(57)【要約】【課題】段差や溝、不整地でも走破性がよく、移動時の摩擦抵抗を小さくすることができ、破損しにくい長尺体支持装置を提供する。【解決手段】１対の半球殻体１１が、可撓性の長尺体１を両側から挟むようにして、互いに向かい合わせて長尺体１に取付可能になっている。各半球殻体１１は、長尺体１に取り付けた位置での、長尺体１の伸長方向に対して交差する第１軸、および、長尺体１の伸長方向に沿った第２軸を中心として一体的に回転可能に設けられている。移動支持部１２は、長尺体１をその伸長方向に沿って移動可能に固定するよう設けられている。第１駆動手段１３が、第１軸を中心として各半球殻体１１を回転させる第１モードと、移動支持部１２により長尺体１を移動させる第２モードとを選択的に実行可能に設けられている。第２駆動手段１４が、第２軸を中心として各半球殻体１１を回転可能に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の長尺体を両側から挟むようにして、互いに向かい合わせて前記長尺体に取付可能であり、前記長尺体に取り付けた位置での、前記長尺体の伸長方向に対して交差する第１軸、および、前記長尺体の伸長方向に沿った第２軸を中心として一体的に回転可能に設けられた１対の半球殻体と、
前記長尺体をその伸長方向に沿って移動可能に固定するよう、各半球殻体で挟まれた内側空間に設けられた移動支持部と、
前記第１軸を中心として各半球殻体を回転させる第１モードと、前記移動支持部により前記長尺体を移動させる第２モードとを選択的に実行可能に、各半球殻体で挟まれた内側空間に設けられた第１駆動手段と、
前記第２軸を中心として各半球殻体を回転可能に設けられた第２駆動手段とを、
有することを特徴とする長尺体支持装置。
【請求項２】
前記移動支持部は、前記長尺体を挟んで支持するとともに、回転して前記長尺体を移動可能に設けられた複数の回転ローラを有し、
前記第１駆動手段は、遊星歯車機構を有し、内歯車の回転および遊星歯車の公転のいずれか一方により、各半球殻体を回転させて前記第１モードを実行し、他方により、各回転ローラのうちの少なくとも１つを回転させて前記第２モードを実行するよう構成されていることを
特徴とする請求項１記載の長尺体支持装置。
【請求項３】
前記第１モードと前記第２モードとを手動で切替可能な切替スイッチを有することを特徴とする請求項１または２記載の長尺体支持装置。
【請求項４】
前記第１駆動手段および前記第２駆動手段のオンオフを制御可能な制御部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の長尺体支持装置。
【請求項５】
前記第２駆動手段に固定され、前記第２軸と交差する方向に伸びる支持脚を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の長尺体支持装置。
【請求項６】
前記支持脚は、先端に全方向移動車輪が取り付けられていることを特徴とする請求項５記載の長尺体支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルやホース等の可撓性の長尺体を支持するための長尺体支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケーブルやホース等の可撓性の長尺体を支持するとともに、長尺体の移動に伴って移動して、長尺体をスムーズに移動させる装置として、内側に長尺体を固定する内筒と、内筒の外周に沿って、内筒に対して相対的に回転自在な外筒と、外筒の周囲に、外筒の軸線に交差する方向の軸線回りに回転自在に支持された複数のローラとを有する移動支持装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この移動支持装置は、外筒やローラが受動的に回転するものであり、能動的に回転することはできないため、可撓性の長尺体が障害物に引っ掛かって動けなくなったときに、その引っ掛かりを解消することはできないという問題があった。そこで、この問題を解決するために、本発明者等は、長尺体を能動的に移動させて、引っ掛かりを解消する装置を開発している。
【０００４】
