JP7061898B2

JP7061898B2 - ワーク搭載装置、ワーク搭載装置ユニットおよびユニット

Info

Publication number: JP7061898B2
Application number: JP2018039806A
Authority: JP
Inventors: 亮寺嶋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2022-05-02
Anticipated expiration: 2038-03-06
Also published as: JP2019150937A

Description

本発明は、ワーク搭載装置、ワーク搭載装置ユニットおよびユニットに関するものである。

あるワークを反転させて別のワークへ搭載する装置が、種々の組立ラインにおいて広く用いられている。例えば、特開２０１４－１３６２７７号公報（特許文献１）に記載のワーク反転装置においては、ワーク自重の反転中心からの偏心と、ワーク把持反転機構を構成する把持部材自重の反転中心からの偏心を活用して、反転用アクチュエータを用いることなく、ワークが反転される。当該装置をスプリングバランサーで宙吊りにすることで、シール材が塗布されたエンドカバーがトランスミッションケースの開口部に搭載される。

特開２０１４－１３６２７７号公報

あるワークを反転させて別のワークへ搭載するワーク反転装置にあっては、全自動の装置だけであっても人手だけであっても扱いが難しいという技術面の課題がある。またワーク反転装置を全自動とすると価格が高くなりすぎるし、人手だけで当該作業を行う場合には作業者が多数必要になり、コスト面の課題もある。そのため、作業者が介在する上記宙吊り型の作業補助装置が選択されることがある。

しかしながら、特許文献１に代表されるような宙吊り型のワーク搭載装置にあっては、搭載するワークの待機エリアは搭載エリアとは離れて設けられている。また搭載するワークを上空から吊り下げる必要があるため、作業エリアも含めた装置全体のサイズが大きくなってしまう。さらにワークを搭載するに至るまでのワーク搬送距離が長く、しかも搭載経路が作業者任せである。そのため、あるワークを別のワークへ搭載するという単純な工程にも関わらず、作業工数が増大し、迅速なワーク動作を実現することが困難であるという課題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、小型化が可能であり、かつ迅速なワーク搭載動作を実現可能なワーク搭載装置、ワーク搭載装置ユニットおよびユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るワーク搭載装置は、ベース部と、受け機構と、チャック機構と、反転機構と、昇降機構と、搬送機構とを備えている。受け機構は、ベース部に設けられ、かつ第１ワークを載置可能である。チャック機構は、第１ワークを把持可能である。反転機構は、第１ワークがチャック機構によって把持された状態で、第１ワークを反転可能である。昇降機構は、第１ワークがチャック機構によって把持された状態で、第１ワークを昇降可能である。搬送機構は、ベース部に設けられ、かつ第１ワークに対向する位置に第２ワークを搬送可能である。受け機構は、チャック機構によって第１ワークが把持された状態で、第１ワークから離れるように構成されている。昇降機構によって第１ワークを、搬送機構により搬送された第２ワークに向けて移動させることにより、第１ワークが第２ワーク上に搭載可能に構成されている。

本発明に係るワーク搭載装置によれば、搭載する第１ワークの待機エリアである受け機構と、第１ワークが第２ワークに搭載されるエリアである搬送機構とが、共にベース部に設けられている。そのため、第１ワークの待機エリアが搭載エリアから離れて設けられている従来装置と比べて、装置サイズを小さくすることが可能である。また昇降機構によって第１ワークを第２ワークに向けて移動させることにより、第１ワークが第２ワーク上に搭載可能に構成されている。このように、昇降機構の動作（搭載動作）の方向が一方向に限定されることにより、作業者があらゆる方向へ自在に搭載するワークを移動させることができる従来装置と比べて、搭載経路に無駄がなくなり、ワーク搭載に係る作業工数を必要最低限に抑制することができる。結果として、小型化が可能であり、かつ迅速なワーク搭載動作を実現可能なワーク搭載装置、ワーク搭載装置ユニットおよびユニットを提供することができる。

実施の形態１に係るワーク搭載装置の構成を示す斜視模式図である。ワーク搭載装置によって組み立てられる第１ワークおよび第２ワークの好適な一例の構成を示す斜視模式図である。電気制御ユニットの製造方法を概略的に示すフローチャートである。電気制御ユニットの製造方法の第１工程を示す斜視模式図である。電気制御ユニットの製造方法の第２工程を示す斜視模式図である。電気制御ユニットの製造方法の第３工程を示す斜視模式図である。電気制御ユニットの製造方法の第４工程を示す斜視模式図である。電気制御ユニットの製造方法の第５工程を示す斜視模式図である。電気制御ユニットの製造方法の第６工程を示す斜視模式図である。実施の形態２に係るワーク搭載装置の入力装置周辺の構成を示す斜視模式図である。実施の形態２に係るワーク搭載装置の切り替えスイッチの構成を示す上面模式図である。実施の形態３に係るワーク搭載装置ユニットの構成を示す上面模式図である。実施の形態４に係るワーク搭載装置ユニットの構成を示す上面模式図である。

本発明の各実施の形態に関し、図面を参照しながら以下に詳細を記載する。各実施の形態の説明は、本発明を適用するのに好ましい形状のワークを例としている。これは、本発明の適用範囲を制限するものではなく、本発明の理解を助けるための好例として記載するものである。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１に係るワーク搭載装置の構成について説明する。

