(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱脚の上に設置された棚（１４）を備えた倉庫ラックと、
前記倉庫ラックの指定の棚まで移動することが可能な荷役機械と、
商品若しくは商品を保管するための保管装置（３０）を前記棚（１４）に載置すること又はそれらを前記棚（１４）から回収して指定の場所まで移動させることが可能な荷役装置と、を備え、
受動昇降装置（２４０）が前記倉庫ラック（１０）と連結され且つ前記荷役機械（１００）が指示された経路上を移動できる移動式荷役機械として作られており、
前記荷役装置（１３０）が、前記荷役機械（１００）に載置されており、及び
前記受動昇降装置（２４０）と係合し且つ前記受動昇降装置（２４０）と協働して前記荷役機械（１００）を指定の棚まで移動させることが可能な能動昇降装置（２００）が、前記荷役機械（１００）の上に配置されている、保管用設備において、
前記能動昇降装置（２００）がロープドラム（２７０）であり、及び
前記受動昇降装置（２４０）が、前記ロープドラム（２７０）に接続することが可能なロープである、ことを特徴とする保管用設備。
【請求項２】
柱脚（１２）と、前記柱脚（１２）の上に配置され、保管装置（３０）を受け取ることが可能な棚（１４）と、を備えている、倉庫ラック（１０）において、
受動昇降装置（２４０）は前記倉庫ラック（１０）に固定されており、該受動昇降装置（２４０）は、ロープ（２４６）であり、
前記受動昇降装置（２４０）と係合し且つ前記受動昇降装置（２４０）と協働して荷役機械（１００）を指定の棚まで移動させることが可能な能動昇降装置（２００）が、前記荷役機械（１００）の上に配置されている、ことを特徴とする倉庫ラック（１０）。
【請求項３】
前記受動昇降装置（２４０）が、ロープ（２４６）であり、ロープドラム（２７０）として作られた前記能動昇降装置（２００）と結合することが可能である、ことを特徴とする請求項２に記載の倉庫ラック。
【請求項４】
請求項２〜３のうちのいずれか１項に記載の倉庫ラックであって、
その上に配置される電気コネクタがあり、該電気コネクタは、前記倉庫ラックに対して仕事をする前記荷役機械（１００）に電力を供給しており、該電気コネクタは、前記荷役機械（１００）の対応するコネクタに接続することが可能であり、接続された状態の荷役機械（１００）が、下にある他の荷役機械（１００）の通過を妨げない高さに設置されている、ことを特徴とする倉庫ラック。
【請求項５】
保管用設備の指定の棚まで移動することが可能な荷役装置（１３０）を備えており、該保管用設備が、柱脚の上に位置する棚（１４）を備えた倉庫ラックと、前記倉庫ラック（１０）と連結される受動昇降装置（２４０）とを備えている荷役機械（１００）であって、
荷役機械（１００）が倉庫ラックの指定の棚まで移動することが可能であり、
前記荷役装置が商品若しくは商品を保管するための保管装置（３０）を前記棚（１４）に載置すること又はそれらを前記棚（１４）から回収して指定の場所まで移動させることが可能であり、前記荷役装置が指示された経路上を移動できる移動式荷役機械として作られている前記荷役機械（１００）に載置されており、
能動昇降装置（２００）が荷役機械（１００）の上に配置されており、該能動昇降装置（２００）は、前記受動昇降装置（２４０）と結合し、前記能動昇降装置（２００）が、前記受動昇降装置（２４０）と協働して、前記荷役機械（１００）を指定の棚まで送達する、荷役機械において、
前記能動昇降装置（２００）がロープドラム（２７０）であり、該ロープドラム（２７０）が前記受動昇降装置（２４０）と結合でき、該受動昇降装置（２４０）が前記倉庫ラック（１０）に取り付けられており且つロープ（２４６）として作られている、ことを特徴とする荷役機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、保管用設備、並びに特にこの設備用の倉庫ラック及び荷役機械である。
【背景技術】
【０００２】
現在は保管用に種々のタイプの設備が使用されているが、こういった設備は、倉庫ラックから成る棚システムと、かかる棚システムから商品を出し入れする機械と、を備えている。棚システムは、最も単純に考えると、柱脚に支えられた棚を具備し、柱脚と棚とが間口を画成する。商品は、倉庫ラック相互間の通路で動作する荷役機械によって、箱に入れられ若しくはパレットに載せられた状態で棚の上に詰め込まれる。
【０００３】
手作業を別にすれば、最も単純な事例では、荷役機械はフォークリフトトラックである。作業者は、フォークリフトトラックによって所望の間口の前で所望の高さまでリフトフォークを持ち上げ、リフトフォークを使って箱又はパレットを中又は上の商品と一緒に持ち上げて間口から取り出し、次いで、リフトフォークを下げるとともに商品を所望の場所まで運ぶ。
【０００４】
更に、コンピュータ制御が可能な荷役機械が倉庫ラックの前に装備された自動保管システムも知られている。この荷役機械は、上下だけでなく横方向にも移動することができ、その制御によって決定された商品を、所望の間口から取り出し又はそこに積み込む。商品を取り出した場合に、荷役機械は、その取り出した商品を指定の場所に降ろす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の公知システムの欠点は、互いに相手を迂回することができないということだけのために、１つの倉庫ラックの前では１台の荷役機械しか、能力いっぱいの効率で作業を行うことができないことである。いくつかの例外を除けば、相互に対向して立っている倉庫ラック相互間で２台の荷役機械が同時に動作することは、通常はそれら相互間の隔たりが狭いため、不可能に近い。
【０００６】
上記の公知システムのもう１つの欠点は、倉庫の高さが高くなると、適切な荷役機械を作製することがますます難しくなることである。しかも大きな倉庫では、荷役機械は、迅速に対応するために、効率が極めて高く且つ高速で動作するように設計されていなければならない。さもなければ、所望の場所から所望の間口まで、又は所望の間口から所望の場所まで商品を荷役する平均時間は、受け入れ難いほど長くなる。このようなことは、搬送量が多く、多種類の商品を伴って動作する倉庫では、許容することができない。
