トリップハンマー

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叩き、皮むき、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、これ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、その他の金属 のさまざまな製品を製造するのにも使用されました。

鍛冶場には 1 台以上のトリップ ハンマーが設置されていました。鍛冶場はハンマー ミル、ハンマー鍛冶場、ハンマー ワークスとも呼ばれます。ハンマーは通常、カムによって持ち上げられ、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って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国で使用されていたことが知られています。また、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使用されていたという証拠が多くあります。産業革命の間、トリップハンマーは人気がなくなり、パワーハンマーに置き換えられました。多くの場合、複数のハンマーは、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。

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発展し、それが今度は踏み板で操作するティルトハンマー（中国語：碓拼音：dui、ウェード・ジャイルズ式：tui）を生み出した。^[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付いていた。 [ ^2]この装置により、穀物の皮むきや研磨でよく行われる穀粒を搗く作業が可能になり、手や腕を使った手動の搗き作業が不要になった。

中国の歴史家は、その起源は周王朝（紀元前1050年～紀元前221年）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も古い文献は、紀元前40年の集集辞書、紀元前15年の楊雄の文献として知られる方言、そして「最良の記述」である桓譚が紀元後20年頃（王莽の簒奪の時期）に書いた新論であると考えている。 ^{[3]後者の書には、}托羲として知られる伝説の神話上の王が杵と臼（ティルトハンマー、そしてトリップハンマー装置へと進化した）の発明者であったと書かれている。著者は神話上の托羲について語っているが、彼の著作の一節には、中国では紀元後1世紀までに水車とトリップハンマーが広く使用されていたことを示唆している（水力を利用した中国の冶金については杜氏を参照）。

伏羲は杵と臼を発明したが、これは非常に有用であり、後には巧妙に改良され、体重全体を使って杵を踏むことができるようになり、効率が10倍に向上した。その後、ロバ、ラバ、牛、馬などの動物の力が機械によって利用され、水力も杵を打つために使用されたため、その効果は100倍に増加した。^[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、むしろ水レバー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品2点に水圧ハンマーが描かれていることが示され、漢王朝時代には垂直水車がトリップハンマーの電池に電力を供給するために使用されていたことが証明された。^[7]

彼の記述から、すりこぎ棒と臼を意味する中国語の時代遅れの用語（dui、tui）が、水力で動くトリップハンマー（中国語：水碓、ピンイン：shuǐ duì、ウェード・ジャイルズ：shui tui ）を意味する中国語にすぐに置き換えられることがわかる。^[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叩くハンマー」について言及している。^{[4] 『}後漢書』に記述されているように、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、中国の^伝統的な技術の1つであり ...これは、同時代の聡明な人々によって生み出された製品の優れた例です（昔の賢者の相対的な業績を比較して）。^[4]西暦3世紀、政府の高官で技術者の杜游は、 1つの大きな水車で動くように配置されたいくつかのシャフトを使用する複合トリップハンマーバッテリー（連枝堆）の使用を確立しました。^[8] 4世紀の中国のテキストには、数百のトリップハンマーマシンを所有し、操作した人物についての記述があり、尊敬すべき数学者王容（西暦306年に死亡）、鄧游（西暦326年に死亡）、史充（西暦300年に死亡）は、中国全土の30を超える行政区で数百のトリップハンマーの操作を担当していました。^[9]唐代（618-907年）と宋代（960-1279年）にはトリップハンマーに関する数多くの文献があり、明代（1368-1644年）の文献には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が記されている。^[10]

中国では、より効率的な垂直水車でトリップハンマーを動かすこともあったが、中国人は横向きハンマーとともに、横向き水車をトリップハンマーの作動に用いることが多かった。^[11]横向きハンマーは、1313年までに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』の出版時に中国の挿絵に登場している。 ^[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挿絵が掲載されている。^[13]

中国におけるカムの使用は水平型に限られており、籾摺り機と、その後の雲母搗き機、製紙工場、製材所など「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]

水力トリップハンマーの主な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、ペルシャのバヌー・ムーサ兄弟が9世紀にその機構を記述し、ペルゲのアポロニウスに「合理的に」帰属できるフルート奏者は、水力トリップハンマーの原理に基づいて機能します。^[18]

