JP2010061430A - ワークの生産ライン及び生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに対して複数台の機械装置で複数の工程を順次遂行するワークの生産ラインにおいて、生産ラインのラインタクトを短縮化し、工程の待ち時間の発生を回避する。
【解決手段】ワークに対して複数台の機械装置１１，２１，３１，４１，５１で第１〜第５工程を順次遂行するワークの生産ラインにおいて、第１〜第５工程が、サイクルタイムが最も短い第４、第５工程と、この最短の第４、第５工程のサイクルタイムのほぼ整数倍のサイクルタイムを有するその他の第１〜第３工程とでなり、その他の第１〜第３工程のそれぞれにおいて、該第１〜第３工程を遂行する機械装置１１，２１，３１の台数が、最短の第４、第５工程を遂行する機械装置４１，５１の台数の前記整数倍とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワークの生産ライン及び生産方法に関し、工場における生産技術の分野に属する。

従来、自動車部品等の生産工場では、例えばダイキャスト鋳造等で粗に製造されたワークが、ＮＣ旋盤やマシニングセンタあるいは専用機等の様々な複数台の機械装置によって、筒状部の外径加工や内径加工、穴あけ加工、内部球面加工等の複数の作業が行われて精に仕上げられたのち、組立工場へ出荷される。そして、そのために、ワークに対して複数台の機械装置で複数の工程を順次遂行するように構成されたワークの生産ラインが知られている。

このような生産ラインにおいては、例えばサイクルタイム（ワーク１個の処理時間）の相対的に短い工程が上流側にあり、相対的に長い工程が下流側にあると、両工程間に余剰のワークが発生するので、例えば特許文献１には、余剰のワークを自動的に間引いて他の生産ラインに供給することが提案されている。

なお、逆に、サイクルタイムの相対的に長い工程が上流側にあり、相対的に短い工程が下流側にあると、下流側工程へのワークの供給が不足し、下流側工程で待ち時間が生じて、機械装置の稼働率が低下するという問題が発生する。

特開２００１−２４９７１１（段落００１２、００２７）

ここで、一般に、工程の配置に関係なく、工程間でサイクルタイムが異なっていると、生産ラインのラインタクト（１つの生産ラインから製品１つが生産されてくる時間間隔）が、相対的に長いほうのサイクルタイムに支配されて、生産ラインの生産性が向上しないという問題がある。

この問題に対しては、サイクルタイムの相対的に長い工程を遂行する機械装置の台数を増加して、該工程全体としてのワークの平均的処理速度を上げることが考えられる。しかし、その場合に、ワークの平均的処理速度が上がり過ぎると、該工程へのワークの供給が不足し、機械装置に待ち時間が生じて、機械装置の台数を増加したことが無駄になってしまう。

そこで、本発明は、ワークに対して複数台の機械装置で複数の工程を順次遂行するワークの生産ラインにおいて、生産ラインのラインタクトの短縮化を図って生産ラインの生産性を向上させると共に、工程間でワークの平均的処理速度を可及的に揃え、もって工程での待ち時間の発生を回避することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明では次のような手段を用いる。なお、以下の本発明の開示において、図面で使用した符号を参考までに付記する。

すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、ワークＷに対して複数台の機械装置１１，２１，３１，４１，５１で複数の工程を順次遂行するワークＷの生産ライン１であって、前記複数の工程が、サイクルタイムが最も短い最短工程と、この最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍のサイクルタイムを有するその他の工程とでなり、その他の工程のそれぞれにおいて、該工程を遂行する機械装置１１，２１，３１の台数が、前記最短工程を遂行する機械装置４１，５１の台数の前記整数倍とされていることを特徴とする。

次に、本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載のワークＷの生産ライン１において、工程毎に、該工程を遂行する機械装置１１，２１，３１，４１，５１が集合された作業エリア１０，２０，３０，４０，５０が設けられ、この作業エリア１０，２０，３０，４０，５０が生産ライン１におけるワークＷの搬送方向に対して直列に配置されていると共に、該作業エリア１０，２０，３０内においては、複数の機械装置１１，２１，３１が前記ワークＷの搬送方向に対して並列に配置されていることを特徴とする。

一方、本願の請求項３に記載の発明は、ワークＷに対して複数台の機械装置１１，２１，３１，４１，５１で複数の工程を順次遂行するワークＷの生産方法であって、前記複数の工程のうちサイクルタイムが最も短い最短工程を選び、この最短工程を除くその他の工程のサイクルタイムを前記最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍に調整し、かつ、その他の工程のそれぞれにおいて、該工程を遂行する機械装置１１，２１，３１の台数を、前記最短工程を遂行する機械装置４１，５１の台数の前記整数倍とし、この状態でワークＷを生産することを特徴とする。

