JP6896457B2 - ラック・アンド・ピニオン検査治具および検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラックとピニオンの取付構造に係り、そのラックとピニオンの噛合わせの適否を判別できるラック・アンド・ピニオン検査治具および検査方法に関するものである。

ラックとピニオンの取付構造は、ラック歯とピニオン歯を所定の深さで組合せて構成される。

このラックとピニオンは、例えば、自動車のステアリング装置や物流等の搬送装置等に使用され、上下動や左右動の直線動作を回転動作に変換したり、回転動作を上下動や左右動の直線動作に変換するのに使用される。

自動車のステアリング装置への適用例としては、例えば、特許文献１に示され、ラック歯とピニオン歯の噛合わせ部分に長期間の使用により隙間が生じることを問題とし、その隙間を調整する技術が開示されている。

また、ステアリング装置におけるラック歯とピニオン歯の噛み合いに際し、無理な力がかかっても、噛み合い部分のラック歯の歯欠を防止する構造が、特許文献２に示されている。

また、搬送軌道を移動するラックギア（歯）とピニオンギア（歯）との噛合せに際し、ピニオンギアの位相差分を検出し、この位相差分に基づき次工程のピニオンギアを制御することで工程間の移動であっても円滑に噛合せることが、特許文献３に示されている。

これらの技術は、何れにおいても、ラック歯とピニオン歯の噛合わせ取付後の経年変化や不整合にともなう対応技術としてある。

特開２０１５−２１４１９６号公報 特開２００９−１６０９６０号公報 特開２０１３−１７７９７５号公報

従来、特許文献等にみられるように、ラック歯とピニオン歯の噛合わせ取付後の不具合に対する対応技術は種々考えられてはいる。しかしながら、ラックとピニオンの取付時の相互の歯の位置合せや、取付後の確認については、寸法精度に精通した技術力に頼らざるを得ない。

また、歯車同士の取付とは異なり、ラック歯とピニオン歯の噛合わせは、ラック歯のどの位置でも一定の噛合わせ精度が要求され、正確な動作確認も必要とされる。

かかる問題を解決するために、本発明は、ラックとピニオンの取付時、また取付後の相互の歯の噛合わせが、所定の寸法内（指定された公差の範囲内）に収まるように取付けられているかを目視検査にて簡単に確認可能とするラック・アンド・ピニオン検査治具および検査方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、ラックとピニオンの組立間隔の許容範囲の上限（または下限）の適否を検査する第１の係合手段と、前記ラックと前記ピニオンの組立間隔の前記許容範囲の下限（または上限）の適否を検査する第２の係合手段とから構成することを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査治具を提供するものである。

また、本発明は、前記第１の係合手段と前記第２の係合手段とも、両側にピニオンの上部歯先に接触する片部と中央部分にラックの歯先に接触する接触部を有し、前記第１の係合手段の前記ピニオンの上部歯先に接触する部分と前記ラックの歯先に接触する接触部との間の垂直方向の第１の距離と、前記第２の係合手段の前記ピニオンの上部歯先に接触する部分と前記ラックの歯先に接触する接触部との間の垂直方向の第２の距離の差が前記許容範囲となることを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の係合手段により前記許容範囲の上限値内外を判別し、前記第２の係合手段により前記許容範囲の下限値内外を判別するものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の係合手段と前記第２の係合手段ともに、Ｔ形状であり、両側の片部がピニオンとの接触用とし、中央の下部をラックの接触用とすることを特徴とする。

本発明によれば、２つの係合手段により、ラックとピニオンの取付が許容範囲内にあるか否かを簡単に確認することができる。

また、本発明は、ラックとピニオンの組立間隔の許容範囲の上限（または下限）の適否を検査する第１の係合手段と、前記許容範囲の下限（または上限）の適否を検査する第２の係合手段からなる治具を前記ピニオン間に配置し、前記ラックまたは前記ピニオンの動作に応じて前記第１の係合手段と前記第２の係合手段が移動し、ラックとピニオンの組立間隔が許容範囲内である場合に前記第１の係合手段と前記第２の係合手段が相反する方向に移動することを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査方法を提供するものである。

本発明によれば、治具を所定位置に設置し、ラックまたはピニオンを動作させることにより、治具の移動状況をもって、ラックとピニオンの取付が許容範囲内にあるか否か簡単に確認することができる。

また、本発明は、第１の許容値の内外を検査する第１の治具と、第２の許容値の内外を検査する第２の治具と備え、前記第１の治具と前記第２の治具を重ねてラックとピニオンの組立間隔が許容範囲内であるか否かを検査するものであることを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査治具を提供するものである。

