JP2016009665A - 電源ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】複数の導体を接触状態で平面状に連接することで、屈曲性が良い大電流用のケーブルを提供する。【解決手段】複数の撚線導体２が平行に配設され、隣接する前記撚線導体２同士が接触した状態で平面状に連接され、前記複数の撚線導体を絶縁材のシース５で被覆している。このとき、連接された複数の撚線導体２を複数組並設し、当該複数組ごとにそれぞれの組間における前記絶縁材表面の長手方向に溝部３が形成されてもよい。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の導体からなる電源ケーブルに関する。

例えば、多関節の溶接ロボットにおける溶接電源用のケーブルは、溶接棒を溶かすために大電流を流す必要があり、且つ、多彩な動きを行うために高い折曲自在性が要求される。すなわち、一般的に利用されている例えば５０ｓｑ程度の丸型電線を用いた場合、ケーブルの屈曲性が悪く、曲げ半径を３０ｍｍ以下にするのが非常に困難である。

溶接電源用のケーブルではないものの、複数の導体を用いたケーブルの技術として、例えば、特許文献１、２に示す技術が開示されている。特許文献１に示す技術は、多心ケーブル１０は、中心導体１５、内部絶縁体１４、外部導体１３、及び外被１２を有する、複数の信号用同軸ケーブル１１と、中心導体４１及び外被４２を有する、電源用絶縁ケーブル４０と、が並列に配置されており、同軸ケーブル１１の外部導体１３の部分の径と絶縁ケーブル４０の外被４２の外径が略同等であり、同軸ケーブル１１の外部導体１３の露出部分及び絶縁ケーブル４０の外被４２が共通のグランドバー２０，３０に挟まれて固定され、外部導体１３の露出部分がグランドバー２０，３０に導電接続されているものである。

また、特許文献２に示す技術は、ケーブル部１０は、第１電源線１１、第２電源線１２及びシース２０を有しており、シース２０には、第１電源線１１を内側に収容する円筒状の第１電源線被覆部２１と、第２電源線１２を内側に収容する、第１電源線被覆部２１と同一形状の円筒状の第２電源線被覆部２２と、第１電源線被覆部２１の外径Ｄより厚みが小さく且つ第１電源線被覆部２１と同一長さの帯板状に形成され、幅方向の一縁部２３ａが第１電源線被覆部２１の外周面２１ａに第１電源線被覆部２１の全長方向に沿って連接されるとともに幅方向の他縁部２３ｂが第２電源線被覆部２２の外周面２２ａに第２電源線被覆部２２の全長方向に沿って連接された、連結部２３と、が設けられているものである。

特開２００８−１８１８１７号公報 特開２０１３−８９４４２号公報

しかしながら、特許文献１、２に示す技術は複数の導体を用いたケーブルであるものの、信号線を用いたものであり、大電流を流しつつ屈曲性を向上させるものではない。すなわち、特許文献１に示す技術は、中心部分のより線は信号用の電線であるため小さい径で形成されているものの、仮に大電流を流す用途で径を大きくした場合は、屈曲性が非常に悪いものとなってしまう。

また、特許文献２に示す技術は、大電流用のケーブルを左右に備えており、これらは径が大きいため屈曲性が悪い。仮に中心部分の信号用の電線に大電流を流す用途とした場合は、各信号線が一本ずつ独立しているため、各信号線に均等に電流を通電するのが非常に難しいものとなってしまう。

本発明は、複数の導体を接触状態で平面状に連接することで、屈曲性が良い大電流用のケーブルを提供する。

本発明に係る電源ケーブルは、複数の導体が平行に配設され、隣接する前記導体同士が接触した状態で平面状に連接され、前記複数の導体を絶縁材で被覆しているものである。

このように、本発明に係る電源ケーブルにおいては、複数の導体が平行に配設され、隣接する前記導体同士が接触した状態で平面状に連接され、前記複数の導体を絶縁材で被覆しているため、長手方向の曲げに対して屈曲性を非常によくして細かい動作を実現することが可能になるという効果を奏する。

本発明に係る電源ケーブルは、複数の前記導体を平面状に連接し、当該連接された複数の導体を複数組並設し、当該複数組ごとにそれぞれの組間における前記絶縁材表面の長手方向に溝部が形成されているものである。

このように、本発明に係る電源ケーブルにおいては、複数の前記導体を平面状に複数組並設し、当該複数組ごとにそれぞれの組間における前記絶縁材表面の長手方向に溝部が形成されているため、絶縁材表面の表面積を大きくして放熱効果を高めることができると共に、長手方向の曲げに対して溝部の空間が遊びとなり屈曲性を向上させることができるという効果を奏する。

本発明に係る電源ケーブルは、前記絶縁材の短手方向に溝部が形成されているものである。

このように、本発明に係る電源ケーブルにおいては、前記絶縁材の短手方向に溝部が形成されているため、短手方向に曲げやすくなり屈曲性を向上させることができるという効果を奏する。

