典型的な、保存されているトラクション・エンジン
1910 年製 オルチン (Allchin) 7 nhp 農業エンジン「イブドン・ラッド」(Evedon Lad)
2005 年のスコーク・ゴールディントン (Stoke Goldington) の蒸気集会
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Traction engine - Wikipedia
traction engineの意味 - 英和辞典 Weblio 辞書 には次のような意味が書いてあります。
の意味が書いてありますが、多分どれも違っています。 その理由は、一番重要と思われる農業用エンジンやプラウ・エンジンでは 蒸気エンジンは自己推進用に使用されますが、 実際の仕事は装置を固定した状態で、農具などに動力を与えるために使用されるからです。 英国では、このような機械はトラクターの前身なのです。 だから感覚的にはトラクション・エンジンは農業用トラクターに近い。 米国では土地が堅かったので蒸気トラクターも生産され、これもトラクション・エンジンです。
トラクション・エンジンの中でも「道路機関車」(Road locomotive) と 呼ばれるものは鉄道の機関車と同じような速度で走ることができるようです。 但し、道路がアスファルト舗装されていないといけない。 クッションがほとんどないので、地道を走る時には 今日の農業用トラクターと同程度の速度しか出せないと思われます。
文中に随所で出てくる nhp (公称馬力) に関しては用語で解説があります。
トラクション・エンジンは 道路で重い荷を移動したり、土地を耕したり、与えられた場所で動力を供給するための 自己推進する蒸気エンジンのことである。 名前はラテン語の tractus に由来し、「牽引する」という意味である。 というのは、どのようなトラクション・エンジンにおいても、その主な機能は 後方の荷重を牽引することだからである。 時には、鉄道機関車 -- すなわち、レールを走る蒸気エンジン -- と区別するために 道路機関車と呼ばれることもある。
トラクション・エンジンは大きく、強固ではあるが、重く、遅く、操作が困難な傾向がある。 にもかかわらず、ある時期に農業と道路牽引に革命を引き起こした。 これはこれ以外の代替の移動方法が荷馬のみであったからである。
トラクション・エンジンは 1850 年頃に産業国で人気がでた。 この時、農業用の自己推進するポータブル・エンジンが開発された。 生産は 20 世紀初頭まで継続し、 このとき内燃エンジンを動力とするトラクターがトラクション・エンジンをその座から 追放した。もっとも、ある機械は 1950 年代およびそれ以後も英国で商用に使用され続けた。 現在は全ての形式のトラクション・エンジンは取って代わられた。 しかしながら、数千台の実例が世界中で保存され、その多くは可動な状態である。 蒸気祭りが英国などで年中開催され、 見物客は身近でトラクション・エンジンが動作するのを見ることができる。
トラクション・エンジンは柔らかい、あるいは重い大地を横断することが 困難、ないしは適していなかった。 そのため農業用には通常ベルトを使用する -- はずみ車が駆動する連続的な皮ベルトによって農業機械に動力を与える -- か、もしくは 2 台一組となって、ケーブルに取り付けた農具を交互に牽引した。 しかしながら、 土壌の状態が許せば、(牽引用の横棒に取り付けた) 農具の直接牽引が好まれた -- 米国においては、これにより蒸気トラクターの色々な進展があった。
技術的知識と製造技術の限界から蒸気動力の道路車両は 19 世紀の初頭に至るまで登場することはなかった。
