JPS62194093A

JPS62194093A - ケ−ブル等の可撓支持体

Info

Publication number: JPS62194093A
Application number: JP61032879A
Authority: JP
Inventors: 北尾　信雄; 博安田
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1987-08-26
Also published as: JPH0323799B2

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】産業上の利用分野本発明はロボット、工作機械、その他機械設備等におけ
る装面の移動部と固定部、あるいは移動部相互間に電力
、制御信号、ガス、水、油等を供給するためのケーブル
やホース等を、１本若しくは複数本まとめて支持し、保
護案内するケーブル等の可撓支持体に関するものである
。

従来技術及びその問題点従来より工作機械等において移動部にエネルギーを供給
するケーブル等の可撓支持体には固定端及び移動端の間
において、中空の内枠と包囲片を交互に組み合わせ、一
定範囲で屈曲可能とした管内にケーブル等を収納して支
持案内するものがある。これは、２条の一定中の溝をも
つ内枠を等間隔で配列し、両端にこの溝に嵌合するフラ
ンジ部を有する包囲片をかけ渡して一本に結合したもの
である。また、自在の動きをするものに対する配線は、
東線あるいはジャバラの中にケーブル等を収容する方法
が行われていた。

しかし前者のケーブル等の可撓支持体は、水平（又は垂
直）方向の平面的な屈曲は可能であるが、任意方向の動
きには対応出来ない。すなわち、移動体が直線的な動き
をするものには使用出来るが、ロボット等のように自在
の動きをするものには通用出来ない問題があった。

一方、三次元的な動きをするものについてみると、東線
するものは外観上問題があるし、配線を保護することも
困難である。またジャバラによる方法は切り継ぎが出来
ないこと、一定の半径が定まらないこと、ケーブル等を
支持するだけの強度がないこと等多くの問題があった。

この問題を解決する手段として、出願人は既に球面接触
の連結体を利用した特願昭６０−７５６９８号及び特願
昭６０−８６９８３号の発明を提案している。

しかしながら、前記出願のものでは、−次元、二次元、
三次元というような多様な動作の要求には容易に応じき
れないという問題があった。

問題点を解決するための手段及び作用この発明は、リンクの凹球面内面と凸球面外面を係合さ
せて構成したケーブル等の可撓支持体において、前記凹
凸球面の一方に突起を、他方に凹みを設けて前記突起と
凹みを係合させること、及び凹球面外側の大径部に長手
方向にせり出すストッパー部分を設けることにより前記
問題点を解決した。

前記突起と凹みの係合状態及び凹みの形状を変えること
により、また、さらに凹球面外側の大径部に長手方向に
せり出したストッパー部分を設けることにより、−次元
（固定）、二次元、ノーバックベンド、三次元等の動き
を容易に実現でき、リンクの引抜き荷重も増大できる。

実　　施　　例第２３図及び第２４図により本発明が適用されるケーブ
ル等の可撓支持体５の基本的構成と作用を説明すると、
これは中空で凹凸形状の球面を左右にもったリンク６を
連続的に連成して構成したものである。この支持体５の
両端には凸状の球面をもったフランジ付きの取付具７と
凹状の球面をもったフランジ付き取付具８とが備えられ
ている。

リンク６はオフセット形状で一方の円筒状大径部９に凹
球面１０の内面と、他方に凸球面１１の外面をもつ小径
の突出部１２をもち、長手方向には上記各球面よりも小
径の円筒孔１３を備えている。各リンクは相隣り合うリ
ンクに凹凸球面部で挿入されて係合されている。この可
撓支持体５が屈曲するとき、各リンクは相隣り合う凹凸
球面部が遊合しているので、互いに滑らかに摺動しθ度
だけ回転する。θ度だけ回転すると互いに外径部の設定
１４あるいは内径部の接点１５に両方共あるいは何れか
一方で接触しストッパ機構が作用する。またリンク６の
内面はケーブル、ホース等４に損傷を与えないように滑
らかに仕上げられ、角部は面取りが施されている。可撓
体の移動につれて各リンク６がθ度まで回転すると隣の
リンク６が順次回転し、一定の屈曲半径を形成する。ま
た各リンク６は球面部において任意の方向にθ度だけ回
転可能であるから一定の屈曲半径を保持しつつ三次元に
屈曲できるものである。

なお、リンク６を連結するときは凹球面部を７０℃〜１
００℃の湯水の中に潰し局部的に膨張させ、相手側の凸
球面部を挿入すると簡単にできる。

第１図〜第８図には、本発明の第１グループの実施例と
なる可撓支持体の連成した図及びリンク単体図を示す。

第１図、第２図に示すリンク４６を連結すると一定の最
小半径迄任意の方向に三次元に屈曲できる。また、各リ
ンク間も互いに回転可能になっている。

このリンク４６には、凸球面１１に左右一対の凹み４７
が設けであるが、この凹みは、後述するリンク５６、リ
ンク６６、リンク７６との係合のために設けである。

第３図、第４図に示すリンク５６を連結すると、凹凸球
面部の屈曲中心を軸として一定の屈曲半径迄一方向（第
３図の上・下方向に二次元的可撓）に屈曲できる。リン
ク５６間の回転はできない。

