フランク・J・スプレーグ

フランク・J・スプレーグ
フランク・J・スプレーグ、「電気牽引の父」
生まれる	( 1857-07-25 )1857年7月25日 ミルフォード、コネチカット州、米国
死亡	1934年10月25日（1934年10月25日）（77歳）[1]
母校	アメリカ海軍兵学校
知られている	電気工学
受賞歴	エリオット・クレソン賞 (1903) IEEEエジソン賞 (1910) フランクリン賞 (1921) ジョン・フリッツ賞 (死後、1935)
科学者としてのキャリア
フィールド	電気工学

フランク・ジュリアン・スプレイグ（1857年7月25日 - 1934年10月25日）は、アメリカの発明家で、電気モーター、電気鉄道、電気エレベーターの開発に貢献した。彼の貢献は、都市の規模を合理的に拡大すること（交通手段の改善による）と、商業地区へのビジネスの集中化（超高層ビルでの電気エレベーターの使用による）によって都市開発を促進する上で特に重要であった。 ^[1]彼は「電気牽引の父」として知られるようになった。科学と数学の才能を発揮したスプレイグは、1874年に米国海軍兵学校に採用され、1878年に卒業して2年間海上で過ごした後、電気工学の道を進むために辞職した。^[2]

スプレイグは1857年、コネチカット州ミルフォードで、デイビッド・カミングス・スプレイグと教師のフランシス・ジュリア・キング・スプレイグの子として生まれた^{[3] : 79 。}彼が10歳の時に母親が亡くなり、父親の勧めでニューヨークの叔母のもとへ送られた。彼はマサチューセッツ州ノースアダムズのドルーリー高校に通い、数学で優秀な成績を収めた。高校卒業後、ウェストポイントの入学試験を受けるためにマサチューセッツ州スプリングフィールドへ行ったが、どういうわけかメリーランド州アナポリスのアメリカ海軍兵学校の4日間の入学試験を受けることになった。^[4]彼は最高得点を獲得した（他に12人が受験した）が、学校に行くためには借金が必要だった。地元の請負業者と銀行が4千ドルを貸し付け、彼はメリーランドへ渡った^{[3] [ページ必要]}そこで彼は1878年のクラスで36人中7位で卒業した。^[5]

彼はアメリカ海軍の少尉に任命された。その後の海軍勤務では、まずUSSリッチモンド、次いでUSSミネソタに勤務した。^{[6] : 95}アジアにいる間、スプレイグはボストン・ヘラルドに寄稿する記事を書いた。^{[3] [要ページ] 1881年、彼の船が}ロードアイランド州ニューポートに停泊中、スプレイグは逆型ダイナモを発明した。ヨーロッパ艦隊の旗艦USSランカスターに転属した後、彼はアメリカ海軍の船に最初の電気呼び出しベルシステムを設置した。スプレイグは1881年にパリで開催された国際電気博覧会と、1882年にイギリスのシドナムで開催されたクリスタル・パレス博覧会に出席するために休暇を取り、そこでガスエンジン、ダイナモ、ランプの賞の審査員を務めた。

1883年、トーマス・エジソンのビジネス仲間であったエドワード・H・ジョンソンは、スプレイグに海軍の任務を辞してエジソンのもとで働くよう説得した。^{[3] : 81}給料2,500ドルで始めたスプレイグは、給料にも仕事にも満足していなかった。スプレイグはモーターに集中したかったが、白熱灯の開発に没頭していたエジソンはモーターに飽きていた。エジソンは、ペンシルバニア州サンベリーとマサチューセッツ州ブロックトンに照明システム用の中央発電所を建設していた建設部門の責任者にスプレイグを派遣した。^{[3] : 85}

スプレイグは、中央局配電用の主電源と給電線のエジソンのシステムを修正するなど、エジソンのために重要な仕事をしました。

1884年、彼は電気の開発に対する自分の興味は他にあると判断し、エジソンを離れ、スプレイグ電気鉄道・モーター会社を設立した。^{[6] : 96}

1886年までに、スプレイグの会社は2つの重要な発明を発表しました。固定ブラシを備えた定速非発火モーターと回生ブレーキです。^{[6] :96}駆動モーターを使用して主電源システムに電力を戻すブレーキ方式です。彼のモーターは、変化する負荷の下で一定の速度を維持した最初のものでした。それはすぐに人気を博し、エジソンによって利用可能な唯一の実用的な電気モーターとして承認されました。彼の回生ブレーキシステムは、電気列車と電気エレベーターの開発に重要な役割を果たしました。

