エクリプス風車

エクリプス風車は、 19世紀の米国で水を汲み上げるために使用された風車の中で、より成功した設計の1つです。これは、スペリオル湖南岸のオジブウェー族の間で活動していた長老派教会の牧師、レナード・ウィーラーによって発明されました。ウィーラーは、技術界全体に知られることなく、宣教師の農場で約20年かけてこの装置を完成させました。1866年、健康上の問題により、当時は活気のある工業都市であったウィスコンシン州ベロイトに移住せざるを得なくなり、そこで装置の基本的な機能の特許を取得するよう説得されました。ウィーラーは発明の成功を目にすることなく亡くなりましたが、彼の息子たちがその遺産を引き継ぎました。オリジナルのエクリプス風車会社を引き継いだ企業のいくつかは、21世紀でも存続しています。

レナード・ヘメンウェイ・ウィーラー
生まれる	( 1811-04-18 )1811年4月18日 マサチューセッツ州シュルーズベリー
死亡	1872年2月25日(1872-02-25)（60歳） ウィスコンシン州ベロイト
職業	長老派教会の牧師
知られている	オジブウェ族の宣教師、風車の発明者

レナード・ヘメンウェイ・ウィーラーは1811年4月18日、マサチューセッツ州シュルーズベリーで生まれた。彼が生後1ヶ月の時に母親が亡くなった。^[1]彼はバーモント州ブリッドポート で父と叔母に育てられた。彼はミドルベリー大学に進学し、1837年に卒業した。その後、アンドーヴァー神学校を1840年に卒業した。 ^[2] この頃、彼は同様に敬虔な信仰を持つハリエット・ウッドと出会い結婚した。レナードは既にオジブウェー族への布教活動に取り組んでいたため、夫婦はすぐにウィスコンシン州ラ・ポイントのウィスコンシン準州のマデリン島に家庭を築いた。^[3]

ウィーラーは最終的に、オジブウェ族が自給自足に必要な農業技術を習得できるよう支援するという考えに傾倒するようになった。特に、数世代にわたって経済的に依存してきた毛皮貿易が劇的に衰退していたためである。島は農業に適していなかったため、ウィーラーは本土に移り、住居と伝道所を設立し、そこをオジブウェ語で村を意味するオダナと名付けた。 ^[4] 多くのオジブウェ族（チェワメゴン湾地域には約1000人がいた）は、バッド川の河口に野生の稲田があったため、すでにその場所に半永住していた。その場所のオジブウェ語名はキエティガニングであった。^[5]

ウィーラーはもともと、深い渓谷から自宅まで水を汲み上げる目的で最初の風車を建設しました。彼は時間をかけて継続的に改良を重ね、最終的にはトウモロコシの粉砕などさまざまな農業目的に使用されるようになりました。^[6]

極北の森での厳しい冬の生活は、やがてウィーラーに負担をかけることになった。1866年に彼は家族をベロイトに移した。そこには多くの職業上の同僚が住んでおり、ウィーラーは別の職業を模索する間、そこで家族との友情と支援を見つけることができた。^[7]

インディアナ州出身の従兄弟サミュエル・チップマンはベロイトに引っ越した後、ウィーラーの風車に興味を持つようになった。チップマンはウィーラーに特許取得に取り組むよう説得し、その間資金援助もした。^[8] 1867年9月10日、米国特許番号68674が発行された。^[9] この特許には3つの請求項があった。

主なクレームは、風速と風向の両方に基づいて、ホイールを最適な角度に向けるための調整機構でした。風車の主な設計上の問題は、微風でできるだけ多くの電力を取り込みながら、高速の風によって損傷または破壊されないようにすることです。従来の技術では、風車にはホイールを風に直接向ける単純な尾翼があり、この単純な設計は装飾用の庭用風車で今でも使用されています。Wheeler は、低速から中速の風速ではホイールを風に向け、高速ではホイールを風に対して斜めに向ける機構を開発しました。これは、一連の滑車を介して重りによって最適な位置に保持され、角度をシフトする二次羽根によって実現されました。二次羽根は、角度を最適化するために主要な方向羽根に対抗して作動しました。

