キネマティック・カップリング
キネマティック・カップリングは、問題の部品を正確に拘束するように設計された固定具のことで、これにより正確さと確実な位置決めを実現することができる。キネマティック・カップリングの標準的な例は、独立した3つの半球とそれに噛み合うように設置された3つのV溝からなる。この溝は半径方向に設けられている。各半球には２つの接触点があり、合計6つの接触点が存在する。これは6つの自由度のすべてを制限するのに十分だ。これとは違う設計では、四面体状のくぼみ、V字形の溝、および平面にそれぞれ3つの半球を収めるという構造のものもある。（ケルビンカップリング） バックグラウンド キネマティック・カップリングは、日常的に分解して、元に戻すような構造物の境界面の間を精密に組み合わせたいという必要性から生まれた。 ●ケルビンカップリング ケルビンカップリングは、1868〜71年にデザインを発表したWilliam Thompson（Lord Kelvin）にちなんで命名された。それは、凹んだ四面体上にある3つの球面と、四面体に向かって設けられたV溝と、平板とからなる。四面体は3つの接触点を提供し、一方v溝は2つの接触点を提供し、平面の１点で、合計6つの接触点ができる。この設計の利点は、回転中心が四面体に位置することであるが、高負荷用途では接触応力の問題がある。 ●マクスウェルカップリング このカップリングシステムの原理は、もともと、1871年にJames Clerk Maxwellによって出版されたものだ。Maxwell Kinematicシステムは、部品の中心に向いた3つのV字型の溝で構成され、 3つの溝の中に落ちる。3つのV溝のそれぞれには2つの接点があり、計6箇所の接触点ができる。この設計は、対称性によるメリットがある。つまり、製造技術を容易にするってことだ。また、マックスウェルカップリングは、曲面がv溝内で同じように膨張または収縮することができるので、この対称性のおかげで熱的な安定性を得ることができる。 理論 キネマティック・カップリングの再現可能で正確な精度は、厳密制約設計の考え方に由来します。厳密制約設計の原則は、制約のポイントの数が制約の自由度の数に等しくなければならないということだ。機械系には6つの潜在的な自由度がある。3つの線形自由度、「x」、「y」、および「z」軸、および一般にピッチ、ロールおよびヨーと呼ばれる3つの回転自由度が各軸の周りにあるんだ。システムが拘束されている場合、2つの部分は自由度の1つで自由に動く。システムが過度に拘束されていると、システムが変形して破損する可能性があるため、過度に拘束されたシステムを設計するときは特別な注意が必要だ。キネマティックカップリング設計は、拘束されるべき自由度の数に等しい点の数だけ接触するので、予測可能となる。これがこのやり方の良いところだ。 参考： ウィキペディア