特許 7614230 動力用ハーネスおよびロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-06

(45)【発行日】2025-01-15

(54)【発明の名称】動力用ハーネスおよびロボット

(51)【国際特許分類】

   H01B 7/00 20060101AFI20250107BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20250107BHJP

   H02G 11/00 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

H01B7/00 301

B25J19/00 F

H02G11/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022569997

(86)(22)【出願日】2021-12-14

(86)【国際出願番号】 JP2021045931

(87)【国際公開番号】W WO2022131231

(87)【国際公開日】2022-06-23

【審査請求日】2023-07-11

(31)【優先権主張番号】P 2020208283

(32)【優先日】2020-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】山口 諒

【審査官】北嶋 賢二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１０８９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４４８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０１２８０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－１３０４９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｇ １１／００

Ｈ０１Ｂ ７／００

Ｂ２５Ｊ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源に接続可能な第１コネクタと、
単一のアクチュエータに設けられた動力用コネクタに接続可能な第２コネクタと、
前記第１コネクタと前記第２コネクタとを接続する接続ケーブルとを備え、
該接続ケーブルの長さ方向の少なくとも一部に、並列に配置された複数本の小径ケーブルにより構成された可動領域を備え、前記長さ方向の他の部分に、前記小径ケーブルが１本にまとめられた領域を備え、
全ての前記小径ケーブルの許容電流値の合計が、前記接続ケーブルの許容電流値を充足する動力用ハーネス。

【請求項2】

前記可動領域の少なくとも一部を取り囲み、該可動領域の移動をガイドするキャリアを備え、
該キャリアの内部空間が、各前記小径ケーブルを前記キャリアの長さ方向に沿って貫通させる複数の小空間に区画されている請求項１に記載の動力用ハーネス。

【請求項3】

複数の前記小空間が同等の大きさを有し、前記小空間の数が、前記小径ケーブルの数よりも多い請求項２に記載の動力用ハーネス。

【請求項4】

相対移動可能に支持された第１部材および第２部材と、
請求項２または請求項３に記載の動力用ハーネスとを備え、
前記キャリアの一端が前記第１部材に固定され、前記キャリアの他端が前記第２部材に固定されているロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、動力用ハーネスおよびロボットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車のスライドドア等の可動部に配線される複数本のケーブルを備えるハーネスとして、ケーブルを並列に並べることによりフラットな形態に形成されたフラット部を設けたものが知られている。フラット部の薄さおよび湾曲し易さを利用して、ハーネスの移動、湾曲あるいは扁平スペースへの配線が行われる（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１７９１１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ハーネスに用いられる各ケーブルとしては、一般に、可撓性を向上するために複数の芯線を撚り合わせて、絶縁シースにより被覆した多芯構造のものが採用されている。そして、大電流を必要とする単一のアクチュエータに動力を供給するための動力用ハーネスには、芯線の本数を多くして許容電流値を向上したケーブルが使用される。

【0005】

芯線の本数が多くなるほど、ケーブルの外径が大きくなるとともに、許容曲げ半径が増大する。その結果、ケーブルを収容するためのスペースが増大するだけでなく、ケーブルを湾曲させて移動させるために必要なスペースも増大する。また、まとめて配線される他の信号用ケーブルあるいは他の動力用ケーブル等と比較して一部の動力用ケーブルの外径のみが大きくなると、曲げに対する安全率の相違による寿命差により、メインテナンス性が低下する。
したがって、大電流を必要とする動力用ハーネスであっても、収容スペースおよび可動スペースの増大を防止して、メインテナンス性を向上することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、電源に接続可能な第１コネクタと、単一のアクチュエータに設けられた動力用コネクタに接続可能な第２コネクタと、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを接続する接続ケーブルとを備え、該接続ケーブルの長さ方向の少なくとも一部に、並列に配置された複数本の小径ケーブルにより構成された可動領域を備え、前記長さ方向の他の部分に、前記小径ケーブルが１本にまとめられた領域を備え、全ての前記小径ケーブルの許容電流値の合計が、前記接続ケーブルの許容電流値を充足する動力用ハーネスである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態に係る動力用ハーネスの接続例を示す正面図である。

