(57)【要約】【課題】船舶に搭載される回転ラック１０には、船舶の揺れにより回転ラックの回転に必要なエネルギーが大きくなるので、容量の大きなモータ２０とインバータ２５が備えられている。そのため、船舶が揺れていないときは無駄な電力を消費し、また必要以上のエネルギーで回転ラック１０の回転及び停止を行うことになる。【解決手段】回転ラック１０の回転を制御する回転ラック制御装置３０に、回転ラックを駆動するインバータ２５に与えられる速度指令と、インバータ２５からモータに出力される電流に基づいて、上記回転ラックの運転パターンを選択する選択手段３２と、上記選択手段３２が選択した運転パターンに従って上記インバータに上記速度指令を与える回転制御手段３１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】
複数の棚が環状に連結された回転ラックを回転させるモータをインバータを介して制御する回転ラック制御装置において、
上記インバータに与えられる速度指令と、上記インバータからモータに出力される電流に基づいて、上記回転ラックの運転パターンを選択する選択手段と、
上記選択手段が選択した運転パターンに従って上記インバータに上記速度指令を与える回転制御手段とを備えたことを特徴とする回転ラック制御装置。
【請求項２】
上記運転パターンには通常運転パターンと、当該通常運転パターンよりも回転ラックの回転速度が遅い揺れ検知パターンがあり、
上記選択手段は、上記通常パターンを選択している状態において、上記速度指令に対する電流が第１の規定量以上であることを検知すると、上記運転パターンとして通常パターンよりも回転ラックの回転速度が遅い揺れ検知パターンを選択し、上記揺れ検知パターンを選択している状態において、上記電流が第２の規定量以下であることを１または複数回連続して検知すると、上記通常パターンを選択する請求項１に記載の回転ラック制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の棚が環状に連結された回転ラックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷物の収納の省スペース化とピッキング作業の省力化を図るために、図６に示す回転ラック１０が用いられている。図６に示すように回転ラック１０は、床面に敷設されたガイドレール１２と、天井あるいは柱等に固定されたガイドレール１３と、これらのガイドレール１２、１３上を移動可能に支持された複数の棚１１から構成されている。各棚１１には図７に○で囲んだ数値にて示される棚番号が振られている。
【０００３】
図７及び図８に示すように各棚１１の下面には、棚１１の移動方向に対して前後に車輪１４、１５が軸支されており、また上面には、支持ローラ１６が軸支されている。上記車輪１４、１５が上記ガイドレール１２と嵌合され、上記支持ローラ１６が上記ガイドレール１３の凹部に嵌合されることで、上記棚１１が支持されている。
【０００４】
更に、図８に示すように上記各棚１１の下面には、各棚１１と連結されたチェーン等の連結部材１７が固着されている。上記連結部材１７は、図７に示すように床面に設置された回転歯車１８と係合しており、この回転歯車１８は、伝動ベルト１９を介してモータ２０と連動するようになっている。
【０００５】
図７に示すように回転ラック１０は、ガイドレール１２、１３がＵ字状となっている部分のうち一方が荷物の入出庫口ＨＰとなっている。各回転ラック１０の入出庫口ＨＰ付近には図９に示すような操作盤２１が設置されており、ユーザは、当該操作盤２１に設けられたテンキー等の入力手段２２を用いて、上記回転ラック１０の特定の棚１１を上記入出庫口ＨＰに移動させることができる。
【０００６】
例えばユーザが、特定の棚番号を上記入力手段２２を用いて操作盤２１に入力し、起動スイッチ２３を押下すると、入力された棚番号は指定棚の棚番号として回転ラック制御装置３０に入力される。指定棚の棚番号が入力されると、上記回転ラック制御装置３０は、インバータ２５を用いてモータ２０の回転及び停止を制御し、当該指定棚を上記入出庫口ＨＰに移動させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのような回転ラック１０は、船舶等に搭載されることがある。船舶等に搭載された場合、船舶等の揺れにより回転ラック１０の回転と停止に必要なエネルギーが大きくなる。よって、船舶に搭載される回転ラック１０には、地上に設置される回転ラック１０に比べて、容量の大きいインバータ２５やモータ２０が備えられる。
