JP6980338B2

JP6980338B2 - 移載台車

Info

Publication number: JP6980338B2
Application number: JP2017116589A
Authority: JP
Inventors: 峰生大塚; 光彦山本; 郁弥木村; 勲城戸; 和也渡辺
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2021-12-15
Anticipated expiration: 2037-06-14
Also published as: JP2019001590A

Description

本発明は、ワークを移載する移載台車に関する。

例えば自動車のエンジンアッシの組立ラインでは、コンベアで搬送されるエンジンに対して各種部品が組み付けられる。具体的には、別の組立ラインで組み立てられた部品がシュータにストックされ、この部品がシュータからコンベアに移載されてコンベア上のエンジンに組み付けられる。

上記のように、エンジンに組み付ける部品をシュータからコンベアに移載する作業は、作業者による手作業で行われることが多いため、部品の重量が重いと作業者の負担が大きくなる。このため、重い部品（重量部品）を組み付ける際には、該重量部品を一体化せずに複数の部品に分けた状態でシュータにストックし、作業者が複数回に分けて移載することで、作業者が一回あたりに運ぶ部品の重量が所定値以下となるようにしている。この場合、移載の作業効率が悪く、生産性が低下する。

例えば、ワイヤを介してワークを吊り下げ保持可能なホイストクレーン（例えば特許文献１参照）を用いて部品の移載を行えば、作業者の負担が軽減されるため、重量部品であっても一括して移載作業を行うことができる。しかし、ホイストクレーンは、工場内にレール等を設置する必要があるため、設備が大掛かりとなると共に、工程変更等によるレイアウト変更に柔軟に対応することができない。

特開２００１−３４１９７７号公報

そこで、本発明者らは、重量部品を昇降可能なリフタを有する移載台車を用いることを検討した。このような移載台車を用いれば、ホイストクレーン等の大掛かりな設備を要することなく、作業者による移載作業の負担を軽減することができるため、重量部品を一括して移載して作業効率を高めることができる。

リフタを昇降させる駆動機構としては、例えば、油圧を用いたものが考えられる。しかし、油圧を用いた駆動機構は、油圧を供給するコンプレッサが必要であると共に、配管やジョイント部を高圧の油圧に耐え得る仕様にする必要があるため、移載台車の大型化や高コスト化を招く。

一方、エア圧を用いた駆動機構は、油圧を用いた駆動機構と比べて、構造が簡素化できる。しかし、エアは圧縮されやすいため、ワークの重量によってリフタの高さが変わってしまい、移載作業に支障を来たすおそれがある。

以上のような事情から、本発明は、簡素な駆動機構で、移載作業を支障なく行うことができる移載台車を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、床面上を走行可能な台車本体と、前記台車本体に対して昇降可能なリフタと、前記リフタに取り付けられた昇降シリンダと、配管を介して前記昇降シリンダと接続された入力シリンダとを備えた移載台車であって、前記昇降シリンダのピストン室、前記入力シリンダのピストン室、及び前記配管の内部に液体を密封して閉回路を構成した移載台車を提供する。

このように、本発明の移載台車では、昇降シリンダのピストン室、入力シリンダのピストン室、及び配管の内部空間に液体を密封して閉回路を構成している。すなわち、この移載台車は、外部から圧力を供給するコンプレッサ等を有さず、閉回路の液体が、入力シリンダと昇降シリンダとの間で動力を伝達する単なる動力伝達媒体として機能する。このように、閉回路に密封した液体を介して動力を伝達することで、リフタを昇降させる駆動機構を簡素化することができる。また、閉回路に、エアではなく液体を密閉することにより、リフタにワークを載置した際に媒体（液体）がほとんど圧縮されないため、ワークの重量によってリフタの高さはほとんど変わらない。

閉回路に密封する液体としては、水を用いることが好ましい。水は、油と比べて低コストであると共に、万が一、閉回路から漏れ出した場合でも処理が容易であるため、取り扱い性に優れている。

上記の移載台車は、前記入力シリンダとして、第１入力シリンダ及び第２入力シリンダを備え、前記第１入力シリンダのピストンロッドが、作業者が操作する操作部に取り付けられ、前記第２入力シリンダのピストンロッドが、該ピストンロッドを付勢する付勢手段に取り付けられた構成とすることができる。この場合、昇降シリンダのストロークを、作業者が操作する第１入力シリンダだけでなく、付勢手段で付勢される第２入力シリンダで受け持つことができる。これにより、作業者が操作する第１入力シリンダのストロークを短縮することができるため、操作部の操作がしやすくなる。

