JP2011020794A - 移載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭い場所でも爪を突出させることのできる掻き込み式移載装置の提供。
【解決手段】同一レベルで近接して配置される第一載置場所と第二載置場所との間を荷物を滑らせて移載する移載装置であって、荷物の側方を移載方向軸に沿って移動するトップアーム１０１と、荷物の背面に当接して移載方向の力を付与する爪１０２であって、トップアーム１０１の一端部において回転可能に保持される爪１０２と、爪１０２の回転軸をトップアーム１０１の一端方向に移動させながら爪１０２を回転させて爪１０２を荷物の方向に突出させる突出機構１０７とを備える。
【選択図】図６

Description

本願発明は、スタッカクレーンや無人搬送システムのステーションなど、第一の載置場所から第二の載置場所に荷物を移載する移載装置に関する。

荷物を保持するラックと、前記ラックに対して荷物を出し入れするスタッカクレーンとの間で荷物を移載するために、スタッカクレーンには荷物の移載装置が備えられている。また、荷物を自動で搬送する搬送車との間で荷物をロードしたりアンロードしたりするステーションなどにも荷物の移載装置が備えられている。このような荷物を第一の載置場所と第二の載置場所との間で移載する方式としては、櫛歯式フォークで荷物をすくい上げて移載する櫛歯方式や、吸引によって荷物を吸着保持して移載する吸引方式、ピックアップベルトで荷物をずり動して移載するピックアップベルト方式、荷物の両側を挟んで保持し移載するクランプ方式などを例示することができる。

このような移載方式には種々のデメリットがある。例えば、櫛歯方式では移載時に荷物を上下させる必要があるため、荷物の上下方向に比較的大きなスペースが必要であり、このスペースが荷物を保管するラックのデットスペースとなる。また、吸引方式では、吸盤で荷物を保持するため、荷物の表面状態が制限される。また、ピックアップベルト方式では、荷物がラックからオーバーハングしなくてはいけないなど制約が多い。また、クランプ方式では、荷物をつぶしてしまう危険性がある。

上記のようなデメリットが比較的少ない移載方式として、掻き込み方式がある（特許文献１参照）。この掻き込み方式とは、図７（ａ）に示すように、荷物２００の側方等にある空間に移載する移載方向（矢印Ａ）とは逆向き（矢印Ｂ）にトップアーム１０１を挿入し、図７（ｂ）に示すように、トップアーム１０１の先端を、荷物２００を越えて突出させ、図７（ｃ）に示すように、トップアーム１０１の先端部から荷物２００の背面に当接可能な爪１０２を突出させ、図７（ｄ）に示すように、爪１０２から荷物２００に移載方向の力を与えることにより掻き込むようにして荷物を移載する方式である。

この掻き込み方式によれば、他の方式のようなデメリットが少なく、移載できる荷物の大きさの自由度が広いなどのメリットもある。

特開２００３−１０４５１２号公報

ところが、掻き込み方式は、荷物側方の空間に爪を通過させた後、爪を突出させなければならず、荷物の周囲、特に、荷物の背方に爪を移動させるための空間が必要となる。当該空間は、荷物の保管などに関しては無駄な空間であり、荷物の保管効率の低下の要因となる。

本願発明は上記課題に鑑みなされたものであり、荷物の背方空間をできる限り小さくすることのできる掻き込み方式の移載装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明にかかる移載装置は、同一高さレベルで近接して配置される第一載置場所と第二載置場所との間を、荷物を移載する移載装置であって、荷物の側方、または、上方、または、下方を荷物の移載方向軸に沿って移動するアームと、荷物に当接し荷物に移載方向の力を付与する爪であって、前記アームの一端部において前記アームから荷物に向かう方向である荷物方向に回転可能に保持される爪と、前記爪の回転軸を前記アームが延設される方向である前記アームの一端方向に移動させながら前記爪を回転させて前記爪を突出させる突出機構とを備えることを特徴とする。

これによれば、爪は、移載方向軸に沿ってアームから突き出しながら荷物の方向に回転することができるため、荷物の背面からあまり突出することなく荷物の角を回避して荷物の背方に爪を回り込ませることが可能となる。したがって、荷物の背方に移載のための大きな空間を設ける必要がなくなり、荷物の保管効率を向上させることが可能となる。

また、前記爪は、当該爪の回転軸を含む回転軸部と、前記回転軸部と所定の距離を隔てて配置され、荷物と当接する当接面部と、前記当接面部と交差する方向に延び、前記回転軸部と前記当接面部とを接続する接続部とを備えることが好ましい。

これによれば、爪の回転軸を荷物の背面よりも荷物の正面側に配置すると共に、爪が荷物の角部を回避して爪の当接面部を荷物の背面に押し当てることができるため、爪をコンパクト化することができると共に、しっかりと荷物を掻き込むことが可能となる。

