自在曲面スキャナー
【課題】３次元曲面に対して簡易にかつ自在に曲面形状を型取りできる自在曲面スキャナーを提供する。
【解決手段】自在曲面スキャナー１は、その一面を３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする板状定規部２と、板状定規部２に一定のピッチで取付けられる固定具３と、隣接する旋回板４との重複部１０を有するように固定具３により板状定規部２の他面側に取付けられ、板面に明けられた長円孔５と、板面から突出するボルト６及びナット７とを有する旋回板４とを備え、旋回板４は、ボルト６が一方の側に隣接する旋回板４に明けられた長円孔５に差し込まれ、長円孔５が他方の側に隣接する旋回板４に取付けられたボルト６により差し込まれることで曲面形状を型取りする板状定規部２の動きに追従し、ナット７が締め込んで旋回板４の重複部１０を相互に固定する。
【解決手段】自在曲面スキャナー１は、その一面を３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする板状定規部２と、板状定規部２に一定のピッチで取付けられる固定具３と、隣接する旋回板４との重複部１０を有するように固定具３により板状定規部２の他面側に取付けられ、板面に明けられた長円孔５と、板面から突出するボルト６及びナット７とを有する旋回板４とを備え、旋回板４は、ボルト６が一方の側に隣接する旋回板４に明けられた長円孔５に差し込まれ、長円孔５が他方の側に隣接する旋回板４に取付けられたボルト６により差し込まれることで曲面形状を型取りする板状定規部２の動きに追従し、ナット７が締め込んで旋回板４の重複部１０を相互に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自在曲面スキャナーに係り、特に、３次元曲面に定規を当てて曲面の形状を型取りする自在曲面スキャナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体物を３次元で計測する機器として、立体物を台座上に設置させ、プローブを立体物の表面に当てて３次元座標位置を計測し、コンピュータ処理により曲面を計測する３次元計測器が知られている。
【０００３】
また、簡易な方法として、可撓性を有する棒状の自在定規を３次元曲面に当てて曲面の形状を型取りすることも可能である。
【０００４】
一方、特許文献１には、被塗装部材の表面の所定の範囲に塗装を行う際に、その範囲の境界線を形成する曲線定規が開示されている。ここでは、可撓性を有する定規本体の両端側にコ字状のレバーを回動可能に装着し、両端側のレバーの間に第３のレバーを装着し、第３のレバーの両端に形成された長孔に両端側のレバーの内側の端部に立設された支軸を摺動可能に挿通することが記載されている。そして、定規本体を所定の形状に撓ませた状態で、支軸に螺着された円板状ナットを回してレバーの相対的回動を固定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１５０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、立体的な建造物の３次元曲面の形状を型取りする際には、地面に固定された建造物を台座上に設置させて３次元計測器で計測することは難しい。また、重量のある立体物やサイズの大きい立体物を台座上に設置させて３次元計測器で計測することも難しい。
【０００７】
重量のある立体物やサイズの大きい立体物に自在定規を３次元曲面に当てて曲面の形状を型取った場合、自在定規にはその曲線形状を固定する手段がないため、その曲線形状を保持させることは難しい。
【０００８】
本願の目的は、かかる課題を解決し、３次元曲面に対して簡易にかつ自在に曲面形状を型取りできる自在曲面スキャナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る自在曲面スキャナーは、立体物の３次元曲面に定規を当てて曲面形状を型取りする曲面スキャナーにおいて、可撓性材料からなり、その一面を３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする板状定規部と、板状定規部に一定のピッチで取付けられる複数の固定具と、隣接する旋回板との重複部を有するように、固定具により板状定規部の他面側に取付けられ、板面に明けられた長円孔と、板面から突出して取付けられたボルト及びナットとを有する複数の旋回板と、を備え、各旋回板は、取付けられたボルトが一方の側に隣接する旋回板に明けられた長円孔に差し込まれ、明けられた長円孔が他方の側に隣接する旋回板に取付けられたボルトにより差し込まれることで曲面形状を型取りする板状定規部の動きに追従し、ナットが締め込まれることで旋回板の重複部が相互に固定されることを特徴とする。
【００１０】
上記構成により、自在曲面スキャナーは、複数の旋回板が板状定規部に固定具を介して取付けられる。また、隣接する旋回板同士が長円孔と、長円孔に差し込まれるボルトとにより連結されて曲面形状を型取りする板状定規部の動きに追従する。そして、ボルトに羅合するナットを締め込むことで各旋回板の重複部が相互に固定され、板状定規部により型取りされた曲面形状を固定することができる。
【００１１】
また、自在曲面スキャナーは、長円孔が、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、板状定規部と略平行方向にその長円が向けられることが好ましい。これにより、ボルトは、長円孔内を移動して板状定規部の動きに追従することができる。
【００１２】
また、自在曲面スキャナーは、各旋回板が、曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、ボルトが差し込まれた長円孔内において略直線状に移動することで板状定規部の動きに追従することが好ましい。これにより、曲面形状を型取りする板状定規部の動きに従ってボルトが略直線状に移動し、旋回板が板状定規部の動きに追従することができる。
【００１３】
また、自在曲面スキャナーは、ボルトが、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔において旋回板の端部側に取付けられ、凹状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、差し込まれた長円孔において旋回板の中央側に向かって移動することが好ましい。これにより、立体物の表面が凹状の３次元曲面である場合に、その凹面形状を簡易にかつ自在に型取りすることができる。
【００１４】
また、自在曲面スキャナーは、ボルトが、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔において旋回板の中央側に取付けられ、凸状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、差し込まれた長円孔において旋回板の端部側に向かって移動することが好ましい。これにより、立体物の表面が凸状の３次元曲面である場合に、その凸面形状を簡易にかつ自在に型取りすることができる。
【００１５】
また、自在曲面スキャナーは、旋回板が、固定具から扇状に拡がる扇部と、扇部に連続して接続する半円形状の半円部とから構成され、ボルト及び長円孔は半円部の弦の近傍に設けられることが好ましい。これにより、各旋回板は、扇部と半円部とにより形成される重複部により板状定規部の動きに追従することができる。
