JP2014169151A - ケーブルの繰出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体を小型、軽量化することができ、ケーブルの繰出し作業を円滑化することができ、ケーブルの絡まりや、断線を防止することができるケーブルの繰出し装置を提供することである。
【解決手段】ヘリコプターに装着されるケーブル３の繰出し装置２であって、ケーブル３を収納するケース４と、ケース４内に設けられ、ケーブル３を巻装状態で収納するケーブル巻装部５と、ケーブル巻装部５から繰り出されるケーブル３をケース４の一端部側の軸心位置に形成された繰出し口６まで案内する案内部材７とを具備する。ヘリコプターの移動にともないケーブル３が案内部材７にガイドされて繰出し口６から自重で繰り出される。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、ケーブルの繰出し装置に関する。

例えば、人間が入れないような環境では、無人機などの移動体を無線誘導して目的の場所まで誘導して周辺を観察したり、目的の場所で遠隔制御で作業することが考えられている。移動体を無線制御することが難しい環境においては、移動体を有線で制御する。有線制御の方法として、移動体側にケーブルを搭載して繰出す場合は、ケーブル繰出し用の駆動部を移動体に実装して繰出すか、移動体が動くことにより滑車などでケーブルを引っ張って繰出すことが考えられている。

特開平３−３１６９８号公報

移動体に駆動部を実装すると移動体の構成が複雑になるので、大きく、重くなる。また、滑車などを使用した場合は、移動体が移動したときにケーブルに掛かるテンションで、滑車の向きを変え、ケーブルを繰出すことになる。この場合は、ケーブルの繰出し作業中にケーブルが絡まり、断線する可能性がある。

本実施形態は上記事情に着目してなされたもので、移動体を小型、軽量化することができ、ケーブルの繰出し作業を円滑化することができ、ケーブルの絡まりや、断線を防止することができるケーブルの繰出し装置を提供することにある。

実施形態によれば、移動体に装着されるケーブルの繰出し装置であって、ケーブルを収納するケースと、ケース内に設けられ、ケーブルを巻装状態で収納するケーブル巻装部と、ケーブル巻装部から繰り出されるケーブルをケースの一端部側の軸心位置に形成された繰出し口まで案内する案内部材とを具備する。移動体の移動にともないケーブルが案内部材にガイドされて繰出し口から自重で繰り出される。

第１の実施の形態のヘリコプターに取り付けられたケーブルの繰出し装置の取り付け状態を示す概略構成図。 第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置の内部構成を示す縦断面図。 第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のケーブルのガイド板を示し、（Ａ）はガイド板の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のケーブル巻装部の第１の変形例を示す斜視図。 第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のケーブル巻装部の第２の変形例を示す概略構成図。 第２の変形例のケーブル巻装部の内部構成を示す断面斜視図。 第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のケーブル巻装部の第３の変形例を示す斜視図。 第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のガイド板の第１の変形例を示し、（Ａ）はガイド板の平面図、（Ｂ）はガイド板の側面図。 第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のガイド板の第２の変形例を示し、（Ａ）はガイド板の平面図、（Ｂ）はガイド板の側面図。 第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のガイド板の第３の変形例を示し、（Ａ）はガイド板の平面図、（Ｂ）はガイド板の側面図。 第２の実施の形態の自動車に取り付けられたケーブルの繰出し装置の取り付け状態を示す概略構成図。 第２の実施の形態のケーブルの繰出し装置の内部構成を示す縦断面図。

［第１の実施の形態］
（構成）
図１乃至図３は、第１の実施の形態を示す。図１は第１の実施の形態の移動体としての無人の遠隔操作式のヘリコプター１に取り付けられたケーブル３の繰出し装置２の取り付け状態を示す概略構成図、図２は第１の実施の形態のケーブル３の繰出し装置２の内部構成を示す縦断面図である。

ケーブル３の繰出し装置２は、例えば光ファイバや、電線ケーブルなどのケーブル３を収納するケース４と、ケース４内に設けられ、ケーブル３を巻装状態で収納するケーブル巻装部５と、ケーブル巻装部５から繰り出されるケーブル３をケース４の一端部側の軸心位置に形成された繰出し口６まで案内する案内部材７とを具備している。

