JP3910129B2 - 自動倉庫 - 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、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、昇降式の移載ユニットを備えた1台のスタッカクレーンで全ての棚に荷を出し入れするシングルスタッカー方式と、非昇降式の移載ユニットを備えた自走台車が使用される非スタッカ方式とに大別される。
【0003】
両者の中間的な形態として、特許文献1(特開平1−122806号公報)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や、特許文献2(特開平10−120115号公報)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。
【0004】
シングルスタッカ方式では、スタッカクレーンと入出庫コンベヤとの間に荷を直接に移し換えることができるが、非スタッカ方式の場合は、一般には、リフト装置によって各段の棚と入出庫コンベヤとの間での荷の中継が行われる(超高速での入出庫が要求される場合は、各棚に対応して入出庫コンベヤを多段に設けることもある)。
【0005】
また、非スタッカ方式の場合、自走台車の稼働率を高くするため、棚の端部に中継用の仮置き棚を併設し、仮置き棚を介して自走台車とリフト装置との間での荷の載せ換えが行われる。そして、仮置き棚上では荷を移動させる必要があるため、仮置き棚はローラコンベヤ等のコンベヤ方式になっている。
【0006】
【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
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
シングルスタッカ方式の自動倉庫は、設備全体としての構造は簡単になるため製造コストを抑制できる利点があるが、入出庫の能率において劣る欠点がある一方、非スタッカ式台車では、各段ごとの棚に荷の出し入れを独立して行えるため入出庫能率は格段に高いが、設備全体としての構造が複雑になるためコストは嵩むことになる。
【0008】
このようなシングルスタッカ方式と非スタッカ方式とは、ユーザーが求める能力や機能によって選択されるものであり、出し入れ頻度が少ない長期保管タイプの自動倉庫ではシングルスタッカ方式が採用されていることが多く、商品配送センターのように短時間で大量の荷が入出庫されて荷捌き機能が強い自動倉庫では非スタッカ方式が採用されていることが多い。もちろん、一つの物流設備に両者を併設することも行われている。
【0009】
しかし、シングルスタッカ方式のみでは入出庫能力が低過ぎ、非スタッカ方式のみでは入出庫能力が高すぎてコストが嵩むというように、何れか一方だけのタイプでは入出庫能力とコストとの兼ね合いでユーザーの要望に応え難い場合があった。
【0010】
この点、特許文献1のタイプでは、複数の棚を一つのグループとして、複数のグループ毎に独立して荷の出し入れを行えるため、ユーザーの要望にある程度は近づけることができると言える。
【0011】
しかし、実際の物流設備では、例えば店舗や工場への配送が朝に集中するというように、入出庫(特に出庫)が短時間に集中することがある一方、特許文献1のようなスタッカ方式のみでは、各スタッカクレーンの入出庫能力に限度があるため、ピーク時に要求される出庫量に実際の能力が追いつかないことが懸念される。
【0012】
つまり、実際の物流設備では、平均的な入出庫能力よりも、最大入出庫能力が重要な意味を持っているのであり、特許文献1の構成では、この点で性能が懸念されるのである。
【0013】
特に、特許文献1の場合、1台のスタッカクレーンに対応して1つの仮置き棚(リザーバ)を設けているだけであるため、仮置き棚から荷が排出されるのをスタッカクレーンが待機している滞荷状態が発生する虞があって、複数台のスタッカクレーンを配置したことのメリットを十分に発揮し得ないことが懸念される。
【0014】
本発明は、このような現状を改善す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】
本願発明の自動倉庫は、棚が多段に配置された格納庫の間口に沿って広がる移載通路に、棚に荷を出し入れする移載ユニットを備えた複数の動力駆動式自走台車が上下に高さを変えて配置されており、前記複数台の自走台車の群は、移載ユニットが昇降することによって複数段の棚に荷を出し入れできるスタッカ式台車と、移載ユニットは昇降しない非スタッカ式台車とで構成されており、スタッカ式台車よりも非スタッカ式台車の台数が多くなっている。
【0016】
そして、前記非スタッカ式台車で荷が出し入れされる各棚群の端部に隣接した箇所に、棚から延長した状態の仮置き棚が各棚に対応して配置されている一方、前記スタッカ式台車で荷を出し入れする棚群の端部に隣接した箇所には、仮置き棚が少なくとも2段配置されており、更に、各仮置き棚の群の外側には、各仮置き棚に荷を受け渡すリフト装置が配置されている。
【0017】
この場合、スタッカ式台車の台数や配置される高さ位置、非スタッカ式台車の段数や配置高さ位置は、必要とされる入出庫能力に応じて様々に具体化することができる。
【0018】
なお、本発明における非スタッカ式台車は、1段の棚に対応して一つの移載ユニットを設けたタイプと、特許文献2のように移載ユニットを複数段設けて複数段の棚に荷を移し換えできるタイプとの両方を含んでいる。
【0019】
【発明の作用・効果】
既述のとおり、非スタッカ式台車は荷の入出庫を高速で行える利点があり、この非スタッカ式台車をフルに稼働させることにより、高い入出庫能力を確保することができる。このため、特定の時間帯に出庫量が集中する場合でも、荷の滞り状態を発生させることなく迅速に出庫することができる。
【0020】
また、非スタッカ式台車とスタッカ式台車を併用しているため、非スタッカ式台車のみを設けた場合に比べてコストを低減させることができる。従って、できるだけコストを抑制しつつ、高い入出庫処理能力を確保することができるのである。
【0021】
ところで、棚から荷を出庫する場合、荷の種類や配送先等によって出庫順序が予め定められていることが殆どであり、このため、非スタッカ式台車にしてもスタッカ式台車にしても、指令された順序に従って荷を棚から取り出すことが殆どである。
【0022】
