JP2004012048A - クリーン組立モジュール装置およびこれにより構成した生産システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークの組立、加工、搬送等を行う作業領域におけるクリーン度を確保する。
【解決手段】装置上部にクリーンエア発生手段２を備える。装置上部側から作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂ、機構部領域Ｃを有するように構成される。作業領域Ａの外周はクリーン領域遮蔽壁３によって遮蔽され、作業領域Ａとクリーンエア停留排気領域Ｂとは複数の小孔を備えた隔壁４でその流体抵抗が管理される。作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂを経由して流れてきたエアは排気ファン５で装置外に排気される。作業領域Ａは陽圧とされ、機構部領域Ｃは作業領域Ａに対して減圧されている。クリーンエア停留排気領域Ｂの圧力は、作業領域Ａと機構部領域Ｃの中間の圧力となるように隔壁４の小孔と排気ファン５の回転速度とによって調整されている。
【選択図】 図１
【解決手段】装置上部にクリーンエア発生手段２を備える。装置上部側から作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂ、機構部領域Ｃを有するように構成される。作業領域Ａの外周はクリーン領域遮蔽壁３によって遮蔽され、作業領域Ａとクリーンエア停留排気領域Ｂとは複数の小孔を備えた隔壁４でその流体抵抗が管理される。作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂを経由して流れてきたエアは排気ファン５で装置外に排気される。作業領域Ａは陽圧とされ、機構部領域Ｃは作業領域Ａに対して減圧されている。クリーンエア停留排気領域Ｂの圧力は、作業領域Ａと機構部領域Ｃの中間の圧力となるように隔壁４の小孔と排気ファン５の回転速度とによって調整されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーン組立モジュール装置およびこれにより構成した生産システムに関する。さらに詳述すると、本発明は、クリーン環境下においてワークに対する作業を行うクリーン組立モジュール装置、その中でも特にワークの組立、加工、搬送等を行う作業領域におけるクリーン度を確保するための構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーン環境下においてワークの組立、加工、搬送等の作業を行うためクリーン組立モジュール装置が利用されている。クリーン組立モジュール装置としては、例えば外壁となる遮蔽壁によって覆われさらにシーリングが施されることによって装置外部と遮蔽され、フィルタを通したクリーンエアを送風して装置内部とくに作業領域の雰囲気をクリーンに保つようにしたものなどがある。
【０００３】
また、このようなクリーン組立モジュール装置を複数連結し、各モジュールにてワークに対する工程を順次流れ作業的に行うようにした生産システムも利用されている。例えば、これら複数のクリーン組立モジュール装置を接続路で接続した生産システムは小型でありかつ高い自由度が得られるなど優れた特長を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のクリーン組立モジュール装置が連結されてなる生産システムでは、あるクリーン組立モジュール装置において何らかの原因で汚染が発生した場合、汚染が当該クリーン組立モジュール装置内に留まらずに接続されている他のクリーン組立モジュール装置に伝播するおそれがある。
【０００５】
また、クリーン組立モジュール装置における作業領域が他のモジュールの作業領域と接続される場合、その接続路はできるだけ小径とされてはいるものの、作業領域のスペースに対する比率としてはかなり広くなっていることから、作業領域のみでなく接続部におけるクリーン度をも確保する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ワークの組立、加工、搬送等を行う作業領域におけるクリーン度を確保できるようにしたクリーン組立モジュール装置およびこれにより構成した生産システム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】
かかる目的を達成するため本発明者は種々検討し、その結果、単体のクリーン組立モジュール装置において作業領域内をクリーンに保つために好適な構造として、塵埃が作業領域に侵入し難く尚かつ侵入した場合にも速やかに作業領域から排出できる構造を知見するに至り、さらに、これらクリーン組立モジュール装置を接続する場合において作業領域でのクリーン度を確保するのに好適な接続構造を知見するに至った。
【０００８】
本願発明はかかる知見に基づきなされたもので、請求項１記載の発明は、ワークに対して作業をおこなうクリーン組立モジュール装置において、該クリーン組立モジュール装置は、装置上部にクリーンエア発生手段を備えるとともに装置上部側から作業領域、クリーンエア停留排気領域、機構部領域を有するように構成され、作業領域の外周はクリーン領域遮蔽壁によって遮蔽されており、作業領域とクリーンエア停留排気領域とは複数の小孔を備えた隔壁でその流体抵抗が管理されており、機構部領域には排気ファンを有し、作業領域、クリーンエア停留排気領域を経由して流れてきたエアを装置外に排気し、作業領域をクリーンエア発生手段により陽圧に管理するとともに、機構部領域は作業領域に対して減圧されており、クリーンエア停留排気領域の圧力が、作業領域と機構部領域の中間の圧力となるように隔壁の小孔と排気ファンの回転速度とによって調整されていることを特徴としている。
【０００９】
このクリーン組立モジュール装置では、クリーンエア発生手段から発生し作業領域へと流れるクリーンエアに対し、複数の小孔を備えた隔壁が流れ抵抗となって一部を差し止め作業領域内に滞留させる。このため、作業領域の内部圧力（さらにはクリーンエア停留排気領域における圧力）が機構部領域あるいは装置外部に比べて高い陽圧状態となり、外部からクリーン度の低いつまり塵埃が多いエアが流れ込むのが防止されることによって作業領域内におけるクリーン度が保たれる。しかも、作業領域内に入り込んだ塵埃あるいはこの作業領域内で発生することのある塵埃は隔壁の小孔から機構部領域側へと排出することができる。
【００１０】
また、このような構造のクリーン組立モジュール装置の場合、作業領域内の圧力とクリーンエアの流量は独立に制御可能な事が望ましい。例えば汚染の発生が予想されるモジュールにおいては、非接続状態での圧力は他のモジュールより低めに設定される事が汚染の伝播防止の観点より重要である。しかしながら、汚染発生の可能性が高いモジュールにおいてはそのクリーン化の為、クリーンエアの流量を多く設定する事が望ましい。
【００１１】
請求項２記載の発明は、クリーン組立モジュール装置の作業領域には、ワークの組立、加工、搬送等の作業を行う作業機構が設けられているものである。この場合、作業領域内で作業機構が動作しワークの搬送等を行う。
【００１２】
この場合の作業機構は、請求項３記載の発明のように、その一部がクリーンエア停留排気領域を貫通して機構部領域に進入する機構であることが好ましい。こうした場合、搬送等に必要な機構のみを作業領域内に設ける一方で、駆動に必要な機構や駆動源等は機構部領域に設けるというように塵埃の発生しやすい部分を作業領域の外部に設けることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、ワークを搬入、搬出するための搬送手段を具備し、この搬送手段がクリーン領域遮蔽壁を貫通するとともに、作業領域は、搬送手段が貫通し、外部との接続を可能とする貫通部を具備することを特徴とするものである。この場合、クリーン領域遮蔽壁を貫通する搬送手段によってワークを一方側の貫通部から作業領域へと搬入し、他方側の貫通部から搬出することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、貫通部は少なくとも１個所であることを特徴とするものである。この場合、貫通部のいずれかから作業領域へとワークを搬入し、貫通部から搬出することができる。
【００１５】
貫通部が２個所以上設けられている場合にはそのうち２個所は、請求項６記載の発明のように、ワークがクリーン組立モジュール装置内を直線的に搬送されることを可能とするように設置されていることが好ましい。この場合、これら２個所の貫通部の一方から他方へと続く直線的な搬送手段を設け、ワーク（特に各種部品が取り付けられる基部となるメインワーク）を直線的に搬送することが可能となる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、作業領域はメンテナンス用の扉を有し、この扉はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択できることを特徴とするものである。この場合、例えばクリーン組立モジュール装置内でワーク搬送パレットあるいは作業機構などが止まったというような事態が生じた場合に早急に対応し処理することが可能である。しかも、この扉はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択可能であるから、作業をより容易にしうる点、さらには不必要に広く開口部を開けることで作業領域等に塵埃が進入するのを防止しうる点で好ましい。
【００１７】
請求項８記載の発明の生産システムは、請求項４に記載のクリーン組立モジュール装置を複数有するとともに、クリーン組立モジュール装置は、搬送手段によるワークの搬入、搬出が可能となるように、貫通部を接続することによって他のクリーン組立モジュール装置と連結され、接続は、コの字型の封部材が貫通部の鍔部に嵌合して貫通部の間を封止することによりおこなわれることを特徴とするものである。この場合、外部との接続を可能とする貫通部どうしを接続することによってクリーン組立モジュール装置を連結し、ワークの組立等の作業が行われる生産システムを構築することができる。しかも、コの字型の封部材が貫通部の鍔部に嵌合して貫通部の間を封止するので、生産システムが構築された後においても、連結される各クリーン組立モジュール装置の内部のクリーン度とくに作業領域におけるクリーン度が担保される。
【００１８】
また、請求項１１記載の生産システムは、請求項４に記載のクリーン組立モジュール装置を複数有するとともに、クリーン組立モジュール装置は、搬送手段によるワークの搬入、搬出が可能となるように、貫通部と搬送手段を収容するトンネルとを接続することによって他のクリーン組立モジュール装置と連結され、接続は、コの字型の封部材が貫通部の鍔部とトンネルとに嵌合して貫通部とトンネルとの間を封止することによりおこなわれることを特徴としている。この場合、外部との接続を可能とする貫通部どうしをトンネルを介在させて接続することによってクリーン組立モジュール装置を連結し、ワークの組立等の作業が行われる生産システムを構築することができる。しかも、コの字型の封部材が貫通部の鍔部とトンネル端部とに嵌合して封止するので、生産システムが構築された後においても、連結される各クリーン組立モジュール装置の内部のクリーン度とくに作業領域におけるクリーン度が担保される。
【００１９】
また、請求項８あるいは請求項１１記載の生産システムにおいては、請求項９または請求項１２に記載のように、コの字型の封部材と貫通部の鍔部との間に、ゲル状の封止材料が塗布されていることが好ましい。これにより、封止がより確実となり接続部分の隙間からエアが漏れるのを防止することができる。
【００２０】
