JP5863516B2 - 自動倉庫 - Google Patents

Description

本発明は、複数個の物品を収容可能なラック装置を備えた自動倉庫に関する。

自動倉庫では、複数の収容スペースを備えるラック装置が設けられ、各種物品が、搬送装置によって指定された収容スペースに配置されるので、作業者は、収容スペースから必要な物品を効率的に得ることができる。
また、背面ピッキング方式においては、ラック装置の前側に配置された搬送装置によって収容スペースに物品が供給され、作業者は、ラック装置の後側に立って、収容スペース内の物品を取り出す。従って、搬送装置と作業者のワーキングエリアはラック装置によって分けられている。

この背面ピッキング方式では、搬送装置によって物品の供給作業が行われている収容スペースに、作業者が手を入れると危険なため、搬送装置と作業者が干渉するのを防止する仕組みが採用され、その具体例が特許文献１、２に記載されている。
特許文献１、２では、収容スペースに閉鎖体（特許文献１では、シャッター装置）を取り付け、搬送装置（特許文献２では、モノレールスタッカー）による物品の供給がなされている間、該当する収容スペースの後側を閉鎖体で閉じる。これによって、作業者は、物品が供給中の収容スペースに手を入れることはできず、作業を安全に行うことが可能である。

物品を供給するワーキングエリアと物品を取り出すワーキングエリアを分けることは、自動倉庫にのみ有効ではなく、収容スペースへの物品の供給を搬送装置等の機械の代わりに人が行う現場、即ち、ラック装置の前側から人によって物品の供給が行われる現場においても技術的意義がある。即ち、ラック装置の前側から物品が供給されている収容スペースに、ラック装置の後側から別の作業者が手を入れるのを回避して作業者の安全を確保することができる。

特開平８−１１３３１２号公報 特開平１１−１６５８１１号公報

しかしながら、特許文献１、２の方法では、作業者が物品を取り出す収容スペースそれぞれに閉鎖体が取り付けられているので、該当する収容スペースと同数の閉鎖体が必要となり、ラック装置の製造コストを上昇させる要因となっていた。そして、各閉鎖体について、閉鎖体の開閉状態を検知するセンサを設ける場合には、大幅な製造コストの上昇が強いられていた。
また、それぞれの閉鎖体について、閉鎖体が正常に可動することを定期的に点検する必要があり、閉鎖体数の増加により点検時間が長くなってメンテナンス性が低下するという問題も招いていた。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、それぞれの収容スペースに閉鎖体を取り付けることなく、収容スペースにおいて物品の供給と取り出しが重複して行われるのを防止する自動倉庫を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る自動倉庫は、物品が供給される前側及び該物品が取り出される後側がそれぞれ開放された複数の収容スペースを並べた棚体を有するラック装置と、前記ラック装置の前側に配置され、前記収容スペースへの前記物品の供給を行う搬送装置とを備える自動倉庫において、平面視して前記棚体の外周に沿って設けられたガイド部材と、前記ガイド部材に案内されて移動する閉鎖体と、前記閉鎖体に取り付けられたラックギアに噛み合うスプロケットと、前記スプロケットを回転させて前記閉鎖体を移動させる駆動モータと、前記閉鎖体が前記棚体の後側に配置されたのを検出する後側センサーと、前記搬送装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記閉鎖体を前記棚体の前側に配置して前記複数の収容スペースの前側を塞ぎ、該閉鎖体を該棚体の後側に配置して該複数の収容スペースの後側を塞ぎ、前記制御手段は、前記後側センサーが前記閉鎖体を検出していない際に、前記搬送装置による前記収容スペースへの作業を止め、該後側センサーが該閉鎖体を検出している際に、該搬送装置による該収容スペースへの作業を許可する。なお、前記収容スペースの前側は、前記物品の供給に加えて該物品の取り出しが行われることもある。

本発明に係る自動倉庫は、平面視して棚体の外周に沿って設けられたガイド部材と、ガイド部材に案内されて移動する閉鎖体とを備え、閉鎖体を棚体の一側（前側）に配置して複数の収容スペースの一側（前側）を塞ぎ、閉鎖体を棚体の他側（後側）に配置して複数の収容スペースの他側（後側）を塞ぐので、各収容スペースに閉鎖体を取り付けることなく、収容スペースにおいて物品の供給と取り出しが同時に行われるのを確実に防止することができる。

