JP6639721B1 - 自動倉庫システム、自動倉庫システムの動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ピッキングするための人手やスペースを削減可能な自動倉庫システムを提供することを目的の一つとしている。【解決手段】自動倉庫システム１００は、荷１０を保管する収容部２６を複数有する保管棚２２と、第１収容部２６ｐに保管された第１の荷を、第２の荷が保管された第２収容部２６ｓへ移動させるピッキング装置１８と、第２収容部２６ｓに保管された第１の荷と第２の荷とを合わせて保管棚２２から搬出する搬出装置２８と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、自動倉庫システムおよび自動倉庫システムの動作方法に関する。

保管場所にある商品や一時的に置かれた商品等を出荷場所へ集めるためのピッキング装置が知られている。例えば、特許文献１には、パレットに段積みされている物品を層単位で取出すピッキング装置が記載されている。このピッキング装置は、荷取出位置に位置付けられた単品種パレットの物品を層単位で把持して荷積付位置に位置付けられた複数の出荷パレットのそれぞれに移載する把持装置と、この把持装置を出荷パレットに対し昇降可能にする荷移載装置とを有する。

特開２００２−１８７６１８号公報

本発明者は、自動倉庫システムについて検討し以下の認識を得た。
図１７は、比較例の自動倉庫システムにおける、入庫から出庫までの流れを説明する図である。図１８は、比較例の自動倉庫システムの配置を示す平面図である。はじめに、単一種類の荷を複数積んだ単載パレットがトラック等の車両で運ばれてきて、車両からフォークリフト等の搬送装置を用いて単載パレットが下される（倉庫内に搬入される）。比較例の自動倉庫システムでは、単一種類の荷を複数積んだ単載パレットを入庫し（図１７（ａ））、仕向け先の要求に応じて複数種類の荷を混載した混載パレットと単載パレットとを出庫する（図１７（ｅ））。このために、比較例の自動倉庫システムでは、単載パレットの荷を所定の単位（以下、「ケース」という）に分離し（図１７（ｂ））、分離したケースをケース保管部に保管する（図１７（ｃ））。また、出庫のときには、仕向け先の要求に応じて異なる種類のケースをパレットに積み付けして混載パレットを作成する（図１７（ｄ））。

このプロセスを実現するためには、図１８に示すように、搬入された単載パレットをケースに分ける作業と、分けて保管されたケースを集めて混載パレットを作成する作業（以下、「ピッキング」という）とを行うために多くの手間が掛る。また、ピッキングを行うための作業者の確保も困難である。また、比較例の自動倉庫システムでは、単載パレットや混載パレットを保管するための保管棚とは別に、ケース保管部やピッキング用のスペースが必要であり、その分だけ広い敷地面積が必要となる。また、敷地面積が決まっている場合、ケース保管部およびピッキング用のスペースの分だけ、単載パレットを保管する保管棚を小さくしなければならず、保管できる荷の数が少なくなる。

これらから、本発明者は、自動倉庫システムには、ピッキングするための人手やスペースを削減する観点で改善すべき余地があることを認識した。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、ピッキングするための人手やスペースを削減可能な自動倉庫システムを提供することを目的の一つとしている。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の自動倉庫システムは、荷を保管する収容部を複数有する保管棚と、第１の収容部に保管された第１の荷を、第２の荷が保管された第２の収容部へ移動させるピッキング装置と、第２の収容部に保管された第１の荷と第２の荷とを合わせて保管棚から搬出する搬出装置と、を備える。保管棚は、収容部が水平方向に複数並べられた収容段を有する。収容段は、垂直方向に複数並べて設けられており、第１の収容部及び第２の収容部は、複数の収容段のうち最も上の最上収容段に設けられ、複数の収容段のうち最上収容段以外の収容段の第３の荷を、第１の収容部に移送する移送機構を有し、ピッキング装置は、第３の荷を第２の収容部へ移動させる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ピッキングするための人手やスペースを削減可能な自動倉庫システムを提供できる。

実施の形態に係る自動倉庫システムの一例を概略的に示す平面図である。 図１のピッキング装置を拡大して示す平面図である。 図１の自動倉庫システムを概略的に示す側面図である。 図３のピッキング装置を拡大して示す側面図である。 図１の自動倉庫システムの第１台車の一例を概略的に示す平面図である。 図５の第１台車の正面図である。 図１の自動倉庫システムの第２台車の一例を概略的に示す平面図である。 図７の第２台車の正面図である。 図１のピッキング装置の保持部を示す底面図である。 一のパレットから他のパレットに荷を移載する過程を説明する図である。 一のパレットから他のパレットに荷を移載する過程を説明する図である。 一のパレットから他のパレットに荷を移載する過程を説明する図である。 一のパレットから他のパレットに荷を移載する過程を説明する図である。 図１の自動倉庫システムのピッキング動作の一例を説明する説明図である。 第１変形例の入庫部および出庫部の周辺を示す平面図である。 第２変形例の入庫部および出庫部の周辺を示す平面図である。 比較例の自動倉庫システムにおける入庫から出庫までの流れを説明する図である。 図１７の自動倉庫システムの配置を示す平面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

［第１実施形態］
図面を参照して第１実施形態に係る自動倉庫システム１００の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係る自動倉庫システム１００の一例を概略的に示す平面図である。図２は、図１のピッキング装置１８を拡大して示す平面図である。図３は、自動倉庫システム１００を概略的に示す側面図である。図４は、図３のピッキング装置１８を拡大して示す側面図である。これらの図では、一部の柱や梁などの記載を省略している。

