JP2012255838A - 作業用シミュレーション装置および作業体験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業対象車両に対する作業を疑似的に体験して検討するとともに訓練することができる作業用シミュレーション装置および作業体験方法を提供することを課題とする。
【解決手段】作業用シミュレーション装置１Ａであって、固定フレーム２ｃと、固定フレーム２ｃにスライド可能に連結された可動フレーム３と、によって形成された疑似車体１０Ａを備え、疑似車体１０Ａは、作業対象車両の車体を模倣した形状である。
また、作業体験方法では、作業者が疑似車体１０Ａに対して部品を組み付ける動作を行うことで、作業対象車両に対する作業を疑似的に体験する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の製造工程における作業を体験するための作業用シミュレーション装置および作業体験方法に関する。

車両の製造工程における作業を訓練するための作業用訓練装置としては、生産ラインの近傍に、作業訓練用のスペースを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８５９１９４号公報

新しい車種の車両を生産ラインで製造する場合には、その車両に対する作業を予め体験し、作業の問題点を検討することが求められている。前記した従来の作業用訓練装置は、既に生産ラインで製造されている車両に対する作業を習熟させるものであり、新しい車種の車両に対する作業を予め体験するものではない。
従来、新しい車種を生産ラインで製造する前には、機密保持された室内で、新しい車種の実車を用いて作業を体験しているが、作業体験用の車両の台数が少なく、作業を体験する時間が限定されるため、作業内容を十分に検討することができないという問題がある。

本発明は、前記した問題を解決し、作業対象車両に対する作業を疑似的に体験して検証するとともに、作業を訓練することができる作業用シミュレーション装置および作業体験方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、作業用シミュレーション装置であって、固定フレームと、前記固定フレームにスライド可能に連結された可動フレームと、によって形成された疑似車体を備え、前記疑似車体は、作業対象車両の車体を模倣した形状であることを特徴としている。
また、前記作業用シミュレーション装置を用いた作業体験方法では、作業者が前記疑似車体に対して部品を組み付ける動作を行うことで、作業対象車両に対する作業を疑似的に体験する。

この構成では、作業者は疑似車体に接することで、作業対象車両を疑似的に体感することができる。したがって、新しい車種を生産ラインで製造する前に、実車を用いなくても、作業対象車両に対する作業内容を十分に検討するとともに、作業を訓練することができる。
また、固定フレームおよび可動フレームをパイプなどの軽量な材料で構成した場合には、疑似車体を簡単に搬送および設置することができる。また、各フレームを分離してコンパクトに保管することができる。

また、固定フレームへの可動フレームの取付位置を変更することで、疑似車体の形状を部分的に変更することができるため、作業対象車両の仕様変更にも柔軟に対応することができる。
なお、前記固定フレームに前記可動フレームの取付位置を示したマークが設けられている場合には、マークに合わせて可動フレームを固定フレームに取り付けることで、疑似車体を簡単に形成することができる。

前記した作業用シミュレーション装置の前記疑似車体に、前記作業対象車両の搭載部品（インストルメントパネル、シートなど）を模倣した形状の疑似ワークが着脱自在である場合には、作業者はより具体的に作業を検討することができる。

本発明の作業用シミュレーション装置および作業体験方法では、作業者が疑似車体によって作業対象車両の車体を疑似的に体感することができる。したがって、新しい車種を生産ラインで製造する前に、作業内容を十分に検討することができ、製造工程における難作業を発見して改善したり、治具を先行開発したりすることができる。また、疑似車体を用いて作業を訓練することができる。
また、疑似車体を簡単に搬送および設置するとともに、各フレームを分離してコンパクトに保管することができるため、疑似車体を容易に取り扱うことができる。
また、固定フレームへの可動フレームの取付位置を変更することで、疑似車体の形状を部分的に変更することができる。したがって、疑似車体全体を組み直すことなく、類似した別の車体を模倣することができるため、作業対象車両の仕様変更にも柔軟に対応することができる。

第一実施形態の疑似車体を示した斜視図である。 第一実施形態の疑似車体を示した図で、（ａ）は側面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 第一実施形態の作業対象車両を示した斜視図である。 第一実施形態の固定フレームを示した部分拡大図である。 第二実施形態の疑似車体を示した側面図である。 第二実施形態の疑似車体を疑似コンベアに取り付けた状態の側面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。