【０００８】
しかし、モータ２０とインバータ２５の容量が大きい分、船舶等が揺れていないときは無駄な電力を消費していることになるだけでなく、必要以上のエネルギーで回転ラック１０の回転及び停止を行うことになり、回転ラック１０の回転の始動時等にモータ２０や電動ベルト１９や連結部材１７等に衝撃を与えることになる。
【０００９】
そこで本発明は、船舶等の揺れにより回転に必要なエネルギーが所定以上になると、回転ラック１０を低速度で回転させることで、船舶等が揺れているときの回転に必要なエネルギーを船舶等が揺れていないときの回転に必要なエネルギーと同等にする回転ラック制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転ラック制御装置は、複数の棚が環状に連結された回転ラックを回転させるモータにインバータが出力する電流と、上記インバータに与えられる速度指令に基づいて、回転ラックの運転パターンを選択する選択手段と、上記選択手段が選択した運転パターンに従って上記インバータに速度指令を与える回転制御手段とを備える。
【００１１】
上記選択手段は、上記回転制御手段がインバータに速度指令として与える周波数と、インバータがモータに出力する電流を監視している。上記選択手段は、インバータに与えられる周波数に対してインバータが出力する電流に基づいて、回転ラックの回転に必要なエネルギーが大きくなっているかどうかを判断する。
【００１２】
上記選択手段は、回転に必要なエネルギーが大きくなっていると判断すると、回転ラックの運転パターンとして回転速度が遅い揺れ検知パターンを選択し、その他の場合は、通常パターンを選択する。
【００１３】
船舶に搭載された回転ラックにおいては、回転ラックの回転に必要なエネルギーは、船舶の揺れにより大きくなる。船舶が揺れると、上記選択手段は上記揺れ検知パターンを選択して、上記回転制御手段は揺れ検知パターンに従って回転ラックを回転させる。よって船舶が揺れていても小さい容量のモータとインバータで回転ラックを回転させることができる。また、容量の小さいモータとインバータを用いることで、無駄な電力の消費を抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本実施の形態においては、回転ラック１０は船舶に搭載されている場合について説明する。従来のようにユーザが、特定の棚番号を上記入力手段２２を用いて操作盤２１に入力し、起動スイッチ２３を押下すると、当該棚番号は、指定棚の棚番号として図１に示す本発明の回転ラック制御装置３０の回転制御手段３１に入力される。
【００１５】
上記回転制御手段３１は指定棚の棚番号が入力されると、検知手段２７より現在入出庫口ＨＰに位置する棚１１の棚番号を取得する。
【００１６】
本実施の形態では、上記検知手段２７にフォトセンサを用いており、上記検知手段２７は、入出庫口ＨＰに位置する棚１１に表記され文字、バーコード、模様等を読み取ることで上記入出庫口ＨＰ上に位置する棚１１の棚番号を認識する。なお、上記検知手段２７としては、上記入出庫口ＨＰに位置する棚１１の棚番号を認識することができる手段であればよく、フォトセンサに限定されるものではない。
【００１７】
上記回転制御手段３１は、上記検知手段２７から棚番号を取得すると、指定棚の棚番号と上記検知手段２７から取得した棚番号とを比較して、モータ２０の回転方向を決定する。例えば本実施の形態において指定棚の棚番号が‘５’である場合、上記回転制御手段３１は、図７に示す上記検知手段２７から取得した棚番号が‘１’から‘４’あるいは‘６’、‘１５’、‘１６’のいずれかである場合、回転歯車１８が左回りする方向をモータ２０の回転方向と決定する。また、上記検知手段２７から取得した棚番号が‘７’から‘１３’のいずれかである場合、回転歯車１８が右回りする方向をモータ２０の回転方向と決定する。
【００１８】
上記回転制御手段３１は、モータ２０の回転方向を決定すると、後述する選択手段３２にて選択された回転ラック１０の運転パターンを確認する。初期設定では、通常パターンが選択されているので、ここでは上記回転制御手段３１は、上記で決定した方向に通常パターンに従った速度でモータ２０を回転させるための周波数Ｆｏを比較手段３３に出力する。
【００１９】
