(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークピースに対して特定の配向又は配置から位置ずれしないように、ワークピースに対する堅固な取り付けをする多軸調節装置を提供する。【解決手段】ワークピースを機械加工するように構成された多軸調節装置５は、穿孔ガイド１１を有するヨーク部材１０を含み、当該穿孔ガイドは、穿孔軸を規定するとともに、内部を通る穿孔要素を受容する。ヨーク部材１０は、穿孔軸に平行に延びる脊柱用キャビティ１２を含む。脊柱部材２０は、脊柱用キャビティ１２内に部分的に配置されており、固定部材３０は、脊柱部材２０の下方に設けられ、横平面に沿って延びるとともに、縦軸を規定する。直交調節要素４０は、脊柱部材２０と機能的に係合するとともに、横平面に直交して延びる直交軸に沿って、ヨーク部材１０を、脊柱部材２０及び固定部材３０に対して変位させるように構成されている。【選択図】図１
2017113872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースを機械加工するように構成された多軸調節装置であって、
穿孔軸を規定するとともに、前記ワークピースを機械加工するための穿孔要素を受容するように構成された穿孔ガイドを画定するヨーク部材であって、さらに、当該ヨーク部材に沿って穿孔軸に平行に延びる脊柱用キャビティを含むヨーク部材と、
前記ヨーク部材の前記脊柱用キャビティ内に部分的に配置された脊柱部材と、
前記脊柱部材の下方に設けられ、横平面に沿って延びるとともに、前記横平面に平行に延びる縦軸を規定する固定部材と、
前記脊柱部材と機能的に係合するとともに、前記脊柱部材と協働して、前記横平面に直交して延びる直交軸に沿って、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材又は前記固定部材に対して変位させるように構成された直交調節要素と、
前記固定部材と機能的に係合するとともに、前記固定部材と協働して、前記横平面に平行な方向に沿って、前記脊柱部材又は前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させるように構成された横調節要素と、を含む、多軸調節装置。
【請求項２】
前記脊柱部材を、前記ヨーク部材の脊柱用キャビティ壁に向かって付勢するように構成された脊柱部材付勢要素をさらに含み、前記脊柱用キャビティ壁は、前記脊柱用キャビティを部分的に画定している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに、前記脊柱部材を前記固定部材に向かって、或いはこれに対して付勢するように構成された固定部材付勢要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ヨーク部材は、当該ヨーク部材を横切って前記脊柱用キャビティ内へと延びる横センターピン用穴を画定し、前記脊柱部材は、当該脊柱部材を横切って延びる横センターピン用スロットを画定し、前記多軸調節装置は、さらに、横センターピンを含み、当該横センターピンは、前記横センターピン穴と前記横センターピン用スロットとの間で機能的に係合することにより、前記ヨーク部材が、前記縦軸に平行な方向に沿って、前記脊柱部材に対して変位することを防止するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記固定部材は、前記直交軸に平行に延びる直交センターピン用穴を画定し、前記脊柱部材は、前記直交軸に平行に延びる直交センターピン用チャネルを画定し、前記多軸調節装置は、さらに、直交センターピンを含み、当該直交センターピンは、前記直交センターピン用穴と前記直交センターピン用チャネルとの間で機能的に係合することにより、前記脊柱部材が、前記縦軸に平行な方向に沿って、前記固定部材に対して変位することを防止するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記直交調節要素は、さらに、前記ヨーク部材の一部を、前記脊柱部材及び前記固定部材に対してピッチングさせるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記横調節要素は、さらに、前記直交センターピンを中心として、前記固定部材に対して、前記脊柱部材及びこれに係合するヨーク部材を回動させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
さらに、前記ワークピースに対して前記穿孔ガイドを固定するように構成された取付け要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
さらに、前記穿孔ガイドと機能的に連携して、前記固定部材に対する前記穿孔軸の配向を特定するように構成されたアライメント装置を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
多軸調節装置を用いてワークピースにおける穴を機械穿孔するための方法であって、
前記ワークピースに対して前記多軸調節装置の固定部材を固定し、その際、前記固定部材は、横平面に沿って延びるとともに、当該横平面に沿って延びる縦軸を規定しており、前記固定部材上には脊柱部材が設けられており、
前記多軸調節装置のヨーク部材により画定された穿孔ガイドに穿孔要素を挿入し、その際、前記穿孔ガイドは、穿孔軸を規定しており、前記ヨーク部材は、前記脊柱部材の一部の上方に位置する脊柱用キャビティを有し、
前記穿孔ガイドに前記穿孔要素を挿入し、前記第１位置において前記ワークピースと係合させることにより、前記穿孔要素が初期穿孔軸に沿って延びるようにし、
前記脊柱部材と機能的に係合する直交調節要素を用いることによる、前記横平面に直交して延びる直交軸に沿った変位、及び、前記固定部材と機能的に係合する横調節要素を用いることによる、前記横平面に平行な方向に沿った変位、のうちの少なくとも一方を行って、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材又は固定部材に対して変位させることにより、前記穿孔要素を第２位置に配置して前記ワークピースと係合させるとともに、前記穿孔要素が、前記初期穿孔軸から変位した調整済穿孔軸に沿うようにし、
前記第２位置に配置された前記穿孔要素を用いて穴を機械穿孔し、前記穿孔軸は、前記穿孔要素が前記第２位置に配置されている際、前記初期穿孔軸からオフセットしている、方法。
【請求項１１】
前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、前記脊柱部材と前記ヨーク部材との間で機能的に係合する直交調節要素を用いて、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材又は前記固定部材に対して変位させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記ヨーク部材の一部を、前記脊柱部材又は前記固定部材に対してピッチングさせるように構成された直交調節要素を用いて、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材又は前記固定部材に対して変位させる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ヨーク部材は、当該ヨーク部材を横切って前記脊柱用キャビティ内へと延びる横センターピン用穴を画定し、前記脊柱部材は、当該脊柱部材を横切って延びる横センターピン用スロットを画定し、前記多軸調節装置は、さらに、横センターピンを含み、当該横センターピンは、前記横センターピン穴と前記横センターピン用スロットとの間で機能的に係合することにより、前記ヨーク部材が、前記縦軸に平行な方向に沿って、前記脊柱部材に対して変位することを防止するように構成されており、前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記横センターピンを中心として、前記ヨーク部材の一部をピッチングさせるように構成された直交調節要素を用いて、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記直交軸を中心として、前記脊柱部材及びヨーク部材を回動させるように構成された横調節要素を用いて、前記脊柱部材及びこれに係合するヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１５】
