JP2019146386A - ケーブル移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤を補充するメインテナンス作業の間隔を引き延ばし、或いは潤滑剤を補充するメインテナンス作業を不要としても、ケーブルの擦れによる損耗を抑制できるケーブル移動装置を提供する。【解決手段】ケーブル移動装置２６は、可撓性のケーブル３とケーブルガイド４を有する。ケーブル３は、往路部３１が台部２３３に固定されて復路部３３が往復移動するスライダ２５に固定されて往復移動し、且つケーブル３の一部がＵ字状に折り返された折り返し部３２を有する。ケーブルガイド４は、ケーブル３の復路部３３から折り返し部３２にかけた外周側に配設され、ケーブル３の動きに即してケーブル３と共に往復移動する。【選択図】図３

Description

本発明は、電力又は制御信号を伝送するケーブルを走行させるケーブル移動装置に関する。

直線上を移動する直動部（スライダ）に対して電力線及び各種信号線を引き込む場合、フラットケーブル型或いはリボンケーブル型と呼ばれるケーブルが引き回される。直動部は、例えばロボット分野においては作業ツール、作業ツールを他軸方向に移動させるアーム、作業ツールやアームが取り付けられるスライダ等である。フラットケーブル型或いはリボンケーブル型と呼ばれるケーブルは、電力線及び信号線を横一列に並べて融着して成る。

図１４は、このケーブル移動装置がカバー等のハウジング内に収容されている状態を示す側面図である。図１４に示すように、ケーブル３は可撓性を有し、Ｕ字形状又はＪ字形状に折り返されている。ケーブル３の一端は不動部分に固定されている。そして、ケーブル３は、この固定端から直動部の移動方向に沿って延設された往路部３１と、途中でロール状に折り返される折り返し部３２と、往路部３１とは反対に戻って終端が直動部又は直動部と共に直線状に移動する箇所に取り付けられる復路部３３とを備えている。即ち、ケーブル３の他端は可動部となっている。

ケーブル３の折り返し部３２は１８０度の弧を描く曲率を有する。復路部３３の終端側は直線状に延びる。しかし、復路部３３の前半には、折り返し部３２の影響によりハウジングの一面側へ膨らみが残る。この膨らみは復路部３３の終端に向けて終息していく。復路部３３に発生している膨らみ箇所を膨出部３４と呼ぶ。

ケーブル３を収容しているハウジングの天板２２と復路部３３との距離が短くなると、折り返し部３２の終端から復路部３３の前半に生じている膨出部３４がハウジングである天板２２に届いてしまうことがある。すると、ケーブル３が走行するとき、復路部３３が天板２２に擦りながら走行してしまい、ケーブル３の損耗に繋がる。ケーブル３に損耗の虞があると、最悪の場合は断線や感電等が懸念されるため、ケーブル３の長寿命化を図ることができない。

そこで、ケーブル３の復路部３３にはグリース等の潤滑剤が塗布される。潤滑剤によってケーブル３と天板２２との摩擦係数が低減される。また、復路部３３と天板２２との間に、該復路部３３の走行方向に沿って複数のローラを配設することも提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−６０９４２号公報

潤滑剤を塗布する方式では、潤滑剤を補充するメインテナンス作業が必要となる。メインテナンス作業が入ると、ケーブル移動装置の稼働を停止させなくてはならず、ケーブル移動装置の稼働率が低下する。復路部３３と天板２２との間にローラを配設すると摩擦係数は減少するが、ゼロにはならない。そのため、ローラを配設したとしても、復路部３３に潤滑剤を塗布する必要があり、メインテナンス作業の間隔は拡がるものの、メインテナンス作業自体を省くことは難しく、ケーブル移動装置の稼働率低下は避けられない。

しかも、復路部３３上にローラを配設する方式では、潤滑剤の定期的な補充間隔は延びるものの、ローラ配置分のスペースが嵩むため、ケーブル走行装置が大型化してしまう。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、潤滑剤を補充するメインテナンス作業の間隔を引き延ばし、或いは潤滑剤を補充するメインテナンス作業を不要としても、ケーブルの擦れによる損耗を抑制できるケーブル移動装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るケーブル移動装置は、可撓性のケーブルの往路部が台部に固定されて復路部が往復移動するスライダに固定されて往復移動し、且つ前記ケーブルの一部がＵ字状に折り返された折り返し部を有するケーブル移動装置であって、前記ケーブルの復路部から前記折り返し部にかけた外周側に配設され、前記ケーブルの動きに即して前記ケーブルと共に往復移動するケーブルガイドを備えること、を特徴とする。

前記ケーブルガイドは前記ケーブルを台部側に向けて押え付けるようにしてもよい。

前記ケーブルガイドを収納する収納部を更に備えるようにしてもよい。

前記収納部は、前記ケーブルの前記復路部の延長線上もしくは延長線上よりも前記台部側に配置されるようにしてもよい。

前記ケーブルガイドは、前記スライダに固定されようにしてもよい。

前記収納部には、前記ケーブルガイドを巻回する巻き軸を備えるようにしてもよい。

前記収納部に、前記ケーブルガイドを収納するための前記巻き軸を駆動する駆動部を、さらに備えるようにしてもよい。

前記収納部の前に、前記ケーブルガイドを前記収納部に収納する方向に移動させるための駆動部を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明によれば、ケーブル移動装置が移動する際のケーブルをケーブルガイドが案内することで、移動の際の負荷等により折り返し部やその付近が膨らむなどのケーブルの変形を防止することができる。よって、ケーブル移動装置が移動しても、ケーブルとケーブル移動装置を収納するカバー等のハウジングが接触することはない。加えて、ケーブルガイドとケーブルとの相対的な位置関係は不変となるので、ケーブルガイドとケーブルとが擦れ合うこともない。したがって、潤滑剤を塗布しなくともケーブルの損耗を抑制可能であり、仮に潤滑剤を塗布したとしても、その潤滑剤の補充間隔を極めて長くすることができる。