また、本発明は、第１の許容値の内外を検査する第１の治具と、第２の許容値の内外を検査する第２の治具とを備え、前記第１の治具と前記第２の治具を重ねてラックとピニオンの組立間隔が許容範囲内であるか否かを検査するものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の治具と前記第２の治具とも、両側にピニオンの上部歯先に接触する片部と中央部分にラックの歯先に接触する接触部を有し、前記第１の治具の前記ピニオンの上部歯先に接触する部分と前記ラックの歯先に接触する接触部との間の垂直方向の第１の距離と、前記第２の治具の前記ピニオンの上部歯先に接触する部分と前記ラックの歯先に接触する接触部との間の垂直方向の第２の距離の差が前記許容範囲となることを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の治具により前記許容範囲の上限値内外を判別し、前記第２の治具により前記許容範囲の下限値内外を判別するものであることを特徴とする。

また、本発明は、記第１の治具および前記第２の治具は、共にＴ形状であり、両側の片部がピニオンとの接触用とし、中央の下部をラックの接触用とすることを特徴とする。

また、本発明は、前記ラックと前記ピニオンは、搬送装置の分岐部の回転体の駆動に用いられるものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の治具と前記第２の治具には識別用の異なる印が付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、２つの治具が相反する方向に移動するか否かにより、ラックとピニオンの取付が許容範囲内にあるか否かを簡単に確認することができる。

また、本発明は、ピニオンの上部歯先に接触する部分とラックの歯先に接触する接触部の垂直方向の距離が異なる第１の治具と第２の治具とを合せ、ラックに直列に組立てられた２つのピニオン間に配置し、前記ラックまたは前記ピニオンの動作に応じて前記第１の治具と前記第２の治具が移動し、前記ラックと前記ピニオンの組立間隔が許容範囲内である場合に前記第１の治具と前記第２の治具が相反する方向に移動することを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査方法を提供するものである。

本発明によれば、２つの治具を所定位置に設置し、ラックまたはピニオンを動作させることにより、２つの治具が相反する方向に移動するか否かにより、ラックとピニオンの取付が許容範囲内にあるか否かを簡単に確認することができる。

また、本発明は、両側にピニオンの上部歯先に接触する部分と、中央にラックの歯先に接触する部分を有し、前記ラックと前記ピニオンの組立間隔の許容範囲の上限または下限の何れか一方の適否を検査する治具であることを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査治具を提供するものである。

また、本発明は、前記治具は、全体がＴ形状であり、両側の片部を前記ピニオンとの接触する部分とし、中央の前記ラックと接触する部分を下方の矩形部としたことを特徴とする。

また、本発明は、２本の基準線を記載した基板をさらに設け、前記ピニオンの上部歯先と前記ラックの歯先との間の垂直方向で、前記許容範囲の上限側となる距離と、前記許容範囲の下限側となる距離の何れか一方の距離を用いて前記治具を構成し、他方の距離は前記基準線間としたことを特徴とする。

本発明によれば、１つの治具により、ラックとピニオンの組立間隔の許容範囲の上限または下限から外れているか否かを容易に確認することができ、さらに、基準線の比較により許容範囲内か否かを容易に確認できる。

本発明によれば、回転動作するピニオン間に治具を配置することで、ラックとピニオンの取付が許容範囲の上限外か、あるいは下限外かを容易に確認することができる。また、２つの治具を合わせ、回転動作するピニオン間に配置することで、ラックとピニオンの取付が許容範囲内か否かを目視で簡単に確認することができる。一般的には、ラックとピニオンの取付時に位置距離を一定にするように調整がなされるので、確率的には、ラックとピニオンの取付が許容範囲内にあるとするなら、２つの治具が相反する方向に移動することを確認すればよく、検査作業の効率化にも寄与できる。

本発明の対象となるラック・アンド・ピニオンの取付位置関係を説明する説明図である。 本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具の一例を示す図であり、図２（ａ）は第１の許容値を確認するための検査治具の例を示す図、図２（ｂ）は第２の許容値を確認するための検査治具の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るラックとピニオンの相互の噛合わせの許容範囲を説明する説明図であり、図３（ａ）は第１の許容値を説明する図、図３（ｂ）は第２の許容値を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査方法を説明する図である。 本発明の他の実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具と、当該検査治具による検査方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査対象とする搬送装置の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査対象とする搬送装置の該当箇所の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査対象とする搬送装置に適用したラックとピニオンの取付構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査対象とする搬送装置に使用する回転構造の説明図であり、図９（ａ）は回転構造の外観図、図９（ｂ）は図９（ａ）の回転構造の９０度回転したときの外観図である。 本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査対象とする搬送装置の回転構造による搬送動作を説明する側面から見た図である。 本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具を搬送装置の回転機構に適用した例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の対象となるラックとピニオンの取付位置関係を説明する説明図であり、一部省略し概念的に示している。図１において、ラック１とピニオン２は、ラック１の歯とピニオン２の歯が適宜の深さで互いに噛合うように取付調整される。例えば、ラック１を図示の左右に移動させることにより、ピニオンが回転し所定の機能を働かせることになる。ここで、所定の機能を満足させるためにラック１とピニオン２の組立距離ａ１が、どの位置でも一定となるように精度よく取付けられなければならない。

