WO2015133500A1 - ワーク搬送装置及びワーク搬送方法 - Google Patents

Abstract

　ワーク搬送装置（１０）は、ワーク（Ｗ）を複数のワーク支持移動装置（１６）により支持して複数の作業ステーション間を移動させる。ワーク支持移動装置（１６）は、組立ステーション（ＡＳ）と第１増打ステーション（ＷＳ）間を往復移動する移動機構（２４）と、移動機構（２４）上に設けられ、ワーク（Ｗ）を上端支持部（２６）で支持すると共に上端支持部（２６）を略上下方向に変位自在な昇降機構（２８）とを備える。昇降機構（２８）は、第１～第４シリンダ（４０、４２、４４、４６）が同軸方向に変位するテレスコープタイプの多段シリンダ（３６）を有する。

Description

ワーク搬送装置及びワーク搬送方法

　本発明は、ワークを昇降自在に支持して搬送するワーク搬送装置及びワーク搬送方法に関する。

　自動車（車両）のボディやフロア等を組み立てる製造ラインでは、ワークであるボディやフロアをワーク搬送装置により搬送して、所定の作業ステーションで溶接等の加工作業を行っている。例えば、本出願人は、特開２００１－１３８９６９号公報に開示されているように、ワーク搬送装置により自動車のフロアを搬送して、このフロアの製造を行うフロア組立装置を提案した。

　具体的に、特開２００１－１３８９６９号公報に開示のフロア組立装置は、フロアを構成する複数のワークを溶接するために複数の溶接ステーションを備え、ワーク搬送装置がワークを支持して相互の溶接ステーション間を搬送する。特に、特開２００１－１３８９６９号公報に開示のワーク搬送装置は、フロアの溶接を行う４つの溶接ロボットをワーク搬送用に使用して、フロアの前後左右の４箇所を支持することで、フロアを安定して搬送する構成となっている。

　ところで、作業ステーション毎に加工（例えば、溶接）を行う製造ラインは、基本的には、ワーク搬送装置と異なる位置に加工装置（溶接装置等）が進退自在に設けられ、搬送されてきたワークに進出して適宜加工を行う。この際、ワーク搬送装置が大型の機構であると、加工装置と干渉する範囲が多くなり、加工装置の加工作業箇所が限定される不都合が生じる。すなわち、ワークを搬送するワーク搬送装置は、ワークの搬送後等に可及的に小型化されて、加工装置の加工作業の邪魔とならないことが好ましい。

　本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、ワークを良好に搬送すると共に、搬送後に充分にコンパクトな形状に移行することにより、加工装置との干渉を良好に回避し得るワーク搬送装置及びワーク搬送方法を提供することを目的とする。

　前記の目的を達成するために、本発明は、ワークを複数の支持移動部により支持して複数の作業ステーション間を移動させるワーク搬送装置であって、前記複数の支持移動部は、一の作業ステーションと他の作業ステーション間を往復移動する移動部と、前記移動部上に設けられ、前記ワークを上端支持部で支持すると共に前記上端支持部を略上下方向に変位自在な昇降部と、を備え、前記昇降部は、２以上の筒体が同軸方向に変位するテレスコープタイプの多段シリンダを有することを特徴とする。

　上記によれば、ワーク搬送装置は、２以上の筒体が同軸方向に変位するテレスコープタイプの多段シリンダを有することで、伸長状態（上昇時）における軸方向長さに対し、短縮状態（下降時）における軸方向長さを充分に短くすることができる。すなわち、支持移動部は、ワークの搬送時に、伸長状態となってワークを良好に支持して搬送することができると共に、ワーク搬送後にワークの支持を解除して短縮状態となることで、充分にコンパクトな形状を呈する。よって、加工装置をワークに対して進出移動させても支持移動部の干渉を容易に回避することができ、加工装置によるワークの加工を良好に行うことができる。

　この場合、前記多段シリンダは、前記移動部から最も上昇する筒体の変位位置を保持するブレーキ機構を備えることが好ましい。

　このように、多段シリンダがブレーキ機構を備えることで、移動部から最も上昇する筒体を強固に保持することができる。これにより、ワーク搬送装置は、搬送するワークに応じて最も上昇する筒体の高さ（すなわちワークの支持高さ）を微調整することができ、種々のワークに対応可能な汎用性の高い装置となる。

　また、前記昇降部は、前記多段シリンダの下側筒体と相対的に略上方向に進出する上側筒体の側方に、前記上側筒体の進出をガイドするガイド部を備え、前記ガイド部は、前記上側筒体の上端部を連結支持するガイド棒と、前記下側筒体に連結され前記ガイド棒を摺動可能に配置するガイド筒と、を有するとよい。

　このように、支持移動部の多段シリンダは、ガイド棒及びガイド筒を備えるガイド部により昇降方向がガイドされることで、伸縮動作を円滑且つ安定的に行うことができる。

　さらに、前記昇降部は、一端が前記２以上の筒体のいずれかに連結され、他端が前記移動部上で前記ワークの搬送方向に沿ってスライド可能なスライダに連結される棒部材を有し、前記スライダは、前記昇降部の昇降時に移動自在となり、前記昇降部の上昇停止に伴いスライドが規制されるスライド規制機構を備える構成としてもよい。

　このように、棒部材及びスライダを有することで、ワーク搬送装置は、昇降部が上昇して停止した際に、スライド規制機構によりスライダの移動規制を行って棒部材の姿勢を固定する。この棒部材は、一端が筒体に連結されているので筒体を上昇停止位置で支持することができる。特に、棒部材及びスライダは、ワークの搬送時に、ワークの搬送方向にかかる応力を分散して負担することで、ワークをより安定的に支持することができる。