ケーブルの繰出し装置２のケース４は、ほぼ円筒状のケース本体８を有する。このケース本体８は、軸心が鉛直方向に配置されている。このケース本体８の上端部にはヘリコプター１との連結部材９が連結されている。連結部材９は、例えば円筒状の直管で形成されている。

ケース本体８の内部には軸心位置にケーブル巻装部５のボビン１０が配置されている。このボビン１０の外周面にはケーブル３が巻装されている。ケーブル３の一端は連結部材９の内部を通してヘリコプター１内の図示しない機体装置側の制御機器に接続されている。ケーブル３の他端は図示しない地上装置側の制御機器に接続されている。

案内部材７は、ケース本体８の下端部に連結され、下向きに向かうに従って内径が小さくなるほぼ円錐形状のガイド板１１を有する。このガイド板１１の最も外径が大きい大径部１１ａがケース本体８の下端部に連結されている。図３（Ａ），（Ｂ）に示すようにガイド板１１の下端部は開口されている。このガイド板１１の下端開口部はガイド板１１の最も外径が小さい小径部１１ｂになっている。この小径部１１ｂがケーブル３の繰出し口６になっている。ここで、ガイド板１１は、繰出し口６の口径ｄ１とケーブル巻装部５のボビン１０の外径ｄ２との関係がｄ１＜ｄ２に設定されている。

また、図２に示すようにガイド板１１の外周面にはガイド板１１に振動を伝達する振動モータ（振動伝達手段）１２が固定されている。そして、移動体であるヘリコプター１の移動にともないケーブル３が案内部材７のガイド板１１にガイドされて繰出し口６から自重で繰り出されるようになっている。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のケーブル３の繰出し装置２は、ヘリコプター１の移動にともないケーブル３が繰出し装置２のケース４内のケーブル巻装部５から繰り出される。このとき、ケーブル巻装部５から繰り出されるケーブル３は、案内部材７のガイド板１１にガイドされて繰出し口６から自重で繰り出される。そして、このケーブル３を通してヘリコプター１の有線制御や、ヘリコプター１で撮像された画像データの伝送などが行なわれる。

また、本実施の形態のケーブル３の繰出し装置２では、ガイド板１１の繰出し口６の口径ｄ１とケーブル巻装部５のボビン１０の外径ｄ２との関係をｄ１＜ｄ２に設定したので、ケーブル巻装部５のボビン１０から繰出されるケーブル３の巻き径が繰出し口６で絞られる。そのため、繰出し口６から繰出されるケーブル３の曲げＲ（半径）を小さくすることにより、ケーブル３の巻回部分のばね性を高め、ガイド板１１との摩擦を増やしてケーブル３の繰出し量を制限することができる。

さらに、ヘリコプター１の移動中、振動モータ１２を駆動することにより、ガイド板１１上を移動するケーブル３の絡まりを防止してスムーズなケーブル３の繰出しを行なうことができる。

（効果）
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態のケーブル３の繰出し装置２では、駆動部を持たず、主にヘリコプター１の移動にともない自重でケーブル３の繰出しを行なうことができる。そのため、繰出し装置２全体の構造を簡素化することができるので、移動体であるヘリコプター１の構造を小型・軽量化することができる。

さらに、繰出し装置２に滑車などの回転部を持たないため、ケーブル３に掛かるテンションを小さく出来る。そのため、ヘリコプター１が向きを変えてもケーブル３に掛かるテンションはほとんど変化しないので、ヘリコプター１の動きに合わせてケーブル３をスムーズに繰出すことができる。

また、ガイド板１１は、繰出し口６の口径ｄ１とケーブル巻装部５のボビン１０の外径ｄ２との関係がｄ１＜ｄ２に設定されている。そのため、繰出し口６から繰出されるケーブル３の曲げＲ（半径）を小さくすることにより、ケーブル３の巻回部分のばね性を高め、ガイド板１１との摩擦を増やしてケーブル３の繰出し量を制限することができる。

また、ガイド板１１の外周面に振動モータ１２を設けたので、振動モータ１２を駆動することにより、ガイド板１１上を移動するケーブル３の絡まりを防止してスムーズなケーブル３の繰出しを行なうことができる。