説明の便宜上、図示のように、水平なある方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する水平な方向をＹ軸方向、両者に直交する方向すなわち鉛直方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系を定める。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの正の方向は、各図における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。このような方向の表記は自動倉庫システム１００の構成を制限するものではなく、自動倉庫システム１００は、用途に応じて任意の構成で使用されうる。

本明細書では、１以上の物品が段ボール等のケースに収容されたものを荷１０という。空荷のパレットを単に「パレット」という。一のパレット上に同一種の荷１０が単数または複数載置されたものを単載パレット１２Ｓといい、一のパレット上に複数種の荷１０が複数載置されたものを混載パレット１２Ｍという。便宜上、載置されるべき荷の一部が未搭載の場合も混載パレット１２Ｍという。単載パレット１２Ｓおよび混載パレット１２Ｍはパレットとパレット上の荷とを合わせたものを指している。以下、単載パレット１２Ｓおよび混載パレット１２Ｍを総称するときは「荷載パレット１２」という。荷載パレット１２は、積層された複数の層から構成されてもよく、各層は複数の荷１０を含んでもよい。荷載パレット１２は、自動倉庫システム１００において、入庫、保管、出庫される最小単位であってもよい。荷１０はピッキング行うときに取り扱いされる最小単位であってもよい。

先に、自動倉庫システム１００の全体構成を説明する。自動倉庫システム１００は、多数の荷１０を収容可能な保管棚２２を含むシステムである。図１に示すように、自動倉庫システム１００は、保管棚２２と、荷揃え部２０と、第１台車１４と、第２台車１６と、ピッキング装置１８と、搬出装置２８と、移送機構３２と、制御部３０とを備える。

保管棚２２は、荷載パレット１２を保管する収容部２６を複数有する。荷揃え部２０は、保管棚２２内においてピッキング前の単載パレット１２Ｓからピッキング装置１８を用いてピッキングを行い、混載パレット１２Ｍを作成する（図３参照）。ピッキング装置１８は、混載パレット１２Ｍを作成するために、一の収容部２６に保管された荷１０を、別の収容部２６へ移動させる。第１台車１４は、荷載パレット１２を搭載して保管棚２２をＹ軸方向に走行可能な台車である。第２台車１６は、荷載パレット１２および第１台車１４を搭載して保管棚２２をＸ軸方向に走行可能な台車である。

搬出装置２８は、ピッキングで作成された混載パレット１２Ｍを保管棚２２から搬出するための装置である。移送機構３２は、荷載パレット１２を昇降させるための昇降装置３４を含み、一の段の収容部２６から別の段の収容部２６に荷１０を移送する。制御部３０は、第１台車１４、第２台車１６、ピッキング装置１８、搬出装置２８、移送機構３２および昇降装置３４の動作を制御する。以下、これらの要素について詳述する。

（保管棚）
保管棚２２は、床部Ｌｇ上に複数設置され、多数の荷１０を保管可能ないわば高密度保管型の保管スペースである。図１に示すように、本実施形態の保管棚２２は、３つの保管棚２２ａ、２２ｂ、２２ｃを含む。保管棚２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、第２レール４４を挟んで分割され、Ｙ軸方向で負方向から正方向に向かってこの順で並んでいる。保管棚２２ａ、２２ｂ、２２ｃの構成は、複数の荷１０を収容、保管可能であれば、特に限定されない。保管棚２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、垂直方向に層状に重ねられた複数（例えば、３段）の収容段２４を有する。各段の収容段２４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に配列された複数の収容部２６を含む。各収容部２６は、荷載パレット１２を収容可能に構成されている。

保管棚２２ａの収容段のうち最も上の収容段を最上収容段２４ａ１と表記し、最上収容段２４ａ１以外を収容段２４ａ２と表記する。保管棚２２ｂの収容段のうち最も上の収容段を最上収容段２４ｂ１と表記し、最上収容段２４ｂ１以外の収容段を収容段２４ｂ２と表記する。保管棚２２ｃの収容段のうち最も上の収容段を最上収容段２４ｃ１と表記し、最上収容段２４ｃ１以外の収容段を収容段２４ｃ２と表記する。以下、最上収容段２４ａ１、２４ｂ１、２４ｃ１を総称するときは最上収容段２４ｐといい、収容段２４ａ２、２４ｂ２、２４ｃ２を総称するときは収容段２４ｓという。

荷揃え部２０を説明する。荷揃え部２０は、上述したように、保管棚２２内においてピッキング装置１８を用いてピッキングを行うためのピッキングスペースとして機能する。荷揃え部２０は、ピッキング用の第１収容部２６ｐおよび第２収容部２６ｓが設けられる。第１収容部２６ｐは、ピッキング前の単載パレット１２Ｓを載置するために設けられ、第２収容部２６ｓは、ピッキング後の混載パレット１２Ｍを載置するために設けられる。なお、第１収容部２６ｐおよび第２収容部２６ｓは、ピッキングスペース内の特定の場所を指すものではなく、荷載パレット１２を一時的に保管するスペースを指している。したがって、荷揃え部２０における第１収容部２６ｐおよび第２収容部２６ｓの位置や範囲はピッキング作業ごとに変化する場合もある。

