JP2008011581A - ケーブルガイド - Google Patents

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Abstract

【課題】高速で2次元的に移動する可動部に対して、不動部側から、直接、電力の供給や信号の送受、及び/又は物質の給送を行なう場合、シンプルな構造で可動部の移動がスムーズであり、断線等の故障がなく耐久性、信頼性に優れ、かつ安価に製造し得るケーブルガイドを提供する。
【解決手段】不動部側から可動部側に電源電力等を供給するケーブルを、幅方向外側に湾曲して弧状凸部が形成された可撓性帯状固体から成るサポート部材にスライド可能にガイド保持し、このサポート部材を可撓性帯状のスリーブ材により被包して一体化して成るケーブルガイドにおいて、前記サポート部材の少なくとも一端部と前記不動部側との間に、前記サポート部材の弧状凸部が外側となり、かつ略一定の曲率の湾曲部を形成しつつ前記可動部が2次元的に移動可能とした連結部材を設ける。

【選択図】図1

Description

本発明は、ケーブルガイドに関し、さらに詳細には、電源電力の供給や信号の送受に用いられる給電ケーブル、光ケーブル、及び/又は流体や粉体等の各種の物質を給送するために用いられるホース(以下これらを総称して「ケーブル」という)を可撓性帯状固体から成るサポート部材でガイド保持し、かつこのサポート部材を可撓性帯状のスリーブ材で被包して一体化して成り、一端が不動部側に連結され他端部が可動部側に連結されて使用されるケーブルガイドに関する。
従来、例えば建物の出入口や車両の乗降口に設けられた自動ドア、あるいはエレベータの開閉扉等を開閉する場合、非接触の近接スイッチを入出口上部の不動部側に設けておき、この近接スイッチにより人が出入口に近付いたことを感知してドアを開くように、あるいは予めドアの一部にタッチスイッチを設けておき、このタッチスイッチに人が接触することによってドアを開くようになっていた。また、これらの起動スイッチではドアが開いてから人が出入口を通過するまでの所定の時間が予め設定され、この設定時間後にドアが自動的に閉じられるようになっていた。しかし、このような方式ではドアの出入口で人が立止まったりした場合にドアが閉まって来て人が挟まれる危険性があるため、従来では上記起動スイッチとは別に、出入口の建物不動部側に透過光あるいは反射光を用いて人の有無を検知する補助光線スイッチが設けられていた。ところが、このような補助光線スイッチを用いた検出装置では、光の直進性のため感知対象空間が限定される傾向があり、死角空間が生じやすい等の問題点があった。そこで、可動扉側にセンサ装置を取り付け、静止した人や物を検出することが考えられるが、扉は開閉動作により常時動いており、これに伴い電源電力の供給及び/又は信号の送受を行なうケーブルが繰り返し使用されることから、ケーブルが断線したり故障したりする等の問題があった。
上記実情に鑑み、本出願人は、このような断線等による問題を防止した直線移動機構のケーブルガイドを考案し、このケーブルガイドを用いて、透過式及び/又は反射式非接触近接スイッチの信号発信部と信号受信部とを移動する扉側と建物等の不動部側とに分離して配置して使用するようにした移動式ドアの安全装置並びに安全兼起動装置を特許文献1で提案した。また、本出願人は、このケーブルガイドの設置用具及び設置方法を特許文献2で提案した。
図13は上述したケーブルガイド1の全体構成を示す斜視図、図14は図13のX−X断面図、図15は図13のY−Y断面図である。図示するように、この直線移動機構のケーブルガイド1は、フラットケーブルから成る給電ケーブル2a、断面が丸形状の電力ケーブル2b、光ファイバケーブル2c等により構成され、電源電力の供給及び/又は信号の送受を行なうケーブル(以下、「給電ケーブル」という)2を、幅方向外側に湾曲して弧状凸部が形成された鋼板等からなる可撓性帯状のサポート部材3にスライド可能にガイド保持し、これらを可撓性帯状のスリーブ材4により被包し一体化して成っている。このように構成されたケーブルガイド1は、サポート部材3の一端部3bを不動部材6に固定部品7a、7b及びネジ8から成る固定具5を介して緊締固定し、サポート部材3の他端部3aを可動部材9側に固定具10を介し同様に固定して使用される。図16はサポート部材3の端部がこのように不動部材6及び可動部材9に固定されたケーブルガイド1の使用時における作動状況を模式的に示したもので、図示するように、可動部材9側のケーブルガイド1Aは不動部材6側のケーブルガイド1Bに対し、サポート部材3の弧状凸部が外側となる略一定の曲率半径Rから成るUターン状の湾曲部Wをもって、平行に、すなわち矢印Dで示す平面視で縦軸(Y軸)方向のP1位置から点線で示すP2位置に直線的に移動するようになっている。
