JP2020152555A - 自動倉庫システム - Google Patents

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日野 克美
Katsumi Hino
克美 日野
裕輔 柴田
Yusuke Shibata
裕輔 柴田
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Abstract

【課題】作業員の安全を確保することができる自動倉庫システムを提供することを目的とする。【解決手段】自動倉庫システムは、荷を保管可能であり、保管される荷を搬送するための通路を備える、複数段の保管ステージと、通路に沿って移動可能な歩行補助台車60と、を備え、歩行補助台車60は、作業者の安全帯を取り付け可能な梁70を備える。このような構成により、作業員は安全帯を歩行補助台車60に取り付けられるようになり、作業員の安全を確保することができる。【選択図】図9

Description

本発明は、自動倉庫システムに関し、特に複数段の保管棚を有する自動倉庫システムに関する。
少ないスペースで多数の荷を効率的に入庫・出庫可能な自動倉庫システムが知られている。自動倉庫システムとしては様々な構成が提案されている(例えば特許文献1)。
特開2017−160040号公報
特許文献1に記載されているような自動倉庫システムを多段構造とした場合、自動倉庫システムの高さは、5m以上となることがある。このような多段構造の自動倉庫システムのメンテナンスを行う際には作業員が自動倉庫システム内に実際に入り込むことが必要となるが、高所作業時に作業員の安全確保が重要な課題となる。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、作業員の安全を確保することができる自動倉庫システム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ある態様は、自動倉庫システムであって、荷を保管可能であり、保管される荷を搬送するための通路を備える、複数段の保管ステージと、通路に沿って移動可能な移動体と、を備え、移動体は、作業者の安全帯を取り付け可能な安全体取り付け部を備える。
この構成によれば、作業者の安全帯を移動体に取り付け作業者の安全を確保できる。
以上のように本発明によれば、作業員の安全を確保することができる。
実施形態に係る自動倉庫システムの一例を概略的に示す平面図である。 自動倉庫システムの保管棚の配置を示す平面図である。 自動倉庫システムを概略的に示す正面図である。 自動倉庫システムの保管棚の配置を示す正面図である。 第1台車の一例を概略的に示す平面図である。 第1台車の側面図である。 第2台車の一例を概略的に示す平面図である。 第2台車の側面図である。 歩行補助台車の斜視図である。 歩行補助台車の正面図である。 歩行補助台車の拡大斜視図であり、特にストッパを示す拡大斜視図である。 歩行補助台車の拡大正面図であり、特にガイドローラを示す拡大正面図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態、比較例および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
[第1実施形態]
図面を参照して実施形態に係る自動倉庫システムの構成について説明する。図1は、実施形態に係る自動倉庫システムの一例を概略的に示す平面図である。図2は、自動倉庫システムの保管棚の配置を示す平面図である。図3は、自動倉庫システムを概略的に示す正面図である。図4は、自動倉庫システムの保管棚の配置を示す正面図である。これらの図では、説明に重要でない柱や梁などの記載を省略しており、以下の図についても同様である。
