JP2016104653A - 立体棚群及び自動倉庫並びに制振機構の追加方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑制した上で、制振性が高められた立体棚群及び自動倉庫並びに制振機構の追加方法を提供する。【解決手段】高さ方向に複数の収容スペース１１を備える２つの立体棚１２、１３が隙間を有して配置された立体棚群１０において、２つの立体棚１２、１３は、異なる固有振動数を有し、一方の立体棚１２の上部と他方の立体棚１３の上部とがダンパー部材２１によって連結されている。これによって、例えば、各収容スペース１１にダンパー部材を設けるのに比べ、制振性を高めるための部品点数の増加を抑制可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、高さ方向に複数の収容スペースを備える２つの立体棚が設けられた立体棚群、及び、その立体棚群を有する自動倉庫、並びに、立体棚への制振機構の追加方法に関する。

自動倉庫等で採用されている立体棚は、スペースの有効活用を目的に高さ方向に複数の収容スペースが並べられ、例えば１０ｍを超える高さになる。そのため、地震が発生すると、その揺れの大きさによっては、立体棚に収容している物品が落下する恐れがあった。
そこで、立体棚には、物品の落下防止用の設計がなされたものがあり、その具体例が特許文献１、２、３に記載されている。

特許文献１には、地震による揺れを抑制する制振機構を備えた立体棚の２つの例が開示されている。１つ目の例は、立体棚の近傍に配置された構造物と立体棚をダンパー部材で連結するものであり、２つ目の例は、各収容スペースにダンパー部材を設けるものである。
また、特許文献２には、隣り合う立体棚を連結する固定梁部材に制震手段を設けて、立体棚の揺れを抑制する例が開示され、特許文献３には、ブレースと床面をダンパー部材で連結することによって制振性を高める例が記載されている。

特開平１１−３４３０１３号公報 特開２００３−１６５６０２号公報 特開２０１０−２０３１３３号公報

しかしながら、特許文献１の１つ目の例は、立体棚の近傍に構造物があることを前提としていることから、そのような構造物がない場合、制振性を高めることができないという課題があった。
また、特許文献１の２つ目の例及び特許文献３の例は、多くのダンパー部材が必要となって経済的ではない。そして、特許文献２の例についても、制震手段に加えて固定梁部材を要することから、導入コストの上昇を招いていた。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、部品点数の増加を抑制した上で、制振性が高められた立体棚群及び自動倉庫並びに制振機構の追加方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る立体棚群は、高さ方向に複数の収容スペースを備える２つの立体棚が隙間を有して配置された立体棚群において、前記２つの立体棚は、異なる固有振動数を有し、一方の該立体棚の上部と他方の該立体棚の上部とがダンパー部材によって連結されている。

第１の発明に係る立体棚群において、一方の前記立体棚の特定の部材と他方の前記立体棚の特定の部材の剛性の違いによって、前記２つの立体棚が異なる固有振動数を有するのが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係る自動倉庫は、高さ方向に複数の収容スペースを備える２つの立体棚が隙間を有して配置された立体棚群と、前記２つの立体棚の間の前記隙間に設けられたスタッカークレーンとを有する自動倉庫において、前記２つの立体棚は、異なる固有振動数を有し、一方の該立体棚の上部と他方の該立体棚の上部とがダンパー部材によって連結されている。

第２の発明に係る自動倉庫において、前記スタッカークレーンの上部をガイドする上ガイドレールが設けられ、前記上ガイドレールは、一方の前記立体棚に片持ち支持された固定部材に取り付けられているのが好ましい。

第２の発明に係る自動倉庫において、一方の前記立体棚の特定の部材と他方の前記立体棚の特定の部材の剛性の違いによって、前記２つの立体棚が異なる固有振動数を有するのが好ましい。

