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十章　機械をつくる機械の発明　《工作機械》

ウィルキンソンとモーズレー 1　ロクロから旋盤へ 2　シリンダーをけずる問題 3　手を開放した刃物台 4　近代工作機械への道

1  ロクロから旋盤へ top

　ギリシア神話にでてくる、鍛冶屋の神、商業の神、雷の神などは、とても人間にはできそうもないことをやってのける。
　そういう神話を読むと実に愉快だ。
　こんにちでも、ポパイやスーパーマンがそうだ。
　人間は大昔から、自然を征服したいという夢をいだきつづけてきた。
　そして、いろいろな物語を書いてきた。そういう物語には、
　「ひけ！　自動のこぎり。」
　「われ！　自動ハンマー。」
　などと人間が命令するだけで、苦しいのこぎりひきや、石わりをやってくれる自動機械があらわれる。
　もちろんその頃は、こんな機械などはなかった。
　こういう物語も、やはり人間が自然を支配し、人間にかわって仕事をしてくれる機械が現れることを、夢みてきた証拠だ。
　人間はこうして夢を追いながら、道具を発明したり、機械を作ったりして、人間の足や手や目や耳などの力をふやし、いろいろな仕事を、機械にやらせるようになった。

旋盤（せんばん）の仕事をする職人たち

　しかしこうして機械がたくさん使われるようになると、今度はそういう“機械を作る機械”が必要になってきた。
　機械のなかで、一番早くから進歩したのは、軸のような丸い棒をけずる“旋盤（せんばん）”と大砲の砲身のように、中を中空にけずる“中ぐり盤”だった。
　けずられる材料をグルグルまわしながら、刃物をあてて材料をまるくけずる仕掛は、かなり古くからあった。
　エジプトのある貴族の墓石にも、旋盤の絵がのこっている。
　旋盤のそばには、二人の奴隷がすわっている。
　一人は刃物を手にもって、工作物にあてかっている。
　旋盤の軸には、滑車が取付けられている。
　もう一人がその滑車に巻き付けられた、綱の端をひっぱって、工作物をグルグルまわしている。
　“工作物を回転させて形を作る”という技術は、土器作りに使われたロクロの技術からきたものにちがいない。
　同じような旋盤は、ローマのある職人の壷にも絵がのこっている。
　しかしその旋盤は、弓のつるの力で、材料をまわすようになっている。
　これらの旋盤は、一つの仕事をするのに、四つの手が必要だった。
　ところが中世になると、上図右のような「足ぶみ旋盤」が現れてきた。これは、うまい考えだった。
　足でふみ板をふむと、材料にまきつけた綱が、品物を回転させる。
　その時刃物を手にもって、材料にあててけずる。ふみ板が下につくと、足をはずす。
　すると弓についた綱が、品物を逆回転させながら、ふみ板をひきあげる。
　こうなれば、一人で作業をすることができる。だが、この旋盤には、大きな欠点があった。
　弓がふみ板をひきあげるあいだは、材料は逆回転してしるので、刃物をあてることができなかった。

2  シリンダーをけずる問題 top

　「鋏屋、包丁とぎ！」
　「いかけ屋、いかけ屋！」
　今でも、とぎ師やいかけ屋が、こういってまわってくる。
　中世ヨーロッパでは、
　「車屋、車屋！」といって、旋盤工がまわってきた。
　彼らはいったさきで、旋盤を組み立てて車を作ってまわした。
　木材を加工している間は、こんなのんびりした旋盤工の仕事でまにあっていた。
　ところが、十八世紀も後半になって産業革命がおこると、機械技術者たちは、はたとゆきづまった。
　金属製の機械を作る必要がおきてきたからだ。
　金属をけずることのできる新しい工作機械の発明――技術者たちは、その発明を誰かがやってくれるまで、のんびりまっているわりにはいかなかった。
　古代や中世と違って、世の中が大きくかわったからだ。

3  手を開放した刃物台 top

　「歴史の逆戻り！」ともみえる。
　この頃になって旋盤工たちは、正確に仕事をするために、自分で足ぶみすることをやめて、もう一度大昔のように助手を使って、ハンドルで軸をまわすようにした。
　しかし、この逆戻りも、そのままいつまでもつづいたわけではない。
　水力や蒸気力が利用されるようになったからである。動力が旋盤をまわすようになっだのは、それからまもなくであった。
　スミートンは、中ぐり盤を水力で動かし、回転の問題な解決した。

