JP2013071209A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットにおける小型化を実現するとともに、電気ケーブルにおいてロボット伸縮動作に伴う不都合の発生を抑制する。
【解決手段】ロボット１０は、固定部１４と、昇降動作する昇降部１５とを備え、それら固定部１４と昇降部１５とにＦＰＣケーブル５１の一端側と他端側とがそれぞれ接続されている。固定部１４には、ＦＰＣケーブル５１のケーブル表面の一面側に当接する第１折り返しバー５２が設けられ、昇降部１５には、ＦＰＣケーブル５１のケーブル表面の他面側に当接する第２折り返しバー５３が設けられ、それら各折り返しバー５２，５３により、上下方向にＦＰＣケーブル５１が折り返されている。昇降部１５において第２折り返しバー５３は上下方向に移動可能であり、その第２折り返しバー５３は、本折り返しバー５３での折り返し方向とは逆側に向けて付勢手段により付勢されるものとなっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ロボットに係り、例えば工場等で使用される産業用ロボットに関するものである。

従来より、複数の可動部を有し、そのうちいずれかが伸縮軸方向に沿って伸縮動作可能な可動部であるロボットが実用化されており、その伸縮軸方向に延びる伸縮軸ケース内には電気ケーブルが収容配置されている。電気ケーブルとして、一般には複数の電線を束ねたハーネスや、複数の配線の集合体である被覆付き配線が用いられる。この場合、電気ケーブルには、ロボットの伸縮動作を考慮して余長分があらかじめ付与される。

ケーブル配置に関する技術としては、伸縮軸ケース内において電気ケーブルをケーブル保護具内に収容して配置する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたものは、プラスチック製の折曲自在な構成要素からなり内部にケーブル収容空間が形成されたケーブル保護具を用い、伸縮軸ケース内においてケーブル保護具をＳ字状をなす状態で配置するものとなっている。かかる技術では、伸縮軸ケース内においてケーブル保護具の変形により、伸縮動作に際しての電気ケーブルの可動代が確保されている。

また、こうして伸縮軸ケース内にＳ字状に配置されるケーブル保護具として、一対のリンクプレートとそれらを連結する連結体とからなる複数のリンク枠体を有するとともに、それら各リンク枠体が互いに回動可能に連結される構造を有し、ケーブル保護具においてリンク枠体の連結により形成されたケーブル収容空間内に電気ケーブルを挿通して案内するものも知られている。

実開平３−６５６８９号公報

しかしながら、上記のとおりＳ字状に配置されたケーブル保護具に電気ケーブルが収容されている技術では、伸縮軸ケース内においてケーブル保護具の曲がり部分の曲率に依存して、ケーブル収容寸法（必要最小寸法）が大きくなってしまう。したがって、ロボットとしての小型化に対して妨げとなっている。

この点、伸縮軸ケース内においてケーブル収容寸法の低減を図るべく、電気ケーブルをケーブル保護具を使わずに単体で配置することも考えられるが、ロボットにおいて高速に伸縮動作がなされることを想定すると、伸縮軸ケース内で電気ケーブルが暴れるおそれがあり、それに起因して電気ケーブルの摩耗や破損が生じるといった不都合が懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロボットにおける小型化を実現するとともに、電気ケーブルにおいてロボット伸縮動作に伴う不都合の発生を抑制することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。

第１の発明は、ロボット伸縮方向に相対移動可能な第１ユニットと第２ユニットとを備え、それら各ユニットに電気ケーブルの一端側と他端側とがそれぞれ接続されているロボットであって、
前記電気ケーブルはフラットケーブルよりなり、前記両ユニットの間において前記相対移動により伸縮変化する空間部が前記フラットケーブルを収容するケーブル収容部となっており、
前記第１ユニットには、前記フラットケーブルのケーブル表面の一面側に当接する第１当接部が設けられ、前記第２ユニットには、前記フラットケーブルのケーブル表面の他面側に当接する第２当接部が設けられ、それら各当接部により、前記ケーブル収容部において前記伸縮方向に前記フラットケーブルが折り返されており、
前記各ユニットにおいて前記第１当接部及び前記第２当接部の少なくともいずれかは前記伸縮方向に移動可能であり、その移動可能である当接部は、各当接部での折り返し方向とは逆側に向けて付勢手段により付勢されるものとなっていることを特徴とする。

上記構成のロボットでは、電気ケーブルとしてフラットケーブルを用いており、ケーブル収容部においてユニットごとに設けた各当接部により折り返された状態でフラットケーブルが収容されている。かかる場合、ケーブル収容部内においては、ケーブル収容に要する容積（寸法）として、薄板状をなすフラットケーブルの折り返し配置と、折り返し状態でのケーブル動作とに要する容積が確保されていればよく、ケーブル保護具を用いる従来構成に比べて大幅な収容容積の縮小が可能となる。

