JP6416997B1 - パレット交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パレット交換作業において荷の下面を擦らないようにする。【解決手段】パレット交換装置１は、第１パレットＰ１を支持するパレット支持テーブル２２とパレット支持テーブル２２を昇降動作させる昇降機構２３を備える第１可動台２と、第１可動台２をパレットの交換作業領域とパレットの回収作業領域との間で往復移動させる第１移動機構３と、第２パレットＰ２を支持するパレット支持テーブル２２とパレット支持テーブル２２を昇降動作させる昇降機構２３を備える第２可動台２０と、第２可動台２０を交換作業領域とパレットの供給作業領域との間で往復移動させる第２移動機構３０と、交換作業領域の上方位置に対向配置される一対の挟持板４０と各挟持板４０を往復動させて接近、離間させる往復動機構４１を備える荷拘束機構４とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、工場や倉庫などにおいて、荷を載せたパレットを他のパレットに交換するためのパレット交換装置に関する。

工場や倉庫などでは、荷を搬送したりストックしたりする作業にパレットが広く用いられている。荷を載せたパレットは、フォークリフトやローラコンベヤなどで搬送され、トラックやコンテナなどに積載されたり、倉庫にストックされたりする。パレットは業者毎に保有しており、荷が製造業者から卸売業者へ手渡されたり、卸売業者から小売業者へ手渡されたりするとき、手渡された側では、その荷を自社のパレットに積み替えて他社のパレットを返還する。また、パレットには木製、合成樹脂製など、種々の材質や形態のものがあり、例えば、食品をストックするような場合、衛生上の観点から木製のパレットから合成樹脂製のパレットに積み替えられることもある。

上記したパレットの交換は、従来、手作業で行われていたが、その種の作業は多大の労力と時間とを必要とし、非効率的である。そこで、出願人は先般、荷を載せたパレット（以下「第１パレット」という。）を他のパレット（以下「第２パレット」という。）に交換する作業を機械的に行えるパレット交換装置を提案した（例えば、特許文献１参照）。

図１１（１）（２）は、このパレット交換装置によるパレット交換作業の工程の一部を示している。まず、パレット交換するための交換作業領域Ｓ１に第１のテーブル９を待機させ、第１のテーブル９上に荷Ｃが積まれた第１パレットＰ１が搬入される（図１１（１）参照）。第１のテーブル９が交換作業領域Ｓ１から第１パレットＰ１を回収するための回収作業領域Ｓ２に向けて移動するとき、荷支持板９１が第１のテーブル９に追随し、第２パレットＰ２を供給するための供給作業領域Ｓ３から交換作業領域Ｓ１へ移動する。この移動時、第１のテーブル９上の荷Ｃは第１ストッパー９２に突き当たって交換作業領域Ｓ１に置き去りにされ、第１パレットＰ１は第１のテーブル９とともに回収作業領域Ｓ２へ移動する。荷支持板９１は第１のテーブル９の移動に追随するので、置き去りにされる荷Ｃは第１パレットＰ１から荷支持板９１上に乗り移って下方より支持される。

つぎに、第２パレットＰ２を載せた第２のテーブル９０を供給作業領域Ｓ３から交換作業領域Ｓ１に向けて移動させ、交換作業領域Ｓ１に定位している荷支持板９１の下方に位置させる（図１１（２）参照）。荷支持板９１を交換作業領域Ｓ１から供給作業領域Ｓ３に向けて復帰動作させるとき、荷支持板９１上の荷Ｃは第２ストッパー９３に突き当たって交換作業領域Ｓ１に置き去りにされるが、荷支持板９１の下方に第２パレットＰ２を載せた第２のテーブル９０が位置しているので、置き去りにされる荷Ｃは荷支持板９１上から第２パレットＰ２に乗り移って支持される。上記の一連の動作によってパレットの交換が完了する。

特許第３７２３８１９号公報

上記したパレット交換装置では、荷Ｃから第１パレットＰ１が抜き取られて荷Ｃが荷支持板９１上に乗り移るときに、荷Ｃの下面が第１パレットＰ１および荷支持板９１によって擦られる。さらに、荷支持板９１が荷Ｃから抜き取られて荷Ｃが第２パレットＰ２上に乗り移るとき、同様に、荷Ｃの下面が荷支持板９１によって擦られる。この場合、荷Ｃが布袋のような柔軟な材質のものであれば、荷Ｃの下面が損傷したり汚されたりするおそれがある。

この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、パレット交換作業において、荷の下面が擦られて損傷したり汚されたりするおそれのないパレット交換装置を提供することを目的とする。

この発明は、荷を載せた第１パレットを第２パレットに交換するためのパレット交換方法を実施するのに用いられる。パレット交換方法は、荷を載せた第１パレットをパレット交換のための作業領域に搬入する工程と、前記作業領域において荷を載せた第１パレットを上方へ変位させる工程と、第１パレット上の荷を拘束してその拘束した高さ位置に荷を定位させる工程と、第１パレットを下方へ変位させて荷から第１パレットを引き離す工程と、第１パレットを作業領域から搬出するとともに第２パレットを前記作業領域へ搬入する工程と、第２パレットを荷を拘束した高さ位置まで変位させる工程と、荷の拘束を解いて荷を第２パレット上に載せる工程と、荷を載せた第２パレットを下方へ変位させた後、前記作業領域から搬出させる工程とを順次実行してパレットを交換するものである。

