(57)【要約】【課題】固定された回転中心から一定の半径を有する球面上を先端部材が移動可能なパラレルリンク機構およびリンク作動装置を提供する。【解決手段】パラレルリンク機構は、基端側リンクハブ１と、３つのリンク機構１１と、回転体２ａと、先端側リンクハブ３とを備える。回転体２ａは、上記３つのリンク機構１１のうちの１つのリンク機構と接続される。回転体２ａは、基端側リンクハブ１と回転自在に連結される。リンク機構１１において、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの第１中心軸１５ａ〜１５ｃと、第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの第２中心軸１６ａ〜１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。回転体２ａの回転中心軸１２は球面リンク中心点３０と交わる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側リンクハブと、
３つ以上のリンク機構と、
前記３つ以上のリンク機構のうちの少なくとも１つのリンク機構と接続された１つ以上の回転体と、
先端側リンクハブとを備え、
前記１つ以上の回転体は、前記基端側リンクハブと回転自在に連結され、
前記３つ以上のリンク機構のそれぞれは、
第１リンク部材と、
前記第１リンク部材に第１回転対偶部において回転可能に接続された第２リンク部材とを含み、
前記第２リンク部材は、前記先端側リンクハブに第２回転対偶部において回転可能に接続され、
前記少なくとも１つのリンク機構の前記第１リンク部材は、前記１つ以上の回転体に固定されており、
前記３つ以上のリンク機構において、前記第１回転対偶部の第１中心軸と、前記第２回転対偶部の第２中心軸とは球面リンク中心点で交わり、
前記１つ以上の回転体の回転中心軸は前記球面リンク中心点と交わる、パラレルリンク機構。
【請求項２】
前記１つ以上の回転体は、３つ以上の回転体を含み、
前記３つ以上の回転体は、それぞれの回転中心軸が一致するように並んで配置された状態で前記基端側リンクハブと回転自在に連結され、
前記３つ以上のリンク機構のそれぞれの前記第１リンク部材は、前記３つ以上の回転体のうちの１つに固定されており、
前記３つ以上の回転体の前記回転中心軸は前記球面リンク中心点と交わる、請求項１に記載のパラレルリンク機構。
【請求項３】
前記３つ以上の回転体は、それぞれの前記回転中心軸が一致するように積層されている、請求項２に記載のパラレルリンク機構。
【請求項４】
前記３つ以上の回転体には、前記回転中心軸の周りを囲むように環状の貫通孔が形成され、
前記３つ以上の回転体は、第１回転体と、前記第１回転体から見て前記基端側リンクハブが位置する側に配置された第２回転体とを含み、
前記第２回転体に接続された前記第１リンク部材は、前記第１回転体の前記貫通孔の内部を通り前記先端側リンクハブ側に延びている、請求項３に記載のパラレルリンク機構。
【請求項５】
前記第１回転対偶部および前記第２回転対偶部の少なくともいずれか１つは軸受を含む、請求項３または請求項４に記載のパラレルリンク機構。
【請求項６】
前記３つ以上の回転体は、環状に設けられており、
前記３つ以上の回転体の内径は、互いに異なるように設けられており、
前記３つ以上の回転体は、それぞれの前記回転中心軸が一致するように、前記回転中心軸に対する径方向において並んで配置されている、請求項２に記載のパラレルリンク機構。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構と、
前記１つ以上の回転体を回転させ、前記基端側リンクハブに対する前記先端側リンクハブの姿勢を任意に変更する姿勢制御用駆動源とを備える、リンク作動装置。
【請求項８】
前記１つ以上の回転体と前記姿勢制御用駆動源とが機械的に接続されている、請求項７に記載のリンク作動装置。
【請求項９】
前記１つ以上の回転体に接続された回転伝達部材を備え、
前記姿勢制御用駆動源は、前記回転伝達部材を介して前記１つ以上の回転体を回転させる、請求項８に記載のリンク作動装置。
【請求項１０】
前記１つ以上の回転体は、回転伝達部を含み、
前記姿勢制御用駆動源は、前記回転伝達部を介して前記１つ以上の回転体を回転させる、請求項８に記載のリンク作動装置。
【請求項１１】
前記１つ以上の回転体と前記姿勢制御用駆動源とが磁気的に接続されている、請求項７に記載のリンク作動装置。
【請求項１２】
前記１つ以上の回転体は、磁石を含み、
前記姿勢制御用駆動源は、前記回転中心軸に対する径方向において前記磁石と対向して配置されたコイルを含む、請求項７に記載のリンク作動装置。
【請求項１３】
前記１つ以上の回転体は、３つの回転体であり、
前記姿勢制御用駆動源は、前記３つの回転体を回転させる、請求項７〜請求項１２のいずれか１項に記載のリンク作動装置。
【請求項１４】
前記１つ以上の回転体は、４つの回転体であり、
