(57)【要約】  可搬型座標測定装置（ＣＭＭ）を開示する。ＣＭＭは向き合った第１および第２端部と、第１の関節アームに取り付けられた測定プローブとを有する、手動で位置決めができる関節アームを有してもよい。アームは複数の接合アーム部位を有してもよい。各アーム部位は位置信号を生じる少なくとも１つの位置トランスデューサを有してもよい。ＣＭＭは、位置信号をトランスデューサから受信し、選択された空間においてプローブの位置に対応するデジタル座標を提供する電子回路を有してもよい。少なくとも１本のアーム部位はその長さに沿って非直線的でもよい。
2010511860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択された空間において物体の位置を測定する可搬型座標測定装置（ＣＭＭ）であって、
向かい合った第１および第２端部を有し、手動で位置決めができる関節アーム（１４，１６）であって、前記アームは複数の接合アーム部位（１４；１６）を有し、各アーム部位は、位置信号を生じる少なくとも１つの位置トランスデューサを有する関節アーム（１４，１６）と、
前記関節アームの前記第１の端部に取り付けられた測定プローブ（１８）と、
前記トランスデューサから前記位置信号を受信し、選択された空間において前記プローブ（１８）の位置に対応するデジタル座標を提供する電子回路と、
を有し、
前記アーム部位（１４；１６）の少なくとも１つは、その長さに沿って非直線的である、ＣＭＭ。
【請求項２】
前記アーム部位（１４；１６）はその長さに沿って湾曲している、請求項１に記載のＣＭＭ。
【請求項３】
前記アーム部位（１４；１６）はその長さに沿って弓形である、請求項１に記載のＣＭＭ。
【請求項４】
前記アーム部位（２２）はその長さに沿って少なくとも２つの部位を有し、前記部位の間の角度は１８０度以外である、請求項１に記載のＣＭＭ。
【請求項５】
前記アーム部位（２４）はその長さに沿って逆湾曲を有する、請求項１に記載のＣＭＭ。
【請求項６】
前記アーム部位（１４；１６）は非円形断面を有する、請求項１に記載のＣＭＭ。
【請求項７】
前記断面は非球面形状を有する、請求項６に記載のＣＭＭ。
【請求項８】
前記断面はＩビームを含む、請求項６に記載のＣＭＭ。
【請求項９】
前記断面は切頭円錐形である、請求項６に記載のＣＭＭ。
【請求項１０】
前記断面は、長方形、正方形、または三角形である、請求項７に記載のＣＭＭ。
【請求項１１】
前記アーム部位（１４；１６）は一体型肘部位を有する、請求項８に記載のＣＭＭ。
【請求項１２】
前記アーム部位（１４；１６）はモールド成形される、請求項１に記載のＣＭＭ。
【請求項１３】
前記アーム部位（１４；１６）は炭素複合モールド部材からモールド成形される、請求項１２に記載のＣＭＭ。
【請求項１４】
選択された空間において物体の位置を測定する可搬型座標測定装置（ＣＭＭ）であって、
向かい合った第１および第２端部を有し、手動で位置決めができる関節アーム（１４，１６）であって、前記アームは複数の接合アーム部位（１４；１６）を有し、各アーム部位（１４；１６）は、位置信号を生じる少なくとも１つの位置トランスデューサを有する関節アーム（１４，１６）と、
前記関節アームの前記第１の端部に取り付けられた測定プローブ（１８）と、
前記トランスデューサから前記位置信号を受信し、選択された空間において前記プローブ（１８）の位置に対応するデジタル座標を提供する電子回路と、
を有し、
前記アーム部位（１４；１６）の少なくとも１つは、非管状である、可搬型座標測定装置。
【請求項１５】
選択された空間において物体の位置を測定する可搬型座標測定装置（ＣＭＭ）であって、
向かい合った第１および第２端部を有し、手動で位置決めができる関節アーム（１４，１６）であって、前記アームは複数の接合アーム部位（１４；１６）を有し、各アーム部位（１４；１６）は、位置信号を生じる少なくとも１つの位置トランスデューサ  を有する関節アーム（１４，１６）と、
前記関節アームの前記第１の端部に取り付けられた測定プローブ（１８）と、
前記トランスデューサから前記位置信号を受信し、選択された空間において前記プローブ（１８）の位置に対応するデジタル座標を提供する電子回路と、
を有し、
前記アーム部位（１４；１６）の少なくとも１つは、非円形断面を有する、可搬型座標測定装置。
【請求項１６】
選択された空間において物体の位置を測定する可搬型座標測定装置（ＣＭＭ）であって、
