本质安全防爆用的复合电缆、具备本质安全防爆用的复合电缆的信号处理装置、具备本质安全防爆用的复合电缆的示教器、以及具备本质安全防爆用的复合电缆的机器人的制作方法

本发明涉及本质安全防爆用的复合电缆、具备本质安全防爆用的复合电缆的信号处理装置、具备本质安全防爆用的复合电缆的示教器、以及具备本质安全防爆用的复合电缆的机器人。

背景技术：

以往公知有本质安全防爆用的电缆(例如参照专利文献1的段落[0026])。

在专利文献1的无线通信系统中，向作为本质安全防爆用的电缆的双线式电缆，通过绝缘套，输出满足本质安全防爆规格的信号。由此，实现本质安全防爆。

专利文献1：日本特开2013-211829号公报

在上述现有的无线通信系统中，本质安全防爆用的电缆由单一的双线式电缆构成，所以并没有对双线式电缆本身要求因本质安全防爆规格引起的特别的构造。然而，在包含多个双线式电缆的复合电缆的情况下，要求用于满足本质安全防爆规格的特别的构造，判明出存在通过双线式电缆传送的信号的波形因该特别的构造而变弱的情况。

技术实现要素：

本发明正是为了解决这样的课题而完成的，目的在于提供一种能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆、具备上述复合电缆的示教器以及具备上述复合电缆的机器人。

本发明者等在为了解决上述课题而进行研究的过程中得到了以下的见解。为了复合电缆满足本质安全防爆规格，需要通过屏障电路对构成复合电缆的电缆(以下，称为单位电缆)，供给满足本质安全防爆规格的信号，并且为了防止单位电缆相互间的能量泄漏(短路)，需要利用屏蔽层使各单位电缆相互分离。然而，判明出若在被屏蔽的单位电缆中流动频率显著高的信号，则信号的波形变弱。这被认为是因为被屏蔽的单位电缆的静电电容比没有被屏蔽的单位电缆大。

关于该见解，本发明者等着眼于以下情况，即在利用屏蔽层使多个单位电缆相互分离的情况下，至少一个单位电缆不需要屏蔽，以及在即使是多个单位电缆，该多个单位电缆作为整体利用共用的(一个)屏障电路，限制被供给的信号或者电力(能量)的情况下，也不需要利用屏蔽层使该多个单位电缆彼此分离。另外，着眼于各单位电缆所传送的信号或者电力的频率相互不同。根据该着眼点，若不屏蔽多个单位电缆中的传送最高频率的信号或者电力的单位电缆(以下，称为最高频率单位电缆)，则复合电缆满足本质安全防爆规格，并且能够抑制由最高频率单位电缆传送的信号变弱。并且，若通过共用的屏障电路限制包含最高频率单位电缆在内的规定的多个单位电缆所传送的信号或者电力，则不需要屏蔽包含该最高频率单位电缆在内的规定的多个单位电缆彼此，能够更好地抑制由复合电缆传送的信号变弱。本发明是基于这样的见解以及着眼点而完成的。

本发明的某方面(aspect)所涉及的防爆用的复合电缆具备多个单位电缆，各上述单位电缆是传送信号或者电力的电缆，上述多个单位电缆包含具有屏蔽层的屏蔽电缆、以及不具有屏蔽层的非屏蔽电缆，上述多个单位电缆中的至少最高频率单位电缆是非屏蔽电缆，上述最高频率单位电缆是传送最高频率的信号或者电力的单位电缆。

另外，本发明的其它方面(aspect)所涉及的本质安全防爆用的复合电缆具备多个单位电缆，各上述单位电缆是传送满足本质安全防爆规格的信号或者电力的电缆，上述多个单位电缆包含具有屏蔽层的屏蔽电缆、和不具有屏蔽层的非屏蔽电缆，上述多个单位电缆中的至少最高频率单位电缆是非屏蔽电缆，上述最高频率单位电缆是传送最高频率的信号或者电力的单位电缆。

根据该结构，多个单位电缆中的传送最高频率的信号或者电力的最高频率单位电缆没有被屏蔽，所以复合电缆能够满足本质安全防爆规格，并且能够抑制由最高频率单位电缆传送的信号变弱。其结果是，能够提供能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆。

包含上述最高频率单位电缆在内的规定的多个单位电缆所传送的信号或者电力也可以作为该规定的多个单位电缆的整体满足本质安全防爆规格，包含上述最高频率单位电缆在内的上述规定的多个单位电缆也可以分别是非屏蔽电缆。

