JP2577096B2 - 立体工場 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、立体工場に関し、特に生産ラインの平面
的，立体的な拡大，縮小，変更が自在で、管理かつ増改
築が容易で、しかも空調負荷の少ない立体工場に関す
る。

《従来の技術》 従来、自動車，電気機器，その他各種の機器類等の組
立・製造工場は、ベルトコンベアによる流れ作業等の円
滑に行うべく、平屋あるいは２〜３階の低層の建物が一
般的であった。

しかし近年土地有効利用を図るために、第10図に示す
ように、生産ラインをａ〜ｅの多段階からなる高層ラッ
クＡ〜Ｃで構成し、各高層ラックＡ〜Ｃ間に物品搬送用
のリフタD,E,Fを設けた高層の工場（特開昭48−18879
号）、あるいは第11図に示すように、物品生産室ａが複
数階に構成され、複数階の生産室ａの少くとも一側に沿
って共通の物品保管棚ｂが設けられた高層の工場も提案
されている（特開昭56−134162号）。

そして、上記第10図に示す高層工場においては、物品
Ｇが例えばリフタＤにより高層ラックＡのいずれかの階
に搬送され、ここで検査，加工等が行われた後、リフタ
Ｅで高層ラックＢのいずれかの階に搬送されるという操
作が繰返される、言わば立体的な生産ラインが実現され
るものである。

また、上記第11図に示す高層工場においては、仕切壁
c,天井d,床ｅから構成される各階の物品生産室ａ毎に、
空調設備f,照明整備及び生産ラインｇが設置され、この
生産ラインｇと上記の共通の物品保管棚ｂとが物品受渡
し装置ｈを介して連絡されている。そして、実際の物品
等の受け渡しは、仕切壁ｃの所定箇所に形成された物品
移送口ｉを介して行われるようになっており、その物品
移送口ｉは、生産ラインの工程に応じて所望位置に予め
形成するようになっている。

以上の第10図，第11図に示すような構成にすることに
より、地価の高い都市部での建設が可能となり、最近見
直されている消費地近接の都市型工場を建築することが
できる。

《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、上記した従来の高層工場では次のよう
な問題がある。

人間の居住空間としての機能を中心とした固定式の床
・壁構造であるため、階高が高くなり、機械設備の密度
が低くなって、建設費や維持費の高騰をもたらす。

生産ラインの変更、配置替えに手間がかかり、かつ、
新たに階高をこえる機器類を導入しようとすれば、床ス
ラブの一部に穴あけする工事等をする必要があった。

空調設備を各階毎に設置しなければならず、設備費は
もとより、維持費も膨大となる。

本発明は、以上の諸点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、生産ラインを平面的に広がり得る
ようにすると共に、生産ラインの設計変更に容易に対応
でき、都市型工場として最適で、しかも空調負荷の小さ
い立体工場を提案するにある。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明では、多層を亘る
共通の物品保管棚と、該物品保管棚の少くとも一側に設
けられた生産ライン支持用構造体とを有する立体工場に
おいて、前記物品保管棚及び前記生産ライン支持用構造
体の少なくとも一方を、軸組部材で立体格子状に組立て
た複数のラックを立体状に積上げ形成して構成すること
を特徴とするものである。

《作 用》 本発明では、多層に亘る共通の物品保管棚が、自動
車，電気機器，その他各種の機器類等の部品，仕掛品，
完成品を一時保管する作用をなす。

この物品保管棚の一側の生産ライン支持用構造体が、
工場の各階となり、この構造体内に上記機械類等の生産
ラインが構成され支持される。

この構造体あるいは上記の物品保管棚が、軸組部材で
立体格子状に組立てられた複数個のラックにより、ジャ
ングルジム風に、組立解体自在に構成されている。

そして、生産ラインの拡大，縮小等の要求に応じて、
上記のラックが増，減され、生産ライン，物品保管棚が
平面的，立体的に拡，縮される。

このように、平面的，立体的に拡，縮自在の生産ライ
ンに物品保管棚から部品等が搬送され、組立・製造等の
作業がなされ、完成品等が再び物品保管棚へ保管され
る。

生産ライン支持用構造体，物品保管棚を構成している
複数個のラックは、上記のように軸組部材（例えば，鋼
パイプ等）で立体格子状に構成されているため、透視性
と透気性を有し、上記作業中の空調や照明の設置数、容
量を少なくできる。

《実 施 例》 以下、本発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして説明する。

第１図は本発明に係る工場の一実施例を示す断面図、
第２図は第１図の内部を示す斜視図で、ラックの配置態
様例を示している。

第１図，第２図に示すように、中央に２個の物品保管
棚1,1を隣接して設け、各物品保管棚1,1の片側に搬送装
置（スタッカークレーン又はそれと同時の走行・昇降・
移動機能を持つもの等）2,2を介して生産ライン支持用
構造体3,3が多層に配置されている。

