发条原理讲解（技术讲座：机械表中发条运行的原理和结构）

发条是机心的重要零件，是机心的动力来源，从十五世纪就开始运用于计时工具之上，至今仍然没有太大的改变。其原理是由发条释放出来的弹力来驱动轮系运转，因此发条的品质优劣，关系着计时工具的稳定与否，同时也影响产品的耐久性。

▲发条以一圈一圈围绕的方式安装在发条盒内，转动表冠上链的时候它就会向中心紧缩，随着机心运作又渐渐向外放松。

随着历史的演变，现在发条的材质、形状、与提供能量这些方面，都有了卓越的改善，与当年的发条品质是不可同日而语。

一般的发条长度约在20至40公分左右，厚度约0.05mm到0.2mm之间，当然这是指一般机心的发条尺寸，多日链与大型怀表就不适用于此。早期的发条除了动力不足之外，还有着容易断裂、容易生锈等问题。

▲发条是机械表的动力来源，装在发条盒里面虽然体积不大，但若把发条拉直，甚至可能比一个成人的身高更长。

最早期的发条需要每天上满两次链，才能提供足够的能量，另外频繁的上链动作也容易使发条金属疲劳，造成断裂的情况；但依靠人们的努力，这些问题也都慢慢的有所改善。在二十世纪，由于冶金学的进步，容易生锈的发条已改为合金制作，这对于计时工具的品质有非常大的推进作用。

▲ 发条盒结构

发条盒所含的零件其实相当少，主要分为发条盒、发条盒盖、发条盒轴心、发条等。

▲ 发条上链的状态

发条在上链之前(左)与上满链后的状态(右)。

发条品质的提升

在1933年，Straumann博士在Waldenbourg实验室研发出不易变形、不易氧化、不易热胀冷缩的特殊合金- Nivarox，这是日后制作游丝的最主要材质。同样的，具有这种特性的合金也适合做为发条，在1952年Nivaflex合金正式发表，它主要的金属成分为(45%钴+ 21%镍+ 18%铬+ 5%铁+ 4%钨 + 4%钼+ 1%钛)，另外针对不同的需求还会增加铍或者其他金属，以增加金属特性。

目前大部分的发条，都是以这款合金来制作。总体来看Nivaflex与Nivarox的成分相当接近，不过材质的组成只要有些微的差异，就足以改变其金属特性。因此许多表款的产品介绍，都会将发条型号标明。

常见的有Nivaflex NM、Nivaflex NO、与Nivaflex NE，其品质是以Nivaflex NM为第一等级，通常用于高级手表以及天文台认证表款。除了材质有所改变之外，另一项改变就是发条的卷曲形状(下图)，早期的发条都是采用自然卷曲型(A)，朝发条盒轴心弯曲，由于制作简单，老式的怀表与发条钟都采用同样的设计。其缺点是发条的力量差距过大，稳定的有效能量偏短。因此后期的发条设计在尾端都向外弯曲(B)，虽然只是小改变，但却可以使发条的弹力增加许多。而新一代的发条都采用S型设计(C)，加长发条尾端的卷曲度与长度，所以发条的头跟尾端是朝不同方向卷曲，置入发条盒中，可有效增加扭力的释放，对于发条能量的提升是相当有帮助的。

▲ 发条形状

▲ 不断链设计

一般而言，手上链的发条上到满，就会感到无法转动，如果再上链的话，发条会有断裂之忧；而自动上链的发条具有退簧片，因此无法上满链，退簧片会在满链时自动的移位，防止发条断裂。

提高动力储存设计

除了发条材质与卷曲的形状有大幅改变之外，在80年代机械表复兴之后，许多的新机心都采用较长的动力储存，或是超过7天的多日链设计。一般来说，加大发条盒与延长发条的长度，这是最简单的方法。

例如精工的Cal.9S55机心，原本动力储存约在50小时左右，在2007年推出的Cal.9S67，在不更动机心尺寸与轮系排列为前提之下，将动力延长至72小时以上。其作法就是将发条长度由40公分延长到50公分，发条厚度由0.12mm减为0.1mm，避免扩大发条盒的尺寸，同时保有适当的盒内空间，一举将动力储存时间延长至三天。

除了加长发条的长度之外，另外增加发条盒数量也是提高储能的方法之一。现在双发条盒的设计相当常见，由于双发条盒的动能传输与扭力传递都较为温和，同时增加动力储存时间，因此可见度提升不少。此外随着多日链的流行，三发条盒、四发条盒的设计也都开始出现。

宇舶的MP-05串联了11个发条盒，拥有非常庞大动力储存空间，让整只腕表运作的时间长达50天。

其实理论上要做到动力储存50日一点都不难，多加几个发条盒甚至100天都可以。难的是表壳有没有这个空间可以加？硬是加进去整只腕表会变得多厚？最直接的做法是增加发条盒的体积，装更长的发条进去（有的发条拉直后可是比人还高！）或者把好几个发条盒串联成一个圆柱，让动力储存在各个发条盒中慢慢释放。也有人完全不想要增加表壳体积，选择用降低振频、减少耗能的方式让手表运作得更久。