JP6283990B2 - ケーブル固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルを電子機器に固定するために用いられるケーブル固定装置に関する。

電子機器には、各種の電気信号を周辺機器に伝達するために、ケーブルが使用されている。例えば、計測器の場合には、ケーブルを介して制御機器に接続され、計測器と制御機器との間で測定指示信号、測定信号などのやり取りがされる。

ケーブルは、複数の芯線と、これらを保護する樹脂製のシース（ジャケット）とを備えている。各芯線は、電子機器内に配置した回路基板に接続されている。この接続は、ハンダ付けで行われることが多い。電子機器の使用中に、ケーブルが引っ張られたり、捩れたりすると、その引っ張り力や捩り力が電子機器内のケーブルに伝わる。これらが繰り返されると、各芯線のハンダ部分が疲労してくるため、断線を起こすことになる。

ケーブルの引っ張り力や捩り力が電子機器内に伝達されないようにするために、ケーブルを電子機器に固定するためのケーブル固定装置が用いられる。特許文献１は、ケーブルではないが、コードに複数の係止板を平行に一体形成し、それらの間に溝を形成したコード固定装置が記載されている。各溝及び係止板は、サイズが異なっている。電気機器（電子機器に相当）のフレームに形成した切欠きのサイズに応じて、複数の溝の中から適当なものを選び、この溝を切欠き内に挿入する。フレームの前後に平行な２枚の係止板が配置されるから、２枚の係止板によってコードの前後の動きが規制される。これにより、コードが引っ張られたり、捩られたりしても、これらの動きが電子機器内のコードに伝わることが阻止される。なお、特許文献１には、複数の孔を形成した固定板を用い、各孔にコードを通すことが記載されている。この固定板は、電子機器内でコードが絡まないように整理するためのものであり、引っ張り力や捩り力を遮断するものではない。

また、電子機器の一例としてロードセルが知られている。このロードセルは、歪み量を電気信号に変換することで、吊り下げ物の荷重を測定し、得られた荷重信号がケーブルを介して制御機器に送られる。このロードセルでも、ケーブルの接続部分を保護するために、いくつかのケーブル固定装置が用いられている。

その１つは、先端にフランジが形成されたゴムスリーブを用いて、ケーブルを固定するものである。ロードセルのセル本体にはケーブルの収納室が形成されている。この収納室は、円形のトンネル状をしており、前端側が円錐形をしている。ゴムスリーブにケーブルを挿通してから、ゴムスリーブを収納室に挿入する。ゴムスリーブに嵌めたナットを収納室にねじ込むことで、フランジが円錐形の部分に押し当てられる。このフランジは、押しつぶされて、ケーブルを挟みつけて固定する。

また、ゴムスリーブを使用した上で、接着剤や針金でストッパをセル本体内に形成して、補強することも知られている。これは、セル本体内と収納室との間には、ケーブルを通すための小さな穴が形成された仕切りが存在するが、この仕切りに着目して、仕切りの内側にあるケーブルに針金を巻き付けたり、接着剤で仕切りに固定したりするものである。

もう１つは、ほぼ半リング状をした一対のハーフクランプを用いて、ケーブルの周囲を挟み付けて、ケーブルを固定するものである。ハーフクランプをケーブルの外周に当てた状態で、収納室内に挿入する。次に、ケーブルに通したナットを収納室内にねじ込む。このナットによって、ハーフクランプが押されるため、円錐形の部分に沿って互いに近接して、ケーブルの周囲を挟み付けて、ケーブルを固定する。

実開昭６２−１３５４８８号公報

特許文献１に記載されたコード固定装置は、ケーブルにも利用することができるが、ケーブルと複数の係止用板を一体に形成するものであるから、汎用のケーブルには利用することができない。また、一対の係止板は、板状をしたフレームの切欠きに嵌まるものであるから、板状をした固定部分が存在しない電子機器には用いることができず、用途が制限的である。

ケーブルのシースは、フッ素樹脂が用いられることが多いが、このフッ素樹脂は平滑性があるため、ゴムに対する摩擦係数が小さい。このために、ゴムスリーブを用いてケーブルを固定するものでは、ケーブルを強く引っ張ったり、捩ったりすると、ゴムスリーブ内でケーブルが動いたりするので、ケーブルを確実に固定することはできない。また、針金や接着剤で補強した場合でも、使用によって接着剤が劣化するため、耐久性に乏しいという欠点がある。また、針金は、捩りに対して弱いとともに、取り付けに手間がかかるという問題もある。

