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Sawmill - Wikipedia

sawmill は通常は 製材所 と訳しますが、sawmill には石を鋸で切断する工場 (stone mill) が含まれます。 この項目には後者の工場も登場するので、 整合性をはかるために sawmill を 鋸工場 (のこぎりこうじょう) と直訳することにします。 なお mill は機械のことさすこともあり、一般には大きなものを指すと思いますが 以下では小さなものも含まれており、その場合には鋸装置と訳しています。 電動鋸もこれに入りそうだ。

日本にも明治時代に蒸気動力の製材所があったことが 林業振興課 紀州材の歴史|和歌山県ホームページに書かれています。

鋸工場 (製材所、Sawmill)

鋸工場 (sawmill) あるいは材木工場 (lumber mill) とは丸太を材木に切断する施設である。 鋸工場の発明までは板を引き裂いて平らにしたり、 あるいはもっとよくしたようにむち鋸を使用して、 2 人が鋸穴の上と下で挽いた。 既知の最初の工場はヒエラポリスの鋸工場である。 これは小アジアのヒエラポリスにおけるローマの水力石材鋸工場 (water-powered stone mill) で、紀元 3 世紀のものである。 他の水力鋸工場がこれに続き、 11 世紀までに、スペイン、北アフリカ、中東、中央アジアに広く普及し、 続く数世紀にヨーロッパ中に広まった。 水車の円運動が鋸刃の往復運動に変換された。 一般に鋸のみに動力が与えられ、丸太の搭載と移動は手動であった。 初期の改良は可動な台車で、これも水力で動き、 丸太を確実に鋸刃に通した。

訳注
「引き裂く」 の言葉が気になるが、斧のようなもので切断することを言っているののではないかと思う。
米国の鋸工場、1920 年頃 20 世紀初頭の鋸工場
アリゾナ州、ジェローム

18 世紀の産業革命の時までに、丸い鋸刃が発明され、 19 世紀の蒸気動力の開発と共にもっと大きな機械化が可能となった。 鋸工場のスクラップの木材がボイラーを加熱する燃料となった。 鉄道の到来により、丸太は工場まで運ぶことができるようになり、 工場を航行水路のそばに建設する必要がなくなった。 1900 年までに世界で最大の鋸工場がサウスカロライナ州ジョージタウンで 大西洋木材会社 (Atlantic Lumber Company) により操業され、 丸太はアパラチア山脈からピー・ディー川 (Pee Dee River) を浮かんで下った。 20 世紀には電気と高度な技術がこの工程を更に推し進め、 大半の仕事が計算機化された。鋸で切断された以外のすべての副産物が利用され、 これにはおがくず、樹皮、 木材チップ 木質ペレットがある。

  1. 鋸工場の工程
  2. 産業革命以前
  3. 産業革命
  4. 現在の動向
  5. ギャラリー
鋸工場の工程

鋸工場の基本的な操業は数百年前のものとほとんど同一である; 丸太が一方から入り、寸法の決まった材木が一方から出る。

産業革命以前

ヒエラポリスの鋸工場は、 小アジア (現在のトルコ) のヒエラポリスのローマの水力石材工場で、 最も初期の既知の鋸工場である。 これはクランクと 連接棒の機構を組み込んだ最初の既知の鋸工場でもある。

小アジア、ヒエラポリスのローマの水力鋸工場の図式。
この 3 世紀の工場はクランクと連接棒の仕組みを組み
入れた機械で、知られている限りでは最も初期のもの

水力石材鋸工場で、クランクと連接棒はあるが、歯車列のないものは 6 世紀東ローマ帝国の都市 ジャラシュ (Gerasa) と エフェソス (Ephesus) で考古学的に証明されている。

動作する鋸工場の最も初期の文学的言及はローマの詩人の アウソニウス (Ausonius) によるもので、彼は 4 世紀末のドイツのモーゼル川に関しての叙事詩を書いた。 この詩のある部分で、彼は大理石を切断する水力工場 (watermill) の甲高い音を述べている。 大理石切断工場は AD 370 年/390 年のアナトリア半島出身のキリスト教聖者の ニュッサのグレゴリウス によっても示されていたようで、 彼はローマ帝国の多くの場所で色々な水力利用を実演した。

