JP2011148613A - 棚設備及び自動倉庫 - Google Patents

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Abstract

【課題】トレー等を保管場所で段積みすることのできる棚設備を提供する。
【解決手段】棚設備としてのラック100は、一端が軸によって軸支されると共に、上面に対象物としてのトレー300が載置される棚受け310a、310bと、棚受け310a、310bの水平位置より下方への回動を規制する回動規制部としての水平面332とを備える。棚受け310a、310bは、水平面332によって水平位置に保持されることによって、当該棚受け310a、310bの上方に広がる上部空間360から当該棚受け310a、310bの下方に広がる下部空間370へのトレー300の移動を制限する第1の状態と、水平位置より上方に回動することによって、下部区間370から上部空間360へのトレー300の移動を許容する第2の状態との間を回動する。
【選択図】図3

Description

本発明は、トレー等を段積みした状態で保管する棚設備及び自動倉庫に関するものである。
特許文献1には、液晶基板等の搬送や保管に用いるトレーを、段積みした状態で保管する自動倉庫が開示されている。このような従来の自動倉庫では、まず、トレーをリフターと昇降爪で吊り上げ、ステーション上に積み上げる。そして、ステーション上で段積み状態にされたトレーを無人搬送車で搬送し、移載装置で所定の棚に収納している。
特開2008−156040号公報
上記のような自動倉庫では、段積み状態のトレーを保管する場所(棚)に加えて、トレーを積み上げる場所(ステーション)が必要となる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、トレー等の対象物を、保管場所で段積みすることのできる棚設備及び自動倉庫を提供することを目的とする。
本発明の一形態に係る棚設備は、対象物を収納する。具体的には、一端が軸によって軸支されると共に、上面に前記対象物が載置される棚受けと、前記棚受けの水平位置より下方への回動を規制する回動規制部とを備える。そして、前記棚受けは、前記回動規制部によって水平位置に保持されることによって、当該棚受けの上方に広がる上部空間から当該棚受けの下方に広がる下部空間への前記対象物の移動を制限する第1の状態と、前記水平位置より上方に回動することによって、前記下部空間から前記上部空間への前記対象物の移動を許容する第2の状態との間を回動する。
上記構成によれば、新たな対象物を下部空間から上部空間まで押し上げることにより、既に棚受けに載置されていた対象物と積み重ねることができ、且つ積み重ねられた対象物をその場に保管することが可能となる。
また、前記棚受けは、該棚設備の前面の前記対象物を搬入する搬入面側から見て右側面側に軸支される第1の棚受けと、前記搬入面側から見て左側面側に軸支される第2の棚受けとによって構成されてもよい。そして、該棚設備は、さらに、前記第1及び第2の棚受けが回動するのに従って、前記上部空間内で上下に移動する前記対象物を、前記搬入面側から見て左右方向中央に案内するガイド部を備えてもよい。
また、前記棚受けは、前記対象物を搬入する搬入面側から見て右側面側に軸支される第1の棚受けと、前記搬入面側から見て左側面側に軸支される第2の棚受けとによって構成されてもよい。そして、該棚設備は、さらに、該棚設備の前面の搬入面から前記下部空間に搬入され、且つ前記下部空間から前記上部空間に移動するために前記第1及び第2の棚受けを押し上げる前記対象物を、前記搬入面側から見て左右方向中央に案内するガイド部を備えてもよい。
上記の一方又は両方を採用することにより、対象物が左右方向にずれた状態で積み重ねられるのを効果的に抑制することができる。
また、前記棚受けは、前記対象物を搬入する搬入面側から見て右側面側に軸支される第1の棚受けと、前記搬入面側から見て左側面側に軸支される第2の棚受けとによって構成されてもよい。そして、該棚設備は、さらに、前記第1及び第2の棚受けの一方が回動するのに連動して、他方を回動させるリンク機構を備えてもよい。
さらに、該棚設備は、前記棚受けを前記第1の状態に近づける方向に付勢する付勢部材を備えてもよい。これにより、棚受けが第2の状態まま停止し、第1の状態に戻らなくなるのを防止することができる。さらに、該棚設備は、前記付勢部材の付勢力を減衰させる減衰部材を備えてもよい。これにより、棚受けが勢い良く回動し、規制部材によって急停止させられることによる衝撃を緩和することができる。
