JP7501390B2 - 自動倉庫 - Google Patents

Description

本発明は、自動倉庫に関し、特にサイズが異なる荷物を収納可能な自動倉庫に関する。

トレイストッカは、一般的にトレイを格納する自動倉庫である。
また、ラックに高さの異なる荷物を格納可能としている自動倉庫が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平１０－１９４４１３号公報

トレイストッカでは、トレイに格納したい荷物のサイズが大きく異なる場合、最大サイズの荷物に合わせてトレイを大型化する必要がある。その場合には、小物の保管は、トレイ内に間仕切りを設けて混載して保管することになる。しかし、小物の場合に縦に長いトレイでは、小物の取り出しが難しくなる。
また、サイズが異なるトレイをフリーサイズ対応として棚に保管する方法がある。しかし、この場合、棚の高さが固定されてしまうので、背が低いトレイの保管時は上部にデッドスペースが生じてしまう。

本発明の目的は、自動倉庫において、高さ、幅の異なる容器を効率よく保管することにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係る自動倉庫は、高さ、幅の異なる複数種類の容器を格納するものであって、ラックと、入出庫装置と、コントローラとを備えている。
ラックは、上方突き出し部を有する係合部材を奥側に有している。
入出庫装置は、下方突き出し部を有する被係合部材を備えた容器を搬送する。
コントローラは、ラックの空き領域の高さ及び幅を把握し、入庫する容器の高さ及び幅に基づいて入庫位置を決定する。
この自動倉庫では、入出庫装置は、容器を搬送して、入出庫を行う。具体的には、入出庫装置は、容器をラックに格納し（入庫）、容器をラックから取り出す（出庫）。入庫された容器は、被係合部材の下方突き出し部が係合部材の上方突き出し部に引っ掛けられることで、ラックに係合保持される。なお、上方突き出し部材は上方に向かって突き出された部材であり、下方突き出し部材は下方に向かって突き出された部材である。
この自動倉庫では、ラックの空き領域の高さ及び幅と入庫する容器の高さ及び幅に基づいて、容器の入庫位置が決定される。したがって、高さ、幅の異なる容器を効率よく保管できる。

ラックは、容器の下部に設けられた水平突き出し部を支持する受け部を有していてもよい。
この自動倉庫では、容器の水平突き出し部がラックの受け部によって支持される。したがって、保管時に容器が安定する。

コントローラは、入庫時に、空き領域の入庫位置候補のうち入庫予定容器の四辺が入庫済み容器に最も多く接する位置を、入庫位置として決定してもよい。
この自動倉庫では、容器の歯抜け状態（例えば小容器が複数点在することで、空き領域の全体量は十分あるのに大きな容器を入庫できなくなること）が生じにくい。なぜなら、前述のように、空き領域の入庫位置候補のうち入庫予定容器の四辺が入庫済み容器に最も多く接する位置を入庫位置として決定するので、入庫予定容器の四辺が入庫済み容器に少なく接する位置を、大きな容器の入庫位置として残せるからである。

コントローラは、容器の入庫位置を決定する際に、空き領域の中で最も大きい容器を格納可能な領域を空き領域のまま残すようにしてもよい。
この自動倉庫では、荷物の歯抜け状態が生じにくい。なぜなら、小さな容器を入庫する際に、最も大きい容器の入庫位置が残されるように入庫位置が決定されるからである。

コントローラは、出庫時に、複数の出庫候補の容器のうち四辺が他の容器に最も短く接する容器を出庫容器として決定してもよい。
この自動倉庫では、より大きな空き領域を確保できる。

本発明に係る自動倉庫では、高さ、幅の異なる容器を効率よく保管できる。

第１実施形態の自動倉庫の模式的平面図。 ラックの模式的側面図。 ラックの模式的正面図。 図３の部分拡大図であり、容器が係合部材に掛けられた状態を示す図。 自動倉庫の制御構成を示すブロック図。 自動倉庫の入庫間口決定制御動作を示すフローチャート。 ラックの状態を示す模式的側面図。 ラックの状態を示す模式的側面図。 自動倉庫の出庫容器決定制御動作を示すフローチャート。 ラックの状態を示す模式的側面図。 ラックの状態を示す模式的側面図。

１．第１実施形態
（１）自動倉庫の基本構造
図１～図４を用いて、自動倉庫１を説明する。図１は、第１実施形態の自動倉庫の模式的平面図である。図２は、ラックの模式的側面図である。図３は、ラックの模式的正面図である。図４は、図３の部分拡大図であり、容器が係合部材に掛けられた状態を示す図である。

自動倉庫１は、高さ、幅の異なる複数種類の容器５を格納するものである。
なお、図１において、図左右方向が第１方向（矢印Ｙ）であり、図上下方向が第２方向（矢印Ｘ）である。なお、鉛直方向は矢印Ｚで示されている。