11 世紀までに水力動力の鋸工場は中世イスラム世界で、 西はイスラム領スペインと北アフリカから東は中央アジアに至るまで広範囲に使用された。

鋸工場の発明以前には板は引き裂かれて平らにされ、 あるいはもっとされたように 2 人が 鞭鋸 (むちのこぎり) で挽き、 丸太を置く台と鋸穴を使用し、ピットマンは穴の中で作業した。 鋸で挽く作業は遅く、強靭で元気な人が必要であった。 トップマンは 2 人の中でより強靭でなければならなかった。 というのは、鋸は交互に引く必要があり、下の人は重力の助けがあった。 トップマンは鋸を誘導する必要もあり、板を均一の厚さにする必要があった。 鋸の誘導はしばしばチョークの線に従った。

ギャング鋸をそなえた人力の鋸工場の挿絵。
1582 年出版

初期の鋸工場は単に鞭鋸を機械力に適用しただけで、 一般に水力を利用して工程を速くした。 水車の円形の動きが連接棒により、鋸刃の前後の動きに変換された。 連接棒はピットマン・アーム (pitman arm) と呼ばれ、 多くの機械的応用で使用される用語となった。

一般に鋸のみに動力が与えられ、丸太の搭載と移動は手動であった。 初期の改良は可動な台車で、これも水力で動き、 丸太を確実に鋸の刃に通した。

クランクのない鋸工場の一型式がドイツで知られ、 ノック & ドロップ工場、あるいはドロップ工場と呼ばれた。 ドロップ鋸工場では軸が回転すると、鋸刃を運ぶ枠がカムにより上方に持ち上げられた。 このカムは水車が設置されている軸に組み込まれていた。 鋸刃を運ぶ枠が最上端に達すると、自身の重さで落下し、大きな打撃音を生じ、 これで幹に切れ込みを入れた。

このような小さな工場がバルト海沿岸の国やカナダのような木材輸出国の田舎の中心となった。 このような工場の生産量は極めて低く、 恐らく 1 日に 500 枚程度の板でしかなかった。 これらの工場は冬季間 -- 木材切り出しのピーク時 -- のみに操業した。

オランダ、ライツヘンダム
風力鋸工場デ・サラマンダー
1792 年に建設され 1953 年
まで使用されて荒廃状態に
なった。1989 年に完全修復。
オーストラリア内部の
鋸工場、1900 年頃

米国では鋸工場はバージニア州の植民後すぐに導入され、ハンブルクから技能労働者 (skilled man) が採用された。 後に金属部品をオランダから輸入した。オランダは技術がイングランドよりもはるかに優れ、 イングランドでは 18 世紀末に至るまでほとんど知られていなかった。 鋸工場の到来は開拓地の共同体の大きな、そして刺激的な一歩であった。

産業革命

初期の工場は森に作った。 森には一時的な小屋を作り、馬や牛のチームによって丸太を近くの工場まですべらせて運び、 時々雪が少々積もっていて滑りやすい時にした。 工場が大きくなると川沿いのもっと恒久的な施設を建設し、 丸太流し (log driver) で丸太を工場まで運んだ。 航行可能な川、湖や河口に建設された工場は貨物工場 (cargo mill) と呼ばれた。 これは、鋸工場に丸太の貨物を輸送し、鋸工場から材木の貨物を運ぶ船が利用可能であるからであった。

カリフォルニア州のサッターズ工場
現代の再建、カリフォルニア州では
1848 年に初めて金が見つかった。

次の改良は円形の鋸刃の使用で、 恐らく 18 世紀末のイングランドで発明された、 しかし (究極的には) 17 世紀のオランダで発明されたようである。 この後、間もなく工場主 (miller) はギャング鋸 (竪鋸) を使用した。 これは鋸刃を追加したもので、これにより丸太は素早く一段階で板となった。 円形の鋸刃はとても高価で、オーバーヒートやよごれた丸太により、 被害をとても受けやすかった。 新しい技術者 -- 鋸目立師 (saw filer、めたてし) -- が登場した。 鋸目立師は金属加工に高度な技術を持っていた。 彼らの主な仕事は鋸刃を設定し、鋭利にすることであった。 技能には鋸のハンマーでのたたき方も含まれ、 これにより鋸刃は熱と切断による力と拮抗するようにハンマーとかなとこ (anvil) で変形された。 現代の円形の鋸刃では替え歯があるが、ハンマーでたたく必要がある。