【０００７】
上記の理由により、荷役を行うための設備であって、多数の荷役機械が１つのラックに対して同時に、好ましくはそれら荷役機械同士ができるだけ動作を干渉し合わない態様で、仕事を行うことを可能にする設備を開発することが望まれる。
【０００８】
このことが達成される場合、当然のことながら、高い費用をかけて荷役機械の動作速度を上げなくても、荷役機械の台数を増やすことによって平均サービス時間を短縮することができる。
【０００９】
我々の他の目的は、荷役機械の設計が倉庫ラックの高さに実質的に無関係であり、ラックの高さが高くても実質的に荷役機械により多くの費用をかける必要のない設備を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、通常の解決策と同様に、棚を備えた倉庫ラックと、その倉庫ラックの所望の棚まで移動することが可能な荷役機械と、商品若しくは商品を収容するための装置を棚に載せることができ又はそれらを棚から取り出して所望の場所まで移動できる荷役装置と、を具備した設備を提供することによって、上記の目標のセットを達成した。本発明では、この公知の設備を改良しており、その態様は、倉庫ラックが、受動昇降装置及び移動式の荷役機械として設計された荷役機械と組み合わされたものとなっている。この荷役機械は、好ましくは所定の経路に沿って進行するものであり、倉庫ラック相互間の通路を進行することができる。上記荷役装置は、かかる荷役機械に載置される。その荷役機械の上には能動昇降装置が配置されるが、この能動昇降装置は、上記受動昇降装置に結合することができ、それと協働して荷役機械を上下に移動することができる。もちろん、荷役機械には更に、センサ、進路誘導操縦装置、制御装置、データ伝送装置、及びデータ処理装置も搭載される。これらは、通常は、プログラムされた又は遠隔制御される移動式の装置に付設されるが、本質的に公知であり、専門家であれば、本開示に基づいて本発明用に設計し本発明用に適用することができる。
【００１１】
倉庫ラックと組み合わされる昇降装置は、はめば歯車、コグドベルト、チェーン、（ワイヤ）ケーブル、又は確動結合（係合）若しくは摩擦接続を構築する他の任意の着脱可能な動力伝達接続体とすることができる。したがって、上記の昇降装置と協働可能に接続することが可能な荷役機械の能動昇降装置は、ゴムローラーのような摩擦によって接続される車輪、はめば歯車、チェーンホイール、ロープドラム、エンドレスチェーン、又は受動昇降装置と噛み合う他の形状とすることができる。適切な駆動機構が、荷役機械内部で、能動昇降装置に接続される。能動昇降装置と受動昇降装置とは、荷役機械が持ち上げられた状態では相互に外れ得ない態様で接続される。
【００１２】
能動昇降装置の動力源は、電気であることが好都合である。考え得る変形形態の１つでは、荷役機械は電池を備える。この電池は、柱脚の上に配置された導電性装置に電気的に接続可能であることが好ましい。それによって、その電池は再充電可能になり、更に駆動機構は、柱脚に沿って上方に移動するためのエネルギーをそこから直接得ることができる。
【００１３】
荷役機械は、２つの対向する倉庫ラック相互間を通行できることが好ましい。
【００１４】
受動昇降装置と能動昇降装置とは、結合機構によって相互に接続することができる。その結合機構の役目は、受動昇降装置と能動昇降装置とが相互に接続された後で、それら間の安全な接続を構築し維持することである。即ち、それは、滑ったり外れたりせずに、載貨された荷役機械の重量に耐えられなければならない。
【００１５】
荷役機械上の結合機構の数量は、能動昇降装置の台数に対応していることが好ましい。例えば結合機構が２つあって、１本の柱脚に連結された１台の受動昇降装置に、各結合機構を、協働するように接続することができる。それらの結合機構は、独立した動作機構又は共通の動作機構のいずれかに接続される。
【００１６】
本発明に係る設備が動作する際に、床の高さを移動中の荷役機械は、コンピュータ制御センターから命令が届くと、指定の棚又は間口の前で該当の柱脚相互間のスペースに停止し、棚の一方の側の柱脚に、但し好ましくは棚の両側の柱脚に、連結された受動昇降装置に接続される。次いで、それ自体の動力源又は柱脚上の導電体から得られる電力のいずれかを使って、荷役機械は所望の間口まで引き上げられる。そこで荷役機械は、それに載置された荷役装置を使って、商品の出し入れを行う。商品を置いた後、それは、次の命令が来るまでこの場所に留まることができる。命令を受けると、それは、取り出したあらゆる商品を所望の場所まで運び、必要であればそこに降ろす。荷役装置は、ロボットアーム又はかかる機器で使用される他の任意の公知の装置とすることができる。全体として、荷役機械は実質的に、動作に必要なシステム−例えば、検出システム、制御システム、データ伝送システム、駆動系システム−が搭載された移動式のロボットである。
【００１７】
好適な実施形態では、荷役機械に載置される荷役装置は、適切な力を加えることによって商品を保管するための保管装置と係合できる電磁石で構成するのがよい。保管装置は、柔軟な磁気部品を実装されたケース又はパレットのような装置とすることができる。電磁石は、電磁石を活性化することによって荷役機械の最上部にある商品を棚の上で押圧し、又は保管装置を棚から荷役機械の最上部に引き取る、押し引き機構に載置することができる。押し引き動作を助けるために、摩擦を低減する目的で、荷役機械の上端部に、ローラー又はボールを備えた摺動表面を形成することができる。
【００１８】
本発明、本発明によって達成可能な他の目的、及び本発明の他の特色と有利な特徴について、本発明の例示的実施形態を示す添付図面を参照して、詳細に開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係る保管用設備であって、荷役機械が備わった２つの対向する倉庫ラックを有する保管用設備を、様々な荷役段階にして示している。
【図２】図２は、図１のＦ位置の荷役機械を、倉庫ラックのある区域と一緒に斜視図で示している。
