(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン上流側の第１ステーションから下流側の第３ステーションに中間の第２ステーションを通過させてワークを搬送するトランスファ装置であって、
第２ステーションに配置した昇降自在な昇降枠と、昇降枠上にライン長手方向に移動自在に支持される可動枠と、可動枠上にライン長手方向に移動自在に支持される、ワークを支持する搬送治具とを備え、
可動枠と搬送治具とを夫々昇降枠と可動枠とに対しライン上流側に移動することにより搬送治具を昇降枠からライン上流側にオーバーハングさせて第１ステーションに復動させると共に、可動枠と搬送治具とを夫々昇降枠と可動枠とに対しライン下流側に移動することにより搬送治具を昇降枠からライン下流側にオーバーハングさせて第３ステーションに往動させるようにし、搬送治具を第１ステーションに復動させて昇降枠を上昇させることによりワークを持ち上げ、搬送治具を第３ステーションに往動させて昇降枠を下降させることによりワークを第３ステーションに搬入セットするものにおいて、
第２ステーションに、昇降枠をライン長手方向の複数箇所で昇降自在に支持する複数のガイド枠と、ライン長手方向に延在する回転軸と、回転軸用の単一の駆動モータとを設け、
該駆動モータを回転軸のライン上流側の軸端に連結し、
駆動モータが駆動する回転軸の正逆転によりライン長手方向の複数箇所に配置したラックピニオン機構を介して昇降枠を昇降動させることを特徴とするトランスファ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライン上流側の第１ステーションから下流側の第３ステーションに中間の第２ステーションを通過させてワークを搬送するトランスファ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のトランスファ装置は、第１ステーションから第３ステーションに亘って延在する昇降枠上に、ワークを支持する搬送治具を第１ステーションと第３ステーションとの間に往復動自在に設け、搬送治具を第１ステーションに復動させて昇降枠を上昇させることによりワークを持上げ、搬送治具を第３ステーションに往動させて昇降枠を下降させることによりワークを第３ステーションに搬入セットするように構成されている。
【０００３】
然し、第１ステーションや第３ステーションに配置する設備との干渉を避ける上で昇降枠の延設範囲が第２ステーションに限定されることがある。この場合、昇降枠上にライン長手方向に移動自在に支持される可動枠を設けて、可動枠上に搬送治具をライン長手方向に移動自在に支持し、可動枠と搬送治具とを夫々昇降枠と可動枠とに対しライン上流側に移動することにより搬送治具を昇降枠からライン上流側にオーバーハングさせて第１ステーションに復動させると共に、可動枠と搬送治具とを夫々昇降枠と可動枠とに対しライン下流側に移動することにより搬送治具を昇降枠からライン下流側にオーバーハングさせて第３ステーションに往動させるように構成することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
トランスファ装置の昇降枠は、一般に、ライン長手方向の複数箇所に配置したシリンダ等の複数の駆動源を同期作動させて昇降動させているが、設備費の削減のためには、単一の駆動源で昇降枠を昇降動させることが望まれる。
【０００５】
然し、上記の如く昇降枠の延設範囲を第２ステーションに限定するトランスファ装置では、搬送治具を第１ステーションに復動させた状態で昇降枠を上昇させてワークを持ち上げる際、昇降枠からライン上流側にオーバーハングしている搬送治具に作用する荷重で昇降枠がライン上流側に向けて下方に傾き易く、単一の駆動源で昇降枠をスムーズに上昇させることが困難になる。