公司除了向瑞士供应商购买人造红宝石外，防震装置的其他单个部件均为自行制造和加工处理。它的防震设计概念与Incabloc相当类似，差别在于夹住宝石轴承的特殊圆形金属片，两边由内凹改为外凸，形状似牛角，但抗震实力相当，因此许多不愿屈服于Incabloc使用规范的钟表品牌，开始改用KIF防震器。

此前对于防震器好坏的标准是在受到多少个G (重力加速度)的撞击下，摆轮轴榫不会损坏。而KIF重新定义了这一标准，以钟表受到撞击后归回原位的能力来做评判，这是确保机械表走时精准的重要指标。KIF为此在2011年6月8日申请了瑞士专利CH705075。KIF与Incabloc防震器相比，两者的主要结构差异不大，仅能由最外层不同形状的弹簧片来加以区别。

不过，在两家防震器竞争激烈的同时，上世纪70年代期间石英革命悄然发生，对机械钟表业造成了严重危机，也危及了上游的零配件产业。拥有上千员工的Portescap公司的Incabloc防震器订单量骤减，无力维持整个公司运转，后期被迫剥离了Incabloc防震器生产部分，转投向了更具有“前景”的石英手表微型电机。1988年，Eric Zutter 注册了一家新的公司，名为“Incabloc SA”。他继续生产着Incabloc防震器，保留了之前生产线和一些员工，从而保持了公司的技术基础。

其实，在上世纪70年代时，运用在钟表机心上的防震器种类繁多，而KIF防震器与Incabloc防震器相较之功能优异、产量大而品质稳定，许多同时期的防震器，因制造昂贵与维修不易，逐渐被大部分的表厂所舍弃。

Etashoc防震器

随着机械钟表市场的复苏，两大防震器公司的生产量逐渐恢复。随后在90年代，Incabloc SA公司为著名机心供应商ETA公司开始提供更为廉价的防震器：Etashoc防震器，又称三角防震器（见图5）。该防震器因为外形貌似梅花，又被称为梅花形防震器或者三叶防震器。这是依照Novodiac防震器所重新改良的设计，同样是具有三支点的弹簧片，不过簧片的弯曲程度与细致明显与Novodiac防震器不同。由于价格较低廉，被广泛用于ETA公司的各种机心上。

图6：劳力士3255机心采用Paraflex防震器

图7：欧米茄8800机心采用Nivachoc防震器

劳力士Paraflex防震器

劳力士在2005年发布了全新的自产防震器Paraflex（见图6）。Paraflex防震器的弹簧金属片经过力学计算，结构比Incabloc和KIF更为复杂。Paraflex防震器相比较前者，解决了小到1.5毫米直径的弹簧片如何方便安装和固定，在使用中如何避免卡住造成变形起不到防震作用的问题。劳力士设计了这个扁平型的防震簧，并且通过制造印刷电路LIGA(Lithographie Galvano-Abformung)蚀刻的方法批量生产。同时，根据劳力士的说法，Paraflex较KIF增加了50%的抗震能力，很大提升了机心的耐用度和稳定性。

不过即使到现在，我们仍然会发现许多款劳力士机心都是采用KIF防震器。我们在其子品牌帝舵表的机心中也会发现大量采用KIF防震器的机心。

目前，劳力士3131、3135、3555、3186机心采用的是KIF防震器，3255、3132、3136、3156、3187、9001等新机心则采用Paraflex防震器。

Nivachoc防震器

在劳力士发布自家研发的防震装置之后，紧接着在2006年，并入Swatch集团旗下的宝玑表也发布了一款全新的Nivachoc防震器，用于其新一代777Q自动机械机心上。这款防震器逐渐地被装配到集团其他品牌机心中，从欧米茄机心（见图7）到浪琴近年开始更替的L888.2新机心都有开始采用（见图8），甚至美度部分特殊表款的机心也采用此种防震器。这种防震器的外形犹如英文字母“T”所以也叫做“双T防震器”，性能出众，价格还算实惠。

作为制表大户，历峰集团一直也尝试研发自产防震器。旗下钟表品牌卡地亚于2008年推出双“Y”字型防震器，装配在卡地亚的部分顶级腕表中；万宝龙和万国表也推出过自产防震器，但曾使用在一些特殊表款中，近年无见其踪。

在今天，日本西铁城（CITIZEN）MIYOTA机心、精工天马渡机心占据了低端机械钟表的绝大部分市场。日本的精工和西铁城也研发出各自品牌的防震

图8：浪琴L888.2机心采用Nivachoc防震器

西铁城（CITIZEN）Parashock防震器

日本西铁城早在1956年4月就推出了一款名为Parashock的防震器（见图9），它与一般防震器不同之处在于取消了防震器基座，以一个螺旋状的弹簧片与钻眼固定住，上方则是与托钻固定在一起的弹簧片，所以两个宝石都有与弹簧片固定，明显与Incabloc防震器、Kif防震器有所不同。西铁城为此还在日本国内举办手表高空抛下的试验，在30米高空的直升机上，将手表朝铺有软垫的地面扔下，而搭载这款防震器的手表机心仍可以正常运作。

图9：Parashock防震器

精工（SEIKO）Diashock防震器

就在同一年，日本另一家钟表制造商精工表（SEIKO）也推出新款了一款名为Diashock的防震器，这款防震器与前述的两款瑞士防震器较为接近，仅有弹簧片略有不同，外型像是特殊的三叶草造型（见图10），与托钻的接触点也较多，成为精工的主要防震器。后来精工也在其它个别机心上采用过类似于长方形的弹簧片防震器（见图11），但厂方还是以Diashock防震器作为名称。

图10：精工Grand Seiko 4580 VFA机心采用Diashock三角形防震器

防震器的结构

防震器是盖在摆轮轴眼上的弹簧片，常见防震器有上下之分，通常会采用两个弹簧片。而特殊表款会采用四个弹簧片。每个由防震座(Bloc)、钻眼(Chaton)、防震碗(pierre a trou)、托钻(contre pivot)、防震簧(ressort lyre)等五部分组成（见图12）。

图11：精工Presage SPB069腕表搭载的6R15机心采用Diashock长方形防震器

图12：防震器结构图

防震器工作原理

手表受到冲击或震动力的方向，大致可分为三种：轴向的、径向的、侧向的。关键在于防震座和托钻之间是斜面配合的角度(大约呈45度角)，它可以产生滑动位移。当防震碗沿防震座斜面移动时，防震弹簧被迫隆起变形，同时吸收了来自摆轴的冲击能量。下一步，将是摆轮轴榫尖下端比粗的部位和防震基座孔的内沿相碰击，摆轮轴这个部位直径比粗，它能够承受得住的。就是通过弹性的弹簧片，使得脆弱的轴尖在碰撞中上下左右都有了移动的空间不至于发生折断和塑性的变形。防震器仅仅保护的是摆轮像头发丝般的轴榫，来自所有方向的受力(包括轴向和径向的冲击力)基本上就是靠这样来形成保护。

结束语

近些年，瑞士钟表商追求个性化和独立化，机心设计也越来越趋于复杂化。许多钟表品牌开始更加注重机心的自产能力，机心结构和零件材质的发展已经达到了一个前所未有的高度。机械机心的复杂精密程度越高，使用场合越复杂，对防震的要求也越高。相信在不久的将来，会出现更加多种多样的防震装置，我们拭目以待。