#772 風車製粉の始まり④・・・風車の完成形・キャップミル

ポストミルは、その後改良が加えられ、最終的には「キャップミル」という形態に移行します。キャップミルは、回転翼を風向き方向に向けるために、キャップ（先端）部分だけを回転させればよいのです。これにより歯車を採用した西洋式風車は、基本的な構造において完成をみることになります。キャップミルを最初に作ったのは、オランダのアルクマーのリーフ・アンドリーズという説がありますが、1519年に亡くなったレオナルド・ダ・ビンチはノートの中にキャップミルのスケッチを残しているし、オランダよりもずっと早い時期に地中海東部の島々には既にあったとも言われています。

また三角帆（画像参照）を備えたキャップミルは、ロードス島で使用されていたとの記録が15世紀の資料に残っているといいます。ひょっとするとキャップミルは、ヨーロッパ北部と地中海地域では、別々に発明されたと考えるべきかも知れません。その理由としては、スペインでは古いタイプの風車しか見つかっていないし、事情は南フランスも同様です。しかしキャップミルが使用されていたと言われるロードス島は、英国、オランダ、そして北部ヨーロッパなどとは幅広い地域で隔たられていて、しかもその間の地域ではポストミルしか使われていないのです。

最初の頃は、回転翼の風下側に風車本体及び付属のはしごが位置しているため、全体のバランスをとるのは至難の業でした。その後、翼車軸を幾分傾斜させた結果、回転翼全体も後方に約10°傾き、回転翼、翼車軸、そして重い制動輪全体の重心を、中心側に少し近づけることができたので、状況はかなり改善します。またキャップの回転翼反対側に重りを取り付けたり、翼車軸後方に補助装置を付けたりすることで、バランスが多少改善されました。更にキャップを回転させるために使用された長いテールポールも、バランスの改善には貢献しました。

初期のキャップミルは、ポストミルと同じように、地面にまで伸びたテールポールを手で操作することによって回転翼を風に正対させていました。その内にキャップミルが大きくそして重くなるにつれ、ポールの操作はウインチを使用するようになり、片方を風車小屋の周りに埋め込んだ杭に固定し、ポールを巻き取りながら方向を変えました。そして最終的には1750年、アンドリュー・ミークルが「後翼」を発明しました。後翼とは、最後尾に付いている小さな回転翼で、正面の回転翼とは直角を成しているので、回転翼はいつも風に対して有利な方向に位置することができます。この後翼は、本体上に円形の台があり、その上を歯車で移動できるようになっていて、自動的にキャップを最適な位置にまで回転させることができ、その結果、回転翼が風上に正対する仕組みになっています。

キャップミルの実用化にあたってのもう一つの課題は、キャップ部分を水平方向にスムーズに回転させることができるベアリングの開発でした。キャップ部分を、風車の土台上を直接滑らせることは構造上重すぎて無理で、また回転翼があるためにバランスが悪く、接触面が不安定になります。よって最適な方法は、円状の骨組みの上に金属製のローラーベアリングを配置することで、これだと先端部分の重量がローラー部分全体に均等に配分され、傾くことがありません。

オランダ人はこの種のベアリングを、18世紀の終わりまでに実用化していたと言われています。しかし当時はこの少し前までは、金属製の歯車はどこにも存在せず、歯車の歯は一つ一つ手で削っていました。よってこのような状況を考慮すると、キャップミル専用のローラーベアリングが製造できたことは素晴らしい偉業でした。