JP4241394B2 - 三脚とその使用法 - Google Patents

Description

本発明の開示は、三脚に関する。特に、本開示は、三次元座標測定装置を支持するのに好適な三脚の例とその三脚の使用法に関する。

物または装置を支持し、これを床のような頑丈な表面に対して確実に固定しておくために安定な支持台が必要な場合が多くある。例えば、実験室機器や三次元座標測定装置のような測定機器の場合は、これを頑丈な物またはしっかりした床に対して動かないように固定して置き、測定装置と測定対象物との間の相対距離が確実に一定になるようにして置く必要が多くある。

普通、装置を確実に安定させる方法の一つは、当該装置を物理的に固定することである。しかし、この方法では、テーブルまたは床に永久的な変形が伴ったり、固定した位置を移動するのが難しくなったりする。

サイモン・ラーブ(Simon Raab)の発明に対し１９９５年４月４日に公告された米国特許第５，４０２，５８２号は、本明細書に全文を参考文献として引用するものであるが、その図３に、三次元座標測定装置とモニタスタンドとを大口径の皿板２４上に載せ、これを固いプラットフォームから角度をもって上方に延びる支持脚で支持している構造の先行技術のフロアスタンド支持台が示されている。このような設計の構造は、十分に頑丈であり、当該座標測定装置は、直径６〜８フィート（１．８〜２．４ｍ）の範囲の球空間内の座標を２σ＝±０．００５インチ（０．１３ｍｍ）の測定精度で容易に測定可能である。なお、σは標準偏差である。

しかし、少なくとも従来技術の支持台と同じ程度に頑丈で、しかも室内の一の箇所から別の箇所に移動するのが容易で、保管したり移動したりするため容易に畳められるものがあれば、望ましい。

三脚は、安定な支持を行え、しかも畳むことが可能なものとして従来技術では周知である。しかし、用途によっては、安定性は十分ではない。具体的に言えば、支持されている装置の重心が三脚の中心の直上から移動してしまうような用途では、三脚の脚に加えられた曲げモーメントの作用で、支持されている装置が許容範囲以上に動いてしまう恐れがある。これは、例えば、上記の敏感な測定装置には起こり得る現象である。

さらに、既存の三脚は、一の箇所から別の箇所に移動するのが難しい。例えば、三脚に支持されている装置を室内の一の箇所から別の箇所に移動しようとする場合、その装置と三脚とを一緒に床から持ち上げ、延ばした脚の部分から外れないように気を付けながら、両者を新しい箇所に運ばなければならない。脚を下方に縮めた場合は、三脚が目的の位置に着いたら、元の状態に伸ばさなければならない。三脚に支持されている装置が非常に重いものである場合は、アセンブリ全体がトップヘビーになるので、移動させる困難は倍加する。

三脚を保管や移動のために折り畳めるようにしたことは、三脚の実用化以来多くの分野で必須の機能ではあったが、これを組み上げたり仕舞ったりするのは面倒である。これは、ヘビーデューティ用の三脚の場合にクランプや他の調整具を締め付けるのに手工具が必要な場合に、特に面倒である。これが難しい理由の一つは、従来技術の三脚では、必要な手工具を具備して、これを容易に使えるようにする適切な手段が設けられていなかったことである。

米国特許第５，４０２，５８２号明細書

先行技術の上記と他の欠点および非効率は、伸縮自在の支え棒を安定化目的で備える新規な三脚を提供することによって克服または軽減される。他の一つの実施の形態では、新規なキャスター車メカニズムを用いることにより、三脚の位置移動が容易に可能となる。別の一つ実施の形態では、多機能の支持台が提供される。さらに他の一つの実施の形態では、三脚に具備された工具ラックが設けられ、さらに別の一つ実施の形態では、三脚を用いる方法として、三脚を安定な物体に取り付ける方法が提供される。