ピニオン２の歯先の歯先円ｂ１で示すようにピニオン２の歯先がラック１の歯たけａ２内に所定の距離だけ入り込み、ピニオン２の歯たけａ２の略中央の基準円ｂ２に示す位置がラック１の歯たけａ２内の略中央の基準線（図示せず）に合うように調整されることになる。ここで、ラック１とピニオン２の相互の歯の噛合わせが浅過ぎるとピニオン２の脱落や空回りが生じやすく、相互の歯の噛合わせが深すぎると歯同士の焼付きや破損を生じやすくなる。何れにしても所定の機能を達成できなくなる。

従って、ラック１とピニオン２の組立距離の調整は、予め定められた許容範囲内に収まるように調整される。

本発明は、このラック１とピニオン２の組立距離が、許容範囲内に収まるように組立てられているか、その適否を簡単な操作で確認可能とする治具を提供するもので、以下に図を追って明らかにする。

図２は、本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具の一例を示し、ラックおよびピニオンと共に図示している。

本発明のラック・アンド・ピニオン検査治具は、基本的には、２つの検査治具から成り、図２（ａ）はラックとピニオンの相互の歯の噛合わせの第１の許容値を確認するための検査治具の例を示す図であり、図２（ｂ）はラックとピニオンの相互の歯の噛合わせの第２の許容値を確認するための検査治具の例を示す図である。

図２（ａ）において、第１の許容値を確認するための検査治具３１は、左右方向に所定の長さｌ１の片部と中央に下方に所定の長さｄ２の矩形部からなる。左右両側の片部は、各ピニオン２１、ピニオン２２の歯先円ｂ１の上部の歯先に接触し、各ピニオン２１、２２の所定の回転距離あるいは移動距離に見合う長さｌ２からなる。この片部は下側でピニオンの歯先に接触してピニオンの天版となる。矩形部の長さｄ２は検査治具３１の両側片がピニオン２１、２２の歯先円ｂ１の上部の歯先に接触した状態でラックの歯先線ｂ３までの距離に相当する。この中央部分の下側がラック１の歯先に接触する天板となる。図示例では両側に片部と中央に矩形部の全体としてＴ形状で構成される。

また、図２（ｂ）において、第２の許容値を確認するための検査治具３２は、図２（ａ）に図示の検査治具３１と同様に、左右方向に所定の長さｌ１とし、両側には、各ピニオン２１、ピニオン２２の歯先円ｂ１の上部の歯先に接触し、各ピニオン２１、２２の所定の回転距離あるいは移動距離に見合う長さｌ２の片部からなる。この片部の下側がピニオンの上部歯先に接触するピニオンの天板となる。また、中央に下方に所定の長さｄ３の矩形部からなる。この長さｄ３部分が検査治具３１と異なる部分である。この検査治具３２も、図示例ではＴ形状で構成される。矩形部の長さｄ３は検査治具３２の両側片がピニオン２１、２２の歯先円ｂ１の上部の歯先に接触した状態でラックの歯先線ｂ３までの距離に相当する。

また、検査治具３１、検査治具３２の幅については、後述するように、これら２つの治具３１、３２を重ね合せてピニオン２１、ピニオン２２の間に配置したときに倒れない程度で、自立できる幅で足りる。

ここで、ラック１とピニオン２１、２２とは、ピニオンの基準円ｂ２に示す基準線がラックの１の基準線ｂ４に重なるように取付けられるが、その取付に許容範囲がある。

図３は、この許容範囲を説明する図で、図２（ａ）、図２（ｂ）の各ラック１とピニオン２１、２２の噛合わせ部分を一部拡大して図示したものである。図３（ａ）は図２（ａ）に対応し、ラックとピニオンの相互の歯の噛合わせの第１の許容値を説明する図であり、図３（ｂ）は図２（ｂ）に対応しラックとピニオンの相互の歯の噛合わせの第２の許容値を説明する図である。

