JP2007061938A - セル生産設備 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者に適した作業高さで作業ができるようにした作業台車を含むセル生産設備を提供する。
【解決手段】作業台車２へのワークの積み込み、荷下ろし、ワークに対する作業で使う工具、ワークを保持するワーク保持部とワーク保持部に保持されたワークに対して作業可能な状態で作業者を乗車させることができる搭乗部４３とを備えた作業台車２を、予め定めた走行ルート１１上において自動走行させるセル生産を行うためのセル生産設備であって、走行ルート１１に沿って設けられた高低ガイド１２に案内されて搭乗部４３が上下する。このため、作業台車２が動く所定作業位置で、作業者に適した作業高さで作業が可能となり、作業環境が良くなり作業能率の向上が図れる。
【選択図】図３

Description

本発明は、１つのワークに対する複数の作業工程を一人の作業者が担うことができるセル生産設備に関する。

製品を生産する方法の一つに、コンベアラインを用いたいわゆるライン生産方式がある。このライン生産方式では、コンベアラインに沿って複数のステーションが設けられ、各ステーションには作業者と生産設備、工具、部品、部材などが配置されている。そして、コンベアラインによりワークが順に搬送され、それぞれのステーションで所定の作業工程が行われて、製品が生産されるようになっている。このライン生産方式は大量生産に適している反面、多大な設備投資が必要であり、また生産量調整時に柔軟な対応が難しい。

近年、自動車産業や電機産業の分野においては、消費者ニーズの多様化などに対応するために、多くの機種を少量ずつ生産する必要性が高まっている。この多機種少量生産に適した生産方法として、ライン生産方式に代わり、複数の作業工程を一人の作業者が行うセル生産方法が徐々に拡がってきている。セル生産方法では、製品仕様変更への対応が容易で、かつ設備投資も少なくて済む利点がある。また、作業者側からみても、自分で製品を完成させるという意識が生まれるため、意欲的に取り組むことができる。

セル生産方法として、例えば特許文献１では、手押しタイプの作業台車にワークを戴置し、複数のステーションを巡りながら作業を行う方法が開示されている。また、ワークを昇降させる手段を設け、生産性の向上と作業者の疲労軽減を図っている。
特開２００３−２５１５７５号公報

特許文献１のセル生産方法では、作業は各ステーションでなされ、作業台車の自動走行中には何らの作業工程も進行しておらず、生産効率が十分とは言い難く、一層の効率化と生産リードタイムの短縮化が期待されている。

そこで出願人は作業台車に作業者が乗り込み、作業台車の自動走行中に所定の作業ができるセル生産方法を開発した。

本発明はこのセル生産方法をさらに改善するもので、所定作業位置での所定の作業を行う場合、作業者に適した所定作業高さで作業ができるようにした作業台車を含むセル生産設備を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のセル生産設備は、１つのワークに対する複数の作業工程を一人の作業者が担うことができるセル生産を行うためのセル生産設備であって、作業台車へのワークの積み込み、荷下ろし、ワークに対する作業で使う工具、ワークに取り付ける部品を供給するための場所間においてワークを搬送する際に、ワークを保持するワーク保持部と該ワーク保持部に保持されたワークに対して作業可能な状態で作業者を乗車させることができる搭乗部とを備えた作業台車を用い、上記ワーク保持部にワークを保持させると共に上記搭乗部に作業者を乗せたまま上記作業台車を予め定めた走行ルート上において自動走行させるセル生産設備において、前記ワーク保持部と前記搭乗部との相対高さを変化させる高さ変更手段をもつことを特徴とする。

本発明の高さ変更手段は、走行ルートに沿って配置され、作業台車が走行する床面に対して高低差を持つ高低ガイド部と高低ガイド部にガイドされる被ガイド部と被ガイド部を保持し、作業台車上に搭乗部を上下動自在に支持する上下可動部とを有し、作業台車が走行中に、被ガイド部が高低ガイド部に到達してガイドされた時、搭乗部が作業台車に対して上下動することができる。