多軸調節装置を含むとともに、ワークピースに穴を形成するように構成されたツールであって、前記多軸調節装置は、
穿孔軸を規定するとともに、前記ワークピースを機械加工するための穿孔要素を受容するように構成された穿孔ガイドを画定するヨーク部材であって、当該ヨーク部材に沿って穿孔軸に平行に延びる脊柱用キャビティを含むヨーク部材と、
前記ヨーク部材の前記脊柱用キャビティ内に部分的に配置された脊柱部材と、
前記脊柱部材の下方に設けられ、横平面に沿って延びるとともに、前記横平面に平行に延びる縦軸を規定する固定部材と、
前記脊柱部材と機能的に係合するとともに、前記脊柱部材と協働して、前記横平面に直交して延びる直交軸に沿って、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材及び前記固定部材に対して変位させるように構成された直交調節要素と、
前記固定部材と機能的に係合するとともに、前記固定部材と協働して、前記横平面に平行な方向に沿って、前記脊柱部材及び前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させるように構成された横調節要素と、を含み、
前記多軸調節装置を含む前記ツールは、さらに、
前記ワークピースに対して前記穿孔ガイドを固定するように構成された取付け要素と、
前記穿孔要素と機能的に結合するとともに、前記穿孔軸を中心として、前記穿孔ガイド内で、前記穿孔要素を回転させるように構成された駆動要素と、を含むことを特徴とする、ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、ワークピース（workpiece）を機械加工するために用いられるツールに関し、特に、機械加工又は製造のプロセス中に、ワークピースに対してツールを位置決めするための多軸調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工又は製造のプロセス中、ワークピースを完成させるために、ワークピースに対してツールの姿勢又は配向を調節することが望ましい。例えば、航空機の翼構造体などのワークピースは、製造設備において、自動マシンにより加工される。さらに、航空機の翼構造体は、穴（orifice）を形成する必要がある部分を含みうる。航空機、船舶用機器、及び／又は、他の重機などの大型構造体のための従来の製造技術においては、通常、固定モニュメントツール（fixed monument tools）が必要とされるが、これらのツールは、最終的な所望の配向に沿って延びる穴を機械穿孔するための調節が困難である。これに加えて、モニュメントツールの配向は、製造プロセス全体に亘って、監視、解析、及び／又は、更新しなければならない。さらに、いくつかの構造体及び／又はワークピースは、モニュメントツールの動作範囲内に収まらない可能性がある。最終的な所望の配向に延びる穴を正確に機械穿孔するための重要な要素は、４自由度（すなわち、垂直変位（上／下）、横変位（左／右）、ピッチング（pitch）、及びヨーイング（yaw））の調節が可能なツールを用いることである。さらに、ツールは、ワークピースに対して第１位置から第２位置まで穴を穿孔する際に、当該ツールが、ワークピースに対して特定の配向又は配置から位置ずれしないように、ワークピースに対する堅固な取り付け、或いは、関連付けが可能でなければならない。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の例示的な実施形態は、機械加工プロセス中、ワークピースに対してツールを調節するために改良された装置及び方法に関する。例示的な実施形態は、機械加工又は製造プロセス中、ワークピースに対してツールを調節するための簡単で効率的な手法を提供する。
【０００４】
例示的な実施形態においては、ワークピースを機械加工するように構成された多軸調節装置が提供される。多軸調節装置は、穿孔ガイドを画定するヨーク部材を含む。穿孔ガイドは、穿孔軸を規定するとともに、ワークピースを機械加工するための穿孔要素を受容するように構成されている。ヨーク部材は、さらに、当該ヨーク部材に沿って穿孔軸に平行に延びる脊柱用キャビティを含む。これに加えて、多軸調節装置は、ヨーク部材の脊柱用キャビティ内に部分的に配置された脊柱部材を含む。多軸調節装置は、さらに、脊柱部材の下方に設けられ、横平面に沿って延びる固定部材を含む。いくつかの実施形態においては、固定部材は、脊柱部材に対してヨーク部材から反対側に設けられる。固定部材は、横平面に平行に延びる縦軸を規定する。これに加えて、多軸調節装置は、脊柱部材と機能的に係合する直交調節要素を含む。直交調節要素は、脊柱部材と協働して、横平面に直交して延びる直交軸に沿って、ヨーク部材の少なくとも一部を、脊柱部材又は固定部材に対して変位させるように構成されている。多軸調節装置は、さらに、固定部材と機能的に係合するとともに、固定部材と協働して、横平面に平行な方向に沿って、脊柱部材又はヨーク部材の少なくとも一部を、固定部材に対して変位させるように構成された横調節要素を含む。
【０００５】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる多軸調節装置のいくつかの例示的な実施形態において、多軸調節装置は、さらに、脊柱部材を、ヨーク部材の脊柱用キャビティ壁に向かって付勢するように構成された脊柱部材付勢要素を含む。脊柱用キャビティ壁は、脊柱用キャビティを部分的に画定している。
【０００６】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる多軸調節装置のいくつかの例示的な実施形態において、多軸調節装置は、さらに、脊柱部材を固定部材に向かって、或いはこれに対して付勢するように構成された固定部材付勢要素を含む。
【０００７】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる多軸調節装置のいくつかの例示的な実施形態において、多軸調節装置は、さらに、横センターピンを含む。ヨーク部材は、横平面と平行に延びる横センターピン用穴を画定する。いくつかの実施形態において、横センターピン用穴は、当該ヨーク部材を横切って脊柱用キャビティ内へと延びている。脊柱部材は、当該脊柱部材を貫通する横センターピン用スロットを画定する。いくつかの実施形態において、横センターピン用スロットは、脊柱部材を横切って延びる。横センターピンは、横センターピン穴と横センターピン用スロットとの間で機能的に係合することにより、ヨーク部材が、縦軸に平行な方向に沿って、脊柱部材に対して変位することを防止するように構成されている。
【０００８】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる多軸調節装置のいくつかの例示的な実施形態において、多軸調節装置は、さらに、直交センターピンを含む。直交センターピンは、直交軸に平行に延びる固定部材の直交センターピン用穴に部分的に配置されている。脊柱部材は、直交軸に平行に延びる深さを規定する直交センターピン用チャネルを含む。直交センターピンは、直交センターピン用チャネルに部分的に配置されるとともに、脊柱部材が、縦軸に平行な方向に沿って、固定部材に対して変位することを防止するように構成されている。
【０００９】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる多軸調節装置のいくつかの例示的な実施形態において、脊柱部材と協働してヨーク部材の少なくとも一部を変位させるように構成された直交調節要素は、さらに、ヨーク部材の一部を、脊柱部材及び固定部材に対してピッチングさせるように構成されている。