さらに、請求項８あるいは請求項１１記載の生産システムにおいては、請求項１０または請求項１３に記載のように、コの字型の封部材の取付状態は、コの字型の開放部が下方向を向いていることが好ましい。こうした場合、解放部が下向きとなることから、塵埃はこの解放部から作業領域内に侵入し難い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１〜図６に、本発明の一実施形態を示す。本発明にかかるクリーン組立モジュール装置１はワーク１４に対して組立、加工等の作業をおこなう装置で、装置上部にクリーンエア発生手段２を備えるとともに装置上部側から作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂ、機構部領域Ｃを有するように構成されている。また、このクリーン組立モジュール装置１は外壁となる遮蔽壁により覆われさらにシーリングが施されることによって装置外部と遮蔽されている。
【００２３】
クリーンエア発生手段２は作業領域Ａにクリーンエアを供給する手段で、図１に示すように作業領域Ａを形成するクリーン領域遮蔽壁３の上部に取り付けられ作業領域Ａの上部からクリーンエアをダウンフローさせる。特に詳しくは図示していないがクリーンエア発生手段２は送風ファンと塵埃を濾すフィルタとを備えている。
【００２４】
作業領域Ａはワーク１４の組立、加工等の作業を清浄雰囲気内で行うためのクリーンな領域であり、本実施形態の場合、その外周をクリーン領域遮蔽壁３で囲われて外部から遮蔽されているとともに、下側を通気可能な隔壁４によって仕切られている。また、作業領域Ａの上側にはこの作業領域Ａにクリーンエアを供給する上述のクリーンエア発生手段２が設けられている。
【００２５】
隔壁４は複数の小孔が設けられた領域間における仕切りで、例えば本実施形態の場合はパンチメタルが隔壁４として作業領域Ａと機構部領域Ｃとを区切る（あるいは作業領域Ａとクリーンエア停留排気領域Ｂとを区切る）ように設けられている（以下、「パンチメタル４」と呼ぶ）。このパンチメタル４は、ダウンフローしたクリーンエアの流れを一部差し止める抵抗となって作業領域Ａ内に滞留させ、一部を小孔から機構部領域Ｃ側へ排気するように作用する。このため、このパンチメタル４によれば流体抵抗の管理をすること、すなわち、ダウンフローするクリーンエアの抵抗となって作業領域Ａ内をその外圧よりも僅かに高い適度な圧力とするとともに、機構部領域Ｃ側への適度な流量が確保されるようにし、作業領域Ａを作業に適した状態に管理することが可能である。これにより、本実施形態のクリーン組立モジュール装置１では、パンチメタル４によってクリーンエアの流れを一部差し止めて滞留させることにより機構部領域Ｃあるいは装置外部に比べて作業領域Ａ内が陽圧（外気圧（具体的には大気圧）よりも圧力が高い状態）に保たれている。この場合、クリーン度が要求される作業領域Ａ内に外部からクリーン度の低い（つまり塵埃が多い）エアが流れ込むのが防止されるので塵埃等が入り込み難い。また、作業領域Ａ内に入り込んでしまった塵埃あるいはこの作業領域Ａ内で発生することのある塵埃はパンチメタル４の小孔を通り抜けて機構部領域Ｃ側へ排出される。
【００２６】
また、以上のような構造から、このクリーン組立モジュール装置１では、特にパンチメタル４の開口率とクリーンエア発生手段２のファン回転速度が作業領域Ａ内の圧力を定める大きな要因となる。すなわち、パンチメタル４の開口率が小さく、クリーンエア発生手段２よる送風量が多ければ作業領域Ａ内はより陽圧となる一方、これと逆であれば作業領域Ａ内はそれほど陽圧とはならない。本実施形態では、これらを適宜調整して作業領域Ａが適正な範囲内で陽圧となるように管理している。なお、パンチメタル４の開口率とは小孔の大きさと数に応じて変化するパンチメタル４全体に対する小孔の占める率であるが、同じ開口率であっても、小孔を設ける位置を変えたり場所によって密度を変えたりすればクリーンエアの流れに影響を与えて圧力を変化させる要因ともなりうるので、パンチメタル４の開口率というときにはこれらの位置や密度の差異を含む場合があるものとする。
【００２７】
なお、本実施形態のクリーン組立モジュール装置１におけるパンチメタル４は通気用の小孔以外に、ワーク１４の組立等を行う機構１３の一部を通過させるための通過孔４ａを有している（図２参照）。通過孔４ａは、例えば機構１３が旋回運動のみ行う軸を備えたものである場合にはこの軸を通過させるだけの丸孔で足りるし、機構１３が水平に移動する場合にはこの動きに沿って形成された長孔（通路）となる。本実施形態の場合は、機構１３を構成するシャフト１５を一定ストロークで直線運動させることから、この通過孔４ａを長孔としている。このような構造のクリーン組立モジュール装置１では、機構１３の本体は機構部領域Ｃ内に位置し、機構１３のシャフト１５から上の部分のみが作業領域Ａ内に位置していることから、機構１３が動作したときに発生することのある塵埃が作業領域Ａ内に入り込むことなく排気ファン５によって排出され、肝心の領域である作業領域Ａのクリーン度に与える影響が皆無である。
【００２８】
クリーンエア停留排気領域Ｂは、作業領域Ａよりも下（本実施形態の場合であればパンチメタル４よりも下）であって、発塵源となる駆動源３４等が位置する機構部領域Ｃよりも上となる領域である。作業領域Ａ内を流れ降りたクリーンエアの一部はパンチメタル４の小孔を通過してこのクリーンエア停留排気領域Ｂ側へ排気される。本実施形態では、このクリーンエア停留排気領域Ｂにおける圧力の大きさが作業領域Ａと機構部領域Ｃの圧力の中間程度となるようにパンチメタル４の開口率と排気ファン５の回転速度を調整して管理している。この排気ファン５はクリーンエア流による圧力と流量を独立に制御するために制御され、例えば要求される流量が大きく、かつ要求される作業領域Ａの圧力が低い場合、排気ファン５の回転数を上げる事が機構領域部Ｃを減圧し、さらには作業領域Ａの圧力も低めに設定でき、かつクリーンエアの流量を大きくする事ができる。つまり、本実施形態においては作業領域Ａの流量をクリーンエア発生手段２で制御し、作業領域Ａの圧力は排気ファン５で制御するというように、作業領域Ａの流量と圧力とを別々のパラメータとして独立に制御できるようにしている。例えば、作業領域Ａ内の流量を増やすことによって塵埃をクリーンエア停留排気領域Ｂ以降に排出しやすくすることができるが、流量増加に伴い圧力が上昇してしまうと塵埃が隣のクリーン組立モジュール装置１にまで流れてしまうおそれが生じるので排気ファン５で圧力を調整することによってこのような事態を避けることが可能となる。要するに、流量を増やす一方で圧力増加は抑えることによって塵埃を排出しやすい環境とすることができる。
【００２９】
機構部領域Ｃは機構１３の本体が設けられる領域で、ワーク１４の組立、加工等の作業をするロボット等の機構１３の本体とその駆動源などを収容している。この機構部領域Ｃの圧力は作業領域Ａの圧力に比べて低くなっており、作業領域Ａからこの機構部領域Ｃにエアが流れ込むがこの機構部領域Ｃから作業領域Ａへはエアが逆流しないようになっている。この機構部領域Ｃの側部等には排気ファン５が設けられており、作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂを経由して機構部領域Ｃに流れ込んだエアを機外に排気し、これにより機構部領域Ｃ内を負圧に保っている。また、この排気ファン５による排気作用によってクリーン組立モジュール装置１内におけるクリーンエアの流れが形成されており、塵埃がクリーン組立モジュール装置１内に入り込み難くなっている。また、モジュール装置１内に入り込んでしまった塵埃あるいはモジュール装置１内で発生することのある塵埃をこの排気ファン５によって外部に吹き出すことができる。
【００３０】
機構１３は例えばワーク１４の組立等をするロボットであり、機構１３の本体や駆動源等が機構部領域Ｃ内に設けられるとともに、作業領域Ａにはワーク１４の組立、加工、搬送等の作業を行う部分（以下、この部分を「作業機構６」と呼ぶ）が設けられている。この作業機構６は、その一部（具体的にはこの作業機構６と機構１３とを連結するシャフト１５）がクリーンエア停留排気領域Ｂを貫通して機構部領域Ｃに進入している。
【００３１】
ここで、本実施形態における機構１３について説明する。機構１３は、部品等をメインワーク（各種部品が取り付けられる基部となるワーク）１４上に取り付けるために所定の位置まで運ぶためのロボットで、旋回可能なアーム１６の先端に設けられたエアチャック１７によって部品等を吸引して所定の位置（メインワーク１４上の取付位置あるいはその近傍位置）に運ぶようにしている。アーム１６は、回転可能なシャフト１５の上端から側方に延びるように取り付けられておりこのシャフト１５が回転するのに伴い旋回する。さらに、このシャフト１５は上述したように水平方向へ一定ストロークで直線運動可能に設けられている（図２参照）。また本実施形態ではシャフト１５として中空形状のものを用いている。なお、図２においてシャフト１５の回転中心軸は符号Ｒで示されている。本実施形態では、シャフト１５をベアリング１８，１９で昇降可能に支持するとともに、シャフト１５のベアリング１９よりも下部分の周囲にねじ部を設け、このねじ部と噛み合う雌ねじを内周に有する回転筒３７をこのねじ部の周囲に設けている（図２参照）。回転筒３７はベアリング４７によって回転可能かつ軸方向へは移動しないように支持されている。回転筒３７の周りにはこの回転筒３７を回転させるプーリ２２が固着されている。このプーリ２２と、昇降用のモータ２０の軸に取り付けられたプーリ２１との間にはタイミングベルト２３が掛け渡されている。モータ２０を駆動してプーリ２１，２２を回転させると、これに伴い回転筒３７が回転し、噛み合うねじの作用によってシャフト１５が昇降する。また、ベアリング１８はシャフト１５を回転可能かつ軸滑り可能に支持する軸受であり、水平スライド時にシャフト１５に作用するモーメントや慣性を均等にするようシャフト１５の軸方向中間付近を支持している。ベアリング１９はシャフトガイド部１８とシャフトガイド部１８よりも下方側の位置を支承している。なお、本実施形態のシャフトガイド部１８は、シャフト１５を貫通させる旋回駆動装置４２の中空部分にフランジ部が引っ掛かるまで嵌め合わせられ、この旋回駆動装置４２と一体的とされている。
【００３２】
さらに本実施形態のクリーン組立モジュール装置１においては、アーム１６を旋回させるためのシャフト旋回ガイド４０、旋回片４１、旋回駆動装置４２が設けられている。旋回駆動装置４２はシャフト旋回ガイド４０と旋回片４１を介してシャフト１５を所定量回転させるモータなどの駆動源（以下「旋回モータ４２」という）である。シャフト旋回ガイド４０はシャフト１５の途中に設けられた大径部であり、シャフト１５に対し回転不可能なように一体化されている。旋回片４１はシャフト１５と同心円上を回転する例えば半円筒形状の部材で、内面側にシャフト旋回ガイド４０の側縁と係合する溝部を有している。この溝部はシャフト１５の軸方向に延びる溝からなり、シャフト旋回ガイド４０が垂直方向に移動するのを許容するが自由な回転は規制する。また旋回片４１の上部側には旋回モータ４２が設けられており、この旋回モータ４２を駆動することによって旋回片４１を回転させ、この旋回片４１を介してシャフト旋回ガイド４０およびシャフト１５を同量回転させ、旋回アーム１６を旋回させることができる。なお、このようにシャフト旋回ガイド４０を回転させた場合、シャフト１５が同量回転すると同時に回転筒３７に対し相対回転してその分だけ昇降することになるので、回転筒３７を同量回転させ相対回転量を相殺することによってシャフト１５を昇降させずに回転のみさせることができる。
【００３３】
さらに本実施形態では、このシャフト１５とモータ２０等を一体として直線移動させるリニアモータとリニアガイド２４を設け、リニア駆動することによってシャフト１５を水平方向に直線移動させている。例えば本実施形態のシャフト１５は図２に示すように一定ストローク範囲内で移動可能で、直線移動と回転運動とを組み合わせることによって図３に一点鎖線で示す長円の範囲内でエアチャック１７を移動させることができる。したがって、この範囲内で部品等のワーク１４を自由に移動させることができる。また、このシャフト１５とアーム１６にはアーム１６の先端のエアチャック１７まで連通する通気路が設けられ、さらにシャフト１５の基端部にはこの通気路内の空気を吸い込み負圧にする例えばエアコンプレッサなどの吸気手段２５が設けられている。
【００３４】