向かい合った第１および第２端部を有し、手動で位置決めができる関節アーム（１４，１６）であって、前記アームは複数の接合アーム部位（１４；１６）を有し、各アーム部位（１４；１６）は、位置信号を生じる少なくとも１つの位置トランスデューサ  を有する関節アーム（１４，１６）と、
前記関節アームの前記第１の端部に取り付けられた測定プローブ（１８）と、
前記トランスデューサから前記位置信号を受信し、選択された空間において前記プローブ（１８）の位置に対応するデジタル座標を提供する電子回路と、
を有し、
前記アーム部位（１４；１６）の少なくとも１つは、一体型肘部位を有する、可搬型座標測定装置。
【請求項１７】
選択された空間において物体の位置を測定する可搬型座標測定装置（ＣＭＭ）であって、
向かい合った第１および第２端部を有し、手動で位置決めができる関節アーム（１４，１６）であって、前記アームは複数の接合アーム部位（１４；１６）を有し、各アーム部位（１４；１６）は、位置信号を生じる少なくとも１つの位置トランスデューサ  を有する関節アーム（１４，１６）と、
前記関節アームの前記第１の端部に取り付けられた測定プローブ（１８）と、
前記トランスデューサから前記位置信号を受信し、選択された空間において前記プローブ（１８）の位置に対応するデジタル座標を提供する電子回路と、
を有し
前記アーム部位（１４；１６）の少なくとも１つは、モールド成形される、可搬型座標測定装置。
【請求項１８】
選択された空間において物体の位置を測定する可搬型座標測定装置（ＣＭＭ）であって、
向かい合った第１および第２端部を有し、手動で位置決めができる関節アーム（１４，１６）であって、前記アームは複数の接合アーム部位（１４；１６）を有し、各アーム部位（１４；１６）は、位置信号を生じる少なくとも１つの位置トランスデューサ  を有する関節アーム（１４，１６）と、
前記関節アームの前記第１の端部に取り付けられた測定プローブ（１８）と、
前記トランスデューサから前記位置信号を受信し、選択された空間において前記プローブ（１８）の位置に対応するデジタル座標を提供する電子回路と、
を有し、
前記測定プローブ（１８）は、コンピュータマウスの動作をシミュレートする一体型トラックボール（８０）を有するハンドル（８２）を含む、可搬型座標測定装置。
【請求項１９】
選択された空間において物体の位置を測定するコンピュータと共に使用される測定プローブであって、
プローブ本体（８２）と、
前記プローブ本体に接続されて、前記物体の位置に接触するように構成されたプローブ端（７８）と、
前記プローブ本体（８２）と一体であるコンピュータ入力装置（８０）と、
を有し、
前記コンピュータ入力装置は、前記コンピュータと通信するように構成された、測定プローブ。
【請求項２０】
前記コンピュータ入力装置（８０）は回転可能なトラックボール（８０）である、請求項１９に記載の測定プローブ。
【請求項２１】
前記測定プローブ（１８）は、前記トラックボール（８０）を回転させることによって、カーソルまたはマウスポインタをコンピュータの画面上で移動させるように構成された、請求項２０に記載の測定プローブ。
【請求項２２】
前記測定プローブ（１８）は、前記トラックボール（８０）を押下でき、トラックボールを押下すると、コンピュータ上のマウスボタンのクリックをシミュレートするように構成された、請求項２０に記載の測定プローブ。
【請求項２３】
前記プローブ本体（８２）はハンドル（８２）有し、前記コンピュータ入力装置（８０）はハンドル（８０）と一体的である、請求項１９に記載の測定プローブ。
【請求項２４】
前記トラックボール（８０）は光を通過させる物質で形成され、前記トラックボール（８０）は更に少なくとも１つの光源を有する、請求項２０に記載の測定プローブ。
【請求項２５】
少なくとも１つの前記アーム部位（１００）は略楕円の形状である、請求項１に記載のＣＭＭ。
【請求項２６】
少なくとも１つの前記アーム部位は、前記アーム部位の内部構成物にアクセスできるように構成された着脱可能なカバーを有する、請求項１に記載のＣＭＭ。
【請求項２７】
少なくとも１つの前記アーム部位は前記着脱可能なカバー（５６；５８；６０；６２）を有し、前記着脱可能なカバーは、これを外した場合に、前記アーム部位の内部構成物にアクセスできるように構成されている、請求項１４に記載のＣＭＭ。
【請求項２８】
