特開 2023-124518 ピッキング装置、自動倉庫システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023124518

(43)【公開日】2023-09-06

(54)【発明の名称】ピッキング装置、自動倉庫システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/91 20060101AFI20230830BHJP

   B65G 1/00 20060101ALI20230830BHJP

   B25J 13/00 20060101ALN20230830BHJP

【ＦＩ】

B65G47/91 A

B65G1/00 501A

B25J13/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022028319

(22)【出願日】2022-02-25

(71)【出願人】

【識別番号】503002732

【氏名又は名称】住友重機械搬送システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】川野 勉

(72)【発明者】

【氏名】柴田 裕輔

【テーマコード（参考）】

3C707

3F022

3F072

【Ｆターム（参考）】

3C707AS02

3C707FS01

3C707FT02

3C707FT11

3C707JS02

3F022FF01

3F022JJ11

3F022KK10

3F022LL12

3F022MM36

3F072AA06

3F072KD03

3F072KD11

3F072KD12

3F072KD30

(57)【要約】

【課題】本開示の目的の一つは、荷を吸着する機構を容易に製造できるピッキング装置の技術を提供することにある。
【解決手段】ある態様のピッキング装置１０は、複数行、複数列に配列され、属する行と列とを有する複数の吸着部２と、複数の吸着部２にそれぞれ対応する複数の行弁機構３１および複数の列弁機構４１と、複数の行弁機構３１のうち各行に属する行弁機構３１を一体的に駆動する行駆動機構３２と、複数の列弁機構４１のうち各列に属する列弁機構４１を一体的に駆動する列駆動機構４２と、を備える。各吸着部２は、当該吸着部２に対応する行弁機構３１および列弁機構４１によって形成される流路によって吸引流体が供給されたときに荷を吸着するための吸着力を発生する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数行、複数列に配列され、属する行と列とを有する複数の吸着部と、
前記複数の吸着部にそれぞれ対応する複数の行弁機構および複数の列弁機構と、
前記複数の行弁機構のうち前記各行に属する行弁機構を一体的に制御する行駆動機構と、
前記複数の列弁機構のうち前記各列に属する列弁機構を一体的に制御する列駆動機構と、
を備え、
前記各吸着部は、当該吸着部に対応する行弁機構および列弁機構によって形成される流路によって吸引流体が供給されたときに荷を吸着するための吸着力を発生する、
ピッキング装置。

【請求項2】

前記各吸着部は、当該吸着部に対応する前記行弁機構と前記列弁機構とがそれぞれ形成する流路が互いに連通するときに前記吸着力を発生する、請求項１に記載のピッキング装置。

【請求項3】

所定の間隔で複数の行通路が形成され、前記行駆動機構の制御に基づいて行方向に移動する行運動体と、
所定の間隔で複数の列通路が形成され、前記列駆動機構の制御に基づいて列方向に移動する列運動体と、
を有し、
前記各吸着部は、当該吸着部に対応する前記行通路と前記列通路とが互いに連通するときに前記吸着力を発生する、請求項２に記載のピッキング装置。

【請求項4】

互いに対応する前記行弁機構と前記列弁機構の少なくとも一方は、他方の状態に関わらず対応する前記吸着部に吸引流体を供給可能な特定流路を形成可能である、請求項１に記載のピッキング装置。

【請求項5】

前記特定流路は、前記他方の弁機構をバイパスする流路である、請求項４に記載のピッキング装置。

【請求項6】

前記一方の弁機構は、３以上の流路出入口を有する多方向弁を含む、請求項４または５に記載のピッキング装置。

【請求項7】

前記行駆動機構と前記列駆動機構は、弁機構を一体的に駆動するために、電磁的駆動機構、回転運動を直線運動に変換する機構または油圧駆動機構を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のピッキング装置。

【請求項8】

荷を保管する収容部を有する棚と、前記収容部の荷を移動させるピッキング装置と、を備える自動倉庫システムであって、
前記ピッキング装置は、
複数行、複数列に配列され、属する行と列とを有する複数の吸着部と、
前記複数の吸着部にそれぞれ対応する複数の行弁機構および複数の列弁機構と、
前記複数の行弁機構のうち前記各行に属する行弁機構を一体的に制御する行駆動機構と、
前記複数の列弁機構のうち前記各列に属する列弁機構を一体的に制御する列駆動機構と、
を備え、
前記各吸着部は、当該吸着部に対応する行弁機構および列弁機構によって形成される流路によって吸引流体が供給されたときに荷を吸着するための吸着力を発生する、
自動倉庫システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピッキング装置および自動倉庫システムに関する。