さらに、本実施形態の作業機構６はエアチャック１７を回転させるための手段、具体的にはシャフト１５の上端に配置されたモータ２６、このモータ２６と同軸のプーリ２７、アーム１６の先端で回転可能なエアチャック１７と同軸のプーリ２８、そしてこれらプーリ２７，２８に掛け渡されたタイミングベルト２９からなる回転手段を有している。また、エアチャック１７は回転軸４３に取り付けられることによって回転可能とされている。これにより、本実施形態の作業機構６は部品等を運ぶときにエアチャック１７を回転させてその向きを適宜修正し、メインワーク１４上に正しく取り付けることができる。回転軸４３の中心軸は図２において符号Ｓで示されている。なお、図２に示しているように、エアチャック１７から発生することのある塵埃を吸入して作業領域Ａに塵埃が舞い降りないようにするための塵埃吸入孔３０がアーム１６の下部であってエアチャック１７の近傍となる位置に設けられている。
【００３５】
また、クリーン組立モジュール装置１は作業領域Ａにワーク１４を搬入しまたはこの作業領域Ａからワーク１４を搬出するための搬送手段７、例えばワーク１４を搬送するワーク搬送パレット１２を案内するための搬送レールを備える（図３参照）。本実施形態の場合、クリーン組立モジュール装置１の作業領域Ａに、この搬送手段７が貫通し外部との接続を可能とする貫通部８が設けられている。貫通部８は４個所に設けられており、このうち２個所は、メインワーク１４がクリーン組立モジュール装置１内を直線的に搬送されることを可能とするようにクリーン領域遮蔽壁３の対向する位置に設けられ、作業領域Ａ内を真っ直ぐ通過する直線の搬送手段７（図中符号７ａで示す）が設けられる（図３参照）。他方、残りの２個所の貫通部８は同じクリーン領域遮蔽壁３に並んで配置され、それぞれ異なる搬送手段７ｂ，７ｃを通過させている。これら搬送手段７ｂ，７ｃは主にメインワーク１４に組み付けられる部品等のワーク１４の搬送路となるもので、図示するように直線搬送手段７ａに直交するように設けられるとともに、この直線搬送手段７ａに突き当たる前に行き止まりとなるように設けられている。なお、図３において、エアチャック１７によって部品等が吸い上げられる領域およびこの部品等がメインワーク１４に取り付けられる領域を斜線で示している。
【００３６】
また本実施形態における貫通部８は、その周囲の縁がクリーン領域遮蔽壁３の壁面よりも外側に突出するように設けられており（本明細書ではこの突出部分を「鍔部」と呼び、符号８ａを付して表す）、この鍔部８ａを利用して貫通部８どうしを接続することにより隣り合うクリーン組立モジュール装置１を連結できるようにしている。この場合、複数のクリーン組立モジュール装置１を連結することによって生産システムを形成することができるとともに、複数のクリーン組立モジュール装置１の貫通部８を貫通する搬送手段７を設けることにより各クリーン組立モジュール装置１へ順次ワーク１４を搬入しあるいは搬出することができる。また、この場合において各クリーン組立モジュール装置１は作業領域Ａ内のクリーン度や圧力を保持しうるように密封状態で接続されている必要があり、貫通部８の間を封止する接続手段が適宜設けられる。例えば本実施形態の場合は、このような接続手段として各貫通部８の鍔部８ａに嵌合してこれらの間を封止するコの字型の封部材１０を設け、これによりクリーン組立モジュール装置１を外部から密封された状態で連結している（図４、図５参照）。この場合、各クリーン組立モジュール装置１の作業領域Ａ内が陽圧に保持されていることから、両側のクリーン組立モジュール装置１からこの連結部分にエアが流れ込み（図５参照）、鍔部８ａの各辺のうちコの字型の封部材１０によって囲われていない解放部から流れ出す。なお、封部材１０はコの字型の開放部が下方向を向くように鍔部８ａの上側から取り付けられることが好ましい。こうした場合、解放部が下向きとなることから、塵埃はこの解放部から作業領域Ａ内に侵入し難い。また、このようなコの字型の封部材１０を取り付けるに際しては、封部材１０と鍔部８ａとの間に例えばゲル状の封止材料を塗布するなどして封止を確実にするなど、これらの間からエアが漏れるのを防止するための手段を講じておくことが更に好ましい。
【００３７】
なお、ここではクリーン組立モジュール装置１どうしを貫通部８の鍔部８ａによって直接連結するようにした場合について説明したが、これらの間に筒状の部材など他の部材を介在させるようにしても構わない。例えば図６に示すクリーン組立モジュール装置１は、貫通部８と他の貫通部８との間に介在するトンネル１１によって他のクリーン組立モジュール装置１と連結されている。トンネル１１は、その両端をそれぞれ貫通部８の鍔部８ａに接続されるとともに、各接続部分に嵌合する上述と同様のコの字型の封部材１０によって封止されている。トンネル１１はその内部に搬送手段７を収容しかつワーク搬送パレット１２が通過可能な大きさに形成されている。なお、封部材１０と鍔部８ａとの間、及び封部材１０とトンネル１１との間の接合部分にゲル状の封止材料が塗布されていることが好ましい点、封部材１０はコの字型の開放部が下向きとなるように取り付けられていることが好ましい点は上述の場合と同様である。
【００３８】
さらに本実施形態の場合、メンテナンス用の扉９が、作業者等がこの扉９を開けることによって作業領域Ａの内部を点検できるようにクリーン領域遮蔽壁３に設けられている。これにより、例えばクリーン組立モジュール装置１内でワーク搬送パレット１２あるいは作業機構６などが止まったというような事態が生じた場合に早急に対応し処理することが可能となる。また、この扉９はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択できるものであることが作業をより容易にしうる点、さらには不必要に広く開口部を開けることで作業領域Ａ等に塵埃が進入するのを防止しうる点で好ましい。開口面積を複数選択可能とする態様には、例えば１つの扉９のみによって開口面積を変えられるようにした態様のみならず、開口面積の異なる数個の扉９を設けておき必要に応じて扉９を適宜選択できるようにした態様が含まれる。
【００３９】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述の実施形態では、クリーン組立モジュール装置１を貫通する搬送手段７（７ａ）あるいはこの装置内で行き止まる搬送手段７（７ｂ，７ｃ）が設けられたクリーン組立モジュール装置１について説明したが、搬送手段７としてはこれらのような単純なレールのみならず、その途中にターンテーブル等の変換装置を備えることによりワーク搬送パレット１２の搬送路を変換できるようにした生産システムが使用されることがあるので、以下で、このような生産システムにおけるクリーン組立モジュール装置１の一形態であるトンネル１１の構造について説明する（図７等参照）。
【００４０】
図７〜図９に示す生産システムにおける搬送手段７は、その途中にスライド式搬送路変換装置３１およびターンテーブル式搬送路変換装置３２を備えることによってワーク搬送パレット１２の搬送路を変更できるようにしたものだが、これら各変換装置３１，３２はトンネル１１等の内部における発塵源となりうるものであるから、上述した実施形態と同様、作業領域Ａ内のクリーン度を保つため何らかの対策を講じる必要がある。
【００４１】
図７〜図９に示す生産システム中におけるトンネル１１では、クリーンエア発生手段２がトンネル１１の上部の上部隔壁３３の上側に設置され、さらに複数の小孔を有する下部隔壁４が搬送手段７の下方に設置されている。さらにこのトンネル１１はその外周を覆うクリーン領域遮蔽壁３によって外部から遮蔽されている。上部隔壁３３から下部隔壁４までが作業領域Ａに該当する領域（以下単に作業領域Ａと呼ぶ）となっている。下部隔壁４は複数の小孔を備えた例えばパンチメタルあるいはグレーティングなどの隔壁であり、上述の実施形態と同様、ダウンフローするクリーンエアの抵抗となって作業領域Ａ内を外圧よりも僅かに高い適度な圧力に保ち、かつ小孔からの適度な流出量を確保して作業領域Ａ内のエアのクリーン度と流れとを管理する。
【００４２】
また、このトンネル１１内には、スライド式搬送路変換装置３１あるいはターンテーブル式搬送路変換装置３２を駆動するための駆動源３４が設けられている。これら駆動源３４が設けられた領域は上述の実施形態における機構部領域Ｃに該当する。したがってこの実施形態におけるトンネル１１においては、作業領域Ａの一部と機構部領域Ｃとが重なり合っている。
【００４３】
このような構成において、作業領域Ａを含むトンネル１１内はその外部よりも陽圧に保持され、かつクリーンエアがトンネル１１内で上から下へ流れるように下部隔壁４の開口率と排気ファン（本実施形態では図示省略）の回転速度とによって管理されている。またこのトンネル１１では、ワーク１４を載せたワーク搬送パレット１２は発塵源となる駆動源３４より上にあり、したがってクリーンエア発生手段２より下向きに吹き出したクリーンエアはまずワーク１４およびワーク搬送パレット１２に当たり、その後その下方の搬送手段７、スライド式搬送路変換装置３１、ターンテーブル式搬送路変換装置３２の周囲を通り小孔の開いた下部隔壁４よりトンネル１１の外部に排気される。これにより、発塵源をその中にもつ閉鎖的なトンネル１１内でも、クリーン化が必要なワーク搬送パレット１２上のワーク１４にはなんら塵埃がつくこと無くトンネル１１内を搬送できる。この場合、塵埃を抑えるという点では、機構部領域Ｃに配置される機構（ユニット）は上から順に搬送手段７、駆動源３４と発塵が多い順に設置されることが好ましい。
【００４４】
以上のようなトンネル１１は、上述した実施形態のクリーン組立モジュール装置１間に設置されて生産システムを構成する。トンネル１１は、上述のクリーン組立モジュール装置１と同様、側壁等にメンテナンス用の扉９を有していることが好ましい。
【００４５】
なお、ターンテーブル式搬送路変換装置３２上の回転する搬送手段（レール）７は、発塵が生じないよう隣合う固定側の搬送手段（レール）７との干渉を避けたものであり、その上で両者間の隙間Ｘが極力小さいものであることが好ましい。これにより、ワーク搬送パレット１２が両搬送手段７の間を滑らかに乗り移ることが可能となる。例えば本実施形態の場合、図１０、図１１に示すように搬送手段７の角を面取りすることによりレール隙間Ｘ２を面取りしない場合のレール隙間Ｘ１（図１４、図１５参照）よりも小さくしている。また、図１２、図１３に示すように底面のないレールからなる搬送手段７に適用する場合、レール隙間Ｘ３をレール隙間Ｘ２よりもさらに小さくすることが可能となる。
【００４６】
また、図１６に示すように、トンネル１１の上部隔壁３３から下方に一定距離離れた位置に微細なメッシュをもつフィルムや布あるいはパンチングメタル等からなる別の隔壁３５を設置するようにしてもよい。この場合、クリーンエア発生手段２から吹き出したクリーンエアをトンネル１１内において広範囲にかつ均等に拡げることができる。
【００４７】
さらに、上述の実施形態では、クリーン組立モジュール装置１は装置上部にクリーンエア発生手段２を備えるとともに装置上部側から作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂ、機構部領域Ｃを有するように構成されているが、クリーン組立モジュール装置１の側面にクリーンエア発生手段２を備え、クリーンエア発生手段２側から作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂ、機構部領域Ｃを有するようにクリーン組立モジュール装置１を構成しても、上述の実施形態と同様に作業領域Ａを陽圧状態にすることにより作業領域Ａのクリーン度が保たれ、作業領域Ａ内に入り込んだ塵埃あるいは作業領域Ａ内で発生することのある塵埃をパンチメタル４の小孔から機構部領域Ｃ側へと排出することができる。
【００４８】
続いて、本発明の更に別の実施形態を示す。以下では、ターンテーブル等の変換装置を備えることによりワーク搬送パレット１２の搬送路を変換できるようにしたクリーン組立モジュール装置１におけるトンネル１１の更に別の構造を説明する（図１７等参照）。
【００４９】