上記のパレット交換方法によると、第１パレット上の荷を拘束した状態で第１パレットを下方へ変位させることで、荷から第１パレットを引き離すので、荷の下面が擦られて損傷したり汚されたりすることはない。また、荷を拘束した高さ位置まで第２パレットを変位させた後、荷の拘束を解いて荷を第２パレット上に載せることで、第２パレットに置き換えるので、荷の下面が擦られて損傷したり汚されたりすることはない。

この発明によるパレット交換装置は、荷を載せた第１パレットを第２パレットに交換するための装置であって、第１パレットを支持するパレット支持テーブルおよびパレット支持テーブルを昇降動作させる昇降機構を備える第１可動台と、第１可動台をパレット交換のための交換作業領域と第１パレットを回収するための回収作業領域との間で往復移動させる第１移動機構と、第２パレットを支持するパレット支持テーブルおよびパレット支持テーブルを昇降動作させる昇降機構を備える第２可動台と、第２可動台を前記交換作業領域と第２パレットを供給するための供給作業領域との間で往復移動させる第２移動機構と、前記交換作業領域の上方位置に対向させて配置される一対の挟持部材および少なくとも一方の挟持部材を往復動させて他方の挟持部材に対して接近、離間させる往復動機構を備える荷拘束機構とを備えている。

上記した構成のパレット交換装置において、交換作業領域に第１可動台を待機させ、荷を載せた第１パレットを第１可動台のパレット支持テーブル上に搬入する。第１可動台の昇降機構を駆動し、荷を載せた第１パレットをパレット支持テーブルとともに上方へ変位させた後、荷拘束機構の往復動機構を駆動して一対の挟持部材を接近させ、荷を挟持して拘束する。荷は拘束された高さ位置に定位する。第１可動台の昇降機構を駆動し、第１パレットをパレット支持テーブルとともに下方へ変位させると、荷から第１パレットが引き離される。このとき、荷と第１パレットとの間に摩擦力は作用せず、荷の下面が擦られることはない。

つぎに、第１移動機構を駆動し、パレット支持テーブル上に第１パレットが支持された第１可動台を交換作業領域から回収作業領域へ移動させるとともに、第２移動機構を駆動し、パレット支持テーブル上に第２パレットが支持された第２可動台を供給作業領域から交換作業領域に移動させる。
つぎに、第２可動台の昇降機構を駆動し、第２パレットをパレット支持テーブルとともに荷が拘束されている高さ位置まで変位させた後、荷拘束機構の往復動機構を駆動して一対の挟持部材を離間させ、荷の拘束を解くと、荷は第２パレット上に載せられる。荷を載せた第２パレットをパレット支持テーブルとともに下方へ変位させた後、荷を載せた第２パレットを第２可動台のパレット支持テーブル上より搬出させる。

この発明の上記した構成において、挟持部材は、１枚の板材で構成したもの、複数の枠材を組んで構成したものなど、種々の態様のものが考えられるが、好ましい態様のものは、金属製または合成樹脂製の板材であって、垂直板部と、垂直板部の下端に連続し斜め下方へ延びる傾斜板部とを一体に備えた挟持板である。なお、挟持板は、垂直板部のみからなるものであってもよく、外形も正方形状、長方形状など、任意の形態のものを採用できる。また、一対の挟持板は、対向する面が平坦なもの、凹凸を有するものなど、種々の態様のものを用いることができる他、荷との摩擦力を高めるために表面にゴム層などを設けることも可能である。

上記した好ましい実施態様によると、挟持部材の垂直板部により荷の側面が挟持され、傾斜板部により荷の下面が支えられるので、荷は安定して支持され拘束される。

好ましい実施態様においては、前記第１、第２の各可動台は、パレット支持テーブルに設けられるパレット搬送用のローラコンベヤと、ローラコンベヤを正逆両方向へ駆動させるローラ駆動機構とを含んでいる。

この実施態様によると、ローラ駆動機構によりローラコンベヤを駆動することにより、荷を載せた第１パレットを第１可動台のパレット支持テーブル上に導入することができ、また、荷を載せた第２パレットを第２可動台のパレット支持テーブル上より導出することができる。
なお、パレット支持テーブルには、ローラコンベヤおよびローラ駆動機構に代えて、ベルトコンベヤおよびベルト駆動機構、さらには、チェンコンベヤおよびチェン駆動機構を用いることもできる。

この発明によるパレット交換装置は、前記回収作業領域において第１可動台のパレット支持テーブル上より第１パレットを回収するパレット回収機構と、前記供給作業領域において第２可動台のパレット支持テーブル上へ第２パレットを供給するパレット供給機構とをさらに備えている。