【背景技術】

【0002】

物品を吸着把持して移載可能な物品移載装置が知られている。例えば、特許文献１には、移載対象の物品である対象物品の上面を吸着して対象物品を吊り下げて移載先に移動させる物品移載装置が記載されている。この装置は、少なくとも１つの吸着パッドを有する吸着ブロックを複数有する吸着ユニットと、対象物品の少なくとも上面の大きさに応じて吸着ブロックを移動させる制御装置とを備える。この装置は、吸着対象の物品の上面形状に応じて、吸着ブロックを移動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－０４０１３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者は、以下の認識を得た。ピッキング装置において、複数の荷のうち所望の荷を選択的に吸着してピッキングすることがある。このために、それぞれ独立して吸着力を発生可能な多数の吸着部をマトリックス状に配置してなる吸着機構を用いることが考えられる。この吸着機構で、所望の荷に対応する吸着部を選択して吸着力を発生させることにより、所望の吸着パターンによって荷を選択的に吸着できる。

【0005】

しかし、この吸着機構は、多数の吸着部の吸着力のオン／オフを独立して制御するために、多数の吸着部と同数の吸着力制御手段を備えることになる。この結果、このピッキング装置は、多数の吸着力制御手段を備えるため、構成が複雑になり、製造作業性は良いとはいえない。

【0006】

特許文献１に記載の装置は、荷を吸着する機構を容易に製造できるという観点から、改善の余地がある。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、荷を吸着する機構を容易に製造できるピッキング装置の技術を提供することを目的の一つとしている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のピッキング装置は、複数行、複数列に配列され、属する行と列とを有する複数の吸着部と、複数の吸着部にそれぞれ対応する複数の行弁機構および複数の列弁機構と、複数の行弁機構のうち各行に属する行弁機構を一体的に制御する行駆動機構と、複数の列弁機構のうち各列に属する列弁機構を一体的に制御する列駆動機構と、を備える。各吸着部は、当該吸着部に対応する行弁機構および列弁機構によって形成される流路によって吸引流体が供給されたときに荷を吸着するための吸着力を発生する。

【0009】

本発明の別の態様は、自動倉庫システムである。この自動倉庫システムは、荷を保管する収容部を有する棚と、収容部の荷を移動させるピッキング装置と、を備える自動倉庫システムであって、ピッキング装置は、複数行、複数列に配列され、属する行と列とを有する複数の吸着部と、複数の吸着部にそれぞれ対応する複数の行弁機構および複数の列弁機構と、複数の行弁機構のうち各行に属する行弁機構を一体的に制御する行駆動機構と、複数の列弁機構のうち各列に属する列弁機構を一体的に制御する列駆動機構と、を備える。各吸着部は、当該吸着部に対応する行弁機構および列弁機構によって形成される流路によって吸引流体が供給されたときに荷を吸着するための吸着力を発生する。

【0010】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、荷を吸着する機構を容易に製造できるピッキング装置の技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態の自動倉庫システムを概略的に示す平面図である。

【図2】複数の荷が積層された荷姿の一例を示す斜視図である。

【図3】実施形態のピッキング装置の一例を示す平面図である。

【図4】実施形態のピッキング装置を示す正面図である。

【図5】実施形態のピッキング装置を示す下面図である。

【図6】実施形態のピッキング装置を示す正面図である。

【図7】実施形態のピッキング装置を示す平面図である。

【図8】ピッキング装置の動作を模式的に示す図である。

【図9】ピッキング装置の吸着パターンを示す平面図である。

【図10】第２の例のピッキング装置の動作を模式的に示す図である。

【図11】第２の例のピッキング装置の吸着パターンを示す平面図である。

【図12】吸引流体の供給パターンを模式的に示す図である。

【図13】吸引流体の別の供給パターンを模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を好適な実施形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0014】

また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

【0015】

［実施形態］
図面を参照して実施形態に係るピッキング装置１０を備えた自動倉庫システム１００の構成を説明する。図１は、実施形態に係る自動倉庫システム１００を概略的に示す平面図である。

【0016】

説明の便宜上、図示のように、水平なある方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する水平な方向をＹ方向、両者に直交する方向すなわち鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を定める。また、Ｘ方向を横方向と、Ｙ方向を前後方向と、Ｚ方向を上下方向ということがある。このような方向の表記は自動倉庫システム１００の構成を制限するものではなく、自動倉庫システム１００は、用途に応じて任意の構成で使用されうる。

【0017】

本明細書では、荷について下記の用語を用いる。内容物を収容した段ボール等のケースを「荷」という。荷には複数の物品が収容されてもよい。また、空荷のパレットを単に「パレット１１」という。一のパレット１１上に荷１２が単数または複数載置されたものを「荷集合」という。以下の説明で「荷１２」というときは、荷１２単独の場合と、パレット１１に搭載された状態の荷１２の場合とを含む。荷１２はピッキングを行うときに取り扱いされる最小単位であってもよい。

