JP2019125554A

JP2019125554A - ケーブル

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Publication number: JP2019125554A
Application number: JP2018007272A
Authority: JP
Inventors: 友之古田; Tomoyuki Furuta
Original assignee: Fanuc Corp
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Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2019-07-25
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Abstract

【課題】静電容量を低減させる。【解決手段】ケーブル１０は、線状の導体１２と、導体１２の周囲に空気層が形成されるよう導体１２の周囲に複数配置され、導体１２の長手方向に延びる樹脂製の中空管１６と、導体１２および複数の中空管１６を保護する絶縁性の保護部材１４と、中空管１６に設けられ、中空管１６の管内を仕切る仕切部２０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、例えばワイヤ放電加工機等に用いられるケーブルに関する。

加工液が貯留される加工槽と、加工槽内に配置されワークが置かれるテーブルと、ワイヤおよびテーブルの間に電圧を印加する電圧印加装置とを有するワイヤ放電加工機が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００６−２８１３９５号公報

ところで、上記特許文献１のワイヤ放電加工機では、電圧を印加するためのケーブルが加工液に浸ってしまう場合がある。この場合、ケーブルの導体と、アース電位となるテーブルとが加工液を介して静電結合することで、ケーブルから漏電し易くなる。特に、水を主成分とした加工液の場合、ワークが腐食しないよう印加電圧を交流とする。仕上げ加工において、加工後の面粗さが小さくなるにしたがい、周波数は高くなるのが一般的であり、数メガヘルツになる場合がある。周波数が高いほど、静電結合による漏電の影響は大きくなり、ケーブルが加工液に接する表面積が大きくなるにしたがって、交流である加工電圧のピーク値が小さくなってしまい、放電が不安定になってしまう。

このケーブルからの漏電を抑えるため、導体の周囲に比誘電率が低い部材を設けることが考えられる。しかし、比誘電率が低い部材として、一般的に低誘電率のフッ素樹脂等が用いられたとしても、ケーブルからの漏電を実用的に抑え得る程度に、導体と加工液との間に生じる静電容量を低減させることが困難であると懸念される。

そこで、本発明は、導体との間の静電容量を大幅に低減させ得るケーブルを提供することを目的とする。

本発明の態様は、ケーブルであって、線状の導体と、前記導体の周囲に空気層が形成されるよう前記導体の周囲に複数配置され、前記導体の長手方向に延びる樹脂製の中空管と、前記導体および複数の前記中空管を保護する絶縁性の保護部材と、前記中空管に設けられ、前記中空管の管内を仕切る仕切部と、を備える。

上記の態様のケーブルでは、複数の中空管によって導体の周囲に空気層が形成されることにより、導体との間に生じる静電容量を大幅に低減することができる。また、中空管の管内を仕切る仕切部が中空管に設けられることで、ワイヤ放電加工機の加工槽に貯留される加工液にケーブルが浸っても、その加工液が中空管の管内を伝わることを抑制することができる。

実施の形態のケーブルの長手方向に直交する方向の断面を示す模式図である。実施の形態のケーブルの長手方向の断面を示す模式図である。ケーブルの変形例（１）の断面を示す模式図である。ケーブルの変形例（２）の断面を示す模式図である。ケーブルの変形例（３）を示す概略図である。ケーブルの変形例（４）の断面を示す模式図である。ケーブルの変形例（５）の断面を示す模式図である。ケーブルの変形例（６）の断面を示す模式図である。ケーブルの変形例（７）の断面を示す模式図である。ケーブルの変形例（８）の断面を示す模式図である。

本発明に係るケーブルについて、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

〔実施の形態〕
図１は、実施の形態のケーブル１０の断面を示す模式図である。この図１では、ケーブル１０の長手方向に直交する方向の断面が示されている。本実施の形態のケーブル１０は、ワイヤ放電加工機のワイヤに電力を供給するための給電用ケーブル、もしくは、ワイヤ放電加工機のワイヤに印加される電圧を測定するための信号用ケーブルとして用いられるものであり、加工槽の内部に配置される。このケーブル１０は、導体１２と、保護部材１４と、複数の中空管１６とを主に備える。

