JP2007512207A - 自動化された倉庫の横列荷車およびリフター - Google Patents

Abstract

【課題】導入および操作を行うのに経済的である、自動化された収容および検索システムを提供する。また、パレットが上昇させられたときにこのパレットのレベルを維持することができるシンプルなリフター装置を提供する。また、シンプルでメンテナンスをほとんど必要としない倉庫自動システム内にあるリフター装置を提供する。
【解決手段】自動化された倉庫システムの横列荷車は、パレットの昇降を行うためのカムを使用するリフターを備えている。対称性を有する３つのカム突出部が中空のシリンダに切り込まれている。３つの適合するカムリフターが、これらの突出部の上に乗り、これらのカムリフターはエレベータプレートに取り付けられている。カムの突出部とリフターとの間の動作によってエレベータプレートを昇降させるために、一の方向に回転するステッピング・モータが用いられる。

Description

本発明は、自動化された収容および検索システム（ＡＳ／ＲＳ）に関し、とりわけ、規模が大きな多層の、自動化された倉庫建屋において、パレットに載せられた材料の保管およびアクセスを行うための材料操作システムに関する。

自動化された倉庫、ならびに自動化された収容および検索システム（ＡＳ／ＲＳ）は、コスト、盗難および危険を低減させることができる。似たような操作を行うにあたり、他のものと比べて必要とされる作業者の数がはるかに少なくなるからである。

本発明にも参照されるような米国特許第６，６５２，２１３号には、自動化された収容モジュールシステムが記載されている。エレベータは、多層の自動化された倉庫内の多くの床面の間にある、外側の固定されたエレベータシャフト内で動作を行う。倉庫の各レベルにおいて複数の対応する通路がそれぞれ全てのレベルでエレベータに接続している。各レベルにある複数の横列は各通路と直交しており、サイズが同一であるパレットに載せられた材料が収容可能となっている。各通路において一の通路荷車により肩車式（ｐｉｇｇｙｂａｃｋ）の駐車スペースがその頂部に設けられており、それぞれのレベルで複数の横列の各々が位置合わせされている。各々のレベル上の複数の横列のいずれかに沿って走行することができる横列荷車は、位置合わせされたときに、交差する通路荷車の頂部にある肩車式の駐車スペースに駐車することができる。このことにより、連結物またはバッテリーにより電力が供給されることによって、独立した操作が得られ、交差する通路荷車の中においてパレットに載せられた材料を横列に沿って往復移動させることができる。荷車のための戦略的に配置された位置センサとパレットに載せられた材料のための個別のタグとを使用することによって、コンピュータシステムにより、エレベータ、通路荷車および横列荷車の移動の制御を行うことができる。

横列荷車は、その背後に載せられたパレットを持ち上げて、このパレットが送られる棚およびエレベータの床の高さに合わせることができることが必要とされる。概して、３−５インチの持ち上げで十分である。従来の技術では、横列荷車上のリフター装置は複雑かつ大型であり、そして一直線に持ち上げることについて信頼性がなかった。リフトバーと油圧との様々な組合せが試されたが、頻繁に使用する場合にはしばしば失敗し、損傷が発生することさえあった。このような横列荷車は、多くのメンテナンスを必要としすぐに損傷するような４つの持ち上げねじを使用していた。

本発明の目的は、導入および操作を行うのに経済的である、自動化された収容および検索システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、パレットが上昇させられたときにこのパレットのレベルを維持することができるシンプルなリフター装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、シンプルでメンテナンスをほとんど必要としない倉庫自動システム内にあるリフター装置を提供することにある。

簡潔に説明すると、本発明の実施の形態による自動化された倉庫システムの横列荷車は、パレットの昇降を行うためのカムを使用するリフターを備えている。少なくとも３つの対称性を有するカム突出部が中空のシリンダに切り込まれている。適合するカムリフターが、これらの突出部の上に乗り、このカムリフターはエレベータプレートに取り付けられている。カムの突出部とリフターとの間の動作によってエレベータプレートを昇降させるために、一の方向に回転するステッピング・モータが用いられる。

