蒸気機関車の仕組み（連載第11回）

　かつて、機関車といえば、蒸気機関車だった時代がありました。鉄道は、蒸気機関車とともに発展したといっても良いでしょう。

　蒸気機関車は、石炭などを燃やして水を温め、蒸気を発生させ、その蒸気の圧力でシリンダ内のピストンを動かします。高圧の蒸気がピストンを押し、動輪と結ばれているロッドを押します（図１）。

　ただ押すだけでは、半回転しか回りません。いっぱいに押したあと、今度は引きます。押したり引いたりを繰り返して、動輪を回し続けます（図２）。

　その押し引きの音が、シュッシュッと聞こえます。また、ピストンを動かした蒸気は、煙突から排出されますが、この音がボッボッと聞こえます。蒸気機関車が走っていると、シュッボッシュッボッと聞こえるのは、このためです。汽笛も蒸気でポーと鳴らしますから、蒸気機関車のことを「シュッポッポ」と呼んだりするのでしょう。

　ピストンがロッドを押し引きするとき、押しきったり引ききった位置では、力が出ません。そこで、シリンダとピストンをもう一つ用い、二つのピストン（２気筒）によって動輪に90度ずらして力をかけます。こうして、直線運動を回転運動に変換しているのです。

　普通の蒸気機関車は２気筒で左右にシリンダがあります。右と左で、押し引きのタイミングが90度ずれるので、動輪が１回転する間に、４回シュッと音がします。

　蒸気機関車の全盛期には、３気筒や４気筒の高性能機も作られました。空気抵抗を減らすために流線型の蒸気機関車も試され、時速200km以上の記録も出ました。

　庭園鉄道でも、蒸気機関車は人気者です。石炭を小さなスコップで火室へ投入し、お湯が沸くのを待ちます。蒸気を作り続けるためには、石炭よりも大量の水が必要ですから、蒸気機関車は、水のタンクを備えたり、後ろに炭水車（テンダ）を引いていたりします（図３、図４）。それでも、長く走るためには途中で水を補給しなければなりません。

　電気機関車は、スイッチを入れればすぐに動きますが、蒸気機関車は、準備に時間がかかります。また、走り終わったあとも、灰の掃除が大変です。そういったことも含めて楽しめるのは、今でも蒸気機関車が大好きな人が多いからでしょう。

　来月は、ちょっと変わったタイプの蒸気機関車を紹介したいと思います。

写真１　ジャック：実機の４分の１スケールのボトムタンク。欠伸軽便17号機。

写真２　コッペル：キットで製作したテンダ機。欠伸軽便15号機。

写真３　木曽森林鉄道ボールドウィン：６分の１スケールのリアタンク。欠伸軽便27号機

写真４　木曽のボールドウィンを工作台の上で製作中の写真。

写真５　7/8インチスケールのジャック：写真１と同じ機関車の14分の1スケールで自作。45mmゲージを走る小さい機関車（燃料はガス）。