JP6989858B2 - 三針寸法測定装置及び三針寸法測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、三針寸法測定装置及び三針寸法測定方法に関する。

歯車の相対する歯溝間寸法は、一般的にオーバーピン径を測定することで検査されており、このオーバーピン径の測定の手間を軽減することができる計測装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００７－２４０４８９号公報

ところで、オーバーピン径は、ねじ状の歯車であるウォーム歯車に対しても測定される場合がある。ウォーム歯車のオーバーピン径は、三本の棒状のゲージを用いて測定される三針寸法として測定される。三本のゲージのうち、二本のゲージは、ウォーム歯車の中心軸線の一方側に位置しているねじ溝内に配置され、残りの一本のゲージは、ウォーム歯車の中心軸線を挟んで反対側に位置しているねじ溝内に二本のゲージと対向させて配置される。三針寸法は、ウォーム歯車を挟んで対向配置されたゲージ間の距離を、例えば、マイクロメータで読み取ることで測定される。

このような三針寸法を大量のウォーム歯車毎に測定する場合、三本のゲージをウォーム歯車毎にねじ溝内に配置することになる。このようなゲージの配置は手間である。

また、ウォーム歯車のねじ溝は螺旋状に設けられており、測定に用いる三本のゲージを検査対象となるどのウォーム歯車に対しても同様に配置することは難しい。検査するウォーム歯車毎にゲージが配置される位置が異なっていると、測定誤差が大きくなり、大量のウォーム歯車の品質の水準を維持することが困難になると考えられる。特許文献１は、ウォーム歯車のオーバーピン径を測定することは想定しておらず、このような問題を解決するものではない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ウォーム歯車における三針寸法の測定精度を向上することを目的とする。

本発明の三針寸法測定装置は、三針寸法の測定対象となるウォーム歯車の外形上の特徴部分を抽出する抽出部と、前記ウォーム歯車を前記特徴部分が所定位置に配置された状態に調整する調整部と、前記調整部によって状態が調整された前記ウォーム歯車が供給されるとともに、供給された前記ウォーム歯車の三針寸法を測定するゲージが前記ウォーム歯車のねじ部に形成されたねじ溝に対して接触及び離間可能に設けられ、前記ゲージが前記ねじ溝内に配置された状態で前記ウォーム歯車の三針寸法を測定する測定台と、を備えたことを特徴とする。

上記三針寸法測定装置において、前記抽出部は、前記ウォーム歯車の外観を撮像する撮像部を含み、前記撮像部により撮像された前記ウォーム歯車の撮像データに基づき、前記ウォーム歯車の外観検査を行う外観検査部をさらに備えた態様とすることができる。

また、前記抽出部は、前記ねじ部の端部を特徴部分として抽出する態様とすることができる。

上記三針寸法測定装置において、前記測定台は、前記ゲージに含まれる第１のゲージ及び第２のゲージを保持する第１保持部と、前記ゲージに含まれる第３のゲージを保持するとともに、前記第１保持部との間に前記ウォーム歯車が供給された状態で、前記第１保持部に対して相対的に接近及び離間可能に設けられた第２保持部と、を含む態様とすることができる。

上記三針寸法測定装置において、前記第１保持部を第１基準部に固定する固定具と、前記第２保持部を第２基準部に固定する固定具と、をさらに備えた態様とすることができる。

上記三針寸法測定装置において、前記調整部は、前記ウォーム歯車の端部を把持する把持部と、当該把持部によって把持した前記ウォーム歯車を軸線回りに回転させる回転部と、を備えた態様とすることができる。

上記三針寸法測定装置において、前記ウォーム歯車を把持し、少なくとも前記抽出部が前記特徴部分を抽出する位置と、前記測定台とへ、前記ウォーム歯車を順次搬送する搬送部を備えた態様としてもよい。

前記搬送部は、回転テーブル上に設けられ、前記抽出部が前記特徴部分を抽出する位置と、前記測定台は、それぞれ前記回転テーブルの周囲に配置されている態様とすることができる。

本発明の三針寸法測定方法は、三針寸法の測定対象となるウォーム歯車の外形上の特徴部分を抽出する抽出工程と、前記ウォーム歯車を前記特徴部分が所定位置に配置された状態に調整する調整工程と、前記調整工程において状態が調整された前記ウォーム歯車を、第１のゲージを保持する第１保持部と、第２のゲージ及び第３のゲージを保持するとともに、前記第１保持部に対して相対的に接近及び離間可能に設けられた第２保持部との間に供給する工程と、前記ウォーム歯車の三針寸法を測定する測定工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ウォーム歯車における三針寸法の測定精度を向上することができる。

