JPH0323799B2

JPH0323799B2 -

Info

Publication number: JPH0323799B2
Application number: JP3287986A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kitao; Hiroshi Yasuda
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1991-03-29
Also published as: JPS62194093A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明はロボツト、工作機械、その他機械設備
等における装置の移動部と固定部、あるいは移動
部相互間に電力、制御信号、ガス、水、油等を供
給するためのケーブルやホース等を、１本若しく
は複数本まとめて支持し、保護案内するケーブル
等の可撓支持体に関するものである。従来技術及びその問題点従来より工作機械等において移動部にエネルギ
ーを供給するケーブル等の可撓支持体には固定端
及び移動端の間において、中空の内枠と包囲片を
交互に組み合わせ、一定範囲で屈曲可能とした管
内にケーブル等を収納して支持案内するものがあ
る。これは、２条の一定巾の溝をもつ内枠を等間
隔で配列し、両端にこの溝に嵌合するフランジ部
を有する包囲片をかけ渡して一本に結合したもの
である。特開昭57−120791号公報に記載のダクト
装置もこれと類似であり、このダクト装置は、断
面が四角管状の形状をしたダクト素子をピンによ
つて連結した構造になつている。また、自在の動
きをするものに対する配線は、束線あるいはジヤ
バラの中にケーブル等を収容する方法が行われて
いた。しかし前者のケーブル等の可撓支持体（前記特
開昭57−120791号のものを含む。）は、水平（又
は垂直）方向の平面的な屈曲は可能であるが、任
意方向の動きには対応出来ない。すなわち、移動
体が直線的な動きをするものには使用出来るが、
ロボツト等のように自在の動きをするものには適
用出来ない問題があつた。一方、三次元的な動きをするものについてみる
と、束線するものは外観上問題があるし、配線を
保護することも困難である。またジヤバラによる
方法は切り継ぎが出来ないこと、一定の半径が定
まらないこと、ケーブル等を支持するだけの強度
がないこと等多くの問題があつた。この問題を解決する手段として、出願人は既に
球面接触の連結体を利用した特願昭60−75698号
（特公平２−37518号）及び特願昭60−86983号
（特公平１−51715号）の発明を提案している。しかしながら、前記出願ものでは、三次元的に
動作するようになつているが、可撓支持体の全長
の内一部分を、一次元（固定）、二次元或いは三
次元的に可動とし、可撓支持体に安定した多様な
動きをさせたいという要求には容易に応じきれな
いという問題があつた。問題点を解決するための手段及び作用この発明は、リンクの凹球面内面と凹球面外面
を係合させて構成したケーブル等の可撓支持体に
おいて、前記凹凸球面の一方に突起を、他方にリ
ンクの屈曲方向又は屈曲角度を規制する凹みを設
けて前記突起と凹みを係合させることにより前記
問題点を解決した。前記突起と凹みの係合によつて、リンクの屈曲
方向又は屈曲角度が規制されることになり、可撓
支持体の全長に渡り、或いは、一部分だけ、一次
元（固定）、二次元、ノーバツクベンド、三次元
等の動きを容易に実現でき、リンクの引抜き荷重
も増大できる。実施例第２３図及び第２４図により本発明が適用され
るケーブル等の可撓支持体５の基本的構成と作用
を説明すると、これは中空で凹凸形状の球面を左
右にもつたリンク６を連続的に連成して構成した
