トリップハンマー
オーストリア南部のトラッテンバッハ村に設置された1960年代のトリップハンマー
同じトリップハンマーが作動し、打撃部で折りたたみナイフを成形している

トリップハンマーは、ティルトハンマーまたはヘルブハンマーとも呼ばれ、大型の動力ハンマーです。トリップハンマーの伝統的な用途には、農業における穀物の粉砕、皮剥ぎ、研磨などがあります。鉱業では、トリップハンマーは金属鉱石を細かく砕くために使用されていましたが、この作業にはスタンプミルがより一般的でした。精錬所の鍛冶場では、錬鉄から作られたブルームをより加工しやすい棒鉄に引き抜くために使用されました。また、錬鉄、ラテン（真鍮の初期の形態）、鋼鉄、その他の金属 で様々な製品を加工するためにも使用されました。

鍛冶場（ハンマーミル、ハンマーフォージ、ハンマーワークスなどとも呼ばれる）には、1台または複数台のトリップハンマーが設置されていました。ハンマーは通常、カムによって上昇し、その後解放されて重力で落下します。歴史的には、トリップハンマーは水車による油圧で駆動されることが多かったです。

トリップハンマーは、西漢の時代から中国帝政で使用されていたことが知られています。同時代のギリシャ・ローマ世界にも存在し、 12世紀の中世ヨーロッパでの使用に関する証拠がより多く残されています。産業革命期にはトリップハンマーは廃れ、パワーハンマーに取って代わられました。多くの場合、複数のハンマーが、中央に設置された電源から 一連のラインシャフト、プーリー、ベルトを介して駆動されていました。

初期の歴史

トリップハンマーを備えた穀物加工工場の模型。中国、東漢時代、西暦25～220年

中国

王震（ 1290～1333年活躍）作「農書」の水力式トリップハンマー

古代中国では、乳鉢と乳棒の使用からトリップハンマーが進化し、さらに踏み板で操作するティルトハンマー（中国語：碓、ピンイン：dui、ウェード式：tui）が生まれました。[ 1 ]後者は、てこと支点（片方の端に足の重みで圧力をかけることで操作する）を使用する単純な装置で、主回転軸にも一連の留め具または突起がありました。[2] この装置により、穀物の脱皮や精米などの穀粒を搗く作業が可能になり、手と腕を使った手動の搗き作業が不要になりました。

中国の歴史家たちは、その起源は周王朝（紀元前1050年～紀元前221年）にまで遡ると主張しているが、英国の中国学者ジョセフ・ニーダムは、この装置について記述した最古の文献は紀元前40年の『集集阮辞典』、紀元前15年の楊雄の『方言』、そして「最良の記述」である桓旦が紀元20年頃（王莽の簒奪期）に著した『新論』であると考えている。 [ 3 ]後者の書物では、伝説の伏羲が杵と臼（これはティルトハンマー、そしてトリップハンマーへと発展した）を考案したとされている。著者は神話上の伏羲について語っているものの、彼の著作の一節には、水車とトリップハンマーが紀元1世紀までに中国で広く使用されていたことを示唆する記述がある（中国の水力冶金については杜子春を参照）。

伏羲は杵と臼を発明しました。これは非常に有用であり、後に巧妙に改良され、体重全体を使って杵を踏むことができるようになりました。これにより、作業効率は10倍に向上しました。その後、ロバ、ラバ、牛、馬といった動物の力も機械化され、水力も杵に利用されるようになり、作業効率は100倍に向上しました。[ 4 ]

しかし、この一節や漢時代の他の初期の文献は、トリップハンマーではなく、むしろ水梃子について言及している可能性がある。[ 5 ] [ 6 ]その後の研究では、同時代の漢時代の葬儀用陶器2点に水圧ハンマーが描かれていることが示され、漢王朝時代にはトリップハンマーの電池に垂直水車が使われていたことが証明された。[ 7 ]

