(57)【要約】【課題】第１部材と第２部材とによる回動関節（回転関節）構造の限られたスペースにおいて、フラットケーブルを用いた配線の配線経路が明確化して、小型で高機能なロボットを提供する。【解決手段】ジョイント７９の第１の面７９ａに一端が接続されたＦＰＣ６８と、第１の面７９ａと略平行する第２の面８０ａにおいてＦＰＣ６８の主面が前記第２の面８０ａに並行させて配置される配線経路６８ｔを介してＦＰＣ６８の他端が接続される接続部としてのコネクター３１５と、前記第２部材の前記フラットケーブルの一端と前記配線経路との間に配置され、第２の面８０ａに略垂直に設けられた芯部材１６８と、芯部材１６８に巻回されたＦＰＣ６８とを含むリール６８ｗと、を備え、配線経路６８ｔの一部は、リール６８ｗと第２の面８０ａとの間にあることを特徴とするロボット１０。【選択図】図５
2015085453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、
前記第１部材に対して一の回動軸回りに回動する第２部材と、
前記第１部材の前記一の回動軸と略直交する第１の面に一端が接続され前記第１の面に主面を並行させて前記第２部材側に延びて配置されたフラットケーブルと、
前記第１の面と略平行する面である前記第２部材の第２の面において前記フラットケーブルの前記主面が前記第２の面に並行させて配置される配線経路を介して、前記フラットケーブルの他端が接続される接続部と、
前記第２部材の前記フラットケーブルの一端と前記配線経路との間に配置されたリールであって、前記第２の面に略垂直に設けられた円筒状の芯部材と、前記芯部材の円筒状の側面を囲むように設けられたカバー部材と、前記芯部材に巻回された前記フラットケーブルの他端側とを含むリールと、を備え、
前記配線経路の一部は、前記リールの前記フラットケーブルと前記第２の面との間にあることを特徴とするロボット。
【請求項２】
基体と、
複数の部材を含み、隣り合う前記部材同士が相対的に回動する関節機構により連結された多関節アームと、を有し、
前記多関節アームは、前記基体の表面と交差する肩軸回りに回動するように連結され、
隣り合う前記部材同士が、前記肩軸と交差する一の回動軸、または、前記一の回動軸と略直交する二の回動軸のいずれかの回動軸回りに回動するように連結され、
前記一の回動軸は、前記基体から順に第１番目の一の回動軸〜第ｎ番目の一の回動軸を有するロボットであって、
前記部材は、前記第ｎ番目の一の回動軸で連結された前記基体側の第１部材と、前記第１部材に対して前記第ｎ番目の一の回動軸回りに回動する第２部材と、を含み、
前記第１部材の前記一の回動軸と略直交する第１の面に一端が接続され前記第１の面に主面を並行させて前記第２部材側に延びて配置されたフラットケーブルと、
前記第１の面と略同じ向きの面である前記第２部材の第２の面に前記フラットケーブルの前記主面を並行させて通過する配線経路を介して、前記フラットケーブルの他端が接続される接続部と、
前記第２部材の前記フラットケーブルの一端と前記配線経路との間に配置されたリールであって、前記第２の面に略垂直に設けられた円筒状の芯部材と、前記芯部材の円筒状の側面を囲むように設けられたカバー部材と、前記芯部材に巻回された前記フラットケーブルの他端側とを含むリールと、を備え、
前記配線経路の一部は、前記リールの前記フラットケーブルと前記第２の面との間にあることを特徴とするロボット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロボットにおいて、
前記配線経路は、前記第２の面に凹部を含むことを特徴とするロボット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットにおいて、
前記一の回動軸の軸方向からみて前記第１部材の反対側の面であって前記一の回動軸と略平行な面である第３の面に所定の作業を行う作動体が備えられ、
前記接続部は、前記第３の面の前記屈伸回動する方向に略直交する第４の面またはその近傍に配置され、
前記第４の面には、前記接続部に接続され前記作動体が行う所定の作業の補助作業を行う副作動体が備えられ、
前記作動体の作業の基点となる作業中心と前記一の回動軸とを結んだ第１の仮想の線と、前記副作動体の作業の基点となる作業中心と前記一の回動軸とを結んだ第２の仮想の線とが、略直交することを特徴とするロボット。
【請求項５】
請求項４に記載のロボットにおいて、
前記副作動体は前記第２の仮想の線を光軸とする撮像装置であり、
前記撮像装置により得られる被作業体の撮像情報に基づいて前記作動体を作動させる制御部を備えたことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工場等の製造現場における工業製品の組み立て工程、あるいは溶接工程等の作業において、自動化や省力化のために産業用のロボットが広く用いられている。そして近年は、工業製品の小型化や高機能化に対応するために作業工程が複雑化しているのに伴って、ロボットのアームを構成する複数の部材が関節駆動軸（回動軸）により相対回動するように組み合わされた多関節アームを有する多軸制御のロボットの需要が増えてきている。例えば特許文献１には、基体（胴体）の左右両側に６軸の多関節アームが連結された双腕ロボットが開示されている。こうした６軸の多関節アームにおいては、人の腕の動きと同じような動きを実現すべく、例えば、部材としての肩部、上腕部、前腕部、および手首部で構成されている。このような多関節アームの手首部となる部材の先端側には、ロボットが行う所定の作業を実行するロボットハンドなどのエンドエフェクター（作動体）が取り付けられる。
