JP2005510683A - ユニバーサルジョイント付調整装置 - Google Patents

Abstract

調整装置は、固定可能なユニバーサルジョイント（３，４，５，６）をそれぞれ有する二つの相対的に再設定可能な部材と、その二つの相対的に再設定可能な部材を連結するための連結用部材（２）とを含んで開示され、それにより、二つの相対的に再設定可能な部材が連結される場合、その二つのジョイントがその連結部材を介して機械的に伝達される。その二つの固定可能なジョイントは、その固定可能なジョイントを移動または固定させるために押圧手段を作用させるアクチュエータ（１１）およびレバーを使用して固定および非固定とされ得る。その押圧手段は、その長さの少なくとも一部分にわたりそのチューブの断面部において変化をもたらす。その固定可能なユニバーサルジョイントの少なくとも１つは、その二つの相対的な再設定可能部材の間の直線運動をもたらし得る。また、切削工具、または、走査用プローブに対する試料の同時位置決め用の装置と、その調整装置の調整のための方法が開示されている。

Description

本発明は、調整装置、特に、一時的に、動かないよう所定位置に固定され得る調整装置に関する。

固定および解放可能な位置決め装置が供されていることは知られている。そのような装置の一例は、穴およびその穴に嵌めあう金属の半球体を有する金属のベース部材を含んでいる。そのベース部材およびその半球体のうちの１つは、磁化されている。その半球体がそのベース部材内の穴に配される場合、半球体は所定位置に固定される。もしその半球体が手動でそのベース部材に対し移動されるならば、その半球体の平面の位置および角度は、ベース部材に対し変化する。従って、もし物品がその半球体の平面に載置されるならば、この物品の位置および角度が、この移動の結果としてそのベース部材に対し変更される。

物品の正確な位置決めには、多くの状況が必要とされる。ひとつの状況は、その物品がモールドまたはその物品の直接の複製品を作るように測定されることである。得られるその物品の三次元構造に関する正確なデータのためにその物品の全表面が例えば、プローブにより測定に供されなければならない。従って、その物品は、いずれの張り出し部の下面も測定され、凹部の箇所がないことを確認するように位置決めされなければならない。

凹部の箇所が存在する物品は、歯である。明らかなように、情報が損傷した歯を交換することができる歯の複製品を作るために使用され得るとき、歯の正確な形状、構造を詳述する情報を得ることが必要とされる。もし、クラウン、ブリッジが、レプリカの歯で作られるならば、それが、うまく合うだろうし、また、新たな歯の製作品を受け入れる者にとってより心地よく感じるだろう。

正確な位置決めが必要とされる他の状況は、光源からの光ビームを反射体、続いて、検出器に導く場合である。一例は、二つの物体の相対的な移動が測定され得るレーザ干渉計である。光ビームは、測定工程中、常に検出され、従って、光源および検出器に対する反射体の位置合わせが維持されなければならないことが重要である。

従って、本発明の第１の形態である調整装置は、それぞれ固定可能なユニバーサルジョイントを有し、二つの相対的に再設定可能な部材と、二つの相対的に再設定可能な部材を連結するための連結部材と、を含み、二つの相対的に再設定可能な部材が連結される場合、二つのジョイントは、連結部材を介して機械的な伝達状態にある。

好ましくは、固定可能なユニバーサルジョイントにおける少なくとも一方は、チューブと、チューブ内に収容され得る結合部とを含み、チューブは、二つの相対的な再設定可能な部材の間で直線運動をもたらす。

本発明に従う装置は、相対的に再設定可能な部材の間に、例えば、ベースとプラットホームとの間、またはマシーンソケットと反射体用ハウジングとの間に１つの角的に回転可能な連結部材を備える６軸ジンバルをもたらす。これは、従来の６軸ジンバルに比べて連結の数を減少させることにより、剛性があり、潜在的にあまり故障しそうにないという利点を有する。

好ましくは、二つの固定可能なジョイントは、ボールおよびソケットジョイントの形式である。

チューブは、各固定可能なジョイントのボールに直接的に連結されてもよく、または、各ボールは、相対的に再設定可能な部材の各一つに連結されてもよい。それにより、チューブの端部は、二つのソケットをもたらす。

好ましくは、二つの固定可能なジョイントは、単一のアクチュエータを使用して固定され、また、開放される。

好ましい実施例においては、アクチュエータは、固定可能なジョイントを開放または固定させるために圧縮手段を作動させる。

その圧縮手段は、多くの方法で作動できる。その圧縮手段は、そのチューブの断面積を一端、または両端で縮小させることができる。また、その圧縮手段は、そのチューブの全長に沿って相対的に再設定可能な部品が互いに対して移動できるように作動できる。従って、圧縮手段は、その全長のうちの少なくとも一部にわたってチューブの断面積における変化を引き起こす。

本発明の第２の形態は、切削工具または走査用プローブに対する試料の位置の模擬用装置において、基部と少なくとも１つの調心具とを有するスタンドと、調整装置と、を含み、調整装置は、それぞれ固定可能なユニバーサルジョイントを有するベースと、試料が載置される相対的に再設定可能なプラットホームと、ベースとプラットホームとを連結するための連結部材とを含み、ベースおよびプラットホームが結合される場合、二つのジョイントは、連結部材を介して機械的な伝達状態にあり、調整装置のベースは、調心具に隣接して配置可能であり、配置された場合、切削工具または走査用プローブに対し試料の配置が模擬実験される。