【0018】

図２は、複数の荷１２が積層された荷姿の一例を示す斜視図である。内容物を取り出すために開封されることが想定された面を「反底面」といい、反底面とは反対側の面を底面という。図２では、反底面が上向で、底面が下向である状態の荷１２を示す。荷１２は、反転装置（不図示）により反転され、底面が上向面で反底面が下向面である反転状態でピッキング等の荷扱いがなされてもよい。反底面は、底面よりも開封容易であってもよいし、底面は、反底面よりも高強度であってもよい。表示方法の一例として、ケースの側面に印字された文字が反転した向きであれば反転状態であるとしてもよい。

【0019】

先に、自動倉庫システム１００の全体構成を説明する。図１に示すように、自動倉庫システム１００は、荷１２を保管可能な複数の保管部５２を有する棚５と、棚５に入庫または出庫のために荷１２を移動する移動手段７４、７５、７６と、荷１２を保持して移動させるピッキング装置１０と、制御部７８とを主に備える。

【0020】

移動手段７４、７５、７６は、第１移動手段７４（例えば、第１台車）と、第２移動手段７５（例えば、第２台車）と、第３移動手段７６（例えば、昇降装置）とを含む。第１移動手段７４、第２移動手段７５および第３移動手段７６は、荷１２を、Ｙ方向、Ｘ方向およびＺ方向に移動させる搬送手段を構成する。第１移動手段７４は、荷１２をＹ方向に沿って移動させうる。第２移動手段７５は、荷１２をＸ方向に沿って移動させうる。第３移動手段７６は、荷１２をＺ方向に移動させうる。

【0021】

例えば、搬送手段は、荷１２を棚５の保管部５２から搬出できる。例えば、搬送手段は、荷１２を棚５の保管部５２に搬入できる。例えば、搬送手段は、荷１２を棚５の一の保管部５２から棚５の他の保管部５２に搬送できる。

【0022】

棚５は、多数の荷１２を保管可能な保管スペースであり、保管棚と称されることがある。本実施形態の棚５は、第２走行路７３を挟んで図中右側の棚５５と、図中左側の棚５６に区分されている。棚５の構成は、複数の荷１２を収容、保管可能であれば、特に限定されない。棚５は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向（段方向）に沿って配列された複数の保管部５２を含む。各保管部５２は、荷１２を収容可能に構成されている。

【0023】

棚５には、第１移動手段７４が走行するための第１走行路７１（例えば、第１レール）と、第２移動手段７５が走行するための第２走行路７３（例えば、第２レール）とが設けられる。第１走行路７１は、棚５５、５６およびピッキング空間５８においてＹ方向に延設される。第１移動手段７４は、各保管部５２の下部を走行できる。第２走行路７３は、棚５５、５６およびピッキング空間５８に隣接してＸ方向に延設される。

【0024】

第１移動手段７４は、モータ（不図示）によって車輪を駆動し、空荷または荷１２を搭載した状態で第１走行路７１をＹ方向に走行する。第１移動手段７４は、第２移動手段７５および第３移動手段７６に乗降できる。第２移動手段７５は、モータ（不図示）によって車輪を駆動し、第２走行路７３をＸ方向に走行する。第２移動手段７５は、空荷の状態または荷１２を搭載した状態の第１移動手段７４を移送する。第３移動手段７６は、第２走行路７３に隣接して設けられる。第３移動手段７６は、第１移動手段７４および荷１２を任意の収容段から他の収容段に昇降させることができる。図１の例では、全段に対して単一の入出庫部７７が設けられ、入出庫部７７に第３移動手段７６が連設されている。

【0025】

この例では、入庫対象の荷１２は、フォークリフトなどの外部搬送手段（不図示）によって入出庫部７７に搬入され、第３移動手段７６によって目的の段に移送される。出庫対象の荷１２は、保管されていた段から第３移動手段７６によって入出庫部７７の段に昇降され、入出庫部７７に移送され、入出庫部７７から外部搬送手段によって運び出される。

【0026】

制御部７８は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などを含んで構成され、ユーザからの操作結果に基づき、入庫、出庫、搬出、移送等のために荷１２の移動を制御する。一例として、制御部７８は、入出庫用の領域と保管部との間や、複数の保管部間で荷１２を移送するように、第１移動手段７４、第２移動手段７５および第３移動手段７６の動作を制御する。また、制御部７８は、荷１２をピッキングするためにピッキング装置１０の動作を制御する。

【0027】

（ピッキング装置）
図１、図３、図４を参照して、ピッキング装置１０を説明する。ピッキング空間５８は、ピッキング装置１０を用いてピッキングを行うためのスペースである。ピッキング空間５８は、棚５６の外部に設けられてもよいが、この例では棚５６内に設けられている。図３は、ピッキング装置１０を拡大して示す平面図である。図４は、ピッキング装置１０を拡大して示す正面図である。これらの図では、一部の柱や梁などの記載を省略している。

