JP6453260B2 - ケーブルキャリアの取付構造および取付方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力ケーブルや信号ケーブル等の各種ケーブルを保持するケーブルキャリアの取付構造および取付方法に関する。

往復動する移動体に設けられた各種アクチュエータに対して電力、信号、流体等を供給するケーブルを湾曲可能に保持するため、従来からケーブルキャリアが用いられている（例えば、特許文献１および２）。図９に示すように、特許文献１に開示されたケーブル・ホースの案内支持装置５０は、Ｕ字状に湾曲するケーブルキャリア５１の一端が、水平方向に往復動する移動体５２に固定され、ケーブルキャリア５１の他端が、チャネル５３後方の固定部に固定されている。チャネル５３の床部の前方側には傾斜部５３ａが形成されており、移動体５２が前方に移動したときに、傾斜部５３ａでケーブルキャリア５１の撓みを吸収することで、ケーブルキャリア５１の移動体５２近傍位置での破損を防止できるとされている。

特開平９−６８２５９号公報 特開２０１３−１９８２２４号公報

上記特許文献１に開示された装置５０は、チャネル５３の床部の後方側が水平部５３ｂとされており、ケーブルキャリア５１は、水平部５３ｂにおいて移動体５２の移動方向と同じ水平方向に配置されるため、移動体５２が後方に移動した場合には、図９に二点鎖線で示すように、ケーブルキャリア５１の湾曲部Ｗが移動体５２の上方に膨らんだ状態になる。特に、ケーブルキャリア５１に保持されるケーブルの剛性が高い場合や、移動体５２の加減速により大きな反動が生じる場合には、ケーブルキャリア５１の湾曲部Ｗの膨らみがより大きくなったり、湾曲部Ｗの跳ね上がりが生じることがあるため、このようなケーブルキャリア５１の変形を許容する大きなスペースを確保する必要があるという問題があった。

また、チャネル５３の前方側である傾斜部５３ａにおいて、ケーブルキャリア５１の傾斜部５３ａに沿った延出方向は、移動体５２の移動方向に対して移動体５２とは反対側に拡がる方向であるため、ケーブルキャリア５１の湾曲部Ｗが自由に変形し易く、やはり跳ね上がりが発生する。このように、ケーブルキャリア５１の湾曲部Ｗの跳ね上がりが繰り返し生じると、ケーブルがケーブルキャリア５１と擦れて摩耗や破損が生じ易くなるという問題があった。

そこで、本発明は、保持するケーブルの耐久性を良好に維持しつつ、構成のコンパクト化を図ることができるケーブルキャリアの取付構造および取付方法の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、ケーブルを保持するケーブルキャリアを折り返すようにＵ字状に湾曲させて、一端側を支持体に固定し、他端側を一方向に往復移動可能な移動体に取り付けたケーブルキャリアの取付構造であって、前記移動体に固定された前記ケーブルキャリアの折り返し部に向けた延出方向が、前記移動体の移動方向に対して前記支持体側に傾斜するように、前記ケーブルキャリアを案内するガイド部材を備えるケーブルキャリアの取付構造により達成される。前記支持体は、折り返された前記ケーブルキャリアの外側が当接する当接面を有することが好ましい。

あるいは、本発明の前記目的は、ケーブルを保持するケーブルキャリアを折り返すようにＵ字状に湾曲させて、一端側を支持体に固定し、他端側を一方向に往復移動可能な移動体に取り付けたケーブルキャリアの取付構造であって、 前記支持体に固定された前記ケーブルキャリアの折り返し部に向けた延出方向が、前記移動体の移動方向に対して前記移動体側に傾斜するように、前記ケーブルキャリアを案内するガイド部材を備えるケーブルキャリアの取付構造により達成される。前記移動体は、折り返された前記ケーブルキャリアの外側が当接する当接面を有する支持レールに沿って移動可能に支持されていることが好ましい。

また、前記ガイド部材は、前記ケーブルキャリアの上方に配置されて前記ケーブルキャリアを案内することが好ましい。

また、前記ケーブルキャリアを挟んで両側に一対の側板を備え、一対の前記側板は、互いに対向するように長孔がそれぞれ形成されることで、前記ガイド部材は、棒状の両端部が前記各長孔に挿通されて固定されるように構成することができる。