ロボットの全体構成を示す斜視図である。 Ｙ軸アームの内部構造を示す正面側分解斜視図である。 第１の実施形態に係るＹ軸アームの内部構造を示す背面側斜視図である。 第１の実施形態に係り、Ｙ軸アーム内の動きを示す模式図である。 ケーブルガードの帯幅方向に沿った断面図である。 第２の実施形態に係るＹ軸アームの内部構造を示す斜視図である。 第２の実施形態に係り、Ｙ軸アーム内の動きを示す模式図である。 第３の実施形態に係るＹ軸アームの内部構造を示す斜視図である。 第３の実施形態に係り、Ｙ軸アーム内の動きを示す模式図である。 第４の実施形態に係るＹ軸アームの内部構造を示す斜視図である。 第４の実施形態に係り、Ｙ軸アーム内の動きを示す模式図である。 変形例１に係り、Ｙ軸アームの内部構造を背面側から見た背面側斜視図である。 変形例２に係り、Ｙ軸アームの内部構造を背面側から見た背面側斜視図である。 ハウジング内に収容されたケーブルの従来の状態を示す側面図である。

本発明に係るケーブル移動装置の各実施形態について、ロボットに本発明を適用した場合を例示して、図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１の実施形態）
（構成）
図１はロボットの全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、ロボット１は、ベース１１、Ｘ軸テーブル１２、Ｙ軸アーム２及びＺ軸アーム１３を備える。Ｘ軸は、ベース１１が拡がる面と平行な一軸であり、例えばロボット１の前後方向である。Ｙ軸は、ベース１１が拡がる面と平行でＸ軸と直交する方向であり、例えばロボット１の左右方向である。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向であり、例えばロボット１の高さ方向である。

Ｘ軸テーブル１２はベース１１上に配置され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に拡がる載置平面を有し、Ｘ軸方向に直線移動する。ベース１１の隅には支柱１４が立てられており、Ｙ軸アーム２は支柱１４に支持される。Ｙ軸アーム２のハウジングはＹ軸方向に長い箱体形状を有する。このＹ軸アーム２は片側が支柱１４に片持ち状に固定され、突端２１が少なくともＸ軸テーブル１２の上方を過ぎるまで、Ｘ軸テーブル１２の載置平面と平行にＹ軸方向に延長されている。Ｚ軸アーム１３はＹ軸アーム２に支持され、Ｘ軸テーブル１２に向かって、Ｘ軸テーブル１２の載置平面と直交してＺ軸方向に延長されている。

処理対象のワークはＸ軸テーブル１２に載置される。作業ツールはＺ軸アーム１３に着脱自在に取り付けられ、Ｘ軸テーブル１２上のワークに向く。ワークと作業ツールはＸ軸テーブル１２とＹ軸アーム２とＺ軸アーム１３によって移動し、位置合わせされる。そしてロボット１は、作業ツールに電力を供給し、また制御信号を送出し、作業ツールは制御信号に応答してワークを処理する。作業ツールは、典型的には、電動ドライバ、溶接機、ドリル、塗布装置、半田ゴテ、ハンドラ又はカメラである。塗布装置とカメラの両方がＺ軸アーム１３に設置される等、２種以上の作業ツールが併用されることもある。

即ち、Ｘ軸テーブル１２とＹ軸アーム２とＺ軸アーム１３は、各々がワーク、連結されるアーム又は作業ツールを直動させる直動部（スライダ）を備える。そして、Ｙ軸アーム２は、作業ツールとともに、Ｚ軸アーム１３も直動させる。つまり、Ｚ軸アーム１３を駆動させるための電源ケーブルや信号ケーブルも含めて直動させる必要がある。したがって、図２に示すように、本実施例において、Ｙ軸アーム２内にケーブル移動装置２６が収容されている。図２は、Ｙ軸アーム２の内部構造を示し、正面側から見た分解斜視図である。ケーブル移動装置２６は、ハウジングである正面カバー２３４、サイドカバー２３５、天面カバー２３６によって覆わる。ベースプレート２３１は、Ｙ軸方向に長い底面２３２と該底面２３２から立ち上がる支柱側端面とを一体化して成り、ケーブルの一端を固定している台部２３３を備えており、ケーブル移動装置２６の基台（ベース）である。正面カバー２３４はＹ軸方向に長く、Ｙ軸アーム２の正面を覆う。サイドカバー２３５は突端２１となる面を担う。天面カバー２３６は、Ｙ軸方向に長い天板２２と背面２３７とが一体化されて成る。

ベースプレート２３１の底面２３２には、同径の一対のプーリ２４１が両端面に分かれて設置されている。両プーリ２４１はＹ軸方向に離間し、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の位置は一致している。プーリ２４１のリング中心を通る軸はＺ軸方向に沿う。片側のプーリ２４１は回転モータ２４２の軸に固着している。回転モータ２４２の本体は支柱１４内に収容され、支柱１４上面から回転軸をＹ軸アーム２内に突出させている。片側のプーリ２４１は、この回転軸に嵌っている。

一対のプーリ２４１間には無端ベルト２４３が架設されている。無端ベルト２４３にはスライダ２５が固着している。スライダ２５は、Ｙ軸方向に動く直動部である。回転モータ２４２の駆動により無端ベルト２４３がプーリ２４１間の軌道を走行し、スライダ２５はＹ軸方向に移動する。ベースプレート２３１には、無端ベルト２４３と平行なレール２５１が敷設されている。スライダ２５はレール２５１に摺動可能に嵌合し、無端ベルト２４３に従ってレール２５１に沿って摺動する。

正面カバー２３４のＺ軸方向の長さ、即ち正面カバー２３４の全高は、Ｙ軸アーム２の全高よりも低い。そのため、正面カバー２３４とベースプレート２３１との間、及び正面カバー２３４と天面カバー２３６との間には、Ｙ軸方向に延在するスリットが開口する。スライダ２５は、両端が両スリットから突出するように屈曲し、更にＹ軸アーム２から突き出た端部は、フランジ状に直角に屈曲している。このフランジにＺ軸アーム１３が固定される。そのため、スライダ２５のＹ軸方向の移動によって、Ｚ軸アーム１３もＹ軸方向に移動する。