【００１０】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる多軸調節装置のいくつかの例示的な実施形態において、脊柱部材の直交センターピン用チャネルに部分的に配置されている直交センターピンは、直交センターピンを中心として、脊柱部材を、固定部材に対して回動することを許容する。これに加えて、固定部材と協働して、脊柱部材及びヨーク部材の少なくとも一部を変位させるように構成された横調節要素は、さらに、直交センターピンを中心として、脊柱部材及びヨーク部材を回動させるように構成されている。
【００１１】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる多軸調節装置のいくつかの例示的な実施形態において、多軸調節装置は、さらに、ワークピースに対して穿孔ガイドを固定するように構成された取付け要素を含む。
【００１２】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる多軸調節装置のいくつかの例示的な実施形態において、多軸調節装置は、さらに、穿孔ガイドと機能的に連携するように構成されたアライメント要素を含む。アライメント要素は、さらに、固定部材に対する穿孔軸の配向を特定するように構成されている。
【００１３】
例示的な実施形態においては、さらに、多軸調節装置を用いてワークピースにおける穴を機械穿孔するための方法が提供される。上記方法は、ワークピースに対して多軸調節装置の固定部材を固定することを含む。固定部材は、横平面に沿って延びるとともに、当該横平面に沿って延びる縦軸を規定する。これに加えて、固定部材上には、脊柱部材が設けられている。上記方法は、さらに、多軸調節装置のヨーク部材により画定された穿孔ガイドに穿孔要素を挿入することを含む。穿孔ガイドは、穿孔軸を規定しており、ヨーク部材は、脊柱部材の一部の上方に位置する脊柱用キャビティを含む。上記方法は、さらに、穿孔要素を穿孔ガイドに挿入して、第１位置でワークピースと係合させることを含む。穿孔要素は、当該穿孔要素が第１位置にあるとき、穿孔軸に平行な初期穿孔軸に沿って延びている。上記方法は、さらに、穿孔要素を第２位置に配置することを含み、穿孔要素を第２位置に配置するに際しては、脊柱部材と機能的に係合する直交調節要素を用いることによる、横平面に直交して延びる直交軸に沿った変位、及び、固定部材と機能的に係合する横調節要素を用いることによる、横平面に平行な方向に沿った変位、のうちの少なくとも一方を行って、ヨーク部材の少なくとも一部を固定部材に対して変位させる。上記方法は、さらに、第２位置に配置された穿孔要素を用いて穴を機械穿孔することを含む。穿孔軸は、穿孔要素が第２位置に配置されている際、初期穿孔軸からオフセットしている。
【００１４】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、上記方法は、脊柱部材と協働してヨーク部材の一部を変位させるように構成された直交調節要素を用いて、ヨーク部材の少なくとも一部を、脊柱部材及び固定部材に対して変位させることを含む。脊柱部材は、ヨーク部材により画定された脊柱用キャビティ内に部分的に配置される。
【００１５】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、上記方法は、脊柱部材とヨーク部材との間で機能的に係合する直交調節要素を用いて、ヨーク部材の少なくとも一部を、脊柱部材及び固定部材に対して変位させることを含む。
【００１６】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、上記方法は、ヨーク部材の一部を、脊柱部材及び固定部材に対してピッチングさせるように構成された直交調節要素を用いて、ヨーク部材の少なくとも一部を、脊柱部材又は固定部材に対して変位させることを含む。
【００１７】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、上記方法は、横センターピンを中心として、ヨーク部材の一部をピッチングさせるように構成された直交調節要素を用いて、ヨーク部材の少なくとも一部を、固定部材に対して変位させることを含む。ヨーク部材は、当該ヨーク部材を貫通する横センターピン用穴を画定する。横センターピンは、横センターピン用穴及び横センターピン用スロットと機能的に係合することにより、ヨーク部材が、縦軸に平行な方向に沿って、脊柱部材に対して変位することを防止するように構成されている。
【００１８】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、上記方法は、固定部材と脊柱部材との間で機能的に係合する横調節要素を用いて、脊柱部材及びヨーク部材の少なくとも一部を、固定部材に対して変位させることを含む。
【００１９】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、上記方法は、直交軸を中心として脊柱部材及びヨーク部材を回動させるように構成された横調節要素を用いて、脊柱部材及びヨーク部材の少なくとも一部を、固定部材に対して変位させることを含む。
【００２０】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、上記方法は、直交軸に平行に延びる固定部材の直交センターピン用穴に配置された直交センターピンを中心として、脊柱部材及びヨーク部材を回動させるように構成された横調節要素を用いて、脊柱部材及びヨーク部材の少なくとも一部を、固定部材に対して変位させることを含む。脊柱部材は、直交軸に平行に延びる深さを規定する直交センターピン用チャネルを含む。直交センターピンは、直交センターピン用穴及び直交センターピン用チャネルに部分的に配置されるとともに、脊柱部材が、縦軸に平行な方向に沿って、固定部材に対して変位することを防止するように構成されている。
【００２１】
例示的な実施形態においては、ワークピースに穴を形成するように構成されたツールが提供される。ツールは、穿孔ガイドを画定するヨーク部材を有する多軸調節装置を含む。穿孔ガイドは、穿孔軸を規定するとともに、ワークピースを機械加工するための穿孔要素を受容するように構成されている。ヨーク部材は、さらに、当該ヨーク部材に沿って穿孔軸に平行に延びる脊柱用キャビティを含む。多軸調節装置は、さらに、ヨーク部材の脊柱用キャビティ内に部分的に配置された脊柱部材を含む。多軸調節装置は、さらに、脊柱部材の下方に設けられ、横平面に沿って延びる固定部材を含む。固定部材は、横平面に平行に延びる縦軸を規定する。これに加えて、多軸調節装置は、脊柱部材と機能的に係合する直交調節要素を含む。直交調節要素は、脊柱部材と協働して、横平面に直交して延びる直交軸に沿って、ヨーク部材の少なくとも一部を、脊柱部材及び固定部材に対して変位させるように構成されている。多軸調節装置は、さらに、固定部材と機能的に係合する横調節要素を含む。横調節要素は、固定部材と協働して、横平面に平行な方向に沿って、脊柱部材及びヨーク部材の少なくとも一部を、固定部材に対して変位させるように構成されている。多軸調節装置は、さらに、ワークピースに対して穿孔ガイドを固定するように構成された取付け要素を含む。ツールは、さらに、穿孔要素と機能的に結合する駆動要素を含む。駆動要素は、穿孔軸を中心として、穿孔ガイド内で、穿孔要素を回転させるように構成されている。
【００２２】
上述の実施形態若しくは後述の例示的な実施形態のいずれか、又は、これらの組み合わせによるツールのいくつかの例示的な実施形態において、上記ツールは、ヨーク部材の一部を、脊柱部材及び固定部材に対してピッチングさせるように構成された直交調節要素を含む。これに加えて、ツールは、直交軸を中心として、脊柱部材及びヨーク部材を、固定部材に対して回動させるように構成された横調節要素を含む。
【００２３】
本明細書に記載の特徴、機能、及び利点は、様々な例示的な実施形態において個別に実現可能であり、他の実施形態においては互いに組み合わせることも可能である。詳細については、以下の記載及び図面を参照することにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本開示の例示的な実施形態を一般的な文言を用いて説明してきたが、以下では、添付図面について言及する。これらの図面は、必ずしも正確な縮尺率で描かれているものではない。