前記目的に沿う第３の発明に係る制振機構の追加方法は、隙間を有して配置された２つの立体棚に制振機構を設ける制振機構の追加方法であって、一方の前記立体棚の上部と、他方の前記立体棚の上部とをダンパー部材で連結する。

第３の発明に係る制振機構の追加方法において、一方の前記立体棚に重量物を取り付けて、一方の前記立体棚の固有振動数と他方の前記立体棚の固有振動数に差異を設けるのが好ましい。

第３の発明に係る制振機構の追加方法において、一方の前記立体棚と他方の前記立体棚で物品の収容パターンを変えて、一方の前記立体棚の固有振動数と他方の前記立体棚の固有振動数に差異を設けるのが好ましい。

第１の発明に係る立体棚群、第２の発明に係る自動倉庫、及び、第３の発明に係る制振機構の追加方法は、一方の立体棚の上部と他方の立体棚の上部とをダンパー部材によって連結するので、各収容スペースにダンパー部材を設けるのに比べ部品点数の増加を抑制して、制振性の向上を図ることが可能である。
また、第１の発明に係る立体棚群、及び、第２の発明に係る自動倉庫は、２つの立体棚が異なる固有振動数を有するので、立体棚群がエネルギー減衰を確実に行うことができ、制振性を安定的に高めることが可能である。

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る立体棚群の正面図及び側面図である。 同立体棚群の平面図である。 （Ａ）は実施例に係る立体棚群の説明図、（Ｂ）は比較例に係る立体棚群の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る立体棚群１０は、高さ方向に複数の収容スペース１１を備える２つの立体棚１２、１３が隙間を有して向かい合わせに配置されている。以下、詳細に説明する。

立体棚１２（立体棚１３についても同じ）は、図１（Ｂ）に示すように、鉛直及び水平にそれぞれ複数の収容スペース１１が並べられている。各収容スペース１１には物品１４を収容可能で、本実施の形態では、物品１４がパレット１５に載せられた状態で収容スペース１１に出し入れされる。
以下、図２に示すように、複数の収容スペース１１が水平に並べられている方向を前後方向とする。

立体棚１２は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の柱材１６と、剛性を高めるための複数のブレース１７と、同じく剛性を高めるための複数のラチス材１８を備えている。
各収容スペース１１は、図２に示すように、平面視して矩形の収容スペース１１の四隅に、柱材１６が配置されている。前後に隣り合う柱材１６は横架材１９によって連結され、左右に隣り合う柱材１６も横架材１９によって連結されている。
各柱材１６には、図１（Ｂ）に示すように、複数の受け具２０が固定され、受け具２０は、物品１４を載せた状態で収容スペース１１内に収められたパレット１５を下から支持する。

立体棚１２は、図２に示すように、立体棚１３に近い右側から物品１４の出し入れが行われ、立体棚１３から遠い左側に、図１（Ｂ）に示す複数のブレース１７が取り付けられている。これに対して、立体棚１３は、立体棚１２に近い左側から物品１４が出し入れされ、立体棚１２から遠い右側に複数のブレース１７が取り付けられている。従って、ブレース１７は、物品１４の出し入れの障害とならない位置に配されていることになる。
また、立体棚１２（立体棚１３についても同じ）は、図１（Ａ）に示すように、左右に隣り合う柱材１６が、それぞれ斜めに配された複数のラチス材１８によって連結されている。

間隔を空けて配置された立体棚１２、１３は、図１（Ａ）、図２に示すように、立体棚１２の上部と立体棚１３の上部とが、左右に長い複数のダンパー部材２１によって連結されている。
ここで、立体棚１２の柱材１６（特定の部材）と立体棚１３の柱材１６（特定の部材）とは剛性が異なり、これにより、立体棚１２、１３は異なる固有振動数を有している。
従って、主として立体棚１２、１３及び複数のダンパー部材２１からなる立体棚群１０は、複数のダンパー部材２１の連結によって、ダンパー部材２１による連結がないのに比べ制振性が確実に高められた設計になっている。
本実施の形態では、ダンパー部材２１の一端部及び他端部が、上下に長い連結部材２２を介して立体棚１２、１３にそれぞれ接続され、各ダンパー部材２１は立体棚１２、１３より高い位置に配されている。

