JP5122376B2 - 荷の移載装置及び自動倉庫 - Google Patents

Description

本願発明は、荷の移載装置及びこれを有する自動倉庫に関するものである。

大量の荷を処理する物流設備の一例として自動倉庫がある。自動倉庫は移載機構によって荷を格納庫に入出庫するが、移載機構は、おおよそ、移載通路を水平走行する台車にマスト（コラム）を立設してこれにキャリッジを昇降自在に設けたスタッカクレーン方式と、移載通路に水平走行する自走台車を多段に配置した台車方式とに大別される。

そして、スタッカクレーン方式にしても台車方式にしても荷を格納庫（棚）に受け渡す移載装置が必要であり、この移載装置の一例として、左右の送りベルトで荷を挟持して送り出し・引き込みを行う挟持送り方式がある。すなわちこの挟持送り方式の移載装置は、荷載置部を有する本体に、荷載置部を挟んだ左右両側において棚に向けて進退動する左右の進退フレームを配置し、左右の進退フレームに、当該進退フレームの移動方向に長く延びる送りベルトを設けたものである（例えば特許文献１参照）。

荷を引き込み・排出する機構としては、挟持送り方式の他に、水平回動式のピッカーで荷を押し引きするものや、棚に向いた水平状の軸線周りに回動するピッカーで荷を押し引きするものなど、様々の構造が提案されかつ実施されている。いずれにしても、荷は自走台車やキャリッジ等に引き込まれた状態で、荷載置部で支持されておらねばならない。この荷載置部の例として特許文献１には、本体に複数本のローラレール（細長いフレーム材に多数のローラを取り付けたもの）を平行に配置することが開示されている。
特許第２８７１１４４号公報

さて、荷の素材や構造は様々であり、木箱や樹脂製コンテナのようにきわめて頑丈な構造のものもあれば、ダンボール箱のようにそれほど強度が高くないものものある。また、荷の大きさ（荷幅・奥行き）も様々である。そして、特許文献１の場合、荷が木箱や樹脂製コンテナのように剛性が高くてしかも大きさが一定である場合は問題はないが、荷がダンボール箱である場合は対応が困難（使用し難い）という問題がある。

他方、左右移載ユニットのうち片方だけが移動するタイプの移載装置では、荷載置部を平板で構成したものもあり（例えば、特開２００２−１２０９９３号公報）、そこで、左右の移載ユニットがそれぞれ移動するタイプについてこの従来技術を転用することが考えられる。この点について本願発明者が考察したところ、移動式の左右移載ユニットに単に荷載置部用平板を取り付けたに過ぎないものは、左右の移載ユニットの間隔が広がると互いの平板の間に間隔があいて荷の安定性が低くなる等の問題が生じることが判明した。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明に係る移載装置は、「平面視で荷を挟むように配置された左右一対の移載ユニットと、荷が支持される荷載置部とを備えており、前記左右移載ユニットは互いの間隔が広狭変化する横方向に移動自在であると共に、前記左右移載ユニットには、平面視で前記横方向と直交した縦方向に荷を水平移動させる荷送り手段が設けられている」、という基本構成になっている。

そして、請求項１の発明では、前記荷載置部は、前記左右の移載ユニットの各々に固定されている左右の可動支持板と、前記左右移載ユニットの可動支持板の間において露出する部分を有する固定支持部とから成っており、前記固定支持部はその下方に配置された基枠に固定されており、前記可動支持板は前記荷送り手段が駆動されても移動はせず、前記荷送り手段の駆動により、荷が前記可動支持板及び固定支持部の上面を滑り移動する。
更に、前記可動支持板は平面視で略四角形の形状である一方、前記固定支持部は、前記縦方向に向かって前後両端部が前記横方向に向かって突出した張り出し部になっている平面視略Ｈ形の形状であり、前記固定支持部の張り出し部と前記可動支持板とが前記基枠の上で重なり合うことが許容されている。

