JP5170552B2 - 物品保管設備 - Google Patents

Description

本発明は、手前側から奥行き方向へ複数の物品保持部を有する物品収納部が縦横に複数個並べて構成された物品保管棚と、その物品保管棚に対する搬入出部と前記物品収納部との間で物品を載置して搬送する搬送装置と、その搬送装置との間で物品を移載するべく前記搬送装置に伸縮可能に設けられ、前記物品収納部の各物品保持部に対して物品の収納と取出しを行う移載装置と、前記物品保管棚における物品の保管状態を記憶して管理するとともに、前記搬送装置と移載装置の作動を制御する制御手段を備え、前記移載装置が、前記物品収納部の各物品保持部に対して各別に物品の収納と取出しを行う物品保管設備に関する。

このような物品保管設備では、種々の物品が収納対象となり、必ずしも全て同じ重さの物品ばかりとは限らない。つまり、一般的には、ひとつの物品保管設備に対して、重量の重い重量物品と重量の軽い軽量物品を同時に収納する場合が多い。
ところが、従来の物品保管設備では、このような物品の重量に関係なく、収納対象となる物品を物品収納部の物品保持部に対して無作為に収納するように構成されていた（例えば、特許文献１参照）。

特許第３４５８９３２号公報

そのため、従来の物品保管設備では、重量の重い重量物品が、手前側から奥行き方向へ複数ある物品保持部のうちの最も奥に位置する物品保持部に収納されることもあり、物品の収納と取出しを行う移載装置に関しては、当然、重量物品を載置して最も奥に位置する物品保持部にまで伸縮して移載するに必要な強度を考慮して設計、製作することになる。
したがって、移載装置を必要な強度を備えた頑丈な構造にする必要があり、例えば、移載装置が伸縮可能なフォーク式であれば、伸縮するフォークの厚みを厚くする必要があって、移載装置が必要以上に重いものとなっていた。

移載装置が重くなれば、移載装置の伸縮に要する動力が大きくなり、さらに、移載装置を支持する搬送装置も頑丈な構造にする必要があって、搬送装置の移動にも大きな動力を要し、ランニングコストが高くなるという問題があった。
それに加えて、物品の移載時に物品の下方へフォークを差し込むための上下スペースも大きくする必要があり、例えば、物品収納部を縦方向に多数並べて物品保管棚を構成する場合には、物品保管棚に対する物品の収納能力の割には、物品保管棚が非常に高くなるという問題もあった。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、物品保持部への物品の収納を合理的に行うことにより、移載装置の軽量化を可能にしてランニングコストの低減を図るとともに、物品収納能力の向上を図ることのできる物品保管設備を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、手前側から奥行き方向へ複数の物品保持部を有する物品収納部が縦横に複数個並べて構成された物品保管棚と、その物品保管棚に対する搬入出部と前記物品収納部との間で物品を載置して搬送する搬送装置と、その搬送装置との間で物品を移載するべく前記搬送装置に伸縮可能に設けられ、前記物品収納部の各物品保持部に対して物品の収納と取出しを行う移載装置と、前記物品保管棚における物品の保管状態を記憶して管理するとともに、前記搬送装置と移載装置の作動を制御する制御手段を備え、前記移載装置が、前記物品収納部の各物品保持部に対して各別に物品の収納と取出しを行う物品保管設備であって、前記制御手段が、前記物品収納部へ物品を収納する際、収納対象の物品についての重量情報に基づいて、設定重量より重い重量物品を前記物品収納部の手前側に位置する物品保持部に収納する収納制御を実行するところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、物品の保管状態を記憶して管理するとともに、搬送装置と移載装置の作動を制御する制御手段が、物品収納部へ物品を収納する際、収納対象の物品についての重量情報に基づいて、設定重量より重い重量物品を物品収納部の手前側に位置する物品保持部に収納する収納制御を実行するので、物品の収納と取出しを行う移載装置は、重量物品を手前側に位置する物品保持部に対して移載するだけでよく、従来のように、最も奥に位置する物品保持部にまで伸縮して移載する必要はなくなる。
したがって、移載装置としては、重量物品を手前側の物品保持部にまで伸縮して移載するに必要な強度を備えていれば十分で、移載装置を軽量化することができ、移載装置の軽量化に伴って、移載装置の伸縮に要する動力や移載装置を支持する搬送装置の移動に要する動力を削減してランニングコストの低減を図ることができる。
それに加えて、物品の移載時に物品の下方へ移載装置を差し込むための上下スペースも小さくて済み、たとえ物品収納部を縦方向に多数並べて物品保管棚を構成する場合であっても、物品保管棚を必要以上に高くすることなく、物品の収納能力を向上させることができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記制御手段が、前記物品収納部へ物品を収納する際、収納対象の物品についての重量情報に基づいて、前記重量物品を前記物品収納部の最手前側に位置する物品保持部に収納し、設定重量より軽い軽量物品を前記物品収納部の最手前側より奥に位置する物品保持部に収納する収納制御を実行するところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、制御手段が、物品収納部へ物品を収納する際、収納対象の物品についての重量情報に基づいて、重量物品を物品収納部の最手前側に位置する物品保持部に収納するので、移載装置としては、重量物品を最手前側の物品保持部にまで伸縮して移載するに必要な強度を備えていればよく、移載装置を一層軽くしてランニングコストの更なる低減を図ることができる。
そして、設定重量より軽い軽量物品を物品収納部の最手前側より奥に位置する物品保持部に収納するので、軽量物品の移載も所望どおりに行うことができ、全体として非常に合理的な収納が可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、前記物品保管棚に収納する物品の重量を判別する重量判別手段が設けられ、前記制御手段が、前記重量判別手段による判別結果に基づいて、前記収納対象の物品についての重量情報を取得するところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、物品保管棚に収納する物品の重量を判別する重量判別手段が設けられ、制御手段が、重量判別手段による判別結果に基づいて、収納対象の物品についての重量情報を取得するので、例えば、オペレータが収納すべき物品の重量情報を制御手段に対して人為的に入力する必要はなく、物品の収納作業を迅速かつ確実に行うことができる。