【００１６】
また、自在曲面スキャナーは、ボルトが、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔の略中央に取付けられ、凸状の曲面形状を型取りする板状定規部の動き、及び、凹状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対して、差し込まれた長円孔の逆方向の端部に向かってそれぞれ移動することが好ましい。これにより、ボルトを旋回板の長円孔の略中央に設けることで、１台の自在曲面スキャナーで凸状の曲面形状又は凹状の曲面形状の何れの曲面形状にも追従できる。また、凸状及び凹状が組み合わされた波状の曲面形状にも追従することができる。
【００１７】
また、自在曲面スキャナーは、旋回板が、固定具から二等辺三角形状に拡がる三角部と、三角部に連続して接続する略長方形の長方形部とから構成され、ボルト及び長円孔は長方形部に設けられることが好ましい。これにより、各旋回板は、三角部及び長方形部とにより形成される重複部により板状定規部の動きに追従ことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明に係る自在曲面スキャナーによれば、３次元曲面に対して簡易にかつ自在に曲面形状を型取りできる自在曲面スキャナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る自在曲面スキャナーの第１の実施形態の概略構成を示す平面図及び断面図である。
【図２】図１の自在曲面スキャナーを凹状の曲面に当てた場合の平面図である。
【図３】図１の自在曲面スキャナーについて、隣接する旋回板相互の位置関係を示す説明図である。
【図４】本発明に係る自在曲面スキャナーの第２の実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図５】図４の自在曲面スキャナーを凸状の曲面に当てた場合の平面図である。
【図６】図４の自在曲面スキャナーについて、隣接する旋回板相互の位置関係を示す説明図である。
【図７】本発明に係る自在曲面スキャナーの第３の実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図８】図７の自在曲面スキャナーを凹状の曲面に当てた場合の平面図である。
【図９】図７の自在曲面スキャナーを凸状の曲面に当てた場合の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下に、図面を用いて本発明に係る自在曲面スキャナーの第１の実施形態につき、詳細に説明する。図１に、本発明に係る自在曲面スキャナーの概略構成を示す。ここでは、自在曲面スキャナー１を略直線状に伸ばした場合を示す。図１（ａ）には平面図を示し、図１（ｂ）には図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。また、図２に、図１の自在曲面スキャナー１を凹状の曲面に当てた場合を示す。本自在曲面スキャナー１は、板状定規部２、固定具３、及び旋回板４から構成される。そして、立体物の凹状の３次元曲面に板状定規部２を当てて曲面形状を型取りする。なお、以下の説明では、図１（ａ）の座標のＸ軸の正の方向を右側とし、負の方向を左側とする。また、図１（ａ）の座標のＹ軸の正の方向を上側とし、負の方向を下側とする。
【００２１】
板状定規部２は、例えば、ぜんまい鋼などの復元力を有する可撓性材料からなり、板状の断面を有する定規である。そして、図２に示すように、その一面を凹状の３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする。この板状定規部２は、復元力を有する可撓性材料からなるため、凹状の３次元曲面に沿って曲げることができる。また、型取り後には元の形状に戻ることができる。この板状定規部２には目盛が付いても良い。
【００２２】
固定具３は、取付けボルト１６及び取付けナット１７から構成される。本実施形態では、取付けボルト１６はスタッドボルトであり、スタッド溶接により板状定規部２の他面に固定される。従って、板状定規部２の曲面形状を型取りする面からは突出しない。そして、取付けボルト１６は、板状定規部２と旋回板４の折り曲げ部１８を挟み込む。そして、旋回板４の折り曲げ部１８は取付けナット１７により締め込まれる。このように、取付けボルト１６及び取付けナット１７により板状定規部２に旋回板４が取付けられる。この固定具３は、板状定規部２に対して一定のピッチで複数個が取付けられる。
【００２３】
旋回板４は、隣接する旋回板４との重複部１０を有するように固定具３により板状定規部２の他面側に取付けられる。この旋回板４は、例えば、ステンレス鋼などからなる。そして、旋回板４の板面に明けられた長円孔５と、旋回板４の板面の面外に突出して取付けられたボルト６、及びボルト６と羅合するナット７とを有する。本実施形態では、このボルト６は旋回板４の板面に溶接で固定されるスタッドボルトであり、ナット７は蝶締めナットである。
【００２４】
図１の右端の旋回板４に示すように、本実施形態では、旋回板４は固定具３から扇状に拡がる扇部８と、扇部８に連続して接続する半円形状の半円部９とから構成され、ボルト６及び長円孔５は半円部９の弦１９の下方の近傍に設けられる。この旋回板４の形状は、長円孔５とボルト６及びナット７との位置関係が保持されれば、扇部８及び半円部９の形状に限らない。
【００２５】
各旋回板４は、取付けられたボルト６が一方の側に隣接する旋回板４に明けられた長円孔５に差し込まれる。また、各旋回板４は、明けられた長円孔５が他方の側に隣接する旋回板４に取付けられたボルト６により差し込まれる。すなわち、隣接する旋回板４には、それぞれ同じように長円孔５及びボルト６が設けられ、相互に連結される。そして、長円孔５は、板状定規部２を略直線状にした場合に、板状定規部２と略平行方向にその長円が向けられる。
【００２６】
本実施形態の場合、自在曲面スキャナー１を略直線状に伸ばした場合に、図１（ａ）に示すように、ボルト６は長円孔５の左の端部に位置するように旋回板４に取付けられる。こうすることで、旋回板４は凹状の曲面形状を型取りする板状定規部２の動きに追従する。そして、板状定規部２が凹状の曲面形状を型取りすると、ナット７を締め込み旋回板４の重複部１０を相互に固定する。旋回板４の重複部１０が相互に固定されると、自在曲面スキャナー１は凹状の曲面形状を型取ったまま保持される。
【００２７】
各旋回板４は、曲面形状を型取りする板状定規部２の動きに対し、ボルト６が差し込まれた長円孔５内を移動することで追従する。すなわち、図１に示す自在曲面スキャナー１の各旋回板４は、図２に示すように板状定規部２が凹状の曲面形状を型取りすると、相互の位置を変えて板状定規部２の動きに追従する。このとき、ボルト６は、板状定規部２を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板４の長円孔端部側１４に取付けられ、凹状曲面１３を型取りする板状定規部２の動きに対し、差し込まれた長円孔中央側１５に移動することで追従する。つまり、隣接する旋回板４のうち、左側の旋回板４に取付けられたボルト６を、右側の旋回板４に設けられた長円孔５内を移動するように相互の旋回板４を引き付けると、その間の板状定規部２は曲線を描いて曲がる。
【００２８】