またここで、各当接部にフラットケーブルを引っ掛けていない状態を想定すると、両当接部の間のロボット伸縮方向の距離（当接部間距離Ｌ）は、両ユニットの相対位置に応じて変わり、縮み方向（互いに近づく側）への両ユニットの相対移動が生じると当接部間距離Ｌが大きくなり、伸長方向（互いに遠ざかる側）への両ユニットの相対移動が生じると当接部間距離Ｌが小さくなる。これを鑑みると、フラットケーブルを折り返し配置した状態では、伸長方向への両ユニットの相対移動が生じることに伴いフラットケーブルに弛み（余り分）が生じることが懸念される。

この点、上記構成では、第１，第２当接部のいずれかはユニット移動方向に移動可能であり（すなわち、第１当接部であれば第１ユニットにおいて移動可能であり、第２当接部であれば第２ユニットにおいて移動可能であり）、さらにその移動可能である当接部は、各当接部での折り返し方向とは逆側に向けて付勢手段により付勢されているため、縮み方向への相対移動、伸長方向への相対移動のいずれに際しても、フラットケーブルの弛みを抑制し、ひいてはフラットケーブルを適度に突っ張らせた状態（適度にテンションをかけた状態）で維持できる。つまり、仮に伸長方向への相対移動が生じることに伴い上記当接部間距離Ｌが小さくなっても、フラットケーブルを適度に突っ張らせた状態で維持できる。

こうしてフラットケーブルを突っ張らせた状態で維持できることにより、両ユニットの相対移動に際し、ケーブル保護具を用いずとも、フラットケーブルの暴れやそれに伴うケーブルの摩耗、破損等の不都合を抑制できる。この場合、ロボットとして高速に伸縮動作がなされることを想定しても、やはりケーブルの摩耗、破損等の不都合を抑制できる。以上により、ロボットにおける小型化を実現できるとともに、電気ケーブルについてロボット伸縮動作に伴う不都合の発生を抑制できる。

第２の発明は、前記フラットケーブルがＦＰＣケーブルであることを特徴とする。

ＦＰＣケーブルは、合成樹脂等の絶縁性フィルム上に銅箔等により電気回路が形成された薄板状のフレキシブルプリント基板からなるフラットケーブルであり、屈曲性や柔軟性の点で優れている。そのため、上記のとおりフラットケーブルが各当接部により折り返された状態で配置され、さらに各ユニットの相対移動に伴い折り返し位置が適宜変更される構成において、ＦＰＣケーブルを採用することで当該ケーブルのスムーズな追従動作が可能となる。したがって、フラットケーブルとしてＦＰＣケーブルを用いることは特に好適な構成であると言える。

第３の発明は、前記第１ユニットは、前記第２ユニット側に向けて延びる第１壁部を有し、
前記第２ユニットは、前記第１ユニット側に向けて延びる第２壁部を有し、
前記第１壁部と前記第２壁部との間の空間に前記フラットケーブルが収容されており、
前記フラットケーブルのうち、前記第１ユニットにおいてケーブル接続部から前記第１当接部まで延びる部分が前記第１壁部に対面させて設けられ、
前記フラットケーブルのうち、前記第２ユニットにおいてケーブル接続部から前記第２当接部まで延びる部分が前記第２壁部に対面させて設けられていることを特徴とする。

フラットケーブルのうち、第１ユニットにおいてケーブル接続部から第１当接部まで延びる部分は、いわば両ユニットの相対移動に際して第１ユニットと一体化された状態のままで維持されるケーブル部分であり、本発明の構成では、かかるケーブル部分が、第１壁部（第１ユニットの壁部）に対面させて設けられている。また同様に、フラットケーブルのうち、第２ユニットにおいてケーブル接続部から第２当接部まで延びる部分は、いわば両ユニットの相対移動に際して第２ユニットと一体化された状態のままで維持されるケーブル部分であり、本発明の構成では、かかるケーブル部分が、第２壁部（第２ユニットの壁部）に対面させて設けられている。こうした構成により、縮み方向又は伸長方向のいずれかに両ユニットが相対移動する際に、フラットケーブルと各ユニットの壁部との間の擦れを抑制でき、フラットケーブルの保護を図ることができる。

