(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パレット上に積まれた上段層の被ピックアップ材の下側に、ピックアップローラを進入させてピックアップして前記進入方向とは反対方向に移送するための層ピッキング装置において、前記ピックアップローラに正対する方向に配置され、上下方向に関して三分割された互いに独立して進退可能な上段プッシャ、中段プッシャ、下段プッシャを備え、前記上段プッシャと中段プッシャとは最後列の前記上段層の被ピックアップ材を押さえるものであり、前記中段プッシャには前記ピックアップローラが前記中段プッシャに対して所定距離まで接近したことを検出するセンサを設け、ピックアップに際しては、前記上段プッシャ及び中段プッシャは最後列の前記上段層の被ピックアップ材に対してその背面から押圧力を加え、前記センサで前記ピックアップローラの接近が検出されると前記中段プッシャを後退させるようにしたことを特徴とする層ピッキング装置。
【請求項２】
前記中段プッシャに前記被ピックアップ材が接したことを検出する中段プッシャ用センサを設け、前記下段プッシャには前記被ピックアップ材が接したことを検出する下段プッシャ用センサを設け、前記押圧力を加える時には、これらのセンサの検出信号により前記上段プッシャ、前記中段プッシャ及び前記下段プッシャの前記被ピックアップ材に対する位置決めを行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の層ピッキング装置。
【請求項３】
前記中段プッシャの駆動源は前記上段プッシャの可動部分に固定されていることにより、前記上段プッシャの移動に伴って前記中段プッシャ及びその駆動源が一体に移動し、かつ前記中段プッシャが前記上段プッシャとは独立して可動であることを特徴とする請求項２記載の層ピッキング装置。
【請求項４】
前記ピックアップローラでピックアップされた被ピックアップ材は、コンベヤに搭載されて前記反対方向に移送されるものであり、前記ピックアップローラの進入速度と前記コンベヤの移送速度とを同じにしたことを特徴とする請求項３記載の層ピッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパレット上に積層された複数の被ピックアップ材を層単位でピックアップするための層ピッキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の層ピッキング装置は、被ピックアップ材として主に物品を詰めた段ボール箱を扱うものであり、これを流通先別に仕分けるというような用途で利用されている。層ピッキング装置は、パレット上に積まれている段ボール箱を１個ずつではなく、層単位でピックアップする。簡単に言えば、多数の段ボール箱を一層当たり複数個の層重ねにしてパレット上に積層し、第１の搬送経路を形成するローラコンベヤで第１の地点まで搬送する。この第１の地点に設置された層ピッキング装置は、通常、最上層のすべての段ボール箱をピックアップしてローラコンベヤによる中継用の経路に移し替える。このような作業は、デパレタイズと呼ばれている。
【０００３】
ところで、パレット上に積層される段ボール箱は、荷くずれを防ぐために上下方向に関して隣り合う段ボール箱を接着剤で接着する場合がある。このような場合のピッキングは、吸引や挟み付け等による動作では困難であり、接着部を引きはがしながらピッキングを行うことが必要となる。このようなピッキング装置を備えた搬送積替機について図９，図１０を参照して説明する。
【０００４】
図９において、この搬送積替機は、ピッキング装置６０、中継装置７０、払出装置８０を有している。ピッキング装置６０は、ローラコンベヤ（図示せず）で搬送されてきた複数の段ボール箱９０を積層したパレット（図示せず）を上下方向に駆動するリフタ６１、積層された段ボール箱９０を層毎に中継装置７０側に押し出す第１，第２のストッパ機構６２，６３、最上層の段ボール箱９０の下側に入り込むように駆動されて最上層の段ボール箱９０をその下層の段ボール箱との接着部を引きはがしながら中継装置７０に送り込むピックアップローラ６４、パレット上の段ボール箱９０の高さを検出する高さ検出装置６５とを有している。
【０００５】
中継装置７０は、ピッキングローラ６４の送り（入り）、戻し（出）動作を行うためのチェーン駆動による駆動機構７１、ピックアップされた一層分の段ボール箱を移送するローラコンベヤ７２を有している。また、払出装置８０は、ローラコンベヤ７２からの段ボール箱を受け取るローラコンベヤ８１、受け取った段ボール箱の位置規制を行う第３のストッパ機構８２、位置規制された一層分の段ボール箱を上下方向に駆動するリフタ８３、高さ検出装置６５と同様の高さ検出装置８４を有している。
