JP2022150796A - 搬送システム用構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】建物コストを抑えた平屋構造の建物を使用した、フロア面積がもともと狭い中～小規模の物流センターにおいて、無人搬送車を使用しながら、少ない要員でセンターを稼働させる。【解決手段】床から天井までの空間の一部を利用して、搬送ラインと、自動倉庫及び／または無人搬送車とを運用するために、上下階層を設ける物流センターにおいて、下層部に固定された柱部と、前記柱部の上方に設けられた上層部の床部を固定する梁部と、が設けられた少なくとも一つの柱構造物を備え、前記構造物によって前記下層部の床部と前記上層部の床部との間で形成された空間は、無人搬送車による運搬が可能な高さを有している。【選択図】図１

Description

本発明はたとえば搬送システム用構造体に係り、特に。主に平屋構造の建物における、下層に無人搬送車の走行用スペースを確保しながら、柱構造物による上層にコンベヤラインおよび／または無人搬送車の走行用スペースを設置した搬送システム用構造体に関する。

日本国内の物流センターで、特にフロア面積が中～小規模のセンターにおいては、昔から、高さ方向の空間を稼いだ平屋建て構造の建屋の中にフロア面積を有効活用するためコンベヤやソータなどの搬送ラインを階層構造で立体的に構築して、被搬送物の移動距離や時間短縮を図り空間使用効率を上げることが知られている。その場合、階下の搬送ラインの両側に多数の柱を立設し、階上の搬送ラインを固定する方法が多く用いられる。

一方、近時の日本国内では、Ｅコマースを中心とする取引急拡大とそれに対応する物流センター業務の急拡大が生じ、これにコロナ禍の影響も加わり、物流業務の重要性は益々高まっているが、業務内容の厳しさから、物流業務各社は要員確保に大変苦労しており、従来の搬送ラインをベースに多数の要員を用いたシステムから、Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ（ＡＧＶ）やＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｂｏｔ（ＡＭＲ）のような無人搬送車とＧｏｏｄｓ ｔｏ Ｐｅｒｓｏｎ（ＧＴＰ）ステーションでのピックアップをベースとする小人数の要員でも稼働できるシステムに移行する方向で準備が進められている。

特許文献１には、下層床部と上層床部とにそれぞれコンベヤを設置するピッキング設備が提案されているが、建物の構造として、建設当初から階層を備え、下層床部と上層床部とが建屋に支持されることを前提にされている。

特開２０２０－１７２３７８号公報

このような状況で、建物コストを抑えた造りの平屋構造の建物を使用した、フロア面積がもともと狭い中～小規模の物流センターにおいても、少ない要員でセンターを稼働させる必要がある。

本発明は、上記のような問題点を解決することを企図したもので、建物コストを抑えた平屋構造の建物を使用した、フロア面積がもともと狭い中～小規模の物流センターにおいて、無人搬送車を使用しながら、少ない要員でセンターを稼働させることを可能とする搬送システム用構造体を提供することを課題とする。

上記課題に対して、本発明者は、下層階の床上を無人搬送車の自走できるフロアスペースを可能な限り確保しながら、無人搬送車とＧＴＰステーションを用いた高～中頻度品のピックアップを行うシステムとし、上層階は、床部を建設時の建物構造から独立させて設置可能とし、操業開始後の拡張が必要な時などにも、階層の追加を低コストで行える柱構造物により固定された上層階の搬送ラインを発案した。

上層階上では中～小頻度品を取り扱うための棚とデジタルピッキングシステムと搬送ラインとを組み合わせたシステムとする方法を考えた。これを実現するためには、上層階の搬送ラインを固定する柱の下層階の設置面積を極力最小とし、階下で作業をする無人搬送車を自由に動き回れるように空間を確保する必要がある。

したがって、上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る搬送システム用構造体は、床から天井までの空間の一部を利用して、搬送ラインと、自動倉庫及び／または無人搬送車とを運用するために、上下階層を設ける物流センターにおいて、下層部の床部に固定された柱部と、前記柱部の上方に設けられ上層部の床部を固定する梁部と、が設けられた少なくとも一つの柱構造物を備え、前記柱構造物によって前記下層部の床部と前記上層部の床部との間で形成された空間は、無人搬送車による搬送が可能な高さを有することを特徴とする。

