USA 10アメリカのその他の工作機械

平削り盤・形削り盤：大きな平面を削る

平削り盤（プレーナ）は、工作物を載せたテーブルを前後に往復させ、動かない刃物で平面を削る機械です。形削り盤（シェーパ）は逆に、刃物を付けたラムが往復し、工作物は少しずつ横に送られます。どちらも「行き」で削って「帰り」は空振りする、往復運動の機械です。平面は機械の土台です。旋盤のベッドの案内面も、エンジンの台座も、まず平らでなければ何も始まりません。

平削り盤は英国で生まれましたが、アメリカでも早くから作られました。Roe（1916）によると、Massachusetts 州の Gay, Silver & Co. は 1831 年にはもう平削り盤を作っていて、Philadelphia でも同じころに作られたといいます^[1]。Worcester では 1845 年ごろから、テーブルを鎖で引く「チェーン式」の平削り盤が作られました^[1]。鉄道の機関車や繊維機械の部品を削る需要が、こうした工場を育てました。

Sellers のらせん小歯車：往復を滑らかにする

往復の機械の弱点は、テーブルの動きのむらです。歯車とラックでテーブルを動かすと、歯の当たりが変わるたびに速さが揺れ、削った面に縞が残ります。ねじでテーブルを動かす方式もありましたが、ねじとナットを入れるために、いちばん丈夫にしたいベッドの真ん中を低くしなければなりませんでした。

Philadelphia の William Sellers は 1862 年、この問題を変わった方法で解きました^[1][3]。テーブルの下のラックを、ベッドを斜めに横切る軸に付けたらせん形の小歯車で駆動したのです。1873 年の同社のカタログによると、小歯車は歯が 4 枚しかない「急なねじ」のような形で、ラックの歯はテーブルの動く向きに 5 度傾けてあり、テーブルが横へ押されないようにしていました。歯の当たりが幅いっぱいに移っていくので動きが滑らかで、駆動のベルトと軸が作業者の側に来るため、平削り盤を旋盤と平行に並べて工場の床を節約できました。1867 年のパリ万国博覧会では、英国の技術誌がこの平削り盤を出品の中で最も独創的な工作機械の 1 つとほめています^[2]。Sellers は飾りの多い当時の機械の作りをやめ、機械を灰色に塗ったことでも知られます^[1][3]。

平削り盤の専業メーカーと、フライス盤への交代

1880 年代になると、平削り盤は専業メーカーの製品になります。Cincinnati の George A. Gray は 1883 年に自分の会社を始め、旋盤から平削り盤の専業に移りました^[1]。大形の平削り盤は Niles-Bement-Pond の工場（Pond、Niles）も得意で、Rockford では 1897 年に Rockford Machine Tool Co. が形削り盤と平削り盤を始めています^[1]。形削り盤では、Newark の Gould & Eberhardt が 1916 年ごろ約 400 人で歯切り盤と形削り盤を作り^[1]、Cincinnati では 1890 年代の終わりに The Cincinnati Shaper Co. ができました^[6]。Giddings & Lewis も 1910 年以降、油圧で動かす形削り盤と小形の平削り盤を作っています^[14]。

ただ、平削り盤には「帰りは削らない」という根本の弱点があります。大物の平面は、回るフライスで連続して削る方が速くなります。1893 年ごろ Rockford に移った Ingersoll は、いくつもの主軸頭を持つ「平削り形」の重いフライス盤を広めました^[1]。テーブルと門形の枠は平削り盤と同じ形のまま、刃物だけが回るフライスに替わったわけです。こうして平面加工の主役は少しずつフライス盤へ移り（第 7 章）、形削り盤の会社の中には別の道を選んだ所もありました。The Cincinnati Shaper Co. は 1920 年代の初めから板金のプレスブレーキとシャーに移り、のちの Cincinnati Incorporated はレーザ切断機と大形の積層造形機まで作るようになります^[6][68]。

現場で何が変わったか。平削り盤の時代、大物の平面は「削ってはきさげ（スクレーパで手で削る仕上げ）」で合わせていました。削った面がきれいなほど、きさげで取る量は少なくて済みます。いまも工作機械の案内面にきさげの模様が残るのは、この仕上げのやり方が続いているからです。