本発明の利点は、効率的かつ頑丈であり、メンテナンスをほとんど必要としないシステムが設けられることにある。

本発明における上述のおよび更なる目的、特徴および利点は、とりわけ添付図面を併用したときに、特定の実施の形態における下記の詳細な記載を考慮すれば明らかとなろう。

図１は、参照番号１００で参照されるような、本発明における倉庫システムの横列荷車の実施の形態を示す。横列荷車１００は、レール車１０４に取り付けられた頂部トレー１０２を備えている。リフター１０６は、レール車１０４の内部に取り付けられており、数インチ程度高くなるよう、頂部トレー１０２をスムーズに持ち上げることができるようになっている。一組のレール車輪１０８−１１１が図示されており、反対側の図面では見えないところにも同様のものが設けられている。

図２は、参照番号２００で参照されるような、本発明におけるリフターの実施の形態を示す。リフター２００は、３つの突出部を有するカム２０４上に乗るようなエレベータプレート２０２を備えている。これらのものは、ステッピング・モータ２０８により駆動される伝動装置２０６により動作される。突出部を４つ設けるような構成も可能であるが、突出部の傾斜角度が大きくなり、モータ２０８により伝動されるべき回転力を大きくする必要がある。３つの突出部からなるものに必要とされる回転力は、高い歯車比のリングおよびウォームギアの伝動装置によって実際に形成される。

エレベータプレート２０２は、外側カラー２１４の周囲にある３つの固定されたカムリフター２１０−２１２を有している。この外側カラー２１４は、３つの突出部を有するカム２０４の内側カラー２１６に適合する。３つの同一のカム突出部２１８−２２０が配置カムリフター２１０−２１２１の配置に適合する。３つの突出部を有するカム２０４は、エレベータプレート２０２に対して回転するよう設計されており、この回転により、エレベータプレート２０２のスムーズな持ち上げおよび降下が行われる。３つの固定されたカムリフター２１０−２１２により、ベース２２２に対するエレベータプレート２０２の頂面の平行な配置を維持するための３点の支持が得られる。

一対のベアリング２２４，２２６が設けられていることにより、３つの突出部を有するカム２０４がシャフト２０８上でほとんど揺れることなく回転する。ベース２２２はリング・ギア２３０に取り付けられており、このリング・ギア２３０は、ウォームギア２３２，駆動シャフト２３４およびステッピング・モータの連結器２３６により回転させられるようになっている。カムの突出部２１８−２２０が対称性を有する形状となっていることにより、エレベータの昇降動作を行わせるにあたりステッピング・モータの逆回転を必要とすることなくリフター２００が動作を行うことができる。ステッピング・モータ２０８は、一方の方向に動作され、エレベータプレート２０２が望ましい高さにあるときにただ停止するようにすることができる。通常は、エレベータプレート２０２の位置を検出するセンサが、ステッピング・モータ２０８のためのステッピング・モータ制御システムに含まれている。ステッピング・モータ２０８が動作されているときにエレベータプレート２０２の回転を抑止するためにキーまたはスロットが用いられている。

複数の突出部を有するカムおよびカムリフターにより、相互に、エレベータプレートをその昇降において最小および最大高さに静止させるような平面箇所が得られる。

他の実施の形態において、エレベータプレート２０２は、３つの突出部を有するカム２０４と同じ構成となっており、その上に乗るようになっている。各セットの突出部は、他の適合するセットの上に乗ることとなる。