立体棚１２、１３の間の隙間には、立体棚１２、１３の収容スペース１１への物品１４の出し入れを行うスタッカークレーン２３が設けられている。
スタッカークレーン２３は、前後に沿って配置された上ガイドレール２４と、同じく前後に沿って配置された下ガイドレール２５とに案内されて進退する。上ガイドレール２４は、立体棚１２に片持ち支持された複数の固定部材２６に取り付けられ、水平に保たれている。
なお、図１（Ｂ）では、ダンパー部材２１、スタッカークレーン２３、連結部材２２、上ガイドレール２４、下ガイドレール２５及び固定部材２６の記載を省略し、図２では、スタッカークレーン２３の記載を省略している。

本実施の形態では、固定部材２６が左右に長い金属製の棒材であるが、これに限定されない。また、平面視してダンパー部材２１と重なり合う固定部材２６は、ダンパー部材２１の下側に配されている。
ここで、各固定部材２６を立体棚１２に片持ち支持して固定しているのは、立体棚１２、１３がダンパー部材２１以外の部材で連結されるのを避けるためである。これは、たとえ立体棚１２、１３をダンパー部材２１で接続したとしても、立体棚１２、１３をダンパー部材２１以外の部材で連結することで、立体棚群１０の制振性が低下することによるものである。

スタッカークレーン２３は、図１（Ａ）に示すように、支柱２７と、支柱２７に昇降自在に取り付けられたフォーク２８と、支柱２７の上部に設けられた左右の車輪２９と、支柱２７の下部に設けられた車輪３０とを備えている。
スタッカークレーン２３は、左右の車輪２９を上ガイドレール２４に当接させた状態で、図示しないモータの駆動により車輪３０を下ガイドレール２５上で転動させて進退する。フォーク２８は、パレット１５を支持可能に設計され、パレット１５を収容スペース１１に出し入れすることができる。
そして、主として立体棚群１０、スタッカークレーン２３、上ガイドレール２４、下ガイドレール２５及び固定部材２６によって、自動倉庫３１が構成されている。

立体棚１２、１３の高さをＨとすると、立体棚１２、１３の０．８Ｈ〜１．０Ｈの高さ位置の部分が連結部材２２を介してダンパー部材２１で連結されている。
これは、立体棚１２、１３の０．８Ｈの高さ位置より下側で立体棚１２、１３をダンパー部材２１により連結すると、立体棚群１０の制振レベルが著しく低下することが、種々の検証によって確認されたためである。また、立体棚１２、１３の０．８Ｈ〜１．０Ｈの高さ位置の部分をダンパー部材２１により連結することは、他の部分にダンパー部材を取り付ける（例えば、ラチス材１８やブレース１７をダンパー部材に入れ替える）よりも、効率的に立体棚群１０の制振性を高めることが可能なことも種々の検証によって確認している。
本実施の形態では、立体棚１２、１３の０．８Ｈ〜１．０Ｈの高さ位置を立体棚１２、１３の上部とし、これについては、後述する第２の実施の形態でも同じである。

また、本実施の形態のように、立体棚１２、１３の間にスタッカークレーン２３を配置する場合、立体棚１２、１３の中段あるいは下段をダンパー部材２１で連結すると、スタッカークレーン２３の高さによっては、ダンパー部材２１が障害物となってスタッカークレーン２３の進退動作が妨げられる。ダンパー部材２１がスタッカークレーン２３の進退動作を妨げるのを回避するにはスタッカークレーン２３を低く設計する必要がある。
ここで、スタッカークレーン２３が物品１４を持ち上げられる高さの上限は、スタッカークレーン２３の高さによって左右される。
従って、立体棚１２、１３の０．８Ｈ〜１．０Ｈの高さ位置をダンパー部材２１で連結することは、立体棚１２、１３の高い位置（０．８Ｈ〜１．０Ｈの高さ位置）に物品１４を収容可能とする点においても有効である。

