(57)【要約】【課題】増産又は減産に伴う組み付け部品の配置変更の極小化及び組立ラインの生産性の向上が可能な工程ピッチ可変コンベアを提供すること。【解決手段】複数の回転体６，７に巻き掛けられた無端状の索状体５と、索状体５に等間隔で係止された複数の搬器３と、搬器３の間隔を自在に調整可能なピッチ調整手段とを備え、回転体６，７の駆動により搬器３に載置又は把持されたワークＷを所定速度で搬送するようにした工程ピッチ可変コンベア１であって、ピッチ調整手段が所定期間内に搬送されるワークＷの搬送数に基づいて搬器３の間隔を調整するようにした。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転体に巻き掛けられた無端状の索状体と、前記索状体に等間隔で係止された複数の搬器と、前記搬器の間隔を自在に調整可能なピッチ調整手段とを備え、前記回転体の駆動により前記搬器に載置又は把持されたワークを所定速度で搬送するようにした工程ピッチ可変コンベアであって、
前記ピッチ調整手段が所定期間内に搬送されるワークの搬送数に基づいて前記搬器の間隔を調整するようにしたことを特徴とする工程ピッチ可変コンベア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェーン又はワイヤなどの索状体に係止された搬器によりワークを所定速度で搬送するようにしたコンベアに関し、より詳しくは前記搬器の間隔を自在に調整可能な工程ピッチ可変コンベアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの搬送量が変化すると、搬送速度を変更するようにしたコンベアがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば自動車等の組立ラインの場合、図６（Ａ）（Ｂ）のようなオーバヘッドコンベア１’を適用したものがあり、ワークＷの搬送経路に沿って複数の作業領域Ｓ１，Ｓ２…を設けて、各作業領域Ｓ１，Ｓ２…で部品ａ，ｂ…の組み付け作業を行なっていた。この種のコンベア１’は、駆動スプロケット６及び従動スプロケット７に無端状のチェーン５を巻き掛けると共に搬器としての複数のハンガ３をチェーン５に等間隔で懸架し、ハンガ３に把持された同一種類の車体Ｗ（以下、ワークＷという。）を順次搬送するもので、駆動スプロケット６の回転速度を変更することにより、ワークＷの搬送速度を調整可能に構成されている。なお、各作業領域Ｓ１，Ｓ２…には、１人又は複数人の作業者が配置されているものとする。
【０００４】
すなわち、搬送速度を変更すると、ワークＷが各作業領域Ｓ１，Ｓ２…を通過するのに要する時間が変化するので、部品ａ，ｂ…の組付け作業に要する時間ＴＴ（以下、作業時間ＴＴという。）を調整することが可能になる。単位時間当りに１人の作業者が実施可能な工数を略一定とすると、作業時間ＴＴの変化に伴って、作業者１人当りの工数が変化する。したがって、減産時には搬送速度を遅くして作業者１人当りの工数を増やすと共に作業者数を減らし、増産時には搬送速度を速くして作業者１人当りの工数を減らすと共に作業者数を増加させると、ワークＷの搬送数（生産高）に応じて作業者数を増減させることができ、生産高が変化しても製造コストに占める人件費の割合を略一定に保つことが可能になる。
【０００５】
図６（Ａ）（Ｂ）の組立ラインのモデルを用いて具体例を説明する。図６各図において、組立ラインの全長Ｌを３６［ｍ］、作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さｌ及びワークＷの搬送間隔Ｄを６［ｍ］とする。また、最大生産時には、図６（Ａ）のように、搬送速度Ｖを６［ｍ／分］、作業領域の数を６箇所とし、減産時には、同図（Ｂ）のように、搬送速度Ｖを５［ｍ／分］、作業領域の数を５箇所とする。すなわち、減産時には、最大生産時に所定の作業領域（例えば作業領域Ｓ３）に配置していた部品（例えば、部品ｉ〜ｍ）を他の作業領域（例えば作業領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４〜Ｓ６）に分配すると共に、当該作業領域（例えば作業領域Ｓ３）に配置していた作業者を削減する。
【０００６】
最大生産時における各作業領域Ｓ１，Ｓ２…での作業時間ＴＴは１［分］で、減産時には、作業時間ＴＴが１．２［分］となる。すなわち、最大生産時及び減産時のいずれの場合であっても、作業時間ＴＴの合計（以下、生産時間ＴＴ’という。）が６［分］となり、作業者数が変化しても、部品の組付け作業を実施可能になる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−０６００４６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の如く、ワークの搬送数（生産高）に対応して搬送速度を変更すると、駆動スプロケット６の回転速度の制御により作業時間ＴＴを容易に変更できるという利点がある反面、搬送速度を変化させる度に各作業領域Ｓ１，Ｓ２…に配置する部品ａ，ｂ…を変更する必要があり、しかも部品配置の変更計画の立案や変更作業などに手間がかかるという問題があった。
