陀飛輪表:概述,寶璣時代,早期作品,調速原理,後時代,工作原理,技術分類,

陀飛輪是TOURBILLON的音譯，意思是旋轉式擒縱調速機構。

基本介紹

中文名：陀飛輪表
外文名：TOURBILLON
意思是：旋轉式擒縱調速機構
發明者：路易·寶璣
時間：1795年

概述,寶璣時代,早期作品,調速原理,後時代,工作原理,技術分類,

概述

陀飛輪表是瑞士鐘錶大師——路易·寶璣先生在1795年發明的一種鐘錶調速裝置。法文Tourbillon（故又稱特比龍），有“漩渦”之意，是指裝有“旋轉擒縱調速機構”的機械錶，陀飛輪是音譯與意譯相結合。寶璣發明陀飛輪機構，是為了校正地心引力對鐘錶機件造成的誤差。

普通的機械錶，由於受到發條鬆緊度、金屬疲勞以及地心引力的影響，誤差較大，陀飛輪的原理基本上是把遊絲、叉式槓桿和擒縱系統設計在同一軸上運作，陀飛輪在運行時會不斷旋轉，以減少地心引力所造成的影響，由於手錶並非長時間垂直放置，因此陀飛輪裝置對手錶的作用已經沒有懷表那么大。今天，幾乎所有的表芯原材料和關鍵零件都只能在瑞士生產，完全原產的瑞士陀飛輪表芯，動輒百萬元以上，裝載陀飛輪機芯的機械錶也一直是收藏界的寵兒，幾成貨幣的代名詞。

寶璣時代

早期作品

寶璣的早期陀飛輪表中大部分都搭載寶璣在1795年自己發明的擒縱——紅寶石工字輪rubycylinder)，人稱為“私生的”（natural)擒縱。

迄今已知的寶璣4分鐘陀飛輪一共有7枚。除了前文提過的No.1188(公元1808年出售給西班牙親王）外，還有也是1808年售出的No.1297搭載Robin式擒縱，1815年搭載恆力擒縱（Echappement a force constante)的No.2483,以及1823年售出的搭載Peto crosss—detent擒縱的No.2555，另外還有兩枚都是搭載自己發明的擒縱，其中No.2483出售的日期未曾有記錄，

另一枚No.1176是1809年售出給波蘭貴族Potoki伯爵，這一筆交易是透過沙俄聖彼得堡的Moreau先生達成的，當時售價是4600法郎。

調速原理

寶璣的陀飛輪調速器原理如後：

如果把擒縱輪、槓桿（Lever,即馬仔）和擺輪及遊絲全部置於一載台（carriage)，而載台的小齒瓣受第三輪（the third wheel)驅動，使載台旋轉。置於擺輪（balance)上方的第四輪被固定（the fixed fourth wheel)且與載台軸桿（carriage shift)同心。擒縱輪的小齒瓣（escape-wheel pinion)與第四輪互相咬合。

因此當載台旋轉時，擒縱輪的小齒瓣繞著被固定的第四輪轉動，如此一來造成小齒瓣的旋轉並以正常的方式操縱了擒縱輪和擺輪(附圖：陀飛輪原理）。

整個上述構造被稱為陀飛輪框架（cage),這些元件一起做恆定地轉（rotate constantly),以穩定的速率—1分鐘、4分鐘甚至6分鐘—轉完一整圈，那么不論表在哪一個垂直位置，此一陀飛輪調速器都以完全相同的的時間轉動一圈，這么一來，因地心引力的位置不同，一位置產生的誤差將被另一位置所產生的相等大小之誤差所抵消。事實上，陀飛輪並不能消除位置誤差，只是將誤差平均化，但是儘管處於垂直的位置，陀飛輪的載台周期是恆定的。

寶璣在1775年便已提出這個構想，一直到近6年後才製造出來，並於法蘭西共和曆（大革命時期的曆法）花月（Floreal，共和曆的第8月）24日—相當於公元1801年4月14日—寫了一封信給當時的內政部部長，說明他發明了陀飛輪調速器，並請求給予他10年的專利。1801年6月26日，他接到專利許可證書。

後時代

寶璣開啟了陀飛輪懷表的時代，自那個時候起迄今已有兩百年之久，這一段時間，仍有不少的制表師把這個領域當作時計界的聖母峰（Mount Everest)時時有人去挑戰它，包括近代不少制表師（例如旅居香港的矯大羽）。

在寶璣發明陀飛輪的99年後，丹麥出生的Bahne Bonniksen(1859-1935)發明了一種類似的系統稱為卡羅素（karussel),而於1892年獲得專利（專利號：21421）。

