(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-20
(45)【発行日】2022-06-28
(54)【発明の名称】比較測定機用校正ゲージ及び比較測定機の校正方法
(51)【国際特許分類】
G01B 21/02 20060101AFI20220621BHJP
G01B 5/00 20060101ALI20220621BHJP
G01B 11/02 20060101ALI20220621BHJP
【ＦＩ】
G01B21/02 Z
G01B5/00 P
G01B11/02 Z
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2018153720
(22)【出願日】2018-08-17
(65)【公開番号】P2020027090
(43)【公開日】2020-02-20
【審査請求日】2021-06-08
(73)【特許権者】
【識別番号】506209422
【氏名又は名称】地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター
(74)【代理人】
【識別番号】110002675
【氏名又は名称】特許業務法人ドライト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村上 祐一
(72)【発明者】
【氏名】大西 徹
【審査官】信田 昌男
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０５２２７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１３７３０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１３３７９０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｂ ２１／０２
Ｇ０１Ｂ ５／００
Ｇ０１Ｂ １１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
テーブル本体と、前記テーブル本体に移動可能に設けられた保持部とを有するテーブルの前記保持部に取り付けられる比較測定機用校正ゲージであって、ゲージ本体と、
前記ゲージ本体に設けられた複数の測定用マークと、
前記複数の測定用マークの大きさ及び前記測定用マーク同士の間の距離の少なくとも一方の校正値と
を備える比較測定機用校正ゲージ。
【請求項2】
前記複数の測定用マークは、第１マークと、前記第１マークを中心に略対称に設けられた第２マークと第３マークとを有し、前記第１マークと前記第２マークとの距離と、前記第１マークと前記第３マークの距離とが異なっている請求項１に記載の比較測定機用校正ゲージ。
【請求項3】
前記複数の測定用マークは、第１マークと、前記第１マークを中心に略対称に設けられた第２マークと第３マークとを有し、前記第２マークと前記第３マークとの大きさが異なっている請求項１に記載の比較測定機用校正ゲージ。
【請求項4】
前記保持部は、前記テーブル本体に対し、前記第１マークを中心に回転可能である請求項２又は３に記載の比較測定機用校正ゲージ。
【請求項5】
前記テーブルを前記ゲージ本体の厚さ方向に傾斜して支持する支持台をさらに備える請求項１～４のいずれか１項に記載の比較測定機用校正ゲージ。
【請求項6】
前記複数の測定用マークは、前記ゲージ本体に一列に配置された、前記ゲージ本体の厚さ方向に貫通する穴である請求項１～５のいずれか１項に記載の比較測定機用校正ゲージ。
【請求項7】
前記複数の測定用マークは、前記ゲージ本体に放射状に配置された、前記ゲージ本体の表面から突出して設けられた球体である請求項１～５のいずれか１項に記載の比較測定機用校正ゲージ。
【請求項8】
ゲージ本体と、前記ゲージ本体に設けられた複数の測定マークと、
前記ゲージ本体に対し、所定の変位を与えるテーブルと、
前記複数の測定用マークの大きさ及び前記測定用マーク同士の距離の少なくとも一方の校正値と
を備える比較測定機用校正ゲージを用いて、
前記複数の測定用マークの大きさ又は前記測定用マーク同士の間の距離を測定するステップと、
前記ゲージ本体に対し、所定の変位を与えるステップと、
前記所定の変位を与えた後の、前記複数の測定用マークの大きさ又は前記測定用マーク同士の間の距離を測定するステップと、
前記所定の変位を与える前後の前記複数の測定用マークの大きさ又は前記測定用マーク同士の距離の差と、前記校正値とを比較するステップと
を備える比較測定機の校正方法。
【請求項9】
前記所定の変位を与えるステップは、前記ゲージ本体を回転させる請求項８に記載の比較測定機の校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、比較測定機用校正ゲージ及び比較測定機の校正方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、被測定物の寸法を測定する方法として、比較測定という手段がある。比較測定は、ゲージブロックやリングゲージなどのマスター（測定基準）を用いて、被測定物との差から被測定物の寸法をダイヤルゲージなどの計測器で割り出す方法である。比較測定では、比較測定機のステージの基準位置に配置したマスターを測定し、その後に、ステージに被測定物を配置し、被測定物の測定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－０５２２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ステージに被測定物を配置する際に、被測定物がステージの基準位置からずれて配置されると、測定誤差が生じるため、被測定物の位置ずれによる測定誤差が比較測定機で定めている精度保証範囲内であることを確認する必要がある。しかし、被測定物の位置ずれによる測定誤差が比較測定機の精度保証範囲内であることを確認する方法は、まだ技術的に確立されていない。
【0005】
被測定物の位置ずれによる測定誤差が比較測定機の精度保証範囲内であることを確認できる比較測定機用校正ゲージ及び比較測定機の校正方法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】
【0006】
以下の開示の一観点によれば、テーブル本体と、前記テーブル本体に移動可能に設けられた保持部とを有するテーブルの前記保持部に取り付けられる比較測定機用校正ゲージであって、ゲージ本体と、前記ゲージ本体に設けられた複数の測定用マークと、前記複数の測定用マークの大きさ及び前記測定用マーク同士の間の距離の少なくとも一方の校正値とを備える比較測定機用校正ゲージが提供される。
【0007】
また、その開示の他の観点によれば、ゲージ本体と、前記ゲージ本体に設けられた複数の測定マークと、前記ゲージ本体に対し、所定の変位を与えるテーブルと、前記複数の測定用マークの大きさ及び前記測定用マーク同士の距離の少なくとも一方の校正値とを備える校正ゲージを用いて、前記複数の測定用マークの大きさ又は前記測定用マーク同士の間の距離を測定するステップと、前記ゲージ本体に対し、所定の変位を与えるステップと、前記所定の変位を与えた後の、前記複数の測定用マークの大きさ又は前記測定用マーク同士の間の距離を測定するステップと、前記所定の変位を与える前後の前記複数の測定用マークの大きさ又は前記測定用マーク同士の距離の差と、前記校正値とを比較するステップとを備える比較測定機の校正方法が提供される。