【０００６】
なお、ピッキング装置６０、払出装置８０にはそれぞれ、図面に対して表裏方向に延びるローラコンベヤ（図示せず）が組合わされる。このような搬送積替機は、例えば特開平４−３０３３３０号に示されている。
【０００７】
図１０を参照して、最上段の段ボール箱９０（ここでは、ピックアップローラ６４に近い方から順に、斜線を入れた最前列の３個９０Ａ〜９０Ｃ、点を入れた２列目の３個９０Ｄ〜９０Ｆ、空白にした３列目の２個９０Ｇ，９０Ｈを示している）をピックアップする場合について説明する。ピックアップローラ６４は、はじめに段ボール箱９０Ａ〜９０Ｃの真下に入り込み、下の層の段ボール箱との接着部を引きはがしてこれら３個の段ボール箱９０Ａ〜９０Ｃを中継装置７０のローラコンベヤ７２に移す。これは、第１のストッパ機構６２で最上層の段ボール箱をピックアップローラ６４側に押すと共に、ピックアップローラ６４がローラコンベヤ７２と共に最上層の段ボール箱の真下に入り込むことにより行われる。なお、この時段ボール箱９０Ａ〜９０Ｃは２列目の段ボール箱９０Ｄ〜９０Ｅとも離れて３個一組でローラコンベヤ７２上を移動して払出装置８０の第３のストッパ機構８２に接する位置まで運ばれる。ピックアップローラ６４は、１列目の段ボール箱９０Ａ〜９０Ｃの次に、２列目の段ボール箱９０Ｄ〜９０Ｆの真下に入り込み、１列目と同様にして１列目の段ボール箱９０Ａ〜９０Ｃと接する位置で送られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のピッキング装置では、最後列の段ボール箱の下にピックアップローラが入り込んだ時に段ボール箱が転倒するのを防止する手段を備えており、これを図１１を参照して説明する。
【０００９】
図１１において、前述したように、段ボール箱９０を受け止めるストッパが第１，第２のストッパ機構６２，６３に分割されている。ピックアップローラ６４による最後列の段ボール箱９０のピックアップ時、その段ボール箱の持ち上がり状態を検知し、図１１（ｂ）に示すように、第１のストッパ機構６２を押し出すことにより、最後列の段ボール箱を転倒させることなくピックアップローラ６４からローラコンベヤ７２に移し替える。
【００１０】
ところが、このような転倒防止方法では、ピックアップされる段ボール箱９０が第１のストッパ機構６２で押し出される際に、ピックアップローラ６４及びローラコンベヤ７２の進入速度と段ボール箱９０の押し出し速度との関係で、段ボール箱９０の相対速度が大幅に上昇する。その結果、ピックアップローラ６４及びローラコンベヤ７２によりピックアップされたダンボール箱９０の底面が傷められるという欠点が生じている。
【００１１】
また、パレット上に積層される段ボール箱は、寸法がすべて同じとは限らず、一層当たりの個数も層毎に異なることがある。このような場合、図１２に示すように、上段の段ボール箱９０−１の背面とその下段の段ボール箱９０−２の背面とが面一にならないことがある。このような積層状態では、第２のストッパ機構６３と下段の段ボール箱９０−２の背面との間にすき間ができてしまう。このようなすき間があると、ピックアップローラ６４が上段の段ボール箱９０−１の下に入り込む時に上下の段ボール箱同士の摩擦力で下段の段ボール箱９０−２の位置がずれてしまい、以後の積替えに支障をきたすことがある。
【００１２】
また、例えば、平面図として示した図１０では上記の理由で細長い段ボール箱９０Ａと９０Ｄを寝かせた状態で、残りは立たせた状態で積層している。このような状態で積層されていると、ピックアップした２列目の段ボール箱９０Ｄ〜９０Ｆを１列目の段ボール箱９０Ａ〜９０Ｃに接触させる際に、段ボール箱９０Ｄ，９０Ｅの前部のコーナ部が段ボール箱９０Ａの後部のコーナ部にぶつかって段ボール箱９０Ｄ，９０Ｅの姿勢が変わったり、倒れたりする場合がある。その結果、払出装置８０側で１層分の段ボール箱が整列した状態に置かれず、以後の積替えに支障をきたすことがある。
【００１３】
上記のような問題を解消するために、これまではパレットの方向切替え（パレットを９０°回動させる）が行なわれているが、その分作業工程が増えることとなり、一層当たりのピッキング作業時間が長くなる。
【００１４】