また、前記突出機構は、前記アームに設けられることが好ましい。

これによれば、爪と爪を動作させる突出機構がアームに配置されるため、容易にユニット化でき、移載装置の組み立てが容易になる。

さらに、前記アームの他端に回転可能に保持される第二爪と、前記アーム一端から突出した前記爪を収納するために前記爪の回転軸を前記アームの他端方向に移動させる前記突出機構の動作に連動し、前記第二爪の回転軸を前記アームの他端方向に移動させながら前記第二爪を回転させて前記第二爪を突出させる第二突出機構とを備えることが好ましい。

これによれば、アームの一端と他端とに爪が設けられているため、荷物を一方向ばかりでなくその逆の方向にも移載することが可能となる。しかも、第一載置場所と第二載置場所と第三載置場所が一列に並んでいる場合、前記移載装置は、第一載置場所から第二載置場所に移載するだけでなく、第三載置場所に載置されている荷物背方の空間が狭い状態でも荷物の背方に爪を当接させて第二載置場所に移載することも可能となる。

また、前記突出機構は、前記爪が前記アームから突出した状態において荷物を移載する際に前記爪が荷物から受ける抗力によっては、前記爪が回転しない死点部を備えることが好ましい。

これによれば、爪が荷物から受ける抗力が、突出機構全体に伝わることがなく、突出機構全体の破損を回避することが可能となる。

移載方式に掻き込み方式を採用しつつ、荷物の背方空間をコンパクト化することができ、荷物の保管効率を向上させることが可能となる。

移載装置を備えるスタッカクレーンが設けられる自動倉庫の一部を示す斜視図である。 自動倉庫を模式的に示す側面図である。 昇降台に取り付けられた移載装置を示す上面図である。 アームを一部切り欠いて模式的に示す上面図である。 爪を示す斜視図である。 爪の突出動作を示す図である。 掻き込み方式の移載の概念を示す図である。

次に、本願発明にかかる移載装置の実施の形態を説明する。

図１は、移載装置を備えるスタッカクレーンが設けられる自動倉庫の一部を示す斜視図である。

同図に示すように、自動倉庫３００は、スタッカクレーン３０１により、荷物２００が自動でラック３０２に搬入載置され、また、自動で搬出される倉庫であり、スタッカクレーン３０１、スタッカクレーン３０１の通路に沿って設けられたラック３０２、入出庫の際に荷物が置かれるステーション３０３を備えている。

図２は、自動倉庫を模式的に示す側面図である。

スタッカクレーン３０１は、下部台車３１１と上部台車３１２とをマスト３１３で連結してなる躯体を備え、マスト３１３に沿って昇降台３１６が上下する構成が採用されている。

また、昇降台３１６には、移載装置１００が取り付けられている。

図３は、昇降台に取り付けられた移載装置を示す上面図である。

同図に示すように、移載装置１００は、第一載置場所であるラック３０２と第二載置場所である昇降台３１６との間で荷物２００を掻き込み方式で移載するための装置であって、トップアーム１０１と、爪１０２と、ミドルアーム１０３と、ベースアーム１０４と、幅変更レール１０５と、第二爪１０６とを備えている。

トップアーム１０１は、荷物２００の側方、または、上方、または、下方に存在する空間を荷物の移載方向軸に沿って移動する棒状のアームである。本実施の形態の場合、移載装置１００は、トップアーム１０１を２本備え、それぞれのトップアーム１０１が荷物２００の両側方を通過させるものとなっている。

ベースアーム１０４は、昇降台３１６に固定される部材であり、ミドルアーム１０３は、ベースアーム１０４に沿ってスライドするものとなっている。

ミドルアーム１０３は、トップアーム１０１をスライド可能に保持すると共に、ベースアーム１０４にスライド可能に取り付けられるアームであり、所定の構造的強度を保ちつつトップアーム１０１を遠くまで突き出す機能を担っている。

本実施の形態における移載装置１００は、ベースアーム１０４とミドルアーム１０３とトップアーム１０１とによって、テレスコピック構造を構成しており、駆動装置（図示せず）によってベースアーム１０４に対してミドルアーム１０３を突出するようにスライドさせると、当該動作に連動してトップアーム１０１がミドルアーム１０３に対して突出するようにスライドするものとなっている。

幅変更レール１０５は、荷物２００の幅に合わせてトップアーム１０１の間隔を調整できるように、ベースアーム１０４を荷物２００の幅方向（同図中左右方向）に移動させるためのレールである。