【図2】図１の動力用ハーネスにキャリアを取り付けた状態を示す正面図である。

【図3】本開示の一実施形態に係るロボットの一例を示す模式図である。

【図4】動力用ハーネスが単一の接続ケーブルである場合を示す参考例である。

【図5】図２のキャリアの内部空間における小径ケーブルの配置の一例を示す横断面図である。

【図6】図４の場合のキャリアの内部空間の一例を示す参考図である。

【図7】図２の動力用ハーネスの変形例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の一実施形態に係る動力用ハーネス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。
本実施形態に係る動力用ハーネス１は、例えば、直動機構を有するロボット１００に使用されるハーネスであって、図１に示されるように、単一の第１コネクタ２と、単一の第２コネクタ３と、第１コネクタ２と第２コネクタ３とを接続する接続ケーブル４とを備えている。

【0009】

第１コネクタ２は、ロボット１００のベース１１１に設けられた分線盤１１１ａに固定され、外部に配置された電源１４０からの電源ケーブル１４１を接続することによって、電源に電気的に接続可能である。第２コネクタ３は、直動機構１１０によって移動させられる機構部１２０に備えられたモータ（アクチュエータ）１３０の動力用コネクタ１３１に接続可能である。

【0010】

接続ケーブル４は、並列に配置される複数本（例えば、３本）の小径ケーブル５を備えている。小径ケーブル５の外径寸法はほぼ等しく、各小径ケーブル５の許容電流値の合計は、第１コネクタ２と第２コネクタ３とを単一のケーブルによって接続したときに当該ケーブルに必要とされる許容電流値以上である。

【0011】

次に、本実施形態に係る動力用ハーネス１を備えるロボット１００について説明する。
ロボット１００は、図３に示されるように、直動機構１１０と、直動機構１１０によって直線移動させられる１軸以上の機構部１２０とを備えている。機構部１２０は、スライダ１１２に固定されたモータ１３０を備えている。

【0012】

直動機構１１０は、図３に示されるように、ベース１１１と、機構部１２０を搭載するスライダ１１２と、スライダ１１２をベース１１１に対して一方向に直線移動可能に支持するガイドレール１１３と、モータ１１６によって駆動され、スライダ１１２を直線移動させる駆動力変換機構１１４とを備えている。駆動力変換機構１１４は、ボールネジ１１５（あるいはラックアンドピニオン）等のモータ１１６の回転運動を直線運動に変換する機構である。

【0013】

本実施形態に係る動力用ハーネス１は、図２に示されるように、接続ケーブル４の長さ方向の一部にキャリアＸを取り付けている。本実施形態に係る動力用ハーネス１を直動機構１１０に取り付けるには、図３に示されるように、第１コネクタ２をベース１１１の分線盤１１１ａに固定し、第２コネクタ３を機構部１２０のモータ１３０の動力用コネクタ１３１に接続する。また、キャリアＸの一端をベース１１１に固定し、キャリアＸの他端をスライダ１１２に固定する。

【0014】

キャリアＸは、例えば、複数の中空の枠体を相互に平行な軸線回りに回転可能に取り付けることにより、湾曲可能な鎖状に形成されている。キャリアＸは、接続ケーブル４を貫通させることができる内部空間を有し、内部空間に接続ケーブル４の長さ方向の一部を収容することにより、収容された部分（可動領域）の接続ケーブル４の移動をガイドすることができる。

【0015】

図３に示す例では、キャリアＸは、Ｕ字状に湾曲した形態で、ベース１１１とスライダ１１２との間に配置され、ベース１１１に対してスライダ１１２が直線移動させられると、湾曲位置を変化させながらスライダ１１２に固定された他端を直線移動させる。これにより、内部空間に収容されている可動領域の小径ケーブル５が、キャリアＸによってガイドされながら変形させられる。

【0016】

そして、分線盤１１１ａに固定された第１コネクタ２に、電源１４０に接続された電源ケーブル１４１を接続することにより、電源１４０からの電力が動力用ハーネス１によってスライダ１１２に搭載されている機構部１２０のモータ１３０に供給される。これにより、スライダ１１２の各位置において、機構部１２０を作動させることができる。