図３は、天面カバー２３６とサイドカバー２３５と正面カバー２３４を外して、Ｙ軸アーム２の内部構造を背面２３７側から見た斜視図である。ただし、突端２１と天板２２は説明のため点線を用いて図３上に図示している。図３に示すように、Ｙ軸アーム２内にはケーブル３が配設されている。ケーブル３はフラットケーブル型或いはリボンケーブル型であり、作業ツール及びＺ軸アーム１３に至る電力供給線及び信号伝送線のうちのＹ軸アーム２の区間を内包し、これら電力供給線及び信号線を横一列に並べて融着して成る。

Ｙ軸アーム２内において、ケーブル３の始端は、ベースプレート２３１の底面２３２から一段高いＹ軸方向に長い台部２３３に、固定側締結具３５で固定されており、不動である。ケーブル３は可撓性を有してＵ字形状又はＪ字形状に折り返されている。詳細には、ケーブル３は、支柱１４側からＹ軸アーム２の突端２１側へ向けてベースプレート２３１の台部２３３に沿って延設された往路部３１と、スライダ２５の下方を通り過ぎてから途中で天板２２側に膨らむようにロール状に折り返された折り返し部３２と、折り返し部３２から支柱１４側へ戻って終端がスライダ２５に至る復路部３３とにより成る。

復路部３３の終端は固定具３６によってスライダ２５に直接又は間接的に固定されており、スライダ２５と共にＹ軸方向に移動する。即ち、前述したようにＹ軸アーム２はケーブル３を内部に収容し、ケーブル３を内部で取り回すケーブル移動装置でもある。固定具３６はベースブラケット３６１と移動側締結具３６２により構成される。ベースブラケット３６１は、一辺がスライダ２５に固定され、対向辺がケーブル３の配設位置まで延在する。移動側締結具３６２は、螺子留め等により、ベースブラケット３６１に至るケーブル３をベースブラケット３６１に締め付ける。

Ｙ軸アーム２のハウジング内にはケーブルガイド４が設けられている。ケーブルガイド４は、長尺の帯状の板であり、例えばケーブル３と同幅で可撓性を有する。このケーブルガイド４は、復路部３３と天板２２との間に介在し、復路部３３に沿って平行に延びる。ケーブルガイド４の先端は移動側締結具３６２と一体となっており、ケーブルガイド４の先端はスライダ２５に固定されている。ケーブルガイド４の他端は、折り返し部３２の終端、つまり折り返し部３２と復路部３３との境目を通り越して突端２１側へ延設される。このケーブルガイド４は、ケーブル３の復路部３３の膨出部３４（図１４参照）が天板２２に接触することを阻止するものである。

また、Ｙ軸アーム２のハウジング内には更にガイド壁７が設けられている。ガイド壁７は、折り返し部３２が突端２１に最大限接近した場合よりも更に突端２１側に位置し、例えばサイドカバー２３５と一体である。このガイド壁７は、半円状の板面を有し、凹面側をスライダ２５側に向けて設置されている。半円状の板面は、復路部３３の延び平面を始端として、ケーブル３の台部２３３まで滑らかに湾曲している。ケーブルガイド４は、スライダ２５からガイド壁７に向かって延び、このガイド壁７に沿って半円状に曲げ込まれて支柱１４側へ折り返されている。したがって、このガイド壁７と台部２３３の下方に設けられた溝部２３８が本実施例における収納部あたる。

（作用）
以上のＹ軸アーム２内の動きは次の通りである。Ｙ軸アーム２に回転軸を突入させた回転モータ２４２が駆動すると、回転軸に固着したプーリ２４１が軸回転し、無端ベルト２４３が軌道に沿って旋回する。無端ベルト２４３の旋回により、無端ベルト２４３に固着したスライダ２５はＹ軸方向に移動する。スライダ２５が移動すると、スライダ２５に固定されたケーブル３の終端がＹ軸方向に移動する。ケーブル３の終端が移動すると、ケーブル３の復路部３３もＹ軸方向に移動する。

このとき、ケーブルガイド４はケーブル３のＹ軸方向の移動を案内する。つまりケーブルガイド４はケーブル３の復路部３３に対して天板２２側から当接することで、ケーブル３が移動するときに膨出部３４（図１４参照）が発生することを防止、即ち規制する。即ち、ケーブル３の復路部３３はケーブルガイド４によって阻まれて天板２２に接触しない。従って、ケーブル３の復路部３３はケーブルガイド４の介在により天板２２と擦れ合うことはない。

ここで、ケーブルガイド４の先端はスライダ２５に固定されており、折り返し部３２の終端、つまり折り返し部３２と復路部３３との境目を越えて延びている。即ち、ケーブルガイド４は、復路部３３の全範囲に被さっており、復路部３３の移動に関わらず、天板２２との接触を阻止している。

図４は、天面カバー２３６とサイドカバー２３５と正面カバー２３４を外して、Ｙ軸アーム２の内部構造を背面２３７側から見た側面図である。ただし突端２１と天板２２は、説明のため図４上に図示している。更に、図４（ａ）のスライダ位置に対し、距離Ａ１だけスライダが動いた時のケーブル３やケーブルガイド４の位置関係の変化を（ｂ）に示している。図４に示すように、ケーブルガイド４の先端はスライダ２５に固定されているため、ケーブルガイド４は、スライダ２５と同時に同方向に同量の距離Ａ１だけ移動する。即ち、ケーブル３の復路部３３とケーブルガイド４との相対的な位置関係は不変となっている。したがって、ケーブル３の復路部３はケーブルガイド４によりＹ軸方向に案内され、膨出部３４（図１４参照）が発生することはなく、ケーブル３の復路部３３とケーブルガイド４は擦れ合う関係にはならない。従ってケーブル３の損耗は阻止される。