本発明の高さ変更手段では、作業台車が動く走行ルートに沿って、作業台車の高い位置で作業をする必要な場合とか、逆に作業台車の低い位置で作業を必要とする場合に、その高さに適した高低ガイド部を床面に設けられる。そして、作業台車が動いて作業台車が高い作業を必要とする位置に来たとき、高低ガイド部に案内されている被ガイド部を有する搭乗部が高低ガイド部の高低に沿って上下する。この搭乗部に作業者が乗って作業する場合は、作業者は台車本体に対して相対的に高い位置で作業ができる。このように、本発明の高さ変更手段では、搭乗部が上下動するので作業台車が動く所定作業位置で、作業者に適した作業高さで作業が可能となり、作業環境が良くなり作業能率の向上が図れる。

高低ガイド部は、走行ルートに沿って傾斜部で高位置部及び／又は低位置部に連絡されたものとできる。傾斜部で高位置部、低位置部をつなぐことにより高低ガイド部を段差がないものとできる。

上下可動部は、台車本体に固定されたリニアガイドとこのリニアガイドに上下方向に移動可能に保持された可動本体とで構成することができる。また、上下可動部は台車本体に固定された基部とこの基部の上方に位置する可動本体とこれら該基部および可動本体間に介在すＸリンク手段とで構成することができる。リニアガイド、Ｘリンクを用いることにより可動本体は水平状態に維持された状態で上下方向移動可能となる。

作業台車は、搭乗部を上方に付勢する付勢手段をもつことができる。この付勢手段により被ガイド部が支える力を小さくすることができ、ガイド部と被ガイド部の間に生じる抵抗を軽減し、より円滑に搭乗部を上下方向に移動させることができる。

以下、本発明のセル生産設備は、作業台車とこの作業台車が動く走行ルートをもつ床面と両者間にわたる高さ変更手段とを有する。作業台車は作業をするためのもので、作業者がその作業台車に乗って作業台車と共に自動走行するものとする。

この作業台車は走行ルートを自動走行する台車本体と被ガイド部と被ガイド部を保持し搭乗部を上下動可能に支持する上下可動部とを有する。台車本体は、作業者、治具、ワーク等を乗せて移動する手段である。作業台車は駆動モータ等の動力源をもつものでも、他の車に引かれるものでも、床面に駆動装置が設けられ、その駆動装置で移動させられるものでも良い。搭乗部は台車本体に上下方向に相対移動可能に保持されている。この搭乗部は、作業者が乗る足場となる。被ガイド部は搭乗部に肯定され、搭乗部に支持案内されて上下する。この被ガイド部は高低ガイド部に案内され高低ガイド部に沿って上下する。被ガイド部の高低ガイド部と当接する部分は高低ガイド部上を走る車輪とすることができる。これにより、被ガイド部と高低ガイド部との相対移動に伴う摩擦力を軽減することができる。

なお、被ガイド部は常に高低ガイド部に案内されている必要はない。搭乗部の上下移動が必要としない場合は、被ガイド部の高低ガイド部と当接する部分を上側に動けるようにし、その状態で任意に固定することもできる。なお、被ガイド部と共に上下移動を必要としない場合は、搭乗部を任意に台車本体に固定することができる。これら被ガイド部の高低ガイド部と当接する部分を上方に持ち挙げて固定する手段、搭乗部を台車本体に固定する手段は、従来公知の手段を採用できる。

上下可動部はリニアガイドとリニアガイドに上下方向に移動可能に保持された搭乗部とで構成することができる。また、上下可動部は台車本体に固定された基部とこの基部の上方に位置する搭乗部とこれら基部と搭乗部間に介在するＸリンク手段とで構成することができる。リニアガイド及びＸリンクは、いずれも搭乗部を水平に維持した状態で搭乗部を上下移動させることができる。このため、搭乗部が上下移動中に傾く等の問題が生じない。

