JP4480022B2 - 基底部材、及び組立品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基底部材、及び組立品製造方法に関し、例えば、腕時計の製造ラインで用いられるものに関する。

腕時計の製造は、搬送パレット（以下、パレット）と呼ばれる台座の上に部品組立の基礎となる基板部材を設置し、これを搬送ラインで搬送しながら、組立機によって順次部品を追加していくことにより行っている。
パレットは、基板部材の形状に適合した金型に樹脂を射出成形することにより形成され、基板部材を保持する機能と、各組立ステーション（組立機が部品の追加を行う場所）での搬送位置決めを行う機能を有している。
ところで、パレットは時計の組み立てが終了すると回収されて繰り返し使用されるため摩耗する。そのため、パレットの材料に硝子繊維を混入して耐摩耗性を高めたり、パレットに基板部材を固定するピンの焼き入れ処理を行って硬化させるなどの対策が施されている。
このように搬送ラインを用いて製品を自動組立する技術として次の「多機種対応型ＰＢＡ生産方法及びシステム」がある。

特開平１０−１６６２３１号公報

この技術は、パレットに認識情報を付与し、これによって他品種に渡る組立品を搬送ラインを用いて低コストで製造するものである。

このようにして利用されるパレットは、次のような課題があった。
（１）パレットは搭載する基板部材の形状に対応して製造する必要があるため、基板部材の形状が変更されるとパレットを作り直さなくてはならない。また、搬送ラインは数十メートルあり、１種類の製品を組み立てるのに多数のパレットを用意しなくてはならない。そのため、他品種製造ラインでは部品切替費用が高額となってしまう。
（２）基板部材の形状が決定するまでパレットの設計ができないため、製造準備期間が長く必要となる。
（３）製造対象の時計が製造終了となるとパレットを廃棄するため環境に負荷を与えてしまう。

そこで、本発明の目的は、部品組立を行う製造ラインにおいて低コスト化を図ることである。

請求項１記載の発明では、搬送ライン上を移動しながら各種部品が順次組み立てられる腕時計用の基底を成す基底部品と、前記基底部品に連接して一体形成され、前記基底部品に部品を組み立てる際に、前記搬送ライン上での位置決めを行うための位置基準部材と、を備え、前記搬送ライン上に置かれた際に、前記位置基準部材が搬送ライン上面に接し、前記基底部品が搬送ラインから浮いた状態となるように、前記位置基準部材が前記基底部品よりも厚く形成されていることを特徴とする基底部材を提供する。
請求項２記載の発明では、前記位置基準部材は、前記基底部品の全周に渡って形成され、前記基底部品と前記位置基準部材は、前記組立の後に前記基底部品から前記位置基準部材を切断除去するための複数の切断部分を介して連接していることを特徴とする請求項１に記載の基底部材を提供する。
請求項３記載の発明では、搬送ライン上を移動しながら各種部品が順次組み立てられる腕時計用の基底を成す基底部品と、前記基底部品に連接して一体形成され、前記基底部品に部品を組み立てる際に、前記搬送ライン上での位置決めを行うための位置基準部材と、を備え、前記搬送ライン上に置かれた際に、前記位置基準部材が搬送ライン上面に接し、前記基底部品が搬送ラインから浮いた状態となるように、前記位置基準部材が前記基底部品よりも厚く形成されている基底部材を射出成形により一体形成する射出成形ステップと、前記位置基準部材を用いて、前記射出成形した基底部材を前記搬送ライン上で位置決めする位置決めステップと、前記位置決めした基底部材を前記搬送ライン上で搬送しながら、前記基底部品に部品を組み立てる部品組立ステップと、前記部品を組み立てた基底部品から、前記位置基準部材を切断して分離する切断分離ステップと、から構成されたことを特徴とする組立品製造方法を提供する。

本発明によれば、部品組立を行う製造ラインにおいて低コスト化を図ることができる。

（１）実施の形態の概要
基底部品を射出成形する際に、パレットに該当するパレット部を基底部品とともに一体成型する。パレット部には、位置決めを行うための基準穴があけてあり、搬送ラインでは、この基準穴を用いて位置決めを行う。このようにパレット部はパレットと同等の機能を備えている。
基底部品は、パレット部によって位置決めされると搬送ライン上を搬送され、搬送ラインの脇に待機する組立機によって順次部品の追加が行われる。部品の装着が終了した後、基底部品はパレット部から切断分離されて収納される。
一方、切断されたパレット部はリターン材として回収されて次の基底部品の一体成型に再利用される。
このように本実施の形態ではパレットを用意する必要がないため低コスト化を図ることができる。

（２）実施の形態の詳細
図１の各図は、本実施の形態の基底部材を示した図である。図１（ａ）は、基底部材の正面図を示しており、図１（ｂ）は、基底部材の中心線における断面図を示している。
基底部材１は、樹脂を射出成形することにより一体形成されており、基底部品５、パレット部２、及びブリッジ４が設けられている。

