この 記事では、かみのけを ものさしに します。太さは 0.07〜0.08ミリです［1］。

1ミリを 1000に わけた 1つが、1マイクロメートルです。かみのけの 太さは、その 70〜80ばい に なります。つまり 1マイクロメートルは、かみのけの 70〜80分の一 です。

ここから 話に 出る 数字は、かみのけと くらべて 考えて みて ください。

髪の毛の太さ0.07〜0.08mmは、70〜80µm（マイクロメートル）と同じです［1］。1µmは1000分の1mmなので、1µmは髪の毛の約70〜80分の1になります。

この記事では、この「髪の毛」を物差しにして、金属の削り方がどこまで細かくなったのかを比べます。数字が出てきたら、髪の毛の何分の1かを一緒に考えてみてください。

日本毛髪科学協会によれば、日本人の平均的な毛髪の太さは0.07〜0.08mm程度、すなわち70〜80µmである［1］。1µm＝0.001mmなので、1µmは毛髪の約70〜80分の1にあたる。

以下、本稿では毛髪の太さを比較の基準に用いる。個人差や部位差があるため、これはあくまで平均的な目安である。

ジェームズ・ワットは、じょうきの 力で うごく 機械きかいを 考えました。中では、つつの 形の あなの 中を、ふたのような ぶひんが 行ったり 来たり します。

ところが、この あなを きれいな 丸に けずれず、ワットは 数年、こまって いました。ぶひんと あなの すきまが 大きいと、じょうきが もれて しまうからです［2］。

そこで ジョン・ウィルキンソンが、あなを けずる 新しい 機械きかいを 作りました。1775ねんの ことです。けずる 刃はを つけた ぼうの 両はしを ささえて、ぶれないように したのが ちがいでした［3］。

ワットの こまりごとは、この 機械きかいで かいけつしたと つたえられて います［2］。

ジェームズ・ワットが考えた蒸気機関には、筒の形をしたシリンダーの中で、ピストンが往復する部分があります。ピストンとシリンダーのすき間が大きいと、蒸気がもれて力が落ちます。ところが、ワットは数年間、よい形のシリンダーを手に入れられませんでした［2］。

当時の中ぐり盤（穴を広げて仕上げる機械）は、木工用の道具を転用した粗いものが多く、人の手で動かすことも少なくなかったといいます［4］。

そこへ登場したのが、ジョン・ウィルキンソンです。1774年に、刃物の軸を筒の両端で支える中ぐり盤を開発し、1775年には蒸気機関のシリンダーも削れる中ぐり盤を作りました［2］。それまでは軸の片側だけを支える「片持ち」型が使われ、刃がたわみやすかったのです［3］。

この機械のおかげで、ボールトン・ワット社の最初の商用機関のシリンダーが削られ、ワットの問題も解決したとされます［2］。

蒸気機関の効率はピストンとシリンダーの間隙に左右されるが、ワットは数年間、シリンダー内径を叩いて修正する試みでも良好な形状を得られなかった［2］。当時の中ぐり盤は木工工具の転用で、しばしば手動という粗いものだった［4］。

ウィルキンソンは1774年、刃物軸を筒の両端で支える中ぐり盤を開発し、1775年に蒸気機関のシリンダーも加工できる高精度の機械を作った［2］。当時普及していた片持ち型と違い、軸が両端で支えられている点が特徴とされる［3］。

この機械はボールトン・ワット社の最初の商用機関のシリンダーを加工し、ピストンとの間隙の小ささが評価されて独占契約につながったと記される［3］。有名な「古いシリング硬貨の厚さ以内」という誤差の逸話は、参照した資料の本文では確認できなかったため使わない。

つぎに 出て くるのは、ヘンリー・モーズリーです。1800ねんごろ、ねじを きれいに けずれる せんばんを 作りました。ねじの 大きさを そろえる 道が、ここから ひらけたと いわれます［5］。

1805ねんには、はかる 道具を 作りました。作業場で「この 長さは 本当に 合って いるか」を 決める 係の ような 道具で、みんなは「だいほうかん」と あだ名を つけました［6］。

だいほうかんとは、いちばん えらい さいばんの 人の ことです。はかる 道具が、作業場で いちばん えらかった のです。

ヘンリー・モーズリーは、1800年ごろに実用的なねじ切り旋盤を作りました。ねじの寸法をそろえることが可能になり、ナットとボルトが互換になる道をひらいたといわれます［5］。

モーズリーは1805年、卓上マイクロメーターも作りました。作業場でできた部品の長さについて、最後に判断を下す道具として扱われ、「大法官」とあだ名されました［6］。法廷でいえば、最終判断を下す立場です。

測定器の精度は資料によって食い違うため、具体的な数値はここでは書きません。大切なのは、作業場に「これで決める」という測定器があったことです。

H. モーズリーは1800年ごろ、工業的に実用になるねじ切り旋盤を作り、標準ねじ寸法を初めて可能にしたとされる［5］。

1805年には卓上マイクロメーターを製作した。サイエンス・ミュージアム・グループの所蔵品解説によれば、この機器は作業場の測定について最終判断役（court of appeal）とみなされ、「大法官（The Lord Chancellor）」とあだ名された［6］。