ここで、図５はケーブルガイド４の帯幅方向に沿った断面図である。図５に示すように、ケーブルガイド４は、帯長手方向に延びる両長辺が反るように湾曲している。この反り形状によって、ケーブルガイド４の不撓性が向上し、スライダ２５に固定されている片端にのみ、ケーブルガイド４の推進力を与えてもケーブルガイド４の撓みが抑制される。そのため、ケーブルガイド４は直線性を保ち続け、ケーブルガイド４の全範囲が、より確実にスライダ２５と同時に同方向に同量の距離Ａ１だけ移動する。即ち、ケーブル３の復路部３３とケーブルガイド４とがより確実に相対的な位置関係不変を保ち易くなっており、ケーブル３の損耗はより確実に阻止されることとなる。

また、ガイド壁７に目を向けると、ケーブル３の復路部３３がＹ軸アーム２の突端２１に向けて距離Ａ１だけ進むと、ケーブルガイド４は、ケーブル３の復路部３３と同量の距離Ａ１だけ、ガイド壁７によって折り返されて支柱１４側へ逃げる。反対に、ケーブル３の復路部３３がＹ軸アーム２の突端２１とは反対に距離Ａ１だけ進むと、ケーブルガイド４は、ケーブル３の復路部３３と同量の距離Ａ１だけガイド壁７から脱してＹ軸アーム２の突端２１とは反対側に距離Ａ１だけ移動する。

つまり、スライダ２５側が距離Ａ１移動すると、ケーブルガード４も距離Ａ１移動する。図４（ｂ）に示すように、移動したケーブルガード４の非固定端は、ガイド壁７により円弧状に折り返され、スライダの移動方向とは逆向きにＡ１移動し、台部２３３下部に設けられている溝部２３８（図３に記載）に収納される。したがって、ケーブルガイド４が突端２１側に進行しても、Ｙ軸アーム２のハウジングから突き出ることはないし、ケーブルガイド４がハウジング内に収まるようにＹ軸アーム２を大型化する必要もない。

尚、ケーブル３の膨出部３４が天板２２に届くと、ケーブル３と天板２２が擦り合い、ケーブル３の損耗に繋がるものであるから、ケーブルガイド４は、少なくとも天板２２側へ膨らんでいる折り返し部３２から復路部３３の前半の領域に発生する膨出部３４に対して天板２２側から当接していればよい。膨出部３４を潰すように押さえ付けて直線化すること、折り返し部３２と復路部３３の全域を押さえ込むことは必須ではない。

（第２の実施形態）
ケーブル移動装置の第２の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、第１の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

（構成）
図６は、Ｙ軸アーム２の内部構造を背面２３７側から見た斜視図であり、ケーブルガイド４に係る他の態様を示している。図６に示すように、ケーブルガイド４が復路部３３と天板２２との間に介在し、復路部３３に沿って平行に延びる。ケーブルガイド４の先端は移動側締結具３６２と一体となっており、ケーブルガイド４の先端はスライダ２５に固定されている。一方、折り返し部３２がＹ軸アーム２の突端２１側へ最大限進んだ位置よりも更に突端２１側に、収納部として巻き軸６２が設置されている。巻き軸６２は図示しないコイルばねにより軸中心の回転駆動力を与えられ、ケーブルガイド４の他端はこの巻き軸６２に固定されることにより、ケーブルガイド４の一部は巻き軸６２に巻回される。

ケーブルガイド４にはエンボス加工により一定間隔で凹部が形成されている。そして、Ｙ軸アーム２内には、ケーブルガイド４の上面に周面で当接するローラ８が備えられている。ローラ８は、折り返し部３２が突端２１に最大限近寄る位置よりも更に突端２１側に設置され、巻き軸６２よりも支柱１４寄りに位置している。このローラ８の胴部には、凹部と同じ間隔で凸部が形成されており、この凸部はケーブルガイド４の凹部と噛合している。

ローラ８の軸方向の長さは、ケーブルガイド４の帯幅長さよりも長い。ローラ８の周面のうち、引き出し部５２と当接していない箇所には、ロッド８１が当接している。ロッド８１は、ローラ８と直交して底面２３２から立ち上げられており、ローラ８とロッド８１は互いに周面で当接し、当接箇所には互いに歯が刻設されている。このローラ８とロッド８１は所謂ねじ歯車を構成している。ロッド８１の他端は、突端２１側のプーリ２４１と共通軸を有して接続されている。

（作用）
図７は、第２の実施形態に係り、Ｙ軸アーム内の動きを示す模式図である。図７の（ａ）に示すスライダ位置に対し、距離Ａ１だけスライダが動いた時の変化を（ｂ）に示している。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、スライダ２５を走行させる回転モータ２４２が回転すると、無端ベルト２４３及びプーリ２４１を介して回転力がロッド８１に伝達され、ローラ８が回転する。ローラ８の凸部とケーブルガイド４の凹部が噛み合い、ローラ８は、ケーブルガイド４の片側をＹ軸方向に移動させる。ローラ８は、スライダ２５が突端２１側へ距離Ａ１だけ移動すると、スライダ２５の移動量と同じ量の距離Ａ１だけケーブルガイド４を走行させる。

このように、ローラ８は、スライダ２５がケーブルガイド４の一端を移動させると、ケーブルガイド４の他端をケーブルガイド４の一端の移動と同時同方向に同量だけ移動させる駆動部となっている。このローラ８によって、ケーブルガイド４には、復路部３３を挟んで両側に推進力が付与される。そのため、ケーブルガイド４は撓み無く張り続けられる。そうすると、ケーブルガイド４は、直線性を維持してケーブル３の復路部３３を押さえ付けることになり、ケーブル３の復路部３３に発生する膨出部３４が解消される。

膨出部３４が解消されると、スライダ２５がＹ軸アーム２の突端２１に向けて距離Ａ１だけ進んだとき、復路部３３全体もＹ軸アーム２の突端２１に向けて、同時に同方向に同量である距離Ａ１だけ進む。従って、ケーブル３の復路部３３とケーブルガイド４との相対的な位置関係もより確実に不変となる。

