JP2018009846A - 面間距離測定方法、面間距離演算装置及び距離測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しにくく、より正確に面間距離を測定できるようにする。
【解決手段】伸縮可能な棒形の距離測定装置１を用いて、対向する二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離を測定するときに、距離測定装置１の一端となる棒体２の端部４を面Ｗ_Aに接触させた状態で、端部４の位置を動かさずに、距離測定装置１の他端となるヘッド３を面Ｗ_B上の予め定められた３点ａ，ｂ，ｃに順次接触させて、各点ａ，ｂ，ｃでの端部４からの距離Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cを測定する。これにより、面Ｗ_B上の三角形ａｂｃを底面、面Ｗ_A上の端部４を頂点ｄとする三角錐を定義することができ、その６辺の長さＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_c，ｌ_ab，ｌ_bc，ｌ_acが取得されるので、三角錐の高さＨを求めて、それを二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、対向する二面間の面間距離を測定するのに好適な面間距離測定方法、面間距離演算装置及び距離測定装置に関する。

圧延機の管理の一つとして、圧延機ハウジングのハウジングウィンドウにおいて対向する二面間の面間距離（ハウジングウィンドウ幅と呼ぶ）を測定、管理することが行われる。圧延機による圧延中には、ロールに生じる圧延荷重により圧延機ハウジング及びライナで磨耗や変形が生ずるため、定期的にハウジングウィンドウ幅を測定、管理することが必要となる。

特開平８−１０３８０８号公報

ハウジングウィンドウ幅の測定は、棒形インサイドマイクロメータとも呼ばれる、伸縮可能な棒形の距離測定装置を用いて行われる。棒形の距離測定装置を伸縮させながら、一端を一方の面に接触させ、他端を他方の面に接触させることで、ハウジングウィンドウ幅を測定することができる。
しかしながら、棒形の距離測定装置を用いた測定作業では、ハウジングウィンドウ幅を正確に測定するために、棒形の距離測定装置を測定面に対して垂直に配置する必要がある。従来、測定面に対する棒形の距離測定装置の傾きの度合いは、作業者の視覚や手の感触により判断、調整しているため、ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しやすい問題がある。
例えば特許文献１に、治具を用いてハウジングの基準面からの測定を行う圧延機の芯出し方法において、インサイドマイクロメータを用いてハウジングの基準面と治具表面との距離を測定することが開示されているが、上述したヒューマンエラーによる測定誤差が発生しやすいという問題を解決するものではない。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、伸縮可能な棒形の距離測定装置を用いて、対向する二面間の面間距離を測定するに際して、ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しにくく、より正確に面間距離を測定できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］ 伸縮可能な棒形の距離測定装置を用いて、対向する二面間の面間距離を測定する面間距離測定方法であって、
前記距離測定装置の一端を前記二面のうちの一方の面に接触させた状態で、前記一端の位置を動かさずに、前記距離測定装置の他端を他方の面上の３点以上の点に順次接触させて、前記各点での前記一端からの距離を測定し、
前記他方の面上の前記点で定められる図形を底面、前記一方の面上の前記一端を頂点として定義される錐体の高さを求め、それを前記二面間の面間距離とすることを特徴とする面間距離測定方法。
［２］ 前記錐体は、前記他方の面上の前記点で定められる多角形を底面とする多角錐であり、
前記他方の面上で前記点が予め定められており、前記多角形の各辺の長さが既知の値として与えられることを特徴とする［１］に記載の面間距離測定方法。
［３］ 前記錐体は、前記他方の面上の前記点で定められる多角形を底面とする多角錐であり、
前記他方の面上での前記距離測定装置の他端の位置関係を検出する検出手段を備え、
前記検出手段で検出した前記距離測定装置の他端の位置の関係に基づいて、前記多角形の各辺の長さを求めることを特徴とする［１］に記載の面間距離測定方法。
［４］ 伸縮可能な棒形の距離測定装置を用いて、対向する二面間の面間距離を測定するときに面間距離を演算する面間距離演算装置であって、
前記距離測定装置の一端を前記二面のうちの一方の面に接触させた状態で、前記一端の位置を動かさずに、前記距離測定装置の他端を他方の面上の３点以上の点に順次接触させて測定される、前記各点での前記一端からの距離を取得する手段と、
前記他方の面上の前記点で定められる多角形の各辺の長さを取得する手段と、
前記多角形の各辺の長さと、前記各点での前記一端からの距離とを用いて、前記他方の面上の前記多角形を底面、前記一方の面上の前記一端を頂点として定義される多角錐の高さを求め、それを前記二面間の面間距離とする手段とを備えたことを特徴とする面間距離演算装置。
［５］ 伸縮可能な棒形の距離測定装置であって、
［４］に記載の面間距離演算装置が設けられていることを特徴とする距離測定装置。

