JP6812675B2 - 走行式移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷物を移載するための走行式移載装置に関する。

スタッカクレーンは、自動倉庫内に設置される棚に対して荷物を出し入れするために、移載装置を備えている。また、無人搬送システムのステーションでは、搬送車との間で荷物を移載するための移載装置が設けられている。
移載装置の方式としては、フォークで荷物をすくい上げて移載するスライドフォーク方式、荷物の両側を挟んで保持して移載するクランプ方式、スライドアームの先端に設けたフックにより荷物の端部を引っかけてスライドアームの進退により荷物を押し出す、又は、引っ張り込むことにより荷物を移載するフック方式などがある。

フック方式を採用した移載装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この移載装置は、リアフック式移載装置であって、走行車に設けられている。

国際公開第２０１２／０２９３３９号

前述したような移載装置では、一対のスライドアームに設けられたフックを荷物の端部に係合させ、一対のスライドアームをスライド移動させることによって、スタッカクレーンの昇降台の載置部とラックの棚との間で荷物の移載を行う。

上記の移載装置ではスライドアームをスライド移動させるので、幅が異なる荷物の移載が可能になっている。
また、昇降台の載置部には、荷物の幅方向位置を規制するための一対の荷ガイドが設けられている。一対の荷ガイドは、一対のスライドアームに連動して幅方向に移動する。そのため、荷物の幅が短い場合は、一対のスライドアームの幅が短くなると共に一対の荷ガイドの幅も短くなる。逆に、荷物の幅が長い場合は、一対のスライドアームの幅が短くなると共に一対の荷ガイドの幅も長くなる。
しかし、荷物の中には、底面の幅が上面の幅より短いものがある。この場合、一対のスライドアームの幅が荷物の上面に合わせて幅方向に移動するが、その場合は一対の荷ガイドによる底面の幅方向移動を規制できない。そのため、荷物の正確な幅方向位置決めができず、一対のスライドアームが移載時に荷物を突いてしまう可能性が生じる。

本発明の目的は、走行式移載装置において、荷物の形状に関わらず正常な移載を可能とすることにある。

本発明の一見地に係る走行式移載装置は、走行部と、載置部と、リアフック式移載装置と、一対の荷ガイドとを備えている。
載置部は、走行部によって移動させられ、荷物が載置される。
リアフック式移載装置は、載置部に設けられたベースアーム及びベースアームから荷物の側方に伸長する伸縮アームを有するアーム装置と、伸縮アームの先端に設けたフックとを有する。
ガイド装置は、載置部の荷物幅方向両側に設けられた一対の荷ガイドと、一対の荷ガイドの間隔を変更可能なガイド駆動部とを有している。
この装置では、一対の荷ガイドはガイド駆動部によって間隔が変更される。つまり、一対の荷ガイドは、アーム装置の動作の有無にかかわらず、所望の荷物幅方向位置に配置される。したがって、底面が小さい荷物の場合にも、一対の荷ガイドによって荷物の下部をガイドできる。その結果、当該荷物を安定して移載できる。

ガイド駆動部は、一対の荷ガイドを間隔変更可能に支持するガイド支持部材を有していてもよい。
ガイド支持部材は、アーム装置と荷物幅方向に視て重ならない位置でかつアーム装置を荷物幅方向に超える位置まで伸びて配置されていてもよい。
この装置では、一対の荷ガイドは、アーム装置の荷物幅方向への移動に影響されずに、荷物の下部を支持できる。

ガイド駆動部は、一対の荷ガイドを間隔変更可能に支持するガイド支持部材を有していてもよい。
ガイド支持部材は、ベースアームに接続されていてもよい。
この装置では、ガイド支持部材がベースアームに接続されているので、ガイド支持部材の構造が簡単になる。

走行部が走行中には、一対の荷ガイドが荷物の荷物幅方向への移動を規制してもよい。
この装置では、走行部の走行中に荷物が幅方向に揺れたり載置位置から外れたりしにくい。

本発明では、スタッカクレーンや無人搬送システムのステーションなどに用いられる走行式移載装置において、荷物の形状に関わらず正常な移載が可能となる。

移載装置を有するスタッカクレーンが設けられた自動倉庫の一部を示す斜視図。 自動倉庫を模式的に示す側面図。 移載装置及び棚の部分平面図。 移載装置の概略正面図。 移載装置の制御構成を示すブロック図。 荷物引き込み動作制御を示すフローチャート。 移載装置の荷物引き込み動作を示す移載装置及び他の部分平面図。 移載装置の荷物引き込み動作を示す移載装置及び他の部分平面図。 移載装置の荷物引き込み動作を示す移載装置及び他の部分平面図。 第２実施形態における移載装置の概略正面図。