【図３】図３は、図１のＣ位置の荷役機械の能動昇降装置を、模式的水平断面図で示している。
【図４】図４は、本発明に係る設備であって、柱脚に沿って走行する往復台に接続されるロープとして作られた受動昇降機構を有し、且つ前記受動昇降機構に接続可能な能動昇降装置を担持した荷役機械を有する設備の模式的側面図を示している。
【図５】図５は、図４に示す往復台の平面図を示している。
【図６】図６は、本発明に係る設備であって、チェーンとして作られた受動昇降装置を有する設備を示している。
【図７】図７は、図６に係る設備を倉庫ラック相互間の通路方向から観察した写生図である。
【図８】図８は、図７に係る設備であって、設備に属する受動昇降装置と能動昇降装置とを接続できるように構成された設備を示している。
【図９】図９ａ〜９ｃは、受動昇降装置を構成するチェーンに図８に係る能動昇降装置を接続する動作の各段階を示している。
【図１０】図１０は、エンドレスチェーンで作られた能動昇降装置を搭載されている荷役機械を、しかるべく設計された構造体が設けられた倉庫ラック柱脚の正面の位置で示している。
【図１１】図１１は、エンドレスチェーンを備えた能動昇降装置と受動昇降装置を設けられた柱脚との間の接続部の断面図を示している。
【図１２】図１２は、エレベータのケージと同様に設計された本発明に係る荷役機械であって、柱脚相互間の中間に吊設されたロープとして作られている受動昇降装置に接続することが可能なロープドラムを備えた能動昇降装置を有する荷役機械の一実施形態の模式的斜視図を示している。
【図１３】図１３は、図１２に係る荷役機械の平面図を、倉庫ラックの柱脚相互間の位置で示している。
【図１４】図１４は、図１２に係る荷役機械の能動昇降装置の模式的斜視図を示している。
【図１５】図１５は、本発明に係る設備の変形形態であって、受動昇降装置として歯形バーを有し、能動昇降装置として係合被動歯車を有する変形形態の模式的部分平面図を示す。
【図１６】図１６は、本発明に従って作られた荷役機械であって、上端部に荷役装置が載置された荷役機械の外形を示している。
【図１７】図１７は、図１６に係る昇降装置の動作を例示する模式的平面図である。
【図１８】図１８は、図１６に係る昇降装置の横方向の動作を例示する模式的平面図である。
【図１９】図１９は、本発明に従って作られた設備の更に別の実施形態に係る荷役機械の側面図を様々な荷役段階で示すものであり、荷役機械は２つの対向する倉庫ラック相互間の通路にあって、突出レールとして作られた受動昇降装置に接続する前の状態が示されており、倉庫ラックは下方部分だけが見えており、前記対応の荷役機械は、相互の方向に押圧することが可能で、摩擦によりレールに係合するローラーを有する。
【図２０】図２０は、図１９に係る設備の平面図であり、もう１台の荷役機械は図１９ではもっと高いレベルに設置されており、したがって同図には図示されていなかったのに対し、この図では、受動昇降装置に接続されたときの位置にあるもう１台の荷役機械も示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面では、同一又は類似の態様で作られた同一又は類似の機能を有する要素は、同一の参照番号で標示している。図示された諸々の例は、当業者が、本発明の原理及び範囲を理解するとともに解釈し、実際にそれを実現するのに役立つことを意図されている。
【００２１】
図１は、保管用設備を示している。同図において、倉庫ラック１０が相互に対向して定置されており、それら相互間には、輸送を行うのに適した経路２０がある。それら倉庫ラック１０は、直立した柱脚１２を支えとして配設された棚１４を備えている。かかる柱脚１２には、経路２０からアクセスすることができる。経路２０に平行で且つそれに面する柱脚１２の表面において、柱脚１２には、歯形バーのような防滑接続を構築するのに適した表面形状として、受動昇降装置２４０が作られている。輸送手段として移動する移動式荷役機械１００は、公知の案内手段によって、経路２０に沿って誘導することができる。かかる案内手段は、例えば光学的に検出可能な経路上のパターン、光ビーム、高周波位置決めシステム、近接検出器を搭載された操縦機構、ガイドレール、又は他の任意の案内軌道とすることができる。これの目的は、途中で行き詰ることもなければ、倉庫ラック１０に衝突することもなく、十分な精度で荷役機械１００を倉庫ラック１０の所望の場所まで案内することである。
【００２２】
荷役機械１００の上端部に箱、コンテナ、パレットのような保管装置３０を載置することができ、荷役装置１３０もそこに装備することができる。この荷役装置は、保管装置３０を、荷役機械１００の上端部に載置することができ、荷役機械１００の上端部から所望の場所に配置することもできる。
【００２３】
荷役機械１００は、倉庫ラック１０相互間を経路２０沿いに、長さ方向に移動する。このことは、図１の位置ａ）に示している。荷役機械１００が所望の場所、例えば特定の２本の柱脚１２相互間の中間にある位置ｂ）に到達すると、荷役機械は、停止するとともに、上端部に載置された能動昇降装置２００によって倉庫ラック１０の柱脚１２上の受動昇降装置２４０に接続する。このことは、図１の位置ｃ）に示している。
【００２４】
次いで、荷役機械１００は、受動昇降装置２４０及び能動昇降装置２００の働きで、それぞれの柱脚１２に沿って所望の高さまで持ち上げられ、所望の棚１４で所定の荷役動作を実施する。このことは、図１の位置ｄ）に例示している。
【００２５】
受動昇降装置２４０と能動昇降装置２００との間の接続は、接続状態にあるときは荷役機械が受動昇降装置から外れ得ないような態様で作られる。故障の場合でも外れ得ないことが好ましい。さもなければ、ラッキング機械は、倉庫ラック相互間の経路上に落下しないとも限らない。これは、非常に危険なことである。したがって、接続状態にあるときは、能動昇降装置２００と受動昇降装置２４０とは、電力障害等によって偶発的に外れることが防止されている。
【００２６】