ラックとピニオンの相互の歯の噛合わせ部分を歯重複部分とし、歯の破損等のなく許容できる最も深い歯重複部分から歯の脱落等がない最も浅い歯重複部分の範囲を許容範囲とすると、図３（ａ）に示すように第１の許容値ｃ１を最も深い歯重複部分とし、図３（ｂ）に示すように第２の許容値ｃ２を最も浅い歯重複部分とする。

例えば、歯重複部分の範囲が、３．０ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲とすると、第１の許容値ｃ１は３．０ｍｍ、第２の許容値ｃ２は３．５ｍｍとなる。この許容値内の、０．５ｍｍ内で相互に歯の噛合わせが形成されるようにラック１とピニオン２１、２２が取付けられることになる。即ち、図２（ａ）、図２（ｂ）の各ラック１とピニオン２１、２２の組立距離ａ３、ａ４の許容差（ａ３−ａ４）が０．５ｍｍ以内であるともいえる。言い換えると、所定の寸法内（指定された公差の範囲内）といえる。

これらの検査治具の寸法例としては、図２（ａ）の検査治具３１は、ピニオン２１、２２の直径（歯先円ｂ１の径）ｄ１を３０．０ｍｍとし、歯重複部分を３．０ｍｍとすると矩形部の長さ２７．０ｍｍ（＝直径ｄ１―歯重複部分）となる。

また、図２（ｂ）の検査治具３２は、ピニオン２１、２２の直径（歯先円ｂ１の径）ｄ１を３０．０ｍｍで、歯重複部分を３．５ｍｍとすると矩形部の長さ２６．５ｍｍ（＝直径ｄ１―歯重複部分）となる。

なお、図２（ａ）に図示の検査治具３１の中央には２つの孔、３１２が設けられ、図２（ｂ）に図示の検査治具３２の中央には一つの孔３２１が設けられている。これらの印は、検査治具３１、３２を容易に識別するためのもので、必ず設けるということではない。なお、これら検査治具に設けた識別用の印として孔の例を示すが、これに限らず、２つの検査治具を識別できれば他の印でもよい。また、ラック、ピニオン等の寸法や、相互の噛合わせの許容範囲等、また、各検査治具の寸法等は、一例であり、適用装置や適用箇所により決められる寸法であり、これらの寸法をもって限定解釈すべきではない。

これらの検査治具３１、３２を合わせて、ピニオン２１、ピニオン２２の間に配置し、検査治具３１の中央部分がラックの歯先に接触していれば第１の許容値内にあり、ラックの歯先に接触していなければ第１の許容値外と判別できる。この第１の許容値外とは、相互の歯の噛合わせが浅過ぎであることを示し、許容範囲から外れていることを示す。

また、検査治具３２の中央部分がラックの歯先に接触していなければ第２の許容値内にあり、ラックの歯先に接触していれば第２の許容値外と判別できる。この第２の許容値外とは、相互の歯の噛合わせが深過ぎであることを示し、許容範囲から外れていることを示す。

即ち、これらの検査治具３１、３２を合わせて、ピニオン２１、ピニオン２２の間に配置し、ピニオンが回転したときの各検査治具の動きを目視することで、ラックとピニオンの噛合わせが許容範囲内に取付けられているか否か、ラックとピニオンの組立位置が正しく組立てられているか判別できる。

図４は、本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査方法を説明する図である。

図４において、検査対象となるラック１とピニオン２１、２２の組立体であって、ピニオン２１、２２間に本発明の検査治具３１、３２が配置してなる。

ラック１とピニオン２１、２２は、ここでは、ラック１が左右に動くに伴い、ピニオン２１、２２がそれぞれ回動して所望の動作をする場合を例に説明する。

ここで、ラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲にあり適正に組立てられている場合（第１の許容値と第２の許容値の範囲内にある）、検査治具３１の中央部分はラック１の歯上に接触して動き、検査治具３２はその両側片が各ピニオン２１、２２の上部の歯先上に接触して乗り、治具中央部分はラック１の歯には接触せずに浮いている。この状態でラック１が図示右側へ動作すると治具３１は右側へ略平行移動し、治具３２はピニオンの図示左回転により左側へ略平行移動する。この動作確認をもって、ラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていると判断できる。ラック１が図示左側へ動作する場合も同様に確認できる。即ち、これらの検査治具３１、３２は互いに背反動作することでラックとピニオンの取付が許容範囲内にあることが確認できる。

また、ラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲外で、浅過ぎる場合（第１の許容値以下にあるとき）、検査治具３１の中央部分はラック１の歯上に接触せずにあり、従って、検査治具３１、３２とも各両側片が各ピニオン２１、２２の上部の歯先上に接触して乗っているだけなので、各治具の中央部分はラック１の歯には接触せずに浮いている。この状態でラック１が図示右側へ動作すると治具３１、３２ともピニオンの図示左回転により左側へ略平行移動する。この動作確認をもって、ラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていないと判断できる。ラック１が図示左側へ動作する場合も各治具とも逆の右側へ移動するので同様に確認できる。