図３は、参照番号３００で参照されるような、本発明における倉庫システムの実施の形態を部分的に示す。このような倉庫システムは、横列荷車１００（図１）およびリフター２００（図２）を有している。倉庫システム３００は、少なくとも１つの積荷エレベータを有する、高級な倉庫建屋に導入されることが好ましい。標準パレット３０４上にある製品３０２は、持ち上げられ、回転フォークリフト３０６により荷積みエレベータシャフト３０５内で待避する。特定のシステムにおいて、パレットのサイズは同一であることが好ましい。例えば、食料雑貨に用いられる「標準」パレットは、アメリカ保存食品製造業者協会（ＧＭＡ）の、４方向に入口があるような４０インチ×４８インチのものである。エレベータ車３０８はターンテーブル３１０および内部に設けられた回転フォークリフト３０６を支持する。回転フォークリフト３０６は、そのフォークを伸ばし、標準パレット上に積まれた製品に達してその搬入または積み下ろしを行うことができる。挟み込み機構３１１により、エレベータ車３０８の内外でパレットを適切に搬送することができる。

図３は、このような回転フォークリフト３０６，エレベータ車３０８およびターンテーブル３１０が各々３つ設けられたものを示しているが、実際に使用する際には、一つのセットのみが存在することとなる。図３に図示されるようなこれらの３つのセットは、長期間の間に起こる、異なる段階での使用を示している。一番下のセットは、到着した材料が受け入れられる様子を図示している。中央のセットは、材料が回転して倉庫システムの内面と向き合うよう方向が変えられたときの様子を図示している。一番上のセットは、エレベータ車からの積み下ろしおよび搬送のための通路荷車への積み込みを図示している。

パレット３０４および製品３０２が一旦荷積みエレベータシャフト３０５内に入ると、回転フォークリフト３０６がターンテーブル３１０上で回転し、倉庫システムの内面と向き合う。パレット３０４および製品３０２が搬送され、特定のレベルに達すると、回転フォーク３０６が伸び、暫定支持器上で製品およびパレットを格納する。空状態の暫定パレット支持器３１２が、２つの対向するＬ字鋼部分として一番下の図に示されている。積荷状態にある暫定パレット支持器３１４もまた、２つの対向するＬ字鋼部分として一番上の図において製品３１６およびそのパレット３１８のちょうど下に示されている。このようなパレット支持器３１２，３１４により、エレベータは、受け入れた荷物を下ろし、他の作業を続けることができるようになる。対応する外部パレット支持器（図２）により、通路荷車は外部の荷物を下ろすことができるようになり、他の作業のための指定された場所に戻る。従来の２つの機能が１つの全体的なエレベータにより達成されることが理解されよう。

一組の３つの通路レール３２０，３２２，３２４が図３に図示される３つの段階で示されている。これらのレールは、荷積みエレベータシャフト３０５と、同じ段階における対応する積み下ろしエレベータシャフト（図３）との間で走行している。単一または全体エレベータが使用されるだけの場合においては、これらのレールはエレベータからシステムの遠端まで延伸する。各段階において、エレベータのための暫定パレット支持器３１２，３１４の間で通路レール３２０，３２２，３２４に沿って往復移動する一つの通路荷車３２６，３２８，３３０が設けられている。各通路と垂直に、複数の平行な横列レール、例えば一番上の図の横列レール３３２，中央の図の横列レール３３４および一番下の図の横列レール３３６が設けられている。各段階において、概して、複数の横列および横列レールが設けられている。図３は各段階において一つのセットのみを示しているので、この図面は複雑となっており理解するのは困難である。通路荷車３２６，３２８，３３０は、肩車式（ｐｉｇｇｙｂａｃｋ）で電力が供給されるバッテリーまたは横列に沿って前後に動く横列荷車を有している。バッテリーにより電力が供給される横列荷車３３８は、横列荷車１００（図１）と同じものであるが、横列荷車３２６の上に結合するよう図示されている。空状態の横列荷車３４０は、通路荷車３３０の上に結合するよう図示される。

