ベンジャミン・ウートラムのリトル・イートン・ギャングウェイ
1908 年 7 月、積載した石炭ワゴンの最後の列車が到着
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Wagonway - Wikipedia
ワゴンとは荷車あるいは無蓋貨車のことで、ワゴンウェイとは (貨物輸送用の) 馬車鉄道と訳したほうがよいかもしれません。 ワゴンウェイは、石炭などを波止場まで運ぶ施設と言ってよいですが、初期には行きで石炭を積んで波止場まで下り (下り坂)、 帰りに馬でワゴンを開始点まで引き上げるようなことをしています (登り坂)。この場合には馬車鉄道が適切な訳語ではなくなる。 どのようなワゴンウェイの測量・設計も (運河の測量・設計と同様で) 、 運河の技術者の本格的技量が必要になる。
ワゴンウェイはトラムウェイ、トラム・ロードとも呼びます。
ワゴンウェイ (Waggonway とも綴る) はワゴン (荷車) をけん引するために使用される 馬 + 装置 + 軌道 のことであり、 蒸気動力の鉄道の先駆けである。 プレートウェイ (厚板道)、トラムウェイ (トロッコ道)、 ある場所では ドラムウェイ (Dramway) の用語も使用された。 ワゴンウェイを使用する利点は同じ力で、はるかに大きな荷を輸送できるからである。
軌道を使用する考えは少なくとも 2000 年はさかのぼり、古代ギリシャ、マルタ島、ローマ帝国の石切り場では、 動物によって荷をけん引するための切り石の軌道を使用し、 ギリシャのディオルコスでは陸上で船を輸送するために使用した。
ケズイック (Keswick) の近くの国王鉱山 (Mines Royal) におけるドイツ人の鉱夫はタブ鉄道 (tub railway) の知識を持っており、(イングランドの) レイク・ディストリクト (湖水地方、Lake District) のカルドベック (Caldbeck) における国王鉱山 (Mines Royal) の遺跡における考古学的な発掘から "hunds" (フンツ) の使用が確認され、 軌道の断片が発見されている。 木製のタブ (tub) は "hunds" (独語の 「犬」 (hund, フント) の意) と呼ばれ、2 つの広い板 (あるいはレール) の上を走り、 鉱山内で鉱石を移動するのに使用された。これらの hunds は誘導ピン・システムを使用し、 2 つの板レールの間のスロット (スキ間) を利用して hunds が軌道から離れないようにした。
車輪をレールの上に保持するためにフランジ (縁、flange) を使用した最初の真のレール道は 17 世紀初頭に開発された。 ハンティンドン・ボーモント (Huntingdon Beaumont) は 1604 年にウラトン・ワゴンウェイを完成し、 ストレリー (Strelly) の鉱山からウラトン・レーンの終端 (Wollaton Lane End) まで石炭を輸送するのに使用され、この場所はイングランドのノッティンガム (Nottingham) のすぐ西であった。 ワゴンウェイはシュロップシャー州のブローズリー (Broseley) とジャックフィールド (Jackfield) の間でも 1605 年以来存在していたことが証明され、 これはジェームス・クリフォード (James Clifford) により、 ブローズリーの彼の鉱山からセバーン川に石炭を輸送するのに使用された。 最近このワゴンウェイの方がウラトンのものよりも幾分古いことが示唆された。
ワゴンウェイにより、石炭の輸送が馬一匹で一回当たり 10～13 英トン (10.2～13.2 トン) を運べるように改善され、 およそ 4 倍に増大した。ワゴンウェイは通常は完全に積載したワゴンを下り坂で運河やボートの甲板まで運び、 帰りは空のワゴンで鉱山まで戻った。
産業革命が始まるまではレールは木製で、数インチの幅があり、 下に固定して、端と端をつなぎ、丸太 (あるいは枕木) の上に載せ、 枕木は 2, 3 フィートの間隔で横向きに設置した。 やがてレールは薄くて平らな鉄の覆いをかぶせることが一般的となった。 これはレールの寿命を延ばすためと、摩擦を防ぐためであった。 これによりワゴンの車輪がもっと摩耗するようになり、 18 世紀の中ごろにかけて、鉄製の車輪が導入された。 鉄製の車輪の使用は 1734 年のバース (Bath) の近くの木製の鉄道で記録されている。 鉄の覆いは十分に強力でなく、積載したワゴンの通過で曲げに抵抗することができず、 完全に鉄でできたレールが発明された。
