シェイ式蒸気機関車
シェイ式蒸気機関車は右側面に垂直に設置された2気筒または3気筒の蒸気機関のクランクシャフトから、長手方向の伝達軸を介して前後の2台車もしくはテンダーのものを含めた3-4台車の動輪を駆動する。この伝達軸は自在継ぎ手と伸縮継ぎ手を備える事で曲線通過時の台車の動きに追随して動力を伝達することが可能である。それぞれの動輪は伝達軸からの動力により傘歯車を用いて駆動されており、連結棒は使用されていない。また、蒸気機関の設置スペースの確保と、重量的なバランスをとるために主台枠および煙管式ボイラーを機関車中心線から左にずらして設置していることも特徴となっている。シェイ式機関車は側面に伝達軸を有するのでサイドワインダー又はステムワインダーという名称でも呼称されていた。
シェイ式蒸気機関車の特長は以下の通り。
ライマ社の機体の2基もしくは3基のシリンダは、弁装置の配置が右勝手のものと左勝手のものの組み合わせであったが、ウイラミット社の機体は3基のシリンダを同一のものとして、部品の共通化を図っている。
蒸気機関が一部運転室と干渉しているライマ社の機体に対し、完全に運転室外に配置されている。
飽和式、リベット組立を基本としたライマ社の機体のボイラーに対し、過熱式・溶接組立を標準とし、使用圧力も高いものであった。
台車の枕ばね配置の改良により、機関車の動揺を抑制し、不整軌道での走行性の向上と乗心地の向上を図っている。
エフライム・シェイが1893年に製造した、自身の所有するハーバー・スプリングス鉄道1号機
ウィラミット アイアン アンド スティール ワークス製の歯車駆動式機関車、蒸気機関を運転室の外部に装備している
ウィラミット製機関車の蒸気機関、ワルシャート式弁装置を装備するほか、3基のシリンダ・弁装置が同一構造となっている
その後、同年にライマ社はシェイ式機関車の製造を一旦終了したが、1945年にウェスタン・メリーランド鉄道(The Western Maryland Railway、以下WM)が急勾配区間(90パーミル)の路線の運炭用機関車を発注し、製造された同鉄道の6号機が新造では最後のシェイ式機関車であり、同時に最大のシェイ式機関車でもあった。最終的にはクラスAが686両、クラスBが1480両、クラスCは580両、クラスDは20両と2シリンダ・3台車の機体2両が生産されている。また、シェイ式機関車の大半はアメリカで使用されたが、一方で日本を含む約30ヶ国に輸出され、その一部はアメリカ国内での使用が終了した後も使用された。
クラスBの初期に生産された機体、シリンダーが機関車内側に傾斜して装備される
T型ボイラーを搭載した1902年製のクラスA 15ショートトンのNorth Mount Lyell Copper Co.の5号機
1921年製、クラスCの150ショートトンのウェストヴァージニア・パルプ&ペーパー/ムウアー・ランバーの12号機、後にテンダーを延長して台車を増設し、シェイ式で最大のクラスDの197ショートトンの機体となっている
近代化を図ったパシフィック・コースト形の1両である1929年製のKlickitat Log & Lumber Co.鉄道の7号機
1945年製の最終生産機で、新造最大の機体である旧ウェストバージニア鉄道の6号機
シェイ式機関車の特許標記(上)と製造銘板(下)