自動倉庫
【課題】スタッカークレーンの昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減できる自動倉庫の提供。
【解決手段】昇降駆動する第１昇降体２０と上記昇降駆動の負荷を低減させる重量の第２昇降体３０とを有するスタッカークレーン５を備え、第１昇降体２０に荷Ｍを搭載させて荷載置部との間で荷Ｍの受け渡しを行う自動倉庫１であって、第１昇降体２０を昇降させる前に、第１昇降体２０が昇降駆動する方向に応じて、第２昇降体３０の重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置４０を有するという構成を採用する。
【解決手段】昇降駆動する第１昇降体２０と上記昇降駆動の負荷を低減させる重量の第２昇降体３０とを有するスタッカークレーン５を備え、第１昇降体２０に荷Ｍを搭載させて荷載置部との間で荷Ｍの受け渡しを行う自動倉庫１であって、第１昇降体２０を昇降させる前に、第１昇降体２０が昇降駆動する方向に応じて、第２昇降体３０の重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置４０を有するという構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタッカークレーンを備える自動倉庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動倉庫においては、収納棚は高さ方向ならびに水平方向に複数区画された収納空間を有し、スタッカークレーンはこれら収納空間と対向する位置に荷を移動させ、フォークやアーム等の移載装置を用いて収納棚との間で荷の受け渡しをする構成が一般的である。このスタッカークレーンにおいては、荷の巻上げ時の昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減させるため、所定重量のカウンターウェイトを取り付けている（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１８５９８号公報
【特許文献２】特開平４−２６０５８６号公報
【特許文献３】特開平１１−３２２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、組立時等においてカウンターウェイトの重量を調節するものの、駆動時においては、カウンターウェイトはある決まった重量であるため、荷の重さによってアンバランスが生じ、その分のエネルギーが必要となっていた。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、スタッカークレーンの昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減できる自動倉庫の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、昇降駆動する昇降体と上記昇降駆動の負荷を低減させる重量のカウンターウェイトとを有するスタッカークレーンを備え、上記昇降体に荷を搭載させて荷載置部との間で上記荷の受け渡しを行う自動倉庫であって、上記昇降体を昇降駆動させる前に、上記昇降体が昇降駆動する方向に応じて、上記カウンターウェイトの重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が昇降する前に、昇降体が昇降する方向、すなわち上昇／下降の際の昇降駆動に伴う消費エネルギーが有利になるようにカウンターウェイトの重量を増減することができるため、スタッカークレーンの昇降駆動に伴うエネルギー消費が低減される。
【０００７】
また、本発明においては、上記カウンターウェイト重量増減装置は、上記昇降体が上昇するときに上記カウンターウェイトの重量を、上記搭載した荷の重量を含めた上記昇降体の重量よりも増加させ、上記昇降体が下降するときに上記カウンターウェイトの重量を、上記搭載した荷の重量を含めた上記昇降体の重量よりも減少させるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が上昇するときは、カウンターウェイトの重量が荷を含めた昇降体の重量よりも重くなり、その重量差で昇降体は引き上げられるため、上昇駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、本発明では、昇降体が下降するときは、カウンターウェイトの重量が荷を含めた昇降体の重量よりも軽くなり、その重量差で昇降体は自重により下降するため、下降駆動に伴うエネルギー消費が低減される。
【０００８】
また、本発明においては、上記昇降体を吊ったロープを巻取り若しくは巻戻すことで上記昇降駆動をさせる電動機と、上記昇降駆動に伴い上記電動機で発生した回生電力を蓄える蓄電装置と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が自重により下降する際の運動エネルギーを、電動機を発電機として用い電気エネルギーに変換して回収することができるため、エネルギー効率を高めることができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記電動機は、上記カウンターウェイトを吊った第２のロープを上記ロープとは逆巻で巻戻し若しくは巻取るという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が上昇する際においても、カウンターウェイトが自重により下降する際の運動エネルギーを、電動機を発電機として用い電気エネルギーに変換して回収することができるため、エネルギー効率をより高めることができる。
【００１０】
また、本発明においては、上記蓄電装置に蓄電された電力を、上記カウンターウェイト重量増減装置の駆動電力の少なくとも一部として供給する給電装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、カウンターウェイト重量増減装置を駆動させためのエネルギー消費の増加分を補填することができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記カウンターウェイト重量増減装置は、上記荷の重量を計測する荷重量計測装置と、上記荷重量計測装置の計測結果及び上記昇降体が昇降駆動する方向に応じて錘を上記カウンターウェイトに着脱するウェイト着脱装置と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、荷の重量及び昇降体の昇降方向に応じた錘をカウンターウェイトに着脱することで、カウンターウェイトの重量を増減させる。
【００１２】
また、本発明においては、上記荷載置部は、複数の高さで上記荷を収容する荷収容棚を有しており、上記ウェイト着脱装置は、上記複数の高さで上記錘を収容する錘収容棚を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が所定高さの荷収容棚に荷を降ろした後、その昇降体を昇降させることなく、カウンターウェイトに装着された錘を、所定高さの錘収容棚に降ろすことができる。また、本発明では、昇降体が所定高さの荷収容棚から荷を取り出した後、その昇降体を昇降させることなく、その重量に応じた錘を、所定高さの錘収容棚から取り出すことができる。
【００１３】
また、本発明においては、上記錘収容棚の複数の高さのうち少なくとも一つの段に収容された、上記錘の少なくとも一部を、上記錘収容棚の他の段に収容させる錘移動装置を有するという構成を採用する。また、本発明においては、上記錘移動装置は、上記荷の入出庫時以外の時に、上記錘収容棚の複数の高さのうち少なくとも一つの段に収容された、上記錘の少なくとも一部を、上記錘収容棚の他の段に収容させるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、上記錘を錘収容棚において最適に配置することができる。例えば、荷を含めた昇降体の重量とカウンターウェイトとの重量差を用いて昇降駆動させて入庫出庫動作を繰り返すと、少なくともその重量差分の錘が、位置エネルギーが小さい錘収容棚の下方の段に偏って載積してしまうので、位置エネルギーが最大の錘収容棚の最上段（ストック段）に戻す。また、当該錘の移動は、荷の入出庫時以外の時に行うことが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては、上記荷載置部は、搬入された荷が載置される荷搬入部を有しており、上記錘収容棚は、上記荷収容棚を挟んで上記荷搬入部が設けられる側に設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、荷が搬入される荷搬入部側において、カウンターウェイトの錘の着脱を行うことができるため、カウンターウェイトの重量調節の効率化を図ることができる。
【００１５】