本発明に係る自動倉庫は、閉鎖体にラックギアを取り付け、ラックギアに噛み合うスプロケットと、スプロケットに回転力を与える駆動モータとを備えて、スプロケットを回転し閉鎖体を移動させるので、閉鎖体を移動させるために必要となる設計を簡素にすることができ、製造コストを抑制可能である。

また、本発明に係る自動倉庫は、閉鎖体が棚体の後側に配置されたのを検出する後側センサーと、搬送装置の動作を制御する制御手段とが設けられ、制御手段が、後側センサーが閉鎖体を検出していない際に、搬送装置による収容スペースへの作業を止め、後側センサーが閉鎖体を検出している際に、搬送装置による収容スペースへの作業を許可するので、棚体前側にある閉鎖体に対して搬送装置が接触するのを確実に防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る自動倉庫に備えられたラック装置の正面図である。 同ラック装置の平断面図である。 本発明の一実施の形態に係る自動倉庫の概略図である。 制御手段の接続を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るラック装置の部分側断面図である。 同ラック装置の部分平断面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る自動倉庫１４に備えられたラック装置１０は、物品１１が供給される一側及び物品１１が取り出される他側がそれぞれ開放された複数の収容スペース１２を並べた棚体１３を有している。以下、これらについて詳細に説明する。

複数の物品１１を収容可能なラック装置１０は、図３に示す、本発明の一実施の形態に係る自動倉庫１４に設置されている。自動倉庫１４は、主として、複数のラック装置１０と、物品１１の搬送を行うスタッカークレーン（搬送装置の一例）１５と、スタッカークレーン１５が取り付けられたガイドレール１６とから構成される。
本実施の形態では、複数のラック装置１０が２列に配置され、ラック装置１０の一方の列とラック装置１０の他方の列の間にガイドレール１６が設置されている。
スタッカークレーン１５は、ガイドレール１６に案内されてラック装置１０の列に沿って移動する。

本実施の形態では、自動倉庫１４を、所謂、背面ピッキング方式として設計している。各ラック装置１０について、スタッカークレーン１５及びガイドレール１６が配置されている側を前側（一側）として、作業者Ｐがその反対側、即ちラック装置１０の後側（他側）から、収容スペース１２内にある物品１１の取り出しを行う。
従って、背面ピッキング方式の自動倉庫１４は、スタッカークレーン１５の可動エリアと作業者Ｐのワークエリアをラック装置１０によって分け、作業者Ｐが効率的に作業を行える環境を提供することができる。

ラック装置１０は、図１に示すように、物品１１を収容する棚体１３を有し、棚体１３には、複数の収容スペース１２と複数の保管専用スペース１２ａが配列されている。
収容スペース１２が後側を開放されているのに対し、保管専用スペース１２ａは、後側が棚体１３に取り付けられた図示しない金網によって塞がれているので、作業者Ｐによる物品１１の取り出しは行うことができない。収容スペース１２及び保管専用スペース１２ａは、前側が開放され、共に前側からスタッカークレーン１５による物品１１の供給及び物品１１の取り出しが可能である。

ラック装置１０の前側に配置されたスタッカークレーン１５には、図４に示すように、スタッカークレーン１５の動作を制御する制御手段１７が接続されている。スタッカークレーン１５は、制御手段１７からの命令に応じて、所定の保管専用スペース１２ａから物品１１を取得し、その物品１１を収容スペース１２内に供給する。
制御手段１７は、例えば、情報処理端末によって構成することができる。物品１１は、本実施の形態では、製品組み立て用の部品が入れられたトレイであり、作業者Ｐは、このトレイを収容スペース１２から引き出してトレイ内の製品組み立て用の部品を取り出すが、これに限定されない。また、本実施の形態では、物品１１の前後の長さが、収容スペース１２の前後の長さの約半分であるが、物品１１の種類や取り出し方法に応じて、物品１１の前後の長さと収容スペース１２の前後の長さの関係を変えてもよい。

棚体１３は、図１、図２に示すように、上下に長い複数の柱材１８と柱材１８に固定された前後に長い支持部材１９を備えている。支持部材１９は、ラック装置１０を正面視してＬ字状に形成され、距離を有して左右に配置された対となる支持部材１９によって、一つの物品１１が保持される。
また、収容スペース１２及び保管専用スペース１２ａは、図１に示すように、ラック装置１０を正面視して、隣り合う柱材１８と、対となる支持部材１９と、その対となる支持部材１９の一つ上に位置する対となる支持部材１９とによって囲まれた空間である。
本実施の形態では、棚体１３に、下から数えて、４段目までに収容スペース１２が形成され、５段目とそれより上段に保管専用スペース１２ａが形成されている。