本発明に係る電源ケーブルは、前記絶縁材の上面及び／又は下面に前記複数組ごとに外層被覆部が配設されているものである。

このように、本発明に係る電源ケーブルにおいては、前記絶縁材の上面及び／又は下面に前記複数組ごとに外層被覆部が配設されているため、ケーブルの短手方向の曲げが外層被覆部により抑制され、複数連接された導体が撚って混雑するのを防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る電源ケーブルは、前記外層被覆部に前記長手方向に垂直方向の溝部が形成されているものである。

このように、本発明に係る電源ケーブルにおいては、前記外層被覆部に長手方向に垂直方向の溝部が形成されているため、外層被覆部により導体のグループ内での撚りを防止すると共に、外層被覆部に形成された溝部により長手方向に曲げやすくなり、屈曲性を向上させることができるという効果を奏する。

第１の実施形態に係る電源ケーブルの第１の構造を示す図である。 第１の実施形態に係る電源ケーブルの第２の構造を示す図である。 第１の実施形態に係る電源ケーブルの第３の構造を示す図である。 第１の実施形態に係る電源ケーブルの第４の構造を示す図である。 第１の実施形態に係る電源ケーブルの第５の構造を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。

（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る電源ケーブルについて、図１ないし図５を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る電源ケーブルの第１の構造を示す図である。本実施形態に係る電源ケーブルは溶接ロボットの電源用に用いるものであり、溶接棒を溶かすために大電流が流れる構造とする必要がある。そのために、径が大きい丸型電線を用いるとケーブルの屈曲性が悪くなり、溶接ロボットの動作性が悪くなる。そこで、図１に示すような電源ケーブルの構造とすることで、そのような問題を解消する。

図１（Ａ）において、電源ケーブル１は、断面が略円形状の複数の撚線導体２が平行に配設され、隣接する撚線導体２同士が接触した状態で平面状に連接されている。撚線導体２は、一つの単線導体でもよいし、例えば０．１８ｍｍ程度の径を有する複数の素線を撚り合わせて形成されたものであってもよい。この場合、撚線導体２の断面形状は全体として略円形状となる。連接されている撚線導体２は絶縁材のシース５で被覆され、外部と電気的に絶縁されている。個々の撚線導体２の径は、溶接用の大電流が流せる大きさではないものの、図に示すように複数本連接されることで、流せる電流の容量を確保することができる。

また、電源ケーブル１が平面状に平型となることで、電源ケーブル１の長手方向に屈曲しやすくなり、溶接ロボットの操作性を向上させることができる。さらに、電源ケーブル１が平型となっているため、長手方向の捻りの動作にも柔軟となり、より動作性を向上させることが可能となる。しかしながら、図１（Ａ）のような場合に電源ケーブル１が短手方向に屈曲すると、図１（Ｂ）に示すようにシース５の内部に空洞部分が生じ、撚線導体２が撚ってしまい平型を維持することが困難になってしまう可能性があり、電源ケーブル１の機能にも弊害が生じてしまう可能性もある。

そこで、本実施形態においては、図１に示す電源ケーブル１をさらに改良して、上記の可能性を排除する。図２は、本実施形態に係る電源ケーブルの第２の構造を示す図である。図２において、撚線導体２が平面状に連接すると共に、当該連接された複数の撚線導体２を複数本１組（例えば、図２に示すような３本１組）にグループ分けして各グルーブを平面状に配設する。各グループ間は絶縁材のシース５により絶縁されているが、同容量の電流が流れるようになっている。また、各グループ間のシース５表面の長手方向には溝部３が形成されており、各グループを物理的に区画して強固に配置関係を維持できるようになっている。

すなわち、図１（Ａ）の場合と同量の電流を流すことが可能になると共に、各グループ間及びそのグループにおける各撚線導体２の配置関係を保持し（シース５内に空洞部分が生じたり、撚線導体２同士が撚ったりすることなく）、短手方向の曲げや捻りの動作性を向上させることが可能となっている。また、図１及び図２のいずれも、電源ケーブル１の形状が平型であるため放熱効果が高くなり、電流通電時の温度情報を抑えることができる。特に、図２の場合は、各グループ間のシース５表面の長手方向に溝部３が形成されることで、外部との表面積が大きくなり、より高い放熱効果を実現することが可能となっている。

図３は、本実施形態に係る電源ケーブルの第３の構造を示す図である。図３における電源ケーブル１は、図２における電源ケーブル１を応用し、より高い動作性及び放熱性を実現するものである。図３（Ａ）において、図２の電源ケーブル１のシース５表面の短手方向に所定間隔で溝部４が形成されている。溝部４が形成されることで、長手方向の屈曲性をより向上し、それに伴い動作性を向上させることができる。また、図３（Ｂ）も図３（Ａ）と同様にシース５表面の短手方向に所定間隔で溝部４が形成されているが、溝の数を増やし一つ一つの溝を浅くして連通している。いずれの構造においても、高い動作性及び放熱性を実現可能である。なお、図３においては１つの溝部４のみを図示しているが、溝部４は１又は複数形成され、当該溝部４が複数形成される場合にその間隔は使用環境や目的に応じて定間隔又は不定間隔とすることができる。