同機の精度は、資料によって1万分の1インチ、1000分の6インチなど食い違いがある。数値の断定は避ける。

ここで押さえたいのは、加工の精度を上げる工夫の中に、測定の基準を作業場の中心に置く発想が、すでにあったことだ。

モーズリーの 下で はたらいた ジョセフ・ホイットワースは、ふつうと ちがう やり方で はかりました［7］。

目もりを 目で 見るのでは ありません。あらかじめ 長さを きめた ぼうの 面と 面の あいだに、はかる ものを はさんで、手の かんじで 合って いるか たしかめる のです［7］。

この やり方で、ホイットワースの 機械きかいは 100万分の 1インチまで はかれたと されます。およそ 25ナノメートルで、かみのけの 3000分の 1ほどです［7］。

1841ねんには、ねじの 形や 角度の きまりも ていあんしました［8］。おなじ きまりの ねじなら、作った 人が ちがっても 合うように なりました。

ただし 100万分の 1インチは「と されます」という 言い方の 数字です。

ジョセフ・ホイットワースは、モーズリーの下で働いた人です。彼の測定方法は「端面測定」と呼ばれます。目盛りを目で読むのではなく、あらかじめ長さを決めた棒の端面と、測る物の端面の間の感触で確かめる方法です［7］。

この方式を使ったホイットワースの測定機は、100万分の1インチ、つまり約25nm（1インチ＝25.4mmで計算）まで測れたとされます［7］。25nmは0.025µmなので、髪の毛の約3000分の1です（0.07mm÷0.000025mm＝2800、0.08mmで3200）。ただし、これは「とされる」という伝聞の数字です。

ホイットワースは1841年に、標準ねじ規格（BSW）も提唱しました。山の角度を55度にそろえるなど、ねじの決まりを統一することで、製造者を越えて互換になる道をひらきました［8］。

ホイットワースはモーズリーの下で働いた技術者で、目盛りの目視ではなく、あらかじめ長さを定めた棒（標準棒）の端面と被測定物の端面の間で、視覚でなく触覚に頼って測る「端面測定（end measurement）」を用いた［7］。

サイエンス・ミュージアム・グループの所蔵品解説には、同機が100万分の1インチまで正確であったと「said to be（とされる）」と記されている［7］。1インチ＝25.4mmで換算すると約25nm（0.025µm）で、毛髪径70〜80µmとの比は約2800〜3200になる。

1841年には標準ねじ規格（BSW）を提唱し、ねじ山の角度を55度とし、ほかの変数も標準化を提案した。これによりねじが製造者を越えて互換になった［8］。同じ資料は、面を約100倍平らにできたとも紹介する。

ホイットワースの やり方は、まだ 「一つ 一つ 作る」ものでした。だれが つくっても 同じ 長さを たしかめられる ものが ほしい。それを 作ったのが、スウェーデンの カール・ヨハンソンです。

1896ねんごろ、いろいろな 長さの 金属きんぞくの ブロックを 1セット 作りました。0.5ミリから 300ミリまでを、100分の 1ミリずつ 組み合わせて 作れます。これを「ブロックゲージ」と いいます［9］。

ブロックの 面は とても 平らです。2まいを 重ねて ひねると、ぴたっと くっつきます。「リンギング」と いい、その わけは 空気の 力とも、小さな 力とも いわれますが、はっきり して いません［10］。

このブロックは、あとで アメリカの ヘンリー・フォードの 会社でも 使われました［9］。

スウェーデンの機械工カール・ヨハンソンは、1896年ごろに最初のブロックゲージ一式を完成させました。0.5〜300mmの長さを、100分の1mm刻みで組み合わせられるようにした金属のブロック群です。のちには1000分の1mmの壁も破ったとされます［9］。100分の1mmは10µmで、髪の毛の7〜8分の1にあたります。

ブロックゲージの面はきわめて平らです。2枚の面を滑らせながら重ねると、ぴたりとくっつきます。この現象は「リンギング」と呼ばれます。原因は大気圧、分子間の力、表面張力など、説が分かれており、はっきり一つに決まっていません［10］。

ブロックゲージは、産業界で長さをそろえる主な手段になりました。ヘンリー・フォードがこれを導入し、ヨハンソンの会社はフォード社の一部門になったと紹介されています［9］。

「妻のミシンに砥石を付けて仕上げた」という逸話は一つの資料にしか見えないため、ここでは断定しません。

C. E. ヨハンソンは1896年までに最初のブロックゲージ一式を完成させた。0.5〜300mmを0.01mm刻みで組み合わせられる構成で、のちに0.001mm（1µm）の壁を破ったとされる［9］。10µmは毛髪径の約7〜8分の1、1µmは約70〜80分の1に相当する。