以上のとおり構成されたこの直線移動機構のケーブルガイド1によれば、往復移動する直線移動機構の可動部材9と不動部材6との間で数千万回に亘る往復移動を高速で行なっても、断線等の事故は発生しないことが確認されており、極めて信頼性の高いケーブルガイドを提供することが可能とされている。
特開2000−13979号公報 特開2003−18733号公報
しかしながら、上述した直線移動機構のケーブルガイド1では、直線移動機構を2つ組み合わせた機構、例えばXYテーブル、加工機、検査装置、ペンレコーダ等において工具や検査器具を高速で2次元的に移動させる機構に対して電力の供給や信号の送受を行なう場合には、次のような問題点が発生した。
(a)不動部6と2次元的に移動する可動部9とを、ケーブル単独で、直接、電源電力の供給及び/又は信号の送受を行なう場合には、ケーブルの自重に基づく撓みが発生する。また、2次元的な移動範囲を確保するために、直線移動機構の場合と比較して十分な長さのケーブルの弛み部分が必要となる。ところが、かかるケーブルの撓みや弛み部分は高速に移動する可動部材9との機械的干渉が避けられず、これがケーブルの断線事故をひき起こす主要な原因となっていた。
(b)少なくとも2つの直線移動機構に対して、それぞれ、上述した直線移動機構のケーブルガイド1を装着すると、部品点数や設置工数が2倍以上必要となると共に、これらを接続するコネクタ等も必要となり、製造コストが高価となっていた。
(c)ケーブルガイド1の両端がそれぞれ不動部材6及び可動部材9に直接固定されているため、例えば図17に模式的に示すように、可動部材9(あるいは不動部材6)が点線で示すように内側に回転しようとしても回転することができないこと、またケーブルガイド1自身が剛性を有していることから、ケーブルガイド1は可動部材9の2次元移動に対応した変形ができないという問題があつた。
よって、本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、直線移動機構のほか、高速で移動する2次元移動機構において、不動部側から可動部側へ直接電力の供給や信号の送受を行なう場合、あるいは不動部側から可動部側へ流体や粉体等の各種の物質を給送する場合に、シンプルな構造で可動部材の移動がスムーズであり、断線等の故障がなく耐久性、信頼性に優れ、かつ安価に製造し得るケーブルガイドを提供することにある。
本発明の上記目的は、不動部側から可動部側に電源電力を供給する給電ケーブル、信号の送受を行なう光ケーブル、及び/又は物質を給送するホースから成るケーブルを、幅方向外側に湾曲して弧状凸部が形成された可撓性帯状固体から成るサポート部材にスライド可能にガイド保持し、かつ該サポート部材を可撓性帯状のスリーブ材により被包して一体化して成り、前記サポート部材の一端部が前記不動部側に連結され他端部が前記可動部側に連結されて使用されるケーブルガイドにおいて、前記サポート部材の少なくとも一端部と前記不動部側との間に、前記サポート部材の弧状凸部が外側となり、かつ略一定の曲率の湾曲部を形成しつつ前記可動部が2次元的に移動可能とした連結部材を設けたことを特徴とするケーブルガイドを提供することによって達成される。
また、本発明の上記目的は、前記連結部材は幅方向内側に湾曲して弧状凸部が形成された前記サポート部材と同一の帯状固体から成ること、また、前記帯状固体は帯状の鋼材であること、さらにまた、前記連結部材は板バネ又は蝶番から成ることを特徴とするケーブルガイドを提供することによって、より効果的に達成される。
上述のとおり構成された本発明に係るケーブルガイドによれば、可動部を2次元のあらゆる方向に移動させることができるので、従来のケーブルガイドと同様に、不動部側から可動部側に電源電力の供給や信号の送受を行なう直線移動機構のケーブルガイドとして使用できると共に、例えばXYテーブル、加工機、検査装置等の高速で2次元的に移動する機構にも使用でき、また、不動部側から可動部側に流体や粉体等の物質を給送する場合にも適用することができる。
また、このケーブルガイドではケーブル及び/又はホースがサポート部材にスライド可能にガイド保持され、この全体が可撓性帯状のスリーブ材により被包、固定された構造となっているので、ケーブル及び/又はホースがサポート部材と共にスムーズに移動することになり、ケーブルガイドが高速で移動しても一定の曲率以下とはならず、また他の構造物と接触することがないため給電ケーブルが断線する心配がない。さらにまた、全体構造がシンプルであるので安価に製造することができる。
以下、本発明をXYテーブルに適用した実施形態に基づき説明する。なお、本発明は必ずしも以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、その構成を種々なものに変更し得ることはいうまでもない。
図1は本発明の第1実施形態に係るケーブルガイド101の平面図、図2は図1のA−A断面図、同様に、図3はB−B断面図、図4はC−C断面図、図5はD−D断面図、図6はE−E断面図、そして図7はF−F断面図である。なお、以下では、前述した従来のケーブルガイド1と同一ないし共通する構成要素には100番台の同一符号を付して説明する。
