JP4544812B2

JP4544812B2 - ケーブル

Info

Publication number: JP4544812B2
Application number: JP2002171039A
Authority: JP
Inventors: 政光須藤
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: JP2004022178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薬液等の液体を分注する分注装置は、装置本体と、その装置本体に対して相対的に移動（変位）し得る分注ポンプ（可動部）とを有しており、これら装置本体と分注ポンプとは、可撓性を有するケーブルで電気的に接続されている。
【０００３】
このような装置本体と可動部とを電気的に接続するケーブルは、可動部の移動に伴って、湾曲したり、屈曲したりするので、その導線が断線してしまう。
【０００４】
しかしながら、前記ケーブルの導線の断線が生じると、動作不良が生じ、また、安全性の面からも好ましくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、導線の断線を未然に防止することができるケーブルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
【０００７】
（１）少なくとも１つの導線を備え、可撓性を有するケーブルであって、
前記導線より断線し易く、断線を検出するための断線検出用導線を有し、
前記導線は、芯糸と、該芯糸の外周側に設けられた管状の導体部と、該導体部の外周側に設けられた管状の絶縁体部とで構成され、
前記断線検出用導線は、芯糸と、該芯糸の外周側に設けられた管状の導体部と、該導体部の外周側に設けられた管状の絶縁体部とで構成され、
前記導線の前記導体部の横断面での面積（芯糸含まず）をＳ１、前記断線検出用導線の前記導体部の横断面での面積（芯糸含まず）をＳ２としたとき、その面積の比Ｓ２／Ｓ１が、１／３〜１／２であり、
前記導線の前記導体部の外径をＤ１、前記断線検出用導線の前記導体部の外径をＤ２としたとき、その外径の比Ｄ２／Ｄ１が、（１／３）^１／２〜（１／２）^１／２であることを特徴とするケーブル。
【０００８】
（２）当該ケーブルを直線状にしたとき、前記断線検出用導線が直線状をなすよう構成されている上記（１）に記載のケーブル。
【０００９】
（３）前記断線検出用導線は、当該ケーブルの曲げ方向の凹部側に配置される上記（１）に記載のケーブル。
【００１０】
（４）前記導線を被覆する被覆部材を有し、
前記断線検出用導線は、前記被覆部材の内側に位置している上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のケーブル。
【００１１】
（５）前記導線を被覆する被覆部材を有し、
前記断線検出用導線は、前記被覆部材の外側に位置している上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のケーブル。
【００１２】
（６）前記導線を被覆する被覆部材を有し、
前記断線検出用導線は、前記被覆部材の中に位置している上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のケーブル。
【００１３】
（７）前記断線検出用導線は、複数の位置に設けられている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のケーブル。
【００１４】
（８）前記断線検出用導線は、当該ケーブルの周方向の複数の位置に設けられている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のケーブル。
【００１５】
（９）前記複数の断線検出用導線は、直列に接続している上記（７）または（８）に記載のケーブル。
【００１６】
（１０）前記断線検出用導線に電流を流し、その電流を検出することにより該断線検出用導線の断線を検出するよう構成されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のケーブル。
【００１７】
（１１）当該ケーブルは、分析・分注装置またはロボットに用いられる上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のケーブル。
【００１８】
（１２）当該ケーブルは、モータおよび／またはセンサーの接続に用いられる上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載のケーブル。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のケーブルを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明のケーブルの第１実施形態を示す側面図、図２は、図１に示すケーブルの横断面図、図３は、図１に示すケーブルの湾曲した状態を示す平面図である。
