JP6508701B2 - 多関節ロボッ卜アーム機構、インクジェットプリンタ、３軸移動機構、油圧機構及びケーブル配線機構。 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、多関節ロボッ卜アーム機構、インクジェットプリンタ、３軸移動機構、油圧機構及びケーブル配線機構に関する。

従来より多関節ロボットアーム機構が産業用ロボットなどさまざまな分野で用いられている。アーム機構に装備される関節としてはねじり関節、曲げ関節、さらに直動関節が組み合わされている。このような多関節ロボットアーム機構において、関節部分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、ロボットの回転動作を考慮して余長分があらかじめ付与される。

電気ケーブルに余長分を設けることは、そのたるみに起因して、周囲の部品等との干渉、干渉した部品の破損、電気ケーブルの破断等を生じさせるおそれがある。さらに、電気ケーブルの余長分を収容する収容スペースをアーム機構内部に必要とする。

目的は、電気ケーブルと周囲の部品等との干渉、干渉した部品の破損、電気ケーブルの破断等の軽減、さらに、電気ケーブルの収容スペースの縮小化を実現することにある。

本発明の請求項１に係る多関節ロボットアーム機構は、基部と、基部に取り付けられる、複数の回転関節部を有するアームと、アームの先端部分へ電力と信号との少なくとも一方を供給するための伸縮性を有するケーブルと、先端部分のケーブル固定部から基部のケーブル固定部までケーブルをガイドするケーブルガイドとを有する。先端部分のケーブル固定部から基部のケーブル固定部までのケーブルガイドでガイドされるケーブルの配線経路の長さは回転関節部の回転動作に伴って最短長と最大長との間で変化し、ケーブルが最も収縮したときの長さは、最短長より長く、且つ前記最大長より短い。ケーブルが最も収縮したときの長さとケーブル固有の伸長率とで決まるケーブルの最大伸長したときの長さは配線経路の最大長以上である。先端部分のケーブル固定部から基部のケーブル固定部までのケーブルガイドでガイドされるケーブルの配線経路を、ケーブルが最も収縮したときの長さと配線経路の最短長との差に略等価な長さだけ延長するために、先端部分のケーブル固定部から基部のケーブル固定部までの間に経路延長部が介在される。
本発明の請求項２に係る多関節ロボットアーム機構は、筒形の基部と、基部の先端に取り付けられる、複数の回転関節部を有するアームと、基部からアームの先端部分へ電力と信号との少なくとも一方を供給するための伸縮性を有するケーブルと、先端部分のケーブル固定部から基部のケーブル固定部までケーブルをガイドするケーブルガイドと、先端部分のケーブル固定部から基部のケーブル固定部までのケーブルガイドでガイドされるケーブルの配線経路長を延長するために基部に収容される経路延長部とを具備する。経路延長部は、半径よりも短い距離を隔てて併設される少なくとも２つの第１プーリーと、併設される第１のプーリーの間の中線上に配置される、第１プーリーの回転軸と平行な回転軸を有する少なくとも一の第２プーリーと、第２プーリーに併設される、第１プーリーの回転軸に垂直な回転軸を有する第３プーリーとを有し、ケーブルは第３プーリー、第１プーリーの一方、第２プーリー、第１プーリーの他方に順に掛け渡され、基部のケーブル固定部に固定される。

図１は、第１実施形態に係る多関節ロボットアーム機構の内部構造を示す図である。 図２は、図１の経路延長部の構造の一例を示す図である。 図３は、第１実施形態の多関節ロボットアーム機構で用いられる伸縮ケーブルの全長の決定方法を説明するための補足説明図である。 図４は、図２の経路延長部により延長される配線経路長を説明するための補足説明図である。 図５は、図２の経路延長部の第１変形例を示す図である。 図６は、図２の経路延長部の第２変形例を示す図である。 図７は、第１実施形態の第１変形例に係る多関節ロボットアーム機構の内部構造を示す図である。 図８は、第１実施形態の第２変形例に係る多関節ロボットアーム機構の内部構造を示す図である。 図９は、第１実施形態の第２変形例に係り、回転関節部で構成した第１例の経路延長部の内部構造を示す図である。 図１０は、第１実施形態の第２変形例に係り、回転関節部で構成した第２例の経路延長部の内部構造を示す図である。 図１１は、第２実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 図１２は、第２実施形態に係るインクジェットプリンタの伸縮ケーブルの配線機構の一例を示す図である。 図１３は、第３実施形態に係る３軸移動機構の外観斜視図である。 図１４は、第３実施形態に係る３軸移動機構の伸縮ケーブルの配線機構の一例を示す図である。 図１５は、第４実施形態に係る油圧機構を搭載した高所作業車の外観図である。 図１６は、第４実施形態に係る油圧機構を搭載した高所作業車の伸縮ケーブルの配線機構の一例を示す図である。 図１７は、第５実施形態に係る配線機構を組み込んだ組立ラインの構成を示す外観斜視図である。 図１８は、第５実施形態に係り、工具台車と外部電源との間の伸縮ケーブルの配線機構の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら第１実施形態について説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（第１実施形態）
第１実施形態は、本発明を多関節ロボットアーム機構に適用した場合に対応する。以下、図面を参照しながら、第１実施形態に係る多関節ロボットアーム機構について説明する。

図１は、第１実施形態に係る多関節ロボットアーム機構の内部構造を示す図である。多関節ロボットアーム機構は、基部１０１とロボットアーム１０２とを有する。基部１０１は接地面等に固定される。ロボットアーム１０２の先端にはエンドエフェクタと呼ばれる手先効果器が取り付けられる。図１では手先効果器として対象物を把持可能なハンド部１１６を図示している。手先効果器としてはハンド部１１６に限定されず、他のツール、センサ、カメラ又はディスプレイであってもよい。ロボットアーム１０２の先端には任意の種類の手先効果器に交換することができるアダプタが設けられていてもよい。

ロボットアーム１０２は、複数の回転関節部Ｊ１−Ｊ４と複数のアーム部１０３、１０５、１０７、１０９とを有する。複数の回転関節部Ｊ１−Ｊ４と複数のアーム部１０３、１０５、１０７、１０９とは、基部１０１から交互に直列に接続される。第１回転関節部Ｊ１は第１回転軸ＲＡ１を中心とした曲げ回転間接である。第１回転関節部Ｊ１は、基部１０１に対してアーム部１０３を第１回転軸ＲＡ１回りに回転自在に支持する。第２回転関節部Ｊ２、第３回転関節部Ｊ４および第４回転関節部Ｊ４は、第２回転軸ＲＡ２、第３回転軸ＲＡ３および第４回転軸ＲＡ４を中心とした曲げ回転関節である。第２回転軸ＲＡ２、第３回転軸ＲＡ３および第４回転軸ＲＡ４は、それぞれ第１回転軸ＲＡ１と平行な軸を有する。第２回転関節部Ｊ２は、アーム部１０３に対してアーム部１０５を第２回転軸ＲＡ２回りに回転自在に支持する。第３回転関節部Ｊ３は、アーム部１０５に対してアーム部１０７を第３回転軸ＲＡ３回りに回転自在に支持する。第４回転関節部Ｊ４は、アーム部１０７に対してアーム部１０８を第４回転軸ＲＡ４回りに回転自在に支持する。第１乃至第４回転関節部Ｊ１−Ｊ４の曲げ回転動作により、ハンド部１１６を基部１０１の固定座標系におけるＹＺ平面の任意の位置に配置することが可能である。伸縮ケーブル３０は、基部１０１に対して任意の位置に配置されるハンド部１１６に対して、電力と信号との少なくとも一方を供給する。以下、伸縮ケーブル３０の配線機構について説明する。

図１に示すように、伸縮ケーブル３０の配線機構は、伸縮ケーブル３０と、複数のケーブルガイド５１と、経路延長部４０と、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａと、基部側ケーブル固定部１３３ｂとで構成される。

伸縮ケーブル３０は、伸縮性を有する複数種類の伝送線により構成される。例えば、伝送線には、電流を伝送する電力伝送線、電気信号を伝送する電気信号伝送線、光を伝送する光伝送線、および光信号を伝送する光信号伝送線等がある。伸縮ケーブル３０は、その用途等に応じて、これらの伝送線を組み合わせて構成される。第１実施形態に係る伸縮ケーブル３０は、電流を伝送する電力伝送線と電気信号を伝送する電気信号伝送線により構成される。伸縮性を有する電力伝送線は、例えば、弾性体の周囲に銅線やアルミ線をらせん状に捲回させたものである。伸縮性を有する電気信号伝送線は、例えば、２本以上の導体線を弾性体の周囲に同一方向に捲回させたものである。なお、伸縮性を有する電気信号伝送線は、２本以上の導体線を弾性体の周囲に交差して捲回させたものであってもよい。

伸縮ケーブル３０の一端は、ハンド部１１６を開閉するためのアクチュエータとしてのモータを制御するモータドライバ１３１に接続される。他端は、電力を発生する外部電源のコネクタと制御信号を発生する外部制御装置のコネクタとに接続される。モータドライバ１３１は、制御装置からの制御信号に従って、電源から伸縮ケーブル３０を介して入力された電力を用いてモータを駆動するための駆動パルスを発生する。モータは、モータドライバ１３１から供給された駆動パルスに従って回転する。モータが順方向に回転するとき、モータのドライブシャフトの動力は、図示しないギア等を介してハンド部１１６に伝達される。それによりハンド部１１６が開き、逆方向に回転するとき閉じる。

伸縮ケーブル３０の一端部分は、ハンド部１１６内のモータドライバ１３１の近傍に設けられたケーブル固定部１３３ａ（以下、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａと称する。）に固定される。伸縮ケーブル３０の他端部分は、基部１０１内の底の位置に設けられたケーブル固定部１３３ｂ（以下、基部側ケーブル固定部１３３ｂと称する。）に固定される。これにより、伸縮ケーブル３０に張力がかけられた状態であっても、伸縮ケーブル３０がコネクタから抜けてしまう等の不通リスクを低減することができる。伸縮ケーブル３０はハンド部側ケーブル固定部１３３ａと基部側ケーブル固定部１３３ｂとの間にわたって、複数のケーブルガイド５１によりガイドされる。複数のケーブルガイド５１は、基部１０１、ロボットアーム１０２に沿って分散設置される。複数のケーブルガイド５１の設置により、伸縮ケーブル３０の配線経路が形成される。ケーブルガイド５１は、例えば、断面が円弧状のリング構造を有する。ケーブルガイド５１は、伸縮ケーブル３０を複数のリング各々に挿通させることで配線経路を形成し、伸縮ケーブル３０を伸縮自在に保持する。