動作の際に、各通路荷車３２６，３２８，３３０は、通路に沿って指定された横列の前に位置され、横列荷車（例えば３３８）は、横列に沿ってパレット上の製品を搬送し、積み下ろし、そして受け入れるようになっている。指定された位置において製品およびパレットを収容するために、各横列の両側に沿って収容支持器が設けられている。

通路荷車、横列荷車、エレベータ、ターンテーブル、外に伸びるフォークリフト等の動作は、コンピュータに制御されることが好ましい。このことにより、アプリケーションソフトウエアが、全ての材料の操作を行うことができるようになる。このようなアプリケーションソフトウエアは、ＴＲＷから入手できるＡＩＭソフトウエアのような棚卸し制御ソフトウエアと同時に働く。

図４に、倉庫システム４００の他の部分、とりわけ複数の段階における通路と横列との間のパレット上の搬送材料に関する部分を示す。倉庫システム４００によって、標準パレット４０３上の製品４０２が、通路荷車４０５の頂部位置から切り離された後に、横列荷車４０４により横列に沿って搬送される。横列荷車４０４は横列荷車１００（図１）と同様のものであり、リフター２００（図２）を使用する。

本発明の一の実施の形態において、一対の横列レール４０８の外側上方にある一対のパレット支持レール４０６により、横列荷車４０４が製品４０２およびパレット４０３の積み下ろしおよび持ち上げを行うことができるようになる。横列が空状態にあるときには、製品４０２およびパレット４０３の第１のユニットが用いられ、横列における後の位置に配置される。例えば横列が同じ製品で満杯になるまで、製品４０２およびパレット４０３の次のユニットが次の位置に配置される。各横列は、１から１０まで、あるいはそれ以上の箇所を有している。一対のパレット支持レール４０６は平行に設けられ、その間でパレット４０３を支持するよう分離されている。横列荷車は通路荷車から離脱し、横列および停止部における適切な位置まで進む。リフター装置は、パレットが支持レール４０６によりちょうど支持されるよう縮まる。製品４０２およびパレット４０３を取り出すときに、横列荷車４０４はそれ自体がパレットおよび荷物の下方に位置し、通路荷車４０５の連結位置に戻る前に、パレット支持レール４０６から製品４０２およびパレット４０３を持ち上げる。そして、この横列荷車４０４はエレベータに向かって移動し、上述した目的のために、通路荷車４１６となる。

図４に示すように、パレット４１２上の製品４１０は、通路荷車４１６の頂部に連結された横列荷車４１４により搬送される。このような横列荷車４１４は積み下ろしエレベータ４１８まで送られ、横列荷車４１４の引っ込みにより暫定支持器４２０上に配置される。そして、通路荷車４１６は、当該通路荷車４１６の上部にある通路荷車４１４に係る他の配置まで進むことができる。外に伸びるフォークリフト４２２が到達して製品およびパレットを積み下ろしエレベータ４１８内に取り出すことができるよう、製品４１０およびパレット４１２が暫定支持器上に位置される。外に伸びるフォークリフト４２２は回転ベース４２４に取り付けられており、この回転ベース４２４はターンテーブル４２６およびエレベータ車４２８上に支持されている。

図５は、倉庫システム５００の他の部分を示し、とりわけシステムの外のパレット上における積み下ろされた材料に関する部分を示す。積み下ろしエレベータ５０２は、製品およびパレットを様々なレベルに搬送するエレベータ車５０４を有している。回転フォークリフト５０６は、エレベータ車５０４上のターンテーブル５０８により支持されている。通路荷車５１２の頂部にある横列荷車５１０は、通路レール５１４，５１６，５１８または５２０上に乗り、パレット上の製品を積み下ろしエレベータ５０２まで搬送する。横列荷車５１０は、横列荷車１００（図１）と同様のものであり、リフター２００（図２）を使用する。一旦パレット上の製品が回転フォークリフト５０６によりエレベータ車５０４に取り入れられると、ターンテーブルは９０°〜１８０°回転し、あらゆる望ましい送り先となる出荷のために、積まれたパレットが連結ステージシステムに置かれることとなる。

