(57)【要約】【課題】狭いスペースで効率よく短時間で順番を入れ替えることができる順番入替え装置を提供する。【解決手段】順番入替え装置は、積み重ねられた複数の荷が置かれる入庫台６と、複数の荷ｗが載せられた複数の荷台４を水平軸の回りを回転させる順番整列機２と、入庫台６に積み重ねられた複数の荷ｗを一つずつ順番整列機２の荷台４に搬入する搬入装置１と、順番整列機２の複数の荷台４から一つずつ荷ｗを搬出する搬出装置３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積み重ねられた複数の荷が置かれる入庫台と、
複数の荷台を水平軸の回りを回転させる順番整列機と、
前記入庫台に積み重ねられた複数の荷を一つずつ前記順番整列機の荷台に搬入する搬入装置と、
前記順番整列機の複数の荷台から一つずつ荷を搬出する搬出装置と、を備える順番入替え装置。
【請求項２】
前記順番入替え装置はさらに、荷を搬送するローラコンベヤ、及び前記ローラコンベヤを昇降させる昇降装置を有する昇降式ローラコンベヤを備え、
前記昇降装置が前記ローラコンベヤを上昇させるとき、前記ローラコンベヤの複数のローラが前記順番整列機の荷台の複数の開口部から上方に突出し、前記搬入装置から前記順番整列機の荷台に荷を引き込むことが可能になり、又は前記順番整列機の荷台から前記搬出装置に荷を取り出すことが可能になり、
前記昇降装置が前記ローラコンベヤを下降させるとき、前記ローラコンベヤの複数のローラが前記順番整列機の荷台から下方に退避し、前記順番整列機が複数の荷台を前記水平軸の回りを回転させることが可能になる請求項１に記載の順番入替え装置。
【請求項３】
前記昇降式ローラコンベヤの前記ローラコンベヤには、前記順番整列機の荷台に係合して、前記順番整列機の荷台を前記ローラコンベヤに位置決めする位置決め部が設けられることを特徴とする請求項２に記載の順番入替え装置。
【請求項４】
順番整列機は、
前記複数の荷台が円周方向に配列される円形フレームと、
前記円形フレームを前記水平軸の回りに回転させる駆動源と、を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の順番入替え装置。
【請求項５】
前記荷は、シート材であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の順番入替え装置。
【請求項６】
搬入装置が入庫台に積み重ねられた複数の荷を一つずつ順番整列機の荷台に搬入する工程と、
順番整列機が複数の荷台を水平軸の回りを回転させる工程と、
搬出装置が前記順番整列機の複数の荷台から一つずつ荷を搬出する工程と、を備える順番入れ替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物流搬送機器に関し、特に入庫台に積み重ねられた複数の荷の順番を入れ替えて出庫する順番入替え装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物流センターにおいては、例えば、配送先へ効率的に商品を配送するために、入庫した多数の商品を配送順番の逆に並べ替えてトラックに積み込んだり、工場での作業を効率化するために、入庫した多数の材料を作業手順に合わせて並べ替えて製造ラインに流すことが行われている。
【０００３】
この種の順番入替え装置として、特許文献１には、複数のメーカから配送されてきた多品種の商品を配送先の注文に応じて店舗別に並べ替えて出庫するものが開示されている。この仕分け装置は、多品種の商品が収容されるケースフローラックと、ケースフローラックから商品を切り出す搬送コンベヤと、搬送コンベヤから搬送された商品を水平面内で循環させる水平循環ラックと、水平循環ラックから商品が投入されるバッファ用シュータと、バッファ用シュータに保管された商品を出庫する出荷コンベヤと、を備える。水平循環ラックからからバッファ用シュータに商品を投入する際、商品が配送先の注文に応じて並び替えられる。この順番入替え装置によれば、水平循環ラックを使用して商品を並び替えるので、立体自動倉庫を用いて商品を並べ替える場合に比べて少ないスペースでの商品の並べ替えが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７５７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、物流センターで扱う荷は、多くが段ボール箱等のケースに収められている。ケースは縦、横、高さが比較的一致した形状をしている。例えば厚みに比べて縦及び横の寸法が大きいシート材を扱う場合、特許文献１に記載の水平循環ラックを使用すると、広い面積を有するシート材を水平循環させるための広大な面積を必要とするので、現実的には使用することができない。
