JPH11153438A - 芯出治具及びそれを用いた測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ターゲットの計測点を３次元位置計測器を用い
た計測に適切な位置に正確に設置できる芯出治具を提供
すること。 【解決手段】フランジ１２の３個のボルト穴にそれぞれ
芯出治具２２を設置することにより、ターゲット２４の
計測点は各ボルト穴の芯上に自動的に配置される。この
計測点の位置を３次元位置計測器１８により計測し、計
測したデータを演算器２０に送り、フランジの位置と姿
勢を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円孔の芯出治具及
びそれを用いた測定装置に係り、特にフランジのフラン
ジ孔及びボルト孔の芯出治具及びそれを用いた測定装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】設備における配管施工では、機器やタン
ク等の設置とそれらに接続する配管との間に、設置誤差
や製作誤差があることが多く、配管施工する前に機器や
タンク等の設置状況を正確に計測する必要がある。しか
し、設置状況の計測を金尺や下げ振り等の手回り工具を
用いて正確に行うのは困難なため、配管の現場に合わせ
て対処するのが現状である。即ち、機器やタンク等の設
置状況に合わせた配管を製作するのではなく、設置現場
で既成の配管を設置状況に合わせて切断し溶接すること
によって配管施工を行っている。しかし、このような方
法では、現場での作業が多くなるだけでなく、溶接部か
らのもれ等の問題が生じ、特に原子力発電所等では、重
大な事故を発生する要因になる。

【０００３】このような背景から、機器やタンク等の設
置状況や製作誤差を正確に計測し、その計測値に基づい
て工場で配管を製作して、現場では、その配管の組付け
のみを行う、所謂プレハブ施工を行うことが望まれる。
そこで、配管施工に必要なフランジの位置と姿勢を求め
るために、フランジ孔中心、フランジ面角度、ボルト孔
振り角度を、３次元位置計測器を用いて計測する試みが
なされている。図１１には、その計測状況が示されてい
る。同図に示されているように、フランジ２の外周部に
は、３次元位置計測器のターゲット３である反射プリズ
ムが配置されており、３次元位置計測器１は、ターゲッ
ト３の計測点Ｐに赤外線Ｌを照射して、ターゲット３の
計測点Ｐの座標を計測し、その計測点Ｐからフランジ中
心ＦＯ、フランジ面角度、ボルト孔中心ＢＯ等を求め
る。図１２には、ターゲット３の設置状況が示され、タ
ーゲット３は６ヶ所に設置されている。図中ターゲット
３Ａ〜３Ｃは、フランジ中心ＦＯ及びフランジ面角度を
算出するために設置したものであり、ターゲット３Ｄ〜
３Ｆは、フランジ締結用ボルト孔のボルト孔振り角度を
算出するためのボルト孔中心ＢＯを算出するために設置
したものである。この際、ターゲット３Ａ〜３Ｆは、フ
ランジ２にマグネットで取り付けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マグネ
ットでフランジにターゲットを取り付ける方式は、フラ
ンジの計測位置に正確に位置合わせすることが大変難し
く、更に、フランジ孔中心とボルト孔中心をそれぞれ求
めるために大変手間がかかるという欠点があった。ま
た、非磁性のフランジには取り付けられないので、３次
元位置計測器を用いてフランジを計測することはできな
いという欠点があった。

