JP6655554B2 - コイルばねの形状測定方法と形状測定装置 - Google Patents

Description

本明細書に開示の技術は、コイルばねの形状を測定する技術に関する。ここでいうコイルばねとは、正面視したときに、その軸方向に素線が複数回に亘って巻かれているばねを意味する。

コイルばねの形状を測定する装置が開発されている（例えば、特開２０１３−１１９０８８号公報）。特開２０１３−１１９０８８号公報の測定装置では、コイルばねを巻回軸周りに回転可能に保持すると共に、コイルばねに対向してレーザ照射装置（非接触式変位計）が配置される。レーザ照射装置は、コイルばねの巻回軸と平行な方向に直線運動可能となっている。この測定装置では、コイルばねを所定の送り角で回転させながら、各回転角について、レーザ照射装置を巻回軸に沿って移動させながらばねの表面形状を計測する。これによって、コイルばねの全体の形状が測定される。

特開２０１３−１１９０８８号公報の技術では、コイルばねの素線の断面形状が円形であると仮定している。そして、レーザ照射装置で得られる測定結果から素線の頂点の位置を算出し、算出した頂点の位置からコイルばねの形状を特定している。このため、素線の断面が円形でない場合、コイルばねの形状を精度良く測定することができないことがある。例えば、コイルばねの中には座面が研磨されたものがあり、このようなコイルばねでは、端部の素線断面形状が円形とはならない。その結果、特開２０１３−１１９０８８号公報の測定装置では、コイルばねの形状を精度良く計測できないことがある。
また、コイルばねの中には、形状がたる型のばねがある。このようなたる型ばねでは、素線の端部が、隣り合う素線の径方向内側に位置している場合がある。この場合、特開２０１３−１１９０８８号公報の測定装置では、素線の端部を精度良く計測できないことがある。

本明細書は、コイルばねの素線の断面形状が円形でない場合、及び／又は、素線の端部が隣り合う素線の径方向内側に位置している場合においても、コイルばねの形状を精度良く測定することを可能とする技術を提供することを目的とする。

本明細書は、コイルばねの形状を測定する形状測定方法を開示する。この測定方法は、コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように配置する配置工程と、配置されたコイルばねの表面形状を非接触式変位計で計測する計測工程と、を備えている。計測工程では、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、同一の計測部位に複数の異なる方向から光を照射して、当該計測部位の表面形状を計測することを特徴とする。

この形状測定方法では、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、同一の計測部位に複数の異なる方向からコイルばねに光を照射して表面形状を計測する。このため、１方向から光を照射しただけでは死角となる部分でも、他の方向から光を照射することで、その部分の形状を測定することが可能となり得る。したがって、コイルばねの素線の断面形状が円形でない場合、及び／又は、素線の端部が隣り合う素線の径方向内側に位置している場合においても、コイルばねの形状を精度良く測定し得る。

また、本明細書は、上記の形状測定方法を好適に実施することができる測定装置を開示する。すなわち、本明細書に開示する測定装置は、コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように保持する保持治具と、保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測可能な非接触式変位計と、保持治具に保持されたコイルばねに対して非接触式変位計の位置及び光照射方向を調整する調整機構と、を備えている。調整機構は、複数の異なる方向からコイルばねに光が照射されるように非接触式変位計の光照射方向を調整可能であることを特徴とする。

この測定装置では、保持治具にコイルばねを保持し、保持されたコイルばねの表面形状を非接触式変位計で計測する。コイルばねに対する非接触式変位計の位置及び光照射方向は、調整機構によって調整可能となっている。このため、コイルばねが一部に素線断面形状が円形でない部分を有している場合、及び／又は素線の端部が隣り合う素線の径方向内側に位置している場合においても、そのような部分を計測する際は、調整機構により複数の異なる方向から光を照射して表面形状を計測することができる。したがって、この測定装置によると、コイルばねの素線の断面形状が円形でない場合、及び／又は、素線の端部が隣り合う素線の径方向内側に位置している場合においても、コイルばねの形状を精度良く測定し得る。

実施例１の形状測定装置の構成を模式的に示す図。 形状測定時のレーザ変位計の動作を説明するための図（その１）。 形状測定時のレーザ変位計の動作を説明するための図（その２）。 コイルばねの素線の断面形状が円形でない場合の測定手順を説明するための図。 座巻部測定範囲Ｒ_Ｒと端末測定範囲Ｒ_Ｅの関係を模式的に示す図。 校正治具を用いた校正の手順を説明するための図。 形状測定装置による形状測定の流れを示すフローチャート。 粗測定処理の流れを示すフローチャート。 胴中測定処理の流れを示すフローチャート。 座巻測定処理の流れを示すフローチャート。 端末測定処理の流れを示すフローチャート。 素線検出処理の流れを示すフローチャート。 下端面検出処理の流れを示すフローチャート。 上端面検出処理の流れを示すフローチャート。 端末検出処理の流れを示すフローチャート。 変形例１の形状測定方法により測定されたコイルばねの素線の測定データ群の１つであり、素線の断面形状が円形でないと判定された測定データ群を示す図。 レーザ変位計の照射方向を変えて図１６で測定された素線の部位と同じ部位を測定したときの測定データ群を示す図。 図１６と図１７の測定データ群を合成した合成データ群を示す図。 四角形断面の素線のデータ群が３つの線分を有することを示す図。 四角形断面の素線のデータ群をハフ変換して３つの直線を検出したことを示す図。 素線の四角形断面の中心座標の求め方を示す図。 変形例２の形状測定方法により２方向から測定されたコイルばねの測定データ群を合成した合成データ群を示す図。 合成データ群から２つの測定データが重複する部分のみを抽出した図。 図２３の重複部のデータから直線近似により抽出された直線を示す図。 合成データ群から残りの２直線を算出する方法を示す図。 実施例２の形状測定装置の構成を模式的に示す図。 形状測定時のパターン投影式センサの動作を説明するための図。 パターン投影式センサを用いてコイルばねの形状を測定したときの視野を示すグラフ。 レーザ変位計を用いてコイルばねの形状を測定したときの視野を示すグラフ。 実施例３の形状測定装置の構成を模式的に示す図。

以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。

本明細書が開示する測定技術では、計測部位において、コイルばねの素線断面が非円形形状であってもよい。複数の異なる方向から照射される光の光軸は同一平面上に位置しており、当該平面は前記回転軸と直交していなくてもよい。この構成によると、複数の異なる方向から照射される光の光軸が位置する平面は、回転軸方向にゼロではない成分を有することになる。このため、コイルばねの素線には回転軸方向に異なる成分を有する光が照射される。従って、コイルばねの素線断面が非円形形状であっても、コイルばねの形状を精度良く測定することができる。

本明細書が開示する測定技術では、コイルばねは、素線断面が円形形状である部分を有していてもよい。計測工程では、当該円形形状である部分には、予め定められた第１方向のみから光を照射してコイルばねの表面形状を計測してもよい。コイルばねの素線断面が円形形状である部分には、１方向から光を照射するだけで当該部分のコイルばねの形状を精度良く測定できる。このため、上記の構成によると、コイルばねの形状測定を精度良く行いつつ、測定時間が長時間となることを抑制することができる。

本明細書が開示する測定技術では、計測工程において、コイルばねの両端部のうちの少なくとも一方に対してコイルばねに光を照射する方向の数は、コイルばねの当該両端部のうちの少なくとも一方以外の部分に対してコイルばねに光を照射する方向の数よりも多くてもよい。この構成によると、コイルばねの両端部のうちの少なくとも一方の素線断面が非円形形状の場合、及び／又はコイルばねの両端部のうちの少なくとも一方の素線が隣り合う素線の径方向内側に位置している場合であっても、コイルばねの形状測定を精度良く行いつつ、測定時間が長時間となることを抑制することができる。

本明細書が開示する測定技術では、計測工程において、コイルばねの少なくとも一部に対して、予め定められた第２方向から光を照射して表面形状を計測するステップと、当該計測するステップで取得したコイルばねの表面形状を解析してコイルばねの素線断面が円形形状であるか非円形形状であるかを判定するステップと、当該判定するステップでコイルばねの前記素線断面が非円形形状であると判定された場合に、コイルばねの当該少なくとも一部に対して複数の異なる方向から光を照射して、コイルばねの前記少なくとも一部の表面形状を計測するステップを少なくとも実行してもよい。この構成によると、コイルばねの形状測定を精度良く行いつつ、測定効率を向上することができる。

本明細書が開示する測定技術では、計測工程において、コイルばねの少なくとも一部に対して、予め定められた第３方向から光を照射して表面形状を計測するステップと、当該計測するステップで取得したコイルばねの表面形状を解析してコイルばねの端部を特定するステップと、当該特定するステップで特定されたコイルばねの端部に対して、複数の異なる方向から光を照射してコイルばねの端部の表面形状を計測するステップを少なくとも実行してもよい。この構成によると、コイルばねの形状測定を精度良く行いつつ、測定効率を向上することができる。

本明細書が開示する測定技術では、複数の異なる方向が、照射される光の光軸が回転軸と直交する方向を含んでいてもよい。

本明細書が開示する測定技術では、複数の異なる方向が、照射される光の光軸が回転軸と斜めに交差する方向を含んでいてもよい。

本明細書が開示する測定技術では、非接触式変位計が、コイルばねに光を照射する照射部と、コイルばねからの反射光を受光する受光面とを有していてもよい。照射部から照射される光の光軸は、受光面に直交する軸線に対して斜めに交差していてもよい。計測工程では、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、非接触式変位計の受光面が回転軸に対して平行に配置された状態で、照射部がコイルばねに光を照射して表面形状を計測するステップと、非接触式変位計の受光面が回転軸に対して平行でない状態で、照射部がコイルばねに光を照射して表面形状を計測するステップを少なくとも実行してもよい。このような構成によると、非接触式変位計の死角が減り、コイルばねの形状を精度良く測定し得る。

