JP6170326B2 - スタッカクレーン - Google Patents

Description

本発明は、複数の格納室を有して、これら複数の格納室に収納されている物品を所定位置であるステーションに搬出する出庫や、ステーションから物品を所定の格納室に搬入する入庫を行うスタッカクレーンに関する。

工場、事業場あるいは配送や流通を担う場所においては、様々な物品や商品（以下、「物品」という）を、多くの格納室に収納する棚が、設置されていることが多い。この棚には、様々な物品が置かれている。必要に応じて、この棚に置かれている様々な物品は、棚から取り出されて別の場所に搬送される。あるいは、別の場所から搬送されてきた物品が、棚のある位置に配置される。

このような棚に置かれている物品の取り出しおよび移動や、他の場所から棚への物品の配置においては、スタッカクレーンが用いられることが多い。スタッカクレーンは、所定の位置に設けられるステーションを中継地点として、物品の棚からの移動や棚への移動を行う。

このスタッカクレーンは、様々な種類を有しているが、一例としてのスタッカクレーンは、モノレールである単一のレール上を往復走行するためのフレーム（上下に略平行に延びるマストを中心とした構造体）と、出庫や入庫対象となる物品を乗せるキャリッジを備えている。このキャリッジは、棚の位置に合わせて物品を移動させるので、上下に昇降する。

このフレームの走行とキャリッジの上下昇降との組み合わせによって、スタッカクレーンは、棚の縦横に形成される複数の格納室に対応して、物品を取り出したり配置したりできる。

このように、スタッカクレーンは、レール上を往復走行するので、スタッカクレーンのフレームには、レールを走行できる駆動装置が備わっている。また、駆動装置は、電力を必要とし、マストやその他のフレームに取り付けられている。もちろん、駆動装置は、フレームをレール上で往復走行させるだけでなく、キャリッジの昇降動作をも生じさせる。

この駆動装置は、電力を必要とするので、従来技術におけるスタッカクレーンは、レールに沿った電力供給ラインであるトロリーを備えている。トロリーが無い場合には、電源ケーブル、チェーンベルトのような機械装置で動作させる必要があるので、スタッカクレーンの高速動作に適していない。このようなトロリーは、必ずスタッカクレーンの動作部分やレールと接触して、電力を駆動装置に供給する。

これに対して、スタッカクレーンに非接触に給電出来るように、受電コイルや電源カプラを用いる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
あるいは、電力供給ラインを用いないで済むように、蓄電池やキャパシタを用いる技術も提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

特開２００８−８１２１９号公報 特開２０１２−２５４８３８号公報 特開２０１３−１８６１９号公報

ここで、トロリーを用いたスタッカクレーンの駆動装置への給電においては、トロリーが集電子に接触する必要がある。この接触によって、集電子とトロリーとの間では、摩擦が生じるので、トロリーや集電子が、擦り切れつつ粉塵を生じさせてしまう。もちろん、磨耗も生じるので、トロリーや集電子の定期的なメンテナンスを必要ともする。また集電子とトロリーとの摩擦が生じることで、スタッカクレーンの往復走行時に騒音が生じてしまうことが多い。

このような、粉塵、磨耗、交換、騒音といった問題は、化学品，薬品、精密機器、食品などを取り扱わなければならない工場や流通センターでは、好ましくない。

一方、特許文献１は、受電コイルやカプラなどの非接触給電を用いることで、スタッカクレーンや給電ラインと、給電部分（受電コイルやカプラなど）との接触を生じさせない。このため、摩擦がなく、磨耗、粉塵発生、騒音や短期間での交換などの問題は少ない。このため、特許文献１に代表される非接触給電を用いるスタッカクレーンは、半導体製造工場などのクリーンルームなどで用いられる。

しかしながら、受電コイルやカプラは非常に高価であり、スタッカクレーンへの装着も手間が多く、スタッカクレーンそのものが非常に高価となってしまう問題を有している。クリーンルームの要求度の非常に高い半導体製造工場などでは、設備投資に可能なコストが大きくても問題ないが、半導体製造工場よりは低い程度のクリーンルーム度（いわゆる準クリーンルームからクリーンルームの間）が要求される工場や流通センターでは、スタッカクレーンに投資できるコストにも限りがある。

なお、従来技術におけるレール（モノレール）上を往復走行するスタッカクレーンでは、スタッカクレーンそのものを動作させる駆動装置と、全体の制御装置に電力が供給される。このため、上述のトロリーは、スタッカクレーンの駆動装置や全体の制御装置へ給電を行う。ここで、スタッカクレーンは、レール上を往復走行する。駆動装置は、スタッカクレーンに備わっているので、トロリーは、レールに沿って備わる必要がある。スタッカクレーンのレール上の移動に合わせて、駆動装置もレール上を移動することになる。このため、電力の供給を必要とする駆動装置がレールに沿って移動することになるので、電力を供給できるトロリーは、レールに沿っている必要がある。

一方で、トロリーを用いる従来技術のスタッカクレーンでは、粉塵、騒音、交換といった問題で、これら準クリーンルームからクリーンルームの間程度でのクリーン度が要求される工場や流通センターで使用しにくい問題があった。トロリーがレールに沿って設けられることで、トロリーに加わる接触や圧力によって、トロリーそのものが磨耗して粉塵を生じさせることがあるからである。

一方、蓄電池の一種としてキャパシタを用いるクレーンに関する技術が、特許文献２、特許文献３で提案されている。

特許文献２は、巻上用電動機１、横行用電動機２及び走行用電動機３に、商用電源からの交流電力を電動機毎に設けたインバータ４，５，６で駆動用交流電力に変換して供給するクレーン装置用電源装置において、巻上用電動機１が巻下時に発生しインバータを介して取り出される回生電力を蓄電するキャパシタ１０と、キャパシタ１０に蓄電された直流電力を交流電力に変換するコンバータ１１と、横行用及び走行用インバータ５，６にコンバータ１１からの交流電力を商用電力と切り換えて供給する切換回路ＳＷ３，ＳＷ４と、キャパシタ１０の蓄電量が放電可能閾値を超えた時にコンバータ１１からの交流電力が横行用インバータ５及び走行用インバータ６に供給されるように切換回路を切り換え制御する制御装置１３とを備えるクレーン装置用電源装置を、開示する。

特許文献３は、ホイストクレーンは吊荷を昇降するホイストが横行自在の横行用ガーダーと、横行用ガーダーが走行自在の走行用ガーダーとを有し、横行用ガーダーは走行用モータ２３が設けられた走行台車により走行する。ホイストクレーンは、交流を直流に変換する整流部３２と、直流を交流に周波数変換を行う変換部としての駆動素子部３５と、走行台車を減速停止させるときに走行用モータ２３から発生する制動エネルギーにより充電するキャパシタ３９とを有している。走行台車を始動させるときにはキャパシタ３９の充電エネルギーが走行用モータ２３に供給されるホイストクレーン用走行装置を開示する。

特許文献２、３のいずれもキャパシタを用いることで、電源コードであるトロリーから開放された状態で、クレーンを動作させることを提案している。

しかしながら、特許文献２、３のようにキャパシタを用いるスタッカクレーンでは、キャパシタへの充電を行う必要がある。このとき、スタッカクレーンに備わっているキャパシタへの充電では、スタッカクレーンに充電装置を運んで持参して充電したり、特定の場所に設置された充電装置にスタッカクレーンを移動させて充電したりする必要があった。

このような充電においては、作業者が充電のたびに充電装置を運んだり、スタッカクレーンを充電装置に移動させたりする必要がある。このため、充電における手間が非常に掛かってしまったり、充電が必要な状態となったことに気付かずに、充電を行い損なってしまったりするなどの問題もあった。

また、キャパシタとしてはリチウムイオンキャパシタが用いられることが好適である。小型化、軽量化が実現されやすいことに加え、充電容量が大きいあるいは充電持続時間が長いなどのメリットを、リチウムイオンキャパシタは有しているからである。