平屋構造の建物内に搬送ラインを上下階層に設けることを特徴としてもよい。

階層構造を備えた建物の、フロア高さが確保可能なフロアに搬送ラインを上下階層に設けることを特徴としてもよい。

第２の態様として、第１の態様において、前記梁部は、単数および／または複数の梁を有するとしてもよい。

前記梁部は、片持ち、両持ち、Ｔ字状、Ｘ字状に単数および／または複数の梁を設けることを特徴としてもよい。

第３の態様として、第１の態様または第２の態様において、前記柱構造物は、１つ以上の無人搬送車の充電ステーションおよび／または無人搬送車の待機スペースを有するとしてもよい。

第４の態様として、第１の態様から第３の態様のいずれかの態様において、前記柱構造物は、前記柱部の前記下層部側端部に、前記下層部の床部へ固定するための穴部を有したプレートが設けられ、前記プレートの前記穴部により前記下層部の床部に締結固定されるとしてもよい。

本発明の各態様によれば、上層階に片持や両持やＴ字やＸ字などの梁部を有する一本形状のＨ鋼などの支柱で支えられた軽量床の上に、搬送ラインを設置する構造とし、下層階は、柱の設置スペースを極力最小にしながら、無人搬送車による搬送システムとして十分活用できるフロアスペースを確保する。さらに、当該柱の一部を無人搬送車の充電ステーションとすることで、無人搬送車への充電と、無人搬送車を搬送ライン内で適宜待機させてＧＴＰステーションに最適なタイミングで目的の商品をピックアップできるようにするためのバッファーシステムとして有効活用することができる。また、下層階は、高頻度品のピッキングシステムを高スループット機能の自動倉庫と無人搬送車で対応し、上層階は、中～低頻度品を高容量収納機能の自動倉庫と無人搬送車で対応する組み合わせにより、無人搬送車を走行させるための空間保持機能としての柱構造物の利用となり、下層階の無人搬送車用のスペース確保として有効利用ができるので大変好ましい。

本発明の一実施形態に係る、物流センターの下層階を示す概略の平面図である。 本発明の一実施形態に係る、物流センターの上層階を示す概略の平面図である。 本発明の一実施形態に係る、物流センターの下層階に上層階を組合せた概略の平面図である。 本発明の一実施形態に係る、物流センターの上層階を示す概略の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、物流センターの下層階と上層階を組み合わせた概略の斜視図である。

本発明の第１の実施形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る、物流センターの下層階を示す概略の平面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る、物流センターの上層階を示す概略の平面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る、物流センターの下層階に上層階を組合せた概略の平面図である。図１、図２、図３に示すように、建屋の両側の壁側に寄って、鉄骨製の片持梁２０を備えた支柱１０は１２か所に、両持梁３０を備えた支柱１０は９か所に立設され、平屋構造の建物の下層部Ｇのコンクリート床に柱構造物の支柱１０を支える支柱ベースＢは、２１か所に設置されている。

ここで言う上層階とは、コンベヤ、作業場等を部分的に設ける架台（コンベヤ脚に支持された場所）を設置する床部を指す。

下層階Ｇのコンクリート床の支柱ベースＢは、大きさが例えば１辺の長さが３２０～８２０ｍｍである正方形または長方形で、６か所のアンカーボルトを備えている。（図示しない）

厚さ寸法が例えば９～１６ｍｍの鉄板製で、平面方向に見た大きさが例えば１辺の長さが３００～８００ｍｍである正方形または長方形の６か所に穴のあいたプレート５０が支柱１０の床面側端に溶接またはリベット固定されており、プレート５０の穴と支柱ベースＢの６か所のアンカーボルトと、ナットにより、支柱１０は、平屋構造の建物の下層部Ｇのコンクリート床に締結固定される。（図示しない）

無人搬送車Ａの自走できるフロアスペースを可能な限り確保できるように、図１に示すように片持梁２０を備えた支柱１０は、建屋の壁側にできる限り寄った位置で、コンクリート床に設置されている。

