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Flatrod system - Wikipedia

フラットロッドは直訳すると平坦棒となりますが、かえって意味がわかりにくくなるので、 カナ表記にとどめます。 記述している人はドイツ人と思われ、英語が少し読みにくいです。 フラットロッド・システムは

水車 + フラットロッド + 持ち上げ棒 (これが鉱山の立て坑のポンプに接続)

から構成されているようです。これを前提に以下を読んでください。

フラットロッド・システム (独語： Kunstgestänge, Stangenkunst, Stangenwerk, あるいは Stangenleitung; スウェーデン語: Konstgång あるいは Stånggång) は鉱山産業 (mining industry) の発明で、 水車により生成された機械的動作を短距離伝達するものである。 これは 16 世紀に発明され、18 世紀には 4km まで動力を伝達することに使用された。 フラットロッド・システムはドイツの ハルツ山地 (Harz Mountains) と エルツ山地 (Ore Mountains) で広く使用され、 更にはイングランドの コーンウォール、そして スウェーデンのベルグスラーゲン (Bergslagen) でも広く使用された。

フラットロッド・システムのレプリカは ザーレ川 (River Saale) 沿いの ドイツの バート・ケーゼン (Bad Kösen) で見ることができ、 アッパー・ハルツ (Upper Harz, 独語 Oberharz) のクラウスタール・ツェラーフェルト (Clausthal-Zellerfeld) にはフラットロッドを駆動するために 使用された水車のレプリカがあり、 この場所は以前はヨーロッパで最大の鉱山地区であった。

水車とフラットロッド アウフゲクレーテス・グリュック鉱山 (Aufgeklärtes Glück mine)

フラットロッド・システムは蒸気エンジンと電気の発明以前の時期に さかのぼる。 フラットロッドを使用すれば、 マン・エンジンと排水システムを操業することが 可能となった、 問題となる水車は回転運動をしており、往復運動 (reciprocal motion、レシプロ運動) をしていなかった。 棒 (rod) が往復運動で動くようにするために、方向変化は特別な形をした部品で達成されなければならなかった。 鉱山シャフト (mining shaft、鉱山立て坑) に搭載された部品の名称は： シャフト棒 (shaft rod, 独語 Schachtgestänge)、あるいはポンプ棒 (pump rod、独語 Hubgestänge) であった。 ドリフト鉱山 (drift mine、[訳注：坑道がほぼ水平な鉱山]) に搭載されているシステムはドリフト棒 (drift rods、独語 Streckengestänge) と呼ばれた。

フラットロッド (flatrods, 独語 Feldgestänge) 自身は主駆動装置とポンプ棒の間のより長距離の動力伝達に使用された。 鉄のカラー (Iron collars, 環状部品) (Kunstringe) が装着されていたのは： 水車の軸、 接続パイプ (connecting pipes、独語 Ansetzröhren)、 そして金属の袖 (metal sleeve、独語 Ansteckkielen) であり、 更には木造フラットロッドのある種の部品であった。 フラットロッド本体 (actual rods、独語 Kunststangen) は長い四角い木材で、 これが動力を水平に、あるいは斜めに伝達した。 フラットロッド本体には鉄の関節 (独語 Kunstschlösser あるいは Stangenschlösser) があり、 これは互いに挿入 (interleave) できるようにデザインされ、ボルトやネジで固定されていた。

持ち上げ棒システムは鉱山シャフトを垂直に走り、幾つかの個々のシャフト・ポンプの組を駆動 (この時はポンプ棒 (pump rod) と呼ばれる)、あるいは マン・エンジン (man engine) の場合にはマン・エンジン棒 (man engine rod) を稼働した。 ある場合には、持ち上げ棒システム (lifting rod system) はどちらの任務も遂行した。 これは、およそ 19 - 20 cm の厚さの四角い トウヒ材 (squared spruce timbers) から構成されていた。 棒 (pole) は端と側面が あり継ぎされて、 それぞれ木造のほぞ穴接続 (Holzlaschen) で固定されていた。 これらの接続は鉄のカラー (iron collars) によって、持ち上げ棒 (lifting rods) の端にしっかりと結び付けられた。 付け加えると、鉄のカラー (iron collars) はボルトが挿入されて、滑り落ちることが防止されていた。 与えられた距離で、側面にフック (hook, 鉤) があり、 これはピストン棒 (piston rod) を吊り下げるのに使用された。 これによりフラットロッドの水平動作が垂直動作に変換された： 回転する十字型レバー (rotating cross-shaped lever、独語 Kunstkreuz) が持ち上げ棒に装着されていた。 十字レバー (cross lever) への接続はクランク (crank, 独語 Kunstschloss) により達成されていた。 負荷のバランスを取るために通常は 2 本の持ち上げ棒がついていた。

稼働中のフラットロッド・システム

フラットロッドの目的は、(鉱山) シャフトのポンプ棒までのより長い距離を越えて、 動力エンジンの動力を伝達することであった。 これが必要となるのは、動力水車を鉱山シャフトのすぐ上、あるいはすぐ近くに設置できない時であった。 フラットロッド・システムの不利な点は、多くの質量を動かす必要があるため、 効率が余分に損失することであった。 互いに接続されたフラットロッドの接続 (joints、独語 Schlösser) のレシプロ運動から 25 - 50% の持ち上げる力が損失することになった。 付け加えると、フラットロッド建設のために木材が余分に必要であった。 これは風雨の影響により、保守がとても大変で、 フラットロッドを検査・維持するためにスタッフが余分に必要であった。

水平フラットロッド・システム、 スウェーデンのノーラ (Nora) の近くの ペルシタン (Pershyttan)	フラットロッド・システムのレプリカ, クラウスタール＝ツェラーフェルト (Clausthal-Zellerfeld) の カーラー・タイヒ (Carler Teich)

フラットロッドは鉄の蝶番が付いている幾つかの木の棒から構成されていた。 棒の両端には、いわゆる Kunstschlösser があった。 これらは適合するように切断され、一つの棒が他の棒のほぞ穴に挿入するようになっていた。 これが必要であったのは、前後・上下の動きにより フラットロッドが離れ離れにスライドしないようにするためであった。

2 つの形式のフラットロッドがあった： ローラーのついたフラットロッド、及び、揺れるクランク (oscillating cranks、独語 Schwingen) の ついたフラットロッドであった。 前者はローラーの上に置かれた。 ローラーはおよそ 8 - 10 インチの厚さの丸い木材から構成され、 これらは、下が地面にしっかり設置され、支柱 (brace) で定位置に固定されていた。 マサツを最小にするために、棒には個々のローラーの場所に 「引きずりレール」 (drag rail、独語 Schleppschiene) が装着され、 ブナ材 (beechwood) で作られ、ストロークの全長まで十分に長くしてあった。