JP7824497B1 - ワイヤハーネスおよびロボット - Google Patents

Abstract

第１ケーブルおよび複数の第２ケーブルのそれぞれのシースを剥離して露出した心線どうしを接続することにより構成された分岐部を有する分岐ケーブルと、分岐部に配置され、分岐部を収容可能な所定の空間の開口部を閉塞可能なカバー部材と、を備え、カバー部材が、分岐部を挟んだ両側の第１ケーブルおよび全ての第２ケーブルのシースの部分をそれぞれ貫通させる複数の貫通孔を備え、各貫通孔と、貫通孔を貫通するシースとの間がシールされている、ワイヤハーネスである。

Description

本開示は、ワイヤハーネスおよびロボットに関する。

モータに備えられた複数のコネクタに配線する場合に、モータ近傍までは複合ケーブルにて配線し、そこでケーブルをバラ線にして、モータのコネクタにそれぞれ接続する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、モータ側コネクタに接続される中継側コネクタが固定された中空ハウジングを用意し、中空ハウジング内にバラ線部分を配置している。

特開２０２１－３６７４０号公報

しかしながら、中継側コネクタが必要とされない場合においても、ケーブルの分岐部分を保護したい場合がある。この場合においても、バラ線部分をアセテートテープあるいは熱収縮チューブ等により簡易的に被覆したのでは十分な防滴性が得られない。分岐部分を作らないように、接続先毎にシースを有するケーブルを用意する場合には、ケーブルの本数が膨大となってコストが増大するとともに、敷設作業が困難になる。
したがって、コストの増大を抑えつつ、ケーブルの分岐部分の防滴性を効果的に高めることが望まれている。

本開示の一態様は、第１ケーブルおよび複数の第２ケーブルのそれぞれのシースを剥離して露出した心線どうしを接続することにより構成された分岐部を有する分岐ケーブルと、前記分岐部に配置され、該分岐部を収容可能な所定の空間の開口部を閉塞可能なカバー部材と、を備え、該カバー部材が、前記分岐部を挟んだ両側の前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルをそれぞれ貫通させる複数の貫通孔を備え、各該貫通孔と、該貫通孔を貫通する前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルとの間がシールされ、前記カバー部材の複数の前記貫通孔が列をなして並び、前記分岐部が、前記貫通孔の列から前記カバー部材の表面に沿って離れた位置に配置され、前記貫通孔を前記分岐部に対して鉛直方向下方に配置した状態で使用される、ワイヤハーネスである。

また、本開示の他の態様は、ロボット本体と、該ロボット本体に取り付けられる、少なくとも１つの上記ワイヤハーネスと、を備える、ロボットである。

本開示の一実施形態に係るワイヤハーネスを示す部分的な縦断面図である。 図１のワイヤハーネスに使用されるブーツ部材の一例を示す斜視図である。 図１のワイヤハーネスのカバー部材によってケースの開口部を閉塞した状態を示す部分的な縦断面図である。 図１のワイヤハーネスの変形例であって、分岐部と貫通孔との位置関係の一例を示す図である。 図４のワイヤハーネスをロボットに取り付ける姿勢の一例を示す部分的な縦断面図である。 図４のワイヤハーネスの変形例であって、分岐部を支持する支持部材を備える場合を示す部分的な縦断面図である。 図６のワイヤハーネスの一部を示す部分的な縦断面図である。 図６のワイヤハーネスをロボットに取り付ける姿勢の一例を示す部分的な縦断面図である。 図６のワイヤハーネスをロボットの凹部に取り付けた場合を示す部分的な縦断面図である。 ２つの図１のワイヤハーネスを単一のケースに取り付けた場合を示す部分的な縦断面図である。 図１のワイヤハーネスの変形例であって、パテによってカバー部材の貫通孔を閉塞した状態を示す部分的な縦断面図である。

本開示の一実施形態に係るワイヤハーネス１およびロボット１００について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るワイヤハーネス１は、図１に示すように、ロボット１００の各モータに接続されるケーブル組立体であって、分岐ケーブル２と、カバー部材３とを備える。