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、昇降枠の延設範囲を第２ステーションに限定するトランスファ装置において、搬送治具を第１ステーションに復動させた状態で単一の駆動源により昇降枠をスムーズに上昇し得るようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、ライン上流側の第１ステーションから下流側の第３ステーションに中間の第２ステーションを通過させてワークを搬送するトランスファ装置であって、第２ステーションに配置した昇降自在な昇降枠と、昇降枠上にライン長手方向に移動自在に支持される可動枠と、可動枠上にライン長手方向に移動自在に支持される、ワークを支持する搬送治具とを備え、可動枠と搬送治具とを夫々昇降枠と可動枠とに対しライン上流側に移動することにより搬送治具を昇降枠からライン上流側にオーバーハングさせて第１ステーションに復動させると共に、可動枠と搬送治具とを夫々昇降枠と可動枠とに対しライン下流側に移動することにより搬送治具を昇降枠からライン下流側にオーバーハングさせて第３ステーションに往動させるようにし、搬送治具を第１ステーションに復動させて昇降枠を上昇させることによりワークを持ち上げ、搬送治具を第３ステーションに往動させて昇降枠を下降させることによりワークを第３ステーションに搬入セットするものにおいて、第２ステーションに、昇降枠をライン長手方向の複数箇所で昇降自在に支持する複数のガイド枠と、ライン長手方向に延在する回転軸と、回転軸用の単一の駆動モータとを設け、該駆動モータを回転軸のライン上流側の軸端に連結し、駆動モータが駆動する回転軸の正逆転によりライン長手方向の複数箇所に配置したラックピニオン機構を介して昇降枠を昇降動させる。
【０００８】
本発明によれば、単一の駆動モータの駆動力が回転軸と複数のラックピニオン機構とを介して昇降枠の複数箇所に上昇力として均等に伝達されるが、搬送治具を第１ステーションに復動させた状態ではライン上流側のラックピニオン機構を介して回転軸のライン上流側の部分に大きな負荷が作用する。そのため、駆動モータを回転軸のライン下流側の軸端に連結した場合は、回転軸の捩れを生じて昇降枠のライン上流側の部分の上昇が遅れ、昇降枠がライン上流側に向けて下方に傾き、ガイド枠に対するこじりを生じて、昇降枠をスムーズに上昇できなくなる。
【０００９】
これに対し、本発明では、回転軸のライン上流側の軸端に駆動モータを連結しているため、回転軸の捩れ、即ち、昇降枠の傾きが抑制され、昇降枠がガイド枠に対するこじりを生ずることなくスムーズに上昇される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、前方に向って順に、フロア投入ステーション１とルーフ投入ステーション２と組立ステーション３とアイドルステーション４とを配置した車体組立ラインを示している。
【００１１】
フロア投入ステーション１にはフロアＷ１用の置台５が設けられており、図示しない上流側のフロア加工ラインから払出されるフロアＷ１を置台５上に立設した複数のワーク受け５ａにより位置決めして支持し得るようにしている。組立ステーション３にも、図３に示す如く、フロアＷ１を位置決めして支持する複数のワーク受け６ａを立設した置台６が設けられており、フロア投入ステーション１の置台５に載置されたフロアＷ１を第１トランスファ装置７1によりフロア投入ステーション１から組立ステーション３にルーフ投入ステーション２を通過させて搬送し、組立ステーション３の置台６に載置するようにしている。
【００１２】
また、ライン上方に、ルーフ投入ステーション２と組立ステーション３との間に往復動自在な走行枠８を設け、走行枠８にルーフＷ２用とリヤルーフレールＷ３用とダッシュボードアッパＷ４用の各保持具９1，９2，９3を昇降自在に吊設し、図示しない移載機によりルーフ投入ステーション２の側方から投入されるルーフＷ２、リヤルーフレールＷ３、ダッシュボードアッパＷ４の３部材を各保持具９1，９2，９3に受取らせ、走行枠８の組立ステーション３への往動でこれら３部材Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４を組立ステーションに搬入するようにしている。
【００１３】
そして、組立ステーション３において、置台６上のフロアＷ１に左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を溶接結合すると共に、リヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４の両端部を両サイドパネルＷ５，Ｗ５に溶接結合し、更に、両サイドパネルＷ５，Ｗ５の上縁部間にルーフＷ２を上方から挿入セットして、ルーフＷ２とサイドパネルＷ５とを溶接結合し、かくて組立てられた自動車車体Ｗを第２トランスファ装置７2により組立ステーション３から図示しない下流側の車体増打ラインにアイドルステーション４を通過させて払出すようにしている。