【００２２】
これらの図に示すケーブル１は、可撓性（柔軟性）を有し、湾曲や屈曲が可能なケーブルであり、図１に示すように、その一端側は、所定の装置の装置本体１００に、着脱自在に電気的に接続され、他端側は、前記装置本体１００に対して相対的に移動（変位）し得る可動部２００に、着脱自在に電気的に接続される。
なお、前記装置が、例えば分注装置の場合には、可動部２００は、例えば分注ポンプに相当する。
【００２３】
図２に示すように、ケーブル１は、３つの導線２と、断線を検出（検知）するための断線検出用導線３と、これら導線２および断線検出用導線３を被覆する被覆部材４とを有している。以下、これらの各構成要素について順次説明するが、特に断らない限り、ケーブル１を直線状にした状態で説明する。
【００２４】
各導線２は、それぞれ、芯糸２１と、導体部２２と、絶縁体部２３とで構成されている。
【００２５】
芯糸２１は、中心に位置し、導体部２２は、芯糸２１の外周側（外側）に設けられ、絶縁体部２３は、導体部２２の外周側に設けられている。
【００２６】
各導線２、すなわち、各導体部２２は、それぞれ、電流や電圧の線路であり、例えば、電力の供給、信号や情報の伝送等に用いられる。
【００２７】
なお、本発明では、導線２の数は、３本に限らず、１本でもよく、また、２本でもよく、また、４本以上でもよい。
【００２８】
断線検出用導線３は、芯糸３１と、導体部３２と、絶縁体部３３とで構成されている。
【００２９】
芯糸３１は、中心に位置し、導体部３２は、芯糸３１の外周側に設けられ、絶縁体部３３は、導体部３２の外周側に設けられている。
【００３０】
この断線検出用導線３は、断線を検出（検知）するためのものであり、導線２より断線し易く構成されている。
【００３１】
すなわち、断線検出用導線３の導体部３２は、導線２の導体部２２より断線し易くなっている。
【００３２】
これにより、導線２が断線する前に断線検出用導線３が断線し、その断線検出用導線３の断線を検出することにより、導線２の断線を未然に防止することができる。
【００３３】
断線検出用導線３を導線２より断線し易くする方法は、特に限定されないが、本実施形態では、断線検出用導線３の導体部３２の横断面での面積を、導線２の導体部２２の横断面での面積より小さく設定することにより、断線検出用導線３を導線２より断線し易くしている。
【００３４】
ここで、前記導線２の導体部２２の横断面での面積をＳ１、前記断線検出用導線３の導体部３２の横断面での面積をＳ２としたとき、その面積（断面積）の比Ｓ２／Ｓ１を、２／３以下とするのが好ましく、１／３〜１／２程度とするのがより好ましい。
【００３５】
Ｓ２／Ｓ１を前記上限値以下とすることにより、より確実に、導線２が断線する前に断線検出用導線３を断線させることができる。
【００３６】
また、断線検出用導線３の導体部３２の外径（直径）を、導線２の導体部２２の外径より小さく設定するのが好ましい。これにより、断線検出用導線３を導線２より断線し易くすることができる。
【００３７】
ここで、前記導線２の導体部２２の外径（直径）をＤ１、前記断線検出用導線３の導体部３２の外径をＤ２としたとき、その外径の比Ｄ２／Ｄ１を、（２／３）^１／２以下とするのが好ましく、（１／３）^１／２〜（１／２）^１／２程度とするのがより好ましい。
【００３８】
Ｄ２／Ｄ１を前記上限値以下とすることにより、より確実に、導線２が断線する前に断線検出用導線３を断線させることができる。
【００３９】
また、断線検出用導線３は、ケーブル１を直線状にしたときに直線状をなすように配置されている。
【００４０】
また、図３に示すように、断線検出用導線３は、ケーブル１の曲げ方向（図３中の矢印ａの方向）の凹部５側に配置される。
【００４１】
これにより、断線検出用導線３は、より断線し易くなり、より確実に、導線２が断線する前に断線検出用導線３を断線させることができる。
【００４２】
なお、本発明では、断線検出用導線３のパターンは、直線状に限らず、例えば、螺旋状等であってもよく、また、断線検出用導線３の配置も前記凹部５側には限定されない。
【００４３】
また、本実施形態では、断線検出用導線３は、被覆部材４の内側、すなわち、中空部４３に位置しているが、本発明では、断線検出用導線３は、図４に示すように、被覆部材４の外側に位置していてもよく、また、被覆部材４の中に位置していてもよい。
【００４４】
前記断線検出用導線３を被覆部材４の外側に設ける場合には、例えば、断線検出用導線３は、被覆部材４に接着または融着される。
【００４５】
図２に示すように、被覆部材４は、略円筒状をなし、この被覆部材４の中空部４３に、前記各導線２および断線検出用導線３が設置されている。すなわち、各導線２および断線検出用導線３は、被覆部材４で被覆されている。
