JP5353909B2 - 移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷物の移載を行う移載装置に関し、特に、荷物の側方に進出したフォークを後退させることで当該荷物を取り込む移載装置に関する。

従来、荷物をある場所から他の場所へ搬送する搬送機器として、例えばスタッカクレーンおよび無人搬送車などが存在する。

これら搬送機器には、例えば荷物を保持するための棚と、当該搬送機器との間で荷物を移載するための移載装置が備えられている。

このような移載装置に採用される移載方式としては、櫛歯式フォークで荷物をすくい上げて移載する方式、ピックアップベルトで荷物をずり動して移載する方式、荷物を両側から挟んで保持し移載する方式、および出退するフォークに設けられた爪により荷物の押し出しおよび引き込みを行うことで荷物を移載する方式などを例示することができる。

このような移載装置には、荷物の移載についての高い正確性、安全性および効率性が求められており、これらを実現するための技術も開示されている。

例えば特許文献１に記載の移載装置は、荷物を側方から挟持し、かつ、出退する一対のフォークを本体に備える。また、本体の上面には、フォークの出退方向と同方向に荷物を移動させるコンベアが備えられている。

当該移載装置によれば、荷物を棚から受け取る場合、フォークにより本体上の所定位置まで引き込んだ荷物を、本体に備えられたコンベアによってさらに引き込む。

つまり、当該移載装置では、荷物の側面に接触するフォーク側に、コンベアおよびコンベアを駆動させるプーリが不要である。そのため、移載対象の荷物が収納される収納棚における、移載のために必要な作業空間を小さくすることができる。

特開２００５−１３８９４９号公報

ここで、従来の移載装置には、荷物の移載作業を確実に実行するために、例えば自身が有する荷台に荷物が存在するか否かを確認するためのセンサが備えられている。

図６は、従来の移載装置の構成概要を示す側面図である。

図６に示す従来の移載装置１２０は、荷物の移載のための一対のフォーク１２２を備えている。移載装置１２０は、当該一対のフォーク１２２で荷物を側方から挟持する、または、当該一対のフォーク１２２が有する爪により荷物の押し出しおよび引き込みを行うことで荷物の移載を行う装置である。

具体的には、移載装置１２０は、荷台１２１と、フォーク１２２と、センサ１３５とを備えている。

また、フォーク１２２は、ピニオン１３０と噛み合うラックギア１２５を有し、モータによりピニオン１３０が回転することで、フォーク１２２の出退動作が駆動される。

このような構成を有する移載装置１２０は、図６において、例えば、前方（例えば、図６における左方）にフォーク１２２を進出させた後に後退させることで、移載装置１２０の前方に存在する荷物を荷台１２１に取り込むことができる。

また、この荷物の取り込みの際、センサ１３５により形成されている光軸１３６が当該荷物に遮断される。これにより、当該荷物が荷台２１に取り込まれたことが検出される。

しかしながら、従来の移載装置１２０では、例えば背の低い荷物の検出を行えない場合がある。

具体的には、例えば移載装置１２０による前後双方への荷物の移載を可能とするために、図６に示すように、ピニオン１３０を、荷台１２１におけるフォーク１２２の出退方向の中央近傍に配置することが望ましい。

また、移載装置１２０に前後双方向から取り込まれた荷物を確実に検出するためには、センサ１３５は、図６に示すように、ピニオン１３０の上方に配置することが望ましい。

しかしながら、センサ１３５をピニオン１３０の上方に配置する場合、荷物以外の物体であるピニオン１３０、フォーク１２２、および、フォーク１２２をスライド自在に保持するフレーム（図示せず）などに光軸が遮断されないように、これらの上方にセンサ１３５が配置される。

そのため、例えば平板状の荷物など背の低い荷物が、センサ１３５によって検出されない可能性がある。

もちろん、例えば荷台１２１の上面の、一対のフォーク１２２の間に、センサ１３５を構成する投光器および受光器を配置することで、荷台１２１の上面近傍に光軸を形成させることも考えられる。しかしながら、この場合は、荷台１２１における荷物の載置可能領域が狭められるため、このような位置にセンサ１３５を配置することは現実的ではない。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、荷物の側方に進出し後退することで荷物の取り込みを行うフォークを備える移載装置であって、荷物の検出の確実性が向上された移載装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するため、本発明の一態様に係る移載装置は、荷物を載置するための荷台と、前記荷物の側方まで進出した後に後退する出退動作によって前記荷物を前記荷台の上面に取り込むフォークとを備える移載装置であって、モータに回転駆動される主ピニオンと、前記主ピニオンと噛み合って回転する第一副ピニオンと、前記第一副ピニオンと噛み合うとともに、前記第一副ピニオンが回転することで前記フォークの前記出退動作を駆動するラックギアと、前記主ピニオンの上方かつ前記第一副ピニオンの側方であって、前記荷台の上面と前記フォークとの間の空間を光軸が通過するように配置されたセンサとを備える。

