直列２気筒エンジンの製作

手持ちの材料で

「ガス焚きボイラーの製作」や「スチームトラクターの製作」がさっぱり進まないのに、相棒、つまり組み合わせるエンジンが無い小さなボイラーのためにと作り始めてしまいました。 　構造は「首振りスチームエンジンのしくみ」の頁の「もう一つの２気筒エンジン」と同じです。 　 　材料は、中央のエンジン本体が１５×２０ミリの真鍮角材、その隣のシリンダーブロックが１２ミリ角の真鍮、シリンダーは、写真では銅パイプのように見えますが、外径１０ミリ内径８ミリの真鍮パイプです。 。

シリンダーとピストン

半年以上中断していた工作を再開しました。 　ピストンの材料は、シリンダーの真鍮パイプの内径と同じの、太さ８ミリのリン青銅丸棒です。 　ピストンロッドは、太さ2.5ミリの303ステンレス丸棒です。 　上下のシリンダーカバーは、太さ10ミリの真鍮丸棒から削り出し、外周にはローレットを付けてあります。 　このエンジンを初めて作った時は、シリンダーカバーはシリンダーにはめ込んで半田付けで固定したのですが、半田ではやり直しの時に外すのが面倒なので、太さ９ミリピッチ1ミリの細目ネジを切ってねじ込んでいます。 　９ミリネジにはピッチ0.75ミリの細目もあることに気付いたのは、ピッチ1ミリのタップとダイスとを買った後でした。 　下のシリンダーカバーは、単なる蓋である上とは違って、その中心の穴がピストンロッドの往復運動のガイドの役をするので、加工には気を使います。 　組み立てるときには、下のシリンダーカバーはいきなり締め込まず少し手前で止め、少しづつ締め緩めしながらピストンを出し入れし、ピストンが滑らかに滑り動く位置で止め、ネジの隙間に中強度のロックタイト243を浸み込ませて固定します。 　ピストンロッド先端のビッグエンドの材料は５ミリ角の真鍮角棒です。 　　このエンジンは今から16年前の2005年に作ったものと同じなのですが、当時はどのようにして作ったかの細部の記憶はほとんど消えているので、製作にはとても手間取りました。 　 　作った当時の設計図は、ご覧のようなノートの１頁に描かれた雑な手書きのものなので、今となって見ると描いた本人にもわからない部分があちこちにあるのです。 　 　きちんとした設計図を描くためにCADの導入を考えたこともあったのですが、そんなことをする時間を製作にあてたほうがよいとして、今でもすべてラフな手描き図で間に合わせています。

コントローラーに手こずる

首振りスチームエンジンのしくみの頁で申し上げたように、首振りエンジンは給排気の流れを逆向きにすることで回転方向を反転させることが出来ますが、そのためのしくみがコントローラーです。 　　右図左の五つの穴が開いてるものはエンジン本体の上面で、左下の穴が給気口、右上が排気口、左上と右下はシリンダーへつながっています。 　左下の穴から供給される蒸気を、その上の穴に入れるか右横の穴に入れるかで、回転の向きが変わるのです。 　その切り替えをするのが図の右置いたコントローラーで、彫ってあるゼリービーンズ形の溝がそのはたらきをします。 　（ゼリービーンズってご存知？） 　 　　この溝は、左図のような、円テーブルを載せたフライス盤で細いエンドミルを使って彫りましたが、これが予想外の難物で、何回も作り直す羽目に陥りました。 　2本の溝だけなら簡単なのですが、コントローラの外周左下1/4にある浅い切り込みの位置が問題なのです。 　この切り込みは、エンジン本体の上面右下にねじ込んであるステンレスピンと組み合わさって、コントローラーの回転を必要な範囲に制限するためのものです。 　そのピンの中心位置は、本来は図中の白線上にするべきなのですが、それではエンジン本体の端に寄りすぎるからと、赤線の位置にずらしました。 　したがって、外周の切り込みの起点と終点もずらす必要があります。 　そのずらしかたに思わぬミスがあったのです。 　というのは、加工するときには溝や切り込みが上を向いていますが、エンジンに組付けて使われるときには下向きにします。 　いわば裏返しにします。 　裏返しにすると左右が逆になるために、ピンの位置ずれを修正するつもりの切り込み位置のずらしかたが逆にはたらき、ずれが修正されるどころか倍増してしまったのです。 　このずれの倍増の原因が裏返しにあることに気付くまでに、不良品をいくつも作ってしまいました。

出来上がりました

やっと出来上がりましたが、こうして写真に撮ってみると、シリンダーが不釣り合いに細いので、シリンダーボアを８ミリではなく、初めて作ったと同じの10ミリにすればよかったなぁ、 と思います。 　ストロークさえ変えなければ、全体の構造はこのままで、シリンダーを太く出来るし、そのほうが出力も大きいので、なぜ細いシリンダーにしたのか、作った本人にもわかりません(＾＾;;;)　 　さっそく試運転をしてみました。 　ボイラーは太さ６６ミリ高さ８３ミリのガス焚きで、自作品です。 　奥にある黒い筒は、排気から潤滑油を分離するオイルトラップです。 　運転の様子をユーチューブにアップしました。 直列２気筒首振りスチームエンジン - YouTube 　なお、片方のクランクピンが長いのは、エンジン回転を取り出すためなのですが、その仕組みについてはについてはスチームランチヘレンの頁をご覧ください。