芯度專題

Patek Philippe:Advanced Research解難特集(下)

上集跟大家解構了Patek Philippe的Advanced Research前半部部分,包括2005年以矽材質製作擒縱齒輪,帶來Annual Calendar Ref. 5250;2006年研發Spiromax矽游絲,帶來Annual Calendar Ref. 5350R;以及2008年研發Pulsomax擒縱器,帶來Annual Calendar Ref. 5450P。

這裡將由2011年的第四個計劃開始,一直伸延至去年底矚目亮相的擴音系統Fortissimo,全部都是那麼劃時代性。

難題四

機芯動能最大化

擺輪的另類可能

作為機芯的心臟,游絲產能,擒縱系統就像它背後的management,主宰產能的力度和速度。如今我們知道management不好會令機芯動力傳輸以至走時精準度出現好多問題。以擺輪的運作為例,它藉着游絲的縮放來回擺動,過程中會帶動空氣,形成阻力;是故,擺輪的形狀設計是阻力形成範圍的關鍵。我們相信,只要拿捏到適合的擺輪形狀,便能重新主宰產能的力度和速度。所以,過去不時會有工字形、圓形,甚至蟹形擺輪的出現;在數量和方位上,亦會有雙擺輪、四擺輪、斜傾擺輪等相應配合。然後問題來了。如果給擺輪換上另一種物料又會點?

解難方案:
Oscillomax組合
從年曆到萬年曆

「Silinvar矽材探索」來到第四回,自1915年問世的Gyromax專利擺輪終成為Patek Philippe的研究對象,一躍成為GyromaxSi專利矽製擺輪。然而,孤掌難鳴,單單一個擺輪無法引證機芯動能最大化。因此有Oscillomax組合的出現。這個革新組合集結了由Silinvar矽製的 Spiromax專利擺輪游絲、Pulsomax專利擒縱器和GyromaxSi專利擺輪三項技術創新,整體(未計獨立零件)的專利申請多達17項,以科研角度來看,肯定是一個不折不扣的矽擒縱系統。

為求引證機芯動能最大化,Patek Philippe認定自動萬年曆機芯240 Q為新技術載體,同時載於37.2mm的950鉑金Calatrava表殼之內。面世至今剛好45年,只有3.88mm的機芯厚度是240 Q能夠成為經典的原因之一,而配備了Oscillomax組合之後的240 Q Si機芯厚度仍然保持不變。240 Q Si本身具備日期、星期和月相顯示,每日更新,兼備月份和年份顯示功能,必須產生相當動力,才可支持以上顯示不斷運作。

在 240 Q Si 機芯厚度依舊的情況下,動力儲備能夠由原來的48小時,成功提升至70小時,期間亦毋須改動主發條佈局,意味着矽製擒縱系統有利機芯動力效率的提升。這固然受惠於上述三大獨立Oscillomax組合零件所長,才得以把動力儲備提升近兩倍。其中又以 Pulsomax擒縱器和GyromaxSi擺輪居功至偉。由於Silinvar矽製部件,比傳統鋼製零件的重體低近3.5倍,由擺輪槓桿和擒縱齒輪的幾何形狀表現出色,GyromaxSi擺輪重體分佈均勻,令空氣動力範圍得以改善,減少動力散失的同時,亦提升動力效率,且能保持速率誤差不超過每24小時-3至+2秒的容限,令速率倍添準確。

難題五

游絲內端失重

革新時區設定裝置

2006年,PP 推出具有「外端凸緣」的 Spiromax矽游絲,以 Silinvar製造,大大改善了等時問題。惟在特定情況當擺輪處於縱向位置,游絲的重力中心與旋動的中心不一,縮放時會不斷抵銷當中差異,令擺動的速度受阻或加快,單靠「外端凸緣」無法完全解決這種質量中心失衡的情況。以往表匠會透過陀飛輪對策,但礙於裝置複雜,並不是每一枚表都合適採用。2017年,適逢Aquanaut 20周年,PP受系列首枚兩地時複雜功能Ref. 5164啟發,萌起以 Advanced Research 第5號革新時區設定裝置的想法。傳統的時區設定裝置,關乎兩個運動組合的互動,以及分離按鈕的運作,是相當複雜的運動構造,往往涉及槓桿和棘爪等一系列控制力量的零件。有沒有可能利用「靈活裝置」,優化舊有機械結構?