また、ラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲外で、深過ぎる場合（第２の許容値以上にあるとき）、各検査治具３１、３２とも治具中央部分はラック１の歯上に接触し乗った状態となる。この状態でラック１が図示右側へ動作すると治具３１、３２ともラック１に追従して右側へ略平行移動する。この動作確認をもって、ラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていないと判断できる。ラック１が図示左側へ動作する場合も同様に確認できる。

図５は、本発明の他の実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具と、当該検査治具による検査方法を説明する図である。

図５において、ラック１とピニオン２１、２２の関係は、図４に示したものと同様である。検査対象となるラック１とピニオン２１、２２の組立体であって、ここでは、ラック１が左右に動くに伴い、ピニオン２１、２２がそれぞれ回動して所望の動作をする場合を例にしている。

図５に図示の実施形態においては、検査治具３１は、図２、図３に示した検査治具３１と同じものであるが、検査治具３２を設けず基準線を用いるようにしたものである。

従って、本発明では、ラックとピニオンの組立位置が許容範囲にあるか否かを、１つの検査治具と基準線とにより検査確認をするものである。この基準線については、図５の図示例では、基板３３に基準線３３１、３３２が記載されたものを用いている。

基準線は、ピニオンの歯先円直径値から噛合せの第２の許容値を差し引いた距離間を示し、平行線として記載されたものである。例えば、半透明の樹脂板等に平行線を印刷したものであってもよく、ピニオンの歯先や噛み合いの深さ確認を目視確認可能とするものであればよい。

この検査治具３１と基板３３に記載された基準線３３１、３３２による検査方法を説明する。図５において、検査対象となるラック１とピニオン２１、２２の組立体であって、ピニオン２１、２２間に本発明の検査治具３１を配置する。

ラック１とピニオン２１、２２は、ここでは、ラック１が左右に動くに伴い、ピニオン２１、２２がそれぞれ回動して所望の動作をする場合を例に説明する。

ラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲にあり適正に組立てられている場合（第１の許容値と第２の許容値の範囲内にある）、検査治具３１の中央部分はラック１の歯上に接触して動く。この状態で基板３３を当てがい上部の基準線３３２がピニオン２１、２２の上部歯先に一致している状態で、下部の基準線３３１がラック１の歯先より上に有ることが確認される。従って、この動作確認と基準線による確認でラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていると判断できる。ラック１の動作としては、図示の左右何れの側へ動作する場合も確認できる。

また、ラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲外で、浅過ぎる場合（第１の許容値以下にあるとき）、検査治具３１の中央部分はラック１の歯上に接触せずにあり、従って、検査治具３１の両側片が各ピニオン２１、２３の上部の歯先上に接触して乗っているだけとなる。この状態でラック１が図示右側へ動作すると治具３１は、ピニオンの図示左回転により左側へ略平行移動する。ラック１が図示左側へ動作する場合でも、ピニオンの動作とともに右側へ略平行移動することになる。

この動作確認をもって、ラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていないと判断できる。この場合は、基準線との確認は不要となる。

また、ラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲外で、深過ぎる場合（第２の許容値以上にあるとき）、検査治具３１の中央部分はラック１の歯上に接触し乗った状態となる。この状態でラック１が図示右側へ動作すると治具３１はラック１に追従して右側へ略平行移動する。ラック１が図示左側へ動作する場合も同様に治具３１はラック１に追従して左側へ略平行移動する。この動作確認の場合には、次に基板３３の基準線３３２がピニオンの上部歯先位置で、基準線３３１がラック１の歯先よりも下にあることが確認でき、ラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていないと判断できる。

以上、検査治具３１と基板３３に記載の基準線を用いた例で説明したが、検査治具と基準線を用いて検査確認する方法としては、検査治具３２を用いてもよい。この検査治具３２を用いた場合には、第２の許容値の確認を検査治具３２により行い、第１の許容値の確認を基準線にて行うことになる。この例の図示は省略するが、図５を用い、検査治具３１を検査治具３２として以下説明する。

図５を流用し、検査治具３１に代えて基準線を用いる。この場合の基準線は、ピニオンの歯先円直径値から噛合せの第１の許容値を差し引いた距離間を示し、平行線として記載されたものである。

先と同様に、ラックとピニオンの組立位置が許容範囲にあるか否かを、１つの検査治具と基準線とにより検査確認をするものであるが、検査治具３２は、ピニオン２１、２２間に配置する検査治具３２の中央部分は、ラック１の歯先とは接触していない。

まずラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲にあり適正に組立てられている場合（第１の許容値と第２の許容値の範囲内にある）、ラック１が動作しピニオン回転すると、検査治具３２は両側片のピニオンの回転に伴いその回転と動方向に略平行移動する。

この状態で基板３３を当てがい上部の基準線３３２がピニオン２１、２２の上部歯先に一致している状態で、下部の基準線３３１がラック１の歯先に接触する位置に有ることが確認される。従って、この動作確認と基準線による確認でラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていると判断できる。ラック１の動作としては、図示の左右何れの側へ動作する場合も確認できる。

また、ラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲外で、浅過ぎる場合（第１の許容値以下にあるとき）、検査治具３２の中央部分はラック１の歯上に接触せずにあり、検査治具３２の両側片が各ピニオン２１、２３の上部の歯先上に接触して乗っているだけである。この状態でラック１が図示の左右何れの側へ動作しても、治具３２は、ピニオンの回転方向に略平行移動する。

この状態で基板３３を当てがい上部の基準線３３２がピニオン２１、２２の上部歯先に一致している状態で、下部の基準線３３１がラック１の歯先よりも上に位置していることが確認される。従って、この動作確認と基準線による確認でラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていないと判断できる。

また、ラック１とピニオン２１、２２の、相互の歯の噛合わせが許容範囲外で、深過ぎる場合（第２の許容値以上にあるとき）、検査治具３２の中央部分はラック１の歯上に接触し乗った状態となる。この状態でラック１が図示右側へ動作すると治具３２はラック１に追従して右側へ略平行移動する。ラック１が図示左側へ動作する場合も同様に治具３１はラック１に追従して左側へ略平行移動する。この動作確認をもって、ラック１とピニオン２１、２２とは正しく組立てられていないと判断できる。この場合は、基準線との確認は不要となる。

以下、ラックとピニオンを備えた搬送装置を例に、本発明の検査治具の適用例を説明する。

図６は、本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査対象とする搬送装置の一例を示す図である。図６に図示した搬送装置は、分岐部分の概略を示したもので、第１の搬送ライン６１と第２の搬送ライン６３から成る。

本例では、第１の搬送ライン６１は主搬送ラインを、第２の搬送ライン６３は主搬送ラインから仕分け分岐する分岐搬送ラインを示す。主搬送ライン６１は、複数の搬送ベルト６１１によりコンテナ等を搬送する。主搬送ライン６１から分岐すべきコンテナ６４等が分岐部６２にさしかかると分岐用の回転体６２０により物品６４１等が搭載されたコンテナ６４を分岐搬送ライン６３へ搬送するように構成されている。

図７は、図６に示した本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査対象とする搬送装置の該当箇所を示す図である。

図７に図示の該当箇所として、図６に示した主搬送ラインの分岐部６２の概略構成を示し、分岐部６２には、主搬送ライン６１に設けられた複数の搬送ベルト６１１間に複数の回転体６２０が上下動可能なように配置されている。搬送ライン６１から分岐搬送ライン６３へ送り出すコンテナ６４等が分岐部６２にさしかかると、これらの回転体６２０の一部が搬送ベルト６１１間から上方へ出てコンテナ６４等を分岐搬送ライン６３へ送り出す。この回転体６２０の動作にラックとピニオンを使用した構成例を以下説明する。

図８は、本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具による検査対象とする搬送装置に適用したラックとピニオンの取付構成例を示す図である。

図８において、ピニオン２１、２２の回転軸には複数の回転体６２０が取付けられている。回転体６２０は、後述するように回転軸６２２に対し斜形の環状体６２１と環状体を回転させる回転駆動部６２３から構成される。ラック１を左右に移動制御することによりピニオン２１、２２が回転動作し、回転体６２０が回転することになる。本例ではラック１の左右駆動にともないピニオンが反転動作し、環状体６２１を搬送ベルト６１１から出したり、引いたり制御することになる。

図９は、図８に示した回転体の回転構造の説明図であり、図９（ａ）は回転構造の外観図、図９（ｂ）は図９（ａ）の回転構造の９０度回転したときの外観図である。

図９において、回転体６２０は、回転軸６２２に傾斜を持たせて取付けられた環状体６２１と環状体６２１の周辺の一部に接触させた回転駆動部６２３から構成される。

ピニオンの回転軸に共通に取付けられた回転体６２０は、例えば、図９（ａ）の状態から９０度回転することにより斜形に取付けられた環状体６２１の上部が図９（ｂ）に示すように突出する。更に９０度回転させると図９（ａ）の１８０度回転した位置と同じとなる。この反転動作により図１０に示すように、主搬送ラインの搬送ベルト６１１から環状体６２１の上部を出したり、引っ込めたり制御できる。