荷揃え部２０の配置に限定はないが、本実施形態の荷揃え部２０は、保管棚２２ｂの最上収容段２４ｂ１に設けられている。最上収容段２４ｂ１は、その全領域が荷揃え部２０として使用されてもよいが、この例では、最上収容段２４ｂ１は、その一部領域が荷揃え部２０として使用され、残りの領域が荷載パレット１２の保管用に使用されている。つまり、出庫計画に基づいて、出庫の頻度が高い場合には、荷揃え部２０として使用される領域を拡大し、出庫の頻度が低い場合には、荷揃え部２０として使用される領域を縮小してもよい。フレキシブルに拡大・縮小できるので保管棚２２ｂを有効に使用でき、スペース効率が向上する。荷揃え部２０には、第１収容部２６ｐおよび第２収容部２６ｓが設けられている。

（レール）
保管棚２２には、第１台車１４が走行するための第１レール４０と、第２台車１６が走行するための第２レール４４とが設けられる。第１レール４０は、保管棚２２ａ、２２ｂ、２２ｃにおいてＹ軸方向に延設される。第１レール４０は、各収容段において各収容部２６の下部に設けられている。第１台車１４は、各収容段において各収容部２６の下部を走行できる。第２レール４４は、保管棚２２ａ、２２ｂの間および保管棚２２ｂ、２２ｃの間の各収容段においてＸ軸方向に延設される。各収容段において、第２台車１６に給電するための給電部（不図示）が第２レール４４に沿って延設される。

第２レール４４の一方の端部に隣接して入庫部５０および出庫部５２が設けられる。本実施形態の入庫部５０および出庫部５２は、各段の収容段２４に設けられている。入庫部５０は、入庫対象の荷載パレット１２を入庫する保管棚２２の入口として機能する。出庫部５２は、出庫対象の荷載パレット１２を出庫する保管棚２２の出口として機能する。第２レール４４の一方の端部に隣接して昇降装置３４が接続される。昇降装置３４は、第１台車１４および荷載パレット１２を任意の収容段２４から他の収容段２４に昇降させることができる。

（第１台車）
次に、図５、図６も参照して第１台車１４を説明する。図５は、第１台車１４の一例を概略的に示す平面図である。図６は、第１台車１４の正面図である。上述したように、第１台車１４は、荷載パレット１２を搭載して保管棚２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各収容段の第１レール４０をＹ軸方向に走行する。第１台車１４は、収容部２６に対して荷載パレット１２を出し入れする。第１台車１４は、第２台車１６に乗降するために、第２台車１６上をＹ軸方向に走行する。

第１台車１４は、車体１４ｂと、載置台部１４ｃと、リフト機構１４ｄと、複数（例えば４個）の車輪１４ｆとを主に含む。車体１４ｂは、上下方向に偏平な略直方体形状の輪郭を有する。車体１４ｂの内部には、複数の車輪１４ｆを駆動するモータ（不図示）と、このモータを制御する制御回路（不図示）と、バッテリ（不図示）とを搭載している。第１台車１４は、バッテリの電力によってモータを駆動するように構成されている。バッテリは繰り返し充電可能なリチウムイオンバッテリなどの二次電池である。

載置台部１４ｃは、荷載パレット１２を持上げて保持する部分である。リフト機構１４ｄは、載置台部１４ｃを昇降させる機構である。図６において、上昇状態の載置台部１４ｃを破線で示し、降下状態の載置台部１４ｃを実線で示す。リフト機構１４ｄは、載置台部１４ｃを上昇させ、荷載パレット１２を収容部２６の載置面から持上げることができる。リフト機構１４ｄは、載置台部１４ｃを降下させて荷載パレット１２を収容部２６の載置面に降ろすことができる。複数の車輪１４ｆは第１レール４０上および第２台車１６上を転動することができる。

（第２台車）
次に、図７、図８も参照して第２台車１６を説明する。図７は、第２台車１６の一例を概略的に示す平面図である。図８は、第２台車１６の正面図であり、第１台車１４を搭載した状態を示している。第２台車１６は、第２レール４４をＸ軸方向に走行する。第２台車１６は、空荷の状態または荷載パレット１２を搭載した状態の第１台車１４を移送する。

第２台車１６は、台車搭載部１６ｃと、筐体部１６ｄと、カバー部１６ｅと、複数（例えば、４個）の車輪１６ｆと、集電ユニット３８とを主に含む。台車搭載部１６ｃは、第２台車１６のＸ軸方向の中央部に設けられる。台車搭載部１６ｃは、第１台車１４を搭載するための部分で、第１台車１４をガイドする一対のガイド部１６ｊを有する。各ガイド部１６ｊの正面視の断面は、角張った横向きＵ字形状を有する。第２台車１６は、正面視で台車搭載部１６ｃが左右から凹んだ略凹形状を呈する。

筐体部１６ｄおよびカバー部１６ｅは、台車搭載部１６ｃを挟んでＸ軸方向の両側に離れて設けられる。筐体部１６ｄおよびカバー部１６ｅは、それぞれ、複数の車輪１６ｆの一部を上側から覆う。筐体部１６ｄは、車輪１６ｆを駆動するためのモータ（不図示）と、モータを制御する制御回路（不図示）とを収容するケーシングとして機能する。

第２台車１６は、集電ユニット３８を介して給電部から電力を受け取る。第２台車１６は、受け取った電力によってモータ（不図示）を回転させ車輪１６ｆを駆動可能に構成される。第２台車１６は、受け取った電力によって、第１台車１４のバッテリを充電可能に構成される。