この実施態様によると、回収作業領域においてパレット回収機構により第１可動台のパレット支持テーブル上より第１パレットを人手によらずに自動回収することができる。また、供給作業領域においてパレット供給機構により第２可動台のパレット支持テーブル上に第２パレットを人手によらずに自動供給することができる。

この発明によるパレット交換装置は、荷を載せた第１パレットを前記交換作業領域に搬入するパレット搬入機構と、荷を載せた第２パレットを前記交換作業領域より搬出させるパレット搬出機構とをさらに備えている。

この実施態様によると、パレット搬入機構を駆動することにより荷を載せた第１パレットを、交換作業領域に待機する第１可動台のパレット支持テーブル上に搬入することができる。また、パレット搬出機構を駆動することにより荷を載せた第２パレットを、交換作業領域に位置する第２可動台のパレット支持テーブル上より搬出することができる。

この発明によれば、パレットの交換作業において、荷の下面が擦られて損傷したり汚されたりするおそれがない。

この発明の一実施例であるパレット交換装置の主要部の平面図である。 パレット交換装置の主要部の正面図である。 パレット交換装置の主要部の側面図である。 パレット交換装置のパレット回収機構およびパレット供給機構の正面図である。 パレット回収機構の側面図である。 パレット供給機構の側面図である。 パレット回収機構の動作を示す説明図である。 パレット供給機構の動作を示す説明図である。 パレット交換の作業工程を示す説明図である。 パレット交換の作業工程を示す説明図である。 パレット交換の作業工程を示す説明図である。 パレット交換の作業工程を示す説明図である。 パレット交換方法の原理説明図である。 従来のパレット交換装置によるパレット交換の作業工程を示す説明図である。

図１〜図３は、一実施形態のパレット交換装置１の主要部の構成、具体的には、パレット交換のための交換作業領域Ｓ１において、パレット交換作業に関わる構成を示している。図１はパレット交換装置１の主要部を上方から見たときの平面図、図２は主要部を正面から見たときの正面図、図３は主要部を側方から見たときの側面図である。なお、図３は、パレット交換と直接関係しない構成については図示を省略している。また、後述する図４〜図６は、パレット交換装置１の主要部以外の構成、具体的には、パレットを回収するための回収作業領域Ｓ２において、パレット回収作業に関わる構成、およびパレットを供給するための供給作業領域Ｓ３において、パレット供給作業に関わる構成を示している。
なお、図１〜図６において、ｘは「横方向」、ｙは「前後方向」、ｚは「上下方向」をそれぞれ示している。

図示例のパレット交換装置１は、例えば、工場、倉庫、配送センターなどに設置されるもので、図１０に模式的に示したパレット交換方法を実施するのに用いられる。図中、Ｃは荷、Ｐ１，Ｐ２は荷Ｃを載せるパレットを示しており、図１０（１）〜（６）に示す手順によって、荷Ｃを載せた第１パレットＰ１が荷Ｃから抜き去られて他の第２パレットＰ２に交換される。

例えば、第１パレットＰ１は工場内で用いられるパレットであり、第２パレットＰ２は流通のために用いられるパレットである。パレット交換装置１は、種々のパレット交換に用いられるもので、パレット交換により回収した第１パレットＰ１は、それが他社のものであれば、その所有者へ返却される。

ここで、「パレット」とは、上面に荷Ｃを載せて運搬やストックなどを行うもので、形状、大きさ、材質等は問わない。この実施形態のパレットは、一般に広く用いられている典型的なパレット、すなわち、平行な上板と下板との間にフォークリフトのフォークを差し込むことが可能な空間を有する構造のものである。

パレットに載せられる荷Ｃは、単一のものであってもよく、段ボール箱を複数段積み上げたものであってもよい。この実施形態での荷Ｃは、柔軟な筒状の布袋に粉体や粒体を装填したものであり、この発明のパレット交換方法およびパレット交換装置１によれば、パレット交換作業時に荷Ｃの下面が擦られて損傷したり汚されたりすることがない。

図１０（１）〜（６）は、荷Ｃを載せた第１パレットＰ１を第２パレットＰ２に交換する方法の作業手順を示している。
図１０（１）に示すステップでは、荷Ｃを載せた第１パレットＰ１をパレット交換のための交換作業領域Ｓ１に搬入している。
図１０（２）に示すステップでは、交換作業領域Ｓ１において荷Ｃを載せた第１パレットＰ１を上方の決められた高さ位置ｈまで変位させている。
図１０（３）に示すステップでは、第１パレットＰ１上の荷Ｃを把持などの方法で拘束してその拘束した高さ位置ｈに荷Ｃを定位させ、その後、第１パレットＰ１のみを下方へ変位させて荷Ｃから第１パレットＰ１を引き離している。
図１０（４）に示すステップでは、第１パレットＰ１を交換作業領域Ｓ１から搬出するとともに、第２パレットＰ２を交換作業領域Ｓ１へ搬入している。
図１０（５）に示す手順では、第２パレットＰ２を荷Ｃを拘束した高さ位置ｈまで変位させた後、荷Ｃの拘束を解いて荷Ｃを第２パレットＰ２上に載せている。
図１０（６）に示す手順では、荷Ｃを載せた第２パレットＰ２を下方へ変位させている。その後、荷Ｃを載せた第２パレットＰ２は交換作業領域Ｓ１から搬出される。