好ましくは、スタンドは、さらに少なくとも１つの調心具が取り付けられる背部を含む
。

好ましい実施例において、装置は、少なくとも一つの調心具に対し物品の正確な位置決め助けるために拡大鏡を備える。

本発明の第３の形態は、試料の表面を走査する以前に試料を位置決めする方法において、
（ａ）少なくとも１つの調心具を有するスタンドを設け、
（ｂ）それぞれ、固定可能なユニバーサルジョイントを有するベース、および、試料が載置され得る相対的に再設定可能なプラットホームと、ベースとプラットホームとを連結するための連結部材とを有し、ベースおよびプラットホームが連結される場合、二つのジョイントが連結部材を介して機械的に伝達状態にある調心具に隣接して調整装置を配置し、
（ｃ）試料を調整装置のプラットホームに試料を取り付け、
（ｄ）二つのユニバーサルジョイントを開放し、
（ｅ）少なくとも１つの調心具により試料を調整するように調整装置のベースに対して前記プラットホームを調整し、
（ｆ）二つのユニバーサルジョイントを固定し、調整位置にプラットホームを保持し、
工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）が、任意の順序で実行され得る。

物品の表面形状が走査される方法は多くある。好ましい方法は、走査装置がレーザ、またはＬＶＤＴ（ｌｉｎｅａｒ ｖｅｒｎｉｅｒ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）である。走査装置および物品の相対的な垂直変位と同時に走査装置に対する物品の回転がある。そのような装置において、精度上の理由から、あるいは、走査装置の動きの限界により画定されるような、走査が実行されなければならない走査量がある。

本発明の第４の形態によれば、光学システムにおいて部品を配列するための装置であって、光学システムは、光源と、反射体と、反射体により反射される光源からの光を検出するための検出器とを含み、装置は、二つの固定可能なユニバーサルジョイントにより連結可能とされる二つの相対的に再設定可能な部材を含む調整可能なコネクタを含み、二つの相対的に再設定可能な部材が連結される場合、反射体を、光源に対して相対的に移動可能な物体に連結するためのチューブを介して二つのジョイントが機械的に伝達状態にある。

調整可能なコネクタは、調整可能なコネクタが物体に対し所定位置に固定される第１の位置と調整可能なコネクタが物体に対し移動可能とされる第２の位置との間で動作可能とされる。これにより、調整可能なコネクタを介し物体に取り付けられた反射体が光源および検出器とともに配列できる。

光源および検出器は、１つのハウジング内に別体の部品または組み合わされても良い。反射体は、鏡または再帰性反射体であってもよい。調整可能なコネクタを使用した光学システムについてのさらに詳細な説明は、我々の同時係属出願（ＷＯ０２／０４８９０）、において開示されている。

本発明の実施例は、一例により、添付図面を参照して説明されるだろう。

図１は、装置１の分解図である。装置１は、それぞれ、欠球形３，４を示す第１および第２の端部を有する細長い本体２を含んでいる。この細長い本体および端部は、コネクタとして示されている。第１の保持装置５は、その第１の端部３を収容するように一方がカップ状であり、それに対向する側は、底面６を形成する。第２の保持装置７は、その第２の端部４を収容するように一方がカップ状であり、それに対向する側に、回動可能、即ち、調整可能なプラットホーム８を形成する。物品が取り付けられ得るマウント９は、そのプラットホーム８上の部分１０に運動学的に配される。レバー１１は、その細長い本体に対して長手方向に配される平板状のばね１２を作動さすためのセンター越しの機構を有している。その第１の保持装置５は、さらに、細長い本体２の第１の端部３から延在するスプール（不図示）を受け入れるようにした第１の溝穴１５と、第１の溝穴１５と略同一直径上の真向かいにあり、レバー１１を収容する第２の広い溝穴１６とを含んでいる。

その細長い本体２は、端部３，４が、その端部が収容され得る保持装置５，６と等しく、または大なる断面積を有する通常状態、即ち、圧縮されていない状態を有している。従って、この通常状態において、その細長い本体の二つの端部が、動かないように受け止められ、各保持装置内に把持され、従って、二つの保持装置５，６の各位置に固定する。
細長い本体２は、端部が収容される保持装置５，６の断面積未満の断面積を有するもう１つの状態、即ち、圧縮された状態を有している。従って、このもう１つの状態において、細長い本体の二つの端部が、それらの各保持装置内で移動可能とされる。

細長い本体２は、基本的には平板状のばね１２によって連結された二つの部分からなる。平板状のばねは、細長い本体２の厚さ内にある二つの溝穴１３，１４の間に形成されている。各溝穴は、その細長い本体の各端部から始まり、その細長い本体の長手方向の中心を通り過ぎ、従って、その双方の溝穴がある中央、即ち、架橋部分をもたらし、この中央部分における溝穴の間の部分がその平板状のばねを含む。平板状のばねにより、圧縮作用がひとつにすぎないばねの採用によって、細長い本体の全長にわたり実現できる。架橋部分は、また、その架橋部分は、都合よく、細長い本体の二つの部分の間にリジットシェアコネクションをもたらす。

この中で述べられるように調整装置は、それらの物品の表面の走査に備えて、物品の位置決めに適している。物品、例えば、歯科用部品が取り付けられるマウント９が、多くの異なる方向および位置に向けて移動され得るものであり、その物品の種々の外観が検査できる。その歯科用部品のための適した位置が得られたなら、その調整装置が、その歯科用部品の表面を走査するための状態となっているその位置に一時的に固定され得る。

その部品がそのマウントに取り付けられるといえる場合、これは、様々の形で実現されてもよい。その部品は、取り外し可能に、または取り外せないように固定され得る。取付方法は、その部品が取り付けられる目的、および、その部品が支配されるであろう条件次第である。その部品を取り付けるための様々な方法の例は、他のものがその当業者には明らかであろうが、接合剤、にかわ、パテ、またはガムを含む。そのマウントは、それから、そのプラットホームに、運動学的に取り外し可能な方法で、例えば、磁石で、または接着剤のようなより取り外せない方法で取り付けられ得る。