説明の便宜上、図示のように、水平なある方向をX方向、X方向に直交する水平な方向をY方向、両者に直交する方向すなわち鉛直方向をZ方向とするXYZ直交座標系を定める。なお、以降の説明ではXYZ直交座標系を用いて説明するが、必ずしもX方向、Y方向、Z方向は互いに直交していなくとも、略90度で交差していればよい。X軸、Y軸、Z軸のそれぞれの正の方向は、各図における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。また、X軸の正方向側を「右側」、X軸の負方向側を「左側」ということもある。また、Y軸の正方向側を「前側」、Y軸の負方向側を「後側」、Z軸の正方向側を「上側」、Z軸の負方向側を「下側」ということもある。このような方向の表記は自動倉庫システムの構成を制限するものではなく、自動倉庫システムは、用途に応じて任意の構成で使用されうる。
まず、自動倉庫システム1の全体構成を先に説明する。自動倉庫システム1は、多数の荷2を保管可能な保管棚4を含むシステムである。自動倉庫システム1は、保管棚4と、第1台車6と、第2台車8と、第1レール10と、第2レール12と、給電部(不図示)と、制御部14と、を含む。保管棚4は、荷2を保管する。本実施形態では、第1方向としてX軸方向を例示している。第1レール10及び第2レールは、荷2を搬送するための通路を形成する。第1レール10はX軸方向に延在し、第2レール12はY軸方向に延在する。
第1台車6は、第1レール10上をX軸方向に走行する。第2台車8は、第2レール12上をY軸方向に走行する。第1台車6、及び第2台車8を総称するときは単に台車ということがある。また、第1台車6と、第2台車8と、第1レール10と、第2レール12と、を総括するときは単に「内部搬送機構」ということがある。制御部14は、第1台車6、及び第2台車8の動作を制御する。
なお、第1実施形態では、荷2をパレット16に載せた状態で扱うが、これに限られず、パレット16を用いずに荷2を単独で扱うようにしてもよい。なお、荷2をパレット16に載せた状態で搬送することを、単に荷2を搬送するという。
自動倉庫システム1の搬入・搬出動作を説明する。自動倉庫システム1は、例えばフォークリフト(不図示)によって倉庫外部からの荷2を入庫部18に搬入する。自動倉庫システム1は、入庫部18に搬入された荷2を、第1台車6、及び第2台車8を含む内部搬送機構によって所定の保管部20に搬送して保管する。また、自動倉庫システム1は、所定の保管部20で保管していた荷2を、内部搬送機構によって出庫部22に搬送する。自動倉庫システム1は、出庫部22に搬送された荷2を、例えばフォークリフトによって倉庫外部に搬出する。
(保管棚)
保管棚4は、多数の荷2を保管可能ないわば高密度保管型の保管スペースである。保管棚4の構成は、複数の荷2を収容・保管可能であれば、特に限定されない。この例では、保管棚4は、上下方向に層状に重ねられた複数段(例えば4段)の保管ステージ24を含む。各保管ステージ24は、Y軸方向に並べられた複数(例えば6つ)の保管行26を含む。6行の保管行26は、X軸方向に並んだ複数(例えば12つ)の保管部20を含む。なお、保管行26の数、各保管行26中の保管部20の数、及び第2レール12の位置は倉庫の形状に応じて適宜変更可能である。保管部20は、荷2を保管する単位である。
ここで、複数段の保管ステージ24にはそれぞれ入庫部18と出庫部22が設けられており、フォークリフトで各段の保管ステージ24に荷2を搬入、搬出してもよい。また、各段の保管ステージ24に荷2を昇降させる昇降機構(不図示)が別途設けられており、入庫部18と出庫部22は最下段の保管ステージ24のみに設けられていてもよい。この場合、入庫部18から入庫された荷2は昇降機構によって上げられて各段の保管ステージ24に移動し、また各段の保管ステージ24から出庫された荷2は昇降機構によって下げられて出庫部22に出庫される。
(レール)
第1レール10は、保管行26において、X軸方向に延在する。第2レール12は、保管行26の端部近傍において、Y軸方向に延在する。第1レール10および第2レール12を総称するときは単にレールということがある。本明細書において、レールは、その延在方向に台車を走行させるように構成された車輪の転動面を有する部材または部分である。したがって、レールは、棒状または帯状の部材に形成された転動面を有するレールであってもよいし、平面上に形成された転動面を有するレールであってもよい。
(第1台車)