【０００３】
このようなロボットでは、連結された隣り合う部材やエンドエフェクターなどの駆動源をなすモーターに電源を供給したり、モーターとロボット制御部との間で制御用信号を送受信したりするケーブルが配線される。この場合の配線方式として、ケーブルをベースやアームの内部に通す内部配線方式と、ロボットの外面に沿って配線する外部配線方式とがあり、近年のロボットの小型化の要求に対しては内部配線方式が有利とされている。ロボットの内部配線方式による配線においては、回動する関節部分で、相対回動する隣り合う部材（基体とアーム、アームとアーム、アームと手首部、など）の相対回動を阻害しないような配線構造とする必要がある。
【０００４】
例えば特許文献２に、相対回動する第１部材と第２部材とをフラットケーブル（フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ））を用いて配線する配線構造において、第１部材に一端が接続されたフラットケーブルに他端側を芯部材に連結し、フラットケーブルのさらに他端側を芯部材から外側に巻回させたリールを形成し、そのリールを介してフラットケーブルの他端を第２部材や、第２部材の先端側に連結されたエンドエフェクターなどに接続する回動関節（回転関節）用の配線構造が紹介されている。
この配線構造によれば、第１部材と第２部材とを接続するフラットケーブルは、そのフラットケーブルが捲回されたリール部分で、第１部材と第２部材との相対回動に追従して巻き送り方向または巻き戻し方向に動くことにより、特に巻き戻し方向に動いたときに配線に加わる引っ張り力が吸収されて、配線の断線や早期の劣化などの不具合を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８８６９９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１４５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した６軸などの多関節アームを有するロボットの小型化を図るうえでは、先端側にエンドエフェクターが取り付けられる手首部の小型化が支配的な要素となる。このため、特許文献２に記載されたリールを形成した配線構造においては、リールよりも作動体側の配線を引き回すスペースが限られるので、その配線経路を工夫する必要がある。
しかしながら、特許文献２には、リールよりも作動体側のフラットケーブルの配線経路について特に記載されていないため、多関節アームの手首部から先のフラットケーブルによる配線の引き回し経路が煩雑になったり、配線経路を確保するために手首部の部材に複雑な加工を施さなければならなくなったりする虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係るロボットは、第１部材と、前記第１部材に対して一の回動軸回りに回動する第２部材と、前記第１部材の前記一の回動軸と略直交する第１の面に一端が接続され前記第１の面に主面を並行させて前記第２部材側に延びて配置されたフラットケーブルと、前記第１の面と略平行する面である前記第２部材の第２の面において前記フラットケーブルの前記主面が前記第２の面に並行させて配置される配線経路を介して、前記フラットケーブルの他端が接続される接続部と、前記第２部材の前記フラットケーブルの一端と前記配線経路との間に配置されたリールであって、前記第２の面に略垂直に設けられた円筒状の芯部材と、前記芯部材の円筒状の側面を囲むように設けられたカバー部材と、前記芯部材に巻回された前記フラットケーブルの他端側とを含むリールと、を備え、前記配線経路の一部は、前記リールの前記フラットケーブルと前記第２の面との間にあることを特徴とする。
【０００９】
本適用例において、「略平行」とは、完全に平行である構成に加えて、１０°以内の範囲で交差している構成を含む意味である。また、「略垂直」とは、完全に垂直である構成に加えて、１０°以内の範囲で（８５°〜９５°）で交差している構成を含む意味である。
本適用例によれば、ロボットの小型化により配線経路とするスペースが限られた第２部材において、リールに巻回されたフラットケーブルと第２の面との間のスペースにフラットケーブルを通して配線経路の一部としている。これにより、第１部材と第２部材とによる回動関節（回転関節）構造の限られたスペースにおいて、リールよりも作動体側のフラットケーブルの配線経路が明確化され、第１部材から作動体が連結された第２部材へのフラットケーブルによる配線構造を省スペースにて提供することができる。
【００１０】