分岐ケーブル２は、１本の第１ケーブル２１から複数本の第２ケーブル２２に分岐する分岐部２３を備える。分岐部２３は、第１ケーブル２１を構成する複数本の電線２４を１本以上の電線からなる複数の束に分け、各束の電線２４を各第２ケーブル２２の電線２５に圧着端子２６等によって接続することにより構成されている。

分岐部２３においては、第１ケーブル２１および第２ケーブル２２のそれぞれの一端のシース２７，２８が剥離され、内部の電線２４，２５の絶縁被覆を剥離して露出した心線どうしが接続されている。本実施形態においては、従来と同様にして、分岐部２３が、アセテートテープあるいは熱収縮チューブなどの絶縁性および防液性を有する被覆部材２９によって被覆されている。

カバー部材３は、平板部材であって、その大きさおよび形状は、後述する開口部６１を閉塞可能に構成されている。材質は、防水性とある程度の強度とを有していればよく、金属製、樹脂製等任意の材質を採用できる。
カバー部材３には、第１ケーブル２１を貫通させる貫通孔３１と、複数の第２ケーブル２２をまとめて貫通させる貫通孔３２とが板厚方向に貫通して設けられている。

また、カバー部材３には、貫通孔３１，３２の位置に、貫通孔３１，３２を取り囲む筒状部４１を備えるブーツ部材４が固定されている。各ブーツ部材４は、図２に示すように、筒状部４１の一端にフランジ部４２を備え、フランジ部４２が図示しないねじ等の締結具によってカバー部材３の一側の表面に固定されている。ブーツ部材４は、例えば、ゴム等の防液性の可撓性を有する部材であり、カバー部材３の表面とフランジ部４２の間が接着剤等のシール材によってシールされている。

貫通孔３１，３２を貫通する第１ケーブル２１および第２ケーブル２２は、それぞれシース２７，２８によって被覆されている部分においてブーツ部材４の筒状部４１内を貫通している。この状態において、ブーツ部材４の筒状部４１の他端を、図１に示すように、ナイロンバンドのような結束具５を用いて締め付けることにより、ブーツ部材４の内面をシース２７，２８の外面に密着させられている。これにより、ブーツ部材４の内面とシース２７，２８の外面とが簡易的に密封され、貫通孔３１，３２とシース２７，２８との間がシールされている。

すなわち、本実施形態のワイヤハーネス１によれば、カバー部材３を挟んだ一側に、ブーツ部材４が配置され、他側に分岐ケーブル２の分岐部２３が配置される形態となっている。

このように構成された本実施形態に係るワイヤハーネス１の作用について説明する。
本実施系に係るワイヤハーネス１をロボット１００のロボット本体１１０に取り付けるには、例えば、第１ケーブル２１の他端に設けられたコネクタ２１ａを配電盤（図示略）側に接続し、複数の第２ケーブル２２の他端に設けられたコネクタ２２ａをモータに接続する。カバー部材３の一側に配置されている分岐部２３を、所定の空間内に収容し、カバー部材３によって、その空間の開口部６１を密封状態に閉塞する。これにより、ワイヤハーネス１がロボット本体１１０に取り付けられたロボット１００が構成される。

所定の空間は、分岐部２３を収容可能な容積を有し、カバー部材３によって閉塞可能な開口部６１を有する任意の部材によって提供される。
例えば、図３に示すように、ワイヤハーネス１は、所定の空間を画定するケース６を備え、ケース６の開口部６１が、パッキン等のシール材６２を挟んでカバー部材３を取り付けることにより密封状態に閉塞されてもよい。図中、符号７は、ケース６にカバー部材３を取り付けるための取付金具である。

この場合には、本実施形態に係るワイヤハーネス１は、カバー部材３によって開口部６１が閉塞されたケース６内に分岐部２３が収容された形態で提供される。カバー部材３またはケース６をロボット本体１１０にねじ等により固定することにより、ワイヤハーネス１を備えるロボット１００を構成できる。