図１０は、回転体の回転構成による搬送動作を説明する側面から見た図である。図１０において、搬送ラインの搬送ベルト６１１上にあるコンテナ６４を回転体６２０の傾斜させた環状体６２１により分岐搬送ライン６３へ回転誘導することになる。

かかる搬送ラインの仕分け搬送には、主搬送ライン６１から分岐搬送ライン６３への移送のための分岐部６２における正確な回転駆動が要求される。そのために使用されるラック１とピニオン２１、２２等の組立が的確にされている必要がある。

本発明は、かかる搬送装置におけるラックとピニオンの検査治具として使用でき、ラックとピニオンの組立精度が許容範囲内にあるか否かを容易に検査確認することを可能とする。

図１１は、本発明の一実施形態に係るラック・アンド・ピニオン検査治具を搬送装置の回転機構に適用した例を示す図である。

図１１において、ラック１とピニオン２１、２２が取付けられ、ピニオン２１、２２と共通の軸に回転体６２０が取付けられている回転機構を構成している。搬送装置の回転機構としては、例えば、図７に示すように、複数列で回転体が設けられているが、図１１の図示例では、ラック１に対しピニオンが２つを例示している。この回転機構のラック１とピニオン２１、２２とが、各歯の相互噛合せ間隔が許容範囲内となるように組立てられているか否かを検査確認するために、第1の検査治具３１と第２の検査治具３２が重ねて配置されている。

先に図２、図４にて説明したように、ラック１とピニオン２１、２２が所定の組立距離にて取付けられていれば、第１の検査治具３１の中央の下部はラック１の歯先に接触し、第２の検査治具３２はその両側片がそれぞれピニオン２１、２２の各上部の歯先に接触しその中央部はラック１の歯先には接触していない。即ち、検査治具３１はラック上に乗ったかたちとなり、検査治具３２はその両側が２つのピニオン２１、２２により支えられたような状態となる。従って、図１１に図示したように、ラック１が図示で左方向に駆動されたとき、検査治具３１は図示の左側へ移動し、検査治具３２はピニオンの回転に伴い図示の右側へ移動していることが判る。これら治具が相反する方向へ移動することを確認することで、ラックとピニオンが組合せ許容範囲内で取付けられていると判断できる。

ラックとピニオンが組合せ許容範囲外の場合には、図２、図４にて説明したように、検査治具３１、検査治具３２とも、図示の左側あるいは右側へ移動することで許容範囲外であると判断でき、組立て調整等が必要であることがわかる。

従って、本発明によれば、２つの検査治具を合わせて使用することで、ラックとピニオン間の組合せが許容範囲内か否かを容易に判断できる。この２つの検査治具を用いる場合には、単に治具の動きを目視するだけで判断でき、ラックとピニオンを使用した装置等における検査確認を簡単にでき、検査時間も短縮でき適否の検査工数を削減できる。

また、図５にて説明したように、何れか一つの検査治具と基準線の手段を用いる場合においても、ラックとピニオン間の組合せが許容範囲内か否かを容易に判断できることには変わりない。

なお、上記の実施形態で説明したラック上に取付けられたピニオンは２つに限られるものではなく、２つ以上の複数のピニオンが配列されていてもよく、本発明の治具をそのピニオン間を順に変えていくことで、各ピニオンとラックとが適正に噛み合っているか確認することができる。また、上記で説明した治具の寸法等の数値は、一例を示すものであり、この数値をもって限定解釈するべきではない。

以上説明した各実施形態は、本発明の理解のために例示されたものであり、本発明は、これら実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって定義される。また、本発明の技術思想から離れるものでない限り、特許請求の範囲に記載の構成と均等であるものも本発明の保護の範囲に含まれるものである。

本発明の治具によれば、ラックとピニオンの取付時、取付後の相互の噛合わせが、所定の寸法内（指定された公差の範囲内）に収まるように取付けられているかを目視検査にて簡単に確認可能となるので、検査時間も短縮でき適否の検査工数を削減でき、ラックとピニオンを使用する設備機器等に適用して経済効果大とできる。

１…ラック
２、２１、２２…ピニオン
３１、３２…治具
３１１、３１２、３２１…識別用の印
３３…基板
３３１、３３２…基準線
６１…搬送ライン
６１１…搬送ベルト
６２…分岐部
６２０…分岐用の回転体
６３…分岐搬送ライン
６４…コンテナ
ａ１、ａ３、ａ４…組立距離
ａ２…歯たけ
ｂ１…歯先円
ｂ２…基準円
ｂ３…歯先線
ｂ４…基準線
ｃ１、ｃ２…許容値
ｄ１…直径（歯先円ｂ１の径）