【0028】

ピッキング空間５８には、ピッキング前の荷１２（以下、「第１荷集合１２１」という）を載置するための第１載置部５２１と、ピッキング後の荷１２（以下、「第２荷集合１２２」という）を載置するための第２載置部５２２とが設けられる。

【0029】

なお、第１載置部５２１および第２載置部５２２は、ピッキング空間５８内の特定の場所を指すものではなく、荷１２を一時的に保管するスペースを指している。したがって、ピッキング空間５８における第１載置部５２１および第２載置部５２２の位置や範囲はピッキング作業ごとに変化する場合もある。本実施形態の第１載置部５２１および第２載置部５２２は、保管部５２と同様の構成を有する。

【0030】

本実施形態のピッキング空間５８には、第１走行路７１がＹ方向に延設されている。第１載置部５２１および第２載置部５２２は、第１走行路７１上に設けられている。第１移動手段７４は、第１載置部５２１および第２載置部５２２の下部を走行できる。ピッキング前の第１荷集合１２１は、第１移動手段７４によって第１載置部５２１に運び入れされる。ピッキング装置１０は、第１荷集合１２１から所定の荷１２を吸着して持ち上げ、移動させて、第２荷集合１２２に積み入れする。ピッキング後の第２荷集合１２２は、第１移動手段７４によって第２載置部５２２から運び出される。

【0031】

ピッキング装置１０の構成を説明する。図４に示すように、ピッキング装置１０は、ピッキング前の第１荷集合１２１から１または２以上の荷１２をピッキングして第２荷集合１２２へ移載する。本実施形態のピッキング装置１０は、いわゆるガントリ型のクレーン機構６０に支持されている。クレーン機構６０は、一対の横梁６３と、横桁６２と、クレーン台車６４と、吊下げ部６６とを備える。一対の横梁６３は、ピッキング空間５８の上部空間においてＹ方向両側に離隔して設けられる。横梁６３の両端は、縦柱６１の上端に支持される。

【0032】

横桁６２は、Ｙ方向に延びるレール状の構造体で、一対の横梁６３の間に架け渡される。横桁６２は、横梁６３上をＸ方向に自走可能に構成される。横桁６２は、クレーンガータと称されることがある。クレーン台車６４は、横桁６２上をＹ方向に自走可能な台車である。クレーン台車６４は、トロリ台車と称されることがある。吊下げ部６６は、ピッキング装置１０をクレーン台車６４に吊下げるとともに、ピッキング装置１０をＺ方向に上下動させることができる。また、吊下げ部６６は、ピッキング装置１０を水平に回転させることができる。ピッキング装置１０は、吊下げ部６６の先端に設けられ、荷１２を持上げ可能に構成される。

【0033】

クレーン機構６０は、ピッキング装置１０を水平なＸ方向およびＹ方向に自在に移動可能に支持している。また、クレーン機構６０は、ピッキング装置１０を段方向（Ｚ方向）に移動可能に支持している。

【0034】

図５を参照する。図５は、下面視のピッキング装置１０を示す図である。図５に示すように、ピッキング装置１０は、複数の吸着部２と、複数の吸着部２を支持するブラケット１５とを備える。複数の吸着部２は、行方向（この例ではＹ方向）に所定の間隔（ピッチ）で、列方向（この例ではＸ方向）に所定の間隔（ピッチ）でマトリックス状に配置される。特に、複数の吸着部２は、複数行、複数列に配列され、それぞれ属する行と列とを有する。

【0035】

（第１の例）
図６、図７、図８、図９を参照して、ピッキング装置１０の第１の例を説明する。図６は、ピッキング装置１０を示す正面図である。図７は、ピッキング装置１０を示す平面図であり、ブラケットを除いた状態を示している。以下、行や列を区別するときは、各行にアルファベット（Ａ、Ｂ・・）を付して、例えば、行Ａといい、各列に数字（１、２・・）を付して、例えば、列１という。

【0036】

吸着部２は、真空発生源８８により生成された大気圧よりも低圧の空気（以下、「吸引流体」という）が通され、吸着部２の先端に発生させた負圧によって、荷１２を吸着するための吸着力Ｆを発生させる。真空発生源８８は、真空ポンプ、エジェクタ、真空ブロアなどを含んで構成できる。真空発生源８８からの吸引流体は、配管８６によって吸着部２に対応する弁機構に供給される。

【0037】

吸着部２の下面は四角形や円形など多様な形状を有しうる。この例の吸着部２は、蛇腹の先に連結された吸着パッドを有する。吸着部２が荷１２を吸着可能な吸着力Ｆを発生することを、吸着部２は「オン状態」といい、オン状態でない状態を「オフ状態」という。