（ピッキング装置）
ピッキング装置１８を説明する。図４に示すように、ピッキング装置１８は、第１収容部２６ｐに保管された荷１０を、別の荷１０が保管された第２収容部２６ｓへ移動させる。以下、第１収容部２６ｐに保管された荷１０であってピッキング装置１８により移動されるものを「第１の荷１０ａ」、「荷１０ａ」と表記し、荷１０ａの移動前に既に第２収容部２６ｓに保管されていた荷１０を「第２の荷１０ｂ」「荷１０ｂ」と表記する。つまり、荷１０ｂは、荷１０ａより先に第２収容部２６ｓに保管されものをいい、荷１０ａは、荷１０ｂより後に第２収容部２６ｓに保管されものをいう。荷１０ａと荷１０ｂとは、同一種の荷１０であるか異なる種の荷１０であるかは問わない。

ピッキング装置１８は、図１に示すように、平面視において保管棚２２と重複する位置に設けられている。ピッキング装置１８は、保管棚２２ｂの最上収容段２４ｂ１において、荷載パレット１２から対象の荷１０をピックアップして他のパレットに移し替えできる。ピッキング装置１８は、いわゆるガントリ型のクレーン機構を含んでもよい。本実施形態のピッキング装置１８は、図４に示すように、一対の横梁１８ｅと、横桁１８ｋと、クレーン台車１８ｄと、吊下げ部１８ｊと、保持部１８ｈとを備える。一対の横梁１８ｅは、最上収容段２４ｂ１の上部空間においてＹ軸方向両側に離隔して設けられる。横梁１８ｅの両端は、縦柱１８ｇの上端に支持される。

横桁１８ｋは、Ｙ軸方向に延びるレール状の構造体で、一対の横梁１８ｅの間に架け渡される。横桁１８ｋは、横梁１８ｅ上をＸ軸方向に自走可能に構成される。横桁１８ｋは、クレーンガータと称されることがある。クレーン台車１８ｄは、横桁１８ｋ上をＹ軸方向に自走可能な台車である。クレーン台車１８ｄは、トロリ台車と称されることがある。吊下げ部１８ｊは、保持部１８ｈをクレーン台車１８ｄに吊下げるとともにＺ軸方向に上下動させることができる。また、吊下げ部１８ｊは、保持部１８ｈを水平に回転させることができる。保持部１８ｈは、吊下げ部１８ｊの先端に設けられ、荷１０を持上げ可能に構成される。

ピッキング装置１８は、最上収容段２４ｂ１の上部空間において、保持部１８ｈをＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に自在に移動させることができる。保持部１８ｈを移動させることにより、ピッキング装置１８は、最上収容段２４ｂ１の一の収容部の上方から対象の荷１０を取り出し、水平方向に移動させ、上方から最上収容段２４ｂ１の他の収容部２６のパレット上に当該対象の荷１０を降ろすことができる。

保持部１８ｈを説明する。図９は、ピッキング装置１８の保持部１８ｈを示す底面図である。保持部１８ｈは、底面視で略矩形形状を有する。保持部１８ｈの底面には、複数の吸着部１８ｓがＸ軸方向およびＹ軸方向にマトリックス状に配置される。各吸着部１８ｓは、独立して吸着力を発生できる。つまり、保持部１８ｈは、吸着力を発生させる吸着部１８ｓを選択することにより、その吸着部１８ｓに対応する領域の荷１０を吸着して保持できる。吸着部１８ｓは、空気を吸入することによって吸着力を発生させる構成であってもよい。

図１０〜図１３は、移載元のパレットから移載先のパレットに荷１０を移載する過程を説明する上面視の図である。例えば、移載元のパレットは、第１収容部２６ｐに保管された単載パレット１２Ｓであってもよい。この例では、移載元のパレットには、各層に８個の荷１０が積層されている。例えば、移載先のパレットは、第２収容部２６ｓに保管された空荷のパレットであってもよい。これらの図の説明では、荷１０を区別するために、符号の末尾に「（１）」、「（２）」、「（３）」を付して表記する。

図１０の例では、保持部１８ｈは、単一の荷１０（１）のみを吸着するように、複数の吸着部１８ｓのうちこの荷１０（１）に対応する吸着部１８ｓに吸着力を発生させている。この例では、ピッキング装置１８は、移載元のパレットから荷１０（１）のみを取り出し、水平方向に移動させ、移載先のパレットに降ろしている。

図１１の例では、保持部１８ｈは、複数（例えば５個）の荷１０（２）のみを吸着するように、複数の吸着部１８ｓのうち複数の荷１０（２）に対応する吸着部１８ｓに吸着力を発生させている。この例では、ピッキング装置１８は、移載元のパレットから複数の荷１０（２）のみを取り出し、水平方向に移動させ、移載先のパレットに降ろしている。

図１２の例では、保持部１８ｈは、一層すべての荷１０（３）を吸着するように、複数の吸着部１８ｓのうち一層の荷１０（３）に対応する吸着部１８ｓに吸着力を発生させている。この場合、保持部１８ｈは、すべての吸着部１８ｓに吸着力を発生させてもよい。

図１３の例では、保持部１８ｈは、単一の荷１０（１）のみを吸着するように、複数の吸着部１８ｓのうちこの荷１０に対応する吸着部１８ｓに吸着力を発生させている。この例では、ピッキング装置１８は、移載元のパレットから荷１０（１）のみを取り出し、水平方向に移動させるとともに水平に回転させ、荷１０（１）の姿勢を変化させた状態で移載先のパレットに降ろしている。