図１に示される装置の部品を組み立てるためにレバー１１が、作動され、平板状のばね１２の圧縮をもたらす。これにより、細長い本体２の長手方向の断面積の減少をもたらし、それによって、欠球形端部３，４がそれぞれ、保持装置５，６内に収容可能とされる。
この圧縮状態において、細長い本体は、底面６に対して回動可能即ち調整可能なプラットホーム８における要求される方向および角度を得るために操作され得る。要求される位置が実現されたなら、レバー１１がそのばねを復元するように作動される。それにより、細長い本体がその通常状態に戻されることになり、即ち、その断面積が、その最初、即ち、通常の大きさに戻るように増大し、その細長い本体の各端部がその位置に固定される。

細長い本体の第１の端部３から延在する溝穴１５およびスプール（不図示）により、そのプラットホームに保持される物品がそのプラットホームの平面において確実に回転せしめられることなく、即ち、そのスプールが第１の保持装置に対して第１の端部を確実に位置決めする。溝穴１５により、さらに、レバー１１が、レバー１１を収容するより広い溝穴１６内に位置決めされる。

図１に示される装置は、細長い本体２の第１の端部よりも相当により大きな深さの第１の保持装置５を有している。これにより、装置の高さ、ならびに、そのプラットホームの角度および方向が調整されることが可能である。当業者は細長い本体の端部と保持装置との間の接触の表面積が減少し始める箇所を越えた装置の高さが増すことにより、プラットホームの場所における不安定な取り付けとなり得ることを理解するだろう。また、当業者は細長い本体の端部が、それが収容される保持装置の端より下となるようにその高さを減少させることにより、縮小された回動となるであろうことを理解するだろう。

また、高さ調整は、装置の高さがレバー１１が細長い本体２から突出する箇所よりも下に低減できるのでレバー１１を収容する幅広の溝穴１６により容易になされる。細長い本体２の直径よりも幅広ならば、溝穴１６により、細長い本体２が溝穴に向けて旋回される場合、細長い本体２がさらに傾くことができる。それにより、この方向における大なる移動が可能となる。これは、その溝穴が細長い本体２を収容し、細長い本体が第１の保持装置５の壁を通過できるからである。

そのプラットホームが旋回可能、即ち、調整可能と考えられるかどうかは、とりわけ、
各保持装置５，７内の装置１の連結部における各端部３，４の相対的な移動次第である。

図２ａおよび図２ｂは、スタンド２１に取り付けられた装置２０を示す。その装置２０は、旋回可能な即ち調整可能なプラットホーム２７の上部に位置決められる付帯の物品用マウント２２を含んでいる。そのスタンドは、基部（ベース部）２３と、実質的に基部に対し垂直に延在している背部２４とを有している。調心具２５，２６が、物品の表面における走査の実行のためにプラットホーム２７の要求される高さ即ち、例えば取り付けられる物品（不図示）により決定される基部２３から離隔して背部２４に取り付けられる。一方の調心具２５は、突出しているロッド、即ち、チップ２８を有する要素である。他方の調心具２６は、スタンドの背部２４からの高さが異なる二つの部分２６ａおよび２６ｂを有するストライプである。

スタンド２１は、位置決めされた物品における見易さをもたらす方式次第でその底部または後部に置かれ得る。

第１の調心具２５は、チップ２８を有した突出したロッドである。その第１の調心具は、基部２３に略平行となるようにそのスタンドから突出しており、プラットホーム２７またはプラットホームに載置される物品のために必要とされる高さにより決定される高さで
隣接する調整装置に対し位置決めされている。物品がプラットホーム上にある場合、その調心具は、ある位置に固定される場合、または内面を走査する場合、そのプローブが入る窪みがある物品における凹んだ箇所が確実にないように使用され得る。これは、物品の側面を突出したロッドと比較することにより実現される。正確な垂直方向の位置決めのためにそのチップは、正確に位置決めされた物品の上面に接触するように配置され得る。そのチップ２８は、その装置の底面により示される円の中心にある。従って、調心具２５は、高さ、および、装置の底面により形成される円の中心の観点から、装置２０における物品を位置決めするために使用され得る。

チップ２８は、直接接触方式の装置におけるチップと同じ大きさのもの、または、最も小さな受け入れ可能な凹部の大きさと同じものであるべきである。もし凹部の箇所が検出されるならば、ツースモデル（ｔｏｏｔｈ ｍｏｄｅｌ）の位置が、基部６，２３に対してプラットホーム２７の相対移動ができるレバー１１の操作により変更され得る。そのツースモデルは、それから、凹部について再検査される。

第２の調心具２６は、二つの部分２６ａおよび２６ｂを有する突出棒の底面と交差するストライプである。部分２６ａは、スタンドの背部２４上にあり、部分２６ｂは、その上に０．５ｃｍの高さにある。この異なる高さにより、人が第１の調心具２５に対する同一の場所に目２９を繰り返し位置付けることができる。これは、視差が二つのストライプの部分２６ａと部分２６ｂとの間に見られない場合である。そのストライプは、スタンドの背部および突出棒の底面双方に対し十分なコントラストをもたらすいかなる色であってもよい。それにより、ストライプの双方の部分を見ることが出来る。

図２ｃは、図２ａおよび図２ｂに示される装置の分解図である。装置２０および調心具２５は、それぞれ、キネマティック ロケーション（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ）２９，３０を介してスタンド２１に固定されている。これにより、スタンドから取り外した後、装置および調心具双方のスタンド上に正確に再配置できる。さらに装置２０を固定するために装置をその基部に取り付けるように取付ねじ３が使用され得る。マウント３２または付帯の部品用マウント２２が、また、プラットホーム２７における３３に運動学的に配されている。