図１７〜図２０に示すトンネル１１は、トンネル１１の上部に設置されたクリーンエア発生手段２、上部隔壁３３、下部隔壁４とで構成され、作業領域Ａと機構部領域Ｃとを有するとともに、外周を覆うクリーン領域遮蔽壁３によって外部と遮断されている。作業領域Ａと機構部領域Ｃとはパンチメタル等の孔の空いた下部隔壁４で区分され、それぞれ流体抵抗が管理されている（図１８参照）。また大きな発塵源である駆動源３４はトンネル１１の外（例えば下部隔壁４の下側）に設置される。このような構成においてトンネル１１内は上述のクリーンエア発生手段２によりトンネル１１外部に対して陽圧に管理され、かつクリーンエアはトンネル１１内で上から下への流れを持つように下部隔壁４の開口率と排気ファン５の回転速度とで管理される。また、ワーク１４を載せたワーク搬送パレット１２は搬送手段７より上にあり、従ってクリーンエア発生手段２より下向きに吹き出したクリーンエアはまずワーク１４とワーク搬送パレット１２にあたりその後、その下方の搬送手段７の周りを通り、孔のあいた下部隔壁４よりトンネル１１の外部に排気される。これにより、回転する装置（スライド式搬送路変換装置３１）あるいはスライドする装置（ターンテーブル式搬送路変換装置３２）の一部をその中にもつ閉鎖的なトンネル１１内であっても、クリーン化が必要なワーク搬送パレット１２上のワーク１４にはなんら塵埃がつくことなくトンネル１１内を搬送できる。
【００５０】
なお、ここで示す実施形態では、クリーン組立モジュール装置１はトンネル１１の端部において接続される。また、ここでは特に図示しないがトンネル１１のクリーン隔壁遮蔽壁３にはメンテナンス用の扉が設けられている。また、ターンテーブル式搬送路変換装置３２の搬送手段（レール）７の端面には上述した実施形態の場合と同様に面取りが施されており、これにより、隣の固定側搬送手段（レール）７との干渉により発塵させずにかつ、両者間のレール隙間Ｘ２を極力小さくしてワーク搬送パレット１２が滑らかに乗り移りすることができる。面取りがない場合のレール隙間Ｘ１はレール隙間Ｘ２より大きくなる。さらに、図１２、図１３に示したような底面のない搬送手段７のレール隙間Ｘ３はＸ２よりさらに小さくなり、ワーク搬送パレット１２の乗り移り時の滑らかさの点で更に有利となる。さらに図２０に示すように、クリーンエア発生手段２より吹き出したクリーンエアをトンネル１１内で充分広範囲かつ均等なダウンフローを生成することを目的として、トンネル１１の上部隔壁３３から一定距離離れた下側位置に微細なメッシュをもつフィルム、布等またはパンチングメタル等の隔壁３５を設置することも好ましい。
【００５１】
さらに、クリーン組立モジュール装置１の同一モジュール内にワーク搬送パレット１２の搬送手段（レール）７を並列に２列以上設置するようにしてもよい（図２１参照）。作業領域Ａ内に接近して設置された２本以上の複数の搬送手段７はワーク搬送パレット１２の往路あるいは復路としてどのように使用しても良い。例えば符号７ｄで示す搬送手段を往路、符号７ｅで示す搬送手段を復路にする場合、スライド式搬送路変換装置３１と共に設置することにより搬送手段７ｄにワーク搬送パレット１２がある時、バイパスとして搬送手段７ｅを使用する事ができる。これら搬送手段７ｄ，７ｅは同一モジュール内にあり従って上部のクリーンエア発生手段２からのクリーンエアは全ての搬送手段７ａ，７ｂにあたりクリーン度が保たれる。これにより、同一クリーン度を維持しつつコンパクトかつ安価でタクト（作業時間）短縮可能なクリーン組立モジュール装置１が構成できる。なお、搬送手段７の個数は２個のみならず３個以上でも同様な効果をもたらす。また、発塵源となる駆動源３４ばモジュール外に設置し、締結板３６はクリーン領域遮蔽壁３に設けられた逃げ孔３８を通して搬送手段７と接続されている。このように、スライド式搬送路切換装置３１により２本以上の搬送手段７に対してワーク搬送パレット１２を移し換える事ができる構造がクリーン度を維持しつつコンパクトな構造を実現する。なお、符号３９はカバーを示している。駆動源３４をステッピングモータ等の位置制御できるものとすれば搬送手段７が３本以上である場合にも対応できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載のクリーン組立モジュール装置によると、クリーンエア発生手段から発生し作業領域へと流れるクリーンエアに対し、複数の小孔を備えた隔壁で一部を差し止め作業領域内に滞留させ、作業領域の内部圧力を機構部領域あるいは装置外部に比べて高い陽圧状態とすることができる。このため、外部からクリーン度の低いエアが流れ込むのを防止し、作業領域内におけるクリーン度を保つことができる。しかも、作業領域内に入り込んだ塵埃あるいはこの作業領域内で発生することのある塵埃は隔壁の小孔から機構部領域側へと速やかに排出することもできる。
【００５３】
また、このようなクリーン組立モジュール装置では、特に隔壁における小孔の開口率とクリーンエア発生手段のファン回転速度とが作業領域内の圧力を定める大きな要因となることから、これらを適宜調整して作業領域が適正範囲内で陽圧となるようにし、尚かつクリーンエアがクリーンエア発生手段側から機構部領域側へと流れるように管理することが可能となる。
【００５４】
請求項２記載のクリーン組立モジュール装置によると、作業領域に設けられた作業機構によって作業領域内のクリーン度を保ちながらワークの組立、加工、搬送等の作業を行うことができる。
【００５５】
請求項３記載のクリーン組立モジュール装置によると、搬送等に必要な機構のみを作業領域内に設ける一方で駆動に必要な機構や駆動源等は機構部領域に設けるというように、塵埃の発生しやすい部分を作業領域の外部に設けることによって作業領域におけるクリーン度を保ちながら作業をすることができる。
【００５６】
請求項４記載のクリーン組立モジュール装置によると、クリーン領域遮蔽壁を貫通する搬送手段によってワークを一方側の貫通部から作業領域へと搬入し、他方側の貫通部から搬出することができる。
【００５７】
請求項５記載のクリーン組立モジュール装置によると、少なくとも１個所に設けられた貫通部から作業領域へとワークを搬入し、貫通部から搬出することができる。
【００５８】
請求項６記載のクリーン組立モジュール装置によると、貫通部が２個所以上設けられておりそのうちの２個所の貫通部の一方から他方へと続く直線的な搬送手段を設け、ワーク特に各種部品が取り付けられる基部となるメインワークを直線的に搬送することができる。
【００５９】
請求項７記載のクリーン組立モジュール装置によると、例えばクリーン組立モジュール装置内でワーク搬送パレットあるいは作業機構などが止まったというような事態が生じた場合に早急に対応し処理することが可能である。しかも、この扉はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択可能であるから、作業をより容易にしうる点、さらには不必要に広く開口部を開けることで作業領域等に塵埃が進入するのを防止しうる点で好ましい。
【００６０】
また、請求項８記載の生産システムによると、外部との接続を可能とする貫通部どうしを接続することによってクリーン組立モジュール装置を連結してワークの組立等の作業が行われるシステムを構築することができる。しかも、コの字型の封部材が貫通部の鍔部に嵌合して貫通部の間を封止するので、生産システムが構築された後においても、連結される各クリーン組立モジュール装置の内部のクリーン度とくに作業領域におけるクリーン度が担保される。
【００６１】
請求項１１記載の生産システムによると、外部との接続を可能とする貫通部どうしをトンネルを介在させて接続することによってクリーン組立モジュール装置を連結し、ワークの組立等の作業が行われるシステムを構築することができる。しかも、コの字型の封部材が貫通部の鍔部とトンネル端部とに嵌合して封止するので、生産システムが構築された後においても、連結される各クリーン組立モジュール装置の内部のクリーン度とくに作業領域におけるクリーン度が担保される。
【００６２】
請求項９または請求項１２に記載の生産システムによると、コの字型の封部材と貫通部の鍔部との間に、ゲル状の封止材料が塗布することによって封止をより確実なものとし、接続部分の隙間からエアが漏れるのを防止することができる。
【００６３】
さらに請求項１０または請求項１３に記載の生産システムによると、コの字型の封部材をコの字型の開放部が下を向くようにして取り付け解放部が下向きとなるようにしているので塵埃がこの解放部から作業領域内に侵入し難い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクリーン組立モジュール装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】クリーン組立モジュール装置の内部構造の一例を示す縦断面図である。
【図３】貫通部と搬送手段とが設けられたクリーン組立モジュール装置の概略を示す平面図である。
【図４】貫通部に設けられた鍔部の構造と封部材の形状例とを示す斜視図である。
【図５】接続された貫通部の鍔部およびこの鍔部に嵌合した封部材を示す部分断面図である。
【図６】トンネルを介して接続された貫通部の鍔部およびこの鍔部とトンネルとに嵌合した封部材を示す部分断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。スライド式搬送路変換装置およびターンテーブル式搬送路変換装置を備えたトンネルの構造を示す。
【図８】トンネルのスライド式搬送路変換装置の周辺の構造を示す図である。
【図９】トンネルのターンテーブル式搬送路変換装置の周辺の構造を示す図である。
【図１０】角を面取りした搬送手段（レール）を示す部分斜視図である。
【図１１】搬送手段の角を面取りした場合のレール隙間Ｘ２を示す部分平面図である。
【図１２】角を面取りした底面のない搬送手段を示す部分斜視図である。
【図１３】底面のない搬送手段の角を面取りした場合のレール隙間Ｘ３を示す部分平面図である。
【図１４】面取りされていない搬送手段を参考として示す部分斜視図である。
【図１５】面取りされていない場合のレール隙間Ｘ１を参考として示す部分平面図である。
【図１６】内部に別の隔壁が設置されたトンネルの構造を示す図である。
【図１７】本発明の更に他の実施形態を示す斜視図で、スライド式搬送路変換装置およびターンテーブル式搬送路変換装置を備えたトンネルの構造を示す。
【図１８】本発明の他の実施形態におけるトンネルのスライド式搬送路変換装置の周辺の構造を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施形態におけるトンネルのターンテーブル式搬送路変換装置の周辺の構造を示す図である。
【図２０】本発明の他の実施形態において内部に別の隔壁が設置されたトンネルの構造を示す図である。
【図２１】同一モジュール内に搬送手段（レール）を並列に設置した形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ クリーン組立モジュール装置
２ クリーンエア発生手段
３ クリーン領域遮蔽壁
４ パンチメタル（隔壁）
５ 排気ファン
６ 作業機構
７ 搬送手段
８ 貫通部
８ａ 鍔部
９ 扉
１０ 封部材
１１ トンネル
１２ ワーク搬送パレット
１３ 機構
１４ ワーク
Ａ 作業領域
Ｂ クリーンエア停留排気領域
Ｃ 機構部領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーン組立モジュール装置およびこれにより構成した生産システムに関する。さらに詳述すると、本発明は、クリーン環境下においてワークに対する作業を行うクリーン組立モジュール装置、その中でも特にワークの組立、加工、搬送等を行う作業領域におけるクリーン度を確保するための構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーン環境下においてワークの組立、加工、搬送等の作業を行うためクリーン組立モジュール装置が利用されている。クリーン組立モジュール装置としては、例えば外壁となる遮蔽壁によって覆われさらにシーリングが施されることによって装置外部と遮蔽され、フィルタを通したクリーンエアを送風して装置内部とくに作業領域の雰囲気をクリーンに保つようにしたものなどがある。