実施の形態１に係るワーク搭載装置１は、ケース１００（搭載するワーク：第１ワーク１００）を反転させてヒートシンク１１０(搭載されるワーク：第２ワーク１１０)へ搭載する装置である。図１に示されるように、実施の形態１に係るワーク搭載装置１は、ベースマシン８０（ベース部８０）と、受け機構２と、チャック機構３と、反転機構４と、昇降機構５と、搬送機構７と、入力装置６を主に有している。ベースマシン８０は、作業面８３と、第１側面８４と、第２側面８５とを有している。作業面８３は、例えば長方形である。第１側面８４は、例えば作業面８３の短辺に連なっている。第２側面８５は、例えば作業面８３の長辺に連なっている。第１側面８４は、第２側面８５に連なっている。ベースマシン８０の形状は、例えば直方体である。

受け機構２は、ベースマシン８０に設けられている。受け機構２は、ケース１００を載置可能である。別の観点から言えば、受け機構２は、ケース１００を待機させることができる。また受け機構２は、チャック機構３によってケース１００が把持された状態で、ケース１００から離れるように構成されている。具体的には、受け機構２は、チャック機構３によってケース１００が把持された後、作業面８３に対して垂直な第３方向Ｚに沿って下降するように構成されている。受け機構２は、複数の柱部により構成されている。柱部の本数は、例えば４本である。複数の柱部は、２本の第１柱部２ａと、２本の第２柱部２ｂとを有している。第１柱部２ａと、第２柱部２ｂとの間には、搬送機構７の搬送駆動軸７２が設けられている。作業面８３の短辺に沿った方向（第１方向Ｘ）において、第１柱部２ａと第２柱部２ｂとは、搬送駆動軸７２の両側に配置されている。つまり、受け機構２は、搬送駆動軸７２を避ける形でベースマシン８０に設置されている。

作業面８３には、例えば第１貫通孔８２ａと、第２貫通孔８２ｂとが設けられていてもよい。第１柱部２ａの一部は、第１貫通孔８２ａに挿入されている。同様に、第２柱部２ｂの一部は、第２貫通孔８２ｂに挿入されている。別の観点から言えば、第１柱部２ａおよび第２柱部２ｂの各々の一部は、ベースマシン８０の内部に配置されるように構成されている。ベースマシン８０の内部に、板状部９０が設けられていてもよい。第１柱部２ａおよび第２柱部２ｂの各々は、板状部９０により支持されていてもよい。ベースマシン８０の内部には、受け機構２を第３方向Ｚに沿って移動させるための駆動部（図示せず）が設けられていてもよい。

受け機構２には、ケース１００の平面方向の位置を受け機構２に対して固定するための位置決め機構（図示せず）があってもよい。位置決め機構は、ケース１００の形状に合わせて自在に構成すればよい。本実施形態における位置決め機構は、例えば受け機構２の４本の柱の内２本に設けられた位置決めピン（図示せず）から構成することができる。位置決めピンは、ケース１００の位置決め穴（図示せず）に嵌め合わされることにより、ケース１００の平面方向の位置を受け機構２に対して固定することができる。

チャック機構３は、ケース１００を把持可能に構成されている。チャック機構３は、受け機構２よりケース１００を受け取ることができる。チャック機構３は、例えば直線駆動軸（図示せず）と、第１ハンド３ａと、第２ハンド３ｂとを有している。ケース１００は、第１ハンド３ａと第２ハンド３ｂとにより把持される。第１ハンド３ａの数は、例えば１本である。第２ハンド３ｂの数は、例えば２本である。作業面８３に対して垂直な方向から見て、搬送駆動軸７２は、第１ハンド３ａと第２ハンド３ｂとの間に配置されている。別の観点から言えば、第１ハンド３ａおよび第２ハンド３ｂは、第１方向Ｘにおいて、それぞれ搬送駆動軸７２の一方側および他方側に配置されている。

直線駆動軸（図示せず）は、例えばエアシリンダ等で構成すればよい。第１ハンド３ａおよび第２ハンド３ｂの各々の形状は、ケース１００の形状に合わせて自在に構成され得る。第１ハンド３ａおよび第２ハンド３ｂの各々は、例えば差し込み式のハンドであってもよい。具体的には、２つの第２ハンド３ｂの各々には位置決めピン（図示せず）が設けられており、当該位置決めピンは、ケース１００に設けられた第１位置決め穴１００ｃ（図２参照）と第２位置決め穴１００ｄ（図２参照）とに、それぞれ嵌め合わされるように構成されていてもよい。同様に、第１ハンド３ａには位置決めピン（図示せず）が設けられており、当該位置決めピンは、ケース１００に設けられた第３位置決め穴（図示せず）に嵌め合わされるように構成されていてもよい。以上のようにして、ケース１００は、チャック機構３により把持される。

反転機構４は、ケース１００がチャック機構３によって把持された状態で、ケース１００を反転可能に構成されている。別の観点から言えば、反転機構４は、チャック機構３ごとケース１００を反転させることができる。反転機構４は、第１反転機構部４ａと、第２反転機構部４ｂとを有している。第２反転機構部４ｂには、ケース１００の反転を行う回転駆動軸４１が設けられている。回転駆動軸４１の回転軸は、例えば第１方向Ｘに平行である。