ボール盤：穴をあける機械の専業化

穴あけは機械加工でいちばん多い作業です。兵器の互換生産でも穴あけは大事で、1855 年に英国政府が Enfield の小銃工場のために米国から買った 157 台の機械には、フライス盤 74 台に次いでボール盤が 23 台入っていました^[1]。

ツイストドリル：工具が変わると機械が変わる

19 世紀の半ばまで、ドリルは平たい刃の「平ドリル」が主で、切りくずが詰まりやすく、穴が曲がりがちでした。1863 年 4 月、Massachusetts 州の Stephen A. Morse は、ねじれた溝を持つドリル（ツイストドリル）で米国特許 38,119 を取ります。特許の明細書は、刃先がまっすぐ当たり、切りくずが溝を通って抜けるので、穴がまっすぐあくと説明しています^[4]。ねじれ溝を削る機械も必要で、Brown & Sharpe は 1862 年に、ドリルの溝を削れる万能フライス盤を最初に売っています^[1]。ツイストドリルが当たり前になると、ボール盤には速い回転と、切りくずを出しながら進む安定した送りが求められるようになりました。Sellers の 1873 年のカタログは、かさ歯車の代わりにベルトで主軸を回す直立ボール盤を勧め、ベルトの方が滑らかで、小さい穴をきれいにあけられると書いています^[2]。

Cincinnati のラジアルボール盤

直立ボール盤では、工作物の方を動かして穴の位置を合わせます。大きくて重い物ではそれができません。そこで、柱（コラム）から突き出た腕（アーム）に主軸頭を載せ、腕を回して主軸頭を腕に沿って動かすラジアルボール盤が生まれました。工作物は置いたまま、刃物の方が穴の位置へ行くのです。

Cincinnati の Henry Bickford は 1874 年に直立ボール盤を作り始め、1885 年までに 3,000 台を作りました。1887 年の Bickford Drill Co. はラジアルボール盤と万能ボール盤に広げます^[1]。1880 年には、Niles の設計者だった George A. Gray が Universal Radial Drill Co. を起こし、丸い柱のラジアルボール盤を作りました。Roe は、丸コラムのラジアルボール盤を最初に作った会社としています。この会社は 1894 年に Bickford に吸収されました^[1]。1909 年には業界誌の索引に Cincinnati Bickford Tool Co. の名が出ます^[11]。Iron Age（1924 年）によると、これはこの年に Bickford Drill & Tool Co. と Cincinnati Machine Tool Co. が合併してできた社名で、1955 年には Giddings & Lewis に買われてその一部門になります^[12][38]。1919 年の『Modern Drilling Practice』は、製鋼機械の工場で、工作機械のベッドのような大物に何台ものラジアルボール盤を持ち込み、同時に穴をあける様子を描いています^[22]。Rockford の Barnes の兄弟も、自社用に作ったボール盤からラジアル・多軸のボール盤へ広げました^[1]。

多軸ボール盤：自動車の穴を一度に

自動車の量産は、穴あけの仕方を変えました。シリンダブロックやフライホイールには、決まった位置に何十もの穴があります。1 本ずつあけるのではなく、たくさんの主軸を 1 つの頭に並べ、治具のブシュで刃物を案内して一度にあけるのが多軸ボール盤です。1919 年の本には、Willys-Overland が National Automatic Tool（Natco）の No.14 多軸ボール盤に 3 か所の割り出しの治具を付けて後車軸の部品をあけ、Continental Motors が Baush の多軸ボール盤でシリンダブロックをあける例が載っています。Baush が移動する治具と組み合わせた工程分けの機械は、もともと Ford のフライホイールの 81 の穴あけ・座ぐり・リーマ通しのために作られたものでした^[22]。工作物を次の位置へ送りながら穴をあけるこの考え方は、のちのトランスファーマシンにつながります。

