JPH0214267Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案はロボツト、パワーマニプレータ等の伸
縮部の配線構造に関する。

〈従来の技術〉 近年、ロボツト、パワーマニプレータ等の所謂
智能を有する省力機械類が製作されている。一般
にこれらは、腕先端部に物を取扱う人間で云えば
手に相当する操作部を有し、その操作部に制御
用、動力用等の電線を配線する必要があるが、従
来この配線は腕に沿わせて外部に剥出しにして行
われることが多いのが実状である。ところがこの
場合、腕の関節部や伸縮部等の隣接する部材同志
の相対位置が変化する可動部においては電線を腕
に固定することができない。第７図は従来の伸縮
部の配線の一例を表わす概略図であるが、固定腕
０１に対して可動腕０２が長手方向に移動自在に
取付けられて可動腕０２が伸縮駆動されるものに
おいて、第７図ａに示すように、電線０３を可動
腕０２が最も伸びた状態に対応できるように配線
すると共に電線０３を固定腕０１の基端部及び可
動腕０２の先端部で固定し、可動腕０２が縮んだ
時は第７図ｂに示すように、電線０３を自由にル
ープ状に弛ませるようにしている。また、第８図
は従来の伸縮部の配線の他の例を表わしており、
第８図に示すように、電線０３を固定腕０１と可
動腕０２の外周辺にスパイラル状に巻いて、腕の
伸縮に伴つて電線０３をコイルばねのように伸縮
させるようにしたものも考えられている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところが従来は、電線０３が腕の外周辺に自由
状態で露出しているため、腕の動作時に電線０３
が外部の物に引掛かる虞れがあり、電線０３を含
めた腕の空間占有体積が大きくなるばかりでな
く、伸縮により電線０３の固定箇所に集中して繰
返し曲げ荷重が作用するため長年の使用によりそ
こから断線し易いという問題があつた。

本考案は、このロボツト、マニプレータ等の伸
縮部の配線における従来の問題点を解決するもの
であり、電線を傷付けることなく、短縮時におい
ても電線が弛むことを防止すると共に、空間占有
体積を減少し得る伸縮部の配線構造を提供するこ
とを目的としている。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は上述の目的を達成するため、基端側の
部材に対して先端側の部材が軸方向移動自在に連
結されてなる伸縮部の配線構造において、電線を
前記基端側の部材の基端側に固定して該部材の先
端側に設けられた滑車により折返し、さらに前記
先端側の部材の基端側に設けられた滑車により折
返して該部材の先端側に固定する一方、前記両滑
車の少なくともいずれか一方を軸方向移動自在に
取付けると共に前記電線を張設する方向にばねに
より付勢するようにした。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に基づき具体的に説
明する。

第１図は本考案の一実施例にかかる伸縮部の伸
長した状態の縦断面図、第２図はその短縮した状
態の縦断面図、第３図は第１図のＡ−Ａ矢視断面
図である。第１図〜第３図において、基台１に基
端側の筒状部材２が固定されると共に、その筒状
部材２内に先端側の筒状部材３が軸方向に移動自
在に連結されて伸縮部が構成され、先端側の筒状
部材３は図示しない駆動源により駆動されて基端
側の筒状部材２に対して突出したり引込んだりす
るようになつている。また、先端側の筒状部材２
には図示しない操作部が連結され、そこに基台１
から該伸縮部を介して電線が配線される。

基台１内において固定されたケーブル４の外被
を剥取つて内部の複数の絶縁電線５を露出させ、
それらを各々基端側の筒状部材２の基端側に円周
方向等配に設けた固定用具６に固定する。尚、第
１図、第２図においては簡略化のため３本の絶縁
電線５に関してのみ表わしている。固定用具６で
固定された絶縁電線５は基端側の筒状部材２の先
端側に設けられた可動の滑車７に巻掛けられて
180゜方向を転換され、さらに先端側の筒状部材３
の基端側に設けられた固定の滑車８に巻掛けられ
て180゜方向転換されて先端側の筒状部材３の先端
側に同じく円周方向等配に設けた固定用具９に固
定され、その先方に導かれる。滑車７は基端側筒
状部材２の内周壁に軸方向移動自在に取付けられ
ており、滑車７と基端側筒状部材２の先端との間
に引張ばね１０を掛渡して滑車７を先方へ付勢
し、そのばね力により滑車７を介して絶縁電線５
を張設するようにする。一方、滑車８は先端側筒
状部材３の基端に固定される。尚、引張ばね１０
のばね力の大きさは絶縁電線５の弛みを防止する
ことができれば十分であり、絶縁電線５が滑車
７，８により屈曲される時に受ける曲げ荷重に比
べて引張ばね１０により受ける引張荷重は無視で
きる程度に低減することができる。

