特開 2023-59466 中心位置計測装置および中心位置計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023059466

(43)【公開日】2023-04-27

(54)【発明の名称】中心位置計測装置および中心位置計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20230420BHJP

【ＦＩ】

G01B11/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021169502

(22)【出願日】2021-10-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高岡 正成

(72)【発明者】

【氏名】宮 啓之

(72)【発明者】

【氏名】アジラン アブドラ アリ アブドラ

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA17

2F065BB05

2F065DD06

2F065FF11

2F065FF41

2F065GG04

2F065HH04

2F065LL16

2F065PP12

2F065UU04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】球状反射器を測定対象の中心に正確かつ簡易に合わせることを可能とする。
【解決手段】実施形態によれば、中心位置計測装置１００は、上面１１１に球状反射器を搭載可能に形成された円形の窪み１１１ａを有する円筒形の筐体１１０と、筐体１１０により回転可能に支持された回動軸１２８およびそれに接続する板状部を有し第１の面１２２には渦巻き状の回動板第１歯１２３が形成される回動板１２０と、回動板１２０を回動させる回動駆動部１４０と、板状であって、周方向に互いに間隔をあけて配されて、測定対象と密着する拘束面が回動板１２０の回転中心と同芯の円上にあり、それぞれの一方の面に回動板第１歯１２３と螺合する把持部歯１３１が形成され筐体１１０の側面に形成された把持部用側面切り欠き１１３ａに挿入可能で回動板１２０の回動により径方向に互いに等しい距離を移動する複数の把持部１３０とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象の中心位置を測定する中心位置計測装置であって、
上下方向に中心軸を有し、上面に球状反射器を搭載可能に形成された円形の窪みを有する円筒形の筐体と、
前記筐体により回転可能に支持された回動軸および前記回動軸に接続する板状部を有し第１の面には渦巻き状の回動板第１歯が周方向に亘って形成される回動板と、
前記回動板を回動させる回動駆動部と、
板状であって、周方向に互いに間隔をあけて配されて、前記測定対象と密着する拘束面が前記回動板の回転中心と同芯の円上にあり、それぞれの一方の面に前記回動板第１歯と螺合する把持部歯が形成され前記筐体の側面に形成された把持部用側面切り欠きに挿入可能で前記回動板の回動により前記回動板の径方向に互いに等しい距離を移動する複数の把持部と、
を備えることを特徴とする中心位置計測装置。

【請求項2】

前記回動駆動部は、前記筐体の側面に挿入されて、前記回動板を回動させるための傘歯車を有するハンドルであり、
前記回動板の第２の面には前記傘歯車と螺合する回動板第２歯が周方向に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の中心位置計測装置。

【請求項3】

前記回動駆動部は、前記筐体の側面に挿入されて、前記回動軸に接続するゼンマイばねであることを特徴とする請求項１に記載の中心位置計測装置。

【請求項4】

前記複数の把持部は、前記測定対象の径方向外側から径方向内側に向かって前記測定対象を把持することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の中心位置計測装置。

【請求項5】

前記複数の把持部は、前記測定対象の径方向内側から径方向外側に向かって前記測定対象を把持することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の中心位置計測装置。

【請求項6】

前記複数の把持部は、前記筐体に挿抜可能で、前記測定対象の径方向外側から径方向内側に向かって前記測定対象を把持可能な状態と、前記測定対象の径方向内側から径方向外側に向かって前記測定対象を把持可能な状態とを、選択可能なことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の中心位置計測装置。

【請求項7】

前記筐体の前記窪みの底部に前記球状反射器を前記筐体に固定するための磁石を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の中心位置計測装置。

【請求項8】

前記筐体の前記上面は、前記測定対象が傾いていた場合に、前記測定対象の傾きを測定するために複数個所に前記球状反射器を設置可能な広さを有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の中心位置計測装置。