（２）ラック
自動倉庫１は、ラック３を有している。ラック３は、複数の容器５を収納する施設である。ラック３は、壁面１１と、壁面１１の一面に設けられた複数の係合部材１３を有している。係合部材１３は、和室などに設置されている付け長押（なげし）のような構造であり、係合部材１３は、スタッカクレーン通路３１（後述）に対して第２方向反対側（つまり、奥側）に設けられて第１方向に長く延びている。
係合部材１３は、図１～図３に示すように、鉛直方向に複数設けられている。係合部材１３同士の上下間は等間隔であり、各間隔は後述する最小の容器である第１容器５Ａの高さに対応している。

係合部材１３は、図４に示すように、上方突き出し部１５を有している。具体的には、壁面１１から第２方向前側に水平部１６が延びており、上方突き出し部１５は水平部１６の先端から上方に延びている。上方突き出し部１５の上部は、上側に行くにしたがって第２方向厚みが小さくなる両側傾斜面を有している。
さらに、ラック３は、受け部１７を有している。受け部１７は、壁面１１の一部であり、他の部分と面一である。なお、受け部１７は、係合部材１３の下方に離れた位置に設けられている。

（３）容器
以下の説明では、容器を一般的に記載又は総称するときは「容器５」とし、具体的には「第１容器５Ａ」等とする。したがって、図面での５Ａ、５Ｂ等は容器５の記載に対応している。
容器５は、つば付きプラスチックケースからなるトレイであり、容器本体２１と、被係合部材２３とを有している。被係合部材２３は、係合部材１３に係合される部材であり、下方突き出し部２５を有している。下方突き出し部２５は、具体的にはつば２６の一部であり、つば２６の一部に形成された下側凹部によってつば２６の第２方向奥側の下面に形成されている。なお、上記の下側凹部は上方突き出し部１５が挿入される部分であり、上方突き出し部１５の形状と相補的な形状を有している。

容器５の被係合部材２３がラック３の係合部材１３に係合しているときの各部材の関係を説明する。容器５の下方突き出し部２５が、上方突き出し部１５の奥側に配置され、これにより、図３及び図４に示すように、容器５の被係合部材２３は、ラック３の係合部材１３に掛けられた状態になる。
容器５は、さらに、水平突き出し部２７を下部に有している。水平突き出し部２７は、容器５の容器本体２１の第２方向奥側の下部において第２方向奥側に水平に突出している板状部分である。水平突き出し部２７は、容器５が係合部材１３に掛けられたときに、ラック３の受け部１７によって支持される。したがって、保管時に容器５が安定する。
また、容器５のつば２６の奥側縁は、容器５が係合部材１３に掛けられたときに、壁面１１に当接または近接している。ただし、つば２６は壁面１１から離れていてもよい。

容器５は、高さ、幅の異なる複数種類が用いられる。具体的には、容器５として、第１容器５Ａ、第２容器５Ｂ、第３容器５Ｃ及び第４容器５Ｄの４種類が用いられる。
第１容器５Ａは、最小の容器である。一例として、第１容器５Ａの縦は１５ｃｍであり、横は２０ｃｍである。

第２容器５Ｂは、第１容器５Ａを縦（高さ）１×横（幅）１とした場合に、縦２×横１の寸法である。一例として、第２容器５Ｂの縦は３０ｃｍであり、横は２０ｃｍである。
第３容器５Ｃは、第１容器５Ａを縦（高さ）１×横（幅）１とした場合に、縦１×横２の寸法である。一例として、第３容器５Ｃの縦は１５ｃｍであり、横は４０ｃｍである。これにより、第３容器５Ｃは、上下に並んだ２本の係合部材１３の高さスペースを占める。
第４容器５Ｄは、第１容器５Ａを縦１×横１とした場合に、縦２×横２の寸法である。一例として、第４容器５Ｄの縦は３０ｃｍであり、横は４０ｃｍである。これにより、第４容器５Ｄは、上下に並んだ２本の係合部材１３の高さスペースを占める。

このように、第２容器５Ｂ、第３容器５Ｃ及び第４容器５Ｄの寸法は、最小トレイである第１容器５Ａの高さ、幅の倍数で設計されている。
以上の構成により、図１～図３に示すように、第１容器５Ａ、第２容器５Ｂ、第３容器５Ｃ及び第４容器５Ｄは、ラック３の壁面１１に混在して収納可能になっている。

（４）スタッカクレーン
自動倉庫１は、図１に示すように、スタッカクレーン７を有している。スタッカクレーン７は、公知の技術であり、容器５を搬送及び移載する装置である。
スタッカクレーン７は、スタッカクレーン通路３１に沿って第１方向に走行可能であり、容器５を係合部材１３に引っ掛けたり、係合部材１３から取り外したりできる。

