JPS59156116A - 相対回転部において用いられるエネルギ−伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リールに巻取られる電力、通信その他任意の
エネルギーを伝送する為の移動用エネルギー伝送線と、
エネルギー供給源若しくはその被供給部との間に形成さ
れる相対回転部において有利に使用できるエネルギー伝
達装置の提供に係る。

スタッカーやりクレーマ等の移動機械への電力供給、制
御信号の送受を行う場合ケーブルリールが採用されてい
る。これはトロリー線等の接触給電線の布設条件に合わ
ずまた石炭等の粉塵を大量に出す材料を移送する場合満
足した集電を達成し得ない状況にあるからである。ケー
ブルリールは、そのリール本体に例えばキャブタイヤケ
ーブルの如きエネルギー伝送線を巻取り、この伝送線の
リールからの引出し移動によって移８機械へのエネルギ
ー伝送が行なわれる。この場合問題となるのがエネルギ
ー伝送線とエネルギー供給源若しくはその供給部と゛を
、リールの回転を許容しつつ接続しな（プればならない
−ことである。すなわちリールが移動機械に搭乗した場
合はエネルギー伝送線の引出し端をエネルギー供給源に
導き当該エネルギー伝送線の巻取り側がリニルの回転を
許容しつつ移動機械のエネルギー供給部に導かれなけれ
ばならず、一方、リールがエネルギー供給源側に据付け
られた場合は、エネルギー伝送線の引出し端を移動機械
に接続しその巻取り側をエネルギー供給源にリールの回
転を許容しつつ接続しなければならない。

従来そうしたリールとエネルギー供給源若しくはその供
給部側における装置との間で構成される相対回転部での
エネルギー伝達を行なうには一般にスリ２ツブリング装
置が用いられている。しかし、このものはノリツブリン
グとブラシの相互回転接触によってリールの回転を許容
しつつエネルギーの伝達を成就させるものであるから、
ブラシ摺動によって摩耗の進行やノイズが発生し、特に
制御信号を伝送して移動機械の遠隔操作を行なう場合誤
動作を招く恐れがあった。

このようなスリップリング装置による回転接触方式の問
題に鑑み回転接触部を一切有さずにエネルギー伝達する
ものとしてリード線を利用するものが知られている。

すなわち軸とこの軸に相対回転可能な巻込ケースとを用
意し、この巻込ケース内に軸に固定したエネルギー伝達
用リード線を渦巻状に巻込み、そのリード線の巻込内端
側を軸に固定し一方の巻込外端側を巻込ケースに固定し
てリード線を軸、ケース間に巻終させる構造としたもの
である。この装置では、軸、ケースの相対回転を許容す
るのに当該リード線の渦巻態様で対応するものである。

因みに合軸を回転側つまりリールに連結し、巻込ケース
を固定側（移動機械等）に連結した場合について説明す
ると、リールの回転に伴う軸の一方の回転によってリー
ド線は軸周囲にその渦巻径を縮径するように巻込んだと
するならば、軸のもう一方の回転によって軸周囲に巻込
まれてあったり一ド線は解巻されて巻込ケース内に拡径
するように巻戻されていく。

従ってリード線の内端を軸固定部よりさらに軸外に出し
てリールに巻取られたエネルギー伝送線と相互接続し、
一方の外端をケース外に引き出して移動機械の電動機あ
るいは製御装置へ導いて接続すれば、当該リード線の渦
巻部での拡径、縮径両作用により無接触で回転接続でき
るのである。

しかしてかるる装置において軸、巻込ケースの相対回転
によりリード線が解巻拡径する際には、リード線自身に
適度な弾発力をもたせて拡径動作をスムーズに行なうよ
うにしなければならない。

もしリード線に弾性がなくあるいはまた弾性が付与され
なければ軸、巻込ケー°スの相対回転により不規則な屈
曲を生じてその渦巻態様の保持が困難となり、満足な回
転接続を成就できなくなる。

