NEW（第1回）インスツルメンツの歴史 計測と制御の機器を中心に「フィラデルフィアの発見」
横河電機

松 本 栄寿＊はじめに

インスツルメンツと技術

私たちが毎日使っているインスツルメンツとは

現代のインスツルメンツや計測器は，どのようどんな意味だろうか．普段，何気なく専門用語とな技術が関与しているだろうか．度量衡の歴史をして使っている言葉の背景，原点を調べながら， しらべても，まず人が中心になって手足がインスここに至る道程を振り返って見よう．現代は過去ツルメンツの役目を果たした．手足で数を数え，の上にたつ，未来は現在の上に作られる．筆者は， 手足の寸法がフイートやインチなど長さの基準に技術の歴史を理解しないで現在遭遇している問題なって来た．また計測の初めは，人の五感，目・を解くことはできないと信じている．

耳・舌・鼻・皮膚感覚にまず頼った．五感は人の英和大辞書で「instruments」をひくと，器械， 生命を維持する機能であったが，インスツルメン
器具，道具，計器，楽器，手段，方便，事の動機， ツの一部ともなった．
媒介人，手先，だし，道具，ロボット，証書，証

まず太陽の位置，月の位置を知るインスツルメ

券，文書，書類など 10 以上の日本語が対応してンツが生まれ，暦がつくられた．暦は農作に必要いる．またその幅の広さに驚く．

な季節を知り種まきと収穫の時期を教える．この私たち計測技術者に縁が深いのは，器具，機材， ような天文・地測の観測に必要なインスツルメン
計測器，それと楽器などの言葉であろうか．専門

ツを造り出すには，機械加工技術を必要となり，分野はそれに形容詞をつけて，電気計測器，工業それから現代に至る生産の基礎が築かれてきた．

計 器 は ， Electrical Instruments， Process

時代を経て 18 世紀の産業革命は機械技術が支え，Control Instruments，Musical Instruments と呼自動制御技術も生み出された．電気は 1800 年のばれる．

ボルタの電池から始まったといえるが，電気の時プロセス・オートメーションの世界で計装と呼代と言われた 20 世紀までわずか 200 年の歴史に過んできた言葉，インスツルメンテーションは，同ぎない．最近の情報 IT はどうだろうか，ほとん

様に辞書をひくと「instrumentation」計器操どの人々が電気が生まれてから情報技術が始まっ業・運転（計測器を使って操業すること），管弦学たと考えがちである．電気技術とともに急速に発法，楽器演奏法，とある．

展したことは間違いないが，実はもっと古い．

だが，あまりにも対象が広い．これから 12 回

人と人の対話による意志疎通，紙による情報のにわたって，現代に使われている計測器にたどり伝達，松明やたき火による連絡，セマファーによつくまで，できるだけ現物を中心に，興味を引くる情報などを考えると長い長い歴史がある．意志内容を紹介していこう．

や情報を伝える伝信から電信へ，電信電話から無* まつもと えいじゅ：技術館準備室 学芸員 工学博士
* 〒 180 ― 8750 東京都武蔵野市中町 2 ― 9 ― 32
*TEL（0422）52 ― 5718
72線・放送へ，アナログ電送からデータ通信へ，ウエブ・インターネットへの流れなど，その時々は新しいインスツルメンツに支えられてきている．
オートメーションインスツルメンツの歴史

ライデン瓶
内側と外側に金属箔

図１

ライデン瓶

フィラデルフィアの発見
図２

フランクリンの実験

ここでアメリカで独立当時，役に立ったインス

瓶とは内側と外側に金属箔をはったガラス瓶で，ツルメンツを二つ紹介しよう．アメリカ 13 州がコンデンサのように電気を蓄えらることができた．

イギリスの植民地から独立した 1776 年当時，首静電気時代はライデン瓶が重要なインスツルメン

都はペンシルベニア州フィラデルフィアにあった． ツであった（図１）．
現在のワシントンへ首都が移ったのは 1800 年のことである．

現代では，天上の雷が電気であることを誰しも疑わないが，以前はそうでなかった．雷と地上の電気マシンの静電気は別物であった．雷は上空で１．雷と電気発生し，その音は火薬の爆発音に似ていた．とき現代の実用的な電気は，ボルタが銅と亜鉛を積には雷光をともなったから，17 世紀のデカルト

