JP3903251B2

JP3903251B2 - 自動倉庫における自動格納・取出し装置

Info

Publication number: JP3903251B2
Application number: JP2002283345A
Authority: JP
Inventors: 真岸田
Original assignee: Itoki Corp
Current assignee: Itoki Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004115241A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動倉庫において、昇降式の移載ユニットを備えた荷の自動格納・取出し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動倉庫には多くのタイプがあるが、一般には、棚を多段に配置した格納庫を備えており、この格納庫の任意の棚に荷を自動的に出し入れするタイプが一般的である。
【０００３】
そして、棚への荷の自動格納・取出し形態によって見ると、一般的には、１台のスタッカクレーンによって全段の棚に荷を格納・取出しを行うシングルスタッカー方式と、各棚段ごとに自走台車を配置した台車方式とに大別される。
【０００４】
両者の中間的な形態として、特許文献１に記載されているように、スタッカクレーンを複数台配置した多段スタッカー方式のものや、特許文献２に記載されているように、自走台車に移載ユニットを複数段設けた多段台車方式などもある。
【０００５】
スタッカクレーン方式のように昇降自在な移載ユニットを備えている場合、移載ユニットを１本のコラムに取り付けている場合と、２本のコラムに取付けている場合とがあり、後者の方が安定性・耐荷重性において優れている。
【０００６】
また、移載ユニットを昇降させる手段としては、移載ユニットをチェーンによって上げ下げすることが一般的である。言うまでもないが、チェーンは一対のスプロケットに巻掛けられており、２本のコラムを備えたスタッカクレーンの場合は、２本のコラムの上端部と下端部とにスプロケットを配置して、これらにチェーンを巻掛けている。
【０００７】
２本のチェーンで移載ユニットを昇降させるにおいては、両チェーンを同期して回転させることと、移載ユニットをバランス良く昇降させることとが必要になる。
【０００８】
この２つの条件を満たす一つの方法として、図１２（Ａ）の平面図に模式的に示すように、コラム６０の上下両端部にスプロケット６１を設けるにおいて、各スプロケット６１の回転軸線６２をスタッカクレーン６３の走行方向と直交した方向に配置することにより、平面視で両チェーン６５を結ぶ線が移載ユニットの略重心を通るように設定し、更に、下方の２つのスプロケット６１のそれぞれを傘歯車機構や駆動軸等から成る動力伝達機構で回転させる方法がある。符号６６は走行車体、符号６７は昇降台、符号６８は棚である。
【０００９】
他の方法として、本願出願人の出願に係る特許文献３に記載されかつ図１２（Ｂ）の平面図に模式的に示すように、スプロケット６１をその回転軸６２がスタッカクレーン６３の走行方向に延びるように配置しつつ、スプロケット６１を平面視でスタッカクレーン６３の走行方向と直交した方向にずらすことにより、両チェーン６５の吊支箇所を結ぶ線が平面視で昇降台６７の略重心を通るように設定し、更に、両チェーン６５を駆動軸６９に取付けた駆動スプロケット７０に巻き掛ける方法がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１−１２２８０６号公報
【特許文献２】
特開平１０−１２０１１５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１２０９９３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
チェーン６５の駆動は１台のモータで行うため、駆動軸６９はスタッカクレーン６３の走行方向に延びるように配置することになる。このため、スプロケット６１を図１２（Ａ）の姿勢に配置すると、スプロケット６２に動力伝達機構が複雑化する虞がある。
【００１２】
他方、図１２（Ｂ）のような構成にすると、スプロケット６１の回転軸線６２と駆動軸６９とは平行に延びているため、動力伝達機構の複雑化を抑制できる利点がある。
【００１３】