本発明によれば、伸縮可能な棒形の距離測定装置を用いて、対向する二面間の面間距離を測定するに際して、ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しにくく、より正確に面間距離を測定することができる。

第１の実施形態に係る面間距離測定方法の概要を示す図である。 面間距離演算装置の機能構成を示す図である。 三角形ａｂｃと、頂点ｄから三角形ａｂｃを含む平面に下ろした垂線の足ｅとの関係を示す図である。 測定面の粗さ影響による測定精度を確認する方法の概要を示す図である。 距離測定装置の端面が円形面であるときの測定精度を説明するための図である。 距離測定装置の端面が曲面であるときの測定精度を説明するための図である。 第２の実施形態に係る面間距離測定方法の概要を示す図である。 ヘッドをある点から別の点に移動させるときの状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態に係る面間距離測定方法の概要を示す。
本実施形態に係る面間距離測定方法では、棒形インサイドマイクロメータとも呼ばれる、伸縮可能な棒形の距離測定装置１を用いて、対向する二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離（例えば圧延機ハウジングのハウジングウィンドウ幅）を測定する。

距離測定装置１は、パイプ材等からなる棒体２と、棒体２の片端に装着されたヘッド３とを備え、図１の矢印Ｘに示すように、棒体２に対してヘッド３が軸方向に変位可能に構成される。ヘッド３は、例えばねじ機構により出入するようにしてもよいし、エア等の圧力により出入するようにしてもよい。

このようにした距離測定装置１を用いれば、棒体２の端部４を一方の面Ｗ_Aに接触させ、ヘッド３を変位させて他方の面Ｗ_Bに接触させることで、面間距離を測定することができる。距離測定装置１は、ヘッド３の変位に応じて作業者が目盛りを読み取るタイプでもよいが、ヘッド３の変位に応じた面間距離が自動的に得られるようにしたデジタル式とするのが好ましい。また、棒体２を複数のパイプ材を継ぎ足しできるように構成すれば、測定しようとしている面間距離に応じて棒体２の全長を自由に変えることができる。

本実施形態では、図１（ａ）に示すように、距離測定装置１の一端となる棒体２の端部４を面Ｗ_Aに接触させた状態とする。そして、端部４の位置を動かさずに、図１（ｂ）に示すように、距離測定装置１の他端となるヘッド３を面Ｗ_B上の３点ａ，ｂ，ｃに順次接触させて、各点ａ，ｂ，ｃでの端部４からの距離Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cを測定する。

ここで、面Ｗ_B上で点ａ，ｂ，ｃは予め定められているものとする。すなわち、点ａ，ｂ，ｃで定められる三角形（三角形ａｂｃ）の各辺の長さｌ_ab，ｌ_bc，ｌ_acは既知の値として与えられる。例えば面Ｗ_Bに点ａ，ｂ，ｃが転写等によりマーキングされており、作業者は、面Ｗ_Aの任意の位置に端部４を接触させた状態で、面Ｗ_Bにマーキングされた点ａ，ｂ，ｃの位置に合わせるようにヘッド３を移動させればよい。

