コネクタ装置、及びそれを備える産業用ロボット
【課題】 内圧防爆用容器が振動しても外れないコネクタ装置を提供する。
【解決手段】 コネクタ装置１０は、産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器３内に設けられる電動機７と外部電源とを電気的に接続及び切り離し可能なコネクタ２５を有する。このコネクタ２５を内圧防爆用容器２から表出させるために内圧防爆用容器２には、貫通孔８が形成されており、またこの貫通孔８を塞ぐようにコネクタ用ケーシング１１が固定されている。コネクタ用ケーシング１１には、コネクタ２５と外部電源とを接続するケーブル１３が挿通されており、コネクタ用ケーシング内には、ケーブル１３を保持するクランプ部材が収容されている。
【解決手段】 コネクタ装置１０は、産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器３内に設けられる電動機７と外部電源とを電気的に接続及び切り離し可能なコネクタ２５を有する。このコネクタ２５を内圧防爆用容器２から表出させるために内圧防爆用容器２には、貫通孔８が形成されており、またこの貫通孔８を塞ぐようにコネクタ用ケーシング１１が固定されている。コネクタ用ケーシング１１には、コネクタ２５と外部電源とを接続するケーブル１３が挿通されており、コネクタ用ケーシング内には、ケーブル１３を保持するクランプ部材が収容されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器内にある電気駆動装置と、内圧防爆用容器外にある外部電源とを電気的に繋ぐための内圧防爆用容器用のコネクタ装置、及びそれを備える産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装用ロボット等の産業用ロボットは、電動機、電磁弁又は電空弁等の電気駆動装置を備えている。電気駆動装置は、商用電源等の外部電源からの電流により駆動するようになっている。電気駆動装置と外部電源との間には、コネクタが介在しており、このコネクタにより電気駆動装置と外部電源とを電気的に接続及び切り離すことができるようになっている。塗装用ロボット等のように揮発性溶剤を扱う場合、ロボット本体が揮発性溶剤を含む雰囲気下（いわゆる、危険場所）に設置されており、コネクタ等で電気スパークが発生すると、揮発性溶剤に引火し爆発することがある。このような爆発に対して様々な対策を講じられ、様々な防爆構造が開発されている。
【０００３】
防爆構造としては、例えば、特許文献１に記載されるような内圧防爆構造がある。この内圧防爆構造は、内圧防爆用容器内に電気駆動装置及びコネクタを配置し、ポンプにより加圧して内圧防爆用容器の内圧を外圧よりも高く保ち、内圧防爆用容器内に揮発性溶剤が入らないようしている。これにより、コネクタ等で電気スパークが発生しても揮発性溶剤に引火することがなく、爆発が起きることがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６０２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
塗装用ロボットは、複数の間接を有するマニピュレータを備え、間接を曲げることでマニピュレータの先端に設けられた塗装ノズルを移動させることができるようになっている。塗装用ロボットでは、複数の間接を曲げる際にマニピュレータが振動し、この振動が内圧防爆用容器に伝わり、内圧防爆用容器内にあるコネクタを振動させる。コネクタは、ソケット及びプラグからなり、ソケットにプラグを挿入することで電気駆動装置と外部電源とを電気的に接続するようになっている。そのため、コネクタが振動すると、プラグが弛んだり、ソケットから外れたりしてコネクタで接触不良が起こり、外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることがある。切り離されると、対応する関節が曲がらなくなり塗装ノズルを所望の位置に移動させることができなくなる。それ故、内圧防爆用容器が振動してもコネクタが外れて電気駆動装置と外部電源とが電気的に切り離されないようにすることが必要である。
【０００６】
そこで本発明は、内圧防爆用容器が振動しても電気駆動装置と外部電源とが電気的に切り離されないコネクタ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のコネクタ装置は、産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器内にある電気駆動装置と、該内圧防爆用容器外にある外部電源とを電気的に接続及び切り離し可能なコネクタと、前記内圧防爆用容器から前記コネクタを表出させるために前記内圧防爆用容器に形成される貫通孔を塞ぐコネクタ用ケーシングと、前記コネクタ用ケーシングを挿通し、前記コネクタと外部電源とを接続するケーブルと、前記コネクタ用ケーシング内に固定され、前記ケーブルを保持するクランプ部材とを備えるものである。
【０００８】
本発明に従えば、クランプ部材によりケーブルを保持することで、産業用ロボット駆動時の振動に伴って内圧防爆用容器が振動してもケーブルがあまり動かなくなり、外部電源と電気駆動装置とが電気的に接続された状態を保つことができる。即ち、外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることを防ぐことができ、これに起因する産業用ロボットの停止を防ぐことができる。
【０００９】
更に、クランプ部材がコネクタ用ケーシングに固定されているので、コネクタ用ケーブルが振動したときにクランプ部材がコネクタ用ケーブルと同じように振動する。ケーブルにおいて、コネクタ用ケーシングに挿通される部分とクランプ部材に保持されている部分と間の相対振動が小さくなり、振動時におけるコネクタの振動を抑えることができる。これにより、この振動に伴って外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることを防ぐことができ、それに起因して産業用ロボットが突然動かなくなることを防ぐことができる。
【００１０】
上記発明において、前記コネクタは、互いに接続及び切り離し可能な電気駆動装置側コンタクト及び外部電源側コンタクトを有し、前記電気駆動装置側コンタクトは、電気駆動装置に接続されて内圧防爆用容器に固定され、外部電源側コンタクトは、ケーブルを介して外部電源に接続されて前記クランプ部材に設けられていることが好ましい。
【００１１】
上記構成に従えば、コネクタ用ケーシングを内圧防爆用容器から外すことで電気駆動装置側コンタクトと外部電源側コンタクトとが電気的に切り離され、コネクタ用ケーシングを内圧防爆用容器に固定することで電気駆動装置側コンタクトと外部電源側コンタクトとが電気的に接続される。このようにコネクタ用ケーシングを着脱することで電気駆動装置と外部電源との電気的な接続及び切り離しができるので、接続及び切り離しが容易である。
【００１２】
上記発明において、前記クランプ部材は、前記ケーブルの外周面に作用する圧力が略均一になるようにケーブルを保持するようになっていることが好ましい。
【００１３】
上記構成に従えば、クランプ部材の保持力を大きくしてもケーブルが拉げて扁平することがなく、ケーブルの配線の断線を抑えることができる。それ故、大きな保持力でケーブルを保持し引留めることができるようになり、ケーブルをより抜けにくくすることができる。
【００１４】
上記発明において、前記ケーブルの前記コネクタ用ケーシングから出ている表出部分に設けられ、該表出部分を保護するように覆う保護外装と、前記ケーブルが挿通すべくコネクタ用ケーシングに形成された挿通孔の外側開口部に設けられ、前記保護外装を引留める引留め機構と、前記挿通孔の内側開口部に設けられ、前記コネクタ用ケーシングとケーブルとの間から入る気体を防ぐべく内部シール構造とを備え、前記コネクタ用ケーシングは、シールを達成した状態で内圧防爆用容器に固定されていることが好ましい。
【００１５】
上記構成に従えば、引留め機構により保護外装を引留めることで、保護外装がケーブルから外れる等してケーブルの表出部分がむき出しになることを防ぐことができる。これにより、ケーブルを曲げたり動かしたりしてもケーブルの一部分がむき出しになることがなく、ケーブルが損傷する等して配線がむき出しになることを防ぐことができる。
【００１６】
このような引留め機構が挿通孔の外側開口部に設けられているので、内部シール構造が内側開口部に設けられており、この内部シール構造によりコンタクト用ケーシングとケーブルとの間における気体の行き来が防がれる。このような内部シール構造が設けられたコネクタ用ケーシングを内圧防爆用容器にシールを達成した状態で固定することで、コネクタ用ケーシング及び内圧防爆用容器外からの気体の進入を防ぐことができ、またコネクタ用ケーシング及び内圧防爆用容器の内圧低下を防ぐことができる。即ち、コネクタ用ケーシングを内圧防爆用容器にシールを達成した状態で固定するだけで、コネクタ用ケーシング及び内圧防爆用容器内を密閉することができ、内圧防爆用容器内の密閉を簡単に実現できる。
