JPH07274372A - ケーブル接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はフレキシブルチューブ内に挿通され
たケーブルの被覆の摩耗を防止するとともに、フレキシ
ブルチューブ内に保護気体が侵入しないように構成した
ケーブル接続構造を提供することを目的とする。 【構成】 ケーブル接続構造は、フレキシブルチューブ
１８の内部通路１８ａには、複数の絶縁芯線２１が挿通
された多芯ケーブル２２が挿通されている。フレキシブ
ルチューブ１８は、端部に嵌合するホルダ２５を継手２
６の凹部２６ｄに挿入させた状態で、ナット２４が継手
２６のおねじ２６ｅに螺合される。多芯ケーブル２２は
外周が、継手２６のケーブル保持部２６ｂに嵌合して保
持され、工業用ロボット１の各可動部が動作しても継手
２６内を摺動せず、多芯ケーブル２２の被覆が摩耗した
り、あるいは剥離することが防止される。継手２６の溝
２６ｃには、シール部材２９が挿入されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はケーブル接続構造に係
り、特にモータに接続されるケーブルを保護するよう構
成したケーブル接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、従来よりモータの駆動力により
アーム等の可動部を駆動する工業用ロボットが種々開発
されている。この種の工業用ロボットでは、例えば蒸気
等を使用する湿度の高い雰囲気で使用される場合、ある
いは塗装工程のように可燃性のシンナを扱う引火性の高
い雰囲気で使用される場合等があるため、モータに接続
されるケーブルを湿度や引火性の雰囲気から保護するケ
ーブル接続構造が採用されている。

【０００３】さらに、工業用ロボットが引火性の高い雰
囲気で使用される場合、スパークの生じやすい電気系統
を防爆構造にする必要がある。そのため、従来の工業用
ロボットでは、次に挙げるような耐圧防爆構造、本
質安全防爆構造、内圧防爆構造、及びこれら〜の
組み合わせによる防爆構造が採用されている。

【０００４】 耐圧防爆構造では、各モータが耐圧防
爆容器に収納されており、耐圧防爆容器には、モータで
スパークが生じても、容器内に混入した引火性ガスに引
火した火が容器の外部に伝播しない構造が採用されてい
る。さらに、モータに接続されるケーブルは、耐圧構造
とされ耐圧防爆容器に対して耐圧端子箱・ベルマウスと
呼ばれる継手を介して接続される。

【０００５】 本質安全防爆構造では、電気系統で火
花が発生しないように電流値を小さくする。

【０００６】 内圧防爆構造では、各モータが内圧防
爆構造とされた内圧容器内に収納され、各内圧容器間は
フレキシブルチューブを介して接続される。制御回路か
らのケーブルは、内圧ホース内に挿通されて各モータに
接続される。この場合、フレキシブルチューブ内には、
所定圧力の保護気体（例えば空気又は窒素ガス等）が供
給されており、もしフレキシブルチューブ又はモータの
ケーシングが破損して保護気体が外部に漏洩すると、圧
力スイッチにより漏れ発生に伴う圧力低下が検出され
る。

【０００７】近年では、塗装工程で使用される工業用ロ
ボットの場合、より安全性の高い内圧防爆構造が採用さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記内圧防爆構造を工
業用ロボットに採用する場合、各モータと制御回路との
間は複数のケーブルが挿通されたフレキシブルチューブ
を介して接続されており、フレキシブルチューブは端部
の継手をモータケーシング（内圧容器）の接続部に螺合
させている。そして、フレキシブルチューブの内部通路
には、保護気体が充填されているので、ケーブルの保護
及び電気系統を外部雰囲気から遮断することができる。

【０００９】ところが、ロボットのアーム等のように頻
繁に動作する可動部にモータが取り付けられた構成で
は、ケーブルの一端が可動部に設けられたモータに接続
されるため、フレキシブルチューブの被覆が擦られて摩
耗したり、曲げ動作の繰り返しにより亀裂が発生するお
それがある。又、モータケーシング内を保護気体で加圧
する構成では、継手も耐圧構造となって内部通路が狭く
なるため、ケーブルの絶縁被覆が継手の内壁に擦られて
摩耗しやすい。