ものである。この支持体５の両端には凸状の球面
をもつたフランジ付きの取付具７と凹状の球面を
もつたフランジ付き取付具８とが備えられてい
る。リンク６はオフセツト形状で一方の円筒状大径
部９に凹球面１０の内面と、他方に凸球面１１の
外面をもつ小径の突出部１２をもち、長手方向に
は上記各球面よりも小径の円筒孔１３を備えてい
る。各リンクは相隣り合うリンクに凹凸球面部で
挿入されて係合されている。この可撓支持体５が
屈曲するとき、各リンクは相隣り合う凹凸球面部
が遊合しているので、互いに滑らかに摺動しθ度
だけ回転する。θ度だけ回転すると互いに外径部
の設定１４あるいは内径部の接点１５に両方共あ
るいは何れか一方で接触しストツパ機構が作用す
る。またリンク６の内面はケーブル、ホース等４
に損傷を与えないように滑らかに仕上げられ、角
部は面取りが施されている。可撓体の移動につれ
て各リンク６がθ度まで回転すると隣のリンク６
が順次回転し、一定の屈曲半径を形成する。また
各リンク６は球面部において任意の方向にθ度だ
け回転可能であるから一定の屈曲半径を保持しつ
つ三次元に屈曲できるものである。なお、リンク６を連結するときは凹球面部を70
℃〜100℃の湯水の中に漬し局部的に膨張させ、
相手側の凸球面部を挿入すると簡単にできる。第１図〜第８図には、本発明の第１グループの
実施例となる可撓支持体の連成した図及びリンク
単体図を示す。第１図、第２図に示すリンク４６を連結すると
一定の最小半径迄任意の方向に三次元に屈曲でき
る。また、各リンク間も互いに回転可能になつて
いる。このリンク４６には、凸球面１１に左右一対の
凹み４７が設けてあるが、この凹みは、後述する
リンク５６、リンク６６、リンク７６との係合の
ために設けてある。第３図、第４図に示すリンク５６を連結する
と、凹凸球面部の屈曲中心を軸として一定の屈曲
半径迄一方向（第３図の上・下方向に二次元的可
撓）に屈曲できる。リンク５６間の回転はできな
い。このリンク５６は、凹球面１０の内部に屈曲中
心点に左右一対の突起５８が設けられ、また凸球
面１１の外部に凹み５７が対称位置に左右一対設
けられている。リンク５６を連結すれば、この突
起５８と凹み５７とが遊合できるようになつてい
る。すなわち、突起５８の径は凹み５７とは屈曲
容易な程ゆるく、突起先端は相手凸球面と軽く接
する程度になつている。突起５８の頭形状は第１８図ａの如く挿入側を
約半円分テーパー状に面取り５８′を施し、また
凹み５７には第１８図ｂに示すように係合する端
面より突起５８の案内を容易にするためのテーパ
ー状のガイド面５７′を施し、互いの連結を挿入
しやすく、容易にしてある。第５図、第６図に示すリンク６６を連結すると
屈曲中心の左右の突起６８を軸として一方向に曲
がり、その反対方向に曲がらない、いわゆるノー
バツクベンド機構をもつ屈曲ができる（二次元的
可撓）。リンク６６間の回転はできない。このリンク６６は、リンク５６と比し、大径部
９に円周の180゜の長さでリンク間の屈曲を阻止す
るストツパー部分６９が長手方向にせり出してい
る点が相違する。このストツパー部分６９の巾
（厚み）を変えることにより、任意の屈曲半径を
維持できる構造にもできる。その他の構成（凹み６７等）はリンク５６と同
じである。第７図、第８図に示すリンク７６を連結する
と、どの方向にも曲がらない、いわゆる自立性を
持つた（屈曲しない）ものができる。このリンク７６はリンク４６の構造に比し、大
径部９の全円周部に長手方向にせり出したストツ
パー部分７９（これが隣り合うリンク間のすきま
を無くする）を持つものということができる。凹
み７７は他のリンクの突起との係合のため設けて
ある。このように、リンク４６，５６，６６，７６を
任意の長さで互いに結合すれば、リンクの運動す
る軌跡が安定化し、かつ三次元的にまた回転可能