［適用例２］本適用例に係るロボットは、基体と、複数の部材を含み、隣り合う前記部材同士が相対的に回動する関節機構により連結された多関節アームと、を有し、前記多関節アームは、前記基体の表面と交差する肩軸回りに回動するように連結され、隣り合う前記部材同士が、前記肩軸と交差する一の回動軸、または、前記一の回動軸と略直交する二の回動軸のいずれかの回動軸回りに回動するように連結され、前記一の回動軸は、前記基体から順に第１番目の一の回動軸〜第ｎ番目の一の回動軸を有するロボットであって、前記部材は、前記第ｎ番目の一の回動軸で連結された前記基体側の第１部材と、前記第１部材に対して前記第ｎ番目の一の回動軸回りに回動する第２部材と、を含み、前記第１部材の前記一の回動軸と略直交する第１の面に一端が接続され前記第１の面に主面を並行させて前記第２部材側に延びて配置されたフラットケーブルと、前記第１の面と略同じ向きの面である前記第２部材の第２の面に前記フラットケーブルの前記主面を並行させて通過する配線経路を介して、前記フラットケーブルの他端が接続される接続部と、前記第２部材の前記フラットケーブルの一端と前記配線経路との間に配置されたリールであって、前記第２の面に略垂直に設けられた円筒状の芯部材と、前記芯部材の円筒状の側面を囲むように設けられたカバー部材と、前記芯部材に巻回された前記フラットケーブルの他端側とを含むリールと、を備え、前記配線経路の一部は、前記リールの前記フラットケーブルと前記第２の面との間にあることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、多関節アームを有するロボットにおいて、特に小型化への支配的な要素となる手首部（第２部材）と、その手首部の基体側に連結される部材（第１部材）との関節構造の小型化に対応する、省スペースの配線構造を提供することができるので、小型で、高機能な多軸型のロボットの実現に寄与できる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記配線経路は、前記第２の面に凹部を含むことが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、リールに巻回されたフラットケーブルと第２の面との間のスペースが狭い場合でも、フラットケーブルの配線経路を形成できるとともに、凹部によりフラットケーブルをガイドすることができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記一の回動軸の軸方向からみて前記第１部材の反対側の面であって前記一の回動軸と略平行な面である第３の面に所定の作業を行う作動体が備えられ、前記接続部は、前記第３の面の前記屈伸回動する方向に略直交する第４の面またはその近傍に配置され、前記第４の面には、前記接続部に接続され前記作動体が行う所定の作業の補助的な作業を行う副作動体が備えられ、前記作動体の作業の基点となる作業中心と前記一の回動軸とを結んだ第１の仮想の線と、前記副作動体の作業の基点となる作業中心と前記一の回動軸とを結んだ第２の仮想の線とが、略直交することを特徴とする。
【００１５】
本適用例において、副作動体が行う補助的な作業とは、例えば、作動体が行う所定の作業（主たる作業）の前に、被作業物の位置や状態を検出して、その検出情報を作動体の作業に反映させる制御を行ったり、作動体が行う作業の前および／または後で、被作業物を洗浄したり、押さえたり掴んだりする作業のことである。
本適用例によれば、例えば、多関節アームを備えたロボットにおいて、第１部材と第２部材とを連結する一の回動軸のみを回動させることによって、作動体および副作動体のそれぞれを被作業物が載置された作業開始位置に移動させることができる。したがって、オフセット補正により多数の回転軸を動作させて作動体や副作動体を作業開始位置に移動させる場合に比して、作業開始位置までの移動時間を短縮できるとともに、被作業物に対する作動体や副作動体の位置決め精度を向上させることができる。
また、上記適用例のリールから作動体または副作動体への省スペースな配線経路を適用しているので、副作動体を備えた高機能なロボットの小型化に効果を奏する。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記副作動体は前記第２の仮想の線を光軸とする撮像装置であり、前記撮像装置により得られる被作業体の撮像情報に基づいて前記作動体を作動させる制御部を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、例えば、撮像装置により得た被作業物の位置情報に基づいて、一の回動軸のみを回動させることによって作動体を位置精度よく短時間で作業開始位置に移動させ、作動体に所定の作業を行わせるロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係るロボットの概略構成を模式的に示す斜視図。
【図２】実施形態のロボットの駆動伝達部の構造を模式的に示す斜視図。
【図３】実施形態のロボットの電装部の概略構成を模式的に示す斜視図。
【図４】（ａ）は、実施形態のロボットの電装部におけるフラットケーブルとしてのＦＰＣを示す模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線模式断面図。
【図５】実施形態のロボットのリール、および、リールから副作動体としてのカメラへの配線経路を模式的に示すものであり、（ａ）は、第２の面側をみた部分拡大側面図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ａの方向からみた部分拡大平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るロボットの一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２０】