Claims (15)

1. ラックとピニオンの組立間隔の許容範囲の上限または下限の適否を検査する第１の係合手段と、
   前記ラックと前記ピニオンの組立間隔の前記許容範囲の下限または上限の適否を検査する第２の係合手段とから構成することを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査治具。
2. 前記第１の係合手段と前記第２の係合手段とも、両側にピニオンの上部歯先に接触する片部と中央部分にラックの歯先に接触する接触部を有し、
   前記第１の係合手段の前記ピニオンの上部歯先に接触する部分と前記ラックの歯先に接触する接触部との間の垂直方向の第１の距離と、前記第２の係合手段の前記ピニオンの上部歯先に接触する部分と前記ラックの歯先に接触する接触部との間の垂直方向の第２の距離の差が前記許容範囲となることを特徴とする請求項１記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
3. 前記第１の係合手段により前記許容範囲の上限値内外を判別し、前記第２の係合手段により前記許容範囲の下限値内外を判別するものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
4. 前記第１の係合手段と前記第２の係合手段ともに、Ｔ形状であり、両側の片部がピニオンとの接触用とし、中央の下部をラックの接触用とすることを特徴とする請求項２または請求項３記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
5. ラックとピニオンの組立間隔の許容範囲の上限または下限の適否を検査する第１の係合手段と、前記許容範囲の下限または上限の適否を検査する第２の係合手段からなる治具を前記ピニオン間に配置し、前記ラックまたは前記ピニオンの動作に応じて前記第１の係合手段と前記第２の係合手段が移動し、ラックとピニオンの組立間隔が許容範囲内である場合に前記第１の係合手段と前記第２の係合手段が相反する方向に移動することを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査方法。
6. 第１の許容値の内外を検査する第１の治具と、第２の許容値の内外を検査する第２の治具と備え、
   前記第１の治具と前記第２の治具を重ねてラックとピニオンの組立間隔が許容範囲内であるか否かを検査するものであることを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査治具。
7. 前記第１の治具と前記第２の治具とも、両側にピニオンの上部歯先に接触する片部と中央部分にラックの歯先に接触する接触部を有し、
   前記第１の治具の前記ピニオンの上部歯先に接触する部分と前記ラックの歯先に接触する接触部との間の垂直方向の第１の距離と、前記第２の治具の前記ピニオンの上部歯先に接触する部分と前記ラックの歯先に接触する接触部との間の垂直方向の第２の距離の差が前記許容範囲となることを特徴とする請求項６記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
8. 前記第１の治具により前記許容範囲の上限値内外を判別し、前記第２の治具により前記許容範囲の下限値内外を判別するものであることを特徴とする請求項６または請求項７記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
9. 前記第１の治具および前記第２の治具は、共にＴ形状であり、両側の片部がピニオンとの接触用とし、中央の下部をラックの接触用とすることを特徴とする請求項７または請求項８記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
10. 前記ラックと前記ピニオンは、搬送装置の分岐部の回転体の駆動に用いられるものであることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか１記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
11. 前記第１の治具と前記第２の治具には識別用の異なる印が付けられていることを特徴とする請求項６〜請求項１０のいずれか１記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
12. ピニオンの上部歯先に接触する部分とラックの歯先に接触する接触部の垂直方向の距離が異なる第１の治具と第２の治具とを合わせ、ラックに直列に組立てられた２つのピニオン間に配置し、前記ラックまたは前記ピニオンの動作に応じて前記第１の治具と前記第２の治具が移動し、前記ラックと前記ピニオンの組立間隔が許容範囲内である場合に前記第１の治具と前記第２の治具が相反する方向に移動することを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査方法。
13. 両側にピニオンの上部歯先に接触する部分と、中央にラックの歯先に接触する部分を有し、前記ラックと前記ピニオンの組立間隔の許容範囲の上限または下限の何れか一方の適否を検査する治具であることを特徴とするラック・アンド・ピニオン検査治具。
14. 前記治具は、全体がＴ形状であり、両側の片部を前記ピニオンとの接触する部分とし、中央の前記ラックと接触する部分を下方の矩形部としたことを特徴とする請求項１３記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
15. ２本の基準線を記載した基板をさらに設け、
    前記ピニオンの上部歯先と前記ラックの歯先との間の垂直方向で、前記許容範囲の上限側となる距離と、前記許容範囲の下限側となる距離の何れか一方の距離を用いて前記治具を構成し、他方の距離は前記基準線間としたことを特徴とする請求項１３または請求項１４記載のラック・アンド・ピニオン検査治具。
    

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