JP5709813B2 - ケーブル類保護案内装置 - Google Patents
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Description
従来のケーブル類保護案内装置は、自由度を有した状態でケーブル類を内部に収納して案内するように構成されていた。
さらに、従来技術のリンク部材の内部を空洞にして内部にケーブル類を挿通する構成と比べて、リンク部材自体がコンパクトになってリンク部材自体の質量が小さくなって停止時の慣性力が小さくなるため、従来技術のリンク部材の内部を空洞にして内部にケーブル類を挿通する構成と比べて、高い位置精度で多関節リンクを停止させることができる。
同様に、リンク部材自体がコンパクトになってリンク部材自体の質量が小さくなって移動時の慣性力が小さくなるため、装置の動力源の出力の大きさを小さくできる。
つまり、動力源としてのモータなどを小型化できる。
さらに、部品が小さく、部品点数も少ないため、製造コストを大幅に低減できる。
また、ケーブル類が複数ある場合であってもケーブル類が多関節リンク幅方向に並んで複数のケーブル類が湾曲したときの複数のケーブル類のそれぞれの曲げ半径が略同じとなるため、曲げ半径が異なることでケーブル類に無理な力がかかることによるケーブル類の断線などの不具合を防止できる。
さらに、ケーブル類が複数あり多関節リンク幅方向両側でケーブル類を挟持する場合は多関節リンク幅方向一方側でケーブル類を挟持することで生じるケーブル類の曲げ抵抗による反発力と幅方向他方側で同様に生じる反発力とが相殺または減殺されるため、多関節リンクが捩れる方向への力の作用を殆ど無にできる。
つまり、多関節リンク幅方向両側での力のバランスがよく、多関節リンクの捩れを防止するとともに多関節リンクの屈曲をスムーズにできる。
また、取り付けた状態では、爪が貫通穴の周縁部分と当接して挟持部材がリンク部材の貫通穴にさらに入る側への移動を規制するため、多関節リンクの幅方向一方への相対的な位置関係を規制できる。
さらに、多関節リンク幅方向で複数のケーブル類の間にピンが位置することで複数のケーブル類が互いに接触せずに多関節リンク幅方向に並ぶため、複数のケーブル類同士の接触による表皮の摩耗を防止できる。
さらに、二股状に分かれた挟持部分の一方の係止孔に他方の突起が係合するため、別部材のピンを設ける必要がなく請求項5に係る構成と比べて部品点数を少なくできる。
また、ケーブル類は、可撓性の線状体であれば、いかなるものでもよく、例えば、機械において、電力の供給や信号の伝達を行う電気ケーブル、および、流体を含む物質を導くホース等を含む。
ここで、図1は、本発明の第1実施例のケーブル類保護案内装置100を示す多関節リンク幅方向Xから視た概略図であり、図2は、本発明の第1実施例の第1リンク部材110および挟持部材120を示す斜視図であり、図3(A)は、本発明の第1実施例の多関節リンク100Aおよびケーブル類Cを多関節リンク屈曲外側から視た図であり、図3(B)は、図3(A)に示す符号3Bから視た図であり、図4(A)は、本発明の第1実施例の第1リンク部材110を多関節リンク屈曲外側から視た図であり、図4(B)は、図4(A)に示す符号4Bから視た図であり、図4(C)は、図4(A)に示す符号4Cから視た図であり、図5(A)は、本発明の第1実施例の挟持部材120を多関節リンク屈曲外側から視た図であり、図5(B)は、図5(A)に示す符号5Bから視た図であり、図5(C)は、ピン130を示す図である。
なお、図3(A)および図3(B)では、ケーブル類Cを図示しているが、図2では、挟持部材120の形状の理解を容易にするために、ケーブル類Cの図示を省略する。
前記機械は、例えば、半導体製造装置、創薬試験装置、車両用ドア開閉装置または工作機械である。
ケーブル類保護案内装置100は、ケーブル長手方向Yにリンク部材(110、140)を複数連結して多関節リンク100Aを構成し、ケーブル類Cをケーブル固定端E2からケーブル移動端E1へ向かって案内して支持体150の支持面151と接触した直線姿勢と支持面151から離間した屈曲姿勢とを呈するように設けられている。
ここで、第1リンク部材110とは、挟持部材120が取り付けられているものをいう。
他方、第2リンク部材140とは、挟持部材120が取り付けられていないものをいう。