このように、本実施形態のピッキング装置１８は、一層の複数の荷１０のうち所望の数の荷１０を１回のピッキングで移送できる。

（搬出装置）
図１〜図４、図１４を参照して、搬出装置２８を説明する。搬出装置２８は、第２収容部２６ｓの混載パレット１２Ｍを保管棚２２から搬出するための装置である。搬出装置２８の構成に限定はないが、本実施形態では、搬出装置２８は、第１台車１４および第２台車１６によって実現されている。搬出装置２８は、昇降装置３４を含んでもよい。

搬出装置２８の動作の一例を説明する。
（１）この例では、第１台車１４は、第２収容部２６ｓの下部に移動して混載パレット１２Ｍを搭載し、保管棚２２ｂ１の第１レール４０上をＹ軸方向に走行して第２台車１６上に移動する。
（２）第２台車１６は、第２レール４４上を走行して混載パレット１２Ｍを伴った第１台車１４を出庫部５２に移送する。この移送により搬出装置２８の動作は終了する。出庫部５２に移送された混載パレット１２Ｍは例えば、フォークリフト５４により搬出され、トラック等の外部運搬手段５６に積み入れされる。この場合、フォークリフト５４は、目的の段の出庫部５２から混載パレット１２Ｍを外部運搬手段５６に積み入れする。

搬出装置２８は、第２収容部２６ｓに保管された混載パレット１２Ｍを、他の保管棚に移送するために使用されてもよい。例えば、搬出装置２８は、保管棚２２ｂの第２収容部２６ｓに保管された混載パレット１２Ｍを、保管棚２２ｃ、２２ａに移送するように制御されてもよい。

（移送機構）
移送機構３２を説明する。移送機構３２は、一の収容段の収容部２６から別の収容段の収容部２６に荷１０を移送するための機構である。本実施形態の移送機構３２は、最上収容段２４ｐ以外の収容段２４ｓの収容部２６（移送元）から荷揃え部２０の第１収容部２６ｐ（移送先）に荷１０を移送する。ここで、移送機構３２によって第１収容部２６ｐに移送される荷１０を「第３の荷１０ｃ」、「荷１０ｃ」という。荷１０ｃは、荷１０ａまたは荷１０ｂと同一種の荷１０であるか、異なる種の荷１０であるかは問わない。移送元の収容部２６は、保管棚２２ａ、２２ｂ、２２ｃのいずれかの収容部であってもよい。移送機構３２の構成に限定はないが、本実施形態では、移送機構３２は、第１台車１４、第２台車１６および昇降装置３４によって実現されている。

移送機構３２の動作の一例を説明する。この例では、保管棚２２ａの２段目の収容段２４ａ２の収容部２６（移送元）から移送先に第３の荷１０ｃが含まれる単載パレット１２Ｓを移送する。
（１）第１台車１４は、移送元の収容部２６の下部に移動して単載パレット１２Ｓを載せて、保管棚２２ａ１の第１レール４０上をＹ軸方向に走行して第２台車１６上に移動する。
（２）第２台車１６は、第２レール４４上を走行して単載パレット１２Ｓを伴った第１台車１４を昇降装置３４に移送する。

（３）昇降装置３４は、単載パレット１２Ｓを伴った第１台車１４を最上収容段２４ｂ１に移送する。最上収容段２４ｂ１に移送された第１台車１４は、単載パレット１２Ｓを伴って最上収容段２４ｂ１の第２台車１６上に移動する。
（４）第２台車１６は、第２レール４４上を走行して、単載パレット１２Ｓを伴った第１台車１４を第１収容部２６ｐが属する収容列の間口に移送する。
（５）移送された第１台車１４は、単載パレット１２Ｓを伴って第１レール４０を走行し、移送先の第１収容部２６ｐに単載パレット１２Ｓを移送する。
（６）第１台車１４が単載パレット１２Ｓを第１収容部２６ｐに降ろすことにより移送機構３２の動作は終了する。

（制御部）
制御部３０を説明する。制御部３０は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などを含んで構成され、ユーザからの操作結果に基づき、入庫、出庫、搬出、移送等のために荷載パレット１２の移動を制御する。一例として、制御部３０は、所定の収容部と入庫部５０、出庫部５２との間や複数の収容部間で荷載パレット１２を移送するために第１台車１４および第２台車１６を制御する。また、制御部３０は、荷１０をピッキングするためにピッキング装置１８の動作を制御する。また、制御部３０は、第１台車１４および荷載パレット１２を任意の収容段２４から他の収容段２４に昇降させるために昇降装置３４を制御する。

（入庫動作）
次に、図１〜図４を参照して、自動倉庫システム１００の入庫動作の一例を説明する。この例では、トラック等の外部運搬手段５６により運搬され入荷された単載パレット１２Ｓを保管棚２２ａの収容部２６に保管するプロセスを説明する。
（１）製造工場で作成された単載パレット１２Ｓは、外部運搬手段５６に積み入れされ、自動倉庫システム１００に運搬されて入荷される。
（２）外部運搬手段５６によって入荷された単載パレット１２Ｓを、フォークリフト５４などによって入庫部５０に搬入する。この場合、フォークリフト５４は、外部運搬手段５６から単載パレット１２Ｓを目的の段の入庫部５０に搬入する。
（３）入庫部５０に搬入された単載パレット１２Ｓを、第１台車１４および第２台車１６によって保管棚２２ａの所定の収容部２６に移送して収容する。

