特許 6315098 仕分けシステムと仕分け方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6315098

(24)【登録日】2018年4月6日

(45)【発行日】2018年4月25日

(54)【発明の名称】仕分けシステムと仕分け方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/00 20060101AFI20180416BHJP

   B65G 1/137 20060101ALI20180416BHJP

   B65G 1/04 20060101ALI20180416BHJP

【ＦＩ】

   B65G1/00 501C

   B65G1/137 A

   B65G1/04 551Z

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-545010(P2016-545010)

(86)(22)【出願日】2015年6月15日

(86)【国際出願番号】JP2015067148

(87)【国際公開番号】WO2016031352

(87)【国際公開日】20160303

【審査請求日】2017年2月15日

(31)【優先権主張番号】特願2014-171758(P2014-171758)

(32)【優先日】2014年8月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086830

【弁理士】

【氏名又は名称】塩入 明

(74)【代理人】

【識別番号】100096046

【弁理士】

【氏名又は名称】塩入 みか

(72)【発明者】

【氏名】田井 彰人

【審査官】 八板 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３２７４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１８３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２６３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０３７００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３３８０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５４−０３５３９０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０４６７８３９０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｇ １／００−１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入荷した商品を仕分けて出荷する仕分けシステムであって、
分岐と合流とが自在な走行経路に沿って走行すると共に、移載装置を昇降させる搬送車と、
前記走行経路に沿って設けられ、かつ複数階分の高さを有する複数のラックと、
各々前記走行経路の外周に沿って設けられている、入荷エリアと出荷エリア及び仕分けエリアと、
入荷した商品を入荷エリアからラックを経由して仕分けエリアへ搬送し、仕分けが終わった商品を仕分けエリアから出荷エリアへ搬送するように、前記搬送車を制御するコントローラとを備える仕分けシステム。

【請求項2】

前記入荷エリアと前記出荷エリアとが地上階に設けられ、前記仕分けエリアが上階に設けられていることを特徴とする、請求項１の仕分けシステム。

【請求項3】

前記走行経路は仕分けシステムの建屋の天井部に設けられているレールから成り、
前記搬送車は、前記レールに沿って走行する台車と、台車から吊り下げられているマストと、マストに沿って昇降し、かつ移載装置を備えている昇降台、とを有することを特徴とする、請求項１または２の仕分けシステム。

【請求項4】

前記搬送車として、パレットを搬送するパレット搬送車と、ケースを搬送するケース搬送車とを備え、パレット搬送車とケース搬送車は共に前記走行経路に沿って走行するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの仕分けシステム。

【請求項5】

仕分けシステムにより入荷した商品を仕分けて出荷する仕分け方法であって、
仕分けシステムは、分岐と合流とが自在な走行経路に沿って走行すると共に、移載装置を昇降させる搬送車と、前記走行経路に沿って設けられ、かつ複数階分の高さを有する複数のラックと、各々前記走行経路の外周に沿って設けられている、入荷エリアと出荷エリア及び仕分けエリアと、搬送車を制御するコントローラ、とを備え
前記コントローラにより前記搬送車を制御して、入荷した商品を入荷エリアからラックを経由して仕分けエリアへ搬送すると共に、仕分けが終わった商品を仕分けエリアから出荷エリアへ搬送する、仕分け方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は仕分けシステムと仕分け方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の仕分けシステムでは、ラックとスタッカークレーンを中心とする自動倉庫を有軌道台車を介して周囲のステーションに接続し、さらに長距離コンベヤや垂直コンベヤ等を組み合わせて仕分けを行っている。このため多種類の搬送装置が必要で、システムの構造も複雑である。

【0003】

ここで関連する先行技術を示す。特許文献１（JPS63-242809A）は、工場の入荷エリアと、部品倉庫のラックと、組立ラインとの間で、天井走行車により物品を搬送することを提案している。また特許文献１では、天井走行車の走行経路に分岐部と合流部とを設け、複数のラックに天井走行車がアクセスできるようにしている。しかし特許文献１は、仕分けについて検討していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】JPS63-242809A