本明細書が開示する測定技術では、計測工程において、コイルばねを前記回転軸回りに第１の角度間隔で順次回転させ、その複数の回転角のそれぞれについて、コイルばねの軸方向の全体に亘って回転軸と直交する方向から光を照射してコイルばねの表面形状を計測する第１測定ステップと、コイルばねを回転軸回りに第１の角度間隔よりも小さい第２の回転角度で順次回転させ、その複数の回転角のそれぞれについて、前記第１測定ステップの計測結果に基づいて設定されたコイルばねの軸方向の第１設定範囲に、前記回転軸と直交する方向から光を照射してコイルばねの表面形状を計測する第２測定ステップと、を少なくとも実行してもよい。このような構成によると、第１測定ステップでコイルばねの概略形状が判明するため、詳細な第２測定ステップを限られた範囲に行うことができる。このため、コイルばねの形状測定を精度良く行いつつ、測定時間が長時間となることを抑制することができる。

本明細書が開示する測定技術では、校正用治具を回転軸上に配置して非接触式変位計で校正用治具の表面形状を計測する校正用治具計測工程と、校正用治具計測工程で得られた計測結果から校正用データを作成する工程と、作成した校正用データを用いて、計測工程で得られた計測結果を校正する校正工程と、をさらに備えていてもよい。このような構成によると、計測結果が校正用データで校正されるため、コイルばねの形状をより精度良く測定することができる。

本明細書が開示する測定技術では、計測工程において、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、回転軸と直交する方向からコイルばねに光を照射して表面形状を計測するステップと、回転軸と斜めに交差する方向からコイルばねに光を照射して表面形状を計測するステップを少なくとも実行してもよい。このような構成によると、回転軸と直交する方向からコイルばねの表面形状を測定すると共に、回転軸と斜めに交差する方向からコイルばねの表面形状を測定する。このため、非接触式変位計の死角が減り、コイルばねの形状を精度良く測定し得る。

本明細書が開示する測定技術では、計測工程において、コイルばねを前記回転軸回りに第３の角度間隔で順次回転させ、その複数の回転角のそれぞれについて、コイルばねの端部に対して、回転軸と斜めに交差する第１斜め方向から光を照射してコイルばねの表面形状を計測する第３測定ステップと、コイルばねを回転軸回りに第３の角度間隔で順次回転させ、その複数の回転角のそれぞれについて、コイルばねの端部に対して、回転軸と斜めに交差する第２斜め方向から光を照射してコイルばねの表面形状を計測する第４測定ステップと、を少なくとも実行してもよい。このような構成によると、コイルばねの端部の素線断面形状が円形でなくても、及び／又はコイルばねの端部の素線が隣り合う素線の径方向内側に位置している場合でも、コイルばねの端部の形状を精度良く測定し得る。

本明細書が開示する測定技術では、第３測定ステップにおいて、コイルばねの端部に対して斜め上方から光を照射してコイルばねの表面形状を計測してもよい。第４測定ステップでは、コイルばねの端部に対して斜め下方から光を照射してコイルばねの表面形状を計測してもよい。このような構成によると、コイルばねの端部には、回転軸と直交する方向と、斜め上方からの方向と、斜め下方からの方向の３方向から測定が行われる。このため、コイルばねの端部の形状を精度良く測定することができる。

実施例の形状測定装置１０について図面を参照しながら説明する。形状測定装置１０は、コイルばねＷの形状を計測する装置である。図１に示すように、形状測定装置１０は、保持治具１２，１４と、保持治具１２，１４を駆動する駆動機構（１６，１８）と、レーザ変位計２４と、レーザ変位計２４の位置及び角度を調整する調整装置（２０，２２，２６〜３０）と、演算装置３２を備えている。

保持治具１２，１４は、測定対象となるコイルばねＷを保持する。保持治具１２は円錐形状をしており、コイルばねＷの一端を保持する。保持治具１４は円錐形状をしており、コイルばねＷの他端を保持する。保持治具１２，１４は、それぞれの軸線が同軸上となるように配置されると共に、その円錐形状の頂点が互いに対向するように配置されている。保持治具１２，１４は、コイルばねＷを保持した状態で、その軸線周り（Ｚ軸と平行な軸周り）に回転可能となっている。以下の説明では、保持治具１２，１４の回転軸を単に回転軸ということがある。

駆動機構（１６，１８）は、演算装置３２によって制御され、コイルばねＷを保持治具１２，１４に保持する状態（保持状態）と保持しない状態（非保持状態）とに切換えると共に、保持治具１２，１４に保持されたコイルばねＷを保持治具１２，１４の回転軸周りに回転させる。具体的には、駆動機構（１６，１８）は、回転機構１６と往復動機構１８を備えている。回転機構１６は、モータと、モータの回転動作を保持治具１２に伝達する伝達機構を備えている。回転機構１６が作動すると、保持治具１２はその軸線周りに回転する。保持治具１２，１４にコイルばねＷが保持された状態では、保持治具１２の回転がコイルばねＷにより保持治具１４に伝達される。これによって、保持治具１２，１４及びコイルばねＷが一体となってその軸線周りに回転する。モータの回転角は、エンコーダにより検出されるようになっている。演算装置３２は、エンコーダで検出される回転角（保持治具１２に回転角）に基づいて、保持治具１２を所定の角度に位置決めすることができる。

往復動機構１８は、モータと、モータの回転動作を保持治具１４の往復動動作に変換する変換機構を備えている。往復動機構１８が作動すると、保持治具１４は、保持治具１２に対して軸線方向（Ｚ軸方向）に離間した状態と、保持治具１２に対して軸線方向（Ｚ軸方向）に近接した状態とに切換えられる。保持治具１２，１４の間にコイルばねＷを配置した状態で保持治具１４が保持治具１２に接近する方向に移動すると、保持治具１２，１４によってコイルばねＷが挟持（保持）される。逆に、保持治具１４が保持治具１２に対して離間する方向に移動すると、保持治具１２，１４に保持されたコイルばねＷを保持治具１２，１４から取外すことが可能となる。

レーザ変位計２４は、非接触式変位計の一種であり、測定対象物（すなわち、コイルばねＷ）にレーザ光を照射すると共に、測定対象物から反射される光を受光して、測定対象物の表面形状を計測する。レーザ変位計２４は、その測定結果を演算装置３２に入力する。レーザ変位計２４は、線光源を有する２次元のレーザ変位計であり、測定対象物にスリット光を照射する。レーザ変位計２４から照射されるスリット光は、その光軸上に保持治具１２，１４の回転軸が位置し、かつ、保持治具１２，１４の回転軸に沿って伸びており、コイルばねＷの軸方向の一部に照射される。後述するように、レーザ変位計２４はＺ軸方向に移動可能となっている。レーザ変位計２４をＺ軸方向に移動させることで、コイルばねＷの軸方向の全体にレーザ光が照射される。レーザ変位計２４のオン・オフは、演算装置３２によって制御される。なお、レーザ変位計２４には、公知のレーザ変位計を用いることができる。

調整装置（２０，２２，２６〜３０）は、演算装置３２によって制御され、保持治具１２，１４に保持されたコイルばねＷに対して、レーザ変位計２４の位置及びレーザ照射方向を調整する。具体的には、調整装置（２０，２２，２６〜３０）は、レーザ変位計２４のＺ軸方向の位置を調整するｚ方向位置調整装置（２２，２８）と、レーザ変位計２４のｒ軸方向の位置を調整するｒ方向位置調整装置（２０，３０）と、レーザ変位計２４から照射されるレーザ光の照射方向を調整する照射角調整装置２６とを備えている。

ｚ方向位置調整装置（２２，２８）は、ｚ方向ガイドレール２２とｚ方向位置調整機構２８を備えている。ｚ方向ガイドレール２２は、レーザ変位計２４を案内する。ｚ方向ガイドレール２２は、保持治具１２，１４の回転軸と平行（すなわち、Ｚ軸方向）に伸びている。ｚ方向位置調整機構２８は、ｚ方向ガイドレール２２に沿ってレーザ変位計２４を移動させる。ｚ方向位置調整機構２８は、モータと、モータの回転をレーザ変位計２４のｚ方向の運動に変換する変換機構により構成されている。モータの回転角は、エンコーダにより検出されるようになっている。演算装置３２は、エンコーダで検出される回転角（ｚ方向位置調整機構２８の駆動量）に基づいて、レーザ変位計２４をｚ軸方向の所定の位置に位置決めすることができる。

ｒ方向位置調整装置（２０，３０）は、ｒ方向ガイドレール２０とｒ方向位置調整機構３０を備えている。ｒ方向ガイドレール２０は、ｚ方向ガイドレール２２と係合し、ｚ方向ガイドレール２２を案内する。ｒ方向ガイドレール２０は、ｚ方向ガイドレール２２と直交する方向で、かつ、保持治具１２，１４に保持されたコイルばねＷに対して近接又は離間する方向に伸びている。ｒ方向位置調整機構３０は、ｒ方向ガイドレール２０に沿ってｚ方向ガイドレール２２を移動させる。ｒ方向位置調整機構３０は、モータと、モータの回転をｚ方向ガイドレール２２のｒ方向の変位に変換する変換機構により構成されている。ｚ方向ガイドレール２２がｒ方向ガイドレール２０に沿って移動することで、レーザ変位計２４がｒ方向に移動する。すなわち、レーザ変位計２４は、保持治具１２，１４に保持されたコイルばねＷに対して近接又は離間する方向に移動可能となっている。ｒ方向位置調整機構３０のモータの回転角は、エンコーダにより検出されるようになっている。演算装置３２は、エンコーダで検出される回転角（ｒ方向位置調整機構３０の駆動量）に基づいて、レーザ変位計２４をｒ軸方向の所定の位置に位置決めすることができる。

