パンタグラフ

5月 30, 2021
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パンタグラフの本来の用途は線画の複写や拡大縮小である。 現代では玩具として売られている。

彫刻・鋳造編

彫刻家はパントグラフの3次元版を使っている。 通常、一端が固定点に接続された大きなブームで、このブームに沿った任意の地点に2本の回転する指し針が取り付けられています。 この針を調整することで、さまざまな拡大・縮小比率を実現することができます。 この装置は、現在では、モデルをスキャンして様々な材料で好きな大きさに加工できるコンピューターガイドルーターシステムに大きく押されているが、発明家で蒸気のパイオニアであるジェームズ・ワット(1736-1819)が発明し、1836年にベンジャミン・チェヴァートン(1796-1876)が完成させたものである。 チェバートンの機械には、回転するカッティングビットが取り付けられ、有名な彫刻の縮小版を彫ることができた。

また、別のバージョンでは、硬貨用の大きなレリーフデザインを必要なサイズまで縮小するために、現在も非常によく使われている。

音響シリンダー複製編集

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電子増幅器が利用可能だった1890年代、シリンダーに対する蓄音機と蓄音機のディスクの利点の1つは、大量のディスクを迅速かつ安価に刻印できることであった。 1890年当時、マスターシリンダーの複製を作るには、シリンダーを成形するか(これは時間がかかり、初期には非常に質の悪い複製ができた)、シリンダーを「丸く」何度も録音するか、2台の蓄音機のホーンを一緒に置いて音響的にコピーするか、ゴムチューブで2台を引っ掛ける(一方の蓄音機が録音、他方がシリンダーを再生)しか方法がなかったのである。 エジソン、ベッティーニ、ダグラスらは、カッティングスタイラスと再生用スタイラスを機械的に連結し、シリンダーの「ヒル・アンド・デイル」溝を機械的にコピーすることでこの問題を(部分的に)解決している。 成形がある程度良くなると、成形されたシリンダーがパンタグラフの原盤として使われるようになった。 これは1898年にエジソンとコロンビアが採用し、1902年1月頃まで使われた(これ以降のコロンビアのブラウンワックスはモールド)。 ニュージャージー州ニューアークのUnited States Phonograph Co.のように、小さな会社にシリンダー原盤を供給し、パンタグラフで複製できるようにする会社もあった。 パンタグラフは、1日に約30枚、1枚の原盤で最大約150枚のレコードを製造することができた。 理論的には、パンタグラフの原盤は、原盤と複製盤を逆走させれば、200枚でも300枚でも複製が可能である。 これは、理論的には、録音の摩耗していない/摩耗していない部分を複製に使うことで、パンタグラフ原盤の使用可能枚数を延ばすことができるのである。 パテ社では、1923年までこの方式を採用していた。直径5インチ(130mm)、長さ4〜6インチ(100mm、150mm)のマスターシリンダーを高速回転させて録音していたのである。 これは、シリンダーの音がかなり大きく、忠実度が非常に高いためである。 そして、このシリンダーを複製用パンタグラフのマンドレルにセットし、レバーの先についたスタイラスで弾いて、ワックスディスクのマスターに音を移し、電気メッキを施し、それを使って複製を打ち出すというものである。 この方式では、忠実度の低下やゴツゴツ感はあるが、比較的高音質であった。 エジソンのダイヤモンドディスクレコードは、ワックスマスターディスクに直接録音して作られた

フライス盤編集

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小型パンタグラフフライスのテーブルの詳細です。

数値制御 (NC や CNC) やプログラム可能な論理制御 (PLC) などの制御技術の出現以前は、フライス盤で加工される複製部品は、フライスカッターを「点を結ぶ」 (「数字による」) 方法で動かして輪郭を写すことができませんでした。 切削工具の動きを制御するには、人間の精度や正確さには限界があるが、手書きで位置を決めるか、カムやテンプレート、モデルを何らかの方法でトレースし、その動きをカッターで模倣するしか方法がなかった。 パンタグラフにフライス盤を取り付ければ、テンプレートをなぞるだけで、1:1以外の様々な倍率で複製部品を切り出すことができた。 (テンプレートは通常、工具や金型メーカーがダイヤル加工やヤスリ、ダイグラインダーによる手彫りなどの工具室で作られる。) これは、ペンを持ったパンタグラフで文書を複製するのと同じ考え方で、金属や木、プラスチックなどの硬い素材の加工に応用されたものである。 また、パンタグラフ加工と同じコンセプトのパンタグラフルーティングも存在する(CNCルーティングも同様)。 NC、CNC、PLCなどの制御技術が開発され、産業界に普及したことにより、プログラムからの情報をアクチュエータ(サーボ、セルシン、リードスクリュー、マシンスライド、スピンドルなど)に送り、その情報の通りに刃物を動かすという、フライスの動きを制御する新しい方法が提供された。 現在、ほとんどの商業機械加工は、このようなプログラム可能なコンピューターによる方法で行われている。 家庭で加工を行う場合は手動で行うことが多いが、コンピュータによる制御は家庭の工場レベルでも行われている(業務用ほどには普及していないだけ)。 したがって、パンタグラフ式フライス盤はほとんど過去のものとなってしまった。 商業的にはまだ使われているが、そのレベルは大幅に低下し、減少の一途をたどっている。 工作機械メーカーが新品を作ることはもうないが、中古の機械市場はまだわずかに存在する。 パンタグラフの拡大縮小機能(アームの長さを調整することで目盛りを決める)については、CNCではコンピュータがプログラム情報に数学的な計算を瞬時に適用することで実現している。