導体１２は、電力あるいは信号を伝送する伝送路であり、線状に形成される。この導体１２の長手方向に直交する方向の断面の外形は、図１では円形状であるが、他の形状であってもよい。

保護部材１４は、導体１２および複数の中空管１６を保護する絶縁性の部材である。本実施の形態では、保護部材１４は、管状に形成され、複数の中空管１６を囲うように配置される。この保護部材１４に用いられる材料としては、例えば、ゴムまたは樹脂が挙げられる。

複数の中空管１６は、導体１２の周囲に空気層が形成されるよう導体１２の周囲に配置される樹脂製の管であり、導体１２の長手方向に沿って直線状に延びている。この中空管１６に用いられる樹脂としては、例えば、ケイ素を主成分とするシリコーン樹脂が挙げられる。

なお、複数の中空管１６によって導体１２の周囲に形成される空気層は、本実施の形態では中空管１６の管内部分および中空管１６の管外における隙間部分を含む。本実施の形態の場合、各々の中空管１６は導体１２の外周面と管状の保護部材１４の内周面とに接し、また複数の中空管１６においてそれぞれ隣り合う中空管１６は接している。このため、中空管１６の管外における隙間部分は、中空管１６の外周面と導体１２の外周面とで囲まれる部分、および、中空管１６の外周面と管状の保護部材１４の内周面とで囲まれる部分である。

ケーブル１０の長手方向に直交する方向の断面において、各々の中空管１６の外周の形状および内周の形状は概ね円であり、複数の中空管１６の外径および内径は互いに略同一である。また、ケーブル１０の長手方向に直交する方向の断面において、各々の中空管１６の中心位置を通る円Ｃの中心位置は、導体１２の中心位置Ｐと概ね一致している。

図２は、ケーブル１０の長手方向の断面を示す模式図である。各々の中空管１６には、当該中空管１６の管内を仕切る仕切部２０が設けられる。この仕切部２０は、中空管１６の長手方向に間隔をあけて、複数設けられる。なお、仕切部２０の間隔は、それぞれ等しい間隔であってもよく、それぞれ異なる間隔であってもよい。

各々の仕切部２０は、中空管１６の内周面が接合するように中空管１６を潰して形成される。中空管１６が潰されているため、仕切部２０における中空管１６の外周面は、仕切部２０以外の中空管１６の外周面よりも内側に位置している。

以上のように本実施の形態のケーブル１０は複数の中空管１６を有し、それら中空管１６によって導体１２の周囲に空気層が形成される。これにより、ワイヤ放電加工機の加工槽に貯留される加工液にケーブル１０が浸っても、その加工液と導体１２との間に生じる静電容量を大幅に低減することができる。この結果、加工液を通じてケーブル１０の漏電がし難くなる。

また、複数の中空管１６においてそれぞれ隣り合う中空管１６は接しているため、ケーブル１０が押されても管状の保護部材１４が導体１２に接することが回避される。したがって、ケーブル１０が押された状態で加工液に浸ったとしても、その加工液と導体１２との間に生じる静電容量を大幅に低減することができる。

本実施の形態の中空管１６には、当該中空管１６の管内を仕切る仕切部２０が設けられている。このため、ワイヤ放電加工機の加工槽に貯留される加工液が中空管１６の管内に浸入しても、その浸入した加工液がより奥にまで流れることを仕切部２０によって抑制することができる。

また、仕切部２０における中空管１６の外周面は、仕切部２０以外の中空管１６の外周面よりも内側に位置している。このため、仕切部２０における中空管１６の外周側に隙間が形成されており、その隙間が形成される分だけ管状の保護部材１４内における空隙の割合が大きくなる。したがって、導体１２との間に生じる静電容量をより低減することができる。

〔変形例〕
以上、本発明の一例として上記実施の形態が説明されたが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

なお、変更または改良を加えた形態の一部は変形例として以下に説明する。ただし、上記実施の形態において説明した構成と同等の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