本発明の一形態に係る自動倉庫は、対象物を収納する。具体的には、一端が軸によって軸支される棚受け、及び前記棚受けの水平位置より下方への回動を規制する回動規制部を備える棚設備と、前記対象物が載置される移載装置、前記移載装置を前記棚設備に対して出退させる出退制御部、及び前記移載装置を昇降させる昇降制御部を備えるスタッカクレーンとを備える。前記棚受けは、前記回動規制部によって水平位置に保持されることによって、当該棚受けの上方に広がる上部空間から当該棚受けの下方に広がる下部空間への前記対象物の移動を制限する第1の状態と、前記水平位置より上方に回動することによって、前記下部空間から前記上部空間への前記対象物の移動を許容する第2の状態との間を回動する。前記出退制御部は、前記対象物が載置された前記移載装置を、前記棚設備の前記下部空間に進入させる。前記昇降制御部は、前記棚受けを前記第1の状態から前記第2の状態まで回動させながら、前記対象物が載置されている前記移載装置を前記下部空間から前記上部空間まで上昇させると共に、前記棚受けが前記第1の状態に戻った後に、前記移載装置を前記上部空間から前記下部空間まで降下させる。
上記構成によれば、新たな対象物を下部空間から上部空間まで押し上げることにより、既に棚受けに載置されていた対象物と積み重ねることができ、且つ積み重ねられた対象物をその場に保管することが可能となる。
自動倉庫の主要部の構成の一例を示す斜視図である。 図1の自動倉庫を左側面から見た概略図である。 上下に隣接する2つの収納部の正面図である。 図3の右側半分の斜視図である。 ダンパユニットの具体的な構成の一例を示す図である。 リンク機構の一例を示す図である。 スタッカクレーンのトレー収納処理を示すフローチャートである。 トレーが積み重ねられる前の状態を示す図である。 トレーが積み重ねられた後の状態を示す図である。 段積み状態のトレーが棚受けに載置された後の状態を示す図である。
図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態に係る自動倉庫10を説明する。なお、図1は、自動倉庫10の主要部の構成の一例を示す斜視図である。図2は、図1の自動倉庫10を左側面から見た概略図である。
自動倉庫10は、図1に示されるように、物品を収納するラック(棚設備)100と、入出庫の際に物品を載置するステーション110と、有軌道走行車としてのスタッカクレーン200とを主に備える。
ラック100には、物品を収納する複数の収納部120が縦横に設けられる。縦に一連の収納部120を列とし、同じ高さにある収納部120を段とする。また、ラック100に隣接する領域には、ラック100に沿って延びる走行レール130(床面側)と、ガイドレール140(天井側)とが敷設されている。なお、この実施形態においては、走行レール130及びガイドレール140の両側にラック100が配置されている。
スタッカクレーン200は、走行レール130に沿って走行し、ステーション110と収納部120との間で物品を移載する。具体的には、ステーション110に載置されている物品を収納部120に収納したり、収納部120に収納されている物品を取り出してステーション110に載置したりする。
このようなスタッカクレーン200は、図2に示されるように、下部台車210と、上部台車220と、下部台車210及び上部台車220を連結するマスト230と、スタッカクレーン200の動作(より具体的には、後述のウィンチモータ233及び移載モータ236の動作)を制御する制御部(図示省略)とを主に備える。
下部台車210には、床面に敷設された走行レール130の上面に当接する車輪211、及び車輪211を駆動する走行モータ212が取り付けられる。なお、車輪211及び走行モータ212は、走行装置の一例である。この走行装置は、走行モータ212の駆動力を用いて車輪211を走行レール130上で回転させることによって、スタッカクレーン200を走行レール130に沿って走行させる。
上部台車220には、ワイヤロープ231を案内するシーブ221と、ガイドレール140の一方側及び他方側に配置される一対のガイドローラ222、223とが取り付けられている。一対のガイドローラ222、223はガイドレール140を左右から挟み込むように配置されており、スタッカクレーン200の姿勢を安定させる。
マスト230には、ワイヤロープ231で懸吊される昇降台232と、昇降台232をマスト230に沿って昇降させるウィンチモータ(昇降制御部)233とが取り付けられている。