図３に、自在曲面スキャナー１の隣接する旋回板４ａ，４ｂの相互の位置関係を示す。説明のため旋回板４ａは固定されているものとする。板状定規部２ａ、旋回板４ａ，４ｂ、長円孔５ａは、自在曲面スキャナー１を略直線状に伸ばした場合を示す。板状定規部２ｂ、旋回板４ｃ、長円孔５ｂは、自在曲面スキャナー１が凹状曲面１３を型取りした場合を示す。また、点位置（Ｘ），（Ｙ）は、板状定規部２ａの旋回板４ａ，４ｂの中心位置を示し、点位置（Ｚ）は、板状定規部２ｂの旋回板４ｃの中心位置を示す。さらに、角度（θ１）は、板状定規部２ａと板状定規部２ｂとの交差角度を示し、角度（θ２）は、長円孔５ａと長円孔５ｂとの軸方向の交差角度を示す。
【００２９】
凹状曲面１３に従って板状定規部２ａの点位置（Ｙ）が板状定規部２ｂの点位置（Ｚ）に移動する。板状定規部２ａの点位置（Ｘ）から点位置（Ｙ）までの直線距離は、伸縮がないことから板状定規部２ａの点位置（Ｘ）から点位置（Ｚ）までの曲線上の距離に略等しい。このとき、旋回板４ｃは、板状定規部２ｂの点位置（Ｚ）での曲線の接線方向に略垂直方向に向く。そして、旋回板４ｃの長円孔５ｂの軸方向の角度（θ２）は、板状定規部２ａの回転角度（θ１）に略等しくなる。このように、旋回板４ｃの位置は、板状定規部２ａの回転角度（θ１）に旋回板４ｃの長円孔５ｂの軸方向の角度（θ２）が略等しくなるような位置へと移動する。
【００３０】
また、ボルト６は、旋回板４ａに取付けられているために位置が固定されている。このとき、板状定規部２ａの点位置（Ｙ）が板状定規部２ｂの点位置（Ｚ）まで徐々に移動すると、長円孔５ｂの軸方向の角度（θ２）も板状定規部２ａの回転角度（θ１）の変化につれて徐々に変化する。このことから、板状定規部２を略直線状にした場合に、板状定規部２と略平行方向にその長円が向けられる長円孔５ａは、軸方向の角度（θ２）を変化させることで追従することができる。そして、差し込まれたボルト６は、長円孔端部側１４から長円孔中央側１５に移動することで追従する。
【００３１】
（第２の実施形態）
以下に、図面を用いて本発明に係る自在曲面スキャナーの第２の実施形態につき、詳細に説明する。図４に、本発明に係る自在曲面スキャナーの概略構成を示す。ここでは、自在曲面スキャナー３０を略直線状に伸ばした場合を示す。図４（ａ）には平面図を示し、図４（ｂ）には図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す。また、図５に、図４の自在曲面スキャナー３０を凸状の曲面に当てた場合を示す。本自在曲面スキャナー３０は、板状定規部３２、固定具３３、及び旋回板３４から構成される。そして、立体物の凸状の３次元曲面に板状定規部３２を当てて曲面形状を型取りする。
【００３２】
板状定規部３２は、例えば、ぜんまい鋼などの復元力を有する可撓性材料からなり、板状の断面を有する定規である。そして、図５に示すように、その一面を凸状の３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする。この板状定規部３２は、復元力を有する可撓性材料からなるため、凸状の３次元曲面に沿って曲げることができる。また、型取り後には元の形状に戻ることができる。この板状定規部３２には目盛が付いても良い。
【００３３】
固定具３３は、取付けボルト４６及び取付けナット４７から構成される。本実施形態では、取付けボルト４６はスタッドボルトであり、スタッド溶接により板状定規部３２の他面に固定される。従って、板状定規部３２の曲面形状を型取りする面からは突出しない。そして、取付けボルト４６は、板状定規部３２と旋回板３４の折り曲げ部４８を挟み込む。そして、旋回板３４の折り曲げ部４８はナット３７により締め込まれる。このように、取付けボルト４６及び取付けナット４７により板状定規部３２に旋回板３４が取付けられる。この固定具３３は、板状定規部３２に対して一定のピッチで複数個が取付けられる。
【００３４】
旋回板３４は、隣接する旋回板３４との重複部４０を有するように固定具３３により板状定規部３２の他面側に取付けられる。この旋回板３４は、例えば、ステンレス鋼などからなる。そして、旋回板３４の板面に明けられた長円孔３５と、旋回板３４の板面の面外に突出して取付けられたボルト３６、及びボルト３６と羅合するナット３７とを有する。本実施形態では、このボルト３６は旋回板３４の板面に溶接で固定されるスタッドボルトであり、ナット３７は蝶締めナットである。
【００３５】
図４の右端の旋回板３４に示すように、本実施形態では、旋回板３４は固定具３３から扇状に拡がる扇部３８と、扇部３８に連続して接続する半円形状の半円部３９とから構成され、ボルト３６及び長円孔３５は半円部３９の弦４９の下方の近傍に設けられる。この旋回板３４の形状は、長円孔３５とボルト３６及びナット３７との位置関係が保持されれば、扇部３８及び半円部３９の形状に限らない。
【００３６】
本実施形態の場合、自在曲面スキャナー３０を略直線状に伸ばした場合に、図４（ａ）に示すように、ボルト３６は長円孔３５の右の端部に位置するように旋回板３４に取付けられる。こうすることで、旋回板３４は凸状の曲面形状を型取りする板状定規部３２の動きに追従する。そして、板状定規部３２が凸状の曲面形状を型取りすると、ナット３７を締め込み旋回板３４の重複部４０を相互に固定する。旋回板３４の重複部４０が相互に固定されると、自在曲面スキャナー３０は凸状の曲面形状を型取ったまま保持される。
【００３７】
各旋回板３４は、曲面形状を型取りする板状定規部３２の動きに対し、ボルト３６が差し込まれた長円孔３５内を移動することで追従する。すなわち、図４に示す自在曲面スキャナー３０の各旋回板３４は、図５に示すように板状定規部３２が凸状の曲面形状を型取りすると、相互の位置を変えて板状定規部３２の動きに追従する。このとき、ボルト３６は、板状定規部３２を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板３４の長円孔中央側４５に取付けられ、凸状曲面１２を型取りする板状定規部３２の動きに対し、差し込まれた長円孔端部側４４に移動することで追従する。つまり、隣接する旋回板３４のうち、左側の旋回板３４に取付けられたボルト３６を、右側の旋回板３４に設けられた長円孔３５内を移動するように相互の旋回板３４を引き付けると、その間の板状定規部３２は曲線を描いて曲がる。
【００３８】
図６に、自在曲面スキャナー３０の隣接する旋回板３４ａ，３４ｂの相互の位置関係を示す。説明のため旋回板３４ａは固定されているものとする。板状定規部３２ａ、旋回板３４ａ，３４ｂ、長円孔３５ａは、自在曲面スキャナー３０を略直線状に伸ばした場合を示す。板状定規部３２ｂ、旋回板３４ｃ、長円孔３５ｂは、自在曲面スキャナー３０が凸状曲面１２を型取りした場合を示す。また、点位置（Ｘ），（Ｙ）は、板状定規部３２ａの旋回板３４ａ，３４ｂの中心位置を示し、点位置（Ｚ）は、板状定規部３２ｂの旋回板３４ｃの中心位置を示す。さらに、角度（θ１）は、板状定規部３２ａと板状定規部３２ｂとの交差角度を示し、角度（θ２）は、長円孔３５ａと長円孔３５ｂとの軸方向の交差角度を示す。
【００３９】
凸状曲面１２に従って板状定規部３２ａの点位置（Ｙ）が板状定規部３２ｂの点位置（Ｚ）に移動する。板状定規部３２ａの点位置（Ｘ）から点位置（Ｙ）までの直線距離は、伸縮がないことから板状定規部３２ａの点位置（Ｘ）から点位置（Ｚ）までの曲線上の距離に略等しい。このとき、旋回板３４ｃは、板状定規部３２ｂの点位置（Ｚ）での曲線の接線方向に略垂直方向に向く。そして、旋回板３４ｃの長円孔３５ｂの軸方向の角度（θ２）は、板状定規部３２ａの回転角度（θ１）に略等しくなる。このように、旋回板３４ｃの位置は、板状定規部３２ａの回転角度（θ１）に旋回板３４ｃの長円孔３５ｂの軸方向の角度（θ２）が略等しくなるような位置へと移動する。