図１〜図３に戻って、この実施形態のパレット交換装置１は、複数のフレームよりなる機台１０上に、第１可動台２、第２可動台２０、第１移動機構３、第２移動機構３０、および荷拘束機構４を組み付けたものであり、これらの主要部の構成に、さらに図４〜図６に示されるパレット回収機構７およびパレット供給機構８が組み付けられている。

機台１０は横方向ｘに長く、その中央部分が交換作業領域Ｓ１になっている。パレット交換に際しては、この交換作業領域Ｓ１に第１可動台２が定位し、荷Ｃを載せた第１パレットＰ１の搬入に待機している。交換作業領域Ｓ１に第１可動台２が待機するとき、供給作業領域Ｓ３に第２可動台２０が待機している。交換作業領域Ｓ１で第１パレットＰ１の抜取が行われている間、供給作業領域Ｓ３において第２パレットＰ２が第２可動台２０上に供給される。第１可動台２と第２可動台２０とは同じ構成であるので、以下、第１可動台２の構成について説明し、第２可動台２０については、第１可動台２の構成と対応する構成に同じ符号を付することで説明を省略する。

交換作業領域Ｓ１の第１可動台２が待機する位置に、パレット搬入機構６およびパレット搬出機構６０が接続されている。パレット搬入機構６は、荷Ｃを載せた第１パレットＰ１を交換作業領域Ｓ１に待機する第１可動台２上に搬入するためのものである。パレット搬出機構６０は、荷Ｃを載せた第２パレットＰ２を交換作業領域Ｓ１に位置する第２可動台２０上より搬出するためのものである。

パレット搬入機構６およびパレット搬出機構６０として、この実施形態では、ローラコンベヤ６１を用いているが、ベルトコンベヤやチェンコンベヤを用いることも可能である。ローラコンベヤ６１は、複数本のローラ６２が荷搬送方向に沿って等間隔に配列されたものであり、図示しないローラ駆動機構により駆動される。ローラ駆動機構は、駆動源のモータと、モータの回転を各ローラ６２に伝達する動力伝達機構とを含む。パレット搬入機構６とパレット搬出機構６０とは交換作業領域Ｓ１を挟んで一直線状に配置されているが、これに限られない。また、この実施形態では、パレット搬入機構６とパレット搬出機構６０とを個別に設けているが、１台のパレット搬出入機構をもって構成することもできる。さらに、第１可動台２上への第１パレットＰ１の搬入と、第２可動台２０上からの第２パレットＰ２の搬出は、フォークリフトを用いて行うこともできる。

第１可動台２は、ベース２１上にパレット支持テーブル２２と昇降機構２３とが搭載されたものである。ベース２１とパレット支持テーブル２２は縦横のフレームにより矩形状に形成されている。ベース２１の両端部に車軸（図示せず）が架設され、各車軸の両端にローラ２４が設けられている。各ローラ２４は、機台１の全長にわたって平行に設けられた一対の第１レール１１に移動自由に支持されている。一方の車軸はモータを駆動源とする第１移動機構３により駆動されるもので、これにより第１可動台２は第１レール１１に沿って交換作業領域Ｓ１と回収作業領域Ｓ２との間を往復移動する。

なお、第２可動台２０は同じ第１レール１１に沿って交換作業領域Ｓ１と供給作業領域Ｓ３との間を往復移動する。第２可動台２０を移動させる第２移動機構３０は第１移動機構３と同様の構成であり、ここでは説明を省略する。

パレット支持テーブル２２は、ベース２１上に前後一対のパンタグラフ式の拡縮機構２５を介して昇降可能に水平に支持されている。ベース２１の前後面の中央部には、拡縮機構２５とともに昇降機構２３を構成するカム機構２６がそれぞれ設けられている。

カム機構２６は、ベース２１の前後各面にそれぞれ軸支されるカム２７と、パレット支持テーブル２２の前後各面にそれぞれ軸支され外周面に各カム２７の外周面が当接するローラ２９とを含んでいる。カム２７は偏心した位置が駆動軸２７ａに支えられており、モータ２８が駆動軸２７ａを駆動することにより各カム２７が回動し、パレット支持テーブル２２が昇降動作する。なお、昇降機構２３は、パレット支持テーブル２２を水平を保った姿勢で昇降させることが可能なものであれば、上記した構成のものに限定されない。

パレット支持テーブル２２上にはパレット搬送用のローラコンベヤ５と、ローラコンベヤ５を正逆両方向へ駆動させるためのローラ駆動機構５０とが設けられている。ローラコンベヤ５を構成する各ローラ５１は、パレット搬入機構６から荷Ｃを載せた第１パレットＰ１を搬入しかつパレット搬出機構６０へ荷Ｃを載せた第２パレットＰ２を搬出することが可能な方向に並べられている。ローラコンベヤ５の長さは、第１パレットＰ１の前後端がローラコンベヤ５よりはみ出すように第１パレットＰ１より短く設定されており、このはみ出し部分が後述するパレット回収機構７のアーム７２ｂおよびパレット供給機構８のアーム８２ｂにより支持可能となっている。ローラ駆動機構５０は、モータ５２を駆動源とし、モータ５２の回転をチェンやスプロケットホイールなどの動力伝達機構を介して各ローラ５１に伝達する。