調心具を備えるスタンドは、走査のために部品を位置決めする場合、特に有用である。
これは、その調心具が三次元方向すべてにおいて、プラットホームに配された部品の正確な位置決めをできるからである。そのプラットホーム（および部品）がその装置の底面上に垂直に配される場合、その装置がもっとも安定することは、当業者が理解するだろう。

従って、調心具の先端は、部品の上面にとって正しい高さに位置付けられるばかりでなく、その走査装置における可動量（走査量）にとって好都合に、そのプラットホームの底面により示される円の中心位置にあるように位置付けられ得る。

また、その調心具は、磁気的に、または運動学的に３３にそのスタンドに固定され得る。これは、調心具が調整装置の底面からの正しい距離離れたところに確実に配置されるので同様な寸法の一連の物品、例えば、歯が繰り返し位置付けられるならば、特に有用である。また、装置を取り外したり、装置をそのスタンドに配置する場合、または、その装置に物品を固定する場合、その調心具は、一時的に補助するために取り外され得ることを意味している。

図３は、装置４０の断面図である。その装置は、欠球形４３，４４をそれぞれ示す第１および第２の端部を有する細長い本体４２を含んでいる。底面４６を有する第１のカップ形状の保持装置４５は、第１の端部４３を収容する。第２のカップ形状の保持装置４７は、プラットホーム４８を形成し、第２の端部４４を収容する。物品が固定され得るマウント４９は、プラットホーム４８に配置される。平板状ばね５０は、細長い本体の各端部から始まる二つの溝穴５１ａ，５１ｂが細長い本体４２の中央部で重複する細長い本体４２の両半体の間に形成されている。この中央部分において、別の圧縮手段５２が設けられている。この別の圧縮手段５２は、その各端部に配されるアウタフラットワッシャ（不図示）とともに多数の一対のベルビルワッシャ５３を有している。

一対の頭部の平らなグラブねじ５４，５５は、そのフラットワッシャに（不図示）に作用し、細長い本体４２の外側から調整可能である。レバー５６は、センター越しの機構を有し別の圧縮手段および平板状ばね５０を作動させる。細長い本体４２の第１の端部４３から延在するスプール５７は、第１の保持装置４５内の溝穴（不図示）に配されている。第１の保持装置４５における第２の溝穴５８は、第１の溝穴（不図示）と実質的に同一直径上真向いに配されている。

レバー５６が操作される場合、ベルビルワッシャ５３は、平らにされる。これが、その溝穴を圧縮し、その結果、細長い本体４２の断面積が減少する。従って、この付勢手段は、細長い本体の厚さ全体に作用する。

細長い本体４２の端部４３，４４は、保持装置４５，４７内に自由に移動され得るものであり、底面４６に対しプラットホーム４８の再配置をすることができる。その再配置が完了した場合、レバー５６は、その最初の位置に戻される。これが、ベルビルワッシャにおける圧力を解放し、溝穴が再び開くことができ、細長い本体４２の断面積がその通常状態に戻る。その結果、再配置された位置に細長い本体４２の端部４３，４４が保持される。

別の圧縮、即ち付勢手段は、代替的なものとして、または中央に配される圧縮ばねに加えて、細長い本体の各端部に配置される圧縮ばねを含んでいる。そのような付勢手段が設けられる場合、細長い本体の端部がその保持装置内に保持され、または解放される場所相互間のより明白な限界が実現される。これが、その保持装置内でしっかりと固定される前その保持装置内で細長い本体の端部の偶発的な移動を防止することができる。

一対の頭部の平らなグラブねじ５４，５５により、細長い本体４２の断面積が調整可能とされる。これは、製造時、装置の磨耗、またはばらつきによるわずかな異なる寸法を有する細長い本体４２の端部４３，４４が収容され、保持装置に保持され得ることを意味する。

コネクタの代替的な実施例は、図４を参照して説明されるだろう。第１の保持装置６０は、ソケット内の調整可能なコネクタの第１のボール６２を収容する。そのコネクタの末端部には、チューブ７８により第１のボール６２に連結される第２のボール７０がある。
第２のボール７０は、第２の保持装置６６の穴６８の内部にある。

調整可能なコネクタのボール６２および７０は、この場合、円筒状である穴の表面に接触するボールの一部に欠球面を有しているだけでもよい。

第１のボール６２は、第１の保持装置６０のソケット６４に係合可能となるようにそのチューブに対し制限された角度まで調整され得るものである。そのボールは、ボール６２、ソケット６４、または双方に磁石（不図示）を設けることによって知られたやり方でソケット６４に保持される。

二つのスリット７４，７６は、その調整可能なコネクタの向かい合った端部からその中央のすぐ手前までその縦軸線に沿って延在し、調整可能なコネクタの二つの部分を連結する小さな架橋部７８を残している。固定用ねじ８０は、第１の保持装置６０に設けられており、締め付けられボール６２を押す場合、即ち、ソケット６４内にボール６２を固定し
また、ボール６２における両半体を一緒に押す。調整可能なコネクタにおける架橋部７８は、丁番として作用し、ボール６２の両半体が一緒に押されるとき、ボール７０の両半体が離れ円筒穴６８の側面に向けて押され所定位置に固定する。従って、このコネクタは、１つの操作により両方のボールを固定するという利点を有している。