従来そうしたリード線への解巻拡径を援助する為の弾性
付与としてはリード線の芯線被覆内に弾性条材を直接埋
設してリード線自身に弾性を保有させるかあるいはまた
渦巻態様をとるリード線の巻込内周面に弾性条材を添わ
しておくものが提案されている。しかしそれらの弾性付
与法は必ずしも満足する結果が得られていない。

つまり、エネルギー伝送線本体の保護被覆内に弾性条材
を埋設しそれ自身を屈曲（こ対し弾発性を保有させたリ
ード線を用いる場合、ケーブル構造が特殊なものとなり
、その製造が厄介であり、またかかる弾発性リード線を
渦巻状に巻込んで使用に供すると巻込縮径と解巻拡径と
が繰り返される過程において、リード線同志が頻繁にこ
すれ合ってリード線を早期に損傷させる恐れがあった。

一方リード線の巻込部内面側に弾性条材を添えて渦巻状
に巻込まれるリード線を常時外方に張り出すように弾性
付与するものの場合リード線にその張り出し力で常時張
力が作用し、リード線の早期球労を招く恐れがあった。

そしてそれらのいずれの場合も共通した問題がある。す
なわちリード線を軸及び巻込ケースのそれぞれに固定し
てその間を渦巻状に巻いてこれに弾発力を供与する結果
リード線が巻込み縮径されるに従いリード線に受ける張
力が大きくなり、軸固定部、ケース固定部でのリード線
に無理な力をかけており、一方リード線が解巻拡径する
に従ってリード線が軸固定部、ケース固定部で異状な折
曲（座屈）を受けやすく、それらはリード線の早期被労
を助長するものであった。

しかもそれらの巻込縮径、解巻拡径が許容限度近くまで
に達するとリード線の張力、折曲をさらに助長させ、素
線切れ等の破損を招く恐れもあった。

特に光通信を行なう場合かかるリード線に光ケーブルを
用いることが要求されるが、この光ケーブルの場合に用
いられる光フアイバ線心が無理な折曲等に対し抗力が余
りない為上記従来装置ではそのまま適用するには問題が
あった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて為され
たものであり、軸とこれに相対回転自在とされる巻込ケ
ース間に弾性条材とともに渦巻状に巻込まれるエネルギ
ー伝達用リード線に異状な屈曲や張力を生じさせずに充
分な保護の元に巻込縮径、解巻拡径をスムーズに行なわ
ぜることのできるこの種エネルギー伝達装置を提供せん
とするものである。

すなわち本発明のエネルギー伝達装置は巻込ケース内に
軸に固定しその周囲に渦巻状に巻込まれてなるエネルギ
ー伝達用リード線及び弾性条材の、当該エネルギー伝達
用リード線の外端側が巻込ケースを出入り自在に通線し
て外方へ引出されてなるとともに、弾性条材がエネルギ
ー伝達用リード線の巻込内周面に接触状態で取り巻かれ
てなる内容弾性条材と、エネルギー伝達用リード線の巻
込外周面に接触状態で取り巻かれてなる外巻弾性条材ど
からなり、当該外巻弾性条材の外端を巻込ケースに固定
してなるとともに、内容弾性条材の外端を巻込ケース内
に滑動自在に接触配置してなることを特徴とする。

以下実施例図面を参照して詳細に説明する。

第１図において１がリール本体、２がエネルギー伝送線
を示す。本実施例の場合エネルギー伝送線２に通信−電
力複合キャブタイヤケーブルを用いた例を示し、またリ
ール１は移動体♀に搭乗させた例を示す。

