JPS6252531B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、繰り返し往復移動される機構の中
で用いられるタイプの延長可能な電気ケーブル組
立体に関する。

往復移動する部品へ電力を供給するため、今日
の技術においては延長可能な電気ケーブル組立体
のための多くの応用例がある。これらの組立体を
必要とする幾つかの機構としては、ロボツト、タ
イプライター、およびコンピユーターのプリンタ
ーがある。

これらの組立体にとつて本質的に必要なこと
は、ケーブルの一端部が電流の連続性を妨害する
ことなく、あるいは機構への挾み込みを発生させ
ることなく、滑らかに延長されるとともに引き込
まれることが可能であつて、一方前記ケーブルの
他端部がほぼ静止状態に保持されることである。
この能力を発揮する普通の装置は巻取りリールも
しくはハウジングと、ケーブルのほどきおよび再
巻取りを可能にするバネ部材とを用いている。前
記ケーブルの連続的なねじれを防ぐため、これら
の装置はさらに、前記ケーブルの非延長端部と電
力源との間に摺動接点を用いることが必要とな
る。

本発明は、偏平な可撓性ケーブルと一緒に用い
るための延長可能な電気ケーブル組立体を提供す
ることを目的とする。ここに開示する組立体は最
小数の部品と、静止したケーブル支持手段と、好
ましくはハウジングと、両端部に取り付けられた
コネクターを有するコイル状の長さのケーブルと
を有している。ここに開示する組立体のうち唯一
の移動する部分はケーブルの延長可能な端部であ
つて、これは延び出るとともに引つ込む。前記支
持手段には移動部品がないので、前記ケーブルの
非延長端部は本質的に固定位置に保持される。そ
れゆえ、この非延長端部と電源との間に摺動接点
を設ける必要性は排除される。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説
明する。

第１，２図を参照すると、延長可能な電気ケー
ブル組立体１０が表面１２上へ直接取り付けるこ
と、あるいは表面１２上に取り付けられた支持フ
レーム１４の中へ取り付けることを意図されてい
る。前記組立体１０は、中に少なくとも１本の絶
縁を施された電気導体１８を有するケーブル１６
と、ハウジング４４とから構成されている。

第１，２，３図を参照すると、前記ケーブル１
６は第１接続手段２４を持つた第１ケーブル端部
２２と、中間部分２６と、第２接続手段３０を持
つた第２ケーブル端部２８とを有している。ま
た、前記ケーブル１６は、絶縁材料２０により包
囲された少なくとも１本の絶縁を施された電気導
体１８を有している。第３図に示されているよう
に、ケーブル１６はハウジング４４の内部でコイ
ル３２に形成されている。このコイル３２は多数
の層３４を有し、この場合最も外側の層３６が前
記第１コネクター端部を包含し、且つ最も内側の
層３８が横方向折畳み部４０をその中に有してい
る。その結果、前記第２ケーブル端部２８が前記
コイル３２から外側へ突出するとともに、前記コ
イル３２に対して本質的に直角に延在している。

第１，２，７図を参照すると、前記ハウジング
４４は円筒状周壁４６と、中に円筒状の空洞６４
を設定する第１および第２端部壁５４，５６とか
ら構成されている。前記周壁４６および第２端部
壁５６は、前記円筒状の空洞６４の中へ達する開
口５２，５８を有している。また、前記ハウジン
グ４４は静止した円筒状ハブ６６を有し、同ハブ
６６は前記２つの端部壁５４，５６間に延在する
とともに、前記周壁４６の内表面４８から離さ
れ、それゆえ前記ハウジング４４の内部に前記コ
イル３２のための円筒状の部屋６８を形成してい
る。

さて第４，５，７図を参照すると、前記ハウジ
ング４４は前記ハブ６６および前記周壁４６の内
表面４８の間に、さらに互いに離された平行な複
数のアーチ形のプレート７２を有している。これ
らのアーチ形のプレート７２は前記ケーブルの横
方向折畳み部４０を保護する。前記コイル３２が
前記ハウジング４４の中へ挿入されたとき、前記
横方向折畳み部４０が前記アーチ形プレート７２
間のスペース７４の中へ挿入される。前記コイル
の最も内側の層３８は当該コイルの残りの層３４
に向かい渦巻４２となつて延在し、前記最も外側
の層３６は本質的に前記周壁４６の内表面４８に
添接する。第１，２図に示されているように、前
記第１ケーブル端部２２は前記周壁の開口５２を
通つて突出し、前記第２ケーブル端部２８は前記
第２端部壁の開口５８を通つて突出する。