［第一実施形態］
第一実施形態の作業用シミュレーション装置１Ａは、図１に示すように、複数の固定フレーム２ａ〜２ｆと、二本の可動フレーム３，３と、を連結して形成された箱状の疑似車体１０Ａを備えている。この実施形態では、固定フレーム２ａ〜２ｆおよび可動フレーム３は円筒状のパイプによって形成されている。

第一実施形態の疑似車体１０Ａは、作業対象車両１００（図３参照）の車体１１０におけるキャビン前部１２０の各部寸法に合わせて、固定フレーム２ａ〜２ｆおよび可動フレーム３を連結することで、キャビン前部１２０を模倣したものである。この疑似車体１０Ａに接した作業者は、キャビン前部１２０の主要な構造（側面開口部１２４の大きさ、ルーフ１２１やフロア１２２の幅や高さなど）を疑似的に体感することができる。

疑似車体１０Ａは、疑似フロア２０と、疑似フロア２０の上面に立設された疑似ピラー３０Ａと、疑似ピラー３０Ａの上端部に設けられた疑似ルーフ４０と、疑似フロア２０の下方に設けられた脚部５０と、によって構成されている。

疑似フロア２０は、左右方向に幅広な長方形の四周枠を水平に配置することで、キャビン前部１２０（図３参照）のフロア１２２を模倣している。疑似フロア２０は、前後左右に配置された四本の固定フレーム２ａ，２ｂを、四つの連結部材２１によって連結することで形成されている。

疑似フロア２０の連結部材２１は、前後方向の一方、左右方向の一方および上下方向の直交する四方向に向けて円筒状の嵌合部が形成されたパイプ継手である。
疑似フロア２０の四隅に配置された各連結部材２１の嵌合部に、各固定フレーム２ａ，２ｂの端部を差し込むことで、左右の固定フレーム２ａと前後の固定フレーム２ｂとが直角に連結されている。

また、図２（ｂ）に示すように、疑似フロア２０では、各固定フレーム２ａ，２ｂに床板２２が架設されている。この床板２２の上面は作業対象車両１００（図３参照）のフロア面に対応している。

疑似ピラー３０Ａは、図１に示すように、疑似フロア２０の上面に立設することで、キャビン前部１２０（図３参照）の左右側部を模倣している。疑似ピラー３０Ａは、疑似フロア２０の四隅に垂直に立設された四本の固定フレーム２ｃと、前後の固定フレーム２ｃ，２ｃに水平に架設された左右二本の可動フレーム３，３と、によって形成されている。

疑似ピラー３０Ａの各固定フレーム２ｃの下端部は、疑似フロア２０の各連結部材２１の嵌合部に差し込まれている。
疑似ピラー３０Ａでは、前側の固定フレーム２ｃがキャビン前部１２０（図３参照）の前ピラー１２３ａに対応し、後側の固定フレーム２ｃが中ピラー１２３ｂに対応している。

可動フレーム３は、前後両端部がクランプ部材４，４を介して、前後の固定フレーム２ｃ，２ｃに連結されており、キャビン前部１２０（図３参照）の側面開口部１２４の上辺１２４ａに対応している。この可動フレーム３と、疑似フロア２０の固定フレーム２ａと、疑似ピラー３０Ａの前後二本の固定フレーム２ｃ，２ｃと、によって囲まれた側面開口部１１は、キャビン前部１２０（図３参照）の側面開口部１２４に対応している。

クランプ部材４は、図２（ａ）に示すように、固定フレーム２ｃに外嵌される円筒状の挿通部４ａと、挿通部４ａから前後方向の一方に突設された円筒状の嵌合部４ｂと、が形成されたパイプ継手であり、嵌合部４ｂには可動フレーム３の端部が差し込まれている。

挿通部４ａは、固定フレーム２ｃに対して軸方向（上下方向）にスライド可能に外嵌されている。挿通部４ａの周壁部にはねじ孔が貫通しており、このねじ孔に外側から固定用ボルト４ｃを螺合させ、固定用ボルト４ｃの先端部を固定フレーム２ｃの外周面に押し付けることで、クランプ部材４を固定フレーム２ｃに固定することができる。
そして、前後二つのクランプ部材４，４の固定用ボルト４ｃ，４ｃを緩めて、両クランプ部材４，４を上下方向に移動させることで、可動フレーム３の高さ方向の取付位置を変更することができる。