【００４０】
また、ボルト３６は、旋回板３４ａに取付けられているために位置が固定されている。このとき、板状定規部３２ａの点位置（Ｙ）が板状定規部３２ｂの点位置（Ｚ）まで徐々に移動すると、長円孔３５ｂの軸方向の角度（θ２）も板状定規部３２ａの回転角度（θ１）の変化につれて徐々に変化する。このことから、板状定規部３２を略直線状にした場合に、板状定規部３２と略平行方向にその長円が向けられる長円孔３５ａは、軸方向の角度（θ２）を変化させることで追従することができる。そして、差し込まれたボルト３６は、長円孔中央側４５から長円孔端部側４４に移動することで追従する。
【００４１】
（第３の実施形態）
以下に、図面を用いて本発明に係る自在曲面スキャナーの第３の実施形態につき、詳細に説明する。自在曲面スキャナーの第３の実施形態は、第１の実施形態による凹状の曲面への追従と、第１の実施形態による凹状の曲面への追従とが双方可能な実施形態である。
【００４２】
図７に、自在曲面スキャナー５０の平面を示す。ここでは、自在曲面スキャナー５０を略直線状に伸ばした場合を示す。また、本自在曲面スキャナー５０は、板状定規部５２、固定具５３、及び旋回板５４から構成される。そして、立体物の凹状又は凸状の３次元曲面に板状定規部５２を当てて曲面形状を型取りする。
【００４３】
本自在曲面スキャナーの第３の実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態とは、旋回板５４の形状、長円孔５５の形状、及び長円孔５５内のボルトの設定位置及び動きが異なる。しかし、それ以外は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の旋回板５４は固定具５３から二等辺三角形状に拡がる三角部５８と、三角部５８に連続して接続する略長方形の長方形部５９とから構成され、ボルト５６及び長円孔５５は長方形部５９に設けられる。隣接する旋回板５４はそれぞれ重複部６０を有するように接続される。この旋回板５４の形状は、長円孔５５とボルト５６及びナット５７との位置関係が保持されれば、三角部５８及び長方形部５９の形状に限らない。
【００４５】
本実施形態の長円孔５５は、第１実施形態及び第２実施形態の長円孔５，３５よりも略倍近く長い。また、自在曲面スキャナー５０を略直線状に伸ばした場合に、ボルト５６は長円孔５５の略中央の位置に設置される。
【００４６】
図８に、図７の自在曲面スキャナー５０を凸状曲面６２に当てた場合を示す。ボルト５６は図８中で左側に移動し、板状定規部５２の動きに追従する。また、図９に、図７の自在曲面スキャナー５０を凹状曲面６３に当てた場合を示す。ボルト５６は図９中で右側に移動し、板状定規部５２の動きに追従する。
【００４７】
このように、本実施形態の自在曲面スキャナー５０は、１台の自在曲面スキャナー５０で凸状曲面６２又は凹状曲面６３の何れの曲面形状にも追従できる。また、凸状及び凹状が組み合わされた波状の曲面形状にも追従することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，３０，５０ 自在曲面スキャナー、２，３２，５２ 板状定規部、３，３３，５３ 固定具、４，３４，５４ 旋回板、５，３５，５５ 長円孔、６，３６，５６ ボルト、７，３７，５７ ナット、８，３８ 扇部、９，３９ 半円部、１０，４０，６０ 重複部、１２，６２ 凸状曲面、１３，６３ 凹状曲面、１４，４４，６４ 長円孔端部側、１５，４５，６５ 長円孔中央側、１６，４６ 取付けボルト、１７，４７ 取付けナット、１８，４８ 折り曲げ部、１９，４９ 弦、５８ 三角部、５９ 長方形部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自在曲面スキャナーに係り、特に、３次元曲面に定規を当てて曲面の形状を型取りする自在曲面スキャナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体物を３次元で計測する機器として、立体物を台座上に設置させ、プローブを立体物の表面に当てて３次元座標位置を計測し、コンピュータ処理により曲面を計測する３次元計測器が知られている。
【０００３】
また、簡易な方法として、可撓性を有する棒状の自在定規を３次元曲面に当てて曲面の形状を型取りすることも可能である。
【０００４】
一方、特許文献１には、被塗装部材の表面の所定の範囲に塗装を行う際に、その範囲の境界線を形成する曲線定規が開示されている。ここでは、可撓性を有する定規本体の両端側にコ字状のレバーを回動可能に装着し、両端側のレバーの間に第３のレバーを装着し、第３のレバーの両端に形成された長孔に両端側のレバーの内側の端部に立設された支軸を摺動可能に挿通することが記載されている。そして、定規本体を所定の形状に撓ませた状態で、支軸に螺着された円板状ナットを回してレバーの相対的回動を固定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１５０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、立体的な建造物の３次元曲面の形状を型取りする際には、地面に固定された建造物を台座上に設置させて３次元計測器で計測することは難しい。また、重量のある立体物やサイズの大きい立体物を台座上に設置させて３次元計測器で計測することも難しい。
【０００７】
重量のある立体物やサイズの大きい立体物に自在定規を３次元曲面に当てて曲面の形状を型取った場合、自在定規にはその曲線形状を固定する手段がないため、その曲線形状を保持させることは難しい。
【０００８】
本願の目的は、かかる課題を解決し、３次元曲面に対して簡易にかつ自在に曲面形状を型取りできる自在曲面スキャナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る自在曲面スキャナーは、立体物の３次元曲面に定規を当てて曲面形状を型取りする曲面スキャナーにおいて、可撓性材料からなり、その一面を３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする板状定規部と、板状定規部に一定のピッチで取付けられる複数の固定具と、隣接する旋回板との重複部を有するように、固定具により板状定規部の他面側に取付けられ、板面に明けられた長円孔と、板面から突出して取付けられたボルト及びナットとを有する複数の旋回板と、を備え、各旋回板は、取付けられたボルトが一方の側に隣接する旋回板に明けられた長円孔に差し込まれ、明けられた長円孔が他方の側に隣接する旋回板に取付けられたボルトにより差し込まれることで曲面形状を型取りする板状定規部の動きに追従し、ナットが締め込まれることで旋回板の重複部が相互に固定されることを特徴とする。
【００１０】
上記構成により、自在曲面スキャナーは、複数の旋回板が板状定規部に固定具を介して取付けられる。また、隣接する旋回板同士が長円孔と、長円孔に差し込まれるボルトとにより連結されて曲面形状を型取りする板状定規部の動きに追従する。そして、ボルトに羅合するナットを締め込むことで各旋回板の重複部が相互に固定され、板状定規部により型取りされた曲面形状を固定することができる。
