(57)【要約】【課題】フレームの反転時に水平横方向変形が生じることのない製造技術の提供。【解決手段】対象物（例えば、自動車用のフレーム）（４０）を把持する把持機構（チャック）（５４）と、対象物（４０）を上昇させる上昇機構（ホイスト及び桁）（２）と、（把持されている対象物と共に）把持機構（５４）を半回転する回転機構（５６）と、対象物（４０）の重力を打ち消す様に作用する力を当該対象物（４０）に作用せしめる変形防止機構（６０）、とを有する。【選択図】  図２
2004196093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を把持する把持機構と、対象物を上昇させる上昇機構と、把持機構を半回転する回転機構と、対象物の重力を打ち消す様に作用する力を当該対象物に作用せしめる変形防止機構、とを有することを特徴とする製造装置。
【請求項２】
前記変形防止機構は、対象物に連結された張力支持部材と、対象物を該張力支持部材に結合するための結合手段と、張力支持手段に対して張力を付与する張力発生手段とを備えている請求項１の製造装置。
【請求項３】
前記上昇機構は水平方向に延在する部材及び該部材を上下動する機構により構成されており、前記張力発生手段は前記水平方向に延材する部材に沿って配置されており、張力発生部材で発生した張力の方向を対象物の重力を打ち消す方向へ変換する張力方向変換手段を有している請求項２の製造装置。
【請求項４】
前記回転機構の回転角度を検出する角度検出機構と、該角度検出機構により検出された回転角度に対応して前記張力発生手段で発生する張力を調節する制御を行なう様に構成されている制御手段、とを有する請求項１〜３の何れか１項の製造装置。
【請求項５】
前記張力支持部材、結合手段、張力発生手段は移動手段により一体的に移動可能に構成され、且つ、前記上昇機構の長手方向にも長手方向に対して直交する方向にも移動自在に構成されている請求項２〜４の何れか１項の製造装置。
【請求項６】
対象物を把持機構により把持する工程と、上昇機構により対象物を上昇させると共に回転機構により把持機構を半回転する工程と、変形防止機構により対象物の重力を打ち消す様に作用する力を当該対象物に作用せしめる工程、とを有することを特徴とする製造方法。
【請求項７】
対象物の重力を打ち消す様に作用する力を作用せしめる前記工程は、結合手段により対象物と該張力支持部材とを結合し、張力発生手段で発生した張力を該張力支持部材へ作用することにより行われる請求項６の製造方法。
【請求項８】
張力方向変換手段により、張力発生部材で発生した張力の方向が対象物の重力を打ち消す方向へ変換される請求項７の製造方法。
【請求項９】
角度検出機構により前記回転機構の回転角度を検出する工程と、制御手段により角度検出機構により検出された回転角度に対応して前記張力発生手段で発生する張力を調節する制御を行なう工程、とを有する請求項６〜８の何れか１項の製造方法。
【請求項１０】
移動手段により、前記張力支持部材と結合手段と張力発生手段とを、一体的に、前記上昇機構の長手方向へ移動する工程、及び／又は、前記上昇機構の長手方向と直交する方向へ移動する工程、を有する請求項７〜９の何れか１項の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造装置及び製造方法に関し、特に、トラックシャシの製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラックシャシの組立において、特に大型車のシャシラインでは組立の容易性からフレームを天地逆の状態で重量の大きい前車軸及び後車軸を取り付けてから、フレームを反転させ天地を正にして、エンジンや運転室等を装着することが多い。
【０００３】
図９は、シャシラインで天地逆のフレーム４０にサスペンション付きの前車軸４２と後車軸４４が取り付けられた状態を示している。
【０００４】
図１０及び図１１は、フレーム反転装置に図９の状態のフレーム４０が装着された状態を示していて、梯子状の桁６に移動自在に装着された前部把持装置５０と後部把持装置５２によってフレーム４０の前、後端それぞれが、チャック５４と回転機構５６で把持されている。図１１の符号４は、反転時にコンベヤ６０等との干渉をさけるためのホイストである。