経路延長部４０は、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａから基部側ケーブル固定部１３３ｂまでの配線経路を延長するために、伸縮ケーブル３０の配線経路上に介在する。経路延長部４０の構造について図２を参照して説明する。

図２は、図１の経路延長部４０の構造の一例を示す図である。経路延長部４０は、同一の半径ｒを有する複数のプーリー、ここでは第１プーリー１４１、第２プーリー１４２および第３プーリー１４３を有する。これらのプーリー１４１，１４２，１４３各々は、基部１０１の軸線（Ｚ軸）と略平行な方向に関して分散配置される。例えばプーリー１４１，１４２はＺ軸に関して同位置に配置される。プーリー１４３はプーリー１４１，１４２の下方に所定距離隔てた位置に配置される。ここでは、プーリー１４１はその回転軸Ｒｘ１が、各回転関節部の回転軸（Ｘ軸）に平行になるよう配置される。プーリー１４２、１４３はそれぞれの回転軸Ｒｘ２、Ｒｘ３がプーリー１４１の回転軸Ｒｘ１と平行になるよう配置される。プーリー１４２はプーリー１４１に対してＸ軸とＺ軸とに直交するＹ軸に沿って半径ｒよりも短い距離を隔てて配置される。プーリー１４３は、Ｙ軸方向に関して、プーリー１４１とプーリー１４２との中央位置に配置される。伸縮ケーブル３０は、プーリー１４１、プーリー１４３、プーリー１４２の順に掛け渡される。これにより複数のプーリー１４１，１４２，１４３は、伸縮ケーブル３０を基部１０１の軸方向に沿って往復配線経路を形成する。往復配線経路は、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａ、基部側ケーブル１３３ｂの間に配列される複数のケーブルガイド５１のみによる配線経路の延長を実現する。それにより、必要とされる伸縮ケーブル３０の全長は、経路延長部４０が介在せず、複数のケーブルガイド５１のみにより誘導される伸縮ケーブル３０の全長よりも延長される。

経路延長部４０には、補助プーリー１４４が設けられる。補助プーリー１４４はその回転軸Ｒｙがプーリー１４２の回転軸Ｒｘ２と基部１０１の中心軸とに垂直になるよう配置される。プーリー１４４の配置は伸縮ケーブル３０を基部１０１の中心軸付近からその半径方向に沿ってプーリー１４２に引き出すことを可能にする。補助プーリー１４４の半径は、引き出し量により決定されている。

具体的には、図２に示すようにプーリー１４４の回転軸Ｒｙは、他のプーリー１４１，１４２，１４３の回転軸Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３に垂直に配置される。プーリー１４４は、他のプーリー１４１，１４２，１４３が配置されたＹＺ平面に対して、Ｘ軸方向にオフセットして配置される。これによりプーリー１４４は、他のプーリー１４１，１４２，１４３が配置されたＹＺ平面からＸ軸方向にオフセットしてガイドされた伸縮ケーブル３０を、他のプーリー１４１，１４２，１４３が配置されたＹＺ平面にガイドするための配線経路部分を確保することができる。

次に、伸縮ケーブル３０の全長の決定方法について、図３を参照して説明する。
図３は、第１実施形態の多関節ロボットアーム機構で用いられる伸縮ケーブル３０の全長の決定方法を説明するための補足説明図である。
第１実施形態に係る多関節ロボットアーム機構は、複数の回転関節部Ｊ１―Ｊ４各々の曲げ回転により、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａから基部側ケーブル固定部１３３ｂまでの配線経路の長さが変化する。

図３に示すように、ロボットアーム１０２の第１姿勢時における、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａから基部側ケーブル固定部１３３ｂまでの配線経路を、複数のケーブルガイド５１のみで形成した場合の最短の配線経路を最短経路長Ｌｃ１とする。最短経路長Ｌｃ１が決まるロボットアーム１０２の姿勢はケーブルガイド５１の設置位置により決まる。例えば、第１姿勢とは、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａから基部側ケーブル固定部１３３ｂまでの配線経路が最短となるように、ロボットアーム１０２がケーブル配線経路側に折りたたまれた姿勢に、複数の回転関節部Ｊ１−Ｊ４各々が回転された状態を指す。例えば、第１姿勢は、多関節ロボットアーム機構の電源投入時の基準姿勢である。

ロボットアーム１０２の第２姿勢時における、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａから基部側ケーブル固定部１３３ｂまでの配線経路を、複数のケーブルガイド５１のみで形成した場合の最短の配線経路を最長経路長Ｌｃ２とする。第２姿勢とは、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａから基部側ケーブル固定部１３３ｂまでの配線経路が最長となるように、ロボットアーム１０２がケーブル配線経路と反対側に折りたたまれた姿勢に、複数の回転関節部Ｊ１−Ｊ４各々が回転された状態を指す。例えば、第２姿勢は、複数の回転関節部Ｊ１−Ｊ４各々が、第１姿勢時の位置から、最も回転された状態に対応する。

収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、経路差Δｄｃ１以上の伸縮長を確保するために必要とされる長さを有する。具体的には、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、以下のように決定されればよい。伸縮ケーブル３０の伸縮率を伸縮率αとすると、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１と伸縮率αと経路差Δｄｃ１との間には、以下の式（１）が成立する。つまり、経路差Δｄｃ１は、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１に伸縮率αを乗算した長さ以下でなくてはならない。
Δｄｃ１≦Ｌｗ１×α…（１）
したがって、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、以下の式（２）を満たす必要がある。
Ｌｗ１≧Δｄｃ１／α…（２）
また、第１実施形態に係る多関節ロボットアーム機構の経路延長部４０は往復配線経路を形成するため、ｄ１＞０である。経路延長部４０により延長される配線経路の延長部分の長さ（延長ケーブル長）ｄ１は、最短経路長Ｌｃ１と、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１との差に略等価である。すなわち、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、以下の式（３）を満たす必要がある。式（３）は、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、最短経路長Ｌｃ１よりも長くなければならないことを表している。
Ｌｗ１＞Ｌｃ１…（３）
また、伸縮ケーブル３０は、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１が、最長経路長Ｌｃ２よりも短いのが好適である。つまり、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、以下の式（５）を満たす必要がある。
Ｌｗ１＜Ｌｃ２…（４）
式（２）と式（３）と式（４）とから、収縮時の伸縮ケーブル３０は、式（５）を満たす伸縮率αを有するとき、収縮時の伸縮ケーブル３０全長Ｌｗ１を、最長経路長Ｌｃ２よりも短くすることができる。なお、収縮時の伸縮ケーブル３０のケーブル長が、α×Ｌｗ１＝Δｄｃ１により決まるＬｗ１に設定されるのが好適である。
（Δｄｃ１／Ｌｃ２）＜α＜（Δｄｃ１／Ｌｃ１）…（５）
したがって、第１実施形態に係る伸縮ケーブル３０は、伸縮率αが式（５）を満たし、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１が式（３）と式（４）とを満たすように決定すればよい。これにより、伸長時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１´と収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１との差分を経路差Δｄｃ１以上にできる。つまり、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、経路差Δｄｃ１以上の伸縮長を確保することができる。また、従来、伸縮性を有さないケーブルを使用した場合において、ケーブルの全長は最長経路長Ｌｃ２以上である必要があった。一方、第１実施形態では、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１を最長経路長Ｌｃ２よりも短くすることができる。その結果、経路延長部４０での伸縮ケーブル３０の収容スペースを縮小化することができる。

なお、第１実施形態は式（５）の範囲の下限伸縮率（Δｄｃ１／Ｌｃ２）以下の伸縮率αを有する伸縮ケーブル３０の使用を否定するものではない。この場合、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、最長経路長Ｌｃ２より長くなることは避けられないかもしれない。しかし、伸縮ケーブル３０の選択肢を拡大できる。例えば、より多くの電線が編みこまれた種類の伸縮ケーブル、または、防水機能を有する伸縮ケーブル等を選択することができるかもしれない。

また、上述の説明では伸縮ケーブル３０の収縮時の長さＬｗ１は、最長経路長Ｌｃ２を越えないことが好適であると説明した。しかし第１実施形態は伸縮ケーブル３０の収縮時の長さＬｗ１が、最長経路長Ｌｃ２を越えるほど長いことを否定するものではない。伸縮ケーブル３０の保有する伸縮率（固有伸縮率）とその全長Ｌｗ１とにより決まる最大の伸縮長の一部を使って、構造上要求される経路差Δｄｃ１を確保することができる。この場合の使用上の収縮率（実用伸縮率）は固有伸縮率よりも低く抑えることができる。このように実装上、伸縮ケーブル３０を固有収縮率より低い実用伸縮率で伸縮させることは伸縮ケーブル３０の耐久性を向上させる効果を奏する可能性を示唆している。さらに、実装上、伸縮ケーブル３０を固有収縮率より低い実用伸縮率で伸縮させて、構造上要求される経路差Δｄｃ１を確保するときに伸縮ケーブル３０にかかる張力を、伸縮ケーブル３０の固有収縮率を最大限使って、構造上要求される経路差Δｄｃ１を確保するときに伸縮ケーブル３０にかかる張力より低く抑えることを可能とし、それにより多関節ロボットアーム機構の伸縮に際してかかる構造上及び駆動上の負荷を低減させる効果を奏する可能性を示唆している。

次に、経路延長部４０により延長される配線経路の全長について、図４を参照して説明する。
図４は、図２の経路延長部４０により延長される配線経路長を説明するための補足説明図である。第１姿勢時における、経路延長部４０により延長される配線経路の全長は、図３で説明したように、Δｄｃ１以上の伸縮長を確保するために必要とされる収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１に略等価である。実際には、経路延長部４０により延長される配線経路の全長が、Δｄｃ１以上の伸縮長を確保するために必要とされる収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１よりもわずかに短いのが好適である。これにより、第１姿勢時においても、経路延長部４０を構成する複数のプーリー１４１−１４４に掛け渡された伸縮ケーブル３０にわずかなテンションがかかるため、伸縮ケーブル３０のたるみを防止することができる。第１実施形態で用いられる伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、最短経路長Ｌｃ１よりも長さｄ１分長い。したがって、配線経路上に介在される経路延長部４０は、伸縮ケーブル３０の余長ｄ１分の配線経路を確保するために、例えば、図２で説明した往復配線経路を構成する。これにより、経路延長部４０は、配線経路の全長を最短経路長Ｌｃ１からＬｗ１（Ｌｃ１＋ｄ１）に延長する。経路延長部４０により延長された配線経路に沿って、式（４）を満たす伸縮ケーブル３０を配線することにより、伸長時の伸縮ケーブル３０の全長がＬｗ１´以上となり、経路差Δｄｃ１を確保できる。