この例では、横方向への移動が可能で、電磁石として作られた荷役装置１３０を使用することができる。荷役動作（保管装置３０の出し入れ）の完了後、荷役機械１００は、次の場所に誘導されて次の荷役作業を実施するまで、図のｅ）の印が付いた位置に留まることができる。この場合、荷役機械１００は、能動昇降装置２００を反対方向に動作させることによって、それぞれの柱脚１２に沿って、経路２０のレベルまで降下する。このことは、図１の位置ｅ）に例示している。続いて、荷役機械の能動昇降装置２００は、倉庫ラック１０の上に配置された受動昇降装置２４０から外れ、準備完了状態で、経路２０に戻される。このことは、図１の位置ｆ）に例示している。図２も、同じ位置を示している。同図において、荷役機械は、所望の経路上に配設されて、命令通りに所望の棚から取得した保管装置を担持している。
【００２７】
図２が荷役機械１００を示しているのに対し、図３は、簡易化した荷役機械１００の能動昇降装置２００を、両者を模式的な断面図にして示している。荷役機械１００の中心線には、モータ２１８に接続されるねじ駆動部として作られた駆動機構２１４によって駆動される上昇シャフト２２０がある。上昇シャフト２２０の両端には、はめば歯車２２２が配置されている。これら２つのはめば歯車２２２は、それぞれの柱脚１２の上に配置された受動昇降装置２４０を構成する歯形バー２２４に両方が同時に接続されるような距離だけ、相互から離して隔置されている。荷役機械１００の上には、上昇シャフト２２０に平行な軸の周りで回転可能な支持ローラー１１０もある。この支持ローラー１１０は、はめば歯車２２２が歯形バー２２４に接続した後に、軸に沿って外方向に移動し、歯形バー２２４が搭載された柱脚１２の裏側に寄りかかる。これにより、案内ローラーが柱脚側面に寄りかかっている限り、はめば歯車は、係合後に歯形バーから絶対に外れない。図に示す変形形態は対称な構成であり、したがって、経路の両側で倉庫ラックに、より具体的には柱脚の上に配置された歯形バーに、駆動軸上のはめば歯車を接続することができる。したがって、係合が外れるのを防止するために、駆動軸に平行な軸の周りで回転させ且つはめば歯車を担持するのとは反対の側面で後方から柱脚に寄りかからせることが可能な上記の支持ローラーと全く同様の支持ローラーが、荷役機械の他方の側にある。
【００２８】
昇降装置に接続することができ、昇降装置と協働して荷役機械を持ち上げることが可能なその他のコンポーネント−例えば支持要素、ローラーを備えた結合機構５０−は、荷役機械の上に配置することができる。これらの要素は、受動昇降装置と能動昇降装置が相互に外れること、倉庫ラックのそれぞれの柱脚から荷役機械が離れて行くこと、柱脚に接続する荷役機械がカンチレバーのように片寄ること、及び応力又は張力が過剰に作られること、を防止する。図２及び図３に示す解決策は、同様の目的に役立つ。この場合、上昇シャフト２２０の上に配置されたはめば歯車２２２平面の上方及び下方に２−２支持ローラー１１０がある。もちろん、専門家であれば、本発明から逸脱することなく、これと同様の解決策をいくつも開発することができる。
【００２９】
荷役機械１００の動力源は、本明細書では明記されていない。この解決策も、当業者にとっては定型的な作業であり、本発明の必須要素には当たらない。絶縁レール及びそれに接触する電流コレクタを介して、荷役機械１００に容易に電力を導入することができる。必要に応じて、この目的に受動昇降装置２４０を使用することができる。
【００３０】
荷役機械１００の動力源に対するもう１つの解決策は、電気コネクタを配置できる倉庫ラック１０の指定の場所に、使用していない荷役機械１００を安全に駐在させることが可能な、ドッキングステーションを構築することである。この電気コネクタは、倉庫ラックに対して仕事をする荷役機械に動力源を提供するものであり、荷役機械１００の該当の嵌め合わせコネクタに接続することができる。かかる結合機構は、このような目的に適した結合機構及びコネクタがいくつも専門家の間で広く知られているため、詳細に明記するようなことは行わない。
【００３１】
電気コネクタの高さは、接続状態にあるときの荷役機械１００の底部が、その下にある他の荷役機械１００の移動を妨げない位置に来るような態様で決定するのがよい。それによって、設備の動作を邪魔せずに、電池の充電を実施することができる。別の荷役機械１００がこの特定のドッキングステーションを通過しなければならない場合、もちろん、この接続された荷役機械１００は、隣接する柱脚のドッキングステーションに移動させるか、又は、それで足りるなら、一時的にそれを高いレベルに上昇させるかのいずれかによって、そこから除去しなければならない。
【００３２】
図４は、１つの解決策を示している。同図において、倉庫ラックの柱脚に固定した態様で、倉庫ラックの前に支持ポスト４０が配置されており、各支持ポスト４０には、回転しないように案内された往復台２４２がある。図５は、支持ポスト４０に接続された往復台２４２の平面図を示している。同図で、往復台２４２がロープドラム２４４を備えていることを、はっきりと確認することができる。このロープドラムには、支持ポスト４０の上端部に固定されたワイヤケーブル２４６が取り付けられている。ワイヤケーブル２４６をロープドラム２４４に巻き付けると、支持ポスト４０上の往復台２４２が引き上げられることになる。摩擦を低減するために、支持ローラー１１０によって、支持ポスト４０上で往復台２４２を案内することができる。往復台２４２上には更に、荷役機械１００の上に配置された保持掛止部２２２を受け取るように構成された窪み２２４がある。保持掛止部２２２は、窪み２２４と協働する。したがって、保持掛止部２２２は、掛止がなされると窪み２２４と係合し、荷役機械１００の保持掛止部２２２が解放されない限り取り外すことができない。ロープドラム２４４は、受動昇降装置２４０の一部を形成していると考えることができ、それを、何らかの結合部材で荷役機械１００上の能動昇降装置２００に接続することができる。能動昇降装置２００は、例えばキー溝２２０を搭載された駆動軸２１８とすることができる。ロープドラム２４４内部には、この駆動軸２１８の外側に滑り込ませることが可能な貫通穴がある。その内面からキー２４７が突出しており、これがキー溝２２０に嵌り込む。別の手法によれば、ロープドラム２４４を有する往復台２４２は、能動昇降装置２００の一部を構成する。
【００３３】