第７図に示されているように、前記ハウジング
４４は２つの分割片、すなわちベース・ユニツト
７８とカバー・ユニツト８０として成形されてい
る。前記ベース・ユニツト７８は前記第１端部壁
５４と、前記周壁４６と、前記ハブ６６と、前記
アーチ形プレート７２とから構成され、前記ハブ
６６および前記アーチ形プレート７２は前記第１
端部壁５４と一体になつている。好ましい実施例
においては、前記周壁４６の上縁８８がカバー保
持手段５０を有している。前記カバー・ユニツト
８０は前記第２端部壁５６から構成されている。
また、カバー・ユニツト８０は、前記周壁の保持
手段５０と協働する噛みつき嵌合用延長部６０
と、連結ハブ部分９０とを有している。前記噛み
つき嵌合用カバーの特徴は第８図に示されてい
る。前記連結ハブ部分は第４，７図に示されてい
る。また、これらの図は、取付け手段７６のため
の前記ハブ６６を貫通する通路７０も示してい
る。また、前記カバー・ユニツト８０は、にか
わ、もしくは他の取付け手段によつて前記ベー
ス・ユニツト７８へ取り付けることができる。

前記組立体１０を組立てる場合、第３図に示す
ように先にコイル状にされたケーブル３２が前記
ベース・ユニツト７８の中へ挿入され、前記横方
向折畳み部分４０が前記アーチ形プレート７２に
より保持される。前記第２ケーブル端部２８は、
前記カバー・ユニツト８０がハウジング４４へ取
り付けられるときに前記第２端部壁の開口５８の
中へ挿入される。それから、取付け手段７６を前
記開口７０に通して挿入することができる。

第９図は本発明の他の実施例を示し、この実施
例はケーブル支持手段９６と、シリンダー１００
と、ケーブル閉じ込め手段９４と、ケーブル保持
手段９８とを有している。

ここに開示した前記各組立体は、事実上任意の
姿勢で第１図に示すように表面へ直接、あるいは
第２図に示すように表面に取り付けられたブラケ
ツトの中へ取り付けることができる。また、ケー
ブル１６の突出方向の角度も、第２図に示すよう
なハウジング位置決め手段６２を用いることによ
つて制御することが可能である。

ここに開示した発明の取付け手段および取付け
姿勢には融通性があるので、回転、揺動、および
直線運動に適する延長可能なケーブルを用意する
ことが可能となる。回転運動は特にロボツト技術
において望ましいものである。ここに開示された
前記組立体１０の２つをロボツトの腕８２の中で
用いる例が第６図に示され、この場合一方の組立
体１０はロボツトの回動可能な手首８４に電力を
供給するために取り付けられ、第２の組立体１０
は符号８６で示す個所の腕が伸長する間に電力を
供給するために取り付けられている。

ここに開示された本発明に用いられている偏平
なリボン状ケーブルは、偏平なリボン状絶縁材料
により包囲された少なくとも１本の導体を備えて
いる。当該ケーブルは大断面軸（ケーブルの長さ
方向に垂直な断面において長さの大きい方向に平
行な軸）と小断面軸（ケーブルの長さ方向に垂直
な断面において長さの小さい方向に平行な軸）と
を有している。この大断面軸の長さはケーブル内
の導体の数に関連して変化する。また、小断面軸
の長さは、前記導体部材の厚さと、前記導体部材
を包囲する絶縁材料の厚さとに関連して変化す
る。前記ケーブルがコイル状に巻かれたとき、前
記大断面軸は前記コイルの軸と平行に延在し、且
つ前記小断面軸は前記コイルに関して放射状に延
在する。

前記ケーブルの大断面軸の長さおよび前記ケー
ブルそれ自体の長さは、この組立体の多くの用途
が変化するに従つて変化されることができる。し
かし、前記ケーブルはその引つ込められた位置も
しくは引つ張られた位置にあるとき、弾力的な軽
い緊張力（ストレス）を加えられ、そしてさらに
弾力的な緊張力を加えられる余裕を持つているこ
とが本質的に重要なことである。さらに、前記ケ
ーブルが延長されたとき、この延長されたケーブ
ルの端部が前記ハウジングへ向かつて移動するよ
うに前記ケーブルを前記コイルの中へ引つ込める
充分なエネルギーを貯蔵するため、前記コイルの
残存層には充分な長さのケーブルが存在しなけれ
ばならない。

