JP2518438Y2 - 帯板を備えた線材保持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、渦巻状の帯板に線材が沿わされて保持され
る形式の線材保持装置に係り、特に、その帯板の耐久性
を高める手段に関するものである。

従来の技術 産業用ロボット等には、外周側部材と内周側部材とが
一軸まわりに相対的に旋回させられる旋回部を有するも
のがある。そして、このような旋回部において外周側部
材と内周側部材とに跨がって配設される電線や流体供給
管等の可撓性の線材は、旋回時に引っ張られ或いは座屈
させられて破断したり、捩れや擦れによってそれらの被
覆が破れるなどして破損するおそれがあるため、これを
防止するための線材保持装置が種々考えられている。例
えば実開昭63-64488号公報に記載された線材保持装置が
その一例である。

かかる装置においては、外周側部材と内周側部材との
間の空間内に渦巻状に巻回され且つ両端部がそれぞれそ
の外周側部材および内周側部材に固定された帯板が配設
され、その帯板に沿って可撓性の線材が複数箇所にて係
止部材により係止された状態で保持されるように構成さ
れており、線材の曲率半径がある程度以上に保たれつつ
大きな負荷が線材に加えられないようになっている。上
記帯板は、旋回に際して渦巻状態が大小に変化し得るよ
うに、ばね用ステンレス鋼帯などのある程度の弾性を備
えたばね鋼にて構成されているのが普通である。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、かかる帯板は旋回に伴って繰り返し曲
げ変形させられることに加えて、例えば前記係止部材を
介して線材が係止されている部分などにおいては引張応
力や曲げ応力が局部的に集中するため、変形の繰返しに
よる疲労や加工硬化などによって比較的早期に屈曲や亀
裂が生じ易く、必ずしも充分な耐久性が得られないとい
う問題があった。

本考案は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、上記帯板に耐久性を備え
させて装置の寿命を向上させることにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するため、本考案の要旨とするとこ
ろは、一軸まわりに相対的に旋回させられる外周側部材
と内周側部材とに跨がってその旋回部に設けられる可撓
性の線材を、その外周側部材と内周側部材との間の空間
内に渦巻状に巻回され且つ両端部がそれぞれその外周側
部材および内周側部材に固定された帯板に沿わせるとと
もにその帯板の複数箇所に係止部材により係止した状態
で保持する形式の線材保持装置において、前記帯板をゴ
ムまたは軟質の合成樹脂により構成するとともに、その
帯板の前記外周側部材に固定される側の一端部にその帯
板を外周側へ付勢するばね板材をその帯板と重ねて配設
したことにある。

作用および考案の効果 このような線材保持装置においては、鋼材に比べて許
容される変形の限度が極端に大きいゴムまたは軟質の合
成樹脂により帯板が構成されているため、係止部材を介
して線材が取り付けられた部分などの比較的大きく変形
させられる箇所においても、その変形が可逆弾性変形の
範囲におけるごく小さい一部の範囲内にとどまることか
ら、ばね用ステンレス鋼帯などのばね鋼を用いた場合に
比較して、弾性の程度が低下するなどの材質的な劣化が
少なく、高い耐久性が得られるようになる。

また、かかる帯板が外周側部材に固定される側の一端
部にばね部材が配設され、帯板を外周側へ付勢するよう
になっているため、帯板の渦巻状態が拡大する際の上記
一端部に近い部分の外周側への拡がりが促され、変形に
対する反発力が比較的小さいゴム製または軟質樹脂製の
帯板であっても、拡大時に蛇行したり部分的に曲率半径
が過小となつたりすることがなく、渦巻形状を良好に維
持しつつ安定した変形動作が得られる。