まず、本実施形態に係るロボットの概略構成について説明する。図１は、実施形態に係るロボットの概略構成を模式的に示す斜視図である。なお、実施形態における「回動」とは、正転および逆転を意味する。
【００２１】
図１に示すロボット１０は、基本的な駆動軸である回動軸を６つ有する６軸の垂直型多関節ロボットであり、人間の腕の構造を模して高さ方向（Ｚ軸方向）に複数のアーム部材としてのリンク（腕木）が複数のアーム部材としてのジョイント（関節、継手）によって直列に接続された構成であるため、自由度が高く複雑な作業を行うことが可能である。
【００２２】
ロボット１０は、基体としての基底部７０および本体部７１と、制御部７２と、部材としてのジョイント７３、リンク７４、ジョイント７５、リンク７６、ジョイント７７、リンク７８、ジョイント７９、リンク８０、およびエンドエフェクター（不図示）が取り付けられるリンク８１を有し、隣り合うリンクおよび／またはジョイント同士が関節機構により回動可能に連結された多関節アームと、を有している。
基底部７０は、ロボット１０の台座であり、工場内の作業スペースの床や、作業台などの平面に複数本のボルト（ネジ）によって強固に固定される。なお、固定場所は、水平面（Ｘ軸およびＹ軸を含む面）に限定するものではなく、ロボット１０の重量、および振動に耐え得る強度があれば、移動可能な台車上や、壁面、天井、あるいは後述するようなロボットユニットに設けられたアーム連結部などであっても良い。
【００２３】
制御部７２には、図示はしないが、ロボット１０を操作するための操作パネルに加えて、動作プログラムを入力するためのＲＳ２３２Ｃや、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）などのインターフェイス端子が設けられている。または、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）端末や、赤外線送受信機などのインターフェイス装置を備えた構成であっても良い。
なお、制御部７２は、ロボット本体とは別体に設けられていても良い。
【００２４】
本体部７１の上には、ジョイント７３、リンク７４が、この順番に配置されている。
まず、ロボット１０のジョイント７３からリンク８０までの多関節アーム構造（腕から手まで）は、本体部７１をＺ軸方向に貫く肩軸９１を中心にして水平方向に旋回する。即ち、ジョイント７３は、本体部７１の多関節アームが連結される表面に対して交差する回転軸（回動軸）である肩軸回り回動する動作を行う。
また、エンドエフェクターが取り付けられるリンク８１が、多関節アーム構造における一端（末端）であり、本体部７１（基底部７０側）に取り付けられたジョイント７３がロボットアーム構造における他端（根元）に相当する。なお、以降の説明において、ロボットアーム構造におけるリンク８１に近い側を「末端側」、基底部７０に近い側を「根元側」という表現も用いる。
また、本体部７１には、ロボットアーム構造を回転駆動するためのモーター、および複数のギヤを含む減速機構などが組み込まれている。また、以降説明する各回動軸の近傍にも、該当するリンクやエンドエフェクターを駆動するためのモーター、および減速機構などが組み込まれている。
【００２５】
ジョイント７３の末端側に延在するように配置されたリンク７４の末端側には、ジョイント７５が組み合わされている。ジョイント７５は、肩軸９１と略直交する一の回動軸であって、リンク７４をＸ軸方向に貫く第１番目の一の回動軸９２を中心にして回動するように駆動される。第１番目の一の回動軸９２は、リンク７４の末端側に位置している。ここで、「略直交」とは、完全に直交する構成に加えて、１０°以内の範囲（８５°〜９５°）で交差している構成を含むものと定義する。
なお、本実施形態の多関節アームにおいて、第１番目の一の回動軸９２と略平行な一の回動軸は、本体側から順に第１〜第ｎ番目の一の回動軸と、追番にて名称を付す。ここで、「略平行」とは、完全に平行である構成に加えて、１０°以内の範囲で交差している構成を含むものと定義する。
また、回動軸の延在方向は、ロボット１０が動作すると変化する（例えば、肩軸９１を中心に旋回した（捻れた）場合）ため、図１に示す多関節アームの態様を初期状態と定義し、この初期状態に設置された状態を前提として説明する。
【００２６】
リンク７６は、ジョイント７５の末端側に延在するように配置されている。
リンク７６の末端側にはジョイント７７が組み合わされており、さらにこのジョイント７７の末端側にはリンク７８が組み付けられている。リンク７８は、ジョイント７７の末端側に延在するように配置されている。リンク７８が組み付けられたジョイント７７は、リンク７６の末端側をＸ軸方向に貫く第２番目の一の回動軸９３を中心にして駆動される。
そして、リンク７８の末端側には、駆動伝達部５０と電装部６０とを有するジョイント７９が組み合わされている。ジョイント７９は、リンク７８の末端側をＹ軸方向に貫く二の回動軸９４を中心にしてジョイント７９がリンク７８に対して回動するように駆動される。この二の回動軸９４をはじめとしたロボット１０の二の回動軸は、第１番目の一の回動軸９２などのロボット１０の一の回動軸と直交する回動軸である。
また、ジョイント７９の末端側には、リンク８０が組み合わされており、このリンク８０は、ジョイント７９の末端側をＸ軸方向に貫く第３番目の一の回動軸９５を中心にして駆動される。
