9F 機芯是 Grand Seiko 獨有的石英機芯,誕生於 1993 年。它在位於長野縣鹽尻的 信州工坊 製造,並組裝成完整腕錶。

Shinshu Watch Studio 信州工坊

精準與耐用是理想腕錶的核心,也是 Grand Seiko 一直以來的追求。9F 機芯的設計旨在將這些特質帶入石英腕錶,並在各方面性能上為石英錶樹立了新標準。

  • 類似機械機芯的扭力,實現 Grand Seiko 長而寬的指針設計。
  • 結構可讓指針平穩運動。
  • 瞬跳日期機構可瞬間完成日期跳轉。
  • 密封結構提升潤滑油的保持性,並在更換電池時防止灰塵進入機芯。

9F 機芯重新定義了石英腕錶,帶來更高的性能與更長的耐用度,是一款真正配得上 Grand Seiko 名稱的石英機芯。

運作原理

石英機芯以電池作為動力來源。電池為石英震盪器提供電能,使其以每秒精確振動 32,768 次。積體電路(IC)偵測這些振動,並每秒向步進馬達發出精準的時間信號。步進馬達依據這些時間信號運作,精準地驅動齒輪組及腕錶指針轉動。

使用雙脈衝馬達驅動 Grand Seiko 的寬大指針

石英腕錶通常無法達到機械腕錶的高扭力,因此多採用較輕且較細的指針。Grand Seiko 的石英腕錶突破了這一限制,其指針與每枚 Grand Seiko 機械腕錶一樣長且寬。9F 石英機芯透過 雙脈衝馬達(Twin Pulse Control Motor) 實現了這一設計,使較長且較重的指針得以運行,同時保持電池能量效率。

在一般石英機芯中,秒針以單步方式每秒跳動一次。而在 9F 石英機芯中,秒針每秒跳動 兩次連續步進,由兩個連續脈衝信號觸發。增加脈衝信號的數量,可提升轉子的輸出扭力,使較重的時、分、秒針均能順利運行。這個二步進的過程肉眼無法察覺,看起來仍如每秒單步般自然。

獨立軸結構確保指針平滑運行

在調整時間時,時針或分針有時可能會與秒針發生不小心的干涉,導致較細的秒針出現輕微晃動。由於即便是最細微的抖動也無法達到 Grand Seiko 的標準,工程師們研發了 獨立軸結構(Independent Axis Structure) 來解決此問題。

一枚腕錶的秒針每日需繞錶盤旋轉 1,440 次,而分針則完成 24 圈。若這些旋轉部件發生干涉,則無法正確顯示精確時間。

在 9F 石英機芯中,各指針的軸心可獨立運作,避免指針互相干涉,消除調時時的抖動,確保指針運動平滑且精準。

秒針精準運行的自動補償機構

腕錶的指針由一系列齒輪驅動,而齒輪之間總存在一定的間隙,也就是齒隙(backlash)。雖然這個間隙有助於齒輪順暢旋轉,但也可能導致秒針出現輕微晃動,而這種不精準是 Grand Seiko 設計師無法接受的。

為了解決這個問題,Grand Seiko 開發了 齒隙自動補償結構(Backlash Auto-Adjust Mechanism),以實現秒針的精準運行。該結構利用游絲 (機械錶的核心元件) 所提供的微小彈力,使秒針的細微晃動得以穩定,從而確保秒針精準前進且不抖動。

