JP7283018B2 - コンベヤ装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンベヤ装置、特に、物流センターにおいて搬送物を高さ方向に搬送させるために螺旋状の搬送経路を経由させるよう構成したコンベヤ装置に関する。

従来、物流センターにおいて搬送物を高さ方向に搬送させるために、コンベヤ装置の全体の設置面積を小さくするとともに、搬送物の搬送距離を短くするものとして、バーチカルコンベヤ装置を適用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、バーチカルコンベヤよりも搬送距離は長くなるものの、螺旋階段のように搬送ラインを螺旋状に形成した螺旋形状のスパイラルコンベヤ装置を適用したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９－１１３９４２号公報 特開２００８－２７３７４４号公報

しかしながら、このような先行技術文献に開示のコンベヤ装置、特に、螺旋形状のスパイラルコンベヤ装置については、螺旋状に連結した板状の搬送体に搬送物を載せて搬送するので、当該螺旋形状の搬送経路終点まで搬送物が搬送されることになり、停止する場合は、板状搬送体全部が一度に停止してしまう。

また、搬送ラインの途中には、ピッキングシステムや順立てシステムなどの仕分けシステムが設けられるが、これらのシステムの手前では、搬送物を滞留させてまとめてピッキング作業や順立て作業を行う方が、搬送物の間隔にバラツキがある場合よりも作業効率が上がり、センター全体のスループットを上昇できる場合が多いので、ピッキングシステムや順立てシステムの手前には相当量の長さのバッファライン（滞留ライン）を設ける場合が多い。

しかし、物流センターの設置スペースが狭い場合、建屋の上下方向をくまなく利用しながら搬送ラインを階層構造にすることが多いが、その場合にバーチカルコンベヤも、螺旋形状のコンベヤも、どちらも搬送物を滞留させる機能がないので、別途滞留ラインを設けるか、又は搬送ライン全体のスピードを遅くするなどの方法になってしまう場合が多かった。

本発明の課題は、上述のような課題を解決するために、設置スペースの狭い物流センターにおける作業効率を高め、スループットを向上させることができるコンベヤ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るコンベヤ装置は、搬送物を垂直方向に搬送するための搬送路部が螺旋状経路となるコンベヤ装置であって、前記搬送路部に滞留部を設けた、ものである。

本発明に係るコンベヤ装置は、搬送物を垂直方向、すなわち高さ方向に搬送するコンベヤ装置であって、略垂直方向に上昇又は下降するような構成ではなく、その搬送過程においてスループットを向上すべく、搬送路部を螺旋状経路に構成したものである。

前記搬送路部が直線搬送路部と折返搬送路部との組み合わせである。

搬送路部を直線搬送路部と折返搬送路部との組み合わせることにより、螺旋状経路を容易に構成することができる。

前記直線搬送路部が傾斜しているものである。

直線搬送路部を傾斜させることにより、搬送物を垂直方向の搬送として利用することができ、折返搬送路部で搬送物を折り返す（方向転換する）際の搬送構造を傾斜を含まない折り返し専用の構造とすることができ、装置の簡素化に貢献することができる。

前記直線搬送路部の表面の摩擦力は、前記直線搬送路部の最大傾斜時に搬送物が停止できる摩擦力を有するものである。

直線搬送路部の傾斜構造によって搬送物が不測に滑落しないようにすることができる。

前記滞留部が物流センターの倉庫管理システム及びマテハン制御システムを制御する駆動制御部の制御信号に基づき動作するものである。

搬送物を所望の位置で所定時間停止させるなどの作業時間を容易に確保することができる。

前記駆動制御部は、前記折返搬送経路部から前記直線搬送経路部に前記搬送物が乗り移るときの前記折返搬送経路部及び前記直線搬送経路部の少なくとも一方の搬送速度を前記搬送物に発生する慣性力が軽減する方向に可変制御するものである。

前記直線搬送経路部は、全長に対して分割した搬送体を備え、前記駆動制御部は、前記搬送体の隣接する上流側から下流側に前記搬送物が乗り移るときの少なくとも一方の搬送速度を前記搬送物に発生する慣性力が軽減する方向に可変制御するものである。

搬送物が上流側から下流側に乗り移る際に発生する慣性力を軽減することができる。

前記直線搬送路部をベルトコンベヤとするものである。

搬送物を滞留させながら垂直方向かつ螺旋状経路で搬送させるコンベヤ装置であって、前記コンベヤ装置の設置面積に対して前記螺旋状経路の経路が前記垂直方向に極大化できるものである。