【００１４】
組立ステーション３の左右両側部には、夫々、図３の左半部に示されている横方向内方の溶接位置と、図３の右半部に示されている横方向外方の待機位置とに進退自在な可動台１０が設けられており、可動台１０に前後１対の支柱１０ａ，１０ａを立設して、両支柱１０ａ，１０ａ間に前後方向の回転軸線１１ａ回りに回転自在な回転枠１１を軸支している。そして、回転枠１１にサイドパネルＷ５用のセット治具１２を取付け、セット治具１２を横方向内方を向く内向き姿勢（図３の左半部の姿勢）と上方を向く上向き姿勢（図３の右半部の姿勢）とに回転枠９の回転で反転自在としている。セット治具１２は、枠組みした治具枠にサイドパネルＷ５を位置決めして保持する複数のワーク受け１２ａやクランパー１２ｂを取付けて構成される。尚、図１ではセット治具を省略している。
【００１５】
回転枠１１は、回転軸線１１ａに沿って延在する棒状部材１１ｂと、棒状部材１１ｂの前後両端のフランジ部材１１ｃ，１１ｃとを備えており、前記各支柱１０ａに前記回転軸線１１ａ上に位置させてモータ１１ｄと同軸型減速機１１ｅとを取付け、この減速機１１ｅの出力端に各フランジ部材１１ｃを連結して、回転枠１１を回転させるようにしている。そして、前記両フランジ部材１１ｃ，１１ｃに前記セット治具１２の前後両端部を着脱自在に連結し、車体の機種変更に際し機種に応じてセット治具１２を交換し得るようにしている。
【００１６】
また、セット治具１２が前記内向き姿勢となる位相に回転枠１１を回転したときに上方と下方を向く棒状部材１１ｂの上面と下面とに、夫々、動作端に溶接ガンＧを取付けた複数の溶接ロボット１３を上下逆向きにして前後方向に移動自在に搭載している。尚、本実施形態で棒状部材１１ｂは、２本の角パイプ１１ｂ1，１１ｂ1を前後複数の連結片１１ｂ2で結合して成るものに構成されているが、単一のパイプや中実棒で棒状部材を構成しても良い。
【００１７】
回転枠１１には、更に、溶接ロボット１３に接続すべきケーブル類を支持するケーブル支持枠１４が取付けられている。ケーブル支持枠１４は、セット治具１２が内向き姿勢となる位相に回転枠１１を回転した状態において、棒状部材１１ｂに対し横方向外方、且つ、上方に位置して前後方向に延在する、棒状部材１１ｂの上面側に搭載した溶接ロボット１３用のケーブル類を挿通支持するダクト状の上枠部１４ａと、棒状部材１１ｂに対し横方向外方、且つ、下方に位置して前後方向に延在する、棒状部材１１ｂの下面側に搭載した溶接ロボット１３用のケーブル類を挿通支持するダクト状の下枠部１４ｂと、上下の両枠部１４ａ，１４ｂの前後両端部を連結する前後１対のダクト状の縦枠部１４ｃ，１４ｃと、各縦枠部１４ａ，１４ｂの上端部から各支柱１０ａの前後方向外側に張出すダクト状の張出し部１４ｄとを備え、各縦枠部１４ａ，１４ｂにおいて回転枠１１の各フランジ部材１１ｃに連結されている。そして、可動台１０の移動スペースの前後両外側にケーブル担持部材１５を配置して、その一端を張出し部１４ｄに連結し、ケーブル担持部材１５から引出されるケーブル類のうち棒状部材１１ｂの上面側に搭載する溶接ロボット１３用のケーブル類を張出し部１４ｄを通して上枠部１４ａに挿入し、棒状部材１１ｂの下面側に搭載する溶接ロボット１３用のケーブル類を張出し部１４ｄと縦枠部１４ｃとを通して下枠部１４ｂに挿入している。上下の各枠部１４ｃと各溶接ロボット１３との間にはケーブル担持部材１３ａが配置されており、各枠部１４ｃから引出したケーブル類をケーブル担持部材１３ａに担持させて各溶接ロボット１３に接続している。
【００１８】
また、組立ステーション２の左右各側の上下に夫々前後方向に長手の固定フレーム１６，１７を設け、各フレーム１６，１７に、夫々、動作端に溶接ガンＧを取付けた複数の溶接ロボット１８，１９を前後方向に移動自在に搭載している。図中１８ａ，１９ａは夫々溶接ロボット１８，１９用のケーブル類を担持するケーブル担持部材である。尚、図１ではケーブル担持部材１５，１３ａ，１８ａ，１９ａを省略している。
【００１９】
