JP7060559B2 - ワーク搭載装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ワーク搭載装置に関する。より詳しくは、車体の底部側からこの車体にワークを搭載するワーク搭載装置に関する。
バッテリから供給される電力で走行する電動車両には、バッテリ、インバータ、及び制御装置等を一体化したバッテリユニットを、車体の床下に搭載するものがある。特許文献1には、車体の底部側からバッテリユニットを搭載するバッテリユニット搭載装置が示されている。特許文献1のバッテリユニット搭載装置は、バッテリユニットが載置されるテーブルと、このテーブルを車体の底部に対して昇降させるリフトと、テーブルとリフトとの間に設けられ、テーブルを車体に対し傾斜させる接続機構とを備える。
このような電動車両の製造工場において、バッテリユニット搭載装置へ搬送される車体の姿勢は、常に一定ではなく車体毎に異なる。このためバッテリユニット搭載装置では、その時の車体の姿勢に応じた適切な姿勢でバッテリユニットを搭載する必要がある。そこで特許文献1のバッテリユニット搭載装置では、テーブルに設けられた接触片を車体に設けられたガイド部材に摺接させながらテーブルを上昇させることにより、バッテリユニットの姿勢をその時の車体の姿勢に応じて傾斜させながら、バッテリユニットを車体に搭載する。
特許第6048153号
しかしながら特許文献1のバッテリユニット搭載装置では、車体にガイド部材を設ける必要があり、その分だけコストが上昇する。また特許文献1のバッテリユニット搭載装置では、使用を続けていると接触片がガイド部材との摺接によって摩耗してしまうため、適宜接触片を交換する必要があり、その分だけコストが上昇するおそれがある。
本発明は、部品を摩耗させずにワークを車体の姿勢に応じた姿勢で搭載できるワーク搭載装置を提供することを目的とする。
(1)本発明に係るワーク搭載装置(例えば、後述のバッテリユニット搭載装置1)は、車体(例えば、後述の車体9)の底部(例えば、後述の底部91)側から当該車体にワーク(例えば、後述のバッテリユニット3)を搭載するものであって、前記ワークが載置されるパレット(例えば、後述のパレット5)と、前記底部側において前記パレットを昇降させる昇降装置(例えば、後述の昇降装置6)と、前記パレットを前記車体に対し傾斜させる傾斜機構(例えば、後述の傾斜機構7)と、前記昇降装置によって前記パレットを上昇させると前記車体に接触する接触子(例えば、後述の車体接触パッド526,536,546,556)と、前記接触子が前記車体に接触しかつ前記パレットが前記底部に対し取付姿勢になった状態で前記傾斜機構の傾斜角を固定するロック機構(例えば、後述の前部ロック機構75及び後部ロック機構77)と、を備え、前記接触子は、前記車体に接触しかつ前記ロック機構によって前記傾斜角が固定された後に前記車体から退避可能であることを特徴とする。
(1)本発明に係るワーク搭載装置では、車体の底部側において昇降装置によってパレットを上昇させると、接触子が車体に接触し、これによりパレットの車体に対する姿勢がその時の車体の姿勢に応じて変化し、パレットの車体に対する姿勢が所定の取付姿勢になると、傾斜機構の傾斜角がロック機構によって固定される。また本発明では、ロック機構によって傾斜角が固定されると、接触子は車体から退避可能となっている。このため本発明では、接触子を車体から退避させた後、パレットを取付姿勢で維持したままさらに上昇させることにより、その時の車体に応じた姿勢でワークを車体に搭載することができる。以上より本発明において、接触子が車体と接触するのは、パレットの車体の底部に対する姿勢が取付姿勢になるまでの間だけであり、また接触子を車体に摺接させる必要がないので、接触子の摩耗を抑制でき、ひいてはこの接触子の交換サイクルを従来よりも長くすることができる。また本発明によれば、車体にガイド部品を設ける必要もないので、その分だけ車体側のコストの上昇も抑制することができる。
