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Dividing engine - Wikipedia (デバイディング・エンジン、目盛り刻印機)

dividing engine を直訳すれば「分割エンジン」で、その意味は「目盛り刻印機」です。 特殊な名称は、八分儀や六分儀などを非常に高精度にする機械だからと思われ、 この理由からラムスデンは経度委員会から資金援助を受けた。

ディバイディング・エンジンは測定装置に目盛りをつけるための装置である。

ミシガン測量博物館の ディバイディング・エンジン	フィレンツェ、 ガリレオ博物館 のディバイディング・エンジン

正確な測定装置の必要性は常にあった。 これが線形な装置 (例えば定規、 バーニヤ (vernier))、あるいは円形な装置 (例えば分度器、 アストロラーベ、 六分儀、 セオドライト、 天体望遠鏡のためのセッティング・サークル (setting circle)) であろうとなかろうと、 より高度な精度の望みが常にあった。 測定装置の改良があればそのたびに、 例えばより良好な、 アリダードあるいは望遠鏡の照準の改良があれば、 もっと正確な目盛りの必要性が直ちにこれに続いた。

初期の装置で、目盛りは典型的には、 木や象牙や真鍮に刻み込まれたり、印が付けられた。 装置製造家はこのような仕事を実行するために、色々な装置を考案した。 初期のイスラム世界の装置は、装置の精密な分割の技術を持っていたのに違いない。 というのは、この精度が読み取り精度に反映されているからである。 この技術と知識は失われたようである、 というのは 15 世紀と 16 世紀の小さな四分儀とアストロラーベには 精密な目盛りがなく、比較的粗雑な作りだからである。

16 世紀には、ヨーロッパの装置製造家は利用可能な素材に妨害された。 真鍮はハンマーでたたいた板で表面が荒れており、 鉄を刻み付ける道具は品質が貧弱であった。 長い実践の伝統を作る十分な製造家がおらず、ほとんど熟練工によって訓練されていなかった。

横断線 (transversals) は 14 世紀始めに標準になった。 ティコ・ブラーエは彼の装置に横断線を使用し、この方法を良く世に知らしめた。 直線を基礎とする横断線は円弧では正確な分割を提供しない。 従って、それ以外の方法、例えば フィリップ・ド・ラ・イール (Philippo de La Hire) により開発された 円弧の使用に基づくものも使用された。

別のシステムが 16 世紀に ペドロ・ヌネシュ (Pedro Nunes) に作られ、彼にちなんでノニウス (nonius) と呼ばれた。 これは装置に何個かの同心円を描くことから構成され、 順番に各円を分割し、隣接する外側の円よりも分割数を少なくする。 従って、四分儀の最も外側は 90° で 90 個に等分され、次の内側は 89 分割、 次は 88 分割など。 角度を測るときは、アリダードが示す円とその分割が記録される。 次に表を参照すれば、正確な測定値がわかる。 しかしながら、このシステムは建造することが困難であり、ほとんど使用されることが無く、 ティコ・ブラーエは 1 つの例外であった。

ヌネシュ (Nunes) のシステムは少々の改良が クリストファー・クラヴィウス (Christopher Clavius) と ヤコブ・クルチウス (Jacob Curtius) により 開発された。 クルチウス (Curtius) の仕事は直接 ピエール・ヴェルニエ (Pierre Vernier) の仕事に発展し、これは 1631 年に 出版された。 ヴェルニエ (Vernier) はこの手順を改良し、 バーニヤ・スケール (副尺) (vernier scale) を与えた。 しかしながら、これらの色々な技術は目盛りの表示を改善したが、 これは直接、建造方法の精度に貢献しなかった。 更なる改良は遅々とし、 新しい開発 ―― ディバイディング・エンジン ―― が必要とされた。