第１可動台２が交換作業領域Ｓ１に待機している状態において、パレット搬送用のローラコンベヤ５とパレット搬入機構６のローラコンベヤ６１とを同期させて駆動することにより第１可動台２のパレット支持テーブル２２上に荷Ｃを載せた第１パレットＰ１を自動搬入することができる。
また、第２可動台２０が交換作業領域Ｓ１に位置する状態において、パレット搬送用のローラコンベヤ５とパレット搬出機構６０のローラコンベヤ６１とを搬入時と同じ方向に同期させて駆動することにより第２可動台２０のパレット支持テーブル２２上から荷Ｃを載せた第２パレットＰ２を自動搬出することができる。

交換作業領域Ｓ１には、パレット交換作業において荷Ｃを拘束するための荷拘束機構４が設けられている。荷拘束機構４は、交換作業領域Ｓ１の上方位置に対向させて配置され一対の挟持部材としての挟持板４０，４０と、各挟持板４０を往復動させて互いに接近、離間させる往復動機構４１とを備えている。この実施例では、各挟持板４０を往復動させているが、一方の挟持板４０のみを往復動させるようにしてもよい。各挟持板４０は、鉄板の表裏両面に錆止め塗装が施されたもので、ほぼ正方形状をなす垂直板部４０ａと、垂直板部４０ａの下端に屈曲形成され他方の挟持板４０の方向に斜め下方へ延びる傾斜板部４０ｂとを一体に備えている。

各挟持板４０の後面は、縦横のフレームによりなる支え部材４２によって垂直に支持されている。なお、挟持板４０は荷Ｃの大きさや形状などに応じて交換することが可能である。支え部材４２の下部の両側には水平な脚部４３が後方へ突き出ている。各脚部４３の前後各位置にはスライド部材４４が設けられており、機台１０上の設置された第２レール１２上に各スライド部材４４が摺動自由に支持されている。

各脚部４３上には、往復動機構４１を構成するラック４５が取り付けられ、各ラック４５にピニオンギヤ４６が噛み合っている。各ピニオンギヤ４６は、機台１０上に水平に支持された駆動軸４７の両端部に装着されている。駆動軸４７は機台１０上に取り付けられたモータ４８により正逆各方向に駆動される。支え部材４２はピニオンギヤ４６の回転方向に応じて前進または後退し、これにより挟持板４０が接近または離間する。なお、往復動機構４１はモータを駆動源とした上記の構成のものに限らず、エアシリンダ、油圧シリンダなどのシリンダ機構を駆動源としたものであって、ピストンロッドにより挟持板を直接駆動するものであってもよい。
この実施例では、荷Ｃの大きさに応じて挟持板４０の移動量、すなわち前進させる位置をあらかじめ決めた値に設定しているが、これに限らず、挟持板４０の表面に距離センサーや圧力センサーなどを設け、距離の検出値がゼロになったときや圧力の検出値が所定のしきい値に達したとき、挟持板４０の前進を停止させるようにしてもよい。

交換作業領域Ｓ１を中央に挟んで回収作業領域Ｓ２と供給作業領域Ｓ３とが一直線上に設定されている。回収作業領域Ｓ２には、第１可動台２により運ばれてきた第１パレットＰ１を第１可動台２のパレット支持テーブル２２上より回収するパレット回収機構７が配置されている。また、供給作業領域Ｓ３には、第２可動台２０のパレット支持テーブル２２上へ第２パレットＰ２を供給するパレット供給機構８が配置されている。

図４〜図６には、パレット回収機構７およびパレット供給機構８の各構成が示してある。なお、図４は、説明の便宜上、回収作業領域Ｓ２に第１可動台２が、供給作業領域Ｓ３に第２可動台２０が、それぞれ位置している状態を示している。
また、図５および図６は、パレットの回収および供給と直接関係しない構成については図示を省略している。
パレット回収機構７は、図４および図５に示すように、パレット保持機構７０、第１，第２のガイドレール１３，１４、パレット支持体７２、および昇降機構７３を備えている。パレット保持機構７０は、回収作業領域Ｓ２において、上方のパレット保持空間Ｑに、回収した第１パレットＰ１を複数段にわたって上下に積層した状態で保持することが可能な構成のものである。回収された第１パレットＰ１は、パレット保持機構７０により保持されている最下段の第１パレットＰ１の下方に追加されて保持される。

パレット支持体７２は、第１可動台２上の回収された第１パレットＰ１を下方より支持するためのものであり、昇降動作が可能であり、待機状態においてパレット保持空間Ｑと第１可動台２の待機位置との間に位置する。昇降機構７３は、固定フレーム１５に設けられた第１ガイドレール１３に沿ってパレット支持体７２を昇降動作させる。