照射角調整装置２６は、ｚ方向ガイドレール２２に対するレーザ変位計２４の取付角度を調整する。すなわち、レーザ変位計２４は、ｚ方向ガイドレール２２に案内されるスライダ（図示省略）に取付けられている。このスライダには取付軸が設けられており、この取付軸にレーザ変位計２４が回転可能に取付けられている。レーザ変位計２４を取付ける取付軸は、ｚ方向ガイドレール２２とｒ方向ガイドレール２０の両者に直交している。照射角調整装置２６は、この取付軸周りにレーザ変位計２４を回転させることで、レーザ変位計２４から照射されるレーザ光の照射方向を調整する。取付軸がｚ方向及びｒ方向に直交するため、レーザ変位計２４はｒ−ｚ平面内で回転する。レーザ変位計２４が回転することで、レーザ変位計２４から照射されるレーザ光が、保持治具１２，１４の回転軸に斜めに交差する方向から照射される。したがって、保持治具１２，１４に保持されたコイルばねＷに対して、正面（軸線と直交する方向）からレーザ光を照射でき、また、斜め上方又は斜め下方（軸線と斜めに交差する方向）からレーザ光を照射できる。

演算装置３２は、駆動機構（１６，１８）とレーザ変位計２４と調整装置（２０，２２，２６〜３０）の動作を制御すると共に、レーザ変位計２４の計測結果からコイルばねＷの形状を算出する。すなわち、演算装置３２は、駆動機構（１６，１８）と調整装置（２０，２２，２６〜３０）の動作を制御することで、レーザ変位計２４から照射されるレーザ光がコイルばねＷのどの部分に照射されているかを決定することができる。このため、演算装置３２は、まず、駆動機構（１６，１８）と調整装置（２０，２２，２６〜３０）の作動状態と、レーザ変位計２４から出力される測定結果とを関連付けて記憶し、次いで、記憶された情報からコイルばねＷの形状を演算する。具体的には、演算装置３２は、処理プログラムに従って、記憶された位置情報及び計測情報を処理することでコイルばねＷの形状を特定する。演算装置３２によって特定されたコイルばねＷの形状は、図示しないディスプレイに表示される。なお、演算装置３２には、公知のコンピュータを用いることができる。

次に、上述した形状測定装置１０を用いたコイルばねＷの形状測定の流れを説明する。形状測定装置１０は、図７に示す各工程を実施することで、コイルばねＷの形状を算出する。先ず、図７のステップＳ１０において、形状測定装置１０にコイルばねＷをセットする。すなわち、演算装置３２は、往復動機構１８を駆動して保持治具１４を保持治具１２に対して離間する位置に移動させ、保持治具１２，１４にコイルばねＷをセット可能な状態とする。コイルばねＷの一端を保持治具１２にセットすると、演算装置３２は、往復動機構１８を駆動し、保持治具１４を保持治具１２に対して近接する方向に移動させる。これによって、コイルばねＷが保持治具１２，１４に保持される。

図７のステップＳ１２に進むと、形状測定装置１０は、コイルばねＷの概略形状を測定する粗測定処理を実施する。粗測定処理において、形状測定装置１０は、コイルばねＷの概略形状を測定し、測定したコイルばねＷの概略形状から詳細な測定を行う範囲等を決定する。粗測定処理について図８を参照して説明する。

（粗測定処理）
図８に示すように粗測定処理では、まず、演算装置３２は回転機構１６及び調整装置（２０，２２，２６〜３０）を駆動して、レーザ変位計２４の位置及びレーザ照射角度を調整しながら、レーザ変位計２４によりコイルばねＷの表面形状を測定する（ステップＳ３０）。図２を参照して具体的に説明する。演算装置３２は、まず、回転機構１６を駆動して保持治具１２，１４及びコイルばねＷを所定の回転角θ（保持治具１２，１４の回転軸周りの回転角θ）に位置決めする。また、演算装置３２は、ｚ方向位置調整機構２８及びｒ方向位置調整機構３０を駆動して、レーザ変位計２４を初期位置に位置決めする。さらに、演算装置３２は、レーザ変位計２４から照射されるレーザ光が保持治具１２，１４の回転軸と直交する角度となるように照射角調整装置２６を駆動する。これによって、レーザ変位計２４は、初期状態にセットされる。レーザ変位計２４が初期状態（図２のＡに示す状態）とされると、レーザ変位計２４は、保持治具１２よりＺ方向外側の位置（図２では下方の位置）に位置決めされてコイルばねＷと対向せず、また、保持治具１２，１４の回転軸から所定の距離の位置にレーザ変位計２４がセットされる。

次に、演算装置３２は、ｚ方向位置調整機構２８を駆動してレーザ変位計２４をｚ方向に移動させながら、レーザ変位計２４によってコイルばねＷの表面形状を計測する。この計測は、レーザ変位計２４が保持治具１４よりｚ方向外側の位置（図２のＢに示す位置）に移動するまで行われる。これによって、コイルばねＷの軸方向の全体に亘って、回転軸の周方向の所定の回転角の位置におけるコイルばねＷの表面形状が計測される。レーザ変位計２４で計測された表面形状は、演算装置３２に記憶される。なお、レーザ変位計２４は、図２に示すＡの位置（保持治具１２の下方の位置）からＢの位置（保持治具１４の上方の位置）まで移動するため、レーザ変位計２４で計測された計測結果には保持治具１２，１４の表面形状を計測した結果も含まれている。

以下、回転機構１６を駆動することによる保持治具１２，１４及びコイルばねＷの所定の回転角θへの位置決め、及び、ｚ方向位置調整機構２８を駆動しながらのレーザ変位計２４による計測を繰り返し実行する。これによって、回転軸の周方向の複数の回転角におけるコイルばねＷの表面形状が計測され、その計測結果が演算装置３２に記憶される。粗測定では、例えば、コイルばねＷの周方向の４箇所の表面形状を計測する。この場合、回転機構１６による保持治具１２，１４及びコイルばねＷの回転は９０°間隔で行われる。角度間隔を広く設定することで、短い時間でコイルばねＷの概略形状が計測される。

図８のステップＳ３２に進むと、演算装置３２は、ステップＳ３０で得られた測定結果を解析して、保持治具１２，１４の位置を検出する。上述したように、ステップＳ３０で得られた測定結果には、コイルばねＷの形状と保持治具１２，１４の形状とが含まれている。保持治具１２，１４の形状は円錐形状であり、その側面は直線として計測されることが予め分かっている。このため、演算装置３２は、予め与えられた保持治具１２，１４の形状情報を用いて、ステップＳ３０で得られた測定結果から保持治具１２，１４の位置を特定する。

次に、演算装置３２は、コイルばねＷのばね素線の形状を検出する（ステップＳ３４）。すなわち、本実施例において測定対象となるコイルばねＷは、断面円形のばね鋼線をコイリングすることにより形成されている。ステップＳ３４では、ステップＳ３０の測定結果からコイルばねＷの形状を抽出し、その抽出した測定結果からばね素線の形状を特定する。ステップＳ３４の処理については、図１２を参照して説明する。

図１２に示すように素線検出処理では、まず、ステップＳ３０の測定結果から、保持治具１２，１４の形状を測定したデータを消去する（ステップＳ９０）。上述したように、ステップＳ３０で得られた測定結果には、コイルばねＷの形状と保持治具１２，１４の形状とが含まれている。ここで、ステップＳ３２で検出した保持治具１２，１４の位置から、ステップＳ３０で得られた測定結果（データ）が、保持治具１２，１４の形状を表すデータか、コイルばねＷの形状を表すデータであるかを判別することができる。ステップＳ９０では、演算装置３２は、ステップＳ３２で検出した保持治具１２，１４の位置を用いて、ステップＳ３０の測定結果から保持治具１２，１４の形状データを削除する。

次に、演算装置３２は、ステップＳ９０で得られた測定データ（コイルばねＷの形状データ）のデータ抜けを補間する（ステップＳ９２）。すなわち、測定データに抜けが生じている場合、その抜けが生じた測定データの前後の測定データを利用してデータ抜けを補間する。次に、ステップＳ９２で得られた測定データ群の間隔を均一化し（Ｓ９４）、それらのデータ群を平滑化する（Ｓ９６）。そして、得られたデータ群を円形状にフィッティングすることで、断面円形部分のコイルばねＷの素線を検出する（Ｓ９８）。

ステップＳ９８でコイルばねＷの素線を検出すると、図８のステップＳ３６に戻り、コイルばねＷのコイル径を推定する（Ｓ３６）。すなわち、ステップＳ３０の測定結果から、断面円形となる部分（座巻部以外の部分）のばね素線が検出されている。上述したように、ステップＳ３０の測定は、コイルばねＷの周方向の４ヶ所で行われており、コイルばねＷを周方向に連続して計測しているわけではない。このため、ステップＳ３４において検出した断面円形となる部分（座巻部以外の部分）のばね素線の形状（周方向４ヶ所の形状）から、演算装置３２は、コイルばねＷのコイル径を推定する。なお、測定対象となるコイルばねＷには、コイル径が一定の円筒コイルばねの他、コイル径が軸方向に変化するばね（例えば、たる型ばね、円錐ばね等）がある。円筒コイルばねの場合、ステップＳ３６で推定されるコイル径は一定値となり、たる型ばねのようなばねでは、ステップＳ３６で推定されるコイル径は軸方向の位置によって変化する。

