JP6175402B2 - ケーブル類保護案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、工作機械などの移動部に給電や給液などを行う可撓性のケーブルやホースなどの長尺状のケーブル類を収容状態にして移動部の移動に合わせて案内するケーブル類保護案内装置に関する。

一般に、この種のケーブル類保護案内装置は、長手方向に連結されるとともに対向する一対のリンク部を有する複数のリンクと、各対のリンク部を連結する第１アームと、第１アームと対向するとともに各対のリンク部を連結する第２アームとを備えている。そして、各対のリンク部と、各第１アームと、各第２アームとで囲まれて形成される収容空間に、ケーブル類が収容される。

こうしたケーブル類保護案内装置の中には、各リンクが、前方側板部と、後方側板部と、前方側板部と後方側板部との間に二色成形で一体化されて介在する屈曲自在な継ぎ手部とによって構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、ケーブル類保護案内装置が曲がる場合には、各継ぎ手部が屈曲するように弾性変形される。

特開２００７−１９２３６７号公報

ところで、特許文献１のようなケーブル類保護案内装置では、繰り返し屈曲される各継ぎ手部を耐疲労性樹脂によって構成することで、耐久性を確保するようにしている。しかしながら、各継ぎ手部は、真っ直ぐな板状をなしているため、繰り返し屈曲される場合、中央部に応力が集中してしまう。このため、各継ぎ手部の耐久性を向上する上では改善の余地を残すものとなっている。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、連結部の耐久性を向上することが可能なケーブル類保護案内装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するケーブル類保護案内装置は、第１方向において対向する一対のリンク部を有する複数のリンクを前記第１方向と直交する第２方向へ直列に配置した状態で連結し、前記各対のリンク部同士を前記第１方向及び前記第２方向の双方と直交する第３方向の両側においてアームで連結し、前記複数のリンクにおける前記一対のリンク部と前記アームとで囲まれて前記第２方向へ延びるように形成される収容空間にケーブル類を収容するケーブル類保護案内装置であって、前記各リンク部は、第１リンク形成部と、前記第１リンク形成部と前記第２方向に並んで配置される第２リンク形成部と、前記第１リンク形成部と前記第２リンク形成部とを連結する弾性変形可能な連結部とを備え、前記連結部は、前記第１リンク形成部と前記第２リンク形成部とを前記第２方向に沿って直線状に連結するよりも長くなるように構成されている。

この構成によれば、連結部に屈曲部や湾曲部が形成されるので、直列に連結された複数のリンクの湾曲に伴って連結部が弾性変形する際に連結部に発生する応力が分散される。したがって、連結部での応力集中が緩和されるので、連結部の耐久性を向上することが可能となる。

上記ケーブル類保護案内装置において、前記連結部は、少なくとも一つの湾曲部を有していることが好ましい。
この構成によれば、直列に連結された複数のリンクの湾曲に伴って連結部が弾性変形する際に連結部に発生する応力を湾曲部によって分散することが可能となる。

上記ケーブル類保護案内装置において、前記湾曲部のうちの少なくとも一つは、直列に連結された前記複数のリンクが湾曲するときの内側に向かって突出するように湾曲していることが好ましい。

この構成によれば、直列に連結された複数のリンクが湾曲するときの外側に向かって湾曲部が突出するように湾曲する場合に比べて、連結部と第１リンク形成部との接続部または連結部と第２リンク形成部との接続部から直列に連結された複数のリンクが湾曲したときの曲率円の中心までの距離を長くすることができる。したがって、梃子の原理により、直列に連結された複数のリンクが湾曲するときの抵抗力となる連結部の反発力を、直列に連結された複数のリンクが湾曲するときの外側に向かって湾曲部が突出するように湾曲する場合に比べて、大きくすることが可能となる。

本発明によれば、連結部の耐久性を向上することができる。

一実施形態のケーブル類保護案内装置の斜視図。 同ケーブル類保護案内装置のリンク部を外側から見たときの斜視図。 同ケーブル類保護案内装置のリンク部を内側から見たときの斜視図。 直列に連結された複数のリンク部の直線状態を示す側面図。 直列に連結された複数のリンク部の湾曲状態を示す側面図。 図４の要部拡大図。 図５の要部拡大図。 （ａ）〜（ｆ）は、変更例におけるケーブル類保護案内装置のリンク部を示す模式図。

以下、ケーブル類保護案内装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ケーブル類保護案内装置１１は、合成樹脂によって構成され、第１方向である幅方向Ｙにおいて対向する一対のリンク部１２を有する複数のリンク１３を備えている。複数のリンク１３は、幅方向Ｙと直交する第２方向である直列方向Ｘへ直列に配置した状態で連結されている。

