JP6551666B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを搭載した作業台車を作業ステージに送るワーク搬送装置に関する。

自動車（車両）の生産工場におけるエンジンのアッセンブリライン（パワーユニットライン）の多くは、ワークの搬送にチェーンコンベアを用いたワーク搬送装置が用いられる。ワーク搬送装置には、チェーンコンベアで搬送されるパレット上の治具に、ワークであるエンジン・トランスミッションアッセンブリ（例えばエンジンやトランスミッションやフロントデフなどを結合した構造物：以下、エンジンアッセンブリという）を搭載する構造が用いられる。そして、チェーンコンベアで、エンジンアッセンブリを順に作業ステージ上の作業域へ導き、各作業域において、エンジンアッセンブリにドライブシャフトなど各種部品が順に組み付けられる。

ところで、エンジンアッセンブリのトランスミッションは、内部にオイルが収容されていたり、フロントデフのシャフト組付孔がオイル流出を防ぐためにキャップで塞がれていたりしている。
このため、作業ステージ上で行うドライブシャフトの組付作業（工程）では、トランスミッション内部のオイルが外部へ流出しないよう、エンジンアッセンブリが搭載された治具を、ワーク傾動機構を用いて傾け、オイル面をシャフト組付孔から退避させてから、キャップをシャフト組付孔から取り外して、開口したシャフト組付孔にドライブシャフト端を差し込むことが行われている。

こうしたワーク傾動に用いられるワーク傾動機構の多くは、チェーンコンベアの開放している幅方向中央の部位（地面）に油圧ピストンを設置して、治具をピストン部の伸長により下側から突き上げ、治具と共にワークを傾かせる構造が用いられている。
ところで、チェーンコンベアを用いたワーク搬送装置は、大規模な設備がラインに求められる。このため、近時では、これに代わり、省スペース、さらには簡素な設備ですむ台車式の構造、例えば特許文献１に示されるような無人搬送車で誘導される作業台車にワークをセットして、作業ステージへ搬送するという簡素なシステムが検討されている。

ところが、台車式の構造、すなわち無人搬送車で誘導される作業台車を用いたワーク搬送装置は、ラインの省スペース化を進めるうえで、特許文献１に開示されているように作業台車の下側を無人搬送車が通行することが求められる。このため、ワークを傾動させるワーク傾動機構には、チェーンコンベアのときのような地面から治具へ向かって延びる油圧ピストンは、無人搬送車の通行の妨げになるために採用できない。そのため、ワーク傾動機構には、特許文献２に示されるような作業台車のそれぞれにピストン機構の一式を据え付けるような構造が余儀なくされる。

特開２０１４−１５９２４１号公報 特開平 ７−３０９２６９号公報

しかし、これでは無人搬送車を用いたワーク搬送装置の長所が損なわれてしまう。しかも、自動車の生産ラインは、多くの作業台車を必要とするため、一部の工程で用いるピストン機構を全ての作業台車に採用することになると、過大なコストの負担が強いられてしまう。
そこで、本発明の目的は、無人搬送車で作業台車を作業ステーションへ誘導する構造の長所を確保しつつ、コスト的な負担を抑えた構造で、作業ステージ上におけるワークの傾動作業を可能としたワーク搬送装置を提供する。

本発明の態様は、無人搬送車により誘導されワークを作業ステージへ導く作業台車、作業ステージの所定のステージ位置においてワークを傾動させるワーク傾動機構を備え、作業台車は、左右両側に車輪部が配置された基台部と、基台部の上方に設けられワークを傾動可能にセットする、一端側を支点に他端側を上方向へ傾動可能とした治具台と、基台部の下側に形成された、無人搬送車を作業台車の誘導のため通行可能とした開放部とを有し、ワーク傾動機構は、作業ステージの所定ステージ位置の下側に収められた作業ステージ下から作業ステージの上方へ突き出し可能な駆動ロッド部と、作業台車の側部に設けられて治具台の他端側から作業ステージまでに配置され作業ステージの所定ステージ位置において上方へ突き出る駆動ロッド部を受けて治具台を傾かせる従動ロッド部とを有するものとした。