根据该结构，由于包含最高频率单位电缆在内的规定的多个单位电缆没有被屏蔽，所以能够更好地抑制由复合电缆传送的信号变弱。

上述复合电缆也可以具备覆盖全部的上述单位电缆的屏蔽层。

根据该结构，能够很好地防止电波从复合电缆泄漏。

上述复合电缆也可以是连接具备多个信号处理电路的第一信号处理装置与具备多个信号处理电路的第二信号处理装置的电缆，上述多个单位电缆也可以是连接上述第一信号处理装置的多个信号处理电路与上述第二信号处理装置的多个信号处理电路的电缆。

根据该结构，能够提供具备能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆的信号处理装置。

上述复合电缆也可以是连接作为上述第一信号处理装置的示教器与作为上述第二信号处理装置的机器人的控制装置的电缆。

根据该结构，能够提供具备能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆的示教器。

上述复合电缆也可以包含：传送图像电路用的图像信号的第一单位电缆、传送图像电路用的电源电力的第二单位电缆、传送cpu电路用的信号以及电源电力的第三单位电缆、传送背光灯电路用的电源电力的第四单位电缆、传送启动开关电路用的信号的第五单位电缆、以及传送紧急停止开关电路用的信号的第六单位电缆，上述第一单位电缆是非屏蔽电缆，或者上述第一单位电缆以及上述第二单位电缆是非屏蔽电缆。

根据该结构，即使图像电路用的图像信号的频率高，也能够抑制图像信号变弱，所以例如能够采用要求通信速度快的tft液晶，而容易观察示教器的显示画面。

上述复合电缆也可以是连接作为上述第一信号处理装置的机器人与作为上述第二信号处理装置的上述机器人的控制装置的电缆。

根据该结构，能够提供具备能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆的机器人。

上述复合电缆也可以包含：传送对驱动上述机器人的关节的马达的旋转角进行检测的编码器用的信号的第七单位电缆、传送设置于上述机器人的限位开关用的信号的第八单位电缆、以及传送设置于上述机器人的压力开关用的信号的第九单位电缆，上述第七单位电缆是非屏蔽电缆。

根据该结构，即使对驱动机器人的关节的马达的旋转角进行检测的编码器用的信号的频率高，也能够抑制信号变弱，所以能够提高编码器的检测精度。

另外，本发明的另一方面(aspect)所涉及的具有本质安全防爆用的复合电缆的信号处理装置具备上述复合电缆、和上述第一信号处理装置。

另外，本发明的另一方面(aspect)所涉及的具备本质安全防爆用的复合电缆的示教器具备上述复合电缆、和上述示教器。

另外，本发明的另一方面(aspect)所涉及的具备本质安全防爆用的复合电缆的机器人具备上述复合电缆、和上述机器人。

根据本发明，能够提供能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆、具备上述复合电缆的信号处理装置、具备上述复合电缆的示教器以及具备上述复合电缆的机器人。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式1所涉及的本质安全防爆用的复合电缆的示教器的使用形态的示意图。

图2是表示图1的复合电缆的构造的剖视图。

图3是表示图1的复合电缆所传送的信号或者电力的发送源以及接受地的电路图。

图4是表示具备本发明的实施方式2所涉及的本质安全防爆用的复合电缆的机器人的使用形态的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下在全部的附图中，对相同或者相当的要素标注相同的参照符号，并省略其重复的说明。

(实施方式1)

[构成]

图1是表示具备本发明的实施方式1的本质安全防爆用的复合电缆的示教器的使用形态的示意图。

参照图1，具备本质安全防爆用的复合电缆(以下，仅称为复合电缆)的示教器1具备示教器2和复合电缆3。复合电缆3的一端与示教器2直接连接。在复合电缆3的另一端部设置有连接器3a。连接器3a与机器人控制器4的连接器4a连接。机器人控制器4是控制防爆用的机器人6(参照图4)的装置。

图2是表示图1的复合电缆的构造的剖视图。

参照图2，复合电缆3具备分别传送满足本质安全防爆规格的信号或者电力的多个单位电缆31～36，上述多个单位电缆31～36包含具有屏蔽层30的屏蔽电缆、以及不具有屏蔽层30的非屏蔽电缆，上述多个单位电缆31～36中的至少最高频率单位电缆是非屏蔽电缆，该最高频率单位电缆是传送最高频率的信号或者电力的单位电缆。

具体而言，复合电缆3包含：传送图像电路用的图像信号的第一单位电缆31；传送图像电路用的电源电力的第二单位电缆32；传送cpu电路用的信号以及电源电力的第三单位电缆33；传送背光灯电路用的电源电力的第四单位电缆34；传送启动开关电路用的信号的第五单位电缆35；以及传送紧急停止开关电路用的信号的第六单位电缆36。而且，这里传送图像电路用的图像信号的第一单位电缆31是最高频率单位电缆。图像电路用的图像信号这里例如最大是25mhz。而且，仅第一单位电缆31是非屏蔽电缆。

