9F กลไกควอตซ์

เทคโนโลยี

การเคลื่อนเข็มนาฬิกาแบบกว้างของ Grand Seiko ด้วยมอเตอร์ควบคุมสองจังหวะ (Twin Pulse Control Motor)

การเคลื่อนเข็มนาฬิกาแบบกว้างของ Grand Seiko ด้วยมอเตอร์ควบคุมสองจังหวะ (Twin Pulse Control Motor)
เพราะความไม่สัมพันธ์กับการทำงานร่วมกับแรงบิดที่เกิดขึ้นได้เหมือนกับนาฬิกาจักรกล ดังนั้น นาฬิกาควอตซ์จึงมักใช้ชุดเข็มนาฬิกาที่เบาและบางกว่า
แต่สำหรับนาฬิกาควอตซ์ของ Grand Seiko ท้าทายขีดจำกัดนี้ด้วยการใช้เข็มนาฬิกาแบบกว้างเหมือนกันกับนาฬิกาจักรกลทุกเรือนของ Grand Seiko โดยกลไกควอตซ์ 9F
สามารถทำเช่นนี้ได้ก็เพราะใช้มอเตอร์ควบคุมสองจังหวะ ซึ่งเป็นระบบที่สามารถขับเคลื่อนเข็มนาฬิกาที่ยาวกว่าและหนักกว่าได้ และยังประหยัดพลังงานอีกด้วย

ในการเคลื่อนไหวของกลไกควอตซ์แบบธรรมดานั้น เข็มวินาทีจะขยับหนึ่งจังหวะจากวินาทีหนึ่งไปยังอีกวินาทีหนึ่ง แต่ในการเคลื่อนไหวของกลไกควอตซ์ 9F
เข็มวินาทีจะขยับสองจังหวะติดกันต่อหนึ่งวินาที จึงส่งสัญญาณจังหวะต่อเนื่องได้สองจังหวะ
การเพิ่มขึ้นของสัญญาณจังหวะช่วยเพิ่มแรงหมุนที่ออกมาจากโรเตอร์
ทำให้สามารถใช้เข็มชั่วโมง เข็มนาที และเข็มวินาทีที่มีน้ำหนักมากกว่าได้ กระบวนการทั้งสองขั้นตอนนี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
ทำให้มองเห็นจังหวะในการเดินเป็นหนึ่งจังหวะเหมือนกับนาฬิกาควอตซ์ทั่วไป

เทคโนโลยี

IC พลังงานต่ำจะช่วยควบคุมอุณหภูมิและยืดอายุแบตเตอรี่

การเคลื่อนไหวของระบบ 9F Quartz นั้นเหนือกว่าระบบควอตซ์มาตรฐานที่อยู่ภายใต้การควบคุมอุณหภูมิด้วยเช่นกัน
พร้อมทั้งมีระบบการแก้ไขอุณหภูมิที่ใช้พลังงานต่ำสุด นาฬิการะบบควอตซ์มาตรฐานส่วนใหญ่ไม่มีโปรแกรมการควบคุมอุณหภูมิ
เนื่องจากจำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมากในการใช้งานระบบควบคุมอุณหภูมิ นาฬิการะบบควอตซ์จึงใช้เทคโนโลยีที่ต้องแลกมาด้วยอายุแบตเตอรี่
การบริโภคพลังงานต่ำสุดของระบบควบคุมอุณหภูมิที่ใช้ในการเคลื่อนไหวของระบบ 9F Quartz จึงสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้สำเร็จ
เมื่อผสมผสานกับระบบควบคุมสองจังหวะสำหรับเข็มนาฬิกาแล้ว ระบบควบคุมอุณหภูมินี้จึงยืดอายุแบตเตอรี่ได้นานถึง 3 ปี

เทคโนโลยี

การเคลื่อนไหวของเข็มวินาทีที่เที่ยงตรง
พร้อมกับกลไกปรับการกระตุกโดยอัตโนมัติ

เข็มนาฬิกาถูกขับเคลื่อนด้วยเฟืองชุดหนึ่ง และหลายครั้งก็มีการกระทบกันระหว่างฟันเฟืองที่หมุนติดกับล้ออื่น หรือเรียกกว่าการกระตุกนั่นเอง
แม้ว่าการกระตุกนี้ยังคงทำให้เฟืองหมุนได้ราบรื่นตามปกติ แต่ก็ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเล็กน้อยที่เข็มวินาที ซึ่งถือเป็นสิ่งที่นักออกแบบของ Grand Seiko
ไม่สามารถยอมรับได้