【０００９】
また、従来の場合は、増産又は減産が為されると、部品ａ，ｂ…の配置変更を要するため、部品ａ，ｂ…の誤配が起こり易く、しかも最大生産時から減産時へと移行すると、部品ａ，ｂ…の配置密度が増大するため、各組み付け作業が煩雑になるおそれがあった。
【００１０】
本発明はかかる課題に鑑み創案するに至ったものであって、その目的は、製品の増産又は減産が為されても組み付け部品の配置変更の極小化を図ることが可能で、かつ、組立ラインの生産性を向上させることが可能な工程ピッチ可変コンベアを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る工程ピッチ可変コンベアは、複数の回転体に巻き掛けられた無端状の索状体と、前記索状体に等間隔で係止された複数の搬器と、前記搬器の間隔を自在に調整可能なピッチ調整手段とを備え、前記回転体の駆動により前記搬器に載置又は把持されたワークを所定速度で搬送するようにした工程ピッチ可変コンベアであって、前記ピッチ調整手段は、所定期間内に搬送されるワークの搬送数に基づいて前記搬器の間隔を調整するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
上述のように、生産高に応じて作業者数の増減を図るためには、各作業領域での作業時間を増減させて工数を増減させる必要がある。また、工数を増減させる際に、組み付け部品の配置変更を行なえば、上記のように種々の問題が生ずるから、理想的には配置変更を行なわない方がよい。また、作業時間は、作業領域の長さ又は搬送間隔のうち短い方を搬送速度で割った商であるから、搬送速度の代わりに作業領域の長さ及び／又は搬送間隔の調整により増減が可能である。つまり作業領域の長さを変更するのは人為的な取り決めであるから、前記搬器の間隔を生産高に応じて変更すれば、部品の配置変更をせずに、各作業領域での作業時間の増減が可能になる。
【００１３】
また、搬送速度を一定にすれば、ワークをコンベアに投入してから排出するまでに要する時間（以下、搬送時間という。）が最大生産時と減産時とで略同一になる。一方、作業領域の長さを搬送間隔に対応させて変化させると共に、その長さの合計を組立ラインの全長と略同一にすれば、生産時間と搬送時間を略一定に保つことができるので、モデルライフを通して最適な部品ａ，ｂ…配置の追求を行なうことが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る工程ピッチ可変コンベアの実施形態について説明する。なお、本実施形態では工程ピッチ可変コンベアとして同一種類のワークＷを搬送するオーバヘッドコンベア１（以下、コンベア１という。）を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明のコンベア１を例示しており、同図において、２はガイドレールで、ガイドレール２からは搬器としての複数のハンガ３が等間隔で懸架されている（図３参照）。また、ガイドレール２と平行してハンガ３の推進装置４（図２参照）を構成する索状体５が張設されている。推進装置４は、図２のように、駆動回転体６及び従動回転体７間に索状体５を巻き掛けたものである。なお、各回転体６，７は、索状体５がチェーンである場合にはスプロケット、スチールワイヤである場合にはプーリーでよい。また、図３及び図４では、便宜上、ガイドレール２などの図示を省略する。
【００１６】
ハンガ３は、図１のように、プレート８に枢動自在な可動式アーム９を取り付けたワークＷの把持機構１０と、ガイドレール２の溝１１内を転動可能なトロリー１２，１３と、把持機構１０及びトロリー１２，１３の連結部１４に取り付けられたクランプ機構１５，１６と、非接触式距離センサ１７ａ，１７ｂ，１８とを備え、クランプ機構１５，１６により推進装置４の索状体５を圧着・脱着自在に構成されている。なお、把持機構１０に関しては、周知のものでもよいから詳しい説明を割愛する。
【００１７】
トロリー１２，１３は、前後方向に自由に転動可能な構成となっており、例えば、一方を自走式トロリー１２とし、他方を従動式の補助トロリー１３とする。自走式トロリー１２は、第１駆動手段１９及び第１受信手段２０を備えており、制御手段２１（図２参照）から第１受信手段２０に送信される第１駆動手段１９の駆動停止に関する制御コマンドに基づいて遠隔制御されている。なお、自走式トロリー１２は、外力による自由転動も可能とする。