本発明によれば、無人搬送車により、ワークが作業台車にセットされたまま、作業ステージ上のワークの傾動が必要となる作業ステージ位置に配置されたとき、駆動ロッド部を作業ステージ下から作業ステージ上方へ突き出す。これにより、作業台車の側部に設けた従動ロッド部は、駆動ロッド部を受けて上方へ変位し、治具台を傾動変位させる。これにより、治具台にセットされているワークは傾動され、傾いたワークに対し部品を組み付ける作業が行える。

したがって、駆動ロッド部を作業ステージ側に設け、従動ロッド部を作業台車側に設けるという分割式のワーク傾動機構により、作業台車の下側は、無人搬送車が通行する開放部が確保されるだけでなく、コストの負担の大きい駆動ロッド部は、作業ステージ側だけに据え付けるだけでよい。このため、ワーク搬送装置は、無人搬送車で作業台車を誘導する構造の長所を確保しつつ、コスト的な負担を抑えた構造で、ワークの傾動作業を行うことができる。しかも、駆動ロッド部は、常時は作業ステージの下側に収められ、作業ステージ上での作業の邪魔にならないので、作業ステージ上での安全性に優れるだけでなく、駆動ロッド部の直上における作業も可能となり作業効率の点にも優れる。

本発明の一実施形態に係る、無人搬送車を用いたワーク搬送装置で構成される組立ラインを示す平面図。 図１中のワーク傾動を求められる組立ライン上の作業域Ａにおける作業台車を、無人搬送車、作業ステージの一部およびワーク傾動機構と共に示す斜視図。 図２中の矢視Ｂから見た作業台車、ワーク傾動機構、無人搬送車の一部および作業ステージの一部を示す側面図。 図２中の矢視Ｃから見た作業台車、ワーク傾動機構、無人搬送車、作業ステージの一部を示す正面図。 ワーク傾動機構の主要部をカバー構造と共に示す斜視図。 ワークが傾動したときを示す側面図。

以下、本発明を図１から図６に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は、例えば自動車（車両）のエンジンアッセンブリライン（パワーユニットライン）を示している。同エンジンアッセンブリラインは、例えば直線状の台車路１、同台車路１を挟んで両側に設置された作業ステージ３ａ，３ｂを有している。作業ステージ３ａ，３ｂは、例えば図２に示されるように脚部４ａとフロア部材４ｂとを組み合わせた架台から構成されている。作業ステージ３ａ，３ｂのステージ面上には、台車路１に沿って所定の組付作業を行う作業域、ここではシャフトドライブを組付ける作業から各種サスペンション部材を組付ける作業までの複数の作業域が順に設定されている。これにより、作業ステージ３ａ，３ｂ間に、一方の端をライン入口ａとし、他方端をライン出口ｂとした組立ラインを構成している。ライン入口ａには、台車定量送り装置５が設けられている。

そして、図２に示される無人搬送車７を用いたワーク搬送装置９の上記無人搬送車７により、ワークである例えば四輪駆動車用のエンジン・トランスミッションアッセンブリ１１（例えばエンジン１１ａやトランスミッション１１ｂやフロントデフ１１ｃやトランスファ１１ｄ（リヤ側へ駆動力を分配するもの）を有して結合した構造物：以下、エンジンアッセンブリ１１という：図１には図示せず）を搭載した複数の作業台車１３をライン入口ａへ順に誘導し、台車定量送り装置５の定量送りにより、作業工程毎、すなわち組立ラインの各作業域毎に順次送り出す構造としている。これにより、図１に示されるように各作業台車１３は、組立ライン上で行われる各作業工程に合わせて突き当たりながら順に作業域に配置され、各作業域においてドライブシャフト（図示しない）を組付ける作業や各種サスペンション部材を組付ける作業などが行われる。図１中の符号Ａで示す作業域は、ドライブシャフトを組み付ける作業を行う作業域（作業ステージ上の所定位置）で、この作業域Ａにおいて、オイルの流出を防ぎながらドライブシャフトを組み付けるため、エンジンアッセンブリ１１を傾動する作業が行われる（詳細は後述）。