流体動力式トリップハンマーセット。宋応興（1587-1666）著『天宮開武』1637年版の挿絵。

彼の記述から、すりこぎ棒と臼を表す古い中国語の用語（dui、tui）が、水力で動くトリップハンマーを表す中国語の用語（中国語：水碓、ピンイン：shuǐ duì、ウェード＝ジャイルズ：shui tui ）にすぐに置き換えられることがわかります。[ 2 ]漢代の学者で詩人の馬容（79-166年）は、彼の詩の一つで「水の響き渡る洞窟で槌を打つ」ことについて述べています。[ 4 ] 『後漢書』に記述されているように、西暦129年に官吏の于胥は漢の皇帝舜に、トリップハンマーが祁連山脈を通る運河を経由して漢の中国から西羌族に輸出されていると報告しました。[ 4 ]官吏の孔容（153-208年）は、彼の著書『柔行論』の中で、トリップハンマーの発明は、（昔の賢人たちの相対的な業績と比較して）彼の時代の賢明な人々によって作られた製品の優れた例でした。[ 4 ]西暦3世紀には、政府の高官で技術者の杜于が、 1つの大きな水車を動かすように配置された複数のシャフトを備えた複合トリップハンマー電池（連枝堆）の使用を確立しました。[ 8 ] 4世紀の中国の文献には、数百台のトリップハンマーマシンを所有し操作していた人物について書かれた記述があり、その中には中国全土の30を超える行政区で数百台のトリップハンマーの操作を担当した尊敬すべき数学者、王容（西暦306年没）、鄧愈（西暦326年没）、史充（西暦300年没）などがいます。[ 9 ]唐代（西暦618～907年）と宋代（960～1279年）にはトリップハンマーに関する多数の言及があり、明代（西暦960～1279年）にはトリップハンマーに関する記述があります。福建省の製紙工場でトリップハンマーが使用されていたことを報告している王朝時代（1368-1644年）の文献がある。[ 10 ]

中国製のトリップハンマーは、より効率の良い垂直設置型水車で駆動されることもあったが、中国では横置き型水車をトリップハンマーの駆動に用いることが多かった。また、横置き型ハンマーも用いられた。 [ 11 ]リカンベントハンマーは、1313年、中国の古代および現代（中世）の冶金学に関する王震の著書『農書』の出版時に、中国の図解で確認されている。 [ 12 ]宋応興（1587-1666）が1637年に執筆した百科事典にもトリップハンマーの図解が掲載されている。[ 13 ]

中国におけるカムの使用は水平型に限られており、籾すり機、さらに後になって雲母搗き機、製紙工場、製材所などを含む「少数の機械」に限られていたが、縮絨機、鉱石粉砕機、鍛造ハンマーについては知られていなかった。[ 6 ]

古典古代

カルレグ・プムサントや類似のモルタルブロックに見られる規則的な凹みは、機械で操作されるトリップハンマーによるものだと考えられています。[ 14 ]
ローマ時代の石造スタンプ電池用金床

水力トリップハンマーの主要構成部品である水車、カム、ハンマーは、ヘレニズム世界で知られていました。[ 15 ]初期のカムは、紀元前3世紀の水力オートマタに見られます。 [ 16 ] [ 17 ] MJTルイスによると、フルート奏者の機構は9世紀にペルシャのバヌー・ムーサ兄弟によって記述されており、ペルゲのアポロニウスに「合理的に」帰属できるもので、水力トリップハンマーの原理に基づいて動作します。[ 18 ]

ローマの学者プリニウス（『博物誌』第18巻、23.97）は、水力で動く乳棒が西暦1世紀までに イタリアでかなり普及していたことを示しています。

イタリアの大部分では、靴を履いていない乳棒と、水が流れるときに回転する車輪、そしてトリップハンマー [モラ] が使用されています。

一部の学者は、この箇所を水車を意味すると見なしましたが、[ 19 ]その後の研究では、mola は穀物を叩いたり脱穀したりするために使用された水力式のトリップハンマーを指すに違いないと主張しました。[ 20 ] [ 16 ]その機械的な特徴は、ルキウス・ポンポニウス(紀元前100-85年活躍)が、落石で常に稼働していたタイプの製粉機であるフラーの製粉機に言及している以前の文献からも示唆されています。 [ 21 ] [ 22 ]しかし、ポンポニウスの断片的なテキストの翻訳には誤りがある可能性があり、製粉機または石臼を意味するとよく考えられているmola を、水力式のトリップハンマーを指すように翻訳していることが指摘されています。[ 23 ]すりこぎ棒を使った穀物をすりつぶす機械や普通の水車は、5世紀半ばのジュラ地方のコンダのロマヌスによって設立された修道院ですでに存在が確認されており、トリップハンマーの知識が中世初期まで続いていたことを示しています。[ 16 ]

イタリアのサエピヌム遺跡では最近、後期古代の水車が発掘された。この水車では皮なめしにトリップハンマーが使用されていた可能性がある。これは古典的な文脈におけるこの種の水車の最も古い証拠である。[ 24 ] [ 25 ]

