(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品又は装置の分析、測定、走査又は製造のためのチルト可能テーブルであって、２つ以上の反復可能な所定の位置に互いに対し可動である２つの要素（２０，３０）を備え、各要素が互いに協働する複数の部分（３２，３４，３６，３８，５２，５４，５６，５８，６０，６７，６４，６６）を有するチルト可能テーブルであり、
前記互いに協働する複数の部分は、
（ａ）要素が２つ以上の反復可能な所定の位置のいずれかにあるとき２つの要素間に運動学的支持をもたらすか、または、
（ｂ）要素が２つ以上の反復可能な所定の位置のいずれかにあるとき２つの要素間に６つを越えない接触点をもたらし、要素の相対移動を制限する
ように配列されており、
（ａ）において、前記互いに協働する複数の部分によってもたらされる運動学的支持は、前記要素が２つ以上の反復可能な所定の位置のいずれかにあるとき、２つの要素間の６つの自由度を拘束し、
前記互いに協働する複数の部分のうちの一部に存在する中心回りに、２つの要素が互いに回転可能である
ことを特徴とするチルト可能テーブル。
【請求項２】
該要素は、磁力によって２つ以上の反復可能な所定の位置のいずれかに保持されることを特徴とする請求項１に記載のチルト可能テーブル。
【請求項３】
チルト可能テーブルが機械の部分を形成し、該機械がテーブルをチルトさせるアクチュエータ（５）を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のチルト可能テーブル。
【請求項４】
アクチュエータは、ソレノイド、空圧式移動装置、液圧式移動装置、押し機として用いられる機械の可動部の一つであることを特徴とする請求項３に記載のチルト可能テーブル。
【請求項５】
要素の相対移動が、前記部分の構成部品を形成している１つまたは２つのボールの中心回りの回転であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のチルト可能テーブル。
【請求項６】
該部分が前記６つの接触点をもたらすとき、そこで、部分は、弾性平面部材であって、少なくとも部材の平面に平行する方向において２つの要素の相対移動に対する抵抗をもたらす弾性平面部材を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のチルト可能テーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は対象物を支持するテーブルであって、２つ以上の所定の位置にチルト可能なテーブルに関す。
【０００２】
【従来の技術】
部品、特に複雑な三次元形状を有する部品を分析または製造する際には,部品がより都合良く分析または生産されるように、部品または分析/製造している装置のいずれかの向きを変えるのが望ましいことが多い。
【０００３】
部品または装置の向きを変える方法の一つは、それをチルト可能なテーブルに取付けることである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多くの適用例において、例えば、テーブルが何度も同じ位置に戻されるとき、テーブルの精確で反復的位置決めが要求される。普通の機械加工用チルトテーブルでは、反復する精確な再位置決めは不可能である。かかるテーブルは、しばしば、ワークを取付ける簡単な回動可能なプレートとチルト量を示す角度計とを有している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるチルト可能テーブルは、２つ以上の所定の位置に互いに対し可動である２つの要素を備え、各要素が互いに協働する部分を有するチルト可能テーブルであって、該部分は、要素が位置のいずれかにあるとき２つの要素間に運動学的支持をもたらすか、または、要素が位置のいずれかにあるとき２つの要素間に６つを越えない接触点をもたらし、そして、該部分が要素の相対移動を制限することを特徴とする。
【０００６】
本発明の実施の形態は、かくて、２つの要素が互いに対して複数の位置にチルトすることを許容し、運動学的支持または３つの接触点がその位置への反復可能な位置決めを許容する。
【０００７】
好ましくは、２つまたは４つの位置が存在し、要素は、磁力によって２つ以上の位置のいずれかに保持される。
【０００８】
好ましくは、チルト可能テーブルが機械の部分を形成し、そして、該機械がテーブルをチルトさせるアクチュエータを有している。アクチュエータは、ソレノイド、空圧または液圧式移動装置、または押し機として用いられる機械の可動部、例えば、測定プローブまたは切削工具であってもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は、図２ないし５に示されるチルト可能テーブルの典型的な適用例を示す。テーブル１０は、例えば歯科用印象のワークピース６をチルトさせるために用いられており、テーブルが取付けられている走査機械が、ワークピースの全体の輪郭、特にワークピースがチルトされないのであれば走査され得ない領域を走査し、そして、記録できるようにしている。
【００１１】
図１は、レーザ式走査機械を示すが、他の非接触または接触式走査機械または座標式測定機も本発明によるチルト可能テーブルにより補助され得る。
【００１２】
通常、歯科用印象については、ベース要素３０とトップ要素２０との間で約１０〜１５°の傾きが適切であるが、本発明のチルト可能テーブルを用いることにより、６０°以上の傾きを得ることが可能である。