その他の用途編集

Pantograph mirror

おそらく、一般に最も親しまれているパンタグラフは、壁に取り付けられた調整式鏡の延長アームであろう。

製図に似た別の用途では、パンタグラフはペンの代わりに回転するカッターを備えたパンタグラフ彫刻機に組み込まれ、ポインターの端にはあらかじめカットされた文字板(「コピー」と呼ぶ)を固定するトレイがあり、ポインターがこれを追うことで、パンタグラフを介してカッターがパンタグラフアームに設定された比率で「コピー」を再現していくのです。 このようにして、機械工は部品に数字や文字をきれいに、正確に刻むことができる。

電気機関車や路面電車で使用される、接触線との電気的接触を保ち、接触線から牽引装置へ電力を伝達する装置も「パンタグラフ」と呼ばれます。

ニューヨーク市営地下鉄の一部の列車では、駅のホームの乗客が車両間の隙間に落ちたり乗ったりするのを防ぐため、エンドパンタグラフゲート(干渉を避けるため、走行中のカーブではバネの圧力で圧縮される)が使用されています。

商用車では、ワイパーをパンタグラフ式にして、一回の拭き取りでフロントガラスを広く覆うようにしているものもあります。

旧式の「ベビーゲート」は、階段から幼児を遠ざける手段として2次元パンタグラフ機構(地下鉄車両のパンタグラフゲートに似たスタイル)が使われていました。

Herman Hollerithが1890年の国勢調査に使用した「キーボードパンチ」はパンタグラフのデザインで、「The Pantograph Punch」と呼ばれることがあります。

この機構を採用した19世紀初頭の装置として、原本が書かれると同時に手紙の複製を作り出すポリグラフがあります。

多くの国の教会では(一般に近代動物保護以前)、犬の鞭打ちはパンタグラフ機構の「犬トング」を使って、離れたところで犬を操っていたそうです。

Wikimedia CommonsにはPantographs (楽器)に関するメディアがあります。

ドイツのカーニバルで馬鹿が使うのは伸縮鋏(「Streckschere」)、通称「伸縮鋏」です。 Nürnberger Scissors (de:Nürnberger Schere)を帽子泥棒として観客を楽しませる。

タルホッファーの伸びる刃

剣術・剣術マニュアル Ms.Thott.290ハンス・タルホッファーが1459年に書いた.2ºには、同じ原理で動く伸びる刃と思われるものがある。

1886年、エドワード・セリングがパンタグラフをもとにした計算機の特許を取得、入賞したが、商業的には成功を収めなかった。

多くの漫画で、鳩時計の鳥はパンタグラフ機構で伸びるように描かれていますが、実際の時計では滅多にありません。

伸びるフェンスや棚は、輸送や保管を容易にするために、折りたたみ式のパンタグラフ機構が使用されています。 デジタル化されたパンタグラフは、コンピュータ化された機械に続いている。

Linn Boyd Bentonは、活字デザインのためのパンタグラフ彫刻機を発明し、単一のフォントデザインパターンをさまざまなサイズに拡大することができるだけでなく、デザインを凝縮したり拡張したり、傾斜させることもできた(数学的に、これらはアフィン変換のケースであり、今日のデジタル組版のほとんどのシステム、つまりポストスクリプトなどの幾何学の基本動作である)。

パンタグラフは、シザーリフト、材料運搬装置、ステージリフト、特殊ヒンジ(ボートや飛行機のパネルドア用など)などの重量物のガイドフレームとしても使用されています。

Richard Feynman は、講演「There’s Plenty of Room at the Bottom」で、ツールをナノメートル単位にスケールダウンする方法としてパンタグラフのアナロジーを使用しました。 棒をつないだ束から、縦と横の2方向に広がる骨組みを作り、そこに布製の背景幕を吊り下げるのです。

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