JPWO2020144751A1 - Swing cable guide - Google Patents
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Abstract
帯状円弧形状のバネ用鋼であって、その固定側端部と可動側端部とが同じ方向を向くように、弾性変形によって中間部分に湾曲した返し部が形成されたガイドプレートと、前記返し部と前記固定側端部との間の第1円弧部と、前記返し部と前記可動側端部との間の第2円弧部とが上下方向に所定距離をとった状態の前記ガイドプレートを旋回させる旋回機構と、前記ガイドプレートの前記返し部の外側面側に配置された前記ケーブル材を保持するための複数のU字形の保持金具と、前記保持金具の両端面に形成された雌ねじ部に、前記ガイドプレートの幅方向両端部に形成された貫通孔を通った各々のボルトが、そのボルトヘッドと前記保持金具の端面との間に前記ガイドプレートを挟んだ一対の弾性部材を押え込むようにして締結される固定構造とを有する旋回ケーブルガイド。A guide plate which is a strip-shaped arc-shaped spring steel and has a barb formed in the middle by elastic deformation so that the fixed end and the movable end face in the same direction, and the barb. The guide plate in a state where the first arc portion between the portion and the fixed side end portion and the second arc portion between the return portion and the movable side end portion have a predetermined distance in the vertical direction. A swivel mechanism for swiveling, a plurality of U-shaped holding metal fittings for holding the cable material arranged on the outer side surface side of the barb portion of the guide plate, and female screw portions formed on both end surfaces of the holding metal fitting. Each bolt passing through the through holes formed at both ends in the width direction of the guide plate presses a pair of elastic members sandwiching the guide plate between the bolt head and the end face of the holding metal fitting. A swivel cable guide with a fixed structure that is fastened so as to be.
Description
本発明は、産業機械などに接続された電気線や流体管などのケーブル材を旋回機構内において取り回すための旋回ケーブルガイドに関する。 The present invention relates to a swivel cable guide for routing a cable material such as an electric wire or a fluid pipe connected to an industrial machine or the like in a swivel mechanism.
アームロボットのような産業機械は、複数のモータやアクチュエータを搭載し、それらを駆動させるための電気線や信号線あるいは、エアチューブやオイルチューブなど(以下、これらを「ケーブル材」という)が接続されている。そのため産業機械には、可動部分の動きに応じて複数のケーブル材を保持するためのケーブルガイドが必要になる。下記特許文献1には、旋回機構の動きに応じてケーブル材を取り回す旋回ケーブルガイドが開示されている。 Industrial machines such as arm robots are equipped with multiple motors and actuators, and electric wires and signal lines for driving them, air tubes, oil tubes, etc. (hereinafter referred to as "cable materials") are connected. Has been done. Therefore, industrial machines require cable guides for holding a plurality of cable materials according to the movement of moving parts. The following Patent Document 1 discloses a swivel cable guide for routing a cable material according to the movement of the swivel mechanism.
同文献の旋回ケーブルガイドは、バネ用鋼によって形成された帯状円弧形状のガイドプレートによって形成されたものである。そのガイドプレートは、固定側端部と可動側端部とが同じ方向を向くように、弾性変形によって中間部分に湾曲した返し部が形成されている。複数本のケーブル材は、そのガイドプレートに対してU字形の保持金具によって取り付けられている。具体的には、ガイドプレートの幅方向端部に貫通孔があけられ、その貫通孔を通したボルトによって保持金具の両方の先端部分が締め付けられている。 The swivel cable guide of the same document is formed by a strip-shaped arc-shaped guide plate formed of spring steel. The guide plate has a curved barb formed in the middle portion by elastic deformation so that the fixed side end portion and the movable side end portion face in the same direction. The plurality of cable materials are attached to the guide plate by a U-shaped holding metal fitting. Specifically, a through hole is formed at the widthwise end portion of the guide plate, and both tip portions of the holding metal fitting are tightened by a bolt passing through the through hole.