【０００５】
図１２は、反転されて、天地が正になったフレーム４０の状態を示していて、コンベヤ６０上に取り付けられた前台車６４に前車軸４２を、後台車６６に後車軸４４をそれぞれ装着して次工程に搬送されるようになっている。
【０００６】
図１３〜図１７は、反転装置の主要部を示していて、梯子状の桁６に前後方向に移動自在に吊下げられた前部把持装置５０と後部把持装置５２によって、車種ごとに長さの異なるフレーム４０の端部を把持して吊り上げ反転させるようになっている。
【０００７】
このような従来のフレーム反転装置では、フレーム４０の前、後端で把持して反転させるので、フレーム４０の長さ方向の中間部にある前、後車軸がフレーム４０に大きな集中荷重となって水平横方向に変形させる。一般にトラック用フレームの強度は、上下方向強度に対して横方向強度は１／３程度に構成されていることもあって、特に長尺荷台車に使用される長尺フレームではその傾向が大きく、水平横方向の永久歪みの発生防止が課題になっている。
【０００８】
特開平８−３０１１４１号公報に開示された技術の「サイドレールおよびその加工方法」においては、大型自動車用サイドフレームのプレス加工後の打鋲および溶接組立によって生じる後端部の歪みによるダレを小さくする技術を開示しているが、上記の課題を解決する技術ではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の様々な問題点に鑑みて提案されたものであり、フレームの反転時に水平横方向変形が生じることのない製造装置及び製造方法の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本出願人は、前記の梯子型フレームの反転時に生じる水平横方向変形を抑制するための簡単で操作の容易なかつ、従来の装置に比較的容易に付設が可能な変形防止技術を開発した。
【００１１】
本発明の製造装置は、対象物（例えば、自動車用のフレーム）（４０）を把持する把持機構（チャック）（５４）と、対象物を上昇させる上昇機構（ホイスト及び桁）（２）と、（把持されている対象物と共に）把持機構（５４）を半回転する回転機構（５６）と、対象物（４０）の重力を打ち消す様に作用する力を当該対象物（４０）に作用せしめる変形防止機構（１０）、とを有している（請求項１）。
【００１２】
実施に際しては、対象物はトラック用の梯子型フレームで、サスペンションや車軸等の重量物を組付けたあとの反転時にフレームが横方向に変形して永久歪みとなることを防止する構成にしている。
【００１３】
前記変形防止機構（１０）は、対象物（４０）に連結された張力支持部材（例えば鎖）（１６）と、対象物（４０）を該張力支持部材（１６）に結合するための結合手段（例えば、治具）（２０）と、張力支持手段に対して張力を付与する張力発生手段（例えば、エアシリンダ）（１４）とを備えていることが好ましい（請求項２）。
【００１４】
実施に際しては、張力発生手段は組立ラインに最も豊富なエアを使用するエアシリンダがよいが液体シリンダあるいは電動モータでもよい。また、張力支持手段はチェーンでもワイヤロープでもよい。
【００１５】
前記上昇機構（２）は水平方向に延在する部材（６）及び該部材（６）を上下動する機構（４）により構成されており、前記張力発生手段（例えばエアシリンダ）（１４）は前記水平方向に延材する部材（６）に沿って配置されており、張力発生部材（１４）で発生した張力の方向を対象物（４０）の重力を打ち消す方向へ変換する張力方向変換手段（滑車）（１８）を有していることが好ましい（請求項３）。
【００１６】
この構成により、対象物であるフレームの変位を抑制することが単純な構造になっている。
【００１７】
（対象物を把持した状態の前記把持機構が半回転している際における）前記回転機構（５６）の回転角度を検出する角度検出機構（１２）と、該角度検出機構（１２）により検出された回転角度に対応して前記張力発生手段（１４）で発生する張力を調節する制御を行なう様に構成されている制御手段（６２）、とを有していることが好ましい（請求項４）。