そのようなコネクタの使用例は、光学測定システムにおける配列部品である。そのような光学システムにおいて、光は、光源から相対的に移動可能な物体に取り付けられる反射体に誘導され、検出器に戻されなければならない。その光が検出されるようにその反射体は、正確に、その検出器と一直線に合わされなければならない。光学測定システムは、相対的移動可能な部品を備えた機械、例えば、三次元座標測定機（ＣＭＭ）を備えた機械、または、プローブ、即ち、工具が動作量以内で移動可能とされる工作機械の較正において使用され得る。

較正処理のために反射体は、プローブ即ち工具の代わりに機械のスピンドルに取り付けられるだろう。そのスピンドルの運動は、精度、アライメント、他の幾何学的誤差について調べられる。

光源用ハウジングが、例えば、機械の座標軸の１つ、例えば、Ｘ軸に沿って光ビームに向けられるように正確に調整されるならば、反射体用ハウジングは、その光源用ハウジングの前面におけるキネマティックシート（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｓｅａｔ）に取り付けられ得るものであり、光源からのビームおよび検出器に自動的に一致するだろう。磁石がそのキネマティックシートでその二つのハウジングを共に付勢するように使用される。

機械のスピンドル６０と反射体用ハウジング８２との間の位置についての如何なる不一致をも解決するために光源とのアライメントを保持しながら、その反射体用ハウジングは、そのハウジングがその機械のスピンドルに連結され得ることによって調整可能なコネクタを使用することにより一定限度量のコンプライアンスを備えている。

反射体用ハウジング８２は、第２の保持装置におけるキネマティックシート（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｓｅａｔ）７２を介して調整可能なコネクタに連結されている。第１の保持装置６０は、機械のスピンドルに取り付けられるか、あるいは、便利に、その機械のスピンドルが、その機械のスピンドルのソケット６４とコネクタの第１のボール６２との間に直接接続できる。

光源用ハウジング（不図示）が機械の座標軸に一致したならば、機械のスピンドルに取り付けられた反射体用ハウジング８２は、その光源まで持ち上げられる。固定用ねじ８０が弛められる状態で、その調整可能なコネクタは、反射体用ハウジング８２が光源用ハウジングとともにキネマティックシート７２に取り付くように回転するくらい自在となるだろう。この手段により、光源用ハウジングおよび反射板用ハウジング８２における自動的な調整が確実とされる。そのキネマティックシートに取り付けられたならば、固定用ねじは、ハウジング８２の位置を維持するように締め付けられる。

その光源用ハウジングと他の機械の座標軸とを一致させることができることが望ましい。上述の例において、光源用ハウジングは、ベースプレートに申し分なく運動学的に取り付けられる。光源用ハウジングは、それから、その下面またはその直交面におけるもう一つの面に、他の運動学的要素一式を有している。この手段により、光源用ハウジングは、異なる平面内で９０°まで回転され、異なる機械の座標軸に沿って向けられた光源からの光ビームの異なる向きでベースプレートにおけるキネマティックシートに再度取り付けられる。その反射板用ハウジングは、それが異なる座標軸に一致されるように光源用ハウジングにおける同様なキネマティックシートに引き続き取り付けられるだろう。

図５および図６は、図４に示されるコネクタと類似した設計のコネクタ１０２を有する装置１００を示す。コネクタ１０２は、欠球形端部１０４、１０６と、コネクタにおける縦方向の軸線上にあり、架橋部１０５により分離されている異なる長さの二つの縦方向のスリット１０３、１０７と、を備える細長い本体を有している。従って、その架橋部は、細長い本体の縦軸線に実質的に直交している。その欠球形端部は、同一の直径を有していない。二つの端部のうち大きい方の端部１０４は、その大きい方の端部を不完全に包囲し収容する、即ち、その外周に隙間１１８がある基部１０８に解放可能に保持されている。

二つの端部のうちの小さい方の端部１０６は、対象物（不図示）が取り付けられ得るプラットホーム１１０の下面の凹部に解放可能に保持されている。レバー１１２は、二つの位置の間で操作され得るものであり、コネクタ１０２がプラットホーム１１０および基部１０８双方に対し移動可能とされる場合、開いた位置とされ、そのコネクタの端部１０４、１０６がそれぞれ、基部１０８およびプラットホーム１１０内に保持される場合、閉じた位置（図に示されるような）とされる。その基部に対するプラットホームの方向は、レバー１１２が各方向が変更し得るその開いた位置まで移動するまでこの保持された位置に固定される。

これから、その操作方法が、説明されるだろう。レバー１１２は、軸受が取り付けられている軸（不図示）に連結されている。中央の軸受１１４（少なくとも３個の軸受が必要とされることは理解されるだろう）は、偏心直径を有しており、それで、他の軸受と比べてその外周の少なくとも一部に関して片寄っている。延在片１１６は、中央の軸受１１４に対し押し当たり、基部１０８の隙間１１８に突出している。延在片１１４の端部には、対応した大きさのボールベアリング１２０が固定される小さな窪みがある。そのボールベアリングおよび延在片は、隙間１１８を形成する基部の向かい合う壁から突出するグラブねじ１２２により、その隙間を横切った位置で保持されている。従って、延在片１１４およびボールベアリング１１６が二つの面に押し当たり、その隙間１１８を橋渡す。

レバーの開閉位置の間の動作のための丁番の箇所をもたらす基部における側面がくびれた部分に、直径上真向かいの隙間１１８が、設けられることが好ましい。

レバー１１２が、その閉じた位置（示されるように）にある場合、基部１０８の直径は、最も小さい径、あるいは、その近傍であり、従って、この位置において、基部１０８に保持される端部１０４の圧縮に対する反作用により、端部１０４が基部１０８内に保持される。小さい方の端部１０６は、プラットホーム１１０の下面の窪み内で拡張する。その結果、コネクタ１０２の双方の端部が所定位置に固定される。