このように構成された本実施形態に係るワイヤハーネス１によれば、シース２７，２８が剥離された電線２４，２５の接続部を含む分岐部２３が、簡易に密封された空間内に配置されるので、分岐ケーブル２の分岐部２３の防滴性を効果的に向上することができる。すなわち、アセテートテープ等の被覆部材２９による保護に加えて、空間内に密封することにより、サーボモータが外部に露出している形式のロボット１００であっても、分岐部２３を外部に露出させずに済む。

したがって、切削液等が飛散するウェット環境においても十分な防滴性を図りながらロボット１００を動作させることができる。また、接続先毎にシース２７，２８を有するケーブルを用意しなくても済み、ケーブルの本数を抑えてコストの増大を抑えることができる。

なお、本実施形態においては、図４に示すように、カバー部材３の貫通孔３１，３２を一列に配列して形成し、分岐部２３が、貫通孔３１，３２の列からカバー部材３の表面に沿って離れた位置に配置されていてもよい。このようにすることで、分岐部２３を貫通孔３１，３２よりも重力方向の上側に配置することができる。これにより、カバー部材３が貫通孔３１，３２を分岐部２３よりも鉛直方向の下方に配置するため、分岐部２３が配置されている空間内に貫通孔３１，３２から液滴が侵入しても分岐部２３に到達しにくくすることができ、また、空間内から貫通孔３１，３２を通して排液することができるという利点がある。

また、カバー部材３の貫通孔３１，３２を一列に配列して形成するものを例示したが、これに限られるものではなく、列をなして並んでいればよい。例えば、貫通孔３１，３２が３つ以上設けられている場合には、少なくとも１つの貫通孔３１，３２が、分岐部２３よりも鉛直方向の下方において、他の貫通孔３１，３２よりも上方または下方に配置され、全ての貫通孔３１，３２が一直線上に配置されていなくてもよい。

さらに、図５に示すように、ロボット１００に敷設したときに、結束具５によって締め付けられているブーツ部材４の端部が下向きまたは斜め下向きとなる姿勢でカバー部材３を配置してもよい。これにより、貫通孔３１，３２を貫通してカバー部材３を挟んで分岐部２３とは反対側に延びる第１ケーブル２１および第２ケーブル２２が、貫通孔３１，３２から離れるに従って下向きまたは斜め下向きとなる姿勢となることで、図５に矢印で示すように、空間内からの貫通孔３２を通した排液を容易にすることができるという利点がある。

図５においては、空間を画定するケース６に、ロボット１００に固定するための貫通孔６３を用意し、ロボット１００の所定の取り付け位置にねじ等の締結により、カバー部材３が斜めとなる姿勢に固定することができる。これに代えて、カバー部材３側にロボット１００に固定するための貫通孔を用意してもよい。

また、この場合に、図４および図５に示すように、第１ケーブル２１および第２ケーブル２２を湾曲させて空間内に配置することにより、分岐部２３と貫通孔３１，３２との位置関係が変化しないようにしている。これに代えて、図６～図８に示すように、分岐部２３を所定の位置に支持する支持部材（固定部）８を設けてもよい。支持部材８は、カバー部材３に固定された平板状部材であり、分岐部２３を貫通させる孔８１を有している。

すなわち、分岐部２３を貫通させる孔８１を有する支持部材８をカバー部材３に設けることにより、分岐部２３を貫通孔３１，３２よりも重力方向の上側に配置した状態により確実に維持することができる。図６～図８では、支持部材８に２つの他のブーツ部材４をさらに配置して、分岐部２３をこれら２つのブーツ部材４によって保護している。これにより、分岐部２３の多重の保護が図られている。

また、本実施形態においては、分岐部２３を収容するケース６の開口部６１をカバー部材３によって閉塞する場合を例示した。これに代えて、図９に示すように、ロボット本体１１０の機構部品に空間を形成可能な凹部１２０を設けておき、凹部１２０の開口部１２１の周囲に設けられた座面１２２にカバー部材３を密着させることによって閉塞することにしてもよい。この場合にも、分岐部２３の位置を貫通孔３１，３２よりも重力方向の上側に維持し、ブーツ部材４の先端を下向きあるいは斜め下向き配置するようにカバー部材３が固定されることが好ましい。