ローマの学者プリニウス（『博物誌』第18巻、23.97）は、水圧式の乳棒が西暦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、靴を履いていない杵と、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、この文章を水車小屋を意味するものとみなしたが、^[19]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われた水力式のトリップハンマーを指しているに違いないと主張した。 [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年-紀元前85年活躍）^が、常に落ちてくる原料で稼働していたタイプの製粉所であるフラーの製粉所について以前に言及していることからも示唆されている。 ^{[21] [22]しかし、ポンポニウスの断片的なテキストの翻訳は誤っている可能性があり、しばしば製粉所か石臼を意味すると考えられている}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に頼っていると指摘されている。^[23]杵を使った穀物を搗く機械や普通の水車は、5世紀半ばには遠く離れたジュラ地方のコンダト・ロマヌスが設立した修道院で使用されていたことが確認されており、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が、この水車は皮なめしにトリップハンマーを使用し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としては最古の証拠である。^{[24] [25]}

トリップハンマーが最も広く使わ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、その後の加工に使われた。^{[26]ここでは、石の}金床の大きなへこみの規則性と間隔が、カム式の鉱石スタンプの使用を示している。これは中世後期の鉱山の装置によく似ている。 ^{[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）やイベリア半島など西ヨーロッパの数多くのローマ時代の銀や金の鉱山跡で見つかっており、[26] [14] [27] [28] イベリア半島では年代が特定できる例は紀元1^{世紀と2世紀}のものである。^{[29]ドラウコシでは、これらのトリップハンマーは油圧駆動だったが、おそらく他のローマ時代の鉱山跡でもそうだっただろう。そこでは、}ハッシングとグラウンド・スルイシング技術が大規模に使用されていたため、大量の水が直接機械の動力源として利用できたからである。^{[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跡と確実に結び付けられるものではないが、ほとんどの鉱山には簡単に利用できる水源と水路システムがあった。^[14]同様に、プムサント石の年代をローマ時代に定めたとしても、石が移動された可能性があることには触れられておらず、相互に関連する一連の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が危うくなるだろう。^[14]

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る。^{[31] 1116年と1249年の中世フランスの文献には、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が記録されている。^[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、垂直の乳棒式スタンプミルの形をしていたが、初期の中国のバージョン（水平の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た。^[10]有名なルネサンス期の芸術家で発明家のレオナルド・ダ・ヴィンチは、鍛冶場ややすりがけ機械で使用するトリップハンマー、つまり垂直の乳棒式スタンプミルタイプのものを頻繁にスケッチした。^[12]ヨーロッパで描かれた鍛冶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、オスムンド・ブルームリー炉の木と革のふいごを動かしている場面が描かれています。^{[12]横たわったハンマーがヨーロッパの芸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）です。^[12]

トリップ ハンマーのヘッドは横たわったヘルブの端に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。特定の状況でどのタイプが使用されるかは、ヘルブの動作によってヘルブにかかる負荷によって決まる場合があります。ヘルブは通常木製で、旋回する鋳鉄製のリング (ハーストと呼ばれる) に取り付けられていました。ただし、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。

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ために使用されました。水車で駆動する現存する稼働中のハンマーは、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鉄にするのに使用されます。これは、ピボットとヘッドの間のヘルブをカムで叩くことで持ち上げられます。ヘッドの重量は通常 4 分の 1 トンです。おそらく、ヘッドがこれより重いと木製のヘルブにかかる負担が大きくなりすぎるためと思われます。

ノーズヘルブハンマーは、 18世紀後半または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]と写真に写っているもの^[33]は鋳鉄製のようです。

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ついては)。 ジェームス・ナスミスが1839 年に発明し、 1842 年に特許を取得しました。しかし、18 世紀末からパドリングの採用に伴い圧延機が改良されたため、その頃には鉄鋼業界では鍛造の重要性は低下していました。それでも、シングルリングにはハンマーが必要とされ続けました。

• アビーデール工業村
• ドルフケムニッツ鉄製ハンマーミル
• フィンチ鋳造所
• フライベルグスドルフ ハンマーミル
• フローナウアー ハンマーミル

• ブラン、ジャン・ピエール。ルギルー、マルティーヌ・ルギルー (2014)。 「第 8 章。皮なめしとムーランの油圧装置は一体?」。サエピヌムのロメイン職人のインスタレーション。 Tannerie et moulin 油圧式。 Archéologie de l'artisanat Antique 7. ナポリ: センター ジャン ベラール。 147–170ページ。ISBN 9782380500042. ISSN  1590-3869. {{cite book}}:|periodical=無視されました (ヘルプ)
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• バーナム、バリー C.：「ドラウコティ・プムサント：ローマの金鉱複合施設の調査と発掘」（2004 年）
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ウィキメディア・コモンズには、トリップハンマーに関連するメディアがあります。

• 「鍛冶場のトリップハンマーの図」。ExplorePAHistory.com。 WI​​TF、ペンシルバニア歴史博物館委員会。 2013 年1 月 22 日閲覧。