特許 5852457 長尺体の回転支持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5852457

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】長尺体の回転支持装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 16/04 20060101AFI20160114BHJP

【ＦＩ】

   B65H16/04

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-17524(P2012-17524)

(22)【出願日】2012年1月31日

(65)【公開番号】特開2013-155005(P2013-155005A)

(43)【公開日】2013年8月15日

【審査請求日】2014年10月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102980

【氏名又は名称】リンテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101188

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 義雄

(72)【発明者】

【氏名】杉下 芳昭

【審査官】 ▲高▼辻 将人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２０１５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１０１２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０３５５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｈ １６／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定のフレームに支持されるとともに、ベース軸心を回転中心として当該フレームに対して相対回転可能に設けられた回転ベースと、この回転ベース側に一端部が回動可能に支持され、他端部が前記ベース軸心に対して離間接近する方向に変位可能に設けられた変位手段と、前記ベース軸心の延出方向に移動可能に設けられ、前記変位手段の他端部が接触した状態で当該他端部の変位距離を調整可能に設けられた間隔変更手段と、前記変位手段の一端部側に位置し、巻き取られた長尺体の一方の側端が当接可能なガイド面を有するガイド手段とを備え、前記回転ベースの相対回転により、前記変位手段に直接又は間接的に長尺体を巻き付けて、当該長尺体を巻き取り又は繰り出す回転支持装置であって、
前記ガイド手段は、基端部が前記回転ベースに支持されて自由端部が変位可能に設けられ、前記ベース軸心と直交する面内に前記ガイド面が位置したときを基準とし、当該ガイド面における自由端部側が、当該ガイド面における基端部側よりも、前記変位手段の他端部が位置する方向の反対側の方向に変位可能に設けられていることを特徴とする長尺体の回転支持装置。

【請求項2】

前記ガイド手段は、前記変位手段に追従して変位可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の長尺体の回転支持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、長尺体の回転支持装置に係り、更に詳しくは、長尺体の巻き崩れを防止することができる長尺体の回転支持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、長尺体を巻き取り可能な巻取装置が広く利用されており、かかる巻取装置としては、例えば、特許文献１及び２に開示されている。特許文献１の巻取装置は、モータを介して回転する回転ベースと、この回転ベースの外側で当該回転ベースと共に回転することにより長尺体を巻き取る複数の変位手段と、回転ベースに設けられて変位部材の自由端位置を調整可能な間隔変更手段と、変位手段の基端側に設けられて巻き取られる帯状手段の側端が当接可能なガイド手段とを備えている。同文献では、間隔変更手段を介して変位手段の自由端を回転ベースから離間する方向に回動変位することで、巻き取られた長尺体（以下「巻取体」という）における変位手段の基端部側の巻取径（以下「基端側径」という）を、同変位手段の自由端部側の巻取径（以下「自由端側径」という）よりも小さくし、巻取体をガイド手段側に片寄らせる姿勢（以下「異径巻取姿勢」という）として当該巻取体の巻き崩れを防止できるようになっている。

【0003】

特許文献２の巻取装置は、巻取体を支持する回転ベースと、この回転ベースの基端側に設けられたガイド手段と、回転ベースを水平な位置と傾斜した位置とで変位可能に支持する支持手段とを備えた装置を開示している。同文献では、支持手段により回転ベースを傾斜して巻取体を傾斜姿勢に保つことで、巻取体をガイド手段側に片寄らせて当該巻取体の巻き崩れを防止できるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−２０１５２７号公報

【特許文献2】特開２００８−１８９４３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１にあっては、長尺体の巻取量が少ないうちは、異径巻取姿勢を維持できるものの、長尺体の巻取量が多くなると、異径巻取姿勢を維持できなくなってしまう。これは、ガイド部材が変位しないことで、長尺体の伸びや縮み等によって、巻取体における基端側径を自由端側径よりも小さく維持することができなくなることに起因する。このため、長尺体の巻取量が多くなると、巻き崩れが発生し易くなる、という不都合がある。

【0006】

ここで、特許文献２では、巻取体の巻き崩れの発生を抑制できるが、ガイド手段を傾斜するために、支持手段が回転ベースや、当該回転ベースを回転させるモータ等も回動変位することが必要となる。このため、変位させる部材が多くなって構造が複雑になるばかりでなく、装置全体が大型化する、という不都合を招来する。