すなわち、本発明者等により開発された移動機構は、円柱形状を成し、その中心軸に沿って長尺体を通すとともに、長尺体の伸長方向に沿って移動可能に長尺体に取り付けられており、長尺体が障害物に引っ掛かって動けなくなったとき、障害物付近まで移動して横方向に転がることにより、長尺体を横方向に移動させて引っ掛かりを解消するよう構成されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１４０９１２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】市村等、「有線遠隔操作ロボットのケーブル移動機構の開発」、ROBOMECH2015、2015年、2PI-Q09
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献１に記載の移動機構は、段差や溝を横切る際や、不整地を通る際に引っ掛かりやすく、走破性が悪いという課題があった。また、可撓性の長尺体がその伸長方向に移動する際、引きずられるため、移動時の摩擦抵抗が大きく、破損しやすいという課題もあった。
【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、段差や溝、不整地でも走破性がよく、移動時の摩擦抵抗を小さくすることができ、破損しにくい長尺体支持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】
上記目的を達成するために、本発明に係る長尺体支持装置は、可撓性の長尺体を両側から挟むようにして、互いに向かい合わせて前記長尺体に取付可能であり、前記長尺体に取り付けた位置での、前記長尺体の伸長方向に対して交差する第１軸、および、前記長尺体の伸長方向に沿った第２軸を中心として一体的に回転可能に設けられた１対の半球殻体と、前記長尺体をその伸長方向に沿って移動可能に固定するよう、各半球殻体で挟まれた内側空間に設けられた移動支持部と、前記第１軸を中心として各半球殻体を回転させる第１モードと、前記移動支持部により前記長尺体を移動させる第２モードとを選択的に実行可能に、各半球殻体で挟まれた内側空間に設けられた第１駆動手段と、前記第２軸を中心として各半球殻体を回転可能に設けられた第２駆動手段とを、有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る長尺体支持装置は、可撓性の長尺体に取り付けて、例えば、以下のようにして使用することができる。長尺体が移動するときには、第１駆動手段で第１モードを選択することにより、第１軸を中心として各半球殻体を回転させて、長尺体に追従して移動させる。これにより、長尺体がピーンと張らないように緩めながら移動することができ、長尺体を障害物に引っ掛かりにくくすることができる。長尺体が障害物に引っ掛かって動けなくなったときには、第１駆動手段で第２モードを選択することにより、移動支持部で長尺体を相対的に移動させて、各半球殻体を障害物付近まで移動させる。さらに、第２駆動手段で第２軸を中心として各半球殻体を回転させることにより、伸長方向に対して長尺体を横方向に移動させることができ、長尺体の引っ掛かりを解消することができる。
【００１１】
各半球殻体が障害物に引っ掛かって動けなくなったときには、第１駆動手段で第２モードを選択することにより、移動支持部で長尺体を緩めて、引っ掛かりを解消することができる。また、移動支持部で長尺体を相対的に逆方向に移動させることにより、長尺体を伝って各半球殻体を移動させ、障害物を乗り越えさせることもできる。また、第２駆動手段で第２軸を中心として各半球殻体を回転させることにより、長尺体の伸長方向に対して各半球殻体を横方向に移動させ、引っ掛かりを解消することもできる。
【００１２】
このように、本発明に係る長尺体支持装置は、長尺体や各半球殻体が障害物に引っ掛かったときでも、能動的に引っ掛かりを解消することができる。また、互いに向かい合わせて長尺体に取り付けられた各半球殻体が回転して移動するため、段差や溝、不整地でも走破性がよい。また、移動時の摩擦抵抗も小さくすることができ、破損しにくい。
【００１３】