トリップハンマーが最も広く利用されたのはローマ時代の鉱山で、深部鉱脈の鉱石はまず細かく砕かれ、その後の加工に使用されました。[ 26 ]ここでは、石の金床の大きな凹みの規則性と間隔が、カムで操作する鉱石スタンプの使用を示しており、これは後の中世の鉱山の装置によく似ています。[ 26 ] [ 14 ]このような機械的に変形した金床は、ドラウコシ（ウェールズ）やイベリア半島を含む西ヨーロッパの数多くのローマ時代の銀と金の鉱山跡で発見されており、[ 26 ] [ 14 ] [ 27 ] [ 28 ]年代が特定できる例は1世紀と2世紀のものです。[ 29 ]ドラウコティでは、これらのトリップハンマーは油圧駆動であり、おそらく他のローマ時代の鉱山現場でも同様であった。そこでは、大規模なハッシングと地面の水路潅漑技術が使用されていたため、大量の水が機械の動力源として直接利用できた。[ 26 ] [ 30 ]しかし、スペインとポルトガルの金床はどれも製粉所の現場と確実に結び付けられるものではない。しかし、ほとんどの鉱山には容易に利用できる水源と水路システムがあった。[ 14 ]同様に、プムセイント石の年代をローマ時代に定めることは、石が移動された可能性があることを考慮しておらず、一連の相互に関連する可能性に依存しており、そのうちの1つが崩れれば、ローマ時代の年代の結論を危うくすることになる。[ 14 ]

中世ヨーロッパ

ゲオルギウス・アグリコラの水力鉱石破砕機

水力で動く機械化されたトリップハンマーは、12世紀までに中世ヨーロッパで再び登場しました。その使用については、1135年と1175年に書かれたシュタイアーマルク州（現在のオーストリア）の中世の文献に記載されています。[ 31 ] 1116年と1249年の中世フランスの文献はどちらも、機械化されたトリップハンマーが錬鉄の鍛造に使用されたことを記録しています。[ 31 ] 15世紀までの中世ヨーロッパのトリップハンマーは、ほとんどの場合、垂直の乳棒スタンプミルの形をしていましたが、初期の中国のバージョン（水平水車を使用することが多かった）よりも垂直の水車がより頻繁に使用されていました。[ 10 ]有名なルネサンス時代の芸術家で発明家であるレオナルド ダ ヴィンチは、鍛冶場ややすりがけ機械で使用するためのトリップハンマー、つまり垂直の乳棒スタンプミルタイプのものを頻繁にスケッチしました。[ 12 ]ヨーロッパで描かれた鍛冶屋のハンマーの最も古いイラストは、おそらく1565年に書かれたオラウス・マグヌスの『北方民族の記述』でしょう。 [ 12 ]この木版画には、3つのマルティネットと水車がオズモンド・ブルームリーの炉の木と革のふいごを動かしている場面があります。[ 12 ]横たわったハンマーがヨーロッパの美術作品に初めて描かれたのは、サンドラートとゾンカによるイラスト（1621年）でした。[ 12 ]

種類

トリップハンマーは、横たわったヘルブの先端にヘッドが取り付けられているため、ヘルブハンマーとも呼ばれます。特定の状況でどちらのタイプが使用されるかは、その動作によってヘルブにかかる負荷の大きさによって左右されたと考えられます。ヘルブは通常木製で、鋳鉄製のリング（ハーストと呼ばれる）に取り付けられ、そのリングが軸として機能していました。しかし、19世紀には、最も重いヘルブはハーストを組み込んだ単一の鋳物であることもありました。

アビーデール工業村の水力ハンマー

ティルトハンマーまたはテールヘルブハンマーは、ハンマーが取り付けられているヘルブの中央にピボットがあり、ヘッドの反対側の端を下方に押すと持ち上がります。実際には、このようなハンマーのヘッドはハンドレッドウェイト（約50 kg）に制限されていたようですが、非常に速いストローク速度が可能でした。これにより、刃物取引に適した小さなサイズに鉄を引き抜くのに適していました。そのため、シェフィールド周辺には「ティルト」と呼ばれるこのような鍛冶場がたくさんありました。これらは、真鍮（または銅）の鍋やフライパンを作るための真鍮バッテリー工場でも使用されていました。バッテリー工場では（少なくとも）1つの電源で複数のハンマーを動作させることができました。ドイツでは、最大300 kgのティルトハンマーがハンマーミルで鉄を鍛造するのに使用されていました。水車で駆動される、現在も動作するハンマーは、たとえばエルツ山脈のフローナウアーハンマーで見ることができます。