NC は穴あけから広まった

NC（数値制御）というと複雑な曲面を削るフライス盤が思い浮かびますが、町の工場に最初に広まった NC は、穴の位置を決めるだけの簡単なものでした。Ashburn（1988）によると、1955 年の Chicago の工作機械見本市には、ラジアルボール盤などの下に置いて工作物の位置を決める NC のテーブルがいくつも出ました。印刷機の Goss の Adrian Holmberg はこれを 1 台 1 万ドルで 2 台買い、1960 年までに NC 機を 22 台に増やし、部品ごとの紙テープを 2 万本ためていました。その多くは穴あけで、かさばる高い穴あけ治具の代わりになったのです^[23]。1958 年には Los Angeles 近郊の Burgmaster が、6 本・8 本の主軸のタレットを回して工具を替えるタレットボール盤に GE の NC を付けて広告し、治具の代わりに簡単な締め具と紙テープを使うとうたっています^[42]。Burgmaster は 1965 年に Houdaille Industries に買われます^[47][48]。Burgmaster ののちの盛衰は、Max Holland の本『When the Machine Stopped』（1989）の主題になりました^[47]。

現場で何が変わったか。多軸ボール盤は「治具とブシュで位置を決める」量産の道具、NC は「座標で位置を決める」少量生産の道具です。いまのマシニングセンタの穴あけのサイクル（固定サイクル）は、この NC のボール盤の考え方を引き継いでいます。

横中ぐり盤とジグ中ぐり盤：大物の穴と正確な穴

中ぐりは、あいている穴の内側を 1 枚の刃物で削り広げて、径と真円と位置を仕上げる加工です。ドリルの穴は大きさも位置もあまり正確ではないので、正確な穴が要るところは中ぐりで仕上げます。

横中ぐりフライス盤：Giddings & Lewis

大きな箱形の部品（歯車箱、ポンプやタービンの胴）は、旋盤では回せません。工作物を台に置き、横向きの主軸に付けた中ぐり棒で穴を削るのが横中ぐり盤です。Sellers の 1873 年のカタログにも、工作物を台に載せて横から穴をあけ中ぐりする機械が載っていて、面板を付ければ正面旋盤にもなり、送りは摩擦円板で無段に変えられました^[2]。

20 世紀の横中ぐり盤の代表は、Wisconsin 州 Fond du Lac の Giddings & Lewis です。1859 年の製材機械の店に始まり、世紀の変わり目に工作機械へ移りました。第一次世界大戦のころから横形の穴あけ・中ぐり・フライス盤を作り、1920 年代の終わりには主軸の直径 2.5〜8 インチ（約 64〜203mm）までをそろえ、1939 年には 6・7 インチの大形の系列を出します。第二次世界大戦では政府が戦時の工場を建てさせ、大形の横中ぐりフライス盤を作らせました^[14]。1948 年には NACA（いまの NASA）の Lewis 研究所で、直径 72 インチ（約 1.8m）の圧縮機の外枠を同社の横中ぐり盤で削る写真が撮られています^[36]。同社は 1950 年代から NC に力を入れ、1966 年の年次報告では NC のマシニングセンタや NC の穴あけ・中ぐり盤を並べ、「10 年前に NC の開発に力を注ぐと決めたことが実を結んだ」と書いています^[50]。

ジグ中ぐり盤：穴の位置を工具室で決める

量産の穴あけには治具（ジグ）が要ります。治具の板には、ドリルを案内するブシュの穴が正確な位置にあけてなければなりません。その治具の穴を正確にあけるための機械がジグ中ぐり盤です。主軸とテーブルの送りに精密な目盛りや測長の仕掛けを付け、座標で穴の位置を決めます。

ジグ中ぐり盤ではスイスの SIP が有名ですが（日本でも戦前に輸入され手本になりました。国産アーカイブ第 5 章）、アメリカで工具室の定番にしたのは Bridgeport の Moore Special Tool です。1924 年に治工具の店として始まった同社は、型の精度を出せる機械が手に入らないため、1930 年から自分でジグ中ぐり盤の開発を始め、1931 年に最初の機械を作りました^[25]（いまの同社の沿革は 1932 年とします^[24]）。それより前の 1917 年 8 月には、Pratt & Whitney が測長機の考えで穴の位置を決めるジグ中ぐり盤の 1 号機を完成させています^[20][21]。決め手は、焼入れして研削・ラップ仕上げした硬い送りねじでした。それまでは柔らかいねじの誤差を補正して使っていたのです^[24]。