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この発明の課題は、基本的に一種類の搬送装置を用い、かつコンパクトで高効率な仕分けシステムと仕分け方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明は、入荷した商品を仕分けて出荷する仕分けシステムであって、
分岐と合流とが自在な走行経路に沿って走行すると共に、移載装置を昇降させる搬送車と、
前記走行経路に沿って設けられ、かつ複数階分の高さを有する複数のラックと、
各々前記走行経路の外周に沿って設けられている、入荷エリアと出荷エリア及び仕分けエリアと、
入荷した商品を入荷エリアからラックを経由して仕分けエリアへ搬送し、仕分けが終わった商品を仕分けエリアから出荷エリアへ搬送するように、前記搬送車を制御するコントローラとを備えている。

【0007】

またこの発明の仕分け方法では、
仕分けシステムは、分岐と合流とが自在な走行経路に沿って走行すると共に、移載装置を昇降させる搬送車と、前記走行経路に沿って設けられ、かつ複数階分高さを有する複数のラックと、各々前記走行経路の外周に沿って設けられている、入荷エリアと出荷エリア及び仕分けエリアと、搬送車を制御するコントローラ、とを備え
前記コントローラにより前記搬送車を制御して、入荷した商品を入荷エリアからラックを経由して仕分けエリアへ搬送すると共に、仕分けが終わった商品を仕分けエリアから出荷エリアへ搬送する。

【0008】

この発明では、分岐と合流が自在な走行経路を走行するので、搬送車は広い範囲のラックにアクセスでき、コントローラは、入荷エリアからラックへの搬送、ラックから仕分けエリアへの搬送、及び仕分けエリアから出荷エリア及びラックへの搬送を、搬送車に行わせることができる。従ってスタッカークレーンと有軌道台車、長距離コンベヤ等の、複数の搬送装置を用意する必要がない。そして搬送経路に沿って入荷エリアと出荷エリア及び仕分けエリアを配置するので、コンパクトな仕分けシステムとなる。この発明では、基本的に一種類の搬送装置を用いて、コンパクトで高効率な仕分けシステムが得られる。

【0009】

この明細書において、仕分けは入荷した商品を、在庫として長期間保管することなく、出荷先に応じて分けることを意味し、入荷した商品を在庫として保管することをピッキングとし、仕分けと区別する。この明細書の仕分けシステムに関する記載は、そのまま仕分け方法にも当てはまる。

【0010】

好ましくは、入荷エリアと出荷エリアとを地上階に設けてトラックの出入りを容易にし、仕分けエリアを上階に、特に上階に複数階に渡って設けて、仕分けシステムの建屋が占める敷地の面積を小さくする。

【0011】

好ましくは、走行経路は仕分けシステムの建屋の天井部に設けられているレールから成り、搬送車は、前記レールに沿って走行する台車と、例えば走行方向に沿って揺動自在に、台車から吊り下げられているマストと、マストに沿って昇降しかつ移載装置を備えている昇降台、とを有する。地上を走行する台車から鉛直に自立するマストとは異なり、天井部の台車から吊り下げると、倒立するおそれがないのでマストを軽量化できる。またマストを支持する地上側の台車を軽量化しあるいは不要にできる。そして搬送車を軽量化できれば、天井部のレールも軽量化できる。

【0012】

好ましくは、搬送車として、パレットを搬送するパレット搬送車と、ケースを搬送するケース搬送車とを備え、パレット搬送車とケース搬送車は共に前記レールに沿って走行するように構成されている。このようにすると、ケース搬送車によりケース単位での仕分けを行い、仕分け前のパレットと仕分け後のパレットをパレット搬送車により搬送できる。またパレット搬送車とケース搬送車は共通の走行経路に沿って走行自在で、特にパレット搬送車とケース搬送車を共に走行経路の全域に渡って走行自在にするとより効率的である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例の仕分けシステムのレイアウトを示す平面図