請求項２の発明は、請求項１において、前記左右移載ユニットの荷送り手段は、平面視で前記縦方向に移動する進退フレームを備えており、前記進退フレームに、前記移載ユニットが横移動すると荷の側面に当接・離反する送り部材を設けており、荷送り部材を駆動すると荷が前記可動支持板及び固定支持部の上を滑り移動しながら進退フレームに対して相対的に縦移動するようになっている。

本願発明は自動倉庫も含でおり、この自動倉庫は、請求項３に記載したとおり、平面視で細長く延びる移載通路を挟んだ両側に多段の棚を有する格納庫が相対向して配置されており、前記移載通路には、水平走行自在な自走台車が多段に配置されているか、又は、昇降自在なキャリッジを有するスタッカクレーンが水平走行自在に配置されている、という構成において、前記各自走台車又はスタッカクレーンのキャリッジに請求項１又は２に記載した移載装置を設けており、前記格納庫と移載装置とに荷を移し替え自在になっている。

さて、移動式の左右移載ユニット可動支持板を取り付けたに過ぎない場合は、荷を安定して支持するためには、例えば左右移載ユニットの可動支持板を互いに重ねた状態に保持しておかねばならず、すると、各可動支持板の突出寸法は大きくならざるを得ず、すると、左右移載ユニットの間隔を調節できる寸法は可動支持板の突出寸法に規制されてあまり大きくすることができない。このため、荷の幅寸法の違いに対応できる範囲が限られる。

これに対して本願発明では、左右移載ユニットに設けた可動支持板の間に間隔が空いても、それら可動支持板の間には固定支持部が配置されているため、可動支持板の突出寸法をできるだけ小さくしても荷を三点支持の状態で安定良く支持できる。しかも、可動支持板の突出寸法を小さくできることにより、左右移載ユニットの間隔をできるだけ狭めることが可能になる。従って本願発明では、幅寸法が大きく相違する各種の荷を安定良く支持することが可能になり、その結果、各種の荷への対応性を格段に向上できる。

荷送り手段には様々の方式があるが、特許文献１のような挟持送り方式を採用すると、左右の荷送り手段の間隔を相当に小さくできるため、幅寸法が相当に小さい荷も扱うことができる。従って、本願発明は、請求項２のような挟持荷送り方式に適用すると真価がより一層強く発揮されると言える。

また、移載ユニットの下面部には横送り用の部材などが配置されていることが多いが、本願発明では、固定支持部は平面視Ｈ字状になっていて張り出し部と可動支持板とが重なり得るため、左右移載ユニットは、横送り用等の部材の配置の容易性を損なうことなくできる限り接近させることができるのであり、この点からも、幅寸法が小さい荷を扱うことが容易ならしめられている。また、固定支持部が平面視Ｈ字状であることは、固定支持部の強度アップと荷の支持安定性向上とにも貢献している。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自走台車方式の自動倉庫に適用している（或いは、自動倉庫の自走台車に適用している）。

(1).自動倉庫及び自走台車の概略
図１はおおまかな斜視図、図２は大まかな平面図、図３は一部の部材を省略した状態での平面図、図４は図３のIV−IV視断面図である。まず、これらの図に基づいて自動倉庫と自走台車との概略を説明する。

自動倉庫は、平面視で細長く延びる移載通路１を挟んだ両側に相対向して配置された一対の格納庫２を備えている。格納庫２は多数段の棚３を有しており、移載通路１には、各段の棚３に対応して自走台車４が水平走行自在に配置されている。

本願発明（及び本実施形態）では、方向を示す文言として前後・左右・横方向・横移動・縦方向・縦移動の文言を使用するが、前後方向と縦方向とは同義で、左右方向と横方向とは同義であり、縦移動は縦方向の移動、横移動は横方向の移動をいう。これらは基本的には、図１及び図２に矢印を付して明示するように、自走台車４から格納庫２を向いた方向を基準視（正面視）として定義している。但し、前進・後退の文言や内面・側面といった文言については、図１，２の基準視に拘束されない場合もある（例えば左方向に前進するといった用法も有り得る。）。