基底部品５は、搬送ラインで組立品を組み立てる際のベースとなる部品であり、本実施の形態では一例として腕時計の内部に組み込まれる時計装置であるとする。
基底部品５は、樹脂で構成された円板部材であり、図示しないが、例えば、水晶振動子で駆動する時計回路、ボタン型電池を収納する電池ボックス、時計の針を駆動するための歯車などの各部品を装着するための穴や凹凸部などが形成されている。
なお、本実施の形態では、基底部品５を円板形状を有するものとしたが、基底部品５の形状をこれに限定するものではなく、例えば、多角形形状、自由曲線で囲まれた形状など、任意のものでよい。

ブリッジ４は、基底部品５の周囲に１２０度間隔で３カ所設けられており、基底部品５をパレット部２に連接する。ブリッジ４によって、基底部品５は、パレット部２に固定される。ブリッジ４は、後に基底部品５をパレット部２から切断分離する際の切断部分を構成している。ブリッジ４の厚さは、基底部品５やパレット部２よりも薄く形成されており、切断し易くなっている。
本実施の形態では、ブリッジ４を３つ形成したが、これは１つ以上であればよい。なお、ブリッジ４が２つ以下であると、部品の取り付けの際に発生するモーメントによって基底部品５が傾き易いので、３つ以上あるのが望ましい。

パレット部２は、従来技術のパレットに相当する部材であり、搬送ライン上で基底部品５の位置決めを行う位置基準部材を構成している。
パレット部２は、矩形形状を有する板状の部材であり、中心に基底部品５を収納するための円形状の穴部分が形成されている。
また、パレット部２は、基底部品５よりも厚く形成されており、部品の取り付けに際しての十分な強度が与えられている。
なお、部品の取り付けに際して強度が十分な場合は、パレット部２の厚さは基底部品５と同等か、又はそれ以下であっても良い。

パレット部２の１つの辺の傍らには、２つの基準穴３、３が設けられている。
後述する搬送ライン上には、基準穴３、３と同間隔の突起が２個ずつ設けてあり、基準穴３、３と搬送ライン上の突起が勘合することにより基底部品５が搬送ラインに対して位置決めされる。
なお、基準穴３、３は２個あるため、搬送ラインに平行な方向の基底部品５の平面位置が規定される。

基底部品５は、パレット部２が搬送ラインに置かれた際に搬送ラインから若干浮くようになっており、基底部材１を搬送ラインに置くと、パレット部２の底面が搬送ラインの上面に接するようになっている。
このようにしてパレット部２の底面を基準面として基底部品５の高さ方向（円板に垂直な方向）の位置決めが成される。

本実施の形態では、パレット部２を矩形形状としたが、これはパレット部２の形状を限定するものではなく、三角形や５角形以上の多角形、円弧や自由曲線によって囲まれた形状など、任意の形状でよい。
また、本実施の形態では、基底部品５の全周に渡ってパレット部２が形成されているが、これは、基底部品５とパレット部２の配置関係を限定するものではなく、例えば、基底部品５の片側半分にパレット部２が形成されるなど、パレット部２によって搬送ライン上での基底部品５の位置を規定できるものであればよい。

図２は、組立品を組み立てる組立ラインの構成を示した概念図である。
組立ラインは、搬送ライン２０と、搬送ライン２０の傍らに設置された射出成型機１０、組立機１１、１１、・・・（以下、組立機１１）、及び切断収容機１４などから構成されている。
また、図示しないが、組立ラインには、搬送ライン２０、射出成型機１０、組立機１１、切断収容機１４を制御する中央制御装置を設けてもよい。
なお、図２では、搬送ライン２０の一方の側に射出成型機１０、組立機１１、切断収容機１４などが配置されているが、これに限定するものではなく、何れの側に配置してもよく、射出成型機１０と切断収容機１４に関しては、搬送ライン２０の両端部に設置してもよい。

搬送ライン２０は、例えば、ベルトコンベアなどで構成されており、基底部材１を上面に載せてこれを射出成型機１０から切断収容機１４の方向へ搬送する搬送装置である。
搬送ライン２０の上面には、パレット部２の基準穴３と勘合する突起部が設けられており、これによって、基底部材１の搬送ライン２０上での位置が規定される。
このように、基底部材１の搬送ライン２０上での位置が規定されるため、搬送ライン２０の搬送位置から、基底部材１の組立機１１、及び切断収容機１４に対する相対的な位置が定まる。

射出成型機１０は、基底部材１を射出するための金型、原材料となる樹脂、及び射出した基底部材１を搬送ライン２０に配置する配置装置を備えている。
射出成型機１０は、基底部材１を次々と射出しながら、配置装置でこれらを搬送ライン２０上に配置していく。

組立機１１は、部品の供給を受けながら、これらを搬送ライン２０上を搬送されてくる基底部品５に部品を追加していく装置である。
組立機１１は、基底部品５が搬送ライン２０の定められた位置に送られてくると、基底部品５上の所定位置に部品を設置する。
このように、基底部材１が搬送ライン２０を搬送されていく過程で組立機１１によって基底部品５への部品の設置が行われ、最も切断収容機１４に近い組立機１１で部品が設置された段階で、基底部品５をベースにした組立品が完成する。

