(57)【要約】【課題】ケーブルの巻取り及び送り出しを行う際、ケーブルに余分な張力を付与しないで、巻取り及び送り出しを精密に制御する。【解決手段】ケーブル２の巻取り及び送り出しを行うケーブル巻取り及び送り出し機構１７と、ケーブル２がケーブル巻取り及び送り出し機構１７により巻取り及び送り出しされる事による張力の変化を検出する力センサー４と、力センサー４により検出された力信号６が入力されると共に制御信号７を生成する制御装置５とを備え、制御装置５は力信号６と力信号目標値９との差に基づいて制御信号７を生成するものであり、制御信号７に基づいてケーブル巻取り及び送り出し機構１７を制御することによりケーブル２に生じる張力を一定にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルの巻取り及び送り出しを行うケーブル巻取り及び送り出し機構と、上記ケーブルが上記ケーブル巻取り及び送り出し機構により巻取り及び送り出しされる事による張力の変化を検出する力センサーと、上記力センサーにより検出された力信号が入力されると共に制御信号を生成する制御装置とを備えたケーブル巻取り及び送り出し制御装置であって、
上記制御装置は上記力信号と力信号目標値との差に基づいて上記制御信号を生成するものであり、上記制御信号に基づいて上記ケーブル巻取り及び送り出し機構を制御することにより上記ケーブルに生じる張力を一定にすることを特徴とするケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項２】
上記ケーブル巻取り及び送り出し機構は、回転構造体がモータにより回転され、上記回転構造体に接続されている上記ケーブルを巻き取りもしくは送り出すものであって、上記制御信号により上記モータの速度を制御して上記ケーブルに生じる張力を一定にすることを特徴とする請求項１記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項３】
上記回転構造体自体に上記力センサーを設置し、上記力センサーは上記ケーブルが上記回転構造体に対して及ぼす力を測定することを特徴とする請求項２記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項４】
上記ケーブルを保持するための箱を設けると共に、上記力センサーを上記箱に設置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項５】
上記ケーブルの一部を上記力センサーと接続し、移動装置により上記力センサーを移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項６】
上記力センサーが外部ケーブルを接続させる機能を有することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項５のいずれか１項に記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項７】
上記力センサーが上記ケーブルで伝達する物質、情報、エネルギーを変換もしくは演算する機能を有することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項５のいずれか１項に記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項８】
上記力センサーは上記ケーブルの位置情報である位置信号を出力する非接触位置検出センサーと、上記位置信号から上記ケーブルに生じている力を算出する位置−力変換装置により構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項９】
上記ケーブル巻取り及び送り出し機構を移動機構により移動させることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項１０】
上記力信号を記録する力信号記録装置を設置し、上記力信号記録装置の出力を観察することにより、上記ケーブルの劣化又は切断を検出することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【請求項１１】
ケーブルの巻取り及び送り出しを行うケーブル巻取り及び送り出し機構と、上記ケーブルが上記ケーブル巻取り及び送り出し機構により巻取り及び送り出しされる事による張力の変化を検出するとともに上記ケーブルの一部が接続された力センサーと、上記力センサーを移動させる移動装置と、上記ケーブル巻取り及び送り出し機構と上記力センサーとの間に設置されたケーブル移動抑制機構と、上記ケーブル移動抑制機構を移動させる可動機構と、上記力センサーにより検出された力信号が入力されると共に制御信号を生成する制御装置とを備えたケーブル巻取り及び送り出し制御装置であって、