　さらに、前記多段シリンダは、外部から流入及び排出される流体の流通部を、前記２以上の筒体のうち少なくとも２つの異なる筒体に備えることが好ましい。

　このように、ワーク搬送装置は、多段シリンダの内部に供給する流体の流通部が複数あることで、多段シリンダの伸縮動作を迅速化することができる。よって、ワークの加工作業をより効率的に行うことができる。

　また、前記の目的を達成するために、本発明は、ワークを複数の支持移動部により支持して複数の作業ステーション間を移動させるワーク搬送方法であって、２以上の筒体が同軸方向に変位するテレスコープタイプの多段シリンダを有する昇降部を上昇させて、前記昇降部の上端支持部により前記ワークを支持する支持工程と、前記支持工程後に、前記昇降部を支持する前記支持移動部の移動部により、一の作業ステーションから他の作業ステーションに移動して前記ワークを搬送する搬送工程と、前記搬送工程後に、前記ワークの支持を解除した前記昇降部を下降させる退避工程と、を有することを特徴とする。

　上記によれば、支持移動部の昇降部は、伸長状態でワークを良好に支持して搬送し、その後に充分にコンパクトな短縮状態に移行するので、加工装置が支持移動部に干渉することを良好に回避することができる。

　本発明によれば、ワーク搬送装置及びワーク搬送方法は、ワークを良好に搬送すると共に、搬送後に充分にコンパクトな形状に移行することにより、他の加工装置との干渉を良好に回避することができる。

本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置を適用した組立システムを概略的に示す部分斜視図である。 図１のワーク支持移動装置の伸長状態を示す斜視図である。 図３Ａは、伸長状態のワーク支持移動装置を示す側面断面図であり、図３Ｂは、短縮状態のワーク支持移動装置を示す側面断面図である。 図４Ａは、図２のワーク支持移動装置のブレーキ機構のブレーキ状態を示す側面断面図であり、図４Ｂは、図２のワーク支持移動装置のブレーキ機構のブレーキ解除状態を示す側面断面図である。 図５Ａは、ワーク搬送装置のワーク搬送方法を示す第１説明図であり、図５Ｂは、図５Ａに続くワーク搬送方法を示す第２説明図である。 図６Ａは、図５Ｂに続くワーク搬送方法を示す第３説明図であり、図６Ｂは、図６Ａに続くワーク搬送方法を示す第４説明図である。

　以下、本発明に係るワーク搬送装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

　本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置１０は、図１に示すように、自動車のフロアを組み立てる組立システム１２において、ワークＷであるフロアを搬送するために設けられる。組立システム１２は、フロントコンポーネント、フロントフロア、リアフロア等を仮止め溶接してフロアに組み立てる組立ステーションＡＳと、組立ステーションＡＳの下流側でスポット溶接を行う複数の増打ステーションＷＳとを有する。なお、ワーク搬送装置１０が適用されるシステムは、特に限定されず、搬送が必要となるワーク（車両部品に限らない）に応じて構成された種々のシステムに適用し得る。

　組立システム１２では、組立ステーションＡＳによりフロア（ワークＷ）を組み立てた後、ワーク搬送装置１０により第１増打ステーションＷＳ１に搬送し、スポット溶接装置１４（図６Ｂ参照）によりワークＷの所定箇所をスポット溶接する。また第１増打ステーションＷＳ１でのスポット溶接後、別のワーク搬送装置１０により第２増打ステーション（図示せず）に搬送して異なるスポット溶接装置により別箇所をスポット溶接する。第３増打ステーション（図示せず）以降でも同様の作業が繰り返される。なお、組立ステーションＡＳと複数の増打ステーションＷＳの間には、ワークＷを増打ラインに投入するための投入ステーションが介在してもよい。

　ワーク搬送装置１０は、隣り合う２つの作業ステーション間（例えば、組立ステーションＡＳと第１増打ステーションＷＳ１）を往復移動してワークＷを搬送する、いわゆるシャトルコンベアとして構成される。より具体的には、ワークＷを支持する複数（本実施形態では４つ）のワーク支持移動装置１６（支持移動部）と、複数のワーク支持移動装置１６の移動経路を構成する一対のレール１８とを備える。

　一対のレール１８は、平行状態で、組立ステーションＡＳと複数の増打ステーションＷＳとを連続的に延びるように敷設される。レール１８の内部には、例えば、図示しないラックとピニオンが設けられる。ラックには、１つのワークＷ（フロア）を支持するために複数のワーク支持移動装置１６が取り付けられる。図示しない駆動源によりピニオンが回転すると、噛み合っているラックがスライドし、このラックのスライドに伴い４つのワーク支持移動装置１６が相互の支持位置を変えずにレール１８に沿ってスライド移動する。これにより、４つのワーク支持移動装置１６に支持されたワークＷが各作業ステーション間を移動する。なお、１つのワークＷを支持するワーク支持移動装置１６の数は特に限定されず、ワークＷの大きさや重量を勘案して自由に設計してよい。

　また、４つのワーク支持移動装置１６は、ワークＷを一定高さに上昇させ、その位置を維持したままスライド移動する。すなわち、４つのワーク支持移動装置１６は、上記のスライド移動の他に、ワークＷの支持高さを変えるために上下の昇降も連動して行う構成となっている。

　組立ステーションＡＳ及び複数の増打ステーションＷＳには、ワーク搬送装置１０が搬送したワークＷを保持するための保持台２０が設けられている。保持台２０は、一対のレール１８の間で床面から所定高さ突出するように設置され、４つのワーク支持移動装置１６は、この保持台２０の高さを超える高さでワークＷを支持してスライド移動する。

