JP3903251B2 - 自動倉庫における自動格納・取出し装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動倉庫において、昇降式の移載ユニットを備えた荷の自動格納・取出し装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動倉庫には多くのタイプがあるが、一般には、棚を多段に配置した格納庫を備えており、この格納庫の任意の棚に荷を自動的に出し入れするタイプが一般的である。
【0003】
そして、棚への荷の自動格納・取出し形態によって見ると、一般的には、1台のスタッカクレーンによって全段の棚に荷を格納・取出しを行うシングルスタッカー方式と、各棚段ごとに自走台車を配置した台車方式とに大別される。
【0004】
両者の中間的な形態として、特許文献1に記載されているように、スタッカクレーンを複数台配置した多段スタッカー方式のものや、特許文献2に記載されているように、自走台車に移載ユニットを複数段設けた多段台車方式などもある。
【0005】
スタッカクレーン方式のように昇降自在な移載ユニットを備えている場合、移載ユニットを1本のコラムに取り付けている場合と、2本のコラムに取付けている場合とがあり、後者の方が安定性・耐荷重性において優れている。
【0006】
また、移載ユニットを昇降させる手段としては、移載ユニットをチェーンによって上げ下げすることが一般的である。言うまでもないが、チェーンは一対のスプロケットに巻掛けられており、2本のコラムを備えたスタッカクレーンの場合は、2本のコラムの上端部と下端部とにスプロケットを配置して、これらにチェーンを巻掛けている。
【0007】
2本のチェーンで移載ユニットを昇降させるにおいては、両チェーンを同期して回転させることと、移載ユニットをバランス良く昇降させることとが必要になる。
【0008】
この2つの条件を満たす一つの方法として、図12(A)の平面図に模式的に示すように、コラム60の上下両端部にスプロケット61を設けるにおいて、各スプロケット61の回転軸線62をスタッカクレーン63の走行方向と直交した方向に配置することにより、平面視で両チェーン65を結ぶ線が移載ユニットの略重心を通るように設定し、更に、下方の2つのスプロケット61のそれぞれを傘歯車機構や駆動軸等から成る動力伝達機構で回転させる方法がある。符号66は走行車体、符号67は昇降台、符号68は棚である。
【0009】
他の方法として、本願出願人の出願に係る特許文献3に記載されかつ図12(B)の平面図に模式的に示すように、スプロケット61をその回転軸62がスタッカクレーン63の走行方向に延びるように配置しつつ、スプロケット61を平面視でスタッカクレーン63の走行方向と直交した方向にずらすことにより、両チェーン65の吊支箇所を結ぶ線が平面視で昇降台67の略重心を通るように設定し、更に、両チェーン65を駆動軸69に取付けた駆動スプロケット70に巻き掛ける方法がある。
【0010】
【特許文献1】
特開平1−122806号公報
【特許文献2】
特開平10−120115号公報
【特許文献3】
特開2000−120993号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
チェーン65の駆動は1台のモータで行うため、駆動軸69はスタッカクレーン63の走行方向に延びるように配置することになる。このため、スプロケット61を図12(A)の姿勢に配置すると、スプロケット62に動力伝達機構が複雑化する虞がある。
【0012】
他方、図12(B)のような構成にすると、スプロケット61の回転軸線62と駆動軸69とは平行に延びているため、動力伝達機構の複雑化を抑制できる利点がある。
【0013】
また、図12(A)の場合、チェーン65はスタッカクレーン63の走行方向に広がるため、チェーン65が他の部材と干渉しやすくなって全体として構造が複雑化する傾向があるが、図12(B)では、チェーン65及びスプロケット61をコラム60の内部に収納したり、コラム60の片面に寄せた状態で配置したりすることができるため、他の部材との干渉を回避して構造の複雑化を回避できる利点がある。
【0014】