また、本発明の前記目的は、ケーブルを保持するケーブルキャリアを折り返すようにＵ字状に湾曲させて、一端側を支持体に固定し、他端側を一方向に往復移動可能な移動体に取り付けるケーブルキャリアの取付方法であって、前記ケーブルキャリアを案内するガイド部材を設けることにより、前記移動体に固定された前記ケーブルキャリアの折り返し部に向けた延出方向を、前記移動体の移動方向に対して前記支持体側に傾斜させるケーブルキャリアの取付方法により達成される。

あるいは、本発明の前記目的は、ケーブルを保持するケーブルキャリアを折り返すようにＵ字状に湾曲させて、一端側を支持体に固定し、他端側を一方向に往復移動可能な移動体に取り付けるケーブルキャリアの取付方法であって、前記ケーブルキャリアを案内するガイド部材を設けることにより、前記支持体に固定された前記ケーブルキャリアの折り返し部に向けた延出方向を、前記移動体の移動方向に対して前記移動体側に傾斜させるケーブルキャリアの取付方法により達成される。

本発明によれば、保持するケーブルの耐久性を良好に維持しつつ、構成のコンパクト化を図ることができるケーブルキャリアの取付構造および取付方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るケーブルキャリアの取付構造を示す側面図である。 図１に示すケーブルキャリアの取付構造の作動を説明するための側面図である。 図１に示すケーブルキャリアの取付構造の変形例を示す要部側面図である。 図１に示すケーブルキャリアの取付構造の他の変形例を示す要部側面図である。 図１に示すケーブルキャリアの取付構造の更に他の変形例を示す側面図である。 図１に示すケーブルキャリアの取付構造の更に他の変形例を示す側面図である。 図１に示すケーブルキャリアの取付構造の更に他の変形例を示す側面図である。 本発明の実施例の測定結果を示す図である。 従来のケーブルキャリアの取付構造を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るケーブルキャリアの取付構造を示す側面図である。図１に示すように、ケーブルキャリアの取付構造１は、ケーブルキャリア１０の一端側を支持体３０に固定し、他端側を移動体２０に取り付けて構成されている。

ケーブルキャリア１０は、複数のリンク部材１１を屈曲可能となるように直線状に連結してなる公知の部材であり、電力、信号、流体等を供給するケーブル１２を内部に保持することができる。ケーブルキャリア１０は、移動体２０に固定された端部１３から直線状に延出して、折り返し部ＲにおいてＵ字状に湾曲して折り返され、反対側の端部１４が支持体３０に取り付けられている。

移動体２０は、水平な台板４０上に設置された支持体３０に移動可能に支持された本体２１と、本体２１の上部に設けられた固定板２２と、固定板２２の上方に配置された押さえ板２３とを備えており、不図示の駆動機構によって、水平方向に往復移動するように配置されている。固定板２２および押さえ板２３は、互いに対向するように水平に配置され、ボルト・ナット等の連結具２４により、ケーブルキャリア１０の端部１３を水平な状態で挟持する。

押さえ板２３の下面側には、ガイド部材２５が固定されている。ガイド部材２５は、楔状に形成されており、下面側がケーブルキャリア１０の延出方向に向けて斜め下方に傾斜する傾斜面とされている。ケーブルキャリア１０は、上方に配置されたガイド部材２５により上部が押圧されることで、折り返し部Ｒに向けて斜め下方に案内される。ガイド部材２５の形状は、特に限定されるものではなく、平板状など他の形状であってもよい。また、本実施形態ではガイド部材２５を押さえ板２３に固定しているが、ケーブルキャリア１０を案内可能な位置であればよく、ガイド部材２５の設置位置は特に限定されない。

支持体３０は、水平に配置された支持レールからなり、移動体２０を一方向に沿って往復動可能に支持すると共に、ケーブルキャリア１０の端部１４が固定される。支持体３０の上部には、水平な当接面３１が形成されており、折り返し部Ｒで折り返されたケーブルキャリア１０の外側（下側）が当接面３１に当接する。本実施形態においては、ケーブルキャリア１０の端部１４が固定される支持体３０が、移動体２０の移動方向を案内する支持レールにより構成されているが、ケーブルキャリア１０の端部１４が、支持レールとは別の部材からなる支持体に固定されてもよい。また、移動体２０を一方向に往復動させるための構成は、本実施形態のような支持レールに沿って駆動される構成に限定されるものではなく、例えば、ロボットアームの先端に移動体２０を取り付けて、ロボットアームの駆動により移動体２０を往復動させる構成であってもよい。

