JP4183685B2 - 組立生産システム及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、主要部品に複数の小物部品を組み付けて製品を完成する組立生産システム及びその方法に関する。

組立作業のいわゆるセル生産方法としては、台車を環状搬送路上に移動可能に配置し、１人の作業者、複数の部品及び必要な工具を所定の始点で台車に載せ、この台車が所定の終点に達するまでの間に台車上で作業者が部品を組み付けて所定の製品を完成するようにした生産方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、各工程を巡る生産ラインに沿って作業台車を移動させ、１台の作業台車上で複数の工程にわたって作業を行って、製品を生産する生産方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２３０４８５号公報 特開２００３−２５１５７５号公報

しかし、特許文献１に開示された生産方法においては、台車に作業者が乗って組付作業を行うため、台車が大掛かりなものになると共に、台車や台車の搬送路などの大規模な設置スペースを必要とするという問題がある。
また、特許文献２に開示された生産方法においても、作業台車に作業者が乗って組付作業を行うため、作業台車が大掛かりなものになると共に、作業台車や作業台車の搬送路などの大規模な設置スペースを必要とするという問題がある。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、生産台数の変動に容易に対応できる組立生産システム及びその方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、主要部品に複数の小物部品を組み付けて製品を完成する組立生産システムであって、複数のオーバヘッド搬送ユニットをループ状に直列接続してオーバヘッドコンベアを構成すると共に、このオーバヘッドコンベアの始点と終点を近接させ、前記オーバヘッドコンベアにメイン部品を載置する治具と複数種類のサブ部品の部品棚を設けたハンガーを複数吊り下げ、これらのハンガーは前記オーバヘッド搬送ユニットの循環駆動するベルトに搬送可能な駆動力を発生する所定の摩擦力を持って連結されると共に、クランプ金具の締付けを解除することにより、吊部、フレーム、揺れ防止機構、治具、２つの部品棚の６分割にすることができ、前記ハンガーが前記始点から前記終点に搬送されるまでの間に、作業者が前記ハンガーに追従して歩行しながら前記メイン部品に前記サブ部品を組み付けて製品を完成するものである。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の組立生産システムにおいて、前記オーバヘッド搬送ユニットは、独自の駆動源を備え、搬送速度が可変である。

請求項３に係る発明は、主要部品に複数の小物部品を組み付けて製品を完成する組立生産方法であって、始点と終点を近接させてループ状に構成したオーバヘッドコンベアに、メイン部品を載置する治具と複数種類のサブ部品の部品棚を設けたハンガーを複数吊り下げ、これらのハンガーは前記オーバヘッドコンベアの循環駆動するベルトに搬送可能な駆動力を発生する所定の摩擦力を持って連結されると共に、クランプ金具の締付けを解除することにより、吊部、フレーム、揺れ防止機構、治具、２つの部品棚の６分割にすることができ、前記複数のハンガーが前記始点から前記終点に搬送されるまでの間に、複数の作業者が各ハンガーに追従して歩行しながら前記メイン部品に前記サブ部品を組み付けて製品を完成する作業を繰り返して行うものである。

請求項１に係る発明によれば、ループ内で完結する同一作業を複数の作業者で行うため、生産台数が変動しても作業者の作業内容を変更する必要がないので、工程編成が不要になる。また、作業者は主要部品を載置する治具と小物部品の部品棚を設けたハンガーに追従して作業を行うので、最短距離で小物部品を取り出すことができる。また、作業を開始する始点と作業を終了する終点が近接しているため、作業終了と同時に次の作業開始点に戻ることができるので、作業者が作業せずに単に作業開始点に戻るための歩行距離を減らすことができる。更に、ハンガーはオーバヘッド搬送ユニットの循環駆動するベルトに搬送可能な駆動力を発生する所定の摩擦力を持って連結されているので、移動しているハンガーに物などが接触してハンガーに不要な力が掛かった場合にはベルトがスリップするため、物やハンガーなどを損傷することはない。また、ハンガーを６分割することができるので、生産台数の増加に備えて待機する場合や生産台数の減少によってオーバヘッドコンベアから外された場合でも、大きな保管スペースを必要としない。一方、吊部、フレーム、揺れ防止機構、治具、部品棚に、クランプ金具を用いることにより、ハンガーを容易に組み立てることができる。