本発明の第４の特徴構成は、前記制御手段が、前記物品収納部へ物品を収納する際、前記物品収納部の最手前側に位置する少なくともひとつの物品保持部を空のままにして仮置き保持部として確保する収納制御を実行し、前記物品収納部の最手前側より奥に位置する物品保持部に収納されている物品を取出す際、その物品収納部の最手前側の物品保持部に物品が存在すると、その物品を取出して前記仮置き保持部に収納し、その後、奥に位置する物品を取出す取出し制御を実行するところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、制御手段が、物品収納部の最手前側に位置する少なくともひとつの物品保持部を空のままにして仮置き保持部として確保する収納制御を実行し、奥に位置する物品保持部に収納されている物品を取出す際、その物品収納部の最手前側の物品保持部に物品が存在すると、その物品を取出して仮置き保持部に収納し、その後、奥に位置する物品を取出す取出し制御を実行するので、奥に位置する物品保持部から物品を取出す際、たとえその最手前側の物品保持部に物品があっても、その物品を仮置き保持部に仮置きすることにより、奥に位置する物品を迅速に取出すことができる。

本発明による物品保管設備の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この物品保管設備は、物流センターなどの倉庫内に設置して物品保管のために使用されるもので、図１および図２に示すように、物品Ａを載置して搬送する搬送装置としてのスタッカークレーン１が、上下一対のレール２，３に沿って移動可能に設けられ、そのスタッカークレーン１の移動経路を挟む両側には、物品保管棚４が設置されている。
物品保管棚４は、上下方向に立設された複数本の柱部材４ａや奥行き方向に沿って水平に配設されて柱部材４ａに取付けられた複数本の棚部材４ｂなどで構成され、物品Ａの出入口となる手前側から奥行き方向へ複数の物品保持部５ａ，５ｂを有する物品収納部５が縦横に複数個並べて構成されている。

