由寶石說起的軸承

Text: 黑咪

每當翻開高級機械腕錶的錶底，很多時都會看到美輪美奐的打磨，除了不同零件的拋磨修飾，橋板上的紅寶石同樣令人着迷。這些紅寶石除了美麗，也具有「寶石軸承」（Jewel）的作用。18世紀時歐洲人發現紅寶石比黃銅更耐磨，從此成為機械製錶的標準，在機芯轉軸加入寶石，減低零件摩擦，延長機芯壽命。這次跟大家深入了解寶石軸承的演變。

一開始的時候，鐘錶界並沒有寶石軸承的概念，以黃銅製作的轉軸與橋板直接接觸，零件容易磨損，影響機芯表現。屬於剛玉的紅寶石硬度僅次於鑽石，能解決黃銅軸承磨損的問題，還可以提高機芯顏值，所以很快被製錶界接受。初時製錶界用到的都是天然紅寶石，製作成本不低，故只在高檔鐘錶出現，直到19世紀末、20世紀初期開始採用人造材質，成本大幅降低，才真正普及。

1904年法國化學家維爾納葉發明了「維爾納葉法」，以氧化鋁結晶製成人造紅寶石，其質地均勻無雜質，顏色也可調校，產量穩定，而最重要的是價格合理，於是被製錶界大幅應用。雖然我們現時習慣籠統地以寶石軸承稱呼，但其實軸承根據外形和功能也分為不同種類，例如安置於齒輪軸心孔的穴石（Hole Jewel）、覆蓋於軸心端面的蓋石（Cap Jewel）、擺輪盤上的為游盤寶石（Roller Jewel）、擒縱叉上的馬腳寶石（Pallet Jewel）。

以標準功能的機芯來說，手上鍊機芯約有17石，自動機芯約21石。如果有更多複雜功能如計時、萬年曆等，就會用到更多寶石。因為更多寶石通常代表腕錶擁有更多功能，故1960年代也曾流行「紅寶石愈多愈好」的誤導說法，部分廠商甚至在機芯加入數十顆只為裝飾而沒有實質作用的紅寶石。

機芯內的紅寶石多以鑲嵌方式固定，能避免冷縮熱脹影響，部分則會用上玫瑰金套筒加螺絲固定，既美觀亦易於維修。Rolex曾研發錐型的紅寶石軸承，能減少摩擦面積，而Patek Philippe則在擒縱輪軸心加上蓋石，提升耐用度。

紅寶石之外，鐘錶界也曾使用不同材質製作軸承，例如同屬剛玉的藍寶石，為透明或藍色，提升美感；近年陶瓷滾珠軸承也常見於自動擺陀，因為陶瓷物料耐磨，且能減少潤滑需求；而其他用到的聚合物或混合材質，主要也以耐磨和潤滑兩個層面作考慮。

Glashütte Original PanoInverse

通常情況下，大家只能夠在腕錶背面的機芯一側看到機芯以及寶石軸承，Glashütte Original推出的PanoInverse限量版腕錶，卻選擇在錶盤一邊顯示擺輪夾板和機芯。蝶形橋板以及在中心位置規律跳動的螺絲擺輪，將宛如懸浮空中的精妙結構呈現面前。四分之三夾板是品牌的機芯特色，卷葉花紋於鍍銠表面勾勒出細膩的線條與精緻的脈絡，這種手工雕刻也是德國製錶重鎮Glashütte的傳統之一。除了普通鑲嵌的紅寶石軸承，腕錶正面也可以看到以3顆藍鋼螺絲和黃金套筒固定的紅寶石軸承，是傳統高級製錶才會用到的做法。