しかしながら、リチウムイオンキャパシタは、非常にデリケートな取扱を必要とし、例えば電圧が一定値以下になってしまうと、損傷してしまうなどの問題がある。

本発明は、上記のような充電の手間や不便を解消すると共に、キャパシタの損傷を防止できるシステムを有するスタッカクレーンを提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明のスタッカクレーンは、複数の格納室から物品の出庫および入庫の少なくとも一方を行うスタッカクレーンであって、レール上を往復走行するフレームと、フレームにおいて昇降動作すると共に複数の格納室との間で、物品を出し入れするキャリッジと、フレームのレール上の往復走行、キャリッジの昇降動作およびキャリッジによる物品の出し入れの少なくとも一つを駆動する駆動部と、駆動部に電力を供給するキャパシタと、キャパシタに充電を行う充電ステーションと、駆動部の安全動作を制御する安全制御手段と、を、備え、安全制御手段は、キャパシタの電圧であるキャパシタ電圧値を監視する電圧監視部と、キャパシタ電圧値に基づいて、駆動部の第１動作を決定する第１制御部と、キャパシタ電圧値に基づいて、駆動部の第２動作を決定する第２制御部と、を有し、第１動作および第２動作は、キャパシタ電圧値によって、切り分けられる。

本発明のスタッカクレーンは、（１）磨耗による粉塵、（２）騒音、（３）短期間での交換やメンテナンス、（４）高コストといった全ての問題を一度に解決できる。加えて、簡易な構造で構成できるので、現在使用されているスタッカクレーンの、簡便な改良で実現できる。結果として、得られる本発明のスタッカクレーンは、低コストを維持でき、普及が容易となる。

また、本発明のスタッカクレーンは、充電ステーションにて自動で自己充電を行うので、充電に要する手間や充電ミスなどを防止できる。加えて、充電容量を監視しながら、クレーンとしての物品移動の動作を行えるので、電圧の行き過ぎた降下を生じさせることもない。この結果、キャパシタの損傷を生じさせること無く、長期間に渡って、メンテナンスなどの手間を低減できる。

本発明の実施の形態１における倉庫の模式図であり、倉庫を上から見た状態を示している。 本発明の実施の形態１における倉庫１００の斜視図である。 本発明の実施の形態１における格納領域の模式図である。 本発明の実施の形態１におけるスタッカクレーンの模式図である。 本発明の実施の形態１における充電器とキャパシタとの充電状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態１における安全制御手段の内部ブロック図である。 本発明の実施の形態２におけるキャパシタ保護処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態２における省エネ運転処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態３におけるスタッカクレーンとその周辺の模式図である。 図９を逆方向から見た図面である。 本発明の実施の形態３における充電ステーションにおける充電を示す模式図である。

本発明の第１の発明に係るスタッカクレーンは、複数の格納室から物品の出庫および入庫の少なくとも一方を行うスタッカクレーンであって、レール上を往復走行するフレームと、フレームにおいて昇降動作すると共に複数の格納室との間で、物品を出し入れするキャリッジと、フレームのレール上の往復走行、キャリッジの昇降動作およびキャリッジによる物品の出し入れの少なくとも一つを駆動する駆動部と、駆動部に電力を供給するキャパシタと、キャパシタに充電を行う充電ステーションと、駆動部の安全動作を制御する安全制御手段と、を、備え、安全制御手段は、キャパシタの電圧であるキャパシタ電圧値を監視する電圧監視部と、キャパシタ電圧値に基づいて、駆動部の第１動作を決定する第１制御部と、キャパシタ電圧値に基づいて、駆動部の第２動作を決定する第２制御部と、を有し、第１動作および第２動作は、キャパシタ電圧値によって、切り分けられる。

この構成により、スタッカクレーンは、キャパシタ電圧値に基づいて、安全運転や省エネ運転を管理・制御できる。

本発明の第２の発明に係るスタッカクレーンでは、第１の発明に加えて、安全制御手段は、キャパシタから駆動部への電力の供給と停止とを切り替えるブレーカを更に有し、第１制御部および第２制御部のそれぞれは、ブレーカの制御を行う。

この構成により、スタッカクレーンは、キャパシタ電圧が低すぎたり高すぎたりする場合に、ブレーカを作動状態にして、キャパシタおよび内部要素を守ることができる。

本発明の第３の発明に係るスタッカクレーンでは、第２の発明に加えて、第１制御部および第２制御部のそれぞれは、電圧監視部で測定されるキャパシタ電圧値によって、ブレーカを作動状態（ブレーカが動作して、キャパシタから駆動部への電力が停止される状態）とする。

この構成により、スタッカクレーンは、ブレーカの作動によって、キャパシタおよび内部要素を守ることができる。

本発明の第４の発明に係るスタッカクレーンでは、第２又は第３の発明に加えて、安全制御手段は、（１）電圧監視部が計測するキャパシタ電圧値が、第１電圧値以上である場合には、第１制御部が、ブレーカを作動状態とするステップ１、（２）電圧監視部が計測するキャパシタ電圧値が、第２電圧値以下である場合には、第２制御部が、ブレーカを作動状態とするステップ２、（３）電圧監視部が計測するキャパシタ電圧値が、第３電圧値以下である場合には、第１制御部が、ブレーカを作動状態とするステップ３、の少なくとも一つの処理を含むキャパシタ保護処理を実行し、第１電圧値 ＞ 第２電圧値 ＞ 第３電圧値である。

この構成により、スタッカクレーンは、キャパシタ電圧値がイレギュラー状態で、キャパシタと駆動部との動作を停止させて保護できる。

本発明の第５の発明に係るスタッカクレーンでは、第４の発明に加えて、キャパシタ保護処理は、（４）電圧監視部が計測するキャパシタ電圧値が、第１電圧値以下第２電圧値以上である第４電圧値である場合には、第２制御部は、キャパシタ電圧値の異常警告を発すると共に、キャパシタ電圧値を調整するステップ４、（５）電圧監視部が計測するキャパシタ電圧値が、第４電圧値以下第２電圧値以上である第５電圧値以下である場合には、第２制御部は、スタッカクレーンを充電ステーションに移動させて充電を行うステップ５、の少なくとも一つを更に含む。

この構成により、スタッカクレーンは、キャパシタが充電等を必要とする場合を監視・検出し、キャパシタの充電を行うことができる。

本発明の第６の発明に係るスタッカクレーンでは、第４又は第５の発明に加えて、ステップ３が実行される場合には、キャパシタに、電源ケーブルによって充電が行われる。

この構成により、キャパシタ電圧値が危険なレベルまで低下した場合には、手作業での充電で、キャパシタを保護できる。

本発明の第７の発明に係るスタッカクレーンでは、第５の発明に加えて、第５電圧値以上第４電圧値以下である場合には、安全制御手段は、駆動部を通常動作させる。

この構成により、スタッカクレーンは、キャパシタ電圧値が正常範囲にある場合に、通常動作するように制御される。この結果、スタッカクレーンやキャパシタの損耗や故障が防止される。

本発明の第８の発明に係るスタッカクレーンでは、第２から第７のいずれかの発明に加えて、第１制御部は常に電力供給を受け、第２制御部は、ブレーカが作動状態以外で電力供給を受ける。

この構成により、安全制御手段そのものの動作の確保と消費電力の削減が両立できる。

本発明の第９の発明に係るスタッカクレーンでは、第１から第８のいずれかの発明に加えて、安全制御手段は、駆動部が物品の入庫および出庫の少なくとも一つの実行データを有する場合には、（６）電圧監視部で計測されるキャパシタ電圧値が第５電圧値以下である場合には、第２制御部は、スタッカクレーンを充電ステーションに移動させて充電するステップ６、（７）電圧監視部で計測されるキャパシタ電圧値が第５電圧値以上である場合には、第２制御部は、駆動部での実行データに従ってスタッカクレーンを動作させるステップ７、の少なくとも一つの処理を含む、省エネ運転処理を行う。