1760 年にコールブルックデール製鉄所 (Coalbrookdale Iron Works) は鉄の棒で木製レールのトラムウェイを強化することを始め、 これが 「ワゴンの通過を随分と容易にし、トラムウェイの現在の出費を減少させた」 ことに気が付いた。 その結果、1767 年に鉄のレールの鋳造が始まった。 これらはおそらく長さ 6 フィート (1,829 mm) で、 3 × 33/4 インチ (75×95 mm) の「耳」あるいは「突起」 が 4 つ突き出ており、 これにより枕木に固定することができた。 レール (の断面) は 33/4 × 11/4 インチ (95×30 mm) であった。 後の記述ではレールは長さ 3 フィート (914 mm) で、幅は 2 インチ (50 mm) しかなかった。
後のシステムでは "L" 字型の鉄のレールあるいはプレート (厚板) が使用され、 各々長さ 3 フィート (914 mm)、幅 4 インチ (102 mm)、 内側に上向きの棚あるいはフランジ (縁) が取り付けられ、 中央部で高さ 3 インチ (76 mm) で、両端では 2 インチ (51 mm) の高さに細くなっていた。 これは平らな車輪を軌道に保持するためのものであった。
その後、強度を増やすために、類似のフランジがレールの下の方にも追加されることもあったが、 木製の枕木は使用され続けた。 -- レールは先端を通り抜けるクギで固定された -- しかし、1793 年頃に石のブロックも使用され始めた。 これはベンジャミン・ウートラムの名前に関連した新機軸であるが、 彼が最初にこれを作ったわけではない。 この形式のレールは、プレート・レール、トラムウェイ・プレート、ウェイ・プレートとも呼ばれる。 この用語は現代の 「プレート・レイヤー」 という言葉に生きており、 レールを敷設・維持する人のことを意味する。
フランジウェイの車輪は普通なもので、理論的には (鉄道でない) 普通の道路でも動くことができる。 これはおそらくは時々うまくいかなかった。 というのは細い車輪が地面に食い込むからである。
別の形式のレール -- エッジ・レール -- はウィリアム・ジェソップにより始めて使用されたが、 使用されたワゴンウェイは 1789 年にレスターシャー州のラフバラー (Loughborough) とナンパンタン (Nanpantan) の間のチャーンウッド・フォレスト運河 (Charnwood Forest Canal) の一部として開通した。 このワゴンウェイは元々ウートラムのプレート・ウェイとしてデザインされたが、 有料道路に敷設するレールが上に突き出すフランジを持っていたため、反対意見が持ち上がった。 この困難さは道路をフランジの頂上まで舗装することにより克服された。 1790 年にジェソップと彼の共同事業者であるウートラムはエッジ・レールを製造し始めた。 別のエッジ・レールの応用はレイク・ロック鉄道 (Lake Lock Rail Road) で、主に石炭輸送に使われた。 これは公共の鉄道で (通行料が課せられ)、 1798 年に開通した。 ルートはウェークフィールド (Wakefield) の近くのエアー・カルダー水路のスタンリー (Stanley) のレイク・ロックで開始し、アウトウッド (Outwood) まで走った。 距離にしておよそ 3 マイル (4.8 km) であった。 (歯板のついた) エッジレールは近くのミドルトン・リーズ歯車鉄道 (Middleton - Leeds rack Railway) でも使用された。 (このレール 1 本がリーズ市博物館に展示されている。)
エッジウェイで使用される車輪には現代の鉄道や路面電車と同様に、 フランジ (輪縁) が付いている。 レール面まで舗装することは現代の踏切や路面電車でもされている。