【００１８】
クランプ機構１５，１６は、例えば、索状体５の上側を転動可能な滑車２２と、索状体５の下側に設けられたカム２３と、カム２３用の第２駆動手段２４と、第２駆動手段２４の動力をカム２３に伝達する伝達手段２５と、制御手段２１（図２参照）から送信される制御コマンドに基づいて第２駆動手段２４の作動・停止制御を行なう第２受信手段２６とを備え、カム２３の回転により索状体５と着脱自在に構成されている。また、２３ａはクランプ機構１５，１６の外部に延在したカム２３の軸端部に固着され伝達手段２５と噛合している歯車である。
【００１９】
非接触式距離センサ１７ａ，１７ｂ，１８は、例えば、光式距離センサなどでよく、ハンガ３の前側に取り付けられた発光部１７ａ及び受光部１７ｂと、当該ハンガ３よりも先行するハンガ（図示略）の後側に取り付けられた反射板１８とで構成され、発光部１７ａからの発光信号と反射板１８で反射されて受光部１７ｂで検出された受光信号との位相差により、ハンガ３間の距離を演算し、そのデータを制御手段２１に伝送するようになっている。
【００２０】
制御手段２１は、図２のように、所定の演算プログラムが記憶されている記憶手段２７、前記演算プログラムに基づいて所定の演算処理を実行する演算手段２８、ワークＷの搬送数に関する情報の書込領域２９及び外部からの情報や演算処理結果などを入出力するコマンド入出力手段３０を有する制御部３１と、キーボード又はマウスなどの入力手段３２と、モニタなどの出力手段３３と、非接触式距離センサ１７ａ，１７ｂからの信号受信手段３４と、第１駆動手段１９及び第２駆動手段２４の遠隔操作用の信号送信手段３５とを備えている。
【００２１】
すなわち、管理者が入力手段３２によりワークＷの搬送数に関する情報を入力すると、演算手段２８がワークＷの適当な搬送間隔を演算し、カム２３を脱着側に回転させる制御コマンドを第２駆動手段２４の第２受信手段２６に伝送すると共に、ハンガ３を所定位置まで移動させるべく、自走式トロリー１２の第１駆動手段１９を作動させる制御コマンドを第１受信手段２０に伝送する。一方、非接触式距離センサ１７ａ，１７ｂの検出値が所定値になった段階でカム２３を圧着側に回転させる制御コマンド及び第２駆動手段２４を停止させる制御コマンドを各受信手段２０，２６に伝送するようになっている。
【００２２】
次に、制御手段２１による演算式について説明する。
【００２３】
例えば図３（Ａ）のように、組立ラインの全長をＬ［ｍ］、ワークＷの搬送速度をＶ［ｍ／分］、ワークＷの搬送間隔をＤ［ｍ］、ワークＷの搬送数をｎ［台］とすると、ｎ［台］のワークＷを組立ラインから排出するのに要する搬送時間ＴＬ（ｎ）は、図３（Ｂ）のように、ｎ［台］のワークＷの間隔の合計｛Ｄ（ｎ−１）｝［ｍ］にラインの全長Ｌ［ｍ］を加えた値を搬送速度Ｖ［ｍ／分］で割ったときに得られる商であるから、
【式１】
2004099207.tif 000003
となる。式（１）からワークＷの搬送間隔Ｄは、
【式２】
2004099207.tif 000004
となる。
【００２４】
すなわち、搬送間隔Ｄは、搬送速度Ｖ及び組立ラインの全長Ｌが推進装置４の性能及び工場の規模により予め定められた値であるから、搬送時間ＴＬ（ｎ）及び搬送数ｎが決まれば求められる。ここで、搬送時間ＴＬ（ｎ）を上述の所定期間（例えば工場の操業時間などでよい。）とすれば、制御手段２１は、搬送時間ＴＬ（ｎ）内に搬送されるワークＷの搬送数ｎに関する情報に基づいて、搬送間隔Ｄを演算することができる。
【００２５】
すなわち、ハンガ３は、上記の如く、トロリー１２，１３、クランプ機構１５，１６、非接触式距離センサ１７ａ，１７ｂ，１８及び制御手段２１とで構成されたピッチ調整手段を備えており、制御手段２１に入力されたワークＷの搬送数に関する情報に基づいて、索状体５からクランプ機構１５，１６を脱着させると共に、自走式トロリー１２を駆動させてワークＷの搬送間隔を自在に調整できるようになっている。
【００２６】
【実施例】
次に、図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照しつつ本発明の実施例について説明する。例えば、図４（Ａ）〜（Ｃ）のように、組立ラインの全長Ｌを３６［ｍ］、搬送速度Ｖを６［ｍ／分］とする。また同図（Ａ）のように、最大生産時における搬送間隔Ｄを６［ｍ］とし、作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さは、原則として搬送間隔Ｄに対応しているものとする。
【００２７】
上記の条件を式（２）に代入すると、搬送間隔Ｄと搬送時間ＴＬ（ｎ）及びワークＷの搬送数ｎとの関係は、
【式３】
2004099207.tif 000005