トラクション・エンジンが、 今日視認できる形において開発されたのは部分的には 1859 年の実験によっている。 この時トーマス・エイヴリング (Thomas Aveling) が クレイトン & シャトルワース (Clayton & Shuttleworth) のポータブル・エンジンを改造したのである。 ポータブル・エンジンは仕事をする場所まで馬で牽引する必要があったが、 これが自己推進することになった。 変更された点は、クランク軸 (crankshaft) と後部の回転軸の間に長い駆動用のチェーンを 装着することであった。既存のエンジンがこの影響を受け、 色々な会社で製造されていたボイデル (Boydel) エンジンや、 ブレイ (Bray) によって道路牽引用に開発されていたものがトラクション・エンジンと呼ばれるようになった。 1860 年代の前半に多くの実験がされたが、 1860 年代の終わりにはトラクション・エンジンの標準的な形に発展し、 それに続く 60 年間にはほとんど変化がなかった。
道路の質が改善されるまでは、より速い車両の需要が無く、 エンジンは荒れた道や農道での使用の問題に取り組んだ。
20 世紀の最初の 10 年に至るまで、 製造業者は直接牽引によるプラウ (direct-pull ploughing) の経済的恩恵を 求めるための解決方法を追い求めた。とりわけ米国ではこうであり、 これにより蒸気トラクターのアメリカでの開発につながった。 マン (Mann) やガレット (Garret) のような英国の会社は潜在的には実行可能な直接プラウ・エンジンを開発したが、 市場状態は都合悪く、広範囲の人気を得ることに失敗した。 この市場状態は第一次世界大戦の勃発時に起きたことで、 英国政府の政策の結果、余剰の装置の供給過剰があったのである。 戦争の最中に耕作地を増加させるために、 大量のファウラーのプラウ・エンジン (Fowler ploughing engine) が製造され、 多くの新しい軽量のフォードサン (Fordson) F トラクターが 1917 年以後輸入された。
蒸気エンジンは制約や課税により操業コストが上昇して消滅した。 1921 年を通じ、 蒸気トラクターは重い荷を牽引することや、短い旅行には馬よりは明らかに経済的利点があることを 実証した。 しかしながら、ガソリン・トラックの方がもっと効率的となり、 戦用余剰品として安く購入できるようになり、 交通が頻繁なルートでは、3 トンのガソリン・トラックは同程度の蒸気車両より 1 ヵ月あたり £100 節約できた。 これは厳しい速度制限と、比較的高い燃料費と保守コストにもかかわらず、このような結果となった。
1920 年代と 1930 年代には道路における蒸気牽引に厳しい制限があり、 これには速度と、煙と蒸気の制限および湿税 (wetted tax) があった。 湿税とはボイラーの湿った領域の大きさに比例した税金であり、 これにより蒸気エンジンは国内で生産された内燃エンジンよりも競争力が落ちていた。 (もっとも輸入品には 33 % までの税金が課せられた。) 道路財源に関してのソルター (Salter) 報告の結果、 1933 年に「軸荷重税」(axle weight tax) が導入され、 道路の保守費用のために商用車両が課税されることになり、 道路の自由使用が鉄道の競合相手を助成しているという認識を排除した。 この税金は軸荷重に比例してすべての道路輸送トラックが支払うもので、 とりわけ蒸気駆動には厳しいものであった。蒸気車両はガソリン車両よりは重かったせいである。
当初は輸入されたオイルは英国で生産された石炭よりは多く課税された。 しかし、1934 年に運輸大臣のオリバー・スタンリー (Oliver Stanley) が化石オイルの税金を下げ、 道路機関車の道路財源税を 1 年あたり £100 引き上げ、 エンジン製造業者、牽引業者、ショーマン (興行師, showman) や石炭産業からの抗議を誘発した。 この時期は鉱業で失業率が高かった時で、蒸気牽引産業が年間で 950,000 トンの石炭の市場で あった時である。 この税は蒸気車両による牽引業者とショーマン (興行師) の事業には破局的であり、 多くのエンジンがスクラップにされることになった。
英国で最後に製造されたトラクション・エンジンは 1930 年代に製造されている。 しかしながら、多くは長い間商用に使用され、これを運転することができる経験がある機関士 (engineman) が残存した。