【0038】

図７に示すように、ピッキング装置１０は、複数の行弁機構３１と、複数の列弁機構４１と、行駆動機構３２と、列駆動機構４２とを備える。行弁機構３１と列弁機構４１を総称するときは単に「弁機構」といい、行駆動機構３２と列駆動機構４２を総称するときは単に「駆動機構」という。また、一の吸着部に対応して互いに連携する行弁機構と列弁機構のアッセンブリを「弁機構アッセンブリ」ということがある。また、互いに対応する弁機構アッセンブリ８と吸着部２の組を「吸着ユニット」ということがある。行駆動機構３２は、複数の行弁機構３１のうち各行に属する行弁機構３１を一体的に駆動する。例えば、行Ａの行駆動機構３２は、行Ａに属する複数の行弁機構３１を一体的に駆動する。例えば、列１の列駆動機構４２は、列１に属する複数の列弁機構４１を一体的に駆動する。

【0039】

例えば、Ｍ行Ｎ列の弁機構を、それぞれ独立した駆動機構で駆動することが考えられる。この場合、Ｍ×Ｎ個（図７の例では５×７＝３５個）の駆動機構を要する。これに対して、上述の様に一の駆動機構により複数の弁機構を駆動する場合、Ｍ＋Ｎ個（図７の例では５＋７＝１２個）の駆動機構で済み、所要数を減らすことができる。

【0040】

弁機構は、吸引流体の流路に開閉、切替等の作用を付与可能なものであればよく、「弁」、「バルブ」と称される典型的な弁機構に限定されない。駆動機構は、弁機構に物理的な作用を付与可能なものであればよい。駆動機構の構成に制限はなく、駆動機構は、電磁的駆動機構（例えばモータ）、回転運動を直線運動に変換する機構（例えば、ボールナット）、油圧駆動機構（油圧シリンダ）等を含んで構成できる。図７の例では、駆動機構は、弁機構の運動体３６、４６に矢印Ｖ、Ｗで示す方向の直線運動を付与する。

【0041】

複数の行弁機構３１および複数の列弁機構４１は、複数の吸着部２それぞれに対応して設けられ、吸着ユニット９を構成する。つまり、個々の吸着部２に対応して行弁機構３１と列弁機構４１とが各１個ずつ設けられる。図７の例では、各行、各列に対応して３５個の吸着ユニット９が設けられる。

【0042】

各吸着部２は、当該吸着部２に対応する行弁機構３１および列弁機構４１によって形成される流路によって吸引流体が供給されたときに荷を吸着するための吸着力Ｆを発生する。特に、各吸着部２は、当該吸着部２に対応する行弁機構３１と列弁機構４１とがそれぞれ形成する流路が互いに連通するときに吸着力Ｆを発生する。

【0043】

図７の例では、ピッキング装置１０は、行駆動機構３２の駆動に基づいて行方向に移動する行運動体３６と、列駆動機構４２の駆動に基づいて列方向に移動する列運動体４６と、を有する。行運動体３６には、所定の間隔で複数の行通路３７が形成され、列運動体４６には、所定の間隔で複数の列通路４７が形成される。

【0044】

行運動体３６と列運動体４６を総称するときは「運動体」といい、行通路３７と列通路４７を総称するときは「通路」という。運動体は、行方向または列方向に延びる棒状部材で矩形断面を有する。通路は、上下方向に貫通する円形の縦孔である。通路の配列ピッチは、吸着部２の配列ピッチと同じである。

【0045】

図８は、吸着部２、行弁機構３１および列弁機構４１の動作を模式的に示す図である。吸着部２に対応する行弁機構３１および列弁機構４１は、当該吸着部２に吸引流体を供給するための流路８４を形成する。

【0046】

図８（Ｓ１）の状態では、行通路３７は、吸着部２の入口部２７に対して右方にずれており、列通路４７は、吸着部２の入口部２７に対して紙面上方にずれている。図８（Ｓ２）の状態では、行通路３７は、吸着部２の入口部２７と平面視で同位置であり、列通路４７は、吸着部２の入口部２７に対して紙面上方にずれている。図８（Ｓ３）の状態では、行通路３７は、吸着部２の入口部２７に対して右方にずれており、列通路４７は、吸着部２の入口部２７と平面視で同位置である。図８（Ｓ４）の状態では、行通路３７は、吸着部２の入口部２７と平面視で同位置であり、列通路４７は、吸着部２の入口部２７と平面視で同位置である。