上下可動部は台車本体と搭乗部との間に搭乗部を上方に付勢する付勢手段とをもつものとすることができる。この付勢手段により付勢される力は搭乗部に作用する。従って、搭乗部を支持するのに必要な被ガイド部の支持力をそれだけ小さくすることができる。

床面は通常作業場の床となる。作業場が屋外の場合にはその地面が床面となる。通常は工場等の床が床面となる。この床面は作業台車が自動走行する走行ルートをもつ。走行ルートはレール等の軌道でも、床面でできた通路でも良い。作業台車が決まった通路を自動走行できるように、通路はガイドレール、磁気、光学的な信号等で案内されるものとすることができる。

高低ガイド部はこの通路に沿って設けられる。なお、高低ガイド部の一部は床面そのものをそのまま用いることができる。高低ガイド部は高位置部および低位置部の少なくとも一方をもつ。高位置部及び低位置部は共に床面より高い位置とすることができる。高位置部を床面より高い位置とし、低位置部を床面そのものあるいは床面と同じ高さとする事もできる。高位置部及び低位置部を共に床面よりも低いものとすることもできる。

高低ガイド部は被ガイド部を上下方向に案内するものである。被ガイド部が当接する上側の面が必要とする高さに規定されたレール、通路とすることができる。この高低ガイド部は通路に沿って所定幅で延びる２部分で構成することもできる。

以下、本発明のセル生産設備の実施例を説明する。

（実施例１）
実施例１のセル生産設備を図１から図６に示す。実施例１は、搭乗部の高さを変化させる例である。図１、図２は高低ガイド１２を持たない通常の通路１１を自動走行している状態の側面図及び後面図を示す。図３、図４は高低ガイド１２の傾斜部１２１を上っている状態の側面図及び後面図を示す。図５、図６は高低ガイド１２の高位置部１２２を自動走行している状態の側面図及び後面図を示す。

このセル生産設備は通路１１をもつ作業床１と作業台車２とからなる。作業床１はアッセンブリー工場の床をそのまま本発明の作業床としたもので、コンクリート打ちした床面にビニールシートを張ったものである。この作業床１の床面には磁気テープ（図示せず）が貼り付けられ、ループ状の通路１１が形成されている。作業床１の通路１１の近くの所定位置には、作業に必要な組付け部品、工具等（図示せず）が配置されている。

作業台車２は台車本体３と上下可動部４とから構成されている。台車本体３は床部材３１とこの床部材３１の下面に固定された一対の案内輪３２、固定輪３３、一対の駆動輪３４、駆動モータ３５をもつ。また、床部材３１の前側にバンパー３６をもち、このバンパー３６にルート検索用の磁気センサ（図示せず）が設けられている。床部材３１の上面には、作業台３７及びバッテリー３８が固定されている。さらに、床部材３１の上面及び作業台３７にはアッセンブリーに必要な工具５１、部品５２等が載置されている。

上下可動部４は、床部材３１の下面側に前方部分が固定された低床基部４１と、床部材３１の後側の側端部近く及び中央に上下方向に固定された３個のリニアガイド４２と、前端部がリニアガイド４２に案内されて上下方向に移動可能な踏み台（搭乗部）４３と、踏み台４３の下方より両側方に延びる金具に固定された一対の固定輪４４と、低床基部４１と踏み台４３との間に設けられた圧縮ばね４５とからなる。また、圧縮ばね４５は踏み台４３を上方に付勢している。固定輪４４は図１、図２に示すように、作業者が踏み台４３上に乗り、その体重で最も低い位置に降りた状態で釣り合い、僅かに床面の上方に位置するようになっている。なお、作業者が乗っていない場合には、踏み台４３は圧縮ばね４５により上方に付勢され、固定輪４４と共に踏み台４３は図１、図２の状態より上方にある。

高低ガイド１２は、図３及び図５に示すように、床面の通路１１に所定間隔を隔てて、通路１１の一部に沿って設けられた一対の、側面が台形のレール状のものである。この高低ガイド１２はループ状の通路１１の途中に設けられている。この高低ガイド１２はその両端部分を形成する傾斜部１２１と高位置部１２２とからなる。高低ガイド１２と上下可動部４とで本発明の高さ変更手段が構成される。本実施例１のセル生産設備は上記した構造をもつ。