ウィーラーの発明のもう一つの利点は、吊り下げられた重りの 1 つを単純に移動させるだけで、車輪の動きを完全に止めることができるという点です。これは 2 番目の特許請求となりました。彼の 3 番目の請求は、調整滑車を操作するロープがプラットフォームの回転角度を制限することなく重りまで伝わるように、機構全体の垂直軸を中空シャフトに取り付ける手段に関するものでした。

1868 年に、まだバーモント州に住んでいた高齢の父親に宛てた手紙の中で、ウィーラーはこの装置とそれに対する期待を次のように表現しています。

おそらく、私がどのようにしてこの風車に成功したかを知りたいと思うでしょう。私はかなりの時間を費やし、実験し、良い状態に仕上げました。全体的な計画に関する限り、今はうまくいっています。特に 2 つの点に注意を払いました。1: 風車をうまく動かすこと。2: 構造を簡素化して改良し、頑丈で安価に建設できるようにする。これまでに私が建てたのは 200 ドルの風車だけで、どちらも 50 フィートの深さの井戸のポンプを動かし、満足のいく結果をもたらしています。実務的な機械工や機械工は、この風車に非常に満足しています。構造が非常に単純で、重要な目的を達成しているからです。風車は自己調整機能があり、どんなに突風が強く吹こうとも、どんな風にも自力で対処します。草原の深い井戸から家畜に水を飲ませるために、この風車は大いに必要になると思います。まだ利益は出ていません。これまでは残りは自腹で出てきましたが、近いうちに状況が好転することを期待しています。多くの発明家がそうであるように、私はすぐにそれを世に知らしめる手段がないことに苦しんでいます。しかし、新しいものすべてにおいてそうであるように、私たちはゆっくりと進み、結果を辛抱強く待つことに満足しなければなりません。現在の形の製粉所は、ポンプを動かすためだけに使われています。私は、機械を動かすための別の形をすぐに作りたいと思っています。私は、現在出回っているものよりも満足のいく形を作ることができると確信していますが、その道には少なからぬ困難があることを告白しなければなりません。ですから、私は忙しくしており、アメリカ人に共通する多才さを持っているので、1 つのことができない場合、別のことに手を出します。私はもう説教することはできませんが、役に立つ製粉所を作り、家族の必要を満たすことができれば、人生の目的の一部は達成されるでしょう。^[8]

ウィーラー氏が手紙の中で述べているように、彼の装置の重要な特徴は、特許の一部ではないものの、安価な交換可能な部品を使用し、全体的な製造コストを削減したことである。

当初、風車はLHウィーラー・アンド・サンズ社によって製造されました。^[10] 1872年2月、ウィーラーは死去しました。1873年、ウィーラーの息子たちはSTメリル、CBサーモンとともにエクリプス風車会社を設立し、会社は着実に成長し始めました。^[11] 当初、ホイールの設計には4枚の羽根が使用されていましたが、これはエクリプスの特徴である密集したフィンのパターンを持つホイールに変更され、8 1/2フィートから14フィートまでのいくつかの直径で製造されました。^[10]

1876年5月10日から11月10日まで、米国初の公式万国博覧会であるセンテニアル国際博覧会が、フィラデルフィアでの独立宣言調印100周年を祝うため、ペンシルバニア州フィラデルフィアで開催された。当時の米国の人口の約20%にあたる約1,000万人が来場した。数百の機械や装置が展示され、その中には特別展示の風車も含まれ、その中にはエクリプス社製の3つのモデルのほか、ユナイテッド・ステイツ・ウィンド・エンジン・アンド・ポンプ社（イリノイ州バタビア）、E. ストーバー・アンド・ブラザーズ社（イリノイ州フリーポート）、ギャモン・アンド・ディーリング社（イリノイ州シカゴ）製のモデルもあった。^[12] エクリプス風車には次のような表彰が行われた。