本ケーブルガイド101は、ケーブルガイド本体120と連結部材を構成する連結ケーブルガイド130とを連結具140で連結して成っている。
ケーブルガイド本体120は、不動部材106側(XYテーブルの不動機構部106A側)から可動部材109側(XYテーブルの可動機構部109A側)に電源電力の供給、及び/又は信号の送受を行なう光ケーブルの機能を備えたフラットケーブルから成る給電ケーブル102を、弧状凸部が外側(上側)となるように幅方向に湾曲して形成された帯状鋼材から成るサポート部材103にスライド可能にガイド保持し、給電ケーブル102及びサポート部材103をネット状の合成樹脂から成る可撓性を有する帯状のスリーブ材104により被包した後、このスリーブ材104の両端部を図6に示すように止着バンド111で固定し一体化して成っている。スリーブ材104の両端部からは給電ケーブル102を積層したサポート部材103が露出しており、図7に示すように、サポート部材103の可動部側端部103Aは固定部品112a、112b及びネジ113から成る固定具を介して移動部材109に固定されている。
一方、連結ケーブルガイド130は、不動部材106側から可動部材109側に電源電力の供給及び/又は信号の送受を行なう前記給電ケーブル102を、弧状凸部が内側(下側)となるように幅方向に湾曲して形成された帯状鋼材から成るサポート部材103’にケーブルガイド本体120と同様にスライド可能にガイド保持し、給電ケーブル102及びサポート部材103’を可撓性帯状のスリーブ材104’により被包した後、このスリーブ材104’の両端部を図4に示すように止着バンド111で固定し一体化して成っている。なお、この連結ケーブルガイド130の長さは、2次元的に移動する可動部材109の安定性の面から、ケーブルガイド本体120に対し極度に短く設定されている。ケーブルガイド本体120と同様に、スリーブ材104’の両端部からは給電ケーブル102を積層したサポート部材103’が露出しており、図3に示すように、サポート部材103’の不動部側端部103’Bは固定部品112’a、112’b及びネジ113’から成る固定具を介して不動部材106に固定されている。
ここに、サポート部材103(103’)には、鉄金属材料またはウイスカ、ステンレス材料、アモルファス鉄合金、銅、非鉄金属材料又はウイスカ又はその合金、ガラスを含むセラミックス及び/又はセラミックス繊維又はウイスカ、紙、動/植物繊維、ゴム、合成ゴム、合成樹脂、エンジニアリングプラスチック、FRP、CFRP、及び/又はこれらの組合せ材料が利用でき、特に帯状鋼材を使用することが耐久性、使用適性その他の点で好ましい。なお、かかる材料によりサポート部材103の幅方向に曲率半径をRを有する弧状凸部を形成すると、このサポート部材103を長手方向の途中で湾曲させたとき、その湾曲部の曲率半径は略前記曲率半径Rと一致する特性を有している。
また、スリーブ材104、104’としては、合成樹脂製でネット状の部材が好ましく、かかる合成樹脂としては、ABS樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、メタクリル樹脂、石油樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフォイド、ポリベンズイミダゾール、ポリシクロオレフィン等の熱可塑性樹脂、又は、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタンアルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、すなわち、熱可塑性又は熱硬化性樹脂等の合成樹脂/プラスチック部材から成るネット状のスリーブ材が利用可能であり、さらに環境面からは、ポリアミノ酸、脂肪族ポリエステル、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリビニルアルコール、キトサン、澱粉、セルロース等と汎用性ポリマーとの混合物等の生分解樹脂部材等も、綿、羊毛等の天然繊維と共に利用可能である。
ケーブルガイド本体120のスリーブ材104から露出したサポート部材103の不動部側端部103Bと、連結ケーブルガイド130のスリーブ材104’から露出したサポート部材103’の可動部側端部103’Aとは、図5に示すように、連結具140によって連結されている。連結具140は中央部がサポート部材103、103’の弧状凸部と一致する湾曲部をもって形成された押圧部材141a、141bを対向させ、ネジ142で締め付けることにより、内部に給電ケーブル102、サポート部材103、103’を保持するように構成されている。連結ケーブルガイド130を以上のとおり設けることにより、可動部材109の動きに自由度が与えられる。