【発明の効果】
【0008】
以下の開示によれば、比較測定機用校正ゲージは、ゲージ本体と、ゲージ本体に設けられた複数の測定用マークと、複数の測定用マークの大きさ及び測定用マーク同士の間の距離の少なくとも一方の校正値とを備える。また、比較測定機用校正ゲージは、テーブル本体と、テーブル本体に移動可能に設けられた保持部とを有するテーブルの保持部に取り付けられる。
【0009】
この比較測定機用校正ゲージを用いた校正方法では、まず、複数の測定用マークの大きさ又は測定用マーク同士の間の距離を測定する。次いで、ゲージ本体に対し、所定の変位を与え、所定の変位を与えた後の、複数の測定用マークの大きさ又は測定用マーク同士の間の距離を測定する。さらに、所定の変位を与える前後の複数の測定用マークの大きさ又は測定用マーク同士の距離の差と、校正値とを比較する。
【0010】
これにより、被測定物の位置ずれによる測定誤差が比較測定機の精度保証範囲内であることを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態の比較測定機用校正ゲージを示す斜視図である。
【図2】第１実施形態の比較測定機用校正ゲージを示す平面図である。
【図9】第１実施形態のその他の態様の比較測定機用校正ゲージを示す平面図である。
【図11】第２実施形態の比較測定機用校正ゲージを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
１．第１実施形態
（全体構成）
図１～図８は第１実施形態の比較測定機用校正ゲージを説明するための図である。図１の斜視図に示すように、第１実施形態の比較測定機用校正ゲージはゲージ本体１０を備えている。ゲージ本体１０は、平板状基板であり、好適には、アルミニウムを主成分とする金属、又はセラミックスなどから形成される。ゲージ本体１０の厚みは、例えば１０ｍｍ～２０ｍｍである。
１．第１実施形態
（全体構成）
図１～図８は第１実施形態の比較測定機用校正ゲージを説明するための図である。図１の斜視図に示すように、第１実施形態の比較測定機用校正ゲージはゲージ本体１０を備えている。ゲージ本体１０は、平板状基板であり、好適には、アルミニウムを主成分とする金属、又はセラミックスなどから形成される。ゲージ本体１０の厚みは、例えば１０ｍｍ～２０ｍｍである。
【0013】
ゲージ本体１０の表面には、複数の軸付き球体５が並んで立設している。図１の部分拡大図に示すように、軸付き球体５は、球体１２と、球体１２の下端に繋がる円柱状の軸部１４とから形成される。軸部１４は、球体１２の下端に繋がる径小部１４ａと、径小部１４ａの下端に繋がる径大部１４ｂとから形成される。
【0014】
軸付き球体５の軸部１４の径大部１４ｂがゲージ本体１０の表面に設けられたねじ穴にねじ止めされている。球体１２の直径は、軸部１４の径大部１４ｂの直径よりも大きく設定される。このようにして、球体１２は垂直方向に延びる軸部１４で支持され、ゲージ本体１０の表面から上方に離れた位置に配置されている。
【0015】
第１実施形態では、複数の軸付き球体５の球体１２が複数の測定用マークの一例である。このように、複数の測定用マークは、ゲージ本体１０に放射状に配置された、ゲージ本体１０の表面から突出して設けられた球体１２である。
【0016】
図２は図１の比較測定機用校正ゲージ１を上側からみた平面図である。ゲージ本体１０は平面視で八角形状を有する。ゲージ本体１０の平面視での形状は、比較測定機のステージ（不図示）に合わせて、丸形状又は四角形状などの各種の形状を採用することができる。例えば、ゲージ本体１０のサイズは、比較測定機のステージ内の測定可能範囲の２／３以上のサイズに設定される。ゲージ本体１０には、取付穴１０ａが設けられている。取付穴１０ａはゲージ本体１０の上面から下面まで貫通して形成される。
【0017】
ゲージ本体１０から立設する軸付き球体５の球体１２は、白色で示された白球体１２ａと黒色で示された黒球体１２ｂとを含む。白球体１２ａと黒球体１２ｂとは直径が異なっており、例えば、白球体１２ａの直径を６ｍｍ、黒球体１２ｂの直径を４ｍｍとすることができる。
【0018】
ゲージ本体１０には、中心位置を水平方向に通過する０°-１８０°線が区画されている。また、ゲージ本体１０には、０°-１８０°線から４５°で傾いた４５°-２２５°線が区画されている。また、ゲージ本体１０には、０°-１８０°線から９０°で傾いた９０°-２７０°線が区画されている。さらに、ゲージ本体１０には、０°-１８０°線から１３５°で傾いた１３５°-３１５°線が区画されている。
【0019】
０°-１８０°線と９０°-２７０°線との交点であるゲージ本体１０の中心位置に白球体Ｐ（１２ａ）が配置されている。そして、０°-１８０°線の中心位置から右方向に４つの白球体１２ａが間隔を空けて並んで配置されている。また、０°-１８０°線の中心位置から離れた左方向に３つの黒球体１２ｂが間隔を空けて並んで配置されている。
【0020】
また、４５°-２２５°線の中心位置から斜め右上方向に４つの白球体１２ａが間隔を空けて並んで配置されている。また、４５°-２２５°線の中心位置から離れた斜め左下方向に３つの黒球体１２ｂが間隔を空けて並んで配置されている。
【0021】
また、９０°-２７０°線の中心位置から上方向に４つの白球体１２ａが間隔を空けて並んで配置されている。また、９０°-２７０°線の中心位置から離れた下方向に３つの黒球体１２ｂが間隔を空けて並んで配置されている。
【0022】
さらに、１３５°-３１５°線の中心位置から斜め左上方向に４つの白球体１２ａが間隔を空けて並んで配置されている。また、１３５°-３１５°線の中心位置から離れた斜め右下方向に３つの黒球体１２ｂが間隔を空けて並んで配置されている。
【0023】
このように、ゲージ本体１０に区画された０°-１８０°線、４５°-２２５°線、９０°-２７０°線及び１３５°-３１５°線の各々において、中心位置から一方の方向に白球体１２ａが並んで配置され、中心位置から離れた他方の方向に黒球体１２ｂが並んで配置されている。以下の説明では、上記した０°-１８０°線、４５°-２２５°線、９０°-２７０°線及び１３５°-３１５°線を測定線とも呼ぶ。
【0024】
比較測定機用校正ゲージ１は、白球体１２ａの直径が６ｍｍで、黒球体１２ｂの直径が４ｍｍであり、黒球体１２ｂは白球体１２ａよりも直径が２ｍｍ小さい。第２マークとしての黒球体１２ｂ及び第３マークとしての白球体１２ａは、ゲージ本体１０の中心位置に配置された第１マークとしての白球体Ｐ（１２ａ）に対し略対称に配置されている。対称とは、線対称の意味であり、より具体的には、第２マークと第３マークを通る直線に対し、第１マークの中心を通る垂線を対称軸とする線対称をいう。
【0025】
対称位置にある白球体１２ａと黒球体１２ｂは、白球体Ｐ（１２ａ）との中心間距離が同じに設定されている。ここでいう「同じ」とは、完全に一致する場合に限らず、若干異なる場合も含む。例えば、０°－１８０°線に注目すると、ゲージ本体１０の中心位置に配置された白球体Ｐ（１２ａ）の中心と隣の黒球体１２ｂの中心との距離ＤＸは、ゲージ本体１０の中心位置に配置された白球体Ｐ（１２ａ）の中心と隣の白球体１２ａの中心との距離ＤＹと同じに設定されている。