レバー１１２が開いた位置に移動せしめられるとき、その軸および軸受は、回転し、これが行われるとき、中央の軸受１１４の偏心部分が、グラブねじ１２２上のボールベアリング１２０を介してさらなる力を引き起こす延在部１１６に係合し始める。これにより、偏心距離の最大値に到達するまで基部１０８の直径が増大する。

従って、大きい方の端部１０４は、基部１０８内で自在に移動できるまで徐々に復元される。架橋部１０５の丁番作用により、小さい方の端部１０６の直径は、プラットホーム１１０に対して移動するように自在となるまで徐々に縮小する。

基部１０８に対してコネクタ１０２を位置決めするためにスプール１２４が設けられてもよい。スプール１２４は、製造中の便宜のために大きい方の端部１０４を貫通するスリット１０３内に配されている。スリット１０３内にスプールを位置決めするひとつの方法は、押えねじおよびスリット１０３の壁における一対の位置決め箇所を使用し、スプールを固定する方法である。その位置決め箇所は、その壁内の凹部により形成され得る。

好ましい装置において、そのコネクタが解放されたなら、その延在片がセンター越しに留め、強制的な動作が起きるまで解放された状態でコネクタを維持するように延在片１１６、および、より大きな大きさの隙間やより小さな大きさの隙間１１８は、設計される。
その大きさの隙間は、グラブねじ１２２を使用して調整され得る。この好ましい装置において、グラブねじ１２２に作用するボールベアリング１２０は、ピボットのように作用する。

基部１０８に対するプラットホーム１１０を位置決めしようとする者にとっての手助けとして、レバー１１２は、レバー上の指により小さくたたくことによってその基部およびプラットホームに対しそのコネクタを固定する状態にある、閉じた位置から約２０°が理想であるそのレバーが閉じた位置近傍に戻すことができる引張りばねを含んでも良い。

これを実現する１つの方法は、トグル機能を設けることによるものであり、その引張りばねによりもたらされる付勢のもとで、そのトグルを非係合とすることなく、そのレバーが少なくとも中央の軸受１１４とは無関係に戻り位置に向かって移動できる。これをするためのひとつの方法は、その軸に取り付けられた止めに載りかかる１以上のスロットをレバーのハブに有することであり、従って、その軸と軸受における回転の係合よりも以前にそのスロットの領域でのレバーの移動が可能となる。

もし有利ならば、閉位置に向けて引き返すそのレバーの動きは、各ハウジング内におけるその端部の保持をもたらすように始まり、それで、そのハウジング内におけるその端部の動きを制限する。これにより、その基部に対するプラットホームの位置における微調整操作が片手だけで実行され得る。

図５および図６に示されるコネクタは、図４のコネクタと似通った設計であるが、図４におけるボールが実質的に同様な大きさであり、その架橋部がそのコネクタのおおよそ中間点にあるのでいくつかの相違がある。これらの変更は、そのコネクタが使用され得る環境に起因する。

図６を参照するに、製造上の公差、熱膨張、または、グラブねじの単なる追加の調整を付与するために小さい方の端部１０６は、固定用ナット１２６を備えている。固定用ナット１２６は、小さい方の端部１０６を収容するために設けられたプラットホーム１１０の下面内の凹部内においてその小さい方の端部１０６を嵌め合わせる緊密な公差の穴であるスリーブ１２８の外ねじにねじ込まれる。固定用ナット１２６を締めることにより、小さい方の端部１０６は、スリーブ１２８により圧縮される。これにより、大きい方の端部１０４は、架橋部１０５の丁番機能によりその基部内でその直径が拡大する。この特徴により、大きい方の端部１０４の直径ならびに基部１０８の直径についての調整がなされ得る。

固定用ナット１２６の使用は、大きい方の端部１０４が基部１０８の内径よりも小なる直径で製造できるので有益である。その基部に嵌めあうように固定用ナットを介して調整される場合（その固定用ナットが締め付けすぎることがない限り）、その大きい方の端部１０４が、その基部内にわずか３つの接触点を確実に作る。その端部が所定位置にしっかりと置かれる（ぐらつきがない）ので３つの接触点が好ましい。

基部１０８から大きい方の端部１０４が外れることを防止するためにその基部は、その大きい方の端部がこの上面で収容される穴の直径を非圧縮状態で大きい方の端部の直径よりも小なる直径まで縮小するリテイニングリップ１０９を上面に備えている。

図７は、スタンド１３０に置かれた装置１００の等角投影図である。スタンド１３０は、折返しベース部および背部１３２を有している。その装置１００は、実質的にその背部１３２に直交しているそのベース部の第１の面１３４上に支持されている。この第１の面１３４は、試験用ベンチのような支持構造上に静止するように設計される第２の面１３６に対して（約２０°で）傾けられている。これは、その装置がそのスタンドに支持されながら垂線に対し約２０°で傾けられていることを意味する。そのスタンド１３２の背部は、先端１４０を備えた突出棒であり、図２ａ，ｂ，ｃを参照して詳細に説明される調心具１３８を含んでいる。

図７に示される調心具１３８は、走査工程のために単一の歯を調整するのに適している。その装置は、その歯がスキャナの走査量以内にあるように装置１００に位置付けられる歯の高さを高くするためにサプリメンタリマウント２２を含んでいる。実際において、サプリメンタリマウント２２により、走査工程の目的でその装置１００が異なる大きさの物品の位置決めのために使用され得る。即ち、その装置は、異なる大きさの装置を要することなく、スキャナの走査量内で異なる大きさの物品の位置決めできる。

