走時輪系是位於發條與擒縱裝置之間,數個齒輪所構成的輪系;藉由齒輪上不同的齒數換算,將動力傳遞至擒縱裝置,同時達成時、分、秒的顯示功能。走時輪系基本上包含發條盒(邊緣有齒輪,稱為一番輪)、二番輪(分針輪)、三番輪、四番輪(秒針輪)、五番輪(擒縱輪),藉由每個齒輪的搭疊連接,完成能量傳遞。
每一個齒輪主要分為三個結構,由銅合金製成的金黃色齒輪,以及貫穿齒輪中央的不鏽鋼軸心(稱為輪軸),還有固定在齒輪上方或下方的輪軸小齒輪。透過齒輪與輪軸小齒輪連動,例如:當二番輪轉動一圈時,三番輪就可以轉動6、7圈以上,傳遞到五番輪時,可以轉動700圈以上,因此小小的一個發條盒,可以提供40小時、或是7天的動能,這就是透過奇妙的輪系設計,才得以達成的功能。
不過這幾個齒輪,只能顯示到分鐘的數據,因此在機芯的背面(本文的機芯背面係指接觸面盤那面),有連接分針筒車的日裡車(時針轉換齒輪),將轉換的動能傳遞到時針傘車(也就是時針插入的底座),因此透過這樣的轉換,就有了清楚的時、分顯示功能。
▲ 我們以愛彼錶的Cal.3090機芯來做範例,圖中箭頭所指示的方向,即為齒輪轉動的方向。
時針輪系配置
由於傳動時針輪系的零件都位於面盤下方,因此除非拆除面盤或是觀看鏤空錶款,否則不容易看見時針輪系結構。從這張圖我們可以看到中央位置的分針筒車,右側連接日裡車,當時針傘車套在分針筒車之上,齒輪邊緣與日裡車上層的小齒輪嚙合,因此時針傘車可以準確的顯示小時功能。
▲ 以帕瑪強尼的Cal.331機芯為例,上圖的機芯已拆下時針傘車,下圖顯示為裝上。
齒輪結構
走時輪系的齒輪,大致上分為三個部份:齒輪、輪軸、輪軸小齒輪,根據設計的需求,每一個齒輪的齒數都有所不同,輪軸長度也是各自不同。一般價位的機芯是不會對走時輪系的齒輪進行打磨,但是高級錶廠或是通過日內瓦印記認證的機芯,對於齒輪都會進行細部的打磨,例如:齒輪支撐樑需削角處理,輪軸小齒輪的齒瓣與輪軸頂端都要鏡面拋光(降低摩擦力),如此才能兼具美觀與功能性。
▲以愛彼的Cal.3090為例,齒輪的支撐樑已經過削角處理,輪軸與輪軸小齒輪也經過拋光。
不同的走時輪系配置
一、小三針配置
一般來說,小三針是最簡單、也是最傳統的設計;位於中央的二番輪,軸心直接連接機芯背面的分針筒車,透過日裡車與時針傘車,即可提供時間顯示。秒針大多設置於六點或九點鐘位置,面盤上會標示小秒針盤。由於設計結構簡單,通常故障機率小,製作精密度的要求也不及大三針來的高;但現在有部份大三針機芯透過附加模組的設計,改變為小三針顯示,因此不具備上述的優點。
▲ 在2006年百達翡麗發表新款的Ref.5119,內部搭載百達翡麗自製的Cal.215機芯,直徑為21.9mm,每小時震頻為28,800次。小秒針位於6點鐘位置,是直接由秒針輪的軸心所延伸,再套上小秒針。
▲ 本款手錶配備超薄 F.P.151機芯。這枚機芯原創於1950年代,本為懷錶設計,是直徑達十六法分(16 x 2.26 =36.16 mm)的大機芯,每小時震頻為21,600次。位於9點鐘位置的小秒針,也是直接由秒針輪的軸心所延伸。
二、大三針配置
由於大部分的使用者開始習慣大三針錶款,因此錶廠紛紛開發出大三針專用的機芯,由於大三針的走時輪系遠比小三針複雜,因此我們分別介紹以下幾款常見的、或是特殊的大三針機芯來說明。
▲ 這枚機芯的輪系排列,由右下到中間,分別是二番輪、三番輪、四番輪,中央的齒輪是秒針輪。由於中央缺乏分針輪,因此無法與日裡車轉換時針指示;解決的方法就是在三番輪的輪軸小齒輪,連接一個可分離的分針輪筒車(位於機芯背面,ETA 2892A2採用同樣的設計),這樣就可以成功顯示的時、分、秒三項功能,這種特殊的分針輪筒車,目前運用的相當廣泛,包括沛納海、芝柏、尚維沙的機芯,都採用此種設計,這種設計也不侷限於大三針機芯,用途十分廣泛。
▲ 勞力士在1977年推出的Cal.3035機芯,以及1988年推出的Cal.3135機芯,都是大三針機芯。由圖片中可清楚看見輪系的排列,與ETA系列類似,中央齒輪(四番輪)都是秒針輪。因此需要額外的分針輪,與日裡車轉換時針指示;這個額外的分針輪(軸心採用空心設計,讓秒針輪軸心通過)位於四番輪與夾板中,由一個小型齒輪連接發條盒的齒緣,達成與分針輪相同的功能並穿過機芯基板,然後套上分針輪筒車,就可連接日裡車齒輪。
▲ 這款機芯目前是瑞寶錶的專用機芯,它的原型是ENICAR Cal.165機芯,經過瑞寶錶的小修改,成為多功能機芯。這枚機芯原本的設計就是大三針功能,由機芯的拆解圖我們可以看到,它的二番輪位於二番輪夾板下方(在機芯中央的位置),左側的三番輪上面連接四番輪,因此分針輪與秒針輪都位於機芯中央,自然無須其他的輔助齒輪,這是非常節省空間、也十分方便的設計。所以瑞寶錶還可以在6點鐘位置,放置一個小秒針的位置,但目前瑞寶錶都將此機芯的秒輪軸心截短,只採用小秒針顯示。
▲ 在2006年朗格推出了第一款大三針手錶-The Richard Lange,這款手錶採用Cal.041.2手動上鍊機芯;它的機芯架構就是朗格的計時機芯,廠方設計師特別將計時結構去除,因此成為了一枚手動上鍊機芯。但是原設計就是小秒針的結構,因此Cal.041.2在四番輪上加裝兩個齒輪,連接到分針輪上的大秒針輪軸,成為一枚大三針機芯。其實這樣的設計,存在於許多早期的機芯上,因為原本的結構是小三針設計,所以需透過夾板上方的附加齒輪,連接中央的大秒針輪,形成大三針功能,著名的勞力士Cal.1570機芯,也是使用相同的設計。