そして、エンジンアッセンブリ１１に対する各部品の組付けを終えてライン出口ｂに辿り着いた作業台車１３が、ライン入口ａ側で待機している無人搬送車７により、次工程の作業ステージ（図示しない）へ搬送される。すなわち無人搬送車７は、省スペース化により、組立ライン上に並んだ複数の作業台車１３の下側を通行してライン出口ｂの作業台車１３に辿り着き、同作業台車１３を次工程の作業ステージ（図示しない）へ送る。

図２〜図４には、このワーク搬送装置９を構成する無人搬送車７や、作業台車１３や、、エンジンアッセンブリ１１（ワーク）を作業域Ａの位置で傾動させるワーク傾動機構１５の構造が示されている。
ワーク搬送装置９の各部を説明すると、作業台車１３は、いずれも図２〜図４に示されるように下部側に、車輪部１７を有した角型の基台部１９を有している。基台部１９は、組立ラインを通行可能な幅寸法で、組立ライン方向に延びた長方形の枠部２１と、同枠部２１の上面を覆う作業フロア２３とを有している。そして、枠部２１の下部の前後両側にそれぞれキャスタ式の車輪部１７が設けられ、作業フロア２３のフロア面を作業ステージ３ａ，３ｂのステージ面と同等の高さにしている。これにより、作業台車１３は組立ライン上を面一のまま通行可能になる。この作業台車１３が組立ライン上を円滑に通行されるよう、組立ラインの地面には作業台車１３の車輪部１７を案内する一対のガイドレール部１８が設けられている。なお、枠部２１の通行方向前部には、無人搬送車連結用の係脱部、例えば係脱孔部１９ａ（図２、図３しか図示せず）が設けられている。

また基台部１９の前後方向中央側をなす左右両側の枠部分からは、例えば所定の間隔で４本の支柱部２５が立設される。これら支柱部２５の上端部間に渡り枠形の台部２７が固定されている。そして、これら支柱部２５や台部２７をフレームとして、基台部１９の上方の位置（作業ステージ３ａ，３ｂ位置より高い）に、治具台２６が傾動可能に組み付けられている。治具台２６は、例えば図３および図４に示されるように台部２７の上面に水平状態で載せられた角形盤状の傾斜台２９を有している。さらに傾斜台２９の上面には、各種治具片３１ａを有した治具ユニット３１が組み付けられている、そして、治具片３１ａ上に、例えばＦＦ用のエンジンアッセンブリ１１がセットしてある。ちなみにエンジンアッセンブリ１１は、例えばエンジン１１ａが作業台車１３の進行方向と交差する方向片側の一側（左右方向片側）に配置され、トランスミッション１１ｂやフロントデフ１１ｃやトランスファ１１ｄがその交差方向の他側（反対側）に配置されるという所定の姿勢（横置き）でセットされる。

傾斜台２９は、図３に示されるように作業台車１３の進行方向後部側の端部がヒンジ機構部３３を介して、作業台車１３の進行方向後部側に配置されている支柱部２５に回動自在に連結され、治具ユニット３１を含む傾斜台２９（治具台２６）の全体を、ヒンジ機構部３３（治具台の一端側）を支点に、前部側（治具台の他端側）を上方向へ傾動可能としている。つまり、傾斜台２９やヒンジ機構部３３にて、セットされたエンジンアッセンブリ１１を進行方向後側へ傾けられるようにしている。