また、図１２（Ａ）の場合、チェーン６５はスタッカクレーン６３の走行方向に広がるため、チェーン６５が他の部材と干渉しやすくなって全体として構造が複雑化する傾向があるが、図１２（Ｂ）では、チェーン６５及びスプロケット６１をコラム６０の内部に収納したり、コラム６０の片面に寄せた状態で配置したりすることができるため、他の部材との干渉を回避して構造の複雑化を回避できる利点がある。
【００１４】
本願発明は、チェーンを先願発明のように配置した場合において、移載ユニットのバランスを損なうことなく、一層の構造の簡素化を図ることを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願発明が対象とする自動倉庫は、棚を多段に配置した格納庫の開口面に沿って走行する台車本体に、当該台車本体の走行方向に沿って間隔を空けた状態で一対のコラムを立設し、これら両コラムに沿って上下に張られたチェーンにて、棚との間に荷の受け渡しを行う移載ユニットが吊支されており、更に、前記両チェーンによる移載ユニットの吊支位置を、移載ユニットの略重心を通って台車本体の走行方向に沿って延びる線を挟んだ両側に振り分けている、という構成になっている。
【００１６】
そして、前記両コラムの上端部と下端部とには、台車本体の走行方向と同じ方向に延びる軸線回りに回転するスプロケットをそれぞれ配置して、これら上下スプロケットにそれぞれチェーンを巻き掛けており、
【００１７】
更に、上スプロケットの相互間又は下スプロケットの相互間に、モータで回転駆動される駆動軸を貫通せしめ、駆動軸が貫通した両スプロケットのうち一方のスプロケットは駆動軸に固定し、他方のスプロケットは駆動軸に回転自在に被嵌し、駆動軸に固定された第１傘歯車と他方のスプロケットに固定された第２傘歯車とに第３傘歯車を噛合させることにより、一方のスプロケットと他方のスプロケットとを逆回転させている。
【００１８】
このように駆動軸に貫通した両スプロケットが互いに逆回転すると、それらスプロケットに巻掛けられた２本のチェーンは互いに逆方向に周回するが、両チェーンはそれぞれスプロケットを挟んだ両側において２条に延びているため、両チェーンには同じ方向に移動する部分が存在しており、この同じ方向に移動する部分は平面視で駆動軸を挟んだ両側に位置している。
【００１９】
従って、両チェーンの同じ方向に移動する部分を移載ユニットに固定すると、チェーンによる移載ユニットの固定箇所（吊支箇所）は、平面視において駆動軸を挟んで互いに反対側に位置しており、駆動軸が平面視で移載ユニットの重心を通るように配置することにより、移載ユニットはチェーンによってバランス良く吊支される。
【００２０】
【発明の作用・効果】
本発明によると、チェーンが巻掛けられるスプロケットを、その回転軸が平面視で移載ユニットの中心線と同心状に延びるように配置した単純な構造であっても、両チェーンによる移載ユニットの吊支箇所が移載ユニットの中心線を挟んだ両側に位置しているため、移載ユニットをバランス良く吊支することができる。
【００２１】
このため、移載ユニットをバランス良く吊支できる格納・取出し装置でありながら、移載ユニットの吊支機構の構造を簡単化・コンパクト化することができる。そして、第１傘歯車と第２傘歯車とは駆動軸に被嵌しているため、スプロケットの逆転機構を簡単かつコンパクトな構造とすることができて、例えばコラムの中空部に収納するといったことも可能になる利点がある。
【００２２】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
(1).自動倉庫の概要
まず、図１〜図４に基づいて自動倉庫の概要を説明する。図１は斜視図、図２は正面図、図３は図２の III-III視平断面図、図４は図２のIV−IV視平断面図である。
【００２４】
自動倉庫は、相対向して配置された２つの格納庫１を備えており、２つの格納庫１の間には、荷の出し入れを行う移載通路２が形成されている。格納庫１は多段の棚３で構成されており、各棚３は棚板４を張った平棚方式になっている（ラック方式でも良い）。
【００２５】
格納庫１は、移載通路２に面する側に位置したフロント支柱５の群と、外側に面したリア支柱６の群と、これらを繋ぐ水平条の横桟の群とを備えている。また、両格納庫１は上端においてアッパーフレーム７で一体に連結されている。
【００２６】
移載通路２には、荷を棚３に出し入れするための自動格納・取出し装置が配置されるが、本実施形態では、格納・取出し装置として、四輪走行方式で複数の棚３に荷を出し入れできる台車式スタッカクレーン（或いはスタッカ式自走台車）８と、一つの棚３に荷Ｗを出し入れする自走台車９とを併用している。
【００２７】