【0047】

Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の状態では、行通路３７と列通路４７とは互いに非連通であり、吸着部２は、吸引流体が供給されないため、吸着力Ｆを発生しないオフ状態である。Ｓ４の状態では、行通路３７と列通路４７とは互いに連通し、吸着部２は、吸引流体が供給される流路８４が形成されるため、吸着力Ｆを発生するオン状態になる。

【0048】

ある行の行駆動機構３２の動作によって当該行のすべての行通路３７が吸着部２の入口部２７と同位置になる状態を、当該行について「オン状態」といい、オン状態でない状態を「オフ状態」という。ある列の列駆動機構４２の動作によって当該列のすべての列通路４７が吸着部２の入口部２７と同位置になる状態を、当該列について「オン状態」といい、オン状態でない状態を「オフ状態」という。この意味で、図７の状態はすべての行と列とが「オフ状態」である。

【0049】

荷１２を選択的に吸着する例を説明する。図９は行Ａ－行Ｄの吸着ユニット９をオン状態にし、列３－列５の吸着ユニット９をオン状態にした場合の吸着パターンＰ１を示す。吸着ユニット９は、吸着部２が属する行および列が同時にオンであるときに吸着力Ｆを発生できる。このため、図９の例のピッキング装置１０は、Ａ３－Ｄ５の矩形の吸着パターンＰ１で吸着力Ｆを発生できる。この結果、第１の例のピッキング装置１０は、吸着パターンＰ１に対応する荷１２（Ａ）と、荷１２（Ｂ）とを選択的に吸着し、持ち上げることができる。

【0050】

（第２の例）
図１０、図１１を参照して、ピッキング装置１０の第２の例を説明する。図１０は、第２の例の弁機構の動作を模式的に示す図である。第２の例は、弁機構および駆動機構の構成が異なる点で第１の例と相違し、他の構成は同様である。第２例のピッキング装置１０では、互いに対応する行弁機構３１と列弁機構４１の少なくとも一方の弁機構は、他方の弁機構の状態に関わらず対応する吸着部２に吸引流体を供給可能な特定流路を形成可能に構成される。一例として、特定流路は、他方の弁機構をバイパスする流路である。このような弁機構は、３以上の流路出入口を有する多方向弁を含んで構成できる。

【0051】

図１０の例では、弁機構３１、４１は、３方向弁を採用している。３方向弁としては、直線運動する弁体を有するタイプ、回転運動する弁体を有するタイプなどを採用できる。図１０の例では、弁機構３１、４１は、出入口としてＡポート、ＢポートおよびＣポートを有し、駆動機構が弁体３４、４４を回転させることにより、吸引流体の流路を切り替える。弁機構３１、４１は、弁体３４、４４の回転位置に応じて、閉止と、Ａ－Ｃ連通と、Ａ－Ｂ連通と、Ｂ－Ｃ連通の４状態を有する。

【0052】

弁体を回転させる機構として、種々の機構を採用できる。図１０の例では、弁体を回転させる機構として、弁体を回転させる回転軸を駆動機構によって回動させる構成を採用している。なお、弁体３４、４４を駆動する回転軸３５、４５は、互いに直交しているが、図１０では、理解を容易にするため、回転軸３５、４５を同じ方向で示している。

【0053】

弁機構３１のＡポートは、吸引流体を供給する配管８６に接続され、弁機構３１のＣポートは、弁機構４１のＡポートに接続され、弁機構４１のＣポートは、吸着部２の入口部２７に接続される。弁機構３１のＢポートは、バイパス流路３９を通じて吸着部２に接続される。弁機構４１のＢポートは、バイパス流路４９を通じて配管８６に接続される。したがって、弁機構３１がＡ－Ｂ連通すると、弁機構４１の状態に関わらず、配管８６が吸着部２と連通し、弁機構４１がＢ－Ｃ連通すると、弁機構３１の状態に関わらず、配管８６が吸着部２と連通する。

【0054】

図１０のＳ１では、弁機構３１、４１は、両方とも閉止状態で、吸引流体が供給されないため、吸着部２は吸着力を発生しないオフ状態になる。図１０のＳ２では、弁機構３１、４１は、両方ともＡ－Ｃ連通し、吸引流体を、弁機構３１、４１を通じて吸着部２に供給する流路８４が形成され、吸着部２は吸着力を発生するオン状態になる。

【0055】

図１０のＳ３では、弁機構３１はＡ－Ｂ連通し、弁機構４１は閉止状態である。この状態では、吸引流体を、弁機構３１のＡポート、Ｂポートを通ってバイパス流路３９から吸着部２に供給する流路８４が形成されるので、吸着部２は吸着力を発生する。図１０のＳ４では、弁機構３１は閉止状態で、弁機構４１はＢ－Ｃ連通しする。この場合、吸引流体を、バイパス流路４９から弁機構４１のＢポート、Ｃポートを通って吸着部２に供給する流路８４が形成されるので、吸着部２は吸着力を発生する。このように、他方の弁機構の状態に関わらず、吸引流体が吸着部２に供給される状態をバイパス状態という。