図４は、本実施形態に係る電源ケーブルの第４の構造を示す図である。図４における電源ケーブル１は、図２における電源ケーブル１を応用し、より強固に撚線導体２の配置関係を保持するものである。図４において、図２の電源ケーブル１の各グループごとに、シース５の溝部３を除く上面及び／又は下面の平面部分に外層被覆部６が形成されている。この外層被覆部６は、シース５よりも硬い材質で形成されており、１つのグループ内での短手方向の屈曲（溝部３を軸とした短手方向の屈曲を除く他の短手方向の屈曲）を抑える。そうすることで、撚線導体２のグループ内での空洞の形成や撚りを防止することができる。

なお、シース５及び外層被覆部６の素材については、密着性等を確保するためにも同一の素材（例えば、ＰＶＣ：ポリ塩化ビニル）であることが好ましい。そして、シース５と外層被覆部６の硬度の差は、例えば、可塑性の素材の量で調整してもよい。つまり、シース５に比べて外層被覆部６の可塑性の素材を少なくすることで、外層被覆部６の硬度を上げるようにしてもよい。

図５は、本実施形態に係る電源ケーブルの第５の構造を示す図である。図５における電源ケーブル１は、図４における電源ケーブル１を応用し、図４の効果を保持しつつ、長手方向の屈曲性を向上させるものである。図５（Ａ）において、図４の電源ケーブル１の外層被覆部６に、長手方向に垂直な方向の溝部７が形成されている。外層被覆部６により、撚線導体２のグループ内での空洞の形成や撚りが防止されるが、その分長手方向の屈曲性が低下してしまう可能性があるため、図５のように溝部７を形成する。そうすることで、長手方向の屈曲性を向上させることができる。

また、図５（Ｂ）も図５（Ａ）と同様に外層被覆部６表面の短手方向に所定間隔で溝部７が形成されているが、溝の数を増やし一つ一つの溝を浅くして連通している。いずれの構造においても、撚線導体２のグループ内での空洞の形成や撚りを防止しつつ、長手方向の屈曲性を向上させることが可能である。

このように、図１に示すような本実施形態に係る電源ケーブル１によれば、断面が円形状の複数の撚線導体２が平行に配設され、隣接する撚線導体２同士が接触した状態で平面状に連接され、複数の撚線導体２を絶縁材のシース５で被覆しているため、長手方向の曲げに対して屈曲性を非常によくして細かい動作を実現することが可能になる。

また、図２に示すように、複数の撚線導体２を平面状に複数組並設し、当該複数組ごとにそれぞれの組間におけるシース５表面の長手方向に溝部３が形成されているため、シース５表面の表面積を大きくして放熱効果を高めることができると共に、長手方向の曲げに対して溝部の空間が遊びとなり屈曲性を向上させることができるという効果を奏する。

さらに、図３に示すように、絶縁材のシース５の短手方向に溝部４が形成されているため、短手方向に曲げやすくなり屈曲性を向上させることができる。

さらにまた、図４に示すように、絶縁材のシース５の上面及び／又は下面にグループごとに外層被覆部６が配設されているため、短手方向の曲げが外層被覆部により抑制され、複数連接された撚線導体が撚って混雑するのを防止することができる。

さらにまた、図５に示すように、外層被覆部６に長手方向に垂直方向の溝部７が形成されているため、外層被覆部６により撚線導体２のグループ内での撚りを防止すると共に、外層被覆部６に形成された溝部７により長手方向に曲げやすくなり、屈曲性を向上させることができる。

１ 電源ケーブル
２ 撚線導体
３，４，７ 溝部
５ シース
６ 外層被覆部

Claims (5)

1. 複数の導体が平行に配設され、隣接する前記導体同士が接触した状態で平面状に連接され、前記複数の導体を絶縁材で被覆していることを特徴とする電源ケーブル。
2. 請求項１に記載の電源ケーブルにおいて、
   複数の前記導体を平面状に連接し、当該連接された複数の導体を複数組並設し、当該複数組ごとにそれぞれの組間における前記絶縁材表面の長手方向に溝部が形成されていることを特徴とする電源ケーブル。
3. 請求項１又は２に記載の電源ケーブルにおいて、
   前記絶縁材の短手方向に溝部が形成されていることを特徴とする電源ケーブル。
4. 請求項２又は３に記載の電源ケーブルにおいて、
   前記絶縁材の上面及び／又は下面に前記複数組ごとに外層被覆部が配設されていることを特徴とする電源ケーブル。
5. 請求項４に記載の電源ケーブルにおいて、
   前記外層被覆部に前記長手方向に垂直方向の溝部が形成されていることを特徴とする電源ケーブル。

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