以下、図５と図６とを参照して、経路延長部４０の他の構成例について説明する。
図５は、図２の経路延長部４０の他の第１例を示す図である。図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。図５（ａ）に示すように、第１例に係る経路延長部４０は、伸縮ケーブル３０を巻き付けるためのスプール１５５を有する。当該スプール１５５に対して伸縮ケーブル３０が巻き付けられることにより、第１例の経路延長部４０は、配線経路を延長することができる。図５（ｂ）に示すように、当該スプール１５５に巻き付けられている伸縮ケーブル３０の巻き数は、第１姿勢時と第２姿勢時とで同一である。図５（ｂ）に示すように、スプール１５５は、当該スプール１５５に巻きつけられた伸縮ケーブル３０同士が接触しないための機構を有する。例えば、当該スプール１５５には、伸縮ケーブル３０同士を接触させないためのガイド溝１５７がらせん状に形成されている。ガイド溝１５７に沿って伸縮ケーブル３０が巻き付けられることにより、隣り合う伸縮ケーブル部分同士が接触しないため、伸縮により逆方向に伸び縮みする伸縮ケーブル部分同士の摩擦を抑えることができる。スプール１５５は、基部１０１に対して軸回転可能に支持される。これにより、伸縮ケーブル３０の伸縮に併せて当該スプール１５５が自由回転するため、当該スプール１５５と伸縮ケーブル３０との間の摩擦を小さくすることができる。これらにより、伸縮ケーブル３０の不通リスクは低減される。これらの効果により、伸縮ケーブル３０の破断のリスクを小さくできる。

以上説明した第１例の経路延長部４０は、図２で示した経路延長部４０の複数のプーリーの代替として、スプール１５５を用いることにより、図２で示した経路延長部４０と同様の効果を得られる。

図６は、図２の経路延長部４０の他の第２例の正面図である。図６（ａ）は第１姿勢時に対応し、図６（ｂ）は第２姿勢時に対応する。第２例に係る経路延長部４０は、図２で示した第１実施形態に係る経路延長部４０と同じように複数のプーリーにより構成される。図２で示した経路延長部４０との差異は、第２例に係る経路延長部４０が、実質的な伸縮ケーブル３０の伸縮長を確保する機能を有する点にある。

経路延長部４０は、同一の半径を有する複数のプーリー、ここでは第１プーリー１５９と第２プーリー１６１とを有する。これらのプーリー１５９、１６１は、それぞれ付勢機構１６３、１６５により、基部１０１の軸線（Ｚ軸）と略平行な方向に付勢される。図６に示すように、例えば、付勢機構には付勢バネが使用される。なお、付勢機構は、付勢可能であれば他の機構であってもよい。例えば、付勢機構は、入れ子型、蛇腹型およびゴム型等であってもよい。これらのプーリー１５９，１６１各々は、基部１０１の軸線（Ｚ軸）と略平行な方向に関して分散配置される。プーリー１５９はプーリー１６１の下方に所定距離隔てた位置に配置される。プーリー１５９、１６１はそれぞれの回転軸が第２回転関節部Ｊ２の第２回転軸ＲＡ２（Ｘ軸）に平行になるよう配置される。これにより複数のプーリー１５９、１６１は、伸縮ケーブル３０を基部１０１の軸方向に沿って往復配線経路を形成する。往復配線経路は、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａ、基部側ケーブル１３３ｂの間に配列される複数のケーブルガイド５１のみによる配線経路を延長する。それにより伸縮ケーブル３０の全長は、複数のケーブルガイド５１のみにより誘導される伸縮ケーブル３０の全長よりも延長される。

第２例に係る経路延長部４０は、実質的なケーブルの伸縮長を確保する機能を有する。具体的には、経路延長部４０により延長される延長部分の長さが、伸縮ケーブル３０の伸長前後で異なる。図６（ａ）に示すように、第１姿勢時において、付勢バネは収縮した状態である。一方、図６（ｂ）に示すように、第２姿勢時において、伸縮ケーブル３０には、基部１０１の軸方向への張力が発生し、付勢バネは基部１０１の軸方向に伸長される。このときの、付勢バネの伸びをΔｄ１１とする。すると、第２姿勢時の、経路延長部４０で延長される延長部分の長さは、第１姿勢時に比べて２×Δｄ１１分短くなる。第２姿勢時における経路延長部４０の付勢バネの伸長分（２×Δｄ１１）は、経路差Δｄｃ１に充当される。つまり、第１実施形態では、伸縮ケーブル３０の伸縮だけで、経路差Δｄｃ１を確保する必要があったが、第２例では、伸縮ケーブル３０の伸縮と経路延長部４０の配線経路の延長部分の伸縮とで、経路差Δｄｃ１を確保することができる。これにより、第２例に係るロボットアーム機構は、第１実施形態の効果に加えて、第１実施形態のロボットアーム機構に比べて、使用する伸縮ケーブル３０の全長を、付勢バネの伸長分短くすることができる。また、第２例に係るロボットアーム機構は、伸縮ケーブル３０に基部１０１の軸方向への張力が発生したときに、付勢バネでその張力を吸収することができる。したがって、第２例に係る経路延長部４０は、図２で示した経路延長部４０に比べて、伸縮ケーブル３０にかかる負担を小さくすることができる。

なお、図６で示した経路延長部４０の構造は、ハンド部側ケーブル固定部１３３ａと、基部側ケーブル固定部１３３ｂとの間を、伸縮性のないケーブルで配線した場合においても適用できる。例えば、２つの付勢バネの伸びの合計が、経路差Δｄｃ１以上であればよい。これにより、伸縮ケーブル３０を用いなくても、経路差Δｄｃ１を付勢バネの伸びだけで確保することができる。

また、図２と図６とで説明した経路延長部４０は、それぞれ図２と図６とに図示した機構に限定されない。プーリー数、各プーリー間の距離および各プーリーの向きは、伸縮ケーブル３０の全長、経路延長部４０として占有可能な体積、および基部側ケーブル固定部１３３ｂとケーブルガイド５１との間の位置関係等に応じて適宜変更が可能である。例えば、複数のプーリーは、伸縮ケーブル３０を基部１０１の軸方向に直交する方向に沿って往復させるために必要な配線経路を形成するための位置関係に配置されてもよい。例えば、プーリー１４１，１４２，１４３は、それぞれの回転軸が、基部１０１の軸を中心とした半径方向に略平行となるように配置されてもよい。これにより、プーリー１４１，１４２，１４３各々を基部１０１の軸を中心とした円周上に配置することができるため、円筒形を有する基部１０１の場合などにおいて、基部１０１内への経路延長部４０の配置自由度を向上させることができる。

以上述べた、第１実施形態に係る多関節ロボットアーム機構によれば、以下の効果を得られる。第１実施形態に係る収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、経路差Δｄｃ１を伸縮長で確保するために必要な長さを有する。収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１は、最短経路長Ｌｃ１よりも長い。そのため、第１実施形態に係る経路延長部４０は、配線経路を延長する機能と伸縮ケーブル３０を収容する機能とを有する。経路延長部４０は、第１姿勢時において、経路延長部４０により延長される配線経路の全長が、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１に略等価になるように構成される。これにより、経路延長部４０により延長された配線経路の全長は、複数のケーブルガイド５１のみで形成した配線経路に比べて、長さｄ１分延長される。これにより、第１姿勢時においても、伸縮ケーブル３０がたるむことなく経路延長部４０に収容されるため、ロボットアーム１０２の伸縮動作等で、伸縮ケーブル３０が周囲の部品等と干渉しない。その結果、部品の破損や伸縮ケーブル３０の破断等を解消することができる。なお、第１姿勢時において、経路延長部４０により延長される配線経路の全長は、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長Ｌｗ１よりもわずかに短いのが好適である。これにより、第１姿勢時においても、経路延長部４０を構成する複数のプーリーに引き渡された伸縮ケーブル３０にわずかなテンションがかかるため、伸縮ケーブル３０が経路延長部４０でたるむのを防止することができる。

経路延長部４０は、伸縮ケーブル３０を基部１０１の軸方向に沿って往復配線経路を形成するように複数のプーリー１４１，１４２、１４３を配置した機構を有する。しかしながら、プーリー数、各プーリー間の距離および各プーリーの向きは、伸縮ケーブル３０の全長、経路延長部４０として占有可能な体積、および基部側ケーブル固定部１３３ｂとケーブルガイド５１との間の位置関係等に応じて構成されればよい。したがって、第１実施形態に係る経路延長部４０は、伸縮ケーブル３０の収容スペースを縮小化することができる。また、経路延長部４０に、回転自在なプーリーを使用することで、プーリーが伸縮ケーブル３０の伸長分の送り出し、また、収縮分の巻き取りとして機能するため、伸縮ケーブル３０の伸縮時における経路延長部４０と伸縮ケーブル３０との間に発生する摩擦を低減することができる。

（変形例１）
第１変形例では、複数の電力等の供給先（モータドライバ）がロボットアーム１０２にある場合の経路延長部４０の構成例について説明する。以下、第１実施形態との差異を中心に、第１変形例に係る多関節ロボットアーム機構について図７を参照して説明する。
図７は、第１実施形態の第１変形例に係る多関節ロボットアーム機構の内部構造を示す図である。第１変形例に係る多関節ロボットアーム機構は、伸縮性を有さないケーブル３０ａと、複数の伸縮ケーブル３０ｂ−３０ｅと、複数のケーブル固定部１３５ａ−１３５ｊと、複数のドライバセット１４０ａ−１４０ｅと、複数の経路延長部４０ｂ１−４０ｅ１とを有する。ドライバセット１４０ａは、モータドライバ１３７ａとモータ１３９ａとを有する。他のドライバセット１４０ｂ−１４０ｅもモータとモータドライバとのセット（モータドライバ１３７ｂとモータ１３９ｂ、モータドライバ１３７ｃとモータ１３９ｃ、モータドライバ１３７ｄとモータ１３９ｄ、モータドライバ１３７ｅとモータ１３９ｅ）をそれぞれ有する。複数のドライバセット１４０ａ−１４０ｄは、それぞれ対応する複数の回転関節部Ｊ１−Ｊ４を回転するための動力を発生する。ドライバセット１４０ｅは、ハンド部１１６を開閉するための動力を発生する。