ジグ中ぐり盤には 1 つ限界がありました。焼入れ前の柔らかい材料にしか穴をあけられず、焼入れでひずむと位置がずれてしまいます。Moore は 1940 年にジグ研削盤を作り、焼入れした後に穴を正しい位置へ研削できるようにしました^[25][24]。同社は使い方を本で伝える方針をとり、1946 年に『Precision Hole Location』、1955 年に『Holes, Contours and Surfaces』を出しています^[25]。1950 年までに No.1 ジグ中ぐり盤は 1,500 台以上、ジグ研削盤は 500 台が売れ、1967 年には NC で輪郭を研削するジグ研削盤を作りました^[24]。NC の生みの親 John Parsons も、ヘリコプターの羽根の型板をつくるとき、計算した座標の点をスイス製のジグ中ぐり盤で 1 つずつあけていました^[23]。

現場で何が変わったか。ジグ研削盤が出てから、プレス型やモールドの穴は「焼入れしてから研削で位置を出す」のが標準になりました。日本の型の工場でジグ研削盤が欠かせないのも同じ理由です。研削の機械の歴史は第 8 章もどうぞ。

立て旋盤：重い物を寝かせて削る

直径の大きい円盤のような物（車輪、フランジ、歯車の素材）を普通の旋盤で削ると、重さで主軸がたわみ、つかみ直しも大変です。テーブルを水平に回して工作物を寝かせて置けば、重さはテーブルが受け止めます。これが立て旋盤（立て中ぐり盤）です。Roe は、英国にいたスイス人の Bodmer がこの形を「円形の平削り盤」として書いていたものの英国ではあまり使われず、アメリカで発達した機械とされると書いています^[1]。

Bullard：37 インチから Mult-Au-Matic へ

この機械を量産の道具に変えたのが Bridgeport の Edward P. Bullard です。Colt や Pratt & Whitney で働いた Bullard は 1880 年に旋盤の工場を始め^[5]、1883 年に最初の立て中ぐり旋削盤を設計しました。刃物台 1 つをベルトで送る能力 37 インチ（約 940mm）の機械で、Roe は、それまで旋盤の面板でしていた精密な仕事をする最初の小形の立て中ぐり盤だったとしています。それまでの立て中ぐり盤は、大きく荒い仕事だけに使われていました^[1]。

次の一歩は、息子の Edward P. Bullard（Jr.）です。1900 年にパリ万国博覧会へ行った彼は、フランスの自動車工業の需要を見て、立て中ぐり盤とタレット旋盤を組み合わせた立てタレット旋盤の設計を始めました^[7]。横けたの刃物台にタレット（何本もの刃物を付けて回して替える台）を付け、さらに柱の横にも刃物台を付けて刃物を工作物の近くで働かせるようにすると、立て中ぐり盤は事実上の「立てタレット旋盤」になりました^[1]。1912〜13 年の American Machinist は Bullard のタレットの新しい設計と 36 インチの立てタレット旋盤を紹介しています^[15][16]。

1914 年、Bullard は Mult-Au-Matic を出します。丸い台の上に主軸がいくつも並び、台が割り出すたびに工作物が次の刃物台へ回って、それぞれの刃物台が同時に別の工程を削ります。Roe はこれを、5 つの独立した刃物台を持つ立て形の多軸自動チャック旋盤と書き、Maudslay の刃物送り台から 115 年で旋盤がここまで来たと結んでいます^[17][1]。Mult-Au-Matic は自動車の部品の量産の主力になり、Bullard は長くアメリカ最大級の工作機械メーカーでした^[7]。会社は 1929 年に上場して The Bullard Company となり、のちに White Consolidated Industries に買われて衰え、Bridgeport の工場は 1983 年に取り壊されました^[5]。WCI との合併は 1968 年 3 月です^[52]。戦争が終わった 1945 年 10 月には、電気と油圧の装置で運転の手順を自動で進める Man-Au-Trol を立てタレット旋盤に付けて公開していました^[31][32]。NC の立て旋盤では Giddings & Lewis も、1966 年に Caterpillar の変速機ケースを削る機械を紹介しています^[50]。旋盤そのものの歴史は第 6 章で扱います。