上記制御装置は上記力信号と力信号目標値との差に基づいて上記制御信号を生成するものであり、上記制御信号に基づいて上記可動機構を制御することにより上記ケーブルに生じる張力を一定にすることを特徴とするケーブル巻取り及び送り出し制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ケーブル巻取り及び送り出しを行う際の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のケーブル巻取り及び送り出し装置では、ケーブルの張力を一定にするようケーブルに外部より張力を加える構造を設け、この張力を一定とするよう制御していた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６１９０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような巻取り及び送り出し装置においては、巻取り及び送り出しの対象であるケーブルの張力や振動を検出する方法に課題があった。即ち張力や振動を検出するためにケーブルに張力を加える場合、巻取り及び送り出し装置の駆動力がより大きくなってしまう。さらにケーブルに加えた張力によって巻取り装置を制御する際、雑音が発生してしまい、精密な制御が妨げられていた。
【０００５】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、ケーブルの巻取り及び送り出しを行う際、ケーブルに余分な張力を付与しないで、巻取り及び送り出しを精密に制御することができるようになることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るケーブル巻取り及び送り出し制御装置は、ケーブルの巻取り及び送り出しを行うケーブル巻取り及び送り出し機構と、ケーブルがケーブル巻取り及び送り出し機構により巻取り及び送り出しされる事による張力の変化を検出する力センサーと、力センサーにより検出された力信号が入力されると共に制御信号を生成する制御装置とを備えたものであって、制御装置は力信号と力信号目標値との差に基づいて制御信号を生成するものであり、制御信号に基づいてケーブル巻取り及び送り出し機構を制御することによりケーブルに生じる張力を一定にするものである。
【０００７】
又別のケーブル巻取り及び送り出し制御装置は、ケーブルの巻取り及び送り出しを行うケーブル巻取り及び送り出し機構と、ケーブルがケーブル巻取り及び送り出し機構により巻取り及び送り出しされる事による張力の変化を検出するとともにケーブルの一部が接続された力センサーと、力センサーを移動させる移動装置と、ケーブル巻取り及び送り出し機構と力センサーとの間に設置されたケーブル移動抑制機構と、ケーブル移動抑制機構を移動させる可動機構と、力センサーにより検出された力信号が入力されると共に制御信号を生成する制御装置とを備えたものであって、制御装置は力信号と力信号目標値との差に基づいて制御信号を生成するものであり、制御信号に基づいて可動機構を制御することによりケーブルに生じる張力を一定にするものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成されたケーブル巻取り及び送り出し制御装置によれば、ケーブルに対して検出のための余分な張力を加えること無く、ケーブルに印加されている力を検出することにより、ケーブル巻取り及び送り出し制御のための値を検出し、制御することが可能となる。このためケーブル巻取り及び送り出し制御装置を小型化出来ると共に、省エネルギー化が可能となる。また力センサーの値を利用する事で、高精度な巻取り及び送り出し制御を行うことが可能となり、巻取り及び送り出しにより発生するノイズが外部機器に及ぼす影響を低減することができる。さらにケーブルの劣化や切断を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図２】制御装置の内部を示すブロック構成図である。
【図３】ケーブルの余剰側の構造例を示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）である。
【図４】実施の形態２によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図５】実施の形態３によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図６】実施の形態４によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図７】実施の形態５によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図８】実施の形態６によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図９】実施の形態７によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図１０】実施の形態８によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置におけるケーブル巻取り及び送り出し機構と力センサーとの接続機構を示す概念図（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図１１】実施の形態９によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図１２】実施の形態９によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【図１３】実施の形態９によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は実施の形態１によるケーブル巻取り及び送り出し装置を示す概念図、図２は制御装置の内部を示すブロック構成図、図３はケーブルの余剰側の構造例を示す斜視図である。