本明細書に記載の三脚の上記と他の機能および利点は、以下に記載の詳細な説明を読み、添付の図面を見れば、当業者にはよく理解されると思われる。

本明細書に記載の三脚について、添付図面を参照し例示的に説明する。

図１と図２とは、３本の脚１３０を有する三脚１００を示す。三脚の脚１３０は各々、叉状部（ｃｒｕｔｃｈ）１３６と下部脚１３８とを備える。叉状部１３６は各々、松葉状支え１３７を２本有する。松葉状支え１３７は、脚のピボット１３２から叉状部のクランプ１４１まで下方に延びる支え棒である。叉状部クランプ１４１は、ノブ１４３を備える。ノブ１４３を回して叉状部クランプ１４１を下部脚１３８に締め付けることによって、前記叉状部クランプ１４１が下部脚１３８にしっかり固定される。下部脚１３８は、従って調節可能の部材であって、叉状部１３６対して伸縮自在の部材である。下部脚１３８各々の下端には、キャスター取付具１５０と足板１４０がある。例示の実施の形態では、キャスター取付具１５０は、下部脚１３８の周りに有効位置と無効位置と約１８０°旋回する構造になっている。キャスター取付具１５０が有効位置にあるときは、図２に示されるようにキャスター１５２が床と接触し、支え足板１４０は持ち上げられて、遊んだ状態になっている。キャスター取付具１５０が外れて無効位置にあるときは、図１に示されるようにキャスター１５２は床から持ち上げられ、三脚１００を支持しているのは、足板１４０となる。しかし、そのような旋回角は、水平の床からキャスターを離すのに十分な旋回が行われる限り、１８０°未満でもよい。

再び図１と図２に記載の実施の形態の例を参照する。ヘッド１０５から三脚の脚１３０の間に下方垂直に延びているのは、控えロッドのガイド１６０である。控えロッド１３９は、控えロッドのヨーク１４５から各叉状部クランプ１４１まで延びる部材で、この部材により、脚１３０の作動が円滑に行われる。控えロッドヨーク１４５は、控えロッドガイド１３９に控えロッドヨーク１４５を締め付けることができるノブを備える。この機構により、脚１３６の伸縮を防止したり、可能にしたり選択自在に行い得る。

例として示されるプラットフォーム１１０は、図２に示されるようにヘッド１０５にあるネジ孔を用いて同ヘッド１０５に結合される。プラットフォーム１１０は、第一支持具１１２と第２支持具１１４とを備え、前者には、例えば、三次元座標測定装置を取り付け、後者には、コンピュータディスプレイ装置またはモニタ装置を取り付ける。これについては、以下に図７〜図９を参照して説明する。プラットフォーム１１０に取り付けられているのは、工具ラック１２０と一本または複数本の支え棒１７０（２本を図示）とである。

さて、例示の工具ラック１２０について図４と図４ａを参照して説明する。プラットフォーム１１０の側部にあるのは、工具ラック１２０で、ここにレンチ１２５とＴ字型把手レンチ１２３を含む一対の工具を支える。Ｔ字型把手レンチ１２３とレンチ１２５の把手にケーブル１２２を通すことによって、前記工具を三脚１００に結び付ける。つまり、工具ラック１２０は、工具は通り得ない大きさのループまたは同等の形状の開口構造となっており、両工具を取り上げて使用する場合、ケーブル１２２が前記ループを通っているで、三脚１００から両工具が離れ落ちることが、効果的に防止されている。

例示の実施の形態では、プラットフォーム１１０に附属の工具ラック１２０の反対側に二本の支え棒１７０がある。これは図１と図４にぶら下がって示されている。支え棒１７０は各々、伸縮自在のロッドを備え、その末端部には取付用のブラケットが付いている。支え棒１７０はプラットフォーム１１０に直接的に結合されているように示されているが、その代わりに、支え棒１７０は、ヘッド１０５に、またはこれに固定の他の物体に取り付けてもよい。この場合、支え棒１７０は、プラットフォーム１１０に間接的に結合されるということになる。

例示の支え棒１７０の詳細は、図５と図６に示される。実施の形態の一つでは、最近端部分に、支え棒１７０は各々、プラットフォーム１１０にボルト留めまたは他の形式で接続されている第一ボール継手１７２を備える。第一ボール継手１７２から延びているのは、第一支え棒部分１７３で、その末端は支え棒クランプ１７４である。支え棒クランプ１７４は、第２支え棒部分１７５を締め付ける構造となっている。第２支え棒部分１７５は、第一支え棒部分１７３内に受容され、第一支え棒部分１７３に対して伸縮自在となっている。従って、第一支え棒部分１７３と第二の支え棒部分１７５は、相俟って望遠鏡の鏡胴のように作動し、支え棒クランプ１７４は、二本の支え棒部分を互いにしっかりロックする役目を果たす。第二の支え棒部分１７５の末端部分にあるのは、第二ボール継手１７７とクランプ円板１７９である。第一ボール継手１７２と第二ボール継手１７７とが備えられるとしたが、他のタイプの継手もこのような支え棒アームに用いられると考えられる。