以上のように、本発明の移載台車によれば、閉回路に密閉した液体で動力を伝達することにより、駆動機構が簡素になると共に、重量の異なるワークであっても一定の高さに配置できるため、移載作業を支障なく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る移載台車の斜視図である。上記移載台車のフレームの一部を除去して示す斜視図である。上記移載台車の駆動機構の回路図であり、リフタを上端位置まで上昇させた状態を示す。エンジンの組立ラインを示す平面図である。（Ａ）（Ｂ）は、シュータから移載台車にワークを移載する様子を示す側面図である。上記移載台車の駆動機構の回路図であり、リフタを下端位置まで降下させた状態を示す。（Ａ）〜（Ｃ）は、移載台車からコンベア上の台にワークを移載する様子を示す側面図である。上記移載台車の駆動機構の回路図であり、リフタを中間位置まで上昇させた状態を示す。他の実施形態に係る移載台車の駆動機構の回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態の移載台車１は、図１に示すように、台車本体２と、台車本体２に対して昇降可能なリフタ３とを備える。

台車本体２は、フレーム２ａと、フレーム２ａの下部に設けられた車輪２ｂとを有する。フレーム２ａには、上下方向に沿って延びるレール２ｃが設けられる。

リフタ３は、ワークが載置されるワーク載置部３ａと、ワーク載置部３ａが取り付けられたフレーム３ｂとを有する。フレーム３ｂには、台車本体２のレール２ｃに沿って昇降可能なガイド３ｃが設けられる。

図２は、台車本体２のフレーム２ａの一部を省略し、移載台車１の駆動機構を見やすくした図である。駆動機構は、昇降シリンダ４と、第１入力シリンダ５と、第２入力シリンダ６とを備える。昇降シリンダ４、第１入力シリンダ５、及び第２入力シリンダ６は、配管９（図３参照）で接続されているが、図１及び図２では配管９の図示を省略している。

昇降シリンダ４は、シリンダ本体４ａと、シリンダ本体４ａに対して上下方向に進退可能なピストンロッド４ｂを備える。シリンダ本体４ａは、台車本体２のフレーム２ａに固定され、ピストンロッド４ｂの先端（図中上端）は、リフタ３のフレーム３ｂに固定される。

第１入力シリンダ５は、シリンダ本体５ａと、シリンダ本体５ａに対して進退可能なピストンロッド５ｂを備える。シリンダ本体５ａは、台車本体２のフレーム２ａに、ピンを介して回転可能に取り付けられる。第１入力シリンダ５のピストンロッド５ｂは、作業者により操作される。具体的には、ピストンロッド５ｂの先端（図中下端）に、作業者が操作する操作部としてフットペダル７が取り付けられる。フットペダル７は、台車本体２のフレーム２ａにピンを介して回転可能に取り付けられる。フットペダル７の端部には、作業者が踏むペダル部７ａが設けられる。フットペダル７の支点（台車本体２への取付部）から力点（ペダル部７ａ）までの長さは、支点から作用点（第１入力シリンダ５のピストンロッド５ｂの取付部）までの長さよりも長い。これにより、ペダル部７ａを踏み込む力が、所定のレバー比で倍力されて、ピストンロッド５ｂに伝達される。

第２入力シリンダ６は、シリンダ本体６ａと、シリンダ本体６ａに対して進退可能なピストンロッド６ｂを備える。シリンダ本体６ａは、台車本体２のフレーム２ａに、ピンを介して回転可能に取り付けられる。第２入力シリンダ６のピストンロッド６ｂは、付勢手段により操作される。具体的には、ピストンロッド６ｂの先端（図中下端）に、アーム８ａ及びワイヤ８ｂを介して、付勢手段８ｃ（例えばバネ等）が取り付けられる。アーム８ａは、台車本体２のフレーム２ａにピンを介して回転可能に取り付けられる。アーム８ａは付勢手段８ｃにより常に上方に付勢され、これにより、第２入力シリンダ６のピストンロッド６ｂは、常に退入する側に付勢される。アーム８ａの支点（台車本体２への取付部）から力点（ワイヤ８ｂの取付部）までの長さは、支点から作用点（第２入力シリンダ６のピストンロッド６ｂの取付部）までの長さよりも長い。これにより、付勢手段８ｃによる付勢力が、所定のレバー比で倍力されて、ピストンロッド６ｂに伝達される。