［変形例１］
上記実施の形態では、中空管１６の内周面が接合するように中空管１６が潰れて仕切部２０が形成された。しかし、図３に示すように、仕切部２０は、中空管１６の内周面および外周面を変形することなく、中空管１６の管内を仕切るようにしてもよい。

すなわち、図３に示す仕切部２０は、中空管１６の長手方向に対して交差する方向に延在し、中空管１６の内周面と接合される壁２２を有する。この壁２２が接合される中空管１６の内周面と、壁２２が非接合の中空管１６の内周面とは段差をもたずに概ね同一面になる状態である。

また、図３に示す仕切部２０の壁２２は、例えば、仕切部２０における中空管１６の管内を塞ぐように未硬化の樹脂が充てんされ硬化されることで形成される。なお、樹脂は、中空管１６と同じ材料であってもよく、中空管１６とは異なる材料であってもよい。また、壁２２の形状は、図３では板状であるが、他の形状であってもよい。

図３に示す仕切部２０によれば、壁２２によって中空管１６の管内が仕切られることで、中空管１６の柔軟性を保持させながら中空管１６の曲げ強度を高めることができる。したがって、中空管１６に生じる亀裂等から導体１２に加工液が流れてしまうことを抑制することができる。

なお、図３では、仕切部２０における中空管１６の内周面および外周面の双方が非変形となっているが、中空管１６の外周面は、上記実施の形態と同様に、仕切部２０以外の中空管１６の外周面よりも内側に位置していてもよい。具体的には、例えば、仕切部２０における中空管１６の外周面側に溝等が設けられることで、仕切部２０以外の中空管１６の外周面よりも内側にすることが可能である。

［変形例２］
また、図４に示すように、仕切部２０は、第１の仕切部２０Ａと第２の仕切部２０Ｂとを有していてもよい。第１の仕切部２０Ａは、中空管１６の内周面が接合されることで中空管１６の管内を仕切るものである。第２の仕切部２０Ｂは、中空管１６の内周面と接合され中空管１６の長手方向に対して交差する方向に延在する壁２２によって中空管１６の管内を仕切るものである。

このように仕切部２０が第１の仕切部２０Ａと第２の仕切部２０Ｂとを有していれば、管状の保護部材１４内における空隙の割合を大きくするとともに、中空管１６の柔軟性を保持させながら中空管１６の曲げ強度を高めることができる。

［変形例３］
上記実施の形態では、仕切部２０が中空管１６の長手方向に間隔をあけて複数設けられていたが、１つであってもよい。ただし、仕切部２０が中空管１６の長手方向に間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。

［変形例４］
上記実施の形態では、ケーブル１０の長手方向に直交する方向の断面において、各々の中空管１６の外周の形状および内周の形状は概ね円であったが、当該外周および内周の少なくとも一方が円以外の他の形状であってもよい。

また上記実施の形態では、ケーブル１０の長手方向に直交する方向の断面において、複数の中空管１６の外径および内径は互いに略同一であった。しかし、複数の中空管１６のすべての外径が異なっていてもよく、複数の中空管１６の一部の外径が他の一部の外径と異なってもよい。同様に、複数の中空管１６のすべての内径が異なっていてもよく、複数の中空管１６の一部の内径が他の一部の内径と異なってもよい。

［変形例５］
上記実施の形態では、導体１２の周囲に配置される複数の中空管１６においてそれぞれ隣り合う中空管１６は接していた。しかし、複数の中空管１６は間隔をあけて導体１２の周囲に配置されてもよい。ただし、上記のように、ケーブル１０が押されても管状の保護部材１４が導体１２に接することを回避するためには、複数の中空管１６においてそれぞれ隣り合う中空管１６が接していることが好ましい。

［変形例６］
上記実施の形態では、中空管１６が導体１２の長手方向に沿って直線状に延びていた。しかし、図５に示すように、中空管１６は、導体１２の外周面に沿ってらせん状に延びてもよい。このようにすれば、ケーブル１０が曲げられても、各々の中空管１６の相対的な位置ずれが抑制し易くなる。なお、理解し易くするため、図５では、１本の中空管１６だけが示され、保護部材１４が省略されている。