鉄道建設の 2 つのシステム -- "L" 字型プレート・レールと滑らかなエッジ・レール -- はずっと 19 世紀に至るまで併存し続けた。 イングランドの大半の場所ではプレート・レールの方が好まれ、 ワンズワース (Wandsworth) からウェスト・クロイドン (West Croydon) に至るサリー鉄道 (Surray Iron Railway) で使用された。 この鉄道は 1801 年に議会で認可され、1803 年に完成した。 レイク・ロック鉄道と同様に通行料を支払えばだれでも使用できた。 これ以前の鉄道は全部私的なもので、 もっぱら所有者のために特別に留保されていた。 レイク・ロック鉄道は個人的な操業者が使用したため、 車両のゲージが随分変化し、プレート・レールの方がうまく処理した。
サウスウェールズでは 1811 年に鉄道が、 運河、炭鉱、製鉄所、銅工場に接続され、 全体の長さが 150 マイル (241 km) に近い長さがあり、 ほとんどプレート・ウェイであった。 しかしイングランド北部とスコットランドではエッジ・レールがずっと好まれた。 そして 1830 年代に至るまでにエッジ・レールの優秀性が一般的に確立した。 車輪はプレート・レールのフランジに引っ付きやすく、泥や石が蓄積した。
レールの製造自身は次第に向上した。 レールを長くすることにより、 接合個所が減少した。 接合個所は鉄道の最も弱い部分であった。 別の進展は鋳鉄の代わりに錬鉄を使用することであった。 もっとも錬鉄が広く採用されたのは、 ローリング・レール 【下の訳注参照】 の特許がノーサンバーランド州のベッドリントン製鉄所のジョン・バーキンショー (John Birkinshaw) に授与された後のことである。 バーキンショーのレールは断面がくさび型で底部よりも頂上部の方がもっと広く、 中間の部分はもっと薄かった。 彼はレールを 18 フィート (5.49 m) の長さにすることを勧め、 更に幾つかを溶接してかなりの長さにすることを勧めた。 レールは 3 フィート (914 mm) の間隔で座鉄 (chair) によって枕木で支えられ、支持点の間では魚腹 (fish-bellied) であった。 ジョージ・スチーブンソンによって ストックトン・ダーリントン鉄道と カンタベリー・ウィスタブル (Canterbury & Whistable) 鉄道で使用され、 重さは 28 ポンド/ヤード (13.9 kg/m) であった。 リバプール・マンチェスター鉄道ではレールは通常 12 フィートから 15 フィート (3.66 m から 4.57 m) の長さで、 重さが 35 ポンド/ヤード (17.4 kg/m) で、 レールは鉄のくさびにより、各々 15～17 ポンド (6.8～7.7 kg) の座鉄 (chair) に固定された。 座鉄は今度は 2 本のクギにより枕木に固定された。 枕木は盛土の場合には断面が半円形の木製で、 掘割の場合には石のブロックで、20 インチ (508 mm) 平方で、 10 インチ (254 mm) の深さがあった。 しかしながら、魚腹レール (fishbelly edge rail) は座鉄の近くで破損することがわかり、 1834 年から重さ 50 ポンド/ヤード (24.8 kg/m) の平行なレールで置き換えられた。
ワゴンウェイは炭鉱や石切り場で随分と利用され、 そのうち一般商品の輸送に使用すれば運河の重大な競争相手になるかもしれないと理解された。 長距離の運河がこの時期に英国で建設されていたのである。 1824 年に出版された 「百科事典ブリタニカの補足」 の鉄道の項目には次のように書かれていた： 『この種の陸上の輸送はトレードが十分にあり、 輸送距離が短ければ基本的に利用可能であり、 従って、鉱山から王国の鉱産物をすぐ近くの場所や水路 -- 海、川、あるいは運河 -- まで運ぶことにおいて主に有益である。 これをもっと一般にする試みがあったが、成功することがなく、 水路が高度を克服するために水門やインクラインを使用しても、 拡張されたトレードに便利な手段を提供できない場合 【訳注：要するに運河が建設できない場合】 にのみ使用されている』。 しかしながら、注意すべき点はこの時点では鉄道はほとんど全てが馬でけん引するもので、 蒸気の使用があったが、ほとんど進展がなかった点である。