【０００５】また、従来の方法では、フランジ面上にタ
ーゲットを配置するので、フランジ面全体が目視できる
位置に３次元位置計測器を設置しなければならないとい
う欠点もある。これらの欠点により、３次元位置計測器
によるフランジ計測は、充分に実用化されていないのが
実情である。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、計測点を有するターゲットをフランジに簡単且
つ正確に取り付けることができ、３次元位置計測器でフ
ランジの位置や姿勢を精度良く測定することができると
共に、フランジと３次元位置計測器との間に障害物があ
る場合でも対応することのできる芯出治具及びそれを用
いた測定装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を解決
するために、表面と裏面とが互いに平行な両面を垂直に
貫通する円孔の芯を出すための芯出治具であって、前記
両面の一方面側に当接して該一方の面と平行な面を形成
する基準面設定部材と、前記基準面設定部材に、該基準
面に対して垂直に支持され、前記円孔の一方面側から他
方面側に挿通される棒状部材と、独楽形状をした独楽型
本体を前記円孔の両面の他方面側に配置し、前記独楽型
本体の円錐状面を前記基準面設定部材の基準面に対向配
置した状態で前記独楽型本体の中心線と前記棒状部材の
中心線とが一致するように前記棒状部材にスライド自在
に嵌通する独楽型部材と、前記基準面設定部材に支持さ
れ、前記棒状部材の中心線上に計測点が位置するターゲ
ット部材と、前記基準面設定部材と前記独楽型部材とで
前記円孔の両面を挟み付ける挟み付け手段と、から成る
ことを特徴とする。

【０００８】また、本発明は前記目的を解決するため
に、タンク等の機器に取り付けられたフランジの位置と
姿勢を測定する測定装置において、前記フランジの３つ
のボルト孔にそれぞれ取り付ける請求項１記載の芯出治
具と、前記各芯出治具に設けられたターゲットの各計測
点の３次元座標を計測する３次元位置計測手段と、前記
３次元位置計測手段で計測された各計測点の３次元座標
に基づいて前記フランジの位置と姿勢を演算する演算手
段と、から成ることを特徴とする。

【０００９】更に、本発明は前記目的を解決するため
に、タンク等の機器に取り付けられたフランジの位置と
姿勢を測定するために前記フランジに取り付けられる芯
出治具において、前記フランジのフランジ面に当接して
基準面を形成する基準面部と該基準面部に支持されて前
記フランジ面に平行な軸部とから成る治具本体と、前記
フランジのフランジ面に当接して基準面を形成する基準
面部と該基準面部に垂直な鉛直柱とから成り、前記治具
本体の軸部にスライド自在に支持されるスライド部材
と、前記治具本体と前記スライド部材の各基準面側にそ
れぞれ支持されると共に、その回転軸が各基準面に対し
て垂直な一対のローラ部材と、前記治具本体と前記スラ
イド部材にそれぞれ１つ設けられ、その計測点と前記一
対のローラ部材との位置関係が予め設定された一対のタ
ーゲットと、前記治具本体と前記スライド部材の何れか
一方に設けられ、その計測点が前記一対のターゲットの
計測点と共に空間上に平面を形成するターゲットと、前
記治具本体の軸部に沿って前記スライド部材をスライド
させるスライド手段と、から成り、前記フランジのフラ
ンジ孔中心を挟んで対向するフランジの一対のボルト孔
に前記一対のローラを挿入すると共に、前記スライド手
段で前記治具本体に前記スライド部材を近接させる方向
にスライドさせて前記一対のローラで前記一対のボルト
孔の間を挟持して前記フランジに取り付けることを特徴
とする。

【００１０】更に、本発明は前記目的を解決するため
に、タンク等の機器に取り付けられたフランジの位置と
姿勢を測定する測定装置において、前記フランジに取り
付ける請求項３記載の芯出治具と、前記各芯出治具に設
けられたターゲットの各測定点の３次元座標を計測する
３次元位置計測手段と、前記３次元位置計測手段で計測
された各計測点の座標に基づいて前記フランジの位置と
姿勢を演算する演算手段と、から成ることを特徴とす
る。

【００１１】本発明の請求項１の芯出治具によれば、円
孔の一方側面に配設した基準面設定部材の棒状部材を円
孔に挿通すると共に、該棒状部材に円孔の他方側面に配
設した独楽型部材の独楽型本体を嵌入し、基準面設定部
材と独楽型部材とで円孔の両面を挟み付けるだけで、タ
ーゲットの計測点は円孔の芯上に位置決めされる。本発
明の請求項２の芯出装置によれば、フランジの３つのボ
ルト孔にそれぞれ請求項１記載の芯出治具を設置し、該
芯出治具の各ターゲットの計測点の３次元座標を３次元
位置計測手段により計測し、各ターゲットの３次元座標
から演算手段によりフランジの位置と姿勢を算出する。