また、本実施形態においては、空間内に単一の分岐部２３が配置される場合を例示した。これに代えて、図１０に示すように、筒状のケース６０の両端に開口部６０ａを設け、各開口部６０ａを閉塞可能なカバー部材３によって、２本の分岐ケーブル２の２つの分岐部２３を空間内に密封してもよい。

上記各実施形態においては、カバー部材３を平板状部材としたが、これに限定されるものではなく、開口部６０ａ，６１，１２１を閉塞可能な任意形状のカバー部材３を採用してもよい。また、カバー部材３に設けた２つの貫通孔３１，３２に、それぞれ第１ケーブル２１と第１ケーブル２１から分岐した全ての第２ケーブル２２とを貫通させた。これに代えて、貫通孔３１，３２を３以上設け、複数の第２ケーブル２２を複数に分けて貫通孔３２に貫通させてもよい。

また、本実施形態に係るワイヤハーネス１として、ロボット１００の各モータに接続されるケーブル組立体を採用したが、これに代えて、オプションケーブルに接続されるケーブル組立体を採用してもよい。

また、本実施形態においては、第１ケーブル２１および第２ケーブル２２として、それぞれシース２７，２８によって被覆されている部分を貫通孔３１，３２に貫通させていたが、これに限られるものではない。これに代えて、第１ケーブル２１および第２ケーブル２２は、シース２７，２８が剥離されて露出した電線２４，２５を貫通孔３１，３２に貫通させてもよい。

また、本実施形態においては、ブーツ部材４を用いて貫通孔３１，３２とシース２７，２８との間をシールするものを採用したが、図１１に示すように、貫通孔３１、３２をパテ（例えば、粘土等）５０で閉塞して貫通孔３１，３２とシース２７，２８との間をシールしてもよい。

以上、本開示の実施形態について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、または、請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本発明の思想および趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。

上記実施形態および変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
第１ケーブルおよび複数の第２ケーブルのそれぞれのシースを剥離して露出した心線どうしを接続することにより構成された分岐部を有する分岐ケーブルと、
前記分岐部に配置され、該分岐部を収容可能な所定の空間の開口部を閉塞可能なカバー部材と、を備え、
該カバー部材が、前記分岐部を挟んだ両側の前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルの前記シースの部分をそれぞれ貫通させる複数の貫通孔を備え、
各該貫通孔と、該貫通孔を貫通する前記シースとの間がシールされている、ワイヤハーネス。

（付記２）
内部に前記所定の空間を画定し、前記開口部を有するケースを備える、付記１に記載のワイヤハーネス。

（付記３）
前記カバー部材に、各前記貫通孔を取り囲む筒状の防液性の可撓性材料からなるブーツ部材が固定され、
前記貫通孔を貫通する前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルを内部に貫通させた前記ブーツ部材の外側から結束具により締め付けることにより、前記貫通孔と前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルとの間がシールされた、付記１または付記２に記載のワイヤハーネス。

（付記４）
前記カバー部材の各前記貫通孔をパテで閉塞することにより、前記貫通孔と前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルとの間がシールされた、付記１または付記２に記載のワイヤハーネス。

（付記５）
前記カバー部材の複数の前記貫通孔が列をなして並び、
前記分岐部が、前記貫通孔の列から前記カバー部材の表面に沿って離れた位置に配置されている、付記１から付記４のいずれか１項に記載のワイヤハーネス。

（付記６）
前記分岐部を、前記位置に固定する固定部を備える、付記５に記載のワイヤハーネス。

（付記７）
前記分岐部が防液性の被覆部材によって、さらに被覆されている、付記１から付記６のいずれか１項に記載のワイヤハーネス。

（付記８）
ロボット本体と、
該ロボット本体に取り付けられる、少なくとも１つの付記１から付記７のいずれか１項に記載のワイヤハーネスと、を備える、ロボット。

（付記９）
ロボット本体と、
少なくとも１つの付記１に記載のワイヤハーネスと、を備え、
前記ロボット本体が、前記所定の空間を画定する少なくとも１つの凹部と、各該凹部の各前記開口部の周囲に各前記カバー部材を密着させる座面と、を備える、ロボット。

