特許 7395535 配線収容装置

(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】

(24)【登録日】2023-12-01

(45)【発行日】2023-12-11

(54)【発明の名称】配線収容装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 75/38 20060101AFI20231204BHJP

   B65H 75/48 20060101ALI20231204BHJP

【ＦＩ】

B65H75/38 Z

B65H75/48 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021053640

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150853

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2022-11-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000132161

【氏名又は名称】株式会社スギノマシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京

(72)【発明者】

【氏名】高倉 栄次

(72)【発明者】

【氏名】大島 遥平

【審査官】田村 佳孝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１０２５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭３９－０３５７５１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開昭５１－００２０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０２０１１１２４７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】西独国特許出願公開第０３０４２０５５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／１２４５３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０００１３００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ７５／３８

Ｂ６５Ｈ ７５／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体と、
前記本体内に固定され、配線を前記本体の第１側で巻き付ける固定用ドラムと、
前記本体に収容され、前記配線を前記本体の第２側で巻き付ける移動用ドラムであって、主軸と副歯車用軸とを有する移動用ドラムと、
前記移動用ドラムを前記固定用ドラムに対して移動させる移動部と、
前記移動用ドラムを回転させる回転部と、
前記配線の巻き取りや繰り出し時における回転を伝達し、前記固定用ドラムおよび前記移動用ドラムの少なくとも一方に配置される歯車部であって、
前記移動用ドラムの前記主軸に固定される固定歯車と、
前記主軸に空転するように軸支される主歯車と、
前記副歯車用軸に空転するように軸支され、前記固定歯車と係合する第１副歯車と、
前記主歯車と係合する調整歯車と、
前記副歯車用軸に空転するように軸支され、前記調整歯車と係合し、連結部で連結される第２副歯車と、
を有する歯車部と、
を有する、配線収容装置。

【請求項2】

前記固定用ドラムと前記移動用ドラムは、前記配線を交互に巻き付け可能である、
請求項１に記載の配線収容装置。

【請求項3】

駆動用回転軸を回転させる駆動源を更に有し、
前記移動部は、
前記移動用ドラムと連結する移動用軸と、
前記移動用軸と連結する移動部本体と、
前記駆動源の回転を、前記駆動用回転軸を介して、前記移動部本体に伝達する移動用ベルトと、
前記移動用ベルトの回転に伴い、前記移動部本体を移動させる移動用溝と、を有する、
請求項１又は２に記載の配線収容装置。

【請求項4】

前記回転部は、
前記移動用ドラムの前記主軸と連結する移動用スプロケットと、
前記移動用スプロケットの回転に伴い、前記移動用ドラムを回転させるスプロケット係合部と、を有する、
請求項１～３のいずれかに記載の配線収容装置。

【請求項5】

前記歯車部は、
前記配線が繰り出される側に配置される第１の歯車部であって、第１の直径を有する第１の主歯車を有する第１の歯車部と、
前記第１の歯車部よりも、前記配線が巻き取られる側に配置される第２の歯車部であって、第２の直径を有する第２の主歯車を有する第２の歯車部と、を有する、
請求項１～４のいずれかに記載の配線収容装置。

【請求項6】

前記移動用ドラムに前記配線を支持する補助用ローラを更に有する、
請求項１～５のいずれかに記載の配線収容装置。

【請求項7】

複数の前記移動用ドラムを有し、
各前記移動用ドラムの前記主歯車は、異なる直径を有する、
請求項１～６のいずれかに記載の配線収容装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配線収容装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、配線を利用する場合には、ドラム等に巻き付けた配線が必要な分だけ繰り出される。配線を利用しない場合には、ドラム等に配線を巻き付けて巻き取る。

【0003】

例えば、特許第４０７１１２６号公報（以下、「特許文献１」）には、アンダーロール式の巻取り・繰出し装置が開示されている。この巻取り・繰出し装置は、回転するアンダーロール上にドラムを載せて、ケーブル等の線状体の巻き取りや繰り出しを行なう。大小２種類のアンダーロールを配置し、２種類のアンダーロールの距離を調整することによって、ドラムの動きを円滑化させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の巻取り・繰出し装置は、ドラムの巻き取りや繰り出しを円滑化することはできるものの、アンダーロールとドラムの両方が必要であり、装置が大型化してしまう。