具体的には、下寄りの４つの棚３には台車式スタッカクレーン８で荷Ｗを出し入れし、それより上の段の棚３には、各段ごとに配置した自走台車９で荷Ｗを出し入れするようになっている。
【００２８】
両格納庫１の一端部には、棚３から延長するような状態で仮置き棚（リザーバ）１０の群が配置されており、更に、仮置き棚３の群の外側には、各仮置き棚３と入出庫コンベヤ１１との間に荷Ｗを受け渡すため、昇降自在なプラットホーム１２を備えたリフト装置１３が配置されている。仮置き棚３及びプラットホーム１２はローラ式等のコンベヤ方式になっている。
【００２９】
この場合、自走台車９で荷Ｗを出し入れする５段目以上の棚３にはこれに対応してそれぞれに仮置き棚３が配置されているが、台車式スタッカクレーン８で荷Ｗを出し入れする１〜４段の箇所では、１段目と２段目との棚３に対応した高さだけに仮置き棚３を設けている。これは、仮置き棚３はローラコンベヤ方式でコストが嵩むことから、入出庫能力に必要なだけの仮置き棚３を配置するためである。
【００３０】
もちろん、１〜４段目の各棚３に対応して仮置き棚３を配置してもよい。また、台車式スタッカクレーン８で出し入れする棚３の段数よりも少ない段数の仮置き棚３を配置する場合、仮置き棚３の配置高さ位置は任意に設定することができる。図４に符号１４で示すのは保守等に際して使用する歩廊であり、４段目と５断面との棚３の境界部に設けている。
【００３１】
図４に示すように、自走台車９は、前後一対ずつの車輪１５を備えたフレーム構造の本体１６と、この本体１６に平行に延びるように設けた一対のピッキングユニット１７とを備えており、車輪１５が台車用レール１８上を転動する。
【００３２】
詳細は省略するが、ピッキングユニット１７は棚３の内部まで深く進入する可動アームと、この可動アームの両端に設けた水平回動式のピッカーとを備えており、可動アームの進退動とピッカーの水平回動との組合せにより、荷Ｗを棚３と自走台車９とに移し換えることができる。
【００３３】
(2).棚の構造
図５は格納庫１の部分的な縦断正面図である。この図に示すように、台車式スタッカクレーン８で荷Ｗの出し入れが行われる１〜４段の棚３では、棚板４の前部は、隣り合ったフロント支柱５に固定されたフロントフレーム１９に支持されている。フロントフレーム１９はフロント支柱５からはみ出ないようになっている。
【００３４】
１段目の棚３よりもやや下方の高さ位置に、台車式スタッカクレーン８を走行させるためのスタッカ用レール２０が配置されている。スタッカ用レール２０は二重式になっており（大きな荷重を支えるためである）、フロント支柱５の前面に固定されている。
【００３５】
５段目以上の棚３の箇所では、台車用レール１８がフロント支柱５の前面に固定されており、このフロント支柱５で棚板４の前端を支持している。５段目以上の棚３においては、荷Ｗは、台車用レール１８を介して棚３と自走台車９とに滑り移動する。
【００３６】
台車式スタッカクレーン８のエリアと自走台車９のエリアとで棚板４及びレール１８，２０の方式が相違するのは、台車式スタッカクレーン８と自走台車９とが、レール１８，２０の上方まで延びるピッキングユニット１７を共用しているためである。つまり、台車式スタッカクレーン８では、自走台車９に設けたのと同じピッキングユニット１７が昇降することを許容するため、フロントフレーム１９がフロント支柱５の前面から突出しないように設定しているのである。
【００３７】
なお、いずれの段の棚３においても、隣り合ったフロント支柱５の間の部分が単位格納エリアになっており、この単位格納エリアに複数の荷（例えば段ボール箱）Ｗを格納できる。
【００３８】
(3).台車式スタッカクレーン
次に、図６〜図１０に基づいて台車式スタッカクレーン８について説明する。図６は概略斜視図、図７は概略側面図、図８は平面図、図９は要部の縦断側面図、図１０は昇降駆動機構の模式図である。
【００３９】
台車式スタッカクレーン８は、フレーム構造の走行車体２２と、これに立設した前後２本のコラム２３と、前後コラム２３の間に配置された移載ユニット２４とを備えている。両コラム２３は、相対向する方向に開口するように中空状に形成されており、その上端は天フレーム２５で一体に連結されている。天フレーム２５には、天レール２６（図２参照）に挟むガイドローラ２７の群が水平回転自在に取り付けられている。
【００４０】
走行車体２２のうちコラム２３よりも前後外側の部位には、スタッカ用レール２０の上面を転動する前後一対の車輪２８が配置されている。走行車体２２の走行駆動方式として、実施形態では、スタッカ用レール２０にタイミングベルト２９（図８参照）を張ってその両端を固定し、このにタイミングベルト２９に、走行用モータ３０で駆動されるタイミングギア３１を噛み合わせる機構を採用している。
