오토매틱 시계는 착용자가 팔목을 움직이기만 해도 자동으로 동력이 공급됩니다. 지난 60여 년간 IWC의 오토매틱 자체제작 무브먼트를 구동하는 동력 시스템은 알버트 펠라톤(Albert Pellaton)이 발명한 폴 와인딩 시스템을 기본으로 하여 지속적으로 개선되어 왔습니다. 새로운 52000 칼리버 시리즈 무브먼트는 최첨단 세라믹 기술을 통해 비약적으로 향상된 강력한 마모 방지 기능을 제공합니다.
오늘날 현대인들은 집을 나서기 전 항상 휴대폰이나 태블릿, 랩탑이 충전되어 있는지 확인합니다. 이러한 디지털 시대에 오토매틱 와인딩 기계식 시계는 마치 시대를 초월한 물건처럼 보입니다. 심지어 배터리가 없어도
작동합니다. 물론, 기계식 시계가 멈추는 법이 없다 해도 영원히 작동하는 마법의 기계는 아닙니다. 기계식 시계 역시 시간을 표시하는 핸즈가 지속적으로 움직이게 하려면 동력원이 필요합니다. 그러나 기계식 시계의 경우 크라운을 통해 수동으로 메인 스프링을 와인딩하는 것이 아니라, 착용자가 팔을 움직이는 일상적인 동작을 통해 메인 스프링을 와인딩합니다. IWC자체 무브먼트 개발 부서의 부서장 토마스 가우만(Thomas Gäumann)은 오토매틱 와인딩 시스템의 작동 원리에 대해 “오토매틱 시계에서 로터는 운동 에너지를 메인 스프링을 움직이는 데 필요한 위치 에너지로 전환합니다.“라고 설명합니다.
로터를 아래로 이동시키는 중력의 힘
이것은 중력과 관성에 의해 가능합니다. 중앙에 베어링이 탑재된 로터는 브래스 소재의 반구형 부품으로, 가장자리가 텅스텐과 같은 중금속으로 이루어져 있습니다. 중력은 로터의 포지션에 차이가 생기면 로터를 계속해서 아래쪽으로 움직이게 만듭니다. 수평 상태를 조금만 벗어나도 로터를 회전하게 만듭니다. 그리고 여기에는 관성이 작용합니다. 시계의 케이스가 특정 각도로 가속이 붙으면, 로터는 처음에는 부동 상태를 유지하다가 중앙에서 더 큰 회전력을 발생시킵니다. 기어 시스템을 통해 배럴에 회전력이 전달되고, 메인 스프링을 와인딩합니다. 이 메커니즘은 특히 착용자가 평소에 팔을 많이 움직이면서 걸을 때 효율적입니다.
—반달 모양의 로터가 착용자의 일상적인 활동에서
발생되는 운동 에너지를 스프링이 움직이는 데
필요한 위치 에너지로 전환합니다.
하나의 조립체 부품으로 제작되는 오토매틱 와인딩 시스템은 무브먼트의 다른 부품들보다 마모나 손상에 더 취약한 부품입니다.
IWC의 오토매틱 와인딩 시스템은 알버트 펠라톤(Albert Pellaton)과 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 스위스 르 로클의 워치메이킹 가문의 후손인 그는 1944년 IWC 샤프하우젠의 기술 국장으로 임명된 후, 효율적인 오토매틱 와인딩 시스템 개발에 총력을 기울였습니다. 가우만은 “설계 엔지니어들이 해결해야 할 난제는 메인 스프링을 와인딩하기 위해 로터의 양방향 운동을 단일 방향 운동으로 전환시키는 것이었습니다.“라고 당시 상황에 대해 설명합니다. 과거의 시스템들은 복잡한 기어 시스템을 통해 로터의 운동을 전달하거나 원칙적으로 한 방향으로만 회전하도록 설계되었으며, 이에 따라 상당량의 동력과 에너지가 손실되었습니다.
