(57)【要約】【課題】  セル生産に用いる部品や工具を収納するためのセル生産用棚において、作業者が必要な部品や工具を選び出すのに迷うことを防止し、且つ、作業者が無理な姿勢を強いられるのを防止する手段を提供する。【解決手段】  本セル生産用棚１は、作業ステーションを有するセルラインを移動しながら同一作業者が複数の作業工程を行うことで製品を生産するセル生産方式で用いられ、部品や工具を収納するための可動棚６が上下複数段に積重されてなるセル生産用棚１において、各可動棚６が、離間位置Ｐｒと突出位置Ｐｔとへ移動可能に設けられ、各可動棚６から部品や工具が取り出されたことを検知する度ごとに次に必要な部品や工具が収納された可動棚６を自動的に突出位置Ｐｔに移動させるとともに、各作業ステーションでの所定の作業が完了した後、突出位置Ｐｔにある棚を離間位置Ｐｒに戻すことで初期化する制御部が設けられたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の作業ステーションを有するセルラインを移動しながら同一作業者が複数の作業工程を行うことにより製品を生産するセル生産方式で用いられ、前記各作業ステーションで使用する部品や工具を収納するための棚が上下複数段に積重されてなるセル生産用棚において、
前記各棚が、作業者から離間した離間位置と、該離間位置から作業者側に突出した突出位置とへ移動可能に設けられ、
各棚から部品や工具が取り出されたことを検知する度ごとに次に必要な部品や工具が収納された棚を自動的に突出位置に移動させるとともに、各作業ステーションでの所定の作業が完了した後、突出位置にある棚を離間位置に戻すことにより初期化する制御部が設けられたことを特徴とするセル生産用棚。
【請求項２】
前記初期化は、突出位置にある棚を一斉に離間位置に戻すことにより行われることを特徴とする請求項１記載のセル生産用棚。
【請求項３】
前記初期化は、突出位置にある棚のうち最下段を除く全ての段の棚を離間位置に戻すことにより行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のセル生産用棚。
【請求項４】
前記部品や工具が、各作業ステーションで使用される順に従って、下段側の棚から上段側の棚に向かって順に収納されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセル生産用棚。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一作業者が複数の作業工程を受け持つことにより製品を生産するセル生産方式で部品や工具を収納するために使用されるセル生産用棚に関し、特に、作業者が次に取り出すべき部品や工具を迷うことがなく、また、無理な姿勢をとることなく作業を行うことができるセル生産用棚に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場等における製品の生産方式としては、ライン生産方式が多く採用されている。このライン生産方式は、製品を搬送するコンベアラインに沿って複数の工程を設け、各工程で担当の作業者が部品の取り付け、組み立て、検査、梱包等を行うことにより行われる。しかし、このライン生産方式では、製品の品種替えに多大な時間を要し、近年要求される多品種少量生産に対応し切れないという問題がある。また、ライン上の１箇所の工程での生産性や品質が低下すると、ライン全体がその影響を受けて生産性や品質が低下するので、他の工程の生産性が無駄になるという問題もある。
【０００３】
そこで、このライン生産方式に替えて、一人の作業者が複数の工程或いは全工程を受け持つセル生産方式が採用されつつある（例えば特許文献１参照）。このセル生産方式では、例えばＵ字型に配置されたセルと呼ばれるラインに沿って複数の作業ステーションが設けられ、１人又は複数の作業者が、順に各作業ステーションを移動しながら複数の工程を受け持つことにより製品を完成させる。このセル生産方式は、多品種少量生産への対応に優れていると共に、あるセルが停止したり不良品を出しても、他のセルはその影響を受けることなく独立して稼動しているので生産性に無駄が生じにくいという利点がある。更に、１人の作業者が複数の工程を受け持つので、問題点や改善点を見出しやすいという利点もある。