本発明の物流センターは、フロアを下層階Ｇと上層階Ｕの階層に分けて物流設備は敷設されており、図１に示すように、下層階Ｇは、複数の棚Ｔと、無人搬送車Ａが走行するスペースと、無人搬送車Ａの充電ステーションを備えた待機エリアＰと、ＧＴＰステーション１が設置されている。

待機エリアＰは、一部の支柱１０の下方には充電ステーションが設けられており、無人搬送車Ａの待機充電をするために、電極部が取り付けられている。
なお、無人搬送車Ａの待機充電の設備については、電極を用いる接触式の充電方法以外に近時はワイヤレスの非接触式の充電方法も実用化されており、電極部の代わりにワイヤレス用の電力送信部を設けてもよい。

ＧＴＰステーション１は、ピッキングの頻度が高～中頻度の商品を対象とした作業に使用される。ピッキング対象の商品は、高さ方向に５～６段からなる引き出し付きの樹脂製の棚Ｔの中に保管される。物流センターの倉庫管理システム Ｗａｒｅｈｏｕｓｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ（ＷＭＳ）のピッキングすべき情報に基づき、無人搬送車Ａや、他のマテハン機器を制御するＷａｒｅｈｏｕｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ（ＷＣＳ）の制御指令を受けて、無人搬送車Ａは、同時に多数運用される。

無人搬送車Ａは、ピッキング対象の商品の入っている棚Ｔの下部に入り込み、棚Ｔごと持ち上げて、ピッキング対象となっているＧＴＰステーション１に向けて走行し、ＧＴＰステーション１で待機している作業者の前で停止する。
また、棚Ｔは、無人搬送車Ａでの搬送中に商品が落下しないよう引き出し式になっている。

作業者は、運ばれた棚Ｔの引き出しから中にある商品を引き出しから、ピッキング対象の商品を取り出してピッキング作業を行い、ＧＴＰステーション１で待機しているＧＴＰ搬送ラインＬ１の通い箱Оの中に投入する。上層階Ｕから縦型コンベヤＶより流されてきた商品も、ＷＣＳの制御指令を受けて、投入され、通い箱Оは、梱包ラインＬ２で、梱包され出荷場所（図示せず）に向けて搬送され出荷準備をされる。

無人搬送車Ａは、ピッキングの完了した棚ＴをＧＴＰステーション１から、棚Ｔの保管待機スペースに向けて走行し、所望の場所で棚を床面に下ろして、待機エリアＰまで戻り待機状態となる。この作業が繰り返されることになる。

図２に示すように、上層階Ｕは、下層階Ｇの支柱ベースＢ上に、片持梁２０を備えた支柱１０の１２か所と、両持梁３０を備えた支柱１０の９か所とにより支えられ、軽量床１００が２枚、軽量床１１０が２枚、軽量床１２０が２枚の計６枚を使用して床面は構成され、ピッキングの頻度が中～低頻度の商品を対象とした作業に使用される。

３本の搬送ラインＬ３は、それぞれ、片持梁２０を備えた支柱１０または、両持梁３０を備えた支柱１０に固定される。

軽量床１００、１１０、１２０上は、フローラックＦＲ、棚Ｓおよび作業員の足場として利用される

中頻度品は複数の搬送ラインＬ３と当該列の脇に長手方向に設けられている複数のフローラックＦＲからなるＤＰＳ方式（デジタルピッキングシステム）で構成され、各搬送列の搬送ラインＬ３は、末端で各搬送列を横方向に連絡できる連絡用搬送ラインＬ４に連結されている。この連絡用搬送ラインＬ４は、下層階ＧのＧＴＰステーションに商品を搬送するため縦型コンベヤＶ（図示せず）を使用して、適宜階下のＧＴＰステーションに向けて、搬送物を搬送する。作業者は、各搬送列に待機し、ＷＣＳの制御指令を受けて、適宜フローラックＦＲから商品をピッキングし、各搬送列の搬送ラインＬ３に流されている通い箱Оの中に投入する。通い箱Оは連絡用搬送ラインＬ４から縦型コンベヤＶを経由し、下層階ＧのＧＴＰステーション１に搬送される。