【0026】
ここで、図３に示すように、図２の比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させると、０°-１８０°線の左右が反転する。その結果、０°-１８０°線の右側に黒球体１２ｂが並んで配置され、０°-１８０°線の左側に白球体１２ａが並んで配置された状態となる。
【0027】
このように、比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させることにより、相互に直径が異なる白球体１２ａと黒球体１２ｂの配置が入れ替わり、疑似的に位置ずれが発生した状態となる。つまり、比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させることにより、被測定物が比較測定機のステージの基準位置から位置ずれして配置された状態を疑似的に再現することができる。
【0028】
本実施形態では、比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させることにより、直径が６ｍｍの白球体１２ａの位置に直径が４ｍｍの黒球体１２ｂが配置され、直径が４ｍｍの黒球体１２ｂの位置に直径が６ｍｍの白球体１２ａが配置される。このため、被測定物が比較測定機のステージの基準位置から１ｍｍ位置ずれして配置された状態を疑似的に再現することができる。第１実施形態では、ゲージ本体１０に対して所定の変位を与えるステップは、図２及び図３のように、ゲージ本体１０を１８０°回転させることである。
【0029】
本実施形態の比較測定機用校正ゲージ１の有効性を、高精度な三次元測定機を用いて確認した。具体的には、三次元測定機によって、ゲージ本体１０の中心位置（０）と各測定位置の球体の中心との距離を測定し、１８０°回転前後における測定値を比較した。その結果を図４に示す。図４の縦軸は回転前後での差、横軸は測定位置を示す。
【0030】
図４の横軸の０の位置は、図２の比較測定機用校正ゲージ１の０°-１８０°線の中心位置に配置された白球体Ｐ（１２ａ）（原点）に対応する。また、３０、８５、１４０の位置は図２の原点から右側の３つの白球体１２ａの位置に対応し、－３０、－８５、－１４０の位置は図２の原点から左側の３つの黒球体１２ｂの位置に対応する。
【0031】
回転前後での差は、回転前の図２の比較測定機用校正ゲージ１のＸ方向（０°-１８０°線）の中心位置（０）から各測定位置までの距離と、１８０°回転後の図３の０°-１８０°線の中心位置（０）から各測定位置までの距離との差である。比較測定機用校正ゲージ１のＹ方向（９０°-２７０°線）についても同様な測定を行い、回転前後での差を算出した。
【0032】
図４に示すように、比較測定機用校正ゲージ１の各測定位置において、ゲージ本体１０を１８０°回転させる前後での距離の測定値の差は０．６μｍ程度以内であり、精度が２μｍ±０．２５μｍであり、この比較測定機用校正ゲージ１を利用できることが確認された。精度は校正した三次元測定機によって算出された値であり、比較測定機の測定精度が±２μｍであることを考慮すると、この比較測定機用校正ゲージ１が高精度に作成されていることが分かった。
【0033】
（測定誤差の確認方法）
次に、本実施形態の比較測定機用校正ゲージ１を使用して、比較測定において被測定物の位置ずれによる測定誤差が比較測定機の精度保証範囲内であることを確認する方法について説明する。
次に、本実施形態の比較測定機用校正ゲージ１を使用して、比較測定において被測定物の位置ずれによる測定誤差が比較測定機の精度保証範囲内であることを確認する方法について説明する。
【0034】
本実施形態の比較測定機用校正ゲージ１には、白球体１２ａが配置された各位置では、白球体１２ａの直径の測定値が校正値として予め付されている。また、黒球体１２ｂが配置された各位置では、黒球体１２ｂの直径の測定値が校正値として予め付されている。
【0035】
まず、比較測定機のステージ（不図示）の基準位置に図２の比較測定機用校正ゲージ１を配置し、比較測定機によって全ての白球体１２ａ及び黒球体１２ｂの座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を検出し、当該座標から、白球体１２ａ及び黒球体１２ｂの直径と、対称位置にある白球体１２ａ及び黒球体１２ｂの中心間距離とを測定する。
【0036】
次いで、比較測定機のステージ上で図２の比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させ、前述した図３の比較測定機用校正ゲージ１の状態にする。比較測定機によって回転後の比較測定機用校正ゲージ１の全ての白球体１２ａ及び黒球体１２ｂの座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を検出し、白球体１２ａ及び黒球体１２ｂの直径と、対称位置にある白球体１２ａ及び黒球体１２ｂの中心間距離とを測定する。
【0037】
図５には、説明を簡易にするために、図２の比較測定機用校正ゲージ１において、０°-１８０°線に配置された白球体１２ａ及び黒球体１２ｂのみが示されている。図５に示すように、０°-１８０°線の２点間距離ＤＡの位置Ａ１、Ｂ１での測定を例に挙げて説明する。まず、回転前の比較測定機用校正ゲージ１の２点間距離ＤＡの位置Ａ１の白球体１２ａ、及び位置Ｂ１の黒球体１２ｂの座標を検出する。２点間距離ＤＡの設計値は６０ｍｍである。
【0038】
次いで、比較測定機のステージ上で図２の比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させ、前述した図３の比較測定機用校正ゲージ１の状態にする。これにより、相互に直径が異なる白球体１２ａと黒球体１２ｂの配置が入れ替わり、疑似的に位置ずれが発生した状態となる。
【0039】
図６には、図５の比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させた状態が示されている。図６の２点間距離ＤＡの位置Ａ１、Ｂ１に注目すると、位置Ａ１に黒球体１２ｂが配置され、位置Ｂ１に白球体１２ａが配置される。すなわち、白球体１２ａと黒球体１２ｂが入れ替わって配置された状態となる。比較測定機用校正ゲージ１の２点間距離ＤＡの位置Ａ１の黒球体１２ｂ、及び位置Ｂ１の白球体１２ａの座標を検出する。
【0040】
次いで、得られた各座標から、回転前後における白球体１２ａと黒球体１２ｂの直径及び中心間距離とを測定する。回転前後における白球体１２ａと黒球体１２ｂの直径をそれぞれ校正値と比較することによって、被測定物の位置ずれによる測定誤差が精度保証範囲内であることを確認することができる。また、回転前後の中心間距離の差を算出することによって、０°-１８０°線の距離ＤＡにおける位置ずれによる測定誤差が精度保証範囲内であることを確認することができる。
【0041】