しかし、前記従来例の旋回ケーブルガイドは、繰り返し行われる動作によってガイドプレートに亀裂が発生し、破断してしまうことがあった。また、複数本のケーブル材は、保持金具によってガイドプレートに沿って取りまとめられているが、繰り返し行われる旋回ケーブルガイドの動作によってケーブル材が弛んでしまい、その一部がガイドプレートの曲面から外側にはみ出してしまうことがある。その場合、はみ出したケーブル材の一部が壁面や周辺機器と接触してしまう。 However, in the swivel cable guide of the conventional example, the guide plate may be cracked and broken due to repeated operations. In addition, a plurality of cable materials are gathered along the guide plate by holding metal fittings, but the cable material is loosened by the repeated operation of the swivel cable guide, and a part of the cable material is outward from the curved surface of the guide plate. It may stick out. In that case, a part of the protruding cable material comes into contact with the wall surface and peripheral devices.
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、動作を安定させた旋回ケーブルガイドを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a swivel cable guide with stable operation in order to solve such a problem.
本発明の一態様における旋回ケーブルガイドは、帯状円弧形状のバネ用鋼であって、その固定側端部と可動側端部とが同じ方向を向くように、弾性変形によって中間部分に湾曲した返し部が形成されたガイドプレートと、前記返し部と前記固定側端部との間の第1円弧部と、前記返し部と前記可動側端部との間の第2円弧部とが上下方向に所定距離をとった状態の前記ガイドプレートを旋回させる旋回機構と、前記ガイドプレートの前記返し部の外側面側に配置された前記ケーブル材を保持するための複数のU字形の保持金具と、前記保持金具の両端面に形成された雌ねじ部に、前記ガイドプレートの幅方向両端部に形成された貫通孔を通った各々のボルトが、そのボルトヘッドと前記保持金具の端面との間に前記ガイドプレートを挟んだ一対の弾性部材を押え込むようにして締結される固定構造とを有する。 The swivel cable guide in one aspect of the present invention is a strip-shaped arc-shaped spring steel, and is a barb that is curved to an intermediate portion by elastic deformation so that its fixed side end and movable side end face the same direction. The guide plate on which the portion is formed, the first arc portion between the return portion and the fixed side end portion, and the second arc portion between the return portion and the movable side end portion are in the vertical direction. A swivel mechanism for swiveling the guide plate at a predetermined distance, a plurality of U-shaped holding metal fittings for holding the cable material arranged on the outer surface side of the barb portion of the guide plate, and the above. Each bolt that has passed through the through holes formed at both ends of the guide plate in the width direction through the female threads formed on both end faces of the holding metal fitting is a guide between the bolt head and the end surface of the holding metal fitting. It has a fixed structure that is fastened by pressing a pair of elastic members that sandwich a plate.
前記構成によれば、帯状円弧形状のバネ用鋼を固定側端部と可動側端部とが同じ方向を向くように、中間部分に湾曲した返し部が形成されたガイドプレートによって、旋回動作に従ったケーブル材の取り回しが可能になり、そのガイドプレートにケーブル材を複数のU字形の保持金具で保持するに当たり、ガイドプレートを挟んだ一対の弾性部材を押え込むようにして保持金具をガイドプレートに締結するため、保持金具の固定部分において破断を生じさせることを防止することができ、旋回ケーブルガイドの動作が安定する。 According to the above configuration, the strip-shaped arc-shaped spring steel can be swiveled by a guide plate having a curved barb formed in the middle portion so that the fixed side end portion and the movable side end portion face the same direction. Therefore, the cable material can be routed, and when the cable material is held by a plurality of U-shaped holding metal fittings on the guide plate, the holding metal fittings are fastened to the guide plate by pressing a pair of elastic members sandwiching the guide plate. Therefore, it is possible to prevent breakage at the fixed portion of the holding metal fitting, and the operation of the swivel cable guide is stable.
