クエリ: 18世紀の産業革命期に織布工程の能率を上げることに貢献した「飛び杼 」 を考案したイギリスの発明家は誰?
文章: ジョン・ケイ (飛び杼) 1726年には長女レティス、1728年には長男ロバートが生まれた。ベリーにて織機の改良に取り組み続け、1730年、毛糸を製造する機械の特許を取得した。
文章: 生産技術 近代的な生産技術は産業革命から始まる。 17世紀前半、スペインの無敵艦隊に勝ったイギリスは、植民地の経営に本格的に乗り出し始める。植民地で原材料を作り、イギリス本土で加工し、世界中に売りさばいた。特に綿製品は飛ぶように売れ、作れば作っただけ売れるという状態だった。この好況を背景に、大量生産への要請が高まった。 大量生産のために次々に紡績機械が開発された。また、作業の合理化のために人々を一箇所に集めて同時に作業をさせる工場というシステムが発明された。 しかし動力源は水車、風車、家畜、人力などに頼っていた。この頃の生産形態は工場制手工業と言われる。 工場制手工業が発達するにつれて、生産性や能率を向上するノウハウや概念が確立しつつあった。蓄積された資本も巨大になり、資本家の力が強くなっていった。 文章: 印刷機 産業革命の黎明期ではグーテンベルク型の手動印刷機の構造は基本的に変わっていなかったが、その構造における新たな材質が、他の革新もあるなか印刷効率を徐々に改善していった。1800年までに、スタンホープ伯爵(第3代)は完全に鋳鉄で印刷機を作り、必要な力を90%に減らして印刷面積を2倍にした。1時間あたり480ページという容量で、スタンホープ印刷機は旧型印刷機の出力の2倍になった。とはいえ、伝統的な印刷方法であるがゆえの限界が明らかになってきた。2つのアイデアが印刷機の設計を根本的に変えた。1つ目は機械を動かすための蒸気機関の使用、2つ目はシリンダー(圧胴)の回転運動による平らな台の置き換えである。両要素は1802年から1818年の間に、ドイツの印刷工フリードリヒ・ケーニヒによって考案された一連の印刷機設計において初めてうまく実装された。 文章: 織物 機織りは旧石器時代には行われていた証拠が発見されている。例えばチェコ・モラヴィア地方のドルニ・ベストニツェ(英語版)の遺跡では不明瞭なものながら織物の圧痕が見つかっている。新石器時代の遺物としては、トルコのチャタル・ヒュユク遺跡から紀元前7千年紀の織物が発見されている。エジプトでも、紀元前5000年ごろと見られるファイユーム出土の亜麻織物の断片や、紀元前3000年~2000年の衣類等が発見されている。ファイユームの断片では1cm四方あたり縦横に12本と9本の糸が使われている。またバダリ文化(英語版)の遺跡等から織物工房を描いた皿等も発見されている。ナイル川流域では主にアマが繊維として使われた。最初期の織機は経糸の端に錘を付けてぶら下げる竪機であったが、次第に技術が発達して、各地の文明において複雑な機構を持つ竪機や水平機が開発されたと考えられている。シュメールでも織物が織られていた。 文章: 硫酸 1746年にイギリスの化学技術者ジョン・ローバック (John Roebuck) が反応容器の素材をそれまでのガラスから鉛に変え、鉛室法の基礎を確立した。硫酸の製造コストを大幅に引き下げることができたため、鉛室法の工場はイギリス中に広まった。繊維の漂白剤の製造に硫酸が欠かせなかったことから、17世紀から18世紀当時の産業革命の進展に大いに寄与した。 1793年、フランスの化学者ニコラ・クレマン (Nicolas Clement) とシャルル・デゾルム(英語版) (Charles Bernard Dsormes) が鉛室法を完成した。鉛の容器中で硫黄と硝石に「空気を通じながら」燃焼させたことに特徴がある。クレマンとデゾルムは、1811年にヨウ素を発見した化学工業家ベルナール・クールトアの友人であり、ヨウ素のサンプルの分析を依頼されて発見を再確認し、1813年11月29日にクールトアの業績を公開している。 その後、鉛室の前段階で硫黄を燃焼させ、三酸化硫黄を製造する工程が発明された。 文章: 近代化 これらは、インド産の綿花を原料としていた。