ベリーヘルブハンマーは、精錬所の鍛冶場でよく見られる種類のもので、銑鉄を鍛造可能な棒鋼に加工するために使われました。このハンマーは、カムが軸とヘッドの間のヘルブを叩くことで持ち上げられました。ヘッドは通常4分の1トンの重さがありました。これはおそらく、ヘッドがそれ以上重いと木製のヘルブにかかる負担が大きすぎるためでしょう。

ノーズヘルブハンマーは、18世紀後半から19世紀初頭までは珍しいものだったようです。これはヘッドより上に持ち上げられました。現存するノーズヘルブ[ 32 ]や写真に写っているもの[ 33 ]は鋳鉄製と思われます。

終焉

蒸気動力のドロップハンマーがトリップハンマーに取って代わりました（少なくとも大型の鍛造品においては）。 ジェームズ・ナスミスは1839年にドロップハンマーを発明し、 1842年に特許を取得しました。しかし、 18世紀末のパドリング導入に伴う圧延機の改良により、当時、鉄鋼業界における鍛造の重要性は低下していました。それでもなお、シングルリングにはハンマーが必要とされ続けました。

参照

参考文献

  1. ^ニーダム、第4巻、第2部、183。
  2. ^ a bニーダム、第4巻、第2部、390。
  3. ^ニーダム、第4巻、第2部、184。
  4. ^ a b c dニーダム、第4巻、第2部、392。
  5. ^テリー・レイノルズ著『百人一首 垂直水車の歴史』ジョンズ・ホプキンス大学出版局、1983年、26-30頁
  6. ^ a bルイス 1997、p. 118
  7. ^シャオレイ 2019、p. 115
  8. ^ニーダム、第4巻、第2部、393。
  9. ^ニーダム、第4巻、パート2、392-393。
  10. ^ a bニーダム、第4巻、第2部、394。
  11. ^ニーダム、第4巻、パート2、391–392。
  12. ^ a b c d eニーダム、第4巻、第2部、395。
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  15. ^ウィルソン 2002、22ページ
  16. ^ a b cウィルソン 2002、p. 16
  17. ^ルイス 1997、84～88ページ
  18. ^ルイス 1997、86～88ページ
  19. ^テリー・レイノルズ著『百人より強い。垂直水車の歴史』ジョンズ・ホプキンス大学出版局、1983年、355ページ、脚注51
  20. ^ルイス 1997、101–105ページ
  21. ^ルイス 1997、94頁以降。
  22. ^ウィルソン 2002、p.16、脚注93
  23. ^フロール 2013、102ページ
  24. ^ Brun & Leguilloux 2014、160～170ページ、特に162
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  26. ^ a b c dウィルソン 2002、21頁以降。
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  28. ^サンチェス＝パレンシア・ラモス、フランシスコ＝ハビエル (1984/1985): 「ロス・«モルテロス»・デ・フレズネド (アランド) y セコス (イビアス) y ロス・ラバデロス・デ・オロ・ロマーノス・エン・エル・ノロエステ・デ・ラ・イベリカ半島」、『ゼフィラス』、Vol. 37/38、349–359ページ (356f.)
  29. ^ウィルソン 2002、p. 21、脚注110
  30. ^ルイス 1997、106–1010ページ
  31. ^ a bニーダム、第4巻、第2部、379。
  32. ^例えばアビーデール工業団地
  33. ^例えばバーミンガム博物館・美術館の金属工芸ギャラリー

参考文献

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  • 宋英星訳、孫益土禅、孫秀川序文：天公開武：17世紀中国の技術（ユニバーシティパーク：ペンシルベニア州立大学出版局、1966年）。
  • Xiaolei, Shi (2019)「古代中国の油圧式ティルトハンマー」、Baichun, Zhang; Marco, Ceccarelli (eds.)、Explorations in the History and Heritage of Machines and Mechanisms、Springer Nature Switzerland AG、pp.  113– 122、ISBN 978-3-030-03537-2
  • フロール、ミコ（2013）『フルロの世界：ローマ帝国における労働、経済、社会』オックスフォード大学出版局、102頁、ISBN 978-0199659357
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