図１は実施形態の三針寸法測定装置の概略構成を模式的に示す説明図である。 図２（Ａ）から図２（Ｃ）は測定対象となるウォーム歯車の外形を示す図面であり、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は側面図、図２（Ｃ）は斜視図である。 図３（Ａ）から図３（Ｃ）は保持台を示す図面であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図、図３（Ｃ）は正面図である。 図４（Ａ）は把持部に含まれる第１ローラが降下する様子を示す説明図であり、図４（Ｂ）は把持部によってウォーム歯車を把持する様子を示す説明図であり、図４（Ｃ）は把持部によって把持されたウォーム歯車を回転させる様子を示す説明図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は供給トレイ上にウォーム歯車が供給される様子を示す説明図であり、図５（Ａ）は上方から観た説明図、図５（Ｂ）は側方から観た説明図である。 図６は第２カメラによってウォーム歯車の外形を撮像するためにウォーム歯車を回転させ、また、ウォーム歯車の特徴部分を所定位置に配置するためにウォーム歯車を回転させている様子を示す説明図である。 図７（Ａ）はウォーム歯車が回転する様子を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、回転しているウォーム歯車を撮像することによって得られる画像の一例である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は三針寸法を測定するためにウォーム歯車のねじ部にゲージを配置した様子を示す説明図であり、図８（Ａ）は上方から観た様子を模式的に示す説明図であり、図８（Ｂ）は正面から見た様子を示す説明図である。 図９は三針寸法を測定するためにウォーム歯車のねじ溝にゲージを配置した様子を模式的に示す斜視図である。 図１０は三針寸法を模式的に示す説明図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は排出ステージの概略構成を示す説明図であり、図１１（Ａ）は上方から観た説明図であり、図１１（Ｂ）は正面から観た説明図である。 図１２は三針寸法の測定方法を示すフローチャートの一例である。 図１３はウォーム歯車における特徴部分を特定する他の例について模式的に示す説明図である。

まず、図１を参照して、実施形態の三針寸法測定装置（以下、単に「測定装置」という）１について、その概略構成を説明する。図１は実施形態の測定装置１の概略構成を模式的に示す説明図である。

測定装置１は、ウォーム歯車１００の三針寸法を測定する。測定装置１は、駆動モータ２ａによって回転可能に設けられた回転テーブルであるインデックステーブル２を備えている。インデックステーブル２の周囲には、ウォーム歯車１００を供給する投入ステージ２０、ウォーム歯車１００の外形を撮像する外観検査ステージ３０、三針寸法を測定する測定台としての三針寸法測定ステージ４０、排出ステージ５０が配置されている。投入ステージ２０、外観検査ステージ３０、三針寸法測定ステージ４０及び排出ステージ５０は、９０°ずつ隔てて配置されている。

インデックステーブル２には、それぞれウォーム歯車１００を保持する４台の保持台１０が９０°ずつ隔てられて配置されている。４台の保持台１０は、インデックステーブル２が回転することで、投入ステージ２０から排出ステージ５０までを巡回する。各保持台１０は、矢示１５で示すように、インデックステーブル２の半径方向に沿って、前後進することができる。

ここで、図２（Ａ）から図２（Ｃ）を参照して、測定対象となるウォーム歯車１００について説明する。図２（Ａ）から図２（Ｃ）は測定対象となるウォーム歯車１００の外形を示す図面であり、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は側面図、図２（Ｃ）は斜視図である。なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、ねじ部１０４の具体的な形状は省略されている。

ウォーム歯車１００は、第１端部１０１と第２端部１０２を備えている。ウォーム歯車１００は、第１端部１０１側に面取部１０３を備え、第２端部１０２側にねじ部１０４を備えている。ねじ部１０４には、螺旋状に連続するねじ溝１０５が設けられている。面取部１０３は、１８０°隔てて２個所に設けられている。ねじ部１０４は、第１端部１０１側がその切り始め部１０４ａであり、第２端部側がその切り終り部１０４ｂとされている。

再び、図１を参照すると、保持台１０は、ウォーム歯車１００の第１端部１０１側を把持して、各ステージを巡回する。

測定装置１は、制御部３を備えている。制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶部（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive））、入出力インターフェイス、及び可搬型記憶媒体用ドライブ等を備えている。制御部３のこれらの構成各部は、バスに接続されている。制御部３では、ＲＯＭあるいはＨＤＤに格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブが可搬型記憶媒体から読み取ったプログラムをＣＰＵが実行し、制御部３の機能の一部が実現される。

制御部３には、方向判定部３ａ、反転指示部３ｂ、前後進指示部３ｃ、把持指示部３ｄ、回転指示部３ｅ、切り始め部抽出部３ｆ、外観検査部３ｇ、昇降指示部３ｈ、三針寸法測定部３ｉ、排出口選定部３ｊ及びテーブル回転制御部３ｋを含む。これらの各機能部は、測定装置１の各部にそれぞれ接続されている。これらの各機能部の接続先については、後に説明する。

