JP6486658B2 - 物品仕分け装置における容器配置機構 - Google Patents

Description

本発明は、複数種類の商品や物品（以下、「物品」という）を、配送先毎に必要な個数ずつに仕分けして配送先毎に配送可能状態とする物品仕分け装置における容器配置機構に関する。

種々の物品を製造する工場、物品を流通させる配送センター、物品の集積・配送を行う集積倉庫（以下、「出荷センター」という）などにおいては、配送先にあわせた単数もしくは複数の種類の物品を、必要な個数ずつに仕分けして配送可能な状態にする必要がある。配送可能な状態とは、例えば必要な種類と個数の物品が、ケースなどの配送用収納器具に詰め込まれた状態である。

例えば、ある出荷センターでは、物品Ａ〜物品Ｄまでの４種類の物品を取り扱っている。この４種類の物品Ａ〜物品Ｄのそれぞれの必要な個数ずつに仕分けして、第１販売店、第２販売店、第３販売店、第ｎ販売店のそれぞれに配送する。これら第１販売店〜第ｎ販売店が配送先である。例えば、第１販売店に物品Ａを２個、物品Ｂを３個および物品Ｃを１個、を配送する必要があるとする。このとき、物品を、単数もしくは複数の配送ケースに仕分けして、この配送ケースを、次のステージである配送業務に渡す必要がある。

ここで、出荷センターで取り扱う物品の種類は複数である。配送先に配送される物品は、同一個数の物品Ａ〜物品Ｄの全てである場合も、異なる個数の物品Ａ〜Ｄの全てである場合も、物品Ａ〜物品Ｄの一部の種類のみである場合もある。すなわち、第１販売店には、物品Ａ〜物品Ｄの全てを配送する必要があり、第２販売店には、物品Ａ、物品Ｂ、物品Ｃのみを配送する必要があり、第３販売店には、物品Ａ、物品Ｄのみを配送する必要があり、第ｎ販売店には、物品Ｃのみを配送する必要がある、といった状態が生じる。

また、これら第１販売店〜第ｎ販売店へ配送するべき物品は、種類の相違だけでなく、種類ごとの個数の相違もある。例えば、第１販売店、第２販売店、第３販売店の全てに物品Ａは配送される必要があるが、この物品Ａの個数は、第１販売店〜第３販売店ごとに異なることもある。

このように、出荷センターでの配送先への配送のための物品の仕分けは、複数の種類の物品の仕分けと、複数の種類の物品ごとの個数の仕分けという複雑な仕分けを行う必要がある。例えば、出荷センターにおいて、ある種類の物品を収容した複数の物品ケースが用意されている。一方で、配送先への物品を仕分けして詰め込む配送ケースが用意されている。配送ケースは、最初の段階では空ケースであり、この空ケースに、必要な種類と個数の物品が詰め込まれて配送可能状態となる。

このような複雑な仕分けを出荷センターで実施するために、空ケースや物品ケースがコンベアラインを流れる状態で、空ケースに必要な物品が仕分けされる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、空ケースへの物品の仕分けにおいて、物品ケースからの物品の取り出しと仕分けの一部を自動で行う技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−２９７０８４号公報 特開２０１１−１７８４８６号公報

特許文献１は、特許文献１の図１に示されるように、空容器を自動投入する空容器供給装置と作業ラインを備えている。作業ラインでは、作業者が物品の仕分け作業を行う。このため、作業者の後方に、物品供給棚が備わっている。作業者は、コンベアラインを流れてくる空容器に、物品供給棚から必要な種類と個数の物品を取り出して詰め込む。

この取り出しと詰め込みによって、作業者は、物品の仕分けを完成する。仕分けが完成すると、配送可能状態での配送ケースが配送に回される。特許文献１では、多数の種類の商品を人的に仕分けすることで、細かな仕分けに対応することを目的としている。

しかしながら、特許文献１の仕分け装置では、人的作業での仕分けであるので、仕分け作業に時間が掛かる問題がある。特に、作業者の熟練度合いによって作業時間が変動してしまう問題がある。加えて、仕分けの必要な物品の種類と個数は、配送先によって大きく変化するので、この変化に応じて、作業者による仕分け作業時間が変動してしまう問題がある。この２つのパラメータに基づく作業時間の変動が組み合わさることで、仕分け作業の作業時間の予測が難しくなる。

この仕分け作業の作業時間の予測が難しいと、空容器投入装置での空容器の自動投入の速度を予測しにくい問題も生じる。このため、特許文献１のような人的作業での仕分けを含む仕分け装置では、空容器や仕分け未完成の容器を、一時的に退避させたり、巡回させたりして作業者の作業時間変動を吸収する仕組みが必要になる。

この吸収する仕組みのための構造が増えることで、仕分け装置全体が大掛かりとなったり、仕分け装置の構造が複雑となって容器の搬送に不具合が生じたりする問題も生じる。もちろん、全体として仕分け作業効率が低い問題がある。

特許文献２は、複数の物品が品種毎に収容された実ケースから、仕分けケースへ配送先に必要な種類と個数の物品を仕分けする物品仕分け設備を開示する。特許文献２に開示される物品仕分け設備は、特許文献１と異なり、実ケースから仕分けケースへの物品の仕分けの一部を、把持機能を有する自動把持装置によって行う。

特許文献１と異なり、特許文献２の物品仕分け設備は、この物品仕分けの一部を自動化することで、作業者による作業時間の変動や作業効率の低下を防止することを目的としている。

しかしながら、特許文献２の物品仕分け設備は、自動作業での物品仕分けが一箇所に集中している。一方で、物品ケースの種類は複数である。このため、複数の物品ケースから空ケースへの仕分け作業が、集中している一箇所で行われてしまい、仕分け作業効率が悪くなる。当然ながら、仕分け作業に要する時間が多くなってしまう問題がある。

また、特許文献２は、仕分けされる必要性の低い物品は、補助的に人的作業により仕分けされる。このため、この点では特許文献１と同様の問題が生じる。特に、自動仕分けと人的作業との速度差によって、仕分け用以外の空ケースがコンベアラインに生じてしまう問題がある。空ケースがコンベアラインの途中に生じると、当該空ケースを排出させる構成と処理が必要となり、物品仕分け設備が複雑になる問題が生じる。複雑になれば、設備の大型化や作業での不具合などの問題が生じ、仕分け効率が低下する問題に繋がる。

特許文献２の問題を解決するために、複数の種類の物品ケース毎に配送ケースに仕分けを行う仕分け位置を複数にすることが考えられる。

しかしながら、仕分け位置を複数にすることで、配送ケースが全ての仕分け位置で停止することになる。複数の配送ケース（配送先のそれぞれに対応する）のいずれかによっては、全ての種類の物品を積み込む必要がないこともある。配送ケースによって、複数の種類の物品のうち、どの物品が積み込まれるかは様々である。

このような状況では、積み込む必要のない物品に対応する物品ケースの仕分け位置においても配送ケースが停止することになる。配送先は複数であり、配送ケースは次々に仕分け設備のラインに投入される。このときに、前の配送ケースが不要な仕分け位置で停止を繰り返すことは、仕分け作業全体の効率を低下させる。

以上のように、従来技術の物品仕分け装置は、仕分け精度の不十分、仕分け効率の不十分、仕分け速度の低下といった問題を有している。この結果、物品を高速度で正確に仕分けることが難しい。

特許文献１、２などの従来技術での物品仕分け装置は、物品を配送ケースに仕分けるにあたって、次のような問題を有していた。

（問題１）複数の種類および複数の個数をさまざまに選択して配送ケースに仕分けるに際して、完全な自動化ができていなかった。

（問題２）完全な自動化ができないために、複数の種類および個数の物品を、配送ケースに仕分けるにあたっての正確性および速度向上を十分に実現できなかった。

（問題３）仕分けを受ける配送ケースが、仕分けレーンにおいて停止したり、次の配送ケースとのバッティングが生じたり、仕分けの完了した配送ケースが邪魔となったりして、仕分け作業だけでなく、仕分け後の配送ケースの移動にも支障をきたしていた。

このような問題１〜３に絡んで、物品を収容している物品ケースが空になったまま、次の物品ケースと配送ケースとの間に挟まれてしまい、物品の仕分けに悪影響を生じさせる問題が生じていた。特に問題として同一物品を満杯にする仕分けが、物品ケースから配送ケースへの仕分けにおいて必要となることもあった。この場合には、満杯では無くなってしまった物品ケースから配送ケースへの仕分けを、複数の物品ケースで行わなければならない問題も生じる。空ケースが出ないように物品ケースから配送ケースに必要な種類と個数の物品を仕分けることを繰り返すことで、同一物品が満杯である配送ケースを生じさせるための、不要な仕分けが生じる問題も生じていた。

このように、次の物品ケースと配送ケースとの間に空の物品ケースが生じないようにするために、細かな仕分けを行うことで、逆に同一物品で満杯の配送ケースを生じさせるための無駄な仕分けが生じるとの問題もあった。

あるいは、配送ケースと後段の物品ケースの間に空ケースを生じさせないように、前段の物品ケースを仕分け位置に移動させることを行う場合に、当該仕分け位置に移動した前段の物品ケースに、後段にあった物品ケースからの物品の仕分け回数が不要に多くなる問題もあった。

