Grand Seiko สปริงไดรฟ์ 9R และการมุ่งมั่นสู่พลังงานสำรองที่ยาวนาน

พลังงานของนาฬิกาชนิดจักรกลนั้นมาจากสปริงลานของกลไก ซึ่งเมื่อพลังงานถูกใช้ไปจนหมดและลานสปริงไม่ได้ถูกขึ้นลาน นาฬิกาก็จะหยุดทำงาน โดยในช่วงทศวรรษ 1990s พลังงานสำรองของนาฬิกาชนิดจักรกลโดยทั่วไปนั้นอยู่ที่ประมาณ 40 ถึง 50 ชั่วโมง

กลไกสปริงไดรฟ์ ถูกขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากสปริงลานเช่นเดียวกับกลไกชนิดจักรกล ใน ค.ศ.1999 อันเป็นปีที่นาฬิกาสปริงไดรฟ์ แบบแรกถูกนำเสนอสู่ตลาดนั้น สามารถให้พลังงานสำรองได้ 48 ชั่วโมง ซึ่งเป็นตัวเลขระยะเวลาที่สอดคล้องกับนาฬิกาชนิดกลไกจักรกลในยุคนั้น แต่ในขณะที่กำลังทำการพัฒนาคาลิเบอร์ 9R ขึ้นมานั้น Grand Seiko ได้พยายามอย่างเต็มที่ในการทำให้กลไกมีพลังงานสำรองที่ยาวนานขึ้นกว่าเดิม นั่นก็คือ 72 ชั่วโมง

กลไกสปริงไดรฟ์ เป็นการสร้างกระแสไฟฟ้าจากการคลายลานของสปริงลาน และใช้เบรกแม่เหล็กไฟฟ้าทำการควบคุมความเร็วของล้อเลื่อนซึ่งอยู่ที่ส่วนปลายของการหมุนขบวนเฟือง กลไกสปริงไดรฟ์ จำเป็นต้องสร้างวงจรรวมที่ใช้พลังงานต่ำขึ้นมาเพื่อให้มีพลังงานสำรองที่ยาวนานเพียงพอสำหรับการใช้งานนาฬิกา คุณสมบัติที่สำคัญยิ่งนี้เป็นเรื่องที่ทางวิศวกรผู้ทำการพัฒนาในขั้นแรกและขั้นที่สองไม่สามารถพัฒนาขึ้นมาได้จากเทคโนโลยีในยุคทศวรรษที่ 1980s และ 1990s แต่ที่สุดแล้วพวกเขาก็เอาชนะความท้าทายนี้ได้ในระหว่างการพัฒนาในขั้นที่สาม และใน ค.ศ.1999 นาฬิกาที่ให้พลังงานสำรองได้ 48 ชั่วโมงก็ได้ถูกนำเสนอออกสู่ตลาด

ในยุคทศวรรษที่ 2000s การสำรองพลังงานได้นานถึง 72 ชั่วโมง ถือเป็นมาตรฐานระดับสูงขั้นใหม่สำหรับกลไกสปริงไดรฟ์ โดยใน ค.ศ.2004 นั้น Grand Seiko กระทำสิ่งนี้ได้สำเร็จด้วยกลไกคาลิเบอร์ 9R65 ซึ่งเป็นการผสมผสานระยะการทำงานที่ยาวนานเข้ากับความสะดวกของการขึ้นลานแบบอัตโนมัติ โดยสามารถแสดงชั่วโมง นาที วินาที และวันที่ ได้อย่างแม่นยำ และในขณะที่กำลังพัฒนากลไกอัตโนมัติ 9R ซึ่งเป็นคาลิเบอร์ระดับเรือธงขึ้นมานั้น ทางคณะทำงานก็ได้กำหนดเป้าหมายในการสร้างกลไกอีกคาลิเบอร์หนึ่งที่สามารถสำรองพลังงานได้นานถึง 72 ชั่วโมงขึ้นมา โดยเป็นกลไกที่มากับฟังก์ชั่นโครโนกราฟจับเวลา ซึ่งเป็นฟังก์ชั่นที่สิ้นเปลืองพลังงานสูงในขณะที่ทำการจับเวลา