また、巻き軸６２に目を向けると、巻き軸６２は、ケーブルガイド４が突端２１側へ進んだ分だけ、ケーブルガイド４を巻き取る。反対に、巻き軸６２は、ケーブルガイド４がＹ軸アーム２の突端２１から離れる方向に進むと、その進行距離と同量のケーブルガイド４を引き出す。換言すると、ケーブルガイド４は、Ｙ軸アーム２の突端２１へ向けて進んだ分だけ、先が巻き軸６２に曲げ込まれて収納させられる。即ち、巻き軸６２は、ケーブルガイド４を収納する収納部の他の例となる。

尚、この第２の実施形態によると、駆動部であるローラ８を設けることで、収納部に起因するケーブルガイド４の剛性のトレードオフも解消できる。即ち、ケーブルガイド４にはケーブル３を天板２２との接触から保護するために、ケーブル３の変形によりケーブルガイド４に生じる付勢力によって変形しないだけの剛性（厚み方向の剛性）が必要となる。

一方、収納部によりケーブルガイド４を厚み方向に巻回可能にするためには、ケーブルガイド４の厚み方向の剛性を低くする必要がある。このトレードオフを解消するため、収納部よりもケーブル側にケーブルガイド４を収納するための駆動部を設け、駆動部と直動部が同期して動くことにより、駆動部と直動部間のケーブルガイド４は撓むことがなく、剛性が飛躍的に向上する。一方、駆動部を超え、収納部側に進んだケーブルガイド４は、巻き軸６２からみると巻き軸６２以外には支持されていないため、収納部による巻回が可能な低い剛性となる。

（第３の実施形態）
ケーブル移動装置の第３の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、第１又は第２の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

（構成）
図８は、Ｙ軸アーム２の内部構造を背面２３７側から見た斜視図である。図８に示すように、Ｙ軸アーム２内には、Ｘ軸方向に回転軸を延ばした回転モータ６１が備えられる。回転モータ６１は、折り返し部３２がＹ軸アーム２の突端２１側へ最大限進んだ位置よりも更に突端２１側に設置されている。回転モータ６１には巻き軸６２が軸支されている。巻き軸６２にはケーブルガイド４が巻回されている。尚、ケーブルガイド４の巻き出された先端はスライダ２５に固定されている。

（作用）
図９は、第３の実施形態に係り、Ｙ軸アーム内の動きを示す模式図である。図９の（ａ）に示すスライダ位置に対し、距離Ａ１だけスライダが動いた時の変化を（ｂ）に示している。この回転モータ６１と巻き軸６２は、ケーブルガイド４を収納する収納部、及びケーブルガイド４を収納方向に移動させる駆動部の他の態様である。図９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、巻き軸６２は、ケーブル３の復路部３３がＹ軸アーム２の突端２１に向けて距離Ａ１だけ進んだとき、回転モータ６１の駆動によりケーブルガイド４を巻き込む方向に回転して、ケーブルガイド４を同量の距離Ａ１だけ巻き取る。また、ケーブル３の復路部３３がＹ軸アーム２の突端２１から離れる方向に距離Ａ１だけ進んだとき、ケーブルガイド４を引き出す方向に回転して、ケーブルガイド４を同量の距離Ａ１だけ引き出す。このように、回転モータ６１の回転量はケーブルの動き、つまりはスライダ２５の動きに応じて制御されている。

このため、ケーブルガイド４は、緩まずに直線性を保ち、ケーブルガイド４全体がスライダ２５に応答して同時に同方向に同量移動する。また、ケーブルガイド４は、緩まずに直線性を保つことで、ケーブル３の膨出部３４を解消し、ケーブル３の復路部３３全体がスライダ２５に応答して同時に同方向同量移動する。従って、ケーブル３の復路部３３とケーブルガイド４の相対的な位置関係は変わらない。

そして、ケーブルガイド４は、Ｙ軸アーム２の突端２１へ向けて進んだ分だけ、先が回転モータ６１と巻き軸６２に曲げ込まれて収納させられるため、ケーブルガイド４の延在範囲のうち突端２１側は、ケーブルガイド４の走行方向、走行量に関わらず、回転モータ６１と巻き軸６２の位置に止められる。

更に、この回転モータ６１は、スライダ２５が突端２１から離れて支柱１４側へ移動するとき、スライダ２５の移動方向及び移動量に倣って稼働させることができる。そのため、スライダ２５及びケーブル３の終端を移動させる回転モータ２４２に対して回転方向とは逆の負荷がケーブルガイド４を介してかかることはない。従って、スライダ２５、ケーブル３の終端及びケーブルガイド４を精度良く移動させることができる。

尚、この第３の実施形態では、収納部と駆動部を一つの構成（巻き軸６２と回転モータ６１）で実現している。ケーブルガイド４の他端を巻き軸６２に巻回し、回転モータ６１によりその巻回量を直動部の移動量に合わせ制御することで、収納部の機能はもとより、駆動部の機能を持たせることができる。つまり、収納部と駆動部を一つの構成（巻き軸６２と回転モータ６１）で実現することができ、より簡易な構成で発明を実現することを実現した。

（第４の実施形態）
ロボット１が備えるケーブル移動装置の第４の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、第１乃至第３の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

（構成）
図１０は、Ｙ軸アーム２の内部構造を背面２３７側から見た斜視図である。図１０に示すように、Ｙ軸アーム２のハウジング内には定荷重バネ５が設置されている。定荷重バネ５は巻回部５１と引き出し部５２と巻き軸６２により構成される。定荷重バネ５は、全長にわたって一定の曲率を持ち密着して巻き軸６２に巻かれた板ばねの一種である。そして、巻回部５１に巻かれた板ばねを引き出すと、その引き出された引き出し部５２は、板バネの曲率が持つ復元力により、巻き取られる、つまり収納される方向に付勢力を持つ。そして巻き軸６２に対する付勢力は引き出された引き出し部５２の長さに比例せず一定であることから一般的に定荷重バネと呼ばれている。