このようにすると、先端側筒状部材３が基端側
筒状部材３に対して突出したり引込んだりするこ
とで伸縮部が伸縮して絶縁電線５の固定用具６，
９間の距離が変化しても、先端側筒状部材３の移
動ストロークの略２分の１だけ滑車７が移動して
その変化量を吸収し、絶縁電線５が弛むのが防止
される。

ここで、第８図に示したような伸縮部の外周辺
に電線をスパイラル状に巻いた従来の配線におけ
る繰返し屈曲に対して安全な電線の屈曲径Ｄを求
める。今、例えば一番可撓性のあるキヤプタイヤ
ケーブル８心（0.75mm²×８本、外径ｄ＝14.7mm
φ）を使用した場合、繰返し屈曲に対して安全な
電線の屈曲径D₀は電線外径の15倍であればよい
とされている。従つて、 D₀＝15×ｄ＝15×14.7＝220.5mmφ すなわち、伸縮部の外周辺に巻く電線の径Ｄは
少なくとも220mmφ以上としなければならない。

これに対して、上述の実施例においては、外被
を剥いで内部の絶縁電線５を露出させて使用して
いる。前出と同じキヤプタイヤケーブルを用いた
場合、１本の絶縁電線５の外径d₀は2.7mmφであ
るので、この１本の絶縁電線５が繰返し屈曲に対
して安全な直径D₁₀は、 D₁₀＝15×d₀＝15×2.7＝40.5mmφ となる。従つて、第４図に示すように滑車７の直
径を40.5mmφ以上とすれば問題は生じない。すな
わち、基端側筒状部材２の内周と先端側筒状部材
３の外周との間に40.5mm＋α≒50〜55mm程度の隙
間を設ければ電線を内部に収納することができ、
直径方向両側に配線したとしてもその２倍、約
100mm程度基端側筒状部材２の外径を従来に比べ
て大きくすれば足り、小型化が可能である。

さらに、第５図はこの１本の絶縁電線５の断面
構造を表わしているが、第５図に示すように絶縁
電線５は、直径0.18mmφの銅線が30本撚られて外
径d₀₀＝1.1mmφの裸電線１１が形成されると共に
その外周に肉厚0.8mmの絶縁被覆１２が施されて
なり、絶縁電線５全体の外径d₀＝d₀₀＋２×0.8mm
＝2.7mmφとなつている。ここで、絶縁被覆１２
は裸電線１１の外表面と一体となつて密着してモ
ールドされた状態となつており、絶縁電線５を曲
げたときに、内周側は圧縮されると共に外周側は
引張られる形となる。これは裸電線１１を構成す
る直径0.18mmφの銅線が自由に曲げられる状態と
は異なり、裸電線１１はモールドされた絶縁被覆
１２からの密着力による力を受けると共に、絶縁
被覆１２表面の圧縮及び引張に対する絶縁被覆１
２自体の応力限界からも絶縁電線５の屈曲直径が
限定されることになる。それに対して、第６図に
示すように、内部の裸電線１１と外部の絶縁被覆
１２との間にギヤツプｇを設けるようにすれば、
絶縁被覆１２による裸電線１１の拘束が無くなつ
て裸電線１１が自由に屈曲することが可能とな
る。そのためこの場合の絶縁電線５の繰返し屈曲
に対して安全な直径D₂₀は、 D₂₀＝15×d₀₀＝15×1.1＝16.5mmφ となる。尚、裸電線１１は30本の細い銅線が撚ら
れて構成されているので、実際にはD₂₀よりも若
干小さい径でもよいことになる。またこのとき、
絶縁被覆１２の材料としてポリフツ化エチレン樹
脂等の金属に対して摩擦係数の小さい材質の絶縁
性のパイプを選択すれば、電線の寿命を更に延長
させることが可能である。