第４の発明は、前記両ユニットは、互いに対向して設けられるベース部をそれぞれ有しており、そのベース部に前記フラットケーブルの端部が接続されており、
前記第１ユニットのベース部には、前記第２ユニットのベース部側に向けて延びる第１ロッド部が設けられ、その第１ロッド部に交差する方向に長尺状の前記第１当接部が支持されており、
前記第２ユニットのベース部には、前記第１ユニットのベース部側に向けて延びる第２ロッド部が設けられ、その第２ロッド部に交差する方向に長尺状の前記第２当接部が支持されていることを特徴とする。

上記構成によれば、第１当接部及び第２当接部が、各々ロッド部に支持された状態で設けられている。この場合、少なくとも一方の当接部を各ロッド部に沿わせて移動させれば、両当接部の間のロボット伸縮方向の距離の調整が容易に可能となる。したがって、例えば、同じユニットを用いたまま伸縮動作範囲（可動範囲）を変更しようとする場合や、その伸縮動作範囲（可動範囲）が異なるロボットを実現しようとする場合にも、フラットケーブルの弛み具合、張り具合を容易に調整できる。

また、フラットケーブルの幅寸法よりも大きい間隔で、一対となるロッド部（第１ロッド部、第２ロッド部）を設けるとともに、その間に当接部を設ける構成とすれば、当接部を支える部材（ロッド部）がフラットケーブルと接触することがなくなり、フラットケーブルの擦れ合いによる摩耗を抑制する上でも有益である。

第５の発明は、前記第１当接部及び前記第２当接部のうち各ユニットにおいて前記伸縮方向に移動可能である当接部は長尺部材よりなり、その軸線周りに回転可能となっていることを特徴とする。

第１当接部及び第２当接部のうち各ユニットにおいて伸縮方向に移動可能である当接部は、その移動に伴いフラットケーブルにおける当接位置が変わり、その当接部が非回転に設けられていると、フラットケーブルと当接部との接触部分で擦れ合いが生じる。この点、上記構成では、当接部がその軸周りに回転可能となっているため、フラットケーブルと当接部との接触部分での擦れ合いを抑制できる。つまり、ロボットの伸縮動作時にはフラットケーブルの動きに合わせて当接部が回転しながら移動し、フラットケーブルの表面と当接部との擦れを抑制できる。

２軸ロボットの外観を示す斜視図。 昇降動作部の内部構造を示す断面図。 昇降動作部の内部構造を示す斜視図。 昇降動作部の内部構造を示す斜視図。 昇降動作部の内部構造を示す斜視図。 第２折り返しバーの支持構造を示す図。 折り返し状態のＦＰＣケーブルの挙動を説明するための模式図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、昇降機構と回動機構とを有する２軸ロボットについて具体化しており、図１はその外観を示す斜視図である。

図１に示すように、ロボット１０は概要として、上下方向に延びる軸Ｊに沿って昇降動作を行う昇降動作部１１と、軸Ｊを回動中心として正逆両方向に回動動作を行う回動動作部１２とを備えている。昇降動作部１１及び回動動作部１２はそれぞれ、昇降用、回動用の駆動部（モータ）を有している。昇降動作部１１は、軸Ｊを伸縮方向として伸縮する伸縮動作部に相当する。

昇降動作部１１は、所定のロボット設置場所に固定される固定部１４と、その固定部１４に対して昇降する昇降部１５とを有している。本実施形態では、固定部１４が「第１ユニット」に相当し、昇降部１５が「第２ユニット」に相当する。

また、回動動作部１２は、昇降動作部１１の昇降部１５から上方に延びる回動軸部１６と、その回動軸部１６の上端部に連結され、水平方向に延びる回動アーム１７とを有している。回動アーム１７の回動先端側には操作ツール１８が設けられており、回動アーム１７が軸Ｊを回動中心として回動すると、それに合わせて操作ツール１８の操作位置が変位する。操作ツール１８は、例えばワークを搬送する搬送ツールである。

次に、昇降動作部１１について詳細な構成を図２〜図５を用いて説明する。図２は、昇降動作部１１の内部構造を示す断面図であり、図３、図４は、昇降動作部１１の内部構造を異なる２方向から見た斜視図である。なお、図３、図４では、昇降動作部１１の外周のケース部を省略して図示している。また、図５は、昇降動作部１１の内部構造について電気ケーブル（ＦＰＣケーブル）等、一部構成を省略して示す斜視図である。

図２〜図５に示すように、昇降動作部１１において、固定部１４は、略円盤状をなす固定部ベース２１と、その固定部ベース２１から上方に延びる固定部ケース２２とを有している。固定部ベース２１は、ねじ等により互いに連結された下ベース２１ａと上ベース２１ｂとを有し、それら両ベース２１ａ，２１ｂを囲むようにカバー２１ｃが取り付けられている。下ベース２１ａには、ロボット設置場所にねじ等により固定される固定フランジ部２１ｄが設けられている。また、固定部ケース２２は、固定部ベース２１と略同一の外径寸法を有する円筒状をなしており、固定部ベース２１（詳しくは上ベース２１ｂ）に対して固定されている。

