(57)【要約】      （修正有）【課題】機械的損傷や破断からケーブルを保護し、それによってケーブルの長寿命化を図ると共に、キンク時の耐久性向上、さらに取り付け性に優れたケーブル保護チューブおよびケーブル保護装置を提供する。【解決手段】ケーブルを挿通させてケーブルを外部から保護するためのケーブル保護チューブ１００であって、布材およびエラストマーが一体化されてなり、チューブ１００の軸方向に沿って内周凸部１１０と内周凹部１１１、および外周凸部１２０と外周凹部１２１が交互に連続したスパイラル状に形成されている。【選択図】図１
2016086600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルを挿通させてケーブルを外部から保護するためのケーブル保護チューブであって、布材およびエラストマーが一体化されてなり、外周面および内周面の一方または両方が、チューブの軸方向に沿って凹凸が交互に連続したスパイラル状に形成されていることを特徴とするケーブル保護チューブ。
【請求項２】
外周面にある前記凹凸の凹部内にこの凹部に沿ってコイルスプリングが装着されている請求項１に記載のケーブル保護チューブ。
【請求項３】
内周面が平滑である請求項１または２に記載のケーブル保護チューブ。
【請求項４】
ケーブルを挿通させてケーブルを外部から保護するためのケーブル保護チューブであって、布材およびエラストマーが一体化されてなる内筒部と、この内筒部の外周面に外挿されたコイルスプリングとを備えたことを特徴とするケーブル保護チューブ。
【請求項５】
前記内筒部の外周面に外挿されたコイルスプリングの外表面に、布材およびエラストマーが一体化されてなる外皮層が形成された請求項４に記載のケーブル保護チューブ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のケーブル保護チューブと、この保護チューブの一端部または両端部に取り付けられた取付アダプタとを備え、
前記取付アダプタは、前記保護チューブの有するスパイラル状の凹凸に螺合するねじ部を有することを特徴とするケーブル保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットの可動アーム等の可動装置において、可動装置と共に可動するケーブルを機械的損傷から保護するためのケーブル保護チューブおよびこれを用いたケーブル保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットの多関節アーム等を動作させるために、産業用ロボットの機体外部にケーブルが配線されることがある。産業用ロボットの多関節アームは３次元的な運動をするため、ケーブルは周辺機器や他設備と干渉しても損傷しないようにケーブル保護カバーで保護されている。
【０００３】
このようなケーブル保護カバーとして、コイルバネの内部にケーブルを挿通して、このケーブルを機械的損傷から保護する保護バネが知られている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、保護バネが硬い金属製のコイルバネなどからなる場合，ケーブルとバネ体との擦れによりケーブルが磨耗して損傷する可能性がある。
【０００４】
一方、特許文献２には、産業用ロボットの動作に追従して変形可能な蛇腹状の樹脂製コルゲートチューブをケーブル保護カバーとして用いることが提案されている。
しかしながら、コルゲートチューブでは、取り付け端部の固定が難しく、後加工で円筒状に加工する必要があり、加工工数が余計にかかる。一方で、蛇腹状のまま取り付け端部に固定しようとした場合、取り付け端部においてコルゲートチューブに割れが入る可能性が高くなり、耐久性の劣化をまねく。また、大きな曲げが発生した場合、蛇腹部がキンク（折れ曲がる）し、その部分から亀裂が入りやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２４１１５号公報
【特許文献２】国際公開第２００１−０３１２４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、機械的損傷や破断からケーブルを保護し、それによってケーブルの長寿命化を図ると共に、キンク時の耐久性向上、さらに取り付け性に優れたケーブル保護チューブおよびケーブル保護装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題解決のための具体的手段、すなわち、本発明は以下の構成からなる。
（１）ケーブルを挿通させてケーブルを外部から保護するためのケーブル保護チューブであって、布材およびエラストマーが一体化されてなり、外周面および内周面の一方または両方が、チューブの軸方向に沿って凹凸が交互に連続したスパイラル状に形成されていることを特徴とするケーブル保護チューブ。