นอกจากการพัฒนา IC ซึ่งเป็นวงจรรวม และ SOI ซึ่งเป็นซิลิกอน ออน อินซูเลเตอร์ ที่ใช้พลังงานต่ำเพียงประมาณ 1/100 ของขั้นแรกในการพัฒนากลไกสปริงไดรฟ์แล้ว ทางคณะทำงานยังพยายามทำให้สามารถสำรองพลังงานได้นานขึ้นด้วยวิธีการต่าง ๆ อีกมากมาย ซึ่งรวมถึงการขัดเงาในส่วนของชิ้นพิเนียน การปรับปรุงลักษณะของขดสร้างพลังงาน และการใช้วัสดุแบบเฉพาะเจาะจงเพื่อลดพลังงานที่สูญเสียให้กับแม่เหล็ก เทคนิคและความชำนาญที่ได้รับจากนาฬิกาชนิดจักรกล อย่างเช่น นาฬิกา Grand Seiko รุ่นแรก และรุ่น 61GS รวมไปถึงความเชี่ยวชาญด้านอื่น ๆ เช่น สิ่งที่ได้เรียนรู้จากเทคโนโลยีควอตซ์และเซมิ-คอนดักเตอร์ ที่ใช้กับกลไกควอตซ์ 9F ก็ได้ถูกนำมาผสมผสานเข้าด้วยกัน เพื่อให้ได้มาซึ่งพลังงานสำรองที่ยาวนานขึ้น

กลไกสปริงไดรฟ์ 9R เจเนอเรชั่นล่าสุด อันได้แก่ กลไกซีรี่ส์ 9RA ซึ่งก็คือ คาลิเบอร์ 9RA5 และ 9RA2 ที่ถูกพัฒนาขึ้นใน ค.ศ.2020 และ 2021 ตามลำดับ เป็นคาลิเบอร์ที่ผสมผสานกลไกขึ้นลานอัตโนมัติเข้ากับพลังงานสำรองที่ยาวนานถึง 120 ชั่วโมงหรือ 5 วัน อันนำไปสู่ระดับใหม่ของประสิทธิภาพและความสะดวกในการใช้งาน พลังงานสำรองที่เกินพอของกลไกเหล่านี้เกิดขึ้นได้จากการใช้ตลับลาน 2 ชุดที่ถูกสร้างขึ้นมาอย่างชาญฉลาด ถึงแม้ว่าการมีตลับลาน 2 ชุด จะไม่ใช่เรื่องแปลกใหม่ในวงการนาฬิกา แต่โดยทั่วไปแล้ว ตลับลาน 2 ชุดจะมีขนาดที่ใกล้เคียงกัน ซึ่งทำให้มีพื้นที่ว่างในตัวกลไกไม่มากนัก ในทางตรงกันข้าม ตลับลาน 2 ชุดของคาลิเบอร์ 9RA2 และ 9RA5 จะมีขนาดไม่เท่ากันโดยชุดหนึ่งจะมีขนาดที่เล็กกว่า จึงทำให้สามารถใช้พื้นที่ที่มีอยู่ได้อย่างคุ้มค่าที่สุด และทำให้สามารถออกแบบกลไกให้มีขนาดกะทัดรัดได้ โดยตลับลานชุดหนึ่งจะมีขนาดเล็กและหนา ในขณะที่ตลับลานอีกชุดหนึ่งจะมีขนาดที่ใหญ่กว่าและบางกว่า สปริงลานทั้ง 2 ชุด จึงถูกออกแบบให้ขึ้นลานและคลายลานได้ในลักษณะที่ทำให้เกิดพลังงานสำรองได้มากที่สุดจากแรงที่สปริงลานทั้งสองร่วมกันสร้าง

ทักษะการประดิษฐ์นาฬิกาของผู้ผลิตที่เป็นการบูรณาการในแนวดิ่ง ถือเป็นหัวใจสำคัญของนวัตกรรมดังกล่าว ตลับลาน ขบวนเฟือง ตัวสั่นผลึกคริสตัล และวงจรรวม ที่ใช้อยู่ในกลไกซีรี่ส์ 9RA ถูกผลิตขึ้นแบบอินเฮาส์ในโรงงานของ Grand Seiko และการออกแบบ การผลิต และการประกอบชิ้นส่วนหลักทั้งหมด ก็ล้วนกระทำโดย Grand Seiko เอง ทั้งนี้ก็เพื่อสร้างกลไกที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งสามารถใช้งานได้เป็นระยะเวลายาวนาน