少なくとも１つの前記アーム部位は前記着脱可能なカバー（５６；５８；６０；６２）を有し、前記着脱可能なカバーは、これを外した場合に、前記アーム部位の内部構成物にアクセスできるように構成されている、請求項１５に記載のＣＭＭ。
【請求項２９】
少なくとも１つの前記アーム部位は前記着脱可能なカバー（５６；５８；６０；６２）を有し、前記着脱可能なカバーは、これを外した場合に、前記アーム部位の内部構成物にアクセスできるように構成されている、請求項１６に記載のＣＭＭ。
【請求項３０】
少なくとも１つの前記アーム部位は前記着脱可能なカバー（５６；５８；６０；６２）を有し、前記着脱可能なカバーは、これを外した場合に、前記アーム部位の内部構成物にアクセスできるように構成されている、請求項１７に記載のＣＭＭ。
【請求項３１】
少なくとも１つの前記アーム部位は前記着脱可能なカバー（５６；５８；６０；６２）を有し、前記着脱可能なカバーは、これを外した場合に、前記アーム部位の内部構成物にアクセスできるように構成されている、請求項１８に記載のＣＭＭ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、座標測定装置（ＣＭＭ）に関し、特に、関節アームを有する可搬型ＣＭＭに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、可搬型関節アームが、ホストコンピュータおよびアプリケーションソフトウェアを伴う測定システムとして提供されている。関節アームは通例、物体上の点を測定する際に用いられ、これらの測定した点を、ホストコンピュータに保存されたコンピュータ援用設計（ＣＡＤ）データと比較して、当該物体がそのＣＡＤ仕様に該当するか否かを検出する。つまりＣＡＤデータは関節アームによって実際に測定された値と比較する参照データである。ホストコンピュータは、観察プロセスにおいて操作者を案内するアプリケーションソフトウェアを含んでもよい。複雑なアプリケーションを含む多くの場合、この構成は適切である。ユーザはアプリケーションソフトウェアの複雑なコマンドに対応しながら、ホストコンピュータで三次元ＣＡＤデータを観察するからである。
【０００３】
上述の測定システムに用いられる従来の可搬型ＣＭＭの一例が米国特許第５，４０２，５８２号（‘５８２）に開示されている。当該特許は本発明の譲受人に譲渡済みであって、ここで言及して援用する。‘５８２特許は、一端に支持ベースを有し、他端に測定プローブを有する手動操作用の多関節アームからなる従来の三次元測定システムを開示する。ホストコンピュータは中間コントローラまたはシリアルボックスを介してアームと通信する。‘５８２特許では、アームはシリアルボックスと電気的に通信し、シリアルボックスはホストコンピュータと電気的に通信することが分かるだろう。本発明の譲受人に譲渡済みの米国特許５，６１１，１４７号（‘１４７）を再び言及して援用するが、当該特許は、関節アームを有する類似のＣＭＭを開示する。当該特許では、関節アームは多数の重要な特徴を有する。それは、プローブ端に追加的な回転軸を設けることによって、２−１−３または２−２−３の関節構造体（後者は７軸アーム）のいずれかを有するアームを提供することを含む。同様に、アームにおけるベアリングに対して改良されたプレロードベアリング構造体も提供する。
【０００４】
本明細書に開示するタイプといったより最近の可搬型ＣＭＭは、中間コントローラまたはシリアルボックスを用いる必要がない。その機能がホストコンピュータによって提供されるソフトウェアに備わっているからである。例えば、本発明の譲受人に譲渡済みの米国特許第５，９７８，７４８号（‘７４８）を言及して本明細書に含めるが、当該特許はオンボードコントローラを有する関節アームを開示する。これは、１又は複数の実施可能なプログラムを保存し、ユーザにインストラクション（例えば、観察手順）を与え、参照データとなるＣＡＤデータを保存する。‘７４８特許では、アームにコントローラが装着され、当該コントローラが実施可能なプログラムを動作させる。当該プログラムは、観察手順等の処理においてユーザに指示を出す。本発明の譲受人に譲渡済みの米国特許第６，６１２，０４４号を言及して援用するが、当該特許は、‘７４８特許に開示されたタイプの座標測定システムのユーザに実施可能なプログラムを配布する方法およびシステムを開示する。
【０００５】