次に、図5、及び図6を参照して第1台車6について説明する。図5は、第1台車の一例を概略的に示す平面図である。図6は、第1台車の側面図である。第1台車6は、荷2を搬送するために、保管行26の中で第1レール10をX軸方向に走行する。第1台車6は、保管部20に対して荷2を出し入れする。第1台車6は、第2台車8に乗降するために、第2台車8上をX軸方向に走行する。
第1台車6は、車体28と、載置部30と、リフト機構32と、複数(例えば4個)の車輪34と、電池36と、を主に含む。車体28は、上下方向に偏平な略直方体形状の輪郭を有する。車体28の内部には、複数の車輪34を駆動するモータ(不図示)と、このモータを制御する制御回路(不図示)と、電池36と、を搭載している。第1台車6は、電池36の電力によってモータを駆動するように構成されている。電池36は繰り返し充電可能なリチウムイオン電池などの二次電池であってもよい。
載置部30は、荷2を持上げて保持する部分である。リフト機構32は、載置部30を昇降させる機構である。図6において、破線で示す載置部30は上昇した状態にあり、実線で示す載置部30は下降した状態にある。リフト機構32は載置部30を上昇させて荷2を保管部20から持上げることができる。リフト機構32は、載置部30を降下させて荷2を保管部20に降ろすことができる。複数の車輪34は第1レール10上および第2台車8上を走行する。
(第2台車)
次に、図7、及び図8を参照して第2台車8を説明する。図7は、第2台車の一例を概略的に示す平面図である。図8は、第2台車の側面図である。第2台車8は、第2レール12をY軸方向に走行する。第2台車8は、空荷の状態または荷2を積載した状態の第1台車6を搬送する。
第2台車8は、車体38と、凹部40と、複数の車輪42と、集電ユニット44と、を主に含む。車体38は、上下方向に偏平な略直方体形状の輪郭を有する。車体38の内部には、各車輪42を駆動するモータ(不図示)と、このモータを制御する制御回路(不図示)と、を搭載している。車輪42は、第2レール12上を走行する。集電ユニット44は、後述する給電線46に接触して電力の供給を受ける。第2台車8は、その集電ユニット44を介して給電線から電力を受け取る。第2台車8は、受け取った電力によってモータを駆動すると共に、第1台車6に給電するように構成されている。
第2台車8は、第1台車6を搭載するための凹型形状の凹部40を有する。凹部40は、第1台車6を載せるために、車体38の上面から下向に窪んで形成されている。凹部40の大きさは、第1台車6が凹部40の周囲と干渉することなくX軸方向に走行できるように、第1台車6の大きさに十分な量のマージンを加えた大きさとされる。第1台車6は凹部40上を走行する。
(メンテナンスエリア)
各保管ステージ24には、少なくとも第2台車8が進入可能なメンテナンスエリア48が設けられている。メンテナンスエリア48は、第2レール12の端に配置されている。メンテナンスエリア48には外部からメンテナンスエリア48内にアクセスできるようにドア50が設けられている。メンテナンスエリア48は、上段の保管ステージ24で荷崩れ等が発生した場合でも作業員の安全を確保できる、作業員保護構造を有している。作業員保護構造とは、強固で隙間のない床及び天井を有する構造であり、上からの落下物から作業員を保護すると共に、落下物が下へ落ちない構造となっている。第2台車8をメンテナンスエリア48に移動させることで、作業員が第2台車8のメンテナンスを行うことができる。また、第1台車6を搭載させた状態で第2台車8をメンテナンスエリア48に移動させることで第1台車6のメンテナンスも行うことができる。
また、メンテナンスエリア48にアクセスするためのドア50付近には、コントロールパネル52が設けられている。コントロールパネル52は、自動倉庫システム1の運転モードを切り替えるキースイッチ54のような切り替え手段を備えている。キースイッチ54を操作することにより、全自動運転を行っている内部搬送機構の作動のオン/オフを切り替えることができる。キースイッチ54はドア50のロックと連動しており、キースイッチにより搬送機構が停止されていない場合には、ドア50を開けないようになっている。したがって、キースイッチを操作して内部搬送機構が停止し、保管ステージ24の安全が確保できたときのみ作業員がメンテナンスエリア48に立ち入ることができる。