複数のリンク１３の各対のリンク部１２同士は、幅方向Ｙ及び直列方向Ｘの双方と直交する第３方向であるケーブル類保護案内装置１１の厚さ方向Ｚの両側において、アームの一例としての略矩形板状の第１アーム１４及びアームの一例としての略矩形板状の第２アーム１５によってそれぞれ連結されている。

この場合、各対のリンク部１２同士を連結する第１アーム１４及び第２アーム１５は、各対のリンク部１２に対して着脱自在に取り付けられている。そして、ケーブル類保護案内装置１１を構成する複数の第１アーム１４及び複数の第２アーム１５は、厚さ方向Ｚにおいてそれぞれ互いに対向している。

複数のリンク１３のうち、直列方向Ｘの一端部に位置するリンク１３には直列方向Ｘに往復移動する移動体（図示略）に連結するための移動端ブラケット１６が連結され、直列方向Ｘの他端部に位置するリンク１３には固定部（図示略）に固定するための固定端ブラケット１７が連結されている。

複数のリンク１３における一対のリンク部１２と、第１アーム１４と、第２アーム１５とで囲まれて直列方向Ｘへ延びるように形成される収容空間ＳＫには、フレキシブルに曲げることが可能な長尺状のケーブル類ＴＫが収容されている。そして、ケーブル類保護案内装置１１は、収容空間ＳＫに収容されたケーブル類ＴＫを、複数のリンク１３のうちの一端部に位置するリンク１３に連結された移動体（図示略）の往復移動に合わせて保護しながら案内する。

この場合、長尺状のケーブル類保護案内装置１１は中間部に湾曲部分Ｗが形成されるように配置され、湾曲部分Ｗは複数のリンク１３のうちの一端部に位置するリンク１３に連結された移動体（図示略）の直列方向Ｘへの往復移動に合わせて直列方向Ｘへ移動するようになっている。

また、ケーブル類ＴＫとしては、例えば、移動体（図示略）に給電や信号伝送を行う電気ケーブルや光ファイバーケーブル、移動体（図示略）に気体（例えば、空気など）や液体（例えば、水や油など）などを供給するホース、フレキシブルに屈曲可能な長尺状の多関節部材などが挙げられる。

次に、リンク部１２の構成について詳述する。
図２に示すように、リンク部１２は、板状の第１リンク形成部２０と、第１リンク形成部２０と直列方向Ｘに並んで配置される板状の第２リンク形成部２１と、第１リンク形成部２０と第２リンク形成部２１とを厚さ方向Ｚの位置がずれるように連結する弾性変形可能な連結部２２とを備えている。第１リンク形成部２０における厚さ方向Ｚの一端部（図２では上端部）には、第１アーム１４（図１参照）が着脱自在に取り付けられる取付凹部２３が形成されている。

第１リンク形成部２０の外側面２４における取付凹部２３よりも第２リンク形成部２１側の位置には内側に窪んだ略扇形の第１窪み面２５が形成され、外側面２４と第１窪み面２５との間には第１段差面２６が形成されている。第１窪み面２５は、図２において、連結部２２の上側に位置している。第１段差面２６は、厚さ方向Ｚの中央部において鈍角に屈曲している。

第１リンク形成部２０の直列方向Ｘにおける第２リンク形成部２１側とは反対側の端面は、第１段差面２６と対応する形状に形成された第１当接面２７とされている。一方、第１リンク形成部２０の直列方向Ｘにおける第２リンク形成部２１側の端面は、第２当接面２８とされている。第１窪み面２５における第２リンク形成部２１側の端部には、略矩形板状の第１係合凸部２９が外側に突出するように設けられている。第１係合凸部２９の先端面２９ａは、外側面２４よりも若干内側に位置している。

図２及び図３に示すように、第１リンク形成部２０の内側面３０における取付凹部２３よりも第２リンク形成部２１側とは反対側の位置には、略扇形状をなす第１凹部３１が形成されている。第１凹部３１の直列方向Ｘにおける第２リンク形成部２１側の側面は第１受圧面３２とされ、第１凹部３１の直列方向Ｘにおける第２リンク形成部２１側とは反対側の側面は第２受圧面３３とされている。