（５）自動倉庫の制御構成
図５を用いて、自動倉庫１の制御構成を説明する。図５は、自動倉庫の制御構成を示すブロック図である。
自動倉庫１は、コントローラ５１を有している。
コントローラ５１は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。コントローラ５１は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。

コントローラ５１は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
コントローラ５１の各要素の機能は、一部又は全てが、コントローラ５１を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、コントローラ５１の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。

コントローラ５１には、スタッカクレーン７の走行装置５３、昇降装置５５、移載装置５７が接続されており、コントローラ５１はこれら装置を制御可能である。
コントローラ５１には、図示しないが、容器５の大きさ、形状及び位置を検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
なお、コントローラ５１は、入庫されている容器５の数、種類及び位置、並びに出庫されている容器５の数及び種類を把握している。

（６）自動倉庫の制御動作
コントローラ５１は、ラック３の空き領域の高さ及び幅を把握し、入庫する容器５の高さ及び幅に基づいて入庫位置を決定する。したがって、高さ、幅の異なる容器５を効率よく保管できる。

（６－１）入庫間口の決定制御
図６～図８を用いて、自動倉庫１の入庫間口決定制御動作を説明する。図６は、自動倉庫の入庫間口決定制御動作を示すフローチャートである。図７及び図８は、ラックの状態を示す模式的側面図である。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、各装置の動作は、コントローラ５１から各装置への指令の結果であり、これらはソフトウェア・アプリケーションの各ステップによって表現される。

ステップＳ１では、接辺長が最も長い空き間口は１箇所であるか否かが判断される。「空き間口」とは、入庫される容器５に対応する単数又は複数の空き領域（間口）である。「接辺長」とは、各空き間口において、入庫済みの容器５に接している辺の長さである。ＹｅｓであればプロセスはステップＳ２に移行し、ＮｏであればプロセスはステップＳ３に移行する。

ステップＳ２では、入庫間口が決定される。図７に示す例では、入庫されるトレイは第１容器５Ａ（高さ２０ｃｍ、幅１５ｃｍ）であり、ラック３には空き間口７１～７９が存在する。ここでは、空き間口７１の接辺長が７０ｃｍであり最も長く、しかも１箇所だけなので、入庫先間口として決定される。

以上に述べたように、コントローラ５１は、入庫時に、空き領域の入庫位置候補のうち入庫予定の容器５の四辺が入庫済みの容器５に最も多く接する位置を、入庫位置として決定する。したがって、容器５の歯抜け状態（例えば、小容器が複数点在することで、空き領域の全体量は十分あるのに大容器を入庫できなくなること）が生じにくい。なぜなら、前述のように、空き領域の入庫位置候補（空き間口）のうち入庫予定容器５の四辺が入庫済み容器５に最も多く接する空き間口を入庫位置として決定するので、入庫予定の容器５の四辺が入庫済みの容器５に少なく接する位置は、大きな容器５の入庫位置として残せるからである。図７に示す例では、空き間口７１に容器５を入庫することで、空き間口７３～７４の箇所において第２容器５Ｂ用や第３容器５Ｃの間口を残すことができ、空き間口７６～７９の箇所において第４容器５Ｄ用の間口を残すことができる。

ステップＳ３では、第４容器５Ｄが入庫可能な空き間口は１箇所であるか否かが判断される。ＹｅｓであればプロセスはステップＳ２に移行し、Ｎｏであればプロセスはステップ４に移行する。図８に示す例では、入庫されるトレイは第２容器５Ｂ（高さ３０ｃｍ、幅２０ｃｍ）であり、ラック３には接辺長が最も長い空き間口８０～８２が存在する。この場合、空き間口８０が入庫先間口として決定される。なぜなら、この例では１個の第４容器５Ｄ（図示せず）がすでに出庫されており、しかも空き間口８１及び空き間口８２は合わせて１つの間口であって、先に当該第４容器５Ｄを出庫した際に、空き領域の中で第４容器５Ｄを格納可能な領域として確保されているからである。以上の結果、第４容器５Ｄ用の入庫先間口が維持される。
ステップＳ４では、出庫口１０１に近い空き間口が入庫先間口として決定される。図８に示す例において、１個の第４容器５Ｄが先に出庫されていない場合であり、出庫口１０１に近い空き間口８２が入庫先間口として決定される。

（６－２）出庫容器の決定制御
図９～図１１を用いて、自動倉庫１における出庫容器決定制御動作を説明する。図９は、自動倉庫の出庫容器決定制御動作を示すフローチャートである。図１０及び図１１は、ラックの状態を示す模式的側面図である。

