סייקו ספרינג דרייב – קסם הקוורץ

כשאנחנו חושבים על שעוני יוקרה ומנגנונים של שעוני יוקרה, אנחנו חושבים באופן אוטומטי על מנגנונים מכאניים. בין אם מדובר במנגנונים אוטומטיים או במנגנוני מתיחה ידנית. המילה קוורץ נשמעת כמו סוג של קללה בעולם שעוני היוקרה, אלא אם אנחנו מדברים על טכנולוגיה ייחודית שפותחה ביפן – הספרינג דרייב. פרויקט שאפתני של אחד העובדים בסייקו, שיצא לדרך בשנת 1977 והושלם רק כעבור 22 שנים, כשיצא לשוק בצורה מסחרית בשנת 1999. סייקו ספרינג דרייב – קסם הקוורץ או שמא קללת הקוורץ? מוזמנים להכיר את הטכנולוגיה ביחד עם הגורו.

סייקו ספרינג דרייב – ההיסטוריה

בשנת 1977 מחליט יושיקזו אקהנה (Yoshikazu  Akahane), מהנדס שעבד ב-Suwa Seikosha (כיום חלק מתאגיד סייקו אפסון, לאחר מיזוג בשנת 1985), להגות-להמציא מנגנון מהפכני לשעונים. אקהנה מחליט כי המאפיין החשוב ביותר של המנגנון החדש יהיה העובדה שהוא יגיע עם דיוק של שניה אחת ליום. דיוק שכזה היה מנת חלקם של שעונים עם מנגנוני קוורץ בלבד. אבל אקהנה מחליט להגיע לדיוק הזה באמצעות מנגנון מכאני – כמעט מסורתי. אקהנה מחליט להשתמש במערכת גלגלי שיניים (Gear Train) המוכרת לנו ממנגנונים מכאניים, אבל במקום מנגנון בריחה וגלגל איזון, אקהנה משתמש במערכת הרגולטורים (וסתים), ה-Tri-Synchro. מערכת הוסתים בעצם שולטת על מחוגי השעון בהתבסס על סיגנל של שבב קוורץ. התדר הגבוה של שבב הקוורץ עוזר למנגנון הספרינג דרייב להגיע לדיוק המרשים של שניה אחת ליום.

כאמור, רק כעבור 22 שנים אקהנה וסייקו ישלימו את הפרויקט השאפתני, כשמנגנוני הספרינג דרייב משולבים מאז בשעונים שונים של סייקו, קרדור, גרנד סייקו וחלק משעוני סדרת ה-Prospex של סייקו.

סייקו ספרינג דרייב – קוורץ ללא סוללה?

כשאנחנו חושבים על מנגנון שמשולב בו שבב קוורץ, אנחנו בדרך כלל חושבים באופן אוטומטי על סוללה, שמעניקה את אספקת המתח לשבב הקוורץ. אבל מנגנוני הספרינג דרייב של סייקו מגיעים ללא סוללה. למעשה, מדובר במעין מנגנון היברידי, המשלב מכניקה מהאסכולה הישנה והטובה של עולם ה-Haute Horlogerie, ביחד עם פתרונות מודרניים, כמו שבב הקוורץ.

סייקו ספרינג דרייב – איך זה עובד?

מנגנון הספרינג דרייב של סייקו משתמש בקפיץ ראשי ובתוף קונבנציונליים, ביחד עם מנגנון טעינה אוטומטי, או כזה המבוסס על מתיחה ידנית, כדי לאגור אנרגיה. עד כאן מדובר בדיוק בפתרון מכאני מסורתי המשולב באינספור מנגנונים. אבל כאמור, מנגנון הבריחה וגלגל האיזון הקונבנציונלי מוחלפים במערכת ה-Tri-Synchro Regulator. לולאת נעילת פאזה שבה רוטור, שסייקו מתייחסת אליו כ״גלגל החלקה״, מופעל על ידי תוף הקפיץ הראשי באמצעות גַלגַל מְכַוֵן (Stator).