上記エネルギーは前記導体と絶縁材料の両方に
蓄えられる。３ミル（0.0762ミリ）の厚さの圧延
された銅製導体と、これらの両側の２ミル
（0.0508ミリ）のマイラー（Mylar）層とから構成
されたケーブルを用いる一例においては、研究結
果によると、前記銅製導体が45％のエネルギーを
蓄え、前記絶縁材料が55％のエネルギーを蓄え
た。

これらの条件を満たすのに必要なケーブルの最
小長さは、所望の延長長さの約２倍である。しか
し、最小量のケーブルを使用すると、前記組立体
の寿命を縮める。なぜなら、コイルの内側の各層
が前記ハブ側へ引つ張られるに従い、コイルの内
側の各層には多大なストレスが加えられるからで
ある。前記ケーブルの材料の弾性限界を越えない
ことが重要である。前記コイルに加えるストレス
（緊張力）は、より長いケーブルを用いるととも
に、ケーブルの所望長さが延長されるときに前記
ハウジング内に残存するケーブルの層の数を増す
ことによつて、解消される。１1/2インチ（3.81
センチ）の内径を持つハウジングは、ケーブルの
嵩が、延長されたケーブル部分の引き込みを妨害
しないように、最大42インチ（266.7センチ）の
ケーブルまで収納することができる。

前記ケーブル支持手段の長さは、前記ケーブル
が自由にほどかれたり再度巻かれたりするのを可
能にするため、前記ケーブルの大断面軸の長さに
少なくとも等しくしなければならない。前記支持
手段の各端部の閉じ込め手段は、前記ケーブルが
前記支持手段上で横方向へ移動するのを防ぐため
に必要である。前記周壁保持手段の高さは前記閉
じ込め手段間の距離に等しい。前記保持手段内の
前記開口の高さは、前記ケーブルの大断面軸の長
さにほぼ等しい。