本発明では、少なくとも第1リンク部材110を一部に用いてケーブル長手方向Yに多数連結して多関節リンク100Aを構成していればよい。
つまり、第1リンク部材110と第1リンク部材110との間に第2リンク部材140を入れて連結してもよいし、入れずに第1リンク部材110だけを多数連結してもよい。
また、挟持部材120が、貫通穴113と係合する基体部分121と、この基体部分121から多関節リンク幅方向両外側に延びるとともに二股状に分かれて設けられケーブル類Cを多関節リンク屈曲内側および外側の両側から挟持する挟持部分122とを一体に有している。
さらに、従来技術のリンク部材の内部を空洞にして内部にケーブル類Cを挿通する構成と比べて、リンク部材(110、140)自体がコンパクトになってリンク部材(110、140)自体の質量が小さくなって停止時の慣性力が小さくなる。
同様に、リンク部材(110、140)自体がコンパクトになってリンク部材(110、140)自体の質量が小さくなって移動時の慣性力が小さくなる。
つまり、動力源としてのモータなどを小型化できる。
さらに、部品が小さく、部品点数も少ないため、製造コストを大幅に低減できる。
また、ケーブル類Cが複数ある場合であってもケーブル類Cが多関節リンク幅方向Xに並んで複数のケーブル類Cが湾曲したときの複数のケーブル類Cのそれぞれの曲げ半径が略同じとなる。
さらに、ケーブル類Cが複数あり多関節リンク幅方向両側でケーブル類Cを挟持する場合は多関節リンク幅方向一方側でケーブル類Cを挟持することで生じるケーブル類Cの曲げ抵抗による反発力と幅方向他方側で同様に生じる反発力とが相殺または減殺される。
つまり、多関節リンク幅方向両側での力のバランスがよく、多関節リンク100Aの捩れを防止するとともに多関節リンク100Aの屈曲をスムーズにできる。
このうち、連結ピン111は、第1リンク部材110におけるケーブル長手方向一端側で多関節リンク幅方向両側に突出するように配設されている。
さらに、貫通穴113は、ケーブル長手方向Yで第1リンク部材110における連結ピン111とピン孔112との間で多関節リンク幅方向Xに貫通して配設されている。
そして、多関節リンク100Aが直線姿勢のとき、1つの第1リンク部材110の第1直線姿勢保持面114が、ケーブル長手方向Yで隣の第2リンク部材140(または第1リンク部材110)の第2直線姿勢保持面115と面接触するように構成されている。
そして、多関節リンク100Aが屈曲姿勢のとき、1つの第1リンク部材110の第1屈曲姿勢規制面116が、ケーブル長手方向Yで隣の第2リンク部材140(または第1リンク部材110)の第2屈曲姿勢規制面117と面接触するように構成されている。
つまり、1つの第1リンク部材110と隣の第2リンク部材140(または第1リンク部材110)とが鈍角で小さく屈曲して多関節リンク100Aの一部が弧を描くような屈曲姿勢となる。
その結果、ケーブル類Cは折れ曲がることなく、弧を描くように曲がる。
ここで、挟持部材120が、可撓性素材で形成されている。
これにより、挟持部材120が移動時に基準面となる支持体150の支持面151を叩いた場合であっても挟持部材120が撓んで衝撃が吸収される。
つまり、騒音を低減できる。
そして、図2〜図3(B)に示すように、挟持部材120を第1リンク部材110に取り付けた状態で、爪121aが、多関節リンク幅方向外側から貫通穴113の周縁部分113aと当接している。
これにより、爪121aを貫通穴113の周縁部分113a側から貫通穴113側へ弾性変形させるだけで挟持部材120の爪121aが第1リンク部材110の貫通穴113に挿通自在となる。
つまり、容易に挟持部材120を第1リンク部材110に取り付けることができる。
また、取り付けた状態では、爪121aが貫通穴113の周縁部分113aと当接して挟持部材120が第1リンク部材110の貫通穴113にさらに入る側への移動を規制する。
これにより、取り付けた状態では、爪121aがそれぞれ貫通方向(多関節リンク幅方向X)両側で貫通穴113の周縁部分113aと当接して挟持部材120が第1リンク部材110の貫通穴113にさらに入る側への移動を規制する。
つまり、多関節リンク幅方向両側への相対的な位置関係を規制する。
また、本実施例では、爪121aをケーブル長手方向両側に2つずつ設けたが、1つずつでもよい。
さらに、爪121aの位置は、貫通穴113の周縁部分113aと当接できればどの位置に設けられていてもよい。