本発明は、この問題に鑑み、物品を取り出される物品ケースが、配送ケースと次の物品ケースとの間で空ケースとなって仕分けの障害とならないと共に、配送ケースへの物品の仕分けでの配置不良を防止する物品仕分け装置における容器配置機構を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明の物品仕分け装置における容器配置機構は、単数もしくは複数の種類および個数の物品が収容される物品容器から、所定の種類と個数の物品を仕分けして、配送先へ配送可能状態とする物品仕分け装置に用いる容器配置機構であって、
物品を収容する複数の物品容器を供給する物品容器接続経路と、
物品容器接続経路に収容されている物品の仕分けを受ける配送容器が搬送される仕分けレーンと、
仕分けレーンと物品容器接続経路とが交差して、物品容器から配送容器に物品を仕分ける仕分け位置と、
仕分け位置にある配送容器に、物品容器が収容する物品を移動させる把持機構と、
所定条件において、仕分け位置に配送容器が無い場合に、
物品容器接続経路の仕分けレーンより遠い側（以下、「後段」という）の物品容器（以下、「後段物品容器」という）を、仕分け位置に、物品容器接続経路の仕分けレーン側（以下、「前段」という）の物品容器（以下、「前段物品容器」という）を超えて移動させる移動手段と、
物品容器接続経路での物品容器の搬送、仕分けレーンでの配送容器の搬送、把持機構での物品の移動および移動手段での移動動作の少なくとも一つを制御する、制御部と、を備える。

本発明の物品仕分け装置における容器配置機構は、仕分け作業を受ける配送容器が搬送される仕分けレーンと、この配送ケースに物品を供給する物品の詰められた物品容器を供給する物品容器投入部との位置が分かれていることで、配送ケースの不要な停止や停滞を生じさせない。

また、仕分けでの取り出しを受けて最大収容数より少ない物品を収容する物品容器が生じる場合に、新しい空の配送ケースに当該物品容器からの仕分けを行わず、当該物品容器の次の物品容器を、仕分けレーンに移動させて配送容器へ格上げさせる。

この格上げ移動によって、仕分けに必要な物品移動の回数を削減することができる。

物品仕分け装置の一例の全体図である。 本発明の実施における配送容器の斜視図である。 本発明の容器配置機構が使用される物品仕分け装置での、容器の搬送を示す説明図である。 本発明の容器配置機構が使用される物品仕分け装置に用いられる配送容器投入部の斜視図である。 本発明の容器配置機構が使用される物品仕分け装置に用いられる仕分け位置付近および仕分けレーンなどを含んだ部分の斜視図である。 本発明の実施の形態１における物品の仕分けに用いられる把持機構による配送容器でのピッキングを示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における物品の仕分けが完了した配送容器の一例を示す模式図である。 物品仕分け装置での完成レーンへの完成容器の移動を示す模式図である。 物品仕分け装置における仕分け位置での物品の仕分けを説明する、説明図である。 物品仕分け装置において、物品容器接続経路において配送容器への必要な個数の物品の仕分けが完了してない状態で物品容器が空となった状態を示す説明図である。 物品仕分け装置における挟まれる空容器への対応を示す説明図である。 物品仕分け装置における物品容器の配送容器への格上げを示す説明図である。 物品仕分け装置における格上げされた物品容器への、次の物品容器からの物品の仕分けを示す説明図である。 ３列目への物品の配置に生じる困難な一例を示す説明図である。 配送容器に格上げされた第１物品容器に仕分けられた第１物品が仕分けられた際に、他の第１物品と重複した状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態１における物品仕分け装置に用いる容器配置機構のブロック図である。 本発明の実施の形態１における容器配置機構によって、後段物品容器が前段物品容器を超えて仕分け位置に移動させられた状態を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における第１条件での完成容器の完了を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における第２条件に対応する状態を示す容器配置機構周辺のブロック図である。 本発明の実施の形態１における前段物品容器が仕分け位置に移動して、後段物品容器からの物品の仕分けを受ける状態を示す容器配置機構周辺のブロック図である。 本発明の実施の形態１における第２条件で後段物品容器が前段物品容器を超えて仕分け位置に移動させられる状態を示す容器配置機構周辺のブロック図である。 本発明の実施の形態１における仕分け位置の後段物品容器から余分な個数の物品を、物品接続経路の前段にある前段物品容器に戻す状態を説明する容器配置機構周辺のブロック図である。 本発明の実施の形態２における物品接続経路上の前段に前段物品容器が位置し、後段に後段物品容器が位置している容器配置機構の一部の正面図と後方図である。 本発明の実施の形態２における後段物品容器が前段物品容器を超えて移動する状態を示す容器配置機構の一部の正面図と後方図である。

本発明の第１の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構は、単数もしくは複数の種類および個数の物品が収容される物品容器から、所定の種類と個数の物品を仕分けして、配送先へ配送可能状態とする物品仕分け装置に用いる容器配置機構であって、
物品を収容する複数の物品容器を供給する物品容器接続経路と、
物品容器接続経路に収容されている物品の仕分けを受ける配送容器が搬送される仕分けレーンと、
仕分けレーンと物品容器接続経路とが交差して、物品容器から配送容器に物品を仕分ける仕分け位置と、
仕分け位置にある配送容器に、物品容器が収容する物品を移動させる把持機構と、
所定条件において、仕分け位置に配送容器が無い場合に、
物品容器接続経路の仕分けレーンより遠い側（以下、「後段」という）の物品容器（以下、「後段物品容器」という）を、仕分け位置に、物品容器接続経路の仕分けレーン側（以下、「前段」という）の物品容器（以下、「前段物品容器」という）を超えて移動させる移動手段と、
物品容器接続経路での物品容器の搬送、仕分けレーンでの配送容器の搬送、把持機構での物品の移動および移動手段での移動動作の少なくとも一つを制御する、制御部と、を備える。

この構成により、仕分けレーンの仕分け位置に設置されるべき配送容器と、物品容器接続経路での後段の物品容器との間に、空となる物品容器を生じさせない。この時、空となる物品容器が生じないことに加えて、仕分け位置に移動して位置する後段の物品容器には、次の物品の仕分けの邪魔となる隙間も生じない。

本発明の第２の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第１の発明に加えて、配送容器および物品容器は、同一種類の物品の収容可能個数が同一である。

この構成により、物品容器と配送容器とを、兼用できる。兼用できることで、大量の物品の仕分けを同じ容器を用いて作業することができる。更には、物品容器接続経路に投入される物品容器を、そのまま配送容器としての位置づけに移動させることもでき、その場合でも搬送経路の切り替えの作り込みが不要である。

本発明の第３の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第２の発明に加えて、配送容器および物品容器は、それぞれの縦方向および横方向のサイズが略同一である

この構成により、物品容器と配送容器とを、兼用できる。兼用できることで、大量の物品の仕分けを同じ容器を用いて作業することができる。更には、物品容器接続経路に投入される物品容器を、そのまま配送容器としての位置づけに移動させることもでき、その場合でも搬送経路の切り替えの作り込みが不要である。

本発明の第４の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、仕分け位置で所定の種類および個数の物品の仕分けが完了した配送容器は、完成容器として、仕分けレーンの外側の完成レーンに排出される。

この構成により、仕分けの完成した完成容器は、仕分けレーンでの配送容器の搬送や仕分け作業の邪魔とならない。

本発明の第５の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第４の発明に加えて、完成容器は、所定の種類および個数の物品を収容すると共に仕分け位置に移動させられた物品容器も含む。

この構成により、配送容器として格上げされた物品容器が、そのまま出荷可能状態として取り扱われ、仕分け回数を減らすことができる。

本発明の第６の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、所定条件は、第１条件：仕分け位置で仕分けを受ける予定の配送容器に、最大収容数の物品が仕分けを受ける、を含む。

この構成により、同一物品で満杯となる完成容器を、物品容器から配送容器への仕分け作業を行わずに、生成できる。

本発明の第７の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第６の発明に加えて、第１条件において、制御部は、
仕分けレーンでの仕分け位置の手前にある配送容器を停止させ、
移動手段を用いて、後段物品容器を、配送容器の代わりに仕分け位置に移動させ、
仕分け位置に移動された後段物品容器を、完成容器として、完成レーンに排出する。

この構成により、同一物品で満杯となる完成容器を、物品容器から配送容器への仕分け作業を行わずに、生成できる。

本発明の第８の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、所定条件は、第２条件：前段物品容器が仕分け位置に移動した場合に後段物品容器からの仕分け位置の前段物品容器への物品の移動必要個数がｎ個であり、後段物品容器が仕分け位置に移動した場合に仕分け位置の後段物品容器から前段の前段物品容器への物品の移動必要個数がｎ個未満である場合、を含む。

この構成により、後段物品容器を配送容器として移動させる場合に、移動して配送容器となった後段物品容器に生じる隙間の問題を生じさせない。加えて、完成容器に向けた仕分けでの仕分け回数を、前段物品容器を配送容器にする場合よりも少なくできる。

本発明の第９の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第８の発明に加えて、第２条件において、制御部は、仕分け位置に移動した後段物品容器から、所定個数以外の物品を、前段の前段物品容器に、把持機構を用いて戻す戻し作業を行う。