　発明は、大勢の科学者や技術者の協力によって生まれる。――
　ウィルキンソンが、ワットの蒸気機関完成の土台となっただけではない。
　ワットが蒸気機関を作ったソホーの工場は、その当時、もっともすぐれたイギリスの労働煮が集っていた。
　ねじ切り、やすりかけなど、あらゆる作業に、イギリスでもっともすすんだ技術が使われたのだ。
　その当時ある詩人はうたっている。
　「ソホー！　そこでは天才と熟練とが、ヨーロッパの驚異とイギリスの誇りをつかさどる。」
　ウィルキンソンの旋盤は工作機械の一番大切な問題句解決した。元々金属を加工するには、基本になる二つの方法がある。
　「刃物を固定して材料を動かす。」
　「反対に材料を固定して刃物を動かす。」
　もちろん、刃物も材料も、回転運動をさせることもあれば、平面運動をさせることもある。
　ウィルキンソンは、シリンダーを水力か蒸気力で回転こそ、刃物を刃物台に固定して、シリンダーの内側をけずったのだ。
　どんなに複雑な工作機械でも、このような材料と刃物の運動の組みあわせて、材料を切りくずしたり、みがいたりしているのだ。
　けれどもウィルキンソンの旋盤には、まだ不便なところがあった。
　材料をけずるにしたがって、刃物を移動させなければならない。
　ところが、ウィルキンソンの旋盤では、歯車でバイトを動かすので、非常に不便だった。
　刃物台そのものを、自由に運動させるという仕事は、ヘンリイ・モーズレイに残されていた。

4  近代工作機械への道 top

　モーズレイははじめ、鍛冶屋の職人だった。のちに、こみいっだ錠前の発明で有名な、ブラーマの弟子にだった。
　ブラーマはその頃、イギリスでも一流のかざり屋で、鍛冶屋もやっていた。
　モーズレイはブラーマのもとで、旋盤工としての腕をみがいた。
　そして一七九四年、全金属製の旋盤を作り上げ、九七年にブラーマから独立するまで、それに改良を加えた。
　モーズレイの作った旋盤には、“送り台”がついていた。
　これぱすばらしい今明だった。――人間の手にかわって金属をけずる。
　バイトはそのまえから人間の手からになれ、機械にうつされていた。
　しかしそれは、大変無器用な手だった。
　それは歯車で、少しずつしか動かせなかったからだ。
　ところが、モーズレイは、このバイトを送り台に取付けた。
　そして、バイトをもった送り台を、左右前後、どちらにでも品物のまわりを、自由に動くことができるようにしたのだ。
　こうなると、人間の手が、いろいろな動作であめ細工などをやるように、旋盤はいろいろな仕事をするようになった。
　たとえば、はじめに丸棒の端面を平面に仕上げ、そして次にバイトを取替て、丸棒の外径（外側のさしわたし）をきめられた寸法にけずる。
　端面のはしは、四五度の面をとって滑らかにし、最後につっ切りバイトで、きめられた寸法に切っておとす。
　そして、それをチャック（工具・加工物を固くつかむ、一種の回転万力）に反対にくわえ、もう一方の端面を仕上げて面をとる。
　こういうような一つづきの加工を、一台の旋盤がやってのけるようになったのだ。
　もう一つ、モーズレイの旋盤には、近代的な工作機械への道を切り開いた装置があった。
　送り台は親ねじの回転で送られ、バイトを移動させる仕組になっていた。
　しかし、品物によって、この送りの早さを加減しなげればならない。
　そこで、初めのうちは、送りの早さをかえるために、いろいろなピッチ（早さ）の親ねじと取替ねばならなかった。
　送り台はバイトをかかえ、親ねじが送り台の早さを加減するようになっていたので、職人たちはこの送り台を“モーズレイの乳母車”といって笑った。
　ここで、モーズレイにすばらしい考えがうかんだ。
　送り台の早さを加減するには、いちいち親ねじを取替なくても、親ねじを動かす歯車を取替、親ねじの回転速度をかえればよいことがわかったからだ。
　“換歯車（かえはぐるま＝チェンジギヤ）”によって速度を変えるという考え方は、まっすぐに近代工作機械へつながるものである。
　こんにち、換歯車はもう使われなくなっているけれども、“速度をコントロール（調節）”して、けずる早さを加減する方法は、あらゆる工作機械に利用されているからだ。
　ここから近代的な工作機械への道はひらけてきた。
　一八一七年、リチャード・ロバートは、平面を作り上げる“平削り盤”を発明し、つづいてイギリスのジョゼフ・ホイットワースは、自分が経営している工場で、全く独創的な旋盤・平削り盤・穴開けねじ切り機など、いろいろな工作機械を作った。
　一八三〇年から一八四〇年の間には、ネスミスはたて削り盤を完成し、アメリカのホイットニーは、世界最初の平フライス盤を作った。
　そのうち五五年になると、アメリカのストーンは、バイトをいくつも取付け、いろいろな工作をいっぺんにやってのける“ターレット旋盤”を発明した。
　このように、十九世紀の一八五〇年前後のアメリカ、イギリスには、世界中でこんにち使われている各種の工作機械は、ほとんど全部出そろった。
　そして、大量生産への道が開かれた。