巻回部５１の上端はケーブル３の復路部３３の高さと一致する。この巻回部５１は、折り返し部３２がＹ軸アーム２の突端２１側へ最大限進んだ位置よりも更に突端２１側に設置されている。引き出し部５２は巻回部５１の上端から引き出され、折り返し部３２を通り越して延設される。そして、引き出し部５２は、復路部３３と天板２２との間に介在し、復路部３３に沿って平行に延び、復路部３３の膨出部３４が天板２２に接触することを阻止するケーブルガイド４となる。即ち、引き出し部５２の先端は移動側締結具３６２と一体となっており、引き出し部５２の先端はスライダ２５に固定されている。

前述したようにこの定荷重バネ５は、引き出し長に依らず一定の巻き戻し力を有する。そのため、引き出し部５２は、スライダ２５に接続された端部と巻回部５１との間で張力がかけられ、撓むこと無く張られた状態でケーブル３を案内し膨出部３３を押さえ付けて膨出部３４を解消している。但し、巻き戻し力はスライダ２５及びケーブル３を移動させる力に及ばない。

（作用）
Ｙ軸アーム２に回転軸を突入させた回転モータ２４２が駆動すると、回転軸に固着したプーリ２４１が軸回転し、無端ベルト２４３が軌道に沿って旋回する。無端ベルト２４３の旋回により、無端ベルト２４３に固着したスライダ２５はＹ軸方向に移動する。スライダ２５が移動すると、スライダ２５に固定されたケーブル３の終端がＹ軸方向に移動する。ケーブル３の終端が移動すると、ケーブル３の復路部３３もＹ軸方向に移動する。

このとき、引き出し部５２は、天板２２と復路部３３との間に介在することで、ケーブル３の復路部３３に対して天板２２側から当接し、ケーブル３と天板２２との接触を防止するケーブルガイド４となっている。ケーブル３の復路部３３は引き出し部５２によって阻まれて天板２２に接触しない。そのため、ケーブル３の復路部３３は引き出し部５２の介在により天板２２と擦れ合うことはない。

図１１は、第４の実施形態に係り、Ｙ軸アーム内の動きを示す模式図である。図１１の（ａ）に示すスライダ位置に対し、距離Ａ１だけスライダが動いた時の変化を（ｂ）に示している。図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、引き出し部５２の先端はスライダ２５に固定されているため、引き出し部５２の先端は、スライダ２５と同時に同方向に同量の距離Ａ１だけ移動する。そして、巻回部５１は、例えばスライダ２５が突端２１側へ距離Ａ１だけ移動すると、スライダ２５の移動量と同じ量の距離Ａ１だけ引き出し部５２を巻き取る。即ち、巻回部５１がスライダ２５の移動に合わせて引き出し部５２を巻き取り及び引き出すことで、引き出し部５２はスライダ２５の走行によっても撓むこと無く張り続けられる。そのため、引き出し部５２は、ケーブル３の復路部３３を押さえ付けて、ケーブル３の復路部３３に発生する膨出部３４を解消する。

そのため、スライダ２５がＹ軸アーム２の突端２１に向けて距離Ａ１だけ進むと、復路部３３もＹ軸アーム２の突端２１に向けて、同時に同方向に同量である距離Ａ１だけ進むことになる。そのため、ケーブル３の復路部３３とケーブルガイド４である引き出し部５２との相対的な位置関係は不変である。従って、ケーブル３の復路部３３はケーブルガイド４の介在により天板２２と擦れ合うことはないし、ケーブル３の復路部３３と引き出し部５２は擦れ合う関係にはならないため、ケーブル３の損耗は阻止される。

巻回部５１に目を向けると、巻回部５１は、引き出し部５２が突端２１側へ進んだ分だけ巻き込む。また、巻回部５１は、引き出し部５２がＹ軸アーム２の突端２１から離れる方向に進むと、その進行距離と同量の引き出し部５２を引き出す。換言すると、引き出し部５２は、Ｙ軸アーム２の突端２１へ向けて進んだ分だけ、先が巻回部５１に曲げ込まれて収納させられる。

即ち、巻回部５１は、スライダ２５と共に、膨出部３４を解消させるための引き出し部５２の駆動部である他、引き出し部５２、つまりケーブルガード４を収納する収納ともなっている。引き出し部５２の延在範囲のうち突端２１側は、引き出し部５２の走行方向、走行量に関わらず、巻回部５１の位置に止められる。そのため、引き出し部５２がＹ軸アーム２のハウジングから突き出ることはないし、引き出し部５２が突端２１側へ進行してもハウジング内に収まるようにＹ軸アーム２を長大化する必要もない。

尚、この第４の実施形態では、収納部と駆動部とケーブルガイド４を一つの構成（定荷重バネ５）で実現している。ケーブルガイド４となっている引き出し部５２の他端を巻回部５１に巻回し、付勢部材である巻回部５１によりその巻回量をスライダ２５の移動量に合わせることで、収納部の機能はもとより、駆動部の機能も持たせることができる。

付勢部材はコイルバネやゼンマイ等であってもかまわないが、本実施例では定荷重バネ５を用い、さらに、定荷重バネ５の引き出し部５２をケーブルガイド４とすることで、ケーブルガイド４と収納部と駆動部を一つの構成で実現することができ、さらに簡易な構成で発明を実現することを可能となる。

（変形例１）
図１２は、Ｙ軸アーム２の内部構造を背面２３７側から見た斜視図である。図１２に示すように、定荷重バネ５の巻回部５１は、ケーブル３の復路部３３が延在する平面よりも天板２２とは反対側、つまり台部２３３側に設けてもよい。換言すると巻回部５１はケーブル３の往路部３１と復路部３３との間の高さに設けてもよい。巻回部５１がこの位置に設けられると、引き出し部５２は、折り返し部３２を支点に天板２２とは反対方向に湾曲して下方のケーブル３側に傾斜するように引き下げられる。