物品収納部５への物品Ａの収納は、パレットＰ上に物品Ａを載置した状態で、そのパレットＰを一対の棚部材４ｂ上に載置して収納するもので、各物品収納部５は、複数の物品保持部５ａ，５ｂ、この実施形態では、奥行き方向の手前側に位置する第１物品保持部５ａと奥側に位置する第２物品保持部５ｂの２つの物品保持部５ａ，５ｂを有している。
物品保管棚４の一側方には、物品保管棚４に対して物品Ａを搬入する搬入部６ａと物品Ａを搬出する搬出部６ｂからなる搬入出部６が設けられ、スタッカークレーン１が、その搬入出部６と物品収納部５との間で物品Ａを搬送するように構成されている。
そのため、スタッカークレーン１は、上下一対のレール２，３に沿って移動する台車７とその台車７上に立設された２本の昇降用ポスト８を備え、さらに、昇降用ポスト８に沿って上下方向へ昇降する昇降台９などを備えている。

スタッカークレーン１の昇降台９には、各物品収納部５の物品保持部５ａ，５ｂと昇降台９との間で、さらには、搬入出部６と昇降台９との間で物品Ａを移載するべく伸縮可能に構成された移載装置１０が設けられている。移載装置１０は、図３に示すように、昇降台９に固定された固定フォーク１０ａと、その固定フォーク１０ａに対して左右両方向にスライドし、昇降台９に対して左右に伸縮する第１フォーク１０ｂと、その第１フォーク１０ｂに対して左右両方向にスライドして伸縮する第２フォーク１０ｃにより構成され、各物品収納部５の物品保持部５ａ，５ｂに対して物品Ａの収納と取出しを行う。
すなわち、第２フォーク１０ｃは、第１フォーク１０ｂを介して、物品収納部５の奥に位置する第２物品保持部５ｂにまで伸長可能に構成され、手前に位置する第１物品保持部５ａ（図３の（ａ）参照）と奥に位置する第２物品保持部５ｂ（図３の（ｂ）参照）に対して各別に物品Ａの収納と取出しを行うように構成されている。

この実施形態では、物品保管設備に保管するべき物品Ａとして、図４に示すように、比較的重量の重い重量物品Ａ１と比較的重量の軽い軽量物品Ａ２との２種類の物品Ａを想定している。例えば、重量物品Ａ１は、多数の缶を収納した直方体のケースを多数ひとまとめにしたもの、軽量物品Ａ２は、円筒形の缶を多数ひとまとめにしたもので、パレットＰを含む上下高さｈは、軽量物品Ａ２の方が高い例を想定している。
そのため、搬入部６ａに門型形状の荷高検知機１１が設けられ、収納対象の物品Ａが通過する際に、その上下高さｈを検知することにより、結果的に、その収納対象物品Ａが、重量物品Ａ１であるか、軽量物品Ａ２であるかを判別する。つまり、この荷高検知機１１が、物品Ａの重量を判別する重量判別手段として機能するように構成されている。

そして、物品保管棚４における物品Ａの保管状態は、マイクロコンピュータからなる地上側の制御手段Ｈ１により記憶されて管理され、スタッカークレーン１や移載装置１０の作動は、スタッカークレーン１に搭載のマイクロコンピュータからなるスタッカークレーン側の制御手段Ｈ２により制御されるように構成されている。
さらに、地上側の制御手段Ｈ１とスタッカークレーン側の制御手段Ｈ２は、互いに通信可能に構成されていて、これら両制御手段Ｈ１，Ｈ２からなる制御手段Ｈによって物品保管設備全体が制御され、後述する物品Ａの収納制御や取出し制御が実行される。

つぎに、この物品保管設備の制御作動について説明する。
まず、オペレータが図外の操作装置を操作して、物品Ａの搬入か搬出かを指令する。物品Ａの搬入であれば、収納対象の物品ＡがパレットＰ上に載置されて搬入部６ａにまで搬入され、その際、荷高検知機１１により物品Ａの上下高さｈが検知されて、その検知結果が制御手段Ｈに伝達される。
すなわち、荷高検知機１１が、収納対象の物品Ａについて、重量物品Ａ１であるか、軽量物品Ａ２であるかを判別し、制御手段Ｈが、収納対象の物品Ａについての重量情報を取得する。