前記ハウジングの寸法および使用されるケーブ
ルの長さを変えることにより、前記組立体は多種
の用途に用いることができる。作用空間が割増し
されている場合、大きな大断面軸を有するケーブ
ルを用いる代りに、多数の導体を用意するため前
記組立体を団体にして設置することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、延長可能な電気ケーブルの三次元図
であつて、ケーブルがハウジングから延長されて
いる状態と、表面に直接取り付けられている状態
を示している。第２図は第１図と同様の図である
が、取り付けのための他の手段を示している。第
３図は、ハウジングを取り外された状態の延長可
能な電気ケーブルの三次元図である。第４図は、
第１図の４−４線に沿う断面図であつて、ハウジ
ングと取付け手段の内部構造を示している。第５
図は、第４図の５−５線に沿う断面図である。第
６図は、本発明の一用途を示す概略的な三次元図
である。第７図は、第１図に示す好ましい実施例
の組立体のためのハウジングの分解三次元図であ
る。第８図は拡大破断図であつて、第２端部壁を
周壁に連結するために用いられる噛みつき嵌合の
特徴を示している。第９図は他の実施例の三次元
図である。 １０……延長可能な電気ケーブル組立体、１２
……表面、１４……支持フレーム、１６……ケー
ブル、１８……導体、２０……絶縁材料、２２…
…第１端部、２４……第１接続手段、２６……中
間部分、２８……第２端部、３０……第２接続手
段、３２……コイル、３４……層、３６……最外
層、３８……最内層、４０……横方向折畳み部、
４４……ハウジング、４６……周壁、５２……開
口、５４，５６……端部壁、５８……開口、６０
……延長部、６４……空洞、６６……ハブ、６８
……部屋、７０……通路、７２……プレート、７
４……スペース、７８……ベース・ユニツト、８
０……カバー・ユニツト、８２……腕、８４……
手首、９０……連結ハブ部分、９４……閉じ込め
手段、９６……支持手段、１００……シリンダ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１本の絶縁を施された電気導体１
   ８を中に有するケーブル１６と、支持手段９６と
   を備えるタイプの延長可能な電気ケーブル組立体
   であつて、前記ケーブル１６は前記支持手段９６
   の周りでコイル３２に巻かれ、前記ケーブル１６
   は、第１接続手段２４を持つた第１端部２２と、
   中間部分２６と、第２接続手段３０を持つた第２
   端部２８とを有し、前記第１端部２２は前記コイ
   ル３２の外端部に位置し、前記第２端部２８は前
   記コイル３２の内端部に位置し、前記ケーブル１
   ６は、当該ケーブル１６の第１端部２２が前記支
   持手段９６から移動し、それに伴なつて当該ケー
   ブルの前記中間部分２６が前記コイル３２から引
   き出されるときに延長可能である延長可能な電気
   ケーブル組立体において、 前記ケーブル１６は偏平なリボン状ケーブルで
   あつて、偏平なリボン状絶縁材料２０により絶縁
   された少なくとも１本の導体１８を備え、前記ケ
   ーブル１６は大断面軸と小断面軸とを有し、前記
   ケーブル１６はコイル状に巻かれたとき、前記ケ
   ーブルの小断面軸が前記コイル３２に関して放射
   状に延在するとともに、前記大断面軸が前記コイ
   ル３２の軸と平行に延在し、 前記支持手段９６は静止シリンダー１００から
   構成され、このシリンダーは、少なくとも前記ケ
   ーブルの大断面軸の長さに等しい幅と、当該シリ
   ンダー１００の上で前記ケーブルが横方向へ移動
   するのを防止する閉じ込め手段９４と、前記ケー
   ブル１６のほどきを防止する保持手段９８とを有
   し、 前記コイル３２は前記シリンダー１００の周囲
   に複数の層を有し、最も外側の層が前記第１ケー
   ブル端部２２を有し、第１コネクター２４が前記
   保持手段９８により保持され、前記コイル３２の
   最も内側の層が前記シリンダー１００に向かつて
   渦巻状に延在し、また前記コイル３２は前記ケー
   ブル１６内の横方向折畳み部４０を有し、それに
   より前記第２ケーブル端部２８および第２コネク
   ター３０が前記コイル３２に対して本質的に直角
   に延在するとともに、前記閉じ込め手段９４を越
   えて延在し、 前記ケーブル１６はコイル状に巻かれた結果と
   して弾力的に軽くストレスを加えられた状態とな
   り、前記ケーブル１６はさらに弾力的なストレス
   を加えられる余裕があり、それにより、 前記ケーブルの前記第１端部２２が前記保持手
   段９８から離れるように移動するとき、前記ケー
   ブルの中間部分２６が前記コイル３２から引き出
   され、前記コイル内の層３４の数が減少されると
   ともに、残存層が前記シリンダー１００に向かつ
   てより近くに引きつけられ、これに伴なつて前記
   各層の直径が減少し、前記残存層はエネルギーを
   蓄積するようにさらに弾力的にストレスを加えら
   れ、前記エネルギーは解放されると、前記ケーブ
   ルの第１端部２２および前記シリンダー１００が
   互いにより近くに移動するよう、前記ケーブル１
   ６が前記シリンダー１００上へ引き込まれるよう
   にすることを特徴とする延長可能な電気ケーブル
   組立体。 ２ 前記閉じ込め手段９４が、前記コイル３２の
   各側で前記支持手段９６から半径方向に突出する
   少なくとも１本の腕から構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の延長可能な
   電気ケーブル組立体。 ３ 前記閉じ込め手段９４が、前記コイル３２の
   各側で前記支持手段９６から半径方向に突出する
   円形の端部壁５４，５６から構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の延長可
   能な電気ケーブル組立体。 ４ 前記保持手段９８が中空のシリンダー１００
   から構成され、このシリンダーは前記支持手段９
   ６を包囲する開口を中に有するとともに、前記閉
   じ込め手段９４へ取り付けられることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項または第３項記載の延長