本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，１３１，２９９号（‘２９９）（その全ての内容を言及して本明細書に含める）は、関節アームを開示する。当該関節アームには表示装置が装着され、位置データやシステムメニュープロンプトといった便利な表示を操作者に見せることができる。米国特許第６，２１９，９２８（‘９２８）号は本発明の譲受人に譲渡済みであってここに言及して援用するが、当該特許は、関節アームのためのシリアルネットワークを開示する。シリアルネットワークは、アームに設けられたトランスデューサからデータをコントローラに通信する。各トランスデューサはトランスデューサインタフェースを有し、当該インタフェースはメモリを有し、メモリはトランスデューサデータを保存する。コントローラは各メモリを順次アドレスし、データがトランスデューサインタフェースメモリからコントローラに転送される。
【０００６】
米国特許第６，９５７，４９６号は本発明の譲受人に譲渡済みであってここに言及して援用するが、当該特許は、接合アーム部位を有する関節アームを有する可搬型ＣＭＭを開示する。一実施形態では、アーム部位は、所定の角度で相互に取り付けられたベアリング／エンコーダカートリッジを有する。各カートリッジは少なくとも１つ、好適には２のプレロードベアリングアセンブリと、エンコーダ、好適には光学的エンコーダとを有し、これらは全てハウジングに組み込まれている。好適には、各接合部において２つ以上のエンコーダ読み出しヘッドを用いて、測定精度を改善する。
【０００７】
米国特許第７，０７３，２７１号は本発明の譲受人に譲渡済みであってここに言及して援用するが、当該特許も、接合アーム部位を有する関節アームタイプのＣＭＭを開示する。接合アーム部位は回転可能なシャフトと、離れて設けられた少なくとも２のベアリングと、ベアリングおよびシャフトを取り巻くハウジングとを有する。ここで、ベアリング用のレースが、少なくとも次のうちの１つによって、形成される。つまり、（１）シャフトは、２個のベアリングの内の少なくとも１個の内側レースを形成し、（２）ハウジングは、２個のベアリングの少なくとも１個の外側レースを形成する。
【０００８】
米国特許第７，０５０，９３０号は本発明の譲受人に譲渡済みであってここに言及して援用するが、当該特許は、関節アームタイプのＣＭＭを開示する。ここで、関節アームは、回転可能に装着されたレーザスキャナを有する測定プローブを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
意図された目的に十分に適合すると同時に、容易に使用でき、効率的に製造でき、改良された特徴を提供し、より安価な価格で販売できる、改良された可搬型ＣＭＭに対する必要性が業界において、継続的に認められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、可搬型ＣＭＭは、接合アーム部位を有する関節アームを有する。一実施形態において、アーム部位は長手方向に対して非直線的である。好適には、アーム部位は湾曲するか弓形である。これは、通常直線的であって、特にアーム部位の長手方向に対して管状である従来のアーム部位とは明らかに対称的である。
【００１１】
別の実施形態では、アーム部位は非円形の断面を有する。例えば、Ｉビーム、楕円、正方形、三角形、非球面形状、十字、またはその他の非円形の形状の断面を有する。非円形の断面を有するアーム部位は、管状または円筒状の細長形状を有し故に通常は円形の断面を有する従来の部位とは、明らかに対照的である。
【００１２】
非管状アーム部位を用いることで、アーム部位を、カーボンファイバ強化モールド部材等といった適切なモールド部材から製造できる。これによって、より軽量なアーム部位ができるので、測定精度が向上する。アーム部位を弓形とすることで、係るアーム部位をモールド部材で形成した場合、直線的な管状アームに対して、強度が向上する。非管状アーム部位の場合も、プリント配線回路基板や他の電子機器をアーム部位から容易に取り出したり、アーム部位内に挿入したりすることができ、それによって、製品を点検、分解して、製造や修理の両方を行うことができる。これは、定期的な点検や修理中にＣＭＭのリキャリブレーションを、不要としないまでも、軽減できる。
【００１３】
更に別の実施形態では、アーム部位は一体モールド成形された肘を有する。アーム部位を少なくとも１つの肘と共にモールド成形できることは、別個のＵ字型リンクをアーム部位に接続し、そのために接続手段を必要とする上述の従来技術とは対照的である。