ケーブル３０ａの一端は、モータドライバ１３７ａのコネクタに接続され、他端は、電源回路のコネクタと制御装置のコネクタとに接続される。伸縮ケーブル３０ａの一端部分は、モータドライバ１３７ａの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｂで固定され、他端部分は、基部１０１内の底の位置に設けられたケーブル固定部１３５ａで固定される。
ケーブル固定部１３５ａとケーブル固定部１３５ｂとの間に回転関節部が介在していないため、ロボットアーム１０２の回転動作で、モータドライバ１３７ａと電源回路等との間の距離に変化は生じない。したがって、ケーブル３０ａは伸縮性を有さなくてもよい。

伸縮ケーブル３０ｂの一端はモータドライバ１３７ａのコネクタに接続され、他端は、モータドライバ１３７ｂのコネクタに接続される。伸縮ケーブル３０ｂの一端部分は、モータドライバ１３７ａの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｃで固定され、他端部分は、モータドライバ１３７ｂの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｄで固定される。経路延長部４０ｂ１は、ケーブル固定部１３５ｃとケーブル固定部１３５ｄとの間の配線経路上に介在される。回転関節部Ｊ１の回転位置によって、ケーブル固定部１３５ｃとケーブル固定部１３５ｄとの間に経路差が生じる。収縮時の伸縮ケーブル３０ｂの全長は、回転関節部Ｊ１で発生する最大の経路差以上の伸縮長を確保するために必要とされる長さを有する。経路延長部４０ｂ１は、収縮時の伸縮ケーブル３０ｂの全長と、第１姿勢時における、ケーブル固定部１３５ｃからケーブル固定部１３５ｄまでを複数のケーブルガイド５１のみで形成した配線経路長との間の差分を延長する。これにより、伸縮ケーブル３０ｂは、回転関節部Ｊ１がどの位置に回転しても、モータドライバ１３７ａとモータドライバ１３７ｂとの間の電気的な接続を維持させることができる。

伸縮ケーブル３０ｃの一端はモータドライバ１３７ｂのコネクタに接続され、他端は、モータドライバ１３７ｃのコネクタに接続される。伸縮ケーブル３０ｃの一端部分は、モータドライバ１３７ｂの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｅで固定され、他端部分は、モータドライバ１３７ｃの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｆで固定される。経路延長部４０ｃ１は、ケーブル固定部１３５ｅとケーブル固定部１３５ｆとの間の配線経路上に介在される。回転関節部Ｊ２の回転位置によって、ケーブル固定部１３５ｅとケーブル固定部１３５ｆとの間に経路差が生じる。収縮時の伸縮ケーブル３０ｃの全長は、回転関節部Ｊ２で発生する最大の経路差以上の伸縮長を確保するために必要とされる長さを有する。経路延長部４０ｃ１は、収縮時の伸縮ケーブル３０ｃの全長と、第１姿勢時における、ケーブル固定部１３５ｅからケーブル固定部１３５ｆまでを複数のケーブルガイド５１のみで形成した配線経路長との間の差分を延長する。これにより、伸縮ケーブル３０ｃは、回転関節部Ｊ２がどの位置まで回転しても、モータドライバ１３７ｂとモータドライバ１３７ｃとの間の電気的な接続を維持させることができる。

伸縮ケーブル３０ｄの一端はモータドライバ１３７ｃのコネクタに接続され、他端は、モータドライバ１３７ｄのコネクタに接続される。伸縮ケーブル３０ｄの一端部分は、モータドライバ１３７ｃの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｇで固定され、他端部分は、モータドライバ１３７ｄの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｈで固定される。経路延長部４０ｄ１は、ケーブル固定部１３５ｇとケーブル固定部１３５ｈとの間の配線経路上に介在される。回転関節部Ｊ３の回転位置によって、ケーブル固定部１３５ｇとケーブル固定部１３５ｈとの間に経路差が生じる。収縮時の伸縮ケーブル３０ｄの全長は、回転関節部Ｊ３で発生する最大の経路差以上の伸縮長を確保するために必要とされる長さを有する。経路延長部４０ｄ１は、収縮時の伸縮ケーブル３０ｄの全長と、第１姿勢時における、ケーブル固定部１３５ｇからケーブル固定部１３５ｈまでを複数のケーブルガイド５１のみで形成した配線経路長との間の差分を延長する。これにより、伸縮ケーブル３０ｄは、回転関節部Ｊ３がどの位置まで回転しても、モータドライバ１３７ｃとモータドライバ１３７ｄとの間の電気的な接続を維持させることができる。

伸縮ケーブル３０ｅの一端はモータドライバ１３７ｄのコネクタに接続され、他端は、モータドライバ１３７ｅのコネクタに接続される。伸縮ケーブル３０ｅの一端部分は、モータドライバ１３７ｄの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｉで固定され、他端部分は、モータドライバ１３７ｅの近傍に設けられたケーブル固定部１３５ｊで固定される。経路延長部４０ｅ１は、ケーブル固定部１３５ｉとケーブル固定部１３５ｊとの間の配線経路上に介在される。回転関節部Ｊ４の回転位置によって、ケーブル固定部１３５ｉとケーブル固定部１３５ｊとの間に経路差が生じる。収縮時の伸縮ケーブル３０ｅの全長は、回転関節部Ｊ４で発生する最大の経路差以上の伸縮長を確保するために必要とされる長さを有する。経路延長部４０ｅ１は、収縮時の伸縮ケーブル３０ｅの全長と、第１姿勢時における、ケーブル固定部１３５ｉからケーブル固定部１３５ｊまでを複数のケーブルガイド５１のみで形成した配線経路長との間の差分を延長する。これにより、伸縮ケーブル３０ｅは、回転関節部Ｊ４がどの位置まで回転しても、モータドライバ１３７ｄとモータドライバ１３７ｅとの間の電気的な接続を維持させることができる。

複数の経路延長部４０ｂ１−４０ｅ１各々には、第１実施形態の図２、図５および図６で説明した経路延長部４０の構造を適用することができる。以上説明した第１実施形態の第１変形例に係る多関節ロボットアーム機構によれば、ロボットアーム１０２に電力等の供給先が複数ある場合においても、回転関節部を跨ぐ配線経路上に経路延長部４０を設けることで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、伸縮ケーブル３０ｂは、モータドライバ１３７ａとモータドライバ１３７ｂとを接続する。モータドライバ１３７ａとモータドライバ１３７ｂとの間の配線経路上には回転関節部Ｊ１が介在される。収縮時の伸縮ケーブル３０ｂの全長は、回転関節部Ｊ１で発生される最大の経路差以上の伸縮長を確保するために必要とされる長さを有する。経路延長部４０ｂ１により延長される配線経路の全長は、収縮時の伸縮ケーブル３０ｂの全長に略等価である。すなわち、経路延長部４０ｂ１は、回転関節部Ｊ１の回転に依らず、伸縮ケーブル３０ｂをたるませずに収容することができる。また、伸縮ケーブル３０ｂは、回転関節部Ｊ１の回転に依らず、モータドライバ１３７ａとモータドライバ１３７ｂとの間の電気的な接続を維持させることができる。

なお、ロボットアーム１０２に電力等の供給先が複数ある場合における伸縮ケーブル３０の配線方法は、図７で示した構成に限定されない。例えば、複数のモータドライバ１３７ｂ−１３７ｅ各々が電力等の供給元に独立に伸縮ケーブル３０で接続されてもよい。このとき、経路延長部４０は、複数の伸縮ケーブル３０の配線経路毎に設けられればよい。

（変形例２）
第２変形例では、回転関節部を用いた経路延長部４０の構成例について説明する。以下、第１実施形態と第１実施形態の変形例１との差異を中心に、第２変形例に係る多関節ロボットアーム機構について図８を参照して説明する。
図８は、第１実施形態の第２変形例に係る多関節ロボットアーム機構の内部構造を示す図である。図８は図７に対応する。図７で説明したように、第１変形例に係る複数の経路延長部４０ｂ１−４０ｅ１は、回転関節部Ｊ１−Ｊ４の隣り合うペアの間に設けられる。一方、第２変形例に係る経路延長部４０ｂ２−４０ｅ２各々は、回転関節部の内部に構成される。例えば、経路延長部４０ｃ２は、回転関節部Ｊ２の回転軸体を用いて構成される。

図９は、第１実施形態の第２変形例に係り、回転関節部Ｊ２の回転軸体を用いて構成される経路延長部４０ｃ２の内部構造を示す図である。図９（ａ）は、側面の断面図、図９（ｂ）は正面の断面図をそれぞれ示す。経路延長部４０ｃ２は、回転関節部Ｊ２の回転軸体１７０を回転に構成される。回転軸体１７０は、アーム部１０５とアーム部１０３とを回転自在に連結する。回転軸体１７０には、伸縮ケーブル３０ｃ同士を接触させないためのガイド溝１７２がらせん状に形成されている。ガイド溝１７２に沿って、伸縮ケーブル３０ｃが巻き付けられることにより、経路延長部４０ｃ２は、配線経路を延長することができる。経路延長部４０ｃ２により延長される配線経路の全長は、収縮時の伸縮ケーブル３０ｃの全長に略等価である。収縮時の伸縮ケーブル３０ｃの全長は、回転関節部Ｊ２で発生する配線経路の経路差以上の伸縮長を確保するために必要とされる長さを有する。経路延長部４０ｃ２は、収縮時の伸縮ケーブル３０ｃの全長と、第１姿勢時における、ケーブル固定部１３５ｅからケーブル固定部１３５ｆまでを複数のケーブルガイド５１のみで形成した配線経路長との間の差分を延長する。経路延長部４０ｃ２で延長する配線経路長は、回転軸体１７０への伸縮ケーブル３０ｃの巻き数、回転軸体１７０の径等で適宜変更することができる。ガイド溝１７２に沿って伸縮ケーブル３０ｃが巻き付けられることにより、隣り合う伸縮ケーブル部分同士が接触しないため、伸縮により逆方向に伸び縮みする伸縮ケーブル部分同士の摩擦を抑えることができる。また、伸縮ケーブル３０ｃは、巻き付けられた回転軸体１７０の回転により伸縮する。そのため、回転軸体１７０と伸縮ケーブル３０ｃとの間の摩擦を小さくすることができる。これらの効果により、伸縮ケーブル３０の破断のリスクを小さくできる。また、元々存在する部品の回転軸体１７０を利用して経路延長部４０ｃ２を構成することができるため、経路延長部４０ｃ２としての占有体積を極小化することができる。さらに、第１実施形態のように、経路延長部４０ｃ２としての追加部品が不要であるため、コストを削減することができる。