巻回部５１を往路部３１と復路部３３との間に位置させると、巻回部５１が常態的に発揮している巻き取り力は、スライダ２５及びケーブル３の終端の直動方向と斜交する。従って、巻き取り力の直動方向成分は、巻回部５１が引き出し部５２と同じ高さに設置される場合と比べて小さくなる。従って、回転モータ２４２が巻き取り力に抗してスライダ２５及びケーブル３の終端を直動させるためのトルクは小さくなる。

また、巻き取り力がスライダ２５及びケーブル３の終端の直動方向と斜交すると、巻き取り力には直動方向との直交成分が生まれる。この直交成分は引き出し部５２を復路部３３に更に強く押し付ける。そのため、引き出し部５２を薄厚化しても復路部３３の膨らみを押さえ付けて膨出部３４を解消することが容易となり、ケーブルガイド４は効率良くケーブル３を案内することができる。

（変形例２）
図１３は、Ｙ軸アーム２の内部構造を背面２３７側から見た斜視図であり、定荷重バネ５の更に他の態様を示している。図１３に示すように、巻回部５１の上端は復路部３３の高さと一致するが、引き出し部５２は巻回部５１の下端から引き出される。そのため、引き出し部５２は、復路部３３に沿って延びるが、折り返し部３２を支点に下方に引き下ろされる。

このように、巻回部５１の高さを往路部３１と復路部３３の間に設定しなくとも、引き出し部５２を引き下ろすこともでき、回転モータ２４２のトルクは小さくて済み、また引き出し部５２を薄厚化しても復路部３３の膨らみを押さえ付けることが容易となる。

（効果）
以上のように、ケーブル移動装置は、復路部３３と対面する天板２２と復路部３３との間にケーブルガイド４を介在させるようにした。ケーブルガイド４は、ケーブル３の移動を案内し、折り返し部３２を復路部３３側から押さえて、当該折り返し部３２の膨らみが天板２２に接触するのを阻止する。更にケーブルガイド４は、復路部３３の走行と同時に同方向に同量移動して、ケーブル３との相対的な移動量をゼロに保つ。

これにより、ケーブル３が天板２２に接触して擦りながら移動してしまうことがケーブルガイド４によって阻止され、またケーブルガイド４とケーブル３とが擦り合うこともないため、ケーブル３の損耗を防止できる。従って、潤滑剤をケーブル３の復路部３３に塗布する必要がなくメインテナンスフリーを達成でき、或いは潤滑剤をケーブル３の復路部３３に補充する頻度を極めて少なくでき、メインテナンス作業を少なくすることができる。

尚、各実施形態及び変形例では、ケーブル３が擦る虞のある箇所として天板２２を例に挙げた。これに限らず、ケーブル３が膨らむ方向に構造物がある場合、その構造物とケーブル３との間にケーブルガイド４を介在させればよい。例えば、ケーブル３がＹ軸アーム２内で寝かされて配置され、ハウジングの背面２３７に向けて折り返されているものとする。このとき、ケーブル３がハウジングの背面２３７に届くまで膨らもうとするならば、この背面２３７とケーブル３との間にケーブルガイド４を介在させればよい。

また、ケーブル３が擦る箇所はカバーであるハウジングの一面に限らない。ハウジング内には、例えばセンサ等の他の部材を設置するブラケットが設置されることもある。ケーブル３の取り回し方によっては、ケーブル３は、このブラケットと擦り合う虞もある。このように、ケーブル３と擦れ合う虞があるハウジングの一面やブラケット等の構造物へのケーブル３の膨らみの到達を押さえるべく、構造物とケーブル３との間にケーブルガイド４を介在させてもよい。

また、各実施形態及び変形例の他、ケーブル移動装置２６としては、ボール螺旋をＹ軸アーム２内に設置し、ボール螺旋に嵌合する螺旋部にスライダ２５、ケーブルガイド４及びケーブル３を取り付けてもよく、スライダ２５、ケーブルガイド４及びケーブル３を移動させることができれば何れでも採用できる。

更に、ケーブル３は、Ｚ軸アーム１３内やＸ軸テーブル１２が設置されるベース１１内にも設置され得る。例えばＺ軸アーム１３では、下部プレートにワークに対する作業を行うための電動ドライバや半田ごてなどの作業ツールが備えられ、この下部プレートがＺ軸アーム１３に対し上下動し、ワークに対し作業を行う。したがって、この作業ツールに電力を供給するケーブルがＺ軸アーム１３内に配設され、ケーブル３はＺ軸アーム１３内でＵ字又はＪ字に折り返されていることもある。この場合、Ｚ軸アーム１３は、スライダが上下に往復運動するケーブル移動装置となり、ケーブルガイド４はケーブル３を側面方向に押さえ付けることになる。このように、Ｚ軸アーム１３やベース１１もケーブル移動装置となり、これらＺ軸アーム１３やベース１１においてもケーブルガイド４を配置するようにしてもよい。

また、ケーブルガイド４は、一端がスライダ２５と共に移動する箇所に固定され、折り返し部３２を通り越して延ばされているようにした。これにより、ケーブルガイド４を復路部３３と共に走行させるための動力源は不要となり、部品点数の削減及び稼働コストの削減を達成できる。もちろん、例えばケーブルガイド４の側部にラックを刻設し、Ｙ軸アーム２内にラックアンドピニオン機構を配置して、ケーブル３とは別の走行機構によってケーブルガイド４を移動させるようにしてもよい。

また、サイドカバー２３５等のケーブルガイド４の延び先にある構造物に未達の位置に、巻回部５１、回転モータ６１及び巻き軸６２、並びにガイド壁７等の収納部を更に備えるようにした。この収納部は、ケーブルガイド４が当該収納部に向けて進んだ距離だけ、ケーブルガイド４を曲げ込んで当該ケーブルガイド４を収納し、ケーブルガイド４の延在範囲をサイドカバー２３５に未達である収納部の位置で止める。