【００１４】
別の実施形態では、関節アームには一体型のアーム制限装置が設けられる。この装置は、アーム制限が適用されたか、解除されたかを視覚的に示すインジケータを有する。
別の実施形態では、関節アームは測定プローブにおいて終端する。このプローブは、ソフトウェアによって必要とされるフィールドや物体を選択する際に用いられる一体型トラックボールを有する。トラックボールは測定プローブのハンドルと一体化され、当該ボールのためにユーザは、測定ソフトフェアがインストールされているコンピュータに物理的に戻らずに、当該測定ソフトウェアを操作できる。好適には、トラックボールもＬＥＤインジケータライトとして機能する。したがってトラックボールは、回転させると、マウスの動作をシミュレートする。
本発明の上述また他の特徴や利点は、以下の詳細な説明や図面から、当業者には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の可搬型ＣＭＭの正面斜視図である。
【図２】図１のＣＭＭの右側面図である。
【図３】図１のＣＭＭの左側面図である
【図４】図１のＣＭＭの後面図である。
【図５】図１のＣＭＭに使用されたアーム部位の斜視図である。
【図６】図１のＣＭＭに使用された別のアーム部位の斜視図である。
【図７】図５の線７−７に沿った断面図である。
【図８】図１のアームに使用されたアーム部位の代替的な実施形態の断面図である。
【図９】多様な形状を有するアーム部位の上面図である。
【図１０】多様な形状を有するアーム部位の上面図である。
【図１１】多様な形状を有するアーム部位の上面図である。
【図１２】一体型の肘を示すアーム部材の側面図である。
【図１３】一体型の肘を示す別のアーム部材の側面図である。
【図１４】図１のＣＭＭに使用されたアーム部位および一体型の肘の部分を示す斜視図である。
【図１５】図１のＣＭＭに使用されたアーム制限部の分解図である。
【図１６Ａ】ロック解除位置およびロック位置にあるアーム制限部を示す斜視図である。
【図１６Ｂ】ロック解除位置およびロック位置にあるアーム制限部を示す斜視図である。
【図１７】一体型トラックボールを有する測定プローブの斜視図である。
【図１８】図１７の測定プローブの拡大斜視図である。
【図１９】ＣＭＭの少なくとも一つの実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
例示であって、制限するものではない添付の図面を参照しながら、実施形態を例示としてのみ説明する。ここで、同様の要素は複数の図面において同じ番号を付す。
【００１７】
最初に図１〜４を参照する。１０で示される可搬型ＣＭＭは、ベース１２と、ベース１２に関節でつながれた第１アーム１４と、アーム１４に関節でつながれた第２アーム１６と、アーム１６に関節でつながれた測定プローブ１８と、を有する。ＣＭＭ１０は、アーム１４とベース１２との間に２つの接合部、アーム１４と１６との間に２つの接合部、アーム１６と測定プローブ１８との間の２つの接合部がそれぞれ存在するように、いわゆる２−２−２接合構造において６度の自由度を有する。これら３つの接合部対の各々は、スイベルと、ヒンジ接合部対との両方を有する。図１〜図４に示される２−２−２構造はＣＭＭの一実施形態に過ぎず、本発明は、これ以外の適切な任意の数の接合部および／または接合部対の構造を有することが分かるだろう。他の例を幾つかあげると、６度未満の自由度または６度より大きな自由度（例えば、７度の自由アーム）と、２−１−２，１−２−３，または２−２−３構造等といった接合部対構造とを有するＣＭＭを含む。好適な実施形態では、各接合部は、前述の特許第６，９５７，４９６号に開示されたタイプのベアリング／エンコーダカートリッジを含む。
【００１８】
図１〜図４に示すように、２つの接合アーム部位１４および１６は非管状、つまり長手方向に非直線的な形状を有する。説明した実施形態では、アームは湾曲するか弓形である。アームを湾曲するか弓形にすることは、囲まれた空間内にアームを位置決めする場合に役立つ。より具体的には、アーム１４は図５により明瞭に示され、アーム１６は図６により明瞭に示される。
【００１９】
