在螺旋狀游絲與圓形擺輪逐漸成為懷錶的必要配備之後,磨損率高的擺輪軸心是影響精準度與耐久性的重要因素。因此在1704 年,英國人發明以紅寶石作為齒輪軸承的設計,立即獲得鐘錶業界的認可與採用,特別是用於承載重量最高與轉速最快的擺輪軸心。所以,即便是最平價的懷錶,至少也會在擺輪軸心上下加裝紅寶石軸承,以提供一定的耐用度。由於懷錶都是放置於口袋之中,對於機芯有一定的保護程度,除非是掉落地面,否則擺輪軸心不易損壞。但是寶璣先生則在1790 年,推出了ParachuteSuspension,也就是降落傘式避震裝置。其主要的原理就是將寶石軸承座與擺輪夾板分離,並固定於一個具有C 字造型的長型簧片;每當遭遇外力衝擊時,寶石軸承座在短時間會產生位移,並由簧片吸收衝擊的力量,同時被具有彈性簧片引導回原位,因此減低擺輪軸心損壞的機率。
這款革命性的設計,雖然未普及於其他懷錶,但是分離式的寶石軸承座與富有彈性的簧片結構,卻是未來所有避震器的主要雛形。由於在懷錶時代,造成擺輪軸心損害的機率的確不高,因此鮮少有懷錶採用避震器裝置;但隨著腕錶時代的來臨,擺輪軸心開始要面對劇烈的撞擊力量。另外,由於腕錶機芯的尺寸更為輕薄,擺輪軸心的直徑僅有0.05 至0.1mm,只要遇到過大的外力撞擊,絕對會受到損害。
因此在1933 年,瑞士的Universal Escapement 公司推出Incabloc 因加百祿避震器,這是目前最為常見的避震器;它延續降落傘式避震裝置的主要原理,以上方的簧片緩衝整個避震器基座的位移力量,進而保護擺輪軸心的完整,而這一個錐形的避震器基座,則是與降落傘式避震裝置的最大不同之處。
目前產量最大的避震器,每年生產900 萬個以上。在1952年時,累積總產量已經達到3700 萬個;之後到了1981 年,更是生產超過7 億個以上。其簡單的結構設計,不僅維修組裝方便,同時能確保擺輪軸心不易受損。
避震器的主要結構
與寶璣先生所推出的降落傘式避震裝置相比,現代的避震器結構自然精密許多,我們接下來以因加百祿避震器來作說明。現在的避震器的寶石軸承,仍與傳統擺輪上的寶石軸承相同,是由穴石與蓋石組合而成,藉由接觸面積最小與潤滑油不易揮發的特性,成為擺輪軸心固定使用的軸承設計。而避震器則可將其中的每一個零件分解組合,在避震器的主體內,裝有避震器基座、穴石、蓋石以及上方的簧片,透過這些零件的組合,讓整個擺輪可以朝向任何一個方向微幅滑動,減低外力施加於軸心的破壞力。
而類似錐形外觀的避震器基座,放置蓋石與穴石兩顆紅寶石,再由上方的彈簧片壓蓋住;依靠與避震器主體內的摩擦以及彈簧片的緩衝,形成宛如車輛避震器的效果,減低擺輪軸心的受損機率(避震方式請參考下列圖示)。而根據國際標準ISO 1413 的要求,必須通過一米的垂直掉落與3Kg 重錘的側面撞擊測試,且能維持在每天正負60 秒內的精確度,才具抗震功能;現今只要搭載因加百祿避震器的錶款,幾乎都可通過此項嚴格測試,足以證明其效果斐然。
在圖片的最右邊,是一個完整的避震器。而圖片由右至左,分別是彈簧片、蓋石、穴石、避震器基座與避震器主體,最後連接到擺輪的軸心。
避震器基座與並沒有產生任何位移,呈現靜止狀態。
避震器基座朝左上方滑移,彈簧片也明顯受力拱起。
避震器基座朝上位移,並脫離了避震器主體。
避震器基座朝右上方位移,彈簧片同樣受力拱起。
不同類型避震器的演進
在因加百祿避震器推出的同時,許多不同類型的避震器也紛紛推出,其中最常見的莫過於1944 年推出的Kif 避震器,這個由Kif Parechoc SA推出的避震器,常用於較高價的機芯產品。其中最重要的客戶就是勞力士集團,因為勞力士每年的產量都在60、70 萬只之上,加上勞力士的機芯通常使用兩組避震器,也就是擺輪軸心與擒縱輪軸心各一組,因此一枚機芯會用到四個Kif 避震器;而同集團的帝舵錶其機芯也都是採用Kif 避震器,由此來推算,可知道其需求量也十分驚人。另外,F.P. 機芯廠、積家、ZENITH⋯⋯等,也都是Kif 避震器的使用者。與因加百祿避震器相比,兩者的主要結構差異不大,僅能由最外層不同形狀的彈簧片來加以區別。
而上述兩款避震器至今仍是瑞士錶上最常見的款式,至於亞洲的製錶先驅,日本的SEIKO 精工與CITIZEN 星辰錶也都推出自己的專屬避震器。在1956 年4 月,星辰推出Parashock 避震器,它與一般避震器不同之處在於,取消了避震器基座,以一個螺旋狀的彈簧片與穴石固定住,上方則是與蓋石固定在一起的彈簧片,所以兩個寶石都有與彈簧片固定,明顯與因加百祿避震器、Kif 避震器有所不同。
而當年星辰還在日本國內舉辦「投下實驗」的全國性宣傳,在30 米高空的直升機上,將腕錶朝鋪有軟墊的地面丟下,而機芯仍可以準確的運作;此後星辰錶更在全國進行近30 場的實驗,在當時是極為轟動的新聞。就在同一年,精工也推出新款的Diashock避震器,這款避震器與前述的兩款瑞士避震器較為接近,僅有彈簧片略有不同,外型像是特殊的三葉草造型,與蓋石的接觸點也較多,日後成為精工的主要避震器。
但之後精工在7S26以及6R15 系列機芯上所使用的避震器,其類似於長方形的彈簧片與先前三葉草式的彈簧片有所不同,但廠方皆通稱為Diashock 避震器,這是比較特殊的地方。而日本另一錶廠ORIENT 東方錶,因為與精工緊密的合作關係,因此生產的機械錶大多都採用Diashock 避震器。
獨特的全覆蓋式彈簧片,是Paraflex 避震器最特別的地方,而擒縱輪上也有採用。
採用較為厚實與呈現雙T 字型的彈簧片,是本錶款的一大特色,辨識度也頗高。
目前僅用於卡地亞的陀飛輪機芯上,彈簧片是呈現雙Y 字型的樣式。