解難方案:
游絲加「內端凸緣」「靈活裝置」調控時區切換

PP 今次在 Spiromax 矽游絲的連體夾鉗位置附近添加「內端凸緣」,目的是要抵銷重力中心位置改變,確保游絲不論在任何方位下,速率都能夠保持最大可能的精確程度。而這意味著腕表不論所處位置,也不會走快或走慢。此新設計配合原先在2006年首次推出的「末端弧線」(又稱「外端凸緣」)設計,雙管齊下,明顯能減低游絲重力中心失衡對於本身等時性的影響。不同於新設計,「末端弧線」主要用作彌補擒縱器與擺輪擺幅旋動對等時性的干擾。

全新控制時區概念最終連同具有內外凸緣的Spiromax矽游絲,以鋼製靈活裝置為本,融入 324 S C FUS機芯的時區設定裝置之中,成就出Ref. 5650腕表。以不鏽鋼材製的「靈活裝置」,改良了現有的兩地時間裝置。裝置的原理在於利用物料本身的彈性,取代由樞軸和板簧構成的複雜機械組合。透過表盤9:00位置的鏤空視窗,從中可清楚看到,全新時區設定裝置內有四條交叉板簧——每枚調校按鈕各有兩條,一條對應設定槓桿、另一條對應用以推進輪圈的喙件,各自都有清晰的受壓點。新的時區設定裝置變得更簡潔、更有效率,零件數目亦從過去的 37 枚大幅減少至 12 枚,組裝更易、更快,厚度亦有縮減,最重要的是,由於沒有機械間隙和摩擦,亦沒有軸心損耗,因此不需要添加潤滑油也能運作。

難題六

如何以純機械方式將

三問打簧原音擴大 3 倍?

過去三問報時表要顯著增大傳聲效果要不從表殼物料及其結構著手,要不改良打簧方式,全機械擴音系統聞所未聞。

解難方案:
Fortissimo《ff》擴音及揚聲系統

全機械式運作的 Fortissimo《ff》擴音系統以模組式裝置在表底板橋上,由一塊只厚 0.2mm 由藍寶石玻璃製成的擺動晶圓帶動,其大小差不多能覆蓋整個機芯。為求把打簧條的聲響傳達至藍寶石玻璃擺動晶圓,工程師團隊同時為系統配備一支由不鏽鋼製的懸掛式聲音槓桿,附於擺動晶圓的正中位置。這支槓桿一端連接打簧條,作用猶如音叉;另一端則備有一枚僅厚 0.08mm的靈活附件。當敲錘敲打打簧條,聲波震動傳至槓桿,槓桿會先把震動作第一重擴大,然後傳至擺動晶圓,在此再作第二重擴大,上下震動,令聲音倍添響亮。值得留意的是,傳統機械音錘敲打的方向,跟打簧條及表殼處於同一水平,無可避免會帶來消弭及雜亂;新設計則把兩者分為水平及垂直震動,互不干擾影響。

經擴大震動的空氣會經過鈦金屬圓環上的四個小孔傳音(分別位於腕表的 12:00、3:00、6:00 及 9:00 位置),而聲波最後會透過表底蓋與表側之間一道窄槽直接傳出表外。如此一來,研究所得音量會被放大至少 3 倍,一般三問腕表只能在 10 米範圍內聽到,這個新系統則遠至 60 米外也可清晰聽見。就此全新系統,百達翡麗已註冊三項專利。製作這個 Fortissimo 系統的難度在於如何掌握它與表底蓋的距離。距離如果太大,聲響便會減少;距離太小的話,則容易跟表殼摩擦而產生雜音。

Ref. 5750 腕表外形設計參考自2017年推出的 Ref. 5178,表盤則源於六十年代的汽車輪胎輻條,鏤通表盤襯托著黑色螺旋渦紋,帶來更立體及更深度的對比。40mm 鉑金表殼內搭備有48小時能量儲存的 R27 PS 自動機芯,是首次棄用不鏽鋼而改用鉑金打造音錘的三問報時表,亦是首次為不鏽鋼螺旋打簧條配備共面附件的作品。

Patek Philippe, PP-5750P_001_DET, "Patek Philippe Advanced Research"
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