JP4424172B2 - 物品移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品移載装置に関し、特に、スタッカークレーンの昇降体上または搬送台車上に設けられた物品移載装置に関する。

従来のスタッカークレーンの物品移載装置では、棚に保管されている荷物の移載と旋回の機能をスタッカークレーンに併せ持つ場合、昇降体であるキャリッジには、旋回駆動装置の上にフォーク等の移載装置が設置されている。

こうした物品移載装置として、例えば、特許文献１に示される移載装置２０が知られている。

特許文献１の図３、図４に示されるように、移載装置２０は、下部に設けられたケーシング２２とその上部に設けられたフォーク２１で構成されている。ケーシング２２内には昇降用モータ３２、旋回用モータ３３およびフォークモータ３４が配設されている。ケーシング２２の側部付近に支持された昇降用モータ３２には、ボールネジ装置３５が装備され、ボールネジ装置３５の軸の上端部が支持板３７の左端部と固定されている。支持板３７の中央部には、円筒体３９が回転可能に支持され、その中にフォークモータ３４が収容されている。フォークモータ３４は円筒体３９の上面に固定されたベース板４１の下面に一体回転可能に組付けられている。

一方、支持板３７の右端部に旋回用モータ３３が支持される。支持された旋回用モータ３３はその駆動軸にギヤ３８を嵌着し、ギヤ３８が、円筒体３９の外周に設けられているギヤ４０に噛合されている。したがって、旋回用モータ３３が旋回すると、その回転力でギヤ４０，３８を介して円筒体３９が回転し、円筒体３９と一体になっているフォーク２１が旋回する。

上述したとおり、この移載装置２０は、旋回モータ３３、支持板３７、円筒体３９が一体の集合体となっているため、移載装置２０の昇降動作時は、この集合体がケーシング２２の内部を昇降する。したがって、旋回用モータ３３等がケーシング２２の内部で昇降できるように、ケーシング２２の高さ方向のスペースを広く確保する構造となる。
特開平１１−３０１４７５号公報、段落番号００３１〜段落番号００３２、図３、図４

しかしながら、従来技術では、旋回駆動装置が移載装置の下部に構成されるため、スタッカークレーンの最低移載高さが、少なくとも旋回駆動装置の厚み分は高くなってしまう。その上、重量物の荷物に対応する場合においては、旋回機構の強度を確保するために、さらに最低移載高さが高くなる場合もありうる。

また、物品の移載機構全体を旋回させる構造であるため、物品の移載と旋回を同時に行うと、旋回半径が大きくなり、マスト等の障害物に当たる可能性がある。したがって、物品又はフォークがマスト等の障害物に当たらない程度にフォークがキャリッジに格納されていないと旋回できない。あるいは、マスト間隔を広げる等の工夫をしないと、移載と旋回の動作を同時に行うことができない。したがって、従来技術のような物品移載装置では動作効率にも限界があった。

本発明はこのような問題に鑑みてされたものであって、その最たる目的は最低移載高さを高くすること無く、従来高さを維持した旋回機構を備えた物品移載装置の提供にある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、荷を載置する荷載置部材と、物品移載装置の前後方向に前記荷載置部材を移動させる移動手段と、前記荷載置部材の旋回駆動部とを備えた物品移載装置において、前記移動手段が、複数のフォークレールで構成されるスライドフォークであって、前記荷載置部材は、前記複数のフォークレールに含まれる上段フォークレール上における前記上段フォークレール間の中心に設けられ、前記荷載置部材を前記上段フォークレールに対して旋回可能にする前記旋回駆動部が並列する前記フォークレール間に設けられ、前記旋回駆動部を前記荷載置部材に連結し、前記荷載置部材は円環状であって、前記荷載置部材の中心を回転中心とすることを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、荷載置部材のみ旋回させることができ、旋回部の駆動源を必ずしも移載機構の下部に設ける必要が無くなるため、最低移載高さを低くすることができる。
また、上段フォークレール、すなわち移動手段の先端部に旋回可能な荷載置部材を設けているので、物品が正規の棚の配置位置に対して異なる方向を向いて保管された場合であっても、物品を持ち上げ、正規方向に旋回させるだけで物品の保管時の向きを修正することができる。すなわち、物品を一旦キャリッジに移載して旋回させてから棚に移載させるといった手間をかけることなく、短時間かつ容易に荷物を任意の方向に旋回、移載できる。
また、スライドフォークの設計上不可避的に生じるフォークレール間の幅方向の隙間を有効利用することによって、物品移載装置をコンパクトに構成することができる。