第１リンク形成部２０の内側面３０における第１凹部３１と連結部２２との間には、外側に窪んだ第２窪み面３４が形成されている。第２窪み面３４における連結部２２と直列方向Ｘで隣り合う位置には、円環状の突起３５が設けられている。第２窪み面３４の取付凹部２３側には、取付凹部２３まで延びる第１係止孔３６が形成されている。一方、第２窪み面３４の取付凹部２３側とは反対側には、第２窪み面３４よりも外側に窪んだ第３窪み面３７が形成されている。第３窪み面３７における取付凹部２３側とは反対側の端部には、第１係止部３８が内側に向かって突出するように設けられている。

第２リンク形成部２１における厚さ方向Ｚの一端部（図２では上端部）には、隣り合う別のリンク１３（図１参照）の第１リンク形成部２０の第１係止孔３６に係止される第２係止部４０が突設されている。第２リンク形成部２１の外側面４１における厚さ方向Ｚの中央部から第２係止部４０にかけての領域には、内側に窪んだ第４窪み面４２が形成されている。

第４窪み面４２における連結部２２と直列方向Ｘで隣り合う位置には、隣り合う別のリンク１３（図１参照）の第１リンク形成部２０の突起３５が挿入される円形の挿入凹部４３が設けられている。第４窪み面４２の第２係止部４０側とは反対側には、隣り合う別のリンク１３（図１参照）の第１リンク形成部２０の第１係止部３８を係止する第２係止孔４４が形成されている。

第２リンク形成部２１の外側面４１における第４窪み面４２よりも第１リンク形成部２０側とは反対側の位置には内側に窪んだ略扇形の第５窪み面４５が形成され、外側面４１と第５窪み面４５との間には第２段差面４６が形成されている。第２段差面４６は、厚さ方向Ｚの中央部において鈍角に屈曲している。

第２リンク形成部２１の直列方向Ｘにおける第１リンク形成部２０側の端面は、第２段差面４６と対応する形状に形成された第３当接面４７とされている。一方、第２リンク形成部２１の直列方向Ｘにおける第１リンク形成部２０側とは反対側の端面は、第４当接面４８とされている。第５窪み面４５における第１リンク形成部２０側とは反対側の端部には、略矩形板状の第２係合凸部４９が外側に突出するように設けられている。第２係合凸部４９の先端面４９ａは、外側面４１よりも若干内側に位置している。

第２リンク形成部２１の内側面５０における第１リンク形成部２０側の端部には、略扇形状をなす第２凹部５１が形成されている。第２凹部５１は、図３において、連結部２２の下側に位置している。第２凹部５１の直列方向Ｘにおける第１リンク形成部２０側とは反対側の側面は第３受圧面５２とされ、第２凹部５１の直列方向Ｘにおける第１リンク形成部２０側の側面は第４受圧面５３とされている。なお、第２リンク形成部２１の内側面５０における第２係止部４０側とは反対側の端部には、第２アーム１５（図１参照）が着脱自在に取り付けられる取付突部５４が内側に向かって突出するように設けられている。

そして、直列方向Ｘで隣り合う２つのリンク部１２同士を連結する場合には、まず、２つのリンク部１２のうちの一方のリンク部１２の第２リンク形成部２１の第２係止部４０を他方のリンク部１２の第１リンク形成部２０の第１係止孔３６に挿入する。続いて、一方のリンク部１２の第２リンク形成部２１の第２係止孔４４に他方のリンク部１２の第１リンク形成部２０の第１係止部３８を係止する。これにより、２つのリンク部１２のうちの一方のリンク部１２の第２リンク形成部２１と、他方のリンク部１２の第１リンク形成部２０とが連結される。

このとき、２つのリンク部１２のうち、一方のリンク部１２の第１リンク形成部２０の第１係合凸部２９が他方のリンク部１２の第１リンク形成部２０の第１凹部３１内に挿入されるとともに、一方のリンク部１２の第２リンク形成部２１の第２係合凸部４９が他方のリンク部１２の第２リンク形成部２１の第２凹部５１内に移動可能に挿入される。さらにこのとき、２つのリンク部１２のうち一方のリンク部１２の第２リンク形成部２１の挿入凹部４３内に他方のリンク部１２の第１リンク形成部２０の突起３５が移動可能に挿入される。

このようにして、複数のリンク部１２を順次直列に連結すると、この直列に連結された複数のリンク部１２は、図４に示すように直列方向に沿って直線状に延びる直線状態と、図５に示すように所定の曲率で湾曲する湾曲状態との間で変形自在となる。