このように、本考案の線材保持装置によれば、旋回時
における帯板の変形動作を良好に維持しつつ、その帯板
の耐久性を向上させることができるのである。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は、旋回軸ｌまわりに旋回動作させられるロボ
ットの旋回部付近を示す断面図である。図において、10
は位置固定に配設された本体ベースであり、この本体ベ
ース10の上方には、図示しない溶接用ガン等の加工装置
を上部に備えた回転体12が軸受部材14を介して旋回軸ｌ
まわりの回転可能に支持されている。回転体12の内部に
は旋回駆動用のモータ16および減速装置18が配設されて
おり、その出力軸ギヤ（図示せず）が回転体12の底板20
の下方において本体ベース10の中心部に設けられたリン
グギヤ（図示せず）に噛み合わされることにより、回転
体12が回転駆動させられるようになっている。

本体ベース10は、第１図におけるII−II視断面を示す
第２図から判るように、３方向に開口を有する円筒部22
を有している。図における右側の開口には端子箱24が取
り付けられており、上記モータ16をはじめとする駆動装
置類に外部からの電源線26が複数のケーブル28を介して
接続されている。また、図における下側の開口は、マニ
ホールド32が取り付けられた蓋部材30によって閉じられ
ており、そのマニホールド32に接続された冷却水給排管
やエア供給管などの配管34が可撓性を有する複数のホー
ス36を介して上記駆動装置類に接続されている。また、
図における左側の開口は蓋部材38によって閉じられてい
る。なお、第２図においては、前記リングギヤを支持す
るために本体ベース10の中心部に設けられた支柱部の図
示を省略した。

前記回転体12の底板20には、前記旋回軸ｌを軸心とす
る円筒状の案内カバー40が下向きに取り付けられて回転
体12と共に旋回させられるようになっている一方、本体
ベース10上の旋回軸ｌから離間した位置にはブラケット
52が固設され、前記ケーブル28およびホース36はそれら
の案内カバー40とブラケット52に跨がって配設されてい
る。本実施例においては、上記ブラケット52および案内
カバー40が、互いに相対回動させられる外周側部材およ
び内周側部材に対応しており、ケーブル28およびホース
36が線材42を構成している。そして、この旋回部にはそ
の線材42を保持する線材保持装置44が配設されている。

前記円筒部22と案内カバー40との間の環状空間46に
は、渦巻状に巻回され且つ一端部および他端部がそれぞ
れホルダ50aによって前記ブラケット52および案内カバ
ー40に固定された帯板48が配設されている。この帯板48
は、アクリロニトリルブタジエンゴム（NBR）等の合成
ゴムから構成されており、その厚み寸法は1.5mm〜2.0mm
程度である。

そして、上記帯板48の一端部および他端部には、サポ
ート用の板ばね54および56がそれぞれ帯板48の内側に重
ねられて帯板48と共に上記ホルダ50aによりブラケット5
2および案内カバー40に固定されている。この板ばね54
および56は、自然状態において平板状となるばね用ステ
ンレス鋼帯などの薄いばね鋼にて構成されており、渦巻
状の帯板48を外周側へ付勢することにより、帯板48が外
周側へ拡がることを促す機能を備えている。本実施例に
おいては、上記板ばね54がばね部材に相当する。

案内カバー40が第２図に示されている位置から左まわ
りに略150°旋回させられて帯板48が巻き込まれた状態
を第３図に示す。この図からも判るように、ブラケット
52には、帯板48の巻き込み時における帯板48および板ば
ね54の曲率が予め定められた曲率以下、例えば案内カバ
ー40の外周面における曲率以下となるように規制する動
作規制板58が設けられている。また、帯板48と案内カバ
ー40との中間における本体ベース10上には、同様な巻き
込み時における帯板48、ホルダ50a,50b、線材42の相互
の干渉を防止する案内板60が配設されている。

第２図におけるIV−IV視断面およびＶ−Ｖ視断面をそ
れぞれ示す第４図および第５図から明らかなように、前
記線材42は、長手方向に直角な面内において所定の配列
に配置された状態で、上記帯板48の外周側に沿わされる
とともに前記２つのホルダ50aによって案内カバー40お
よびブラケット52に固定され、３つのホルダ50bによっ
て帯板48の複数箇所に係止されている。第６図は、第４
図におけるホルダ50aの右側面図である。