［第１の実施の形態のケーブル巻装部の第１の変形例］
（構成）
図４は、第１の実施の形態のケーブル３の繰出し装置２のケーブル巻装部５の第１の変形例を示す。なお、図４中で、図１乃至図３と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。本変形例のケーブル巻装部２１は、ケース４の軸心方向と平行に配置された２つの軸体（第１の軸体２２ａと第２の軸体２２ｂ）を有する。そして、ケーブル３を一方の第１の軸体２２ａにほぼ１回転巻き付けた後、他方の第２の軸体２２ｂに逆回転方向にほぼ１回転巻き付ける状態で、第１の軸体２２ａと第２の軸体２２ｂとの間に交互に巻き付けることでほぼ８の字状に巻き付けた状態で収納する８の字状の巻き付け部２３を有する。

（作用・効果）
本変形例のケーブル巻装部２１では、ケーブル３の繰出し時には第１の軸体２２ａと第２の軸体２２ｂとから交互にケーブル３が繰出される。このとき、繰出されるケーブル３は、ほぼ８の字状に巻き付けた巻装状態のケーブル巻装部２１から逆回り方向のケーブル３の輪が交互に繰出されるので、ケーブル３の捻りが生じることを防止することができる。そのため、ガイド板１１上を移動するケーブル３の絡まりを防止してスムーズなケーブル３の繰出しを行なうことができる。

［第１の実施の形態のケーブル巻装部の第２の変形例］
（構成）
図５および図６は、第１の実施の形態のケーブル３の繰出し装置２のケーブル巻装部５の第２の変形例を示す。なお、図５および図６中で、図１乃至図３と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。本変形例のケーブル巻装部３１は、ケース４内にケーブル３をほぼ８の字状に巻き付けた状態で収納する８の字状の巻き付け部３２を設けたものである。

（作用・効果）
本変形例のケーブル巻装部３１では、ケーブル３の繰出し時には８の字状の巻き付け部３２から交互にケーブル３が繰出される。このとき、繰出されるケーブル３は、ほぼ８の字状に巻き付けた巻装状態のケーブル巻装部３１から逆回り方向のケーブル３の輪が交互に繰出されるので、ケーブル３の繰出し時にケーブル３の捻りが生じることを防止することができる。そのため、本変形例でも第１の変形例と同様にガイド板１１上を移動するケーブル３の絡まりを防止してスムーズなケーブル３の繰出しを行なうことができる。

［第１の実施の形態のケーブル巻装部の第３の変形例］
（構成）
図７は、第１の実施の形態のケーブル３の繰出し装置２のケーブル巻装部５の第３の変形例を示す。本変形例のケーブル巻装部４１は、ケース４内にケーブル３をケーブル巻装部４１のボビン１０に巻き付ける巻き付け時にボビン１０に１回転巻き付ける毎にケーブル３を軸回り方向に１回転捻り回転させることでケーブル３の繰出し時にケーブル３の捻りをキャンセルさせる捻りキャンセル手段４２を設けたものである。ここで、捻りキャンセル手段４２は、ケーブル３を直径がｄのボビン１０にケーブル３を１回転巻き付ける（ケーブル３の長さＬ＝πｄ）毎に、ケーブル３を軸回り方向に１回転捻り回転させる状態で、ケーブル巻装部４１のボビン１０に巻き付ける。

（作用・効果）
本変形例のケーブル巻装部４１では、ケーブル３の繰出し時にはケーブル巻装部４１のボビン１０に巻き付けられているケーブル３が繰出される際に、ケーブル３の捻りがキャンセルされる。そのため、本変形例でも第１の変形例と同様にガイド板１１上を移動するケーブル３の絡まりを防止してスムーズなケーブル３の繰出しを行なうことができる。

［第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のガイド板の第１の変形例］
（構成）
図８（Ａ），（Ｂ）は、第１の実施の形態のケーブル３の繰出し装置２のガイド板１１の第１の変形例を示す。本変形例は、ほぼ円錐形状のガイド板５１の板面に例えば３つの切欠部５２ａ，５２ｂ，５２ｃを形成してケーブル３との接触摩擦を調整する摩擦力調整手段５３を設けたものである。

