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(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】P2024108438
(43)【公開日】2024-08-13
(54)【発明の名称】計測球保持治具
(51)【国際特許分類】
G01B 11/00 20060101AFI20240805BHJP
【ＦＩ】
G01B11/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023012807
(22)【出願日】2023-01-31
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】野田 和宏
(72)【発明者】
【氏名】加藤 雅人
【テーマコード（参考）】
2F065
【Ｆターム（参考）】
2F065AA04
2F065AA06
2F065BB05
2F065DD03
2F065FF11
2F065FF61
2F065FF65
2F065FF66
2F065GG04
2F065HH04
2F065JJ01
2F065JJ15
2F065LL16
2F065LL17
2F065MM15
2F065MM16
2F065MM25
2F065MM26
2F065PP22
2F065QQ01
2F065QQ23
(57)【要約】
【課題】三次元形状の計測対象物中の計測位置の計測精度を向上させることができる計測球保持治具を提供する。
【解決手段】計測球における球体の表面の一部に接触可能な球体設置部と、前記球体が前記球体設置部に接触している状態を維持するための球保持用磁石と、磁性材で形成された計測対象物と対向可能な対向面を有する計測対象用磁石と、前記球体設置部、前記球保持用磁石、及び前記計測対象用磁石が取り付けられている本体と、を有する。前記本体は、前記球体設置部を基準にして前記軸線反球体側に位置し、前記計測対象物に接触可能な支点を有する。前記計測対象用磁石は、前記支点が前記計測対象物に接触しているときに、前記計測対象物に対して作用する前記計測対象用磁石の磁力により、前記支点を中心として、前記球体設置部に接している前記球体が前記計測対象物に近づく回転方向に、前記本体に対してモーメントが作用し得る位置に配置されている。
【選択図】図４
【解決手段】計測球における球体の表面の一部に接触可能な球体設置部と、前記球体が前記球体設置部に接触している状態を維持するための球保持用磁石と、磁性材で形成された計測対象物と対向可能な対向面を有する計測対象用磁石と、前記球体設置部、前記球保持用磁石、及び前記計測対象用磁石が取り付けられている本体と、を有する。前記本体は、前記球体設置部を基準にして前記軸線反球体側に位置し、前記計測対象物に接触可能な支点を有する。前記計測対象用磁石は、前記支点が前記計測対象物に接触しているときに、前記計測対象物に対して作用する前記計測対象用磁石の磁力により、前記支点を中心として、前記球体設置部に接している前記球体が前記計測対象物に近づく回転方向に、前記本体に対してモーメントが作用し得る位置に配置されている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁性材で形成された半径ｒの球体と、前記球体の表面に固定されている反射鏡と、を有する計測球を保持可能な計測球保持治具において、
前記球体の表面の一部に接触可能な球体設置部と、
前記球体が前記球体設置部に接触している状態を維持するための球保持用磁石と、
磁性材で形成された計測対象物と対向可能な対向面を有する計測対象用磁石と、
前記球体設置部、前記球保持用磁石、及び前記計測対象用磁石が取り付けられている本体と、
を有し、
前記球体設置部は、座中心軸を有し、前記球体設置部に接触している前記球体の中心が前記座中心軸上に位置するよう形成され、
前記球保持用磁石は、前記座中心軸上であって、前記座中心軸が延びる軸線方向における軸線球体側と軸線反球体側とのうち、前記球体設置部を基準にして、前記球体設置部に接触している前記球体とは反対側の前記軸線反球体側に配置され、
前記本体は、前記球体設置部を基準にして前記軸線反球体側に位置し、前記計測対象物に接触可能な支点を有し、
前記支点は、前記計測対象物に接しているときに前記座中心軸を含む仮想面に垂直な軸回りで前記本体が回転するときの回転中心になり、
前記計測対象用磁石は、前記支点が前記計測対象物に接触しているときに、前記計測対象物に対して作用する前記計測対象用磁石の磁力により、前記支点を中心として、前記球体設置部に接している前記球体が前記計測対象物に近づく回転方向に、前記本体に対してモーメントが作用し得る位置に配置されている、
計測球保持治具。
前記球体の表面の一部に接触可能な球体設置部と、
前記球体が前記球体設置部に接触している状態を維持するための球保持用磁石と、
磁性材で形成された計測対象物と対向可能な対向面を有する計測対象用磁石と、
前記球体設置部、前記球保持用磁石、及び前記計測対象用磁石が取り付けられている本体と、
を有し、
前記球体設置部は、座中心軸を有し、前記球体設置部に接触している前記球体の中心が前記座中心軸上に位置するよう形成され、
前記球保持用磁石は、前記座中心軸上であって、前記座中心軸が延びる軸線方向における軸線球体側と軸線反球体側とのうち、前記球体設置部を基準にして、前記球体設置部に接触している前記球体とは反対側の前記軸線反球体側に配置され、
前記本体は、前記球体設置部を基準にして前記軸線反球体側に位置し、前記計測対象物に接触可能な支点を有し、
前記支点は、前記計測対象物に接しているときに前記座中心軸を含む仮想面に垂直な軸回りで前記本体が回転するときの回転中心になり、
前記計測対象用磁石は、前記支点が前記計測対象物に接触しているときに、前記計測対象物に対して作用する前記計測対象用磁石の磁力により、前記支点を中心として、前記球体設置部に接している前記球体が前記計測対象物に近づく回転方向に、前記本体に対してモーメントが作用し得る位置に配置されている、
計測球保持治具。
【請求項2】
請求項１に記載の計測球保持治具において、
前記支点は、前記仮想面内で前記座中心軸に対して垂直な軸線垂直方向に、前記座中心軸から離れ、
前記計測対象用磁石は、前記支点よりも前記軸線方向における前記軸線球体側であって、前記軸線垂直方向で、前記座中心軸を基準にして前記支点が配置されている側に配置され、
且つ、前記計測対象用磁石は、前記座中心軸から距離が前記座中心軸からの前記支点までの距離未満である領域内に、前記対向面の少なくとも一部が存在するよう、配置されている、
計測球保持治具。
前記支点は、前記仮想面内で前記座中心軸に対して垂直な軸線垂直方向に、前記座中心軸から離れ、
前記計測対象用磁石は、前記支点よりも前記軸線方向における前記軸線球体側であって、前記軸線垂直方向で、前記座中心軸を基準にして前記支点が配置されている側に配置され、
且つ、前記計測対象用磁石は、前記座中心軸から距離が前記座中心軸からの前記支点までの距離未満である領域内に、前記対向面の少なくとも一部が存在するよう、配置されている、
計測球保持治具。
【請求項3】
請求項２に記載の計測球保持治具において、
前記支点は、前記座中心軸からの距離が前記半径ｒ未満の位置に配置されている、
計測球保持治具。
前記支点は、前記座中心軸からの距離が前記半径ｒ未満の位置に配置されている、
計測球保持治具。
【請求項4】
請求項３に記載の計測球保持治具において、
前記支点は、前記座中心軸からの距離が前記半径ｒの半分より長い距離の位置に配置されている、
計測球保持治具。
前記支点は、前記座中心軸からの距離が前記半径ｒの半分より長い距離の位置に配置されている、
計測球保持治具。
【請求項5】
請求項２から４のいずれか一項に記載の計測球保持治具において、
前記計測対象用磁石は、前記対向面の一部が、前記座中心軸からの距離が前記座中心軸から前記支点までの距離未満である領域内に存在し、前記対向面の残りの部分が、前記座中心軸からの距離が前記座中心軸から前記支点までの距離以上である領域内に存在する、
計測球保持治具。
前記計測対象用磁石は、前記対向面の一部が、前記座中心軸からの距離が前記座中心軸から前記支点までの距離未満である領域内に存在し、前記対向面の残りの部分が、前記座中心軸からの距離が前記座中心軸から前記支点までの距離以上である領域内に存在する、
計測球保持治具。
【請求項6】
請求項５に記載の計測球保持治具において、
前記対向面は、前記仮想面に平行で且つ前記仮想面上に位置する、
計測球保持治具。
前記対向面は、前記仮想面に平行で且つ前記仮想面上に位置する、
計測球保持治具。
【請求項7】
請求項５に記載の計測球保持治具において、
前記対向面は、前記仮想面に平行で且つ前記仮想面から離れている、
計測球保持治具。
前記対向面は、前記仮想面に平行で且つ前記仮想面から離れている、
計測球保持治具。
【請求項8】
請求項２から４のいずれか一項に記載の計測球保持治具において、
前記計測対象用磁石は、前記対向面の全てが、前記座中心軸からの距離が前記座中心軸から前記支点までの距離未満である領域内に存在する、
計測球保持治具。