【図2】実施例の仕分けシステムの側面図

【図3】実施例の仕分けシステムの拡張を模式的に示す図

【図4】実施例での天井搬送車の側面図

【図5】実施例での天井搬送車の要部拡大正面図

【図6】実施例で、共通のレールを走行する２種類の天井搬送車を示す平面図

【図7】実施例で用いるケースパレットの正面図

【図8】実施例の制御系を示すブロック図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

【実施例】

【0015】

図１〜図８に、実施例の仕分けシステム２を示す。図１、図２は、仕分けシステム２のレイアウトを示す。４は自動倉庫で、その天井５に天井レール６が設けられ、天井レール６から成る走行経路は分岐合流部８を複数備え、自立的に分岐と合流とを行いながら、複数台の天井搬送車１０が天井レール６に沿って走行する。天井レール（以下「レール」）６は双方向通行でも良いが、実施例では一方向のみに天井走行車１０が走行する。レール６に面してラック２０が複数個設けられ、天井搬送車１０は任意のラック２０の任意の間口にアクセスできる。

【0016】

仕分けシステム２の地上階には、自動倉庫４の一端に隣接するように入荷エリア２２が設けられ、また同じく地上階に、自動倉庫４の他端に隣接するように出荷エリア２４が設けられている。エリア２２，２４は天井レール６から成る走行経路の外周に沿って設けられ、自動倉庫４の側面に接していても良く、ステーション２８を複数個並べたステーションアレイ２６が設けられている。そして天井搬送車１０は、各ステーション２８でパレット、ケース等の受け渡しが自在である。またエリア２２，２４にはトラックのバース３０が設けられ、入荷エリア２２の入荷端末３２から入荷データを入力すると共に、入荷した商品をラック２０へ搬送することを要求でき、出荷エリア２４の出荷端末３４から出荷データを入力する。３６は仕分けシステム２のコントローラで、単一のコンピュータで構成しても、分散配置された複数のコンピュータで構成しても良い。

【0017】

全ての天井搬送車１０を常時稼動させる必要はないので、退避レーン１２を設けて稼動させない天井搬送車１０を退避させ、消費電力を小さくすることが好ましい。また退避レーン１２内にメンテナンスデッキ１４を設けると、天井搬送車の昇降台、台車等のメンテナンスが容易になる。退避レーン１２は例えばラック２０に面しない位置に設ける。

【0018】

天井搬送車１０では、台車４０が天井レール６に沿って走行し、前後のマスト４２，４２が図示しないピン等により、台車４０から走行方向に揺動自在に吊り下げられている。マスト４２，４２に沿って昇降台４４が昇降し、下部の連結部４６により前後のマスト４２，４２を連結する。天井搬送車１０は、走行と昇降の駆動部を天井側の台車４０に配置し、マスト４２を揺動自在にしたスタッカークレーンとすることもできる。

【0019】

エリア２２，２４の上階には、天井レール６から成る走行経路の外周に沿って、仕分けエリア５０が複数階に渡って設けられ、ステーション２８を介して天井搬送車１０はパレット、ケース等を仕分けエリア５０へ搬入搬出する。仕分けエリア５０では、パレット上の荷物を例えば段ボール箱から成るケース単位で仕分けて、出荷先毎のパレット等に積み替え、あるいはパレットから個々の商品を取り出してバケット等のケースへ仕分ける。５１は仕分け端末で、仕分けに関する指示をコントローラ３６から受信して表示し、仕分け結果をコントローラ３６へ返信する。仕分けエリア５０には適宜の仕分け装置を設置しても良く、例えばソーター５２により、パレットから段ボール箱を１箱ずつ取り出し、例えば図７のケースパレット８６へ積み替える。