つぎに、図３（Ａ）から図３（Ｃ）及び図４を図１とともに参照しつつ、保持台１０について説明する。図３（Ａ）から図３（Ｃ）は保持台１０を示す図面であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図、図３（Ｃ）は正面図である。図４（Ａ）は把持部１４に含まれる第１ローラ１４ａが降下する様子を示す説明図であり、図４（Ｂ）は把持部１４によってウォーム歯車１００を把持する様子を示す説明図である。図４（Ｃ）は把持部１４によって把持されたウォーム歯車１００を回転させる様子を示す説明図である。

保持台１０は、搬送部として機能するものであり、インデックステーブル２上に４つ配置されている。各保持台１０は、同一物である。保持台１０は、本体部１１、昇降柱１２、スライダ１３及び把持部１４を備えている。

本体部１１は、図１において矢示１５で示すように、インデックステーブル２上で前後進できるように設けられている。本体部１１は、制御部３に含まれている前後進指示部３ｃと電気的に接続されており、前後進指示部３ｃの指示に基づいて、各ステージにおいて実行される工程に適した位置に移動することができる。

昇降柱１２は、保持台１０がインデックステーブル２に搭載された状態で、インデックステーブル２の外周側に位置するように、すなわち、各ステージと対向できるように本体部１１に設けられている。昇降柱１２には、スライダ１３が昇降柱１２の上下方向に沿ってスライド可能に設けられている。

把持部１４は、第１ローラ１４ａ、第２ローラ１４ｂ及び第３ローラ１４ｃを含んでいる。第１ローラ１４ａは、スライダ１３に設けられている。第２ローラ１４ｂと第３ローラ１４ｃは、本体部１１に設けられている。第２ローラ１４ｂと第３ローラ１４ｃとは、それぞれの外周面が接するように並列させて設けられている。第２ローラ１４ｂは、回転部に相当し、不図示のモータによって回転駆動されるようになっている。第２ローラ１４ｂが回転することで、ウォーム歯車１００が軸線ＡＸ回りに回転する。第２ローラ１４ｂを駆動するモータには、制御部３に含まれている回転指示部３ｅが電気的に接続されている。

なお、本実施形態では、第２ローラ１４ｂを回転駆動しているが、回転駆動されるのは、第１ローラ１４ａであってもよいし、第３ローラ１４ｃであってもよい。また、複数のローラを回転駆動の対象としてもよい。要は、把持部１４で把持したウォーム歯車１００を回転させることができるようになっていればよい。

スライダ１３には、制御部３に含まれている把持指示部３ｄが電気的に接続されている。ウォーム歯車１００が第１ローラ１４ａから第３ローラ１４ｃの間に供給された状態で、把持指示部３ｄの指示に基づいて、図４（Ａ）に示すように、スライダ１３が降下すると、図４（Ｂ）に示すように、ウォーム歯車１００が把持される。そして、回転指示部３ｅの指示に基づいて第２ローラ１４ｂが矢示７１のように回転すると、ウォーム歯車１００が矢示７２のように回転する。

つぎに、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照しつつ、投入ステージ２０について説明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は供給トレイ２２上にウォーム歯車１００が供給される様子を示す説明図であり、図５（Ａ）は上方から観た説明図、図５（Ｂ）は側方から観た説明図である。

投入ステージ２０は、フィーダ２１、供給トレイ２２、反転器２３及び第１カメラ２４を備えている。

フィーダ２１は、樋状の部材である。フィーダ２１は、製造されたウォーム歯車１００がストックされている不図示の製品ホッパーからウォーム歯車１００を矢示７３のように順次インデックステーブル２に向かって投入する。

供給トレイ２２は、フィーダ２１の下流側端部と対向させて設けられている。供給トレイ２２の下流側端部には、壁状のストッパ２２ａが設けられている。フィーダ２１上を流下してきたウォーム歯車１００は、ストッパ２２ａに当接した状態で供給トレイ２２上に留まる。

反転器２３は、供給トレイ２２上のウォーム歯車１００の向きが所定の方向と異なっている場合、すなわち、第１端部１０１が保持台１０と対向する方向と異なっている場合に、その向きを反転させ、所定の向きとする。供給トレイ２２上のウォーム歯車１００が所定の方向となっているか否かは、第１カメラ２４に撮像された画像に基づいて、制御部３に含まれている方向判定部３ａによって判定される。反転器２３は、対向配置されるとともに、矢示７４のように開閉可能に設けられた一対の爪部を備える。また、反転器２３は、矢示７６で示すように昇降可能に設けられている。反転器２３は、制御部３に含まれている反転指示部３ｂの指示に基づいて矢示７５のように回転し、ウォーム歯車１００の向きを反転させることができる。