【００２７】
上記したように、本実施形態のロボット１０の多関節アームの一の回動軸は、基体としての本体部７１から順に、第１番目の一の回動軸９２、第２番目の一の回動軸９３、および第３番目の一の回動軸９５を有している。即ち、本発明の請求項２でいう第ｎ番目の一の回動軸は、第３番目の一の回動軸９５のことを指している。したがって、第３番目の一の回動軸９５により屈伸回動可能に連結された部材としてのジョイント７９およびリンク８０のうち、ジョイント７９は請求項でいう第１部材のことを指し、リンク８０は、請求項でいう第２部材のことを指す。第２部材としてのリンク８０は、ロボット１０の多関節アームにおいて手首部にあたる。
【００２８】
リンク８０の末端側には、このリンク８０に延在するようにリンク８１が配置されている。リンク８１は、リンク８０の末端側をリンク８０からリンク８１の延在方向に沿うＹ軸方向、即ち、円柱状をなしたリンク８１の略中心を貫く二の回動軸９６を中心にしてリンク８１がリンク８０に対して捻れ方向に回動するように駆動される。
【００２９】
上述したように、多関節アームの末端側には、ロボット１０が行う所定の作業を実行する作動体としてのエンドエフェクターが組み合わされる（不図示）。エンドエフェクターは、ロボット１０の用途により種々の形態のものを用いることができる。例えば、製造物の部品などを把持するロボットハンドなどの把持機構や、半田付けや溶接のような加工を行うツールをリンク８１の末端側に取り付けることにより、所望の作業を実施するロボット１０として用いることができる。
【００３０】
次に、本実施形態のロボット１０の多関節アームにおいて最末端側の一の回動軸（第ｎ番目の一の回動軸）である第３番目の一の回動軸９５の関節駆動機構である駆動伝達部５０について、図面に沿って説明する。図２は、ロボット１０の第１部材としてのジョイント７９に対して第２部材としてのリンク８０を屈伸回動させる駆動伝達部５０の構造を模式的に示す斜視図である。なお、図２では、駆動伝達部５０以外の部材を一部省略するとともに、ジョイント７９内部の駆動伝達部５０の構造を説明する便宜上、一部を透視して示す。
【００３１】
上記したように、複数のリンクやジョイントなどのアーム部材が、二の回動軸および一の回動軸により連結された複数の関節駆動機構を有するロボット１０の多関節アームにおいて、最末端側の一の回動軸である第３番目の一の回動軸９５を回動軸とした関節駆動機構としての駆動伝達部５０はジョイント７９に設置されている（図１を参照）。さらに詳細には、駆動伝達部５０は、ジョイント７９の第３番目の一の回動軸９５と略直交する方向の側面のうちの一方の側面に配置されている。なお、本実施形態において「略直交」とは、完全に直交する構成に加えて、８５°〜９５°の範囲で交差している構成を含む意味である。
【００３２】
その第３番目の一の回動軸９５を含む駆動伝達部５０の詳細を示す図２において、ジョイント７９には、第３番目の一の回動軸９５を回動軸として回動する従動輪としての従動プーリー８６と、第３番目の一の回動軸９５の駆動回転源としてのモーター８０Ｍと、そのモーター８０Ｍにより第３番目の一の回動軸９５と同じ回動軸回りに回動する駆動軸９７と、駆動軸９７を介してモーター８０Ｍにより回動する駆動輪としての駆動プーリー８５とを有している。また、モーター８０Ｍ近傍には、回転数検出部（位置検出器）８０Ｄが設けられるが、設ける位置は図示された位置以外でもよい。回転数検出部８０Ｄは、ユニット構造を使用してもよいし、モジュール構造を使用してもよい。
そして、駆動プーリー８５と従動プーリー８６とは無縁の動力伝達策条としてのタイミングベルト８７を介して連結されている。また、駆動プーリー８５と従動プーリー８６との間には、タイミングベルト８７のテンションを調整するためにタイミングベルト８７の動きに従って回動可能に接触させたプーリーを有するアイドラー８８が配置されている。
以上、説明した構成の第１部材としてのジョイント７９に備わる駆動伝達部５０によれば、第３番目の一の回動軸９５に駆動用回転源としてのモーター８０Ｍを直接接続する構造よりも、第３番目の一の回動軸９５を設置するアーム部材としてのジョイント７９の小型化が図れる。具体的には、第３番目の一の回動軸９５の軸方向にモーターが配置されることによる多関節アームの延伸方向と直交するアーム幅方向へのジョイント７９の幅の増大が抑えられる。
【００３３】
次に、第１部材としてのジョイント７９と、そのジョイント７９に対して回動可能に連結された第２部材としてのリンク８０との配線構造について、ジョイント７９の電装部６０を中心に、図面に沿って説明する。図３は、ロボット１０における電装部６０の概略構成を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、電装部６０以外の部材を一部省略するとともに、ジョイント７９およびリンク８０の内部の配線構造を説明する便宜上、一部を透視して示している。また、図４（ａ）は、電装部６０における配線構造に用いるフラットケーブルとしてのＦＰＣを示す模式平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線模式断面図である。また、図５は、本実施形態のロボット１０のリール６８ｗ、および、リール６８ｗから副作動体としてのカメラ３００への配線経路６８ｔを模式的に示すものであり、（ａ）は、第２の面８０ａ側をみた部分拡大側面図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ａの方向からみた部分拡大平面図である。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）では、リンク８０のリール６８ｗからカメラ３００への配線経路６８ｔの構成をわかりやすく説明する便宜上、ジョイント７９の電装部６０の位置を一部破線で示すとともに、図５（ｂ）では、カバー部材６８ｃの一部を切り欠いて図示している。