請求項２に記載の発明は請求項１記載の物品移載装置であって、前記荷載置部材の下面に内歯歯車が設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、内歯歯車の中心を基準として上段フォークレールに対して時計回り、または反時計回りに旋回することができる。

請求項３に記載の発明は請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の物品移載装置において、前記旋回駆動部が前記スライドフォークの最下位置よりも高い位置に配置されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、スライドフォークの設計上不可避的に生じるフォークレール間の高さ方向の隙間を有効利用することによって、物品移載装置をコンパクトに構成することができる。

請求項４または５に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の物品移載装置を自動倉庫のスタッカークレーンまたは搬送台車に適用したものである。

この発明によれば、物品移載装置がコンパクトになり、最低移載高さを低くすることができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この実施の形態に係る物品移載装置Ｅは、自動倉庫における公知のスタッカークレーン（図示せず）に設けられた昇降体としてのキャリッジ１に適用した例である。ここで、本明細書では便宜上、後述するキャリッジ１が図１の左右に移動する方向を左右方向とし、上下に移動する方向を上下方向とし、物品移載装置Ｅ上の物品Ｗの移載方向を前後方向とする。

まず、昇降体としてのキャリッジ１の周辺構造について説明する。
図１及び図２に示すように、キャリッジ１は床部材１aと側板１bとから構成され、床部材１ａは中空体であり、上面が平面である。床部材１aの上面には、移動手段として、棚ＴＳ、ＴＮ(図５を参照)に向けて伸縮自在の三段のスライドフォーク２が備えられている。また、床部材１aの前壁部にスライドフォーク駆動モータ３が支持され、スライドフォーク駆動モータ３に連結された駆動軸３ａは、床部材１aの前壁部に支持された２つのギヤボックス３ｂ内の図示しないピニオンに連結される。ギヤボックス３ｂと後述するスライドフォーク２の伸縮機構とは、ラック＆ピニオン等で連動される構造となっている。

次に、スライドフォーク２について説明する。
スライドフォーク２は右側スライドフォーク２Ｒ及び左側スライドフォーク２Ｌから成り、それぞれ床部材１a上に設けられている。なお、スライドフォーク２Ｒ、２Ｌは同一構成のため、特記する場合を除き右側のスライドフォーク２Ｒについて説明する。
スライドフォーク２Ｒは、下段フォークレール４ＲＲ、４ＲＬ、中段フォークレール５ＲＲ、５ＲＬ、上段フォークレール６Ｒの三段フォークで構成される。下段フォークレール４ＲＲ、４ＲＬは、後述する中段フォークレール５ＲＲ、５ＲＬ、上段フォークレール６Ｒを支持できる間隔を空けて、床部材１aに並列して固定されている。
下段フォークレール４ＲＲの上部左側に凸状部が形成され、中段フォークレール５ＲＲの右側に形成された凹部に対して前後に移動可能に嵌り合っている。また、下段フォークレール４ＲＬの上部右側に形成された凸部と、中段フォークレール５ＲＬの左側に形成された凹部とが前後に移動可能に嵌り合っている。

また、中段フォークレール５ＲＲの左側に形成された凹部が、上段フォークレール６Ｒの右側に形成された凸部と前後に移動可能に嵌り合っており、中段フォークレール５ＲＬの右側に形成された凹部が上段フォークレール６Ｒの左側に形成された凸部と前後に移動可能に嵌り合っている。なお、中段フォークレール５ＲＲ、５ＲＬは、左側の中段フォークレール５ＬＲ、５ＬＬとともに、公知の機械的な構造により常に一体となって前後に移動できる構造となっている。そして、上段フォークレール６Ｒ、６Ｌの上部同士が、上段フォーク間基板７の両端部を橋渡しする形態となって一体に固定されている。
各段のフォーク間には、ラックとピニオンを利用した直線運動機構が設けられ、スライドフォークの前後動を行う。

