(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックの全幅の長さを有しラックに沿って昇降する昇降フレームと、この昇降フレーム内をラックの幅方向に横行し荷物をラックの目的の位置に置き、または目的の位置の荷物を取り出す横行台車と、を備え、
前記昇降フレームの両端部に接続され、さらに前記昇降フレームの両端の上方に設けられた滑車に掛けられた昇降ワイヤと、
前記滑車を介して前記昇降フレームから延びている前記昇降ワイヤが接続されたカウンタウエイトと、
該カウンタウエイトに接続され前記カウンタウエイトを下方に引っ張る第１ワイヤと、
前記カウンタウエイトに接続され前記カウンタウエイトを上方に引っ張る第２ワイヤと、
前記カウンタウエイトから下側シーブを介して延びている第１ワイヤと、前記カウンタウエイトから上側シーブを介して延びている第２ワイヤとが巻かれた単一のワイヤドラムと、をさらに備え、
前記第１ワイヤと第２ワイヤは、前記単一のワイヤドラムに互いに逆方向に巻かれており、
前記単一のワイヤドラムが一方の方向に回転駆動されると、第１ワイヤが該ワイヤドラムに巻き取られ第２ワイヤが該ワイヤドラムから巻き出され、該ワイヤドラムが他方の方向に回転駆動されると、第２ワイヤが該ワイヤドラムに巻き取られ第１ワイヤが該ワイヤドラムから巻き出される、ことを特徴とする物流倉庫搬送装置。
【請求項２】
前記昇降フレームは前記横行台車位置の撓み計測装置を有し、計測された撓み量に基づく撓み補正量を算出し、この撓み補正量に応じて昇降フレームの巻上げ、巻下げ量が調整されることを特徴とする請求項１記載の物流倉庫搬送装置。
【請求項３】
前記撓み補正量には前記横行台車が荷物をラックに積み込むまたはラックから取り出す際の荷物の変位も加算されることを特徴とする請求項２記載の物流倉庫搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はラックに荷物を積み込みまたは積み下ろしする物流倉庫の搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
両側に高いラックが立ち並び、その間をクレーンが横行しラックの目的の位置に荷物を乗せ、またはそのラックから荷物を取り出す物流倉庫が普及している。図１５〜図１６はこのような物流倉庫の一例を示す。図１６は図１５のＺ−Ｚ断面図である。図１５において、床より天井まで設けられたラック１が両側に並ぶ間を物流クレーン２が走行する。ラック１はラック柱３と荷物１３を支持する荷受け材４よりなる。図１６に示すように、物流クレーン２は、走行車輪５を有したサドル６の前後に２本の支柱７を設け上端を上部ローラ８を天井側に有する横材９で接合した枠組み構造よりなり、倉庫床に設けられたレール１０上を走行サドル６に設けられた走行駆動装置１１により走行する。ラック１方向への倒れは倉庫天井に設けられた上部レール１２に上部ローラ８がガイドされることにより防止される。支柱７間には荷物１３をラック１に積み下ろしするフォーク１４を設けたケージ１５がワイヤ１６でワイヤドラム１７により昇降する。物流クレーン２の制御は走行サドル６の先端に設けられた制御装置１８により行われ、この制御装置１８の前面に設けられた光伝送装置１９により地上制御盤２０と信号の伝送を行なう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した物流クレーン２は次のような問題があった。
（１）クレーンが倉庫内を走行する構造のため、全ての機器がクレーンに取付けられ、さらに走行方向のクレーンの揺れを少くするため、クレーン本体が重く大きな構造となっている。
（２）走行部が重く、衝突の危険を考慮すると高速走行に限界がある。また走行レールが必要で、蛇行による走行車輪やレールの摩耗が発生する。