この構成により、スタッカクレーンは、消費エネルギーを低減できる。

本発明の第１０の発明に係るスタッカクレーンでは、第９の発明に加えて、省エネ運転処理は、駆動部が物品の入庫および出庫の少なくとも一つの実行データを有しない場合には、（８）第２制御部は、キャパシタの電圧を一定量降下させるステップ８、（９）所定時間経過後に、第２制御部は、スタッカクレーンを充電ステーションに移動させるステップ９、の少なくとも一つの処理を更に含む。

この構成により、安全制御手段は、省エネ動作をより確実にできる。

本発明の第１１の発明に係るスタッカクレーンでは、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、安全処理手段は、（１０）スタッカクレーンおよびキャパシタの少なくとも一方に何らかの異常が発生する場合には、第１制御部が、ブレーカを作動状態にすることおよび作業者がキャパシタへの充電を行うことの少なくとも一方が行われるステップ１０、を含む、異常復旧処理を行う。

この構成により、安全制御手段は、異常状態から適切にスタッカクレーンを復帰させることができる。

本発明の第１２の発明に係るスタッカクレーンでは、第１から第１１のいずれかの発明に加えて、充電ステーションは、レール上のいずれかの部位に固定されて設置される。

この構成により、充電ステーションは、キャパシタへの充電を容易に行える。

本発明の第１３の発明に係るスタッカクレーンでは、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、キャリッジは、フォーク、ローラおよびベルトの少なくとも一つを、所定物品の出し入れに対応させて有する。

この構成により、キャリッジは、所定物品を、格納室に出し入れできる。

本発明の第１４の発明に係るスタッカクレーンでは、第１から第１３のいずれかの発明に加えて、キャパシタは受電用端子を有し、充電ステーションは充電用電極を有し、スタッカクレーンが充電ステーションに接続する際に、充電用電極と受電用端子とが電気的に接触して、充電ステーションは、キャパシタに充電する。

この構成により、充電ステーションは確実かつ容易にキャパシタに充電できる。

本発明の第１５の発明に係るスタッカクレーンでは、第１から第１４のいずれかの発明に加えて、スタッカクレーンはクラス１０，０００（可視塵埃無し）のクリーン度が要求される領域で使用される。

この構成により、従来は手薄であったクリーン度が要求される工場や流通センターでの、低コストのスタッカクレーンが実現される。

本発明の第１６の発明に係るスタッカクレーンでは、第１から第１５のいずれかの発明に加えて、駆動部は、モーターを有しており、往復走行の減速時および昇降動作の降下動作時の少なくとも一方に、モーターは、回生電力を生じさせ、キャパシタは、回生電力を回収充電できる。

この構成により、キャパシタの充電回数を低減できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１におけるスタッカクレーンは、自動倉庫を始めとした複数の格納室を有する棚を有する倉庫において使用される。このような倉庫は、複数の格納室を有しており、スタッカクレーンは、この複数の格納室のいずれかに物品を入庫したり、この複数の格納室のいずれかから物品を出庫したりする。自動倉庫や棚を有する空間など、スタッカクレーンが物品の出庫や入庫に使用される種々の空間を、倉庫との概念で説明する。この倉庫において、スタッカクレーンは使用される。

（倉庫について）
まず、倉庫について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における倉庫の模式図であり、倉庫を上から見た状態を示している。倉庫１００は、図１に示されるように、格納領域２０を備えている。格納領域２０は、複数の格納室２１を備えている。複数の格納室２１は、縦横あるいは奥行きにおいて、種々に区分けされている。

ここで、倉庫１００の略中央に、レール３０が設けられている。格納領域２０は、このレール３０の両側に設けられ、レール３０の両側のそれぞれに設けられる複数の格納室２１のそれぞれで、所定物品５０の出庫や入庫が行われる。

また、図１は、倉庫１００を上から見た模式図であるが、倉庫１００の詳細を斜視図として示したものが図２である。図２は、本発明の実施の形態１における倉庫１００の斜視図である。図１と同様に、格納領域２０に個々の格納室２１が備わっており、その間を抜けるように貫くレール３０が備わっている。レール３０上を、フレーム２（スタッカクレーン１）が往復走行する。その両サイド（あるいは片サイド）に作業ステーション１０が備わっている。図１では、作業ステーション１０は、レール３０に重複する位置に設けられているが、図２では、レール３０と異なる位置に設けられている。

作業ステーション１０は、所定物品５０の入庫や出庫における設置作業などに用いられるので、このような設置位置でもよい。また、倉庫１００の備える格納室２１のそれぞれは、部屋状でなくとも、図２に示されるように、骨組みで構成されても良い。このような骨組みで形成される格納室２１の間を、フレーム２がレール３０上を往復走行し、フレーム２において、キャリッジ３が昇降動作する。これによって、所定物品５０が、所定の格納室２１で入庫や出庫を行われる。

レール３０は、スタッカクレーン１が往復走行して移動する。スタッカクレーン１は、フレーム２とキャリッジ３を主たる要素としてその外形を構成する。このフレーム２とキャリッジ３（および他の必要な要素）を要素としてスタッカクレーン１を説明する都合上、レール３０を往復走行して移動する要素を、フレーム２として説明する（結局、スタッカクレーン１が往復走行していることと同様の意味となるが、スタッカクレーン１は、レール上を往復走行するフレーム２などを含む全体であるので、往復走行するものをフレームとして説明する）。

格納領域２０のそれぞれは、上述のように、複数の格納室２１が備わっており、複数の格納室２１は、いわゆる棚のように間仕切りされた空間が、並んでいる。図３は、本発明の実施の形態１における格納領域の模式図である。格納領域２０には、図３に示されるように整然と区分された複数の格納室２１が備わっている。

もちろん、図３のように複数の格納室２１が整然と区分されていなくとも、異なる形状や大きさの格納室２１が並んでいてもよい。図３は、格納領域２０を正面から見た状態を示している。すなわち、複数の格納室２１の入り口側が見えている状態である。複数の格納室２１のそれぞれは、様々な目的（製造部品の保管、製造後物品の保管、あるいはこれらの一時的な保管など）に応じて、所定物品５０を保管する。もちろん、所定物品５０が保管されてない空き状態の格納室２１も存在する。

図３では、複数の格納室２１の内、格納室２１Ａに所定物品５０Ａが保管されており、格納室２１Ｂに所定物品５０Ｂが保管されている。これら所定物品５０Ａや所定物品５０Ｂのそれぞれは、スタッカクレーン１によって、格納室２１Ａおよび格納室２１Ｂのそれぞれに入庫されたものである。あるいは、既に保管されているこれら所定物品５０Ａと所定物品５０Ｂのそれぞれは、スタッカクレーン１によって、格納室２１Ａおよび格納室２１Ｂから取り出されて出庫されることもある。

倉庫１００においては、レール３０を走行するスタッカクレーン１が、格納室２１へ所定物品５０を入庫させたり、格納室２１から所定物品５０を出庫させたりする。倉庫１００は、このようなスタッカクレーン１による出庫・入庫を受ける構成を有している。

なお、作業ステーション１０は、倉庫１００の両端ないしは一端に設けられており、作業者が、スタッカクレーン１に所定物品５０を設置しても良いし、作業者がスタッカクレーン１から所定物品５０を受け取ってもよい。作業ステーション１０が備わっている場合には、作業者とスタッカクレーン１との共同による出庫・入庫およびこれに付随する作業が容易となる。

このように、本発明のスタッカクレーンは、このような倉庫１００に用いられる。

（スタッカクレーンの概要）
実施の形態１におけるスタッカクレーン１単体の概要を説明する。スタッカクレーン１は、上述のように、倉庫１００に主に用いられる。もちろん、倉庫１００にその使用が限られるものではない。

図４は、本発明の実施の形態１におけるスタッカクレーンの模式図である。スタッカクレーン１は、外形の大部分を形成するフレーム２を有する。フレーム２は、両側の枠となるサイドフレーム２１と上下の枠となる上下フレーム２２によって構成されて、フレーム２は、全体として枠状の形状を有する。このフレーム２が、レール３０に嵌合して、レール３０上を、往復走行する。このフレーム２の往復走行によって、スタッカクレーン１が、レール３０上を往復走行することになる。

