JP7664652B2 - 天井クレーン装置 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 村西更新が、大和トランスポート新倉庫内覧会にて、村西更新および高永昌志が発明した天井クレーン装置について公開した。

本発明は、重量物であるフレコンバッグ（フレキシブルコンテナバッグ）などの保管品の搬送および段積みを自動で行う天井クレーン装置に関する。

従来から、天井クレーン装置によって保管品の自動搬送を行う技術が存在する。たとえば特開２００４－９１１２５号公報（特許文献１）には、保管品であるロール紙を直接把持する開閉式の吊具を備え、ワイヤーロープによってロール紙吊具の水平な支持フレームを４点吊りする天井クレーン装置が開示されている。

特許文献１の天井クレーン装置は、巻上装置のドラムより張り出されたワイヤーロープの方向を変える第１の滑車と、ドラムと第１の滑車との間にあって第１の滑車より張り出されたワイヤーロープの方向を鉛直方向に変える第２の滑車と、を具備し、第１の滑車を通る前後のワイヤーロープの中心線が成す仮想平面がドラムの中心軸に平行になるように第１の滑車を配置したことにより、ドラムによるワイヤーロープの消耗や形崩れを減少させている。

特開２００４－９１１２５号公報

粉末や粒状の原料や製品を収容するフレコンバッグは、嵩が大きく重量物である。また、形状が安定していない。そのため、特許文献１の搬送対象物のように水平な底面および上面を有する筒型の軽量な保管品であれば、天井クレーンを用いて自動で積み上げることができるが、重量物であり形状が不安定なフレコンバッグの搬送および積み上げは、作業員が運転するフォークリフトと人手により行われているのが現状である。

しかし、この場合、倉庫内の保管エリアにもフォークリフト走行用のスペースを設ける必要があるため、保管エリアを広くとることができない。つまり、保管エリアにデッドスペースが生じる。また、フレコンバッグの段積み作業時には、作業員がフレコンバッグの上に乗って作業することがあり、転落事故等の危険がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、重量物であるフレコンバッグなどの保管品の搬送および段積みを自動で行うことのできる天井クレーン装置を提供することである。

この発明のある局面に従う天井クレーン装置は、保管品の搬送および段積みを自動で行う天井クレーン装置であって、建屋内のレールに沿って水平移動可能な移動装置と、移動装置に搭載され、吊下部材の巻き上げおよび巻き下げを行う巻取装置と、吊下部材の下端部に連結固定され、保管品を収容した収容ラックを把持するハンド部と、吊下部材の巻き上げによって上昇端まで上昇したハンド部を移動装置の所定位置に固定するための固定手段とを備える。天井クレーン装置は、固定手段によりハンド部が移動装置に固定された状態で、移動装置の水平移動を可能とする。これにより、保管品（収容ラック）の搬送時の安全性が保たれるので、本装置を用いて保管品の搬送および段積みを自動で行うことができる。

好ましくは、ハンド部は、収容ラックを上方から抱え込む本体部と、本体部の下端部に設けられ、収容ラックの底面部を下方から支持する複数対のクランプピンとを有している。これにより、ハンド部は、収容ラックを安定的に把持することができる。

より好ましくは、ハンド部は、把持対象の収容ラックに対する水平方向の位置ずれを吸収するセンタリング機構を有している。これにより、ハンド部は、収容ラックを正確な位置で掴むことができる。

好ましくは、吊下部材とハンド部とを連結する連結部材には、上下方向の振動を吸収する振動吸収手段が設けられている。これにより、吊上部材の巻き上げ完了時に、ハンド部に加わる振動（衝撃）を抑制することができるので、収容ラックの位置ずれや落下を防止することができる。

好ましくは、吊下部材は、金属製の薄板であるベルト部材により構成されている。ベルト部材は、一般的なワイヤーロープのような巻き乱れや巻き崩れが生じないので、ハンド部を水平に維持したまま昇降させることができる。

上記構成において、巻取装置は、互いに平行な２本の回転軸と、回転軸の両端部に連結固定され、金属製ベルトが巻き付けられるリールと、回転軸を駆動する昇降駆動手段とを含むことが望ましい。

好ましくは、レールに沿って、両端が固定されたチェーンが設けられ、移動装置には、チェーンに噛み合うスプロケットと、スプロケットを駆動する移動用モータとを含む駆動機構が設けられている。これにより、移動装置を正確な位置に停止させることができるので、収容ラックの段積みを適切に行うことができる。

好ましくは、建屋内の走行レールに沿ってｘ軸方向に移動可能な一対の走行装置と、一対の走行装置間に架け渡された横行レールに沿ってｙ軸方向に移動可能な横行装置とを含む。この場合、上記移動装置は、横行装置により構成される。

本発明によれば、天井クレーン装置が、保管品を収容した収容ラックを把持するハンド部を備え、かつ、固定手段によりハンド部が移動装置に固定された状態で、移動装置の水平移動を可能とするため、収容ラックの搬送時の安全性を確保することができる。したがって、本装置を用いることで、保管品の搬送および段積みを自動で行うことができる。