【００１２】本発明の請求項３の芯出治具によれば、フ
ランジのフランジ孔中心を通って対向するフランジの一
対のボルト孔に、治具本体とスライド部材の一対のロー
ラ部材を挿入すると共に、スライド手段で治具本体にス
ライド部材を近接させる方向にスライドさせて一対のロ
ーラで一対のボルト孔の間を挟持して芯出治具をフラン
ジに取り付けるだけで、３つのターゲットの計測点は、
フランジの位置と姿勢を計測するのに適切な位置に位置
決めされる。

【００１３】本発明の請求項４の芯出装置によれば、フ
ランジに請求項３記載の芯出治具を取り付け、該芯出治
具の各ターゲットの計測点の３次元座標を３次元位置計
測手段により計測し、各ターゲットの３次元座標から演
算手段によりフランジの位置と姿勢を算出する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る芯出治具及びそれを用いた測定装置の好ましい実施の
形態を詳説する。図１は、本発明に係る測定装置の第１
の実施の形態の全体構成を説明する説明図である。

【００１５】同図に示すように、測定装置１０は、主と
して、フランジ１２にターゲット２４を設置する３個の
芯出治具２２と、前記ターゲット２４の各計測点２４Ｐ
の３次元座標を計測する３次元位置計測器１８と、計測
された各計測点２４Ｐの３次元座標からフランジの位置
と姿勢を算出する演算器２０と、から構成される。３次
元位置計測器１８は、反射プリズムであるターゲット２
４に光線Ｌを発射して、ターゲット２４により反射した
光線の波長を測定することによりターゲット２４までの
距離を求めると共に、発射した光線の水平角度及び垂直
角度を求めることによりターゲット２４の３次元座標を
計測する公知の装置である。

【００１６】図２は、芯出治具２２の構造を説明する説
明図である。同図に示すように、芯出治具２２は、基準
面設定部材２６と独楽型部材４０とから構成され、基準
面設定部材２６の面受け板２８には、フランジ面１２ａ
と当接する基準面２８ａが円形状に形成される。基準面
２８ａは、滑らかな面になっており、フランジ面１２ａ
の面粗度が小さい場合には、当接したまま基準面設定部
材２６を動かすことができる。また、この基準面２８ａ
上には、回転自在なベアリングが先端に設けられた当接
補助部材３２が、着脱可能となっている。即ち、フラン
ジ面１２ａの面粗度が大きい場合には、３つの当接補助
部材３２を基準面１２ａに取り付け、ベアリングをフラ
ンジ面１２ａに当接する。これにより、基準面２８ａは
フランジ面１２ａと平行に設定されると共に、フランジ
面１２ａとの摩擦力が小さいのでフランジ面１２ａに対
して基準面設定部材２６を滑らかに平行移動することが
できる。

【００１７】また、面受け板２８の基準面２８ａの中心
には、円柱状の棒状部材３８が基準面２８ａと垂直方向
に設置され、周面には雄ねじが設けられている。面受け
板２８の基準面２８ａの反対側には、ターゲット２４が
支持部材３０を介して設置され、計測点２４Ｐが棒状部
材３８の中心線３６の延長上に形成される。ターゲット
２４は、軸受３０ｃにより軸支されると共に、軸受３０
ｃを設置した土台３０ｂが支持柱３０ａにより軸支され
る。これにより、ターゲット２４は、あらゆる方向に向
けることができ、即ち、３次元位置計測器１８の光線を
確実に該３次元位置計測器１８に反射することができ
る。また、支持柱３０ａは、伸縮自在であり、基準面２
８ａからターゲット２４の計測点２４Ｐまでの距離Ｌ
（図３参照）を状況に合わせて設定することができる。
即ち、障害物等により直接３次元位置計測器１８から計
測点２４Ｐを目視できない場合には、目視できる位置ま
で支持柱３０ａを伸長する。