固定部ベース２１の上方であって固定部ケース２２の内側となるスペースは昇降用アクチュエータの設置スペースとなっており、この設置スペースに、ロボット昇降動作のための昇降用モータ２５と、昇降用モータ２５の回転駆動に伴い回転して上下方向、すなわちロボット昇降方向に伸縮動作する伸縮機構部２６とが設置されている。

伸縮機構部２６は、ボールねじ伸縮機構を用いて構成されており、固定部ベース２１を上下方向に貫通して設けられるボールねじ３１を有している。ボールねじ３１は、上下方向に昇降移動することなく（すなわち、固定部ベース２１に対して昇降移動することなく）回転するようにして設けられており、昇降部１５側に設けられるボールナット３２に螺合している。この場合、ボールねじ３１が回転するとそれに合わせてボールナット３２が回転しながら昇降方向に移動する。

また、固定部ベース２１において、下ベース２１ａにはその下方に開口するベース内スペースが形成されており、そのベース内スペースには、昇降用モータ２５の回転をボールねじ３１に伝達するための動力伝達機構が設けられている。動力伝達機構は、昇降用モータ２５の出力軸に一体回転可能に設けられた入力側プーリ３５と、ボールねじ３１に一体回転可能に設けられた出力側プーリ３６とを有し、これら両プーリ３５，３６にベルト３７が掛け渡されている。したがって、昇降用モータ２５が回転駆動されると、それに伴い両プーリ３５，３６が回転しその回転によりボールねじ３１が回転する。なお、動力伝達機構は、モータ回転を減速する減速機能を有していてもよい。また、動力伝達機構は、複数の動力伝達ギア（減速ギア）からなるギア機構により構成されていてもよい。さらに、昇降用モータ２５がベース内スペースに設けられる構成であってもよい。

一方、昇降部１５は、略円盤状をなし固定部ベース２１に対向配置される昇降部ベース４１と、その昇降部ベース４１から下方に延びる円筒状の昇降部ケース４２とを有している。昇降部ケース４２は、その上板部４２ａが昇降部ベース４１の底面に固定されている。昇降部ケース４２は、固定部ケース２２に対してその外側に被せるようにして設けられ、固定部ケース２２に対して上下方向に昇降移動する。

また、昇降部ケース４２の上板部４２ａには、その下方に延びる板状のフレーム４３が設けられている。フレーム４３は、上下方向に延びる鉛直板部４３ａと、その上下両端部において鉛直板部４３ａに直交する向きに設けられた一対のフランジ部４３ｂ，４３ｃとを有し、上側のフランジ部４３ｂが昇降部ケース４２の上板部４２ａに固定されている。また、下側のフランジ部４３ｃには、連結プレート４４が固定され、その連結プレート４４にボールナット３２が固定されている。

この場合、ボールナット３２は、フレーム４３や連結プレート４４を介して昇降部ベース４１に一体化されており、ボールねじ３１の回転によりボールナット３２が上下方向に移動すると、それに合わせて昇降部ベース４１及び昇降部ケース４２が上下方向に移動する（昇降移動する）。

フレーム４３は、鉛直板部４３ａが概ね昇降部ベース４１の中心部を通る位置となるように設けられている。この場合、フレーム４３は、固定部ケース２２及び昇降部ケース４２により形成されるケース内部空間Ｓにおいて、昇降用モータ２５を収容するモータ収容空間と、伸縮機構部２６を収容する伸縮機構収容空間との境界部に設けられている。

また、昇降動作部１１には、固定部１４に対する昇降部１５の昇降移動を案内するための案内機構が設けられている。案内機構について具体的な構成を説明する。図５に示すように、昇降部１５側に固定されているフレーム４３には、その下端部にフレーム４３と共に昇降移動する一対のスライダ４６が設けられている。各スライダ４６は、フレーム４３の幅方向端部となる位置にそれぞれ設けられている。一方で、固定部ベース２１には、その上面から上方に延びる一対の案内レール４７が設けられている。各案内レール４７は、一対のスライダ４６を横方向両側から挟む位置に設けられている。上記構成では、固定部１４に対して昇降部１５が昇降移動する際（フレーム４３が昇降移動する際）には、案内レール４７に案内されながらスライダ４６とフレーム４３とが移動することになり、これにより昇降部１５の安定動作が可能となっている。なお、図２〜図４では便宜上、案内機構の図示を省略している。