図６は、図１乃至図３に示される通路荷車と類似するような通路荷車６００を示す。この通路荷車６００は、一組の４つの車輪６０１−６０４を有している。これらの車輪は軸により下方胴体６０６に取り付けられており、例えば図３の３２０，３２２および３２４で示される通路レール上に乗ることとなる。一対の電気ステッピング・モータおよびギアユニット６０８，６１０は機械的に４つの車輪６０１−６０４に接続されており、通路に沿ってユニットを前後に駆動する。一対のレール部分６１２，６１４により、正確に横列に位置合わせされたときのみであるにもかかわらず、横列荷車が一方または他方の頂部上でロールオン・ロールオフを行うようになる。

本発明における特定の実施の形態について記載および図示を行ったが、これらのものは本発明を制限することを意図するものではない。当業者にとって修正および変更を行うことができることは疑いようもなく明らかであり、本発明は添付の請求項の範囲によってのみ制限されることが理解されよう。

本発明における倉庫システムの横列荷車の実施の形態を示す分解組立斜視図である。 図１に示す倉庫システムの横列荷車に使用することができる、本発明におけるリフターの実施の形態の分解組立斜視図である。 図１に示す横列荷車を用いた、本発明における倉庫システムの実施の形態を示す斜視図である。 図３に示す倉庫システムにおける内部材料搬送器および保管部分を示す斜視図である。 図３に示す倉庫システムにおける荷下ろしエレベータおよび材料出荷部を示す斜視図である。 図３に示す倉庫システムに使用されるレール台車または通路荷車を示す斜視図である。

Claims (6)

1. 軸の周りに配置される一組のカムリフターに取り付けられたエレベータプレートと、
   前記軸の周りにある中空シリンダの端縁に配置される、複数の突出部を有するカムであって、前記一組のカムリフターが前記端縁に沿って動き、前記エレベータプレートの直線状の持ち上げおよび降下が得られるような複数の突出部を有するカムと、
   前記エレベータプレートに対して前記複数の突出部を有するカムを回転させるための伝動装置およびモータと、
   を備えたことを特徴とするリフター。
2. 前記複数の突出部を有するカムは、前記エレベータプレートの持ち上げおよび降下の両方において前記伝動装置およびモータが単一の方向に作動することができるようにするための、側面が対称性を有する突出部を含むことを特徴とする請求項１記載のリフター。
3. 前記複数の突出部を有するカムは、前記エレベータプレートを３点で支持するような、側面が対称性を有する３つの側面突出部を含むことを特徴とする請求項１記載のリフター。
4. 前記複数の突出部を有するカムおよびカムリフターにより、エレベータプレートをその昇降において最小および最大高さに静止させるような平面位置が得られることを特徴とする請求項１記載のリフター。
5. 自動化された倉庫内でパレット貨物を運搬するレール車と、
   前記レール車の頂部に配置され、前記パレット貨物の持ち上げおよび降下を行う頂部トレーと、
   前記レール車の内部に設けられ、前記頂部トレーを支持し、直線状の持ち上げおよび降下が得られるようなリフターと、
   前記リフター内に設けられ、軸の周りに配置される一組のカムリフターに取り付けられたエレベータプレートと、
   前記軸の周りにある中空シリンダの端縁に配置される、複数の突出部を有するカムであって、前記一組のカムリフターが前記端縁に沿って動き、前記エレベータプレートの直線状の持ち上げおよび降下が得られるような複数の突出部を有するカムと、
   前記エレベータプレートに対して前記複数の突出部を有するカムを回転させるための、前記レール車内に配置された伝動装置およびモータと、
   を備えたことを特徴とする自動化された倉庫システムの横列荷車。
6. 前記レール車により、前記自動化された倉庫内で通路荷車との連結が行われることを特徴とする請求項５記載の横列荷車。

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