【００１８】一方、独楽型部材４０は、円筒状の軸部材
４２の外周面側に形成された雄ねじ４２ａを、独楽型本
体４４と円錐コロ軸受４６を介して、ナット部材４８の
内側の雌ねじと螺合することにより形成される。軸部材
４２の内周面側には、前記基準面設定部材２６の棒状部
材３８の雄ねじと螺合する雌ねじが設けられている。独
楽型本体４４は、その一部が円錐台の形状をしており、
円錐コロ軸受４６によって、軸部材４２及びナット部材
４８に対し回転自在に支持される。また、円錐コロ軸受
４６の作用によって、独楽型本体４４、軸部材４２、円
錐コロ軸受４６及びナット部材４８の中心線は確実に一
致するように形成される。これにより、棒状部材３８と
軸部材４２を螺合した際、即ち、基準面設定部材２６を
独楽型部材４０で固定した際に、独楽型本体４４の中心
線が棒状部材３８の中心線３６と一致する。

【００１９】次に上記の如く構成された本発明に係る測
定装置の第１の実施の形態の作用について説明する。図
３は、本発明に係る測定装置の第１の実施の形態の作用
を説明する説明図であり、芯出治具２２をフランジ１２
のボルト孔１６に設置した様子を示している。同図は、
フランジ面１２ａの面粗度が大きい場合であり、当接補
助部材３２を用いてフランジ面１２ａに当接している。

【００２０】先ず、基準面設定部材２６の棒状部材３８
をフランジ面１２ａ側からボルト孔１６に挿通し、当接
補助部材３２のベアリングをフランジ面１２ａに当接さ
せる。これにより、基準面２８ａはフランジ面１２ａと
平行に設定されると共に、棒状部材３８の中心線３６
は、フランジ面１２ａと垂直に形成される。次に、基準
面設定部材２６を、フランジ１２の裏面１２ｂ側から独
楽型部材４０によって固定する。即ち、ボルト孔１６を
挿通した棒状部材３８の雄ねじを、独楽型部材４０の軸
受４２の雌ねじに螺入する。螺入することにより、基準
面設定部材２６がフランジ面１２ａに対し滑らかに平行
移動し、独楽型本体４４の円錐台部分の周面４４ａが、
裏面１２ｂ上にボルト孔１６が形成する円とその円周全
体において当接する。独楽型本体４４は軸受４２及びナ
ット部材４８に回転自在に支持されているので、周面４
４ａが当接した後も更に螺入して、基準面設定部材２６
と独楽型部材４０とでボルト孔１６の両面を挟み付ける
ことができる。この挟み付けにおいて、独楽型本体４４
の円錐台部分の作用により、棒状部材３８の中心線３６
とボルト孔１６の芯は確実に一致し、ターゲット２４の
計測点２４Ｐはボルト孔１６の芯上に配置される。

【００２１】同様にして、３つのボルト孔１６にそれぞ
れ芯出治具２２を設置することにより、３つのボルト孔
１６の芯上にそれぞれターゲット２４の計測点２４Ｐを
配置する。このようにして配置した各ターゲット２４の
計測点２４Ｐの３次元座標を３次元位置計測器１８を用
いて計測する。計測されたデータは演算器２０に送ら
れ、配管施工に必要なフランジ１２の位置と姿勢が算出
される。即ち、計測点２４Ｐは、ボルト孔１６の芯上の
点であるので、３つの計測点２４Ｐを通る平面を算出す
ることにより、計測点２４ＰからＬ（図３参照）だけ離
れたボルト孔中心１６ａを求めることができる。更に、
３つのボルト孔中心１６ａの位置から、フランジ孔中心
を簡単に算出される。

【００２２】このように、本発明に係る第１の実施の形
態によれば、芯出治具２２をボルト孔１６に設置するだ
けで、自動的にターゲット２４の計測点２４Ｐをボルト
孔１６の芯上に位置決めできる。このため、ターゲット
２４の取り付け作業を簡単に行えると共に、ターゲット
２４の計測点２４Ｐを確実に計測位置に設置することが
できる。従って、３次元位置計測器１８によってターゲ
ット２４の計測点２４Ｐの３次元座標を計測することに
より、配管等の設置状況を正確に測定することができ
る。また、３次元位置計測器１８からフランジ面１２ａ
全体が確認できない場合には、支持柱３０ａを計測点２
４Ｐが確認できる位置まで伸長することにより、フラン
ジの位置と姿勢を計測することができる。