図５および図６のアーム１４，１６は湾曲するか弓形の細長形状を有するように図示されているが、その他の任意の非直線的及び／または非管状の細長形状でもよく、これも本発明に含まれることが分かるだろう。例えば、図９、図１０および図１１にそれぞれ代替的な実施形態２０、２２および２４を示す。図９のアーム２０は、一体的に湾曲した肘部位２８および３０の対を有する細長部位２６を有する。図１０のアーム２２は、一体的に形成されるか、角αで取り付けられた２つの直線部位を有する。角αは所望の角度に出来ることが分かるだろう。さらに、図１１のアーム２４には一組の逆湾曲が形成されている。いずれにしても、本発明では、アーム部位に対して任意の非管状、非直線的形状が用いられてもよいことが分かるだろう。湾曲、弓形、または非直線にすることで、例えばタービンやその他の囲まれた空間等の内部といった小さいか閉塞した空間内での計測を容易にする。
【００２０】
更に、図１９は、アーム形状の、他に可能である実施形態を示す。図１９に示すように、少なくとも１つのアームは略楕円形状のアーム１００として形成されてもよい。アームが楕円形状であることは、アームを伸ばした際に当該アームをより構造的に支持することに役立つ。ここで、上記の任意の断面構造を楕円のアーム１００に対して使用できることに注意する。
【００２１】
図７に最もよく示されるように、開示された実施形態の別の特徴は、各アーム部位の横断面が非円形であることである。つまり、例えば、図５および図６に示し、特に図７に示すように、アーム部位の断面はＩビーム構造を有し、上方細長部３２と、下方細長部３４と、リブ部位３６と、を有する。図示する実施形態では、アーム部位１６は２つのリブ部位３６を有し、それによって３つの開口部３８，４０および４２を規定する。
【００２２】
アーム１４および１６はＩビームのような断面を有するが、（球形または非球形の幾何学構造に基づいた）その他の任意の断面形状をアーム部位に対して用いてもよいことが分かるだろう。例えば、図８には、非円形断面の４つの他の実施形態を示す。これは、楕円または長円断面４４、正方形断面４６、十字断面４８、および三角形断面５０を含む。
【００２３】
特に、非管状アーム部位は、上述の背景技術において言及した従来特許を含む従来例において使用されるアーム部位とは非常に異なる。従来例では、このようなアーム部位は通常管状であり、通常円形の断面を有して、長手方向に直線的である。しかし、本発明によると、アーム部位はアーム部位の長手方向に対して非管状であり、さらに断面は非円形である。アーム部位が非直線的または非管状の細長い部分を有し得ることや、弓状または湾曲したアーム部位を用いることで、アーム部位の強度を増す。つまり、直線または線状の管状アーム部位に対して、所定の長さにわたってより多くの物質を提供することによって、アーム部位の強度が増される。
【００２４】
したがってＣＭＭの剛性は従来の管状アーム部位と比べて改善されるか、少なくとも維持される一方、アクセスや修理が出来る余地を与える。また、ＣＭＭ精度が増すと、剛性の必要条件も増す。これはＣＭＭが適切に機能するために非常に重要である。
【００２５】
好適な実施形態において、アーム部位はモールド成形可能な合成部材、好適には、モールド成形可能な炭素合成部材、より好適には、モールド成形可能で低熱膨張係数を有する炭素合成部材から形成される。一実施形態において、モールド成形可能な合成物とは、カーボンファイバが詰まったエポキシ樹脂である。ここでも、モールド成形可能な合成部材を使ってアーム部位を製造することは、一般的に管状であるアーム部位を、加工または鋳造された金属や、心棒に巻かれた樹脂含浸カーボンファイバによって製造されたチューブから作る従来例とは、明らかに対照的である。つまり、モールド成形可能な合成物を用いれば、より容易に、アーム部位を、所望の特性を有し、任意の細長断面形状を有するようにすることができる。これは、そのようなアーム部位を加工して型にし、従来のモールド成形処理によってアーム部位を製造できるからである。更にアーム部位は、注入式塑造法ではなく、加圧モールド成形によって製造してもよい。加圧モールド成形によれば、注入式塑造法において必要な解放バルブを不要にすることができる。
【００２６】
図５および図６と、図１２〜図１４を参照する。アーム部位１４および１６はそれぞれ肘５２および５４を有する。これらの各々はアーム部位の一端に一体形成される。一体形成された肘部位を用いれば、従来例においては別部品であった肘部位、および肘部位をアーム部位に接続するための関連する留めシステムまたは結合体が不要になる。従来例のように留めシステムまたは結合体を用いると、単体のカーボンファイバ構成物より高い熱膨張係数の金属構成物を追加することになる。つまり、前述の複合モールド物質および特にカーボンファイバモールド物質で形成した一体型肘を用いると、ＣＭＭアーム完成品における熱の影響を軽減するように作用する。これは、留め金やその他の結合手段を用いる一般的な従来の構造体では、単体のカーボンファイバ構成物より高い熱膨張係数の金属構成物を追加することになるためである。