この構成によれば、主ピニオンは、第一副ピニオンを介してラックギアの直線運動を駆動する。これにより、フォークの出退動作が実行される。また、このように第一副ピニオンを備えることで生じる、主ピニオンの上方かつ第一副ピニオンの側方であってフォークと荷台との間の空間に、荷物検出のための光軸を通過させている。

従って、例えば、荷台の上面に極めて近い位置に、荷物の載置可能領域を狭めず、かつ、フォーク等の構成要素に遮断されないように、荷物検出のための光軸を形成させることができる。そのため、例えば荷台上面からフォークの上端までの高さよりも背の低い荷物であっても確実に検出することができる。

このように、本態様の移載装置は、荷物の側方に進出し後退することで荷物の取り込みを行うフォークを備える移載装置であって、荷物の検出の確実性が向上された移載装置である。

また、本発明の一態様に係る移載装置は、さらに、前記主ピニオンと噛み合って回転するとともに、前記ラックギアと噛み合う第二副ピニオンを備え、前記センサは、前記第一副ピニオンと前記第二副ピニオンとの間に光軸が形成されるように配置されているとしてもよい。

この構成によれば、第一副ピニオンと同じく、主ピニオンに回転駆動され、かつ、ラックギアと噛み合う第二副ピニオンが、第一副ピニオンとともに備えられる。つまり、これら副ピニオンは、フォークの出退方向に並ぶように配置される。

そのため、主ピニオンの位置を基準とした場合の、フォークの出退動作における双方向へのストロークを、ともに荷物の移載が可能な程度まで長くすることができる。つまり、フォークの出退方向を前後方向とした場合に、例えば、当該移載装置の前後双方に対する荷物の移載が可能となる。

また、センサの光軸は、第一副ピニオンと第二副ピニオンとの間の空間を通過するため、光軸がこれら副ピニオンに遮断されることはない。

また、本発明の一態様に係る移載装置において、前記主ピニオンは、前記荷台における前記フォークの出退方向の中央近傍であって、前記荷台の上面よりも下方を通過する回転軸を中心に回転するとしてもよい。

この構成によれば、例えば、センサを、その光軸がフォークの出退方向と直交し、かつ、荷台の上面に極めて近い位置であって荷台の中央を横切るように配置することが可能となる。

そのため、例えば、本態様の移載装置が前後双方から荷物を取り込む場合において、荷物の検出の確実性をより向上させることができる。

本発明によれば、荷物の側方に進出し後退することで荷物の取り込みを行うフォークを備える移載装置であって、荷物の検出の確実性が向上された移載装置を提供することができる。

本発明の実施の形態における移載装置を備える自動倉庫の外観を示す図である。 実施の形態における移載装置による荷物の取り込み動作の概要を示す図である。 実施の形態における移載装置の構成概要を示す図である。 実施の形態の移載装置におけるフォークが進出した状態を示す第一の図である。 実施の形態の移載装置におけるフォークが進出した状態を示す第二の図である。 実施の形態における移載装置の構成概要の別の一例を図である。 従来の移載装置の構成概要を示す側面図である。

本発明の実施の形態における移載装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態における移載装置を備える自動倉庫の外観を示す図である。

図１に示す自動倉庫１０は、本発明の移載装置の一例である移載装置２０を有するスタッカクレーン１２を備える。自動倉庫１０では、スタッカクレーン１２によって、荷物６０が保管棚５０に自動で収納され、また、収納された荷物６０が自動で搬出される。

自動倉庫１０は、スタッカクレーン１２、スタッカクレーン１２の移動のための走行レール１６、スタッカクレーン１２の通路に沿って設けられた保管棚５０、および、入出庫の際に物品が置かれるステーション５１を備えている。

スタッカクレーン１２は、走行レール１６上を移動し、移載装置２０が備えられた昇降台１５を昇降させる。また、移載装置２０は、荷台２１と一対のフォーク２２とを有し、保管棚５０の任意の棚の前方で一対のフォーク２２を出退させる。これにより、保管棚５０と移載装置２０との間で荷物を移載することができる。

また、移載装置２０は、ステーション５１との間でも荷物の移載を行うことができる。これにより、スタッカクレーン１２は、例えば、保管棚５０から取り込んだ荷物を、ステーション５１に載置することができ、かつ、ステーション５１から取り込んだ荷物を、保管棚５０に載置することができる。

