パンタグラフ

パンタグラフ （ギリシャ語のルーツπαντ- "all、every"およびγραφ- "to write"、コピーライティングの元の使用から）は、平行四辺形に基づいて接続された機械的なリンケージであり、1本のペンの動きが画像、2番目のペンで同じ動きを生成します。線の描画が最初の点によってトレースされる場合、同一の、拡大された、または小型化されたコピーは、もう一方に固定されたペンによって描画されます。同じ原理を使用して、異なる種類のパンタグラフが、彫刻、鋳造、彫刻、製粉などの分野での複製の他の形態に使用されます。

元のデバイスの形状のために、パンタグラフは、アコーディオンのように圧縮または伸びることができ、特徴的な菱形パターンを形成する一種の構造体も指します。これは、壁に取り付けられたミラー、一時的なフェンス、シザーリフト、および電気機関車や路面電車で使用されるパンタグラフなどの他のシザーメカニズム用の延長アームに見られます。

歴史

古代ギリシャの技術者であるアレクサンドリアのヒーローである彼の作品「メカニクス」では、パンタグラフについて説明しています。

1603年、クリストフシェーナーはパンタグラフを使用して図をコピーおよびスケールしましたが、27年後に「パントグラフ」 （ローマ1631）で発明について書きました。パンタグラフの一方の腕には小さなポインタがあり、もう一方の腕には描画用具があり、ポインタを図の上に移動させると、図のコピーが別の紙に描かれました。ポインターアームと描画アームの間のリンクのアームの位置を変更することにより、生成される画像のスケールを変更できます。

1821年、ウィリアムウォレス教授（1768–1843）は、パントグラフの実用性を改善するために、表意文字を発明しました。エイドグラフは固定点を平行四辺形の中心に再配置し、狭い平行四辺形を使用して機械的利点を改善します。

用途

製図

パンタグラフの元の用途は、線画のコピーと拡大縮小でした。最新バージョンはおもちゃとして販売されています。

彫刻と鋳造

彫刻家は、通常パントグラフの3次元バージョンを使用します。通常、このブームに沿った任意のポイントに2本の回転するポインティングニードルが付いた、固定ポイントに接続された大きなブームです。針を調整することにより、さまざまな拡大率または縮小率を実現できます。このデバイスは、モデルをスキャンし、さまざまな素材と任意のサイズで作成できるコンピューター誘導ルーターシステムによって大部分が追い抜かれ、発明者であり蒸気の先駆者であるジェームズワット（1736-1819）によって発明され、ベンジャミンシェバートン（チバートンの機械には、有名な彫刻の縮小版を彫るために回転する切削ビットが取り付けられていました。 3次元パンタグラフを使用して、モデルとコピーの位置を交換することにより、彫刻を拡大することもできます。