上述したケーブルキャリアの取付構造１は、ケーブルキャリア１０を案内するガイド部材２５によって、移動体２０に固定されたケーブルキャリア１０の折り返し部Ｒに向けた延出方向が、移動体２０の移動方向（すなわち、水平方向）に対して支持体３０側（すなわち、下側）に傾斜している。このため、ケーブルキャリア１０の折り返し部Ｒには、斜め下方に抑え込もうとする力が生じる。この力は、移動体２０が往復移動している間、折り返し部Ｒに対して常時作用するため、移動体２０が図１の矢示方向に移動しても、折り返し部Ｒの上方への膨らみや跳ね上がりを防止することができ、図２に示すように、折り返し部Ｒの曲率を略一定に維持することができる。

したがって、支持体３０の上方空間は、ケーブルキャリア１０の折り返しに必要な最小限の空間を確保するだけでよく、省スペース化を図ることができる。また、ケーブルキャリア１０に保持されたケーブル１２の跳ね上がりが抑制されることで、ケーブルキャリア１０とケーブル１２との間に生じる摩擦が軽減されるため、ケーブル１２の摩耗による発塵や破損などを生じ難くして、良好な耐久性を得ることができる。

支持体３０を構成する支持レールは、ケーブルキャリア１０の外側が当接する当接面３１を備えているため、上述した折り返し部Ｒに作用する斜め下方の力が仮に大きくなり過ぎた場合でも、当接面３１がケーブルキャリア１０を支持することで、折り返し部Ｒの形状を確実に維持することができる。当接面３１は、対向するケーブルキャリア１０の外側全体と当接する必要はなく、一部のみと当接してもよい。この場合、ケーブルキャリア１０の当接面３１との当接位置は、折り返し部Ｒになるべく近いことが好ましい。

移動体２０の移動方向に対するケーブルキャリア１０の延出方向の傾斜角は、大きすぎるとケーブルキャリア１０の設置に必要なスペースが大きくなり、ケーブルキャリア１０の負荷も大きくなるため、折り返し部Ｒの膨らみや跳ね上がりを確実に防止できる範囲でなるべく小さいことが好ましい。具体的には、図１に示すように、移動体２０が折り返し部Ｒから最も離れた状態で、移動体２０の移動方向とケーブルキャリア１０の延出方向とのなす角度θが、０度を超える場合に、従来の構成と比較して、保持するケーブルの耐久性を良好に維持しつつ、構成のコンパクト化を図ることができる。上記の角度θは、３〜１０度であることが好ましく、後述する実施例に示すように、３．５〜４．０度であることがより好ましい。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態の移動体２０は、ケーブルキャリア１０の端部１３を挟持して固定する固定板２２および押さえ板２３とは別に、ケーブルキャリア１０を案内するガイド部材２５を備えているが、図３に要部側面図で示すように、ガイド部材２５を平板状に形成し、ケーブルキャリア１０の端部１３を固定板２２およびガイド部材２５により傾斜した状態で挟持することにより、ガイド部材２５がケーブルキャリア１０の案内と共に固定を行うように構成してもよい。なお、図３において、図１と同様の機能を有する構成部分には同一の符号を付している（以下の図面においても同様）。

また、図１において、端部１３から折り返し部Ｒに向けて延出するケーブルキャリア１０を挟んで両側に、一対の側板を設けてもよい。図４は、一方の側板２６を示す側面図である。各側板２６は、上下に延びる長孔２６ａが互いに対向するように形成されている。各側板２６の長孔２６ａには、ボルトからなる棒状のガイド部材２５の両端部が挿通され、ナット（図示せず）により固定される。この構成によれば、ケーブルキャリア１０を上方から押圧して案内するガイド部材２５の位置を、長孔２６ａの長手方向に沿って調整することができるので、ケーブルキャリア１０の延出方向を所望の角度に容易に設定することができる。