自動車車体Ｗの組立てに際しては、先ず、可動台１０を待機位置に移動すると共に回転枠１１の回転でセット治具１２を上向き姿勢に反転し、この状態で図示しない移載機によりサイドパネルＷ５を上方からセット治具１２にセットすると共に、フロアＷ１とルーフＷ２とリヤルーフレールＷ３とダッシュボードアッパＷ４とを組立ステーション３に搬入する。次に、セット治具１２を内向き姿勢に反転すると共に可動台１０を溶接位置に移動し、フロアＷ１と夫々所定の組付位置に下降させたリヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４とにサイドパネルＷ５を側方から接合させ、この状態で回転枠１１の棒状部材１１ｂの下面側に搭載した下部溶接用の溶接ロボット１３によりサイドパネルＷ５をフロアＷ１に溶接結合すると共に、棒状部材１１ｂの上面側に搭載した上部溶接用の溶接ロボット１３によりリヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４の端部をサイドパネルＷ５に溶接結合し、更に、左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５間に上方からルーフＷ２を挿入セットし、上部溶接用の溶接ロボット１３によりサイドパネルＷ５をルーフＷ２に溶接結合する。
【００２０】
尚、各溶接ロボット１３は夫々複数の打点部の溶接を行うもので、打点数の多い機種ではサイクルタイムが長くなる。この場合には、上下の固定フレーム１６，１７に搭載した溶接ロボット１８，１９によりフロアＷ１とルーフＷ２とに対するサイドパネルＷ５の溶接をアシストし、サイクルタイムの短縮を図る。
【００２１】
以上の如くして自動車車体Ｗの組立てを完了すると、セット治具１２によるサイドパネルＷ５の保持を解き、可動台１０の待機位置への移動と、セット治具１２の上外向き姿勢への反転とを行って、セット治具１２に次のサイドパネルＷ５をセットすると共に、組立ステーション３からの自動車車体Ｗの払出しと、組立ステーション３への次のフロアＷ１、ルーフＷ２、リヤルーフレールＷ３、ダッシュボードアッパＷ４の搬入とを行う。そして、以上の作業の繰返しで自動車車体Ｗを連続して組立てる。
【００２２】
尚、セット治具１２を横方向外方を向く外向き姿勢に反転して、セット治具１２に横方向外方からサイドパネルＷ５をセットすることも可能であり、また、サイドパネルＷ５を予め組立てずに、サイドパネルＷ５の構成部材をセット治具１２に所要の位置関係でセットし、回転枠１１に搭載した溶接ロボット１３によりこれら構成部材を溶接結合してサイドパネルＷ５を組立てることも可能である。
【００２３】
前記第１トランスファ装置７1は、図４乃至図６に示す如く、ルーフ投入ステーション２に設けた基台７０上に昇降自在に配置した昇降枠７１と、昇降枠７１上にライン長手方向たる前後方向に移動自在に支持される可動枠７２と、可動枠７２上に前後方向に移動自在に支持される搬送治具７３とを備えている。搬送治具７３には、フロアＷ１を位置決めして支持する複数のワーク受け７３ａが立設されている。そして、可動枠７２の左右両側の上縁に前後方向に長手のガイドレール７３ｂ，７３ｂを取付けて、搬送治具７３をその下部の左右両側に取付けた多数のローラ７３ｃを介してガイドレール７３ｂ，７３ｂに転動自在に支持させ、更に、可動枠７２に固定のラック７３ｄに噛合するピニオン７３ｅを連結したモータ７３ｆを搬送治具７３に取付け、可動枠７２に対し搬送治具７３を前後動させるようにしている。
【００２４】
また、可動枠７２の左右両側部の下縁に前後方向に長手のガイドレール７２ａ，７２ａを取付けると共に、昇降枠７１の左右両側部の前後複数箇所に立設したブラケット７１ａにガイドレール７２ａを支持するローラ７２ｂを取付け、更に、昇降枠７１に可動枠７２に固定のラック７２ｃに噛合するピニオン７２ｄを連結したモータ７２ｅを取付け、昇降枠７１に対し可動枠７２を前後動させるようにしている。そして、可動枠７２と搬送治具７３とを夫々昇降枠７１と可動枠７２とに対しライン上流側たる後方に移動することにより、搬送治具７３を昇降枠７１から後方にオーバーハングさせて第１ステーションたるフロア投入ステーション１に復動させると共に、可動枠７２と搬送治具７３とを夫々昇降枠７１と可動枠７２とに対しライン下流側たる前方に移動することにより、搬送治具７３を昇降枠７１から前方にオーバーハングさせて第３ステーションたる組立ステーション３に往動させるようにしている。フロアＷ１をフロア投入ステーション１から組立ステーション３に搬送する際は、搬送治具７３をフロア投入ステーション１に復動させて昇降枠７１を上昇させることにより、該ステーション１の置台５からフロアＷ１を持ち上げ、次に、搬送治具７３を第２ステーションたるルーフ投入ステーション２を通過させて組立ステーション３に往動させ、この状態で昇降枠７１を下降させることにより組立ステーション３の置台６にフロアＷ１をセットする。