次に、本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載のワークＷの生産方法において、ワークＷの左右の端部の加工（ウ、エ）を単一の工程で完結することにより、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍に調整したことを特徴とする。

次に、本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項３に記載のワークＷの生産方法において、ワークＷの筒状部の内径加工の粗加工と仕上げ加工と（カ）を単一の工程で完結することにより、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍に調整したことを特徴とする。

次に、本願の請求項６に記載の発明は、前記請求項３に記載のワークＷの生産方法において、ワークＷの穴あけ加工の下穴形成と仕上げ加工と（キ）を単一の工程で完結することにより、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍に調整したことを特徴とする。

次に、本願の請求項７に記載の発明は、前記請求項３に記載のワークＷの生産方法において、ワークＷの内部球面加工（ケ、コ）を単一の工程で完結することにより、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍に調整したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明によれば、ワークＷに対して複数台の機械装置１１，２１，３１，４１，５１で複数の工程を順次遂行するワークＷの生産ライン１において、複数の工程のうち、サイクルタイムが最も短い最短工程を除くその他の工程のサイクルタイムを、前記最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍としたから、例えば、最短工程のサイクルタイムが１．２分（７２秒）であるとすると、その他の工程のサイクルタイムは２倍の２．４分（１４４秒）や、３倍の３．６分（２１６秒）等とされることとなる。

そして、そのうえで、その他の工程を遂行する機械装置１１，２１，３１の台数を、前記最短工程を行う機械装置の台数４１，５１の前記整数倍としたから、前記設例でいえば、最短工程を行う機械装置４１，５１の台数が１台であるとすると、その他の工程を行う機械装置１１，２１，３１の台数は２倍の２台や、３倍の３台等とされることとなる。

したがって、その他の工程においては、仮に機械装置１１，２１，３１の台数が１台であれば、２．４分間隔あるいは３．６分間隔で１個のワークＷが排出されるところが、機械装置１１，２１，３１の台数を２台や３台としたので、２．４分あるいは３．６分の間に２個のワークＷが排出されることとなる。

その場合、ワーク排出の間隔を１．２分に調整し、かつ排出のタイミングを最短工程を行う機械装置と同期させれば、最短工程を行う機械装置に待ち時間が生じることがなくなる。もっとも、工程間でワークが不足しないように常に所定数のワークを工程間に待機させておくようにすれば、ワーク排出間隔の調整や最短工程を行う機械装置との同期をとらなくても、最短工程を行う機械装置に待ち時間が生じることがなくなる。

そして、いずれにせよ、最短工程とその他の工程とで単位時間当たりのワーク処理数（ワークの平均的処理速度）の大小が解消され、しかもそのワーク処理数が短いほうのサイクルタイムに平準化されるので（前記設例でいえば、全工程において１．２分間で１つのワークが処理されることとなる）、生産ラインのラインタクトの短縮化が図られて、生産ラインの生産性が向上すると共に、工程間でワークの平均的処理速度が可及的に揃えられて、工程での待ち時間の発生が回避されることとなる。

次に、本願の請求項２に記載の発明によれば、各工程を行う機械装置同士が集合された作業エリアは、生産ラインにおけるワークの搬送方向に対して直列に配置されているので、ワークは、直列配置された作業エリア順、つまり工程順に搬送されることとなる。

併せて、各作業エリア内の複数の機械装置は、前記ワークの搬送方向に対して並列に配置されているので、ワークは、各作業エリア内のどの機械装置へも安定に搬入され、どの機械装置からも安定に搬出されることとなり、機械装置の配置位置に起因して特定の機械装置に待ち時間が生じ、機械装置の稼働率が低下するという問題がない。

一方、本願の請求項３に記載の発明によれば、ワークＷに対して複数台の機械装置１１，２１，３１，４１，５１で複数の工程を順次遂行するワークＷの生産方法において、複数の工程のうちサイクルタイムが最も短い最短工程を選び、この最短工程を除くその他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍に調整し、かつ、その他の工程のそれぞれにおいて、該工程を遂行する機械装置１１，２１，３１の台数を、最短工程を遂行する機械装置４１，５１の台数の前記整数倍とし、この状態でワークＷを生産するようにしたから、前記請求項１に記載の発明と同様、最短工程とその他の工程とで単位時間当たりのワーク処理数（ワークの平均的処理速度）の大小が解消され、しかもそのワーク処理数が短いほうのサイクルタイムに平準化されるので（前記設例でいえば、全工程において１．２分間で１つのワークが処理されることとなる）、生産ラインのラインタクトの短縮化が図られて、生産ラインの生産性が向上すると共に、工程間でワークの平均的処理速度が可及的に揃えられて、工程での待ち時間の発生が回避されることとなる。