前記姿勢制御用駆動源は、前記４つの回転体を回転させる、請求項７〜請求項１２のいずれか１項に記載のリンク作動装置。
【請求項１５】
前記１つ以上の回転体の回転量を検出する回転量検出機構をさらに備える、請求項７〜請求項１４のいずれか１項に記載のリンク作動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パラレルリンク機構およびリンク作動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療機器や産業機器などの各種装置に用いられるパラレルリンク機構が知られている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９４２４５号公報
【特許文献２】得開２０１５−１９４２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のパラレルリンク機構は、構成が比較的簡単であるが、各リンクの作動角が小さい。このため、トラベリングプレートの作動範囲を大きく設定すると、リンク長が長くなることにより、機構全体の寸法が大きくなって装置の大型化を招くという問題がある。したがって、コンパクトな構成が必要とされるとともに、精密かつ広範な作動範囲が要求される用途に用いることは難しかった。
【０００５】
特許文献２のリンク作動装置は、基端側のリンクハブと先端側のリンクハブとを、４節連鎖の３組以上のリンク機構を介して連結した構成としている。特許文献２のリンク作動装置は、コンパクトでありながら、精密かつ広範な作動範囲の動作が可能である。
【０００６】
しかし、特許文献２のリンク作動装置では、３組以上のリンク機構に設けた姿勢制御用の駆動源に対して、先端側のリンクハブが回転２自由度で動作する。そのため、さらなる回転自由度を加えるには、リンク作動装置の外側に装置全体を回転させる機構を必要とする。この結果、装置全体が大型化するという問題があった。また、構造上、リンク機構の折れ角に応じて先端側のリンクハブの回転半径が変化するとともに、当該先端側のリンクハブの回転移動における回転中心の位置を固定できない。すなわち、基端側のリンクハブから見て先端側のリンクハブは固定された回転中心から一定の半径を有する球面上を移動できないため、先端側のリンクハブの動作をイメージしにくいといった課題があった。
【０００７】
この発明の目的は、固定された回転中心から一定の半径を有する球面上を先端部材が移動可能なパラレルリンク機構およびリンク作動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に従ったパラレルリンク機構は、基端側リンクハブと、３つ以上のリンク機構と、１つ以上の回転体と、先端側リンクハブとを備える。１つ以上の回転体は、上記３つ以上のリンク機構の少なくとも１つのリンク機構と接続される。１つ以上の回転体は、基端側リンクハブと回転自在に連結される。３つ以上のリンク機構のそれぞれは、第１リンク部材と第２リンク部材とを含む。第１リンク部材は、１つ以上の回転体に固定される。第２リンク部材は、第１リンク部材に第１回転対偶部において回転可能に接続される。第２リンク部材は、先端側リンクハブに第２回転対偶部において回転可能に接続される。３つ以上のリンク機構において、第１回転対偶部の第１中心軸と、第２回転対偶部の第２中心軸とは球面リンク中心点で交わる。１つ以上の回転体の回転中心軸は球面リンク中心点と交わる。
【０００９】
本開示に従ったリンク作動装置は、上記パラレルリンク機構と、姿勢制御用駆動源とを備える。姿勢制御用駆動源は、３つ以上の回転体のうち少なくとも３つの回転体を回転させ、基端側リンクハブに対する先端側リンクハブの姿勢を任意に変更する。
【発明の効果】
【００１０】
上記によれば、固定された回転中心から一定の半径を有する球面上を先端部材が移動可能なパラレルリンク機構およびリンク作動装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。
【図２】図１に示したパラレルリンク機構の正面模式図である。
【図３】図２の矢印６０に沿った方向から見た先端側リンクハブおよびリンク機構の部分模式図である。
【図４】図２の線分ＩＶ−ＩＶにおける断面模式図である。
【図５】図１に示したパラレルリンク機構の動作を説明するための斜視模式図である。
【図６】図１に示したパラレルリンク機構の動作を説明するための斜視模式図である。
【図７】図６に示したパラレルリンク機構の上面模式図である。
【図８】実施の形態１に係るパラレルリンク機構の変形例を示す正面模式図である。
【図９】実施の形態２に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。
【図１０】図９に示したパラレルリンク機構の先端側リンクハブおよびリンク機構の部分模式図である。