パレット保持機構７０は、パレット保持空間Ｑに第１パレットＰを複数段にわたって上下に積層した状態で保持するための複数個（本実施形態では４個）の保持爪７１と、各保持爪７１を閉じる方向へ付勢するばね（図示せず）とを備えている。保持爪７１は、第１パレットＰ１の四隅位置を支持するように、機台１０に設けられた側壁１０１に取り付けられている。各保持爪７１は、パレット支持体７２が押し上げた第１パレットＰ１に当たって押し開かれ、その後にばね力で閉成することによって第１パレットＰ１に各保持爪７１が係合し、第１パレットＰ１が保持される。

第１ガイドレール１３は、少なくともパレット保持空間Ｑと第１可動台２との待機位置との間であって、機台１の端部に設けられた固定フレーム１５に上下方向に沿って左右に２本設けられている。パレット支持体７２は、第１可動台２の幅とほぼ同じ長さの基端部７２ａと、基端部７２ａの両端部から第１可動台２の移動方向に沿って延びる一対のアーム７２ｂ、７２ｂとを備えている。各アーム７２ｂ、７２ｂは、第１パレットＰ１を支持することが可能な長さを有するとともに、第１パレットＰ１を支持することが可能な間隔、具体的には、第１可動台２のローラコンベヤ５の長さより大きくかつ第１パレットＰ１の長さより短い間隔に設定されている。

パレット支持体７２の基端部７２ａの後面にはスライド部材７２ｃが取り付けられている。スイド部材７２ｃには断面形状がＴ字状の溝が形成されている。このスライド部材７２ｃの溝に、その溝に対応する形状を有する第１ガイドレール１３のレール部分が係入され、これにより第１ガイドレール１３に沿ってパレット支持体７２が上下方向に摺動可能となっている。

昇降機構７３は、チェン７４と、チェン７４を上下各方向に走行させることが可能な駆動装置７６とを含んでいる。チェン７４の一端はパレット支持体７２の基端部７２ａに取り付けられ、他端にはバランスウェート７５が取り付けられている。バランスウェート７５は、固定フレーム１５に上下方向に沿って設けられた第２ガイドレール１４にスライド自由に支持されている。この昇降機構７３によってパレット支持体７２は水平な姿勢を保持したまま昇降動作する。パレット支持体７２は、待機状態のとき、第１可動台２のパレット支持テーブル２２の下方位置まで下降し、パレット支持体７２のアーム７２ｂはローラコンベヤ５の両端のローラ５１の外側の空間に入り込む。

図７（１）〜（６）は、上記したパレット回収機構７の動作を示している。
第１パレットＰ１の回収に待機している状態においては、パレット支持体７２は最も下降した位置にあり、第１可動台２が交換作業領域Ｓ１から回収作業領域Ｓ２へ移動するに伴い、パレット支持体７２のアーム７２ｂは第１可動台２のローラコンベヤ５の両端のローラ５１の外側の空間に入り込む。
第１可動台２上には第１パレットＰ１が載置されており、パレット支持体７２を上昇させると、第１パレットＰ１はパレット支持体７２のアーム７２ｂに支持されて第１パレットＰ１の積層体の位置まで上昇する（図７（１））。このとき、パレット保持機構７０の保持爪７１は積層体の最下段の第１パレットＰ１の上板を保持している。

つぎに、パレット支持体７２をわずかに上昇させ、保持爪７１が回動することが可能な状態に設定した後（図７（２））、保持爪７１を開動作させ（図７（３））、パレット支持体７２を第１パレットＰ１の厚み分上昇させる（図７（４））。つぎに保持爪７１を閉動作させると、保持爪７１により第１パレットＰ１が保持可能な状態となるので（図７（５））、パレット支持体７２を下降させることにより、最下段に追加された第１パレットＰ１が保持爪７１により保持される（図７（６））。

つぎに、パレット供給機構８は、図４および図６に示すように、パレット保持機構８０、第１，第２のガイドレール１６，１７、パレット支持体８２、および昇降機構８３を備えている。パレット保持機構８０は、供給作業領域Ｓ３において、上方に設定されたパレット保持空間Ｒに、供給すべき第２パレットＰ２を複数段にわたって上下に積層した状態で保持することが可能な構成のものである。最下段の第２パレットＰ２はその上段の第２パレットＰ２から分離して保持状態を解除することが可能である。

パレット支持体８２は、供給すべき第２パレットＰ２を下方より支持するためのものであり、昇降動作が可能であり、待機状態においてパレット保持空間Ｒと第２可動台２０の待機位置との間に位置する。昇降機構８３は、後述する固定フレーム１８に設けられた第１ガイドレール１６に沿ってパレット支持体８２を昇降動作させる。

パレット保持機構８０は、パレット保持空間Ｒに第２パレットＰ２を複数段にわたって上下に積層した状態で保持するための複数個（本実施形態では４個）の保持爪８１と、各保持爪８１を開閉動作させる駆動機構（図示せず）とを含む。保持爪８１は、第２パレットＰの四隅位置を支持するように、機台１に設けられた側壁１０２に取り付けられている。各保持爪８１は、上昇してきたパレット支持体８２に当たって押し開かれ、それによって最下段の第２パレットＰ２と各保持爪８１との係合が解除されるとともに、その上段の第２パレットＰ２に各保持爪８１が係合して第２パレットＰ２が保持される。