一方、特定の作業域Ａの位置で、エンジンアッセンブリ１１を傾動させるときに用いられるワーク傾動機構１５には、図２〜図４に示されるように作業域Ａの作業ステージ部分下に駆動側の駆動ロッド部３５ａを設け、作業台車１３毎に従動側の従動ロッド部３５ｂを設けるという、分割式のピストン機構が用いられる。
すなわち、駆動ロッド部３５ａは、作業域Ａ上の特定の位置、ここでは作業域Ａに作業台車１３が配置されたとき、前側の支柱部２５と対応する作業ステージ３ａのステージ位置を特定位置として、そのステージ位置の直下の空間部分に、上方向へ突き出し可能に収められている。具体的には駆動ロッド部３５ａは、例えば直径数センチ程度のロッド部材で構成されて、上下方向沿いに配置される。この駆動ロッド部３５ａが、例えば、駆動ロッド部３５ａ下端から延びるラック３９ａと同ラック３９ａと噛み合うピニオン３９ｂと有したラックピニオン機構３９を介して、作業ステージ３ａ下に設置したギヤードモータ４１（駆動源）の出力軸に接続されている。つまり、駆動ロッド部３５ａは、ラックピニオン機構３９、ギヤードモータ４１で構成される駆動機構４２により、図示しない操作部からの操作によって、下側（ステージ面直下）の待機位置（図３〜図５）から、駆動ロッド部３５ａの直上のステージ部分に設けたロッド通孔３ｄを通じ、作業域Ａのステージ面の直上位置、例えばステージ面から十数センチ上方の突出位置（図６）まで突き出る構成としている。

また従動ロッド部３５ｂは、図２〜図５に示されるようにロッド通孔３ｄの位置と対応した各作業台車１３の側部に設けられる。具体的には従動ロッド部３５ｂは、各作業台車１３の通行方向前側の支柱部２５（フレーム）の側方位置で、支柱部２５に沿わせて上下方向に設けられ、上下方向に変位可能としてある。側方位置は、ロッド通孔３ｄ（駆動ロッド部３５ａ）と合致する位置である。ここでは従動ロッド部３５ｂは、傾斜台２９（治具台２６）の他端側（ヒンジ機構部３３とは反対側）から幅方向一側へ張り出して形成したロッド受け３７の直下から、支柱部２５の側面に沿って作業ステージ３ａのステージ面の近傍まで延びるロッド部材、例えば直径数センチ程度の長尺なロッド部材から構成される。この従動ロッド部３５ｂが、支柱部２５に設けた支持部４５（図３，４に図示）にて、ステージ面の直上位置から上側へだけ変位可能に支持させてある。

この従動ロッド部３５ｂの上端部には、図２〜図５に示されるようにカムフォロア部４７が設けられている。このカムフォロア部４７がロッド受け３７の下面に配置され、従動ロッド部３５ｂが突き出ると、ロッド受け３７を押し上げ、傾斜台２９（治具台２６）が、ヒンジ機構部３３を支点に傾動（作業台車１３の進行方向後側へ）される構造にしている（図６）。

この作業台車１３の側方に配置されるワーク傾動機構１５により、作業台車１３の基台部１９下における左右車輪部１７間の領域全体を開放させ、同部分に無人搬送車７の通行可能な開放部４３を確保している（図２〜図４）。
また、図５にも示されるように従動ロッド部３５ｂが配置される支柱部２５の下端部には、同従動ロッド部３５ｂの下端部の周囲をＵ字状に覆うカバー板５１（本願のロッドカバーに相当）が設けられている。そして、このカバー板５１にて、従動ロッド部３５ｂの下端面と作業ステージ３ａの上面との間の隙間δ（図３〜図５）を周囲から覆い隠している。むろんカバー板５１は、上端が隙間δから上側に配置され、下端が作業域Ａのステージ面と同等の位置に配置される大きさをもつ。図５中の符号５１ａは、カバー板５１を支柱部２５に固定する固定具を示している。