それ以前の歯車を切り抜く機械の開発の仕事が道を準備した。 このような装置は円板を一様な歯車に切り抜くことが要求される。 時計製造家はこのような方法に精通し、これはディバイディング・エンジンの 開発に重要であった。 ジョージ・グラハム (George Graham) は装置の目盛り板 (limb) を分割するために、 幾何学的方法を使用する工程を考案した。 彼は洗練した ビームコンパス (beam compass) を使用して、目盛りの印をつけた。 ジョン・バード (John Bird) とジェレマイア・シッソン (Jeremiah Sisson) はこの技法を踏襲した。 このビームコンパスの技法は、その後のディバイディング・エンジンとして、19 世紀まで使用されたが、 建造される最大の装置にはスケールアップしなかった。

最初の真円のディバイディング・エンジンは恐らくヘンリー・ヒンドレー (Henry Hindley) ―― 時計製造家 ―― により 1739 年頃に建造された。 これは 1785 年にジョン・スミートン (John Smeaton) により王立学会 (Royal Society) に報告され、 時計のための歯車切り抜き機械に直接基づいていた。 これは歯の付いたインデックス・プレート (index plate) と ワーム・ギアを使用し、機械を前進した。 デュク・ド・ショルンヌ (Duc de Chaulness) は 1765 年と 1768 年の間に 2 基のディバイディング・エンジンを作った、 1 基は円弧を分割するもので、もう 1 基は直線定規を分割するものであった。 彼は製造家の技巧を可能な限り、技術から取り除くことにより、 装置の目盛り付けを改良することを望んだ。 ビーム・コンパスの使用は使用者の技術に致命的に依存するが、 彼の機械はそのデザインにより、もっと規則的に分割した。 彼の機械も時計製造家の以前の機械に触発された。

円形ディバイディング・エンジン

ジェシー・ラムスデン (Jesse Ramsden) は 5 年間、ディバイディング・エンジンの製造で、デュク・ド・ショルンヌ (duc de Chaulnes) に従った。 以前の発明と同様に、ラムスデン (Ramsden) はタンジェント方向のスクリュー機構を使用して、 機械をある位置から他の位置に前進した。 しかしながら、彼はネジを切る旋盤を開発し、これはとりわけ先進的で、すぐれた製品を製造した。 このエンジンは経度委員会の資金で開発され、 (関連するネジを切る旋盤と共に) 詳細に説明することの条件と、特許で保護しないことの条件が付いていた。 これにより、他の人が装置を自由にコピーして、 それを改良することを可能にした。 実際に委員会が要求したことは、彼が他の人達に教えて、彼ら自身のコピーを作らせ、 彼のディバイディング・エンジンを他の人達が作った装置で徐々に置き換えさせた。

エドワード・トラウトン (Edward Troughton) はラムスデンのデザインのコピーを建造した最初の人であった。 彼はデザインを強化し、自分自身のバージョンを製造した。 これによりデバイディング・エンジンの精度の改良を可能にした。

サミュエル・リー (Samuel Rhee) は彼自身の無限スクリュー切り抜き機を開発し、 それを売ることができた。 彼のネジは当時利用可能な最も優れたものと思われた。

フランスではエティエンヌ・ルノワール (Étienne Lenoir) は英国版よりは高精度のデバイディング・エンジンを作った。 メニエ, リシェル, フォルタン そしてジッカー (Mégnié, Richer, Fortin and Jecker) も高品質のデバイディング・エンジンを建造した。

19 始めまでに、半世紀以上も完全に役に立ち、 十分な精度を持つ六分儀のような装置を製造することが可能であった。

デバイディング・エンジンは科学装置製造の発展でユニークである、 というのは、これはすべての製造家に直ちに認められたからである。 この発展の価値には不確かさがなかった。

ブライアン・ドンキン (Bryan Donkin) は、ねじ切り且つディバイディング・エンジンの旋盤を 1826 年に建造し、 正確な すべりねじ (leadscrews) 建造の新しい精密標準となり、 産業革命における精密機械加工発展に必要な先駆となった。