み重ねた電池を作りだした 1800 年に始まったとが『気象学』の中で，雲間に燃えやすい蒸発物が言える．連続する電気，動電気つまりエネルギーあって爆発するのが雷だと説明したのも肯ける．

が得られるようになった．それ以前は摩擦電気で18 世紀になっても知識人は，黒色火薬の材料で代表される静電気の時代である．何が電気であり， ある硫黄の粉と木炭の粉が雲間に漂っていて爆発
どんな現象が電気であるかが認識されだしたのも， すると考えて，雷雨の後に地上に降った雨を分析
18 世紀半ばからのことである．

して，硫黄や，木炭の探し求めた．

静電気を発生させる最初の電気マシンの発明者は，マグデブルグの半球で有名なオットー・ゲー
リケである．彼は 1660 年に直径 25 センチの硫黄

２．地上と天上を結んだ（図２）
有名なフランクリン（1706 ― 90）の凧の実験はの球をつくり，回転させて静電気を発生させた． 1752 年６月 22 日に行われた．雷雲が近づいたと
この電気マシンは多くの人々によって改良された． きに息子と野原にでて凧をあげた．そのときに凧
ラムスデンは 1 メートルの大型ガラス円盤を使っ糸にぶら下げたキーと指の間に，火花がでることて，摩擦電気を起こす使いやすい電気マシンを作を確かめた．雷から引き出される火花と，ライデっている．これらのマシンからでた静電気はライン瓶から得られる電気火花が同じであると認識さデン瓶に蓄えられて実験に使用された．ライデンれたのは，このフランクリンの凧の実験であると

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言える．天と地の電気を結んだのである．フラン

ルミントンは，デュポン社創業の地であり，そのクリンは科学者というより政治家として成功した跡地にハグレー博物館がある．ここに計測の原点人物であった．独立宣言の起草者でもあったし， があった．火薬の原料の計測と，珍しい火薬の爆1776 年から９年間パリに大使として駐在した．

発力をはかるインスツメンツである．

フランス人に愛され，独立戦争にフランスが味方
１．材料と調合をする要因を作った．
フランクリンが電気を知ったのは彼が 40 歳の危険なイメージをもつ火薬は「火の薬」と書く

時，アメリカ独立宣言の２年前のことである．ボが「人の薬」でもある．一般に薬はいろいろな原

ストンでスコットランドのスペンサー博士の電気材料を粉末にして混ぜ合わせるが，火薬もそうでの実験を見て興味をいだき，電気の本性を極めよある．歴史の偶然か，ニトログリセリンは高性能うと取り組んだ．彼は電気の一流体説を支持して爆薬であると同時に心臓発作を止める役割を果たいる．電気流体が平常状態より多ければ正に，少す．

なければ負に帯電する．摩擦によって流体の分布

黒色火薬は木炭，硝石，硫黄から作られる．良が不均一になって，二つの物体に分かれるというい火薬には厳選した材料が必要であり，それらを説である．

ミルで粉にする工程がともなった．材料はどのよ

フランクリンはライデン瓶を使って，雷雲の研うに優劣を決めたのだろうか．例えば硝石の善し究をしていたが，最終目標を避雷針においていた． 悪しは味，甘さの程度で判定した．純度の高い硫その当時「雷光と電気火花の類似性」をまとめて黄は手で握るとピシピシという音を耳で聞くこといる．６月 22 日の凧の結果をイギリス王立協会ができたという．硫黄の結晶が手で暖められて，に送るが無視されてしまう．ほぼ同時期にフランかたまりの内部にひびがはいって割れ，それらがス人ダリバールやラモスも雷の実験に成功してい音となった．人が自分の舌と自分の手と耳で成分る．のちフランクリンの功績が認められ，王立協を知った．全ては人間の体，ここでは感覚器官か会会員に推薦されるのは 1756 年のことである． ら始まった．
彼は 1760 年には早くも避雷針をフィラデルフィ
アの商人の家に建てている．