【請求項9】

測定対象の中心位置を測定する中心位置計測方法であって、
前記測定対象を選択するステップと、
中心位置計測装置の各把持部の拘束面が前記測定対象の被拘束面に対向するように、前記中心位置計測装置を前記測定対象上に設置するステップと、
前記中心位置計測装置の前記各把持部の前記拘束面が前記測定対象の被拘束面に密着するまで回動駆動部を操作して前記中心位置計測装置を設定するステップと、
前記中心位置計測装置の筐体の上面の窪みに球状反射器を設置するステップと、
レーザ受発信器から前記球状反射器にレーザ光を送受信し前記レーザ受発信器の送受信端と前記球状反射器の中心間の距離Ｌ０を得て、前記距離Ｌ０と前記レーザ光の進行方向とから前記送受信端を基準とした前記球状反射器の中心位置座標を算出するステップと、
を有することを特徴とする中心位置計測方法。

【請求項10】

前記筐体の前記上面の高さ位置と前記把持部の前記測定対象の把持領域の上端の高さ位置との差と、前記窪みの深さおよび径の寸法に基づいて、前記球状反射器の前記中心位置の座標を算出するステップの結果から、前記測定対象の高さ方向の位置の座標を算出するステップを、さらに有することを特徴とする請求項９に記載の中心位置計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、中心位置計測装置および中心位置計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

３次元（３Ｄ）計測において、ボルトやボルト穴の中心位置を正確にかつ簡易に把握することが重要である。たとえば、ボルト、ナットを用いた装置の組み立てにおける場合、部材に設けられた複数のボルト穴の間の距離寸法を必要粗する場合、あるいは、基礎ボルトが設けられた基礎に据え付ける装置のボルト貫通孔の孔あけ加工の場合には、特に重要である。

【0003】

ここで、３Ｄ計測においては、球状反射器を測定対象に接触させた状態で、３Ｄ計測装置から照射したレーザ光を反射器が再帰反射させることにより、３次元の座標位置を計測することが可能となる。この球状反射器をボルト等の中心位置に目測で当てることにより測定を行う場合、球状反射器を当てる位置のずれにより、計測結果に誤差を生ずることになる。

【0004】

この誤差を無くす方法として、例えばボルトを固定しているナット部の形状を利用し、ナット側面を複数個所測定して３Ｄ計測装置のソフト処理で、ボルトの中心座標を算出することは可能である。しかしながら、この方法ではボルトの中心座標の１つの計測のためにナット側面の座標計測を多数回実施する必要がある上、ソフト上での処理も煩雑となってしまうという欠点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３７３５４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述の様に、従来の計測方法ではボルト・ナット構造部や円筒形部品、あるいは穴の中心座標の計測のために、例えば測定対象がボルトであればそれと螺合するナットの側面を多数回計測する必要がある。

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、球状反射器を測定対象の中心に正確かつ簡易に合わせることが可能な中心位置計測装置および中心位置計測方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態によれば、中心位置計測装置は、測定対象の中心位置を測定する中心位置計測装置であって、上下方向に中心軸を有し、上面に球状反射器を搭載可能に形成された円形の窪みを有する円筒形の筐体と、前記筐体により回転可能に支持された回動軸および前記回動軸に接続する板状部を有する回動板と、前記回動板を回動させる回動駆動部と、板状であって、前記筐体の側面に挿入され周方向に互いに間隔をあけて配されて、一方の面に把持部歯が形成された複数の把持部と、を備え、前記回動板の第１の面には前記把持部歯と螺合する渦巻き形の回動板第１歯が周方向に亘って形成され、前記複数の把持部は、測定対象との接触部が前記回動板の回転中心と同芯の円上にあり、前記回動板の回動により前記回動板の径方向に互いに等しい距離を移動する、ことを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す平面図である。