【０００３】
また、このようなクリーン組立モジュール装置を複数連結し、各モジュールにてワークに対する工程を順次流れ作業的に行うようにした生産システムも利用されている。例えば、これら複数のクリーン組立モジュール装置を接続路で接続した生産システムは小型でありかつ高い自由度が得られるなど優れた特長を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のクリーン組立モジュール装置が連結されてなる生産システムでは、あるクリーン組立モジュール装置において何らかの原因で汚染が発生した場合、汚染が当該クリーン組立モジュール装置内に留まらずに接続されている他のクリーン組立モジュール装置に伝播するおそれがある。
【０００５】
また、クリーン組立モジュール装置における作業領域が他のモジュールの作業領域と接続される場合、その接続路はできるだけ小径とされてはいるものの、作業領域のスペースに対する比率としてはかなり広くなっていることから、作業領域のみでなく接続部におけるクリーン度をも確保する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ワークの組立、加工、搬送等を行う作業領域におけるクリーン度を確保できるようにしたクリーン組立モジュール装置およびこれにより構成した生産システム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】
かかる目的を達成するため本発明者は種々検討し、その結果、単体のクリーン組立モジュール装置において作業領域内をクリーンに保つために好適な構造として、塵埃が作業領域に侵入し難く尚かつ侵入した場合にも速やかに作業領域から排出できる構造を知見するに至り、さらに、これらクリーン組立モジュール装置を接続する場合において作業領域でのクリーン度を確保するのに好適な接続構造を知見するに至った。
【０００８】
本願発明はかかる知見に基づきなされたもので、請求項１記載の発明は、ワークに対して作業をおこなうクリーン組立モジュール装置において、該クリーン組立モジュール装置は、装置上部にクリーンエア発生手段を備えるとともに装置上部側から作業領域、クリーンエア停留排気領域、機構部領域を有するように構成され、作業領域の外周はクリーン領域遮蔽壁によって遮蔽されており、作業領域とクリーンエア停留排気領域とは複数の小孔を備えた隔壁でその流体抵抗が管理されており、機構部領域には排気ファンを有し、作業領域、クリーンエア停留排気領域を経由して流れてきたエアを装置外に排気し、作業領域をクリーンエア発生手段により陽圧に管理するとともに、機構部領域は作業領域に対して減圧されており、クリーンエア停留排気領域の圧力が、作業領域と機構部領域の中間の圧力となるように隔壁の小孔と排気ファンの回転速度とによって調整されていることを特徴としている。
【０００９】
このクリーン組立モジュール装置では、クリーンエア発生手段から発生し作業領域へと流れるクリーンエアに対し、複数の小孔を備えた隔壁が流れ抵抗となって一部を差し止め作業領域内に滞留させる。このため、作業領域の内部圧力（さらにはクリーンエア停留排気領域における圧力）が機構部領域あるいは装置外部に比べて高い陽圧状態となり、外部からクリーン度の低いつまり塵埃が多いエアが流れ込むのが防止されることによって作業領域内におけるクリーン度が保たれる。しかも、作業領域内に入り込んだ塵埃あるいはこの作業領域内で発生することのある塵埃は隔壁の小孔から機構部領域側へと排出することができる。
【００１０】
また、このような構造のクリーン組立モジュール装置の場合、作業領域内の圧力とクリーンエアの流量は独立に制御可能な事が望ましい。例えば汚染の発生が予想されるモジュールにおいては、非接続状態での圧力は他のモジュールより低めに設定される事が汚染の伝播防止の観点より重要である。しかしながら、汚染発生の可能性が高いモジュールにおいてはそのクリーン化の為、クリーンエアの流量を多く設定する事が望ましい。
【００１１】
請求項２記載の発明は、クリーン組立モジュール装置の作業領域には、ワークの組立、加工、搬送等の作業を行う作業機構が設けられているものである。この場合、作業領域内で作業機構が動作しワークの搬送等を行う。
【００１２】
この場合の作業機構は、請求項３記載の発明のように、その一部がクリーンエア停留排気領域を貫通して機構部領域に進入する機構であることが好ましい。こうした場合、搬送等に必要な機構のみを作業領域内に設ける一方で、駆動に必要な機構や駆動源等は機構部領域に設けるというように塵埃の発生しやすい部分を作業領域の外部に設けることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、ワークを搬入、搬出するための搬送手段を具備し、この搬送手段がクリーン領域遮蔽壁を貫通するとともに、作業領域は、搬送手段が貫通し、外部との接続を可能とする貫通部を具備することを特徴とするものである。この場合、クリーン領域遮蔽壁を貫通する搬送手段によってワークを一方側の貫通部から作業領域へと搬入し、他方側の貫通部から搬出することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、貫通部は少なくとも１個所であることを特徴とするものである。この場合、貫通部のいずれかから作業領域へとワークを搬入し、貫通部から搬出することができる。
【００１５】
貫通部が２個所以上設けられている場合にはそのうち２個所は、請求項６記載の発明のように、ワークがクリーン組立モジュール装置内を直線的に搬送されることを可能とするように設置されていることが好ましい。この場合、これら２個所の貫通部の一方から他方へと続く直線的な搬送手段を設け、ワーク（特に各種部品が取り付けられる基部となるメインワーク）を直線的に搬送することが可能となる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、作業領域はメンテナンス用の扉を有し、この扉はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択できることを特徴とするものである。この場合、例えばクリーン組立モジュール装置内でワーク搬送パレットあるいは作業機構などが止まったというような事態が生じた場合に早急に対応し処理することが可能である。しかも、この扉はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択可能であるから、作業をより容易にしうる点、さらには不必要に広く開口部を開けることで作業領域等に塵埃が進入するのを防止しうる点で好ましい。
【００１７】
請求項８記載の発明の生産システムは、請求項４に記載のクリーン組立モジュール装置を複数有するとともに、クリーン組立モジュール装置は、搬送手段によるワークの搬入、搬出が可能となるように、貫通部を接続することによって他のクリーン組立モジュール装置と連結され、接続は、コの字型の封部材が貫通部の鍔部に嵌合して貫通部の間を封止することによりおこなわれることを特徴とするものである。この場合、外部との接続を可能とする貫通部どうしを接続することによってクリーン組立モジュール装置を連結し、ワークの組立等の作業が行われる生産システムを構築することができる。しかも、コの字型の封部材が貫通部の鍔部に嵌合して貫通部の間を封止するので、生産システムが構築された後においても、連結される各クリーン組立モジュール装置の内部のクリーン度とくに作業領域におけるクリーン度が担保される。
【００１８】
また、請求項１１記載の生産システムは、請求項４に記載のクリーン組立モジュール装置を複数有するとともに、クリーン組立モジュール装置は、搬送手段によるワークの搬入、搬出が可能となるように、貫通部と搬送手段を収容するトンネルとを接続することによって他のクリーン組立モジュール装置と連結され、接続は、コの字型の封部材が貫通部の鍔部とトンネルとに嵌合して貫通部とトンネルとの間を封止することによりおこなわれることを特徴としている。この場合、外部との接続を可能とする貫通部どうしをトンネルを介在させて接続することによってクリーン組立モジュール装置を連結し、ワークの組立等の作業が行われる生産システムを構築することができる。しかも、コの字型の封部材が貫通部の鍔部とトンネル端部とに嵌合して封止するので、生産システムが構築された後においても、連結される各クリーン組立モジュール装置の内部のクリーン度とくに作業領域におけるクリーン度が担保される。
【００１９】
また、請求項８あるいは請求項１１記載の生産システムにおいては、請求項９または請求項１２に記載のように、コの字型の封部材と貫通部の鍔部との間に、ゲル状の封止材料が塗布されていることが好ましい。これにより、封止がより確実となり接続部分の隙間からエアが漏れるのを防止することができる。
【００２０】
さらに、請求項８あるいは請求項１１記載の生産システムにおいては、請求項１０または請求項１３に記載のように、コの字型の封部材の取付状態は、コの字型の開放部が下方向を向いていることが好ましい。こうした場合、解放部が下向きとなることから、塵埃はこの解放部から作業領域内に侵入し難い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１〜図６に、本発明の一実施形態を示す。本発明にかかるクリーン組立モジュール装置１はワーク１４に対して組立、加工等の作業をおこなう装置で、装置上部にクリーンエア発生手段２を備えるとともに装置上部側から作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂ、機構部領域Ｃを有するように構成されている。また、このクリーン組立モジュール装置１は外壁となる遮蔽壁により覆われさらにシーリングが施されることによって装置外部と遮蔽されている。
【００２３】
クリーンエア発生手段２は作業領域Ａにクリーンエアを供給する手段で、図１に示すように作業領域Ａを形成するクリーン領域遮蔽壁３の上部に取り付けられ作業領域Ａの上部からクリーンエアをダウンフローさせる。特に詳しくは図示していないがクリーンエア発生手段２は送風ファンと塵埃を濾すフィルタとを備えている。
【００２４】
作業領域Ａはワーク１４の組立、加工等の作業を清浄雰囲気内で行うためのクリーンな領域であり、本実施形態の場合、その外周をクリーン領域遮蔽壁３で囲われて外部から遮蔽されているとともに、下側を通気可能な隔壁４によって仕切られている。また、作業領域Ａの上側にはこの作業領域Ａにクリーンエアを供給する上述のクリーンエア発生手段２が設けられている。
【００２５】
隔壁４は複数の小孔が設けられた領域間における仕切りで、例えば本実施形態の場合はパンチメタルが隔壁４として作業領域Ａと機構部領域Ｃとを区切る（あるいは作業領域Ａとクリーンエア停留排気領域Ｂとを区切る）ように設けられている（以下、「パンチメタル４」と呼ぶ）。このパンチメタル４は、ダウンフローしたクリーンエアの流れを一部差し止める抵抗となって作業領域Ａ内に滞留させ、一部を小孔から機構部領域Ｃ側へ排気するように作用する。このため、このパンチメタル４によれば流体抵抗の管理をすること、すなわち、ダウンフローするクリーンエアの抵抗となって作業領域Ａ内をその外圧よりも僅かに高い適度な圧力とするとともに、機構部領域Ｃ側への適度な流量が確保されるようにし、作業領域Ａを作業に適した状態に管理することが可能である。これにより、本実施形態のクリーン組立モジュール装置１では、パンチメタル４によってクリーンエアの流れを一部差し止めて滞留させることにより機構部領域Ｃあるいは装置外部に比べて作業領域Ａ内が陽圧（外気圧（具体的には大気圧）よりも圧力が高い状態）に保たれている。この場合、クリーン度が要求される作業領域Ａ内に外部からクリーン度の低い（つまり塵埃が多い）エアが流れ込むのが防止されるので塵埃等が入り込み難い。また、作業領域Ａ内に入り込んでしまった塵埃あるいはこの作業領域Ａ内で発生することのある塵埃はパンチメタル４の小孔を通り抜けて機構部領域Ｃ側へ排出される。
【００２６】