【図１１】実施の形態３に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。
【図１２】実施の形態４に係るパラレルリンク機構の構成を示す部分断面模式図である。
【図１３】実施の形態５に係るパラレルリンク機構の構成を示す模式図である。
【図１４】図１３の領域ＸＩＶの拡大断面模式図である。
【図１５】実施の形態６に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。
【図１６】図１５に示したパラレルリンク機構の正面模式図である。
【図１７】図１６の線分ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける断面模式図である。
【図１８】図１５に示したパラレルリンク機構の回転体の上面模式図である。
【図１９】実施の形態７に係るリンク作動装置の構成を示す斜視模式図である。
【図２０】図１９に示したリンク作動装置の構成を示す模式図である。
【図２１】実施の形態７に係るリンク作動装置の第１変形例を示す模式図である。
【図２２】実施の形態７に係るリンク作動装置の第２変形例を示す斜視模式図である。
【図２３】図２２に示したリンク作動装置の構成を示す部分模式図である。
【図２４】実施の形態７に係るリンク作動装置の第３変形例を示す模式図である。
【図２５】実施の形態７に係るリンク作動装置の第４変形例を示す斜視模式図である。
【図２６】実施の形態８に係るリンク作動装置の構成を示す斜視模式図である。
【図２７】図２６に示したリンク作動装置の構成を示す模式図である。
【図２８】図２７の線分ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。
【図２９】実施の形態８に係るリンク作動装置の第１変形例を示す模式図である。
【図３０】図２９に示したリンク作動装置の構成を示す模式図である。
【図３１】図３０の領域ＸＸＸＩの拡大断面模式図である。
【図３２】図３０の線分ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩにおける断面模式図である。
【図３３】実施の形態８に係るリンク作動装置の第２変形例を示す斜視模式図である。
【図３４】は、実施の形態８に係るリンク作動装置の第３変形例を示す模式図である。
【図３５】は、実施の形態９に係るパラレルリンク機構の構成を示す模式図である。
【図３６】は、実施の形態１０に係るリンク作動装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１３】
（実施の形態１）
＜パラレルリンク機構の構成＞
図１は、実施の形態１に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図２は、図１に示したパラレルリンク機構の正面模式図である。図３は、図２の矢印６０に沿った方向から見た先端側リンクハブおよびリンク機構の部分模式図である。図４は、図２の線分ＩＶ−ＩＶにおける断面模式図である。
【００１４】
図１〜図４に示したパラレルリンク機構は、基端側リンクハブ１と、３つのリンク機構１１と、３つの回転体２ａ〜２ｃと、先端側リンクハブ３とを備える。基端側リンクハブ１は、円盤状の部材である。なお、図１に示した基端側リンクハブ１の平面形状は円形状であるが、当該平面形状は三角形状、四角形状などの多角形状、あるいは楕円形状、半円形状など他の任意の形状であってもよい。また、基端側リンクハブ１は図１に示すような板状体であってもよいが、他の任意の形状であってもよく、他の機械装置の一部であってもよい。また、リンク機構１１の数は３以上であればよく、たとえば４または５としてもよい。
【００１５】
３つの回転体２ａ〜２ｃは、それぞれの回転中心軸１２が一致するように積層された状態で基端側リンクハブ１と回転可能に連結される。３つの回転体２ａ〜２ｃは、固定部材としてのボルト７とナット８とにより基端側リンクハブ１に接続されている。３つの回転体２ａ〜２ｃには上記ボルト７を通すため中央部に穴が形成されている。ボルト７の端に位置する頭部と回転体２ａとの間にはワッシャ９が配置されている。積層された３つの回転体２ａ〜２ｃの間には回転抵抗低減部材１９がそれぞれ配置されている。また、積層された３つの回転体２ａ〜２ｃのうち最も基端側リンクハブ１側に位置する回転体２ｃと基端側リンクハブ１との間にも回転抵抗低減部材１９が配置されている。
【００１６】
３つの回転体２ａ〜２ｃは、平面形状がほぼ円形状である。３つの回転体２ａ〜２ｃは、それぞれの外周部にリンク機構１１を接続するための突出部が形成されている。突出部は回転体２ａ〜２ｃの外周端面から外側に突出した凸形状部である。３つ回転体２ａ〜２ｃは、上記３つのリンク機構１１のそれぞれと上記突出部において接続される。
【００１７】
