JP4826822B2 - ピッキング装置 - Google Patents

Description

本発明は、積載された物品群の上部である物品をピッキングするピッキング装置に関し、特に、物品を損傷させずにピッキングすることのできるピッキング装置に関する。

従来、パレットなどに積載された段ボール箱などの物品群の中から、物品群上部である物品（パレット等を介さずに直接積み重ねられた物品）を取り出すピッキング装置が知られている。

図７は、従来のピッキング装置１６０によるピッキングの動作を説明する図である。
図７（ａ）に示すように、このピッキング装置１６０では、物品台１６１の進行方向先端にピッキングローラ１６２が設けられている。このピッキング装置１６０で、積載された段ボール箱の物品群２００である段ボール箱群からその上部である１段または複数段の段ボール箱がピッキングされる。

この場合、ピッキング対象の１段または複数段の段ボール箱の最下段の段ボール箱の下部にピッキングローラ１６２が押し付けられる（図７（ｂ））。

すると、ピッキングローラ１６２の回転により、ピッキングローラ１６２が当接している段ボール箱の下部が押し上げられる（図７（ｃ））。

そして、押し上げられた段ボール箱の下側にピッキング装置１６０の物品台１６１が進入することで、当該段ボール箱が物品台１６１の上に載せ置かれる（図７（ｄ））。

このようにして、ピッキング対象の１段または複数段の段ボール箱の最下段の段ボール箱の下側に物品台１６１が進入し、ピッキング対象の段ボール箱全てが物品台１６１に載せ置かれる（図７（ｅ））ことで、ピッキングが行われる。

また、昇降可能な複数の吸着パッドでピッキング対象の段ボール箱が吸着されて吸い上げられ、ピッキングが行われるピッキング装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。

このピッキング装置では、昇降可能な複数の吸着パッドで段ボール箱群の最上段にある１段分の段ボール箱が吸着される。そして、吸着された１段分の段ボール箱の下側に当該段ボール箱が載せ置かれる物品台が配置される。そして、吸着パッドで吸着された当該段ボール箱の吸着状態が解除され、物品台に当該段ボール箱が載せ置かれることで、ピッキングが行われる。
特開平０９−１３６７１３号公報

ところが、上記のピッキングローラ１６２で段ボール箱がピッキングされるピッキング装置では、ピッキングされる際に段ボール箱が損傷してしまうおそれがある。

図８は、ピッキングローラ１６２によるピッキングの課題を説明する図である。
まず、図８（ａ）に示すように、段ボール箱群である物品群２００の上部であるピッキング対象の１段または複数段の段ボール箱の最下段の段ボール箱の下部に向かって、ピッキング装置１６０が進行する。

そして、図８（ｂ）に示すように、当該段ボール箱の下部にピッキングローラ１６２が押し付けられる。ピッキングローラ１６２は、押し付けられる力と回転する力とによる摩擦力で当接する段ボール箱が押し上げられる向きに回転している。このため、ピッキングローラ１６２が当接する当該段ボール箱の下部が押し上げられる。

しかし、当該段ボール箱の下部には、このピッキングローラ１６２が押し付けられるための力がかかる。このため、この押し付けられるための力によって、当該段ボール箱の下部がへこむなど損傷してしまうおそれがある。

そして、図８（ｃ）に示すように、さらにピッキング装置１６０が進行する。すると、押し上げられた段ボール箱の下側にピッキング装置１６０の物品台１６１が進入する。

そして、図８（ｄ）に示すように、ピッキング装置１６０がさらに当該段ボール箱の奥まで押し込まれていく。すると、このピッキング装置１６０が当該段ボール箱の奥まで押し込まれた際に、段ボール箱が傾き、当該段ボール箱の奥側の角部が２つのピッキングローラ１６２の間に挟まれることがある。この際、ピッキングローラ１６２の回転によって、当該段ボール箱の奥側の角部がピッキングローラ１６２に巻き込まれる。そして、これにより、当該段ボール箱の奥側の角部が破れる又は剥がれるなど損傷してしまうおそれがある。