【００１７】
上記発明において、前記クランプ部材は、前記内部シール構造と前記コネクタとの間を保持するようになっていることが好ましい。
【００１８】
上記構成に従えば、コネクタにより近い箇所で保持することができる。これにより、ロボット駆動時において、ケーブルにおけるコネクタ側の部分の振れ幅をより小さくすることができる。
【００１９】
上記発明において、前記ケーブルは、複数の配線と、該複数の配線を覆うシースとを有しており、前記複数の配線の先端部は、前記シースから表出し、撓ませた状態で前記コネクタに接続されていることが好ましい。
【００２０】
上記構成に従えば、ケーブルが多少動いてもその動きを配線の撓みにより吸収させ、配線の断線を防ぐことができる。
【００２１】
本発明の産業用ロボットは、上記記載のいずれかのコネクタ装置と、前記内圧防爆用容器とを備えるものである。
【００２２】
上記構成に従えば、前述のようなコネクタ装置を備える産業用ロボットを実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内圧防爆用容器が振動しても電気駆動装置と外部電源とが電気的に切り離されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のコネクタ装置を備える内圧防爆構造を示す平面図である。
【図２】図１の内圧防爆構造を切断線Ａ−Ａで切断して見た断面図である。
【図３】図２の内圧防爆構造の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】コネクタを拡大して示す拡大斜視図である。
【図５】図２のクランプ部材を拡大して示す拡大正面図である。
【図６】第２実施形態のクランプ部材を示す拡大正面図である。
【図７】第３実施形態の内圧防爆構造を示す拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１実施形態＞
産業用ロボットは、複数の間接を有するマニピュレータを備えている。各間接には、電動機が設けられており、各電動機を駆動することで対応する間接を曲げてマニピュレータの先端に設けられるアタッチメントを所望の位置に動かすことができるようになっている。このように構成される産業用ロボットは、例えば、マニピュレータの先端に塗装ノズルを装着して塗装用ロボットとして用いられることがある。この塗装用ロボット（以下、単に「ロボット」ともいう）は、塗装ノズルから揮発性溶剤を塗布するため、揮発性溶剤を含む雰囲気下に配置される。電気駆動装置である電動機は、このような揮発性溶剤を含む雰囲気から隔離する必要があり、塗装用ロボットには、前記電動機を隔離すべく図１に示すような内圧防爆構造１が備わっている。
【００２６】
内圧防爆構造１は、中空の直方体状の内圧防爆用容器２を備えており、内圧防爆用容器２には、調圧弁３を介してポンプ４が接続されている。ポンプ４は、空気又は不活性ガス等の高圧ガスを内圧防爆用容器２に供給するようになっており、調圧弁３は、ポンプから供給されるガスを調圧し、内圧防爆用容器２の内圧を外圧よりも高く保つようになっている。また、内圧防爆用容器２には、その中にあるガスを排出すべく切換弁５が接続されており、切換弁５は、ロボット用制御部６からの指令信号に応じて内圧防爆用容器２内のガスを排出するようになっている。
【００２７】
内圧防爆用容器２内には、図２に示すように電動機７が収容されている。電動機７は、その出力軸７ａだけが内圧防爆用容器２から突出するように配置され（図１参照）、内圧防爆用容器２の内壁にシールを達成した状態で固定されている。このように内圧防爆用容器２に固定される電動機７は、コネクタ装置１０を介して商用電源等の外部電源（図示せず）に接続されており、このコネクタ装置１０を内圧防爆用容器２に取り付けるために、内圧防爆用容器２には、貫通孔８が形成されている。貫通孔８は、内圧防爆用容器２を内外に貫通する断面矩形状の孔であり、貫通孔８には、後述するコネクタ２５が外方に表出するようにコネクタ装置１０が挿入されている（図３も参照）。
【００２８】
コネクタ装置１０は、コネクタ用ケーシング１１を備えており、コネクタ用ケーシング１１は、貫通孔８を外方から塞ぐように内圧防爆用容器２の外壁に設けられている。コネクタ用ケーシング１１は、大略的に断面が矩形の有底筒状になっており、開口端部１１ａに半径方向外方に延びる固定用フランジ１１ｂを有している。固定用フランジ１１ｂは、平面視で矩形状になっており、その四つ角にボルト等の締結具が夫々挿通され、これらの締結具によって予め定められた位置に固定されている。固定する際、固定用フランジ１１ｂと内圧防爆用容器２との間には、パッキン１２が設けられ、それらの間がパッキン１２によりシールされている。なお、コネクタ用ケーシング１１は、予め定められた位置に固定されるように位置決めピンなどによって位置決めされるようになっていてもよい。
【００２９】
コネクタ用ケーシング１１の底部には、その軸線に沿って挿通孔１１ｃが形成されており、この挿通孔１１ｃには、ケーブル１３が挿通されている。ケーブル１３の大部分は、コネクタ用ケーシング１１から表出しており、この表出部分１３ａの外側には、中空円筒状の保護外装１４が配置されている。この保護外装１４は、メッシュ層を含む複数の層が積層されて成り、ケーブル１３の表出部分１３ａが曲げられたり、力を加えられたりすることで損傷しないように、表出部分１３ａを保護している。このように表出部分１３ａを保護する保護外装１４は、コネクタ装置１０から外れないように留め機構１５が設けられている。
【００３０】
引留め機構１５は、インナキャップ１６と、アウトキャップ１７と、引留め用ニップル１８と、フクロナット１９とを備える。インナキャップ１６及びアウトキャップ１７は、大略円筒状に形成されており、保護外装１４の開口端部１４ａの内表面と外表面に夫々密着するように装着されている。保護外装１４の開口端部１４ａは、インナキャップ１６及びアウトキャップ１７を装着した状態で引留め用ニップル１８に挿入されている。
【００３１】
引留め用ニップル１８は、大略円筒状を有し、その一端部が挿通孔１１ｃの外側開口部１１ｄに螺合されており、一端部を螺合することで引留め用ニップル１８がコネクタ用ケーシング１１にシールを達成した状態で固定される。なお、引留め用ニップル１８とコネクタ用ケーシング１１との間は、シールされていなくてもよい。引留め用ニップル１８は、その他端部側の開口１８ａから保護外装１４の開口端部１４ａが挿入されており、その内面に段差を有する。保護外装１４の開口端部１４ａは、この段差の部分に着座している。引留め用ニップル１８の他端部には、内テーパ１９ａを有するフクロナット１９が螺合されており、保護外装１４が着座した状態でフクロナット１９を閉めると、フクロナット１９の内テーパ１９ａによりアウトキャップ１７の上端部が縮径する。アウトキャップ１７の上端部は、内側へと折り返されているため、縮径することで上端部により保護外装１４の外周面が内側に向かって押され、アウトキャップ１７とインナキャップ１６とにより保護外装１４が挟持され引留められる。
【００３２】
このように引留め機構１５により保護外装１４を引留めることで、保護外装１４がコネクタ装置１０から外れる等してケーブル１３の表出部分１３ａがむき出しになることを防いでいる。これにより、ケーブル１３を曲げたり動かしたりしてもケーブル１３の一部分がむき出しになることがなく、ケーブル１３のシース１３ｂが損傷する等して配線１３ｃがむき出しになることを防ぐことができる。
【００３３】
このようにして保護されているケーブル１３は、引留め用ニップル１８内を通り、更に挿通孔１１ｃを通ってコネクタ用ケーシング１１内に抜け出ている。ケーブル１３がコネクタ用ケーシング１１内へと抜け出る挿通孔１１ｃの内側開口部１１ｅには、内部シール構造２０が設けられている。内部シール構造２０は、図３に示すように、ニップル２１と、パッキン２２と、ロックナット２３と、シール部材２４とを備えている。ニップル２１は、大略円筒状に形成され、ニップル２１の外表面には、その周方向全周にわたって半径方向外方に向かって突出するフランジ２１ａが形成されている。
【００３４】
ニップル２１は、その中にケーブル１３が挿通されており、その一端部が挿通孔１１ｃの内側開口部１１ｅに螺合されている。ニップル２１のフランジ２１ａとコネクタ用ケーシング１１との間には、円環状のパッキン２２が設けられており、ニップル２１を内側開口部８ａに螺合することで、ニップル２１がコネクタ用ケーシング１１にシールを達成した状態で固定される。また、ニップル２１の他端部には、ロックナット２３が螺合されている。このロックナット２３内には、シール部材２４が収容され、ロックナット２３及びシール部材２４を共に挿通するようにケーブル１３が配置されている。シール部材２４は、大略円筒状に形成されており、その外周部には、周方向全周にわたって半径方向内方に向かって凹む凹所２４ａが形成されている。シール部材２４は、この凹所２４ａにより拉げることできるようになっており、ロックナット２３を締めていくと、ロックナット２３とニップル２１とによって拉げられて、シール部材２４がケーブル１３とロックナット２３とに密着してケーブル１３とロックナット２３との間をシールするようになっている。