本発明に係る長尺体支持装置で、前記移動支持部は、前記長尺体を挟んで支持するとともに、回転して前記長尺体を移動可能に設けられた複数の回転ローラを有し、前記第１駆動手段は、遊星歯車機構を有し、内歯車の回転および遊星歯車の公転のいずれか一方により、各半球殻体を回転させて前記第１モードを実行し、他方により、各回転ローラのうちの少なくとも１つを回転させて前記第２モードを実行するよう構成されていることが好ましい。この場合、遊星歯車機構により、第１モードまたは第２モードのいずれか一方を選択的に実行することができる。また、例えば、障害物に引っ掛かって、第１モードの各半球殻体の回転が停止したときには、自動的に第２モードに移行したり、第２モードが停止したときには、自動的に第１モードに移行したりすることもできる。これにより、自動的に引っ掛かりを解消するよう設定することができる。なお、本発明に係る長尺体支持装置は、第１モードおよび第２モードを実行させる機構として、入力された運動の流れを２つに分岐可能な機構であれば、遊星歯車機構以外のいかなる差動機構を有していてもよい。
【００１４】
本発明に係る長尺体支持装置は、前記第１モードと前記第２モードとを手動で切替可能な切替スイッチを有していてもよい。また、第１モードの各半球殻体の回転方向や、第２モードの長尺体の移動方向を制御可能なスイッチを有していてもよい。また、前記第１駆動手段および前記第２駆動手段のオンオフを制御可能な制御部を有していてもよい。これらの場合、状況に応じて任意の動きをさせることができる。
【００１５】
本発明に係る長尺体支持装置は、前記第２駆動手段に固定され、前記第２軸と交差する方向に伸びる支持脚を有することが好ましい。この場合、第２駆動手段による各半球殻体の回転の反力を、支持脚により接地面に伝えることができ、接地面上で、長尺体の伸長方向に対して横方向に各半球殻体を回転移動させることができる。また、第１軸を中心として各半球殻体を回転させる際には、横方向に回転しないよう、支持脚により姿勢を維持することができる。
【００１６】
本発明に係る長尺体支持装置で、前記支持脚は、先端に全方向移動車輪が取り付けられていることが好ましい。この場合、支持脚が先端の全方向移動車輪で接地するため、移動時に抵抗にならず、スムーズに移動することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、段差や溝、不整地でも走破性がよく、移動時の摩擦抵抗を小さくすることができ、破損しにくい長尺体支持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の長尺体支持装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す長尺体支持装置の、一方の半球殻体を取り除いた斜視図である。
【図３】図１に示す長尺体支持装置の、第１モード実行時の力の流れを示す（ａ）縦断面図、（ｂ）遊星歯車側から見た側面図である。
【図４】図１に示す長尺体支持装置の、第２モード実行時の力の流れを示す（ａ）縦断面図、（ｂ）遊星歯車側から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は、本発明の実施の形態の長尺体支持装置を示している。
図１および図２に示すように、長尺体支持装置１０は、ケーブルやホース等の可撓性の長尺体１に取り付けて使用されるものであって、１対の半球殻体１１と移動支持部１２と第１駆動手段１３と第２駆動手段１４と支持脚１５と駆動制御部（図示せず）とを有している。
【００２０】
図１に示すように、１対の半球殻体１１は、長尺体１を両側から挟むようにして、互いに向かい合わせて長尺体１に取付可能に構成されている。図２に示すように、各半球殻体１１は、それぞれ頂部を通る大円に沿って内側面に取り付けられた半円弧状のスライダー２１を有している。各スライダー２１は、コの字型の断面を有している。各スライダー２１は、各半球殻体１１を長尺体１に取り付けたとき、１つの円周上に載るよう設けられている。
【００２１】
各半球殻体１１は、長尺体１に取り付けたとき、その取付位置での長尺体１の伸長方向に対してほぼ直交する第１軸を中心として一体的に回転可能（図１中の丸数字の１の回転）に構成されている。また、各半球殻体１１は、長尺体１に取り付けたとき、その取付位置での長尺体１の伸長方向に沿った第２軸を中心として一体的に回転可能（図１中の丸数字の２の回転）に構成されている。
【００２２】