なお、供給トレイ２２上のウォーム歯車１００を保持台１０へ受け渡すときには、反転器２３によってウォーム歯車１００を挟持し、持ち上げた状態とする。このため、仮に、供給トレイ２２上へ投入されたウォーム歯車１００の向きが所定の向きである場合であっても、反転器２３は、供給トレイ２２上のウォーム歯車１００を挟持し、持ち上げる。

つぎに、図６、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照して、外観検査ステージ３０について説明する。図６は第２カメラ３１によってウォーム歯車１００の外形を撮像するためにウォーム歯車１００を回転させ、また、ウォーム歯車１００の特徴部分を所定位置に配置するためにウォーム歯車１００を回転させている様子を示す説明図である。図７（Ａ）はウォーム歯車１００が回転する様子を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、回転しているウォーム歯車１００を撮像することによって得られる画像の一例である。

外観検査ステージ３０は、ウォーム歯車１００の外観を撮像する撮像部としての第２カメラ３１と、第２カメラ３１により撮像されたウォーム歯車１００の撮像データに基づき、ウォーム歯車１００の外観検査を行う外観検査部３ｇを備えている。第２カメラ３１によって撮像された画像は、外観検査部３ｇによるウォーム歯車１００の外観の検査に用いられる他、ウォーム歯車１００の外形上の特徴を抽出するために用いられる。第２カメラ３１は、回転部としての第２ローラ１４ｂを回転させ、把持部１４に把持されているウォーム歯車１００を矢示７７のように回転させながら、その外観を連続的に撮像する。外観の検査は、外観検査部３ｇによって行われ、撮像された画像に基づいて、ウォーム歯車１００のねじ部１０４に傷や欠けがないか、また、異物が付着していないか等が検査される。

本実施形態では、ウォーム歯車１００の外形上の特徴部分として、ねじ部１０４の切り始め部１０４ａを採用する。このため、第２カメラ３１は、制御部３に含まれている切り始め部抽出部３ｆとともに、ウォーム歯車１００の外形上の特徴部分を抽出する抽出部として機能する。このように本実施形態では、第２カメラ３１により撮像された撮像データに基づいてウォーム歯車１００の外観検査と特徴部分の抽出を行うので、効率よく検査を行うことができる。

図７（Ｂ）には、ウォーム歯車１００を２．５周させたときの撮像画像が示されている。図７（Ｂ）に示した撮像画像では、切り始め部１０４ａの形状を示す特徴部分１０４ａ１が２回表れている。切り始め部抽出部３ｆは、予め記憶している切り始め部１０４ａを示す形状に関する情報から、撮像画像中のどの部分が切り始め部１０４ａを示しているのかを判定し、その箇所の座標をＸ１として記憶しておく。

第２ローラ１４ｂと電気的に接続されている回転指示部３ｅは、ウォーム歯車１００を、その特徴部分である切り始め部１０４ａが所定位置に配置された状態に調整する調整部としても機能する。ここで、所定位置とは、マスターピースとして指定したウォーム歯車１００を撮像した画像において切り始め部１０４ａの形状を示す特徴部分１０４ａ１を示した座標Ｘ０である。マスターピースは、三針寸法を測定するときに、後に説明する第１のゲージ４５ａ、第２のゲージ４５ｂ及び第３のゲージ４５ｃ（図８（Ａ）等参照）を当接させる位置の基準を示すために選定されたウォーム歯車１００である。

回転指示部３ｅは、測定対象のウォーム歯車１００の切り始め部１０４ａを示す座標Ｘ１と、マスターピースとして指定したウォーム歯車１００の切り始め部１０４ａを示す座標Ｘ０とから、測定対象のウォーム歯車１００の回転角度を算出する。すなわち、測定対象のウォーム歯車１００の切り始め部１０４ａの位置が、マスターピースとして指定したウォーム歯車１００の切り始め部１０４ａと一致するように回転角度を算出する。回転指示部３ｅは、把持部１４によって把持しているウォーム歯車１００を算出した回転角度分だけ回転させるように、第２ローラ１４ｂを回転させる。

このように測定対象のウォーム歯車１００の状態を調整しておくことで、以下に説明する三針寸法測定ステージ４０において、同じ基準でねじ溝１０５内に第１のゲージ４５ａ、第２のゲージ４５ｂ及び第３のゲージ４５ｃを配置することができるようになる。

なお、本実施形態では、特徴部分として切り始め部１０４ａを選定したが、特徴部分は、これに限定されるものではなく、例えば、切り終り部１０４ｂを特徴部分に選定してもよい。また、他に外形において特徴部分として特定できる箇所がある場合には、その箇所を特徴部分に選定してもよい。