昇降台232には、スライドフォーク234が設けられる。スライドフォーク234は、互いに復動可能に連結された複数のプレート235、及びプレート235を昇降台232からラック100へ向かって出退させる移載モータ(出退制御部)236から構成される。最上層のプレート235は、物品を載置する載置台として機能する。スライドフォーク234及び移載モータ236は、移載装置の一例である。
次に、図3〜図6を参照して、ラック100の構造を詳しく説明する。このラック100は、棚受け(キャンチ)を回動させることによって対象物を積み重ねることができると共に、段積み状態の対象物をその場で保管することができる。なお、「対象物」とは、典型的には、トレー、パレット、バケット等の内部に荷物を収納する空間を有する物を指すが、荷物(ダンボール等)も除外されない。
まず、図3は、ラック100の一部、より具体的には、上下に隣接する2つの収納部120の正面図である。また、図4は、図3の右側半分の斜視図である(左右対称なので、左側半分の図示は省略する)。以降の説明では、図3に示されるように、2つの収納部120で構成される領域をラック100と呼称するものとする。ラック100は、第1及び第2の棚受け310a、310bと、上側ガイド部320と、下側ガイド部330と、ダンパユニット340と、リンク機構(図3では図示省略)350とを備える。
第1の棚受け310aは、ラック100の前面の搬入面側(図3の手前側)から見て右側面側に配置されており、一端が水平方向(図3の奥行き方向)に延びる軸311aによって支柱312aに対して軸支されている。同様に、第2の棚受け310bは、搬入面側から見て左側面側に配置されており、一端が水平方向(図3の奥行き方向)に延びる軸311bによって支柱312bに対して軸支されている。第1及び第2の棚受け310a、310bは、軸311a,311b周りに回動可能な状態となっている。ただし、第1及び第2の棚受け310a、310bは、水平位置より下方に回動しないように規制されている。そして、水平位置に保持された第1及び第2の棚受け310a、310bの上面には、トレー300が載置される。
なお、図3に示されるラック100のうちの水平位置に保持された第1及び第2の棚受け310a、310bの上方に広がる空間(収納部120)を上部空間360と、下方に広がる空間(収納部120)を下部空間370と呼称する。また、第1及び第2の棚受け310a、310bが水平位置に保持されている状態を第1の状態と、水平位置より上方に回動した状態を第2の状態と呼称する。
第1の状態においては、上部空間360と下部空間370との間のトレー300の移動は制限されるが、プレート235の移動は許容される。つまり、互いに対面する第1及び第2の棚受け310a、310bの間の隙間は、トレー300の幅より小さく、プレート235の幅より大きい。一方、第2の状態においては、上部空間360と下部空間370との間のトレー300の移動は許容される。
上側ガイド部320は、上部空間360の左右に配置され、搬入面側から見た時のラック100(上部空間360)の左右方向の幅を規制する。具体的には、上側ガイド部320は、上部空間360の下方から上方に向かって左右方向の幅を徐々に小さくするテーパ部321と、左右方向の幅を一定に保持する直線部322とで構成される。なお、直線部322の位置における上部空間360の左右方向の幅は、トレー300の幅より僅かに大きな値となっている。上側ガイド部320の厚みは上部空間360の左右で同一なので、第1及び第2の棚受け310a、310bが回動するのに従って、上部空間360内で上下に移動するトレー300を、搬入面側から見て左右方向中央に案内することができる。
下側ガイド部330は、下部空間370の左右に配置され、搬入面側から見た時のラック100(下部空間370)の左右方向の幅を規制する。具体的には、下側ガイド部330は、下部空間370の下方から上方に向かって左右方向の幅を徐々に小さくするテーパ部331を有する。そして、下側ガイド部330は、搬入面から下部空間370に搬入され、且つ下部空間370から上部空間360に移動するために第1及び第2の棚受け310a、310bを押し上げるトレー300を、搬入面側から見て左右方向中央に案内することができる。
また、下側ガイド部330は、その上面に水平面332を有している。この水平面332は、水平位置の第1及び第2の棚受け310a、310bの下面と当接し、第1及び第2の棚受け310a、310bの水平位置より下方への回動を規制する回動規制部として機能する。
