JP7303070B2

JP7303070B2 - 複合ケーブル用中継装置

Info

Publication number: JP7303070B2
Application number: JP2019157801A
Authority: JP
Inventors: 秀俊植松; 玲央新井
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: JP2021036740A; US11211738B2; CN112531427A; CN212304124U; US20210066846A1; DE102020210542A1

Description

本開示は、複合ケーブル用中継装置に関するものである。

一般に、産業用ロボットのサーボモータには、動力用のケーブル、ブレーキ用のケーブルおよびエンコーダ用のケーブルを接続可能なコネクタが用意されている。一方、ケーブルの配線工数を削減し、配線スペースを縮小するために、動力用のケーブル、ブレーキ用のケーブルおよびエンコーダ用のケーブルを一体化した複合ケーブルが使用されることがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９－１９３７６０号公報

複合ケーブルの末端に取り付けるコネクタとして、動力用、ブレーキ用およびエンコーダ用の端子に一度に接続可能な一体型のコネクタを用いれば、配線工数を最も削減することができる。しかしながら、モータ側にも一体型のコネクタを設ける場合には、モータの内部配線が複雑になる。また、末端に一体型のコネクタを備える複合ケーブルは、一体型のコネクタを有しない既存のモータへの接続が困難である。

また、モータ近傍までは複合ケーブルにて配線し、そこでケーブルをバラ線にして各コネクタに配線する方法が考えられる。しかしながら、バラ線の状態ではコネクタの防水性能を確保することができない問題が生じる。また、モータ近傍までは複合ケーブルにて配線し、そこにキャブタイヤケーブルを防水できる口を有する分電ボックスを配置して、それぞれのキャブタイヤケーブルに分岐してそれぞれのコネクタに配線する方法が考えられる。しかしながら、この場合、分電ボックスを、例えばモータに固定する必要が生じる。

本開示の一態様は、モータに備えられた２以上のモータ側コネクタに、複合ケーブルの各配線を接続する複合ケーブル用中継装置であって、各前記モータ側コネクタに接続される２以上の中継側コネクタと、少なくとも１つの該中継側コネクタに固定された中空ハウジングと、可撓性を有し、前記中空ハウジングと他の前記中継側コネクタとを接続する中継ケーブルとを備え、いずれかの前記中空ハウジングに、前記複合ケーブルを接続する接続部が設けられ、前記中空ハウジングの内部において、該中空ハウジングに固定された前記中継側コネクタに接続する前記配線と前記中継ケーブルに接続する前記配線とが分岐している複合ケーブル用中継装置である。

本開示の一実施形態に係る複合ケーブル用中継装置を示す正面図である。図１の複合ケーブル用中継装置の構造を示す縦断面図である。図１の複合ケーブル用中継装置により複合ケーブルをモータに接続する作業を説明する分解図である。図３のモータに図１の複合ケーブル用中継装置を取り付けた状態を示す分解図である。図４の複合ケーブル用中継装置の中継側複合コネクタに複合ケーブルを接続した状態を示す図である。図１の複合ケーブル用中継装置の変形例を示す正面図である。

本開示の一実施形態に係る複合ケーブル用中継装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る複合ケーブル用中継装置１は、図３に示されるように、モータ２０に備えられた動力用コネクタ（モータ側コネクタ）２１、ブレーキ用コネクタ（モータ側コネクタ）２２およびエンコーダ用コネクタ（モータ側コネクタ）２３に、複合ケーブル３０の各配線を中継する装置である。

すなわち、複合ケーブル３０は、図３に示されるように、分岐のない単一のケーブルであって、動力用の配線、ブレーキ用の配線およびエンコーダ用の配線を全て備え、外部の絶縁シース３１によって一纏めに被覆されている。
本実施形態に係る複合ケーブル用中継装置１は、図３に示されるように、複合ケーブル３０が、複合コネクタ（ケーブル側複合コネクタ：接続部）３２を有している場合を示している。

動力用コネクタ２１、ブレーキ用コネクタ２２およびエンコーダ用コネクタ２３は、外周にそれぞれ雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａを有している。後述する第１～第３コネクタ２，３，４に回転可能に備えられた締結用リングの雌ネジを雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａに噛み合わせて締め付けることにより、コネクタ２，３，４，２１，２２，２３の端子どうしを接続した状態でコネクタ２，３，４，２１，２２，２３どうしを固定する公知の締結構造である。

複合ケーブル用中継装置１は、図１に示されるように、モータ２０の動力用コネクタ２１、ブレーキ用コネクタ２２およびエンコーダ用コネクタ２３にそれぞれ接続可能な第１～第３コネクタ（中継側コネクタ）２，３，４を備えている。また、複合ケーブル用中継装置１は、第１、第２ハウジング（中空ハウジング）５，６と、可撓性を有しかつ適当な長さを有する第１、第２中継ケーブル（中継ケーブル）７，８とを備えている。