請求項２に係る発明によれば、オーバヘッド搬送ユニット毎に、搬送速度を調整することができるので、オーバヘッドコンベア全体の搬送速度を変えることなく、何らかの理由で搬送速度の変更が必要なハンガー毎に搬送速度を調整することができる。

請求項３に係る発明によれば、複数のハンガーが始点から終点に搬送されるまでの間に、複数の作業者の各々が各ハンガーに追従して歩行しながら主要部品に小物部品を組み付けて製品を完成する作業を繰り返して行うので、工数削減が即、要員削減につながる。また、ハンガーはオーバヘッドコンベアの循環駆動するベルトに搬送可能な駆動力を発生する所定の摩擦力を持って連結されているので、移動しているハンガーに物などが接触してハンガーに不要な力が掛かった場合にはベルトがスリップするため、物やハンガーなどを損傷することはない。また、ハンガーを６分割することができるので、生産台数の増加に備えて待機する場合や生産台数の減少によってオーバヘッドコンベアから外された場合でも、大きな保管スペースを必要としない。一方、吊部、フレーム、揺れ防止機構、治具、部品棚に、クランプ金具を用いることにより、ハンガーを容易に組み立てることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る組立生産システムの基本構成図、図２は作業状態の説明図、図３はオーバヘッド搬送ユニットとハンガーの連結状態の概要説明図、図４はハンガーの側面図、図５はハンガーの正面図、図６は本発明に係る組立生産システムを適用したエンジン組立ラインの概要レイアウト説明図である。

本発明に係る組立生産システムは、図１に示すように、複数のオーバヘッド搬送ユニット１を直列接続してループを形成するようにオーバヘッドコンベア２を構成すると共に、オーバヘッドコンベア２の始点２ａと終点２ｂを近接させている。オーバヘッドコンベア２には、複数のハンガー３がほぼ等間隔で吊り下げられ、各ハンガー３に作業者４が付いている。本実施の形態では、８名の作業者４で編成されている。

作業者４は、図２に示すように、主要部品５や小物部品６を載置したハンガー３がオーバヘッドコンベア２の始点２ａから終点２ｂに搬送されるまでの間に、ハンガー３に追従して歩行しながらハンガー３に載置された主要部品５に小物部品６を組み付けて所定の製品を完成する。

オーバヘッド搬送ユニット１は、図３に示すように、エンドレスで所定の長さに形成されたベルト１０を独自の駆動源（電動モータ）１１で循環駆動し、ベルト１０の駆動力によってハンガー３を所定の距離だけ搬送するベルト式搬送コンベアである。オーバヘッド搬送ユニット１は、夫々独自の駆動源（電動モータ）１１を備えているので、各オーバヘッド搬送ユニット１毎に、ラインサイドに設置された操作盤（不図示）によって搬送速度を設定することができる。

また、オーバヘッド搬送ユニット１とハンガー３は強固に連結されているのではなく、少なくとも主要部品５や小物部品６などを載置したハンガー３に対して搬送可能な駆動力を発生する所定の摩擦力を持って連結され、ハンガー３を搬送する構成になっている。従って、移動しているハンガー３に物などが接触してハンガー３に不要な力が掛かった場合にはベルト１０がスリップするため、物やハンガー３などを損傷することはない。また、直列接続される各オーバヘッド搬送ユニット１の間隔は、ハンガー３を円滑に搬送することができる間隔になっている。

ハンガー３は、図４と図５に示すように、矢印方向に移動し、オーバヘッドコンベア２に係合する吊部３０と、吊部３０に吊り下がるハンガー本体３１からなる。

吊部３０は、前後に配設されてオーバヘッドコンベア２に沿って架設されたガイドレール２０に係合するガイド部３２，３２と、これらのガイド部３２，３２を連結する連結バー３３と、連結バー３３の中央部に固定されたハンガー支持部３４からなる。また、ガイド部３２，３２は、ガイドレール２０に沿って円滑に移動できるように、ガイドレール２０上を回転自在なローラ３２ａを備えると共に、ガイドレール２０を左右方向から挟むようにしている。