【００３５】
このように内部シール構造２０は、ニップル２１とコネクタ用ケーシング１１との間、及びケーブル１３とロックナット２３との間をシールし、貫通孔８からコネクタ用ケーシング１１内へのガスの行き来を防いでいる。これにより、内圧防爆用容器２内に揮発性溶剤を含むガスが入り込むことを防ぐことができ、またコネクタ用ケーシング１１及び内圧防爆用容器２の内圧の低下を防ぐことができる。このように、内圧防爆構造１では、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２にシールを達成した状態で固定するだけで、コネクタ用ケーシング１１及び内圧防爆用容器２内を密封することができる。従って、コネクタ装置１０の取付けが容易であり、また内圧防爆構造１の密閉を容易に実現できる。即ち、シールと達成した状態でケーブル１３をコネクタ用ケーシング１１内に引き込むことができる。
【００３６】
ケーブル１３は、複合ケーブルであり、シース１３ｂを有し、このシース１３ｂ内に複数の配線１３ｃを有する。これら複数の配線１３ｃは、その一端部がコンセントを介して外部電源に接続され、他端部がコネクタ２５を介して電動機７に電気的に接続される。即ち、ケーブル１３の一端部は、外部電源に電気的に接続され、他端部は、コネクタ２５を介して電動機７に電気的に接続されている。
【００３７】
コネクタ２５は、図４に示すようにプラグ２６とソケット２７とを有し、電動駆動装置側コンタクトであるプラグ２６をソケット２７に嵌め込んだり外したりすることで電動機７と外部電源とを電気的に接続及び切り離し可能になっている。プラグ２６は、平面視で矩形状の基板２６ａを備えており、この基板２６ａの外形寸法は、貫通孔８に入れることができる寸法になっている。基板２６ａの表側面には、複数のピン２６ｂが並ぶように立設されている。複数のピン２６ｂの各々には、配線２８が接続されており、複数のピン２６ｂは、これら複数の配線１３ｃを介して電動機７等に電気的に接続されている。このように電動機７等に電気的に接続されるプラグ２６は、取付板２９に固定されている。
【００３８】
取付板２９は、平面視で矩形状を有し、その外形寸法がプラグ２６の外形寸法より大きくなっている。取付板２９の長手方向両端部は、貫通孔８の内圧室側周縁部８ｂにボルト等の締結具で固定されている。これにより、プラグ２６は、貫通孔８の内側開口部８ａ内に配置され、貫通孔８を介して外方から見えるようになっている。即ち、コネクト２５が貫通孔８から表出するようになっている。なお、取付板２９の幅方向の寸法は、貫通孔８の外径よりも小さくなっているため、貫通孔８が取付板２９により完全に覆われることなく、コネクタ用ケーシング１１内と内圧防爆用容器２内との間でガスの行き来ができるようになっている（図４の矢符Ｂ参照）。それ故、コネクタ用ケーシング１１の内圧は、内圧防爆用容器２の内圧と略一致しており、外圧より高くなっている。
【００３９】
外部電源側コンタクトであるソケット２７は、平面視でプラグ２６の基板２６ａと略同一形状になっており、そこには、複数のピン２６ｂを夫々嵌め込むべくピン２６ｂと同数のソケット孔２７ａが形成されている。各ソケット孔２７ａには、図示しない端子が設けられている。ケーブル１３には、端子と同数の配線１３ｃが備わっており、各端子は、配線１３ｃに接続されている。
【００４０】
このようにソケット２７が接続されたケーブル１３を保持すべく、コネクタ用ケーシング１１内には、クランプ部材３１が設けられている。クランプ部材３１は、ブラケット３２と、クランプ３３と、プラグ固定部３４とを有している。ブラケット３２は、矩形状の板部材であり、コネクタ用ケーシング１１内に設けられている。ブラケット３２の基端部は、コネクタ用ケーシング１１の底部にケーブル１３から離して設けられており、コネクタ用ケーシング１１にボルト等の締結具によって固定されている。このように固定されるブラケット３２は、コネクタ用ケーシング１１の軸線に平行に延びており、その中間部には、クランプ３３が設けられている。
【００４１】
クランプ３３は、ケーブル１３を保持して引留めるようになっており、図５に示すように基台３３ａと、クランプ部３３ｂとを有している。基台３３ａは、ブラケット３２に一体的に設けられ、ケーブル１３に向かって延びている。基台３３ａの先端部には、ケーブル１３の外径と略同一の径を有する半円状の座３３ｃが形成されており、この座３３ｃにケーブル１３を置くことができるようになっている。この座３３ｃが形成される先端部には、覆い被さるようにクランプ部３３ｂが設けられている。クランプ部３３ｂには、ケーブル１３の外径と略同一の径を有する半円状のクランプ溝３３ｄが形成され、クランプ部３３ｂを基台３３ａの先端部の所定の位置に配置すると、このクランプ溝３３ｄにケーブル１３が嵌まり込むようになっている。更に、クランプ部３３ｂは、基台３３ａの先端部にボルト等の締結具によって前記所定の位置にて固定されるようになっている。
【００４２】
即ち、クランプ部３３ｂを所定の位置にて基台３３ａに固定することで、内部シール構造２０とソケット２７との間でケーブル１３が基台３３ａとクランプ部３３ｂとにより挟持され、クランプ部材３１によってケーブル１３が保持され引留められる。これにより、ロボット駆動時の振動に伴って内圧防爆用容器２が振動してもケーブルが動かなくなり、振動によりケーブル１３が抜けたり、ソケット２７からプラグ２６が脱落したりすることがなくなる。また、クランプ部材３１によってケーブル１３が保持されることで、ケーブル１３に人の足が引っかかったり物が落ちてきたりしてケーブル１３が引っ張られるようなことがあっても、ケーブル１３が抜けたり、ソケット２７からプラグ２６が脱落したりすることがなくなる。それ故、ソケット２７とプラグ２６との接続状態を良好に保つことができる。即ち、ケーブル１３が抜けたり、ソケット２７からプラグ２６が脱落（コネクタ２５の接触不良）したりして、電動機７と外部電源とが電気的に切り離されることを防ぐことができる。これにより、ケーブル１３の抜けやコネクタ２５の接触不良に起因するロボットの停止を防ぐことができる。
【００４３】
また、コネクタ用ケーシング１１にクランプ部材３１を固定することで、コネクタ用ケーシング１１が振動したときにクランプ部材３１がコネクタ用ケーシング１１と同じように振動する。ケーブル１３において、コネクタ用ケーシング１１に挿通される部分とクランプ部材３１に保持されている部分と間の相対振動が小さくなり、振動時におけるプラグ２６とソケット２７との相対振動を抑えることができる。これにより、この相対振動に伴ってプラグ２６がソケット２７から抜けて外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることを防ぐことができ、それに起因して産業用ロボットが突然動かなくなることを防ぐことができる。
【００４４】
また、ケーブル１３がその内部シール構造２０とプラグ２６との間の部分で保持されることで、ケーブル１３がプラグ２６により近い箇所で保持される。これにより、ロボット駆動時において、ケーブル１３におけるプラグ２６側の部分の振れ幅をさらに小さくすることができる。これにより、プラグ２６とソケット２７との間の相対振動も更に小さくなり、この相対振動に伴ってプラグ２６がソケット２７から抜けて外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることを更に抑えることができる。また、プラグ２６とケーブル１３との間の相対振動により発生する配線１３ｃの断線も抑えることができる。配線１３ｃの断線については、プラグ２６とシース１３ｂとの間で配線１３ｃを撓ませてあり、ケーブル１３が多少動いてもその動きを配線１３ｃの撓みにより吸収できるようにすることによっても防いでいる。
【００４５】
このようにクランプ３３が設けられたブラケット３２の先端部には、更にプラグ固定部３４が設けられている。プラグ固定部３４には、図示しない複数の孔（例えば、ピン２６ｂと同数の孔）が形成されており、その表側面（図３の下面）には、プラグ２６の裏側面が固定されて、裏側面は、ケーブル１３のシース１３ｂの先端部に面している。シース１３ｂからは、配線１３ｃをピン２６ｂに接続すべく配線１３ｃの先端側部分が出ており、この先端側部分がプラグ固定部３４の裏側面から各孔に差し込まれてプラグ２６の各ピン２６ｂに接続されている。なお、先端側部分は、図２及び３に示すように撓ませた状態で対応するピン２６ｂに余裕を持って結線されており、プラグが振動等によって配線１３ｃが断線しないようになっている。
【００４６】