本実施形態においては、回転駆動軸４１は、例えばサーボモータと軸受等で構成することができる。回転駆動軸４１は、直線駆動軸（図示せず）のようにケース１００の両側に設ける必要はない。本実施形態においては、第２ハンド３ｂ側に反転の動力源となる回転駆動軸４１を設け、かつ第１ハンド３ａ側には軸受のみを設ける構成とすることができる。第１ハンド３ａは、第１反転機構部４ａに取り付けられている。第２ハンド３ｂは、第２反転機構部４ｂに取り付けられている。図１に示されるように、第１方向Ｘに平行な方向において、第２ハンド３ｂおよび回転駆動軸４１は、それぞれ第２反転機構部４ｂの一方側および他方側に取り付けられている。

昇降機構５は、ケース１００がチャック機構３によって把持された状態で、ケース１００を昇降可能に構成されている。別の観点から言えば、昇降機構５は、反転機構４と共にケース１００を昇降させることができる。昇降機構５によってケース１００を、搬送機構７により搬送されたヒートシンク１１０に向けて移動させることにより、ケース１００がヒートシンク１１０上に搭載可能に構成されている。昇降機構５は、ケース１００の昇降を行う昇降駆動軸（図示せず）を有している。本実施形態において、入力装置６で作業者がケース１００の昇降動作を操作する関係上、昇降駆動軸は位置制御が可能な機能を有している。位置制御が可能な機能の構成は、例えば駆動源となるサーボモータ（図示せず）と、昇降駆動軸にサーボモータの回転を伝えるタイミングベルト（図示せず）と、回転運動を直線運動に変換するボールねじ（図示せず）と、直線運動を保証するリニアブッシュ（図示せず）とにより構成されていてもよい。

昇降機構５は、例えば第１昇降機構部５ａと、第２昇降機構部５ｂとを有している。第１反転機構部４ａは、第１昇降機構部５ａに取り付けられている。同様に、第２反転機構部４ｂは、第２昇降機構部５ｂに取り付けられている。作業面８３には、例えば第３貫通孔８１ａと、第４貫通孔８１ｂとが設けられている。第１昇降機構部５ａの一部は、第３貫通孔８１ａに挿入されている。同様に、第２昇降機構部５ｂの一部は、第４貫通孔８１ｂに挿入されている。別の観点から言えば、第１昇降機構部５ａおよび第２昇降機構部５ｂの各々の一部は、ベースマシン８０の内部に配置されるように構成されている。ベースマシン８０の内部に、接続部５ｃが設けられていてもよい。第１昇降機構部５ａおよび第２昇降機構部５ｂの各々は、接続部５ｃに固定されていてもよい。ベースマシン８０の内部には、昇降機構５を第３方向Ｚに沿って移動させるための駆動部（図示せず）が設けられていてもよい。

搬送機構７は、パレット７１と、搬送駆動軸７２と、複数の支持部７４とを主に有している。搬送機構７は、ベースマシン８０に設けられている。具体的には、搬送駆動軸７２は、ベースマシン８０に固定されている。搬送駆動軸７２は、ベースマシン８０の作業面８３上に設けられている。搬送駆動軸７２は、細長の形状を有しており、作業面８３の長手方向（第２方向Ｙ）に沿って延在している。搬送駆動軸７２は、パレット７１を搬送可能である。具体的には、パレット７１は、第２方向Ｙに沿って搬送駆動軸７２上を移動可能である。パレット７１には、複数の支持部７４が設けられている。複数の支持部７４は、２本の第１支持部７４ａと、２本の第２支持部７４ｂとを有している。作業面８３に対して垂直な方向から見て、搬送駆動軸７２は、第１支持部７４ａと第２支持部７４ｂとの間に配置されている。ヒートシンク１１０（第２ワーク１１０）は、パレット７１の第１支持部７４ａおよび第２支持部７４ｂの上に搭載される。ヒートシンク１１０とパレット７１とは、例えば位置決め機構（図示せず）により、搬送中に位置ずれが発生しないように固定されている。

具体的には、パレット７１の支持部７４に設けられた位置決めピン（図示せず）が、ヒートシンク１１０に設けられた位置決め穴（図示せず）に嵌め合わされることにより、ヒートシンク１１０がパレット７１の支持部７４に固定されていてもよい。搬送駆動軸７２は、例えば電動シリンダ（図示せず）で構成されている。搬送駆動軸７２は、第１側面８４側にいる作業者に向かってヒートシンク１１０を引き込むように構成されている。別の観点から言えば、搬送機構７は、ケース１００に対向する位置に第２ワーク１１０を搬送可能である。つまり、搬送機構７は、ヒートシンク１１０を、ケース１００の直下にある搭載エリアへ引き込むことができる。

ヒートシンク１１０が搭載されたパレット７１が搭載エリアへ引き込まれる際、パレット７１と受け機構２とが干渉しないように、受け機構２を退避させる機構を設けることが望ましい。具体的には、受け機構２は、チャック機構３によってケース１００が把持された状態で、ベースマシン８０の内部に退避可能に構成されている。受け機構２をベースマシン８０内に退避させるため、受け機構２を昇降させるための機構が設けられている。受け機構２を昇降させるための機構は、例えば安価なエアシリンダ（図示せず）などで構成することができる。