図２は、実施の形態における移載装置２０による荷物の取り込み動作の概要を示す図である。

なお、図２および後述する図３〜図５では、移載装置２０の特徴を明確に説明するために、フォーク２２等の移載装置２０の主要な構成要素のみを図示し、フォーク２２を支持するフレーム等の構成要素の図示および説明は省略する。

図２に示すように、移載装置２０に備えられた一対のフォーク２２のそれぞれは、出退方向の一端に爪２３を備え、他端に爪２４を備えている。

以下に、移載装置２０が保管棚５０から荷物６０を取り込む場合の動作について説明する。なお、説明の明確化のために、一対のフォーク２２のうちの一方のフォーク２２の動作に着目して説明するが、他方のフォーク２２も同じ動作を行う。

移載装置２０が保管棚５０から荷物６０を取り込む場合、まずフォーク２２が荷物６０の側方に進出し、爪２３が荷物６０の後端（図２における荷物６０の上端）を越えた時点で、爪２３が内方に回動する。その後、爪２３が荷物６０の後端に接触しながらフォーク２２が後退することで、荷物６０は、荷台２１の上面に取り込まれる。

なお、荷台２１上の荷物６０を保管棚５０に送り出す場合は、例えば、一旦フォーク２２を後退させた後に、爪２３を用いて荷物６０を保管棚５０の内方の所定の位置まで送り出す。または、例えば、爪２４で荷物６０を保管棚５０の方向に移動させた後に、一旦フォーク２２を後退させて、爪２３を用いて保管棚５０の内方の所定の位置まで荷物６０を移動させる。

また、図２では、移載装置２０の前方（図２における上方）にのみ保管棚５０が配置されている。しかし、移載装置２０において、フォーク２２が後方（図２における下方）に対して出退することで、移載装置２０の後方に対しても同様に荷物の載置を行うことができる。

つまり、移載装置２０は、後方に保管棚５０等の荷物の載置場所が存在する場合、当該載置場所からの荷物の取り込み、および、当該載置場所への荷物の送り出しを行うことができる。

また、移載装置２０には、図２に示すように、投光器３５ａおよび受光器３５ｂを有するセンサ３５が備えられている。具体的には、センサ３５は、光電センサの一種であり、投光器３５ａが受光器３５ｂの方向に照射する光により形成される光軸３６が、荷台２１におけるフォーク２２の出退方向のほぼ中央を横切るように配置されている。

そのため、例えば、移載装置２０が前後のいずれから荷物６０を取り込んだ場合であっても、荷台２１の中央近傍の光軸３６の位置に荷物６０が到達することで、光軸３６が荷物６０に遮断され、これにより、荷物６０が荷台２１上に取り込まれたことが検出される。

また、より詳細には、光軸３６は、荷台２１の上面に極めて近い位置であって、フォーク２２等の、荷物以外の構成要素に遮断されない位置に形成されている。

図３は、実施の形態における移載装置２０の構成概要を示す図である。

図３に示すように、移載装置２０は、上述の、荷台２１、フォーク２２、およびセンサ３５に加え、主ピニオン３０と、第一副ピニオン３１と、ラックギア２５とを備える。

主ピニオン３０はモータに回転駆動され、主ピニオン３０と噛み合う第一副ピニオン３１は、主ピニオン３０の回転に伴って回転する。

また、ラックギア２５は、第一副ピニオン３１と噛み合うとともに、第一副ピニオン３１が回転することでフォーク２２の出退動作を駆動する。

つまり、実施の形態の移載装置２０において、モータに回転駆動される主ピニオン３０は、第一副ピニオン３１を介してラックギア２５の直線運動、すなわち、フォーク２２の出退動作を駆動している。

これにより、主ピニオン３０の上方かつ第一副ピニオン３１の側方であって、荷台２１の上面とフォーク２２との間に、光軸３６を通過させるのに十分な空間を設けることができる。

そのため、図３に示すように、荷台２１の上面に極めて近い位置に光軸３６が形成されるように、センサ３５を配置することができる。

また、図２で示したように、センサ３５の投光器３５ａおよび受光器３５ｂは、それぞれ、両側のフォーク２２の外側に配置することができる。つまり、少なくとも荷台２１における荷物の載置可能領域を狭める位置にセンサ３５を配置する必要がない。

また、図３に示すように、実施の形態の移載装置２０にはさらに、第二副ピニオン３２が備えられている。

第二副ピニオン３２は、第一副ピニオン３１と同じく、主ピニオン３０と噛み合い、主ピニオン３０が回転することで回転する。また、第二副ピニオン３２は、ラックギア２５とも噛み合い、第一副ピニオン３１とともに、ラックギア２５の直線運動を駆動する。