ブローチ盤：1 回通すだけで仕上げる

ブローチは、歯が少しずつ高くなるように何十枚も並んだ長い工具です。穴に通して引く（または押す）と、1 枚ごとに少しずつ削り、最後の歯が通った時には四角穴やスプライン、キー溝が仕上がっています。工具は高く、形ごとに専用ですが、数が多い仕事なら圧倒的に速く、形も揃います。

考え方は古く、1850 年代には Robbins & Lawrence の Richard S. Lawrence が Sharps の小銃の製造にブローチ加工を使って費用を大きく下げたと Roe は書いています^[1]。機械としてのブローチ盤を広めたのは、Pratt & Whitney で働いた Joseph N. Lapointe です^[1]。1953 年の Ann Arbor の新聞は、彼が 1900 年代の初めに金属の削り方の新しい考え方としてブローチ盤を売り出し、初めの機械はベルトで回すプーリと送りねじでブローチを引くものだったと伝えています^[8]。American Machinist の索引には、1904 年に Lapointe Machine Tool Co. の名が、1906 年にキー溝を削るブローチ盤が、1913 年には同社のブローチ盤の記事が出てきます^[9][10][16]。

息子の Francis J. Lapointe は 1916 年に Detroit で American Broach & Machine Co. を起こし、すぐに Ann Arbor へ移しました。生涯に約 70 件の特許をとり、その多くがブローチ盤とブローチでした。同社は 1936 年に Rockford の Sundstrand と合併しています^[8]。1913 年の American Machinist には自動車の歯車の内歯をブローチで仕上げる記事もあり^[16]、ブローチ盤は自動車の部品の穴を一気に仕上げる道具になっていきます。

現場で何が変わったか。ブローチ盤の登場で、スプライン穴やキー溝は「形削り盤や立て削り盤で 1 本ずつ」から「1 回通すだけ」になりました。キー溝の加工の今のやり方は機械加工の解説もどうぞ。

金切り帯のこ盤：DoALL

金属を切る機械は長く、弓のこを往復させる弓のこ盤（ハクソー）が主でした。往復なので帰りは切らず、直線にしか切れません。輪にした帯状ののこ刃を一方向に回し続ける帯のこは木工では使われていましたが、金属は切れませんでした。

Minneapolis の Leighton A. Wilkie は 1933 年、金属を切る帯のこ盤を作って「DoALL」と名づけ、のちに会社の名前にもしました^[26][27]。業界誌でこの章が確かめられた最も早い記事は 1935 年の American Machinist の新製品の欄で、Continental の Do-All は帯のこと帯やすりを付け替えて「切って、やすりがけする」機械として載っています。1936 年には卓上形や、ふところの深い形も出ました^[28]。帯のこは連続して切るので速く、刃を曲がりに沿わせれば型の輪郭を切り抜けます。刃を曲がりに沿わせれば輪郭も切り抜けるので、ブロックから型の形を荒く切り出す仕事にも向いています。Wilkie は実演して見せる売り方を重んじ、全国に工業用品の販売の拠点を作りました^[26]。

専用機とトランスファーマシン（第 3 章とつながる）

多軸ボール盤や Mult-Au-Matic は、工作物を次の位置へ送りながら別の工程を同時に削る機械でした。この考え方を工場の規模に広げたのが、工作物を自動で次の機械へ送るトランスファーマシンです。Ashburn（1988）は、いまの意味での最初の連続自動生産ラインは 1920 年に Milwaukee の A. O. Smith が入れた自動車のフレームのラインだったろうとし、標準の機械を 1 本のベッドに並べてエンジンブロックに 53 の加工をする機械が 1924 年に英国 Coventry の Morris の工場でできたことから、トランスファーマシンが育ったと書いています。ただ、型が売れないとラインごと捨てることになる「融通のきかなさ」が弱点でした^[23]。自動車工場のトランスファーマシンと「Detroit Automation」は第 3 章で詳しく扱います。