本願発明は、チェーンを先願発明のように配置した場合において、移載ユニットのバランスを損なうことなく、一層の構造の簡素化を図ることを課題とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本願発明が対象とする自動倉庫は、棚を多段に配置した格納庫の開口面に沿って走行する台車本体に、当該台車本体の走行方向に沿って間隔を空けた状態で一対のコラムを立設し、これら両コラムに沿って上下に張られたチェーンにて、棚との間に荷の受け渡しを行う移載ユニットが吊支されており、更に、前記両チェーンによる移載ユニットの吊支位置を、移載ユニットの略重心を通って台車本体の走行方向に沿って延びる線を挟んだ両側に振り分けている、という構成になっている。
【0016】
そして、前記両コラムの上端部と下端部とには、台車本体の走行方向と同じ方向に延びる軸線回りに回転するスプロケットをそれぞれ配置して、これら上下スプロケットにそれぞれチェーンを巻き掛けており、
【0017】
更に、上スプロケットの相互間又は下スプロケットの相互間に、モータで回転駆動される駆動軸を貫通せしめ、駆動軸が貫通した両スプロケットのうち一方のスプロケットは駆動軸に固定し、他方のスプロケットは駆動軸に回転自在に被嵌し、駆動軸に固定された第1傘歯車と他方のスプロケットに固定された第2傘歯車とに第3傘歯車を噛合させることにより、一方のスプロケットと他方のスプロケットとを逆回転させている。
【0018】
このように駆動軸に貫通した両スプロケットが互いに逆回転すると、それらスプロケットに巻掛けられた2本のチェーンは互いに逆方向に周回するが、両チェーンはそれぞれスプロケットを挟んだ両側において2条に延びているため、両チェーンには同じ方向に移動する部分が存在しており、この同じ方向に移動する部分は平面視で駆動軸を挟んだ両側に位置している。
【0019】
従って、両チェーンの同じ方向に移動する部分を移載ユニットに固定すると、チェーンによる移載ユニットの固定箇所(吊支箇所)は、平面視において駆動軸を挟んで互いに反対側に位置しており、駆動軸が平面視で移載ユニットの重心を通るように配置することにより、移載ユニットはチェーンによってバランス良く吊支される。
【0020】
【発明の作用・効果】
本発明によると、チェーンが巻掛けられるスプロケットを、その回転軸が平面視で移載ユニットの中心線と同心状に延びるように配置した単純な構造であっても、両チェーンによる移載ユニットの吊支箇所が移載ユニットの中心線を挟んだ両側に位置しているため、移載ユニットをバランス良く吊支することができる。
【0021】
このため、移載ユニットをバランス良く吊支できる格納・取出し装置でありながら、移載ユニットの吊支機構の構造を簡単化・コンパクト化することができる。そして、第1傘歯車と第2傘歯車とは駆動軸に被嵌しているため、スプロケットの逆転機構を簡単かつコンパクトな構造とすることができて、例えばコラムの中空部に収納するといったことも可能になる利点がある。
【0022】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0023】
(1).自動倉庫の概要
まず、図1〜図4に基づいて自動倉庫の概要を説明する。図1は斜視図、図2は正面図、図3は図2の III-III視平断面図、図4は図2のIV−IV視平断面図である。
【0024】
自動倉庫は、相対向して配置された2つの格納庫1を備えており、2つの格納庫1の間には、荷の出し入れを行う移載通路2が形成されている。格納庫1は多段の棚3で構成されており、各棚3は棚板4を張った平棚方式になっている(ラック方式でも良い)。
【0025】
格納庫1は、移載通路2に面する側に位置したフロント支柱5の群と、外側に面したリア支柱6の群と、これらを繋ぐ水平条の横桟の群とを備えている。また、両格納庫1は上端においてアッパーフレーム7で一体に連結されている。
【0026】
移載通路2には、荷を棚3に出し入れするための自動格納・取出し装置が配置されるが、本実施形態では、格納・取出し装置として、四輪走行方式で複数の棚3に荷を出し入れできる台車式スタッカクレーン(或いはスタッカ式自走台車)8と、一つの棚3に荷Wを出し入れする自走台車9とを併用している。
【0027】
具体的には、下寄りの4つの棚3には台車式スタッカクレーン8で荷Wを出し入れし、それより上の段の棚3には、各段ごとに配置した自走台車9で荷Wを出し入れするようになっている。
【0028】
両格納庫1の一端部には、棚3から延長するような状態で仮置き棚(リザーバ)10の群が配置されており、更に、仮置き棚3の群の外側には、各仮置き棚3と入出庫コンベヤ11との間に荷Wを受け渡すため、昇降自在なプラットホーム12を備えたリフト装置13が配置されている。仮置き棚3及びプラットホーム12はローラ式等のコンベヤ方式になっている。
