JPH0478551B2 - - Google Patents

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JPH0478551B2
JPH0478551B2 JP20048087A JP20048087A JPH0478551B2 JP H0478551 B2 JPH0478551 B2 JP H0478551B2 JP 20048087 A JP20048087 A JP 20048087A JP 20048087 A JP20048087 A JP 20048087A JP H0478551 B2 JPH0478551 B2 JP H0478551B2
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cable
drum
twist
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removal
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JP20048087A
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JPS6443469A (en
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Shinichi Kurita
Masayuki Watabiki
Yasuharu Hosohara
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Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/34Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables
    • B65H75/36Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables without essentially involving the use of a core or former internal to a stored package of material, e.g. with stored material housed within casing or container, or intermittently engaging a plurality of supports as in sinuous or serpentine fashion
    • B65H75/362Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables without essentially involving the use of a core or former internal to a stored package of material, e.g. with stored material housed within casing or container, or intermittently engaging a plurality of supports as in sinuous or serpentine fashion with stored material housed within a casing or container
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    • B65H75/44Constructional details
    • B65H75/4449Arrangements or adaptations to avoid movable contacts or rotary couplings, e.g. by the use of an expansion chamber for a lenght of the cord or hose

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  • Storing, Repeated Paying-Out, And Re-Storing Of Elongated Articles (AREA)
  • Electric Cable Arrangement Between Relatively Moving Parts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微弱信号線、共通信線、動力線など
を含む多芯のケーブルを活線状態で巻付けたり、
巻戻したりして収納するケーブル収納装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来において、有線式の移動ロボツトや移動台
車等のシステムでは、移動ロボツトとの信号送受
を行うためのケーブルを回転形の収納ドラムに巻
付け、このケーブルの一端はフレームに固定され
たケーブルにスリツプリング等の接続手段を介し
て接続し、フレーム固定のケーブルを制御装置に
接続して移動ロボツトの走行制御等を行うと共
に、移動ロボツトの走行に伴つて収納ドラムを回
転させてケーブルの巻戻しあるいは送り出しを行
つて所望の位置に走行させ得るようにしたケーブ
ル収納装置が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、フレーム固定のケーブルとの間の電
気的な接続をスリツプリングによつて行つている
ため、移動ロボツト側のケーブルの巻戻しあるい
は送り出しの際にスリツプリング部分でノイズや
チヤタリングが発生し、微弱信号を高信頼度で送
受できないという問題があつた。また、スリツプ
リングの摩耗によつて信頼性が低下すると共に、
信号線と同数の回転リングとブラシとを設けなけ
ればならないために形状が大きくなつたうえ、コ
ストも高くなるという問題があつた。
さらに、信号線として光通信線を用いる場合