また、以上のような構造から、このクリーン組立モジュール装置１では、特にパンチメタル４の開口率とクリーンエア発生手段２のファン回転速度が作業領域Ａ内の圧力を定める大きな要因となる。すなわち、パンチメタル４の開口率が小さく、クリーンエア発生手段２よる送風量が多ければ作業領域Ａ内はより陽圧となる一方、これと逆であれば作業領域Ａ内はそれほど陽圧とはならない。本実施形態では、これらを適宜調整して作業領域Ａが適正な範囲内で陽圧となるように管理している。なお、パンチメタル４の開口率とは小孔の大きさと数に応じて変化するパンチメタル４全体に対する小孔の占める率であるが、同じ開口率であっても、小孔を設ける位置を変えたり場所によって密度を変えたりすればクリーンエアの流れに影響を与えて圧力を変化させる要因ともなりうるので、パンチメタル４の開口率というときにはこれらの位置や密度の差異を含む場合があるものとする。
【００２７】
なお、本実施形態のクリーン組立モジュール装置１におけるパンチメタル４は通気用の小孔以外に、ワーク１４の組立等を行う機構１３の一部を通過させるための通過孔４ａを有している（図２参照）。通過孔４ａは、例えば機構１３が旋回運動のみ行う軸を備えたものである場合にはこの軸を通過させるだけの丸孔で足りるし、機構１３が水平に移動する場合にはこの動きに沿って形成された長孔（通路）となる。本実施形態の場合は、機構１３を構成するシャフト１５を一定ストロークで直線運動させることから、この通過孔４ａを長孔としている。このような構造のクリーン組立モジュール装置１では、機構１３の本体は機構部領域Ｃ内に位置し、機構１３のシャフト１５から上の部分のみが作業領域Ａ内に位置していることから、機構１３が動作したときに発生することのある塵埃が作業領域Ａ内に入り込むことなく排気ファン５によって排出され、肝心の領域である作業領域Ａのクリーン度に与える影響が皆無である。
【００２８】
クリーンエア停留排気領域Ｂは、作業領域Ａよりも下（本実施形態の場合であればパンチメタル４よりも下）であって、発塵源となる駆動源３４等が位置する機構部領域Ｃよりも上となる領域である。作業領域Ａ内を流れ降りたクリーンエアの一部はパンチメタル４の小孔を通過してこのクリーンエア停留排気領域Ｂ側へ排気される。本実施形態では、このクリーンエア停留排気領域Ｂにおける圧力の大きさが作業領域Ａと機構部領域Ｃの圧力の中間程度となるようにパンチメタル４の開口率と排気ファン５の回転速度を調整して管理している。この排気ファン５はクリーンエア流による圧力と流量を独立に制御するために制御され、例えば要求される流量が大きく、かつ要求される作業領域Ａの圧力が低い場合、排気ファン５の回転数を上げる事が機構領域部Ｃを減圧し、さらには作業領域Ａの圧力も低めに設定でき、かつクリーンエアの流量を大きくする事ができる。つまり、本実施形態においては作業領域Ａの流量をクリーンエア発生手段２で制御し、作業領域Ａの圧力は排気ファン５で制御するというように、作業領域Ａの流量と圧力とを別々のパラメータとして独立に制御できるようにしている。例えば、作業領域Ａ内の流量を増やすことによって塵埃をクリーンエア停留排気領域Ｂ以降に排出しやすくすることができるが、流量増加に伴い圧力が上昇してしまうと塵埃が隣のクリーン組立モジュール装置１にまで流れてしまうおそれが生じるので排気ファン５で圧力を調整することによってこのような事態を避けることが可能となる。要するに、流量を増やす一方で圧力増加は抑えることによって塵埃を排出しやすい環境とすることができる。
【００２９】
機構部領域Ｃは機構１３の本体が設けられる領域で、ワーク１４の組立、加工等の作業をするロボット等の機構１３の本体とその駆動源などを収容している。この機構部領域Ｃの圧力は作業領域Ａの圧力に比べて低くなっており、作業領域Ａからこの機構部領域Ｃにエアが流れ込むがこの機構部領域Ｃから作業領域Ａへはエアが逆流しないようになっている。この機構部領域Ｃの側部等には排気ファン５が設けられており、作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂを経由して機構部領域Ｃに流れ込んだエアを機外に排気し、これにより機構部領域Ｃ内を負圧に保っている。また、この排気ファン５による排気作用によってクリーン組立モジュール装置１内におけるクリーンエアの流れが形成されており、塵埃がクリーン組立モジュール装置１内に入り込み難くなっている。また、モジュール装置１内に入り込んでしまった塵埃あるいはモジュール装置１内で発生することのある塵埃をこの排気ファン５によって外部に吹き出すことができる。
【００３０】
機構１３は例えばワーク１４の組立等をするロボットであり、機構１３の本体や駆動源等が機構部領域Ｃ内に設けられるとともに、作業領域Ａにはワーク１４の組立、加工、搬送等の作業を行う部分（以下、この部分を「作業機構６」と呼ぶ）が設けられている。この作業機構６は、その一部（具体的にはこの作業機構６と機構１３とを連結するシャフト１５）がクリーンエア停留排気領域Ｂを貫通して機構部領域Ｃに進入している。
【００３１】
ここで、本実施形態における機構１３について説明する。機構１３は、部品等をメインワーク（各種部品が取り付けられる基部となるワーク）１４上に取り付けるために所定の位置まで運ぶためのロボットで、旋回可能なアーム１６の先端に設けられたエアチャック１７によって部品等を吸引して所定の位置（メインワーク１４上の取付位置あるいはその近傍位置）に運ぶようにしている。アーム１６は、回転可能なシャフト１５の上端から側方に延びるように取り付けられておりこのシャフト１５が回転するのに伴い旋回する。さらに、このシャフト１５は上述したように水平方向へ一定ストロークで直線運動可能に設けられている（図２参照）。また本実施形態ではシャフト１５として中空形状のものを用いている。なお、図２においてシャフト１５の回転中心軸は符号Ｒで示されている。本実施形態では、シャフト１５をベアリング１８，１９で昇降可能に支持するとともに、シャフト１５のベアリング１９よりも下部分の周囲にねじ部を設け、このねじ部と噛み合う雌ねじを内周に有する回転筒３７をこのねじ部の周囲に設けている（図２参照）。回転筒３７はベアリング４７によって回転可能かつ軸方向へは移動しないように支持されている。回転筒３７の周りにはこの回転筒３７を回転させるプーリ２２が固着されている。このプーリ２２と、昇降用のモータ２０の軸に取り付けられたプーリ２１との間にはタイミングベルト２３が掛け渡されている。モータ２０を駆動してプーリ２１，２２を回転させると、これに伴い回転筒３７が回転し、噛み合うねじの作用によってシャフト１５が昇降する。また、ベアリング１８はシャフト１５を回転可能かつ軸滑り可能に支持する軸受であり、水平スライド時にシャフト１５に作用するモーメントや慣性を均等にするようシャフト１５の軸方向中間付近を支持している。ベアリング１９はシャフトガイド部１８とシャフトガイド部１８よりも下方側の位置を支承している。なお、本実施形態のシャフトガイド部１８は、シャフト１５を貫通させる旋回駆動装置４２の中空部分にフランジ部が引っ掛かるまで嵌め合わせられ、この旋回駆動装置４２と一体的とされている。
【００３２】
さらに本実施形態のクリーン組立モジュール装置１においては、アーム１６を旋回させるためのシャフト旋回ガイド４０、旋回片４１、旋回駆動装置４２が設けられている。旋回駆動装置４２はシャフト旋回ガイド４０と旋回片４１を介してシャフト１５を所定量回転させるモータなどの駆動源（以下「旋回モータ４２」という）である。シャフト旋回ガイド４０はシャフト１５の途中に設けられた大径部であり、シャフト１５に対し回転不可能なように一体化されている。旋回片４１はシャフト１５と同心円上を回転する例えば半円筒形状の部材で、内面側にシャフト旋回ガイド４０の側縁と係合する溝部を有している。この溝部はシャフト１５の軸方向に延びる溝からなり、シャフト旋回ガイド４０が垂直方向に移動するのを許容するが自由な回転は規制する。また旋回片４１の上部側には旋回モータ４２が設けられており、この旋回モータ４２を駆動することによって旋回片４１を回転させ、この旋回片４１を介してシャフト旋回ガイド４０およびシャフト１５を同量回転させ、旋回アーム１６を旋回させることができる。なお、このようにシャフト旋回ガイド４０を回転させた場合、シャフト１５が同量回転すると同時に回転筒３７に対し相対回転してその分だけ昇降することになるので、回転筒３７を同量回転させ相対回転量を相殺することによってシャフト１５を昇降させずに回転のみさせることができる。
【００３３】
さらに本実施形態では、このシャフト１５とモータ２０等を一体として直線移動させるリニアモータとリニアガイド２４を設け、リニア駆動することによってシャフト１５を水平方向に直線移動させている。例えば本実施形態のシャフト１５は図２に示すように一定ストローク範囲内で移動可能で、直線移動と回転運動とを組み合わせることによって図３に一点鎖線で示す長円の範囲内でエアチャック１７を移動させることができる。したがって、この範囲内で部品等のワーク１４を自由に移動させることができる。また、このシャフト１５とアーム１６にはアーム１６の先端のエアチャック１７まで連通する通気路が設けられ、さらにシャフト１５の基端部にはこの通気路内の空気を吸い込み負圧にする例えばエアコンプレッサなどの吸気手段２５が設けられている。
【００３４】
さらに、本実施形態の作業機構６はエアチャック１７を回転させるための手段、具体的にはシャフト１５の上端に配置されたモータ２６、このモータ２６と同軸のプーリ２７、アーム１６の先端で回転可能なエアチャック１７と同軸のプーリ２８、そしてこれらプーリ２７，２８に掛け渡されたタイミングベルト２９からなる回転手段を有している。また、エアチャック１７は回転軸４３に取り付けられることによって回転可能とされている。これにより、本実施形態の作業機構６は部品等を運ぶときにエアチャック１７を回転させてその向きを適宜修正し、メインワーク１４上に正しく取り付けることができる。回転軸４３の中心軸は図２において符号Ｓで示されている。なお、図２に示しているように、エアチャック１７から発生することのある塵埃を吸入して作業領域Ａに塵埃が舞い降りないようにするための塵埃吸入孔３０がアーム１６の下部であってエアチャック１７の近傍となる位置に設けられている。
【００３５】
また、クリーン組立モジュール装置１は作業領域Ａにワーク１４を搬入しまたはこの作業領域Ａからワーク１４を搬出するための搬送手段７、例えばワーク１４を搬送するワーク搬送パレット１２を案内するための搬送レールを備える（図３参照）。本実施形態の場合、クリーン組立モジュール装置１の作業領域Ａに、この搬送手段７が貫通し外部との接続を可能とする貫通部８が設けられている。貫通部８は４個所に設けられており、このうち２個所は、メインワーク１４がクリーン組立モジュール装置１内を直線的に搬送されることを可能とするようにクリーン領域遮蔽壁３の対向する位置に設けられ、作業領域Ａ内を真っ直ぐ通過する直線の搬送手段７（図中符号７ａで示す）が設けられる（図３参照）。他方、残りの２個所の貫通部８は同じクリーン領域遮蔽壁３に並んで配置され、それぞれ異なる搬送手段７ｂ，７ｃを通過させている。これら搬送手段７ｂ，７ｃは主にメインワーク１４に組み付けられる部品等のワーク１４の搬送路となるもので、図示するように直線搬送手段７ａに直交するように設けられるとともに、この直線搬送手段７ａに突き当たる前に行き止まりとなるように設けられている。なお、図３において、エアチャック１７によって部品等が吸い上げられる領域およびこの部品等がメインワーク１４に取り付けられる領域を斜線で示している。
【００３６】