【図2】第１の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す図１のＡ－Ａ矢視断面図である。

【図3】第１の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す裏面図である。

【図4】第１の実施形態に係る中心位置計測装置の回動板の構造を示す平面図である。

【図5】第１の実施形態に係る中心位置計測装置の回動板の構造を示す裏面図である。

【図6】第１の実施形態に係る中心位置計測装置を中心位置の測定対象であるナットの外側面に取り付けた場合を示す断面図である。

【図7】第１の実施形態に係る中心位置計測方法の手順を示すフロー図である。

【図8】第１の実施形態に係る中心位置計測方法における位置座標算出を説明する概念的な斜視図である。

【図9】第１の実施形態に係る中心位置計測装置の使用例を説明する概念的な斜視図である。

【図10】第１の実施形態に係る中心位置計測装置の変形例の構成を示す縦断面図である。

【図11】第２の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す平面図である。

【図12】第２の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す図１１のＢ－Ｂ矢視断面図である。

【図13】第２の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す裏面図である。

【図14】第２の実施形態に係る中心位置計測装置を中心位置測定対象である穴の内側面に取り付けた場合を示す概念的断面図である。

【図15】第２の実施形態に係る中心位置計測装置の把持部の変形例を示す側面図である。

【図16】第３の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す図１７のＤ－Ｄ矢視平面図である。

【図17】第３の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す図１６のＣ－Ｃ矢視断面図である。

【図18】第４の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す平面図である。

【図19】第４の実施形態に係る中心位置計測装置を中心位置の測定対象の外側面に取り付けた場合を示す概念的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る中心位置計測装置および中心位置計測方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

【0011】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す平面図、図２は、図１のＡ－Ａ矢視断面図、また、図３は、裏面図である。

【0012】

中心位置計測装置１００は、図１、図２に示すように、筐体１１０、回動板１２０、複数の把持部１３０、および回動駆動部１４０としてのハンドル１５０を有する。図１では、３つの把持部１３０を有する場合が例示されているが、これに限定されない。把持部１３０の数は、測定対象１（図６参照）の形状によって２つ、あるいは４つ以上であってもよい。

【0013】

筐体１１０は、外形が鉛直方向に中心軸を有し、外形が円柱形状であり、上面１１１の中心部には、筐体１１０と同芯に円形の窪み１１１ａが形成されている。窪み１１１ａの深さは、窪み１１１ａ上に、後述する再帰反射器である球状反射器を搭載した時に、球状反射器が窪み１１１ａの底面に接しないような十分な深さを有する。なお、筐体１１０の外形は、多角柱でもよい。

【0014】

回動板１２０は、筐体１１０の上面１１１および下面１１２により回動可能に支持された回動軸１２８を有する円板状である。回動板１２０の下面１２２には渦巻状の回動板第１歯１２３が複数形成されている。また、回動板１２０の上面１２１には回動板第２歯１２４が複数形成されている。

【0015】

回動板１２０は、回動駆動部１４０としてのハンドル１５０により回動軸１２８を中心に回動する。ハンドル１５０は、傘歯車１５１、軸１５２、および取っ手１５３を有する。傘歯車１５１は軸１５２の先端に取り付けられ、取っ手１５３により軸１５２および傘歯車１５１が回転する。回動板１２０に形成された回動板第２歯１２４は、傘歯車１５１と螺合するように形成されている。回動板１２０の詳細については、後に図４、５を引用しながら説明する。

【0016】

複数の把持部１３０のそれぞれは、平面的には長方形であり、上面は平面状、下面は階段状に形成されている。把持部１３０はそれぞれ、その長手方向が、筐体１１０の中心軸から径方向に放射状に延びた方向に沿うように配されている。それぞれの把持部１３０は、中心方向およびその逆方向に移動可能に筐体１１０に支持されている。このため、筐体１１０側は、その側面１１３には把持部用側面切り欠き１１３ａが、また、その下面１１２には下面切り欠き１１２ａが形成されている。なお、把持部用側面切り欠き１１３ａのみで把持部１３０が筐体１１０内に挿入可能であれば、下面切り欠き１１２ａは形成されていなくてもよい。

【0017】

各把持部１３０の上面には、回動板１２０の下面１２２に形成された回動板第１歯１２３と螺合するように複数の把持部歯１３１が形成されている。

【0018】

各把持部１３０の下側には、上述のように内向き段付き部１３２が形成されている。詳細には、第１段差面１３２ａおよびその径方向外側に第２段差面１３２ｂがそれぞれ形成されている。各把持部１３０の高さ方向の厚みは、径方向内側から径方向外側になるにつれて、第１段差面１３２ａおよび第２段差面１３２ｂにおいて順次厚みを増す。なお、図２、３では、内向き段付き部１３２として２つの段差面を有する場合を例示したが、中心位置の測定対象１のバリエーションによって、１つの場合でもよく、あるいは３つ以上の場合でもよい。