　保持台２０の上部には、ワークＷを支持するための可動支持ピン２２が複数設けられている。ワークＷが組立ステーションＡＳ、増打ステーションＷＳの所定位置に搬送されると、複数の可動支持ピン２２はワークＷに向かって進出し、ワークＷに設けられている支持孔（図示せず）に挿入される。ワークＷは、複数箇所が可動支持ピン２２に支持されることで、組立ステーションＡＳ、増打ステーションＷＳ上で強固に位置決めされる。

　以下、図２を参照して、本実施形態に係るワーク支持移動装置１６の具体的な構成を述べていく。ワーク支持移動装置１６は、レール１８に沿って移動する移動機構２４（移動部）と、移動機構２４に設けられワークＷを上端支持部２６にて支持する昇降機構２８（昇降部）とを有する。

　ワーク支持移動装置１６の移動機構２４は、レール１８の内部に収容される取付台部３０と、取付台部３０の側面に設けられる複数の車輪３２とを備える。取付台部３０は、隣に存在するワーク支持移動装置１６の取付台部３０に干渉しない程度の長尺な角柱状に形成される。この取付台部３０は、レール１８内のラックに取り付けられることでレール１８に沿って移動する。取付台部３０は、長手方向途中位置で２つ（第１取付台部３０ａと第２取付台部３０ｂ）に分割され、この第１取付台部３０ａと第２取付台部３０ｂの間に昇降機構２８が設置される。

　車輪３２は、レール１８内に形成された通路（図示せず）に回転自在に配置される。複数の車輪３２は、ラックの移動時に通路を転動することで、ワーク支持移動装置１６のスライド移動を補助する。なお、ワーク支持移動装置１６の移動機構２４は、特に限定されるものではなく、種々の構成を適用してよい。例えば、移動機構２４自体に駆動源を備え、駆動源の駆動力を車輪３２に伝達することでワーク支持移動装置１６を移動させてもよい。この場合、一のワーク支持移動装置１６の取付台部３０を、隣接する他のワーク支持移動装置１６の取付台部３０に連結することでワーク支持移動装置１６同士の間隔を一定とするとよい。

　ワーク支持移動装置１６の昇降機構２８は、取付台部３０の上面に取り付けられる台座部３４と、台座部３４に取り付けられる多段シリンダ３６とを備える。台座部３４は、第１取付台部３０ａの端部と、第２取付台部３０ｂの端部を架橋するように取り付けられる。台座部３４の上面は、多段シリンダ３６の固定鍔部３８にねじ止めされる。

　なお、本実施形態では、多段シリンダ３６の進退方向を垂直方向に設定するため台座部３４の上面を水平面としているが、多段シリンダ３６を斜めに進退するように台座部３４の上面を傾斜面に形成してもよい。すなわち、台座部３４は、ワークＷの大きさ等に応じて取り替えることが可能であり、多段シリンダ３６を所定方向（略上下方向）に傾けることができる。或いは、台座部３４は、取付台部３０に対し回動可能に取り付けられてもよい。これにより、台座部３４は、取付台部３０を回転基点として多段シリンダ３６を内側又は外側に傾け、姿勢を調整することができる。

　多段シリンダ３６は、径が段階的に異なる複数のシリンダ（筒体）を有し、各シリンダが相対的に上方に進出可能なテレスコープタイプに構成されている。具体的には、台座部３４に固定される第１シリンダ４０と、第１シリンダ４０内に収容される第２シリンダ４２と、第２シリンダ４２内に収容される第３シリンダ４４と、第３シリンダ４４内に収容される第４シリンダ４６とを備える。

　つまり、多段シリンダ３６は、下側で固定されている第１シリンダ４０から第２～第４シリンダ４２、４４、４６を順次上方向に進出することで、第４シリンダ４６を最も高い位置に変位させる。また、図３Ｂに示すように、多段シリンダ３６の短縮状態では、第２～第４シリンダ４２、４４、４６が第１シリンダ４０内に収容される。なお、多段シリンダ３６に設けられるシリンダの数は特に限定されず、移動機構２４に固定される本体部（第１シリンダ４０）に対し、２以上の可動シリンダ（筒体）を有するように構成されればよい。

　図２～図３Ｂに示すように、多段シリンダ３６の第１シリンダ４０は、第１空間５０を有する大径な円筒状に形成され、上端部に第１空間５０に連通する第１シリンダ開口５０ａを有する。第１空間５０には、第１シリンダ開口５０ａを通して第２シリンダ４２が収容される。また、第１シリンダ４０の上端部には、第１空間５０を構成する内周面よりも径方向内側に突出する第１板材６０が取り付けられる。この第１板材６０は、第１シリンダ４０の側方にも突出して第１ガイド部７０を固定する構成となっている。

　また、第１シリンダ４０の軸方向略中間部の外周面には、径方向外側に突出し台座部３４の上面に固定される固定鍔部３８が設けられている。また、第１シリンダ４０は、軸方向の姿勢を強固に支持するため、固定鍔部３８の上面と第１シリンダ４０の外周面を連結する複数のリブ３９を備える。

　第１シリンダ４０の下端部（底部４０ａ）側の所定位置には、図示しないエアチューブが接続される第１エア供給孔４０ｂ（流通部）が形成されている。これにより、第１空間５０には、第１エア供給孔４０ｂ及びエアチューブを介して図示しない供給源からエアが供給される。

　多段シリンダ３６の第２シリンダ４２は、第２空間５２を備え、第１シリンダ４０の内径よりも若干小径な外径を有する円筒状に形成されている。第２シリンダ４２の下端部及び上端部には、第２空間５２に連通する第２シリンダ下側開口５２ａ及び第２シリンダ上側開口５２ｂが形成されている。第２空間５２は、第２シリンダ下側開口５２ａを介して第１空間５０に連通し、第１空間５０からエアが供給可能となっている。また、第２空間５２には、第２シリンダ上側開口５２ｂを通して第３シリンダ４４が収容される。