１．第１実施形態
（１）自動倉庫
図１及び図２を用いて、本発明の第１実施形態に係る自動倉庫を説明する。図１は、移載装置を有するスタッカクレーンが設けられた自動倉庫の一部を示す斜視図である。図２は、自動倉庫を模式的に示す側面図である。
自動倉庫１は、荷物Ｗを搬送するために走行可能なスタッカクレーン３（走行式移載装置の一例）と、スタッカクレーン３の走行方向両側に配置されたラック５とを有している。ラック５は、上下方向に複数段かつ走行方向に複数連の棚１３を有している。

スタッカクレーン３は、移載装置１１（リアフック式移載装置の一例）を有している。スタッカクレーン３は、荷物Ｗをラック５の目的とする棚１３の前に搬送し、移載装置１１を用いて該当する棚１３に移載する。さらに、スタッカクレーン３は、棚１３に収納されている荷物Ｗを、移載装置１１を用いてスタッカクレーン３に移載する。

スタッカクレーン３は、下部台車１５と上部台車１７とがマスト１９で連結されており、マスト１９に沿って昇降台２１が上下する構成となっている。昇降台２１は、荷物Ｗが載置される載置部２１ａを有している。下部台車１５は、走行駆動部３２（図５）によって駆動される。昇降台２１は、昇降駆動部３４（図５）によって駆動される。

（２）移載装置
図３及び図４を用いて、移載装置１１を説明する。図３は、移載装置及び棚の部分平面図である。図４は、移載装置の概略正面図である。
移載装置１１は、昇降台２１と棚１３との間で荷物Ｗを移載する装置である。移載装置１１は、具体的には、リアフック式移載装置である。移載装置１１は、昇降台２１に設けられている。

移載装置１１は、アーム装置２３を有している。アーム装置２３は、荷物幅方向に並んだ一対の第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂを有している。なお、各図において、スライドアームの出退方向を第１水平方向（Ｘ方向）とし、スライドアームの間隔方向（つまり、荷物幅方向）を第１水平方向に直交する第２水平方向（Ｙ方向）とする。第２水平方向は、スタッカクレーン３の走行方向（白抜き矢印）に一致する。

第１スライドアーム２５Ａと第２スライドアーム２５Ｂは、第２水平方向に間隔を空けて配置されている。第１スライドアーム２５Ａは、ベースアーム２７と、ミドルアーム２８、及びトップアーム２９を有している。ベースアーム２７は、載置部２１ａに装着されている。ミドルアーム２８及びトップアーム２９は、ベースアーム２７から荷物Ｗの側方に伸長する。ミドルアーム２８は、ベースアーム２７によって第１水平方向にスライド可能に支持されており、トップアーム２９を第１水平方向にスライド可能に支持している。

アーム装置２３は、トップアーム２９の第１水平方向両端に設けられた第１フック３１Ａ及び第２フック３１Ｂを有している。第１フック３１Ａ及び第２フック３１Ｂは、回動されることによって、荷物Ｗの端面に当接する係止位置と、荷物の端面に当接しない退避位置との間で移動する。アーム装置２３は、さらに、第１フック３１Ａ及び第２フック３１Ｂを回動するためのフック駆動部３３（図５）を有している。フック駆動部３３は、フック回動モータ（図示せず）を有している。

アーム装置２３は、第１アーム駆動部３５Ａ（図５）を有する。第１アーム駆動部３５Ａは、載置部２１ａに取り付けられたモータ及び駆動力伝達手段で構成され、第１スライドアーム２５Ａを第１水平方向にスライド移動させる。それにより、ミドルアーム２８及びトップアーム２９が、ベースアーム２７に対してスライド移動して、トップアーム２９の先端が、昇降台２１の載置部２１ａと棚１３との間で移動される。
アーム装置２３は、第２アーム駆動部３５Ｂ（図５）を有する。第２アーム駆動部３５Ｂ及び第２スライドアーム２５Ｂは、第１アーム駆動部３５Ａ及び第１スライドアーム２５Ａとそれぞれ同様の構成である。

アーム装置２３は、アーム間隔変更機構３７（図５）を有している。アーム間隔変更機構３７は、ベースアーム２７を第２水平方向に移動させることにより、トップアーム２９同士の間隔を変更する。アーム間隔変更機構３７は、アーム開閉モータと、ベースアーム２７に固定されたナットと、第２水平方向に延びアーム開閉モータからの駆動力が入力されるボールネジとを有している。アーム開閉モータがボールネジを回転させれば、ベースアーム２７が第２水平方向に移動する。

