Spring Drive: Tichá revoluce Seika

Tagy: Technologie a pojmy | Seiko | Klasické | Tradiční

Agáta Vřeská | 31.7.2019 | 8 MIN | 4x komentář

Seiku se podařilo uvést v roce 1969 první volně prodejné quartzové hodinky. A i když tehdy stály jako auto, byl to začátek tzv. quartzové revoluce. Od té chvíle hledalo Seiko způsob, jak vytvořit mechanické hodinky, které budou mít quartzovou přesnost. Nebo jak vytvořit quartzové hodinky, které nebudou potřebovat baterii ani akumulátor. O třicet let později se to Seiku podařilo. Vytvořilo Spring Drive. Tím začala tzv. tichá revoluce.

Spring Drive je vlastně mechanický strojek, kde až 80 % součástek je jako u mechanických hodinek – ukazuje na to také hnací pero i absence baterie. Ale k regulaci pohybu celého soukolí se nepoužívá krokové ústrojí a setrvačka s vláskem, ale zcela nová patentovaná technologie: tri-synchronní regulátor. Aby šly hodinky s garantovanou přesností +-1 sekunda denně, má za úkol tri-synchronní regulátor korigovat tři energie – mechanickou, elektrickou a elektromagnetickou.

Jak už bylo řečeno, Spring Drive nemá baterii. Celý mechanismus je poháněn silou z hnacího pera, stejně jako u klasickým mechanických hodinek. Tím zásadním rozdílem je, že brzdný systém není pomocí kotvy, ale kluzného kola zpomaleného elektromagnety. Jejich účinnost je navíc regulována přeneseně na základě frekvence, kterou udává quartz. A jak se podařilo rozkmitat quartz? Elektrickou energií, kterou přeměnilo kluzné kolo z mechanické síly dané hnacím perem.

12.5.2023 - Eliška Měrková
Legenda Bulova Accutron – 3 důvody, proč o nich snít

Pro snadnější pochopení doporučujeme následující video od Seika.

Fungování Spring Drive krok po kroku

Vypadá to jednoduše a složitě zároveň. Hodně fyziky, pokrok v elektromechanice, 600 prototypů než bylo dosaženo konečného výsledku, 230 patentů v Evropě, Státech a Japonsku. Pojďme fungování Spring Drive rozebrat o krapet podrobněji.

Hnací pero, které je natahováno ručně, korunkou, nebo automaticky, rotorem, se postupně rozvíjí a tím roztáčí celé soukolí. Tedy stejně jako u klasických mechanických hodinek. Vzniká tím mechanická síla, která roztáčí soukolí včetně posledního článku, kluzného kola, v jehož středu je permanentní magnet a je umístěno mezi dva elektromagnety. V souladu s Faradayovým zákonem, který říká, že vodič, který se pohybuje v magnetickém poli, vytváří elektrický proud, přetváří kluzné kolo část počáteční mechanické energie na energii elektrickou. Funguje to vlastně jako jednoduchý elektrický generátor, který využívá točivého magnetického pole (kluzné kolo s magnetem, které se otáčí) a cívek, ve kterých se generuje elektrické napětí. Kluzné kolo je v tomto případě rotorem, díky neustálému otáčení, zatímco cívky s navinutým drátem zastupují stator, pevnou část, ve které se indikuje napětí.

Tri-synchronní regulátor nahradil krokové ústrojí a setrvačku. Koriguje mechanickou energii z hnacího pera, která roztáčí soukolí a kluzné kolo, vyrábí malé množství elektrické energie pro křemenný krystal (quartz) a pomocí elektromagnetické síly brzdí kluzné kolo.

Tento vygenerovaný elektrický proud jde do integrovaného obvodu a krystalu křemene – quartzu. Krystal se, stejně jako u běžných quartzových hodinek, rozkmitá v přesné frekvenci. Tato frekvence, 32 768 Hz, je u quartzových hodinek 15x dělena dvěma, aby bylo dosaženo 0,5 Hz. Jakmile je toho dosaženo, je odeslán impuls krokovému motorku: půl hertzu tak stačí, aby se sekundová ručka quartzových hodinek pohnula přesně 1x za sekundu. U Spring Drive integrovaný obvod také počítá tuto frekvenci, ale v přesném množství posílá energii zpět k elektromagnetům (cívky s navinutým drátem). Navíjením cívky při průchodu elektrického proudu se tato elektrická energie stává magnetickou.

Pro Spring Drive je typický dokonale ladný a tichý pohyb sekundové ručky. Nejsou vidět vteřinové skoky ani není slyšet tikot. Spring Drive zobrazuje plynutí času věrněji než jakýkoli jiný hodinkový mechanismus.