【０００６】
このため従来から、積み重ねられた複数のシート材を一枚ずつ天井クレーンでつり上げ、工場の床面に全てのシート材を一旦平置きし、その後、必要な順番に応じてシート材を一枚ずつ生産ラインに流したり、又は再度シート材を積み直したりことが行われていた。しかし、この方法では、全てのシート材を工場の床面に一旦平置きするので、広大な敷地を必要とするという問題があるし、作業時間がかかるという問題もある。
【０００７】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、狭いスペースで効率よく短時間で順番を入れ替えることができる順番入替え装置及び方法を提供することを目的とする。
【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、本発明の一態様は、積み重ねられた複数の荷が置かれる入庫台と、複数の荷台を水平軸の回りを回転させる順番整列機と、前記入庫台に積み重ねられた複数の荷を一つずつ前記順番整列機の荷台に搬入する搬入装置と、前記順番整列機の複数の荷台から一つずつ荷を搬出する搬出装置と、を備える順番入替え装置である。
【０００９】
本発明の他の態様は、搬入装置が入庫台に積み重ねられた複数の荷を一つずつ順番整列機の荷台に搬入する工程と、順番整列機が複数の荷台を水平軸の回りを回転させる工程と、搬出装置が前記順番整列機の複数の荷台から一つずつ荷を搬出する工程と、を備える順番入れ替え方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、入庫台に積み重ねられた複数の荷を必要な順番に応じて並べ替えて搬出することができる。順番整列機は複数の荷を水平軸の回りに回転させるように構成されるので、順番整列機の設置スペースも省スペース化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の順番入替え装置の正面図
【図２】図１のII-II線矢視図
【図３】図１のIII部拡大図
【図４】図３のIV-IV線矢視図
【図５】本実施形態の順番整列機の正面図
【図６】図５のVI-VI線矢視図
【図７】図１のIII部拡大図（図７（ａ）は昇降式ローラコンベヤが上昇した状態を示し、図７（ｂ）は昇降式ローラコンベヤが下降した状態を示す）
【図８】トレー及び昇降式ローラコンベヤの側面図（図８（ａ）は昇降式ローラコンベヤが上昇した状態を示し、図８（ｂ）は昇降式ローラコンベヤが下降した状態を示す）
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下添付図面に基づいて本発明の一実施形態における順番入替え装置を詳細に説明する。図１は本実施形態の順番入替え装置の正面図を示す。本実施形態の順番入替え装置は、搬入装置としての搬入コンベヤ１、順番整列機２、搬出装置としての搬出コンベヤ３を備える。荷としてのシート材は図中左から右に向かって搬送される。
【００１３】
順番入替え装置の中央には、順番整列機２が配置される。順番整列機２の上流側には搬入コンベヤ１が配置される。搬入コンベヤ１は複数のシート材を一つずつ順番整列機２の荷台としてのトレー４に搬入する。順番整列機２は複数のシート材が載せられた複数のトレー４を水平軸５の回りを回転させる。順番整列機２の下流側には搬出コンベヤ３が配置される。搬出コンベヤ３は順番整列機２の複数のトレー４から一つずつシート材を搬出する。
【００１４】