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงได้พัฒนาวิธีการที่เป็นเอกลักษณ์เพื่อทำให้การเคลื่อนไหวของเข็มวินาทีเที่ยงตรง หรือที่เรียกว่ากลไกปรับการกระตุกโดยอัตโนมัติ
(Backlash Auto-Adjust Mechanism) กลไกนี้ใช้ประโยชน์จากสายใยนาฬิกา ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของนาฬิกาจักรกล
ด้วยการใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยที่เกิดจากสายใยนาฬิกา ทำให้เข็มวินาทีสามารถเดินต่อไปได้อย่างเที่ยงตรงโดยปราศจากการสั่นสะเทือน

เทคโนโลยี

โครงสร้างแกนที่เป็นอิสระเพื่อการเคลื่อนที่ของเข็มนาฬิกาที่ราบรื่น

การรบกวนโดยไม่ได้ตั้งใจระหว่างเข็มชั่วโมงหรือเข็มนาทีกับเข็มวินาทีสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างการปรับเวลา
ก่อให้การสั่นสะเทือนเล็กน้อยที่เข็มวินาทีซึ่งบางกว่า แม้แต่การสั่นสะเทือนที่เล็กน้อยที่สุดก็ไม่เป็นไปตามมาตรฐานของ Grand Seiko
เหล่าวิศวกรจึงได้พัฒนาโซลูชั่นที่เรียกว่าโครงสร้างแกนที่เป็นอิสระ (Independent Axis Structure)
เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหาดังกล่าว

เข็มวินาทีของนาฬิกาเดินรอบหน้าปัดถึง 1,440 รอบในแต่ละวัน ในขณะที่เข็มนาทีเดินทั้งหมด 24 รอบ
เวลาที่เที่ยงตรงจะปรากฏได้อย่างถูกต้องก็ต่อเมื่อไม่มีการรบกวนระหว่างชิ้นส่วนที่กำลังหมุนเหล่านี้

ในการเคลื่อนไหวของระบบ 9F Quartz นั้น แกนของเข็มแต่ละเข็มสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ จึงป้องกันไม่ให้เข็มนาฬิกาเสียดสีกัน
กำจัดการกระตุกที่เกิดขึ้นเมื่อมีการปรับเวลา ตลอดจนช่วยให้มีการเคลื่อนไหวได้อย่างราบรื่นและเที่ยงตรง

เทคโนโลยี

การปรับเปลี่ยนเวลาที่เที่ยงตรง

การเคลื่อนไหวของเม็ดมะยมคืออีกหนึ่งคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของการเคลื่อนไหวของกลไกควอตซ์ 9F

ในนาฬิกาวอตซ์ทั่วไปนั้น การหมุนเม็ดมะยมครบหนึ่งรอบจะเป็นการขยับเข็มนาทีเท่ากับ 60 นาที การเคลื่อนไหวของกลไกควอตซ์ 9F จะช่วยลดให้เหลือ 20 นาที
ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนเวลาได้โดยมีความเที่ยงตรงมากขึ้น

ตัวเม็ดมะยมยื่นออกมาอย่างเห็นได้ชัด มีความหนาอยู่ที่ 11 มม. ทำให้แน่ใจได้ถึงการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่เกิดจากการทำงานเมื่อสลับไปยังการแสดงวันที่

คุณภาพ

ฝาหลังตัวเรือนแบบปิดทึบเพื่อการรับรองคุณภาพ

Grand Seiko ได้พัฒนาฝาหลังตัวเรือนแบบปิดทึบ (Super Sealed Cabin)
เพื่อให้แน่ใจได้ว่าโรเตอร์ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการเคลื่อนไหวของระบบควอตซ์จะอยู่ในตัวเรือนที่ปิดทึบและไม่มีอากาศเล็ดลอดเข้าไป

โครงสร้างนี้ป้องกันไม่ให้ฝุ่นเข้าไปในชิ้นส่วนที่มีความละเอียดอ่อนของระบบเคลื่อนไหวเมื่อมีการเปลี่ยนแบตเตอรี่
และเมื่อน้ำมันหล่อลื่นที่กักเก็บไว้ให้แกนหมุนของสเต็ปมอเตอร์ไม่สัมผัสกับอากาศ จึงช่วยยืดอายุของน้ำมันได้
กลไกทั้งหมดสะท้อนให้เห็นถึงความเข้าใจอย่างลึกซึ้งต่อความเที่ยงตรงของการเคลื่อนไหวของระบบควอตซ์
และทำให้บรรลุจุดประสงค์ในการรักษาความน่าเชื่อถือและความเที่ยงตรงในระยะยาวของ 9F Caliber