本発明に係る旋回ケーブルガイドの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、従来例と同様のオートローダーに設けられた旋回ケーブルガイドを例に挙げて説明する。図1は、オートローダーの搬送ロボット部分を示した斜視図である。オートローダーは、複数の工作機械からなる加工機械ラインに組み込まれたものであり、図示する搬送ロボット1が旋回機構2の上に搭載され、不図示の走行装置と一体になって加工機械ラインに設けられた搬送領域を移動する。
An embodiment of the swivel cable guide according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a swivel cable guide provided in an autoloader similar to the conventional example will be described as an example. FIG. 1 is a perspective view showing a transfer robot portion of the autoloader. The autoloader is incorporated in a machining machine line composed of a plurality of machine tools, and the transfer robot 1 shown in the drawing is mounted on the
搬送ロボット1は、旋回テーブル11上の固定支持ブロック12に対して上腕部材13と前腕部材14とが関節機構を介して連結された多関節ロボットアームである。その搬送ロボット1は、関節機構のモータ駆動によって、図示するように上腕部材13と前腕部材14とが折り畳まれた形態から、工作機械側に前傾しながら「く」の字に開くようにした変形が可能である。そうした搬送ロボット1の先端部には、油圧によって開閉するチャック機構を備えたロボットハンドが組み付けられている。また、オートローダーには、搬送ロボット1とワークの受渡しをする反転装置3が搭載されている。反転装置3は、エアシリンダによって左右一対の把持爪15が開閉し、エアアクチュエータによって180°回転するよう構成されている。
The transfer robot 1 is an articulated robot arm in which an
旋回テーブル11に搭載された搬送ロボット1および反転装置3は、複数のモータやアクチュエータなどの駆動部を有しているため、搬送ロボット1などを旋回させる旋回機構2には、電源線、通信線、エアチューブやオイルチューブなど複数本のケーブル材10が配線および配管されている。その旋回機構2では、搬送ロボット1や反転装置3が、図1に示す正面を向いた状態から、旋回テーブル11の駆動によって時計方向及び反時計方向にそれぞれ90°の旋回が可能になっている。そして、搬送ロボット1や反転装置3が旋回する場合、そこに接続された各種のケーブル材10には引っ張りなどによる動きが生じることになる。
Since the transfer robot 1 and the reversing device 3 mounted on the swivel table 11 have driving units such as a plurality of motors and actuators, the
ケーブル材10が旋回機構2内で自由なまま配置されていると、旋回動作の遠心力によって振り回されてしまい、狭い空間内で他の構成部品と接触し、それによって部品の破損、あるいはケーブル材10自体の損傷などが生じ得る。そこで、ケーブル材10を旋回動作に無理なく倣うようにすることが必要であり、旋回機構2には旋回ケーブルガイド20が組み込まれている。この旋回用ケーブルガイド20は、旋回や走行に対してケーブル材10を安定的に保持するためのものである。
If the
旋回ケーブルガイド20は、搬送ロボット1を搭載した旋回テーブル11と、その下方に存在する基礎プレート17との間の空間に組み込まれている。図2は、旋回ケーブルガイド20を構成するガイドプレート21の組み付け状態であって、旋回に伴う変形パターンが示されている。このガイドプレート21は、C形(或いは一部が切断され非連続の円形でもよい)の平らな帯状薄肉鋼板であり、弾性変形を伴った組み付けによって下方円弧部211、返し部212および上方円弧部213の3つの部分が構成されるようにしたものである。
The
ガイドプレート21は、SUS301CSP、SUS304CSP、SUS631CSPなどのバネ用ステンレス鋼であり、肉厚が0.3〜0.5mm程度のものが使用される。本実施形態のガイドプレート21は、耐食性に優れバネ用ステンレス鋼として最も広く使われているSUS304CSPで形成された0.5mm厚のC形プレートである。ガイドプレート21の材質や板厚は、旋回機構2において取り回されるケーブル材10の種類や本数に応じて設計する必要がある。ガイドプレート21にはケーブル材10の荷重が加わるため、返し部212の湾曲した形状が大きく変形しないことが好ましいからである。その一方で、板厚が大きくなって剛性が高くなれば、ガイドプレート21の滑らかな変形動作を阻害してしまうからである。