【0019】

図４は、第１の実施形態に係る中心位置計測装置１００の回動板１２０の構造を示す平面図であり、図５は、裏面図である。

【0020】

回動板１２０は、円筒状のハブ１２５と環状部１２６とこれらを結合する放射状に延びた複数のスポーク１２７を有する平板状の部分と、回動軸１２８を有する。なお、図４、５ではスポーク１２７が４本の場合を例示しているが環状部１２６に付加される回転力が回動板１２０全体に伝達されるのであれば本数は限定しない。また、スポーク１２７を有さずに、ハブ１２５と環状部１２６とが直接に接続される、すなわち、環状ではなく円板状である場合でもよい。

【0021】

図４に示すように、回動板１２０の上面１２１に形成された回動板第２歯１２４は、それぞれが放射状に互いに等しい間隔をあけて配されている。なお、回動板第２歯１２４が形成されている周方向の角度範囲は、必要に応じて図示した範囲より狭くてもよく、あるいは広くてもよい。

【0022】

図５に示すように、下面１２２に形成された複数の回動板第１歯１２３は、それぞれが、らせん状に形成され、周方向に互いに等しい角度間隔で配されている。回動板１２０が図５の矢印Ｒの方向に回動すると、回動板１２０の回動板第１歯１２３と螺合する複数の把持部歯１３１を有する各把持部１３０は、中心方向に移動する。

【0023】

図６は、第１の実施形態に係る中心位置計測装置を中心位置の測定対象１であるナット３の外側面に取り付けた場合を示す断面図である。図６は、３つの把持部１３０の把持部１３０のうちの２つの把持部１３０の中心に沿った断面図である。ただし、ナット３については、図示の都合上、側面を示している。以下、それぞれの把持部１３０側で測定対象１であるナット３の側面に密着する面、すなわち内向き段付き部１３２（第１段差面１３２ａあるいは第２段差面１３２ｂ）を拘束面と呼ぶこととする。また、ナット３の拘束面に密着する側面を被拘束面と呼ぶこととする。

【0024】

前述のように、３つの把持部１３０のそれぞれの第１段差面１３２ａから中心位置計測装置１００の中心軸ＣＬまでの距離は等しい、あるいは等しくなるように各把持部１３０を筐体１１０に取り付けることができる。すなわち、回動板１２０の回動を開始する際に、全ての把持部１３０の上面の把持部歯１３１を回動板１２０の回動板第１歯１２３との螺合が開始される位置に設定すればよい。また、筐体１１０に形成された窪み１１１ａの平面的な中心は、中心位置計測装置１００の筐体１１０の中心軸ＣＬ上にある。

【0025】

この結果、３つの把持部１３０のそれぞれの第１段差面１３２ａにより３つの側面をそれぞれ拘束されたナット３の中心軸は、筐体１１０の中心軸ＣＬに実質的に一致する。すなわち、ナット３の中心軸は、中心位置計測装置１００およびナット３の製作精度の範囲で、筐体１１０の中心軸ＣＬに一致する。通常、中心位置計測装置１００およびナット３の製作精度は、ナット３の中心位置の必要精度に比べて十分に良く、ナット３の中心位置の必要精度を満たす。

【0026】

筐体１１０に形成された窪み１１１ａは筐体１１０の外形と同芯であるので、窪み１１１ａに搭載された球状反射器１０の中心は、筐体１１０の中心軸ＣＬに一致することから、窪み１１１ａに搭載された球状反射器１０の中心を、ナット３の中心軸に一致させることができる。

【0027】

さらに、図３に示すように、内向き段付き部１３２が複数ある場合には、第１段差面１３２ａによるカバー可能範囲を越える測定対象１にも第２段差面１３２ｂにより拘束することができる。

