JP3910129B2

JP3910129B2 - 自動倉庫

Info

Publication number: JP3910129B2
Application number: JP2002285440A
Authority: JP
Inventors: 英二船原; 真二清水
Original assignee: Itoki Corp
Current assignee: Itoki Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004123240A

Description

【０００１】
【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

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。