本実施形態におけるケーブル２とは、物質、情報、エネルギーのうちの一つもしくは複数の授受を行う、もしくは行う能力のあるものであり、ケーブルの他に配管、伝達材も含まれ、更にこれらのうちの１本もしく複数の集合体であってもよい。ケーブル２の例として、電気を伝える電気ケーブル、光を伝える光ファイバーケーブル、電波を伝える導波管、液体や気体を伝える配管、熱エネルギーを伝える伝熱体、力エネルギーを伝える板ばねなどがあるが、これらに限定されない。
【００１１】
図１ではケーブル巻取り及び送り出し機構１７の例として、回転構造体１がモータ３により回転され、回転構造体１に接続されているケーブル２を巻き取りもしくは送り出す構造を示しているが、この構造に限定しない。ケーブル２の余剰側に力センサー４を設置する。ケーブル２の余剰側の一部もしくは全部が常に力センサー４の上に配置されるような構成となっている。力センサー４は一般に市販されているものが使用され、力センサー４としては、巻き取りもしくは送り出されるケーブル２の重さの変化を検出し、これによりケーブル２に働く張力の変化を検出するものが代表例として挙げられる。このような重さの変化を検出するものは後述する１軸のみを検出するセンサーの一例である。更には力センサー４としては、抵抗が伸縮により変化することを利用して歪測定を行う歪ゲージが存在する。
【００１２】
ケーブル２の余剰側とは、ケーブル２のうち回転構造体１に巻き取られていない部分のことをいう。すなわち、図３（Ａ）においては、ケーブル２が回転構造体１と１箇所で接続されており、余剰側とはケーブル２のうち回転構造体１に接続されていない側を示している。図３（Ｂ）においては、ケーブル２が２つ以上の回転構造体１Ａ、１Ｂに接続されており、余剰側とはケーブル２が回転構造体１Ａ、１Ｂに接続されていない部分をいう。更に図３（Ｃ）においては、ケーブル２が同一の回転構造体１に複数箇所で接続されており、余剰側とはケーブル２が回転構造体１に接続されていない部分を指し示す。
【００１３】
ケーブル２が回転構造体１に巻取り及び送り出しされる事による張力の変化を力センサー４によって検出する。ここで力センサー４は１軸のみを検出する構成としてもよいし、あるいは複数軸の検出が出来るセンサーを利用し、ケーブル２に生じる複数軸の力を検出する構成としても良い。即ち三次元座標のうちのＸ軸のみの時間ｔに対する力の変化をプロットする場合は１軸のみの力を検出することとなり、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれの時間ｔに対する力の変化をプロットする場合は２軸における力を検出することとなる。また力センサー４は１つのセンサーで構成しても、更に複数個のセンサーで構成しても良い。力センサー４により検出した力信号６（単位Ｎ）を制御装置５に入力する。制御装置５は力信号６を元に制御信号７を生成する。モータ３は、制御信号７により動作を制御され、モータ３の動作により回転構造体１が回転する。
【００１４】
制御装置５で行う信号処理の例として、次の（１）〜（４）の４つが挙げられる。
（１）力信号６が常に一定となるよう制御信号７を生成する処理。
（２）力信号６が時間ｔの関数で表されるとき、ｔによるｎ階微分が一定となるよう制御信号７を生成する処理。ここで、ｎは自然数であり、一般にｎ＝１の場合は単位時間当たりの力の変化率となり、ｎ＝２の場合は力の変化率の変化率となり、ｎ＝３の場合は力の変化率の変化率の変化率となる。
（３）力信号６の周波数スペクトルが所定の値になるよう制御信号７を生成する処理。
（４）力信号６を特定の制御則に則るよう制御信号７を生成する処理。
また、これらを組み合わせた処理としても良い。
【００１５】
一例として上述（２）の動作である力信号６に対する時間による１階微分（力の変化率）が一定となる処理を図２に基づいて示す。図２は上述（２）を実現するための方法の一つであるが、この方法に限定するものではない。図２における１つの直線の矢印は、１つの情報を示しているのでなく、複数の情報を含んでもよい。更に１つの直線の矢印が複数のデータの集合であってもよい。
【００１６】
図２において、力信号６は信号処理部１２により信号処理される。ここで信号処理としては、四則演算（例えば１００倍にする）を利用した信号処理や、信号フィルタ処理（ノイズ除去処理）等があるが、これらに限定されない。このような信号処理により後の処理をし易くするものである。信号処理部１２で処理された信号はハイパスフィルタ１４を通過する。一方変化率の目標値である力信号目標値９は信号処理部１１で処理され、減算器１０１により前記ハイパスフィルタ１４を通過した信号が減算され、力誤差信号が生成される。尚力信号目標値９はハイパスフィルタ１４を通過した後の目標値であり、通常は０である。又信号処理部１１の処理内容は信号処理部１２の処理内容と同じであり、力信号目標値が０のときは処理する必要はない。
【００１７】
