JP5381934B2 - 自動倉庫 - Google Patents

Description

本発明は、自動倉庫、特に、昇降台の上を走行して物品の移載を行う走行車を有する自動倉庫に関する。

自動倉庫は、複数の棚を有するラックと、棚との間で物品を移載する移載装置（例えば、スタッカクレーン）とを有している。
引用文献１に示す移載装置は、ラックに沿って水平方向に延びる走行台と、走行台を昇降するための昇降機構と、走行台に沿って走行する走行車と、走行車に置かれた物品を棚へ積み卸しまたは棚に置かれた物品を棚へ積み込むための移載機構とを有している。

特開平１１−３１０３０６号公報

引用文献１において、昇降機構は、走行台の両端に取り付けられたワイヤといった吊持部材を有している。吊持部材は長期の使用により伸びることがあり、その場合両側の吊持部材の長さが異なると、走行台が傾いてしまう。そのような場合、移載機構の例えばフォークが棚に向かって延びたときにフォークがラックの一部に衝突することがある。衝突を避けるためには、移載作業の前に、昇降機構によって走行台を昇降させて移載機構の高さ位置を調整する必要がある。
また、本願の発明者は、走行台が傾く原因の一つが、走行車が走行台の片側に寄ったときに走行台の重心が左右に大きくずれることであると新たに気が付いた。

本発明の課題は、走行台を昇降させる移載装置を有する自動倉庫において、走行台のアンバランスを低減することにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係る自動倉庫は、ラックと、走行台と、昇降機構と、走行車と、移載機構と、カウンターウェイトとを備えている。ラックは複数の棚を有する。走行台は、ラックに沿って水平方向に延びて設けられ、上下方向に移動可能である。昇降機構は、走行台を昇降させる。走行車は、走行台に沿って走行可能である。移載機構は、走行車に設けられ、棚に物品を移載可能である。カウンターウェイトは、走行台の延長方向中心を基準に搬送車と対称的に水平移動を行う。
この自動倉庫では、昇降機構が走行台を昇降させて、走行車が走行台を走行する。走行車が所定の棚の前に停止すると、次に移載機構が物品を走行車から棚に降ろすまたは物品を棚から走行車に積み込む。
カウンターウェイトが、走行台の延長方向中心を基準に搬送車と対称的に水平移動を行うので、走行車が走行台の中心からずれることに起因する走行台の左右のアンバランスは少なくなる。この結果、走行台の水平度が高くなる。

自動倉庫は、一対の巻回部材と、無端部材とをさらに備えていてもよい。一対の巻回部材は、走行台の延長方向両端に設けられている。無端部材は、一対の巻回部材に巻回されている。無端部材に、走行車と、カウンターウェイトが取り付けられている。
この自動倉庫では、無端部材が駆動されることで、走行車は走行台上を走行する。また、無端部材によって、カウンターウェイトも移動させられる。つまり、一つの駆動部材によって走行車とカウンターウェイトが対称移動させられており、駆動機構が簡単になっている。なお、カウンターウェイトは、走行台における走行車の走行方向中心を基準に走行車と対称的に水平移動を行うように無端部材に固定されていることが好ましい。

カウンターウェイトは、ウェイト本体と、ウェイト本体に取り付けられ走行台に置かれた車輪とを有していてもよい。
この自動倉庫では、カウンターウェイトは車輪を介して走行台に支持されている。したがって、カウンターウェイトの荷重が走行台に作用しているにも関わらず、走行台からはカウンターウェイトに大きな移動抵抗が作用しない。

本発明に係る自動倉庫では、走行台を昇降させる移載装置を有する自動倉庫において、走行台のアンバランスが低減される。

本発明の一実施形態が採用された自動倉庫の概略側面図。 自動倉庫の概略平面図。 棚の側面図。 スタッカクレーンの制御構成を示すブロック図。 本発明の第２実施形態が採用された自動倉庫の概略側面図。 第２実施形態において、スタッカクレーンの制御構成を示すブロック図。