図１０は、第１実施形態の第２変形例に係り、回転関節部Ｊ２の回転軸体を用いて構成される経路延長部４０ｃ２の内部構造を示す図である。図１０（ａ）は、側面から見た断面図、図１０（ｂ）は正面から見た断面図をそれぞれ示す。図１０に示す経路延長部４０ｃ２は、回転関節部Ｊ２の回転軸体１７４に構成される。回転軸体１７４は、アーム部１０５とアーム部１０３とを回転自在に連結する。回転軸体１７４は、筒状形状を有する。筒状の中空部分に伸縮ケーブル３０ｃが挿通されることにより、経路延長部４０ｃ２は、配線経路を延長することができる。このとき、延長される配線経路長は、回転軸体１７４の軸方向（図中Ｘ方向）の挿通部分の長さに対応する。経路延長部４０ｃ２で延長する必要のある配線経路長が長い場合、伸縮ケーブル３０ｃは回転軸体１７４の軸方向に沿って巻き付けられてもよい。図１０に示す経路延長部４０ｃ２は、元々存在する部品の筒状の回転軸体１７４を利用して構成される。そのため、経路延長部４０としての占有体積を極小化することができる。また、第１実施形態のように、経路延長部４０としての追加部品が不要であるため、コストを削減することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、本発明をインクジェットプリンタに適用した場合に対応する。以下、図面を参照しながら、第２実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。

図１１は、第２実施形態に係るインクジェットプリンタ２の概略構成図である。図１１に示すように、第２実施形態に係るインクジェットプリンタ２は、キャリッジ２０２と、インクジェットプリンタ用のヘッド２０３（以下、単にヘッド２０３と称する。）と、プリンタフレーム２０４と、キャリッジ軸２０５と、排紙ローラ２０６とを有する。

図１２は、第２実施形態に係るインクジェットプリンタの伸縮ケーブルの配線機構の一例を示す図である。図１２（ａ）は、キャリッジ２０２の基準位置を示し、図１２（ｂ）は、キャリッジ２０２の最大移動位置を示している。基準位置は、ヘッド側ケーブル固定部２２０ａが本体側ケーブル固定部２２０ｂに最も近づく位置に対応する。最大移動位置は、ヘッド側ケーブル固定部２２０ａが本体側ケーブル固定部２２０ｂから最も遠ざかる位置に対応する。

キャリッジ２０２は、複数のインクカートリッジ２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃおよび２０２ｄを内部に搭載する。キャリッジ２０２は、その下面にヘッド２０３を備える。ヘッド２０３は、インクジェットノズル（図示せず）からインクを吐出することにより記録用紙（記録媒体）Ｐに所定の画像等を出力する。インクジェットノズルから吐出されるインクの種類および量は、本体部（図示せず）により制御される。本体部は、電源回路と制御装置とを有する。キャリッジ２０２は、本体部からの電力および信号の供給を受けるための受信部２０７を有する。本体部と受信部２０７との間は、伸縮ケーブル３０により接続される。伸縮ケーブル３０の配線機構については後述する。キャリッジ２０２は、プリンタフレーム２０４内のキャリッジ軸２０５により移動可能に支持される。キャリッジ軸２０５は、記録用紙Ｐの搬送方向Ａ（Ｚ軸方向）と直交し、記録用紙Ｐの搬送面と平行な軸（Ｘ軸）Ｂを有する。排紙ローラ２０６は、記録用紙Ｐを排紙する。

インクジェットプリンタ２の動作は、以下の通りである。まず、給紙部（図示せず）から給紙された記録用紙Ｐが、搬送部（図示せず）により搬送方向Ａに沿って、プラテンローラ（図示せず）とヘッド２０３との間に搬送される。そして、本体部により、キャリッジ２０２の移動、ヘッド２０３によるインクの吐出、及び記録用紙Ｐの搬送が連動するように制御されることにより、記録用紙Ｐに所定の画像などが出力される。その後、記録後の記録用紙Ｐが排紙ローラ２０６により排紙される。図１２に示すように、伸縮ケーブル３０の配線機構は、伸縮ケーブル３０と、複数のケーブルガイド５１と、経路延長部４０と、ヘッド側ケーブル固定部２２０ａと、本体側ケーブル固定部２２０ｂとで構成される。

伸縮ケーブル３０の一端は、キャリッジ２０２内の受信部２０７のコネクタに接続される。他端は、本体部のコネクタ（電力を発生する電源回路のコネクタと制御信号を発生する制御装置のコネクタと）に接続される。インクジェット制御部２０８は、受信部２０７を介して入力された電力と制御信号とに基づいて、インクジェットノズルを制御する。

伸縮ケーブル３０の一端部分は、キャリッジ２０２内の受信部２０７の近傍に設けられたケーブル固定部２２０ａ（ヘッド側ケーブル固定部２２０ａと称する。）に固定される。伸縮ケーブル３０の他端部分は、本体部内に設けられたケーブル固定部２２０ｂ（本体側ケーブル固定部２２０ｂと称する。）に固定される。これにより、伸縮ケーブル３０に張力がかけられた状態であっても、伸縮ケーブル３０がコネクタから抜けてしまう等の不通リスクを低減することができる。伸縮ケーブル３０のヘッド側ケーブル固定部２２０ａと本体側ケーブル固定部２２０ｂとの間の部分は、複数のケーブルガイド５１によりガイドされる。複数のケーブルガイド５１は、伸縮ケーブル３０の配線経路を形成する。複数のケーブルガイド５１によりガイドされた伸縮ケーブル３０は、キャリッジ軸２０５内を通る。

経路延長部４０は、ヘッド側ケーブル固定部２２０ａから本体側ケーブル固定部２２０ｂまでの配線経路を延長するために、伸縮ケーブル３０の配線経路上に介在する。図１２に示すように、例えば、経路延長部４０は、キャリッジ軸２０５内に設けられる。経路延長部４０は、同一の半径を有する複数のプーリー、ここでは第１のプーリー２４１と第２プーリー２４２とを有する。これらのプーリー２４１と２４２とは、キャリッジ軸２０５の軸方向（Ｘ軸）と略平行な方向に関して分散配置される。例えば、第１プーリー２４１は、第２プーリー２４２の上方（Ｙ軸方向に）に所定距離隔てた位置に配置される。伸縮ケーブル３０が、ヘッド側ケーブル固定部２２０ａから第１プーリー２４１、第２プーリー２４２の順に掛け渡される。これにより複数のプーリー２４１，２４２は、伸縮ケーブル３０をキャリッジ軸２０５の軸方向に沿った往復配線経路を形成する。

キャリッジ２０２が基準位置に配置されているとき、ヘッド側ケーブル固定部２２０ａから本体側ケーブル固定部２２０ｂまでの間に配列される複数のケーブルガイド５１のみによる配線経路を最短経路と称する。収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、基準位置に配置されたときのキャリッジ２０２の位置と最大移動時のキャリッジ２０２の位置との間の距離（移動長）Δｄ２１により決定される。具体的には、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、移動長Δｄ２１以上の伸縮長を確保するための長さを有する。このように決定された収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、最短経路の全長よりも長い。経路延長部４０の往復配線経路は、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長と最短経路の全長との間の差分を延長する。

以上述べた、第２実施形態に係るインクジェットプリンタ２によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、本発明を３軸移動機構に適用した場合に対応する。当該３軸移動機構は、例えば、クレーン式のゲーム機器、３Ｄプリンタ、工作用のＸＹステージ等に装備されることができる。以下、図面を参照しながら、第３実施形態に係る３軸移動機構について説明する。

図１３は、第３実施形態に係る３軸移動機構３の外観斜視図である。図１３に示すように、３軸移動機構３は、一対のコラム３０１と、クロスレール３０３と、クロスレール移動部３０５と、主軸装置３０７と、主軸装置移動部３０９と、作用部３１１と、作用部移動部３１３と、を有する。

一対のコラム３０１は、Ｘ軸方向に所定距離隔てた位置に配置される。一対のコラム３０１は、クロスレール３０３をＹ軸方向に移動可能に支持する。クロスレール３０３は、クロスレール移動部３０５により、Ｙ軸方向に移動される。クロスレール移動部３０５は、本体部（図示せず）の制御に従って動作する。クロスレール３０３は、主軸装置３０７をＸ軸方向に移動可能に支持する。主軸装置３０７は、主軸装置移動部３０９により、Ｘ軸方向に移動される。主軸装置移動部３０９は、本体部の制御に従って動作する。主軸装置３０７は、その先端部分に、作用部３１１をＺ軸方向に移動可能に支持する。作用部３１１は、本体部の制御に従って動作する。ここでは、作用部３１１を切削用のドリル３１１とする。主軸装置３０７は、ドリル３１１を回転自在に保持する。主軸装置３０７は、Ｚ軸に平行な回転軸を有する。なお、作用部３１１は、他のものに代替が可能である。例えば、主軸装置３０７には、作用部３１１を取り付けるための回転継手等の取り付け部が装備されてもよい。

本体部は、電源回路と制御装置とを有する。本体部とドリル３１１は伸縮ケーブル３０により接続される。伸縮ケーブル３０の配線機構については後述する。ドリル３１１は、本体部の電源回路から電力供給を受け、本体部の制御装置からの制御信号に応じた動作を行う。本体部とドリル３１１との間は、伸縮ケーブル３０により接続される。ドリル３１１は、クロスレール３０３がＹ軸方向、主軸装置３０７がＸ軸方向、及びドリル３１１がＺ軸方向にそれぞれ移動されることにより、その位置が決定される。