一対のハーフクランプでケーブルを固定するものでは、ハーフクランプがケーブルに食い込むために、ケーブルが損傷して、芯線が断線するおそれがある。また、ケーブルに繰り返して引っ張り力や捩り力が作用すると、シースの削れや変形が生じるが、ハーフクランプはゴムと違って金属であるため、ケーブルの固定がゆるんでしまう。

本発明は、汎用のケーブルに使用することができ、かつ作業が簡単で、確実な固定をすることができるケーブル固定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のケーブル固定装置は、ケーブルを後側から前側に通してから後側に戻し、再び前側に通すことにより、摩擦力でケーブルが抜けないようにするためのケーブル挿通部が形成されたケーブルホルダと、このケーブルホルダを収納する収納室と、ケーブルホルダを収納室内に保持する保持手段と、を備えている。

また、収納室は、後側が開口した円筒状をしており、保持手段は、収納室に形成された雌ネジと、雌ネジに螺合してケーブルホルダを収納室の前側に押し付けるナットとを有することが好ましい。

さらに、保持手段は、先端にフランジが形成されたゴム筒を有し、ゴム筒がケーブルを挿通した状態で収納室に収納されて、ナットで押圧されると、フランジがケーブルホルダを収納室の前側に押し付けることが好ましい。

また、ケーブル挿通部は、少なくとも３個の孔または切欠き、または、ケーブルを１回挿通可能なサイズの孔または切欠きと、ケーブルを少なくとも２回挿通可能なサイズの孔または切欠きとから構成されていることが好ましい。

さらに、ケーブルホルダは板であることが好ましい。

また、収納室は、電子機器に設けられており、ケーブルは、収納室から電子機器内へ引き出されていることが好ましい。

さらに、電子機器に固定される筒状のケーブルグランドを備え、収納室は、ケーブルグランドに形成されており、ケーブルはケーブルグランドを通って電子機器内に引き出されていることが好ましい。

本発明では、ケーブルホルダにケーブル挿通部を形成し、ケーブルをケーブルホルダの後側から前側に通してから後側に戻し、再び前側に通してから、ケーブルホルダを収納室に保持するから、ケーブルが引っ張られたり、捩られたりした場合でも、ケーブルとケーブル挿通部との摩擦により、引っ張り力や捩り力がケーブルホルダよりも前側に伝わることがない。これにより、ケーブルを確実に固定して、ケーブルの接続部を保護することができる。

また、ケーブルの加工が不要であるので、汎用のケーブルに利用することができる。さらに、ケーブルホルダにケーブルを通してから、このケーブルホルダを収納室内に収納すればよいので、作業が簡単である。

本発明のケーブル固定装置を用いたロードセルの斜視図である。 ロードセルへの取付状態を示すケーブル固定装置の分解斜視図である。 ケーブルを接続したロードセルの断面図である。 ケーブルを挿通した状態のケーブルホルダを示す後側斜視図である。 ケーブルを挿通した状態のケーブルホルダを示す前側斜視図である。 ケーブルをケーブルホルダに巻き付ける前の状態を示す分解断面図である。 ケーブルをケーブルホルダに巻き付けた状態の分解断面図である。 ケーブルホルダを収納室に収納した状態の断面図である。 ゴムスリーブを一体に形成した実施形態の断面図である。 ケーブルグランドを用いる実施形態の分解断面図である。 ケーブルホルダがケーブルグランドの収納室に保持された状態の断面図である。 第１〜第３切欠きを形成したケーブルホルダの正面図である。 サイズの異なる第１，第２孔を形成したケーブルホルダの正面図である。 サイズの異なる第１，第２切欠きを形成したケーブルホルダの正面図である。