本発明の一実施形態に係るバッテリユニット搭載装置の構成を示す図である。 パレット及び傾斜機構の側面図である。 パレット及び傾斜機構の斜視図である。 傾斜機構の正面図である。 傾斜ステージをX軸回りで傾斜させた状態における傾斜機構の正面図である。 傾斜ステージをX軸回りで傾斜させた状態における傾斜機構の側面図である。 傾斜ステージをY軸回りで傾斜させた状態における傾斜機構の正面図である。 傾斜ステージをY軸回りで傾斜させた状態における傾斜機構の側面図である。 バッテリユニット搭載装置によってバッテリユニットを車体に搭載する手順を示すフローチャートである。
以下、本発明の一実施形態に係るバッテリユニット搭載装置1の構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係るバッテリユニット搭載装置1及びこれが設けられた車両製造ラインの構成を示す図である。バッテリユニット搭載装置1は、ハンガコンベヤ2により吊るされた状態で搬送される車体9の底部91側から、この車体9にバッテリユニット3を搭載する。
ハンガコンベヤ2は、車両製造ラインの天井に架設されたガイドレール21と、ガイドレール21に吊り下げられたハンガ22と、このハンガ22をガイドレール21に沿って牽引する牽引装置(図示せず)と、を備える。ガイドレール21は、車体9の搬送経路に沿って延びる。ハンガ22は、鉛直方向に沿って延びる計4本のアーム23を備える。車体9は、その底部91を鉛直方向下方側に向けた状態でこれらアーム23によって支持されている。
バッテリユニット3は、平面視では矩形状の平板状であり、バッテリユニット3の車体前後方向に沿って延びる。このためバッテリユニット搭載装置1は、ハンガコンベヤ2によって支持されている車体9に対するバッテリユニット3の姿勢を、その時の車体9の姿勢に応じた適切な取付姿勢に精度良く制御した上で、車体9に搭載する必要がある。
バッテリユニット搭載装置1は、バッテリユニット3が載置されるパレット5と、車体9の底部91側においてパレット5を昇降させる昇降装置6と、パレット5と昇降装置6との間に設けられ、パレット5及びバッテリユニット3の車体9に対する姿勢を変化させる傾斜機構7と、を備える。
昇降装置6は、アーム駆動部61と、昇降アーム62と、フローティングユニット63と、を備える。昇降アーム62は、略水平方向に延びる。昇降アーム62は、その先端側に設けられたフローティングユニット63を介して傾斜機構7及びパレット5を水平方向へ揺動自在にフローティング支持する。図1に示すように、昇降アーム62の先端側には、床面から車体9の底部91側へ向けて順に、フローティングユニット63と、傾斜機構7と、パレット5と、が設けられている。アーム駆動部61は、昇降アーム62の基端側を支持するとともに、図示しない制御装置からの指令に応じてこの昇降アーム62を鉛直方向に沿って上昇させたり下降させたりする。
図2は、パレット5及び傾斜機構7の側面図である。図3は、パレット5及び傾斜機構7の斜視図である。なお図2において右側及び左側はそれぞれ車体9の前方側及び後方側であり、図3において右側及び左側はそれぞれ車体9の前方側及び後方側である。なお図3において、パレット5に隠れて見えない傾斜機構7の一部の構成については、一点鎖線で図示する。
パレット5は、傾斜機構7の後述の傾斜ステージ73の上面に固定された補強フレーム51と、傾斜ステージ73の前方左側に設けられた左前支持ユニット52と、傾斜ステージ73の後方左側に設けられた左後支持ユニット53と、傾斜ステージ73の前方右側に設けられた右前支持ユニット54と、傾斜ステージ73の後方右側に設けられた右後支持ユニット55と、を備える。
左前支持ユニット52は、傾斜ステージ73のうち前方左側に立設された支柱521と、支柱521の頂部に設けられたテーブル522と、テーブル522に設けられたワーク支持パッド523、ワーク位置合せピン524、車体接触ピン525、ピン駆動部527、及び車体位置合せピン528を備える。車体接触ピン525は、テーブル522のうちワーク支持パッド523及びワーク位置合せピン524よりも車幅方向外側に設けられている。車体接触ピン525は、鉛直方向に沿って延びる棒状であり、その先端側には円錐状の車体接触パッド526が設けられている。車体接触ピン525は、テーブル522に形成された貫通孔に挿通して設けられている。ピン駆動部527は、図示しない制御装置からの指令に応じて、車体接触ピン525を鉛直方向上方側へ前進させたり、鉛直方向下方側へ退避させたりする。