次に、演算装置３２は、胴中測定を行う範囲を決定する（Ｓ３８）。胴中測定とは、コイルばねＷの形状を保持治具１２，１４の回転軸に直交する方向から測定する処理のことをいう。すなわち、本実施例では、コイルばねＷの両端の座巻部（素線の断面が円形状でない部分）については、コイルばねＷの素線を斜め上方及び斜め下方（すなわち、保持治具１２，１４の回転軸に斜めに交差する方向）からも測定する。一方、コイルばねＷの座巻部以外の部分は、その断面形状が図４（ａ）に示すように円形状となり、保持治具１２，１４の回転軸（コイルばねＷのコイル軸）に直交する方向から測定するだけで、その全体形状を特定することができる。すなわち、コイル軸に直交する方向からレーザ光を照射すると、そのレーザ光は図４（ａ）の範囲３４に照射され、その範囲３４の形状が測定される。コイル素線の断面形状が円形であるため、周方向の一部の範囲３４の形状から全体形状（円形状）を特定することができる。そこで、コイルばねＷの胴中部については、コイル軸に直交する方向からのみコイルばねＷの形状を測定する。ステップＳ３８では、ステップＳ３０で得られた測定結果から胴中測定を行う範囲を決定する。

（胴中測定処理）
図８の粗測定処理が終了すると、演算装置３２は、図７のステップＳ１４に進み、コイルばねＷの全体の形状を保持治具１２，１４の回転軸に直交する方向から測定する胴中測定処理を実行する。胴中測定処理について図９を参照して説明する。

図９に示すように胴中測定処理では、まず、演算装置３２は回転機構１６及び調整装置（２０，２２，２６〜３０）を駆動して、レーザ変位計２４の位置及びレーザ照射角度を調整しながら、レーザ変位計２４によりコイルばねＷの表面形状を測定する（Ｓ４０）。ステップＳ４０の測定処理は、粗測定処理におけるステップＳ３０の測定処理と同様に行われる。ただし、ステップＳ４０の測定処理では、測定角度間隔（コイルばねＷの回転角θの間隔（例えば、３０°間隔））が小さく設定され、コイルばねＷの形状が周方向に詳細に測定される。また、レーザ変位計２４とコイルばねＷの間隔は、ステップＳ３６で推定されたコイル径に基づいて制御される。すなわち、レーザ変位計２４の測定精度は、レーザ変位計２４とコイルばねＷとの距離によって変化する。このため、ステップＳ３６で推定されるコイル径に基づいてレーザ変位計２４のｒ方向の位置を調整することで、レーザ変位計２４とコイルばねＷとの距離が適切な距離に調整され、コイルばねＷの形状を精度良く測定することができる。なお、コイルばねＷのコイル径が変化する場合（例えば、たる型ばねの場合）は、レーザ変位計２４のｒ方向の位置をｚ方向の位置に応じて調整することで、レーザ変位計２４とコイルばねＷとの距離が適切な距離に維持してもよい。このようにレーザ変位計２４とコイルばねの素線との距離を制御することで、コイルばねの形状を精度良く計測することができる。

次に、演算装置３２は、ステップＳ４０の測定結果を処理して、コイルばねＷのばね素線の形状を検出する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２の処理は、既に説明したステップＳ３４の処理（すなわち、図１２の処理）と同様に行われる。次に、演算装置３２は、ステップＳ４２で検出したコイルばねＷの素線データの並び替えを行う（Ｓ４４）。すなわち、ステップＳ４０では、コイルばねＷの回転角θにおける素線群の表面形状（データ）が計測されている。したがって、ステップＳ４４では、ステップＳ４０で得られた測定データを、座巻部からコイルばねＷの素線が伸びる方向に順に並び替える。そして、演算装置３２は、ステップＳ４４で並び替えたデータによりばね形状データを更新する（Ｓ４６）。これによって、ばね形状データは、ステップＳ４０で詳細に測定した測定データに置き換えられる。

次に、演算装置３２は、ステップＳ４６で更新したばね形状データから、コイルばねＷの端末位置の検出を行う（Ｓ４８）。すなわち、ステップＳ４６で更新されたばね形状データは、図５に示すように、座巻部からばね素線が伸びる方向に順に並び替えられている。したがって、ステップＳ４６で更新したばね形状データのうち、最も端末となる位置（例えば、図５ではＣ点）を特定することで、コイルばねＷの端末の位置を検出する。なお、図５には一方の端末のみが示されているが、図５には図示されていない他方の端末についてもその位置が検出される。

次に、演算装置３２は、ステップＳ４８で検出した端末位置に基づいて、コイルばねＷの座巻部測定を行う範囲Ｒ_Ｒを決定する（Ｓ５０）。本実施例では、測定対象となるコイルばねＷは、座巻部が研磨されており、座巻部の断面形状は円形とはなっていない。このため、座巻部に対しては、胴中部と異なり、斜め上方及び斜め下方からもレーザ光を照射し、コイルばねＷの外形状を計測する。そこで、ステップＳ５０では、座巻測定処理（すなわち、斜め上方方向・斜め下方方向・水平方向の測定を行う処理）を行う範囲を決定する。図５に示す例を参照して具体的に説明する。図５に示すように、ステップＳ４８でコイルばねＷの端末の位置（点Ｃ）が検出されている。ただし、ステップＳ４０の測定処理は、コイルばねＷの周方向に連続して行ってはいないため、検出された点Ｃが端末となるわけではない。コイルばねＷの端末の正確な位置は、図５の範囲Ｒ_Ｅ（回転角θが９０°〜１８０°（点Ｃ）の範囲）に存在する。座巻部は、ばね素線の１巻分であるため、ばね素線の端末から１巻分に対して座巻測定処理を行えばよい。コイルばねＷの端末の正確な位置は範囲Ｒ_Ｅにあるため、座巻測定処理は図５に示す範囲Ｒ_Ｒについて行えば、コイルばねＷの座巻部に対して漏れなく座巻測定処理を行うことができる。したがって、ステップＳ５０において、演算装置３２は、座巻部測定範囲Ｒ_Ｒを決定する。

次に、演算装置３２は、ステップＳ４８で検出した端末位置に基づいて、端末測定処理を行う範囲Ｒ_Ｅを決定する（Ｓ５２）。上述した説明から明らかなように、ステップＳ４８で検出された端末位置（点Ｃ）が実際の端末となるわけではなく、実際には範囲Ｒ_Ｅ（点Ｃを検出した回転角θと１つ前の回転角の間）に存在する（図５参照）。このため、端末位置を正確に検出するためには、範囲Ｒ_Ｅについて詳細に測定を行う必要がある。そこで、ステップＳ５２において演算装置３２は、ステップＳ４８で検出した端末位置（点Ｃ）と、ステップＳ４０の測定における回転角間隔とを用いて、端末測定処理を行う範囲Ｒ_Ｅを決定する。

（上端座巻部測定処理）
図９の胴中測定処理が終了すると、演算装置３２は、図７のステップＳ１６に進み、コイルばねＷの上端座巻部の形状を測定する上端座巻部測定処理を実行する。上端座巻部測定処理について図１０を参照して説明する。

図１０に示すように上端座巻部測定処理では、まず、演算装置３２は回転機構１６及び調整装置（２０，２２，２６〜３０）を駆動して、レーザ変位計２４の位置及びレーザ照射角度を調整しながら、レーザ変位計２４によりコイルばねＷの上端座巻部の表面形状を測定する（Ｓ６０）。ステップＳ６０の測定処理では、コイルばねＷのコイル軸に対して直交する方向からの測定（図２に示す測定）と、コイル軸に対して傾斜する方向からの測定（図３に示す測定）が行われる。すなわち、コイルばねＷの座巻部では、素線の上面が研磨されるため、図４（ｂ）に示すような断面形状をしている。このため、コイル軸に直交する方向からの測定だけでは、その表面形状を正確に測定することはできない。そこで、本実施例では、コイル軸に直交する方向からの測定に加えて、コイル軸に傾斜する２方向（座巻部に対して斜め上方向及び斜め下方向）からの測定を行う。すなわち、コイル軸に直交する方向からの測定を行うことで、図４（ｂ）の３８で示す範囲にレーザ光が照射され、この範囲３８の形状を測定する。また、座巻部に斜め上方からレーザ光を照射することで、図４（ｂ）の３６で示す範囲にレーザ光が照射され、この範囲３６の形状を測定する。さらに、座巻部に斜め下方からレーザ光を照射することで、図４（ｂ）の４０で示す範囲にレーザ光が照射され、この範囲４０の形状を測定する。そして、これらの計測結果を組合せることで、コイルばねＷの座巻部の形状が測定される。なお、ステップＳ６０の上端部座巻測定処理を行う範囲は、図９のステップＳ５０で決定した座巻部測定範囲Ｒ_Ｒについて行われる。

次に、演算装置３２は、ステップＳ６０の測定結果のうち、コイル軸に直交する方向からの測定結果を処理して、コイルばねＷのばね素線の形状を検出する（Ｓ６２）。すなわち、座巻部のばね素線の形状のうち、図４（ｂ）の範囲３８の形状を検出する。なお、ステップＳ６２の処理は、既に説明したステップＳ３４の処理（すなわち、図１２の処理）と同様に行われる。ステップＳ６２の処理が終わると、演算装置３２は、ステップＳ６２の検出結果をばね形状データに追加する（Ｓ６４）。

次に、演算装置３２は、ステップＳ６０の測定結果のうち、座巻部に斜め下方からレーザ光を照射したときの測定結果を処理して、座巻部のばね素線の形状（下端面）を検出する（Ｓ６６）。すなわち、座巻部のばね素線の形状のうち、図４（ｂ）の範囲４０の形状を検出する。ステップＳ６６の処理について図１３を参照して詳細に説明する。

図１３に示すように下端面検出処理では、まず、演算装置３２は、ステップＳ６０の測定結果（詳細には、座巻部に斜め下方からレーザ光を照射したときの測定結果）から、保持治具１４の形状を測定したデータを消去する（Ｓ１００）。コイルばねＷの座巻部は保持治具１４に接触していることから、座巻部の測定結果には、保持治具１４の形状が含まれている。このため、ステップＳ１００では、ステップＳ６０の測定結果から保持治具１４の形状データを削除する。