גלגל ההחלקה בתורו מפעיל גביש קוורץ ייחוס (Reference Quartz Crystal) ומעגל משולב נלווה השולט על בלם אלקטרומגנטי, אשר מווסת לאחר מכן את מהירות הסיבוב של גלגל ההחלקה עצמו. גלגל הגלישה מתוכנן להסתובב שמונה פעמים בשנייה. מהירות הסיבוב נדגמת פעם אחת בכל סיבוב וכח בלימה משתנה מופעל ברציפות, כדי לשמור על תדר המטרה של שבב הקוורץ. מכיוון שגלגל ההחלקה מפעיל ישירות את מחוג השניות של השעון, הדבר מתבטא במחוג שניות ״חלק״ – כזה שפועל בתנועה חלקה לחלוטין, ללא אותן ״קפיצות״ קטנות אשר מוכרות לנו ממנגנונים מכאניים מסורתיים.  תנועת מחוג השניות החלקה היא סימן ההיכר הבולט ביותר של מנגנון הספרינג דרייב. באופן רשמי, המנגנון מוגדר לדיוק של 15 שניות (+\-) לחודש. אך בפועל, חלק ניכר מהשעונים המשתמשים במנגנון הספרינג דרייב מגיעים עם דיוק של שנייה אחת (+\-) לחודש!

חבלי הלידה

כאמור, העיצוב המקורי תוכנן ונהגה על ידי יושיקזו אקנה בשנת 1977. בשנת 1982 סייקו מגישה בקשה לרישום פטנטים שונים הקשורים למנגנון הזה. בסך הכל, הוגשו 230 פטנטים מסביב לעולם הקשורים למנגנון הזה.

הפיתוח הראשוני נבלם בשל צריכת האנרגיה הגבוהה של שבב הקוורץ ושל המעגל המשולב. צריכת האנרגיה הגבוהה מנעה מסייקו להגיע לרזרבת כוח שהייתה אז היעד של המנגנון, של 48 שעות.

ניסיון נוסף לפתח את המנגנון הזה בצורה מסחרית, נעשה בשנת 1993, אך גם הוא נכשל מאותה סיבה – צריכת אנרגיה גבוהה מדי.

רק הניסיון השלישי של סייקו הצליח, בשנת 1997, בו עשתה סייקו שימוש בשבב קוורץ ומעגל מובנה עם צריכת אנרגיה של מאית מצריכת האנרגיה של המנגנון המקורי משנת 1982. רק אז הבינו בסייקו כי ניתן להגיע לרזרבת כוח מספקת באמעצות מנגנון ספרינג דרייב.

לאורך שנות הפיתוח הרבות של המנגנונים הללו, ייצרו בסייקו מעל ל-600 אבות טיפוס שונים, עד שהצליחו להגיע כאמור, בסופו של דבר, למנגנון המספק רזרבת כוח שנחשבת סבירה.

הספרינג הדרייב הראשון 

סייקו הכריזה על מנגנון הספרינג דרייב בשנת 1997, כששנה לאחר מכן היא מציגה אותו באופן רשמי בתערוכת באזל. בשנת 1999 הדגמים הראשונים בייצור סדרתי היו זמינים לרכישה ביפן כמהדורות מוגבלות. הדגמים הראשונים היו מנגנוני מתיחה ידנית, שהגיעו תחת המותג קרדור (Credor) והמותג סייקו. רק כעבור שלוש שנים, בשנת 2002, מגיעים הדגמים הראשונים של שעונים המתבססים על מנגנון הספרינג דרייב בייצור סדרתי רגיל ולא במהדורה מוגבלת. 

מנגנון הספרינג דרייב האוטומטי הראשון הגיע תחת שעון של המותג גרנד סייקו, במהלך חודש ספטמבר 2004, רפרנס SBGA001. שנה לאחר מכן, בשנת 2005, מגיע מנגנון הספרינג דרייב האוטומטי הראשון אל מחוץ לשוק היפני.