スプレイグの発明には、架空線から電気を集める路面電車のシステムの設計に対するいくつかの改良が含まれていた。^{[7]彼は、1885年に}チャールズ・ヴァン・デポエールが開発したバネ仕掛けのトロリー柱の設計を改良し、路面電車のモーターの取り付けを大幅に改良し、ギアの設計を改善し、^[7]回生ブレーキが実用的であることを証明した。1887年後半から1888年初めにかけてトロリーシステムをテストした後、スプレイグは最初の成功した大規模な電気路面電車システムであるバージニア州リッチモンドのリッチモンド・ユニオン旅客鉄道を設置し、1888年2月2日に旅客運行を開始した。^[4]長い間交通の障害となっていたリッチモンドの丘は10%を超える勾配があり、当時 サンフランシスコのノブ・ヒルの最も急な勾配を登っていたケーブルカーとは対照的に、彼の新技術が他の都市に受け入れられるかどうかを試す絶好の場となった。

1888年の夏までに、ボストンのウエストエンド・ストリート鉄道のヘンリー・M・ホイットニーは、複数の路面電車が単一の電源で同時に始動するのを目撃し、改造に署名した。^{[8] : 10} 1889年1月までに、ボストンには最初の電気路面電車が導入された。これは、約8年後にトレモント・ストリート地下鉄 としてアメリカ大陸で初めて地下に潜る電車となった。^[9]この電車は非常に人気が高く注目されたため、詩人のオリバー・ウェンデル・ホームズは、新しいトロリーポール技術と、その頂点にいた火花を散らす接触シューについて詩を書いた。^{[8] : 10}

それ以来、多くの車で見かけるようになった

極めて単純なほうき。

どの棒にも魔女が乗っている

彼女の足に見える紐は結ばれています。

1年も経たないうちに、多くの都市で電気が高価な馬車に取って代わり始めた。1889年までに、スプレイグの機器を組み込んだ110の電気鉄道がいくつかの大陸で開始または計画されていた。1890年、スプレイグの機器のほとんどを製造していたエジソンがスプレイグの会社を買収し、スプレイグは電気エレベーターに目を向けた。しかし、彼は都市交通への電気の利用に引き続き関心を持ち、 1901年にロンドン地下鉄の大規模な拡張を提案した。^[10]

スプラグの電力供給システムは、1883年以来メードリングとヒンターブリュールの路面電車で日常的に使用されている最初の双極U字管架空線に比べて大きな利点がありました。

リッチモンドの路面電車を電化している間、乗客の定員と速度の増加から、スプレイグは垂直輸送、つまり電動エレベーターでも同様の結果が得られると考えました。彼は、エレベーター シャフトの定員を増やすことで、乗客の時間を節約できるだけでなく、低速の油圧式エレベーターがシャフトウェイで占める床面積によって高さが制限される高層ビルの収益も増加すると考えました。

1892年、スプレイグはスプレイグ・エレクトリック・エレベーター社を設立した。^[11]チャールズ・R・プラットと協力してスプレイグ・プラット・エレクトリック・エレベーターを開発し、その最初のものは1894年に郵便電信ビルに設置された。 ^[12]同社は、フロア制御、自動エレベーター、かご安全装置の加速制御、および多数の貨物エレベーターを開発した。スプレイグ・プラット・エレベーターは、油圧式や蒸気式のエレベーターよりも高速で、より大きな荷重でも動作し、世界中で584台のエレベーターが設置された。スプレイグは1895年に 会社をオーティス・エレベーター社に売却した。

スプラーグは電動エレベーターの経験から、電気鉄道の多連システムを考案し、それが電気牽引の発展を加速させました。多連システムでは、列車の各車両に電動牽引モーターが搭載されています。線路から通電されるリレーを使用して、機関士(または運転士) は列車内のすべての牽引モーターを同時に作動させるよう指示します。より軽量の列車には機関車は必要ないため、列車のすべての車両で収益を上げることができます。機関車が使用される場所では、1 人の人がすべての機関車を制御できます。