【0020】

仕分けシステム２は順次拡張することができ、この状況を図３に示す。図３において、記号'は拡張後の要素であることを示し、２，２'等での数字２等は同じ種類の要素であることを表す。例えば図３の上段の当初の仕分けシステム２を拡張して、仕分けシステム２'とし、これをさらに拡張して仕分けシステム２''とすることができる。

【0021】

図４，図５に、天井搬送車（以下「搬送車」）１０の構造を示す。自立式のラック２０を連結した建屋の天井５にレール６が固定され、レール６内には、搬送車１０の走行方向に沿って、永久磁石５４が配列され、非接触給電線５６が設置されている。レール６の底部には、分岐と直進を選択し、かつ合流時の姿勢を制御するために、左右のガイドレール５８，５８が設けられている。搬送車１０の台車４０は走行ユニット５９を備え、走行ユニット５９のコイル６０とレール６側の永久磁石５４とによりリニアモータを構成し、受電コイル６２により非接触給電線５６から受電し、車輪６４により搬送車１０の重量を支持する。さらに走行ユニット５９は左右のガイドローラ６６，６６を備え、進退制御６８はガイドローラ６６，６６をガイドレール５８にガイドされる位置とされない位置との間で進退させる。このようにして搬送車１０は自立的に分岐と合流とができるが、特許文献１に記載のように、レール６側の可動部により分岐と合流を制御しても良い。

【0022】

走行ユニット５９の鉛直軸７０に台車４０のシャーシ７１が取り付けられ、図示しないピン等により、前後のマスト４２が走行方向に沿って揺動自在にシャーシ７１に取り付けられている。シャーシ７１のモータ７２とスプロケット７４によりチェーン７６を駆動して、昇降台４４と図示しないカウンターウェイトとを昇降させる。昇降台４４のガイドローラ７８はマスト４２にガイドされて、昇降台４４の揺れと捻れとを制限し、昇降台４４上のスライドフォーク等の移載装置８１はパレット８０等を移載する。８４はパレット８２上の荷物である。チェーンに代えてベルト等の駆動媒体を用いても良く、またカウンターウェイトは設けなくても良い。

【0023】

前後のマスト４２の下端を例えば水平な連結部４６により連結し、搬送車１０の荷重の一部を車輪４７を介して地上レール４８に支持させ、図示しないガイドローラを地上レール４８によりガイドし、マスト４２の揺れと捻れを制限する。マスト４２は走行方向に沿って揺動自在で、その固有振動数付近での加減速を行わないように、走行ユニット５９を制御し、マスト４２を制振する。また図示しないダンパー、制振ゴム等をマスト４２のシャーシ７１への取付部に設けて、非常停止時の揺れを小さくする。なお連結部４６と地上レール４８は設けなくても良く、マスト４２の本数、構造等は任意である。

【0024】

仕分けシステム２では、パレット８２からケースへの仕分けを行うので、パレット単位で搬送する天井搬送車１０以外に、ケース単位で搬送する天井搬送車を設け、これらを同じ天井レール６に沿って走行させることが好ましい。この状況を図６に示す。１０'はケース単位で搬送する天井搬送車で、走行ユニット５９の数がパレット用の天井搬送車１０よりも少なく、レール６の走行方向に沿っての昇降台４４'の幅は昇降台４４よりも狭い。また移載装置６８'は、移載装置６８よりも、レール６の走行方向に沿っての物品を支持する幅が狭い。しかしレール６の走行方向に水平面内で直角な方向に沿っては、移載装置６８，６８'の長さを等しくし、ラック２０の各間口と各ステーション２８とに対し、天井搬送車１０，１０'が共に物品を受け渡しできるようにすることが好ましい。また天井搬送車１０'は、他の点では天井搬送車１０と同様である。なお天井搬送車１０'の昇降台４４'に、移載装置６８'を複数配置し、同時に複数個のケースを搬送できるようにしても良い。

