JP2015009937A - 自動倉庫 - Google Patents

Abstract

【課題】棚が設置される階よりも下の階に入出庫口を設置する自動倉庫において、リフタ等の垂直搬送機を不要にできる自動倉庫を提供する。【解決手段】本発明の自動倉庫は、最下段よりも上の階に設置され、上下方向に複数段及び水平方向に複数列の収容部５を有する棚２と、棚２が設置される階よりも下の階に設けられる入出庫口１と、棚２が設置される階に設置される搬送装置４と、を備える。搬送装置４は、収容物３を出し入れする移載装置２１、移載装置２１が設けられる昇降体２２、昇降体２２を上下方向に昇降させる昇降装置２３、及び昇降体２２を水平方向に移動させる走行装置２４を有する。棚２が設置される階の床面に開口部３９を形成し、搬送装置４の昇降体２２が開口部３９を通って、棚２が設置される階よりも下の階の入出庫口１の高さまで下降する。【選択図】 図５

Description

本発明は、入庫及び／又は出庫口にセットされた収容物を自動的に棚に収容し、また棚から自動的に収容物を取り出す自動倉庫に関する。

典型的な自動倉庫は、上下方向に複数段及び水平方向に複数列の収容部を有する棚と、収容物がセットされる入出庫口と、入出庫口と棚の収容部との間を収容物を上下方向及び水平方向に搬送する搬送装置としてのスタッカークレーンと、を備える。スタッカークレーンには、棚の収容部に収容物を出し入れするフォーク等の移載装置が設けられる。

典型的な自動倉庫においては、棚が建築物の１階に設置されることが多い。収容物を収容した棚がかなりの重量物になるからである。棚が１階に設置されるのに合わせて、スタッカークレーン及び入出庫口も１階に設置される。入手庫口と棚の収容部との間で収容物を搬送するために、スタッカークレーンは、フォークを上下方向に昇降させながら１階の床面及び天井面に設けたレールに沿って水平方向に走行する。

自動倉庫のレイアウト上、棚が２階に設置され、入出庫口が１階に設置される場合もある。例えば工場の１階を収容物の点検・修理を行うスペースとして利用したり、又は荷さばきを行うスペースとして利用したりする場合、棚を２階に設置することが要請される。例えば特許文献１には、棚を２階に設置し、入庫口及び出庫口を１階に設置した立体駐車場が記載されている。人の動線と自動車の動線とを分けて安全な立体駐車場にするためである。

特開平６−２２１０１８号公報

従来の２階に棚を設置し、１階に入出庫口を設置した自動倉庫にあっては、棚を２階に設置するのに伴ってスタッカークレーンを２階に設置する必要あるので、１階にリフタ等の垂直搬送機を配置し、１階の入出庫口にセットされた収容物を垂直搬送機で２階まで持ち上げ、２階でスタッカークレーンが垂直搬送機から収容物を受け取るようにしていた。しかし、リフタ等の垂直搬送機を設置すると、その分機器が一つ増えて点検が必要になったり、垂直搬送機の設置スペースの分だけ１階のスペース並びに２階の棚の収容部として使用できるスペースがつぶれるという問題がある。

そこで本発明は、棚が設置される階よりも下の階に入出庫口を設置する自動倉庫において、リフタ等の垂直搬送機を不要にできる自動倉庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、最下段より上の階に設置され、上下方向に複数段及び水平方向に複数列の収容部を有する棚と、前記棚が設置される階よりも下の階に設けられる入庫及び／又は出庫口と、前記収容部並びに前記入庫及び／又は出庫口に収容物を出し入れする移載装置、前記移載装置が設けられる昇降体、前記昇降体を上下方向に昇降させる昇降装置、及び前記昇降体を水平方向に移動させる走行装置を有し、前記棚が設置される階に設置される搬送装置と、を備え、前記棚が設置される階の床面に開口部を形成し、前記搬送装置の前記昇降体が前記床面の前記開口部を通って、前記棚が設置される階よりも下の階の前記入庫及び／又は出庫口の高さまで下降する自動倉庫である。

本発明によれば、搬送装置の昇降体が、棚が設置される階の床面に形成した開口部を介して床面よりも下方の入庫及び／又は出庫口の高さまで下降するので、搬送装置の移載装置と入庫及び／又は出庫口との間で直接的に収容物を受け渡すことが可能になる。したがって、これらの間を仲介するリフタ等の垂直搬送機が不要になる。