イギリスで産業革命が始まった要因として、通常は、原料供給地および市場としての植民地の存在、ピューリタン革命・名誉革命による政治的・法的な環境、蓄積された資本ないし資金調達が容易な環境、金融経済の発達および農業革命によってもたらされた労働力などがあげられる。ただし実際には、これらの条件の多くはフランスでも大差がなかった。決定的に違うものがあるとすれば、それは植民地の広がりであった。イギリス産業革命は1760年代に始まるとされることが多いが、七年戦争(北米ではフレンチ・インディアン戦争)が終結し、アメリカやインドにおけるイギリスの優位が決定づけられたのは1763年のパリ条約であった。 文章: 紡績機 昔から、植物の繊維や動物の毛から糸を作り、布を作るという作業が行われてきた。それら天然繊維は、採取したまま布を作れるほど長くは無く、太くも無い。そのため、人々は天然繊維を撚って(=細長くねじって)糸にした。この作業が紡績である。後に糸車を使うようになった。長い間その方法が使われてきたが、15世紀イタリアのボローニャでは、運河の水力を用いた紡績機が作られたが、その仕組みは長らく秘密とされた。18世紀になってイギリスが産業革命を迎えると、全ての工業製品が不足するようになり、糸についても簡単に大量生産する方法が模索された。 イギリスにおける綿織物の人気と自動織機の発達は綿糸の需要を拡大し、綿糸の生産性をあげる発明が相次いだ。紡績はイギリスの産業革命を飛躍させた重要な分野であった。紡績機は当初水力や蒸気機関を動力源としていたが、現在では電気を使っている。紡績機の登場によって糸の生産量は格段に増加した。 文章: 産業革命 また、これ以外の産業技術の開発もこの時期に進んだ。1791年にはフランスのニコラ・ルブランがソーダ灰(炭酸ナトリウム)の大量生産法を発明し、このルブラン法によってアルカリを大量に使用するガラス産業などの原料供給のネックが解消され、ガラスの増産が進んだ。製紙業においては、1798年にフランスのルイ=ニコラ・ロベールが連続型の抄紙機を発明し、1799年にはイギリスのヘンリー・フォードリニアがこれを実用化した。印刷業においては、1800年にイギリスのチャールズ・スタンホープ(スタナップ)が鉄製で手動のスタンホープ(スタナップ)印刷機を発明し、それまでの木製のグーテンベルク印刷機にとってかわった。1811年にはドイツのフリードリヒ・ケーニヒが蒸気式の印刷機を開発し、製紙と印刷の改善によって出版がよりいっそう盛んとなった。建材においては、ジョン・スミートンが1756年頃に水硬性石灰の水硬性の条件を特定したことからセメントの研究が進み、1824年にはジョセフ・アスプディンがポルトランドセメントを発明し、以後セメントは重要な建築材料の地位を占めるようになった。照明においても、1792年にウィリアム・マードックがガス灯を発明し、19世紀初頭にはヨーロッパで普及した。 木材不足によって、木炭に変わる燃料として石炭の採掘が盛んになると、炭坑に溜まる地下水の処理が問題となった。こうした中、1712年にニューコメンによって蒸気機関を用いた排水ポンプが実用化された。ただしこれは効率の悪いもので、産出された石炭のかなりが蒸気機関の運用に使用されたといわれているが、ともかくもこれによって鉱山の排水は改善され、石炭の生産は増大した。 1765年、ジェームズ・ワットが蒸気機関から復水器を独立させたことで、蒸気機関の能力は著しく増大し、真に動力源として革命的なものとなった。これによりエネルギー効率が大幅に改善され、燃料の75%の節約が可能となったのである。実用化にはしばらく時間を必要としたが、1775年にマシュー・ボールトンの出資を受け、ボールトン・アンド・ワット商会を設立してからは設計は順調に進み、1776年には最初の実用的なワット蒸気機関が完成した。さらにワットは1781年に遊星歯車機構の特許を取り、蒸気機関のエネルギーをピストン運動から円運動へ転換させることに成功した。この蒸気機関の改良によって、蒸気機関は鉱山排水のみならずさまざまな機械に応用されるようになった。それまで工場は水力を利用するために川沿いに建設するほかなかったが、ワットが蒸気機関を改良したことによって、川を離れ都市近郊に工場を建設することが可能となった。