図１４は、第３実施形態に係る３軸移動機構３の伸縮ケーブル３０の配線機構の一例を示す図である。図１４に示すように、伸縮ケーブル３０の配線機構は、伸縮ケーブル３０と、複数のケーブルガイド５１と、複数、ここでは３つの経路延長部４０ａ３、４０ｃ３、４０ｄ３と、複数のケーブル固定部３２０ａ−３２０ｄとで構成される。

伸縮ケーブル３０の一端は、ドリル３１１のコネクタに接続される。他端は、本体部のコネクタに接続される。伸縮ケーブル３０の一端部分は、主軸装置３０７内のドリル３１１のコネクタ近傍に設けられたケーブル固定部３２０ａ（以下、ドリル側ケーブル固定部３２０ａと称する。）に固定される。伸縮ケーブル３０の他端部分は、コラム３０１内の本体部の近傍に設けられたケーブル固定部３２０ｂ（以下、コラム側ケーブル固定部３２０ｂと称する。）に固定される。これにより、伸縮ケーブル３０に張力がかけられた状態であっても、伸縮ケーブル３０がコネクタから抜けてしまう等の不通リスクを低減することができる。また、伸縮ケーブル３０の途中部分は、主軸装置３０７内のクロスレール３０３の近傍に設けられたケーブル固定部３２０ｃ（以下、主軸側ケーブル固定部３２０ｃと称する。）と、クロスレール３０３内のコラム３０１の近傍に設けられたケーブル固定部３２０ｄ（以下、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄと称する。）に固定される。

伸縮ケーブル３０の配線経路は、複数のケーブル固定部３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ及び３２０ｄにより３つの配線区間に分けられる。配線経路のうち、コラム配線区間は、コラム側ケーブル固定部３２０ｂとクロスレール側ケーブル固定部３２０ｄとで区切られた区間である。伸縮ケーブル３０のコラム配線区間に対応する部分は、クロスレール３０３のＹ軸方向の移動に伴って収縮される。配線経路のうち、クロスレール配線区間は、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄと主軸側ケーブル固定部３２０ｃとで区切られた区間である。伸縮ケーブル３０のクロスレール配線区間に対応する部分は、主軸装置３０７のＸ軸方向の移動に伴って収縮される。主軸配線区間は、配線経路のうち、主軸側ケーブル固定部３２０ｃとドリル側ケーブル固定部３２０ａとで区切られた区間である。伸縮ケーブル３０の主軸配線区間に対応する部分は、ドリル３１１のＺ軸方向の移動に伴って収縮される。クロスレール３０３がコラム３０１上を移動するとき、コラム側ケーブル固定部３２０ｂは固定点となり、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄはクロスレール３０３と共に移動する移動点となる。主軸装置３０７がクロスレール３０３に沿って移動するとき、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄは固定点となり、主軸側ケーブル固定部３２０ｃは主軸装置３０７と共に移動する移動点となる。ドリル３１１が主軸装置３０７に対して移動するとき、主軸側ケーブル固定部３２０ｃは固定点となり、ドリル側ケーブル固定部３２０ａはドリル３１１と共に移動する移動点となる。このように、３つの配線区間にそれぞれ対応する伸縮ケーブル３０の３つのケーブル部分はそれぞれ独立に伸縮される。

なお、ドリル側ケーブル固定部３２０ａとコラム側ケーブル固定部３２０ｂとの間は、複数、ここでは３本の伸縮ケーブル３０１，３０２、３０３を用いて接続されてもよい。このとき、第１の伸縮ケーブル３０１は、コラム配線区間に対応し、一端が本体部のコネクタ、他端がクロスレール側ケーブル固定部３２０ｄのコネクタに接続される。第２の伸縮ケーブル３０２は、クロスレール配線区間に対応し、一端がクロスレール側ケーブル固定部３２０ｄのコネクタ、他端が主軸側ケーブル固定部３２０ｃのコネクタに接続される。第３の伸縮ケーブル３０３は、主軸配線区間に対応し、一端が主軸側ケーブル固定部３２０ｃのコネクタ、他端がドリル３１１のコネクタに接続される。複数の伸縮ケーブル３０１、３０２、及び３０３は、それぞれＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に配線される。したがって、複数の伸縮ケーブル３０１、３０２、及び３０３各々は、ケーブル固定部により途中で固定される必要はない。また、複数の伸縮ケーブル３０１、３０２、及び３０３各々には、一方向の張力しか働かない。一方、１本の伸縮ケーブル３０を配線する場合、伸縮ケーブル３０は複数ケーブル固定部により固定される。伸縮ケーブル３０が固定された部分には、直交する２つの方向からの張力が発生する。例えば、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄで固定されている伸縮ケーブル３０には、Ｘ軸方向からの張力とＹ軸方向からの張力とが働く。そのため、そのため、複数の伸縮ケーブル３０１、３０２、及び３０３を用いた配線方法は、１本の伸縮ケーブル３０を配線する場合に比べて、耐久性を向上させることができる。また、１本の伸縮ケーブル３０を用いて配線した場合において、不通部分があれば、伸縮ケーブル３０を丸々交換する必要がある。一方、複数の伸縮ケーブル３０１、３０２、及び３０３を用いて配線した場合において、不通部分があれば、その部分を含む伸縮ケーブルだけを交換すればよい。そのため、複数の伸縮ケーブル３０１、３０２、及び３０３を用いた配線方法は、１本の伸縮ケーブル３０を配線する場合に比べて、メンテナンス時の伸縮ケーブルの交換が容易であり、伸縮ケーブルの交換のコストを低減することができる。

経路延長部４０は、各配線区間（固定点と移動点との間）に設けられる。経路延長部４０ａ３は、主軸配線区間に設けられ、例えば、主軸装置３０７内に形成される。経路延長部４０ｃ３は、クロスレール配線区間に設けられ、例えば、クロスレール３０３内に形成される。経路延長部４０ｄ３は、コラム配線区間に設けられ、例えば、コラム３０１内に形成される。

複数の経路延長部４０ａ３、４０ｃ３、４０ｄ３は、それぞれ複数のプーリー、ここでは２つのプーリーを有する。２つのプーリーは、対応する配線区間の配線方向に分散配置され、配線方向に沿った往復配線経路を形成する。例えば、経路延長部４０ｃ３は、第１プーリー３４１ｃと第２プーリー３４２ｃとを有する。第１プーリー３４１ｃと第２プーリー３４１ｃとは、Ｘ軸方向に分散配置される。第１プーリー３４１ｃは、第２プーリー３４２ｃのＺ軸の上方に所定距離隔てた位置に配置される。伸縮ケーブル３０は、主軸側ケーブル固定部３２０ｃから第１プーリー３４１ｃ、第２プーリー３４２ｃの順に掛け渡される。これにより複数のプーリー３４１ｃ，３４２ｃは、伸縮ケーブル３０をＸ軸方向に沿った往復配線経路を形成する。経路延長部４０ｃ３は、伸縮ケーブル３０を、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄから第２プーリー３４２ｃにガイドするための第３プーリー３４３ｃを有する。

経路延長部４０ｃ３の往復配線経路は、クロスレール配線区間に配列される複数のケーブルガイド５１のみによる配線経路を延長する。具体的には、クロスレール配線区間で必要とされる、収縮時の伸縮ケーブル３０の長さは、伸縮長Δｄ３２により決定される。経路差Δｄ３２は、主軸装置３０７の基準位置と主軸装置３０７の最大移動位置との間の距離に対応する。主軸装置３０７の基準位置は、主軸装置３０７がクロスレール側ケーブル固定部３２０ｄに最も近づく位置に対応する。このときの、主軸側ケーブル固定部３２０ｃの位置を、図中の点線で示す。一方、主軸装置３０７の最大移動位置は、主軸装置３０７がクロスレール側ケーブル固定部３２０ｄから最も遠い位置に対応する。このときの、主軸側ケーブル固定部３２０ｃの位置を、図中の実線で示す。主軸装置３０７が基準位置に配置されているときの、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄから主軸側ケーブル固定部３２０ｃまでの間に配列される複数のケーブルガイド５１のみによる配線経路を最短経路と称する。

クロスレール配線区間で必要とされる伸縮ケーブル３０は、ケーブル収縮時において、伸縮長Δｄ３２をケーブルの伸縮長で確保するために必要な全長を有する。具体的には、伸縮ケーブル３０のクロスレール配線区間に対応する部分が、収縮前後の長さの差分がΔｄ３２以上となるように、全長が決定される。クロスレール配線区間で必要とされる伸縮ケーブル３０の全長は、最短経路の全長よりも長い。経路延長部４０ｃ３の往復配線経路は、クロスレール配線区間で必要とされる収縮時の伸縮ケーブル３０の全長と最短経路の全長との間の差分を延長する。

同様に、コラム配線区間で必要とされる伸縮ケーブル３０は、ケーブル収縮時において、伸縮長Δｄ３３をケーブルの伸縮長で確保するために必要な全長を有する。具体的には、伸縮ケーブル３０のコラム配線区間に対応する部分が、収縮前後の長さの差分がΔｄ３３以上となるように、全長が決定される。経路差Δｄ３３は、クロスレール３０３の基準位置とクロスレール３０３の最大移動位置との間の距離に対応する。クロスレール３０３の基準位置は、クロスレール３０３がコラム側ケーブル固定部３２０ｂに最も近づく位置に対応する。このときの、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄの位置を、図中の点線で示す。一方、クロスレール３０３の最大移動位置は、クロスレール３０３がコラム側ケーブル固定部３２０ｂから最も遠い位置に対応する。このときの、クロスレール側ケーブル固定部３２０ｄの位置を、図中の実線で示す。クロスレール３０３が基準位置に配置されているときの、コラム側ケーブル固定部３２０ｂからクロスレール側ケーブル固定部３２０ｄまでの間に配列される複数のケーブルガイド５１のみによる配線経路を最短経路と称する。コラム配線区間で必要とされる伸縮ケーブル３０の全長は、最短経路の全長よりも長い。経路延長部４０ｄ３の往復配線経路は、コラム配線区間で必要とされる収縮時の伸縮ケーブル３０の全長と最短経路の全長との間の差分を延長する。