次に、演算装置３２は、ステップＳ１００で得られた測定データのうち、隣接する測定データ（点）を結んだ線分のなす角が水平（すなわち、コイル軸に平行）に近いもの以外を消去する（Ｓ１０２）。これによって、処理対象となる測定データから、座巻部の素線の下端面以外の部位を測定したデータが削除される。次に、演算装置３２は、隣接する測定データ（点）の距離によって測定データを分類（ラベリング）し（Ｓ１０４）、分類されたデータ群のうち、データ数の少ないデータ群を消去する（Ｓ１０６）。これによって、座巻部の素線の下端面を計測した計測データのみを抽出する。そして、演算装置は、ステップＳ１０４で分類（ラベリング）したデータ群毎に、ばね素線の下端面を計算する（Ｓ１０８）。これによって、座巻部のばね素線の下端面の形状が検出される。図１３の下端面検出処理が終わると、図１０のステップＳ６８に戻り、演算装置３２は、下端面検出処理の検出結果をばね形状データに追加する（Ｓ６８）。

次に、演算装置３２は、ステップＳ６０の測定結果のうち、座巻部に斜め上方からレーザ光を照射したときの測定結果を処理して、座巻部のばね素線の形状（上端面）を検出する（Ｓ７０）。すなわち、座巻部のばね素線の形状のうち、図４（ｂ）の範囲３６の形状を検出する。ステップＳ７０の処理について図１４を参照して詳細に説明する。

図１４に示すように上端面検出処理は、上述した下端面検出処理と同様に行われる。すなわち、演算装置３２は、まず、ステップＳ６０の測定結果（詳細には、座巻部に斜め上方からレーザ光を照射したときの測定結果）から、保持治具１４の形状を測定したデータを消去する（Ｓ１１０）。次いで、演算装置３２は、ステップＳ１１０で得られた測定データのうち、隣接する測定データ（点）を結んだ線分のなす角が水平（すなわち、コイル軸に平行）に近いもの以外を消去する（Ｓ１１２）。また、演算装置３２は、隣接する測定データ（点）の距離によって測定データを分類（ラベリング）し（Ｓ１１４）、分類されたデータ群のうち、データ数の少ないデータ群を消去する（Ｓ１１６）。これによって、座巻部の素線の上端面を計測した計測データのみを抽出する。そして、演算装置は、ステップＳ１１４で分類（ラベリング）したデータ群毎に、ばね素線の上端面を計算する（Ｓ１１８）。これによって、座巻部のばね素線の上端面の形状が検出される。図１４の上端面検出処理が終わると、図１０のステップＳ７２に戻り、演算装置３２は、上端面検出処理の検出結果をばね形状データに追加する（Ｓ７２）。

（上端座巻部の端末測定処理）
図１０の上端座巻部の測定処理が終了すると、演算装置３２は、図７のステップＳ１８に進み、コイルばねＷの上端座巻部の端末を測定する端末測定処理を実行する（Ｓ１８）。上端座巻部の端末測定処理について図１１、１５を参照して説明する。

図１１に示すように上端座巻部の端末測定処理では、演算装置３２は回転機構１６及び調整装置（２０，２２，２６〜３０）を駆動して、レーザ変位計２４の位置及びレーザ照射角度を調整しながら、レーザ変位計２４によりコイルばねＷの上端座巻部の端末部分を測定する（Ｓ８０）。ステップＳ８０の測定処理では、コイルばねＷのコイル軸に対して直交する方向からの測定（図２に示す測定）を行う。端末測定処理を行う範囲は、図９のステップＳ５２で決定した端末測定範囲Ｒ_Ｅについて行われる。端末測定範囲Ｒ_Ｅは極めて狭い範囲であるため、演算装置３２は回転機構１６のみを駆動して測定を行う場合がある。すなわち、端末測定処理では、レーザ変位計２４が周方向にのみ移動しながら、コイルばねＷの形状を計測する場合がある。

次に、演算装置３２は、ステップＳ８０で測定した測定結果を処理し、コイルばねＷの端末を検出する（Ｓ８２）。ステップＳ８２の端末検出処理について図１５を参照して説明する。

図１５に示すように端末検出処理では、演算装置３２は、まず、ステップＳ８０の測定結果を処理して、コイルばねＷのばね素線の形状を検出する（Ｓ１２０）。ステップＳ１２０の素線検出処理は、既に説明したステップＳ３４の処理（すなわち、図１２の処理）と同様に行われる。ステップＳ１２０の処理が終わると、演算装置３２は、検出した素線が途切れる位置（すなわち、端末位置（回転角θ））を検出する（Ｓ１２２）。次いで、演算装置３２は、ステップＳ１２０で得られた素線データに、ステップＳ１２２で得られた端末位置を外挿する（Ｓ１２４）。これによって、ステップＳ８２の端末検出処理が終了する。

図１５の端末検出処理が終了すると、図１１のステップＳ８４に戻り、演算装置３２は、ステップＳ８２の端末検出処理によって得られた測定データを、ばね形状データに追加する（Ｓ８４）。これによって、コイルばねＷの上端座巻部の端末部の形状データがばね形状データに追加される。

（下端座巻部測定処理）
図１１の端末測定処理が終了すると、演算装置３２は、図７のステップＳ２０に進み、コイルばねＷの下端座巻部の形状を測定する下端座巻部測定処理を実行する（Ｓ２０）。下端座巻部測定処理は、上述したステップＳ１６の上端座巻部測定処理と同様に行われる。これによって、コイルばねＷの下端座巻部の形状データが追加される。

（下端座巻部の端末測定処理）
ステップＳ２０の下端座巻部測定処理が終了すると、演算装置３２は、コイルばねＷの下端座巻部の端末を測定する端末測定処理を実行する（Ｓ２２）。ステップＳ２２の処理は、上述したステップＳ１８の上端座巻部の端末測定処理と同様に行われる。これによって、コイルばねＷの下端座巻部の端末部の形状データがばね形状データに追加される。

（形状データ出力処理）
ステップＳ２２の下端座巻部の端末測定処理が終了すると、演算装置３２は、作成したコイルばねＷの形状データを出力する形状データ出力処理を実行する（ステップＳ２４）。具体的には、演算装置３２は、作成した形状データを図示しないモニタに出力する。モニタには、作成された形状データに基づいてコイルばねＷが表示される。したがって、オペレータは、モニタに表示されるコイルばねＷから、コイルばねＷの全体形状を把握することができる。

上述したように、本実施例の形状測定装置１０によると、コイルばねＷの座巻部については、コイル軸に直交する方向と、コイル軸に傾斜する方向（座巻部に対して斜め上方と斜め下方）のそれぞれから測定を行う。このため、コイルばねＷの素線の断面形状が円形状でなくても、コイルばねＷの形状を正確に測定することができる。また、断面形状が円形状とはならない座巻部のみを複数方向から測定しているため、測定時間が長時間となることを抑制することができる。

（変形例１）
実施例１では、座巻部の素線の断面形状が非円形形状であることが予め分かっている場合の例を説明したが、コイルばねの中には、座巻部以外の部分の素線断面が非円形形状（例えば、卵型、四角形）のものもある（以下では、素線断面が非円形形状である素線の部位を、「特殊形状部位」とも称する）。本変形例では、そのようなコイルばねの表面形状測定方法について説明する。

コイルばねＷの表面形状を測定するオペレータは、測定するコイルばねＷが特殊形状部位を有すると判断した場合に、特殊形状の可能性がある部位の位置情報を演算装置３２に予め入力することができる（詳細には、演算装置３２で動作するコイルばね形状計測ソフトに予め入力することができる）。又は、より作業効率の高い方法として、演算装置３２のメモリに「コイルばね品番」と、品番ごとの「設計図から抽出したコイルばねの形状情報」を予め格納しておく方法も考えられる（以下では、これらのデータを「品番データベース」とも称する）。なお、「設計図から抽出したコイルばねの形状情報」には、特殊形状部位の位置情報も含まれる。この場合、オペレータがコイルばねＷの品番を指定すると、計測ソフトはオペレータに指定された品番に対応したコイルばねＷの形状情報を演算装置３２のメモリから読み出す。

計測ソフトは、オペレータから与えられた「特殊形状の可能性がある部位の位置情報」又は品番データベースから読み出した「設計図から抽出した形状情報」と、コイルばねＷの測定データから、複数方向から光を照射する部位を特定し、フィッティングする形状を判別する。具体的には、演算装置３２は、まず、コイルばねＷの測定データ群を円形状にフィッティングしたときの測定データ群と円形形状との類似度を算出し、その類似度に基づいて、素線断面が円形状であるか否かを判定する。演算装置３２は、コイルばねＷの特定の部位の素線断面が円形状ではないと判定された場合（例えば、図１６に示す例では、素線の２箇所から得られた測定データ群を示しており、２箇所とも円形状でないと判断されている。）、その特定の部位の位置情報を、オペレータから与えられた位置情報又は品番データベースから読み出した位置情報と照会して、特定の部位が「特殊形状の可能性がある部位であるか否か」を判定する。演算装置３２は、その特定の部位が「特殊形状の可能性がある部位」であると判定された場合、その部位に対して、レーザ変位計２４を複数の異なる方向から照射して表面形状を測定する（例えば、図１７に示す測定データ群は、図１６に示す測定データ群が測定された位置と同一の位置を異なる角度から測定した測定データ群である。）。続いて、演算装置３２は、図１８に示す例のように、複数方向の測定データ群（図１６に示す測定データ群と図１７に示す測定データ群）を合成した合成データ群を作成する。