第４図および第６図に示されている案内カバー40側の
ホルダ50aは、前記複数のケーブル28の径寸法に略等し
い溝幅およびホース36の径寸法に対応した形状をそれぞ
れ有する複数の凹溝62が形成されたホルダブロック64
と、そのホルダブロック64の底部に取り付けられたボー
ルキャスター66等から構成されており、その凹溝62内に
ケーブル28およびホース36を嵌め込れ、且つ帯板48およ
び板ばね56を挟んだ状態で、４本のボルト68により案内
カバー40および案内カバー40の内周側に一体的に固着さ
れたバックプレート70にねじ締めされている。上記凹溝
62内には、ケーブル28やホース36を最適状態に押圧する
形状を有する弾性部材72がそれぞれ介挿されており、上
記ケーブル28およびホース36が相対移動不能に保持され
るようになっている。

第２図から判るように、帯板48および板ばね56がホル
ダ50aにより案内カバー40に固定されている部分は、案
内カバー40の外周面の接線と平行で、且つその固定され
ている部分とそれに続く変形可能部分とその境目、すな
わち第２図におけるIV−IV視断面部分が案内カバー40の
外周面に接する状態で固定されており、第３図から判る
ように、その境目の位置においてそれら帯板48および板
ばね56が折れ曲がることのないようになっている。

また、図示は省略するが、ブラケット52側のホルダ50
aについても上記と同様に構成されており、ケーブル28
およびホース36を相対移動不能に保持しつつ帯板48およ
び板ばね54を挟んだ状態で４本のボルト68によりブラケ
ット52に締結されている。板ばね54と動作規制板58との
中間に介在させられたブラケット52の縦壁部分52aに
は、第３図の状態へ変形させられる際に板ばね54が折れ
曲がることのないように、板ばね54および動作規制板58
が延び出す側の端部であって板ばね54側の角部に円弧状
の逃げが施されている。

一方、前記第５図に示されているホルダ50bは、上記
ホルダ50aと同様にホルダブロック64およびボールキャ
スター66を備えて構成されており、凹溝62内にケーブル
28およびホース36を嵌め込れ、且つ帯板48をバックプレ
ート74との間に挟んだ状態で、４本のボルト68により締
結されている。しかし、ホルダブロック64の凹溝62内に
は、ホルダ50aの場合のように弾性部材72が介挿されて
おらず、ケーブル28およびホース36はホルダ50bに対し
て相対移動することが許容されている。また、第５図に
おけるVII−VII視断面を第７図に示すように、バックプ
レート74は、案内カバー40の外周面と略等しい曲率で湾
曲して形成されており、帯板48に折れ曲がりを生じさせ
ないようになっている。

そして、第２図の状態においては、各凹溝62内の内周
側のものが帯板48に略接するように位置させられるとと
もに、その外周側に位置するものほど前記ブラケット52
の位置から案内カバー40の位置までの長さ寸法が内周側
に位置するものよりも長くされて凹溝62内の外寄りに位
置する状態とされることにより、同じ凹溝62内に嵌め入
れられたケーブル28間、およびホース36間に予め所定の
隙間が形成されるようになっている。これにより、帯板
48が第２図の状態から第３図の状態へ巻き込まれる際に
おけるケーブル28間、およびホース36間での曲率の変化
に起因する隣合うものどうしの突っ張り合いが防止さ
れ、複数の線材42が相互に強く擦れ合わないようになっ
ている。ホルダ50aおよび50bは、線材42を帯板48に係止
する係止部材に相当する。

次に、以上のように構成された線材保持装置44の作用
について説明する。

案内カバー40が回転体12と共に第２図における位置か
ら左まわりに略150°旋回させられると、帯板48は案内
カバー40の外周面に沿って巻き付き、第３図の状態まで
渦巻が巻き込まれる。このときの帯板48の巻込み動作
は、３箇所のホルダ50bがボールキャスター66を介して
本体ベース10上を自在に移動し得るとともに、動作規制
板58や案内板60によってその移動が規制されることによ
り、比較的滑らかな曲率変化にて行われる。帯板48の中
間部においては、渦巻の巻込みに伴って各線材42の外周
側のものほど長さ方向に引張り力を受けることになる
が、水平方向に並列した線材42どうしの間には予め隙間
が設けられているため、こじり等を生じることなく渦巻
の巻込みがスムーズに行われる。