保管専用スペース１２ａには、作業者Ｐが将来的に必要となる物品１１が保管され、収容スペース１２には、作業者Ｐが今必要な物品１１が格納されている。
制御手段１７には、図４に示すように、作業者Ｐによって翌日の作業計画が入力されるユーザー操作端末２０が接続されている。作業者Ｐは、一日の作業が終わると、翌日の作業で用いる物品１１の数等を、ユーザー操作端末２０に入力する。ユーザー操作端末２０から入力されたデータは制御手段１７に記憶され、制御手段１７は、夜間、そのデータを基に、スタッカークレーン１５を作動して、保管専用スペース１２ａから翌日の作業に必要な物品１１を取り出し収容スペース１２内に移動する。

翌日必要な物品１１の種類が、収容スペース１２の数より多い場合、翌日の早い時間帯に必要とされる物品１１が、夜間、収容スペース１２内に格納される。翌日、収容スペース１２内にある、これらの物品１１が作業者Ｐにより全て取り出され、作業者Ｐがユーザー操作端末２０で作業完了の操作を行うと、スタッカークレーン１５によって次に必要な物品１１が収容スペース１２内に配置される。

ここで、スタッカークレーン１５によって収容スペース１２に物品１１の供給が行われている最中に、作業者Ｐが収容スペース１２内に手を入れると、スタッカークレーン１５が作業者Ｐの手に接触して危険である。
そのため、ラック装置１０は、収容スペース１２に物品１１の供給が行われている際に作業者Ｐが収容スペース１２内に手を入れるのを禁止する閉鎖体２１を備えている。

ラック装置１０には、図２に示すように、平面視して、棚体１３の外周に沿ってガイド部材２２が設けられ、閉鎖体２１は、そのガイド部材２２に案内されて移動する。
閉鎖体２１は、図１に示すように、４段ある収容スペース１２の上から下までを覆う高さを有し、図２に示すように、平面視して、棚体１３の左右方向の長さより長い。
なお、本実施の形態では、棚体１３は平面視して矩形であるが、これに限定されない。

ガイド部材２２は、図１、図２、図５に示すように、主として、閉鎖体２１の上部が取り付けられる上ガイドの一例であるハンガーレール２３と、閉鎖体２１の下部が取り付けられる下ガイドの一例であるガイドレール２４を備えている。
ハンガーレール２３及びガイドレール２４は、図２に示すように、平面視して、Ｕ字であり、棚体１３の前側、左側及び後側を覆うように配置されている。また、ハンガーレール２３及びガイドレール２４は、図１、図５に示すように、それぞれベースフレーム２５、２６に固定されている。

閉鎖体２１は上下に長い複数のスラット２７を備え、各スラット２７の左右（幅方向両側）にスラット２７が連結されている。隣り合うスラット２７は、図６に示すように、縦方向に配置された連結軸２８を中心に回動可能であるので、閉鎖体２１は平面視してＵ字のハンガーレール２３及びガイドレール２４に沿って円滑に移動することができる。
なお、図６は、６本のスラット２７のみが記載され、他のスラット２７の記載が省略されている。

各スラット２７には、図５、図６に示すように、上部にラックギア２９が取り付けられている。
ラック装置１０は、ラックギア２９と同一の高さに配置され、ラックギア２９に噛み合うスプロケット３０を備えている。スプロケット３０には、駆動モータ３１の出力軸３２が連結され、スプロケット３０は、駆動モータ３１から回転力を与えられて回転する。駆動モータ３１の作動によりスプロケット３０が回転すると、駆動モータ３１の動力がスプロケット３０及びラックギア２９を介してスラット２７に伝えられ、閉鎖体２１を移動させる。

閉鎖体２１が棚体１３の後側に配置されることより、開放されている収容スペース１２の後側が塞がれ、閉鎖体２１が棚体１３の前側に配置されることにより、開放されている収容スペース１２の前側が塞がれる。
従って、閉鎖体２１の位置によって、収容スペース１２は、前側あるいは後側が閉鎖体２１によって塞がれ、スタッカークレーン１５による物品１１の供給、又は、作業者Ｐによる物品１１の取り出しのいずれかが物理的に禁止される。