【００３４】
図３において、電装部６０は、上記した駆動伝達部５０が設置されたジョイト７９の一方の側面の反対側の側面（他方の側面）に配置されている。即ち、電装部６０は、第１部材としてのジョイント７９に対して第２部材としてのリンク８０が屈伸回動される第３番目の一の回動軸９５と略直交する側面のうち、駆動伝達部５０が設置された側面とは反対側の第１の面７９ａに配置されている。
電装部６０は、配線基板１６１と、その配線基板１６１を介して、第３番目の一の回動軸９５の末端側のリンク８０、リンク８１、およびリンク８１の作動体取付面８１ａに取り付けられる作動体としてのエンドエフェクター（図示せず）などの駆動源をなすモーターに電源を供給したり、モーターとロボット制御部との間で制御用信号を送受したりするために配線されるフラットケーブルとしてのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）６８とを含む。
【００３５】
絶縁性の基材の回路形成面１６１ａに回路配線が形成された配線基板１６１には、駆動回路などを構成する種々の電子部品１６３や、ＦＰＣ６８が接続される接続部としてのコネクター１６７が実装されている。本実施形態では、複数のＦＰＣ６８が重ねて配線される構成となっており、配線基板１６１にはこれと対応する複数のコネクター１６７が実装されている。配線基板１６１は、その回路形成面１６１ａをジョイント７９の第１の面７９ａと略並行させて配置されている。
【００３６】
配線基板１６１に実装された複数のコネクター１６７の各々には、ＦＰＣ６８の一端側が挿入・固定され、ＦＰＣ６８の他端側は、ＦＰＣ６８の主面を第１の面７９ａ（回路形成面１６１ａ）と並行させてジョイント７９の末端側に向かって延びて配置されてから、第３番目の一の回動軸９５と略平行な方向に折り曲げられてリンク８０の方向に向かう配線経路８３からリンク８０に引き回されている。ここで、リンク８０において、ジョイント７９の第１の面７９ａと略平行する面を第２の面８０ａとする。
リンク８０内に引き回されたＦＰＣ６８の他端側は、一旦、リンク８０に設けられた芯部材１６８に固定され、その芯部材１６８に固定されたＦＰＣ６８のさらに他端側は、第３番目の一の回動軸９５と略平行な巻回軸Ｐｗを中心として所定の巻回方向に巻回され、芯部材１６８と、その芯部材１６８に一部が固定されて巻回されたＦＰＣを含むリール６８ｗが形成されている。このリール６８ｗ、および、リール６８ｗより末端側の配線経路については、後で図５に沿って詳細に説明する。
【００３７】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ＦＰＣ６８は、例えばポリイミドなどの可撓性を有する絶縁性の基材６４の主面に、金属の配線パターン６５が形成されている。配線パターン６５が形成された基材６４上の一部には絶縁性の樹脂からなる絶縁膜６６が積層されている。絶縁膜６６が無いＦＰＣ６８の一端側が、配線基板１６１のコネクター１６７との接続部分となる。同様に、ＦＰＣ６８の他端側（図示せず）にも絶縁膜６６が無い接続部分が形成されている。ＦＰＣ６８の一端側の接続部分において、基材６４の配線パターン６５形成面の反対の面には、基材６４よりも硬い補強部材としての補強板６９が設けられている。補強板６９は絶縁性の樹脂材料からなり、例えばＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）などを用いて形成したものであってもよいし、基材６４よりも厚い基材６４と同じ材料を用いて形成したものであってもよい。これと同様に、ＦＰＣ６８の他端側の接続部分にも補強板６９が設けられている（図示省略）。
ＦＰＣ６８は、フラットケーブルに類するもののなかで特に可撓性に富み、また、薄いので、電装部６０の実装構造の薄型化・小型化に効果を奏する。また、屈曲させやすいことから配線の引き回し経路の自由度が高く、後述するリール６８ｗの形成がし易いので、ロボット１０の各部材の配線材料として好適である。
【００３８】
次に、上記したリール６８ｗ、および、リール６８ｗより末端側の配線経路についてについて図面に沿って詳細に説明する。
図５（ａ）および図５（ｂ）において、第１部材としてのジョイント７９の配線経路８３（図３を参照）からリンク８０側に引き出されたＦＰＣ６８の他端側は、一旦、リンク８０の第２の面８０ａに略垂直に（第３番目の一の回動軸９５に沿って）設けられた円筒状の芯部材１６８の第１固定部６８ｓに固定されている。この芯部材１６８（第１固定部６８ｓ）の中心軸Ｐｗは、ＦＰＣ６８のリール６８ｗの巻回の起点となる。本実施形態では、中心軸Ｐｗは、ジョイント７９とリンク８０との回動軸である第３番目の一の回動軸９５と一致している形態を説明するが、リール６８ｗの基点となる中心軸Ｐｗは第３番目の一の回動軸９５と略平行であればよく、第３番目の一の回動軸９５と一致していなくてもよい。