また、本発明においては、上記荷載置部は、搬入された荷が載置される荷搬入部を有しており、上記荷重量計測装置は、上記荷搬入部に設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、荷搬入部から荷が昇降体に受け渡される前に、荷の重量を計測することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、昇降駆動する昇降体と上記昇降駆動の負荷を低減させる重量のカウンターウェイトとを有するスタッカークレーンを備え、上記昇降体に荷を搭載させて荷載置部との間で上記荷の受け渡しを行う自動倉庫であって、上記昇降体を昇降駆動させる前に、上記昇降体が昇降駆動する方向に応じて、上記カウンターウェイトの重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置を有するという構成を採用することによって、昇降体が昇降する前に、昇降体が昇降する方向、すなわち上昇／下降の際の昇降駆動に伴う消費エネルギーが有利になるようにカウンターウェイトの重量を増減することができる。
したがって、本発明では、スタッカークレーンの昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態における自動倉庫を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるスタッカークレーンの構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるスタッカークレーンのロープ配置図である。
【図４】本発明の実施形態における荷搬入部の構成を示す拡大図である。
【図５】本発明の実施形態における自動倉庫の入庫動作を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態における自動倉庫の出庫動作を説明するための図である。
【図７】本発明の別実施形態におけるスタッカークレーンの構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明の実施形態における自動倉庫１の構成を示す平面図である。
自動倉庫１は、搬入された荷Ｍが載置される荷搬入部２と、荷Ｍを収容する荷収容棚３と、搬出される荷Ｍが載置される荷搬出部４と、荷搬入部２，荷収容棚３，荷搬出部４からなる荷載置部との間で荷Ｍの受け渡しを行うスタッカークレーン５と、自動倉庫１の動作を制御する不図示のホストコンピュータ（以下、制御部と称する）と、制御部にアクセスする操作パネル６とを有している。また、自動倉庫１は、錘収容棚４３を備えるカウンターウェイト重量増減装置４０（後述）を有している。
【００１９】
自動倉庫１の床には、直線的に軌道レール７が敷設されており、スタッカークレーン５は、不図示の走行用モーターの駆動によって軌道レール７に沿って走行する構成となっている。荷収容棚３は、軌道レール７の幅方向両側に対となって設けられており、荷Ｍを上下方向に多段、且つ、水平方向に複数収容可能な構成となっている。本実施形態の荷収容棚３は、高さが数十メートル（例えば３０メートル）規模の大型のものである。また、軌道レール７の一端部には、軌道レール７を挟んで荷搬入部２と荷搬出部４とが互いに対向するように設けられる。スタッカークレーン５は、この軌道レール７の一端部（以下、ホームポジションと称する）で、搬入／搬出する荷Ｍの受け渡しを行う構成となっている。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態におけるスタッカークレーン５の構成を示す側面図である。
スタッカークレーン５は、軌道レール７に沿って走行自在の基台１１上に立設された一対のマスト１２を備える。一対のマスト１２は、走行方向において所定の距離で離間して配置されており、互いに平行に高さ方向に延在する。マスト１２は、荷収容棚３と同様の高さを有している。マスト１２の頂部には、フレーム１３が架設されており、フレーム１３は、所定高さに設けられた上部軌道レール８にガイドされる構成となっている。
【００２１】
スタッカークレーン５は、モーター（電動機）９と接続された昇降ドラム１０によって昇降駆動する第１昇降体（昇降体）２０及び第２昇降体（カウンターウェイト）３０を備える。第１昇降体２０は、荷Ｍを搭載して昇降駆動する構成となっており、一方の第２昇降体３０は、錘Ｗを搭載して第１昇降体２０と逆方向に昇降駆動しカウンターウェイトとして機能する構成となっている。
【００２２】
第１昇降体２０は、一対のマスト１２の間において不図示のフリーローラー等によってガイドされ、該マスト１２に沿って高さ方向に昇降駆動する構成となっている。本実施形態の第１昇降体２０は、ケージ２１と、ケージ２１上に装着された移載装置２２とを有する。移載装置２２は、走行方向と直交する水平方向に伸縮自在なフォークやアーム等から構成され、荷搬入部２，荷収容棚３，荷搬出部４との間で荷Ｍの受け渡しを行う構成となっている。
【００２３】
第２昇降体３０は、ホームポジションに向かう側のマスト１２に不図示のフリーローラー等によってガイドされ、該マスト１２に沿って高さ方向に昇降駆動する構成となっている。本実施形態の第２昇降体３０は、ケージ３１と、ケージ３１上に装着された移載装置３２とを有する。移載装置３２は、走行方向に伸縮自在なフォークやアーム等から構成され、錘収容棚４３との間で錘Ｗの受け渡しを行う構成となっている。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態におけるスタッカークレーン５のロープ配置図である。
本実施形態の昇降ドラム１０から繰り出されて第１昇降体２０を吊るロープ１４Ａは２本ある。ロープ１４Ａの一方は、シーブ１５ａ，１５ｂを経由してケージ２１に固定されている。ロープ１４Ａの他方は、シーブ１５ｃ，１５ｄを経由してケージ２１に固定されている。
本実施形態の昇降ドラム１０から繰り出されて第２昇降体３０を吊るロープ（第２のロープ）１４Ｂは２本ある。ロープ１４Ｂは、ロープ１４Ａとは逆巻で昇降ドラム１０から繰り出されている。ロープ１４Ｂの一方は、シーブ１６ａ，１６ｂを経由してケージ３１に固定されている。ロープ１４Ｂの他方は、シーブ１６ｃ，１６ｄを経由してケージ３１に固定されている。
【００２５】
本実施形態のロープ配置によれば、ロープ１４Ａが昇降ドラム１０に巻取られてケージ２１が上昇すると、それに連動してロープ１４Ｂが巻戻されてケージ３１が下降する。また、ロープ１４Ａが巻戻されてケージ２１が下降すると、それに連動してロープ１４Ｂが昇降ドラム１０に巻取られてケージ３１が上昇する。
【００２６】
ここで、第１昇降体２０が昇降駆動する方向、例えば下降する際に、該昇降駆動に伴うエネルギー消費的に有利なのは、第１昇降体２０の重量が第２昇降体３０の重量より重く、その重量差により第１昇降体２０が自重により下降する場合である。この場合、モーター９を駆動させる必要がなく、逆に、第１昇降体２０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されるため回生ブレーキによりその運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、蓄電装置１７でその回生電力を回収することができる。
【００２７】
一方、第１昇降体２０が上昇する際に、該昇降駆動に伴うエネルギー消費的に有利なのは、第１昇降体２０の重量が第２昇降体３０の重量より軽く、その重量差により第１昇降体２０が引き上げられて上昇する場合である。この場合も同じく、モーター９を駆動させる必要がなく、逆に、第２昇降体３０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されるため回生ブレーキによりその運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、蓄電装置１７でその回生電力を回収することができる。
【００２８】
なお、蓄電装置１７は、モーター９から出力される、例えば、三相交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換器、二次電池、あるいはキャパシタ等から構成される。また、図中、符号１８は、蓄電装置１７に蓄えた電力を、所定の装置（本実施形態では移載装置３２あるいはモーター９）の駆動電力の少なくとも一部として供給して、エネルギー効率を高める給電装置を示す。
【００２９】
本実施形態では、第１昇降体２０が昇降駆動する前に、その第１昇降体２０が昇降駆動する方向に応じて、エネルギー消費が有利になるように第２昇降体３０の重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置４０を備える。図１に示すように、カウンターウェイト重量増減装置４０は、荷Ｍの重量を計測する荷重量計測装置４１と、荷重量計測装置４１の計測結果及び第１昇降体２０の昇降駆動する方向に応じて錘Ｗを第２昇降体３０に着脱するウェイト着脱装置４２とを有する。
【００３０】