（１）自動倉庫全体
以下、図１および図２を用いて、本発明に係る一実施形態としての自動倉庫１を説明する。図１は、本発明の一実施形態としての自動倉庫の概略側面図である。図２は、自動倉庫の概略平面図である。なお、以下の説明で用いる「Ｘ方向」は走行車の走行方向であり、「Ｙ方向」は移載機構による物品の移載方向であり、「Ｚ方向」は走行台の昇降方向である。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに直交している。

自動倉庫１は、主に、ラック２と、移載装置３とから構成されている。

（２）ラック
ラック２は、第１ラック２Ａおよび第２ラック２Ｂを有している。第１ラック２Ａおよび第２ラック２Ｂは、図１のＸ方向に延びる通路を挟むようにＹ方向に並んで配置されている。第１ラック２Ａおよび第２ラック２Ｂは、Ｘ方向とＺ方向に並んだ複数の棚６から構成されている。

（３）移載装置の機構
図２を用いて、移載装置３について説明する。

移載装置３は、台車横行式昇降機であり、例えば、納骨堂または医療用器材保管倉庫に用いられる。移載装置３は、主に、走行台５と、昇降機構７と、走行車９と、走行車駆動機構１１と、移載機構１３とを備えている。移載装置３は、ラック２の棚６との間で物品４を移載可能である。概略的に説明すれば、昇降機構７が走行台５を昇降させ、さらに走行車駆動機構１１が走行車９を走行台５上に走行させることで、走行車９は目標とする棚６の前に移動する。その状態で、移載機構１３が物品４を棚６に移載する（荷卸しする）または物品４を走行車９に移載する（荷積みする）。

走行台５は、ラック２の第１ラック２Ａと第２ラック２Ｂとの間に配置された部材である。走行台５は、Ｘ方向に延びており、第１ラック２Ａと第２ラック２ＢのＸ方向長さより長くなっている。走行台５は、内部が空洞の筐体となっており、上側部分の上面に第１走行面１７を有しており、下側部分の上面に第２走行面１９を有している。また、走行台５のＸ方向両端には、上方に延びる吊り下げ部２１が設けられている。

昇降機構７は、走行台５を昇降させるための機構である。昇降機構７は、ラック２の上方に配置された昇降モータ２３と、一対のプーリ２５と、ワイヤ２７とを備えている。昇降モータ２３は、ラック２の真上に配置されている。一対のプーリ２５は、ラック２の上方において、ラック２のＸ方向外側に配置されている。ワイヤ２７は、昇降モータ２３に連結された図示しないドラムに掛けられ、さらに一対のプーリ２５に掛けられ、さらに一対のプーリ２５から下方に延びて走行台５の吊り下げ部２１に連結されている。この構造により、昇降モータ２３が駆動されると、ワイヤ２７を介して走行台５に力が作用して、走行台５は昇降させられる。

走行車９は、走行台５の第１走行面１７上をＸ方向に移動可能になっている。走行車９は第１走行面１７に接触する車輪３１を有している。車輪３１はすべて従動輪である。

移載機構１３は、走行車９に搭載されている。移載機構１３は、スライドフォーク１５を有している。スライドフォーク１５は、Ｙ方向両側でかつ水平方向に進出可能である。スライドフォーク１５は、移載モータ２９（図４）に対して図示しない減速機およびベルトを介して接続されている。
なお、この実施形態では、移載機構１３には、スライドフォーク１５を走行車９から上方に移動させるためのリフタは設けられていない。

走行車駆動機構１１は、走行モータ３５と、一対のプーリ３７と、牽引ベルト３９とを有している。走行モータ３５は、走行台５のＸ方向片側の端部に配置されている。一対のプーリ３７は走行台５のＸ方向両側に配置されており、一方のプーリ３７は走行モータ３５に連結されている。牽引ベルト３９は、一対のプーリ３７に掛けられており、第１走行面１７の上方と、第２走行面１９の上方とでＸ方向に駆動されるようになっている。牽引ベルト３９の一部に、走行車９が固定されている。この固定により、牽引ベルト３９が駆動されると、それに伴い走行車９が第１走行面１７上をＸ方向に移動する。