【００１０】そのため、従来は、フレキシブルチューブ
の被覆やケーブルの被覆（シース）を厚くする必要があ
るので、ケーブルの動きが重くなり、その分ロボットの
アームの動作が妨げられてしまうため、高速で動作する
ロボットに適用することが難しかった。

【００１１】そこで、本発明は上記課題を解決したケー
ブル接続構造を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、モータに接続
されたケーブルと、内部通路に該ケーブルが挿通され端
部が継手を介して該モータのケーシングに結合されるフ
レキシブルチューブと、を有するケーブル接続構造にお
いて、前記継手の内部に前記ケーブルを保持するケーブ
ル保持部を設け、該ケーブル保持部の内周に前記ケーブ
ルの外周との間をシールするシール部材を設けてなるこ
とを特徴とする。

【００１３】

【作用】継手の内部に設けられたケーブル保持部により
ケーブルが保持されるので、ケーシングが可動部に設け
られて動作してもケーブルが継手内部で動作せず、絶縁
被覆が摩耗することが防止できるとともに、ケーブル保
持部の内周に設けられたシール部材によりケーブルの外
周との間がシールされてケーシング内に充填された気体
が流出することを防止する。

【００１４】

【実施例】図１乃至図３に本発明になるケーブル接続構
造の一実施例が適用された工業用ロボットを示す。

【００１５】各図中、工業用ロボット１は、塗装工程の
所定位置に設置され、塗装用ロボットとして使用され
る。

【００１６】図１中、一点鎖線の右側は塗装ライン（図
示せず）が設けられた塗装スペースＡで、一点鎖線の左
側は塗装ラインより隔離された非塗装スペースＢであ
る。従って、工業用ロボット１は、シンナ等が気化され
た引火性の高い雰囲気中である塗装スペースＡに設置さ
れている。

【００１７】工業用ロボット１の基台２の上部には、旋
回テーブル３が回動自在に設けられ、旋回テーブル３上
には第１アーム４が起立している。この第１アーム４
は、旋回テーブル３のブラケット３ａ，３ｂにより回動
自在に支承されており、水平方向に延在する第２アーム
５は、第１アーム４の上端部に支承されている。又、第
２アーム５の先端には、塗装ガン７が装着されている。

【００１８】８は基台２内の取り付けられた旋回テーブ
ル用のモータユニット、９は旋回テーブル３のブラケッ
ト３ａに取り付けられた支柱駆動用のモータユニット、
１０はブラケット３ｂに取り付けられたアーム駆動用の
モータユニットである。

【００１９】尚、モータユニット１０の駆動力は、リン
ク１４を介して第２アーム５の後端に伝達され、これに
より第２アーム５は回動する。又、第２アーム５の後端
部には、手首機構６を駆動する手首機構駆動用のモータ
ユニット１１〜１３が配設されている。

【００２０】１５はロボット制御盤で、工業用ロボット
１を操作する各種操作スイッチ等を有し、非塗装スペー
スＢに設置されている。

【００２１】１６は制御装置で、ケーブル１７を介して
ロボット制御盤１５と接続され、塗装スペースＡに設置
されている。この制御装置１６は、ケーシング内に工業
用ロボット１の動作を制御する制御回路が収納されてい
る。

【００２２】又、制御装置１６は、フレキシブルチュー
ブ１８（１８₁ 〜１８₆ ）を介して各モータユニット８
〜１３と並列に接続されている。

【００２３】１９は保護気体を供給するエアチューブ
で、非塗装スペースＢから塗装スペースＡに延在するよ
うに配設されており、塗装スペースＡ内のマニホールド
２０に接続されている。さらに、マニホールド２０で分
岐した各エアチューブ１９₁ 〜１９₆ は、各モータユニ
ット８〜１３に接続されている。

