Bristol Jupiter 航空発動機について―Ⅵ型からⅦ型，Ⅶ.F 型への進化―
坂上
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茂樹

ツールエンジニア. 62(13); 78-94. 2021.

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Bristol Jupiter 航空発動機について――Ⅵ型からⅦ型，Ⅶ.F 型への進化――
坂上茂樹

目

次

はじめに
1．Bristol Jupiter 航空発動機と中島飛行機
2．Bristol Jupiter 航空発動機におけるⅥ型からⅦ，Ⅶ.F 型への進化
3．Bristol Jupiter Ⅶ型およびⅦ.F 型の本体各部構造
4．Bristol Jupiter Ⅶ型の過給機
5．Bristol Jupiter Ⅶ型の自動ブースト調整器
6．Bristol 気化器
むすびにかえてはじめに
本稿は正統な資料に依拠してイギリス，Bristol Jupiter 航空発動機の進化，とりわけⅦ
型およびⅦ.F 型の技術的要点について紹介しようとする試みである1．
1918 年の実用化以来，わが中島飛行機を含む各国のメーカーに技術移転の上，量産された Bristol Jupiter 航空発動機は 1920 年代における固定気筒単列空冷星型 9 気筒発動機界を代表する作品の一つで，1929 年には最終のⅩ型が追加された．’32 年，全面改良型のPegasus へと置換えられるまでに Jupiter は世界各国で 7100 基以上製造され，Pegasus はJupiter の令名を汚すことなく’42 年までに 17000 基ほど量産された2．

1．Bristol Jupiter 航空発動機と中島飛行機
Jupiter はⅠ型からⅩ型まで展開したが，本体機構における大きな進化は天井一体のコップ状をなす鋼製気筒に軽合金製頭部カバー(poultice head)を載せた気筒構造からねじ込み・焼嵌め(screwed and shrunk)式気筒頭へのシフト，機械式過給機の採用，減速装置導入の 3 点に集約される．ねじ込み・焼嵌め式気筒頭を持つ機種には型式呼称に“F”が付された．また，

1

典拠は Air Ministry, Bristol Jupiter Series Ⅶ&Ⅶ.F Aero Engines. London, 1930. Jupiterの来歴やⅥ型までの展開については拙稿「三菱航空発動機技術史 第Ⅲ部」(→IRDB)にて同
じく信頼できる文献に依拠して一通り解説したので，ここでは特に必要のない限り繰返さ
ない．
2

B., Gunston/見森 昭・川村忠男訳『世界の航空エンジン ①レシプロ編』グランプリ出

版，1996 年，49~52，68~70 頁，参照．
1

機械式過給機の導入とともに自動ブースト調整器(Automatic Boost Control ないし Automatic
Boost Control Regulator：以下，ABC と略記)が選択可能とされた．

これら新機軸の採用には型式序号の進みが大雑把には対応しているものの，後者の展開
は幾分，順列組合せ的であり，Ⅰ型からⅩ型まで時系列的に単線的な進化が観察されたワケではない．これを中島飛行機における製造機種について例示したのが表 1 である．中島飛行機が 1925 年 12 月 31 日に製造権を購入したのは Jupiter Ⅵ型であったが，表記のとおり，その契約内容は順次，拡充されて行ったようである3．
表1

中島飛行機が製造した Jupiter 諸型式の特徴
Ⅵ型

Ⅶ型

Ⅷ型

Ⅸ型

―

高圧縮 H

中圧縮 M

高圧縮 H

中圧縮 M

低圧縮 L

F

A

F

A

F

A

F

—

F

—

F

—

圧縮比

5.8

6.3

5.3

5.3

5.0

5.0

5.3

5.3

5.8

5.8

5.3

5.3

減速比

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

0.5

0.5

0.5

0.5

地

正規

420/1700

415/1700

465/1700

440/1700

445/1700

420/1700

500/1775

375/1775

465/2000

450/2000

515/2000

485/2000

上

最大435/1870―

500/1870

480/1870

480/1870

460/1870

540/1950―

470/2200―545/2200525/2200

m

1200

1540

2700 / 3000

3650

1200

1540

正規

420/1700

415/1700

―

―

―

―

480/1775

420/1775

460/2000

440/2000――

最大450/1870

460/1870

―

―

―

―

520/1950465/1950

480/2200―――

油圧 kg/cm2

2.8

2.8

2.8

2.8

2.8

2.8

2.8

2.8

4.2

4.2

4.2

4.2

呼 称

6FH

6A

6FM

6AM

6FL

6AL

7F

7

8F

8

9F

9

地上

地上

地上

高
度

過給機

な

機械式 1 速

し

な し

な

し

中川良一・水谷総太郎『中島飛行機エンジン史』増補新装版，32 頁の表より抜粋．
原表のプロペラ回転数表記を発動機回転数表記に改めた．
左端の地上は地上馬力，高度は高度馬力．単位は HP/rpm．
7F のみ高度性能が正規@2700m，最大@3000m となっている．

中島飛行機が製造していない Jupiter トドメのⅩ型は減速装置付きの過給発動機，つまり，呼称 9F 型に同 7F 型の要素を採り入れた型式となっていた．それゆえ，基本構造としジュては中島でも壽として製造されたⅦおよびⅦ.F 型を以て Jupiter 系列はほぼ完成の域に達していたと考えてよい．
とは言え，中島飛行機は Jupiter 系発動機の鍛造品削り出し 4 弁式気筒頭の生産性の低さに手を焼き，P＆W(米) Wasp の設計を盗んだり，Wright Aeronautical(米)からの導入技

3

中川良一・水谷総太郎『中島飛行機エンジン史』増補新装版，酣燈社，1877 年，

27~28，32，168 頁，参照．Ⅵ型との記載は 168，215 頁．
2

術を活かしてこれを Cyclone 化，即ち 2 弁化するとともに気筒頭動弁機構を密閉・強制循
環給油化して行った．かような事蹟は夙に知られるところとなっていよう4．