【００１１】
また、自在曲面スキャナーは、長円孔が、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、板状定規部と略平行方向にその長円が向けられることが好ましい。これにより、ボルトは、長円孔内を移動して板状定規部の動きに追従することができる。
【００１２】
また、自在曲面スキャナーは、各旋回板が、曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、ボルトが差し込まれた長円孔内において略直線状に移動することで板状定規部の動きに追従することが好ましい。これにより、曲面形状を型取りする板状定規部の動きに従ってボルトが略直線状に移動し、旋回板が板状定規部の動きに追従することができる。
【００１３】
また、自在曲面スキャナーは、ボルトが、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔において旋回板の端部側に取付けられ、凹状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、差し込まれた長円孔において旋回板の中央側に向かって移動することが好ましい。これにより、立体物の表面が凹状の３次元曲面である場合に、その凹面形状を簡易にかつ自在に型取りすることができる。
【００１４】
また、自在曲面スキャナーは、ボルトが、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔において旋回板の中央側に取付けられ、凸状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、差し込まれた長円孔において旋回板の端部側に向かって移動することが好ましい。これにより、立体物の表面が凸状の３次元曲面である場合に、その凸面形状を簡易にかつ自在に型取りすることができる。
【００１５】
また、自在曲面スキャナーは、旋回板が、固定具から扇状に拡がる扇部と、扇部に連続して接続する半円形状の半円部とから構成され、ボルト及び長円孔は半円部の弦の近傍に設けられることが好ましい。これにより、各旋回板は、扇部と半円部とにより形成される重複部により板状定規部の動きに追従することができる。
【００１６】
また、自在曲面スキャナーは、ボルトが、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔の略中央に取付けられ、凸状の曲面形状を型取りする板状定規部の動き、及び、凹状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対して、差し込まれた長円孔の逆方向の端部に向かってそれぞれ移動することが好ましい。これにより、ボルトを旋回板の長円孔の略中央に設けることで、１台の自在曲面スキャナーで凸状の曲面形状又は凹状の曲面形状の何れの曲面形状にも追従できる。また、凸状及び凹状が組み合わされた波状の曲面形状にも追従することができる。
【００１７】
また、自在曲面スキャナーは、旋回板が、固定具から二等辺三角形状に拡がる三角部と、三角部に連続して接続する略長方形の長方形部とから構成され、ボルト及び長円孔は長方形部に設けられることが好ましい。これにより、各旋回板は、三角部及び長方形部とにより形成される重複部により板状定規部の動きに追従ことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明に係る自在曲面スキャナーによれば、３次元曲面に対して簡易にかつ自在に曲面形状を型取りできる自在曲面スキャナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る自在曲面スキャナーの第１の実施形態の概略構成を示す平面図及び断面図である。
【図２】図１の自在曲面スキャナーを凹状の曲面に当てた場合の平面図である。
【図３】図１の自在曲面スキャナーについて、隣接する旋回板相互の位置関係を示す説明図である。
【図４】本発明に係る自在曲面スキャナーの第２の実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図５】図４の自在曲面スキャナーを凸状の曲面に当てた場合の平面図である。
【図６】図４の自在曲面スキャナーについて、隣接する旋回板相互の位置関係を示す説明図である。
【図７】本発明に係る自在曲面スキャナーの第３の実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図８】図７の自在曲面スキャナーを凹状の曲面に当てた場合の平面図である。
【図９】図７の自在曲面スキャナーを凸状の曲面に当てた場合の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下に、図面を用いて本発明に係る自在曲面スキャナーの第１の実施形態につき、詳細に説明する。図１に、本発明に係る自在曲面スキャナーの概略構成を示す。ここでは、自在曲面スキャナー１を略直線状に伸ばした場合を示す。図１（ａ）には平面図を示し、図１（ｂ）には図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。また、図２に、図１の自在曲面スキャナー１を凹状の曲面に当てた場合を示す。本自在曲面スキャナー１は、板状定規部２、固定具３、及び旋回板４から構成される。そして、立体物の凹状の３次元曲面に板状定規部２を当てて曲面形状を型取りする。なお、以下の説明では、図１（ａ）の座標のＸ軸の正の方向を右側とし、負の方向を左側とする。また、図１（ａ）の座標のＹ軸の正の方向を上側とし、負の方向を下側とする。
【００２１】
板状定規部２は、例えば、ぜんまい鋼などの復元力を有する可撓性材料からなり、板状の断面を有する定規である。そして、図２に示すように、その一面を凹状の３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする。この板状定規部２は、復元力を有する可撓性材料からなるため、凹状の３次元曲面に沿って曲げることができる。また、型取り後には元の形状に戻ることができる。この板状定規部２には目盛が付いても良い。
【００２２】
固定具３は、取付けボルト１６及び取付けナット１７から構成される。本実施形態では、取付けボルト１６はスタッドボルトであり、スタッド溶接により板状定規部２の他面に固定される。従って、板状定規部２の曲面形状を型取りする面からは突出しない。そして、取付けボルト１６は、板状定規部２と旋回板４の折り曲げ部１８を挟み込む。そして、旋回板４の折り曲げ部１８は取付けナット１７により締め込まれる。このように、取付けボルト１６及び取付けナット１７により板状定規部２に旋回板４が取付けられる。この固定具３は、板状定規部２に対して一定のピッチで複数個が取付けられる。
【００２３】
旋回板４は、隣接する旋回板４との重複部１０を有するように固定具３により板状定規部２の他面側に取付けられる。この旋回板４は、例えば、ステンレス鋼などからなる。そして、旋回板４の板面に明けられた長円孔５と、旋回板４の板面の面外に突出して取付けられたボルト６、及びボルト６と羅合するナット７とを有する。本実施形態では、このボルト６は旋回板４の板面に溶接で固定されるスタッドボルトであり、ナット７は蝶締めナットである。
【００２４】