【０００４】
このセル生産方式では、部品や工具等を収納しておくためのセル生産用棚が各作業ステーションに設置され、作業者は、このセル生産用棚から必要な部品や工具等を適宜取り出して作業を行う。このセル生産用棚は、通常その作業性を考慮して、上下複数段の棚がいわゆる棚田状に配置される。すなわち、最下段の棚を作業者に最も近い手前側に配置し、そこから上段にいくに従って作業者から離れる方向にずらして配置することにより、最上段の棚が作業者から最も離れた奥側に配置される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５１５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のセル生産用棚は作業性が悪いという問題がある。より詳細に説明すると、ある１つのセルラインは複数種類の製品の生産に使用されることが多く、製品によって必要な部品や工具は異なるため、セル生産用棚には、ある種類の製品の生産には必要ないものも含めて多くの部品や工具等が収納されている。従って、作業者は、生産する製品の種類やその作業手順等を考慮して、多くの部品や工具の中から必要なものを選び出す必要がある。このため、熟練度の低い作業者が組付け点数の多いセル生産を行う場合、セル生産用棚に収納された多くの部品や工具等から必要なものを選び出すのに迷うことでタイムロスが生じ、これにより作業時間が長くなるという問題がある。特に、外国人作業者の場合、言葉の壁も加わってこの問題は一層顕著となり、その教育には多大な費用と労力が必要となる。
【０００７】
また、従来のセル生産用棚では、前述のように上下複数段の棚が棚田状に配置されるため、作業者から離れた奥側に配置された上段の棚から部品や工具を取り出す場合、作業者は手を伸ばす必要があり、作業者の体型によっては無理な姿勢を強いられる場合もある。
【０００８】
更に、従来のセル生産用棚では、その作業性や奥行き方向の省スペース化を考慮して、上下段の棚が平面視で一部重なり合うようにして棚田状に配置される。従って、部品や工具を取り出す際に作業者の手が１段上の棚に引っ掛からないようにするため、上下段の棚の間に一定の隙間を確保しておく必要がある。これにより、セル生産用棚全体としての高さ寸法が大きくなり、作業者の身長によっては上段側の棚から部品や工具等を取り出す際に無理な姿勢を強いられ、また省スペース化の観点からも好ましくない。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、セル生産に用いる部品や工具を収納するためのセル生産用棚において、作業者が必要な部品や工具を選び出すのに迷うことでタイムロスが生じるのを防止し、且つ、作業者が無理な姿勢を強いられるのを防止する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための請求項１記載のセル生産用棚は、複数の作業ステーションを有するセルラインを移動しながら同一作業者が複数の作業工程を行うことにより製品を生産するセル生産方式で用いられ、前記各作業ステーションで使用する部品や工具を収納するための棚が上下複数段に積重されてなるセル生産用棚において、前記各棚が、作業者から離間した離間位置と、該離間位置から作業者側に突出した突出位置とへ移動可能に設けられ、各棚から部品や工具が取り出されたことを検知する度ごとに次に必要な部品や工具が収納された棚を自動的に突出位置に移動させるとともに、各作業ステーションでの所定の作業が完了した後、突出位置にある棚を離間位置に戻すことにより初期化する制御部が設けられたものである。
【００１１】
請求項２記載のセル生産用棚は、前記初期化は、突出位置にある棚を一斉に離間位置に戻すことにより行われるものである。
【００１２】
請求項３記載のセル生産用棚は、前記初期化は、突出位置にある棚のうち最下段を除く全ての段の棚を離間位置に戻すことにより行われるものである。
【００１３】