本発明の一実施形態の自動倉庫の全体平面図 本実施形態の自動倉庫の正面図 図２のIII−III線断面図 図２のIV-IV線断面図 本実施形態のスタッカークレーンの斜視図 図５のVI矢視図 図５のVII矢視図 従来のスタッカークレーンと本実施形態のスタッカークレーンとで昇降体の昇降ストロークを比較した模式図(図８（ａ）は従来のスタッカークレーンを示し、図８（ｂ）は本実施形態のスタッカークレーンを示す)

以下添付図面に基づいて、本発明の実施形態の自動倉庫を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の自動倉庫の全体平面図を示し、図２は自動倉庫の正面図を示し、図３は図２のIII−III線断面図を示し、図４は図２のIV-IV線断面図を示す。

図１及び図２に示すように、本実施形態の自動倉庫は、入出庫口１、棚２、及び搬送装置としてのスタッカークレーン４をその基本的な構成要素とする。建築物の１階には収容物３がセットされる入出庫口１が配置される。建築物の２階には上下方向に複数段及び水平方向に複数列の収容部５を有する棚２が設置される。建築物の１階には棚２は設けられておらず、建築物の１階は収容物３の点検・修理を行うスペースとして利用され、又は荷さばきを行うスペースとして利用される。図３に示すように、棚２は４階の高さまで伸びていて、建築物の２階以上の階は吹き抜けになっている。

以下に自動倉庫の各要素を順番に説明する。入出庫口１は棚２に収容する収容物３がセットされ、また棚２から取り出された収容物３がセットされるところである。図３に示すように、入出庫口１はスタッカークレーン４の隣にスタッカークレーン４のフォークが届く範囲に配置される。入出庫口１は棚２ｂの収容部５の下方に位置する。入出庫口１には台車、フォークリフト等の輸送機器を用いて収容物３がセットされる。

この実施形態の入出庫口１の個数は１個であるが、図１に２点鎖線ａ，ｂで示すように、スタッカークレーン４の走行路７の途中に複数設けることも可能である。また、入庫口と出庫口を兼用した入出庫口１としているが、入庫口と出庫口とを別々にすることも可能である。

収容物３の種類は限定されるものではなく、運搬用の荷物、コンテナ、自動車、鉄道車両用輪軸、金型、工場で製造された製品、紙製品等さまざまなものである。また、収容物３はパレットに載せられた状態で棚２に収容されてもよいし、パレットを使用することなく棚２に直接的に収容されてもよい。

図１の平面図に示すように、間口方向に並べられた一組の棚２ａ，２ｂは互いに対向する。棚２ａ，２ｂは奥行き方向に細長い。棚２ａ，２ｂの間をスタッカークレーン４が走行する。

図２に示すように、棚２ａ，２ｂは建築物の２階から直立する多数の柱１１と、多数の柱１１の上端部と奥行き方向に繋ぐ梁１２と、間口方向に繋ぐ梁１３（図１参照）と、を備える。梁１３は一組の棚２ａ，２ｂ同士も上端で連結する（図３参照）。棚２ａ，２ｂには上下方向に複数段及び奥行き方向に複数列の収容部５が設けられる。各収容部５には、収容物３を受けるラック梁１５が設けられる。各収容部５は、四本の柱１１及びラック梁１５によって区画される。図３に示すように、ラック梁１５は棚２の内側の柱１１（スタッカークレーン４側の柱）よりもスタッカークレーン４側に突出している。

図１に示すように、棚２ａ，２ｂの間には搬送装置としてのスタッカークレーン４が配置される。スタッカークレーン４は棚２ａ，２ｂが設置される階と同じ階に設定され、棚２ａ，２ｂの間を２階の床面に設けた走行レール６（図３参照）に沿って走行する。

図５に示すように、スタッカークレーン４は、棚２の収容部５及び入出庫口１に収容物３を出し入れする移載装置としてのフォーク２１と、フォーク２１が載せられる昇降体２２と、昇降体２２を上下方向に昇降させる昇降装置２３と、昇降体２２を水平方向に移動させる走行装置２４と、を備える。

２階の床面には２本の走行レール６が設けられ、棚２の梁１３には上部レール２７（図３参照）が設けられる。スタッカークレーン４は２階の床の２本の走行レール６と棚２の上部レール２７との間を走行方向(1)（図１の奥行方向）に走行する。