上記の物品保管棚1,1と生産ライン支持用構造体3,3
は、複数個のラック10（本例では１個の物品保管棚１に
64個、片側の生産ライン支持用構造体３に64個のラック
10）にて構成されている。

このラック10は、第３図にその一例を示すように、一
定モジュールの軸組部材（鋼パイプ,H型鋼等）11を立方
格子状に組立てたものである。なお、第３図に示すラッ
ク10は、物品保管棚1,1、生産ライン支持用構造体3,3の
外壁（第１図中の４）に隣接する箇所に配置されるもの
であり、上下面（天井面と床面に相当する）と相隣るる
２側面（外壁面に相当する）は軸組部材11で格子状に構
成し、他の２面（隣接するラック10との接触面と搬送装
置２との接触面）は枠組のみとして通抜自在にする。上
記以外の箇所に配置されるラックは、図示は省略するが
上下面（天井面と床面）と１側面（外壁面）は軸組部材
11で格子状に構成し、３つの側面（隣接する２つのラッ
ク10との接触面と搬送装置２との接触面）は枠組のみと
して通抜自在にするのが好ましい。

なお、搬送装置２に隣接する１面を除く５面全てを格
子状に構成したラック（図示省略）を用いても良いこと
は言うまでもない。

また、上記の軸組部材11を上記のように一定のモジュ
ールにしておけば、ラック10の組立を容易に行なうこと
ができる。

そして上記のラック10を組立てて構成された物品保管
棚1,1と生産ライン支持用構造体3,3は、搬送装置2,2と
共に、第１図に示すように、外壁4,屋根５により覆わ
れ、工場の外観が整えられる。

なお、ラック10の格子状に構成された上下面や側面
は、このまま（すなわち格子状や枠組のまま）使用する
こともできるし、あるいはこの格子状面に天井材や床
材、あるいは壁材等を着脱自在に取付けて使用すること
もできる。

そして、生産ライン支持用構造体3,3の各層に、例え
ば第４図（Ａ）に示すように、組立コンベア（フリーフ
ローコンベア）6a,部品供給コンベア6b,組立ロボット6
c,その他図示省略の検査ロボット，パレタイジングロボ
ット等からなる生産ライン（第１図中の６）が構成され
る。

このとき、上記のコンベアやロボット等は、予め設定
されたプログラム等によって加工・組立てられ、この加
工・組立てに必要な部品類は搬送装置2,2によって物品
保管棚1,1から取出される。

なお、第４図（Ａ）では、ラック10の下面（床面）に
グレーチング，パンチング，ネッティング等の透視性，
透気性のあるパネル部材（床材）6dが着脱自在に取付け
られている。

また、例えば上記した生産ラインを構成するロボット
等の機器や、製造中の物品の高さが高く、１階部分のみ
では天井にぶつかってしまう場合には、その部位に位置
するラック10を２階分の高さを有するものに取替えるこ
とにより簡単に対処できる。そして、たとえ生産ライン
の変更によりその機器類等の設置箇所を替えなければな
らなくても、新たな設置箇所のラック10を取替えるだけ
ですむため、その設計変更を容易に行える。

さらに、上記の物品保管棚1,1から上記の生産ライン
への部品の搬送や生産ラインで組立・製造された仕掛品
や完成品の物品保管棚1,1への格納は、水平・垂直方向
に自由に動く上述したスタッカークレーン等の搬送装置
2,2により行われる。

このとき及び上述の生産ラインの加工・組立時におい
て、上記したごとく、ラック10の搬送装置２との接触面
は通抜自在となっているため、任意の位置で搬送装置2,
2を停止し、物品の送受をすることができる。

なお、上述の仕掛品や完成品は、生産ライン６の次工
程からの要求があれば物品保管棚1,1に一時格納される
ことなく、生産ライン６の次工程へ送られる。この次工
程が隣接する場合には、搬送装置２以外のコンベア等に
よって搬送・受渡しが行われるようにしてもよい。

そして、物品保管棚1,1に格納された仕掛品や完成品
は、出荷時、搬送装置２で物品保管棚1,1から取出し、
搬出口まで運ばれ出荷される。

入出荷量が多い場合は、図示は省略するが、物品保管
棚1,1間に入出荷専用の搬送装置を設置してもよい。

また、生産ライン支持用構造体３の各層の周囲には、
例えば第４図（Ｂ）に示すように空調・冷温水等の各種
配管類7a,給配気関連機器，動力・制御盤7b等を集約
し、かつこれら機器類と生産ライン支持用構造体３内の
機器類のためのメンテナンス通路7cを配置したユーティ
リティーユニット７が配設されている。