【0005】

また、配線を繰出す際、ドラムに巻き付いている配線は、巻き付いている箇所によって繰り出すために必要な動力（回転数）が異なる。具体的には、配線と連結する作業用の走行車やロボット等に近く、最初に配線が繰り出される箇所よりも、走行車やロボット等から遠く、最後に配線が繰り出される箇所の方が、大きな動力（回転数）が必要となる。そのため、個別に動力（回転数）を設定しなければ、配線をうまく巻き取り、繰り出せない。

【0006】

また、配線の巻き取りや繰り出しを繰り返すと、配線がねじれてしまい、断線の要因となる。そうした断線を防ぐため、ねじり防止ジョイント等を利用することもできるが、配線のねじりを根本的に回避することはできず、余計な手間がかかってしまう。

【0007】

さらに、従来の遊星歯車の原理を利用する場合、中心に配置する太陽歯車の周りに、遊星歯車を配置することで回転の伝達効率を向上させる。ここで、回転数を増加させようとすると、太陽歯車自体を大きくするか、太陽歯車や遊星歯車のピッチ数を細かく調整しなければならず、より小型で、かつ、動力（回転数）をより一層細かく調整可能な機構が求められていた。

【0008】

本発明は、配線のねじりを防止し、ドラム内で配線に要する動力（回転数）を調整でき、スペースを小型化できる配線収容装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の配線収容装置は、
本体と、
前記本体内に固定され、配線を前記本体の第１側で巻き付ける固定用ドラムと、
前記本体に収容され、前記配線を前記本体の第２側で巻き付ける移動用ドラムと、
前記移動用ドラムを前記固定用ドラムに対して移動させる移動部と、
前記移動用ドラムを回転させる回転部と、
を有する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の配線収容装置によれば、配線のねじりを防止し、ドラム内で配線に要する動力（回転数）を調整でき、スペースを小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】巻き取り時における実施形態の配線収容装置の斜視図

【図2】繰り出し時における実施形態の配線収容装置の斜視図

【図3】実施形態の配線収容装置の上面図

【図4】実施形態の配線収容装置の歯車部の詳細を示す斜視図

【図5】実施形態の配線収容装置の歯車部の詳細を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。

【0013】

（配線収容装置の構成）
本実施形態の配線収容装置１は、走行車Ａに接続された配線Ｃの巻き取りや繰り出しを行なう。走行車Ａを利用する場合、必要な分の配線Ｃを繰り出す。走行車Ａを利用しない場合、繰り出した分の配線Ｃを巻き取る。配線収容装置１は、本体２と、固定用ドラム３と、移動用ドラム４と、移動部７と、回転部８と、を有する。

【0014】

本実施形態においては、配線Ｃを走行車Ａに接続しているが、各種装置や機構等、配線Ｃを用いるものに利用できる。配線Ｃは、供給源（不図示）から供給される電気や流体等を走行車Ａに供給する配線であればよく、限定はしない。作業現場に応じて、大きさ、長さ、強度、耐圧性、耐電性等の特性を有するものを選択できる。配線Ｃは、固定用ドラム３と移動用ドラム４に交互に巻き付けられる。

【0015】

本体２は、固定用ドラム３や移動用ドラム４を収容するケーシングである。配線Ｃの巻き取り時と繰り出し時で、固定用ドラム３と移動用ドラム４の距離が異なる。具体的には、図１に示すように、配線Ｃの巻き取り時には、固定用ドラム３と移動用ドラム４は本体２内で最も離れた距離となる。図２に示すように、配線Ｃの繰り出し時には、固定用ドラム３と移動用ドラム４は本体２内で最も近い距離となる。本体２は、長方形状の立方体であることが好ましい。なお、本体２は、固定用ドラム３や移動用ドラム４の位置が固定でき、配線Ｃの初期繰り出し長さに相当する移動用ドラム４の移動距離を確保できる形状であればよい。

【0016】

固定用ドラム３は、移動用ドラム４と対峙し、配線Ｃを本体２の第１側で巻き付ける。固定用ドラム３は、固定軸３ａに回転可能に軸支される。固定軸３ａは、固定用スプロケット３ｃに固定される。固定用ドラム３には、複数の凹状通路３ｂが形成される。複数の凹状通路３ｂには、配線Ｃが巻き付けられる。