（２）外周面にある前記凹凸の凹部内にこの凹部に沿ってコイルスプリングが装着されている（１）に記載のケーブル保護チューブ。
（３）内周面が平滑である（１）または（２）に記載のケーブル保護チューブ。
（４）ケーブルを挿通させてケーブルを外部から保護するためのケーブル保護チューブであって、布材およびエラストマーが一体化されてなる内筒部と、この内筒部の外周面に外挿されたてコイルスプリングとを備えたことを特徴とするケーブル保護チューブ。
（５）前記内筒部の外周面に外挿されたコイルスプリングの外表面に、布材およびエラストマーが一体化されてなる外皮層が形成された（４）に記載のケーブル保護チューブ。
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載のケーブル保護チューブと、この保護チューブの一端部または両端部に取り付けられた取付アダプタとを備え、前記取付アダプタは、前記保護チューブの有するスパイラル状の凹凸に螺合するねじ部を有することを特徴とするケーブル保護装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のケーブル保護チューブは、布材およびエラストマーが一体化されているので、ケーブルとの擦れ合い等による摩耗が抑制されると共に、外部からの力による損傷や破断からケーブルを保護することができるので、ケーブルの長寿命化が可能となる。また、使用時に大きな曲げが発生してキンクしたとしても、その部分から亀裂が入りにくく、キンク時の耐久性に優れる。加えて、金属製のケーブル保護バネなどに比べ軽量化することができる。
さらに、本発明のケーブル保護チューブは、軸方向に沿ってスパイラル状に形成されているので、スパイラル形状を利用して、取付アダプタを両端部（取り付け端部）にねじ込むだけで固定することができるので、取り付け性に優れる。加えて、布材を基材にしようとしていることから、薄くても強度が高く、しかも柔軟性があるので、低負荷抵抗で屈曲することができ、曲げ抵抗を小さくすることができる。
従って、本発明のケーブル保護チューブは、産業用ロボットの多関節アーム等の可動装置を動作させるために可動装置より外にあるケーブルを挿通して保護するのに好適であり、可動装置の軽量化・高剛性・高速化にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るケーブル保護チューブの外観側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すケーブル保護チューブの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るケーブル保護装置の概略断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の他の実施形態に係るケーブル保護チューブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
〔本発明の一実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係るケーブル保護チューブ１００を示している。ケーブル保護チューブ１００は、その内部にケーブルを挿通して、ケーブルを機械的損傷や破断から保護するものであり、布材およびエラストマーを一体化して形成され、外周面および内周面には凹凸が軸方向に沿って一端から他端にかけて連続してスパイラル状に形成されている。
【００１２】
すなわち、保護チューブ１００の壁部は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、断面が波状に形成されており、内周面にはスパイラル状に内周凸部１１０および内周凹部１１１が交互に形成されており、外周面には内周面と同様にスパイラル状に外周凸部１２０および外周凹部１２１が交互に形成されている。これらの内周凸部１１０と内周凹部１１１、および外周凸部１２０と外周凹部１２１は、いずれもスパイラル状に形成されているので、ねじ溝としてそのまま使用可能であり、後述のように端部に取付アダプタ２１０を螺合することができる。
【００１３】
内周凸部１１０の高さＨｉやピッチＰｉは、屈曲性等を考慮して適宜選択すればよく、通常、内周凸部１１０の高さＨｉは１．０〜１２ｍｍ程度、ピッチＰｉは２．０〜３０．０ｍｍ程度で、ねじの条数は１条から４条位がよい。
【００１４】
このように、内周凸部１１０と内周凹部１１１、および外周凸部１２０と外周凹部１２１がスパイラル状に形成されているので、ケーブル保護チューブ１００の曲げ抵抗を低減するとともに、布材による補強と相まって、大きな曲げが発生しても、隣接する外周凸部１２０同士が接触することによりキンクしにくく耐キンク性を向上させることができる。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、外周凸部１２０は内周凹部１１１が形成されている部位の外周面側に、外周凸部１２１は内周凹部１１１が形成されている部位の外周面側にそれぞれ形成されている。従って、外周凸部１２０の高さＨｅは、通常、外周凸部１２０の高さＨｅは内周凸部１１０の高さＨｉと同様である。