【００２３】尚、上述した実施の形態では、ターゲット
２４を棒状部材３８の中心線３６上に１個配置したがこ
れに限定するものではなく、ボルト孔中心１６ａとの位
置関係が分かるものならば、面受け板２８に対し何処に
配置してもよく、また、何個配置してもよい。更に、タ
ーゲット２４を棒状部材３８の中心線上の２点、若しく
は、ターゲット２４を１個の治具に３個配置することに
より、芯出治具を１個設置するだけで、設置した円孔の
芯を求めることができる。

【００２４】また、上記の第１の実施の形態では、測定
装置及び芯出治具を、配管のフランジの設置状況を測定
するために用いたが、円孔の芯を求める様々な状況にお
いて用いることができる。例えば、図４は、第１の実施
の形態の変形例を説明する説明図である。同図では、配
管５２を通すためのスリーブ５０が、コンクリート等の
壁材を流す前の壁枠５６に支持部材５４により仮設され
ている様子を示している。尚、スリーブ５０の芯出に用
いる芯出治具は、第一の実施の形態で用いた芯出治具２
２と同様であるので、芯出治具２２の説明は省略する。

【００２５】スリーブ５０は、配管５２が通るような円
筒状に形成され、各スリーブ５０、５０、…の芯が同一
方向を向くように仮設されている。スリーブ５０の中空
部に当接補助部材３２を取り外した芯出治具２２を第１
の実施の形態と同様に設置する。これにより、各ターゲ
ット２４の計測点２４Ｐは、各スリーブ５０の芯上に設
置される。この計測点２４Ｐを３次元位置計測器１８に
より計測して、各計測点２４Ｐの位置を演算器２０で算
出することにより、各計測点２４Ｐが直線上に並んでい
るかを判断する。全ての計測点２４Ｐを直線上に配置す
ることにより、各スリーブ５０を正確に直線上に仮設す
ることができる。

【００２６】図５は、本発明にかかる測定装置の第２の
実施の形態の全体構成を説明する説明図である。同図で
示すように、第２の実施の形態を示す測定装置６０は、
３個のターゲット６４をフランジ１２の外側に配置する
芯出治具６２と、各ターゲット６４の計測点７０の３次
元座標を計測する３次元位置計測器１８と、計測された
計測点７０の３次元座標からフランジ１２の位置と姿勢
を算出する演算器２０とから構成される。

【００２７】図６は、芯出治具６２の構成を説明する説
明図である。尚、図５では、計測点７０Ａ、７０Ｂ、７
０Ｃをフランジ面１２ａと平行な平面上に配置した例で
説明したが、図６では、各計測点７０Ａ、７０Ｂ、７０
Ｃを基準面６６ａと垂直な平面上に配置した例で説明す
る。図６で示すように、芯出治具６２の治具本体６６
は、フランジ１２のフランジ面１２ａに当接して基準面
６７ａを形成する基準面部６７と、該基準面部６７に基
準面６７ａと平行に支持された軸部６８とで形成され
る。軸部６８には、スライド部材７６が軸部６８の中心
線８０方向にスライド自在となるように支持され、軸部
６８のネジ部６８ａに螺合したナット部材６９と係合す
る。これにより、ナット部材６９を締め込むことによっ
て、スライド部材７６をスライドさせることができる。
スライド部材７６は、基準面７７ａを形成する基準面部
７７と、該基準面部７７に基準面７７ａと垂直に支持さ
れた鉛直柱７８とで形成される。スライド部材７６の基
準面７７ａは、治具本体６６の基準面６７ａと同一平面
上にあり、基準面６７ａと共にフランジ面１２ａに当接
する。

