Pirelóforoとルビー
どの時計にもルビーが入っています。今日のルビーが天然のものではないことは、誰もが知っています。幸いなことに、時計の品質がルビーの数で測られるものではないことも、今では誰もが知っています。それでも、このテーマにはまだ解き明かされていないことがたくさんあります。
時計の「サファイアクリスタル」ガラスが人工ルビーと同じ素材でできていることをご存じでしたか？ ルビーの正体が実は酸化アルミニウムであることをご存じでしたか？
今日の時計に使われている人工ルビーの製造は、1900年代初頭に2400ºCに達する非常に強力な炉が生まれたことで、はじめて可能になりました。当時、最も強力な炉（3800ºC）がポルトガルの一人の神父によって作られ、Pirelóforoと呼ばれていたことも、世界中で知られていました。
1200種類を超える時計ムーブメントのルビーが、ポルトガルのCIMDで作られていることをご存じでしたか？
時計仕掛けの機構
最初の装置はリスボンのTapada da Ajudaで組み立てられ、2000ºCに達して玄武岩を溶かすことができました。最終版は3800ºCに達し、あらゆる岩石や金属を溶かすことができました。しかし、ここで私たちが本当に注目したいのは、この装置が複雑な時計仕掛けの機構の上に据えられていたことです。この機構によって、構造全体が一日を通じて太陽の動きを追い、さらに反射鏡に対する箱の位置も調整することができました。
PIRELÓFORO
子どもの頃、太陽の下の虫眼鏡がアリから見れば最も恐ろしい殺人兵器になりうることを、誰もが発見したものです。さて1904年、アメリカのセントルイス万国博覧会で、この発想を極限まで推し進めたポルトガルの発明が受賞しました。太陽エネルギーだけで、この世のあらゆる岩石と金属を溶かすことができる発明です。発明者はPadre Himalaya（Manuel António Gomes）で、出身地はCendufe、そしてその発明こそがPirelóforoでした。Pirelóforoは放物面状に並べた一群の鏡で構成され、光を一点、すなわち溶かす材料を入れる箱／炉に集めるものでした。しかし虫眼鏡の手法とは違い、Pirelóforoは高さ13メートルもあり、時計仕掛けの機構によって太陽の動きを追いました。この万国博覧会は1904年にアメリカで開かれ、Pirelóforoは面積80m²の放物面に6177枚の鏡を備え、高さは13mありました。装置の輸送と組み立てに必要だった物流を想像すると驚かされます。上の写真の一枚には、船の上に組み立てられた高さ13mの鏡のシステムが写っています。Padre Himalaya自身によれば、この輸送と組み立ての全工程に、当時の強い通貨で40コントがかかったといいます。装置は1904年5月に船積みされ、同年8月には組み立てを終えて準備が整いました。
愛国心とPIRELÓFOROの盗難
セントルイス博覧会の閉幕後、装置は解体されて倉庫に保管され、Padre Himalayaはその後の2年間、科学者たちとの交流を深め、アメリカ各地で講演を行いました。帰ってみると、あれほど巨大であったにもかかわらず、Pirelóforoは盗まれていました。当時、それは非常に価値のある発明だったのです。博覧会の期間中、彼は愛国心から、アメリカに帰化するという提案も、日本人が装置の買い取りのために示した350コントという申し出も断っていました。
特許
Pirelóforoは盗まれたものの、特許はアメリカで707891番として登録されていました。それでも、セントルイスでの盗難の後、同じ仕組みの小型装置がアメリカ各地に現れるのを防ぐことはできませんでした。ポルトガルでは特許3746番として登録されています。以下に、アメリカ特許の本文と図の試訳を掲げます。
アメリカ特許 707891
「関係各位へ：
私、MANUEL ANTÓNIO GOMES HIMALAYAは、技師であり、ポルトガル国王の臣民であって、フランス共和国セーヌ県ブローニュ＝シュル＝セーヌ、ビュザンヴァル通り13番地に居住する者であるが、高温を発生させるための新規かつ有用な太陽装置を発明したことをここに告知する。以下はその完全、明瞭かつ正確な説明である。
本発明は、高温を発生させるための太陽装置に関するものであり、とりわけ電気炉を含む通常の炉を上回る温度を必要とする冶金および化学の研究に用いられる。
本装置は、太陽光線を炉、るつぼ、その他の受容器の中心に置かれた限られた焦点に収束させるよう配置された反射面を備える。この炉その他の容器は、必要であれば反射系の完全に外側に置くこともできる。
さらに本装置は、地平線上の太陽の高さにかかわらず、選ばれた焦点への光線の収束を維持するよう装置を調整または設定する手段を備える。
また、本発明の目的のために特別に製作された一種の炉、すなわち熱受容器を備える。
ここで、添付図面を参照しながら私の装置構成を説明する。図面において、第1図は回転放物面ABGの軸を通る断面図であり、その頂点付近の部分は軸に垂直にX Yに沿って切り取られ、そこから装置の本質的な部分をなす截頭扇形部ab 0 (Zが切り出されている。第1図、第1図および第1図は、反射鏡を構成する要素の形状の変形例を示す図である。
第2図は、第1図と同じ截頭放物面ABXYを縮尺を落として平面図で示したもので、8つの扇形部SからSに分割され、水平軸DDに取り付けられている。これらは焦点Zの高さで回転放物面の軸に垂直に配置され、円形の軌道2の上を移動できる2本の柱1 1によって支えられている。
第3図は、第1図および第2図の截頭放物面扇形部abcdを平面図かつ作動位置で示したもので、太陽が真上にあるとき、太陽光線をるつぼEの内部へ向けている。
第4図は、第3図のMN線に沿った垂直断面図である。
第5図は、次に示す配置の変形例である。
第6図（図版なし）は、第5図の反射系の正面図であり、第1図のPQ線に沿った断面を示す。
第7図は、2つの反射系を背中合わせに配置し、対称に向かい合う2つの炉に2つの焦点を結ばせる様子を、一部垂直断面で示す。
第8図は、第7図に示す装置を縮尺を落として示した平面図である。