次に、作業台車２を通路１１に沿って自動走行する場合について説明する。

図１及び図２は、作業台車２が作業開始地点に停止しており、その作業台車２の踏み台４３上に作業者が乗っている状態を示す。

この状態で作業台車２の駆動モータ３５が駆動され、駆動モータ３５により駆動輪３４が回転し、作業台車２は通路１１に沿って移動を開始する。作業台車２はその磁気センサ（図示せず）が磁気テープ（図示せず）の位置を検出し、作業台車２に設けられた制御装置（図示せず）の機能により磁気テープに沿って動き始める。作業台車２の踏み台４３上の作業者は、アッセンブリー作業を決められた作業手順に従って作業を開始する。

作業台車２が磁気テープに沿って自動走行し、図３及び図４に示す高低ガイド１２に至ると、上下可動部４の固定輪４４が高低ガイド１２の前側の傾斜部１２１の上面に当接する。この状態でさらに作業台車２が移動すると、作業台車２と共に固定輪４４も進行方向に移動し、固定輪４４は傾斜部１２１の上面上を回転しつつ上方に登る。作業台車２の台車本体３に対しては固定輪４４は相対的に上側に移動することになる。この固定輪４４の上方への移動はそのまま踏み台４３がリニアガイド４２に案内されて踏み台４３の水平位置を保った状態で台車本体３の上方に平行移動する。これにより踏み台４３上の作業者は台車本体３に固定された作業台３７に対して相対的に高い位置に置かれることになる。

さらに作業台車２が移動すると、図５及び図６に示すように、固定輪４４は傾斜部１２１を登り切り、高低ガイド１２の高位置部１２２に登る。固定輪４４及び踏み台４３も台車本体３に対して最も高い状態となる。固定輪４４が高位置部１２２の上面上を案内される間に、作業者は作業台３７の高い所にある部品５２の組付け等の作業を行う。作業高さが作業位置に合わせて高くなっているため作業が容易となる。

作業台車２がさらに移動すると固定輪４４は高低ガイド１２の後側の傾斜部１２１に至り、作業台車２の移動に従い固定輪４４はその傾斜部１２１を下方に回転しつつ移動する。この移動により、固定輪４４と共に踏み台４３もリニアガイド４２に案内されつつ台車本体３の下方向に相対移動する。そして、作業台車２の移動により固定輪４４は高低ガイド１２の後側の傾斜部１２１を離れ、床面の僅か上方に位置する状態となる。このとき踏み台４３は低床基部４３上に乗る状態となる。

この状態に戻ることにより、作業者は台車本体３に対して通常の高さ位置で作業することになる。一連の組付け作業が終了すると共に作業台車２は通路１１の出発位置に戻る。

通常、作業台車２は作業位置で停止することなく動き続け、組付け作業も繰り返し続けられる。作業者は作業台車２を停止させ組付け作業を終える。

本実施例では、台車本体３は床面上を走り、固定輪４４のみが高低ガイド１２に案内される。そして台車本体３は床面に対して常に同一高さに維持される。一方固定輪４４は高低ガイド１２に案内されて床面に対して高い位置に案内される。これにより踏み台４３も床面に対して高い位置となる。高低ガイド１２には上下可動部４及びこの踏み台４３に乗る作業者の重量がかかる。しかしこの実施例では圧縮ばね４５によりその付勢力が台車本体３にかかり、その分高低ガイド１２にかかる荷重は小さくなり、高低ガイド１２と固定林４４のころがり抵抗が小さくなる。このため、駆動モーター３５の負荷が小さくなる。

（実施例２）
実施例２のセル生産設備を図７に示す。このセル生産設備は実施例１の作業台車２の上下可動部を代えたもので、台車本体３を含む他の部分は実施例１のセル生産設備と同じである。このため変更した上下可動部を主に説明する。なお、実施例１のセル生産設備で使用した同じ部分の符号は、図７中でも同じ符号を使用する。