左後支持ユニット53は、傾斜ステージ73のうち後方左側に立設された支柱531と、支柱531の頂部に設けられたテーブル532と、テーブル532に設けられたワーク支持パッド533、車体接触ピン535、及びピン駆動部537を備える。車体接触ピン535は、テーブル532のうちワーク支持パッド533よりも車幅方向外側に設けられている。車体接触ピン535は、鉛直方向に沿って延びる棒状であり、その先端側には円錐状の車体接触パッド536が設けられている。車体接触ピン535は、テーブル532に形成された貫通孔に挿通して設けられている。ピン駆動部537は、図示しない制御装置からの指令に応じて、車体接触ピン535を鉛直方向上方側へ前進させたり、鉛直方向下方側へ退避させたりする。
右前支持ユニット54は、傾斜ステージ73のうち前方右側に立設された支柱541と、支柱541の頂部に設けられたテーブル542と、テーブル542に設けられたワーク支持パッド543、ワーク位置合せピン544、車体接触ピン545、ピン駆動部547、及び車体位置合せピン548を備える。車体接触ピン545は、テーブル542のうちワーク支持パッド543及びワーク位置合せピン544よりも車幅方向外側に設けられている。車体接触ピン545は、鉛直方向に沿って延びる棒状であり、その先端側には円錐状の車体接触パッド546が設けられている。車体接触ピン545は、テーブル542に形成された貫通孔に挿通して設けられている。ピン駆動部547は、図示しない制御装置からの指令に応じて、車体接触ピン545を鉛直方向上方側へ前進させたり、鉛直方向下方側へ退避させたりする。
右後支持ユニット55は、傾斜ステージ73のうち後方右側に立設された支柱551と、支柱551の頂部に設けられたテーブル552と、テーブル552に設けられたワーク支持パッド553、車体接触ピン555、及びピン駆動部557を備える。車体接触ピン555は、テーブル552のうちワーク支持パッド553よりも車幅方向外側に設けられている。車体接触ピン555は、鉛直方向に沿って延びる棒状であり、その先端側には円錐状の車体接触パッド556が設けられている。車体接触ピン555は、テーブル552に形成された貫通孔に挿通して設けられている。ピン駆動部557は、図示しない制御装置からの指令に応じて、車体接触ピン555を鉛直方向上方側へ前進させたり、鉛直方向下方側へ退避させたりする。
バッテリユニット3の底部31の前方のうち車幅方向両側には位置合せ孔が形成されている。バッテリユニット3は、2本のワーク位置合せピン524,544が上記2つの位置合せ孔に挿通し、かつ4つのワーク支持パッド523,533,543,553が底部31に接触するように、パレット5に載置される。これにより、バッテリユニット3はパレット5に対し位置合せされる。
上述のように4本の車体接触ピン525,535,545,555は、それぞれワーク位置合せピン524,544及びワーク支持パッド523,533,543,553よりも車幅方向外側に設けられている。このため、これら車体接触ピン525,535,545,555は、パレット5に載置されたバッテリユニット3と接触せずに、鉛直方向に沿って進退させることが可能となっている。
またこれら車体接触ピン525,535,545,555を鉛直方向上方側へ前進させた状態で、昇降装置6によってパレット5を車体9の底部91側へ上昇させると、図2に示すように、バッテリユニット3の上部32が車体9の底部91に接する前に、車体接触パッド526,536,546,556が車体9の左右両側のサイドシル92に接触する。
車体接触パッド526,536,546,556がサイドシル92に接触した後、車体接触ピン525,535,545,555を鉛直方向下方側へ退避させ、これら車体接触パッド526,536,546,556をサイドシル92から退避させると、昇降装置6によってパレット5及びバッテリユニット3をさらに上昇させることが可能となる。またバッテリユニット3の上部32には、車体9の底部91に形成された複数の孔93に挿通する複数のスタッドボルト33が設けられている。このため、上述のように車体接触パッド526,536,546,556をサイドシル92から退避させた後、昇降装置6によってパレット5及びバッテリユニット3をさらに上昇させることにより、スタッドボルト33を孔93に挿通させ、バッテリユニット3を底部91に搭載することができる。