このように、ピッキングローラ１６２で段ボール箱がピッキングされる場合、段ボール箱の下部がへこむ、又は段ボール箱の奥側の角部が破れるなど、段ボール箱が損傷してしまうおそれがあるという問題がある。

また、上記の吸着パッドで段ボール箱が吸着されてピッキングが行われるピッキング装置では、段ボール箱が吸着されて吸い上げられるので、このようなピッキングローラ１６２で段ボール箱が損傷してしまうのを防ぐことができる。

しかし、この吸着でピッキングされるピッキング装置では、最上段にある１段分の段ボール箱しかピッキングされない。このため、ピッキング対象の段ボール箱が複数段ある場合には、吸着パッドによるピッキング動作が複数回繰り返される必要があるという問題がある。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、段ボール箱などの物品群の上部のピッキング対象の物品がピッキングされる際に、ピッキング対象の物品が損傷してしまうことなく、また複数段の物品でも一度に取り出されることができるピッキング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るピッキング装置は、積載された物品群の上部であるピッキング対象物品の下側に進入し、当該ピッキング対象物品をピッキングするピッキング装置であって、前記ピッキング対象物品が載置される物品台と、前記物品台の進入方向の先端に配置され、上端部が鉛直方向から前記物品台の進入方向に向けて０度より大きく９０度以下の角度に傾いた回転軸を中心に回転するローラと、前記物品台の進入方向と交差する方向に前記ピッキング対象物品を挟持する挟持力を前記ローラに付与する挟持力付与手段とを備えることを特徴とする。なお、ピッキング対象物品とは、積載された段ボール箱などの物品群の上部である１段または複数段のピッキング対象となっている物品をいう。

これにより、ローラは、ピッキング対象物品を持ち上げられるように、所定の角度に傾いた回転軸を中心に回転する。また、ローラには物品台の進入方向と交差する方向にピッキング対象物品を挟む力が与えられる。

このため、ローラが、段ボール箱などのピッキング対象物品を物品台の進入方向と交差する方向に挟みながら回転することで、ピッキング対象物品が持ち上げられる。そして、ピッキング対象物品が持ち上げられた状態で物品台がピッキング対象物品の下側に進入する。

これによって、ピッキング対象物品が損傷することなくピッキングが行われる。また、ピッキング対象物品が下から持ち上げられてピッキングされるので、ピッキング対象物品が複数段の物品の場合でも、一度にピッキングが行われる。

本発明により、物品が損傷することなく、また複数段の物品でも一度にピッキングが行われるため、本発明の実用的価値は極めて高い。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るピッキング装置１３０を含むデパレ装置１００の構成を示す図である。このデパレ装置１００は、積載された複数の段ボール箱からなる物品群２００から上部の１段または複数段の段ボール箱群をピッキングし、他の場所へ移動するための装置である。

なお、この物品群２００は、１段に６個ずつの矩形の段ボール箱が縦に４段積載されたものである。また、物品群２００の上部であるピッキング対象の１段または複数段の段ボール箱群を、ピッキング箱群ということとする。

また、このデパレ装置１００は、支柱１１０、昇降台１２０、ピッキング装置１３０、コンベヤ１４０及び物品支持物１５０とを備えている。

支柱１１０は、昇降台１２０を支持するための柱である。
昇降台１２０は、昇降台１２０上のパレット３００に載置された物品群２００を、支柱１１０に沿って昇降するための台である。

ピッキング装置１３０は、昇降台１２０に載せられたパレット３００上の物品群２００の上部であるピッキング箱群をピッキングする。なお、このピッキング装置１３０の詳細は後述する。

コンベヤ１４０は、ピッキング装置１３０をピッキング箱群の下側に進入させる。また、コンベヤ１４０は、ピッキング箱群がピッキング装置１３０に載せ置かれたあとに、ピッキング箱群を他の場所へ移動させるために、ピッキング装置１３０を後退させる。