演算装置３２は、合成データ群に対して特殊形状のフィッティングを行う。以下では、素線断面が四角形形状の場合について説明する。演算装置３２は、複数の方向から測定され合成された合成データ群にラベリング処理を行い、素線断面ごとのグループに分ける。続いて、演算装置３２は、グループごとに分けた各々のデータ群に対して再度円フィッティングを行い、円形形状との類似度を算出する。図１８のグループ１は、円形形状との類似度が高いデータ群の一例であり、グループ２は、円形形状との類似度が低いデータ群の一例である。演算装置３２は、グループ１のデータ群は円形状として扱い、グループ２のデータ群については四角形近似を行う。
具体的には、図１９に示すように、断面が四角形形状のデータ群は、３つの線分Ｓ１〜Ｓ３を有する。図２０に示すように、３つの線分Ｓ１〜Ｓ３のそれぞれは、ハフ変換を用いて検出される。具体的には、四角形断面のデータ群を直線のハフ変換を用いてρ−θ平面に投票すると、３つの線分Ｓ１〜Ｓ３はρ―θ平面では３つの点に写像される。ρ−θ平面上の３点を逆ハフ変換すると、３つの直線Ｌ１〜Ｌ３が算出される。線分Ｓ１〜Ｓ３は、直線Ｌ１〜Ｌ３に基づいて検出される。このとき、「３つの直線のうちの２直線がなす角度は約９０度又は約０度のいずれかである」という条件をハフ変換の拘束条件としてρ―θ平面への投票を制限してもよい。また、ハフ変換にて検出された直線候補をこの条件を用いて絞り込むことでノイズ除去を行ってもよい。

演算装置３２は、抽出した３つの直線から、素線の板厚と中心座標を求める。素線の板厚は、例えば、抽出した３つの直線の交点から算出できる。即ち、抽出した３つの直線の中に「平行な２つの直線」が含まれる場合は、３つの直線の交点は２つ求まる。この２つの交点間の距離が、四角形断面の素線の板厚として算出される。一方、３つの直線の中に平行な組み合わせが存在しない場合は、交点が３つ算出される。演算装置３２は、３つの交点から２つの交点のペアを作成し、交点ペア間の距離を算出する。全ての交点ペア間の距離（３つ）のうち、最も短い距離を四角形断面の素線の板厚として算出する。
次に、図２１を参照して四角形断面の素線の中心座標の求め方について説明する。抽出された３つの直線のうち、直線Ｌ１は、例えば、上述の「最短距離を与える交点のペア」を含む直線として抽出できる。演算装置３２は、この直線Ｌ１を「コイルばねの品番データベースに登録された素線断面の半径ｒ１」分だけ直線Ｌ１の法線方向（回転軸側）に平行移動して、平行移動直線Ｌ４を算出する。次に、直線Ｌ１の両側に配置されている直線Ｌ２と直線Ｌ３との平均直線Ｌ５を算出し、この平均直線Ｌ５と、平行移動直線Ｌ４の交点を素線断面の中心座標Ｐ１として算出する。なお、変形例１の形状測定方法は、後述する実施例２及び実施例３の形状測定装置に適用することができる。

（変形例２）
変形例１の代わりに、各々のレーザ照射角に対応づけられた測定データの「重複部分」に着目して直線近似を行い、四角形断面の素線の一辺を抽出してもよい。具体的には、まず、図２２に示すように、レーザ照射方向Ａ、Ｂの２方向からレーザ光を照射して、コイルばねＷの四角形断面データを２回測定し、各測定データ群を合成した合成データ群を作成する。次に、２つのデータが重複する部分（２つのデータで距離が近い点）だけを抽出すると、図２３に示すように、四角形断面の素線の１つの面だけが抽出され、重複部のデータはほぼ直線状に並ぶ。続いて、重複部のデータに対して直線近似を行うと、図２４に示すように、四角形断面の素線の一辺として直線Ｌ６が抽出される。次いで、２つの測定データから重複部を取り除いたデータを作成し、直線Ｌ６の両側に位置する直線Ｌ７、直線Ｌ８を求める。両側の直線Ｌ７、直線Ｌ８は「直線Ｌ６との垂線」として最小２乗近似等を用いて算出できる（図２５参照）。このようにして算出した直線Ｌ６〜Ｌ８を用いて、四角形断面の素線の板厚と中心座標を抽出してもよい。なお、変形例２の形状測定方法は、後述する実施例２及び実施例３の形状測定装置に適用することができる。

次に、図２６を参照して実施例２の形状測定装置１３０について説明する。以下では、実施例１と相違する点についてのみ説明し、実施例１と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。実施例３についても同様である。本実施例の形状測定装置１３０は、レーザ変位計２４の代わりに、非接触式変位計の一種であるパターン投影式センサ１４４を用いる。パターン投影式センサ１４４は、面光源を有する３次元のセンサであり、測定対象物に対して互いに交差する２つの方向から面状のパターン光を照射する。

具体的には、パターン投影式センサ１４４は、Ｚ軸方向に間隔を空けて配置された２つの照射部１４６ａ，１４６ｂと、２つの照射部１４６ａ，１４６ｂの間に配置された受光面１４８と、プロセッサ（図示省略）を有する。２つの照射部１４６ａ，１４６ｂは、コイルばねＷの同一部位にパターン光をそれぞれ照射する（厳密には、２つのパターン光がコイルばねＷの少なくとも一部で重複するように照射する）。パターン光はストライプパターンを有する面状の光であり、パターン光の光軸（面状のパターン光の中心軸であり、図２６に破線で示す）上には保持治具１２，１４の回転軸が位置している。パターン投影式センサ１４４をＺ軸方向に移動させることで、コイルばねＷの軸方向の全体にパターン光が照射される。
受光面１４８は、ＣＭＯＳ等の受光素子を有しており、コイルばねＷからの反射光（すなわち、照射部１４６ａ，１４６ｂから照射され、コイルばねＷの同一部位で反射されたパターン光）を受光する。照射部１４６ａ，１４６ｂから照射される光の光軸は、受光面１４８に直交する軸線に対して斜めに交差している。照射角調整装置２６がパターン投影式センサ１４４をｒ−ｚ平面内で回動させることで、受光面１４８と保持治具１２，１４の回転軸との位置関係を調整できる。すなわち、受光面１４８を回転軸に対して平行に配置させたり（図２６参照）、非平行に配置させたりできる（図２７参照）。したがって、受光面１４８は、コイルばねＷからの反射光を、正面（軸線と直交する方向）から、また、斜め上方又は斜め下方（軸線と斜めに交差する方向）から受光できる。別言すれば、照射部１４６ａがパターン光を斜め上方から照射すると共に照射部１４６ｂが斜め下方から照射する構成（図２６参照）だけではなく、例えば、照射部１４６ａがパターン光を上記の斜め上方よりもさらに斜め上方から照射すると共に照射部１４６ｂがパターン光を正面から照射する構成や、照射部１４６ａがパターン光を正面から照射すると共に照射部１４６ｂがパターン光を上記の斜め下方よりもさらに斜め下方から照射する構成が可能となる。
プロセッサは、受光面１４８が受光した反射光を解析して、パターン光の照射部位におけるコイルばねＷの３次元形状をリアルタイムで生成する。演算装置３２は、駆動機構（１６，１８）と調整装置（２０，２２，２６〜３０）の作動状態と、パターン投影式センサ１４４から出力される測定結果とを関連付けて記憶し、記憶された情報からコイルばねＷの形状を３次元で生成する。

次に、上述した形状測定装置１３０を用いたコイルばねＷの形状測定の流れを説明する。実施例１の形状測定装置１０と同様に、形状測定装置１３０も、図７に示す各工程を実施することで、コイルばねＷの形状を算出する。以下では、実施例１と異なる点を説明する。
図７のステップＳ１２における粗測定処理では、演算装置３２は、パターン投影式センサ１４４の受光面１４８が保持治具１２，１４の回転軸に対して平行となるように照射角調整装置２６を駆動する。これにより、パターン投影式センサ１４４が初期状態にセットされる。すなわち、粗測定処理では、パターン投影式センサ１４４の照射部１４６ａ及び１４６ｂは、パターン光をコイルばねＷに対して斜め上方及び斜め下方からそれぞれ照射する。演算装置３２は、コイルばねＷのコイル径を推定すると（図８のステップＳ３６）、胴中測定の測定範囲を決定する（ステップＳ３８）。本実施例では、胴中測定とは、パターン光をコイルばねＷに斜め上方及び斜め下方から照射して、その反射光を保持治具１２，１４の回転軸に直交する方向から受光する処理のことを意味する。
図７のステップＳ１４における胴中測定処理では、パターン投影式センサ１４４とコイルばねＷの間隔は、ステップＳ３６で推定されたコイル径に基づいて制御される。パターン投影式センサ１４４の測定精度は、パターン投影式センサ１４４とコイルばねＷとの距離によって変化するため、ステップＳ３６で推定されるコイル径に基づいてパターン投影式センサ１４４のｒ方向の位置を調整することで、コイルばねＷの形状を精度良く測定できる。このように、測定角度間隔が大きい粗測定処理を先に実施してコイル径を推定し、推定されたコイル径に基づいて、測定角度間隔が小さい胴中測定処理を実施することにより、コイルばねＷの形状を効率的に、かつ、精度良く測定できる。
図７のステップＳ１６における上端座巻部測定処理及びステップＳ２０における下端座巻部測定処理では、演算装置３２は、照射角調整装置２６を駆動してパターン投影式センサ１４４の受光面１４８の傾きを調整しながら、コイルばねＷの上端座巻部及び下端座巻部の表面形状をそれぞれ測定する。この処理では、受光面１４８が、コイルばねＷからの反射光を正面から受光する測定と、斜め上方又は斜め下方から受光する測定が行われる。別言すれば、照射部１４６ａ及び照射部１４６ｂが、パターン光をコイルばねＷに対して複数の方向から照射する測定が行われる。