Parmigiani Toric Quantième Perpétuel

Parmigiani去年推出的鉑金或玫瑰金版本萬年曆，錶盤設計簡潔，顏色質素細緻，極富品味。同軸的星期與日期在左邊顯示、月份與閏年顯示則在右邊，沒有塞滿過多資訊的壓迫感，也沒有配置月相，設計更清爽簡單。翻到背面的機芯，設計同樣低調而精彩。搭載品牌自家開發的PF733手上鍊機芯，只突出雙發條鼓和擺輪的部分，橋板僅用上簡單的直線和弧線切割；再細心留意，會發現橋板上本應是粉紅色的紅寶石軸承均變成疑似黑色（實質是透明），那是因為品牌為了避免機芯上出現過多不必要的顏色，刻意使用無色紅寶石來取代常見的紅色紅寶石，實用同時兼具美感。

A. Lange & Söhne Zeitwerk Date 

紅寶石雖然是最常見的軸承物料，但A. Lange亦曾使用鑽石和藍寶石。在Lange 1 Tourbillon Perpetual Calendar Handwerkskunst特別錶款中，品牌便曾以鑽石作為陀飛輪的軸承。至於Zeitwerk系列中，錶盤一面左側的分鐘顯示旁邊，品牌用上透明的藍寶石作為軸承。Zeitwerk首枚錶款在2009年面世，具備恆定動力擒縱系統以及精確小時和分鐘跳字顯示，當時的製錶師基於美學考量，選擇以這種無色透明的珍貴材質作為錶盤一面的軸承，以後一直沿用系列多個錶款。無論是黄金、白金、玫瑰金、鉑金還是蜂蜜金錶殼的Zeitwerk，配搭哪種款式的錶盤，甚或加入日期、報時等功能，這顆藍寶石軸承始終不變。

Hublot Big Bang 20th Anniversary All Black 43 mm

陶瓷物料對Hublot來說當然不陌生，畢竟它是其中一個以高科技陶瓷製作最多顏色錶殼的品牌。但除了在錶殼外部使用，其機芯軸承同樣用上陶瓷。近年不少機芯的自動擺陀軸心也採用陶瓷滾珠軸承，但Hublot的第2代Unico機芯HUB1280更厲害之處，是採用了具有滾珠軸承調整功能的計時系統，簡單點來說，就是在計時齒輪下方的軸承加入陶瓷珠，能確保零件間的摩擦力矩保持一致，提升腕錶的準確度與整體性能。這項專利發明也與震盪秒針離合器互相協調，可降低計時的動力消耗，並大幅減少對擺輪速率及擺幅的影響。

Breguet Classique Chronometrie 7727

機芯中的軸承，其實就是在需要轉動的零件的軸心位置上下方加以保護層，減低機芯的磨擦以提升腕錶表現，理論上接觸面愈少，腕錶表現愈穩定。Breguet在2013年推出的Classique Chronometrie 7727，便用上出乎意料之外的方法處理軸承問題：乾脆將擺輪設置成幾近懸空的狀態，而它用到的方法正是磁浮原理。一般高級製錶只避開磁力的影響，卻少有善用磁力提高腕錶的精準度。Breguet用上輕盈堅硬而且高度抗磁的矽製作游絲和其他零件，擺輪軸心兩端的托石則設有能產生磁場的強力微型磁石，即使受到震動，磁場也能讓擺輪維持在最佳位置上旋轉，避免地心引力的干擾，達到避震效果，為首個用上磁性樞軸的品牌。

Cartier ID Two

跟Breguet一樣嘗試以其他方法解決「軸承問題」的還有Cartier。品牌在2012年推出的第二款概念錶ID Two，正是針對一般腕錶浪費約75%動能的「缺憾」而誕生，當中包括6項品牌專利。一般腕錶最大的動能耗損在於齒輪的摩擦，ID Two的零件表面均覆蓋一層輕薄的混合碳和氫的ADLC塗層（Amorphous Diamond Like Carbon），不僅抗摩擦，更能自行潤滑且防震。以精準度接近微米的DRIE深蝕刻技術製作的ID擒縱結構，則以碳晶製作平衡擺輪與擒縱裝置的軸承，並以黑色ADLC塗層鈦金屬製成軸心。品牌另開發出Airfree技術，將錶殼內部抽成真空狀態，減低空氣摩擦，讓動力效能提高近3倍。