収納部は、第１の実施形態においてはガイド壁７及び溝部２３８であり、ケーブルガイド４がガイド壁７に向けて進んだ距離だけ、ガイド壁７に当たって方向転換し、溝部に収納される。第２の実施形態においては、ばねにより回転力を持った巻き軸６２であり、スライダ２５の移動に合わせてケーブルガイド４を巻き取り、また引き出す。第３の実施形態においては巻き軸６２と該巻き軸６２を回転させる回転モータ６１であり、スライダ２５の移動に合わせてケーブルガイド４の他端を巻き軸６２に巻回しつつ、また巻き軸６２から引き出す。第４の実施形態においては巻回部５１であり、スライダ２５の移動に合わせて引き出し部５２を巻き取り、また引き出す。

これにより、潤滑剤に関するメインテナンスフリー又はメインテナンス作業の頻度軽減に加え、ケーブルガイド４がサイドカバー２３５に向けて進行しても、ケーブルガイド４がＹ軸アーム２のハウジングから突き出ることはないし、ケーブルガイド４が突端２１側へ進行してもハウジング内に収まるようにＹ軸アーム２を大型化する必要もない。

また、ケーブルガイド４のうちの折り返し部３２を通り越して延ばされた先に駆動力を与え、当該延ばされた先をスライダ２５に合わせて走行させる駆動部を備えるようにした。

これにより、ケーブルガイド４は、両端が同時に同方向に同量動くため、撓むことが無く張られた状態となる。そのため、ケーブル３の移動はケーブルガイド４によって確実に案内され、復路部３３上の膨出部３４は解消される。従って、潤滑剤に関するメインテナンスフリー又はメインテナンス作業の頻度軽減に加え、ケーブル３の復路部３３は、スライダ２５と同時に同方向に同量移動でき、ケーブルガイド４を復路部３３と同時に同方向に同量移動させることが簡便になるとともに、精度が向上する。

この駆動部は、第２の実施形態においてはローラ８であり、ケーブルガイド４の前記折り返し部３２を通り越して伸ばされた先と係合し、スライダ２５の移動に合わせて回転する。第３の実施形態においては巻き軸６２と該巻き軸６２を回転させる回転モータ６１であり、スライダ２５の移動に合わせてケーブルガイド４の他端を巻き軸６２に巻回しつつ、また巻き軸６２から引き出す。第４の実施形態においては巻回部５１であり、スライダ２５の移動に合わせて引き出し部５２を巻き取り、また引き出す。

即ち、実施形態３においては巻き軸６２と回転モータ６１が収納部であり、また駆動部でもある。実施形態４においては定荷重バネ５の巻回部５１が収納部であり、また駆動部でもある。このうち、第４の実施形態では、ケーブルガイド４の引き出しや巻き取りをソフトウェア制御する必要はなく、ケーブルガイド４でケーブル３の移動を案内することができ、膨出部３４を解消してケーブルガイド４を簡便にケーブル３と同時に同方向に同量移動させることができる。

更に、定荷重バネ５の巻回部５１、回転モータ６１及び巻き軸６２並びにローラ８は、復路部３３の延在高さよりも天板２２とは反対側である下方に位置し、ケーブルガイド４は、ケーブル３の折り返しを支点に下方へ引き下ろされているようにした。また押さえ付け方法としては、帯形状を有するケーブルガイド４の両長手辺が反るように湾曲させた。

これにより、ケーブルガイド４を更に強力に張ることができ、ケーブルガイド４の撓みがなくなってケーブル３の膨出部３４がより確実に解消することができ、ケーブルガイド４を復路部３３と同時に同方向に同量移動させる精度が更に向上する。また、回転モータ２４２が巻回部５１の巻き取り力に抗してスライダ２５及びケーブル３の終端を直動させるトルクは小さくて済むし、引き出し部５２を薄厚化しても復路部３３の膨らみを押さえ付けることが容易となる。

（他の実施形態）
以上のように本発明の実施形態を説明したが、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ ロボット
１１ ベース
１２ Ｘ軸テーブル
１３ Ｚ軸アーム
１４ 支柱
２ Ｙ軸アーム
２１ 突端
２２ 天板
２３１ ベースプレート
２３２ 底面
２３３ 台部
２３４ 正面カバー（ハウジング）
２３５ サイドカバー（ハウジング）
２３６ 天面カバー（ハウジング）
２３７ 背面
２３８ 溝部
２４１ プーリ
２４２ 回転モータ
２４３ 無端ベルト
２５ スライダ
２５１ レール
２６ ケーブル移動装置
３ ケーブル
３１ 往路部
３２ 折り返し部
３３ 復路部
３４ 膨出部
３５ 固定側締結具
３６ 固定具
３６１ ベースブラケット
３６２ 移動側締結具
４ ケーブルガイド
５ 定荷重バネ
５１ 巻回部
５２ 引き出し部
６１ 回転モータ
６２ 巻き軸
７ ガイド壁
８ ローラ
８１ ロッド

Claims (5)

1. 可撓性のケーブルの往路部が台部に固定されて復路部が往復移動するスライダに固定されて往復移動し、且つ前記ケーブルの一部がＵ字状に折り返された折り返し部を有するケーブル移動装置であって、
   前記ケーブルの復路部から前記折り返し部にかけた外周側に配設され、前記ケーブルの動きに即して前記ケーブルと共に往復移動するケーブルガイドを備えること、
   を特徴とするケーブル移動装置。
2. 前記ケーブルガイドは前記ケーブルを台部側に向けて押え付けること、
   を特徴とする請求項１に記載のケーブル移動装置。
3. 前記ケーブルガイドを収納する収納部を更に備えること、
   を特徴とする請求項１又は２記載のケーブル移動装置。
4. 前記収納部は、前記ケーブルの前記復路部の延長線上もしくは延長線上よりも前記台部側に配置されること、
   を特徴とする請求項３に記載のケーブル移動装置。
5. 前記ケーブルガイドは、前記スライダに固定されたこと、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のケーブル移動装置。

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