2．Bristol Jupiter 航空発動機におけるⅥ型からⅦ，Ⅶ.F 型への進化
この Jupiter Ⅶ型，Ⅶ.F 型について観て行く前に，そこに至る構造的進化と全般的な諸元について今少し詳しく押さえておきたい．
Ⅶ型の直接的ベースはⅥ A 型であった．Ⅵ型から量産機種ではなかった(not a Service
engine)Ⅵ A 型への進化は次の諸点に約言される5．

(ⅰ) プロペラハブの強度アップ(ⅱ) 弁バネを 2 重から 3 重に6(ⅲ) 気筒頭，気筒胴の冷却フィン枚数追加(ⅳ) フィルタ付きオイルサンプの採用(ⅴ) クランク軸前部における油路を 1 本から 3 本に(ⅵ) クランク軸釣合錘取付け部をクサビ型からホゾ型に(ⅶ) 気化器を油加熱式に(ⅷ) 弁揺腕軸受を玉軸受に(ⅸ) 揺腕機構への防護カバー(Rocker Helmets)の取付
Ⅶ型は上述のとおりⅥ A の過給型である．Ⅶ.F 型は他の“F”付きモデル同様，ねじ込み・焼嵌め気筒頭を持つ機種であるが，この設変に伴って吸排気弁には挟み角が付与された．
揺腕回りにも応分の設変が行われた余波でヘルメットと呼ばれたロッカー・カバーは廃止された．
Ⅶ.F 型においては恐らく圧縮比合せのために気筒取付フランジを上げて気筒のクランク室への差込みが深くされ，その余慶で発動機外径は若干小さくなった．下死点付近における隣接気筒ピストン間の干渉回避策としてピストン設計も変更された．Ⅶ型，Ⅶ.F 型の諸元を表 2 に示す．ブーストが時に負の値となっているのは吸入負圧のためである．
表2

Jupiter Ⅶ型，Ⅶ.F 型の諸元
Ⅶ型

4

Ⅶ.F 型

中川・水谷『中島飛行機エンジン史』増補新装版 46~47 頁，水谷総太郎『中島飛行機エンジンとともに』酣燈社，1999 年，39~48 頁，参照．もっとも，中島飛行機によるJupiter 系発動機 Cyclone 化の手口が中途半端さや前面投影面積削減への偏執による技術的劣化を伴うものであった点については前掲拙稿にて論じておいた．
5cf., Bristol Jupiter Series Ⅶ&Ⅶ.F Aero Engines. p.xv.

6

航空発動機における弁バネの 2 重化，3 重化の主旨はそのサージング対策としての固有振動数を異にするバネの併用にではなく，折損時の安全策＝多重安全設計にあった．
3

気筒頭構造ポールティス・ヘッド

D×S in.(mm)

ねじ込み・焼嵌めヘッド

5.75×7.5 (146.05×190.5)

気

筒 番

号

12 時に 1 番，プロペラ側より右回りに 2~9 番(6 番が主気筒)．

着

火 順

序

1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8

圧

縮

比

5.3

回

転 方

向

プロペラ側から見て右回り

減

速 装

置

過

給

機

な

し

歯車駆動遠心式，1 速．増速比 10

公称—1 1/4 lb.

w.o. ABC —1/2 lb.

with ABC 0 lb

許容

—3/4 lb.

w.o. ABC 0 lb.

with ABC 0 lb.

離昇—w.o. ABC +1 lb.

with ABC 0 lb.

12,000 ft

w.o. ABC 9000 ft.

with ABC 8000 ft.

ブー
スト
公

称 高

度

推

奨 燃

料

全開運転公称燃料消費率

推 奨 潤 滑 油
潤滑油消費率油Standard service 80/20
32 gallons/h

夏季：Mineral Summer grade，冬季：Mineral Winter Grade
9~15 pints/h

6~12 pints/h
通常 60 psi. 最低 50 psi.

圧

マ グ ネ ト ー

35 gallons/h

2×B.T.H. S.C.9-1 or 2×Watford S.P. 9-1

2×B.T.H. S.C.9-1B or 2×Watford S.P. 9-1

発動機回転数の 9/8

同上回転数，最大進角推 奨 点 火 栓

K.L.G. V.4 short reach

K.L.G. V.5.B. long reach

気 化 器(Bristol)

3 聯，油ジャケット付

3 聯，加速ポンプ，油ジャケット付発動機回転数の 1/4

回 転 計 駆 動
単体乾燥重量 lb.

820

555

弁 す き ま in.

吸 0.004，排 0.016

吸 0.002，排 0.010

吸気弁啓開

10°BTDC

18°BTDC

弁開閉

吸気弁閉塞

47°ABDC

53°ABDC

時期

排気弁啓開61°BBDC

63°BBDC

排気弁閉塞

25°ATDC

24°ATDC

発動機

公称

1775rpm

回転数≦5min.許容1950rpm

全開運転公称出力

420HP

480HP

from Bristol Jupiter Series Ⅶ&Ⅶ.F Aero Engines. pp. xviii~xix.

Ⅶ型においては自社製 3 聯気化器に加速ポンプが付設された．自動ブースト調整器の取付が選択可能となった点についても既述のとおりである．
4

続いて，Jupiter Ⅶ型，Ⅶ.F 型の外観写真を掲げよう．図 1 はロッカー・ヘルメットを被ったⅦ型の面構えを示す．後の作品に比すれば間延びしたプロポーションで，気筒頭の冷却フィンはピッチも粗く深さも物足りぬが，性能的にはこれで釣合が取れていた．残念ながら，典拠文献にⅦ型の背中からの写真は見当たらない．図 2 はⅦ.F 型の外観写真である．
図1

Jupiter Ⅶ型の面構え

Bristol Jupiter Series Ⅶ&Ⅶ.F Aero Engines. p.136 Fig.83.