ハンガー本体３１は、パイプ材を略Ｃ字状に形成したフレーム３５と、フレーム３５の揺れを防止する揺れ防止機構３６と、主要部品５を載置して位置決めする治具３７と、複数種類の小物部品６を収納する上下２段の部品棚３８，３９からなる。なお、４０は補強用のリブ、４１はパイプ材の切断開口部を塞ぐゴムキャップである。

フレーム３５は、その上端部３５ａがハンガー支持部３４に２個のクランプ金具４２，４２を介して取り付けられている。ハンガー支持部３４にフレーム３５の上端部３５ａを取り付ける位置は、ハンガー本体３１を吊部３０で吊り下げた時のバランス状態を考慮して２個のクランプ金具４２，４２の取り付け位置を調整することにより自由に設定することができる。

揺れ防止機構３６は、ハンガー支持部３４の近傍でフレーム３５の上端部３５ａにクランプ金具４３を介して左右方向に取り付けたシャフト４４と、このシャフト４４の両端に上方及び左右外方に突出して取り付けた４個の球状ローラ４５と、４個の球状ローラ４５が回転自在に係合する２本のバランス用レール４６からなる。２本のバランス用レール４６は、ガイドレール２０に沿って架設されている。

このように、４個の球状ローラ４５が２本のバランス用レール４６に回転自在に係合することにより、ハンガー３のガイドレール２０に沿った円滑な移動を妨げることなく、ハンガー３の前後及び左右方向への揺れを防止することができる。

治具３７は、２個のクランプ金具４７，４７を介してフレーム３５の下端部３５ｂに取り付けられている。治具３７をフレーム３５に取り付ける位置は、ハンガー本体３１を吊部３０で吊り下げた時のバランス状態を考慮して２個のクランプ金具４７，４７の取り付け位置を調整することにより自由に設定することができる。また、治具３７は、フレーム３５の下端部３５ｂと直交する垂直軸を中心として回転できる構成となっている。

部品棚３８は、複数種類の小物部品６を収納できるように区画されたパレット４８と、パレット４８を載置固定するベースプレート４９と、ベースプレート４９を支持するパレットサポート部５０と、パレットサポート部５０に固定されフレーム３５に摺動自在に係合する２個のクランプ金具５１，５１と、パレット４８を所望な水平方向に位置決めする位置決めストッパ５２からなる。なお、５３は部品棚３８が下降しないようにするストッパ金具である。

また、ベースプレート４９は、パレット４８を載置固定するプレート４９ａと、プレート４９ａの裏面に左右方向に配設したパイプ材のバー４９ｂからなり、バー４９ｂがパレットサポート部５０に固定されている。なお、パレット４８を載置固定するプレート４９ａは、パレット４８に収納された小物部品６が見易くなるように、作業者４に対して傾斜してバー４９ｂに固定されている。

位置決めストッパ５２は、縮装されたスプリング５２ａと、スプリング５２ａによって突出するストッパピン５２ｂからなり、スプリング５２ａによってストッパピン５２ｂがフレーム３５に開けられた孔３５ｄに嵌合することにより、パレット４８の水平方向の位置を固定することができる。なお、孔３５ｄはフレーム３５の外周面に複数開けられている。

このように構成された部品棚３８は、フレーム３５の中央部３５ｃで支持されると共に、水平方向で位置決めストッパ５２が機能する位置に位置決めされる。また、部品棚３９も、部品棚３８と同様な構成になっている。

また、ハンガー３は、クランプ金具４２，４３，４７，５１を解除することにより、吊部３０、フレーム３５、揺れ防止機構３６、治具３７、部品棚３８，３９の６分割にすることができる。このように、ハンガー３を６分割することができるので、生産台数の増加に備えて待機する場合や生産台数の減少によってオーバヘッドコンベア２から外された場合でも、大きな保管スペースを必要としない。一方、吊部３０、フレーム３５、揺れ防止機構３６、治具３７、部品棚３８，３９に、クランプ金具４２，４３，４７，５１を用いることにより、ハンガー３を容易に組み立てることができる。