これにより新興商工業都市はさらなる成長を遂げるが、一方で過密による住環境の悪化を招くこととなる。ワットは爆発事故を防ぐために蒸気機関を高圧で使用することを禁じていたが、1800年にワットの特許が切れるとリチャード・トレビシックらによってさっそく蒸気機関の高圧化がはかられ、出力を急上昇させた蒸気機関はさらに多くの用途を持つようになった。 文章: フランシス・ヘンリー・トレビシック フランシス・ヘンリー・トレビシック(Francis Henry Trevithick、1850年7月23日 - 1931年4月18日)は、イギリスの機械技術者。 文章: ボルクホルツハウゼン トイトブルクの森を抜けるボルクホルツハウゼンの峠道は重要な山越えの街道として本市の成立に大きく寄与した。オルデンドルフ地区、カーズム地区、ボルクホルツハウゼンの横谷にある青銅器時代初期の納骨墓地は、紀元前1500年頃に定住がなされていたことを示している。 1100年頃ボルクホルツハウゼンは裁判所所在地となった。1096年に Holthus 村が記録されているが、カルヴェラーゲ伯ヘルマン2世が建設したラーヴェンスベルク城(城 = Burg)に近いことから、1317年以降 Borgholthusen と呼ばれた。同じ年に初めて oppidum(地方都市)という表記がなされている。1488年にヴェールターおよびハレとともに Wibbold あるいは Vichbold としてラーヴェンスベルク伯領となり、1609年に伯領とともにブランデンブルク選帝侯領に併合された。1669年、ボルクホルツハウゼンにライネンレッゲが設けられた。これは邦有のリンネル織り製品展示・検査施設である。 ボルクホルツハウゼンは、1719年4月17日、フリードリヒ・ヴィルヘルム1世によって、ラーヴェンスベルク地方の他の町とともに都市に昇格した。これは都市行政の近代化と様々な産業・手工業分野の定着をもたらした。リンネルの紡績、織布産業は、17世紀から18世紀の重要な産業分野であった。18世紀末にはリンネル織りの交易も盛んになった。布地はエルバーフェルト(現在のヴッパータール)を通ってラインラントに入りオランダへ、あるいはブレーメンを通ってイングランドへ運ばれた。しかし、1820年以降イギリスの機械織りが競合品として登場すると、手工業はこれに歩調を合わせることができなくなり、リンネルの紡績業や織布業はボルクホルツハウゼンを含むラーヴェンスベルク地方全域で衰退した。 文章: 近世から近代にかけての世界の一体化 一方、茶は、トマス・トワイニングが1706年、「トム・コーヒーハウス」を開業するかたわら、家庭でも喫茶できるよう茶葉の小売りを開始して、喫茶の大衆化をすすめ、1717年にはイギリス最初のティー・ハウス「ゴールデン・ライアンズ」を開いた。 これに伴い、砂糖消費が増え、中国製ならびに日本製陶磁器の需要も増加した。18世紀中葉のシノワズリの流行も陶磁器装飾をはじめとする中国の文物に触発されたものだった。陶磁器の需要増加に伴い、ヨーロッパ各地で陶磁器を生産するようになっていった。ドイツのザクセンのマイセンを皮切りに、イギリスではジョサイア・ウェッジウッドが陶器製造業者として王室や上流階級向けの贅沢な茶器を製作するようになった。ウェッジウッドは、1766年に国王ジョージ3世の王妃シャーロットからの称賛を浴びて「王室御用達」の陶工として認められ、その作品に「クイーンズウェア」と命名することを許された。その一方、産業革命勃興期にあたっていたことから、機械や動力を駆使して大量生産による廉価な実用品も開発、販売して茶器の大衆化に努め、実業家としても成功を収めた。 ヨーロッパにおける宮廷文化の発達と市民階級の台頭によって、保湿・吸水性にすぐれ、肌ざわりもよく、安価で装飾に適した綿織物の人気は上昇していった。とくにインド産綿織物は染色が容易で柔らかく、丈夫だったため、世界各地から求められ、18世紀のヨーロッパに「ファッション革命」をもたらしたといわれる。いかに木綿の原料を入手するか、あるいは、いかに綿製品を安価に大量に生産するかをめぐる競争や抗争は、18世紀以降の世界史を大きく動かしてきた。