19 世紀の蒸気動力の導入により、 工場には多くの可能性が生まれた。 丸太と材木の鉄道輸送が可能となったため、 航行水路から離れた鉄道沿いの工場を作ることが奨励された。 蒸気動力の鋸工場ははるかに機械化できた。 工場から出るスクラップの材木はボイラーを加熱するための、 すぐ利用可能な燃料となった。 効率が増大したが、新しい工場を建設する資本金も劇的に増大した。

蒸気ないしはガソリン動力の トラクション・エンジンの利用も鋸工場を可動にした。

1900 年までに、世界で最大の鋸工場が サウスカロライナ州ジョージタウン (Georgetown) の 大西洋木材会社 (Atlantic Lumber Company) により操業され、 はるかに遠くのノース・カロライナ州のアパラチア山脈の麓から、 丸太をピー・ディー川 (Pee Dee River) で浮かべて運んだ。

カリフォルニア州北部のスタージョンズ・ミル (Sturgeon's Mill) の修復プロジェクトが実行中で、 最後の蒸気動力の鋸工場の 1 つを今なお元々の装置を使用して修復している。

現在の動向

20 世紀には電気と高度な技術の導入により、 工程が更に推進され、今や大半の鋸工場は巨大で高価な施設となり、 仕事の大半が計算機化されている。 1 日あたり 2 mmfbm (mmfbm = 百万 ボードフィート) の容量を持つ新しい施設の建設費は 120,000,000 カナダドルにも及ぶ。 現代の操業では年間 100 mmfbm から 700 mmfbm を生産する。

地元の事業家が動かす小さなガソリン駆動の鋸装置 (sawmill) が 20 世紀初めに多くの共同体に貢献し、 今日でも専門市場に貢献している。

個人使用の、あるいは専門用途においてさえ、小さな持ち運びできる鋸装置が現在の動向である。 多くの異なるモデルが異なるデザインと機能を持って登場した。 多くの異なるモデルが異なるデザインと機能を持って登場した。 これらは限られた容量の板を製造したり、 あるいは大きすぎる材木を処理する専門装置として、とりわけ適している。 持ち運び可能な鋸装置は、鋸装置を丸太のそばに持ってきて遠隔地で木材を処理できることから人気を得た。 自然災害を被ったへんぴな共同体では持ち運び可能な鋸装置を使用して、 倒木から共同体を再建したこともある。

オレゴン工場では丸太の移動に
エネルギー効率の良い池を使用。

技術により、鋸工場の操業が近年随分変化し、 廃材の最小化、エネルギーの効率化によって、利益を増やすことに力点が置かれ、 更には操作員の安全性を改良することに力点が置かれている。 かっては至る所にあった錆びた鋼製の円錐形おがくず燃焼装置は大半が姿を消し、 おがくずなどの鋸工場の廃材は今や パーティクルボードなどの関連製品に処理されたり、 木材乾燥の窯 (kiln) を加熱するのに使用される。 コージェネレーション (熱電供給) は操業で電力を生み、余剰なエネルギーが送電網に供給される。 樹皮は粉砕して造園用のバークダスト (barkdust) にすることもできるが、 燃焼して熱源にできる。おがくずは パーティクルボードにすることもできるが、 圧縮して ペレットストーブ用の 木質ペレットにすることもできる。 材木にならない大きな木材のかけらはチップにして製紙工場の原料となる。 工場の副産物には建物建設用の 配向性ストランドボード (OSB, oriented strand board) があり、 合板 (plywood) の安価な代替物である。 自動工場によっては、 800 本の小さな丸太を半時間で処理して、 樹皮チップ、木材チップ、おがくず、そして 分類・積み上げ・くくられた厚板が得られる。

ギャラリー
レーザー誘導技術を
備えた現在の鋸工場内部
木材が鋸工場を移動 工場から出るおがくずの廃材
アリス - チャルマーズモデル B,
鋸工場型式の機械を後部に搭
載しているが通常は 4 フィート
の薪をストーブ用に短くする
ために使用
ギリシャ,エピラス,スモリカス山
の Armata の鋸工場
イングランド、ノーフォークに
保存されている水力鋸工場
丸太から厚板を作る