在图2中，单点划线的圆表示双线式电缆。正确地讲，单点划线的圆表示从被捻合的线或者电缆的被捻合的外周的长度方向观察的包络线。捻合一对绝缘导体线而构成双线式电缆。各单位电缆31～36包含一个或者多个双线式电缆。包含多个双线式电缆的单位电缆31、33、35由捻合上述多个双线式电缆而构成。单位电缆32～36的绝缘导体线的绝缘层由适当的绝缘材料(例如fep)构成。另一方面，单位电缆31的绝缘导体线的绝缘层优选由介电常数小的绝缘材料(例如etfe)构成。这是为了使单位电缆31的静电电容尽可能地小。

对于作为屏蔽电缆的单位电缆32～36而言，这样被捻合的一个或者多个双线式电缆被个别屏蔽层30分别覆盖。个别屏蔽层30只要是导体层即可。这里屏蔽层30是铜线的编织层。对于作为非屏蔽电缆的第一单位电缆31而言，这样被捻合的一个或者多个(这里是11个)双线式电缆被绝缘层37覆盖。绝缘层37这里由卷绕在被捻合的双线式电缆的外周的pet带构成。

全部的单位电缆31～36被捻合，这样被捻合的单位电缆31～36被整体屏蔽层38覆盖。整体屏蔽层38只要是导体层即可。这里整体屏蔽层38是铜线的编织层。

被整体屏蔽层38覆盖的单位电缆31～36还被由绝缘材料构成的护套39覆盖。作为护套39的绝缘材料，例如可举出聚氨酯弹性体。

图3是表示图1的复合电缆所传送的信号或者电力的发送源以及接受地的电路图。

参照图3，机器人控制器4具备屏障单元40。屏障单元40具备：图像电路41、cpu电路42、背光灯电路43、启动开关电路44以及紧急停止开关电路45。另外，屏障单元40具备上述电路用的屏障电路41a～45a。

示教器2具备：图像电路21、cpu电路22、背光灯电路23、启动开关电路24以及紧急停止开关电路25。图像电路21具备示教器2的显示部(未图示)。该显示部例如包含使用了tft液晶的液晶面板。背光灯电路23具备上述显示部的液晶面板的背光灯。启动开关电路24具备启动开关(未图示)。紧急停止开关电路25具备紧急停止开关(未图示)。

在复合电缆3中，第一单位电缆31以及第二单位电缆32将屏障单元40的图像电路41和示教器2的图像电路21连接，第三单位电缆33将屏障单元40的cpu电路42和示教器2的cpu电路22连接，第四单位电缆34将屏障单元40的背光灯电路43和示教器2的背光灯电路23连接，第五单位电缆35将屏障单元40的启动开关电路44和示教器2的启动开关电路24连接，第六单位电缆36将屏障单元40的紧急停止开关电路45和示教器2的紧急停止开关电路25连接。而且，第二～第六单位电缆32～36的个别屏蔽层30以及整体屏蔽层38均被接地。

在屏障单元40中，图像电路41分别将示教器2的图像电路用的电源电力、和在示教器2的显示部显示的图像的图像信号向第二单位电缆32以及第一单位电缆31输出。上述图像信号以及图像电路用的电源电力被图像电路用屏障电路41a限制为满足本质安全防爆规格。

cpu电路42将示教器2的cpu电路用的电源电力、和规定的控制信号(指令)向第三单位电缆33输出。另外，cpu电路42从第三单位电缆33接收来自示教器2的cpu电路22的规定的控制信号(指令)，由此控制机器人6(参照图4)。这些双方的控制信号以及cpu电路用的电源电力被cpu电路用屏障电路42a限制为满足本质安全防爆规格。

背光灯电路43将示教器2的显示部的背光灯用的电源电力向第四单位电缆34输出。该背光灯用的电源电力被背光灯电路用屏障电路43a限制为满足本质安全防爆规格。

启动开关电路44将控制示教器2的启动开关的启动开关电路用的信号向第五单位电缆35输出。该启动开关电路用的信号被启动开关电路用屏障电路44a限制为满足本质安全防爆规格。

紧急停止开关电路45将控制示教器2的紧急停止开关的紧急停止开关电路用的信号向第六单位电缆36输出。该紧急停止开关电路用的信号被紧急停止开关电路用屏障电路45a限制为满足本质安全防爆规格。