図2

Jupiter Ⅶ.F 型

ditto., Frontispiece and p.145 Fig.90.

5

図 3 は Jupiter Ⅶ型の側面図である．左上に 3 本のロッドは気筒中心線に重なる，と注記されており，奇異の感を抱かせられるが，3 本の内，真ん中のそれはプッシュロッドではなく，気筒熱膨張時の弁すきま補正に係わるタイロッドである7．
プロペラハブ前後フランジ間に嵌められたジュラルミン製スリーブの外径が 90mm となっており，そのように注記もされているのは，それが国際規格であったからかと想われる．
図3

Jupiter Ⅶ型の側面図

ditto., Fig.112(at the end).

Ⅶ型において，発動機の重心は気筒中心線の集合する点より 1/4 in.(6.35mm)だけ後方に位置していた．気化器は未だに昇流式であった．また，処々の注記からは発動機の艤装性ない
し艤装後の整備性への配慮に抜かりのなかった様子が観取される．かような点は国産航空
発動機においては大いに欠落していた部分である．

7

巧妙ではあるが発動機の構造を複雑化させる類の補正機構はアメリカ系発動機にはなかった．ハイドロリック・ラッシュアジャスタがその代役をなしたと言えぬこともないが，後者の開発・導入はもう少し後の事績に属する．
6

図 4 に Jupiter Ⅶ型の背面図を示す．図 3 と突き合せれば，平行 4 弁式 OHV とでも呼ばれるべき弁配置が判然とする．当然ながら，燃焼室の天井はフラットとなっていた．これは浅い凹面をなすピストン冠形状によって若干，埋め合わせられてはいたものの，このぐらいの小細工では燃焼室形状の最適化とは程遠かった．
図4

Jupiter Ⅶ型の背面図

ditto., Fig.113(at the end).

なお，始動は Gas Starter と称し，地上設備として配備される始動用エンジン・コンプレッサからの圧縮空気を発動機に装備された分配装置で受け，これの働きによって膨張行程に位置する気筒の吸入管へと次々に投入して行く圧縮空気始動方式を標準とした．図 3, 4
で後蓋の上に載っているのが分配器，図 4 左上の注記，ディストリビュータ云々もこれの関係である．
続いて，図 5 はねじ込み・焼嵌め気筒頭を与えられた Jupiter Ⅶ.F 型の側面図である．
重心位置はⅦ型と同様である．発動機外径は定義されていないが，1 番気筒の正味背丈は21.8mm 低くなった．気筒列前方の一点鎖線は排気集合管本体リング部の断面で，内側は気流を迂回させて気筒群へと導く環状エア・スクープとなっていた．

7

図5

Jupiter Ⅶ.F 型の側面図

ditto., Fig.114(at the end).

図 6 には Jupiter Ⅶ.F 型の背面図を示す．吸排気弁挟み角は 60°となっている．この点については後ほどヨリ明瞭な気筒断面図を引用する．燃焼室の縦断面形状は燃焼特性からすれば S/V 比が小さく熱損失の少ない，かつ，火炎伝播距離の均等化をも図りやすい半球状が望ましく，Ⅶ.F 型への進化の中でも燃焼室縦断面形状のパンケーキ型からペントルーフ型への変更は特に意義のある項目であった．
外観図の掉尾を飾る図 7 は Jupiter Ⅶ型，Ⅶ.F 型共通の気筒を省略した平面図である．
始動用圧縮空気分配器と配管の取回しが明瞭に観取される．後蓋から左右，斜めに突き出しているのはもちろん高圧マグネトーである．また，ここではプロペラハブ・スリーブの外径のみならず，プロペラ取付ボルト径が 15mm，その取付直径が 220mm と注記もされている．これはプロペラハブが国際規格に則った製品であったとの推定を一層，強固にしてくれる事実である．
図6

Jupiter Ⅶ.F 型の背面図

8

ditto., Fig.115(at the end).

図7

Jupiter Ⅶ型，Ⅶ.F 型共通の平面図(気筒は省略)

ditto., Fig.116(at the end).

9ここまでに掲げられた一連の要部寸法入り外観図は発動機の機体への艤装に係わる所謂，装備図である．これに対して次の 2 点は発動機縦断面図の一種たる潤滑系統図となる．この内，図 8 は Jupiter Ⅶ型のそれである．何の表記もないが，ロッカー回りは軸受がグリー
ス潤滑，その他は手差し給油であった．
図8

Jupiter Ⅶ型潤滑系統図

ditto., To face p.132 Fig.816.

クランク軸は前後 2 ピースのボルト組立式．図は粗略で Wright の流儀とは若干，異なる方式が採用されていた．主連桿大端部は当然，一体式．前後主軸受は単列円筒コロ軸受，最おご

前部の主軸受機能を兼併するスラスト軸受には複列自動調心コロ軸受(球面軸受)が奢られていた．スラスト軸受と前部(ないし中間)主軸受とに挟まれる狭い場所には動弁機構の基幹部，
即ち内歯車を用いるカム減速歯車，カムリング，タペットなどが詰め込まれていた．
後蓋の上部にはクランク軸から Gas Starter の分配器を駆動する機構が立上げられていた．その駆動軸にはまた，Constantinesco-Colley Gun Synchronizer の Generator(油圧パルス発生装置)と燃料ポンプ駆動歯車とが取付けられていた．コンスタンチネスコ機銃同調装置，あるいは単に C. C. Gear とも呼ばれたこの聯動機構は単発戦闘機の機首に装備された機関銃から発射される弾丸がプロペラと干渉せぬよう，発動機の油圧をクランク軸の回転に合せて拾うことで回転に同調した油圧パルスを発生させ，これにより翅の通過直後の一瞬だ
ひきがね