フォーク２１は、進行方向と直交する直交方向(2)に伸縮して左右の棚２ａ，２ｂの収容部５に収容物３を出し入れする。フォーク２１は例えば、トップフォーク２１ｃ、セカンドフォーク２１ｂ、ベースフォーク２１ａを備える（図７参照）。トップフォーク２１ｃとセカンドフォーク２１ｂとの間には、ラックアンドピニオン又はチェーン機構が介在し、セカンドフォーク２１ｂとベースフォーク２１ａとの間にも、ラックアンドピニオン又はチェーン機構が介在する。ベースフォーク２１ａに設けられたモータによってピニオン又はスプロケットを回転させると、セカンドフォーク２１ｂとトップフォーク２１ｃとが連動して直交方向(2)に伸縮するようになっている。

昇降体２２は、フレーム構造物３１に昇降可能に案内される。フレーム構造物３１は、直立した２本のマスト３１ａ，３１ｂと、マスト３１ａ，３１ｂの上端を繋ぐ上部フレーム３１ｃと、マスト３１ａ，３１ｂの下端を繋ぐ枠状のフレーム２６と、を備える。この枠状のフレーム２６は走行装置２４を兼用している。昇降装置２３は、例えば昇降体２２に接続されるワイヤ３２（図６参照）、ワイヤ３２が吊り下げられる滑車３３、ワイヤ３２を巻き取るドラム３４等を備え、昇降体２２を２本のマスト３１ａ，３１ｂに沿って昇降させる。昇降体２２を安定させるためにカウンターウェイトを設けてもよい。

昇降体２２は、フォーク２１が載せられる矩形状の本体部２２ａと、本体部２２ａの進行方向の端面に取り付けられる２つの案内板２２ｂと、を備える。各案内板２２ｂは昇降体２２の進行方向の前後に配置されるマスト３１ａ，３１ｂに向かい合う。案内板２２ｂには、マスト３１ａ，３１ｂを直交方向(2)に挟むガイドローラ３６が設けられる。図６に示すように、ガイドローラ３６は上下方向に３つ以上並べたローラでマスト３１ａ，３１ｂを左右から挟むようにしたもので、例えば合計６個のローラからなる。このガイドローラ３６はマスト３１ａ，３１ｂに対して昇降体２２が直交方向(2)にふらつくのを防止する。また、図７に示すように、案内板２２ｂとマスト３１ａ，３１ｂの対向面との間には、ヘッドローラ３７が設けられる。ヘッドローラ３７は上下方向に３つ以上並べたローラがマスト３１ａ，３１ｂの対向面に接するようにしたものである。このヘッドローラ３７は、マスト３１ａ，３１ｂに対して昇降体２２が進行方向(1)にふらつくのを防止する。

図５に示すように、走行装置２４は、二本の走行レール６を走行する例えば４個の車輪２５と、車輪２５が装備される枠状のフレーム２６と、を備える。４個の車輪２５は図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動される。フレーム２６は長方形の枠状に形成されていて、フレーム２６の内側には四角形の開口部３８（図７参照）が形成される。２階の床面には開口部３９が形成される。昇降体２２はフレーム２６の内側の開口部３８及び２階の床面の開口部３９を通って１階に下降できるようになっている。

図２に示すように、１階の入出庫口１の近傍には、２本の固定マスト４１ａ，４１ｂが設けられる。固定マスト４１ａ，４１ｂは１階又は２階の構造物に固定される。２階のスタッカークレーン４が固定マスト４１ａ，４１ｂの上方に移動したとき、スタッカークレーン４の２本のマスト３１ａ，３１ｂは２本の固定マスト４１ａ，４１ｂと一直線になる。図６に示すように、マスト３１ａ，３１ｂの下端部には外形を狭めるようなテーパ４３が形成される。固定マスト４１ａ，４１ｂの上端部には外形を狭めるようなテーパ４４が形成される。

