JP2014521294A - ラインガイドシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】
簡単な構成で、回転角度範囲を増加することができる汎用性の高いラインガイドシステムを提供する。
【解決手段】
サプライラインを案内する各ストランド(3.1、3.2、3.3)は、長手方向に延びて相対円運動する二つの接続ポイント(2.1、2.2)に接続され、各ストランド(3.1、3.2、3.3)は、折返帯部(5)を挟んで第一伸張帯部(4.1)と第二伸張帯部(4.2)を備えると共に、第一ストランド(3.1)と第二ストランド(3.2)の少なくとも二つのストランド(3.1、3.2)を直列関係に連結した。
【選択図】図1

Description

本発明は、回転軸の周りに互いに相対円運動する二つの接続ポイントの間で、回転角度範囲にわたってサプライラインを支持案内するラインガイドシステムに関する。
このようなラインガイドシステムは、長手方向に延びて各接続ポイントに接続されるストランドを備えると共に、当該ストランドによりあるいはストランド内にサプライラインが配されて案内され、前記ストランドは、第一伸張帯部及び第二伸張帯部と、これら第一伸張帯部及び第二伸張帯部を繋ぐ折返帯部とで形成され、円弧に沿って回転角度範囲内で往復運動可能に形成されている。
この種のラインガイドシステムの問題は、許容回転角度範囲が狭いことにある。
最近のラインガイドシステムでは、正逆双方に反り返り可能なストランドにより許容回転角度範囲を大きくしているが、正逆二方向に湾曲できるストランドを用いてもせいぜい600°に過ぎない。
しかしながら、それは、風力発電装置及びクレーン船のような機械においては、まだ小さ過ぎることがある。
また、送電線については、接点リングやスライド接点を用いることにより回転角度範囲を拡大することは可能であるが、この場合には、例えば電気的な接触不良や接点における結露などによって送電異常を起こすことが知られており、このような場合は、接点リングやスライド接点に複雑で高価な気密化技術が要求されることがある。
本発明の目的は、簡単な構成で、より大きな回転角度範囲にわたってサプライラインを案内することができる汎用性の高いラインガイドシステムを提供することである。
本発明によれば、その目的は、請求項1記載の特徴により達成される。
より有利な改良は、これに従属する請求項に記載される。
その目的は、縦列関係に連結されて配される第一ストランド及び第二ストランドの少なくとも二つのストランドを備えることによって達成される。
ストランドが互いに前後にあるいは直列に連結されるので、個々のストランドの回転角度範囲が加算され、その結果、この回転角度範囲は、例えば、正逆方向に反り返り可能な従来のラインガイドシステムに比して、1200°まで増大させることができる。
複数ストランドが直列に連結されるということは、前後に連結されることを意味し、前後あるいは直列に次々と連結されることにより、個々の回転角度範囲が加算された合計回転角度範囲が増大する。
第一ストランドから第二ストランドに向かう連続方向に沿って第一ストランドはその前端で移動接続ポイントに接続され、第二ストランドは連続方向に沿って、その後端がもう一方の移動接続ポイントに接続される。
サプライラインは、ストランドの内部に、その連続方向に沿って配されて案内される。
ストランド内を案内されるサプライラインは、一方の相対移動接続ポイントで第一ストランド内に導入されて、第一ストランド内をその先端まで案内され、次いで、第二ストランドに移り、その先端まで案内される。
そして、供給線の先端には、他方の相対移動ポイントが配置されている。
このため、第一ストランドから第二ストランドへ推移される各ストランドの端部は、互いに静的に配されている。
個々のストランドの折返帯部は、回転軸に平行な湾曲中心軸の周りに曲げることができる。
ストランドは、それらの個々の折返帯部によって回転軸に対して同じ方向に移動可能に配されている。
ストランドの折返帯部は、回転軸に対して同じ周方向に、あるいは同じ回転方向に開口されて配されている。
また、折返帯部の曲率半径は、回転軸と平行な回転中心を有する。
ストランド同士は、互いに回転軸に対して軸方向あるいは半径方向の間隔をあけて配されている。
以下、より詳細に説明するように、複数の直列に接続されたストランドを備えることができ、これらは、互いに回転軸に対して軸方向及び/又は半径方向の間隔をもって配されている。
この場合に、ラインガイドシステムは、回転軸に対して互いに半径方向に間隔をもって配された二つ以上のストランドからなる多数のストランドを備えることができ、そのストランドは、軸方向に間隔をもって縦列に連結された他のストランドのグループと直列に連結される。
このように、直列に接続されたストランドが回転軸に対して互いに軸方向及び/又は半径方向に個別にあるいはグループごとに間隔をもって配されるさまざまな結合態様が考えられる。
ストランドの接続ポイントとして、連続方向に沿って、始端接続ポイントと終端接続ポイントが形成されている。
直列接続されたストランドにおいて、第一ストランドの終端接続ポイントは、第二ストランドの始端接続ポイントに対し、静的に配されている。
連結された複数のストランドに案内されるサプライラインは、第一ストランドにその始端接続ポイントで導入され、第一ストランド内をその終端接続ポイントまで案内され、第二ストランドにその始端接続ポイントで推移し、第二ストランドの終端接続ポイントまで案内される。
第二ストランドの終端接続ポイントで、サプライラインは外部に導出される。
また、サプライラインは、第二ストランドに直列的に隣接する第三ストランドに、その始端接続ポイントから導入される。
第一ストランドの終端接続ポイントは、第二ストランドの始端接続ポイントに直接係合してもよい。
しかしながら、特に、二つの接続ポイントが、互いに間隔をもって相対的に静止された状態に配される構造は、夫々のストランドの折返帯部の配置に有利である。
ストランドを案内するために、ラインガイドシステムは回転軸に対し互いに相対円運動する三つのガイドユニットを備えている。
これらのガイドユニットは、連続方向に対して、前段ガイドユニットと、中段ガイドユニットと、後段ガイドユニットから成る。