け引鉄を引かせる機構であった．背面や平面から見た前掲の装備図において Generator が10

左右に 2 個，“⋁”状に突き出ていたのは機首に機銃が 2 丁，装備されていたことに照応している．
続く図 9 は減速比 0.5 のファルマン減速装置が組込まれた Jupiter Ⅷ FP 型無過給・高圧縮発動機の潤滑系統図である．主運動部の設計に変更はなかった．それにしても，クランク
ピン結合部の描写はこちらの方が精確である．このⅧ F ないしⅧ.F 型の圧縮比を 5.8 から5.3 に引下げてⅦ.F 型のそれと同様の過給機を組込めばⅩ型となることについては先に観たとおりである．
図9

Jupiter Ⅷ FP 型潤滑系統図

富塚 清編「航空ガソリン機關」富塚 清・大井上 博『航空發動機』共立社 内燃機関工学講座
第 9 巻，1935 年，所収，色刷圖版第二．

無過給発動機に逆戻りしたⅧ型においては過給機のスクロールの位置に変形“○Y ”断面の円環が陣取っている．この Y は比較的短いピッチで捩れながら円環内を一周しており，そのことによって各気筒への混合気分配の均斉化に寄与していた．
また，減速装置付き発動機となったⅧ型においてはコンスタンチネスコ機銃同調装置の油圧パルス発生装置がタイミングをクランク軸からではなく，プロペラハブ後部フランジに取付けられた円盤カムの山から直接拾うシカケへと改められていた．従前方式のままでは減速装置歯車列のバックラッシの影響が大きく現れ過ぎるため，かような切換えが断行されたのであろう．発生装置は 1 個となり後蓋部に同期装置カムとあるところからすれば
11

カムにより弁を作動させて機種に装備される 2 丁の機銃に対して油圧パルスを振分けていたものと想われる．また，Ⅷ型においては発動機の始動が従前のガス・スタータから手動慣性始動機へとシンプル化されていたやに観える．
ハイテンション・コード

発動機の全体像との絡みで 高 圧 電 纜 の引回しについても触れておく．一般に，航空発動機の点火系には回転が上がるほどに火花エネルギが強力になる高圧マグネトーが用いられる．Jupiter Ⅶ型に装備されていた高圧マグネトーについては表 2 で取上げたのみとなっていたが，航空発動機の点火系は通常，マグネトー故障時の安全と正常時の着火性確保のた
め 2 個のマグネトーからの高圧電纜を各気筒当り 2 個の点火栓に配線した 2 重着火とする．
点火栓の仕様とも密接に関係するが，マグネトーの 2 次コイルに発生する高圧電流が 2次コイルの端子⇄高圧電纜⇄点火栓ギャップ⇄アース⇄2 次コイルという回路を巡る際，電流の向きによりギャップを飛び越える火花のエネルギに強弱の差が発生する．これを極性効果と呼び，1 つの気筒の 2 個の点火栓には左右のマグネトーからある瞬間に火花エネルギ
が強・弱となる組を選んで，つまり＋側と−側とから高圧電纜を各 1 本ずつ引回し，火花エ
ネルギの気筒間における均等化が図られる．
図 10 に観る Jupiter のそれも例外ではなく，星型 9 気筒航空発動機のそれとしてはごく普通の配線であった．蛇足ながら，同図の気筒番号は左回りになっているは，それが背面から見た図であるためである8．
図 10

Jupiter Ⅶ型における高圧電纜の引回し

Bristol Jupiter Series Ⅶ&Ⅶ.F Aero Engines. p.264 Fig.111.

8点火栓の極性効果や高圧マグネトーの作用についてヨリ詳しくは前掲拙稿「三菱航空発動機技術史 第Ⅰ部」，参照．
12

ちなみに，絶縁破壊電圧，言い換えれば点火栓のギャップを飛び越えられるだけの火花を飛ばすためのエネルギは燃焼室内のガス圧が高いほど高くなる．高オクタンのガソリンを焚く発動機には圧縮比ないし過給圧が高くなる分，強力なマグネトーが必要となって来る．

Jupiter Ⅶ型あたりは航空発動機のかような進化が本格化する直前の作品であった．

3．Bristol Jupiter Ⅶ型およびⅦ.F 型の本体各部構造
図 11 に Jupiter Ⅶ型の気筒の外観を示す．その設計はもちろん，Al 合金製 Poultis Head
を頭部一体鍛鋼品削り出しの気筒にスタッドボルト 11 本とポート周りのセットスクリュー4 本とを以て面接合させる構造となっていた．密着確保のためには接合面のキサゲ仕上げが不可欠であった．手前，排気ポートの左斜め下に見えている孔は点火栓孔である．
図 11

Jupiter Ⅶ型の気筒

ditto., p.13 Fig.9.

セットスクリューには軽合金と鋼との熱膨張率の違いに対する配慮から特殊な材料が選ばれていた．スタッドボルトは鋼製であったが，設計上，3 本は短いもの，8 本は長いものとなっており，長い 8 本には熱膨張率の差を補正するため，熱膨張率極小な Inver 合金製のスペーサが噛まされていた．胴部には 27 枚の冷却フィンが成形されていた．冷却の均等化を図るため，このフィンは相対的に風当りの悪い後部の方が深くなっていた．
図 12 は Jupiter Ⅵ型における気筒胴と Poultis Head の写真である．構造的にはⅦ型のそれと大同小異ながら，フィンの枚数は却ってⅥ型の方が 3 枚多かったようである．
13

図 12

Jupiter Ⅳ型における鋼製頭部一体気筒と Al 合金製 Poultice Head

The Bristol Aeroplane Co.,Ltd. Manual for the Care and Maintenance of Bristol Jupiter AeroEngines Type : Jupiter I. Series Ⅳ. 1926. p.12, Fig.3, p.13, Fig.4.