前記計測対象用磁石は、前記対向面の全てが、前記座中心軸からの距離が前記座中心軸から前記支点までの距離未満である領域内に存在する、
計測球保持治具。
【請求項9】
請求項８に記載の計測球保持治具において、
前記対向面は、前記仮想面に垂直である、
計測球保持治具。
前記対向面は、前記仮想面に垂直である、
計測球保持治具。
【請求項10】
請求項２から４のいずれか一項に記載の計測球保持治具において、
前記対向面は、前記仮想面である第一仮想面に垂直で且つ前記座中心軸を含む第二仮想面に平行で、前記第二仮想面から離れている、
計測球保持治具。
前記対向面は、前記仮想面である第一仮想面に垂直で且つ前記座中心軸を含む第二仮想面に平行で、前記第二仮想面から離れている、
計測球保持治具。
【請求項11】
請求項１０に記載の計測球保持治具において、
前記対向面は、前記第一仮想面と交わっている、
計測球保持治具。
前記対向面は、前記第一仮想面と交わっている、
計測球保持治具。
【請求項12】
請求項１０に記載の計測球保持治具において、
前記対向面は、前記第一仮想面から離れている、
計測球保持治具。
前記対向面は、前記第一仮想面から離れている、
計測球保持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、磁性材で形成された球体と、この球体の表面に固定されている反射鏡と、を有する計測球を保持可能な計測球保持治具に関する。
【背景技術】
【0002】
三次元形状の計測対象物の形状等を計測する三次元形状計測装置としては、例えば、計測球と、この計測球を保持する計測球保持治具と、計測装置本体と、を備える装置がある。計測球は、磁性材で形成された球体と、この球体の表面に固定されている反射鏡と、を有する。この三次元形状計測装置で計測対象物の形状等を計測する場合、計測対象物と計測球との相対位置が変化しないように計測球保持治具で計測球を一時的に保持する。そして、計測装置本体から計測球の反射鏡にレーザ光を照射して、反射鏡で反射されたレーザ光を計測装置本体が受光する。なお、計測装置本体は、レーザトラッカーと呼ばれることがある。
【0003】
計測球保持治具としては、例えば、以下の特許文献１に治具がある。この計測球保持治具は、計測球の表面の一部に接触可能な球体設置部と、計測球が球体設置部に接触している状態を維持するための球保持用磁石と、これらが設けられている本体と、を有する。本体は、計測対象物に接触するための円柱状の接触子を有する。
【0004】
この技術では、計測球保持治具の接触子が計測対象物に接触している状態が維持されるよう、計測球保持治具を手等で保持しておく。次に、計測球の反射鏡が計測装置本体のレーザ発振器に向くよう、球体設置部上で計測球を回転させる。そして、レーザ発振器から反射鏡にレーザ光を照射し、反射鏡で反射されたレーザ光を計測装置本体の受光器で受光する。計測装置本体は、受光器が受光したレーザ光に基づいて、計測球の位置を定め、この計測球の位置から計測対象物中で接触子が接触している部分の位置を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許出願公開第２００４／０１００７０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献１に記載の技術では、前述したように、計測球と計測対象物との間に計測球保持治具が存在するため、計測球と計測球保持具の球体設置部との接触状況や、計測球保持治具の寸法精度等に応じて、計測対象物中で計測球保持治具の接触子が接触している部分の位置計測精度が低下する。
【0007】
そこで、本開示は、三次元形状の計測対象物中の計測位置の計測精度を向上させることができる計測球保持治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての計測球保持治具は、
磁性材で形成された半径ｒの球体と、前記球体の表面に固定されている反射鏡と、を有する計測球を保持可能な計測球保持治具において、前記球体の表面の一部に接触可能な球体設置部と、前記球体が前記球体設置部に接触している状態を維持するための球保持用磁石と、磁性材で形成された計測対象物と対向可能な対向面を有する計測対象用磁石と、前記球体設置部、前記球保持用磁石、及び前記計測対象用磁石が取り付けられている本体と、を有する。前記球体設置部は、座中心軸を有し、前記球体設置部に接触している前記球体の中心が前記座中心軸上に位置するよう形成されている。前記球保持用磁石は、前記座中心軸上であって、前記座中心軸が延びる軸線方向における軸線球体側と軸線反球体側とのうち、前記球体設置部を基準にして、前記球体設置部に接触している前記球体とは反対側の前記軸線反球体側に配置されている。前記本体は、前記球体設置部を基準にして前記軸線反球体側に位置し、前記計測対象物に接触可能な支点を有する。前記支点は、前記計測対象物に接しているときに前記座中心軸を含む仮想面に垂直な軸回りで前記本体が回転するときの回転中心になる。前記計測対象用磁石は、前記支点が前記計測対象物に接触しているときに、前記計測対象物に対して作用する前記計測対象用磁石の磁力により、前記支点を中心として、前記球体設置部に接している前記球体が前記計測対象物に近づく回転方向に、前記本体に対してモーメントが作用し得る位置に配置されている。
磁性材で形成された半径ｒの球体と、前記球体の表面に固定されている反射鏡と、を有する計測球を保持可能な計測球保持治具において、前記球体の表面の一部に接触可能な球体設置部と、前記球体が前記球体設置部に接触している状態を維持するための球保持用磁石と、磁性材で形成された計測対象物と対向可能な対向面を有する計測対象用磁石と、前記球体設置部、前記球保持用磁石、及び前記計測対象用磁石が取り付けられている本体と、を有する。前記球体設置部は、座中心軸を有し、前記球体設置部に接触している前記球体の中心が前記座中心軸上に位置するよう形成されている。前記球保持用磁石は、前記座中心軸上であって、前記座中心軸が延びる軸線方向における軸線球体側と軸線反球体側とのうち、前記球体設置部を基準にして、前記球体設置部に接触している前記球体とは反対側の前記軸線反球体側に配置されている。前記本体は、前記球体設置部を基準にして前記軸線反球体側に位置し、前記計測対象物に接触可能な支点を有する。前記支点は、前記計測対象物に接しているときに前記座中心軸を含む仮想面に垂直な軸回りで前記本体が回転するときの回転中心になる。前記計測対象用磁石は、前記支点が前記計測対象物に接触しているときに、前記計測対象物に対して作用する前記計測対象用磁石の磁力により、前記支点を中心として、前記球体設置部に接している前記球体が前記計測対象物に近づく回転方向に、前記本体に対してモーメントが作用し得る位置に配置されている。
【0009】
本態様における計測球保持治具を用いて、計測対象物中の計測位置を計測する際には、まず、計測球の球体を計測球保持治具の球体設置部に接触させる。この球体は、球保持用磁石の磁力により、球体設置部に接触している状態が維持される。すなわち、計測球は、計測球保持治具により保持される。次に、計測球を保持している計測球保持治具の本体の一部を計測対象物中の計測位置周りの部分に対向するよう、この計測球保持治具を配置する。この結果、計測対象用磁石の磁力により、計測球保持治具の支点が計測対象物中の計測位置周りの部分に接して、計測球保持治具が計測対象物中の計測位置周りに取り付けられた状態になる。さらに、計測対象用磁石の磁力により、支点を中心として、球体設置部に接している球体が計測対象物に近づく回転方向に、本体に対してモーメントが作用する。このため、球体設置部に接している球体が計測対象物中の計測位置に接触する。
【0010】
次に、球体の表面に設けられている反射鏡が計測装置本体の側を向くよう、球体が球体設置部及び計測対象物中の計測位置に接触している状態を維持しつつ、球体を回転させる。
【0011】
次に、計測装置本体のレーザ発振器から反射鏡にレーザ光を照射し、反射鏡で反射されたレーザ光を計測装置本体の受光器で受光する。計測装置本体は、反射鏡に照射したレーザ光及び受光器が受光したレーザ光に基づいて、計測球の中心座標を定める。さらに、計測装置本体は、計測球の中心座標から、球体の半径ｒを用いて、球体が接触している計測対象物の計測位置の座標を求める。
【0012】
背景技術の欄で説明した上記特許文献１に記載の技術では、計測球と計測対象物との間に計測球保持治具が存在するため、計測球と計測球保持具の球体設置部との接触状況や、計測球保持治具の寸法精度等に応じて、計測対象物中で計測球保持治具の接触子が接触している部分の位置計測精度が低下する。
【0013】
一方、本態様では、計測球を保持している計測球保持治具を計測対象物に接触させることで、計測球の球体が計測対象物中の計測位置に接触する。このため、計測装置本体が求める計測位置は、計測球と計測球保持治具の球体設置部との接触状況や、計測球保持治具の寸法精度等の影響を受けにくい。よって、本態様の計測球保持治具を用いることで、計測精度を高めることができる。
【発明の効果】
【0014】