【００２５】
【図１】本開示の例示的な実施形態による、第１位置に配向されたワークピースを機械加工するように構成された多軸調節装置を示す図である。
【図２】本開示の例示的な実施形態による、図１に示す多軸調節装置の分解図である。
【図３】本開示の例示的な実施形態による、直交軸及び横軸に沿って第１位置から第２位置に調節されたワークピースを機械加工するように構成された多軸調節装置を示す図である。
【図４】本開示の例示的な実施形態による、多軸調節装置のヨーク部材を示す図である。
【図５Ａ】本開示の例示的な実施形態による、脊柱部材付勢要素を示す図である。
【図５Ｂ】少なくとも直交付勢穴と機能的に係合するように構成された固定部材付勢要素を示す図である。
【図６】本開示の例示的な実施形態による、ワークピースを機械加工するように構成された多軸調節装置を含むツールを示す図である。
【図７】本開示の例示的な実施形態による、アライメント要素を含む多軸調節装置を示す概略図である。
【図８】本開示の例示的な実施形態による、多軸調節装置のヨーク部材により画定された穿孔ガイドを貫通する穿孔要素を示す図である。
【図９】本開示の例示的な実施形態による、機械加工を行うワークピースに固定された多軸調節装置を示す図である。
【図１０】例示的な実施形態による方法における様々なステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示のいくつかの実施形態を、添付図面を参照して以下により詳しく説明する。なお、図面には、本開示の実施形態のいくつかが示されているが、全てが示されているわけではない。実際、本開示の様々な実施形態は、多くの異なる形態で実施することができるものであり、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的な実施形態は、本開示が十分且つ完全なものとなるように、そして、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるために提示するものである。本明細書において、「及び／又は」の文言、並びに、「／」の記号は、これに関連する列挙アイテムのうちの１つ又は複数の任意及び全ての組み合わせを含む。さらに、特に明記しない限り、第１、第２などの文言は、特定の順序を示しているわけではない。本明細書において、第１、第２などの文言を用いて、様々なステップ、計算、位置、及び／又は、それに類するものを説明しているが、これらのステップ、計算、又は位置は、これらの文言によって限定されるわけではない。これらの文言は、ある動作、計算、又は位置を、他と区別するためだけに用いるものとする。例えば、本開示の範囲を逸脱しない範囲で、第１位置を第２位置と呼ぶ場合もあるし、同様に、第２ステップを第１ステップと呼ぶ場合もある。また、ある物体が、他の物体の上方にあると説明されていても（特に明記しない限り）、これに代えて、その物体は下方にあってもよいし、その逆であってもよい。また、同様に、ある物体が、他の物体の左側にあると説明されていても、これに代えて、その物体は右側にあってもよいし、その逆であってもよい。本明細書、及び、添付の請求の範囲での使用において、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈が明らかに他を示さない限り、複数形も含むことを意図している。同様の符号は、図面全体に亘って同様の要素を示している。
【００２７】
本開示の実施形態においては、ワークピースを機械加工するように構成された多軸調節装置が提供される。図１に示すように、多軸調節装置５は、穿孔ガイド１１を画定するヨーク部材（yoke member）１０を含む。これに加えて、穿孔ガイド１１は、その内部を貫通する穿孔軸Ｂを規定する。いくつかの態様においては、ヨーク部材１０は、複数の穿孔ガイド１１を画定してもよく、これらの複数の穿孔ガイド１１は、集合的に、これらの内部を貫通する穿孔軸Ｂを規定する。さらに、図６に示すように、ヨーク部材１０の穿孔ガイド１１は、穿孔軸Ｂに平行な方向に沿って延びるとともに穿孔ガイド１１を貫通する穿孔要素７０を受容するように構成されている。いくつかの態様によれば、穿孔ガイド１１は、例えば、ブッシング（bushing）やすべり軸受（plain bearing）などのベアリング要素を含んでもよく、このベアリング要素は、その内部を貫通する穿孔要素７０を受容するように構成されている。具体的には、ベアリング要素は、動作中、穿孔要素７０が穿孔軸Ｂを中心として回転できるように、当該穿孔要素７０を支持することができる。
【００２８】
再び図１及び図２を参照すると、多軸調節装置５は、固定部材３０をさらに含み、この固定部材は、横平面（lateral plane）に沿って延びるとともに、当該横平面に平行な方向に沿って延びる縦軸Ｘを規定している。これに加えて、固定部材３０は、横平面に平行な方向に沿って、且つ、縦軸Ｘに直交して延びる横軸Ｙを規定している。
【００２９】
図２に示すように、固定部材３０は、直交軸Ｚに平行な方向または当該直交軸に沿って延びる直交センターピン用穴３１を画定する。直交軸Ｚは、横平面に直交して延びるとともに、固定部材３０により規定される。具体的には、固定部材３０は、横平面に沿って延びており、直交センターピン用穴３１は、固定部材３０を貫通するとともに、直交軸Ｚを規定している。
【００３０】
いくつかの実施形態によれば、ヨーク部材１０は、さらに、内部に脊柱部材（spine member）２０を受容するように構成された脊柱用キャビティ１２を含む。これについては本明細書で詳述する。図２に示すように、脊柱用キャビティ１２は、穿孔ガイド１１により規定された穿孔軸Ｂに平行な方向に沿って延びている。これに加えて、ヨーク部材１０は、対向する脊柱用キャビティ壁１３ａ、１３ｂと、端壁１３ｃとを含み、これらは、集合的に、ヨーク部材１０の脊柱用キャビティ１２を部分的に画定している。
【００３１】
さらに、ヨーク部材１０は、穿孔軸Ｂに直交する方向に沿って、ヨーク部材１０内を横方向に延びる横センターピン用穴１４を画定する。具体的には、横センターピン用穴１４は、穿孔軸Ｂに直交する方向に沿って、ヨーク部材１０を貫通する。さらに、ヨーク部材１０は、横センターピン用穴１４に平行な方向、及び／又は、穿孔軸Ｂに直交する方向に沿って、ヨーク部材１０を貫通する少なくとも１つの横付勢穴１５を画定する。これに加え、或いはこれに代えて、本明細書で詳述するように、ヨーク部材１０が第１位置に配置及び／又は配向されている場合、横センターピン用穴１４及び／又は横付勢穴１５は、横軸Ｙに平行な方向に沿って、且つ、縦軸Ｘに直交してヨーク部材１０を貫通する。図４に示すように、横センターピン用穴１４は、ヨーク部材１０の第１脊柱用キャビティ壁１３ａ及びヨーク部材１０の対向する第２脊柱用キャビティ壁１３ｂを貫通する。これに代えて、横センターピン用穴１４は、第１脊柱用キャビティ壁１３ａを貫通し、第２脊柱用キャビティ壁１３ｂに部分的に陥入していてもよい。横センターピン用穴１４は、その内部を貫通する横センターピン８０を受容し、その際、横センターピン８０が、脊柱用キャビティ１２を少なくとも部分的に通るように構成されている。
【００３２】
横付勢穴１５は、第１脊柱用キャビティ壁１３ａを通って、脊柱用キャビティ１２へと延びる。これに代えて、横付勢穴１５は、第２脊柱用キャビティ壁１３ｂを通って脊柱用キャビティ１２へと延びていてもよい。より具体的には、横センターピン用穴１４は、少なくともヨーク部材１０の脊柱用キャビティ壁１３ａ、１３ｂの両方の部分を貫通しているが、これとは異なり、横付勢穴１５は、脊柱用キャビティ壁１３ａ、１３ｂのうち一方のみを貫通していてもよい。例えば、図４に示すように、横センターピン用穴１４は、脊柱用キャビティ壁１３ａ、１３ｂの両方の部分を貫通する一方で、横付勢穴１５は、第２脊柱用キャビティ壁１３ｂのみを貫通する。
【００３３】
前述したように、ヨーク部材１０の脊柱用キャビティ１２は、内部に脊柱部材２０の少なくとも一部を受容するように構成される。図１及び図２に示すように、脊柱部材２０は、脊柱部２１及びベース部２２を含む。脊柱用キャビティ１２は、脊柱部２１の少なくとも一部が脊柱用キャビティ１２内に配置されるような態様で、脊柱部材２０を受容するように構成される。これに加えて、図１及び図２に示すように、多軸調節装置５のヨーク部材１０、脊柱部材２０、及び固定部材３０は、脊柱部材２０が、固定部材３０とヨーク部材１０との間に位置するとともに、これらに対して機能的に係合するように配置される。