【００２４】ここで、各フレキシブルチューブ１８（１
８₁ 〜１８₆ ）のケーブル接続構造について説明する。
尚、各フレキシブルチューブ１８₁ 〜１８₆ と各モータ
ユニット８〜１３とのケーブル接続構造は、同一なの
で、夫々個別の説明は省略する。

【００２５】図３中、フレキシブルチューブ１８の内部
通路１８ａには、複数の絶縁芯線２１が挿通された多芯
ケーブル２２が挿通されている。複数の絶縁芯線２１の
端部は、ケーシング２７内に設けられたモータの接続端
子（図示せず）にねじ止めされる。

【００２６】又、フレキシブルチューブ１８の端部外周
には、係止用リング２３と、係止用リング２３に係止さ
れるナット２４とが設けられている。さらに、フレキシ
ブルチューブ１８の端部には、フレキシブルチューブ１
８の端部内周と端部外周とを挟持するようにＵ字状に形
成されたホルダ２５が嵌合している。

【００２７】２６は継手で、各モータユニット８〜１３
のケーシング２７のめねじ２７ａに螺合されるおねじ２
６ａと、上記多芯ケーブル２２が挿通されるとともに多
芯ケーブル２２を保持するケーブル保持部２６ｂと、ケ
ーブル保持部２６ｂの内周に設けられた溝２６ｃと、上
記フレキシブルチューブ１８の端部に嵌合するホルダ２
５が挿入される凹部２６ｄと、上記フレキシブルチュー
ブ１８のナット２４が螺合するおねじ２６ｅと、おねじ
２６ａとおねじ２６ｅとの間に突出する鍔部２６ｆと、
を有する。

【００２８】上記継手２６は、おねじ２６ａの外周に環
状のパッキン２８を嵌合させた状態でケーシング２７の
めねじ２７ａに螺合される。従って、ケーシング２７と
鍔部２６ｆとの間は、パッキン２８によりシールされ、
ケーシング２７内に充填された保護気体がめねじ２７ａ
とおねじ２６ａとの隙間を通過して外部に漏洩すること
が防止される。

【００２９】多芯ケーブル２２の外周は、継手２６のケ
ーブル保持部２６ｂに嵌合して保持されるため、工業用
ロボット１の各可動部が動作しても継手２６内を摺動せ
ず、多芯ケーブル２２の被覆が摩耗したり、あるいは剥
離することが防止される。

【００３０】又、継手２６の保持部２６ｂの両端の角部
２６ｇ，２６ｈは、Ｒ加工されており、多芯ケーブル２
２を損傷させない形状になっている。

【００３１】上記継手２６の溝２６ｃには、断面がＹ字
状とされたリップパッキンよりなるシール部材２９が挿
入されている。このシール部材２９は、ケーシング２７
内に充填された保護気体の圧力により溝２６ｃの内壁、
及び多芯ケーブル２２の外周とに密着して保護気体がフ
レキシブルチューブ１８の内部通路１８ａに流出するこ
とを防止する。

【００３２】そして、フレキシブルチューブ１８の端部
に嵌合するホルダ２５を継手２６の凹部２６ｄに挿入さ
せた状態で、ナット２４を継手２６のおねじ２６ｅに螺
合させる。これにより、ホルダ２５が継手２６の凹部２
６ｄに当接してフレキシブルチューブ１８の端部は継手
２６に固着される。

【００３３】このように、フレキシブルチューブ１８の
端部が、継手２６を介してケーシング２７に接続される
と、フレキシブルチューブ１８の内部通路１８ａに挿通
されれた多芯ケーブル２２は、継手２６のケーブル保持
部２６ｂに嵌合してがたつきのない状態に保持され、上
記工業用ロボット１の可動部（旋回テーブル３、第１ア
ーム４、第２アーム５、手首機構６等）が動作しても継
手２６のケーブル保持部２６ｂに擦られて摩耗すること
が防止され、内圧防爆構造に対する信頼性が高められて
いる。