次に、本願の請求項４〜７に記載の発明によれば、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍に調整する具体的手法が提示される。

請求項４に記載の発明では、ワークの左右の端部の加工を複数の工程に亘って行っていると各工程のサイクルタイムが最短工程のサイクルタイムの整数倍にならなかったものが、ワークの左右の端部の加工を単一の工程で完結することにより、ほぼ整数倍に調整可能となる例である。

請求項５に記載の発明では、ワークの筒状部の内径加工の粗加工と仕上げ加工とを複数の工程に亘って行っていると各工程のサイクルタイムが最短工程のサイクルタイムの整数倍にならなかったものが、ワークの筒状部の内径加工の粗加工と仕上げ加工とを単一の工程で完結することにより、ほぼ整数倍に調整可能となる例である。

請求項６に記載の発明では、ワークの穴あけ加工の下穴形成と仕上げ加工とを複数の工程に亘って行っていると各工程のサイクルタイムが最短工程のサイクルタイムの整数倍にならなかったものが、ワークの穴あけ加工の下穴形成と仕上げ加工とを単一の工程で完結することにより、ほぼ整数倍に調整可能となる例である。

請求項７に記載の発明では、ワークの内部球面加工を複数の工程に亘って行っていると各工程のサイクルタイムが最短工程のサイクルタイムの整数倍にならなかったものが、ワークの内部球面加工を単一の工程で完結することにより、ほぼ整数倍に調整可能となる例である。以下、実施形態を通して本発明をさらに詳しく説述する。

図１は、本発明の最良の実施の形態に係るワークの生産ライン１を示すレイアウト図である。この生産ライン１は自動車部品の生産工場に設けられ、ワークの搬送方向に対して、上流側から順に、第１作業エリア１０、第２作業エリア２０、第３作業エリア３０、第４作業エリア４０、第５作業エリア５０が直列に配置されている。

第１作業エリア１０には４台の機械装置１１…１１、第２作業エリア２０には８台の機械装置２１…２１、第３作業エリア３０には４台の機械装置３１…３１、第４作業エリア４０には１台の機械装置４１、第５作業エリア５０には１台の機械装置５１がそれぞれ備えられている。機械装置が複数台備えられた第１作業エリア１０、第２作業エリア２０、第３作業エリア３０には、ワーク（一般に総称していうときは符号Ｗを用いる）を作業エリアに搬入し又は作業エリアから搬出するためのローダ１２，２２，３２がそれぞれ備えられている。

第１作業エリア１０内、第２作業エリア２０内、第３作業エリア３０内では、複数台の機械装置１１…１１，２１…２１，３１…３１は、ワークＷの搬送方向に対して並列に配置されている。

第１作業エリア１０内、第２作業エリア２０内、第３作業エリア３０内の複数台の機械装置１１…１１，２１…２１，３１…３１は、相互に同時並行的に稼働し、かつそれぞれが連続的に稼働している。

第４作業エリア４０内、第５作業エリア５０内の機械装置４１，５１は、それぞれが連続的に稼働している。

第１作業エリア１０の近傍に第１搬送装置６０、第１作業エリア１０と第２作業エリア２０との間に第２搬送装置６１、第２作業エリア２０と第３作業エリア３０との間に第３搬送装置６２がそれぞれ配置されている。

例えば、ダイキャスト鋳造等で粗に製造され、当該生産ライン１に供給されたワークＷ０は、第１搬送装置６０により第１作業エリア１０の近傍まで搬送され、ローダ１２により第１作業エリア１０に搬入され、いずれか１台の機械装置１１により作業が行われ、第１工程後のワークＷ１となって、ローダ１２により第１作業エリア１０から第２搬送装置６１に搬出される。

次いで、第１工程後のワークＷ１は、第２搬送装置６１により第２作業エリア２０の近傍まで搬送され、ローダ２２により第２作業エリア２０に搬入され、いずれか１台の機械装置２１により作業が行われ、第２工程後のワークＷ２となって、ローダ２２により第２作業エリア２０から第３搬送装置６２に搬出される。