この構成により、完成容器に向けた仕分けでの仕分け回数を、前段物品容器を配送容器にする場合よりも少なくできる。

本発明の第１０の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第９の発明に加えて、戻し作業を受けた仕分け位置での後段物品容器は、仕分け位置で仕分けを受ける種類の必要個数の物品を収容した状態で、仕分けレーン上の次の仕分け位置に搬送される。

この構成により、完成容器になるには次の仕分けが必要な場合にも対応できる。

本発明の第１１の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第９の発明に加えて、戻し作業を受けた仕分け位置での後段物品容器は、当該後段物品容器への必要な種類および個数の物品が仕分けされている場合には、完成容器として、完成レーンに排出される。

この構成により、後段物品容器が、必要な種類および個数の物品状態となれば、最小限の仕分け回数で完成容器として排出できる。この排出により、仕分けを受けるべき次の配送容器の仕分けレーンでの搬送が滞りなく進む。

本発明の第１２の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第１１の発明に加えて、制御部は、第１条件および第２条件のいずれかの場合には、仕分けレーンを搬送される配送容器を、仕分け位置の手前で停止させ、後段物品容器を優先して、仕分け位置に移動させる。

この構成により、仕分け位置で容器が衝突することが防止される。

本発明の第１３の発明に係る物品仕分け装置における容器配置機構では、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、移動手段は、前段物品容器の下方、上方および側面の少なくとも一つの経路で、後段物品容器を、前段物品容器をバイパスして移動させる。

この構成により、前段物品容器との衝突をさせずに、後段容器が仕分け位置に移動できる。

まず、本発明の容器配置機構が用いられる物品仕分け装置と、本発明に至った物品仕分け装置での問題点の詳細を説明する。

（物品仕分け装置の一例の全体概要）
まず、本発明の物品仕分け装置における容器配置機構（以下、「容器配置機構」という）が用いられる物品仕分け装置の一例の全体概要について説明する。本発明の容器配置機構は、物品仕分け装置に用いられる。

この物品仕分け装置では、ある種類の物品が詰められた複数の物品容器（この物品容器が収容している物品の種類は、物品容器によって異なる）が、ある位置から供給される。更に物品仕分け装置は、物品容器からの物品の仕分けを受ける配送容器が供給される。この配送容器は、いわゆる空の状態で供給されて、物品容器からの物品の仕分けを受ける仕分けレーンを搬送される。

この仕分けレーンにおいて、異なる種類の物品を収容するそれぞれの物品容器が設置されている複数の位置のそれぞれで、必要な種類および個数の物品の仕分けを、この配送容器は受ける。この複数の位置のそれぞれでの物品の仕分けを受けた配送容器が、必要な種類と個数の物品の詰め込みが完了すれば、完了した配送容器として、出庫に向けて搬送される。

ここで、物品容器は、収容している物品を配送容器に移動させて仕分けられるので、物品容器が収容している物品の数は仕分けに従って減少していく。最終的には、物品容器は供給部において空になる。この空の物品容器は、排出される。排出されれば、供給部に次の物品容器（物品を収容している）が供給されて、次の配送容器への物品の仕分け作業を行うことができる。

物品容器から配送容器への物品の移動は、ピッキング装置などが用いられて、所定の座標を基準として実行される。

本発明の容器配置機構は、このような物品仕分け装置において使用される。

図１は、物品仕分け装置の一例の全体図である。物品仕分け装置１は、初期状態では空（もしくは空に近い）の状態である配送容器１００に、必要な種類（単数もしくは複数）であって必要な個数の物品（単数もしくは複数）を、仕分けして詰める。この必要な種類および必要な個数の物品の仕分けが終わった配送容器１００は、完成容器１０５として出庫部７から出庫される。

この完成容器１０５は、ある配送先に必要となる種類および個数の物品を収容している状態である。この状態は、配送先へ配送可能な状態である。配送可能状態となっている出庫部７から出庫される完成容器１０５は、配送手段によって、指定された配送先へ配送される。

例えば配送先Ａ、配送先Ｂ、配送先Ｃ・・・のそれぞれに、物品を配送する必要がある。配送先Ａ・・のそれぞれには、異なる種類や個数の物品を配送する必要がある。この配送先Ａ・・・のそれぞれに配送すべき種類や個数の物品は、単数または複数の配送容器１００によって配送されれば良い。物品仕分け装置１は、この販売店Ａ・・・などの配送先ごとに異なる種類と個数の物品を、配送容器１００に仕分けして詰めることで、配送可能状態とする。このとき、配送先によって、複数の配送容器１００によって必要な種類と個数の物品が、配送可能状態とされればよい。

ここで、物品仕分け装置１は、種々の製品を製造する工場、製品を流通させる配送センター、製品の集積・配送を行う集積倉庫などの出荷センターに設置される。この出荷センターで取り扱われる物品は多種にわたることが多い。しかし、実際においては、出荷センターで取り扱われると共に配送先へ配送されるために仕分けられる物品の種類は、特定のものに偏ることが多い。すなわち、物品仕分け装置１のような自動化された装置で対応する物品の種類は、特定のものに偏る。

このような実際上の特性に対応して、物品仕分け装置１は、偏りやすい種類の物品に対応することでもよい。もちろん、全ての種類に対応してもよい。図１の物品仕分け装置１は、４種類の物品に対応している。すなわち、第１物品２０１、第２物品２０２、第３物品２０３および第４物品２０４である。ここで第１物品２０１〜第４物品２０４の符号は、それぞれの種類の物品の全体を示す場合と個別の物品を示す場合とがある。

図１の物品仕分け装置１は、配送容器１００に、第１物品２０１〜第４物品２０４の内から、配送先に必要となる物品を仕分けて詰める。例えば、配送先Ａには、４個の第１物品２０１、２個の第２物品２０２、１０個の第３物品２０３を配送する。この場合には、物品仕分け装置１は、この内容に合わせて、投入される空の配送容器１００に、これらの物品を仕分けして詰める。４個の第１物品２０１、２個の第２物品２０２、１０個の第３物品２０３が詰められると、完成容器１０５として出庫部７から出庫される。次いで、配送される。

もちろん、一つの配送容器１００に必要となる種類および個数の物品が入りきらない場合には、物品仕分け装置１は、複数の配送容器１００を用いて物品を仕分ける。この場合には、同じ配送先に複数の完成容器１０５が配送される。このようにして、物品仕分け装置１は、配送先のそれぞれに、必要な種類と個数の物品を詰めた完成容器１０５を生成する。

物品仕分け装置１は、配送容器投入部２、第１物品容器投入部３、第２物品容器投入部４、第３物品容器投入部５、第４物品容器投入部６、出庫部７、搬送経路８を備える。ここで、物品容器投入部は、第ｎ物品容器投入部までを備えていれば良く、図１では、ｎが４であり、第１物品容器投入部３〜第４物品容器投入部６を、物品仕分け装置１は、備えている。

配送容器投入部２は、配送先への物品が仕分けられて詰められる配送容器１００を投入する。第１物品容器投入部３は、ある種類の第１物品２０１を収容する第１物品容器１０１を投入する。第２物品容器投入部４は、第１物品２０１とは異なる種類の第２物品２０２を収容する第２物品容器１０２を投入する。第３物品容器投入部５は、他の種類の第３物品２０３を収容する第３物品容器１０３を投入する。第４物品容器投入部６は、他の種類の第４物品２０４を収容する第４物品容器１０４を投入する。

出庫部７は、配送先への物品の仕分けが完成した完成容器１０５が生成されれば、この完成容器１０５を出庫する。

搬送経路８は、配送容器投入部２から投入された配送容器１００が搬送されて移動する経路である。配送容器１００は、搬送経路８を移動しながら、第１物品２０１〜第４物品２０４の仕分けを受ける。

搬送経路８は、仕分けレーン８１と完成レーン８２との２つの経路を有する。仕分けレーン８１は、配送容器投入部２から投入された配送容器１００の内、物品の仕分けが完成していない未了容器と、物品容器投入部から投入された物品容器であって、空になった物品容器とを搬送する。完成レーン８２は、物品の仕分けが完成した完成容器１０５を搬送する。

配送容器投入部２は、搬送経路８とは、配送容器接続経路２１で接続される。配送容器接続経路２１は、配送容器投入部２から投入された配送容器１００を搬送経路８に送り出す。

第１物品容器投入部３は、搬送経路８とは、第１物品容器接続経路３１で接続される。第１物品容器接続経路３１は、第１物品容器投入部３から投入された第１物品容器１０１を搬送経路８に向けて送り出す。また、第１物品容器接続経路３１と仕分けレーン８１とが接続される地点において、第１物品容器１０１に収容されている第１物品２０１が、配送容器１００に仕分けされる第１仕分け位置３２が設けられる。

第２物品容器投入部４は、搬送経路８とは、第２物品容器接続経路４１で接続される。第２物品容器接続経路４１は、第２物品容器投入部４から投入された第２物品容器１０２を搬送経路８に向けて送り出す。また、第２物品容器接続経路４１と仕分けレーン８１とが接続される地点において、第２物品容器１０２に収容されている第２物品２０２が、配送容器１００に仕分けされる第２仕分け位置４２が設けられる。