昇降部ベース４１は、昇降動作部１１に対して回動動作部１２を連結させるための連結中間部材でもあり、図示は略すが、昇降部ベース４１の上面側には回動動作部１２のベース体が固定されるようになっている。

また、昇降動作部１１には、電気ケーブルとしてのＦＰＣケーブル５１が設けられている。ＦＰＣケーブル５１は、所定幅の長尺状をなし合成樹脂等の絶縁性フィルム上に銅箔等により電気回路が形成された薄板状のフレキシブルプリント基板からなるフラットケーブルであり、固定部ベース２１と昇降部ベース４１との間に設けられている。つまりこの場合、ケーブル収容部であるケース内部空間Ｓは上下方向に伸縮変化する空間であり、その空間内にＦＰＣケーブル５１が配設されている。ＦＰＣケーブル５１は、その一端側（下端側）が図示しない固定部材により固定部ベース２１に固定され、他端側（上端側）が図示しない固定部材により昇降部ベース４１に固定されている。ＦＰＣケーブル５１の一部は、固定部１４の外周部（例えば固定部ケース２２）に形成された貫通孔を介して固定部１４の外側に引き出されている。なお、ＦＰＣケーブル５１と各ベース２１，４１との接続に着脱可能なコネクタが用いられる構成でもよい。

ＦＰＣケーブル５１により、本ロボット１０における各駆動部（前段側の昇降動作部１１の駆動部、及び後段側の回動動作部１２の駆動部）に対して駆動電力や制御信号が送出される。つまり、図示しない電源装置からの電力供給やロボットコントローラからの信号送信がこのＦＰＣケーブル５１を介して実施される。また、各動作部１１，１２でロボット動作状態が検出される場合に、その検出信号も同様に、ＦＰＣケーブル５１を介して送出される。

本実施形態では特に、ＦＰＣケーブル５１の取付構造として、ケース内部空間ＳにおいてＦＰＣケーブル５１をＳ字状に折り返して配置するための折り返し手段を用いており、その折り返しのための構成として、固定部１４に設けられた第１折り返しバー５２と、昇降部１５に設けられた第２折り返しバー５３とを有している。本実施形態では、これら各折り返しバー５２，５３が第１当接部、第２当接部にそれぞれ相当する。各折り返しバー５２，５３はいずれも棒状の長尺材である。第１折り返しバー５２は、固定部ベース２１から上方に延びる一対の取付ロッド５４の先端部に、そのロッド長手方向に直交する方向に取り付けられ、第２折り返しバー５３は、昇降部ベース４１から下方に延びる一対の取付ロッド５５の先端部に、そのロッド長手方向に直交する方向に取り付けられている。なお、固定部１４では、一対の取付ロッド５４の間のスペースを利用して昇降用モータ２５が配設されている。

この場合、第１折り返しバー５２は、ＦＰＣケーブル５１のケーブル表面の一面側に当接し、第２折り返しバー５３は、ＦＰＣケーブル５１のケーブル表面の他面側に当接するものとなっている。そして、ケース内部空間Ｓにおいて第２折り返しバー５３が第１折り返しバー５２よりも固定部ベース２１寄りに配置されることで、各折り返しバー５２，５３によりＦＰＣケーブル５１が上下方向に折り返されている。なお、固定部ベース２１と第１折り返しバー５２との間には、ＦＰＣケーブル５１と昇降用モータ２５との接触を避けるべく、折り返しバー５２，５３とは異なる別の当接バーが設けられている。

ここで、両折り返しバー５２，５３のうち第２折り返しバー５３は、上下方向に移動可能であり、かつケーブル折り返し方向とは逆側（下方向）に向けて付勢手段により付勢される構成となっている。その構成を図６で説明すると、第２折り返しバー５３は、各取付ロッド５５に連結される一対の連結部５３ａと、その一対の連結部５３ａの間に設けられる中間部５３ｂとを有しており、中間部５３ｂはその軸心周りに回転自在となっている。中間部５３ｂは、ＦＰＣケーブル５１の幅寸法よりも大きい長さを有しており、この中間部５３ｂにＦＰＣケーブル５１が引っ掛けられるようになっている。

第１折り返しバー５２についても同様に、各取付ロッド５４に連結される一対の連結部と、その一対の連結部の間に設けられる中間部とを有し、中間部がその軸心周りに回転自在となる構成であってもよい。

また、各取付ロッド５５には、同ロッド５５の長さを可変とする長さ調整部５６が設けられている。この長さ調整部５６は、弾性部材としてスプリングを備えるものであり、第２折り返しバー５３に外力（第２折り返しバー５３を押し上げる力）がかかっていない状態では、スプリング力により最も伸長した状態となっている。そして、第２折り返しバー５３を押し上げる力がかかると、スプリング力に抗して長さ調整部５６が縮み、ひいては取付ロッド５５の長さが短縮されるようになっている。本実施形態では、長さ調整部５６が付勢手段に相当する。