そこで、本発明の主たる課題は、被ピックアップ材がランダムな配列で積層されている場合であっても、転倒させたり、姿勢を変えてしまうことなくピックアップを行うことのできる層ピッキング装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パレット上に積まれた上段層の被ピックアップ材の下側に、ピックアップローラを進入させてピックアップして前記進入方向とは反対方向に移送するための層ピッキング装置において、前記ピックアップローラに正対する方向に配置され、上下方向に関して三分割された互いに独立して進退可能な上段プッシャ、中段プッシャ、下段プッシャを備え、前記上段プッシャと中段プッシャとは最後列の前記上段層の被ピックアップ材を押さえるものであり、前記中段プッシャには前記ピックアップローラが前記中段プッシャに対して所定距離まで接近したことを検出するセンサを設け、ピックアップに際しては、前記上段プッシャ及び中段プッシャは最後列の前記上段層の被ピックアップ材に対してその背面から押圧力を加え、前記センサで前記ピックアップローラの接近が検出されると前記中段プッシャを後退させるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
なお、前記中段プッシャに前記被ピックアップ材が接したことを検出する中段プッシャ用センサを設け、前記下段プッシャには前記被ピックアップ材が接したことを検出する下段プッシャ用センサを設け、前記押圧力を加える時には、これらのセンサの検出信号により前記上段プッシャ、前記中段プッシャ及び前記下段プッシャの前記被ピックアップ材に対する位置決めを行うようにしても良い。
【００１７】
また、前記中段プッシャの駆動源を前記上段プッシャの可動部分に固定することにより、前記上段プッシャの移動に伴って前記中段プッシャ及びその駆動源が一体に移動し、かつ前記中段プッシャが前記上段プッシャとは独立して可動であるようにしても良い。
【００１８】
更に、前記ピックアップローラでピックアップされた被ピックアップ材は、コンベヤに搭載されて前記反対方向に移送されるものであり、前記ピックアップローラの進入速度と前記コンベヤの移送速度とを同じにすることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図８を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明による層ピッキング装置は、特願平７−８２４０５号（以下、参考例と呼ぶ）に記載された搬送積替機に適しており、それ故、以下に説明する層ピッキング装置以外の周辺部分の構成や制御動作が本発明による層ピッキング装置に適用され得る。図１を参照して、本発明は、ピックアップローラ１０に正対する側に配置されて最後列の段ボール箱９０に押圧力を付与する手段を、上下方向に関して３分割された上段プッシャ機構２０、中段プッシャ機構３０、下段プッシャ機構４０の３つで構成した点に特徴を有する。これらのプッシャ機構は、ここではいずれもエアシリンダ２１，３１，４１を駆動源とし、エアシリンダ２１，４１は同じ支持枠５０に支持され、上段プッシャ２２、中段プッシャ３２、下段プッシャ４２はそれぞれ独立して進退可能である。
【００２０】
特に、中段プッシャ機構３０は、そのエアシリンダ３１が上段プッシャ２２の一部、すなわち上段プッシャ２２の下端からエアシリンダ側に伸びて逆Ｌ形に形成された延長部材２２−１に固定されている。このことにより、中段プッシャ機構３０は上段プッシャ２２と一体に可動であって、かつ中段プッシャ３２は上段プッシャ２２と独立して進退可能である。なお、上段プッシャ２２、中段プッシャ３２が最上段の段ボール箱９０に接し、下段プッシャ４２がその下段の段ボール箱９０に接するように、リフタにより段ボール箱を積層するパレット（図示せず）の高さが調整される。このような調整は、前記参考例に示されている。
【００２１】
図３を参照して、上段プッシャ機構２０は、支持枠５０に固定されたエアシリンダ２１と、このエアシリンダ２１により進退する上段プッシャ２２と、エアシリンダ２１の両側で支持枠５０に取り付けられて上段プッシャ２２の進退を案内するガイド部２３−１，２３−２とを有している。前述したように、上段プッシャ２２は延長部材２２−１を有する。
【００２２】
図４を参照して、中段プッシャ機構３０は、支持枠５０に固定されたエアシリンダ３１と、このエアシリンダ３１により進退駆動されるバー３４と、エアシリンダ３１の両側で支持枠５０に取り付けられてバー３４の進退を案内するガイド部３５−１，３５−２とを有する。そして、中段プッシャ３２は、バー３４の両側においてスプリング部材３６−１，３６−２を介してバー３４に取り付けられている。中段プッシャ３２の両端にはピン３７−１、３７−２とスプリング部材３８−１、３８−２との組合わせによる緩衝機構が設けられている。