［変形例７］
また、図５に示すように、中空管１６の長手方向の端部１６ａ、１６ｂのうち一方の端部１６ａが塞がれてもよい。一方の端部１６ａが塞がれていることで、その端部１６ａ側のケーブル１０部分がワイヤ放電加工機の加工槽の内部に配置されても、加工槽に貯留される加工液が中空管１６の管内に浸入することを抑制することができる。つまり、中空管１６の一方の端部１６ａとして、ワイヤ放電加工機の加工槽の内部に配置される側の端部が塞がれていることが好ましい。なお、中空管１６の一方の端部１６ａとは逆側の他方の端部１６ｂが塞がれてもよい。

［変形例８］
上記実施の形態では、導体１２の外周面が被覆されていなかったが、図６に示すように、導体１２の外周面を被覆する樹脂製の被覆部材３０が備えられてもよい。このようにすれば、被覆部材３０が備えられていない場合に比べて、導体１２と保護部材１４との間の距離が長くなる。したがって、加工液と導体１２との間に生じる静電容量をより低減することができる。

［変形例９］
上記実施の形態では、導体１２が１本の線状に形成されたが、図７に示すように、複数本の素線１２ａの束１２ｂをロープ状に撚り合わせて形成されてもよい。このようにすれば、導体１２が１本の線状に形成される場合に比べ、導体１２の外周側に各々の束１２ｂの隙間が形成される分だけ管状の保護部材１４内における空隙の割合が大きくなる。したがって、導体１２との間に生じる静電容量をより低減することができる。なお、複数本の素線１２ａは平行に配置しても撚り合わされてもよい。

［変形例１０］
また、図８に示すように、複数本の素線１２ａの束１２ｂをロープ状に撚り合わせて導体１２が形成されている場合、束１２ｂごとに被覆部材３０が被覆してもよい。このようにしても、上記と同様に、被覆部材３０が備えられていない場合に比べて、導体１２と保護部材１４との間の距離が長くなる。したがって、加工液と導体１２との間に生じる静電容量をより低減することができる。

［変形例１１］
上記の実施の形態では、ケーブル１０が１つの導体１２を有するケーブルであった。しかし、ケーブル１０は、図９に示すように、複数の中空管１６の内側に位置する導体１２と、複数の中空管１６の外側に位置する管状の第２の導体４０とを有する同軸ケーブルであってもよい。第２の導体４０は、管状の保護部材１４内に配置され、導体１２および複数の中空管１６が挿通される。導体１２がワイヤ放電加工機のワイヤ電極に接続される場合、第２の導体４０は、ワイヤ放電加工機の加工槽内のテーブルに接続される。このテーブルは、ワークが載置されるテーブルである。なお、導体１２がテーブルに接続される場合、第２の導体４０はワイヤ電極に接続される。このような同軸ケーブルによれば、複数の中空管１６によって導体１２と第２の導体４０との間の静電容量を低減することができる。

［変形例１２］
上記の実施の形態では、保護部材１４が複数の中空管１６を囲う管状の部材であった。しかし、図１０に示すように、保護部材１４は、導体１２および複数の中空管１６を隙間なく囲うようにしてもよい。このようにした場合、複数の中空管１６によって導体１２の周囲に形成される空気層は、中空管１６の管内部分となる。このようにしても、上記実施の形態と同様に、加工液と導体１２との間に生じる静電容量をより低減することができる。

［変形例１３］
上記の実施の形態では、ケーブル１０がワイヤ放電加工機の加工槽の内部に配置されたが、他の機器の内部または外部に配置されてもよい。つまり、ケーブル１０は、ワイヤ放電加工機以外の他の機器に電力を供給するための給電用ケーブル、もしくは、他の機器と信号を送受するための信号用ケーブルとして用いることができる。

［変形例１４］
上記実施の形態および上記変形例１〜１３は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。

〔技術的思想〕
上記実施の形態および変形例から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。

ケーブル（１０）は、線状の導体（１２）と、導体（１２）の周囲に空気層が形成されるよう導体（１２）の周囲に複数配置され、導体（１２）の長手方向に延びる樹脂製の中空管（１６）と、導体（１２）および複数の中空管（１６）を保護する絶縁性の保護部材（１４）と、中空管（１６）に設けられ、管内を仕切る仕切部（２０）と、を備える。