【0029】
この場合、自走台車9で荷Wを出し入れする5段目以上の棚3にはこれに対応してそれぞれに仮置き棚3が配置されているが、台車式スタッカクレーン8で荷Wを出し入れする1〜4段の箇所では、1段目と2段目との棚3に対応した高さだけに仮置き棚3を設けている。これは、仮置き棚3はローラコンベヤ方式でコストが嵩むことから、入出庫能力に必要なだけの仮置き棚3を配置するためである。
【0030】
もちろん、1〜4段目の各棚3に対応して仮置き棚3を配置してもよい。また、台車式スタッカクレーン8で出し入れする棚3の段数よりも少ない段数の仮置き棚3を配置する場合、仮置き棚3の配置高さ位置は任意に設定することができる。図4に符号14で示すのは保守等に際して使用する歩廊であり、4段目と5断面との棚3の境界部に設けている。
【0031】
図4に示すように、自走台車9は、前後一対ずつの車輪15を備えたフレーム構造の本体16と、この本体16に平行に延びるように設けた一対のピッキングユニット17とを備えており、車輪15が台車用レール18上を転動する。
【0032】
詳細は省略するが、ピッキングユニット17は棚3の内部まで深く進入する可動アームと、この可動アームの両端に設けた水平回動式のピッカーとを備えており、可動アームの進退動とピッカーの水平回動との組合せにより、荷Wを棚3と自走台車9とに移し換えることができる。
【0033】
(2).棚の構造
図5は格納庫1の部分的な縦断正面図である。この図に示すように、台車式スタッカクレーン8で荷Wの出し入れが行われる1〜4段の棚3では、棚板4の前部は、隣り合ったフロント支柱5に固定されたフロントフレーム19に支持されている。フロントフレーム19はフロント支柱5からはみ出ないようになっている。
【0034】
1段目の棚3よりもやや下方の高さ位置に、台車式スタッカクレーン8を走行させるためのスタッカ用レール20が配置されている。スタッカ用レール20は二重式になっており(大きな荷重を支えるためである)、フロント支柱5の前面に固定されている。
【0035】
5段目以上の棚3の箇所では、台車用レール18がフロント支柱5の前面に固定されており、このフロント支柱5で棚板4の前端を支持している。5段目以上の棚3においては、荷Wは、台車用レール18を介して棚3と自走台車9とに滑り移動する。
【0036】
台車式スタッカクレーン8のエリアと自走台車9のエリアとで棚板4及びレール18,20の方式が相違するのは、台車式スタッカクレーン8と自走台車9とが、レール18,20の上方まで延びるピッキングユニット17を共用しているためである。つまり、台車式スタッカクレーン8では、自走台車9に設けたのと同じピッキングユニット17が昇降することを許容するため、フロントフレーム19がフロント支柱5の前面から突出しないように設定しているのである。
【0037】
なお、いずれの段の棚3においても、隣り合ったフロント支柱5の間の部分が単位格納エリアになっており、この単位格納エリアに複数の荷(例えば段ボール箱)Wを格納できる。
【0038】
(3).台車式スタッカクレーン
次に、図6〜図10に基づいて台車式スタッカクレーン8について説明する。図6は概略斜視図、図7は概略側面図、図8は平面図、図9は要部の縦断側面図、図10は昇降駆動機構の模式図である。
【0039】
台車式スタッカクレーン8は、フレーム構造の走行車体22と、これに立設した前後2本のコラム23と、前後コラム23の間に配置された移載ユニット24とを備えている。両コラム23は、相対向する方向に開口するように中空状に形成されており、その上端は天フレーム25で一体に連結されている。天フレーム25には、天レール26(図2参照)に挟むガイドローラ27の群が水平回転自在に取り付けられている。
【0040】
走行車体22のうちコラム23よりも前後外側の部位には、スタッカ用レール20の上面を転動する前後一対の車輪28が配置されている。走行車体22の走行駆動方式として、実施形態では、スタッカ用レール20にタイミングベルト29(図8参照)を張ってその両端を固定し、このにタイミングベルト29に、走行用モータ30で駆動されるタイミングギア31を噛み合わせる機構を採用している。
【0041】
そして、タイミングギア31は一方の車輪28の車軸32に回転自在に被嵌した駆動筒33に固定されており、この駆動筒33を走行用モータ30で駆動するようになっている。つまり、タイミングギア31と一方の車輪28とを同軸に設定している。これは、走行車体22を前後長さを短くするためである。もちろん、車輪28とタイミングギア31とを分離しても良い。