２．デュポン社

デュポンの火薬族がアメリカへ上陸したのは 1800 年である．息フランス革命をさけて，ピエール・デュポン一子イレーネ・デュポン（1771 ― 1834）の才覚で，一フィラデルフィアに隣接するデラウエア州ウイ（a）

族はやがて火薬工場を経営することになった．イ（b）

図３

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火薬力テスタ（ハグレー博物館蔵）（a）火打ち式ピストルテスタ（b）
レーニエ式テスタ

オートメーションインスツルメンツの歴史

1

スライド

火薬充填部
2

スライド

爆発

3戻る

目盛

図４
レーニエ式の原理①レーニエ型試験器；
小型の容器に火薬を入れて火をつける．
② V 型バネがはじかれてスライドを動かす．
③そのメモリから爆発力を知る．

スライド

図５

ハグレー博物館本館

やがてハーバード大学からカローザス教授を研究所長に招き，純粋基礎研究を追求しながら実用研究にも成功をおさめる大企業になる．この研究所から 1938 年に高分子研究の成果から，「空気と水と石炭」を原料とした「蜘蛛の糸より細く鋼鉄よりも強い」人工合成繊維ナイロンが生された．

レーネはフランスで化学者ラボアジェのもとで黒色火薬の製造技術を学んでいる．

３．火薬爆発力テスタ（図３，４）

工場はウイルミントン付近を流れるブランデー

完成した黒色火薬は性能を試す必要がある．実

ワイン川のほとりに作られた．この川はペンシル験室ではなく，現場でテストできるものが欲しい．

ベニア州に源を発しデラウエア丘陵を流れ落ち， このハグレー博物館に珍しい火薬テスタが所蔵さ水量も豊富で水力から動力をとったり，硝石，硫れている．どちらもポータブルで現地でテストで黄のなど輸入原料を輸送するにも便利であった． きる．ピストル式で簡易型（a）もあるが，レーニ流域は 1600 年代の半ばからヨーロッパ人の入植

エ式（b）はよりメモリも細かで精度が勝っていた．

地となり，水車を動力とした製粉所，木綿，木工

デュポンでは専らこれが使われた．

場が並んだ．

博物館のツアーに参加すると，火薬の製造工程デュポン一族がこの地に火薬工場を建てたのは， をパウダーマンが案内してくれるて，最後に火薬1802 年のことで，川岸には黒色火薬の原料精製， テスタの性能を観客に披露してくれる．バネを利粉砕，混合，圧縮など各工程の工場が作られた． 用した簡単なインスツルメンツであるが，火薬の内部には水車で動くミル，砕粉器が取り付けられ爆発力の評価に役だったことが目の前で理解できた．火薬工場は独立した小屋で，四方を頑丈な石る．新しい五官，計測器ができるまでは，人の感材で囲み，屋根は吹き抜けが容易な構造にした． 覚と素朴な道具インスツルメンツは，当時の最新万一爆発事故があったとき，被害をその小屋にとどめるようにした．この点では川沿いの工場は有利であった．
デュポン社はアメリカの開拓時代，その後の鉄道建設ブームに大量の火薬を売り，南北戦争では北軍の四割の火薬を供給したといわれる．第一次世界大戦までには火薬製造会社から総合化学会社技術の固まりであった（図５）．
＜参 考 文 献＞
１）宮地巌：「雷が電気と認識されるまで―古典に学ぶ群像の教訓」電技史研稿 HEE ― 00 ― 12，39 ／ 44（2000）
２）松本栄寿：「はかる世界」玉川大学出版部（1999）３）Robert A. Howard, Powder Tester , Arms Gazette,
28 ／ 31（Feb. 1975）に脱皮し，純粋化学の研究所をもつようになった．
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