ステップＳ１１では、出庫候補の容器５として出庫されれば第４容器５Ｄを格納可能な空き領域を形成するものは１つであるか否かが判断される。具体的には、コントローラ５１が上記判断を実行する。ステップＳ１１においてＹｅｓであればプロセスはステップＳ１２に移行し、ＮｏであればプロセスはステップＳ１３に移行する。図１０の例では、第４容器５Ｄを格納可能な空き領域を形成する容器５は２つである。具体的には、第４容器５Ｄが出庫されているのでそれを入庫するための間口を確保するために、小容器８３と小容器８４が対象になる。小容器８３と小容器８４が、出庫後に、いずれも第４容器５Ｄのための空き間口を形成できるからである。
ステップＳ１２では、出庫容器が決定される。具体的には、コントローラ５１が、上記決定を実行する。

ステップＳ１３では、複数の出庫候補の容器５のうち四辺が入庫済みの他の容器５に最も短く接する容器５は１つかが判断される。具体的には、コントローラ５１が、上記判断を実行する。ＹｅｓであればプロセスはステップＳ１２に移行し、ＮｏであればプロセスはステップＳ１４に移行する。図１０の例では、複数の出庫候補の容器５のうち四辺が入庫済みの他の容器５に最も短く接する容器５は１つだけである。具体的には、小容器８３の接辺長が小容器８４の接辺長よりも短いので、小容器８３が出庫容器として決定される。したがって、より大きな空き領域を確保できる。

ステップＳ１４では、複数の容器５のうち出庫口１０１までの距離の近い容器５が選択される。図１１の例では、小容器８６の出庫口１０１までの距離が小容器８７の出庫口１０１までの距離よりも短いので、小容器８６が出庫容器として決定される。

２．実施形態の特徴
上記実施形態は、下記のようにも説明できる。
自動倉庫１（自動倉庫の一例）は、高さ、幅の異なる複数種類の容器５（容器の一例）を格納するものであって、ラック３と、スタッカクレーン７と、コントローラ５１とを備えている。
ラック３（ラックの一例）は、上方突き出し部１５を有する係合部材１３を奥側に有している。
スタッカクレーン７（入出庫装置の一例）は、下方突き出し部２５を有する被係合部材２３を備えた容器５を搬送する。
コントローラ５１は、ラック３の空き領域の高さ及び幅を把握し、入庫する容器５の高さ及び幅に基づいて入庫位置を決定する。
この自動倉庫１では、高さ、幅の異なる容器５を効率よく保管できる。

３．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
容器の種類は２種類でもよいし、４種類以上でもよい。
容器は、フリーサイズであってもよい。
容器は、金属ケースでもよい。

容器の水平付き出し部は省略されてもよい。
ラックの受け部は、ラックから突出する部材であってもよい。その場合、容器の水平突き出し部は短くしてもよいし又は省略されてもよい。

本発明は、特にサイズが異なる荷物を収納可能な自動倉庫に広く適用できる。

１ ：自動倉庫
３ ：ラック
５ ：容器
５Ａ ：第１容器
５Ｂ ：第２容器
５Ｃ ：第３容器
５Ｄ ：第４容器
７ ：スタッカクレーン
１１ ：壁面
１３ ：係合部材
１５ ：上方突き出し部
１７ ：受け部
２１ ：容器本体
２３ ：被係合部材
２５ ：下方突き出し部
２７ ：水平突き出し部
３１ ：スタッカクレーン通路
５１ ：コントローラ
５３ ：走行装置
５５ ：昇降装置
５７ ：移載装置

Claims (5)

1. 高さ、幅の異なる複数種類の容器を格納する自動倉庫であって、
   上方突き出し部を有する係合部材を奥側に有するラックと、
   下方突き出し部を有する被係合部材を備えた容器を搬送する入出庫装置と、
   前記ラックの空き領域の高さ及び幅を把握し、入庫する容器の高さ及び幅に基づいて入庫位置を決定するコントローラと、を備える、自動倉庫。
2. 前記ラックは、前記容器の下部に設けられた水平突き出し部を支持する受け部を有する、請求項１に記載の自動倉庫。
3. 前記コントローラは、入庫時に、空き領域の入庫位置候補のうち四辺を入庫済みの容器と多く接する位置を入庫位置として決定する、請求項１又は２に記載の自動倉庫。
4. 前記コントローラは、容器の入庫位置を決定する際に、空き領域の中で最も大きい容器を格納可能な領域を空き領域のまま残すようにする、請求項１～３のいずれかに記載の自動倉庫。
5. 前記コントローラは、出庫時に、複数の出庫候補のうち四辺を入庫済みの容器と少なく接する容器を出庫容器として決定する、請求項１～４のいずれかに記載の自動倉庫。