メンテナンスエリア48は、保管ステージ24を平面視したときに、Y軸に沿って最も前側にある保管行26の延長線上に位置し、第2レール12はメンテナンスエリア48に近接する位置まで延びている。メンテナンスエリア48内には、移動体としての歩行補助台車が配置されている。
(歩行補助台車)
図9は、歩行補助台車の斜視図であり、図10は、歩行補助台車の正面図である。図9及び図10に示すXYZ直行座標は、歩行補助台車60の正面が図1等に示す−Y方向に向くように歩行補助台車60を第2レール12上に置いた場合の方向を示す。図9及び図10に示すように、歩行補助台車60は、主として、作業員用の作業空間を形成するフレーム部分62と、フレーム部分62をレール上で移動可能に支持する台車部分64とを備えている。歩行補助台車60は、保管ステージ24の床の隙間を通過できない大きさ及び形状を有している。
歩行補助台車60のフレーム部分62は、例えば複数のアルミ製の梁と柱との組み合わせにより、フレーム構造を有しており、内部の作業用の作業空間66がフレーム構造によって取り囲まれている。歩行補助台車60をフレーム構造とすることにより、歩行補助台車60の軽量化を図ることができ、作業員による歩行補助台車60の持ち運びを容易にすることができる。フレーム部分62の高さHは、約1m〜1.5mの間で適宜設定可能である。より具体的にはフレーム部分62の高さHは、作業員の腰の高さ、又はそれよりある程度高く設定されている。フレーム部分62の高さHをこのような範囲とすることにより、作業中に作業員がフレーム部分62にもたれかかっても作業員が転倒せず、かつ作業員がフレーム部分62の上から上半身を作業空間66外に乗り出して作業を行える。フレーム部分62の幅Wは、設置されるレールの幅に合わせて適宜設定可能であるが、一人の作業員が両手を広げたときに、フレーム部分62の両端を手で掴み、歩行補助台車60を持ち上げられるように、約0.8mとすることが好ましい。
フレーム部分62は、歩行補助台車60の正面側に複数の梁68を有しており、背面側には1本の梁70を有していることが好ましい。正面側に複数の梁68を配置することにより、作業員が誤って正面側に出るのを防止することができる。一方で、背面側は、歩行補助台車の高さ方向最上部にのみ梁70を設けることで、作業員が作業空間66に入り易くなる。なお、図示の例では、背面側の梁70の数を少なくすることで作業空間66へのアクセス性を向上させているが、背面側に開閉可能な扉を設けてもよい。この場合も、扉はフレーム構造を有していることが好ましい。
また、フレーム部分62は、安全帯取り付け部としても機能する。安全帯取り付け部としてのフレーム部分は、安全帯のランヤードのフックを係合できるように形成されている。例えば、歩行補助台車60の背面側にある梁70を安全帯取り付け部とする場合、この梁70だけを曲げ剛性が高いスチール等によって形成し、又は梁の曲げ剛性を高める補強構造を設けても良い。図示の例では、安全帯取り付け部をフレーム部分62としたが、フレーム部分62とは別にフックが係合可能な係合部を作業空間66内又は作業空間よりも高い位置に設け、この係合部を安全帯取り付け部としても良い。
台車部分64は、レール上で転動する複数の車輪72と、定位置で歩行補助台車60を固定するためのストッパ74と、レールの側面に接触するガイドローラ76と、を備えている。複数の車輪72は、歩行補助台車60の前後左右方向にそれぞれ1つずつ、合計4つ設けられていることが好ましい。
台車部分64は、全体的にフレーム部分よりも幅広に形成されている。したがって歩行補助台車60を正面視したときに、歩行補助台車60は全体的に下側が幅広な形状を有している。これにより、歩行補助台車60が幅方向に転倒し難くなる。
図11は、歩行補助台車の拡大斜視図であり、特にストッパ74を示す拡大斜視図である。図11に示すように、ストッパ74は、歩行補助台車60を所定位置で停止させたときに歩行補助台車60がレールの延伸方向に移動しないように歩行補助台車60の位置を固定する。ストッパ74は、台車部分64の下部に設けられた、例えば落とし込み蝶番によって形成されている。ストッパ74は、解除時には台車部分64の下から突出しないように収容されており、作動時には台車部分64の下から突出し、床面に設けられた係合孔に係合する。