【0007】

［発明の目的］
本発明の目的は、構造の簡略化を図ることができ、巻取体の巻き崩れを抑制することができる長尺体の回転支持装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記目的を達成するため、本発明は、所定のフレームに支持されるとともに、ベース軸心を回転中心として当該フレームに対して相対回転可能に設けられた回転ベースと、この回転ベース側に一端部が回動可能に支持され、他端部が前記ベース軸心に対して離間接近する方向に変位可能に設けられた変位手段と、前記ベース軸心の延出方向に移動可能に設けられ、前記変位手段の他端部が接触した状態で当該他端部の変位距離を調整可能に設けられた間隔変更手段と、前記変位手段の一端部側に位置し、巻き取られた長尺体の一方の側端が当接可能なガイド面を有するガイド手段とを備え、前記回転ベースの相対回転により、前記変位手段に直接又は間接的に長尺体を巻き付けて、当該長尺体を巻き取り又は繰り出す回転支持装置であって、
前記ガイド手段は、基端部が前記回転ベースに支持されて自由端部が変位可能に設けられ、前記ベース軸心と直交する面内に前記ガイド面が位置したときを基準とし、当該ガイド面における自由端部側が、当該ガイド面における基端部側よりも、前記変位手段の他端部が位置する方向の反対側の方向に変位可能に設けられる、という構成を採っている。

【0009】

本発明において、前記ガイド手段は、前記変位手段に追従して変位可能に設けられる、という構成を採ってもよい。

【0010】

また、前記回転ベースは、前記ガイド手段が変位する範囲を制限する変位制限手段を有する、という構成も好ましくは採用される。

【0011】

更に、前記変位手段の他端部が前記ベース軸心に接近する方向の力を付与可能な第１付勢手段を備える、という構成を採ることが好ましい。

【0012】

また、巻き取られる前の前記長尺体を前記ガイド面に接近する方向の力を付与可能な第２付勢手段を備えるとよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ガイド手段の自由端部が変位可能となるので、長尺体の巻取量が多くなっても、異形巻取姿勢を維持することができ、巻取体の巻き崩れを防止することができる。しかも、このときに変位する手段をガイド手段及び変位手段として、回転ベース等を変位する必要をなくすことができ、構造の簡略化、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

【0014】

また、変位手段に追従してガイド手段の自由端部が変位する構成とすれば、ガイド手段の自由端部を積極的に変位させて異形巻取姿勢を形成し易くすることができる。

【0015】

更に、回転ベースに変位制限手段を設けることで、巻取体を抜き取る時に、変位手段の他端部を狭めすぎたとしても、ガイド手段は所定の位置で変位が抑制されるので、巻取体の外縁部がガイド手段の自由端部に押し出されて当該巻取体が巻き崩れることを回避することが可能となる。

【0016】

また、第１付勢手段を設けることで、間隔変更手段による変位手段の回動変位を円滑に行うことができ、巻取体の抜き取り作業に支障が生じることを防止することができる。

【0017】

更に、第２付勢手段を設けることで、長尺体を積極的にガイド手段側に付勢することができ、異形巻取姿勢を形成し易くできる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る回転支持装置の部分断面正面図。

【図2】前記回転支持装置の正面図。

【図3】（Ａ）〜（Ｃ）は、変位手段の変位要領の説明図。

【図4】（Ａ）、（Ｂ）は、変形例に係る変位手段の変位要領の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」は、図１を基準として用いる。

【0020】

図１〜図３において、回転支持装置１０は、略鉛直面内に位置する板状をなすフレーム１１と、このフレーム１１の背面（左面）側に設けられた駆動機器としての回動モータＤＭと、この回動モータＤＭの出力軸ＤＭ１に連結されて回転可能な回転ベース１２と、この回転ベース１２の周方向９０°間隔で４体設けられたガイド手段１３と、同回転ベース１２の周方向９０°間隔で４体設けられた変位手段１５と、回転ベース１２に支持された間隔変更手段１６とを備えて構成されている。