この場合、第一ストランドの始端接続ポイントは前段ガイドユニットに固定され、第一ストランドの終端接続ポイントと第二ストランドの始端接続ポイントは中段ガイドユニットに固定され、第二ストランドの終端接続ポイントは後段ガイドユニットに固定されている。
このようにして、第一ストランドは、中段ガイドユニットに対する前段ガイドユニットの相対円運動により、第二ストランドは、後段ガイドユニットに対する中段ガイドユニットの相対円運動により、それぞれの回転角度範囲にわたって、それぞれの回転角度範囲が互いに加算されるように移動可能に配されている。
それぞれのガイドユニットは、回転軸に対して回転対称の形状に形成されている。
より好ましくは、前段ガイドユニットは、ベースに対して静的に配されている。
これにより、中段ガイドユニットと後段ガイドユニットは、ベースに対して相対円運動可能に配されている。
このため、軸方向及び又は半径方向に動作するベアリングにより中間及び/又は後段ガイドユニットを装着することが好ましく、この場合に、ベアリングは、平面ベアリングの形態とすることができ、あるいは、回転ベアリングの形態とすることがより好ましい。
ガイドユニットは、それぞれの円弧に沿って伸張帯部を案内するために円環形状をなし、関連する伸張帯部のため、及び、接続ポイントに伸張帯部を装着するため、環状の周方向接触面と環状の水平方向接触面をそれぞれ備えている。
周方向接触面の法線は、回転軸に対して放射方向に延び、また、水平方向接触面の法線は、回転軸の方向に延びている。
必要とされる形状として、周方向接触面は、環伏円弧面のように湾曲され、あるいは、円筒周面状に形成されており、水平方向接触面が中空円筒の底面形状に形成されている。
少なくとも回転軸が略垂直に配されたラインガイドシステムの通常の配置において、水平方向接触面には、円環状に湾曲された周方向接触面に当接されて円弧状に延びるそれぞれの伸張帯部が載置されて支持されている。
このようにして、それぞれの伸張帯部は、それぞれの接触面に載置された状態で相対運動なしに移動することができ、その結果、伸張帯部と接触面との間で無用な摩擦が起こり難い。
折返帯部の領域においてのみ、関連する接触面とストランドの相対運動により、ストランドの移動によって摩擦力が生ずる。
ストランドの二つの伸張帯部のために形成された二つの接触面は、両者間に半径方向の間隔をもって互いに同心的に配されている。
この場合、ストランドの二つの伸張帯部のための各周方向接触面は、互いに対向して半径方向に対面し、水平方向接触面は、ストランドが移動するときに軸方向に沿った高さのずれを超える必要がないように、半径方向に延びる一つの平面内に配されていることが望ましい。
二つの周方向接触面は、環状の隙間を介して隣接していることが望ましい。
これは、ガイドユニットの周方向接触面が互いに交錯しないことを保証し、したがって、少なくとも両者間で部分的に相対円運動を損なうこともない。
各ストランドの二つの伸張帯部を案内するための周方向及び水平方向接触面は、ストランドのためのガイドチャンネルの形状を成し、これによって、ストランドがガイドチャンネルに保護された状態で移動できるようになっている。
ガイドチャンネルが円環形状に湾曲された二つの接触面で形成されているので、ストランドは、関連する接触面に対して夫々のストランドを接触させるために、上述したように正逆双方に反り返って湾曲可能に形成されている。
カバーは、一つあるいは複数のガイドチャンネルを覆うために備えられている。
ガイドユニットの水平方向接触面と周方向接触面は、互いにL字状断面形状を成すように一体に形成することができる。
より詳細に説明すると、この場合、各ガイドユニットは共通の平面内に配され、中段ガイドユニットの二つの接触面は、他の二つのガイドユニットと共に、その平面に配置されたそれぞれのガイド通路を形成する。
このため、中段ガイドユニットは、周方向接触面を備えたステムバーと、水平方向接触面を形成する横断バーとでT字状断面に形成されている。
伸張帯部の接続ポイントは、当該伸張帯部と関連する水平方向接触面に固定されることが好ましい。
回転軸に対して半径方向に間隔をもって配されるストランドの配置に関連して、ガイドユニットは、回転軸に対して直交する第一平面に配することができる。
この場合、各ガイドユニットは、第一平面内で互いに同心的に配される。
このため、前段ガイドユニットはベースに固定される。
さらに、後段ガイドユニットは半径方向外側に配され、前段ガイドユニットは半径方向内側に配される。
ただし、前段ガイドユニットがベースに固定される上述のケースにおいては、静的な前段ガイドユニットが半径方向外側に配され、回転可能な後段ガイドユニット半径方向内側に保護されるように配されることが、より好ましい。
両方の場合とも、中段ガイドユニットは他のガイドユニットの半径方向中間位置に保護されるように配される。
さらに、ガイドユニットは、回転軸に対して直交し、且つ、軸方向に離された二つの平面に配することができる。
この場合、前段ガイドユニットを第一平面内に配し、後段ガイドユニットを第一平面に対して離れた位置の第二平面内に配することができる。
中段ガイドユニットは、軸方向隙間を備えた二つの平面間にわたって配されている。
このために、第一ストランドの第一接続ポイントは第一平面に配され、第二ストランドの始端接続ポイントは中段ガイドユニットに固定されて第二平面に配される。
この場合、前段ガイドユニットと中段ガイドユニットは、第一平面に第一ストランドのためのガイドチャンネルを形成することができ、中段ガイドユニットと後段ガイドユニットは、第二平面に第二ストランドのためのガイドチャンネルを形成することができる。
案内されるサプライラインは、例えばガイドチューブ内に配されて、中段ガイドユニットの第一ストランドの第二接続ポイントと第二ストランドの第一接続ポイントの間で、軸方向の隙間を跨ぐように固定される。
逆の配列として、前段ガイドユニットと後段ガイドユニットを第一平面と第二平面内の半径方向内側にそれぞれ配し、中段ガイドユニットを両方の平面上で半径方向外側に配することができる。
一般的に、ガイドユニットの対称構造とその配置は、ラインガイドシステムにおいて個々のガイドユニットをモジュールとして組み立てることを許容する。
ガイドユニットが二つの平面に配されている場合、前方及び後段ガイドユニットは、軸方向に沿って上下に離された二つの平面に配置され、略同一部品の形態に形成することができる。
