初めの計画では「イマーラ」にはチェダーモデルズのパッフィンエンジンを載せるつもりだったのですが、エンジンとボイラーが出来たときに気が変わり、オープンランチに搭載してしまいました。
　その代わりに作ろうと考えたのがBasil Harleyという人が設計したこのエンジンです。首振りエンジンとはいえボア1/2インチ、ストローク3/4インチと、かなり大きなエンジンです。
　図はネクサス・プランサービスから買いましたが、オープンランチ「アンナ」に載せたエンジンの設計図同様、細部に？なところが多いので、パッフィンエンジンの優れた構造を取り入れたものにしようと思っています。

　追記
　このエンジンの設計図は、リンク集に挙げたMy Hobby Store の Model Engineering Plans → Steam Engines and Steam plant Plans → Miranda Steam Engine です。　

  図はすべてインチ寸法ですが、適宜ミリ寸法に置き換えて作ることにします。
　まずはシリンダーとして、直径26ミリの真鍮丸棒から切り出した素材の片方の端面を削り、リーマを通して仕上げた12ミリの穴をあけました。４個あるのは２台同時に作るためです。

　このシリンダーの加工で一番気をつかったのは、蒸気の出入り口のあるポートフェイスとシリンダーボアとが平行になるようにすることですが、作っている途中で加工手順を間違えたのではないかという気がしてきました。ポートフェイスを先に仕上げ、その面を基準にしてシリンダーボアを開けたほうがより正確だったかもしれないのです。
　ポートフェイスに立てたシリンダーの首振り軸はポートフェイスに、ということはシリンダーに、垂直でなければならないのですが、こちらのほうはシリンダーが小さくてねじ込み深さが数ミリしかなかったオープンランチ用エンジンに比べて、大きめなこのエンジンでは深くねじ込めるので正確に出来たと思います。
　いずれにしろシリンダー加工の正確さは組み立てて動かしてみるまでわかりませんから、正直なところ少々不安です。

　上下のシリンダーカバーは、シリンダーの材料にした真鍮丸棒から削り出しました。下カバーはピストンロッドが通るので、蒸気漏れを防ぐためのスタッフイングボックスになっていますが、この程度のエンジンでは、単にリーマ通しをした穴だけのものでも十分ではないかと思います。
　写真の右下の穴のあいた四角い板は、シリンダーヘッド取り付け用のネジ穴をあけるためのジグです。中心の穴は位置の基準になるもので、シリンダーボアと同径にあけてあります。このジグでまずシリンダーヘッドに穴をあけ、次にそのヘッドをジグにしてシリンダーに穴をあけました。
　ピストンにある溝は、ピストンリングの役をするグラファイトヤーンのためのものです。
　ビッグエンドは、これまでのエンジンのものと違って、クランクピンを通すために上下に二分割できるようになっています。

　設計図ではクランクアームは長方形なのですが、クランクディスクとして円盤形にしました。結果として円盤形のほうが後の加工が楽だったように思います。
　クランクシャフトは３分割されるのですが、それぞれが同心でなければなりませんから、写真に示したように、まずクランクディスクを１本のシャフトで貫き通した状態で銀ロウ付けし、クランクピンも銀ロウ付けしてから２枚のクランクディスクの間のシャフトを切り取りました。切り取りにはスリ割フライスを使いましたが、うっかりフライスを食いつかせてシャフトの同心性を狂わせたりしては大変ですから、ごくわずかずつ送って慎重に切り進めました。
　なお、シャフトの中央にあるエキセントリックはボイラーの給水ポンプ駆動用です。設計図には給水ポンプは描かれていないのですが、２台作るうちの片方のエンジン内に組み込むことにしてとりあえずエキセントリックを入れ、後のことはこれから考えようというわけです。

　追記
　その給水ポンプは設計図と言うよりは構想図を描き、材料を揃えたりしたところで気が変わり、ポンプは取り付けないことにし、エキセントリックも切り取ってしまいました。
　それは、雑誌「Model Engineer」に載った「模型船のエレクトロニック　ボイラー　コントロール」という記事を読んだからです。
　その中に、スチュアートのD10というエンジンでも給水ポンプの駆動に苦労したが、それはおそらく模型船用の小さなエンジンには、軸動給水ポンプを使っているミニSLほどの力が無いからであろう、と書かれているのです。
　スチュアートのD10といえば、小さいどころか、ボア・ストローク共に3/4インチ（19ミリ）２気筒の堂々たるスライドバルブエンジンですから、自作の怪しげな首振りエンジンにポンプ駆動をさせるのは酷であろうということになったのです。
　記事の著者は、スクリュー軸のトラブルでエンストを起こし、エンジンが止まれば給水も止まるという事態に陥った経験もあって、エンジンとは独立した給水ポンプが必要だと感じ、ボイラーの水面の高さを電気的に検出し、それによって電動給水ポンプをコントロールする仕組みを作ったのだそうです。