　第２シリンダ４２の下端部の外周面には、径方向外側に突出する凸部４２ａが一体成形されている。この凸部４２ａは、第２シリンダ４２の上昇時に第１板材６０に接触して第２シリンダ４２の抜けを防止する。

　また、第２シリンダ４２の上端部には、第２空間５２を構成する内周面よりも径方向内側に突出する凸部４２ｂが一体成形されると共に、第２板材６２が取り付けられる。第２板材６２は、第２シリンダ４２の上端部（凸部４２ｂを含む）から、第２シリンダ４２の側方にも突出して第２ガイド部７２を固定する。

　多段シリンダ３６の第３シリンダ４４は、第３空間５４を備え、第２シリンダ４２の内径よりも若干小径な外径を有する円筒状に形成されている。第３シリンダ４４の下端部は、第３空間５４を閉塞した底部４４ａが形成されており、この底部４４ａにより、第２空間５２と第３空間５４は連通が遮断状態となっている。第３シリンダ４４の上端部は、第３空間５４に連通する第３シリンダ開口５４ａが形成されている。第３空間５４には、第３シリンダ開口５４ａを介して第４シリンダ４６が収容される。

　第３シリンダ４４の下端部の外周面には、径方向外側に突出する凸部４４ｂが一体成形されている。この凸部４４ｂは、第３シリンダ４４の上昇時に第２板材６２に接触して第３シリンダ４４の抜けを防止する。

　また、第３シリンダ４４の上端部には、第３空間５４を構成する内周面よりも径方向内側に突出する凸部４４ｃが一体成形されると共に、第３板材６４が取り付けられる。第３板材６４は、第３シリンダ４４の上端部（凸部４４ｃを含む）から、第３シリンダ４４の側方にも突出して第３ガイド部７４を固定する。また、第３板材６４の上面には、第４シリンダ４６の変位位置を保持するブレーキ機構６８が設けられている。

　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ブレーキ機構６８は、エアの供給及び排出に基づき第４シリンダ４６の変位を許容及び規制するように構成されている。具体的には、ブレーキ機構６８は、第３板材６４上に設けられ、第４シリンダ４６を通す貫通孔６８ａを中央部に有した装置本体６８ｂを備える。

　貫通孔６８ａを構成する装置本体６８ｂの内面には、径方向内側に進退自在なブレーキパッド６８ｃが設けられている。ブレーキパッド６８ｃは、第４シリンダ４６の側周面に面接触して充分な摩擦力を発揮する面積を有し、且つ周方向に沿って複数分割して配置されている。ブレーキパッド６８ｃは、装置本体６８ｂの内部に設けられた複数（図４Ａ中では２つ）の弾性部６９により、第４シリンダ４６に向けて進退移動する。

　また、２つの弾性部６９は、装置本体６８ｂの内部に上下一対で形成された収容室６８ｄにそれぞれ設置されている。一対の収容室６８ｄは、貫通孔６８ａを囲う環状に形成され、装置本体６８ｂに設けられたエア流路６８ｅに連通している。エア流路６８ｅは、図示しないエア供給源に対し接続され、エア供給源から供給又は排出されたエアを収容室６８ｄに流動させる。

　弾性部６９は、平面視で、収容室６８ｄに沿うように環状に形成された上下に略対称形状を有する板バネ６９ａ、６９ｂによって構成されている。一対の板バネ６９ａ、６９ｂの内側端部はブレーキパッド６８ｃを連結支持している。一対の板バネ６９ａ、６９ｂの外側端部は、収容室６８ｄのエア流路６８ｅ側に連結固定されている。これにより、一対の板バネ６９ａ、６９ｂの間にはエアが供給可能となっている。

　一対の板バネ６９ａ、６９ｂは、図４Ａに示すエアの未供給状態で、径方向内側に延びてブレーキパッド６８ｃを第４シリンダ４６に接触させて変位を規制する。その一方で、一対の板バネ６９ａ、６９ｂは、図４Ｂに示すエアの供給状態で、中間部同士が上下に離間するように弾性変形し、この変形に伴いブレーキパッド６８ｃを径方向外側に移動させ、第４シリンダ４６の変位を許容する。

　多段シリンダ３６の第４シリンダ４６は、第４空間５６を備え、第３シリンダ４４の内径よりも若干小径な外径を有する円筒状に形成されている。第４空間５６の内径は、他の第１～第３空間５０、５２、５４に比較して充分に小さく、第４シリンダ４６の下端部は第３空間５４に対して平坦状の底面４６ａを臨ませている。

　第４シリンダ４６の下端部の外周面には、径方向外側に突出する凸部４６ｂが一体成形されている。この凸部４６ｂは、第４シリンダ４６の上昇時に第３板材６４に接触して第４シリンダ４６の抜けを防止する。

　また、第４シリンダ４６の上端部には、第４シリンダ４６の側方に突出する第４板材６６が取り付けられている。第４板材６６は、その上面がワークＷに接触してワークＷを支持する上端支持部２６を構成する。なお、第４板材６６の上端支持部２６にはワークＷを支持するための図示しない支持機構が設けられることが好ましい。支持機構は、ワークＷに応じて自由に設計することが可能であり、例えば、ワークＷの所定箇所を挟持する機構等が挙げられる。

　さらに、第４板材６６の所定位置には、第４空間５６に連通すると共に、図示しないエアチューブが接続される第２エア供給孔６６ａ（流通部）が形成されている。これにより、第４空間５６には、第２エア供給孔６６ａ及びエアチューブを介して図示しない供給源からエアが供給される。