   可能な電気ケーブル組立体。 ５ 少なくとも１本の絶縁を施された電気導体１
   ８を中に持つケーブル１６と、ハウジング４４と
   を備えるタイプの延長可能な電気ケーブル組立体
   であつて、前記ケーブル１６は前記ハウジング４
   ４の中でコイル３２に巻かれ、前記ケーブルは、
   第１接続手段２４を持つ第１端部２２と、中間部
   分２６と、第２接続手段３０を持つ第２端部２８
   とを有し、前記第１端部２２は前記コイル３２の
   外端部に位置し、前記第２端部２８は前記コイル
   ３２の内端部に位置し、前記ケーブル１６は、当
   該ケーブルの第１端部２２が前記ハウジング４４
   から離れるように移動し、それに伴なつて当該ケ
   ーブルの中間部分２６が前記コイル３２から引き
   出されるときに延長可能である延長可能な電気ケ
   ーブル組立体において、 前記ケーブル１６は偏平なリボン状ケーブルで
   あつて、偏平な絶縁材料２０により絶縁された少
   なくとも１本の導体１８を備え、前記ケーブルは
   大断面軸と小断面軸とを有し、前記ケーブル１６
   がコイル状に巻かれると、当該ケーブルの小断面
   軸が前記コイル３２に関して放射状に延在し、且
   つ前記大断面軸が前記コイル３２の軸と平行に延
   在し、 前記ハウジング４４は静止した円筒状の周壁４
   ６と、中に円筒状の空洞６４を設定する第１およ
   び第２静止端部壁５４，５６とを有し、前記周壁
   ４６の高さは前記ケーブル１６の大断面軸の長さ
   にほぼ等しく、また前記ハウジング４４は静止し
   た内側の円筒状ハブ６６を有し、このハブは前記
   ２つの端部壁５４，５６間に延在するとともに、
   前記周壁の内表面４８から離され、それにより前
   記ケーブルのための円筒状の部屋６８を形成し、
   前記ハウジングの周壁４６および前記第２端部壁
   ５６の各々は前記部屋の中へ達する開口５２，５
   ８を有し、 前記コイル３２は前記ハブの周囲に複数の層３
   ４を有し、最も外側の層３６は前記周壁の内表面
   ４８に当接し、前記第１ケーブル端部２２および
   第１コネクター２４は前記周壁の開口５２を通つ
   て突出し、前記コイルの最も内側の層３８は渦巻
   ４２となつて延在するとともに、前記ケーブル１
   ６内の横方向折畳み部４０を有し、その結果前記
   第２ケーブル端部２８および第２コネクター３０
   が前記第２端部壁５６内の開口５８を通つて突出
   するとともに、前記第２端部壁５６の近くに保持
   され、前記ケーブル１６内の折畳み部４０は前記
   ハブ６６の近くに位置し、 前記ケーブル１６はコイル状に巻かれた結果と
   して弾力的な軽いストレスを加えられ、且つ前記
   ケーブル１６はさらに弾力的なストレスを加えら
   れる余裕があり、それにより、 前記ケーブルの第１端部２２が前記ハウジング
   ４４から遠くへ移動するとき、前記ケーブルの中
   間部分２６の一部が前記コイル３２から引き出さ
   れ、前記コイル３２内の層３４の数が減少される
   とともに、残存層が前記ハブ６６に向かつてより
   近くに引つ張られ、これに伴なつて前記各層３４
   の直径が減少し、前記残存層はエネルギーを蓄積
   するようにさらに弾力的なストレスを加えられ、
   前記エネルギーは解放されると、前記ケーブルの
   第１端部２２および前記ハウジング４４が互いに
   より近くに移動するよう、前記ケーブル１６が前
   記ハウジング４４の中へ引き込まれるようにする
   ことを特徴とする延長可能な電気ケーブル組立
   体。 ６ 前記周壁の開口５２が前記周壁４６に対して
   斜めの角度に位置することを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の延長可能な電気ケーブル組立
   体。 ７ 前記周壁の開口５２の縁が丸みをつけられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
   の延長可能な電気ケーブル組立体。 ８ 前記端部壁５６内の開口５８が、前記ハウジ
   ング４４の半径に前記ハブ６６の半径を加えた距
   離にほぼ等しい長さに亘つて、前記ハブ６６に交
   差しないよう前記ハブ６６の近くに、前記部屋６
   ８を横切るように延在することを特徴とする特許
   請求の範囲第５項または第６項記載の延長可能な
   電気ケーブル組立体。 ９ 前記ハウジング４４がさらに前記ケーブル１
   ６内の横方向折畳み部４０のための保護手段７
   ２′を備えられ、この保護手段７２′は一方の端部
   壁５４と一体であるとともに、前記ハブ６６、お
   よび前記周壁４６の内表面４８の間に設置されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の延長可能な電気ケーブル組立体。 １０ 前記保護手段７２′が、前記ケーブル１６
   の横方向折畳み部４０を受け入れるよう互いに離
   された２つのアーチ形プレート７２から構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第９項記
   載の延長可能な電気ケーブル組立体。 １１ 前記ハウジング４４が取付手段７６を以つ
   て表面上に取り付けられることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項、または第９項記載の延長可能
   な電気ケーブル組立体。 １２ 前記取付手段７６が前記表面に着設された
   支持フレームを備えていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１１項記載の延長可能な電気ケーブ
   ル組立体。 １３ 前記ハブ６６が、前記取付手段７６を挿入
   するための通路７０を包含していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１１項記載の延長可能な電
   気ケーブル組立体。 １４ 少なくとも前記１つの端部壁５４，５６
   が、前記ケーブル１６の角度方向を制御するため
   のハウジング位置決め手段６２を包含しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の延
   長可能な電気ケーブル組立体。