第３物品容器投入部５は、搬送経路８とは、第３物品容器接続経路５１で接続される。第３物品容器接続経路５１は、第３物品容器投入部５から投入された第３物品容器１０３を搬送経路８に向けて送り出す。また、第３物品容器接続経路５１と仕分けレーン８１とが接続される地点において、第３物品容器１０３に収容されている第３物品２０３が、配送容器１００に仕分けされる第３仕分け位置５２が設けられる。

第４物品容器投入部６は、搬送経路８とは、第４物品容器接続経路６１で接続される。第４物品容器接続経路６１は、第４物品容器投入部６から投入された第４物品容器１０４を搬送経路８に向けて送り出す。また、第４物品容器接続経路６１と仕分けレーン８１とが接続される地点において、第４物品容器１０４に収容されている第４物品２０４が、配送容器１００に仕分けされる第４仕分け位置６２が設けられる。

出庫部７は、搬送経路８と接続されており、完成容器１０５を出庫させる。

配送容器接続経路２１、第１物品容器接続経路３１、第２物品容器接続経路４１、第３物品容器接続経路５１、第４物品容器接続経路６１および搬送経路８は、容器の搬送および物品の仕分け作業を行う仕分け作業経路９を形成する。

ピッキング装置などの把持機構が、自動で物品容器から配送容器１００へ物品を仕分けして詰め込む。この結果、仕分け動作が自動で行われる。ピッキング装置などの把持機構は、制御部が把握している配送容器１００への仕分けるべき種類と個数の物品を、当該物品が収容されている物品容器のそれぞれから、必要な個数ずつ取り出して、配送容器１００に仕分ける。

例えば、第1物品容器１０１から所定個数の第１物品２０１を把持して、配送容器１００に詰める。これは、第１物品容器接続回路の搬送経路側で把握し、第１仕分け位置３２で詰め込みが行われる。同様に、第２物品容器１０２から所定個数の第２物品２０２を把持して、配送容器１００に詰める。また、把持機構は、第３物品容器１０３から所定個数の第３物品２０３を把持して、配送容器１００に移動して詰める。最後に、把持機構は、第４物品容器１０４から所定個数の第４物品容器２０４を把持して、配送容器１００に移動して詰める。これらのそれぞれは、第２仕分け位置４２、第３仕分け位置４３、第４仕分け位置４４で行われる。

ここで、所定個数は値「０」の場合もあり、値「０」（すなわち、当該物品容器が収容する物品を仕分ける必要が無い場合）である場合には、配送容器１００は、当該物品容器の仕分け位置で停止せずに次の仕分け位置に移動する。

また、配送容器１００は、配送容器投入部２によって投入される。すなわち、配送容器接続経路２１に投入されて、その後に仕分けレーン８１、完成品レーン８２、を経由し出庫部７へ至る。配送容器１００と独立して、第１物品容器１０１も、第１物品容器投入部３から第１物品容器接続経路３１に投入される。配送容器１００と独立して投入されつつも、配送容器１００と連携して投入される。加えて、配送容器１００が第１仕分け位置３２に到達したところで、第１物品容器１０１が対応する。このため、第１物品容器１０１は、他の容器の投入の邪魔となることなく、他の容器との仕分け作業での必要に応じて投入される。第２物品容器１０２の投入も同様であり、第３物品容器なども同様である。

ここで、第１物品容器投入部３などから、第１物品容器１０１などは、第１物品容器接続経路３１などに、複数投入されてもよい。すなわち、第１物品容器接続経路３１には、複数の第１物品容器１０１が投入されて順番に並んでいる状態でもよい。この第１物品容器接続経路３１に並んでいる複数の第１物品容器１０１は、配送容器１００に近い方から、把持機構による第１物品２０１の取り出しを受けて、仕分けに用いられる。これは、第２物品容器接続経路４１〜などでも同じである。

本発明の容器配置機構は、このような物品仕分け装置１に用いられる。もちろん、ここで説明した物品仕分け装置１の構成や機能は一例であり、要は配送容器１００に所定の種類および個数の物品を仕分けして詰める物品仕分けの機能を有する様々な装置に用いられる。

（配送容器への物品容器からの物品の仕分け動作）
図２は、本発明の実施における配送容器の斜視図である。第１物品容器１０１などの物品容器も、図２に示される配送容器１００と同様の形態を有している。このため、ここでの配送容器１００の説明は、物品容器の説明を兼ねる。

物品容器においては、図２に示される容器にある種類の複数の物品が収容されている。基本的には、物品容器にはある種類の物品が、容器全体に収容可能な個数の物品を収容している。すなわち、各物品容器接続経路に配置されている第１物品容器１０１〜第４物品容器１０４のそれぞれには、基本的には、第１物品２０１〜第４物品２０４が、満杯に詰まった状態である。

一方、配送容器１００は、配送容器投入部２から、基本的に空の状態で投入される。

図３は、本発明の容器配置機構が使用される物品仕分け装置での、容器の搬送を示す説明図である。配送容器接続経路２１から搬送経路８に到達した配送容器１００は、回転や回動することなくそのままの状態で略直交する方向に移動する。すなわち、搬送経路８において、配送容器１００は、長手方向を進行方向として移動する。

この配送容器１００は、仕分けレーン８１を移動する。この配送容器１００の仕分けレーン８１での移動に合せて、第１物品容器接続経路３１に、第１物品容器１０１が投入され、第２物品容器接続経路４１に第２物品容器１０２が投入され、第３物品容器接続経路５１に第３物品容器１０３が投入され、第４物品容器接続経路５１に第４物品容器１０４が投入される。この投入においては、上述の通り、複数の物品容器が物品容器接続経路のそれぞれに投入されてよい。

ここで、配送容器１００の仕分けレーン８１での移動と、物品容器接続経路への物品容器の投入は、同期されてもよいし、されなくてもよい。物品容器は、ランダムに物品容器接続経路に投入されて、仕分け位置に到達する配送容器への仕分けが制御部１０によって実現されればよい。

図４は、本発明の容器配置機構が使用される物品仕分け装置に用いられる配送容器投入部の斜視図である。図５は、本発明の容器配置機構が使用される物品仕分け装置に用いられる仕分け位置付近および仕分けレーンなどを含んだ部分の斜視図である。図５に示される仕分けレーン８１を搬送される配送容器１００に、各仕分け位置で、配送容器１００に、第１物品容器１０１から所定個数の第１物品２０１が、第２物品容器１０２から所定個数の第２物品２０２が・・・、とのように仕分けされる。

この仕分けにおいて、対象となっている配送容器１００に必要な種類と個数の物品が揃えば、配送容器１００は、仕分けの完了した完成容器１０５として、仕分けレーン８１から完成レーン８２に移動して、出庫部７に排出される。

すなわち、図３などで示される物品仕分け装置１は、仕分けレーン８１を配送容器１００が搬送されていきながら、必要な仕分け位置において停止し、この仕分け位置において物品容器から把持機構によって物品の仕分けを受ける。仕分けが完了すれば、完成容器１０５として完成レーン８２に移動して出庫される。

この仕分けレーン８１は、設けられる物品容器投入部の数によって、仕分け位置の数も定まる。この仕分け位置の数によって、配送容器１００が仕分けのために停止する位置が増加する。このような構成の場合には、ある配送容器１００に続いて、次の配送容器１００が仕分けレーン８１で搬送されて、次の配送容器１００への物品の仕分けが行われる。

ここで、制御部１０は、仕分けレーン８１での配送容器１００の移動を効率化することを優先し、完成容器１０５の完成レーン８２への移動を、この隙間の時間を活用して行う。制御部１０は、仕分けレーン８１での移動を優先する場合には、完成容器１０５の完成レーン８２への排出を後回しにすることもあるし、逆に、ある程度完成容器１０５の完成レーン８２への排出を優先することもあり、これは物品仕分け装置１の作業での最初の段階で切り分けられれば良い。

図６は、本発明の実施の形態１における物品の仕分けに用いられる把持機構による配送容器でのピッキングを示す斜視図である。図６に示されるように、把持機構３０１が取り付けられている。把持機構３０１は、吸引などによるピッキング部材３３０を備えており、このピッキング部材３３０が、配送容器１００やその他の容器から物品をピッキングして移動させる。

図７は、本発明の実施の形態１における物品の仕分けが完了した配送容器の一例を示す模式図である。図７での配送容器１００では、４個の第１物品２０１、３個の第２物品２０２、７個の第３物品２０３の仕分けを受けて、満杯状態で完成状態となっている。もちろん、図７と異なり、満杯状態以外でも、必要な種類と個数の物品が仕分けられれば、完成状態となり、完成容器１０５として、完成レーン８２に移動させられる。

図８は、物品仕分け装置での完成レーンへの完成容器の移動を示す模式図である。ある配送容器１００への仕分けが完了して、当該配送容器１００は、完成レーン８２に移動している。この移動によって完成容器１０５として出庫部７へ出庫されていく。その際に、次の配送容器１００Ｂが仕分け作業を、仕分けレーン８１で受けている。この連続的な動作によって、物品仕分け装置１での仕分けレーン８１は、次々と配送容器１００への仕分けを行う。この次々と行われる仕分けのために、物品容器接続経路のそれぞれには、第１物品２０１〜が収容された物品容器が、次々に並んで供給される。このため、仕分け作業のある時点では、仕分けレーン８１に複数の配送容器１００が搬送されており、完成レーン８２に完成容器１０５が搬送されており、物品容器接続経路のそれぞれには、複数の物品容器が投入されて並んでいる状態となる。