【００１８】
角度検出機構は市販のエンコーダでよく、この検出結果によってフレームの反転時に生じる変位を所定量に留めるように、張力を回転角度に対応させている。
【００１９】
前記張力支持部材（１６）、結合手段（２０）、張力発生手段（１４）は移動手段（２２）により一体的に移動可能に構成され、且つ、前記上昇機構（２）の長手方向にも長手方向に対して直交する方向にも移動自在に構成されていることが好ましい（請求項５）。
【００２０】
具体的には、長手方向移動手段は手動でよく、ブレーキつきがよい。
【００２１】
本発明の製造方法は、対象物（例えば、自動車用のフレーム）（４０）を把持機構（チャック）（５４）により把持する工程と、上昇機構（桁）（２）により対象物（４０）を上昇させると共に回転機構（を）（５６）により（把持されている対象物と共に）把持機構（５４）を半回転する工程と、変形防止機構（１０）により対象物（４０）の重力を打ち消す様に作用する力を当該対象物（４０）に作用せしめる工程、とを有している（請求項６）。
【００２２】
上記によって、反転さるべき足回りつきのフレームを把持して、反転できる高さまで持ち上げ、半回転させ、フレームの変形を抑制させている。
【００２３】
対象物（４０）の重力を打ち消す様に作用する力を作用せしめる前記工程は、結合手段（例えば、治具）（２０）により対象物（４０）と該張力支持部材（例えば鎖）（１６）とを結合し、張力発生手段（例えば、エアシリンダ）（１４）で発生した張力を該張力支持部材（１６）へ作用することにより行われることが好ましい（請求項７）。
【００２４】
張力方向変換手段（滑車）（１８）により、張力発生部材（１６）で発生した張力の方向が対象物（４０）の重力を打ち消す方向へ変換されることが好ましい（請求項８）。
【００２５】
角度検出機構（１２）により（対象物を把持した状態の前記把持機構が半回転している際における）前記回転機構（５６）の回転角度を検出する工程と、制御手段（６２）により角度検出機構（１２）により検出された回転角度に対応して前記張力発生手段（１４）で発生する張力を調節する制御を行なう工程、とを有していることが好ましい（請求項９）。
【００２６】
具体化にあたっては、角度検出機構で検出されたフレームの回転角度によって、予め求めてある車種別の「回転角度―張力」データを参照して張力をもとめて張力発生手段の発生力を決定することがよい。
【００２７】
移動手段（２２）により、前記張力支持部材（１６）と結合手段（２０）と張力発生手段（１４）とを、一体的に、前記上昇機構（２）の長手方向へ移動する工程、及び／又は、前記上昇機構（２）の長手方向と直交する方向へ移動する工程、を有することが好ましい（請求項１０）。
このようにすることによって、作業者が簡単に作業できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について図１〜図８によって説明する。なお、従来技術説明の図９から図１７において使用した符号と名称は、同じ形態については同じ符号と名称を重ねて使用する。
【００２９】
本発明の製造装置は、反転すべきフレーム４０の前後両端を把持するフレーム把持装置５０Ａ、５０Ｂと、フレーム把持装置５０Ａ、５０Ｂを上部で支持する上昇機構２と、上昇機構２に装着された変形防止機構１０と、上昇機構２の上部にあって上昇機構２を走行自在に懸垂する梯子状の走行レール３、とで主要部が構成されている。
【００３０】
フレーム把持装置５０Ａは、フレーム４０の一端例えば前端部を把持する把持機構であるチャック５４と、フレームを把持したチャック５４を旋回させる機構を備えた前部把持装置５０と、前部把持装置５０の上部に設けられた台車５０ａとで構成されている。
【００３１】
フレーム把持装置５０Ｂは、フレーム４０の一端例えば後端部を把持する把持機構であるチャック５４と、フレームを把持したチャック５４を旋回させる機構を備えた後部把持装置５２と、後部把持装置５２の後端部に装着された角度検出機構のエンコーダ１２と、後部把持装置５２の上部に設けられた台車５０ａとで構成されている。