図２は図１のII- II線の矢視図、すなわち搬入コンベヤ１の側面図を示す。搬入コンベヤ１の隣には、積み重ねられたシート材ｗが載せられる入庫台６が設けられる。シート材ｗは例えばフォークリフト７によって入庫台６まで搬送される。シート材ｗは厚みに比べて縦及び横の長さが長い材料である。シート材ｗには、板厚が同じで長さの異なるものが用いられることもあるし、板厚及び長さの異なるものが用いられることもある。
【００１５】
例えば自動車メーカが鋼板のシート材ｗをプレス加工して自動車のボディを製造する場合、プレス加工の生産ラインではシート材ｗに一定の順番を要求する。一方、シート材ｗを製造する鉄鋼メーカの方でも生産ライン等の要求から都合のよい積み重ねの順番が存在する。自動車メーカが要求するシート材ｗの順番と鉄鋼メーカが積み重ねるシート材ｗの順番が一致すれば問題ないが、一致することはまれである。このためシート材ｗの順番の入れ替えが必要になる。
【００１６】
図２に示すように、入庫台６に積み重ねられたシート材ｗは一枚ずつバキュームリフト８で吸い上げられ、搬入コンベヤ１に載せられる。バキュームリフト８は、シート材ｗを吸着する吸着部８ａと、吸着部８ａを上下方向及び水平方向に移動させるクレーン部８ｂと、を備える。
【００１７】
図３は図１のIII部拡大図を示し、図４は図３のIV-IV線矢視図を示す。図３及び図４に示すように、搬入コンベヤ１はローラコンベヤである。ローラ１ａはチェーン等によって回転駆動される。搬入コンベヤ１のローラ１ａが回転駆動することによって、シート材ｗが順番整列機２に搬送される。
【００１８】
図５及び図６は、順番整列機２の詳細図を示す。図５及び６に示すように、順番整列機２は、円形フレーム１１と、円形フレーム１１に円周方向に均等間隔を空けて配列される複数のトレー４と、円形フレーム１１を水平軸５の回りを回転させる駆動源としてのモータ１２と、を備える。モータ１２を駆動させると、全てのトレー４が水平軸５の回りを円形の軌道に沿って回転する。
【００１９】
円形フレーム１１は補強部材１３で連結されている。円形フレーム１１は、周囲のリム１１ａと、水平軸５に嵌められる中央のボス１１ｂ（図５参照）と、中央のボス１１ｂとリム１１ａを接続する放射状の棒状部材１１ｃと、を備える。水平軸５はベースフレーム１６に固定された軸受ボックス１７に回転可能に支持されている。モータ１２の出力軸には摩擦板１９（図５参照）が結合される。摩擦板１９は円形フレーム１１のリム１１ａに接していて、摩擦板１９を回転させると円形フレーム１１が回転する。モータ１２を正転及び逆転させると、円形フレーム１１が時計方向及び反時計方向に回転する。モータ１２は全てのトレー４を水平軸５の回りを回転させる役割を持つと共に、各トレー４を円周方向の一定位置、この実施形態では最下端の位置に位置決めする役割を持つ。
【００２０】
図６に示すように、トレー４は円形フレーム１１に揺動可能に支持される。トレー４は、円形フレーム１１に揺動可能に支持されるＶ字形の連結部材４ａと、連結部材４ａの両端部に連結されるトレー本体４ｂと、を備える。図１に示すように、トレー本体４ｂは長尺のシート材ｗに合わせて搬送方向に細長い。図４のトレー本体４ｂの平面図に示すように、トレー本体４ｂは平行な一対の枠体２１ａ，２１ｂと、一対の枠体２１ａ，２１ｂに両端が固定される複数の棒状部材２２と、を備える。一対の枠体２１ａ，２１ｂ及び複数の棒状部材２２によって複数の開口部２７が画定される。
【００２１】
図６に示すように、最下端に位置するトレー４の下方には昇降式ローラコンベヤ２４が配置される。昇降式ローラコンベヤ２４は最下端に位置するトレー４にシート材ｗを取り込み、また最下端に位置するトレー４からシート材ｗを取り出す役割を持つ。
【００２２】
昇降式ローラコンベヤ２４は、シート材ｗを搬送するローラコンベヤ２５と、ローラコンベヤ２５を昇降させる昇降装置２６と、を備える。図１に示すように、昇降装置２６は例えばＸ字状に交差したリンクを備え、電動又は油圧によってローラコンベヤ２５を昇降させる。ローラコンベヤ２５はチェーン等によって回転駆動される多数のローラ２５ａを備える。ローラ２５ａを回転駆動させることによって、シート材ｗがトレー４に引き込まれ、またシート材ｗがトレー４から取り出される。
【００２３】