図１の右端の旋回板４に示すように、本実施形態では、旋回板４は固定具３から扇状に拡がる扇部８と、扇部８に連続して接続する半円形状の半円部９とから構成され、ボルト６及び長円孔５は半円部９の弦１９の下方の近傍に設けられる。この旋回板４の形状は、長円孔５とボルト６及びナット７との位置関係が保持されれば、扇部８及び半円部９の形状に限らない。
【００２５】
各旋回板４は、取付けられたボルト６が一方の側に隣接する旋回板４に明けられた長円孔５に差し込まれる。また、各旋回板４は、明けられた長円孔５が他方の側に隣接する旋回板４に取付けられたボルト６により差し込まれる。すなわち、隣接する旋回板４には、それぞれ同じように長円孔５及びボルト６が設けられ、相互に連結される。そして、長円孔５は、板状定規部２を略直線状にした場合に、板状定規部２と略平行方向にその長円が向けられる。
【００２６】
本実施形態の場合、自在曲面スキャナー１を略直線状に伸ばした場合に、図１（ａ）に示すように、ボルト６は長円孔５の左の端部に位置するように旋回板４に取付けられる。こうすることで、旋回板４は凹状の曲面形状を型取りする板状定規部２の動きに追従する。そして、板状定規部２が凹状の曲面形状を型取りすると、ナット７を締め込み旋回板４の重複部１０を相互に固定する。旋回板４の重複部１０が相互に固定されると、自在曲面スキャナー１は凹状の曲面形状を型取ったまま保持される。
【００２７】
各旋回板４は、曲面形状を型取りする板状定規部２の動きに対し、ボルト６が差し込まれた長円孔５内を移動することで追従する。すなわち、図１に示す自在曲面スキャナー１の各旋回板４は、図２に示すように板状定規部２が凹状の曲面形状を型取りすると、相互の位置を変えて板状定規部２の動きに追従する。このとき、ボルト６は、板状定規部２を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板４の長円孔端部側１４に取付けられ、凹状曲面１３を型取りする板状定規部２の動きに対し、差し込まれた長円孔中央側１５に移動することで追従する。つまり、隣接する旋回板４のうち、左側の旋回板４に取付けられたボルト６を、右側の旋回板４に設けられた長円孔５内を移動するように相互の旋回板４を引き付けると、その間の板状定規部２は曲線を描いて曲がる。
【００２８】
図３に、自在曲面スキャナー１の隣接する旋回板４ａ，４ｂの相互の位置関係を示す。説明のため旋回板４ａは固定されているものとする。板状定規部２ａ、旋回板４ａ，４ｂ、長円孔５ａは、自在曲面スキャナー１を略直線状に伸ばした場合を示す。板状定規部２ｂ、旋回板４ｃ、長円孔５ｂは、自在曲面スキャナー１が凹状曲面１３を型取りした場合を示す。また、点位置（Ｘ），（Ｙ）は、板状定規部２ａの旋回板４ａ，４ｂの中心位置を示し、点位置（Ｚ）は、板状定規部２ｂの旋回板４ｃの中心位置を示す。さらに、角度（θ１）は、板状定規部２ａと板状定規部２ｂとの交差角度を示し、角度（θ２）は、長円孔５ａと長円孔５ｂとの軸方向の交差角度を示す。
【００２９】
凹状曲面１３に従って板状定規部２ａの点位置（Ｙ）が板状定規部２ｂの点位置（Ｚ）に移動する。板状定規部２ａの点位置（Ｘ）から点位置（Ｙ）までの直線距離は、伸縮がないことから板状定規部２ａの点位置（Ｘ）から点位置（Ｚ）までの曲線上の距離に略等しい。このとき、旋回板４ｃは、板状定規部２ｂの点位置（Ｚ）での曲線の接線方向に略垂直方向に向く。そして、旋回板４ｃの長円孔５ｂの軸方向の角度（θ２）は、板状定規部２ａの回転角度（θ１）に略等しくなる。このように、旋回板４ｃの位置は、板状定規部２ａの回転角度（θ１）に旋回板４ｃの長円孔５ｂの軸方向の角度（θ２）が略等しくなるような位置へと移動する。
【００３０】
また、ボルト６は、旋回板４ａに取付けられているために位置が固定されている。このとき、板状定規部２ａの点位置（Ｙ）が板状定規部２ｂの点位置（Ｚ）まで徐々に移動すると、長円孔５ｂの軸方向の角度（θ２）も板状定規部２ａの回転角度（θ１）の変化につれて徐々に変化する。このことから、板状定規部２を略直線状にした場合に、板状定規部２と略平行方向にその長円が向けられる長円孔５ａは、軸方向の角度（θ２）を変化させることで追従することができる。そして、差し込まれたボルト６は、長円孔端部側１４から長円孔中央側１５に移動することで追従する。
【００３１】
（第２の実施形態）
以下に、図面を用いて本発明に係る自在曲面スキャナーの第２の実施形態につき、詳細に説明する。図４に、本発明に係る自在曲面スキャナーの概略構成を示す。ここでは、自在曲面スキャナー３０を略直線状に伸ばした場合を示す。図４（ａ）には平面図を示し、図４（ｂ）には図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す。また、図５に、図４の自在曲面スキャナー３０を凸状の曲面に当てた場合を示す。本自在曲面スキャナー３０は、板状定規部３２、固定具３３、及び旋回板３４から構成される。そして、立体物の凸状の３次元曲面に板状定規部３２を当てて曲面形状を型取りする。
【００３２】
板状定規部３２は、例えば、ぜんまい鋼などの復元力を有する可撓性材料からなり、板状の断面を有する定規である。そして、図５に示すように、その一面を凸状の３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする。この板状定規部３２は、復元力を有する可撓性材料からなるため、凸状の３次元曲面に沿って曲げることができる。また、型取り後には元の形状に戻ることができる。この板状定規部３２には目盛が付いても良い。
【００３３】
固定具３３は、取付けボルト４６及び取付けナット４７から構成される。本実施形態では、取付けボルト４６はスタッドボルトであり、スタッド溶接により板状定規部３２の他面に固定される。従って、板状定規部３２の曲面形状を型取りする面からは突出しない。そして、取付けボルト４６は、板状定規部３２と旋回板３４の折り曲げ部４８を挟み込む。そして、旋回板３４の折り曲げ部４８はナット３７により締め込まれる。このように、取付けボルト４６及び取付けナット４７により板状定規部３２に旋回板３４が取付けられる。この固定具３３は、板状定規部３２に対して一定のピッチで複数個が取付けられる。
【００３４】
旋回板３４は、隣接する旋回板３４との重複部４０を有するように固定具３３により板状定規部３２の他面側に取付けられる。この旋回板３４は、例えば、ステンレス鋼などからなる。そして、旋回板３４の板面に明けられた長円孔３５と、旋回板３４の板面の面外に突出して取付けられたボルト３６、及びボルト３６と羅合するナット３７とを有する。本実施形態では、このボルト３６は旋回板３４の板面に溶接で固定されるスタッドボルトであり、ナット３７は蝶締めナットである。
【００３５】
図４の右端の旋回板３４に示すように、本実施形態では、旋回板３４は固定具３３から扇状に拡がる扇部３８と、扇部３８に連続して接続する半円形状の半円部３９とから構成され、ボルト３６及び長円孔３５は半円部３９の弦４９の下方の近傍に設けられる。この旋回板３４の形状は、長円孔３５とボルト３６及びナット３７との位置関係が保持されれば、扇部３８及び半円部３９の形状に限らない。
【００３６】
本実施形態の場合、自在曲面スキャナー３０を略直線状に伸ばした場合に、図４（ａ）に示すように、ボルト３６は長円孔３５の右の端部に位置するように旋回板３４に取付けられる。こうすることで、旋回板３４は凸状の曲面形状を型取りする板状定規部３２の動きに追従する。そして、板状定規部３２が凸状の曲面形状を型取りすると、ナット３７を締め込み旋回板３４の重複部４０を相互に固定する。旋回板３４の重複部４０が相互に固定されると、自在曲面スキャナー３０は凸状の曲面形状を型取ったまま保持される。