つぎに、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図９及び図１０を参照して三針寸法測定ステージ４０について説明する。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は三針寸法を測定するためにウォーム歯車１００のねじ部１０４にゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを配置した様子を示す説明図であり、図８（Ａ）は上方から観た様子を模式的に示す説明図であり、図８（Ｂ）は正面から見た様子を示す説明図である。図９は三針寸法を測定するためにウォーム歯車１００のねじ溝１０５にゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを配置した様子を模式的に示す斜視図である。図１０は三針寸法を模式的に示す説明図である。

三針寸法測定ステージ４０は、第１基準板４１と第２基準板４２とを備えている。第１基準板４１は、第１基準部としての第１基準面４１ａを備えている。第２基準板４２は、第２基準部としての第２基準面４２ａを備えている。第１基準板４１と第２基準板４２とは、第１基準面４１ａと第２基準面４２ａとが対向配置されるように設けられている。本実施形態では、第１基準板４１が下側に位置し、第２基準板４２が第１基準板４１の上側に位置している。第２基準板４２は、図８（Ｂ）において矢示７８で示すように、第１基準板４１に近づくように降下することができる。また、第２基準板４２は、図８（Ｂ）において矢示７９で示すように、第１基準板４１から離れるように上昇することができる。第２基準板４２は、制御部３に含まれている昇降指示部３ｈと電気的に接続されており、昇降指示部３ｈの指示に基づいて上昇及び降下することができる。

本実施形態における第２基準板４２の昇降動作は、図示しない駆動モータによって行われるが、動力を用いることのない昇降機構によって昇降させてもよい。このような形態の場合であっても、測定対象のウォーム歯車１００は、特徴部分としての切り始め部１０４ａの位置をマスターピースにおける切り始め部１０４ａの位置に合わせた状態で第１基準板４１と第２基準板４２との間に供給する。

第１基準面４１ａには、一対のブロック状の部材を含む第１保持部４３が設けられている。第１保持部４３は、第１のゲージ４５ａと第２のゲージ４５ｂを保持している。第１保持部４３に含まれるブロック状の部材には、それぞれ２個所ずつ溝部４３ａが設けられている。溝部４３ａには、第１のゲージ４５ａの端部、第２のゲージ４５ｂの端部が嵌め込まれる。溝部４３ａの深さは、第１保持部４３を第１基準面４１ａに設置したときに、第１のゲージ４５ａと第２のゲージ４５ｂがそれぞれ第１基準面４１ａに軸方向に沿って線接触することができる深さとされている。

第２基準面４２ａには、一対のブロック状の部材を含む第２保持部４４が設けられている。第２保持部４４は、第３のゲージ４５ｃを保持している。第２保持部４４に含まれるブロック状の部材には、それぞれ溝部４４ａが設けられている。溝部４４ａには、第３のゲージ４５ｃの端部が嵌め込まれる。溝部４４ａの深さは、第２保持部４４を第２基準面４２ａに設置したときに、第３のゲージ４５ｃが第２基準面４２ａに軸方向に沿って線接触することができる深さとされている。

図１０に示すように、第１基準面４１ａは、ウォーム歯車１００の三針寸法を測定するときの一方の基準の面であり、第２基準面４２ａは、ウォーム歯車１００の三針寸法を測定するときの他方の基準の面である。ゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃをそれぞれねじ溝１０５内に設置した状態における第１基準面４１ａと第２基準面４２ａとの間隔が三針寸法Ｓとなる。

第２基準板４２は、制御部３に含まれている三針寸法測定部３ｉと電気的に接続されており、三針寸法測定部３ｉは、第２基準板４２の第２基準面４２ａの高さ位置に基づいて、三針寸法Ｓを測定する。すなわち、三針寸法測定部３ｉは、第２基準板４２の高さ位置に関する情報を保有しており、その情報に基づいて、第１基準面４１ａと第２基準面４２ａとの距離を算出し、その距離を三針寸法Ｓとする。

また、第２基準板４２を、動力を用いることなく昇降させる形態とした場合には、第１基準面４１ａと第２基準面４２ａとの間の距離をダイヤルゲージ等で測定するようにしてもよい。

第２基準板４２の昇降方法に拘わらず、特徴部分としての切り始め部１０４ａの位置をマスターピースにおける切り始め部１０４ａの位置に合わせておくことで、三針寸法の測定箇所を統一することができる。この結果、三針寸法の測定精度を向上させることができる。

第１保持部４３に含まれるブロック状の部材は、それぞれ固定ねじ４３ｂによって第１基準面４１ａに固定されている。第１保持部４３は、固定ねじ４３ｂを取り外すことで、交換することができる。固定ねじ４３ｂは、固定具の一例である。なお、図８（Ａ）では、固定ねじ４３ｂは、省略されている。

同様に、第２保持部４４に含まれるブロック状の部材は、それぞれ固定ねじ４４ｂによって第２基準面４２ａに固定されている。第２保持部４４は、固定ねじ４４ｂを取り外すことで、交換することができる。固定ねじ４４ｂは、固定具の一例である。なお、図８（Ａ）では、固定ねじ４４ｂは、省略されている。