（３）クレーンの駆動装置や制御装置がクレーンに搭載されており、地上制御盤と光伝送装置により交信するため、リアルタイムの制御ができない。また制御ハードウエアとソフトウエア共、クレーン上と地上の２箇所に必要で、現地調整も両方とも必要になる。
（４）走行サドルが大きいため、荷物を出し入れする倉庫の前後に設けられる開口は走行サドルの両側に設けられる関係上、その開口が大きくなる。また荷物は走行サドルより上側に置かないと積込みや取り出しができないのでラックの最下段の高さが高くなる。これらにより倉庫内の荷物を置けない無駄なスペースが大きい。
【０００４】
本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、走行する構造を小さくすることにより高速運転を可能にし、倉庫内スペースの有効利用を図ることを目的とする。また制御装置は地上に設けリアルタイムの制御を行なうことを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ラックの全幅の長さを有しラックに沿って昇降する昇降フレームと、この昇降フレーム内をラックの幅方向に横行し荷物をラックの目的の位置に置き、または目的の位置の荷物を取り出す横行台車と、を備え、前記昇降フレームの両端部に接続され、さらに前記昇降フレームの両端の上方に設けられた滑車に掛けられた昇降ワイヤと、前記滑車を介して前記昇降フレームから延びている前記昇降ワイヤが接続されたカウンタウエイトと、該カウンタウエイトに接続され前記カウンタウエイトを下方に引っ張る第１ワイヤと、前記カウンタウエイトに接続され前記カウンタウエイトを上方に引っ張る第２ワイヤと、前記カウンタウエイトから下側シーブを介して延びている第１ワイヤと、前記カウンタウエイトから上側シーブを介して延びている第２ワイヤとが巻かれた単一のワイヤドラムと、をさらに備え、前記第１ワイヤと第２ワイヤは、前記単一のワイヤドラムに互いに逆方向に巻かれており、前記単一のワイヤドラムが一方の方向に回転駆動されると、第１ワイヤが該ワイヤドラムに巻き取られ第２ワイヤが該ワイヤドラムから巻き出され、該ワイヤドラムが他方の方向に回転駆動されると、第２ワイヤが該ワイヤドラムに巻き取られ第１ワイヤが該ワイヤドラムから巻き出される。
【０００６】
荷物を積んだ横行台車のみが昇降フレーム内を横行するので、横行する部材は小さくなり高速運転が可能になる。また従来のように走行サドルがないので倉庫内のスペースの有効利用率が向上する。また制御装置を地上に設けることができるのでリアルタイムの制御が可能になる。
【０００８】
昇降フレームを昇降するワイヤの中間にカウンタウエイトを設けることにより昇降装置の駆動力を大幅に少くすることができる。
【００１０】
カウンタウエイトを上下両方に引っ張ることにより昇降フレームの上下方向の振れの発生を防止する。また１つのワイヤドラムに第１ワイヤと第２ワイヤを互いに逆方向に巻き、回転することにより引き下げと引き上げを同時に１つのワイヤドラムで行なうことができる。
【００１１】
請求項２の発明は、前記昇降フレームは前記横行台車位置の撓み計測装置を有し、計測された撓み量に基づく撓み補正量を算出し、この撓み補正量に応じて昇降フレームの巻上げ、巻下げ量が調整される。
【００１２】
昇降フレームはラックの全幅の長さがあるため荷物を積んだ横行台車が移動すると撓み、撓み量は横行台車の移動位置により変わってくる。このため撓み計測装置で上下方向の撓みを計測しこれに基づく補正量を巻上げ、巻下げ量に加算または減算して正確な位置に横行台車を昇降する。
【００１３】
請求項３の発明は、前記撓み補正量には前記横行台車が荷物をラックに積み込むまたはラックから取り出す際の荷物の変位も加算される。