制御手段Ｈは、その重量情報により物品Ａが重量物品Ａ１であると、空の第１物品保持部５ａが存在するか否かを検索する。そして、空の第１物品保持部５ａが２つ以上あると、ひとつの第１物品保持部５ａを空のままにして仮置き保持部５ｃとして確保し、他の第１物品保持部５ａに重量物品Ａ１を収納する収納制御を実行し、空の第１物品保持部５ａが２つ未満であると、警報などにより搬入不可能であることをオペレータに知らせる。
物品Ａが軽量物品Ａ２であると、空の第２物品保持部５ｂが存在するか否かを検索し、空の第２物品保持部５ｂがあれば、その空の第２物品保持部５ｂに軽量物品Ａ２を収納する収納制御を実行し、空の第２物品保持部５ｂがないと、警報などにより搬入不可能であることをオペレータに知らせる。

物品Ａの収納作業においては、まず、スタッカークレーン１の第１フォーク１０ｂと第２フォーク１０ｃが伸縮して、搬入部６ａにある物品ＡをパレットＰごと昇降台９上へ移載する。その後、昇降台９上へ物品Ａを載置した状態で、スタッカークレーン１が上下のレール２，３に沿って移動するとともに、昇降台９が昇降用ポスト８に沿って昇降し、物品Ａを収納するべき物品収納部５に至る。
そして、収納対象物品が重量物品Ａ１であれば、図３の（ａ）に示すように、第１フォーク１０ｂと第２フォーク１０ｃが第１物品保持部５ａの位置まで伸縮し、軽量物品Ａ２であれば、図３の（ｂ）に示すように、第２物品保持部５ｂの位置まで伸縮して、物品ＡをパレットＰごと棚部材４ｂ上に載置して収納作業を終了する。

オペレータにより物品Ａの搬出が指令されると、制御手段Ｈは、搬出すべき物品Ａが収納されている物品保持部５ａ，５ｂを検索し、スタッカークレーン１の昇降台９が、その物品保持部５ａ，５ｂを有する物品収納部５にまで移動する。
搬出すべき物品Ａが重量物品Ａ１であって第１物品保持部５ａに収納されているか、または、軽量物品Ａ２であって第２物品保持部５ｂに収納され、かつ、その第２物品保持部５ｂの手前に位置する第１物品保持部５ａが空であると、第１フォーク１０ｂと第２フォーク１０ｃの伸縮により重量物品Ａ１または軽量物品Ａ２を昇降台９上に移載し、その後、搬入時とは逆の作動で搬出部６ｂにまで搬送する搬出制御を実行する。
そして、搬出すべき物品Ａが軽量物品Ａ２であって第２物品保持部５ｂに収納され、かつ、その第２物品保持部５ｂの手前に位置する第１物品保持部５ａに重量物品Ａ１が収納されている場合には、まず、その重量物品Ａ１を第１物品保持部５ａから取出して昇降台９上に移載し、予め確保してあった仮置き保持部５ｃへ収納した後、第２物品保持部５ｂから搬出すべき軽量物品Ａ２を取出して搬出部６ｂにまで搬送する搬出制御を実行するのである。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、物品収納部５が、第１物品保持部５ａと第２物品保持部５ｂとの２つの物品保持部を有する例を示したが、物品収納部５が、手前側から奥行き方向へ３つ以上の物品保持部を有する場合にも適用することができる。その場合には、重量物品Ａ１を最手前側に位置する物品保持部に収納し、軽量物品Ａ２を最手前側より奥に位置する物品保持部に収納する収納制御を実行することになる。
また、物品Ａとして重量物品Ａ１と軽量物品Ａ２との重さの異なる２種類の物品を想定した例を示したが、重さの異なる３種類以上の物品を保管する場合にも適用することができる。その場合には、物品Ａの重量に関してしきい値をひとつ設定しておいて、ある設定重量より重い物品を重量物品とし、その設定重量より軽い物品を軽量物品として取り扱うか、または、しきい値を２つ以上設定しておいて、重量物品、軽量物品、重量と軽量の中間物品などとして取り扱うことになる。その場合には、重量物品を手前側の物品保持部に収納し、重量が軽くなるにしたがって、順次、奥行き方向に位置する物品保持部に収納するのが好ましい。