２本のマスト３１ａ，３１ｂが２本の固定マスト４１ａ，４１ｂと一直線になった状態で、昇降装置２３が昇降体２２を下降させると、昇降体２２はマスト３１ａ，３１ｂから固定マスト４１ａ，４１ｂに乗り移る。昇降体２２の案内板２２ｂには、上下方向に３つ以上のローラからなるガイドローラ３６及び上下方向に３つ以上のローラからなる３つ以上のヘッドローラ３７が設けられるので、マスト３１ａ，３１ｂから固定マスト４１ａ，４１ｂに乗り移るとき振動が昇降体２２に伝わりにくくなる。また、マスト３１ａ，３１ｂ及び固定マスト４１ａ，４１ｂにはテーパ４４が形成されるので、マスト３１ａ，３１ｂと固定マスト４１ａ，４１ｂとが多少の位置ずれを起こしても、昇降体２２がマスト３１ａ，３１ｂから固定マスト４１ａ，４１ｂに乗り移ることができる。固定マスト４１ａ，４１ｂに乗り移った後、昇降体２２は固定マスト４１ａ，４１ｂに案内される。このため、１階でも昇降体２２が安定して昇降する。なお、マスト３１ａ，３１ｂと固定マスト４１ａ，４１ｂとを位置決めするために、マスト３１ａ，３１ｂに昇降可能なピンを設け、ピンが固定マスト４１ａ，４１ｂの穴に嵌まるようにしてもよい。

自動倉庫の全体の動作は以下のとおりである。収容物３を入出庫口１にセットすると、スタッカークレーン４の昇降体２２が１階の入出庫口１の高さまで降下する。フォーク２１が収容物３を受け取った後、昇降体２２は固定マスト４１ａ，４１ｂを上昇し、固定マスト４１ａ，４１ｂからスタッカークレーン４のマスト３１ａ，３１ｂに乗り移る。昇降体２２がスタッカークレーン４のマスト３１ａ，３１ｂに乗り移ると、スタッカークレーン４が水平方向に走行できるようになる。スタッカークレーン４は昇降体２２を上昇させながら、目的の棚２の収容部５まで水平方向に走行する。スタッカークレーン４は、収容物３を目的の収容部５まで移動させると、フォーク２１を用いて収容物３を目的の収容部５に収容する。以上により収容物３の入庫が完了する。

収容物３を出庫するときは、スタッカークレーン４が目的の収容部５まで移動し、フォーク２１が目的の収容部５から収容物３を昇降体２２に引き込む。その後、スタッカークレーン４は昇降体２２を下降させながら入出庫口１の上方まで水平方向に移動する。スタッカークレーン４のマスト３１ａ，３１ｂと固定マスト４１ａ，４１ｂが一直線になったら、スタッカークレーン４は昇降体２２を下降させ、昇降体２２がマスト３１ａ，３１ｂから固定マスト４１ａ，４１ｂに乗り移るようにする。収容物３が入出庫口１の高さまで下降したら、フォーク２１が収容物３を入出庫口１に出庫する。

図８は、従来のスタッカークレーン５０と本実施形態のスタッカークレーン４とで昇降体５１，２２の昇降ストロークを比較した模式図である。図８（ａ）に示すように、従来のスタッカークレーン５０においては、フレーム構造物５３が、直立した２本のマスト５３ａ，５３ｂと、マスト５３ａ，５３ｂの上下をつなぐ上部フレーム５３ｃ及び下部フレーム５３ｄを備える。スタッカークレーン５０の昇降体５１はフレーム構造物５３の枠内でのみ昇降可能であり、スタッカークレーン５０の走行面５４よりも下方への下降は不可能であった。

これに対して、図８（ｂ）に示すように、本実施形態においては、下部フレーム２６を枠状に形成し、走行レール６を２本構成にすることで、昇降体２２が下部フレーム２６よりも下方へ下降することが可能になり、階の異なる入出庫口１での昇降が可能になる。棚２が設置される階と入出庫口１が設置される階が異なっても、スタッカークレーン４のみで収容物３の受け渡しが可能になり、入出庫効率の向上とトラブル要素の減少が図れる。

なお、昇降体２２が２階の床面から下方に降下している間は、スタッカークレーン４は水平方向に移動できない。スタッカークレーン４の昇降体２２が固定マスト４１ａ，４１ｂに昇降のみできるように案内されているからである。昇降体２２が固定マスト４１ａ，４１ｂからスタッカークレーン４のマスト３１ａ，３１ｂまで上昇したらようやくスタッカークレーン４が水平方向に移動できる。１階をスタッカークレーン４の昇降体２２が水平移動することがないので、１階のスペースがスタッカークレーン４の昇降体２２の水平移動によって潰れることがない。