The
ガイドプレート21は、図2(A)が基本的な状態であり、図2(B)および(C)は時計方向と反時計方向にそれぞれ90°旋回した状態である。図2(A)に示す組み付け状態では、両端部分の下方円弧部211と上方円弧部213とが同じ方向を向くように、その間の中間部分に弾性変形による湾曲した返し部212が形成されている。下方円弧部211および上方円弧部213は、それぞれの円弧形状が上下方向(旋回軸Oの方向)に距離をとって重なっている。こうしたガイドプレート21は、下方円弧部211側の端部215が基礎プレート17に固定され、上方円弧部213側の端部216が旋回テーブル11に固定される。
FIG. 2A is a basic state of the
旋回ケーブルガイド20は、旋回テーブル11の旋回動作によって上方円弧部213側の位置が移動し、ガイドプレート21が図2(B)および(C)に示す形態に変化することとなる。このときガイドプレート21は、返し部212が湾曲した形状をほぼそのまま保った状態で円周方向に変位し、下方円弧部211と上方円弧部213は、円弧形状のまま旋回する方向によって各々長短が変化する。そうしたケーブルガイド21に対してケーブル材10は、図1に示すように、下方円弧部211では下側に、上方円弧部213では上側に位置するように、ガイドプレート21の外側を周るようにして取り付けられる。
The position of the
ガイドプレート21に対するケーブル材10の取り付けは、U字形をした複数の保持金具23が使用される。こうした保持金具23は、複数のケーブル材10をガイドプレート21の形状に倣わせるために必要な部材である。ところが、これまで保持金具23の固定構造がガイドプレート21を破断させる原因になってしまっていた。従来の固定構造は、ガイドプレート21の幅方向端部に形成された取付孔218(図3参照)において、保持金具23側のネジ穴に対し、ガイドプレート21に直接ボルトヘッドが当たった状態でボルト締めが行われていた。
A plurality of U-shaped holding
保持金具23とボルト25に挟み込まれた固定部分は僅かな面積であるため、ガイドプレート21全体で見た場合は、特に返し部212の変形に影響を及ぼすことはなく、旋回テーブル11の動きに従うことができる。しかし、保持金具23とボルト25に挟み込まれた固定部分は、そこだけが変形を抑えられ、周りの部分との間で変形が非連続となり、応力集中が起きてしまっていた。そのため、ガイドプレート21の変形が繰り返されることにより、特に返し部212に存在する保持金具23の固定部分から亀裂が生じてしまうことがあった。
Since the fixed portion sandwiched between the holding
そこで、本実施形態では、保持金具23の固定構造について改良が加えられている。図3は、保持金具23の取り付け状態について、下方円弧部211の一部を示した斜視図である。また、図4は、保持金具23の一端部における固定構造を示した拡大断面図である。まず、本実施形態において保持金具23の固定に使用されるボルト25は段付きボルトであり、ボルトヘッド251から円柱部252が突設され、その先に雄ねじ部253が形成されている。そして、ボルトヘッド251の端面には六角穴が形成され、六角レンチによってボルト25の締め付けが可能になっている。
Therefore, in the present embodiment, the fixing structure of the holding metal fitting 23 has been improved. FIG. 3 is a perspective view showing a part of the
U字形の保持金具23は、両端面のネジ穴に雌ねじ部233が形成されている。更に、本実施形態の固定構造では、ガイドプレート21を挟み込むための弾性部材として一対のゴムワッシャ27が設けられている。ゴムワッシャ27は、ニトリルゴムによって形成された円筒形の部材であって、挟み込方向の厚さtが3mmとなっている。ゴムワッシャ27の厚さtは、返し部212の曲率半径の大きさなどによって任意に設定可能である。そして、保持金具23の端面には、ゴムワッシャ27に当てられるワッシャ29が溶接されている。
The U-shaped holding metal fitting 23 has
こうした固定構造における保持金具23の取り付けは、取付孔218の位置に一対のゴムワッシャ27が合わせられ、各々の貫通孔を通してボルト25が一方から通される。そして、反対側の保持金具23に対し、その雌ねじ部233にボルト25の雄ねじ部253が締め込まれる。ボルト25の締め込みによって、図4に示すように、一対のゴムワッシャ27がボルトヘッド251とワッシャ29によって押え込まれ、ガイドプレート21が両面からゴムワッシャ27によって挟み込まれた状態で固定される。
