JP2015091177A

JP2015091177A - 電源ケーブルおよび電源ケーブル装置

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Publication number: JP2015091177A
Application number: JP2013229805A
Authority: JP
Inventors: 浦川　隆史; Takashi Urakawa; 隆史浦川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-05-11
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: JP6376747B2

Abstract

【課題】本発明は、装置本体側の取り扱い性の向上と電源ケーブルによる電圧降下の防止とを両立させることを目的とする。【解決手段】電源装置からの電力を装置本体に供給するための第一のケーブルと第二のケーブルとを有する電源ケーブルであって、前記第一のケーブルは、前記第二のケーブルよりも屈折性が高く、前記装置本体と接続する第一の接続部と前記第二のケーブルと接続する第二の接続部とを有し、前記第二のケーブルは、前記第一のケーブルと接続する第三の接続部と前記電源装置からの電力を受給する第四の接続部とを有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、装置本体と電源装置とを電源ケーブルで接続するための電源ケーブルに関するものである。

近年は、生産現場において組立の自動化が進み、ロボットによる製品の組立が行われている。製品に使用される部品には様々な形状があるが、正確に組立を行うためには、ロボットに部品形状や部品がどのような状態で置かれているのかを知らせて組み立て処理をさせる必要がある。部品の形状や置かれている姿勢を知るためには、部品にパターン画像を投射し、パターン画像が投射された部品を撮像装置で撮像し、撮像により得られた画像から部品までの距離情報や位置・姿勢を算出する技術が知られている。算出された部品までの距離情報や位置・姿勢はロボットへフィードバックを行うことで、ロボット動作の制御を適切に行うことができる。

生産現場では前記部品の形状、姿勢を計測する装置本体と装置本体に電源供給するための電源装置との離間距離を比較的長く配置している。これは、設置自由度を高くしたいとの要望に基づくものである。特許文献１には装置本体と電源装置とを接続する電源ケーブルにおいて、装置本体側の電源ケーブルと電源装置側の電源ケーブルとを分けて用意しておき、電圧降下を考慮した適切な電源ケーブルの組み合わせを選択しやすくすることが開示されている。

特開平１０−１１７４１３公報

一般的に、装置本体と電源装置との間を長距離化すると、装置本体と電源装置との間における電圧降下が大きくなる。よって、一般的には、電圧降下が抑えるために、長距離化に応じて電源ケーブルを太くする必要がある。しかしながら、電源ケーブルが太くなるに従い、電源ケーブルの屈折性は悪くなり、本体装置側の取り扱い性を損なってしまう可能性があった。

特許文献１に開示されている技術によれば、電圧降下を考慮した適切な電源ケーブルを選択して接続することが開示されているが、装置本体の設置性や取り扱い性は考慮されていない。本発明は、上記課題を鑑み、装置本体側の取り扱い性の向上と電源ケーブルによる電圧降下の防止とを両立させることを目的とする。

上記課題を鑑み、本発明は、電源装置からの電力を装置本体に供給するための第一のケーブルと第二のケーブルとを有する電源ケーブルであって、前記第一のケーブルは、前記第二のケーブルよりも屈折性が高く、前記装置本体と接続する第一の接続部と前記第二のケーブルと接続する第二の接続部とを有し、前記第二のケーブルは、前記第一のケーブルと接続する第三の接続部と前記電源装置からの電力を受給する第四の接続部とを有することを特徴とする。

本発明によれば，本発明は、上記課題を鑑み、本体装置側の取り扱い性の向上と電源ケーブルによる電圧降下の防止とを両立させることが出来る。

実施例１における電源ケーブル装置の構成を説明する図実施例２における電源ケーブル装置の構成を説明する図実施例３における電源ケーブル装置の構成を説明する図

（第一の実施例）
図１は、本実施例における電源ケーブルを含む電源ケーブル装置の構成を説明する図である。
１０１は、３次元距離計測システム１０１である。

３次元距離計測システム１０１は、不図示のプロジェクタとカメラとで構成される３次元距離計測装置１０２と３次元距離計測装置１０２に電源を供給する電源装置１０３を有している。ここで、プロジェクタは、部品などに対して計測のためのパターン画像を投影する投影装置である。カメラは、パターン画像が投影された部品などの画像を撮像する撮像装置である。