通常パターンにおける回転ラック１０の回転速度は、図３の実線Ａ１に示すように回転ラック１０の回転開始後は、所定の加速度で目標速度Ｖ１まで大きくなり、目標速度Ｖ１に達すると目標速度Ｖ１で一定となり、指定棚が入出庫口ＨＰ付近に移動すると所定の減速度で小さくなって、指定棚が入出庫口ＨＰに到達すると０となる。
【００２０】
上記比較手段３３には、上記周波数Ｆｏの比較対象として、パルスジェネレータ等の速度検知手段３４からモータ２０の回転数に対応する周波数Ｆｒが入力される。上記比較手段３３は、周波数Ｆｏと周波数Ｆｒとの差分を差分情報Ｆとしてインバータ２５に入力し、該インバータ２５は入力された差分情報Ｆに基づいて決定した電流をモータ２０に出力する。
【００２１】
図３の実線Ａ１で示すように、通常パターンにおいては目標速度Ｖ１で回転速度が一定となるため、目標速度Ｖ１と対応する周波数Ｆｏが出力されている間は、インバータ２５が出力する電流（電流値Ｉｏ）が安定する。
【００２２】
そこで、上記回転制御手段３１は、目標速度Ｖ１と対応した周波数Ｆｏを出力している間、上記選択手段３２に揺れ検知を指示すると共に、周波数Ｆｏを上記選択手段３２に入力する。
【００２３】
上記選択手段３２には、目標速度Ｖ１と対応する周波数Ｆｏと関連付けて電流値Ｉ１が記述されたテーブル３７が格納されている。この電流値Ｉ１は、船舶が揺れていないときに回転ラック１０の最大積載荷重分の荷物が回転ラック１０に積載された状態において、回転ラック１０を目標速度Ｖ１で回転させるために必要な電流値である。
【００２４】
上記回転制御手段３１から揺れ検知の指示がある間は、上記選択手段３２に備えられた第１の判断手段４０は、上記インバータ２５からモータ２０に出力される電流値Ｉｏを取得して、当該電流値Ｉｏと第１の規定量（ｋ×電流値Ｉ１（ｋ：１．２〜１．３が好ましい））とを比較する（図２、Ｓ２０１）。そして、上記第１の判断手段４０は、上記揺れ検知の指示がある間、電流値Ｉｏが第１の規定量を常に下回っているときは、船舶が揺れていないと判断して、運転パターンとして初期状態と同じ通常パターンを選択する。
【００２５】
通常パターンが選択された場合、上記回転制御手段３１は、実線Ａ１に示す速度で回転ラック１０を回転させて、指定棚を入出庫口ＨＰに移動させる。
【００２６】
即ち、上記回転制御手段３１は、上記検知手段２７から指定棚の近くにある棚（例えば、図７の棚番号が‘３’の棚１１）が入出庫口ＨＰ付近を通過した旨を取得するまで、目標速度Ｖ１と対応する周波数Ｆｏを出力する。上記検知手段２７から指定棚の近にある棚が入出庫口ＨＰ付近を通過した旨を取得すると、上記回転制御手段３１は、上記選択手段３２への揺れ検知の指示を中止する。そして、上記回転制御手段３１は、上記インバータ２５へ出力する周波数Ｆｏを徐々に小さくして、上記指定棚が入出庫口ＨＰに到達した時点で周波数Ｆｏを０にする。
【００２７】
指定棚が入出庫口ＨＰに到達した時点で、操作盤２１から次の指定棚の棚番号が入力されていたら、上記回転制御手段３１は、次の指定棚を上記のように入出庫口ＨＰに移動させる。
【００２８】
一方、上記判断ステップＳ２０１において、電流値Ｉｏが第１の規定量以上であることを検知すると、上記第１の判断手段４０は、揺れ検知パターンを選択する（図２、Ｓ２０２）。
【００２９】
ところで電流値Ｉｏが大きくなるのは、船舶の揺れが原因である。これは、例えば図４に示すように回転ラック１０の棚１１のうち棚１１Ａ〜１１Ｅにのみ荷物が積載された状態で矢印１０１が示す方向に回転ラック１０が回転している時に、船舶の揺れにより船舶１００が図４上の右側に傾き、左側が浮くと、浮き上がった左側に棚１１Ａ〜１１Ｅを移動させるためである。
【００３０】
上記揺れ検知パターンにおける回転ラック１０の回転速度は、図４に示すように回転開始後は、上記通常パターンよりも小さな加速度で大きくなり、目標速度Ｖ１よりも小さい目標速度Ｖ２に到達すると目標速度Ｖ２で一定となり、指定棚が入出庫口ＨＰ付近まで移動すると所定の減速度で小さくなる。
【００３１】
例えば、上記第１の判断手段４０が図３に示す時間Ｔｐにおいて電流値Ｉｏが第１の規定量以上であることを検知すると、上記回転制御手段３１は、時間Ｔｐから周波数Ｆｏを徐々に小さくして、点線Ａ２で示すように、回転ラック１０の回転速度を目標速度Ｖ２まで小さくする。上記回転制御手段３１は、目標速度Ｖ２と対応する周波数を出力すると、それ以降は揺れ検知パターンに従った周波数Ｆｐを出力する。
【００３２】
