JP6519216B2 - ケーブル保護部材の支持装置 - Google Patents

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本発明は、ケーブル保護部材の支持装置に関する。
従来から、工作機械や搬送装置等において、移動体に電力や流体等を供給するためのケーブルやチューブ、パイプなどを内側に収容して保護するケーブル保護部材が知られている(特許文献1〜3)。このケーブル保護部材が上下方向に折り返した状態で使用されるときに、ケーブル保護部材の上方側部分が撓んで下方側部分と接触し摩擦による損傷が生じる問題があった。この問題を解決するために、ケーブル保護部材を支持する支持装置が知られている(特許文献4、5)。
特開2003−168326号公報 特開2005−147232号公報 特開2004−340320号公報 特開平9−137882号公報 特開平9−247834号公報
このケーブル保護部材を支持する支持装置の構成に関しては、なお改善の余地があった。例えば、特許文献4〜6に記載の支持装置は、ケーブル保護部材の折返し部の内側にケーブル保護部材の上方側部分を支持するローラを備えており、このローラのケーブル保護部材との接触面がゴムまたは歯車によって形成されている。これらの支持装置は、ローラとケーブル保護部材との間のゴムによる粘着力、または、ローラとケーブル保護部材のそれぞれの表面に形成された歯の係合によって、ケーブル保護部材の上方側部分の移動にともない自身が移動するように構成されている。しかし、ローラの表面をゴムによって形成した場合、ゴムの劣化や粉塵等の付着によって粘着力が低下し、ケーブル保護部材の上方側部分の移動時にローラがケーブル保護部材に対して滑る問題があった。また、ローラを歯車として構成した場合には、ケーブル保護部材の上方側部分が高速で移動したときに、ローラとケーブル保護部材とが噛み合わず、ローラがケーブル保護部材に対して滑る問題があった。また、歯車の歯がすり減ることによっても同様の問題が発生した。ローラがケーブル保護部材に対して滑ると、ケーブル保護部材の折返し部がローラから遠ざかる方向に移動したときに、ローラがケーブル保護部材の折返し部から遠ざかる方向にずれ、ケーブル保護部材の上方側部分が撓んで下方側部分と接触する場合があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本発明の一形態によれば、生産機器の一部分を構成し水平方向に往復移動する移動体に一方の端部が取り付けられ、他方の端部が鉛直方向において前記一方の端部よりも下方側の位置で固定され、前記一方の端部と前記他方の端部との間に形成される第1折返し部および第2折返し部においてそれぞれ折り返され、前記一方の端部と前記第1折返し部との間に位置する上方側部分が前記第1折返し部と前記第2折返し部との間に位置する中間部分よりも鉛直方向の位置が高くなるように構成され、前記中間部分が前記第2折返し部と前記他方の端部との間に位置する下方側部分よりも鉛直方向の位置が高くなるように配置されたケーブル保護部材を支持する支持装置が提供される。この支持装置は、前記ケーブル保護部材の前記中間部分に固定されるスライダ部と、前記スライダ部の鉛直方向の位置が前記ケーブル保護部材の前記一方の端部と前記他方の端部との間となるようにしつつ、前記スライダ部を前記移動体の移動経路と平行となる方向に摺動移動可能に支持するガイド部と、を備えることを特徴としている。
この構成によれば、ケーブル保護部材は上下方向に2箇所で折り返され、2つの折返し部の間に位置する中間部分は、ガイド部に支持されたスライダ部によって鉛直方向の移動が規制されるため、ケーブル保護部材の中間部分が下方側部分と接触することを抑制できる。また、ケーブル保護部材は上下方向に2箇所で折り返されるため、1箇所で折り返した場合よりもケーブル保護部材の上方側部分の長さが短くなる。例えば、ケーブル保護部材の一方の端部と他方の端部とが鉛直方向上下になる状態において、ケーブル保護部材を上下方向に2箇所で折り返したときのケーブル保護部材の上方側部分の長さは、1箇所で折り返したときのケーブル保護部材の上方側部分の長さよりも短くなる。これにより、ケーブル保護部材の上方側部分の撓みが低減され、上方側部分が中間部分に接触することを抑制できる。