これらの動作により入庫動作が終了する。入庫動作において、第１台車１４および第２台車１６は、制御部３０に制御される。

（ピッキング動作）
次に、図１４を参照して、自動倉庫システム１００のピッキング動作の一例を説明する。図１４は、ピッキング動作の一例を説明する説明図である。この例のピッキング動作は、出荷計画に基づいて単載パレット１２Ｓから荷１０を取り出し、販売店などの仕向先に出荷するための混載パレット１２Ｍを作成する動作である。この例において、単載パレット１２Ｓは保管棚２２ａに保管されており、ピッキングは保管棚２２ｂの最上収容段２４ｂ１に設定された荷揃え部２０で行われ、混載パレット１２Ｍは保管棚２２ｃに保管される。なお、この説明では、荷、パレットおよび第１収容部を区別するために、符号の末尾に「−Ａ」、「−Ｂ」、「−Ｃ」を付して表記する。図１４で、荷１０−Ａを白抜きで、荷１０−Ｂを直線ハッチングで、荷１０−Ｃを破線ハッチングで示す。

（１）第１台車１４および第２台車１６によって、保管棚２２ａの収容部２６から荷揃え部２０の第１収容部２６ｐに単載パレット１２Ｓを移送する。この例では、互いに異なる種類の荷１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃが積載された単載パレット１２Ｓ−Ａ、１２Ｓ−Ｂ、１２Ｓ−Ｃを、第１収容部２６ｐ−Ａ、２６ｐ−Ｂ、２６ｐ−Ｃに移送する。
（２）荷揃え部２０の第２収容部２６ｓに混載パレット１２Ｍを作成するための空のパレットを載置する。

（３）ピッキング装置１８によって、単載パレット１２Ｓ−Ａから所要数の荷１０−Ａを取り出して、空のパレットに載せて混載パレット１２Ｍを作成する。このとき、ピッキング装置１８によって、水平に回転させるなど荷１０−Ａの姿勢を変更してもよい。
（４）ピッキング装置１８によって、単載パレット１２Ｓ−Ｂから所要数の荷１０−Ｂを取り出して、荷１０−Ａが置かれた混載パレット１２Ｍに載せる。このとき、ピッキング装置１８によって、荷１０−Ｂの姿勢を変更してもよい。

（５）ピッキング装置１８によって、単載パレット１２Ｓ−Ｃから所要数の荷１０−Ｃを取り出して、荷１０−Ａ、１０−Ｂが置かれた混載パレット１２Ｍに載せる。このとき、ピッキング装置１８によって、荷１０−Ｃの姿勢を変更してもよい。
（６）第１台車１４および第２台車１６によって、第２収容部２６ｓから保管棚２２ｃの収容部２６に、荷１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃが積載された混載パレット１２Ｍを移送する。このとき、昇降装置３４も用いて、混載パレット１２Ｍを保管棚２２ｃの別の段に移送してもよい。

これらの動作によりピッキング動作は終了する。ピッキング動作において、第１台車１４、第２台車１６およびピッキング装置１８は、制御部３０に制御される。

（出庫動作）
次に、図１〜図４を参照して、自動倉庫システム１００の出庫動作の一例を説明する。この例では、保管棚２２ｃの収容部２６に保管されている混載パレット１２Ｍを外部運搬手段５６に積み入れするプロセスを説明する。
（１）保管棚２２ｃの収容部２６に保管されている混載パレット１２Ｍを、第１台車１４および第２台車１６によって出庫部５２に移送する。このとき、第１台車１４および第２台車１６は、制御部３０に制御される。
（２）出庫部５２に移送された混載パレット１２Ｍを、フォークリフト５４などによって外部運搬手段５６に積み入れする。この場合、フォークリフト５４は、目的の段の出庫部５２から混載パレット１２Ｍを外部運搬手段５６に積み入れする。
（３）外部運搬手段５６に積み入れされた混載パレット１２Ｍは、仕向先に運搬され出荷される。

これらの動作により出庫動作が終了する。出庫動作において、第１台車１４および第２台車１６は、制御部３０に制御される。

以上のように構成された自動倉庫システム１００の特徴を説明する。自動倉庫システム１００は、荷１０を保管する収容部２６を複数有する保管棚２２と、第１収容部２６ｐに保管された第１の荷１０ａを、第２の荷１０ｂが保管された第２収容部２６ｓへ移動させるピッキング装置１８と、第２収容部２６ｓに保管された第１の荷１０ａと第２の荷１０ｂとを合わせて保管棚２２から搬出する搬出装置２８と、を備える。この構成によれば、比較例の自動倉庫システムと比べて、ケース保管部やピッキング用のスペースの削減を図れるから、敷地面積に対して保管棚の配置割合を増やし収容効率を高めることができる。また、ピッキングするための人手を削減できる。

保管棚２２は、収容部２６が水平方向に複数並べられた収容段２４を有し、収容段２４は、垂直方向に複数並べて設けられており、第１収容部２６ｐ及び第２収容部２６ｓは、複数の収容段２４のうち最も上の最上収容段２４ｐに設けられる。この場合、比較的余裕のある最上収容段２４ｐの上方空間を有効利用できるので自動倉庫システム１００のスペース効率を高められる。

ピッキング装置１８は、第１収容部２６ｐの上方から第１の荷１０ａを取り出し、第２収容部２６ｓの上方から第２収容部２６ｓへ当該第１の荷１０ａを積み入れる。この場合、側方から取り出しや積み入れを行う場合と比較して平面視の作業スペースを削減できるので、敷地のスペース効率を向上できる。