上側ガイド部320及び下側ガイド部330を設けることにより、トレー300が左右方向にずれた状態で積み重ねられるのを有効に防止することができる。なお、上側ガイド部320及び下側ガイド部330の一方のみでも上記の効果を得ることはできる。また、上記の上側ガイド部320及び下側ガイド部330は、本発明の必須の構成要素ではなく、省略することもできる。
ダンパユニット340は、第1及び第2の棚受け310a、310bそれぞれに取り付けられている。このダンパユニット340は、図4に示されるように、一端が第1の棚受け310aに、他端が支柱312aに接続されており、第1の棚受け310aを第1の状態に近づける方向に付勢する付勢部材と、付勢部材の付勢力を減衰させる減衰部材とを備える。
図5を参照して、ダンパユニット340の具体的な構成の一例を説明する。なお、第1及び第2の棚受け310a、310bに取り付けられているダンパユニット340の構成は共通であるので、以下、第1の棚受け310aに取り付けられたダンパユニット340を中心に説明する。ダンパユニット340は、付勢部材としての圧縮コイルバネ341と、減衰部材としてのオイルダンパ342とを備える。
圧縮コイルバネ341は、第1の棚受け310aが水平位置に保持されているときに無負荷状態となり、第1の棚受け310aが水平位置から上方に回動するのにつれて圧縮される。すなわち、圧縮コイルバネ341は、第1の棚受け310aを第1の状態に近づける方向に付勢する。
オイルダンパ342には、ピストン346を有する第1の空間343と、第1の空間343に隣接する第2の空間344とが隔壁345によって区画されている。また、隔壁345には、第1及び第2の空間343、344の間の粘性流体の移動を可能にする貫通孔が形成されている。そして、第1及び第2の空間343、344には、粘性流体が封入されている。上記構成のオイルダンパ342において、ピストン346が圧縮コイルバネ341の伸縮に連動して往復運動することにより、粘性流体が貫通孔を通って第1及び第2の空間343、344の間を移動する。その結果、圧縮コイルバネ341の付勢力が減衰され、第1の棚受け310aが第2の状態から第1の状態にゆっくり回動する。
上記のように、圧縮コイルバネ341を設けることによって、第1の棚受け310aが第2の状態で停止し、第1の状態に戻ってこないことを防止することができる。また、圧縮コイルバネ341を単独で用いると、第1の棚受け310aが勢い良く回動するので、水平位置で第1の棚受け310aに衝撃荷重が負荷される。これを防止するために、オイルダンパ342を組み合わせるのが望ましい。
このとき、第1の棚受け310aを第2の状態から第1の状態に確実に回動させ、且つ水平位置で第1の棚受け310aに付加される衝撃加重を極小化するために、例えば、圧縮コイルバネ341の付勢力と重力との合力が、オイルダンパ342の減衰力を僅かに上回るように、適切な圧縮コイルバネ341及びオイルダンパ342を選択するのが望ましい。
ただし、圧縮コイルバネ341及びオイルダンパ342は、本発明の必須の構成要素ではなく、一方を省略してもよいし、両方を省略して、重力によって自然に戻るようにしてもよい。
また、ラック100の背面(図3の奥側)には、第1及び第2の棚受け310a、310bの一方が回動するのに連動して、他方を回動させるリンク機構350が設けられている。図6を参照して、リンク機構350の一例を説明する。
リンク機構350は、第1及び第2の棚受け310a、310bと一体回転する棚受け側プーリ313a、313bと、互いに噛合する歯車351、352と、歯車351、352それぞれと一体回転する歯車側プーリ353、354と、棚受け側プーリ313a、313b及び歯車側プーリ353、354の間に巻回されて、一方の回転を他方に伝達するベルト355、356とを備える。
上記のリンク機構350において、棚受け側プーリ313a、313bの半径は互いに同一であり、歯車側プーリ353、354の半径は互いに同一である。また、歯車351、352の歯数も互いに同一である。これにより、第1及び第2の棚受け310a、310bの回動を連動させることができる。
上記のように、第1及び第2の棚受け310a、310bを連動させるリンク機構350を設けることにより、トレー300が左右方向にずれるのをより効果的に抑制することが可能となる。