減算器１０１により生成された力誤差信号は制御アリゴリズム８により処理される。ここで制御アリゴリズムの内容としては比例制御、掛け算、積分、微分等があり、適切な制御信号７を生成するためのものである。制御アリゴリズム８により処理された信号は加算器１０２により回転制御信号１０と加算され、信号処理部１３により処理され、最終的に制御信号７（ボルト、アンペア）が生成される。尚信号処理部１３における処理内容は信号処理部１１、１２における処理内容と同じである。
【００１８】
又回転制御信号１０は、回転構造体１を所望の回転とするための制御信号であり、例として、回転体の位置（角度）を基準とし、回転体が所望の角度となるようにする信号、回転体の速度を基準とし、回転体が所望の速度となるようにする信号、回転体の加速度を基準とし、回転体が所望の加速度となるようにする信号、回転体の躍度を基準とし、単位時間当たりの加速度の変化率が所望の値になるようにする信号等があるが、これらに限定されない。またこれらの複数の組み合わせを信号としてもよい。回転制御信号１０は制御装置５の内部で生成しても良いし、更に制御装置５とは別の外部装置で生成し制御装置５へ取り込むようにしてもよい。
【００１９】
力信号目標値９は、制御装置５の内部にあらかじめ記憶しておいても良く、更に外部よりデジタルもしくはアナログ信号で決定しても良い。更にはこれらの複数の組み合わせでも良い。さらに力信号６は力信号記録装置２９で記録出来るようにしている。ただし力信号記録装置２９は設置しなくても良い。力信号記録装置２９は特定の期間力信号６もしくは力信号６と関係のある値を記録する機能を有する装置であり、単体の装置として構成しても良く、また力センサー４や制御装置５内に設けるようにしても良い。さらに力信号６と関係のある値として、制御信号７も記録するようにしても良い。
【００２０】
このような構成によれば、ケーブル２が回転構造体１に巻き取られ、もしくは回転構造体１から送り出されたとき、ケーブル２に張力を付与すること無く巻取りもしくは送り出し量を制御することが可能となる。そして制御信号７によりモータ３の速度を制御して最終的にケーブル２に生じる張力を一定にすることが出来るので、巻取りもしくは送り出しを精密に制御することが可能となる。さらに力信号記録装置２９を観察することにより、ケーブル２に予期しない張力が発生した場合の検出が可能となり、異常を検出し、装置を保護することが可能となる。又予期する張力が発生しない場合の検出もできるので、ケーブル２の切断も検出することも出来る。さらに、力信号記録装置２９の出力を利用して、力信号６の時間変化を観測することで、ケーブル２の時間変化を検出することが可能となり、時間変化が異常な場合にはケーブル２が劣化したことを検出することが可能となる。
【００２１】
実施の形態２．
図４は実施の形態２によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。図４に示すように、力センサー４の代わりに回転構造体１自体に力センサー２８を設置する構成としても良い。力センサー２８はケーブル２が回転構造体１に対して及ぼす力を測定するものであり、代表的なものとしてチューブ型のものを用い、チューブの上にケーブル２を巻いて圧力変化を計測することにより、張力を計測することが考えられる。力センサー２８は回転構造体１の周囲に対して全周に設置する構成としてもよく、また回転構造体１の周囲の一部のみに設置する構成としても良い。また本実施形態による力センサー２８と実施の形態１による力センサー４を併用する構成としても良い。このような構成によれば、力センサー４をケーブル２の余剰側に設置出来ない場合でも実施の形態１と同一の効果を発揮出来る。
【００２２】
実施の形態３．
図５は実施の形態３によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。本実施形態においては、図５に示すように、回転構造体１を利用しないケーブル巻取り及び送り出し機構を設けたものである。図５に示すように、ケーブル巻取り及び送り出し機構３７において、移動機構３９（例えば車輪）と共に移動するよう構成されたケーブル留め具３０にケーブル２を取り付け、プーリー３８によってケーブル２の移動を制限し、ケーブル留め具移動方向（矢印Ａ方向）にケーブル留め具３０が移動するように構成されている。但しケーブル２の巻取り及び送り出しの機能を有していれば、この構成に限定されない。尚その他の装置の構成及び動作は実施の形態１の場合と同じである。このような構成によれば、ケーブル巻取り及び送り出し機構として回転構造体を利用出来ない場合でも、実施の形態１と同一の効果を発揮出来る。又図５のような構成においてはリニアモータを利用して駆動できるので応答が早くなり、更には図１の構成に比べると小型化を図ることが出来る。
【００２３】
実施の形態４．