【0028】

図７は、第１の実施形態に係る中心位置計測方法の手順を示すフロー図である。

【0029】

中心位置計測方法は、中心位置計測装置を設定するステップＳ１０および測定対象の中心位置の測定・算出を行うステップＳ２０を有する。

【0030】

まず、中心位置計測装置を設定するステップＳ１０について説明する。

【0031】

最初に、中心位置の測定対象１を選択する（ステップＳ１１）。

【0032】

次に、中心位置計測装置１００の各把持部１３０の状態を非拘束位置に設定する（ステップＳ１２）。すなわち、中心位置計測装置１００の筐体１１０における各把持部１３０の径方向の位置を、中心軸ＣＬから十分に離れた位置に設定する。これは、次のステップで、中心位置計測装置１００と測定対象１との干渉を防止して、中心位置計測装置１００をスムーズに測定対象１を包囲するように設置するためである。

【0033】

次に、中心位置計測装置１００の各把持部１３０の拘束面が測定対象１の被拘束面に対向するように中心位置計測装置を測定対象１上に設置する（ステップＳ１３）。すなわち、ナット３の被拘束面である３つの側面に、中心位置計測装置１００の各把持部１３０の内向き段付き部１３２である第１段差面１３２ａあるいは第２段差面１３２ｂのそれぞれが対向する位置に中心位置計測装置１００を設置する。

【0034】

次に、中心位置計測装置１００の各把持部１３０の拘束面が測定対象１の被拘束面に密着するまで回動駆動部１４０であるハンドル１５０を操作して中心位置測定装置１００を設定する（ステップＳ１４）。この結果、中心位置計測装置１００が測定対象１に固定される。

【0035】

次に、測定対象１の中心位置の測定・算出を行うステップＳ２０の内容を説明する。

【0036】

まず、中心位置計測装置１００の筐体１１０の窪み１１１ａ上に再帰反射器である球状反射器１０を設置する（ステップＳ２１）。なお、この際、球状反射器１０の受光面側がレーザ光受発信器（図８参照）の方向を向くように球状反射器１０の向きを設定する。

【0037】

次に、レーザ光受発信器１５から球状反射器１０にレーザ光を送受信しレーザ光受発信器１５の送受信端と球状反射器１０の中心間の距離Ｌ０を得る（ステップＳ２２）。

【0038】

次に、レーザ光進行方向と距離Ｌ０とから送受信端基準の球状反射器中心位置座標を算出する（ステップＳ２３）。

【0039】

さらに、測定対象１の中心位置および高さ位置を算出する（ステップＳ２４）。

【0040】

次に、全ての測定対象１についての中心位置の測定・算出が実施されたか否かを判定する（ステップＳ２５）。全ての測定対象１についての中心位置の測定・算出が実施されたと判定されなかった（ステップＳ２５ ＮＯ）場合は、ステップＳ１１以降を繰り返す。全ての測定対象１についての中心位置の測定・算出が実施されたと判定された（ステップＳ２５ ＹＥＳ）場合は、中心位置計測方法の手順を終了する。

【0041】

図８は、第１の実施形態に係る中心位置計測方法における位置座標算出を説明する概念的な斜視図である。具体的には、ステップＳ２２ないしステップＳ２４に対応する。

【0042】

ステップＳ２２では、レーザ光受発信器１５の送受信端（位置Ｐ１）から球状反射器１０（中心位置Ｐ２）にレーザ光を送受信する。この結果、レーザ光の送信方向として、ｘ軸方向からの水平方向角度が角度Θ、その方向からの鉛直方向角度が角度Φとして得られる。また、送受信時間は、位置Ｐ１と位置Ｐ２との距離Ｌ０の２倍の距離のレーザ光の移動時間であるから、レーザ光の高速と側受信時間とから位置Ｐ１と位置Ｐ２との距離Ｌ０が得られる。

【0043】

ステップＳ２３では、ステップＳ２２で得られた情報から、レーザ光受発信器１５の送受信端（位置Ｐ１）の位置を原点とした、球状反射器１０の中心位置Ｐ２のｘ、ｙ、ｚ体系での座標（ｘ_２、ｙ_２、ｚ_２）を、次の式（１）、（２）および（３）により求める。