図５の０°-１８０°線の２点間距離ＤＢを有する２つの位置Ａ２，Ｂ２、及び２点間距離ＤＣを有する２つの位置Ａ３，Ｂ３においても同様な測定手順で比較測定を行うことにより、各位置での被測定物の位置ずれ、及び距離ＤＢ、ＤＣにおける位置ずれによる測定誤差を求めることができる。２点間距離ＤＢの設計値は１７０ｍｍである。また、２点間距離ＤＣの設計値は２８０ｍｍである。
【0042】
さらに、図２で説明した比較測定機用校正ゲージ１の４５°-２２５°線、９０°-２７０°線及び１３５°-３１５°線の各々についても、同様な測定手順により、回転前後での比較測定差分値と校正値との差を算出する。これにより、比較測定機のステージの測定可能範囲の全方向での位置ずれによる測定誤差を求めることができる。
【0043】
以上により、比較測定機のステージに対し、０°-１８０°線のＸ軸と、９０°-２７０°線のＹ軸の１軸の変位、４５°-２２５°線及び３５°-３１５°線のＸ－Ｙ軸の２軸の変位を与えたときの測定誤差を求めることができる。
【0044】
なお、比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させる際に、比較測定機のステージ上に図２の比較測定機用校正ゲージ１を直接配置して回転させてもよい。あるいは、後述する第２実施形態で説明するように、テーブル本体と、テーブル本体に移動可能に設けられた保持部とを有するテーブル（不図示）を比較測定機のステージ上に配置してもよい。比較測定機用校正ゲージ１をテーブルの保持部に配置し、保持部の回転により比較測定機用校正ゲージ１を回転させてもよい。
【0045】
第１実施形態の例では、比較測定機は、被測定物がステージの基準位置から１ｍｍの位置ずれが生じた際に、測定誤差が±０．００２ｍｍ（２μｍ）以下になるような精度保証をする場合を示している（図７の精度保証範囲）。
【0046】
実際に図１に示す比較測定機用校正ゲージを作製し、比較測定機の精度誤差を確認できることを検証した。比較測定機用校正ゲージの白球体と黒球体の座標を検出し、１８０°回転前後の中心間距離を比較した。その結果を図７に示す。図７の縦軸は回転前後における中心間距離の差（ｍｍ）、横軸は測定箇所を示す。図７に示すように、図２の比較測定機用校正ゲージ１の０°-１８０°線、４５°-２２５°線、及び１３５°-３１５°線の３つの測定箇所では、回転前後での差が比較測定機の精度保証範囲（±０．００２ｍｍ）に入っており、これらの３つの測定箇所では精度保証内であることが分かる。
【0047】
一方、図２の比較測定機用校正ゲージ１の９０°-２７０°線の２点間距離ＤＣ（設計値：２８０ｍｍ）では、回転前後での差が０．００２５ｍｍ（２．５μｍ）程度であり、比較測定機の精度保証範囲（±０．００２ｍｍ）から外れている。よって、この測定箇所は、精度保証外であるため、比較測定機の校正が必要になる。
【0048】
図８には、図１の比較測定機用校正ゲージ１が支持台１６に取り付けられた様子が示されている。支持台１６は上面が傾斜面となっており、この傾斜面に図１の平板状の比較測定機用校正ゲージ１を配置する。これにより、比較測定機用校正ゲージ１は支持台１６の傾斜面と同じ傾斜角度で傾いて配置される。
【0049】
比較測定機用校正ゲージ１を傾けた状態で、前述した１８０°回転させる測定手順で比較測定機用校正ゲージ１を比較測定することにより、比較測定機のステージに対し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を含む３軸の変位を与えたときの測定誤差を確認することができる。支持台１６を前述したテーブル（不図示）に取り付けてもよい。すなわち、比較測定機用校正ゲージ１を、支持台１６を介してテーブルに固定する。これにより、比較測定機用校正ゲージ１を傾けた状態で、テーブルの保持部の回転により比較測定機用校正ゲージ１を回転させることができる。
【0050】
以上のように、第１実施形態の比較測定機用校正ゲージ１は、ゲージ本体１０の中心位置に配置された白球体Ｐ（１２ａ）（第１マークの一例）と、白球体Ｐ（１２ａ）に対して略対称に配置された黒球体１２ｂ（第２マークの一例）と、当該黒球体１２ｂと大きさが異なる白球体１２ａ（第３マークの一例）とを有する。
【0051】
比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させることによって、白球体１２ａと黒球体１２ｂとの配置が入れ替わり、疑似的に位置ずれが発生した状態となる。したがって、回転前後における白球体１２ａと黒球体１２ｂの中心間距離を比較することによって、白球体１２ａと黒球体１２ｂを結ぶ軸間における位置ずれによる測定誤差を確認することができる。さらに、比較測定機用校正ゲージ１は、白球体１２ａと黒球体１２ｂの直径の校正値が付されているので、測定値を当該校正値と比較することによって、測定箇所における位置ずれによる測定誤差を確認することができる。
【0052】
第１実施形態の比較測定機用校正ゲージ１で使用されるゲージ本体１０は、Ｘ方向及びＹ方向に均等に延びる平板状基板である。このため、比較測定機のステージの測定可能範囲に対応するように比較測定機用校正ゲージ１を設置し、１８０°回転させることで、多くの測定点を測定できるため、比較測定機の校正を短時間で行うことができる。
【0053】
また、第１実施形態の比較測定機用校正ゲージ１で使用されるゲージ本体１０は、安価なアルミニウムを主成分とする金属から形成できるため、低コストで製造することができる。ゲージ本体１０は、超低熱膨張セラミックスから形成してもよい。あるいは、ゲージ本体１０は、比較測定機に使用されている鉄などの金属や樹脂でも形成可能である。比較測定機とゲージ本体１０とを同じ材料から形成することにより、温度が変化した際の変形量が同じになる。
【0054】
なお、前述した図２及び図３では、比較測定機用校正ゲージ１を１８０°回転させて、相互に直径が異なる白球体１２ａと黒球体１２ｂとの配置を入れ替えることで、疑似的に位置ずれを発生させている。この手法の他に、比較測定機のステージの上にＸ方向及びＹ方向に移動可能な保持部を備えたテーブル（不図示）を設けてもよい。
【0055】
この場合は、比較測定機のステージ上のテーブルに配置された図２の比較測定機用校正ゲージ１に対して１回目の比較測定を行う。次いで、比較測定機用校正ゲージ１を回転させずに、テーブルの保持部の移動により比較測定機用校正ゲージ１をＸ方向及びＹ方向に所定の位置ずれ量になるように移動させて位置ずれを発生させた後に、２回目の比較測定を行う。１回目の測定結果と、１回目に対し位置ずれを生じさせた状態で測定した２回目の測定結果を得ることによって、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0056】
（第１実施形態のその他の態様）
図９及び図１０は第１実施形態のその他の態様の比較測定機用校正ゲージを示す平面図である。前述した図１～図３では、測定用マークとして、ゲージ本体１０に形成された軸付き球体５の白球体１２ａ及び黒球体１２ｂを使用している。図９に示すように、第１実施形態のその他の態様の比較測定機用校正ゲージ１ａでは、球体の代わりに、複数の凸部１７がゲージ本体１０の表面から立設して設けられている。凸部１７としては、円柱体や直方体などが使用される。