【００２８】また、治具本体６６の基準面６７ａ及びス
ライド部材７６の基準面７７ａには、軸部６８の中心線
８０上に、一対のローラ７４Ａ、７４Ｂが回転自在に支
持される。軸部６８の先端及び鉛直柱７８下端部には、
それぞれターゲット６４Ａ、６４Ｂが設けられ、各ター
ゲットの計測点７０Ａ、７０Ｂを通る直線は中心線８０
と平行な直線を形成する。これにより、スライド部材７
６をスライドさせた際の各ターゲットの計測点７０Ａ、
７０Ｂ間の距離の変化量は、一対のローラ７４Ａ、７４
Ｂ間の距離の変化量に比例する。従って、ローラ７４
Ａ、７４Ｂの回転軸がそれぞれ基準面６６Ａ、６６Ｂに
交差する点８４Ａ、８４Ｂの中点８４Ｐ（図８参照）
と、計測点７０Ａ、７０Ｂの中点７０Ｐ（図８参照）と
の位置関係は常に等しくなる。また、ターゲット６４Ｃ
は、スライド部材７６の鉛直柱７８上端部に設けられ、
ターゲット６４Ｃの計測点７０Ｃとターゲット６４Ｂの
計測点７０Ｂを通る直線は基準面６７ａ、７７ａの法線
を形成する。尚、各ターゲットは、第１の実施の形態と
同様にあらゆる方向に向けることができるように設置さ
れる。

【００２９】次に上記のように構成された芯出治具を用
いた測定装置の作用について説明する。図７及び図８
は、芯出装置の第２の実施の形態の作用を説明する説明
図である。図７は、上面図であり、図８は、フランジの
みを断面図で示した側面図である。

【００３０】先ず、ローラ７４Ａ、７４Ｂを、フランジ
中心１４Ｐを挟んで対向するボルト孔１６Ａ、１６Ｂに
フランジ面１２ａ側から挿入して、治具本体６６の基準
面６７ａ及びスライド部材７６の基準面７７ａをフラン
ジ面１２ａに当接する。ナット部材６９を回してスライ
ド部材７６をスライドさせ、ローラ７４Ａ、７４Ｂで各
ボルト穴の周面８２Ａ、８２Ｂを挟持する。これによ
り、芯出治具６２は、フランジ１２に取り付けられる。
この取り付けにおいて、ローラ７４Ａ、７４Ｂは回転自
在に支持されているので、ローラ７４Ａ、７４Ｂと周面
８２Ａ、８２Ｂとの摩擦抵抗は減少し、確実にローラ７
４Ａ、７４Ｂと接する周面８２Ａ、８２Ｂの距離が最も
小さくなるようにフランジ１２を挟持する。従って、芯
出治具６２は、軸部の中心線８０がボルト孔１６Ａ、１
６Ｂの芯及びフランジ孔１４の芯を通るように設置さ
れ、８４Ａ、８４Ｂの中点８４Ｐとフランジ孔中心１４
Ｐが一致する。

【００３１】次に、フランジ１２に配置された各ターゲ
ットの計測点７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃの位置を３次元位
置計測器１８を用いて計測する。計測されたデータは演
算器２０に送られ、フランジ１２の位置と姿勢を算出す
る。即ち、計測点７０Ａ、７０Ｂから中点７０Ｐの位置
を求め、計測点７０Ｂ、７０Ｃを通る直線方向にＬ１移
動し、計測点７０Ａ、７０Ｂを通る直線方向にＬ２移動
した点が中点８４Ｐ、即ちフランジ穴中心１４Ｐとな
る。また、計測点７０Ｂ、７０Ｃを通る直線は、フラン
ジ面１２ａの法線であるので、フランジ１２の面角度を
求めることができる。

【００３２】このように、本発明に係る第２の実施の形
態によれば、芯出治具６２をフランジ１２に取り付ける
だけで、各ターゲットの計測点７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ
がフランジ１２の位置と姿勢を求めるのに適した位置に
自動的に位置決めされる。また、フランジ面１２ａの外
側に集中してターゲットを配置できるので、３次元位置
計測器１８からフランジ面１２ａ全体が確認できない狭
所においても、フランジ１２の位置と姿勢を計測するこ
とができる。