いずれか一方又は両方の格納庫２の端部（一端部若しくは両端部）の箇所に仮置き棚を介して又は介さずにリフト装置が配置されており、各段の自走台車４とリフト装置との間に荷が受け渡され、リフト装置と入出庫コンベヤとに荷が移載される。本実施形態では、棚３は広い棚板５を有するベタ方式の平棚になっており、棚板５の前端縁は、移載通路１に沿って延びるレール６で支持されている。なお、自動倉庫は多数本の支柱を有しており、支柱の群や横桟、レール６等の骨材で骨組みが構成されている。

自走台車４は、平面視で移載通路１の長手方向に長く延びる本体７を有しており、本体７に前後の車輪８と走行駆動装置９とを設けている。走行駆動装置９は、片方のレール６に配置した走行用タイミングベルト１０に噛合する方式であり、駆動プーリ１１と押さえプーリ１２とを有している。片方のレール６には、走行用タイミングベルト１０を載せるための段部６ａを設けている。自走台車４の本体７は、移載通路１の長手方向に長く延びる前後２本のサイドフレーム１３と、前後サイドフレーム１３の端部間に連結したエンドフレーム１４とを主要メンバーとして平面視四角形になっており、サイドフレーム１３とエンドフレーム１４は、請求項に記載した基枠を構成している。

自走台車４は、荷Ｗの出し入れを行う左右一対の移載ユニット１７を有している。移載ユニット１７は、前後方向（自走台車４の走行方向と直交した方向）に長く延びるベースフレーム１８と、ベースフレーム１８に前後動自在に取り付けられた進退フレーム１９と、進退フレーム１９に取り付けられた前後長手の補助フレーム２０とを有しており、補助フレーム２０には、荷送り手段の一例として前後２本のエンドレスの荷送りベルト２１が直列配置されている。

補助フレーム２０は、リニアガイド手段で進退フレーム１９に多少のストロークで左右動するように取り付けられており、かつ、ばね手段（図示せず）によって荷Ｗに向けて付勢されている。なお、荷送りベルト２１は無端帯の一例である。

棚３や仮置き棚から自走台車４への荷Ｗの取り込みは、左右荷送りベルト２１の間隔を荷Ｗの荷幅よりも若干の寸法だけ広げた状態にしておき、その状態で進退フレーム１９と荷送りベルト２１を荷Ｗの方向に向けて前進させ、次いで、横送り機構によって左右移載ユニット１７の間隔を狭めることにより、ばね手段の弾性に抗して荷送りベルト２１で荷Ｗを挟持し、次いで横送りを停止してから、荷送りベルト２１を周回させつつ後退させて荷Ｗを、可動支持板２２及び固定支持部２３よりなる荷載置部上を滑り移動させる、という手順で行われる。荷Ｗの送り出しは逆の手順で行われる。

左右移載ユニット１７のベースフレーム１８には、荷Ｗが載る可動支持板２２が固定されており、また、本体７のうち左右移載ユニット１７の間に部位には荷Ｗが載る固定支持部２３が固定されている。この点は後述する。

(2).横送り機構・縦送り機構・荷送り手段
次に、図５も参照して縦送り機構と横送り機構とを説明する。図５は図３の概略 V-V視断面図である。本体７のうち一方の移載ユニット１７の左右外側の位置には、縦送り機構の一環として、補強ステー２４を介して横送りモータ２５が配置されている。縦送りモータ２５を正逆駆動すると、左右移載ユニット１７の進退フレーム１９が同期して前後動する。また、縦送りモータ２５と反対側に位置した他方の移載ユニット１７のベースフレーム１８には、横送りモータ２６が取り付けられている。更に、左右移載ユニット１７における各進退フレーム１９の前後中間部には、荷送りベルト２１を駆動するための荷送りモータ２７が配置されている。