図 13 はⅦ型のロッカーAssey とこれを部品展開した写真，図 14 は組上げられた状態での部品説明図である．長い“Y”型が吸気，短い“⊓”型が排気ロッカーである．弁すき間調
整ネジ部の潤滑は手差し給油に依っていたことがわかる．
図 13

Jupiter Ⅶ型のロッカーAssey とその部品展開写真

Bristol Jupiter Series Ⅶ&Ⅶ.F Aero Engines. p.39 Fig.28.

14

図 14

Jupiter Ⅶ型のロッカー部品説明図

ditto., p.40 Fig.29.

図 15 に Jupiter Ⅶ型の吸排気弁回りの半分を部品展開した写真を示す．弁バネは 3 重であった．コイルスプリングを多重化する際にはこのように巻方向を互い違いにして用いる．
これはバネ同士の絡み合いを避けるためである．
図 15

Jupiter Ⅶ型の吸排気弁回りの部品展開写真

ditto., p.53 Fig.38.

図 16 は Jupiter Ⅶ型のピストン回りを示す．所謂，スリッパー型のピストンである．圧縮リングは 2 本で，上から 3 番目のリング溝にはオイルリングが与えられていた．Ⅶ型に
15

おいては当初用いられていた側圧側のスカートだけを長くした旧型ピストン(Ⅷ型と共通．
Salmson[仏]にも類例)は両側ともやや長いスカートとし，双方とも裾に扇型切欠きを入れた新型ピストンへと置換えられている．図はこの新型を示す．
図 16

Jupiter Ⅶ型のピストン(左が主気筒用)

ditto., p.21 Fig.15.

側圧・反側圧方向，即ち図の前後方向でスカートに扇型切欠きが入れられているのは下死点付近で隣接気筒ピストンのスカート同士を干渉させぬための措置である．また，主気筒(6番気筒)ピストンである同図左側のピストンにおいてはさらなる改良が施されている．側圧・反側圧側の側面は縦に研磨されてあらゆる引っ掛かりの傾向が排除され，セカンドおよび
サード・ランドはその厚みを増してピストン強度が高められ，ピストン・クリアランスは詰められ，摺動面には保油性を高めるため油溝が彫られ，オイルリング溝の側圧・反側圧側摺動面に対応する区間の底に穿孔されていた各 4 個の排油孔は補油性を向上させるために廃止された．ピストンピンは浮動式であった．
続いて，Ⅶ.F 型へと眼を転じよう．図 17 はⅦ.F 型の気筒の外観とその縦断面を示す．気筒頭は軽合金鍛造・削り出し品で気筒胴にねじ込み・焼嵌めで永久結合された．接合部には銅環が挿入され，頭部の下縁には補強のための鋼環が嵌められていた．頭部が大きくなった
分，気筒胴のフィンは 17 枚と少なくなった．気筒は上述のとおりⅦ型よりも深くクランク
室に差し込まれた．このため，隣接気筒相互間の干渉を避ける策として気筒スカートにも扇型切欠きが施された．
吸排気弁には 60°の挟み角が与えられ，燃焼室形状はペントルーフとなった．弁座環はAl-Ni ブロンズ製で頭部にねじ込み・焼嵌めの上，カシメられ，燐青銅製の点火栓座にはねじ込み・焼嵌めの後，回り止めのピンが打込まれた．
16

図 17

Jupiter Ⅶ型の気筒

ditto., p.16 Fig.10, To face p.16 Fig.11.

図 18

Jupiter Ⅶ.F 型気筒頭の機構解説

ditto., p.45 Fig.33.

17

図 18 はⅦ型のそれにも増して錯雑化したⅦ.F 型気筒頭の機構解説図である．ここでもⅦ型同様のロッカー軸々受のグリース潤滑，ロッカー端部，弁すき間調節ねじ部の手差し給油の実態が観取されよう．
図 19 はそのⅦ.F 型の複雑を極めたロッカー回りの部品展開写真である．
図 19

Jupiter Ⅶ.F 型ロッカー回りの部品展開写真

ditto., p.50 Fig.35.

図 20 はⅦ.F 型の吸排気弁回りの半分を部品展開した写真である．弁バネはⅦ型と同様の3 重ながら，インナーには竹の子バネが用いられている．航空発動機の黎明期には弁バネとしてこのバネがしばしば使用された．これはコイルばねに折損の不安があったことに加え，バネ板間の摩擦による振動減衰効果が期待されたことに由来する選択であった．
図 20

Jupiter Ⅶ.F 型の吸排気弁回りの部品展開写真

ditto., p.55 Fig.39.

18

竹の子バネ採用の当否やⅦ.F 型における具体的な採用動機については不明ながら，同じ
Ⅶ.F 型でも製造番号の大きな個体においてはこのインナー・スプリング自体が廃止されてしまっている．
図 21 はⅦ.F 型のピストン回りを示す．主気筒ピストン以外のピストンはクリアランスが若干，詰められた点を除けばⅦ型の対応物(新型)と同じ基本設計であった．主＝6 番気筒ピ
ストンは側圧側のみに他の 8 個のピストンにおけるよりも大きな扇型切欠きが施され，反・側圧側の扇型切欠きは廃止された．その他の点についてはⅦ型の対応物と同様であった．
図 21

Jupiter Ⅶ.F 型のピストン回り(右が主気筒用)

ditto., p.22 Fig.16.

