トレッドウイール・クレーン (足踏み回転車クレーン、Teadwheel crane)

トレッドウイールとはハツカネズミの回転車を大きくしたもので、人間が中に入って歩くことにより回転する装置です。直訳すれば「足踏み回転車」となります。

トレッドウイール・クレーンとは木製で、人力により (荷を) 持ち上げたり、下げたりする装置である。これは主にローマ帝国の時代と中世に城や大聖堂を建設するのに使用された。荷 -- 時には重い -- を持ち上げるためには、足踏み回転車の中で人が歩けばよかった。滑車に取り付けたロープが回転車の回転により、軸に巻き上げられ、これにより (ロープに) 取り付けた木製の台を上下した。

ローマ帝国のポーリースパストス (Polyspastos) クレーンは、両側のウィンチで 4 人が作業すれば 3000 kg を持ち上げることができた。ウィンチを足踏み回転車で置き換えると、最大搭載量が 2 倍の 6000 kg に増え、労働者の数は半分で済んだ。足踏み回転車は大きな直径があるため、より大きな機械的利点があったからである。エジプトのピラミッドでは 2.5 トンの角石を移動して斜面を持ち上げるのにおよそ 50 人が必要であったが (一人当たり 50 kg)、これと比較するとローマ帝国のポーリースパストス (Polyspastos) クレーンの方が 60 倍 (一人当たり 3000 kg) であることがわかる。ローマの足踏み回転車のレリーフが 2 つ残されており、 AD 1 世紀の後半のハテリウス家の墓のものはとりわけ細部まで描かれている。

100 トンまでの大きな重量物に対しては、ローマの技術者は持ち上げ用の柱と長方形の架台を設置した。柱は構造の中央部で上向きに持ち上げることができるように作られており、持ち上げるためには柱の周りの地面に置いてある人力や動物の力で動く巻揚げ機を使用する。

訳注

参考までに Crane (machine)から抜粋すると、古代ローマのクレーンは次のように呼ばれた：

トリスパストス (trispastos) (滑車 3 個)
ペンタスパストス (pentaspastos) (滑車 5 個)
ポーリースパストス (polyspastos) (滑車 5 個が 3 セット)

中世盛期には足踏み回転車クレーンは再び大規模に使用されるようになるが、これは西ローマ帝国の滅亡後に、この技術が西ヨーロッパで使用されなくなった後のことである。足踏み回転車 (マグマ・ロータ、magma rota) の最も初期の言及が再び登場するのは 1225 年頃のフランスの記録文書の中で、これに続いて 1240 年頃の恐らくはフランスに起源がある写本の挿絵に登場する。航海用では港湾クレーンの最初の使用が記録されており、ユトレヒトでは 1244 年、アントワープでは 1263 年。ブルッへでは 1288 年、ハンブルクでは 1291 年の記録があるが、英国では 1331 年よりも以前の記録が無い。

訳注

バベルの塔は旧約聖書に登場する話ですが、ここの「バベルの塔」はこの話に基づいてピーテル・ブリューゲルよって描かれた三枚の油絵のこと。最初のものは失われている。上の挿絵は次の絵の一部分。この絵からローマの建築方式がよくわかる。 ( The Tower of Babel (Bruegel))

一般的に、垂直移動には慣例の方法よりはクレーンを使う方が、もっと安全に、しかも費用をかけずに実行できた。典型的な応用領域は、港、鉱山、そしてとりわけ建設であり、建設では非常に高いゴシック建築の建設に足踏み回転車クレーンは重要な役割を演じた。にもかかわらず、当時の記録と挿絵による情報から示唆されることは、新しく導入された足踏み回転車や手押し一輪車 (wheelbarrow) はもっと労力を必要とするハシゴ、ホッド (hod) やハンドバロー (handbarrow) に完全に取って代わったわけではなかった。むしろ、古い方法と新しい方法が中世の建設現場や港湾で共存し続けた。

訳注

ホッド (hod) は直方体の 1 つの頂点の周りの 3 つの面から構成される入れ物で下に軸が付いていてレンガを運ぶのに使用された (Brick hod)。ハンドバローは担架のようなもの。

二人が手にしているのがホッド

足踏み回転車以外では、中世の描画から、クレーンを操作するのにスポークやクランクの付いたウィンドラスを使用したり、 15 世紀には船の操舵輪のようなウィンドラスも使用されている。入力の不規則性を滑らかにしたり、持ち上げ時の死点 (dead-spot) を克服するために、「はずみ車」も 1123 年以来使用されている。