図４は、本発明の実施形態における荷搬入部２の構成を示す拡大図である。
図４に示すように、本実施形態の荷重量計測装置４１は、荷搬入部２に設けられている。この構成によれば、搬入された荷Ｍが先ず載置される荷搬入部２において、荷Ｍの重量を計測できるため、荷Ｍが第１昇降体２０に搭載される前に、荷Ｍの重量を計測することができる。荷重量計測装置４１は、例えばロードセルから構成され、その計測結果は、不図示の制御部に伝送される。
【００３１】
ウェイト着脱装置４２は、図１及び図２に示すように、第２昇降体３０の移載装置３２と、錘Ｗを収容する錘収容棚４３とから構成される。
錘収容棚４３は、図２に示すように、錘Ｗを所定高さ毎に収容可能な構成となっている。錘収容棚４３の段数は、荷収容棚３の段数と対応し、その段数と同数で構成されている。例えば、荷収容棚３が五段構成であれば、それに対応して、錘収容棚４３も五段構成となる（図２参照）。この構成によれば、例えば、第１昇降体２０が荷収容棚３の一段目（最下段）に対向するとき、第２昇降体３０は、錘収容棚４３の五段目（最上段）に対向する。また、例えば、第１昇降体２０が荷収容棚３の四段目に対向するとき、第２昇降体３０は、錘収容棚４３の二段目に対向する。
【００３２】
この錘収容棚４３は、図１に示すように、ホームポジション（荷収容棚３を挟んで荷搬入部２が設けられる側）に設けられている。錘収容棚４３は、荷収容棚３を挟んで荷搬入部２が設けられる側と逆側に配置してもよいが、錘Ｗを着脱するためには、荷搬入部２と逆側に走行しなくてはならなくなる。一方、ホームポジションに錘収容棚４３を設ければ、荷Ｍの搭載と錘Ｗの着脱を同じ位置で行えるので積み上げ／積み下ろしの効率化を図ることができる。
【００３３】
図２に戻り、錘収容棚４３の最上段には、錘Ｗが複数ストックされている。最下段に位置する第１昇降体２０に荷Ｍが搭載される際には、第２昇降体３０は、錘収容棚４３の最上段に対向しているので、移載装置３２は、不図示の制御部の制御の下に駆動し、錘Ｗを錘収容棚４３の最上段から取り出すことで、第１昇降体２０の重量（荷Ｍの重量を含む）と第２昇降体３０の重量（錘Ｗの重量を含む）とを、第１昇降体２０の昇降方向に応じて調節する構成となっている。
【００３４】
なお、荷Ｍの重量に対応し一対一で錘Ｗを複数種（最大、荷収容棚３の荷収容可能数分）用意することは困難であるので、例えば、錘Ｗを所定重量毎（例えば１０ｋｇ（キログラム）毎、１００ｋｇ毎、１ｔ（トン）毎）に複数用意し、その所定重量単位毎に錘Ｗを複数取り出して、重量を調節させる構成であることが好ましい。
【００３５】
続いて、上記構成の自動倉庫１における入庫動作及び出庫動作について図５及び図６を追加参照して説明する。
図５は、本発明の実施形態における自動倉庫１の入庫動作を説明するための図である。図６は、本発明の実施形態における自動倉庫１の出庫動作を説明するための図である。
また、以下の説明では、第１昇降体２０の重量（荷Ｍ無し）は、第２昇降体３０の重量（錘Ｗ無し）よりも所定重量だけ重いものとして説明する。また、図５及び図６中に示される関係式のうち、Ａは第１昇降体２０の重量（荷Ｍの重量を含む）を示し、Ｂは第２昇降体３０の重量（錘Ｗの重量を含む）を示す。
【００３６】
入庫動作においては、先ず、フォークリフト等の搬送装置により、荷収容棚３に収容するべき荷Ｍが搬送されてくる。そして、荷Ｍは、図４に示すように、荷搬入部２に載置される。荷搬入部２に設けられた荷重量計測装置４１は、載置された荷Ｍの重量を計測する。そして、その計測結果が、制御部に伝送されて記憶される。また、操作パネル６により、荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示が行われ、その指示が制御部に伝送されて記憶される。なお、本実施形態の荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示は、例えば、スタッカークレーン５の走行方向における荷収容棚３の位置を「番地」と称して識別し、昇降方向における荷収容棚３の位置を「段」と称して識別し、さらに軌道レール７を挟んで設けられた荷収容棚３それぞれを「列」と称して識別し、例えば、「１列、３番地、５段」と指定することで、収納位置を一意に特定することで行う。
【００３７】
次に、制御部は、移載装置２２を駆動させ、荷搬入部２から荷Ｍを第１昇降体２０に搭載させる。そして、制御部は、移載装置３２を駆動させ、荷Ｍの重量計測結果及び第１昇降体２０の昇降駆動する方向に基づいて、錘Ｗを錘収容棚４３から第２昇降体３０に搭載させる（図５（ａ）参照）。この場合は、第１昇降体２０を上昇駆動させるため、第１昇降体２０の重量Ａよりも、第２昇降体３０の重量Ｂが重くなるように、錘Ｗを搭載させる。
なお、図中、符号ｗ１は第１昇降体２０（荷無し）の重量と第２昇降体（荷無し）の重量の差分の重量を有する錘を示し、符号ｗ２，ｗ３は合わせて、第１昇降体２０に搭載された荷Ｍの重量と同程度の重量を有する錘を示し、符号ｗ４は、第１昇降体２０の重量Ａよりも第２昇降体３０の重量Ｂを重くするための重量を有する錘を示す。
【００３８】
荷Ｍを受けるとき、第１昇降体２０は、最下段（一段）に位置しているので、第２昇降体３０は、錘Ｗがストックされている錘収容棚４３の最上段（五段）と対向している。したがって、昇降駆動を行う前の状態で、錘Ｗが第２昇降体３０に搭載される。
【００３９】
次に、制御部は、荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示に基づいて、スタッカークレーン５を走行させる。そして、スタッカークレーン５は、荷収容棚３に対向する所定位置に移動した後、収容するべき所定高さの段まで荷Ｍを上昇させる。
このとき、第２昇降体３０の重量Ｂが第１昇降体２０の重量Ａよりも重くなっているため、その重量差で第１昇降体２０は巻き上げられ、上昇駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、第２昇降体３０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されて回生ブレーキによりその運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、その回生電力が蓄電装置１７に回収される。
【００４０】
当該昇降駆動により第１昇降体２０が、荷収容棚３の目的の段（ここでは五段）まで上昇すると、それに連動して第２昇降体３０が錘収容棚４３の五段に対応する位置から錘収容棚４３の一段に対応する位置まで下降する。制御部は、移載装置２２を駆動させ、第１昇降体２０から荷収容棚３に荷Ｍを移載させる（図５（ｂ）参照）。
荷Ｍを移載し終えたら、制御部は、昇降駆動をさせることなく、スタッカークレーン５をホームポジションまで移動させる。そうすると、第２昇降体３０は、ホームポジションにおいて、錘収容棚４３の一段目に対向することとなる。
【００４１】
次に、制御部は、移載装置３２を駆動させ、錘Ｗを錘収容棚４３の一段に降ろす。これにより、第１昇降体２０の重量Ａよりも、第２昇降体３０の重量Ｂを軽くすることができる。錘Ｗを降ろし終えたら、制御部は、昇降ドラム１０を駆動させ、第１昇降体２０を、次の荷Ｍを受けることが可能な最下段に位置させ、第２昇降体３０を、錘Ｗをストックしている錘収容棚４３の最上段に位置させる。当該昇降駆動においては、第１昇降体２０の重量Ａが第２昇降体３０の重量Ｂよりも重くなっているため、その重量差で第１昇降体２０は自重により下降し、下降駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、第１昇降体２０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されて回生ブレーキによりその運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、その回生電力が蓄電装置１７に回収される。
以上により、自動倉庫１の入庫動作が終了する。
【００４２】
一方、先ほど収容した荷Ｍの出庫動作においては、先ず、操作パネル６により、荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示が行われる。制御部は、移載装置３２を駆動させ、入庫時に記憶した荷Ｍの重量データ及び第１昇降体２０の昇降駆動する方向に基づいて、錘Ｗを錘収容棚４３から第２昇降体３０に搭載させる（図６（ａ）参照）。この場合は、第１昇降体２０を上昇駆動させるため、第１昇降体２０の重量Ａよりも、第２昇降体３０の重量Ｂが重くなるように、錘Ｗを搭載させる。このとき、制御部は、荷Ｍを取り出した後の第１昇降体２０の重量Ａを考慮して、錘ｗ１及び荷Ｍの半分の重量の錘ｗ２からなる錘Ｗを第２昇降体３０に搭載させる。
【００４３】
次に、制御部は、荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示に基づいて、スタッカークレーン５を走行させる。そして、スタッカークレーン５は、荷収容棚３に対向する所定位置に移動した後、荷Ｍの収容位置の指示に基づいて荷収容棚３の五段目まで第１昇降体２０を上昇させる。