図３を用いて、棚６における載置部とスライドフォークの関係について説明する。棚６には、一対の載置部４１がＸ方向に間を空けて設けられており、一対の載置部４１の上に物品４が置かれるようになっている。スライドフォーク１５は、図に示すように、一対の載置部４１の間に延びて物品４を一対の載置部４１から掬い上げるまたは物品４を一対の載置部４１に下ろすようになっている。図から明らかなように、スライドフォーク１５が挿入可能な隙間４３の上下方向長さは、スライドフォーク１５の上下方向長さよりわずかに大きいだけである。したがって、走行車９または走行台５が傾いてしまうと、走行車９を棚６の前に停止させた場合にスライドフォーク１５を隙間４３内に挿入するのが困難になり、それを解決するためにリフタによって移載機構を上下させる必要が出てくる。

走行台５の一方の吊り下げ部２１のＸ方向外側には、支柱６７が設けられている。支柱６７には、レベル検出センサ６９が設けられている。走行台５の一方の吊り下げ部２１には、Ｘ方向に突出するドグ７１が設けられている。レベル検出センサ６９はドグ７１を検出可能である。

（４）移載装置の制御構成
次に、図４を用いて、移載装置３の制御部５１について説明する。図４は、移載装置３の制御構成を示すブロック図である。

制御部５１は、移載装置３に搭載されている。制御部５１は、自動倉庫１全体を制御する図示しないシステムコントローラと通信可能である。

制御部５１は、昇降制御部５３と、走行制御部５５と、移載制御部５７とを有している。各制御部は、ＣＰＵやメモリ等のコンピュータ・ハードウェアを含んでおり、図４においてはコンピュータ・ハードウェアとソフトウェアの協働によって実現される機能ブロックとして表現されている。なお、各制御部は、複数の機能を持つ単独のコンピュータによって実現されてもよい。

昇降制御部５３は、昇降機構７を制御することで走行台５を上下動させるための制御部であり、昇降モータ２３に接続されている。走行制御部５５は、走行車駆動機構１１を制御することで走行車９の走行・停止を制御するための制御部であり、走行モータ３５に接続されている。なお、走行制御部５５は、走行車９に搭載されていてもよいし、搭載されていなくてもよい。移載制御部５７は、移載機構１３を制御することでスライドフォーク１５を駆動するための制御部であり、移載モータ２９に接続されている。

制御部５１のメモリ（図示せず）には、ラック２における物品４の配置状況等が格納されている。制御部５１は、メモリの内容を参照すると共に、必要に応じて更新する。

（５）カウンターウェイト
移載装置３は、さらに、カウンターウェイト６１を有している。カウンターウェイト６１は、走行車９との間でＸ方向のバランスを取ることで走行台５の傾きを減らすための機構である。

カウンターウェイト６１は、走行台５の筐体内部にＸ方向に移動可能に配置されている。カウンターウェイト６１は、主に、ウェイト本体６３と、車輪６５とから構成されている。車輪６５は、ウェイト本体６３の下部に取り付けられ、さらに第２走行面１９上に載置されている。ウェイト本体６３には、牽引ベルト３９が固定されている。この固定により、牽引ベルト３９が駆動されると、それに伴いカウンターウェイト６１が第２走行面１９上をＸ方向に移動する。

牽引ベルト３９に対する走行車９およびカウンターウェイト６１の固定位置について説明する。カウンターウェイト６１は、走行台５のＸ方向中心を基準に走行車９と対称的に水平移動を行うように牽引ベルト３９に固定されている。以上より、図１および図２に示すように、走行台５のＸ方向中心Ｃ０から走行車９のＸ方向位置Ｃ１までの距離Ｄ１と、走行台５のＸ方向中心Ｃ０からカウンターウェイト６１のＸ方向位置Ｃ２までの距離Ｄ２とは、等しくなっている。なお、両距離は、走行台５のバランスが維持される範囲であれば、多少は異なっていてもよい。