入力装置６は、受け機構２と、チャック機構３と、反転機構４と、搬送機構７とを制御可能に構成されている。入力装置６は、例えばベースマシン８０の第１側面８４に設けられている。入力装置６は、第１側面８４と作業面８３との境界に接して設けられていてもよい。本実施形態においては、入力装置６は、作業者が介在する装置で一般的に用いられる両手押し釦である。入力装置６は、第１手押し釦６ａと、第２手押し釦６ｂとを有する。第１手押し釦６ａと第２手押し釦６ｂとは、第１方向Ｘにおいて互いに離間して設けられている。作業者から見て、第１手押し釦６ａおよび第２手押し釦６ｂは、それぞれ左側および右側に位置している。第１手押し釦６ａおよび第２手押し釦６ｂの各々は、例えば単純な押し動作と長押し動作とを区別することが可能である。

具体的には、ワーク搭載装置１の制御システム上で、ケース１００をヒートシンク１１０へ搭載する際に必要となる装置動作を、それぞれの釦動作に以下の順で割り付けることができる。まず、ケース１００が受け機構２にセットされた状態で第１手押し釦６ａおよび第２手押し釦６ｂを押すと、チャック機構３がケース１００を把持する。その後、反転機構４によりケース１００が反転する。受け機構２は、チャック機構３がケース１００を把持した時点で、ベースマシン８０内へ退避する。反転されたケース１００の直下へヒートシンク１１０が搬送機構７によりセットされた状態で、第１手押し釦６ａおよび第２手押し釦６ｂを長押しすると、長押しした分だけ、昇降機構５によりケース１００がヒートシンク１１０に向かって降下する。ケース１００がヒートシンク１１０上へ搭載された後、第１手押し釦６ａおよび第２手押し釦６ｂを押すと、チャック機構３がケース１００を開放することにより、ヒートシンク１１０上へのケース１００の搭載が完了する。

なお、上記の動作を実現するには、ケース１００およびヒートシンク１１０の各々の位置が把握される必要がある。そのため、ワーク搭載装置１には位置検出センサ（図示せず）が設けられている。作業者が、入力装置６を用いて、ケース１００の反転動作および昇降動作を適宜制御することで、ケース１００のヒートシンク１１０への搭載を迅速に実施することができる。本実施の形態においては、入力装置６は、第１側面８４に取り付けられているが、入力装置６の取付位置は、第１側面８４に限定されない。また入力装置６は、例えばペンダント型のコントローラのような構成等であっても構わない。

次に、本発明の実施の形態１に係るワーク搭載装置１によって製造されるユニットの一例としての電気制御ユニット１２０の構成について説明する。電気制御ユニット１２０は、例えば電気自動車またはハイブリッド自動車に使用される。本発明に係るユニットは、第１ワークと、第１ワークが搭載された第２ワークとを有していればよく、電気制御ユニット１２０に限定されない。

図２に示されるように、電気制御ユニット１２０は、ケース１００と、ヒートシンク１１０とにより構成されている。ケース１００は、第１アルミダイカスト筐体１０２と、ハーネス１０１と、オスコネクタ１０１ａとを主に有している。オスコネクタ１０１ａは、ハーネス１０１の先端に取り付けられている。第１アルミダイカスト筐体１０２は、例えば升状である。第１アルミダイカスト筐体１０２には、ワーク搭載装置１との位置決めのために用いられる第１位置決め穴１００ｃおよび第２位置決め穴１００ｄが設けられている。具体的には、第１アルミダイカスト筐体１０２に設けられた第１位置決め穴１００ｃおよび第２位置決め穴１００ｄは、ワーク搭載装置１の第２ハンド３ｂ（図１参照）に嵌め合わされるように構成されている。第１アルミダイカスト筐体１０２には、第１位置決め穴１００ｃおよび第２位置決め穴１００ｄが設けられた側面とは反対側の側面において、第１ハンド３ａ（図１参照）に嵌め合わされるように構成された第３位置決め穴（図示せず）が設けられていてもよい。ヒートシンク１１０は、第２アルミダイカスト筐体１１２と、基板ユニット１１１と、メスコネクタ１０１ｂとを有している。メスコネクタ１０１ｂは、基板ユニット１１１に取り付けられている。基板ユニット１１１は、第２アルミダイカスト筐体１１２上に設けられている。第２アルミダイカスト筐体１１２は、例えば板状である。第２アルミダイカスト筐体１１２には、ワーク搭載装置１との位置決めのために用いられる位置決め穴（図示せず）が設けられている。

図２に示した車載用電気制御ユニット１２０は、一般的に防水性能が必要となる。そのため、第２アルミダイカスト筐体１１２の外周部に、シール材１１０ａを塗布することが多い。第１アルミダイカスト筐体１０２の開口部が基板ユニット１１１に対向するように、ケース１００がヒートシンク１１０上に配置される。オスコネクタ１０１ａは、例えば作業者によってメスコネクタ１０１ｂに接続される。次に、第１アルミダイカスト筐体１０２と、第２アルミダイカスト筐体１１２とがシール材１１０ａを介して組み合わされる。つまり、ケース１００をヒートシンク１１０に搭載する前に、オスコネクタ１０１ａをメスコネクタ１０１ｂへ接続し、可撓性を有するハーネス１０１を噛み込まないようにしながらケース１００がヒートシンク１１０へ搭載される。以上のように、人手だけでは扱いが難しい上記搭載工程が、実施の形態１に係るワーク搭載装置を使用することによって迅速に行われる。基板ユニット１１１の周囲が第１アルミダイカスト筐体１０２によって取り囲まれるようにケース１００とヒートシンク１１０とが組み合わさることで、電気制御ユニット１２０は中空の箱形状を形成する。当該中空となるところには、電気制御のためのセンサ、基板またはコンデンサ等が設けられている。