放電加工機：火花で削る

放電加工は、電極と工作物の間に油などの加工液を満たし、小さな火花を何万回も飛ばして金属を少しずつ溶かして取る加工です。刃物で削らないので、焼入れした鋼や超硬合金でも形を彫れます。原理は 1943 年にソ連の Lazarenko 夫妻が発明したとするのが定説ですが、国立科学博物館の系統化調査は、金属の加工への応用の研究はアメリカとソ連で始められたと書いています^[30]。

折れたタップを取る機械から

アメリカの始まりは、現場の困りごとでした。業界誌 Cutting Tool Engineering によると、ほぼ同じころアメリカの Harold Stark・Victor Harding・Jack Beaver が、アルミ鋳物の中で折れたドリルやタップを火花で崩して取る機械を作っていました。初めは電気の彫刻具を流用して力が足りませんでしたが、強い火花の電源と自動の繰り返し、加工液の入れ替えの仕掛けで実用になり、のちに真空管の電源で毎秒何千回も火花を飛ばす設計へ進みました^[29]。1946 年までに Michigan 州 Clawson の Elox Corporation が、この「ディスインテグレータ」を 3 機種売っています^[34][35]。いまも折れたタップの最後の手段が放電加工なのは、この始まりとつながっています（折れたタップの取り方）。

航空機の難削材から町の型の工場へ

1950 年代の半ばまでに、ソ連・欧州・アメリカに放電加工機のメーカーがたくさん生まれます。アメリカでは航空宇宙の特殊な部品の加工に使われました^[30]。それでも 1958 年の米国の設備調査で放電加工機は 578 台で、工作機械全体のごく一部でした^[41]。1960 年代の初めには米 Elox などが、電極の送りに電気油圧のサーボ弁を使う機械を完成させ、放電のすき間を速く正確に保てるようになりました^[30]。1961 年の American Machinist には「町の受託工場のための放電加工」の記事が載り^[44]、1973〜74 年には Colt Industries の Elox 部門が空軍の契約で、難削材の銃身の穴とライフリングを放電加工で作る研究をしています^[58]。

走るワイヤ電極

形彫りの放電加工では、電極そのものも減ります。細い線を走らせ続けて電極にすれば、減った分は新しい線と入れ替わります。1967 年 8 月の原子力委員会と NASA の技術短報は、Argonne 国立研究所の工場が作った「走るワイヤ電極」の放電加工を紹介しています。直径 0.005 インチ（約 0.13mm）までの黄銅や銅の線を毎分 10〜15 インチで送り、往復させながら使って、板の電極の代わりにしました。電極のゆがみがなくなって精度が上がり、希土類の金属や隕石、放射性の材料を切ったといいます^[51]。輪郭を NC で追うワイヤ放電加工機の製品化はスイス・ソ連・日本で進み、日本の歩みは国産アーカイブ第 6 章で扱います。

現場で何が変わったか。放電加工で「焼入れしてから形を彫る」ことができるようになり、型の工場の段取りは大きく変わりました。ジグ研削盤（前の節）と並んで、焼入れ後の精度を出す機械です。

レーザ加工機とウォータージェット：光と水で切る

レーザ

1960 年 8 月、Hughes Aircraft の研究所（Malibu, California 州）の Theodore H. Maiman は、ルビーの結晶で光を誘導放出させる、つまりレーザの発振を Nature に報告しました^[43]。1964 年には Bell 研究所の C. K. N. Patel が、二酸化炭素の分子で連続して発振するレーザ（CO2 レーザ）を報告します^[45]。CO2 レーザは出力を上げやすく、のちの板金のレーザ切断機の多くがこの方式になりました。