なお，Ⅶ.F 型におけるピストンリングの合口すき間はⅦ型のそれより 0.005in.だけ広く取られ，オイルリングはその中央溝幅が拡大された．これにより，オイルリングの有効接触
面圧は高上せしめられた．
ここまではⅦ型とⅦ.F 型とで異なった仕様の部品を紹介して来た．以下は両型式におい．．
てほぼ共通の仕様を有する主要部品の紹介となる．
図 22 は主・副連桿回りを示す．材料は高張力鋼でブシュを収める大端部の孔には当初，表面焼入れされたフランジ付き鋼製スリーブが圧入されていた．図は後期型で，スリーブ固定法はヨリ安全確実な大径のリングナットによるねじ止め式へと改められている(図 23)．
図 22

Jupiter Ⅶ型，Ⅶ.F 型の主．副連桿回り

19ditto., p.23 Fig.17.

大端軸受はホワイトメタルを両面にライニングした燐青銅製ブシュで，大端部に対しては直径にして 0.0035in.，クランクピンに対しては同 0.0025~0.0030in.のすき間が設定されていた．軸方向すきまはブシュについては 0.006n.，連桿については 0.004in.許容されており，ブシュは自由に浮動し得た．ブシュには潤滑促進のための孔がまばらに穿孔され，それらの開口部は内外ともに面取りされていた．
図 23

大端部の構造と潤滑への配慮

ditto., p.24 Fig.18.

20

クランクピンの油孔から大端部軸受へと押込まれた油をいきなり飛散させることなく，
一旦，リストピン軸受の有効な潤滑へと回流させることは星型航空発動機設計上の要諦の一つであった．図 23 の Oil catcher はこの課題に対する Bristol の解答例をなす．
もっとも，かくすれば，大端部フランジへのリストピン孔加工も油孔穿孔を含むリストピ
ン自体の工作も著しく面倒となったことについては疑う余地のないところである9．
続いてクランク軸に眼を転じよう．2 ピース組立構造のクランク軸(図 24)は Cr-Ni 鋼製鍛造・全面機械加工品．ウェブのクランクピンと反対側延長部は釣合錘となり，そこには穴をうが穿って鉛が封入され，さらに後付けの釣合錘によって蓋がなされていた．錘の取付は“ほぞ”とボルトによっており，ボルトは緩み防止のためにカシメられたから，後付け錘は永久結合の体をなしていた．
クランクピン結合部の構造は 1 本のクランプボルトによる Wright 的な構造であったが，
図 9 や図 23 にも示されていたように，後部ウェブ側に三角キーが，ピン側にその受け溝が工作されていた点において単純円筒の組合わせによる Wright 式との相違があった．
図 24

Jupiter Ⅶ型のクランク軸回り

ditto., p.10 Fig.7.

9複偏差の影響を相殺するためにリストピン取付半径を段階区分することが必要となることについては前掲拙稿「三菱航空発動機技術史 第Ⅲ部」を，リストピン孔穿孔を含む大端部の工作法，とりわけ治具の使用法や特殊な多軸ドリリング・ヘッドの使用例について
は拙稿「空冷星型航空発動機部品の機械加工と治具」(『ツールエンジニア』誌掲載の後→
IRDB)，をご参照頂きたい．

21

図 24 の最前列はカムリングとその減速歯車，中段はクランク軸スリーブ，カムリングを担持するカムスリーブ・ブシュ，カムリング減速用内歯車の噛合いを確保するためのエキセ
ントリック，エキセントリック・リング．スラスト軸受，スラストナット・ロッキングプレート，スラストナットである．また，後部クランク軸の横に見えるのは過給機駆動歯車，分配器および C.C. Gear Generator 駆動用副軸である.
前後分割構造のクランク室(図 25)はジュラルミンの落し鍛造→全面機械加工→サンドブ
ラスト仕上品．これは高級なしかし当該部位には汎用されることになる構造技術である10．
前蓋にはスラスト軸受，前部クランク室には前部主軸受，後部クランク室には後部主軸受とブロア・ケーシング(過給機回転部品の支持体)，さらには渦形室，後蓋がそれぞれ取付けられる．Ⅶ型とⅦ.F 型とでは主軸受の組付け法が若干，異なっていた．なお，9 本のクランク室
エンジンマウント

組立ボルトは発動機架への発動機取付ボルトを兼ねていた．
図 25

前蓋とクランク室前後ピース

ditto., p.1 Fig.1.

4．Bristol Jupiter Ⅶ型の過給機
図 26 は過給発動機の出力特性を無過給発動機との比較において視覚化した概念図である．これは実際の性能曲線とは大いに異なっている．先ず，無過給発動機の出力曲線について観れば，その出力は単調な右下りの曲線として描かれている．これは高度上昇と共に大気密度が低下し，発動機が 1 サイクルないし単位時間内に焚くことの出来る燃料が少なくなって行く状況を表現しているが，実際にはある程度の高度までは大気温度の低下に因る充填効率の向上が絡んで来るから，単調な右下がりの出力曲線とはならない．

10

拙稿「国産空冷星型航空発動機の材料」(→IRDB)，参照．
22

過給の有無に係わらず，航空発動機は地上では全開運転に耐えられない程度に軽く，華奢に造られている．地上で全開にできるほどの強度を与えておけば，それは大気密度の下った
高空では純然たる駄肉へと転ずるからである．
航空発動機は離陸時，離昇出力として短時間許容馬力を発揮することを求められるが，離陸に成功し安定上昇に入れるようになれば，スロットルは一旦，絞られる．そこからは高度上昇・外気圧低下と共にスロットルは発動機を壊さぬ範囲を守りながら徐開されて行き，ついには全開へと達する．この時の高度を全開ないし公称高度，出力を公称出力と呼ぶ．図の無過給発動機においてはそれぞれ 9000ft.，280HP がそれである．
図 26

過給発動機と無過給発動機の概念的性能曲線

ditto., To face to p.86 Fig.56.