コインの大きなレリーフデザインのサイズを必要なサイズまで縮小するために、別のバージョンがまだ非常に使用されています。

音響シリンダーの複製

電子増幅が利用可能になる前の1890年代の蓄音機および蓄音機ディスクの利点の1つは、大量のディスクを迅速かつ安価にスタンプできることでした。 1890年、マスターシリンダーのコピーを製造する唯一の方法は、シリンダーを成形する（低速で初期には非常に不良なコピーを生成する）、シリンダーを「ラウンド」で何度も何度も記録する、または音響的に2つの蓄音機の角を一緒に配置するか、ゴム管で2つをつなぎ合わせて音をコピーします（1つは蓄音機の録音、もう1つはシリンダーを再生します）。 Edison、Bettini、Leon Douglassなどは、切断スタイラスと再生スタイラスを機械的に連結し、シリンダーの「山と谷」の溝を機械的にコピーすることにより、この問題を（部分的に）解決しました。成形が多少改善されたとき、成形されたシリンダーがパンタグラフのマスターとして使用されました。これは1898年にエジソンとコロンビアで採用され、1902年1月頃まで使用されていました（これが成形された後のコロンビアブラウンワックス）。ニュージャージー州ニューアークの米国蓄音機などの一部の企業は、中小企業にシリンダーマスターを提供して、時にはパンタグラフで複製できるようにしました。パンタグラフでは、1日あたり約30件のレコードが作成され、マスターあたり約150件のレコードが作成されます。理論的には、マスターと複製が逆に実行され、レコードが逆に複製される場合、パンタグラフマスターは200または300の複製に使用できます。理論的には、これにより、録音の未使用/摩耗の少ない部分を複製に使用することで、パンタグラフマスターの使いやすさを拡張できます。パテはこのシステムを採用して、1923年まで垂直カットレコードをマスターしました。高速で回転する直径5インチ（130 mm）、長さ4または6インチ（100または150 mm）のマスターシリンダーが記録されます。これは、結果のシリンダーがかなり大きく、非常に忠実度が高いために行われました。次に、シリンダーをレバーの端のスタイラスで演奏する複製パンタグラフのマンドレルに配置し、電気をメッキしてコピーを打ち抜くために使用されるワックスディスクマスターに音を転送します。このシステムにより、ある程度の忠実度の低下とランブルが生じますが、比較的高品質のサウンドが得られます。エジソン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することによって作成されました。

フライス盤

数値制御（NCおよびCNC）やプログラマブルロジック制御（PLC）などの制御技術が登場する前は、フライス盤でフライス加工されている複製部品は、「接続-ドット」（「by-the-numbers」）ファッション。切削工具の動きを制御する唯一の方法は、器用なスキルを使用して手動で位置をダイヤルするか（人間の精度と精度に自然な制限がある）、何らかの方法でカム、テンプレート、またはモデルをトレースし、カッターを使用することでしたトレースするスタイラスの動きを模倣します。フライスヘッドがパンタグラフに取り付けられている場合、テンプレートをトレースするだけで複製パーツをカットできます（1：1以外のさまざまな倍率で）。 （テンプレート自体は通常、ツールルーム方式を使用してツールと金型メーカーによって作成され、ダイヤルによるフライス加工に続いて、ファイルやダイグラインダーポイントを使用した手彫りが含まれます。）これは、ペン付きパンタグラフでドキュメントを複製するのと本質的に同じコンセプト、ただし、金属、木材、プラスチックなどの硬質材料の機械加工に適用されます。パンタグラフフライス加工と概念的に同じパンタグラフルーティングも存在します（CNCルーティングと同様）。トーマス・ブランチャードが開発したコピー旋盤であるブランチャード旋盤は、同じ基本概念を使用していました。

NC、CNC、PLC、およびその他の制御技術の業界全体での開発と普及は、プログラムからアクチュエーター（サーボ、セルシン、親ねじ、機械スライド、スピンドル、等）、情報の指示に従ってカッターが移動します。今日、ほとんどの商業的な機械加工は、そのようなプログラム可能なコンピューター化された方法によって行われています。ホームマシニストは手動制御で動作する可能性がありますが、コンピューター制御もホームショップレベルに達しました（商用対応製品ほど普及していません）。したがって、パンタグラフフライス盤は、大部分が過去のものです。これらはまだ商業的に使用されていますが、大幅に削減され、徐々に減少しているレベルです。それらは、工作機械製造業者によって新しく建てられたものではありませんが、中古機械の小さな市場はまだ存在しています。パンタグラフの拡大縮小機能（スケールは調整可能なアームの長さで決まります）に関しては、コンピューターがプログラム情報に実際に瞬時に適用する数学計算によってCNCで実現されます。スケーリング関数（およびミラーリング関数）は、Gコードなどの言語に組み込まれています。