【００２７】
図５および図６の非管状アーム部位によって、ＰＣ基板および他の電子機器を開口部３８，４０、または４２内に容易に配置でき、ＣＭＭ製品全体を分解しなくても容易に取り外して点検できることが更に分かるだろう。この性能により、定期的なサービスや修理の際にＣＭＭ製品をリキャリブレーションしなくてもよい。これは大きな利点であり、大幅に時間を節約する。
【００２８】
例えば、ある適用では、ある時間内に測定を完了することが非常に重要な場合がある。ハンガに吊された飛行機の翼といった大きな物体を測定する場合、午前から午後に時間が進むにつれて、温度の関数として翼の寸法が変化することがある。このため、翼を出来るだけ早く測定して、時間に起因して生じ得る変動を最小限にすることが重要である。ＣＭＭのリキャリブレーションが測定処理中に必要な場合、貴重な時間の無駄となり得る。このため、測定処理中にリキャリブレーションを必要としないＣＭＭを使用することは非常に貴重であろう。
【００２９】
図１〜図４に示すように、カバーが開口部３８、４０および４２の上に設けられて、ＰＣボードや関連電子機器を保護する。カバーは例えばゴム製かその他の適切な部材で作ってもよい。より具体的には、アーム１４は、アーム部材の反対側のそれぞれに、一対の小さなカバー５８と同様、一対の比較的長いカバー５６が設けられている。同様に、アーム部位１６は、一対のより小さなカバー６２と共に、向かい合って開かれた一対の長カバー部位６０を有する。これらのカバーは容易に取り外すことができ、アーム部位のどの部分にも容易にアクセスして点検できる。更に、この構造体は部品を容易に交換したり、アップグレードしたりできる。
一方、管状アームを有する従来の装置では、アームに開口部がない。したがって、従来のアームの内部の構成物には容易にアクセスできない。従来の管状アーム内の部品を修理、交換する場合には通常、単にカバーを外すのではなく、構造体全体を分解しなければならない。
【００３０】
従来例では、例えば、多くのＣＭＭは全く修理ができない。これは内部の部品に対するアクセスがないためであるし、内部の部品は通常、エポキシ樹脂で接着されていて、永久にＣＭＭに固定されているためである。このため、従来例では内部の構成物は取り外すことも、修理もできない。
【００３１】
図１２〜図１４には、別部品である肘部品６４が装着された肘５２と共に、アーム部位１６を示す。肘部品６４は、図１〜図４に示すアーム部位１４に装着されていることが分かるだろう。肘５２と肘部品６４との間には、‘４９６特許に開示されたタイプのモジュラベアリング／エンコーダカートリッジが位置することが分かるだろう。このカートリッジは肘５２と肘部品６４との間に接着、またはその他の方法で接続できる。肘部品６４は肘５２に対して回転することで、アーム部位１４および１６が相互に対して旋回できるようにする。一実施形態において、肘６４（および、したがってアーム１４）は２７０°まで旋回する。ＣＭＭ１０内の各接合部は適切なエンコーダおよびベアリング要素を有し、アーム部位の全ての端部において２度の回転ができるようにしていることが分かるだろう。好適な実施形態では、エンコーダ／ベアリングアセンブリも‘４９６特許に開示されたタイプであり、２つのベアリングエンコーダカートリッジがベースとアーム部位１４との間に、２つの係るカートリッジがアーム部位１４と１６との間に、２つの係るカートリッジがアーム１６と測定プローブ１８との間に、それぞれ配置される。ここでも追加的なカートリッジ（または、より少ない数のカートリッジ）をＣＭＭ１０と共に用いてもよいことが分かるだろう。所望であれば、これらのカートリッジは、‘４９６特許に開示するように、無制限に回転できる。
【００３２】