すなわちエネルギー伝送線２のリール１からの引き出し
端がエネルギー供給源側に導かれ、同線２の電力、線２
Ａを電源部４に光ファイバ等の通信線２Ｂは送受信部５
にそれぞれ接続されており、リール１に巻取られたエネ
ルギー伝送線２の巻初め端側は所要の回転継手を介して
移動体３へ導かれていく。リール１は移動体３に据付け
たスタンド６に０−ラーベアリングで回転自在に枢支さ
れた管状軸８の右端部８Ａに一体に連結して回転自在に
支持されており、同軸８の左端部８Ｂ周位をスタンド６
に連結固定された保護ケース９で粗い、この中に所要の
回転継手を装備させている。本実施例では、電ツノ線２
Ａはスリップリング装置１゜に導かれるが、通信線２Ｂ
が本発明の対象部となるエネルギー伝達装置１１へ尋か
れて所要の回転接続を成就させている。

すなわちケース９は中央に仕切り９Ａを設けて右室９Ｂ
と左室９Ｃを形成しており、そして右苗９Ｂ内において
軸８Ｂ上にスリップリング１２を取付ける一方そのスリ
ップリング１２に滑動接触させるブラシ１３をケース９
の側壁に取付けられた支持棒１４に支持せしめ、スリッ
プリング１２に電力線２Ａを接続し、ブラシ１３から導
出する電力供給線を移動体の電動機１５へ接続し、もっ
て回転接触接続を成就させている。一方ケース９の左室
９Ｃ内、においては巻込ケース１６をケースの仕切り９
Ａに連結固定し、この巻込ケース内に軸８Ｂに固定した
エネルギー伝達用リード線１７を弾性条材とともに渦巻
状に巻込んであり、同リード線１７の内端側に伝送線２
の通信線２Ｂを接続し、一方の巻込ケース１６から引き
出された外端側を移動体３の送受信部１８に導き接続し
てあり、もってリール−１の回転つまり′軸８の回転に
伴なってリード線１７の巻込縮径あるいは解巻拡径が行
なわれること【、Ｉより、リール１の回転を許容しつつ
通信の送受を行なうように構成されて、いる。

上記実施例では固定された巻込ケース１６に対し相対的
に回転自在とされる軸８Ｂをスリップリング１２の支持
軸と共用させているが、スリップリング１２あるいはリ
ール１の支持軸とは分離して巻込ケース１６専用の相対
回転軸として別途用意してもよく、こうすればケース９
をリール１に連− 結し、一方の軸をスタンド等に固定枢支して相対回転を
行なわせたりその逆も可能となるいわゆるユニット化が
はかられるものである。

第２図乃至第４図は本発明エネルギー伝達装置の具体例
を示すものである。装置１１は管状軸８０と巻込ケース
１６とを備え、両者はケース１６の側壁１６ａ、１６ａ
と軸８０の周面間にボールベアリング７０等で連結し合
うことにより相対回転自在に構成されている。

ケース１６にはその側壁１６ａ、１６ａ間を連結する周
壁１６ｂに通線孔１６ｃを形成しており、一方の軸８０
には引込穴８１を構成している。

しかして巻込ケース９０内の巻込収容空間９２にはエネ
ルギー伝達用リード線１７と弾性条材５０とをともに軸
８０の周囲において渦巻状に巻込んでなるものである。

弾性条材５０はそれぞれ板バネ等で得られた帯状の両巻
弾性条材５１と外巻弾性条材５２とからなり、この両巻
弾性条材５１と外巻弾性条材５２との間に前記のリード
線１７をサンドインチ状に挾み込んでいる。リード線１
７は好ましくは予信伝送用に応えられる為にあるいは弾
性条材５１，５２に好都合に萩まれるようにテープ状に
形成されたものがよく、本実施例の場合、多数の光ファ
ーイバ等の信号伝送用線心１７ａ−ｍ−−−を並列に配
置してそれらをテープ状のプラスチックフィルムで一括
被覆することによりテープ状の外部被覆層１７ｂを形成
している。

しかして両巻弾性条材５１及び外巻弾性条材５２のそれ
ぞれの内端並びにこれらの間に挾まれたテープ状リード
線１７は固定具５３で軸８０に一括固定されてなり、リ
ード線１７の内端部１７ａはその固定部からざらに引込
穴８１を通して軸内に引き込まれてリールに巻取られる
伝送線との間で接続を行なわしめるものである。