さらに図２、図３および図５に示されるように例えば傾斜台２９（治具台２６）の全周部には、ヒンジ機構部３３（支点）およびカムフォロア部４７を周囲から覆い隠すカバー部材５３（本願の治具カバーに相当）が設けられている。
一方、無人搬送車７は、図２にも示されるように例えば前後部に操舵輪６１ａ，駆動輪６１ｂを有し、さらに走行方向前部に作業台車１３の係脱孔部１９ａと係脱可能な突没ピン部６３を有する扁平箱形の本体６５と、同本体６５内に内蔵された各種機器とを有して構成される。内蔵機器は、操舵輪６１ａを操舵する機構６７ａや駆動輪６１ｂを駆動するモータ機構６７ｂや電源部となるバッテリ６７ｃや突没ピン部６３を突没駆動する駆動機構６７ｄなどで構成される。いずれの機器も外部からの遠隔操作により制御されるものである。

このように構成されたワーク搬送装置９は、図１のように無人搬送車７の遠隔操作により、作業台車１３と係合して、順に作業台車１３を送り装置５へ誘導する。これにより、作業台車１３は、ライン入口ａから順に組立ラインへ押し出される。すると、作業台車１３は、作業ステージ３ａの各作業域に順に到達し、各作業域において作業者Ｍにより、エンジンアッセンブリ１１に対する各種部品の組付作業が行われる。これにより、作業ステージ３ａ，３ｂにおいて、シャフトドライブを組付ける作業や各種サスペンション部材を組付ける作業が行われる。そして、最終の組み付けを終えたエンジンアッセンブリ１１はライン出口ｂに到達する。この間に無人搬送車７は、ライン入口ａ側から、直列に連なる複数の作業台車１３の下側の開放部４３を通行して、ライン出口ｂに至る。そして、ライン出口ｂの作業台車１３の係脱孔部１９ａと無人搬送車７の突没ピン部６３とが係合され、無人搬送車７により、組立ラインでの組み立てを終えたエンジンアッセンブリ１１を次の作業を行う作業ステージへと搬送する。

このときドライブシャフトを組み付ける作業域Ａへ向かった作業台車１３は、従動ロッド部３５ｂの下端とロッド通孔３ｄとが合致する位置で停止するから、作業者Ｍは操作部（図示しない）を操作して、ギヤードモータ４１の作動により駆動ロッド部３５ａを上昇させる。これにより、駆動ロッド部３５ａの上端部は、ロッド通孔３ｄから作業域Ａのステージ面の上方へ突き出す（十数センチ程度）。すると、図４および図６に示されるように作業台車１３の側部の従動ロッド部３５ｂは、突き出る駆動ロッド部３５ａを受けて上方へ変位し、ロッド受け３７を押し上げ、傾斜台２９をヒンジ機構部３３を支点に傾斜させる。これにより、治具ユニット３１にセットされているエンジンアッセンブリ１１は、作業台車１３の進行方向後側へ傾斜する（図６）。すると、エンジンアッセンブリ１１の内部に収容されているオイル（図示しない）は、片側へ偏る。フロントデフ１１ｃのシャフト組付孔１１ｅ（ドライブシャフトを組み付けるための孔：図４に図示）は、作業台車１３の進行方向前側に配置されているので、内部オイルのオイル面は、シャフト組付孔１１ｅから退く。つまり、このエンジンアッセンブリ１１の傾斜姿勢により、シャフト組付孔１１ｄからオイルが流出するおそれはなくなる。

そのため、同姿勢から、シャフト組付孔１１ｅを塞いでいるキャップ（図示しない）を取り外し、開口（作業台車１３の進行方向側方）したシャフト組付孔１１ｄにドライブシャフト端（図示しない）を差し込むと、ドライブシャフト（図示しない）の組み付けは、オイルの流出なく終える。その後、再び操作部を操作して、ギヤードモータ４１の作動で駆動ロッド部３５ａを待機位置まで下降させる。これにより、傾斜台２９（治具台２６）は、当初の位置まで戻り、エンジンアッセンブリ１１は元の位置まで戻る。そして、次作業の作業域へ送り出される。