【００３４】
いくつかの態様において、多軸調節装置５は、さらに、特に図５Ａに示すような脊柱部材付勢要素９０を含む。脊柱部材付勢要素９０は、図９に示すように、ヨーク部材１０により画定された横付勢穴１５と機能的に係合し、一定の力で、ヨーク部材１０の脊柱用キャビティ１２内における脊柱部材２０の脊柱部２１を、対向する脊柱用キャビティ壁１３ａに対して付勢し、これにより、脊柱部２１を脊柱用キャビティ壁１３ａに実質的に接触させるように構成されている。
【００３５】
図２に示すように、脊柱部材２０は、横センターピン用スロット２３を画定する。具体的には、横センターピン用スロット２３は、脊柱部材２０の脊柱部２１を横方向に貫通するとともに、脊柱部材２０が脊柱用キャビティ１２と係合している際に、ヨーク部材１０により画定された横センターピン用穴１４に対応するように配置される。これに加えて、図２に示すように、横センターピン用スロット２３は、直交軸Ｚに平行な方向に沿って長くなっている。脊柱部材２０の横センターピン用スロット２３、及び、ヨーク部材１０の横センターピン用穴１４は、当該スロットと穴とが対応している際に、これらを貫通する横センターピン８０を受容するように構成される。
【００３６】
図２及び図４に示されるように、横センターピン８０は、ヨーク部材１０の横センターピン用穴１４、及び、脊柱部材２０の横センターピン用スロット２３を貫通するように構成され、摩擦嵌合（friction fit）及び／又はそれに類する態様により内部で保持される。横センターピン８０は、ヨーク部材１０の横センターピン用穴１４と機能的に係合しており、その際、横センターピン用穴１４に対する横センターピン８０の動きは、制限されるようになっている。また、横センターピン８０は、脊柱部材の横センターピン用スロット２３と機能的に係合しており、その際、横センターピン８０は、直交軸Ｚに沿った方向に自由に動けるようになっている。横センターピン用スロット２３が、直交軸Ｚに平行な方向に延びているので、横センターピン用穴１４は、ヨーク部材１０が、縦軸Ｘに平行な方向に沿って、脊柱部材２０に対して位置ずれするのを防止することができる。
【００３７】
図２に戻って、脊柱部材２０は、当該脊柱部材２０のベース部２２により画定された直交センターピン用チャネル２４を含む。このチャネルは、直交軸Ｚに平行な方向に沿って、脊柱部材のベース部２２の少なくとも一部に入り込む深さと、横軸Ｙに平行な方向に沿って延びる長さとを有する。前述したように、固定部材３０は、直交軸Ｚに平行な方向に沿って当該固定部材３０を貫通する直交センターピン用穴３１を画定する。いくつかの態様によれば、多軸調節装置５は、固定部材３０の直交センターピン用穴３１と、脊柱部材２０により画定された直交センターピン用チャネル２４との間で機能的に係合する直交センターピン８５を含む。
【００３８】
具体的には、直交センターピン８５は、摩擦嵌合及び／又はそれに類する態様により、直交センターピン用穴３１と機能的に係合する。さらに、直交センターピン８５は、固定部材３０の直交センターピン用穴３１を貫通しており、直交センターピン８５の少なくとも一部は、固定部材３０及び脊柱部材２０が互いに機能的に係合している際に、直交センターピン用チャネル２４に入り込んでいる。直交センターピン８５は、摩擦嵌合により固定部材３０の直交センターピン用穴３１と機能的に係合しており、固定部材３０に対する直交センターピン８５の動きは制限されている。その一方で、直交センターピン８５は、脊柱部材２０の直交センターピン用チャネル２４と機能的に係合するとともに当該チャネル内に入り込んでおり、その際、直交センターピン８５は、横軸Ｙに平行な方向に沿って自由に動けるようになっている。脊柱部材２０の直交センターピン用チャネル２４は、横軸Ｙに平行な方向に沿って延びており、直交センターピン用穴３１は、摩擦嵌合及び／又はそれに類する態様により直交センターピン８５と機能的に係合するように構成されている。このため、直交センターピン８５と、直交センターピン用穴３１及び直交センターピン用チャネル２４の両方とが機能的に係合することにより、脊柱部材２０が、縦軸Ｘに平行な方向に沿って、固定部材３０に対して位置ずれするのを防止することができる。
【００３９】
いくつかの態様によれば、図２に示すように、脊柱部材２０は、さらに、脊柱部材２０のベース部２２を貫通するとともに、直交軸Ｚに平行な方向に沿って延びる複数の直交付勢スロット２５を画定する。これに加えて、固定部材３０は、複数の直交付勢穴（不図示）を画定する。図５Ｂに示す固定部材付勢要素９５は、固定部材３０と脊柱部材２０との間のテンションを保つために、脊柱部材２０の直交付勢スロット２５と、固定部材３０の直交付勢穴（不図示）との間で機能的に係合する。さらに、固定部材付勢要素９５は、固定部材３０と脊柱部材２０とを互いに向けて付勢することにより、固定部材３０と脊柱部材２０との間で一定の面対面の圧力が保たれるようにするとともに、固定部材３０と脊柱部材２０とが互いに実質的に接触するように構成されている。
【００４０】
図１に示すように、多軸調節装置５が第１位置にあるとき、直交センターピン８５は、直交センターピン用チャネル２４と機能的に係合しており、その際、直交センターピン８５は、直交センターピン用チャネル２４の両端から等距離に位置している。また、第１位置において、穿孔軸Ｂは、縦軸Ｘに平行な方向及び／又は横軸Ｙに直交する方向に沿って、例えば、固定部材３０により規定される横平面に平行に、延びている。
【００４１】
これに加えて、多軸調節装置５は、さらに、脊柱部材２０と機能的に係合する少なくとも１つの直交調節要素４０を含み、当該要素は、脊柱部材２０と協働して、直交軸Ｚに平行な方向に沿って、ヨーク部材１０の少なくとも一部を、固定部材３０に対して変位させるように構成されている。いくつかの態様において、直交調節素子４０は、脊柱部材２０及びヨーク部材１０と機能的に係合し、これらと協働して、直交軸Ｚに平行な方向に沿って、ヨーク部材１０の少なくとも一部を、脊柱部材２０に対して変位させるように構成されている。
【００４２】
多軸調節装置５は、さらに、固定部材３０と機能的に係合する少なくとも１つの横調節要素５０を含み、当該要素は、固定部材３０と協働して、横平面に平行な方向又は直交軸Ｚに直交する方向に沿って、脊柱部材２０の少なくとも一部を、固定部材３０に対して変位させるように構成されている。これに加え、或いはこれに代えて、横調節要素５０は、固定部材と協働して、横平面に平行な方向及び／又は直交軸Ｚに直交する方向に沿って、脊柱部材２０及びヨーク部材１０の一部を、固定部材３０に対して変位させるように構成されてもよい。
【００４３】
具体的には、直交調節要素４０は、適切にネジ切りされた調節スクリューを含み、当該スクリューは、連続的に、ヨーク部材１０の一部を直交軸Ｚに平行な方向に沿って変位させるための、細かく連続的な調節ができるように構成されている。同様に、横調節要素５０は、適切にネジ切りされた調節スクリューを含み、当該スクリューは、連続的に、ヨーク部材１０の一部を横平面に平行な方向に沿って変位させるための、細かく連続的な調節ができるように構成されている。いくつかの態様においては、直交調節要素４０及び横調節要素５０は、バレルナット（barrel nut）及びクレビスピン（clevis type pin）、及び／又は、これらに類似した任意の適切な調節要素を含む。
【００４４】
直交調節要素４０及び／又は横調節要素５０は、ヨーク部材１０の少なくとも一部を、図１に示すような第１位置から図３に示すような第２位置に変位させるために設けられる。いくつかの実施形態においては、多軸調節装置は、第１及び第２の直交調節要素４０ａ、４０ｂと、第１及び第２の横調節要素５０ａ、５０ｂとを有する。これらの要素は、固定部材３０に対してヨーク部材１０の一部を変位させるために、他の直交調節要素４０ａ、４０ｂ及び／又は横調節要素５０ａ、５０ｂに対してそれぞれ独立した調節が可能である。
【００４５】