スプラーグの最初のマルチユニット受注は、イリノイ州シカゴのサウスサイド高架鉄道（地元では「L」として知られるいくつかの高架鉄道の最初のもの）からの受注でした。この成功に続いて、すぐにブルックリン、ニューヨーク、ボストン、マサチューセッツ州でも大規模なマルチユニット契約を獲得しました。

1896年から1900年まで、スプレイグはニューヨーク・セントラル鉄道のターミナル電化委員会に所属し、ニューヨーク市のグランド・セントラル駅も電化され、線路脇の信号に従う自動列車制御システムを設計した。彼はこのシステムの開発と構築のためにスプレイグ・セーフティ・コントロール＆シグナル・コーポレーションを設立した。ウィリアム・J・ウィルガスとともに、グランド・セントラル駅に通じる鉄道で使用されるウィルガス・スプレイグ底部接触型第三軌条システムを設計した。^[13]

第一次世界大戦中、スプレイグは海軍顧問委員会に勤めました。その後、1920年代に、床面積を節約するために、ローカルとエクスプレスの2つの独立したエレベーターを1つのシャフトで安全に稼働させる方法を考案しました。彼はこのシステムと、加速または速度が大きくなりすぎたときにエレベーターのかごの安全システムを作動させるシステムをウェスティングハウス社に販売しました。

スプレイグの電気牽引技術の発展により都市はより大きく成長し、エレベーターの開発により商業地区の集中化が進み、商業ビルの収益性が向上しました。スプレイグの発明により、現代のライトレールや高速輸送システムが可能になり、現在も同じ原理で機能しています。

1908 年から 1983 年まで運行されていたパリ地下鉄の象徴的なスプレイグ・トムソンの 車両は、現在でも「レ・ラム・スプレイグ(Sprague trainsets )」 と呼ばれています。

スプレイグのエンジンは遠くはオーストラリアのシドニー港でも使用されました。1900年から1980年にかけてコカトゥー島造船所で使用された5馬力のランデル電気モーターは、現在キャンベラのオーストラリア国立博物館に収蔵されています。^[14]

スプレイグは、1889年にパリで開催された国際電気博覧会で金メダルを受賞し、^[15] 1904年にルイジアナ購入博覧会で大賞を受賞し、 ^[15] 1904年にエリオット・クレソン・メダルを受賞し、[ 15 ] ^{1910年には「電気科学、工学、芸術における功績とその貢献」により}アメリカ電気学会（現電気電子学会）のエジソン・メダルを受賞した。 ^[1]

さらに、 1921年にフランクリンメダルを受賞し、1935年には死後にジョン・フリッツ金メダルを授与された。 ^[15]

スプレイグは2度結婚しており、最初はメアリー・キーティンジ^[要説明]、その後はハリエット・チャップマン・ジョーンズと結婚した。^[1]フランクとメアリーにはフランク・デズモンドという息子が一人いた。^{[誰? ] [16]フランクとハリエットに}はロバート・C・スプレイグ(発明家でもある)、ジュリアン・K、フランシス・Aという2人の息子と1人の娘がいた。^{[17] [要出典]}ロバートは1935年に父を偲んで次のように書いている。

フランク・スプレーグは生涯を通じて、そして最後の日まで、並外れた仕事の才能を持っていました...そして、新しい発明や新しい仕事に一度決心したら、疲れを知らず、常に改善に努めました。彼は非常に機敏な頭脳を持ち、中途半端な妥協を許しませんでした。仕事に対する彼の興味は決して消えることはなく、死のわずか数時間前に、最新の発明の新しく設計されたモデルをベッドサイドに持って来るように頼みました。^{[この引用には出典が必要です]}

スプレイグは1934年10月25日に死去した。^[1]彼は米海軍の儀礼に従ってバージニア州アーリントン国立墓地に埋葬された。 ^{[1] [18]}妻のハリエットも1969年に死去し、彼と共に埋葬された。スプレイグの死後、ハリエットは彼のコレクションから大量の資料をニューヨーク公共図書館に寄贈し、それらは現在も同図書館の貴重書部門を通じて一般に公開されている。^[19]ウィリアムズ大学チャピン図書館には、スプレイグの75歳の誕生日に贈られた6巻の祝辞や写真などの他の文書が保管されている。^[20]