前記螺旋状経路が直線搬送路部と折返搬送路部との組み合わせである。

前記直線搬送路部に傾斜機能を付加するものである。

前記直線搬送路部の表面の摩擦力は、前記直線搬送路部の最大傾斜時に搬送物が停止できる摩擦力を有するものである。

物流センターの倉庫管理システム（ＷＭＳ）及びマテハン制御システム（ＷＣＳ）の制御信号に基づき動作する前記滞留部を備えるものである。

前記直線搬送路部をベルトコンベヤとするものである。

本発明のコンベヤ装置は、設置スペースの狭い物流センターにおける作業効率を高め、スループットを向上させることができる。

本発明に係るコンベヤ装置の一実施の形態における側面図である。 本発明に係るコンベヤ装置の一実施の形態における一部を判断した経路形状を概念的に示す平面図である。 本発明に係るコンベヤ装置の一実施の形態におけるイナーシャ抑制制御を説明する概略図である。 本発明に係るコンベヤ装置の一実施の形態における折返搬送路部の平面図である。 本発明に係るコンベヤ装置の一実施の形態における折返搬送路部に回転テーブル部を用いた平面図である。 本発明に係るコンベヤ装置の一実施の形態における返搬送路部に浮上搬送部を用いた平面図である。

次に、本発明の一実施形態に係るコンベヤ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明のコンベヤ装置における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組み合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

図１及び図２に示すように、コンベヤ装置１は、複数段のユニット（図１においては上段ユニット１Ａ，中断ユニット１Ｂ，下段ユニット１Ｃの３段構成）により搬送物Ｐを垂直方向（上下方向の何れでもよい）に搬送するための搬送路部２が螺旋状経路となるように構築されている。

搬送路部２は、各ユニット１Ａ～１Ｃが全体として平面視略小判型形状を呈しているとともに、最上段の上段ユニット１Ａには、その中途部等から図示を略す搬送物Ｐの搬入（又は排出）経路が接続される。

なお、この搬送物Ｐの搬入（又は排出）経路は、例えば、図２において紙面の左側から接続されたり、図２において紙面の上方から接続されたりなど、その接続構成は自由である。

また、最下段の下段ユニット１Ｃには、搬送経路部２の終端（搬送物Ｐを下降搬送する場合）又は始端（搬送物Ｐを上昇搬送する場合）となるように途切れている。

搬送経路部２は、各ユニット１Ａ～１Ｃにおいて、往路と復路との直線搬送経路部２ａ，２ｂと、配置に高低差を備える折返搬送経路部２ｃ，２ｄとの組み合わせである。

なお、上述したように、コンベヤ装置１は、搬送物Ｐを上昇搬送・下降搬送の何れの場合としても適用可能であるが、説明の便宜上、以下の説明においては搬送物Ｐを下降搬送する場合として説明する。

したがって、図１及び図２において、上段ユニット１Ａの往路側の直線搬送経路部２ａは省略され、下段ユニット１Ｃの下段側の折返搬送経路部２ｄは省略されている。また、図２においては、上段ユニット１Ａの図示は省略されている。

直線搬送経路部２ａ，２ｂは傾斜しており、その傾斜角度は２０°前後（好ましくは１８°）で傾斜しており、この傾斜分だけ搬送物Ｐを下降させるようになっている。

直線搬送経路部２ａ，２ｂは、搬送方向と直交する方向に回転軸線を備えた複数のローラコンベヤにベルトを巻回したベルトコンベヤ３（一部にのみ図示）を全長に対して分割して複数隣接配置しており、例えば、物流センターの倉庫管理システム（ＷＭＳ）及びマテハン制御システム（ＷＣＳ）の制御信号に基づき駆動・停止の動作が制御され、その停止位置を滞留部とすることができるようになっている。

なお、ここでの駆動・停止の動作制御には、所定間隔ごとに駆動・停止を繰り返すインチング方式の他、作業者が搬送物Ｐを取り出す手を感知したときに動作を停止し、搬送物Ｐが取り出されたことを感知したときに動作を再開させるセンサ方式等を採用することができる。

したがって、図１に示すように、例えば、下段ユニット１Ｃの復路側の直線搬送経路部２ｂの中途部付近に作業台Ｔを配置し、作業者が搬送物Ｐをピックアップすることでピッキングシステムや順立てシステムなどの仕分けシステム（仕分け作業）を行うことができる。