１０４は、一般的なパーソナルコンピュータ同様の構成を有する情報処理装置であるＰＣ１０４である。ＰＣ１０４は、３次元距離計測装置１０２を駆動するための駆動制御信号を３次元距離計測装置１０２に対して送信し、部品など距離情報の情報処理を行う。ＰＣ１０４は、３次元距離計測装置１０２に接続されている。

本実施例における３次元距離計測装置１０２と電源装置１０３は第１のＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ（すなわち直流））ケーブル１０５と第２のＤＣケーブル１０６との２種類の電源ケーブルを介して接続されている。すなわち、本実施例にける電源ケーブル装置は、第１のＤＣケーブル１０５と第２のＤＣケーブル１０６との２種類の電源ケーブルとから構成されている。

尚、本実施例においては、電源ケーブル装置はＤＣケーブルのみから構成されているが、ＤＣケーブル以外のケーブルとＤＣケーブルとの組み合わせや、ＤＣケーブル以外のケーブルから構成することも可能である。

３次元距離計測装置１０２側には第１のＤＣケーブル１０５が接続されている。詳細は後述するが、３次元距離計測装置１０２に接続するケーブルは３次元距離計測装置１０２の設置性や取扱い性の観点から曲がりやすい、即ち屈曲性の高いケーブルを接続している。一般的に屈折性を高くするためには、ケーブルの径を細くする必要がある。

また、３次元距離計測装置１０２とＰＣ１０４は、制御信号やカメラによる取得画像を転送するためにＥｔｈｅｒケーブル１０７で接続されている。Ｅｔｈｅｒケーブル１０７は第１のＤＣケーブル１０５や第２のＤＣケーブル１０６に対して線径も細く、非常に曲がりやすい。本実施例で述べる屈曲性の高いケーブルである。

本実施例における３次元距離計測システム１０１において、使用者がＰＣ１０４を操作する場所（すなわち、ＰＣ１０４の配置場所）と、装置本体である３次元距離計測装置１０２との離間距離が３０ｍ程度離れて配置されることも想定される。

使用者が、電源を受給する３次元距離計測装置１０２の電源ＯＮ／ＯＦＦ動作を容易に行うためには、電源（電力）を供給する電源装置１０３もＰＣ１０４の近辺に配置される必要がある。

従って、３次元距離計測装置１０２と電源装置１０３も３０ｍ程度離間して配置されるため、３次元距離計測装置１０２と電源装置１０３を接続するＤＣケーブルには、引き回し長さも含めて３５ｍ程度の長さが必要になる。

続いて、本実施例における第１のＤＣケーブル１０５（第一のケーブル）、第２のＤＣケーブル１０６（第二のケーブル）について説明する。第１のＤＣケーブル１０５は線径がφ８で、長さが５ｍである。また、第１のＤＣケーブル１０５の片側にはＡ（＋）のコネクタ（第一の接続部）が備えられており、他端側はＢ（＋）のコネクタ（第二の接続部）を備えている。この第１のＤＣケーブル１０５は、最小曲げＲは８０ｍｍと屈曲性の高いケーブルとなっている。

第２のＤＣケーブル１０６は線径がφ１２で、長さが３０ｍである。また、第２のＤＣケーブル１０６の片側にはＢ（−）のコネクタ（第三の接続部）を具備しており、他端側はＣ（＋）のコネクタ（第四の接続部）を具備している。この第２のＤＣケーブル１０６は第１のＤＣケーブル１０５よりも線径が太く、最小曲げＲは１５０ｍｍと大きくなる。

前述したように、第１のＤＣケーブル１０５は第２のＤＣケーブル１０６に対して、屈曲性の高いケーブルで構成されている。すなわち、第１のＤＣケーブル１０５は、電圧降下を抑える効果は低いが、径が第２のＤＣケーブル１０６よりも細いため取り扱いが容易なケーブルである。また、第２のＤＣケーブル１０６は、径が第１のＤＣケーブル１０５よりも太いため取り扱いの良さでは劣るが、電圧降下を抑える効果が高い。

本実施例では、同符号における（＋）と（−）のコネクタが接続可能な構成である。３次元距離計測装置１０２はＡ（−）のコネクタが設けられており、第１のＤＣケーブル１０５の片端側しか接続できず、他端や第２のＤＣケーブル１０６は接続できない構成となっている。また、電源装置１０３にはＣ（−）のコネクタが設けられており、第２のＤＣケーブル１０６の片端しか接続できない構成となっている。これより、誤接続を防止する構成としつつ、３次元距離計測装置１０２側には屈曲性の高い第１のＤＣケーブル１０５が接続される。よって、３次元距離計測装置１０２は設置性や取扱い性が高くなっている。