請求項４記載のセル生産用棚は、前記部品や工具が、各作業ステーションで使用される順に従って、下段側の棚から上段側の棚に向かって順に収納されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るセル生産用棚によれば、熟練度の低い作業者が部品点数の多い製品の組み付けを行う場合でも、次に必要な部品や工具がどの段の棚に収納されているかを迷うことがなく、突出した棚から迅速に取り出すことができる。このように、人為的な判断時間によるタイムロスを削減することにより、作業時間を短縮することができる。
【００１５】
また、本発明に係るセル生産用棚によれば、各段の棚を離間位置から突出位置へ移動させることによって部品や工具の取り出しが行えるので、作業者は無理な作業姿勢を強いられることがなく、どの段の棚であっても常に一定の姿勢で部品や工具を取り出すことができる。これにより、作業者の身体的負担の軽減、及び作業性の向上を図ることができる。また、上下の棚の間に、作業者が手を差し込めるだけの一定の隙間を確保する必要がないので、セル生産用棚全体としての高さ寸法を低く抑えて省スペース化を図ることができるとともに、作業者の身長が低い場合でも無理な作業姿勢を強いられることがない。
【００１６】
また、本発明に係るセル生産用棚によれば、突出位置にある棚のうち最下段の棚だけを突出位置に残して初期化を行うことにより、次に作業が開始された時に、最初に組み付ける部品が最下段の棚に収納されている場合には、最下段の棚を突出位置に移動させる時間が不要となり、作業全体に要する時間を短縮することができる。
【００１７】
また、本発明に係るセル生産用棚によれば、部品や工具が、各作業ステーションで使用される順に従って下段側の棚から上段側の棚に向かって順に収納されているので、作業が進むに連れて、下段側から上段側へ向かって各棚が突出位置に移動する。従って、作業者は突出位置に移動した棚のうち１番上の棚から部品や工具を取り出すこととなり、その上方の棚が突出していることで取り出し作業の邪魔になることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例に係るセル生産用棚について図面に基づいて説明する。本セル生産用棚は、セル生産方式で製品を生産する際に用いられる部品や工具等を収納するものであって、例えばＵ字型のセルラインに沿って設けられる複数の作業ステーション毎に設置される。図１は、本実施例に係るセル生産用棚１の外観を示す概略斜視図である。図に示すように、本セル生産用棚１は、鉛直方向に延びる４本の縦フレーム２が水平方向に延びる横フレーム３によって互いに連結されてなる棚本体４と、該棚本体４の高さ方向に所定間隔をおいて複数段に配置され部品や工具等を収納してなるボックス５が載置される可動棚６と、棚本体４における各可動棚６の間に設けられ作業者の動作を感知する動作感知センサ７と、を備えるものでる。
【００１９】
図２は、可動棚６の左右一端側について拡大した部分拡大断面図である。可動棚６は、棚本体４の縦フレーム２に固定された縦断面略Ｃ字形状のガイドレール８と、該ガイドレール８に沿ってその内部をスライド移動可能に設けられたスライダー本体９と、該スライダー本体９によってスライド移動可能に支持されてその上面にボックス５が載置される棚板１０と、ガイドレール８の底部に固定され棚板１０に駆動力を付与するシリンダー１１と、を具備している。
【００２０】
スライダー本体９は、図２に示すように、その縦断面形状がガイドレール８より若干小さい略Ｃ字形状であって、その内側下部にはスライド用コロ１２が回転可能に軸支されている。このスライド用コロ１２は、スライダー本体９の底部に形成された貫通穴１３を通して、その一部がスライダー本体９より下方に突出した状態となっており、スライダー本体９の長手方向に沿って複数のスライド用コロ１２が配設されている。このように構成されるスライダー本体９が、ガイドレール８の内部に収容され、その底部から突出したスライド用コロ１２がガイドレール８に当接している。これにより、スライダー本体９は、ガイドレール８に沿ってその内側をスライド移動可能となっている。尚、図に詳細は示さないが、ガイドレール８にはスライダー本体９の移動範囲を規制するためのストッパが適宜設けられ、スライダー本体９がガイドレール８から抜け落ちないようになっている。