【0017】

本実施形態に係る動力用ハーネス１によれば、第１コネクタ２に供給された電力は、３本の小径ケーブル５に分割されて伝送され、第２コネクタ３を経由して機構部１２０のモータ１３０に供給される。特に、接続ケーブル４が３本の小径ケーブル５によって構成されていることにより、図４に示されるように、３本分の許容電流値を有する１本の接続ケーブル１５０を使用した場合の曲げ半径Ｒ０と比較して、キャリアＸの曲げ半径Ｒ１を十分に小さく抑えることができる。その結果、直動機構１１０内部におけるキャリアＸの占有スペースを低減し、直動機構１１０の小型化を図ることができるという利点がある。

【0018】

また、本実施形態に係る動力用ハーネス１によれば、本来、単一のケーブルによって接続されている第１コネクタ２と第２コネクタ３とを３本の小径ケーブル５によって接続することにより、ケーブルの外径寸法を低減している。これにより、図５に示されるように、キャリアＸの内部空間を仕切りによって複数の小空間に区画したときに、各小径ケーブル５（図中、ハッチングにより示す。）を貫通させる小空間の大きさを小さく抑えることができる。

【0019】

キャリアＸには、大電流が必要とされる動力用ハーネス１の他、機構部１２０の他軸のモータ１３０等に接続される、より小径のケーブル５あるいはチューブ等が収容される。本実施形態に係る動力用ハーネス１によれば、単一のケーブルに代えて複数の小径ケーブル５を採用することにより、小径ケーブル５を収容するキャリアＸの小空間の大きさを他のケーブル等を収容する小空間に近づけることができる。

【0020】

これにより、例えば、図６に示されるように、接続ケーブル４（図中、ハッチングにより示す。）が単一のケーブルからなる場合のキャリアＸの幅寸法Ｗ０と比較して、キャリアＸの内部空間内のスペースを効率よく利用して、幅寸法Ｗ１を低減することができる場合もある。
また、小径ケーブル５の外径を他のケーブルの外径に近づけることにより、繰り返し曲げによる寿命を全てのケーブルにおいて同程度に設定することができる。これにより、メインテナンス周期およびコストを削減することができるという利点もある。

【0021】

なお、本実施形態においては、動力用ハーネス１の第１コネクタ２と第２コネクタ３との間が全長にわたって３本の小径ケーブル５によって接続されている場合を例示した。これに代えて、図７に示されるように、キャリアＸに収容される部分近傍のみを３本の小径ケーブル５によって構成し、他の部分については３本の小径ケーブル５をまとめた１本のケーブルによって構成してもよい。

【0022】

これにより、複数の小径ケーブル５により構成された可動領域については、曲げ半径を低減し、直動機構１１０の小型化を図ることができ、１本にまとめられた領域においては、取扱い性を向上することができるという利点がある。
また、本実施形態においては、動力用ハーネス１が接続ケーブル４と、接続ケーブル４に組付けられたキャリアＸとを備えていてもよい。この場合には、キャリアＸの内部空間を仕切りによって区画した複数の同等の大きさの小空間の数が、小径ケーブル５の数よりも多いことが好ましい。小径ケーブル５を貫通させた小空間以外の小空間に小径ケーブル５と同等の外径の他のケーブルあるいはチューブを貫通させることができる。

【0023】

また、本実施形態のロボット１００は、直動機構１１０を有する場合を例示した。これに代えて、ロボット１００としては、相対移動可能に支持された第１部材および第２部材と、上記動力用ハーネス１とを備え、キャリアＸの一端が第１部材に固定され、キャリアＸの他端が第２部材に固定されていればよい。すなわち、ロボット１００としては、第１部材と第２部材とが直線移動可能である場合に限定されるものではなく、相対回転可能であってもよい。

【符号の説明】

【0024】

１ 動力用ハーネス
２ 第１コネクタ
３ 第２コネクタ
４ 接続ケーブル
５ 小径ケーブル
１００ ロボット
１３０ モータ（アクチュエータ）
１３１ 動力用コネクタ
Ｘ キャリア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】