第１ハウジング５および第２ハウジング６は、例えば、図２に示されるように、一方向に開口する箱状のハウジング本体５１，６１とハウジング本体５１，６１の開口部５１ａ，６１ａを開閉可能に、例えば、ネジによりハウジング本体５１，６１に取り付けられる蓋体５２，６２とをそれぞれ備えている。第１ハウジング５のハウジング本体５１の底面には、モータ２０のエンコーダ用コネクタ２３に着脱可能に接続される第３コネクタ４が固定されている。

第１ハウジング５の蓋体５２には、中継側複合コネクタ（接続部）５３が固定されているとともに第１中継ケーブル７の一端が、ケーブルクランプ５４によって固定されている。中継側複合コネクタ５３の外周にも、複合ケーブル３０の複合コネクタ３２の締結用リングの雌ネジを締結可能な雄ネジ５３ａが設けられている。

そして、第１ハウジング５に固定された中継側複合コネクタ５３の端子（図示略）と第３コネクタ４の端子との間には、エンコーダ用の配線（配線）１１のみが接続されている。
また、中継側複合コネクタ５３の他の端子には、第１中継ケーブル７に備えられた動力用の配線（配線）１２およびブレーキ用の配線（配線）１３が接続されている。

また、第２ハウジング６のハウジング本体６１の底面には、モータ２０の動力用コネクタ２１に着脱可能に接続される第１コネクタ２が固定されている。第２ハウジング６の蓋体６２には、第１中継ケーブル７の他端がケーブルクランプ６３によって固定されているとともに、第２中継ケーブル８の一端がケーブルクランプ６４によって固定されている。

そして、第２ハウジング６に固定された第１コネクタ２の端子には、第１中継ケーブル７内の動力用の配線１２が接続されている。また、第１中継ケーブル７内のブレーキ用の配線１３は、第２ハウジング６内部において、第２中継ケーブル８の一端から第２ハウジング６内に引き出された配線１４に接続されている。
第２中継ケーブル８の配線１４は、第２中継ケーブル８の他端に固定された第２コネクタ３に接続されている。

このように構成された本実施形態に係る複合ケーブル用中継装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る複合ケーブル用中継装置１をモータ２０に取り付けるには、図４に示されるように、第１ハウジング５に固定されている第３コネクタ４をモータ２０のエンコーダ用コネクタ２３に接続する。

また、第２ハウジング６に固定されている第１コネクタ２をモータ２０の動力用コネクタ２１に接続する。そして、第２中継ケーブル８の他端に設けられている第２コネクタ３をモータ２０のブレーキ用コネクタ２２に接続する。これにより、複合ケーブル用中継装置１がモータ２０に取り付けられる。

この状態で、図５に示されるように、第１ハウジング５に備えられている中継側複合コネクタ５３に複合ケーブル３０の複合コネクタ３２を締結する。これにより、複合ケーブル３０に含まれる動力用の配線、ブレーキ用の配線およびエンコーダ用の配線がモータ２０に接続される。

具体的には、複合ケーブル３０に含まれるエンコーダ用の配線は、複合ケーブル３０の複合コネクタ３２、中継側複合コネクタ５３、エンコーダ用の配線１１および第３コネクタ４を経由してモータ２０のエンコーダ用コネクタ２３に接続される。また、複合ケーブル３０に含まれる動力用の配線は、複合ケーブル３０の複合コネクタ３２、中継側複合コネクタ５３、第１中継ケーブル７に含まれる動力用の配線１２および第１コネクタ２を経由してモータ２０の動力用コネクタ２１に接続される。

さらに、複合ケーブル３０に含まれるブレーキ用の配線は、複合ケーブル３０の複合コネクタ３２、中継側複合コネクタ５３、第１中継ケーブル７に含まれるブレーキ用の配線１３、第２中継ケーブル８の配線１４および第２コネクタ３を経由してモータ２０のブレーキ用コネクタ２２に接続される。

このように構成された本実施形態に係る複合ケーブル用中継装置１によれば、２本の中継ケーブル７，８を湾曲させて第１～第３コネクタ２，３，４の位置を調整することができる。すなわち、モータ２０側の動力用コネクタ２１、ブレーキ用コネクタ２２およびエンコーダ用コネクタ２３の位置が異なっていても、可撓性を有する中継ケーブル７，８の変形によって、位置の変化を吸収することができる。

そして、第１ハウジング５に設けられた中継側複合コネクタ５３に、複合ケーブル３０の複合コネクタ３２を接続するだけで、動力用の配線１２、ブレーキ用の配線１３およびエンコーダ用の配線１１の全てをモータ２０に接続することができる。これにより、全てのコネクタ２，３，４，２１，２２，２３の種類が一致しコネクタ２１，２２，２３の配置が異なるモータ２０であっても、複合ケーブル３０を接続するだけで配線作業を行うことができるという利点がある。