図３に示すように、本体（基枠）７を構成するサイドフレーム１３の内側面に左右長手のラックバー２９が固定されており、このラックバー２９の内側面に左右長手の固定リニアガイド３０が固定されている一方、左右移載ユニット１７におけるベースフレーム１８の前後両端寄り部位の背面に、平面視で左右外側に開口した略コ字状の第１ブラケット３１が固定されており、この第１ブラケット３１の下端部に、固定リニアガイド３０にスライド自在に装着された可動リニアガイド３２が、補助板（図示せず）を介して固定されている。

左右の移載ユニット１７は、正確な姿勢で左右移動する必要がある。そこで、左右ベースフレーム１８には前後長手の第１ピニオン軸３４，３５を回転自在に保持し、ピニオン軸３４，３５の前後両端に取り付けた幅寄せピニオンギア３６を、ラックバー２９の上面に形成したラック歯に噛合させている。

図２，３で右側に位置した第１ピニオン軸３４は、１つの第１ブラケット３１に固定された軸受け３７と横送りモータ２６のギアボックス３８とに回転自在に保持されている。横送りモータ２６のギアボックス３８は、ベースフレーム１８に固定された第１ブラケット３２及び第２ブラケット３９に固定されている。図２，３で左側に位置した第２ピニオン軸３５は、２つの第１ブラケット３１に固定された軸受け３７で回転自在に保持されている。

左右の移載ユニット１７は、互いに同期して逆方向に移動し得る。このための手段として本実施形態では、本体７に固定した補強ステー２４と一方のエンドフレーム１４とに第３ブラケット４０を介してスプロケット４１を回転自在に取り付け、左右のスプロケット４１にエンドレスのチェーン４２を巻き掛け、一方（図５で左）の移載ユニット１７のベースフレーム１８は第３ブラケット４３を介してチェーン４２の上部に固定し、他方（図５で右）の移載ユニット１７のベースフレーム１８は第４ブラケット４４を介してチェーン４２の下部に固定している。

従って、横送りモータ２６を駆動すると第１ピニオン軸３４が回転して一方の移載ユニット１７が移動し、すると、他方の移載ユニット１７はチェーン４２の引っ張り作用によって一方の移載ユニット１７と反対方向に移動する。左右移載ユニット１７の移動距離は同じである。

例えば図２や図４に示すように、移載ユニット１７のベースフレーム１８は基準視で上向き開口コ字状の形態になっており、荷載置部に面した立ち上がり部分は荷Ｗの位置を規制するガイド片１８ａになっている。ガイド片１８ａの前後両端部は平面視で傾斜している。また、図２に示すように、ベースフレーム１８は平面視で移載通路１を挟んだ両側のレール６に部分的に重なる長さになっている。スタッカクレーンに適用する場合は、ベースフレーム１８は移載通路１で上下動する前後寸法になる。

進退フレーム１９はベースフレーム１８の内部に配置されており、ベースフレーム１８の背板に向けて開口した正面視コ字形の第１メンバー４６と、荷載置部に向けて開口した正面視コ字状の第２メンバー４７とで構成されている。

図４に示すように、進退フレーム２０は、前後長手の２つのスライダー４８，４９がスライド自在に嵌まり合ったリニアガイド部材によってベースフレーム１８に前後移動自在に取り付けられている。また、図４に示すように、進退フレーム１９における第２メンバー４７の下面に前後長手のラック５０を固定し、ラック５０の下面に形成したラック歯に進退用ピニオン５１を噛合させている。左右移載ユニット１７の進退用ピニオン５１は共通したスプライン軸５２に摺動自在で相対回転不能に装着されている。進退用ピニオン５１はベースフレーム１８の下面に固定した軸受け５１′に回転自在で離反不能に保持されている。

スプライン軸５２のうち縦送りモータ２５に近い一端部は軸受け５３で支持されており、軸受け５３は機体７に設けた補強ステー５４に固定されている。そして、スプライン軸５２には縦送りモータ２５からタイミングベルト５５で動力が伝達される。