主軸配線区間で必要とされる伸縮ケーブル３０は、ケーブル収縮時において、伸縮長Δｄ３１をケーブルの伸縮長で確保するために必要な全長を有する。具体的には、伸縮ケーブル３０の主軸配線区間に対応する部分が、収縮前後の長さの差分がΔｄ３１以上となるように、全長が決定される。経路差Δｄ３１は、ドリル３１１の基準位置とドリル３１１の最大移動位置との間の距離に対応する。ドリル３１１の基準位置は、ドリル３１１が主軸側ケーブル固定部３２０ｃに最も近づく位置に対応する。このときの、ドリル側ケーブル固定部３２０ａの位置を、図中の点線で示す。一方、ドリル３１１の最大移動位置は、ドリル３１１が主軸側ケーブル固定部３２０ｃから最も遠い位置に対応する。このときの、ドリル側ケーブル固定部３２０ａの位置を、図中の実線で示す。ドリル３１１が基準位置に配置されているときの、主軸側ケーブル固定部３２０ｃからドリル側ケーブル固定部３２０ａまでの間に配列される複数のケーブルガイド５１のみによる配線経路を最短経路と称する。主軸配線区間で必要とされる伸縮ケーブル３０の全長は、最短経路の全長よりも長い。経路延長部４０ａ３の往復配線経路は、主軸配線区間で必要とされる収縮時の伸縮ケーブル３０の全長と最短経路の全長との間の差分を延長する。

以上まとめると、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、各配線区間で必要とされる収縮時の伸縮ケーブル３０の長さの和で決定される。

以上述べた、第３実施形態に係る３軸移動機構３によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。また、第３実施形態において、本体部からドリル３１１までの配線経路は、複数のケーブル固定部３２０ａ−３２０ｄにより、３つの配線区間に区分けされる。３つの配線区間は、それぞれＸ軸方向の配線区間、Ｙ軸方向の配線区間、及びＺ軸方向の配線方向に対応する。Ｘ軸方向の配線区間に経路延長部４０ｃ３が設けられ、Ｙ軸方向の配線区間に経路延長部４０ｄ３が設けられ、Ｚ軸方向の配線方向に経路延長部４０ａ３が設けられる。経路延長部４０ａ３はドリル３１１のＺ軸方向の移動に伴う伸縮ケーブル３０のＺ軸方向の収縮に対応するように構成される。これにより、伸縮ケーブル３０の経路延長部４０ａ３に掛け渡されいる部分には、Ｚ軸方向の張力しか発生しない。経路延長部４０ｃ３はドリル３１１のＸ軸方向の移動に伴う伸縮ケーブル３０のＸ軸方向の収縮に対応するように構成される。これにより、伸縮ケーブル３０の経路延長部４０ｃ３に掛け渡されいる部分には、Ｘ軸方向の張力しか発生しない。経路延長部４０ｄ３はドリル３１１のＹ軸方向の移動に伴う伸縮ケーブル３０のＹ軸方向の収縮に対応するように構成される。これにより、伸縮ケーブル３０の経路延長部４０ｄ３に掛け渡されいる部分には、Ｙ軸方向の張力しか発生しない。したがって、ドリル３１１がどのような位置に動いても、３つの配線区間各々に対応する伸縮ケーブル３０の３つの部分には、常に同じ方向の張力しか発生しない。複数の経路延長部４０ａ３、４０ｃ３および４０ｄ３は、それぞれの配線区間で発生する張力に応じて伸縮ケーブル３０がスムーズに伸縮するようにプーリー等を構成することができる。すなわち、伸縮ケーブル３０の伸縮に伴って、伸縮ケーブル３０と他の部品（ケーブルガイドおよびプーリー等）との間に発生する摩擦を小さくでき、ひいては、伸縮ケーブル３０の断線等のリスクを低減することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態は、本発明を油圧機構に適用した場合に対応する。以下、図面を参照しながら、第４実施形態に係る油圧機構を搭載した高所作業車について説明する。

図１５は、第４実施形態に係る油圧機構を搭載した高所作業車の外観図である。図１５に示すように、高所作業車４は、車台４１１と、旋回台４１２と、アーム４１３と、作用部４１４と、起伏アクチュエータ４１５とを有する。車台４１１は、旋回台４１２を旋回自在に支持する。旋回台４１２はＺ軸に平行な旋回軸を有する。旋回台４１２は、アーム４１３を起伏自在に支持する。起伏アクチュエータ４１５は、旋回台４１２とアーム４１３とを固定する。起伏アクチュエータ４１５は、油圧シリンダーを有する。油圧シリンダーの伸縮に応じて、アーム４１３が起伏する。アーム４１３は、例えば、円筒形状を有するアーム部４１３ａとアーム部４１３ｂとの入れ子構造により構成される。アーム４１３の内部には、油圧シリンダーが設けられる。アーム４１３は、内部油圧シリンダーの伸縮によって、内側のアーム部４１３ｂが外側のアーム部４１３ａから送り出されることにより伸長し、挿入されることにより収縮する。

アーム４１３の先端部分には作用部４１４が取り付けられる。操作者は、図示しない操作盤を用いて、旋回台４１２の旋回動作、起伏アクチュエータ４１５のアーム４１３の起伏動作、アーム４１３の伸縮動作を指示することにより、作用部４１４を任意の位置に移動させることができる。ここでは、作用部４１４を照明４１４とする。照明４１４には、伸縮ケーブル３０を介して外部電源から電力が供給される。なお、図１５において、点線はアーム４１３の基準姿勢を示し、実線はアーム４１３が最大に伸長されたときの起伏姿勢を示す。

図１６は、第４実施形態に係る油圧機構を搭載した高所作業車４の経路延長部４０の構造の一例を示す図である。図１６において、アーム４１３の基準姿勢を点線で、起伏姿勢を実線で示す。図１６に示すように、伸縮ケーブル３０の配線機構は、伸縮ケーブル３０と、複数のケーブルガイド５１と、経路延長部４０と、作用部側ケーブル固定部４２０ａと、旋回台側ケーブル固定部４２０ｂとで構成される。

伸縮ケーブル３０の一端は、照明４１４のコネクタに接続される。他端は、旋回台４１２に設けられた外部コネクタに接続される。外部コネクタには、外部電源が接続される。

伸縮ケーブル３０の一端部分は、照明４１４の近傍に設けられたケーブル固定部４２０ａ（以下、作用部側ケーブル固定部４２０ａと称する。）に固定される。伸縮ケーブル３０の他端部分は、旋回台４１２内の外部コネクタの近傍に設けられたケーブル固定部４２０ｂ（以下、旋回台側ケーブル固定部４２０ｂと称する。）に固定される。これにより、伸縮ケーブル３０に張力がかけられた状態であっても、伸縮ケーブル３０がコネクタから抜けてしまう等の不通リスクを低減することができる。伸縮ケーブル３０の作用部側ケーブル固定部４２０ａと旋回台側ケーブル固定部４２０ｂとの間の部分は、複数のケーブルガイド５１によりガイドされる。複数のケーブルガイド５１は、伸縮ケーブル３０の配線経路をアーム４１３に沿って外部に形成する。なお、複数のケーブルガイド５１は、伸縮ケーブル３０の配線経路がアーム４１３内に形成されるように配置されてもよい。また、複数のケーブルガイド５１は、配線経路の一部分がアーム４１３内に形成されるように配置されてもよい。

経路延長部４０は、作用部側ケーブル固定部４２０ａから旋回台側ケーブル固定部４２０ｂまでの配線経路を延長するために、伸縮ケーブル３０の配線経路上に介在する。図１６に示すように、経路延長部４０は、旋回台４１２内に形成される。経路延長部４０は、同一の半径を有する第１プーリー４４１と第２プーリー４４２とを有する。これらのプーリー４４１，４４２は、設置面Ｇに直交する方向（Ｚ軸方向）に関して分散配置される。伸縮ケーブル３０が、旋回台側ケーブル固定部４２０ｂ、第１プーリー４４１、第２プーリー４４２の順に掛け渡される。これにより第１プーリー４４１と第２プーリー４４２は、伸縮ケーブル３０をＺ軸方向に沿って往復配線経路を形成する。第３プーリー４４３は、アーム４１３に沿って配線された伸縮ケーブル３０を第２プーリー４４２に掛け渡す。アーム４１３は、設置面Ｇに対して、任意の角度に起伏される。そのため、第３プーリー４４３は、アーム４１３がどのように起伏されても、第３プーリー４４３から伸縮ケーブル３０が外れない位置に配置される。

基準姿勢時において、作用部側ケーブル固定部４２０ａから旋回台側ケーブル固定部４２０ｂまでの間に配列される複数のケーブルガイド５１のみによる配線経路を最短経路と称する。収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、基準姿勢時の照明４１４の位置と起伏姿勢時の照明４１４の位置との間の距離（伸縮長）Δｄ４１により決定される。このとき、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、最短経路の全長よりも長い。経路延長部４０の往復配線経路は、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長と最短経路の全長との間の差分を延長する。

以上述べた、第４実施形態に係る高所作業車４によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本実施形態は、固定部と移動部とを有する装置（機構）における、固定部と移動部との間の伸縮ケーブル３０の配線機構に関する。第１−第４実施形態のように、固定部には、例えば外部電源装置と外部制御装置等が装備されている。例えば、移動部は、第１実施形態では複数の回転関節部Ｊ１−Ｊ４を有するロボットアーム１０２に装備されたハンド部１１６に相当する。第２実施形態では、キャリッジ軸２０５に沿って往復移動するキャリッジに相当する。第３実施形態では、３軸移動機構によって、３軸方向に移動可能に保持されるドリル３１１に相当する。第４実施形態では、油圧機構によって伸縮可能なアーム４１３に装備された作用部４１４に相当する。

本実施形態に係る配線機構の適用先は、第１−第４実施形態で説明した各装置に限定されない。固定部から移動部に対して電力および制御信号の少なくとも一方を供給する必要があれば、固定部と移動部との間の配線機構として、本実施形態の適用が可能である。具体的には、本実施形態に係る伸縮ケーブル３０の配線機構は、従来、ケーブルベヤ（登録商標）を用いた装置に適用することができる。ケーブルベヤは、固定部と移動部との間に接続されたケーブルを保護し、予め決まった配線経路に案内するための装置である。したがって、固定部と移動部とを接続するケーブルに余長分が発生した場合においても、余長分が予め決まった配線経路に誘導される。そのため、ケーブルの余長分が周辺部品等に干渉することを防ぐことができる。ケーブルベヤを用いた装置には、例えば、チップマウンタ、検査装置、Ｘ線検査機、ワークの搬送台車、電動式の扉の開閉装置（車等のパワースライドドア）、天井クレーン等がある。また、人の動きをサポートするための外骨格ロボット等のケーブル配線機構に適用することができる。以下、伸縮ケーブル３０の配線機構について組立工場のラインへの適用を例に説明する。