物品支持物１５０は、昇降台１２０の上面部に立てて据え付けられている。この物品支持物１５０は、ピッキング装置１３０が物品群２００からピッキング箱群をピッキングする際に、ピッキング箱群にある段ボール箱が後方に動くのを防ぐ目的で配置されている。

図２（ａ）は、本発明の実施の形態におけるピッキング装置１３０と物品群２００とを示す簡略側面図であり、図２（ｂ）は、同上のピッキング装置１３０と物品群２００とを示す簡略平面図である。このピッキング装置１３０は、物品台１３１、２個のローラ１３４及び挟持力付与部１３５とを備えている。

物品台１３１は、ピッキング箱群の下側に進入し、ピッキング箱群が載せ置かれるための台であり、１対の長尺状の支持体１３２と複数のフリーローラ１３３とを備えている。

１対の支持体１３２は、並列に配置された複数のフリーローラ１３３の両端に配置されている。そして、この複数のフリーローラ１３３は、回転可能なように１対の支持体１３２にそれぞれ軸支されている。

また、１対の支持体１３２は、進行方向の先端に、２個のローラ１３４と挟持力付与部１３５とを繋ぐ１対の連結部１３２ａを有している。この連結部１３２ａは、２個のローラ１３４の間隔が変化することができるように、物品台１３１の進行方向に対して左右の方向に動くことができる。

ローラ１３４は、連結部１３２ａの側面部に回転可能なように軸支されている。そして、１対の連結部１３２ａのそれぞれにローラ１３４が１個ずつ軸支されている。

この２個のローラ１３４は、ピッキング箱群が挟持されるために必要な間隔で配置されている。このピッキング箱群が挟持されるために必要な間隔とは、当該ピッキング箱群の両側面部間の長さであり、ピッキング箱群の大きさによって異なる。このように、当該ピッキング箱群の一方の側方に１個のローラが配置され、当該ピッキング箱群の他の側方に他の１個のローラが配置される。

なお、ローラ１３４の表面はウレタン等の弾性部材で覆われている。このため、ローラ１３４が当接する段ボール箱の側面部が、ローラ１３４に損傷させられるのを防ぐことができる。

また、ローラ１３４の表面がウレタン等の弾性部材で覆われていることで、ローラ１３４と段ボール箱の側面部との間に大きな摩擦力が生じる。これにより、ローラ１３４が段ボール箱を容易に持ち上げることができる。

挟持力付与部１３５は、物品台１３１の進入方向と交差する方向にピッキング箱群を挟持させるための挟持力を２個のローラ１３４に付与する。この挟持力付与部１３５の両端部は、１対の連結部１３２ａのローラ１３４が固定されていない方の側面部にそれぞれ固定されている。

図３は、ピッキング装置１３０が物品群２００を挟持する状態を示す簡略平面図である。ピッキングが行われる前には、ピッキング装置１３０の２個のローラ１３４の間隔は、物品群２００の上部であるピッキング箱群の両側面部よりも広く設定されている。

そして、挟持力付与部１３５は２個のローラ１３４の間隔を狭めることのできる機能を有している。この機能により、挟持力付与部１３５がピッキング箱群を挟持するための挟持力を２個のローラ１３４に付与することができる。

この挟持力付与部１３５の構成は、例えば以下の通りである。
つまり、この挟持力付与部１３５は、弾性部材であるゴムを有している。また、さらに、この挟持力付与部１３５は、このゴムを巻き取って長さを調整する機能も備えている。そして、このゴムの長さは、２個のローラ１３４の間隔がピッキング箱群の両端側面部間の長さよりも長くなるように設定されている。

図４は、本発明の実施の形態におけるピッキング装置１３０のローラ１３４の回転軸の方向を示す図である。ここで、物品台１３１の進行方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と垂直な鉛直上向きの方向をＹ軸方向とする。

物品台１３１に配置されている２個のローラ１３４は、回転軸が一定の角度傾いて軸支されている。そして、２個のローラ１３４がこの回転軸を中心に回転することによって、ピッキング箱群が持ち上げられる。