このとき、第２昇降体３０の重量Ｂが第１昇降体２０の重量Ａよりも重くなっているため、その重量差で第１昇降体２０は巻き上げられ、上昇駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、第２昇降体３０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されて回生ブレーキによりその運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、その回生電力が蓄電装置１７に回収される。
【００４４】
当該昇降駆動により第１昇降体２０が、荷収容棚３の目的の段（ここでは五段）まで上昇すると、それに連動して第２昇降体３０が錘収容棚４３の五段に対応する位置から錘収容棚４３の一段に対応する位置まで下降する。そして、制御部は、移載装置２２を駆動させ、荷収容棚３から第１昇降体２０に荷Ｍを移載させる。
荷Ｍを移載し終えたら、制御部は、昇降駆動をさせることなく、スタッカークレーン５をホームポジションまで移動させる。そうすると、第２昇降体３０は、ホームポジションにおいて、錘収容棚４３の一段目に対向することとなる。
【００４５】
次に、制御部は、錘Ｗを降ろすことなく昇降ドラム１０を駆動させ、第１昇降体２０を、荷搬出部４に降ろすことが可能な最下段に位置させ、第２昇降体３０を、錘Ｗをストックしている錘収容棚４３の最上段に位置させる。当該昇降駆動においては、第１昇降体２０の重量Ａが第２昇降体３０の重量Ｂよりも重くなっているため、その重量差で第１昇降体２０は自重により下降し、下降駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、第１昇降体２０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されて回生ブレーキによりその運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、その回生電力が蓄電装置１７に回収される。
その後、制御部は、移載装置２２を駆動させ、荷Ｍを荷搬出部４に降ろし、移載装置３２を駆動させ、錘Ｗを錘収容棚４３の最上段（ストック段）に戻す。
以上により、自動倉庫１の出庫動作が終了する。
【００４６】
したがって、上述の本実施形態によれば、昇降駆動する第１昇降体２０と上記昇降駆動の負荷を低減させる所定重量の第２昇降体３０とを有するスタッカークレーン５を備え、第１昇降体２０に荷Ｍを搭載させて荷載置部との間で荷Ｍの受け渡しを行う自動倉庫１であって、第１昇降体２０を昇降させる前に、第１昇降体２０が昇降駆動する方向に応じて、第２昇降体３０の重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置４０を有するという構成を採用することによって、第１昇降体２０が昇降する前に、第１昇降体２０が昇降する方向、すなわち上昇／下降の際の昇降駆動に伴う消費エネルギーが有利になるように第２昇降体３０の重量を増減することができる。
したがって、本実施形態では、スタッカークレーン５の昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減できる。また、本実施形態のように高さが数十メートル規模の大型の自動倉庫１であれば、昇降駆動時のエネルギー消費が支配的になるため、より効果が高くなる。
【００４７】
なお、上記入庫出庫動作を繰り返すと、錘Ｗが、位置エネルギーが小さい錘収容棚４３の下方の段に偏って載積してしまうので（図５（ｂ）参照）、所定時間毎（例えば荷の入出庫時以外の時）に、その錘Ｗを位置エネルギーが最大の錘収容棚４３の最上段（ストック段）に戻すことが好ましい。もしくは、錘収容棚４３の最上段に限らず、荷の入出庫の予定や重量配分を考慮し、最適な位置に移動することが好ましい。この場合は、錘収容棚４３に錘Ｗを棚上げする錘移動装置を別途設けることが好ましい。あるいは、ホームポジションにスタッカークレーン５を位置させ、モーター９及び移載装置３２を駆動させて、上記錘移動装置として機能させて、錘Ｗの棚上げをする構成とすることがコスト的に好ましい。また、この際、図３に示す給電装置１８が、モーター９あるいは移載装置３２の駆動電力の少なくとも一部として、上記入庫出庫動作で蓄電装置１７に蓄えた回生電力を供給することが好ましい。また、当該錘Ｗの棚上げは、費用が安い夜間電力を用いて行うことがコスト的に好ましい。
【００４８】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、錘Ｗの錘収容棚４３との間の移載は、第２昇降体３０に設けられた移載装置３２によって行うと説明したが、図７に示す別実施形態のように、錘収容棚４３の各段にフォークやアーム等の移載装置５０を設けて行う構成であってもよい。
【００５０】
また、例えば、上記実施形態では、図６（ａ）に示す出庫動作時に、第２昇降体３０に錘Ｗを搭載させると説明したが、第２昇降体３０に錘Ｗを乗せずに第１昇降体２０を上昇駆動させてもよい。この場合、モーター９に負荷がかかるが、図６（ｂ）において、第１昇降体２０の下降駆動の前に、錘収容棚４３の一段目から、入庫時に降ろした錘Ｗのうちの錘ｗ１及びｗ２を搭載させれば、重量Ａが重量Ｂよりも重くなる関係を維持しつつ昇降駆動でき、第１昇降体２０の下降駆動後はその錘ｗ１及びｗ２を錘収容棚４３のストック段に戻すことができるため、錘Ｗの棚上げ頻度を低減させることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…自動倉庫、２…荷搬入部（荷載置部）、３…荷収容棚（荷載置部）、４…荷搬出部（荷載置部）、５…スタッカークレーン（錘移動装置）、９…モーター（電動機）、１４Ａ…ロープ、１４Ｂ…ロープ（第２のロープ）、１７…蓄電装置、１８…給電装置、２０…第１昇降体（昇降体）、３０…第２昇降体（カウンターウェイト）、４０…カウンターウェイト重量増減装置、４１…荷重量計測装置、４２…ウェイト着脱装置、４３…錘収容棚、Ｍ…荷、Ｗ…錘
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタッカークレーンを備える自動倉庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動倉庫においては、収納棚は高さ方向ならびに水平方向に複数区画された収納空間を有し、スタッカークレーンはこれら収納空間と対向する位置に荷を移動させ、フォークやアーム等の移載装置を用いて収納棚との間で荷の受け渡しをする構成が一般的である。このスタッカークレーンにおいては、荷の巻上げ時の昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減させるため、所定重量のカウンターウェイトを取り付けている（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１８５９８号公報
【特許文献２】特開平４−２６０５８６号公報
【特許文献３】特開平１１−３２２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、組立時等においてカウンターウェイトの重量を調節するものの、駆動時においては、カウンターウェイトはある決まった重量であるため、荷の重さによってアンバランスが生じ、その分のエネルギーが必要となっていた。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、スタッカークレーンの昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減できる自動倉庫の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、昇降駆動する昇降体と上記昇降駆動の負荷を低減させる重量のカウンターウェイトとを有するスタッカークレーンを備え、上記昇降体に荷を搭載させて荷載置部との間で上記荷の受け渡しを行う自動倉庫であって、上記昇降体を昇降駆動させる前に、上記昇降体が昇降駆動する方向に応じて、上記カウンターウェイトの重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が昇降する前に、昇降体が昇降する方向、すなわち上昇／下降の際の昇降駆動に伴う消費エネルギーが有利になるようにカウンターウェイトの重量を増減することができるため、スタッカークレーンの昇降駆動に伴うエネルギー消費が低減される。
【０００７】