図８は、代替的な調心具１４２を有するスタンド１３０を示している。この場合、その調心具は、装置１００に取り付けられる物品を位置決めするための設定用テンプレートを含んでいる。そのテンプレート調心具１４２は、特定のスキャナ（不図示）により実行される走査工程のために物品が位置決められなければならない走査量を画定する。走査量の限界は、テンプレート１４２の外縁１４４により画定される。テンプレートの中央部が、装置の底面１０８に対する物品の好ましい配置を確定する印がついているか、あるいは、除去１４６されており、即ち、この中央部分は、スキャナの走査量の中央部、即ち、そのスキャナが最も正確である走査量を画定する。そのテンプレートは、そのスキャナの走査量における最高点を画定する高さに配置され、スタンド１３０の第１の傾斜面１３４に対し実質的に直交している。従って、装置上の物品を調整する者は、そのテンプレート、即ち、除去された中央部を通じて装置に位置決めされた物品の上面を見るだろう。

テンプレート調心具１４２は、ブリッジのジョウ部のような細長く、一様でない形状でない物品用に適している。そのテンプレートは、好ましくは、透明であり、パースペックス、アクリル樹脂、または同様な材料から作られる。そのテンプレートは、その走査量内で一様でない形状の心出しができるようにその上に印刷された格子模様を有するものでもよい。

図９ａおよびｂは、さらなる調心具１４８を示す。この特有の調心具は、ヒンジアーム１５４に支持されるチップ１５２を有するピン１５０を含んでいる。そのヒンジアーム１５４は、スタンド１３０の背部１３２に回転可能に取り付けられており、装置１００の底面１０８により示される円の中心から片寄っている。この片寄り量（オフセット量）は、位置が検査／調整される物品の大きさの関数である。そのアームは、二つの箇所でヒンジで動くようになっており、ピン１５０がスタンド１３０の背部１３２に向かって動かされ、また、スタンド１３０の背部１３２から離れることが可能とされ、スタンド１３０の基部に対して垂直に移動可能とされる。ピン１５０がヒンジアーム１５４の端部に摺動可能に取り付けられている。

そのスタンドは、好ましくは、スタンドが面にしっかりと設置可能であるために３つのゴム脚１５４（図９ａ）を有している。

その装置１００は、多くの方法でスタンド１３０の傾斜面１３４に支持されてもよい。装置１００およびスタンド１３０は、好ましくは、アルミニウムまたは陽極酸化されたステンレス鋼のような金属で製造される。スタンドに関連付けられる調心具２５，２６，１３８，１４２，１４８が直接的にまたは間接的にその装置上の物品を走査するために使用されるであろう走査装置の走査量の中心を画定するとき、装置１００が正確にスタンド１３０に再配置され得ることが重要である。その装置は、傾斜面１３４に一時的にねじ留めされてもよい。または、中央に位置する穴がその傾斜面に設けられてもよい。代替的に、装置１００は、ただスタンド１３０の傾斜面に載置されるだけでもよいが、しかしながら、これは、そのスタンド上でその基部の移動の可能性がある。好ましくは、その装置が磁気的にスタンドに固定される。これは、そのスタンドの底面部に対する調整可能な装置の基部における偶発的な移動の問題を軽減する。さらに好ましくは、その装置は、キネマティックロケーションによりスタンドの底面部上に固定される。これは、誤って、または意図的に、その装置がスタンドの底面部から完全に取り外され、そして、スタンドの底面部および調心具に対し同様な相対位置に正確に再配置可能とされ得るという利点を有している。

この中で説明される調心具は、凹部の配置において手助けと成り、単一の歯に対しクラウンの製造のために確認されるマージンラインと呼ばれる重要な外観を走査する。その歯の模型は、一般に、人工歯冠がかぶせられる歯の外面におけるワックスレプリカである。重要な特徴は、クラウンが歯のマージンラインと呼ばれるガムラインに近接するであろう
箇所の特定である。そのマージンラインは、一般に、歯の直径において拡張に次いで引き続き減少することにより特徴付けられる。チップを有する調心具は、そのチップがそのマージンラインを追尾でき、このライン上でまたはその上方で凹部の箇所について歯の模型を検査できる。クラウンの製造のために、チップを有するその調心具は、走査装置の走査量に対するマージンラインの位置決めにとって理想的な場所であるとき、好ましくは、走査量の中心から約５ｃｍまたは１０ｃｍ以下で背部１３２に取り付けられている。

本発明がここまで説明されたが、少なくとも欠球端部２０２、２０４を有する連結片２００は、チューブ２０６または保持装置２０８に収容され、その連結片が代替的に、ベース２１８、プラットホーム２２０または他の物品に取り付けられた端部２１４，２１６が、挿入され、即ち、取り付けられる（図１０ａ，１０ｂそれぞれ参照）チューブ２１２からなる。チューブは、そのチューブの直径を横切る縦穴２２２、２２４に形成される平面または撓みばねを有する。この例において、二つの固定用アクチュエータが必要であろう（不図示）。

もし、説明されたような一体のたわみ連結によるものの代わりに、そのコネクタが二つの別部品で製造されるならば、せん断動作が生じるのを防止するために二つの別部品の間に、ダウエルのような付加的なシェアコネクションが必要とされるだろう。

本発明に従う装置の分解図である。 スタンドに取り付けられた本発明の装置の等角投影図である。 スタンドに取り付けられた本発明の装置の等角投影図である。 図２ａにおける装置の分解図である。 本発明に従う装置の断面図である。 本発明に従う代替装置の側面図である。 本発明に従う装置の等角投影図である。 図５に示される装置の断面図である。 スタンドに取り付けられた本発明の装置の等角投影図である。 代替のスタンドに取り付けられた本発明の装置の等角投影図である。 さらにもう１つのスタンドに取り付けられた本発明の装置の等角投影図である。 さらにもう１つのスタンドに取り付けられた本発明の装置の等角投影図である。 本発明の代替的な実施例における断面図を示す。 本発明の代替的な実施例における断面図を示す。