【００２３】
この中段プッシャ機構３０には、中段プッシャ３２に段ボール箱が当たったことを検出するための第１のセンサ５１と、中段プッシャ３２に対してピックアップローラ１０が接近したことを検出するための第２のセンサ５２とが組合される。第１のセンサ５１は、バー３４に取り付けられたフォトセンサ５１−１と、中段プッシャ３２に取り付けられたプレート５１−２とから成り、中段プッシャ３２に段ボール箱が当たるとスプリング部材３６−１，３６−２のクッション作用で中段プッシャ３２がやや後退することにより、バー３４に対して中段プッシャ３２が接近したことを検出する。
【００２４】
一方、第２のセンサ５２は、中段プッシャ３２の一端にフォトセンサ５２−１を取り付けて成り、走行台車１００の両側にある走行体１０１−１，１０１−２に取り付けられたストライカ１０２−１，１０２−２が前述した緩衝機構のピン部材３７−１，３７−２に衝突すると、ピン３７−１，３７−２が後方に変位することを検出する。なお、スプリング部材３８−１，３８−２はストライカ衝突時のショックを緩和し、ストライカが離れた時にピン３７−１，３７−２を復帰させるために取り付けられている。
【００２５】
走行台車１００は、前記参考例に説明されているので詳しい説明は省略するが、ピックアップローラ１０とベルトコンベヤ１１及びこれらの駆動系を搭載しており、走行体１０１−１，１０１−２が図示しないタイミングベルトにより駆動されることで図中矢印方向に移動する。後述するように、第２のセンサ５２は、ピックアップローラ１０が段ボール箱の下に入り込んで最後列の段ボール箱の後方に出た際に、ピックアップローラ１０が中段プッシャ３２に衝突するのを防ぐために設けられる。
【００２６】
図５を参照して、下段プッシャ機構４０は、支持枠５０に固定されたエアシリンダ４１と、このエアシリンダ４１により進退するバー４３と、エアシリンダ４１の両側で支持枠５０に取り付けられてバー４３の移動を案内するガイド部４４−１，４４−２とを有する。そして、下段プッシャ４２は、バー４３の両側においてスプリング部材４５−１，４５−２を介してバー４３に取り付けられている。この下段プッシャ機構４０には、下段プッシャ４２に段ボール箱が当たったことを検出するための第３のセンサ５３が組合される。
【００２７】
第３のセンサ５３は、バー４３に取り付けられたフォトセンサ５３−１と、下段プッシャ４２に取り付けられたプレート５３−２とから成り、下段プッシャ４２に段ボール箱が当たるとスプリング部材４５−１，４５−２のクッション作用で下段プッシャ４２がやや後退することにより、バー４３に対して下段プッシャ４２が接近したことを検出する。
【００２８】
参考のために、図６に上段プッシャ機構２０、中段プッシャ機構３０、下段プッシャ機構４０の位置関係について、主要部のみを示す。
【００２９】
次に、図７、図８をも参照して動作について説明する。図７（ａ）ではパレット１３上に段ボール箱９０が積まれる。ここでは、便宜上、最後列で２段の段ボール箱のみを図示している。図７（ｂ）では中段プッシャ３２が押し出される。続いて、図７（ｃ）では上段プッシャ２２と下段プッシャ４２とが押し出される。この時、中段プッシャ機構は上段プッシャ２２と一体的に前進する。
【００３０】
中段プッシャ３２が上段の段ボール箱９０に当たると、中段プッシャ３２はスプリング部材３６−１，３６−２を介して少し押し戻され、第１のセンサ５１がこれを検出する（図７（ｄ））。第１のセンサ５１が作動すると、上段プッシャ２２の押出しを停止する。図７（ｅ）に示すように、下段プッシャ４２も前進を続けて下段の段ボール箱９０に当たると、下段プッシャ４２はスプリング部材４５−１，４５−２を介して少し押し戻され、第３のセンサ５３がこれが検出する。第３のセンサ５３が作動すると、下段プッシャの押出しを停止する。なお、段ボール箱９０が最終ピッキングの一段の場合、下段プッシャ４２はパレット１３に当たるようにされる。
【００３１】
続いて、図８（ａ）に示すようにピックアップローラ１０が接近し、図８（ｂ）に示すように上段の段ボール箱９０の下に入り込む。図８（ｃ）の状態に移行して、走行台車１００の走行体１０１−１，１０１−２に設けられたストライカ１０２−１，１０２−２が中段プッシャ３２のピン３７−１，３７−２に当たると、ピン３７−１，３７−２は少し押し戻され、第２のセンサ５２がこれを検出する。第２のセンサ５２が作動すると、図８（ｄ）に示すように、中段プッシャ３２は引き戻される。その結果、走行台車１００が更に走行してピックアップローラ１０が上段の段ボール箱９０の下部を通り過ぎるまで進入してもピックアップローラ１０は中段プッシャ３２に衝突せずに、最後列の段ボール箱９０のピッキング、すなわちベルトコンベヤ１１上への移し替えを行うことができる。この時、最後列の段ボール箱９０は、完全にベルトコンベヤ１１上に載っている。