【0044】

ｘ_２ ＝Ｌ・ｃｏｓΦ・ｃｏｓΘ ・・・（１）

【0045】

ｙ_２ ＝Ｌ・ｃｏｓΦ・ｓｉｎΘ ・・・（２）

【0046】

ｚ_２ ＝－Ｌ・ｓｉｎΦ ・・・（３）

【0047】

ステップＳ２４では、球状反射器１０の中心位置Ｐ２のｘ、ｙ、ｚ体系での座標から、測定対象１であるナット３の中心位置Ｐ３の座標を算出する。なお、位置Ｐ３はナット３の上面内の点とする。

【0048】

ここで、球状反射器１０の中心位置Ｐ２と筐体１１０の上面１１１間の間隔をｈ１とする。また、中心位置計測装置１００の把持部１３０をナット３の上面に密着させた状態での、ナット３の中心位置Ｐ３と筐体１１０の上面１１１との間隔をｈ２とする。

【0049】

ｈ１は、球状反射器１０の半径Ｒと、窪み１１１ａの半径ｒとから一義的に算出される。

【0050】

ｈ２は、中心位置計測装置１００の筐体１１０と把持部１３０との結合時の寸法から一義的に算出される。

【0051】

この結果、ナット３の中心位置Ｐ３の座標（ｘ_３、ｙ_３、ｚ_３）は、次の式（４）、（５）および（６）により求められる。

【0052】

ｘ_３ ＝ｘ_２ ＝Ｌ・ｃｏｓΦ・ｃｏｓΘ ・・・（４）

【0053】

ｙ_３ ＝ｙ_２ ＝Ｌ・ｃｏｓΦ・ｓｉｎΘ ・・・（５）

【0054】

ｚ_３ ＝ｚ_２ － (ｈ１＋ｈ２) ＝－Ｌ・ｓｉｎΦ－ (ｈ１＋ｈ２) ・・・（６）

【0055】

図９は、第１の実施形態に係る中心位置計測装置の使用例を説明する概念的な斜視図である。開口５の周囲に例えば図示しない水車発電機用の複数の基礎ボルトが基礎コンクリートに埋設されている場合の例を示している。

【0056】

それぞれの基礎ボルトには、ナットが取り付けられた状態であるとし、各ナットが測定対象１であるとする。また、いずれの基礎ボルトも、その中心位置が開口５の縁から等しい間隔ｄの位置に設置されているものとする。

【0057】

このような場合において、各測定対象１のナットに中心位置計測装置１００を順次取り付けて球状反射器１０を搭載し、レーザ光受発信器１５を有する装置からレーザ光を受発信する。このように、順次、各測定対象１の座標位置を取得する。それぞれの測定対象１が、同一の円上にあるとして、その中心を算出することができる。また、算出された中心位置は、開口５の中心位置とみなせる。この結果、水車発電機などの据付け対象を据え付けるべき中心位置を決定することができる。

【0058】

以上のように、本実施形態に係る中心位置計測装置１００は、搭載する球状反射器１０の中心位置を、測定対象１の中心位置に正確かつ簡易に一致させることができる。

【0059】

図１０は、第１の実施形態に係る中心位置計測装置の変形例の構成を示す縦断面図である。

【0060】

変形例は、筐体１１０の上面１１１に形成された窪み１１１ａの底部に、磁石１１４を設けている点が異なる。磁石１１４を設けることにより、窪み１１１ａに球状反射器１０を設置する際に、球状反射器１０をさらに安定した状態にすることができる。

【0061】

［第２の実施形態］
図１１は、第２の実施形態に係る中心位置計測装置１００ａの構成を示す平面図、図１２は、図１１のＢ－Ｂ矢視断面図、また、図１３は、裏面図である。

【0062】

本実施形態に係る中心位置計測装置１００ａにおいては、把持部１３０の筐体１１０への取り付け方向が第１の実施形態と逆になっている。この点以外は、第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態との相違点のみ説明する。