【００３３】尚、上述した実施の形態において、ターゲ
ット６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃの設置位置は、変更するこ
とも可能である。例えば、ターゲット６４Ａ、６４Ｂの
設置位置に関しては、そのターゲットの計測点７０Ａ、
７０Ｂの変化量が、一対のローラ７４Ａ、７４Ｂ間の距
離の変化量に対応するように設置するならば何処でもよ
い。また、ターゲット６４Ｃは、ターゲット６４Ａ、６
４Ｂと共に、基準面６７ａ、７７ａと関係が明らかな平
面を形成するならば何処に設置してもよい。

【００３４】また、上述した実施の形態では、一対のロ
ーラ７４でボルト穴１６を挟持することにより、芯出治
具６２をフランジ１２に設置したが、これに限定するも
のではなく、軸部６８の中心線８０がボルト穴１６Ａ、
１６Ｂの芯を通るように確実に設置できるのならば、ど
のような方法で設置してもよい。また、上述した実施の
形態では、測定装置６０を、配管のフランジ１２の設置
状況を測定するために用いたが、３次元位置計測器１８
から計測点が目視できない様々な状況において利用する
ことができる。例えば、図９は、第２の実施の形態の変
形例を説明する説明図であり、タンク等の障害物８８で
計測点が３次元位置計測器１８から目視できない場合の
様子を示している。また、図１０は、図９の変形例で使
用する計測治具の構造概略図である。

【００３５】図１０に示すように、計測治具９０は、治
具本体９２とスライド部材９４とで構成され、治具本体
９２の一方端にはターゲット９６Ａが設置され、他方端
には支持針９８Ａが設けられている。スライド部材９４
も同様に、ターゲット９６Ａ側の先端にターゲット９６
Ｂが設置され、他端に支持針９８Ｂが設けられている。
また、各ターゲットの計測点９７Ａ、９７Ｂは、支持針
９８Ａ、９８Ｂの先端９９Ａ、９９Ｂを結ぶ直線上に配
置される。これにより、スライド部材９４をスライドさ
せた際の計測点９７Ａ、９７Ｂの距離の変化量は、指示
針９８Ａ、９８Ｂの先端の距離の変化量に比例する。従
って、計測したい２点にそれぞれ支持針９９Ａ、９９Ｂ
の先端を当て、計測点９７Ａ、９７Ｂの位置を３次元位
置計測器で測定することにより、演算器２０で障害物に
隠れている２点の位置、及び２点間の距離を算出するこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る芯出
治具及びそれを用いた測定装置によれば、ターゲットが
支持された芯出治具を、フランジに取り付けるだけで、
ターゲットの計測点が計測に適した位置に自動的に位置
決めされる。これにより、ターゲットの取り付け作業が
迅速に行えると共に、３次元位置計測器による正確な計
測を行うことができる。また、フランジの材質に関係な
く芯出治具を取り付けることができる。更に、３次元位
置計測器からフランジ面全体が確認できないような狭所
の計測作業も行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明に係る測定装置の第１の実施の形態の全体
構成図

【図２】本発明に係る第１の実施の形態の芯出治具の構
成図

【図３】本発明に係る測定装置の第１の実施の形態の作
用を説明する説明図

【図４】本発明に係る第１の実施の形態の変形例を説明
する説明図

【図５】本発明に係る測定装置の第２の実施の形態の全
体構成図

【図６】本発明に係る第２の実施の形態の芯出治具の構
成図

【図７】本発明に係る測定装置の第２の実施の形態の作
用を説明する説明図（上面図）

【図８】本発明に係る測定装置の第２の実施の形態の作
用を説明する説明図（側面図）

【図９】本発明に係る第２の実施の形態の変形例を示す
全体構成図

【図１０】図９における芯出治具の全体構成図

【図１１】従来技術の測定装置の説明図

【図１２】従来技術の測定装置の説明図

【符号の説明】 １２…フランジ １２ａ…フランジ面 １４…フランジ孔 １６…ボルト孔 １８…３次元位置計測器 ２０…演算器 ２２…芯出治具（第１の実施の形態） ２４…ターゲット（第１の実施の形態） ２４Ｐ…計測点（第１の実施の形態） ２６…基準面設定部材 ２８ａ…基準面（第１の実施の形態） ３８…棒状部材 ４０…独楽型部材 ４４ａ…円錐の周面 ６２…芯出治具（第２の実施の形態） ６４…ターゲット（第２の実施の形態） ６６…治具本体 ６７…基準面部 ６７ａ…基準面（第２の実施の形態） ６８…軸部 ７０…計測点 ７４…ローラ ７６…スライド部材 ７７…基準面部 ７７ａ…基準面（第２の実施の形態） ７８…鉛直柱