より詳しくは、棒体２の端部４を面Ｗ_Aに接触させた状態で、ヘッド３を変位させて面Ｗ_B上の点ａに接触させて、点ａでの端部４からの距離Ｌ_aを測定する。
次に、ヘッド３を変位させて面Ｗ_Bからいったん離間させ、端部４の位置を動かさずに棒体２を傾けてヘッド３を点ｂ上に移動させる。そして、ヘッド３を変位させて点ｂに接触させて、点ｂでの端部４からの距離Ｌ_bを測定する。
次に、ヘッド３を変位させて面Ｗ_Bからいったん離間させ、端部４の位置を動かさずに棒体２を傾けてヘッド３を点ｃ上に移動させる。そして、ヘッド３を変位させて点ｃに接触させて、点ｃでの端部４からの距離Ｌ_cを測定する。

なお、棒体２の端部４が面Ｗ_A上でずれ動かないようにする必要がある。例えば面Ｗ_Aが金属面である場合は、端部４にマグネットを設けて、端部４が面Ｗ_Aに吸着するようにしてもよい。また、棒体２を棒体本体と端部４との分割構造とし、端部４に対して棒体本体が揺動できる構成としてもよい。

以上のように測定作業を行うことにより、面Ｗ_B上の三角形ａｂｃを底面、面Ｗ_A上の端部４を頂点ｄとする三角錐を定義することができ、その６辺の長さＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_c，ｌ_ab，ｌ_bc，ｌ_acが取得される。これらを用いて三角錐の高さＨ、すなわち頂点ｄから三角形ａｂｃを含む平面に下ろした垂線の長さＨを求め、それを二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離とする。

図３を参照して、６辺の長さが分かっている三角錐の高さＨの求め方の例を述べる。図３には、三角形ａｂｃと、頂点ｄから三角形ａｂｃを含む平面に下ろした垂線の足ｅとの関係を示す。図３（ａ）は足ｅが三角形ａｂｃ内に位置する例を、（ｂ）は足ｅが三角形ａｂｃ外に位置する例を示す。以下に述べるように、図３（ａ）、（ｂ）いずれの場合でも、６辺の長さが分かっている三角錐の高さＨは計算可能である。

図３（ａ）において、三平方の定理から、点ａｅ間の距離は√（Ｌ_a ²−Ｈ²）、点ｂｅ間の距離は√（Ｌ_b ²−Ｈ²）、点ｃｅ間の距離は√（Ｌ_c ²−Ｈ²）となる（なお、√（）の表記は√の中に（）があるものとする）。また、三角形の面積は、３辺の長さがわかれば、ヘロンの公式で求めることができる。そこで、三角形ａｂｃの面積Δａｂｃ、三角形ａｂｅの面積Δａｂｅ、三角形ｂｃｅの面積Δｂｃｅ、及び三角形ａｃｅの面積Δａｃｅをそれぞれヘロンの公式で求めて、これら三角形の面積の関係を表わす式（１）が成立する高さＨを求めればよい。
Δａｂｃ＝Δａｂｅ＋Δｂｃｅ＋Δａｃｅ ・・・（１）

また、図３（ｂ）において、三平方の定理から、点ａｅ間の距離は√（Ｌ_a ²−Ｈ²）、点ｂｅ間の距離は√（Ｌ_b ²−Ｈ²）、点ｃｅ間の距離は√（Ｌ_c ²−Ｈ²）となる。そこで、三角形ａｂｃの面積Δａｂｃ、三角形ａｂｅの面積Δａｂｅ、三角形ｂｃｅの面積Δｂｃｅ、及び三角形ａｃｅの面積Δａｃｅをそれぞれヘロンの公式で求めて、これら三角形の面積の関係を表わす式（２）が成立する高さＨを求めればよい。なお、図示例では足ｅが辺ｂｃの外側にあるが、足ｅが辺ａｂや辺ａｃの外側にあるときも同様である。
Δａｂｃ＝Δａｂｅ＋Δａｃｅ−Δｂｃｅ ・・・（２）

図２には、面間距離演算装置１００の機能構成を示す。面間距離演算装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により実現される。本実施形態では、面間距離演算装置１００及び表示部１０４が距離測定装置１に設けられている。