【００２１】
また、図２に示すように、スライダー本体９を構成するスライド用コロ１２の上に、ボックス５が載置された棚板１０の左右一端部が載置されている。これにより、スライダー本体９に対して棚板１０がスライド移動可能となっている。尚、図に詳細は示さないが、スライダー本体９には棚板１０の移動範囲を規制するためのストッパが適宜設けられ棚板１０がスライダー本体９上から脱落しないようになっている。このように、ガイドレール８に対してスライダー本体９がスライド移動することに加えて、スライダー本体９に対して棚板１０がスライド移動することにより、棚板１０は、棚本体４の内側であって作業者から離間した離間位置Ｐｒと、該離間位置Ｐｒから作業者側に突出した突出位置Ｐｔとへ移動可能となっている。
【００２２】
図３は、可動棚６の動作を説明するための説明図である。シリンダー１１は、空気圧や油圧等を利用して棚板１０に駆動力を付与するものである。このシリンダー１１は、図３に示すように、中空の円筒形状を有しその長手方向両端部に空気や油を注入するための注入口１４，１５がそれぞれ設けられてなるシリンダー本体１６と、該シリンダー本体１６の内部を往復動可能に設けられたピストン１７と、該ピストン１７に一端部が固定されるとともに他端部がシリンダー本体１６を貫通して外部に突出されたロッド１８と、から構成される。このように構成されるシリンダー１１は、そのシリンダー本体１６がガイドレール８の底面に固定されるとともに、ロッド１８の他端部が固定ブラケット１９を介して棚板１０に固定されている。
【００２３】
このような構成によれば、図３（ａ）に示すように、棚板１０が離間位置Ｐｒにある状態において、注入口１５から空気や油を注入すると、空気圧や油圧によってピストン１７がシリンダー本体１６の内部を注入口１４側に移動することにより、ロッド１８の他端部に固定された棚板１０がスライダー本体９に対して棚本体４の外側方向にスライド移動するとともに、スライダー本体９もガイドレール８に沿って棚本体４の外側方向にスライド移動する。これにより、棚板１０は、図３（ｂ）に示すように、突出位置Ｐｔへと移動する。一方、図３（ｃ）に示すように、棚板１０が突出位置Ｐｔにある状態において、注入口１４から空気や油を注入すると、ピストン１７がシリンダー本体１６の内部を注入口１５側に移動することにより、棚板１０がスライダー本体９に対して棚本体４の内側方向にスライド移動するとともに、スライダー本体９もガイドレール８に沿って棚本体４の内側方向にスライド移動する。これにより、棚板１０は、図３（ａ）に示すように、離間位置Ｐｒへと移動する。このようにして、棚板１０の位置を任意に制御可能となっている。尚、棚板１０を離間位置Ｐｒと突出位置Ｐｔとの間を移動可能とする手段は、本実施例のスライダー機構に限られず従来公知の種々の機構を採用することが可能である。また、棚板１０に駆動力を付与する手段としては、本実施例のシリンダー１１に代えて、バネの付勢力等を利用することも可能である。
【００２４】
前記動作感知センサ７は、いわゆる光学センサであって、図１に示すように、光を照射する発光素子２０と、該発光素子２０からの光を受ける受光素子２１とが、棚板１０上に固定されたＬ字型のセンサ支持板２２に支持されることによってボックス５を挟んで向かい合うように配設されている。この動作感知センサ７は、図示しない制御部に対して電気的に接続され、発光素子２０からの光を受光素子２１で検知している間はＯＮ信号を、光を検知しなくなるとＯＦＦ信号を、それぞれ制御部に対して発するものとなっている。これにより制御部は、ＯＦＦ信号を検知すると、作業者の手によって光が遮られた、すなわち作業者がボックス５から部品や工具を取り出そうとしていると判断する。そして、制御部は、その後ＯＮ信号を受けると、作業者が部品や工具をボックス５から取り出す作業が完了したものと判断する。これにより、制御部は、作業者の動作を監視してそれに応じてセル生産用棚１の動作を制御することが可能となっている。