ここまで記載した制振性の高い立体棚群は、新規に設置することが可能であるのに加え、ダンパー部材で連結されていない既設の立体棚を改修して形成することも可能である。
以下、既設の立体棚に制振機構を設ける本発明の第２の実施の形態に係る制振機構の追加方法を説明する。

その制振機構の追加方法は、隙間を有して配置された２つの立体棚に制振機構を設けるもので、具体的には、一方の立体棚の上部と他方の立体棚の上部とを複数のダンパー部材で連結する。
そして、２つの立体棚の固有振動数が同じである場合は、一方の立体棚に重量物を取り付けることによって、一方の立体棚の固有振動数と他方の立体棚の固有振動数に差異を設けるようにする。

また、２つの立体棚の固有振動数が同じである場合、一方の立体棚と他方の立体棚で物品の収容パターンを変えて、一方の立体棚の固有振動数と他方の立体棚の固有振動数に差異を設けてもよい。例えば、一方の立体棚には下から物品を収容し、他方の立体棚には中段から物品を収容することによって、２つの立体棚が異なる固有振動数を有するようになる。
なお、２つの立体棚の固有振動数が異なる場合は、一方の立体棚に重量物を取り付けたり、２つの立体棚で物品の収容パターンを変えたりする必要はない。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
実施例の立体棚群３３は、図３（Ａ）に示すように、間隔を空けて配置された固有振動数の異なる２つの立体棚がダンパー部材３４によって連結されている。２つの立体棚はそれぞれ、前後に２つの収容スペースが並べられ、高さ方向に１１個の収容スペースが並べられている。２つの立体棚はそれぞれ複数のラチス材を有し、一方の立体棚の上部と他方の立体棚の上部は前後に間隔を空けて配された３つのダンパー部材３４によって連結されている。

この実施例の立体棚群３３に対し、３つのダンパー部材３４を金属製の棒材に代えたものを、比較例１の立体棚群とする。そして、実施例の立体棚群３３に対し、図３（Ｂ）に示すように、３つのダンパー部材３４を金属製の棒材３５に代えるのに加え、３つの異なる高さ位置でラチス材をダンパー部材３６に入れ替えたものを比較例２の立体棚群３７とする。比較例２の立体棚群３７は、各立体棚において、同一の高さ位置に３つのダンパー部材３６を備え、合計で９つのダンパー部材３６を有している。

そして、地震の揺れによる各高さの収容スペースの変位とその変位の加速度とを演算器により算出したシミュレーション結果を表１〜表３に示す。表１は比較例１の立体棚群についてのシミュレーション結果であり、表２は実施例の立体棚群３３についてのシミュレーション結果であり、表３は比較例２の立体棚群３７についてのシミュレーション結果である。

表１〜表３において、計測高さは、下から何段目の収容スペースについてのシミュレーション結果であるかを示し、計測高さ＝Ｎの場合、下からＮ段目の収容スペースについての値を表している。
表２中の最大変位の低減率（％）及び最大加速度の低減率（％）は、比較例１に対する実施例の低減率であり、具体的な計算式はそれぞれ、（最大変位の低減率）＝１−（実施例の最大変位）／（比較例１の最大変位）、及び、（最大加速度の低減率）＝１−（実施例の最大加速度）／（比較例１の最大加速度）である。表３中の２つの低減率（％）は、比較例１に対する比較例２の低減率であり、それぞれ、（最大変位の低減率）＝１−（比較例２の最大変位）／（比較例１の最大変位）、及び、（最大加速度の低減率）＝１−（比較例２の最大加速度）／（比較例１の最大加速度）である。