二つの平面を跨ぐ中段ガイドユニットは、回転軸に対して直交する区画平面を備え、これにより中段ガイドユニットが下半体と上半体の二つに分割されており、これら各半体は少なくとも略同一の構造を有している。
各半体は、例えば、押込接続あるいはラッチ押込接続により、互いに回転不能に連結されている。
ガイドユニットが軸方向に離れた二つの平面に配される場合においても、前段ガイドユニットはベースの位置に固定することができる。
中段ガイドユニットはベースに装着され、後段ガイドユニットは、好ましくは、前段ガイドユニットの上に回転可能に装着される。
さらに、中段ガイドユニットは、好ましくは、第二平面内でベースに対して回転可能に装着され、特に、滑動して回転するように配される。
各ガイドユニットが、共通の平面に関して前後に及び/又は上下に配列することができる個別のモジュールとして形成されているような場合、そのモジュール構造は、共通の平面に配されるガイドユニットの配置に応じて設計される。
例えば、三つのガイドユニットが、互いに軸方向に離された二つの平面に配されている場合に、ガイドユニットは、例えば、第二後段ガイドユニットが第二平面内に配されて、後段ガイドユニットに対して回転不能に装着される限りにおいて、前段ガイドユニットが第一平面の半径方向外側に配され、後段ガイドユニットが二つの平面間にわたって半径方向内側に配される。
第二平面内の中段ガイドユニットは、第一平面内の中段ガイドユニットによって、回転可能に配されている。
したがって、第二平面の後段ガイドユニットは、第一平面の後段ガイドユニットによって、回転可能に配されている。
第一平面に対応する第二平面内のガイドユニットには、隣接するガイドユニットと共に、第三ストランドのため、あるいは、第四ストランドのためのガイドチャンネルが個別に形成され、第三ストランドは、後段ガイドユニットと中段ガイドユニットの間の第二平面に配され、第四ストランドは、中段ガイドユニットと前段ガイドユニットの間の第二平面に配される。
このように四つのストランドが配されている場合、許容される回転角度範囲は、従来技術に比して4倍に達する。
このシステムは、回転角度範囲の増加に対応して軸方向に離されたさらなる平面を設けることにより拡張可能であることは明白であり、例えば、二つの平面を備えた上記の例を拡張する場合は、半径方向外側に配されたガイドユニットが、軸方向に離間された第二平面と第三平面間にわたって配され、半径方向内側に配されたガイドユニットが、軸方向に離間された第三平面と第四平面間にわたって配されている。
一つの平面にガイドユニットが配されるラインガイドシステムの他の形式では、上記の三つのガイドユニットに対して半径方向内側にあるいは外側にさらなるガイドユニットを追加することにより、回転角度範囲を増加させることができる。
さらなるガイドユニットを半径方向内側に配すべきか、外側に配すべきかは、適切な考察により決定され、例えば、半径方向内側のガイドユニットが静的にベースに接続されている場合、ラインガイドシステムを拡張するために半径方向外側のガイドユニットを追加することができる。
個々のストランドの回転角度範囲は、支持脚又は駆動部により限定される。
このため、例えば、支持脚で限定される場合、後段ガイドユニットが第二ストランドの回転角度範囲に渡って変位した後、これと一体に変位するエントレイメントが中段ガイドユニットに当接されるように形成される。
その後、中段ガイドユニットはさらに回転しながら、支持脚により限定される第一ストランドの回転角度範囲の終端に達するまで後段ガイドユニットを引き回す。
特に、大型装置におけるラインガイドシステムにおいては、円運動可能な個々のガイドユニットが、モータ制御や力伝達制御により駆動されることが好ましい。
さらに有利なことは、ストランドが一様に変位する場合、後段ガイドユニットが駆動されたときの角速度は、中段ガイドユニットが駆動されたときの角速度の2倍になることである。
この角速度の相違は、例えば、トランスミッションにより達成できる。
回転角度範囲を制限するために、例えば、モータに好ましくはインクリメント型あるいはアブソリュート型の角度センサを備えることができる。
角度センサは、ガイドユニットの回転を制御又は調整するときに使用される。
特に、構造的に小さいラインガイドシステムにおいて、ストランドがそれ以上変位できない位置まで伸びきった伸張位置に達したときに、そのストランドにより回転角度範囲が限定される。
好ましくは、ストランドのそれぞれの伸張帯部を互いに離すために、一つのスペーサが少なくとも一つのストランドに対して設けられている。
このため、スペーサは、好ましくは、二つの伸張帯部の間に隙間をもって折返帯部の内側に配されている。
さらに、そのスペーサは、ストランドの変位により移動する折返帯部に連結されている。
好ましくは、スペーサは、個々のストランドの第一及び第二伸張帯部に関して、水平方向接触面上で回転変位可能に、あるいは、滑動可能に配されている。
好ましくは、伸張帯部と水平方向接触面間の滑動、及び/又は、スペーサと水平方向接触面間の滑動は、例えば、研磨あるいはコーティングを施した接触面により、または、滑動突起を設けることにより、摩擦を低減することができる。
スペーサは、装着状態で水平方向接触面上に支持される底面に滑動突起を備えることができる。
ラインガイドシステムの好ましい構成として、二つの第一ストランド及び/又は二つの第二ストランドを備え、第一ストランドと第二ストランドが、それぞれ一つの面内に互いに反対向きに移動可能に配されている。
好ましくは、第一ストランド及び/又は第二ストランドは、それぞれ同じ構成に形成されている。
これにより、ストランドのサプライラインを案内し得る断面積は、ラインガイドシステムの高さを変更することなく、実質的に2倍にすることができる。
この場合、第一ストランド及び第二ストランドの折返帯部は、互いに関連して、回転角度範囲にわたって少なくとも略一定に維持される円環状の隙間にそれぞれ配されている。
かくして、例えば、二つの第一ストランドのスペーサが第一ストランドの伸張帯部の全長にわたって延設され、且つ、第一ストランドの二つの折返帯部内に滑動可能に配されていることが、特に好ましい。
この場合に、それぞれのストランドは、回転角度範囲にわたって、それらに対応する円環状接触面により必要に応じて運ばれ、したがって、折り返し円弧部もこれに伴って移動される。