【００１６】
ケーブル保護チューブ１００では、一端から他端にかけて、内周凸部１１０と内周凹部１１１、および外周凸部１２０と外周凹部１２１が一様に形成されているが、本発明はこれに限定されず、一端から他端にかけて、凹凸の断面形状やピッチは一様でなくともよく、一部に平坦な箇所があってもよい。さらに、外周面の凹凸は内周面の凹凸と同一形状であってもよく、異なる形状であってもよい。
【００１７】
ケーブル保護チューブ１００の外径や内径、厚さ、長さなどは、特に限定されず、使用環境や使用条件等に応じて適宜設定することができる。
【００１８】
ケーブル保護チューブ１００は、布材およびエラストマーを一体化して形成されている。ケーブル保護チューブ１００を構成する布材は、主に、外周面および内周面に形成されている凹凸の形状を保持するとともに、キンク時の耐久性を向上させるものである。さらに、布材は薄くても強度が高く、しかも柔軟性があるので、曲げ抵抗を小さくすることができる。
【００１９】
布材としては、織物布、編物布または不織布が挙げられる。布材の目付け量は、上述した布材の機能を発揮することができれば、使用環境等に応じて適宜調整すればよく、通常２０〜２００ｇ／ｍ２である。布材を構成する繊維の材質としては、例えば、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、テフロン(登録商標)繊維、液晶ポリマー繊維、ガラス繊維、綿糸などが挙げられる。
【００２０】
ケーブル保護チューブ１００を構成するエラストマーとしては、例えば、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、ポリブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、ミラブルウレタン、熱硬化性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタンまたは熱可塑性ポリエステルなどのエラストマーが挙げられ、これら一種以上が使用される。ケーブル保護チューブ１００を構成するエラストマーには、加硫剤、加硫促進助剤および補強剤が配合されてもよい。加硫剤としては、例えば、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、有機硫黄化合物、金属酸化物などが挙げられる。加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸、金属酸化物などが挙げられる。補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボンなどが挙げられる。さらに、例えば、老化防止剤、充填剤、可塑剤、粘着剤などもまた配合され得る。これら以外に、ケーブルとの摺動性をより低減させるために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、又は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤がエラストマーに含まれても良い。
【００２１】
このようにケーブル保護チューブ１００は、布材およびエラストマーを一体化して形成されているので、従来のような金属製のケーブル保護バネなどと比べて、軽量化できるとともに、金属製のバネとの擦れ合い等によるケーブルの摩耗を抑制し、ケーブルの損傷や破断が発生しにくく、ケーブルを長寿命化することができる。さらに、大きな曲げが発生してキンクしたとしても、その部分から亀裂が入りにくく、キンク時の耐久性を向上させることができる。
【００２２】
〔製造方法〕
ケーブル保護チューブ１００の製造方法は、特に限定されず、例えば、連続したスパイラル状に形成された内周凸部１１０および内周凹部１１１の転写用の型が外周面に形成された棒状の金型にエラストマーで含浸処理された複数枚の布材を順次巻きつけて積層し、これを軸方向に沿って連続してスパイラル状に形成された外周凸部１２０および外周凹部１２１の転写用の型が内周面に形成された金型で加圧加熱して、ケーブル保護チューブ１００が得られる。
【００２３】
エラストマーの布材への含浸処理は、エラストマーを溶剤等で溶解し液状とした後、布材を含浸処理する方法が好適に使用される。このようにエラストマーを布材に含浸処理することで、布材を補強することができると共に、適度な弾性を付与することができる。エラストマーの布材への含浸量は特に制限されるものではなく、適宜設定することができるが、通常１０ｇ／ｍ２以上、好ましくは２０〜２００ｇ／ｍ２であるのがよい。
含浸処理された布材の積層枚数は、形成する保護チューブの肉厚に応じて調整されるが、通常、１枚以上、好ましくは１〜３枚の含浸処理布材を積層し、加熱加圧成形を行う。