In the attachment of the holding metal fitting 23 in such a fixing structure, a pair of
保持金具23は、複数本のケーブル材10を抱え込むようにして、ガイドプレート21の複数の個所に固定される。複数ある保持金具23のうち、特に本実施形態の固定構造が機能するのが返し部212に位置するものである。例えば、図3に示す保持金具23は、その固定部分が下方円弧部211に位置している場合はガイドプレート21が平面的である。しかし、旋回テーブル11の動作によって、矢印で示すように上方へ反り返って返し部212になることで、ガイドプレート21が曲面になるからである。
The holding
これまでの固定構造は、ボルトヘッドと保持金具23の端面がガイドプレート21を強固に挟み込んでいたため、周りが曲面となっても固定部分だけが強制的に平面形状のままになってしまっていた。その点について本実施形態では、ガイドプレート21を弾性部材であるゴムワッシャ27が挟み込んでいるため、湾曲するガイドプレート21の形状の変化が妨げられることなく、その変化分がゴムワッシャ27の弾性変形によって吸収されることとなる。従って、従来のような応力集中を生じさせる箇所がなくなり、ガイドプレート21の形状変化が繰り返されたとしても、保持金具23の固定部分において破断を生じさせることを防止することができ、旋回ケーブルガイド20の動作が安定することとなる。
In the conventional fixing structure, since the end faces of the bolt head and the holding metal fitting 23 firmly sandwich the
ところで、図面では便宜的にケーブル材10が太い1本のチューブに収められているように描かれているが、実際には電源線やオイルチューブなど複数のケーブル材10として1本ずつ分かれている。そうしたケーブル材10が保持金具23によってガイドプレート21に沿ってまとめられている。しかし、ガイドプレート21に固定された複数の保持金具23は間隔をとって配置されているため、旋回動作が繰り返されると、隣り合う保持金具23の間から弛んだケーブル材10がはみ出してしまうことがある。そして、ケーブル材10のはみ出し部分が周りの部材に接触してしまうことがある。
By the way, in the drawing, the
ケーブル材10は、旋回ケーブルガイド20の動作になるべく抵抗を与えることのないように、長手方向にある程度の余裕がなければならない。従って、ケーブル材10は、保持金具23によって保持されているだけであって、ガイドプレート21と一体になっているわけではない。この点、ガイドプレート21に送り込む基礎プレート17上でも、これまではケーブル材10が置かれているだけで何の拘束もされていなかった。そのため、旋回ケーブルガイド20の動作が繰り返されると、ケーブル材10が基礎プレート17側から僅かずつガイドプレート21側に移動してしまい、弛みが生じてしまっていると考えられる。
The
そこで、本実施形態では、基礎プレート17上でケーブル材10を一定程度拘束する繋ぎ止め構造が設けられている。図5は、図1に示すケーブル材10の繋ぎ止め箇所Pを拡大した図である。例えば、旋回ケーブルガイド20には9本のケーブル材10が取り回されている。繋ぎ止め構造では、そうしたケーブル材10が4本と5本とに分けられ、結束バンド31によって束ねられる。9本をまとめて束ねた場合、中心側のケーブル材10が滑って位置ズレしやすくなってしまい効果が低下するからである。そのため、全てのケーブル材10が結束バンド31に接し、締め付け力が作用する本数であることが好ましい。
Therefore, in the present embodiment, a fastening structure for restraining the
次に、基礎プレート17上には、ケーブル材10が大きく位置ズレしないようにするため、2つのアンカー部材33が固定されている。そのアンカー部材33は、図示するようにボルト35によって基礎プレート17に固定される背の低い樹脂ブロックであり、横孔が形成されている。そして、ケーブル材10を連結させるための二重リング37が使用され、その二重リング37がアンカー部材33の横孔に通される。一方、ケーブル材10側は、具体的に図示しないが、例えば小なリングを通した状態で結束バンド31が巻かれ、その結束バンド31に引掛けられた状態の小リングに二重リング37が通される。
Next, two