Claims (22)

1. それぞれ固定可能なユニバーサルジョイントを有し、二つの相対的に再設定可能な部材と、
   前記二つの相対的に再設定可能な部材を連結するための連結部材と、を含み、
   前記二つの相対的に再設定可能な部材が連結される場合、前記二つのジョイントは、前記連結部材を介して機械的な伝達状態にある調整装置。
2. 前記二つの固定可能なジョイントの少なくとも一つは、アクチュエータを使用して固定され、また、開放される請求項１記載の装置。
3. 双方の固定可能なジョイントは、単一のアクチュエータを使用して固定され、また、開放される請求項１記載の装置。
4. 前記アクチュエータは、レバーである請求項２または３記載の装置。
5. 前記アクチュエータは、ねじである請求項２または３記載の装置。
6. 前記アクチュエータの操作が、その全長のうちの少なくとも一部にわたって前記連結部材の断面積における変化を引き起こす請求項２乃至５のいずれかに記載の装置。
7. 前記アクチュエータは、その全長のうちの少なくとも一部にわたって前記連結部材の断面積における変化を引き起こすために圧縮手段を作動させる請求項６記載の装置。
8. 前記連結部材は、二つの部分を結合するリジットシェアコネクションにより縦方向に該二つの部分に分割される請求項６または請求項７に記載の装置。
9. 前記リジットシェアコネクションは、ダウエル、または前記連結部材の二つの部分の間にある架橋部で形成される架橋部材である請求項８記載の装置。
10. 前記架橋部材は、前記連結部材の縦軸線に対し実質的に直交する請求項９記載の装置。
11. 前記架橋部材は、丁番として作用する請求項１０記載の装置。
12. 前記ユニバーサルジョイントの少なくとも一方が、前記二つの相対的な再設定可能な部材の間で直線的に動くことができる請求項１乃至１１記載の装置。
13. 前記固定可能なユニバーサルジョイントの少なくとも一方は、チューブと、該チューブ内に収容され得る結合部とを含み、該チューブは、前記二つの相対的な再設定可能な部材の間で直線運動をもたらす請求項１２記載の装置。
14. 切削工具または走査用プローブに対する試料の位置の模擬用装置において、
    基部と少なくとも１つの調心具とを有するスタンドと、
    調整装置と、を含み、
    該調整装置は、それぞれ固定可能なユニバーサルジョイントを有するベースと、試料が載置される相対的に再設定可能なプラットホームと、前記ベースと前記プラットホームとを連結するための連結部材とを含み、
    前記ベースおよび前記プラットホームが結合される場合、前記二つのジョイントは、前記連結部材を介して機械的な伝達状態にあり、
    前記調整装置のベースは、前記調心具に隣接して配置可能であり、配置された場合、前記切削工具または走査用プローブに対し試料の配置が模擬実験される装置。
15. 前記調整装置のベースは、前記スタンドのベース部に受け止められる請求項１４記載の装置。
16. 前記スタンドは、さらに少なくとも１つの調心具が取り付けられる背部を含む請求項１４または請求項１５記載の装置。
17. 前記少なくとも１つの調心具は、突出棒、前記スタンドの背部の少なくとも１つの領域と、該スタンドの背部に対して立ち上がった他の領域とを有するストライプと、ヒンジアームと、テンプレートとから選択される請求項１６記載の装置。
18. さらに、前記プラットホームに固定される物品を拡大する拡大鏡を含む請求項１４乃至１７のいずれかに記載の装置。
19. 前記スタンドのベースは、互いに傾斜される二つの面を含む請求項１４乃至１８のいずれかに記載の装置。
20. 試料の表面を走査する以前に該試料を位置決めする方法において、
    （ａ）少なくとも１つの調心具を有するスタンドを設け、
    （ｂ）それぞれ、固定可能なユニバーサルジョイントを有するベース、および、前記試料が載置され得る相対的に再設定可能なプラットホームと、該ベースと該プラットホームとを連結するための連結部材とを有し、該ベースおよび該プラットホームが連結される場合、該二つのジョイントが該連結部材を介して機械的に伝達状態にある前記調心具に隣接して調整装置を配置し、
    （ｃ）試料を前記調整装置のプラットホームに試料を取り付け、
    （ｄ）前記二つのユニバーサルジョイントを開放し、
    （ｅ）少なくとも１つの調心具により前記試料を調整するように前記調整装置のベースに対して前記プラットホームを調整し、
    （ｆ）前記二つのユニバーサルジョイントを固定し、調整位置に前記プラットホームを保持し、
    前記工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）が、任意の順序で実行され得る方法。
21. 光学システムにおいて部品を配列するための装置であって、
    前記光学システムは、光源と、反射体と、該反射体により反射される該光源からの光を検出するための検出器とを含み、前記装置は、前記光源に対して相対的に移動可能な物体を該反射体に連結するための請求項１記載の調整可能なコネクタと、を含む装置。
22. それぞれ、固定可能なユニバーサルジョイントを有する二つの相対的に再設定可能な部材と、
    架橋部材により結合される二つの部分を有し、前記二つの相対的に再設定可能な部材を連結する連結部材と、
    前記固定可能なユニバーサルジョイントを固定状態と開放状態との間で作動させるためのアクチュエータと、を含み、
    前記二つの相対的に再設定可能な部材が連結される場合、前記二つのジョイントは、該連結部材を介して機械的に伝達状態にあり、該アクチュエータの操作が、双方のジョイントを固定または解放する調整装置。

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