図３に示すように、昇降シリンダ４と第１入力シリンダ５及び第２入力シリンダ６とは、配管９を介して接続される。具体的に、各シリンダ４、５、６のピストン室４ｃ、５ｃ、６ｃが配管９を介して接続され、ピストン室４ｃ、５ｃ、６ｃ及び配管９の内部に液体を密封して閉回路が構成される。昇降シリンダ４のピストン室４ｃの最大容積は、第１入力シリンダ５のピストン室５ｃの最大容積よりも大きい。本実施形態では、昇降シリンダ４のピストン室４ｃの最大容積と、両入力シリンダ５、６のピストン室５ｃ、６ｃの最大容積の和とが等しい。具体的には、各シリンダ４、５、６のシリンダ径（横断面積）は等しく、昇降シリンダ４のピストンロッド４ｂのストロークが、両入力シリンダ５、６のピストンロッド５ｂ、６ｂのストロークの和と等しい。閉回路に密封される液体としては、例えば水が用いられる。本実施形態では、駆動機構を構成する各シリンダ４、５、６や配管９等にエア回路用の部品が用いられ、エア回路用の部品で構成した閉回路に水を密封している。

配管９には、チェック弁１０、１１、１２が設けられる。チェック弁１０は、昇降シリンダ４と第１入力シリンダ５との間に設けられ、第１入力シリンダ５から昇降シリンダ４側への液体の流れを許容し（図中矢印参照）、その逆向きの流れを遮断する。チェック弁１１は、昇降シリンダ４と第２入力シリンダ６との間に設けられ、第２入力シリンダ６から昇降シリンダ４側への流れを許容し（図中矢印参照）、その逆向きの流れを遮断する。チェック弁１２は、昇降シリンダ４と第２入力シリンダ６との間に設けられ、昇降シリンダ４から第２入力シリンダ６側への流れを許容し（図中矢印参照）、その逆向きの流れを遮断する。

配管９には、スイッチで開閉可能なバルブ１３が設けられる。バルブ１３は、昇降シリンダ４から各入力シリンダ５、６へ流れる流路の途中に設けられる。バルブ１３を開閉するスイッチ（図示省略）は、移載作業を行う作業者が手元で操作できる位置に設けられ、例えば作業者が台車本体２を押す取っ手付近に設けられる。

配管９には、リミットスイッチで開閉されるバルブ１４が設けられる。バルブ１４は、第２入力シリンダ６から昇降シリンダ４へ流れる流路の途中に設けられる。リミットスイッチ（図示省略）は、常時（ＯＦＦ時）はバルブ１４を開いており、リミットスイッチがＯＮになるとバルブ１４が閉じる。本実施形態では、接触式のリミットスイッチが用いられ、常時は、リミットスイッチがバルブ１４を開く側に付勢され、リミットスイッチが他部材に当接するとバルブ１４が閉じる。

配管９には、液体の流量を調整する流量制御弁１５が設けられる。流量制御弁１５は、昇降シリンダ４と第１及び第２入力シリンダ５、６との間、具体的には、昇降シリンダ４の直近（配管９の最初の分岐点よりも昇降シリンダ４側）に設けられる。

以下、上記の移載台車１を用いて、ワークを移載する手順を説明する。本実施形態では、図４に示すように、作業者が移載台車１を用いて、シュータＳにストックされたワークＷを、エンジンＥを搬送するフロアコンベアＣに設けられた台Ｐに移載する場合を説明する。ワークＷは、２０ｋｇを超える重量部品であり、例えば駆動系足回り部品、具体的には、サスペンションメンバーとステアリングギヤケースとを一体化したユニット部品である。