また、本発明においては、上記カウンターウェイト重量増減装置は、上記昇降体が上昇するときに上記カウンターウェイトの重量を、上記搭載した荷の重量を含めた上記昇降体の重量よりも増加させ、上記昇降体が下降するときに上記カウンターウェイトの重量を、上記搭載した荷の重量を含めた上記昇降体の重量よりも減少させるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が上昇するときは、カウンターウェイトの重量が荷を含めた昇降体の重量よりも重くなり、その重量差で昇降体は引き上げられるため、上昇駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、本発明では、昇降体が下降するときは、カウンターウェイトの重量が荷を含めた昇降体の重量よりも軽くなり、その重量差で昇降体は自重により下降するため、下降駆動に伴うエネルギー消費が低減される。
【０００８】
また、本発明においては、上記昇降体を吊ったロープを巻取り若しくは巻戻すことで上記昇降駆動をさせる電動機と、上記昇降駆動に伴い上記電動機で発生した回生電力を蓄える蓄電装置と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が自重により下降する際の運動エネルギーを、電動機を発電機として用い電気エネルギーに変換して回収することができるため、エネルギー効率を高めることができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記電動機は、上記カウンターウェイトを吊った第２のロープを上記ロープとは逆巻で巻戻し若しくは巻取るという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が上昇する際においても、カウンターウェイトが自重により下降する際の運動エネルギーを、電動機を発電機として用い電気エネルギーに変換して回収することができるため、エネルギー効率をより高めることができる。
【００１０】
また、本発明においては、上記蓄電装置に蓄電された電力を、上記カウンターウェイト重量増減装置の駆動電力の少なくとも一部として供給する給電装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、カウンターウェイト重量増減装置を駆動させためのエネルギー消費の増加分を補填することができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記カウンターウェイト重量増減装置は、上記荷の重量を計測する荷重量計測装置と、上記荷重量計測装置の計測結果及び上記昇降体が昇降駆動する方向に応じて錘を上記カウンターウェイトに着脱するウェイト着脱装置と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、荷の重量及び昇降体の昇降方向に応じた錘をカウンターウェイトに着脱することで、カウンターウェイトの重量を増減させる。
【００１２】
また、本発明においては、上記荷載置部は、複数の高さで上記荷を収容する荷収容棚を有しており、上記ウェイト着脱装置は、上記複数の高さで上記錘を収容する錘収容棚を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、昇降体が所定高さの荷収容棚に荷を降ろした後、その昇降体を昇降させることなく、カウンターウェイトに装着された錘を、所定高さの錘収容棚に降ろすことができる。また、本発明では、昇降体が所定高さの荷収容棚から荷を取り出した後、その昇降体を昇降させることなく、その重量に応じた錘を、所定高さの錘収容棚から取り出すことができる。
【００１３】
また、本発明においては、上記錘収容棚の複数の高さのうち少なくとも一つの段に収容された、上記錘の少なくとも一部を、上記錘収容棚の他の段に収容させる錘移動装置を有するという構成を採用する。また、本発明においては、上記錘移動装置は、上記荷の入出庫時以外の時に、上記錘収容棚の複数の高さのうち少なくとも一つの段に収容された、上記錘の少なくとも一部を、上記錘収容棚の他の段に収容させるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、上記錘を錘収容棚において最適に配置することができる。例えば、荷を含めた昇降体の重量とカウンターウェイトとの重量差を用いて昇降駆動させて入庫出庫動作を繰り返すと、少なくともその重量差分の錘が、位置エネルギーが小さい錘収容棚の下方の段に偏って載積してしまうので、位置エネルギーが最大の錘収容棚の最上段（ストック段）に戻す。また、当該錘の移動は、荷の入出庫時以外の時に行うことが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては、上記荷載置部は、搬入された荷が載置される荷搬入部を有しており、上記錘収容棚は、上記荷収容棚を挟んで上記荷搬入部が設けられる側に設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、荷が搬入される荷搬入部側において、カウンターウェイトの錘の着脱を行うことができるため、カウンターウェイトの重量調節の効率化を図ることができる。
【００１５】
また、本発明においては、上記荷載置部は、搬入された荷が載置される荷搬入部を有しており、上記荷重量計測装置は、上記荷搬入部に設けられているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、荷搬入部から荷が昇降体に受け渡される前に、荷の重量を計測することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、昇降駆動する昇降体と上記昇降駆動の負荷を低減させる重量のカウンターウェイトとを有するスタッカークレーンを備え、上記昇降体に荷を搭載させて荷載置部との間で上記荷の受け渡しを行う自動倉庫であって、上記昇降体を昇降駆動させる前に、上記昇降体が昇降駆動する方向に応じて、上記カウンターウェイトの重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置を有するという構成を採用することによって、昇降体が昇降する前に、昇降体が昇降する方向、すなわち上昇／下降の際の昇降駆動に伴う消費エネルギーが有利になるようにカウンターウェイトの重量を増減することができる。
したがって、本発明では、スタッカークレーンの昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態における自動倉庫を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるスタッカークレーンの構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるスタッカークレーンのロープ配置図である。
【図４】本発明の実施形態における荷搬入部の構成を示す拡大図である。
【図５】本発明の実施形態における自動倉庫の入庫動作を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態における自動倉庫の出庫動作を説明するための図である。
【図７】本発明の別実施形態におけるスタッカークレーンの構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明の実施形態における自動倉庫１の構成を示す平面図である。
自動倉庫１は、搬入された荷Ｍが載置される荷搬入部２と、荷Ｍを収容する荷収容棚３と、搬出される荷Ｍが載置される荷搬出部４と、荷搬入部２，荷収容棚３，荷搬出部４からなる荷載置部との間で荷Ｍの受け渡しを行うスタッカークレーン５と、自動倉庫１の動作を制御する不図示のホストコンピュータ（以下、制御部と称する）と、制御部にアクセスする操作パネル６とを有している。また、自動倉庫１は、錘収容棚４３を備えるカウンターウェイト重量増減装置４０（後述）を有している。
【００１９】
自動倉庫１の床には、直線的に軌道レール７が敷設されており、スタッカークレーン５は、不図示の走行用モーターの駆動によって軌道レール７に沿って走行する構成となっている。荷収容棚３は、軌道レール７の幅方向両側に対となって設けられており、荷Ｍを上下方向に多段、且つ、水平方向に複数収容可能な構成となっている。本実施形態の荷収容棚３は、高さが数十メートル（例えば３０メートル）規模の大型のものである。また、軌道レール７の一端部には、軌道レール７を挟んで荷搬入部２と荷搬出部４とが互いに対向するように設けられる。スタッカークレーン５は、この軌道レール７の一端部（以下、ホームポジションと称する）で、搬入／搬出する荷Ｍの受け渡しを行う構成となっている。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態におけるスタッカークレーン５の構成を示す側面図である。
スタッカークレーン５は、軌道レール７に沿って走行自在の基台１１上に立設された一対のマスト１２を備える。一対のマスト１２は、走行方向において所定の距離で離間して配置されており、互いに平行に高さ方向に延在する。マスト１２は、荷収容棚３と同様の高さを有している。マスト１２の頂部には、フレーム１３が架設されており、フレーム１３は、所定高さに設けられた上部軌道レール８にガイドされる構成となっている。