図９及び図１０は第１実施形態のその他の態様の比較測定機用校正ゲージを示す平面図である。前述した図１～図３では、測定用マークとして、ゲージ本体１０に形成された軸付き球体５の白球体１２ａ及び黒球体１２ｂを使用している。図９に示すように、第１実施形態のその他の態様の比較測定機用校正ゲージ１ａでは、球体の代わりに、複数の凸部１７がゲージ本体１０の表面から立設して設けられている。凸部１７としては、円柱体や直方体などが使用される。
【0057】
図９では前述した図５と同様に、説明を簡易にするために、０°－１８０°線の複数の凸部１７のみが示されている。図９に示すように、その他の態様の比較測定機用校正ゲージ１ａでは、複数の凸部１７の平面視での直径（大きさ）は同じに設定される。また、ゲージ本体１０の中心位置に配置された第１凸部１７ａ（第１マークの一例）に対して略対称になるように、第２凸部１７ｂ（第２マークの一例）と第３凸部１７ｃ（第３マークの一例）が配置される。
【0058】
そして、第１凸部１７ａの中心と第２凸部１７ｂの中心との距離ＤＥと、第１凸部１７ａの中心と第３凸部１７ｃの中心との距離ＤＦとが異なっている。例えば、距離ＤＥは距離ＤＦよりも１ｍｍ程度長く設定される。このため、図１０に示すように、図９の比較測定機用校正ゲージ１ａを１８０°回転させると、黒色で示された第２凸部１７ｂと白色で示された第３凸部１７ｃとの配置が入れ替わり、疑似的に位置ずれが発生した状態となる。比較測定機用校正ゲージ１ａには、第１凸部１７ａ及び第２凸部１７ｂが配置された各位置では、中心との各距離が校正値として予め付されている。
【0059】
その他の態様の比較測定機用校正ゲージ１ａを使用する場合の測定手順は、まず、図９の回転前の比較測定機用校正ゲージ１ａの第２凸部１７ｂの中心と第３凸部１７ｃとの中心との第１距離ＤＧ１を算出する。さらに、図１０に示すように、比較測定機用校正ゲージ１ａを１８０°回転させた後に、第３凸部１７ｃの中心と第２凸部１７ｂの中心との第２距離ＤＧ２を算出する。さらに、第１距離ＤＧ１の測定値と第２距離ＤＧ２の測定値の差を算出して、距離の比較測定差分値を取得する。
【0060】
そして、この比較測定差分値と校正値との差を算出することにより、同様に比較測定機の測定誤差を求めることができる。その他の態様の比較測定機用校正ゲージに付される校正値は、０°－１８０°線の上記した測定位置では、三次元測定機で測定した回転前後での第１距離ＤＧ１（図９）と第２距離ＤＧ２（図１０）との差である。
【0061】
また同様に、０°－１８０°線の他の２点間距離（図５）を有する各位置で同様な測定手順で測定が行われる。さらに、他の測定線においても同様な測定手順で測定が行われ、各位置での測定誤差が求められる。
【0062】
このように、その他の態様の比較測定機の校正方法は、複数の測定用マークの距離を測定するステップと、ゲージ本体１０に所定の変位を与えるステップと、変位を与えた後の複数の測定用マークの距離を測定するステップと、変位を与える前後の複数の測定用マークの距離の差と校正値とを比較するステップとを有する。
【0063】
第１実施形態の比較測定機用校正ゲージ１及び校正方法は、接触式又は非接触式の比較測定機及び比較測定を用いる工作機械などに適用することができる。
【0064】
２．第２実施形態
（全体構成）
図１１～図１９は第２実施形態の比較測定機用校正ゲージを説明するための図である。図１１の斜視図に示すように、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２は、一方向に延びる短冊状のゲージ本体２０を備えている。ゲージ本体２０は平面視で長手状の長方形であり、長手方向と直交する幅方向の断面は四角形である。
（全体構成）
図１１～図１９は第２実施形態の比較測定機用校正ゲージを説明するための図である。図１１の斜視図に示すように、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２は、一方向に延びる短冊状のゲージ本体２０を備えている。ゲージ本体２０は平面視で長手状の長方形であり、長手方向と直交する幅方向の断面は四角形である。
【0065】
第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２で使用されるゲージ本体２０は、熱膨張係数が小さい材料から形成される。好適な一例としては、室温付近（２０℃～３０℃程度）で熱膨張係数がほぼゼロであるネクセラ（超低熱膨張セラミックス）が使用される。このため、室温付近で２℃～３℃程度で測定雰囲気の温度が変化してもゲージ本体２０の寸法変化が少ないため、測定誤差を小さくすることができる。測定雰囲気の温度変化による測定誤差が問題にならない場合は、ゲージ本体２０をアルミニウムなどの金属、又はアルミナなどの一般的なセラミックスなどから形成してもよい。
【0066】
また、ゲージ本体２０には７つの第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）が間隔を空けて配置されている。第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）はゲージ本体２０の上面から下面まで貫通して形成される。第２実施形態では、ゲージ本体２０に設けられた７つの第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）が測定用マークの一例である。このように、複数の測定用マークは、ゲージ本体２０に一列に配置された、ゲージ本体２０の厚さ方向に貫通する穴である。
【0067】
ゲージ本体２０の中心位置に第４開口穴Ｈ４が配置され、第４開口穴Ｈ４の右側に第３開口穴Ｈ３、第２開口穴Ｈ２及び第１開口穴Ｈ１が間隔を空けて配置されている。また、ゲージ本体２０の中心位置に配置された第４開口穴Ｈ４の左側に第５開口穴Ｈ５、第６開口穴Ｈ６及び第７開口穴Ｈ７が間隔を空けて配置されている。
【0068】
図１２は図１１の比較測定機用校正ゲージ２を上側からみた平面図である。図１２に示すように、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２では、第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の直径ＨＤは同じに設定されている。また、第４開口穴Ｈ４の中心と第３開口穴Ｈ３の中心との距離Ｄ１と、第４開口穴Ｈ４の中心と第５開口穴Ｈ５の中心との距離Ｄ２とが相互に異なって配置されている。
【0069】
図１２の例では、第４開口穴Ｈ４と第３開口穴Ｈ３との距離Ｄ１の設計値は３５±０．０１μｍであり、第４開口穴Ｈ４と第５開口穴Ｈ５との距離Ｄ２の設計値は３６±０．０１μｍであり、距離が１ｍｍ程度異なっている。
【0070】
第４開口穴Ｈ４と第２開口穴Ｈ２との距離Ｄ３は７０±０．０１μｍであり、第４開口穴Ｈ４と第６開口穴Ｈ６との距離Ｄ４は７１±０．０１μｍとなり、同様に距離が１ｍｍ程度異なっている。
【0071】
第１開口穴Ｈ１の中心と第２開口穴Ｈ２の中心との距離、及び第６開口穴Ｈ６の中心と第７開口穴Ｈ７の中心との距離は、第３開口穴Ｈ３と第４開口穴Ｈ４との距離Ｄ１（３５±０．０１ｍｍ）よりも５ｍｍ長い４０ｍｍに設定されている。よって、第４開口穴Ｈ４と第１開口穴Ｈ１との距離Ｄ５は１１０±０．０１μｍであり、第４開口穴Ｈ４と第７開口穴Ｈ７との距離Ｄ６は１１１±０．０１μｍとなり、同様に距離が１ｍｍ程度異なっている。