本発明の実施の形態に係る天井クレーン装置を搭載した倉庫の平面図である。 本発明の実施の形態に係る天井クレーン装置の要部を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る天井クレーン装置の要部を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る天井クレーン装置の横行装置を模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態において横行装置から垂下する吊下部材の下端部とハンド部との連結状態を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるハンド部の下端部の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるハンド部の上端部の構成を模式的に示す断面図である。 吊下部材の下端部とハンド部とを連結する連結部材の構成例を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態における横行装置の駆動機構を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態における走行装置の駆動機構を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態における位置検出手段の構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係るフレコンバッグ搬送システムが備える管理装置の機能構成を模式的に示すブロック図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

本実施の形態では、天井クレーン装置によって、フレコンバッグの搬送および段積みを自動で行うフレコンバッグ搬送システムについて説明する。フレコンバッグ搬送システムは、フレコンバッグを専用のラックに収容した状態で倉庫の保管エリアに移送する天井クレーン装置と、フレコンバッグごとに保管エリアでの保管番地および品目情報を管理する管理装置とを備える。

＜天井クレーン装置について＞
（概略構成）
はじめに、図１～図３を参照して、本実施の形態に係る天井クレーン装置１の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る天井クレーン装置１を搭載した倉庫の平面図である。図２および図３は、天井クレーン装置１の要部を示す側面図である。図１では、出入り口Ｅから見た倉庫の奥行方向をｘ軸方向、出入り口Ｅから見た倉庫の横幅方向をｙ軸方向として示している。ｘ軸方向およびｙ軸方向は水平面において互いに直交する。図２および図３に示すｚ軸方向は上下方向（鉛直方向）に相当する。

倉庫は、出入り口Ｅに面する搬入出ステーションＡＲ１と、搬入出ステーションＡＲ１の奥に位置する保管エリアＡＲ２とを有している。また、出入り口Ｅの近傍に操作エリアＡＲ３を有している。保管エリアＡＲ２は倉庫の内部空間の大部分を占めている。

天井クレーン装置１は、ｘ軸方向に延在する一対の走行レール１１，１１と、走行レール１１，１１に沿ってｘ軸方向に移動可能な一対の走行装置（以下「サドル」という）２，２と、一対のサドル２間に架け渡されてｙ軸方向に延在する一対の横行レール２２，２２と、横行レール２２，２２に跨ってｙ軸方向に沿って移動可能な横行装置（以下「トロリ」という）３と、トロリ３に搭載され、吊下部材４３の巻き上げおよび巻き下げを行う巻取装置４と、吊下部材４３の下端部に連結固定されたハンド部５とを備えている。また、サドル２、トロリ３、巻取装置４の制御を行う制御装置を備えている。制御装置は、倉庫内に設置されたＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などにより実現される。

図２に示すように、トロリ３は、一対の横行レール２２，２２のそれぞれに嵌合する車輪３４を有する台車本体３５と、台車本体３５をｙ軸方向に直線移動させる駆動機構３０とを備えた自走式の移動装置である。横行レール２２は、トロリ３の荷重を受けるガーダー２３上に形成されており、ガーダー２３の受ける荷重がサドル２により支持される。なお、後述の図１０に示すように、サドル２も同様に、走行レール１１に嵌合する車輪を有する台車本体２１と、台車本体２１をｘ軸方向に直線移動させる駆動機構２０とを備えた自走式の移動装置である。

天井クレーン装置１は、サドル２のｘ軸方向位置およびトロリ３のｙ軸方向位置を調整することにより、ハンド部５の平面位置（ｘｙ座標）を調整し、トロリ３に搭載された巻取装置４による吊下部材４３の巻き下げ長さを調整することにより、ハンド部５の高さ（ｚ座標）を調整可能である。ハンド部５は、フレコンバッグ９０を把持する作業高さと、上昇端である退避高さとの間を昇降する。退避高さに位置するハンド部５を図３において実線で示す。

図２および図３に示されるように、ハンド部５は、フレコンバッグ９０が収容されたラック９１を把持および開放可能に構成されている。フレコンバッグ９０は通常、１メートルを超える高さを有し、その重量は１ｔを超えることがある。また、その形状は不安定である。フレコンバッグ９０を、段積み可能な専用のラック９１に収容することにより、天井クレーン装置１を用いた自動搬送および自動段積みを可能にしている。以下の説明において、フレコンバッグ９０を収容したラック９１を「フレコン収容ラック９１」と称する。

フレコン収容ラック９１は、一例として、格子状に組まれた底面部９１１と、底面部９１１の四隅に設けられた４本の角柱（縦棒）９１２と、隣り合う角柱９１２間を接続する上下２段の横桟９１３とを含む。フレコンバッグ９０の挿入口となる正面側には横桟９１３は配置されず、横桟９１３は両側面および裏面にのみ配置されている。フレコン収容ラック９１はまた、底面部９１１を下方から支える脚部９１４を含む。

脚部９１４は、角柱９１２の延長線上に合計４個設けられている。脚部９１４の底面には、上方に凹む凹部９１６（図６）が設けられている。上段側のフレコン収容ラック９１の凹部９１６に、下段側のフレコン収容ラック９１の角柱９１２の上端部が嵌合する。これにより、フレコン収容ラック９１を安定的に重ねることができるので、図１に示す保管エリアＡＲ２に、複数個（たとえば最大４個）のフレコン収容ラック９１を段積み可能である。