図１〜図３に示すように、ロードセル（電子機器）２は、セル本体３と、このセル本体３の中心部に取り付けられた軸部４と、リング状の基板５と、蓋６とを備え、軸部４にかかる荷重を測定する。なお、測定部の構成は、本発明と関連性がないので省略してある。セル本体３には、基板５が挿入される凹部３ａと、蓋６を受け止める肩部３ｂと、基板５に接続されたケーブル７を固定するための収納室３ｃとが形成されている。ロードセル２は、例えば荷重測定等に使用される。

収納室３ｃは、円形のトンネル状をしており、その内壁には雌ネジ１１が形成されている。収納室３ｃの前側は円錐形をしており、凹部３ａと収納室３ｃとを連通する連通孔３ｄが形成されている。

ケーブル７は、細い銅線を軟性樹脂で覆った複数の芯線７ａ〜７ｄと、これらの芯線を保護するため軟性樹脂（フッ素樹脂など）のシース（ジャケット）７ｅとで構成されている。このケーブル７は、引っ張り力や捩れ力が作用しても、収納室３ｃ内で遮断されるようにするために、ケーブル固定装置１５を介してセル本体３に取り付けられている。

ケーブル固定装置１５は、この実施形態では、収納室３ｃと、ケーブル７を巻き付けて摩擦結合する円盤状のケーブルホルダ１８と、ケーブルホルダ１８を収納室３ｃ内に保持するために、外周に形成した雄ネジ１９ａが、収納室３ｃの雌ネジ１１に螺合するナット１９とを有する。このナット１９と、雌ネジ１１は、保持手段の一例として用いられている。

さらに、ケーブル固定装置１５には、ゴムスリーブ１６と、ワッシャ１７とが用いられている。ゴムスリーブ１６は、ケーブル７を保護するとともに、ナット１９が多少弛んでも、ケーブルホルダ１８を収納室３ｃの前側に押し付けるようにするためのものである。ゴムスリーブ１６は、ゴム製の外筒２１と、この外筒２１の内部に嵌め込まれた軟性樹脂の内筒２２とを備える。外筒２１の先端側にはフランジ２１ａが形成されており、このフランジ２１ａの前面がテーパ面２１ｂとなっている。フランジ２１ａがナット１９で押圧されたときに、テーパ面２１ｂがケーブルホルダ１８に押し付けられて変形することで、ケーブルホルダ１８がゴムスリーブ１６によって固定される。

内筒２２は、フランジ２１ａの変形を容易にするため、フランジ２１ａの内側には存在しないように、外筒２１よりも短い（図６参照）。ワッシャ１７は、例えば金属で作られており、ゴムスリーブ１６に嵌め込まれる。このワッシャ１７は、フランジ２１ａの後面に当てられ、ナット１９の回転を円滑化させるとともに、フランジ２１ａを傷つけないように保護している。

ケーブルホルダ１８は、ケーブル７とほぼ同径の第１孔１８ａ、第２孔１８ｂ、第３孔１８ｃが等間隔で形成されている。ゴムスリーブ１６を挿通されたケーブル７は、図４及び図５に示すように、第１孔１８ａを挿通されて後側から前側に通されてから、第２孔１８ｂを挿通されて後側に戻され、再び第３孔１８ｃを挿通されて前側に通されている。ケーブルホルダ１８の各孔１８ａ〜１８ｃを通してケーブル７を巻き付けることにより、主として各孔１８ａ〜１８ｃとケーブル７との摩擦力により、ケーブル７の引っ張り力や捩れ力の伝達を遮断する。

第３孔１８ｃを挿通されたケーブル７は、収納室３ｃに挿入された後に、連通孔３ｄを通されて凹部３ａに挿入され、例えば、４本の芯線７ａ〜７ｄが基板５にハンダ付けされている。本実施形態では、ケーブル挿通部は、第１〜第３孔１８ａ〜１８ｃから構成されている。

次に、図６〜図８を参照して、ケーブル７をロードセル２に取り付ける場合について説明する。先ず、図６に示す状態から、ケーブル７をゴムスリーブ１６に挿通する。そして、図４及び図５に示すように、ケーブル７の先端を、ケーブルホルダ１８の第１孔１８ａを挿通して後側から前側に通してから、第２孔１８ｂを挿通して後側に戻し、再び第３孔１８ｃを挿通して前側に通す。次に、図７及び図８に示すように、ケーブル７が通されたケーブルホルダ１８を収納室３ｃに収納してから、ケーブル７を連通孔３ｄを通して凹部３ａに挿入する。ケーブル７から引き出された芯線７ａ〜７ｄを、セル本体３の凹部３ａ内に固定された基板５にハンダ付けする。