（作用・効果）
本変形例のガイド板５１では、ケーブル３の繰出し時にはガイド板５１の３つの切欠部５２ａ，５２ｂ，５２ｃによって第１の実施の形態のガイド板１１に比べてケーブル３との接触摩擦を小さくすることができる。そのため、ガイド板５１上を移動するケーブル３の絡まりを防止してスムーズなケーブル３の繰出しを行なうことができる。

［第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のガイド板の第２の変形例］
（構成）
図９（Ａ），（Ｂ）は、第１の実施の形態のケーブル３の繰出し装置２のガイド板１１の第２の変形例を示す。本変形例はほぼ円錐形状のガイド板６１の板面に半径方向に伸びる多数の切込み６２を設けることで、各切込み６２間の棒状の舌片６３を短冊状に並設させた構成にしたものである。

（作用・効果）
本変形例のガイド板６１では、ケーブル３の繰出し時にはガイド板６１の多数の切込み６２によって第１の実施の形態のガイド板１１に比べてケーブル３との接触摩擦をさらに小さくすることができる。そのため、ガイド板６１上を移動するケーブル３の絡まりを防止して一層、スムーズなケーブル３の繰出しを行なうことができる。

［第１の実施の形態のケーブルの繰出し装置のガイド板の第３の変形例］
（構成）
図１０（Ａ），（Ｂ）は、第１の実施の形態のケーブル３の繰出し装置２のガイド板１１の第３の変形例を示す。本変形例はほぼ円錐形状のガイド板７１の板面に例えば３つの切欠部７２ａ，７２ｂ，７２ｃを形成し、各切欠部７２ａ，７２ｂ，７２ｃ間の舌片７３ａ，７３ｂ，７３ｃの長さを異なる長さにしたものである。

（作用・効果）
本変形例のガイド板７１では、ケーブル３の繰出し時にはガイド板７１の３つの切欠部７２ａ，７２ｂ，７２ｃ間の舌片７３ａ，７３ｂ，７３ｃの長さが短い部分でケーブル３が落下し、それに引きずられてケーブル３が繰出される。そのため、ガイド板７１上を移動するケーブル３の引っかかりを防止して一層、スムーズなケーブル３の繰出しを行なうことができる。

［第２の実施の形態］
（構成）
図１１および図１２は、第２の実施の形態を示す。本実施の形態は移動体としての無人の遠隔操作式の車両８１にケーブル８３の繰出し装置８２を取り付けたものである。本実施の形態の繰出し装置８２は、ケース８４の軸心が鉛直方向から外れた横向き、例えば水平方向に配置されている。ケース８４の内部にはケーブル巻装部８５が設けられている。このケーブル巻装部８５には、ケース８４の軸心部にボビン８６が配置されている。

ケース８４は、ほぼ円筒状のケース本体８７を有する。このケース本体８７は、軸心がほぼ水平方向に配置されている。このケース本体８７の一側部には車両８１との連結部材８８が連結されている。ケース本体８７の他側部にはケーブル８３の繰出し口８９が形成されている。

ケーブル巻装部８５には、外端部の上部から横向きに延設された案内部材としての吊り下げアーム９０が設けられている。図１２に示すように吊り下げアーム９０にはこの吊り下げアーム９０に振動を伝達する振動モータ（振動伝達手段）９１が固定されている。そして、移動体である車両８１の移動にともないケーブル８３が吊り下げアーム９０にガイドされて繰出し口８９から自重で繰り出されるようになっている。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のケーブル８３の繰出し装置８２は、車両８１の移動にともないケーブル８３が繰出し装置８２のケース８４内のケーブル巻装部８５から繰り出される。このとき、ケーブル巻装部８５から繰り出されるケーブル８３は、吊り下げアーム９０にガイドされて繰出し口８９から自重で繰り出される。そして、このケーブル８３を通して車両８１の有線制御や、車両８１で撮像された画像データの伝送などが行なわれる。

（効果）
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態のケーブル８３の繰出し装置８２では、駆動部を持たず、主に車両８１の移動にともない自重でケーブル８３の繰出しを行なうことができる。そのため、繰出し装置８２全体の構造を簡素化することができるので、移動体である車両８１の構造を小型・軽量化することができる。