また、図３に示すように、スタッカークレーン４の枠状のフレーム２６の内側を昇降体２２が貫通するので、フレーム２６の横幅は従来よりも広くなる。このため、棚２の内側の柱１１間の横幅Ｗ１も従来よりも広くなる。ラック梁１５を棚２の内側の柱１１よりもスタッカークレーン４側に突出させることで、柱１１間の横幅Ｗ１が従来よりも広くなっても、スタッカークレーン４のフォーク２１のストロークを従来通りにすることができる。また収容物３同士の間隔も従来どおりなので、棚２の全体の大きさが大きくなるのも防止できる。

本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。

上記実施形態では、搬送装置として床上の走行レールを走行する床上型スタッカークレーンを使用しているが、棚の上部に備えられた走行レールに懸垂されて走行する懸垂型スタッカークレーンを使用することもできるし、ガーダにトロリを設け、トロリに昇降体が昇降するガイドフレームを設ける天井クレーン型のスタッカークレーンを使用することもできる。

上記実施形態では、建築物の床面を棚を設置する床面として利用しているが、建築物から切り離したパネル床構造物を床面として利用することもできる。この場合のパネル構造物は、１階の床面から直立する多数の柱で支持される。

上記実施形態では、昇降体に１台のフォークを設けているが、特許文献１のように、昇降体に２台のフォークを設けることもできる。

上記実施形態では、１階に昇降体を案内する固定フレームを設けているが、スタッカークレーンのマストにテレスコピック式に伸びる伸縮マストを設け、この伸縮マストを固定フレームの替わりにすることもできる。

上記実施形態では、移載装置としてフォークを使用した例を説明したが、移載装置として重量物を搬送可能な車輪付きのダイポータを用いることもできる。

上記実施形態では、棚を２階に設置し、入出庫口を１階に設置しているが、棚が設置される階よりも下の階に入出庫口を配置すればよく、例えば棚を１階に設置し、入出庫口を地下１階に設置することもできるし、棚を地下１階に設置し、入出庫口を地下２階に設置することもできる。

１…入出庫口
２，２ａ，２ｂ…棚
３…収容物
４…スタッカークレーン（搬送装置）
５…収容部
６…走行レール
２１…フォーク（移載装置）
２２…昇降体
２３…昇降装置
２４…走行装置
２６…フレーム
３１ａ，３１ｂ…マスト
３８…フレームの開口部
３９…２階の床の開口部
４１ａ，４１ｂ…固定マスト

Claims (5)

1. 最下段より上の階に設置され、上下方向に複数段及び水平方向に複数列の収容部を有する棚と、
   前記棚が設置される階よりも下の階に設けられる入庫及び／又は出庫口と、
   前記収容部並びに前記入庫及び／又は出庫口に収容物を出し入れする移載装置、前記移載装置が設けられる昇降体、前記昇降体を上下方向に昇降させる昇降装置、及び前記昇降体を水平方向に移動させる走行装置を有し、前記棚が設置される階に設置される搬送装置と、を備え、
   前記棚が設置される階の床面に開口部を形成し、
   前記搬送装置の前記昇降体が前記床面の前記開口部を通って、前記棚が設置される階よりも下の階の前記入庫及び／又は出庫口の高さまで下降する自動倉庫。
2. 前記棚が設置される階の前記床面には、前記搬送装置の前記走行装置が走行する走行レールが設けられることを特徴とする請求項１に記載の自動倉庫。
3. 前記走行レールは、二本設けられ、
   前記搬送装置の前記走行装置は、前記走行レールを走行する車輪、前記車輪が装備される枠状のフレームを有し、
   前記昇降体は、前記枠状のフレームの内側を通って、前記棚が設置される階よりも下方の階の前記入庫及び／又は出庫口の高さまで下降することを特徴とする請求項２に記載の自動倉庫。
4. 前記入庫及び／又は出庫口が設置される階の構造物には、前記昇降体が上下方向に昇降するのを案内する固定マストが固定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の自動倉庫。
5. 前記搬送装置の前記昇降装置は、前記走行装置と一緒に水平方向に移動すると共に前記昇降体が上下方向に昇降するのを案内するマストを有し、
   前記昇降体は、前記固定マストと前記マストとの間を乗り継ぐことを特徴とする請求項４に記載の自動倉庫。