ベルトコンベヤ３は、例えば、ゴム製ベルトをローラコンベヤに回動移動可能に巻回することで搬送物Ｐを搬送する。この際、ゴム製ベルトは直線搬送経路部２ａ，２ｂの傾斜に伴う搬送物Ｐの滑落を防止するために、最大傾斜時に搬送物Ｐが停止できる摩擦力を有するよう、弾性力を設定したり、凹凸形状等の表面加工等が施されている。

なお、直線搬送経路部２ａ，２ｂは支柱６を中心に支柱部分の空間をともなって回廊する構造であるが、この支柱６を廃止して直線搬送経路部２ａ，２ｂの互いの側面の一部を直接接合した構造であってもよい。

すなわち、直線搬送経路部２ａ，２ｂは、折返搬送経路部２ｃ（又は２ｄ）の上流側及び下流側と接続される往路と復路を構成している。そこで、この往路と復路とが平面視密接状態で平行に配置することにより、直線搬送経路部２ａ，２ｂの設置面積及び折返搬送経路２ｃ、２ｄの搬送経路長（後述する複合ローラコンベヤ部４ｂが不要となる）の短縮化による接地面積を最小化することができ、狭小センターでのスペース効率をより高めることが可能となる。なお、以下の説明において、直線搬送経路部２ａ，２ｂを単に「傾斜部」と総称する場合がある。

折返搬送経路部２ｃ，２ｄは、略水平面内で搬送物Ｐを搬送しつつ直線搬送経路部２ａ，２ｂの往路側の終端部から復路側の始端部に引き継ぎ搬送する過程で搬送物Ｐを折り返すようになっている。なお、以下の説明において、折返搬送経路部２ｃ，２ｄを単に「水平部」と総称する場合がある。

折返搬送経路部２ｃ，２ｄは、直線搬送経路部２ａ，２ｂの往路側の終端部と復路側の始端部において搬送物Ｐの搬送方向を直交変換するよう、回転軸線が直交する方向に延びかつ長さの異なるコーラコンベヤ及びその間に４５°傾斜した回転軸線を備えたローラコンベヤから構成された複合ローラコンベヤ部４ａ，４ｂと、複合ローラコンベヤ部４ａと複合ローラコンベヤ部４ｂとの間に位置して直線搬送経路部２ａ，２ｂの搬送方向と平行に延びる回転軸線を備えた複数のローラコンベヤから構成された連携コンベヤ搬送部４ｃと、を備えている。

なお、複合ローラコンベヤ部４ａ，４ｂ及び連携コンベヤ搬送部４ｃは、複数本のローラコンベヤに対してゴム製ベルトを巻回してローラコンベヤとしてもよい。

折返搬送経路部２ｃ，２ｄは、上部に搬送物Ｐの落下防止及び方向転換を補助するガイド部５が設けられている。

なお、このガイド部５は、例えば、連携コンベヤ搬送部４ｃに対応する部分には配置せず、この部分を滞留部として機能させることも可能である。

したがって、例えば、建物の複数階に跨ってコンベヤ装置１を設置した場合など、中途階での搬送物Ｐのピックアップ作業等に供することも可能である。

折返搬送経路部２ｃ，２ｄは、その内側が支柱６によって支持されており、支持構造の簡素化が図られている。この際、支柱６は、例えば、柱と梁とで構成した基台７によって支持強度を補強することも可能である。

したがって、コンベヤ装置１は、搬送物Ｐを滞留させながら垂直方向かつ螺旋状経路で搬送させる際に、コンベヤ装置１の設置面積に対して螺旋状経路の経路を垂直方向に極大化することができる。

このようにコンベヤ装置１は、予め決められたユニット１Ａ～１Ｃによって複数段に構成し、搬送物Ｐの搬送経路部２にベルトコンベヤとローラコンベヤとを併用して直線搬送経路部２ａ，２ｂと折返搬送経路部２ｃ，２ｄとを連結した構成とするだけでスパイラルコンベヤと同様の機能を具備させることができる。

ところで、このようなコンベア装置１を用いて搬送物Ｐを搬送する際、特に、搬送物Ｐを下降搬送させている際には、折返搬送経路部２ｃ，２ｄ（水平部）から直線搬送経路部２ａ，２ｂ（傾斜部）の最上位のベルトコンベヤ３に搬送物Ｐが乗り移る過程において、図３（Ａ）に示す位置では搬送物Ｐは水平状態のまま搬送される。