１０１は第１の取得部であり、面Ｗ_B上の三角形ａｂｃの各辺の長さｌ_ab，ｌ_bc，ｌ_acを取得、保持する。既述したように、三角形ａｂｃの各辺の長さｌ_ab，ｌ_bc，ｌ_acは既知の値として与えられるので、その値を第１の取得部１０１が取得、保持する。例えば三角形ａｂｃを正三角形として定めておけば、各辺の長さｌ_ab，ｌ_bc，ｌ_acを共通の値として取り扱うことができ、面間距離演算装置１００への入力作業や計算負荷を減らすことができる。

１０２は第２の取得部であり、各点ａ，ｂ，ｃでの端部４（すなわち頂点ｄ）からの距離Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cを取得、保持する。既述したように、距離Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cは距離測定装置１を用いて測定されるので、各測定値を第２の取得部１０２が取得、保持する。例えば距離測定装置１を用いて距離Ｌ_aを測定し終えたならば、作業者が距離測定装置１に設けられた入力ボタン（不図示）を押すことで、距離Ｌ_aの測定値が第２の取得部１０２で保持される。これを、距離Ｌ_b、距離Ｌ_cを測定し終えるごとに繰り返し行えばよい。

１０３は演算部であり、第１の取得部１０１で取得した三角形ａｂｃの各辺の長さｌ_ab，ｌ_bc，ｌ_acと、第２の取得部１０２で取得した各点ａ，ｂ，ｃでの頂点ｄからの距離Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cとを用いて三角錐の高さＨを求め、それを二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離とする。

１０４は表示部であり、演算部１０３で求めた二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離を表示する。

本実施形態のように面間距離演算装置１００及び表示部１０４が距離測定装置１に設けられることにより、作業者は各点ａ，ｂ，ｃでの端部４からの距離Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cを測定するだけで、その場で面間距離を知ることができ、作業性に優れる。ただし、面間距離演算装置１００及び表示部１０４は、距離測定装置１と別体に構成されるようにしてもよい。この場合、例えば距離測定装置１と面間距離演算装置１００とに通信機能を持たせ、距離測定装置１を用いて測定される距離Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cを、面間距離演算装置１００に通信で入力するようにすればよい。また、距離測定装置１を用いた測定される距離Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_cを、面間距離演算装置１００に後から手入力するような形態でもかまわない。

以下、測定面の凹凸の影響による測定精度を確認するための方策の例を説明する。
測定面Ｗ_A，Ｗ_Bについて、機械加工面のように面精度の保証があれば、１回の測定での面間距離の測定値をそのまま使用してもよい。一方、圧延機ハウジングのハウジングウィンドウの面のように、疵等の凹凸の影響による測定誤差が含まれる可能性がある場合、下記のような手順で誤差の確認を行うのが好ましい。
まず、上述したように、面Ｗ_B上の三角形ａｂｃを底面、面Ｗ_A上の端部４を頂点ｄとする三角錐を定義して、その高さ（面間距離）を測定する（第１の面間距離と呼ぶ）。

次に、第１の手順として、図４（ａ）に示すように、端部４の位置はそのままで、面Ｗ_B上で点ａ，ｂ，ｃのいずれか１点を予め定められた点に変更する（本例では点ａを点ａ´に変更する）。このように面Ｗ_B上の三角形ａ´ｂｃを底面、面Ｗ_A上の端部４を頂点ｄとする三角錐を定義して、その高さ（面間距離）を測定する（第２の面間距離と呼ぶ）。そして、第１の面間距離と第２の面間距離を比較して、その差が予め設定された測定誤差閾値内にあれば、面Ｗ_B側に誤差要因はないとすることができる。
より好ましくは、点ａを予め定められた点ａ´に変更するパターン、点ｂを予め定められたｂ´に変更するパターン、点ｃを予め定められた点ｃ´に変更するパターンの３パターン共に実施するのがよい。

また、第２の手順として、図４（ｂ）に示すように、面Ｗ_A上で端部４の位置、すなわち頂点ｄを頂点ｄ´に変更する。このように面Ｗ_B上の三角形ａｂｃを底面、面Ｗ_A上の端部４を頂点ｄ´とする三角錐を定義して、その高さ（面間距離）を測定する（第３の面間距離と呼ぶ）。そして、第１の面間距離と第３の面間距離を比較して、その差が予め設定された測定誤差閾値内にあれば、面Ｗ_A側に誤差要因はないとすることができる。