この結果、物品仕分け装置１は、仕分けレーン８１に仕分けを受ける配送容器１００が存在し、完成レーン８２に仕分けの完了した完成容器１０５が存在し、物品容器接続経路には、仕分けに必要となる物品を収容した物品容器が存在している状態が構成される。言い換えれば、物品容器接続経路は、仕分けレーン８１に平行な物品容器配置レーンとしてみなすことができ（物品容器が複数段であれば、複数の物品容器配置レーンとしてみなせる）、仕分けレーン８１、完成レーン８２のそれぞれが平行して並んでいる状態とみなすことができる。

また、この物品容器配置レーンは、仕分けに必要となる物品を収容した物品容器が位置するレーンとして定義され、仕分けレーン８１は、仕分けを受ける配送容器１００が位置するレーンとして定義され、完成レーン８２は、仕分けの完了した完成容器１０５が位置するレーンとして定義される。

このように、本発明の容器配置機構が使用される物品仕分け装置１は、それぞれのレーン（レーンとしてみなされる部分も含めて）が、特性を有していることで、スムーズな物品仕分けと、仕分け対象の配送容器１００や完成容器１０５の搬送や出庫を実現できる。また、物品容器も、物品の仕分けに必要な物品が取り出されて空になれば、仕分けレーン８１を通じて排出されるので、物品容器接続経路に次々と送り込まれる次の物品容器（物品を収容している）の邪魔となる空の物品容器が発生しない。結果として、物品仕分け装置１全体での動作の弊害を極力低減できている。なお、物品仕分け装置１全体の動作は、制御部１０によって制御される。

（配送容器と物品容器との特殊な関係の発生）
上記のように、物品仕分け装置１全体は、レーンごとの特性に応じた容器が存在し、空となる物品容器が仕分け作業の弊害とならないように構成されている。しかし、配送容器１００と物品容器との特殊な関係の発生により、空の物品容器が、仕分け作業へ弊害を与える可能性がある。

第１仕分け位置３２〜第４仕分け位置６２（第ｎ仕分け位置）のいずれかでのある配送容器１００への仕分け作業が一つの物品容器で完成しない場合がある。図９は、物品仕分け装置における仕分け位置での物品の仕分けを説明する、説明図である。

例えば、第１仕分け位置３２において第１物品容器１０１Ａから第１物品２０１の仕分けを受ける状況であるとする。第１仕分け位置３２においては、第１物品容器接続経路３１の先頭（第１仕分け位置３２で、第１把持機構３０１からの第１物品２０１の取り出しを受ける位置）に、第１物品容器１０１Ａが設置されている。

この第１物品容器１０１Ａは、前段階に移動してきた配送容器１００への第１物品２０１の仕分けを受けている。このため、第１物品容器１０１Ａは、収容可能な全数よりも少ない第１物品２０１を収容している。図９では、例示として、第１物品容器１０１Ａは、２個の第１物品２０１を収容している。

通常であれば、第１仕分け位置３２に配送容器１００が移動してくる。配送容器１００は、この第１仕分け位置３２において、第１物品２０１の仕分けを受ける。

ここで、配送容器１００は、３個（３個以上）の第１物品２０１の仕分けを受ける必要があることがある。制御部１０は、物品情報として、配送容器１００に３個の第１物品２０１を仕分ける必要があることを把握できる。この場合に、第１物品容器１０１Ａから第１物品２０１の仕分けを行っても、第１物品容器１０１Ａだけでは不足する。

不足するにも係らず、第１物品容器１０１Ａから第１物品２０１の仕分けを受けると、第１物品容器１０１Ａは、空容器となってしまう。図１０は、物品仕分け装置において、物品容器接続経路において配送容器への必要な個数の物品の仕分けが完了してない状態で物品容器が空となった状態を示す説明図である。

図１０では、第1仕分け位置３２の仕分けレーン８１上に、第１物品２０１の仕分けが完了していない状態の配送容器１００が存在している。この配送容器１００は、第１物品２０１の仕分けが完了していないので、この仕分けレーン８１の第１仕分け位置３２に停止したままとなる。

一方で、２個の第１物品２０１を配送容器１００に供給した第１物品容器１０１Ａは空容器の状態で、第１物品容器接続経路３１の前段に存在した状態となる。仕分けレーン８１には、上記の通り配送容器１００が残ったままである。この配送容器１００に残りの必要な個数の第１物品２０１を仕分けるために、第１物品容器接続経路３１の後段には、次の第１物品容器１０１Ｂが存在している。

すなわち、図１０のような状態となる。図１０のように、空容器となった第１物品容器１０１Ａが、仕分けレーン８１の配送容器１００と、第１物品容器接続経路３１の後段の第１物品２０１を収容している第１物品容器１０１Ｂとにはさまれた状態が発生する。

この空容器は、仕分けレーン８１を通じて排出することも、第１物品容器接続経路３１を通じて排出することもできない。このため、物品仕分け装置１での作業を継続するには次のいずれかの対応が必要となる。

その１：人力で、第１物品容器接続経路３１の前段に挟まれてしまった空容器を取り除く。

この場合には、物品仕分け装置１の自動化が妨げられると共に、全体として動作している物品仕分け装置１の一部に作業者が立ち入らなければならないことで、危険性もある。当然に、空容器を取り除く作業によって、物品仕分け装置１全体の作業速度、作業効率が低下してしまう問題がある。

その２：空容器を飛び越して、第１物品容器接続経路３１の後段の第１物品容器１０１Ｂから、把持機構３０１が仕分けに不足している第１物品２０１を、配送容器１００に仕分ける。

この場合には、把持機構３０１やこれが備えるピッキング部材３３０が、第１物品容器接続経路３１の長い距離を移動して仕分けを行わなくてはならない。当然ながら、仕分けにおける作業時間がかかり、仕分け作業の効率が低下する。更には、把持機構３０１の移動距離を長くする必要があり、把持機構３０１に必要となるコストや維持コストが高くなる問題もある。

このように、物品仕分け装置１は、仕分け対象となる物品を供給する物品容器接続経路、物品の仕分け作業を受ける仕分けレーン８１、仕分けの完了した完成容器１０５を搬送する完成レーン８２との位置構成を有することを前提とする。この場合に、物品の仕分けにおいてどうしても物品容器接続経路において、仕分けレーン８１に仕分けのために停止している配送容器１００と、物品容器接続経路の後段の物品を収容している物品容器との間に、空容器が挟まれて存在してしまう状態が発生しうる。

この空容器の発生への上記のその１、その２の対応では、作業効率の低下防止や危険性の低減といった、物品仕分け装置１がそもそも目指している目的に弊害を生じさせる。すなわち、配送容器１００と後段の物品容器とにはさまれる空容器の発生への適切な対応が必要である。

（挟まれる空容器の発生への対応 ： 物品容器の配送容器への格上げ）
図１１は、物品仕分け装置における挟まれる空容器への対応を示す説明図である。図１０のように挟まれる空容器１０１Ａを発生させないために、図１１では、仕分けレーン８１を搬送されてくる新たな配送容器１００（図９に示される状態）を、第１仕分け位置３２に移動させない。その代わりに、２個の第１物品２０１が残っている第１物品容器１０１Ａを、仕分けレーン８１へ移動させる。すなわち、第１物品容器１０１Ａが、仕分けのための第１物品２０１を収容するだけの物品容器から、仕分けを受ける配送容器と同じ位置づけに格上げされる。

第１物品容器１０１Ａが、配送容器１００と同じ位置づけに格上げされて仕分けレーン８１に移動すると、第１物品容器接続経路３１の後段にあった第１物品容器１０１Ｂが前段に移動する。この移動によって、第１物品容器１０１Ｂから配送容器に格上げされた第１物品容器１０１Ａに不足している第１物品２０１を仕分けることができる。

ここでは、配送容器１００の位置づけとなった第１物品容器１０１Ａには、すでに２個の第１物品２０１が収容されている。トータルで３個の第１物品２０１が仕分けられれば良いので、前段に移動した第１物品容器１０１Ｂから、１個の第１物品２０１が第１物品容器１０１Ａに仕分けられればよい。

こうして、この配送容器１００の位置づけに格上げされた第１物品容器１０１Ａには、必要な第１物品２０１が仕分けされて、次の仕分け位置に向けて、仕分けレーン８１を搬送される。

このような物品容器の配送容器の位置付への格上げによって、図１０に示されるような挟まれる空容器が発生しなくなる。また、把持機構３０１による物品の移動距離も短くなり、把持機構３０１に加わる負荷やコストが低減する。全体に渡って、物品仕分け装置１全体での、仕分け作業の効率や速度を上げることができる。

（格上げに伴う問題）
ここで、発明者は、上述した格上げに伴って発生する問題を分析した。

図１２は、物品仕分け装置における物品容器の配送容器への格上げを示す説明図である。第１物品容器１０１Ａが、第１物品容器接続経路３１の前段から仕分けレーン８１に移動する。この移動は、図６に示されるような搬送ローラ２１Ａで行われる。また、仕分けレーン８１の所定位置に確実に移動するために、仕分けレーン８１と完成レーン８２との間に設けられるストッパーに第１物品容器１０１Ａが当てられる。