＠８０にそれぞれ固定された両巻弾性条材５１、外巻弾
性条材５２及びリード線１７はその渦巻部に′おいて互
いに結束具等で固定し合うことなくそれぞれが接触し合
う程度に保持して巻込まれてなるもので、その外巻弾性
条体５２の外＃５２ａのみが巻込ケース１６に固定具５
５で止着固定されており、一方の両巻弾性条材５１の外
端５１ａは通線孔１６ｃの内側を通してざらにケース周
壁１６’ｂの内廟面に取り込んで該周壁１６１）に固定
することなく滑動できるように接触付勢配置されている
。従って軸８０とケース１６間を唯一連結づるのが外巻
弾性条材５２であって、この条材５２によって軸８０と
ケース１６との間に巻込縮径、巻込拡径される渦巻軌道
路を形成してなるものである。

一方の両巻弾性条材５１はその外端５１ａをケース周壁
’１６ｂの内面を相対回転的に滑動することによって、
渦巻状に巻き込まれることでそれ自身に与えられた弾性
的解巻拡径力に基いてその外周に取り巻いたリード線１
７を常時解巻拡径するように弾性押圧付勢させており、
そうした弾性付勢によって解巻拡径力を得たリード線１
７を外巻弾性条材５２の内周面に受は止めさせている。

このにうにリード線１７と両巻弾性条材５１及び外巻弾
性条材５２とは両巻弾性条材５１の解巻拡径力で相互接
触状態が保持される。

外巻弾性条材５２内に両巻弾性条材５１によって接触保
持されたリード線１７の外端側はケース１６の通線孔１
６ｃをルーズに挿通されてケース１６に対し出゛入り自
在に通線してケース外へ引き出され、この引き出し側に
適宜緩かなたるみを持たせる等の方法で余長部１７′を
とった後に固定具５４に止着されており、この止着部よ
り先は例えば移動体側の制御部へ導かれる。

このようにリード線１７をケース１６の通線孔１６ｃに
出入り自在に通線させてケース内外の引き通しをはかる
ことにより、両巻弾性条材５１の解巻怪力による外巻弾
性条材５１内周面への押しやりをスムーズに行なわせる
。

尚リード線１６の通線孔１６ｃの出入りをよりスムーズ
にする為に外巻弾性部材５２の外端５２ｃの固定を周壁
１６ｂの一方の孔縁近くで行ない、その固定部からの前
記外端を円弧状にしである。

また周壁’１６ｂの反対側の孔縁１６ｄをも円弧状に仕
上げるとよく尚またその孔縁１６ｄから周壁１６の外方
にラッパ状部材を形成してリード線の通線案内面を形成
することもでき、その場合ラッパ状部は周壁１６ｂ自身
を外方に折曲げて形成してもよい。

上述のように構成された装置を令弟１図の使用状態つま
り軸８０を回転側に連結し、巻込ケース１６を固定側に
連結した状態でその回転動作についてみる。

尚この場合固定具５４は固定側に取付けられる。

まずリールの回転に基き軸８０が一方に回転してリード
線１７が縮径づ−るよ覧うに巻き込まれる場合は、両弾
性条材５１．５２もともに巻き込まれていき、リード線
１７の内巻弾性条材５１で付与される弾発拡径力を外巻
弾性条材５２で常時受は止めつつ縮径されていく。

またその際リード線１７が巻き込み方向に若干引きずり
込まれるが、その引きずりにより余長部１７−が通線孔
１６ｃを通してケース内にすべり込んでいぎその引きず
り込み分を吸収しようとする。

