W fizyce klasycznej czas jest wielkością skalarną i niezależna od innych wielkości. Płynie w w sposób ciągły i nieprzerwany w całym Wszechświecie. Jeśli więc chcielibyśmy rozpatrywać klasyczny mechaniczny zegarek, jako idealną wizualizację czasu to pojawi się pewien dysonans.
Otóż wskazówki w zegarach i zegarkach nie poruszają się płynnie, tylko skokowo z częstotliwością zależną od konstrukcji układu regulatora. W większości zegarków balans wykonuje 5 wahnięć na sekundę (bps). Czasem spotyka się też inne wartości: 4, 4½, 5½, 8 i sporadycznie 10. Liczba wahnięć na sekundę jest skorelowana z liczba zębów koła wychwytowego oraz przełożeniem kół zębatych obracających wskazówki. Tutaj przechodzimy do sedna… czyli wskazówki sekundowej, której skokowy ruch jesteśmy w stanie zaobserwować. Oczywiście można z tym żyć… ale zegarmistrzowie nie bez powodu od lat próbowali poradzić sobie z tą niedoskonałością. Raz, że płynny ruch wskazówek jest kamieniem filozoficznym układu wskazań, a dwa, że dokładność pomiaru nie będzie ograniczona częstotliwością pracy mechanizmu (ma to szczególne znaczenie np. w chronografach).
Yoshikazu Akahane przy pracy (źródło: Seiko)
Do rozwiązania problemu udało się zabrać dopiero w roku 1997. Dokonał tego młody inżynier Yoshikazu Akahane pracujący dla japońskiego giganta Seiko. Punktem wyjścia nie było jednak płynne poruszanie się wskazówek, a chęć stworzenia „niezniszczalnego” zegarka o naciągu automatycznym o wysokiej dokładności nie przekraczającej 1 sekundy na dobę. Do tej pory takie wymogi spełniały tylko zegarki elektroniczne z oscylatorami kwarcowymi. Proces pracy nad nowym projektem mechanizmu okazał się wielkim wyzwaniem i prawdziwą zegarmistrzowską przygodą. W jego trakcie powstało ponad 600 (!!!) prototypów, zgłoszono conajmniej 230, a prace trwały prawie 28 lat. Nowy mechanizm został po raz pierwszy zapowiedziany w 1997 roku i zaprezentowany rok później w luksusowym zegarku Credor (marka Seiko).
Jak zatem działa mechanizm Spring Drive i na czym polega jego wyjątkowość? Spróbujmy prześledzić wszystkie obszary, w których Seiko dokonało przełomu.
trójsynchroniczny regulator (źródło: Seiko)
1. Po pierwsze, podstawy tego projektu tworzy koncepcja zupełnie nowego trójsynchronicznego regulatora. Nowy układ regulatora (jak we wszystkich mechanizmach) kontroluję uwalnianie energii mechanicznej zgromadzonej w głównej sprężynie. Przetwarza tę energię małymi partiami w energię elektryczną i zasila nią kryształ kwarcu. Następnie energia ta zostaje zamieniona na siłę elektrodynamiczną (magnetyczną), która reguluje prędkość koła ślizgowego. Nazwa tego układy bierze się właśnie z faktu wykorzystania (przetwarzania) trzech różnych rodzajów energii.
To właśnie dlatego, że mechanizm nie posiada wychwytu, wszystkie jego ruchy są okrężne, jednokierunkowe i ciągłe (!!!). Dzięki temu uzyskana płynny ruch wskazówek, który do tej pory był nieosiągalny dla żadnego innego zegarka.
koncepcyjna grafika mechanizmu Spring Drive (źródło: Seiko)
2. Do stworzenia nowego typu sprężyny wykorzystano wysokoelastyczny stop „Spron 510” – wynaleziony przez inżynierów Seiko specjalnie na potrzeby tego projektu. W połączeniu z nowym typem układu naciągowego (Magic Lever) uzyskano większa wydajność, skrócono czas nakręcania oraz (co najważniejsze) zwiększono stabilność i dokładność chodu mechanizmu. Według deklaracji firmy margines błędu nie przekracza 1 sekundy na dobę.
3. Koncepcję napędu Spring Drive wykorzystano do stworzenia nowej linii luksusowych chronografów. Jak już wspomniałem we wstępie, dzięki płynnemu ruchowi przekładni wskazań możliwy jest ultra dokładny pomiar krótkich odcinków czasu! W wypadku zegarków z komplikacją stopera wprowadzono jeszcze kilka istotnych innowacje. Pierwsza to pionowe sprzęgło, które umożliwia wysoka precyzję pomiaru wynikająca z płynnego ruchu wskazówek. Druga to koło ośmiokolumnowe gwarantujące maksymalną stabilność oraz bezbłędność pomiaru w momencie zatrzymania funkcji chronografu. Ostatnia to dwustopniowy przycisk (puscher) ułatwiający zakończenie pomiaru w dokładnie zaplanowanym momencie.
Seiko Spacewalk (Spring Drive) zaprojektowany specjalnie dla astronautów (źródło: Wikipedia)