このような移動とストッパーでの停止による慣性によって、図１２に示されるように第１物品容器１０１Ａが完成レーン８２側にずれてしまう。すなわち隙間４００が発生してしまう。図１２は、物品仕分け装置での物品容器の格上げ処理により生じる、物品容器内での物品のずれを示す説明図である。

このとき、この配送容器の位置付に格上げされた第１物品容器１０１Ａが、第１物品２０１をこれ以上仕分けられない場合や、隙間４００が生じても問題ない個数の第１物品２０１の仕分けしか受けない場合には問題が無い。例えば、図１３に示される状態である。図１３は、物品仕分け装置における格上げされた物品容器への、次の物品容器からの物品の仕分けを示す説明図である。

図１３の場合には、第１物品容器接続経路３１の前段に移動した次の第１物品容器１０１Ｂから、３個の第１物品２０１Ｂの仕分けを受けるだけで済む。図１３に示されるように、第１物品容器１０１Ａの下方に隙間４００ができることで、第１物品容器１０１Ａの完成レーン８２側のスペース（完成レーン側スペース）は狭くなっている。しかし、もともとこの完成レーン側スペースには２列分の第１物品２０１を収容することができる面積がある。このため、図１３のように新たに３個の第１物品２０１Ｂが移動させられるだけであれば、２列分の面積が隙間４００だけ狭くなっただけの完成レーン側スペースに、この３個の第１物品２０１Ｂを詰めることはできる。

図１３は、問題なく、３個の第１物品２０１Ｂを詰めている状態を示している。

しかしながら、場合によっては、第１物品２０１を、第１物品容器１０１Ａに更に多く仕分けする必要がある場合がある。あるいは、第１仕分け位置３２の次の仕分け位置において、別の物品の仕分けを、配送容器１００の位置づけに格上げされた第１物品容器１０１Ａが受けることもある。

この場合には、隙間４００だけ狭くなった完成レーン側スペースに、３列目となる物品が仕分けされて詰められる必要がある。この完成レーン側スペースは、隙間４００だけ狭くなっているので、３列目への物品の配置に困難が生じる。図１４は、３列目への物品の配置に生じる困難な一例を示す説明図である。

図１４では、第１物品容器１０１Ｂからトータルで６個の第１物品２０１が、配送容器１００に格上げされた第１物品容器１０１Ａに移動される必要がある場合が示されている。このため、完成レーン側スペースに、第１物品容器１０１Ａの本来的な収容能力に対応した６個の第１物品２０１が詰められる。しかしながら、３列目（完成レーン８２側にもっとも近い列）は、隙間４００の分、本来の面積を残していない。このため、図１４に示されるように３列目に仕分けられる第１物品２０１Ｂ２の３個は、第１物品容器１０１Ａの完成レーン８２側にはみ出てしまう可能性がある。

３個の第１物品２０１Ｂ２が、第１物品容器１０１Ａからはみ出ていると、当然に仕分けレーン８１を搬送される間に落ちてしまうなどの問題がある。

あるいは、図１５に示されるように完成レーン側スペースの３列目に３個の第１物品２０１Ｂ２を配置する際に、２列目の第１物品２０１Ｂと重なってしまうことがある。図１５は、配送容器に格上げされた第１物品容器に仕分けられた第１物品が仕分けられた際に、他の第１物品と重複した状態を示す説明図である。

このように第１物品２０１Ｂ２が、２列目の第１物品２０１Ｂと重複することは、第１物品２０１に破損や損耗を生じさせることがある。例えば第１物品２０１が精密機器や精密部品である場合には、第１物品容器１０１Ａにおいて重複することで、破損や故障を生じさせることもある。あるいは、性能への悪影響の原因を生じさせてしまうこともあり得る。また、第１物品２０１が、袋に入ったパンや食品などである場合には、袋が破れたり、袋の内容物が傷んだりすることもあり得る。

いずれの場合も、第１物品２０１にとって好ましくなく、物品仕分け装置１でこのようなことが生じることは、物品仕分け装置１を使用する使用者にとって、好ましくない。これは、他の第２物品２０２などでも同じである。

これらの問題は、いずれも物品容器接続経路にある物品容器を、仕分けレーン８１への配送容器１００としての格上げでの移動によって生じる、物品のずれによる完成レーン側スペースの狭小化によって生じている。

以上のように、発明者は、様々な分析を通じて、挟まれる空容器問題への格上げでの解決に伴って生じうる、上記の問題点を分析した。本発明は、この図１４や図１５で説明される問題を解決するものである。

（実施の形態１）

（全体概要）
図１５までを用いて説明した物品仕分け装置１を、本発明の実施の形態１の容器配置機構に使用する場合を前提に、実施の形態１について説明する。もちろん、容器配置機構は、図１５までを用いて説明した物品仕分け装置１のみに、その適用が限られるものではない。

図１６は、本発明の実施の形態１における物品仕分け装置に用いる容器配置機構のブロック図であり、仕分け位置に次に来る配送容器へ仕分けるべき物品の個数が、前段物品容器に不足している状態を示している。

容器配置機構５００は、物品容器接続経路、仕分けレーン８１、仕分け位置、把持機構、移動手段５１０、制御部１０を、備える。ここでは、図３に示した４つの物品容器接続経路を有する物品仕分け装置１を前提として、容器配置機構５００は、第１物品容器接続経路３１、仕分けレーン８１、第１仕分け位置３２、第１把持機構３０１、移動手段５１０、制御部１０を備える。また、容器配置機構５００は、仕分けレーン８１の外側に完成レーン８２を更に備えてもよい。

制御部１０は、物品容器接続経路での物品容器の搬送、仕分けレーン８１での配送容器１００の搬送、把持機構での物品の移動および移動手段５１０での移動動作の少なくとも一つを制御する。

容器配置機構５００は、第１物品容器接続経路３１対応する位置、第２物品容器接続経路４１に対応する位置、第３物品容器接続経路５１に対応する位置、第４物品容器接続経路６１に対応する位置のそれぞれに設けられる。

図１６に示されるように第１物品容器接続経路３１と仕分けレーン８１とが接続する仕分け位置３２において、配送容器１００が到達することが、空容器を生じさせる場合がある。図１６の状態では、本来であれば仕分け位置３２の手前（仕分けレーン８１は、図１６の左から右側に向けて配送容器１００を搬送する）にある仕分けレーン８１は、配送容器１００を仕分け位置３２に移動させる。

しかし、第１物品容器接続経路３１の仕分けレーン８１側（「前段」）に位置する第１物品容器１０１α（「前段物品容器１０１α」）には、仕分け位置３２に到達する配送容器１００へ仕分けるべき個数の第１物品２０１が不足する状態である。この不足状態は、制御部１０が把握している。この状態で、配送容器１００を、仕分け位置３２に移動させて、前段物品容器１０１αから第１物品２０１の仕分けを行うと、前段物品容器１０１αは、配送容器１００と、第１物品容器接続経路３１の後方（「後段」）にある次の第１物品容器１０１β（「後段物品容器１０１β」）との間で、空容器になってしまう。

前段物品容器１０１αが、配送容器１００と後段物品容器１０１βとの間で空容器となることのデメリットは説明した通りである。

このような図１６の場合には、制御部１０は、移動手段５１０に後段物品容器１０１βを、前段物品容器１０１αを超えて仕分け位置３２に移動させる指示を出す。加えて、制御部１０は、仕分けレーン８１への指示により、仕分け位置３２の手前の配送容器１００を、仕分け位置３２に移動させずに停止させる。

図１７は、本発明の実施の形態１における容器配置機構によって、後段物品容器が前段物品容器を超えて仕分け位置に移動させられた状態を示すブロック図である。

移動手段５１０は、図１７に示すように、後段物品容器１０１βを、前段物品容器１０１αを超えて仕分け位置３２に移動させている。前段物品容器１０１αは、上述の通り、配送容器１００が仕分け位置３２に到達しても、仕分けるべき個数に不足する第１物品２０１しか収容していない。これに対して、後段物品容器１０１βは、仕分け位置３２に移動する前には、第１把持機構３０１（図１７では、見易さのために表示を省略）による第１物品２０１の仕分けを受けていない。

このため、後段物品容器１０１βは、基本的には、収容可能な最大個数の第１物品２０１を収容している。このため、図１７に示されるように、後段物品容器１０１βは、満杯状態で第１物品２０１を収容している。図１７に示される後段物品容器１０１βは、この最大収容個数の第１物品２０１を収容したままで、前段物品容器１０１αを超えて、仕分け位置３２に移動する。このとき、仕分け位置３２に来るはずであった仕分けレーン８１上の配送容器１００の代わりに、仕分け位置３２に、後段物品容器１０１βが位置する状態となる。