次に、図2~図4を参照しながら傾斜機構7の構成について説明する。
図4は、傾斜機構の正面図である。より具体的には、図4は、傾斜機構7を車体9の前方側から視た図である。なおこの図4では、理解を容易にするため後述の前部ばね機構74及び前部ロック機構75の構成については、図示を省略する。
傾斜機構7は、昇降装置6のフローティングユニット63の上部に設けられた固定テーブル71と、固定テーブル71の略中央に設けられた角度調整機構72と、固定テーブル71に対し角度調整機構72を介して連結された傾斜ステージ73と、固定テーブル71のうち角度調整機構72よりも前方側に設けられた複数の前部ばね機構74及び前部ロック機構75と、固定テーブル71のうち角度調整機構72よりも後方側に設けられた複数の後部ばね機構76及び後部ロック機構77と、を備える。
角度調整機構72は、固定テーブル71に固定されたX軸ブラケット721,722と、傾斜ステージ73に固定されたY軸ブラケット723,724と、これらブラケット721~724を連結するクロス部材725と、を組み合わせて構成される。
クロス部材725は、車体前後方向と平行なX軸728に沿って延びるX軸部材726と、車体幅方向と平行でありかつX軸728と直交するY軸729に沿って延びるY軸部材727と、を備える。X軸ブラケット721,722は、それぞれクロス部材725のX軸部材726の両端部を回動自在に支持する。Y軸ブラケット723,724は、それぞれクロス部材725のY軸部材727の両端部を回動自在に支持する。
以上のような角度調整機構72によって傾斜ステージ73と固定テーブル71とを連結することにより、傾斜ステージ73をX軸728及びY軸729回りで傾斜させ、傾斜ステージ73に設けられたパレット5及びこのパレット5に載置されたバッテリユニット3の車体9に対する姿勢を変化させることができる。
図2及び図3に示すように、固定テーブル71のうち角度調整機構72よりも前方側には、車体幅方向に沿って列状に6つの前部ばね機構74が設けられている。また固定テーブル71のうち角度調整機構72よりも後方側には、車体幅方向に沿って列状に6つの後部ばね機構76が設けられている。これらばね機構74,76は、各々の先端部が傾斜ステージ73の下面に当接するように、固定テーブル71と傾斜ステージ73との間に設けられている。またこれらばね機構74,76の鉛直方向に沿った自然長は、傾斜ステージ73を水平にした時における傾斜ステージ73の下面と固定テーブル71の上面との間の鉛直方向に沿った長さと等しい。このため、傾斜ステージ73に対しばね機構74,76の初期圧縮荷重を超える外力が作用していない状態では、傾斜ステージ73は、固定テーブル71に対し平行になる。また傾斜ステージ73に対しばね機構74,76の初期圧縮荷重を超える外力が作用すると、複数のばね機構74,76の何れかが圧縮し、傾斜ステージ7が固定テーブル71に対し傾斜する。またこの際、自然長から圧縮されたばね機構74,76は、傾斜ステージ73を水平に戻す向きの反力を発生する。
図5A及び図5Bは、傾斜ステージ73をX軸728回りで傾斜させた状態における傾斜機構7の正面図及び側面図である。
図6A及び図6Bは、傾斜ステージ73をY軸729回りで傾斜させた状態における傾斜機構7の正面図及び側面図である。
図5A及び図5Bに示すように、傾斜ステージ73のうち車幅方向右側において、鉛直方向に沿って下方側へ外力が作用すると、傾斜ステージ73がX軸728回りで傾斜し、ばね機構74,76のうち車幅方向右側のものが圧縮される。また、図6A及び図6Bに示すように、傾斜ステージ73のうち車体前後方向前方側において、鉛直方向に沿って下方側へ外力が作用すると、傾斜ステージ73がY軸729回りで傾斜し、前部ばね機構74が圧縮される。
図2及び図3に示すように、固定テーブル71のうち前部ばね機構74よりも前方側でありかつ車幅方向に沿って外側には、2つの前部ロック機構75が設けられている。また固定テーブル71のうち後部ばね機構76よりも後方側でありかつ車幅方向に沿って外側には、2つの後部ロック機構77が設けられている。