関連するストランドに機械的負荷をかけないために、スペーサは、それぞれのガイドチャンネルに案内されて配されている。
このため、スペーサは、その底面に案内突起を有し、その案内突起は、好ましくは、スペーサ全体にわたって円弧状に沿って延設され、且つ、装着状態で、ガイドチャンネル内の案内溝に係合する。
その案内溝として、好ましくは、ガイドユニット間の環状ギャップが用いられる。
スペーサは、二つの折返帯部の間隔により寸法が決定される環伏開口を備えている。
スペーサが、伸張帯部間の回転角度範囲にわたって阻害されることなく、例えば傾くことなく移動し得るように、スペーサは、チェーンリンクを連結させたチェーン形状に形成されることが提案されており、各リンクは、関連するガイドチャンネルの一つに適応する環伏の円弧形に形成されると共に、ラインガイドシステムにおける回転軸に対して平行な軸の周りに互いに回動可能に配される。
この配列において、チェーンリンクは、上述したようにどちらの方向にも湾曲されるように、互いに回転可能に連結されている。
ラインガイドシステムは、それを機械設備に装着し又は接続するための、及び/又は、構造体を支持するための、あるいは、機械設備上に構築するための接続装置を備えている。
この場合、機械設備は、好ましくは、第二ストランドの終端接続ポイントに静的に接続されている。
好ましくは、機械設備は、後段ガイドユニットに回転不能に接続されている。
そのため、接続装置の部品として、例えば、ラインガイドシステムの上に機械設備を支持するブラケットのような支持要素や、あるいは、機械設備にラインガイドシステムを固定するフランジのような接続要素を備えることができる。
本発明を、図面に示すラインガイドシステムの多数の実施例に基づき、より詳細に説明する。
ラインガイドシステムの第一実施例を示す斜視図。 図1に示すラインガイドシステムの第一実施例の平面図。 図2のA−A線断面図。 ラインガイドシステムの第二実施例を示す斜視図。 図4に示すラインガイドシステムの第二実施例の縦方向分解図。 図5に示すラインガイドシステムの第二実施例の切断線付側面図。 図6のB−B線断面図。 図6のC−C線断面図。 図8のD−D線縦断面図。 ラインガイドシステムの第三実施例を示す斜視図。 図10に示すラインガイドシステムの第三実施例の縦方向分解図。 図10に示すラインガイドシステムの第三実施例の切断線付側面図。 図12のE線断面図。 図12のF−F線断面図。 図14のG−G線断面図。 ラインガイドシステムの第四実施例を備えた機械設備を示す斜視図。 ラインガイドシステムの平面図及び図16に示すH−H線断面図を示す図。 図17のI−I線断面図。
図1−図15は、ラインガイドシステム1について三つの異なる実施例を示す様々な方向から見た外観図及び断面図である。
図16−図18には、設置機械Mに用いたラインガイドシステム1の第4の実施例が示されている。
ラインガイドシステム1は、回転軸dの周りに互いに相対円運動する二つの接続ポイント2.1、2.2の間で、回転角度範囲でサプライライン(図示せず)を案内支持するように設計されている。
図示された各実施例では、ラインガイドシステム1が、二つの第一ストランド3.1と二つの第二ストランド3.2を備え、二つの第一ストランド3.1同士は互いに並列に配されている。
それらは移動可能に配されると共に、回転軸に対して反対側に配されている。
同様に、第2ストランド3.2同士も、互いに並列に配されている。
しかしながら、第一ストランド3.1はこれと対応する第二ストランド3.2に対して、直列的に配され、あるいは、前後に連結されている。
ストランド3.1及び3.2は、第一ストランド3.1から第二ストランド3.2へ向かう連続方向aに沿って対になるように形成されている。
第一ストランド3.1は、その内部に配されたサプライラインを、対となる第二ストランド3.2に導いている。
この場合、直列的あるいは連続的に配列されたストランド3.1、3.2は、回転軸dに関して互いに同じ方向に移動可能に配されている。
全てのストランド3.1,3.2は、第一伸張帯部4.1及び第二伸張帯部4.2と、これら第一伸張帯部4.1及び第二伸張帯部4.2を繋ぐ折返帯部5とで形成され、円弧に沿って回転角度範囲内で往復運動可能に形成されている。
連結配置されたストランド3.1、3.2は、それぞれの折返帯部5によって、同じ方向に移動可能に配されている。
直列的あるいは連続的に配されたストランド3.1、3.2のそれぞれの折返帯部は、回転軸dの周り円周方向に関して同じ向きに開口されている。
これに対応し、各ストランド3.1、3.2は、連続方向aに対して始端接続ポイント2.1及び終端接続ポイント2.2となる二つの接続ポイントを備えている。
連続方向aは、例えば、本ラインガイドシステム1の第一実施例の斜視図である図1の小さな矢印によって示される。
図1、図2−4、図7、図8、図10、図13、図14では、ストランド3.1、3.2の形状が見えるように、本来備えられる環状カバーが外された状態で図示されている。
連結された二つの第一ストランド3.1と二つの第二ストランド3.2は、第一ストランド3.1と第二ストランド3.2とで対を形成するように結合され、図1及び図2において、これらの一対の連続方向は実線矢印で示され、もう一対の連続方向は破線矢印で示されている。
さらに他の図では、要部のみが示され、本発明によるラインガイドシステム1の基本原理をより明白に示すことができるように、詳細な構造を省略して高度に単純化された形式において示す。
図1及び図2に示されたように、二つのストランド3.1、3.2が連結される場合、第一ストランド3.1は、第二ストランド3.2の前方の連続方向に配されており、第一ストランド3.1の終端接続ポイント2.2は、第一ストランド3.1内を案内されたラインが、第二ストランド3.2へ移行できるように、第二ストランド3.2の始端接続ポイント2.1に対して静止した状態に配されている。
さらに、図1及び図2からわかるように、それぞれ連結されたストランド3.1、3.2の個々の回転角度範囲が加算されて全回転角度範囲が決定されるので、回転角度を大きくとる場合に有利である。
夫々のストランド3.1、3.2の二つの伸張帯部4.1、4.2は、それぞれ円弧面に沿って案内されて、折返帯部5の湾曲方向と反対方向に撓み、これによって、最大540−600°程度の大きな回転角度範囲を達成することができる。
