JP2007131442A

JP2007131442A - 自律的六方向物品搬送装置とそれを組み込んだ物品搬送設備と物品保管設備

Info

Publication number: JP2007131442A
Application number: JP2005328157A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamaoka; 博山岡
Original assignee: SYSTEM SOKEN KK
Current assignee: SYSTEM SOKEN KK
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】
物品の保管においては空間の有効活用、保管設備と運搬設備との間の物品のハンドリングの軽減ないしは除去、保管，運搬設備の改廃の簡単化を図ることが必要であった。
【解決手段】マトリックスに区切った床面32のセルに、物品15を隙間無く並べ、特定の物品15の出庫に際しては、１個だけ空隙のセルを設け、当該物品から出口の方向へ向けて埋まったセルと空隙のセルとを交換して誘導する方法を考案し、その考えの下に、縦横方向へ複数基の２方向コンベアを組み込んで４方向へ駆動できる搬送ブロック09と、それを上下に移動できる昇降ブロック14を考案した。これらを組み合わせて誘導路33として敷設し、さらに床面に保管設備32として敷設する事によって、保管空間の有効活用ができ、保管設備と運搬設備との間の物品のハンドリングの除去を実現した。また、設備を構成する基本単位をブロック化できたため保管運搬設備の改廃の簡単化を図ることが実現できた。
【選択図】図６

Description

本発明は、物品の搬送と保管に関するものである。

企業の敷地内あるいは建物内の物品の搬送については、従来ハンドキャリア、ハンド台車、動力台車、自走台車、ベルトコンベア方式、ローラーコンベア、リフタ方式などが確立されており、さらに自走操縦方法では、無線操縦、搬送方向をバーコードあるいはセンサーなどで検知し制御する方法などが確立されている。物品の保管については、各種の保管棚、ラックなどが実用に供され、さらにコンピュータ制御された物品検索および物品自動入出庫装置などが提供されている。

運搬において、台車方式の機能として、物品の台車への積み込み、目的方向への走行操縦、物品の台車からの積み下ろしが必要で、さらに駆動力が必要で、人力、電力、内燃機関の供給を必要とする。電力による走行の場合、電源ケーブルが必要なため、恒久的な供給手段が取りにくい。また走行操縦において、自走を実現するためには、目的方向へ誘導するための信号を与える手段が必要である。現在たとえば無線誘導方式、バーコードなどの信号を読んで自走する方式等が実用化されているが複雑な構造を必要とする。

コンベアはベルトコンベア、ローラコンベアー、リフトコンベアに限らず台車方式同様、物品の積み込み、積み下ろしの機能が必要、駆動に関しては固定装置とすることが出来るので恒久的な駆動力供給が出来る、反面、設備の変更、追加の場合柔軟に対応しにくい。

保管では一番原始的な床置き、パレットまたは箱の積上げ、他層階の棚置きさらに自動ラック方式などがある。一般的に運搬と保管は別物の考え方が底流にあり、ある置き場所から運搬装置を介して他の置き場所へ物品を移動する場合、保管設備から、運搬装置へ物品を移し、運搬装置によって移動して他の保管設備へ物品を移す方法が取られている。

このため保管から運搬へ、また運搬から保管の動作の区切りにおいては何らかの作用の介入が必要でありそれは人手であり、または特別な積み下ろし、積み込み装置である。保管における人、あるいは装置の介入が必要であるため床置き、棚、ラック方式に限らず、物品の保管場所に沿って、それらが積み下ろし、積み込み作業をしさらに搬送路まで動かすための所定の空隙が必要である。

また、床置き、棚、ラック方式の場合には、保管した物品を検索時に特定しやすくするために場所を特定する記号をつけると同時にその場所に格納した物品をデータとして記憶する手段と出庫するときにそれを検索して物品を特定する手段が必要である。また、これらの手段手法を実現するために開発された大型の自動保管装置では、棚、ラック、昇降装置などは固定されて設備されるため、設備の変更、追加の場合柔軟に対応しにくい。
特開２００５−２８９５９８号公報特開２００５−２６３４４２号公報特開２００５−２１３０３６号公報 Business Trend Analysts, Inc. TheMarket for Material Handling Equipment、２００３年

従来の技術においては、背景技術に記述した問題が残る。そこでこの発明では、１．物品運搬において行き先制御信号、動力の供給方法の簡単化、２．物品運搬時の誘導方法の簡単化、３．保管設備と運搬設備との間の物品のハンドリングの手続の軽減ないしは除去、４．保管空間の有効活用、５．構内の物品の存在場所補足の容易化、６．保管，運搬設備の改廃の簡単化を図ることを課題とする。

以上の課題を解決するために、第一発明は、外部から駆動信号を与えて縦方向の２基、横方向の２基の図１に示すようなコンベアがそれぞれ排他的に自律駆動し上部に乗せた物品が前後左右４方向に引きずることができることを特徴とする図２に示すような搬送ブロックである。