【００２１】
スタッカークレーン５は、モーター（電動機）９と接続された昇降ドラム１０によって昇降駆動する第１昇降体（昇降体）２０及び第２昇降体（カウンターウェイト）３０を備える。第１昇降体２０は、荷Ｍを搭載して昇降駆動する構成となっており、一方の第２昇降体３０は、錘Ｗを搭載して第１昇降体２０と逆方向に昇降駆動しカウンターウェイトとして機能する構成となっている。
【００２２】
第１昇降体２０は、一対のマスト１２の間において不図示のフリーローラー等によってガイドされ、該マスト１２に沿って高さ方向に昇降駆動する構成となっている。本実施形態の第１昇降体２０は、ケージ２１と、ケージ２１上に装着された移載装置２２とを有する。移載装置２２は、走行方向と直交する水平方向に伸縮自在なフォークやアーム等から構成され、荷搬入部２，荷収容棚３，荷搬出部４との間で荷Ｍの受け渡しを行う構成となっている。
【００２３】
第２昇降体３０は、ホームポジションに向かう側のマスト１２に不図示のフリーローラー等によってガイドされ、該マスト１２に沿って高さ方向に昇降駆動する構成となっている。本実施形態の第２昇降体３０は、ケージ３１と、ケージ３１上に装着された移載装置３２とを有する。移載装置３２は、走行方向に伸縮自在なフォークやアーム等から構成され、錘収容棚４３との間で錘Ｗの受け渡しを行う構成となっている。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態におけるスタッカークレーン５のロープ配置図である。
本実施形態の昇降ドラム１０から繰り出されて第１昇降体２０を吊るロープ１４Ａは２本ある。ロープ１４Ａの一方は、シーブ１５ａ，１５ｂを経由してケージ２１に固定されている。ロープ１４Ａの他方は、シーブ１５ｃ，１５ｄを経由してケージ２１に固定されている。
本実施形態の昇降ドラム１０から繰り出されて第２昇降体３０を吊るロープ（第２のロープ）１４Ｂは２本ある。ロープ１４Ｂは、ロープ１４Ａとは逆巻で昇降ドラム１０から繰り出されている。ロープ１４Ｂの一方は、シーブ１６ａ，１６ｂを経由してケージ３１に固定されている。ロープ１４Ｂの他方は、シーブ１６ｃ，１６ｄを経由してケージ３１に固定されている。
【００２５】
本実施形態のロープ配置によれば、ロープ１４Ａが昇降ドラム１０に巻取られてケージ２１が上昇すると、それに連動してロープ１４Ｂが巻戻されてケージ３１が下降する。また、ロープ１４Ａが巻戻されてケージ２１が下降すると、それに連動してロープ１４Ｂが昇降ドラム１０に巻取られてケージ３１が上昇する。
【００２６】
ここで、第１昇降体２０が昇降駆動する方向、例えば下降する際に、該昇降駆動に伴うエネルギー消費的に有利なのは、第１昇降体２０の重量が第２昇降体３０の重量より重く、その重量差により第１昇降体２０が自重により下降する場合である。この場合、モーター９を駆動させる必要がなく、逆に、第１昇降体２０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されるため回生ブレーキによりその運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、蓄電装置１７でその回生電力を回収することができる。
【００２７】
一方、第１昇降体２０が上昇する際に、該昇降駆動に伴うエネルギー消費的に有利なのは、第１昇降体２０の重量が第２昇降体３０の重量より軽く、その重量差により第１昇降体２０が引き上げられて上昇する場合である。この場合も同じく、モーター９を駆動させる必要がなく、逆に、第２昇降体３０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されるため回生ブレーキによりその運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、蓄電装置１７でその回生電力を回収することができる。
【００２８】
なお、蓄電装置１７は、モーター９から出力される、例えば、三相交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換器、二次電池、あるいはキャパシタ等から構成される。また、図中、符号１８は、蓄電装置１７に蓄えた電力を、所定の装置（本実施形態では移載装置３２あるいはモーター９）の駆動電力の少なくとも一部として供給して、エネルギー効率を高める給電装置を示す。
【００２９】
本実施形態では、第１昇降体２０が昇降駆動する前に、その第１昇降体２０が昇降駆動する方向に応じて、エネルギー消費が有利になるように第２昇降体３０の重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置４０を備える。図１に示すように、カウンターウェイト重量増減装置４０は、荷Ｍの重量を計測する荷重量計測装置４１と、荷重量計測装置４１の計測結果及び第１昇降体２０の昇降駆動する方向に応じて錘Ｗを第２昇降体３０に着脱するウェイト着脱装置４２とを有する。
【００３０】
図４は、本発明の実施形態における荷搬入部２の構成を示す拡大図である。
図４に示すように、本実施形態の荷重量計測装置４１は、荷搬入部２に設けられている。この構成によれば、搬入された荷Ｍが先ず載置される荷搬入部２において、荷Ｍの重量を計測できるため、荷Ｍが第１昇降体２０に搭載される前に、荷Ｍの重量を計測することができる。荷重量計測装置４１は、例えばロードセルから構成され、その計測結果は、不図示の制御部に伝送される。
【００３１】
ウェイト着脱装置４２は、図１及び図２に示すように、第２昇降体３０の移載装置３２と、錘Ｗを収容する錘収容棚４３とから構成される。
錘収容棚４３は、図２に示すように、錘Ｗを所定高さ毎に収容可能な構成となっている。錘収容棚４３の段数は、荷収容棚３の段数と対応し、その段数と同数で構成されている。例えば、荷収容棚３が五段構成であれば、それに対応して、錘収容棚４３も五段構成となる（図２参照）。この構成によれば、例えば、第１昇降体２０が荷収容棚３の一段目（最下段）に対向するとき、第２昇降体３０は、錘収容棚４３の五段目（最上段）に対向する。また、例えば、第１昇降体２０が荷収容棚３の四段目に対向するとき、第２昇降体３０は、錘収容棚４３の二段目に対向する。
【００３２】
この錘収容棚４３は、図１に示すように、ホームポジション（荷収容棚３を挟んで荷搬入部２が設けられる側）に設けられている。錘収容棚４３は、荷収容棚３を挟んで荷搬入部２が設けられる側と逆側に配置してもよいが、錘Ｗを着脱するためには、荷搬入部２と逆側に走行しなくてはならなくなる。一方、ホームポジションに錘収容棚４３を設ければ、荷Ｍの搭載と錘Ｗの着脱を同じ位置で行えるので積み上げ／積み下ろしの効率化を図ることができる。
【００３３】
図２に戻り、錘収容棚４３の最上段には、錘Ｗが複数ストックされている。最下段に位置する第１昇降体２０に荷Ｍが搭載される際には、第２昇降体３０は、錘収容棚４３の最上段に対向しているので、移載装置３２は、不図示の制御部の制御の下に駆動し、錘Ｗを錘収容棚４３の最上段から取り出すことで、第１昇降体２０の重量（荷Ｍの重量を含む）と第２昇降体３０の重量（錘Ｗの重量を含む）とを、第１昇降体２０の昇降方向に応じて調節する構成となっている。
【００３４】
なお、荷Ｍの重量に対応し一対一で錘Ｗを複数種（最大、荷収容棚３の荷収容可能数分）用意することは困難であるので、例えば、錘Ｗを所定重量毎（例えば１０ｋｇ（キログラム）毎、１００ｋｇ毎、１ｔ（トン）毎）に複数用意し、その所定重量単位毎に錘Ｗを複数取り出して、重量を調節させる構成であることが好ましい。
【００３５】
続いて、上記構成の自動倉庫１における入庫動作及び出庫動作について図５及び図６を追加参照して説明する。
図５は、本発明の実施形態における自動倉庫１の入庫動作を説明するための図である。図６は、本発明の実施形態における自動倉庫１の出庫動作を説明するための図である。
また、以下の説明では、第１昇降体２０の重量（荷Ｍ無し）は、第２昇降体３０の重量（錘Ｗ無し）よりも所定重量だけ重いものとして説明する。また、図５及び図６中に示される関係式のうち、Ａは第１昇降体２０の重量（荷Ｍの重量を含む）を示し、Ｂは第２昇降体３０の重量（錘Ｗの重量を含む）を示す。
【００３６】
入庫動作においては、先ず、フォークリフト等の搬送装置により、荷収容棚３に収容するべき荷Ｍが搬送されてくる。そして、荷Ｍは、図４に示すように、荷搬入部２に載置される。荷搬入部２に設けられた荷重量計測装置４１は、載置された荷Ｍの重量を計測する。そして、その計測結果が、制御部に伝送されて記憶される。また、操作パネル６により、荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示が行われ、その指示が制御部に伝送されて記憶される。なお、本実施形態の荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示は、例えば、スタッカークレーン５の走行方向における荷収容棚３の位置を「番地」と称して識別し、昇降方向における荷収容棚３の位置を「段」と称して識別し、さらに軌道レール７を挟んで設けられた荷収容棚３それぞれを「列」と称して識別し、例えば、「１列、３番地、５段」と指定することで、収納位置を一意に特定することで行う。