工作原理

寶璣的陀飛輪原理與技術持續了一百多年，一直沒有重大的變化，直到1920年代，德國的Albert Helwing (Deutsche Uhrmacheerschule的技術部門主任）發明“浮動陀飛輪”（flying tourbillon,或稱為“飛行陀飛輪”），它是一種沒有支架（bridge)陀飛輪，為的是讓陀飛輪儘可能地扁一些（as flat as possible).這一種自由立式框架（free-standing cage)是Albert Helwing發明的目的。

Albert Helwing回憶他的發明時說：框架的重量僅700mg，沒有人相信它足夠有力。因此我在框架的一側也系了一條，重量是250克。這樣，在通往Deutsche Uhrmacheerschule的入口廳展示箱內，我懸掛了這個浮動陀飛輪裝置，這一掛就是4個星期，所有的批評言論通通沉寂下來······

陀飛輪表代表了機械錶製造工藝中的最高水平，整個擒縱調速機構組合在一起並且能夠轉動，以一定的速度不斷的旋轉，使其把地心引力對機械錶中“擒縱系統”的影響減至最低程度，提高走時精度。由於其獨特的運行方式，已經把鐘錶的動感藝術美發揮到登峰造極的地步，歷來被譽為“表中之王”。

陀飛輪表的創意在於，將擒縱機構放在一個框架（Carriage）之內，使框架圍繞軸心也就是擺輪的軸心做360度不停的旋轉。這樣，原本的擒縱機構是固定的，因而當表擱置位置變化的時候，擒縱機構不變，造成了擒縱零件受力不同而產生了誤差；當擒縱機構360度不停的旋轉起來的時候，會將零件的方位誤差綜合起來，互相抵消，從而消滅誤差。陀飛輪一般是1分鐘轉360度，也是最理想的旋轉速度。

陀飛輪的原理就是當鐘錶在垂直位置時補償地心引力的作用。換句話說，當一隻鐘錶處於垂直位置時，由於來自地心引力的作用，它的調節控制器，即是其擺輪、遊絲和擒縱器，會在每一下擺動時發生難以覺察的快慢變化。

如果把調節控制器裝設在一個每分鐘轉動一周的“籠框”上，即可獲得一系列的垂直位置。這樣便可以使鐘錶走動時十分準確，並能夠互補誤差。

這個原理看來十分簡單，但實施起來卻是另外一回事。原因之一便是“籠框”和陀飛輪的重量不能超過0.3克或0.013盎司——相當於一片天鵝羽毛的重量或兩片鸚鵡羽毛的重量。另一原因是，它由72個精細組件組成，而其中大部分為手工製作！

技術分類

陀飛輪手錶經過時間和技術的改進和革新主要可以分為以下三代：

1、第一代陀飛輪表（即第一種結構—Tourbillon）是在1795年由瑞士制表大師 Abraham-Louis Breguet發明並製成的。其飛輪結構必須由“飛輪旋轉框架”（Tourbillon’s Carriage）和“飛輪固定支架”（Tourbillon’s Bridge）不可或缺的兩部分基本構件組成。在此組合中，“擺輪夾板”（Balance’s Bridge）必須隨飛輪一起旋轉。按照不同的組合方式，第一代飛輪表可以分為兩類：同軸式（即擺輪的中心和飛輪的中心在同一軸心上）；偏心式（亦稱非同軸式，即擺輪的中心和飛輪的中心不在同一軸心上）。

2、第二代飛行陀飛輪表（即第二種結構—Flying Tourbillon）是在1927年，德國制表大師Alferd Helwig製造成功沒有“飛輪固定支架”的陀飛輪懷表，提高了此種表運轉時的神秘感和動態藝術美。在此組合中“擺輪夾板”仍須隨飛輪一起旋轉，此第二代飛輪表同樣有同軸式和偏心式兩種類別。

3、第三代神奇陀飛輪表（即第三種結構—Mystery Tourbillon）則由東方的鐘表大師—中國人矯大羽（Kiu Tai Yu）在1993年於香港的“天儀軒”首創發明並且親手製造成功。它不但和第二代飛行陀飛輪表一樣都取消了“飛輪固定支架”，而且奇蹟般地把“飛輪旋轉框架”也一同取消了（在第一代和第二代飛輪表中，此構件都是必不可少的）。另外，在這個全新的結構中還把第一代和第二代飛輪表中必須隨飛輪一起旋轉的“擺輪夾板”改變為不隨飛輪一起轉動，首次大大減輕了飛輪重量達一半以上，並且可以加大擺輪的直徑以增強計時的穩定性，同時又提高了動感藝術表現的水平。在飛輪表製造歷史中，矯大羽首次選用藍寶石玻璃替代了原本用金屬製造的“擺輪夾板”，之前此部件是附屬於“飛輪旋轉框架”中的。由於此表運轉時顯得更加神秘莫測，故在國際上也被稱為“矯氏神奇陀飛輪”（Kiu’s Mystery Tourbillon）和“中國陀飛輪”（Chinese Tourbillon）。

陀飛輪表