작은 움직임까지 활용하는 폴 와인딩 시스템
펠라톤은 놀라운 솔루션을 구상했습니다. 로터의 중심에 볼 베어링이나 톱니를 고정하는 대신, 편향으로 베어링을 탑재한 하트 모양의 디스크를 사용했습니다. 후자의 방식은 로터의 회전 운동을 왕복 운동을 하는 바(bar)의 전후 운동으로 전환합니다. 바의 왕복 운동은 두 개의 폴에 의해 와인딩 휠로 전송됩니다. 한 개의 오프셋 폴이 휠을 당기고(휠을 감고) 다른 한 개의 폴이 톱니바퀴 위로 부드럽게 미끄러지고 나면, 이 두 개의 폴이 역할을 바꾸어 같은 동작을 되풀이합니다. 1950년에 특허를 획득한 이 메커니즘은 대단히 효율적입니다. 가우만은 “로터가 어떤 방향으로든 아주 미소하게 움직여도 메인 스프링을 와인딩하는 동력으로 활용됩니다.“라고 설명합니다.
오토매틱 와인딩 시스템의 원리는 간단해 보여도 설계 엔지니어들에게 여러 가지 난제들을 안겨 줍니다. 이 메커니즘은 다양한 착용자들의 서로 다른 습관과 라이프스타일에 맞춰 완벽하게 기능해야 하는 한편, 무브먼트의 다른 부품들보다 마모나 손상에는 더 취약합니다. 예를 들어, 새로운 52850 칼리버의 경우, 포르투기저 애뉴얼 캘린더에서 두 개의 배럴이 완전히 와인딩 될 때까지 로터가 약 2,600회 회전해야 합니다. 5그램이 채 되지 않는 로터가 빠른 속도로 움직이는 동안 부품에 가해지는 힘은 중력의 약 5,000배에 달합니다. 따라서 마모나 손상으로부터 진동 시스템을 보호하는 장치는 특별한 주의를 요합니다.
—펠라톤 오토매틱 시스템은 로터의 양방향 운동을 메인 스프링을 와인딩 하는 데 사용합니다.
오토매틱 와인딩 메커니즘의 마모와 손상을 방지하는 세라믹
고도로 정교한 메커니즘뿐만 아니라 소재도 매우 중요합니다. 주로 시계 무브먼트에 사용되는 첨단 테크니컬 세라믹은 강철보다 훨씬 가볍고 단단하며 복원력도 탁월합니다. 지난 30년 동안 끊임없이 최첨단 소재 개발에 몰두해 온 IWC는 수년 전부터 시계 케이스 제작에도 혁신적인 소재를 도입하였으며, 세라믹 소재를 사용한 무브먼트 부품 제작에 있어 업계를 선도해 왔습니다.
그러나 세라믹은 소결 과정에서 파우더 형태의 기본 원재료가 3분의 1 가량 줄어들기 때문에 규정된 오차 범위 내에서 아주 미소한 세라믹 부품을 제작하는 일은 극히 까다로운 작업입니다. 오직 소수의 전문 워치메이커만이 세라믹을 이용한 고도로 복잡한 제작 공정을 마스터할 수 있습니다. 이뿐만 아니라, 최첨단 소재 분야에서 브래스나 스틸 소재의 부품을 생산하려면 디자인이나 기하학적 변형이 필요합니다.