【0021】

前記回転ベース１２は、変位手段支持部１２Ｂと、当該変位手段支持部１２Ｂの右側に連なる雄ねじによって構成された間隔変更手段支持部１２Ｃとからなり、変位手段支持部１２Ｂの左側に設けられたカップリンブＣＰによって、回動モータＤＭの出力軸ＤＭ１に連結されている。これにより、回転ベース１２は、回動モータＤＭの作動によって、ベース軸心１２Ａを回転中心としてフレーム１１に対して相対回転可能となっている。
前記変位手段支持部１２Ｂの外周には、周方向９０°間隔で４体のヒンジ部１８が設けられ、当該ヒンジ部１８を介してガイド手段１３及び変位手段１５が回動可能に支持されている。各ヒンジ部１８は、変位手段支持部１２Ｂの外周面から突出する軸受２０と、この軸受２０に回転軸２１を介して回転可能に支持されるともに、ガイド手段１３及び変位手段１５を支持する回転体２２とを備えている。回転体２２には、回転軸２１周りに回転体付勢手段としての巻きばね２３を収容する穴２２Ａが形成され、当該巻きばね２３は、一端が軸受２０に固定され、他端が回転体２２に固定されることで、回転体２２の自由端側が右側に向かう方向に付勢する。回転体２２の底面２２Ｂには、当該底面２２Ｂから出没可能に設けられるとともに、変位手段支持部１２Ｂの外周に当接してガイド手段１３が変位する範囲を変更可能なねじやシャフト等の変位制限手段５０が設けられている。また、回転体２２には、変位手段１５を受容する凹部３０が形成されている。

【0022】

前記各ガイド手段１３は、それぞれ側面視で略扇型に形成され、基端部が回転体２２に支持され、円周部を自由端部として当該自由端部が左右方向に変位可能となっている。ガイド手段１３のガイド面１３Ａ（右面）には、巻き取られる長尺体ＢＬの一方の側端（左端）が当接し、当該ガイド面１３Ａに揃うように長尺体ＢＬの巻き取りが行えるようになっている。

【0023】

前記各変位手段１５は、一端部１５Ａが回転ベース１２の凹部３０の底部で回転軸２５Ａによって回動可能に支持されるとともに、他端部１５Ｂがベース軸心１２Ａに対して離間接近する方向に変位可能に設けられたシャフト２５と、シャフト２５の他端部１５Ｂ側であって、間隔変更手段１６の外周面に当接して回転可能に設けられたボール回転体２９とをそれぞれ備えている。

【0024】

前記間隔変更手段１６は、右端側を形成する摘み部３１と、この摘み部３１の左端に連なって左方に向かって直径が縮径するテーパ部３２と、テーパ部３２の外周面に形成されてボール回転体２９の一部を受容する受容手段３３とを備えている。また、間隔変更手段１６の内部には、回転ベース１２の雄ねじ１２Ｃに螺合する雌ねじ１６Ａが形成され、回転ベース１２に対する間隔変更手段１６のねじ込み量を調整することで、当該間隔変更手段１６がベース軸心１２Ａの延出方向に移動可能となっている。

【0025】

前記受容手段３３は、テーパ部３２の外周面に螺旋状に延びる溝により形成され、その左右方向の送りピッチが回転ベース１２の間隔変更手段支持部１２Ｃにおける雄ねじの左右方向の送りピッチと同一に設定されている。受容手段３３は、変位手段１５の他端部１５Ｂすなわちボール回転体２９の形状に応じて断面視円弧状に形成され、当該円弧に沿ってボール回転体２９と受容手段３３とが線接触するようになっている。受容手段３３は、変位手段１５毎に１本ずつ形成、つまり、テーパ部３２に４本並んで形成されている。各受容手段３３の右側の端部には、移動制限手段３４がそれぞれ形成されている。移動制限手段３４は、ボール回転体２９を受容する球面に沿う形状を備えた窪みにより形成され、その深さが受容手段３３の溝深さより深く設定されてボール回転体２９が嵌り込み可能となっている。移動制限手段３４は、ボール回転体２９が嵌り込んだときに、間隔変更手段１６に意図的な外力を付与しない限り、その嵌り込んだ状態を維持し、これにより、間隔変更手段１６の回転を困難にして各変位手段１５の他端部が不用意に変位することを抑制可能となっている。