複数の収容段２４のうち最上収容段２４ｐ以外の収容段２４ｓの第３の荷１０ｃを、第１収容部２６ｐに移送する移送機構３２を有し、ピッキング装置１８は、第３の荷を第２収容部２６ｓへ移動させる。この場合、最上収容段２４ｐ以外の収容段２４ｓの荷１０をピッキングすることができる。

ピッキング装置１８は、平面視において保管棚２２と重複する位置に設けられている。この場合、平面視のピッキングスペースを削減できるので、敷地のスペース効率を向上できる。

以下、本発明の第２、第３実施形態を説明する。第２、第３実施形態の図面および説明では、第１実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態は、自動倉庫システム１００の動作方法Ｓ８０である。この動作方法Ｓ８０は、荷１０を保管する収容部２６を複数有する保管棚２２を備えた自動倉庫システムの動作方法であって、第１収容部２６ｐに保管された第１の荷１０ａを、第２の荷１０ｂが保管された第２収容部２６ｓへ移動させてピッキングを行うことと、第２収容部２６ｓに保管された第１の荷１０ａと第２の荷１０ｂとを合わせて保管棚２２から搬出することと、を含む。動作方法Ｓ８０によれば、保管棚２２内でピッキングを行うので、ピッキング用のスペースを削減できる。

動作方法Ｓ８０において、保管棚２２は、収容部２６が水平方向に複数並べられた収容段２４を有し、収容段２４は、垂直方向に複数並べて設けられており、上述のピッキングを行うことは、複数の収容段２４のうち最も上の最上収容段２４ｐにて行われてもよい。この場合、比較的余裕のある最上収容段２４ｐの上方空間を有効利用できるので自動倉庫システム１００のスペース効率を高められる。

動作方法Ｓ８０は、複数の収容段２４のうち最上収容段２４ｐ以外の収容段２４ｓの第３の荷１０ｃを最上収容段２４ｐに移送することをさらに含み、上述のピッキングを行うことは、最上収容段２４ｐに移送された第３の荷１０ｃを第２収容部２６ｓに移動させることを含んでもよい。この場合、最上収容段２４ｐ以外の収容段２４ｓの荷１０をピッキングすることができる。

動作方法Ｓ８０において、保管棚２２内で上述のピッキングを行う間に、第１の荷１０ａ及び第２の荷１０ｂとは別の荷１０を、保管棚２２への搬入又は保管棚２２からの搬出を行ってもよい。この場合、ピッキングを行う間にも入庫・出庫を行えるので、自動倉庫システム１００の稼働効率を高められる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態は、自動倉庫システム１００を用いる荷の入出荷方法Ｓ９０である。この入出荷方法Ｓ９０は、同一種の荷が複数積まれた単載パレット１２Ｓを入荷し、入荷した単載パレット１２Ｓを自動倉庫システム１００へ入庫して保管し、自動倉庫システム１００内で、出荷対象の荷を単載パレット１２Ｓから取り出して一のパレット上に載置し、当該一のパレット上に複数種の荷が積まれた混載パレット１２Ｍを作成し、混載パレット１２Ｍを、自動倉庫システム１００から出庫して出荷する。

入出荷方法Ｓ９０は、第１実施形態で説明した、入庫動作、ピッキング動作および出庫動作を組み合わせることにより実現できる。

入出荷方法Ｓ９０によれば、単載パレット１２Ｓを入荷してから混載パレット１２Ｍを出荷するまでに要する人手やスペースを削減できる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

（変形例）
以下、変形例を説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

［第１変形例］
第１実施形態の説明では、入庫部５０および出庫部５２が各段に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、全段に対して単一の入庫部５０と出庫部５２とを設けて、それぞれの入庫部５０と出庫部５２とに昇降装置３４が連設されてもよい。図１５は、第１変形例の入庫部５０および出庫部５２の周辺を示す平面図である。この図は、それぞれの入庫部５０と出庫部５２とに昇降装置３４が連設された構成を示している。この場合、入庫対象の荷載パレット１２は、フォークリフト５４によって外部運搬手段５６から入庫部５０に搬入され、昇降装置３４によって目的の段に移送される。また、出庫対象の荷載パレット１２は、昇降装置３４によって保管されていた段から出庫部５２に移送され、出庫部５２から運搬手段５６に積み出される。

第１変形例では、昇降装置３４が、入庫部５０・出庫部５２と第２レール４４との間に配置される例を示したが、昇降装置３４は、入庫部５０または出庫部５２の第２レール４４とは反対側に配置されてもよい。また、昇降装置３４は、入庫部５０または出庫部５２のＸ軸方向の正側または負側に配置されてもよい。この場合、入出庫作業に有利な配置を選択できる。

［第２変形例］
第１実施形態の説明では、昇降装置３４が第２レール４４の端部のＹ軸方向に配置される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２レール４４の端部よりもＸ軸方向の正側に別の昇降装置３６が設けられてもよい。図１６は、第２変形例の入庫部５０および出庫部５２の周辺を示す平面図である。この図は、第２レール４４の端部に別の昇降装置３６が設けられた構成を示している。第２変形例では、昇降装置３６は、第１台車１４を搭載した第２台車１６を、一の段から別の段に昇降させることができる。