（２）先の実施形態では、最手前側に位置する物品保持部５ａに対して重量物品Ａ１のみを収納する例を示したが、最手前側の物品保持部５ａに空きが多い場合には、その一部に軽量物品Ａ２を収納することも可能である。
いずれにせよ、重量物品Ａ１が最手前側に位置する物品保持部５ａに収納されるので、物品保管棚４の柱部材４ａについては、手前側に位置する柱部材４ａに対して大きな荷重が作用することになる。したがって、手前側に位置する柱部材４ａを奥の柱部材４ａよりも太くしたり、同じ太さであれば、手前側の柱部材４ａを高強度の材料で形成するなど、柱部材４ａに作用する荷重を考慮して物品保管棚４を構成するのが合理的である。
また、奥に位置する物品保持部５ｂには軽量物品Ａ２が収納されるので、移載装置１０を構成する第１フォーク１０ｂと第２フォーク１０ｂの伸縮速度に関し、奥側の物品保持部５ｂに対する軽量物品Ａ２の収納と取出し時における速度が、手前側の物品保持部５ａに対する重量物品Ａ１の収納と取出し時における速度よりも速くなるように設定して、作業能率の効率化を図ることが望ましい。

（３）先の実施形態では、物品Ａの重量を判別する重量判別手段として荷高検知機１１を使用した例を示したが、重量を直接測定する各種の重量計などを使用して物品Ａの重量を判別することも可能である。
さらに、オペレータが、操作装置によって物品Ａの搬入を指令する際、その操作装置によって物品Ａの重量情報を制御手段Ｈに直接入力することも可能であり、その場合には、重量判別手段は必ずしも必要ではない。
また、移載装置１０の一例として伸縮可能なフォーク式の移載装置を例示したが、例えば、伸縮可能なチェーンコンベヤ式の移載装置を使用することも可能であり、さらに、パレットＰを使用せず、物品Ａを各物品保持部５ａ，５ｂに対して直接載置して収納する形式の物品保管棚に適用することもできる。

物品保管設備の平面図 物品保管設備の側面図 移載装置の作動を示す側面図 収納対象物品の斜視図

符号の説明

１ 搬送装置
４ 物品保管棚
５ 物品収納部
５ａ，５ｂ 物品保持部
５ｃ 仮置き保持部
６ 搬入出部
１０ 移載装置
１１ 重量判別手段
Ａ 物品
Ａ１ 重量物品
Ａ２ 軽量物品
Ｈ 制御手段

Claims (4)

1. 手前側から奥行き方向へ複数の物品保持部を有する物品収納部が縦横に複数個並べて構成された物品保管棚と、その物品保管棚に対する搬入出部と前記物品収納部との間で物品を載置して搬送する搬送装置と、その搬送装置との間で物品を移載するべく前記搬送装置に伸縮可能に設けられ、前記物品収納部の各物品保持部に対して物品の収納と取出しを行う移載装置と、前記物品保管棚における物品の保管状態を記憶して管理するとともに、前記搬送装置と移載装置の作動を制御する制御手段を備え、前記移載装置が、前記物品収納部の各物品保持部に対して各別に物品の収納と取出しを行う物品保管設備であって、
   前記制御手段が、前記物品収納部へ物品を収納する際、収納対象の物品についての重量情報に基づいて、設定重量より重い重量物品を前記物品収納部の手前側に位置する物品保持部に収納する収納制御を実行する物品保管設備。
2. 前記制御手段が、前記物品収納部へ物品を収納する際、収納対象の物品についての重量情報に基づいて、前記重量物品を前記物品収納部の最手前側に位置する物品保持部に収納し、設定重量より軽い軽量物品を前記物品収納部の最手前側より奥に位置する物品保持部に収納する収納制御を実行する請求項１に記載の物品保管設備。
3. 前記物品保管棚に収納する物品の重量を判別する重量判別手段が設けられ、前記制御手段が、前記重量判別手段による判別結果に基づいて、前記収納対象の物品についての重量情報を取得する請求項１または２に記載の物品保管設備。
4. 前記制御手段が、前記物品収納部へ物品を収納する際、前記物品収納部の最手前側に位置する少なくともひとつの物品保持部を空のままにして仮置き保持部として確保する収納制御を実行し、前記物品収納部の最手前側より奥に位置する物品保持部に収納されている物品を取出す際、その物品収納部の最手前側の物品保持部に物品が存在すると、その物品を取出して前記仮置き保持部に収納し、その後、奥に位置する物品を取出す取出し制御を実行する請求項１〜３のいずれか１項に記載の物品保管設備。

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