図１７は、第５実施形態に係る配線機構を組み込んだ組立ラインの構成を示す外観斜視図である。図１７に示すように、組立ラインは、コンベア６１と、工具台車線路６５と、工具台車６７とを有する。ここでは、固定部は図示しない外部電源とし、移動部は工具台車６７に装備されているコンセント６７１とする。

コンベア６１は、作業対象物６３を連続的または断続的に運搬するための帯状の機械装置である。コンベア６１は、例えば、ベルト式及び鎖式の構造を有する。工具台車線路６５は、コンベア６１に並走するように設けられる。工具台車６７は下部に車輪を有し、コンベア６１に並設された工具台車線路６５上を移動する。工具台車６７は、電動式の工作機械、例えば電動ドリル等のプラグを差し込むためのコンセント（電気的接続部）６７１を装備する。コンセント（電気的接続部）６７１と外部電源との間は、伸縮ケーブル３０により接続される。伸縮ケーブル３０の配線機構については後述する。例えば、作業者はコンベア６１上に立ち、工具台車６７に取り付けられている工作機械を使用して、作業対象物６３に対する作業を行う。工具台車６７に取り付けられている工作機械で作業を行う作業エリアは組立ライン上で限定されている。作業者は、作業エリア毎に、対応する工具台車６７を移動させながら、作業対象物６３に対する作業を行う。

図１８は、第５実施形態に係り、工具台車６７と外部電源との間の伸縮ケーブル３０の配線機構の一例を示す図である。図１８（ａ）は、工具台車６７の基準位置を示し、図１８（ｂ）は、工具台車６７の最大移動位置を示している。基準位置は、工具台車６７の移動範囲の中心位置に対応する。最大移動位置は、工具台車６７が基準位置から最も遠ざかる位置である。第５実施形態において、工具台車６７はＺ軸方向に移動可能であり、基準位置を移動範囲の中央に配置したため、最大移動位置は、工具台車６７が基準位置から＋Ｚ方向に最も遠ざかった場合の位置Ｂと、−Ｚ方向に最も遠ざかった場合の位置Ａとの２つの位置がある。

図１８に示すように、伸縮ケーブル３０の配線機構は、伸縮ケーブル３０と、複数のガイドプーリー６２５、６２６ａ、６２６ｂと、経路延長部４０と、台車側ケーブル固定部６２０ａと、電源側ケーブル固定部６２０ｂとで構成される。

伸縮ケーブル３０の一端は、工具台車６７のコンセント６７１に接続される。伸縮ケーブル３０の他端は、外部電源に接続される。伸縮ケーブル３０は、例えば、工具台車線路６５の線路間に配線される。伸縮ケーブル３０の一端部分は、工具台車６７のコンセント６７１の近傍に設けられたケーブル固定部６２０ａ（以下、台車側ケーブル固定部６２０ａと称す。）により固定される。伸縮ケーブル３０の他端部分は、外部電源の近傍に設けられたケーブル固定部６２０ｂ（以下、電源側ケーブル固定部６２０ｂと称す。）により固定される。これにより、伸縮ケーブル３０に張力がかけられた状態であっても、伸縮ケーブル３０がコネクタから抜けてしまう等の不通リスクを低減することができる。

経路延長部４０は、台車側ケーブル固定部６２０ａから電源側ケーブル固定部６２０ｂまでの伸縮ケーブル３０の配線経路を延長するために、伸縮ケーブル３０の配線経路上に介在する。経路延長部４０は、工具台車６７の基準位置の近傍に設けられるのが好適である。これにより、伸縮ケーブル３０の必要な長さを短くすることができる。図１８に示すように、例えば、経路延長部４０は、同一の半径を有する複数のプーリー、ここでは第１のプーリー６２１、第２プーリー６２２、第３プーリー６２３及び第４プーリー６２４を有する。これらのプーリー６２１，６２２，６２３，６２４は、工具台車６７の移動方向（Ｚ軸方向）に略平行な方向に関して分散配置される。例えば、第１プーリー６２１と第３プーリー６２３とは、Ｚ軸に関して同位置に配置される。第２プーリー６２２と第４プーリー６２４とは、Ｚ軸に関して同位置に配置される。第２プーリー６２２と第４プーリー６２４とは、第１プーリー６２１と第３プーリー６２３とからＺ軸方向に所定距離隔てた位置に配置される。伸縮ケーブル３０が、電源側ケーブル固定部６２０ｂから第１プーリー６２１、第２プーリー６２２、第３プーリー６２３、第４プーリー６２４の順に掛け渡される。これにより複数のプーリー６２１，６２２，６２３，６２４は、伸縮ケーブル３０を工具台車６７の移動方向に沿った往復配線経路を形成する。

複数のガイドプーリー、ここでは第１ガイドプーリー６２５、第２ガイドプーリー６２６ａ、第３ガイドプーリー６２６ｂは、伸縮ケーブル３０を台車側ケーブル固定部６２０ａから経路延長部４０の第４プーリー６２４に誘導するためのケーブルガイドとして機能する。具体的には、第２ガイドプーリー６２６ａは、工具台車６７が基準位置から−Ｚ方向に移動された場合に、伸縮ケーブル３０を第１ガイドプーリー６２５に誘導する。第３ガイドプーリー６２６ｂは、工具台車６７が基準位置から＋Ｚ方向に移動された場合に、伸縮ケーブル３０を第１ガイドプーリー６２５に誘導する。第１ガイドプーリー６２５は、第２ガイドプーリー６２６ａまたは第３ガイドプーリー６２６ｂにより誘導された伸縮ケーブル３０を、経路延長部４０の第４プーリー６２４に誘導する。

工具台車６７が基準位置に配置されているとき、台車側ケーブル固定部６２０ａから電源側ケーブル固定部６２０ｂまでの間に配設された複数のガイドプーリー６２５，６２６のみによる配線経路を最短経路と称する。収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、工具台車６７の基準位置と最大移動位置との間の距離（移動長）Δｄ６１により決定される。具体的には、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、移動長Δｄ６１以上の伸縮長を確保するために必要な長さに決定される。このように決定された収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、最短経路の全長よりも長い。経路延長部４０の往復配線経路は、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長と最短経路の全長との間の差分を延長する。

以上述べた、第５実施形態に係る伸縮ケーブル３０の配線機構によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、ここでは、移動部としての工具台車６７と固定部としての電源との間の伸縮ケーブル３０の配線機構について説明したが、他の適用例においても、経路延長部４０は固定部と移動部との間の配線経路上に設けられればよい。このとき、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長は、固定部と移動部との間の最大の配線経路差を、伸縮ケーブル３０の伸縮長で確保するための長さを有する。経路延長部４０は、収縮時の伸縮ケーブル３０の全長と、固定部と移動部との間の最小の配線経路長との間の差分を延長するように構成されればよい。

なお、第２−第５実施形態で説明した経路延長部４０の構造は、各実施形態で説明した構造に限定されない。第１実施形態と同様に、これらの実施形態に係る経路延長部４０を構成するプーリーの数、各プーリー間の距離、各プーリーの向き、及びケーブル固定部各々の位置は適宜変更が可能である。また、これらの実施形態に係る経路延長部４０は、第１実施形態で説明したいずれの構造を適用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や趣旨に含まれると同様に、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ものある。

３０…伸縮ケーブル、４０…経路延長部、５１…ケーブルガイド、１０１…基部、１０２…ロボットアーム、１０３、１０５、１０７、１０９…アーム部、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４…回転関節部、１１６…ハンド部、１３１…モータドライバ、１３３ａ…ハンド部側ケーブル固定部、１３３ｂ…基部側ケーブル固定部、１４１、１４２、１４３、１４４…プーリー

Claims (2)

1. 基部と、
   前記基部に取り付けられる、複数の回転関節部を有するアームと、
   前記アームの先端部分へ電力と信号との少なくとも一方を供給するための伸縮性を有するケーブルと、
   前記先端部分のケーブル固定部から前記基部のケーブル固定部まで前記ケーブルをガイドするケーブルガイドとを有し、
   前記先端部分のケーブル固定部から前記基部のケーブル固定部までの前記ケーブルガイドでガイドされる前記ケーブルの配線経路の長さは前記回転関節部の回転動作に伴って最短長と最大長との間で変化し、
   前記ケーブルが最も収縮したときの長さは、前記最短長より長く、且つ前記最大長より短く、
   前記ケーブルが最も収縮したときの長さと前記ケーブル固有の伸長率とで決まる前記ケーブルの最大伸長したときの長さは、前記配線経路の前記最大長以上であり、
   前記先端部分のケーブル固定部から前記基部のケーブル固定部までの前記ケーブルガイドでガイドされる前記ケーブルの配線経路を、前記ケーブルが最も収縮したときの長さと前記配線経路の前記最短長との差に略等価な長さだけ延長するために、前記先端部分のケーブル固定部から前記基部のケーブル固定部までの間に経路延長部が介在される、多関節ロボットアーム機構。
2. 筒形の基部と、
   前記基部の先端に取り付けられる、複数の回転関節部を有するアームと、
   前記基部から前記アームの先端部分へ電力と信号との少なくとも一方を供給するための伸縮性を有するケーブルと、
   前記先端部分のケーブル固定部から前記基部のケーブル固定部まで前記ケーブルをガイドするケーブルガイドと、
   前記先端部分のケーブル固定部から前記基部のケーブル固定部までの前記ケーブルガイドでガイドされる前記ケーブルの配線経路を延長するために前記基部に収容される経路延長部とを具備し、
   前記経路延長部は、
   半径よりも短い距離を隔てて併設される少なくとも２つの第１プーリーと、
   前記併設される第１のプーリーの間の中線上に配置される、前記第１プーリーの回転軸と平行な回転軸を有する少なくとも一の第２プーリーと、
   前記第２プーリーに併設される、前記第１プーリーの回転軸に垂直な回転軸を有する第３プーリーとを有し、
   前記ケーブルは前記第３プーリー、前記第１プーリーの一方、前記第２プーリー、前記第１プーリーの他方に順に掛け渡され、前記基部のケーブル固定部に固定される多関節ロボットアーム機構。