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ケーブルチェーンによる自動化

動きたい衝動に駆られながらのシステム


自動化という言葉を聞けば、誰もが同じ意見でしょう。可能な限り正確で、信頼性が高く、高速で、循環的で、24時間稼働するプロセスが求められます。例外はありません。ドラッグチェーンケーブルシステムは、プロセスオートメーションに不可欠な要素です。なぜなら、ほとんどすべての生産現場で、機械部品に動力、データ、または空気や水などの媒体を継続的に供給する必要があるアプリケーションがあるからです。ここでは、ケーブルチェーンとは何か、どのような場合に使用されるのか、ケーブルチェーンにはどのような素材があるのか、どのような配置や取付のオプションがあるのか、そして最後に、適切なドラッグチェーンケーブルを選択する際の注意点について説明します。

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ケーブルチェーンとは?


ケーブルチェーンは、恒久的に動く機械用途でケーブルやメディアホースを保護、搬送、ガイドする機械システムです。

ケーブルチェーンの動きは、ケーブルまたはメディアホースに恒常的に作用する力が早期損傷や故障を引き起こさないよう、制御された方法で実行されます。ケーブルとメディアホースは、最終的にケーブルチェーンの移動距離に沿って何百万回もの曲げ動作にさらされます。

ケーブルチェーンの主な特徴とは?

直線移動における2点間の電気、光学、油圧、空圧接続を簡単かつ効率的に行うことができます。一部のケーブルチェーンは最大540°の回転が可能なため、ロボット用途で要求される3次元の動きも可能です。

最小許容曲げ半径を守りながら、ケーブルとホースを制御された方法で支えます。

ケーブルやホースを機械的に保護し、保護カバーで囲えば化学的環境影響からも遮断します。

これにより、ケーブルやホースのメンテナンス間隔が短縮されるだけでなく、耐用年数も延びます。

ケーブルチェーンの構造は?


ケーブルチェーンは、両側の短辺が閉じている多数のチェーンリンクを連結したものです。チェーンリンクのサイズは、ケーブルチェーンの本数と寸法によって決まります。 

1本のチェーンリンクは以下の要素で構成されています。

  • サイドバンド
  • 個々のサイドバンドチェーンリンク は接続ピンで互いに接続されています。
  • フレームステイ は幅広いバリエーションがあります。オープンタイプだけでなく、必要に応じてケーブルを環境条件から保護するため、プラスチック、アルミニウム、スチール、さらにはステンレス製の保護カバーを備えたものもあります。
  • セパレーターは一方、ケーブルチェーン内のケーブルとホースの正しい位置決めと分離を確実にします。フレームステイに垂直に取り付けられています。
  • 接続要素:ケーブルチェーンの両端をシステムや機械に確実に取り付けるために、コネクティングエレメントが様々な取り付け位置に使用されています。

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ケーブルトロリーシステムと比較して、ケーブルチェーンにはどのような利点がありますか?


導体棒やフェスツーンサスペンション、ケーブルトロリーシステムといった従来のシステムと比較した場合のケーブルチェーンの利点は以下の通りです:

  • さまざまな種類のユーティリティ(電力、信号、データケーブル、油圧・空圧ホースなど)を運搬できるのが魅力です。
  • 粉塵、湿気、化学物質、強力な物質が日常的に大気中に存在するような重要な環境でも、無条件で使用することができます。
  • 高速走行や加速にも耐えられます。
  • ケーブルの取り付け、交換、後日取り付けが可能です。
  • 水平、垂直、斜め、円形の移動距離も可能です。
  • メンテナンス作業は容易で、一般的にメンテナンス負荷は少ないです。
  • このケーブルチェーンでは、メディアはたるむことなく直線的に配置されるため、同程度の移動距離であれば、より短いメディア長を必要とします。

ケーブルチェーンはケーブルに従います。

どういう意味ですか?
ケーブルチェーンは、ケーブルチェーンに取り付けられたフレキシブルケーブルやホースの保護とガイドの役割を果たします。このため、チェーンは常にケーブルホースの特徴に合わせて設計する必要があり、その逆はできません。使用するケーブルやホースは、より正確に定義できればできるほどよいです。

ケーブルチェーンのケーブルの配置は?