【００３２】
台車５０ａ、５０ａは、上昇機構２の１部を構成する梯子状の桁６に、前後方向に走行自在に懸垂されて、車種ごとに異なるフレーム４０の長さ寸法に対応できるよう設けられている。
【００３３】
上昇機構２は、水平、前後方向に延在する桁６と、桁６を前後２箇所で昇降自在に懸垂するホイスト４とで構成されていて、桁６と共にフレーム４０を昇降させるように構成されている。
【００３４】
ホイスト４は、下部に桁６に接合する接合部４ｄと、接合部４ｄを上昇あるいは下降させるホイスト部４ｂと、ホイスト部４ｂを支持すると共に前後に走行自在な走行部材４ａ、とで構成され、走行部材４ａに装着された位置制御盤４ｃによって懸垂位置を適宜の位置に配置するよう構成されている。
【００３５】
ホイスト４を上方から懸垂する走行レール３は工場に設置された強度梁部材Ｋに固着されていて、ホイスト４と桁６と、フレーム把持装置５０Ａ、５０Ｂと、フレーム４０、とを懸垂する強度と剛性を有して構成されている。
【００３６】
変形防止機構１０は、桁６に前後、左右に移動自在に取り付けられた枠体１０ａと、枠体１０ａに桁６の長手方向に沿って平行に取り付けられた張力発生手段である２ケの複動シリンダ１４と、シリンダ１４のピストンに係合された張力支持部材であるチェーン１６と、チェーン１６の作動方向を鉛直方向に変換する張力方向変換手段の滑車１８と、チェーン１６の先端に装着された結合手段２０、とで構成されている。
【００３７】
枠体１０ａには、桁６の長手方向にそって前後に移動するための複数のローラ２２ａと桁６の左右方向に移動するための複数のローラ２２ｂが設けられていて、前後方向走行を停止するブレーキが設けられている。そして、作業者によって前後方向に手動操作され、左右方向動はチェーン１６にかかる重力の方向に自在に移動するように構成されている。
【００３８】
チェーン１６は、ワイヤロープであってもよいし、ワイヤロープとチェーンの連結体であってもよい。
【００３９】
結合手段の連結具２０は、締、開自在に構成されており、車種によって異なるフレームの最大撓み近傍を緊締するように設けられている。ナイロンスリンガーをフレーム４０に巻き付ける簡単な方式でもよい。
【００４０】
シリンダ１４に、フレーム４０の回転角度に対応して張力を制御するための制御手段である張力コントローラ６２が連通されている。
【００４１】
張力コントローラ６２は、エンコーダ１２の電気的検出値をシリンダ張力に変換する電空レギュレータ３０に連結されていて、フレーム４０の回転時に発生する撓みを抑制するよう即ち、撓みを生じる重力を打ち消すように制御する機能を有して構成されている。
【００４２】
エンコーダの検出値を張力に変換するには、回転角度のすべてに対応する張力を予め車種別にマップとして記憶させて、シリンダ１４に調圧されたエアを送る方法や、回転角度を例えば３段階に区分してそれぞれの段階に応じて調圧されたエアを送ることで張力を制御する方法等がある。
【００４３】
上記構成の製造装置の作用を図６〜図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
反転操作と変形防止操作とを併記した図６において、反転すべきフレーム４０が来ると組立ライン６０の上方に保持されていた桁６とフレーム把持装置５０Ａ、５０Ｂ等をホイスト４で下降させる（ステップＳ１）。同時に、連結具２０をフレーム４０の最大撓みの生じる近傍に連結させる。
【００４５】
ついで、前後のチャック５４、５４をフレーム４０の両端に接近させる（ステップＳ２）。同時にチェーン１６を下方に引出す。
【００４６】
ついで、チャック５４、５４でフレーム４０の端部を把持する（ステップＳ３）（把持する工程）。同時に、チェーン１６と連結具２０を接続する。このとき、チェーン１６が鉛直になるように変形防止機構１０を前後に移動させる（一体的に長手方向へ移動させる工程）。
【００４７】
ついで、ホイスト４で桁６とフレーム把持装置５０Ａ、５０Ｂとフレーム４０を上昇させる（ステップＳ４）。このとき、チェーン１６に引込み初期張力を付与する。