上記帯板48が案内カバー40の外周面に沿って湾曲させ
られた部分において、帯板48やその帯板48に保持された
線材42の曲率半径が最小の状態とされるが、この線材42
の最小曲率半径R_minは、ケーブル28やホース36が無理な
く変形させられ且つその機能や耐久性を損なうことのな
いように、例えば、線材42の最大外径寸法の４倍以上と
なるように定められる。すなわち、そのような最小曲率
半径R_minの条件を満たすように、前記案内カバー40の径
寸法は設定されているのである。また、前記板ばね54の
変形状態についても、前記動作規制板58によって曲率半
径の減少が制限されているため、板ばね54にとっての繰
返し変形の許容範囲を超えるようなことはなく、その耐
久性が損なわれることはない。

一方、回転体12が逆方向に旋回させられて帯板48の渦
巻が第３図の状態から第２図の状態へと拡げられる際に
は、巻込み時と同時に帯板48の滑らかな曲率変化にて拡
大動作が行われる一方、板ばね54および板ばね56により
帯板48のブラケット52側の部分および案内カバー40側の
部分における外周側への拡がりが促されるため、帯板48
がゴム製であるために変形に対する反発力が比較的小さ
いにも拘らず、変形が偏ることなく良好に渦巻状態が拡
げられる。

ここで、上記の旋回が繰り返して行われることによる
帯板48の繰返し変形は、比較的大きな変形が加えられ易
いホルダ50bの固定位置や案内板60等との当接位置付近
においても、フックの法則が略成り立つゴムの可逆弾性
範囲における極めて小さい一部の範囲内にとどまるた
め、繰返し疲労によるゴム素材の劣化をおこす心配がな
い。

このように、本実施例の線材保持装置44においては、
帯板48が、従来材質として用いられていた鋼材に比べて
桁違いに大きな変形が許容されるゴム（NBR等）により
構成されていることから、局部的に大きく変形させられ
ることがあってもゴム素材の弾性の程度が低下するよう
なことはなく、帯板48に極めて高い耐久性が得られる。

また、帯板48がブラケット52に固定される側の一端部
には板ばね54が重ねて配設され、帯板48を外周側へ付勢
するようになっているため、案内カバー40が逆旋回させ
られて帯板48の渦巻状態が拡大する際の帯板48の外周側
への拡がりが促され、拡大時に蛇行したり部分的に曲率
半径が過小となったりすることがなく、線材42の滑らか
な渦巻状態を維持しつつ安定した変形動作が得られるの
である。

特に、本実施例中、帯板48の中間部において線材42を
帯板48に係止しているホルダ50bについては、ホルダブ
ロック64との間に帯板48を挟んで固定するバックプレー
ト74が、帯板48が変形させられる最小曲率半径に等しい
曲率で湾曲して形成されているため、帯板48に折れ曲が
りを生じさせることがない。また、ボールキャスター66
によってホルダ50bの本体ベース10上における移動が円
滑に行われる。さらに、ホルダブロック64の凹溝62内に
おいて複数の線材42が水平方向においても隙間を有する
状態で保持されることにより、旋回時における線材42間
での干渉に基づく帯板48への影響が極めて少ない。この
ようなことから、本実施例によれば、帯板48および線材
42の渦巻状態の変化が一層滑らかとされて線材保持装置
44および線材42の寿命がさらに高められる利点がある。

加えて、本実施例においては、帯板48の渦巻の巻き込
み時における帯板48および板ばね54の曲率を規制する動
作規制板58や、帯板48、ホルダ50a,50b、線材42の相互
の干渉を防止する案内板60が設けられているため、各部
材の劣化および損傷が確実に防止され得る。

以上、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
したが、本考案は他の態様で実施することもできる。