【００４１】
そして、タイミングギア３１は一方の車輪２８の車軸３２に回転自在に被嵌した駆動筒３３に固定されており、この駆動筒３３を走行用モータ３０で駆動するようになっている。つまり、タイミングギア３１と一方の車輪２８とを同軸に設定している。これは、走行車体２２を前後長さを短くするためである。もちろん、車輪２８とタイミングギア３１とを分離しても良い。
【００４２】
図６や図７に示す符号３４は押さえローラ、符号３５は離脱防止ローラである。図５に示すようにスタッカ用レール２０は段違いになっているが、段部２０ａにタイミングベルト２９が配置され、高い部分に車輪２８が載るようになっている。
【００４３】
例えば図７や図９に示すように、コラム２３は走行車体２２の下面よりもやや下方に落ち込んだ状態になっており、走行車体２２を横断するように延びるステー３６に固定されている。また、詳細は省略するが、鉛直性を保持するために補強部材（補強ブラケット）３７（図７，８参照）によっても走行車体２２に固定されている。
【００４４】
移載ユニット２４はフレーム材で構成されている昇降枠３９を備えており、昇降枠３９に、荷Ｗの移し替えを行う一対のピッキングユニット１７を平行に配置している。ピッキングユニット１７は、ベースフレーム４０と、その内側に配置した第１及び第２の可動アーム（図８で第２可動アーム４１のみを表示している）とを備えており、第２可動アーム４１の両端に、水平回動式のピッカー（爪）４２を設けている。
【００４５】
両ピッキングユニット１７において、第２可動アーム４１は第１モータ４３（図８参照）の駆動によって同期して進退動する。第２可動アーム４１の進退動とピッカー４２の水平回動とを組み合わせて荷Ｗを押し引きすることにより、棚３と移載ユニット２４との間に荷Ｗを移し換えることができる。
【００４６】
両ベースフレーム４０には荷Ｗが載る載置板４４を固定している。また、本実施形態では荷幅の違いに対応できるようになっており、このため、一方のピッキングユニット１７は位置不変であるが、他方のピッキングユニット１７は第２モータ４５の駆動によって移動できるようになっている。両ピッキングユニット１７の間隔変更を許容するため、２枚の載置板４４は部分的に重なっている（図８では両載置板４４は一連に表示している）。
【００４７】
既述のとおり、自走台車９では台車用レール１８を介して荷Ｗの移し替えが行われており、このため、図５に示すように、自走台車９の載置板４４は台車用レール１８よりも内側に位置している。
【００４８】
そして、台車式スタッカクレーン８でも載置板４４は自走台車９と同じものを使用しているため、フロントフレーム１９との間に大きな間隔が開いている。このため、図５や図７に示すように、両ピッキングユニット１７におけるベースフレーム４０の先端間に、荷Ｗの受け渡しをスムースに行うための補助ローラ４８を装架している。なお、補助ローラ４８は、可動式ピッキングユニット１７の移動は損なわない状態で取り付けている。
【００４９】
移載ユニット２４は、その重心が平面視で幅方向の略中間部に位置するように部材の配置が考慮されており、また、コラム２３も移載ユニット２４の重心を挟んだ両側に位置するように配置されている。
【００５０】
(4).移載ユニットの昇降機構
例えば図７に示すように、移載ユニット２４の昇降枠３９にはコラム２３を囲うような形状のガイド体４７を固定しており、このガイド体４７に、横ずれ不能に昇降するためのガイドローラ４８の群を回転自在に取り付けていると共に、昇降用チェーン４９を固定し、昇降用チェーン４９で移載ユニット２４を吊支している。
【００５１】
昇降用チェーン４９は、コラム２３の中空部の上部に配置した上スプロケット５０と、コラム２３の中空部の下部に配置した下スプロケット５１とに巻き掛けられている。上スプロケット５０はコラム２３に回転自在に取り付けられている。各スプロケット５０，５１は、平面視で、その回転軸線が移載ユニット２４の重心を通る中心線５３と略重なるように配置されている。なお、移載ユニット２４の中心線は移載通路２の中心線とほぼ重なっている。
【００５２】
他方、両下スプロケット５１は１本の駆動軸（連動軸）５２に被嵌しているが、一方の下スプロケット５１は駆動軸５２に固定され、他方の下スプロケット５１は駆動軸５２に回転自在に被嵌している。駆動軸５２は、一方のステー３６と他方のコラム２３とに回転自在に取り付けられており、かつ、一方のコラム２３に固定した減速機付きモータ５４及び駆動用チェーン５５を介して駆動される。
【００５３】
