機械

人力以外の動力で動く複雑で大規模な装置
機器から転送)

機械器械[1](きかい、フランス語英語オランダ語:machine、ドイツ語:Maschine)とは、広義には、ある力が有用な働きをなし、あるいは他のエネルギーの形態に変化する力の伝達を行うような装置の総称(Brockhausによる定義)[2]

通常の用語では機械(machine)は一般に簡単な構造を有する器具(implements)または道具(tools)とは区別され、2つ以上の抵抗物を組み合わせて互いに相関的運動を行う工作物をいう[2]日本語で「機械」は主に人力以外の動力で動く複雑で大規模なものを言い、「器械」のほうは、人力で動く単純かつ小規模なものや道具を指すことが多い[1]

定義編集

広義と狭義編集

機械は英語のmachineにあたる語で、ギリシヤ語のmakkiné又はmekhané、ラテン語のmachinaを語源とし「手段」を意味するものであった[2]

Oxford English Dictionary(1933年)では、広義には力を伝達しその作用を変えるために用いられるものをいうとし、狭義には一定の機能を営む数多くの連結した部分品からできた機械的な力を使用するための装置をいうとする[2]

広義の機械には梃子や車軸のような単純機械とそれらを組み合わせた複合機械がある[2]。この定義では支点に支えられた梃子、使用中のプライヤー、用力点のある滑車なども機械に含まれる[2]。しかし、これらには相関的運動がみられないため通常の意味では機械に含めない[2]。相関的運動がみられないハンマー、鋸、のみ、鉋などの道具も通常の意味の機械には含まれない[2]

機械学上の定義編集

Webster's New International Dictionary(1951年)では、機械学上の広い意味では、歯車滑車車軸や心棒、ロープベルトカムばね密閉した液体等の機械的部分品を多少とも複雑化した結合体であって、ある予想された一定の方式でものを変化させるために設計されたものをいうとする[2]。なお、農業機械学では農業用の機械だけでなく道具や器具などの農具も研究対象にしており各分野の研究対象は機械に限られない場合がある[2]

機械の定義は時代によって移り変わっており、歴史的には以下のような定義がある[3]

蒸気機関以前編集

蒸気機関が開発されるまでの機械についての定義は、現代における建築に関わる記述中によく見られる。

  • ウィトルウィウス説
機械とは、重いものを移動するとき、極めて大いなる利益をもたらす、1個の物質的装置
古代ローマの建築家マルクス・ウィトルウィウス・ポリオが『建築十書』に記述した定義。機械を定義した言葉としてはもっとも古いといわれる。
  • ツァイジング説
機械とは、重荷の移動に対して優れた本質を持つ一組の木製の装置
17世紀にツァイジング(Zeising)が原始的なクレーンから影響を受けて説いたと言われる定義。

蒸気機関以降編集

蒸気機関が開発されると、建築以外の分野でも機械が多用され、機械を作るための機械である工作機械も作られるようになり機械の定義が拡張された。これが現代における機械の定義の原型とされる。

  • ロイポルト説
機械は人工的製作物であり、その助けを借りて運動を起こすことが出来て、時間や労力が節約出来るもの
18世紀、ドイツの工学者ロイポルト(Leupold)が説いた説。ロイポルトは高圧蒸気機関の原型を考えだした人物である。
  • ルーロー説
機械とは、抵抗力を有する物体の組み合わせで、その助けにより一定の運動を生じるように組み合わされたもの
19世紀、イギリスの技師フランツ・ルーローが『機械の力学』の中で説いた説。機械学者に支持が広まり、現在の定義の基礎となる。

近代以降編集

ルーローの説より発展し、現在では機械とは次のような性質をもつ人工の道具を指すことが多くなった。

  • 外からの力に抵抗してそれ自身を保つことのできる(=非可塑性の)部品で構成されている
  • 各部品が相対的かつ定まった運動をする
  • 外部から供給されたエネルギーを有効な仕事に変換する

日本では江戸時代以前はおもにカラクリと呼ばれていた[注 1]明治時代以降、machineに対応する言葉として機械ということばを作った。

経済学上の定義編集

経済学でも様々な経済学者により機械が定義されてきた。

経済学的見地では、人間労働の技術的補助手段で、道具とは異なる自律作業能力をもち、人間の労働を軽減し同時に代替する作用を果たすものをいう[2]

歴史編集

古代から17世紀まで(産業革命以前)編集

機械は素朴な織機のように人力で動くものであったり、水車風車ウマなどを動力源として動いていた。

水車などに見られるように、動力源の単純な運動を別種の運動に変換する必要性から機械は徐々に複雑なものとなり、歯車カム滑車クランクといった機構が次第に開発されていった。

こうした近代化以前の機械のなかでもっとも精巧なものは時計であり、1736年にはジョン・ハリソンが正確なクロノメーターを完成させるなど、18世紀ごろにはヨーロッパにおいてかなりの精度の時計が生産できるようになっていた。時計産業は多くの部品を必要としたため個人での制作は効率が悪く、必然的に分業により制作する方式を採用していたが、これによって精度の高い部品を正確に組み合わせることのできる高度な技能を持った職人集団が成立し、この技術を他の機械製作にも応用することで蒸気機関紡績機といった高い精度の必要とされる機械の生産が可能となり、産業革命の技術的基礎となった[4]。また、1690年ドニ・パパンが原始的な蒸気機関を開発し、1712年にはトマス・ニューコメンによって蒸気機関が実用化された[5]