３つのリンク機構１１のそれぞれは、第１リンク部材４ａ〜４ｃと第２リンク部材６ａ〜６ｃとを含む。１つめの第１リンク部材４ａは、回転体２ａの突出部に固定される。２つめの第１リンク部材４ｂは回転体２ｂの突出部に固定される。３つめの第１リンク部材４ｃは回転体２ｃの突出部に固定される。第１リンク部材４ａ〜４ｃを回転体２ａ〜２ｃの突出部に固定する方法は、任意の方法を用いることができる。たとえば、固定部材としてのネジ５６によって第１リンク部材４ａ〜４ｃを回転体２ａ〜２ｃに固定してもよい。あるいは、第１リンク部材４ａ〜４ｃを回転体２ａ〜２ｃの突出部に溶接して固定してもよく、接着剤層を介して固定してもよい。
【００１８】
第１リンク部材４ａ〜４ｃは、屈曲部を有する柱状の形状を有している。第１リンク部材４ａ〜４ｃの長さは互いに異なっている。最も基端側リンクハブ１に近い位置に配置された回転体２ｃに接続された第１リンク部材４ｃが最も長くなっている。また、最も基端側リンクハブ１から遠くに配置された回転体２ａに接続された第１リンク部材４ａが最も短くなっている。第１リンク部材４ａ〜４ｃは、回転体２ａ〜２ｃの表面に垂直な方向に伸びる第１部分と、第１部分の伸びる方向に対して斜めに伸びる第２部分と、第１部分と第２部分との接続部である上記屈曲部とを含む。図２に示すように、第１リンク部材４ａ〜４ｃの第１部分の一方端部が回転体２ａ〜２ｃに固定されている。第１部分の上記一方端部と反対側の他方端部が、第２部分の一方端部と接続されている。第２部分において一方端部と反対側の他方端部が第２リンク部材６ａ〜６ｃとそれぞれ回転可能に接続されている。第２部分は、一方端部から他方端部に向けて、回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２から徐々に離れるように構成されている。つまり、第１リンク部材４ａ〜４ｃの第２部分の伸びる方向は、回転中心軸１２に対して傾斜している。
【００１９】
１つめの第２リンク部材６ａは、第１リンク部材４ａに第１回転対偶部２５ａにおいて回転可能に接続される。２つめの第２リンク部材６ｂは、第１リンク部材４ｂに第１回転対偶部２５ｂにおいて回転可能に接続される。３つめの第２リンク部材６ｃは、第１リンク部材４ｃに第１回転対偶部２５ｃにおいて回転可能に接続される。第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃは、それぞれ第１中心軸１５ａ〜１５ｃを有する。第１中心軸１５ａ〜１５ｃは、回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２に向かう方向に伸びている。また、第１中心軸１５ａ〜１５ｃは、回転中心軸１２に近づくにつれて回転体２ａ〜２ｃから離れるように、回転中心軸１２に対して傾斜している。
【００２０】
第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの構造は、任意の構成とすることができる。たとえば、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃは、第１中心軸１５ａ〜１５ｃに沿って伸びる軸部と、当該軸部が挿入される貫通穴が形成された第１リンク部材４ａ〜４ｃの部分と、当該軸部が挿入される貫通穴が形成された第２リンク部材６ａ〜６ｂの部分とにより構成されていてもよい。この場合、軸部を中心軸として第１リンク部材４ａ〜４ｃおよび第２リンク部材６ａ〜６ｃは回転可能となっている。第１リンク部材４ａ〜４ｃおよび第２リンク部材６ａ〜６ｃの貫通穴から軸部が抜けることを防止するため、軸部の両端にはたとえば位置決め部材としてのナットが固定されていてもよい。
【００２１】
あるいは、軸部が第１リンク部材４ａ〜４ｃおよび第２リンク部材６ａ〜６ｃのいずれか一方に接続されており、当該軸部が第１リンク部材４ａ〜４ｃおよび第２リンク部材６ａ〜６ｃのいずれか他方に形成された貫通穴に挿入された状態となっていてもよい。軸部に対して第１リンク部材４ａ〜４ｃおよび第２リンク部材６ａ〜６ｃのいずれか他方が回転可能になっていてもよい。軸部の先端部には貫通穴から軸部が抜けることを防止するための位置決め部材としてのナットなどが固定されていてもよい。
【００２２】
第２リンク部材６ａ〜６ｃは、第１中心軸１５ａ〜１５ｃの伸びる方向と交差する方向に伸びる第１部分と、当該第１部分の先端部から第１中心軸１５ａ〜１５ｃに沿って伸びる第２部分とを含む。第１部分の上記先端部と反対側の根元部は、第１リンク部材４ａ〜４ｃと回転可能に接続された第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの一部となっている。
【００２３】