航空発動機が過給される場合の目的は陸舶用・車両用機関におけるような地上出力の増強にではなく，高空出力の低下補償にある．過給発動機の地上出力は過給機駆動損失 a により無過給発動機のそれより低下しているように描かれている．これも実態とはやや異なるが，機械式過給機においては“a”なる損失が確かに存在する．9000ft.までの水平部分は絞られたスロットルが徐開されて行き，全開まで到達して行く過程を示す．この間，スロッ
トルの徐開によって過給圧は制限ブーストと称する発動機を壊さない一定の値に保たれ，発動機は高度が増しても一定の出力を発揮し続ける．本図において全開高度は 9000ft.，公称出力は 325HP と描かれている．この“b”なるマージン，45HP ほどが過給による高空出力補償効果である．この過給機ではそれ以上，高度上昇・外気密度低下が続けば出力補償は不可能となり，上昇に連れて発動機出力は低下して行く．出力が 150HP 程度まで減退すれば上昇力は低下し，実用上昇限度に達する．無過給発動機装備機体のそれは 22300ft.程度であったが，過給発動機装備機体におけるそれは 25000ft.程度となっている．
23

図 27 はⅦ型に装備された機械式 1 速過給機の部分カット図である．クランク軸に取付けられる駆動第 1 歯車(図 24 左)は Spring drive gear と呼ばれた．これが 3 つの Intermediate
gears のピニオンを駆動し，これにスプライン結合されたギヤがインペラ軸のピニオンを駆動する 2 段増速機構が構成されており，総増速比は上述のとおり 10 であった．
図 27

Jupiter Ⅶ型に装備された過給機の部分カット図

ditto., p.82 Fig.54.

図 28 はインペラとインペラ軸回りを示す．16 枚の翅を持つインペラは Ni-Cr 鋼鍛造・削り出し品であった．インペラ・ボス側面，ブレード間に展開する穴は軽量化のための肉盗みであるが，後の改良型では環状溝へと変更されている．
図 28

Jupiter Ⅶ型の過給機インペラとインペラ軸回り

ditto., p.97 Fig.62.

図 29 はブロア・ケーシングに取付けられたインペラ駆動機構を示す．
24

図 29

ブロア・ケーシングに取付けられたインペラ駆動機構

ditto., p.99 Fig.64.

図 30 は Spring drive gear を示す．クランク軸の回転角速度ムラを受け流すための緩衝機構として 5 本のコイルスプリングが組込まれていた．
図 30

Spring drive gear

ditto., p.100 Fig.65, p.101 Fig.66.

図 31 は Intermediate gear の 1 つを示す．ピニオンにスプライン結合されることで駆動側として機能する Centre には 3 つの錘が嵌め込まれている．錘には回転数の上昇に伴って遠心力が作用し，その外周面と従動側をなすギヤのリム内周面との潤滑下における摩擦によって駆動トルクは伝達される．回転の上昇とともに油は排出され摩擦力は増した．発動機
回転数が急落し，錘に働く遠心力が低下すれば摩擦力は一気に抜け，それまで高速回転していたインペラはしばしオーバーランニングし続けられることで翅への衝撃は回避される．
また，錘とリムとの摩擦面には再び油が浸潤して来る．
25

図 31

Intermediate gear

ditto., p.102 Fig.67, p.103 Fig.68.

5．Bristol Jupiter Ⅶ型の自動ブースト調整器
離陸上昇中，操縦士はブースト計を睨みながら吸気圧が制限ブーストを超えぬようスロ
ットルを扱わねばならない．この煩を自動化によって取除いてくれたシカケ，
それが ABC(図32)である．操縦士はスロットルを全開にし続けさえすれば済むようになったワケである．

図 32 Jupiter Ⅶ型の自動ブースト調整器

ditto., To face p.88 Fig.57.

26

装置ないし原理としては吸気圧をアネロイドで検出し，制限ブーストを超えればスロッ
トルを絞り，下回れば開くだけのモノであるが，自動化の方途として油圧サーボ機構を用いているため，信頼性の高い品物を得るには応分の工作精度が求められる．この種のメカにおいては作動原理もさることながら工作精度や材料の耐久性が大いに問われるところである．
図 33 は Bristol 昇流式 3 聯気化器への本 ABC 装備状況を示す．そのコンパクトさが観取されよう．中島飛行機は発動機本体のみならずこの種の補機類からも多くのことを学んだはずである．
図 33

Bristol 昇流式 3 聯気化器への ABC 装備状況

ditto., p.90 Fig.58.

6．Bristol 気化器
中島飛行機が Bristol Jupiter 発動機の補機類から学んだ技術の最たるものは Bristol

Triplex (3 聯)気化器であろう．Jupiter 導入段階でのそれは未だに昇流式であったが，これが中島式気化器となり，また，後にはそのベンチュリー部をひっくり返して降流式としたモ
ほしいままノが登場するに及んで中島式気化器は戦闘機用発動機界に隆盛を 恣 にすることとなったからである11．
図 34 は Bristol 気化器のコンプリート・ユニットを示す．これは無過給のⅥ型に装備されていたそれよりはやや大きな，同じく無過給のⅧ型に装備されていたそれとは同一のエア・スクープを有していた．図の最下段がエア・スクープで，その中央にはスロットルと連動せしめられるシャッター(バタフライ弁)が設けられていた．シャッターが閉じられれば吸気

11中川・水谷『中島飛行機エンジン史』増補新装版 209，215~217 頁，水谷『中島飛行機

エンジンとともに』83~84 頁，参照．中島式降流気化器については前掲拙稿「三菱航空発動機技術史 第Ⅱ部」をも参照されたい．
27

はその両側の空間からのみエア・インテーク・エルボを経て気化器へと達することができる．
この両側の空間には 5, 6 番気筒が突き出ているため，吸気はこれらを巻きつつ予熱されて気化器に吸込まれることとなる．
図 34 Bristol Triplex 気化器のコンプリート・ユニット

ditto., p.106 Fig.69.