は、スリツプリングに代えて光学レンズを用いて
収納ドラムのケーブルとフレーム固定のケーブル
とを光学的に接続しているが、光学レンズ間での
減衰が大きいために微弱光信号の伝送が困難とな
るという問題があつた。また、ケーブル内に空
気、圧油、プラント材料等の作動流体を流すパイ
プを挿入した場合、フレーム固定側ケーブルとの
接続部分でのシールが非常に困難になるという問
題があつた。
そこで、収納ドラムを使用せずに、ケーブルを
「8の字」状に積み上げる方法、あるいはケーブ
ルをジグザグに往復させて収納する方法をとるこ
ともあるが、この場合にはケーブルの収納スペー
スが大きくなつたうえ、ケーブルの送り出しおよ
び巻戻しの自動制御が難しく、移動ロボツト等の
システムには利用できないという問題があつた。
本発明の目的は、微弱信号、微弱光信号、作動
流体等の各種信号を高信頼度で、しかも安価な構
成で送受することができる移動ロボツト等のシス
テムに最適なケーブル収納装置を提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
フレームに回転自在に上下から軸支され、ケー
ブルを巻付けて収納する収納ドラムと、前記ケー
ブルの前記収納ドラムへの巻き始め端を延長して
なる捻回除去ケーブル部が巻付けられ、かつ前記
フレームに回転自在に上下から軸支される捻回除
去ドラムとを具備し、該捻回除去ドラムのドラム
面が、前記収納ドラムのドラム面又は該面の軸方
向延長面の内側に位置され、前記収納ドラムに巻
付けられたケーブルの巻き始め端を該収納ドラム
に固定し、前記捻回除去ケーブル部の始まり端を
当該捻回除去ドラムに固定し、かつ前記捻回除去
ケーブル部の終端をフレームに固定し、前記捻回
除去ケーブルが、前記ケーブルの収納状態におい
て、前記収納ドラムのケーブル巻き付け方向と反
対方向に前記捻回除去ドラムに巻き付けられてな
るケーブル収納装置としたのである。
〔作用〕
収納ドラムはケーブルの送り出しと同時に送り
出し方向に回転する。ケーブル収納巻き長さL、
収納ドラム半径Rとすると、ケーブルの収納巻き
回数Nは N=L/2πR …(1) となる。従つて、収納ドラムのケーブルを全て送
り出すためには、収納ドラムをN回だけ送り出し
方向に回転させる必要がある。一方、ケーブルの
フレーム固定定側端部は収納ドラムの回転に伴つ
て捻れが生じるので、この捻れを除去する必要が
ある。そこで、収納ドラムへの巻き始め側端部を
延長して捻回除去ケーブルを構成しておき、この
捻回除去ケーブルを捻回除去ドラムに収納ドラム
のケーブル巻き方向とは反対方向に巻付けてから
フレームに固定すると、収納ドラムでのケーブル
送り出しと同時に捻回除去ドラムに巻かれた捻回
除去ケーブルがほどけ、ケーブル自体が捻られる
ことはなくなる。また、ケーブルを収納ドラムに
巻込むと、ほどかれた状態の捻回除去ケーブルが
再び捻回除去ドラムに巻かれて初期状態に復帰す
る。
捻回除去ケーブル長さl、捻回除去ドラム半径
r、捻回除去ケーブル巻き回数nとすると、 n=l/2πr …(2) である。捻回除去ケーブルは、収納ドラムのケー
ブルの巻回方向に回転するほどかれるが、ほどか
れた後は収納ドラムのケーブルの巻回方向と同方
向に巻付けられて行くので、捻回除去ケーブルの
全長が捻回除去ドラムに巻付けられるまでには、
捻回除去ドラムは2n回転することになる。
従つて、nN/2の関係に捻回除去ケーブル
長さを設定すれば、ケーブルを捻ることなく収納
ドラムに巻戻したり、送り出したりすることがで
きる。また、捻回除去ドラム半径rを収納ドラム
半径Rに比べて十分小さい値にすれば、全ケーブ
ル長(L+l)に対する捻回除去ケーブルの長さ
の割合(l/L+l)は小さく済み、短い捻回除
去ケーブルでケーブルの捻れを除去することがで
きる。
〔実施例〕
第1図と本発明によるケーブル収納装置の一実
施例を示す断面図である。本装置は、円錐状の内
ドラム10とその外周側に配置された円筒状の外
ドラム11とから成り、内ドラム10の周囲にケ
ーブル12を巻取つて収納する収納ドラム13
と、この収納ドラム13の回転軸の周囲に取付け
られた捻回除去ドラム14と、前記収納ドラム1
3および捻回除去ドラム14を回転自在に支持す
るフレーム15と、捻回除去ドラム14に巻かれ
た捻回除去ケーブル16の巻き拡がり半径を規制
する円筒ケーブルガイド17と、ドラム13およ
び14をケーブル12の送り出しあるいは巻戻し
速度に追従して回転させるドラム回転駆動装置1
8と、ケーブル12の送り出しあるいは巻戻しを
行うケーブル駆動装置19と、ケーブルガイド2
0とから構成されている。
ケーブル12は、収納ドラム13にN回巻付け
られており、これを送り出す場合には、ケーブル
駆動装置19とドラム回転駆動装置18が図示の
矢印方向に回転する。これによつて、収納ドラム
13が送り出し方向に回転し、該ドラム13に巻
かれたケーブル12は外部に送り出される。この
時、収納ドラム13は送り出されたケーブル12
の送り長さに対応する回数だけ回転する。
ここで、ケーブル12のフレーム側端部は捻回
除去ドラム14にN/2回以上巻れてからフレー
ム15に固定され、この部分で捻回除去ケーブル
16を構成している。この捻回除去ケーブル16
は、ケーブル12が全て収納されている初期状態
では、ケーブル12の巻き方向とは反対の方向で
捻回除去ドラム14に巻回されており、ケーブル
12の送り出しと共に次第に捻回除去ドラムの外
周でほぐれて行く。そして、すべてがほぐれた後
は今度は捻回除去ドラム14の上方側から巻き付
いて行く。
第2図〜第5図は、ケーブル12の送り出しに
伴つて捻回除去ケーブル16がドラム14の外周
でほぐれて行く状態を示したもので、第2図は初
期状態を示している。この初期状態では、ドラム
14に巻付いていたケーブル16の巻付き力が全
体的に緩み、ドラム14がケーブル16のら線空
間の中で滑つて回り始めるようになる。そして、
さらにケーブル16がほぐれて行くと、第3図に
示すような状態となり、第4図に示すような状態
までほぐれると、今度はケーブル16が最初の巻
き方向とは逆方向にドラム14に巻き始められる
ようになる。そして、その巻き付きがさらに進行