【００３７】
各旋回板３４は、曲面形状を型取りする板状定規部３２の動きに対し、ボルト３６が差し込まれた長円孔３５内を移動することで追従する。すなわち、図４に示す自在曲面スキャナー３０の各旋回板３４は、図５に示すように板状定規部３２が凸状の曲面形状を型取りすると、相互の位置を変えて板状定規部３２の動きに追従する。このとき、ボルト３６は、板状定規部３２を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板３４の長円孔中央側４５に取付けられ、凸状曲面１２を型取りする板状定規部３２の動きに対し、差し込まれた長円孔端部側４４に移動することで追従する。つまり、隣接する旋回板３４のうち、左側の旋回板３４に取付けられたボルト３６を、右側の旋回板３４に設けられた長円孔３５内を移動するように相互の旋回板３４を引き付けると、その間の板状定規部３２は曲線を描いて曲がる。
【００３８】
図６に、自在曲面スキャナー３０の隣接する旋回板３４ａ，３４ｂの相互の位置関係を示す。説明のため旋回板３４ａは固定されているものとする。板状定規部３２ａ、旋回板３４ａ，３４ｂ、長円孔３５ａは、自在曲面スキャナー３０を略直線状に伸ばした場合を示す。板状定規部３２ｂ、旋回板３４ｃ、長円孔３５ｂは、自在曲面スキャナー３０が凸状曲面１２を型取りした場合を示す。また、点位置（Ｘ），（Ｙ）は、板状定規部３２ａの旋回板３４ａ，３４ｂの中心位置を示し、点位置（Ｚ）は、板状定規部３２ｂの旋回板３４ｃの中心位置を示す。さらに、角度（θ１）は、板状定規部３２ａと板状定規部３２ｂとの交差角度を示し、角度（θ２）は、長円孔３５ａと長円孔３５ｂとの軸方向の交差角度を示す。
【００３９】
凸状曲面１２に従って板状定規部３２ａの点位置（Ｙ）が板状定規部３２ｂの点位置（Ｚ）に移動する。板状定規部３２ａの点位置（Ｘ）から点位置（Ｙ）までの直線距離は、伸縮がないことから板状定規部３２ａの点位置（Ｘ）から点位置（Ｚ）までの曲線上の距離に略等しい。このとき、旋回板３４ｃは、板状定規部３２ｂの点位置（Ｚ）での曲線の接線方向に略垂直方向に向く。そして、旋回板３４ｃの長円孔３５ｂの軸方向の角度（θ２）は、板状定規部３２ａの回転角度（θ１）に略等しくなる。このように、旋回板３４ｃの位置は、板状定規部３２ａの回転角度（θ１）に旋回板３４ｃの長円孔３５ｂの軸方向の角度（θ２）が略等しくなるような位置へと移動する。
【００４０】
また、ボルト３６は、旋回板３４ａに取付けられているために位置が固定されている。このとき、板状定規部３２ａの点位置（Ｙ）が板状定規部３２ｂの点位置（Ｚ）まで徐々に移動すると、長円孔３５ｂの軸方向の角度（θ２）も板状定規部３２ａの回転角度（θ１）の変化につれて徐々に変化する。このことから、板状定規部３２を略直線状にした場合に、板状定規部３２と略平行方向にその長円が向けられる長円孔３５ａは、軸方向の角度（θ２）を変化させることで追従することができる。そして、差し込まれたボルト３６は、長円孔中央側４５から長円孔端部側４４に移動することで追従する。
【００４１】
（第３の実施形態）
以下に、図面を用いて本発明に係る自在曲面スキャナーの第３の実施形態につき、詳細に説明する。自在曲面スキャナーの第３の実施形態は、第１の実施形態による凹状の曲面への追従と、第１の実施形態による凹状の曲面への追従とが双方可能な実施形態である。
【００４２】
図７に、自在曲面スキャナー５０の平面を示す。ここでは、自在曲面スキャナー５０を略直線状に伸ばした場合を示す。また、本自在曲面スキャナー５０は、板状定規部５２、固定具５３、及び旋回板５４から構成される。そして、立体物の凹状又は凸状の３次元曲面に板状定規部５２を当てて曲面形状を型取りする。
【００４３】
本自在曲面スキャナーの第３の実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態とは、旋回板５４の形状、長円孔５５の形状、及び長円孔５５内のボルトの設定位置及び動きが異なる。しかし、それ以外は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の旋回板５４は固定具５３から二等辺三角形状に拡がる三角部５８と、三角部５８に連続して接続する略長方形の長方形部５９とから構成され、ボルト５６及び長円孔５５は長方形部５９に設けられる。隣接する旋回板５４はそれぞれ重複部６０を有するように接続される。この旋回板５４の形状は、長円孔５５とボルト５６及びナット５７との位置関係が保持されれば、三角部５８及び長方形部５９の形状に限らない。
【００４５】
本実施形態の長円孔５５は、第１実施形態及び第２実施形態の長円孔５，３５よりも略倍近く長い。また、自在曲面スキャナー５０を略直線状に伸ばした場合に、ボルト５６は長円孔５５の略中央の位置に設置される。
【００４６】
図８に、図７の自在曲面スキャナー５０を凸状曲面６２に当てた場合を示す。ボルト５６は図８中で左側に移動し、板状定規部５２の動きに追従する。また、図９に、図７の自在曲面スキャナー５０を凹状曲面６３に当てた場合を示す。ボルト５６は図９中で右側に移動し、板状定規部５２の動きに追従する。
【００４７】
このように、本実施形態の自在曲面スキャナー５０は、１台の自在曲面スキャナー５０で凸状曲面６２又は凹状曲面６３の何れの曲面形状にも追従できる。また、凸状及び凹状が組み合わされた波状の曲面形状にも追従することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，３０，５０ 自在曲面スキャナー、２，３２，５２ 板状定規部、３，３３，５３ 固定具、４，３４，５４ 旋回板、５，３５，５５ 長円孔、６，３６，５６ ボルト、７，３７，５７ ナット、８，３８ 扇部、９，３９ 半円部、１０，４０，６０ 重複部、１２，６２ 凸状曲面、１３，６３ 凹状曲面、１４，４４，６４ 長円孔端部側、１５，４５，６５ 長円孔中央側、１６，４６ 取付けボルト、１７，４７ 取付けナット、１８，４８ 折り曲げ部、１９，４９ 弦、５８ 三角部、５９ 長方形部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体物の３次元曲面に定規を当てて曲面形状を型取りする曲面スキャナーにおいて、
可撓性材料からなり、その一面を３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする板状定規部と、
板状定規部に一定のピッチで取付けられる複数の固定具と、
隣接する旋回板との重複部を有するように、固定具により板状定規部の他面側に取付けられ、板面に明けられた長円孔と、板面から突出して取付けられたボルト及びナットとを有する複数の旋回板と、を備え、
各旋回板は、取付けられたボルトが一方の側に隣接する旋回板に明けられた長円孔に差し込まれ、明けられた長円孔が他方の側に隣接する旋回板に取付けられたボルトにより差し込まれることで曲面形状を型取りする板状定規部の動きに追従し、ナットが締め込まれることで旋回板の重複部が相互に固定されることを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項２】