フレコンバッグ９０をフレコン収容ラック９１に収容したとしても、フレコン収容ラック９１は巨大かつ重量物である。本実施の形態に係る天井クレーン装置１の巻取装置４およびハンド部５は、入庫時および出庫時にフレコン収容ラック９１を適切に把持し、把持したフレコン収容ラック９１を安全な状態で搬送できるように構成されている。また、サドル２およびトロリ３の駆動機構２０，３０は、正確な位置で自装置を停止できるように構成されている。以下に、天井クレーン装置１の各部の構成について、詳細に説明する。

（巻取装置の構成）
図４および図５を参照して、巻取装置４の構成について説明する。図４は、トロリ３に搭載された巻取装置４の模式平面図である。図５は、吊下部材４３の下端部とハンド部５との連結状態を模式的に示す斜視図である。ここでは、理解を容易にするために、トロリ３の移動方向（ｘ軸方向）を前後方向、水平面上において当該方向に直交する回転軸３２の延在方向（ｙ軸方向）を左右方向ともいう。また、図４の紙面左側をトロリ３の前方という。

図４に示すように、巻取装置４は、前後方向に互いに離れて配置された回転軸４２ａ，４２ｂと、前方（紙面左側）の回転軸４２ａの両端部に連結固定されたリール４５ａ，４５ｂと、後方（紙面右側）の回転軸４２ｂの両端部に連結固定されたリール４６ａ，４６ｂと、回転軸４２ａ，４２ｂを駆動する昇降駆動手段とを含む。前方のリール４５ａ，４５ｂのそれぞれに、２本の吊下部材４３ａ，４３ｂが巻き回されている。後方のリール４６ａ，４６ｂのそれぞれに、２本の吊下部材４３ｃ，４３ｄが巻き回されている。

昇降駆動手段は、回転軸４２ａ，４２ｂを個別に駆動する２個のモータ（以下「昇降用モータ」という）４１ａ，４１ｂを含むことが望ましい。昇降用モータ４１ａ，４１ｂは、典型的にはサーボモータである。昇降駆動手段は、サーボモータの回転を減速する減速機構を含むことが望ましい。昇降用モータ４１ａは、移動用モータ３１よりも前方に位置し、昇降用モータ４１ｂは、移動用モータ３１よりも後方に位置する。なお、巻取装置４の回転軸４２ａ，４２ｂは、移動用モータ３１の回転軸３２と平行である例に限定されず、回転軸３２と直交していてもよい。

巻取装置４は、２個の昇降用モータ４１ａ，４１ｂを同時に駆動することによって前方および後方のリール４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂを同時に回転（正転・反転）し、４本（２対）の吊下部材４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄの巻き上げおよび巻き下げを行う。このように、前方のリール４５ａ，４５ｂを回転するための昇降用モータ４１ａと、後方のリール４６ａ，４６ｂを回転するための昇降用モータ４１ｂとを個別に設けることにより、４本の吊下部材４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄの安定的な昇降が可能である。図４に示されるように、平面視において、合計４個のリール４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂは、ｘ軸方向およびｙ軸方向の双方に整列配置されている。

本実施の形態において、吊下部材４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄは、一般的なワイヤーではなく、金属製の薄板であるベルト部材（金属製ベルト）により構成されている（図５参照）。ベルト部材は、典型的にはスチールベルトである。以下の説明において、吊下部材４３（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ）をスチールベルト４３という。スチールベルト４３は、一定の幅Ｗを有している。スチールベルト４３の厚みは、幅Ｗの１／１０以下である。

各リール４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂには、スチールベルト４３が円筒状に巻き回されている。こそのため、吊下部材として一般的なワイヤーロープを用いる場合に生じ得る巻き乱れや巻き崩れを防止することができる。したがって、ハンド部５の位置高さ（ｚ座標）のずれや傾きを防止することができる。また、ワイヤーロープを用いる場合に必要となる潤滑油が不要であるので、潤滑油の滴下によってフレコンバッグ９０が汚れるといった不具合をなくすことができる。また、スチールベルト４３を巻き取るためのプーリ径をコンパクトにすることもできる。

各リール４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂは、スチールベルト４３を巻き付ける巻き付け部４７と、その両端に位置する環状フランジ部４８とを有している。スチールベルト４３の幅Ｗは、各リール４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂの巻き付け幅と略等しい。これにより、スチールベルト４３の巻き付け状態をより良好に維持することができる。したがって、ハンド部５を真っすぐ水平に保った状態で昇降させることができる。

図２に示すように、ハンド部５を降下させる際、すなわちスチールベルト４３を巻き下げる際に、前方のリール４５ａ，４５ｂおよび後方のリール４６ａ，４６ｂが、側方から見て（ｘ軸方向に見て）互いに向き合う方向に回転する。図２の例では、前方のスチールベルト４３ａ，４３ｂを通す挿通孔３５０が、リール４５ａ，４５ｂの回転軸４２ａよりも後方側（中央部側）に設けられ、後方のスチールベルト４３ｃ，４３ｄを通す挿通孔３５０が、リール４６ａ，４６ｂの回転軸４２ｂよりも前方側（中央部側）に設けられている。