動作の際に、荷役機械１００は、支持ポスト４０上の往復台２４２に横方向から接近し、その保持掛止部２２２が、往復台に作られた窪み２２４に係合する。掛止機能が作動された後、荷役機械１００は、その駆動軸２１８を突き出す。この駆動軸がロープドラムの開口部に係合し、低速で回転している間に、キー２４７がキー溝２２０に係合する。次いで、駆動軸２１８が更に回転する結果として、ワイヤケーブル２４６がロープドラム２４４に巻き取られ、往復台２４２は、そこに接続している荷役機械１００と一緒に、支持ポスト４０に沿って所望の高さまで引き上げられる。そこで、荷役機械は、命令された荷役動作を完了する。
【００３４】
図６、図７、図８、及び図９ａ〜９ｃに係る変形形態の場合、ワイヤケーブル２４６に代えてチェーン２５２が使用される。チェーン２５２は、受動昇降装置２４０を構成する。この受動昇降装置は、滑合しない態様で、荷役機械１００の上に配置されたチェーンホイール２５４と係合することができる。チェーン２５２の下方端部は、柔軟に引っ張られている。荷役機械１００上のチェーンホイール２５４にチェーンが配設されると、チェーンホイール２５４を通過していることに起因してチェーン２５２の下方端部が短くなるため、柔軟に引っ張られている下方端部が、弦(string)に逆らって引っ張られる。例示の場合、荷役機械１００は、同時に４つのチェーン２５２に接続される。したがって、そこには４つのチェーンホイール２５４がある。これらのチェーンホイールは、回転に関しては相互に能動的な結合状態にあり、したがって、荷役機械１００は、上昇時に傾くことなくその姿勢を保つ。もちろん、不安定性又は揺れを低減するために、荷役機械１００に、ローラー又は例示していない他の案内／支持／制振要素を配設しても構わない。
【００３５】
図８は、能動昇降装置２００を構成するチェーンホイール２５４にチェーン２５２を接続できる構造を、より詳細に（寸法を誇張して）示している。図９ａ〜９ｃに、この構造の動作を示す。
【００３６】
図９ａは、１−１チェーン２５２を、経路２０の２つの反対の側面に示している。荷役機械１００のそれぞれのチェーンホイール２５４は、これらのチェーンに対向して設置されている。更に、スイベルアーム２６４上で自由に回転できるアイドルローラー２５６が、荷役機械１００の上に配置されている。図９ｂは、スイベルアーム２６４が矢印２６２のように回り、アイドルローラー２５６が、チェーン２５２に到達し、次いでそれぞれのチェーンホイール２５４にそのチェーンを押圧することを示している。図９ｃは、完全に押し当たった状態を示している。これは、図８に例示した位置に対応する。同図において、チェーン２５２は、１８０度の略円弧形に沿って被動チェーンホイール２５４に接続されている。アーム２６４は、上下方向に外れてしまうことを防止するために、スリット２６０によって案内されている。これらのスリット２６０は、荷役機械１００の前端部に配置されている。
【００３７】
図１０及び図１１は、１つの仕組みを示している。同図において、垂直方向の駆動が可能な態様で棚１４に面する荷役機械１００の側面に配置されたエンドレスチェーン２２８によって、能動昇降装置２００が構成されている。エンドレスチェーン２２８は、図示しないローラー等によって、いくつかの場所で支持することができる。エンドレスチェーン２２８は、例えば、倉庫ラック１０の柱脚１２に取り付けられ、経路に面する表面に上昇手段２６６が搭載された支持柱脚４４の上昇手段２６６に嵌り込む。エンドレスチェーン２２８は、相互に平行に配置された多列ローラーチェーンとすることができ、複数本のチェーンとすることもできる。
【００３８】
動作の際に、荷役機械１００は、経路に対して横方向に移動しながらそれぞれの支持柱脚４４に接近する。一方エンドレスチェーン２２８は、支持柱脚４４の上昇手段２６６と結合する。その間に又はその後で、荷役機械１００の上に配置された結合機構５０は、アーム１５２上で回転可能なローラー１１０を支持柱脚４４の背面（上昇手段２６６が配置されている前面に対して）に押圧し、それによって、それは、能動昇降装置２００を構成するエンドレスチェーン２２８と支持柱脚４４上の上昇手段２６６との間の接続が外れるのを防止する。
【００３９】
図１１は、かかる結合状態を示している。同図において、肩部付きで作られた支持ローラー１１１が、側部から及び後部から支持柱脚に寄りかかり、荷役機械１００全体を案内している。図１０に示す変形形態の場合、荷役機械１００は、適切な強度になるように作られた１つの単一支持柱脚４４に接続されている。荷役機械１００は、その両側の棚１４に対して仕事をすることができる。かかる仕事の間に非対称の負荷が生じる可能性があると考えるのはごく自然であり、したがって、支持柱脚４４と荷役機械１００の案内支持要素は共に、適切な強度になっている必要がある。
【００４０】
図１２は、本発明に係る設備に適用可能な荷役機械１００の別の実施形態を示している。これは、エレベータのケージと同様の解決策である。このケージは、四角形又は正方形の角部に配置された柱脚に沿って上昇するように作られており、柱脚１２沿いに又は−本明細書には例示していない−柱脚１２の上に設置された案内手段上を摺動して上方に進むために、図には示していない案内要素、ローラー、スライドを使用している。ケージの四隅の各々には、１−１案内柱脚があり、それを支えにして、垂直方向に移動可能なプラットフォーム１８０を案内している。このプラットフォーム１８０は、案内スリーブ１９２と係合している。プラットフォーム１８０の中央には、能動昇降装置２００を構成する機構がある。これについては、後で詳細に明記するが、この機構は、ロープ２４６として作られた受動昇降装置２４０と接続することができる。
【００４１】
図１３は、４本の柱脚１２相互間の位置にある荷役機械１００の平面図を示している。柱脚１２によって画成される四角形の中央にロープ２４６が設置されていることは、同図で確認することができる。肩部付きローラー１１０によって、荷役機械１００が柱脚１２の上で静止している様子が分かる。柱脚１２相互間のスペースに荷役機械１００が定置された後で、これらのローラーを、図に示す矢印に沿って荷役機械１００から外方向に押圧すればよい。