以上に述べたように、カウンターウェイト６１が、走行台５のＸ方向中心Ｃ０を基準に走行車９と対称的に水平移動を行うので、走行車９が走行台５の中心からずれることに起因する走行台５のＸ方向のアンバランスは少なくなる。したがって、走行台５がＸ方向に長い構造であっても、走行車９の停止時の高さにバラツキが生じにくい。従来であれば、走行車の停止位置によって走行台の両端を吊り上げている各ワイヤに作用する荷重が分かることで、両ワイヤの伸び量が大きく異なっていた。そのため、従来では、走行車が走行台の中心からずれた位置で停止してすると、走行台のＸ方向のアンバランスが大きくなっており、その結果、走行車の高さがばらついていた。
本実施形態では、走行車９の高さ精度が向上するので、スライドフォーク進入スペースである棚６の隙間４３を十分に小さくできる。その結果、自動倉庫１において棚６の段数を多くできる。

（６）特徴
上記実施形態は、下記のように表現可能である
自動倉庫１は、ラック２と、走行台５と、昇降機構７と、走行車９と、移載機構１３と、カウンターウェイト６１とを備えている。ラック２は複数の棚６を有する。走行台５は、ラック２に沿って水平方向に延びて設けられ、上下方向に移動可能である。昇降機構７は、走行台５を昇降させる。走行車９は、走行台５に沿って走行可能である。移載機構１３は、走行車９に設けられ、棚６に物品４を移載可能である。カウンターウェイト６１は、走行台５のＸ方向中心Ｃ０を基準に走行車９と対称的に水平移動を行う。

この自動倉庫１では、昇降機構７が走行台５を昇降させて、走行車９が走行台５上を走行する。走行車９が所定の棚６の前に停止すると、移載機構１３が物品４を走行車９から棚６に降ろすまたは物品４を棚６から走行車９に積み込む。

カウンターウェイト６１が、走行台５のＸ方向中心Ｃ０を基準に走行車９と対称的に水平移動を行うので、走行車９走行台５の中心からずれることに起因する走行台５のＸ方向のアンバランスは少なくなる。この結果、走行台５の水平度が高くなる。

自動倉庫１は、一対のプーリ３７（巻回部材）と、牽引ベルト３９（無端部材）とをさらに備えている。一対のプーリ３７は、走行台５のＸ方向両端に設けられている。牽引ベルト３９は、無端状のベルトであり、一対のプーリ３７に巻回されている。牽引ベルト３９に、走行車９と、カウンターウェイト６１が取り付けられている。

この自動倉庫１では、牽引ベルト３９が駆動されることで、走行車９は走行台上を走行する。また、牽引ベルト３９によって、カウンターウェイト６１も移動させられる。つまり、一つの駆動部材によって走行車９とカウンターウェイト６１が対称移動させられており、駆動機構が簡単になっている。

カウンターウェイト６１は、ウェイト本体６３と、ウェイト本体６３に取り付けられ第２走行面１９に置かれた車輪６５とを有している。

この自動倉庫１では、カウンターウェイト６１は車輪６５を介して走行台５に支持されている。したがって、カウンターウェイト６１の荷重が走行台５に作用しているにも関わらず、走行台５からはカウンターウェイト６１に大きな移動抵抗が作用しない。

（７）第２実施形態
前記実施形態ではカウンターウェイト６１は牽引ベルトによって走行車９に対して同期するように移動させられていたが、カウンターウェイト６１は走行台５のＸ方向中心Ｃ０を基準に走行車９と対称的に水平移動を行いさえすればよいので、前記実施形態には限定されない。

図５および図６を用いて第２実施形態を説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
図５に示す第２実施形態では、カウンターウェイト１６１は、自動走行車になっている。カウンターウェイト１６１は、走行台５の筐体内部にＸ方向に移動可能に配置されている。カウンターウェイト１６１は、主に、ウェイト本体１６３と、車輪１６５とを有している。車輪１６５は、ウェイト本体１６３の下部に取り付けられ、さらに第２走行面１９上に載置されている。