４本のスチールベルト４３の下端部は、図５に示すように、連結部材６を介してハンド部５の上端部に固定されている。連結部材６は、４個のリール４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂの配置位置に対応する複数箇所（４箇所）に設けられている。具体的には、各リールからのスチールベルト４３の引き出し位置（挿通孔３５０の位置）の真下に、連結部材６が設けられている。これにより、トロリ３から下方に降ろされたスチールベルト４３の各々が、真っすぐな状態（鉛直状態）に維持される。つまり、４本のスチールベルト４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂは、ｘ軸方向およびｙ軸方向の双方において、平行状態を保って昇降可能である。

（ハンド部の構成）
図２および図５を参照して、ハンド部５の構成について説明する。ハンド部５は、フレコン収容ラック９１の全体を上方から抱え込む本体部５０と、本体部５０の下端部に設けられ、フレコン収容ラック９１の底面部９１１を下方から支持する複数対のクランプピン５３とを有している。

本体部５０は、正面側（たとえばｘ軸方向一方側）から見て逆Ｕ字状（コ字状）に形成されており、平面視矩形状に組まれた上端フレーム５１と、上端フレーム５１の両側部から垂下する一対の側部フレーム５２とにより構成されている。クランプピン５３は、側部フレーム５２の下端部５２ａから内向きに突出する突出位置と、下端部５３ａから突出しない隠蔽位置との間を水平方向（たとえばｙ軸方向）に進退する。

クランプピン５３は、フリー状態（フレコン収容ラック９１を把持していない状態）において隠蔽位置に位置し、フレコン収容ラック９１を把持する際に突出位置とされる。図６に示されるように、複数対のクランプピン５３は、フレコン収容ラック９１の底面部９１１の下面に接触する。これにより、フレコン収容ラック９１を下方から支持することができる。クランプピン５３は、たとえば２対設けられている。

ハンド部５がフレコン収容ラック９１を安定的に保持するために、本体部５０の一対の側部フレーム５２が、フレコン収容ラック９１の両側面部（たとえば横桟９１３）に接触または近接することが望ましい。また、本体部５０の上端フレーム５１が、フレコン収容ラック９１の上端部（たとえば角柱９１２または上段側の横桟９１３）に接触または近接することが望ましい。なお、本体部５０は、フレコン収容ラック９１の角柱９１２または横桟９１３に、側方または上方から嵌合する嵌合部を有していてもよい（図示せず）。これにより、ハンド部５が把持したフレコン収容ラック９１を上昇または下降させる際においても、フレコン収容ラック９１がハンド部５から脱落するリスクを少なくすることができる。

図５に示すように、ハンド部５は、把持対象のフレコン収容ラック９１に対する水平方向の位置ずれを吸収するセンタリング機構５４を有している。センタリング機構５４は、一対の側部フレーム５２の両方に設けられており、フレコン収容ラック９１の角柱９１２を受け入れる内向きの溝５４０を有している。溝５４０は、溝幅が一定の上部溝と、下方ほど溝幅が広くなる下部溝とを有している。これにより、平面視におけるフレコン収容ラック９１の位置とハンド部５の位置とがｘ軸方向（またはｙ軸方向）に僅かにずれていたとしても、スチールベルト４３の巻き下げによるハンド部５の降下途中で、位置ずれを是正することができる。つまり、ハンド部５は、フレコン収容ラック９１をセンタリングして正確に掴むことができる。

ハンド部５の上端フレーム５１には、上方に突出するロックピン（凸部）５５が設けられている。ロックピン５５は、上端フレーム５１に複数個（たとえば４個）設けられている。ロックピン５５については、図７を参照して説明する。図７（Ａ）に示されるように、トロリ３の台車本体３５には、ロックピン５５の配置位置に対応して、ピン受けホルダ３６が設けられている。ピン受けホルダ３６は、上下方向に延在する貫通孔、または、上方に凹んだ凹部を有する。

ロックピン５５およびピン受けホルダ３６は、スチールベルト４３の巻き上げによって上昇端まで上昇したハンド部５をトロリ３に固定するための固定手段を構成する。図７（Ｂ）に示すように、ハンド部５が上昇端まで上昇すると、ピン受けホルダ３６にロックピン５５が嵌まり込む。これにより、ハンド部５はトロリ３と一体化された状態（ロック状態）となる。後に詳述するように、ハンド部５がトロリ３に固定された状態でのみトロリ３の水平移動を可能とし、ハンド部５がトロリ３に固定されていない状態（ハンド部５がスチールベルト４３に吊下げられた状態）においては、トロリ３の水平移動は不可とされる。

図７の例では、ロックピン５５の外周面５５０は先細りのテーパ面となっている。また、ピン受けホルダ３６の貫通孔または凹部の内周面３６０は、下方側が拡径したテーパ面となっている。これにより、ロックピン５５の外周面５５０がピン受けホルダ３６の内周面３６０にぴったりと接触する位置までロックピン５５をピン受けホルダ３６に押し込むことができるので、トロリ３に対してハンド部５を確りと固定することができる。