本開示の一態様によれば、三次元形状の計測対象物中の計測位置の計測精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本開示に係る第一実施形態における計測対象物及び三次元形状計測装置の斜視図である。
【図2】本開示に係る第一実施形態における計測球保持治具の斜視図である。
【図3】本開示に係る第一実施形態における計測球保持治具の正面図である。
【図4】本開示に係る第一実施形態における計測球保持治具の断面図である。
【図5】本開示に係る第一実施形態の変形例における計測球保持治具の断面図である。
【図6】本開示に係る第二実施形態における計測対象物の斜視図である。
【図7】本開示に係る第二実施形態における計測球保持治具の斜視図である。
【図8】本開示に係る第二実施形態における計測球保持治具の正面図である。
【図9】本開示に係る第二実施形態における計測球保持治具の断面図である。
【図10】本開示に係る第三実施形態における計測対象物の斜視図である。
【図11】本開示に係る第三実施形態における計測球保持治具の斜視図である。
【図12】本開示に係る第三実施形態における計測球保持治具の正面図である。
【図13】本開示に係る第三実施形態における計測球保持治具の断面図である。
【図14】本開示に係る第四実施形態における計測対象物の斜視図である。
【図15】本開示に係る第四実施形態における計測球保持治具の斜視図である。
【図16】本開示に係る第四実施形態における計測球保持治具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本開示に係る計測球保持治具の複数の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0017】
【0018】
図１に示すように、三次元形状の計測対象物５０の形状等を計測する三次元形状計測装置は、計測球１と、計測装置本体５と、計測球１を保持する計測球保持治具１０と、を備える。計測球１は、磁性材で形成された球体２と、この球体２の表面に固定されている反射鏡３と、を有する。計測球保持治具１０は、この計測球１を保持可能である。計測装置本体５は、レーザ光の出射及び受光が可能である。このため、計測装置本体５は、レーザトラッカーと呼ばれることがある。この三次元形状計測装置で計測対象物５０の形状等を計測する場合、まず、計測球保持治具１０で計測球１を一時的に保持する。次に、計測対象物５０と計測球１との相対位置が変化しないように計測球保持治具１０を計測対象物５０に接触させる。そして、計測球１の反射鏡３に計測装置本体５からレーザ光を照射して、反射鏡３で反射されたレーザ光を計測装置本体５が受光する。
【0019】
ここで、計測対象物５０は、対象軸線Ｏを基準にして周方向Ｏｃに延びるフィンであるとする。計測対象物５０としてのフィンは、対象軸線Ｏが延びる対象軸線方向Ｏｄにおける両側のうち、軸線第一側Ｏｄ１を向く第一面５１と、軸線第二側Ｏｄ２を向く第二面５２と、を有する。第一面５１は、対象軸線Ｏに対して垂直で且つ周方向Ｏｃに延びている面である。第二面５２は、対象軸線Ｏに対して傾斜し且つ周方向Ｏｃに延びている面である。第一面５１と第二面５２とは、対象軸線Ｏに対する径方向内側の位置で互いに交わっている。第一面５１と第二面５２とが交わっている部分が、このフィンの先端５３である。この先端５３は、周方向Ｏｃに延びている。本実施形態では、周方向Ｏｃに延びる先端５３の複数の位置（計測位置５５）を計測する。
【0020】
本実施形態における計測球保持治具１０は、以上に説明した計測対象物５０に対する計測球１の相対位置が変化しないように、この計測球１の保持に好適な治具である。なお、この計測球１の球体２の半径はｒである。
【0021】
本実施形態における計測球保持治具１０は、図２～図４に示すように、球体２の表面の一部に接触可能な球体設置部１１と、磁性材で形成されている球体２が球体設置部１１に接触している状態を維持するための球保持用磁石１２と、磁性材で形成されている計測対象物５０と対向可能な対向面１６を有する計測対象用磁石１５と、これらが取り付けられている本体２０と、を有する。
【0022】
球体設置部１１は、図２に示すように、座中心軸Ｓを有し、球体設置部１１に接触している球体２の中心Ｃが座中心軸Ｓ上に位置するよう形成されている。具体的に、球体設置部１１の表面形状は、座中心軸Ｓ上の点を中心として半径ｒの球面の一部の形状である。なお、本実施形態では、球体設置部１１の表面形状が球面の一部であるが、球体設置部の表面形状が円錐面の一部、つまりテーパ面の形状であってもよい。表面形状がテーパ面の形状である球体設置部は、表面形状が球面の一部である球体設置部１１に比べて、製作時の加工が容易になる。
【0023】
ここで、座中心軸Ｓが延びている方向を軸線方向Ｓｄとする。また、この軸線方向Ｓｄの一方側を軸線球体側Ｓｄｄとし、この軸線方向Ｓｄの他方側を軸線反球体側Ｓｄａとする。さらに、座中心軸Ｓを含む第一仮想面Ｐ１に平行で且つ座中心軸Ｓに垂直な方向を軸線垂直方向Ｓｖとする。また、この軸線垂直方向Ｓｖで座中心軸Ｓに近づく側を中心軸側Ｓｖｄとし、この軸線垂直方向Ｓｖで座中心軸Ｓから遠ざかる側を反中心軸側Ｓｖａとする。
【0024】
球体２が球体設置部１１に接触している状態では、この球体２は、球体設置部１１を基準にして軸線球体側Ｓｄｄに位置している。球保持用磁石１２は、座中心軸Ｓ上であって、球体設置部１１を基準にして軸線反球体側Ｓｄａに配置されている。
【0025】
本体２０は、以上で説明した球体設置部１１及び球保持用磁石１２が設けられている主本体２１と、この主本体２１から軸線垂直方向Ｓｖに延びている第一腕２６ｘ及び第二腕２６ｙと、を有する。
【0026】
主本体２１は、軸線球体側Ｓｄｄを向く正面２２と、軸線反球体側Ｓｄａを向く背面２３と、軸線垂直方向Ｓｖで互いに対向している一対の側面２４と、を有する。球体設置部１１は、主本体２１の正面２２から軸線反球体側Ｓｄａに凹むように形成されている。背面２３は、正面２２に対して背合わせの関係にある。一対の側面２４は、正面２２と背面２３とを接続する。一対の側面２４の間隔は、軸線反球体側Ｓｄａから軸線球体側Ｓｄｄに向かうに連れて次第に狭くなっている。すなわち、各側面２４は、軸線反球体側Ｓｄａから軸線球体側Ｓｄｄに向かうに連れて次第に座中心軸Ｓに近づくよう、座中心軸Ｓに対して傾斜している。一対の側面２４のうちの一方の側面２４と背面２３との角は、計測対象物５０に接触可能な支点２５を成す。また、一対の側面２４のうちの他方の側面２４と背面２３との角も、計測対象物５０に接触可能な支点２５を成す。支点２５は、球体設置部１１を基準にして軸線反球体側Ｓｄａで、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖに離れた箇所に位置している。座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける支点２５までの距離である支点距離Ｄは、本実施形態では、半径ｒ未満である（図４参照）。この支点２５は、本体２０が第一仮想面Ｐ１に垂直な軸回りで回転するときの回転中心となる。
【0027】
第一腕２６ｘは、図２及び図３に示すように、主本体２１から軸線垂直方向Ｓｖの一方側に延びている。第二腕２６ｙは、主本体２１から軸線垂直方向Ｓｖの他方側に延びている。第一腕２６ｘ及び第二腕２６ｙは、いずれも、主本体２１の側面２４が計測対象物５０の先端５３に対向している際、計測対象物５０の第一面５１又は第二面５２に対向可能な対向面２７を有する。第一腕２６ｘの対向面２７及び第二腕２６ｙの対向面２７は、いずれも、第一仮想面Ｐ１上に位置している。
【0028】
第一腕２６ｘには、この第一腕２６ｘの対向面２７と計測対象用磁石１５の対向面１６が面一になるよう、計測対象用磁石１５が配置されている。第二腕２６ｙには、この第二腕２６ｙの対向面２７と計測対象用磁石１５の対向面１６が面一になるよう、計測対象用磁石１５が配置されている。よって、各計測対象用磁石１５は、計測対象用磁石１５の対向面１６が、座中心軸Ｓと軸線垂直方向Ｓｖに間隔をあけて平行になり且つ第一仮想面Ｐ１上に位置するよう、配置されている。
【0029】
さらに、図４に示すように、計測対象用磁石１５は、支点２５が計測対象物５０の先端５３に接触しているときに、計測対象物５０に対して作用する計測対象用磁石１５の磁力により、支点２５を中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０の先端５３に近づく回転方向に、本体２０に対してモーメントＭが作用し得る位置に配置されている。具体的に、計測対象用磁石１５は、支点２５よりも軸線方向Ｓｄにおける軸線球体側Ｓｄｄであって、軸線垂直方向Ｓｖで、座中心軸Ｓを基準にして支点２５が配置されている側に配置されている。さらに、計測対象用磁石１５の対向面１６の一部は、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける距離が前述の支点距離Ｄ未満である領域内に存在し、計測対象用磁石１５の残りの部分は、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける距離が前述の支点距離Ｄ以上の領域内に存在する。