例えば図９に示すように、駆動軸５２のうち他方のコラム２３に軸支されている端部の近傍には第１傘歯車５６が固定されており、また、他方の下スプロケット５１には第２傘歯車５７が固定されている。更に、他方のステー３６には、第１及び第２の傘歯車５６，５７に噛み合う第３傘歯車５８が水平回転自在に取り付けられている。
【００５４】
このような３個の傘歯車５６〜５８で構成された逆転機構により、駆動軸５２の回転によって２本の昇降用チェーン４９は互いに逆方向に周回することになるが、両昇降用チェーン４９とも上昇する部分と下降する部分とが存在するため、図１０に示すように、両昇降用チェーン４９において同じ方向に移動する部分は移載ユニット２４の中心線５３を挟んだ反対側に位置している。
【００５５】
そこで、移載ユニット２４における一方のガイド体４７を、移載ユニット２４の中心線５３を挟んだ一方の側と他方の側とに振り分けた状態で昇降用チェーン４９に固定している。このため、両昇降用チェーン４９の固定箇所を結ぶ線５９は移載ユニット２４のほぼ重心を通ることになって、移載ユニット２４をバランス良く吊支することができるのである。
【００５６】
そして、両昇降用チェーン４９を逆転させるための傘歯車５６〜５８の群は他方のコラム２３の内部にコンパクトに格納できるため、他の部材の邪魔になることもなく、構造を簡単かつコンパクト化することができる。なお、各コラム２３に複数本ずつの昇降用チェーンを配置しても良い。
【００５７】
(5).他の実施形態
上記の実施形態では、コラム２３は柱状（マスト状）になっていたが、図１１に示す変形例ではコラム２３を門型に形成している。このように構成すると、移載ユニット２４の昇降安定性を一層向上できるため、重量物の格納に適していると言える。
【００５８】
(6).その他
本発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化することができる。例えば、コラム２３は柱状や門型には限らず、移載ユニットの昇降をガイドできる形態ならどのようなものでも良い。
【００５９】
【００６０】
【００６１】
また、移載ユニットの具体的構造が実施形態に限定されないことは言うまでもない。更に、本願発明は４輪方式の台車式スタッカクレーンのみでなく、床に固定された１本のレール上を走行するスタッカクレーンなどにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動倉庫の斜視図である。
【図２】自動倉庫の正面図である。
【図３】図２の III-III視平面図である。
【図４】図２のIV−IV視平面図である。
【図５】格納庫の部分的な縦断正面図である。
【図６】台車式スタッカクレーンの概略斜視図である。
【図７】台車式スタッカクレーンの平面図である。
【図８】台車式スタッカクレーンの概略側面図である。
【図９】要部の縦断側面図である。
【図10】移載ユニットの昇降機構の模式図である。
【図11】変形例を図である。
【図12】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１格納庫
２移載通路
３棚
４棚板
８台車式スタッカクレーン
９自走台車
２２走行車体
１７ピッキングユニット
２３コラム
３９移載ユニットの昇降枠
４９昇降用チェーン
５０上スプロケット
５１下スプロケット
５６第１傘歯車
５７第１傘歯車
５８第１傘歯車

Claims

棚を多段に配置した格納庫の開口面に沿って走行する台車本体に、当該台車本体の走行方向に沿って間隔を空けた状態で一対のコラムを立設し、これら両コラムに沿って上下に張られたチェーンにて、棚との間に荷の受け渡しを行う移載ユニットが吊支されており、更に、前記両チェーンによる移載ユニットの吊支位置を、移載ユニットの略重心を通って台車本体の走行方向に沿って延びる線を挟んだ両側に振り分けている、
という自動倉庫において、
前記両コラムの上端部と下端部とには、台車本体の走行方向と同じ方向に延びる軸線回りに回転するスプロケットをそれぞれ配置して、これら上下スプロケットにそれぞれチェーンを巻き掛けており、
更に、上スプロケットの相互間又は下スプロケットの相互間に、モータで回転駆動される駆動軸を貫通せしめ、駆動軸が貫通した両スプロケットのうち一方のスプロケットは駆動軸に固定し、他方のスプロケットは駆動軸に回転自在に被嵌し、駆動軸に固定された第１傘歯車と他方のスプロケットに固定された第２傘歯車とに第３傘歯車を噛合させることにより、一方のスプロケットと他方のスプロケットとを逆回転させている、
自動倉庫における自動格納・取出し装置。