ここで、この２個のローラ１３４の回転軸はともに、回転軸の上端部がＹ軸方向からＸ軸方向に向けてθ傾いているとする。すると、このローラ１３４の回転軸の傾きθは、ピッキング箱群が持ち上げられることのできる角度として、０度より大きく９０度以下の範囲で設定されている。

ここで、このローラ１３４の回転軸の傾きθは、０度より大きく９０度以下であればよいが、２個のローラ１３４がピッキング箱群を持ち上げやすい角度として、好ましくは１０度以上８０度以下であり、さらに好ましくは３０度以上６０度以下である。

なお、このローラ１３４の回転軸の傾きθが０度の場合は、ローラ１３４が回転しても、ピッキング箱群は水平方向に動かされるだけで、持ち上げられない。

また、ローラ１３４の回転軸の傾きθが０度より小さいか９０度より大きい場合は、ピッキング装置１３０が進行するに伴ってローラ１３４が回転した場合、ピッキング箱群が持ち上げられるのとは逆の方向に動かされてしまう。

また、ローラ１３４の回転軸の傾きθが０度より大きく９０度より小さい場合は、ピッキング装置１３０の進行に伴うローラ１３４の回転によって、ピッキング箱群の正面部が持ち上げられる。この場合のピッキングの動作の詳細については、後述する。

次に、以上のように構成された本実施の形態におけるピッキング装置１３０の動作について説明する。

図５は、本発明の実施の形態におけるピッキング装置１３０のピッキングの動作を説明する図である。

まず、図５（ａ）に示すように、パレット３００の上に積載された物品群２００が載置されている。

そして、ピッキング箱群の下側にピッキング装置１３０が進入するために、その物品群２００に向けて、ピッキング装置１３０が進行する。具体的には、物品群２００の上部であるピッキング箱群のうち、最下段の段ボール箱の下部に向けて、ピッキング装置１３０の物品台１３１が進行する。

この際、２個のローラ１３４の間隔は、挟持力付与部１３５によって、ピッキング箱群の両側面部間の長さよりも長く設定されている。

すると、図５（ｂ）に示すように、物品台１３１が２個のローラ１３４がピッキング箱群を挟持できる位置まで進行する。

そして、挟持力付与部１３５のゴムが巻き取られる。すると、２個のローラ１３４の間隔が狭められる方向に１対の連結部１３２ａが移動する。そして、２個のローラ１３４がピッキング箱群の両側面部に当接する。

そして、さらに、ゴムが巻き取られる。このため、挟持力付与部１３５の有するゴムが伸張し、このゴムが収縮しようとする。このゴムの収縮力により、挟持力付与部１３５が、２個のローラ１３４にピッキング箱群の両側面部を挟持する挟持力を付与する。

なお、このゴムの巻き取りは、挟持力付与部１３５が２個のローラ１３４に所定以上の挟持力を付与した時に停止される。

そして、挟持力付与部１３５が２個のローラ１３４にピッキング箱群を挟持する所定の挟持力を付与しながら、物品台１３１がさらに進行する。この際、ピッキング箱群の側面部とローラ１３４の表面部との間で摩擦力が生じ、ローラ１３４が回転を開始する。

このように、ローラ１３４は、物品台１３１が進行する力によって、回転することができる。なお、このローラ１３４は、ピッキング箱群を持ち上げる方向に回転する。

なお、以降の動作において、２個のローラ１３４がピッキング箱群を挟持し続けている間は、挟持力付与部１３５は２個のローラ１３４にピッキング箱群を挟持する挟持力を付与し続けている。

そして、物品台１３１が進行してローラ１３４が回転するに従って、ローラ１３４が挟持したピッキング箱群の正面部が持ち上げられ始める。そして、物品台１３１がピッキング箱群の正面部に当たらない高さまでピッキング箱群の正面部が持ち上げられる。

そして、図５（ｃ）に示すように、物品台１３１がピッキング箱群の正面部の下側に進入する。このように、ピッキング箱群の正面部が持ち上げられてから物品台１３１が進入するので、物品台１３１がピッキング箱群の正面部に当たることが非常に少ない。つまり、ピッキング箱群の正面部が損傷するおそれがない。