ワッシャ１７とナット１９とをケーブル７に通してから、ナット１９の雄ネジ１９ａを、収納室３ｃの雌ネジ１１に螺合させる。ナット１９は、ワッシャ１７を押しながら前進するから、図３に示すように、ワッシャ１７を介してゴムスリーブ１６のフランジ２１ａを押圧する。内筒２２の前側の隙間に入り込むように、フランジ２１ａが変形し、この変形した部分でケーブルホルダ１８を収納室３ｃの前側に押し付ける。これにより、ケーブルホルダ１８は、収納室３ｃ内に固定される。この状態で、蓋６をセル本体３の肩部３ｂに載せて、接着剤で固定する。なお、蓋６は、ケーブル７から引き出された芯線７ａ〜７ｄを、セル本体３の凹部３ａ内に固定された基板５にハンダ付けした時点で固定してもよい。

荷重を測定する被測定物をロードセル２の先端に取り付けると、この被測定物の重量がロードセル２に加わり、このロードセル２に印加した荷重に応じた測定電圧が発生する。この測定電圧は、例えば、増幅器で増幅されてからＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、制御機器（いずれも図示せず）に送られる。

ロードセル２の使用中や制御機器への接続中に、ケーブル７が引っ張られたり、捩れたりすることがある。ケーブル７は、ケーブルホルダ１８の第１〜第３孔１８ａ〜１８ｃに巻き付くように挿通されているので、強い力で引っ張った場合でも、ケーブルホルダ１８からケーブル７が動くことがなく、また、ケーブル７が捩られた場合でも、ケーブルホルダ１８の前側には伝わらない。これにより、芯線７ａ〜７ｄと基板５とのハンダが外れたりすることがない。

図９は、上記実施形態の外筒と内筒とを一体に形成したゴムスリーブ２６を用いる実施形態を示す。ゴムスリーブ２６とケーブルホルダ１８との間には、ワッシャ２７が配されている。このワッシャ２７の後面には、ゴムスリーブ２６及びナット２８の前面が当接している。ナット２８は、ワッシャ２７を介してケーブルホルダ１８を収納室３ｃの前側に押し付けている。また、ナット２８は、ゴムスリーブ２６をワッシャ２７に押し付けている。ゴムスリーブ２６の孔と、ケーブルホルダ１８の最初にケーブル７を挿通する第１孔１８ａとは、ケーブルホルダ１８の径方向において位置がズレているので、ゴムスリーブ２６は、前面が僅かに変形した状態でケーブル７に接している。これにより、引っ張られたときのケーブル７にかかる応力は、ゴムスリーブ２６の変形部分との接点と、ケーブルホルダ１８の第３孔１８ａとの接点とに分散されるので、強い力で引っ張った場合でも、ケーブル７がちぎれることがない。また、部品点数を削減することができる。

図１０及び図１１は、ケーブルグランド３１を介してケーブル７をロードセル２に取り付ける実施形態を示す。なお、上記実施形態のものと同様の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ケーブルグランド３１は、本体部３２と、ロードセル２のセル本体３に取り付けられる取付部３３とを備えている。本体部３２には、ケーブル７を固定するための収納室３２ａと、ケーブル７を挿通する挿通孔３２ｂとが形成されている。この挿通孔３２ｂは、取付部３３にも連続して形成されている。収納室３２ａは、前側がテーパ状に形成され、内壁には雌ネジ３５が形成されている。取付部３３の外周面には、雄ネジ３３ａが形成されており、例えばセル本体３の収納室３ｃの雌ネジ１１に螺合する。

ケーブル７をロードセル２に取り付ける場合には、上記実施形態と同様に、ケーブル７の先端を、ケーブルホルダ１８に巻き付ける。次に、ケーブルグランド３１の収納室３２ａにケーブルホルダ１８を収納する。そして、ナット１９の雄ネジ１９ａを、収納室３２ａの雌ネジ３５に螺合させて、ケーブルホルダ１８を収納室３２ａ内に固定する。ケーブル７が取り付けられたケーブルグランド３１は、取付部３３の雄ネジ３３ａが、セル本体３の雌ネジ１１に螺合され、セル本体３に取り付けられる。最後に、ケーブル７を基板５にハンダ付けしてから、セル本体３に蓋６を取り付ける。