具体的には、閉鎖体２１は、棚体１３の後側に配置されて、作業者Ｐによる収容スペース１２からの物品１１の取り出しを禁止し、スタッカークレーン１５による収容スペース１２への物品１１の供給を可能にする。そして、閉鎖体２１は、棚体１３の前側に配置されて、作業者Ｐによる収容スペース１２からの物品１１の取り出しを可能にし、スタッカークレーン１５による収容スペース１２への物品１１の供給を禁止する。
なお、本実施の形態では、スプロケット３０の大半と駆動モータ３１が、ケース３５内に格納され、スプロケット３０は、ケース３５から出た部分がラックギア２９に連結されている。

また、スラット２７の上部には、図５に示すように、連結部材３３を介して滑車３４が取り付けられ、滑車３４は、転動可能にハンガーレール２３に装着されている。
ベースフレーム２５には、図５、図６に示すように、ギア押え具３６が固定され、ギア押え具３６には、スラット２７をスプロケット３０の向きに押圧する複数のフリーローラ３７が装着されている。

スラット２７の下部には、図５に示すように、連結部材３８を介してフリーローラ３９が取り付けられている。フリーローラ３９は、断面Ｕ字状で上部が開放したガイドレール２４の２つの側壁部の間に配置され、スラット２７の下部とガイドレール２４の位置関係を一定の範囲で維持する。従って、閉鎖体２１は、スラット２７の縦方向の向きが維持された状態で、ガイド部材２２に沿って安定的に移動することができる。

棚体１３の前側に配置されている閉鎖体２１は、作業者Ｐがユーザー操作端末２０で作業完了の操作を行うと、棚体１３の後側に移動し、作業者Ｐが収容スペース１２内に手を入れられないようにする。
そして、スタッカークレーン１５による収容スペース１２内への物品１１の供給が終了すると、閉鎖体２１が棚体１３の後側から前側に移動し、ユーザー操作端末２０に、物品１１の供給作業が終了した旨を表示する。

ガイドレール２４には、図２に示すように、第１のセンサー（即ち、前側センサー）の一例であるリミットスイッチ４１及び第２のセンサー（即ち、後側センサー）の一例であるリミットスイッチ４２が取り付けられている。
リミットスイッチ４１は、閉鎖体２１が、棚体１３の前側に配置されて、全ての収容スペース１２の前側を覆う位置にあるのを検出し、リミットスイッチ４２は、閉鎖体２１が、棚体１３の後側に配置されて、全ての収容スペース１２の後側を覆う位置にあるのを検出する。

リミットスイッチ４１、４２は、図４に示すように、制御手段１７に接続されているので、制御手段１７はリミットスイッチ４１、４２を介して閉鎖体２１の位置を検知可能である。
制御手段１７は、閉鎖体２１が棚体１３の後側から前側に移動している際に、リミットスイッチ４１が閉鎖体２１を検出したタイミングで、作動中の駆動モータ３１を停止して、移動していた閉鎖体２１を止める。そして、制御手段１７は、閉鎖体２１が棚体１３の前側から後側に移動している際に、リミットスイッチ４２が閉鎖体２１を検出したタイミングで、作動中の駆動モータ３１を停止して、移動していた閉鎖体２１を止める。

また、制御手段１７は、リミットスイッチ４２が閉鎖体２１を検出していない際に、スタッカークレーン１５による収容スペース１２への物品１１の供給作業を止め、スタッカークレーン１５が保管専用スペース１２ａに対してのみ作業（物品１１の供給及び取り出し）を行える状態にする。
従って、閉鎖体２１が棚体１３の前側を塞いでいるとき、及び、棚体１３の後側を塞いでいた閉鎖体２１が棚体１３の前側に移動する状態を含め閉鎖体２１が移動するとき、スタッカークレーン１５による収容スペース１２に対する物品１１の供給作業は、閉鎖体２１によって物理的に禁止されている状態であるのに加え、制御手段１７によっても禁止された状態にある。
一方、リミットスイッチ４２が閉鎖体２１を検出している際、制御手段１７は、スタッカークレーン１５による収容スペース１２への物品１１の供給作業を許可する。