図４は、アームを一部切り欠いて模式的に示す上面図である。

同図に示すように、トップアーム１０１には、爪１０２と、突出機構１０７と、第二爪１０６とが取り付けられている。

爪１０２、および、第二爪１０６は、荷物２００の背面に当接し、荷物２００に移載方向の力を付与する部材であり、トップアーム１０１の端部において荷物方向に回転可能に保持される部材である。爪１０２、および、第二爪１０６は、図５に示すように、回転軸Ｒを含む回転軸部１１１と、回転軸部１１１と所定の距離を隔てて配置され、荷物２００と当接する当接面部１１２と、当接面部１１２と交差する方向に延び、回転軸部１１１と当接面部１１２とを接続する接続部１１３とを備えている。本実施の形態の場合、回転軸部１１１は、端面どうしがそれぞれ同一面上に配置される異なる径の二つの円柱を接続したような形状の接触子である。また、回転軸部１１１のカム板１２３と接触する部分は、フリーローラとなっており、回転軸部１１１とカム板１２３とは摺動ではなく転動で接触するものとなっている。

接続部１１３は、回転軸部１１１の両端部に２本固定状態で取り付けられており、また、当接面部１１２と所定の角度で交差するように当接面部に１１２接続されている。ここで、当接面部１１２と接続部１１３とが交差する角度は、直角（９０度）ばかりでなく、０度より大きく９０度未満の範囲から選定される角度であっても良い。また、接続部１１３の先端からは当接面部１１２が一体に延設されており、二つの当接面部１１２に対し板体１１４が渡されて取り付けられている。

突出機構１０７は、爪１０２の回転軸Ｒをトップアーム１０１の一端方向に移動させながら爪１０２を回転軸Ｒの周りで回転させて爪１０２を突出させる機構であり、シリンダ１２１と、シャフト１２２と、カム板１２３とを備えている。本実施の形態の場合、シャフト１２２の一端には爪１０２が取り付けられており、他端には第二爪１０６が取り付けられている。したがって、爪１０２がトップアーム１０１から突出する場合は、第二爪１０６はトップアーム１０１に没入し、爪１０２がトップアーム１０１に没入する場合は、第二爪１０６はトップアーム１０１から突出するものとなっている。この場合、突出機構１０７は、モータ等の駆動機構を共通化することができ、突出機構１０７全体としての重量を軽減させることが可能となり、トップアーム１０１を移動させる際の負荷を低減させることができる。また、突出機構１０７は、最も遠方にまで突出するトップアーム１０１に取り付けられている。

シリンダ１２１は、トップアーム１０１に取り付けられており、シャフト１２２を動作させるためのモータ（図示せず）を備えている。

シャフト１２２は、棒状の部材であり、シリンダ１２１によってスライド可能に取り付けられている。本実施の形態の場合、モータとボールねじ機構とで駆動機構を構成しており、前記モータを回転させることでボールねじ機構によりシリンダ１２１を往復動させることができるものとなっている。

以上のシリンダ１２１と、モータと、シャフト１２２とボールねじ機構とでアクチュエータを構成している。

カム板１２３は、所定の軌道を描き、接触子である回転軸部１１１と接触する接触部１２５を備えるカムであり、当接しながら摺動する爪１０２の回転軸部１１１に回転方向の力を付与する部材である。本実施の形態の場合、カム板１２３は、突出機構１０７により直動する回転軸部１１１と接触部１２５とが接触することで、回転軸部１１１に回転方向の力を付与する部材であり、回転軸部１１１が突出方向に移動するに従い、回転軸部１１１の回転軸と接触部１２５との距離が徐々に短くなる形状となっている。また、カム板１２３は、爪１０２が移動する方向と平行な死点部１２４を備えている。当該死点部１２４は、爪１０２がトップアーム１０１から突出した状態において荷物２００を移載する際に荷物から受ける抗力によっては、シャフト１２２が往復動する方向（図４中上下方向）に力が発生しない部分である。本実施の形態の場合、死点部１２４はシャフト１２２が往復動する方向軸と平行な面を備えている。したがって、死点部１２４に回転軸部１１１が当接している状態で、荷物２００を移載すれば、シャフト１２２やシリンダ１２１やモータに負荷が発生することを回避できる。

次に、ラック３０２からスタッカクレーン３０１の昇降台３１６に荷物２００を移載する際の移載装置１００との動作を説明する。

まず、移載対象の荷物２００が保管されている位置に昇降台３１６を配置する。ここで、荷物２００が載置されている面と昇降台３１６の荷物２００を載置する面とは同一のレベルに調節されており、近接している。

次に、ベースアーム１０４に対しミドルアーム１０３をラック３０２に向かって突出させる。この段階において、二つのトップアーム１０１の間隔は、移載する荷物２００の幅に対応するように調整されている。

前記ミドルアーム１０３の突出動作に連動して、トップアーム１０１がミドルアーム１０３に対してラック３０２に向かって突出する。この状態において、ラック３０２側に配置されている爪１０２は、トップアーム１０１に対し没入した状態となっている。