揺れ検知パターンに従って周波数Ｆｐを出力する場合においても、上記回転制御手段３１は、上記検知手段２７から指定棚の近くにある棚が入出庫口ＨＰ付近を通過した旨を取得すると、上記選択手段３２への揺れ検知指示を中止する。そして、上記インバータ２５に出力する周波数Ｆｏを徐々に小さくして、上記指定棚が入出庫口ＨＰに到達した時点で周波数Ｆｏを０にする。
【００３３】
以上のように、船舶の揺れによって回転ラック１０の回転に必要なエネルギーが大きくなった場合、回転速度を遅くすることで、揺れのあるときの回転ラック１０の回転に必要なエネルギーを揺れのないときの回転ラック１０の回転に必要なエネルギーと同等にすることができる。よって、揺れがあっても、地上に設定された回転ラック１０に備えられるモータ２０とインバータ２５を用いて回転ラック１０を回転させることができる。
【００３４】
また、容量の小さいモータ２０とインバータ２５を用いることで、揺れがないときは、無駄な電力の消費を抑えることができる。また、揺れがないときも、必要以上のエネルギーで回転ラック１０の回転及び停止を行うことがないので、モータ２０や電動ベルト１９や連結部材１７等に衝撃を与えることはないため、これらの破損等を防ぐことができる。
【００３５】
上記ステップ２０２において揺れ検知パターンを選択し、指定棚が入出庫口ＨＰに到達した時点で、操作盤２１から次の指定棚の棚番号が入力されていたら、上記回転制御手段３１は揺れ検知パターンに従って回転ラック１０を回転させて、次の指定棚を入出庫口ＨＰに移動させる。
【００３６】
即ち、指定棚を入出庫口ＨＰに移動させたときに、次の指定棚の棚番号が入力されていると、上記回転制御手段３１は、まず上記選択手段３２にて選択された運転パターンを確認する。ここでは揺れ検知パターンが選択されているので、上記回転制御手段３１は、揺れ検知パターンに従った周波数Ｆｐを比較手段３３に出力する。
【００３７】
上記のように比較手段３３は周波数Ｆｐが入力されると、当該周波数Ｆｐと速度検知手段３４から入力される周波数Ｆｒの差分を差分情報Ｆとしてインバータ２５に入力する。インバータ２５は、当該差分情報に基づいて決定した電流を上記モータ２０に出力する。
【００３８】
図４の実線Ａ３で示すように、揺れ検知パターンにおいては目標速度Ｖ２で回転速度が一定となるため、目標速度Ｖ２と対応する周波数Ｆｐが出力されている間は、インバータ２５が出力する電流（電流値Ｉｏ）が安定する。したがって、目標速度Ｖ２と対応した周波数Ｆｐを出力している間は、上記回転制御手段３１は、上記選択手段３２に揺れ検知を指示すると共に、上記選択手段３２に周波数Ｆｐを入力する。
【００３９】
上記選択手段３２のテーブル３７には、目標速度Ｖ２と対応する周波数Ｆｐと電流値Ｉ２も関連付けて記述されている。この電流値Ｉ２は、船舶が揺れていないときに最大積載重量分の荷物が積載された状態の回転ラック１０を目標速度Ｖ２で回転させるために必要な電流値である（電流値Ｉ１＞電流値Ｉ２）。
【００４０】
揺れ検知が指示されると、上記選択手段３２に備えられた第２の判断手段４１は、電流値Ｉｏを取得し、当該電流値Ｉｏと第２の規定量（ｊ×電流値Ｉ２（ｊ：係数））とを比較する（図２、Ｓ２０３）。そして、上記第２の判断手段４１は、揺れ検知が指示されている間の電流値Ｉｏが常に第２の規定量よりも小さいときは、船舶が揺れていないと判断する。揺れていないと判断すると、上記第２の判断手段４１は、カウンタ３６の値を１増加させる（図２、Ｓ２０４）。
【００４１】
上記判断ステップ２０３において、揺れていると判断すると、上記第２の判断手段４１は、上記カウンタ３６の値を０にする（図２、Ｓ２０５）。
【００４２】
上記第２の判断手段４１は、上記カウンタ３６の値が所定値となれば、運転パターンとして通常パターンを選択する（図２、Ｓ２０６→Ｓ２０７）。また、カウンタの値が所定値以下であれば、上記第２の判断手段４１は、再度揺れ検知パターンを選択する（図２、Ｓ２０６）。
【００４３】
以上のように上記カウンタ３６は、上記選択手段３２によって船舶が揺れていないと判断されたことが何回連続したかを保持している。このように、所定回数連続して船舶が揺れていないと判断されることで始めて通常パターンが選択されるのは、船舶の揺れの周期が大きく電流値Ｉｏと電流値Ｉ２を比較している間たまたま揺れが発生していない場合があるためである。もちろん、このようなことが考えられない状況で回転ラック１０を使用するときは、電流値Ｉｏが第２の規定量を下回ることを１回でも検知できれば、上記選択手段３２は通常パターンを選択してもよい。
【００４４】