【００３７】
次に、制御部は、移載装置２２を駆動させ、荷搬入部２から荷Ｍを第１昇降体２０に搭載させる。そして、制御部は、移載装置３２を駆動させ、荷Ｍの重量計測結果及び第１昇降体２０の昇降駆動する方向に基づいて、錘Ｗを錘収容棚４３から第２昇降体３０に搭載させる（図５（ａ）参照）。この場合は、第１昇降体２０を上昇駆動させるため、第１昇降体２０の重量Ａよりも、第２昇降体３０の重量Ｂが重くなるように、錘Ｗを搭載させる。
なお、図中、符号ｗ１は第１昇降体２０（荷無し）の重量と第２昇降体（荷無し）の重量の差分の重量を有する錘を示し、符号ｗ２，ｗ３は合わせて、第１昇降体２０に搭載された荷Ｍの重量と同程度の重量を有する錘を示し、符号ｗ４は、第１昇降体２０の重量Ａよりも第２昇降体３０の重量Ｂを重くするための重量を有する錘を示す。
【００３８】
荷Ｍを受けるとき、第１昇降体２０は、最下段（一段）に位置しているので、第２昇降体３０は、錘Ｗがストックされている錘収容棚４３の最上段（五段）と対向している。したがって、昇降駆動を行う前の状態で、錘Ｗが第２昇降体３０に搭載される。
【００３９】
次に、制御部は、荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示に基づいて、スタッカークレーン５を走行させる。そして、スタッカークレーン５は、荷収容棚３に対向する所定位置に移動した後、収容するべき所定高さの段まで荷Ｍを上昇させる。
このとき、第２昇降体３０の重量Ｂが第１昇降体２０の重量Ａよりも重くなっているため、その重量差で第１昇降体２０は巻き上げられ、上昇駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、第２昇降体３０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されて回生ブレーキによりその運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、その回生電力が蓄電装置１７に回収される。
【００４０】
当該昇降駆動により第１昇降体２０が、荷収容棚３の目的の段（ここでは五段）まで上昇すると、それに連動して第２昇降体３０が錘収容棚４３の五段に対応する位置から錘収容棚４３の一段に対応する位置まで下降する。制御部は、移載装置２２を駆動させ、第１昇降体２０から荷収容棚３に荷Ｍを移載させる（図５（ｂ）参照）。
荷Ｍを移載し終えたら、制御部は、昇降駆動をさせることなく、スタッカークレーン５をホームポジションまで移動させる。そうすると、第２昇降体３０は、ホームポジションにおいて、錘収容棚４３の一段目に対向することとなる。
【００４１】
次に、制御部は、移載装置３２を駆動させ、錘Ｗを錘収容棚４３の一段に降ろす。これにより、第１昇降体２０の重量Ａよりも、第２昇降体３０の重量Ｂを軽くすることができる。錘Ｗを降ろし終えたら、制御部は、昇降ドラム１０を駆動させ、第１昇降体２０を、次の荷Ｍを受けることが可能な最下段に位置させ、第２昇降体３０を、錘Ｗをストックしている錘収容棚４３の最上段に位置させる。当該昇降駆動においては、第１昇降体２０の重量Ａが第２昇降体３０の重量Ｂよりも重くなっているため、その重量差で第１昇降体２０は自重により下降し、下降駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、第１昇降体２０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されて回生ブレーキによりその運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、その回生電力が蓄電装置１７に回収される。
以上により、自動倉庫１の入庫動作が終了する。
【００４２】
一方、先ほど収容した荷Ｍの出庫動作においては、先ず、操作パネル６により、荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示が行われる。制御部は、移載装置３２を駆動させ、入庫時に記憶した荷Ｍの重量データ及び第１昇降体２０の昇降駆動する方向に基づいて、錘Ｗを錘収容棚４３から第２昇降体３０に搭載させる（図６（ａ）参照）。この場合は、第１昇降体２０を上昇駆動させるため、第１昇降体２０の重量Ａよりも、第２昇降体３０の重量Ｂが重くなるように、錘Ｗを搭載させる。このとき、制御部は、荷Ｍを取り出した後の第１昇降体２０の重量Ａを考慮して、錘ｗ１及び荷Ｍの半分の重量の錘ｗ２からなる錘Ｗを第２昇降体３０に搭載させる。
【００４３】
次に、制御部は、荷収容棚３における荷Ｍの収容位置の指示に基づいて、スタッカークレーン５を走行させる。そして、スタッカークレーン５は、荷収容棚３に対向する所定位置に移動した後、荷Ｍの収容位置の指示に基づいて荷収容棚３の五段目まで第１昇降体２０を上昇させる。
このとき、第２昇降体３０の重量Ｂが第１昇降体２０の重量Ａよりも重くなっているため、その重量差で第１昇降体２０は巻き上げられ、上昇駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、第２昇降体３０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されて回生ブレーキによりその運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、その回生電力が蓄電装置１７に回収される。
【００４４】
当該昇降駆動により第１昇降体２０が、荷収容棚３の目的の段（ここでは五段）まで上昇すると、それに連動して第２昇降体３０が錘収容棚４３の五段に対応する位置から錘収容棚４３の一段に対応する位置まで下降する。そして、制御部は、移載装置２２を駆動させ、荷収容棚３から第１昇降体２０に荷Ｍを移載させる。
荷Ｍを移載し終えたら、制御部は、昇降駆動をさせることなく、スタッカークレーン５をホームポジションまで移動させる。そうすると、第２昇降体３０は、ホームポジションにおいて、錘収容棚４３の一段目に対向することとなる。
【００４５】
次に、制御部は、錘Ｗを降ろすことなく昇降ドラム１０を駆動させ、第１昇降体２０を、荷搬出部４に降ろすことが可能な最下段に位置させ、第２昇降体３０を、錘Ｗをストックしている錘収容棚４３の最上段に位置させる。当該昇降駆動においては、第１昇降体２０の重量Ａが第２昇降体３０の重量Ｂよりも重くなっているため、その重量差で第１昇降体２０は自重により下降し、下降駆動に伴うエネルギー消費が低減される。また、第１昇降体２０の下降により昇降ドラム１０に接続されたモーター９のローターが回されて回生ブレーキによりその運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、その回生電力が蓄電装置１７に回収される。
その後、制御部は、移載装置２２を駆動させ、荷Ｍを荷搬出部４に降ろし、移載装置３２を駆動させ、錘Ｗを錘収容棚４３の最上段（ストック段）に戻す。
以上により、自動倉庫１の出庫動作が終了する。
【００４６】
したがって、上述の本実施形態によれば、昇降駆動する第１昇降体２０と上記昇降駆動の負荷を低減させる所定重量の第２昇降体３０とを有するスタッカークレーン５を備え、第１昇降体２０に荷Ｍを搭載させて荷載置部との間で荷Ｍの受け渡しを行う自動倉庫１であって、第１昇降体２０を昇降させる前に、第１昇降体２０が昇降駆動する方向に応じて、第２昇降体３０の重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置４０を有するという構成を採用することによって、第１昇降体２０が昇降する前に、第１昇降体２０が昇降する方向、すなわち上昇／下降の際の昇降駆動に伴う消費エネルギーが有利になるように第２昇降体３０の重量を増減することができる。
したがって、本実施形態では、スタッカークレーン５の昇降駆動に伴うエネルギー消費を低減できる。また、本実施形態のように高さが数十メートル規模の大型の自動倉庫１であれば、昇降駆動時のエネルギー消費が支配的になるため、より効果が高くなる。
【００４７】
なお、上記入庫出庫動作を繰り返すと、錘Ｗが、位置エネルギーが小さい錘収容棚４３の下方の段に偏って載積してしまうので（図５（ｂ）参照）、所定時間毎（例えば荷の入出庫時以外の時）に、その錘Ｗを位置エネルギーが最大の錘収容棚４３の最上段（ストック段）に戻すことが好ましい。もしくは、錘収容棚４３の最上段に限らず、荷の入出庫の予定や重量配分を考慮し、最適な位置に移動することが好ましい。この場合は、錘収容棚４３に錘Ｗを棚上げする錘移動装置を別途設けることが好ましい。あるいは、ホームポジションにスタッカークレーン５を位置させ、モーター９及び移載装置３２を駆動させて、上記錘移動装置として機能させて、錘Ｗの棚上げをする構成とすることがコスト的に好ましい。また、この際、図３に示す給電装置１８が、モーター９あるいは移載装置３２の駆動電力の少なくとも一部として、上記入庫出庫動作で蓄電装置１７に蓄えた回生電力を供給することが好ましい。また、当該錘Ｗの棚上げは、費用が安い夜間電力を用いて行うことがコスト的に好ましい。