そして、図４に示すように、直列に連結された複数のリンク部１２が直線状態にある場合には、各リンク部１２の第１リンク形成部２０の第１段差面２６に、当該各リンク部１２と隣り合う別のリンク部１２の第１リンク形成部２０の第１当接面２７が当接する。この場合、各リンク部１２の第２リンク形成部２１の第２段差面４６と、当該各リンク部１２と隣り合う別のリンク部１２の第２リンク形成部２１の第３当接面４７とが離れた状態になる。

一方、図５に示すように、直列に連結された複数のリンク部１２が湾曲状態にある場合には、各リンク部１２の第１リンク形成部２０の第１段差面２６と、当該各リンク部１２と隣り合う別のリンク部１２の第１リンク形成部２０の第１当接面２７とが離れた状態となる。この場合、各リンク部１２の第２リンク形成部２１の第２段差面４６が当該各リンク部１２と隣り合う別のリンク部１２の第２リンク形成部２１の第３当接面４７に当接するとともに、各リンク部１２の連結部２２が撓んだ状態になる。

図２及び図６に示すように、連結部２２は、帯状の板部材を湾曲させた形状をなしており、直列方向Ｘにおける一端部が第１リンク形成部２０に接続され、直列方向Ｘにおける他端部が第２リンク形成部２１に接続されている。連結部２２における第１リンク形成部２０との接続部分は第１接続部６１とされ、連結部２２における第２リンク形成部２１との接続部分は第２接続部６２とされている。

図６に示すように、連結部２２は、直列方向Ｘの中央部に設けられたＵ字状に湾曲した湾曲部の一例としての第１湾曲部６３と、第１湾曲部６３と第１接続部６１との間に設けられた湾曲部の一例としての第２湾曲部６４と、第１湾曲部６３と第２接続部６２との間に設けられた湾曲部の一例としての第３湾曲部６５とを有している。したがって、連結部２２は、第１リンク形成部２０と第２リンク形成部２１とを直列方向Ｘに沿って直線状に連結するよりも長くなるように構成されている。

第１湾曲部６３は、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が直線状態（図４に示す状態）から湾曲状態（図５に示す状態）に湾曲するときの内側に向かって突出するように湾曲している。一方、第２湾曲部６４及び第３湾曲部６５は、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が直線状態（図４に示す状態）から湾曲状態（図５に示す状態）に湾曲するときのほぼ外側に向かって膨らむように湾曲している。

そして、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が直線状態にある場合において、連結部２２は、連結部２２における直列方向Ｘの中央に位置する直列方向Ｘと直交する面Ｓについて面対称な形状をなしている。

次に、ケーブル類保護案内装置１１の作用について説明する。
ケーブル類保護案内装置１１は、移動端ブラケット１６側が直列方向Ｘに沿って往復移動するようにして使用される。すなわち、ケーブル類保護案内装置１１は、直列方向Ｘに沿って直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が直線状態（図４に示す状態）と湾曲状態（図５に示す状態）との間で繰り返し変形するようにして使用される。

そして、直列に連結された複数のリンク部１２が直線状態から湾曲状態に変形する場合、連結部２２は、図７に示すように、第１〜第３湾曲部６３〜６５を有しており、特に第１湾曲部６３が直列方向Ｘで広がるように弾性変形するので、連結部２２に発生する応力が分散される。したがって、連結部２２での応力集中が緩和されるので、連結部２２の耐久性が向上する。

また、連結部２２は、第１湾曲部６３が直列方向Ｘで広がるように弾性変形する場合、その両側に接続された第１リンク形成部２０及び第２リンク形成部２１を、自らの弾性復元力によって引っ張るようになる。この連結部２２の弾性復元力は、直列に連結された複数のリンク部１２が直線状態から湾曲状態に変形するときの抵抗力（反発力）となる。

したがって、直列に連結された複数のリンク部１２が直線状態から湾曲状態に変形する際に、各リンク部１２の第２リンク形成部２１の第２段差面４６が当該各リンク部１２と隣り合う別のリンク部１２の第２リンク形成部２１の第３当接面４７に当接するときの衝撃が和らげられるので、このときの衝撃音の発生が抑制される。

以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）ケーブル類保護案内装置１１において、各リンク部１２の連結部２２は、第１〜第３湾曲部６３〜６５を有している。このため、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）の直線状態と湾曲状態との間での変形に伴って連結部２２が弾性変形する際に、第１〜第３湾曲部６３〜６５によって連結部２２に発生する応力を分散することができる。したがって、連結部２２での応力集中が緩和されるので、連結部２２の耐久性を向上することができる。