具体的には、直交調節要素４０は、連続的に、ヨーク部材１０の一部を直交軸Ｚに平行な方向に沿って変位させるように構成されたバレルナット・クレビスピン調節要素を含む。例えば、バレルナット・クレビスピン調節要素は、ヨーク部材を直交軸Ｚに対してピッチングさせたり、直交軸Ｚに平行する方向に沿って並進させたりすることができる。図３に示すように、第１直交調節要素４０ａは、当該第１直交調節要素４０ａに近接するヨーク部材１０の一部と脊柱部材２０の一部との間の距離を短くするように調整され、第２直交調節要素４０ｂは、当該第２直交調節要素４０ｂに近接するヨーク部材１０の一部と脊柱部材２０の一部との間の距離を長くするように調整されており、これによって、固定部材３０に対するヨーク部材１０のピッチング角を大きくすることができる。
【００４６】
同様に、横調節要素５０は、連続的に、ヨーク部材１０の一部を横平面に平行な方向に沿って変位させるように構成されたバレルナット・クレビスピン調節要素を含む。例えば、バレルナット及びクレビスピンを含む横調節要素５０は、ヨーク部材１０の縦軸Ｘに対するヨーイング角を増減することができる。これに加えて、バレルナット及びクレビスピンを含む横調節要素５０は、ヨーク部材１０を横軸Ｙに平行な方向に沿って並進させることができる。すなわち、ヨーク部材１０を、横軸Ｙに平行な方向に沿って等しい量で変位させることができる。
【００４７】
いくつかの態様によれば、第１横調節要素５０ａは、当該第１横調節要素５０ａに近接する脊柱部材２０の一部と固定部材３０の一部との間の距離を増減するように構成され、第２横調節要素５０ｂは、当該第２横調節要素５０ｂに近接する脊柱部材２０の一部と固定部材の一部との間の距離を増減するように構成されており、これによって、固定部材３０に対する脊柱部材２０のヨーイング角を増減することができる。具体的には、図３は、第１横調節要素５０ａが、当該第１横調節要素５０ａに近接する脊柱部材２０と固定部材３０との間の距離を長くしている状態を示し、さらに、第２横調節要素５０ｂが、当該第２横調節要素５０ｂに近接する脊柱部材２０と固定部材３０との間の距離を短くしている状態を示しており、これによって、ヨーク部材１０は、矢印Ｒに示すように、直交軸Ｚを中心として、時計回りに回動する。具体的には、横調節要素５０ａ、５０ｂが脊柱部材２０に機能的に係合することにより、ヨーク部材１０が、直交軸Ｚを中心として時計回り及び／又は反時計回りに回動する。
【００４８】
いくつかの態様において、横調節要素５０ａ、５０ｂは、横軸Ｙに平行な方向に沿って、脊柱部材２０の一部を、固定部材３０に対して変位させるように構成されている。具体的には、横調節要素５０ａ、５０ｂを等量で調節することにより、横軸Ｙに平行な方向に沿って、脊柱部材２０を介して、ヨーク部材１０の少なくとも一部を固定部材３０に対して変位させることができる。
【００４９】
これに加えて、ヨーク部材１０、脊柱部材２０、及び固定部材３０の一部は、これらヨーク部材１０、脊柱部材２０、及び固定部材３０の表面が互いに機能的に係合する場合に、摩擦が最小限になるような表面を含んでもよい。いくつかの態様において、ヨーク部材１０、脊柱部材２０、及び固定部材３０の一部の表面は、摩擦を最小限にするために、好適な潤滑剤により適切に潤滑されてもよい。これに加え、或いはこれに代えて、ヨーク部材１０、脊柱部材２０、及び固定部材３０の一部の表面は、それぞれの部材間において正確な滑りを実現し、且つ、摩擦を最小限にするために、硬質アルマイト（hard-anodized aluminum）及び／又はそれに類するものを含んでもよい。いくつかの態様によれば、ヨーク部材１０、脊柱部材２０、及び固定部材３０の一部の表面は、それぞれの部材間の焼き付き（galling）を最小限にするために、硬質アルマイト及び／又はそれに類するものを含む。
【００５０】
図９に示すように、多軸調節装置５は、さらに、ワークピース１１０に対して穿孔ガイド１１を固定するように構成された取付け要素１００を含みうる。具体的には、取付け要素１００は、固定部材３０が、ワークピース１１０に対して静止位置にある状態が保たれるように、ワークピース１１０に対して固定部材３０を固定するように構成されている。固定部材３０が、取付け要素１００を介してワークピース１１０に対して固定されると、固定部材３０と機能的に係合している脊柱部材２０、及び、脊柱部材２０を介して固定部材３０と機能的に係合しているヨーク部材１０が、ワークピース１１０に対して固定される。
【００５１】
これに加えて、多軸調節装置５は、さらに、固定部材３０に対する穿孔軸Ｂの配向を特定するように構成されたアライメント要素１２０（図７）を含みうる。いくつかの実施形態においては、アライメント要素又は装置１２０は、穿孔ガイドと機能的に連携して、固定部材に対する穿孔軸の配向を特定するように構成される。具体的には、アライメント要素１２０は、穿孔軸に沿って延びる穿孔要素７０と機能的に連携するように構成された少なくとも１つのアライメント部材１２１を含む。これに加えて、アライメント要素又は装置１２０は、少なくとも１つの撮像装置１２２を含み、当該撮像装置は、固定部材３０に対するアライメント部材１２１の位置を特定することにより、固定部材３０に対する、穿孔軸Ｂに沿って延びる穿孔要素により規定される穿孔軸Ｂの配向を特定するように構成されている。
【００５２】
図８を参照すると、本開示の実施形態は、さらに、ワークピース１１０に穴を形成するように構成されたツール１を提供する。ツール１は、本明細書に開示される多軸調節装置５を含む。これに加えて、ツール１は、さらに駆動要素２を含む。駆動要素２は、モータ及び／又はそれに類するものを含み、多軸調節装置５の穿孔要素７０と機能的に結合するように構成されている。具体的には、駆動要素２は、ワークピース１１０に穴を形成するために、穿孔ガイド１１内で、穿孔軸Ｂを中心として穿孔要素７０を回転させるように構成されている。
【００５３】
前述したように、ツール１における多軸調節装置５の直交調節要素４０は、脊柱部材２０と協働して、ヨーク部材１０の少なくとも一部を、固定部材３０に対して変位させるように構成されている。具体的には、直交調節要素４０は、脊柱部材２０及び固定部材３０に対するヨーク部材１０の一部のピッチング角を増減するように構成されている。
【００５４】
いくつかの実施形態によれば、ツール１における多軸調節装置５の横調節要素５０は、脊柱部材２０と協働して、ヨーク部材１０の少なくとも一部を、固定部材３０に対して変位させるように構成されている。具体的には、横調節要素５０は、直交軸Ｚを中心として、脊柱部材２０及びヨーク部材１０を、固定部材３０に対して回動させるように構成されている。
【００５５】
これに加えて、本開示の実施形態は、さらに、前述したように、多軸調節装置５を用いてワークピース１１０に穴を機械穿孔するための方法を提供する。具体的には、図１０は、多軸調節装置５を用いてワークピース１１０に穴を機械穿孔するための方法５００を示す概略ブロック図である。
【００５６】
具体的には、方法５００は、ワークピース１１０に対して多軸調節装置の固定部材３０を固定することにより開始する（ブロック５０２）。方法５００は、横平面に沿って延びるとともに、当該横平面に沿って延びる縦軸Ｘを規定する固定部材３０を取り付けることを含む。これに加えて、固定部材３０は、当該部材上に設けられた脊柱部材２０と機能的に係合している。
【００５７】
方法５００は、さらに、穿孔ガイド１１に穿孔要素７０を挿入することを含む（ブロック５０４）。具体的には、方法５００は、ヨーク部材１０により画定された穿孔ガイド１１に穿孔要素７０を挿入することを含む。いくつかの態様においては、ヨーク部材１０により画定された複数の穿孔ガイド１１に穿孔要素７０を挿入する。さらに、穿孔ガイド１１は、穿孔軸Ｂを規定し、ヨーク部材１０は、さらに、脊柱部材２０の一部の上方に位置する脊柱用キャビティ１２を含む。
【００５８】