また、この構成によれば、移動体が往復移動してもスライダ部はケーブル保護部材の中間部分の同じ位置を支持することができる。そのため、スライダ部においてケーブル保護部材と接触する部分にローラを付ける必要がなく、スライダ部をケーブル保護部材に固定することができる。よって、この構成によれば、ローラの劣化によって支持装置の位置がケーブル保護部材の折返し部の位置に対してずれる問題は発生しない。また、ケーブル保護部材の上方側部分が高速で移動した場合であっても、支持装置の位置はケーブル保護部材の折返し部の位置に対してずれない。このことから、この構成によれば、支持装置の位置のずれによって、ケーブル保護部材の上方側部分が下方側部分と接触することを抑制できる。
(2)上記形態の支持装置において、前記スライダ部は、前記ケーブル保護部材の前記一方の端部から前記スライダ部までの前記ケーブル保護部材の長さが、前記スライダ部から前記ケーブル保護部材の前記他方の端部までの前記ケーブル保護部材の長さよりも長くなるように前記ケーブル保護部材に固定されていることを特徴としていてもよい。この構成によれば、ケーブル保護部材の一方の端部からスライダ部までの長さが、スライダ部からケーブル保護部材の他方の端部までの長さよりも短い場合に比べて、移動体の往復移動にともなうスライダ部の移動距離を短くすることができる。これにより、ガイド部の長さを短くすることができ、支持装置や生産機器の小型化を図ることができる。
(3)上記形態の支持装置において、前記ケーブル保護部材は、上側ケーブル保護部材と下側ケーブル保護部材を含んでおり、前記上側ケーブル保護部材の一方の端部は前記移動体に接続され、前記下側ケーブル保護部材の一方の端部は前記上側ケーブル保護部材の他方の端部に接続され、前記下側ケーブル保護部材の他方の端部は鉛直方向において前記上側ケーブル保護部材よりも下方側の位置で固定されており、前記スライダ部は、前記下側ケーブル保護部材の前記一方の端部と前記上側ケーブル保護部材の前記他方の端部との接続部に固定されていることを特徴としていてもよい。この構成によれば、例えば、一方向にのみ折れ曲がるケーブル保護部材を用いた場合であっても、2つのケーブル保護部材を互いの折れ曲がる方向が反対方向になるように接続することによって、ケーブル保護部材全体をS字状に構成することができる。ケーブル保護部材全体をS字状に構成することで、ケーブル保護部材の一方の端部が水平方向に移動した際に他方の端部と干渉することを抑制できる。また、この構成によれば、例えば、種類や構成の異なるケーブル保護部材をつなぎ合わせて、ケーブル保護部材を構成することができる。このように、2つのケーブル保護部材の互いの折れ曲がる方向が反対方向になるように接続する場合や、種類や構成の異なるケーブル保護部材を接続する場合、ケーブル保護部材の撓みによってケーブル保護部材同士が外れやすい。しかし、この構成によれば、スライダ部によって接続部の鉛直方向の移動が規制されるため、ケーブル保護部材同士が外れることを抑制できる。
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、ケーブル保護部材の支持装置を含んだ生産機器、ケーブル保護部材の支持構造、支持方法、ケーブル保護部材の支持装置の製造方法などの形態で実現することができる。
ケーブル保護部材の支持装置を備える生産機器の正面図である。 生産機器の側面図である。 生産機器の第1の斜視図である。 生産機器の第2の斜視図である。 生産機器の第3の斜視図である。 移動体が第1の方向に移動する状態を例示した図である。 移動体が第2の方向に移動する状態を例示した図である。 比較例1の生産機器を例示した図である。
A.第1実施形態:
図1(a)は、ケーブル保護部材30の支持装置100を備える生産機器10の正面図である。図1(b)は、生産機器10の側面図である。図2〜図5は、生産機器10の斜視図である。図2〜図5は、ガイドレール40に対する移動体20の位置が異なる。生産機器10は、工作用機器や産業ロボットなどの可動部を有する機械であり、主に工場等に配置される。生産機器10は、移動体20と、ケーブル保護部材30と、ガイドレール40と、支持ローラ50と、支持装置100とを備えている。移動体20は、ガイドレール40に摺動可能に固定され、図示しないステッピングモータの駆動によって、ガイドレール40に沿って水平方向に往復移動する。移動体20には、アーム機構、加工機構、搬送機構等の種々の機構部が搭載されてもよい。以後、移動体20の移動方向のうち、移動体20がケーブル保護部材30の第1折返し部33から遠ざかる方向(図1の右方向)を「第1の方向D1」とも呼び、移動体20がケーブル保護部材30の第1折返し部33に近づく方向(図1の左方向)を「第2の方向D2」とも呼ぶ。
ケーブル保護部材30は、例えば、樹脂などによって形成され、移動体20に電力や流体等を供給するためのケーブルやチューブ、パイプなどを内部に収容してこれらを保護する。ケーブル保護部材30は、例えば、ケーブルベア(登録商標)等によって構成されており、複数のリンク(モジュール)が連結された鎖状の構造を有している。ケーブル保護部材30は、一方の端部である可動端31が移動体20に取り付けられ、他方の端部である固定端32が鉛直方向において可動端31よりも下方側の位置する接地面GLに固定されている。ケーブル保護部材30は、可動端31と固定端32との間に形成された第1折返し部33および第2折返し部34でそれぞれ折り返され、略S字状になるように取り付けられている。すなわち、図3に示すように、ケーブル保護部材30は、可動端31と第1折返し部33との間に位置する上方側部分35が、第1折返し部33と第2折返し部34の間に位置する中間部分37よりも鉛直方向の位置が高くなるように配置される。また、図5に示すように、ケーブル保護部材30は、中間部分37が、第2折返し部34と固定端32との間に位置する下方側部分36よりも鉛直方向の位置が高くなるように配置される。
本実施形態のケーブル保護部材30は、上側ケーブル保護部材30aと下側ケーブル保護部材30bの2つのケーブル保護部材を含む。上側ケーブル保護部材30aの一方の端部は上記の可動端31であり、上側ケーブル保護部材30aの他方の端部38は下側ケーブル保護部材30bの一方の端部39と接続されている。下側ケーブル保護部材30bの他方の端部は上記の固定端32である。ここでは、上側ケーブル保護部材30aの端部38と、下側ケーブル保護部材30bの端部39との接続部を「ケーブル保護部材接続部37a」とも呼ぶ。上側ケーブル保護部材30aおよび下側ケーブル保護部材30bは、複数のリンクが連結された鎖状の構造であり1方向にのみ折れ曲がるように構成されている。そして、上側ケーブル保護部材30aおよび下側ケーブル保護部材30bは、互いの折れ曲がる方向が反対方向になるように接続されている。具体的には、上側ケーブル保護部材30aは、ケーブル保護部材接続部37aから上方側に折れ曲がるように、下側ケーブル保護部材30bは、ケーブル保護部材接続部37aから下方側に折れ曲がるように互いに接続されている。これによって、ケーブル保護部材30は、全体として略S字状になるように構成される。ケーブル保護部材全体を略S字状に構成することで、ケーブル保護部材30の可動端31が水平方向に移動した際に固定端32と干渉することを抑制できる。なお、ケーブル保護部材30は、2つのケーブル保護部材を接続した構成に限定されず、例えば、1つのケーブル保護部材によって構成されていてもよいし、3つ以上の1つのケーブル保護部材を接続して構成されていてもよい。また、ケーブル保護部材30は、2方向以上に折れ曲がるように構成されていてもよい。
上側ケーブル保護部材30aと下側ケーブル保護部材30bは、上側ケーブル保護部材30aの長さが、下側ケーブル保護部材30bの長さよりも長くなるように構成されていることが好ましい。この構成の効果については後述する。上側ケーブル保護部材30aの長さは、図3に示すように、第1折返し部33とケーブル保護部材接続部37aとの間に中間部分37がなくなった状態において、上方側部分35が撓んで中間部分37と接触しない長さとすることが好ましい。そして、下側ケーブル保護部材30bの長さは、上側ケーブル保護部材30aの長さを決定した後、移動体20の可動範囲が必要な可動範囲となるように決定することが好ましい。