この結果、第１の手順及び第２の手順の両方において測定誤差閾値内にあれば、測定値（第１の面間距離）を使用できるものとする。

次に、対向する二面の平行度を確認するための方策の例を説明する。
ハウジング構造や測定面をなすライナの摩耗状況によって二面Ｗ_A，Ｗ_Bが平行でないことがある。そこで、例えば上述した第２の手順と同様、面Ｗ_A上で端部４の位置、すなわち頂点ｄの位置を変更して三角錐を定義して、高さ（面間距離）を測定する。頂点ｄの位置を変更することを２回以上行うことにより、３つ以上の高さ（面間距離）が測定されるので、二面Ｗ_A，Ｗ_Bの平行度を算出することができる。

次に、要求値として与えられる測定精度を満たすために必要な距離測定装置１の仕様について説明する。具体的には、測定面Ｗ_A，Ｗ_Bに接触する距離測定装置１の端面（端部４及びヘッド３）の形状について説明する。
図５に示すように、距離測定装置１の端面Ｓが円形断面（円形の平坦面）であるとした場合に、その測定精度を満足する径を算出する。
距離測定装置１の最大傾斜角θ、一辺（面Ｗ_B上の点での端部４からの距離）の測定精度Δ（要求値）、端面Ｓの直径Ｌの関係は次のように表わすことができる。すなわち、片側誤差Δ／２は、Δ／２＝（Ｌ／２）×ｔａｎθとなるので、端面Ｓの直径ＬはΔ／ｔａｎθとなる。したがって、端面Ｓの直径ＬがΔ／ｔａｎθ以下であれば、測定精度を満足する。

また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、距離測定装置１の端面Ｓが一定の径を持つ曲面であるとした場合に、その測定精度を満足する曲率半径を算出する。
距離測定装置１の最大傾斜角θ、一辺（面Ｗ_B上の点での端部４からの距離）の測定精度Δ（要求値）、端面Ｓの曲率半径Ｒの関係は次のように表わすことができる。すなわち、片側誤差Δ／２は、Δ／２＝（Ｒ／ｃｏｓθ）−Ｒとなるので、端面Ｓの曲率半径ＲはΔｃｏｓθ／２（１−ｃｏｓθ）となる。したがって、端面Ｓの曲率半径ＲがΔｃｏｓθ／２（１−ｃｏｓθ）以下であれば、測定精度を満足する。

図６（ｂ）に示すように、端面Ｓが一定の径を持つ曲面であるとした場合、距離測定装置１の傾きが大きくなると、測定面に対して曲面６１が接触する状態から、曲面６１の周囲のエッジ６２（曲面６１と円形断面との境界）が接触する状態に変化する。曲面６１の曲率半径Ｒ、エッジ６２の直径Ｌ（Ｌ＜２Ｒ）とすると、２Ｒｓｉｎθ＝Ｌの関係から、θ＝ａｓｉｎ（Ｌ／２Ｒ）で接触状態が変化する。この場合、距離測定装置１の最大傾斜角θの限界値は、以下のようにして与えることができる。

（１）曲面６１で接触する場合（θ≦ａｓｉｎ（Ｌ／２Ｒ））、図６（ａ）での説明と同様、片側誤差Δ／２＝（Ｒ／ｃｏｓθ）−Ｒとなるので、ｃｏｓθ＝Ｒ／｛（Δ／２）＋Ｒ｝となる。これより、θ≦ａｃｏｓ（Ｒ／｛（Δ／２）＋Ｒ｝）となる。
（２）エッジ６２で接触する場合（θ＞ａｓｉｎ（Ｌ／２Ｒ））、図５での説明と同様、片側誤差Δ／２＝（Ｌ／２）×ｔａｎθとなるので、ｔａｎθ＝Δ／Ｌとなる。これより、θ≦ａｔａｎ（Δ／Ｌ）となる。
以上より、θ≦ａｓｉｎ（Ｌ／２Ｒ）であれば、（１）を限界値として使用し、θ＞ａｓｉｎ（Ｌ／２Ｒ）であれば、（２）を限界値として使用する。
また、ジャイロセンサ等により距離測定装置１の傾きが分かる場合、距離測定装置１の端面の形状から発生誤差を予測して、測定値を補正することにより測定精度の向上に寄与する。