1804 年にリチャード・トレビシックは鉄道で自己牽引する蒸気動力を、記録された歴史で最初に使用し、 マーサー・ティドビル (Merthyr Tydfill) の近くの 'L' 字型プレート・ウェイで高圧蒸気機関車を滑らかな車輪で走らせたが、 馬よりも、もっと経費がかかった。 彼はペン=ア=ダレン (Penydarren) の鉄鉱山からマーサー・カーディフ運河 (Marthyr-Cardiff Canal) まで 3 回往復したが、 馬が引くワゴン用にデザインされたレールを毎回壊した。 当時は滑らかな車輪が滑らかなレールの上で得ることができる粘着力に一般的な疑念があり、 これにより歯板や他の駆動機構を使用する提案があった。 ミドルトン (Middleton) 炭鉱のブレンキンソップ (Blenkinsop) 氏は 1811 年に歯が付いた車輪を使用する特許を取り、 1812 年にミドルトン鉄道 (エッジウェイ、歯板レール) は リーズ (Leeds) のホルベック (Holbeck) のマシュー・マレーが製造した 2 台のシリンダーを持つ蒸気機関車を 成功裏に使用した。 ジョージ・スチーブンソンは彼の最初の蒸気機関車をキリングワース炭鉱 (Killingworth colliery) のために 1813 年に製造し (特許を取ったのは 1814 年)、 滑らかな車輪は滑らかなレールの上で適当な粘着力を持つことに気が付いた。 この機関車はレーブンズワース卿 (Lord Ravensworth) が資金提供したため、 彼らはこの機関車のことを 「お殿さま」 (My Lord) と呼んでいたことを彼が後年に思い出しているが、 当時はブリュヘル (Blücher) と呼ばれていたようである。 1814 年にウィリアム・ステュアート (William Stewart) がフォレスト・オブ・ディーン (Forest of Dean) のパークエンド石炭会社 (Parkend Coal Co.) で蒸気機関車の製造に従事しており、 テストをした所、非常に成功したと言われている。 しかしステュアート氏は予期した報酬を得ることができず、 2 者は関係が悪くなって別れ、彼は 「機関車を会社に放棄することを余儀なくされた」。 1821 年に、西ダラム (Durham) の複数の鉱山、ダーリントン (Darlington)、ストックトン、テーズ川を接続するワゴンウェイの提案があり、 ジョージ・スチーブンソンが成功裏に議論したことは、 馬がけん引するワゴンウェイは時代遅れで、 蒸気動力の鉄道は 50 倍もの石炭を運ぶことができることであった。 1825 年のストックトン・ダーリントン鉄道の完成後、石炭の輸送価格が急速に下落した。
固定蒸気エンジンは 18 世紀中頃には一般的に利用可能であり、 きつい登り坂があるワゴンウェイと蒸気動力の鉄道では、 坂道の区間をやりくりするために固定蒸気エンジンにより動力を得るケーブルを使用した。 アメリカ独立戦争以前には、 ニューヨーク州のルイストン (Lewiston) の英国の部隊は基地に補給するためにケーブル・ワゴンウェイを使用した。 ストックトン・ダーリントン鉄道にはケーブルで動力を得る 2 つの坂道の区間があった。
ワゴンウェイから完全な蒸気動力の鉄道への移行はゆるやかな進化であった。 1835 年までの蒸気動力の鉄道は蒸気機関車が利用できない時にはしばしば馬を走らせた。 ボルチモア・オハイオ鉄道は元々 1830 年に開通し、13 マイル (21 km) の軌道があったが、 馬でけん引するものであった。 固定エンジンとケーブルで駆動する鉄道 (サンフランシスコ・ケーブルカー)、 馬でけん引するトラムウェイ (マン島のダグラス湾馬車鉄道 (Horse Tramway)) は現在でも使用されている。
1999 年に、イングランド北東のビーミッシュ博物館は "Pockery Waggonway" と呼ばれる 1825 年の蒸気動力鉄道のレプリカを作り、 その傍に木製のワゴンウェイを再現しようとしている。
蒸気時代でさえも、 ワゴンをある場所から別の場所に入れ替えるためには、駅の構内の馬の利用は便利であった。 馬はボイラーの蒸気圧を上げるための長い待ち時間が必要ではなかったし、 1 つの側線から別の側線に移動するには近道を取ることができた。 ハムリー・ブリッジでは馬の供給の入札があった。 これは部分的には通常の駅員が馬の世話をする技術を持っていなかったからである。
幾つかの短く孤立した鉄道は元々馬で操業していた。 但し、本線と接続されれば機関車操業になった。 これには次がある。