なお、固定手段の構成は、図７に示すような構成に限定されず、上昇端においてハンド部５がトロリ３の所定位置に固定されればよい。たとえば、ハンド部５側に凹部を設け、トロリ３側の嵌合部をロックピンなどの凸部としてもよい。

（連結部材の構成）
図８を参照して、スチールベルト４３の下端部とハンド部５とを連結する連結部材６の構成について説明する。

連結部材６は、たとえば、スチールベルト４３の下端部に固定されたベルト側部材６１と、ハンド部５に固定されたハンド側部材６２と、両部材６１，６２の間に設けられた振動吸収手段６３とを含む。ベルト側部材６１は、たとえば、スチールベルト４３の下端部に上端が接続された棒部材６１ａと、棒部材６１ａの下端に設けられた環状のフランジ部６１ｂとを有している。ハンド側部材６２は、たとえば、ハンド部５の上端フレーム５１から側方に突出し、棒部材６１ａの長手方向中央部が通された環状部材により構成されている。

振動吸収手段６３は、上下方向に伸縮可能なスプリングにより構成され、ハンド側部材６２としての環状部材とフランジ部６１ｂとの間に設けられている。これにより、スチールベルト４３の巻き上げ完了時（ハンド部５が上昇端に達した際）に、ハンド部５に加わる振動（衝撃）を吸収することができる。その結果、ハンド部５に把持されたフレコン収容ラック９１が衝撃により位置ずれしたり、フレコン収容ラック９１が落下したりすることを防止できる。あるいは、フレコン収容ラック９１からのフレコンバッグ９０の脱落を防止することができる。

（トロリの駆動機構）
図４および図９を参照して、トロリ３の駆動機構３０について説明する。図９は、トロリ３の駆動機構３０を模式的に示す図である。図４に模式的に示すように、各横行レール２２上に、前後方向（ｙ軸方向）に延びるチェーン２４が配されている。チェーン２４は、引張状態で両端が固定されている。

駆動機構３０は、台車本体３５に搭載された移動用モータ３１と、台車本体３５の左右両側に設けられた動力伝達手段３３，３３とを含む。動力伝達手段３３は、移動用モータ３１により回転（正転・反転）される回転軸３２と同軸に結合された駆動スプロケット３３ａと、２つの従動スプロケット３３ｂとを含み、これらのスプロケット３３ａ，３３ｂがチェーン２４に噛み合う構成である。このように、駆動機構３０は、チェーン２４に噛み合うスプロケット３３ａ，３３ｂと、一つのスプロケット３３ａを駆動する移動用モータ３１とを含む。

トロリ３は、チェーン２４を引張しながら前後方向（ｙ軸方向）に自走する。これにより、車輪３４を直接、移動用モータ３１で回転させる駆動方法よりも、滑りが発生し難くなるので、停止時の位置ずれを防止することができる。つまり、トロリ３が動力伝達手段３３を備えることにより、トロリ３をｙ軸方向において正確な位置に停止させることができる。

（サドルの駆動機構）
サドル２の駆動機構２０もトロリ３の駆動機構３０と同様の動力伝達手段を有している。具体的には、図１０に模式的に示すように、駆動機構２０は、台車本体２１に搭載された移動用モータ２４と、台車本体２１の側方（一方側）に設けられた動力伝達手段２５とを含む。動力伝達手段２５は、移動用モータ２４により回転（正転・反転）される回転軸２４ａと同軸に結合された駆動スプロケット２５ａと、２つの従動スプロケット２５ｂとを含み、これらのスプロケット２５ａ，２５ｂが走行レール１１上に配されたチェーン１２に噛み合う構成である。

これにより、サドル２もまた、チェーン１２を引張しながら左右方向（ｘ軸方向）に自走するので、サドル２をｘ軸方向において正確な位置に停止させることができる。

サドル２およびトロリ３が上述の駆動機構２０，３０を備えるため、トロリ３を所望の平面位置（ｘｙ座標）に停止させることができる。その結果、トロリ３と一体移動するハンド部５を、所望の平面位置（ｘｙ座標）に移送することができる。

（位置検出手段）
トロリ３の停止位置の精度を向上させるため、サドル２およびトロリ３は、自身の位置を検出するための位置検出手段を搭載していることが望ましい。図１１は、トロリ３に搭載された位置検出手段３７の構成例を示す模式図である。

図１１に示すように、位置検出手段３７は、横行レール２２の長手方向（ｙ軸方向）に沿って貼り付けられたコードテープ２６に対面して設けられたカメラを含む。位置検出手段３７は、コードテープ２６に表されたコード情報（たとえばＱＲコード（登録商標））をカメラで読込み、自身の位置を検出する。検出した位置情報は制御装置に送られ、制御装置による移動用モータ３１のフィードバック制御に利用される。サドル２にも同様の位置検出手段が設けられている。これにより、簡易かつ高精度にトロリ３を所望の位置に停止させることができる。