で任意の方向にケーブル等を供給できる。次に、第９図〜第１７図には、本発明の他のグ
ループの実施例のリンクの連成図と単体図を示
す。第９図，第１０図に示すリンク８６を連結する
と一定の屈曲半径迄、任意の方向に屈曲できる。このリンク８６間の回転は第１０図ｂに示され
る角度θ゜まで可能であり、リンク連成体が360゜回
転するには360／θ゜のリンク数が必要である。凹球面１０の内部には屈曲中心位置と90゜ずれ
て左右一対の突起８８があり、凸球面１１の外面
には略矩形状の凹み８７が設けてある。突起８８と凹み８７との係合による作用を第１
９図により説明すると、突起８８がａ→ｂに移動すると、リンクが2α゜
まで屈曲する（αについては第９図参照）。即ち、ａ → 中立線 → ｂ α゜ α゜また、突起８８が凹み８７をｃ→ｄ、或はｅ→
ｆに移動すると各リンク間がθ゜回転できる。第１１図、第１２図のリンク９６を連結すると
一定の半径迄、一方向に（第１１図で上・下方
向）に屈曲（二次元的可撓）でき、リンク間の回
転はできない。このリンク９６は、凸球面１１の外部に突起９
８と係合できる対称位置に凹み（長穴）９７が一
対設けてある。第２０図に示すように、突起９８
は相手側凹み内をａ→ｂに移動するとリンクは
2α゜屈曲できる。リンク９６はリンク８６とはこの凹み９７の形
状が異なる。第１３図、第１４図のリンク１０６を連結する
と、一方向に曲がり、その反対方向に曲がらない
ノーバツクベンドの構造をもつリンクとなる。一対の凹み１０７は一方は中立線に対し左に長
穴、他方は中立線に対し右に長穴となつており、
一対の突起１０８は第２１図に示すように、ａ→
ｂに移動すると、リンク１０６は互いにα゜屈曲で
きる。 L₁とL₂の長さは等しくなつており、この長さ
を変えれば任意の屈曲、すなわち任意の定まつた
屈曲半径ができる。このリンク１０６はリンク８６，９６とは凹み
の形状が異なるだけである。第１５図、第１６図に示すリンク１１６を連結
すると屈曲しない自立性のあるものを形成する。凹球面１０の内部には左右一対の突起１１８が
２ケ所合計４本ある（もちろんこれ以上の突起が
あつてもよい）。また、凸球面１１の外部には丸
い凹み１１７が突起１１８とはまり合う位置に４
ケ所ある。このリンク１１６を連結すると、４本の突起と
４ケの丸い凹みがきつちりと係合し、前後左右に
動くことができなくなり、自立性が保たれる。左右一対の突起１ケ所を残し、他の突起を切削
等で除去すれば、もちろんリンク８６，９６，１
０６と連結可能となる。以上のリンク７６，８６，９６，１１６は突起
と凹みとの挿入の容易さをはかるため第１８図に
示したものと同じ構造を採用することができる。第１７図には、リンク８６，９６，１０６，１
１６の特徴を全て重ね備えたリンク１２６を示
す。これは、リンクを一次元、二次元、三次元の用
途に使い分けるときに、基本リンクは共通とした
ことに特徴がある。凸球面１１の外部の周囲に左右対称の一対の凹
み、即ち、一次元用丸穴１２７二次元用長欠１２７′ ノーバツクベンド用二次元長穴１２７″ 三次元用矩形穴１２７の４種類の形状をもつ凹みが設けられている。各々の特性を持つ凹みに相手リンクの突起が挿
入されれば、この突起の可動範囲は制限され、所
要の目的に合致したリンクの動きが可能となる。この場合、互いに連結の互換性があるので、任
意にリンクを結合することができる。従つて、現場でその目的に合つた継ぎ替えが容
易にできる。なお、突起先端と凹み底は遊合的に軽く接する
程度であるから屈曲は滑らかであり、また、それ
らは互いに凹み内に挿入されて係合しているので
リンクの外れ荷重に対しても強い。なお、このリンク１２６は一次元的に使用する
ときは次の対策を付加しなければならない。環状スペーサーをリンク間に挿入する。左右にある突起１２８の他に更に１本以上の