【００３９】
芯部材１６８の近傍には、円筒状の芯部材１６８の側面の一部を囲うように設けられたカバー部材６８ｃが配置されている。
芯部材１６８の第１固定部６８ｓに一部が固定されたＦＰＣ６８のさらに他端側は、第３番目の一の回動軸９５と略平行する（本実施形態では概ね合致する）中心軸Ｐｗを起点として所定の方向に巻回されている。即ち、ＦＰＣ６８は、芯部材１６８とカバー部材６８ｃとの間の空間で倦会されている。そして、巻回されたＦＰＣ６８のさらに他端側は、第２固定部６８ｅに固定されている。
以上、述べた構成の芯部材１６８、カバー部材６８ｃ、および、芯部材１６８とカバー部材６８ｃとの間の空間で巻回されたＦＰＣによりリール６８ｗが構成されている。このＦＰＣ６８のリール６８ｗにより、ジョイント７９とリンク８０との第３番目の一の回動軸９５回りの相対回動に伴うＦＰＣ６８の長さ方向の往復移動が吸収され、相対回動を阻害しない配線構造が実現される。
【００４０】
次に、リール６８ｗから末端側への配線経路等について説明する。
図５（ａ）および図５（ｂ）に示す第２部材としてのリンク８０およびリンク８０の末端側に連結されたリンク８１において、リンク８１の末端側の第３番目の一の回動軸９５と略平行な面である第３の面としての作動体取付面８１ａには、所定の作業を行う作動体としてのエンドエフェクター（不図示）が取り付けられる。上述したように、エンドエフェクターとしては、製造物の部品などを把持するロボットハンドなどの把持機構や、半田付けや溶接のような加工を行うツールなど、ロボット１０を使用する目的に応じて種々のエフェクターを用いることができる。
また、リンク８０において、作動体取付面８１ａと屈伸回動方向に直交する面である第４の面としての底面８０ｂには、エンドエフェクターが行う所定の作業の補助的な作業を行う副作動体として、撮像素子であるカメラ３００が配置されている。カメラ３００は、リンク８０の底面８０ｂの近傍に配置されたカメラ用基板３１０に接合されている。また、カメラ用基板３１０には、ＦＰＣの他端が接続される接続部としてのコネクター３１５が設けられている。
【００４１】
リール６８ｗにおいて第２固定部６８ｅに固定されたＦＰＣ６８の他端側は、主面を第２の面８０ａを並行させて他端が底面８０ｂの方向に向けられるように適宜に折り曲げられる。そして、ＦＰＣ６８は、リール６８ｗと第２の面８０ａとの間にある配線経路６８ｔを通って、その他端側の接続端子部がカメラ用基板３１０のコネクター３１５に接続されている。
このような配線経路６８ｔとすることにより、ロボット１０の小型化によりＦＰＣ６８の引き回し経路とするスペースが限られたリンク８０において、リール６８ｗの巻回されたＦＰＣと第２の面８０ａとの間のスペースにＦＰＣ６８を通した配線経路６８ｔをＦＰＣ６８の引き回し経路の一部としている。これにより、ジョイント７９とリンク８０とによる回動関節（回転関節）構造の限られたスペースにおいて、リール６８ｗよりも末端側のＦＰＣ６８の引き回し経路を確保することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、リール６８ｗから接続部としてのコネクター３１５までのフラットケーブルの配線経路のうち、リール６８ｗに捲回されたＦＰＣ６８と第２の面８０ａとの間にある配線経路６８ｔにおいて、第２の面８０ａにＦＰＣ６８が収まる凹部１３０が設けられている。この構成により、リール６８ｗに巻回されたＦＰＣ６８と第２の面８０ａとの間のスペースがごく狭い場合でも、ＦＰＣ６８の配線経路６８ｔを形成できるとともに、凹部１３０によりＦＰＣ６８をガイドすることができるので、配線経路６８ｔにおけるＦＰＣ６８の位置が安定する。
【００４３】
本実施形態では、作動体としてのエンドエフェクターの位置に対する、副作動体としてのカメラ３００の配置にも特徴がある。即ち、エンドエフェクターが行う所定の作業の基点となる作業中心と第３番目の一の回動軸９５とを結んだ第１の仮想の線Ｐ１と、副作動体としてのカメラ３００の光軸Ｐ２とが、略直交するように配置されている。
このように配置されたカメラ３００により得られる被作業体の撮像情報に基づいて制御部７２（図１を参照）によりエンドエフェクターを作動させて被作業物に対して所定の作業を行うことにより、カメラ３００により取得した被作業物の形状などを含む位置情報に基づいて、ロボット１０の多関節アームのうちの第３番目の一の回動軸９５回りにジョイント７９およびリンク８０を相対回動させることのみによってエンドエフェクターを位置精度よく短時間で作業開始位置に移動させ、被作業物に対して所定の作業を行わせることができる。
【００４４】
なお、ここまではリール６８ｗからＦＰＣ６８の他端（末端）が接続される接続部としてのコネクター３１５まで配線経路６８ｔについて説明したが、複数重ねられたＦＰＣ６８の他の他端側は、リンク８０内の配線中継部（図示せず）などに引き出され、配線中継部の中継基板に配置されたコネクター（図示せず）に至る。配線中継部からは、さらに作動体としてのエンドエフェクターに向けてＦＰＣ６８による配線経路が形成される（図示せず）。
【００４５】
本実施形態によれば、ロボット１０の小型化によりジョイント７９とリンク８０とによる回動関節（回転関節）構造の限られたスペースにおいて、リール６８ｗよりも末端側のＦＰＣ６８の引き回し経路を明確化して、小型化に対応する配線構造を提供することができる。
