JP6008955B2 - ラインの巻き上げ・巻き戻し装置 - Google Patents

Description

本発明は、概略的には２つの接続点、特にはケーブルドラム、ホースドラム等の「ラインドラム」間を途切れなく繋ぐ単・複ライン巻き上げ・巻き戻し装置に関する。

単・複ラインの巻き上げ・巻き戻し装置は一般的には周知であるが、これら装置には特定の用途において種々欠点がある。

「ケーブルドラム（ケーブルリールとも言う）」には、例えば連続状ラインを介して電力が供給されるが、巻き戻しあるいは巻き上げるためには、その巻き上げ過程において回転が生ずることによるラインの捻じれを防ぐためにドラムへの接続点との接続を切り離さなければならない。何故ならプラグによる接続がドラムに対してなされており、これが巻き工程中に回転するからである。

「自動ケーブルリール」あるいは「スプリング作動型ケーブルリール」を用いると、スリップリングあるいはスライド接触によってリール内において接続が継続されるため、巻き戻しあるいは巻き上げ操作中のプラグ接続の切り離しが不要となる。しかしながら、これの基本原理によって機械的摩耗が増大し、かつ汚れ易くなる。流体伝達ラインの場合においても、長期の使用期間の全体に亘って回転ジョイントの気密性が確保されなければならない。

また、スリップリングあるいは回転ジョイントを用いることは常時可能なわけではない。他方、スライド接触によって重大な損傷が生ずる可能性があることから、スライド接触の使用は他分野、例えば信号伝達においては問題外とされる。他方、このような解決方法は、かなり多数のラインあるいは複数の電気及び流体伝達ラインの混合がスリップラインあるいは回転ジョイントを介して確実にリンクされなければならない場合には技術的に極めて複雑となる。さらに、このような場合、リールをコンパクトかつ安価に構成することはほぼ不可能である。

スライド接触の使用を避ける方法として、一方が静止型であって、他方が回転型である２個のドラムの全体に亘ってラインを連続状に導入する解決方法も既知である。該ラインの使用可能部分が回転ドラムから巻き解かれ、該ラインの他の部分が前記静止型ドラムの周りに巻き付けられる。このような方法では巻き付け中にプラグを抜いて接続を断つことは必要とされないが、特に静止型ドラムへの巻き付けによってしばしばラインに捻じれやループの形成が生ずることが問題となる。さらに、かかる装置は複数のラインを導くことには明らかに適さない。

最後に、増々高度に発展している測定、制御及び自動化技術を用いて、単一装置に従来用途のラインに加えて、データあるいは信号を伝達するラインを備えられること（後時的にオプションとして）が望まれている。

本発明は、ラインの巻き上げあるいは巻き戻し中にラインの接続切り離しを行うことを要しないため２つの接続点間を中断なく接続することを可能とし、かつコンパクトに構成されることを特徴とする単複ラインの巻き上げ及び巻き戻し装置に関する。

前記目的は、固定の第一接続点と、移動距離が可変である第二接続点又は異なる位置をとれる第二接続点、との間に中断なく連続するラインの巻き上げ巻き戻し装置であって、装置は、ラインの巻き上げ及び巻き戻しを行う回転可能な巻き上げ本体を含み、ラインの前半部は、固定の第一接続点から、巻き上げ本体と同軸で静止した第一位置、この静止した第一位置とは対向する第二位置、へと案内され、更にこの第二位置から、静止した第一位置とはほぼ一平面中にあるが巻き上げ本体と共に回転する第三位置へと戻るように案内され、ラインの前半部は、静止した第一位置と第二位置の間で、及び第二位置と第三位置の間で、螺旋状に案内され、ラインの後半部は、第三位置から巻き上げ本体の周囲へ至り、そこで幾つかの巻きを経て第二接続点に案内され、及び第二位置は、巻き上げ本体から独立して回転が可能であるようにされている装置によって達成される。

本発明に係る装置によれば、装置に結び付けられた接続ラインを取り外すことなく、あるいはラインを捩じることなく、単複ラインをコンパクトに巻き上げ及び巻き戻すことが可能とされる。ラインの最小曲げ半径の関数である静止点と可回転点間の螺旋形部分の長さにより、原則として巻き戻し及び巻き上げにおける可能回転数が決定される。

実際において、単複ラインの巻き戻し及び巻き上げとは、ラインが原則としてその全長の（使用可能な）部分に亘って巻き戻され、及び巻き上げられることを意味する。この使用可能部分とは、ラインが巻き上げ本体に完全に巻き上げられている場合において、巻き上げ本体の領域内に位置するライン部分にほぼ対応する部分をいう。

本発明の目的において、中断なき接続とは、装置内のラインがスライド接触、回転ジョイント等の接続構成要素によって遮断されず、第一接続点から第二接続点へと連続状に延びていることをいう。

本発明の参考例においては、前記ラインは前記第一位置と前記第二位置間において（空間的に自由に）螺旋状に導かれる。ラインが複数存在する場合、これらラインは前記第一位置と前記第二位置間において側部は堅固に接続されず、このように接続することによって１または２以上の螺旋が形成される。第二位置と第三位置間においては、ラインを前記装置の一部、例えば前記第一下位部分を取り囲むハウジングに堅固に固定することが可能である。