（２）ケーブル類保護案内装置１１において、各リンク部１２の連結部２２の第１湾曲部６３は、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が湾曲状態であるときの内側に向かって突出するようにＵ字状に湾曲している。このため、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が湾曲状態であるときの外側に向かって第１湾曲部６３が突出するようにＵ字状に湾曲する場合に比べて、連結部２２における第１接続部６１または第２接続部６２から直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が湾曲したときの曲率円の中心までの距離を長くすることができる。したがって、梃子の原理により、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が湾曲するときの抵抗力となる連結部２２の反発力を、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が湾曲状態であるときの外側に向かって第１湾曲部６３が突出するようにＵ字状に湾曲する場合に比べて、大きくすることができる。よって、直列に連結された複数のリンク部１２（リンク１３）が直線状態から湾曲状態に変形する際に、各リンク部１２の第２リンク形成部２１の第２段差面４６が当該各リンク部１２と隣り合う別のリンク部１２の第２リンク形成部２１の第３当接面４７に当接するときの衝撃を和らげることができるので、このときの衝撃音の発生を抑制できる。

（変更例）
なお、上記実施形態は次のように変更してもよい。
・図８（ａ）に示すように、連結部２２はＶ字状に屈曲させるようにしてもよい。すなわち、連結部２２は一つの屈曲部を有するようにしてもよい。

・図８（ｂ）に示すように、連結部２２はＵ字状に湾曲させるようにしてもよい。すなわち、連結部２２は一つの湾曲部を有するようにしてもよい。
・図８（ｃ）に示すように、連結部２２は上記実施形態の第１〜第３湾曲部６３〜６５の向きをそれぞれ逆にした形状にしてもよい。

・図８（ｄ）に示すように、連結部２２はサインカーブ（正弦曲線）の形状にしてもよい。
・図８（ｅ）に示すように、連結部２２はジグザグに湾曲する形状にしてもよい。

・図８（ｆ）に示すように、連結部２２は湾曲部及び屈曲部の両方を有した形状にしてもよい。この場合、連結部２２における湾曲部及び屈曲部の数や向きは任意に設定することができる。

さらに、上記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記連結部は、湾曲部を複数有していることを特徴とする請求項１に記載のケーブル類保護案内装置。

この構成によれば、直列に連結された複数のリンクの湾曲に伴って連結部が弾性変形する際に連結部に発生する応力を複数の湾曲部によって効果的に分散することが可能となる。

（ロ）前記連結部は、前記第２方向における中央について面対称な形状をなしていることを特徴とする上記（イ）及び請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のケーブル類保護案内装置。

この構成によれば、直列に連結された複数のリンクの回動に伴って連結部が弾性変形する際に連結部に発生する応力をバランスよく分散することが可能となる。

１１…ケーブル類保護案内装置、１２…リンク部、１３…リンク、１４…アームの一例としての第１アーム、１５…アームの一例としての第２アーム、２０…第１リンク形成部、２１…第２リンク形成部、２２…連結部、６３…湾曲部の一例としての第１湾曲部、６４…湾曲部の一例としての第２湾曲部、６５…湾曲部の一例としての第３湾曲部、ＳＫ…収容空間、ＴＫ…ケーブル類、Ｘ…第２方向としての直列方向、Ｙ…第１方向としての幅方向、Ｚ…第３方向としての厚さ方向。

Claims (3)

1. 第１方向において対向する一対のリンク部を有する複数のリンクを前記第１方向と直交する第２方向へ直列に配置した状態で連結し、前記各対のリンク部同士を前記第１方向及び前記第２方向の双方と直交する第３方向の両側においてアームで連結し、前記複数のリンクにおける前記一対のリンク部と前記アームとで囲まれて前記第２方向へ延びるように形成される収容空間にケーブル類を収容するケーブル類保護案内装置であって、
   前記各リンク部は、板状の第１リンク形成部と、前記第１リンク形成部と前記第２方向に並んで配置される板状の第２リンク形成部と、前記第１リンク形成部と前記第２リンク形成部とを前記第３方向の位置がずれるように連結する弾性変形可能な連結部とを備え、
   前記連結部は、前記第１リンク形成部と前記第２リンク形成部とを前記第２方向に沿って直線状に連結するよりも長くなるように構成されていることを特徴とするケーブル類保護案内装置。
2. 前記連結部は、少なくとも一つの湾曲部を有していることを特徴とする請求項１に記載のケーブル類保護案内装置。
3. 前記湾曲部のうちの少なくとも一つは、直列に連結された前記複数のリンクが湾曲するときの内側に向かって突出するように湾曲していることを特徴とする請求項２に記載のケーブル類保護案内装置。