まず、図５（Ａ）に示すように、作業者が、空の移載台車１をシュータＳの下方まで搬送し、シュータＳ上のワークＷの真下にリフタ３のワーク載置部３ａが配置される位置にセットする。この位置で、作業者が、フットペダル７のペダル部７ａを足で踏み込む（図３の矢印Ａ参照）。これにより、第１入力シリンダ５のピストンロッド５ｂが押し込まれ、第１入力シリンダ５のピストン室５ｃから配管９を介して昇降シリンダ４のピストン室４ｃに液体が送り込まれる（同点線矢印参照）。このピストン室４ｃの液体の圧力により、昇降シリンダ４のピストンロッド４ｂ及びリフタ３が、第１入力シリンダ５のストローク分だけ上昇する（同矢印Ｂ参照）。これにより、図５（Ｂ）に示すように、ワークＷが、シュータＳから移載台車１のリフタ３のワーク載置部３ａに移載される。このとき、図３に示すように、バルブ１３は閉じられており、昇降シリンダ４のピストン室４ｃから各入力シリンダ５、６へ向けて流れる液体の流路は、チェック弁１０及びバルブ１３により遮断されている。従って、一旦リフタ３が上昇したら、昇降シリンダ４のピストン室４ｃの液体は流出しないため、リフタ３が上端位置で保持される。

こうしてワークＷを搭載した移載台車１を、作業者がコンベアＣ上の台Ｐまで運搬する｛図４の点線及び図７（Ａ）参照｝。そして、スイッチでバルブ１３を開くことにより、昇降シリンダ４のピストン室４ｃから両入力シリンダ５、６のピストン室５ｃ、６ｃに液体が流れ（図６の点線矢印参照）、ワークＷの自重によりリフタ３が降下する｛図７（Ａ）の矢印参照｝。詳しくは、リフタ３の降下に伴って昇降シリンダ４のピストン室４ｃから流出した液体が、まず、第１入力シリンダ５のピストン室５ｃが供給され、ピストンロッド５ｂが伸長してフットペダル７のペダル部７ａが上昇する（図６の矢印Ａ参照）。そして、第１入力シリンダ５のピストンロッド５ｂが最大限まで伸長すると、第２入力シリンダ６のピストン室６ｃに液体が供給され、付勢手段８ｃの付勢力に抗してピストンロッド６ｂが伸長する（同矢印Ｂ参照）。

そして、図７（Ｂ）に示すように、移載台車１のリフタ３が台Ｐに上方から当接することで、リフタ３が停止する。このとき、流量制御弁１５により液体の流量を調整して、リフタ３をゆっくり降下させることにより、リフタ３を台Ｐにソフトタッチさせることができる。そして、作業者が、ワーク載置部３ａからワークＷを持ち上げてエンジンＥに組み付ける。このとき、リフタ３に負荷されていたワークＷの自重が取り除かれるが、リミットスイッチが台Ｐに当接することによりバルブ１４が閉じられているため（図６参照）、第２入力シリンダ６から昇降シリンダ４側への液体の流れが遮断され、リフタ３は上昇しない。

そして、図７（Ｃ）に示すように、作業者が、空になった移載台車１を台Ｐから離反させることにより、リミットスイッチが台Ｐから離れてバルブ１４が開かれる（図８参照）。これにより、付勢手段８ｃにより第２入力シリンダ６のピストンロッド６ｂが押し込まれ（図８の矢印Ａ参照）、第２入力シリンダ６のピストン室６ｃの液体が、バルブ１４、チェック弁１１、チェック弁１０、及び流量制御弁１５を介して昇降シリンダ４のピストン室４ｃに流入する（同点線矢印参照）。これにより、ピストンロッド４ｂ及びリフタ３が、第２入力シリンダ６のストローク分だけ上昇する｛図７（Ｃ）の点線及び図８の矢印Ｂ参照｝。この状態で、移載台車１を再びシュータＳの下方まで搬送する。以上を繰り返すことにより、シュータＳからコンベアＣ付近の台ＰにワークＷが順次移載される。

以上のように、本発明の移載台車１では、第１入力シリンダ５のピストン室５ｃ、昇降シリンダ４のピストン室４ｃ、及びこれらを連通する配管９の内部に液体を密封し、閉回路を構成している。このように、閉回路に密閉された液体を介して第１入力シリンダ５と昇降シリンダ４との間で動力を伝達することで、コンプレッサ等で圧力を加える油圧経路と比べて、駆動機構を簡素化することができる。また、液体は、エア等の気体と比べて圧縮性が格段に低いため、閉回路に液体を密閉することで、重さの異なるワークを搭載した場合でも、リフタを一定の高さに配することができる。特に、液体として水を使用することで、油等を使用する場合と比べて、低コスト化が図られると共に、取り扱い性が向上する。尚、錆等の問題がある場合などには、閉回路に密閉する液体として油を使用してもよい。