本実施例の３次元距離計測装置１０２は電源装置１０３から５Ｖと１２Ｖの電圧供給を受ける構成となっており、第１のＤＣケーブル１０５、第２のＤＣケーブル１０６には＋５Ｖ／ＧＮＤ、＋１２Ｖ／ＧＮＤの４本のケーブルラインでそれぞれ構成されている。また、３次元距離計測装置１０２において、５Ｖラインは５Ｖ±０．２Ｖ、１２Ｖラインは１２Ｖ±０．５Ｖの範囲で正常に駆動可能な構成となっている。電源装置１０３の備えている電源モジュールにおいて５Ｖラインは最大出力６Ｖ、１２Ｖラインは最大で１３．５Ｖまで出力可能である。これより５Ｖラインは電圧降下量は１．２Ｖまで、１２Ｖラインは電圧降下量が２Ｖまでが許容される。

本実施例で示す第１のＤＣケーブル１０５では５Ｖラインは０．２Ｖの電圧降下が生じ、１２Ｖラインは０．３Ｖの電圧降下が生じる。同じく第２のＤＣケーブル１０６において、５Ｖラインは０．８Ｖの電圧降下、１２Ｖラインでは１．２Ｖの電圧降下が生じる。これより、第１のＤＣケーブル１０５と第２のＤＣケーブル１０６を接続し、３５ｍのＤＣケーブルとすると５Ｖラインでは１Ｖ、１２Ｖラインでは１．５Ｖの電圧降下が生じるが、所望の電圧が３次元距離計測装置１０２に供給されることとなる。

第１のＤＣケーブル１０５を３５ｍの長さにすると、長さに応じて内部抵抗が大きくなるため５Ｖラインは１．４Ｖの電圧降下が生じ、１２Ｖラインでは２．１Ｖの電圧降下が生じることとなる。すなわち、電源供給を第１のＤＣケーブル１０５のみで行うと、電源装置１０３内に設けた各電源モジュールの出力電圧では３次元距離計測装置１０２の許容電圧範囲内の電圧を供給できなくなる。

また、逆に第２のＤＣケーブル１０６のみで３次元距離計測装置１０２と電源装置１０３を接続すると、電圧降下の問題は発生しない。しかし、第２のＤＣケーブル１０６の最小曲げＲも大きいことから、３次元距離計測装置１０２の設置性や取扱い性を損ねてしまうことになる。

以上説明したように、３次元距離計測装置１０２側に屈曲性の高いケーブルを接続する構成とすることで、３次元距離計測装置１０２の設置性や取扱い性を損ねることなく、３次元距離計測装置１０２と電源装置１０３との離間距離を長くすることが可能となる。

また、本実施例では第１のＤＣケーブル１０５を第２のＤＣケーブル１０６よりも線径を細くし、屈曲性の高いケーブルとする構成例を示したが、第１のＤＣケーブル１０５を線材の柔らかい素材を使用した屈曲性の高いケーブルを用いても良い。また、第１のＤＣケーブル１０５は、本体装置の取り回しなどで荷重負荷がかかるため、第１のＤＣケーブル１０５と３次元距離計測装置１０２（装置本体）との接続部をロック（固定）する固定部材を設けても良い。さらに、第１のＤＣケーブルの屈曲性を更に高めたい場合は、第１のＤＣケーブル１０５の線径を細くし、ＤＣケーブル全体での電圧降下を許容範囲に収めるために、第２のＤＣケーブル１０６の線径を太くするように適宜変更しても良い。また、第２のＤＣケーブルよりも電圧降下量の小さい第３のＤＣケーブルを更に接続する構成としても良い。

（第二の実施例）
本第二の実施例について説明する。本実施例の基本構成は、実施例１の図１で示した３次元距離計測システム１０１と同様で、同じ構成については同符号を用いる。

本実施例の構成において、電源装置２０１のＤＣケーブルと接続するためのコネクタ、および第２のＤＣケーブル２０２のコネクタ構成が第一の実施例と異なる。

本実施例における第１のＤＣケーブル１０５は線径がφ８で、長さが５ｍである。また、第１のＤＣケーブル１０５の片側にはＡ（＋）のコネクタが備えられており、他端側はＢ（＋）のコネクタを備えている。この第１のＤＣケーブルは、最小曲げＲは８０ｍｍと屈曲性の高いケーブルとなっている。