Tim Greenwood　「Electronic Boiler Control for Model Boats」
      Model Engineer Vol.195 No.4261, 8 December 2005

  ご覧のようにクランクシャフトは三つの軸受で支えられるのですが、この軸受の製作がいささか面倒でした。
　当たり前のことではあるのですが、それぞれの軸受の軸穴の高さは揃っていなければなりません。しかしこれが言うは易く行うは難しで、ことはそう簡単ではありませんでした。
　高さを揃える一番簡単そうな方法は、三つの軸受を一体にした細長いブロックに軸穴をあけてから三分割することなのですが、手持ちの真鍮ブロックにはそれが出来そうな寸法の物が無いので止むなく三つ別個に作りました。
　作っているうちにもっと大変そうなことに気付きました。
　この三つの軸受はエンジンの台座の裏からネジ止めされるのですが、その結果三つの軸穴が一直線上に載るだろうかという心配です。現物合わせの穴あけなどの工夫の要ありですね。
　どうもこのエンジンは、外観図では簡単そうに見えますが、かなりの加工精度を必要とする難物ではないかという気がしてきました。
　例えば、これまで作ってきたスチームエンジンではクランクシャフトの軸受とシリンダーの首振り軸の軸受とは同一の部材の上にあったのですが、このエンジンではクランクシャフトの軸受が載った台座から立ち上がった４本の柱に支えられたプレートの上に立つブロックにシリンダー軸受がつくのですから、その二つの軸穴がはたして互いに平行になるかなぁ・・・

  軸受を台座に取り付けましたが、案の定心配していたとおり、クランク軸を通して回してみるとぎくしゃくしてうまく回りません。
　本来ならば３つの軸受を取り付けてから、それらを貫き通して軸穴をあけリーマを通せばよいのですが、ご覧の通り、軸受が離れているため普通のドリルやリーマでは届かないのです。
　止むなくリーマでこじって軸穴を少し広げたり、軸にポリッシングコンパウンドを塗って通し、電ドルでしばらく回して磨り合わせたりして何とかスムースに回るようにしました。
　給水ポンプ用のエキセントリックを組み込んだほうの軸には４つの軸受をつけたのですが、皮肉なことにこちらの方が３つの軸受よりも軸穴のずれは少ないようでした。

  このエンジンは２階建てになっており、その２階の床であるシリンダープレートというものを取り付けました。
　支柱にはテーパがついていますが、設計者の好みによるもので、ストレートでも差し支えはありません。
　え？テーパが上下逆の柱があるって？ いゃあ気がつきましたか。日光東照宮陽明門の「魔よけの逆柱」に倣ってわざとそうしてあるのです。というのはもちろん冗談で、テーパ削りのセッティングが逆であることに気づいたのが１本削り終わった後だったのです。
　シリンダープレートの四角い穴は、四隅にドリルで開けた穴を糸鋸で切りつないで抜くという古典的手法であけました。仕上げはエンドミルをつけたフライス盤XZ15で削ったのですが、さすが小型機、気軽にグイグイ削れるので、これなら初めからエンドミルでくり抜いたほうが簡単だったようです。
　ところで、２階建てにしながら思い出したのは、ベルメックスの社長さんが店に展示してある上下が柱で繋がれているスライドバルブ式のスチームエンジンを指して言ったことです。
　曰く、こういう上下が別れているエンジンは、加工精度が要求されて、作るのが難しいんですよ。
　なんだかますます行く先不安になってきたなぁ。