【0026】

ここで、ボール回転体２９と間隔変更手段１６とは磁性によって付着した状態を維持可能、つまり、変位手段１５の他端部１５Ｂがベース軸心１２Ａに接近する方向の力を磁性によって付与可能に設けられている。ボール回転体２９と間隔変更手段１６とが磁性によって付着可能な限りにおいて、磁石となる部材は適宜変更可能であり、例えば、ボール回転体２９を磁石とし、間隔変更手段１６を鉄としたり、その反対にボール回転体２９を鉄とし、間隔変更手段１６を磁石としたり、これら両方を磁石としてもよい。また、シャフト２５を磁石により構成することでボール回転体２９が磁力を発揮するようにしてもよい。ここにおいて、前述した磁力を発揮する何れかの部材により第１付勢手段が構成される。なお、この第１付勢手段は、変位手段１５の一端部１５Ａ側にばね部材を設け、当該ばね部材の弾力を介してボール回転体２９と間隔変更手段１６との付着を維持するようにしてもよい。

【0027】

また、フレーム１１の表面（右面）面側には、第２付勢手段３６が設けられている。第２付勢手段３６は、フレーム１１の表面から突出する軸受３７と、この軸受３７に回転軸３８を介して回転可能に設けられた押え部材３９とを備えている。押え部材３９には、回転軸３８周りに押え部材付勢手段としての巻きばね４０を収容する穴３９Ａが形成され、当該巻きばね４０は、一端が軸受３７に固定され、他端が押え部材３９に固定されることで、押え部材３９の自由端側が左側に向かう方向に付勢する。押え部材３９は、回転ベース１２周りに巻き取られる前の長尺体ＢＬの他方の側端（右端）に接触可能に設けられ、長尺体ＢＬを積極的にガイド面１３Ａに当接させるようになっている。

【0028】

次に、本実施形態の回転支持装置１０による長尺体ＢＬの巻き取り方法を説明する。

【0029】

巻き取りを行う準備として、間隔変更手段１６の受容手段３３に各変位手段１５のボール回転体２９を磁性によって付着させ、図１に示されるように、移動制限手段３４にボール回転体２９が受容されるよう、間隔変更手段１６を回転操作して移動させる。これにより、各変位手段１５及び各ガイド部１３がヒンジ部１８を介して変位する。
このとき、回転体２２は、シャフト２５がベース軸心１２Ａと平行となった状態（図３（Ｂ）の状態）から、間隔調整手段１６を左方向に移動すると、シャフト２５と回転体２２との相対回転が凹部３０により規制され、更に間隔変更手段１６を左方向に移動させることで、ヒンジ部１８により変位手段１５とガイド手段１３とが一緒に回動変位する。そして、図３（Ａ）に示されるように、各変位手段１５のシャフト２５がベース軸心１２Ａと平行な仮想線ＶＬより角度β傾いた状態となり、ガイド面１３Ａがベース軸心１２Ａと直交する面ＶＦより左方向に角度γ傾いた状態となる。角度γは、角度βと同じでもよいし小さくてもよいし、大きくてもよい。

【0030】

そして、図３（Ａ）の状態で、シャフト２５に長尺体ＢＬのリード端を接着テープや接着材等の固定手段によって固定した後、回動モータＤＭを作動することにより、長尺体ＢＬがシャフト２５周りに直接巻き取られる。この巻き取りによって巻き取られた長尺体ＢＬは巻取体となり、当該巻取体における変位手段１５の基端部（一端部１５Ａ）側の巻取径である基端側径Ｄ１を、変位手段１５の自由端部（他端部１５Ｂ）側の巻取径である自由端側径Ｄ２よりも小さくし、巻取体をガイド手段１３側に片寄らせる姿勢、即ち、異径巻取姿勢を常に維持し、たとえ長尺体ＢＬの巻き取量が多くなったとしても当該巻取体の巻き崩れを防止できるようになっている。このとき、第２付勢手段３６の押え部材３９により、長尺体ＢＬがガイド面１３Ａに接近するように付勢することで、異径巻取姿勢を更に維持し易くなる。

【0031】

所定量の長尺体ＢＬの巻き取りによって形成された巻取体を回転支持装置１０から抜き取るときは、間隔変更手段１６を回転操作して当該間隔変更手段１６を右方向に移動させる。これにより、ヒンジ部１８を介してガイド部１３及び変位手段１５が回動変位され、図３（Ｂ）に示される状態でガイド手段１３の回動が変位制限手段によって制限され、更に間隔変更手段１６を右方に移動させることで、各変位手段１５が回転体２２と相対回転し、図３（Ｃ）に示されるように、シャフト２５がベース軸心１２Ａと平行な仮想線ＶＬより角度α傾いた状態となる。このとき、変位手段１５の他端部１５Ｂ間の距離は、同一端部１５Ａ間の距離より小さくなることにより、巻取体の内周面と変位手段１５との間に隙間が形成され、抜き取り作業に支障が生じることがない。