さらに、繰出し装置８２に滑車などの回転部を持たないため、ケーブル８３に掛かるテンションを小さく出来る。そのため、車両８１が向きを変えてもケーブル８３に掛かるテンションはほとんど変化しないので、車両８１の動きに合わせてケーブル８３をスムーズに繰出すことができる。

また、吊り下げアーム９０に振動モータ９１を設けたので、振動モータ９１を駆動することにより、吊り下げアーム９０上を移動するケーブル８３の絡まりを防止してスムーズなケーブル８３の繰出しを行なうことができる。

これらの実施形態によれば、移動体を小型、軽量化することができ、ケーブルの繰出し作業を円滑化することができ、ケーブルの絡まりや、断線を防止することができるケーブルの繰出し装置を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ヘリコプター（移動体）、２…繰出し装置、３…ケーブル、４…ケース、５…ケーブル巻装部、６…繰出し口、７…案内部材、８１…車両（移動体）、８２…繰出し装置、８３…ケーブル、８４…ケース、８５…ケーブル巻装部、８９…繰出し口、９０…吊り下げアーム（案内部材）。

Claims (10)

1. 移動体に装着されるケーブルの繰出し装置であって、
   前記ケーブルを収納するケースと、
   前記ケース内に設けられ、前記ケーブルを巻装状態で収納するケーブル巻装部と、
   前記ケーブル巻装部から繰り出される前記ケーブルを前記ケースの一端部側の軸心位置に形成された繰出し口まで案内する案内部材とを具備し、
   前記移動体の移動にともない前記ケーブルが前記案内部材にガイドされて前記繰出し口から自重で繰り出されることを特徴とするケーブルの繰出し装置。
2. 前記ケースは、前記軸心が鉛直方向に配置され、
   前記案内部材は、前記ケースの下端部に連結され、下向きに向かうに従って内径が小さくなるほぼ円錐形状のガイド板を有することを特徴とする請求項１に記載のケーブルの繰出し装置。
3. 前記ガイド板は、前記繰出し口の口径ｄ１と前記ケーブル巻装部の外径ｄ２との関係がｄ１＜ｄ２に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のケーブルの繰出し装置。
4. 前記ガイド板は、前記ガイド板に振動を伝達する振動伝達手段を有することを特徴とする請求項２に記載のケーブルの繰出し装置。
5. 前記ガイド板は、板面に切欠部を形成して前記ケーブルとの接触摩擦を調整する摩擦力調整手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載のケーブルの繰出し装置。
6. 前記ケーブル巻装部は、前記ケースの軸心方向と平行に配置された２つの軸体を有し、
   前記ケーブルを一方の前記軸体にほぼ１回転巻き付けた後、他方の前記軸体に逆回転方向にほぼ１回転巻き付ける状態で、前記２つの軸体間に交互に巻き付けることでほぼ８の字状に巻き付けた状態で収納する８の字状の巻き付け部を有することを特徴とする請求項１に記載のケーブルの繰出し装置。
7. 前記ケーブル巻装部は、前記ケース内に前記ケーブルをほぼ８の字状に巻き付けた状態で収納する８の字状の巻き付け部を有することを特徴とする請求項１に記載のケーブルの繰出し装置。
8. 前記ケーブル巻装部は、前記ケース内に前記ケーブルを前記ケーブル巻装部の軸体に巻き付ける巻き付け時に前記軸体に１回転巻き付ける毎に前記ケーブルを軸回り方向に１回転捻り回転させることで前記ケーブルの繰出し時に前記ケーブルの捻りをキャンセルさせる捻りキャンセル手段を有することを特徴とする請求項１に記載のケーブルの繰出し装置。
9. 前記ケースは、前記軸心が鉛直方向から外れた横向きに配置され、
   前記案内部材は、前記ケーブル巻装部の外端部の上部から横向きに延設された吊り下げアームを有し、
   前記移動体の移動にともない前記ケーブルが前記吊り下げアームにガイドされて前記繰出し口から自重で繰り出されることを特徴とする請求項１に記載のケーブルの繰出し装置。
10. 前記吊り下げアームは、前記吊り下げアームに振動を伝達する振動伝達手段を有することを特徴とする請求項９に記載のケーブルの繰出し装置。

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