使用數位顯微鏡觀察鐘錶零件
機械式鐘錶是精密和細微加工的代表,其歷史悠久,可追溯至13世紀的鐘樓。最初採取利用「擺錘」轉動齒輪的方式,但15世紀左右發明了使用發條的方式,實現了小型化。19世紀後半夜出現了手錶,直至如今。日本的鐘錶產業歷史尚短,但自1969年日本精工實現石英手錶的商品化以來,在電子機芯方面一直引領全球。
在此介紹鐘錶零件的概要和數位顯微鏡的觀察案例。
![使用數位顯微鏡觀察鐘錶零件](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_001_2033545.jpg)
何謂機芯與半成品機芯
鐘錶外殼內的動力結構部分稱為機芯。機械式鐘錶的機芯分為自動上鍊和手動上鍊2種,目前主流是自動上鍊。另外,製造商為機芯命名的型號稱為「Caliber」。
並非所有鐘錶製造商都會自製機芯,購買機芯製造商製造的未完成的機芯來製造鐘錶的廠商不在少數。
這種不完整的機芯稱為半成品機芯(Ébauche)。Ébauche為法語,意為「草稿」。
機械式鐘錶的振頻和寶石數
機械式鐘錶的振頻
機械式鐘錶的機芯動力源是遊絲,安裝在名為擺輪的部件的中心。遊絲反覆伸縮,從而使擺輪進行往返旋轉運動(振動)。
振頻代表擺輪在每個小時內的振動數。
現在的機械式機芯的主流是28800振動(8振動/秒),高於28800振動的稱為高頻,低於28800振動的稱為低頻。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_002_2033546.png)
- A:遊絲
寶石數
機械式鐘錶中,齒輪旋轉時軸會發生磨損。因此,使用人造紅寶石,將軸承磨損控制在最小限度內。並且,除了軸承之外,易磨損的擒縱叉的爪子上也會用到。
紅寶石數硬度僅次於鑽石的寶石,自古就被用於機械式機芯中。寶石數越多,則代表這款鐘錶約高端和複雜。
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- A:紅寶石
![](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_004_2033548.png)
- A:擺輪
- B:遊盤
- B:遊盤寶石
- D:遊絲
- E:擒縱叉
- F:出瓦
- G:進瓦
- H:擒縱輪
石英式鐘錶的振頻
石英式鐘錶中組裝了石英振盪器。
石英受到機械壓力時會產生電荷(壓電效應)。相反,施加電荷(電壓)後,會產生機械應力(逆壓電效應)。石英振盪器就利用了這種逆壓電效應。
典型頻率為32.768 kHz,用IC將其轉換為每秒1脈衝(1 Hz),將秒針推進1秒。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_005_2033549.png)
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數位顯微鏡的鐘錶零件觀察案例
以下介紹使用KEYENCE的4K數位顯微鏡「VHX系列」觀察鐘錶零件的最新案例。
觀察鐘錶指針的表面處理狀態
使用Optical Shadow Effect Mode,明確觀察到了表面的紋理。
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![](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_008_2033552.jpg)
觀察石英振盪器的銀蒸鍍面
使用Optical Shadow Effect Mode,實現了結晶方向的明確可視化。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_009_2033553.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_010_2033554.jpg)
觀察研磨後的石英表面
利用微分干涉和HDR,能夠將表面的起伏可視化。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_011_2033555.jpg)
錶帶塗層剝落(3D形狀量測)
透過執行3D形狀量測,可將塗層剝落定量化。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_o_clock-parts_012_2033556.jpg)