כיום, מרבית המנגנונים הללו מגיעים עם רזרבת כוח של 72 שעות. יוצאי הדופן הם קליבר 9R01 – מנגנון מתיחה ידנית עם רזרבת כוח של 192 שעות = שמונה ימים, כמו גם קליבר 9RA2 האוטומטי, שמגיע עם רזרבת כוח של 120 שעות = חמישה ימים. מנגנון נוסף עם רזרבת כוח שונה הוא ה-9R02, מנגנון מתיחה ידנית עם רזרבת כוח של 84 שעות.

יתרונות שבב הקוורץ

סוד הקסם של מנגנוני הספרינג דרייב נעוץ בשבב הקוורץ. אם מנגנון מכאני בתדר גבוה מגיע בתדר של 5Hz – קצב של 36,000 ויברציות לשעה, הרי ששבב הקוורץ פועל בתדר של 32,768 הרץ. התדר הזה מאפשר לנו לקבל שעונים מדויקים בהרבה. למעשה, אם שעון מכאני מסורתי עם הסמכת כרונומטר מגיע עם דיוק של 4-\6+ שניות ליום, הרי שבמנגנון קוורץ אפשר להגיע לסטייה כזאת על פני חודש שלם. למעשה, במנגנוני ה-9F (קוורץ המופעל ע”י סוללה) שלה סייקו טוענת לסטייה של 5 שניות +\- לשנה(!).

ה-Tri-Synchro

העיקרון הבסיסי מאחורי מנגנוני הספרינג דרייב הוא להחליף את הרכיב המווסת – גלגל האיזון במנגנונים מכאניים, עם רכיב הקוורץ. למעשה, כ-80 אחוזים מהרכיבים במנגנון ספרינג דרייב זהים לאלו של מנגנון מכאני מסורתי. ההבדל המרכזי הוא כאמור ברכיב המווסת.

רכיב הוויסות מורכב למדי. סייקו משתמשת במנגנוני הספרינג דרייב שלה במנגנון בקרת מהירות בלעדי, המכיל מעגל משולב, בלם אלקטרוני ושבב קוורץ. המכשול הגדול הוא בהתאמת המהירות שבה הקפיץ הראשי חוזר למצב הנפרק שלו. ללא מנגנון שיתאים את המהירות, הקפיץ יפרוק כוח במהירות והשעון ייעצר בפתאומיות. כדי לממש את המטרה של שמירת זמן מדויקת, יש צורך במנגנון לשליטה במהירות שבה הקפיץ משתחרר.

המנגנון הזה הוא רגולטור ה-Tri-Synchro, רגולטור המשתמש בשלושה סוגים שונים של אנרגיה כדי לווסת את החלקים הנעים ולבסס סינכרוניות –

• כוח מכאני, שמגיע מהקפיץ הראשי.
• כוח חשמלי. יצירת אות ייחוס באמצעות מתנד מעגל מובנה \ שבב קוורץ.
• כוח אלקטרומגנטי, להפעלת בלם באמעצות רוטור\סטטור.

שלושת הכוחות הללו פועלים בהרמוניה, כדי לווסת את הדרך שבה הקפיץ משתחרר וכדי לאפשר את התנועה המדויקת והחלקה של מחוג השניות.

בסופו של דבר, טכנולוגיית ה-Spring Drive היא טכנולוגיה מרשימה למדי. היא אולי קצת פחות מרגשת ממנגנון מכאני, אבל היא מציעה מספר יתרונות משמעותיים. לא מדובר במנגנון קוורץ שאפשר למצוא בשעוני אופנה שעולים כמה מאות שקלים. זוהי טכנולוגיה היברידית, שבה מנגנון שלושה מחוגים ״פשוט״ מגיע עם למעלה מ-200 רכיבים שונים ומנגנון כרונוגרף מגיע עם למעלה מ-300 רכיבים.

למידע נוסף על טכנולוגיית הספרינג דרייב.