本発明の本質的な特徴は、回転放物面a 6 0 (Z、第1図。の一扇形部によって形成される反射面を用いることにあり、この反射面は太陽光線の円錐状の束a 5 Z、第2図から第8図、を反射することができ、その頂角は、焦点Zが炉その他の受容器Eの中心に結ばれ、きわめて高い温度を生み出すのに十分なほど鋭い。実際、回転放物面およびそれに類する面は、太陽光線を物理的に完全な焦点に集める光学装置として理想的な形であるが、実用に耐える焦点を形成することはできない。なぜなら、図形のあらゆる側から焦点に達する反射光線を、加熱のために炉や受容器の中心に集めることができないからである。それらはるつぼやボイラーの周囲と外側を加熱することしかできない。そのため、得られる温度は比較的低く、放射と反射による熱損失はきわめて大きい。私の発明は、回転放物面を必要な数の部分に分解し、冶金の研究や、きわめて高い温度を必要とする工業試験のあらゆる分野において、実用的かつ容易に使える焦点を生み出せる放物面の一部分を得る、という原理に基づいている。この結果は、回転放物面を頂点で線XY、第1図、に沿って切り取り、こうして得られた放物面の截頭体を、たとえば8つの部分すなわち扇形部SからS、第2図、に分割し、後述するようにそのうちの1つの扇形部を適切に調整または設定することによって得られる。この放物面扇形部ab 0 dの開き、すなわち弧は、簡単のため反射鏡と呼ぶことにするが（第1図、第2図、第3図）、好ましくは約45度であるが、状況に応じてそれより大きくても小さくてもよい。この扇形部は、1辺または複数の辺、あるいはすべての辺で切り取ることができ、その場合は図面に示すような放物面扇形部の截頭体の形、または円、楕円、多角形、その他の形をとる。この反射鏡は、放物面の1つまたは複数の部分すなわち要素から構成することができ、その形状はさまざまでよい。すなわち、反射鏡を構成する各要素は、第1図から第8図に示す台形Kの形、または円の形（第1図）とすることができる。」
合成ルビー
Pirelóforoが発表される3年前の1902年、Auguste Verneuilは、今日に至るまで時計製造を変えることになる偉業を成し遂げました。パリのConservatoire des Arts et Métiersの教授であったこのフランスの化学者は、焼結法によって初めて合成ルビーを作り出すことに成功したのです。今もすべての機械式時計に使われている最初の合成ルビーを作るうえでの難しさは、その素材である酸化アルミニウムを2400ºCまで加熱しなければならない点にありました。この温度に達する炉が生まれて、はじめてこの新しい素材を作ることが可能になったのです。もしAuguste VerneuilがPadre Himalayaと、3800ºCに達する彼のPirelóforoを知っていたなら、二人は互いの発見から恩恵を受けていたかもしれません。
ルビーと時計のガラス
合成ルビーは、天然のルビーと同じくコランダム、すなわち酸化アルミニウムです。工業的な製造工程では、基本成分であるアルミナ（酸化アルミニウム）が、精製、加熱、溶融、結晶化という一連の工程を経て、洋梨形の人工ルビーの塊になります。天然ルビーの赤い色を得るために酸化クロムが加えられます。サファイアクリスタルのガラスも製法は同じですが、酸化クロムは加えません。大規模な製造によって、天然のものより品質が均一な合成石を大量に作れるようになりました。こうした石の大部分は宝飾業界が引き取ります。時計製造においては、原材料の費用が比較的安かったため、ルビーのコストは主に穴あけと石留めに必要な手作業から生じていました。とはいえ、原石から最終製品になるまでにルビーの約90%が失われ、時計に使えるのは残りの10%だけであることにも注意が必要です。1930年までは、ルビーの石は真鍮の石枠（シャトン）に留められていましたが、その後、地板に（圧入によって）直接打ち込む技術が採用され、生産コストはさらに下がりました。
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参考文献と出典
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参考文献：
ARAUJO, A, Lopes - Centenário do Nascimento do Padre
Manuel António Gomes Himalaia, Arcos de Valdevez, 1972.
COSTA, Avelino de Jesus da、「Himalaia」の項、Dicionário de História de Portugal（Joel Serrão編）、Lisboa、Iniciativas Editoriais、1965年、第II巻
GOMES, (HIMALAIA) - Manuel António, Mémoire descriptif déposé à l'appui de la demande d'un Brevet d'Invention (...) par Monsieur Himalaya（タイプ原稿）、Paris、1899年。
GONÇALVES, José - O sábio inventor português Himalaia, Braga（刊行年不明）。
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New York Times - 1905年3月12日付。
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VILLECHENON, Florence Pinot de - Les Expositions Universelles, P.U.F.、Paris、1992年。
Hemeroteca Digital de Lisboa http://hemerotecadigital.cm-lisboa.pt
Occidente – Revista Illustrada de Portugal e do Estrangeiro 第29年、第XXIX巻、第1003号、1906年11月10日
Serões – Revista mensal illustrada 第1号、1905年7月
Portugal na Exposição Universal de 1904 – O padre Himalaia e o Pirelióforo、文：Alfredo Tinoco、Cadernos de Sociomuseologia第42号、2012年。http://recil.grupolusofona.pt/handle/10437/4545 で閲覧可能
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