以下、特定しない限り下段フォークレール４ＲＲ、４ＲＬ、４ＬＲ、４ＬＬを総称して下段フォーク４と呼び、中段フォークレール５ＲＲ、５ＲＬ、５ＬＲ、５ＬＬを総称して中段フォーク５と呼び、上段フォークレール６Ｒ、６Ｌを総称して上段フォーク６と呼ぶ。

次に、荷載置部材と旋回駆動部の構成について説明する。
図３及び図４に示すように、上段フォーク間基板７には、上方に突出する環帯状の天板支持部７aが一体に設けられており、上段フォーク間基板７の下部に垂設される旋回駆動モータ８の駆動軸上端に旋回ギヤ９が固定される。なお、旋回駆動モータ８の最下部８ａは、スライドフォーク２の取り付け面である床部材１aよりも上方に配置される。

一方、荷載置部材である旋回天板１０の下面に環帯状の内歯歯車１０aが一体に設けられており、上段フォーク間基板７の上面で内歯歯車１０aの下面が支持され、天板支持部７aの内周面で内歯歯車１０aの外周面が支持される。内歯歯車１０aの内周面に形成されている歯車が旋回ギヤ９と噛合されており、内歯歯車１０aの外周面は天板支持部７aの内周面に対し摺動可能な構造となっている。旋回駆動モータ８と、キャリッジ１の外部等に設けられた制御装置（図示せず）はケーブル、あるいは無線リモコンによって電気的に接続されている。

次に、この実施形態の作用について、図５に基づいて説明する。この動作は、スタッカークレーンを左右動又は上下動して物品移載装置Ｅにより出庫棚ＴＳにある物品Ｗを入庫棚ＴＮに入庫させる動作である。なお、図５において、説明の便宜上、側板１bを省略する。

まず、スライドフォーク２がキャリッジ１に格納された状態で、キャリッジ１が出庫棚ＴＳの手前に到着する(図５（ａ）)。次に、スライドフォーク駆動モータ３が駆動し、中段フォーク５が下段フォーク４に対して、上段フォーク６が中段フォーク５に対して同時に同じ移動量ずつ移動して、物品移載装置Ｅの前方にある出庫棚ＴＳに向かっていく。言い換えると、下段フォークに対して、上段フォークの移動量は中段フォークの移動量の２倍移動して、出庫棚ＴＳに向かっていく。そして、上段フォーク６と一体となって移動する旋回天板１０が、出庫棚ＴＳに保管してある直方体状の物品Ｗの真下で停止する(同（ｂ）)。その後、キャリッジ１が上昇し、旋回天板１０が物品Ｗを持ち上げると、スライドフォーク駆動モータ３が、図５（ｂ）での駆動方向と逆の方向に駆動し、上段フォーク６、中段フォーク５が同時にキャリッジ１に向かって格納されていく(同（ｃ）)。キャリッジ１への格納が完了した後、旋回駆動モータ８が駆動し、その駆動力が旋回ギヤ９から内歯歯車１０ａに伝達される。旋回天板１０は内歯歯車１０ａの中心を基準として上段フォーク間基板７に対して時計回り、または反時計回りに旋回される(同（ｄ）)。物品Ｗを入庫棚ＴＮに入庫する方向になるまでの旋回が完了した後、入庫棚ＴＮに向かって下方向にキャリッジ１が移動していく(同（ｅ）)。入庫棚ＴＮの手前に到着すると、中段フォーク５、上段フォーク６が同時に同じ移動量ずつ移動して、物品移載装置Ｅの後方にある入庫棚ＴＮに向かっていく。スライドフォーク２はキャリッジ１を中心として図５の左右方向に対称的に動くことができるため、中段フォーク５と上段フォーク６の動きは、キャリッジ１に対して図５（ｂ）とは逆の動きをすることになる。その後、旋回天板１０が入庫棚ＴＮの所定位置の真上で停止するとキャリッジ１が下降し、入庫棚ＴＮの所定位置に物品Ｗを入庫する(同（ｆ）)。