特に、多関節アームを有するロボット１０において、特に小型化への支配的な要素となる手首部である第２部材としてのリンク８０と、そのリンク８０の基体側に連結される第１部材としてのジョイント７９との関節構造の小型化に対応する、省スペースの配線構造を提供することができるので、小型で、高機能な多軸型のロボット１０の実現に寄与できる。
【００４６】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、配線部材であるフラットケーブルとしてＦＰＣ６８を用いた構成を説明したが、これに限らない。例えば、一般にフラットケーブルと呼ばれる、ＦＰＣ６８よりも厚めで硬いフラットケーブルや、ハーネスと呼ばれるような他のフラットケーブルを用いる構成としてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、リール６８ｗに捲回されたＦＰＣ６８と第２の面８０ａとの間にある配線経路６８ｔにおいて、第２の面８０ａにＦＰＣ６８が収まる凹部１３０が設けられた態様について説明した。これに限らず、リール６８ｗと第２の面８０ａとの間に配線経路６８ｔを配置するのに十分なスペースが確保できる場合や、配線経路６８ｔのＦＰＣ６８をガイドする必要がなければ、凹部１３０はなくてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、リール６８ｗから副作動体としてのカメラ３００に係る接続部としてのコネクター３１５へのＦＰＣ６８の配線経路６８ｔについて説明した。
これに限らず、本発明の配線経路６８ｔは、リール６８ｗから作動体としてのエンドエフェクターへの配線経路としても適用することができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、底面８０ｂに配置する副作動体としてカメラ３００を配置した例を説明したが、これに限らず、副作動体としてカメラ３００以外の種々の作動体を適用することができる。
副作動体とは、作動体としてのエンドエフェクターが行う所定の作業の補助的な作業を行うものをいう。また、副作動体が行う補助的な作業とは、例えば、作動体としてのエンドエフェクターが行う所定の作業（主たる作業）の前に、被作業物の位置や状態を検出して、その検出情報をエンドエフェクターが行う作業に反映させる制御を行ったり、エンドエフェクターが行う所定の作業の前および／または後で、被作業物を洗浄したり、押さえたり掴んだりする作業のことをいう。
以下、副作動体およびロボット１０における使用例をいくつか挙げて説明する。
【００５１】
例えば、副作動体として、レーザー変位センサーを用いることができる。
底面８０ｂに配置された副作動体としてのレーザー変位センサーにより、エンドエフェクターにより所定の作業を行う前の被作業物の変位を測定し、その測定結果に基づいてエンドエフェクターを作動させて被作業物を所定の作業開始位置に位置決めする制御を行なうことができる。
または、レーザー変位センサーにより、エンドエフェクターにより所定の作業を行ったあとの被作業物の寸法等の形状を検知し、制御部７２の記憶部に予め設定された判定手段（判定基準）に基づいて、良品か不良品かを判定してその判定結果ごとに披作業物を仕分けすることができる。
【００５２】
また、副作動体として、バーコードリーダーを用いた場合には、被作業物側に配置されたバーコードを読み取り、被作業物に関する情報を取得して、それに基づいてエンドエフェクターに作業を行わせることができる。
また、副作動体として、ＬＥＤ照明などの照明を用いることもできる。例えば、ベースに２つの多関節アームを連結させた双腕ロボットである場合に、一方の多関節アーム側から被作業物にＬＥＤ照明を照射しながら、他方の多関節アームのエンドエフェクターによりピックアップなどの作業を行わせる操作を、左右の多関節アームで交互に交替させながら行うことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ロボット、５０…駆動伝達部、６０…電装部、６５…配線パターン、６６…絶縁膜、６８…フラットケーブルとしてのＦＰＣ、６８ｗ…リール、６８ｃ…カバー部材、６９…補強板、７０…基底部、７１…基部としての本体部、７２…制御部、７３，７５，７７…部材としてのジョイント、７４，７６，７８，８１…リンク、７９…第１部材としてのジョイント、７９ａ…第１の面、８０…第２部材としてのリンク、８０ａ…第２の面、８０ｂ…第４の面としての底面、８０Ｍ…モーター、８１…リンク、８１ａ…第３の面としての作動体取付面、８３…配線経路、８５…駆動プーリー、８６…従動プーリー、８７…タイミングベルト、８８…アイドラー、９１…肩軸、９２…第１番目の一の回動軸、９３…第２番目の一の回動軸、９４，９６…二の回動軸、９５…第ｎ番目の一の回動軸としての第３番目の一の回動軸、９７…駆動軸、１３０…凹部、１６８…芯部材、３００…副作動体としてのカメラ、３１０…カメラ用基板、３１５…接続部としてのコネクター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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