また、スタッカクレーン１では、フレーム２にキャリッジ３が備わっている。キャリッジ３は、フレーム２に取り付けられており、フレーム２において上下に昇降動作する。また、キャリッジ３は、所定物品５０を載せることができるので、昇降動作に合わせて、所定物品５０を、所定の格納室２１に出し入れできる。

また、スタッカクレーン１は、このフレーム２の往復走行とキャリッジ３の昇降動作を駆動する駆動部４を備えている。駆動部４は、駆動部４が備えるプロセッサやメモリによって指示される命令信号に従って、フレーム２の走行やキャリッジ３の昇降動作を制御する。メモリには、予め定められた動作パターンが記憶されており、駆動部４は、この動作パターンに対応して、フレーム２とキャリッジ３を動作させる。この動作の結果、スタッカクレーン１は、格納室２１に所定物品５０を入庫させたり、格納室２１から所定物品５０を出庫させたりできる。

あるいは、駆動部４は、作業者による指示制御に基づいて、フレーム２とキャリッジ３の動作を制御してもよい。たとえば、作業ステーション１０には、操作卓が設置されており、作業者がこの操作卓を操作することで、目的とする格納室２１の位置、出庫／入庫の区別、所定物品５０の種類や大きさなどを、作業者が駆動部４に指示することができる。駆動部４は、この指示に基づき、フレーム２とキャリッジ３とを動作させて、所定物品５０の入庫や出庫（移動も含めて）を実行できる。

駆動部４が、フレーム２をレール３０上で往復走行させるとともに、キャリッジ３を昇降動作させることで、スタッカクレーン１は、所定物品５０を乗せることのできるキャリッジ３をＸ軸およびＹ軸の種々の座標に移動させることができる。この結果、スタッカクレーン１は、格納領域２０においてＸ軸およびＹ軸に配置されている複数の格納室２１に、所定物品５０を入れたり、格納室２１から所定物品５０を出したりすることができる。

更に、スタッカクレーン１は、キャパシタ５を備えている。キャパシタ５は、充電されることで電力を蓄え、駆動部４に電力を供給できる。このキャパシタ５が備わっていることにより、スタッカクレーン１は、電源ケーブルなどを接続しない状態で移動を含めた動作することができる。この結果、電源ケーブルやこれに類するラインなどの摩擦によって生じる粉じんなどの発生が防止できる。

また、スタッカクレーン１は、安全制御手段７を更に備えている。安全制御手段７は、後述するように、駆動部４の安全動作を制御する。詳細は後述するが端的には、キャパシタ５の電圧を監視することで、駆動部４によるスタッカクレーン１の動作を安全動作や省エネ動作の状態に維持・管理できる。

（キャパシタへの充電）
スタッカクレーン１は、キャパシタ５を備える。このキャパシタ５により、電源ケーブルなどのライン接続を必要とせずに、独立して動作できる。動作の自由度や設置の自由度が高まるだけでなく、電源ケーブルなどの磨耗による粉じんが減少するメリットがある。

このキャパシタ５は、充電ステーション６において充電される。充電ステーション６は、作業ステーション１０に設置される。もちろん、作業ステーション１０とは異なる場所に設置されても良く、充電ステーション６が独立して所定の場所に設けられてもよい。

スタッカクレーン１は、フレーム２がレール３０に沿って往復移動することで、移動できるので、レール３０に沿った位置あるいはレール３０の端部などに、充電ステーション６は設置されることが好ましい。加えて、充電ステーション６は、スタッカクレーン１が備えるキャパシタ５と対向するように設置されていることが好ましい。充電ステーション６が、キャパシタ５に充電を行うからである。

充電ステーション６は、充電用電極６１を有する。加えて、キャパシタ５は、受電用端子５１を有する。この充電用電極６１と受電用端子５１との電気的な接続が生じることにより、充電ステーション６は、キャパシタ５に電力を充電する。

すなわち、充電ステーション６にスタッカクレーン１が移動してくることで、キャパシタ５の受電用端子５１と充電ステーション６の充電用電極６１とが、電気的に接続状態となり、キャパシタ５への充電が行われる。当然に、キャパシタ５への充電が行われれば、駆動部４は、スタッカクレーン１を動作させることができる。

ここで、キャパシタ５は、往復走行に従って移動するフレーム２に取り付けられており、充電は、レール３０の端部などに設置されている充電ステーション６において行われる。このため、従来技術で用いられていたトロリーのように、レール３０に沿った電力供給路は不要となる。この結果、フレーム２の往復走行に伴った、トロリーの磨耗が生じることがなくなり、粉塵も生じない。すなわち、フレーム２やキャリッジ３から構成されるスタッカクレーン１は、移動の中での電力供給を受けることなく、独立して動作できる。このことが、磨耗や粉塵の発生を防止できる。

また、充電ステーション６が、作業ステーション１０に設けられる場合には、作業ステーション１０は、上述したように、レール３０の端部などに設置されていることが多い。スタッカクレーン１は、フレーム２のレール３０での往復動作によって、作業ステーション１０に定期的に到達できる。あるいは、作業者による作業ステーション１０での作業に合わせて、スタッカクレーン１は、作業ステーション１０に到達することも多い。この結果、スタッカクレーン１は、作業ステーション１０への到達と共に充電ステーション６に到達することが、一定の頻度で生じる。このため、充電ステーション６でのキャパシタ５への充電も、通常であれば、一定の頻度で生じる。

図５は、本発明の実施の形態１における充電器とキャパシタとの充電状態を示す説明図である。フレーム２は、レール３０上を往復走行して、レール３０のある位置に設置されている作業ステーション１０に到達する。作業ステーション１０は、充電ステーション６を備えている。特に、作業ステーション１０は、作業ステーション１０に到達したキャパシタ５が接触しやすい（物理的に）位置に、充電ステーション６を備えていることが好適である。加えて、フレーム２も、作業ステーション１０に到達した際に、充電ステーション６と接触しやすい位置に、キャパシタ５を備えることが好適である。この結果、フレーム２がレール３０上を往復走行して作業ステーション１０に到達することで、充電ステーション６とキャパシタ５とが、物理的に接触しやすくなる。

充電ステーション６は、キャパシタ５に充電を可能とする充電用電極６１を備えており、キャパシタ５は、充電用電極６１と電気的に接触する受電用端子５１を備えている。図５に示されるように、フレーム２が作業ステーション１０に到達すると、充電用電極６１と受電用端子５１とが電気的に接触するようになっている（物理的に嵌合したり表面接触したりするように、フレーム２の移動が制御されている）。

この結果、充電用電極６１から受電用端子５１に、充電ステーション６からの電力がキャパシタ５に供給される。こうして、キャパシタ５への充電が実現される。

（安全制御手段）
また、実施の形態１におけるスタッカクレーン１は、駆動部４の安全動作を制御する安全制御手段７を備える。安全制御手段７は、駆動部４（すなわち、スタッカクレーン１）の安全動作、省エネ動作、異常時の対応などを、管理・制御する。スタッカクレーン１は、電源ケーブルなどによる常時給電を受けておらず、充電ステーション６で充電されたキャパシタ５の電力のみで動作している。

キャパシタ５は、駆動部４に電力を供給することで、その有している電圧を下げていく。この電圧が下がりすぎてしまうと、スタッカクレーン１は、動作停止となってしまい、あるべき動作を行うことができなくなる。また、キャパシタ５としては、リチウムイオンキャパシタが用いられることが、様々な点で好適であるが、リチウムイオンキャパシタにおいては、電圧が一定値以下になってしまうと、損耗して以降の使用ができなくなるなどの問題も有している。