第１保持部４３及び第２保持部４４は、ウォーム歯車１００の種類に応じて適宜交換することができる。例えば、ウォーム歯車の寸法や形状に応じたゲージを保持した数種類の第１保持部及び第２保持部を準備しておき、測定対象に応じて、これを交換するようにすることで、測定装置１の汎用性を向上させることができる。

なお、第１保持部４３及び第２保持部４４を固定する固定具は、固定ねじ４３ｂ、４４ｂに限定されない。例えば、スライド可能に設けられた抑え板によって第１保持部４３及び第２保持部４４を脱着可能に固定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、第１基準板４１を下側に配置し、第２基準板４２を下側に配置しているが、これらを上下入れ替えて配置してもよい。また、これらの基準板の配置は、上下に限定されない。さらに、これらの基準板は、双方が相対的に近づき、また、離れることができれば、どの基準板を移動させてもよい。

本実施形態では、第１のゲージ４５ａと第２のゲージ４５ｂは、ウォーム歯車１００のねじ部１０４を側面から観たときに、隣り合ったねじ溝１０５内に配置されるが、第１のゲージ４５ａと第２のゲージ４５ｂは、離して配置するようにしてもよい。

また、本実施形態では、第１基準部として第１基準面４１ａを採用し、第２基準部として第２基準面４２ａを採用しているが、第１基準部と第２基準部は、三針寸法と相関性を有する他の部分を採用してもよい。

つぎに、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）を参照しつつ、排出ステージ５０について説明する。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は排出ステージ５０の概略構成を示す説明図であり、図１１（Ａ）は上方から観た説明図、図１１（Ｂ）は正面から観た説明図である。

排出ステージ５０は、仕分け部５１と、良品ストック部５２と、不良品ストック部５３とを備えている。良品ストック部５２は、第１シュート５２ａを介して仕分け部５１と接続されている。不良品ストック部５３は、第２シュート５３ａを介して仕分け部５１と接続されている。

仕分け部５１は、箱状の部材によって形成されており、内部に、揺動可能に設けられた仕分け板５１ａを備えている。仕分け板５１ａは、仕分け板駆動モータ５１ｂによって揺動駆動される。仕分け板５１ａは、ウォーム歯車１００の三針寸法の測定結果に基づいて、測定が終わったウォーム歯車１００を良品ストック部５２と不良品ストック部５３のいずれかへ仕分ける。

仕分け板駆動モータ５１ｂは、制御部３に含まれている排出口選定部３ｊと電気的に接続されている。排出口選定部３ｊは、三針寸法測定部３ｉによって得られた三針寸法が基準値以内であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、仕分け板５１ａの姿勢を変化させる。これにより、測定が終わったウォーム歯車１００を良品ストック部５２と不良品ストック部５３のいずれかへ仕分ける。

保持台１０は、以上のような各ステージを巡回する。保持台１０を搭載したインデックステーブル２が備える駆動モータ２ａは、制御部３に含まれているテーブル回転制御部３ｋと電気的に接続されており、各ステージにおける工程の進み具合に応じてインデックステーブル２を回転させる。

つぎに、図１２に示すフローチャート及び工程毎に各ステージの構成を示す図面を参照しつつ、三針寸法測定方法の一例について、説明する。三針寸法の測定は、実施形態の測定装置１を稼働させることによって自動的に行うことができる。

まず、三針寸法の測定の準備として、測定対象となるウォーム歯車１００の諸元に応じたゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを三針寸法測定ステージ４０にセットしておく。

そして、図１に示すように投入ステージ２０と対向している保持台１０に測定対象となるウォーム歯車１００を保持させる。フィーダ２１によって供給トレイ２２に供給されたウォーム歯車１００の向きが所定の向きと逆向きであった場合には、反転器２３が作動し、ウォーム歯車１００の向きが反転させられる。保持台１０がウォーム歯車１００を保持した後、インデックステーブル２が回転し、保持台１０は、外観検査ステージ３０と対向する位置に移動する。

三針寸法の測定は、この外観検査ステージ３０において開始される。すなわち、ステップＳ１の特徴部分の抽出が開始される。ステップＳ１では、外観検査ステージ３０と対向する位置に移動した保持台１０に保持されているウォーム歯車１００が回転する。ウォーム歯車１００が回転する様子は、第２カメラ３１によって連続的に撮像される。そして、撮像された画像に基づいて、特徴部分としての切り始め部１０４ａを示す形状に関する情報から、撮像画像中のどの部分が切り始め部１０４ａを示しているのかを判定し、その箇所の座標がＸ１として記憶される（抽出工程）。