第１ガイドレール１６は、少なくともパレット保持空間Ｒと第２可動台２０との待機位置との間であって、機台１の端部に設けられた固定フレーム１８に上下方向に沿って左右に２本設けられている。パレット支持体８２は、第２可動台２０の幅とほぼ同じ長さの基端部８２ａと、基端部８２ａの両端部から第２可動台２０の移動方向に沿って延びる一対のアーム８２ｂ、８２１ｂとを備えている。

各アーム８２ｂ、８２ｂは、第２パレットＰ２を支持することが可能な長さを有するとともに、第２パレットＰ２を支持することが可能な間隔、具体的には、第２可動台２０のローラコンベヤ５の長さより大きくかつ第２パレットＰ２の長さより短い間隔に設定されている。パレット支持体８２の基端部８２ａの後面にはスライド部材８２ｃが取り付けられている。スライド部材８２ｃには断面形状がＴ字状の溝が形成されている。このスライド部材８２ｃの溝に、その溝に対応する形状を有する第１ガイドレール１６のレール部分が係入され、これにより第１ガイドレール１６に沿ってパレット支持体８２が上下方向に摺動可能となっている。

昇降機構８３は、チェン８４と、チェン８４を上下各方向に走行させることが可能な駆動装置８６とを含んでいる。チェン８４の一端はパレット支持体８２の基端部８２ａに取り付けられ、他端にはバランスウェート８５が取り付けられている。バランスウェート８５は、固定フレーム１８に上下方向に沿って設けられた第２ガイドレール１７にスライド自由に支持されている。この昇降機構８３によってパレット支持体８２は水平な姿勢を保持したまま昇降動作する。パレット支持体８２は、第２可動台２０のパレット支持テーブル２２の下方位置まで下降し、パレット支持体８２のアーム８２ｂはローラコンベヤ５の両端のローラ５１の外側の空間に入り込む。

図８（１）〜（６）は、上記したパレット供給機構８の動作を示している。
交換すべき第２パレットＰ２を第２可動台２０のパレット支持テーブル２２上に供給するには、まず、パレット支持体８２をパレット保持機構８０の高さまで上昇させ、第２パレットＰ２の積層体を支持する（図８（１））。このとき、保持爪８１は最下段の第２パレットＰ２の上板を保持しており、つぎに、パレット支持体８２をわずかに上昇させて、保持爪８１を回動可能な状態に設定する（図８（２））。

つぎに、駆動機構により保持爪８１を開動作させた後（図８（３））、パレット支持体８２を第２パレットＰ２の厚み分降下させる（図８（４））。この状態で保持爪８１を閉動作させると、保持爪８１により下から２段目の第２パレットＰ２が保持可能な状態となる（図８（５））。パレット支持体８２を下降させると、最下段の第２パレットＰ２のみがパレット支持体８２上に支持され、残りの第２パレットＰ２の積層体は保持爪８１により保持される（図８（６））。パレット支持体８２を第２可動台２０のパレット支持テーブル２２の下方位置まで降下させ、パレット支持体８２のアーム８２ｂをローラコンベヤ５の両側のローラ５１の外側の空間に入り込ませることにより第２パレットＰ２は第２可動台２０上に載せられる。

つぎに、上記した構成のパレット交換装置１によるパレット交換作業の流れを図９−１〜図９−４に基づいて説明する。
パレット交換作業の開始に先立ち、交換作業領域Ｓ１に第１可動台２を待機させる（図９−１（１））。このとき、パレット搬入機構６のローラコンベヤ６１と第１可動台２のローラコンベヤ５とは上面が同一高さに揃っている。また、供給作業領域Ｓ３には、第２可動台２０が第２パレットＰ２の供給に待機している。

つぎに、パレット搬入機構６のローラコンベヤ６１と第１可動台２のローラコンベヤ５と同期して同方向（荷搬入方向）に回転させると、荷Ｃを載せた第１パレットＰ１がパレット搬入機構６より第１可動台２のパレット支持テーブル２２上に搬入される。図示しないセンサが第１パレットＰ１の搬入を検知すると、同期回転しているローラコンベヤ６１，５０は回転を停止する（図９−１（２））。

つぎに、第１可動台２の昇降機構２３が駆動し、荷Ｃを載せた第１パレットＰ１をパレット支持テーブル２２とともに所定の高さ位置ｈまで上方へ変位させると、荷Ｃは荷拘束機構４の対向する挟持板４０の垂直板部４０ａ，４０ａの中間に位置する（図９−１（３））。このとき、挟持板４０の傾斜板部４０ｂの先端縁は、第１パレットＰ１と荷Ｃとの境目位置に位置する。

つぎに、荷拘束機構４の往復動機構４１を駆動し、各挟持板４０を接近させることにより垂直板部４０ａ，４０ａにより荷Ｃの周面が両側から挟持されるとともに、傾斜板部４０ｂ，４０ｂにより荷Ｃの底面が支持され、これにより荷Ｃは拘束され、拘束された高さ位置ｈに定位する（図９−２（４））。
一方、供給作業領域Ｓ３では、第２可動台２０のパレット支持テーブル２２上に交換すべき第２パレットＰ２が供給される。