工場での最初期の使い道の 1 つは、極めて硬い物への小さな穴あけでした。1966 年、Western Electric は、電線を引き抜くダイヤモンドダイスの穴をレーザで貫くことに成功したと業界誌に報告し、ダイスづくりの時間と費用を下げられそうだとしています^[49]。板金の切断では、形削り盤から始まった Cincinnati Incorporated が 1980 年代に商用のレーザ切断機を出し、のちにリニアモータで動かすレーザ切断機も作りました^[6]。

ウォータージェット

水を細い穴から超高圧で噴き出させると、物を切れます。Michigan 州 Ann Arbor の Norman C. Franz は 1968 年 5 月、長い鎖の高分子を水に溶かしてジェットがばらけにくくする方法で特許を出願し、1970 年 8 月に米国特許 3,524,367 を得ました^[53]。もとは林業の技術者で、木を効率よく切る方法を探していたと Flow は紹介しています^[54]。最初の商用の装置は Ingersoll-Rand の McCartney が作り、1971 年 11 月に Alton Box Board の紙管の工場で動き始めました^[55][56]。

製品にしたのは、Washington 州 Kent の Flow です。1974 年に始まり、1975 年に連続運転できる増圧ポンプを製品にしました^[57]。初めは段ボール・紙・断熱材・紙おむつなど柔らかい物の切断でした^[54]。そこで Mohamed A. Hashish らが水のジェットに研磨材（アブレシブ）を混ぜ、流れの中心に集めてノズルの摩耗を減らす方法を考えます。最初の出願は 1982 年 10 月で、1987 年 3 月に米国特許 4,648,215 になりました^[61]。同社によると、アブレシブウォータージェットの最初の商用機は 1984 年に出ました^[62]。研磨材の力で硬い材料まで切れるようになり、熱をかけずに切れることが、焼けや変質を嫌う材料で生きました。

測定機：Sheffield と Brown & Sharpe

精密な機械には、精密に測る道具が欠かせません。Dayton（Ohio 州）の Sheffield Corp. は、1941 年に Louis Polk が City Machine & Tool と Sheffield Machine & Tool を合わせてできたゲージと測定器のメーカーで、柱形の比較測定器 Precisionaire は第二次世界大戦の航空機の生産で使われ、のちに工作機械の加工中の測定にも使われました。1956 年に Bendix の傘下に入ります^[40]。

三次元測定機（CMM）の始まりは英国の章（英国のその他の工作機械）で扱います。アメリカで CMM の大手になったのは、意外にも工作機械の老舗の Brown & Sharpe でした。1994 年の同社の届出書によると、同社は 1985〜93 年に事業の売却と買収を重ね、工作機械の会社から寸法測定の会社へ変わりました。1990 年 6 月には独 Wild Leitz の工業測定の部門（精密な CMM）を買い、1994 年 6 月には伊 Finmeccanica の CMM の会社 DEA を買う契約を結んで、CMM の売上で世界一だと書いています^[66]。その測定の事業は 2000 年 11 月の契約でスウェーデンの Hexagon に売られ、残った会社は社名から Brown & Sharpe の名を外しました^[67]。1833 年に時計と計器の店として始まった会社が、最後は「測る」側に残ったのです。今の測定の考え方はゲージと読みもの「測定の誤差」もどうぞ。

積層造形（第 5 章とつながる）

削らずに足して形を作る積層造形も、アメリカの特許から広まりました。Charles W. Hull は 1984 年 8 月、紫外線で液体の樹脂を 1 層ずつ固める光造形装置の特許を出願し、1986 年 3 月に米国特許 4,575,330 を得ます^[63]。1986 年に 3D Systems を共同で起こし、1987 年に最初の商用の 3D プリンタ SLA-1 を出しました。ASME は 2016 年にこれを機械遺産（Landmark）に選んでいます^[59]。Texas 大学の Carl R. Deckard は 1986 年 10 月に粉をレーザで焼き固める方法（SLS）を^[64]、Stratasys の S. Scott Crump は 1989 年 10 月に溶かした材料を押し出して積む方法（FDM）を出願しました^[65]。2014 年には、形削り盤から始まった Cincinnati Incorporated が米エネルギー省の Oak Ridge 国立研究所と大形の樹脂の造形機 BAAM を共同で開発し、Chicago の IMTS で自動車の車体を 44 時間で造形して見せました^[68]。2015 年 1 月には、BAAM で造形した Shelby Cobra の複製が Detroit のモーターショーに並びました^[69][70]。金属の積層造形と今の動きは第 5 章で扱います。