【0063】

把持部１３０は、外向き段付き部１３３を有する。外向き段付き部１３３は、径方向内側から、第１段差面１３３ａ、第２段差面１３３ｂからなる。すなわち、本実施形態では、

【0064】

図１４は、第２の実施形態に係る中心位置計測装置１００ａを中心位置の測定対象１である穴４の内側面に取り付けた場合を示す断面図である。

【0065】

図１４は、３つの把持部１３０のうちの２つの把持部１３０に沿った断面を示している。本実施形態においては、拘束面は、それぞれの把持部１３０の外向き段付き部１３３すなわち第１段差面１３３ａあるいは第２段差面１３３ｂである。また、被拘束面は、穴４の内表面である。

【0066】

前述のように、３つの把持部１３０のそれぞれの第１段差面１３３ａから中心位置計測装置１００の中心軸ＣＬまでの距離は等しい、あるいは等しくなるように各把持部１３０を筐体１１０に取り付けることができる。また、筐体１１０に形成された窪み１１１ａの平面的な中心は、中心位置計測装置１００の筐体１１０の中心軸ＣＬ上にある。

【0067】

この結果、第１の実施形態と同様に、窪み１１１ａに搭載された球状反射器１０の中心を、穴４の中心軸に一致させることができる。

【0068】

図１５は、第２の実施形態に係る中心位置計測装置１００ａの把持部の変形例を示す側面図である。

【0069】

この変形例による把持部１３０ａには、ガイド部１３０ｇが形成されている。また、上面に形成された把持部歯１３１ａは、上面の長手方向の両端部間に形成されている。

【0070】

このように形成された把持部１３０ａは、筐体１１０からの取り外しが可能、すなわち挿抜可能である。また、把持部１３０ａの、筐体１１０への挿入方向は、任意に選択可能である。すなわち、すべての把持部１３０ａを第２の実施形態と同様の方向に向けて筐体１１０に取り付けると、段差部は、外向き段付き部１３３と同様に機能させることができる。また、すべての把持部１３０ａを第２の実施形態と反対の方向に向けて筐体１１０に取り付けると、段差部は、第１の実施形態の内向き段付き部１３２と同様に機能させることができる。

【0071】

このように、変形例による把持部１３０ａを用いることによって、挿入方向を変更することによって、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に機能させることができる。

【0072】

［第３の実施形態］
図１６は、第３の実施形態に係る中心位置計測装置１００ｂの構成を示す図１７のＤ－Ｄ矢視平面図、また、図１７は、図１６のＣ－Ｃ矢視断面図である。

【0073】

本実施形態は、第１の実施形態の変形であり中心位置計測装置１００ｂは、回動駆動部１４０として、第１の実施形態におけるハンドル１５０に代えてゼンマイばね１６０を有する。また、ハンドル１５０に代えてゼンマイばね１６０を使用することから、回動板１２０ａは、第１の実施形態におけるような回動板第２歯を有しない。ゼンマイばね１６０およびこれに関連する部分を除いては、第１の実施形態と同様である。

【0074】

ゼンマイばね１６０は、渦巻状に形成されたバネ部１６１、バネ部１６１を回動板１２０の回動軸１２８に結合する結合部１６２、バネ部１６１の結合部１６２の反対端に取り付けられた開閉爪１６３を有する。

【0075】

ゼンマイばね１６０の開閉爪１６３側の部分を、筐体の外側に配するために、筐体１１０の側面１１３には、バネ部用 側面切り欠き１１３ｂが形成されている。また、ゼンマイばね１６０の開閉爪１６３側の部分を固定するためのストッパ１１３ｃが、筐体１１０の側面１１３の複数個所に設けられている。ストッパ１１３ｃには、ゼンマイばね１６０の開閉爪１６３が通過可能な開口が形成され、かつ、ストッパ１１３ｃにおいてゼンマイばね１６０の開閉爪１６３を固定可能に形成されている。すなわち、開閉爪１６３は、折畳めるとともに、たとえば９０度以上には開かないように形成されている。