支持装置100は、スライダ部110と、ガイド部120とを備えている。支持装置100は、ケーブル保護部材30の中間部分37が撓まないようにスライダ部110によって中間部分37を支持するように構成されている。スライダ部110は、ガイド部120に摺動移動可能に取り付けられるとともに、ケーブル保護部材30の中間部分37に固定されている。本実施形態のスライダ部110は、ケーブル保護部材接続部37aに固定され、ケーブル保護部材接続部37aを下方から支持するように構成されている。これにより、ケーブル保護部材30の撓みによってケーブル保護部材接続部37aが下方側部分36と接触することを抑制できる。また、ケーブル保護部材30の撓みによって上側ケーブル保護部材30aと下側ケーブル保護部材30bと間の接続が外れることを抑制できる。上述のように、本実施形態では、上側ケーブル保護部材30aと下側ケーブル保護部材30bは、互いの折れ曲がる方向が反対方向になるように接続されている。この場合、ケーブル保護部材30の撓みによってケーブル保護部材間の接続が外れやすい。よって、本実施形態では、スライダ部110をケーブル保護部材接続部37aに配置してケーブル保護部材同士を外れにくくする効果が大きい。スライダ部110は、ケーブル保護部材接続部37aが回転できないようにケーブル保護部材接続部37aを固定することが好ましい。これにより、中間部分37が下方側部分36とより接触しにくくすることができる。
上述のように、本実施形態では、上側ケーブル保護部材30aの長さは、下側ケーブル保護部材30bの長さよりも長くなるように構成されている。そのため、スライダ部110は、ケーブル保護部材30の可動端31からスライダ部110までのケーブル保護部材30の長さが、スライダ部110からケーブル保護部材30の固定端32までのケーブル保護部材30の長さよりも長くなるようにケーブル保護部材30に固定されている。これにより、ケーブル保護部材30の可動端31からスライダ部110までのケーブル保護部材30の長さが、スライダ部110からケーブル保護部材30の固定端32までのケーブル保護部材30の長さよりも短い場合に比べて、移動体20の往復移動にともなうスライダ部110の移動距離を短くすることができる。スライダ部110の必要な移動距離が短くなることで、ガイド部120の長さL1を短くすることができ、支持装置100や生産機器10の小型化を図ることができる。
ガイド部120は、スライダ部110を移動体20の移動経路と平行になる方向に摺動移動可能に支持する。言い換えれば、ガイド部120は、スライダ部110の鉛直方向の位置がケーブル保護部材30の可動端31と固定端32との間となるように、スライダ部110の鉛直方向の移動を規制する。ガイド部120は、延伸方向が水平となるように、一対の脚部121によって支持されている。ガイド部120の水平方向の長さL1は、移動体20の往復移動にともなうスライダ部110の移動範囲以上の長さとなるように構成されることが好ましい。
ガイドレール40は、延伸方向が水平となるようにして支持部材41によって支持される。ガイドレール40の端部には、移動体20が脱落するのを防止するためのストッパー42が取り付けられている。支持ローラ50は、ガイドレール40に沿って配置され、ケーブル保護部材30の中間部分37が撓んだときに撓んだ部分を支持する。なお、生産機器10は支持ローラ50を備えていなくてもよい。
図6は、移動体20が第1の方向D1に移動する状態を例示した図である。図6(a)は図1および図2と対応し、図6(e)は図4と対応する。図6(a)、図1および図2に示すように、移動体20がガイドレール40(図1および図2)の第2の方向D2側の端部に位置しているとき、スライダ部110は、ガイド部120の一方の端部に近接した位置にあり、この位置でケーブル保護部材接続部37aを支持する。これにより、第1折返し部33とケーブル保護部材接続部37aとの間、および、ケーブル保護部材接続部37aと第2折返し部34との間の中間部分37の撓み量が低減される。この状態から、図6(b)および図6(c)に示すように移動体20が第1の方向D1に移動すると、第1折返し部33とスライダ部110との間に中間部分37が減少する。図3に示すように、第1折返し部33とスライダ部110との間に中間部分37がほぼなくなると、図6(d)に示すように、スライダ部110は、ケーブル保護部材接続部37aを支持しつつ第1の方向D1に移動し始める。そして、図6(e)および図4に示すように移動体20がガイドレール40の第1の方向D1側の端部に位置しているとき、スライダ部は、ガイド部120の他方の端部に近接する。