また、本実施形態によれば、第３コネクタ４をモータ２０のエンコーダ用コネクタ２３に締結することにより、第３コネクタ４が固定されている第１ハウジング５をモータ２０に簡単に固定することができる。また、第１コネクタ２をモータ２０の動力用コネクタ２１に締結することにより、第１コネクタ２が固定されている第２ハウジング６をモータ２０に簡単に固定することができる。

そして、これら第１ハウジング５および第２ハウジング６に２本の中継ケーブル７，８が取り付けられているので、モータ２０に取り付けた状態で、中継ケーブル７，８の自由な動作を規制することができる。すなわち、ロボットの可動部にモータ２０が取り付けられる場合に、可動部の動作によって中継ケーブル７，８が暴れることを防止できる。

また、複合ケーブル３０の先端を分岐させることなく、単一の複合コネクタ３２を取り付けているだけであるため、複合ケーブル３０の構造を簡易にして、コスト低減および製造容易性の向上を図ることができる。また、複合ケーブル３０の先端を分岐させないので、シールド性、耐液性、防塵性等の性能を向上することができる。

また、本実施形態に係る複合ケーブル用中継装置１においては、第１ハウジング５または第２ハウジング６等の構造を有し、シールド性、耐液性、防塵性等の性能を向上させるために、別途、分電ボックスを備えている必要がない。そのため、分電ボックスを備える場合のように、分電ボックスをモータ２０の本体に固定する必要がない。
すなわち、本実施形態に係る複合ケーブル用中継装置１によれば、コネクタ２，４をモータ２０の動力用コネクタ２１およびエンコーダ用コネクタ２３にそれぞれ接続することにより、それらの接続部において、モータ２０のサイズに関わらず中継ケーブル７，８の長さの範囲でハウジング５，６をモータ２０に自由に固定することができる。したがって、ハウジング５，６をモータ２０のどこに設置するかという問題が生じにくく、モータ２０の本体にハウジング５，６を固定するためのスペースやネジ等を設ける必要がなく、既存のモータにも何ら加工を伴わずに容易に固定できる。

なお、本実施形態においては、３つのモータ側コネクタ２１，２２，２３を有するモータ２０に複合ケーブル３０を接合するための複合ケーブル用中継装置１を例示したが、これに代えて、２つまたは４つ以上のモータ側コネクタ２１，２２，２３を有するモータ２０に接続する場合に適用してもよい。いずれの場合にも、中空ハウジング５，６および中継ケーブル７，８はモータ側コネクタ２１，２２，２３の数より１つ少ない数となる。

また、本実施形態においては、複合コネクタ３２が先端に取り付けられた複合ケーブル３０を接続する場合を例示した。本開示は、これに限定されるものではなく、図６に示されるように、複合ケーブル３０をケーブルクランプ（接続部）５５によって第１ハウジング５に取り付ける構造の複合ケーブル用中継装置１としてもよい。この場合には、複合ケーブル３０の各配線を、第１ハウジング５内において、半田付け等により第１中継ケーブル７および第３コネクタ（中継側コネクタ）４の端子に接続すればよい。

１複合ケーブル用中継装置
２第１コネクタ（中継側コネクタ）
３第２コネクタ（中継側コネクタ）
４第３コネクタ（中継側コネクタ）
５第１ハウジング（中空ハウジング）
６第２ハウジング（中空ハウジング）
７第１中継ケーブル（中継ケーブル）
８第２中継ケーブル（中継ケーブル）
１１エンコーダ用の配線（配線）
１２動力用の配線（配線）
１３ブレーキ用の配線（配線）
２０モータ
２１動力用コネクタ（モータ側コネクタ）
２２ブレーキ用コネクタ（モータ側コネクタ）
２３エンコーダ用コネクタ（モータ側コネクタ）
３０複合ケーブル
３２複合コネクタ（ケーブル側複合コネクタ、接続部）
５３中継側複合コネクタ（接続部）
５５ケーブルクランプ（接続部）

Claims

モータに備えられた２以上のモータ側コネクタに、複合ケーブルの各配線を接続する複合ケーブル用中継装置であって、
各前記モータ側コネクタに接続される２以上の中継側コネクタと、
少なくとも１つの該中継側コネクタに固定された中空ハウジングと、
可撓性を有し、前記中空ハウジングと他の前記中継側コネクタとを接続する中継ケーブルとを備え、
いずれかの前記中空ハウジングに、前記複合ケーブルを接続する接続部が設けられ、
前記中空ハウジングの内部において、該中空ハウジングに固定された前記中継側コネクタに接続する前記配線と前記中継ケーブルに接続する前記配線とが分岐している複合ケーブル用中継装置。
前記接続部が、前記複合ケーブルの末端に設けられたケーブル側複合コネクタを接続可能な中継側複合コネクタである請求項１に記載の複合ケーブル用中継装置。
前記接続部が、前記複合ケーブルの末端を前記中空ハウジングに固定するケーブルクランプである請求項１に記載の複合ケーブル用中継装置。
前記中空ハウジングを２以上備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の複合ケーブル用中継装置。