あるいは、キャパシタの電圧値が制限値より高い状態の場合には、駆動部４の故障を生じさせたりする問題も生じる。このため、安全制御手段７は、キャパシタ５の電圧値を監視しながら、駆動部４の安全動作や省エネ動作を管理・制御する。

図６は、本発明の実施の形態１における安全制御手段の内部ブロック図である。

安全制御手段７は、キャパシタ５のキャパシタ電圧値を監視する電圧監視部７１、キャパシタ電圧値に基づいて駆動部４の第１動作を決定する第１制御部７２、キャパシタ電圧値に基づいて駆動部４の第２動作を決定する第２制御部７３、キャパシタ５から駆動部４への電力の供給と停止とを切り替えるブレーカ７４を、備える。

電圧監視部７で監視された（測定された）キャパシタ電圧値は、第１制御部７２と第２制御部７３に、情報として出力される。図６中の矢印は、情報（信号）の出力方向を示している。キャパシタ電圧値の値によって、第１制御部７２が、第１動作を行うか、第２制御部７３が第２動作を行うかを切り分ける。ここで、第１動作および第２動作のそれぞれは、ブレーカ７４を作動状態（ブレーカ７４が動作して、キャパシタ５から駆動部４への電力が停止される状態）とすることも含む。

このように、実施の形態１のスタッカクレーン１は、従来技術の、（１）磨耗による粉塵、（２）騒音、（３）短期間での交換やメンテナンス、（４）高コスト、といった問題を解決できる。

加えて、安全制御手段７によって、キャパシタ５のキャパシタ電圧値に基づいて、安全運転、省エネ運転、異常時の復帰処理などが制御される。この結果、キャパシタ５のみで動作するスタッカクレーン１の動作停止、誤動作などが防止される。

（実施の形態２）

次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、安全制御手段７の詳細な動作例について説明する。

（キャパシタ保護処理）
安全制御手段７は、キャパシタ電圧値を監視することで、第１動作および第２動作を通じて、キャパシタ５の保護を実行するキャパシタ保護処理を実行する。

図７は、本発明の実施の形態２におけるキャパシタ保護処理のフローチャートである。図７におけるデジパネは、電圧監視部７１を示しており、デジパネによる電圧値は、電圧監視部７１で計測されたキャパシタ電圧値を示している。同様に、監視基板とは、電圧監視部７１を意味しており、監視基板の枠中の電圧値は、電圧監視部７１で計測されたキャパシタ電圧値を示している。図７のフローチャートにおける左列の菱形のボックスは、電圧監視部７１での測定したキャパシタ電圧値の条件分岐を示している。

また、図７におけるＰＬＣ制御は、第２制御部７３における第２動作を示している。ＰＬＣ制御で囲まれた部分以外での制御は、第１制御部７２による第１動作を示している。

ここで、第１制御部７２は、常に電力供給を受けている。例えば、ブレーカ７４が作動状態となっても、第１制御部７２には、電力供給が途切れることは無い。これに対して、第２制御部７３は、ブレーカ７４が作動状態以外の場合に、電力供給を受ける。言い換えれば、ブレーカ７４が作動状態となっている間は、第２制御部７３は、電力供給を受けずに停止した状態である。ブレーカ７４の作動状態が解消されて（ブレーカ７４が作動していない状態）、第２制御部７３は、電力供給を受けるようになる。

また、図７におけるブレーカトリップは、ブレーカ７４の作動を意味している。ブレーカトリップとなるとブレーカ７４が作動して、キャパシタ５から駆動部４への電力供給が停止する。また、スタンド移動との「スタンド」は、充電ステーション６を示している。スタンド充電とは、充電ステーション６における、充電ステーション６とキャパシタ５との接続による充電を示している。ケーブル充電は、充電ステーション６での充電ではなく、電源ケーブルを用いた作業者による充電を示している。

また、３１２Ｖを、キャパシタ電圧値における第１電圧値としている。２４０Ｖをキャパシタ電圧値における第２電圧値としている。１９２Ｖを、キャパシタ電圧値における第３電圧値としている。３０２Ｖを、キャパシタ電圧値における第４電圧値としている。２５０Ｖを、キャパシタ電圧値における第５電圧値としている。更に、２９８Ｖを、キャパシタ電圧値における第６電圧値としている。なお、これら第１電圧値〜第６電圧値の値は、あるキャパシタ５に基づく一例であり、第１電圧値〜第６電圧値が、これらの電圧値に限定されるものではない。例えば、使用されるキャパシタ５の仕様（最大電圧値、最小電圧値など）に応じて、図７で説明する第１電圧値〜第６電圧値の具体的な数値は、変化してもよい。本発明では、第１電圧値〜第６電圧値を、特定の具体的な数値に限定することを意図しているのではなく、キャパシタ５の仕様に対応して、安全動作を目的としたキャパシタ保護処理の基準としての電圧値として、意図している。

キャパシタ保護処理においては、安全制御手段７は、次のステップを含んで動作する。

（ステップ１）
電圧監視部７１が計測するキャパシタ電圧値が、第１電圧値以上（図７では、３１２Ｖ以上）である場合には、第１制御部７２が、ブレーカ７４を作動状態とする。第１電圧値以上では、キャパシタ５が過充電となっている異常状態である。この状態を放置すると、キャパシタ５が損耗したり故障したりしてしまう可能性がある。当然、スタッカクレーン１が動作中に、キャパシタ５が故障してしまうと、スタッカクレーン１が誤動作を起こしたり、暴走を起こしたりしてしまい、入庫や出庫対象の所定物品５０を落下させたり、損傷させたりしてしまう。

このような問題を未然防止するために、安全制御手段は、ステップ１において、第１制御部７２によってブレーカ７４を作動状態とさせる。ブレーカ７４が作動状態となることで、キャパシタ５から駆動部４への電力供給が停止されて、スタッカクレーン１が誤動作を起こすことが未然防止される。

ステップ１においては、第１制御部７２がブレーカ７４を作動状態した後では、キャパシタ５の電圧チェックや動作チェックなどが行われて、安全が確認された上で、復旧がされる。

（ステップ２）
電圧監視部７１が計測するキャパシタ電圧値が、第２電圧値以下（図７では２４０Ｖ以下）である場合には、第２制御部７３が、ブレーカ７４を作動状態とする。第２電圧値以下で、キャパシタ５が駆動部４に電力を供給し続けると、キャパシタ５の電圧値が、非常に下がりすぎてしまい、キャパシタ５が損耗や故障したりする可能性があるからである。この問題を未然防止するために、第２制御部７３は、ブレーカ７４を作動状態とする。

ブレーカ７４が作動状態となれば、キャパシタ５は、駆動部４に電力を供給しなくなるので、キャパシタ５の電圧降下が防止される。この結果、電圧降下に伴うキャパシタ５の損耗が未然防止される。

また、ブレーカ７４が作動状態となったとでは、適切に復旧が行われる。例えば、作業者による手作業でスタッカクレーン１が充電ステーション６に移動されてキャパシタ５への充電が行われる。その後に、再びスタッカクレーン１は、キャパシタ５からの給電によって、動作を再開させる。

なお、ステップ２において第１制御部７２ではなく第２制御部７３が、動作を行うのは、計測されたキャパシタ電圧値に対して、即座にブレーカ７４を作動状態にするのではなく、図７にあるように電圧低下警告を発したり、電圧の再チェックを行ったりなどの処理ルーチンを含めて動作する必要があるからである。この場合には、例えば、種々の電子回路やプログラムに基づく動作可能なプロセッサなどで構成される第２制御部７３が、ステップ２の動作を行うことが適当である。

一方、ステップ１が、第１制御部７２によって行われるのは、キャパシタ５にとって非常に危険なキャパシタ電圧値状態であるので、種々のプログラムや電子回路による処理を経てブレーカ７４が作動状態にされるよりも、即座にブレーカ７４が作動状態とされることが好ましいからである。