足踏み回転車が再度導入された正確な経緯は記録されていない。しかしながら、建設現場への復帰は疑いもなくゴシック建築様式が同時に興隆したことと密接な関連を持っていたと見なすべきである。足踏み回転車が再登場したことはウィンドラスの技術的進歩の結果で、ここから足踏み回転車の構造とメカニズムが発展したのかもしれない。あるいは、中世の足踏み回転車はヴィトルヴィウス (Vitruvius) の「建築」(De architectura) に描かれているローマ帝国の対応物を意図的に再発明したのかもしれない。ヴィトルヴィウスの本は多くの修道院の図書館で利用可能であったからである。あるいは、足踏み回転車の再導入は水車の労働力を節約する性質を観測することによって触発されたのかもしれない。水車は、初期の足踏み回転車と多くの構造的類似点があったからである。

構造と設置

中世の足踏み回転車 (トレッド・ウイール) は大きな木製の輪で、心棒のまわりを回転し、回転車の内部の幅は 2 人の労働者が横に並んで歩くのに (トレッドするのに) 十分な広さがあった。初期の「コンパス・アーム」 ('compass arm') ウイールではスポークが直接中央の心棒に接続されていたが、もっと進展した、「クラスプ・アーム」 ('clasp-arm') 形式では、腕木 (アーム) がホイールの縁 (訳注：円周) に対する弦として配置され、軸を細くして、大きな機械的利点を持つ可能性を与えた。

訳注

クラスプ・アームはホイールを軸に固定する方式で、風車軸の訳注で解説する。クラスプ・アームは水車に起源があるかもしれない。 コンパス・アームによるホイールの固定方法は荷車の車輪の固定方法のようなものと思えばよいようである。ここでスポークと言っているものは木製なので、必然的に中心部が太くなる。

一般的に思われていることとは違い、建築現場のクレーンは極端に軽量な足場やゴシック教会の薄い壁の上に設置されることはなかった。これらは、巻き上げ機と積み荷の両方の重さを支えることができないのである。むしろ、建設の初期段階ではクレーンは地面の上に設置され、しばしば建物の内部に設置された。新しい床が完成し、屋根の巨大なつなぎ梁 (ばり) が壁に接続すると、クレーンは分解されて、屋根の上で組み立て直されて、アーチ型天井の建設中はそこで柱間 (はしらま) から柱間を移動する。従ってクレーンは建設中に成長し、動きまわり、その結果、英国に現存する建設クレーンは教会の塔のアーチ形天井よりも上部の屋根の下に見つかる。ここに建設後も残され、修理の時の材料を持ち上げる時に使用する。

それほど多くはないが、中世の挿絵ではクレーンが壁の外に設置してあるものがあり、この場合には機械の台が足場用腕木 (putlog) に固定されている。

機械と操作

現代のクレーンとは対照的に、中世のクレーンと持ち上げ機は -- ギリシャやローマの対応物と類似して -- 基本的に垂直方向に持ち上げることができただけで、荷物をかなりの水平距離を移動するのには使用されなかった。これにより持ち上げ作業は今日とは異なる方法で作業場で組織された。例えば建設現場ではクレーンは石の塊を下から目的の場所に持ち上げるか、あるいは反対側の壁の場所に持ち上げるかが想定され、これにより向かい合う壁で作業する 2 組のチームに石の塊を配送できた。付け加えるとクレーンの外から足踏み回転車の労働者に命令を与える人は、積み荷に短いロープを付けて外方向への動きをあやつることができた。旋回クレーンは積み荷を水平回転でき、とりわけ港湾作業に適しているが、早くも 1340 年に登場している。切り石の塊はつり索 (sling)、つり楔 (lews) あるいはデビルス・クランプ (devil's clamp) (独語の Teufelskralle) によって直接持ち上げたが、これ以外のものは、持ち上げる前に入れ物 -- 例えばパレット、かご、木の箱あるいはタル -- に入れた。

訳注

devil's clamp は dvil's claw あるいは石ばさみ (stone scissor) とも言い、次のようなもので重い石を持ち上げるのに使用された。

関係がないページがありすぎて、独版の Wikipedia の英訳ページで見つけました。

特筆すべき点に中世のクレーンは積み荷が逆に動くことを防止するラッチやブレーキがめったについていなかった。このような装置が付いていない奇妙な現象は、中世の足踏み回転車の高い摩擦で説明でき、高い摩擦力の理由から、制御不能となることが防止された。

港湾用途

古代には知られていなかった「現代の知識の状態」によれば固定式の港湾クレーンは中世の新しい発展と考えられる。典型的な港湾クレーンは軸受の構造があり、 2 重の足踏み回転車を装備していた。このようなクレーンは岸壁のそばに設置され、荷積みや荷降ろしに使用され、より古い持ち上げ方法であるシーソー、ウィンチや帆桁 (yard) に取って代わったか、もしくは補完した。