以上述べたように、伸縮可能な棒形の距離測定装置１を用いて、対向する二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離を測定するに際して、面Ｗ_B上の三角形ａｂｃを底面、面Ｗ_A上の端部４を頂点ｄとする三角錐を定義して、三角錐の高さＨを二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離とするようにした。これにより、従来のように、測定面Ｗ_A，Ｗ_Bに対する棒形の距離測定装置１の傾きの度合いを判断、調整しなくてもよい。したがって、ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しにくく、より正確に面間距離を測定することができる。

なお、本実施形態では、面Ｗ_A，Ｗ_B間に三角錐を定義するようにしたが、円錐を定義するようにしてもよい。すなわち、面Ｗ_B上で予め定められる点ａ，ｂ，ｃが、既知の径を有する円周上に配置されるようにしておく。そして、面Ｗ_B上の点ａ，ｂ，ｃで定められる円を底面、面Ｗ_A上の端部４を頂点ｄとする円錐を定義して、円錐の高さＨを二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離とする。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態との共通点の説明は省略する。
第１の実施形態では、面Ｗ_B上で点ａ，ｂ，ｃが予め定められている例を説明したが、第２の実施形態では、面Ｗ_B上でのヘッド３の位置関係を検出できるようにして、面Ｗ_B上で作業者が任意に点Ａ，Ｂ，Ｃを決められるようにする例を説明する。

図７に、第２の実施形態に係る面間距離測定方法の概要を示す。
本実施形態では、距離測定装置１の棒体２の適所に二軸ジャイロセンサ５が設けられている。
本実施形態では、図７に示すように、距離測定装置１の一端となる棒体２の端部４を面Ｗ_Aに接触させた状態で、ヘッド３を変位させて面Ｗ_B上の任意の点Ａに接触させて、点Ａでの端部４（頂点ｄ）からの距離Ｌ_Aを測定する。

次に、ヘッド３を変位させて面Ｗ_Bからいったん離間させ、端部４の位置を動かさずに棒体２を傾けてヘッド３を移動させる。そして、ヘッド３を変位させて面Ｗ_B上の任意の点Ｂに接触させて、点Ｂでの端部４からの距離Ｌ_bを測定する。このとき、二軸ジャイロセンサ５により、図８に示すように、棒体２を傾けた方向及び角度を検出することができる。これにより、図８に示すように、線分ｄＡと線分ｄＢとがなす角度θを検出するとともに、点Ａ，Ｂの座標を認識することができる。これにより、点Ａ，Ｂ間の距離、すなわち辺の長さｌ_ABを求めることができる。

次に、ヘッド３を変位させて面Ｗ_Bからいったん離間させ、端部４の位置を動かさずに棒体２を傾けてヘッド３を移動させる。そして、ヘッド３を変位させて面Ｗ_B上の任意の点Ｃに接触させて、点Ｃでの端部４からの距離Ｌ_bを測定する。このとき、二軸ジャイロセンサ５により、図８に示した点Ａ，Ｂの場合と同様、棒体２を傾けた方向及び角度を検出することができ、辺の長さｌ_BCを求めることができる。また、これにより点Ａ，Ｂ，Ｃの座標が定まるので、辺の長さｌ_ACを求めることができる。

第１の実施形態では、第１の取得部１０１は、外部から入力される値を保持するだけの機能でよい。それに対して、第２の実施形態では、第１の取得部１０１は、第２の取得部１０２と協働して、二軸ジャイロセンサ５による検出結果を用いて、三角形ＡＢＣの各辺の長さｌ_AB，ｌ_BC，ｌ_ACを計算する機能を有する。