となる。
【００２８】
また、搬送時間ＴＬ（ｎ）を８時間（４８０分）とすれば、式（３）は、
【式４】
2004099207.tif 000006
となり、搬送数ｎに適当な数値を代入したときの搬送間隔Ｄを下記表１に示す。
【００２９】
【表１】
2004099207.tif 000007
【００３０】
また、組立ラインの全長Ｌを搬送間隔Ｄで割ると余りが生ずる場合がある。例えば、搬送数ｎを３３５台とすれば、表１より搬送間隔Ｄは、８．５１［ｍ］となり、図４（Ｂ）のようになる。すなわち、作業領域の数がｆであれば、搬送間隔Ｄに対応する長さｌ１の作業領域Ｓ１〜Ｓｆ−１と、前記余りに対応する長さｌ２の作業領域Ｓｆとを設けることができる。作業領域Ｓ１〜Ｓｆ−１，Ｓｆの作業時間をＴＴ１，ＴＴ２とすると、ｌ１，ｌ２，ＴＴ１，ＴＴ２は、
【式５】
2004099207.tif 000008
【式６】
2004099207.tif 000009
【式７】
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【式８】
2004099207.tif 000011
となり、式（５）〜（８）に適当な数値を代入したときの夫々の値を上記表１に示す。
【００３１】
すなわち、搬送数ｎを入力すれば、演算手段２８が式（４）〜（６）に基づいて搬送間隔Ｄ及び作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さｌ１，ｌ２を演算し、その演算結果を出力手段３３に出力すると共に、ハンガ３の間隔を自動調整するようになっている。
【００３２】
一方、図４（Ｃ）のように、作業領域Ｓ１，Ｓ２…を等間隔に設定しなければならない場合、即ち各作業領域Ｓ１，Ｓ２…に作業者を１人しか配置しない場合や、作業領域Ｓ１，Ｓ２…ごとに増減させたい場合には、作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さは、組立ラインの全長Ｌを作業領域Ｓ１，Ｓ２…の数ｆ（例えばｆ＝３，４，５，６）で割ったときの商であるから、作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さは所定値（例えば１２，９，７．２，６［ｍ］）に限定される。すなわち、搬送間隔Ｄは、作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さに対応しているから、搬送間隔Ｄのとり得る値も所定値に限定される。
【００３３】
この搬送間隔Ｄの値を式（４）に代入すると、各々の場合における搬送数ｎは、２３８，３１７，３９６，４７５［台］となる。
【００３４】
かかる場合には、下記表２のように、各搬送間隔Ｄの値に対応する搬送数ｎの範囲を設定することが考えられる。
【００３５】
【表２】
2004099207.tif 000012
【００３６】
この場合、搬送数ｎの値を入力すれば、演算手段２８が搬送数ｎに対応する搬送間隔Ｄを選択して、ハンガ３の間隔を調整すると共に、ｎ［台］の搬送時間ＴＬ（ｎ）を演算可能になる。
【００３７】
上記の如く、所定期間内に搬送されるワークＷの搬送数ｎに基づいてワークＷの搬送間隔Ｄを設定すると共に、ワークＷの搬送間隔Ｄに対応して作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さｌを変化させれば、各作業領域Ｓ１，Ｓ２…における作業時間ＴＴを増減させることができる。
【００３８】
また、組み付け部品ａ，ｂ…は、作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さが変化するのに伴って、属する作業領域Ｓ１，Ｓ２…を変化させることが可能なので、予め最適な部品ａ，ｂ…配置になっていれば、ワークＷの搬送数ｎを変更する度に配置換えを行なう手間を省くことが可能になる。例えば、図４（Ａ）の状態から同図（Ｂ）又は（Ｃ）の状態に変化しても部品ａ，ｂ…の配置変更の手間を省くことが可能になる。
【００３９】
また、本発明を適用すれば、ワークＷの搬送間隔に対応して作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さを増減させることにより、生産時間と搬送時間とを等しくすることができるから、モデルライフを通して最適な部品ａ，ｂ…配置を追求することが可能になる。
【００４０】
次に、本発明を適用した場合（搬送間隔Ｄを調整する場合）と、従来例（搬送速度Ｖを調整する場合）との比較検討結果について説明する。
【００４１】