また、図３に示すように、第一副ピニオン３１と第二副ピニオン３２とは、フォーク２２の出退方向に並んで配置されている。また、ラックギア２５は、第一副ピニオン３１および第二副ピニオン３２の少なくとも一方と噛み合う範囲で出退できる。

従って、主ピニオン３０の位置を基準とした場合の、ラックギア２５の前後方向（図３における左右方向）の稼動範囲は、第二副ピニオン３２が存在しない場合よりも長くなる。

その結果、フォーク２２の出退動作における前後双方向のストロークを、ともに荷物の移載が可能な程度の長さとすることができる。

図４Ａは、実施の形態の移載装置２０におけるフォーク２２が進出した状態を示す第一の図であり、図４Ｂは、実施の形態の移載装置２０におけるフォーク２２が進出した状態を示す第二の図である。

例えば、図４Ａおよび図４Ｂにおいて、左側を移載装置２０の前方と想定する。この場合、図４Ａに示すように、フォーク２２は、図３に示す位置から前方に進出し、第二副ピニオン３２との噛み合いが外れた場合でも、第一副ピニオン３１と噛み合う状態を維持できる限り前方に進出できる。

また、図４Ｂに示すように、フォーク２２は、図３に示す位置から後方に進出し、第一副ピニオン３１との噛み合いが外れた場合でも、第二副ピニオン３２のみと噛み合う状態を維持できる限り後方に進出できる。

また、図３、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、主ピニオン３０は、荷台２１におけるフォーク２２の出退方向の中央近傍（中央と、中央の近傍とを含む範囲）であって、荷台２１の上面よりも下方を通過する回転軸を中心に回転する。

従って、フォーク２２の出退動作における前後双方向のストロークを、ともに荷物の移載が可能な程度の長さとすることができる。

具体的には、予め規定された範囲内の寸法の荷物を、爪２３（図２参照）で取り込むことが可能な位置までフォーク２２を進出させることができ、かつ、爪２３を用いて、当該荷物の少なくとも一部を荷台２１上面の中央にまで到達させることが可能な位置までフォーク２２を後退させることができる。

さらに、当該荷物が移載装置２０の後方にある場合も同様である。すなわち、爪２４（図２参照）により、当該荷物を取り込み、かつ、当該荷物の少なくとも一部を荷台２１上面の中央にまで到達させることが可能な位置までフォーク２２を出退させることができる。

また、主ピニオン３０の上方の、センサ３５の光軸３６を通過させる空間も、荷台２１におけるフォーク２２の出退方向の中央近傍に設けられることになる。

すなわち、センサ３５を、光軸３６がフォーク２２の出退方向と直交し、かつ、荷台２１の上面に極めて近い位置であって荷台２１の中央を横切るように配置することが可能となる。

そのため、例えば平板状の荷物のような背の低い荷物が移載装置２０の前後のいずれから取り込まれた場合であっても、当該荷物を確実に検出することができる。

以上、本発明の移載装置について、実施の形態に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、本実施の形態において、移載装置２０は、２つの副ピニオン（第一副ピニオン３１および第二副ピニオン３２）を備えるとした。しかし、移載装置２０は副ピニオンを１つ備えていればよい。

図５は、実施の形態における移載装置２０の構成概要の別の一例を図である。

例えば図５に示すように、移載装置２０は、主ピニオン３０とラックギア２５との間に介在する副ピニオンとして、第一副ピニオン３１のみを備えていてもよい。

この場合であっても、図５に示すように、主ピニオン３０の上方であって荷台２１の上面に極めて近い位置に光軸３６が形成されるように、センサ３５を配置することができる。

すなわち、移載装置２０が、副ピニオンとして第一副ピニオン３１のみを備えた場合であっても、移載装置２０に取り込まれた荷物に対する検出の確実性は維持される。

また、本実施の形態では、移載装置２０の移載方式として、フォーク２２が備える爪２３および爪２４により、荷物の押し出しおよび引き込みを行うことで荷物を移載する方式が採用されている。

しかしながら、移載装置２０は、例えば、荷物を両側から挟んで保持し移載する方式を移載方式として採用してもよい。つまり、移載装置２０は、荷物の側方に進出し後退することで荷物の取り込みを行うフォークを用いた移載方式を採用していれば、上述の、荷物の検出の確実性の向上効果は発揮される。