【００４８】
ついで、チャック５４、５４を回転させてフレーム４０を反転させる（ステップＳ５）（把持機構を半回転する工程）。チェーンを回転角度０〜９０°までは引込み、９０°〜１８０°までは引出して反転させる。回転角度に応じて張力を調整し（張力を調節する制御を行う工程）、フレーム４０にかかる重力を打ち消すように作用する力によって撓みが所定値以内に収まるように制御する（ステップＳ５Ａ）（重力を打ち消す様に作用する力を当該対象物に作用せしめる工程）。また、回転に伴ってチェーン１６が鉛直線からずれて傾斜することを避けるために、変形防止機構１０は左右に移動させられる（一体的に長手方向と直交する方向へ移動する工程）。
このステップによって反転が完了し、シャシとして天地が正の状態になる。
【００４９】
ついで、ホイスト４でフレーム４０を下降させる（ステップＳ６）。そして、チェーン１６を下方に引出す。
【００５０】
ついで、チャック５４、５４を開放して、フレーム４０をライン６０の所定位置に載置する（ステップＳ７）。また、チェーン１６と連結具２０を切離しする。
【００５１】
ついで、チャック５４、５４を後退させる（ステップＳ８）。また、チェーン１６を引込ませる。
【００５２】
ついで、フレーム４０なしのフレーム把持装置５０Ａ、５０Ｂと桁６を、ホイスト４で所定の上方位置に上昇させる（ステップＳ９）。
【００５３】
このようにして、フレームの反転時のみに桁６とフレーム把持装置５０Ａ、５０Ｂ等を降下させ、フレームの反転後は再度上昇させて、ライン９０を空の状態にさせている。
【００５４】
図７は、図６の前記ステップＳ５およびステップＳ５Ａにおけるシリンダ１４の作動をフローチャートで示している。
【００５５】
フレーム４０が回転をはじめる状態から回転中のすべてをエンコーダ１２によって回転角度の検出をする（ステップＳ５１）。
【００５６】
検出されたフレーム４０のそれぞれの回転角度からシリンダ１４が出力すべき推力値を決定する。推力値の決定方法は、制御手段である張力コントローラ６２に予め記憶されている車種別の回転角度およびシリンダ出力の関係マップから選択するか、車種別の回転角度とシリンダ出力の関係を表す特性曲線から選択するか、あるいは特性式で演算して求めるかは、いずれでもよい。その結果を電流あるいは電圧にして電空レギュレータ３０に送信する（ステップＳ５２）。
【００５７】
ついで、電空レギュレータ３０が電流あるいは電圧値をエア圧に変換して、出力すべきエア圧とする（ステップＳ５３）。そして、そのエア圧をシリンダ１４に供給して作動させる。張力コントローラ６２は、チェーン１６にかかる初期張力、回転角度ごとあるいは段階ごとのシリンダ推力にするよう電流あるいは電圧を決定して、適正な重力打消しとするように制御する。
【００５８】
図８は、エンコーダ１２の出力によって張力コントローラ６２と真空レギュレータ３０およびシリンダ１４がどのように作動するかを、フレーム４０の回転角度を３段階にして３段階のシリンダ推力を決定するフローを示したものである。
【００５９】
エンコーダ１２がフレーム４０の回転角度を検出する。その結果を張力コントローラ６２に送信する（ステップＳ１０）。
【００６０】
張力コントローラ６２では、フレーム４０の回転角度を３段階の何れかに区分して０〜１５°あるいは１６５〜１８０°（ステップＳ１１）、１５〜４５°あるいは１３５〜１６５°（ステップＳ１２）等のように、それぞれの区分に応じた電流値の出力指令を決定する。たとえば、ステップＳ１１がｙｅｓであれば６．５ｍＡのように決定する（ステップＳ１４）。
【００６１】
上記で決定した電流値は、電空レギュレータ３０に伝達され、ここでシリンダ１４に入力されるエア圧を決定する。たとえば、ステップＳ１４の出力指令に対しては７５ｋＰａのエア圧とする（ステップＳ１５）。このエア圧をシリンダ１４に供給する。
【００６２】
シリンダ１４では、シリンダ実効面積によって、供給されたエア圧で推力が決定される。たとえばステップＳ１５の結果では本例のシリンダ推力は２．５ｋ．Ｎとなる（ステップＳ１６）。そして、シリンダ推力２．５ｋ．Ｎがチェーン１６、連結具２０を介してフレーム４０にかかる重力を適宜な揚力で打ち消して、フレーム４０の横方向変形を抑制する。