図６は実施の形態４によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。図６に示すように、箱４５を利用してケーブル２を保持してケーブル２を収め易くするとともに、力センサー４を箱４５に設置する構成としても良い。図１に示すように力センサー４をケーブル２の下に設置することが出来ない場合に有効となる。ここで箱４５はケーブル２の一部もしくは全部を保持する機能を有している構造体のことをいう。例として箱状の物、皿状の物、お椀状の物、配管状の物等があるがこれらの形状に限定しない。また力センサー４の設置場所として、図６に示すように箱４５の上部に設置しても良いし、又側面及び下面の１カ所もしくは複数箇所に設置しても良い。側面に設置する場合は箱４５は側壁に対して固定されることとなり、ケーブル２の巻き取り及び送り出しの際に箱４５は横方向に振動し、この振動の度合いを計測することにより張力を測定することが出来る。このように力センサー４は箱に生じる力を測定することが出来る。
【００２４】
また力センサー４の構造は実施の形態１の場合と同じであり、１軸のみを検出する構成であっても良いし、複数軸を検出する構成であっても良い。さらに力センサー４を単一のセンサーで構成しても良く、更には複数個の組み合わせにより構成してもよい。このような構成によれば、図１に示すようにケーブル２の余剰部を力センサー４上に配置することが出来ない場合、又はケーブル２の下部に力センサーを設置できない場合でも、本実施形態を採用すれば実施の形態１と同等の効果を得ることが可能となる。
【００２５】
実施の形態５．
図７は実施の形態５によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。図７に示すように、ケーブル巻取り及び送り出し機構１７を移動機構５６にて駆動させるようにしても良い。図７に示すような構成としてはロボットを使用する場合が考えられ、電線敷設作業を行う場合等に移動機構５６が必要となる。力センサー４は固定されても良いし、あるいは別に駆動される構成としても良い。又力センサーとして図４に示された力センサー２８を使用しても良い。更に実施の形態４で示した箱４５を利用する構成としても良い。移動機構５６はケーブル巻取り及び送り出し機構１７を移動させる機能を有していれば良く、その駆動方法や駆動方向は任意である。また移動機構５６には駆動するために必要な機能、例えばモータやガイド及び制御装置を備えているものとする。
【００２６】
移動機構５６の例としては、タイヤによる駆動機構、リニアガイド駆動機構、水平ステージ移動機構、回転駆動機構、ボールネジ駆動機構などがあるが、これらに限定されない。図７では制御装置５が移動機構５６と独立して構成される場合を示しているが、制御装置５を移動機構５６と一体に構成してもよい。また実施の形態４で示したように、ケーブル２を保持する箱４５を利用する構成としてもよく、この箱４５を移動機構５６と共に移動する構成としてもよい。更には箱４５を独立させて移動させる構成としても良い。
【００２７】
このような構成によれば、他の実施の形態で示した効果を有すると共に、ケーブル２に作用する張力が一定になるので、ケーブル巻取り及び送り出し機構１７によりケーブル２を巻取り及び送り出す際に発生するノイズが少なくなり、移動機構５６の駆動制御へ及ぼす影響を低減することが可能となる。
【００２８】
実施の形態６．
図８は実施の形態６によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。図８に示すように、移動装置６１に力センサー４を取り付ける構成としたものである。またケーブル２の動作を抑制するケーブル移動抑制機構６２を設置しても良い。ここでケーブル移動抑制機構６２とは、ケーブル２の配置や移動を抑制もしくは規定する機能を持つ機構であり、例としてプーリーや配管などがあるが、これらに限定されない。移動装置６１は、移動機構５６と同じく駆動するための機能を含み、またその駆動方向や駆動方法は任意である。ケーブル２の一部を力センサー４と接続し、移動装置６１を利用して力センサー４を移動させる。
【００２９】
このような構成とすることで、他の実施の形態で示した効果を発揮することが出来ると共に、張力を一定にすることが出来るので、ケーブル巻取り及び送り出し機構１７を要因とするノイズを低減することが出来、ノイズが移動装置６１の駆動に及ぼす影響を低減することが出来る。尚移動装置６１を使用する例として半導体製造の際のボンディング装置が挙げられる。この場合にはケーブル２はアルミニウム線又は金線等となり、このような装置においても張力を一定にする必要があり、本実施形態を採用することは有効となる。
【００３０】
実施の形態７．
図９は実施の形態７によるケーブル巻取り及び送り出し制御装置を示す概念図である。図９に示すように、実施の形態６の構成に加えて、ケーブル移動抑制機構６２を可動装置７３に取り付ける構成としても良い。ここで可動装置７３は移動機構５６と同じく、駆動するための機能を含み、またその駆動方向や駆動方法は任意である。また実施の形態６と異なり、制御信号７を可動装置７３に接続し、力信号６の値に応じて可動装置７３を制御してケーブル移動抑制機構６２の位置及び速度を制御し、ケーブル２の張力が一定になるようにする。図９においては制御信号７により可動装置７３のみを駆動制御するように構成しているが、ケーブル巻取り及び送り出し機構１７の駆動制御に対しても利用する構成としてもよい。尚制御の方法は実施の形態１で説明したものと同じである。
【００３１】