精準的時間調整

錶冠的運作方式是 9F 石英機芯的另一個獨特設計。

在一般石英腕錶中,錶冠旋轉一圈,分針會前進相當於 60 分鐘。而在 9F 機芯中,錶冠旋轉一圈,分針僅前進 20 分鐘,使時間調整更加精準。

瞬跳日期顯示

9F 石英機芯採用 瞬跳日期結構(Instant Date Change Mechanism),結合日期指示輪的驅動齒輪、凸輪與槓桿運作。

透過這個結構,日期指示輪旋轉時會使槓桿彈簧積存張力,當指示輪到達凸輪位置時,所儲存的能量瞬間釋放,推動日曆輪在眨眼間完成日期跳轉。

將瞬跳日期機構精準對準午夜的任務,由 Grand Seiko 的技藝精湛工匠手工完成。為避免日期提前跳轉,該機構設定在午夜前後 五分鐘內 作動。

售後精準調校的調整旋扭

機械腕錶通常配備精密調校機構,但大多數石英腕錶無法進行此類精密調整。

然而,9F 石英機芯設有 調整旋扭(regulation switch),使精準控制成為可能。若因環境因素或其他原因,9F 機芯的腕錶走時變快或變慢,調整開關可在售後服務中進行修正。這使得錶主即便在極端高溫、低溫或其他環境下佩戴,也能長期享有腕錶的高精準度。鑑於 9F 石英機芯的高精度(每年 ±10 秒),大多數錶主幾乎不需要使用這個調整功能,甚至可能不會知道它的存在。

保護屏障結構與獨特軸承結構

Grand Seiko 開發了 保護屏障結構(protective shield construction),在更換電池時可防止灰塵進入機芯齒輪組。這大幅降低了開啟錶殼進行電池更換時對機芯可能造成的損害,而石英機芯都需要定期更換電池。此外,獨特的軸承組裝結構 可將石英機芯的核心元件:轉子,置於高度密封的環境中,使步進馬達軸承的潤滑油保持隔絕於空氣之外,延長潤滑油的使用壽命。

精益求精的精準度

三個月熟成

石英腕錶的精準度取決於石英震盪器是否能維持每秒 32,768 次 的精確振動。

儘管振動整體規律,但每個石英震盪器的性能特性各有不同。有些震盪器在長期使用或環境變化下無法保持穩定性能;也有些震盪器初期精準度高,但多年後振動特性會發生變化,導致走時不準。

為了確保精準,Grand Seiko 自製的石英震盪器首先需經過 三個月的熟成處理,在此期間施加特定電壓,使其特性穩定。經過老化後,再進行測試與篩選,只有符合嚴格標準的石英震盪器才會被使用於 9F 石英機芯。

每日540次溫度檢測

石英震盪器的振動頻率會隨環境溫度變化而波動,每秒 32,768 次 的精準振動也會因此受到影響。

為了解決這個問題,每個石英震盪器的特性資訊會事先存入積體電路(IC)中。透過將每顆震盪器與其專屬設定的 IC 配對,9F 機芯得以達到完美運作。

此外,腕錶內部的溫度每天會被測量 540 次。溫度數據會傳輸至 IC 進行處理,IC 會對可能影響精準度的偏差進行補償,確保腕錶保持高度精準。

手工打造的石英機芯

全球大多數石英機芯都是自動化組裝的產品,而 Grand Seiko 的 9F 機芯則完全由人工組裝。兩位技藝精湛的工匠各自發揮專長,以確保每枚 Grand Seiko 9F 機芯的高品質標準:一位負責組裝日期指示機構,另一位則組裝其餘部分的機芯。

機芯組裝完成後,錶盤、時標與指針會依次安裝,整個機芯也會裝入錶殼中。其中,安裝指針是最為精細且講究精準的工序之一,需要資深工匠的頂尖技藝。

時針與分針在僅 2 毫米 的空間內平行堆疊,並透過摩擦力固定在機芯軸心上。只有經驗豐富的調校師才能確保所有指針 (僅相距 0.2 毫米),在旋轉時順暢運行且不互相碰撞。

為確保組裝過程中指針不產生任何刮痕或瑕疵,Grand Seiko 的工匠每天會多次拋光其鑷子尖端。這只是每枚 9F 腕錶製作中極為細緻工序的一個例子。正是這份工藝與技術,保障了 Grand Seiko 石英腕錶的品質、性能與美感。

機芯比較

機芯 準確度 電池壽命 特色
帶有日期顯示與GMT的款式
Caliber 9F86
年差±10秒 約3年 -快速撥日
-24小時針
-日期連動時差修正
帶有日期顯示的款式
Caliber 9F85
年差±10秒 約3年 -瞬間撥日
-日期連動時差修正
有日期顯示的款式
Caliber 9F62
年差±10秒 約3年 -快速撥日
無日期顯示的款式
Caliber 9F61
年差±10秒 約3年 -