【0056】

このように、第２の例では、任意の行の行駆動機構によって、その行全体の行弁機構をバイパス状態にすることにより、列弁機構の状態に関わらず、その行のすべての吸着部２が吸着力を発生する。また、任意の列の列駆動機構によって、その列全体の列弁機構をバイパス状態にすることにより、行弁機構の状態に関わらず、その列のすべての吸着部２が吸着力を発生する。

【0057】

図１１は、第２の例のピッキング装置１０を示す平面図である。行駆動機構３２は、回転軸３５を回転させることにより、行駆動機構３２が属する行のすべての弁機構３１を、オン状態、オフ状態およびバイパス状態に切り替えることができる。列駆動機構４２は、回転軸４５を回転させることにより、列駆動機構４２が属する列のすべての弁機構４１を、オン状態、オフ状態およびバイパス状態に切り替えることができる。

【0058】

図１１では、行Ａ、行Ｂをオン状態にし、行Ｃ－行Ｅをオフ状態にし、列１、列２をバイパス状態にし、列３－列５をオン状態にし、列６、列７をオフ状態にした場合の吸着パターンＰ２を示す。このように、列１、列２をバイパス状態にすることにより、列１、列２のすべての吸着部２が吸着力Ｆを発生する。このことにより、図１１の例のピッキング装置１０は、Ｌ字状の吸着パターンＰ２で吸着力Ｆを発生させることができる。つまり、第２の例のピッキング装置１０は、矩形状の吸着パターンと、Ｌ字状の吸着パターンとで、吸着力Ｆを発生させることができる。この結果、第２の例のピッキング装置１０は、吸着パターンＰ２に対応する荷１２（Ｃ）と、荷１２（Ｄ）とを選択的に吸着し、持ち上げることができる。

【0059】

以上の説明では、単独の真空発生源８８ですべての吸着部２に吸引流体を供給する例を示したが、吸引流体は、複数の真空発生源８８によって供給されてもよい。

【0060】

図１２、図１３は、複数の真空発生源８８－１、８８－２、８８－３、８８－４からの供給パターンを模式的に示す図である。複数の真空発生源８８のそれぞれは、互いに隣接する一群の吸着部２からなるブロック（以下、「供給ブロック」という）に供給することができる。図１２は、供給ブロックＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４の一例を模式的に示す。供給ブロックに供給する場合、吸引流体の配管が容易になる点で好ましい。

【0061】

例えば、供給ブロックＳＢ１の一部の吸着部２が荷１２に密着せず、そこでリークが生じた場合に、供給ブロックＳＢ１内のすべての吸着部２の吸着力が低下し、そのブロックで吸着する荷１２の保持状態が不安定になる。このため、一の真空発生源８８から吸引流体の供給を受ける複数の吸着部２の一部を離散して配置できる。複数の真空発生源８８のそれぞれは、離散配置された吸着部２を含む複数の吸着部２からなる離散エリア（以下、「供給離散エリア」という）に供給する。図１３は、供給離散エリアＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３、ＤＡ４の一例を模式的に示す。この場合、例えば、供給離散エリアＤＡ２内の一部の吸着部２でリークが生じても、隣接する別の供給離散エリアＤＡ１、ＤＡ３、ＤＡ４により荷を吸着できるため、荷の保持状態を安定させることができる。

【0062】

以上のように構成された実施形態のピッキング装置１０の特徴を説明する。ある態様のピッキング装置１０は、複数行、複数列に配列され、属する行と列とを有する複数の吸着部２と、複数の吸着部２にそれぞれ対応する複数の行弁機構３１および複数の列弁機構４１と、複数の行弁機構３１のうち各行に属する行弁機構３１を一体的に駆動する行駆動機構３２と、複数の列弁機構４１のうち各列に属する列弁機構４１を一体的に駆動する列駆動機構４２と、を備える。各吸着部２は、当該吸着部２に対応する行弁機構３１および列弁機構４１によって形成される流路によって吸引流体が供給されたときに荷を吸着するための吸着力Ｆを発生する。

【0063】

この構成によれば、行数と列数の和として算出される数の駆動機構で足りるので、各吸着部２を独立した駆動機構で駆動する場合に比べて、駆動機構の所要数を減らすことができる。駆動機構の数を減らせるので、その分だけ製造の作業性を向上できる。

【0064】

ピッキング装置１０では、各吸着部２は、当該吸着部２に対応する行弁機構３１と列弁機構４１とがそれぞれ形成する流路が互いに連通するときに吸着力Ｆを発生する。この場合、駆動機構および弁機構アッセンブリをシンプルに構成できる。