図７は図１のIII部拡大図を示す。図７（ａ）は昇降式ローラコンベヤ２４が上昇した状態を示し、図７（ｂ）は昇降式ローラコンベヤ２４が下降した状態を示す。図７（ａ）に示すように、昇降式ローラコンベヤ２４が上昇するとき、複数のローラ２５ａが順番整列機２のトレー４の複数の開口部２７から上方に突出する。昇降式ローラコンベヤ２４のローラ２５ａの高さは搬入コンベヤ１のローラ１ａの高さと同一になる。搬入コンベヤ１のローラ１ａと昇降式ローラコンベヤ２４のローラ２５ａとを同時に回転駆動させれば、シート材ｗを搬入コンベヤ１からトレー４に取り込むことが可能になる。図７（ｂ）に示すように、昇降式ローラコンベヤ２４が下降するとき、複数のローラ２５ａが順番整列機２のトレー４から下方に退避する。このため、シート材ｗがトレー４の上に載せられ、また、順番整列機２がトレー４を水平軸５の回りを回転させることが可能になる。
【００２４】
図８はトレー４及び昇降式ローラコンベヤ２４の側面図を示す。図８（ａ）は昇降式ローラコンベヤ２４が上昇した状態を示し、図８（ｂ）は昇降式ローラコンベヤ２４が下降した状態を示す。図８（ｂ）に示すように、昇降式ローラコンベヤ２４のローラコンベヤ２５には、順番整列機２のトレー４をローラコンベヤ２５に位置決めするための位置決め部２６ａが設けられる。位置決め部２６ａは例えばピンからなる。トレー４には位置決め部２６ａが嵌まる凹部４ｃが形成される。昇降装置２６がローラコンベヤ２５を上昇させるとき、ローラコンベヤ２５の位置決め部２６ａがトレー４の凹部４ｃに嵌まるので、トレー４がぐらつくのを防止できる。
【００２５】
図１に示すように、順番整列機２の下流側には搬出コンベヤ３が配置される。搬出コンベヤ３は搬入コンベヤ１と同様に多数のローラ３ａを備えるローラコンベヤである。ローラ３ａはチェーン等によって回転駆動される。昇降式ローラコンベヤ２４が上昇し、同一高さになった昇降式ローラコンベヤ２４のローラ２５ａと搬出コンベヤ３のローラ３ａとを同時に回転駆動させれば、シート材ｗをトレー４から取り出すことが可能になる。
【００２６】
以下に順番入替え装置の全体の動きである順番入れ替え方法を説明する。順番入替え方法は、搬入コンベヤ１が入庫台６に積み重ねられたシート材ｗを一つずつ順番整列機２のトレー４に搬入する工程と、順番整列機２が複数のトレー４を水平軸５の回りを回転させる工程と、搬出コンベヤ３が順番整列機２の複数のトレー４から一つずつシート材ｗを搬出する工程と、を備える。
【００２７】
搬入コンベヤ１が入庫台６に積み重ねられたシート材ｗを一つずつ順番整列機２のトレー４に搬入する工程は以下のとおりである。まず、バキュームリフト８が入庫台６に積み重ねられたシート材ｗのうち一番上のシート材ｗを吸着し、搬入コンベヤ１上に移動させる。このとき、昇降式ローラコンベヤ２４は上昇しており、順番整列機２のトレー４にシート材ｗを引き込めるようになっている。次に、搬入コンベヤ１と昇降式ローラコンベヤ２４を同時に駆動させてシート材ｗを昇降式ローラコンベヤ２４上に移動させる。次に、昇降式ローラコンベヤ２４が下降することで、順番整列機２のトレー４にシート材ｗが載せられる。以上のように一番目のシート材ｗを順番整列機２のトレー４に取り込む。
【００２８】
次に、順番整列機２は、空のトレー４が最下端の位置、すなわち昇降式ローラコンベヤ２４の上にくるように、円形フレーム１１を回転させる。その後、昇降式ローラコンベヤ２４が上昇して、空のトレー４に二番目のシート材ｗを引き込めるようにする。バキュームリフト８は入庫台６から二番目のシート材ｗを吸い上げ、搬入コンベヤ１上に載せる。搬入コンベヤ１と昇降式ローラコンベヤ２４を同時に駆動させて、空のトレー４に二番目のシート材ｗを引き込む。昇降式ローラコンベヤ２４を下降させて空のトレー４に二番目のシート材ｗが載せる。以上のように二番目のシート材ｗを順番整列機２のトレー４に取り込む。以降、入庫台６に積み重ねられた順番入替え対象のシート材ｗを順番整列機２のトレー４に取り込む。
【００２９】