ストランド3.1、3.2を連続的に連結した場合は、その回転角度範囲が2倍になることを意味しますが、ここに示されたラインガイドシステム1の実施例では、合計の回転角度範囲は合計で950°に達する。
ラインガイドシステム1において、二つの第一ストランド3.1と二つの第二ストランド3.2は、反対方向に案内される。
言い換えれば、図1に示されるラインガイドシステム1の第一実施例における二つの第一ストランド3.1の動きに注目すれば、一方の第一ストランド3.1は第一伸張帯部4.1を巻き付けながら移動し、他方の第一ストランド3.1は第一伸張帯部4.1を巻出しながら移動する。
二対の第一ストランド3.1及び第二ストランド3.2の並列配置は、サプライラインを案内するストランド3.1、3.2の横断面積が倍になる利点があるだけでなく、回転軸に関して対称に配置されているのでラインガイドシステム1の荷重が均一に分布されるという利点がある。
ストランド3.1、3.2は、回転軸dを中心とする円弧面に沿って、案内機構6によって案内される。
このため、案内機構6は、第一ストランド3.1を案内する第一ガイドチャンネル7.1と、第二ストランド3.2を案内する第二ガイドチャンネル7.2を備えている。
ガイドチャンネル7.1、7.2は、連続方向aに沿って回転軸dの周りに互いに相対円運動可能な前段ガイドユニット8.1と、中段ガイドユニット8.2と、後段ガイドユニット8.3からなる三つのガイドユニットによって画定されている。
各第一ストランド3.1は、それぞれの始端接続ポイント2.1で、前段ガイドユニット8.1に固定されている。
また,各第一ストランド3.1は、それぞれの終端接続ポイント2.2で、中段ガイドユニット8.2に固定されており、さらに、第二ストランド3.2は、第一ストランド3.1と同じ高さでその周囲に位置するように、それぞれの始端接続ポイント21で中段ガイドユニット8.2に固定されている。
そして最後に、第二ストランド3.2は、それぞれの終端接続ポイント2.2で後段ガイドユニット8.3に接続されている。
前段ガイドユニット8.1と後段ガイドユニット8.3は、それぞれ水平方向接触面9.1と周方向接触面9.2の二つの接触面を備え、これによって対応するストランド3.1、3.2の伸張帯部4.1、4.2を案内する。
伸張帯部4.1、4.2は、互いに対向して、前記接触面9.1、9.2との間で相対運動を起こさないように、これらの前記接触面9.1、9.2に拘束され、これによって、摩擦力が生ずるのを防いでいる。
前段ガイドユニット8.1と、後段ガイドユニット8.3の接触面9.1、9.2は、第一ガイドチャンネル7.1の半径方向外側と、第二ガイドチャンネル7.2の半径方向内側を仕切っている。
それらは、接触面9.1,9.2によってL字断面(図3、9、15参照)に形成されている。
前段ガイドユニット8.1と後段ガイドユニット8.3の間に連続方向aに沿って配列された中段ガイドユニット8.2は、双方のガイドチャンネル7.1、7.2を仕切るものであり、言い換えれば、中段ガイドユニット8.2の半径方向内側が第一ガイドチャンネル7.1となり、半径方向外側が第二ガイドチャンネル7.2となっている。
すなわち、中段ガイドユニットは、二つの水平方向接触面9.1と、二つの周方向接触面9.2を備え、これら各接触面9.1、9.2に関して言えば、それらは、二つの周方向接触面9.2を表裏に備えた起立片10と、二つの水平方向接触面9.1を備えた水平横断片11とで、実質的にT字断面に形成されている。
互いに隣接するガイドユニット8.1、8.2、8.3は、環状の隙間12を介して、それぞれ分離して配されている。
それぞれのストランド3.1、3.2の折返帯部5は、環状の隙間12を跨いで、それぞれの伸張帯部4.1、4.2に接続され、折返帯部5が回転軸dと平行な軸(図示せず)を中心に湾曲されている。
これは、ストランド3.1、3.2が、それぞれの折返帯部5の領域でのみ、ガイドユニット8.1、8.2、8.3の相対運動に伴って発生する摩擦力にさらされることを意味する。
ここに示すラインガイドシステム1の実施例では、前段ガイドユニット8.1は、ベースBに回転不能に接続されている。
図1−図3に示すように、ラインガイドシステム1の第一実施例によれば、すべてのガイドユニット8.1、8.2、8.3は、図2の背景面となる回転軸dに直交する第一平面E.1に配されている
この場合、ベースB上の半径方向内側に前段ガイドユニット8.1が配され、半径方向外側に後段ガイドユニット8.3が配され、これらの間に中段ガイドユニット8.2が配されており、前段ガイドユニット8.1は、ベースBに回転不能に固定され、他の二つのガイドユニット8.2、8.3がベースBに回転可能に取り付けられている。
図1−図3は、ガイドチャンネル7.1、7.2の上方にこれらを覆うように装着される備えられるカバーを示していない。
カバーは、例えば、図16に示された構造体Aを支持するためのブラケット16を備えている。
この構造体Aは回転され、後段ガイドユニット8.3を駆動する。
後段ガイドユニット8.3が前述した回転角度範囲の終端に達すると、中段ガイドユニット8.2は、後段ガイドユニット8.3と中段ガイドユニット82との間に配された駆動部材として機能する支持脚13に引っ掛けられて回転駆動され、構造体Aと後段ガイドユニット83がさらに回転駆動され、第一ガイドユニット8.1に対して中段ガイドユニット8.2と前段ガイドユニット8.1との回転角度範囲の終端に達するまで相対回転される。
ここでは、支持脚に換えて、その方向への回転を阻止するストッパ(図示せず)が設けられている。
支持脚13は、回転軸dに対して後段ガイドユニット8.3と中段ガイドユニット8.2の直径方向に配され、これにより、後段ガイドユニット8.3のそれぞれの支持脚13が、中段ガイドユニット8.2の支持脚13として機能している。
関連する支持脚13は、夫々一定の高さに配され、関連しない支持脚は、互いに異なる高さに配され、これによって、相対円運動に際して互いに関連しない支持脚13は接することなく通過し、互いに関連する支持脚13は互いに当接されることとなる。
この場合の、前段ガイドユニット8.1と中段ガイドユニット8.2の間の回転角度範囲は、約360°である。
ここで、ベースBは、星形に形成されると共に、回転軸dに対して同心状に固定された3つの環状レール14を備え、それぞれの環状レール14にガイドユニット8.1、8.2、8.3が嵌合載置されている。