プラグ固定部３４に固定されるプラグ２６は、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２の外壁の予め定められる位置に固定すると、貫通孔８に挿入されてソケット２７に嵌まり込み、ソケット２７と電気的に接続されるようになっている。つまり、プラグ２６は、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２の外壁の予め定められる位置に配置されるように動かしながらクランプ部材３１を貫通孔８に挿入することでソケット２７に嵌まり込み、ソケット２７に電気的に接続される。それ故、コネクタ用ケーシング１１の位置を確認しながら内圧防爆用容器２に固定することでプラグ２６とソケット２７との嵌り具合を確認することができ、プラグ２６とソケット２７との嵌り具合を確認するための孔等を形成する必要がなく、またプラグ２６とソケット２７との接続が簡単である。逆に、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２から外すことで、プラグ２６とソケット２７とが切り離される。従って、プラグ２６とソケット２７との切り離しも簡単である。
【００４７】
なお、ソケット孔２７ａは、テーパ状になっており、その開口径がピン２６ｂの外径よりも大きくなっている。それ故、ソケット２７にプラグ２６を嵌め込む際、ソケット孔２７ａとピン２６ｂとの軸が互いにズレていても、ソケット孔２７ａにより案内されて軸同士が合うようになっている。それ故、コネクタ用ケーシング１１を固定する位置が多少ズレていても、ピン２６ｂがソケット孔２７ａにより案内され、プラグ２６とソケット２７とを接続することができる。これにより、確実に外部電源と電動機７とを接続することができる。
【００４８】
また、ソケット２７が取付板２９に固定されているため、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２に取り付ける際に、ソケット２７と電動機７とを繋ぐ配線２８が拉げたりすることがなく、また配線２８が内圧防爆用容器２内に設けられる図示しない構成に干渉したりすることがない。それ故、配線２８の断線やショートを防ぐことができる。プラグ２６がクランプ部材３１に固定され、またケーブル１３がクランプ部材３１に保持されているため、ケーブル１３の配線１３ｃも同様に拉げたり、他の配線１３ｃに干渉したりすることがない。それ故、ケーブル１３の配線１３ｃの断線やショートを防ぐことができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
このように構成される内圧防爆構造１において、クランプ部材３１に代えて図６（ａ）に示すようなクランプ１３１を用いることができる。なお、クランプ部材１３１は、クランプ部材３１と構成が類似しており、同一の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。クランプ部材３１は、ブラケット３２と、クランプ１３３と、プラグ固定部３４とを有する。クランプ１３３は、図６に示すように連結部１３３ａと、クランプ部１３３ｂとを有する。連結部１３３ａの基端部は、ブラケット３２に一体的に設けられ、先端部には、クランプ部１３３ｂが設けられている。クランプ部１３３ｂは、Ｃ字状に形成される円弧部分１３３ｃと、円弧部分の端部に夫々設けられる２つの固定部分１３３ｄとを有する。
円弧部分１３３ｃは、その中にケーブル１３を挿通できるようになっており、固定部分１３３ｄは、連結部１３３ａに平行に延在している。クランプ部１３３ｂは、可撓性を有する材料から成り、円弧部分１３３ｃを変形させることができ、固定部分１３３ｄを合わせるように変形させると、円弧部分１３３ｃによりケーブル１３を挟持するようになっている。ケーブル１３が挟持された状態で２つの固定部分１３３ｄをボルト等の締結具で固定すると、クランプ部１３３ｂによりケーブル１３が保持される。なお、円弧部分１３３ｃがケーブル１３の全周を覆って挟持するため、挟持する際にケーブル１３の外周面に作用する圧力は略均一になっている。それ故、ケーブル１３が扁平することなく保持される。即ち、クランプ１３３の挟持力（保持力）を大きくしてもケーブル１３が拉げて扁平することがなく、配線１３ｃの断線を抑えることができる。それ故、大きな挟持力（保持力）でケーブル１３を保持し引留めることができるようになり、ケーブル１３をより抜けにくくすることができる。
【００５０】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の内圧防爆構造１Ｂは、第1実施形態の内圧防爆構造１と構成が類似している。以下では、第３実施形態の内圧防爆構造１Ｂの構成について、第1実施形態の内圧防爆構造１の構成と異なる点について説明し、同一の構成について同一の符号を付して説明を省略する。内圧防爆構造１Ｂでは、図７に示すように、クランプ部材３１Ｂがコネクタ用ケーシング１１Ｂの挿通孔１１ｃ内に配置されており、コネクタ用ケーシング１１Ｂと一体的に形成されている。これにより、クランプ部材３１Ｂは、引留め機構１５と内部シール構造２０との間に配置される。
【００５１】
クランプ部材３１Ｂは、基台３３ａ及びクランプ部３３ｂを有し、基台３３ａ及びクランプ部３３ｂによりクランプ３３が構成される。基台３３ａは、コネクタ用ケーシング１１Ｂに一体的に設けられており、この基台３３ａの座３３ｃにケーブル１３が載せられる。コネクタ用ケーシング１１Ｂには、覗き孔１１ｆが形成されており、この覗き孔１１ｆから挿入孔１１ｃにクランプ部３３ｂを入れることができるようになっている。ここから入れられたクランプ部３３ｂは、ケーブル１３を載せられた基台３３ａに被せられて固定される。固定することで基台３３ａとクランプ部３３ｂとによってケーブル１３が保持される。なお、クランプ部３３ｂを入れた覗き孔は、蓋部材４０によって閉められる。
【００５２】
このようにして構成される内圧防爆構造１Ｂは、第１実施形態の内圧防爆構造１と同様の作用効果を奏する。
【００５３】
上記の第１乃至第３実施形態では、内圧防爆用容器２内に収容される電気駆動装置の一例として電動機７を示したが、収容される電気駆動装置は電動機７に限定されず、電磁弁、電空弁、又は制御基盤であってもよく、電気で駆動するものであればよい。
【００５４】
また、上記の第１乃至第３実施形態では、プラグ２６とクランプ部材３１とが別体で形成されているけれども、一体的に形成されていてもよい。
【００５５】
なお、本発明は、実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明は、産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器内にある電気駆動装置と、内圧防爆用容器外にある外部電源とを電気的に繋ぐための内圧防爆用容器用のコネクタ装置、及びそれを備える産業用ロボットに適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
２ 内圧防爆用容器
７ 電動機
８ 貫通孔
１０ コネクタ装置
１１，１１Ｂ コネクタ用ケーシング
１３ ケーブル
１３ａ 表出部分
１３ｂ シース
１３ｃ 配線
１４ 保護外装
１５ 引留め機構
２０ 内部シール構造
２５ コネクタ
２６ プラグ
２７ ソケット
２７ａ ソケット孔
３１，１３１ クランプ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器内にある電気駆動装置と、内圧防爆用容器外にある外部電源とを電気的に繋ぐための内圧防爆用容器用のコネクタ装置、及びそれを備える産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装用ロボット等の産業用ロボットは、電動機、電磁弁又は電空弁等の電気駆動装置を備えている。電気駆動装置は、商用電源等の外部電源からの電流により駆動するようになっている。電気駆動装置と外部電源との間には、コネクタが介在しており、このコネクタにより電気駆動装置と外部電源とを電気的に接続及び切り離すことができるようになっている。塗装用ロボット等のように揮発性溶剤を扱う場合、ロボット本体が揮発性溶剤を含む雰囲気下（いわゆる、危険場所）に設置されており、コネクタ等で電気スパークが発生すると、揮発性溶剤に引火し爆発することがある。このような爆発に対して様々な対策を講じられ、様々な防爆構造が開発されている。
【０００３】
防爆構造としては、例えば、特許文献１に記載されるような内圧防爆構造がある。この内圧防爆構造は、内圧防爆用容器内に電気駆動装置及びコネクタを配置し、ポンプにより加圧して内圧防爆用容器の内圧を外圧よりも高く保ち、内圧防爆用容器内に揮発性溶剤が入らないようしている。これにより、コネクタ等で電気スパークが発生しても揮発性溶剤に引火することがなく、爆発が起きることがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６０２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