【００４６】
被覆部材４は、電磁波を遮蔽する遮蔽部４１と、その遮蔽部４１の外周側に設けられたシース４２とで構成されている。
【００４７】
この被覆部材４を設けることにより、ケーブル１の取り扱いが容易になる。また、電磁波を遮蔽することができ、ノイズを低減することができるとともに、導線２を保護することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、導線２や断線検出用導線３の外周側（外側）に中空部４３が形成されているが、本発明では、このような構成に限らず、例えば、中空部に所定の充填材を設けてもよく、また、中空部が形成されないように被覆部材で被覆してもよい。
【００４９】
ケーブル１の用途は、特に限定されないが、好適な用途としては、例えば、分析装置、分注装置、分析および分注を行う装置等の各種分析・分注装置や、ロボットアーム等の各種ロボットが挙げられる。
【００５０】
また、ケーブル１による、図１の装置本体１００側や、可動部２００側の接続対象も特に限定されないが、ケーブル１は、例えば、各種モータ（アクチュエータ）の接続、各種センサーの接続、前記モータおよび前記センサーの接続に好適に用いられる。
【００５１】
すなわち、このケーブル１は、例えば、モータへの電力の供給、制御信号の伝送、センサーからの信号（検出信号）や情報の伝送等に好適に用いられる。
【００５２】
次に、ケーブル１の作用（断線検出の一例等）を説明する。
ケーブル１の断線検出用導線３の断線を検出（検知）するには、例えば、その断線検出用導線３（導体部３２）に、断線検出用導線３が断線しても全く問題とならない程度の微少電流を流しておき、図１に示す装置本体１００側でその電流を検出する。
【００５３】
前述したように、断線検出用導線３は、導線２より断線し易いので、導線２より先に断線する。
【００５４】
断線検出用導線３が断線すると、この断線検出用導線３を流れる電流の値は、０になり、それにより、装置本体１００の図示しない制御手段（例えば、マイクロコンピュータ）は、断線検出用導線３が断線したことを検知（把握）することができる。
【００５５】
断線検出用導線３の断線が検知されると、装置本体１００の図示しない制御手段は、例えば、装置、すなわち、装置本体１００および可動部２００のうちの所定の部位や回路の作動を停止させたり、また、断線検出用導線３が断線したことやケーブル１を交換すべきこと等を報知する。
【００５６】
前記報知の方法としては、例えば、ブザー等の音声、発光ダイオード等の発光部の発光、液晶表示パネル等の表示部への表示等が挙げられ、また、これらのうちの２種以上を併用してもよい。
【００５７】
装置の使用者や管理者は、前記断線検出用導線３が断線すると、そのケーブル１を交換する。
【００５８】
以上説明したように、このケーブル１によれば、導線２が断線する前に断線検出用導線３が断線し、その断線検出用導線３の断線を検出することにより、導線２の断線を未然に防止することができる。これにより、装置を適正かつ安全に作動させることができる。
【００５９】
次に、本発明のケーブルの第２実施形態について説明する。
図５は、本発明のケーブルの第２実施形態を示す横断面図、図６は、図５に示すケーブルの断線検出用導線の回路図である。
【００６０】
以下、第２実施形態のケーブル１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６１】
図５に示すように、第２実施形態のケーブル１では、断線検出用導線３が複数の位置（本実施形態では、３箇所）に設けられている。
【００６２】
前記３本の断線検出用導線３は、ケーブル１（被覆部材４）の周方向に沿って等間隔（等角度間隔）で配置されている。
【００６３】
これにより、ケーブル１がいかなる方向に湾曲または屈曲したとしても、いずれかの断線検出用導線３が、図３に示すケーブル１の曲げ方向（図３中の矢印ａの方向）の凹部５側またはその近傍に位置し、その断線検出用導線３が断線し易くなる。
【００６４】
ここで、図６では、前記３本の断線検出用導線３を区別するために、それぞれを、第１の断線検出用導線３ａ、第２の断線検出用導線３ｂ、第３の断線検出用導線３ｃとして説明する。
【００６５】
図６に示すように、第１の断線検出用導線３ａと、第２の断線検出用導線３ｂと、第３の断線検出用導線３ｃとは、すべて直列に接続している。すなわち、第１の断線検出用導線３ａの可動部２００側の端部と、第２の断線検出用導線３ｂの可動部２００側の端部とが電気的に接続され、第２の断線検出用導線３ｂの装置本体１００側の端部と、第３の断線検出用導線３ｃの装置本体１００側の端部とが電気的に接続されている。そして、第１の断線検出用導線３ａが装置本体１００側に電気的に接続され、第３の断線検出用導線３ｃが可動部２００側に電気的に接続されている。
【００６６】