これに対し、搬送物Ｐの重量バランス（重心位置）が中心にあるとしたとき、搬送物Ｐは、その半分未満が水平部で搬送されるまで、図３（Ｂ）に示すように、搬送方向下流側は浮いた状態となる。

そして、その半分以上が水平部で搬送されると、図３（Ｃ）に示すように、搬送物Ｐは傾斜部に乗り移った状態となる。この際、搬送物Ｐは、重量に加えて傾斜部側への倒れ込みの慣性力が付与されることとなり、下降側（下流側）に滑落し易くなってしまう。

そこで、搬送物Ｐが水平部から傾斜部に乗り移ろうとする瞬間にベルトコンベア３の搬送速度を駆動制御部１０で制御することによって上述した慣性力（イナーシャ）を抑制する制御を行うようにすることができる。

具体的に駆動制御部１０は、搬送物Ｐが水平部から傾斜部に乗り移る瞬間を図示を略すセンサ等で検知し、最上位のベルトコンベア３を下流側に隣接するベルトコンベア３とは独立して搬送速度（ベルトの回動移動速度）を遅くする（例えば、１／３）ことにより、上述した慣性力（イナーシャ）を抑制することができる。

また、駆動制御部１０は、同様に、搬送物Ｐが上流側のベルトコンベア３から下流側のベルトコンベア３に乗り移る場合においても、搬送物Ｐが下流側に乗り移る瞬間に送り出す上流側のベルトコンベヤ３と受け取る下流側のベルトコンベヤ３のベルト回動移動速度を独立して制御することによって搬送物Ｐに生じる慣性力を抑制することができる。

なお、駆動制御部１０は、水平部から傾斜部へと搬送物Pが乗り移る瞬間に、双方の搬送速度を独立して可変制御してもよい。

さらに、搬送物Ｐを上昇搬送させる場合においても、傾斜部から水平部に搬送物Ｐが乗り移る瞬間、或いは、下側（上流側）から上側（下流側）に隣接するベルトコンベア３の双方についても、各ベルトコンベア３の搬送速度（ベルト回動移動速度）を独立して速度制御することができる。

また、例えば、図４に示すように、折返搬送経路部２ｃ，２ｄでは、搬送物Ｐは搬送面の前後が往路と復路で１８０°変わってしまうため、作業者によるピックアップ（滞留部）作業に支障が生じる場合がある。

したがって、このような場合には、例えば、図５に示すように、連携コンベヤ搬送部４ｃを回転テーブル８として搬送物Ｐを回転させてもよい。また、図６に示すように、連携コンベヤ搬送部４ｃを浮上搬送装置９として搬送物Ｐを回転させてもよい。

なお、浮上搬送装置９は、上面の複数個所からエア等を噴き出して搬送物Ｐを浮上させつつエア噴射方向を制御して搬送物Ｐの回転・搬送を可能とするものであれば、公知の構成、例えば、シリコンウエハ用浮上搬送装置等を活用することで実現される。

これにより、例えば、従来型の円形螺旋形状のスパイラルコンベヤでは、コンベヤ全体が一体的に動作するので、途中で細かい制御をすることができないといった不具合を解消することができる。また、運用上、例えば、搬送物Ｐを下から上に搬送するような場合のように排出口が最上部にあるとすると、排出口付近においてコンベヤ部分で細かいアキュムレーション制御ができるので、搬送物を一度にためて処理することができるようになる。

また、これらのコンベヤは、スパイラルコンベヤ専用品ではなく規格品のローラコンベヤやベルトコンベヤを組み合わせて用いることができるため、コンベヤの厚みが薄く、多層構造でかつ傾斜を緩くして距離を稼ぐことが簡単にできる。

これは、上述したスパイラル方式では、側面からみるとスパイラル部分の厚みが厚く、多層化する場合にある程度の高さが必要だったが、上記実施の形態では高さがなくとも傾斜を緩くしてパンタグラフを折りたたむように多層化することを容易に実現することができる。

これは運用上、例えば、階層構造のセンターの場合、上記スパイラルコンベヤを設けるスペースがあれば、このスパイラルコンベヤ長を長くして（例えば、中段ユニット１Ｂの傾斜角度を緩やかに設定して段数を多く確保する）搬送物Ｐをためて処理するバッファー機能を持たせることもできるので、狭小センターの搬送経路の延長化に貢献することができ、スペース効率の点で大変に有用である。