このリンク５６は、凹球面１０の内部に屈曲中心点に左
右一対の突起５８が設けられ、また凸球面１１の外部に
凹み５７が対称位置に左右一対設けられている。リンク
５６を連結すれば、この突起５８と凹み５７とが遊合で
きるようになってる。すなわち、突起５８の径は凹み５
７とは屈曲容易な程ゆる（、突起先端は相手凸球面と軽
く接する程度になっている。

突起５８の頭形状は第１８図（ａｌの如く挿入側を約半
円分テーパー状に面取り５８′を施し、また凹み５７に
は第１８図（ｂｌに示すように係合する端面より突起５
８の案内を容易にするためのテーパー状のガイド面５７
′を施し、互いの連結を挿入しやすく、容易にしである
。

第５図、第６図に示すリンク６６を連結すると屈曲中心
の左右の突起６８を軸として一方向に曲がり、その反対
方向に曲がらない、いわゆるノーバソクヘンド機構をも
つ屈曲ができる（二次元的可撓）、リンク６６間の回転
はできない。

このリンク６６は、リンク５６と比し、大径部９に円周
の１８０°の長さでリンク間の屈曲を阻止するストッパ
ー部分６９が長手方向にせり出している点が相違する。

このストッパー部分６９の中（厚み）を変えることによ
り、任意の屈曲半径を維持できる構造にもできる。

その他の構成（凹み６７等）はリンク５６と同じである
。

第７図、第８図に示すリンク７６を連結すると、どの方
向にも曲がらない、いわゆる自立性を持った（屈曲しな
い）ものができる。

このリンク７６はリンク４６の構造に比し、大径部９の
全円周部に長手方向にせり出したストッパー部分７９　
（これが隣り合うリンク間のすきまを無くする）を持つ
ものということができる。凹み７７は他のリンクの突起
との係合のため設けである。

このように、リンク４６，５６．６６．７６を任意の長
さで互いに結合すれば、リンクの運動する軌跡が安定化
し、かつ三次元的にまた回転可能で任意の方向にケーブ
ル等を供給できる。

次に、第９図〜第１７図には、本発明の他のグループの
実施例のリンクの連成図と単体図を示す。

第９図、第１０図に示すリンク８６を連結すると一定の
屈曲半径塩、任意の方向に屈曲できる。

このリンク８６間の回転は第１０図（ｂｌに示される角
度θ°まで可能であり、リンク連成体が３６０°回転す
るには３６０／θ°のリンク数が必要である。

凹球面１０の内部には屈曲中心位置と９０゜ずれて左右
一対の突起８８があり、凸球面１１の外面には略矩形状
の凹み８７が設けである。

突起８８と凹み８７との係合による作用を第１９図によ
り説明すると、突起８８がａ　−＞　ｂに移動すると、リンクが２α。

まで屈曲する（αについては第９図参照）。

即ち、ａ□　中立線□　ｂ α８　　　　　　　　　　　　　　　　α１また、突起
８８が凹み８７をＣ→ｄ２或はｅ−ｒに移動すると各リ
ンク間がθ°回転できる。

第１１図、第１２図のリンク９６を連結すると一定の半
径塩、一方向に（第１１図で上・下方向）に屈曲（二次
元的可撓）でき、リンク間の回転はでΔない。

このリンク９６は、凸球面１１の外部に突起９８と係合
できる対称位置に凹み（長大）９７が一対設けである。

ｉ２０図に示すように、突起９８は相手側凹み内をａ　
−＋　ｂに移動するとすンクは２α°屈曲できる。

リンク９６はリンク８６とはこの凹み９７の形状が異な
る。

第１３図、第１４図のリンク１０６を連結すると、一方
向に曲がり、その反対方向に曲がらないノーバックベン
ドの°構造をもつリンクとなる。

一対の凹み１０７は一方は中立線に対し左に長大、他方
は中立線に対し右に長大となっており、一対の突起１０
８は第２１図に示すように、ａ−すに移動すると、リン
ク１０６は互いにα°屈曲できる。

ＬｌとＬ２の長さは等しくなっており、この長さを変え
れば任意の屈曲、すなわち任意の定まった屈曲半径がで
きる。

このリンク１０６はリンク８６．９６とは凹みの形状が
異なるだけである。

第１５図、第１６図に示すリンク１１６を連結すると屈
曲しない自立性のあるものを形成する。

凹球面１０の内部には左右一対の突起１１８が２ケ所合
計４本ある（もちろんこれ以上の突起があってもよい）
。また、凸球面１１の外部には丸い凹み１１７が突起１
１８とはまり合う位置に４ケ所ある。