第２のＤＣケーブル２０２は線径がφ１２で、長さが１０ｍである。また、第２のＤＣケーブル２０２の片側にはＢ（−）のコネクタを備えており、他端側はＢ（＋）のコネクタを備えている。この第２のＤＣケーブル２０２は第１のＤＣケーブル１０５よりも線径が太く、最小曲げＲは１５０ｍｍと大きくなる。

第一の実施例と同様に、第１のＤＣケーブル１０５は第２のＤＣケーブル２０２に対して、屈曲性の高いケーブルで構成されている。

本実施例では、同符号における（＋）と（−）のコネクタが接続可能な構成である。３次元距離計測装置１０２はＡ（−）のコネクタが設けられており、第１のＤＣケーブル１０５の片端側しか接続できず、他端や第２のＤＣケーブル２０２は接続できない構成となっている。これより、誤接続を防止する構成としつつ、３次元距離計測装置１０２側には必ず屈曲性の高い第１のＤＣケーブル１０５が接続され、３次元距離計測装置１０２は設置性や取扱い性が高くなっている。

本実施例の電源装置１０３では、Ｂ（−）のコネクタを設けている。前述した構成とすることで、第２のＤＣケーブル２０２は直列に複数本接続して使用し、３次元距離計測装置１０２と電源装置２０１を接続することが可能となる。すなわち、第２のＤＣケーブル２０２は、第二のケーブル（第三の接続部と第四の接続部とを有する。）と第三のケーブル（第四の接続部と接続する第五の接続部を有する。）とを有することになる。図２は、本実施例における電源ケーブル装置の構成を説明する図である。図２では、ＤＣケーブル２０２を二本接続することによって、電源ケーブルの長さを延長している。

本実施例で第２のＤＣケーブル２０２を複数接続できる構成としているのは、第２のＤＣケーブル２０２は第１のＤＣケーブル１０５に対して、単位長さの抵抗値が小さく電圧降下が小さいためである。第１のＤＣケーブル１０５は抵抗値が大きく、複数本を直列に接続すると全体の電圧降下が大きくなる。そのため、３次元距離計測装置１０２の設置性、取扱い性は確保可能であるが、３次元距離計測装置１０２と電源装置２０１の離間距離を長距離化することの障害となってしまい、使用者の利便性を損なうことになる。

本実施例の３次元距離計測装置１０２は電源装置２０１から５Ｖと１２Ｖの電圧供給を受ける構成となっており、第１のＤＣケーブル１０５、第２のＤＣケーブル２０２について説明する。第１のＤＣケーブル１０５、第２のＤＣケーブル２０２には＋５Ｖ／ＧＮＤ、＋１２Ｖ／ＧＮＤの４本のケーブルラインでそれぞれ構成されている。また、３次元距離計測装置１０２において、５Ｖラインは５Ｖ±０．２Ｖ、１２Ｖラインは１２Ｖ±０．５Ｖの範囲で正常に駆動可能な構成となっている。電源装置２０１の備えている電源モジュールにおいて５Ｖラインは最大出力６Ｖ、１２Ｖラインは最大で１３．５Ｖまで出力可能である。これより５Ｖラインは電圧降下量は１．２Ｖまで、１２Ｖラインは電圧降下量が２Ｖまでが許容される。

本実施例で示す第１のＤＣケーブル１０５では５Ｖラインは０．２Ｖの電圧降下が生じ、１２Ｖラインは０．３Ｖの電圧降下が生じる。同じく第２のＤＣケーブル２０２において、５Ｖラインは０．２６Ｖの電圧降下、１２Ｖラインでは０．４Ｖの電圧降下が生じる。これより、第１のＤＣケーブル１０５と第２のＤＣケーブル２０２を３本の合計４本を用いた３５ｍのＤＣケーブルでは、５Ｖラインでは１Ｖ、１２Ｖラインでは１．５Ｖの電圧降下が生じるが、所望の電圧が３次元距離計測装置１０２に供給されることとなる。これより、使用者が第２のＤＣケーブル２０２を１本から３本まで接続する本数を任意に選択することで、３次元距離計測装置１０２と電源装置２０１の離間距離を１５ｍから３５ｍの間で１０ｍごとに選択することが可能となる。また、３次元距離計測装置１０２と電源装置２０１を屈曲性の高い第１のＤＣケーブル１０５のみで５ｍの離間距離で接続可能な構成としているのは、離間距離を長距離化の必要性のない使用者への利便性を高めるためであることは言うまでもない。