支え棒１７０を備えると、プラットフォーム１１０を頑丈な物体または壁に固定することによって、三脚１００に更なる安定性が付与される。例えば、三脚１００は図７では、テーブル２００の端部に締め付けられた支え棒１７０によってテーブル２００にしっかり固定されている。プラットフォーム１１０の上に据え付けられているのは、三次元座標測定装置２１０とコンピュータディスプレイ２２０である。例示の三脚１００は図８にも示されているが、今度は仕事台２０５に固定されている図である。図９は三脚１００の別の図を示しているが、今度は使用中の図である。理解されることは、支え棒１７０を備えると、三脚に載せた装置２１０と２２０の重心が三脚１００の中心の直上から移動したときも、三脚１００に更なる安定性が付与されることである。

本明細書は例示の実施の形態を記載し、図示するものであるが、本発明の精神と範囲に逸脱することなくこれらに対して多岐にわたる部分的修正や変形が行えると考えられる。従って、本発明の記載は説明を目的として行われたものであって、発明を限定するものではない。

例示の三脚アセンブリの斜視図である。 例示の三脚アセンブリの斜視図で、特にヘッドの平面を示す図である。 三脚の支持部である脚アセンブリの分解図である。 三脚のプラットフォームのクローズアップ図である。 プラットフォームに取り付けられた例示の工具ラックのクローズアップ図である。 支え棒の分解図である。 図５に記載の支え棒の長さ方向の図である。 例示の三脚が、その支え棒で安定化され、座標測定装置とディスプレイ装置とを載せている図である。 例示の三脚が、その支え棒で安定化され、座標測定装置とディスプレイ装置とを載せている図である。 例示の三脚が、その支え棒で安定化され、座標測定装置とディスプレイ装置とを載せている図である。

Claims (19)