【００４８】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、錘Ｗの錘収容棚４３との間の移載は、第２昇降体３０に設けられた移載装置３２によって行うと説明したが、図７に示す別実施形態のように、錘収容棚４３の各段にフォークやアーム等の移載装置５０を設けて行う構成であってもよい。
【００５０】
また、例えば、上記実施形態では、図６（ａ）に示す出庫動作時に、第２昇降体３０に錘Ｗを搭載させると説明したが、第２昇降体３０に錘Ｗを乗せずに第１昇降体２０を上昇駆動させてもよい。この場合、モーター９に負荷がかかるが、図６（ｂ）において、第１昇降体２０の下降駆動の前に、錘収容棚４３の一段目から、入庫時に降ろした錘Ｗのうちの錘ｗ１及びｗ２を搭載させれば、重量Ａが重量Ｂよりも重くなる関係を維持しつつ昇降駆動でき、第１昇降体２０の下降駆動後はその錘ｗ１及びｗ２を錘収容棚４３のストック段に戻すことができるため、錘Ｗの棚上げ頻度を低減させることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…自動倉庫、２…荷搬入部（荷載置部）、３…荷収容棚（荷載置部）、４…荷搬出部（荷載置部）、５…スタッカークレーン（錘移動装置）、９…モーター（電動機）、１４Ａ…ロープ、１４Ｂ…ロープ（第２のロープ）、１７…蓄電装置、１８…給電装置、２０…第１昇降体（昇降体）、３０…第２昇降体（カウンターウェイト）、４０…カウンターウェイト重量増減装置、４１…荷重量計測装置、４２…ウェイト着脱装置、４３…錘収容棚、Ｍ…荷、Ｗ…錘
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降駆動する昇降体と前記昇降駆動の負荷を低減させる重量のカウンターウェイトとを有するスタッカークレーンを備え、前記昇降体に荷を搭載させて荷載置部との間で前記荷の受け渡しを行う自動倉庫であって、
前記昇降体を昇降駆動させる前に、前記昇降体が昇降駆動する方向に応じて、前記カウンターウェイトの重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置を有することを特徴とする自動倉庫。
【請求項２】
前記カウンターウェイト重量増減装置は、前記昇降体が上昇するときに前記カウンターウェイトの重量を、前記搭載した荷の重量を含めた前記昇降体の重量よりも増加させ、前記昇降体が下降するときに前記カウンターウェイトの重量を、前記搭載した荷の重量を含めた前記昇降体の重量よりも減少させることを特徴とする請求項１に記載の自動倉庫。
【請求項３】
前記昇降体を吊ったロープを巻取り若しくは巻戻すことで前記昇降駆動をさせる電動機と、
前記昇降駆動に伴い前記電動機で発生した回生電力を蓄える蓄電装置と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の自動倉庫。
【請求項４】
前記電動機は、前記カウンターウェイトを吊った第２のロープを前記ロープとは逆巻で巻戻し若しくは巻取ることを特徴とする請求項３に記載の自動倉庫。
【請求項５】
前記蓄電装置に蓄電された電力を、前記カウンターウェイト重量増減装置の駆動電力の少なくとも一部として供給する給電装置を有することを特徴とする請求項３または４に記載の自動倉庫。
【請求項６】
前記カウンターウェイト重量増減装置は、
前記荷の重量を計測する荷重量計測装置と、
前記荷重量計測装置の計測結果及び前記昇降体が昇降駆動する方向に応じて錘を前記カウンターウェイトに着脱するウェイト着脱装置と、を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の自動倉庫。
【請求項７】
前記荷載置部は、複数の高さで前記荷を収容する荷収容棚を有しており、
前記ウェイト着脱装置は、前記複数の高さで前記錘を収容する錘収容棚を有することを特徴とする請求項６に記載の自動倉庫。
【請求項８】
前記錘収容棚の複数の高さのうち少なくとも一つの段に収容された、前記錘の少なくとも一部を、前記錘収容棚の他の段に収容させる錘移動装置を有することを特徴とする請求項７に記載の自動倉庫。
【請求項９】
前記錘移動装置は、前記荷の入出庫時以外の時に、前記錘収容棚の複数の高さのうち少なくとも一つの段に収容された、前記錘の少なくとも一部を、前記錘収容棚の他の段に収容させることを特徴とする請求項８に記載の自動倉庫。
【請求項１０】
前記荷載置部は、搬入された荷が載置される荷搬入部を有しており、
前記錘収容棚は、前記荷収容棚を挟んで前記荷搬入部が設けられる側に設けられていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の自動倉庫。
【請求項１１】
前記荷載置部は、搬入された荷が載置される荷搬入部を有しており、
前記荷重量計測装置は、前記荷搬入部に設けられていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の自動倉庫。
【請求項１】
昇降駆動する昇降体と前記昇降駆動の負荷を低減させる重量のカウンターウェイトとを有するスタッカークレーンを備え、前記昇降体に荷を搭載させて荷載置部との間で前記荷の受け渡しを行う自動倉庫であって、
前記昇降体を昇降駆動させる前に、前記昇降体が昇降駆動する方向に応じて、前記カウンターウェイトの重量を増減させるカウンターウェイト重量増減装置を有することを特徴とする自動倉庫。
【請求項２】
前記カウンターウェイト重量増減装置は、前記昇降体が上昇するときに前記カウンターウェイトの重量を、前記搭載した荷の重量を含めた前記昇降体の重量よりも増加させ、前記昇降体が下降するときに前記カウンターウェイトの重量を、前記搭載した荷の重量を含めた前記昇降体の重量よりも減少させることを特徴とする請求項１に記載の自動倉庫。
【請求項３】
前記昇降体を吊ったロープを巻取り若しくは巻戻すことで前記昇降駆動をさせる電動機と、
前記昇降駆動に伴い前記電動機で発生した回生電力を蓄える蓄電装置と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の自動倉庫。
【請求項４】
前記電動機は、前記カウンターウェイトを吊った第２のロープを前記ロープとは逆巻で巻戻し若しくは巻取ることを特徴とする請求項３に記載の自動倉庫。
【請求項５】
前記蓄電装置に蓄電された電力を、前記カウンターウェイト重量増減装置の駆動電力の少なくとも一部として供給する給電装置を有することを特徴とする請求項３または４に記載の自動倉庫。
【請求項６】
前記カウンターウェイト重量増減装置は、
前記荷の重量を計測する荷重量計測装置と、
前記荷重量計測装置の計測結果及び前記昇降体が昇降駆動する方向に応じて錘を前記カウンターウェイトに着脱するウェイト着脱装置と、を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の自動倉庫。
【請求項７】
前記荷載置部は、複数の高さで前記荷を収容する荷収容棚を有しており、
前記ウェイト着脱装置は、前記複数の高さで前記錘を収容する錘収容棚を有することを特徴とする請求項６に記載の自動倉庫。
【請求項８】
前記錘収容棚の複数の高さのうち少なくとも一つの段に収容された、前記錘の少なくとも一部を、前記錘収容棚の他の段に収容させる錘移動装置を有することを特徴とする請求項７に記載の自動倉庫。
【請求項９】
前記錘移動装置は、前記荷の入出庫時以外の時に、前記錘収容棚の複数の高さのうち少なくとも一つの段に収容された、前記錘の少なくとも一部を、前記錘収容棚の他の段に収容させることを特徴とする請求項８に記載の自動倉庫。
【請求項１０】
前記荷載置部は、搬入された荷が載置される荷搬入部を有しており、
前記錘収容棚は、前記荷収容棚を挟んで前記荷搬入部が設けられる側に設けられていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の自動倉庫。
【請求項１１】
前記荷載置部は、搬入された荷が載置される荷搬入部を有しており、
前記荷重量計測装置は、前記荷搬入部に設けられていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の自動倉庫。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７１９９（Ｐ２０１２−１７１９９Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５６６７８（Ｐ２０１０−１５６６７８）
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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