また、図４に示すように、疑似ピラー３０Ａの固定フレーム２ｃの外周面には、軸方向の目盛り４ｄが形成されている。この目盛り４ｄには、クランプ部材４の取付位置を示したマーク４ｅが設けられている。
第一実施形態では、マーク４ｅの１にクランプ部材４の上端部を合わせて、クランプ部材４を固定フレーム２ｃに固定したときに、キャビン前部１２０（図３参照）の側面開口部１２４に対応した側面開口部１１が形成される。なお、マーク４ｅの２にクランプ部材４の上端部を合わせた場合には、別の車種の車体の側面開口部に対応した側面開口部が形成される。

疑似ルーフ４０は、図１に示すように、疑似フロア２０と前後左右の長さが同じ四周枠を、疑似ピラー３０Ａの上端部に取り付けることで、キャビン前部１２０（図３参照）のルーフ１２１を模倣している。疑似ルーフ４０は、前後左右に配置された四本の固定フレーム２ｄ，２ｅを、四つの連結部材４１によって連結することで形成されている。

疑似ルーフ４０の連結部材４１は、前後方向の一方、左右方向の一方および下方の直交する三方向に向けて円筒状の嵌合部が形成されたパイプ継手である。
疑似ルーフ４０の四隅に配置された各連結部材４１の嵌合部に、各固定フレーム２ｄ，２ｅの端部を差し込むことで、左右の固定フレーム２ｄと前後の固定フレーム２ｅとが直角に連結されている。

さらに、疑似ピラー３０Ａの各固定フレーム２ｃの上端部を、疑似ルーフ４０の各連結部材４１の嵌合部を差し込むことで、疑似ピラー３０Ａの上端部に疑似ルーフ４０が取り付けられている。

脚部５０は、疑似フロア２０の下方に設けられており、上端部が疑似フロア２０の各連結部材２１の嵌合部に差し込まれた四本の固定フレーム２ｆによって形成されている。
この脚部５０は、疑似車体１０Ａを作業面に載置したときの床板２２の上面が、キャビン前部１２０（図３参照）をフロアコンベア上面に載置したときのフロア面と同じ高さになるように、疑似フロア２０を支持する部位である。

次に、前記した作業用シミュレーション装置１Ａを用いた作業体験方法について説明する。第一実施形態では、新しい車種を生産ラインで製造する前に、作業用シミュレーション装置１Ａを用いて作業対象車両に対する作業を体験する場合を例として説明する。

まず、図３に示す作業対象車両１００のキャビン前部１２０の主要な構造の各部寸法に合わせて、図１に示すように、各固定フレーム２ａ〜２ｆおよび可動フレーム３を連結して、キャビン前部１２０（図３参照）を模倣した疑似車体１０Ａを組み立てる。

疑似ピラー３０Ａの可動フレーム３を位置決めするときには、図４に示すように、固定フレーム２ｃに形成されたマーク４ｅの１にクランプ部材４を合わせることで、可動フレーム３を正確な位置に取り付けることができ、側面開口部１１を簡単に形成することができる。

このようにして形成された図１に示す疑似車体１０Ａに対して、作業者が側面開口部１１から乗降したり、インストルメントパネルやシートなどを摸倣した疑似ワーク（図示せず）を組み付けることで、新しい車種のキャビン前部１２０（図３参照）に対する作業を疑似的に体験することができ、作業姿勢や作業効率を検証することができる。

以上のような作業用シミュレーション装置１Ａおよび作業体験方法では、新しい車種を生産ラインで製造する前に、作業者は図１に示す疑似車体１０Ａに接することで、新しい車種のキャビン前部１２０（図３参照）を疑似的に体感することができる。したがって、実車を用いなくても、作業対象車両に対する作業内容を十分に検討することができ、製造工程における難作業を発見して改善したり、治具を先行開発したりすることができる。

また、疑似車体１０Ａを構成する固定フレーム２ａ〜２ｆおよび可動フレーム３は、軽量なパイプであるため、疑似車体１０Ａを簡単に搬送および設置し、疑似車体１０Ａを用いて作業を訓練することができる。また、各固定フレーム２ａ〜２ｆおよび可動フレーム３を分離してコンパクトに保管することができる。このように、疑似車体１０Ａを容易に取り扱うことができる。

