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ポーツマス・ブロック・ミルズは、イングランド、ハンプシャー州ポーツマスにあるポーツマス造船所の一部であり、ナポレオン戦争中にイギリス海軍に滑車ブロックを供給するために建設されました。これらは、全金属製の工作機械（主にマーク・イザムバード・ブルネルが設計）を使用した大量生産の時代を切り開き、イギリス産業革命の先駆的な建物の1つとみなされています。また、海軍省が使用した最初の定置式蒸気機関の設置場所でもあります。[ 1 ]
イングリッシュ・ヘリテージは2003年以来、これらの建物と機械に関する記録の詳細な調査を実施している。
18世紀半ばまでに、イギリスの発展とともに英国海軍は進化を遂げ、西欧世界最大の工業力を持つ海軍へと成長した。海軍本部と海軍委員会はポーツマスとプリマスの造船所の近代化計画に着手し、革命期のフランスとの戦争が始まる頃には、ヨーロッパで最も最新鋭の艦隊施設を擁するまでになった。
ポーツマスのドックシステムは、1690年代のエドマンド・ダマーの業績に端を発する。彼は一連のドックと乾ドックを建設した。[ 2 ] 18世紀中にこれらのドックに改良が加えられた。1770年までにドックの1つが不要になったため、他の施設からのすべての水を排水するための貯水槽として使用することが提案された。水は一連の馬力チェーンポンプによって汲み出された。
1795年、海軍本部は、この近代化を継続し、特に造船所における蒸気機関の導入と生産工程の機械化を任務とする、初代（そして唯一の）海軍工廠総監にサミュエル・ベンサム准将を任命した。彼の事務所は、機械工（技師）、製図工、建築家、化学者、事務員など、数名の専門家を助手として雇用した。総監事務所は、ポーツマスに船体外装用の銅板圧延工場と、船舶建造に使用される金属部品製造用の鍛造工場を導入する責任を負っていた。また、彼らはMIブルネルとモーズレーと協力して、他の海軍造船所にも同様の近代化を導入した。
1797年までに、追加の乾ドックの建設とドックの浚渫工事が始まっており、ベンサムは既存の排水システムでは需要の増加に対応できないことに気づいていた。彼は1798年に、スタッフのジェームズ・サドラーが設計した蒸気機関を設置した。この機関は、チェーンポンプを動かすだけでなく、木工機械や、ドックヤード周辺の井戸から消火用水を汲み上げるポンプも駆動した。この井戸は400フィート（120メートル）ほど離れた場所にあり、ポンプは機関室から井戸の上部まで伸びるトンネル内に設置された水平往復動式の木製スピアーによって作動していた。サドラー機関は、一体型ボイラーを備えた平屋建ての機関室に設置された自作の卓上機関で、チェーンポンプの馬力駆動装置の一つを置き換えた。このエンジンは1807年に同じ家で、リーズのフェントン、マレー、ウッド社製のより強力な卓上エンジンに置き換えられ、さらに1830年にはモーズレー製のビームエンジンに置き換えられた。
1800年、ボルトン・アンド・ワット社製のビームエンジンが予備として発注され、サドラー社のエンジンハウスと同じ3階建てのエンジンハウスに設置された。このエンジンは1837年にジェームズ・ワット社製の別のエンジンに置き換えられた。
敷地が非常に狭く、製造施設の拡張は不可能だったため、1802年までに排水盆地は2層のレンガ造りのアーチで埋め立てられた。下層は貯水池として、上層は貯蔵庫として機能し、後者の屋根は周囲の土地と同じ高さになっていたため、より多くの空間が確保された。これにより、3階建ての木材加工工場が2棟平行に建設され、南側の工場にはエンジン室と煙突、チェーンポンプ、および一部の木材加工機械が設置された。北側の工場はアーチの真上にあり、さらに多くの木材加工機械を収容する予定だった。これらの建物は、ベンサムのスタッフ建築家であったサミュエル・バンスによって設計された。
地下室の建設中、ベンサムは自ら設計した木工機械、主に上下鋸と丸鋸を発注していた。これらの機械は両方の棟に設置され、動力はエンジンから地下室の上層部を通るアンダードライブを介して北棟に伝達され、そこから垂直シャフトを通って建物の上層階へと送られた。機械への最終的な駆動は、滑車に取り付けられた平ベルトによって行われた。
この機械は、造船で使用される多数の小さな部品、特に木工部品用の木材を切断するために計画されたもので、以前はテーブルやベンチの部品、係留ピンなどの小さな旋削加工品を手作業で切断していた。彼が回転式木材プレーナーを開発したという証拠はあるが、その詳細は不明である。また、この複合施設にはパイプ掘削機があり、ニレのまっすぐな木からポンプ用の溝を掘っていたという証拠もある。これらの溝は最大で40フィート（12メートル）の長さになり、船の甲板に取り付けられて海水を甲板に汲み上げるのに使われた。木釘を作る機械もあった。木釘とは、船の木製部品を固定するために使用される長い木製のダボである。
イギリス海軍は大量のブロックを使用していたが、それらはすべて請負業者によって手作りされていた。品質は一定ではなく、供給も問題が多く、高価だった。典型的な戦列艦には、さまざまなサイズのブロックが約1000個必要で、海軍は年間で10万個以上を必要とした。ベンサムはブロック製造用の機械をいくつか考案したが、それらを開発することはなく、その仕組みの詳細は現在では不明である。1802年、マーク・イザムバード・ブルネルは、自身が特許を取得した機械を使用してブロックを製造するシステムを海軍本部に提案した。ベンサムはブルネルのシステムの優位性を理解し、1802年8月に海軍本部から開発を進める許可を得た。