このような構成とすることで、他の実施の形態と同様の効果を発揮できると共に、ケーブル巻取り及び送り出し機構１７を力信号６に応じて制御しないので、ケーブル巻取り及び送り出し機構１７を要因とするノイズが低減され、当該ノイズが移動装置６１に及ぼす影響を低減することが出来る。又ケーブル巻取り及び送り出し機構１７においてもモータが不要となるので、ケーブル巻取り及び送り出し機構１７自体を小型化し、あるいは簡素化することができる。
【００３２】
実施の形態８．
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は実施の形態８によるケーブル巻取り及び送り出し装置におけるケーブル巻取り及び送り出し機構と力センサーとの接続機構を示す概念図である。その他の構成は上記実施の形態１〜７と同様である。先ず図１０（Ａ）に示すように、力センサー４若しくは力センサー２８の代わりにケーブル２を力センサー８４に接続する。力センサー８４の構造自体は実施の形態１で説明したものと同様であり、ケーブル２から生じる力を１軸もしくは複数軸で検出する機能を有している。又力センサー８４は力センサー４若しくは力センサー２８の代わりに設置する構成としても良く、更には力センサー４、２４と共に設置する構成としても良い。図１０（Ａ）に示した構成はケーブル２が短い場合に有効となる。
【００３３】
また力センサー８４は図１０（Ｂ）で示すように、コネクタとしての機能を有しても良く、ケーブル２と外部ケーブル２５をつなぐ役割を有する構成としても良い。このようにケーブル接続機能を有した力センサーを構成することにより、装置全体を小型化することが出来る。また力センサー８４は、ケーブル２で伝達する物質、情報、エネルギーを変換もしくは演算する機能を有する構成としても良い。ここでいう変換もしくは演算する機能とは、例として物質の分離や混合若しくは結合を行う機能、情報の演算処理機能、エネルギーの分離や吸収及び付与を行う機能が挙げられるが、これらに限定されない。図１０（Ｂ）に示した構造は外部ケーブル２５を利用する場合に有効となる。
【００３４】
また力センサー８４は図１０（Ｃ）で示すように、ケーブル２を巻き付ける構成としても良い。以上のような構成とすることで、ケーブル２が短い場合や外部ケーブル２５を利用する場合でも他の実施の形態で示した効果を発揮することが可能となる。
【００３５】
実施の形態９．
図１１〜図１３は実施の形態９によるケーブル巻取り及び送り出し装置を示す概念図である。図１１に示すように、力センサー４若しくは力センサー２８の代わりに非接触位置検出センサー９０を利用するようにしたものである。その他の構成は上記実施の形態１〜８と同じである。非接触位置検出センサー９０は、ケーブル２の位置変動を非接触で検出する機能を持つ検出器である。非接触位置検出センサー９０は１つのセンサーで構成してもよく、更には図１２に示すように、複数のセンサーの組み合わせで構成しても良い。
【００３６】
また非接触位置検出センサー９０は図１３に示すように、ケーブル２を覆う構成としても良い。非接触位置検出センサー９０の例として電磁波を検出してケーブル２の位置を検出するカメラ型センサー、電磁波の反射を利用する距離センサー、ケーブル２から生じる電磁波を検出するコイル型センサー、ケーブル２から生じる磁気力を検出する磁気センサー、ケーブル２と非接触位置検出センサー９０間に生じる静電気力を検出する静電気力センサー、ケーブル２と非接触位置検出センサー９０間に生じるファンデルワールス力や原子間引力もしくは原子間排斥力を検出する非接触型力センサー等があるが、これらに限定されない。
【００３７】
非接触位置検出センサー９０はケーブル２の位置情報である位置信号９６を出力し、位置信号９６を位置−力変換装置９７へ入力する。位置−力変換装置９７は独立した装置としても良いし、更には非接触位置検出センサー９０もしくは制御装置５に内蔵する構成としても良い。位置−力変換装置９７は、位置信号９６からケーブル２に生じている力を算出する機能を有する装置である。位置信号９６からケーブル２に生じる力を算出する手法の例として、ケーブル２の物理定数（重さ等）と形状から算出する方法があるが、この手法に限定されない。一例としてケーブル２の硬さとケーブル２が巻き取り又は送り出される際の振動周波数により張力の変化率を測定することが出来る。
【００３８】
以上のように構成することにより、ケーブル２に接触すること無く張力を算出して、更に他の実施の形態１〜８で示した効果を発揮することが可能となる。このようにケーブル２に接触しないため、検出による外乱が生じず、より精密な巻取り及び送り出し制御が可能となる。
尚本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  回転構造体、２  ケーブル、３  モータ、４，２８，８４  力センサー、
５  制御装置、６  力信号、７  制御信号、９  力信号目標値、
１７  ケーブル巻取り及び送り出し機構、２５  外部ケーブル、２９  力信号記録装置、４５  箱、５６  移動機構、６１  移動装置、６２  ケーブル移動抑制機構、
７３  可動機構、９０  非接触位置検出センサー、９７  位置−力変換装置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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