このように、第１制御部７２は、常に電力の供給を受けつつ、簡便な電子回路のみでブレーカ７４の作動を切り替えることができる構成を有している。一方、第２制御部７３は、種々の電子回路やプログラムに基づいて動作するプロセッサなどの複雑な構成を有して、様々な処理手順を実行できる。このため、第２制御部７３は、ブレーカ７４が作動状態では、電力が供給されない。キャパシタ５の電圧降下を防止するために、不必要な消費電力を低減するためである。

なお、ステップによって動作主体が第１制御部７２となったり第２制御部７３となったりするのは、以下の説明においても、上述の理由と同様である。

（ステップ３）
ステップ３では、電圧監視部７１が計測するキャパシタ電圧値が、第３電圧値以下である場合には（図７では、１９２Ｖ以下）、第１制御部７２が、ブレーカ７４を作動状態とする。第３電圧値は、キャパシタ５の過放電の目安であり、これ以上の電圧降下は、キャパシタ５の故障に繋がりかねない電圧値である。このため、安全制御手段７は、即座に動作可能な第１制御部７２によって、ブレーカ７４を作動状態とさせる。

ステップ３の場合には、ブレーカ７４が即座に作動状態となるので、スタッカクレーン１は、その場に即座に停止する。この停止状態においては、作業者が電源ケーブルなどをスタッカクレーン１に接続させて、ケーブル充電を行う。こうして、キャパシタ５の電圧値が復帰した後で、スタッカクレーン１が動作を再開する。

このように、キャパシタ保護処理においては、ステップ１、ステップ２、ステップ３が行われることで、キャパシタ５にとって非常にシビアなキャパシタ電圧値の場合に、キャパシタ５の故障や損耗を未然防止できる。

（ステップ４）
安全制御手段７は、更にステップ４、ステップ５を含んだキャパシタ保護処理を実現してもよい。

ステップ４では、電圧監視部７１が計測するキャパシタ電圧値が、第１電圧値以下第２電圧値以上である第４電圧値以上（図７では、３０２Ｖ以上）である場合に、第２制御部７３が、キャパシタ電圧値の異常警告を発すると共に、キャパシタ電圧値を調整する。

ステップ４によって、キャパシタ５が即座に危険な状態ではないが、あるべき電圧値よりも高い値になっている（なりかかっている）場合に、警告が出されて電圧値が調整される。このような複雑な処理を行うために、制御部２が、ステップ４を実行するのが適当である。

この警告や調整によって、作業者は、安全を確認したうえでスタッカクレーン１を動作させることができる。

（ステップ５）
ステップ５では、電圧監視部７１が計測するキャパシタ電圧値が、第４電圧値以下第２電圧値以上である第５電圧値以下（図７では、２５０Ｖ以下）である場合には、第２制御部７３は、スタッカクレーン１を充電ステーション６に移動させる。更に、第２制御部７３は、スタッカクレーン１を充電ステーション６に移動させた後で、キャパシタ５に充電を行う。

第５電圧値は、キャパシタ５の放電が進み（スタッカクレーン１の動作によって、キャパシタ５は、放電を進めるので）、充電をすべきと判断される電圧値である。ステップ５では、スタッカクレーン１を充電ステーション６に移動させることも含めた処理が行われるので、複雑な処理を行うことのできる第２制御部７３が実行することが好ましい。

充電ステーション６で充電されると、キャパシタ５は、十分な電圧値を有する状態に戻るので、スタッカクレーン１は、そのまま動作を再開できる。

これらのように、ステップ４、ステップ５も含んでキャパシタ保護処理を、安全制御手段７が行うことで、キャパシタ５のキャパシタ電圧値によっては、警告や充電を行う必要がある場合を確実に検出して、対応できる。この結果、キャパシタ５へのシビアな状況を発生させること無く、スタッカクレーン１の動作を安全に行うことができる。

なお、第６電圧値（図７では、２９８Ｖ）は、キャパシタ５の最適な充電状態の目安である。例えば、ステップ５で充電ステーション６でキャパシタ５に充電する場合には、この第６電圧値を目安として充電されることが好適である。

安全制御手段７は、第５電圧値以上第４電圧値以下である場合には、駆動部４にキャパシタ５から通常通り電力を供給させて、駆動部４を通常動作させる。この範囲にキャパシタ電圧値が納まっている場合には、キャパシタ５の損耗や故障が生じる可能性が少なく、動作させても問題ないからである。

（省エネ運転処理）
安全制御手段７は、スタッカクレーン１を動作させるに当たって、キャパシタ５の消費電力を低減する省エネ運転処理も実行する。

図８は、本発明の実施の形態２における省エネ運転処理を説明するフローチャートである。図８中の電圧値に関する数字や表示は、図７の場合と同じく、キャパシタ５のキャパシタ電圧値を示している。図８中の充電ＳＴは、図７と同じく充電ステーション６を示している。ブレーカトリップも、図７と同じく、ブレーカ７４の作動状態を示している。実行データは、スタッカクレーン１を動作させるための指示信号（作業者により逐次与えられる指示信号や、駆動部４が備えるメモリに記憶されているプログラムにより与えられる指示信号）を示している。

安全制御手段７は、ある時点で、この実行データが存在しているかを確認する。この実行データの確認によって、その後のスタッカクレーン１の動作を（キャパシタ５から駆動部４への電力供給を）切り替える。この結果、スタッカクレーン１での消費電力（すなわち、キャパシタ５での消費電力）を、省エネ状態で維持することができる。

ここで、安全制御手段７は、次のステップによって、省エネ運転処理を実行する。まず、安全制御手段７は、図８にあるように、実行データの有無を確認する。この結果、実行データがある場合には、次のステップを行う。

（ステップ６）
図８に示すように、安全制御手段７は、電圧監視部７１で計測されるキャパシタ電圧値が第５電圧値以下である場合には（図７、図８では２５０Ｖ以下）、第２制御部７３は、スタッカクレーン１を充電ステーション６に移動させる。第２制御部７３は、充電ステーション６で、キャパシタ５を充電する。

これが、ステップ６の動作であり、安全制御手段７は、このステップ６の動作を実行する。

（ステップ７）
一方、キャパシタ電圧値が第５電圧値以上である場合には、図８に示されるようにステップ７を、安全制御手段７は実行する。ステップ７では、第２制御部７３は、実行データに従って、スタッカクレーン１を動作させる。より具体的には、第２制御部７は、キャパシタ５から駆動部４に電力を供給し、駆動部４は、実行データに従って、フレーム２やキャリッジ３を動作させる。この動作によって、スタッカクレーン１は、格納室２１において、所定物品５０の入庫や出庫を実現できる。

このようなステップ６、ステップ７によって、実行データがある場合でも、キャパシタ電圧値が所定値（ここでは第５電圧値）より低い場合には、充電を済ませてから（図８では、３００Ｖを一つの充電の目安としている）、動作を行わせる。この結果、キャパシタ５での電圧降下の進みすぎを防止でき、結果として省エネ動作が可能となる。

また、更に安全制御手段７は、省エネ運転処理において、次のステップ８、ステップ９を含んでもよい。ステップ８およびステップ９は、実行データが無い場合の処理手順である。

（ステップ８）
実行データが無い場合には、安全制御手段７は、サーボＯＮ待機を行う。サーボＯＮ待機は、スタッカクレーン１を、その段階での位置に維持することである。

ステップ８では、第２制御部７３は、キャパシタ５の電圧値を一定量降下させる。図８では、−０．１Ｖ／秒の度合いで、キャパシタ５を「−１Ｖ」だけ、電圧降下させる。この電圧降下によって、キャパシタ５の有する電圧値が低下して、自然放電する放電量が減少する。この結果、キャパシタ５の消費電力が低減でき、省エネ運転処理が実現できる。

（ステップ９）
所定期間経過後に、実行データが無いままである場合には、第２制御部７３は、スタッカクレーン１を充電ステーション６に移動させる。第２制御部７３は、充電ステーション６で、キャパシタ５を充電させる。実行データが無いので、そのままの位置にスタッカクレーン１を置いておくよりも、充電ステーション６でキャパシタ５に充電することが、以降の動作処理においてベターだからである。当然に、無駄な動作を行う事もなく、充電ステーション６から次の動作を開始できる。これにより、次の動作（次の実行データが入力される場合）の際には、充電ステーション６から、十分なキャパシタ電圧値を持って、スタッカクレーン１は動作できる。