図8は、以上のとおり構成されたケーブルガイド101のXYテーブルにおける作動状態を示したものである。図示するように、不動部材106はL型部材106Lに螺着され、ネジ106sを介してXYテーブルの不動機構部106Aに固定され、同様に、可動部材109もL型部材109Lに螺着され、ネジ109sを介してXYテーブルの可動機構部109Aに固定されて使用される。本ケーブルガイド101によれば、一方向(直線方向)のみならず、連結ケーブルガイド130を介して可動部材109を2次元方向、すなわち横軸(X軸)及び縦軸(Y軸)の任意の方向に、略同一の曲率半径Rをもってスムーズに移動させることができる。なお、図8の点線部は可動部材109(XYテーブルの可動機構部109A)を+X方向及び+Y方向に移動させた状態を示したものである。
なお、本第1実施形態では、給電ケーブル102が多芯のフラットケーブルから成る場合を例示したが、これが従来のケーブルガイド1と同様に、断面が丸いケーブルであってもよく、またこれらを組み合わせたものであってもよい。このような給電ケーブル102をサポート部材103にスライド可能にカイド保持し、これを包み込むようにスリーブ材104によって束ね被包して一体化することにより、給電ケーブル102がサポート部材103から離れることなく、かつサポート部材103の長手方向に沿ってスムーズにスライドすることができる。これによりサポート部材103が使用中に浮き上がったり巻き込まれたりすることがなく、従ってケーブルの傷みが少なくなって断線や接触不良等の事故を防止することができると共に、コンパクトで簡潔な構造であることから、開閉動作が激しく、耐久性、信頼性の要求される自動ドア等の直線移動機構はいうまでもなく、本実施形態、すなわちXYテーブルのような2次元移動機構に対しても最適なケーブルガイドとして用いることができる。なお、このサポート部材103としては、上述した素材以外に、例えば市販の鋼製巻き尺等に用いられている帯状バネ鋼材をそのまま転用することも可能であり、これにより大幅なコストダウンを図ることができる。
図9は本発明の第2実施形態に係るケーブルガイド201の平面図、図10は図9のG−G断面図である。なお、以下では、前述した第1実施形態と同一の構成要素には200番台の同一符号を付して説明する。
本ケーブルガイド201は、ケーブルガイド本体220と連結部材を構成するフラットな板バネ230とを連結具240で連結して成っている。ここに、ケーブルガイド本体220は、前述した第1実施形態におけるケーブルガイド本体120と実質的に同一な構造となっており、また、スリーブ材204の端部から露出したサポート部材203の可動部側端部203Aと可動部材209との固定方法も前記同様であるので、この詳細な説明は省略する。
板バネ230は公知のフラットな鋼材から成り、不動部側端部230Bが固定部品212及びネジ213を介して不動部材206に固定されている。これにより、板バネ230はネジ213を支点として図示する矢印E方向に円弧状に移動可能となっている。なお、この板バネ230の厚さ及び大きさは、ケーブルガイド本体220を含むケーブルガイド201全体の使用目的に応じ適宜な値に設定される。
一方、スリーブ材204の端部から露出したサポート部材203の不動部側端部203Bと板バネ230の可動部側端部230Aとは押圧部材241a、241b及びネジ242から成る固定具を介して連結されている。図示するように、給電ケーブル202は連結具240から露出し、露出した給電ケーブル202は止着バンド211により不動部材206側で板バネ230に拘束されて板バネ230の動きに追従するようになっている。
以上のとおり構成された本ケーブルガイド201によれば、前述したケーブルガイド101と同様に、一方向(直線方向)のみならず、連結部材である板バネ230を介して可動部材209を2次元方向、すなわち横軸(X軸)及び縦軸(Y軸)の任意の方向に、略同一の曲率半径Rをもってスムーズに移動させることができる。また、このような板バネ230を用いると、前述した連結ケーブルガイド130に較べ、強度及び安定性の面で若干不安はあるが、フラットなバネ鋼材から成る構造が極めてシンプルなものであることから、ケーブルガイド201を低コストで作ることができる利点がある。
図11は本発明の第3実施形態に係るケーブルガイド301の平面図、図12は図11のH−H断面図である。なお、以下では、前述した第1実施形態と同一の構成要素には300番台の同一符号を付して説明する。
本ケーブルガイド301は、ケーブルガイド本体320と連結部材を構成する蝶番330とを連結具340で連結して成っている。ここに、ケーブルガイド本体320は、前述した第1実施形態におけるケーブルガイド本体120と実質的に同一な構造となっており、また、スリーブ材304の端部から露出したサポート部材303の可動部側端部303Aと可動部材309との固定方法も前記同様であるので、この詳細な説明は省略する。