（天井クレーン装置の動作概要）
次に、フレコンバッグ９０の入庫時および出庫時のそれぞれにおける天井クレーン装置１の動作概要について説明する。

フレコンバッグ９０の入庫時、天井クレーン装置１の制御装置は、搬入出ステーションＡＲ１に置かれたフレコン収容ラック９１をピックアップし、保管エリアＡＲ２の指定された保管場所に搬送する制御を行う。保管番地は、３次元の位置を示す情報であり、たとえば、ｘ軸方向の番号と、ｙ軸方向の番号と、ｚ軸方向の番号（段番号）とにより表わされる。「番号」は、数字に限定されず、文字や記号を含んでいてもよい。

天井クレーン装置１の制御装置は、はじめに、サドル２およびトロリ３の移動制御を行い、搬入出ステーションＡＲ１上にトロリ３（ハンド部５）を移動する。制御装置は、サドル２およびトロリ３を同時に（並行して）作動し、トロリ３を斜めに移動させることが望ましい。

ピックアップ対象のフレコン収容ラック９１の真上にトロリ３を停止させた状態で、スチールベルト４３をゆっくりと巻き下げて、ハンド部５をピックアップ対象のフレコン収容ラック９１の位置高さまで下降させる。ハンド部５には、下降時にフレコン収容ラック９１を確認するための検知手段が設けられていることが望ましい（図示せず）。制御装置は、複数対のクランプピン５３を突出させてハンド部５でフレコン収容ラック９１を掴むと、スチールベルト４３をゆっくりと巻き上げて、ハンド部５を上昇端まで上昇させ、トロリ３に固定する。

ハンド部５をロック状態とした後、制御装置は、指定の保管番地に対応する平面位置（ｘｙ座標）にハンド部５（トロリ３）が到着するように、再びサドル２およびトロリ３の移動制御を行う。フレコン収容ラック９１は巨大かつ重量物であるため、サドル２およびトロリ３の移動速度は低速とされる。

トロリ３を正確な平面位置（ｘｙ座標）で停止した後、スチールベルト４３をゆっくりと巻き下げる。具体的には、ハンド部５を指定の保管番地に対応する位置高さ（ｚ座標）まで降下させる。ハンド部５が正確な位置高さで停止した後、クランプピン５３を隠蔽位置に後退し、フレコン収容ラック９１を開放する。これにより、保管エリアＡＲ２の所望の保管番地にフレコン収容ラック９１を置くことができる。フレコン収容ラック９１は、保管エリアＡＲ２の床面上に配置されるか、あるいは、載置済のフレコン収容ラック９１の上に段積みされる。

フレコンバッグ９０の出庫時、天井クレーン装置１の制御装置は、保管エリアＡＲ２の指定された保管場所に置かれたフレコン収容ラック９１をピックアップし、搬入出ステーションＡＲ１に搬送する制御を行う。出庫の際、天井クレーン装置１は、入庫時とは逆の動作を行う。

具体的には、天井クレーン装置１の制御装置は、指定の保管番地に対応する平面位置（ｘｙ座標）に空状態のハンド部５（トロリ３）が到着するように、サドル２およびトロリ３の移動制御を行う。空状態のハンド部５では、クランプピン５３が隠蔽位置に位置する。空状態のハンド部５を移送する際にも、ハンド部５はトロリ３に固定される。

トロリ３を正確な平面位置（ｘｙ座標）で停止した後、スチールベルト４３をゆっくりと巻き下げる。具体的には、ハンド部５を指定の保管番地に対応する位置高さ（ｚ座標）まで降下させる。ハンド部５が正確な位置高さで停止した後、複数対のクランプピン５３を内向きに突出し、フレコン収容ラック９１を掴む。ハンド部５がフレコン収容ラック９１を把持すると、スチールベルト４３をゆっくりと巻き上げて、ハンド部５を上昇端まで上昇させ、トロリ３に固定する。

なお、ピックアップ対象のフレコン収容ラック９１の上に他のフレコン収容ラック９１が積まれている場合、上のフレコン収容ラック９１を保管エリアＡＲ２近傍の退避エリアに移動してから、対象のフレコン収容ラック９１の把持動作を行う。

ハンド部５をロック状態とした後、制御装置は、再びサドル２およびトロリ３の移動制御を行って、保管エリアＡＲ２から搬入出ステーションＡＲ１にトロリ３（ハンド部５）を低速で移動する。トロリ３が搬入出ステーションＡＲ１に到着すると、スチールベルト４３をゆっくりと巻き下げてフレコン収容ラック９１を開放する。搬入出ステーションＡＲ１においても、フレコン収容ラック９１を載置済のフレコン収容ラック９１の上に段積みしてもよい。

このように、天井クレーン装置１の制御装置は、スチールベルト４３の巻き上げによりハンド部５が上昇端で固定された状態で（のみ）、サドル２およびトロリ３の移動制御を行う。つまり、ハンド部５がスチールベルト４３によって吊り下げられた状態（ロックピン５５により固定されていない状態）では、サドル２およびトロリ３の移動を行わない。これにより、サドル２やトロリ３の移動時に、ハンド部５が揺動することを防止することができる。また、保管エリアＡＲ２に高く積み上げられたフレコン収容ラック９１にハンド部５が衝突することを防止できる。したがって、安全にフレコンバッグ９０を搬送することができる。