ブロック製造機は 3 系列あり、それぞれさまざまなサイズのブロックを製造するように設計されていました。生産ラインができるように配置されていたため、作業の各段階は自然な流れで次の段階へと進みました。2 つの製材所の建物の間の庭は壁で囲まれ、屋根がかけられて、ブロック製造機を収容する新しい作業場が作られました。[ 3 ] 中サイズのブロック用の最初のセットは 1803 年 1 月に、小型ブロック用の 2 番目のセットは 1803 年 5 月に、大型ブロック用の 3 番目のセットは 1805 年 3 月に設置されました。レイアウトの変更や工場の改修が数多く行われ、1807 年 9 月には工場が海軍のすべてのニーズを満たすことができると判断されました。1808 年に 13 万個のブロックが生産されました。
機械は22種類あり、合計45台でした。これらは2基の30馬力（22kW ）蒸気機関で駆動されていました。機械には、丸鋸、ピン旋盤、ほぞ穴加工機などがありました。これらの機械を使えば、10人の作業員で110人の熟練職人と同じ数のブロックを生産することができました。[ 4 ]
プーリーブロックは、シェル、シーブ、シーブをシェルに固定するためのピン、そしてシーブとピン間の摩耗を軽減するためにシーブに挿入される金属製のブッシュ（またはコーク）の4つの部品から構成されます。ブロックのサイズやシーブの数は様々です。
貝殻を作る工程
束を作る工程
ピンを作る工程
金属コークスの製造工程
組み立て工程
これらの機械は、その後機械設計において一般的になったいくつかの機能を初めて採用した。
ブルネルの特許明細書には木枠の機械が描かれており、実際に設置された機械の原理の多くは示されているものの、最終設計とはほとんど似ていない。ブルネルが海軍本部に評価のために提出した機械は現在、国立海洋博物館に所蔵されている。海軍本部との契約が締結されると、ベンサムはヘンリー・モーズレーに製造を依頼し、最終設計にはベンサム、モーズレー、サイモン・グッドリッチ（海軍委員会の機械技師）、そしてブルネル自身からの多大な貢献があったことは明らかである。ベンサムがロシアに不在だったため、実際にブロックミルを本格的に生産したのはグッドリッチであった。ブルネルへの支払いは、海軍がこの新システムによって得た節約額に基づいて行われた。
これらの機械はほぼ完全に手作りで、使用された工作機械は円形部品を加工するための旋盤と、小さな穴を開けるためのボール盤のみでした。当時、フライス盤、平削り盤、シェーピング盤はなく、すべての平面は手作業で削り出し、やすり掛け、スクレーピングによって作られていました。平面の研削も、ほぼ精密な仕上げを得るために行われていたことが分かっています。各ナットは対応するボルトに合うように作られ、正しく交換されるように番号が付けられていました。もちろん、これは互換性が確立される以前のことです。使用された材料は鋳鉄、錬鉄、真鍮、砲金でした。構造全体に金属を使用することで、剛性と精度が大幅に向上し、後の工作機械製造の標準となりました。
これらの機械とブロックミルは、建設当初から非常に大きな関心を集めました。 1805年のトラファルガーの戦いに向けてポーツマスから出航した日の朝のネルソン提督から、教育の一環として12歳のヴィクトリア王女まで、その関心は多岐に渡りました。ナポレオン戦争の時代、1815年まで、外国の要人や軍人が学びを求めて訪れていました。これらの機械は、『エジンバラ百科事典』 （1811年）、『リース百科事典』 （1812年）、 『ブリタニカ百科事典』第4版の補遺（1817年）、『メトロポリタン百科事典』に詳細に記述され、図解されています。後の『トムリンソン百科事典』や『ペニー百科事典』などの百科事典は、これらの初期の出版物から記述を引用しています。
これらの記述は、ほぼ完全にブロック製造機械に焦点を当てており、製材部門については無視していたため、現代の評論家はブロックミルのこの側面について論じていない。製材所は、ブルネルが後にバタシーの私設ベニヤ工場、ウーリッジ造船所とチャタム造船所の英国海軍製材所、そしてスコットランドのリースにあるボースウィック社のような民間企業向けに設計した工場で活用したアイデアを発展させることができたという点で重要であった。
ブロックミルはそれ以来ずっと海軍が使用しており、そのため一般公開されていません。これらの機械を使ったブロックの製造は当然ながら年々減少し、1960年代に生産は最終的に停止しましたが、オリジナルの機械の一部、トランスミッション駆動装置の一部、エンジンハウスのシェルは今も建物内に残っています。ロンドンの国立科学産業博物館には、1933年から1951年の間に海軍省から寄贈された機械がいくつか所蔵されており、その他はポーツマスのドックヤード見習い博物館に展示されています。いくつかのウェブサイトでは、ワシントンDCのスミソニアン博物館にもポーツマスの機械が所蔵されていると主張していますが、同博物館によるとこれは誤りです。
ブロックミルズは長年使用されておらず、オリジナルの滑車システムの多くは、状態は悪いものの、そのまま残っている。建物自体も老朽化が進んでおり、イングリッシュ・ヘリテージと国防省の両方にとって優先度の高い課題となっている。2006年現在、建物とその内部を修復とはいかないまでも保存するためのプロジェクトが進行中である。
北緯50度48分13秒、西経1度06分33秒/北緯50.8035度、西経1.1093度/北緯50.8035度、西経1.1093度