図１５および図１６Ａ、ならびに図１６Ｂを参照する。一実施形態において、ベース１２とアーム部位１６との間のヒンジ接合部はロックアセンブリを有する。これは、一体型アーム制限装置として作用する。図１５に示すように、このロックアセンブリはフリップレバー６６を有する。フィリップレバー６６はウォームギア６８に装着され、第１の肘５２に装着される。肘５２からは、‘４９６特許に記載されたタイプのベアリング／エンコーダカートリッジ７０が伸びている。ブッシング７２は、肘５２に設けられた開口部７４に挿入される。ブッシング７２は開口部７４内に配置され、ウォームギア６８はブッシング７２内に配置され、フリップレバー６６はウォームギア６８上に配置され、アセンブリの全体は、適切なねじ切り留め金７６および７８によって、結合される。図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、アーム制限装置は、起動されると、アーム部位１４が移動及び／または落下したり、アームを損傷したりしないようにする。図示した実施形態では、レバーを押し下げるとロック解除位置になり、レバーを押し上げると、ロック位置になる。
【００３３】
図１７および図１８に示すように、測定プローブ１８は、好適にはピストルグリップ構造体を有し、従来の測定プローブ端７８を含む。同様に好適には、測定プローブ７８は、オペレーティングソフトウェアによって必要とされるフィールドや物体を選択するために用いる一体型トラックボール８０を有する。トラックボール８０は測定プローブ７８のハンドル８２と一体的である。
【００３４】
トラックボール８０を回すとマウス動作がシミュレートされる。例えば、少なくとも一実施形態において、操作者がトラックボールを回すと、ホストコンピュータの画面上のカーソルまたはマウスが動く。更に、トラックボール８０は、操作者によって押下されるように作られている。トラックボール８０が押下されると、トラックボールのハウジング内にあるスイッチが起動される。トラックボール８０は、トラックボールを押下するかクリックすると、マウスボタンのクリックがシミュレートされるように構成できる。
【００３５】
トラックボール８０により、通常は可搬型ＣＭＭに関連して使われるホストコンピュータに物理的に戻らずに、ＣＭＭを操作する人間が測定ソフトウェアを操作できる。したがって、より早く、より効率的な測定できる。
【００３６】
さらに、トラックボール８０を光透過物質で作ってもよいし、ＬＥＤ等を用いる等して点灯してもよい。つまり、トラックボール８０もＬＥＤインジケータとして機能できる。マルチＬＥＤや異なる色のＬＥＤを用いて、トラックボール８０のインジケータ性能を向上できる。
【００３７】
好適な実施形態を図示して説明したが、本発明の精神や範囲を逸脱することなく、多様な変更や代替を行うことができる。したがって、本発明の説明は例示であり、これに制限されるものではないことが分かるだろう。
【００３８】
したがって、ここで開示した実施形態はあらゆる面において例示であり、上述の説明ではなくて添付の請求項によって示される本発明の範囲を制限するものではない。また、請求項と同等の意味および範囲内でなされる全ての変更は、ここに含まれることを意図する。
【図１】
2010511860.tif 000003
【図２】
2010511860.tif 000004
【図３】
2010511860.tif 000005
【図４】
2010511860.tif 000006
【図５】
2010511860.tif 000007
【図６】
2010511860.tif 000008
【図７】
2010511860.tif 000009
【図８】
2010511860.tif 000010
【図９】
2010511860.tif 000011
【図１０】
2010511860.tif 000012
【図１１】
2010511860.tif 000013
【図１２】
2010511860.tif 000014
【図１３】
2010511860.tif 000015
【図１４】
2010511860.tif 000016
【図１５】
2010511860.tif 000017
【図１６Ａ】
2010511860.tif 000018
【図１６Ｂ】
2010511860.tif 000019
【図１７】
2010511860.tif 000020
【図１８】
2010511860.tif 000021
【図１９】
2010511860.tif 000022
【国際調査報告】
2010511860.tif 000023
2010511860.tif 000024
2010511860.tif 000025
2010511860.tif 000026
2010511860.tif 000027