1. 水平表面上において物体または装置を支持する三脚であって、
   頂部から垂下する少なくとも三本の脚と、
   前記各脚の下端に設けられた足板であって水平表面に接して着地する構造の足板と、
   前記各脚ごとに前記足板近くの前記各脚の下端に設けられたキャスター取付具であって、前記各脚から半径方向外側に延び、キャスターを支持し、前記各脚に旋回自在に配置されていることにより、前記三脚の中心に向かっても、あるいは、前記三脚の中心から外に向かっても旋回可能なキャスター取付具と、
   を備え、
   前記キャスター取付具は、前記足板を旋回させずに、前記各脚の周りに前記キャスターを旋回させ、
   前記キャスター取付具が前記三脚の中心から外に向かって回転し、かつ前記各脚が開いているとき、前記キャスターが水平表面から上に離脱し、前記キャスター取付具が前記三脚の中心に向かって回転したとき、前記キャスターが水平表面に接して着地し、前記足板が水平表面から上に離脱することによって、前記三脚が前記キャスター上で自由に回転することが可能となることを特徴とする三脚。
2. 請求項１に記載の三脚において、
   前記頂部に固定されたプラットフォームであって、前記物体または装置を据え付けるように適応されたプラットフォームと、
   前記プラットフォームに取り付けられた少なくとも一本の支え棒であって、前記プラットフォームに第一継手で取り付けられた第一端部と、クランプを有する第二端部と、を有して望遠鏡のように伸縮自在のロッド部分を各々含む少なくとも一本の支え棒と、
   を備え、
   前記伸縮自在のロッド部分に支え棒クランプを設けることにより、選択自在に、前記支え棒が張力下にあるときは前記ロッド部分が伸びるのが防止され、前記支え棒が圧縮力下にあるときは前記ロッド部分が縮まるのが防止されることを特徴とする三脚。
3. 請求項２記載の三脚において、
   前記支え棒の前記第一端部が、第一ボール継手で前記プラットフォームに取り付けられることを特徴とする三脚。
4. 請求項３記載の三脚において、
   前記プラットフォームに取り付けられた第二の支え棒であって、前記第一の支え棒と実質的に同一な第二の支え棒を更に備えることを特徴とする三脚。
5. 請求項４記載の三脚において、
   前記第一の支え棒と前記第二の支え棒とが各々近接して前記プラットフォームに取り付けられることを特徴とする三脚。
6. 請求項４記載の三脚において、
   前記第一の支え棒と前記第二の支え棒とが前記プラットフォームに直接取り付けられることを特徴とする三脚。
7. 請求項４記載の三脚において、
   前記第一の支え棒と前記第二の支え棒とが各々の前記第二端部に第二ボール継手を備えることを特徴とする三脚。
8. 請求項４記載の三脚において、
   前記各脚の下端に設けられた足板であって、水平表面に接して着地する構造の足板と、
   前記各脚ごとに前記足板近くの前記各脚の下端に設けられたキャスター取付具であって、前記各脚から半径方向外側に延び、キャスターを支持し、前記各脚に旋回自在に配置されていることにより、前記三脚の中心に向かっても、あるいは、前記三脚の中心から外に向かっても旋回可能なキャスター取付具と、
   を更に備え、
   前記キャスター取付具が前記三脚の中心から外に向かって回転し、かつ前記各脚が開いているとき、前記キャスターが水平表面から上に離脱し、前記キャスター取付具が前記三脚の中心に向かって回転したとき、前記キャスターが水平表面に接して着地し、前記足板が水平表面から上に離脱することによって、前記三脚が前記キャスター上で自由に回転することが可能となることを特徴とする三脚。
9. 請求項２記載の三脚において、
   前記支え棒が前記プラットフォームに直接取り付けられることを特徴とする三脚。
10. 請求項３記載の三脚において、
    前記支え棒がその前記第二端部に第二ボール継手を備えることを特徴とする三脚。
11. 請求項１に記載の三脚において、
    前記キャスター取付具と前記足板は、互いに分離された構造である、
    ことを特徴とする三脚。
12. 請求項２記載の三脚において、
    一対の手工具と、
    前記プラットフォームに取り付けられた工具ラックであって、前記一対の手工具の各々の一部分のみが通過し得る開口を有することによって、前記一対の手工具を支えることが可能な工具ラックと、
    前記一対の手工具の一つから前記一対の手工具の別の一つに延びるケーブルであって、前記一対の手工具の両者を前記ラックから取り上げて使用するとき前記開口を通るケーブルと、
    を更に備えることを特徴とする三脚。
13. 請求項１２記載の三脚において、
    前記工具ラックが、前記プラットフォームに、前記支え棒が付いている反対側に直接取り付けられることを特徴とする三脚。
14. 請求項２記載の三脚において、
    一対の手工具と、
    前記プラットフォームに取り付けられた工具ラックであって、前記一対の手工具の各々の一部分のみが通過し得る開口を有することによって、前記一対の手工具を支えることが可能な工具ラックと、
    前記一対の手工具の一つから前記一対の手工具の別の一つに延びるケーブルであって、前記一対の手工具の両者を前記ラックから取り上げて使用するとき前記開口を通るケーブルと、
    を更に備えることを特徴とする三脚。
15. 請求項１４記載の三脚において、
    前記工具ラックが、前記プラットフォームに、前記支え棒が付いている反対側に直接取り付けられることを特徴とする三脚。
16. 請求項１に記載の三脚において、
    前記頂部に固定されたプラットフォームであって、前記物体または装置を据え付けるように適応されたプラットフォームと、
    一対の手工具と、
    前記プラットフォームに取り付けられた工具ラックであって、前記一対の手工具の各々の一部分のみが通過し得る開口を有することによって、前記一対の手工具を支えることが可能な工具ラックと、
    前記一対の手工具の一つから前記一対の手工具の別の一つに延びるケーブルであって、前記一対の手工具の両者を前記ラックから取り上げて使用するとき前記開口を通るケーブルと、
    を備えることを特徴とする三脚。
17. 請求項１に記載の三脚を用いる方法であって、
    前記三脚を頑丈な物体に近接した所望の箇所に設置し、安定性を得るために所望の量だけ開脚するステップと、
    前記三脚から前記頑丈な物体に支え棒を渡すステップと、
    前記支え棒を前記三脚と前記頑丈な物体とに固定するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
18. 請求項１７記載の方法において、
    前記三脚から前記頑丈な物体に第二支え棒を渡すステップを更に含み、
    前記第二支え棒は、前記支え棒が前記頑丈な物体に取り付けられている別の一つの箇所からある程度の距離だけ離れている箇所で前記頑丈な物体に取り付けられることを特徴とする方法。
19. 水平表面上において物体または装置を支持する三脚であって、
    頂部から垂下する少なくとも三本の脚と、
    前記各脚の下端に設けられた足板であって水平表面に接して着地する構造の足板と、
    前記各脚ごとに前記足板近くの前記各脚の下端に設けられたキャスター取付具であって、前記足板から分離された構造であり、キャスターを支持し、前記各脚に旋回自在に配置されるキャスター取付具と、
    を備え、
    前記キャスター取付具は、前記足板を旋回させずに、前記各脚の周りに前記キャスターを旋回させ、
    前記キャスター取付具が前記三脚の中心から外に向かって回転し、かつ前記各脚が開いているとき、前記キャスターが水平表面から上に離脱し、前記キャスター取付具が前記三脚の中心に向かって回転したとき、前記キャスターが水平表面に接して着地し、前記足板が水平表面から上に離脱することによって、前記三脚が前記キャスター上で自由に回転することが可能となることを特徴とする三脚。

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