次に、昇降動作部１１の昇降動作時におけるＦＰＣケーブル５１の挙動について説明する。図７は、両折り返しバー５２，５３にＦＰＣケーブル５１を引っ掛けた状態でのＦＰＣケーブル５１の挙動を説明するための模式図である。図７において、（ａ）は昇降部１５（昇降部ベース４１）が降下位置にある状態を示し、（ｂ）は昇降部１５（昇降部ベース４１）が上昇位置にある状態を示している。

図７（ａ）、（ｂ）ではいずれも、ＦＰＣケーブル５１が各折り返しバー５２，５３により折り返されて配置されており、それら両者の違いとして、両折り返しバー５２，５３の間の折り返し長さが（ａ）は大きく、（ｂ）は小さいものとなっている。この場合、（ａ）では、取付ロッド５５の長さ調整部５６が縮んだ状態になっているのに対し、（ｂ）では長さ調整部５６が伸びた状態となっている。これにより、図７（ａ）、（ｂ）ではいずれも、ＦＰＣケーブル５１が適度に突っ張った状態（適度な張力によりテンションがかかった状態）で維持されており、その状態でＦＰＣケーブル５１に緩みも生じないまま昇降動作が行われることとなる。なお、図７（ａ）には、長さ調整部５６が縮んでいない状態（図７（ｂ）と同じ長さになっている状態）での第２折り返しバー５３の位置を破線にて示している。

したがって、昇降動作部１１が高速で昇降動作することを想定しても、ＦＰＣケーブル５１の暴れやそれに伴うケーブル摩耗、破損等の不都合が抑制される。また、昇降動作時には、ＦＰＣケーブル５１において第２折り返しバー５３との接触部分（当接部分）の位置が変わることになるが、第２折り返しバー５３は、その中間部５３ｂが軸心周りに回転自在となっているため、ＦＰＣケーブル５１との接触部分（当接部分）である中間部５３ｂにおいてＦＰＣケーブル５１の摩耗が生じる等の不都合が抑制される。

ここで、昇降動作部１１が昇降動作をする際、図７の（ａ）、（ｂ）の状態が交互に繰り返されることになり、ケース内部空間Ｓでは、ＦＰＣケーブル５１の一部である昇降部分、すなわち昇降部ベース４１（上側のケーブル接続部）から第２折り返しバー５３まで延びる部分が上下方向に昇降動作することになるが、本実施形態の構成では、そのＦＰＣケーブル５１の昇降部分が他の部位に擦れ合うことが抑制されている。

すなわち、ＦＰＣケーブル５１は、第１壁部に相当する固定部ケース２２と第２壁部に相当するフレーム４３との間の空間が収容されており、その空間内においては、ＦＰＣケーブル５１のうち、固定部ベース２１（下側のケーブル接続部）から第１折り返しバー５２まで延びる部分が固定部ケース２２に対面させて設けられ、昇降部ベース４１（上側のケーブル接続部）から第２折り返しバー５３まで延びる部分がフレーム４３に対面させて設けられている。この場合、固定部ベース２１（下側のケーブル接続部）から第１折り返しバー５２まで延びる部分は、いわば固定部１４（固定部ベース２１）と一体化された状態のままで維持されるケーブル部分であり、本構成では、かかるケーブル部分が、固定部ケース２２（固定部１４側の壁部）に対面させて設けられている。また同様に、昇降部ベース４１（上側のケーブル接続部）から第２折り返しバー５３まで延びる部分は、いわば昇降部１５（昇降部ベース４１）と一体化された状態のままで維持されるケーブル部分であり、本構成では、かかるケーブル部分が、フレーム４３（昇降部１５側の壁部）に対面させて設けられている。これにより、伸縮動作に際し、ＦＰＣケーブル５１とそれに対面する壁部との間の擦れが抑制される。

こうしたＦＰＣケーブル５１の配置は、ＦＰＣケーブル５１の磨耗低減という観点からなされたものであり、かかる配置により、ＦＰＣケーブル５１と固定部ケース２２及びフレーム４３との相対速度は昇降動作に関係なくゼロに保たれる。したがって、ＦＰＣケーブル５１の磨耗が抑制される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

電気ケーブルとしてＦＰＣケーブル５１を用い、各折り返しバー５２，５３により折り返された状態でそのＦＰＣケーブル５１を配置する構成とした。かかる場合、ケーブル収容に要する容積（寸法）としては、薄板状をなすＦＰＣケーブル５１の折り返し配置と、折り返し状態でのケーブル動作とに要する容積が確保されていればよく、ケーブル保護具を用いる従来構成に比べて大幅な収容容積の縮小が可能となる。