その他の用途

おそらく、一般の人々に最も馴染みのあるパンタグラフは、調整可能な壁に取り付けられたミラーの延長アームでしょう。

製図に似た別のアプリケーションでは、パンタグラフは、ペンの代わりに回転カッターとパンタグラフ彫刻機に組み込まれ、ポインタ端にトレイがあり、事前にカットされた文字プレートを固定します（「コピー」と呼ばれます）したがって、カッターはパンタグラフを介して、パンタグラフのアームが設定されている比率で「コピー」を再現します。典型的な比率の範囲は最大1：1最小50：1（縮小）です。このようにして、機械工は部品に数字と文字をきれいに正確に刻印できます。パンタグラフは現代の彫刻ではもはや一般的に使用されておらず、コンピューター化されたレーザー彫刻と回転彫刻が好まれています。

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維持し、ワイヤから牽引ユニットに電力を伝達する装置は、「パンタグラフ」とも呼ばれます。

ニューヨーク市地下鉄の一部のタイプの列車では、エンドパンタグラフゲートを使用して（干渉を避けるために、列車が移動中にカーブの周りのばね圧で圧縮されます）、駅のプラットフォームの乗客が、車。

一部の商用車には、パンタグラフにフロントガラスワイパーがあり、ブレードが各ワイプでフロントガラスをより多く覆うことができます。

古いスタイルの「ベビーゲート」は、幼児を階段から遠ざける手段として、2次元パンタグラフメカニズム（地下鉄のパンタグラフゲートと同様のスタイル）を使用していました。これらのゲートの開口部は、現代のベビーゲートの安全基準を満たすには大きすぎます。

1890年の米国国勢調査に使用されたハーマンホレリスの「キーボードパンチ」はパンタグラフのデザインであり、「パンタグラフパンチ」と呼ばれることもありました。

このメカニズムを採用した19世紀初頭のデバイスはポリグラフであり、オリジナルが書かれたときに文字の複製を作成します。

多くの国の教会（一般的に現代動物福祉の前）では、犬の鞭打ち機はパンタグラフ機構を備えた「犬のトング」を使用して、犬を遠くに制御していました。

ドイツのカーニバルの愚か者は、群衆を楽しませる帽子スナッチャーとして、 ストレッチばさみ （「Streckschere」）、別名NürnbergerScissors （de：NürnbergerSchere）を使用します。

1459年にHans Talhofferによって書かれたフェンシングと剣術のマニュアルMs.Thott.290.2ºには、同じ原理で動作する延長刃のように見えるものが含まれています。

1886年、エドゥアルドセリングはパンタグラフに基づいて受賞した計算機の特許を取得しましたが、商業的には成功しませんでした。

多くの漫画では、カッコウ時計の鳥はパンタグラフ機構上に伸びているように描かれていますが、実際の時計ではめったにありません。

拡張フェンスまたはトレリスは、輸送と保管を容易にするために、折り畳み式パンタグラフ機構を使用します。

長腕キルティングマシンオペレーターは、レーザーポインターを使用してパンタグラフ、ペーパーパターンをトレースし、キルトにカスタムパターンを縫い付けることができます。デジタル化されたパンタグラフの後にはコンピューター化された機械が続きます。

Linn Boyd Bentonは、タイプデザイン用のパンタグラフィック彫刻機を発明しました。これは、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スケーリングできるだけでなく、デザインを凝縮、拡張、傾斜させることもできます（数学的には、これらはアフィン変換の場合です、これは現在のPostScriptを含むほとんどのデジタルタイポグラフィシステムの基本的な幾何学的操作です）。

また、パンタグラフは、シザーリフト、マテリアルハンドリング機器、ステージリフト、特殊なヒンジ（ボートや飛行機のパネルドアなど）を含むヘビーデューティーアプリケーションのガイドフレームとしても使用されます。

リチャード・ファインマンは、パンタグラフの類推を、ツールがナノメートルスケールに縮小する方法として、彼の講演「そこにはたくさんの部屋があります」を使用しました。

多数のトレードショーディスプレイでは、3次元パンタグラフメカニズムを使用して展示ブースの背景をサポートしています。フレームワークは、接続されたロッドの束から垂直方向と水平方向の2方向に拡張し、生地の背景が吊るされた自立構造になります。