【0017】

移動用ドラム４は、固定用ドラム３と対峙し、配線Ｃを本体の第２側で巻き付ける。移動用ドラム４は、主軸１０に回転可能に軸支される。主軸１０は、移動用スプロケット８ａや移動部本体７ｄに固定される。移動用ドラム４には、複数の凹状通路４ａが形成される。複数の凹状通路４ａには、配線Ｃが巻き付けられる。

【0018】

移動部７は、図３に示すように、スライド機構であり、移動用ドラム４を固定用ドラム３側に移動させる。移動用ドラム４が固定用ドラム３側に移動することによって、配線Ｃが繰り出され、走行車Ａを使用したい箇所で駆動させることができる。移動部７は、移動用軸７ａと、移動用ベルト７ｂと、移動用溝７ｃと、移動部本体７ｄと、を有する。

【0019】

駆動源Ｍの駆動に伴い、駆動用回転軸６が回転する。駆動用回転軸６の回転が、移動用ベルト７ｂを介して移動用軸７ａに伝達される。そして、移動部本体７ｄを移動用溝７ｃに沿って移動させることによって、移動用ドラム４が移動する。
駆動源Ｍは、図３に示すように、動力源であり、駆動用回転軸６を回転させる。駆動源Ｍは、例えば、各種エアモータ、電動モータ、流体圧モータ等である。駆動用回転軸６の回転数を調整するために、減速機５が配置される。

【0020】

移動用軸７ａは、移動部本体７ｄ内に配置され、移動用ドラム４と連結する。
移動用ベルト７ｂに従動して、移動部本体７ｄおよび移動用ドラム４が移動する。
移動用ベルト７ｂは、駆動源Ｍの回転を、駆動用回転軸６を介して移動用ドラム４に伝達する。移動用ベルト７ｂは、例えば、ゴム等のベルトや金属製のチェーンである。移動用ドラム４および配線Ｃの重量に応じて、適宜、移動用ベルト７ｂを選択できる。

【0021】

移動用溝７ｃは、移動用ベルト７ｂの回転に伴い移動部本体７ｄを移動させる。移動部本体７ｄの一部が移動用溝７ｃを移動することで、移動用ドラム４が移動する。移動用溝７ｃは、レールになる機構であればよく、各種スライド機構を用いることができる。

【0022】

移動部本体７ｄは、移動用軸７ａと連結される。移動用ベルト７ｂの回転に伴い、移動部本体７ｄは、移動用溝７ｃに沿って移動用ドラム４を移動させる。

【0023】

移動用ベルト７ｂとは別に、固定用ベルト３ｄが設けられる。固定用ベルト３ｄは、駆動源Ｍの回転を、駆動用回転軸６を介して固定用ドラム３に伝達する。固定用ドラム３と連結する固定用スプロケット３ｃを固定用ベルト３ｄの回転に伴って動かすことにより、固定用ドラム３が回転する。なお、移動用ドラム４と固定用ドラム３のそれぞれに伝達する駆動源Ｍの回転数は、固定用スプロケット３ｃおよび移動用スプロケット８ａの大きさやピッチ数で調整可能である。

【0024】

なお、移動部７は、移動用ドラム４の片側に配置されても、移動用ドラム４の両側に配置されてもよい。移動用ベルト７ｂと移動用軸７ａを移動用ドラム４の両側に配置し、駆動源Ｍの回転を駆動用回転軸６を介して伝達する。そして、移動部本体７ｄと移動部本体７ｅを移動用溝７ｃに沿って往復移動させることで、配線Ｃの巻き取りや繰り出しを行なう。
なお、移動部本体７ｄは、移動用ベルト７ｂ側に配置される。移動部本体７ｅは、移動用ベルト７ｂと反対側に配置される。

【0025】

回転部８は、移動用ドラム４を回転させる。回転部８は、移動用スプロケット８ａと、スプロケット係合部８ｂと、を有する。移動用ドラム４が駆動源Ｍの駆動に伴って固定用ドラム３側に移動する際、移動用ドラム４と連結する移動用スプロケット８ａがスプロケット係合部８ｂに沿って回転する。これによって、移動用ドラム４も回転する。