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面と裏面とが互いに平行な両面を垂直に
   貫通する円孔の芯を出すための芯出治具であって前記両
   面の一方面側に当接して該一方の面と平行な面を形成す
   る基準面設定部材と、 前記基準面設定部材に、該基準面に対して垂直に支持さ
   れ、前記円孔の一方面側から他方面側に挿通される棒状
   部材と、 独楽形状をした独楽型本体を前記円孔の両面の他方面側
   に配置し、前記独楽型本体の円錐状面を前記基準面設定
   部材の基準面に対向配置した状態で前記独楽型本体の中
   心線と前記棒状部材の中心線とが一致するように前記棒
   状部材にスライド自在に嵌通する独楽型部材と、 前記基準面設定部材に支持され、前記棒状部材の中心線
   上に計測点が位置するターゲット部材と、 前記基準面設定部材と前記独楽型部材とで前記円孔の両
   面を挟み付ける挟み付け手段と、 から成ることを特徴とする芯出治具。
2. 【請求項２】タンク等の機器に取り付けられたフランジ
   の位置と姿勢を測定する測定装置において、 前記フランジの３つのボルト孔にそれぞれ取り付ける請
   求項１記載の芯出治具と、 前記各芯出治具に設けられたターゲットの各計測点の３
   次元座標を計測する３次元位置計測手段と、 前記３次元位置計測手段で計測された各計測点の３次元
   座標に基づいて前記フランジの位置と姿勢を演算する演
   算手段と、 から成ることを特徴とする測定装置。
3. 【請求項３】タンク等の機器に取り付けられたフランジ
   の位置と姿勢を測定するために前記フランジに取り付け
   られる芯出治具において、 前記フランジのフランジ面に当接して基準面を形成する
   基準面部と該基準面部に支持されて前記フランジ面に平
   行な軸部とから成る治具本体と、 前記フランジのフランジ面に当接して基準面を形成する
   基準面部と該基準面部に垂直な鉛直柱とから成り、前記
   治具本体の軸部にスライド自在に支持されるスライド部
   材と、 前記治具本体と前記スライド部材の各基準面側にそれぞ
   れ支持されると共に、その回転軸が各基準面に対して垂
   直な一対のローラ部材と、 前記治具本体と前記スライド部材にそれぞれ１つ設けら
   れ、その計測点と前記一対のローラ部材との位置関係が
   予め設定された一対のターゲットと、 前記治具本体と前記スライド部材の何れか一方に設けら
   れ、その計測点が前記一対のターゲットの計測点と共に
   空間上に平面を形成するターゲットと、 前記治具本体の軸部に沿って前記スライド部材をスライ
   ドさせるスライド手段と、 から成り、前記フランジのフランジ孔中心を挟んで対向
   するフランジの一対のボルト孔に前記一対のローラを挿
   入すると共に、前記スライド手段で前記治具本体に前記
   スライド部材を近接させる方向にスライドさせて前記一
   対のローラで前記一対のボルト孔の間を挟持して前記フ
   ランジに取り付けることを特徴とする芯出治具。
4. 【請求項４】タンク等の機器に取り付けられたフランジ
   の位置と姿勢を測定する測定装置において、 前記フランジに取り付ける請求項３記載の芯出治具と前
   記各芯出治具に設けられたターゲットの各測定点の３次
   元座標を計測する３次元位置計測手段と、 前記３次元位置計測手段で計測された各計測点の座標に
   基づいて前記フランジの位置と姿勢を演算する演算手段
   と、 から成ることを特徴とする測定装置。