前部ロック機構75は、鉛直方向に沿って延びる棒状のロックピン751と、図示しない制御装置からの指令に応じてロックピン751を鉛直方向に沿って進退させるロックピン駆動部752と、を備える。また後部ロック機構77は、鉛直方向に沿って延びる棒状のロックピン771と、図示しない制御装置からの指令に応じてロックピン771を鉛直方向に沿って進退させるロックピン駆動部772と、を備える。したがって、例えば図5A、図5B、図6A、及び図6Bに示すように、傾斜ステージ73を傾斜させた状態で、これらロックピン751,771の先端部が傾斜ステージ73の下面に当接するまで前進させ、これらロックピン751,771の位置を固定することにより、傾斜ステージ73の傾斜角を固定することができる。
図7は、バッテリユニット搭載装置1によってバッテリユニット3を車体9に搭載する手順を示すフローチャートである。
始めにS1では、制御装置は、前部ロック機構75及び後部ロック機構77による傾斜ステージ73のロックを解除するとともに、4本の車体接触ピン525,535,545.555を鉛直方向上方側へ前進させる。
次にS2では、制御装置は、アーム駆動部61によって昇降アーム62を上昇させることにより、4つの車体接触パッド526,536,546,556がハンガコンベヤ2によって支持された車体9の左右両側のサイドシルに全て当接するまでパレット5及びこのパレット5に載置されたバッテリユニット3を上昇させることにより、パレット5及びバッテリユニット3の姿勢をその時の車体9に応じた取付姿勢にする。
このように車体接触パッド526,536,546,556を車体9に押し付けると、傾斜ステージ73のうち各支持ユニット52,53,54,55が設けられた部分において、鉛直方向下方側へその時の車体9の姿勢に応じた大きさの反力が作用する。このため、図5A及び図5B等を参照して説明したように、パレット5及びバッテリユニット3がその時の車体9の底部91と平行になるように、すなわちパレット5及びバッテリユニット3の姿勢がその時の車体9に対する取付姿勢になるように、傾斜ステージ73がX軸728回り及びY軸729回りで傾斜する。
次にS3では、制御装置は、4つの車体接触パッド526,536,546,556がサイドシルに接触し、傾斜ステージ73が傾斜した状態で、前部ロック機構75及び後部ロック機構77によって傾斜ステージ73の傾斜角を固定する。
次にS4では、制御装置は、4本の車体接触ピン525,535,545,555を鉛直方向下方側へ退避させることにより、4つの車体接触パッド526,536,546,556を車体9から退避させる。上述のように傾斜ステージ73の傾斜角は前部ロック機構75及び後部ロック機構77によって固定されているので、4つの車体接触パッド526,536,546,556を車体9から退避させても、パレット5及びバッテリユニット3の姿勢が取付姿勢からずれることはない。
次にS5では、制御装置は、傾斜ステージ73の傾斜角を固定したまま、すなわちパレット5及びバッテリユニット3の姿勢を取付姿勢で維持したまま、2本の車体位置合せピン528,548が、それぞれ車体9の底部91に形成された2つの位置合せ孔(図示せず)に挿通されるように、昇降装置6を用いてパレット5及びバッテリユニット3を鉛直方向に沿って上昇させる。なお、一般的な取付姿勢では、パレット5側の車体位置合せピン528,548及び車体9側の位置合せ孔は、鉛直方向に対し傾斜している。このため、これら車体位置合せピン528,548を位置合せ孔に挿通させるためには、パレット5及びバッテリユニット3を車体位置合せピン528,548の延在方向に沿って上昇させる必要がある。これに対しバッテリユニット搭載装置1では、昇降装置6の昇降アーム62は、フローティングユニット63を介してパレット5をフローティング支持している。このためS5では、昇降装置6を用いてパレット5を鉛直方向に沿って上昇させることにより、水平方向に沿ったずれをフローティングユニット63によって吸収しながら、車体位置合せピン528,548を位置合せ孔に挿通させることができる。これにより、バッテリユニット3を車体9の底部91に対し位置合せしながら接近させることができる。また車体位置合せピン528,548を車体9の位置合せ孔の奥まで押し込むと、バッテリユニット3に設けられた複数のスタッドボルト33が車体9に形成された複数の孔93を挿通する。これによりバッテリユニット3を、その時の車体9の姿勢に応じた取付姿勢で底部91に接近させることができる。