移載装置１１は、図３及び図４に示すように、一対のガイド装置４１Ａ、４１Ｂを有している。一対のガイド装置４１Ａ、４１Ｂは、荷物Ｗが載置部２１ａに移載される際に荷物Ｗの幅方向（第２水平方向）の位置決めを行う装置である。
ガイド装置４１Ａ、４１Ｂは、各々、荷ガイド４２を有している。荷ガイド４２は、載置部２１ａの荷物幅方向の両側に設けられている。荷ガイド４２は、第１水平方向に長く延びている。荷ガイド４２の両先端は、荷物Ｗのスムーズな移動を補助するための斜めガイドを有している。

ガイド装置４１Ａ、４１Ｂは、各々、荷ガイド４２を間隔変更可能に支持する荷ガイド支持部材４４をさらに有している。荷ガイド支持部材４４は、第２水平方向に延びるボールネジである。荷ガイド４２は、荷ガイド支持部材４４に螺合するネジ穴を有している。荷ガイド支持部材４４は図示しないモータによって回転させられると、荷ガイド４２が荷物幅方向に移動する。なお、荷ガイド支持部材４４は、載置部２１ａの上面に形成された溝２１ｂ内に収容されている。
このように荷ガイド支持部材４４とモータによって、ガイド装置４１Ａ、４１Ｂのガイド駆動部４５（図５）が構成されている。なお、ガイド駆動部は、直線駆動機能を有していればよいので、シリンダやソレノイドでもよい。
荷ガイド支持部材４４は、各々、図４に示すように、アーム装置２３と側面視で（第２水平方向に視て）重ならない位置でかつアーム装置２３を側方方向（第２水平方向）に超える位置まで延びて配置されている。具体的には、ベースアーム２７、ミドルアーム２８、及びトップアーム２９は、載置部２１ａの表面から上方に離れて配置されている。そして、荷ガイド支持部材４４は、ベースアーム２７、ミドルアーム２８、及びトップアーム２９の下方において、第２水平方向に移動可能である。上記の構造をさらに説明すれば、荷ガイド支持部材４４は、第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂの内側で荷ガイド４２と接続し、第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂの下側を通って、第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂの外側でモータ（図示せず）と接続する。この構造によって、一対の荷ガイド４２、４２は、アーム装置２３の動作に影響されずに、荷物Ｗの下部を支持できる。

上述の構造によって、ガイド装置４１Ａ、４１Ｂの一対の荷ガイド４２、４２は、アーム装置２３から独立して間隔変更可能である

図３及び図４では、荷物Ｗ１が示されている。荷物Ｗ１は、上部１０１と下部１０３を有している。上部１０１は例えばフランジである。下部１０３は、上部１０１に比べて、幅（第２水平方向長さ）が短くなっている。この場合、アーム装置２３のトップアーム２９が上部１０１に近接しており、荷ガイド４２、４２が下部１０３に近接又は当接している。このように、底面が小さい荷物Ｗ１の場合にも、一対の荷ガイド４２、４２によって荷物Ｗ１の下部がガイドされる。したがって、当該荷物Ｗ１が安定して移載される。

（３）移載装置の制御構成
図５を用いて、移載装置１１の制御構成を説明する。図５は、移載装置の制御構成を示すブロック図である。
移載装置１１は、各部を制御するための制御部５１を備えている。制御部５１は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。制御部５１は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。

制御部５１は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
制御部５１の各要素の機能は、一部又は全てが、制御部５１を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、制御部の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。

制御部５１は、第１アーム駆動部３５Ａ、第２アーム駆動部３５Ｂに接続されている。

制御部５１は、フック駆動部３３に接続されている。さらに、制御部５１は、ガイド装置４１Ａ、４１Ｂに接続されている。
制御部５１には、図示しないが荷物Ｗの大きさ、形状及び位置検出するセンサ及びスイッチ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。

（４）荷物の移載（引き込み動作）
図６〜図９を用いて、棚１３に載置された荷物Ｗを昇降台２１に移載する制御動作を説明する。この動作は、スタッカクレーン３が動作して、空の昇降台２１が指定された棚１３の前に停止した後に行われる。図６は、荷物引き込み動作制御を示すフローチャートである。図７〜図９は、移載装置の荷物引き込み動作を示す移載装置及び他の部分平面図である。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。