つぎに、第１可動台２の昇降機構２３を駆動し、第１パレットＰ１をパレット支持テーブル２２とともに下方へ変位させると、荷Ｃから第１パレットＰ１が引き離される（図９−２（５））。この場合、荷Ｃと第１パレットＰ１との間には摩擦力が作用しないので、荷Ｃの下面が擦られることはない。

つぎに、第１移動機構３を駆動し、パレット支持テーブル２２上に第１パレットＰ１が支持された第１可動台２を交換作業領域Ｓ１から回収作業領域Ｓ２へ移動させるとともに、第２移動機構３０を駆動し、パレット支持テーブル２２上に第２パレットＰ２が支持された第２可動台２０を供給作業領域Ｓ３から交換作業領域Ｓ１に移動させる（図９−２（６））。

つぎに、第２可動台２０の昇降機構２３を駆動し、第２パレットＰ２をパレット支持テーブル２２とともに荷Ｃを拘束した高さ位置ｈまで変位させる（図９−３（７））。これにより第２パレットＰ２の上面が荷Ｃの底面に当接し、第２パレットＰ２による荷Ｃの支持が可能となる。

つぎに、荷拘束機構４の往復動機構４１を駆動して各挟持板４０，４０を離間させることにより荷Ｃの拘束を解き、荷Ｃを第２パレットＰ２上に載せる（図９−３（８））。一方、回収作業領域Ｓ２では、第１可動台２のパレット支持テーブル２２上より第１パレットＰ１が回収される。

つぎに、荷Ｃを載せた第２パレットＰ２をパレット支持テーブル２２とともに下方へ変位させる（図９−３（９））。このとき、パレット搬出機構６０のローラコンベヤ６１と第２可動台２０のローラコンベヤ５とは上面が同一高さに揃っている。

つぎに、パレット搬出機構６０のローラコンベヤ６１と第２可動台２０のローラコンベヤ５と同期して同方向（荷搬出方向）に回転させると、荷Ｃを載せた第２パレットＰ２が第１可動台２のパレット支持テーブル２２上からパレット搬出機構６０に搬出される（図９−４（１０））。その後、第１移動機構３を駆動し、第１可動台２を回収作業領域Ｓ２から交換作業領域Ｓ１へ移動させるとともに、第２移動機構３０を駆動し、第２可動台２０を交換作業領域Ｓ１から供給作業領域Ｓ３に移動させる。

１ パレット交換装置
２ 第１可動台
２０ 第２可動台
３ 第１移動機構
３０ 第２移動機構
４ 荷拘束機構
４０ 挟持板
４０ａ 垂直板部
４０ｂ 傾斜板部
５ ローラコンベヤ
６ パレット搬入機構
６０ パレット搬出機構
７ パレット回収機構
８ パレット供給機構
Ｃ 荷
Ｐ１ 第１パレット
Ｐ２ 第２パレット
Ｓ１ 交換作業領域
Ｓ２ 回収作業領域
Ｓ３ 供給作業領域

Claims (5)

1. 荷を載せた第１パレットを第２パレットに交換するパレット交換装置であって、第１パレットを支持するパレット支持テーブルおよびパレット支持テーブルを昇降動作させる昇降機構を備える第１可動台と、第１可動台をパレット交換のための交換作業領域と第１パレットを回収するための回収作業領域との間で往復移動させる第１移動機構と、第２パレットを支持するパレット支持テーブルおよびパレット支持テーブルを昇降動作させる昇降機構を備える第２可動台と、第２可動台を前記交換作業領域と第２パレットを供給するための供給作業領域との間で往復移動させる第２移動機構と、前記交換作業領域の上方位置に対向させて配置される一対の挟持部材および少なくとも一方の挟持部材を往復動させて他方の挟持部材に対して接近、離間させる往復動機構を備える荷拘束機構とを備えてなるパレット交換装置。
2. 前記各挟持部材は、金属製または合成樹脂製の板材であって、垂直板部と、垂直板部の下端に連続し斜め下方へ延びる傾斜板部とを一体に備えている請求項１に記載のパレット交換装置。
3. 前記第１可動台および第２可動台は、パレット支持テーブルに設けられるパレット搬送用のローラコンベヤと、ローラコンベヤを正逆両方向へ駆動させるローラ駆動機構とを含んでいる請求項１に記載のパレット交換装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のパレット交換装置であって、前記回収作業領域において第１可動台のパレット支持テーブル上より第１パレットを回収するパレット回収機構と、前記供給作業領域において第２可動台のパレット支持テーブル上へ第２パレットを供給するパレット供給機構とをさらに備えているパレット交換装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のパレット交換装置であって、荷を載せた第１パレットを前記交換作業領域に搬入するパレット搬入機構と、荷を載せた第２パレットを前記交換作業領域より搬出させるパレット搬出機構とをさらに備えているパレット交換装置。