請求項１に記載の自在曲面スキャナーであって、長円孔は、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、板状定規部と略平行方向にその長円が向けられることを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自在曲面スキャナーであって、各旋回板は、曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、ボルトが差し込まれた長円孔内において略直線状に移動することで板状定規部の動きに追従することを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の自在曲面スキャナーであって、ボルトは、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔において旋回板の端部側に取付けられ、凹状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、差し込まれた長円孔において旋回板の中央側に向かって移動することで追従することを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の自在曲面スキャナーであって、ボルトは、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔において旋回板の中央側に取付けられ、凸状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、差し込まれた長円孔において旋回板の端部側に向かって移動することで追従することを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１に記載の自在曲面スキャナーであって、旋回板は、固定具から扇状に拡がる扇部と、扇部に連続して接続する半円形状の半円部とから構成され、ボルト及び長円孔は半円部の弦の近傍に設けられることを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の自在曲面スキャナーであって、ボルトは、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔の略中央に取付けられ、凸状の曲面形状を型取りする板状定規部の動き、及び、凹状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対して、差し込まれた長円孔の逆方向の端部に向かってそれぞれ移動することで追従することを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項８】
請求項７に記載の自在曲面スキャナーであって、旋回板は、固定具から二等辺三角形状に拡がる三角部と、三角部に連続して接続する略長方形の長方形部とから構成され、ボルト及び長円孔は長方形部に設けられることを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項１】
立体物の３次元曲面に定規を当てて曲面形状を型取りする曲面スキャナーにおいて、
可撓性材料からなり、その一面を３次元曲面に当てて曲面形状を型取りする板状定規部と、
板状定規部に一定のピッチで取付けられる複数の固定具と、
隣接する旋回板との重複部を有するように、固定具により板状定規部の他面側に取付けられ、板面に明けられた長円孔と、板面から突出して取付けられたボルト及びナットとを有する複数の旋回板と、を備え、
各旋回板は、取付けられたボルトが一方の側に隣接する旋回板に明けられた長円孔に差し込まれ、明けられた長円孔が他方の側に隣接する旋回板に取付けられたボルトにより差し込まれることで曲面形状を型取りする板状定規部の動きに追従し、ナットが締め込まれることで旋回板の重複部が相互に固定されることを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項２】
請求項１に記載の自在曲面スキャナーであって、長円孔は、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、板状定規部と略平行方向にその長円が向けられることを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自在曲面スキャナーであって、各旋回板は、曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、ボルトが差し込まれた長円孔内において略直線状に移動することで板状定規部の動きに追従することを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の自在曲面スキャナーであって、ボルトは、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔において旋回板の端部側に取付けられ、凹状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、差し込まれた長円孔において旋回板の中央側に向かって移動することで追従することを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の自在曲面スキャナーであって、ボルトは、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔において旋回板の中央側に取付けられ、凸状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対し、差し込まれた長円孔において旋回板の端部側に向かって移動することで追従することを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１に記載の自在曲面スキャナーであって、旋回板は、固定具から扇状に拡がる扇部と、扇部に連続して接続する半円形状の半円部とから構成され、ボルト及び長円孔は半円部の弦の近傍に設けられることを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の自在曲面スキャナーであって、ボルトは、板状定規部を略直線状に伸ばした場合に、隣接する旋回板の長円孔の略中央に取付けられ、凸状の曲面形状を型取りする板状定規部の動き、及び、凹状の曲面形状を型取りする板状定規部の動きに対して、差し込まれた長円孔の逆方向の端部に向かってそれぞれ移動することで追従することを特徴とする自在曲面スキャナー。
【請求項８】
請求項７に記載の自在曲面スキャナーであって、旋回板は、固定具から二等辺三角形状に拡がる三角部と、三角部に連続して接続する略長方形の長方形部とから構成され、ボルト及び長円孔は長方形部に設けられることを特徴とする自在曲面スキャナー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−４３４０４（Ｐ２０１１−４３４０４Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９１６９２（Ｐ２００９−１９１６９２）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（５９２１５２３９２）株式会社ヒートパーツ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（５９２１５２３９２）株式会社ヒートパーツ (2)
【Ｆターム（参考）】
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