また、第２折り返しバー５３について、上下方向（ユニット移動方向）に移動可能であり、かつケーブル折り返し方向とは逆側（下方向）に向けて付勢手段により付勢される構成としたため、昇降部１５の下降動作、上昇動作のいずれに際しても、ＦＰＣケーブル５１の弛みを抑制し、ひいてはＦＰＣケーブル５１を適度に突っ張らせた状態（適度にテンションをかけた状態）で維持できる。これにより、ロボット１０の昇降動作に際し、ケーブル保護具を用いずとも、ＦＰＣケーブル５１の暴れやそれに伴うケーブルの摩耗、破損等の不都合を抑制できる。つまり、ＦＰＣケーブル５１を、保護具を使わず単体の状態（むき身の状態）で用いることが可能となる。この場合、ロボットとして高速に伸縮動作がなされることを想定しても、やはりケーブルの摩耗、破損等の不都合を抑制できる。以上により、ロボット１０における小型化を実現できるとともに、電気ケーブルについてロボット昇降動作に伴う不都合の発生を抑制できる。

また本実施形態では、複数の信号線や電力線をＦＰＣケーブル５１により構成しており、複数の信号線や電力線を、複数の配線を束ねたハーネスや複数の配線の集合体である被覆付き配線により構成する場合と比較して、最小曲げ半径を小さくできる。そのため、ＦＰＣケーブル５１を折り返し配置する場合において、折り返し部分での曲げ半径を小さくでき、やはりロボット１０の小型化を実現できる。

折り返し状態となっているＦＰＣケーブル５１において、固定部１４に一体化されたまま維持される部分は固定部ケース２２に対面させ、昇降部１５に一体化されたまま維持される部分はフレーム４３に対面させる構成とした。これにより、ロボット１０の昇降動作に際し、ＦＰＣケーブル５１がロボット内の機械的部位に擦れ合うことを抑制でき、ＦＰＣケーブル５１のより一層の保護を図ることができる。

各折り返しバー５２，５３を各々取付ロッド５４，５５により支持する構成としたため、少なくとも一方の折り返しバー５２，５３を各取付ロッド５４，５５に沿わせて移動させれば、両折り返しバー５２，５３間の昇降方向の距離を容易に調整できる。したがって、例えば、昇降動作部１１として同じ構成を用いたまま昇降動作範囲（可動範囲）を変更しようとする場合や、その昇降動作範囲（可動範囲）が異なるロボットを実現しようとする場合にも、ＦＰＣケーブル５１の弛み具合、張り具合を容易に調整できる。

また、ＦＰＣケーブル５１の幅寸法よりも大きい間隔で、各折り返しバー５２，５３を支持するための各一対の取付ロッド５４，５５を設ける構成としたため、それら取付ロッド５４，５５がＦＰＣケーブル５１と接触することがなくなり、ＦＰＣケーブル５１の擦れ合いによる摩耗防止を図る上で一層好適である。またこの場合、各一対の取付ロッド５４，５５の間は、モータ等の設置スペースとして利用できる。したがって、ケース内部空間Ｓにおいて広いスペースを部品収容等に利用でき、部品等の集約配置が可能になることから一層の小型化が可能となる。

各折り返しバー５２，５３のうち昇降部１５に設けられた第２折り返しバー５３をその軸線周りに回転可能に構成したため、ロボット昇降時に際し、ＦＰＣケーブル５１と第２折り返しバー５３との接触部分での擦れ合いを抑制できる。

電気ケーブルであるＦＰＣケーブル５１を、ロボット１０のケース内部に収容したことにより、電気ケーブルが工場等において他のロボットや機械設備の設置に邪魔になったり、現場作業者の作業の邪魔になったりすることを抑制できる。

［他の実施形態］
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

・上記実施形態では、昇降動作部１１において回動動作部１２が連結されているユニット（図１の昇降部１５）と、回動動作部１２が連結されていないユニット（図１の固定部１４）とのうち、後者のユニット（固定部１４）を、所定のロボット設置位置に固定される固定ユニットとしたが、これを変更し、その後者のユニット（固定部１４）を、動作可能な可動ユニットとしてもよい。例えば、「回動動作部１２が連結されていない方のユニット」の前段側に別のユニットを設け、その別のユニットに対して「回動動作部１２が連結されていない方のユニット」が回動動作する、又は伸縮動作する構成としてもよい。