判断ステップ２０７における通常モードが選択された時が図４に示す時間Ｔｑであったとすると、上記回転制御手段３１は、時間Ｔｑから周波数Ｆｐを徐々に大きくして、点線Ａ４で示すように回転ラック１０の回転速度を上げる。上記回転制御手段３１は、目標速度Ｖ１と対応する周波数を出力すると、それ以降は、通常パターンに従った周波数Ｆｏを出力する。
【００４５】
そして上記回転制御手段３１は、上記検知手段２７から指定棚の近くにある棚が入出庫口ＨＰ付近を通過した旨を取得すると、上記選択手段３２への揺れ検知の指示を中止する。更に上記回転制御手段３１は、上記インバータ２５への周波数Ｆｏの周波数を徐々に小さくし、上記指定棚が入出庫口ＨＰに到達した時点で周波数Ｆｏを０にする。
【００４６】
指定棚が入出庫口ＨＰに到達した時点で、操作盤２１から次の指定棚の棚番号が入力されていたら、上記回転制御手段３１は、通常パターンに従って回転ラック１０を回転させて指定棚を入出庫口ＨＰに移動させる。
【００４７】
また判断ステップ２０６において、再度揺れ検知パターンが選択された場合、上記回転制御手段３１は、実線Ａ３に示す速度で回転ラック１０を回転させて、指定棚を入出庫口ＨＰに移動させる。
【００４８】
この場合も、上記回転制御手段３１は、上記センサ２７から指定棚の近くにある棚が入出庫口ＨＰ付近を通過した旨を取得すると、上記選択手段３２への揺れ検知の指示を中止する。そして、上記回転制御手段３１は、上記インバータ２５への周波数Ｆｏの周波数を徐々に小さくして、上記指定棚が入出庫口ＨＰに到達した時点で周波数Ｆｏを０にする。
【００４９】
指定棚が入出庫口ＨＰに到達した時点で、操作盤２１から次の指定棚の棚番号が入力されていたら、上記回転制御手段３１は、上記揺れ検知パターンで回転ラック１０を回転させて次の指定棚を入出庫口ＨＰに移動させる。
【００５０】
なお、上記判断ステップ２０３で、第２の規定量を大幅に上回る電流値Ｉｏを検出した場合、上記選択手段３２（第２の判断手段４１）は、上記揺れ検知パターンよりも更に回転速度が遅い運転パターンを選択するようにしてもよい。
【００５１】
また、上記では電流値Ｉｏが第１の規定量以上であること、またはカウンタ３６が所定値以上であることを検知すると、上記選択手段３２は、回転ラック１０の回転中であっても運転パターンの選択を行うが、この選択を回転ラック１０が停止した後に行ってもよい。例えば、運転パターンの選択を、現在の指定棚を入出庫口ＨＰに移動させた後に行ってもよい。
【００５２】
上記では、回転ラック１０が船舶に搭載されている場面を用いて説明したが、本発明の回転ラック制御装置３０は、船舶に搭載されていない回転ラック３０の回転を制御することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
上記回転制御手段は揺れがあったときは、回転速度が遅い揺れ検知パターンに従って回転ラックを回転させるので、回転ラックが揺れていても小さい容量のモータとインバータで回転ラックを回転させることができる。また、容量の小さいモータとインバータを用いることで、無駄な電力の消費を抑えることができる。
【００５４】
また、揺れがないときも、必要以上のエネルギーで回転ラック１０の回転及び停止を行うことがないので、モータ２０や回転ラック１０の電動ベルト１９や連結部材１７等に衝撃を与えることはないため、これらの破損等を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略ブロック図。
【図２】運転パターンの選択手順を示すフローチャート。
【図３】通常パターンの速度と時間の関係を示した図。
【図４】揺れ検知パターンの速度と時間の関係を示した図。
【図５】船舶と船舶に搭載された回転ラックの概略図。
【図６】回転ラックの全体図。
【図７】回転ラックの全体図。
【図８】回転ラックの全体図。
【図９】操作盤の全体図。
【符号の説明】
１０　回転ラック
１１　棚
２０　モータ
２５　インバータ
３０　回転ラック制御装置
３１　回転制御手段
３２　選択手段
３６　カウンタ
【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】
2004091076.tif 000009
【図８】
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【図９】
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