つまり，寒冷な吸気の予熱促進がシャッターの機能であった．シャッターはスロットル開度が 1/3 に達した時点で開き始め，スロットルが全開付近となった時点で全開に至った．後には 2 個並列型のシャッターが用いられるに至っている．
図 35

Jupiter Ⅶ.F 型用 Bristol Triplex 気化器要部外観

ditto., p.108 Fig.70.

28

気化器本体のスペックはⅦ型，Ⅶ型.F 型用ともにベンチュリー径 1 3/4 in.，メインジェッ
トの流率 65~111 pints/h であった．その要部外観は図 35 に示されている．上がオイルジャケット付きのベンチュリー部，下はフロート室，左端にぶら下がっているのは加速ポンプ(後述)のピストンである．Bristol Triplex 気化器は 2 ステージや 3 ステージ気化器ではなく単一気化器を 3 個，並列させただけのモノで，3 つのバレルは単にスロットル弁を同調せしめられていただけである．3 個並列とした方が同一性能の単一気化器より占有スペース・重量が節減され，気体の姿勢変化に対する追随性の点においても優ったようである．図 36 として Bristol Triplex 気化器の要部解説図を引いておく．
図 36

Jupiter Ⅶ.F 型用 Bristol Triplex 気化器の要部解説図

ditto., To face p.112 Fig.73.

右下，フロート室の左方，Jet Well に組込まれているのがメインジェットである．空気と燃料とからなる気液二相流の流量は単なる圧力差まかせではなく，ここに出入りする
Mixture Control Valve によって機械的・積極的に制御された上，Diffuser から Passage を経てベンチュリー部(Choke Tube)に多数，穿孔された Delivery Holes から吸気流れの中へと吸い出された．このシンプル至極でありながら積極的にして鋭敏な流量制御機能こそがBristol 気化器の，したがって中島式気化器の戦闘機発動機用気化器としてのイミテーショ
ン Stromberg＝三菱気化器に対する優越を決定づけた鍵である．
Bristol Triplex 気化器におけるスロー系は図 37 に示される通りで自動車や自動二輪車用気化器のスロー系と同じようなモノであった．

29

図 37

Jupiter Ⅶ.F 型用 Bristol Triplex 気化器におけるスロー系

ditto., p.109 Fig.71.

Jupiter Ⅶ.F 型用 Bristol Triplex 気化器には加速ポンプが併設された(図 38)．加速ポン
プはスロットル急開時にのみ働き，追加の燃料が Auxiliary jet から噴出せしめられた．
図 38

Jupiter Ⅶ.F 型用 Bristol Triplex 気化器の加速ポンプ

ditto., To face p.116 Fig.74.
蛇足ながら，Auxilary ではなく Auxiliary が正しい綴りである．

30

むすびにかえて
Jupiter Ⅶ型，Ⅶ.F 型の構造的特質に関して Bristol Jupiter Series Ⅶ&Ⅶ.F Aero Engines.から紹介されるべき要点はおおむね以上である．各部の基準寸法や嵌め合い，すき間の許容限度などに係わるデータは元々，掲げられていない．それでも，この稿を通じて急速な成長局．．
面にあったピストン航空発動機における個別的な進化のややチグハグでしかなかった様相を仮令，微視的にではあれ，具体的な事例の形でひとまず，共有して頂けるようになったものと愚考したい．
設計データの欠如は遺憾であるが，元設計屋の回顧も時に無責任をきわめる．水谷はその著書の各所で Jupiter の S＝7.5in.(190.5mm)を「ひょろ長い」などと表現している．しかし，航空黎明期の無過給ガソリン発動機は飛行船用として当今の陸舶用大形高速ディーゼルなみの躯体を持て余すものが珍しくなく，200mm 程度の S とて例外ではなかった．その仲間の一部は飛行機にも装備されている．ほぼ飛行機専用であった星型においてもピストンス
カートの干渉を気にする関係上，大きな D/S 比や S に対して小さな連桿長さを取れぬため，
単列 9 気筒を所与の限界とすれば，無過給のまま出力を稼ぐには S を伸ばし，大径化の途を選択するしかなかった．それが航空発動機技術における進化の途である．
過給機を得たⅦ.F 型など，ストロークダウンによって高回転・高出力型へと転生していれば満点だったのではあろうが，かような進化は後代の課題として積み残されたワケである．ともかく，「ひょろ長い」S など誰も好んで選択などしない．かかる言い草は Jupiterの真逆を追求した挙句，この国を中途半端な不適応発動機，譽と心中させた己が歴史を閑却する者にして初めて弄し得た修辞でしかない．
かようにわかり切った理屈を頂門の一針としつつ，筆者はピストン航空発動機の技術史全般に関しては拙稿「ピストン航空発動機の進化」(→IRDB)において，また，ライバルとの比較の中で観た三菱重工業系ピストン航空発動機の技術史については前掲拙稿「三菱航空発動機技術史 第Ⅰ部~第Ⅲ部」において様々な角度から検証と検討を重ねて来た．双方に関連する個別の論考も幾つか発表している．
そのような経過を意識して言えば，本稿が対象とした Jupiter Ⅶ型およびⅦ.F 型は空冷
星型航空発動機一般の技術史に重要な位置を占めると同時に，国内で三菱最大のライバルであった中島飛行機における航空発動機ならびに航空気化器技術の形成史の面から観ても極めて重い存在意義を担う発動機であった．
遅きに失した感は否めぬところであるが，この対象を取りこぼしたままに捨て置かず，表面的にではあれその技術的内容について紹介できたのはひとえに文献との出逢いのお蔭である．この幸運に感謝し，望蜀との揶揄など聞き流し，次なる資料との邂逅を期待しながら擱筆する．

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