【００２５】
以下、セル生産用棚１の第１実施例に係る動作制御について、図４及び図５に基づいて説明する。尚、図４及び図５ではシリンダー１１等の一部の部材についてはその図示を省略している。セル生産の作業が開始される前の初期状態において、セル生産用棚１は、図４（ａ）に示すように、その最下段の棚板１０のみが突出位置Ｐｔに突出し、それより上の段の棚板１０が全て離間位置Ｐｒにある状態にある。この状態から作業が開始されると、図に詳細は示さないが、作業者はまずセルライン上の製品本体に貼付されたバーコードをバーコードリーダ等で読み取る。このバーコードには、製品本体に対してどの部品をどのような順序で組み付けるか、また各部品がセル生産用棚１の何段目の可動棚６に収納されているかが記録されており、この情報に基づいて制御部がセル生産用棚１の動作を制御するものとなっている。
【００２６】
制御部は、バーコードから読み取った情報から、製品本体に最初に組み付ける部品がセル生産用棚１の何段目の可動棚６に収納されているかを特定し、図４（ｂ）に示すように、その段の棚板１０を離間位置Ｐｒから突出位置Ｐｔへと突出させる。そして、突出した段の可動棚６から作業者が部品や工具を取り出したことが前記動作感知センサ７によって検知されると、制御部は、突出させた可動棚６は突出位置Ｐｔに残したまま、次に製品本体に組み付ける部品が収納された可動棚６を特定し、図４（ｃ）に示すように、その棚板１０を突出位置Ｐｔへと突出させる。以下同様に制御部は、作業者が部品や工具を取り出したことを検知する度ごとに、次に組み付ける部品が収納された棚を特定して、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、その棚板１０を突出位置Ｐｔへ突出させる動作を繰り返す。ここで、セル生産用棚１には、その作業ステーションで先に使用する部品や工具ほど下段側の可動棚６に、後に使用する部品や工具ほど上段側の可動棚６に収納されており、作業の進行に連れて、下段側から上段側に向かって棚板１０が突出位置Ｐｔに突出するようになっている。従って、作業者が部品や工具を取り出す際には、突出位置Ｐｔに突出した状態にある可動棚６のうち１番上の可動棚６から取り出せばよいので、その上方の可動棚６が突出位置Ｐｔに突出して邪魔になることがない。尚、本実施例では、最下段である１段目から最上段である５段目までの全ての可動棚６を順次突出させているが、必ずしも全ての段の可動棚６を突出させる必要はなく、製品の種類に応じて、必要な部品が収納された可動棚６のみを突出位置Ｐｔに突出させれば足りる。
【００２７】
そして、製品本体に対して全ての部品の組み付けが完了すると、制御部は、図５（ｃ）に示すように、セル生産用棚１を初期化する、すなわち突出位置Ｐｔに突出した可動棚６のうち最下段を除く全ての段の可動棚６を離間位置Ｐｒへと一斉に戻す。これにより、セル生産用棚１は、最下段の可動棚６のみが突出位置Ｐｔに突出し、それより上段の可動棚６が全て離間位置Ｐｒにある初期状態となる。このように、初期化した時に最下段の可動棚６だけを突出した状態のまま残すのは、次に作業が開始された時に、最初に組み付ける部品が最下段の可動棚６に収納されている場合に、最下段の可動棚６を突出位置Ｐｔに突出させる時間を不要とすることによって、作業全体に要する時間を短縮するためであり、且つ、製品の種類によって最初に組み付ける部品が最下段以外の段の可動棚６に収納されている場合にも、突出した最下段の可動棚６が作業の邪魔となることがないからである。もちろん、最下段の可動棚６も他の段の可動棚６と同様に離間位置Ｐｒに戻すことによってセル生産用棚１の初期化を行うことも可能である。
【００２８】
このように、セル生産用棚１を構成する各段の棚を、離間位置Ｐｒと突出位置Ｐｔとへ移動可能とし、次の作業工程に必要な部品を収納した可動棚６を離間位置Ｐｒから突出位置Ｐｔに自動的に突出させるようにしたことにより、熟練度の低い作業者が部品点数の多い製品の組み付けを行う場合でも、次に必要な部品や工具がどの段の棚に収納されているかを迷うことがなく、突出した可動棚６上のボックス５から迅速に取り出すことができる。このように、人為的な判断時間によるタイムロスを削減することにより、作業時間を短縮することができる。