本発明においては、ラインはさらに前記第二位置と第三位置間において（空間的に自由に）螺旋状に導かれる。

本発明の参考例においては、前記第二位置は巻き上げ本体と共に回転可能に、すなわち１または２以上のラインの巻き戻し及び巻き上げ過程中巻き上げ本体と連結されて回転するように配置される。

本発明においては、前記第二位置は巻き上げ本体から独立して自由に回転できるように配置される。原則として、この方法では螺旋状部分の使用可能部分の長さを、第二位置及び第三位置が第一位置に対して回転可能であるが、他位置に対しては固定される参考例における長さの２倍とすることが可能である。特に有利な点として、このように構成することにより、容易に空間の節約となる構成が具現され、さらに望まれない捻じれやループの形成が大幅に防止され、たとえ操作サイクルの延長においても装置の信頼性及び操作堅牢性が格段に増すことが挙げられる。

本発明の好ましい実施態様においては、前記第二位置は前記第一位置に対して軸方向においてずれるように配置される。第一位置に対して第二位置を偏心配置させる利点は、螺旋構造に必要とされる空間内の空間の利用度が高められることである。この場合、第二位置と第一位置と同軸上の位置間の距離Ａは好ましくは０．１ｄ＜Ａ＜１０ｄ、さらに好ましくは０．２ｄ＜Ａ＜５ｄ、さらに極めて好ましくは０．５ｄ＜Ａ＜２ｄとなるように選定される。尚、ｄはラインの螺旋構造の平均（有効）直径である。

巻き上げ本体の平均（有効）直径（Ｄ）によって回転ごとの巻き上げられないラインの長さが決定され、他方大部分の螺旋構造の平均（有効）直径（ｄ）はラインの最少曲り半径、及びラインの望ましい本数及び直径によって決定される。従って、巻き上げ本体の平均直径（Ｄ）は、実用場面において好ましくは螺旋構造の平均直径（ｄ）より相対的に大きく、例えば１．１ｄ＜Ｄ＜１００ｄまたはそれ以上、好ましくは１．５ｄ＜Ｄ＜５０ｄ、極めて好ましくは２ｄ＜Ｄ＜２５ｄである。

ラインキャリヤーの幅は好ましくは、少なくとも望まれる数のラインが収容できるように選定される。本発明のさらなる利点として、ラインキャリヤーの寸法が十分であるならば、大きな労力を払うことなく、ラインをさらに挿入することが可能なことが挙げられる。

好ましい実施態様として、前記巻き上げ本体は中空シリンダ、好ましくはドラムに形状化される。同軸に配置される可撓ラインキャリヤーは横方向（外側）へ、あるいはより空間を占めないように前記シリンダ内部に偏心配置される。

本発明の目的の対象とされるラインとしては、電力用ライン、情報／信号用ライン（例えばガルバニまたは可視光ライン）、あるいは物質伝達ライン、例えば単複コア電気ケーブル、単複光ケーブル（光ファイバー）、あるいは単複ガス・流体・固体搬送ホース等が挙げられる。複数コアあるいは複数ラインの場合、コアあるいはダクトを並列、ツイスト状、あるいは共軸に延ばすことが可能である。本発明の目的において、用語「ライン」とは、状況によって、個々及び複数「コア」、あるいは複数のチャネルライン自体、例えば電気ケーブルのいずれをもいう。

従って、本発明装置中における複数ラインの導入には原則として何ら制限がなく、そのため本発明装置は極めて多用途に利用できる。その結果、複数ラインを、ラインのタイプあるいはその用途に従って、並列、捩じり合わせ、あるいは共軸方式で、あるいは並列、捩じり合わせ及びまたは共軸の組み合わせ方式で（少なくとも部分的に）導入することが可能である。好ましい装置においては、複数ラインが並列に配置される。

これらラインは、巻き上げ操作中の取扱を簡略化するために、好ましくは少なくとも部分的に、例えば互いに横方向に平行な巻き上げ可能領域と巻き上げ不可領域において、ラインにより巻かれた状態にない真っ直ぐなラインが形成されるように接続される。

本発明装置の一実施態様の部分断面図である。 本発明装置の別の実施態様の部分断面図である。

発明を実施するための手段

本発明に従った一装置構成について以下に添付図面を参照しながら説明する。
本発明のさらなる詳細及び利点については、以下に添付図面を参照しながら記載した本発明により可能な実施態様の詳細な記載から推測可能である。

図１の参考例に示された単数又は複数ライン（２）の巻き上げ巻き戻し装置１は、ここではドラム３に形態化された巻き上げ本体を含んでいる。この参考例では、ラインの前半部は固定の第一接続点７から第一位置４１、第二位置４２を経て第三位置４３まで導かれている。この参考例では、螺旋構造４４は第一位置４１と第二位置４２の間に設けられている。図１においては、第二位置４２はドラム３と同軸上に配置されていない。螺旋構造４４はドラム３の横方向に配置され、ハウジング５によって保護されている。この場合において、ハウジング５は回転ドラム３へ締め付け固定されている。ライン２のコア６は螺旋構造領域中に個々に導かれている。