1950 年代から、 トラクション・エンジンが死に絶える危険があることに熱狂家が気が付いてから、 「保存運動」が築き上げられ始めた。 残っている多くのエンジンが熱狂家によって購入され、 動作可能状態に復元された。トラクション・エンジンの結集が始まり、 最初はエンジンの所有者や世話係の間のレースであったが、 後には重要な観光の呼び物に発展し、毎年多くの場所で開催されている。 2000 台以上のトラクション・エンジンが保存されていると推定されている。
最初のトラクション・エンジンはチェーン駆動であったが、 クランク軸から後部の回転軸への動力伝達には大きな歯車の方が典型的であった。
この機械は、典型的には、後方に 2 つの大きな駆動輪と前方に 2 つの小さな操縦用の車輪がある。 しかしながら、幾つかのトラクション・エンジンには 4 輪駆動の変種があり、 ある場合にはキャタピラー軌道の初期形式で実験されていた。
トラクション・エンジンは 19 世紀中頃から 20 世紀中頃にかけて、 商用利用されて色々な役目を担った。 役目ごとに、異なる性質を持つ機械が要求され、 トラクション・エンジンは異なる役目に適合するように多くの異なる形式に進化した。
これは田舎で最も普通な形式であった。 これらは牽引用にも、静止した動力源としても使用された。 農家がこのような機械を所有していなくても、 時々使用することがあった。 多くの農場では年中、荷馬を使用した。 しかし、収穫時期には脱穀機屋が脱穀機を牽引して農場から農場をまわった。 脱穀機が農場で設置され、エンジンにより駆動した -- これは移動可能な固定式エンジンの良い実例である。
(米国では) 土壌の状態が良かったので、米国のトラクション・エンジンは 通常、後部でスキを引いた。 従って、ケーブル・ドラムや余分の歯車が必要なく、保守作業が単純になった。 米国のトラクション・エンジンは色々なサイズのものが製造されており、 「6 nhp (公称馬力) のラッセル (Russel)」 が商用に製造されたものとしては最小のもので、 ラッセル (Russel), ケース (Case) とリーヴス (Reeves) によって製造された大きなエンジンが最大のものであった。
これはトラクション・エンジンのはっきり異なる形式の 1 つで、 大きな直径の巻き上げドラムによって特徴づけられ、 ドラムは蒸気エンジンから別の歯車によって駆動される。 ドラムには長いワイヤ・ロープが巻き上げられ、 ワイヤ・ロープは畑を横断して プラウ (スキ) などの農具を牽引した。 作業の間エンジンは枕地 (まくらち, headland, 【訳注：畑の隅で 農機具が入るために耕していない部分】) に残ったままである。 これにより、土壌が圧縮される場所を最小限にした。
巻き上げドラムは、(ボイラーの下に) 水平に設置したり、 (ボイラーの横に) 垂直に設置したり、 あるいは同心円状に設置し、ボイラーのまわりを回るようにした。 しかしながら、大多数は下に吊るす方法 (水平設置) であり、 これにより特別に長いボイラーが必要となる。 これはドラムを前輪と後輪の間に適合させるために余剰のスペースが 必要となるからである。 これらのデザインは製造されたトラクション・エンジンの中で 最も大きく、最も長いものであった。
大抵プラウ・エンジンを 2 台 1 組で使用し、 畑の両側に設置して農具 (implement) を各機械の牽引ロープに固定した。 2 人のドライバーはエンジン・ホイッスルを使用して信号を交わした。
色々な農具がプラウ・エンジンの取り付け用に製造された。 最も一般的なものはバランス・プラウ (balance plough) とカルチベイター (cultivator) である。 プラウとカルチベイターの作業 (ploughing と cultivating) は耕作用の農地でする肉体的に 最も大変な仕事である。 他の農具には暗渠機 (mole drainer) があり、地下の排水溝 (drainage channel) や排水パイプを作るのに使用される。 あるいは、川や堀を浚渫するための浚渫バケットがある。