ステップＳ１では、図７に示すように、第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂが、載置部２１ａから棚１３側にスライド移動させられる。具体的には、制御部５１が、第１アーム駆動部３５Ａ及び第２アーム駆動部３５Ｂによって第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂを駆動する。この時、一対の第１フック３１Ａ、３１Ａは、荷物Ｗに当接しない退避位置にある。第１アーム駆動部３５Ａ及び第２アーム駆動部３５Ｂは、載置される荷物Ｗの想定される最大サイズに応じて、一対の第１フック３１Ａ、３１Ａが荷物Ｗの後端面よりも奥である位置に達するまで、第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂを移動させる。

なお、荷物の形状及び位置は、各種センサによって検出されてもよいし、上位の物流コントローラから提供されてもよい。

ステップＳ２では、図７に示すように、一対の第１フック３１Ａ、３１Ａが係止位置に移動させられる。具体的には、制御部５１が、フック駆動部３３によって一対の第１フック３１Ａ、３１Ａを係止位置に移動させる。
なお、他の実施形態として、第１スライドアーム２５Ａ、２５Ｂの棚１３側に移動した後に、第１スライドアーム２５Ａ、２５Ｂで荷物Ｗ１の上部１０１をクランプし、一対の第１フック３１Ａ、３１Ａを係止位置に移動させ、さらにその後に第１スライドアーム２５Ａ、２５Ｂを荷物Ｗ１の上部１０１から離す動作を行ってもよい。

ステップＳ３では、図７に示すように、一対の荷ガイド４２、４２がガイド位置に移動させられる。具体的には、制御部５１が、ガイド装置４１Ａ、４１Ｂによって、一対の荷ガイド４２、４２を荷物Ｗ１の下部１０３の幅に合わせた位置に移動させる。なお、ステップＳ３は、ステップＳ１及びステップＳ２と同時に、関連して、又は別個独立して行われてもよい。
ステップＳ４では、図８に示すように、第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂが、棚１３から載置部２１ａにスライド移動させられる。具体的には、制御部５１が、第１アーム駆動部３５Ａ及び第２アーム駆動部３５Ｂによって第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂを駆動する。この結果、一対の第１フック３１Ａ、３１Ａが荷物Ｗ１の上部１０１の端部位置に当接した状態で、第１スライドアーム２５Ａ及び第２スライドアーム２５Ｂを昇降台２１側にスライド移動させ、荷物Ｗを昇降台２１の所定位置（図９）まで搬送する。また、荷物Ｗ１の下部１０３は、一対の荷ガイド４２、４２によって幅方向位置が決められる。

ステップＳ５では、図９に示すように、一対の第１フック３１Ａ、３１Ａが係止位置に移動させられる。具体的には、制御部５１が、フック駆動部３３によって一対の第１フック３１Ａ、３１Ａを係止位置に移動させる。

荷積みが完了すると、昇降台２１は荷下ろし位置へと移動させられる。その移動中すなわちスタッカクレーン３の走行中には、一対の荷ガイド４２、４２が荷物Ｗの幅方向を規制している（一対の荷ガイド４２、４２が荷物Ｗの下部１０３の両側に当接又は近接している）ので、荷物Ｗが揺れたり、昇降台２１からはみ出したりしない。
本実施形態では、移載装置１１は、当然ながら、荷物Ｗの上部と下部が同じ幅の場合にも対応可能である。

２．第２実施形態
前記実施形態では、一対の荷ガイド４２、４２を支持する機構は、アーム装置の干渉を避けるように配置されていた。しかし、当該機構はアーム装置に接続して設けられていてもよい。
図１０を用いて、そのような実施形態を説明する。図１０は、第２実施形態における移載装置の概略正面図である。

ガイド装置６１Ａ、６１Ｂは、一対の荷ガイド６２、６２を間隔変更可能に支持する荷ガイド支持部材６３をさらに有している。荷ガイド支持部材６３は、第２水平方向に延びるピストンシリンダである。荷ガイド支持部材６３は、各々、ベースアーム２７の下部２７ａに接続され、水平方向の荷重を支持されている。このように荷ガイド支持部材６３によって、ガイド装置４１Ａ、４１Ｂのガイド駆動部が構成されている。

上述の構造によって、ガイド装置６１Ａ、６１Ｂの一対の荷ガイド６２、６２は、アーム装置２３から独立して間隔変更可能であり、その結果、一対の荷ガイド６２、６２は、アーム装置２３の動作に影響されずに、荷物Ｗの下部１０３を支持できる。
この装置では、荷ガイド支持部材６３がベースアーム２７に接続されているので、荷ガイド支持部材６３の構造が簡単になる。

なお、この実施形態では、アーム装置２３が荷物Ｗ１のクランプを行うために荷物幅方向に移動する場合には、制御部は、アーム装置２３の移動量を考慮して一対の荷ガイド６２、６２の移動量及び移動向きを決定する。その結果、例えば、第１実施形態に比べて、同じ荷物Ｗ１についても、一対の荷ガイド６２、６２の移動量が変化したり、一対の荷ガイドの移動方向が変化したりすることがある。