この結果、次の動作の後で、スタッカクレーン１は、キャパシタ５の電圧降下までの時間が長くなり、充電スパンを短くできる。すなわち、何度も充電ステーション６に、スタッカクレーン１が移動することが減り、結果として省エネ運転が可能となる。

なお、実行データがない状態が続き、何らかの異常が発生した場合には、第１制御部７２が、ブレーカ７４を作動状態とする。

以上のように、安全制御手段７は、省エネ運転処理により、スタッカクレーン１の運転におけるエネルギー低減を実現できる。

（異常復旧処理）
安全制御手段７は、スタッカクレーン１が異常状態になった場合の異常復旧処理を行う事もできる。図８においては、実行データがずっと入力されない状態が続くと、異常発生として取り扱われている。あるいは、実行データが入力されないだけでなく、スタッカクレーン１がいずれかの位置で停止したままである状態などでも異常発生として取り扱われる。

安全制御手段７は、異常復旧処理として、次のステップ１０を実行する。

（ステップ１０）
上述のような基準に基づいて何らかの異常が発生したと安全制御手段７が判断する場合には、第１制御部７２がブレーカ７４を作動状態にすることおよび人的作業によって、キャパシタ５への充電を行うことの少なくとも一方が、実行される。これがステップ１０である。

ステップ１０において、第１制御部７２が、ブレーカ７４を作動状態にすることで、キャパシタ５が駆動部４に電力を供給することが無くなる。この結果、駆動部４が誤動作やエラー動作を行ってスタッカクレーン１を異常動作させることを防止できる。

一方、ステップ１０において、人的作業によってキャパシタ５への充電が行われると、キャパシタ５が十分な電圧値を有するようになる。例えば、キャパシタ５の電圧低下による異常状態である場合には、キャパシタ５への充電が完了することで、キャパシタ電圧値の低下による異常状態からの復旧が可能となる。

このように、安全制御手段７は、異常復旧処理を行うことができる。

以上の実施の形態２におけるスタッカクレーン１は、安全制御手段７による管理・制御によって、安全動作、省エネ動作、復旧などの安全面や作業性の確保と維持を行うことができる。この結果、キャパシタ５を備えて、電源ケーブルなどと独立したスタッカクレーン１であっても、作業者は、確実に入庫や出庫を行わせることができる。

（実施の形態３）

次に、実施の形態３について説明する。

実施の形態３では、スタッカクレーン１の充電時の動作や回生電力の回収などについて説明する。特に、作業ステーション１０が設けられ、作業ステーション１０に充電ステーション６が設けられている場合について説明する。作業ステーション１０は、例えば、スタッカクレーン１が出庫してきた所定物品５０を、作業者が受け取ったり、スタッカクレーン１に入庫用の所定物品５０を作業者が渡したり使うのに用いられる。

（スタッカクレーン１の動作および充電動作）
図９は、本発明の実施の形態３におけるスタッカクレーンとその周辺の模式図である。図９では、充電ステーション６による充電の終わったキャパシタ５を有するフレーム２が、レール３０に沿って往復走行を開始し、作業ステーション１０から遠ざかっていく様子が示されている。このとき、キャパシタ５が有する電力が、駆動部４を動かして、駆動部４が、この往復走行を実現する。もちろん、所定の場所にフレーム２が到達すれば、駆動部４は、キャパシタ５が有する電力を活用して、キャリッジ３が昇降動作して、キャリッジ３に載せている（その前に、作業ステーション１０でキャリッジ３に載せられている）所定物品が所定の格納室２１に入庫される。

あるいは、所定の場所でキャリッジ３が昇降動作して、格納室２１におかれている所定物品をキャリッジ３が受け取って出庫が行われる。

これらのフレーム２やキャリッジ３の動作は、充電ステーション６によって充電されたキャパシタ５の有する電力によって行われ、従来技術のようにレール３０に沿って設けられたトロリーのような給電路を必要としない。このため、フレーム２とキャリッジ３とを中心要素とするスタッカクレーン１は、キャパシタ５の電力だけで動作できるので、余分な摩擦、磨耗、粉塵、騒音などを生じさせることがない。

このことから、スタッカクレーン１は、特にクリーン度が要求される倉庫１００で使用されることが好ましい。半導体製造工場などのように、究極的なクリーン度が要求される工場や流通センターでは使用ができないが、準クリーンルームからクリーンルームの間で必要とされるクリーン度が要求される領域（工場や流通センター）で、好適に使用される。

ここで、クリーンルームの度合いは、ＪＩＳ規格やＩＳＯ規格などでクラス分けされる。本発明のスタッカクレーン１は、クラス１００００以上のクリーン度が要求される領域で使用される。

このクラス１００００以上のクリーン度はＩＳＯ規格では、ＩＳＯ７に分類される。当該クラスは、一般的には可視される粉塵が見当たらない程度をいう。もちろん、これは一例であり、これ以外のクリーン度で定義される領域で使用されても良い。要は、本発明のスタッカクレーン１は、高度なクリーン度が要求されるクリーンルームで使用されるために、カプラなどの高価な部品で一品製作されるスタッカクレーンまでを必要としないが、低コストのままで、一定のクリーン度が要求されるクリーンルームで使用されることが必要とされる。

特に、実施の形態１で説明したように、従来技術のスタッカクレーンで用いられていた要素の一部を流用しつつ、新たな要素や新たな機能を、最適に追加・組み合わせることで、上述のようなクリーン度が要求される領域での使用が可能となっている。

一定以上のクリーン度は必要であるが、高コストとなってしまうクリーン度までは要求されないという、従来技術ではケアが余りされていなかったクリーン度の工場や流通センターで、最適に使用されるスタッカクレーン１が、本発明では提供される。この結果、様々な工場や流通センターでの倉庫１００が、使用されるようになる。

また、キャリッジ３は、フォーク、ローラおよびベルトの少なくとも一つを、所定物品５０の出し入れに合わせて有する。これらフォーク、ローラおよびベルトの少なくとも一つを用いて、格納室２１に所定物品５０を挿入したり、格納室２１から所定物品５０と取り出したりする。

図１０は、図９を逆方向から見た図面である。この逆方向からの明らかな通り、作業ステーション１０を基点に、スタッカクレーン１は、キャパシタ５の有する電力だけで、レール３０上の往復走行およびキャリッジ３による昇降動作の組み合わせによって、所定の格納室２１での所定物品５０の入庫と出庫を実現できる。

図１１は、本発明の実施の形態３における充電ステーションにおける充電を示す模式図である。図１１から明らかな通り、充電ステーション６に到達したスタッカクレーン１は、キャパシタ５が、充電ステーション６に対向する位置に到達する。

このとき、充電ステーション６の充電用電極６１とキャパシタの受電用端子５１との電気的な接続が実現される。この電気的な接続の度に、キャパシタ５には、必要な電力が供給される。また、図１に示されるように、作業ステーション１０が、レール３０の両端にそれぞれ一対で設けられる場合には、キャパシタ５は、一方の作業ステーション１０Ａが備える充電ステーション６から充電されてもよいし、他方の作業ステーション１０Ｂが備える充電ステーション６から充電されてもよい。もちろん、これら以外に作業ステーション１０が備わる場合には、当該作業ステーション１０が備える充電ステーション６から充電されればよい。

（回生電力の活用）
駆動部４は、フレーム２とキャリッジ３とを動作させる。このとき、フレーム２は、レール３０上を往復走行し、キャリッジ３は、フレーム２を昇降動作する。すなわち、いずれも直線運動を行う。このため、駆動部４は、モーターを備えており、このモーターの駆動によって、これら直線運動を実現する。