次いで、第２工程後のワークＷ２は、第３搬送装置６２により第３作業エリア３０の近傍まで搬送され、ローダ３２により第３作業エリア３０に搬入され、いずれか１台の機械装置３１により作業が行われ、第３工程後のワークＷ３となって、ローダ３２により第３作業エリア３０から第４作業エリア４０に搬入され、機械装置４１により作業が行われ、第４工程後のワークＷ４となって、ローダ３２により第４作業エリア４０から第５作業エリア５０に搬入され、機械装置５１により作業が行われ、第５工程後のワークＷ５となって、ローダ３２により第５作業エリア５０から当該生産ライン１の外へ搬出される。

ここで、各作業エリア１０，２０，３０，４０，５０の手前では、複数個のワークＷ０…Ｗ０，Ｗ１…Ｗ１，Ｗ２…Ｗ２，Ｗ３…Ｗ３，Ｗ４…Ｗ４が待機するようになっている。

図２に示すように、この生産ライン１で様々な複数の作業が行われるワークＷは、自動車のディファレンシャルケースである。

図３に示すように、第１作業エリア１０では第１工程、第２作業エリア２０では第２工程、第３作業エリア３０では第３工程、第４作業エリア４０では第４工程、第５作業エリア５０では第５工程がそれぞれ遂行される。

第１作業エリア１０に備えられている機械装置１１はＮＣ旋盤、第２作業エリア２０に備えられている機械装置２１はマシニングセンタ、第１３作業エリア３０に備えられている機械装置３１は専用機、第４作業エリア４０に備えられている機械装置４１はホーニング盤、第５作業エリア５０に備えられている機械装置５１は洗浄装置である。

第１作業エリア１０では、図４（ａ）の符号アで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側（図面上の右側：以下これに準じて同じ）の外周面の外径加工と、符号イで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側の筒状端部の内径粗加工とが行われる。

この場合、ＮＣ旋盤１１は、ディファレンシャルケースＷの左側をチャックする。第１作業エリア１０に備えられているＮＣ旋盤１１…１１は、いずれも同じ機能、同じ能力を有する。そして、第１工程は、前記外径加工（ア）及び内径加工（イ）といった複数の作業を含むものである。各ＮＣ旋盤１１は、２．８分に１個のスピードでワークＷに対しこの第１工程を遂行する。つまり、第１工程のサイクルタイムは２．８分である。

第２作業エリア２０では、図４（ｂ）の符号ウで示すように、ディファレンシャルケースＷの左側の筒状端部の外径加工と、符号エで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側の筒状端部の外径加工と、符号オで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側の筒状端部の内径仕上げ加工と、符号カで示すように、ディファレンシャルケースＷの左側の筒状端部の内径粗及び仕上げ同時加工と、符号キで示すように、ドリルとショートリーマとを用いたピニオンシャフトの穴あけ加工と、符号クで示すように、その他の穴あけ加工とが行われる。

この場合、マシニングセンタ２１は、主軸が水平方向に延びる横型であって、例えば回転パレット上の平治具に平置き固定したディファレンシャルケースＷを９０度づつ回転させ、このディファレンシャルケースＷに対して４方向から様々に工具を自動交換して切削加工をすることができる。第２作業エリア２０に備えられているマシニングセンタ２１…２１は、いずれも同じ機能、同じ能力を有する。そして、第２工程は、前記外径加工（ウ、エ）、内径加工（オ、カ）及び穴あけ加工（キ、ク）といった複数の作業を含むものである。各マシニングセンタ２１は、５．６分に１個のスピードでワークＷに対しこの第２工程を遂行する。つまり、第２工程のサイクルタイムは５．６分である。

第３作業エリア３０では、図４（ｃ）の符号ケで示すように、ディファレンシャルケースＷのサイドギヤ側の内部球面加工と、符号コで示すように、ディファレンシャルケースＷのピニオンギヤ側の内部球面加工とが行われる。

この場合、専用機３１は、球面カッタを用いて内部球面加工を行う。第３作業エリア３０に備えられている専用機３１…３１は、いずれも同じ機能、同じ能力を有する。そして、第３工程は、前記２種類の球面加工（ケ）及び（コ）といった複数の作業を含むものである。各専用機３１は、２．８分に１個のスピードでワークＷに対しこの第３工程を遂行する。つまり、第３工程のサイクルタイムは２．８分である。

第４作業エリア４０では、図４（ｄ）の符号サで示すように、ディファレンシャルケースＷの左右の筒状端部の内面（第１工程及び第２工程で内径加工（イ、オ、カ）を施した部分）のホーニング加工が行われる。ホーニング盤４１は、０．７分に１個のスピードでワークＷに対しこのホーニング加工（サ）、すなわち第４工程を遂行する。つまり、第４工程のサイクルタイムは０．７分である。