訳注

シーソーは公園にある遊具と同じもの。元々物資を持ち上げる方法であったことが分かる。

港湾クレーンの 2 種類の形式は異なる地理的分布と同一視できる。ガントリー・クレーンは中心の垂直軸のまわりで回転するもので、一般にフランドルやオランダの海岸で見出された。しかしドイツの海辺と内陸の港では典型的にはタワー・クレーンがあり、ウインドラスや足踏み回転車は固定式の塔の中に設置され、クレーンの腕木と屋根のみが回転した。興味あることに岸壁のクレーンは地中海や高度に進展したイタリアの港では採用されず、当局者は労働力がもっと必要とされる方法に依存した。この方法とは物資の積み下ろしに斜道 (ランプ、ramp) を使用するもので、中世を越えて使用された。

訳注

ガントリー・クレーンは全体が中心軸の周りに回転するが、タワー・クレーンは屋根と腕木のみが回転する。

作業速度が石工の比較的遅い進展によって決定される建設クレーンとは違い、港湾クレーンは通常 2 重の足踏み回転車を使用して、積み荷を高速化した。 2 台の足踏み回転車 -- 直径が 4 メートル以上と見積もられている -- が、軸の両端に取り付けられて、共に回転した。容量は 2 - 3 トンで、明らかに船荷の通例の大きさに対応していた。ある調査によれば、今日では、産業革命以前の 15 台の足踏み回転車が、ヨーロッパ中に今なお現存している。港湾クレーンのいくつかは、新規に造船した船のマストを設置することに特化していた。これにはダンツィヒ (Danzig), ケルン (Cologne)、ブレーメン (Bremen) がある。このような固定式のクレーン以外に、浮きクレーン (フローティング・クレーン、floating crane) があり、これは港のどこにでも柔軟に配置でき、 14 世紀には使用されるようになった。

1 台の足踏み回転車が英国のサリー州のギルフォードで生き延びでいる。 17 世紀後半もしくは 18 世紀初頭のもので、以前はフライアリー・ストリート (Friary Street) に立っていた。 1970 年に移動し、1960 年頃に、ギルフォード大聖堂のために材料を移動することに使用された。これは、古代モニュメント一覧の一つ (a Scheduled Ancient Monument) で、グレード II の指定建造物である。

英国のエセックス州のハリッジ (Harwich) で 1 台の足踏み回転車クレーンが生き延びている。これは 1667 年に建造され、以前は海軍造船所 (Naval Yard) に立っていた。クレーンには 2 台の足踏み回転車が附属し、直径は 10 フィート (4.88 m) で幅は 3 フィート 10 インチ (1.17 m) で、軸の直径は 13¹/₂ インチ (340 mm) である。これは英国に唯一残されている二重足踏み回転車クレーンである。クレーンはグレード II の指定建造物である。

訳注

海軍造船所 (Naval Yard) は現在のポーツマス海軍造船所 (Portsmouth Naval Shipyard) と思われます。

フランスのトレニー (Treigny) のゲドゥロン城 (Guédelon Castle) で 13 世紀の足踏み回転車クレーンを復元した機械が作業を実行中である。これはモルタル、瓦礫、切石を持ち上げるのに使用されている。ゲドゥロン城の目的は、13 世紀中世フランスの技術と材料のみを使用して、要塞を築くことである。

グダンスク・クレーン (Gdansk Crane) (ポーランド語 Żuraw、独語 Krantor) は 1366 年より以前に建造されている。 1945 年初頭に、ソビエト軍がグダニスクを占領した時に焼失した。しかしレンガの構造は生き延び、木材の部分は復元された。

訳注

グダニスクはポーランド語の読みで、英語読みはグダンスクです。グダンスク・クレーンは英語での呼び方で、上の記述からわかるようにポーランド語では Żuraw と呼びます。観光案内では、グダンスク・クレーンもしくはグダンスククレーンと表示してあります。検索すればいっぱいヒットします。

一台の二重足踏み回転車クレーンが復元されて、チェコ共和国のプラハ城で使用されている。

一台の足踏み回転車クレーンが映画のエバン・オールマイティで使用されている。エバンはワシントン D.C. の郊外に箱舟を作るためにはクレーンが必要だと神に苦情を言った。


ブルッヘの再建されたガントリー・クレーン側面の二台の足踏み回転車で操作する。		トリーアの内陸港のタワー・クレーン、1413 年


ギルフォードの足踏み回転車クレーン		ハリッジの足踏み回転車クレーン