このように、後段物品容器１０１βが仕分け位置３２に、配送容器１００の代わりに位置する状態が起きることに対応して、配送容器１００と第１物品容器１０１などの物品容器とは、同一種類の物品の収容可能個数が同一であることが好ましい。更にいえば、配送容器１００と物品容器とは、それぞれの縦方向および横方向のサイズが略同一であることが好ましい。すなわち、物品仕分け装置１では、配送容器１００と物品容器とは、その使用態様の違いで区別されるだけであり、物体としての容器としては、同じもの（サイズや形状など）が使用されればよい。この同じものが使用されることで、物品仕分け装置１を使用する出荷センターなどにおいて、サイズや形状の異なる様々な種類の容器を準備しておく必要が無くなり、効率的かつ低コストである。

仕分け位置３２に移動された後段物品容器１０１βは、最大収容個数の第１物品２０１を収容している。仕分け位置３２とは、すなわち、仕分けレーン８１に、後段物品容器１０１βが位置している状態である。この仕分けレーン８１に移動した後段物品容器１０１βは、第１条件および第２条件の違いによって、その後の取り扱いが異なる。

なお、完成レーン８２は、仕分けレーン８１の外側に位置する。仕分けレーン８１の単数または複数の仕分け位置において物品の仕分けを受けて、所定の種類および個数が揃った配送容器１００は、完成容器１０５として、仕分けレーン８１から完成レーン８２に排出される。この完成容器１０５には、仕分けレーン８１を移動してきた配送容器１００だけでなく、図１７のように、仕分けレーン８１に移動された後段物品容器１０１βなどの物品容器であって、所定の種類および個数の物品を収容する状態となったものを含む。

（第１条件）
図１７のように、移動手段５１０が後段物品容器１０１βを仕分け位置３２に移動させる第１条件は、次の通りである。

第１条件：仕分け位置で仕分けを受ける予定の配送容器１００（図１６の仕分け位置３２の手前にある配送容器１００）に、最大収容個数の物品が仕分けを受ける場合。

すなわち第１条件は、例えば第１仕分け位置３２に空の状態の配送容器１００が到達して、最大収容個数である９個（図１７では９個が最大収容個数として表されている）の第１物品２０１が仕分けられる必要がある条件である。この場合、配送容器１００を第１仕分け位置３２に移動させて、前段物品容器１０１αと後段物品容器１０１βのそれぞれから、合計９個の第１物品２０１の仕分けを受けるのは、前段物品容器１０１αが空容器になる問題と、第１物品２０１の仕分けの効率が低い問題がある。

これに対して、図１７に示されるように第１条件の場合には、制御部１０は、配送容器１００を第１仕分け位置３２の手前で停止状態として、移動手段５１０を通じて、後段物品容器１０１βを第１仕分け位置３２に移動させる。この第１仕分け位置３２に移動してきた後段物品容器１０１βは、必要な９個の第１物品２０１を収容した状態である。すなわち、この第１仕分け位置３２に移動してきた後段物品容器１０１βは、そのまま完成容器１０５として扱われる。

図１８は、本発明の実施の形態１における第１条件での完成容器の完了を示すブロック図である。図１７に示されるように、最大収容個数である９個の第１物品２０１を収容する後段物品容器１０１βは、第１仕分け位置３２ですでに完成容器１０５の状態である。この結果、図１８に示されるように、制御部１０は、後段物品容器１０１βを、完成容器１０５として、仕分けレーン８１から完成レーン８２に排出する。

このように、ある種類の物品の最大収容個数を配送容器１００に仕分ける仕分け作業のパターンは、物品仕分け装置１においてはありえる。このような場合に、仕分けレーン８１を搬送されてくる配送容器１００に、把持機構によって物品容器から物品を１個ずつ（あるいは２個ずつなどでもよいが）仕分けるのは効率が悪い。もちろん、仕分け位置の配送容器１００に仕分けるための前段物品容器が、最大収容個数の物品を収容していない場合もある。後者の場合も、物品の仕分けなどにおいてきわめて効率が悪い。

これに対して、図１７、図１８に示すように、後段物品容器１０１βを、そのまま第１仕分け位置３２に移動させることで、さらにはそのまま後段物品容器１０１βが、完成容器１０５として完成レーン８２に排出される。当然に完成容器１０５は、物品仕分け装置１の出庫部７から出庫される。

この第１条件での制御部１０および移動手段５１０による上述の処理により、第１把持機構３０１による第１物品２０１の移動を行うことなく、９個の第１物品２０１を収容した完成容器１０５が完成する。

もちろん、図１７、図１８に示される容器配置機構５００の第１条件での動作は、第２物品接続経路４１や第３物品接続経路５１などで行われてもよい。

（第２条件）
移動手段５１０は、第２条件に基づいて動作することもよい。

第２条件は、前段物品容器が仕分け位置に移動する場合に、後段物品容器からの仕分け位置にある前段物品容器への物品の移動必要個数がｎ個であり、後段物品容器が仕分け位置に移動する場合に仕分け位置の後段物品容器から物品容器接続経路の前段に残る前段物品容器への物品の移動必要個数がｎ個未満である場合である。

この第２条件の場合も、制御部１０は、移動手段５１０を介して、後段物品容器１０１βを、前段物品容器１０１αを超えて、第１仕分け位置３２に移動させる。

図１９は、本発明の実施の形態１における第２条件に対応する状態を示す容器配置機構周辺のブロック図である。

図１９では、仕分けレーン８１を搬送される配送容器１００が、第１仕分け位置３２に到達する場合に、空であった配送容器１００に６個の第１物品２０１を仕分ける必要があると仮定している。ここで、第１物品容器接続経路３１の前段にある前段物品容器１０１αは、２個の第１物品２０１しか収容していない。このため、配送容器１００が、第１仕分け位置３２に到達して前段物品容器１０１αからの第１物品２０１の仕分けを受けると、前段物品容器１０１αが空容器となってしまい、図１０で説明したような問題となる。

ここで、配送容器１００を第１仕分け位置３２の手前で停止させて、前段物品容器１０１αを第１仕分け位置３２に移動させ、後段物品容器１０１βを前段に移動させることも考えられる。この場合には、前段物品容器１０１αが、仕分けを受ける配送容器の位置付となり、前段に移動した後段物品容器１０１βから第１物品２０１の仕分けを受ければよい。

図２０は、本発明の実施の形態１における前段物品容器が仕分け位置に移動して、後段物品容器からの物品の仕分けを受ける状態を示す容器配置機構周辺のブロック図である。

図２０に示されるように、配送容器の位置付となった前段物品容器１０１αが必要とする仕分け個数の第１物品２０１は、４個である。このため、後段物品容器１０１βから４個の第１物品２０１が前段物品容器１０１αに仕分けられる必要がある。すなわち第１把持機構３０１は、４回の移動動作を行う必要がある。

この４回の移動動作（把持、移動、設置などを含む）の回数を減らすために、移動手段５１０は、後段物品容器１０１βを、第１条件と同じく前段物品容器１０１αを超えて第１仕分け位置３２に移動させる。

図２１は、本発明の実施の形態１における第２条件で後段物品容器が前段物品容器を超えて仕分け位置に移動させられる状態を示す容器配置機構周辺のブロック図である。

第２条件の場合には、図２１に示されるように、後段物品容器１０１βが、前段物品容器１０１αを超えて第１仕分け位置３２に移動する。すなわち、後段物品容器１０１βが、配送容器１００の位置づけとなる。ここで、後段物品容器１０１βは、収容最大個数の９個の第１物品２０１を収容している。仕分けとして最終的に必要なのは、６個の第１物品２０１を収容する配送容器１００の位置づけとなった後段物品容器１０１βである。

このため、制御部１０は、第１把持機構３０１を使用して第１仕分け位置３２（仕分けレーン８１上）にある後段物品容器１０１βから、手前である第１物品容器接続経路３１の前段にある前段物品容器１０１αに、３個の第１物品２０１を戻せばよい。

図２２は、本発明の実施の形態１における仕分け位置の後段物品容器から余分な個数の物品を、物品接続経路の前段にある前段物品容器に戻す状態を説明する容器配置機構周辺のブロック図である。

図２２に示されるように、余分な３個の第１物品２０１が、仕分け位置３２の後段物品容器１０１βから、第１物品容器接続経路３１の前段にある前段物品容器１０１αに戻される。このとき、第１把持機構３０１が、この戻し作業を行う。この戻し作業を受けた仕分け位置３２の後段物品容器１０１βは、必要な所定数の６個の第１物品２０１を収容した状態となる。すなわち、必要となる種類および個数の物品を収容した状態の配送容器の位置付となる。

このため、この６個の第１物品２０１を収容するに至った後段物品容器１０１βは、完成容器１０５として完成レーン８２に排出される。完成容器１０５は、完成レーン８２から出庫部７に出庫される。

このように、図２２のように第１仕分け位置３２に移動させられた後段物品容器１０１βから前段物品尿器１０１αへの戻し作業においては、第１把持機構３０１は、３回の第１物品２０１の移動処理で済む、図２０の場合に比べて、第１把持機構３０１による物品２０１の移動処理回数は減少する。すなわち、容器配置機構５００によって、物品仕分け装置１の物品仕分け作業の効率が向上する。

もちろん、図２０のように、後段物品容器１０１βから第１仕分け位置３２にある前段物品容器１０１αへの物品の仕分けでの移動回数より、図２２のように第１仕分け位置３２にある後段物品容器１０１βから第１物品容器接続経路３１にある前段物品容器１０１αへの戻し作業の移動回数が更に少なくなる場合もある。