つぎに、ステップＳ２において、特徴部分が所定位置に配置される（調整工程）。具体的に、測定対象のウォーム歯車１００の切り始め部１０４ａの位置が、予め記憶しているマスターピースの切り始め部１０４ａと一致するように測定対象のウォーム歯車１００を回転させる。ウォーム歯車１００の回転は、回転指示部３ｅの指示に基づいて実行される。

つぎに、ステップＳ３において、測定対象が三針寸法を測定する三針寸法測定ステージ４０へ供給される。具体的に、切り始め部１０４ａの位置が調整されているウォーム歯車１００を把持している保持台１０が、インデックステーブル２が回転することにより、三針寸法測定ステージ４０と対向する位置まで移動する。そして、図８（Ａ）から図９に示すように、ウォーム歯車１００が第１基準板４１と第２基準板４２との間に位置するように、保持台１０が前進する。

つぎに、ステップＳ４において、三針寸法を測定する（測定工程）。三針寸法の測定は、第２基準板４２を降下させ、ゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃをそれぞれねじ溝１０５内に設置した状態とする。そして、第１基準面４１ａと第２基準面４２ａとの間隔、すなわち三針寸法Ｓを測定する。

つぎに、ステップＳ５において、三針寸法の測定結果に基づいて、測定対象の仕分けが行われる。具体的に、三針寸法の測定が終了したウォーム歯車１００を把持している保持台１０が、インデックステーブル２が回転することにより、排出ステージ５０と対向する位置まで移動する。そして、測定された三針寸法が、予め定められた基準を満たしている場合には、そのウォーム歯車１００は、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示す良品ストック部５２へ送られる。一方、測定された三針寸法が、予め定められた基準を満たしていない場合には、そのウォーム歯車１００は、不良品ストック部５３へ送られる。なお、ウォーム歯車１００は、保持台１０が備えるスライダ１３が上昇することで、把持部１４によるウォーム歯車１００の把持状態が解除され、仕分け部５１内に落下し、仕分け板５１ａの位置に応じて、仕分けられる。

以上で、三針寸法を測定する一連の工程が終了する。排出ステージ５０において、ウォーム歯車１００の保持を解除した保持台１０は、インデックステーブル２が回転することで、再び、投入ステージ２０と対向する位置に移動し、次のウォーム歯車１００の供給を受けて、三針寸法を測定するための工程に移行する。測定装置１は、このような工程を繰り返す。

なお、本実施形態では、回転するインデックステーブル２の周囲に、各工程を実行するためのステージが配置されているが、各ステージの形態は、この形態に限定されるものではない。各ステージの形態や保持台１０の動線は、必要に応じて適宜変更することができる。例えば、抽出部が特徴部分を抽出する位置や、測定台として機能するステージ等を直線的に配置し、保持台１０を直線的に移動させるようにしてもよい。

本実施形態によれば、ウォーム歯車１００の外形上の特徴部分を抽出し、この特徴部分が所定位置に配置されるように調整される。そして、その状態で三針寸法を測定するゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃがそれぞれねじ溝１０５内に設置されて、三針寸法が測定される。このため、多くのウォーム歯車１００に対して、統一された条件下で三針寸法を測定することができる。この結果、三針寸法の測定精度を向上することができる。また、ゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃが配置する位置が特定されるため、ゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを配置する際に、ゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを配置する位置に調整が不要となり、三針寸法の測定における労力を低減することができる。

特徴部分の特定をウォーム歯車の外観を撮像する撮像部によって撮像された画像を用いることで、特徴部分の特定の精度が向上し、また、特徴部分の特定が容易となる。

また、ウォーム歯車のねじ部の端部を特徴部分とすることで、特徴部分の特定の精度が向上し、また、その特定が容易となる。

第１のゲージ４５ａ及び第２のゲージ４５ｂを保持する第１保持部４３と、第３のゲージ４５ｃを保持する第２保持部４４を備えているので、毎回同じようにゲージ４５ａ，４５ｂ，４５ｃをねじ溝１０５に配置することができる。

本実施形態は、第１保持部４３を第1基準部に固定する固定具と、第２保持部４４を第2基準部に固定する固定具を備えているので、第１保持部４３及び第２保持部４４を交換することができ、汎用性が高い。

本実施形態では、ウォーム歯車１００を軸線ＡＸ回りに回転させる回転部を備えるので、特徴部分を所定位置に調整することが容易である。

本実施形態では、ウォーム歯車１００を把持し、抽出部が特徴部分を抽出する位置（外観検査ステージ３０）と、測定台（三針寸法測定ステージ４０）とへ、ウォーム歯車１００を順次搬送する搬送部（保持台１０）を備えている。これにより、ウォーム歯車１００を各工程が実行される位置へ搬送することができる。また、搬送部は、回転テーブル（インデックステーブル２）上に設けられ、抽出部が前記特徴部分を抽出する位置（外観検査ステージ３０）と、測定台（三針寸法測定ステージ４０）は、それぞれ回転テーブルの周囲に配置されている。これにより、効率よくウォーム歯車１００を搬送することができる。なお、特徴部分を抽出後、測定台へ移動しつつ、特徴部分を所定位置に調整してもよい。これにより、工程時間を短縮することができる。