モーターは、回転運動を生じさせるが、フレーム２の往復走行やキャリッジ３の昇降動作の必要速度に応じて、その回転運動の回転速度を変化させる。ここで、フレーム２の往復走行やキャリッジ３の昇降動作の少なくとも一方において、減速を必要とする場合がある。この減速時には、モーターの回転数も減少する。

このようなモーターの回転数が減少する際には、磁界と電界との関係から、モーターでは、いわゆる回生電力が発生する。モーター自身が、電力を発電するようになるのである。

駆動部４は、キャパシタ５が有する電力によって動作するので、キャパシタ５と電気的に接続している。すなわち、モーターも、キャパシタ５と電気的に接続する。このため、モーターで発生する上述の回生電力を、キャパシタ５が回収充電できる。この回収充電によって、キャパシタ５は、充電ステーション６による充電のみだけでなく、電力を有することができるようになる。

倉庫１００は、多くの格納室２１を有しているので、フレーム２の往復走行やキャリッジ３の昇降動作は、加速をもって行われる場合と、減速を持って行われる場合とを混在させることが多い。すなわち、倉庫１００におけるスタッカクレーン１の動作は、駆動部４に含まれるモーターの減速動作を、頻繁に生じさせることがある。この減速動作によって、モーターは、回生電力を発生させることも多い。

実施の形態３のスタッカクレーン１のキャパシタ５は、この回生電力を回収充電することで、充電ステーション６からの充電だけでない電力を有することができる。この結果、キャパシタ５による駆動部４の動作時間が長くなり、スタッカクレーン１の動作時間が長くなる。特に、作業ステーション１０での充電の頻度を下げることもできるので、スタッカクレーン１による入庫や出庫の動作効率を上げることが可能となる。

例えば、回生電力の回収充電が多ければ、キャパシタ５は、作業ステーション１０が備える充電器での充電回数を少なくできる。特に、上述のように、キャパシタ５が、算出部を備えており、残容量を把握できる場合には、回生電力の回収充電とも合わせて、本体部そのものが、作業ステーション１０に戻らなければならないのか、そうではないのかを、把握できる。

この結果、本体部が、作業ステーション１０に戻らなければならない回数（充電のために）が減少する。本体部の移動距離が減って、入庫や出庫の作業効率は向上するし、移動距離が減れば、キャパシタ５の消費電力も少なくなるので、ますます作業ステーション１０への移動回数が減るプラスメリットの連鎖が生じる。

あるいは、例えば、ある格納室２１から他の格納室２１に所定物品を移動させるだけの操作が多い場合には、キャパシタ５の電力が残りやすいことにおいて、回生電力の回収充電は好適である。

このように、フレーム２や駆動部４などの本体部がキャパシタ５を備えていることで、モーターからの回生電力を回収充電できるメリットが生じる。

実施の形態３におけるスタッカクレーン１は、回生電力を活用できることで、スタッカクレーン１の動作効率を向上させることができる。

以上のように、実施の形態３におけるスタッカクレーン１は、作業ステーション１０において適切に充電されたり、回生電力を活用したりできる。この結果、安全制御に加えて、種々の動作を確実に行える。

なお、実施の形態１〜３で説明されたスタッカクレーンは、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１ スタッカクレーン
２ フレーム
３ キャリッジ
４ 駆動部
５ キャパシタ
５１ 受電用端子
６ 充電器
６１ 充電用電極
７ 安全制御手段
７１ 電圧監視部
７２ 第１制御部
７３ 第２制御部
７４ ブレーカ
１０ 作業ステーション
２０ 格納領域
２１ 格納室
３０ レール
５０ 所定物品
１００ 倉庫

Claims (12)

1. 複数の格納室から物品の出庫および入庫の少なくとも一方を行うスタッカクレーンであって、
   レール上を往復走行するフレームと、
   前記フレームにおいて昇降動作すると共に前記複数の格納室との間で、前記物品を出し入れするキャリッジと、
   前記フレームの前記レール上の往復走行、前記キャリッジの昇降動作および前記キャリッジによる前記物品の出し入れの少なくとも一つを駆動する駆動部と、
   前記駆動部に電力を供給するキャパシタと、
   前記キャパシタに充電を行う充電ステーションと、
   前記駆動部の安全動作を制御する安全制御手段と、を、備え、
   前記安全制御手段は、
   前記キャパシタの電圧であるキャパシタ電圧値を監視する電圧監視部と、
   前記キャパシタ電圧値に基づいて、前記駆動部の第１動作を決定する第１制御部と、
   前記キャパシタ電圧値に基づいて、前記駆動部の第２動作を決定する第２制御部と、を有し、
   前記第１動作および前記第２動作は、前記キャパシタ電圧値によって、切り分けられる、スタッカクレーン。
2. 前記安全制御手段は、前記キャパシタから前記駆動部への電力の供給と停止とを切り替えるブレーカを更に有し、
   前記第１制御部および前記第２制御部のそれぞれは、前記ブレーカの制御を行う、請求項１記載のスタッカクレーン。
3. 前記第１制御部および前記第２制御部のそれぞれは、前記電圧監視部で測定される前記キャパシタ電圧値によって、前記ブレーカを作動状態（ブレーカが動作して、前記キャパシタから前記駆動部への電力が停止される状態）とする、請求項２記載のスタッカクレーン。
4. 前記安全制御手段は、
   （１）前記電圧監視部が計測する前記キャパシタ電圧値が、第１電圧値以上である場合には、前記第１制御部が、前記ブレーカを作動状態とするステップ１、
   （２）前記電圧監視部が計測する前記キャパシタ電圧値が、第２電圧値以下であると共に第３電圧値より大きい場合には、前記第２制御部が、前記ブレーカを作動状態とするステップ２、
   （３）前記電圧監視部が計測する前記キャパシタ電圧値が、第３電圧値以下である場合には、前記第１制御部が、前記ブレーカを作動状態とするステップ３、
   の少なくとも一つの処理を含むキャパシタ保護処理を実行し、
   前記第１電圧値 ＞ 前記第２電圧値 ＞ 前記第３電圧値
   である、請求項２又は３記載のスタッカクレーン。
5. 前記ステップ３が実行される場合には、前記キャパシタは、電源ケーブルによって充電される、請求項４記載のスタッカクレーン。
6. 前記第１制御部は常に電力供給を受け、前記第２制御部は、前記ブレーカが作動状態以外で電力供給を受ける、請求項２から５のいずれか記載のスタッカクレーン。
7. 前記安全制御手段は、
   （１０）前記スタッカクレーンおよび前記キャパシタの少なくとも一方に何らかの異常が発生する場合には、前記第１制御部が、前記ブレーカを作動状態にすることおよび作業者が前記キャパシタへの充電を行うことの少なくとも一方が行われるステップ１０、
   を含む、異常復旧処理を行う、請求項１から６のいずれか記載のスタッカクレーン。
8. 前記充電ステーションは、前記レール上のいずれかの部位に固定されて設置される、請求項１から７のいずれか記載のスタッカクレーン。
9. 前記キャリッジは、フォーク、ローラおよびベルトの少なくとも一つを、所定物品の出し入れに対応させて有する、請求項１から８のいずれか記載のスタッカクレーン。
10. 前記キャパシタは受電用端子を有し、前記充電ステーションは充電用電極を有し、
    前記スタッカクレーンが前記充電ステーションに接続する際に、前記充電用電極と前記受電用端子とが電気的に接触して、前記充電ステーションは、前記キャパシタに充電する、請求項１から９のいずれか記載のスタッカクレーン。
11. 前記スタッカクレーンはクラス１０，０００（可視塵埃無し）のクリーン度が要求される領域で使用される、請求項１から１０のいずれか記載のスタッカクレーン。
12. 前記駆動部は、モーターを有しており、前記往復走行の減速時および昇降動作の降下動作時の少なくとも一方に、前記モーターは、回生電力を生じさせ、前記キャパシタは、前記回生電力を回収充電できる、請求項１から１１のいずれか記載のスタッカクレーン。