また本実施形態における貫通部８は、その周囲の縁がクリーン領域遮蔽壁３の壁面よりも外側に突出するように設けられており（本明細書ではこの突出部分を「鍔部」と呼び、符号８ａを付して表す）、この鍔部８ａを利用して貫通部８どうしを接続することにより隣り合うクリーン組立モジュール装置１を連結できるようにしている。この場合、複数のクリーン組立モジュール装置１を連結することによって生産システムを形成することができるとともに、複数のクリーン組立モジュール装置１の貫通部８を貫通する搬送手段７を設けることにより各クリーン組立モジュール装置１へ順次ワーク１４を搬入しあるいは搬出することができる。また、この場合において各クリーン組立モジュール装置１は作業領域Ａ内のクリーン度や圧力を保持しうるように密封状態で接続されている必要があり、貫通部８の間を封止する接続手段が適宜設けられる。例えば本実施形態の場合は、このような接続手段として各貫通部８の鍔部８ａに嵌合してこれらの間を封止するコの字型の封部材１０を設け、これによりクリーン組立モジュール装置１を外部から密封された状態で連結している（図４、図５参照）。この場合、各クリーン組立モジュール装置１の作業領域Ａ内が陽圧に保持されていることから、両側のクリーン組立モジュール装置１からこの連結部分にエアが流れ込み（図５参照）、鍔部８ａの各辺のうちコの字型の封部材１０によって囲われていない解放部から流れ出す。なお、封部材１０はコの字型の開放部が下方向を向くように鍔部８ａの上側から取り付けられることが好ましい。こうした場合、解放部が下向きとなることから、塵埃はこの解放部から作業領域Ａ内に侵入し難い。また、このようなコの字型の封部材１０を取り付けるに際しては、封部材１０と鍔部８ａとの間に例えばゲル状の封止材料を塗布するなどして封止を確実にするなど、これらの間からエアが漏れるのを防止するための手段を講じておくことが更に好ましい。
【００３７】
なお、ここではクリーン組立モジュール装置１どうしを貫通部８の鍔部８ａによって直接連結するようにした場合について説明したが、これらの間に筒状の部材など他の部材を介在させるようにしても構わない。例えば図６に示すクリーン組立モジュール装置１は、貫通部８と他の貫通部８との間に介在するトンネル１１によって他のクリーン組立モジュール装置１と連結されている。トンネル１１は、その両端をそれぞれ貫通部８の鍔部８ａに接続されるとともに、各接続部分に嵌合する上述と同様のコの字型の封部材１０によって封止されている。トンネル１１はその内部に搬送手段７を収容しかつワーク搬送パレット１２が通過可能な大きさに形成されている。なお、封部材１０と鍔部８ａとの間、及び封部材１０とトンネル１１との間の接合部分にゲル状の封止材料が塗布されていることが好ましい点、封部材１０はコの字型の開放部が下向きとなるように取り付けられていることが好ましい点は上述の場合と同様である。
【００３８】
さらに本実施形態の場合、メンテナンス用の扉９が、作業者等がこの扉９を開けることによって作業領域Ａの内部を点検できるようにクリーン領域遮蔽壁３に設けられている。これにより、例えばクリーン組立モジュール装置１内でワーク搬送パレット１２あるいは作業機構６などが止まったというような事態が生じた場合に早急に対応し処理することが可能となる。また、この扉９はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択できるものであることが作業をより容易にしうる点、さらには不必要に広く開口部を開けることで作業領域Ａ等に塵埃が進入するのを防止しうる点で好ましい。開口面積を複数選択可能とする態様には、例えば１つの扉９のみによって開口面積を変えられるようにした態様のみならず、開口面積の異なる数個の扉９を設けておき必要に応じて扉９を適宜選択できるようにした態様が含まれる。
【００３９】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述の実施形態では、クリーン組立モジュール装置１を貫通する搬送手段７（７ａ）あるいはこの装置内で行き止まる搬送手段７（７ｂ，７ｃ）が設けられたクリーン組立モジュール装置１について説明したが、搬送手段７としてはこれらのような単純なレールのみならず、その途中にターンテーブル等の変換装置を備えることによりワーク搬送パレット１２の搬送路を変換できるようにした生産システムが使用されることがあるので、以下で、このような生産システムにおけるクリーン組立モジュール装置１の一形態であるトンネル１１の構造について説明する（図７等参照）。
【００４０】
図７〜図９に示す生産システムにおける搬送手段７は、その途中にスライド式搬送路変換装置３１およびターンテーブル式搬送路変換装置３２を備えることによってワーク搬送パレット１２の搬送路を変更できるようにしたものだが、これら各変換装置３１，３２はトンネル１１等の内部における発塵源となりうるものであるから、上述した実施形態と同様、作業領域Ａ内のクリーン度を保つため何らかの対策を講じる必要がある。
【００４１】
図７〜図９に示す生産システム中におけるトンネル１１では、クリーンエア発生手段２がトンネル１１の上部の上部隔壁３３の上側に設置され、さらに複数の小孔を有する下部隔壁４が搬送手段７の下方に設置されている。さらにこのトンネル１１はその外周を覆うクリーン領域遮蔽壁３によって外部から遮蔽されている。上部隔壁３３から下部隔壁４までが作業領域Ａに該当する領域（以下単に作業領域Ａと呼ぶ）となっている。下部隔壁４は複数の小孔を備えた例えばパンチメタルあるいはグレーティングなどの隔壁であり、上述の実施形態と同様、ダウンフローするクリーンエアの抵抗となって作業領域Ａ内を外圧よりも僅かに高い適度な圧力に保ち、かつ小孔からの適度な流出量を確保して作業領域Ａ内のエアのクリーン度と流れとを管理する。
【００４２】
また、このトンネル１１内には、スライド式搬送路変換装置３１あるいはターンテーブル式搬送路変換装置３２を駆動するための駆動源３４が設けられている。これら駆動源３４が設けられた領域は上述の実施形態における機構部領域Ｃに該当する。したがってこの実施形態におけるトンネル１１においては、作業領域Ａの一部と機構部領域Ｃとが重なり合っている。
【００４３】
このような構成において、作業領域Ａを含むトンネル１１内はその外部よりも陽圧に保持され、かつクリーンエアがトンネル１１内で上から下へ流れるように下部隔壁４の開口率と排気ファン（本実施形態では図示省略）の回転速度とによって管理されている。またこのトンネル１１では、ワーク１４を載せたワーク搬送パレット１２は発塵源となる駆動源３４より上にあり、したがってクリーンエア発生手段２より下向きに吹き出したクリーンエアはまずワーク１４およびワーク搬送パレット１２に当たり、その後その下方の搬送手段７、スライド式搬送路変換装置３１、ターンテーブル式搬送路変換装置３２の周囲を通り小孔の開いた下部隔壁４よりトンネル１１の外部に排気される。これにより、発塵源をその中にもつ閉鎖的なトンネル１１内でも、クリーン化が必要なワーク搬送パレット１２上のワーク１４にはなんら塵埃がつくこと無くトンネル１１内を搬送できる。この場合、塵埃を抑えるという点では、機構部領域Ｃに配置される機構（ユニット）は上から順に搬送手段７、駆動源３４と発塵が多い順に設置されることが好ましい。
【００４４】
以上のようなトンネル１１は、上述した実施形態のクリーン組立モジュール装置１間に設置されて生産システムを構成する。トンネル１１は、上述のクリーン組立モジュール装置１と同様、側壁等にメンテナンス用の扉９を有していることが好ましい。
【００４５】
なお、ターンテーブル式搬送路変換装置３２上の回転する搬送手段（レール）７は、発塵が生じないよう隣合う固定側の搬送手段（レール）７との干渉を避けたものであり、その上で両者間の隙間Ｘが極力小さいものであることが好ましい。これにより、ワーク搬送パレット１２が両搬送手段７の間を滑らかに乗り移ることが可能となる。例えば本実施形態の場合、図１０、図１１に示すように搬送手段７の角を面取りすることによりレール隙間Ｘ２を面取りしない場合のレール隙間Ｘ１（図１４、図１５参照）よりも小さくしている。また、図１２、図１３に示すように底面のないレールからなる搬送手段７に適用する場合、レール隙間Ｘ３をレール隙間Ｘ２よりもさらに小さくすることが可能となる。
【００４６】
また、図１６に示すように、トンネル１１の上部隔壁３３から下方に一定距離離れた位置に微細なメッシュをもつフィルムや布あるいはパンチングメタル等からなる別の隔壁３５を設置するようにしてもよい。この場合、クリーンエア発生手段２から吹き出したクリーンエアをトンネル１１内において広範囲にかつ均等に拡げることができる。
【００４７】
さらに、上述の実施形態では、クリーン組立モジュール装置１は装置上部にクリーンエア発生手段２を備えるとともに装置上部側から作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂ、機構部領域Ｃを有するように構成されているが、クリーン組立モジュール装置１の側面にクリーンエア発生手段２を備え、クリーンエア発生手段２側から作業領域Ａ、クリーンエア停留排気領域Ｂ、機構部領域Ｃを有するようにクリーン組立モジュール装置１を構成しても、上述の実施形態と同様に作業領域Ａを陽圧状態にすることにより作業領域Ａのクリーン度が保たれ、作業領域Ａ内に入り込んだ塵埃あるいは作業領域Ａ内で発生することのある塵埃をパンチメタル４の小孔から機構部領域Ｃ側へと排出することができる。
【００４８】
続いて、本発明の更に別の実施形態を示す。以下では、ターンテーブル等の変換装置を備えることによりワーク搬送パレット１２の搬送路を変換できるようにしたクリーン組立モジュール装置１におけるトンネル１１の更に別の構造を説明する（図１７等参照）。
【００４９】
図１７〜図２０に示すトンネル１１は、トンネル１１の上部に設置されたクリーンエア発生手段２、上部隔壁３３、下部隔壁４とで構成され、作業領域Ａと機構部領域Ｃとを有するとともに、外周を覆うクリーン領域遮蔽壁３によって外部と遮断されている。作業領域Ａと機構部領域Ｃとはパンチメタル等の孔の空いた下部隔壁４で区分され、それぞれ流体抵抗が管理されている（図１８参照）。また大きな発塵源である駆動源３４はトンネル１１の外（例えば下部隔壁４の下側）に設置される。このような構成においてトンネル１１内は上述のクリーンエア発生手段２によりトンネル１１外部に対して陽圧に管理され、かつクリーンエアはトンネル１１内で上から下への流れを持つように下部隔壁４の開口率と排気ファン５の回転速度とで管理される。また、ワーク１４を載せたワーク搬送パレット１２は搬送手段７より上にあり、従ってクリーンエア発生手段２より下向きに吹き出したクリーンエアはまずワーク１４とワーク搬送パレット１２にあたりその後、その下方の搬送手段７の周りを通り、孔のあいた下部隔壁４よりトンネル１１の外部に排気される。これにより、回転する装置（スライド式搬送路変換装置３１）あるいはスライドする装置（ターンテーブル式搬送路変換装置３２）の一部をその中にもつ閉鎖的なトンネル１１内であっても、クリーン化が必要なワーク搬送パレット１２上のワーク１４にはなんら塵埃がつくことなくトンネル１１内を搬送できる。
【００５０】
なお、ここで示す実施形態では、クリーン組立モジュール装置１はトンネル１１の端部において接続される。また、ここでは特に図示しないがトンネル１１のクリーン隔壁遮蔽壁３にはメンテナンス用の扉が設けられている。また、ターンテーブル式搬送路変換装置３２の搬送手段（レール）７の端面には上述した実施形態の場合と同様に面取りが施されており、これにより、隣の固定側搬送手段（レール）７との干渉により発塵させずにかつ、両者間のレール隙間Ｘ２を極力小さくしてワーク搬送パレット１２が滑らかに乗り移りすることができる。面取りがない場合のレール隙間Ｘ１はレール隙間Ｘ２より大きくなる。さらに、図１２、図１３に示したような底面のない搬送手段７のレール隙間Ｘ３はＸ２よりさらに小さくなり、ワーク搬送パレット１２の乗り移り時の滑らかさの点で更に有利となる。さらに図２０に示すように、クリーンエア発生手段２より吹き出したクリーンエアをトンネル１１内で充分広範囲かつ均等なダウンフローを生成することを目的として、トンネル１１の上部隔壁３３から一定距離離れた下側位置に微細なメッシュをもつフィルム、布等またはパンチングメタル等の隔壁３５を設置することも好ましい。
【００５１】