第２リンク部材６ａ〜６ｃは、先端側リンクハブ３に第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃにおいて回転可能に接続される。第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃは、それぞれ第２中心軸１６ａ〜１６ｃを有する。具体的には、第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃは、第２中心軸１６ａ〜１６ｃに沿って伸びる軸部と、当該軸部を挿入する貫通穴が形成された先端側リンクハブ３の突出部と、当該突出部を挟むように配置され、軸部を挿入する貫通穴が形成された一対の壁部とを含む。一対の壁部は第２リンク部材６ａ〜６ｃの第２部分の先端部に形成されている。軸部はボルト１７とナット１８とにより構成される。軸部を中心として、先端側のリンクハブ３の突出部と第２リンク部材６ａ〜６ｃとは回転可能になっている。一対の壁部と先端側リンクハブ３の突出部との間には、図３に示すように回転抵抗低減部材２９が配置されている。回転抵抗低減部材２９としては、上述した一対の壁部および突出部との間の摩擦係数を低減できる任意の部材を用いることができる。たとえば、回転抵抗低減部材２９として摩擦係数がより低い樹脂製のシム・ワッシャなどを用いることができる。
【００２４】
第２中心軸１６ａ〜１６ｃは、第１中心軸１５ａ〜１５ｃと異なる方向に伸びるとともに、回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２に向かう方向に伸びている。第２中心軸１６ａ〜１６ｃは、回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２にたとえば直交する方向に伸びている。
【００２５】
３つのリンク機構１１において、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの第１中心軸１５ａ〜１５ｃと、第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの第２中心軸１６ａ〜１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。３つ以上の回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２は球面リンク中心点３０と交わる。上記のような関係を満たせば第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃおよび第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの配置は任意に変更できる。図３からわかるように、３つの第２リンク部材６ａ〜６ｃのそれぞれにおいて、先端側リンクハブ３側から視て（以下、平面視）第１中心軸１５ａ〜１５ｃと第２中心軸１６ａ〜１６ｃとのなす角度が実質的に９０°である。また、球面リンク中心点３０を中心とした周方向において、第１中心軸１５ａ〜１５ｃは等間隔に配置されている。
【００２６】
先端側リンクハブ３の平面形状は六角形状であるが、他の任意の多角形状であってもよい。当該平面形状は円形状、楕円形状など任意の形状であってもよい。
【００２７】
３つのリンク機構１１は、平面視において円周上に等間隔に配置されている。すなわち、の第１中心軸１５ａ〜１５ｃについて、平面視において球面リンク中心点３０から見て隣接する２つの第１中心軸のなす角度が１２０°である。また、第２中心軸１６ａ〜１６ｃについて、平面視において球面リンク中心点３０から見て隣接する２つの第２中心軸のなす角度が１２０°である。なお、３つのリンク機構１１を平面視において円周上に異なる間隔で配置してもよい。
【００２８】
＜パラレルリンク機構の動作＞
図５は、図１に示したパラレルリンク機構の動作を説明するための斜視模式図である。図６は、図１に示したパラレルリンク機構の動作を説明するための斜視模式図である。図７は、図６に示したパラレルリンク機構の上面模式図である。
【００２９】
図５に示すように、全ての回転体２ａ〜２ｃを図５の矢印に示すように同方向に同角度だけ回転させることで、先端側リンクハブ３の姿勢を維持したまま先端側リンクハブ３を回転中心軸１２（図２参照）を中心に回転させることができる。このとき、回転体２ａ〜２ｃの突出部間の相対的な位置関係は維持される。
【００３０】
また、図６に示すように、３つの回転体２ａ〜２ｃの回転方向や回転角度を異ならせることにより、基端側リンクハブ１に対する先端側リンクハブ３の姿勢を任意に変更できる。つまり、３つの回転体２ａ〜２ｃの回転角度を制御することにより、球面リンク中心点３０から見た先端側リンクハブ３の姿勢における折れ角θ１、旋回角θ２および回転角を制御できる。つまり、先端側リンクハブ３の姿勢は折れ角θ１、旋回角θ２および回転角という３自由度を有する。
【００３１】
ここで、折れ角θ１とは、図６に示すように、第２中心軸１６ａ〜１６ｃのすべてに垂直であって球面リンク中心点３０を通る直線である先端側リンクハブ中心軸３１と、回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２とのなす角度である。図７に示すように、旋回角θ２とは、球面リンク中心点３０を通り、回転中心軸１２が垂直に交わる平面（ＸＹ平面）に上記先端側リンクハブ中心軸３１を投影した直線と、ＸＹ平面において球面リンク中心点３０を原点として設定したＸ軸とのなす角度である。また、回転角とは、基端側リンクハブ１に対して回転中心軸１２を中心に先端側リンクハブ３が図５の矢印に示すように回転する場合の回転角度である。