18世紀のインドにおけるカーナティック戦争をはじめとする英仏間抗争、アメリカ南部での綿花プランテーションの開始、イギリス産業革命における技術革新などはそのような歴史事象の例である。 文章: ジョセフ・ホイットワース サー・ジョセフ・ホイットワース準男爵(英: Sir Joseph Whitworth, 1st Baronet、1803年12月21日 1887年1月22日)は、イギリスの技術者、起業家。ウィットウォースとも表記される。近代的な精密工作技術の発展に貢献し、ウィットねじ(BSW)として知られる世界初のねじ規格を考案した。兵器製造でも知られている。 文章: リチャード・トレビシック 同年、農場での脱穀に使用する復水器のない別の高圧蒸気機関も製作している。これは従来の馬を駆動力とした脱穀よりも安くつき、大いに成功した。70年間使われ続け、その後サイエンス・ミュージアムに展示された。トレビシックの珍しいプロジェクトとして、西暦50年ごろアレクサンドリアのヘロンが作ったアイオロスの球によく似た「リコイル機関」(recoil engine) がある。中空の軸にボイラーからの蒸気を送り込み、ホイールの表面に空いた穴から蒸気を噴射させてねずみ花火のように回転させる仕組みである。最初に試作したものは直径4.6mのホイールを使い、その後直径7.3mのホイールを試した。利用可能なトルクを得るには蒸気を高速に噴射させる必要があり、期待した効率は得られなかった。これは今日の反動式蒸気タービンの原型である。 文章: 鉄道輸送 しかし、フランジ付き車輪とエッジレールの優位性が証明されこの時代の鉄道の標準となった。レールに使用されている鋳鉄は脆く重い負荷が掛かると簡単に破損してしまうため、重い荷重が掛かり続ける鉄道のレールとして満足のいくものではなかった。1820年にジョン・バーキンショーによって発明された錬鉄が鋳鉄に取って代わった。錬鉄(単に"鉄"とも)は破断する前にかなりの変形を受けることができる延性材料であったことから鋳鉄よりも鉄道のレールに適していた。しかし、1784年にヘンリー・コートが攪拌精錬法の特許を取得するまで、錬鉄の製造には莫大な費用が掛かっていた。1783年、コートは圧延法の特許も取得した。これらの製造法が確立されたことによりレールの製造コストが大幅に削減された。 文章: 豊田佐吉 佐吉と喜一郎の研究スタイルはかなり違っていた。佐吉は職人的な勘と努力で、喜一郎は科学的な分析から発明にたどり着こうとした。だが、この親子は発明という目的の前では、全く他のことは目に入らず、モノを作り出すことに最上の喜びを感じる人間であった。研究スタイルは違っていても、息子喜一郎は佐吉の遺伝子を色濃く受け継いだのである。喜一郎の小学生時代は全く目立たない子供であった。成績も良くなかった。佐吉はそのような息子を心配したり、将来を考えることもなく、妻の浅子に任せていた。実際、佐吉は息子が学校を下りたら、家の工場の仕事でもすれば良いと思っていた。喜一郎自身は父の佐吉をどのように思っていたかはわからないが、表面的には互いに無関心な親子のように見えたことは間違いないであろう。佐吉は数多くの織機を発明した。最後の最大の発明となったのが無停止杼換式自動織機である。通常G型織機と呼ばれているものである。 文章: イーライ・ホイットニー 1798年5月、アメリカ議会はフランスとの戦争勃発に備え、小火器と大砲の代金として80万ドルの予算を議決した。さらに精密な武器を製造できる者には、まず5,000ドルを与え、それが尽きたらさらに5,000ドルを与えるとした。借金を抱えていたホイットニーはこの契約を請け負った。契約は1年間だったが、彼は様々な理由をつけて1809年まで銃を納入しなかった。近年の研究により、ホイットニーが1801年から1806年までサウスカロライナに赴いて綿繰り機で利益を上げようとしていたことが判明している。ホイットニーは、部品ごとに専門化された単能工作機械を作るとともに、フランスのオノレ・ブランが考案した限界ゲージを実用化し、公差が均一な製品を作れるように、加工の標準化を図った。これにより、互換性部品の大量生産を可能にした。