次に、本発明の実施の形態１に係るワーク搭載装置１を用いて電気制御ユニット１２０を製造する方法（別の観点から言えば、ワーク搭載装置１の駆動方法）について説明する。

図３は、電気制御ユニット１２０の製造方法の概略を示すフローチャートである。図３に示されるように、電気制御ユニット１２０の製造方法は、ケースを受け機構にセットする工程（Ｓ１０）と、入力装置を操作する工程（Ｓ２０）と、チャック機構がケースを把持する工程（Ｓ３０）と、受け機構がベースマシン内へ退避する工程（Ｓ４０）と、反転機構がケースを反転する工程（Ｓ５０）と、搬送機構でヒートシンクをケースの直下へ引き込む工程（Ｓ６０）と、入力装置を操作しながら、ケースが寸動動作で降下する工程（Ｓ７０）と、ケースとヒートシンクが当接したかを判断する工程（Ｓ７５）と、チャック機構が退避する工程（Ｓ８０）を主に有している。

まず、ケースを受け機構にセットする工程（Ｓ１０）が実行される。この工程（Ｓ１０）においては、ケース１００（第１ワーク１００）およびヒートシンク１１０（第２ワーク１１０）は、それぞれ受け機構２および搬送機構７に載置される（図４参照）。具体的には、作業者によってケース１００が受け機構２にセットされる。ケース１００は、受け機構２によって支持される。受け機構２は、複数の柱部により構成されている。柱部の本数は、例えば４本である。複数の柱部は、２本の第１柱部２ａと、２本の第２柱部２ｂとを有している。この際、位置決め機構（図示せず）によってケース１００は受け機構２に固定される。同様に、作業者によってヒートシンク１１０が搬送機構７のパレット７１上にセットされる。具体的には、ヒートシンク１１０は、パレット７１の４本の支持部７４上に搭載される。この際、位置決め機構（図示せず）によってヒートシンク１１０は搬送機構７に固定される。

次に、入力装置を操作する工程（Ｓ２０）が実行される。具体的には、作業者が入力装置６を操作する。作業者は、第１手押し釦６ａと第２手押し釦６ｂとを同時に押すことにより、以下の工程が順次実行されて、ケース１００が待機状態とされる。具体的には、チャック機構がケースを把持する工程（Ｓ３０）が実行される。この工程（Ｓ３０）においては、チャック機構３によりケース１００が把持される。具体的には、第１ハンド３ａがケース１００に向かって移動し、ケース１００に設けられた位置決め穴（図示せず）に第１ハンド３ａが嵌め合わさる。同様に、第２ハンド３ｂがケース１００に向かって移動し、ケース１００に設けられた第１位置決め穴および第２位置決め穴に第２ハンド３ｂが嵌め合わされる。これにより、ケース１００がチャック機構３によって把持される。

次に、受け機構がベースマシン内へ退避する工程（Ｓ４０）が実行される。この工程（Ｓ４０）においては、チャック機構３によってケース１００が把持された状態で、ケース１００から受け機構２が退避する（図５参照）。具体的には、ケース１００がチャック機構３によって把持された状態で、受け機構２はケース１００から離れるように下降する。別の観点から言えば、受け機構２は、作業面８３に対して垂直な第３方向Ｚに沿って移動する。受け機構２は、ベースマシン８０の内部に退避する。これにより、ケース１００と作業面８３との間に空間が形成される。

次に、反転機構がケースを反転する工程（Ｓ５０）が実行される。この工程（Ｓ５０）においては、ケース１００がチャック機構３によって把持された状態で、ケース１００が反転する。具体的には、ケース１００がチャック機構３によって把持された状態で、反転機構４の回転駆動軸４１によってケース１００を反転させる。反転機構４は、チャック機構３ごとケース１００を反転させる。これにより、ケース１００が反転状態となる（図６参照）。別の観点から言えば、ケース１００の開口部は作業面８３に対向する。

なお、チャック機構３が、作業者がケース１００を受け機構２にセットする際の障害となる場合は、作業者が第１手押し釦６ａと第２手押し釦６ｂを押すまでチャック機構３を受け機構２の下方へ退避させておくのがよい。また、本動作の後に、ヒートシンク１１０をケース１００の下方へと引き込むことになるので、把持したケース１００を必要となる距離の分だけ上方へ退避させるのがよい。つまり、必要に応じて昇降機構５によりケース１００を上昇させてもよい。

