Mechanizm Spring Drive marki Seiko – „cicha rewolucja” zegarkowego świata

Każdy miłośnik zegarków, który lubi poznawać szczegóły historii zegarmistrzostwa zapewne wie, iż marka Seiko wniosła wiele innowacji w świat zegarkowej mikromechaniki. Niektóre jej odkrycia i dokonania są prawdziwymi “kamieniami milowymi” całej branży. Najlepiej znanym przykładem jest chociażby wprowadzenie do sprzedaży pierwszego zegarka z mechanizmem kwarcowym. Nieustanne dążenie do perfekcji i precyzji w odmierzaniu czasu, przy jednoczesnym kultywowaniu tradycyjnych technik pozwoliło firmie Seiko stać się liczącym graczem wśród topowych producentów zegarków.

W niniejszym opracowaniu chcemy przybliżyć jeden z niezwykle ciekawych mechanizmów stworzonych przez tę japońską manufakturę. Jest nim Spring Drive – serce zegarka, które połączyło w sobie dwa zegarkowe światy: tradycyjną mechanikę i powszechną już elektronikę. Wykorzystuje on klasyczny napęd, czyli energię naprężonej i umiejscowionej w bębnie sprężyny, ale równocześnie działa on z precyzją mechanizmów kwarcowych.

Prace nad stworzeniem tego wyjątkowego mechanizmu zaczęły się już w 1978 roku.



Właśnie wtedy złożono wniosek o patent na elektroniczną regulację dokładności działania zegarka mechanicznego napędzanego sprężyną. Mimo, że pomysł z pozoru mógłby wydawać się dość prosty, to wprowadzenie go w życie okazało się nie lada wyzwaniem.

Prace trwały łącznie dwie dekady.

Konstruktorzy Spring Drive zauważali, że mechanizm tego typu, do swojego poprawnego działania wymaga dużej energii, za której zgromadzenie odpowiadała sprężyna napędowa. Satysfakcjonujący poziom zgromadzonej energii wydawał się niemożliwy do uzyskania. Problem był na tyle poważny, że rozważano wręcz porzucenie prac nad tym innowacyjnym mechanizmem. Zapewne stałoby się tak, gdyby nie determinacja zespołu projektowego, dla którego kreacja tego mechanizmu  stała się sprawą honorową.

Dzięki wytężonej pracy i zgłębieniu wiedzy z zakresu wielu dziedzin techniki i technologii wytwarzania, już w 1988 roku Seiko zaprezentowało mechanizm z mechanicznym generatorem prądu oznaczony jako kaliber 7M22 i noszący pierwotnie nazwę A.G.S. (Automatic Generating System). Ten zegarek był pierwszym na rynku, który łączył w sobie tradycyjne mechaniczne i elektroniczne zegarmistrzostwo. Sposób działania mechanicznego generatora prądu był zbliżony do automatycznego naciągu sprężyny w zegarku mechanicznym, a wszystkie inne zespoły zastosowano z zegarka elektronicznego. Jego nazwę na kolejnym etapie rozwoju projektu zmieniono na Kinetic.

Dla dalszych prac rozwojowych mechanizmu zadania i problemy, które wcześniej wydawały się niemożliwe do rozwiązania okazały się nie być już tak strasznymi. Prace przyspieszyły jeszcze bardziej w ostatniej dekadzie XX wieku.



W 1998 roku prototypowy układ Spring Drive po raz pierwszy zastosowano jako “serce” zegarka naręcznego. Oficjalna światowa premiera miała miejsce rok później. Właśnie wtedy zaprezentowano Seiko SBWA001 wyposażony w mechanizm Spring Drive kaliber 7R68 z naciągiem ręcznym. Pięć lat później, w 2004 roku, pojawił się dopracowany werk kaliber 9R65 - wyposażony w naciąg automatyczny z możliwością dokręcania, rezerwą chodu sięgającą 72 godzin oraz pracujący z precyzją wynoszącą +/- 1 sekundę na dobę. Znalazł się on w zegarku Grand Seiko o referencji SBGA201.

Model ten zaprezentowano oficjalnie na targach Baselworld w 2005 roku.



W trakcie prac nad mechanizmem Spring Drive stworzono ponad 600 prototypów.

Udoskonalono wiele już wcześniej stosowanych w zegarkach Seiko rozwiązań i materiałów. Jednym z nich był automatyczny naciąg mechanizmu, gdzie skupiono się na wzroście wydajności działania systemu “magicznej dźwigni”, zapewniającej naciąg sprężyny  niezależnie od kierunku obrotów wahnika. Innym była poprawa właściwości stopu Spron - materiału do produkcji sprężyn opracowanego w firmie Seiko.