このように、規格化されたコンベヤを組み合わせて安価で搬送物を滞留（アキュムレーション）させることができるという効果を奏することができる。

１ コンベヤ装置
１Ａ 上段ユニット
１Ｂ 中段ユニット
１Ｃ 下段ユニット
２ 搬送経路部
２ａ 直線搬送経路部
２ｂ 直線搬送経路部
２ｃ 搬送経路部
２ｄ 搬送経路部
３ ベルトコンベヤ
４ａ 複合ローラコンベヤ部
４ｂ 複合ローラコンベヤ部
４ｃ 連携コンベヤ搬送部
５ ガイド部
６ 支柱
７ 基台
８ 回転テーブル
９ 浮上搬送装置
１０ 駆動制御部
Ｐ 搬送物
Ｔ 作業台

Claims (17)

1. 搬送物を垂直方向に搬送するための搬送経路部が螺旋状経路となるコンベヤ装置であって、
   前記搬送経路部に滞留部が設けられ、
   前記搬送経路部は傾斜している直線搬送経路部と略水平面を形成する折返搬送経路部との組み合わせであり、
   前記折返搬送経路部は、回転軸線が前記直線搬送経路部の搬送方向と直交する方向に延びかつ長さの異なるローラコンベヤ及びその間に４５°傾斜した回転軸線を備えたローラコンベヤから構成された第１の複合ローラコンベヤ部、第２の複合ローラコンベヤ部と、前記第１の複合ローラコンベヤ部と前記第２の複合ローラコンベヤ部との間に位置して前記直線搬送経路部の搬送方向と平行に延びる回転軸線を備えた複数のローラコンベヤから構成された連携コンベヤ搬送部とを備え、
   前記直線搬送経路部を少なくとも制御する駆動制御部を備え、
   前記駆動制御部は、前記折返搬送経路部から前記直線搬送経路部に前記搬送物が乗り移るときの前記折返搬送経路部及び前記直線搬送経路部の少なくとも一方の搬送速度を前記搬送物に発生する慣性力が軽減する方向に可変制御する
   ことを特徴とするコンベヤ装置。
2. 前記直線搬送経路部の表面の摩擦力は、前記直線搬送経路部の最大傾斜時に搬送物が停止できる摩擦力を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤ装置。
3. 前記滞留部が物流センターの倉庫管理システム及びマテハン制御システムを制御する駆動制御部の制御信号に基づき動作する
   ことを特徴とする請求項１もしくは２に記載のコンベヤ装置。
4. 前記直線搬送経路部は、全長に対して分割した搬送体を備え、
   前記駆動制御部は、前記搬送体の隣接する上流側から下流側に前記搬送物が乗り移るときの少なくとも一方の搬送速度を前記搬送物に発生する慣性力が軽減する方向に可変制御する
   ことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のコンベヤ装置。
5. 前記直線搬送経路部をベルトコンベヤとする
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のコンベヤ装置。
6. 前記直線搬送経路部は、前記折返搬送経路部の上流側及び下流側と接続される往路と復路とを備え、当該往路と復路とが平面視密接状態で平行に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のコンベヤ装置。
7. 前記折返搬送経路部は、その内側が支柱によって支持されてなる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のコンベヤ装置。
8. 前記支柱は柱と梁とで構成した基台によって支持強度が補強されてなる
   ことを特徴とする請求項７に記載のコンベヤ装置。
9. 前記直線搬送経路部は、前記折返搬送経路部を挟むように配置される第１及び第２の直線搬送経路部を有し、前記第１の直線搬送経路部及び前記第２の直線搬送経路部の互いの側面の一部が直接接合した構造によってなる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のコンベヤ装置。
10. 前記第１の複合ローラコンベヤ部、前記第２の複合ローラコンベヤ部、前記連携コンベヤ搬送部は、これらを構成する複数の前記ローラコンベヤに対してゴム製ベルトが巻回されてなる
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤ装置。
11. 前記直線搬送経路部の傾斜角度が１８°である
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤ装置。
12. 前記直線搬送経路部の傾斜角度が２０°である
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤ装置。
13. 前記直線搬送経路部の表面には凹凸形状の表面加工が施されてなる
    ことを特徴とする請求項２に記載のコンベヤ装置。
14. 前記搬送経路部の最上段のユニットには、搬送物の搬入又は排出経路が接続されることが可能である
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤ装置。
15. 前記連携コンベヤ搬送部は、搬送物を回転させることのできる回転テーブルを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤ装置。
16. 前記連携コンベヤ搬送部は、搬送物を回転させることのできる浮上搬送装置を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤ装置。
17. 前記直線搬送経路部の中途部付近に作業台が配置されてなる
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤ装置。

Images