【００１４】
台車より荷物をラックに乗せるとき、またはラックから取り出すとき昇降フレームの捩れなどにより荷物は下方へ変位する。この変位も考慮して巻上げ、巻下げの補正は行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態の物流倉庫縦断面図であり、図２は図１のＵ−Ｕ断面図である。物流倉庫は外壁２１によって囲まれており、内部に床より天井まで、また幅は倉庫のほぼ全長にわたるラック２２が２面向かいあって並び、この間にこのラック２２の幅とほぼ同じ長さの昇降フレーム２３が設けられている。昇降フレーム２３には荷物３５を載せてラック２２の全幅にわたり横行する横行台車２４が設けられている。横行台車２４には荷物３５をラック２２に載せ、またはラック２２から荷物３５を取り出すフォーク２４ａが設けられている。昇降フレーム２３の上端部には横行台車２４をワイヤで横行させる横行駆動装置２５とフォーク２４ａをラック２２へ出し入れするフォーク駆動装置２６が設けられている。
【００１６】
昇降フレーム２３の両端はそれぞれワイヤ２７，２８で吊り下げられシーブを介してカウンタウエイト２９に接続されている。カウンタウエイト２９はワイヤとシーブを介してドラム３０に接続されており、ドラムは減速機、電動機、ブレーキよりなる昇降駆動装置３１により駆動され、昇降フレーム２３を巻上げ、巻下げする。倉庫前端のラック２２の最下段スペースは入出庫スペース３２になっており、床には倉庫の外側まで続くローラコンベア３３が設けられ、倉庫への荷物３５の出し入れが行われる。
【００１７】
次に本物流倉庫への荷物３５の入庫動作を説明する。荷物３５はローラコンベア３３により入出庫スペース３２に送られてくる。ローラコンベア３３上の荷物３５はラック２２の最下段スペースまで降下した昇降フレーム２３の横行台車２４上にフォーク２４ａにより搭載される。昇降フレーム２３と横行台車２４はラック２２の目的位置（番地）に向って昇降駆動装置３１により巻上られ、横行駆動装置２５により横行する。目的位置に横行台車２４が来ると、横行台車２４上のフォーク２４ａをフォーク駆動装置２６により荷物３５をラック２２に置く。なおフォーク駆動装置２６は昇降フレーム２３上に設置される場合は、ワイヤまたはチェーンにより引っ張ってフォーク２４ａを移動するが、昇降フレーム２３の長さが長くなるとワイヤやチェーンの伸びが大きくなるので、横行台車２４上に設置する。出庫の場合は上記の逆の手順によりラック２２内の荷物３５をローラコンベア３３上に取り出す。
【００１８】
次に各構造とその動作を説明する。
図３は昇降フレーム２３の構造図、図４は図３のＶ−Ｖ矢視図である。図５は横行台車２４の車輪４７とレール４２および台車浮き上がり防止材４６を示す。昇降フレーム２３は上部ビーム４１と下部ビーム４２、両者４１，４２を側面で結ぶ垂直補強材４３と上下面で結ぶ水平補強材４５、および両端面ですじかいに結ぶ端面補強材４４より構成される。上部ビーム４１は強度上の主メンバーでありアングルやチャンネル等の型鋼で構成される。下部ビーム４２はアングルやチャンネル等の型鋼で構成され、横行レールとして用いられ、さらにフォーク２４ａ出し入れ時の横行台車２４の横行車輪４７浮き上がり防止機能も有する。
【００１９】
横行台車２４は下部ビーム４２のレール上を横行車輪４７により横行する。横行台車２４の前後にはワイヤ４９が接続されドラム５０に互いに逆向きに巻き取られ、一方が巻き取られると他方が繰り出されることにより横行する。横行台車２４の前方または後方、またはその両方のワイヤ４９にはテンション用のバネ５１が設けられており、横行台車２４の左右の振れを押さえるためにワイヤ４９の張力を上げたとき、上部ビーム４１の変形等からくる異常な張力を押さえる働きをする。なおドラム５０は横行駆動装置２５により駆動される。ワイヤ４９はチェーンとしてもよく、この場合はドラム５０はスプロケットになる。横行台車２４の上面には荷物３５をラック２２に出し入れするフォーク２４ａが設けられ、上部ビーム４１上または横行台車２４内に設置された電動機により駆動される。フォーク２４ａは図４に破線で示すようにラック２２側に出入りする。