３．実施形態の特徴
スタッカクレーン３（走行式移載装置の一例）は、下部台車１５（走行部の一例）と、載置部２１ａ（載置部の一例）と、移載装置１１（リアフック式移載装置の一例）と、ガイド装置４１Ａ、４１Ｂ（ガイド装置の一例）とを備えている。
載置部２１ａは、下部台車１５によって移動させられ、荷物Ｗが載置される。
移載装置１１は、載置部２１ａに設けられたベースアーム２７及びベースアーム２７から荷物の側方に伸長するミドルアーム２８及びトップアーム２９（伸縮アームの一例）を有するアーム装置２３（アーム装置の一例）と、トップアーム２９の先端に設けた第１フック３１Ａ、第２フック３１Ｂ（フックの一例）とを有する。
ガイド装置４１Ａ、４１Ｂは、載置部２１ａの荷物幅方向両側に設けられた一対の荷ガイド４３、４３と、一対の荷ガイド４３、４３の間隔を変更可能なガイド駆動部４５とを有している。

この装置では、一対の荷ガイド４３、４３はガイド駆動部４５によって間隔が変更される。つまり、一対の荷ガイド４３、４３は、アーム装置２３の動作の有無にかかわらず、所望の荷物幅方向位置に配置される。したがって、底面が小さい荷物Ｗ１の場合にも一対の荷ガイド４２、４２によって荷物Ｗ１の下部１０３をガイドできる。その結果、当該荷物Ｗ１を安定して移載できる。

４．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及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。

スタッカクレーンの代わりに、ラックの各段に走行式移載装置を設けて走行させてもよい。
スタッカクレーン両側にラックを設けるのではなく、一側方のみにラックを設けてもよい。
スライドアームは１組だけでもよい。
３段のアーム装置の代わりに、２段又は４段等のアーム装置でもよい。

本発明は、荷物を移載するための走行式移載装置に広く適用できる。

１ ：自動倉庫
３ ：スタッカクレーン
５ ：ラック
１１ ：移載装置
１３ ：棚
１５ ：下部台車
１７ ：上部台車
１９ ：マスト
２１ ：昇降台
２１ａ ：載置部
２３ ：アーム装置
２５Ａ ：第１スライドアーム
２５Ｂ ：第２スライドアーム
２７ ：ベースアーム
２８ ：ミドルアーム
２９ ：トップアーム
３１Ａ ：第１フック
３１Ｂ ：第２フック
３２ ：走行駆動部
３３ ：フック駆動部
３４ ：昇降駆動部
３５Ａ ：第１アーム駆動部
３５Ｂ ：第２アーム駆動部
３７ ：アーム間隔変更機構
４１Ａ ：ガイド装置
４１Ｂ ：ガイド装置
４２ ：荷ガイド
４４ ：ガイド支持部材
４５ ：ガイド駆動部
５１ ：制御部
１０１ ：上部
１０３ ：下部
Ｗ ：荷物
Ｗ１ ：荷物

Claims (4)

1. 走行部と、
   前記走行部によって移動させられ、荷物が載置される載置部と、
   前記載置部に設けられたベースアーム及び前記ベースアームから荷物の側方に伸長する一対の伸縮アームを有するアーム装置と、前記一対の伸縮アームの先端に設けたフックと、前記一対の伸縮アーム同士の間隔を変更するアーム間隔変更機構とを有するリアフック式移載装置と、
   前記載置部の荷物幅方向両側に設けられた一対の荷ガイドと、前記一対の荷ガイド同士の間隔を前記アーム装置から独立して変更可能なガイド駆動部とを有するガイド装置と、
   を備える走行式移載装置。
2. 前記ガイド駆動部は、前記一対の荷ガイドを間隔変更可能に支持するガイド支持部材を有し、
   前記ガイド支持部材は、前記アーム装置と前記荷物幅方向に視て重ならない位置でかつ前記アーム装置を前記荷物幅方向に超える位置まで伸びて配置される、請求項１に記載の走行式移載装置。
3. 前記ガイド駆動部は、前記一対の荷ガイドを間隔変更可能に支持するガイド支持部材を有し、
   前記ガイド支持部材は、前記ベースアームに接続される、請求項１に記載の走行式移載装置。
4. 前記走行部が走行中には、前記一対の荷ガイドが前記荷物の前記荷物幅方向への移動を規制している、請求項１〜３のいずれかに記載の走行式移載装置。

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