次に、図7〜図10を参照して、トレー300cをラック100に収納するスタッカクレーン200の動作を説明する。図7は、スタッカクレーン200のトレー収納処理を示すフローチャートである。図8〜図10は、トレー収納処理におけるラック100の状態を示す図である。
以下、2つのトレー300a、300bが第1及び第2の棚受け310a、310bに載置されている状態で、3つ目のトレー300cを新たに収納する例を説明する。一方、未だトレー300が収納されていない状態のラック100に1つ目のトレー300を収納する場合は、従来のようにリフター等で吊り上げて第1及び第2の棚受け310a、310bに載置する方法を用いてもよいし、以下に説明する本発明の方法を適用してもよい。
まず、スタッカクレーン200は、プレート235にトレー300cを載置した状態で走行レール130に沿って移動し、ラック100の正面で停止する。また、ウィンチモータ233によって昇降台232を下部空間370に対面する位置まで昇降させる。さらに、トレー300cが載置されたプレート235を、移載モータ236によって下部空間370に進入させる(S11)。この時の状態を図8に示す。
次に、スタッカクレーン200は、プレート235を下部空間370に進入させた状態で、ウィンチモータ233によって昇降台232を上部空間360に対面する位置まで上昇させる。これに伴って、下部空間370内に位置するプレート235も上部空間360まで上昇する(S12)。
このとき、搬入面側から見たトレー300cの左右方向の位置は、下側ガイド部330によって規制される。つまり、トレー300cの位置が左右方向の一方に偏っていたとしても、下側ガイド部330のテーパ部331によって左右方向の中央に案内される。プレート235がさらに上昇すると、第1及び第2の棚受け310a、310bが上方へ押し上げてられ、これに伴って第1及び第2の棚受け310a、310bに載置されているトレー300a、300bも上昇する。このとき、搬入面側から見たトレー300a、300bの左右方向の位置は、上側ガイド部320によって規制される。つまり、トレー300a、300bの位置が左右方向の一方に偏っていたとしても、上側ガイド部320のテーパ部331によって左右方向の中央に案内される。これにより、トレー300a、300b、300cの左右方向のずれが是正される。
プレート235がさらに上昇すると、第1及び第2の棚受け310a、310bは、トレー300cを通過させる状態(第2の状態)まで回動する。その結果、図9に示されるように、トレー300a、300b、300cが積み重ねられる。なお、プレート235は、第1及び第2の棚受け310a、310bの先端がトレー300cに届かない位置まで上昇する。これにより、第1及び第2の棚受け310a、310bは、第2の状態から第1の状態まで戻る。
次に、スタッカクレーン200は、ウィンチモータ233によって、昇降台232を再び下部空間370に対面する位置まで降下させる(S13)。これに伴って、段積み状態のトレー300a、300b、300cが載置された状態のプレート235も降下する。このとき、第1及び第2の棚受け310a、310bは既に第1の状態に戻っているので、図10に示されるように、段積み状態のトレー300a、300b、300cは第1及び第2の棚受け310a、310bに載置され、プレート235のみが下部空間370まで降下する。
最後に、スタッカクレーン200は、移載モータ236によって下部空間370からプレート235を引き抜く。これにより、保管場所であるラック100内で、トレー300a、300b、300cを積み重ねることができる。
なお、ラック100の各構成要素は、上記の形態に限定されない。例えば、ただ1つの棚受けを有するラック100であっても、本発明の効果を得ることができる。また、上側ガイド部320、下側ガイド部330、回動規制部(水平面332)、付勢部材及び減衰部材(ダンパユニット340)、リンク機構350の構成も上記の例に限定されず、同様の効果を奏する他の形態であってもよい。
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。また、上記実施の形態及び上記変形例は、任意の組み合わせで組み合わせることができる。
本発明は、自動倉庫に有利に利用される。
10 自動倉庫
100 ラック
110 ステーション
120 収納部
130 走行レール
140 ガイドレール
200 スタッカクレーン
210 下部台車
211 車輪
212 走行モータ
220 上部台車
221 シーブ
222,223 ガイドローラ
230 マスト
231 ワイヤロープ