【００２５】
昇降枠７１には前後複数箇所に脚片部７１ｂが垂設されており、基台７０に前後複数箇所のガイド枠７０ａを立設して、各脚片部７１ｂに取付けた上下方向に長手のガイドレール７１ｃを各ガイド枠７０ａに取付けたリニアガイド７１ｄに摺動自在に係合させて、昇降枠７１を昇降自在に支持している。また、基台７０上に前後方向に延在する回転軸７１ｅを設け、回転軸７１ｅの前後複数箇所に各脚片部７１ｂに固定のラック７１ｆに噛合するピニオン７１ｇを取付け、更に、回転軸７１ｅ用の単一の駆動モータ７１ｈを回転軸７１ｅのライン上流側の軸端たる後端に連結し、該モータ７１ｈによる回転軸７１ｅの正逆転で前後複数箇所のラックピニオン機構７１ｆ，７１ｇから成る運動変換機構を介して昇降枠７１が昇降されるようにしている。基台７０上には、更に、昇降枠７１に連結される前後複数のバランスシリンダ７１ｉと、昇降枠７１の下降位置（図示の位置）と上昇位置とにおいて夫々脚片部７１ｂの上部と下部の各ロック穴７１ｊにロックピン７１ｋを嵌合させて昇降枠７１を該各位置にロックする前後複数のロックシリンダ７１ｌとが設けられている。
【００２６】
ところで、搬送治具７３をフロア投入ステーション１に復動させた状態で昇降枠７１を上昇させる際は、搬送治具７３が昇降枠７１から後方にオーバーハングしているため、昇降枠７１の後端側の運動変換機構たるラックピニオン機構７１ｆ，７１ｇを介して回転軸７１ｅの後端側の部分に大きな負荷が作用する。そのため、駆動モータ７１ｈを回転軸７１ｅの前端に連結した場合は、回転軸７１ｅの捩れを生じて昇降枠７１の後端側の部分の上昇が遅れ、昇降枠７１が後方に向って下方に傾き、ガイド枠７０ａに対するこじり、即ち、ガイドレール７１ｃとリニアガイド７１ｄとの間のこじりを生じて、昇降枠７１をスムーズに上昇できなくなる。然し、本実施形態では、回転軸７１ｅの後端に駆動モータ７１ｈを連結しているため、回転軸７１ｅの捩れ、即ち、昇降枠７１の傾きが抑制され、昇降枠７１がガイド枠７０ａに対するこじりを生ずることなくスムーズに上昇される。かくて、昇降枠７１用の駆動源を単一の駆動モータ７１ｈで構成することができ、コストダウンを図れる。
【００２７】
前記第２トランスファ装置７2も第１トランスファ装置７1と同様の構造になっており、第１トランスファ装置７1と同一の部材に上記と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
以上、車体組立ラインに配置するトランスファ装置７1，７2に本発明を適用した実施形態について説明したが、車体組立ライン以外のラインに配置するトランスファ装置にも同様に本発明を適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、搬送治具を第１ステーションに復動させた状態、即ち、搬送治具を昇降枠からライン上流側にオーバーハングさせた状態で単一の駆動源により昇降枠をスムーズに上昇させて、第１ステーション上のワークを持ち上げることができ、設備費の削減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明装置を具備する車体組立ラインの斜視図
【図２】  車体組立ラインの側面図
【図３】  図２のIII-III線から見た組立ステーションの正面図
【図４】  図２とは反対側から見た第１トランスファ装置の拡大側面図
【図５】  第１トランスファ装置の部分截断平面図
【図６】  図４の左方から見た第１トランスファ装置の正面図
【符号の説明】
１…フロア投入ステーション（第１ステーション）、２…ルーフ投入ステーション（第２ステーション）、３…組立ステーション（第３ステーション）、７1，７2…トランスファ装置、７０…基台、７０ａ…ガイド枠、７１…昇降枠、７１ｅ…回転軸、７１ｆ…ラック（ラックピニオン機構）、７１ｇ…ピニオン（ラックピニオン機構）、７１ｈ…駆動モータ、７２…可動枠、７３…搬送治具。
【図１】
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【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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