図１および図２に示すように、移動支持部１２は、各半球殻体１１で挟まれた内側の空間に大部分が設けられている。移動支持部１２は、各半球殻体１１の両端部付近でそれぞれ長尺体１を通して案内するための筒状フレーム２２と、各筒状フレーム２２の間に配置され、長尺体１を挟んで支持する２対の回転ローラ２３とを有している。各回転ローラ２３は、回転面の中央部が凹んでおり、長尺体１を保持しやすくなっている。移動支持部１２は、各筒状フレーム２２および各対の回転ローラ２３の間に長尺体１を通し、各回転ローラ２３を回転することにより、長尺体１を伸長方向に沿って移動させるとともに、各回転ローラ２３の回転を停止することにより、長尺体１を固定するよう構成されている。
【００２３】
図２に示すように、第１駆動手段１３は、第１モータ２４と駆動平歯車２５と遊星歯車機構２６と１対のスライドレール２７とシャフトパイプ２８とを有し、各半球殻体１１で挟まれた内側の空間に設けられている。第１モータ２４は、駆動平歯車２５と噛み合っており、駆動平歯車２５を回転可能に設けられている。駆動平歯車２５は、回転の中心軸が第１軸と重なるよう配置され、第１軸を中心に回転可能になっている。遊星歯車機構２６は、太陽歯車２６ａおよび内歯車２６ｂの回転の中心軸、ならびに、１対の遊星歯車２６ｃの公転の中心軸が第１軸と重なるよう配置され、太陽歯車２６ａおよび内歯車２６ｂが第１軸を中心に回転可能に、各遊星歯車２６ｃが第１軸を中心に公転可能になっている。各スライドレール２７は、各半球殻体１１の内周の大円に沿って半円弧状を成しており、１つの円周上に載るよう配置されている。各スライドレール２７は、各スライダー２１の内側にスライド可能に配置されている。
【００２４】
図３および図４に示すように、シャフトパイプ２８は、外側パイプと、外側パイプの内部に挿入された中間パイプと、中間パイプの内部に挿入された内側シャフトとを有している。外側パイプは、内歯車２６ｂの回転により移動支持部１２の各回転ローラ２３を回転させるよう、ギア２９を介して内歯車２６ｂと各回転ローラ２３とを接続している。中間パイプは、駆動平歯車２５の回転により太陽歯車２６ａを回転させるよう、駆動平歯車２５と太陽歯車２６ａとを接続している。内側シャフトは、各遊星歯車２６ｃの公転によりスライドレール２７を回転させるよう、各遊星歯車２６ｃを取り付けたフレーム２６ｄとスライドレール２７とを接続している。
【００２５】
第１駆動手段１３は、第１モータ２４を駆動して駆動平歯車２５を回転すると、中間パイプを介して太陽歯車２６ａが回転するようになっている。図３に示すように、太陽歯車２６ａの回転により各遊星歯車２６ｃが公転するとき、内側シャフトを介して第１軸を中心としてスライドレール２７が回転し、その回転により各半球殻体１１を回転させるようになっている。こうして、第１駆動手段１３は、第１モードを実行するよう構成されている。なお、このとき、内歯車２６ｂは回転しない。また、図４に示すように、太陽歯車２６ａの回転により各遊星歯車２６ｃが自転し、内歯車２６ｂが回転するとき、外側パイプを介して移動支持部１２の各回転ローラ２３を回転させて、長尺体１を移動させるようになっている。こうして、第１駆動手段１３は、第２モードを実行するよう構成されている。なお、このとき、各遊星歯車２６ｃは公転しない。
【００２６】
このように、第１駆動手段１３は、第１モードと第２モードとを選択的に実行可能になっている。また、第１駆動手段１３は、常時には第１モードを実行し、障害物等により各半球殻体１１が回転できなくなったとき、第２モードに自動的に切り替わるようになっている。なお、第１駆動手段１３は、内歯車２６ｂの回転により第１モードを実行し、遊星歯車２６ｃの公転により第２モードを実行するようになっていてもよい。
【００２７】
図２に示すように、第２駆動手段１４は、固定支持体３０と回転支持体３１と第２モータ３２とを有している。固定支持体３０は、移動支持部１２の一方の筒状フレーム２２の側の、各半球殻体１１の外側に突出して設けられている。固定支持体３０は、移動支持部１２および第１駆動手段１３を支持している。回転支持体３１は、第２軸を中心として回転可能に、固定支持体３０に取り付けられている。また、回転支持体３１は、各半球殻体１１の内側で、ベアリングを介して各スライダー２１を固定している。これにより、固定支持体３０は、回転支持体３１を介して、各半球殻体１１を、第２軸を中心として回転可能に支持している。第２モータ３２は、固定支持体３０に取り付けられ、第２軸を中心として回転支持体３１および各半球殻体１１を一体的に回転可能になっている。第２駆動手段１４は、回転支持体３１と各スライダー２１との間のベアリングにより、各半球殻体１１が第１軸を中心として回転しても、各半球殻体１１と一緒には回転しないようになっている。