・上記実施形態では、固定部ベース２１に固定された取付ロッドにより折り返しバー５２，５３を支持する構成としたが、これを変更し、ＦＰＣケーブル５１を収容するための空間部を区画する壁部（固定部ケース２２、フレーム４３）に折り返しバー５２，５３を支持させる構成としてもよい。この場合、固定部ケース２２、フレーム４３の各側面部に、折り返しバー５２，５３が取り付けられるとよい。

また、固定部１４及び昇降部１５の各ベース２１，４１に、互いに向き合う方向に延びる板体を固定し、その先端部を、ケーブル折り返しのための当接部とする構成としてもよい。

・上記実施形態では、「当接部」としての両折り返しバー５２，５３のうち第２折り返しバー５３について、上下方向に移動可能であり、かつケーブル折り返し方向とは逆側（下方向）に向けて付勢手段により付勢される構成としたが、これを変更し、第１折り返しバー５２について、上下方向に移動可能であり、かつケーブル折り返し方向とは逆側（上方向）に向けて付勢手段により付勢される構成としてもよい。また、両方の折り返しバー５２，５３についてこうした構成とすることも可能である。

・上記実施形態では、フラットケーブルとしてＦＰＣケーブル５１を用いたが、これに限らず、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）を用いてもよい。この場合も同様に、昇降動作部１１において同ケーブルが上記のとおり折り返し状態で配置される。

・ロボット伸縮方向は、上下方向（鉛直方向）に限らず、水平方向など他の方向であってもよい。例えば、軸Ｊを水平方向に延びる向きとし、そのＪ方向に沿って昇降動作部１１が伸縮動作する構成とする。

１０…ロボット、１１…昇降動作部、１２…回動動作部、１４…固定部（第１ユニット）、１５…昇降部（第２ユニット）、２１…固定部ベース（ベース部）、２２…固定部ケース（第１壁部）、２５…昇降用モータ、４１…昇降部ベース（ベース部）、４３…フレーム（第２壁部）、５１…ＦＰＣケーブル（フラットケーブル）、５２…第１折り返しバー（第１当接部）、５３…第２折り返しバー（第２当接部）、５４…取付ロッド（第１ロッド部）、５５…取付ロッド（第２ロッド部）、５６…長さ調整部（付勢手段）。

Claims (5)

1. ロボット伸縮方向に相対移動可能な第１ユニットと第２ユニットとを備え、それら各ユニットに電気ケーブルの一端側と他端側とがそれぞれ接続されているロボットであって、
   前記電気ケーブルはフラットケーブルよりなり、前記両ユニットの間において前記相対移動により伸縮変化する空間部が前記フラットケーブルを収容するケーブル収容部となっており、
   前記第１ユニットには、前記フラットケーブルのケーブル表面の一面側に当接する第１当接部が設けられ、前記第２ユニットには、前記フラットケーブルのケーブル表面の他面側に当接する第２当接部が設けられ、それら各当接部により、前記ケーブル収容部において前記伸縮方向に前記フラットケーブルが折り返されており、
   前記各ユニットにおいて前記第１当接部及び前記第２当接部の少なくともいずれかは前記伸縮方向に移動可能であり、その移動可能である当接部は、各当接部での折り返し方向とは逆側に向けて付勢手段により付勢されるものとなっていることを特徴とするロボット。
2. 前記フラットケーブルがＦＰＣケーブルであることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記第１ユニットは、前記第２ユニット側に向けて延びる第１壁部を有し、
   前記第２ユニットは、前記第１ユニット側に向けて延びる第２壁部を有し、
   前記第１壁部と前記第２壁部との間の空間に前記フラットケーブルが収容されており、
   前記フラットケーブルのうち、前記第１ユニットにおいてケーブル接続部から前記第１当接部まで延びる部分が前記第１壁部に対面させて設けられ、
   前記フラットケーブルのうち、前記第２ユニットにおいてケーブル接続部から前記第２当接部まで延びる部分が前記第２壁部に対面させて設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボット。
4. 前記両ユニットは、互いに対向して設けられるベース部をそれぞれ有しており、そのベース部に前記フラットケーブルの端部が接続されており、
   前記第１ユニットのベース部には、前記第２ユニットのベース部側に向けて延びる第１ロッド部が設けられ、その第１ロッド部に交差する方向に長尺状の前記第１当接部が支持されており、
   前記第２ユニットのベース部には、前記第１ユニットのベース部側に向けて延びる第２ロッド部が設けられ、その第２ロッド部に交差する方向に長尺状の前記第２当接部が支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロボット。
5. 前記第１当接部及び前記第２当接部のうち各ユニットにおいて前記伸縮方向に移動可能である当接部は長尺部材よりなり、その軸線周りに回転可能となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のロボット。

Images