図12は、歩行補助台車の拡大正面図であり、特にガイドローラを示す拡大正面図である。図12に示すように、ガイドローラ76は、Z軸回りに回転する一対のローラ78を備えている。一対のローラ78は、幅方向に微小な隙間をもって配置されている。歩行補助台車60をレール上に配置すると、一対のローラ78は、レールと共に延び略L字断面を有するガイドレール80(図12においては破線で示す)を挟み込む。図示の例では、歩行補助台車60は、歩行補助台車60の幅方向一方の側に2つのガイドローラ76を備えている。2つのガイドローラ76は、前後方向に離れて配置されており、これにより車輪72の脱輪を防止することができる。また、ガイドローラ76を設けることにより歩行補助台車60の移動方向をレールの延伸方向に制限することができる。
再び図9及び図10を参照すると、歩行補助台車60は、前後方向に延びる4本の転倒防止アーム82を備えている。転倒防止アーム82は、歩行補助台車の下部から、それぞれY軸に沿って延びる棒状形状を有する。転倒防止アーム82を設けることにより、歩行補助台車60が前後方向に転倒し難くなる。転倒防止アーム82は、係止可能なヒンジ84によってX軸回りに枢動可能に形成されており、歩行補助台車60を使用していないときにZ軸に沿って延びるように折り畳むことができる。
また、歩行補助台車60は、追加の摩擦ストッパ86を有していても良い。摩擦ストッパ86は、例えば車輪72に隣接して設けられており、鉛直方向に作動させることでレールの上面に接触したり、上面から離れたりするように移動する。摩擦ストッパ86は、例えばゴムのような摩擦力の高い部材によって形成されており、歩行補助台車60の底部にネジ係合されている。所望の位置で歩行補助台車60を停止させ、摩擦ストッパ86を回転させると、摩擦ストッパ86は下向きに移動し、レールの上面に接触する。このような摩擦ストッパ86により、歩行補助台車60をより確実に所望の位置で停止させることができる。
次に、歩行補助台車60の作用を説明する。歩行補助台車60を使用していないときには、歩行補助台車60は、転倒防止アーム82が折り畳まれた状態で、例えばメンテナンスエリア48内に配置されている。歩行補助台車を使用する場合、作業員は、キースイッチ54をオフにし、ドア50のロックを解除してからメンテナンスエリア48に入る。作業員は、歩行補助台車60を持ち上げ、歩行補助台車60を第2レール12上に設置し、転倒防止アーム82の前後に展開する。このとき歩行補助台車60の車輪72が第2レールの上面に配置され、ガイドレール80が一対のローラ78の間に配置されるようにする。
作業員が第2レール12に沿って移動する場合、作業員は歩行補助台車60の背面側から梁70を潜って作業空間66内に入る。次いで作業員は、ランヤードのフックをフレーム構造の安全帯取り付け部(この例では梁70)に取り付ける。次いで作業員が歩行補助台車60を押すと、車輪72が第2レール12上で転動し、歩行補助台車60は移動する。このとき作業員は、歩行補助台車60の作業空間66内で、保管ステージ24の床の上を歩いて移動する。歩行補助台車60と作業員が所望の位置に到達した場合、作業員は歩行補助台車60の移動を停止させ、ストッパ74、及び設けられている場合には摩擦ストッパ86を作動させ、歩行補助台車60を定位置に固定する。作業員は、固定された歩行補助台車60の作業空間66内で所望の作業を行う。作業が終了した場合、作業員は、ストッパ74及び摩擦ストッパ86を解除し、歩行補助台車60を押しながらメンテナンスエリア48に戻る。