また第二発明は図３に示すような搬送ブロックを駆動信号によって自律駆動して空間の上下に移動し任意の階の床面に設置した搬送ブロックの物品接触面に位置あわせができることを特徴とする昇降ブロックである。

第三発明は搬送ブロックと昇降ブロックを組み合わせて誘導路として敷設し、誘導路上に置いた物品に添付したＲＦＩＤなどを利用したタグを搬送ブロックにくみ込んだリーダーが読み取り、マイクロコンピュータで駆動方向を制御し、自律的に目的の搬送方向へ物品を搬送することができることを特徴とした図４に示すような物品搬送路設備である

第四発明は搬送ブロックを任意の階層のマトリックス状の床面に隙間なく敷設して、入口に置かれた物品が遊び空隙の出ないように自律誘導して空き場所に置くことができ、また外部から特定の物品を指定すれば、その物品を出口まで自律誘導することができることを特徴とした図５に示すような物品保管設備である。

第一発明、第二発明によれば搬送ブロックは独立した制御装置を備え且つ隣り合う搬送ブロックに制御信号、動力を供給するソケットを持たせて、並べて敷設だけで、制御信号、動力の供給が容易にできる。さらに第三発明によれば物品搬送時の誘導が容易に実現される。さらに第三発明と第四発明では、保管と運搬の区別がなくなり物品のハンドリングは完全に省略でき他の運搬手段を必要としない。また、床面に搬送ブロックを敷き詰める方法で保管場所を構成するために無駄な空間を作ることなく有効に活用できる。さらに全ての搬送ブロックを信号ケーブルで接続しコンピュータで制御するために、構内の物品の存在場所補足することが容易である。また、第一発明、第二発明の特徴である全体の設備を構成する要素がブロック化されているので改廃が容易に行なえる。

この発明の一実施案の全体図を図６に示す。
搬送設備と保管設備が第一発明による搬送ブロックと第二発明による昇降ブロックの組み合わせ設置によって物品の運搬と保管が一元化された設備が実現できている。
搬送設備、保管設備の形態は固定のものではなく、搬送すべき経路の状況に合わせ、または空間の利用効率も考慮して空中搬送経路を構成し、さらに、建物の上層階の利用も考慮し、それらの状況に合わせて、搬送ブロックと昇降ブロックを組み合わせて敷設するものである。
さらに搬送ブロックに設けた信号伝達ソケットをＬＡＮケーブルなどで接続し信号通信端末を経由して情報制御用コンピュータにアクセスし搬送路、保管設備上の物品の位置を把握し且つ保管設備において特定の物品の出庫指示の伝達に用いる。

実施案の構成要素である保管設備の概念を図５に示す。保管設備においては床空間を有効に使うことを主眼に、且つ格納される物品が容易に且つ正確に入出庫されることを目的として考察した。床空間を有効に使用する観点では、床をマトリックスに区切り、それぞれのセルへ物品を隙間無く並べることで実現できる。特定の物品の出庫に際しては、床面のマトリックスにおいて１個だけ空隙のセルを設け、当該物品から出口の方向へ向けて埋まったセルと空隙のセルとを交換して誘導して行く方法で実現できる。ここで特定の物品を指定して出口まで自律誘導する基本概念を図７に示す。出庫指示されたときの初期状態からスタートして、対象物品を出口へ向けてｎ回移動を繰り返すことによって、当該物品を出口へ誘導できる。

ここで必要とされる機能が物品を前後左右４方向へ１セルだけ移動する機能である。これを第一発明の搬送ブロックで実現し、その外形図を図２で示す。搬送ブロックは図１で示す基本ユニットのベルトコンベア４基を縦２基、横２基配置して構成し、搬送ブロック内に設けた外部信号読取アンテナを通じて搬送ブロックに乗っている物品の移動方向を読取るか、信号通信端末を通じて移動方向の信号を受けて、マイクロコンピュータが縦横いずれかのベルトコンベアを排他的に移動方向へ駆動する制御を行なう。

図１は基本ユニットのベルトコンベアを示している。搬送ブロック内に設けた外部信号読取アンテナを通じて移動方向を読取るか、信号通信端末を通じて移動方向の信号を受けて、マイクロコンピュータ基本ユニットのベルトコンベアのサーボモータを駆動し駆動プーリを動かしてベルトを移動させる。同時にコロ上下持上げ機構を上に浮かせて、ベルトが物品の底を持上げるように接触させる。

保管設備の入口まで物品を搬送あるいは保管設備の出口から目的の場所まで物品を搬送する設備が実施案の構成要素の一つである搬送設備であり、概念を図４に示す。搬送路は搬送目的経路に沿って、床面にあるいは空中に設備した架台に搬送ブロックを敷設したもので、段差のある場合には図３に示す昇降ブロックを配置して構成する。
「他の実施例」