従って、ケーブル材10は二重リング37を介してアンカー部材33に繋ぎ止められ、二重リング37の振れる範囲が図面に矢印で示す方向にケーブル材10が変位可能な範囲となる。よって、旋回ケーブルガイド20の動作が繰り返されたとしても、ケーブル材10は、二重リング37によって基礎プレート17側に繋ぎ止められてガイドプレート21側に入り込むことはない。そのため、ガイドプレート21においてケーブル材10が弛んでしまうことはなく、周りの部材に接触するなどの問題が回避でき、旋回ケーブルガイド20の動作が安定することとなる。
Therefore, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、ガイドプレート21の材質や厚さなどは、前記実施形態に限定されるわけではなく、本発明の効果を奏するものであれば様々な選択が可能である。Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the material and thickness of the
1…搬送ロボット 2…旋回機構 3…反転装置 10…ケーブル材 17…基礎プレート 20…旋回用ケーブルガイド 21…ガイドプレート 23…保持金具 25…ボルト 27…ゴムワッシャ 29…ワッシャ 31…結束バンド 33…アンカー部材 35…ボルト 37…二重リング 211…下方円弧部 212…返し部 213…上方円弧部
1 ...
Claims (4)
前記返し部と前記固定側端部との間の第1円弧部と、前記返し部と前記可動側端部との間の第2円弧部とが上下方向に所定距離をとった状態の前記ガイドプレートを旋回させる旋回機構と、
前記ガイドプレートの前記返し部の外側面側に配置された前記ケーブル材を保持するための複数のU字形の保持金具と、
前記保持金具の両端面に形成された雌ねじ部に、前記ガイドプレートの幅方向両端部に形成された貫通孔を通った各々のボルトが、そのボルトヘッドと前記保持金具の端面との間に前記ガイドプレートを挟んだ一対の弾性部材を押え込むようにして締結される固定構造と、
を有する旋回ケーブルガイド。A guide plate that is a strip-shaped arc-shaped spring steel and has a curved barb formed in the middle by elastic deformation so that the fixed side end and the movable side end face the same direction.
The guide in a state where the first arc portion between the return portion and the fixed side end portion and the second arc portion between the return portion and the movable side end portion have a predetermined distance in the vertical direction. A swivel mechanism that swivels the plate and
A plurality of U-shaped holding metal fittings for holding the cable material arranged on the outer surface side of the return portion of the guide plate, and
Each bolt that has passed through the through holes formed at both ends of the guide plate in the width direction through the female threaded portions formed on both end faces of the holding metal fitting is formed between the bolt head and the end surface of the holding metal fitting. A fixed structure that is fastened by pressing a pair of elastic members that sandwich a guide plate,
Swivel cable guide with.
The swivel cable guide according to claim 3, wherein a plurality of the cable materials are divided into a predetermined number and bound by two or more binding members, and each bundle of the bound cable materials has the anchor member and the connecting member. ..
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