このように、第２条件の場合には、図２１、図２２のような手順で、容器配置機構５００は、処理を行う。もちろん、この時、第１仕分け位置３２の手前にある配送容器１００を停止させておく。これは、第１条件、第２条件のいずれの場合でも同じであり、制御部１０は、仕分けレーン８１の第１仕分け位置３２の手前にある配送容器１００を停止させ、これに優先して後段物品容器１０１βを、第１仕分け位置３２に移動させる。

また、図２２に示される戻し作業を行われた第１仕分け位置３２の後段物品容器１０１βに、他の種類である第２物品２０２や第３物品２０３などを仕分けて詰める必要がある場合には、後段物品容器１０１βは、そのまま仕分けレーン８１上を次の仕分け位置に向けて搬送される。

以上のように、第２条件での移動手段５１０、第１把持機構３０１、これらを制御する制御部１０による図２０、図２１に示す動作は、他の物品接続経路においても、同様に行われる。これは、第１条件での処理でも同じである。

以上のように、実施の形態１における容器配置機構５００は、物品接続経路から供給される物品容器において、後段物品容器を配送容器および前段物品容器に優先して仕分け位置に移動させる。更に、仕分け位置に移動した後段物品容器の状態によって、そのまま完成容器１０５として完成レーン８２に排出してもよい。あるいは、後段物品容器から前段物品容器へ不要な個数の物品を戻す戻し作業を行って、完成容器１０５としたり、次の仕分け位置に搬送したりする。これらによって、空容器の発生や空容器の発生に伴う問題を解消できる。加えて、把持機構による物品の移動回数を削減で来て、容器配置機構５００が使用される物品仕分け装置１での仕分け作業の高速化、効率化を促進できる。

（実施の形態２）

次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、実施の形態１で説明した後段物品容器の前段物品容器を超えて、仕分け位置に移動させる処理について説明する。

図２３は、本発明の実施の形態２における物品接続経路上の前段に前段物品容器が位置し、後段に後段物品容器が位置している容器配置機構の一部の正面図と後方図である。図２３の左側は、容器配置機構５００の一部である第１物品容器接続経路３１を上から見た状態を示している。図２３の右側は、仕分けレーン８１側から見た状態を示している。

図２３では、第１物品容器接続経路３１において、前段に前段物品容器１０１αが位置しており、後段に後段物品容器１０１βが位置している。すなわち、通常通りの順序で、複数の第１物品容器１０１が、第１物品容器接続経路３１に並んでいる。このような場合に、実施の形態１で説明した第１条件、第２条件のいずれかの場合には、移動手段は、後段物品容器１０１βを、前段物品容器１０１αを超えて仕分け位置に移動させる。

図２４は、本発明の実施の形態２における後段物品容器が前段物品容器を超えて移動する状態を示す容器配置機構の一部の正面図と後方図である。図２４の左側は、容器配置機構５００の一部である第１物品容器接続経路３１を上から見た状態を示している。図２４の右側は、仕分けレーン８１側から見た状態を示している。

図２４において、第１物品容器接続経路３１は、昇降可能な支柱３１１を備える。この昇降可能な支柱３１１が上昇することで、前段に位置している前段物品容器１０１αが上昇する。この結果、上昇してできた空間を、後段物品容器１０１βが通り抜けることができるようになる。図２４の右側の後方図は、この支柱３１１の上昇によってできた空間を、後段物品容器１０１βが通り抜けている状態を示している。後段物品容器１０１βは、この通り抜けにより、前段物品容器１０１αを超えて、仕分け位置に移動することができる。

このように後段物品容器１０１βは、前段物品容器１０１αの下方の経路で、前段物品容器１０１αをバイパスして移動できる。もちろん、前段物品容器１０１αの上方、あるいは側面から移動してもよい。

以上のように、移動手段は、後段物品容器１０１βを、前段物品容器１０１αを超えて仕分け位置に移動させることができる。

なお、実施の形態１〜１で説明された物品仕分け装置に用いる容器配置機構は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１ 物品仕分け装置
２ 配送容器投入部
２１ 配送容器接続経路
３ 第１物品容器投入部
３１ 第１物品容器接続経路
３２ 第１仕分け位置
４ 第２物品容器投入部
４１ 第２物品容器接続経路
４２ 第２仕分け位置
５ 第３物品容器投入部
５１ 第３物品容器接続経路
５２ 第３仕分け位置
６ 第４物品容器投入部
６１ 第４物品容器接続経路
６２ 第４仕分け位置
７ 出庫部
８ 搬送経路
８１ 仕分けレーン
８２ 完成レーン
９ 仕分け作業経路
１０ 制御部
１００ 配送容器
１０１ 第１物品容器
１０２ 第２物品容器
１０３ 第３物品容器
１０４ 第４物品容器
１０１α 前段物品容器
１０１β 後段物品容器
１０５ 完成容器
２０１ 第１物品
２０２ 第２物品
２０３ 第３物品
２０４ 第４物品
３０１ 第１把持機構
３０２ 第２把持機構
３０３ 第３把持機構
３０４ 第４把持機構
５００ 容器配置機構
５１０ 移動手段

Claims (13)

1. 単数もしくは複数の種類および個数の物品が収容される物品容器から、所定の種類と個数の前記物品を仕分けして、配送先へ配送可能状態とする物品仕分け装置に用いる容器配置機構であって、
   物品を収容する複数の物品容器を供給する物品容器接続経路と、
   前記物品容器接続経路に収容されている前記物品の仕分けを受ける配送容器が搬送される仕分けレーンと、
   前記仕分けレーンと前記物品容器接続経路とが交差して、前記物品容器から前記配送容器に前記物品を仕分ける仕分け位置と、
   前記仕分け位置にある前記配送容器に、前記物品容器が収容する前記物品を移動させる把持機構と、
   所定条件において、前記仕分け位置に前記配送容器が無い場合に、
   前記物品容器接続経路の前記仕分けレーンより遠い側（以下、「後段」という）の前記物品容器（以下、「後段物品容器」という）を、前記仕分け位置に、前記物品容器接続経路の前記仕分けレーン側（以下、「前段」という）の前記物品容器（以下、「前段物品容器」という）を超えて移動させる移動手段と、
   前記物品容器接続経路での前記物品容器の搬送、前記仕分けレーンでの前記配送容器の搬送、前記把持機構での前記物品の移動および前記移動手段での移動動作の少なくとも一つを制御する、制御部と、を備える、物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
2. 前記配送容器および前記物品容器は、同一種類の前記物品の収容可能個数が同一である、請求項１記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
3. 前記配送容器および前記物品容器は、それぞれの縦方向および横方向のサイズが略同一である、請求項２記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
4. 前記仕分け位置で所定の種類および個数の前記物品の仕分けが完了した前記配送容器は、完成容器として、前記仕分けレーンの外側の完成レーンに排出される、請求項１から３のいずれか記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
5. 前記完成容器は、所定の種類および個数の前記物品を収容すると共に前記仕分け位置に移動させられた前記物品容器も含む、請求項４記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
6. 前記所定条件は、
   第１条件：前記仕分け位置で仕分けを受ける予定の前記配送容器に、最大収容数の前記物品が仕分けを受ける、
   を含む、請求項４または５記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
7. 前記第１条件において、前記制御部は、
   前記仕分けレーンでの前記仕分け位置の手前にある前記配送容器を停止させ、
   前記移動手段を用いて、前記後段物品容器を、前記配送容器の代わりに前記仕分け位置に移動させ、
   前記仕分け位置に移動された前記後段物品容器を、完成容器として、前記完成レーンに排出する、請求項６記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
8. 前記所定条件は、
   第２条件：前記前段物品容器が前記仕分け位置に移動した場合に前記後段物品容器からの前記仕分け位置の前段物品容器への前記物品の移動必要個数がｎ個であり、前記後段物品容器が前記仕分け位置に移動した場合に前記仕分け位置の前記後段物品容器から前記前段の前記前段物品容器への前記物品の移動必要個数がｎ個未満である場合、
   を含む、請求項６記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
9. 前記第２条件において、前記制御部は、
   前記仕分け位置に移動した前記後段物品容器から、所定個数以外の前記物品を、前記前段の前記前段物品容器に、前記把持機構を用いて戻す戻し作業を行う、請求項８記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
10. 前記戻し作業を受けた前記仕分け位置での前記後段物品容器は、前記仕分け位置で仕分けを受ける種類の必要個数の前記物品を収容した状態で、前記仕分けレーン上の次の仕分け位置に搬送される、請求項９記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
11. 前記戻し作業を受けた前記仕分け位置での前記後段物品容器は、当該後段物品容器への必要な種類および個数の前記物品が仕分けされている場合には、前記完成容器として、前記完成レーンに排出される、請求項９記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
12. 前記制御部は、前記第１条件および前記第２条件のいずれかの場合には、前記仕分けレーンを搬送される前記配送容器を、前記仕分け位置の手前で停止させ、前記後段物品容器を優先して、前記仕分け位置に移動させる、請求項１１記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。
13. 前記移動手段は、前記前段物品容器の下方、上方および側面の少なくとも一つの経路で、前記後段物品容器を、前記前段物品容器をバイパスして移動させる、請求項１から１２のいずれか記載の物品仕分け装置に用いる容器配置機構。