以上のようにワーク傾動機構１５として、作業ステージ３ａ側に駆動ロッド部３５ａを設け、作業台車１３側に従動ロッド部３５ｂを設けるといった分割式の機構を採用したことにより、作業台車１３の下側には、無人搬送車７が通行する開放部４３が確保されるだけでなく、コストの負担の大きい駆動ロッド部３５ａは、作業ステージ３ａ側だけに据え付けるだけでよいから、無人搬送車７で作業台車１３を誘導してエンジンアッセンブリ１１（ワーク）を搬送するワーク搬送装置９の長所を確保しつつ、コスト的な負担を抑えた構造で、エンジンアッセンブリ１１（ワーク）の傾動作業を行うことができる。しかも、駆動ロッド部３５ａは、常時は作業ステージ３ａの下側に収められて、作業ステージ３ａ上での作業の邪魔にならないので、作業ステージ３ａ上で安全に作業を進めることができるだけでなく、駆動ロッド部３５ａの直上位置で作業も行えるので、効率よく組立作業が進められる。

そのうえ、作業台車１３に設けられた従動ロッド部３５ｂの下端面と、作業域Ａのステージ面（作業ステージ３ａの上面）との間の隙間δの周囲は、図２〜図５に示されるようにカバー板５１で遮られるため、作業者の足先などが隙間δに入り込むおそれはなく、安全性にも優れる。
さらにヒンジ機構部３３（支点部）およびカムフォロア部４７は、治具台２６の全周に設けたカバー部材５３により周囲から遮られるので、外部からの異物の侵入が防げる。しかも、作業台車１３の見栄えもよい。

なお、上述した一実施形態における各構成およびそれの組合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、一実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。例えば一実施形態では、ラックピニオン機構やギヤードモータを用いて、駆動ロッド部を上方向へ変位させたが、これに限らず、他の機構や装置を用いて、駆動ロッド部を変位させても構わない。

３ａ 作業ステージ
７ 無人搬送車
１１ エンジンアッセンブリ（ワーク）
１３ 作業台車
１５ ワーク傾動機構
１７ 車輪部
１９ 基台部
２５ 支柱部（フレーム）
２６ 治具台
３３ ヒンジ機構部（支点）
３５ａ 駆動ロッド部
３５ｂ 従動ロッド部
４３ 開放部
４７ カムフォロア部
５１ カバー板（ロッドカバー）
５３ カバー部材（治具カバー）

Claims (3)

1. 無人搬送車により誘導されてワークを作業ステージへ導く作業台車と、前記作業ステージの所定のステージ位置において前記ワークを傾動させるワーク傾動機構とを備え、
   前記作業台車は、
   左右両側に車輪部が配置された基台部と、
   前記基台部の上方に設けられ、前記ワークを傾動可能にセットする、一端側を支点に他端側を他端側を上方向へ傾動可能とした治具台と、
   前記基台部の下側に形成された、前記無人搬送車を前記作業台車の誘導のため通行可能とする開放部とを有し、
   前記ワーク傾動機構は、
   前記作業ステージの所定ステージ位置の下側に収められた、作業ステージ下から作業ステージ上方へ突き出し可能な駆動ロッド部と、
   前記作業台車の側部に設けられて前記治具台の他端側から前記作業ステージまでに配置され、前記作業ステージの所定ステージ位置において前記上方へ突き出る駆動ロッド部を受けて前記治具台を傾かせる従動ロッド部とを有する
   ことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 作業台車は、前記治具台を前記基台部に支持するフレームを有し、
   前記従動ロッド部は、前記フレームに沿わせて配置され、
   前記フレームには、前記従動ロッド部の下端面と前記作業ステージの上面との間の隙間を周囲から覆い隠すロッドカバーが設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
3. 前記従動ロッド部は、上端部に前記治具台を下面側から突き上げるカムフォロア部を有し、
   前記治具台の全周部には、前記カムフォロア部および前記治具台の支点を周囲から覆い隠す治具カバーが設けられる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク搬送装置。

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