このユーティリティーユニットは、第４図に示すよう
に、専用のラック10aを用いて構成し、これを第２図の
ラック10の周囲に付設してもよいし、あるいは第２図の
ラック10の外周の一部を用いて構成してもよい。

また、メンテナンス通路7cは、生産ライン６の床材と
同様に、グレーチング，パンチング，ネッティング等の
透視性，透気性のあるパネル部材を着脱自在に配置する
ことで構成され、このパネル部材を取り外して図示する
ごとく空間部7dを形成し、その空間部7dを介して機器類
の搬出入及び移送時の垂直方向の通路としても作用す
る。

このように、各種配管類，動力・制御盤等をユーティ
リティーユニットに集約すれば、生産設備の増築，縮
小，改造等に容易に対応できるのみならず、各種配管
類，動力・制御盤等の保守・点検が容易となる。

また、上述のごとく、物品保管棚1,1、生産ライン支
持用構造体3,3、ユーティリティーユニット７は、とも
にラック10で組立解体自在に構成されているので、工場
規模の拡大・縮小に対応しやすい。すなわち、ラック10
を増・減するだけで生産規模に応じた工場とすることが
できる。

第５図は上記の生産ラインの構成例を示し、紙面に対
し上方が単・少品種多量生産に適したライン型組立方式
の場合の構成例、下方が多品種少・中量生産に適したセ
ル型組立方式の構成例を示している。

同図中、第１図〜第４図と同一符号は第１図〜第４図
と同一部を示し、ライン型組立方式の場合の組立ロボッ
ト6cは単一組付機能ロボットが使用され、セル型組立方
式の場合の組立ロボット6cは複数組付機能ロボットが使
用される。この複数組付機能ロボット6cには、部品供給
コンベア6bとシャーシ供給コンベア6eが配置される。

なお、第５図では、生産ライン支持用構造体3,3の外
側の一部に配管シャフト8,エレベータEV,階段Ｌ等を備
えた連絡ユニット９が配置されている例を示している。

第６図は第５図のライン型組立方式の一部詳細図で、
同図（Ａ）が平面図、同図（Ｂ）が断面図である。

第６図（Ａ），（Ｂ）において、フリーフローコンベ
ア6a上には組立パレット20が移送され、この組立パレッ
ト20上に単一組付機能ロボット6cにより組立・製造され
た仕掛品や完成品が載置される。また、部品供給コンベ
ア6bは、搬送装置２への部品トレー21の受渡し、トレー
21の段積み・段ばらし、単一組付機能ロボット6cへの部
品供給、トレー21のバッファストック等の作用をなす。

第７図は第１図に示す本発明に係る工場内の生産物流
の例を示すフローの一例を立体的に示している。

同図に示すように、各層の生産ライン支持用構造体３
間にはリフト22を設け、第５図，第６図に示すように生
産ラインの１つを複数階（本例では２階）に亘って構成
してもよい。

すなわち、このリフト22を設置する部位のラック10の
上下面の一部をリフト22が通抜自在となるように格子状
に構成し、所望の空間部を形成し、その空間部を介して
物品を上下方向に移動可能としている。

なお、生産ラインの変更により、上記リフト22の設置
箇所を変更する必要が生じた場合には、新たな設置箇所
（第７図中破線部位）に位置するラック10を上記構成の
ものと取替るとともに、その部位にリフトを設置すれば
よいので、生産ラインの変更が極めて簡単にできる。な
お、現在リフト22が設置されている空間部は、必要に応
じてパネル部材等の床材や天井材を載置し、空間部を塞
ぐようにしてもよい。

そして、以上の生産ラインは、部品供給コンベア6bや
搬送装置２等の自動化されたマテリアルハンド機器と、
組立ロボット6cや検査・パレタイジングロボットを高度
情報ネットワーク（図示省略）で結合してCIM化が図ら
れている。

第８図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第１図に示す本発明
に係る工場の空調方式例を示している。

まず、本発明では上述したごとく物品保管棚1,1、生
産ライン支持用構造体3,3並びにユーティリティーユニ
ット７を軸組部材11で立方格子状に構成し、また天井
材，床材，壁材として通気性のあるパネル部材を使用す
るため、基本的には一つの空調設備で全館に対して空調
を行うことができる。すなわち、全体空調方式が可能で
ある。但し、より効率良く空調を行うために一部部分空
調を併用してもよい。