このケーブル（１０）では、複数の中空管（１６）によって導体（１２）の周囲に空気層が形成されることにより、導体（１２）との間に生じる静電容量を大幅に低減することができる。また、中空管（１６）の管内を仕切る仕切部（２０）が中空管（１６）に設けられることで、ワイヤ放電加工機の加工槽に貯留される加工液が中空管（１６）の管内に浸入しても、その浸入した加工液がより奥にまで流れることを抑制することができる。

仕切部（２０）における中空管（１６）の外周面は、仕切部（２０）以外の中空管（１６）の外周面よりも内側に位置するようにしてもよい。このようにすれば、仕切部（２０）における中空管（１６）の外周側に隙間が形成されるため、その隙間が形成される分だけ保護部材（１４）内における空隙の割合が大きくなる。したがって、導体（１２）との間に生じる静電容量をより低減することができる。

仕切部（２０）は、中空管（１６）の内周面が接合されることで中空管（１６）の管内を仕切るようにしてもよい。このようにすれば、中空管（１６）を潰すことで仕切部（２０）を形成することが可能であり、仕切部（２０）を形成し易い。

仕切部（２０）は、中空管（１６）の内周面と接合され、中空管（１６）の長手方向に対して交差する方向に延在する壁（２２）を有し、壁（２２）によって中空管（１６）の管内を仕切るようにしてもよい。このようにすれば、中空管（１６）の柔軟性を保持させながら中空管（１６）の曲げ強度を高めることができる。したがって、中空管（１６）に生じる亀裂等から導体（１２）に加工液が流れてしまうことを抑制することができる。

仕切部（２０）は、中空管（１６）の長手方向に間隔をあけて、複数設けられるようにしてもよい。１つの場合に比べて、保護部材（１４）内における空隙の割合を大きくする効果、あるいは、中空管（１６）の柔軟性を保持させながら中空管（１６）の曲げ強度を高める効果が向上し得る。

仕切部（２０）は、中空管（１６）の内周面が接合されることで中空管（１６）の管内を仕切る第１の仕切部（２０Ａ）と、中空管（１６）の内周面と接合され中空管（１６）の長手方向に対して交差する方向に延在する壁（２２）によって中空管（１６）の管内を仕切る第２の仕切部（２０Ｂ）とを有するようにしてもよい。このようにすれば、保護部材（１４）内における空隙の割合を大きくするとともに、中空管（１６）の柔軟性を保持させながら中空管（１６）の曲げ強度を高めることができる。

複数の中空管（１６）においてそれぞれ隣り合う中空管（１６）は接するようにしてもよい。このようにすれば、ケーブル（１０）が押されても保護部材（１４）が導体（１２）に接することが回避される。したがって、ケーブル（１０）が押された状態で維持されていても、導体（１２）との間に生じる静電容量を大幅に低減することができる。

中空管（１６）は、導体（１２）の外周面に沿ってらせん状に延びるようにしてもよい。このようにすれば、ケーブル（１０）が曲げられても、各々の中空管（１６）の相対的な位置ずれが抑制し易くなる。

中空管（１６）の少なくとも一方の端部（１６ａ）は塞がれるようにしてもよい。このようにすれば、一方の端部（１６ａ）側のケーブル（１０）部分がワイヤ放電加工機の加工槽の内部に配置されても、加工槽に貯留される加工液が中空管（１６）の管内に浸入することを抑制することができる。

ケーブル（１０）は、導体（１２）の外周面を被覆する樹脂製の被覆部材（３０）をさらに備えるようにしてもよい。このようにすれば、被覆部材（３０）が備えられていない場合に比べて、導体（１２）と保護部材（１４）との間の距離が長くなる。したがって、導体（１２）との間に生じる静電容量をより低減することができる。