ブロックゲージの平らな面どうしを滑らせて重ねると、貼り合わさる。これはリンギング（wringing）と呼ばれる。原因については大気圧説、分子間力説、表面張力説などがあり、一つに定まっていない［10］。

産業界では長さの標準化の主な手段となり、ヘンリー・フォードが導入して、ヨハンソンの会社はフォード社の一部門となった。キャデラックも採用し、フォードも続いたと伝えられる［9］。妻のミシンに研削砥石を付けて仕上げたという逸話は単独の出典による。

いまの 工場では、けずった あとの 「ずれても よい はば」を、かみのけの 太さの 35〜40分の 1 ほどに おさえる ことも あります。ある 会社は、±2マイクロメートルいか の ずれに おさえる ことを 「ちょうせいみつかこう」と よんでいます［12］。

ここまで こまかいと、いちばん こまるのは 温度です。金属きんぞくは あたたまると、ほんの すこし のびます。それだけで、けずる 刃はと けずられる ものの いちが ずれて しまうかも しれません。

だから 部屋の 温度を 0.1度ごとに みはる 工場も あります［12］。

ただし 「ちょうせいみつ」の 決まりは 会社ごとに ちがい、これは 1つの 会社の 考え方です。

現代では、加工の精度をどう呼ぶか自体が、会社によって違います。ある加工会社は「寸法精度が±2µm以下、面の粗さRa1.6µm以下」を超精密加工と定義しています［12］。この会社の定義であって、業界全体の共通の決まりではありません。

±2µmは、髪の毛のおよそ35〜40分の1です（削れる細かさそのものではなく、寸法のずれの許される幅です）。このレベルでは、ダイヤモンドの刃物で鋭い刃先を作り、温度も湿度も細かく管理することが重要だと説明されています。温度は±0.1℃単位で管理する例が挙げられています［12］。

理由は、金属が温度で伸び縮みするからだと考えられます。部屋の温度が変わると機械や加工物がわずかに伸び縮みし、刃物と加工物の位置がずれるおそれがあります。この理由づけ自体は出典で直接確認できておらず、一般的な理解として述べています。

最初の問いに戻ると、加工の精度は、削る機械と測る道具、それに温度のような環境まで含めて上がってきた、と読めます。

超精密加工の定義は一様ではない。ある加工会社は、寸法精度±2µm以下かつ面粗さRa1.6µm以下を超精密加工と位置づけている［12］。これは一社の定義であり、業界共通のものではない。±2µmは毛髪径の約1/35〜1/40に相当する。

同社は、ダイヤモンドバイトによる鋭い刃先の実現と、±0.1℃単位の温度管理・湿度管理の重要性も挙げている［12］。

温度が問題になる理由は、金属が温度で伸び縮みし、工具と工作物の相対位置がずれうるためと考えられる。この点は出典で直接確認できていないため、一般的な理解として述べる。

以上の流れは、ウィルキンソンの機械の剛性、モーズリー・ホイットワースの測定基準、ヨハンソンの標準ゲージ、そして温度という環境制御へと、精度の制約が「機械→測定→環境」と移ってきた、と整理できる。この整理は本稿の見方で、出典の主張そのものではない。

いま できる ことです。ノートを 100まい ぐらい 重ねて、ものさしで あつさを はかり、100で わって みましょう。1まいの あつさが 出ます。ものさしで 見えない 長さも、たくさん 重ねると はかれるのです。かみのけと くらべたく なったら、大人の人と いっしょに 調べて みて ください。

出かけて できる ことです。ちかくの 科学館や はくぶつかんに、はかる 道具が あるか さがして みましょう。

今日できること：厚みのあるノートやコピー用紙の束を、定規で測って、枚数で割ってみてください。1枚では読めない厚さも、重ねると分かります。ブロックゲージやホイットワースが目指した「見えない長さを測る」工夫と、少し似ています。

出かけてできること：科学館や博物館で、測定器や旋盤、蒸気機関の展示を探してみてください。展示によって、モーズリーやウィルキンソンの時代の機械の実物や模型があるかもしれません。

資料を読むなら、サイエンス・ミュージアム・グループの所蔵品ページ（［6］、［7］）が原典に近く、英語のページですが、写真も見られます。

今日できること：紙の束の厚さを測って枚数で割り、1枚あたりの厚さを求める。定規の最小目盛り（1mm）より細かい値が得られることを確かめ、毛髪径の0.07〜0.08mmと比べる。

出かけてできること：科学館・博物館で、旋盤・中ぐり盤・マイクロメーター・ブロックゲージの展示を探す。ブロックゲージは校正の標準として、今も工場や計量の現場で使われている。

資料は、サイエンス・ミュージアム・グループの所蔵品ページ（大法官［6］、ホイットワースの測定機［7］）、Linda Hall Libraryの人物解説（ホイットワース［8］、ヨハンソン［9］）が読みやすい。ミツトヨのゲージブロック解説［11］は日本語でリンギングと校正の基礎に触れる。ボールトンの「シリング硬貨」の逸話とマイクロメーターの精度値は、原典（Rolt『James Watt』、Smiles等）を当たるとよい。