そして、屈曲内側挟持部分122aおよび屈曲外側挟持部分122bがケーブル類Cを多関節リンク屈曲内側および外側の両側から挟持するように構成されている。
本実施例では、二股状に分かれた挟持部分122の屈曲内側挟持部分122aと屈曲外側挟持部分122bとが、多関節リンク幅方向Xに所定間隔で設けられ、二股状に分かれた箇所を貫通する複数の係止孔122aa、122baをそれぞれ有している。
これにより、ケーブル類Cの径の大きさに応じた係止孔122aa、122baを選ぶことで挟持部材120の二股状に分かれた挟持部分122とケーブル類Cとの間の無駄な隙間が小さくなりケーブル類Cに対する挟持力が大きくなる。
さらに、多関節リンク幅方向Xで複数のケーブル類Cの間にピン130が位置することで複数のケーブル類Cが互いに接触せずに多関節リンク幅方向Xに並ぶ。
つまり、複数のケーブル類C同士の接触による表皮の摩耗を防止する。
このうち、大径部分131の径および中径部分133の径は、係止孔122aa、122baの径より大きく、小径部分132の径は、係止孔122aa、122baの径より小さく設けられている。
そして、中径部分133を係止孔122aa、122baに押し込むと係止孔122aa、122baが広がって中径部分133が通過し、大径部分131と中径部分133とで屈曲内側挟持部分122aおよび屈曲外側挟持部分122bを挟み込んだ状態となる。
これにより、ケーブル類Cに対する挟持力が大きくなる。
これにより、別部材のピン130を設ける必要がないため、その分部品点数を少なくできる。
技術的思想としては、挟持部分122の屈曲内側挟持部分122aと屈曲外側挟持部分122bとの隙間をケーブル類Cの直径より小さくするとともに、屈曲内側挟持部分122aと屈曲外側挟持部分122bとを硬めに設けることにより、ピン130で留めずに十分な挟持力を発生させて、挟持部分122の屈曲内側挟持部分122aと屈曲外側挟持部分122bとがケーブル類Cを挟持するように構成してもよい。
これにより、ケーブル類Cの本数が増えた場合であってもしっかりと支えることができる。
また、複数の多関節リンク100Aを多関節リンク屈曲内外側方向に重ねて配置してもよい。
これにより、多関節リンク幅方向にスペースが制限されている場合であっても多数のケーブル類Cを支えることができる。
また、挟持部材120の基体部分121が、第1リンク部材110の貫通穴113の貫通方向と交差する方向に弾性変形する爪121aを有し、挟持部材120を第1リンク部材110に取り付けた状態で、爪121aが、多関節リンク幅方向外側から貫通穴113の周縁部分113aと当接していることにより、容易に挟持部材120を第1リンク部材110に取り付けることおよび取り外すことができるとともに、多関節リンク100Aの幅方向一方への相対的な位置関係を規制できる。
ここで、図6(A)は、本発明の第2実施例の第1リンク部材210を多関節リンク幅方向Xから視た図であり、図6(B)は、図6(A)に示す符号6B−6Bで視た断面図であり、図6(C)は、本発明の第2実施例の多関節リンク200Aおよびケーブル類Cをケーブル長手方向Yから視た図である。
屈曲内側支持部分218は、第1リンク部材210の貫通穴213より多関節リンク屈曲内側から多関節リンク幅方向両外側に向かって延設されている。
つまり、挟持部材220の撓みを無にするまたは低減する。
なお、貫通穴213の多関節リンク屈曲内側および外側の一方として、支持部分(屈曲内側支持部分218)を多関節リンク屈曲内側に設けたが、外側でも同様の作用効果を得ることができるのは言うまでもない。
ここで、図7(A)は、本発明の第3実施例の第1リンク部材310を多関節リンク幅方向Xから視た図であり、図7(B)は、図7(A)に示す符号7B−7Bで視た断面図であり、図7(C)は、本発明の第3実施例の多関節リンク300Aおよびケーブル類Cをケーブル長手方向Yから視た図である。
このうち、屈曲内側支持部分318は、第1リンク部材310の貫通穴313より多関節リンク屈曲内側から多関節リンク幅方向両外側に向かって延設されている。
他方、屈曲外側支持部分319は、第1リンク部材310の貫通穴313より多関節リンク屈曲外側から多関節リンク幅方向両外側に向かって延設されている。
100A、200A、300A・・・ 多関節リンク
110、 210、 310 ・・・ 第1リンク部材
