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機械式計算機

参考ＵＲＬ

機械式計算機とは

機械式計算機、手動計算機、手回し計算機ともいう。日本では、タイガー計算器が独占的シェアをもっていたので、「タイガー」が機械式計算機の一般用語にすらなっていた。
　下図のような構成になっており、置換レバーに数値をセットし、置数レバーを回すと、計算結果が右ダイヤルに表示するような仕組みである。加減ならばソロバンのほうが手軽だが、乗除算では計算違いが少なく高速に計算できる。
　日本では１９２０年代から始まり、１９６０年代の初頭頃まで広く使われていたが、電動計算機や電卓の出現により、それらに置き換えられてしまった。


機械式計算機（タイガー計算器）の各部名称 （拡大図）
出典： タイガー「タイガー手廻計算器使用法」

機械式計算機の操作方法

加算（１２３＋４５＝１６８）

  1. 置数レバーを動かして右詰めに「１２３」とセットする。表示部に「１２３」と表示される。
  2. クランクハンドルを右（＋）方向に１回転する。右ダイヤルが「１２３」となる。
  3. 置数レバーを「４５」に置き換え、右（＋）方向に１回転する。右ダイヤルが「１６８」となる。

減算のときは、３のステップの「右（＋）方向」を「左（－）方向」にすればよい。

乗算（１２３×４５＝５５３５）

  1. 置数レバーに右詰めに「１２３」とセットする。
  2. クランクハンドルを右方向に５回転する。左ダイヤルが５になる（実務的には、左ダイヤルが５になるまで、クランクハンドルを右回しする）。
  3. 桁送りレバーを用いて、キャレージを１桁右（インジケーターが左ダイヤル第２位を指す位置）に動かす。
  4. クランクハンドルを右方向に４回転する。左ダイヤルが４５になり、右ダイヤルが５５３５になる。

除法

説明が複雑になるので割愛する。乗算の右回しを左回しにすることにより行うのであるが、引きすぎて負になるとチンと音がするので、右に１回戻す操作をする。この音により操作者のイラつき度がわかったものである。
　小数点数の除算は位取りが難解になる。それを無視して計算して暗算で位取りをするほうが現実的だった。
　四則演算を組み合わせて平方根の計算をすることもできた（近辺の数を二乗して探すほうが早かったが）。

機械式計算機の歴史

１７世紀：機械式計算機前史

  • 1642年　パスカル「Pascaline」
    パスカル（Blaise Pascal）は、歯車の組合せで加減算ができる最初の計算機を発明。
  • 1671年　ライプニッツ「Step Reckoner」
    ライプニッツ（Gottfried von Leibniz）は、円筒状のドラム（cylindrical drum）を用いて歯車機構を改善した十進機構の計算機を発明。

パスカル「Pascaline」1642 （拡大図）

ライプニッツ「Step Reckoner」1671 （拡大図）

cylindrical drum機構
出典：左・中図 Wikipedia「機械式卓上計算機」、 右図 James Redin「A Brief History of Calculators」

１９世紀：機械式計算機の実用化

  • 1820年　トーマス「Arithmometer」
    フランス人Charles Xavier Thomas de Colmarが開発した「Arithmometer」が最初の量産化された計算機だといわれている。ライブニッツのシリンドリカル･ドラムを用いたこの計算機は、加算も減算も同一方向に回すのが特徴であり、この系統をトーマス型計算機という。
  • 1875年　ボールドウィン「Baldwin Principle」
  • 1878年　オドネル「Original-Odhner」
    米国人Frank Stephen Baldwinとロシア在住のスウェーデン人Willgodt Theophil Odhnerは、独立に、Pinwheel機構（内容省略）を考案して、それを用いた計算機を開発した。トーマス型計算機のシリンドリカル･ドラムによるStepped Drum機構をPinwheel機構にすることにより、全体のサイズや重量を小さくすることができる。また、歯車の組み合わせを工夫して、加算を右回し、減算を左回しで行う方式にした。
    　オドネルは、その設計を公表したため、この系列による計算機が広まった。日本で作られた計算機はほとんどオドネル型となる。

トーマス「Arithmometer」1820 （拡大図）

オドネル「Original-Odhner」1878 （拡大図）
出典： Wikipedia「機械式卓上計算機」

日本での機械式計算機の黎明期

  • 1902年　矢頭良一「自働算盤」
    矢頭良一は、オドネルの計算機を参考にして算盤の２－５進法を取り入れた計算機を発明した。これが国産初の計算機だとされている。1903年に特許を得たのだが、２００台程度製造販売した段階で、彼の興味が飛行機に移ってしまった。
  • 1923年　大本寅治郎「タイガー計算器」
    オドネル型計算機を参考にして「虎印計算器」を開発。その後「タイガー計算器」と改称（舶来品らしく命名したという）。

矢頭良一「自働算盤」
（拡大図）
出典： YOMIURI ONLINE「矢頭良一…大空への夢、計算機発明」

タイガー計算器 No.59 （拡大図）
出典： 情報処理学会「情報処理技術遺産 タイガー計算器」

タイガー計算器による全盛時代

  • 1923年　関東大震災
    再建事業のために、大量の計算機が必要になったが、国産機は未だ不安定だったため、オドナー計算機を輸入。
  • 1932年頃　計算機が国産化奨励の対象に
  • 1928年　日本計算器設立
  • 1934年　太陽計算器設立
  • 1937年　事務機械の輸入禁止
    これら政策により、国産計算機が急増。新規参入もあったが、タイガー計算機が他社を圧倒。
  • 1941年　太平洋戦争勃発。軍需工場への転換
  • 1945年　終戦。タイガー生産開始
    日本計算器や太陽計算機も再開、内田洋行、東芝事務機、パイロット事務機など新規参入もあったが、タイガーの独占的シェアは変わらず、他社は１９６０年代までに姿を消した。タイガーは、生産終了の１９７４年までに累計４８万台を生産した。

機械式計算機の凋落

戦後、米国ではモンローやフリーデンなどの電動式計算機が普及するようになり、機械式計算機は次第に減少していった。日本でも１９６０年代になると、それらの電動式計算機が輸入されるようになった。さらには、１９６０年代中頃から電子式計算機（電卓）が出現した。それにより、１９６０年代末には機械式計算機は駆逐され、１９７４年にはタイガーも機械式計算機の製造を終了した。