(3).荷載置部
次に、図６及び図７も参照して荷載置部を説明する。図６のうち（Ａ）は図３のVIA-VIA 視断面図、（Ｂ）は図３のVIB-VIB 視断面図、（Ｃ）は固定支持部と可動支持板との重なり状態を示す正面図、図７は移載ユニット１７の間隔を狭め切った状態での平面図である。なお、図７では固定支持部２３の輪郭は隠れている部分も含めて太い実線で表示しており、また、可動支持板２２はその輪郭を明示するため縁部に平行斜線を施している。

荷載置部は、固定支持部２３と可動支持板２２とで構成されている。固定支持部２３は板材から成っており、左右移載ユニット１７の中間に位置した縦長中心線５７に沿って延びる帯状の基部２３ａと、サイドフレーム１３の上面箇所において基部２３ａの前後端部から左右外側に突出した張り出し部２３ｂとを有しており、従って、固定支持部２３は全体として平面視Ｈ形に形成されている。

固定支持部２３の前後端部は、正面視で下向きに傾斜した傾斜面になっている。これは荷Ｗの引き込みに際しての引っ掛かりを防止するためである。また、基部２３ａの左右両側縁には、正面視で斜め下向きの傾斜ガイド片２３ｃを一体に設けている。これは可動支持板２２との重なり合いを確実ならしめるためである。

固定支持部２３の基部２３ａの下面には、前後方向に延びる補強部材６０を溶接で固着している。補強部材６０は正面視で上向き開口コ字状の形態であり、スプライン軸５２とチェーン４２とに干渉しないように部分的に切欠いている。また、基部２３ａの傾斜ガイド片２３ｃにも、チェーン４２と干渉しないように切欠き６１を形成している。

可動支持板２２は平面視で前後長手の長方形に形成されている。そして、図６（Ａ）に明示するように、可動支持板２２はその付け根部が上向きに折り曲げられており、上向きに折り曲げられた付け根部がベースフレーム１８の下面にボルト５８及びナット５９で固定されている。図６（Ａ）及び図４に示すように、ベースフレーム１８は本体７のサイドフレーム１３からある程度の間隔を空けて浮いた状態に配置されている。従って、左右の移載ユニット１７は、平面視で固定支持部２３の張り出し部２３ｂと重なる位置まで移動することができる。

可動支持板２２は、固定支持部２３の上面に重なるように移動可能である。この重なり合いを容易ならしめるため、図８に示すように、可動支持板２２の左右先端部は下面から上面に向けて向かう傾斜ガイド面６２を形成し、固定支持部２３の左右先端部には上面から下面に向かう傾斜ガイド面６３を形成している。

固定支持部２３における張り出し部２３ｂの突出寸法Ｌ２は基部２３ａの左右幅寸法Ｌ１よりも多少短い程度の寸法に設定しており、また、可動支持板２２の左右幅寸法Ｌ３は固定支持部２３における張り出し部２３ｂの突出寸法Ｌ２よりもやや小さい寸法に設定している。もとより、各寸法は任意に設定できる。

(4).まとめ
左右の移載ユニット１７の間隔を最も広げた状態では、固定支持部２３の張り出し部２３ｂと左右可動支持板２２との間には僅かながら間隔が空いている。しかし、荷Ｗは固定支持部２３と可動支持板２２とで三点支持の状態になっているため、ダンボール箱のように剛性が高くないものであっても、安定した状態に支持される。特に、張り出し部２３ｂを設けた平面視Ｈ形の形態であることにより、荷Ｗは日字形の支持態様になって広い支持面積を確保できるため、極めて高い安定性を確保できる。

左右移載ユニット１７の間隔を狭めると可動支持板２２と固定支持部２３とが重なり合うが、この場合、左右の可動支持板２２は同じ高さであるため荷Ｗの傾きは生ぜず、この点からも高い安定性が確保される。