【0026】

移動用スプロケット８ａは、移動用ドラム４の主軸１０と連結する。移動用スプロケット８ａには、全周に亘って溝や段差（凹凸）等を形成される。そのため、移動用スプロケット８ａは、スプロケット係合部８ｂに係合しながら回転できる。

【0027】

スプロケット係合部８ｂは、移動用スプロケット８ａの回転に伴い、移動用ドラム４を回転させる。スプロケット係合部８ｂは、本体２に連結される。スプロケット係合部８ｂは、移動用スプロケット８ａに形成される溝や段差（凹凸）等に係合可能である。

【0028】

駆動源ＭのＯＮ／ＯＦＦは、操作盤（不図示）により切り換えられる。これにより、移動部７による移動用ドラム４の移動および回転部８の移動用スプロケット８ａの回転が操作される。また、必要な分の配線Ｃの繰り出しまたは巻き取り量の操作も管理できる。

【0029】

移動用ドラム４および固定用ドラム３内を構成する歯車部１２の詳細について、図４および図５を参照しながら説明する。
移動用ドラム４と固定用ドラム３に巻き付けられる配線Ｃを繰り出す際、配線Ｃは、凹状通路４ａや凹状通路３ｂに沿って繰り出される。このとき、走行車Ａの接続部に近い側（最初に繰り出される側）よりも、走行車Ａの接続部に遠い側（最後端に近い側）に巻き付いている配線Ｃを繰り出すための動力の方が大きい。

【0030】

固定用ドラム３および移動用ドラム４の少なくとも一方は、歯車部１２を有する。歯車部１２は、配線Ｃの巻き取りや繰り出し時における回転（公転、自転）を伝達する。歯車部１２は、主軸１０と、固定歯車１３と、主歯車１４と、副歯車１５と、調整歯車１６と、を有する。以下、移動用ドラム４が歯車部１２を有する場合を例に、詳細を説明する。

【0031】

移動用スプロケット８ａや移動用ドラム４の凹状通路４ａの枠体に、主軸１０と副歯車用軸１１が固定される。固定歯車１３は、主軸１０に固定される。副歯車１５は、副歯車用軸１１に回転（自転）可能に軸支される。移動用スプロケット８ａの回転（公転）に伴って、固定歯車１３と副歯車１５が係合し、配線Ｃの巻き取りや繰り出しを行なう。また、主軸１０には、主歯車１４が回転（自転）可能に軸支される。調整歯車１６は、副歯車１５と連結し、回転（自転）しない。調整歯車１６を介し、移動用スプロケット８ａの回転（公転）に伴う主歯車１４の回転（自転）と副歯車１５の回転（自転）を調整することで、ドラム内で配線に要する動力（回転数）が調整される。

【0032】

主軸１０は、移動用ドラム４の主軸であり、移動用ドラム４の中心を挿通する。また、主軸１０は、移動用スプロケット８ａの中心を挿通し移動用軸７ａに連結する。

【0033】

固定歯車１３は、主軸１０に固定される。そのため、固定歯車１３は、移動用軸７ａと連動して回転せずに移動する。固定歯車１３は、移動用スプロケット８ａ側、すなわち、配線Ｃの最後端（末端）側に配置される。

【0034】

主歯車１４は、主軸１０に回転（自転）可能に軸支される。固定歯車１３は、主軸１０に固定されており、動力（回転数）を伝達するための根幹となる。主歯車１４は、各移動用ドラム４の凹状通路４ａ内で必要な動力（回転数）を調整する。凹状通路４ａの数に応じて、歯車部１２の数が決まる。走行車Ａの接続部に近い側、すなわち、最初に繰り出される側において、主歯車１４の直径を大きく設定する。走行車Ａの接続部に遠い側、すなわち、最後端に近い側において、主歯車１４の直径が小さく設定する。これにより、動力（回転数）が調整される。また、主歯車１４は、移動用ドラム４に結合する。

【0035】

副歯車１５は、移動用スプロケット８ａと結合する移動用ドラム４に連結する副歯車用軸１１に回転（自転）可能に軸支される。副歯車１５は、固定歯車１３および主歯車１４と係合する。具体的には、副歯車１５は、固定歯車１３と係合する歯車と、主歯車１４と係合する歯車を別々に有する。これにより、動力（回転数）が調整され、各歯車同士の噛み合いを効率的に行なう。なお、移動用ドラム４を介さずに、移動用スプロケット８ａに副歯車用軸１１を連結してもよい。