【0032】

従って、このような実施形態によれば、ガイド手段１３の自由端部が変位手段１５に追従して変位可能となるので、長尺体ＢＬの巻取量が多くなっても、異形巻取姿勢を維持することができ、巻取体の巻き崩れを防止することができる。しかも、回転ベース１２や回動モータＤＭが傾斜するように変位させなくてもよいので、従来に比べて構造を簡略にしたり、装置全体を小型にすることが可能となる。

【0033】

また、ガイド手段１３は、自由端部が面ＶＦより右方向に回動することを規制されるので、巻取体を抜き取る時に、変位手段１５の他端部１５Ｂを狭めすぎたとしても、巻取体の外縁部がガイド手段１３の他端部側に押し出されて当該巻取体が巻き崩れることを防止することが可能となる。なお、変位制限手段５０のねじやシャフト等の底面２２Ｂからの出没量を変更し、ガイド手段１３の自由端部が面ＶＦより左側又は、右側でその回動が規制されるように調整することができる。

【0034】

更に、磁性によって受容手段３３とボール回転体２９との付着を維持できるので、間隔変更手段１６の操作により変位手段１５を円滑に回動変位でき、受容手段３３とボール回転体２９とが不用意に離れることを抑制可能となる。これにより、巻取体の抜き取り時に、その内周面と変位手段１５との隙間を大きく確保でき、抜き取り作業に負担が生じることを回避することが可能となる。

【0035】

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

【0036】

例えば、図４に示されるように、ガイド手段１３を変位手段１５に追従して変位することのない構成とし、長尺体ＢＬの巻取量が多くなるに従って、当該ガイド手段１３の自由端部が変位するようにしてもよい。この場合、ガイド手段１３が弾性変形する構成としたり、ガイド手段１３の基部がヒンジ部１８と同等の構成で回転ベース１２に回転可能に支持される構成としたりすることによって、当該ガイド手段１３の自由端部の変位を許容するようにすることができる。
また、前記実施形態では、回転支持装置として長尺体ＢＬを巻き取るものを例示したが、回転支持装置としては、予め巻回されている長尺体ＢＬを繰り出すものであってもよい。
更に、前記実施形態では、変位手段１５に長尺体ＢＬを直接巻き付けて当該長尺体ＢＬを巻き取ったが、変位手段１５に筒状の巻き芯を装着し、当該変位手段１５に長尺体ＢＬを巻き付けて間接的に長尺体ＢＬを巻き取ってもよい。

【0037】

更に、テーパ部３２における受容手段３３の形成を省略したり、ボール回転体２９を設けずに、変位手段１５の他端部１５Ｂが直接間隔変更手段１６に接触する構成としたりしてもよい。
また、第１付勢手段、回転体付勢手段、押え部材付勢手段としてはゴムや樹脂等の弾性部材や、板ばね等の他のものを採用することができる。
更に、変位制限手段は、ねじやシャフト等を用いることなく、回転体２２の底面２２Ｂが変位手段支持部１２Ｂの外周に直接当接して、ガイド手段１３の変位範囲を変更可能としてもよい。

【0038】

また、前記ガイド手段１３及び変位手段１５の設置数は、３体以下又は、５体以上にする等、適宜増減してもよい。

【0039】

更に、間隔変更手段１６の移動機構は、雄ねじ及び雌ねじ１６Ａのねじ機構を省略して間隔変更手段１６をベース軸心１２Ａの延出方向に直線的にスライドするタイプとしたり、モータ、エアシリンダ等の駆動機構を駆使して自動で進退するタイプとしたりしてもよい。
更に、回動モータＤＭを設けることなく手動で回転ベース１２を回転させてもよい。
また、長尺体ＢＬとしては、帯状の接着シートや帯状の接着シートが仮着されていた剥離シート、その他、紙、布、鋼板、ベルト、樹脂、木板などであってもよく、長尺の糸、紐、針金、コード、チューブ、ホースなどであってもよい。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエタ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

【符号の説明】

【0040】

１０ 回転支持装置
１１ フレーム
１２ 回転ベース
１２Ａ ベース軸心
１３ ガイド手段
１３Ａ ガイド面
１５ 変位手段
１６ 間隔変更手段
５０ 変位制限手段
ＢＬ 長尺体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】