蝶番330は固定片331に対し可動片332が軸333を支点に図示する矢印F方向に開閉可能な公知のもので、固定片331はネジ313を介して不動部材306に固定され、可動片332は押圧部材341a、341b、ネジ342から成る連結具340を介してサポート部材303の不動部側端部303Bに連結されている。なお、この蝶番330の形状及び大きさは、ケーブルガイド本体320を含むケーブルガイド301全体の使用目的に応じ適宜な値に設定される。
以上のとおり構成された本ケーブルガイド301によれば、前述したケーブルガイド101、201と同様に、一方向(直線方向)のみならず、連結部材である蝶番330を介して可動部材309を2次元方向、すなわち横軸(X軸)及び縦軸(Y軸)の任意の方向に、略同一の曲率半径Rをもってスムーズに移動させることができる。
以上、本発明の内容を3つの実施形態に基づき説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定さるものでないことは前述したとおりである。
例えば、上術した実施形態は、いずれも、連結部材をサポート部材の不動部側端部と不動部材との間に設けたものであり、安定性の面からかかる形態であることが好ましいが、この連結部材はサポート部材の可動部側端部と可動部材との間に設けてもよく、また、必要に応じ、両者に設けることも可能である。
また、連結部材とサポート部材との連結方法、あるいはサポート部材と可動部材ないし不動部材との固定方法等は周知の種々の方法を適用し得ることはいうまでもない。
さらにまた、上述した実施形態は、いずれも、本発明に係るケーブルガイドが不動部側から可動部側に電源電力の供給、及び/又は信号の送受を行なう光ケーブルの機能を備えたフラットケーブルから成る給電ケーブルをガイドするものであるが、本発明に係るケーブルガイドは、このほか、流体すなわち水や油等の液体及び空気や酸素等の気体、あるいは粉体等の物体を不動部側から移動部側に供給し、ないし給送するときに用いられるホースをガイドするものであっても、十分に適用し得るものである。
本発明の第1実施形態に係るケーブルガイドの平面図である。 図1のA−A断面図である。 図1のB−B断面図である。 図1のC−C断面図である。 図1のD−D断面図である。 図1のE−E断面図である。 図1のF−F断面図である。 本発明の第1実施形態に係るケーブルガイドの作動状態を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るケーブルガイドの平面図である。 図9のG−G断面図である。 本発明の第3実施形態に係るケーブルガイドの平面図である。 図11のH−H断面図である。 従来のケーブルガイドの斜視図である。 図13のX−X断面図である。 図13のY−Y断面図である。 従来のケーブルガイドの作動状況を示す模式図である。 従来のケーブルガイドの作動時の問題点を説明する模式図である。
符号の説明
1、101、201、301 ケーブルガイド
2、102、202、302 給電ケーブル
3、103、203、303 サポート部材
4、104、204、304 スリーブ材
6、106、206、306 可動部材
9、109、209、309 不動部材
111、211、311 止着バンド
120、220、320 ケーブルガイド本体
130 連結ケーブルガイド(連結部材)
140、240、340 連結具
230 板バネ(連結部材)
330 蝶番(連結部材)

Claims (5)

  1. 不動部側から可動部側に電源電力を供給する給電ケーブル、信号の送受を行なう光ケーブル、及び/又は物質を給送するホースから成るケーブルを、幅方向外側に湾曲して弧状凸部が形成された可撓性帯状固体から成るサポート部材にスライド可能にガイド保持し、かつ該サポート部材を可撓性帯状のスリーブ材により被包して一体化して成り、前記サポート部材の一端部が前記不動部側に連結され他端部が前記可動部側に連結されて使用されるケーブルガイドにおいて、前記サポート部材の少なくとも一端部と前記不動部側との間に、前記サポート部材の弧状凸部が外側となり、かつ略一定の曲率の湾曲部を形成しつつ前記可動部が2次元的に移動可能とした連結部材を設けたことを特徴とするケーブルガイド。
  2. 前記連結部材は幅方向内側に湾曲して弧状凸部が形成された前記サポート部材と同一の可撓性帯状固体から成ることを特徴とする請求項1に記載のケーブルガイド。
  3. 前記可撓性帯状固体は鋼材であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のケーブルガイド。
  4. 前記連結部材は板バネから成ることを特徴とする請求項1に記載のケーブルガイド。
  5. 前記連結部材は蝶番から成ることを特徴とする請求項1に記載のケーブルガイド。
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