また、疑似車体１０Ａの疑似ピラー３０Ａでは、固定フレーム２ｃに対する可動フレーム３の取付位置を変更することで、側面開口部１１の上辺の高さを変更することができる。さらに、可動フレーム３を固定フレーム２ｃの下部に配置することで、側面開口部１１の下辺の高さを変更することもできる。したがって、疑似車体１０Ａ全体を組み直すことなく、類似した別の車体を模倣することができるため、作業対象車両１００（図３参照）の仕様変更にも柔軟に対応することができる。
なお、本実施形態の疑似ピラー３０Ａでは、固定フレーム２ｃに対して左右二本の可動フレーム３，３が架設されているが、固定フレーム２ｃに対して上下二本の可動フレーム３，３を架設し、側面開口部１１の上辺（疑似ルーフ４０側）と下辺（疑似フロア２０側）の高さをそれぞれ変更させることができるように構成した場合には、側面開口部１１をより実車の側面開口部１２４（図３参照）に似せて形成することができる。

以上、本発明の第一実施形態について説明したが、本発明は前記第一実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、第一実施形態では、固定フレーム２ａ〜２ｆおよび可動フレーム３がパイプによって形成されているが、その形状は限定されるものではなく、円形断面の部材や角材、平板などを用いることができ、各フレームの連結手段も限定されるものではない。
また、固定フレーム２ａ〜２ｆおよび可動フレーム３を、キャビン前部１２０（図３参照）の形状に合わせて曲げた場合には、キャビン前部１２０をより忠実に模倣した疑似車体を形成することができる。

また、第一実施形態の疑似車体１０Ａは、キャビン前部１２０（図３参照）を模倣した形状であるが、検討する作業内容に応じて、車体の一部または車体全体を模倣した形状の疑似車体を形成することができる。

［第二実施形態］
第二実施形態の作業用シミュレーション装置１Ｂは、図５に示すように、作業用対象車両の車体全体を模倣した形状の疑似車体１０Ｂを備えている。

この疑似車体１０Ｂは、疑似フロア２０と、疑似フロア２０の上面に立設された疑似ピラー３０Ｂと、疑似ピラー３０Ｂの上端部に設けられた疑似ルーフ４０と、疑似フロア２０の下方に設けられた脚部５０と、疑似フロア２０の前方に設けられた疑似フロント６０と、によって構成されている。
また、疑似車体１０Ｂでは、疑似フロア２０の床板２２にシートを模倣した疑似ワークＷ１が着脱自在であるとともに、疑似ピラー３０Ｂの前側の固定フレーム２ｃにインストルメントパネルを模倣した疑似ワークＷ２が着脱自在である。

第二実施形態の疑似ピラー３０Ｂの可動フレーム３は、下端部がクランプ部材４を介して疑似フロア２０の左右の固定フレーム２ａにスライド可能に連結されるとともに、上端部がクランプ部材４を介して疑似ルーフ４０の左右の固定フレーム２ｄにスライド可能に連結されている。

このような疑似ピラー３０Ｂでは、前側の固定フレーム２ｃが作業対象車両の前ピラーに対応し、可動フレーム３が中ピラーに対応し、後側の固定フレーム２ｃが後ピラーに対応している。そして、可動フレーム３を前後方向に移動させることで、側面開口部１１の前後方向の幅を変更することができる。

疑似フロント６０は、作業対象車両のフロントを模倣した部位である。この疑似フロント６０は、フロント上面に対応した固定フレーム２ｇの前端部と、フロント前面に対応した固定フレーム２ｈの上端部とが連結部材６１を介して直角に連結され、さらに、フロント上面に対応した固定フレーム２ｇの後端部が、疑似ピラー３０Ｂの前側の固定フレーム２ｃに連結部材６２を介して連結されている。

また、疑似フロント６０には、フロントサイドメンバに対応した可動フレーム３が、上側の固定フレーム２ｇの下方に所定の間隔を空けて平行に配置されている。この可動フレーム３は、前端部がクランプ部材４を介して前側の固定フレーム２ｈにスライド可能に取り付けられ、後端部はクランプ部材４を介して脚部５０の固定フレーム２ｆにスライド可能に取り付けられている。