［その他の変形例］
第１実施形態の説明では、各保管棚２２ａ、２２ｂ、２２ｃの段数が同じである例を示したが、本発明はこれに限定されない。保管棚２２は段数が他と異なる部分を含んでもよい。例えば、保管棚２２のうちピッキング装置１８を設置する部分については、ピッキング装置１８設置用のスペースを確保するために、段数が他と異なる部分が設けられてもよい。

第１実施形態の説明では、ピッキング装置１８の保持部１８ｈが吸着力によって荷１０を保持する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピッキング装置の保持部はアームとハンドとによって荷を保持する構成であってもよい。

第１実施形態の説明では、ピッキング装置１８が、ガントリ型のクレーン機構によって天井側から支持される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピッキング装置は側方の横壁に取付けられ、側方から支持される構成であってもよい。

第１実施形態の説明では、搬出装置２８の動作、移送機構３２の動作、入庫動作、ピッキング動作および出庫動作についてその一例を示したが、本発明はこれに限定されない。これらの動作はあくまでも一例であり、他の動作を追加したり、一部の動作を削除または変更したり、動作の順序を変更したりしてもよい。

第１実施形態の説明では、ピッキング動作が単載パレット１２Ｓから荷１０を取り出して混載パレット１２Ｍを作成する例を示したが、本発明はこれに限定されない。ピッキング動作は、混載パレット１２Ｍから荷１０を取り出す動作を含んでもよいし、取り出した荷１０によって単載パレット１２Ｓを作成する動作であってもよい。また、ピッキングによって作成された単載パレット１２Ｓを出庫するようにしてもよい。

第１実施形態の説明では、ピッキング動作において、複数の第１収容部２６ｐ−Ａ、２６ｐ−Ｂ、２６ｐ−Ｃから単一の第２収容部２６ｓにピッキングを行う例を示したが、本発明はこれに限定されない。複数の第１収容部２６ｐから複数の第２収容部２６ｓにピッキングを行うようにしてもよい。

第１実施形態の説明では、図１４において、複数の第１収容部２６ｐ−Ａ、２６ｐ−Ｂ、２６ｐ−Ｃが、Ｙ軸方向に一列に配置される例を示したが、本発明はこれに限定されない。複数の第１収容部を一列に配置することは必須ではなく、それぞれ離隔して配置されてもよい。

第１実施形態の説明では、複数に分割された保管棚の一部を可動域とするピッキング装置１８が設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、非分割の保管棚に当該保管棚の全体を可動域とするピッキング装置１８が設けられてもよい。

第１実施形態の説明では、ピッキング装置１８の全体が平面視で保管棚２２と重複する例を示したが、本発明はこれに限定されない。ピッキング装置１８の一部は保管棚２２の平面範囲内から外へ張り出してもよい。

フォークリフト５４に代えて、クレーンを備えた移載装置など、別の種類の移載装置によって、荷載パレット１２を搬入、搬出するようにしてもよい。

これらの各変形例は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

１０・・・荷、１２・・・荷載パレット、１２Ｍ・・・混載パレット、１２Ｓ・・・単載パレット、１８・・・ピッキング装置、２０・・・荷揃え部、２４ｐ・・・最上収容段、２４、２４ｓ・・・収容段、２６・・・収容部、２６ｐ・・・第１収容部、２６ｓ・・・第２収容部、２８・・・搬出装置、３２・・・移送機構、１００・・・自動倉庫システム。

Claims (4)

1. 荷を保管する収容部を複数有する保管棚と、
   第１の収容部に保管された第１の荷を、第２の荷が保管された第２の収容部へ移動させるピッキング装置と、
   前記第２の収容部に保管された前記第１の荷と前記第２の荷とを合わせて前記保管棚から搬出する搬出装置と、
   を備え、
   前記保管棚は、前記収容部が水平方向に複数並べられた収容段を有し、
   前記収容段は、垂直方向に複数並べて設けられており、
   前記第１の収容部及び前記第２の収容部は、前記複数の収容段のうち最も上の最上収容段に設けられ、
   前記複数の収容段のうち前記最上収容段以外の収容段の第３の荷を、前記第１の収容部に移送する移送機構を有し、
   前記ピッキング装置は、前記第３の荷を前記第２の収容部へ移動させることを特徴とする自動倉庫システム。
2. 前記ピッキング装置は、前記第１の収容部の上方から前記第１の荷を取り出し、前記第２の収容部の上方から前記第２の収容部へ当該第１の荷を積み入れることを特徴とする請求項１に記載の自動倉庫システム。
3. 前記ピッキング装置は、平面視において前記保管棚と重複する位置に設けられている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動倉庫システム。
4. 荷を保管する収容部を複数有する保管棚を備えた自動倉庫システムの動作方法であって、
   第１の収容部に保管された第１の荷を、第２の荷が保管された第２の収容部へ移動させてピッキングを行うことと、
   前記第２の収容部に保管された前記第１の荷と前記第２の荷とを合わせて前記保管棚から搬出することと、
   を含み、
   前記保管棚は、前記収容部が水平方向に複数並べられた収容段を有し、
   前記収容段は、垂直方向に複数並べて設けられており、
   前記ピッキングは、前記複数の収容段のうち最も上の最上収容段にて行われ、
   前記複数の収容段のうち前記最上収容段以外の収容段の第３の荷を前記最上収容段に移送することをさらに含み、
   前記ピッキングを行うことは、前記最上収容段に移送された前記第３の荷を前記第２の収容部に移動させることを含むことを特徴とする自動倉庫システムの動作方法。

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