産業革命以降編集

産業革命はまず、紡織機械の改善からスタートした。

1733年ジョン・ケイ飛び杼を開発したのを皮切りに[6]1764年にはジェームズ・ハーグリーブスジェニー紡績機を開発して紡績工程が改善され[7]1770年にはリチャード・アークライト水力紡績機を開発することで紡績機械は人力から動力を利用するものへと変化した[8]

1769年にはジェームズ・ワット復水器を独立させた新しい蒸気機関を開発し、これによって真に強力な動力源を得た人類は工業化を行うことが可能となった。

1785年にはエドモンド・カートライト蒸気機関を動力とした力織機を開発した。蒸気機関を交通に応用することも行われ、1804年にはリチャード・トレビシック蒸気機関車を発明し、1807年にはロバート・フルトン蒸気船を実用化することで、輸送機械と呼ばれる新たな機械が誕生した。

また、1800年にはヘンリー・モーズリーが実用的なねじ切り旋盤を発明した[9]ことによってボルトナットの生産が容易になり、機械化の基盤となった。このことから、モーズリーは工作機械の父とも呼ばれる。

19世紀以降編集

19世紀に入るとこうした機械技術の進歩を基盤として工業化が急速に進むようになり、それまで人力によって行われていた工業分野が次々と機械化されていくようになった。

大規模な産業機械が工場に備え付けられるようになり、成立した工場制機械工業は世界の工業化を急速に推し進めることとなった。

19世紀後半にはミシン洗濯機が発明され各家庭に徐々に普及し、家事労働にも機械が使われるようになっていった。

19世紀の終わりころにはアメリカで発明家トーマス・エジソンによって電力会社が設立され、そこで天才ニコラ・テスラも雇われたことで三相交流電気モーターの研究・利用が推進されることになった。20世紀初期には電気式の掃除機も発明された。

機械の分類編集

産業分類上の分類編集

産業分類(機械器具製造業)では、はん用機械器具、生産用機械器具、業務用機械器具、電気機械器具、情報通信機械器具、輸送用機械器具に分類される(他に電子部品・デバイス・電子回路も機械器具製造業に含む)[10]

機械遺産分類編集

機械遺産分類では、工作機械、動力・エネルギー機械、交通機械、産業機械、測定器・実験機器、機械構造物、機巧・機械要素、その他の資料に分類される[11]

機械工業編集

機械工業(きかいこうぎょう、: machine industry)は、消費財から生産財に至るまでの、あらゆる機械(およびその部分品等を含む)や器具などを生産する産業である[12]

通常は、一般機械、電気機械輸送機械精密機械兵器の5種に分けることができる。

日本における機械工業は、かつては軍需産業が中心であったが、第二次世界大戦後、民間設備投資を基軸として急速な発展を遂げ、世界最高レベルの水準に達している。現在、日本では機械工業が製造業の中心となっており、工業の生産額のおよそ46%が機械工業である[13]。特にエレクトロニクス技術による製品の開発などが盛んで、基幹産業として日本経済を支えている。

ギャラリー編集

メカ編集

メカとは、メカニズムの略語であるが、フィクションの分野(アニメライトノベルSF映画など)においては特に「空想的な機械装置」を指す用語になっている。

脚注編集

注釈編集

  1. ^ 今も「カラクリ人形」などと使われる。

出典編集

  1. ^ a b 新村出 編 『広辞苑』(第六版)、2009年。ISBN 978-4-00-080123-2NCID BA88799427 きかい 機械・器械】の項
  2. ^ a b c d e f g h i j k 福田稔. “農業機械化の経済的意義に関する研究”. 岡山大学. 2019年11月14日閲覧。
  3. ^ 萩原芳彦 監修  編 『ハンディブック 機械』(改訂2版)オーム社、2007年3月20日、5-7頁。ISBN 9784274203664NCID BA81640206 
  4. ^ 福井憲彦  『近代ヨーロッパの覇権』(第1刷)講談社 〈興亡の世界史13〉、2008-12月-17、183-184 頁。ISBN 9784062807135 
  5. ^ 「産業革命歴史図鑑 100の発明と技術革新」p14-15 サイモン・フォーティー著 大山晶訳 原書房 2019年9月27日初版第1刷発行
  6. ^ 「産業革命歴史図鑑 100の発明と技術革新」p19 サイモン・フォーティー著 大山晶訳 原書房 2019年9月27日初版第1刷発行
  7. ^ 「産業革命歴史図鑑 100の発明と技術革新」p33 サイモン・フォーティー著 大山晶訳 原書房 2019年9月27日初版第1刷発行
  8. ^ 「産業革命歴史図鑑 100の発明と技術革新」p36-37 サイモン・フォーティー著 大山晶訳 原書房 2019年9月27日初版第1刷発行
  9. ^ 磯田浩 『火と人間』(初版第1刷)法政大学出版局、2004年4月20日。ISBN 4588713027NCID BA66863078 
  10. ^ (8) 機械器具製造業”. 京都市. 2020年6月25日閲覧。
  11. ^ 機械遺産分類コードと分類項目”. 一般社団法人 日本機械学会. 2020年6月25日閲覧。
  12. ^ 機械』 - コトバンク
  13. ^ 社会 地理 日本の工業”. www.hello-school.net. 2021年3月23日閲覧。

関連項目編集

 
アンティキティラ島の機械。紀元前150 - 100年に製作されたと考えられている天文計算機械。

外部リンク編集