また、フォーク２２は、出退方向の前端部と後端部に１つずつ爪（爪２３および爪２４）を備えるとした。しかし、フォーク２２は、出退方向に並べられた３つ以上の爪を備えてもよい。

例えば、フォーク２２の出退方向の中央近傍に第三の爪を備え、かつ、移載装置２０の前方に、取り込むべき荷物が存在する場合を想定する。この場合、当該荷物が小さいことにより、爪２３では荷台２１の上面の中央まで引き込めない場合であっても、第三の爪により、当該荷物を荷台２１の上面の中央まで引き込むことができる。

具体的には、爪２３により、当該荷物を例えば荷台２１の上面の前端辺りまで引き込んだ後に、フォーク２２を一旦前進させ、第三の爪を当該荷物の後端（荷物の移動方向についての後端）に接触させた状態で、フォーク２２を後退させる。これにより、当該荷物を荷台２１の上面の中央まで引き込むことができる。

また、本実施の形態では、ラックギア２５とフォーク２２とが一体に設けられており、ラックギア２５の移動距離とフォーク２２の移動距離とは一致している。

しかしながら、例えば、フォーク２２が複数の部材から構成されるテレスコピック構造を有し、フォーク２２が全体として伸縮することで、フォーク２２の出退動作を実現してもよい。

この場合、例えばリンク機構を利用することで、フォーク２２の前端部の移動距離を、ラックギア２５の前方への移動距離よりも長くすることができる。

例えば、フォーク２２を、ミドル部とトップ部の２段構造にし、ミドル部を、第一副ピニオン３１および第二ピニオン３２の少なくとも一方によって出退させる。さらに、トップ部がその出退に連動してミドル部に対する出退を行うように、ミドル部とトップ部とを例えばワイヤで連結する。

このようにフォーク２２が全体として伸縮する構造を採用することで、例えば、移載装置２０に、より遠くの荷物またはより大きな荷物の移載を実行させることができる。

また、センサ３５は、光軸が荷物により遮断されることにより当該荷物を検出するとした。しかしながら、センサ３５は、荷物からの反射光を検出することで、当該荷物を検出してもよい。

この場合であっても、移載装置２０であれば、センサ３５から発せられ、荷物によって反射された光によって形成される光軸を、主ピニオン３０の上方かつ第一副ピニオン３１の側方であって、荷台２１の上面とフォーク２２との間の空間を通過させることができる。

また、本実施の形態では、移載装置２０は、スタッカクレーン１２に備えられるとした。しかしながら、移載装置２０は、例えば無人搬送車または天井走行車などの、スタッカクレーンとは異なる種類の搬送機器に備えられてもよい。

また、移載装置２０は、搬送機器などの移動体ではなく、通常は固定されて使用される機器において荷物の移載を行う装置として採用されてもよい。

本発明の移載装置は、荷物の側方に進出し後退することで荷物の取り込みを行うフォークを備える移載装置であって、荷物の検出の確実性が向上された移載装置である。従って、工場および物流倉庫等で荷物の移載を行う移載装置等として有用である。

１０ 自動倉庫
１２ スタッカクレーン
１５ 昇降台
１６ 走行レール
２０ 移載装置
２１ 荷台
２２ フォーク
２３、２４ 爪
２５ ラックギア
３０ 主ピニオン
３１ 第一副ピニオン
３２ 第二副ピニオン
３５ センサ
３５ａ 投光器
３５ｂ 受光器
３６ 光軸
５０ 保管棚
５１ ステーション
６０ 荷物

Claims (3)

1. 荷物を載置するための荷台と、前記荷物の側方まで進出した後に後退する出退動作によって前記荷物を前記荷台の上面に取り込むフォークとを備える移載装置であって、
   モータに回転駆動される主ピニオンと、
   前記主ピニオンと噛み合って回転する第一副ピニオンと、
   前記第一副ピニオンと噛み合うとともに、前記第一副ピニオンが回転することで前記フォークの前記出退動作を駆動するラックギアと、
   前記主ピニオンの上方かつ前記第一副ピニオンの側方であって、前記荷台の上面と前記フォークとの間の空間を光軸が通過するように配置されたセンサと
   を備える移載装置。
2. さらに、前記主ピニオンと噛み合って回転するとともに、前記ラックギアと噛み合う第二副ピニオンを備え、
   前記センサは、前記第一副ピニオンと前記第二副ピニオンとの間に光軸が形成されるように配置されている
   請求項１記載の移載装置。
3. 前記主ピニオンは、前記荷台における前記フォークの出退方向の中央近傍であって、前記荷台の上面よりも下方を通過する回転軸を中心に回転する
   請求項１または２記載の移載装置。

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