そして、図５（ｄ）に示すように、物品台１３１がピッキング箱群の下側にさらに進入する。この物品台１３１の進入の際には、２個のローラ１３４は物品台１３１が進入する力で回転しながら、ピッキング箱群を持ち上げ続けている。

このように、物品台１３１がピッキング箱群にある最下段の段ボール箱の奥まで進入しても、２個のローラ１３４が当該段ボール箱を持ち上げ続けている。このため、図８におけるピッキングローラ１６２によるピッキングのように当該段ボール箱の奥側の角部が損傷するおそれがない。

そしてその後、図５（ｅ）に示すように、さらに物品台１３１がピッキング箱群の下側に進入する。そして、全てのピッキング箱群の下側に物品台１３１が進入したところで物品台１３１の進入が停止される。このように、ピッキング箱群全てが損傷することなく、物品台１３１の上に載せ置かれる。

なお、以上の一連のピッキング動作では、ピッキング箱群にある段ボール箱が後方へ動いていくのを物品支持物１５０が防止している。しかし、２個のローラ１３４でピッキング箱群を持ち上げてピッキングが行われるため、後方への力が働かずに、この物品支持物１５０が不要となる場合もある。

以上のように、本実施の形態におけるピッキング装置１３０によれば、ピッキング箱群を持ち上げながら物品台１３１が進入するので、ピッキングに際し、ピッキング箱群にある段ボール箱が損傷してしまうおそれがない。また、ピッキング箱群の下側に物品台１３１が進入してピッキングが行われるため、ピッキング箱群が複数段の段ボール箱でも一度にピッキングされる。

さらに、図４におけるローラ１３４の回転軸の傾きθが０度より大きく９０度より小さい場合は、物品台１３１が進行する力で２個のローラ１３４が回転することができる。この場合、２個のローラ１３４が回転するためのモータ等の駆動源がなくとも、ピッキングが行われる。つまり、２個のローラ１３４は、フリーローラであってもよい。なお、２個のローラ１３４がフリーローラであるときは、ローラ１３４の回転軸の角度は１０度以上８０度以下であることが好ましい。

以上、本発明に係るピッキング装置１３０について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

図６（ａ）は、本発明の実施の形態の変形例におけるピッキング装置と物品群を示す簡略側面図であり、図６（ｂ）は、同上のピッキング装置と物品群を示す簡略平面図である。ピッキング装置１３０は、さらに２個のモータ等の駆動源１３６を備えている。

本実施の形態におけるピッキング装置１３０の動作についての説明では、物品台１３１が進行する力でローラ１３４が回転し、ピッキングが行われることとしたが、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ピッキング装置１３０は、さらに、ローラ１３４を回転させるモータ等の駆動力を発揮する駆動源１３６を備えることにしてもよい。例えば、図示されていないギア、ユニバーサルジョイント及び弾性回転軸等で、モータ等の駆動源１３６の駆動力をローラ１３４に伝達する。

特に、図４におけるローラ１３４の回転軸の傾きθが９０度の場合は、物品台１３１が進行しても進行による力でローラ１３４が回転することができないため、モータ等の駆動源１３６が必要になる。

また、本実施の形態では、物品は矩形の段ボール箱であり、物品群２００は、１段に６個ずつの段ボール箱が縦に４段積載されたものであるとしたが、段ボール箱の１段の個数又は段数はいくつでもよい。また、ピッキング箱群は１段または複数段の段ボール箱群であるとしたが、個数は複数でなくともよく、１個でもよい。さらに、物品は段ボール箱でなくともよい。

また、本実施の形態では、ピッキング装置１３０の物品台１３１は複数のフリーローラ１３３を備えていることとしたが、フリーローラではなく、摩擦の少ないプレート状の荷受プレートなどを備えていることにしてもよい。