在示教器2中，图像电路21从第二单位电缆32以及第一单位电缆31分别接受图像电路用的电源电力和图像信号。然后，使用已接受的电源电力来进行动作，基于接收到的图像信号，在示教器2的显示部显示图像。

cpu电路22从第三单位电缆33接受cpu电路用的电源电力和规定的控制信号(指令)。然后，使用已接受的电源电力来进行动作，根据接收到的规定的控制信号(指令)，控制示教器2。另外，cpu电路22将控制机器人6的规定的控制信号(指令)向第三单位电缆33输出。

背光灯电路23从第四单位电缆34接受背光灯用的电源电力，使用该电源电力，使示教器2的显示部的背光灯点亮。

启动开关电路24从第五单位电缆35接收启动开关电路用的信号，根据该接收到的信号，控制示教器2的启动开关。

紧急停止开关电路25从第六单位电缆36接收紧急停止开关电路用的信号，根据该接收到的信号，控制示教器2的紧急停止开关。

[动作]

接下来，使用图1～3对具备以上说明的本质安全防爆用的复合电缆的示教器的动作进行说明。

参照图1～3，在复合电缆3中，第一～第六单位电缆31～36中的、第二～第六单位电缆32～36分别在最外层具有个别屏蔽层30，它们被接地。因此，第二～第六单位电缆32～36被相互分离。另外，第一单位电缆31虽然在最外层不具有个别屏蔽层，但相对于第二～第六单位电缆32～36被这些第二～第六单位电缆32～36的最外层的个别屏蔽层30分离。因此，关于第一～第六单位电缆31～36的全部，能够防止相互间的能量泄漏。

另外，由于作为最高频率单位电缆的第一单位电缆31没有被屏蔽，所以与第一～第六单位电缆31～36的全部被屏蔽的情况相比，第一单位电缆31的静电电容变小，相应地能够抑制由最高频率单位电缆31传送的信号变弱的情况。具体而言，由于即使图像电路用的图像信号的频率高，也能够抑制图像信号变弱的情况，所以例如能够采用被要求通信速度快的tft液晶，而容易观察示教器2的显示画面。其结果是，能够提供具备能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆3的示教器2。并且，利用整体屏蔽层38，能够很好地防止电磁波从复合电缆3向外部漏出。

[变形例1]

实施方式1的变形例1例示如下形态：即在上述实施方式1中，包含最高频率单位电缆的规定的多个单位电缆所传送的信号或者电力作为该规定的多个单位电缆的整体满足本质安全防爆规格，包含最高频率单位电缆的规定的多个单位电缆分别是非屏蔽电缆。

参照图2，在变形例1中，第一单位电缆31以及第二单位电缆32构成为没有个别屏蔽层30的非屏蔽电缆。

参照图3，根据该结构，第一单位电缆31以及第二单位电缆32作为整体被屏障单元40的图像电路用屏障电路41a限制为所供给的信号以及电力满足本质的安全防爆规格。因此，即使第一单位电缆31与第二单位电缆32短路，在第一单位电缆31以及第二单位电缆32中流动的能量也被屏障单元40的图像电路用屏障电路41a限制为满足本质的安全防爆规格。

根据该结构，由于第二单位电缆32在最外层不具备被接地的屏蔽层，所以与第二单位电缆32在最外层具有被接地的屏蔽层的情况比较，第一单位电缆31的静电电容减少。因此，相应地能够进一步抑制由第一单位电缆传送的图像信号变弱的情况。另外，能够节约第二单位电缆32的个别屏蔽层所需的成本。

[变形例2]

参照图2，在实施方式1的变形例2中，省略整体屏蔽层38。在来自复合电缆3的电磁波的漏出不会成为问题的环境中，这样的形态是允许的。根据该结构，能够节约整体屏蔽层所需的成本。

(实施方式2)

图4是表示具备本发明的实施方式2的本质安全防爆用的复合电缆的机器人的使用形态的示意图。

参照图4，具备本质安全防爆用的复合电缆(以下，仅称为复合电缆)的机器人5具备防爆用的机器人(以下，仅称为机器人)6和复合电缆7。复合电缆7的一端与机器人6直接连接。复合电缆7的另一端部设置有连接器7a。连接器7a与机器人控制器4的连接器4a连接。

复合电缆7的构造相比于实施方式1的复合电缆3，除了单位电缆的数量以及构成单位电缆的双线式电缆的数量不同以外，与实施方式1的复合电缆3相同。因此，对上述不同点进行说明。