【００１３】
図２は本発明の一実施の形態を示している。トップ要素２０およびベース要素３０を有するチルト可能テーブル１０が示されている（全ての図において、トップ要素は外形線のみで示され、その下の部品がより明瞭に見えるようにされている）。使用の際には、これらの要素が互いに関して角度的に再位置決め可能とされており、その結果、例えばトップ要素上に支持されている物体の再位置決めが可能である。
【００１４】
この実施の形態では、Ｖ溝を有するブロック３２が２つベース要素３０に支持され、トップ要素２０に支持された２つのボール３４が溝内に着座している。ボール３４はそれぞれのＶ溝付きブロック３２の各々の側に位置している。これらのボールと溝とは、ストッパによって規定された２つの位置間での揺動運動を許容している。ストッパは２つのボール３６と２つのＶ溝付きブロック３８とから形成されている。２つのボール３４の中心の間に形成される揺動軸線の各々の側において、一つのブロックとボールとが協働し、トップ要素を２つの位置の一つに位置させる。図２は、トップ要素がこれらの位置の一つにあることを示している。この実施の形態では、ボール３４および３６がトップ要素に支持され、Ｖ溝付きブロック３８がベース要素３０に支持されている。
【００１５】
トップ要素は、上述の位置の一つに、一組の磁石４０および４２の磁力によって保持されている。
【００１６】
図２から、２つのチルトされた位置のいずれにおいても、トップ要素とベース要素との間に６つの接触点が形成されることが分かる（３つのボール３４，３４および３６の各々について２つ）。このようにして、トップ要素とベース要素との運動学的配置（kinematic location）が達成される。
【００１７】
ベース要素３０が確実に固定されていれば、トップ要素２０は２つの位置のいずれかに反復的に位置され得る。
【００１８】
もしも、これらのテーブルの２つ（またはそれ以上）が、それらのそれぞれの揺動軸線がオフセットされた状態で、一方が他方のトップ要素の上に置かれるならば、最上位のテーブルのトップ要素は４つ（またはそれ以上）のチルト可能な位置を有することができる。
【００１９】
図３は、本発明の他の実施の形態を示す。この例では、トップ要素とベース要素とは４つの位置に相対的に位置し得る。４つの位置の各々は、トップ要素２０とベース要素３０との間の６つの接触点によって規定される。接触点の２つは、トップ要素２０に支持されたボール５４’がベース要素３０のＶ溝５０’に着座することにより作られている。もう一つの接触点は、ボール５４’と平坦なパッド５６’との間に形成され、他の３つの接触点は、中心のボール５２と三角形状凹部５８の３つの傾斜側面との間に形成されている。このようにして、ベース要素３０に対するトップ要素２０の４つの可能なチルト位置のいずれにおいても、全部で６つの接触点が得られる。
【００２０】
磁石４０’および４２’の対が、図示された位置を保持している。図において、トップ要素２０は左にチルトされて示されており、そこで、ボール５４’がＶ溝５０’およびパッド５６’に着座され、一方、ボール５４は着座されていない。他のボール５４の対が、それらのそれぞれのＶ溝５０およびパッド５６に着座されるとき、さらに３つのチルト位置が得られ得ることは図から明らかであろう。磁石４０および４２の対がその位置を保持する。
【００２１】
図４および５は、本発明の他の実施の形態を示す。図４は、中間位置、すなわち、そのチルト位置の１つに位置されていない状態のチルト可能テーブル１０を示し、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面である。
【００２２】
この実施の形態では、トップ要素２０は、ベース要素３０に固定されたボール６０上を揺動できる。揺動運動は、ベース要素３０の２つの隣り合うボール５４と対向するトップ要素２０の平坦な接触面との接触によって制限される。このチルトされた位置は、磁石４０/４２の対の磁力によって維持される。この実施の形態によれば、４つのチルトされた位置が可能であり、３つ以上のボール/平坦部が採用されると２つ以上の位置が得られることが分かる。
【００２３】
揺動運動の方向には柔軟であるが、それ自体の面内では相対的に剛性の平面スプリング６２が設けられている。この相対的剛性が、トップ要素２０とベース要素３０との間の重要な横方向相対運動を防止している。
【００２４】
スプリング６２は、２つのポスト６４によりベース要素３０に固定され、さらに２つのポスト６６によりトップ要素２０に固定されている。スプリング６２における切欠き６８は、拘束された揺動運動、この場合、ボール６０の中心に位置された点の回りの揺動運動が生ずることを許容している。スプリング６２および他の部分が、ベース要素３０とトップ要素２０との間の擬似運動学的支持（quasi-kinematic support）をもたらしている。
【００２５】
このように、この配列は、テーブルのチルトされた位置のいずれにおいても、トップ要素とベース要素との間に３つの接触点をもたらしている。スプリング６２はトップ要素とベース要素との相対回転、および両者間の横方向への平行な移動を防止している。最少の３つの接触点が必要とされるが、より多く、例えば、ボールと平坦面との代わりに、ボールとＶ溝とが与えられてもよい。テーブルの各チルト位置について、６つを超えない接触点が与えられる必要がある。
【００２６】