いくつかの態様によれば、方法５００は、さらに、穿孔要素７０を穿孔ガイド１１に挿入して、第１位置でワークピース１１０と係合させることを含む（ブロック５０６）。上述したように、第１位置は、直交センターピン８５が直交センターピン用チャネル２４と機能的に係合しており、その際、直交センターピン８５が横軸Ｙに平行な方向に沿って延びる直交センターピン用チャネル２４の両端から等距離に位置している場合の、多軸調節装置５の位置として定義される。さらに、第１位置は、穿孔軸Ｂが、縦軸Ｘ、及び、固定部材３０により画定される横平面に対して平行な方向に沿って延びている際の位置として定義される。いくつかの態様において、多軸調節装置５の穿孔要素７０が第１位置に配置されている場合、穴によって規定される初期穿孔軸は、穿孔軸Ｂに平行である。
【００５９】
方法５００は、さらに、脊柱部材と機能的に係合する直交調節要素を用いることによる、横平面に直交して延びる直交軸Ｚに沿った変位、及び／又は、固定部材と機能的に係合する横調節要素を用いることによる、横平面に平行な方向に沿った変位、のうちの少なくとも一方を行って、ヨーク部材の少なくとも一部を、脊柱部材又は固定部材に対して変位させることにより、穿孔要素７０を第２位置に配置することを含む（ブロック５０８）。具体的には、多軸調節装置５の穿孔要素７０を第２位置に位置決めするに際して、前述したように、直交調節要素４０を用いて、横平面に直交する方向に沿って延びる直交軸Ｚに平行する方向に沿って、ヨーク部材１０の少なくとも一部を、固定部材に対して変位させる。
【００６０】
いくつかの態様において、方法は、脊柱部材２０と協働して、ヨーク部材１０の少なくとも一部を変位させるように構成された直交調節要素４０を用いて、ヨーク部材１０の少なくとも一部を、脊柱部材２０及び固定部材３０に対して変位させることを含む。これに加え、或いはこれに代えて、直交調節要素４０は、脊柱部材２０とヨーク部材１０との間で機能的に係合されてもよい。いくつかの態様において、直交調節要素４０は、脊柱部材２０及び固定部材３０に対するヨーク部材１０の一部についてのピッチング角を増減することにより、ヨーク部材１０の少なくとも一部を、脊柱部材２０及び固定部材３０に対して変位させるように構成されている。具体的には、直交調節要素４０は、横センターピン８０を中心としてヨーク部材１０の一部をピッチングさせるように構成されている。また、具体的には、脊柱部材２０は、ヨーク部材１０により画定された脊柱用キャビティ１２内に部分的に配置される。さらに、ヨーク部材１０は、横平面に平行に延びる横センターピン用穴１４を画定し、脊柱部材２０は、当該脊柱部材２０を貫通する横センターピン用スロット２３を画定する。横センターピン８０は、ヨーク部材１０の横センターピン用穴１４、及び、脊柱部材２０の横センターピン用スロット２３と機能的に係合することにより、ヨーク部材１０が、縦軸Ｘに平行な方向に沿って脊柱部材２０に対して変位することを防止する。
【００６１】
これに加え、或いはこれに代えて、多軸調節装置５の穿孔要素７０を第２位置に位置決めするに際しては、前述したように、横調節要素５０を用いて、横平面に平行する方向に沿って、ヨーク部材１０の一部を、固定部材に対して変位させてもよい。いくつかの態様において、横調節要素５０は、固定部材３０と機能的に係合している。これに加えて、上記方法は、固定部材３０と脊柱部材２０との間で機能的に係合する横調節要素５０を用いて、横平面に平行な方向に沿って、脊柱部材２０及びヨーク部材１０の少なくとも一部を、固定部材３０に対して変位させることを含む。さらに、上記方法は、直交軸Ｚを中心として、脊柱部材２０を介してヨーク部材１０を回動させるように構成された横調節要素５０を用いて、横平面に平行な方向に沿って、脊柱部材２０及びヨーク部材１０の少なくとも一部を、固定部材３０に対して変位させることを含む。具体的には、横調節要素５０は、固定部材３０において、直交軸Ｚに平行な方向に沿って延びる直交センターピン用穴３１内に配置された直交センターピン８５を中心として、脊柱部材２０及びヨーク部材１０を回動させるように構成されている。いくつかの態様において、直交センターピン８５は、脊柱部材２０により画定された直交センターピン用チャネル２４内に部分的に配置されている。これに加えて、直交センターピン８５が、固定部材３０の直交センターピン用穴３１と機能的に係合するとともに当該穴を貫通し、さらに、脊柱部材２０の直交センターピン用チャネル２４と機能的に結合するとともに当該チャネル内に部分的に配置されている場合、直交センターピン８５は、脊柱部材２０が、縦軸Ｘに平行な方向に沿って、固定部材３０に対して変位することを防止する。
【００６２】
上記方法は、さらに、第２位置に配置された穿孔要素７０を用いて、ワークピース１１０の穴を機械穿孔することを含みうる（ブロック５１０）。多軸調節装置５の穿孔要素７０が第２位置に配置されている際、穿孔軸Ｂは、初期穿孔軸からオフセットしている。
【００６３】
さらに、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。
【００６４】
付記１．ワークピースを機械加工するように構成された多軸調節装置であって、
穿孔軸を規定するとともに、前記ワークピースを機械加工するための穿孔要素を受容するように構成された穿孔ガイドを画定するヨーク部材であって、さらに、前記ヨーク部材に沿って前記穿孔軸に平行に延びる脊柱用キャビティを含むヨーク部材と、
前記ヨーク部材の前記脊柱用キャビティ内に部分的に配置された脊柱部材と、
前記脊柱部材の下方に設けられ、横平面に沿って延びるとともに、前記横平面に平行に延びる縦軸を規定する固定部材と、
前記脊柱部材と機能的に係合するとともに、前記脊柱部材と協働して、前記横平面に直交して延びる直交軸に沿って、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材又は前記固定部材に対して変位させるように構成された直交調節要素と、
前記固定部材と機能的に係合するとともに、前記固定部材と協働して、前記横平面に平行な方向に沿って、前記脊柱部材又は前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させるように構成された横調節要素と、を含む、多軸調節装置。
【００６５】
付記２．前記脊柱部材を、前記ヨーク部材の脊柱用キャビティ壁に向かって付勢するように構成された脊柱部材付勢要素をさらに含み、前記脊柱用キャビティ壁は、前記脊柱用キャビティを部分的に画定している、付記１に記載の装置。
【００６６】
付記３．さらに、前記脊柱部材を前記固定部材に向かって、或いはこれに対して付勢するように構成された固定部材付勢要素を含む、付記１に記載の装置。
【００６７】
付記４．前記ヨーク部材は、当該ヨーク部材を横切って前記脊柱用キャビティ内へと延びる横センターピン用穴を画定し、前記脊柱部材は、当該脊柱部材を横切って延びる横センターピン用スロットを画定し、前記多軸調節装置は、さらに、横センターピンを含み、当該横センターピンは、前記横センターピン穴と前記横センターピン用スロットとの間で機能的に係合することにより、前記ヨーク部材が、前記縦軸に平行な方向に沿って、前記脊柱部材に対して変位することを防止するように構成されている、付記１に記載の装置。
【００６８】
付記５．前記固定部材は、前記直交軸に平行に延びる直交センターピン用穴を画定し、前記脊柱部材は、前記直交軸に平行に延びる直交センターピン用チャネルを画定し、前記多軸調節装置は、さらに、直交センターピンを含み、当該直交センターピンは、前記直交センターピン用穴と前記直交センターピン用チャネルとの間で機能的に係合することにより、前記脊柱部材が、前記縦軸に平行な方向に沿って、前記固定部材に対して変位することを防止するように構成されている、付記１に記載の装置。
【００６９】
付記６．前記直交調節要素は、さらに、前記ヨーク部材の一部を、前記脊柱部材及び前記固定部材に対してピッチングさせるように構成されている、付記１に記載の装置。
【００７０】
付記７．前記横調節要素は、さらに、前記直交センターピンを中心として、前記脊柱部材及びこれに係合するヨーク部材を、前記固定部材に対して回動させるように構成されている、付記１に記載の装置。
【００７１】
付記８．さらに、前記ワークピースに対して前記穿孔ガイドを固定するように構成された取付け要素を含む、付記１に記載の装置。
【００７２】
付記９．さらに、前記穿孔ガイドと機能的に連携して、前記固定部材に対する前記穿孔軸の配向を特定するように構成されたアライメント装置を含む、付記１に記載の装置。