図２に示された単数又は複数ライン（２）の巻き上げ巻き戻し装置１は本発明に関わるものであり、ここではドラム３に形態化された巻き上げ本体を含む。図示された例では、螺旋構造４４はドラム３の横方向に配置され、ハウジング５で保護されている。この場合においては、ハウジング５は回転ドラム３へ締め付け固定されている。ライン２のコア６は螺旋構造領域中に個々に導かれている。

図２に示された本発明において、ラインの前半部は、固定の第一接続点７から第一位置４１、第二位置４２を経て第三位置４３まで導かれる。図示された本発明においては、螺旋構造４４は第一位置４１と第二位置４２の間、及び第二位置４２と第三位置４３の間に設けられる。第二位置４２はフックあるいは図２に示すようにリング４５で示され、該リングを通してコア６を通し、あるいは締め付けることができる。第二位置４２はハウジング５に対して自由に回転可能に都合良く取り付けられ、それゆえ巻き戻し及び巻き上げ中に回転可能である。二重螺旋構造中のこの自由回転戻り点によって、原理的に長さが２倍の単螺旋構造と同様な多回転数を得ることが可能であるが、それによってハウジング５の寸法が大幅に縮小される。巻き戻し及び巻き上げに際して、リング４５はドラム３の角速度の半分の速度で回転する。図１に示すように、第二位置４２をドラム３内の非同軸上に配置することも可能である。

１：ラインの巻き上げ巻き戻し装置
２：ライン（ドラム上にある分）
３：ドラム
４１：第一位置
４２：第二位置
４３：第三位置
４４：螺旋構造
４５：リング
５：ハウジング
６：ライン（好ましくは螺旋構造領域中では個別コアとして形態化される）
７：固定の第一接続点

Claims (16)

1. 固定の第一接続点と、移動距離が可変である第二接続点又は異なる位置をとれる第二接続点、との間に中断なく連続するラインの巻き上げ巻き戻し装置であって、
   装置は、ラインの巻き上げ及び巻き戻しを行う回転可能な巻き上げ本体を含み、
   ラインの前半部は、固定の第一接続点から、巻き上げ本体と同軸で静止した第一位置、この静止した第一位置とは対向する第二位置、へと案内され、更にこの第二位置から、静止した第一位置とはほぼ一平面中にあるが巻き上げ本体と共に回転する第三位置へと戻るように案内され、
   ラインの前半部は、静止した第一位置と第二位置の間で、及び第二位置と第三位置の間で、螺旋状に案内され、
   ラインの後半部は、第三位置から巻き上げ本体の周囲へ至り、そこで幾つかの巻きを経て第二接続点に案内され、及び
   第二位置は、巻き上げ本体から独立して回転が可能であるようにされていること、
   を特徴とする装置。
2. 第二位置が、静止した第一位置に対して軸方向にずれていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. ｄはラインの螺旋構造の平均直径であるとして、第二位置と静止した第一位置との同軸上の距離Ａが、０．１ｄ＜Ａ＜１０ｄとなるように選定されることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. ｄはラインの螺旋構造の平均直径であるとして、第二位置と静止した第一位置との同軸上の距離Ａが、０．２ｄ＜Ａ＜５ｄとなるように選定されることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. ｄはラインの螺旋構造の平均直径であるとして、第二位置と静止した第一位置との同軸上の距離Ａが、０．５＜Ａ＜２ｄとなるように選定されることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 巻き上げ本体が中空ドラム形状にされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
7. ラインの前半部が中空ドラムの横方向に配置されることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. ラインの前半部が中空ドラム内に配置されることを特徴とする請求項６記載の装置。
9. ラインは複数の電気的ライン又は流体搬送ラインであるか、あるいはそれら電気的ライン又は流体搬送ラインが部分的に接合され、並列に、捻じれ状に、又は同軸とされたものであるか、あるいは並列、捻じれ状、または同軸の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
10. 複数の電気的ラインまたは流体搬送ライン、またはそれら両者の組み合わせが、並列に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
11. 複数のラインが部分的に側部で接続されていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. ラインの螺旋構造の平均直径ｄが、巻き上げ本体の平均直径Ｄよりも小さいことを特徴とする請求項１記載の装置。
13. ラインの螺旋構造の平均直径ｄと、巻き上げ本体の平均直径Ｄの関係が１．１ｄ＜Ｄ＜１００ｄであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. ラインの螺旋構造の平均直径ｄと、巻き上げ本体の平均直径Ｄの関係が１．５ｄ＜Ｄ＜５０ｄであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
15. ラインの螺旋構造の平均直径ｄと、巻き上げ本体の平均直径Ｄの関係が２ｄ＜Ｄ＜２５ｄであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
16. ラインが、単数コアまたは複数コアの電気ケーブル、単数コアまたは複数コアのガルバニ導体あるいは光導体、あるいは単数又は複数の、ガス、液体、又は固体搬送のためのホースであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の装置。

Images