このリンク１１６を連結すると、４本の突起と４ケの丸
い凹みがきっちりと係合し、前後左右に動くことができ
な（なり、自立性が保たれる。

左右一対の突起１ケ所を残し、他の突起を切削等で除去
すれば、もちろんリンク８６，９６゜１０６と連結可能
となる。

以上のリンク？６，８６．９６，１１６は突起と凹みと
の挿入の容易さをはかるため第１８図に示したものと同
じ構造を採用することができる。

第１７図には、リンク８６．９６　、１０６　、１１６
の特徴を全て重ね備えたリンク１２６を示す。

これは、リンクを一次元、二次元、三次元の用途に使い
分けるときに、基本リンクは共通としたことに特徴があ
る。

凸球面１１の外部の周囲に左右対称の一対の凹み、即ち
、 ■　−次元用丸穴１２７ ■　二次元用長穴１２７′ ■　ノーバックベンド用二次元長穴１２７”■　三次元
用矩形穴１２７” の４種類の形状をもつ凹みが設けられている。

各々の特性を持つ凹みに相手リンクの突起が挿入されれ
ば、この突起の可動範囲は制限され、所要の目的に合致
したリンクの動きが可能となる。

この場合、互いに連結の互換性があるので、任意にリン
クを結合することができる。

従って、現場でその目的に合った継ぎ替えが容易にでき
る。

なお、突起先端と凹み底は遊合的に軽く接する程度であ
るから屈曲は滑らかであり、また、なお、このリンク１
２６は一次元的に使用するときは次の対策を付加しなけ
ればならない。

■　環状スペーサーをリンク間に挿入する。

■　左右にある突起１２８の他に更に１本以上の突起（
ピン）を穴をあけて打ち込む。

しかし、二次元、三次元の機構は、このリンク１２６だ
けで対応できる。

また、一度挿入したリンクをそのまま回転させてその特
性の変更をするには、第２２図に示すように、凹み間を
通過する突起の中だけ予め通路１２９を設けておけばよ
い。このようにしておけば、連結したままでリンクを少
し回転させて目的にあった別の凹みに簡単に係合できる
。

凹凸球面における突起と凹みの関係は、図示したものと
逆の設は方をしてもよい。

また、図示したリンク形状は一興体例を示すものにすぎ
ず、各種の変形があることは、先の出願に記載している
とおりである。

発明の効果１、各々の可動する機械（特にロボット、自動省力機器
）に任意の方向に屈曲可能に取付けることができる。

２、−次元リンク（固定）、二次元リンク、ノ−バ、７
クベンド機構をもつ二次元リンク及び三次元リンクで互
いに連結可能であるから、その用途により使い分けがで
きる。

３、基本リンクを共通にして、上記特性を発揮させるこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１７図は本発明の異なる実施例を示し、こ
のうち第１．３，５，７，９．ｌｉｔ’１３．１５図は
リンクを連成した状態の正面図、第２．４，６，８，１
０，１２，１４，１６．１７図はリンク単体の図で、そ
のうち（ａｌは正面図、（ｂ）は右側面図、（Ｃ）は左
側面図、＋ｄ）は上面図、＋ｌ１ｌ）は底面図である。第１８図（ａｌ　、　（ｂｌは突起と凹みの拡大説明図
、第１９図は矩形状凹みと突起の関係の拡大説明図、第
２０図は長大の説明図、第２１図はノーハックベンド用
の長大の説明図、第２２図は突起の移動用通路を設ける
実施例の説明図である。第２３図と第２４図は本発明の基本となる先願の発明の
全体説明図と部分拡大断面図である。９・・・大径部１０・・・凹球面　　　　　　１１・・・凸球面４６．
５６，６６．７６．８６，９６，１０６゜１１６　、　
１２６・・・リンク４７．５７，６７．７７．８７，９７，１０７゜１１７
　、１２７　、１２７　’　、　１２７“・・・凹み５
８．６８，７８，８８，９８，１０８，１１．８゜１２
８・・・突起６９．７９・・・ストッパー部分代理人　弁理士　祐用尉−外２名第１図第２図第５図第６図第７図第８図第１１図第」２図（Ｃ）　　　　　　　　（ａ）　　　　　　　　　　（
ｂ）第１５図第１６図第１７図第１８図（ｂ）第２０図第１９図第２１図図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）リンクの凹球面内面と凸球面外面を係合させて構
成したケーブル等の可撓支持体において、前記凹凸球面
の一方に突起を、他方に凹みを設けて前記突起と凹みを
係合させることを特徴とする、ケーブル等の可撓支持体
。
（２）前記凹球面外側の大径部が長手方向にせり出した
ストッパー部分を有する、特許請求の範囲第１項記載の
ケーブル等の可撓支持体。
（３）前記突起と凹みが丸形である、特許請求の範囲第
１項記載のケーブル等の可撓支持体。
（４）前記凹みが長穴又は矩形穴である、特許請求の範
囲第１項記載のケーブル等の可撓支持体。
（５）前記球面の一方に設けた凹みの形状が少くとも２
種以上である、特許請求の範囲第１項記載のケーブル等
の可撓支持体。
（６）リンクの凹球面内面と凸球面外面を係合させて構
成したケーブル等の可撓支持体において、前記凹球面外
側の大径部が長手方向にせり出したストッパー部分を有
していて、隣り合うリンク間のすきまをなくすことを特
徴とするケーブル等の可撓支持体。