【0030】
本実施形態における計測球保持治具１０を用いて、計測対象物５０の先端５３上の複数の位置を計測する際には、まず、計測球１の球体２を計測球保持治具１０の球体設置部１１に接触させる。この球体２は、球保持用磁石１２の磁力により、球体設置部１１に接触している状態が維持される。すなわち、計測球１は、計測球保持治具１０により保持される。次に、計測球１を保持している計測球保持治具１０の主本体２１の一方の側面２４が計測対象物５０の先端５３と軸線垂直方向Ｓｖで対向し、且つこの計測球保持治具１０の一方の計測対象用磁石１５の対向面１６及び一方の腕２６ｘの対向面２７が計測対象物５０の第一面５１と対向するよう、この計測球保持治具１０を配置する（図３参照）。この結果、計測対象用磁石１５の磁力により、計測対象用磁石１５の対向面１６及び一方の腕２６ｘの対向面２７が計測対象物５０の第一面５１が接触し、計測球保持治具１０の支点２５が計測対象物５０の先端５３に接触する。すなわち、計測球保持治具１０が計測対象物５０中の先端５３周り取り付けられた状態になる。なお、計測対象用磁石１５の対向面１６は、計測対象物５０の第一面５１に接触する必要はない。さらに、計測対象用磁石１５の磁力、具体的には、計測対象用磁石１５中で計測対象物５０の先端５３よりも軸線垂直方向Ｓｖにおける中心軸側Ｓｖｄに位置している部分の磁力により、計測球保持治具１０の支点２５を中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０の先端５３に近づく回転方向に、本体２０に対してモーメントＭが作用する。このため、球体設置部１１に接している球体２が、計測対象物５０中で、計測位置５５を含む先端５３に接触する。
【0031】
次に、球体２の表面に設けられている反射鏡３が計測装置本体５の側を向くよう、球体２が球体設置部１１及び計測対象物５０中の計測位置５５に接触している状態を維持しつつ、球体２を回転させる。
【0032】
次に、計測装置本体５のレーザ発振器から反射鏡３にレーザ光を照射し、反射鏡３で反射されたレーザ光を計測装置本体５の受光器で受光する（図１参照）。計測装置本体５は、反射鏡３に照射したレーザ光及び受光器が受光したレーザ光に基づいて、計測球１の中心Ｃの座標を定める。さらに、計測装置本体５は、計測球１の中心Ｃの座標から、球体２の半径ｒを用いて、球体２が接触している計測対象物５０の計測位置５５の座標を求める。
【0033】
背景技術の欄で説明した上記特許文献１に記載の技術では、計測球と計測対象物との間に計測球保持治具が存在するため、計測球と計測球保持具の球体設置部との接触状況や、計測球保持治具の寸法精度等に応じて、計測対象物中で計測球保持治具の接触子が接触している部分の位置計測精度が低下する。
【0034】
一方、本実施形態では、計測球１を保持している計測球保持治具１０を計測対象物５０に接触させることで、計測球１の球体２が計測対象物５０中の計測位置５５に接触する。このため、本実施形態では、計測装置本体５が求める計測位置５５は、計測球１と計測球保持治具１０の球体設置部１１との接触状況や、計測球保持治具１０の寸法精度等の影響を受けにくい。よって、本実施形態における計測球保持治具１０を用いることで、計測位置５５の計測精度を高めることができる。
【0035】
本実施形態における計測球保持治具１０では、図４に示すように、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける支点２５までの距離である支点距離Ｄが球体２の半径ｒ未満である。しかしながら、図５に示す変形例のように、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける支点２５までの距離である支点距離Ｄが球体２の半径ｒ以上であってもよい。この変形例の場合、支点２５を中心とした本体２０の倒れ込み量が本実施形態よりも多くなるため、レーザ光の受光可能角度ＬＡが本実施形態におけるレーザ光の受光可能角度ＬＡよりも小さくなる。言い換えると、変形例の場合、レーザ光を出射する計測装置本体５の配置可能領域が本実施形態よりも狭くなる。よって、支点距離Ｄは球体２の半径ｒ未満であることが好ましい。但し、支点距離Ｄはあまりに短くなると、球保持用磁石１２と計測対象用磁石１５とが互いに干渉し合うことになるため、支点距離Ｄは球体２の半径ｒ未満で且つこの半径ｒの１／２以上（ｒ＞Ｄ≧ｒ／２）であることが好ましい。
【0036】
【0037】
図６に示すように、本実施形態における計測球保持治具を用いて、形状等が計測される計測対象物５０ａは、対象軸線Ｏを基準にして周方向Ｏｃに延びる内周面５３ａを有する部材である。この内周面５３ａは、対象軸線Ｏが延びる対象軸線方向Ｏｄに所定の幅を有する。この部材は、この内周面５３ａと、内周面５３ａの軸線第一側Ｏｄ１の縁に接続され且つ軸線第一側Ｏｄ１を向く第一面５１ａと、内周面５３ａの軸線第二側Ｏｄ２の縁に接続され且つ軸線第二側Ｏｄ２を向く第二面５２ａと、を有する。本実施形態では、内周面５３ａ中の複数の位置（計測位置５５）を計測する。
【0038】
【0039】
本実施形態における計測球保持治具１０ａも、第一実施形態における計測球保持治具１０と同様、球体２の表面の一部に接触可能な球体設置部１１と、磁性材で形成されている球体２が球体設置部１１に接触している状態を維持するための球保持用磁石１２と、磁性材で形成されている計測対象物５０ａと対向可能な対向面１６を有する計測対象用磁石１５と、これらが取り付けられている本体２０ａと、を有する。
【0040】
球体設置部１１は、図７に示すように、座中心軸Ｓを有し、球体設置部１１に接触している球体２の中心Ｃが座中心軸Ｓ上に位置するよう形成されている。
【0041】
本体２０ａは、第一実施形態における計測球保持治具１０ａの本体２０と同様、球体設置部１１及び球保持用磁石１２が設けられている主本体２１ａと、この主本体２１ａから軸線垂直方向Ｓｖに延びている第一腕２６ｘａ及び第二腕２６ｙａと、を有する。
【0042】
主本体２１ａは、第一実施形態における計測球保持治具１０ａの主本体２１と同様、軸線球体側Ｓｄｄを向く正面２２と、軸線反球体側Ｓｄａを向く背面２３と、軸線垂直方向Ｓｖで互いに対向している一対の側面２４と、を有する。球体設置部１１は、主本体２１ａの正面２２から軸線反球体側Ｓｄａに凹むように形成されている。背面２３は、正面２２に対して背合わせの関係にある。一対の側面２４は、正面２２と背面２３とを接続する。一対の側面２４の間隔は、軸線反球体側Ｓｄａから軸線球体側Ｓｄｄに向かうに連れて次第に狭くなっている。すなわち、各側面２４は、軸線反球体側Ｓｄａから軸線球体側Ｓｄｄに向かうに連れて次第に座中心軸Ｓに近づくよう、座中心軸Ｓに対して傾斜している。一対の側面２４のうちの一方の側面２４と背面２３との角は、計測対象物５０ａに接触可能な支点２５を成す。一対の側面２４のうちの他方の側面２４と背面２３との角も、計測対象物５０ａに接触可能な支点２５を成す。支点２５は、球体設置部１１を基準にして軸線反球体側Ｓｄａで、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖに離れた箇所に位置している。座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける支点２５までの距離である支点距離Ｄは、本実施形態では、半径ｒ以上である（図９参照）。この支点２５は、本体２０ａが第一仮想面Ｐ１に垂直な軸回りで回転するときの回転中心となる。
【0043】
第一腕２６ｘａは、図７及び図８に示すように、主本体２１ａから軸線垂直方向Ｓｖの一方側に延びている。第二腕２６ｙａは、主本体２１ａから軸線垂直方向Ｓｖの他方側に延びている。第一腕２６ｘａ及び第二腕２６ｙａは、いずれも、主本体２１ａの側面２４が計測対象物５０ａの内周面５３ａに対向している際、計測対象物５０ａの第一面５１ａ又は第二面５２ａに対向可能な対向面２７を有する。第一腕２６ｘａの対向面２７及び第二腕２６ｙａの対向面２７は、いずれも、第一仮想面Ｐ１に対して垂直な方向にこの第一仮想面Ｐ１から離れている。
【0044】
第一腕２６ｘａには、この第一腕２６ｘａの対向面２７と計測対象用磁石１５の対向面１６とが平行になるよう、計測対象用磁石１５が配置されている。第二腕２６ｙａには、この第二腕２６ｙａの対向面２７と計測対象用磁石１５の対向面１６とが平行になるよう、計測対象用磁石１５が配置されている。よって、各計測対象用磁石１５は、計測対象用磁石１５の対向面１６が、座中心軸Ｓと軸線垂直方向Ｓｖに間隔をあけて平行になり且つ第一仮想面Ｐ１から離れるよう、配置されている。
【0045】