펠라톤 와인딩 시스템은 소재에 압력이나 압박이 가해지는 부품이므로, IWC는 초창기 부터 이 부품에 세라믹의 도입을 시도했습니다. IWC는 2009년에 최초로 구리 베릴륨 대신 산화지르코늄을 사용한 51900 칼리버 제작에 성공했습니다(포르투기저 투르비옹 미스테르 레트로그레이드에 탑재). 이 소재의 변경만으로도 마모와 손상을 비약적으로 줄일 수 있었습니다. 다음 차례는 와인딩 휠에 이 소재를 도입하는 것이었습니다. 그러나, 첫 번째 시도는 실패로 끝났습니다. 스틸 피니언에 압력을 가해 피팅하면 세라믹 휠이 부서져 버렸습니다. 제조 기술에 새로운 설계 방식을 도입하고 개선을 거듭한 후에야 획기적인 해결책을 개발할 수 있었습니다. 오늘날 52000 칼리버 시리즈의 오토매틱 휠과 피니언은 블랙 세라믹 소재의 단일 통합형 부품으로 함께 생산됩니다. 가우만은 “이제 폴과 휠의 상호작용으로 인한 마모와 손상은 거의 사라졌습니다.“라고 말합니다.
첨단 소재의 캠과 베어링
여전히 개선의 여지는 남아 있었습니다. 예를 들어 과거에는 펠라톤 와인딩 시스템의 캠은 스틸로 제작했으며, 중심에 압력을 가해 루비 주얼을 고정했습니다. 그러나 이러한 설계 방식은 로터에 별도의 베어링을 필요로 했으며, 이를 위한 획기적인 솔루션으로 캠에도 세라믹 소재를 도입했습니다. 가우만은 “오늘날 모든 캠은 화이트 세라믹으로 제작되며 전체 로터의 베어링 역할을 합니다.“라고 말합니다. 이러한 소재의 변화로 공간을 절약할 수 있었으므로, 설계 엔지니어들은 로터의 회전축을 확대하고 스프링이 탑재된 베어링 없이 전체 조립체 부품을 제어할 수 있었습니다. 조립체 부품을 단단히 고정된 브릿지 위에 탑재함으로써 오토매틱 와인딩 메커니즘을 더욱 견고하게 만들었습니다.
60년 전에 특허를 획득한 펠라톤의 솔루션은 오늘날에도 사용되고 있습니다.
가우만은 “펠라톤 와인딩 시스템은 컬트 클라우스(Kurt Klaus)의 퍼페추얼 캘린더와 포르투기저 미닛 리피터와 더불어 IWC의 워치메이킹 유산으로 남을 독보적인 기술입니다.“라고 설명합니다. 이 메커니즘은 기존의 관념에 끊임없이 도전하는 IWC의 전통과도 맞닿아 있습니다. 50000 칼리버 시리즈에서 개선된 점은 몇 가지 디테일에 불과할 수도 있지만, 수년간에 걸친 워치메이커와 설계 엔지니어, 소재 전문가들의 집중적인 협업을 통해서만이 얻을 수 있었던 오랜 노력의 산물입니다. 투명한 사파이어 글래스 백 케이스를 통해 새로운 IWC 자체제작 칼리버를 들여다 볼 때, 새로운 와인딩 시스템의 시각적 완벽함 뿐만 아니라, 샤프하우젠에서 여전히 살아 숨쉬는 IWC의 창립자 플로렌타인 아리오스토 존스(Florentine Ariosto Jones)의 엔지니어링 철학과 열정을 고스란히 느끼실 수 있을 것입니다.
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태엽처럼 흐르는 시간
시계에 가해지는 충격과 변형 정도에 따라, 무브먼트의 약 50개 부위에 손목시계 전용 오일 및 윤활유를 주입합니다.
완벽함을 추구하는 워치메이커 총 책임자의 손에서 탄생한 시계의 정확성
“셰프 레글뢰르” 하베를리의 업적으로 IWC는 무려 한 세기전에 다수의 금메달 수상의 영예를 누릴 수 있었습니다. 장 하베를리는 샤프하우젠에서 출시되는 모든 시계가 고도의 정확성을 발휘할 수 있도록 책임을 다했습니다.
플로렌타인 아리오스토 존스
IWC 샤프하우젠 워치메이킹 역사상 가장 중요한 역할을 했던 인물 중 한 명인 플로렌타인 아리오스토 존스는 베일에 싸인 인물입니다. 자세히 보기