【００４２】
動作時に、荷役機械１００は、図１３に示す矢印２７７に沿って、柱脚相互間のスペースに接近する。上端部では、プラットフォーム１８０の上に案内要素１８４があり、これが、中央でぶら下がっているロープ２６４を受動昇降装置２４０まで案内する。
【００４３】
図１４は、能動昇降装置２００と受動昇降装置２４０とが結合し、協働する様子を示している。能動昇降装置は、プラットフォーム１８０に載置されたロープドラム２７０を具備している。このロープドラム２７０は、ねじ駆動部２８４を介して、モータ２８６と駆動接続状態にある。ロープドラム２７０は、両端部に１−１エッジ２７２を有する。ねじ駆動部２８４と反対側のエッジ２７２には傾斜スリット２７４があり、実質的にらせん状の形状に沿って延伸する引き込み装置２７６に接続されている。エッジ２７２と引き込み装置２７６それぞれの間の隔たりは、ロープ２４６の相対位置が偶発的に変化することから起こり得るいかなる位置の違いにも適応し、ロープドラム２７０の回転中にロープ２４６の端部に設置されている結合要素２８０を捕獲するのに十分である。結合要素２８０は、好ましくは球体であり、ロープ２４６の端部に固着される。直径が十分に大きいので、その球体は、ロープドラム２７０の回転中に、傾斜スリット２７４を通過せずにエッジ２７２の外側で動かなくなり、結果として、ロープドラム２７０が更に回転した際に、傾斜スリット２７４と引き込み装置２７６とが協働して、ロープ２４６をロープドラム２７０の外周面に案内する。更に回転すると、そこでロープ２４６が巻き取られる。所望する場合、特に倉庫ラック１０の背が高く、したがってロープ２４６が長い場合、ロープ２４６をロープドラム２７０の表面上に配置するロープ配置機構をロープドラム２７０に連結してもよい。かかるロープ配置機構は、技能を有する熟練者にとっては周知であり、したがって、仕様の細部は不要である。
【００４４】
ねじ駆動部２８４は、モータ２８６の動作時にのみロープドラムの回転を可能にする駆動機構である。この目的を達成するために、摩擦が大きい状態でねじ駆動部２８４を配置し、又は動力源が無いと回転させるのが困難な態様でモータ２８６を形成している（例えば、リラクタンスモータはそのようなモータである）。
【００４５】
荷役機械１００は、ロープドラム２７０の回転によって所望の高さまで引き上げられ、荷役作業を実行することができる。モータ２８６が逆方向に動作すると、荷役機械１００は、この高いレベルから下がることになる。ロープドラム２７０が逆方向に回転し、ロープ２４６がロープドラム２７０から巻き戻されると、傾斜スリット２７４及び引き込み装置２７６は球体２８０を解放し、それによってロープ２４６はロープドラム２７０から外れる。外れる際に、ロープ２４６は、そこに付いている球体２８０と一緒に揺動状態になる場合があるが、この揺動は、柱脚１２に取り付けられた両側の２つの制振要素６２によって制することができる。制振要素６２は、荷役機械１００が上方に移動する際に、曲がって荷役機械１００から離れるか、又は荷役機械１００と一緒に上昇するかのいずれかの態様で作られる。荷役機械１００が地表面に到達した後で、即ち経路２０まで下ろされたときに、プラットフォーム１８０は案内柱脚１９４を伝って下ろされるが、制振要素６２はかかる降下に追随できず、前のレベルで柱脚１２に留まることになる。続いて、荷役機械１００は、能動昇降装置２００を構成するロープ２４６及び制振要素６２の両方から外れ、それらの下で自由に移動することができる。
【００４６】
図１５は、本発明に係る設備の別の実施形態を示している。同図は、荷役機械については一部分しか示していない。即ち、経路２０の片側の部分しか示していない（荷役装置は省略している）。倉庫ラック１０については付近の区域しか示していない。柱脚１２上には、非対称なＣ形状として作られた直立の歯形バー２８８がある。歯形バー２８８の中間部分は、倉庫ラック１０の柱脚１２（又は特にこの目的のために倉庫ラックに取り付けられた柱脚）に固定されている。経路２０に平行なより突出した部分に、垂直な待歯２８２がある。この待歯は、はめば歯車２３６と結合することができる。Ｃ形状の反対側は、案内レール２８４を構成している。この案内レールは、経路２０とは垂直な方向に待歯２８２から一定距離だけ離して隔置されている。案内レール２８４は、傾斜した態様で、内側に折り曲げられている。即ち、中間部分とで鋭角を閉塞しており、経路２０の方向から観察すると斜めになっている。
【００４７】
荷役機械１００は、外方向に押圧することが可能な４つのはめば歯車２３６を有する。それらの回転軸は、経路２０に垂直である。外方向に押圧することが可能な４つのはめば歯車２３６は、倉庫ラック１０の柱脚１２相互間の間隔と同じだけ相互から離して隔置された２つの車輪対を構成する。はめば歯車２３６は、延伸した状態にあるときにばねに逆らって押し戻すことが可能なようになされていることが好ましい。はめば歯車２３６の端部には、支持ローラー２３８が接続されている。これは、自由に回転できるローラーである。待歯２８２と案内レール２８４との間にはめば歯車２３６を滑り込ませることができ、したがって支持ローラー２３８が案内レール２８４に一定の遊隙をもって同時に寄りかかるような態様で、はめば歯車２３６を待歯２８２と係合させることができる。この状態では、待歯から横方向にはめば歯車２３６を除去することが不可能なことは、明らかであろう。この結合を外すには、Ｃ形状２８８からはめば歯車２３６を引き抜くしかない。歯形バー２８８の前方で、進行方向沿いに案内要素２８６が配置されている。この案内要素２８６は、実質的に案内レール２８４に接している。
【００４８】
図１５に係る実施形態は、４つの受動昇降装置２４０と係合するように作られている。それぞれ垂直歯形バー２８８として動作するものであり、四角形の１つ角部に設置されている。
【００４９】
図１５は、上記の構成を平面図で示しており、矢印２８９は、荷役機械１００の進行方向を表している。荷役機械１００のはめば歯車２３６は、同図の左側に引き込まれ、荷役機械１００は、経路２０伝いに延在する歯形バー２４に沿って、はめば歯車２３６に乗って進む。荷役機械１００は、歯形バー２４上で、倉庫ラック１０のそれぞれの柱脚１２に接近する。