すると第5図に示すようになる。
このように、ケーブル16はケーブル12の送
り出しと共にドラム14の外周でほぐれと巻付き
を繰返すため、ケーブル16をN/2巻き以上ド
ラム14に巻付けておけば、ケーブル12を全長
何ら捻れを発生することなく送り出したり、巻戻
したりすることができる。
さて、捻回除去ケーブル16や収納ドラム13
のケーブル12は以上ようにドラム13,14の
外周でほぐれたり巻付いたりするために、可撓
性、摺動性、耐摩耗性、耐捻れ、耐引張り荷重等
に優れたものの方が好ましい。
第6図はケーブル12または16の一実施例を
示す側面図であり、第7図はその断面図である。
図において、ケーブル12はら線金属管によつて
形成された可撓保護管21により外周が保護され
るようになつており、この保護管21の内周側に
通信ケーブル22や空圧パイプ23などが挿入さ
れている。
第8図は本発明のケーブル収納装置を利用した
移動ロボツトシステムの一例を示すブロツク図で
あり、制御装置30と移動ロボツト50との間に
ケーブル収納装置40が配置されており、捻回除
去ケーブルの端部が制御装置30に接続され、ま
たケーブル12の端部が移動ロボツト50に接続
されている。移動ロボツト50はテレビカメラ5
1や探傷装置52を内蔵しており、制御装置30
からの制御信号に従つて所望の位置に走行し、検
査対象の画像や傷等の信号を制御装置30に返信
する。この時、ケーブル収納装置30のケーブル
駆動装置19はロボツト50の走行距離に応じて
ケーブル12の送り出しまたは巻戻しを行う。
なお、収納ドラム13を構成する外ドラム10
およびケーブル16の円筒ケーブルドラム17
は、ケーブル12,16の状態を外から確認する
うえでアクリル樹脂等の透明材料で構成した方が
好ましい。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明によるケ
ーブル収納装置は、ケーブルの捻れを防止するた
めに捻回除去ドラムを設け、該ドラムに収納ドラ
ムのケーブル巻付け方向とは逆方向に一定長さの
捻回除去ケーブルを巻付けておき、この捻回除去
ケーブルによつて捻れを吸収するようにしたた
め、従来から使用していたスリツプリングが不要
となり、被制御対象と制御主体とを直接接続する
ことができる。従つて、微弱信号、微弱光信号あ
るいは作動流体を高信頼度で送受することができ
るようになつたうえ、構成も極めて安価なものに
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2
図、第3図、第4図、第5図は捻回除去ケーブル
の挙動を説明するための説明図、第6図はケーブ
ルおよび捻回除去ケーブルの一実施例を示す側面
図、第7図は第6図のケーブルの断面図、第8図
は本発明のケーブル収納装置を用いた移動ロボツ
トシステムのブロツク図である。 10…内ドラム、11…外ドラム、12…ケー
ブル、13…収納ドラム、14…捻回除去ケーブ
ル、15…フレーム、16…捻回除去ケーブル、
17…円筒ケーブルガイド、18…ドラム回転駆
動装置、19…ケーブル駆動装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 フレームに回転自在に上下から軸支され、ケ
    ーブルを巻付けて収納する収納ドラムと、前記ケ
    ーブルの前記収納ドラムへの巻き始め端を延長し
    てなる捻回除去ケーブル部が巻付けられ、かつ前
    記フレームに回転自在に上下から軸支される捻回
    除去ドラムとを具備し、該捻回除去ドラムのドラ
    ム面が、前記収納ドラムのドラム面又は該面の軸
    方向延長面の内側に位置され、前記収納ドラムに
    巻付けられたケーブルの巻き始め端を該収納ドラ
    ムに固定し、前記捻回除去ケーブル部の始まり端
    を当該捻回除去ドラムに固定し、かつ前記捻回除
    去ケーブル部の終端をフレームに固定し、前記捻
    回除去ケーブルが、前記ケーブルの収納状態にお
    いて、前記収納ドラムのケーブル巻き付け方向と
    反対方向に前記捻回除去ドラムに巻き付けられて
    なるケーブル収納装置。 2 前記捻回除去ドラムの直径は収納ドラムの直
    径より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のケーブル収納装置。 3 前記捻回除去ケーブルの巻付け回数は収納ド
    ラムのケーブル巻付け回数の1/2以上であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のケーブ
    ル収納装置。 4 前記収納ドラムは、円錐形の内ドラムと、該
    内ドラムの外周に配置した円筒形の外ドラムとに
    よつて構成し、内ドラムと外ドラムとの間にケー
    ブルを収納するように構成したことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のケーブル収納装置。 5 前記捻回除去ドラムが前記収納ドラムと同軸
    に取付けられたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のケーブル収納装置。 6 前記外ドラムは透明材料で構成したことを特
    徴とする特許請求の範囲第4項記載のケーブル収
    納装置。 7 前記捻回除去ドラムは下面側に捻回除去ケー
    ブルの巻き広がり半径を規制する円筒ケーブルガ
    イドを有することを特徴とする特許請求の範囲第
    5項記載のケーブル収納装置。 8 前記円筒ケーブルガイドは透明材料で構成し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
    ケーブル収納装置。
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JPS6443469A JPS6443469A (en) 1989-02-15
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