以上のように構成された本発明に係る組立生産システムを適用したエンジン組立ラインに基づいて、組立生産システムの動作及び本発明に係る組立生産方法について説明する。エンジン組立ラインは、図６に示すように、第１ゾーンＡ、本発明に係る組立生産システムを適用した第２ゾーンＢ及び第３ゾーンＣなどから構成されている。

第１ゾーンＡでは、主にハンガー３に設けた治具３７にエンジンの主要部品５を載置すると共に、ハンガー３に設けた２つの部品棚３８，３９にエンジンの小物部品６を投入する。第１ゾーンＡに架設されているオーバヘッドコンベア６０は、チェーン式搬送コンベアである。

第１ゾーンＡから払い出されるハンガー３は、第２ゾーンＢに架設されたオーバヘッドコンベア２の始点２ａに投入される。すると、このハンガー３を担当する作業者４がハンガー３の移動速度に追従してハンガー３に載置されたエンジンの主要部品５に部品棚３８，３９から取り出した小物部品６を工具（不図示）を用いて組み付けていく。第２ゾーンＢでは、主にエンジンの骨格部品である小物部品６が組み付けられる。

そして、第２ゾーンＢにおいて規定されている１人の作業者４による主要部品５に対する小物部品６の所定の組付作業が終了すると、ハンガー３がオーバヘッドコンベア２の終点２ｂに到達する。ハンガー３は、オーバヘッドコンベア２の始点２ａから終点２ｂに至るまでの間、直列接続された複数のオーバヘッド搬送ユニット１によって搬送される。

更に、所定の組付作業を終了した作業者４は、作業終了時点でオーバヘッドコンベア２の始点２ａに投入されたハンガー３について同様な組付作業を繰り返し行う。ここで、作業を開始するオーバヘッドコンベア２の始点２ａと作業を終了するオーバヘッドコンベア２の終点２ｂが近接しているため、作業者４は単なる戻り歩行をすることなく作業終了とほぼ同時に次の作業を開始することができる。このような組付作業が第２ゾーンＢに次々と投入されるハンガー３に対して第２ゾーンＢの要員を構成する作業者４によってなされる。

次いで、第２ゾーンＢのオーバヘッドコンベア２の終点２ｂから次々と払い出されるハンガー３は、チェーン式のオーバヘッドコンベア６１が架設された補助組立工程Ｂａに投入され、エンジンの骨格となる小物部品６が組み付けられたエンジンの主要部品５について検査や組付修正などの作業が行われる。そして、そのような作業が終了すると、第２ゾーンＢと同様に構成された第３ゾーンＣにハンガー３が投入される。なお、補助組立工程Ｂａはエンジン組立ラインのサイクルタイムの調整やトラブル発生時などのバッファ工程としても用いることができる。

第３ゾーンＣに架設されたオーバヘッドコンベア２の始点２ａにハンガー３が投入されると、第２ゾーンＢと同様に、このハンガー３を担当する作業者４がハンガー３の移動速度に追従してエンジンの主要部品５に部品棚３８，３９から取り出した小物部品６を工具（不図示）を用いて組み付けていく。第３ゾーンＣでは、主にエンジンの外観部品である小物部品６が組み付けられる。

そして、第３ゾーンＣにおいて規定されている１人の作業者４による主要部品５に対する小物部品６の所定の組付作業が終了すると、ハンガー３がオーバヘッドコンベア２の終点２ｂに至る。ハンガー３は、オーバヘッドコンベア２の始点２ａから終点２ｂに至るまでの間、直列接続された複数のオーバヘッド搬送ユニット１によって搬送される。

更に、所定の組付作業を終了した作業者４は、作業終了時点でオーバヘッドコンベア２の始点２ａに投入されたハンガー３について同様な組付作業を繰り返し行う。ここで、作業を開始するオーバヘッドコンベア２の始点２ａと作業を終了するオーバヘッドコンベア２の終点２ｂが近接しているため、作業者４は単なる戻り歩行をすることなく作業終了とほぼ同時に次の作業を開始することができる。このような組付作業が第３ゾーンＣに次々と投入されるハンガー３に対して第３ゾーンＣの要員を構成する作業者４によってなされる。