次に、搬送機構でヒートシンクをケースの直下へ引き込む工程（Ｓ６０）が実行される。この工程（Ｓ６０）においては、搬送機構７により、ケース１００に対向する位置にヒートシンク１１０が搬送される（図７参照）。具体的には、搬送機構７の搬送駆動軸７２によって、ヒートシンク１１０が第２方向Ｙに沿ってケース１００の下方へと引き込まれる。この動作のトリガーは、ケース１００が待機状態となっていることにすればよい。

次に、ケースが寸動動作で降下する工程（Ｓ７０）が実行される。この工程（Ｓ７０）においては、ケース１００をヒートシンク１１０に向けて移動させることにより、ケース１００がヒートシンク１１０に搭載される。この工程（Ｓ７０）を開始するために、入力装置６の操作が再度行われる。具体的には、作業者が第１手押し釦６ａと第２手押し釦６ｂを長押しする。この入力動作によって、昇降機構５は、ケース１００がチャック機構３によって把持された状態で、ケース１００がヒートシンク１１０に向かって下降する（図８参照）。昇降機構５は、反転機構４と共にケース１００を降下させる。昇降機構５によってケース１００をヒートシンク１１０に向けて移動させることにより、ケース１００がヒートシンク１１０に搭載される。昇降機構５は、作業面８３に垂直な第３方向Ｚに沿って移動する。昇降機構５の一部は、ベースマシン８０の内部に退避する。

作業者が第１手押し釦６ａと第２手押し釦６ｂを押している間、昇降機構５は下降を続ける。昇降機構５の動作方向を一方向に限定し、かつ寸動動作により昇降することにより、搭載途中の適切な位置でハーネス１０１のオスコネクタ１０１ａをメスコネクタ１０１ｂへ嵌合させることができる。また、ケース１００の降下位置と、ケース１００の内部状態との確認を繰り返しながら、可撓性を有するハーネス１０１を噛み込まないようにケース１００がヒートシンク１１０に搭載される。

次に、ケースとヒートシンクが当接したかを判断する工程（Ｓ７５）が実施される。この工程（Ｓ７５）においては、例えばセンサ（図示せず）を用いて、ケース１００とヒートシンク１１０が当接したかどうかが判断される。ケース１００とヒートシンク１１０が当接したと判断された場合には、チャック機構が退避する工程（Ｓ８０）が実行される。ケース１００とヒートシンク１１０が当接していないと判断された場合には、再度、ケースが寸動動作で降下する工程（Ｓ７０）が実行される。工程（Ｓ７５）および工程（Ｓ７０）は、ケース１００とヒートシンク１１０が当接したと判断されるまで繰り返される。ヒートシンク１１０の外周部には、シール材１１０ａ（図２参照）が塗布されている。ケース１００がヒートシンク１１０上に搭載されることにより、ケース１００によってヒートシンク１１０上のシール材１１０ａが押し潰される。

次に、チャック機構が退避する工程（Ｓ８０）が実行される。この工程（Ｓ８０）においては、チャック機構３がケース１００から離れるように移動する（図９参照）。具体的には、作業者が第１手押し釦６ａと第２手押し釦６ｂを押すことにより、チャック機構３が解放される。チャック機構３は、例えば第２方向Ｙに平行な方向に沿って移動する。以上により、ケース１００をヒートシンク１１０に搭載する工程が完了する。

なお、搭載完了後は、例えばケース１００とヒートシンク１１０を固定するためのねじ締め作業といった所定作業を作業者が実施することが可能である。また、作業者が第１手押し釦６ａと第２手押し釦６ｂを押すことにより搬送駆動軸７２を駆動させることにより、組立後のケース１００およびヒートシンク１１０を作業者から見て奥方向へと排出してもよい。

また上記においては、搭載動作方向を第３方向Ｚとして説明したが、搭載動作方向は、第３方向Ｚに限定されない。搭載動作方向は、ワーク形状に合わせて最適に構成することが望ましい。そのため、ワーク形状に適合するように、搭載動作方向を例えば第１方向Ｘまたは第２方向Ｙとしても構わない。

さらに上記においては、ワーク搭載装置により製造されるユニットが電気制御ユニットである場合について説明したが、当該ユニットは電気制御ユニットに限定されない。

次に、実施の形態１に係るワーク搭載装置１の作用効果について説明する。
実施の形態１に係るワーク搭載装置１は、ベース部８０と、受け機構２と、チャック機構３と、反転機構４と、昇降機構５と、搬送機構７とを有している。受け機構２は、ベース部８０に設けられ、かつ第１ワーク１００を載置可能である。昇降機構５は、第１ワーク１００がチャック機構３によって把持された状態で、第１ワーク１００を昇降可能である。搬送機構７は、ベース部８０に設けられ、かつ第１ワーク１００に対向する位置に第２ワーク１１０を搬送可能である。以上のように、搭載する第１ワーク１００の待機エリアである受け機構２と、第１ワーク１００が第２ワーク１１０に搭載されるエリアである搬送機構７とが、共にベース部８０に設けられている。そのため、第１ワーク１００の待機エリアが搭載エリアから離れて設けられている従来装置と比べて、装置サイズを小さくすることが可能である。