【0072】
第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２は、後述するように比較測定機の測定可能範囲内で４５°ずつ回転させた位置で順次測定される。このため、ゲージ本体２０の長さは、比較測定機のステージの測定可能範囲のサイズに合わせて調整される。例えば、比較測定機のステージ内の測定可能範囲の２／３以上の長さ、具体的にはゲージ本体２０の長さが２７０ｍｍ程度、幅が４０ｍｍ程度に設定してもよい。
【0073】
また、第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）では、ゲージ本体２０の表面及び裏面に穴の内壁から外側に広がるようにリング状の傾斜面が設けられており、内部の直径ＨＤが２０±０．０１ｍｍ、表面及び裏面での直径が２８±０．０１ｍｍに設定される。
【0074】
このように、第４開口穴Ｈ４の右側の第１～第３開口穴（Ｈ１～Ｈ３）と、第４開口穴Ｈ４の左側の第５～第７開口穴（Ｈ５～Ｈ７）とは、第４開口穴Ｈ４の中心からの距離が１ｍｍ程度異なって配置されている。
【0075】
以上のように、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２は、ゲージ本体２０を備えている。そして、ゲージ本体２０の中心位置に配置された第４開口穴Ｈ４が第１マークの一例である。
【0076】
第４開口穴Ｈ４に対して略対称に配置された第３開口穴Ｈ３と第５開口穴Ｈ５が第１マークに対して略対称に配置された第２マークと第３マークの一例である。あるいは、第１マークに対して略対称に配置された第２マークと第３マークは、第２開口穴Ｈ２と第６開口穴Ｈ６とであってもよく、あるいは、第１開口穴Ｈ１と第７開口穴Ｈ７とであってもよい。
【0077】
ここで、図１３に示すように、図１２の比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転させると、第４開口穴Ｈ４の左側に第１～第３開口穴（Ｈ１～Ｈ３）が配置され、第４開口穴Ｈ４の右側に第５～第７開口穴（Ｈ５～Ｈ７）が配置される。
【0078】
このように、図１２の比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転させることにより、第４開口穴Ｈ４からの距離が相互に異なる第１～第３開口穴（Ｈ１～Ｈ３）と第５～第７開口穴（Ｈ５～Ｈ７）との配置が入れ替わり、疑似的に位置ずれが発生した状態となる。つまり、比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転させることにより、被測定物が比較測定機のステージの基準位置から位置ずれして配置された状態を疑似的に再現することができる。
【0079】
図１４には、図１２の比較測定機用校正ゲージ２がテーブル３０に設置された様子が示されている。テーブル３０は、テーブル本体３２と、テーブル本体３２に移動可能に設けられた保持部３４とを有する。また、保持部３４の上に、対向する一対の挟持部３６が連結され、比較測定機用校正ゲージ２が一対の挟持部３６の一方で押圧されて固定されている。
【0080】
保持部３４は、テーブル本体３２に対し、比較測定機用校正ゲージ２の第４開口穴Ｈ４（第１マークの一例）を中心に回転可能である。保持部３４に連結された回転つまみ３８を回転させることにより、保持部３４の回転により比較測定機用校正ゲージ２を回転させることができる。
【0081】
図１５には、図１４の比較測定機用校正ゲージ２が固定されたテーブル３０が支持台４０に設置された様子が示されている。支持台４０は、水平方向に配置された水平板４２と、水平板４２から所定の傾斜角度で傾いた傾斜板４４とを備え、傾斜板４４が支持柱４６によって水平板４２に連結されている。支持台４０はテーブル３０をゲージ本体２０の厚さ方向に傾斜して支持する。
【0082】
比較測定機用校正ゲージ２が固定されたテーブル３０を支持台４０の傾斜板４４に設置することにより、比較測定機用校正ゲージ２を支持台４０の傾斜板４４と同じ傾斜角度に傾けることができる。これにより、比較測定機のステージに対し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を含む３軸の変位を与えたときの測定誤差を確認することができる。
【0083】
（測定誤差の確認方法）
次に、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２を使用して、比較測定において被測定物の位置ずれによる測定誤差が比較測定機の精度保証範囲内であることを確認する方法について説明する。比較測定機用校正ゲージ２は、高精度な三次元測定機によって予め測定された第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の直径、中心位置からの距離（Ｄ１～Ｄ６）、距離のマスター差分値が、校正値として付されている。
次に、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２を使用して、比較測定において被測定物の位置ずれによる測定誤差が比較測定機の精度保証範囲内であることを確認する方法について説明する。比較測定機用校正ゲージ２は、高精度な三次元測定機によって予め測定された第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の直径、中心位置からの距離（Ｄ１～Ｄ６）、距離のマスター差分値が、校正値として付されている。
【0084】
まず、図１６Ａの比較測定機用校正ゲージ２が固定されたテーブル３０を比較測定機のステージ（不図示）にＸ方向（０°－１８０°線）を向くように配置し、比較測定機により第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の座標を検出し、直径、及び前述した図１２の回転前の比較測定機用校正ゲージ２の６つの距離（Ｄ１～Ｄ６）を算出する。
【0085】
さらに、図１６Ｂに示すように、比較測定機のステージ上のテーブル３０の保持部３４を回転させることで、比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転させる。第２実施形態においても、ゲージ本体２０に所定の変位を与えるステップは、ゲージ本体を１８０°回転させることである。これにより、前述した図１２及び図１３で説明したように、中心位置の第４開口穴Ｈ４からの距離が相互に異なる第１～第３開口穴（Ｈ１～Ｈ３）と第５～第７開口穴（Ｈ５～Ｈ７）との配置が入れ替わり、疑似的に位置ずれが発生した状態となる。図１６Ｂの１８０°回転後の第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の座標を検出し、直径、及び前述した図１３の回転後の比較測定機用校正ゲージ２の６つの距離（Ｄ１～Ｄ６）を算出する。
【0086】
さらに、比較測定機用校正ゲージ２の０°―１８０°線の各位置（－１１１ｍｍ，－７１ｍｍ，－３６ｍｍ，３５ｍｍ，７０ｍｍ，１１０ｍｍ）における第１比較測定差分値を取得する。すなわち、図１２の回転前の比較測定機用校正ゲージ２の距離Ｄ６と、図１３の回転後の比較測定機用校正ゲージ２の距離Ｄ５との差を算出する。この差分値が図１２の－１１１ｍｍの位置の第１比較測定差分値となる。