【００２９】
また、セル生産用棚１は、各段の可動棚６を離間位置Ｐｒから突出位置Ｐｔへ突出させることによって部品や工具の取り出しを可能としたので、各可動棚６を棚田状に配置する必要がない。従って、作業者は、離れた位置にある可動棚６に手を伸ばすような無理な作業姿勢を強いられることがなく、どの段の可動棚６であっても常に一定の姿勢で部品や工具を取り出すことができる。これにより、作業者の身体的負担の軽減、及び作業性の向上を図ることができる。更に、上下の可動棚６の間に、作業者が手を差し込めるだけの一定の隙間を確保する必要がないので、セル生産用棚１全体としての高さ寸法を低く抑えて省スペース化を図ることができるとともに、作業者の身長が低い場合でも無理な作業姿勢を強いられることがない。
【００３０】
尚、本実施例では、セル生産用棚１を初期化するために、製品本体に対する全ての部品の組み付けが完了した後に、突出位置Ｐｔに突出した可動棚６のうち最下段を除く全ての可動棚６を一斉に離間位置Ｐｒに戻しているが、初期化の方法はこれに限定されるものではない。すなわち、セル生産用棚１を初期化するには、全ての部品の組み付けが完了し、最後に組み付けた部品が収納された段の可動棚６を突出位置Ｐｔから離間位置Ｐｒに戻す時までに、それ以前に突出位置Ｐｔに突出させた全ての段の可動棚６を離間位置Ｐｒに戻せば足りるのであって、各段の可動棚６を離間位置Ｐｒに戻すタイミングや順序は本実施例に限定されず適宜変更が可能である。例えば、図６及び図７に示すように、突出位置Ｐｔに突出した可動棚６から部品や工具を取り出したことが前記動作感知センサ７によって検知されると、次に必要な部品が収納された段の可動棚６を突出させるのと同時に、或いはそれに先立って、組み付けが完了した部品が収納された段の可動棚６を突出位置Ｐｔから離間位置Ｐｒへと戻すことも可能である。
【００３１】
尚、本実施例では、棚板１０上にボックス５を横方向に４個、縦方向に２個並べているが、この配置個数及びその並べ方は、本実施例に限られず任意に変更することができる。ここで、横方向に複数個のボックス５を並べる場合には、棚板１０を突出させるだけでは横方向に複数個並ぶボックス５のうちどのボックス５から部品や工具等を取り出せばよいかで作業者が迷う場合がある。この場合、図に詳細は示さないが、可動棚６における各ボックス５の配置位置に対応して表示ランプをそれぞれ設け、棚板１０を突出させることに加えて表示ランプを点灯させることによって、作業者に迷いが生じるのを防止することができる。また、本実施例では部品や工具等を収納するためのボックス５を棚板１０とは別部材としているが、このボックス５を棚板１０と一体成形することももちろん可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、上下方向に任意の段数だけ可動棚を設けることができ、また、各作業ステーションに限られずセルラインに沿って任意の位置に設置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例に係るセル生産用棚１の外観を示す概略斜視図。
【図２】可動棚６の左右一端側について拡大した部分拡大断面図。
【図３】可動棚６の動作を説明するための説明図。
【図４】セル生産用棚１の第１実施例に係る動作制御を説明するための説明図。
【図５】セル生産用棚１の第１実施例に係る動作制御を説明するための説明図。
【図６】セル生産用棚１の第２実施例に係る動作制御を説明するための説明図。
【図７】セル生産用棚１の第２実施例に係る動作制御を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１  セル生産用棚
６  可動棚
１０  棚板
Ｐｒ  離間位置
Ｐｔ  突出位置
【図１】
2007203405.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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