【0036】

調整歯車１６は、副歯車１５と連結し、回転（自転）しない。調整歯車１６は、移動用スプロケット８ａの回転（公転）に伴う主歯車１４の回転（自転）と副歯車１５の回転（自転）を調整することで、ドラム内で配線に要する動力（回転数）を調整する。

【0037】

移動用ドラム４が４つの凹状通路４ａを有する場合を説明する。このとき、少なくとも３セットの歯車部１２が必要である。歯車部１２は、固定歯車１３と、主歯車１４と、副歯車１５と、調整歯車１６の係合と、移動用スプロケット８ａの回転（公転）および各歯車の回転（自転）で機能する。

【0038】

図５に示すように、第１の歯車部１２ａは、第１の固定歯車１３ａと、第１の主歯車１４ａと、第１の副歯車１５ａと、第１の調整歯車１６ａとを有する。同様に、第２～第３の歯車部１２ｂ～１２ｃは、それぞれ、第２～３の固定歯車１３ｂ～ｃと、第２～３の主歯車１４ｂ～ｃと、第２～３の副歯車１５ｂ～ｃと、第２～３の調整歯車１６ｂ～ｃとを有する。第１の歯車部１２ａは、走行車Ａの接続部に遠い側、すなわち、最後端に近い側の凹状通路４ａに対応する。第２の歯車部１２ｂは、第１の歯車部１２ａよりも、走行車Ａの接続部に近い側の凹状通路４ａに対応する。第３の歯車部１２ｃは、第２の歯車部１２ｂよりも、走行車Ａの接続部に近い側の凹状通路４ａに対応する。
主歯車１４の大きさを、第１の主歯車１４ａ＞第２の主歯車１４ｂ＞第３の主歯車１４ｃとする。これによって、配線Ｃに要する動力（回転数）が調整される。これによって、配線Ｃの巻き取りや繰り出しにおける配線Ｃのたわみを抑制する。

【0039】

以上、移動用ドラム４が歯車部１２を有する場合を例に、詳細を説明した。移動用ドラム４が４つの凹状通路４ａを有する場合、固定用ドラム３は、３つの凹状通路３ｂを有する必要がある。固定用ドラム３が上述した歯車部１２の構造を有することによって、固定用ドラム３および移動用ドラム４の両端における配線Ｃに要する動力（回転数）を調整できるとともに、配線Ｃのたわみを改善できる。

【0040】

さらに、配線Ｃのたわみを一層改善するために、移動用ドラム４に配線Ｃを支持する補助用ローラ９を配置してもよい。補助用ローラ９は、図１に示すように、固定用ドラム３の凹状通路３ｂや移動用ドラム４の凹状通路４ａ内に配線Ｃが収まるように規制する。
支持部１８には、複数の補助用ローラ軸９ａが固定される。各補助用ローラ軸９ａは、複数の補助用ローラ９を回転可能に支持する。

【0041】

また、配線Ｃのより効果的に繰り出すために、配線収容装置１の外部で、走行車Ａとの間に、別途繰り出し用の駆動源Ｍ２を配置し、送り出しローラで配線Ｃを規制した状態で繰り出しまたは巻き取りを行なってもよい。

【0042】

以上、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0043】

１ 配線収容装置
２ 本体
３ 固定用ドラム
３ａ 固定軸
３ｂ 固定用ドラムの凹状通路
３ｃ 固定用スプロケット
３ｄ 固定用ベルト
４ 移動用ドラム
４ａ 移動用ドラムの凹状通路
５ 減速機
６ 駆動用回転軸
７ 移動部
７ａ 移動用軸
７ｂ 移動用ベルト
７ｃ 移動用溝
７ｄ 移動部本体（移動用ベルト側）
７ｅ 移動部本体（移動用ベルト反対側）
８ 回転部
８ａ 移動用スプロケット
８ｂ スプロケット係合溝
９ 補助用ローラ
９ａ 補助用ローラ軸
１０ 主軸
１１ 副歯車用軸
１２ 歯車部
１３ 固定歯車
１４ 主歯車
１５ 副歯車
１６ 調整歯車
１７ 連結部
１８ 支持部
Ｃ 配線
Ａ 走行車
Ｍ 駆動源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】