【００２０】
図５は荷物３５を積んだフォーク２４ａの出し入れによる横行台車２４の横行車輪４７の浮き上がり防止機構を示す。下部ビーム４２のアングルの上面は横行車輪４７のレールとなっており、この下面に平行にフラットバーよりなる浮き上がり防止材４６が横行台車２４に取付けられている。この浮き上がり防止材４６上面とレール下面の間隙ｔはフォーク２４ａ出し入れの際の浮き上がりガタになるので小さくするが、より間隙ｔを少くするために（Ｂ）に示すようにスペーサ４８を入れたり、（Ｃ）に示すようにコロ５２を入れてもよい。
【００２１】
次に、昇降フレーム２３の動作について説明する。図６は昇降フレーム２３を両端で吊り昇降する場合の昇降機構説明図、図７は昇降フレーム２３を両端と中央の３点で吊り昇降する場合の昇降機構説明図、図８は昇降フレーム２３を両端と中央２店の合計４点で吊り昇降する場合の昇降機構説明図であり、図９はカウンタウエイト２９の振れ防止のワイヤ掛け図である。図６において（Ｂ）は（Ａ）のＷ−Ｗ矢視図であり、図９において（Ｂ）は（Ａ）のドラム３０の詳細図である。図６を参照して、昇降フレーム２３は一端をワイヤ２７で吊られ、シーブ６１と２連シーブ６２を介してカウンタウエイト２９に接続されている。また他端はワイヤ２８に吊られ、２連シーブ６２を介してカウンタウエイト２９に接続されている。カウンタウエイト２９は昇降フレーム２３の全体の重量分を相殺するためのウエイトである。
【００２２】
カウンタウエイト２９の下部にはワイヤ６３が接続され、シーブ６４、６５を介してドラム３０で巻取り巻戻しされる。ドラム３０は減速機、電動機、ブレーキよりなる昇降駆動装置３１により駆動される。シーブ６４は昇降フレーム２３が最上部に上がったときカウンタウエイト２９は地上レベルまで下がるので、地上レベルより下げた位置で引っ張れるように設置されており、シーブ６５はドラム３０に対するワイヤ６３のフリートアングルを十分小さくするために設けられている。
【００２３】
通常は図６のワイヤ掛けで、昇降フレーム２３をカウンタウエイト２９より重くしてワイヤ６３に張力を掛けてカウンタウエイト２９の上下方向の振れを押さえるが、昇降フレーム２３とカウンタウエイト２９のバランスをより零に近づけて昇降駆動装置３１の容量を小さくする場合は図９に示すように、カウンタウエイト２９を上下両方向で引っ張り、カウンタウエイト２９の振れを押さえる。
【００２４】
なお、昇降フレーム２３が長大である場合や撓みを少なくしたい場合は、図７、図８に示すように中央に１本または２本吊りワイヤ２７ａ，２７ｂとシーブ６１ａ，６１ｂを設ける。この場合もワイヤ２７，２７ａ，２７ｂ，２８は全てカウンタウエイト２９に接続される。
【００２５】
図９において、図６で説明したカウンタウエイト２９下部に接続するワイヤ６３を第１ワイヤとする。図９ではカウンタウエイト２９の上部にさらに第２ワイヤ６６を接続しフリートアングルを小さくするシーブ６７を介してドラム３０に巻き付ける。ドラム３０には第１ワイヤ６３と第２ワイヤ６６とを互いに逆方向に巻き付け、トラム３０を回転することにより一方のワイヤを巻取り、他方のワイヤを巻戻すようにしている。これによりカウンタウエイト２９を常に上下から押さえた状態になり、上下の振れおよびカウンターウエイト２９が昇降フレーム２３より重い場合のカウンタウエイト２９の自由落下を防止し、昇降フレーム２３の上下振れを防止し安定した動作を行わせる。
【００２６】