【0076】

また、ゼンマイばね１６０と把持部１３０との干渉を防止するために、ゼンマイばね１６０と把持部１３０との間に設けられた区画板１７０が設けられている。

【0077】

以上のような構成により、ゼンマイばね１６０を引き出して、ゼンマイばね１６０の開閉爪１６３側を先頭にして、筐体１１０の側面１１３に設けられた各ストッパ１１３ｃをくぐらせながら側面１１３の周囲を囲むようにすることができる。把持部と被把持部とが接触した後は、ゼンマイばね１６０を引き出す荷重が増加する。しかしながら、ゼンマイばね１６０に弾性があることから把持部と被把持部との接触力は急激には上昇しない。このため、適度の荷重の位置で、ゼンマイばね１６０の開閉爪１６３をストッパ１１３ｃに固定することが可能である。

【0078】

以上のように本実施形態では、ゼンマイばね１６０を用いることにより、中心位置計測装置１００ｂを測定対象１に取り付ける際に、測定対象１を締め付ける力をほぼ一定に保持して、測定対象１を必要以上に締め付けて損傷させる可能性を回避することができる。

【0079】

［第４の実施形態］
図１８は、第４の実施形態に係る中心位置計測装置の構成を示す平面図である。

【0080】

本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、筐体１１０の径を大きくしている点が特徴である。すなわち、筐体１１０の上面１１１が、その複数個所に球状反射器１０を設置可能なスペースを有する大きさである。

【0081】

なお、図１８では、窪み１１１ａが、上面１１１の中央部のみに形成されているが、球状反射器１０を設置する箇所のそれぞれに窪み１１１ａが形成されていてもよい。

【0082】

図１９は、第４の実施形態に係る中心位置計測装置１００ｂを中心位置の測定対象の外側面に取り付けた場合を示す概念的断面図である。

【0083】

今、測定対象１であるナット３が、水平方向から傾いている場合を想定する。このような測定対象１に中心位置計測装置１００ｂを取り付けると、中心位置計測装置１００ｂの筐体１１０の上面１１１も、測定対象１の傾きに応じて、同様に傾くことになる。

【0084】

筐体１１０の上面１１１の複数の箇所に球状反射器１０を順次設置してその中心位置の座標を計測する。この結果、たとえば、それぞれの中心位置の座標が、Ｐａ（ｘａ，ｙａ，ｚａ）、Ｐｂ（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）、および図示しないＰｃ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）のように得られる。

【0085】

これらの結果から、Ｐａ、ＰｂおよびＰｃを含む平面を算出することにより、上面１１１の傾き、すなわち、測定対象１の傾きを算出することができる。

【0086】

以上、説明した実施形態によれば、回動板１２０の渦巻き状の回動板第１歯１２３に螺合する把持部歯１３１を有して径方向に移動可能な複数の把持部１３０を有する中心位置計測装置を用いることによって、球状反射器を測定対象の中心に正確かつ簡易に合わせることが可能な中心位置計測装置および中心位置計測方法を提供することを可能とする。

【0087】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0088】

１…測定対象、２…ボルト、３…ナット、５…開口、１０…球状反射器、１５…レーザ光受発信器、１００…中心位置計測装置、１１０…筐体、１１１…上面、１１１ａ…窪み、１１２…下面、１１２ａ…下面切り欠き、１１３…側面、１１３ａ…把持部用側面切り欠き、１１３ｂ…バネ部用側面切り欠き、１１３ｃ…ストッパ、１１４…磁石、１２０、１２０ａ…回動板、１２１…上面、１２２…下面、１２３…回動板第１歯、１２４…回動板第２歯、１２５…ハブ、１２６…環状部、１２７…スポーク、１２８…回動軸、１３０、１３０ａ…把持部、１３０ｇ…ガイド溝、１３１、１３１ａ…把持部歯、１３２…内向き段付き部、１３２ａ…第１段差面、１３２ｂ…第２段差面、１３３…外向き段付き部、１３３ａ…第１段差面、１３３ｂ…第２段差面、１４０…回動駆動部、１５０…ハンドル、１５１…傘歯車、１５２…軸、１５３…取っ手、１６０…ゼンマイばね、１６１…バネ部、１６２…結合部、１６３…開閉爪、１７０…区画板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】