232 昇降台
233 ウィンチモータ
234 スライドフォーク
235 プレート
300,300a,300b,300c トレー
310a 第1の棚受け
310b 第2の棚受け
311a,311b 軸
312a,312b 支柱
313a,313b 棚受け側プーリ
320 上側ガイド部
321,331 テーパ部
322 直線部
332 水平面
330 下側ガイド部
340 ダンパユニット
341 圧縮コイルバネ
342 オイルダンパ
343 第1の空間
344 第2の空間
345 隔壁
346 ピストン
350 リンク機構
351,352 歯車
353,354 歯車側プーリ
355,356 ベルト
360 上部空間
370 下部空間

Claims (7)

  1. 対象物を収納する棚設備であって、
    一端が軸によって軸支されると共に、上面に前記対象物が載置される棚受けと、
    前記棚受けの水平位置より下方への回動を規制する回動規制部とを備え、
    前記棚受けは、前記回動規制部によって水平位置に保持されることによって、当該棚受けの上方に広がる上部空間から当該棚受けの下方に広がる下部空間への前記対象物の移動を制限する第1の状態と、前記水平位置より上方に回動することによって、前記下部空間から前記上部空間への前記対象物の移動を許容する第2の状態との間を回動する
    棚設備。
  2. 前記棚受けは、該棚設備の前面の前記対象物を搬入する搬入面側から見て右側面側に軸支される第1の棚受けと、前記搬入面側から見て左側面側に軸支される第2の棚受けとによって構成され、
    該棚設備は、さらに、前記第1及び第2の棚受けが回動するのに従って、前記上部空間内で上下に移動する前記対象物を、前記搬入面側から見て左右方向中央に案内するガイド部を備える
    請求項1に記載の棚設備。
  3. 前記棚受けは、前記対象物を搬入する搬入面側から見て右側面側に軸支される第1の棚受けと、前記搬入面側から見て左側面側に軸支される第2の棚受けとによって構成され、
    該棚設備は、さらに、該棚設備の前面の搬入面から前記下部空間に搬入され、且つ前記下部空間から前記上部空間に移動するために前記第1及び第2の棚受けを押し上げる前記対象物を、前記搬入面側から見て左右方向中央に案内するガイド部を備える
    請求項1又は2に記載の棚設備。
  4. 前記棚受けは、前記対象物を搬入する搬入面側から見て右側面側に軸支される第1の棚受けと、前記搬入面側から見て左側面側に軸支される第2の棚受けとによって構成され、
    該棚設備は、さらに、前記第1及び第2の棚受けの一方が回動するのに連動して、他方を回動させるリンク機構を備える
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の棚設備。
  5. 該棚設備は、さらに、前記棚受けを前記第1の状態に近づける方向に付勢する付勢部材を備える
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の棚設備。
  6. 該棚設備は、さらに、前記付勢部材の付勢力を減衰させる減衰部材を備える
    請求項5に記載の棚設備。
  7. 対象物を収納する自動倉庫であって、
    一端が軸によって軸支される棚受け、及び前記棚受けの水平位置より下方への回動を規制する回動規制部を備える棚設備と、
    前記対象物が載置される移載装置、前記移載装置を前記棚設備に対して出退させる出退制御部、及び前記移載装置を昇降させる昇降制御部を備えるスタッカクレーンとを備え、
    前記棚受けは、前記回動規制部によって水平位置に保持されることによって、当該棚受けの上方に広がる上部空間から当該棚受けの下方に広がる下部空間への前記対象物の移動を制限する第1の状態と、前記水平位置より上方に回動することによって、前記下部空間から前記上部空間への前記対象物の移動を許容する第2の状態との間を回動し、
    前記出退制御部は、前記対象物が載置された前記移載装置を、前記棚設備の前記下部空間に進入させ、
    前記昇降制御部は、前記棚受けを前記第1の状態から前記第2の状態まで回動させながら、前記対象物が載置されている前記移載装置を前記下部空間から前記上部空間まで上昇させると共に、前記棚受けが前記第1の状態に戻った後に、前記移載装置を前記上部空間から前記下部空間まで降下させる
    自動倉庫。
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