図２で基本ユニットのベルトコンベアを４基、縦２基、横２基配置して構成する搬送ブロックを示したが、縦横４方向へ移動する方法は図８で示すターンテーブル移動方向変換方式の搬送ブロックでも同じ機能を実現できる。
図８の搬送ブロックでは基本ユニットのベルトコンベアを２基ターンテーブル上に配置しターンテーブルを駆動するステッピングモータの出力角度によって、物品の駆動方向を決定する。同時にベルトコンベアの駆動時にはベルトが物品の底面を持上げるように上方へ浮き上がる機構を持つ。

図３でラックギアをピニオンギアで挟んで上下方向へ自律移動する昇降装置を示したが、この方法での独立した４ヶ所のラックギアを挟んだピニオンギアを同期制御する方法に代えて、図９で示すように、搬送ブロックの片方は誘導ワイヤで吊り下げ、駆動ピニオンギアは搬送ブロックの片方へ一つにまとめ、誘導ワイヤを巻き取りプーリで巻き取りながら同時にピニオンギアがラックギアを辿って上下方向に移動できる構造にした。

この発明において物品を移動させるときの物品の重量は直接ベルトコンベアが支える。また物品１個を担う搬送ブロックは複数個でも可能であるので、重量物を搬送、保管することができる。たとえば１５００Ｋｇの乗用車にこの発明を適用するとき、搬送ブロックの大きさを１０００ｍｍＸ１０００ｍｍとすれば合計１０個の搬送ブロックで１台の乗用車を担うことになり、１基の基本ユニットのベルトコンベアが支える重量は７５Ｋｇであり、十分制御可能な範囲である。このことからこの発明は狭い土地での駐車場に適用して効果がある。

第一発明の基本ユニットとなる自律駆動するベルトコンベアの正面図と側面図である。４方向へ自律駆動する搬送ブロックの上方正面図である。上下方向へ自律駆動する昇降ブロックの側面図である。自律的に物品搬送を行なう搬送路設備の斜視図である。自律的に物品入出庫を行なう物品保管設備の斜視図である。この発明の一実施形態を示す斜視図である。マトリックス状に敷設された搬送ブロック上に隙間無く置かれた物品を出口へ誘導する概念図である。搬送ブロックの他の実施例であるターンテーブル移動方向変換方式の搬送ブロックの正面図と側面図である昇降ブロックの他の実施例である上下方向へ自律駆動する昇降ブロックの正面図と側面図である。

符号の説明

１搬送ベルト
２ベルト駆動軸
３サーボモーター
４コロ上下持上げ機構
５基本ユニットのベルトコンベア
６外部信号読取アンテナ
７横に置かれたコンベアの駆動方向
８縦に置かれたコンベアの駆動方向
９搬送ブロック
１０駆動スプロケット
１１上下誘導用ラックギア
１２１階に置かれた搬送ブロック
１３Ｎ階に置かれた搬送ブロック
１４昇降ブロック
１５パレット（物品）
１６信号通信端末
１７情報制御用コンピュータ
１８保管場所から出庫指示された物品
１９出庫指示されたときの初期状態
２０対象物品を出口へ向けて移動した１回目の状態図
２１対象物品を出口へ向けて移動したｎ回目の状態図
２２対象物品が出口へ到達した状態図
２３ターンテーブル
２４コロベアリング
２５ターンテーブル駆動ステッピングモータ
２６誘導用ラックギア
２７駆動ピニオンギア
２８連動ピニオンギア
２９誘導ワイヤ
３０ワイヤ誘導滑車
３１ワイヤ巻取りプーリ
３２マトリックスに仕切った床面上の搬送ブロック
３３搬送ブロックを敷設した誘導路

Claims

駆動時に物品に接触している面が浮き上がって物品を移動でき、マイクロコンピュータなどの制御の下で自律駆動するベルトコンベアを、縦横方向に組み合わせて、外部から駆動信号を与えて縦方向、横方向へそれぞれ排他的に駆動し、上部に乗せた物品が前後左右４方向に引きずることができることを特徴とする装置でこれを搬送ブロックと称する。
請求項１記載の搬送ブロックを垂直方向に駆動する構造を取り付け、垂直あるいは任意角度に立てたラックギア上を外部から駆動信号によって自律駆動して上下に移動し任意の階の床面に設置した搬送ブロックの物品接触面に位置あわせができることを特徴とする装置で、これを昇降ブロックと称する。
請求項１記載の搬送ブロック及び請求項２記載の昇降ブロックを物品を誘導したい任意の方向へ敷設し、その誘導路上に置いた物品に添付したＲＦＩＤなどを利用したタグを搬送ブロックにくみ込んだリーダーが読み取り、マイクロコンピュータで駆動方向を制御し、自律的に目的の搬送方向へ物品を搬送することができることを特徴とした物品搬送路設備。
請求項１記載の搬送ブロックを任意の階層の床面に隙間なく敷設して、入口に置かれた物品が遊び空隙の出ないように自律誘導して空き場所に置くことができ、また搬送ブロックと中央のコンピュータ間でデータ通信ができるようにして、物品の置き場所を中央のコンピュータに記録し、さらに中央のコンピュータから特定の物品を指定すれば、その物品を出口まで自律誘導することができることを特徴とした物品保管設備。