塗装用ロボットは、複数の間接を有するマニピュレータを備え、間接を曲げることでマニピュレータの先端に設けられた塗装ノズルを移動させることができるようになっている。塗装用ロボットでは、複数の間接を曲げる際にマニピュレータが振動し、この振動が内圧防爆用容器に伝わり、内圧防爆用容器内にあるコネクタを振動させる。コネクタは、ソケット及びプラグからなり、ソケットにプラグを挿入することで電気駆動装置と外部電源とを電気的に接続するようになっている。そのため、コネクタが振動すると、プラグが弛んだり、ソケットから外れたりしてコネクタで接触不良が起こり、外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることがある。切り離されると、対応する関節が曲がらなくなり塗装ノズルを所望の位置に移動させることができなくなる。それ故、内圧防爆用容器が振動してもコネクタが外れて電気駆動装置と外部電源とが電気的に切り離されないようにすることが必要である。
【０００６】
そこで本発明は、内圧防爆用容器が振動しても電気駆動装置と外部電源とが電気的に切り離されないコネクタ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のコネクタ装置は、産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器内にある電気駆動装置と、該内圧防爆用容器外にある外部電源とを電気的に接続及び切り離し可能なコネクタと、前記内圧防爆用容器から前記コネクタを表出させるために前記内圧防爆用容器に形成される貫通孔を塞ぐコネクタ用ケーシングと、前記コネクタ用ケーシングを挿通し、前記コネクタと外部電源とを接続するケーブルと、前記コネクタ用ケーシング内に固定され、前記ケーブルを保持するクランプ部材とを備えるものである。
【０００８】
本発明に従えば、クランプ部材によりケーブルを保持することで、産業用ロボット駆動時の振動に伴って内圧防爆用容器が振動してもケーブルがあまり動かなくなり、外部電源と電気駆動装置とが電気的に接続された状態を保つことができる。即ち、外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることを防ぐことができ、これに起因する産業用ロボットの停止を防ぐことができる。
【０００９】
更に、クランプ部材がコネクタ用ケーシングに固定されているので、コネクタ用ケーブルが振動したときにクランプ部材がコネクタ用ケーブルと同じように振動する。ケーブルにおいて、コネクタ用ケーシングに挿通される部分とクランプ部材に保持されている部分と間の相対振動が小さくなり、振動時におけるコネクタの振動を抑えることができる。これにより、この振動に伴って外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることを防ぐことができ、それに起因して産業用ロボットが突然動かなくなることを防ぐことができる。
【００１０】
上記発明において、前記コネクタは、互いに接続及び切り離し可能な電気駆動装置側コンタクト及び外部電源側コンタクトを有し、前記電気駆動装置側コンタクトは、電気駆動装置に接続されて内圧防爆用容器に固定され、外部電源側コンタクトは、ケーブルを介して外部電源に接続されて前記クランプ部材に設けられていることが好ましい。
【００１１】
上記構成に従えば、コネクタ用ケーシングを内圧防爆用容器から外すことで電気駆動装置側コンタクトと外部電源側コンタクトとが電気的に切り離され、コネクタ用ケーシングを内圧防爆用容器に固定することで電気駆動装置側コンタクトと外部電源側コンタクトとが電気的に接続される。このようにコネクタ用ケーシングを着脱することで電気駆動装置と外部電源との電気的な接続及び切り離しができるので、接続及び切り離しが容易である。
【００１２】
上記発明において、前記クランプ部材は、前記ケーブルの外周面に作用する圧力が略均一になるようにケーブルを保持するようになっていることが好ましい。
【００１３】
上記構成に従えば、クランプ部材の保持力を大きくしてもケーブルが拉げて扁平することがなく、ケーブルの配線の断線を抑えることができる。それ故、大きな保持力でケーブルを保持し引留めることができるようになり、ケーブルをより抜けにくくすることができる。
【００１４】
上記発明において、前記ケーブルの前記コネクタ用ケーシングから出ている表出部分に設けられ、該表出部分を保護するように覆う保護外装と、前記ケーブルが挿通すべくコネクタ用ケーシングに形成された挿通孔の外側開口部に設けられ、前記保護外装を引留める引留め機構と、前記挿通孔の内側開口部に設けられ、前記コネクタ用ケーシングとケーブルとの間から入る気体を防ぐべく内部シール構造とを備え、前記コネクタ用ケーシングは、シールを達成した状態で内圧防爆用容器に固定されていることが好ましい。
【００１５】
上記構成に従えば、引留め機構により保護外装を引留めることで、保護外装がケーブルから外れる等してケーブルの表出部分がむき出しになることを防ぐことができる。これにより、ケーブルを曲げたり動かしたりしてもケーブルの一部分がむき出しになることがなく、ケーブルが損傷する等して配線がむき出しになることを防ぐことができる。
【００１６】
このような引留め機構が挿通孔の外側開口部に設けられているので、内部シール構造が内側開口部に設けられており、この内部シール構造によりコンタクト用ケーシングとケーブルとの間における気体の行き来が防がれる。このような内部シール構造が設けられたコネクタ用ケーシングを内圧防爆用容器にシールを達成した状態で固定することで、コネクタ用ケーシング及び内圧防爆用容器外からの気体の進入を防ぐことができ、またコネクタ用ケーシング及び内圧防爆用容器の内圧低下を防ぐことができる。即ち、コネクタ用ケーシングを内圧防爆用容器にシールを達成した状態で固定するだけで、コネクタ用ケーシング及び内圧防爆用容器内を密閉することができ、内圧防爆用容器内の密閉を簡単に実現できる。
【００１７】
上記発明において、前記クランプ部材は、前記内部シール構造と前記コネクタとの間を保持するようになっていることが好ましい。
【００１８】
上記構成に従えば、コネクタにより近い箇所で保持することができる。これにより、ロボット駆動時において、ケーブルにおけるコネクタ側の部分の振れ幅をより小さくすることができる。
【００１９】
上記発明において、前記ケーブルは、複数の配線と、該複数の配線を覆うシースとを有しており、前記複数の配線の先端部は、前記シースから表出し、撓ませた状態で前記コネクタに接続されていることが好ましい。
【００２０】
上記構成に従えば、ケーブルが多少動いてもその動きを配線の撓みにより吸収させ、配線の断線を防ぐことができる。
【００２１】
本発明の産業用ロボットは、上記記載のいずれかのコネクタ装置と、前記内圧防爆用容器とを備えるものである。
【００２２】
上記構成に従えば、前述のようなコネクタ装置を備える産業用ロボットを実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内圧防爆用容器が振動しても電気駆動装置と外部電源とが電気的に切り離されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のコネクタ装置を備える内圧防爆構造を示す平面図である。
【図２】図１の内圧防爆構造を切断線Ａ−Ａで切断して見た断面図である。
【図３】図２の内圧防爆構造の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】コネクタを拡大して示す拡大斜視図である。
【図５】図２のクランプ部材を拡大して示す拡大正面図である。
【図６】第２実施形態のクランプ部材を示す拡大正面図である。
【図７】第３実施形態の内圧防爆構造を示す拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１実施形態＞
産業用ロボットは、複数の間接を有するマニピュレータを備えている。各間接には、電動機が設けられており、各電動機を駆動することで対応する間接を曲げてマニピュレータの先端に設けられるアタッチメントを所望の位置に動かすことができるようになっている。このように構成される産業用ロボットは、例えば、マニピュレータの先端に塗装ノズルを装着して塗装用ロボットとして用いられることがある。この塗装用ロボット（以下、単に「ロボット」ともいう）は、塗装ノズルから揮発性溶剤を塗布するため、揮発性溶剤を含む雰囲気下に配置される。電気駆動装置である電動機は、このような揮発性溶剤を含む雰囲気から隔離する必要があり、塗装用ロボットには、前記電動機を隔離すべく図１に示すような内圧防爆構造１が備わっている。
【００２６】
内圧防爆構造１は、中空の直方体状の内圧防爆用容器２を備えており、内圧防爆用容器２には、調圧弁３を介してポンプ４が接続されている。ポンプ４は、空気又は不活性ガス等の高圧ガスを内圧防爆用容器２に供給するようになっており、調圧弁３は、ポンプから供給されるガスを調圧し、内圧防爆用容器２の内圧を外圧よりも高く保つようになっている。また、内圧防爆用容器２には、その中にあるガスを排出すべく切換弁５が接続されており、切換弁５は、ロボット用制御部６からの指令信号に応じて内圧防爆用容器２内のガスを排出するようになっている。
【００２７】