従つて、上述の実施例において、ケーブル４か
ら絶縁電線５を露出させた後、密着状態となつて
いる絶縁被覆１２を取除き、この代りに裸電線１
１との間にギヤツプｇを有する絶縁パイプを被せ
て使用することにより、滑車７の直径を16.5mmφ
以下とすることができる。いま滑車７の直径を
16.5mmφとしても、基端側筒状部材２の内周と先
端側筒状部材３の外周との間に20〜25mm程度の隙
間を設ければ充分であり、基端側筒状部材２の外
径でその２倍、40〜50mm程度の増径で済み、さら
に小型化が図れる。

このように電線の可撓性を高めれば電線の屈曲
直径を小さくすることができ、従つて小型化を図
ることができるが、電線の可撓性を高めるために
さらに、例えば裸電線１１にグリース等の潤滑油
を染み込ませて摩擦を減少させたり、裸電線１１
の撚りを戻して真直な細線束としたりあるいは撚
りを緩めたりすること等が有効である。

尚、上述の実施例では多心のケーブル４の外被
を剥いで複数の絶縁電線５に分割して配線を行つ
ているが、本考案はこれに限られるものではな
く、始めから１本づつ分離されている電線を用い
たりあるいは逆に多心の電線をそのまま配線する
ことも可能である。また、比較的大径の動力線の
みを複数に分割して各電線の小径化を図ることも
小型、細径化に有効である。

さらに、上述の実施例では基端側筒状部材２が
基台１に固定された例を示したが、基端側筒状部
材２はさらに基端側の可動部材に連結されていて
もよく、要はロボツト、パワーマニプレータ等の
一部を構成する相対的に伸縮する一対の部材を有
する伸縮部に対して本考案を適用することが可能
である。また、部材２，３の形状や相互の連結構
造も図示例に限定されるものではなく、さらにま
た伸縮部の構造によつては滑車７の代りに滑車８
を可動としあるいは両滑車７，８を共に可動とす
るようにしてもよい。

〈考案の効果〉 以上実施例を挙げて具体的に説明したように本
考案によれば、伸縮により電線の経路の長さが変
化しても、それに応じて滑車が移動してその変化
量を吸収すると共にばねにより電線の弛みが防止
される。従つて、電線が外部の物に引掛かる虞れ
が無くなり、その空間占有体積を小さくすること
が可能となる。また伸縮による繰返し曲げ荷重が
電線の固定箇所に集中することがないので、電線
の長い寿命を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかる伸縮部の伸
長した状態の縦断面図、第２図はその短縮した状
態の縦断面図、第３図は第１図のＡ−Ａ矢視断面
図、第４図は滑車部分の電線屈曲の説明図、第５
図、第６図はそれぞれ電線の拡大断面図、第７図
は従来の伸縮部の配線の一例を表わす概略図であ
り、第７図ａは伸長した状態、第７図ｂは短縮し
た状態、第８図は従来の伸縮部の配線の他の例を
表わす概略図である。 図面中、２は基端側筒状部材、３は先端側筒状
部材、５は絶縁電線、６，９は固定用具、７，８
は滑車、１０は引張ばねである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 基端側の部材に対して先端側の部材が軸方向移
   動自在に連結されてなる伸縮部の配線構造におい
   て、前記基端側の部材の基端側に固定された電線
   が該部材の先端側に設けられた滑車により折返さ
   れ、さらに前記先端側の部材の基端側に設けられ
   た滑車により折返されて該部材の先端側に固定さ
   れる一方、前記両滑車の少なくともいずれか一方
   が軸方向に移動自在に取付けられると共に前記電
   線を張設する方向にばねにより付勢されたことを
   特徴とする伸縮部の配線構造。