【0065】

ピッキング装置１０では、所定の間隔で複数の行通路３７が形成され、行駆動機構３２の駆動に基づいて行方向に移動する行運動体３６と、所定の間隔で複数の列通路４７が形成され、列駆動機構４２の駆動に基づいて列方向に移動する列運動体４６と、を有する。各吸着部２は、当該吸着部２に対応する行通路３７と列通路４７とが互いに連通するときに吸着力Ｆを発生する。この場合、行運動体と、列運動体とにより弁機構アッセンブリを容易に構成できる。

【0066】

ピッキング装置１０では、互いに対応する行弁機構３１と列弁機構４１の少なくとも一方の弁機構は、他方の弁機構の状態に関わらず対応する吸着部２に吸引流体を供給可能な特定流路３９、４９を形成可能である。この場合、矩形状の吸着パターンと、Ｌ字状の吸着パターンとで吸着力を発生できる。

【0067】

ピッキング装置１０では、特定流路３９、４９は、他方の弁機構をバイパスする流路である。この場合、弁機構アッセンブリを容易に構成できる。

【0068】

ピッキング装置１０では、一方の弁機構は、３以上の流路出入口を有する多方向弁を含む。この場合、バイパス流路を容易に構成できる。

【0069】

ピッキング装置１０では、行駆動機構３２と列駆動機構４２は、弁機構３１、４１を一体的に駆動するために、電磁的駆動機構、回転運動を直線運動に変換する機構または油圧駆動機構を含む。この場合、構成がシンプルになり製造の作業性を向上できる。

【0070】

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

【0071】

（変形例）
以下、変形例を説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

【0072】

実施形態の説明では、弁体を回転させる機構として、弁体の回転軸を回動させる例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、弁体を回転させる機構として、弁体を回転させるためのレバーを設け、このレバーを運動体（棒状体）にリンクさせ、この運動体を駆動機構によって進退させる構成を採用できる。

【0073】

実施形態の説明では、ピッキング装置１０が、マトリックス配置された吸着ユニットのみで構成される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、マトリックス配置された吸着ユニット同士の間に、別の吸着ユニットを配置できる。例えば、一のマトリックス配置の第１吸着ユニット群と、面方向に半ピッチ分だけ斜めにシフトした別のマトリックス配置の第２吸着ユニット群とを同じ面に配置できる。

【0074】

実施形態の説明では、ピッキング装置１０が、自動倉庫に適用される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明のピッキング装置は、自動倉庫以外でもアームロボットを使用したデパレイズ装置やパレタイズ装置にも適用できる。

【0075】

実施形態の説明では、ピッキング空間５８が、棚５と一体的に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されず、ピッキング空間５８は、棚５外に設けられてもよい。この場合、荷１２は、フォークリフトなどの搬送機構によって、棚５とピッキング空間５８との間で搬送されてもよい。

【0076】

実施形態の説明では、ピッキング空間５８が棚５と同じ平面に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されず、ピッキング空間５８は棚５とは異なる平面に設けられてもよい。また、ピッキング装置１０の一部が棚５と同じ平面に設けられ、他の部分が棚５の平面範囲から外へ張り出してもよい。

【0077】

実施形態の説明では、第２移動手段７５と第３移動手段７６が別個に備えられる例を示したが、これに限定されない。第２移動手段として、荷１２を段方向および列方向に移動可能な移動手段（例えば、スタッカークレーン）を採用してもよい。この場合、スタッカークレーンは、第１移動手段を搭載できないものであってもよいし、荷１２とともに第１移動手段を搭載可能なものであってもよい。

【0078】

実施形態の説明では、全段に対して単一の入出庫部７７が設けられ、入出庫部７７に第３移動手段７６が連設される例を示したが、これに限定されない。各段それぞれに入出庫部が設けられ、入出庫する荷は、フォークリフトによって各段の入出庫部に出し入れされてもよい。また、入出庫部は入庫部と出庫部とに分けられていてもよい。

【0079】

実施形態の説明では、ピッキング装置１０が、ガントリ型のクレーン機構６０によって天井側から支持される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピッキング装置は多関節ロボットや別構成の支持手段によって支持されてもよい。また、ピッキング装置は側方の横壁に取付けられ、側方から支持される構成であってもよい。

【0080】

これらの各変形例は、実施形態と同様の作用と効果を奏する。

【0081】

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

【符号の説明】

【0082】

２ 吸着部、 １０ ピッキング装置、 １２ 荷、 ３１ 行弁機構、 ３２ 行駆動機構、 ３６ 行運動体、 ３７ 行通路、 ３９、４９ 特定流路（バイパス流路）、 ４１ 列弁機構、 ４２ 列駆動機構、 ４６ 列運動体、 ４７ 列通路、 １００ 自動倉庫システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】