内圧防爆用容器２内には、図２に示すように電動機７が収容されている。電動機７は、その出力軸７ａだけが内圧防爆用容器２から突出するように配置され（図１参照）、内圧防爆用容器２の内壁にシールを達成した状態で固定されている。このように内圧防爆用容器２に固定される電動機７は、コネクタ装置１０を介して商用電源等の外部電源（図示せず）に接続されており、このコネクタ装置１０を内圧防爆用容器２に取り付けるために、内圧防爆用容器２には、貫通孔８が形成されている。貫通孔８は、内圧防爆用容器２を内外に貫通する断面矩形状の孔であり、貫通孔８には、後述するコネクタ２５が外方に表出するようにコネクタ装置１０が挿入されている（図３も参照）。
【００２８】
コネクタ装置１０は、コネクタ用ケーシング１１を備えており、コネクタ用ケーシング１１は、貫通孔８を外方から塞ぐように内圧防爆用容器２の外壁に設けられている。コネクタ用ケーシング１１は、大略的に断面が矩形の有底筒状になっており、開口端部１１ａに半径方向外方に延びる固定用フランジ１１ｂを有している。固定用フランジ１１ｂは、平面視で矩形状になっており、その四つ角にボルト等の締結具が夫々挿通され、これらの締結具によって予め定められた位置に固定されている。固定する際、固定用フランジ１１ｂと内圧防爆用容器２との間には、パッキン１２が設けられ、それらの間がパッキン１２によりシールされている。なお、コネクタ用ケーシング１１は、予め定められた位置に固定されるように位置決めピンなどによって位置決めされるようになっていてもよい。
【００２９】
コネクタ用ケーシング１１の底部には、その軸線に沿って挿通孔１１ｃが形成されており、この挿通孔１１ｃには、ケーブル１３が挿通されている。ケーブル１３の大部分は、コネクタ用ケーシング１１から表出しており、この表出部分１３ａの外側には、中空円筒状の保護外装１４が配置されている。この保護外装１４は、メッシュ層を含む複数の層が積層されて成り、ケーブル１３の表出部分１３ａが曲げられたり、力を加えられたりすることで損傷しないように、表出部分１３ａを保護している。このように表出部分１３ａを保護する保護外装１４は、コネクタ装置１０から外れないように留め機構１５が設けられている。
【００３０】
引留め機構１５は、インナキャップ１６と、アウトキャップ１７と、引留め用ニップル１８と、フクロナット１９とを備える。インナキャップ１６及びアウトキャップ１７は、大略円筒状に形成されており、保護外装１４の開口端部１４ａの内表面と外表面に夫々密着するように装着されている。保護外装１４の開口端部１４ａは、インナキャップ１６及びアウトキャップ１７を装着した状態で引留め用ニップル１８に挿入されている。
【００３１】
引留め用ニップル１８は、大略円筒状を有し、その一端部が挿通孔１１ｃの外側開口部１１ｄに螺合されており、一端部を螺合することで引留め用ニップル１８がコネクタ用ケーシング１１にシールを達成した状態で固定される。なお、引留め用ニップル１８とコネクタ用ケーシング１１との間は、シールされていなくてもよい。引留め用ニップル１８は、その他端部側の開口１８ａから保護外装１４の開口端部１４ａが挿入されており、その内面に段差を有する。保護外装１４の開口端部１４ａは、この段差の部分に着座している。引留め用ニップル１８の他端部には、内テーパ１９ａを有するフクロナット１９が螺合されており、保護外装１４が着座した状態でフクロナット１９を閉めると、フクロナット１９の内テーパ１９ａによりアウトキャップ１７の上端部が縮径する。アウトキャップ１７の上端部は、内側へと折り返されているため、縮径することで上端部により保護外装１４の外周面が内側に向かって押され、アウトキャップ１７とインナキャップ１６とにより保護外装１４が挟持され引留められる。
【００３２】
このように引留め機構１５により保護外装１４を引留めることで、保護外装１４がコネクタ装置１０から外れる等してケーブル１３の表出部分１３ａがむき出しになることを防いでいる。これにより、ケーブル１３を曲げたり動かしたりしてもケーブル１３の一部分がむき出しになることがなく、ケーブル１３のシース１３ｂが損傷する等して配線１３ｃがむき出しになることを防ぐことができる。
【００３３】
このようにして保護されているケーブル１３は、引留め用ニップル１８内を通り、更に挿通孔１１ｃを通ってコネクタ用ケーシング１１内に抜け出ている。ケーブル１３がコネクタ用ケーシング１１内へと抜け出る挿通孔１１ｃの内側開口部１１ｅには、内部シール構造２０が設けられている。内部シール構造２０は、図３に示すように、ニップル２１と、パッキン２２と、ロックナット２３と、シール部材２４とを備えている。ニップル２１は、大略円筒状に形成され、ニップル２１の外表面には、その周方向全周にわたって半径方向外方に向かって突出するフランジ２１ａが形成されている。
【００３４】
ニップル２１は、その中にケーブル１３が挿通されており、その一端部が挿通孔１１ｃの内側開口部１１ｅに螺合されている。ニップル２１のフランジ２１ａとコネクタ用ケーシング１１との間には、円環状のパッキン２２が設けられており、ニップル２１を内側開口部８ａに螺合することで、ニップル２１がコネクタ用ケーシング１１にシールを達成した状態で固定される。また、ニップル２１の他端部には、ロックナット２３が螺合されている。このロックナット２３内には、シール部材２４が収容され、ロックナット２３及びシール部材２４を共に挿通するようにケーブル１３が配置されている。シール部材２４は、大略円筒状に形成されており、その外周部には、周方向全周にわたって半径方向内方に向かって凹む凹所２４ａが形成されている。シール部材２４は、この凹所２４ａにより拉げることできるようになっており、ロックナット２３を締めていくと、ロックナット２３とニップル２１とによって拉げられて、シール部材２４がケーブル１３とロックナット２３とに密着してケーブル１３とロックナット２３との間をシールするようになっている。
【００３５】
このように内部シール構造２０は、ニップル２１とコネクタ用ケーシング１１との間、及びケーブル１３とロックナット２３との間をシールし、貫通孔８からコネクタ用ケーシング１１内へのガスの行き来を防いでいる。これにより、内圧防爆用容器２内に揮発性溶剤を含むガスが入り込むことを防ぐことができ、またコネクタ用ケーシング１１及び内圧防爆用容器２の内圧の低下を防ぐことができる。このように、内圧防爆構造１では、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２にシールを達成した状態で固定するだけで、コネクタ用ケーシング１１及び内圧防爆用容器２内を密封することができる。従って、コネクタ装置１０の取付けが容易であり、また内圧防爆構造１の密閉を容易に実現できる。即ち、シールと達成した状態でケーブル１３をコネクタ用ケーシング１１内に引き込むことができる。
【００３６】
ケーブル１３は、複合ケーブルであり、シース１３ｂを有し、このシース１３ｂ内に複数の配線１３ｃを有する。これら複数の配線１３ｃは、その一端部がコンセントを介して外部電源に接続され、他端部がコネクタ２５を介して電動機７に電気的に接続される。即ち、ケーブル１３の一端部は、外部電源に電気的に接続され、他端部は、コネクタ２５を介して電動機７に電気的に接続されている。
【００３７】
コネクタ２５は、図４に示すようにプラグ２６とソケット２７とを有し、電動駆動装置側コンタクトであるプラグ２６をソケット２７に嵌め込んだり外したりすることで電動機７と外部電源とを電気的に接続及び切り離し可能になっている。プラグ２６は、平面視で矩形状の基板２６ａを備えており、この基板２６ａの外形寸法は、貫通孔８に入れることができる寸法になっている。基板２６ａの表側面には、複数のピン２６ｂが並ぶように立設されている。複数のピン２６ｂの各々には、配線２８が接続されており、複数のピン２６ｂは、これら複数の配線１３ｃを介して電動機７等に電気的に接続されている。このように電動機７等に電気的に接続されるプラグ２６は、取付板２９に固定されている。
【００３８】
取付板２９は、平面視で矩形状を有し、その外形寸法がプラグ２６の外形寸法より大きくなっている。取付板２９の長手方向両端部は、貫通孔８の内圧室側周縁部８ｂにボルト等の締結具で固定されている。これにより、プラグ２６は、貫通孔８の内側開口部８ａ内に配置され、貫通孔８を介して外方から見えるようになっている。即ち、コネクト２５が貫通孔８から表出するようになっている。なお、取付板２９の幅方向の寸法は、貫通孔８の外径よりも小さくなっているため、貫通孔８が取付板２９により完全に覆われることなく、コネクタ用ケーシング１１内と内圧防爆用容器２内との間でガスの行き来ができるようになっている（図４の矢符Ｂ参照）。それ故、コネクタ用ケーシング１１の内圧は、内圧防爆用容器２の内圧と略一致しており、外圧より高くなっている。
【００３９】
外部電源側コンタクトであるソケット２７は、平面視でプラグ２６の基板２６ａと略同一形状になっており、そこには、複数のピン２６ｂを夫々嵌め込むべくピン２６ｂと同数のソケット孔２７ａが形成されている。各ソケット孔２７ａには、図示しない端子が設けられている。ケーブル１３には、端子と同数の配線１３ｃが備わっており、各端子は、配線１３ｃに接続されている。
【００４０】