＜管理装置について＞
図１１は、本実施の形態に係るフレコンバッグ搬送システムが備える管理装置の機能構成を模式的に示すブロック図である。図１１に示されるように、本実施の形態において、フレコンバッグ搬送システムは、管理装置１００と、演算装置２００と、天井クレーン装置１の制御装置（以下「クレーン制御装置」という）３００とを備えている。管理装置１００および演算装置２００は、プロセッサおよび記憶部を有する情報処理装置である。管理装置１００の記憶部には、入庫用プログラム、出庫用プログラム、在庫マスタ情報、および、天井クレーン装置１の動作用の制御データが記憶される。演算装置２００の記憶部には、天井クレーン装置１の動作用の機械座標を計算するための計算プログラムが記憶される。

図１１に示すように、管理装置１００とクレーン制御装置３００との間に演算装置２００が介在し、これらの装置１００，２００，３００が独立したサブシステムとなっているため、トラブル発生時の切り分けを早くすることができる。

管理装置１００は、操作パネル９を介してフレコンバッグ９０の入庫予定が入力された場合に、入庫プログラムを実行する。入庫予定情報には、フレコンバッグ９０の品目情報と入庫数とが含まれる。品目情報は、少なくとも、製造メーカーや品名を特定するための内容物特定情報を含み、製造年月日やロットナンバー（生産単位）を特定するための製造情報を含み得る。管理装置１００は、入庫プログラムで定められた「保管番地最適アルゴリズム」に従って、フレコンバッグ９０の保管番地（３次元空間での保管場所）を決定する。保管番地最適アルゴリズムは、最適出庫を考慮して定められた番地決定アルゴリズムである（たとえば、過去の出庫作業の経験値や、保管物の特性に基づいて算出されたもの）。

たとえば、品目が同一である複数のフレコンバッグ９０を入庫する場合、管理装置１００は、保管番地最適アルゴリズムに従って、これらを同一箇所にまとめて保管するように保管番地を割り当てる。望ましくは、同一塔の保管番地（段番号のみが異なる番地）を割り当てる。異なる品目のフレコンバッグ９０を同一塔（同一の平面位置）に保管しないようにすることで、出庫の際に、フレコン収容ラック９１の積み替えなどの余分な動作を不要とすることができる。

各フレコンバッグ９０の保管番地は、在庫マスタ記憶部および制御データ記憶部に記憶される。在庫マスタ記憶部は、フレコンバッグ９０の識別番号に対応付けて、保管番地、入庫日、および品目情報を記憶する。在庫マスタ記憶部は、品目ごとの品質（たとえば不良品か否か）を特定するための品質管理情報をさらに記憶する。

管理装置１００は、操作パネル９を介してフレコンバッグ９０の出庫予定が入力された場合に、出庫プログラムを実行する。出荷予定情報には、フレコンバッグ９０の品目と出庫数が含まれる。また、出庫予定日が含まれてもよい。管理装置１００は、出庫プログラムで定められた「出庫最適化アルゴリズム」に従って、出庫するフレコンバッグ９０を決定するとともに、同日に出庫予定のフレコンバッグ９０の出庫順序を決定する。出庫最適化アルゴリズムは、先入れ先出し、誤出荷（品目）の防止、および、フレコンバッグ９０の品質管理情報に基づく誤出荷の防止を実現するためのアルゴリズムである。出庫対象のフレコンバッグ９０の識別番号および出庫順序が、制御データ記憶部に記憶される。

管理装置１００は、制御データ記憶部に記憶された情報に基づいて、稼働日における天井クレーン装置１の動作方法を自動判別する。入庫用の制御データのみが記憶されている場合、「入庫単独動作」と判別し、出庫用の制御データのみが記憶されている場合、「出庫単独動作」と判別する。入庫用の制御データおよび出庫用の制御データの両方が記憶されている場合、「入出庫同時動作」と判別する。

「入出庫同時動作」は、入庫動作（搬入出ステーションＡＲ１でピックアップしたフレコンバッグ９０を保管エリアＡＲ２に搬送（搬入）する動作）の帰りに、出庫対象のフレコンバッグ９０を保管エリアＡＲ２でピックアップして搬入出ステーションＡＲ１に戻るように、天井クレーン装置１を動かすことを意味する。このような入出庫同時動作を可能とすることで、搬送速度の遅さを補うことができる。

管理装置１００は、判別した動作方法を、制御データ記憶部に記憶された制御データとともに、演算装置２００に送信する。

演算装置２００は、受信した情報に基づいて、天井クレーン装置１を動作させるための機械座標を計算する。演算装置２００は、計算した機械座標をクレーン制御装置３００に与える。クレーン制御装置３００は、上述の移動用モータ３１や昇降用モータ４１ａ，４１ｂを作動するサーボアンプを含む。クレーン制御装置３００が、受け取った機械座標に基づいて移動用モータ３１および昇降用モータ４１ａ，４１ｂを駆動する。

入庫動作において天井クレーン装置１は、保管番地最適アルゴリズムに従って決定された最適な保管番地にフレコンバッグ９０を搬送する。保管番地は、上述のように最適出庫を考慮して決定されるため、出庫動作の際に、段積みされたフレコンバッグ９０の積み替えを（極力）不要とすることができる。