図3には、軸方向回転ベアリング15.1と、半径方向回転ベアリング15.2が明確に示されており、これによって、中段ガイドユニット8.2と後段ガイドユニット8.3が環状レール14に装着され、前段ガイドユニット8.1がそれに対応する環状レール14に固定される。
図2において、破線で図示する円弧は、ラインガイドシステム1が、ガイドユニット(図示せず)を追加して、第三ガイドチャンネル7.3と第四ガイドチャンネル7.4などのさらなるガイドチャンネルを形成することにより、複雑な設備を追加したり経費をかけることなく、同形式で拡大することができることを示しており、この場合、各ガイドチャンネル7.3、7.4内に、少なくともそれぞれ一つのストランド(図示せず)が案内される。
図4〜図9及び図10〜図15に示されるラインガイドシステム1の二つの実施例では、ガイドユニットは、回転軸d(図9及び図15)に対して直交する第一平面E.1及び第二平面E.2に配されている。
これにより、ラインガイドシステム1は、図4及び図10に示すように二重の階層構造となる。
この場合、第一平面E.1上の前段ガイドユニット8.1と、第二平面E.2上の後段ガイドユニット8.3は、それぞれ半径方向外側に配されている。
中段ガイドユニット8.2は、それぞれの平面E.1,E.2に一致する高さで、各平面E.1、E.2上に延設される二層構造に形成されている。
この場合、第一平面E.1の前段ガイドユニット8.1と対になる中段ガイドユニット8.2は、二つの第一ストランド3.1のための第一ガイドチャンネル7.1を形成し、第二平面E.2の後段ガイドユニット8.3と対になる中段ガイドユニット8.2は、二つの第二ストランド3.2のための第二ガイドチャンネル7.2を形成する。
したがって、第一平面E.1上に配される第一ストランド3.1の終端接続ポイント2.2は、中段ガイドユニット8.2の接触面9.1、9.2に固定され、第二平面E.2上に配される第二ストランド3.2の始端接続ポイント2.1は、その面上に配された中段ガイドユニット8.2の接触面9.1、9.2に固定される。
接続ポイント2.1、2.2は、それぞれが中段ガイドユニット8.2に固定されるので、サプライライン(図示せず)は、軸方向隙間を有する中段ガイドユニット8.2の二つの平面E.1、E.2間に軸方向に固定するように配される。
図5は、ラインガイドシステム1の第二実施例の基本的構成を示す分解組立図を示している。
下から上方へ向かって説明すると、底面側には、中段ガイドユニット8.2のための回転ベアリング15.1、15.2を備えたベースBが底面に配され、ベースBのブラケット16に、前段ガイドユニット8.1が装着固定される。
また、ブラケット16には、さらにその上方に配された後段ガイドユニット8.3を支持する回転ベアリング15.1、15.2が第二平面E.2上に設けられると共に、当該第二平面E.2で中段ガイドユニットを支持するスライドベアリング15.3が、設けられている。
中段ガイドユニット8.2は、押込嵌合部18により一体に嵌め合わせることのできる下半体17.1と上半体17.2からなる略同一構成の二つの半体に分割されている。
これにより、後段ガイドユニット8.3は、前段ガイドユニット8.1の上方に回転可能に配され、中段ガイドユニット8.2の下半体17.1がベースBの上方に回転可能に配され、上半体17.2が前段ガイドユニット8.1の上方に滑動可能に配されることとなる。
二つの平面E.1、E.2に相互に近接して配されたガイドチャンネル7.1、7.2によって、第一ガイドチャンネル7.1は、後段ガイドユニット8.3とその上方の中段ガイドユニット8.2の上半体17.2によって覆われることになる。
第二ガイドチャンネル7.2は、それぞれの構造体(図示しない)を支持するために周方向に等間隔でブラケット16が配されたカバー19により覆われ、当該ブラケット16は、押込嵌合部18によって後段ガイドユニット8.3に接続される。
図5に示す分解組立図は、個々の組立部品を互いに嵌合させることができ、ラインガイドシステム1の構成が如何にシンプルであるかを明確に示している。
したがって、この実施例に関して言えば、一般的に、ラインガイドシステムがより多くの階層を有する場合に、そのようなモジュールシステム形式とすることが好ましい。
図2の場合と同様に、ラインガイドシステム1は、破線で示すようにラインガイドシステム1の追加構成要素を第三平面E.3に配するようにしてもよい(図9参照)。
この構造原理によれば、ラインガイドシステムのこの実施例における図示されていない後段ガイドユニットは、第三平面E.3の高さに配され、図示されていない第四ガイドユニットを備えており、二つの第三ストランド3.3が配される第三ガイドチャンネル7.3が形成されている。
前段ガイドユニット8.1とこれに対応する中段ガイドユニット8.2の間の回転角度範囲の限界を定めるため、軸方向突起20が設けられており、当該突起20は、ベースBに設けられた半径方向スロット21に沿って移動可能に装着されると共に、渦巻きスロット22.1を備えた中段ガイドユニット8.2の下半体17.1に連結されるスライディングガイド23の端部と係合しており、二つのガイドユニット8.1、8.2間の回転角度範囲の終端で渦巻きスロット22.1の終端に当接される。
この場合、回転角度範囲は、渦巻きスロット22.1の形状からわかるように約600°である。
中段ガイドユニット82と後段ガイドユニット8.3間の回転角度範囲の限界は、ここに示されていない電子制御機器によって定められる。
図10〜図13に示すラインガイドシステム1の第三実施例は、伸張帯部4.1と4.2を引き離すため、及び、対応する各折返帯部5を規定の形状にするために、第一ストランド3.1の伸張帯部4.1と4.2の間と、第二ストランド3.2の伸張帯部4.1と4.2の間に、個々のスペーサ23が追加して配列されている点で、図4〜9に示すラインガイドシステム1の実施例とは異なる。
そのようなスペーサ23は、小さなラインガイドシステム1の場合にはそれほど必要ではないが、特に、ラインガイドシステム1のサイズが大きくなるほどに必要とされる。
例えば図11に示すように、スペーサ23は、開いた円環リング状に形成され、チェーンリンクのようなリング部材24を連結したチェーン構造となっている。