しかし、前記特許文献1の構成のように一つのスタッカクレーンに対して一段の仮置き棚しか存在しない場合は、仮置き棚に荷が残っている場合はスタッカクレーンは待機していなければならず、このため出庫能率が益々悪くなってしまう。
【0023】
これに対して請求項2のように構成すると、一つの仮置き棚に荷が残っていても別の仮置き棚に荷を載置することができるため、スタッカ式台車が待機している状態(すなわち遊んでいる状態)をなくして、スタッカ式台車をフルに稼働させることができるのであり、その結果、スタッカ式台車を備えている自動倉庫の出庫能率を格段に向上させることができる。
【0024】
また、仮置き棚に荷がなくてリフト装置が待機している状態を防止することもできるため、リフト装置の入出庫手段の能力をフルに活用させることもできるのであり、この面からも入出庫能率を格段に向上させることができる。
【0025】
【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。
【0026】
(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。
【0027】
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。
【0028】
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、これを繋ぐ水平状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。
【0029】
移載通路2には、自動格納・取出し装置として、1〜4段の棚3に荷Wの出し入れを行う四輪走行方式のスタッカ式台車8と、5段目以上の棚3の各々に対応した非スタッカ式台車9とを配置している。
【0030】
スタッカ式台車8に対応した1〜4段の棚3の上下間隔は、5段目以上の棚3の上下間隔よりも小さく設定している。従って、スタッカ式台車8では非スタッカ式台車9に比べて小物も扱うことができる。
【0031】
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10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。
【0032】
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10が配置されているが、スタッカ式台車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に対応した高さのみに仮置き棚10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10を配置するためである。
【0033】
もちろん、1〜4段目の各棚3に対応して仮置き棚10を配置してもよい。また、スタッカ式台車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10を配置する場合、仮置き棚10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段目の棚3と5段目の棚3との境界部に設けている。
【0034】
図4に示すように、非スタッカ式台車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がレール18上を走行する。
【0035】
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と非スタッカ式台車9とに移し換えることができる。
【0036】
各台車8,9が走行するレール18,20は、フロント支柱5の前面に固定されている。また、非スタッカ式台車9に対応した5段目以上の棚3はレール18と略同じ高さになっており、荷Wは、台車用レール18を介して棚3と非スタッカ式台車9とに滑り移動する。
【0037】
他方、スタッカ式台車8が走行するレール20は、1段目の棚3よりも下方に配置されている。従って、1〜4段の棚3の箇所では、フロント支柱5からはみ出ている障害物は存在しない。これは、スタッカ式台車8と非スタッカ式台車9とが、平面視でレール18,20と重なるように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。
【0038】
つまり、スタッカ式台車8では、非スタッカ式台車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、レール20を1段目の棚3よりも下方に配置している。
【0039】
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。
【0040】
(2).スタッカ式台車
次に、図5〜図7に基づいて、スタッカ式台車8の概要を説明しておく。図5は概略斜視図、図6は平面図、図7は概略側面図である。
【0041】
スタッカ式台車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。
【0042】
天フレーム25には、天レール26(図2参照)を挟むガイドローラ27の群が水平回転自在に取り付けられている。このようにコラム23をその上部において天レール25でガイドすると、スタッカ式台車8の走行安定性を格段に向上できる利点がある(特許文献1の場合、スタッカクレーンはレール上を走行するに過ぎないため、安定性に欠ける)。
【0043】
また、本実施形態のように移載ユニット24を2本のコラム23でガイドすると、移載ユニット24の昇降安定性が格段に向上して、重量物も取り扱える利点がある。コラム23の内部には、移載ユニット24を昇降させるためのチェーン(図示せず)を配置している。
【0044】
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を配置している。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を張ってその両端を固定し、このタイミングベルト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。
【0045】
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。図6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。
【0046】