また実施の形態１に係るワーク搭載装置１においては、昇降機構５によって第１ワーク１００を第２ワーク１１０に向けて移動させることにより、第１ワーク１００が第２ワーク１１０上に搭載可能に構成されている。このように、昇降機構５の動作（搭載動作）の方向が一方向に限定されることにより、作業者があらゆる方向へ自在に搭載するワークを移動させることができる従来装置と比べて、搭載経路に無駄がなくなり、ワーク搭載に係る作業工数を必要最低限に抑制することができる。そのため、実施の形態１に係るワーク搭載装置１によれば、小型化が可能であり、かつ迅速なワーク搭載動作を実現可能なワーク搭載装置１を提供することができる。

さらに実施の形態１に係るワーク搭載装置１は、受け機構２と、チャック機構３と、反転機構４と、搬送機構７とを制御可能な入力装置６をさらに有している。これにより、作業者が入力装置６を操作することにより、簡易に第１ワーク１００を第２ワーク１１０に搭載することができる。

さらに実施の形態１に係るワーク搭載装置１においては、受け機構２は、チャック機構３によって第１ワーク１００が把持された状態で、ベース部８０の内部に退避可能に構成されている。これにより、装置サイズをさらに小さくすることが可能である。

さらに実施の形態１に係るワーク搭載装置１においては、チャック機構３は、ハンドを有している。第１ワーク１００には、ハンドと嵌め合わされる位置決め穴が設けられている。これにより、チャック機構３によって第１ワーク１００をより精度良く把持することができる。
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係るワーク搭載装置１の構成について説明する。実施の形態２に係るワーク搭載装置１においては、主に、セレクタスイッチが設けられている構成において実施の形態１に係るワーク搭載装置１と異なっており、他の構成については実施の形態１に係るワーク搭載装置１と同様である。以下、実施の形態１に係るワーク搭載装置１と異なる構成を中心に説明する。

図１０および図１１に示されるように、ワーク搭載装置１に、セレクタスイッチ９を設けてもよい。セレクタスイッチ９は、昇降機構５の上昇と下降を切り替える機能を有している。昇降機構５の上昇および下降の各々は、例えば寸動動作により行われる。セレクタスイッチ９は、例えば入力装置６の第１手押し釦６ａの隣りに配置される。セレクタスイッチ９は、例えばベースマシン８０の第１側面８４に固定されているが、セレクタスイッチ９の固定箇所は、第１側面８４に限定されない。

実施の形態２に係るワーク搭載装置１においては、昇降機構５の上昇と下降を切り替えるセレクタスイッチ９が設けられている。そのため、可撓性を有するハーネス１０１が、ケース１００とヒートシンク１１０の間に噛み込まれた場合であっても、セレクタスイッチ９を切り替えてケース１００を上昇させることにより、搭載動作をやり直すことができる。したがって、搭載を失敗したワークを取り出す必要がなくなるため、搭載工程起因の不良を抑制することが可能である。
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係るワーク搭載装置ユニット２００の構成について説明する。実施の形態３に係るワーク搭載装置ユニット２００においては、主に、ワーク搭載装置１が複数並んで配置されている構成において実施の形態１に係るワーク搭載装置１と異なっており、他の構成については実施の形態１に係るワーク搭載装置１と同様である。以下、実施の形態１に係るワーク搭載装置１と異なる構成を中心に説明する。

図１２に示されるように、ワーク搭載装置１を複数横並びに配置してもよい。例えば作業面８３の短辺方向に平行な第１方向Ｘにおいて、ワーク搭載装置１は複数配置されている。別の観点から言えば、作業面８３の長手方向の辺を共有するように２つのワーク搭載装置１は並べられていてもよい。図１２は、ワーク搭載装置１を２個横並びにした構成を示しているが、横並びにするワーク搭載装置１の数は、２個に限定されるものではなく、３個以上であってもよい。なお、横並びにした各ワーク搭載装置１のベースマシン８０上の空間は、各装置毎に独立していることが望ましい。

実施の形態３に係るワーク搭載装置ユニット２００においては、ケース１００を把持および反転する際、またはヒートシンク１１０をケース１００の直下へ引き込む際といった自動運転中に、作業者が隣接する設備で作業を実施することが可能である。別の作業とは、例えば、ケース１００のセット、ケース１００のヒートシンク１１０への搭載、搭載後に実施するねじ締め等の所定作業である。

したがって、実施の形態３に係るワーク搭載装置ユニット２００においては、ワーク搭載装置１の自動運転中に作業者が手待ち状態となることがない。そのため、ワーク搭載装置１が属する生産ラインのタクト内における作業者の正味作業率を向上することができる。結果として、作業者人員を必要最低限とすることができる。
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係るワーク搭載装置ユニット２００の構成について説明する。実施の形態４に係るワーク搭載装置ユニット２００においては、主に、塗布装置１０と通信機器１１とが設けられている構成において実施の形態１に係るワーク搭載装置１と異なっており、他の構成については実施の形態１に係るワーク搭載装置１と同様である。以下、実施の形態１に係るワーク搭載装置１と異なる構成を中心に説明する。

図１３に示されるように、ワーク搭載装置１の隣りに塗布装置１０が設けられていてもよい。塗布装置１０は、ヒートシンク１１０（第２ワーク１１０）に対してシール材１１０ａ（図２参照）を塗布可能に構成されている。ヒートシンク１１０の外周部にシール材１１０ａが塗布された後、ケース１００によってヒートシンク１１０上のシール材１１０ａが押し潰される。