また、図１２に示すように、第１〜第３切欠き４１ａ〜４１ｃが形成されたケーブルホルダ４１を用いてもよい。さらに、図１３に示すように、ケーブル７を１回挿通可能な第１孔５１ａと、ケーブル７を２回挿通可能な第２孔５１ｂとが形成されたケーブルホルダ５１を用いてもよい。同様に、図１４に示すように、サイズの異なる第１切欠き６１ａ及び第２切欠き６１ｂが形成されたケーブルホルダ６１を用いてもよい。第２切欠き６１ｂには、ケーブル７が２回通される。

なお、上記実施形態では、ケーブルホルダ１８にケーブル７を１回巻き付けているが、その回数は摩擦力を考慮して任意に決められる。例えば、２巻きする場合は、１回通しの孔または切欠きを５個設ければよい。また、孔と切欠きを組み合わせてもよい。さらに、孔や切欠きを形成せずに、板や棒状のケーブルホルダにケーブルを巻き付けてもよい。

また、電子機器としてロードセルを説明しているが、その他の電子機器にも適用可能である。さらに、基板への接続は、ハンダの他に、コネクタを用いてもよい。

２ ロードセル
３ セル本体
３ｃ 収納室
７ ケーブル
１１ 雌ネジ
１５ ケーブル固定装置
１６ ゴムスリーブ
１７ ワッシャ
１８，４１，５１，６１ ケーブルホルダ
１８ａ〜１８ｃ 第１〜第３孔
１９ ナット
１９ａ 雄ネジ
４１ａ〜４１ｃ 第１〜第３切欠き
５１ａ，５１ｂ 第１，第２孔
６１ａ，６１ｂ 第１，第２切欠き

Claims (8)

1. ケーブルを後側から前側に通してから後側に戻し、再び前側に通すことにより、摩擦力で前記ケーブルが抜けないようにするためのケーブル挿通部が形成されたケーブルホルダと、
   前記ケーブルが巻き付けられた状態の前記ケーブルホルダを収納する収納室であって、前記ケーブルホルダの前側と対向する内壁が円錐形である収納室と、
   前記収納室内で前記ケーブルホルダを押圧する押圧部材を有し、前記押圧部材によって前記ケーブルホルダを前記内壁に押し付けて、前記ケーブルホルダを前記収納室内に保持する保持手段と、
   を備えることを特徴とするケーブル固定装置。
2. 前記収納室は、後側が開口した円筒状をしており、
   前記保持手段は、前記収納室に形成された雌ネジと、前記雌ネジに螺合して前記ケーブルホルダを前記収納室の前側に押し付けるナットとを有し、前記ナットが前記押圧部材として機能することを特徴とする請求項１に記載のケーブル固定装置。
3. 前記保持手段は、先端にフランジが形成されたゴム筒を有し、
   前記ゴム筒が前記ケーブルを挿通した状態で前記収納室に収納されて、前記ナットで押圧されると、前記フランジが前記ケーブルホルダを前記収納室の前側に押し付けることを特徴とする請求項２に記載のケーブル固定装置。
4. 前記ケーブル挿通部は、少なくとも３個の孔または切欠きから構成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載のケーブル固定装置。
5. 前記ケーブル挿通部は、前記ケーブルを１回挿通可能なサイズの孔または切欠きと、前記ケーブルを少なくとも２回挿通可能なサイズの孔または切欠きとから構成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載のケーブル固定装置。
6. 前記ケーブルホルダは板であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項に記載のケーブル固定装置。
7. 前記収納室は、電子機器に設けられており、
   前記ケーブルは、前記収納室から前記電子機器内へ引き出されていることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項に記載のケーブル固定装置。
8. 電子機器に固定される筒状のケーブルグランドを備え、
   前記収納室は、前記ケーブルグランドに形成されており、
   前記ケーブルは前記ケーブルグランドを通って前記電子機器内に引き出されていることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項に記載のケーブル固定装置。
   

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