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
【0092】
校正値（差分値）と、比較測定機により算出した第１比較測定差分値との差を算出する。これにより、比較測定機用校正ゲージ２の０°―１８０°線の各位置（－１１１ｍｍ，－７１ｍｍ，－３６ｍｍ，３５ｍｍ，７０ｍｍ，１１０ｍｍ）での比較測定機の測定誤差が得られ、Ｘ軸の１軸の測定誤差を確認できる。また、前述した図１６Ａ及び図１６Ｂで測定した第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の直径の測定値と校正値とを比較することによって、０°―１８０°線の第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の位置における測定誤差を確認できる。
【0093】
次に、図１７Ａに示すように、図１６Ｂの比較測定機用校正ゲージ２を第１開口穴Ｈ１が右上側に配置されるように４５°―２２５°線に配置する。次いで、図１７Ａの比較測定機用校正ゲージ２を比較測定機により第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の座標を検出し、直径、及び、図１２の回転前の６つの距離（Ｄ１～Ｄ６）を算出する。
【0094】
その後に、図１７Ｂに示すように、比較測定機のステージ上で図１７Ａの比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転させ、１８０°回転後の第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）の座標を検出し、直径、及び前述した図１３の回転後の６つの距離（Ｄ１～Ｄ６）を算出する。
【0095】
そして、前述した図１６Ａ及び図１６Ｂでの測定手順と同じ方法により、４５°－２２５°線の各位置（－１１１ｍｍ、－７１ｍｍ、－３６ｍｍ、３５ｍｍ、７０ｍｍ、１１０ｍｍ）における第２比較測定差分値をそれぞれ取得する。第２比較測定差分値と上記校正値（差分値）との差を算出することによって、４５°―２２５°線の各位置（－１１１ｍｍ、－７１ｍｍ、－３６ｍｍ、３５ｍｍ、７０ｍｍ、１１０ｍｍ）での比較測定機の測定誤差が得られる。
【0096】
次に、図１８Ａに示すように、図１７Ｂの比較測定機用校正ゲージ２を第７開口穴Ｈ７が上側に配置されるように９０°－２７０°線に配置する。前述した図１６Ａでの測定手順と同じ方法により、比較測定機用校正ゲージ２を比較測定機で測定することにより、直径、及び図１２の回転前の６つの距離（Ｄ１～Ｄ６）を算出する。
【0097】
その後に、図１８Ｂに示すように、比較測定機のステージ上で図１８Ａの比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転し、前述した図１６Ｂでの測定手順と同様に、比較測定機により、直径、及び前述した図１３の回転後の６つの距離（Ｄ１～Ｄ６）を算出する。
【0098】
さらに、前述した図１６Ａ及び図１６Ｂでの測定手順と同じ方法により、９０°－２７０°線の各位置（－１１１ｍｍ、－７１ｍｍ、－３６ｍｍ、３５ｍｍ、７０ｍｍ、１１０ｍｍ）における第３比較測定差分値をそれぞれ取得する。第３比較測定差分値と上記校正値（差分値）との差を算出する。これにより、９０°―２７０°線の各位置（－１１１ｍｍ、－７１ｍｍ、－３６ｍｍ、３５ｍｍ、７０ｍｍ、１１０ｍｍ）での比較測定機の測定誤差が得られる。
【0099】
次に、図１９Ａに示すように、図１８Ｂの比較測定機用校正ゲージ２を１３５°－３１５°線に配置する。前述した図１６Ａでの測定手順と同じ方法により、比較測定機用校正ゲージ２を比較測定機で測定することにより、直径、及び図１２の回転前の比較測定機用校正ゲージ４の６つの距離（Ｄ１～Ｄ６）を算出する。その後に、図１９Ｂに示すように、比較測定機のステージ上で図１９Ａの比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転し、前述した図１６Ｂでの測定手順と同様に、比較測定機により、直径、及び前述した図１３の回転後の６つの距離（Ｄ１～Ｄ６）を算出する。
【0100】
さらに、前述した図１６Ａ及び図１６Ｂでの測定手順と同じ方法により、１３５°－３１５°線の各位置（－１１１ｍｍ、－７１ｍｍ、－３６ｍｍ、３５ｍｍ、７０ｍｍ、１１０ｍｍ）における第４比較測定差分値をそれぞれ取得する。第４比較測定差分値と上記校正値（差分値）との差を算出する。これにより、１３５°―３１５°線の各位置（－１１１ｍｍ、－７１ｍｍ、－３６ｍｍ、３５ｍｍ、７０ｍｍ、１１０ｍｍ）での比較測定機の測定誤差が得られる。
【0101】
１３５°－３１５°線に配置された比較測定機用校正ゲージ２を、上記の手順で測定した測定結果を図２０に示す。図２０は、横軸が原点（中心）からの各位置、縦軸が比較測定機の測定誤差（ｍｍ）を示すグラフである。第２実施形態の例においても、比較測定機は、被測定物がステージの基準位置から１ｍｍの位置ずれが生じた際に、測定誤差が±０．００２ｍｍ（２μｍ）以下になるような精度保証をする場合を示してしている（図２０の精度保証範囲）。
【0102】
図２０では、比較測定機用校正ゲージ２の原点（中心）をテーブル３０の保持部３４の回転中心から０．９ｍｍ程度ずらした「オフセットあり」のときと、回転中心と一致させた「オフセットなし」のときのデータが示されている。
【0103】
図２０に示すように、「オフセットなし」でのデータ（□）では、原点（中心）からの全ての位置で測定誤差が比較測定機の精度保証範囲（±０．００２ｍｍ）に入っている。よって、比較測定機用校正ゲージ２がオフセットなしでテーブル３０に設置される場合は、１３５°－３１５°線での全ての測定箇所で比較測定機が精度保証内であることが分かる。
【0104】
一方、「オフセットあり」でのデータ（○）では、原点から－１１１ｍｍ、－７１ｍｍの位置、及び１１０ｍｍの各位置で比較測定機の精度保証範囲（±０．００２ｍｍ）から外れている。オフセット分だけ位置ずれが大きくなり、測定条件が厳しくなったため、精度範囲外となったと考えられる。
【0105】
比較測定機用校正ゲージ２の原点をテーブル３０の保持部３４の回転中心に一致するように設置することにより、所定の位置ずれが生じた条件を再現でき、比較測定機本体の測定誤差を正確に測定することができる。
【0106】
上記の手順で４５°－２２５°線に配置された比較測定機用校正ゲージ２を測定し、温度変化の影響を確認した結果を図２１に示す。図２１の縦軸及び横軸は、図２０と同じである。図２１では、測定中の１８０°回転前後に温度が２℃程度変化する「温度ドリフトあり」のときと、測定中に温度が変化しない「温度ドリフトなし」のときのデータが示されている。
【0107】
図２１に示すように、４５°－２２５°線での「温度ドリフトなし」でのデータ（□）では、原点から全ての位置で測定誤差が比較測定機の精度保証範囲（±０．００２ｍｍ）に入っている。また、４５°－２２５°線での「温度ドリフトあり」でのデータ（○）においても、原点から全ての位置で測定誤差が比較測定機の精度保証範囲（±０．００２ｍｍ）に入っている。
【0108】