さらに、計測対象用磁石１５は、図９に示すように、第一実施形態における計測球保持治具１０の計測対象用磁石１５と同様、支点２５が計測対象物５０ａの内周面５３ａに接触しているときに、計測対象物５０ａに対して作用する計測対象用磁石１５の磁力により、支点２５を中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ａの内周面５３ａに近づく回転方向に、本体２０ａに対してモーメントＭが作用し得る位置に配置されている。具体的に、計測対象用磁石１５は、支点２５よりも軸線方向Ｓｄにおける軸線球体側Ｓｄｄであって、軸線垂直方向Ｓｖで、座中心軸Ｓを基準にして支点２５が配置されている側に配置されている。さらに、計測対象用磁石１５の対向面１６の一部は、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける距離が前述の支点距離Ｄ未満である領域内に存在し、計測対象用磁石１５の残りの部分は、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける距離が前述の支点距離Ｄ以上の領域内に存在する。
【0046】
本実施形態における計測球保持治具１０ａを用いて、計測対象物５０ａの内周面５３ａ上の複数の位置を計測する際には、まず、計測球１の球体２を計測球保持治具１０ａの球体設置部１１に接触させる。この球体２は、球保持用磁石１２の磁力により、球体設置部１１に接触している状態が維持される。次に、計測球１を保持している計測球保持治具１０ａの主本体２１ａの一方の側面２４が計測対象物５０ａの内周面５３ａと軸線垂直方向Ｓｖで対向し、且つこの計測球保持治具１０ａの計測対象用磁石１５の対向面１６及び腕２６ｘａの対向面２７が計測対象物５０ａの第一面５１ａ又は第二面５２ａと対向するよう、この計測球保持治具１０ａを配置する（図８参照）。この結果、計測対象用磁石１５の磁力により、計測球保持治具１０ａの腕２６ｘａの対向面２７が計測対象物５０ａの第一面５１ａ又は第二面５２ａに接触し、計測球保持治具１０ａの支点２５が計測対象物５０ａの内周面５３ａに接触する。すなわち、計測球保持治具１０ａが計測対象物５０ａ中の内周面５３ａ周り取り付けられた状態になる。さらに、計測対象用磁石１５の磁力、具体的には、計測対象用磁石１５中で計測対象物５０ａの内周面５３ａよりも軸線垂直方向Ｓｖにおける中心軸側Ｓｖｄに位置している部分の磁力により、計測球保持治具１０ａの支点２５を中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ａの内周面５３ａに近づく回転方向に、本体２０ａに対してモーメントＭが作用する。このため、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ａ中の計測位置５５を含む内周面５３ａに接触する。
【0047】
よって、本実施形態における計測球保持治具１０ａを用いることで、第一実施形態における計測球保持治具１０を用いた場合と同様、計測位置５５の計測精度を高めることができる。
【0048】
【0049】
図１０に示すように、本実施形態における計測球保持治具を用いて、形状等が計測される計測対象物５０ｂは、対象軸線Ｏを基準にして周方向Ｏｃに延びるフィンである。このフィンは、対象軸線Ｏを基準にして周方向Ｏｃに延びる内周面５３ｂと、内周面５３ｂの軸線第一側Ｏｄ１の縁に接続され且つ軸線第一側Ｏｄ１を向く第一面５１ｂと、内周面５３ｂの軸線第二側Ｏｄ２の縁に接続され且つ軸線第二側Ｏｄ２を向く第二面５２ｂと、を有する。このフィンの内周面５３ｂは、このフィンの先端となる。但し、このフィンの先端は、図１を用いて説明した計測対象物５０としてのフィンの先端５３と異なり、対象軸線方向Ｏｄの幅がある。本実施形態では、この内周面５３ｂ中の複数の位置（計測位置５５）を計測する。
【0050】
【0051】
本実施形態における計測球保持治具１０ｂも、第一実施形態及び第二実施形態における計測球保持治具１０，１０ａと同様、図１１～図１３に示すように、球体２の表面の一部に接触可能な球体設置部１１と、磁性材で形成されている球体２が球体設置部１１に接触している状態を維持するための球保持用磁石１２と、磁性材で形成されている計測対象物５０ｂと対向可能な対向面１６ｂを有する計測対象用磁石１５ｂと、これらが取り付けられている本体２０ｂと、を有する。
【0052】
球体設置部１１は、図１１に示すように、座中心軸Ｓを有し、球体設置部１１に接触している球体２の中心Ｃが座中心軸Ｓ上に位置するよう形成されている。
【0053】
本体２０ｂは、球体設置部１１及び球保持用磁石１２が設けられている主本体２１ｂと、この主本体２１ｂから軸線反球体側Ｓｄａに延びている支点胴２６ｂと、を有する。
【0054】
主本体２１ｂは、軸線球体側Ｓｄｄを向く正面２２と、軸線反球体側Ｓｄａを向く背面２３と、軸線垂直方向Ｓｖで互いに対向している一対の側面２４と、を有する。球体設置部１１は、主本体２１ｂの正面２２から軸線反球体側Ｓｄａに凹むように形成されている。背面２３は、正面２２に対して背合わせの関係にある。一対の側面２４は、正面２２と背面２３とを接続する。
【0055】
支点胴２６ｂは、ほぼ直方体形状を成し、軸線球体側Ｓｄｄを向く面が主本体２１ｂの背面２３に接続されている。この支点胴２６ｂは、軸線垂直方向Ｓｖで互いに対向する一対の側面２８ｂと、軸線反球体側Ｓｄａを向く背面２７ｂと、を有する。一対の側面２８ｂの軸線反球体側Ｓｄａの縁は、背面２７ｂに接続されている。一対の側面２８ｂのうち、一方の側面２８ｂと、主本体２１ｂの一方の側面２４とは面一である。本体２０ｂは、主本体２１ｂの一方の側面２４及び支点胴２６ｂの一方の側面２８ｂから中心軸側Ｓｖｄに凹み、軸線方向Ｓｄに延びる第一溝２９ｂａを有する。本体２０ｂは、さらに、第一溝２９ｂａの底面から中心軸側Ｓｖｄに凹み、軸線方向Ｓｄに延びる第二溝２９ｂｂを有する。第一溝２９ｂａの溝幅及び第二溝２９ｂｂの溝幅は、いずれも、計測対象物５０ｂの第一面５１ｂと第二面５２ｂとの間隔よりも広い（図１２参照）。このため、この第二溝２９ｂｂ内には、計測対象物５０ｂの内周面５３ｂを含む先端部分が入り込める。第一溝２９ｂａ及び第二溝２９ｂｂは、いずれも、主本体２１ｂの正面２２から支点胴２６ｂの背面２７ｂまで延びている。
【0056】
図１３に示すように、第二溝２９ｂｂの底面と支点胴２６ｂの背面２７ｂとの角は、計測対象物５０ｂの内周面５３ｂに接触可能な支点２５ｂを成す。よって、この支点２５ｂは、球体設置部１１を基準にして軸線反球体側Ｓｄａで、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖに離れた箇所に位置している。座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける支点２５ｂまでの距離である支点距離Ｄは、本実施形態では、半径ｒ未満である。
【0057】
計測対象用磁石１５ｂは、支点２５ｂが計測対象物５０ｂの内周面５３ｂに接触しているときに、計測対象物５０ｂに対して作用する計測対象用磁石１５ｂの磁力により、支点２５ｂを中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ｂの内周面５３ｂに近づく回転方向に、本体２０ｂに対してモーメントＭが作用し得る位置に配置されている。
【0058】
具体的に、計測対象用磁石１５ｂは、支点胴２６ｂ内に、以下のように配置されている。
（１）計測対象用磁石１５ｂの全ては、座中心軸Ｓから距離が支点距離Ｄ未満である領域内に存在する。よって、計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂの全てが、座中心軸Ｓから距離が支点距離Ｄ未満である領域内に存在することになる。
（２）計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂは、第二溝２９ｂｂの底面と面一、又は第二溝２９ｂｂの底面よりも座中心軸Ｓ側である。
（３）計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂは、第二仮想面Ｐ２に平行で、第二仮想面Ｐ２から反中心軸側Ｓｖａに離れている。
なお、第二仮想面Ｐ２は、座中心軸Ｓを含み第一仮想面Ｐ１に垂直な仮想面である。よって、この第二仮想面Ｐ２は、軸線垂直方向Ｓｖに対して垂直である（図１２参照）。
（４）計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂは、第一仮想面Ｐ１と垂直に交わっている。
（１）計測対象用磁石１５ｂの全ては、座中心軸Ｓから距離が支点距離Ｄ未満である領域内に存在する。よって、計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂの全てが、座中心軸Ｓから距離が支点距離Ｄ未満である領域内に存在することになる。
（２）計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂは、第二溝２９ｂｂの底面と面一、又は第二溝２９ｂｂの底面よりも座中心軸Ｓ側である。
（３）計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂは、第二仮想面Ｐ２に平行で、第二仮想面Ｐ２から反中心軸側Ｓｖａに離れている。
なお、第二仮想面Ｐ２は、座中心軸Ｓを含み第一仮想面Ｐ１に垂直な仮想面である。よって、この第二仮想面Ｐ２は、軸線垂直方向Ｓｖに対して垂直である（図１２参照）。