（付記１０）
前記カバー部材が、前記貫通孔を前記分岐部よりも鉛直方向の下方に配置する姿勢で、前記ロボット本体に固定されている、付記８または付記９に記載のロボット。

（付記１１）
前記カバー部材は、前記貫通孔を貫通して前記カバー部材を挟んで前記分岐部とは反対側に延びる前記第１ケーブルまたは前記第２ケーブルが、前記貫通孔から離れるに従って鉛直方向の下向きまたは斜め下向きとなる姿勢で、前記ロボット本体に固定されている、付記８から付記１０のいずれか１項に記載のロボット。

１ ワイヤハーネス
２ 分岐ケーブル
３ カバー部材
４ ブーツ部材
５ 結束具
６，６０ ケース
８ 支持部材（固定部）
２１ 第１ケーブル
２２ 第２ケーブル
２３ 分岐部
２７，２８ シース
２９ 被覆部材
３１，３２ 貫通孔
５０ パテ
６０ａ，６１，１２１ 開口部
１００ ロボット
１１０ ロボット本体
１２０ 凹部
１２２ 座面

Claims (10)

1. 第１ケーブルおよび複数の第２ケーブルのそれぞれのシースを剥離して露出した心線どうしを接続することにより構成された分岐部を有する分岐ケーブルと、
   前記分岐部に配置され、該分岐部を収容可能な所定の空間の開口部を閉塞可能なカバー部材と、を備え、
   該カバー部材が、前記分岐部を挟んだ両側の前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルをそれぞれ貫通させる複数の貫通孔を備え、
   各該貫通孔と、該貫通孔を貫通する前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルとの間がシールされ、
   前記カバー部材の複数の前記貫通孔が列をなして並び、
   前記分岐部が、前記貫通孔の列から前記カバー部材の表面に沿って離れた位置に配置され、
   前記貫通孔を前記分岐部に対して鉛直方向下方に配置した状態で使用される、ワイヤハーネス。
2. 内部に前記所定の空間を画定し、前記開口部を有するケースを備える、請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 前記カバー部材に、各前記貫通孔を取り囲む筒状の防液性の可撓性材料からなるブーツ部材が固定され、
   前記貫通孔を貫通する前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルを内部に貫通させた前記ブーツ部材の外側から結束具により締め付けることにより、前記貫通孔と前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルとの間がシールされた、請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネス。
4. 前記カバー部材の各前記貫通孔をパテで閉塞することにより、前記貫通孔と前記第１ケーブルおよび全ての前記第２ケーブルとの間がシールされた、請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネス。
5. 前記分岐部を、前記位置に固定する固定部を備える、請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネス。
6. 前記分岐部が防液性の被覆部材によって、さらに被覆されている、請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネス。
7. ロボット本体と、
   該ロボット本体に取り付けられる、少なくとも１つの請求項１または請求項２に記載のワイヤハーネスと、を備える、ロボット。
8. ロボット本体と、
   少なくとも１つの請求項１に記載のワイヤハーネスと、を備え、
   前記ロボット本体が、前記所定の空間を画定する少なくとも１つの凹部と、各該凹部の各前記開口部の周囲に各前記カバー部材を密着させる座面と、を備える、ロボット。
9. 前記カバー部材が、前記貫通孔を前記分岐部よりも鉛直方向の下方に配置する姿勢で、前記ロボット本体に固定されている、請求項７に記載のロボット。
10. 前記カバー部材は、前記貫通孔を貫通して前記カバー部材を挟んで前記分岐部とは反対側に延びる前記第１ケーブルまたは前記第２ケーブルが、前記貫通孔から離れるに従って鉛直方向の下向きまたは斜め下向きとなる姿勢で、前記ロボット本体に固定されている、請求項７に記載のロボット。