【００５０】
経路２０を同図の右から左に進行する荷役機械が、作業の対象となっている柱脚相互間のスペースに接近すると、はめば歯車２３６が押し出される。それらが押し出されない場合は、荷役機械１００は、柱脚１２に取り付けられた歯形バー２８８を自由に通過することができる。それらが押し出された場合は、自由回転支持ローラー２３８は、案内要素２８６に寄りかかる。図１５の右側では、はめば歯車２３６は延伸した状態になっている。はめば歯車２３６は、寄りかかりながら案内要素２８６沿いに摺動した後でこの状態をとることができる。この案内要素２８６は、はめば歯車２３６が最大限に押し出されることを可能にするのではなく、水平歯形バー２４から外れないような位置にそれらを抑制する。結果として、はめば歯車２３６は、歯形バー２４と係合するような寄りかかった状態で待歯２８２に接近する。適切に実装されていれば、待歯２８２との係合は正常になされる。待歯２８２と適切に係合すれば、押出し力の影響の結果として、はめば歯車２３６は外側に跳ね出し、案内レール２８４に寄りかかる。その間に、支持ローラー２３８は、案内レール２８４の隣に適合し、はめば歯車２３６と待歯２８２の係合が後で解除されるのを防止する。はめば歯車２３６が垂直歯形バー２８８と結合した後で、支持ローラー２３８は傾斜案内レール２８４を通過し、待歯２８２と案内レール２８４との間のチャネルに飛び込む。飛び込む前に、はめば歯車２３６は、既に水平歯形バー２４及び垂直歯形バー２８８の両方と係合している。このためには、かかる二重結合の実現に備えて、正確な位置に実装することが必要になる。はめば歯車２３６は、チャネルに飛び込むときに水平歯形バー２４との係合を解除し、垂直な歯形バー２８８と係合することによって、回転する際に荷役機械１００を持ち上げる。はめば歯車２３６は、はめば歯車２３６が引き戻されるまでは、垂直歯形バー２８８と結合された状態を維持する。これらのパーツが一体となって、能動昇降装置２００と受動昇降装置２４０を相互に結合する結合機構を構成する。この結合機構の動作機構は、−本明細書には例示していない−はめば歯車２３６を押し出す電磁石のような機構であり、軸方向に摺動可能な結合を摺動させる。はめば歯車２３６がその延伸した状態から引き戻された場合にのみ、係合解除が起こり得る。
【００５１】
この解決策は、４つの歯形バー２８８と結合すること以外にも適用することができる。１つ又は２つの垂直な歯形バー２８８と結合するには、適切な挟着支持装置、例えばローラーを補充する必要がある。この説明に基づいてかかる解決策の細部を開発することは、専門家にとっては定型作業である。
【００５２】
水平歯形バー２４は、倉庫ラック沿いに、連続的及び非連続的の両方の形態で配置することができる。非連続的に配置した場合、荷役機械１００は車輪に乗って進むことになるが、はめば歯車２３６は自由に回転することができる。水平歯形バー２４は、場合によっては傾斜した形状の又は上からのへこみを有する案内区域として、柱脚１２の付近にのみ装備され、それぞれの柱脚のうちの案内が必要な側面に配設される。この場合、はめば歯車２３６は、垂直歯形バーと結合するまでは、自由に回転している。結合後は、自由回転状態から被動状態に切り替わる。
【００５３】
図１６は、本発明に係る荷役機械１００であって、非常に単純な荷役装置１３０が搭載された荷役機械の一実施形態を示している。荷役装置１３０は、荷役トレイ１３２を備えている。この荷役トレイは、荷役機械１００の上端部に載置されており、倉庫ラックの棚に向かって及び元の場所に向かって横方向に移動することが可能となっている。荷役トレイ１３２が横方向に移動できる範囲は、少なくとも、棚１４に配置され若しくは配置されることになっている保管装置３０を荷役トレイ１３２と棚１４との間の空間を通過して自由に摺動させることができる範囲でなければならない。必要な場合は、摺動方向から見てより低いレベルに荷役トレイ１３２を調整することができ、且つ、実質的にいかなる遊隙も無い状態で、それをそれぞれの棚１４のエッジに寄りかからせることができる。上から見ると、荷役トレイ１３２の上端部にＨ形状の配列体がある。この場合、そのＨ形状のアーム１３４を接続する交差要素１３６は、アーム１３４がその交差要素１３６を案内している状態で、棚１４に近づく方向及び離れる方向に移動することができる。両方の方向に移動できれば、好都合である。移動するのに必要となる直線駆動機構−例えば、交差要素１３６上に設置された駆動ナットに連結された被動ねじ付きスピンドル−は、Ｈ形状のアーム１３４に内設することができる。交差要素１３６の中間に、結合部材１３８を構成する電磁石がある。この電磁石は、−本明細書には例示していない−荷役時に取り扱われることになる保管装置３０の上に配置された強磁性部品と協働する。電磁石及び強磁性部品の寸法は、結合状態にあるときに、保管装置３０を引っ張る際に生じる摩擦力に電磁石が打ち勝つような態様で定められる。当然、このためには、棚１４の表面をきれいな状態に保つとともに、腐食しないように保護することが必要となる。荷役トレイ１３２の表面が低摩擦材料で作製され又は被覆されていれば、好都合である。
【００５４】
図１７及び図１８は、荷役動作の２つの段階に改良を加えた荷役装置１３０を示している。この実施形態は、単一の柱脚１２の上に配置された受動昇降装置２４０に荷役機械１００が接続されている設備であって、かかる柱脚１２の２つの側面に支えられた棚１４に対してこの荷役機械が仕事を行うことができるような設備に、特に適用することができる。図１７では、荷役トレイは、横から倉庫ラック１０に接近する。続いて、長手方向、即ち経路２０の方向に移動中の荷役トレイ１３２は、それぞれの高さにある直ぐ横の２つの棚１４のうちの一方の方向に移動する。次に示す実施形態では、前に明記したような非対称な状態で、荷役動作を実施することができる。
【００５５】