一方、軸８０の上記とは反対方向への回転によってリー
ド線１７が拡径するように巻きほどかれた場合は、両弾
性条材５１，５２も同様に巻きほどかれるが、両端を固
定している外巻弾性条材５２よりも外端を自由にしだ内
巻弾性条材５１の方が早く拡径して元の状態へ復帰しよ
うとするので′、リード線１７が常時外巻弾性条材５２
で弾発拡径力を受は止めつつ巻きほどかれていく。この
場合リード線１６は引きずり込んだ分が通線孔１６Ｃを
通して余長部１７−へ押し戻される。

このように軸とケースの相対回転によりリード線の渦巻
態様を縮めたり拡げたりしているが、その際リード線１
７の内外両面を外巻弾性条材５２、内巻弾性条ｖＪ５１
で常時接触状態で表面保護されるので、渦巻部の隣接タ
ーン間で起こる激しいこすれ合いは弾性条材同志で行な
われ、もってリード線の′重厚さつからの保護が充分に
受けられるのである。またリード線１７は内巻弾性条材
５１に押されてもそれを外巻弾性条材５２で受は止めし
かもケース１６に対し出入自在として解巻拡径時の押し
戻しや巻込縮径時の引き込みを許容しているので、不当
な屈曲や張力を受けずに済む。特に渦巻態様の中で唯一
固定点となる軸固定部にお（プるリード線はそ９調・タ
ト両面より弾性条材５１゜５２で押え（４＋プられしか
も固定部での条材５１゜５２は一体化されて剛性が増す
ので解巻拡径時に生ずる不当な屈曲に対し充分な抗力を
保有させることができる。

以上説明して明らかな通り本発明のエネルギー伝達装置
によれば、軸に固定してそれとは相対回転し合う巻込ケ
ース内に弾性を付与して渦巻状巻込まれるエネルギー伝
達用リード線のその渦巻部におけるリード線の軸、巻込
ケース間の相対回転に伴う解巻拡径あるいは巻込縮径を
、局部座屈や異状な張力あるいはリード線相互の不当な
こずれ合いを−１１ηして行なわしめることかでき、し
がち用いられるリード線として弾性条材等を埋め込む等
の特殊禍造とすることなく、この種相対回転部で不利と
なる光ケーブル等も充分な保護の兄に適用でき、もって
リード線の保護が長期にわたり保障されつつ故障の少な
い確実な動作を行なう無接触回転接続装置となし得たも
ので、その実用上の効果（ま甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の適用状況を示ず説明図、第２図は
本発明装置の一実施例を示す断面説明図、第３図は同第
２図のＡ−Ａ−線断面説明図、第４図は同第２図のＢ−
８−線断面説明図である。 １：リール本体、２：エネルギー伝送線、３：移動体、
８．８Ａ、８Ｂ、８０　：軸、１６：巻込ケース、１６
Ｃ：通線孔、１７：エネルギー伝送用リード線、５１：
内巻弾性条材、５２：外巻弾性条材。 第１図 茅　Ｚ　図 １−Ａ′ 冗４−図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転リール本体に巻取り巻戻される移動用エネルギー伝
   送線と、エネルギー供給源若しくはエネルギー被供給部
   との間でエネルギー伝達を行なうものであって、軸と、
   この軸に対し相対回転自在とされる巻込ケースとを有し
   、この巻込ケース内に、軸にそれぞれ固定したエネルギ
   ー伝達用リード線と弾性来月とをともに渦巻き状に巻ぎ
   込んで構成する装置において、エネルギー伝達用リード
   線の外端側が巻込ケースを出入り自在に通線して外方へ
   引き出されてなるとともに、弾性条材がエネルギー伝達
   用リード線の巻込内周面に接触状態で取り巻かれてなる
   内巻弾性条材と、エネルギー伝達用リード線の巻込外周
   面に接触状態で取り巻かれてなる外巻弾性条材とからな
   り、当該外巻弾性条材の外端を巻込ケースに固定してな
   るとともに内巻弾性条材の外端を巻込ケース内に滑動自
   在に接触配置してなることを特徴本する・相対回転部に
   おいて用いられるエネルギー伝達装置。