表２より、実施例は、比較例１に対する最大変位の低減率が３６〜６５％で、その平均は約４５％であり、比較例１に対する最大加速度の低減率が６〜３２％で、その平均は約１９％であった。本シミュレーションにおいては、自動倉庫において要求される立体棚の制振性を考慮し、比較例１に対して、最大変位の低減率の平均が２０％以上、かつ、最大加速度の低減率の平均が１０％以上であることを十分な制振性を有する判断基準とした。
従って、実施例は、十分な制振性を確保できることが確認された。
これに対し、比較例２は、比較例１に対する最大変位の低減率は７〜１２％で、その平均は約９％であり、比較例１に対する最大加速度の低減率は０〜９％で、その平均は約６％であった。従って、比較例２は、実施例の３倍の数のダンパー部材を備えているにも関わらず、十分な制振性を確保できないことが確認された。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、一方の立体棚と他方の立体棚で剛性を異なるようにする特定の部材は、柱材に限定されず、特定の部材はラチス材、あるいは、ブレースでもよい。

１０：立体棚群、１１：収容スペース、１２、１３：立体棚、１４：物品、１５：パレット、１６：柱材、１７：ブレース、１８：ラチス材、１９：横架材、２０：受け具、２１：ダンパー部材、２２：連結部材、２３：スタッカークレーン、２４：上ガイドレール、２５：下ガイドレール、２６：固定部材、２７：支柱、２８：フォーク、２９、３０：車輪、３１：自動倉庫、３３：立体棚群、３４：ダンパー部材、３５：棒材、３６：ダンパー部材、３７：立体棚群

Claims (8)

1. 高さ方向に複数の収容スペースを備える２つの立体棚が隙間を有して配置された立体棚群において、
   前記２つの立体棚は、異なる固有振動数を有し、一方の該立体棚の上部と他方の該立体棚の上部とがダンパー部材によって連結されていることを特徴とする立体棚群。
2. 請求項１記載の立体棚群において、一方の前記立体棚の特定の部材と他方の前記立体棚の特定の部材の剛性の違いによって、前記２つの立体棚が異なる固有振動数を有することを特徴とする立体棚群。
3. 高さ方向に複数の収容スペースを備える２つの立体棚が隙間を有して配置された立体棚群と、前記２つの立体棚の間の前記隙間に設けられたスタッカークレーンとを有する自動倉庫において、
   前記２つの立体棚は、異なる固有振動数を有し、一方の該立体棚の上部と他方の該立体棚の上部とがダンパー部材によって連結されていることを特徴とする自動倉庫。
4. 請求項３記載の自動倉庫において、前記スタッカークレーンの上部をガイドする上ガイドレールが設けられ、前記上ガイドレールは、一方の前記立体棚に片持ち支持された固定部材に取り付けられていることを特徴とする自動倉庫。
5. 請求項３又は４記載の自動倉庫において、一方の前記立体棚の特定の部材と他方の前記立体棚の特定の部材の剛性の違いによって、前記２つの立体棚が異なる固有振動数を有することを特徴とする自動倉庫。
6. 隙間を有して配置された２つの立体棚に制振機構を設ける制振機構の追加方法であって、
   一方の前記立体棚の上部と、他方の前記立体棚の上部とをダンパー部材で連結することを特徴とする制振機構の追加方法。
7. 請求項６記載の制振機構の追加方法において、一方の前記立体棚に重量物を取り付けて、一方の前記立体棚の固有振動数と他方の前記立体棚の固有振動数に差異を設けることを特徴とする制振機構の追加方法。
8. 請求項６記載の制振機構の追加方法において、一方の前記立体棚と他方の前記立体棚で物品の収容パターンを変えて、一方の前記立体棚の固有振動数と他方の前記立体棚の固有振動数に差異を設けることを特徴とする制振機構の追加方法。

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