次に昇降フレーム２３の昇降をガイドする昇降レール７１について説明する。図１０は昇降レール７１と昇降フレーム２３との取合いを示し、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図を示す。図１１は昇降レール７１の取付け位置を示す。昇降フレーム２３の昇降レール７１は、昇降フレーム２３が真っ直ぐに上下し、かつフォーク２４ａに荷物３５を積んで出し入れする際の昇降フレーム２３の傾き（捩れ）を押さえる目的で取付けられている。図１１に示すように、両ラック２２をラックビーム７５の位置で水平支持材７２で接続し、この水平支持材７２に直角に昇降レール７１を取り付ける。昇降レール７１はＩビーム、Ｈビーム、レールなどの型鋼が用いられ、水平支持材７２はアングルやＩビーム等の型鋼が用いられる。なお、フォーク２４ａはラックビーム７５の位置でのみ荷物３５の出し入れを行うので、水平支持材７２はこの位置にのみ設ければよい。
【００２７】
図１０に示すように、昇降フレーム２３の両端には昇降レール７１の昇降フレーム２３との対向面を転がる第１昇降ローラ７３と、昇降レール７１の腹板７１ａを両側から挟んで設けられた第２昇降ローラ７４とが取付けられている。第１ローラ７３は横行方向の移動を押さえ、第２ローラ７４はフォーク２４ａを出し入れする際の昇降フレーム２３の傾き（捩れ）を押さえる。
【００２８】
次に昇降フレーム２３の撓み検出装置と撓み補正方法について説明する。図１２は昇降フレーム撓み検出装置を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ矢視図である。図１３は撓み検出用ワイヤ掛けを示す。昇降フレーム２３を荷物３５を積んだ横行台車２４が横行すると昇降フレーム２３が撓む。目的のラック２２の位置に横行台車２４を運ぶためにはこの撓み分補正して巻上げ巻下げしなければならない。
【００２９】
昇降フレーム２３の中央ａ点の位置は、ワイヤ８１と２つのシーブ８２，８３を介して接続された計測用ウエイト８６とシーブ８３に取付けられこの回転を検出するロータリエンコーダ８８により計測される。また昇降フレーム２３の端ｂ点の位置は、ワイヤ８４とシーブ８５を介して接続された計測用ウエイト８７とシーブ８５に取付けられこの回転を検出するロータリエンコーダ８９により計測される。両ロータリエンコーダ８８，８９のカウンタ値の差から中央ａ点の撓みが得られる。ａ点以外の任意の位置（横行台車２４の位置）の撓みは、ａ点の撓みをパラメータとして予め計算または実測によりルックアップ・テーブル等を作成しておき直ちに求めることができる。
【００３０】
昇降フレーム２３の撓みは上述の撓み以外にフォーク２４ａを出し入れする際の昇降フレーム２３の捩れによる撓みがあり、この捩れ撓みも上記装置でフォーク２４ａに荷物３５を乗せて出したときと、出さないときの差から求めることができ、同様にａ点の捩れ撓みをパラメータとして各位置の捩れ撓みの計算値または実測値を求めてルックアップテーブルにしておき、２つのルックアップ・テーブルから任意の位置の合成撓みを得ることができる。
【００３１】
実際の撓み補正の動きは、得られた合成撓み分、余分に上側の位置で停止させるものであるが、この撓み量が大きい場合は、フォーク２４ａの出し入れに応じて巻上げ巻下げを行うことにより、より正確な位置でフォーク２４ａの出し入れを行うことができる。図１４はフォーク２４ａ出し入れの撓み補正説明図である。フォーク２４ａの出し量により生じた撓みＡ−Ｂ＝Ｂ１，およびＡ−Ｃ＝Ｃ１の量を昇降ワイヤ２７，２８をＡ２点からＢ２点，Ｃ２点に巻上げて、Ｂ点，Ｃ点がＡ点と同じ位置で水平移動するようにする。
【００３２】