本実施例の形状測定装置１３０によると、コイルばねＷの座巻部の断面形状が円形状でなくても、座巻部の形状を正確に測定できる。また、断面形状が円形状とはならない座巻部の形状を測定するときだけ受光面１４８を複数の位置に傾けて測定するため、測定時間が長時間となることを抑制することができる。
レーザ変位計２４が（ｚ，ｒ）の２次元データを取得するのに対し、パターン投影式センサ１４４は（θ，ｚ，ｒ）（又は（ｘ，ｚ，ｒ））の３次元データを取得することができる。即ち、パターン投影式センサ１４４は、一回の照射で複数角度のデータを取得することができる（図２８、図２９参照）。このため、パターン投影式センサ１４４を用いることで測定角度間隔を大きくして回転ステージの駆動回数を低減させることができる。結果として測定時間をさらに短縮できる。
なお、パターン投影式センサ１４４に搭載されるパターン光投影装置としては、様々な種類がある。例えば、パターン光投影装置として、ラインレーザーの出力を変調しながら一次元の共振型スキャナで走査することにより格子状の光（以下、単に格子ということがある）を投影する「レーザ変調格子投影装置」を搭載したパターン投影光センサを用いてもよい。また、光源に複数のＬＥＤを用いて、それらをスイッチングすることにより高速に格子の位相をシフトする「複数ラインＬＥＤ格子投影装置」や「複数光路格子投影装置」を搭載したパターン投影光センサを用いてもよい。また、ビームスプリッタで２分割したビームを重ね合わせることで発生する干渉縞を投影する「干渉縞投影装置」を搭載したパターン投影光センサを用いてもよい。また、液晶プロジェクタにより縞パターンを投影する装置を搭載したパターン投影光センサを用いてもよい。
また、パターン投影・解析方法としては空間コード符号化法を用いてもよいし、位相シフト法を用いてもよいし、その２つを併用して高精度な解析を行ってもよい。また、縞パターンを画像解析する演算装置はパターン投影式センサに内蔵されていてもよいし、パターン投影式センサに接続されたコンピュータを演算装置として用いてもよい。また、パターン光として複数の波長の光を混合したものを投影し、それぞれの波長に対応した受光センサにより反射光を受光し、計測精度を高精度化することも考えられる。例えば、投影光として赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)を適宜混合して作られた縞パターンを投影し、ＲＧＢ素子を持つカラーＣＣＤカメラで受光し、Ｒ素子で受光した画像、Ｇ素子で受光した画像、Ｂ素子で受講した画像を組み合わせて解析し、２次元距離解析精度を向上させることも考えられる。これらの投影方式・画像解析アルゴリズムを適宜組み合わせることで、レーザ変位計よりも高精度・高速測定できるパターン投影式センサを構成できる。
なお、本実施例ではパターン投影式センサの照射部１４６ａ，１４６ｂと受光面１４８とをＺ軸方向に沿って配置したが、照射部１４６ａ，１４６ｂと受光面１４８との位置関係はこれに限られない。例えば、照射部１４６ａ，１４６ｂと受光面１４８とを水平（即ち、Ｚ軸と略直交する平面上）に配置する構成としてもよい。

次に、図３０を参照して実施例３の形状測定装置２３０について説明する。本実施例の形状測定装置２３０は、レーザ変位計２４の代わりに、波長コンフォーカル方式（クロマティック共焦点方式）を用いた光学センサ２４４を用いる。光学センサ２４４は非接触式変位計の一種であり、測定対象物に対して白色光（図３０に破線で図示）を照射する。

光学センサ２４４は、その内部に光源２４６、複数のレンズ（図示省略）、コンフォーカルフィルタ（図示省略）、分光器（図示省略）を有する。光源２４６は、光学センサ２４４の軸方向（ｒ軸方向）の一端に設けられており、他端に向かって軸方向に白色光を放射する。複数のレンズは、光学センサ２４４の内部に軸方向に並んで配置されている。コンフォーカルフィルタは、測定対象物（コイルばねＷ）からの反射光（後述）の経路上に設けられている。分光器は、反射光の進行方向においてコンフォーカルフィルタよりも後方（すなわち、コンフォーカルフィルタに関してコイルばねＷが配置されている側とは反対側）に設けられている。
光源２４６から放射された白色光は、上記複数のレンズを通ることでレンズの色収差により複数の単色光に分解される。複数の単色光に分解された白色光は、コイルばねＷの表面に照射される。白色光は、その光軸上に保持治具１２，１４の回転軸が位置する方向に照射される。光学センサ２４４をＺ軸方向に移動させることで、コイルばねＷの軸方向の全体に白色光が照射される。コイルばねＷの表面で反射した反射光（図示省略）のうち、コイルばねＷの表面で焦点が合った波長を有する単色光のみがコンフォーカルフィルタを通過し、焦点が合わなかった単色光はコンフォーカルフィルタで全て遮られる。コンフォーカルフィルタを通過した光は分光器で検出され、検出結果が演算装置３２に出力される。演算装置３２は、駆動機構（１６，１８）と調整装置（２０，２２，２６〜３０）の作動状態と、光学センサ２４４から出力される検出結果とを関連付けて記憶し、記憶された情報からコイルばねＷの形状を生成する。

照射角調整装置２６は光学センサ２４４をｒ−ｚ平面内で回動させる。これにより、光学センサ２４４はコイルばねＷに対して正面から、若しくは斜め上方又は斜め下方から白色光を照射できる。形状測定装置２３０は、図７に示す各工程を実施することで、コイルばねＷの形状を算出する。すなわち、粗測定処理（ステップＳ１２）及び胴中測定処理（ステップＳ１４）では、光学センサ２４４は白色光を保持治具１２，１４の回転軸に直交する方向から照射する。そして、上端座巻部測定処理（ステップＳ１６）及び下端座巻部測定処理（ステップＳ２０）のそれぞれにおいては、光学センサ２４４は、白色光を回転軸に直交する方向から照射するだけではなく、回転軸に対して斜め上方及び斜め下方からも照射する。

本実施例の形状測定装置２３０によっても、実施例１の形状測定装置１０と同様の作用効果を奏することができる。また、波長コンフォーカル方式を用いた光学センサ２４４を用いることにより、コイルばねＷの表面が鏡面又は粗面である場合にも適切に測定できる。また、コイルばねＷの表面に合焦した反射光のみから形状測定を行うため、周囲光の影響をほとんど受けることなく優れた空間解像度を得ることができる。なお、複数の波長コンフォーカル方式の点測定センサを、測定光が相互に干渉しないように間隔をおいて直線状に配置するとラインセンサとなり、面状に配置するとエリアセンサとなる。これらのラインセンサ及びエリアセンサを非接触式変位計として搭載することが可能である。また、波長コンフォーカル方式（クロマティック共焦点方式）センサは、測定光の入射角と反射角がほぼ等しくなるように設計されている。

以上、本実施例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記の実施例では、非接触変位センサは、保持治具１２，１４の回転軸と交差する方向に光を照射したが、光の照射方向はこれに限られない。非接触変位センサは、照射する光の光軸が回転軸と交差しない方向に光を照射してもよい。

また、上記の実施例では、測定対象となるコイルばねＷは、円形断面のばね鋼線をコイリングし、座巻部のみを研磨したコイルばねであったが、測定対象となるばねは、このようなものに限られない。例えば、図４（ｃ）に示すように、断面矩形状のばね鋼線をコイリングしたコイルばねであってもよい。この場合、座巻部以外の部位でも異形断面となるため、全ての部位でコイル軸に直交する方向からの測定（面４４の測定）と、コイル軸に傾斜する方向（斜め上方）からの測定（面４２の測定）と、コイル軸に傾斜する方向（斜め下方）からの測定（面４６の測定）を行ってもよい。このような測定を行うことで、コイルばねの形状を精度良く測定することができる。
また、上記の実施例においては、座巻部以外の部分の素線の断面形状が円形であることを前提として、ステップＳ９８において測定データ群を円形状にフィッティングしたが、座巻部以外の部分の素線の断面形状は円形に限られない。例えば、素線の断面形状として、楕円形、卵型、多角形などが挙げられる（例えば、素線断面が四角形のコイルばねは、断面が円形状の線材を圧延して、素線の一部の断面を四角形とし、巻き成形機により巻き成形することにより成形される）。このように、座巻部以外の部分の素線の断面形状が楕円形、卵型、多角形などの場合は、ステップＳ９８において、それぞれ楕円形、卵型、多角形形状にフィッティング（近似）してもよい。また、それぞれの断面形状の部分形状でフィッティングを行ってもよい。例えば、四角形断面の一部に対して直線フィッティングを行ったり、卵型断面の一部に対して二次曲線でフィッティングしてもよい。

また、上述した実施例では、保持治具１２，１４に保持したコイルばねＷに対して、ｚ方向ガイドレール２２に沿ってレーザ変位計２４を移動させながら、コイルばねＷの形状をレーザ変位計２４で計測する。このため、保持治具１２，１４に対してｚ方向ガイドレール２２が傾斜していると、ｚ方向ガイドレール２２の傾きに応じてレーザ変位計２４で計測される計測結果が変化する。このため、形状が既知の校正用治具を用意し、その校正用治具を計測することで得られる測定データから校正用データを作成し、実際にコイルばねを計測して得られた計測データを、作成した校正用データを用いて補正してもよい。

例えば、図６（ａ）に示すように、円筒状の校正用治具５０を用意し、その校正用治具を保持治具１２に保持する（図では保持治具１４の図示を省略）。図から明らかなように、保持治具１２に対してｚ方向ガイドレール２２は傾斜している。このため、レーザ変位計２４は上方に移動するに従って、校正用治具５０からの距離が長くなる。かかる状態で、レーザ変位計２４をｚ方向ガイドレール２２に沿って移動させながら、校正用治具５０の形状を測定する。ｚ方向ガイドレール２２が傾斜しているため、円筒状の校正用治具５０の形状は、図６（ｂ）に示すように計測される。ここで、校正用治具５０の形状は既知（すなわち、円筒形状）である。このため、校正用治具５０の実際の形状と、図６（ｂ）の測定結果とから、図６（ｂ）に示す測定結果を図６（ｃ）に示す測定結果とするための校正用データを作成する。そして、実際にコイルばねを計測したときの計測結果を、作成した校正用データで補正することで、コイルばねの形状を精度良く計測することが可能となる。