　すなわち、この多段シリンダ３６は、２つの供給経路を通って内部にエアを供給する構成となっている。具体的に、第１及び第２空間５０、５２には、第１シリンダ４０の下側からエアが供給されることで互いの内圧が高まり、第２シリンダ４２に対し底部４４ａを有する第３シリンダ４４が上昇すると共に、第１シリンダ４０に対し第２シリンダ４２が上昇する。一方で、第３及び第４空間５４、５６には、第４シリンダ４６の上側からエアが供給されることで互いの内圧が高まり第３シリンダ４４に対し第４シリンダ４６が上昇する。

　また、昇降機構２８は、上記の第１～第４シリンダ４０、４２、４４、４６の動作を補助する第１～第３ガイド部７０、７２、７４を備えている。第１ガイド部７０は、第２シリンダ４２の動作を補助するために設けられている。第１ガイド部７０は、第１ガイド棒７０ａと、第１ガイド棒７０ａを摺動可能に収容する第１ガイド筒７０ｂとを備える。

　第１ガイド棒７０ａは、第２シリンダ４２の軸方向長さと同程度の軸方向長さを有し、上端部が第２板材６２に連結固定され、下端部が第１ガイド筒７０ｂに収容、又は第１ガイド筒７０ｂから露出される。第１ガイド棒７０ａの外周面には、複数の溝部７６が軸方向に沿って形成されている。

　第１ガイド筒７０ｂは、上下に所定長さを有する角筒状を呈し、上端部が第１板材６０に連結され、下端部が固定鍔部３８に固定されている。つまり、第１ガイド筒７０ｂは、第１シリンダ４０の外周面の所定部分から径方向外側に突出形成されている。第１ガイド筒７０ｂの軸心には、第１ガイド棒７０ａが挿入される図示しない孔部が形成されている。

　第１ガイド棒７０ａは、第１ガイド筒７０ｂの孔部の軸方向にガイドされることで、一方向（上下方向）のみにスライド移動する。また、第１ガイド筒７０ｂの孔部を構成する内面には、第１ガイド棒７０ａの溝部７６に入り込み、第１ガイド棒７０ａの変位時に溝部７６に沿って転動することで、第１ガイド棒７０ａのスライドを補助する金属ボール（図示せず）が設けられている。

　第２ガイド部７２は、第３シリンダ４４の動作を補助するために設けられている。第２ガイド部７２は、第１ガイド部７０と周方向に所定角度（例えば４５°）位相がずれた位置に設置される。第２ガイド部７２は、第１ガイド部７０と同様に、第２ガイド棒７２ａと、第２ガイド棒７２ａを摺動可能に収容する第２ガイド筒７２ｂとを備える。

　第２ガイド棒７２ａは、第３シリンダ４４の軸方向長さと同程度の軸方向長さを有し、上端部が第３板材６４に連結固定され、下端部が第２ガイド筒７２ｂに収容、又は第２ガイド筒７２ｂから露出される。第２ガイド棒７２ａの外周面にも、複数の溝部７６が軸方向に沿って形成されている。

　第２ガイド筒７２ｂは、上端部が第２板材６２の下面に連結固定され、第２シリンダ４２と離間した位置で姿勢（傾き）が維持されている。この第２ガイド筒７２ｂの他の特徴部分は、第１ガイド筒７０ｂと略同様に構成されており、その詳細な説明については省略する。

　第３ガイド部７４は、第４シリンダ４６の動作を補助するために設けられている。第３ガイド部７４は、第１及び第２ガイド部７０、７２の周方向に所定角度（例えば４５°）位相がずれた位置に設置される。第３ガイド部７４は、第１及び第２ガイド部７０、７２と同様に、第３ガイド棒７４ａと、第３ガイド棒７４ａを摺動可能に収容する第３ガイド筒７４ｂとを備える。

　第３ガイド棒７４ａは、第４シリンダ４６の軸方向長さと同程度の軸方向長さを有し、上端部が第４板材６６に連結固定され、下端部が第３ガイド筒７４ｂに収容、又は第３ガイド筒７４ｂから露出される。第３ガイド棒７４ａの外周面にも、複数の溝部７６が軸方向に沿って形成されている。

　第３ガイド筒７４ｂは、上端部が第３板材６４の下面に連結固定され、第３シリンダ４４と離間した位置で姿勢（傾き）が維持されている。なお、第３ガイド筒７４ｂの他の特徴部分も、第１及び第２ガイド筒７０ｂ、７２ｂと略同様に構成されており、その詳細な説明については省略する。

　さらに、ワーク支持移動装置１６は、多段シリンダ３６の側方に設けられ、起立状態を補助する支持補助機構８０を備えている。支持補助機構８０は、案内レール８２と、案内レール８２上をスライド可能なスライダ８４と、一端部がスライダ８４に連結され他端部が第３板材６４に連結される棒部材８６とを備える。

　案内レール８２は、第１取付台部３０ａの上面で、この第１取付台部３０ａの長手方向の長さに対応した全長を有する。スライダ８４の下面には、案内レール８２に沿ってガイドされる直線状の溝が設けられ、これによりスライダ８４は案内レール８２上をスライド自在に配置される。このスライダ８４には、スライダ８４の移動を止めるスライド規制機構８８が設けられている。

　スライド規制機構８８は、上述したブレーキ機構６８と同様に、エアの供給及び排出に基づきスライダ８４の移動を許容及び規制するように構成されている。例えば、スライド規制機構８８は、エアの未供給状態（排出状態）で溝を構成する一対の側面から案内レール８２にブレーキパッド（図示せず）を進出及び接触させ、スライダ８４のスライドを規制する機構部８８ａを有する。この機構部８８ａは、エアの供給状態で、ブレーキパッドを後退させてスライダ８４のスライドを許容する。