【００２８】
支持脚１５は、２本から成り、固定支持体３０を中心としてＵ字型になるよう、固定支持体３０の左右に取り付けられている。各支持脚１５は、第２軸に対して垂直な面内に配置されている。各支持脚１５は、先端に全方向移動車輪１５ａが取り付けられている。
【００２９】
駆動制御部は、第１モータ２４および第２モータ３２にケーブルで接続されており、手元で操作可能に設けられている。駆動制御部は、第１モードと第２モードとを手動で切替可能なスイッチ、第１モードの各半球殻体１１の回転方向を制御可能なスイッチ、第２モードの長尺体１の移動方向を制御可能なスイッチ、第１モータ２４のオンオフを制御可能なスイッチ、および第２モータ３２のオンオフを制御可能なスイッチを有している。
【００３０】
次に、作用について説明する。
長尺体支持装置１０は、可撓性の長尺体１に取り付けて、以下のようにして使用することができる。長尺体１が移動する常時には、第１駆動手段１３の第１モードにより、第１軸を中心として各半球殻体１１を回転させて、長尺体１に追従して移動させる。これにより、長尺体１がピーンと張らないように緩めながら移動することができ、長尺体１を障害物に引っ掛かりにくくすることができる。長尺体１が障害物に引っ掛かって動けなくなったときには、第１駆動手段１３を第２モードに切り替えることにより、移動支持部１２で長尺体１を相対的に移動させて、各半球殻体１１を障害物付近まで移動させる。さらに、第２駆動手段１４で第２軸を中心として各半球殻体１１を回転させることにより、伸長方向に対して長尺体１を横方向に移動させることができ、長尺体１の引っ掛かりを解消することができる。
【００３１】
各半球殻体１１が障害物に引っ掛かって動けなくなったときには、第１駆動手段１３が自動的に第２モードに切り替わり、移動支持部１２で長尺体１を緩めて、引っ掛かりを解消することができる。また、移動支持部１２で長尺体１を相対的に逆方向に移動させることにより、長尺体１を伝って各半球殻体１１を移動させ、障害物を乗り越えさせることもできる。また、第２駆動手段１４で第２軸を中心として各半球殻体１１を回転させることにより、長尺体１の伸長方向に対して各半球殻体１１を横方向に移動させ、引っ掛かりを解消することもできる。
【００３２】
このように、長尺体支持装置１０は、長尺体１や各半球殻体１１が障害物に引っ掛かったときでも、能動的に引っ掛かりを解消することができる。また、互いに向かい合わせて長尺体１に取り付けられた各半球殻体１１が回転して移動するため、段差や溝、不整地でも走破性がよい。また、移動時の摩擦抵抗も小さくすることができ、破損しにくい。
【００３３】
長尺体支持装置１０は、各支持脚１５により、第２駆動手段１４による各半球殻体１１の回転の反力を接地面に伝えることができる。このため、第２駆動手段１４で第２軸を中心として各半球殻体１１を回転させたとき、接地面上で、長尺体１の伸長方向に対して横方向に各半球殻体１１を回転移動させることができる。また、第１軸を中心として各半球殻体１１を回転させる際には、横方向に回転しないよう、支持脚１５により姿勢を維持することができる。また、長尺体支持装置１０は、各支持脚１５が先端の全方向移動車輪１５ａで接地するため、移動時に抵抗にならず、スムーズに移動することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  長尺体
１０  長尺体支持装置
１１  半球殻体
２１  スライダー
１２  移動支持部
２２  筒状フレーム
２３  回転ローラ
１３  第１駆動手段
２４  第１モータ
２５  駆動平歯車
２６  遊星歯車機構
２６ａ  太陽歯車
２６ｂ  内歯車
２６ｃ  遊星歯車
２６ｄ  フレーム
２７  スライドレール
２８  シャフトパイプ
２９  ギア
１４  第２駆動手段
３０  固定支持体
３１  回転支持体
３２  第２モータ
１５  支持脚
１５ａ  全方向移動車輪
【図１】
2017223254.tif 000003
【図２】
2017223254.tif 000004
【図３】
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【図４】
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