カウンターウェイト１６１は、走行車９の移動に応じて、走行台５の第２走行面１９を走行する。図６に示すように、カウンターウェイト１６１は、さらに、第２走行モータ１６７と、第２走行モータ１６７を駆動するための第２走行駆動部１６９とを有している。第２走行駆動部１６９は、ＣＰＵやメモリ等のコンピュータ・ハードウェアを含んでおり、コンピュータ・ハードウェアとソフトウェアの協働によって実現される機能ブロックとして表現されている。なお、第２走行制御部１６９は必ずしもカウンターウェイト１６１に搭載されていなくてもよい。

走行制御部５５は、ロータリーエンコーダ１７１にも接続されている。走行制御部５５は、ロータリーエンコーダ１７１からの検出結果に基づいて、走行車９の走行台５上の位置を把握できる。

第２走行制御部１６９は、走行制御部５５からの走行車位置情報に基づいて、カウンターウェイト１６１をＸ方向に走行させる。

この実施形態でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（８）他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態および変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

（ａ）前記実施形態では走行車は牽引ベルト及びプーリによって駆動されていたが、走行車は無端チェーンおよびスプロケットによって駆動されてもよい。
（ｂ）前記実施形態では牽引ベルトは縦方向に掛け回されていたが、牽引ベルトは横方向に掛け回されていてもよい。
（ｃ）前記実施形態では走行車は無端部材によって駆動されていたが、自動走行車であってもよい。
（ｄ）前記実施形態ではカウンターウェイトは走行車と異なる走行面を走行するようになっていたが、同じ走行面を走行するようになっていてもよい。
（ｅ）前記実施形態ではカウンターウェイトには車輪が設けられていたが、車輪を省略してもよい。
（ｆ）前記実施形態では、昇降機構はワイヤを用いていたが、チェーンを用いてもよい。
（ｇ）前記実施形態では昇降機構は一つの昇降モータを採用していたが、昇降台のＸ方向両端をそれぞれ別に駆動するモータおよび昇降部材を用いてもよい。

本発明は、昇降台の上を走行して物品の移載を行う走行車を有する自動倉庫に広く適用できる。

１ 自動倉庫
２ ラック
３ 移載装置
４ 物品
５ 走行台
６ 棚
７ 昇降機構
９ 走行車
１１ 走行車駆動機構
１３ 移載機構
１５ スライドフォーク
１７ 第１走行面
１９ 第２走行面
２１ 吊り下げ部
２３ 昇降モータ
２５ プーリ
２７ ワイヤ
２９ 移載モータ
３１ 車輪
３５ 走行モータ
３７ プーリ（巻回部材）
３９ 牽引ベルト（無端ベルト）
４１ 載置部
４３ 隙間
５１ 制御部
５３ 昇降制御部
５５ 走行制御部
５７ 移載制御部
６１ カウンターウェイト
６３ ウェイト本体
６５ 車輪
６７ 支柱
６９ レベル検出センサ
７１ ドグ
１６１ カウンターウェイト
１６３ ウェイト本体
１６５ 車輪
１６７ 第２走行モータ
１６９ 第２走行制御部
１７１ ロータリーエンコーダ

Claims (2)

1. 複数の棚を有するラックと、
   前記ラックに沿って水平方向に延びて設けられ、上下方向に移動可能な走行台と、
   走行台を昇降させる昇降機構と、
   前記走行台に沿って走行可能な走行車と、
   前記走行車に設けられ、前記棚に物品を移載可能な移載機構と、
   前記走行台の延長方向中心を基準に前記走行車と対称的に水平移動を行うカウンターウェイトと、
   を備え、
   前記カウンターウェイトは、ウェイト本体と、前記ウェイト本体に取り付けられ前記走行台に置かれた車輪とを有している、自動倉庫。
2. 前記走行台の延長方向両端に設けられた一対の巻回部材と、
   前記一対の巻回部材に巻回された無端部材と、をさらに備え、
   前記無端部材に、前記走行車と、前記カウンターウェイトが取り付けられている、請求項１に記載の自動倉庫。

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