【００７３】
付記１０．多軸調節装置を用いてワークピースにおける穴を機械穿孔するための方法であって、
前記ワークピースに対して前記多軸調節装置の固定部材を固定し、その際、前記固定部材は、横平面に沿って延びるとともに、当該横平面に沿って延びる縦軸を規定しており、前記固定部材上には脊柱部材が設けられており、
前記多軸調節装置のヨーク部材により画定された穿孔ガイドに穿孔要素を挿入し、その際、前記穿孔ガイドは、穿孔軸を規定しており、前記ヨーク部材は、前記脊柱部材の一部の上方に位置する脊柱用キャビティを有し、
前記穿孔ガイドに前記穿孔要素を挿入し、前記第１位置において前記ワークピースと係合させることにより、前記穿孔要素が初期穿孔軸に沿って延びるようにし、
前記脊柱部材と機能的に係合する直交調節要素を用いることによる、前記横平面に直交して延びる直交軸に沿った変位、及び、前記固定部材と機能的に係合する横調節要素を用いることによる、前記横平面に平行な方向に沿った変位、のうちの少なくとも一方を行って、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材又は固定部材に対して変位させることにより、前記穿孔要素を第２位置に配置して前記ワークピースと係合させるとともに、前記穿孔要素が、前記初期穿孔軸から変位した調整済穿孔軸に沿うようにし、
前記第２位置に配置された前記穿孔要素を用いて穴を機械穿孔し、前記穿孔軸は、前記穿孔要素が前記第２位置に配置されている際、前記初期穿孔軸からオフセットしている、方法。
【００７４】
付記１１．前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記脊柱部材と前記ヨーク部材との間で機能的に係合する直交調節要素を用いて、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材又は前記固定部材に対して変位させる、付記１０に記載の方法。
【００７５】
付記１２．前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記ヨーク部材の一部を、前記脊柱部材又は前記固定部材に対してピッチングさせるように構成された直交調節要素を用いて、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材又は前記固定部材に対して変位させる、付記１１に記載の方法。
【００７６】
付記１３．前記ヨーク部材は、当該ヨーク部材を横切って前記脊柱用キャビティ内へと延びる横センターピン用穴を画定し、前記脊柱部材は、当該脊柱部材を横切って延びる横センターピン用スロットを画定し、前記多軸調節装置は、さらに、横センターピンを含み、当該横センターピンは、前記横センターピン穴と前記横センターピン用スロットとの間で機能的に係合することにより、前記ヨーク部材が、前記縦軸に平行な方向に沿って、前記脊柱部材に対して変位することを防止するように構成されており、前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記横センターピンを中心として、前記ヨーク部材の一部をピッチングさせるように構成された直交調節要素を用いて、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させる、付記１２に記載の方法。
【００７７】
付記１４．前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記固定部材と前記脊柱部材との間で機能的に係合する横調節要素を用いて、前記脊柱部材及び前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させる、付記１０に記載の方法。
【００７８】
付記１５．前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記直交軸を中心として、前記脊柱部材及びヨーク部材を回動させるように構成された横調節要素を用いて、前記脊柱部材及びこれに係合するヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させる、付記１４に記載の方法。
【００７９】
付記１６．前記固定部材は、前記直交軸に平行に延びる直交センターピン用穴を画定し、前記脊柱部材は、前記直交軸に平行に延びる直交センターピン用チャネルを画定し、前記多軸調節装置は、さらに、直交センターピンを含み、当該直交センターピンは、前記直交センターピン用穴と前記直交センターピン用チャネルとの間で機能的に係合することにより、前記脊柱部材が、前記縦軸に平行な方向に沿って、前記固定部材に対して変位することを防止するように構成されており、前記ヨーク部材の少なくとも一部を変位させるに際して、さらに、前記直交センターピンを中心として、前記脊柱部材及びこれに係合するヨーク部材を回動させるように構成された横調節要素を用いて、前記脊柱部材及びこれに係合するヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させる、付記１５に記載の方法。
【００８０】
付記１７．多軸調節装置を含むとともに、ワークピースに穴を形成するように構成されたツールであって、前記多軸調節装置は、
穿孔軸を規定するとともに、前記ワークピースを機械加工するための穿孔要素を受容するように構成された穿孔ガイドを画定するヨーク部材であって、さらに、前記ヨーク部材に沿って前記穿孔軸に平行に延びる脊柱用キャビティを含むヨーク部材と、
前記ヨーク部材の前記脊柱用キャビティ内に部分的に配置された脊柱部材と、
前記脊柱部材の下方に設けられ、横平面に沿って延びるとともに、前記横平面に平行に延びる縦軸を規定する固定部材と、
前記脊柱部材と機能的に係合するとともに、前記脊柱部材と協働して、前記横平面に直交して延びる直交軸に沿って、前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記脊柱部材及び前記固定部材に対して変位させるように構成された直交調節要素と、
前記固定部材と機能的に係合するとともに、前記固定部材と協働して、前記横平面に平行な方向に沿って、前記脊柱部材及び前記ヨーク部材の少なくとも一部を、前記固定部材に対して変位させるように構成された横調節要素と、
前記ワークピースに対して前記穿孔ガイドを固定するように構成された取付け要素と、
前記穿孔要素と機能的に結合するとともに、前記穿孔軸を中心として、前記穿孔ガイド内で、前記穿孔要素を回転させるように構成された駆動要素と、を含む、ツール。
【００８１】
付記１８．前記直交調節要素は、さらに、前記ヨーク部材の一部を、前記脊柱部材及び前記固定部材に対してピッチングさせるように構成されている、付記１７に記載のツール。
【００８２】
付記１９．前記横調節要素は、前記直交軸を中心として、前記脊柱部材及びヨーク部材を、前記固定部材に対して回動させるように構成されている、付記１７に記載のツール。
【００８３】
当業者ならば、上記の説明及び関連図面に示された教示を受けて、本明細書の開示の様々な改変及び他の実施形態を思いつくであろう。したがって、本開示は、開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、その改変例及び他の実施形態も、添付の請求の範囲に含まれることが意図されている。さらに、上述の説明及び関連図面は、特定の要素及び／又は機能の例示的組み合わせに関連させて例示的な実施形態を説明しているが、代替の実施形態においては、添付する請求の範囲から逸脱することなく、異なる要素及び／又は機能の組み合わせを用いることが可能である。この点について、例えば、添付の特許請求の範囲に記載されている場合もあるように、先に明確に記載したものとは異なる要素及び／又は機能の組み合わせも考えられる。本明細書において特定の用語を用いているが、これらの用語は、包括的且つ説明的な意味でのみ用いており、本開示を限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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