また、上層階Ｕの残りのスペースは低頻度品の保管スペースとなっており、平棚Ｓに商品が保管され、作業者は、ＷＣＳの制御指令を受けて、適宜カートＫで商品をピッキングし、連絡用搬送ラインＬ４に流されている通い箱Оに投入する。通い箱Оは連絡用搬送ラインＬ４から縦型コンベヤＶを経由し、下層階ＧのＧＴＰステーション１に搬送される。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、下層階Ｇは無人搬送車Ａを用いた高頻度品のピッキングシステムとして運用し、上層階Ｕは中頻度品と低頻度品を搬送ラインとＤＰＳ方式で運用するシステムとしたが、第２の実施形態は、下層階Ｇは、高頻度品のピッキングシステムを高スループット機能の自動倉庫１０００と無人搬送車Ａで対応し、上層階Ｕは、中～低頻度品を高容量収納機能の自動倉庫１１００と無人搬送車Ａで対応する組み合わせとする場合である。この第２の実施形態の場合、上層階Ｕの床は、無人搬送車Ａの走行部の床として、無人搬送車専用の軽量床２００を保持するために片持梁２０および／または両持梁３０を用いるものとし、中～低頻度品用自動倉庫１１００の床は建屋と同じ床構造を利用する。その場合の無人搬送車Ａの役割は、上層階Ｕと下層階Ｇの２種類の自動倉庫から取り出された商品をＧＴＰステーションまで搬送する搬送機能としての役割を担うことになる。そして、上層階Ｕの無人搬送車Ａを走行させるための空間保持機能としての柱構造物の利用となるので、下層階Ｇの無人搬送車用Ａのスペース確保として有効利用ができるので大変好ましい。

図４は、本発明の一実施形態に係る、物流センターの上層階を示す概略の斜視図である。

図４に示すように、上層階Ｕは、下層階Ｇの支柱ベースＢ上に、片持梁２０を備えた支柱１０に固定された軽量床２００により構成されている。下層階Ｇの建物の床に中～低頻度品に対応する高容量収納機能の自動倉庫１１００が設置され、自動倉庫１１００の上層階取出口は、上層階Ｕの軽量床２００に合接して備えられている。

図５は、本発明の一実施形態に係る、物流センターの下層階と上層階を組み合わせた概略の斜視図である。

図５に示すように、下層階Ｇの建物の床に、高頻度品に対応する高スループット機能の自動倉庫１０００が設置され、自動倉庫１０００の下層階取出口は、下層階Ｇの建物の床上を走行する無人搬送車Ａによる、搬送物の搬送に適した位置に設置されている。

中～低頻度品に対応する高容量収納機能の自動倉庫１１００の上層階取出口は、上層階Ｕの軽量床２００上を走行する無人搬送車Ａによる、搬送物の搬送に適した位置に設置されている。無人搬送車Ａは、自動倉庫１１００の上層階取出口からＧＴＰステーション（図示せず）への搬送物の搬送を行う。

上層階Ｕの軽量床２００を支持するために、適切な位置に配置された支柱１０の最低限の本数により、下層階Ｇの建物の床上を走行する無人搬送車Ａは、走行スペースを確保できる。この結果、無人搬送車Ａは、自動倉庫１０００の下層階ＧからＧＴＰステーション（図示せず）への搬送物の搬送目的を達成できる。

なお、第２の実施形態で、上層階Ｕの使い方としては軽量床２００の上を無人搬送車Ａを走らせる方式以外に、第１の実施例のように軽量床と搬送ラインとを組み合わせる方式であってもよい（図示せず）。

本発明は、平屋構造の建物の物流センターに限定するものではなく、階層構造の建物の、フロア高さが確保できる下層階Ｇと上階層Ｕに搬送ラインと無人搬送車Ａの走行スペースを設けてもよい。また、上階層Ｕに無人搬送車Ａの走行スペースを設けてもよく、さらに、無人搬送車Ａが下層階Ｇと上階層Ｕを移動してもよい。