このようにソケット２７が接続されたケーブル１３を保持すべく、コネクタ用ケーシング１１内には、クランプ部材３１が設けられている。クランプ部材３１は、ブラケット３２と、クランプ３３と、プラグ固定部３４とを有している。ブラケット３２は、矩形状の板部材であり、コネクタ用ケーシング１１内に設けられている。ブラケット３２の基端部は、コネクタ用ケーシング１１の底部にケーブル１３から離して設けられており、コネクタ用ケーシング１１にボルト等の締結具によって固定されている。このように固定されるブラケット３２は、コネクタ用ケーシング１１の軸線に平行に延びており、その中間部には、クランプ３３が設けられている。
【００４１】
クランプ３３は、ケーブル１３を保持して引留めるようになっており、図５に示すように基台３３ａと、クランプ部３３ｂとを有している。基台３３ａは、ブラケット３２に一体的に設けられ、ケーブル１３に向かって延びている。基台３３ａの先端部には、ケーブル１３の外径と略同一の径を有する半円状の座３３ｃが形成されており、この座３３ｃにケーブル１３を置くことができるようになっている。この座３３ｃが形成される先端部には、覆い被さるようにクランプ部３３ｂが設けられている。クランプ部３３ｂには、ケーブル１３の外径と略同一の径を有する半円状のクランプ溝３３ｄが形成され、クランプ部３３ｂを基台３３ａの先端部の所定の位置に配置すると、このクランプ溝３３ｄにケーブル１３が嵌まり込むようになっている。更に、クランプ部３３ｂは、基台３３ａの先端部にボルト等の締結具によって前記所定の位置にて固定されるようになっている。
【００４２】
即ち、クランプ部３３ｂを所定の位置にて基台３３ａに固定することで、内部シール構造２０とソケット２７との間でケーブル１３が基台３３ａとクランプ部３３ｂとにより挟持され、クランプ部材３１によってケーブル１３が保持され引留められる。これにより、ロボット駆動時の振動に伴って内圧防爆用容器２が振動してもケーブルが動かなくなり、振動によりケーブル１３が抜けたり、ソケット２７からプラグ２６が脱落したりすることがなくなる。また、クランプ部材３１によってケーブル１３が保持されることで、ケーブル１３に人の足が引っかかったり物が落ちてきたりしてケーブル１３が引っ張られるようなことがあっても、ケーブル１３が抜けたり、ソケット２７からプラグ２６が脱落したりすることがなくなる。それ故、ソケット２７とプラグ２６との接続状態を良好に保つことができる。即ち、ケーブル１３が抜けたり、ソケット２７からプラグ２６が脱落（コネクタ２５の接触不良）したりして、電動機７と外部電源とが電気的に切り離されることを防ぐことができる。これにより、ケーブル１３の抜けやコネクタ２５の接触不良に起因するロボットの停止を防ぐことができる。
【００４３】
また、コネクタ用ケーシング１１にクランプ部材３１を固定することで、コネクタ用ケーシング１１が振動したときにクランプ部材３１がコネクタ用ケーシング１１と同じように振動する。ケーブル１３において、コネクタ用ケーシング１１に挿通される部分とクランプ部材３１に保持されている部分と間の相対振動が小さくなり、振動時におけるプラグ２６とソケット２７との相対振動を抑えることができる。これにより、この相対振動に伴ってプラグ２６がソケット２７から抜けて外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることを防ぐことができ、それに起因して産業用ロボットが突然動かなくなることを防ぐことができる。
【００４４】
また、ケーブル１３がその内部シール構造２０とプラグ２６との間の部分で保持されることで、ケーブル１３がプラグ２６により近い箇所で保持される。これにより、ロボット駆動時において、ケーブル１３におけるプラグ２６側の部分の振れ幅をさらに小さくすることができる。これにより、プラグ２６とソケット２７との間の相対振動も更に小さくなり、この相対振動に伴ってプラグ２６がソケット２７から抜けて外部電源と電気駆動装置とが電気的に切り離されることを更に抑えることができる。また、プラグ２６とケーブル１３との間の相対振動により発生する配線１３ｃの断線も抑えることができる。配線１３ｃの断線については、プラグ２６とシース１３ｂとの間で配線１３ｃを撓ませてあり、ケーブル１３が多少動いてもその動きを配線１３ｃの撓みにより吸収できるようにすることによっても防いでいる。
【００４５】
このようにクランプ３３が設けられたブラケット３２の先端部には、更にプラグ固定部３４が設けられている。プラグ固定部３４には、図示しない複数の孔（例えば、ピン２６ｂと同数の孔）が形成されており、その表側面（図３の下面）には、プラグ２６の裏側面が固定されて、裏側面は、ケーブル１３のシース１３ｂの先端部に面している。シース１３ｂからは、配線１３ｃをピン２６ｂに接続すべく配線１３ｃの先端側部分が出ており、この先端側部分がプラグ固定部３４の裏側面から各孔に差し込まれてプラグ２６の各ピン２６ｂに接続されている。なお、先端側部分は、図２及び３に示すように撓ませた状態で対応するピン２６ｂに余裕を持って結線されており、プラグが振動等によって配線１３ｃが断線しないようになっている。
【００４６】
プラグ固定部３４に固定されるプラグ２６は、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２の外壁の予め定められる位置に固定すると、貫通孔８に挿入されてソケット２７に嵌まり込み、ソケット２７と電気的に接続されるようになっている。つまり、プラグ２６は、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２の外壁の予め定められる位置に配置されるように動かしながらクランプ部材３１を貫通孔８に挿入することでソケット２７に嵌まり込み、ソケット２７に電気的に接続される。それ故、コネクタ用ケーシング１１の位置を確認しながら内圧防爆用容器２に固定することでプラグ２６とソケット２７との嵌り具合を確認することができ、プラグ２６とソケット２７との嵌り具合を確認するための孔等を形成する必要がなく、またプラグ２６とソケット２７との接続が簡単である。逆に、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２から外すことで、プラグ２６とソケット２７とが切り離される。従って、プラグ２６とソケット２７との切り離しも簡単である。
【００４７】
なお、ソケット孔２７ａは、テーパ状になっており、その開口径がピン２６ｂの外径よりも大きくなっている。それ故、ソケット２７にプラグ２６を嵌め込む際、ソケット孔２７ａとピン２６ｂとの軸が互いにズレていても、ソケット孔２７ａにより案内されて軸同士が合うようになっている。それ故、コネクタ用ケーシング１１を固定する位置が多少ズレていても、ピン２６ｂがソケット孔２７ａにより案内され、プラグ２６とソケット２７とを接続することができる。これにより、確実に外部電源と電動機７とを接続することができる。
【００４８】
また、ソケット２７が取付板２９に固定されているため、コネクタ用ケーシング１１を内圧防爆用容器２に取り付ける際に、ソケット２７と電動機７とを繋ぐ配線２８が拉げたりすることがなく、また配線２８が内圧防爆用容器２内に設けられる図示しない構成に干渉したりすることがない。それ故、配線２８の断線やショートを防ぐことができる。プラグ２６がクランプ部材３１に固定され、またケーブル１３がクランプ部材３１に保持されているため、ケーブル１３の配線１３ｃも同様に拉げたり、他の配線１３ｃに干渉したりすることがない。それ故、ケーブル１３の配線１３ｃの断線やショートを防ぐことができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
このように構成される内圧防爆構造１において、クランプ部材３１に代えて図６（ａ）に示すようなクランプ１３１を用いることができる。なお、クランプ部材１３１は、クランプ部材３１と構成が類似しており、同一の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。クランプ部材３１は、ブラケット３２と、クランプ１３３と、プラグ固定部３４とを有する。クランプ１３３は、図６に示すように連結部１３３ａと、クランプ部１３３ｂとを有する。連結部１３３ａの基端部は、ブラケット３２に一体的に設けられ、先端部には、クランプ部１３３ｂが設けられている。クランプ部１３３ｂは、Ｃ字状に形成される円弧部分１３３ｃと、円弧部分の端部に夫々設けられる２つの固定部分１３３ｄとを有する。
円弧部分１３３ｃは、その中にケーブル１３を挿通できるようになっており、固定部分１３３ｄは、連結部１３３ａに平行に延在している。クランプ部１３３ｂは、可撓性を有する材料から成り、円弧部分１３３ｃを変形させることができ、固定部分１３３ｄを合わせるように変形させると、円弧部分１３３ｃによりケーブル１３を挟持するようになっている。ケーブル１３が挟持された状態で２つの固定部分１３３ｄをボルト等の締結具で固定すると、クランプ部１３３ｂによりケーブル１３が保持される。なお、円弧部分１３３ｃがケーブル１３の全周を覆って挟持するため、挟持する際にケーブル１３の外周面に作用する圧力は略均一になっている。それ故、ケーブル１３が扁平することなく保持される。即ち、クランプ１３３の挟持力（保持力）を大きくしてもケーブル１３が拉げて扁平することがなく、配線１３ｃの断線を抑えることができる。それ故、大きな挟持力（保持力）でケーブル１３を保持し引留めることができるようになり、ケーブル１３をより抜けにくくすることができる。