順番整列機２が複数のトレー４を水平軸５の回りを回転させる工程、及び搬出コンベヤ３が順番整列機２の複数のトレー４から一つずつシート材ｗを搬出する工程は以下のとおりである。まず、順番整列機２は全てのトレー４を水平軸５の回りに回転させ、目的のトレー４を最下端の位置に下ろす。目的のトレー４には要求される順番の一番目のシート材ｗが載せられている。トレー４の番号とシート材ｗの順番とは予め対応付けられていて、要求されるシート材ｗの順番に合わせてどの番号のトレー４を下ろせばいいのかが予め決定される。順番整列機２はトレー４を時計方向に回転させても、反時計方向に回転させてもよい。時間の短縮を図るために、最短距離で最下端に到達できる回転方向にトレー４を回転させるのが望ましい。
【００３０】
次に、昇降式ローラコンベヤ２４を上昇させ、昇降式ローラコンベヤ２４と搬出コンベヤ３を同時に駆動して一番目のシート材ｗを搬出コンベヤ３上へ移動させる。搬出コンベヤ３の下流にはプレス加工機等の生産ラインが設けられていて、一番目のシート材ｗは生産ラインに排出される。
【００３１】
一番目のシート材ｗを排出した後、順番整列機２は二番目のシート材ｗが載せられているトレー４を最下端の位置に下ろす。次に、昇降式ローラコンベヤ２４を上昇させ、昇降式ローラコンベヤ２４と搬出コンベヤ３を同時に駆動して二番目のシート材ｗを搬出コンベヤ３へ移動させる。以降、要求される順番に合わせて全てのシート材ｗが排出されるまでこの動作を繰り返す。以上によりシート材ｗの順番入れ替えが可能になる。なお、この実施形態のように、入庫台６に積み重ねられた全てのシート材ｗを順番整列機２に保管し、その後、順番整列機２に保管された全てのシート材ｗを排出することも可能であるし、入庫台６にシート材ｗが残っている状態で順番整列機２に保管されたシート材ｗを排出することも可能である。
【００３２】
本発明は、搬入装置から搬入される荷を、順番整列機のトレーの数を最大値として一時保管する機能を活用したものなので、上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施形態に変更できる。
【００３３】
本発明は、荷として面積に比べて厚みが薄いシート材の順番を入れ替えるのに好適であるが、荷として縦、横、高さが比較的一致した形状の段ボール箱等のケースの順番を入れ替えるのに用いることもできる。シート材は鋼製に限られることはなく、樹脂製でも、紙製でもよい。
【００３４】
上記実施形態では、順番整列機の上流側に搬入コンベヤを設け、順番整列機の下流側に搬出コンベヤを設けているが、上流側の搬入コンベヤを搬入搬出兼用コンベヤにすることもできる。
【００３５】
上記実施形態では、搬出コンベヤから搬出されるシート材がプレス加工機等の生産ラインに出されているが、搬出コンベヤから搬出されるシート材を再び積み直すこともできる。
【００３６】
上記実施形態では、シート材の搬入装置及び搬出装置としてローラコンベヤを用いているが、ベルトコンベヤ、フォークリフト、バキュームリフト等を用いることもできる。
【００３７】
上記実施形態では、順番整列機の最下端のトレーにシート材を出し入れしているが、最上端のトレーにシート材を出し入れすることもできる。
【００３８】
上記実施形態では、順番整列機の下方にトレーにシート材を引き込む昇降式ローラコンベヤを配置しているが、順番整列機の各トレーにシート材を引き込むベルトコンベヤを設けることもできる。
【００３９】
上記実施形態の順番整列機では、円形フレームに複数のトレーを配列しているが、循環する無端状のチェーンに複数のトレーを配列することもできる。無端状のチェーンは円形の軌道を循環してもよいし、楕円形の軌道を循環してもよい。更に、複数のトレーの循環する軌跡は円形に限られることはなく、設置場所の空間形状に応じた軌道を描けばよく、例えば矩形状でもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…搬入コンベヤ（搬入装置）
２…順番整列機
３…搬出コンベヤ（搬出装置）
４…トレー（荷台）
５…水平軸
６…入庫台
１１…円形フレーム
１２…モータ（駆動源）
２４…昇降式ローラコンベヤ
２５…ローラコンベヤ
２６…昇降装置
２６ａ…位置決め部
ｗ…シート材
【図１】
2015058986.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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