　棒部材８６は、多段シリンダ３６を側方から支持することで、多段シリンダ３６の起立状態を支持する部材である。棒部材８６の一端は、スライダ８４の上面に設けられたリンク９０に揺動自在に取り付けられている。また、棒部材８６の他端は、第３ガイド部７４の第３ガイド筒７４ｂの側方に揺動自在に取り付けられている。これにより、棒部材８６は、スライダ８４の移動が規制されることで姿勢が維持されることになり、ワークＷの負荷がかかる第３ガイド部７４を直接支持することができる。

　すなわち、ワーク支持移動装置１６は、ワークＷの上端支持部２６（支持機構）に支持されたワークＷを、多段シリンダ３６（ブレーキ機構６８を含む）で支持し、さらに第３ガイド部７４を支持補助機構８０により支持する。従って、ワークＷの支持時の負荷を多段シリンダ３６と支持補助機構８０に良好に分散させることができる。

　図１に戻り、ワーク搬送装置１０の４つのワーク支持移動装置１６は、一対のレール１８に２つずつ配置される。そして、同じレール１８の２つのワーク支持移動装置１６は、第２取付台部３０ｂ（図２参照）同士が近接して、互いの支持補助機構８０（図２参照）が反対側（外側）に位置するように配置される。これにより、４つのワーク支持移動装置１６によりワークＷを良好に支持することができる。

　本実施形態に係るワーク搬送装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下その作用効果について説明する。

　ワーク搬送装置１０のワーク支持移動装置１６は、上述したように、組立システム１２の動作時に、横方向のスライド移動と、略上下方向の伸縮動作（伸長状態と短縮状態の移行）とを行う。以下の説明では、本発明の理解の容易化のため、ワーク支持移動装置１６の伸縮動作について先に詳述していく。

　ワーク支持移動装置１６の多段シリンダ３６は、第１～第４空間５０、５２、５４、５６にエアが殆ど存在しないことにより、第１～第４シリンダ４０、４２、４４、４６を重ね合わせた状態、すなわち図３Ｂに示す短縮状態とする。具体的には、第４シリンダ４６が第３シリンダ４４の第３空間５４に収容され、この第３シリンダ４４が第２シリンダ４２の第２空間５２に収容され、この第２シリンダ４２が第１シリンダ４０の第１空間５０に収容される。

　この短縮状態では、第４シリンダ４６の底面４６ａが微量な隙間を有して第３シリンダ４４の底部４４ａに近接する。第４シリンダ４６の上端部は、第３シリンダ４４の上端部から所定長さ突出し、第４板材６６が第３板材６４上に設けられたブレーキ機構６８に接触（又は近接）する位置に待機する。

　また、第３シリンダ４４の底部４４ａは、微量な隙間を有して第１シリンダ４０の底部４０ａに近接する。第３シリンダ４４の上端部は、第２シリンダ４２の上端部よりも多少突出して、第３板材６４を第２板材６２の上面に接触（又は近接）する位置に配置する。

　一方、第２シリンダ４２は、第３シリンダ４４よりも短い軸方向長さに形成されており、短縮状態では第２シリンダ下側開口５２ａから第３シリンダ４４の底部４４ａを突出させる。第２シリンダ４２の上端部は、第１シリンダ４０の上端部よりも多少突出して、第２板材６２を第１板材６０の上面に接触（又は近接）する位置に配置する。

　ワーク支持移動装置１６の第１～第３ガイド部７０、７２、７４は、相互の位相が周方向にずれていることで、第１～第３ガイド棒７０ａ、７２ａ、７４ａが干渉しないように周方向に並べられる。ここで、第１シリンダ４０の固定鍔部３８には、第２ガイド棒７２ａ及び第３ガイド棒７４ａが挿入される穴３８ａが設けられており、第１～第３ガイド棒７０ａ、７２ａ、７４ａの下側移動位置を確保している。このため、第１～第４シリンダ４０、４２、４４、４６は、短縮状態でその軸方向長さが充分に短くなる。例えば、多段シリンダ３６の短縮状態の軸方向長さは、伸長状態の軸方向長さに対して約１／３程度となる。

　なお、ブレーキ機構６８及びスライド規制機構８８は、短縮状態に変化する際に、エアが供給されることで第４シリンダ４６及びスライダ８４の移動を許容する。このため、スライダ８４が簡単に横方向にスライドすると共に、第４シリンダ４６も簡単に下方向に変位して、多段シリンダ３６をスムーズに短くする。

　ワーク支持移動装置１６は、多段シリンダ３６内にエアを供給することにより、短縮状態から図３Ａに示す伸長状態に移行する。エアは、供給源から２つの経路（第１エア供給孔４０ｂ及び第２エア供給孔６６ａ）を介して供給される。なお、シリンダ内に供給する流体は、特に限定されず、例えばエアに代替して油を適用する、すなわち多段シリンダ３６を油圧シリンダに構成してもよい。

　第１経路（第１エア供給孔４０ｂ）から供給されたエアは、第１空間５０に流入することで、第１空間５０内に露出している第３シリンダ４４の底部４４ａを押し上げる。つまり、第１空間５０から第２空間５２にエアが流入して第３シリンダ４４を第１及び第２シリンダ４０、４２と相対的に上方向に変位させる。また、第３シリンダ４４の変位に伴い、第３シリンダ４４と並ぶ第２ガイド棒７２ａも第２ガイド筒７２ｂにより摺動が案内されて上方向にスライドする。

　また、多段シリンダ３６の変位時には、スライド規制機構８８にもエアが供給されて、スライダ８４の移動を許容する。このため、第３シリンダ４４の変位に伴い棒部材８６の上端部も変位し、スライダ８４を多段シリンダ３６に近接するようにスライドさせる。