Následně je elektromagnety vyvíjena brzdná síla na kluzné kolo, díky čemuž se kluzné kolo otáčí přesně osmkrát za sekundu. Kluzné kolo pak působí jako brzda hlavní síle z hnacího pera. Hnací pero se tak nerozvine najednou, ale regulovaně, přesně. A toto brzdění je také důvod, proč se vteřinová ručka neřítí zběsile po číselníku, ale kontrolovatelně a ladně plyne s přesností jedné sekundy za 24 hodin. Tuto regulaci můžete vidět ve chvíli, kdy natáhnete hodinky se Spring Drive. V prvním okamžiku, než se začne generovat elektrická síla a tedy než quartz začne přeneseně regulovat přesnost otáčení kluzného kola, se sekundová ručka otáčí bez řízení. Jakmile ale do hry vstoupí elektrický proud, celý mechanismus se ustálí dle quartzové přesnosti. Nevidíte tedy skoky jako u quartzových hodinek. Ani neslyšíte tikot jako u mechanických hodinek. Vidíte plynulý a tichý chod času. Spring Drive. Tichou revoluci.

72 hodin rezerva chodu, 30 kamenů, 276 součástek, přesnost +- 1s/24hodin. Taková je základní verze trojručkového Spring Drive. S množstvím komplikací roste počet kamenných uložení i počet součástek, přesnost ani rezerva chodu ale neklesá. Naopak, Seiku se podařil i Spring Drive kalibr s 8 denní rezervou chodu či vyladěný na 0,5s/24h.

Dokonalý hybrid. Ale toto označení není přesné. Spring Drive je nová cesta využívající to nejlepší z obou mechanismů. Reflektuje plynulý pohyb času a výroba probíhá s obdivuhodnou pokorou. Ostatně přesvědčit se můžete sami v krátké reportáži, kterou připravil server Hodinkee.com.

Tenoulinký drátek

Než bylo této jedinečnosti dosaženo, muselo se vyřešit mnoho problémů. Tak například drátek, který je navíjen na cívky. Množství energie, které ve Spring Drive vzniká, je opravdu malinké. Proto musel byt vyvinut integrovaný obvod s nízkou spotřebou energie. Přesně 25 nanowatů. A samotný drátek na cívkách se musel upravit tak, aby mohl být navíjen vícekrát a bez mezer. Proto je oproti drátkům na cívkách v quartzových hodinkách už na první pohled mnohem, mnohem tenčí. Konkrétně má Spring Drive 25 000 vinutí drátku na cívku a šířka drátku je pouhopouhých 15 mikronů!

Vlevo cívka s navinutým drátkem u Seiko Kinetic, vpravo cívky u Seiko Spring Drive

Silné péro a účinný samonátah

Aby se mohl celý systém dokonale rozpohybovat, je třeba silného hnacího pera. Proto se používá Seikem patentovaná slitina Spron 510. Díky ní je hnací pero elastičtější, silnější a rozvíjí se plynuleji a déle. Také druhou část tzv. Trimaticu, Magic Lever najdeme u Spring Drive. Systém, který umožňuje až o 30 % účinnější přenos energie z rotoru na hnací pero, resp. účinnější navíjení hnacího pera.

Struktura Spring Drive

Japonská píle

Právě pověstná japonská píle a odhodlání vedla až ke konečnému úspěchu. První myšlenka na vytvoření hodinek, které nebudou potřebovat baterii, ale budou mít přesnost quartzu, vznikla už v roce 1977. Tedy alespoň se tento rok oficiálně uvádí. Tuto první myšlenku měl Yoshikazu Akahane, technik týmu Suwa Seikosha (dnes Seiko Epson). A pracoval na ní nepřetržitě. Za oficiální rok zrození se považuje rok 1999, kdy byly na trhu v limitované edici Credoru, luxusní značky Seika, první hodinky se strojkem Spring Drive. Do podvědomí se ale zapsal spíše rok 2005, kdy byly na světové výstavě v Basileji představeny kolekce hodinek se Spring Drive s automatickým nátahem.

Seiko Spring Drive z roku 2005 s kalibrem 5R65

• 1977 Yoshikazu Akahane přichází s první myšlenkou na Spring Drive
• 1982 Seiko si nechává patentovat technologii Spring Drive
• 1997 Seiko představuje veřejnosti hotový kalibr
• 1998 Seiko představuje hodinky se Spring Drive na BaselWorldu
• 1999 Spring Drive je v limitované edici značky Credor
• 2004 Spring Drive v hodinkách Grand Seiko
• 2005 Seiko představuje na BaselWorldu volně prodejné hodinky Grand Seiko se Spring Drive s automatickým nátahem
• 2008 Seiko Spring Drive SpaceWalk jsou první hodinky navržené za účelem pobytu ve vesmíru
• 2007 Grand Seiko Spring Drive s chronografem
• 2016 Grand Seiko Spring Drive s 8 denní rezervou chodu