また、図１に示す構成においては、ケーブルキャリア１０の上方に配置されたガイド部材２５が、ケーブルキャリア１０の延出方向を斜め下方に案内することで、ケーブルキャリア１０やケーブル１２の自重も利用して、折り返し部Ｒに抑え込む力を生じさせることができる。但し、図５に示すように、支持体３０が、水平方向に往復動する移動体２０よりも上方でケーブルキャリア１０を支持し、ケーブルキャリア１０の下方に配置されたガイド部材２５が、ケーブルキャリア１０の延出方向を斜め上方に案内する構成であってもよい。支持レールからなる支持体３０は、下部に当接面３１を有することにより、折り返し部Ｒで折り返されたケーブルキャリア１０の外側（上側）が当接面３１と当接するため、図１に示す構成と同様に、折り返し部Ｒの形状を確実に維持することができる。

また、上記各実施形態のガイド部材２５は、移動体２０に固定されたケーブルキャリア１０の折り返し部Ｒに向けた延出方向が、移動体２０の移動方向に対して支持体３０側に傾斜するように、ケーブルキャリア１０を案内するようにしているが、図６に示すように、支持体３０に固定されたケーブルキャリア１０の折り返し部Ｒに向けた延出方向が、移動体２０の移動方向（すなわち、水平方向）に対して移動体２０側（すなわち、下側）に傾斜するように、ケーブルキャリア１０を案内するガイド部材３６を備える構成であってもよい。

支持体３０は、水平な台板４０上に設置される本体３２の上部に設けられた固定板３３と、押さえ板３４とを備えており、ボルト・ナット等の連結具３５により、ケーブルキャリア１０の端部を固定板３３と押さえ板３４との間に挟持する。ガイド部材３６は、押さえ板３４の下面に固定されており、図１に示すガイド部材２５と同様に、下面側がケーブルキャリア１０の延出方向に向けて斜め下方に傾斜する傾斜面とされている。ケーブルキャリア１０は、上部がガイド部材３６により押圧されることで、折り返し部Ｒに向けて斜め下方に案内される。この構成における好ましい傾斜角度は、図１に示す構成と同様であり、支持体３０が折り返し部Ｒから最も離れた状態で、移動体２０の移動方向と支持体３０からのケーブルキャリア１０の延出方向とのなす角度が、０度を超える必要があり、３〜１０度であることが好ましく、３．５〜４．０度であることがより好ましい。

移動体２０は、不図示の駆動機構によって、支持レール２６に沿って水平方向に往復移動するように配置されている。支持レール２６は、上部に水平な当接面２７を有しており、折り返し部Ｒで折り返されたケーブルキャリア１０の外側（下側）が、移動体２０の移動により当接面２７に当接する。

図６に示すガイド部材３６は、ケーブルキャリア１０の上方に配置されてケーブルキャリア１０を斜め下方に案内しているが、図７に示すように、ガイド部材３６がケーブルキャリア１０の下方に配置されて、ケーブルキャリア１０を斜め上方に案内する構成であってもよい。

次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

図１に示す構成のケーブルキャリアの取付構造において、まず、従来と同様に、移動体２０の移動方向とケーブルキャリア１０の延出方向とのなす角度（傾斜角）θを０度に設定し、移動体高さをパラメータとして、それぞれに対して折り返し部Ｒの湾曲部高さをビデオ撮影により測定した。移動体高さは、移動体２０の移動面に対するケーブルキャリア１０の端部１３の高さである。また、湾曲部高さは、移動体２０の往復動作中における湾曲状の折り返し部Ｒの高さの最大値である。移動体２０のストロークは１１００ｍｍに設定した。測定結果を、図８の比較例１から３に示す。

比較例１から３は、移動体高さが、それぞれ１１０ｍｍ、１１５ｍｍ、１１７ｍｍである。いずれの場合も、湾曲部高さは１３０ｍｍであり、移動体高さに比べて湾曲部高さがはるかに大きくなった。

次に、移動体高さは１１７ｍｍで一定とし、上記と同様の条件で傾斜角θをパラメータとしたときの折り返し部Ｒの湾曲部高さを測定した。この結果を図８の実施例１から１２に示す。