また、非接触式変位計の種類は上記に限られない。例えば、パルスレーザ型の３Ｄ−ＴＯＦカメラや平行光ＬＥＤを搭載した変位センサなどが用いられてもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims (14)

1. コイルばねの形状を測定する形状測定方法であり、
   コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように配置する配置工程と、
   配置されたコイルばねの表面形状を非接触式変位計で計測する計測工程と、を備え、
   前記計測工程では、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、同一の計測部位に複数の異なる方向から光を照射して、当該計測部位の表面形状を計測し、
   コイルばねは、素線断面が円形形状である部分を有しており、
   前記計測工程では、当該円形形状である部分には、予め定められた第１方向のみから光を照射してコイルばねの表面形状を計測する、コイルばねの形状測定方法。
2. コイルばねの形状を測定する形状測定方法であり、
   コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように配置する配置工程と、
   配置されたコイルばねの表面形状を非接触式変位計で計測する計測工程と、を備え、
   前記計測工程では、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、同一の計測部位に複数の異なる方向から光を照射して、当該計測部位の表面形状を計測し、
   前記計測工程では、コイルばねの両端部のうちの少なくとも一方に対してコイルばねに光を照射する方向の数は、コイルばねの前記両端部のうちの少なくとも一方以外の部分に対してコイルばねに光を照射する方向の数よりも多い、コイルばねの形状測定方法。
3. コイルばねの形状を測定する形状測定方法であり、
   コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように配置する配置工程と、
   配置されたコイルばねの表面形状を非接触式変位計で計測する計測工程と、を備え、
   前記計測工程では、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、同一の計測部位に複数の異なる方向から光を照射して、当該計測部位の表面形状を計測し、
   前記計測工程では、コイルばねの少なくとも一部に対して、予め定められた第２方向から光を照射して表面形状を計測するステップと、
   前記計測するステップで取得したコイルばねの表面形状を解析してコイルばねの素線断面が円形形状であるか非円形形状であるかを判定するステップと、
   前記判定するステップでコイルばねの前記素線断面が非円形形状であると判定された場合に、コイルばねの前記少なくとも一部に対して前記複数の異なる方向から光を照射して、コイルばねの前記少なくとも一部の表面形状を計測するステップを少なくとも実行する、コイルばねの形状測定方法。
4. コイルばねの形状を測定する形状測定方法であり、
   コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように配置する配置工程と、
   配置されたコイルばねの表面形状を非接触式変位計で計測する計測工程と、を備え、
   前記計測工程では、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、同一の計測部位に複数の異なる方向から光を照射して、当該計測部位の表面形状を計測し、
   前記計測工程では、コイルばねの少なくとも一部に対して、予め定められた第３方向から光を照射して表面形状を計測するステップと、
   前記計測するステップで取得したコイルばねの表面形状を解析してコイルばねの端部を特定するステップと、
   前記特定するステップで特定されたコイルばねの端部に対して、前記複数の異なる方向から光を照射してコイルばねの前記端部の表面形状を計測するステップを少なくとも実行する、コイルばねの形状測定方法。
5. コイルばねの形状を測定する形状測定方法であり、
   コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように配置する配置工程と、
   配置されたコイルばねの表面形状を非接触式変位計で計測する計測工程と、を備え、
   前記計測工程では、コイルばねの素線の少なくとも一部の表面形状を計測するときに、同一の計測部位に複数の異なる方向から光を照射して、当該計測部位の表面形状を計測し、
   前記計測工程では、
   コイルばねを前記回転軸回りに第１の角度間隔で順次回転させ、その複数の回転角のそれぞれについて、コイルばねの軸方向の全体に亘って前記回転軸と直交する方向から光を照射してコイルばねの表面形状を計測する第１測定ステップと、
   コイルばねを前記回転軸回りに第１の角度間隔よりも小さい第２の回転角度で順次回転させ、その複数の回転角のそれぞれについて、前記第１測定ステップの計測結果に基づいて設定されたコイルばねの軸方向の第１設定範囲に、前記回転軸と直交する方向から光を照射してコイルばねの表面形状を計測する第２測定ステップと、
   を少なくとも実行する、コイルばねの形状測定方法。
6. 前記計測部位において、コイルばねの素線断面が非円形形状である場合、
   前記複数の異なる方向から照射される光の光軸は同一平面上に位置しており、当該平面は前記回転軸と直交しない、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコイルばねの形状測定方法。
7. 前記複数の異なる方向は、照射される光の光軸が前記回転軸と直交する方向を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコイルばねの形状測定方法。
8. 前記複数の異なる方向は、照射される光の光軸が前記回転軸と斜めに交差する方向を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のコイルばねの形状測定方法。
9. 校正用治具を前記回転軸上に配置して非接触式変位計で校正用治具の表面形状を計測する校正用治具計測工程と、
   校正用治具計測工程で得られた計測結果から校正用データを作成する工程と、
   作成した校正用データを用いて、計測工程で得られた計測結果を校正する校正工程と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のコイルばねの形状測定方法。
10. コイルばねの形状を測定する形状測定装置であり、
    コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように保持する保持治具と、
    保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測可能な非接触式変位計と、
    保持治具に保持されたコイルばねに対して非接触式変位計の位置及び光照射方向を調整する調整機構と、を備え、
    調整機構は、前記複数の異なる方向からコイルばねに光が照射されるように非接触式変位計の光照射方向を調整可能であり、
    コイルばねは、素線断面が円形形状である部分と非円形形状である部分を有しており、
    前記調整機構は、素線断面が円形形状である部分には、予め定められた第１方向のみから光が照射されるように光照射方向を調整し、
    素線断面が非円形形状である部分には、同一の計測部位に複数の異なる方向から光が照射されるように光照射方向を調整する、コイルばねの形状測定装置。
11. コイルばねの形状を測定する形状測定装置であり、
    コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように保持する保持治具と、
    保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測可能な非接触式変位計と、
    保持治具に保持されたコイルばねに対して非接触式変位計の位置及び光照射方向を調整する調整機構と、を備え、
    調整機構は、前記複数の異なる方向からコイルばねに光が照射されるように非接触式変位計の光照射方向を調整可能であり、
    前記調整機構は、コイルばねの両端部のうちの少なくとも一方に対してコイルばねに光を照射する方向の数が、コイルばねの前記両端部のうちの少なくとも一方以外の部分に対してコイルばねに光を照射する方向の数よりも多くなるように光照射方向を調整する、コイルばねの形状測定装置。
12. コイルばねの形状を測定する形状測定装置であり、
    コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように保持する保持治具と、
    保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測可能な非接触式変位計と、
    保持治具に保持されたコイルばねに対して非接触式変位計の位置及び光照射方向を調整する調整機構と、
    前記非接触式変位計及び前記調整機構を制御して、前記保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測する計測工程を実行する演算装置と、を備え、
    調整機構は、前記複数の異なる方向からコイルばねに光が照射されるように非接触式変位計の光照射方向を調整可能であり、
    前記計測工程では、
    コイルばねの少なくとも一部に対して、予め定められた第２方向から光を照射して表面形状を計測するステップと、
    前記計測するステップで取得したコイルばねの表面形状を解析してコイルばねの素線断面が円形形状であるか非円形形状であるかを判定するステップと、
    前記判定するステップでコイルばねの前記素線断面が非円形形状であると判定された場合に、コイルばねの前記少なくとも一部に対して前記複数の異なる方向から光を照射して、コイルばねの前記少なくとも一部の表面形状を計測するステップを少なくとも実行する、コイルばねの形状測定装置。
13. コイルばねの形状を測定する形状測定装置であり、
    コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように保持する保持治具と、
    保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測可能な非接触式変位計と、
    保持治具に保持されたコイルばねに対して非接触式変位計の位置及び光照射方向を調整する調整機構と、
    前記非接触式変位計及び前記調整機構を制御して、前記保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測する計測工程を実行する演算装置と、を備え、
    調整機構は、前記複数の異なる方向からコイルばねに光が照射されるように非接触式変位計の光照射方向を調整可能であり、
    前記計測工程では、
    コイルばねの少なくとも一部に対して、予め定められた第３方向から光を照射して表面形状を計測するステップと、
    前記計測するステップで取得したコイルばねの表面形状を解析してコイルばねの端部を特定するステップと、
    前記特定するステップで特定されたコイルばねの端部に対して、前記複数の異なる方向から光を照射してコイルばねの前記端部の表面形状を計測するステップを少なくとも実行する、コイルばねの形状測定装置。
14. コイルばねの形状を測定する形状測定装置であり、
    コイルばねの両端が予め設定された回転軸上に位置すると共に、コイルばねを前記回転軸周りに回転可能となるように保持する保持治具と、
    保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測可能な非接触式変位計と、
    保持治具に保持されたコイルばねに対して非接触式変位計の位置及び光照射方向を調整する調整機構と、
    前記非接触式変位計及び前記調整機構を制御して、前記保持治具に保持されたコイルばねの表面形状を計測する計測工程を実行する演算装置と、を備え、
    調整機構は、前記複数の異なる方向からコイルばねに光が照射されるように非接触式変位計の光照射方向を調整可能であり、
    前記計測工程では、
    コイルばねを前記回転軸回りに第１の角度間隔で順次回転させ、その複数の回転角のそれぞれについて、コイルばねの軸方向の全体に亘って前記回転軸と直交する方向から光を照射してコイルばねの表面形状を計測する第１測定ステップと、
    コイルばねを前記回転軸回りに第１の角度間隔よりも小さい第２の回転角度で順次回転させ、その複数の回転角のそれぞれについて、前記第１測定ステップの計測結果に基づいて設定されたコイルばねの軸方向の第１設定範囲に、前記回転軸と直交する方向から光を照射してコイルばねの表面形状を計測する第２測定ステップと、
    を少なくとも実行する、コイルばねの形状測定装置。
    
    

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