111、 211、 311 ・・・ 連結ピン
112、 212、 312 ・・・ ピン孔
113、 213、 313 ・・・ 貫通穴
113a、213a、313a・・・ 周縁部分
114 ・・・ 第1直線姿勢保持面
115 ・・・ 第2直線姿勢保持面
116 ・・・ 第1屈曲姿勢規制面
117 ・・・ 第2屈曲姿勢規制面
218、 318 ・・・ 屈曲内側支持部分
319 ・・・ 屈曲外側支持部分
120、 220、 320 ・・・ 挟持部材
121、 221、 321 ・・・ 基体部分
121a、221a、321a・・・ 爪
122、 222、 322 ・・・ 挟持部分
122a、222a、322a・・・ 屈曲内側挟持部分
122aa ・・・ 係止孔
122b、222b、322b・・・ 屈曲外側挟持部分
122ba ・・・ 係止孔
130、 230、 330 ・・・ ピン
131 ・・・ 大径部分
132 ・・・ 小径部分
133 ・・・ 中径部分
140 ・・・ 第2リンク部材
150 ・・・ 支持体
151 ・・・ 支持面
C ・・・ ケーブル類
E1 ・・・ ケーブル移動端
E2 ・・・ ケーブル固定端
X ・・・ 多関節リンク幅方向
Y ・・・ ケーブル長手方向
Claims (7)
- ケーブル長手方向にリンク部材を複数連結して多関節リンクを構成し、ケーブル類をケーブル固定端からケーブル移動端へ向かって案内して支持体の支持面と接触した直線姿勢と支持面から離間した屈曲姿勢とを呈するケーブル類保護案内装置において、
前記多関節リンクが、前記複数のリンク部材と、該複数のリンク部材のうちの少なくとも一部に取り付けられケーブル類を挟持する挟持部材とを備え、
前記複数のリンク部材のうちの少なくとも一部が、前記ケーブル長手方向一端側に形成された連結ピンと、前記ケーブル長手方向他端側に形成され連結ピンと回転自在に係合するピン孔と、前記ケーブル長手方向で連結ピンとピン孔との間で多関節リンク幅方向に貫通した貫通穴とを有し、
前記挟持部材が、前記貫通穴と係合する基体部分と、該基体部分から多関節リンク幅方向両外側に延びるとともに二股状に分かれて設けられケーブル類を多関節リンク屈曲内側および外側の両側から挟持する挟持部分とを一体に有していることを特徴とする多関節型ケーブル類保護案内装置。 - 前記挟持部材が、可撓性素材で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のケーブル類保護案内装置。
- 前記挟持部材の基体部分が、前記リンク部材の貫通穴の貫通方向と交差する方向に弾性変形する爪を有し、
前記挟持部材をリンク部材に取り付けた状態で、前記爪が、前記多関節リンク幅方向外側から貫通穴の周縁部分と当接していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のケーブル類保護案内装置。 - 前記挟持部材をリンク部材に取り付けた状態で、前記爪が、前記基体部分での貫通穴の貫通方向両側にそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項3に記載のケーブル類保護案内装置。
- 前記二股状に分かれた挟持部分が、前記多関節リンク幅方向に所定間隔で設けられ二股状に分かれた箇所を貫通する係止孔を複数有し、該係止孔が、前記挟持部材と別部材のピンと係合自在に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のケーブル類保護案内装置。
- 前記二股状に分かれた挟持部分の一方が、前記多関節リンク幅方向に所定間隔で設けられ係止孔を複数有し、前記二股状に分かれた挟持部分の他方が、前記多関節リンク幅方向に所定間隔で設けられて係止孔と係合自在な突起を複数有していることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のケーブル類保護案内装置。
- 前記挟持部材を支持する支持部分が、前記リンク部材の貫通穴より多関節リンク屈曲内側および外側の少なくとも一方から多関節リンク幅方向両外側に向かって延設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載のケーブル類保護案内装置。
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