例えば、図３のように、組立ラインの全長をＬ［ｍ］、最大生産時のワークＷの搬送間隔Ｄ及び搬送速度ＶをＤ０［ｍ］及びＶ０［ｍ／分］とすれば、本発明を適用した場合には、減産時におけるワークＷの搬送間隔がＤ’［ｍ］（Ｄ’＞Ｄ０）、ワークＷの搬送速度ＶがＶ０［ｍ／分］となり、従来例の場合には、減産時におけるワークＷの搬送間隔がＤ０［ｍ］、ワークＷの搬送速度ＶがＶ’［ｍ／分］（Ｖ０＞Ｖ’）となる。但し、減産時における両者の作業時間ＴＴは等しく、作業領域Ｓ１，Ｓ２…の長さｌは、ワークＷの搬送間隔Ｄに等しいものとする。
【００４２】
減産時における両者の作業時間ＴＴは、
【式９】
2004099207.tif 000013
であるから、
【式１０】
2004099207.tif 000014
となる。
【００４３】
一方、搬送時間ＴＬ（ｎ）内に搬送可能なワークＷの搬送数ｎは、式（１）より、
【式１１】
2004099207.tif 000015
であるから、所定期間（搬送時間ＴＬ）内で本発明を適用した場合の搬送数ｎ１と従来例の場合の搬送数ｎ２の差は、
【式１２】
2004099207.tif 000016
となる。ここで、式（１２）は、初期条件（Ｖ’＜Ｖ０）及び式（１０）から、
【式１３】
2004099207.tif 000017
となる。
【００４４】
すなわち、本発明を適用すれば、従来例の場合と比較して所定期間ＴＬ内により多くのワークＷを搬送することが可能になる。換言すると、所定数のワークＷの搬送時間を短縮することが可能になる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、索状体がスチールワイヤである場合には、クランプ機構１５，１６をカム２３以外の万力タイプにしてもよいし、索状体がチェーンである場合には、クランプ機構１５，１６の代りにチェーンのプッシャ（図示略）と着脱自在に構成された可動式ドッグ（図示略）を設けてもよい。また、本発明は、ガイドレール２に沿って自走式の搬器を移動させるようにした搬送装置にも適用可能である。
【００４６】
また、前記ピッチ調整手段としては、上記構成に限定するものではなく、所定期間内に搬送されるワークＷの搬送数に基づいてワークＷの搬送間隔を自動調整できれば、如何なる構成であってもよい。例えば、上記のトロリー１２，１３をともに従動式の補助トロリーとし、図５（Ａ）のように、クランプ機構１５のカム２３を駆動させる第２駆動手段２４’と、ハンガ３の間隔を割出す距離センサ１７’とをハンガ３とは別にワークＷの搬送経路に沿って設けてもよい。具体的には、回転体６，７の近傍に設置することなどが考えられる。このように構成することで、個々のハンガ３に第２駆動手段２４や非接触式距離センサ１７ａ，１７ｂ，１８を設置する必要がなくなるから、設置ハンガ３の製造コストを抑制することができる。なお、制御手段２１は、同図（Ｂ）のように、制御部３１と、キーボード又はマウスなどの入力手段３２と、モニタなどの出力手段３３とで構成し、制御部３１のコマンド入出力手段３０と第２駆動手段２４’及び距離センサ１７’との間に信号線を配線しておけばよいから、信号送受信手段２６，３４，３５などを省略することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は前述の如く、所定期間内に搬送されるワークＷの搬送数に基づいて前記搬器の間隔を調整するようにしたので、ワークＷの搬送数に応じた組み付け部品の配置変更の極小化を図ることや最適な部品配置の追求が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工程ピッチ可変コンベアを例示する側面図。
【図２】本発明の制御系を例示するブロック図である。
【図３】（Ａ）は本発明に係る工程ピッチ可変コンベアを例示する概略平面図で、（Ｂ）は搬送時間の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は夫々本発明を適用した場合の最大生産時及び減産時における工程ピッチ可変コンベアの概略平面図である。
【図５】本発明の変形例を示す平面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は夫々従来例の場合の最大生産時及び減産時における搬送装置の概略平面図である。
【符号の説明】
１．工程ピッチ可変コンベア
２．ガイドレール
３．搬器（ハンガ）
５．索状体
６．駆動回転体
７．従動回転体
１２，１３．トロリー
１５，１６．クランプ機構
１７ａ，１７ｂ，１８．非接触式距離センサ
２１．制御手段
【図１】
2004099207.tif 000018
【図２】
2004099207.tif 000019
【図３】
2004099207.tif 000020
【図４】
2004099207.tif 000021
【図５】
2004099207.tif 000022
【図６】
2004099207.tif 000023