【００５０】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の内圧防爆構造１Ｂは、第1実施形態の内圧防爆構造１と構成が類似している。以下では、第３実施形態の内圧防爆構造１Ｂの構成について、第1実施形態の内圧防爆構造１の構成と異なる点について説明し、同一の構成について同一の符号を付して説明を省略する。内圧防爆構造１Ｂでは、図７に示すように、クランプ部材３１Ｂがコネクタ用ケーシング１１Ｂの挿通孔１１ｃ内に配置されており、コネクタ用ケーシング１１Ｂと一体的に形成されている。これにより、クランプ部材３１Ｂは、引留め機構１５と内部シール構造２０との間に配置される。
【００５１】
クランプ部材３１Ｂは、基台３３ａ及びクランプ部３３ｂを有し、基台３３ａ及びクランプ部３３ｂによりクランプ３３が構成される。基台３３ａは、コネクタ用ケーシング１１Ｂに一体的に設けられており、この基台３３ａの座３３ｃにケーブル１３が載せられる。コネクタ用ケーシング１１Ｂには、覗き孔１１ｆが形成されており、この覗き孔１１ｆから挿入孔１１ｃにクランプ部３３ｂを入れることができるようになっている。ここから入れられたクランプ部３３ｂは、ケーブル１３を載せられた基台３３ａに被せられて固定される。固定することで基台３３ａとクランプ部３３ｂとによってケーブル１３が保持される。なお、クランプ部３３ｂを入れた覗き孔は、蓋部材４０によって閉められる。
【００５２】
このようにして構成される内圧防爆構造１Ｂは、第１実施形態の内圧防爆構造１と同様の作用効果を奏する。
【００５３】
上記の第１乃至第３実施形態では、内圧防爆用容器２内に収容される電気駆動装置の一例として電動機７を示したが、収容される電気駆動装置は電動機７に限定されず、電磁弁、電空弁、又は制御基盤であってもよく、電気で駆動するものであればよい。
【００５４】
また、上記の第１乃至第３実施形態では、プラグ２６とクランプ部材３１とが別体で形成されているけれども、一体的に形成されていてもよい。
【００５５】
なお、本発明は、実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明は、産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器内にある電気駆動装置と、内圧防爆用容器外にある外部電源とを電気的に繋ぐための内圧防爆用容器用のコネクタ装置、及びそれを備える産業用ロボットに適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
２ 内圧防爆用容器
７ 電動機
８ 貫通孔
１０ コネクタ装置
１１，１１Ｂ コネクタ用ケーシング
１３ ケーブル
１３ａ 表出部分
１３ｂ シース
１３ｃ 配線
１４ 保護外装
１５ 引留め機構
２０ 内部シール構造
２５ コネクタ
２６ プラグ
２７ ソケット
２７ａ ソケット孔
３１，１３１ クランプ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器内にある電気駆動装置と、該内圧防爆用容器外にある外部電源とを電気的に接続及び切り離し可能なコネクタと、
前記内圧防爆用容器から前記コネクタを表出させるために前記内圧防爆用容器に形成される貫通孔を塞ぐコネクタ用ケーシングと、
前記コネクタ用ケーシングを挿通し、前記コネクタと外部電源とを接続するケーブルと、
前記コネクタ用ケーシング内に固定され、前記ケーブルを保持するクランプ部材とを備えることを特徴とする内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項２】
前記コネクタは、互いに接続及び切り離し可能な電気駆動装置側コンタクト及び外部電源側コンタクトを有し、
前記電気駆動装置側コンタクトは、電気駆動装置に接続されて内圧防爆用容器に固定され、
外部電源側コンタクトは、ケーブルを介して外部電源に接続されて前記クランプ部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項３】
前記クランプ部材は、前記ケーブルの外周面に作用する圧力が略均一になるようにケーブルを保持するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項４】
前記ケーブルの前記コネクタ用ケーシングから出ている表出部分に設けられ、該表出部分を保護するように覆う保護外装と、
前記ケーブルが挿通すべくコネクタ用ケーシングに形成された挿通孔の外側開口部に設けられ、前記保護外装を引留める引留め機構と、
前記挿通孔の内側開口部に設けられ、前記コネクタ用ケーシングとケーブルとの間から入る気体を防ぐべく内部シール構造とを備え、
前記コネクタ用ケーシングは、シールを達成した状態で内圧防爆用容器に固定されていることを特徴とする１乃至３の何れか１つに記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項５】
前記クランプ部材は、前記内部シール構造と前記コネクタとの間を保持するようになっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項６】
前記ケーブルは、複数の配線と、該複数の配線を覆うシースとを有しており、
前記複数の配線の先端部は、前記シースから表出し、撓ませた状態で前記コネクタに接続されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載のコネクタ装置と、前記内圧防爆用容器とを備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項１】
産業用ロボットに備わる内圧防爆用容器内にある電気駆動装置と、該内圧防爆用容器外にある外部電源とを電気的に接続及び切り離し可能なコネクタと、
前記内圧防爆用容器から前記コネクタを表出させるために前記内圧防爆用容器に形成される貫通孔を塞ぐコネクタ用ケーシングと、
前記コネクタ用ケーシングを挿通し、前記コネクタと外部電源とを接続するケーブルと、
前記コネクタ用ケーシング内に固定され、前記ケーブルを保持するクランプ部材とを備えることを特徴とする内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項２】
前記コネクタは、互いに接続及び切り離し可能な電気駆動装置側コンタクト及び外部電源側コンタクトを有し、
前記電気駆動装置側コンタクトは、電気駆動装置に接続されて内圧防爆用容器に固定され、
外部電源側コンタクトは、ケーブルを介して外部電源に接続されて前記クランプ部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項３】
前記クランプ部材は、前記ケーブルの外周面に作用する圧力が略均一になるようにケーブルを保持するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項４】
前記ケーブルの前記コネクタ用ケーシングから出ている表出部分に設けられ、該表出部分を保護するように覆う保護外装と、
前記ケーブルが挿通すべくコネクタ用ケーシングに形成された挿通孔の外側開口部に設けられ、前記保護外装を引留める引留め機構と、
前記挿通孔の内側開口部に設けられ、前記コネクタ用ケーシングとケーブルとの間から入る気体を防ぐべく内部シール構造とを備え、
前記コネクタ用ケーシングは、シールを達成した状態で内圧防爆用容器に固定されていることを特徴とする１乃至３の何れか１つに記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項５】
前記クランプ部材は、前記内部シール構造と前記コネクタとの間を保持するようになっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項６】
前記ケーブルは、複数の配線と、該複数の配線を覆うシースとを有しており、
前記複数の配線の先端部は、前記シースから表出し、撓ませた状態で前記コネクタに接続されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の内圧防爆用容器用のコネクタ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載のコネクタ装置と、前記内圧防爆用容器とを備えることを特徴とする産業用ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−３４７９０（Ｐ２０１１−３４７９０Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７９４９０（Ｐ２００９−１７９４９０）
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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