次いで、第３ゾーンＣのオーバヘッドコンベア２の終点２ｂから次々と払い出されるハンガー３は、チェーン式のオーバヘッドコンベア６２が架設された中間検査工程Ｃａに投入され、エンジンの外観部品である小物部品６が組み付けられたエンジンの主要部品５について中間検査などの作業が行われる。そして、そのような作業が終了すると、エンジンが完成し、完成したエンジンが検査工程に払い出される。なお、中間検査工程Ｃａはエンジン組立ラインのサイクルタイムの調整やトラブル発生時などのバッファ工程としても用いることができる。

第２ゾーンＢ及び第３ゾーンＣでは、生産台数に変動が生じても、１人の作業者４が行う作業内容を変更することなく、第２ゾーンＢ及び第３ゾーンＣで保有するハンガー３の個数を増減することで対応でき、新たに工程編成をしたり、工程編成に伴う新たな作業訓練をしたりする必要がなくなる。また、ハンガー３を１個減らすことが、１工数の削減となり、即要員１人の削減となる。

本発明に係る組立生産システム又は組立生産方法を適用すれば、生産台数が変動しても、１人の作業者が行う作業内容を変更することなく、ハンガーの個数を増減することにより、新たに工程編成をしたり、工程編成に伴う新たな作業訓練をしたりする必要がない組立生産ラインを構築することができる。

本発明に係る組立生産システムの基本構成図 作業状態の説明図 オーバヘッド搬送ユニットとハンガーの連結状態の概要説明図 ハンガーの側面図 ハンガーの正面図 本発明に係る組立生産システムを適用したエンジン組立ラインの概要レイアウト説明図

符号の説明

１…オーバヘッド搬送ユニット、２…オーバヘッドコンベア、２ａ…始点、２ｂ…終点、３…ハンガー、４…作業者、５…主要部品、６…小物部品、２０…ガイドレール、３０…吊部、３１…ハンガー本体、３２…ガイド部、３５…フレーム、３６…揺れ防止機構、３７…治具、３８，３９…部品棚、４４…シャフト、４５…球状ローラ、４６…バランス用レール。

Claims (3)

1. 主要部品に複数の小物部品を組み付けて製品を完成する組立生産システムであって、複数のオーバヘッド搬送ユニットをループ状に直列接続してオーバヘッドコンベアを構成すると共に、このオーバヘッドコンベアの始点と終点を近接させ、前記オーバヘッドコンベアに主要部品を載置する治具と複数種類の小物部品の部品棚を設けたハンガーを複数吊り下げ、これらのハンガーは前記オーバヘッド搬送ユニットの循環駆動するベルトに搬送可能な駆動力を発生する所定の摩擦力を持って連結されると共に、クランプ金具の締付けを解除することにより、吊部、フレーム、揺れ防止機構、治具、２つの部品棚の６分割にすることができ、前記ハンガーが前記始点から前記終点に搬送されるまでの間に、作業者が前記ハンガーに追従して歩行しながら前記主要部品に前記小物部品を組み付けて製品を完成することを特徴とする組立生産システム。
2. 前記オーバヘッド搬送ユニットは、独自の駆動源を備え、搬送速度が可変である請求項１記載の組立生産システム。
3. 主要部品に複数の小物部品を組み付けて製品を完成する組立生産方法であって、始点と終点を近接させてループ状に構成したオーバヘッドコンベアに、主要部品を載置する治具と複数種類の小物部品の部品棚を設けたハンガーを複数吊り下げ、これらのハンガーは前記オーバヘッドコンベアの循環駆動するベルトに搬送可能な駆動力を発生する所定の摩擦力を持って連結されると共に、クランプ金具の締付けを解除することにより、吊部、フレーム、揺れ防止機構、治具、２つの部品棚の６分割にすることができ、前記複数のハンガーが前記始点から前記終点に搬送されるまでの間に、複数の作業者が各ハンガーに追従して歩行しながら前記主要部品に前記小物部品を組み付けて製品を完成する作業を繰り返して行うことを特徴とする組立生産方法。