（４）計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂは、第一仮想面Ｐ１と垂直に交わっている。
【0059】
本実施形態における計測球保持治具１０ｂを用いて、計測対象物５０ｂの内周面５３ｂ上の複数の位置を計測する際には、まず、計測球１の球体２を計測球保持治具１０ｂの球体設置部１１に接触させる。この球体２は、球保持用磁石１２の磁力により、球体設置部１１に接触している状態が維持される。次に、計測球１を保持している計測球保持治具１０ｂの第二溝２９ｂｂに計測対象物５０ｂの内周面５３ｂを含む先端部分を入れて、この第二溝２９ｂｂの底面及び計測対象用磁石１５ｂの対向面１６ｂが計測対象物５０ｂの内周面５３ｂと軸線垂直方向Ｓｖで対向するよう、この計測球保持治具１０ｂを配置する（図１２参照）。この結果、計測対象用磁石１５ｂの磁力により、計測球保持治具１０ｂの支点２５ｂが計測対象物５０ｂの内周面５３ｂに接触して、計測球保持治具１０ｂが計測対象物５０ｂ中の計測位置５５を含む内周面５３ｂ周り取り付けられた状態になる。さらに、計測対象用磁石１５ｂの磁力により、計測球保持治具１０ｂの支点２５ｂを中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ｂの内周面５３ｂに近づく回転方向に、本体２０ｂに対してモーメントＭが作用する。このため、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ｂ中の計測位置５５を内周面５３ｂに接触する。
【0060】
よって、本実施形態における計測球保持治具１０ｂを用いることで、以上で説明した各実施形態における計測球保持治具１０，１０ａを用いた場合と同様、計測位置５５の計測精度を高めることができる。
【0061】
【0062】
図１４に示すように、本実施形態における計測球保持治具を用いて、形状等が計測される計測対象物５０ｃは、滑らかな曲面又は平面（以下、これらの面を総称して計測面５３ｃとする）を有する部材である。本実施形態では、この計測面５３ｃ中の複数の位置（計測位置５５）を計測する。
【0063】
【0064】
本実施形態における計測球保持治具１０ｃも、以上の各実施形態における計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂと同様、球体２の表面の一部に接触可能な球体設置部１１と、磁性材で形成されている球体２が球体設置部１１に接触している状態を維持するための球保持用磁石１２と、磁性材で形成されている計測対象物５０ｃと対向可能な対向面１６ｃを有する計測対象用磁石１５ｃと、これらが取り付けられている本体２０ｃと、を有する。
【0065】
球体設置部１１は、図１５に示すように、座中心軸Ｓを有し、球体設置部１１に接触している球体２の中心Ｃが座中心軸Ｓ上に位置するよう形成されている。
【0066】
本体２０ｃは、軸線球体側Ｓｄｄを向く正面２２と、軸線反球体側Ｓｄａを向く背面２３と、軸線垂直方向Ｓｖで互いに対向している一対の側面２４と、を有する。球体設置部１１は、本体２０ｃの正面２２から軸線反球体側Ｓｄａに凹むように形成されている。背面２３は、正面２２に対して背合わせの関係にある。一対の側面２４のうちの一方の側面２４は、正面２２の反中心軸側Ｓｖａの縁と背面２３の反中心軸側Ｓｖａの縁とを接続する。
【0067】
一方の側面２４と背面２３との角は、計測対象物５０ｃの計測面５３ｃに接触可能な支点２５を成す。よって、この支点２５は、球体設置部１１を基準にして軸線反球体側Ｓｄａで、座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖに離れた箇所に位置している。座中心軸Ｓから軸線垂直方向Ｓｖにおける支点２５までの距離である支点距離Ｄは、本実施形態では、半径ｒ未満である（図１６参照）。
【0068】
図１６に示すように、計測対象用磁石１５ｃは、支点２５が計測対象物５０ｃの計測面５３ｃに接触しているときに、計測対象物５０ｃに対して作用する計測対象用磁石１５ｃの磁力により、支点２５を中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ｃの計測面５３ｃに近づく回転方向に、本体２０ｃに対してモーメントＭが作用し得る位置に配置されている。具体的に、計測対象用磁石１５ｃは、支点２５よりも軸線方向Ｓｄにおける軸線球体側Ｓｄｄであって、軸線垂直方向Ｓｖで、座中心軸Ｓを基準にして支点２５が配置されている側に配置されている。さらに、計測対象用磁石１５ｃの全ては、座中心軸Ｓから距離が支点距離Ｄ以内である領域内に存在する。よって、計測対象用磁石１５ｃの対向面１６ｃの全てが、座中心軸Ｓから距離が支点距離Ｄ以内である領域内に存在することになる。計測対象用磁石１５ｃの対向面１６ｃは、第一仮想面Ｐ１から離れ、且つ第一仮想面Ｐ１に垂直である（図１５参照）。
【0069】
本実施形態における計測球保持治具１０ｃを用いて、計測対象物５０ｃの計測面５３c上の複数の位置を計測する際には、まず、計測球１の球体２を計測球保持治具１０ｃの球体設置部１１に接触させる。この球体２は、球保持用磁石１２の磁力により、球体設置部１１に接触している状態が維持される。次に、計測球１を保持している計測球保持治具１０ｃの一方の側面２４及び計測対象用磁石１５ｃの対向面１６ｃが、計測対象物５０ｃの計測面５３ｃと軸線垂直方向Ｓｖで対向するよう、この計測球保持治具１０ｃを配置する。この結果、計測対象用磁石１５ｃの磁力により、計測球保持治具１０ｃの支点２５が計測対象物５０ｃの計測面５３ｃに接触して、計測球保持治具１０ｃが計測対象物５０ｃ中の計測位置５５（計測面５３ｃ）周り取り付けられた状態になる。さらに、計測対象用磁石１５ｃの磁力により、計測球保持治具１０ｃの支点２５を中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ｃの計測面５３ｃに近づく回転方向に、本体２０ｃに対してモーメントＭが作用する。このため、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０ｃ中の計測位置５５を含む計測面５３ｃに接触する。
【0070】
よって、本実施形態における計測球保持治具１０ｃを用いることで、以上で説明した各実施形態における各計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂを用いた場合と同様、計測位置５５の計測精度を高めることができる。
【0071】
本開示は、以上で説明した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加、変更、置き換え、部分的削除等が可能である。
【0072】
「付記」
以上の実施形態及び変形例における計測球保持治具は、例えば、以下のように把握される。
以上の実施形態及び変形例における計測球保持治具は、例えば、以下のように把握される。
【0073】
（１）第一態様における計測球保持治具は、
磁性材で形成された半径ｒの球体２と、前記球体２の表面に固定されている反射鏡３と、を有する計測球１を保持可能な計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、前記球体２の表面の一部に接触可能な球体設置部１１と、前記球体２が前記球体設置部１１に接触している状態を維持するための球保持用磁石１２と、磁性材で形成された計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃと対向可能な対向面１６，１６ｂ，１６ｃを有する計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃと、前記球体設置部１１、前記球保持用磁石１２、及び前記計測対象用磁石が取り付けられている本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、を有する。前記球体設置部１１は、座中心軸Ｓを有し、前記球体設置部１１に接触している前記球体２の中心Ｃが前記座中心軸Ｓ上に位置するよう形成されている。前記球保持用磁石１２は、前記座中心軸Ｓ上であって、前記座中心軸Ｓが延びる軸線方向Ｓｄにおける軸線球体側Ｓｄｄと軸線反球体側Ｓｄａとのうち、前記球体設置部１１を基準にして、前記球体設置部１１に接触している前記球体２とは反対側の前記軸線反球体側Ｓｄａに配置されている。前記本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、前記球体設置部１１を基準にして前記軸線反球体側Ｓｄａに位置し、前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに接触可能な支点２５，２５ｂを有する。前記支点２５，２５ｂは、前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに接しているときに前記座中心軸Ｓを含む仮想面Ｐ１に垂直な軸回りで前記本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃが回転するときの回転中心になる。前記計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃは、前記支点２５，２５ｂが前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに接触しているときに、前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに対して作用する前記計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃの磁力により、前記支点２５，２５ｂを中心として、前記球体設置部１１に接している前記球体２が前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに近づく回転方向に、前記本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃに対してモーメントＭが作用し得る位置に配置されている。