それらリング部材24は、その端部同士が押込嵌合部18により互いに連結されている。
リング部材24は 個別に形成されるガイドチャネル7.1,7.2に案内され、そして、スペーサ23を形成するように、その端部で押込嵌合部18により連結される。
図13及び図14の夫々の断面図からわかるように、スペーサ23は、伸張帯部4.1、4.2と、折返帯部5の間に、隙間をもって配され、スペーサ23と、個々のストランド3.1、3.2と、それぞれの折返帯部5の間に生ずる摩擦を軽減することができる。
それぞれのスペーサ23は、ガイドチャンネル7.1,7.2内に案内されている。
その目的のため、下方のリング部材24は、ガイドユニット7.1,7.2,7.3間の環状隙間12に係合する円弧状の案内突起25を備えている。
図16−図18は、この発明によるラインガイドシステム1を、ベースBとその上の上部構造体Aを備えた大きな機械設備Mに適用する方法を示している。
機械設備Mの下部領域のみが示されており、それは、別の構造体をその上に取り付けるための下部構造体となる。
横に設けられている階段Tによってわかるように、この装置は、比較的大きなものである。
機械設備Mは、例えば浮クレーンの下部構造体として用いることができる。
ラインガイドシステム1の第四実施例は、ベースBと構造体Aの間に配され、ラインガイドシステム1の説明の便宜上、構造体Aをラインガイドシステム1の上方に浮かせた様子を図示している。
これにより、ブラケット16が、機械設備Mの上にあるいは中にラインガイドシステム1を装着あるいは接続するための接続装置Sとなり、その上に、構造体Aが載置されて設置されていることが、明確にわかる。
図17は、図16のH−H線位置において、ラインガイドシステム1の平面図と同一方向から見た断面図を示す。
また、一つのブラケット16を通るI−I切断線が示され、図18にその断面が示されている。
図18は、機械設備Mに適用されたラインガイドシステム1の実施例の基本的な構造を明確に示している。
この場合、平面E.1、E.2上の夫々に二つのガイドチャンネル7.1,7.2があり、第一ストランド3.1が第一ガイドチャンネル7.1内に配され、第二ストランド3.2が第二ガイドチャンネル7.2内に配されている。
かくして、ラインガイドシステム1の第四実施例は、その原理的な構造が、図4〜図9に示されたラインガイドシステム1の第二実施例に似ている。
しかしながら、ラインガイドシステム1の第四実施例では、ストランド3.1,3.2の断面が実質的に大きく、その断面は細長く形成されている。ストランド3.1、3.2は、ガイドチャンネル7.1、7.2へぴったりはまっており、また、摩擦力に関して有利に働くように、各ストランド3.1、3.2は、それぞれのガイドユニット8.1、8.2、8.3の水平方向接触面9.1に対して、より短い側面で接して支えられており、これにより、第一ストランド3.1及び第二ストランド3.2の折返帯部間の移動に生じる摩擦力を最小限にすることができるようになっている。
ここで、ストランド3.1,3.2は、それぞれ、ラインガイドチェーン26の形態を成し、ラインガイドシステム1に配列され、回転軸dと平行な軸の周りに回転可能なチェーンリンク27を備えている。
一方が他方の上に配されるブラケット16の構造は、長手方向断面により理解することができ、これによって、構造体AによりベースBに作用する圧力を支えることができる。
半径方向内側の接続フランジFも、機械設備Mに装着される接続装置Sの一部として設けられている。
1 ラインガイドシステム
2.1 始端接続ポイント
2.2 終端接続ポイント
3.1 第一ストランド
3.2 第二ストランド
3.3 第三ストランド
4.1 第一伸張帯部
4.2 第二伸張帯部
5 折返帯部
6 案内機構
7.1 第一ガイドチャンネル
7.2 第二ガイドチャンネル
7.3 第三ガイドチャンネル
7.4 第四ガイドチャンネル
8.1 前段ガイドユニット
8.2 中段ガイドユニット
8.3 後段ガイドユニット
9.1 水平方向接触面
9.2 周方向接触面
10 起立片
11 水平横断片
12 隙間
13 支持脚
14 環状レール
15.1 軸方向回転ベアリング
15.2 半径方向回転ベアリング
15.3 スライドベアリング
16 ブラケット
17.1 下半体
17.2 上半体
18 押込接続
19 カバー
20 軸方向突起
21 スロット
22 スライディングガイド
22.1 スロット
23 スペーサ
24 リング部材
25 案内突起
26 ラインガイドチェーン
27 チェーンリンク
a 連続方向
d 回転軸
A 構造体
B ベース
E.1 第一平面
E.2 第二平面
E.3 第三平面
F 接続フランジ
M 機械設備
S 接続装置
T 階段

Claims (22)

  1. 回転軸(d)の周りに互いに相対円運動する二つの接続ポイント(2.1、2.2)の間で、回転角度範囲にわたってサプライラインを支持案内するラインガイドシステム(1)において、
    ラインガイドシステム(1)は、長手方向に延びて前記接続ポイント(2.1、2.2)に接続されるストランド(3.1、3.2、3.3)を備えると共に、当該ストランドによりあるいはストランド内にサプライラインが配されて案内され、
    前記ストランド(3.1、3.2、3.3)は、第一伸張帯部(4.1)と、第二伸張帯部(4.2)と、これら第一伸張帯部及び第二伸張帯部に連結される折返帯部(5)を備えると共に、回転角度範囲内で円弧状に往復移動可能に案内され、
    前記第一ストランド(3.1)と、第二ストランド(3.2)の少なくとも二つのストランドは、縦列関係に連結されて配されたことを特徴とするラインガイドシステム。
  2. 前記ストランド(3.1、3.2、3.3)は、それぞれの回転軸(d)の軸方向または半径方向に対して、互いに隙間をもって配されて成る請求項1記載のラインガイドシステム。
  3. 複数のストランド(3.1、3.2、3.3)を備え、それらは直列に接続されると共に、それぞれが回転軸(d)の軸方向または半径方向に対して、互いに隙間をもって配されて成る請求項1又は2記載のラインガイドシステム。