ฝาหลังตัวเรือนแบบปิดทึบถูกออกแบบมาเพื่อลดความเสี่ยงจากอันตรายในขณะที่มีการเปิดฝาหลังของตัวเรือนเพื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่
ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นต่อนาฬิกาทุกเรือนที่ใช้การเคลื่อนไหวของระบบควอตซ์
ผนังที่กั้นแบตเตอรี่จากล้อเฟืองเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับอนุภาคแปลกปลอมยังประกอบไปด้วยรูขนาดเล็กที่ปิดไว้ด้วยทับทิม
ซึ่งมีไว้เพื่อสังเกตการณ์ระหว่างการเปลี่ยนแบตเตอรี่

คุณภาพ

กระบวนการบ่มออสซิลเลเตอร์ของระบบควอตซ์นาน 3 เดือน

Caliber 9F มอบอัตราความเที่ยงตรงระดับยอดเยี่ยมที่ ±10 วินาทีต่อปี
ที่เป็นเช่นนี้ได้ก็เพราะการเลือกสรรผลึกควอตซ์ที่มีความคงที่สูงและผ่านกระบวนการบ่มอย่างเข้มงวด
ความแม่นยำของนาฬิการะบบควอตซ์จะขึ้นอยู่กับว่าออสซิลเลเตอร์ของระบบควอตซ์สามารถรักษาอัตราการสร้างสัญญาณความถี่ที่ 32,768 รอบต่อวินาทีได้อย่างแม่นยำหรือไม่

แม้ว่าการส่งสัญญาณความถี่นี้จะมีความสม่ำเสมอโดยรวม แต่ออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์แต่ละชิ้นก็มีคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน
ซึ่งบางชิ้นไม่สามารถรักษาประสิทธิภาพที่คงที่ไว้ได้เมื่อมีการใช้งานเป็นเวลานานหรือมีการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม และออสซิลเลเตอร์ชิ้นอื่น ๆ อาจทำงานด้วยความเที่ยงตรงสูงในตอนแรก แต่มีการเปลี่ยนแปลงด้านการส่งสัญญาณความถี่เมื่อเวลาผ่านไปหลายปีและก่อให้เกิดความไม่แม่นยำขึ้น

Seiko ตระหนักถึงปัญหานี้ดี จึงใช้กระบวนการบ่มผลึกที่ผ่านการคัดสรรมาแล้วเพื่อให้แน่ใจได้ว่าออสซิลเลเตอร์มีประสิทธิภาพคงที่ก่อนถูกนำมาใช้งาน Grand Seiko
เป็นรายแรกของโลกที่นำออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ที่ผ่านการคัดสรรแล้วมาเข้าสู่กระบวนการนี้

ส่วนหนึ่งของกระบวนการนี้คือออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ที่ผลิตขึ้นภายในจะถูกนำไป ‘บ่ม’ ครั้งแรกเป็นระยะเวลา 3 เดือน โดยจะมีการใช้แรงดันไฟฟ้าเพื่อทำให้คุณลักษณะของมันคงที่ เมื่อคัดสรรและทดสอบเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ที่ผ่านมาตรฐานเข้มงวดเท่านั้นที่จะถูกนำไปใช้ในระบบการเคลื่อนไหวของ 9F Quartz

คุณภาพ

การติดตามอุณหภูมิ 540 ครั้งต่อวัน

ออสซิลเลเตอร์ของระบบควอตซ์มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

อัตราการสร้างสัญญาณความถี่ที่ 32,768 รอบต่อวินาทีมีความผันผวนตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม

หากอัตรานี้เปลี่ยนแปลงเพราะแรงสั่นสะเทือนเพียงครั้งเดียวต่อวินาที ความแม่นยำจะลดลงมากถึง 16 นาทีต่อปี

เพื่อเป็นการแก้ไขปัญหานี้ ข้อมูลของคุณลักษณะแต่ละอย่างของออสซิลเลเตอร์จึงถูกจัดเก็บไว้ใน IC ล่วงหน้า ด้วยการจับคู่ออสซิลเลเตอร์แต่ละตัวเข้ากับ IC ที่ถูกตั้งค่าแยกไว้เฉพาะเจาะจงเช่นนี้ การเคลื่อนไหวของระบบ 9F จึงสามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีการวัดอุณหภูมิภายในนาฬิกาถึง 540 ครั้งต่อวันอีกด้วย ข้อมูลอุณหภูมิจะถูกส่งไปให้ IC ประมวลผล ซึ่งจะชดเชยค่าความเบี่ยงเบนใด ๆ ที่อาจส่งผลเสียต่อการรักษาความแม่นยำระดับสูงได้