日本とのつながり

ボール盤。日本では 1912 年に碌々産業が米国で身につけた技術で枝型ボール盤を国産化し、国立科学博物館はこれを外国技術導入の第一号と考えられるとしています（国産アーカイブ第 5 章の年表）。ラジアルボール盤は戦前・戦後を通じて国内のメーカーの定番になり、1958 年の大隈の高速ラジアルボール盤 DRA-J 形は「ジグボーラー並みの精密な穴あけ」をうたいました（同）。

放電加工機。日本の放電加工の研究でも、アメリカは物差しでした。1965 年の東京大学の倉藤尚雄・須田孝の論文は、加工液の比べ方の基準の 1 つに米 Elox の「Elox oil」を挙げています^[46]。1972 年に三菱電機が出した国産初のワイヤ放電加工機 DWC-50 は、高い NC の代わりに米国で開発された光学式の図面倣い装置で図面の線を追いました^[30]。その後、日本のメーカーは NC 装置と電源の開発で性能・品質を上げ、1970 年代の後半には、それまで世界の代表だったスイスの Agie・Charmilles と米国の Elox に追いつき、値段で優位に立ちます^[30]（国産アーカイブ第 6 章）。

立て旋盤と NC。Bullard が開いた立てタレット旋盤は日本でも作られ、1962 年の第 1 回日本国際工作機械見本市にはオーエム製作所の NC 立て旋盤が出ています（国産アーカイブ第 1 章の年表）。一方、1982 年 5 月には工作機械部門を持つ Houdaille Industries が、日本製のマシニングセンタと NC パンチプレスを買う会社に投資税額控除を認めないよう請願し（1983 年に退けられました）^[23]、その後の対米輸出の自主規制につながります（第 5 章）。

積層造形。ASME の機械遺産の資料は、光造形の前史の最初の特許出願として、1980 年の名古屋市工業研究所の小玉秀男の出願を挙げています。小玉は紫外線で固まる樹脂を重ねて立体を作る方法を 1981 年に論文にしました^[59][60]。

よくある質問

平削り盤と形削り盤はどう違うのですか？

平削り盤は工作物を載せたテーブルが往復し、刃物は止まっています。大きく長い物の平面向きです。形削り盤は刃物を付けたラムが往復し、工作物は横に少しずつ送られます。小さめの物の平面や溝向きです。どちらも帰りの行程では削らないので、大物の平面は回るフライスで連続して削るフライス盤に主役を譲っていきました。

立て旋盤を量産の機械にしたのは誰ですか？

Bridgeport の Bullard です。1883 年に能力 37 インチの小形の立て中ぐり旋削盤を設計し、1900 年からは息子の Edward P. Bullard（Jr.）がタレットを付けた立てタレット旋盤を開き、1914 年には多軸の立て自動旋盤 Mult-Au-Matic を出して自動車の部品の量産の主力にしました。

ジグ中ぐり盤とジグ研削盤は何が違うのですか？

どちらも穴を座標で正確な位置に仕上げる機械ですが、ジグ中ぐり盤は刃物で削るので焼入れ前の柔らかい材料向きです。ジグ研削盤は砥石で削るので、焼入れでひずんだ後の硬い材料の穴を正しい位置に仕上げられます。アメリカでは Moore が 1931 年にジグ中ぐり盤を、1940 年にジグ研削盤を作りました。

放電加工はアメリカでどう始まったのですか？

業界誌の記事によると、1940 年代に Harold Stark・Victor Harding・Jack Beaver が、アルミ鋳物の中で折れたドリルやタップを火花で崩して取る機械を作ったのが始まりです。その後、航空機の難削材の加工や型づくりに広がり、1967 年には Argonne 国立研究所の「走るワイヤ電極」の放電加工が政府の技術短報で紹介されました。