突起（ピン）を穴をあけて打ち込む。しかし、二次元、三次元の機構は、このリンク
１２６だけで対応できる。また、一度挿入したリンクをそのまま回転させ
てその特性の変更をするには、第２２図に示すよ
うに、凹み間を通過する突起の巾だけ予め通路１
２９を設けておけばよい。このようにしておけ
ば、連結したままでリンクを少し回転させて目的
にあつた別の凹みに簡単に係合できる。凹凸球面における突起と凹みの関係は、図示し
たものと逆の設け方をしてもよい。また、図示したリンク形状は一具体例を示すも
のにすぎず、各種の変形があることは、先の出願
に記載しているとおりである。発明の効果本発明によれば、突起と凹みの係合によつて
リンクの屈曲方向又は屈曲角度が規制されるこ
とになるので、屈曲不能な一次元リンク（固
定）、平面的にのみ屈曲する二次元リンク、ノ
ーバツクベンド機構をもつ二次元リンク或いは
三次元リンクを実現することができるから、ロ
ボツトのように複雑な動きをする機器に対する
ケーブル等の可撓支持体として特に好適であ
る。特許請求の範囲第２項の実施態様のように、
ストツパー部分を設けると、リンクを一方向に
曲がりその反対方向に曲がらないノーバツクベ
ンドにしたり、屈曲不能にしたりすることがで
きる効果がある。特許請求の範囲第３項の実施態様のように、
突起と凹みを丸形にすると、リンク同士の屈曲
が円滑になる効果がある。特許請求の範囲第４項の実施態様のように、
凹みを長穴又は矩形穴にすると、リンクを、回
転角又は屈曲角が制限された三次元リンクに、
或いは、ノーバツクベンドにしたりすることが
できる効果がある。そして、特許請求の範囲第５項の実施態様の
ように、凹みの形状を少なくとも２種類以上に
すると、凹みを選択することによつて、一次元
リンク、二次元リンク、ノーバツクベンド機構
をもつ二次元リンク或いは三次元リンクを選択
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１７図は本発明の異なる実施例を
示し、このうち第１，３，５，７，９，１１，１
３，１５図はリンクを連成した状態の正面図、第
２，４，６，８，１０，１２，１４，１６，１７
図はリンク単体の図で、そのうちａは正面図、ｂ
は右側面図、ｃは左側面図、ｄは上面図、ｅは底
面図である。第１８図ａ，ｂは突起と凹みの拡大
説明図、第１９図は矩形状凹みと突起の関係の拡
大説明図、第２０図は長穴の説明図、第２１図は
ノーバツクベンド用の長穴の説明図、第２２図は
突起の移動用通路を設ける実施例の説明図であ
る。第２３図と第２４図は本発明の基本となる先
願の発明の全体説明図と部分拡大断面図である。９…大径部、１０…凹球面、１１…凸球面、４
６，５６，６６，７６，８６，９６，１０６，１
１６，１２６…リンク、４７，５７，６７，７
７，８７，９７，１０７，１１７，１２７，１２
７′，１２７″…凹み、５８，６８，７８，８８，
９８，１０８，１１８，１２８…突起、６９，７
９…ストツパー部分。

Claims

【特許請求の範囲】１リンクの凹球面内面と凹球面外面を係合させ
て構成したケーブル等の可撓支持体において、前
記凹凸球面の一方に突起を、他方にリンクの屈曲
方向又は屈曲角度を規制する凹みを設けて前記突
起と凹みを係合させることを特徴とする、ケーブ
ル等の可撓支持体。２前記凹球面外側の大径部が長手方向にせり出
したストツパー部を有する、特許請求の範囲第１
項記載のケーブル等の可撓支持体。３前記突起と凹みが丸形である、特許請求の範
囲第１項記載のケーブル等の可撓支持体。４前記凹みが長穴又は矩形穴である、特許請求
の範囲第１項記載のケーブル等の可撓支持体。５前記球面の一方に設けた凹みの形状が少なく
とも２種以上である、特許請求の範囲第１項記載
のケーブル等の可撓支持体。