これにより、第１の断線検出用導線３ａと、第２の断線検出用導線３ｂと、第３の断線検出用導線３ｃとのうちのいずれか１つでも断線すると、電流の値は、０になり、それにより、装置本体１００の図示しない制御手段（例えば、マイクロコンピュータ）は、断線検出用導線３が断線したことを検知（把握）することができる。
【００６７】
断線検出用導線３の断線が検知されると、装置本体１００の図示しない制御手段は、例えば、装置、すなわち、装置本体１００および可動部２００のうちの所定の部位や回路の作動を停止させたり、また、断線検出用導線３が断線したことやケーブル１を交換すべきこと等を報知する。
【００６８】
このケーブル１によれば、前述した第１実施形態のケーブル１と同様の効果が得られる。
【００６９】
なお、本発明では、断線検出用導線３を２箇所に設けてもよく、また、４箇所以上に設けてもよい。
【００７０】
なお、この第２実施形態でも前述した第１実施形態で述べた任意の変形（構成の変更）が可能である。
【００７１】
以上、本発明のケーブルを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【００７２】
また、本発明では、前記各実施形態の任意の２以上の構成を適宜組み合わせてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導線が断線する前に断線検出用導線が断線し、その断線検出用導線の断線を検出することにより、導線の断線を未然に防止することができる。これにより、装置を適正かつ安全に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケーブルの第１実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示すケーブルの横断面図である。
【図３】図１に示すケーブルの湾曲した状態を示す平面図である。
【図４】図１に示すケーブルの変形例を示す横断面図である。
【図５】本発明のケーブルの第２実施形態を示す横断面図である。
【図６】図５に示すケーブルの断線検出用導線の回路図である。
【符号の説明】
１ケーブル
２導線
２１芯糸
２２導体部
２３絶縁体部
３断線検出用導線
３ａ第１の断線検出用導線
３ｂ第２の断線検出用導線
３ｃ第３の断線検出用導線
３１芯糸
３２導体部
３３絶縁体部
４被覆部材
４１遮蔽部
４２シース
４３中空部
５凹部
１００装置本体
２００可動部

Claims

少なくとも１つの導線を備え、可撓性を有するケーブルであって、
前記導線より断線し易く、断線を検出するための断線検出用導線を有し、
前記導線は、芯糸と、該芯糸の外周側に設けられた管状の導体部と、該導体部の外周側に設けられた管状の絶縁体部とで構成され、
前記断線検出用導線は、芯糸と、該芯糸の外周側に設けられた管状の導体部と、該導体部の外周側に設けられた管状の絶縁体部とで構成され、
前記導線の前記導体部の横断面での面積（芯糸含まず）をＳ１、前記断線検出用導線の前記導体部の横断面での面積（芯糸含まず）をＳ２としたとき、その面積の比Ｓ２／Ｓ１が、１／３〜１／２であり、
前記導線の前記導体部の外径をＤ１、前記断線検出用導線の前記導体部の外径をＤ２としたとき、その外径の比Ｄ２／Ｄ１が、（１／３）^１／２〜（１／２）^１／２であることを特徴とするケーブル。
当該ケーブルを直線状にしたとき、前記断線検出用導線が直線状をなすよう構成されている請求項１に記載のケーブル。
前記断線検出用導線は、当該ケーブルの曲げ方向の凹部側に配置される請求項１に記載のケーブル。
前記導線を被覆する被覆部材を有し、
前記断線検出用導線は、前記被覆部材の内側に位置している請求項１ないし３のいずれかに記載のケーブル。
前記導線を被覆する被覆部材を有し、
前記断線検出用導線は、前記被覆部材の外側に位置している請求項１ないし３のいずれかに記載のケーブル。
前記導線を被覆する被覆部材を有し、
前記断線検出用導線は、前記被覆部材の中に位置している請求項１ないし３のいずれかに記載のケーブル。
前記断線検出用導線は、複数の位置に設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載のケーブル。
前記断線検出用導線は、当該ケーブルの周方向の複数の位置に設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載のケーブル。
前記複数の断線検出用導線は、直列に接続している請求項７または８に記載のケーブル。
前記断線検出用導線に電流を流し、その電流を検出することにより該断線検出用導線の断線を検出するよう構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載のケーブル。
当該ケーブルは、分析・分注装置またはロボットに用いられる請求項１ないし１０のいずれかに記載のケーブル。
当該ケーブルは、モータおよび／またはセンサーの接続に用いられる請求項１ないし１１のいずれかに記載のケーブル。