  シリンダープレートの上に載って首振りシリンダーを支え、蒸気を供給し排気を集めるのがこのブロックの役目です。
　この部分は、チェダーモデルのパッフインエンジン（模型船用スチームエンジンの製作の頁参照）の優れた仕組みを取り入れて、もとの設計から大幅に変えました。しかし変えたものの、その仕組みの理解が不十分だったので、出来上がってから穴のあけ方に間違いがあることに気づき、ブロック全体を作り直すというへまをしました。
　ブロックの手前の面にあいている４つの小さい穴は蒸気の出入口で、その中心の大きな穴がシリンダーの首振り軸受です。上面の丸く削ってあって穴が５つあいている部分がエンジンの運転停止・正転逆転の切り換えをするコントローラーの役をするところです。もとの設計ではコントローラーは別に作って取り付けるようになっているのですが、設計図か私の頭のどちらかが悪いのでしょう、一体どこに取り付けるのか不明なのでパッフインエンジンのコントローラーをすっかり真似ました。

　スチームブロックができたので、エンジンを仮組みして回せるところまできました。そのためにはシリンダーの上下カバーを取り付けなければなりません。そのためのネジはただ止めるだけのものですからビスでもいいのですが、模型エンジンのシリンダーヘッドにプラスネジが見えるのはいささか見栄えが良くないのでボルトにしたいと考えました。
　そこで、作ってはみたもののさっぱり活用してなかった心押し台用ターレットを使って、予備を含め３５個のミニボルトを削り出しました。
　４ミリの真鍮六角棒の先をターレットにつけたボックスツールで一気に2.5ミリの太さまで削り、モーターを止め、手回しハンドルで主軸をまわしターレットにつけたダイスでネジを切ります。そしてリヤツールポストにつけた突っ切りバイトで切り落とします。使った旋盤はマイフォードS7ですが、リヤツールポストはマイフォードのものの上半分をトヨ（サカイ）ミニレースのバイトホルダーに付け替えてあります。　　

  スチームエンジンは、ガソリンエンジンなどの内燃機関と違って、回転の向きを変えることが出来ます。その正転・逆転・停止を制御するのがこのコントローラーです。
　スチームブロックの上にあいている４つの穴のうち、１つが蒸気の給気口、もう１つが排気口です。あとの２つがシリンダーとの蒸気のやりとりの通路です。
　レバーで回されるコントローラーの上の部分には円弧状の溝が刻んであり、その位置によってシリンダーへの蒸気の流れが反転し回転の向きが逆になるのです。
　このコントローラーの部分はこのエンジンの設計図とは大幅に変え、チェダーモデルのエンジンの構造を真似しました。しかし、真似するというと簡単そうですが、実際に作ってみると思わぬところに不都合が生じたりしてなかなか大変でした。そして、寸法や加工手順を逐一指示してくれている平岡幸三さんの本のありがたみをつくづく感じました。
  なお、このコントローラーは首振りスチームエンジン専用でして、本式のスライドバルブスチームエンジンには全く別の仕掛けが必要です。

  エンジン本体の部品が揃ったので組み立ててみましたが、このエンジンは今までに作った首振りスチームエンジンのなかで最も組み立てにくいものだと感じました。その原因は、一体として削り出される部品がほとんどなく、別々に作られたいくつもの部品をネジ止めで組み立てることにあります。しかもその組み立て順もよく考えないと、後からではネジ止めできないなどということが起こりやすいのです。
　また、分割して作られる部品が多いということは、前の方の項で述べたように、組上がったときに部品相互の位置関係の狂いを生じやすいのです。
　案の定、組み立てて軸を回してみるとぎくしゃくして回りません。やれやれとガッカリしかかりましたが、２分割されているビッグエンドをネジで組むときに上下の組み合わせを取り違えていたためとわかり、それを正したら何とか回るようになりました。こういうことを防ぐために合い印の刻印を打ってあったのに、それを見落としていたのです。
　しかし、同じ形の部品なのに組み合わせが違うとうまく作動しないということは、すなわち部品に互換性がないことで、それはつまり私の加工技術の未熟さを示すものであろうと反省しています。

　組み立てたエンジンに蒸気を通して試運転するには、シリンダーとピストンのための潤滑油を蒸気に混ぜて送り込む給油器を作らなければなりません。
　このエンジンのような簡単なスチームエンジンには、写真のような置換式給油器というものが使われます。
　この給油器の仕組みは簡単で、潤滑油が入った円筒をスチームパイプが貫いているだけなのですが、そのパイプには、下の写真に示したように、小さな穴があけてあります。この穴から給油器内に漏れ出た蒸気は凝結して水になります。油より重い水は給油器の底に沈み油面を押し上げるので、潤滑油は小穴からスチームパイプに入り、シリンダーへと送られるのです。
　
　この仕組みについて首を捻らせられるのは、同じ穴から蒸気が入り込む一方で潤滑油が出てゆくなんてことができるのだろうかということだが、疑問に思おうとどうしようと、現実にそうなっているのだ、と、ある本に書いてあります。