1959 年、ハリエット・スプレイグは、コネチカット州イーストヘブンのショアライン・トロリー博物館のスプレイグ・ビルに資金を寄付しました。この博物館は、スプレイグの少年時代の家、ミルフォードからほど近い場所にあります。この博物館は、米国で営業中の最古のトロリー博物館であり、米国でも最大級のトロリー関連の遺物のコレクションを誇っています。

フランクの息子ロバート・C・スプレイグはスプレイグ・エレクトリック社を設立し、社長（1926年～1953年）およびCEO（1953年～1987年）として同社を率いた。最盛期には、スコットランド、フランス、イタリア、日本に工場を構え、米国内の複数の拠点で全世界で1万2000人の従業員を雇用し、コンデンサやその他の電子部品の大手メーカーとなった。スプレイグ・エレクトリック社は1979年にゼネラル・ケーブル社に買収され、 1992年にはビシェイ・インターテクノロジー社に買収された。 ^[21]

フランクとハリエットの孫で起業家のピーター・スプレーグは、ナショナル セミコンダクターの CEO に就任しました(1965 年 - 1995 年)。

1999年、孫のジョン・L・スプレイグとピーター・スプレイグがショア・ライン・トロリー博物館の新しい展示でテープカットを行い、1884年製のスプレイグ・モーターを始動させました。この博物館では、「フランク・J・スプレイグ：発明家、科学者、エンジニア」と題した常設展示で、「電気牽引の父」の役割と都市の発展における電気の役割についての物語が語られています。

2012年、ペンシルバニア・トロリー博物館は野良猫を保護し、スプレイグにちなんで「トロリー猫フランク」と名付けました。^[22]

2017年、スプレイグはPBSテレビ局で放送されたドキュメンタリーシリーズ『アメリカン・エクスペリエンス』シーズン29のエピソードの題材となった。 『The Race Underground』と題されたこの番組は、ボストン地域のMBTAの路面電車ネットワークの始まりを部分的に記録し、スプレイグを「アメリカの地下鉄の忘れられた英雄」と表現した。^[23]

• Brittain, JE (1997). 「Frank J. Sprague と都市交通の電化」. Proceedings of the IEEE . 85 (7 月 7 日): 1183–1184. doi :10.1109/jpc.1997.611124. S2CID  44994978.
• ダルゼル、フレデリック (2009)。 『エンジニアリングの発明:フランク・J・スプレーグと米国電気産業、1880-1900』。MIT プレス。ISBN 978-0-262-04256-7。
• グレラー、ジェームズ・クリフォード（2014年）。電気輸送のパイオニアとなった男たち。ウェストオレンジ、ニュージャージー州：Xplorer Press Inc. ISBN 978-0-9853551-0-4. OCLC  918986909.
• ミドルトン、ウィリアム D. ; ミドルトン III、ウィリアム D. (2009)。フランク・ジュリアン・スプレーグ: 電気発明家および技術者。インディアナ大学出版局。ISBN 978-0-253-35383-2。
• モスト、ダグ（2014年）。『地下鉄の競争：ボストン、ニューヨーク、そしてアメリカ初の地下鉄を建設した驚くべきライバル関係』セント・マーチンズ・グリフィン。ISBN 978-0-312-59132-8。
• Passer, Harold Clarence (1952)。フランク・ジュリアン・スプレーグ、電気牽引の父、1857-1934。ハーバード大学出版局。ASIN B0007E04CS  。
• スプレイグ、ハリエット・チャップマン・ジョーンズ（1947年）。フランク・J・スプレイグとエジソン神話。ニューヨーク：ウィリアム・フレデリック・プレス。ASIN B0006ARGTC  。

ウィキメディア・コモンズには、フランク・J・スプレイグに関連するメディアがあります。

• フランク・J・スプレーグ文書（#628）、イーストカロライナ原稿コレクション、JYジョイナー図書館、イーストカロライナ大学、ノースカロライナ州グリーンビル、米国。

• フランク・J・スプレーグに関する別のページ 2011-05-16 にWayback Machineでアーカイブされました
• ショア ライン トロリー博物館 - 新しい常設展示:「フランク J. スプレイグ: 発明家、科学者、エンジニア」
• IEEE スプラーグの伝記
• Vishay Electronics 社の歴史は、Wayback Machineで 2016-03-04 にアーカイブされています。
• FJ スプレーグの功績と生涯

• アーリントン墓地