移載ユニット24はフレーム材で構成された昇降枠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7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。
【0047】
両ピッキングユニット17の可動アーム41は同期して進退動する。そして、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。両ベースフレーム40には荷Wが載る載置板43を固定している。
【0048】
なお、スタッカ式台車8でも載置板43は非スタッカ式台車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6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の受け渡しを中継するための補助ローラ44を装架している。
【0049】
(3).自動倉庫の稼働
図8に示すように、入出庫において荷Wは、各仮置き棚10を介してリフト装置12のプラットホーム12に受け渡される。そして、スタッカ式台車8に加えて複数の非スタッカ式台車9を設けているため、非スタッカ式台車9をフルに稼働させることにより、出庫や入庫が集中しても途中で滞荷させることなく処理することができる。
【0050】
また、スタッカ式台車8に対応して2段の仮置き棚10を設けているため、非スタッカ式台車8が仮置き棚10の箇所で待機している状態を無くすことができる。また、仮置き棚10が1段だけであると、リフト装置13が待機している状態が発生する虞があるが、仮置き棚10が複数段存在しているため、1〜4段の棚3に対応した2段の仮置き棚10の何れかに常に荷Wが存在する状態を保持して、リフト装置13が待機している状態を防止することができる。
【0051】
このように、スタッカ式台車8及びリフト装置13が待機している状態を無くして、スタッカ式台車8及びリフト装置13をフルに稼働させることができることにより、入出庫の能率を格段に向上させることができる。
【0052】
本実施形態では、2段の仮置き棚10を設けているが、仮置き棚10の段数は必要とされる入出庫能力に応じて設定したら良く、スタッカ式台車8に対応した棚3と同じ段数設けても良い。
【0053】
また、仮置き棚10の段数がスタッカ式台車8に対応した棚3の段数よりも少ない場合は、仮置き棚10と棚3とを上下に併設しても良い(こうするとデッドスペースを無くせる利点がある)。図8の一点鎖線では、3段目と4段目の棚3とに対応した部位に仮置き棚10を設けた場合と棚3を設けた場合とを共に一点鎖線で表示している。
【0054】
ところで、スタッカ式台車8と非スタッカ式台車9とを併設する場合、非スタッカ方式9をスタッカ式台車8の上方に配置することも可能である。他方、既述のとおり、スタッカ式台車8が走行するレール20は棚3よりも下方に位置しているため、スタッカ式台車8を非スタッカ式台車9の上に配置すると、レール20の高さ分だけスペースが必要になる。
【0055】
これに対して本実施形態のようにスタッカ式台車8の上方に非スタッカ式台車9を配置すると、非スタッカ式台車9のレール18は棚3と同じ高さであるため、スペースを有効利用することができる利点がある。
【0056】
(4).変形例
スタッカ式台車8のための仮置き棚10の段数がスタッカ式台車8に対応した棚3の段数よりも少ない場合は、図9に第2実施形態として示すように、仮置き棚10の高さを棚3の高さと異ならせることも可能である。
【0057】
(5).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。
【0058】
例えばスタッカ式台車や非スタッカ式台車の具体的な構造は、必要に応じて様々に設計することができる。例えば、荷のピッキング方式としては、荷を滑り移動させて棚に出し入れする方式に代えて、スライドフォークで持ち上げて出し入れする方式なども採用できる(この場合は棚はラック方式になる)。
【0059】
また、非スタッカ式台車を下段から順に適宜段数配置して、非スタッカ式台車の群の上方にスタッカ式台車を配置することも可能である(この方が、自動倉庫全体としての重心が下がるため、安定性の面では優れているとも言える)。
【0060】
【0061】
スタッカ式台車を最下段に配置する場合、その走行車輪は必ずしもフロント支柱に固定したレールで支持することには限らず、床に固定した1本又は2本のレールで支持することも可能である。
【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】スタッカ式台車の概略斜視図である。
【図6】スタッカ式台車の平面図である。
【図7】スタッカ式台車の概略側面図である。
【図8】自動倉庫の概略側面図である。
【図9】変形例を図である。
【符号の説明】
1 格納庫
2 移載通路
3 棚
4 棚板
8 スタッカ式台車
9 非スタッカ式台車
10 仮置き棚
11 入出庫コンベヤ
13 リフト装置
22 走行車体
23 コラム
24 移載ユニット
Claims (2)
- 棚が多段に配置された格納庫の間口に沿って広がる移載通路に、棚に荷を出し入れする移載ユニットを備えた複数の動力駆動式自走台車が上下に高さを変えて配置されており、前記複数台の自走台車の群は、移載ユニットが昇降することによって複数段の棚に荷を出し入れできるスタッカ式台車と、移載ユニットは昇降しない非スタッカ式台車とで構成されており、スタッカ式台車よりも非スタッカ式台車の台数が多くなっている、
という自動倉庫であって、
前記非スタッカ式台車で荷が出し入れされる各棚群の端部に隣接した箇所に、棚から延長した状態の仮置き棚が各棚に対応して配置されている一方、
前記スタッカ式台車で荷を出し入れする棚群の端部に隣接した箇所には、仮置き棚が少なくとも2段配置されており、更に、各仮置き棚の群の外側には、各仮置き棚に荷を受け渡すリフト装置が配置されている、
自動倉庫。 - 前記自走台車群のうちスタッカ式台車は1台のみで他は非スタッカ式台車であり、前記スタッカ式台車は最下段に配置されており、更に、前記スタッカ式台車で荷を出し入れする棚群の端部に隣接した箇所には、仮置き棚が、スタッカ式台車で荷を出し入れする棚の段数よりも少ない数でかつ少なくとも2段配置されている、
請求項1に記載した自動倉庫。
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