ワーク搭載装置１には、通信機器１１が設けられていてもよい。通信機器１１は、第１ワーク１００の待機完了信号を塗布装置１０へ伝達可能である。具体的には、第１ワーク１００が受け機構２に搭載された後に反転し、第１ワーク１００の待機が完了したことが、例えばセンサによって検知される。第１ワーク１００の待機が完了したことを示す信号がワーク搭載装置１に設けられた通信機器１１から塗布装置１０に送られる。塗布装置１０が当該信号を受信した後、塗布装置１０は、第２部材に対してシール材１１０ａの塗布を開始する。つまり、塗布装置１０は、通信機器１１から発せられるケース１００の待機完了信号をトリガーとして、ヒートシンク１１０の外周部への塗布を開始する。

実施の形態４に係るワーク搭載装置ユニット２００においては、塗布装置１０と、ケース１００の待機完了信号を塗布装置１０へと伝える通信機器１１を有している。この場合、シール材１１０ａの塗布が完了したヒートシンク１１０を、ケース１００のセットが終わるまで待機させる必要がない。そのため、搬送に必要な最短時間でヒートシンク１１０をケース１００の直下へ引き込むことができる。したがって、シール材１１０ａがケース１００に押し潰されるまでの時間を最短にすることが可能である。このことにより、タックフリー時間が短いシール材１１０ａが適用された車載用電気制御ユニット１２０であっても、防水機能不良が発生することを抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ワーク搭載装置、２受け機構、２ａ第１柱部、２ｂ第２柱部、３チャック機構、３ａ第１ハンド、３ｂ第２ハンド、４反転機構、４ａ第１反転機構部、４ｂ第２反転機構部、５昇降機構、５ａ第１昇降機構部、５ｂ第２昇降機構部、５ｃ接続部、６入力装置、６ａ第１手押し釦、６ｂ第２手押し釦、７搬送機構、９セレクタスイッチ、１０塗布装置、１１通信機器、４１回転駆動軸、７１パレット、７２搬送駆動軸、７４支持部、７４ａ第１支持部、７４ｂ第２支持部、８０ベース部（ベースマシン）、８１ａ第３貫通孔、８１ｂ第４貫通孔、８２ａ第１貫通孔、８２ｂ第２貫通孔、８３作業面、８４第１側面、８５第２側面、９０板状部、１００第１ワーク（ケース）、１００ｃ第１位置決め穴、１００ｄ第２位置決め穴、１０１ハーネス、１０１ａオスコネクタ、１０１ｂメスコネクタ、１０２第１アルミダイカスト筐体、１１０第２ワーク（ヒートシンク）、１１０ａシール材、１１１基板ユニット、１１２第２アルミダイカスト筐体、１２０電気制御ユニット、２００ワーク搭載装置ユニット、Ｘ第１方向、Ｙ第２方向、Ｚ第３方向。

Claims

ベース部と、
前記ベース部に設けられ、かつ第１ワークを載置可能な受け機構と、
前記第１ワークを把持可能なチャック機構と、
前記第１ワークが前記チャック機構によって把持された状態で、前記第１ワークを反転可能な反転機構と、
前記第１ワークが前記チャック機構によって把持された状態で、前記第１ワークを昇降可能な昇降機構と、
前記ベース部に設けられ、かつ前記反転機構によって前記第１ワークを反転した後であって前記昇降機構によって前記第１ワークを昇降する前において、昇降前の前記第１ワークに対向する位置に第２ワークを搬送可能な搬送機構とを備え、
前記昇降機構は、第１昇降機構部と、第２昇降機構部とを含み、
前記受け機構は、前記チャック機構によって前記第１ワークが把持された状態で、前記第１ワークから離れるように構成されており、
前記昇降機構によって前記第１ワークを、前記搬送機構により搬送された前記第２ワークに向けて移動させることにより、前記第１昇降機構部と前記第２昇降機構部との間に配置された前記第１ワークが前記第２ワーク上に搭載可能に構成されている、ワーク搭載装置。
前記受け機構と、前記チャック機構と、前記反転機構と、前記搬送機構とを制御可能な入力装置をさらに備えた、請求項１に記載のワーク搭載装置。
前記昇降機構の動作の方向を切り替えるスイッチをさらに備えた、請求項１または請求項２に記載のワーク搭載装置。
前記受け機構は、前記チャック機構によって前記第１ワークが把持された状態で、前記ベース部の内部に退避可能に構成されている、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のワーク搭載装置。
前記チャック機構は、ハンドを有しており、
前記第１ワークには、前記ハンドと嵌め合わされる位置決め穴が設けられている、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のワーク搭載装置。
請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のワーク搭載装置が複数並んで配置された、ワーク搭載装置ユニット。
請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のワーク搭載装置と、
前記ワーク搭載装置の隣りに配置され、かつ前記第２ワークに対してシール材を塗布可能な塗布装置と、
前記第１ワークが反転したことを示す信号を前記塗布装置へ伝達可能な通信機器とをさらに備え、
前記第１ワークが、前記シール材を介して前記第２ワーク上に搭載される、ワーク搭載装置ユニット。
請求項５に記載のワーク搭載装置の前記ハンドと嵌め合わされるように構成された前記位置決め穴が設けられている前記第１ワークと、
前記第１ワークが搭載された前記第２ワークとを備えた、ユニット。