第５作業エリア５０では、図示しないが、ディファレンシャルケースＷの洗浄が行われる。洗浄装置５１は、０．７分に１個のスピードでワークＷに対しこの洗浄作業、すなわち第５工程を遂行する。つまり、第５工程のサイクルタイムは０．７分である。

以上により、この生産ライン１のラインタクトは０．７分になっている。つまり、第１工程から第５工程までのサイクルタイムのうち最も短いサイクルタイムである第４工程あるいは第５工程の０．７分に一致している。

しかも、図５のタイムチャートに例示したように、第１工程のサイクルタイムは２．８分であるが、４台のＮＣ旋盤１１…１１が相互に同時並行的にかつそれぞれが連続的に稼働する結果、第１作業エリア１０においては、平均して０．７分に１個のスピードでワークＷが処理され、５．６分間に８個の第１工程後ワークＷ１が生産される（単位時間当たりのワーク処理数：ワークＷの平均的処理速度）。

また、第２工程のサイクルタイムは５．６分であるが、８台のマシニングセンタ２１…２１が相互に同時並行的にかつそれぞれが連続的に稼働する結果、第２作業エリア２０においても、平均して０．７分に１個のスピードでワークＷが処理され、５．６分間に８個の第２工程後ワークＷ２が生産される（単位時間当たりのワーク処理数：ワークＷの平均的処理速度）。

また、第３工程のサイクルタイムは２．８分であるが、４台の専用機３１…３１が相互に同時並行的にかつそれぞれが連続的に稼働する結果、第３作業エリア３０においても、平均して０．７分に１個のスピードでワークＷが処理され、５．６分間に８個の第３工程後ワークＷ３が生産される（単位時間当たりのワーク処理数：ワークＷの平均的処理速度）。

一方、第４工程及び第５工程のサイクルタイムは０．７分であるから、１台のホーニング盤４１及び１台の洗浄装置がそれぞれ連続的に稼働する結果、第４作業エリア４０及び第５作業エリア５０においても、０．７分に１個のスピードでワークＷが処理され、５．６分間に８個の第４工程後ワークＷ４及び第５工程後ワークＷ５が生産される（単位時間当たりのワーク処理数：ワークＷの平均的処理速度）。

つまり、この生産ライン１においては、第１工程から第５工程までの５つの工程のうち、第１工程のサイクルタイム（２．８分）が、第４工程あるいは第５工程のサイクルタイム（最短のサイクルタイム：０．７分）の４倍、第２工程のサイクルタイム（５．６分）が、第４工程あるいは第５工程のサイクルタイムの８倍、第３工程のサイクルタイム（２．８分）が、第４工程あるいは第５工程のサイクルタイムの４倍となっており、しかも、第１工程を遂行する機械装置１１の台数（４台）が、第４工程あるいは第５工程を遂行する機械装置４１，５１の台数（最小台数：１台）の４倍（第１工程と第４工程あるいは第５工程とのサイクルタイムの倍数と同じ）、第２工程を遂行する機械装置２１の台数（８台）が、第４工程あるいは第５工程を遂行する機械装置４１，５１の台数の８倍（第２工程と第４工程あるいは第５工程とのサイクルタイムの倍数と同じ）、第３工程を遂行する機械装置３１の台数（４台）が、第４工程あるいは第５工程を遂行する機械装置４１，５１の台数の４倍（第３工程と第４工程あるいは第５工程とのサイクルタイムの倍数と同じ）となっている。

これにより、第１〜第５作業エリア１０〜５０の各機械装置１１…１１，２１…２１，３１…３１，４１，５１が相互に同時並行的にかつ連続的に稼働したときには、この生産ライン１のラインタクトが最短サイクルタイムに一致し（０．７分）、この生産ライン１の生産性が向上するばかりでなく、第１〜第５工程間でワークＷの処理スピードが平準化し（０．７分に１個あるいは５．６分間に８個）、特定の工程だけが早く終わったり遅く終わったりせず、この生産ライン１の稼働中は第１〜第５工程が同程度のスピードでワークＷを処理していき、この生産ライン１の稼働開始時には、相互にほぼ同じタイミングで第１〜第５作業エリア１０〜５０の各機械装置１１…１１，２１…２１，３１…３１，４１，５１が稼働を開始し、この生産ライン１の稼働終了時には、相互にほぼ同じタイミングで第１〜第５作業エリア１０〜５０の各機械装置１１…１１，２１…２１，３１…３１，４１，５１が稼働を終了することとなる。