図に示された各実施の形態では、テーブルは手動によりチルトされるか、または、テーブルが取付けられている機械の可動部分により押されてチルトされてもよく、例えば、接触プローブがテーブルを所望のチルト位置に押すのに用いられ得る。代わりに、あるアクチュエータが用いられてもよく、例えば、図１のソレノイド５が機械４の固定部分に連結され、トップ要素２０を２つのチルト位置間で動かしてもよい。もしも、４つのチルト位置が必要とされるのであれば、２つのアクチュエータが用いられてもよい。
【００２７】
他の変形および改良が当業者には明らかであり、例えば、ボール３４，３６、５２および５４はベース要素３０に支持され、且つ、Ｖ溝付きブロック３２、３８、スロット、パッド５６または三角形状凹部５８はトップ要素２０に支持されてもよい。ボールは全てがトップ要素またはベース要素に支持される必要もなく、またＶ溝付きブロック、スロット、パッドまたは凹部も全てがトップ要素またはベース要素に支持される必要もない。ボール、Ｖ溝付きブロック、スロット、パッドまたは凹部の代替物も考えられており、例えば、Ｖ溝付きブロック３２，３８、５０またはスロットの代わりに、ボールに対し２つの接触点を与える対のローラが設けられてもよく、または、平坦なパッド上のボールの代わりに、先端が尖った部品が設けられてもよい。三角形状凹部の代わりに、３つのボールの巣が設けられてもよい。このように、２つ、３つ、または４つ以上のチルト位置が可能である。もしも、３つの位置が必要とされるのであれば、中心の２点接触、例えば、Ｖ型スロット内の１つのボール、および３つの中心から離れた所にある２点接触が設けられてもよい。
【００２８】
さらに、運動学的支持を用いることは、ベース要素に対するトップ要素の６つの自由度を拘束する概ね６つの接触点を与える部品の配列によって、反復可能な位置決めを許容する。このような運動学的支持は、時折、ボーイズ支持（Boys support）として知られており、例えば、１９６０年、ロンドンのChapman & Hall社発行のH.J.J. Braddick著、「Mechanical Design of Laboratory Apparatus」の１１ないし３０頁に説明されている。Braddickはまた、ケルビン支持（Kelvin support）として時折知られている、機能的に等価な運動学的支持を記述しており、そこでは、第１の位置に３つ、第２の離間された位置として２つ、第３の離間された位置に１つの、６つの接触ないしは拘束点が設けられている。用語、「運動学的」、「運動学的に拘束され」、および同様の用語は、本明細書で用いられるとき、ボーイズ支持、ケルビン支持、および他の運動学的、半運動学的または擬似運動学的形式の支持をも包含する。擬似運動学的支持の一例は、円錐体とボール、Ｖ溝とボールおよび平坦面とボールであり、平坦面とＶ溝は、それらのそれぞれのボールとの間に、１つおよび２つの接触点をもたらし、円錐体は、そのボールにおいて３つの接触点（ハイスポット）を観念的にもたらす。
【００２９】
図４および５の実施の形態もまた、平面スプリング６２が３つの自由度を拘束し、且つ、接触点が他の３つの自由度を拘束しているので、運動学的配列を有することが注目される。
【００３０】
本発明が、ワークピースをチルトし、その全ての側部を走査するようにしたワークピース取付け用のテーブルに対する適用例によって図解された。しかしながら、本発明は、チルト機構が有効であるいずれの用途をも有し得る。走査の分野では、これが一つの適用例であるかもしれず、これにより、ワークピースが静止して保持され、機械の一部が本発明によるチルト用のテーブルを用いて移動される。このように、レーザ走査が測定技術として採用されるならば、レーザが、上述のテーブルの位置のいずれか一つにチルトされてもよい。代わりに、光学系の一部、例えば、ミラーが、レーザ走査を用いるときにチルトされてもよい。接触式走査が用いられるならば、走査用スタイラスが本発明によるテーブルを用いてチルトされてもよい。もしも、対象物のカメラ式分析が必要であるならば、対象物や対象物に対してカメラをチルトさせる、または対象物に対してカメラの光学系の一部をチルトさせるべく、チルトテーブルが採用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】走査機械に取付けられたチルト可能テーブルを示す側面図である。
【図２】本発明による２位置チルト可能テーブルを示す斜視図である。
【図３】本発明による４位置チルト可能テーブルの一実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明による４位置チルト可能テーブルの他の実施形態を示す側面図である。
【図５】図４の４位置チルト可能テーブルのＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
５    アクチュエータ
６    ワークピース
１０    （チルト可能）テーブル
２０    トップ要素
３０    ベース要素
３２、３８    （Ｖ溝付き）ブロック
３４，３６、５２，５４    ボール
４０、４２    磁石
５６    パッド
５８    （三角形状）凹部
６２    スプリング
【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５】
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