傾斜角θが０度（比較例３）の場合には湾曲部高さが１３０ｍｍであるのに対し、傾斜角θが０度から大きくなるにつれて湾曲部高さは急激に低下し、傾斜角θが０．９度（実施例１）において、折り返し部Ｒの高さ抑制効果が確認された。すなわち、折り返し部Ｒの高さ抑制は、単に移動体高さを高くするだけでは実現することができず、ガイド部材がケーブルキャリアを押圧して傾斜させることで実現可能であることが明らかになった。

傾斜角θがある程度大きくなると、高さ抑制効果は徐々に小さくなり、傾斜角θが５．１度以上（実施例１１，１２）で、湾曲部高さは１１７ｍｍで移動体高さと同じになった。上記の傾斜角θは、移動体２０の移動に伴うケーブルキャリア１０への負荷を抑制するため、良好な高さ抑制効果が得られる範囲でなるべく小さいことが望ましいことから、３．５〜４．０度が最適であると考えられる。

１ ケーブルキャリアの取付構造
１０ ケーブルキャリア
１２ ケーブル
２０ 移動体
２５ ガイド部材
２６ 支持レール
２７ 当接面
３０ 支持体
３１ 当接面
３６ ガイド部材
Ｒ 折り返し部

Claims (8)

1. ケーブルを保持するケーブルキャリアを折り返すようにＵ字状に湾曲させて、一端側を支持体に固定し、他端側を一方向に往復移動可能な移動体に取り付けたケーブルキャリアの取付構造であって、
   前記移動体に固定された前記ケーブルキャリアの折り返し部に向けた延出方向が、前記移動体の移動方向に対して前記支持体側に傾斜するように、前記ケーブルキャリアを案内するガイド部材を備えるケーブルキャリアの取付構造。
2. 前記支持体は、折り返された前記ケーブルキャリアの外側が当接する当接面を有する請求項１に記載のケーブルキャリアの取付構造。
3. ケーブルを保持するケーブルキャリアを折り返すようにＵ字状に湾曲させて、一端側を支持体に固定し、他端側を一方向に往復移動可能な移動体に取り付けたケーブルキャリアの取付構造であって、
   前記支持体に固定された前記ケーブルキャリアの折り返し部に向けた延出方向が、前記移動体の移動方向に対して前記移動体側に傾斜するように、前記ケーブルキャリアを案内するガイド部材を備えるケーブルキャリアの取付構造。
4. 前記移動体は、折り返された前記ケーブルキャリアの外側が当接する当接面を有する支持レールに沿って移動可能に支持されている請求項３に記載のケーブルキャリアの取付構造。
5. 前記ガイド部材は、前記ケーブルキャリアの上方に配置されて前記ケーブルキャリアを案内する請求項１から４のいずれかに記載のケーブルキャリアの取付構造。
6. 前記ケーブルキャリアを挟んで両側に一対の側板を備え、
   一対の前記側板は、互いに対向するように長孔がそれぞれ形成されており、
   前記ガイド部材は、棒状の両端部が前記各長孔に挿通されて固定される請求項１から５のいずれかに記載のケーブルキャリアの取付構造。
7. ケーブルを保持するケーブルキャリアを折り返すようにＵ字状に湾曲させて、一端側を支持体に固定し、他端側を一方向に往復移動可能な移動体に取り付けるケーブルキャリアの取付方法であって、
   前記ケーブルキャリアを案内するガイド部材を設けることにより、前記移動体に固定された前記ケーブルキャリアの折り返し部に向けた延出方向を、前記移動体の移動方向に対して前記支持体側に傾斜させるケーブルキャリアの取付方法。
8. ケーブルを保持するケーブルキャリアを折り返すようにＵ字状に湾曲させて、一端側を支持体に固定し、他端側を一方向に往復移動可能な移動体に取り付けるケーブルキャリアの取付方法であって、
   前記ケーブルキャリアを案内するガイド部材を設けることにより、前記支持体に固定された前記ケーブルキャリアの折り返し部に向けた延出方向を、前記移動体の移動方向に対して前記移動体側に傾斜させるケーブルキャリアの取付方法。

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