よって、「温度ドリフトあり」、「温度ドリフトなし」に係らず、４５°－２２５°線での全ての測定箇所で比較測定機が精度保証内であることが分かる。上記の結果から、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２のゲージ本体２０は、超低熱膨張セラミックスから形成されるため、測定中に室温付近で温度が変化しても、測定誤差を安定して測定できることが確認できた。
【0109】
以上のように、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２では、図１２で説明したように、ゲージ本体２０に７つの開口穴（Ｈ１～Ｈ７）が配置されている。中心位置に配置された第４開口穴Ｈ４の右側に第３開口穴Ｈ３、第２開口穴Ｈ２及び第１開口穴Ｈ１が配置され、第４開口穴Ｈ７の左側に第５開口穴Ｈ５、第６開口穴Ｈ６及び第７開口穴Ｈ７が配置されている。第４開口穴Ｈ４の中心と第３開口穴Ｈ３の中心との距離Ｄ１と、第４開口穴Ｈ４の中心と第５開口穴Ｈ５の中心との距離Ｄ２とが１ｍｍ程度異なって配置されている。
【0110】
このため、図１３で説明したように、図１２の比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転させると、第４開口穴Ｈ４からの距離が相互に異なる第１～第３開口穴（Ｈ１～Ｈ３）と第５～第７開口穴（Ｈ５～Ｈ７）との配置が入れ替わり、疑似的に位置ずれが発生した状態となる。
【0111】
第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２を使用して比較測定機の測定誤差を確認するには、前述した図１６Ａ及び図１６Ｂで説明したように、図１２の「－１１１ｍｍ」の位置を例に挙げると、まず、比較測定機により図１２の距離Ｄ６を算出する。さらに、図１２の比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転させた後に、比較測定機により図１３の距離Ｄ５を算出する。さらに、図１２の距離Ｄ６と図１３の距離Ｄ５との差を算出して比較測定差分値を得る。
【0112】
そして、比較測定差分値と校正値（差分値）の差を算出することにより、「－１１１ｍｍ」の位置での比較測定のずれ量が得られる。この測定手順を前述した４つの測定線の各位置で繰り返して遂行することにより、比較測定機のステージの測定可能範囲の４つの測定線の各位置での位置ずれによる測定誤差を求めることができる。
【0113】
以上のように、第２実施形態の比較測定機の校正方法は、複数の測定用マークの距離を測定するステップと、ゲージ本体２０に所定の変位を与えるステップと、変位を与えた後の複数の測定用マークの距離を測定するステップと、変位を与える前後の複数の測定用マークの距離の差と校正値とを比較するステップとを有する。
【0114】
また、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２は、ゲージ本体２０として、室温付近で熱膨張係数がほぼゼロである超低熱膨張セラミックスを使用する。このため、ゲージ本体２０は測定中に温度が変化しても熱による膨張が発生しないため、金属などからなるゲージ本体１０を使用する場合に比べ、高精度で測定誤差を求めることができる。
【0115】
また、第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２は、短冊状のゲージ本体２０を使用するため、コンパクトであり、取り回しが容易である。
【0116】
なお、前述した図１２及び図１３では、比較測定機用校正ゲージ２を１８０°回転させて、原点からの距離が相互に異なる開口穴の配置を入れ替えることで、疑似的に位置ずれを発生させている。この手法の他に、前述した図１４で説明したように、比較測定機のステージの上にＸ方向及びＹ方向に移動可能な保持部３４を備えたテーブル３０を設けてもよい。
【0117】
この場合は、前述した図１６Ａで比較測定機のステージ上のテーブル３０に配置された比較測定機用校正ゲージ２に対して一回目の比較測定を行う。次いで、比較測定機用校正ゲージ２を回転させずに、テーブル３０の保持部３４の移動によって比較測定機用校正ゲージ２をＸ方向及びＹ方向に所定の位置ずれ量になるように移動させて位置ずれを発生させた後に、２回目の比較測定を行う。
【0118】
また、前述した図１２では、測定用マークとして、ゲージ本体２０に第１～第７開口穴（Ｈ１～Ｈ７）を形成したが、開口穴の代わりに、凸部を使用し、ゲージ本体２０の表面に凸部と凹部を交互に並べて配置してもよい。凸部として、例えば、球体、又は直方体などのブロックが使用される。前述したような測定手順で、ゲージ本体２０上に並んだ凸部同士の距離を測定することに基づいて、同様に比較測定機の測定誤差を求めることができる。
【0119】
あるいは、前述した図１２において、中心位置に配置された第４開口穴Ｈ４の中心と第３開口穴Ｈ３の中心との距離Ｄ１と、第４開口穴Ｈ４の中心と第５開口穴Ｈ５の中心との距離Ｄ２とを同じに設定し、開口穴Ｈ３の直径が開口穴Ｈ５の直径と異なるようにしてもよい。
【0120】
第４開口穴Ｈ４に対して略対称に配置された第２開口穴Ｈ２と第６開口穴Ｈ６、及び第１開口穴Ｈ１と第７開口穴Ｈ７とにおいてもそれぞれ同じ関係に設定される。この態様の比較測定機用校正ゲージでは、１８０°回転させると、各位置の開口穴が直径の異なる開口穴に入れ替わるため、疑似的に位置ずれが発生した状態となる。
【0121】
この態様での測定手順は、図１２の－３６ｍｍの位置を例に挙げると、図１２の回転前の第５開口穴Ｈ５の直径ＨＤの測定値と、図１３の回転後の第３開口穴Ｈ３の直径ＨＤの測定値との差を算出して比較測定差分値を取得する。そして、比較測定差分値と校正値との差を算出することにより、測定誤差を求めることができる。
【0122】
第２実施形態の比較測定機用校正ゲージ２及び校正方法は、接触式又は非接触式の比較測定機及び比較測定を用いる工作機械などに適用することができる。
【符号の説明】
【0123】
１，１ａ，２ 比較測定機用校正ゲージ
５ 軸付き球体
１０，２０ ゲージ本体
１０ａ 取付穴
１２ 球体
１２ａ 白球体
１２ｂ 黒球体
１４ 軸部
１４ａ 径小部
１４ｂ 径大部
１６，４０ 支持台
３０ テーブル
３２ テーブル本体
３４ 保持部
３６ 挟持部
３８ 回転つまみ
４２ 水平板
４４ 傾斜板
４６ 支持柱
Ｄ１～Ｄ６ 距離
Ｈ１ 第１開口穴
Ｈ２ 第２開口穴
Ｈ３ 第３開口穴
Ｈ４ 第４開口穴
Ｈ５ 第５開口穴
Ｈ６ 第６開口穴
Ｈ７ 第７開口穴
Ｐ ゲージ本体の中心位置の白球体
５ 軸付き球体
１０，２０ ゲージ本体
１０ａ 取付穴
１２ 球体
１２ａ 白球体
１２ｂ 黒球体
１４ 軸部
１４ａ 径小部
１４ｂ 径大部
１６，４０ 支持台
３０ テーブル
３２ テーブル本体
３４ 保持部
３６ 挟持部
３８ 回転つまみ
４２ 水平板
４４ 傾斜板
４６ 支持柱
Ｄ１～Ｄ６ 距離
Ｈ１ 第１開口穴
Ｈ２ 第２開口穴
Ｈ３ 第３開口穴
Ｈ４ 第４開口穴
Ｈ５ 第５開口穴
Ｈ６ 第６開口穴
Ｈ７ 第７開口穴
Ｐ ゲージ本体の中心位置の白球体
【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】
【図20】
【図21】