自动上链系统的专利

有趣的撞陀发明

自动上链技术的兴旺，还得益于腕表的盛行。在本来毫无束缚的手腕勒上一块表，肯定是希望越轻薄小巧越好，所以最初的腕表都是轻薄的手动上链表，自动上链表直到一次大战后的1923年才真正开始得到发展。首先技术的突破来自英国马恩岛制表师John Harwood。他在1923年7月7日申请了英国专利GB 218487，这项设计后来在瑞士和法国、美国都获得了专利授权，该设计就是大名鼎鼎的撞陀。时至今日，国内二手市场还经常能看到中古的撞陀表，其中以欧米茄（Omega）装载352、354机芯的星座表为主，因为直到20世纪中叶欧米茄还在大量生产撞陀表。这种撞陀表目前价位不高，钢壳的2,000多就有，使用中会听到撞陀叮当作响，也挺有意思。

按照原理，撞陀是不折不扣的自动结构，被评价为从手动上链表到自动上链表之间的过度产品。John Harwood的设计英语称作“缓冲器”（Bumper），因金属摆陀于机芯内来回“撞”击，两端会设置弹簧缓冲而得名。撞陀撞击中轴齿牙，可以推动上链系统上下摇摆约50~60 °左右，在摇摆过程中为主发条上链，并通过倒钩形状的倾斜齿轮齿牙起到止逆的作用。专利设计中，表冠只作时间调校，没有上链的作用。撞陀的摆陀不能360°旋转，只能旋转180°，最长动力储存为12小时，和如今自动上链表动辄48小时的动力储存不能同日而语。尽管技术效果并不完善，依然体现出自动上链表方便省事的优势。这款最初为Fortis代工的产品于1928年上市，直到1931年因为经济危机导致这种昂贵的新奇玩意滞销，三年间销售了30,000块。

摆陀上的文章

雅克德罗是个老牌子，其历史可以追述到18世纪。生于1721年的创始人Pierre Jaquet-Droz是历史上钟表“变形金刚”派的掌门人，最擅长就是制作自动人偶的钟表，如鸣叫报时飞进飞出的鸟、会看家护院守苹果树的狗、会吹笛子弹琴的鬼佬洋人，都是他的标志性产品。这些奇技淫巧让当年的中国人爱不释手，南怀仁、汤若望这些历史上著名的外国传教士，最早就是通过为皇帝修理钟表，获得许可进入中国传教。如今故宫的镇馆之宝——能写毛笔字人偶座钟，就是雅克德罗当年生产的。深处欧洲内陆的瑞士钟表能够驰名世界，科技领先是重要的原因，200多年前Pierre Jaquet-Droz的产品，正代表了那个时代机械设计和制造的最高水平。

雅克德罗有一项专为迷你摆陀申请的欧洲专利EP 2110719，申请于2008年4月15日，发明人是Courvoisier Raphael 和Bron Alphonse。迷你摆陀可谓自动上链表中的奇葩，它有很多优点，比如节省机芯的空间，从而可以装下更多机械功能，再比如可以更好地展现机芯夹板的打磨。那么为何迷你摆陀有这么多优点，却没有大规模地取代中置大摆陀呢？不知你是否注意过，使用迷你摆陀的基本都是正装或休闲型腕表，基本没有专业运动型腕表使用迷你摆陀，这是因为防震是迷你摆陀的瓶颈。

因为迷你摆陀上链的惯性力矩取决于半径、厚度和制作材料的密度，所以为了确保上链效率，弥补摆陀半径上的损失，都会在厚度上下功夫，一般迷你摆陀都是做成均一较厚的形式并且由单一的缺乏弹性的重材料如K金制成。没有了弹性支撑系统，使得迷你摆陀的旋转轴会承受震动的全部应力，易于损坏，而雅克德罗的这项专利就是非常重要的迷你摆陀的防震结构设计。这项设计很有智慧，既然摆陀本身难以设计成防震的弹性结构，就外加一个弹性保护垫，起到防震的作用。之前的迷你摆陀直接同轴相连，雅克德罗则将摆陀与弹性垫圈相连，弹性垫圈再与旋转轴相连，这样在迷你摆陀结构中也实现了弹性支撑和减震。这其实就是前苏联科学家开创的TRIZ技术问题解决中的经典模型。A对B施加一个有害作用，解决途径就是在A和B之间增加C保护，而C来自于A或B的变形。迷你摆陀对摆轴施加惯性应力的有害作用，就在迷你摆陀和摆轴间增加弹性垫圈来缓冲震动。

传统的中置大摆陀对于防震有很成熟的设计。大摆陀分为两部分，一个是较薄具有弹性的与中心轴相连的内圈，另外是通过螺丝拧紧、铆钉钉紧或者卷压折边等方式与摆陀支撑部分形成整体的外圈。外圈起到配重作用，由烧结合金或大密度的贵金属制成，当产生低强度震动时，较薄内圈的弹性可起到缓冲和支撑保护的作用；发生高强度震动时，因为表壳后盖和摆陀间的空间限制了摆陀的大幅摆动，也能起到保护作用。更高级的腕表还会在摆陀下方设计圆形抛光的止动构件，确保剧烈震动中摆陀不会与表壳相碰而划伤，欧米茄在1958年申请的瑞士专利CH 331275就是这样的结构 。

另外再看看摆陀上的一种设计。L-Evolution陀飞轮大日历摆陀动力显示腕表是宝珀（Blancpain）在2011年推出的新品。这款大复杂款腕表上，平行双盘大日历、飞行陀飞轮都是现有技术，最让人耳目一新的就是表背，将动力储存和摆陀结合一体的设计。为这项技术宝珀申请了欧洲专利EP 2360535 ，这件专利申请于2010年2月24日，发明人为Beccia Vincent、Calabrese Vincent、Graf Sebastien。以前宝玑的手动上链表上出现过动力储存在机芯的设计，这次宝珀可随摆陀转动的动力储存装置，的确是让人眼前一亮的新颖设计。在这件专利的申请中特别写出：“发条是工作量非常大的部件，根据测算每年的张紧和放松达到几百万次。动力储存装置直接与发条轴相连，设计是否优良，和表款的运转有很大关系。”在宝珀的设计中，动力储存指针同摆陀同轴，通过上链系所受的阻力显示储存的弹性势能情况，且涉及的传动轮系很简单，使得结构可靠坚固，而且最重要的是显示方式让人耳目一新，确实有腔调。