【００２４】
〔使用形態〕
ケーブル保護チューブ１００は、例えば、産業用ロボットの多関節アーム等の可動装置の外部に配線されたケーブルを内部に挿通して使用される。その際、図２に示すように、ケーブルを可動装置等の機器３００に配線するために、保護チューブ１００の端部を、取付アダプタ２１０を介して当該機器３００に接続することがある。
【００２５】
本実施形態におけるケーブル保護装置２００は、図２に示すように、ケーブル４００を挿通した保護チューブ１００と、この保護チューブ１００を機器３００に取り付けるための取付アダプタ２１０とを備える。
取付アダプタ２１０は、フランジ継手の形態を有し、外周面にねじ部２１１が形成された円筒部２１０ａと、ねじ挿通孔２１２が複数形成されたフランジ部２１０ｂとを有する。ここで、円筒部２１０ａに形成されたねじ部２１１は、保護チューブ１００の内周面に形成された内周凸部１１０と内周凹部１１１とからなるスパイラル状のねじ溝と螺合可能なように、当該ねじ溝と同ピッチで形成されている。
【００２６】
ケーブル保護チューブ１００の一端を機器３００に取り付けるためには、まず、ケーブル４００を挿通する機器３００の孔３０１の周縁部に取付アダプタ２１０のフランジ部２１０ｂを当接させ、機器３００に形成されたねじ穴３０２にねじ挿通孔２１２を介して取付ねじ２２０を螺入させて、取付アダプタ２１０を機器３００に取り付ける。ついで、ケーブル保護チューブ１００を取付アダプタ２１０の円筒部２１０ａ外周面に螺合させ、保護チューブ１００の取り付けを完了する。
なお、取付アダプタ２１０の機器３００の壁面への取り付けと、ケーブル保護チューブ１００の取付アダプタ２１０への接続とは、順序が前記と逆であってもよい。
【００２７】
このように、ケーブル保護チューブ１００への取付アダプタ２１０の接続は、ねじ溝を利用して簡単に行うことができるので、ケーブル保護チューブ１００の機器３００への取り付け性が向上する。
【００２８】
〔本発明の他の実施形態〕
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るケーブル保護チューブ１０１、１０２、１０３を示している。
図３（ａ）に示すケーブル保護チューブ１０１は、内周面１２１が平滑となっており、外周面に外周凸部１２２および外周凹部１２３が交互に連続したスパイラル状に形成されている。その他は、図１に示すケーブル保護チューブ１００と同様である。この実施形態では、保護チューブ１０１は、取付アダプタの円筒部内に内挿されて、円筒部内周面に形成されたねじ溝（図示せず）と螺合される。
【００２９】
図３（ｂ）に示すケーブル保護チューブ１０２は、スパイラル状に巻回された円柱状体１１６を接続部１１７によって接続した形態を有する。従って、円柱状体１１６が内周凸部１１２および外周凸部１１３となり、接続部１１７が内周凹部１１４および外周凹部１１５となる。その他は、図１に示すケーブル保護チューブ１００と同様である。
【００３０】
図３（ｃ）に示すケーブル保護チューブ１０３は、平滑な表面を有する内筒部１３０の外周面にコイルスプリング１３１に外挿し、さらにコイルスプリング１３１の外表面に外皮層１３２を形成したものである。この実施形態では、コイルスプリング１３１によって外表面に交互に連続した凹凸が形成される。内筒部１３０および外皮層１３２は、いずれも布材およびエラストマーを一体化して形成されており、コイルスプリング１３１を介して一体に加熱加圧して成形される。コイルスプリング１３１は金属製または樹脂製であり、線径やピッチは適宜設定可能である。
このように、コイルスプリング１３１が装着されることにより、ケーブル保護チューブ１０３が急角度で曲げられても、コイルスプリング１３１の復元力によりキンク(折れ曲がり)を防止することができ、強く大きな曲げに対する耐キンク性に優れる。その他は、図１に示すケーブル保護チューブ１００と同様である。
【００３１】
なお、以上の実施形態では、チューブの外周面および内周面の両方または外周面のみが、凹凸が交互に連続したスパイラル状に形成されている例を挙げたが、チューブの内周面のみが、凹凸が交互に連続したスパイラル状に形成されていてもよい。この場合には、チューブの内周面とケーブルとの接触が少なくなるので、ケーブルの摩耗を抑制するのに好適である。
【符号の説明】
【００３２】
１００、１０１、１０２、１０３    ケーブル保護チューブ
１１０    内周凸部
１１１    内周凹部
１２０    外周凸部
１２１    外周凹部
１３１    コイルスプリング
２００    ケーブル保護装置
２１０    取付アダプタ
３００    機器（可動装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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