また、左右の可動フレーム３には、フロントサブフレームに対応した底板６３が架設されている。したがって、可動フレーム３を上下方向に移動させることで、底板６３の高さを変更することができる。なお、底板６３の上面には、ブレーキパイプを模倣した疑似ワークＷ３が着脱自在となっている。
また、疑似フロント６０では、前側のクランプ部材４をフロントクロスメンバと仮想しており、このクランプ部材４の前面に、バンパーを模倣した疑似ワークＷ４が着脱自在となっている。

第二実施形態の作業用シミュレーション装置１Ｂでは、第一実施形態の作業用シミュレーション装置１Ａ（図１参照）と同様に、作業者が疑似車体１０Ｂによって作業対象車両を疑似的に体感することができる。そして、疑似ワークＷ１（シート）、疑似ワークＷ２（インストルメントパネル）、疑似ワークＷ４（バンパー）を疑似車体１０Ｂに組み付けるとともに、疑似ワークＷ３を用いてブレーキパイプの調整作業を行うことで、新しい車種を生産ラインで製造する前に、作業姿勢や作業効率を十分に検討することができる。また、疑似車体１０Ｂを用いて作業を訓練することもできる。
また、疑似車体１０Ｂの形状を部分的に変更することができるため、疑似車体１０Ｂ全体を組み直すことなく、類似した別の車体を模倣することができ、作業対象車両の仕様変更にも柔軟に対応することができる。

また、第二実施形態の疑似車体１０Ｂは、作業対象車両の車体全体を模倣しているため、作業者はより具体的に作業を検討することができる。したがって、第二実施形態の作業用シミュレーション装置１Ｂを用いて、エンジンルーム、車体後部、トランクに対する作業内容や、車体後方からの乗降作業を十分に検討することができる。

さらに、図６に示すように、オーバーヘッドコンベアを仮想した疑似コンベア７０に、疑似ハンガー７１，７１を介して疑似車体１０Ｂを吊り下げることで、作業対象車両の車体下部に対する作業を検討することもできる。
なお、疑似コンベア７０は、軸方向が前後方向に配置されたパイプである。また、疑似ハンガー７１は、軸方向が上下方向に配置されたパイプであり、その上下両端部を、連結部材７１ａ，７１ａを介して疑似コンベア７０および疑似車体１０Ｂの固定フレーム２ｄ，２ｇに連結している。

１Ａ 作業用シミュレーション装置（第一実施形態）
１Ｂ 作業用シミュレーション装置（第二実施形態）
２ａ〜２ｈ 固定フレーム
３ 可動フレーム
４ クランプ部材
４ｅ マーク
１０Ａ 疑似車体（第一実施形態）
１０Ｂ 疑似車体（第二実施形態）
１１ 側面開口部
２０ 疑似フロア
２１ 連結部材
２２ 床板
３０Ａ 疑似ピラー（第一実施形態）
３０Ｂ 疑似ピラー（第二実施形態）
４０ 疑似ルーフ
４１ 連結部材
５０ 脚部
６０ 疑似フロント
６１ 連結部材
６２ 連結部材
６３ 底板
７０ 疑似コンベア
１００ 作業対象車両
１１０ 車体
１２０ キャビン前部
１２１ ルーフ
１２２ フロア
１２３ａ 前ピラー
１２３ｂ 中ピラー
１２４ 側面開口部
Ｗ１〜Ｗ４ 疑似ワーク

Claims (4)

1. 固定フレームと、
   前記固定フレームにスライド可能に連結された可動フレームと、によって形成された疑似車体を備え、
   前記疑似車体は、作業対象車両の車体を模倣した形状であることを特徴とする作業用シミュレーション装置。
2. 前記疑似車体には、前記作業対象車両の搭載部品を模倣した形状の疑似ワークを着脱自在であることを特徴とする請求項１に記載の作業用シミュレーション装置。
3. 前記固定フレームには、前記可動フレームの取付位置を示したマークが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業用シミュレーション装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された作業用シミュレーション装置を用いた作業体験方法であって、
   作業者が前記疑似車体に対して部品を組み付ける動作を行うことを特徴とする作業体験方法。

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