その結果、この生産ライン１においては、各工程間でサイクルタイムが異なっているが、この生産ライン１の稼働中は、各作業エリア１０，２０，３０，４０，５０の手前で待機するワークＷ０…Ｗ０，Ｗ１…Ｗ１，Ｗ２…Ｗ２，Ｗ３…Ｗ３，Ｗ４…Ｗ４の個数が長期的にみても増減変動せず（機械装置１１，２１，３１，４１，５１の故障や交換がないものとする）、したがって、作業エリア１０〜５０間で待機中のワークＷの個数が減り過ぎたから補充したり、増え過ぎたから回収する必要がなくなる。

そして、いずれにせよ、最短工程とその他の工程とで単位時間当たりのワーク処理数（ワークＷの平均的処理速度）の大小が解消され、しかもそのワーク処理数が短いほうのサイクルタイムに平準化されるので、生産ライン１のラインタクトの短縮化が図られて、生産ライン１の生産性が向上すると共に、工程間でワークＷの平均的処理速度が可及的に揃えられて、工程での待ち時間の発生が回避されることとなる。

また、各工程を行う機械装置１１，２１，３１同士が集合された作業エリア１０，２０，３０は、生産ライン１におけるワークＷの搬送方向に対して直列に配置されているので、ワークＷは、直列配置された作業エリア１０〜５０順、つまり工程順に搬送されることとなる。

併せて、各作業エリア１０，２０，３０内の複数の機械装置１１，２１，３１は、前記ワークＷの搬送方向に対して並列に配置されているので、ワークＷは、各作業エリア１０，２０，３０内のどの機械装置１１，２１，３１へも安定に搬入され、どの機械装置１１，２１，３１からも安定に搬出されることとなり、機械装置１１，２１，３１の配置位置に起因して特定の機械装置１１，２１，３１に待ち時間が生じ、機械装置１１，２１，３１の稼働率が低下するという問題がない。

図６は、この生産ライン１を改善する前の生産ラインにおける、図３と類似の工程表である。すなわち、この生産ライン１は、改善前は、９つの工程を有していた。

第１工程では、図７（ａ）の符号タで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側の外周面の外径粗加工と、符号チで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側の筒状端部の外径粗加工と、符号ツで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側の筒状端部の内径粗加工とが、ＮＣ旋盤により、２．５分のサイクルタイムで行われていた。

第２工程では、図７（ｂ）の符号テで示すように、ディファレンシャルケースＷの左側の端面の粗加工と、符号トで示すように、ディファレンシャルケースＷの左側の筒状端部の外径粗加工と、符号ナで示すように、ディファレンシャルケースＷの左側の筒状端部の内径粗加工とが、ＮＣ旋盤により、２．０分のサイクルタイムで行われていた。

第３工程では、図７（ｃ）の符号ニ、ヌ、ネで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側及び左側の各部位の外径仕上げ加工が、マシニングセンタにより、１．０分のサイクルタイムで行われていた。

第４工程では、図７（ｄ）の符号ノで示すように、ドリルを用いてディファレンシャルケースＷのピニオンシャフトの穴あけ加工の下穴形成と、符号ハで示すように、その他の穴あけ加工とが、専用機により、４．０分のサイクルタイムで行われていた。

第５工程では、図７（ｅ）の符号ヒで示すように、ロングリーマを用いてディファレンシャルケースＷのピニオンシャフトの穴あけ加工の仕上げ加工と、符号フで示すように、その他の穴あけ加工と、符号ヘ、ホで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側及び左側の筒状端部の内径仕上げ加工とが、専用機により、４．０分のサイクルタイムで行われていた。

第６工程では、図７（ｆ）の符号マで示すように、ボーリング機を用いてディファレンシャルケースＷの内部球面加工の粗加工が、専用機により、３．０分のサイクルタイムで行われていた。

第７工程では、図７（ｇ）の符号ミで示すように、ボーリング機を用いてディファレンシャルケースＷの内部球面加工の仕上げ加工が、専用機により、２．０分のサイクルタイムで行われていた。

第８工程では、図７（ｈ）の符号ムで示すように、ディファレンシャルケースＷの右側及び左側の筒状端部の内面のホーニング加工が、ホーニング盤により、０．７分のサイクルタイムで行われていた。