【００３４】そのため、フレキシブルチューブ１８の内
部通路１８ａは、保護気体により加圧されない構成とな
り、フレキシブルチューブ１８を耐圧構造とする必要が
ない。即ち、フレキシブルチューブ１８は被覆を薄くで
きるとともに、多芯ケーブル２２も被覆（シース）を薄
くでき、柔軟性及び軽量化を図ることができる。

【００３５】よって、フレキシブルチューブ１８の動作
が軽くなり、工業用ロボット１の各可動部の動作を妨げ
ることがなく、工業用ロボット１は各可動部を高速で動
作させることができる。これにより、工業用ロボット１
は、動作特性が向上して作業能率をより高めることがで
きる。

【００３６】尚、上記シール部材２９としては、例えば
断面がＵ字状のリップパッキンあるいは断面がＶ字状の
リップパッキンを使用しても良いし、リップパッキン以
外のシール部材、例えばＯリング等を使用しても良い。

【００３７】又、継手２６のケーブル保持部２６ｂに２
個あるいは複数個のシール部材２９を設けるようにして
も良い。

【００３８】図４にケーブル接続構造の変形例を示す。

【００３９】同図中、継手２６には、ケーブル保持部２
６ｂの内周と鍔部２６ｆの外周とを連通する連通孔３０
が穿設されている。この連通孔３０は、フレキシブルチ
ューブ１８の内部通路１８ａを大気圧に保つための通気
孔である。

【００４０】即ち、ケーシング２７内の保護気体がシー
ル部材２９から漏れてフレキシブルチューブ１８の内部
通路１８ａに侵入した場合、漏れた保護気体は連通孔３
０から外部に流出する。

【００４１】そのため、フレキシブルチューブ１８の内
部通路１８ａは、常に大気圧の保持され、多芯ケーブル
２２が保護気体に加圧されることが防止される。

【００４２】尚、上記実施例では、塗装用ロボットを一
例として挙げたが、これに限らず、他のロボット（例え
ば、シーリングロボットや溶接ロボット等）にも適用で
きるのは勿論である。又、本発明はロボット以外の自動
化機器等のケーブル接続構造にも適応できるのは勿論で
ある。

【００４３】

【発明の効果】上述の如く、本発明になるケーブル接続
構造は、継手の内部に設けられたケーブル保持部により
ケーブルが保持されるため、ケーシングが動作してもケ
ーブルが継手内部で動作せず、絶縁被覆が継手に擦られ
て摩耗することを防止できるとともに、ケーブル保持部
の内周に設けられたシール部材によりケーブルの外周と
の間がシールされてケーシング内に充填された気体が流
出することを防止できる。従って、フレキシブルチュー
ブの内部が加圧されないため、フレキシブルチューブを
耐圧構造にする必要がなく、被覆の薄い構造にして柔軟
性及び軽量化を図ることができる。これにより、フレキ
シブルチューブの動作が軽くなり、例えばロボットの各
可動部の動作を妨げることがなく、各可動部を高速で動
作させることができ、ロボットの作業能率を向上させる
ことができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるケーブル接続構造の一実施例が適
用された工業用ロボットの概略構成図である。

【図２】工業用ロボットの背面図である。

【図３】ケーブル接続構造の縦断面図である。

【図４】ケーブル接続構造の変形例の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 工業用ロボット ２ 基台 ３ 旋回テーブル ４ 第１アーム ５ 第２アーム ８〜１３ モータユニット １６ 制御装置 １８（１８₁ 〜１８₆ ） フレキシブルチューブ １９（１９₁ 〜１９₆ ） エアチューブ ２６ 継手 ２６ｂ ケーブル保持部 ２９ シール部材 ３０ 連通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータに接続されたケーブルと、内部通
   路に該ケーブルが挿通され端部が継手を介して該モータ
   のケーシングに結合されるフレキシブルチューブと、を
   有するケーブル接続構造において、 前記継手の内部に前記ケーブルを保持するケーブル保持
   部を設け、 該ケーブル保持部の内周に前記ケーブルの外周との間を
   シールするシール部材を設けてなることを特徴とするケ
   ーブル接続構造。