以上のように測定作業を行うことにより、面Ｗ_B上の三角形ＡＢＣを底面、面Ｗ_A上の端部４を頂点ｄとする三角錐を定義することができ、その６辺の長さＬ_A，Ｌ_B，Ｌ_C，ｌ_AB，ｌ_BC，ｌ_ACが取得される。これらを用いて三角錐の高さＨ、すなわち頂点ｄから三角形ＡＢＣを含む平面に下ろした垂線の長さＨを求め、それを二面Ｗ_A，Ｗ_B間の面間距離とする。

第１の実施形態では、ヘッド３を接触させる位置が予め定められた点ａ，ｂ，ｃからずれると、測定精度にも影響を与えてしまうため、ヘッド３を点ａ，ｂ，ｃの位置に合わせるように慎重に作業しなければならない。それに対して、第２の実施形態では、距離測定装置１に二軸ジャイロセンサ５を設ける必要があるが、面Ｗ_B上で作業者が任意に点Ａ，Ｂ，Ｃを決めることができるので、作業者の負担を減らすことができる。

なお、本実施形態では、本願発明でいう検出手段として二軸ジャイロセンサ５を利用したが、それに限られるものではない。例えばカメラやＧＰＳを利用して、面Ｗ_B上でのヘッド３の移動軌跡を追うことにより、面Ｗ_B上でのヘッド３の位置関係を検出するような形態としてもよい。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、これらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態では、三角形を底面とする三角錐を例にして説明したが、四角形以上の多角形を底面とする多角錐を取り扱うようにしてもよい。この場合、多角錐の高さ、すなわち頂点から多角形を含む平面に下ろした垂線の長さを求め、それを二面間の面間距離としてもよい。或いは、多角錐に含まれる複数の三角錐それぞれの高さを求め、例えばその平均値を二面間の距離としてもよい。

Ｗ_A，Ｗ_B：面
１：距離測定装置
２：棒体
３：ヘッド
４：端部
５：二軸ジャイロセンサ
１００：面間距離演算装置
１０１：第１の取得部
１０２：第２の取得部
１０３：演算部
１０４：表示部

Claims (5)

1. 伸縮可能な棒形の距離測定装置を用いて、対向する二面間の面間距離を測定する面間距離測定方法であって、
   前記距離測定装置の一端を前記二面のうちの一方の面に接触させた状態で、前記一端の位置を動かさずに、前記距離測定装置の他端を他方の面上の３点以上の点に順次接触させて、前記各点での前記一端からの距離を測定し、
   前記他方の面上の前記点で定められる図形を底面、前記一方の面上の前記一端を頂点として定義される錐体の高さを求め、それを前記二面間の面間距離とすることを特徴とする面間距離測定方法。
2. 前記錐体は、前記他方の面上の前記点で定められる多角形を底面とする多角錐であり、
   前記他方の面上で前記点が予め定められており、前記多角形の各辺の長さが既知の値として与えられることを特徴とする請求項１に記載の面間距離測定方法。
3. 前記錐体は、前記他方の面上の前記点で定められる多角形を底面とする多角錐であり、
   前記他方の面上での前記距離測定装置の他端の位置関係を検出する検出手段を備え、
   前記検出手段で検出した前記距離測定装置の他端の位置の関係に基づいて、前記多角形の各辺の長さを求めることを特徴とする請求項１に記載の面間距離測定方法。
4. 伸縮可能な棒形の距離測定装置を用いて、対向する二面間の面間距離を測定するときに面間距離を演算する面間距離演算装置であって、
   前記距離測定装置の一端を前記二面のうちの一方の面に接触させた状態で、前記一端の位置を動かさずに、前記距離測定装置の他端を他方の面上の３点以上の点に順次接触させて測定される、前記各点での前記一端からの距離を取得する手段と、
   前記他方の面上の前記点で定められる多角形の各辺の長さを取得する手段と、
   前記多角形の各辺の長さと、前記各点での前記一端からの距離とを用いて、前記他方の面上の前記多角形を底面、前記一方の面上の前記一端を頂点として定義される多角錐の高さを求め、それを前記二面間の面間距離とする手段とを備えたことを特徴とする面間距離演算装置。
5. 伸縮可能な棒形の距離測定装置であって、
   請求項４に記載の面間距離演算装置が設けられていることを特徴とする距離測定装置。

Images