次に、トップアーム１０１の端部が荷物２００の側方空間を通過し、トップアーム１０１が突出しきった状態となると、突出機構１０７が動作し、爪１０２を突出させる。

図６は、爪の突出動作を示す図である。

同図に示すように、移載装置１００は、移載方向（同図中矢印）にはあまり突出することなく、移載方向と直角で荷物２００の存在する方向に大きく爪１０２を突出させることが可能となる。しかも、爪１０２の回転軸が移載方向に対し直角であるため、トップアーム１０１の移動動作と爪１０２の突出動作とが一平面内（同図紙面内）で行われる。したがって、高さの低い荷物２００に対しても、小さな動作スペースで爪１０２を突出させることができ、高さ方向にも高密度で荷物２００を保管することを可能とできる。

次に、ミドルアーム１０３をベースアーム１０４に対して昇降台３１６方向にスライドさせることでトップアーム１０１を同方向にスライドさせ、爪１０２の当接面部１１２を荷物２００の背面に押し当てて、荷物２００を掻き込むようにして滑らせる。

以上によって、ラック３０２から昇降台３１６に荷物２００を移載することができる。

また、本実施の形態の移載装置であれば、荷物２００の正面側に配置される第二爪１０６を突出させた状態でトップアーム１０１をラック３０２側にスライドさせれば、昇降台３１６からラック３０２に移載することができる。

さらに、図３に示すように、昇降台３１６を挟むように配置される（図中の上下方向に配置される）いずれのラック３０２に対しても荷物２００を移載することが可能である。

なお、上記において、突出機構１０７は、カム機構が採用されているが、突出機構１０７はこれに限定されるものではない。例えば、ラックとピニオンを用いることにより爪１０２を回転させながら突出させてもよい。また、爪１０２の回転と、爪の直動とを異なる駆動源により実現してもかまわない。

本願発明は、自動倉庫や所定の場所から他の場所へ自動搬送車で荷物を搬送する工場等に利用可能である。

１００ 移載装置
１０１ トップアーム
１０２ 爪
１０３ ミドルアーム
１０４ ベースアーム
１０５ 幅変更レール
１０６ 第二爪
１０７ 突出機構
１１１ 回転軸部
１１２ 当接面部
１１３ 接続部
１１４ 板体
１２１ シリンダ
１２２ シャフト
１２３ カム板
１２４ 死点部
２００ 荷物
３００ 自動倉庫
３０１ スタッカクレーン
３０２ ラック
３０３ ステーション
３１１ 下部台車
３１２ 上部台車
３１３ マスト
３１６ 昇降台

Claims (6)

1. 同一高さレベルで近接して配置される第一載置場所と第二載置場所との間を、荷物を移載する移載装置であって、
   荷物の側方、または、上方、または、下方を荷物の移載方向軸に沿って移動するアームと、
   荷物に当接し荷物に移載方向の力を付与する爪であって、前記アームの一端部において前記アームから荷物に向かう方向である荷物方向に回転可能に保持される爪と、
   前記爪の回転軸を前記アームが延設される方向である前記アームの一端方向に移動させながら前記爪を回転させて前記爪を突出させる突出機構と
   を備える移載装置。
2. 前記突出機構は、
   前記爪に取り付けられる接触子と、
   所定の軌道を描き、前記接触子と接触する接触部を備えるカムと、
   前記接触子と前記カムとを相対的に移動させるアクチュエータとを備える
   請求項１に記載の移載装置。
3. 前記爪は、
   当該爪の回転軸を含む回転軸部と、
   前記回転軸部と所定の距離を隔てて配置され、荷物と当接する当接面部と、
   前記当接面部と交差する方向に延び、前記回転軸部と前記当接面部とを接続する接続部と
   を備える請求項１に記載の移載装置。
4. 前記アームは、
   ミドルアームと、
   前記ミドルアームに対しスライドして出退するトップアームとを備え、
   前記突出機構は、前記トップアームに設けられる請求項１に記載の移載装置。
5. さらに、
   前記アームの他端に回転可能に保持される第二爪と、
   前記突出機構が備える駆動機構を共有すると共に、前記アーム一端から突出した前記爪を収納するために前記爪の回転軸を前記アームの他端方向に移動させる前記突出機構の動作に連動し、前記第二爪の回転軸を前記アームの他端方向に移動させながら前記第二爪を回転させて前記第二爪を突出させる第二突出機構と
   を備える請求項１に記載の移載装置。
6. 前記爪が前記アームから突出した状態において荷物を移載する際に前記爪が荷物から受ける抗力によって前記接触子と前記カムとの間に発生する力の方向軸が、前記接触子と前記カムとの相対的移動方向軸と垂直に交わるように前記接触子、又は、前記カムに配置される平面状の死点部を備える請求項１に記載の移載装置。

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