さらに、クリーン組立モジュール装置１の同一モジュール内にワーク搬送パレット１２の搬送手段（レール）７を並列に２列以上設置するようにしてもよい（図２１参照）。作業領域Ａ内に接近して設置された２本以上の複数の搬送手段７はワーク搬送パレット１２の往路あるいは復路としてどのように使用しても良い。例えば符号７ｄで示す搬送手段を往路、符号７ｅで示す搬送手段を復路にする場合、スライド式搬送路変換装置３１と共に設置することにより搬送手段７ｄにワーク搬送パレット１２がある時、バイパスとして搬送手段７ｅを使用する事ができる。これら搬送手段７ｄ，７ｅは同一モジュール内にあり従って上部のクリーンエア発生手段２からのクリーンエアは全ての搬送手段７ａ，７ｂにあたりクリーン度が保たれる。これにより、同一クリーン度を維持しつつコンパクトかつ安価でタクト（作業時間）短縮可能なクリーン組立モジュール装置１が構成できる。なお、搬送手段７の個数は２個のみならず３個以上でも同様な効果をもたらす。また、発塵源となる駆動源３４ばモジュール外に設置し、締結板３６はクリーン領域遮蔽壁３に設けられた逃げ孔３８を通して搬送手段７と接続されている。このように、スライド式搬送路切換装置３１により２本以上の搬送手段７に対してワーク搬送パレット１２を移し換える事ができる構造がクリーン度を維持しつつコンパクトな構造を実現する。なお、符号３９はカバーを示している。駆動源３４をステッピングモータ等の位置制御できるものとすれば搬送手段７が３本以上である場合にも対応できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載のクリーン組立モジュール装置によると、クリーンエア発生手段から発生し作業領域へと流れるクリーンエアに対し、複数の小孔を備えた隔壁で一部を差し止め作業領域内に滞留させ、作業領域の内部圧力を機構部領域あるいは装置外部に比べて高い陽圧状態とすることができる。このため、外部からクリーン度の低いエアが流れ込むのを防止し、作業領域内におけるクリーン度を保つことができる。しかも、作業領域内に入り込んだ塵埃あるいはこの作業領域内で発生することのある塵埃は隔壁の小孔から機構部領域側へと速やかに排出することもできる。
【００５３】
また、このようなクリーン組立モジュール装置では、特に隔壁における小孔の開口率とクリーンエア発生手段のファン回転速度とが作業領域内の圧力を定める大きな要因となることから、これらを適宜調整して作業領域が適正範囲内で陽圧となるようにし、尚かつクリーンエアがクリーンエア発生手段側から機構部領域側へと流れるように管理することが可能となる。
【００５４】
請求項２記載のクリーン組立モジュール装置によると、作業領域に設けられた作業機構によって作業領域内のクリーン度を保ちながらワークの組立、加工、搬送等の作業を行うことができる。
【００５５】
請求項３記載のクリーン組立モジュール装置によると、搬送等に必要な機構のみを作業領域内に設ける一方で駆動に必要な機構や駆動源等は機構部領域に設けるというように、塵埃の発生しやすい部分を作業領域の外部に設けることによって作業領域におけるクリーン度を保ちながら作業をすることができる。
【００５６】
請求項４記載のクリーン組立モジュール装置によると、クリーン領域遮蔽壁を貫通する搬送手段によってワークを一方側の貫通部から作業領域へと搬入し、他方側の貫通部から搬出することができる。
【００５７】
請求項５記載のクリーン組立モジュール装置によると、少なくとも１個所に設けられた貫通部から作業領域へとワークを搬入し、貫通部から搬出することができる。
【００５８】
請求項６記載のクリーン組立モジュール装置によると、貫通部が２個所以上設けられておりそのうちの２個所の貫通部の一方から他方へと続く直線的な搬送手段を設け、ワーク特に各種部品が取り付けられる基部となるメインワークを直線的に搬送することができる。
【００５９】
請求項７記載のクリーン組立モジュール装置によると、例えばクリーン組立モジュール装置内でワーク搬送パレットあるいは作業機構などが止まったというような事態が生じた場合に早急に対応し処理することが可能である。しかも、この扉はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択可能であるから、作業をより容易にしうる点、さらには不必要に広く開口部を開けることで作業領域等に塵埃が進入するのを防止しうる点で好ましい。
【００６０】
また、請求項８記載の生産システムによると、外部との接続を可能とする貫通部どうしを接続することによってクリーン組立モジュール装置を連結してワークの組立等の作業が行われるシステムを構築することができる。しかも、コの字型の封部材が貫通部の鍔部に嵌合して貫通部の間を封止するので、生産システムが構築された後においても、連結される各クリーン組立モジュール装置の内部のクリーン度とくに作業領域におけるクリーン度が担保される。
【００６１】
請求項１１記載の生産システムによると、外部との接続を可能とする貫通部どうしをトンネルを介在させて接続することによってクリーン組立モジュール装置を連結し、ワークの組立等の作業が行われるシステムを構築することができる。しかも、コの字型の封部材が貫通部の鍔部とトンネル端部とに嵌合して封止するので、生産システムが構築された後においても、連結される各クリーン組立モジュール装置の内部のクリーン度とくに作業領域におけるクリーン度が担保される。
【００６２】
請求項９または請求項１２に記載の生産システムによると、コの字型の封部材と貫通部の鍔部との間に、ゲル状の封止材料が塗布することによって封止をより確実なものとし、接続部分の隙間からエアが漏れるのを防止することができる。
【００６３】
さらに請求項１０または請求項１３に記載の生産システムによると、コの字型の封部材をコの字型の開放部が下を向くようにして取り付け解放部が下向きとなるようにしているので塵埃がこの解放部から作業領域内に侵入し難い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクリーン組立モジュール装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】クリーン組立モジュール装置の内部構造の一例を示す縦断面図である。
【図３】貫通部と搬送手段とが設けられたクリーン組立モジュール装置の概略を示す平面図である。
【図４】貫通部に設けられた鍔部の構造と封部材の形状例とを示す斜視図である。
【図５】接続された貫通部の鍔部およびこの鍔部に嵌合した封部材を示す部分断面図である。
【図６】トンネルを介して接続された貫通部の鍔部およびこの鍔部とトンネルとに嵌合した封部材を示す部分断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。スライド式搬送路変換装置およびターンテーブル式搬送路変換装置を備えたトンネルの構造を示す。
【図８】トンネルのスライド式搬送路変換装置の周辺の構造を示す図である。
【図９】トンネルのターンテーブル式搬送路変換装置の周辺の構造を示す図である。
【図１０】角を面取りした搬送手段（レール）を示す部分斜視図である。
【図１１】搬送手段の角を面取りした場合のレール隙間Ｘ２を示す部分平面図である。
【図１２】角を面取りした底面のない搬送手段を示す部分斜視図である。
【図１３】底面のない搬送手段の角を面取りした場合のレール隙間Ｘ３を示す部分平面図である。
【図１４】面取りされていない搬送手段を参考として示す部分斜視図である。
【図１５】面取りされていない場合のレール隙間Ｘ１を参考として示す部分平面図である。
【図１６】内部に別の隔壁が設置されたトンネルの構造を示す図である。
【図１７】本発明の更に他の実施形態を示す斜視図で、スライド式搬送路変換装置およびターンテーブル式搬送路変換装置を備えたトンネルの構造を示す。
【図１８】本発明の他の実施形態におけるトンネルのスライド式搬送路変換装置の周辺の構造を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施形態におけるトンネルのターンテーブル式搬送路変換装置の周辺の構造を示す図である。
【図２０】本発明の他の実施形態において内部に別の隔壁が設置されたトンネルの構造を示す図である。
【図２１】同一モジュール内に搬送手段（レール）を並列に設置した形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ クリーン組立モジュール装置
２ クリーンエア発生手段
３ クリーン領域遮蔽壁
４ パンチメタル（隔壁）
５ 排気ファン
６ 作業機構
７ 搬送手段
８ 貫通部
８ａ 鍔部
９ 扉
１０ 封部材
１１ トンネル
１２ ワーク搬送パレット
１３ 機構
１４ ワーク
Ａ 作業領域
Ｂ クリーンエア停留排気領域
Ｃ 機構部領域
Claims (13)
- ワークに対して作業をおこなうクリーン組立モジュール装置において、該クリーン組立モジュール装置は、装置上部にクリーンエア発生手段を備えるとともに装置上部側から作業領域、クリーンエア停留排気領域、機構部領域を有するように構成され、前記作業領域の外周はクリーン領域遮蔽壁によって遮蔽されており、前記作業領域と前記クリーンエア停留排気領域とは複数の小孔を備えた隔壁でその流体抵抗が管理されており、前記機構部領域には排気ファンを有し、前記作業領域、クリーンエア停留排気領域を経由して流れてきたエアを装置外に排気し、前記作業領域を前記クリーンエア発生手段により陽圧に管理するとともに、前記機構部領域は前記作業領域に対して減圧されており、前記クリーンエア停留排気領域の圧力が、前記作業領域と前記機構部領域の中間の圧力となるように前記隔壁の小孔と前記排気ファンの回転速度とによって調整されていることを特徴とするクリーン組立モジュール装置。
- 前記作業領域には、前記ワークの組立、加工、搬送等の作業を行う作業機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のクリーン組立モジュール装置。
- 前記作業機構は、その一部が前記クリーンエア停留排気領域を貫通して前記機構部領域に進入する機構であることを特徴とする請求項２に記載のクリーン組立モジュール装置。
- 前記ワークを搬入、搬出するための搬送手段を具備し、この搬送手段が前記クリーン領域遮蔽壁を貫通するとともに、前記作業領域は、前記搬送手段が貫通し、外部との接続を可能とする貫通部を具備することを特徴とする請求項１に記載のクリーン組立モジュール装置。
- 前記貫通部は少なくとも１個所であることを特徴とする請求項４に記載のクリーン組立モジュール装置。
- 前記貫通部が２個所以上設けられておりそのうち２個所は、前記ワークがクリーン組立モジュール装置内を直線的に搬送されることを可能とするように設置されていることを特徴とする請求項５に記載のクリーン組立モジュール装置。
- 前記作業領域はメンテナンス用の扉を有し、この扉はメンテナンスの内容に対応して複数の開口面積が選択できることを特徴とする請求項１に記載のクリーン組立モジュール装置。
- 請求項４に記載のクリーン組立モジュール装置を複数有するとともに、前記クリーン組立モジュール装置は、前記搬送手段によるワークの搬入、搬出が可能となるように、前記貫通部を接続することによって他のクリーン組立モジュール装置と連結され、前記接続は、コの字型の封部材が前記貫通部の鍔部に嵌合して前記貫通部の間を封止することによりおこなわれることを特徴とする生産システム。
- 前記コの字型の封部材と前記貫通部の鍔部との間に、ゲル状の封止材料が塗布されていることを特徴とする請求項８に記載の生産システム。
- 前記コの字型の封部材の取付状態は、コの字型の開放部が下方向を向いていることを特徴とする請求項８に記載の生産システム。
- 請求項４に記載のクリーン組立モジュール装置を複数有するとともに、前記クリーン組立モジュール装置は、前記搬送手段によるワークの搬入、搬出が可能となるように、前記貫通部と前記搬送手段を収容するトンネルとを接続することによって他のクリーン組立モジュール装置と連結され、前記接続は、コの字型の封部材が前記貫通部の鍔部と前記トンネルとに嵌合して前記貫通部と前記トンネルとの間を封止することによりおこなわれることを特徴とする生産システム。
- 前記コの字型の封部材と前記貫通部の鍔部及び前記トンネルとの間に、ゲル状の封止材料が塗布されていることを特徴とする請求項１１に記載の生産システム。
- 前記コの字型の封部材の取付状態は、コの字型の開放部が下方向を向いていることを特徴とする請求項１１に記載の生産システム。
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