図7は、移動体20が第2の方向D2に移動する状態を例示した図である。図7(a)は図4と対応し、図7(e)は図1および図2と対応する。図7(a)の状態から、図7(b)および図7(c)に示すように移動体20が第2の方向D2に移動すると、ケーブル保護部材30の上方側部分35が減少し中間部分37が増加する。図5に示すように、ケーブル保護部材30の上方側部分35がほぼなくなると、図7(d)に示すように、スライダ部110は、ケーブル保護部材接続部37aを支持しつつ第2の方向D2に移動し始める。このように、スライダ部110は、ケーブル保護部材接続部37aを支持しつつ移動体20の移動におくれて移動体20を追従する。
図8は、比較例1の生産機器10Aを例示した図である。図8(a)、(b)、(c)の移動体20の位置は、本実施形態の図7(a)、(c)、(e)にほぼ対応する。比較例1の生産機器10Aは、ケーブル保護部材30の折返し部が一箇所のみとなっており、また、支持装置100に対応する構成を備えていない。そのため、図8(b)に示すように、ケーブル保護部材30の可動端31が固定端32に近接したときに、ケーブル保護部材30の上方側部分35が撓んで下方側部分36と接触し、摩擦によって損傷が生じる場合がある。一方、図7(c)に示すように、本実施形態の生産機器10によれば、ケーブル保護部材30は上下方向に2箇所で折り返され、2つの折返し部33、34の間に位置する中間部分37は、スライダ部110によって鉛直方向の移動が規制される。これにより、ケーブル保護部材30の中間部分37が下方側部分36と接触することを抑制できる。また、ケーブル保護部材30は上下方向に2箇所で折り返されるため、比較例1のように1箇所で折り返した場合よりもケーブル保護部材30の上方側部分35の長さが短くなる。例えば、図7(c)に示すように、ケーブル保護部材30の可動端31と固定端32とが鉛直方向上下になる状態において、本実施形態のようにケーブル保護部材30を上下方向に2箇所で折り返したときのケーブル保護部材30の上方側部分35の長さは、図8(b)の比較例1のようにケーブル保護部材30を1箇所で折り返したときの上方側部分35の長さよりも短くなる。これにより、ケーブル保護部材30の上方側部分35の撓み量が低減され、上方側部分35が中間部分37に接触することを抑制できる。
以上説明した、本実施形態の支持装置100によれば、移動体20が往復移動してもスライダ部110はケーブル保護部材30の中間部分37の同じ位置(ここでは、ケーブル保護部材接続部37a)を支持することができる。そのため、スライダ部110においてケーブル保護部材30と接触する部分にローラを付ける必要がなく、スライダ部110をケーブル保護部材30に固定することができる。よって、この構成によれば、ローラの劣化によって支持装置の位置がケーブル保護部材の折返し部の位置に対してずれる問題は発生しない。また、ケーブル保護部材の上方側部分が高速で移動した場合であっても、支持装置の位置はケーブル保護部材の折返し部の位置に対してずれない。このことから、この構成によれば、支持装置の位置のずれによって、ケーブル保護部材の上方側部分が下方側部分と接触することを抑制できる。
B.変形例:
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
B−1.変形例1:
第1実施形態の上側ケーブル保護部材30aと下側ケーブル保護部材30bは、互いの長さが異なるものとして説明した。しかし、これらの長さは同じであってもよい。
上側ケーブル保護部材30aと下側ケーブル保護部材30bは、同種の構成であってもよいし、種類や構成が互いに異なっていてもよい。なお、種類や構成の異なるケーブル保護部材同士を接続する場合、ケーブル保護部材の撓みによってケーブル保護部材同士が外れやすい。しかし、本実施形態によれば、スライダ部によってケーブル保護部材接続部37aの鉛直方向の移動が規制されるため、ケーブル保護部材同士が外れることを抑制できる。
B−2.変形例2:
本実施形態のケーブル保護部材30は、上側ケーブル保護部材30aと下側ケーブル保護部材30bを含むものとして説明した。しかし、ケーブル保護部材30は、1つのケーブル保護部材のみによって構成されることでケーブル保護部材接続部37aを備えていなくてもよい。また、ケーブル保護部材30は、3つ以上のケーブル保護部材で構成されていてもよい。
B−3.変形例3:
第1実施形態のケーブル保護部材30は、全体として略S字状になるように構成されているものとして説明した。しかし、ケーブル保護部材30は、複数の折返し部を備えていれば、略S字状の構成に限定されない。例えば、ケーブル保護部材30は、上側ケーブル保護部材30aと下側ケーブル保護部材30bとが同じ方向に折り返され、これらが上下に配置され、全体として「3」の字の形状に構成されていてもよい。
B−4.変形例4:
本実施形態のスライダ部110は、ケーブル保護部材接続部37aを下方から支持するものとして説明した。しかし、スライダ部110は、ケーブル保護部材接続部37aの側面や上面に固定されていてもよい。また、スライダ部110は、中間部分37においてケーブル保護部材接続部37a以外の部分に固定されていてもよい。
また、スライダ部110は、ケーブル保護部材接続部37aに対して回動可能に固定されていてもよい。例えば、スライダ部110は、回転軸を備えており、回転軸がケーブル保護部材接続部37aに接続されていてもよい。
10…生産機器
20…移動体
30…ケーブル保護部材
30a…上側ケーブル保護部材
30b…下側ケーブル保護部材
31…可動端
32…固定端
33…第1折返し部
34…第2折返し部
35…上方側部分
36…下方側部分
37…中間部分
37a…ケーブル保護部材接続部
38…上側ケーブル保護部材端部
39…下側ケーブル保護部材端部
40…ガイドレール
41…支持部材
42…ストッパー
50…支持ローラ
100…支持装置
110…スライダ部
120…ガイド部
121…脚部
GL…接地面

Claims (3)

  1. 生産機器の一部分を構成し水平方向に往復移動する移動体に一方の端部が取り付けられ、他方の端部が鉛直方向において前記一方の端部よりも下方側の位置で固定され、前記一方の端部と前記他方の端部との間に形成される第1折返し部および第2折返し部においてそれぞれ折り返され、前記一方の端部と前記第1折返し部との間に位置する上方側部分が前記第1折返し部と前記第2折返し部との間に位置する中間部分よりも鉛直方向の位置が高くなるように構成され、前記中間部分が前記第2折返し部と前記他方の端部との間に位置する下方側部分よりも鉛直方向の位置が高くなるように配置されたケーブル保護部材を支持する支持装置であって、
    前記ケーブル保護部材の前記中間部分に固定されるスライダ部と、
    前記スライダ部の鉛直方向の位置が前記ケーブル保護部材の前記一方の端部と前記他方の端部との間となるようにしつつ、前記スライダ部を前記移動体の移動経路と平行となる方向に摺動移動可能に支持するガイド部と、を備える支持装置。
  2. 請求項1に記載の支持装置であって、
    前記スライダ部は、前記ケーブル保護部材の前記一方の端部から前記スライダ部までの前記ケーブル保護部材の長さが、前記スライダ部から前記ケーブル保護部材の前記他方の端部までの前記ケーブル保護部材の長さよりも長くなるように前記ケーブル保護部材に固定されている、支持装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の支持装置であって、
    前記ケーブル保護部材は、上側ケーブル保護部材と下側ケーブル保護部材を含んでおり、
    前記上側ケーブル保護部材の一方の端部は前記移動体に接続され、前記下側ケーブル保護部材の一方の端部は前記上側ケーブル保護部材の他方の端部に接続され、前記下側ケーブル保護部材の他方の端部は鉛直方向において前記上側ケーブル保護部材よりも下方側の位置で固定されており、
    前記スライダ部は、前記下側ケーブル保護部材の前記一方の端部と前記上側ケーブル保護部材の前記他方の端部との接続部に固定されている、支持装置。
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