本実施形態では、投入ステージ２０、外観検査ステージ３０、三針寸法測定ステージ４０及び排出ステージ５０を備えているが、これら以外のステージを設けてもよい。例えば、ウォーム歯車１００を洗浄する洗浄ステージや、ウォーム歯車１００の各部の寸法を測定する測定ステージを配置するようにしてもよい。

また、本実施形態では、ウォーム歯車１００の外観を撮像する撮像部としての第２カメラ３１によって撮像された画像に基づいて特徴部分を抽出しているが、第２カメラ３１に替えて、図１３に示すようなレーザ装置３２を採用してもよい。ウォーム歯車１００の外形上の特徴部分を抽出できるものであれば、従来公知の手法を採用することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 測定装置（三針寸法測定装置）
２ インデックステーブル
２ａ 駆動モータ
３ 制御部
３ｆ 切り始め部抽出部
３ｇ 外観検査部
３ｉ 三針寸法測定部
１０ 保持台
１１ 本体部
１４ 把持部
１４ａ 第１ローラ
１４ｂ 第２ローラ
１４ｃ 第３ローラ
２０ 投入ステージ
２４ 第１カメラ
３０ 外観検査ステージ３０
３１ 第２カメラ
４０ 三針寸法測定ステージ
４３ 第１保持部
４４ 第２保持部
４５ａ 第１のゲージ
４５ｂ 第２のゲージ
４５ｃ 第３のゲージ
５０ 排出ステージ

Claims (9)

1. 三針寸法の測定対象となるウォーム歯車の外形上の特徴部分を抽出する抽出部と、
   前記ウォーム歯車を前記特徴部分が所定位置に配置された状態に調整する調整部と、
   前記調整部によって状態が調整された前記ウォーム歯車が供給されるとともに、供給された前記ウォーム歯車の三針寸法を測定するゲージが前記ウォーム歯車のねじ部に形成されたねじ溝に対して接触及び離間可能に設けられ、前記ゲージが前記ねじ溝内に配置された状態で前記ウォーム歯車の三針寸法を測定する測定台と、
   を備えたことを特徴とする三針寸法測定装置。
2. 前記抽出部は、前記ウォーム歯車の外観を撮像する撮像部を含み、
   前記撮像部により撮像された前記ウォーム歯車の撮像データに基づき、前記ウォーム歯車の外観検査を行う外観検査部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の三針寸法測定装置。
3. 前記抽出部は、前記ねじ部の端部を特徴部分として抽出することを特徴とする請求項１又は２に記載の三針寸法測定装置。
4. 前記測定台は、前記ゲージに含まれる第１のゲージ及び第2のゲージを保持する第１保持部と、前記ゲージに含まれる第３のゲージを保持するとともに、前記第１保持部との間に前記ウォーム歯車が供給された状態で、前記第１保持部に対して相対的に接近及び離間可能に設けられた第２保持部と、を含むことを特徴する請求項１から３のいずれか１項に記載の三針寸法測定装置。
5. 前記第１保持部を第1基準部に固定する固定具と、前記第２保持部を第2基準部に固定する固定具とを、さらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の三針寸法測定装置。
6. 前記調整部は、前記ウォーム歯車の端部を把持する把持部と、当該把持部によって把持した前記ウォーム歯車を軸線回りに回転させる回転部と、を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の三針寸法測定装置。
7. 前記ウォーム歯車を把持し、少なくとも前記抽出部が前記特徴部分を抽出する位置と、前記測定台とへ、前記ウォーム歯車を順次搬送する搬送部を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の三針寸法測定装置。
8. 前記搬送部は、回転テーブル上に設けられ、前記抽出部が前記特徴部分を抽出する位置と、前記測定台は、それぞれ前記回転テーブルの周囲に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の三針寸法測定装置。
9. 三針寸法の測定対象となるウォーム歯車の外形上の特徴部分を抽出する抽出工程と、
   前記ウォーム歯車を前記特徴部分が所定位置に配置された状態に調整する調整工程と、
   前記調整工程において状態が調整された前記ウォーム歯車を、第１のゲージを保持する第１保持部と、第２のゲージ及び第３のゲージを保持するとともに、前記第１保持部に対して相対的に接近及び離間可能に設けられた第２保持部との間に供給する工程と、
   前記ウォーム歯車の三針寸法を測定する測定工程と、
   を含むことを特徴とする三針寸法測定方法。
   

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