切断収容機１４は、搬送ライン２０を搬送されてきた基底部材１を搬送ライン２０から回収する回収装置と、回収した基底部材１でブリッジ４を切断する切断装置と、切断した基底部品５とパレット部２を分別収容する収容装置を備えている。
切断収容機１４は、基底部材１が搬送ライン２０の所定位置に搬送されてくると、これを回収装置によって搬送ライン２０から回収し、ブリッジ４を切断分離する。
切断装置の切断方法は、例えば、カッターで切断するなど接触的な方法によってもよいし、あるいはレーザーで焼き切るなど、非接触的な方法によってもよい。
パレット部２から分離された基底部品５には、組立品が形成されている。
基底部品５とパレット部２は分離された後、収納装置によって別々に収納される。収納された基底部品５は、後ほど、腕時計に組み込まれて完成品となり、パレット部２は、回収されて射出成型機１０での射出成形の原材料として再利用される。

図３は、組立ラインにて組立品が組み立てられる工程を説明するためのフローチャートである。
まず、射出成型機１０にて基底部材１が射出成形され、搬送ライン２０の所定位置に設置される（ステップ５）。また、この際に、基準穴３と搬送ライン２０上の突起が勘合して基底部材１の位置決めが成される。
基底部材１は、搬送ライン２０に設置された後、搬送ライン２０によって下流工程へ搬送される。

そして、基底部材１が組立機１１の傍らの所定位置に到達すると、組立機１１によって基底部品５に対する部品の組み立てが行われる（ステップ１０）。
部品が取り付けられた後、基底部材１は、搬送ライン２０によって更に下流工程に送られる。
基底部品５に更に組み立てる部品がある場合（ステップ１５；Ｙ）、基底部品５には、後工程の組立機１１によって更に部品の組み立てが行われる。これは、基底部材１が切断収容機１４に最も近い組立機１１での組み立てが未だ行われていない場合である。
基底部品５に最終部品が取り付けられ、新たに組み立てる部品が無い場合（ステップ１５；Ｎ）、即ち、基底部材１が切断収容機１４に最も近い組立機１１での部品の組み立てが完了した場合、基底部材１は、切断収容機１４で回収されてブリッジ４が切断され、基底部品５とパレット部２が分離収納される（ステップ２０）。

以上に説明した本実施の形態によると、次のような効果を得ることができる。
（１）組立品の製造に専用のパレットを必要としないため、パレットの製造コストなど、製造の初期費用を抑えることができる。
（２）基底部材１の製作と同時にパレット部２が構成されてしまうため、製造準備期間を短縮することができる。
（３）パレット部２は、回収後リターン材として活用できるため、廃棄部分が無く環境に及ぼす負荷を軽減することができる。
（４）基底部材１を射出成形しながら供給するため、基底部品５の中間在庫を持たずに済む。

本実施の形態では、基底部材１を樹脂により一体成型したが、例えば、金属によって一体成形してもよい。
また、樹脂と金属の組み合わせにより基底部材１を構成することもできる。

本実施の形態の一例に係る基底部材を示した図である。 組立品を組み立てる組立ラインの構成を示した概念図である。 組立ラインにて組立品が組み立てられる工程を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 基底部材
２ パレット部
３ 基準穴
４ ブリッジ
５ 基底部品

Claims (3)

1. 搬送ライン上を移動しながら各種部品が順次組み立てられる腕時計用の基底を成す基底部品と、
   前記基底部品に連接して一体形成され、前記基底部品に部品を組み立てる際に、前記搬送ライン上での位置決めを行うための位置基準部材と、を備え、
   前記搬送ライン上に置かれた際に、前記位置基準部材が搬送ライン上面に接し、前記基底部品が搬送ラインから浮いた状態となるように、前記位置基準部材が前記基底部品よりも厚く形成されていることを特徴とする基底部材。
   
2. 前記位置基準部材は、前記基底部品の全周に渡って形成され、
   前記基底部品と前記位置基準部材は、前記組立の後に前記基底部品から前記位置基準部材を切断除去するための複数の切断部分を介して連接していることを特徴とする請求項１に記載の基底部材。
   
3. 搬送ライン上を移動しながら各種部品が順次組み立てられる腕時計用の基底を成す基底部品と、前記基底部品に連接して一体形成され、前記基底部品に部品を組み立てる際に、前記搬送ライン上での位置決めを行うための位置基準部材と、を備え、前記搬送ライン上に置かれた際に、前記位置基準部材が搬送ライン上面に接し、前記基底部品が搬送ラインから浮いた状態となるように、前記位置基準部材が前記基底部品よりも厚く形成されている基底部材を射出成形により一体形成する射出成形ステップと、
   前記位置基準部材を用いて、前記射出成形した基底部材を前記搬送ライン上で位置決めする位置決めステップと、
   前記位置決めした基底部材を前記搬送ライン上で搬送しながら、前記基底部品に部品を組み立てる部品組立ステップと、
   前記部品を組み立てた基底部品から、前記位置基準部材を切断して分離する切断分離ステップと、
   から構成されたことを特徴とする組立品製造方法。

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