以上に詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）荷載置部材である旋回天板１０が、移動手段であるスライドフォーク２に回転可能に設けられているので、荷載置部材と旋回部が別個独立した従来の物品移載装置と比較して、物品移載装置そのものの高さ方向を小さくすることができる。したがって、最低移載高さを低くすることができる。
（２）上段フォーク６、すなわち移動手段の先端部に旋回可能な荷載置部材を設けているので、物品Ｗが正規の棚の配置位置に対して異なる方向を向いて保管された場合であっても、物品Ｗを持ち上げ、正規方向に旋回させるだけで物品Ｗの保管時の向きを修正することができる。すなわち、物品Ｗを一旦キャリッジに移載して旋回させてから棚に移載させるといった手間をかけることなく、短時間かつ容易に荷物を任意の方向に旋回、移載できる。
（３）上段フォーク６あるいは、さらに中段フォーク５をストロークさせることのみにより、旋回駆動部である旋回駆動モータがキャリッジ１の外部に引き出されるので、保守点検作業が容易に実施できる。
（４）物品移載装置Ｅの取り付け位置は床部材１ａであり、旋回駆動モータ８の最下部８ａが床部材１aよりも上方に配置されているため、スライドフォークの設計上不可避的に生じるフォークレール間の幅方向および高さ方向の隙間を有効利用でき、物品移載装置をコンパクトに構成することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、例えば次のような形態で実施することができる。
○図５（ｃ）〜（ｆ）において、物品Ｗが出庫棚ＴＳから出庫される出庫動作、旋回される旋回動作、出庫棚から入庫棚に移動される移動動作、入庫棚ＴＮに入庫されるまでの入庫動作が順次実施されているが、これに限定されない。移載動作（出庫動作又は入庫動作）、旋回動作、移動動作のうち少なくとも二の動作を同時に実施可能としてもよい。これらの異なる動作を同時に行うことにより、作業時間が短縮され、移載効率が向上する。
○出庫棚ＴＳから入庫棚ＴＮに移動している間に物品Ｗが旋回している時間は、出庫棚ＴＳ、および入庫棚ＴＮと干渉しない時間範囲、すなわち図５（ｃ）〜（ｆ）の間であればいつでもよい。ここで、物品Ｗが出庫棚ＴＳと干渉しないと判断された時から入庫直前までの間に、物品Ｗが旋回された状態であることが望ましい。この時間内に旋回を完了させることができれば、出庫から入庫までの移動時間内に、物品Ｗを指定した方向に変更させることができるため、移載効率が向上する。
○図５（ｃ）および（ｆ）において、上段フォーク６と中段フォーク５は、同時に移動することに限定されない。例えば、上段フォーク６が限界まで伸び、それでも物品Ｗに到達しない場合に中段フォークが伸びるようにしてもよい。また、キャリッジ１と物品Ｗとの距離が、上段フォーク６を伸ばすだけで移載可能な距離である場合、上段フォーク６のみを動作させてもよい。
○上記実施形態における物品移載装置Ｅは、自動倉庫におけるスタッカークレーンに限定されない。搬送台車等、他の物流設備に適用しても良い。

本発明の実施形態に係る物品移載装置の正面図である。 本発明の実施形態に係る物品移載装置のスライドフォークが伸びた状態を示す側面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係る物品移載装置の上面図である。 （ａ）〜（ｆ） 本発明に係る実施形態における、物品移載装置の動作を示す側面図である。

符号の説明

１ キャリッジ
２ スライドフォーク
８ 旋回駆動モータ
１０ 旋回天板

Claims (5)

1. 荷を載置する荷載置部材と、物品移載装置の前後方向に前記荷載置部材を移動させる移動手段と、前記荷載置部材の旋回駆動部とを備えた物品移載装置において、
   前記移動手段が、複数のフォークレールで構成されるスライドフォークであって、
   前記荷載置部材は、前記複数のフォークレールに含まれる上段フォークレール上における前記上段フォークレール間の中心に設けられ、
   前記荷載置部材を前記上段フォークレールに対して旋回可能にする前記旋回駆動部が並列する前記フォークレール間に設けられ、
   前記旋回駆動部を前記荷載置部材に連結し、
   前記荷載置部材は円環状であって、前記荷載置部材の中心を回転中心とすることを特徴とする物品移載装置。
2. 前記荷載置部材の下面に内歯歯車が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
3. 前記旋回駆動部が前記スライドフォークの最下位置よりも高い位置に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の物品移載装置。
4. 前記物品移載装置を自動倉庫のスタッカークレーンに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の物品移載装置。
5. 前記物品移載装置を搬送台車に備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の物品移載装置。

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