実施例２の上下可動部６はＸリンク６３を使用している。すなわち、この上下可動部６は、台車本体３の床部材３１の下面側に前方部分が固定された低床基部６１と、低床基部６１の上側に位置する踏み台６２とこれら低床基部６１と踏み台６２との間に位置するＸリンク６３及び圧縮ばね６４と、踏み台６２の下方より両側方に延びる金具に固定された一対の固定輪６５とからなる。Ｘリンク６３は、中央部分で揺動自在に軸支された２本のリンクからなるＸ形状のもの一対で構成され、各リンクの前側の端部はそれぞれ踏み台６２及び低床基部６１に揺動自在に軸支されている。各リンクの後側端部にはそのリンクに対して揺動自在のスライダーが固定され、これらスライダーはそれぞれ踏み台６２及び低床基部６１に前後方向に摺動自在に保持されている。

この上下可動部６もその固定輪６５が高低ガイド（図示せず）に案内されて床面に対して相対的に高い位置に案内される。これにより踏み台６２も床面より高くなる。そして、踏み台６２の水平状態はＸリンク６３により維持される。

この実施例２の上下可動部６も実施例１の上下可動部と同じ機能を奏する。

本実施例１のセル生産設備の高低ガイドに案内されていない状態の側面図である。 本実施例１の図１と同じ状態の後面図である。 本実施例１のセル生産設備の高低ガイドの傾斜部に案内されている状態の側面図である。 本実施例１の図３と同じ状態の後面図である。 本実施例１のセル生産設備の高低ガイドの高位置部に案内されている状態の側面図である。 本実施例１の図５と同じ状態の後面図である。 本実施例２のセル生産設備の高低ガイドに案内されていない状態の側面図である。

符号の説明

１：作業床 １１：通路 １２：高低ガイド １２１：傾斜部
１２２：高位置部 ２：作業台車 ３：台車本体 ３１：床部材
３２：案内輪 ３３：固定輪 ３４：駆動輪 ３５：駆動モータ
３６：バンパー ３７：作業台 ３８：バッテリー
４：上下可動部 ４１：低床基部 ４２：リニアガイド ４３：踏み台
４４：固定輪 ４５：圧縮ばね ５１：工具 ５２：部品
６：上下可動部 ６１：低床基部 ６２：踏み台 ６３：Ｘリンク
６４：圧縮ばね ６５：固定輪

Claims (3)

1. １つのワークに対する複数の作業工程を一人の作業者が担うことができるセル生産を行うためのセル生産設備であって、作業台車へのワークの積み込み、荷下ろし、ワークに対する作業で使う工具、ワークに取り付ける部品を供給するための場所間においてワークを搬送する際に、
   ワークを保持するワーク保持部と該ワーク保持部に保持されたワークに対して作業可能な状態で作業者を乗車させることができる搭乗部とを備えた作業台車を用い、
   上記ワーク保持部にワークを保持させると共に上記搭乗部に作業者を乗せたまま上記作業台車を予め定めた走行ルート上において自動走行させるセル生産設備において、
   前記ワーク保持部と前記搭乗部との相対高さを変化させる高さ変更手段をもつことを特徴とするセル生産設備。
2. 前記高さ変更手段は、前記走行ルートに沿って配置され、前記作業台車が走行する床面に対して高低差を持つ高低ガイド部と、
   該高低ガイド部にガイドされる被ガイド部と、
   該被ガイド部を保持し、前記作業台車上に前記搭乗部を上下動自在に支持する上下可動部とを有し、
   前記作業台車が走行中に、前記被ガイド部が前記高低ガイド部に到達してガイドされた時、前記搭乗部が該作業台車に対して上下動する請求項１に記載のセル生産設備。
3. 前記高さ変更手段は、前記作業台車の上方向へ前記搭乗部を付勢する付勢手段を有する請求項２に記載のセル生産設備。

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