复合电缆7包含：传送对驱动机器人6的关节的马达的旋转角进行检测的编码器用的信号的第七单位电缆71、传送设置于机器人6的限位开关用的信号的第八单位电缆72、以及传送设置于机器人6的压力开关用的信号的第九单位电缆73。

而且，传送编码器用的信号的第七单位电缆71是最高频率单位电缆。编码器用的信号例如最大是4mhz。而且，第七单位电缆71是非屏蔽电缆。

机器人控制器4具备屏障单元(未图示)。屏障单元具备编码器电路(未图示)、限位开关电路(未图示)以及压力开关电路(未图示)。另外，屏障单元具备上述电路用的屏障电路。

机器人6在这里是防爆用的机器人，臂构成为容器，该容器内的压力被维持为比容器外部的压力高。机器人6具备编码器电路61、限位开关电路62以及压力开关电路63。编码器电路61包含对驱动机器人6的关节的马达的旋转角进行检测的编码器。限位开关电路62包含为了限制机器人6的可动范围而设置于各关节的限位开关。压力开关电路63包含对上述机器人6的容器内部的压力的降低进行检测的压力开关。

在复合电缆7中，第七单位电缆71将屏障单元的编码器电路和机器人6的编码器电路61连接，第八单位电缆72将屏障单元的限位开关电路和机器人6的限位开关电路62连接，第九单位电缆73将屏障单元的压力开关电路和机器人6的压力开关电路63连接。而且，第七～第九单位电缆71～73的个别屏蔽层以及整体屏蔽层被接地(未图示)。

第七单位电缆71所传送的编码器用的信号、第八单位电缆72所传送的限位开关用的信号以及第九单位电缆73所传送的压力开关用的信号，分别被编码器电路用的屏障电路、限位开关电路用的屏障电路以及压力开关电路用的屏障电路限制为满足本质安全防爆规格。

根据这样的实施方式21，即使对驱动机器人6的关节的马达的旋转角进行检测的编码器用的信号的频率高，也能够抑制信号变弱的情况，所以能够提高编码器的检测精度。

其结果是，能够提供具备能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆的机器人6。

(实施方式3)

在实施方式1以及实施方式2中，虽分别例示了具备本质安全防爆用的复合电缆的示教器以及具备本质安全防爆用的复合电缆的机器人，但本发明并不限定于此，还能够适用于具备本质安全防爆用的复合电缆的信号处理装置。即实施方式1以及实施方式2的示教器2、机器人6、以及机器人控制器4是具备多个信号处理电路的信号处理装置的示例。在该情况下，复合电缆是连接具备多个信号处理电路的第一信号处理装置与具备多个信号处理电路的第二信号处理装置的电缆，多个单位电缆是连接第一信号处理装置的多个信号处理电路与第二信号处理装置的多个信号处理电路的电缆。

根据这样的实施方式3，能够提供具备能够抑制被传送的信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆的信号处理装置。

(其它实施方式)

在实施方式2或者实施方式3中，与实施方式1的变形例相同地，第一单位电缆31以及第二单位电缆32也可以构成为没有个别屏蔽层30的非屏蔽电缆。

另外，在实施方式2或者实施方式3中，与实施方式1的变形例2相同地，也可以省略整体屏蔽层38。

根据上述说明，本发明的很多改进、其它实施方式对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，上述说明应仅被解释为例示，并且是以向本领域技术人员教导执行本发明的最佳的实施方式的目的而被提供的。能够实际上改变其构造和/或功能的详细内容而不脱离本发明的精神。

工业上利用的可能性

本发明作为能够抑制传送信号变弱的本质安全防爆用的复合电缆、具备上述本质安全防爆用的复合电缆的信号处理装置、具备上述复合电缆的示教器以及具备上述复合电缆的机器人是有用的。

附图标记的说明

1…具备本质安全防爆用的复合电缆的示教器

2…示教器

3…复合电缆

3a…连接器

4…机器人控制器

4a…连接器

5…具备本质安全防爆用的复合电缆的机器人

6…机器人

7…复合电缆

7a…连接器

21…图像电路

22…cpu电路

23…背光灯电路

24…启动开关电路

25…紧急停止开关电路

30…个别屏蔽层

31…第一单位电缆

32…第二单位电缆

33…第三单位电缆

34…第四单位电缆

35…第五单位电缆

36…第六单位电缆

37…绝缘层

38…整体屏蔽层

39…护套

40…屏障单元

41…图像电路

42…cpu电路

43…背光灯电路

44…启动开关电路

45…紧急停止开关电路

61…编码器电路

62…限位开关电路

62…压力开关电路

71…第七单位电缆

72…第八单位电缆

73…第九单位电缆