【0025】

図７に、ケースパレット８６を示す。ケースパレット８６は、パレット８２と同様に天井搬送車１０により搬送され、ラック２０の各間口に載置され、ステーション２８を介して仕分けエリア５０，出荷エリア２４等へ搬送される。ケースパレット８６では、ベース８７からの支柱８９に複数の棚受８８が固定され、各棚受８８に段ボール箱、バケット等のケース９０を載置する。

【0026】

図２のソーター５２等により、パレット８２からケースパレット８６へケースを移し替え、ラック２０，ステーション２８等に載置する。天井搬送車１０'によりケースパレット８６，８６間でケース９０を仕分けると仕分けが完成し、天井搬送車１０によりケースパレット８６を出荷する。

【0027】

図８に、仕分けシステム２の制御系を示す。コントローラ３６は端末３２，３４，５１と通信すると共に、上位コントローラ９２からの仕分けに関する指示を受け付け、天井搬送車１０，１０'、ソーター５２等を制御して仕分けを実行させ、実行結果を上位コントローラ９２へ報告する。

【0028】

実施例には以下の特徴がある。
1) 地上階に入荷エリア２２と出荷エリア２４を、上階に仕分けエリア５０を設け、分岐と合流とが自在な走行経路に沿って、天井搬送車１０を走行させる。この結果、コンパクトな仕分けシステム２が得られる。
2) 天井搬送車１０，１０'は分岐と合流とが自在で、任意のラック２０と任意のステーション２８へ走行できるので、基本的に一種類の搬送装置で足りる。
3) 天井搬送車１０，１０'は、マスト４２に加わる垂直荷重のみを支持できれば良く、走行方向に沿っての剛性を必要としない。また地上側の台車は簡素なもので良く、設けなくても良い。従って在来のスタッカークレーンに比べ軽量にできる。天井搬送車１０，１０'を軽量化できるので、天井レール６も軽量化できる。
4) リニアモータを用いると、レール６には走行方向の力が加わらない。このためレール６をさらに軽量化できる。
5) 退避レーン１２を設けることにより省電力化でき、メンテナンスデッキ１４を設けることにより天井搬送車１０、１０'のメンテナンスが容易になる。
6) 仕分けシステム２は拡張性に富んでいる。
7) 走行ユニット５９を天井搬送車１０，１０'間で共通化できる。
8) 天井搬送車１０によりパレットを搬送し、天井搬送車１０'によりケースの搬送とケース単位での仕分けとができる。

【0029】

実施例では、天井搬送車１０'によりケース単位での仕分けを行ったが、パレット８２用の移載装置６８とケース９０用の移載装置６８'の双方を昇降台に備える、天井搬送車を用いても良い。この天井搬送車は、天井搬送車１０，１０'の双方の機能を備えている。また仕分けエリア５０に配置する仕分け装置の種類、仕分け作業の内容、仕分け作業を作業者と装置とに分配する仕方、等は任意である。

【符号の説明】

【0030】

２ 仕分けシステム ４ 自動倉庫 ５ 天井 ６ 天井レール
８ 分岐合流部 １０ 天井搬送車 １２ 退避レーン
１４ メンテナンスデッキ ２０ ラック ２２ 入荷エリア
２４ 出荷エリア ２６ ステーションアレイ ２８ ステーション
３０ バース ３２ 入荷端末 ３４ 出荷端末
３６ コントローラ ４０ 台車 ４２ マスト
４４ 昇降台 ４６ 連結部 ４８ 地上レール
５０ 仕分けエリア ５１ 仕分け端末 ５２ ソーター
５４ 永久磁石 ５６ 非接触給電線 ５８ ガイドレール
５９ 走行ユニット ６０ コイル ６２ 受電コイル
６４ 車輪 ６６ ガイドローラ ６８ 進退制御
７０ 鉛直軸 ７１ シャーシ ７２ モータ
７４ スプロケット ７６ チェーン ７８ ガイドローラ
８０ 移載装置 ８２ パレット ８４ 荷物
８６ ケースパレット ８７ ベース ８８ 棚受
８９ 支柱 ９０ ケース ９２ 上位コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】