ラック装置１０は、図１に示すように、閉鎖体２１の移動操作が行われる複数のボタン４３を備えている。作業者Ｐは、ボタン４３を操作することによって、前側にある閉鎖体２１を強制的に後側に移動させることや、後側にある閉鎖体２１を前側に移動させることが可能である。
また、閉鎖体２１には、閉鎖体２１が棚体１３の後側に配置された際の右端部に、障害物センサー４４が取り付けられている。障害物センサー４４は、閉鎖体２１の上端部から下端部にわたって配置され接触物を検出し、図４に示すように、制御手段１７に接続されている。
制御手段１７は、閉鎖体２１が棚体１３の前側から後側に移動する際に、障害物センサー４４を介して接触物を検知すると、閉鎖体２１を停止して、閉鎖体２１によって物が挟まれるのを防止する。

ベースフレーム２６には、図６に示すように、閉鎖体２１の移動を手動で行える状態にする手動切替操作部４５が設けられている。作業者Ｐは、停電等により駆動モータ３１が作動できないとき、手動切替操作部４５を操作して、閉鎖体２１が駆動モータ３１によってのみ移動できる状態から、閉鎖体２１が作業者Ｐにより手動で移動できる状態に切り替えることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、収容スペースへの物品の供給は、スタッカークレーンの代わりに人が行ってもよく、この場合、閉鎖体は、人によるピッキング用収容スペースへの物品の供給、又は人によるピッキング用収容スペースからの物品の取り出しのいずれかを禁止して、ピッキング用収容スペースに対して安全に人が作業できるようにする。
また、１つの棚体が備えるピッキング用収容スペースの数は、４０個に限定されず、ラック装置が設置される現場に応じて変えることができる。
そして、第１、第２のセンサーはリミットスイッチに限定されず、その他のセンサー類、例えば赤外線センサーであってもよい。

１０：ラック装置、１１：物品、１２：収容スペース、１２ａ：保管専用スペース、１３：棚体、１４：自動倉庫、１５：スタッカークレーン、１６：ガイドレール、１７：制御手段、１８：柱材、１９：支持部材、２０：ユーザー操作端末、２１：閉鎖体、２２：ガイド部材、２３：ハンガーレール、２４：ガイドレール、２５、２６：ベースフレーム、２７：スラット、２８：連結軸、２９：ラックギア、３０：スプロケット、３１：駆動モータ、３２：出力軸、３３：連結部材、３４：滑車、３５：ケース、３６：ギア押え具、３７：フリーローラ、３８：連結部材、３９：フリーローラ、４１、４２：リミットスイッチ、４３：ボタン、４４：障害物センサー、４５：手動切替操作部

Claims (3)

1. 物品が供給される前側及び該物品が取り出される後側がそれぞれ開放された複数の収容スペースを並べた棚体を有するラック装置と、前記ラック装置の前側に配置され、前記収容スペースへの前記物品の供給を行う搬送装置とを備える自動倉庫において、
   平面視して前記棚体の外周に沿って設けられたガイド部材と、前記ガイド部材に案内されて移動する閉鎖体と、前記閉鎖体に取り付けられたラックギアに噛み合うスプロケットと、前記スプロケットを回転させて前記閉鎖体を移動させる駆動モータと、前記閉鎖体が前記棚体の後側に配置されたのを検出する後側センサーと、前記搬送装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記閉鎖体を前記棚体の前側に配置して前記複数の収容スペースの前側を塞ぎ、該閉鎖体を該棚体の後側に配置して該複数の収容スペースの後側を塞ぎ、前記制御手段は、前記後側センサーが前記閉鎖体を検出していない際に、前記搬送装置による前記収容スペースへの作業を止め、該後側センサーが該閉鎖体を検出している際に、該搬送装置による該収容スペースへの作業を許可することを特徴とする自動倉庫。
2. 請求項１記載の自動倉庫において、前記棚体には、前記複数の収容スペースの上側に、複数の保管専用スペースが配列され、前記閉鎖体は、前記複数の収容スペースの上から下までを覆う高さを有することを特徴とする自動倉庫。
3. 請求項２記載の自動倉庫において、前記制御手段は、該制御手段に接続されたユーザー操作端末から入力されたデータを基に、前記搬送装置を作動して、前記保管専用スペースから翌日の作業に必要な前記物品を取り出し前記収容スペース内に移動することを特徴とする自動倉庫。

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