また、上記の実施形態では、付勢手段８ｃで操作される第２入力シリンダ６を設けることで、作業者が操作する第１入力シリンダ５のストロークを短くすることができる。これにより、フットペダル７の操作量（ペダル部７ａの押し下げ量）を小さくして作業性を高めたり、フットペダル７のレバー比を高めることで、ピストンロッド５ｂを押し上げる力、すなわち、昇降シリンダ４でリフタ３を押し上げる力を大きくしたりすることができる。

本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、第１入力シリンダ５のみで昇降シリンダ４のストロークを十分に確保することができる場合は、図９に示すように、第２入力シリンダ６を省略してもよい。図示例では、昇降シリンダ４のピストン室４ｃと第１入力シリンダ５のピストン室５ｃとを連通する配管９に、流量制御弁１５、バルブ１３、及びチェック弁１０が設けられる。この場合、バルブ１３を閉じた状態で、作業者がフットペダル７のペダル部７ａを踏み込むことにより、第１入力シリンダ５のピストン室５ｃから流出した液体が、チェック弁１０を介して昇降シリンダ４のピストン室４ｃに流入してリフタ３が上昇する。そして、チェック弁１０により、昇降シリンダ４のピストン室４ｃから第１入力シリンダ５のピストン室５ｃへ向けた液体の流れが規制されることで、リフタ３が上昇した位置で保持される。その後、スイッチによりバルブ１３を開くことで、リフタ３を降下させることができる。

また、上記の実施形態では、昇降シリンダ４と各入力シリンダ５、６のシリンダ径が等しい場合を示したが、これに限らず、例えば各入力シリンダ５、６のシリンダ径を、昇降シリンダ４のシリンダ径よりも小さくすることで、倍力機構を構成してもよい。

また、上記の実施形態では、エンジンに駆動系足回り部品を組み付ける場合を示したが、これに限らず、載置されたワークを持ち上げて所定の場所まで搬送した後、ワークを降下させて移載する場合であれば、部品の種類を問わず、本発明の移載台車を適用することができる。

１移載台車
２台車本体
３リフタ
４昇降シリンダ
４ｃピストン室
５第１入力シリンダ
５ｃピストン室
６第２入力シリンダ
６ｃピストン室
７フットペダル（操作部）
８ｃ付勢手段
９配管
１０、１１、１２チェック弁
１３バルブ
１４バルブ
１５流量制御弁
Ｃフロアコンベア
Ｅエンジン
Ｐ台
Ｓシュータ
Ｗワーク

Claims

床面上を走行可能な台車本体と、前記台車本体に対して昇降可能なリフタと、前記リフタに取り付けられた昇降シリンダと、配管を介して前記昇降シリンダと接続された入力シリンダとを備えた移載台車であって、
前記昇降シリンダのピストン室、前記入力シリンダのピストン室、及び前記配管の内部に液体を密封して閉回路を構成し、
前記入力シリンダとして、第一入力シリンダと第二入力シリンダとを備え、
前記第一入力シリンダのピストンロッドが、作業者が操作する操作部に取り付けられ、前記第二入力シリンダのピストンロッドが、該ピストンロッドを前記第二入力シリンダのピストン室を圧縮する向きに常に付勢する付勢手段に取り付けられ、
前記操作部を操作することで、前記第一入力シリンダのピストン室内部の液体が前記昇降シリンダのピストン室に移動して前記リフタが上昇し、かつ前記リフタが所定の高さまで上昇した位置で保持されると共に、
前記移載台車の所定位置に設けられたスイッチを前記作業者が操作することで、前記閉回路を変化させて、前記昇降シリンダのピストン室内部の液体が前記第一入力シリンダ及び前記第二入力シリンダのピストン室に移動して前記リフタ上の前記ワークの自重で前記リフタが下降するように、前記閉回路が構成されている移載台車。