磁性材で形成された半径ｒの球体２と、前記球体２の表面に固定されている反射鏡３と、を有する計測球１を保持可能な計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、前記球体２の表面の一部に接触可能な球体設置部１１と、前記球体２が前記球体設置部１１に接触している状態を維持するための球保持用磁石１２と、磁性材で形成された計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃと対向可能な対向面１６，１６ｂ，１６ｃを有する計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃと、前記球体設置部１１、前記球保持用磁石１２、及び前記計測対象用磁石が取り付けられている本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、を有する。前記球体設置部１１は、座中心軸Ｓを有し、前記球体設置部１１に接触している前記球体２の中心Ｃが前記座中心軸Ｓ上に位置するよう形成されている。前記球保持用磁石１２は、前記座中心軸Ｓ上であって、前記座中心軸Ｓが延びる軸線方向Ｓｄにおける軸線球体側Ｓｄｄと軸線反球体側Ｓｄａとのうち、前記球体設置部１１を基準にして、前記球体設置部１１に接触している前記球体２とは反対側の前記軸線反球体側Ｓｄａに配置されている。前記本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、前記球体設置部１１を基準にして前記軸線反球体側Ｓｄａに位置し、前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに接触可能な支点２５，２５ｂを有する。前記支点２５，２５ｂは、前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに接しているときに前記座中心軸Ｓを含む仮想面Ｐ１に垂直な軸回りで前記本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃが回転するときの回転中心になる。前記計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃは、前記支点２５，２５ｂが前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに接触しているときに、前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに対して作用する前記計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃの磁力により、前記支点２５，２５ｂを中心として、前記球体設置部１１に接している前記球体２が前記計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに近づく回転方向に、前記本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃに対してモーメントＭが作用し得る位置に配置されている。
【0074】
本態様における計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃを用いて、計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ中の計測位置５５を計測する際には、まず、計測球１の球体２を計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの球体設置部１１に接触させる。この球体２は、球保持用磁石１２の磁力により、球体設置部１１に接触している状態が維持される。すなわち、計測球１は、計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにより保持される。次に、計測球１を保持している計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃの一部を計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ中の計測位置５５周りの部分に対向するよう、この計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配置する。この結果、計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃの磁力により、計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの支点２５，２５ｂが計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ中の計測位置５５周りの位置に接して、計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃが計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ中の計測位置５５周り取り付けられた状態になる。さらに、計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃの磁力により、支点２５，２５ｂを中心として、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに近づく回転方向に、本体２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃに対してモーメントＭが作用する。このため、球体設置部１１に接している球体２が計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ中の計測位置５５に接触する。
【0075】
次に、球体２の表面に設けられている反射鏡３が計測装置本体５の側を向くよう、球体２が球体設置部１１及び計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ中の計測位置５５に接触している状態を維持しつつ、球体２を回転させる。
【0076】
次に、計測装置本体５のレーザ発振器から反射鏡３にレーザ光を照射し、反射鏡３で反射されたレーザ光を計測装置本体５の受光器で受光する。計測装置本体５は、反射鏡３に照射したレーザ光及び受光器が受光したレーザ光に基づいて、計測球１の中心座標を定める。さらに、計測装置本体５は、計測球１の中心座標から、球体２の半径ｒを用いて、球体２が接触している計測対象物５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃの計測位置５５の座標を求める。
【0077】
（２）第二態様における計測球保持治具は、
前記第一態様における計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、前記支点２５，２５ｂは、前記仮想面Ｐ１内で前記座中心軸Ｓに対して垂直な軸線垂直方向Ｓｖに、前記座中心軸Ｓから離れている。前記計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃは、前記支点２５，２５ｂよりも前記軸線方向Ｓｄにおける前記軸線球体側Ｓｄｄであって、前記軸線垂直方向Ｓｖで、前記座中心軸Ｓを基準にして前記支点２５，２５ｂが配置されている側に配置されている。且つ、前記計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃは、前記座中心軸Ｓからの距離が前記座中心軸Ｓから前記支点２５，２５ｂまでの距離Ｄ未満である領域内に、前記対向面１６，１６ｂ，１６ｃの少なくとも一部が存在するよう、配置されている。