【0042】
図6や図7に示す符号34は押さえローラ、符号35は離脱防止ローラである。図5に示すようにスタッカ用レール20は段違いになっているが、段部20aにタイミングベルト29が配置され、高い部分に車輪28が載るようになっている。
【0043】
例えば図7や図9に示すように、コラム23は走行車体22の下面よりもやや下方に落ち込んだ状態になっており、走行車体22を横断するように延びるステー36に固定されている。また、詳細は省略するが、鉛直性を保持するために補強部材(補強ブラケット)37(図7,8参照)によっても走行車体22に固定されている。
【0044】
移載ユニット24はフレーム材で構成されている昇降枠39を備えており、昇降枠39に、荷Wの移し替えを行う一対のピッキングユニット17を平行に配置している。ピッキングユニット17は、ベースフレーム40と、その内側に配置した第1及び第2の可動アーム(図8で第2可動アーム41のみを表示している)とを備えており、第2可動アーム41の両端に、水平回動式のピッカー(爪)42を設けている。
【0045】
両ピッキングユニット17において、第2可動アーム41は第1モータ43(図8参照)の駆動によって同期して進退動する。第2可動アーム41の進退動とピッカー42の水平回動とを組み合わせて荷Wを押し引きすることにより、棚3と移載ユニット24との間に荷Wを移し換えることができる。
【0046】
両ベースフレーム40には荷Wが載る載置板44を固定している。また、本実施形態では荷幅の違いに対応できるようになっており、このため、一方のピッキングユニット17は位置不変であるが、他方のピッキングユニット17は第2モータ45の駆動によって移動できるようになっている。両ピッキングユニット17の間隔変更を許容するため、2枚の載置板44は部分的に重なっている(図8では両載置板44は一連に表示している)。
【0047】
既述のとおり、自走台車9では台車用レール18を介して荷Wの移し替えが行われており、このため、図5に示すように、自走台車9の載置板44は台車用レール18よりも内側に位置している。
【0048】
そして、台車式スタッカクレーン8でも載置板44は自走台車9と同じものを使用しているため、フロントフレーム19との間に大きな間隔が開いている。このため、図5や図7に示すように、両ピッキングユニット17におけるベースフレーム40の先端間に、荷Wの受け渡しをスムースに行うための補助ローラ48を装架している。なお、補助ローラ48は、可動式ピッキングユニット17の移動は損なわない状態で取り付けている。
【0049】
移載ユニット24は、その重心が平面視で幅方向の略中間部に位置するように部材の配置が考慮されており、また、コラム23も移載ユニット24の重心を挟んだ両側に位置するように配置されている。
【0050】
(4).移載ユニットの昇降機構
例えば図7に示すように、移載ユニット24の昇降枠39にはコラム23を囲うような形状のガイド体47を固定しており、このガイド体47に、横ずれ不能に昇降するためのガイドローラ48の群を回転自在に取り付けていると共に、昇降用チェーン49を固定し、昇降用チェーン49で移載ユニット24を吊支している。
【0051】
昇降用チェーン49は、コラム23の中空部の上部に配置した上スプロケット50と、コラム23の中空部の下部に配置した下スプロケット51とに巻き掛けられている。上スプロケット50はコラム23に回転自在に取り付けられている。各スプロケット50,51は、平面視で、その回転軸線が移載ユニット24の重心を通る中心線53と略重なるように配置されている。なお、移載ユニット24の中心線は移載通路2の中心線とほぼ重なっている。
【0052】
他方、両下スプロケット51は1本の駆動軸(連動軸)52に被嵌しているが、一方の下スプロケット51は駆動軸52に固定され、他方の下スプロケット51は駆動軸52に回転自在に被嵌している。駆動軸52は、一方のステー36と他方のコラム23とに回転自在に取り付けられており、かつ、一方のコラム23に固定した減速機付きモータ54及び駆動用チェーン55を介して駆動される。
【0053】
例えば図9に示すように、駆動軸52のうち他方のコラム23に軸支されている端部の近傍には第1傘歯車56が固定されており、また、他方の下スプロケット51には第2傘歯車57が固定されている。更に、他方のステー36には、第1及び第2の傘歯車56,57に噛み合う第3傘歯車58が水平回転自在に取り付けられている。