エンジンにはしばしば前軸にスパッド・トレーが付いていることがある。 これはスパッド (spad, 小型のスペード) の格納場所で、 スパッドはねばつく地面を横断する時に車輪に装着するものである。
19 世紀中頃にプラウ・エンジンを発明したとされる人はジョン・ファウラー (John Fowler) であり、 彼はイングランドの農業技術者であり、発明家であった。
プラウ・エンジンは米国ではまれであり、米国ではプラウは 通常、農業エンジンや蒸気トラクターで直接牽引された。
北米では、「蒸気トラクター」の用語は通常蒸気エンジンで駆動する農業トラクターの一型式を指しており、 19 世紀後半と、20 世紀初頭に随分使用された。
英国では、「蒸気トラクター」の用語は、最も普通にはトラクション・エンジンの最も小さいモデルを指している -- 典型的には 5 トン以下のもので、エンジンは 1 人で操作する (上で言及したものは少なくとも 2 人 -- ドライバーと操縦士 -- が必要である)。 これは、公共の道路で小さな荷を運ぶのに使用された。 軽蒸気トラクター (light steam tractor) とも呼ばれるが、これらは単に道路機関車の小型版である。
このような機械は英国の木材のトレードで人気があった。もっとも一般的な軽道路輸送やショーマン (興行師) のために 変種がデザインされた。
このような機械で最も人気があったのは恐らくギャレット (Garrett) 4CD である。 4CD とは 4 公称馬力 (nominal horse power) の複合エンジン (Compound) を意味している。
これは公共の幹線道路で重い荷を牽引するためにデザインされ、 2 台あるいは 3 台までもが連結されて、より重い荷を処理できるようになっていた。
特色ある部分は、非常に大きな後方の駆動車輪で、 これには堅いゴムのタイヤが装着されていた。 また三段変速で (大半のトラクション・エンジンは二段変速であった)、 後部にサスペンションが付き、水の補給に必要となる停止間の距離を長くするために 腹部タンク (belly tank) を備えていた。 このような特色はすべて数百マイルの旅行をするのに使用された。 大半の道路機関車は後部の軸にウィンチのドラムが装着されていた。 この装置は後部車輪から駆動用のピンを外すことで使用でき、 駆動装置が車輪の代わりにウィンチにパワーを与えるように作られていた。
ジェームス・ボイデル (James Boydell) は英国のトラクション・エンジンの 製造業者であるチャールズ・バレル & サンズ (Charles Burrel & Sons) と協力して、 1856 年から道路牽引エンジンを製造した。 これに彼のドレッドノート・ホイール (恐れなし車輪, Dreadnaught Wheels) を使用した。 この車輪は状態のよくない道路やオフ・ロードにとりわけ適していた。
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トラクション・エンジン
による重量物牽引 |
ショーマン(興行師) のエンジン、
グレート・ドーセット蒸気祭り |
多くの道路機関車の前部にクレーンのブーム (腕材, boom) が装着されていた。 ブームのピボット (旋回心軸, pivot) は前軸の組み立て部の上に搭載され、 小さなウィンチが煙突の前にあるスモーク・ボックスの延長部の上に搭載され、 ケーブルはブームの頂上部の滑車輪 (sheave) を通っていた。 エンジンが直接駆動するシャフトのビベル・ギアがウィンチを駆動し、 クラッチの一種が上下の制御をした。
とりわけ特徴があるものはショーマン (興行師) のエンジンであった。 これらは移動ショーマン (興行師) によって操作され、 移動遊園地の装置を牽引したり、 あるいは装置を設営したときに直接動力を供給したり、 発電機を使用した。 これらは著しく飾られていて、見世物の一部になっていた。 幾つかには小さなクレーンが装着され、遊園地の乗り物を組み立てる ときに使用された。