【００３２】
特に、ベルトコンベヤ１１の移送速度と走行台車１００の走行速度とを同じにすることにより、ピックアップされた段ボール箱９０とベルトコンベヤ１１の相対速度は零となり、ベルトが段ボール箱の底面を滑ることがなくなり、ピックアップされた段ボール箱９０がピックアップローラ１０により底面を傷つけられる度合いは、図１２の場合に比べて上段プッシャで押し出さない分減少する。
【００３３】
一層の段ボール箱のピッキングが終了すると、上段プッシャ２２、中段プッシャ３２、下段プッシャ４２はすべて図７（ａ）の待機位置に戻される。なお、上記の動作はすべて図示しない制御装置の制御下で行われる。
【００３４】
図２は従来技術の図１２で説明したように、段ボール箱の寸法が異なることにより、上段の段ボール箱と下段の段ボール箱との背面が面一になっていない場合の動作を示す。本装置では、上段プッシャ２２と中段プッシャ３２とが上段の段ボール箱に接触し、下段プッシャ４２は下段の段ボール箱に接触した状態にすることができ、プッシャと段ボール箱との間にすき間が生ずることはない。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明による層ピッキング装置は、被ピックアップ材の積層状態が一様でなく、最後列において隣り合う被ピックアップ材の間にすき間があったり、最後列における最上段とその下段の被ピックアップ材の背面にずれあるような場合であっても、被ピックアップ材を転倒させることなく、また被ピックアップ材の底面を傷めることもなく、一層分の被ピックアップ材をピッキング前の配列状態で移し替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるピッキング装置の主要部であるプッシャ機構を説明するための図で、図（ａ）はピッキング前、図（ｂ）はピッキングの最終段階をそれぞれ示す側面図である。
【図２】図１に示したプッシャ機構の動作を上段と下段の段ボール箱の間にずれがある場合について説明するための側面図である。
【図３】図１に示したプッシャ機構の一部である上段プッシャ機構を示した平面図である。
【図４】図１に示したプッシャ機構の一部である中段プッシャ機構を示した平面図である。
【図５】図１に示したプッシャ機構の一部である下段プッシャ機構を示した平面図である。
【図６】図１に示したプッシャ機構を主要部のみについて示した斜視図である。
【図７】図１に示したプッシャ機構の前半の動作を説明するための図である。
【図８】図１に示したプッシャ機構の後半の動作を説明するための図である。
【図９】従来のピッキング装置による被ピックアップ材の移し替えを説明するための概略図である。
【図１０】図９に示した装置によるピッキング動作を説明するための図である。
【図１１】従来のピッキング装置におけるストッパ機構の動作を説明するための側面図である。
【図１２】図１１に示したストッパ機構の動作を上段と下段の段ボール箱の間にずれがある場合について説明するための側面図である。
【符号の説明】
１０    ピックアップローラ
１１    ベルトコンベヤ
２０    上段プッシャ機構
２１，３１，４１    エアシリンダ
２２    上段プッシャ
３０    中段プッシャ機構
３２    中段プッシャ
４０    下段プッシャ機構
４２    下段プッシャ
５０    支持枠
５１    第１のセンサ
５２    第２のセンサ
５３    第３のセンサ
９０    段ボール箱
【図１】
0003725943.tif 000002
【図２】
0003725943.tif 000003
【図３】
0003725943.tif 000004
【図４】
0003725943.tif 000005
【図５】
0003725943.tif 000006
【図６】
0003725943.tif 000007
【図７】
0003725943.tif 000008
【図８】
0003725943.tif 000009
【図９】
0003725943.tif 000010
【図１０】
0003725943.tif 000011
【図１１】
0003725943.tif 000012
【図１２】
0003725943.tif 000013