  4. 前記ストランド(3.1、3.2、3.3)の前記接続ポイント(2.1、2.2、2.3)は、第一ストランド(3.1)から第二ストランド(3.2)に向かう連続方向(a)に沿って配される始端接続ポイント(2.1)と終端接続ポイント(2.2)として形成され、第一ストランド(3.1)の終端接続ポイント(2.2)が第二ストランド(3.2)の始端接続ポイント(2.1)に関して静的に配されて成る請求項1乃至3いずれか記載のラインガイドシステム。
  5. 前記ストランド(3.1、3.2、3.3)をガイドするために、ガイドシステム(6)は、回転軸(d)の周りに連続方向(a)沿って互いに相対回転可能な前段ガイドユニット(8.1)、中段ガイドユニット(8.2)、後段ガイドユニット(8.3)の三つのガイドユニットを備え、
    第一ストランド(3.1)の始端接続ポイント(2.1)が前段ガイドユニット(8.1)に固定され、第一ストランド(3.1)の終端接続ポイント(2.2)と、第二ストランド(3.2)の始端接続ポイント(2.1)が中段ガイドユニット(8.1)に固定され、第二ストランド(32)の終端接続ポイント(2.2)が後段ガイドユニット(8.3)に固定された請求項4記載のラインガイドシステム。
  6. 前段ガイドユニット(8.1)はベース(B)に対して静的に配されて成る請求項4記載のラインガイドシステム。
  7. 前記ガイドユニット(8.1、8.2、8.3)は、これらに関連する各伸張帯部(4.1、4.2)を円弧状に沿って案内するために、それぞれ 周方向接触面(9.2)及び水平方向接触面(9.1)からなる円環状当接面を備えた請求項5又は6記載のラインガイドシステム。
  8. 各ストランド(3.1、3.2、3.3)の二つの伸張帯部(4.1、4.2)のために設けられた前記接触面(9.1、9.2)は、回転軸(d)に対して互いに同心状に及び半径方向に隙間をあけて配され、
    折返帯部(5)は、前記ストランド(3.1、3.2、3.3)の第一伸張帯部(4.1)のための一のガイドユニット(8.1、8.2、8.3)から、前記ストランドの第二伸張帯部(4.2)のためのガイドユニット(8.2、8.3、8.1)へ、前記接触面の半径方向隙間を跨ぐように配されて成る請求項7記載のラインガイドシステム。
  9. 各ストランド(3.1、3.2、3.3)の二つの伸張帯部(4.1、4.2)のために設けられた前記接触面(9.1、9.2)が、前記ストランド(3.1、3.2、3.3)を案内するガイドチャネル(7.1、7.2、7.3)を画定する請求項8記載のラインガイドシステム。
  10. 各伸張帯部(4.1、4.2)の各接続ポイント(2.1,2.2)は、前記伸張帯部(4.1、4.2)に対応する水平方向接触面(9.1)にそれぞれ固定されて成る請求項9記載のラインガイドシステム。
  11. 前記ガイドユニット(8.1、8.2、8.3)は、回転軸(d)と直交する第一平面(E.1)に配されて成る請求項4乃至10いずれか記載のラインガイドシステム。
  12. 前段ガイドユニット(8.1)がベース(B)上に固定され、中段ガイドユニット(8.2)と、後段ガイドユニット(8.3)が ベース(B)に回転可能に装着されて成る請求項11記載のラインガイドシステム。
  13. 前記ガイドユニット(8.1、8.2、8.3)は、回転軸(d)に直交し、且つ、軸方向に離れた第一平面(E.1)及び第二平面(E.2)の二つの面に配された請求項4乃至12いずれか記載のラインガイドシステム。
  14. 前記前段ガイドユニット(8.1)は第一平面(E.1)に配され、
    前記後段ガイドユニット(8.3)は第二平面(E.2)に配され、
    前記中段ガイドユニット(8.2)は軸方向隙間がある両方の平面(E.1、E.2)間にわたって配されると共に、
    当該中段ガイドユニット(8.2)に、第一平面(E.1)内の第一ストランド(3.1)の終端接続ポイント(2.2)と、第二平面(E.2)内の第二ストランド(3.2)の始端接続ポイント(2.2)が固定されて成る請求項13記載のラインガイドシステム。
  15. 前記前段ガイドユニット(8.1)はベース(B)上に固定され、前記中段ガイドユニット(8.2)はベース(B)上で回動可能に装着され、前記後段ガイドユニット(8.3)は前記前段ガイドユニット(8.1)に回動可能に装着されて成る請求項13又は14記載のラインガイドシステム。
  16. 前記ストランド(3.1、3.2、3.3)の回転角度範囲が、支持脚又は駆動部により限定される請求項1乃至15いずれか記載のラインガイドシステム。
  17. 少なくとも一つのストランド(3.1、3.2、3.3)の折返帯部(5)の内側には、伸張帯部(4.1、4.2)を分離し、且つ、前記ストランド(3.1、3.2、3.3)に伴って移動するスペーサ(2.3)が、伸張帯部(4.1、4.2)の間に配されてなる請求項1乃至16いずれか記載のラインガイドシステム。
  18. 二つの第一ストランド(3.1)及び/又は二つの第二ストランド(3.2)を備え、当該第一ストランド(3.1)と第二ストランド(3.2)は、互いに関連してそれぞれ反対方向に移動可能に、平面(E.1、E.2、E.3)に配されて成る請求項1乃至17いずれか記載のラインガイドシステム。
  19. 第一ストランド(3.1)及び/又は第二ストランド(3.2)のためのスペーサ(23)を備え、
    当該スペーサは、その外周の一部が、第一ストランド(3.1)と第二ストランド(3.2)の伸張帯部(4.1、4.2)の間に配されると共に、第一ストランド(3.1)と第二ストランド(3.2)の折返帯部(5)に対して隙間をもって運ばれる内側端部に配されて成る請求項18記載のラインガイドシステム。
  20. 前記スペーサ(23)は、回転軸(d)に対して平行な軸の周りに互いに回転可能に配列されたチェーンリンクを備えたチェーンの形態に形成された請求項17乃至19いずれか記載のラインガイドシステム。
  21. 前記ストランド(3.1、3.2、3.3)は、装着状態で回転軸(d)と平行な軸の周りに互いに回転可能に配されたチェーンリンク(27)を備えたラインガイドチェーン(26)の形態に形成された請求項1乃至20いずれか記載のラインガイドシステム。
  22. 機械設備(M)内に装着し、あるいは、機械設備(M)と接続するための接続装置(S)を備えた請求項1乃至21いずれか記載のラインガイドシステム。

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