【００６３】
なお、上記の実施形態においては、トラック用梯子型フレームについて説明したが、例えば特殊重車両等に使用される箱型フレームであってもあるいは車両用フレーム以外の長尺構造物にも本技術の適用が可能である。
【００６４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（ａ）  フレーム反転装置に対象物及び対象物に装着される重量物の重力を打ち消すように構成した変形防止機構を付与したので、特に長手方向に直交する水平横方向の変形をなくすことができた。
（ｂ）  変形防止機構は、張力発生手段の推力によって張力支持部材で対象物に張力を与えるので、構造が簡単で、操作が容易である。
（ｃ）  対象物を反転させるときに、回転角度に応じた張力をあたえるので重力による撓み変位が変化せず安定な反転ができる。
（ｄ）  対象物を把持機構により把持する工程と、上昇機構により対象物を上昇させると共に回転機構により把持機構を半回転する工程と、変形防止機構により対象物の重力を打ち消す様に作用する力を当該対象物に作用せしめる工程、とで構成されるので、従来の作業に単純な変形防止作業を加えるだけでフレーム変形が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造装置の実施形態の前部を示す側面図。
【図２】前図の後部を示す側面図。
【図３】図１のＹ１矢視図。
【図４】図１の局部Ｚ矢視図。
【図５】図１のＹ２矢視にフレーム反転状態を加えた図。
【図６】反転装置の作動手順と変形防止装置の作業手順を併記したフローチャート図。
【図７】フレーム反転時のシリンダ作動を示すフローチャート図。
【図８】図７の具体的作動の一例を示すフローチャート図。
【図９】従来の組立ラインにおける天地逆で足まわりを装着したフレームの状態を示す上面図。
【図１０】図９のフレームを反転機に取り付けた状態を示す側面図。
【図１１】図１０のＸ矢視図。
【図１２】フレームが反転されて天地が正常な状態の斜視図。
【図１３】従来の反転機の前部を示す正面図
【図１４】従来の反転機の前部を示す側面図。
【図１５】従来の反転機の後部を示す側面図。
【図１６】図１４の上面図。
【図１７】図１５の上面図。
【符号の説明】
２・・・・上昇機構
３・・・・ホイスト走行レール
４・・・・ホイスト
６・・・・桁
１０・・・変形防止機構
１２・・・角度検出機構（エンコーダ）
１４・・・張力発生手段（シリンダ）
１６・・・張力支持部材（チェーン）
１８・・・張力方向変換手段（滑車）
２０・・・結合手段（連結具）
２２・・・移動手段
３０・・・電空レギュレータ
４０・・・対象物（梯子型フレーム）
４２・・・前車軸
４４・・・後車軸
５０Ａ、５０Ｂ・・フレーム把持装置
５０・・・前部把持装置
５２・・・後部把持装置
５４・・・把持機構（チャック）
５６・・・回転機構
６２・・・制御手段（張力コントローラ）
【図１】
2004196093.tif 000003
【図２】
2004196093.tif 000004
【図３】
2004196093.tif 000005
【図４】
2004196093.tif 000006
【図５】
2004196093.tif 000007
【図６】
2004196093.tif 000008
【図７】
2004196093.tif 000009
【図８】
2004196093.tif 000010
【図９】
2004196093.tif 000011
【図１０】
2004196093.tif 000012
【図１１】
2004196093.tif 000013
【図１２】
2004196093.tif 000014
【図１３】
2004196093.tif 000015
【図１４】
2004196093.tif 000016
【図１５】
2004196093.tif 000017
【図１６】
2004196093.tif 000018
【図１７】
2004196093.tif 000019