このような歩行補助台車60は、保管棚4内でメンテナンス等のために作業員が保管棚4内部に入る場合に使用される。保管棚4内の保管ステージ24に、作業員が着用する安全帯のランヤードのフックを取り付けるための親綱を恒久的に設置しようとすると、親綱と荷2との干渉を避けるために、親綱を荷2が通過する空間よりも高い位置に設置する必要がある。しかしながら、親綱を荷2が通過する空間よりも高い位置に設置しようとすると、各保管ステージ24の高さを高くする必要がある。したがって、ランヤードを取り付けるための親綱を恒久的に設置すると、必然的に各保管ステージ24の高さを高くする必要があり、結果的に倉庫全体の収納効率が低下する。これに対して、作業員が保管棚4に入る際に歩行補助台車60を使用し、歩行補助台車60にランヤードを取り付けることで、親綱を恒久的に設置する必要がなくなる。
また、歩行補助台車60を、保管棚4内に親綱を一時的に設置又は回収する作業を行うときに使用してもよい。この場合、予め保管棚4の第2レール12に沿って、所定間隔で複数の親綱支柱を配置する。親綱支柱は、台車による荷2の搬送時に荷と干渉しない位置に設置する。作業員は、歩行補助台車60で移動しながら、親綱を順次、親綱支柱に取り付ける。その後、作業員は歩行補助台車60をメンテナンスエリア48に戻し、ランヤードを親綱に付け替えて保管棚4内で作業を行う。作業終了後、作業員は再び歩行補助台車60を使用して親綱を取り外して回収する作業を行う。このように一時的に親綱を設置できるようにすることで、親綱と荷が干渉するのを防ぐことができる。特に、親綱を一時的に設置できるようにすることで、保管ステージ24の高さを増加させることなく、親綱を保管ステージ24内の高い位置に配置することができ、作業員の安全性をより高めることができる。特に最上段の保管ステージ24は、倉庫の屋根によって高さの制限を受ける場合があるが、親綱を作業時にのみ一時的に、しかもより安全性を確保できる高い位置に設置できるようにすることで、倉庫の屋根の高さに関わらず作業員の安全を確保することができる。
以上、本発明の各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
(変形例)
以下、変形例について説明する。歩行補助台車60を各保管ステージ24に設けることは必須ではなく、歩行補助台車60を一部の保管ステージ24にだけ設け、必要に応じて昇降機を利用して歩行補助台車60を持ち運ぶようにしても良い。
保管ステージ24は1列の保管行26から構成されてもよい。
保管行26の保管部20の数を一様に構成することは必須ではない。保管行26を構成する保管部20の数は、保管棚4を収容する建物の壁の凹凸に応じて、数が多い行と少ない行とが設けられてもよい。
上下方向に積層される保管行26の段数を一様に構成することは必須ではない。保管ステージ24の段数は、保管棚4を収容する建物の天井の高さに応じて、段数が多い領域と少ない領域とが設けられてもよい。
荷2がパレット16を含むことは必須ではない。本自動倉庫システムは、パレットを含まない荷2を取り扱うようにしてもよい。
フォークリフトに代えて、クレーンを備えた移載装置など、別の種類の移載装置によって、荷2を搬入・搬出するようにしてもよい。
これらの各変形例は、実施形態と同様の作用効果を奏する。
上述した実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
1 自動倉庫システム、 2 荷、 4 保管棚、 10 第1レール、 12 第2レール、 24 保管ステージ、 60 歩行補助台車、 66 作業空間、 68,70 梁、 74 ストッパ、 76 ガイドローラ、 82 転倒防止アーム、 86 摩擦ストッパ

Claims (4)

  1. 自動倉庫システムであって、
    荷を保管可能であり、保管される荷を搬送するための通路を備える、複数段の保管ステージと、
    前記通路に沿って移動可能な移動体と、を備え、
    前記移動体は、作業者の安全帯を取り付け可能な安全体取り付け部を備える、自動倉庫システム。
  2. 前記移動体は、前記通路に沿う方向にのみ移動可能である、請求項1に記載の自動倉庫システム。
  3. 前記移動体は、フレーム構造を有する、請求項1又は2に記載の自動倉庫システム。
  4. 前記フレーム構造は、作業員用の作業空間を取り囲む、請求項3に記載の自動倉庫システム。
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