【0054】
このような3個の傘歯車56〜58で構成された逆転機構により、駆動軸52の回転によって2本の昇降用チェーン49は互いに逆方向に周回することになるが、両昇降用チェーン49とも上昇する部分と下降する部分とが存在するため、図10に示すように、両昇降用チェーン49において同じ方向に移動する部分は移載ユニット24の中心線53を挟んだ反対側に位置している。
【0055】
そこで、移載ユニット24における一方のガイド体47を、移載ユニット24の中心線53を挟んだ一方の側と他方の側とに振り分けた状態で昇降用チェーン49に固定している。このため、両昇降用チェーン49の固定箇所を結ぶ線59は移載ユニット24のほぼ重心を通ることになって、移載ユニット24をバランス良く吊支することができるのである。
【0056】
そして、両昇降用チェーン49を逆転させるための傘歯車56〜58の群は他方のコラム23の内部にコンパクトに格納できるため、他の部材の邪魔になることもなく、構造を簡単かつコンパクト化することができる。なお、各コラム23に複数本ずつの昇降用チェーンを配置しても良い。
【0057】
(5).他の実施形態
上記の実施形態では、コラム23は柱状(マスト状)になっていたが、図11に示す変形例ではコラム23を門型に形成している。このように構成すると、移載ユニット24の昇降安定性を一層向上できるため、重量物の格納に適していると言える。
【0058】
(6).その他
本発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化することができる。例えば、コラム23は柱状や門型には限らず、移載ユニットの昇降をガイドできる形態ならどのようなものでも良い。
【0059】
【0060】
【0061】
また、移載ユニットの具体的構造が実施形態に限定されないことは言うまでもない。更に、本願発明は4輪方式の台車式スタッカクレーンのみでなく、床に固定された1本のレール上を走行するスタッカクレーンなどにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動倉庫の斜視図である。
【図2】自動倉庫の正面図である。
【図3】図2の III-III視平面図である。
【図4】図2のIV−IV視平面図である。
【図5】格納庫の部分的な縦断正面図である。
【図6】台車式スタッカクレーンの概略斜視図である。
【図7】台車式スタッカクレーンの平面図である。
【図8】台車式スタッカクレーンの概略側面図である。
【図9】要部の縦断側面図である。
【図10】移載ユニットの昇降機構の模式図である。
【図11】変形例を図である。
【図12】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 格納庫
2 移載通路
3 棚
4 棚板
8 台車式スタッカクレーン
9 自走台車
22 走行車体
17 ピッキングユニット
23 コラム
39 移載ユニットの昇降枠
49 昇降用チェーン
50 上スプロケット
51 下スプロケット
56 第1傘歯車
57 第1傘歯車
58 第1傘歯車
Claims (1)
- 棚を多段に配置した格納庫の開口面に沿って走行する台車本体に、当該台車本体の走行方向に沿って間隔を空けた状態で一対のコラムを立設し、これら両コラムに沿って上下に張られたチェーンにて、棚との間に荷の受け渡しを行う移載ユニットが吊支されており、更に、前記両チェーンによる移載ユニットの吊支位置を、移載ユニットの略重心を通って台車本体の走行方向に沿って延びる線を挟んだ両側に振り分けている、
という自動倉庫において、
前記両コラムの上端部と下端部とには、台車本体の走行方向と同じ方向に延びる軸線回りに回転するスプロケットをそれぞれ配置して、これら上下スプロケットにそれぞれチェーンを巻き掛けており、
更に、上スプロケットの相互間又は下スプロケットの相互間に、モータで回転駆動される駆動軸を貫通せしめ、駆動軸が貫通した両スプロケットのうち一方のスプロケットは駆動軸に固定し、他方のスプロケットは駆動軸に回転自在に被嵌し、駆動軸に固定された第1傘歯車と他方のスプロケットに固定された第2傘歯車とに第3傘歯車を噛合させることにより、一方のスプロケットと他方のスプロケットとを逆回転させている、
自動倉庫における自動格納・取出し装置。
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