Celý mechanismus musí být zkompletován s naprostou přesností. Je zapotřebí téměř 300 malilinkatých součástek, které do sebe musí přesně zapadnout. A s množstvím přidaných komplikací počet ještě roste. Pouze hrstka těch nejlepších a nejkvalifikovanějších pracovníků Seika může sestavovat tuto jedinečnou technologii. Jeden dělník sestrojí za jeden den osm strojků Spring Drive. Na svou práci jsou patřičně hrdí. Ostatně je za tím více než staletý vývoj hodinářské značky Seiko. Vše se rodí v manufaktuře Seika v Shiojiri, prefektuře Nagano, nyní nazýváno Shinshu Watch Studio, které se specializuje právě na Grand Seiko Spring Drive a které je domovem také Micro Artist Studia. Pokud chcete vidět, jak vzniká tento jedinečný strojek, nahlédněte ještě jednou do manufaktury Seika:

Kde Spring Drive najdeme

Kromě celosvětové kolekce Seiko Spring Drive si Seiko nechává technologii Spring Drive téměř výhradně pro své nejvyšší značky jako Credor, Ananta či Grand Seiko. Právě v Grand Seiko najdeme jeden z nejikoničtějších modelů se Spring Drive Grand Seiko SBGA211 přezdívaný Snowflake, sněhová vločka. Na trhu se objevil v roce 2010 a za tu dobu neztratil nic ze své krásy.

Grand Seiko Spring Drive SBGA211 přezdívané Snowflake

Zajímavostí je, že Seiko vytvořilo v roce 2008 Spring Drive SpaceWalk, první hodinky, které byly navrženy cíleně pro pobyt ve vesmíru. Na ruce je měl vesmírný dobrodruh Richard Garriott při svém letu k Mezinárodní vesmírné stanici. SpaceWalk měly vzduchotěsné titanové pouzdro, safírové sklo, GMT, ukazatel rezervy chodu, datumovku a chronograf. Ve stejném roce je mimo vesmírnou základnu měl také ruský kosmonaut, a znovu prověřil kvality Spring Drive SpaceWalk. V roce 2010 vyrobilo Seiko limitovanou pamětní edici 100 kusů.

Seiko Spring Drive SpaceWalk - první hodinky navržené pro let do vesmíru

Úplně jinou kapitolou je pak Credor Spring Drive. Například legendární Credor Spring Drive Minute Repeater. Dokonale tichý chod rozrušeuje neuvěřitelně krásná zvonkohra gongů. Vedle jiného byla použita ocel Myochin, aby bylo docíleno napodobení japonské zvonkohry z prefektury Hyogo. Možná to nezní tak zajímavě, ale v celém Seiku uměl tuto jedinečnost sestrojit pouze jediný člověk, hodinářský mistr Shiohara. Díky němu toto tajemství výroby nezmizí. Po shlédnutí videa má člověk touhu vidět je alespoň jednou naživo...

Ale zpět do reality. Seiko představilo několik hodinek se Spring Drive také ve své sportovní řadě Seiko Prospex, například v kolekci LX line z roku 2019. I tyto modely jsou ale určeny pouze pro vybrané butiky.

Seiko Prospex LX line se Spring Drive

Kolik ta krása stojí?

Asi správně tušíte, že Spring Drive není nejlevnější. Navíc se stále jedná o prestižní záležitost Seika a prodává se pouze u vybraných prodejců. Pokud vás přesto tato technologie zaujala natolik, že koupi zvažujete, tak doporučená cena například za zmiňovaný model Grand Seiko SBGA211 Snowflake je momentálně (2019) necelých 160 tisíc korun. Nejlevněji se setkáte se Spring Drive v modelech Seiko Prospex, kde například Marinemaster či Landmaster koupíte pod 100 tisíc korun. A u modelů Prospex LX line čekejte ceny od 130 tisíc korun nahoru. A třešinky, o kterých jsme se zmínili? Tak limitka Spacewalk tehdy vyšla na 28 000 USD, tedy zhruba 650tis. korun. Credor s minutovou repeticí, který působí jako z jiného světa, vyjde na 440 000 USD, tedy přes 10 milionů korun. Credoru Minute Repeater se vyrobí ročně jen tři kusy, takže i pokud se vám podaří dát dokupy finanční prostředky, bude velmi těžké jej získat.

Pokud se chcete dozvědět ještě více o technologii Spring Drive, prozkoumejte přímo stránky Seika.

Kalibry 9R Spring Drive

Kalibry 9R Spring Drive

Zdroje: www.seikowatches.com; www.grand-seiko.com; www.hodinkee.com