　そして、第３シリンダ４４が所定高さに達すると、第３シリンダ４４の凸部４４ｂが、第２シリンダ４２の第２板材６２に接触して、次に第１シリンダ４０と相対的に第２シリンダ４２を上方向に変位させる。すなわち、第２シリンダ４２は、第３シリンダ４４により上方向に引き出されることで変位する。また、第２シリンダ４２の変位に伴い、第２シリンダ４２と並ぶ第１ガイド棒７０ａも第１ガイド筒７０ｂにより摺動が案内されて上方向にスライドする。

　一方、第２経路（第２エア供給孔６６ａ）から供給されたエアは、第４空間５６に流入した後、第４空間５６を通して第３空間５４に供給される。これにより第３空間５４内に露出している第４シリンダ４６の底面４６ａを押し上げ、第４シリンダ４６を第３シリンダ４４と相対的に上方向に変位させる。また、第４シリンダ４６の変位に伴い、第４シリンダ４６と並ぶ第３ガイド棒７４ａも第３ガイド筒７４ｂに摺動が案内されて上方向にスライドする。第４シリンダ４６の変位時には、ブレーキ機構６８にもエアが供給され、第４シリンダ４６の上方向の変位を許容する。第４シリンダ４６は、凸部４６ｂが第３シリンダ４４の第３板材６４に接触することで、上方向の変位が規制される。

　このように、多段シリンダ３６は、エアの供給経路を複数備えることで、第１～第４空間５０、５２、５４、５６に対しエアを別に供給することができるので、伸縮動作を迅速に行うことができる。また例えば、第２経路にエアを供給しないことにより、第３シリンダ４４までを伸長させる等の応用動作を行うことができ、ワークＷを多様な高さで支持することが可能となる。

　ワーク搬送装置１０は、多段シリンダ３６が上方向に所定長さ伸長した段階で、ブレーキ機構６８及びスライド規制機構８８からエアを排出する。これにより、ブレーキ機構６８は、第４シリンダ４６の変位を規制して支持する。また、スライド規制機構８８は、スライダ８４の移動を規制し棒部材８６の姿勢を保持する。そのため、ワークＷからワーク支持移動装置１６にかかる荷重は、多段シリンダ３６の他に、ブレーキ機構６８、第３板材６４、棒部材８６、スライダ８４に伝達される。つまりワークＷの荷重を分散させることができ、上方の変位位置でワークＷを安定的に支持することが可能となる。

　ワーク搬送装置１０は、ワークＷを支持する４つのワーク支持移動装置１６が同時に伸縮動作を行う。すなわち、供給源から４つのワーク支持移動装置１６に同時にエアが供給されることで、伸縮動作を同期させる。また、ワーク搬送装置１０は、４つのワーク支持移動装置１６を同様に動作させることで、組立システム１２の作業ステーションである組立ステーションＡＳ及び複数の増打ステーションＷＳ間で、ワークＷ（フロア）の搬送を行う。

　ワーク搬送方法では、図１及び図５Ａに示すように、先ず組立ステーションＡＳの保持台２０に支持され組み立てられたワークＷに、４つのワーク支持移動装置１６が上方向に伸長することで、各支持機構（上端支持部２６）によりワークＷを支持する。この状態で、保持台２０の可動支持ピン２２を下方に退避させると、ワークＷが４つのワーク支持移動装置１６により支持された状態となる（支持工程）。

　ワーク搬送装置１０は、この状態でピニオンを回転させてラックを第１増打ステーションＷＳ１に移動させる。そうすると、図５Ｂに示すように、４つのワーク支持移動装置１６の移動機構２４がレール１８内を一体的に移動して、伸長状態でワークＷを支持したまま４つのワーク支持移動装置１６を第１増打ステーションＷＳ１に搬送する（搬送工程）。

　第１増打ステーションＷＳ１の所定位置にワークＷが搬送されると、図６Ａに示すように、第１増打ステーションＷＳ１の保持台２０の可動支持ピン２２がワークＷに向かって進出し、ワークＷを保持する。その一方で、４つのワーク支持移動装置１６は、短縮動作を行いワークＷから充分に離れた下方位置に退避する（退避工程）。

　第１増打ステーションＷＳ１では、ワーク支持移動装置１６が短縮状態に移行する過程（又は移行後）において、スポット溶接装置１４（図６Ｂ参照）をワークＷに向けて移動する。そして、このスポット溶接装置１４によりワークＷのスポット溶接を実施する。この際、ワーク支持移動装置１６は、スポット溶接装置１４に対し充分に低い位置で短縮状態となっており、スポット溶接装置１４の動作を邪魔することがなく、スポット溶接作業を良好に実施させることができる。

　また、ワーク搬送装置１０は、第１増打ステーションＷＳ１のスポット溶接時や組立ステーションＡＳにおける次のワークＷの組立時に、図６Ｂに示すように短縮状態の４つのワーク支持移動装置１６を初期位置に戻し、次のワークＷの搬送に備えさせる。つまり、ワーク支持移動装置１６の動作を各ステーション間で繰り返すことにより、組立システム１２は、ワークＷの組立・溶接作業を効率的且つ精度良く行うことができる。

　以上のように、本実施形態に係るワーク搬送装置１０によれば、ワーク支持移動装置１６の多段シリンダ３６は、第２～第４シリンダ４２、４４、４６が同軸方向に変位するテレスコープタイプに構成されている。この多段シリンダ３６は、伸長状態（上昇時）における軸方向長さに対し、短縮状態（下降時）における軸方向長さを充分に短くすることができる。すなわち、ワーク支持移動装置１６は、ワークＷの搬送時に、伸長状態となってワークＷを良好に支持して搬送することができると共に、ワークＷ搬送後にワークＷの支持を解除して短縮状態となることで、充分にコンパクトな形状を呈する。よって、スポット溶接装置１４をワークＷに対して進出移動させてもワーク支持移動装置１６の干渉を回避することができ、スポット溶接装置１４によるワークＷの溶接を良好に行うことができる。