上記以外にフォーク２４ａ自身の撓みがあるが、この撓みについては、昇降駆動装置３１の電動機の電流値に基づき荷重計算して荷重を算出し、荷重値に応じた補正を行う。この補正は横行台車２４の横行位置には無関係である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は以下の効果を奏する。
（１）移動部分を軽量化でき、横行方向のクレーンの揺れ、横行エンドへの衝突の危険がないので、高速、高加減速での運転が可能となり、荷物出し入れのサイクルタイムを大幅に短縮できる。
（２）サイクルタイムが短く、精度の高い運転ができ、入出庫スペースを小さくでき、サドル部がないので従来これ以下にはラックスペースを設けられなかったが、床近くまでラックスペースを設けることができる。
（３）軽量化、短サイクルタイム、およびカウンタウエイトの効果により省エネルギの装置となる。
（４）昇降駆動装置を地上に設置するので、現地工事・調整が容易となる。
（５）制御装置を地上に設置し、さらに光伝送が不要になるので、リアルタイム処理が可能になり、地上でクレーンの正確な状態を把握でき、リアルタイム画像表示、在庫管理が可能になる。
（６）地上の１台の制御装置のみで、全ての制御を行うので、制御のハードウエア、ソフトウエアとも１組でよくコストダウンとなる。
（７）地上で１人のみで現地調整、デバックが可能となり、人件費のコストダウンを図れる。
（８）装置全体が軽量、小型化が可能となり、全体的に大幅なコストダウンが可能となる。
（９）危険物、冷凍用は倉庫の外から操作できるため、従来のような防爆仕様、冷凍仕様が不要となり、コストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の物流倉庫断面図である。
【図２】図１のＵ−Ｕ断面図である。
【図３】昇降フレームの構造図である。
【図４】図３のＶ−Ｖ矢視図である。
【図５】横行台車の車輪浮き上がり止めを示す図である。
【図６】昇降フレームを２点吊りした昇降機構説明図である。
【図７】昇降フレームを３点吊りした昇降機構説明図である。
【図８】昇降フレームを４点吊りした昇降機構説明図である。
【図９】カウンタウエイトの振れ防止ワイヤ掛け図である。
【図１０】昇降レールと昇降フレームとの取合を示す図である。
【図１１】昇降レールの取付け位置を示す図である。
【図１２】昇降フレーム撓み検出装置を示す図である。
【図１３】撓み検出用ワイヤ掛け図である。
【図１４】フォーク出し入れの撓み補正説明図である。
【図１５】従来の物流クレーンを示す図である。
【図１６】図１５のＺ−Ｚ断面図である。
【符号の説明】
２１  外壁
２２  ラック
２３  昇降フレーム
２４  横行台車
２４ａ  フォーク
２５  横行駆動装置
２６  フォーク駆動装置
２７，２７ａ，２７ｂ，２８  ワイヤ
２９  カウンタウエイト
３０  ドラム
３１  昇降駆動装置
３２  入出庫スペース
３３  ローラコンベア
３５  荷物
４１  上部ビーム
４２  下部ビーム
４３  垂直補強材
４４  端面補強材
４５  水平補強材
４６  浮き上がり防止材
４７  横行車輪
４８  スペーサ
４９  ワイヤ
５０  ドラム
５１  バネ
５２  コロ
６１，６１ａ，６１ｂ，６２，６４，６５，６７  シーブ
６３  ワイヤ（第１ワイヤ）
６６  第２ワイヤ
７１  昇降レール
７１ａ  腹板
７２  水平支持材
７３  第１昇降ローラ
７４  第２昇降ローラ
７５  ラックビーム
８１，８４  ワイヤ
８２，８３，８５  シーブ
８６，８７  計測用ウエイト
８８，８９  ロータリエンコーダ
【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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