徹底的に効率的で、よくできたエンジンとして賞賛され、作業が経済的です。直径 10 フィートから 16 フィートまでさまざまなサイズの頑丈なホイールがあります。特別な要求は、制御可能な小型のサイド ベーンです。これはオーバーバランスとして機能し、嵐のときに帆を風から遠ざけます。このベーンは、まず重りをつけたアームのてこ作用を克服する必要があるため、微風では不利に作用しません。このアームは、重りを中心から近づけたり遠ざけたりすることで調整できます。ターン テーブルは、溝のある表面を走る 4 つの摩擦ボールの上を移動します。テーブル鋳造は、キャップまたはベッド プレートと一体化されており、下側にはポストのヘッドを受けるフランジがあります。ピストン ロッドの端には、所定の位置に保持するボール アタッチメントがあります。このボールの摩耗を吸収する方法はありません。^[13]

1880年にメリルとサーモンは引退し、会社はエクリプス・ウィンド・エンジン・カンパニーと改名され、WH・ウィーラーが社長に就任した。その後、製造工場は2度再建され、ウィーラーは摩擦クラッチとガスエンジン製品を追加した。^[11]

1890年代初頭、チャールズ・モースはエクリプス・ウィンド・エンジン社の株式を購入しました。最終的にモースはエクリプス社の株式とフェアバンクス社およびその他の企業の株式を統合し、フェアバンクス・モース社として知られる合併会社を設立しました。 ^[14]

20世紀初頭には、エクリプス風車の様々なモデルを含むフェアバンクス・モース社の製品が世界中で販売されました。^[15] 当時のエクリプス風車は米国のトップ2ブランドの1つであり、ドイツでも広く製造されていました。^[16] 1901年に特許権が失効すると、多くの競合風車会社がそのデザインを模倣しました。^[17]

第一次世界大戦後、フェアバンクス・モース社は古典的な木製フィンのエクリプスを製造しなくなった。しかし、エクリプスのブランド名を冠した鋼鉄製風車をいくつか製造した。^[18]

エクリプス風車は保存主義者によって修復され保護されており、^[17]その例を2つ挙げると次の通りである。

• モリアーティ・エクリプス風車
• キャノンランチ鉄道エクリプス風車

帰属

• ベイカー、T. リンゼイ (1985)。『アメリカの風車フィールドガイド』、ノーマン、オクラホマ：オクラホマ大学出版局。
• Browne, William Fiske (1900)。Past Made Present。イリノイ州シカゴおよびウィスコンシン州ベロイト：William Fiske Browne 。 2013年3月16日閲覧。
• デイビッドソン、ジョン・ネルソン (1895)。『Unnamed Wisconsin』、ミルウォーキー、ウィスコンシン州：S. チャップマン。2013年3 月 16 日閲覧。
• ラーソン、ラース（2005年）。チェワメゴン湾とそのコミュニティーI。ウィスコンシン州ホワイトウォーター：L.ラーソン。p.81 。 2013年3月14日閲覧。
• ウィーラー、アルバート・ギャラティン（1914年）。『アメリカにおけるウィーラー家の系図と百科事典的歴史』。ボストン：アメリカ系図学大学。p. 81。2013年3月12日閲覧。
• US 68674、ウィーラー、レナード H.、「風車の改良」、1867 年 9 月 10 日発行 
• ウォーカー、フランシス A. 編 (1877)。国際博覧会、1876。報告書と賞のグループ XXIII。フィラデルフィア: JB リッピンコット & Co. p. 45。2013年3 月 16 日閲覧。
• ウルフ、アルフレッド R. (1900)。『原動力としての風車』（第 2 版）。ニューヨーク: J. ワイリー & サンズ。2013年3 月 17 日閲覧。

• 「アメリカ風力発電センター」。2013年3月15日閲覧。
• 「クーパーズビル農場博物館」。2013年3月15日閲覧。
• 「Saline Area Historical Society」。2012年2月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年3月15日閲覧。
• 「オデッサ・テキサスの歴史」。2013年3月15日閲覧。
• 「シャタック風車博物館」。2013年3月15日閲覧。
• 「WindmillLiterature.com」 。 2013年3月15日閲覧。