導体（１２）は、複数本の素線（１２ａ）の束（１２ｂ）をロープ状に撚り合わせて形成されるようにしてもよい。このようにすれば、導体（１２）が１本の線状に形成される場合に比べ、導体（１２）の外周側に各々の束（１２ｂ）の隙間が形成される分だけ保護部材（１４）内における空隙の割合が大きくなる。したがって、導体（１２）との間に生じる静電容量をより低減することができる。

被覆部材（３０）は、束（１２ｂ）ごとに被覆するようにしてもよい。このようにすれば、被覆部材（３０）が備えられていない場合に比べて、導体（１２）と保護部材（１４）との間の距離が長くなる。したがって、導体（１２）との間に生じる静電容量をより低減することができる。

ケーブル（１０）は、保護部材（１４）内に配置され、導体（１２）および複数の中空管（１６）が挿通される管状の第２の導体（４０）をさらに備えるようにしてもよい。このようにすれば、複数の中空管（１６）によって導体（１２）と第２の導体（４０）との間の静電容量を低減することができる。

保護部材（１４）は、導体（１２）および複数の中空管（１６）を隙間なく囲うようにしてもよく、複数の中空管（１６）を囲う管状の部材であってもよい。

ケーブル（１０）は、ワイヤ放電加工機の加工槽の内部に配置されるようにしてもよい。

１０…ケーブル１２…導体
１４…保護部材１６…中空管
２０…仕切部２２…壁
３０…被覆部材４０…第２の導体

Claims

線状の導体と、
前記導体の周囲に空気層が形成されるよう前記導体の周囲に複数配置され、前記導体の長手方向に延びる樹脂製の中空管と、
前記導体および複数の前記中空管を保護する絶縁性の保護部材と、
前記中空管に設けられ、前記中空管の管内を仕切る仕切部と、
を備えるケーブル。
請求項１に記載のケーブルであって、
前記仕切部における前記中空管の外周面は、前記仕切部以外の前記中空管の外周面よりも内側に位置する、ケーブル。
請求項１または２に記載のケーブルであって、
前記仕切部は、前記中空管の内周面が接合されることで前記中空管の管内を仕切る、ケーブル。
請求項１または２に記載のケーブルであって、
前記仕切部は、前記中空管の内周面と接合され、前記中空管の長手方向に対して交差する方向に延在する壁を有し、前記壁によって前記中空管の管内を仕切る、ケーブル。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のケーブルであって、
前記仕切部は、前記中空管の長手方向に間隔をあけて、複数設けられる、ケーブル。
請求項４に記載のケーブルであって、
前記仕切部は、前記中空管の内周面が接合されることで前記中空管の管内を仕切る第１の仕切部と、前記中空管の内周面と接合され前記中空管の長手方向に対して交差する方向に延在する壁によって前記中空管の管内を仕切る第２の仕切部とを有する、ケーブル。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のケーブルであって、
複数の前記中空管においてそれぞれ隣り合う前記中空管は接する、ケーブル。
請求項１〜７のいずれか１項に記載のケーブルであって、
前記中空管は、前記導体の外周面に沿ってらせん状に延びる、ケーブル。
請求項１〜８のいずれか１項に記載のケーブルであって、
前記中空管の少なくとも一方の端部は塞がれる、ケーブル。
請求項１〜９のいずれか１項に記載のケーブルであって、
前記導体の外周面を被覆する樹脂製の被覆部材をさらに備える、ケーブル。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のケーブルであって、
前記導体は、複数本の素線の束をロープ状に撚り合わせて形成される、ケーブル。
請求項１１に記載のケーブルであって、
前記束ごとに樹脂製の被覆部材が被覆する、ケーブル。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のケーブルであって、
前記保護部材内に配置され、前記導体および複数の前記中空管が挿通される管状の第２の導体をさらに備える、ケーブル。
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のケーブルであって、
前記保護部材は、前記導体および複数の前記中空管を隙間なく囲う、ケーブル。
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のケーブルであって、
前記保護部材は、複数の前記中空管を囲う管状の部材である、ケーブル。
請求項１〜１５のいずれか１項に記載のケーブルであって、
ワイヤ放電加工機の加工槽の内部に配置される、ケーブル。