具体的には以下のもの等がある。

第８図（Ａ）は全体空調方式を示し、上部から吹出
し、下部から吸込み、空調冷風の自然降下を利用したも
ので、冬期は外気冷房を利用する。

第８図（Ｂ）は、下部が空調域、上部が換気域の部分
空調方式を示している。

第８図（Ｃ）は、第８図（Ａ）の全体空調方式に一部
特殊空調方式を加えた方式を示し、クリーンルーム，恒
温室等の局所ブースで対応させるものである。

第８図（Ａ）の全体空調方式のみの場合、ユーティリ
ティーユニット７内の空調用配管は、最上階と最下階に
のみ必要とし、中間階は不要となる。また、第８図
（Ｂ）の部分空調方式においても、空調域の最上・下階
のみのユーティリティーユニット７内に空調用配管を行
えばよい。但し、空調域と換気域を交互に変更自在とす
る場合は、両域の最上・下階のユーティリティーユニッ
トの内に空調用配管を行う。このように採用する空調方
式により、空調用配管を適宜行えばよい。

第９図は第１図に示す本発明に係る工場の消火設備の
一例として、ハロン消火設備のシステム例を示してい
る。

本例では、生産ライン支持用構造体3,3の最上階の天
井と物品保管棚1,1の最上部に、イオン式や光電式等の
煙感知器31を設け、また生産ライン支持用構造体3,3の
各層に煙感知器31の分離部（図示省略）を設ける。

この煙感知器31の作動により、消火設備が自動的に起
動し、サイレン32が鳴り、噴射ヘッド33からハロンが噴
出し、消火される。

以上の実施例において、ラック10,10Aを標準化し、工
場全体を生産規模に合わせた規模で組立解体することが
でき、建築費の低減，工期の短縮を図ることができる。

なお、増築は上下，左右，前後のいずれの方向にも容
易に増築することができる。

以上の実施例ではラック10を複数個用いて本発明に係
る工場を構成する場合を示したが、生産規模の小さい工
場の場合等においては、ラック10を大型のものとし、１
〜２個程度のラック10にて本発明に係る工場を構成する
こともできる。

また、生産ライン支持用構造体3,3のみをラック10に
て構成し、物品保管棚1,1は先願等と同様の構成とする
こともできる。

《発明の効果》 以上詳述したように本発明に係る立体工場は、生産ラ
イン支持用構造体等を立体格子状に組立解体自在として
あるので、生産ラインの平面的かつ立体的な拡，縮、変
更が容易である。

また、軸組部材で立体格子状に構成してあるので、経
済的であり、しかも、透気性を有しているため、例えば
空調設備等の設置数或いは容量を減らすことができる。
従って、設備費，維持費とも低減し、また、メンテナン
ス作業も容易となる。

そして、空調については、空調空間・建築外表面積・
屋上面積が小さいため、負荷が平屋工場の場合の40〜60
％に低減できる他、自然換気への対応が容易であり、ま
た大空間内で空気の対流を利用しての全体空調も可能で
ある。

また、上記ラックは透視性も有するため、１つの階か
ら複数階を見渡すことができ、生産ライン等の監視等が
容易となる。さらに、例えば照明設備を各階毎に設置し
なくてもよくなる。

さらにまた、上記ラックは立体格子状であるため、機
器等の搬入・搬出の際にはこの格子間の空間部を介して
搬入・搬出作業を行うことができる。

また、生産ライン支持用構造体と物品保管棚の両者を
上記のラックにて構成する場合には、生産ライン支持用
構造体から物品保管棚側への空気の流れが容易になり、
上記空調効果等が向上する。さらに、物品保管棚と生産
ライン支持用構造体との間における物品の授受を任意箇
所で行うことができる。その結果、生産ライン支持用構
造体内での生産ラインの変更を容易にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工場の一実施例を示す断面図、第
２図は第１図の内部を示す斜視図、第３図はラックの一
実施例を示す斜視図、第４図（Ａ）は生産ラインの構成
例を示す一部詳細図、第４図（Ｂ）はユーティリティー
ユニットの構成例を示す一部詳細図、第５図は生産ライ
ンの構成例の全体図、第６図（Ａ），（Ｂ）は第５図の
一部詳細図で、第６図（Ａ）が平面図、第６図（Ｂ）が
断面図、第７図は第１図に示す例における生産物流例の
フローの一例を立体的に示した図、第８図は第１図に示
す実施例における空調方式を示す図、第９図は第１図に
示す実施例における消火設備の例を示す図、第10図及び
第11図は従来の高層工場を示す図である。 １……物品保管棚 ３……生産ライン支持用構造体 10……ラック 11……軸組部材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多層に亘る共通の物品保管棚と、該物品保
   管棚の少なくとも一側に設けられた生産ライン支持用構
   造体とを有する立体工場において、 前記物品保管棚及び前記生産ライン支持用構造体の少な
   くとも一方を、軸組部材で立体格子状に組立てた複数の
   ラックを立体状に積上げ形成して構成することを特徴と
   する立体工場。