不是傳統的擺輪也不是石英晶體而是”音叉”,此錶的音叉震盪頻率是360Hz,比起號稱高震頻機械錶的6Hz(12bps)要快60倍。
在我高中時期此產品(Bulova)首次上市,我同班同學就有戴了,那時是覺得相當神奇,隨後因石英錶的出現使得音叉錶迅速沒落而退出市場,也直至今日才有機會真正研究它的整個運作過程。
機芯編號3701B,內部長相如下:
此處是音叉錶裡頭的最重要結構:
特寫:
在2.4Φ齒輪(index wheel)邊緣上佈滿360顆棘齒還有index jewel及pawl jewel
借一張Bulova214(300Hz)的圖做參考:
此齒輪以當時的機械加工精度實在不容易做再加上太過細小而變成是它的致命傷,因此到現在殘留下來且能正常運作的實在是寥寥無幾。
此錶在重新放入電池之後確定電路是可動作的且試著調整pawl jewel也可使index wheel開始轉動但不順暢,因此斷定是需要洗油保養了,接下來是拆解過程:
拆龍芯時要先抽出龍頭至第一段再放鬆螺絲。
卸下指針及面盤:
正中間還有一片擋板,拍照時對比沒調好,此處不易看出
拆下擋板:
拆下星期盤:
以下可看出星期日期的瞬跳機構:
拆下日期盤及其他組件:
有一個電氣接點位置錯誤,該接點連通電池正電至電路,在龍頭抽出至第二段時斷開停止供電;
於組裝時已予以扳正:
翻轉過來繼續拆:
電池負極與電路板負極片鎖固位置有受損及銅鏽,此處以其他克難方法修復
拆下主橋板及4顆齒輪:
至此階段是已經可看到音叉全貌:
卸下音叉組件可看到鎖螺絲處的薄墊片,這是要間隔音叉與底板以免干擾:
繼續拆剩餘零件及電路板:
至此已全數拆完,各個零件清洗後開始反程序組裝,其中以4顆齒輪及上橋板的組裝占了近一小時,這是因為每顆齒輪都沒得支撐;好不容易裝上去之後先測試音叉的動作,在此借用網路上的圖片:
動作中的音叉因震動使影像看起來是模糊的,左側是驅動單元,值得一提的是中間錐狀圓柱是磁鐵,採用磁鐵可使電路較容易驅動;不同於寶路華的雙線圈,這顆機芯是簡化成單線圈。右側圓形物是調整單元,調整上面的小鐵片可改變質量中心位置進而改變震盪頻率。
請參考第4張圖,在調整index jewel及pawl jewel時發現齒輪運轉極不順暢,難道是index wheel已磨損!只好再將齒輪拆下,但用修錶的放大鏡居然還看不出齒面狀況,只好改用顯微鏡觀察才看出原來齒間間隙已卡滿汙垢,此時改用丙酮配合超音波清洗機再清了三次才讓齒面看來像第5張圖的樣子。
以下是它的原理示意圖:
Index jewel是固定在音叉臂上隨著震動去推動index wheel。
Pawl jewel則做止逆作用讓index wheel單向轉動並帶動其他齒輪。
Pawl bridge主要是調整兩顆寶石的相位之用讓兩顆寶石能順暢接續,此錶已調整到當電壓降至1.1V且振幅變小之時還可正常動作。
第4張圖裡的2個調整點是要調整寶石在index wheel的壓力,太輕會帶不動,太重則增加齒面的磨耗並略微影響音叉的震動。
這是網路裡有關這兩顆寶石的特寫:
Pawl bridge的調整(借自網路裡的圖):
一切均已就緒,index wheel轉動也順暢了,就是還不知道走時誤差是多少?
在第15張圖標示了電氣訊號的測試點,此點的訊號位準夠大且是電晶體的E腳輸出,阻抗低較不受影響,但接入計頻儀卻無法顯示穩定的顯示值,分析結果原來是該波型不純,含有諧波使得計頻儀測不準。
因應之道是先將此波型做整形成方波再接入計頻儀,較簡單方式是通過施密特(Schmitt)電路加以波型整形:
隨便找了一顆CD4093及手邊的實驗用料,懶得做電路板直接在麵包板上短跳線接一接就好:
如此將輸出接入計頻儀得到穩定的數據顯示:
目標是盡可能調在360Hz整數,但數字偏高調不下來,因此在音叉驅動側黏上一點點熱熔膠增加質量使震盪頻率降低:
用此方法得到整體調整範圍落在日差+12S～-8S
反覆觀察得知其穩定度大約是日差0.2S,因此此音叉錶要調在日差一秒內不是難事,最神奇的是它的秒針移動看來就像是Seiko Spring Drive的樣子,完全平順!畢竟是一秒鐘跳360下,眼睛絕對看不出來。
但以結構來看,音叉錶使用上不是很耐震,因此較不適合粗重工作者的配戴。
另一項特色則是其運轉時的聲音,聽起來像是小蜜蜂的嗡嗡聲,或者說是蚊子的聲音也有點像。
電路工作時的消耗電流大約是8.8uA,以一顆SR1130電池估算應該可維持一年半。
這就是樂趣,可以讓一顆骨董級產品繼續運作,心裡高興也分享同好!