蒸気トラクション・エンジンにかかわり、 蒸気ローラーは道路建設に使用され、地面を平らにすることに使用された。 典型的には前輪と軸が一つの重いローラー (実際には通常は隣接する二つのローラー) で置き換わり、 後方には条板 (strake) がついていないなめらかな後輪があった。
幾つかのトラクション・エンジンは変換できるように作られていた： 同じ基本的な機械に (トレッドが付いたり、タイヤが付いた) 標準車輪や 条板 (strake) の付いていないローラーのいずれも 装着できた -- 2 つの状態の切り替えは半日以内で達成できた。
幾つかの他の蒸気動力の車両はトラクション・エンジンと デザイン上の特質を共有していた。 というのは同じ技術が新しい応用に再使用されたからである。
詳細はポータブル・エンジンを参照。
ポータブル・エンジンは自己完結的な 蒸気エンジンとボイラーの組み合わせの形式の一つで、場所を移動できる。 トラクション・エンジンに同系統の機械で外見も (静止したときの) 作動は似ているが、 ポータブル・エンジンはトラクション・エンジンに分類されない。 なぜなら、ポータブル・エンジンは自己推進しないからである。 しかしながら、トラクション・エンジンはポータブル・エンジンの 直接の子孫のため、このリストに含めることができる。
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ポータブル・エンジン、
自己推進する車輪がない。 |
1930 年製フォーデン C タイプ (Foden C-Type)、 5 トンの「オーバータイプ」蒸気ワゴン |
蒸気ワゴンは蒸気動力の道路車両で荷物を運ぶものである。 これは、最も初期のトラックの形式であり、 2 つの基本的な形式がある：オーバータイプとアンダータイプの 2 形式。 違いはエンジンのボイラーに対する相対位置である。
オーバータイプは蒸気エンジンが煙管ボイラーの上に設置されているもので、 トラクション・エンジンと類似な方法である。 オーバータイプ蒸気ワゴンの前面はトラクション・エンジンと極めてよく似ており、 両方を製造していた製造業者は共通の部品を使用することができたであろう。
アンダータイプは蒸気エンジンがボイラーの下にあるもので、 車体 (シャーシ) の枠の間にあった。 ボイラーは通常は随分前の方に設置され、垂直(且つ/あるいは)水管型式であった。
蒸気ワゴンは、20 世紀初めに商用輸送における動力道路牽引の支配的な形態であった、 もっとも、英国以外に製造業者がおらず、これは主に英国だけの現象であった。 内燃動力車両との競争と、不都合な法律の理由から第二次大戦以後はほとんど商用利用されなかった。
幾つかのトラクション・エンジン製造業者 (例えばエイヴリング (Aveling), ポーター (Porter) そしてファウラー (Fowler)) は 彼らのトラクション・エンジンに基づいた軽鉄道機関車を製造した。 最も粗雑な形式では、 単に「輪ぶち」の付いた鋼の車輪が付いているだけで、これでレールを走れるだけであった。 もっと洗練されたモデルでは、 ボイラーとエンジンは車体の上に搭載し、鉄道ワゴン形式の軸が付いていた。 後軸は歯車かチェーンを使用してエンジンで駆動した。 このような変わった機関車を購入したのは、 列車の入れ替え作業をする小さな企業であった。 もっとも鉄道本線の建設に従事する技術会社も購入し、 部分的に建設された鉄道で人員、装置、資材を運ぶのに使用した。
もはや商用利用されることはないが、 全ての形式のトラクション・エンジンは 熱狂的な個人によって保存され、 ヨーロッパ (とりわけ英国)、カナダ、米国の 農業ショーで展示される。 これらはしばしば生の蒸気祭りの主な呼び物である。
蒸気駆動のトラクション・エンジンのモデルが、 幾つかの企業 -- 顕著なのはマモド (Mamod) とウィレスコ (Wilesco) -- によって製造されている。 より大きなスケール・モデルのエンジンを製造することはモデル・エンジニアの 人気の高いテーマである。 部品のキットが提供されている場合も、原料から作る場合もある。