　給油器内の潤滑油が次第に水に置き換えられることから置換式給油器と呼ばれているのです。
　給油器の下についているネジは溜まった水を抜くためのドレインコックですが、これを省略し上から注射器で水を吸い取るタイプもあります。  
  
　なお、潤滑油はスチームオイルと呼ばれる特殊なもので、私は１番ゲージのライブスチームを製造販売しているアスターホビーから買ったものを使っています。
　自動車用のエンジンオイルは、蒸気に混ざるとバターかチーズのような状態になって配管をふさぐので使えません。

　スチームエンジンの排気は煙突内にみちびかれ、上向きに噴き出されます。これはブラストと呼ばれ、煙突内の通気を促進するはたらきがあります。蒸気機関車の煙突からシュッシュッポッポと勢いよく噴き出す煙は、このブラストのはたらきによるものです。
　さて、エンジンの排気には前項の給油器から供給された潤滑油も混じっており、その油も煙突から放出されます。
　スチームボートの煙突から飛び散った油は走航場の水面を汚しますから、排気から油を除去する仕掛けが必要です。
　それがこのオイルトラップです（SAITOではドレインタンクと呼んでいるようです）。
　
　上の画像に挙げたのはチェダーモデルズの製品を真似て作ったもので、右の図は下記の本に載っていたその仕組みの説明です。
　チェダーでは、エンジンを回しておいて煙突へ行くシリコンゴムチューブをつまんでふさぎ、高まったタンク内の圧力で中に溜まった潤滑油混じりの凝結水を押し出して回収すると書いてありますが、私はエンジン停止後に細長いパイプをつけた注射器で吸い取っています。

　参考図書
　P.V.Williams : Scale Model Steamboats (Traplet Publication)

  給油器もできたのでボイラーにつなげて試運転しました。
　静かに燃えるセラミックガスバーナーと違って、ガストーチはゴーッと大きな音をたてるのが欠点ですが火力は強く、５分もしないうちにエンジンから蒸気が漏れだしてきてスタートＯＫになります。
　しかし試運転の結果は芳しくなく、とくに２台作ったうちの片方は、手で回したときの動きの渋さからの予想どおり、ほとんど回りません。これはいかんと２台とも分解して点検したところミスを発見しました。スチームブロックを自分で大幅に設計変更しときの勘違いで蒸気の通路の寸法を間違え、シリンダーには少しの蒸気しか供給されていなかったのです。
　これを修正し、各部品の契合状況を調整した結果、何とかまともに回転するようになりました。

　同じエンジンを２台作ってきたのは、私が買った「イマーラ」のキットがツインスクリューモデルだからなのです。
　二つのスクリューを別々に回せると、操舵性が向上し、小回りの効く操縦が出来ることを狙っているのです。しかしそれには２台のエンジンの性能が揃っていなければなりません。さもないと直進性が怪しくなります。
　ということで２台同時に運転してみましたが、今度は試運転ではろくに回らなかったエンジンのほうが快調です。やれやれとまた分解調整をして何とか揃ったようですが、正確なところは船に積んで走らせてみないとわからないでしょう。
　それはさておき、困ったことに気づきました。
　大柄なボイラーではあるものの、ボア12ミリストローク18ミリの複動シリンダー４っを動かすには蒸気発生量が少々足りないようで、回転があまり上がりません。
　そこで直径0.2ミリだったガスノズルを0.3ミリに代えたところ少しはましになりましたがまだ充分ではありません。
　それに、蒸気の消費量が多いということはボイラー内の水の減り方も激しいということで、せいぜい８分ぐらいしか持ちません。給水ポンプが必要不可欠です。それを見越して片方のエンジンにはポンプ駆動用のエキセントリックを組み込んではあるのですが、そこから先は図面もないしまだ考えてもないんだよなぁ・・・
　また一方では船体内への搭載方法も検討しなければならないので、そろそろ船体の製作にとりかかろうと思います。

　追記
　エンジン２台での運転ではあまり回転が上がらなかったのは、そのとき使ったブタンガスボンベが空に近かったのでガスの炎が弱かったためであることが、満タンのボンベに交換しての運転でわかりました。やれやれ一安心です。