ケーブルチェーンが円滑に機能し、メディアへの損傷の可能性を回避するためには、ケーブルチェーンのサイズや構成部品に関連するケーブルやホースの配索を、ケーブルチェーンを選択する前に慎重に評価する必要があります。

例えば、次のことを確認してください:

  • ケーブル/ホースは、チェーンチャンバーの中で互いにゆるく隣り合っています。セパレーターを使って可能な限り分けてください。
  • ケーブル/ホースは、その重量と大きさの点で、左右対称に設置されています。外側に大きな直径と重さのあるもの、内側に小さな直径と重さのあるもの。また、内側から外側に向かってサイズの小さい順に並べることもできます。棚を使わずにケーブルを上下に並べるのは回避します。
  • 不必要な摩擦を避けるため、1つのセクションで同じアウターシースを持つもののみが使用されます。
  • ケーブル/導管とセパレーターの間のクリアランスは、ケーブル/導管が自由に動くことができ、媒体が互いに、またケーブルチェーンに対して相対的に動くことができるように、媒体に応じて保証されます。

ケーブルチェーン用のケーブルは?


ケーブルチェーンに適したケーブルやホースは、非常に強く連続的に屈曲することがあります。その結果、ケーブルチェーンは、曲げ動作から生じる応力に恒常的にさらされることになります。三次元のねじり運動とは異なり、この曲げ運動は常に直線的で、常に一方向に動きます。

ケーブルの柔軟性は、その曲げ半径に直接影響します。曲げ半径とは、機能的な能力を損なうことなく、ケーブルがどの程度曲げられるかを示すものです。

曲げ半径が狭ければ狭いほど、ケーブルにかかるストレスは大きくなり、要求される長寿命を達成するのは難しくなります。

したがって、ケーブルとホースの柔軟性に関する要件は次のように定義できます。

ケーブル内部の導線は、少なくとも細線、すなわち導体クラス5に相当するものでなければなりません。
撚りの長さが短いほど、つまりコア撚りが短いほど、撚り全体の柔軟性が増します。 
ケーブルチェーンの要件や環境条件も満たしている必要があります。
ドラッグチェーンケーブルは、例外的な場合にのみ25コア以上になります。これによって、多くのコアが文字通り結ばれ、破断する危険性を防ぐことができます。
最終的には、ケーブルチェーンは自重を支えるだけでなく、ケーブルやメディアホースの長さmを支えなければなりません。 

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LAPPのドラッグチェーンケーブル

ドラッグチェーンケーブルチェーンを選ぶ際、他に重要な要素はありますか?


ドラッグチェーンケーブルを構成する際には、多くの要素が非常に重要です。ドラッグチェーンケーブルを指定し、使用環境を考慮することに加え、ケーブルチェーンの長さ、速度、加速度、動作時間、ケーブルの重量も決定する必要があります。
また、その後の配置、取り付けタイプ、ケーブルチェーンの材質も計画に含めることが重要です。

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どのようなチェーン構成が可能ですか?


セルフサポート配置は、主にケーブルチェーンのサイズが小さい場合に適しています。作動時にチェーンの上部と下部の間に摩擦がないため、スライド式に比べて摩耗の影響を受けにくくなっています。しかし、ケーブルチェーンの自立長には限界があります。

移動距離が長くなると、ケーブルチェーンの正味重量だけでなく、ケーブルやホースの重量がアプリケーションにストレスを与え、ケーブルチェーンが支持されていない部分でたるむことがあります。たるみは必ずしもマイナスではありませんが、ケーブルチェーンの可能な速度と加速度の値を減少させます。

最大許容サグ値を超える場合は、ケーブルチェーンを支持するか、スライディングアプリケーションを選択することをお勧めします。移動距離が10mを超える場合、ケーブルチェーンの選択は通常、ガイドチャンネルを備えたスライド式配置に依存します。特殊な設計ソリューション(スライディングシューなど)により、互いに重なり合うチェーン部品間の摩擦効果を最小限に抑えます。スライド式配置により、最大100m以上の移動が可能。

どのような組み立てオプションがありますか?