次にS6では、図示しない締結ロボットによってバッテリユニット3を車体9の底部91に固定する。これによりバッテリユニット3が車体9に搭載される。
本発明によれば、以下の効果を奏する。
バッテリユニット搭載装置1では、車体9の底部91側において昇降装置6によってパレット5を上昇させると、4つの車体接触パッド526,536,546,556が車体9のサイドシル92に接触し、これによりパレット5の車体9に対する姿勢がその時の車体9の姿勢に応じて変化し、パレット5の車体9に対する姿勢が所定の取付姿勢になると、傾斜ステージ73の傾斜角がロック機構75,77によって固定される。またバッテリユニット搭載装置1では、ロック機構75,77によって傾斜角が固定されると、車体接触パッド526,536,546,556はサイドシル92から退避可能となっている。このためバッテリユニット搭載装置1では、車体接触パッド526,536,546,556をサイドシル92から退避させた後、パレット5を取付姿勢で維持したままさらに上昇させることにより、その時の車体9に応じた姿勢でバッテリユニット3を車体9に搭載することができる。以上よりバッテリユニット搭載装置1において、車体接触パッド526,536,546,556が車体9と接触するのは、パレット5の車体9の底部91に対する姿勢が取付姿勢になるまでの間だけであり、また車体接触パッド526,536,546,556を車体9に摺接させる必要がないので、これら車体接触パッド526,536,546,556の摩耗を抑制でき、ひいてはこれら車体接触パッド526,536,546,556の交換サイクルを従来よりも長くすることができる。またバッテリユニット搭載装置1によれば、車体9にガイド部品を設ける必要もないので、その分だけ車体9側のコストの上昇も抑制することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。例えば、上記実施形態では、バッテリユニット3を車体9に搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明は、車体の底部側から搭載するワークであれば、バッテリユニットに限らずどのようなものでも適用できる。
1…バッテリユニット搭載装置(ワーク搭載装置)
2…ハンガコンベヤ
3…バッテリユニット(ワーク)
5…パレット
52…左前支持ユニット
526…車体接触パッド(接触子)
53…左後支持ユニット
536…車体接触パッド(接触子)
54…右前支持ユニット
546…車体接触パッド(接触子)
55…右後支持ユニット
556…車体接触パッド(接触子)
6…昇降装置
7…傾斜機構
71…固定テーブル
72…角度調整機構
73…傾斜ステージ
74…前部ばね機構
75…前部ロック機構(ロック機構)
76…後部ばね機構
77…後部ロック機構(ロック機構)
9…車体
91…底部
92…サイドシル

Claims (1)

  1. 車体の底部側から当該車体にワークを搭載するワーク搭載装置であって、
    前記ワークが載置されるパレットと、
    前記底部側において前記パレットを昇降させる昇降装置と、
    前記パレットの前記車体に対する姿勢を変化させる傾斜機構と、
    前記昇降装置によって前記パレットを上昇させると前記車体に接触する接触子と、
    前記接触子が前記車体に接触しかつ前記パレットが前記底部に対し取付姿勢になった状態で前記傾斜機構の傾斜角を固定するロック機構と、を備え、
    前記接触子は、前記車体に接触しかつ前記ロック機構によって前記傾斜角が固定された後に前記車体から退避可能であることを特徴とするワーク搭載装置。
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