図１９及び図２０は、本発明に係る設備の一実施形態を示している。同図において、受動昇降装置２４０は、摩擦レール２２４によって構成されている。一方能動昇降装置は、受動昇降装置と結合可能な摩擦車輪２０４によって構成されている。摩擦レール２２４は、亜鉛めっき鋼板等で作製することが可能であり、直立した倉庫ラック１０の棚１４に垂直な特性平面を有する。２つの倉庫ラック１０相互間には、常に等しい隔たりがあり、この隔たりは、荷役機械１００が通過するのにまさに十分なものである。本事例の場合、倉庫ラック１０相互間で荷役機械１００が動けなくなるのを回避するために、あらゆる倉庫ラック１０の底部に制限壁１８が取り付けられている。この制限壁１８は、間隙が狭い状態で、倉庫ラック１０相互間にある荷役機械１００を案内する。摩擦車輪２０４は、伸びたり戻ったりできるような態様で、荷役機械１００の側面に配置されている。それらの回転軸は、棚１４のエッジに垂直になっており、摩擦レール２２４平面と実質的に平行である。摩擦車輪２０４は自由端部を有しており、延伸した状態では、それら自由端部相互間の隔たりは、摩擦レール２２４相互間のスペースよりも広い。各摩擦車輪２０４は、−本明細書には例示していない−駆動機構に接続される。
【００５６】
荷役機械１００の前部には実装フレーム１６０があり、往復台が−横方向に延伸可能な態様で−実装フレーム１６０の両側に接続されている。摩擦車輪２０４は、この往復台１６４から横方向に突出している。各摩擦車輪２０４の横には、摩擦車輪２０４と実質的に同じ高さに支持ローラー２０６がある。各摩擦車輪２０４の回転軸と、各該当の支持ローラー２０６の回転軸とは、相互に押し付け合うことができる。このことは、図２０の左側に示した矢印によって図解している。摩擦車輪２０４の表面は、高摩擦性ゴムで作製されている。延伸され押圧された状態で、摩擦車輪２０４は、たとえ満杯に載貨されていても荷役機械１００を安全に保持できるような力、又は、摩擦車輪２０４によって与えられる駆動力の結果として、それを摩擦レール２４４に沿って上昇させられるような力で、摩擦レール２４４に押し付けられる。この往復台は、−本明細書には例示していない−摩擦車輪２０４と支持ローラー２０６を相互に押し付け合わせる機構と一緒に、結合機構５０を構成する。
【００５７】
荷役機械１００は、図１９及び図２０に表示した大矢印の方向に移動する。荷役機械の移動は、荷役機械１００の底部に設置されるとともに従動駆動機構に接続された車輪１１２によって確保される。それらの車輪１１２は、倉庫ラック１０相互間では、等しい駆動力を受け取る。しかし、倉庫ラック相互間から出て来れば、それらの車輪１１２を適切に異ならせて駆動することによって、荷役機械１００を操縦することができる。２つの被動車輪１１２が必ず常に床と接しているようにするために、荷役機械１００は、第３の車輪１１４を有する。或いは、この第３の車輪１１４に代えて、相互に接近して配置された２つの車輪が使用される。かかる第３の車輪１１４の回転軸は水平である。但し、この回転軸自体の方向は、車輪１１２の軸に対して旋回することができ、したがって、第３の車輪は、各車輪１１２を異なって駆動することによって規定される経路に追従することができる。
【００５８】
倉庫ラック１０相互間を移動する荷役機械１００が、よじ登るべき摩擦レール２４４に到達すると、荷役機械１００−センサによって制御されている−は、往復台１６４を延伸することによって、摩擦車輪２０４及び支持ローラー２０６がそれぞれの摩擦レール２４４に跨るような態様で、摩擦車輪２０４及び支持ローラー２０６の位置を調整する。続いて、結合機構５０は、摩擦車輪２０４及び支持ローラー２０６を相互の方に押圧する。したがって、それらは、それぞれの摩擦レール２４４に押し当てられる。次いで、摩擦レール２０４の駆動を作動させることによって、荷役機械１００は、それぞれの摩擦レール２４４をよじ登ることができる。
【００５９】
荷役機械１００の上端部には、案内要素１０４がある。この案内要素１０４は、実質的に相互に平行であり、進行方向に対して垂直である。これらの案内要素１０４は、荷役機械１００によって適切な位置に搬入される保管装置３０を案内する。保管装置３０を棚１４に滑り込ませたり、棚１４から引き出したりするために作られた荷役装置１３０は、長尺の中空部材である。この部材は、進行方向に対して直角に摺動させることができるものであり、上面に真っ直ぐなスリット１４２を有する。このスリット１４２の中で、垂直なピン１４４を摺動させることができる。
【００６０】
底部に着目すると、棚１４に載置された保管装置３０のエッジは、棚１４の上に載っているのではなく、棚１４から若干出っ張っている。よじ登る際に、荷役装置１３０は、適切な時点にピン１４４を押し出す。ピン１４４は下から、保管装置３０のエッジに、又はこの目的のために保管装置３０に形作られた穴部に係合する。次いで、荷役装置１３０は、ピン１４４を引き込み、保管装置３０も一緒に引き込む。ピン１４４は、スリット１４２に沿って、開口部１４２の他方の端部まで更に移動する。その間に、それは、保管装置３０を完全に引き出して、荷役機械１００の上面に載せる。
【００６１】
何らかの故障に起因して、摩擦車輪２０４と摩擦レール２４４との間の摩擦が足りなくなると、通常エレベータに付設されているブレーキ装置によって、荷役機械１００の落下を防止することができる。
【００６２】
本発明に係る設備を安全に動作させるために、他の諸々の補助的要素を使用しても構わない。基本的に、位置を信号で通知すること及び位置検出は特に重要である。近接信号通知及び検出の目的のために、縮めてＲＦＩＤシステムと呼ばれる無線周波数識別システムを使用できれば、好都合である。パッシブ型ＲＦＩＤタグを付設するその変形形態は、例えばＲＦＩＤタグが倉庫ラックのあらゆる棚のエッジ及びあらゆる保管装置の上に配設されるような態様で、使用することができる。経路に沿って移動する際に、荷役機械が最も下に位置する棚のタグの情報を読み取り、それらを中央局に転送し、その中央局がその荷役機械の実際の位置を規定する。同時に又はそれに代えて、荷役機械の上に設置されたバーコードリーダとの組み合わせで、バーコードを付設することも可能である。
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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