また、本実施の形態では、ローラ１３４の回転軸は図４におけるＸ軸とＹ軸を含むＸＹ平面上にあることとしたが、例えば、ピッキング対象である物品の側面部がＸＹ平面から傾いている場合は、その傾きに合わせて、ローラ１３４の回転軸も傾いていてもよい。

また、本実施の形態では、２個のローラ１３４でピッキングされることとしたが、１個のローラとローラでない支持物とでピッキングされてもよい。

また、本実施の形態では、ローラ１３４の表面はウレタン等の弾性部材で覆われていることとしたが、ウレタン等の弾性部材で覆われていなくともよく、また、摩擦力を高めるように表面がローレット加工などされていてもよい。このローレット加工されたローラは、物品が段ボール箱ではなく、プラスチックケース等の場合に使用できる。

また、本実施の形態では、２個のローラ１３４の間隔は、挟持力付与部１３５によって、ピッキング箱群の両側面部間の長さよりも長く設定されていることとしたが、２個のローラ１３４の間隔は、ピッキングを行う前からピッキング箱群の両側面部を挟持できる長さに設定されていてもよい。

また、本実施の形態では、挟持力付与部１３５はゴムを有していることとしたが、バネ等の弾性部材を備えていることにしてもよい。また、さらに、挟持力付与部１３５は、ゴムを巻き取って長さを調整する機能も備えていることとしたが、歯車等によって伸縮自在な機構を備えていることにしてもよい。

また、本実施の形態では、連結部１３２ａは２個のローラ１３４の間隔が変化することができるように動くことができることとしたが、連結部１３２ａは２個のローラ１３４がピッキング箱群の両側面部を挟持できる位置で支持体１３２に固定されていてもよい。

本発明は、積載された物品群の上部である物品をピッキングするピッキング装置として、特に、段ボール箱群から複数段の段ボール箱が損傷することなくピッキングされるピッキング装置として、利用することができる。

本発明に係るピッキング装置を含むデパレ装置の構成を示す図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態におけるピッキング装置と物品群とを示す簡略側面図であり、（ｂ）は、同上のピッキング装置と物品群とを示す簡略平面図である。 同上のピッキング装置が物品群を挟持する状態を示す簡略平面図である。 同上のピッキング装置のローラの回転軸の方向を示す図である。 同上のピッキング装置のピッキングの動作を説明する図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態の変形例におけるピッキング装置と物品群を示す簡略側面図であり、（ｂ）は、同上のピッキング装置と物品群を示す簡略平面図である。 従来のピッキング装置によるピッキングの動作を説明する図である。 従来のピッキング装置によるピッキングの課題を説明する図である。

符号の説明

１００ デパレ装置
１１０ 支柱
１２０ 昇降台
１３０ ピッキング装置
１３１ 物品台
１３２ 支持体
１３２ａ 連結部
１３３ フリーローラ
１３４ ローラ
１３５ 挟持力付与部
１３６ 駆動源
１４０ コンベヤ
１５０ 物品支持物
１６０ ピッキング装置
１６１ 物品台
１６２ ピッキングローラ
２００ 物品群
３００ パレット

Claims (2)

1. 積載された物品群の上部であるピッキング対象物品の下側に進入し、当該ピッキング対象物品をピッキングするピッキング装置であって、
   前記ピッキング対象物品が載置される物品台と、
   前記物品台の進入方向の先端に配置され、上端部が鉛直方向から前記物品台の進入方向に向けて０度より大きく９０度以下の角度に傾いた回転軸を中心に回転する複数のローラと、
   前記物品台の進入方向と交差する方向に前記ピッキング対象物品を挟持する挟持力を前記複数のローラに付与する挟持力付与手段とを備え、
   前記ピッキング対象物品の一方の側方に前記複数のローラのうちの一部のローラが配置され、前記ピッキング対象物品の他の側方に前記複数のローラのうちの他のローラが配置される
   ことを特徴とするピッキング装置。
2. さらに、前記複数のローラのそれぞれは、前記回転軸の角度が１０度以上８０度以下のフリーローラである
   ことを特徴とする請求項１に記載のピッキング装置。

Images