本発明の実施形態によれば、下層階Ｇは、複数の棚Ｔと、無人搬送車Ａが走行するスペースと、無人搬送車Ａの充電ステーションを備えた待機エリアＰと、高～中頻度の商品のピッキングを対象にしたＧＴＰステーション１が設置される。梁を備えた支柱１０は、下層階Ｇのコンクリート床の支柱ベースＢ上に設置され、上層階Ｕは、梁を備えた支柱１０に支えられ、ＷＣＳの制御指令を受けて、ピッキングの頻度が中～低頻度の商品は、搬送ラインＬ３を使用したピッキング作業が、低頻度の商品は、カートＫを使用したピッキング作業が行われ、連絡用搬送ラインＬ４と、縦型コンベヤＶとを経由し、下層階ＧのＧＴＰ搬送ラインＬ１に搬送される。ＷＣＳの制御指令を受けて、無人搬送車Ａにより棚Ｔが、ＧＴＰステーション１に搬送され、作業者によりピッキングされた商品と、上層階Ｕからの商品とが梱包ラインＬ２で梱包されて出荷場所へ搬送される。また、下層階Ｇは、高頻度品のピッキングシステムを高スループット機能の自動倉庫１０００と無人搬送車Ａで対応し、上層階Ｕは、中～低頻度品を高容量収納機能の自動倉庫１１００と無人搬送車Ａで対応する組み合わせとする。この場合、上層階Ｕの床は、無人搬送車Ａの走行部の床として、無人搬送車専用の軽量床２００を保持するために片持梁２０を用いるものとし、中～低頻度品用自動倉庫１１００の床は建屋と同じ床構造を利用する。その場合の無人搬送車Ａの役割は、上層階Ｕと下層階Ｇの２種類の自動倉庫から取り出された商品をＧＴＰステーションまで搬送する搬送機能としての役割を担うことになる。そして、上層階Ｕの無人搬送車Ａを走行させるための空間保持機能としての柱構造物の利用となるので、下層階Ｇの無人搬送車用のスペース確保として有効利用ができる。

上記の次第なので、本発明の実施形態は物流産業をはじめ、各種産業にて大いなる利用可能性を有している。

Ｇ…下層階
Ｕ…上層階
Ａ…無人搬送車
Ｂ…支柱ベース
Ｋ…カート
О…通い箱
Ｐ…充電ステーション／待機エリア
Ｔ…棚
Ｓ…平棚
Ｖ…縦型コンベヤ
ＦＲ…フローラック
Ｌ１…ＧＴＰ搬送ライン
Ｌ２…梱包ライン
Ｌ３…搬送ライン
Ｌ４…連絡用搬送ライン
１…ＧＴＰステーション
１０…支柱
２０…片持梁
３０…両持梁
５０…プレート
１００、１１０，１２０、２００…軽量床
１０００…高頻度品用自動倉庫
１１００…中～低頻度品用自動倉庫

Claims (5)

1. 床から天井までの空間の一部を利用して、搬送ラインと、自動倉庫及び／または無人搬送車とを運用するために、上下階層を設ける物流センターにおいて、
   下層部の床部に固定された柱部と、前記柱部の上方に設けられ上層部の床部を固定する梁部と、が設けられた少なくとも一つの柱構造物を備え、
   前記柱構造物によって前記下層部の床部と前記上層部の床部との間で形成された空間は、無人搬送車による搬送が可能な高さを有することを特徴とする搬送システム用構造体。
2. 前記梁部は、単数および／または複数の梁を有することを特徴とする請求項１に記載の搬送システム用構造体。
3. 前記柱構造物は、１つ以上の前記無人搬送車の充電ステーションおよび／または前記無人搬送車の待機スペースを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の搬送システム用構造体。
4. 前記柱構造物は、前記柱部の前記下層部側端部に、前記下層部の床部へ固定するための穴部を有したプレートが設けられ、前記プレートの前記穴部により前記下層部の床部に締結固定されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の搬送システム用構造体。
5. 前記プレートが、前記下層部の床部と略同一面となるように設置されたことを特徴とする請求項４に記載の搬送システム用構造体。
   

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