Jednak niewątpliwie największym osiągnięciem był ogromny wzrost efektywności energetycznej układu, na którym oparto zasadę działania Spring Drive. Problem ten był decydującym, gdyż mechanizm Spring Drive sam wytwarza energię elektryczną, która służy do stabilizacji pracy mechanizmu, a ta z kolei decyduje o dokładności działania zegarka.

Konstrukcyjną innowacją pozwalającą na działanie mechanizmu Spring Drive jest trójsynchroniczny regulator odpowiedzialny za kontrolę energii mechanicznej, elektrycznej i elektromagnetycznej. Podobnie jak wychwyt i balans w werku mechanicznym, regulator odpowiada za szybkość z jaką stopniowo uwalniana jest nagromadzona w naprężonej sprężynie energia. Zasada jego działania jest jednak zupełnie inna. Realizowana ona jest poprzez hamulec elektromagnetyczny, którego zadaniem jest spowolnienie ruchu przekładni zębatej. Działanie hamulca regulowane jest poprzez układ elektroniczny z  rezonatorem kwarcowym. Dzięki temu zapewniona jest wysoka dokładność działania mechanizmu. Energia potrzebna do poruszania wskazówkami pochodzi bezpośrednio ze sprężyny, która napędza wszystkie koła zębate. Dzięki zjawisku indukcji elektromagnetycznej, jej część przekształcana jest w energię elektryczną zasilającą obwód z rezonatorem kwarcowym.



Wprowadzenie przez Seiko mechanizmu Spring Drive okrzyknięto “cichą rewolucją” w zegarmistrzostwie, bowiem w odróżnieniu od wszystkich dotychczasowych rozwiązań, pracuje on nie wydobywając z siebie żadnych dźwięków.

Próżne są więc starania, by usłyszeć klasyczne tykanie zegarka Spring Drive. Przyczyna tego zjawiska jest bardzo prosta. Praca przekładni zębatej mechanizmu jest jednostajna i ciągła, a nie skokowa. To właśnie hamujący ruch przekładni chodu zespół wychwytu w zegarku mechanicznym i skoki wskazówki sekundowej w zegarku elektronicznym generują charakterystyczne, znane wszystkim miłośnikom zegarków dźwięki. Nawet zegarki kamertonowe, w których przekładnia zębata przesuwa się płynnie wydają dźwięk wynikający z pracy kamertonu.

Zwykło się mówić, że w zegarkach mechanicznych wskazówka sekundowa “płynie”. Wynika to z faktu, że w przeciągu sekundy wykonuje ona zazwyczaj 6-8 miniaturowych skoków. W porównaniu z mechanizmami kwarcowymi, w których sekundnika przeskakuje raz na sekundę, faktycznie sprawia to wrażenie płynnego przesuwu. Jednak w rzeczywistości jest to jedynie wrażenie optyczne.

W mechanizmach Spring Drive ruch wskazówek jest rzeczywiście ciągły. W dzisiejszym zegarmistrzostwie jest to jedyne rozwiązanie dające efekt płynięcia wskazówki sekundowej.





Płynny ruch wskazówek odbywający się w zupełnej ciszy, doskonale wpisują się w japońską koncepcję czasu, który przebiega w sposób nieprzerwany i bezszelestny. Obserwacja tego zjawiska jest wręcz hipnotyzująca. Robi ono niezwykłe wrażenie, bowiem w porównaniu z pracą tradycyjnych mechanizmów, wydaje się być czymś nienaturalnym i wręcz niepojętym.

Marzenie konstruktorów o mechanizmie napędzanym standardową sprężyną i pracującym z dokładnością modeli kwarcowych wreszcie się urzeczywistniło. Było to możliwe dzięki determinacji i wytężonej pracy jego twórców.

To kolejny przykład, w jaki sposób umiłowanie zegarmistrzostwa oraz obsesyjne wręcz zafascynowanie precyzją, stały się motorem napędowym do stworzenia innowacyjnego rozwiązania. Poprzez zegarki Spring Drive firma Seiko postawiła kolejny, przełomowy krok w dziedzinie zegarmistrzostwa i sposobie odmierzania czasu.

W 2019 roku mechanizm Spring Drive marki Seiko obchodzi 20-lecie powstania.

Artykuł ukazał się w kwartalniku – Magazyn Zegarki i Pasja nr 10.

Wszelkie nowości, recenzje zegarków oraz informacje dotyczące marki Grand Seiko znajdują się zawsze na indywidualnej stronie marki tu – GRAND SEIKO.

Paweł Zgiep