また、演算装置２００は、計算した機械座標をもとに、天井クレーン装置１の運転時間を計算する。これにより、天井クレーン装置１の運転時間が正確に分かるため、作業者は自動運転中に別の業務を行うことができる。

管理装置１００は、演算装置２００から機械座標および運転時間の計算結果を受信し、フレコンバッグ９０に詰められた内容物（保管品）の移動履歴を在庫履歴として記憶することが望ましい。保管品を預けているユーザが在庫履歴を確認可能とすることで、保管品の信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施の形態では、管理装置１００において（少なくとも）各フレコンバッグ９０の保管番地と品目情報とが管理されるので、フレコンバッグ９０の誤出荷を防止することができる。また、管理装置１００は、フレコンバッグ９０の入庫時に、出庫順の経験値に基づく保管番地最適アルゴリズムで保管番地を決定するので、出庫時に効率良くフレコンバッグ９０を搬送することができる。

なお、保管番地最適アルゴリズムは、フレコンバッグ９０の内容物の種類（たとえば、米などの農業用品、樹脂ペレットなどの工業用品、砂などの土木建材用品、など）に応じて定められ得る。また、より効率の良い搬入・搬出を実現するために、フレコンバッグ９０の出庫履歴をＡＩに学習させて、保管番地最適アルゴリズムを更新することが望ましい。

本実施の形態では、天井クレーン装置１による搬送対象の保管品がフレコンバッグである例を示したが、フレコンバッグ以外の物（重量物）を搬送・段積みするケースであっても上述の技術を適用可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 天井クレーン装置、２ 走行装置（サドル）、３ 横行装置（トロリ）、４ 巻取装置、５ ハンド部、６ 連結部材、９ 操作パネル、１１ 走行レール、１２，２４ チェーン、２０，３０ 駆動機構、２２ 横行レール、２４，３１ 移動用モータ、２５，３３ 動力伝達手段、２５ａ，２５ｂ，３３ａ，３３ｂ スプロケット、２６ コードテープ、３４ 車輪、３６ ピン受けホルダ、３７ 位置検出手段、４１ａ，４１ｂ 昇降用モータ、４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４４ａ，４４ｂ 吊下部材（スチールベルト）、４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂ リール、５３ クランプピン、５４ センタリング機構、５５ ロックピン、６１ ベルト側部材、６２ ハンド側部材、６３ 振動吸収手段、９０ フレコンバッグ、９１ ラック（フレコン収容ラック）、１００ 管理装置、２００ 演算装置、３００ クレーン制御装置（ＰＬＣ）、ＡＲ１ 搬入出ステーション、ＡＲ２ 保管エリア、ＡＲ３ 操作エリア、Ｗ 幅。

Claims (8)

1. 保管品を収容した収容ラックの搬送および段積みを自動で行う天井クレーン装置であって、
   建屋内のレールに沿って水平移動可能な台車本体を有する移動装置と、
   前記移動装置の前記台車本体に搭載され、吊下部材の巻き上げおよび巻き下げを行う巻取装置と、
   前記吊下部材の下端部に連結固定され、保管品を収容した収容ラックを把持するハンド部と、
   前記ハンド部の上端フレームに設けられた凸部または凹部と、前記台車本体に設けられ、前記凸部または凹部に嵌合する嵌合部とにより構成され、前記吊下部材の巻き上げによって上昇端まで上昇した前記ハンド部を前記台車本体の所定位置に固定するための固定手段とを備え、
   前記嵌合部が前記凸部または凹部に嵌合することにより前記ハンド部が前記台車本体に固定された状態で、前記台車本体の水平移動を可能とする、天井クレーン装置。
2. 前記ハンド部は、前記上端フレームを有し、前記収容ラックを上方から抱え込む本体部と、前記本体部の下端部に設けられ、前記収容ラックの底面部を下方から支持する複数対のクランプピンとを有している、請求項１に記載の天井クレーン装置。
3. 前記ハンド部は、把持対象の前記収容ラックに対する水平方向の位置ずれを吸収するセンタリング機構を有している、請求項１に記載の天井クレーン装置。
4. 前記吊下部材と前記ハンド部とを連結する連結部材には、上下方向の振動を吸収する振動吸収手段が設けられている、請求項１に記載の天井クレーン装置。
5. 前記吊下部材は、金属製の薄板であるベルト部材により構成されている、請求項１に記載の天井クレーン装置。
6. 前記巻取装置は、
   互いに平行な２本の回転軸と、
   前記回転軸の両端部に連結固定され、前記ベルト部材が巻き付けられるリールと、
   前記回転軸を駆動する昇降駆動手段とを含む、請求項５に記載の天井クレーン装置。
7. 前記レールに沿って、両端が固定されたチェーンが設けられており、
   前記移動装置には、前記チェーンに噛み合うスプロケットと、前記スプロケットを駆動する移動用モータとを含む駆動機構が設けられている、請求項１に記載の天井クレーン装置。
8. 建屋内の走行レールに沿ってｘ軸方向に移動可能な一対の走行装置と、
   前記一対の走行装置間に架け渡された横行レールに沿ってｙ軸方向に移動可能な横行装置とを含み、
   前記移動装置は、前記横行装置により構成されている、請求項１に記載の天井クレーン装置。

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