また、左右の可動支持板２２は図７のように極く近接させることができるが、固定支持部２３が存在することによって可動支持板２２の突出寸法Ｌ３をできるだけ短い寸法にすることができるため（左右移載ユニット１７に可動支持板を設けただけに比べて、遥かに小さい寸法に設定できる）、左右移載ユニット１７の最小間隔寸法をできるだけ小さくできるのであり、その結果、取り扱いできる荷Ｗの横幅寸法の範囲を大きくすることができる。具体的には、本実施形態では、最も幅寸法が小さい荷Ｗと最も幅寸法が大きい荷Ｗとの幅寸法の差は１：３．５程度になっている。

(5).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、固定支持部を左右複数枚に分離構成することも可能である。

実施形態の概略斜視図である。 概略平面図である。 一部部材を省略した概略平面図である。 図２のIV−IV視断面図である。 図３の V-V視概略断面図である。 （Ａ）は図３のVIA-VIA 視断面図、（Ｂ）は図３のVIB-VIB 視断面図、（Ｃ）は固定支持部と可動支持板との重なり状態を示す正面図である。 移載ユニットを参照間隔まで狭め切った状態での平面図である。

４ 移載装置が組み込まれた自走台車
７ 本体
１３ 基枠を構成するサイドフレーム
１７ 移載ユニット
１８ ベースフレーム
１９ 進退フレーム
２０ 補助フレーム
２１ 荷送り手段の一例としての荷送りベルト
２２ 荷載置部を構成する可動支持板
２３ 荷載置部を構成する固定支持部
２３ａ 基部
２３ｂ 張り出し部
２５ 縦送り機構の一例を構成する縦送りモータ
２６ 横送り機構の一例を構成する横送りモータ
２７ 荷送りユニットを構成する荷送りモータ

Claims (3)

1. 平面視で荷を挟むように配置された左右一対の移載ユニットと、荷が支持される荷載置部とを備えており、
   前記左右移載ユニットは互いの間隔が広狭変化する横方向に移動自在であると共に、前記左右移載ユニットには、平面視で前記横方向と直交した縦方向に荷を水平移動させる荷送り手段が設けられている一方、
   前記荷載置部は、前記左右の移載ユニットの各々に固定されている左右の可動支持板と、前記左右移載ユニットの可動支持板の間において露出する部分を有する固定支持部とから成っており、前記固定支持部はその下方に配置された基枠に固定されており、前記可動支持板は前記荷送り手段が駆動されても移動はせず、前記荷送り手段の駆動により、荷が前記可動支持板及び固定支持部の上面を滑り移動する構成において、
   前記可動支持板は平面視で略四角形の形状である一方、前記固定支持部は、前記縦方向に向かって前後両端部が前記横方向に向かって突出した張り出し部になっている平面視略Ｈ形の形状であり、前記固定支持部の張り出し部と前記可動支持板とが前記基枠の上で重なり合うことが許容されている、
   荷の移載装置。
2. 前記左右移載ユニットの荷送り手段は、平面視で前記縦方向に移動する進退フレームを備えており、前記進退フレームに、前記移載ユニットが横移動すると荷の側面に当接・離反する送り部材を設けており、荷送り部材を駆動すると荷が前記可動支持板及び固定支持部の上を滑り移動しながら進退フレームに対して相対的に縦移動する、
   請求項１に記載した荷の移載装置。
3. 平面視で細長く延びる移載通路を挟んだ両側に多段の棚を有する格納庫が相対向して配置されており、前記移載通路には、水平走行自在な自走台車が多段に配置されているか、又は、昇降自在なキャリッジを有するスタッカクレーンが水平走行自在に配置されている、という構成であって、
   前記各自走台車又はスタッカクレーンのキャリッジに請求項１又は２に記載した移載装置を設けており、前記格納庫と移載装置とに荷を移し替え自在である、
   自動倉庫。

Images