第９工程では、図示しないが、ディファレンシャルケースＷの洗浄が、洗浄装置により、０．７分のサイクルタイムで行われていた。

なお、各工程とも機械装置は１台づつであり、生産ラインのラインタクトは４．０分であった。つまり、第１工程から第９工程までのサイクルタイムのうち最も長いサイクルタイムである第４工程あるいは第５工程の４．０分に一致していた。

そこで、まず、前記複数の工程のうちサイクルタイムが最も短い最短工程を選んだ（サイクルタイムが０．７分の第８工程あるいは第９工程）。そして、この最短工程を除くその他の工程のサイクルタイムを前記最短工程のサイクルタイム（０．７分）のほぼ整数倍に調整した。

例えば、ワークＷの左右の端部の加工（図７のチ、ト、ヌ、ネ）を単一の工程で完結するようにした（図４のウ、エ参照）。そのために、マシニングセンタ２１で、図２に鎖線で示すような、外径ボーリングツールＴ１，Ｔ２を用いた。このことも含めて、結果的に、図３の第２工程のサイクルタイムを０．７分の８倍の５．６分に調整できた。

また、ワークＷの筒状部の内径加工の粗加工（図７のナ）と仕上げ加工（図７のホ）とを単一の工程で完結するようにした（図４のカ参照）。そのために、マシニングセンタ２１で、図８に鎖線で示すような、内径ボーリングツールＴ３を用いた。この内径ボーリングツールＴ３は、前端側に粗加工用の先行刃αを備え、後端側に仕上げ加工用の仕上刃βを備えたものである。このことも含めて、結果的に、図３の第２工程のサイクルタイムを０．７分の８倍の５．６分に調整できた。

また、ワークＷの穴あけ加工の下穴形成（図７のノ）と仕上げ加工（図７のヒ）とを単一の工程で完結するようにした（図４のキ参照）。そのために、マシニングセンタ２１で、図１０（ａ）に鎖線で示すような、下穴形成用ドリルＴ４と、図１０（ｂ）に鎖線で示すような、穴径仕上用ショートリーマＴ７とを用いた。それまでは、図９（ａ）に鎖線で示すような、下穴形成用ドリルＴ４と、図９（ｂ）に鎖線で示すような、穴径仕上用ロングリーマＴ５とを用いていたので、図９（ｂ）に鎖線で示すように、ロングリーマＴ５の芯振れを抑制する保持部材Ｔ６が必要となり、この保持部材Ｔ６が下穴形成用ドリルＴ４と干渉するので、図９（ａ）に鎖線で示す下穴形成と、図９（ｂ）に鎖線で示す穴仕上げとを、２工程に分けていたのである（図７のノ、ヒ）。このことも含めて、結果的に、図３の第２工程のサイクルタイムを０．７分の８倍の５．６分に調整できた。

また、ワークＷの内部球面加工（図７のマ、ミ）を単一の工程で完結するようにした（図４のケ、コ参照）。そのために、専用機３１で、図１２（ａ）に鎖線で示すような、サイドギヤ側の球面カッタＴ９と、図１２（ｂ）に鎖線で示すような、ピニオンギヤ側の球面カッタＴ１０とを用いた。それまでは、図１１に鎖線で示すような、ボーリング機Ｔ８を用いていたので、粗加工と仕上げ加工とを、２工程に分けていたのである（図７のマ、ミ）。このことも含めて、結果的に、図３の第３工程のサイクルタイムを０．７分の４倍の２．８分に調整できた。

なお、サイドギヤ側の球面カッタＴ９でピニオンギヤ側が加工されないように、またピニオンギヤ側の球面カッタＴ１０でサイドギヤ側が加工されないように、境界部分に鋳抜き部（図１２（ｂ）に点線γで囲った部分）を形成した。

また、図６の第２工程では、ディファレンシャルケースＷの左側の端面の粗加工を行い（図７（ｂ）の符号テ）、図６の第３工程では、該端面の仕上げ加工を行っていたが（図７（ｃ）の符号ニ）、この端面は、当該ディファレンシャルケースＷにリングギヤを締結するためのリベットの頭部が接するだけで精度は必要ないので、図３の第１工程では、この端面の加工を省略した（図４（ａ）の符号ア参照）。このことも含めて、結果的に、図３の第１工程のサイクルタイムを０．７分の４倍の２．８分に調整できた。

図１３は、以上のように最短工程を除くその他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイム（０．７分）のほぼ整数倍に調整することなく、機械装置の台数のみを増やして、ラインタクトの短縮化を考察した結果を示す表である。