たとえば、前述の実施例においては、帯板48がアクリ
ロニトリルブタジエンゴム等の合成ゴムから構成されて
いたが、他のゴム素材や軟質の合成樹脂等により帯板48
が構成されてもよい。

また、前述の実施例におけるホルダ50aおよび50bは、
線材42を凹溝62に嵌め入れた状態で帯板48に渦巻形状の
外周側から固定されるようになっていたが、たとえば第
８図に示すように、予め帯板48に固定されたホルダブロ
ック64′の外周側に開口した凹溝62′内に線材42を嵌め
入れ、蓋部材76を外周側からボルトにより締結するよう
にしてもよい。この場合には、線材42の入替えなどが容
易に行える利点がある。

また、前述の実施例におけるホルダ50aは、弾性部材7
2を凹溝62内に介在させることにより、線材42を相対移
動不能に保持するようになっていたが、これに替えて、
例えば第９図に示すように、予め一対のブッシュ78を線
材42に固着させておき、そのブッシュ78間にホルダブロ
ック64を係合させるようにしてもよい。

また、前述の実施例においては、板ばね56、動作規制
板58、および案内板60がそれぞれ配設されていたが、そ
れらの部材を必ずしも設ける必要はない。

また、前述の実施例においては、バックプレート74が
所定の曲率に湾曲して形成されていたが、湾曲させられ
ていないバックプレートが用いられてもよいし、バック
プレート74を配設せずにホルダ50bを帯板48に接着して
固定しても構わない。

また、前述の実施例においては、ホルダ50aの下端部
にボールキャスター66が設けられていたが、これは必ず
しも必要でなく、特にブラケット52に固定されているホ
ルダ50aは本体ベース10に対して移動しないため、ボー
ルキャスター66がなくても何等差支えない。

また、前述の実施例においては、ホルダ50aおよびホ
ルダ50bは複数の線材40を上下方向において互いに離間
した状態で保持するようになっていたが、上下方向にお
いて互いに接触した状態で保持するようにしても差支え
ない。

また、前述の実施例においては、複数の線材42がホル
ダ50aおよび50bによって水平方向においても複数配列し
て保持されるようになっていたが、上下方向のみの縦１
列に配列されて保持されるように構成されていてもよい
し、１本のみの線材42が保持される場合であってもよ
い。

また、前述の実施例においては、回転体12の旋回角度
が略150°とされていたが、案内板60の位置を変更する
などして旋回可能角度を増大させることも可能である。

その他一々例示はしないが、本考案はその精神を逸脱
することなく当業者の知識に基づいて種々の変更、改良
を加えた状態で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例である線材保持装置が設け
られた旋回部の構造を説明する断面図である。第２図
は、第１図におけるII−II視断面図である。第３図は、
旋回により帯板の渦巻が巻込まれた状態を示す第２図に
相当する図である。第４図は、第２図におけるIV−IV視
断面図である。第５図は、第２図におけるＶ−Ｖ視断面
図である。第６図は、第４図における係止部材の右側面
図である。第７図は、第５図におけるVII−VII視断面図
である。第８図は、係止部材の他の態様を説明する断面
図である。第９図は、係止部材による線材の係止手段の
他の態様を説明する図である。 40:案内カバー（内周側部材） 42:線材 44:線材保持装置 46:環状空間（空間） 48:帯板 50a,50b:ホルダ（係止部材） 52:ブラケット（外周側部材） 54:板ばね（ばね部材）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一軸まわりに相対的に旋回させられる外周
   側部材と内周側部材とに跨がってその旋回部に設けられ
   る可撓性の線材を、該外周側部材と内周側部材との間の
   空間内に渦巻状に巻回され且つ両端部がそれぞれ該外周
   側部材および内周側部材に固定された帯板に沿わせると
   ともに該帯板の複数箇所に係止部材により係止した状態
   で保持する形式の線材保持装置において、 前記帯板をゴムまたは軟質の合成樹脂により構成すると
   ともに、該帯板の前記外周側部材に固定される側の一端
   部に該帯板を外周側へ付勢するばね部材を該帯板と重ね
   て配設したことを特徴とする帯板を備えた線材保持装
   置。