　この場合、多段シリンダ３６がブレーキ機構６８を備えることで、最も上昇する第４シリンダ４６を強固に保持することができる。これにより、ワーク搬送装置１０は、ワークＷに応じて第４シリンダ４６の高さ（ワークＷの支持高さ）を微調整することができ、種々のワークに対応可能な汎用性の高い装置となる。なお、ブレーキ機構６８の設置箇所は、特に限定されず、例えば、第２シリンダ４２に設けて第３シリンダ４４を保持（規制）してもよく、第１シリンダ４０に設けて第２シリンダ４２を保持してもよい。

　ワーク支持移動装置１６は、多段シリンダ３６の昇降方向が第１～第３ガイド部７０、７２、７４によりガイドされることで、多段シリンダ３６の伸縮動作をスムーズに行うことが可能となる。

　また、ワーク搬送装置１０は、棒部材８６及びスライダ８４を有することで、昇降機構２８が上昇して停止した際に、スライド規制機構８８によりスライダ８４を移動規制して棒部材８６の姿勢を固定する。この棒部材８６は、一端が第３シリンダ４４の上端に連結されているので第３シリンダ４４を上昇停止位置で支持することができる。特に、スライダ８４及び棒部材８６は、ワークＷの搬送時に、ワークＷの搬送方向にかかる応力を分散して負担することで、ワークＷをより安定的に支持することができる。なお、棒部材８６の上端部が連結される箇所も、特に限定されず、例えば、第２板材６２や第４板材６６に連結されていてもよい。好適には、ブレーキ機構６８が設けられる箇所を支持する構成であるとよい。また例えば、棒部材８６は、第４板材６６のように多段シリンダ３６の最も上端部に連結することで、ブレーキ機構６８の設置を省略しても効果を得ることができる。

　上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

Claims (6)

1. 　ワーク（Ｗ）を複数の支持移動部（１６）により支持して複数の作業ステーション（ＡＳ、ＷＳ）間を移動させるワーク搬送装置（１０）であって、
   　前記複数の支持移動部（１６）は、
   　一の作業ステーションと他の作業ステーション間を往復移動する移動部（２４）と、
   　前記移動部（２４）上に設けられ、前記ワーク（Ｗ）を上端支持部（２６）で支持すると共に前記上端支持部（２６）を略上下方向に変位自在な昇降部（２８）と、を備え、
   　前記昇降部（２８）は、２以上の筒体（４０、４２、４４、４６）が同軸方向に変位するテレスコープタイプの多段シリンダ（３６）を有する
   　ことを特徴とするワーク搬送装置（１０）。
2. 　請求項１記載のワーク搬送装置（１０）において、
   　前記多段シリンダ（３６）は、前記移動部（２４）から最も上昇する筒体（４６）の変位位置を保持するブレーキ機構（６８）を備える
   　ことを特徴とするワーク搬送装置（１０）。
3. 　請求項１記載のワーク搬送装置（１０）において、
   　前記昇降部（２８）は、前記多段シリンダ（３６）の下側筒体（４０、４２、４４）と相対的に略上方向に進出する上側筒体（４２、４４、４６）の側方に、前記上側筒体（４２、４４、４６）の進出をガイドするガイド部（７０、７２、７４）を備え、
   　前記ガイド部（７０、７２、７４）は、前記上側筒体（４２、４４、４６）の上端部を連結支持するガイド棒（７０ａ、７２ａ、７４ａ）と、前記下側筒体（４０、４２、４４）に連結され前記ガイド棒（７０ａ、７２ａ、７４ａ）を摺動可能に配置するガイド筒（７０ｂ、７２ｂ、７４ｂ）と、を有する
   　ことを特徴とするワーク搬送装置（１０）。
4. 　請求項１記載のワーク搬送装置（１０）において、
   　前記昇降部（２８）は、
   　一端が前記２以上の筒体（４０、４２、４４、４６）のいずれかに連結され、他端が前記移動部（２４）上で前記ワーク（Ｗ）の搬送方向に沿ってスライド可能なスライダ（８４）に連結される棒部材（８６）を有し、
   　前記スライダ（８４）は、前記昇降部（２８）の昇降時に移動自在となり、前記昇降部（２８）の上昇停止に伴いスライドが規制されるスライド規制機構（８８）を備える
   　ことを特徴とするワーク搬送装置（１０）。
5. 　請求項１記載のワーク搬送装置（１０）において、
   　前記多段シリンダ（３６）は、外部から流入及び排出される流体の流通部（４０ｂ、６６ａ）を、前記２以上の筒体（４０、４２、４４、４６）のうち少なくとも２つの異なる筒体（４０、４６）に備える
   　ことを特徴とするワーク搬送装置（１０）。
6. 　ワーク（Ｗ）を複数の支持移動部（１６）により支持して複数の作業ステーション（ＡＳ、ＷＳ）間を移動させるワーク搬送方法であって、
   　２以上の筒体（４０、４２、４４、４６）が同軸方向に変位するテレスコープタイプの多段シリンダ（３６）を有する昇降部（２８）を上昇させて、前記昇降部（２８）の上端支持部（２６）により前記ワーク（Ｗ）を支持する支持工程と、
   　前記支持工程後に、前記昇降部（２８）を支持する前記支持移動部（１６）の移動部（２４）により、一の作業ステーションから他の作業ステーションに移動して前記ワーク（Ｗ）を搬送する搬送工程と、
   　前記搬送工程後に、前記ワーク（Ｗ）の支持を解除した前記昇降部（２８）を下降させる退避工程と、を有する
   　ことを特徴とするワーク搬送方法。

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