第１案では、ラインタクトを最短の０．７分まで短縮するため、第１〜第７工程の機械装置を大量に増やしている。しかし、その結果、第１〜第７工程において、単位時間当たりのワーク処理数（ワークＷの平均的処理速度）が第８、第９工程よりも上がり過ぎている。したがって、第１〜第７工程において待ち時間が生じ、機械装置の台数を増やしたことが無駄になっている。

同様に、第２案〜第５においても、ラインタクトを改善前の４．０分より短縮化するため、第１〜第７工程の機械装置を増大しているが、いずれの案も、最短工程（第８、第９工程）とその他の工程（第１〜第７工程）とで単位時間当たりのワーク処理数（ワークＷの平均的処理速度）の大小が解消されないから、生産ラインのラインタクトの短縮化は図られるものの、工程間でワークＷの平均的処理速度が揃わず、工程での待ち時間が発生してしまうことがわかる。

以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、ワークに対して複数台の機械装置で複数の工程を順次遂行するワークの生産ラインにおいて、生産ラインのラインタクトの短縮化を図って生産ラインの生産性を向上させると共に、工程間でワークの平均的処理速度を可及的に揃え、もって工程での待ち時間の発生を回避することが可能な技術であるから、工場における生産の技術分野において広範な産業上の利用可能性を有する。

本発明の最良の実施の形態に係るワークの生産ラインを示すレイアウト図である。 前記ワークが自動車のディファレンシャルケースであることを示す断面図である。 前記生産ラインの工程表である。 前記工程表に対応してワークの加工部位を示す図である。 前記生産ラインのタイムチャートである。 図３と類似する、改善前の生産ラインの工程表である。 図４と類似する、改善前の工程表に対応してワークの加工部位を示す図である。 ワークに対する工具Ｔ３の使用の概念図である。 ワークに対する工具Ｔ４〜Ｔ６の使用の概念図である。 ワークに対する工具Ｔ４，Ｔ７の使用の概念図である。 ワークに対する工具Ｔ８の使用の概念図である。 ワークに対する工具Ｔ９，Ｔ１０の使用の概念図である。 機械装置の台数のみ増やしてラインタクトの短縮化を考察した結果を示す表である。

符号の説明

１ 生産ライン
１０〜５０ 作業エリア
１１，２１，３１，４１，５１ 機械装置
Ｗ ワーク

Claims (7)

1. ワークに対して複数台の機械装置で複数の工程を順次遂行するワークの生産ラインであって、
   前記複数の工程が、サイクルタイムが最も短い最短工程と、この最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍のサイクルタイムを有するその他の工程とでなり、
   その他の工程のそれぞれにおいて、該工程を遂行する機械装置の台数が、前記最短工程を遂行する機械装置の台数の前記整数倍とされていることを特徴とするワークの生産ライン。
2. 前記請求項１に記載のワークの生産ラインにおいて、
   工程毎に、該工程を遂行する機械装置が集合された作業エリアが設けられ、この作業エリアが生産ラインにおけるワークの搬送方向に対して直列に配置されていると共に、該作業エリア内においては、複数の機械装置が前記ワークの搬送方向に対して並列に配置されていることを特徴とするワークの生産ライン。
3. ワークに対して複数台の機械装置で複数の工程を順次遂行するワークの生産方法であって、
   前記複数の工程のうちサイクルタイムが最も短い最短工程を選び、
   この最短工程を除くその他の工程のサイクルタイムを前記最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍に調整し、かつ、
   その他の工程のそれぞれにおいて、該工程を遂行する機械装置の台数を、前記最短工程を遂行する機械装置の台数の前記整数倍とし、
   この状態でワークを生産することを特徴とするワークの生産方法。
4. 前記請求項３に記載のワークの生産方法において、
   ワークの左右の端部の加工を単一の工程で完結することにより、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍となるように調整したことを特徴とするワークの生産方法。
5. 前記請求項３に記載のワークの生産方法において、
   ワークの筒状部の内径加工の粗加工と仕上げ加工とを単一の工程で完結することにより、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍となるように調整したことを特徴とするワークの生産方法。
6. 前記請求項３に記載のワークの生産方法において、
   ワークの穴あけ加工の下穴形成と仕上げ加工とを単一の工程で完結することにより、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍となるように調整したことを特徴とするワークの生産方法。
7. 前記請求項３に記載のワークの生産方法において、
   ワークの内部球面加工を単一の工程で完結することにより、その他の工程のサイクルタイムを最短工程のサイクルタイムのほぼ整数倍となるように調整したことを特徴とするワークの生産方法。

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