水平に組み立てる用途では、ケーブルチェーンが主に使用されます。ケーブルチェーンは安定した場所に平らに置きます。

 サイドマウントアプリケーションとは、チェーンが横向きに取り付けられていることを意味します。この構成は、上方に限られたスペースしかなく、通常のケーブルチェーンの組み立てではスペースがかかりすぎる場合に必要となります。また、ユーティリティの追加荷重がチェーンの最大自立能力を超えるが、何らかの理由でスライド式コンフィギュレーションを使用できない場合にも必要となります。


ケーブルチェーンが床面やガイドチャンネル内を移動するような用途、例えば移動距離の長い用途に対応します。または、工作機械など、ケーブルチェーンが底部から支持されていない吊り下げ用途。

垂直アセンブリとは、進行方向が垂直で、チェーン半径の円弧が地面や天井に接触しないことを意味します。垂直に組み立てる場合、チェーンは吊り下げることも、立ったまま操作することもできます。


ケーブル/ホースの両端は、対応するアクセサリを使用して固定し、ケーブルチェーンに触れないようにしてください。

ケーブルチェーンの素材は?


ケーブルチェーンの製造にLAPPで使用される材料はすべて環境に配慮したものです(RoHSおよびWEEE)。 ケーブルチェーンは、チェーンリンクに使われる素材とクロスフレームに使われる素材によって区別されます。

従って、チェーンは次のように分けられます。

プラスチックチェーンチェーンは、ほとんどの環境(屋外を含む)における多目的な標準用途に適しており、濡れた環境や油分の多い環境でのチェーン荷重の増加や、長距離の移動にも使用されます。最速のスピードと加速度は、プラスチックケーブルチェーンで達成できます。プラスチックチェーンは、自立型、滑動型、円運動型のいずれの用途にも使用できます。ポリアミドベースの化合物(ブライロン6)から作られており、オープンタイプと完全クローズドタイプがあります。


ちなみに、LAPPでは、ハイブリッドケーブルチェーンも提供しています。ハイブリッドシステムでは、フレームステイと保護カバーはアルミニウム製です。プラスチックとアルミニウムの組み合わせは、チェーンに剛性/安定性を与え、過酷な環境にも耐えられます。ハイブリッドケーブルチェーンには、オープンタイプとフルクローズタイプがあります。

スチールケーブルチェーン 幅広い用途に適しており、特にプラスチックでは十分な耐久性が得られない環境に適しています。例えば、プラスマイナス温度が極端に高い環境が該当します。スチールチェーンがプラスチックチェーンより明らかに有利なのはこの点です。

ケーブルチェーンの構成オプション


ケーブルチェーンシステムの大半はシングルチェーンを装備しています。しかし、同じように複数のチェーンを持つことも可能です。チェーン数が一つ以上の場合、チェーンは互いに直接隣り合って、リング状に、あるいは重なり合って走ります。多くの場合、チェーンは一定の直線運動方向、いわゆる変位を持っています。しかし、多くの用途では、ケーブルチェーン内部の回転も必要で、最大600°まで回転することもあり、このような場合はマルチチェーン構成でなければ実現できません。また、変位と回転を組み合わせた動きには、無数のチェーン構成オプションが用意されています。

二次元直線運動用ケーブルチェーン

ケーブルが一方向に曲がっています。

クラシックケーブルチェーン

三次元トーションケーブルチェーン

産業用ロボット用に特別に設計され、最大540°の回転に対応。

ロボットケーブルチェーン