前記第一態様における計測球保持治具１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、前記支点２５，２５ｂは、前記仮想面Ｐ１内で前記座中心軸Ｓに対して垂直な軸線垂直方向Ｓｖに、前記座中心軸Ｓから離れている。前記計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃは、前記支点２５，２５ｂよりも前記軸線方向Ｓｄにおける前記軸線球体側Ｓｄｄであって、前記軸線垂直方向Ｓｖで、前記座中心軸Ｓを基準にして前記支点２５，２５ｂが配置されている側に配置されている。且つ、前記計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃは、前記座中心軸Ｓからの距離が前記座中心軸Ｓから前記支点２５，２５ｂまでの距離Ｄ未満である領域内に、前記対向面１６，１６ｂ，１６ｃの少なくとも一部が存在するよう、配置されている。
【0078】
（３）第三態様における計測球保持治具は、
前記第二態様における計測球保持治具１０，１０ｂ，１０ｃにおいて、前記支点２５，２５ｂは、前記座中心軸Ｓからの距離が前記半径ｒ未満の位置に配置されている。
前記第二態様における計測球保持治具１０，１０ｂ，１０ｃにおいて、前記支点２５，２５ｂは、前記座中心軸Ｓからの距離が前記半径ｒ未満の位置に配置されている。
【0079】
本態様では、反射鏡３によるレーザ光の受光可能角度ＬＡを大きくすることができる。言い換えると、本態様では、レーザ光を出射する計測装置本体５の配置可能領域を広くすることができる。
【0080】
（４）第四態様における計測球保持治具は、
前記第三態様における計測球保持治具１０，１０ｂ，１０ｃにおいて、前記支点２５，２５ｂは、前記座中心軸Ｓからの距離が前記半径ｒの半分より長い距離の位置に配置されている。
前記第三態様における計測球保持治具１０，１０ｂ，１０ｃにおいて、前記支点２５，２５ｂは、前記座中心軸Ｓからの距離が前記半径ｒの半分より長い距離の位置に配置されている。
【0081】
本態様では、球保持用磁石１２と計測対象用磁石１５，１５ｂ，１５ｃとの干渉を容易に回避することができる。
【0082】
（５）第五態様における計測球保持治具は、
前記第二態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様における計測球保持治具１０，１０ａにおいて、前記計測対象用磁石１５は、前記対向面１６の一部が、前記座中心軸Ｓからの距離が前記座中心軸Ｓから前記支点２５までの距離Ｄ未満である領域内に存在し、前記対向面１６の残りの部分が、前記座中心軸Ｓからの距離が前記座中心軸Ｓから前記支点２５までの距離Ｄ以上である領域内に存在する。
前記第二態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様における計測球保持治具１０，１０ａにおいて、前記計測対象用磁石１５は、前記対向面１６の一部が、前記座中心軸Ｓからの距離が前記座中心軸Ｓから前記支点２５までの距離Ｄ未満である領域内に存在し、前記対向面１６の残りの部分が、前記座中心軸Ｓからの距離が前記座中心軸Ｓから前記支点２５までの距離Ｄ以上である領域内に存在する。
【0083】
（６）第六態様における計測球保持治具は、
前記第五態様における計測球保持治具１０において、前記対向面１６は、前記仮想面Ｐ１に平行で且つ前記仮想面Ｐ１上に位置する。
前記第五態様における計測球保持治具１０において、前記対向面１６は、前記仮想面Ｐ１に平行で且つ前記仮想面Ｐ１上に位置する。
【0084】
（７）第七態様における計測球保持治具は、
前記第五態様における計測球保持治具１０ａにおいて、前記対向面１６は、前記仮想面Ｐ１に平行で且つ前記仮想面Ｐ１から離れている。
前記第五態様における計測球保持治具１０ａにおいて、前記対向面１６は、前記仮想面Ｐ１に平行で且つ前記仮想面Ｐ１から離れている。
【0085】
（８）第八態様における計測球保持治具は、
前記第二態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様における計測球保持治具１０ｂ，１０ｃにおいて、前記計測対象用磁石１５ｂ，１５ｃは、前記対向面１６ｂ，１６ｃの全てが、前記座中心軸Ｓからの距離が前記座中心軸Ｓから前記支点２５，２５ｂまでの距離Ｄ未満である領域内に存在する。
前記第二態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様における計測球保持治具１０ｂ，１０ｃにおいて、前記計測対象用磁石１５ｂ，１５ｃは、前記対向面１６ｂ，１６ｃの全てが、前記座中心軸Ｓからの距離が前記座中心軸Ｓから前記支点２５，２５ｂまでの距離Ｄ未満である領域内に存在する。
【0086】
（９）第九態様における計測球保持治具は、
前記第八態様における計測球保持治具１０ｂ，１０ｃにおいて、前記対向面１６ｂ，１６ｃは、前記仮想面Ｐ１に垂直である。
前記第八態様における計測球保持治具１０ｂ，１０ｃにおいて、前記対向面１６ｂ，１６ｃは、前記仮想面Ｐ１に垂直である。
【0087】
（１０）第十態様における計測球保持治具は、
前記第二態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様における計測球保持治具１０ｂ，１０ｃにおいて、前記対向面１６ｂ，１６ｃは、前記仮想面Ｐ１である第一仮想面に垂直な面で且つ前記座中心軸Ｓを含む第二仮想面Ｐ２に平行で、前記第二仮想面Ｐ２から離れている。
前記第二態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様における計測球保持治具１０ｂ，１０ｃにおいて、前記対向面１６ｂ，１６ｃは、前記仮想面Ｐ１である第一仮想面に垂直な面で且つ前記座中心軸Ｓを含む第二仮想面Ｐ２に平行で、前記第二仮想面Ｐ２から離れている。
【0088】
（１１）第十一態様における計測球保持治具は、
前記第十態様における計測球保持治具１０ｂにおいて、前記対向面１６ｂは、前記第一仮想面Ｐ１と交わっている。
前記第十態様における計測球保持治具１０ｂにおいて、前記対向面１６ｂは、前記第一仮想面Ｐ１と交わっている。
【0089】
（１２）第十二態様における計測球保持治具は、
前記第十態様における計測球保持治具１０ｃにおいて、前記対向面１６ｃは、前記第一仮想面Ｐ１から離れている。
前記第十態様における計測球保持治具１０ｃにおいて、前記対向面１６ｃは、前記第一仮想面Ｐ１から離れている。
【符号の説明】
【0090】
１：計測球
２：球体
３：反射鏡
５：計測装置本体（レーザトラッカー）
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：計測球保持治具
１１：球体設置部
１２：球保持用磁石
１５，１５ｂ，１５ｃ：計測対象用磁石
１６，１６ｂ，１６ｃ：対向面
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ：本体
２１，２１ａ，２１ｂ：主本体
２２：正面
２３：背面
２４：側面
２５，２５ｂ：支点
２６ｘ，２６ｘａ：第一腕
２６ｙ，２６ｙａ：：第二腕
２７：対向面
２６ｂ：支点胴
２７ｂ：背面
２８ｂ：側面
２９ｂａ：第一溝
２９ｂｂ：第二溝
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ：計測対象物
５１，５１ａ，５１ｂ：第一面
５２，５２ａ，５２ｂ：第二面
５３：先端
５３ａ，５３ｂ：内周面
５３ｃ：計測面
５５：計測位置
Ｏ：対象軸線
Ｏｄ：対象軸線方向
Ｏｄ１：軸線第一側
Ｏｄ２：軸線第二側
Ｏｃ：周方向
Ｓ：座中心軸
Ｓｄ：軸線方向
Ｓｄｄ：軸線球体側
Ｓｄａ：軸線反球体側
Ｓｖ：軸線垂直方向
Ｓｖｄ：中心軸側
Ｓｂａ：反中心軸側
Ｐ１：第一仮想面
Ｐ２：第二仮想面
２：球体
３：反射鏡
５：計測装置本体（レーザトラッカー）
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：計測球保持治具
１１：球体設置部
１２：球保持用磁石
１５，１５ｂ，１５ｃ：計測対象用磁石
１６，１６ｂ，１６ｃ：対向面
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ：本体
２１，２１ａ，２１ｂ：主本体
２２：正面
２３：背面
２４：側面
２５，２５ｂ：支点
２６ｘ，２６ｘａ：第一腕
２６ｙ，２６ｙａ：：第二腕
２７：対向面
２６ｂ：支点胴
２７ｂ：背面
２８ｂ：側面
２９ｂａ：第一溝
２９ｂｂ：第二溝
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ：計測対象物
５１，５１ａ，５１ｂ：第一面
５２，５２ａ，５２ｂ：第二面
５３：先端
５３ａ，５３ｂ：内周面
５３ｃ：計測面
５５：計測位置
Ｏ：対象軸線
Ｏｄ：対象軸線方向
Ｏｄ１：軸線第一側
Ｏｄ２：軸線第二側
Ｏｃ：周方向
Ｓ：座中心軸
Ｓｄ：軸線方向
Ｓｄｄ：軸線球体側
Ｓｄａ：軸線反球体側
Ｓｖ：軸線垂直方向
Ｓｖｄ：中心軸側
Ｓｂａ：反中心軸側
Ｐ１：第一仮想面
Ｐ２：第二仮想面
【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】