以上説明したように、３次元距離計測装置１０２側に屈曲性の高いケーブルを接続する構成とすることで、３次元距離計測装置１０２の設置性や取扱い性を損ねることなく、３次元距離計測装置１０２と電源装置２０１との離間距離を長くすることが可能となる。

また、本実施例では第２のＤＣケーブル２０２を１０ｍとしたが、長さを５ｍにすることで使用者は３次元距離計測装置１０２と電源装置２０１との離間距離を５ｍごとに選択可能とするように、適宜の長さで構成するようにしても良い。

（第三の実施例）
第三の実施例について説明する。本実施例の基本構成は、第一の実施例の図１で示した３次元距離計測システム１０１と同様で、同じ構成については同符号を用いる。

本実施例では、３次元距離計測装置１０２が摺動装置３０１に取り付けられ、摺動装置３０１によって、３次元距離計測装置１０２は図中の矢印方向に往復運動する。第一の実施例で説明したように、３次元距離計測装置１０２と電源装置１０３は第１のＤＣケーブル１０５と第２のＤＣケーブル１０６で接続されている。

３次元距離計測装置１０２は往復運動するため、３次元距離計測装置１０２側に取り付けられる第１のＤＣケーブル１０５には設置性の高さ、および屈曲に対する耐久性が求められる。本発明の構成では、３次元距離計測装置１０２側に取り付けられる第１のＤＣケーブル１０５には屈曲性の高いケーブルを使用している。そのため、摺動装置３０１によって３次元距離計測装置１０２を往復運動させても、第１のＤＣケーブル１０５に無理な力が加わることがなく、さらには３次元距離計測装置１０２への負荷を低減させることが可能となる。

以上説明したように、３次元距離計測装置１０２側に屈曲性の高いケーブルを接続する構成とすることで、３次元距離計測装置１０２の設置性や取扱い性を損ねることなく、３次元距離計測装置１０２と電源装置１０３を接続することが可能となる。

１０１３次元距離計測システム
１０２３次元距離計測装置
１０３２０１電源装置
１０４ＰＣ
１０５第１のＤＣケーブル
１０６２０２第２のＤＣケーブル
３０１摺動装置

Claims

電源装置からの電力を装置本体に供給するための第一のケーブルと第二のケーブルとを有する電源ケーブルであって、
前記第一のケーブルは、前記第二のケーブルよりも屈折性が高く、前記装置本体と接続する第一の接続部と前記第二のケーブルと接続する第二の接続部とを有し、
前記第二のケーブルは、前記第一のケーブルと接続する第三の接続部と前記電源装置からの電力を受給する第四の接続部とを有することを特徴とする電源ケーブル。
前記第一のケーブルは、前記第二のケーブルよりも線径が細いことを特徴とする請求項１に記載の電源ケーブル。
前記第一のケーブルは、前記第二のケーブルよりも線材が柔らかいことを特徴とする請求項１に記載の電源ケーブル。
前記第二のケーブルは、前記第一のケーブルよりも単位長さ当たりの抵抗値が小さいケーブルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源ケーブル。
前記第二のケーブルと接続する第五の接続部を有し、前記電源装置からの電力を前記第四の接続部に供給する第三のケーブルを更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源ケーブル。
前記装置本体と前記第一のケーブルとの接続を固定する固定部材を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源ケーブル。
電源装置からの電力を装置本体に供給するための第一のケーブルと第二のケーブルとを有する電源ケーブル装置であって、
前記電源装置と、
前記装置本体とを有し、
前記第一のケーブルは、前記第二のケーブルよりも屈折性が高く、前記装置本体と接続する第一の接続部と前記第二のケーブルと接続する第二の接続部とを有し、
前記第二のケーブルは、前記第一のケーブルと接続する第三の接続部と前記電源装置からの電力を受給する第四の接続部とを有することを特徴とする電源ケーブル装置。
前記装置本体を摺動させる摺動装置を更に有することを特徴とする請求項７に記載の電源ケーブル装置。
前記装置本体は、３次元距離計測装置であることを特徴とする請求項７もしくは８のいずれか１項に記載の電源ケーブル装置。