【００３２】
＜作用効果＞
本開示に従ったパラレルリンク機構は、基端側リンクハブ１と、３つ以上のリンク機構１１と、３つ以上の回転体２ａ〜２ｃと、先端側リンクハブ３とを備える。３つ以上の回転体２ａ〜２ｃは、上記３つ以上のリンク機構１１のそれぞれと接続される。３つ以上の回転体２ａ〜２ｃは、それぞれの回転中心軸１２が一致するように積層された状態で基端側リンクハブ１と回転自在に連結される。３つ以上のリンク機構１１のそれぞれは、第１リンク部材４ａ〜４ｃと第２リンク部材６ａ〜６ｃとを含む。第１リンク部材４ａ〜４ｃは、３つ以上の回転体２ａ〜２ｃのうちの１つに固定される。第２リンク部材６ａ〜６ｃは、第１リンク部材４ａ〜４ｃに第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃにおいて回転可能に接続される。第２リンク部材６ａ〜６ｃは、先端側リンクハブ３に第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃにおいて回転可能に接続される。３つ以上のリンク機構１１において、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの第１中心軸１５ａ〜１５ｃと、第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの第２中心軸１６ａ〜１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。３つ以上の回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２は球面リンク中心点３０と交わる。
【００３３】
このようにすれば、基端側リンクハブ１に対して先端側リンクハブ３を、回転３自由度で動作させることができる。つまり、３つの回転体２ａ〜２ｃを回転させることにより、基端側リンクハブ１に対して先端側リンクハブ３を、球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動させることができるとともに、回転中心軸１２を中心として先端側リンクハブ３を回転させることができる。また、回転体２ａ〜２ｃの回転運動により先端側リンクハブ３の姿勢を制御するので、上記パラレルリンク機構を用いたコンパクトなリンク作動装置を実現できる。さらに、先端側リンクハブ３が、球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動するので、先端側リンクハブ３の動作をイメージしやすい。
【００３４】
＜変形例＞
図８は、実施の形態１に係るパラレルリンク機構の変形例を示す正面模式図である。図８に示すパラレルリンク機構は、基本的には図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、先端側リンクハブ３の形状および第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの構成が図１〜図４に示したパラレルリンク機構と異なっている。すなわち、先端側リンクハブ３の形状が板状であり、当該先端側リンクハブ３の端面に直接第２リンク部材６ａ〜６ｃが回転可能に接続されている。なお、先端側リンクハブ３の平面形状は図１〜図４に示したパラレルリンク機構における先端側リンクハブ３の平面形状と同じでもよいが、他の任意の形状であってもよい。また、先端側リンクハブ３の端面と第２リンク部材６ａ〜６ｃとの接続部の構成は、第２リンク部材６ａが先端側リンクハブ３に対して回転可能に接続できれば任意の構成を採用できる。
【００３５】
このような構成とすることで、図１〜図４に示したパラレルリンク機構と比較して、パラレルリンク機構の高さ方向における寸法を小さくできる。この結果、パラレルリンク機構をより小型化できる。
【００３６】
（実施の形態２）
＜パラレルリンク機構の構成＞
図９は、実施の形態２に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図１０は、図９に示したパラレルリンク機構の先端側リンクハブおよびリンク機構の部分模式図である。図９および図１０に示すパラレルリンク機構は、基本的には図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｄおよびリンク機構１１の数と、先端側リンクハブ３の形状とが図１〜図４に示したパラレルリンク機構と異なっている。すなわち、図９および図１０に示したパラレルリンク機構は、４つの回転体２ａ〜２ｄを備える。４つの回転体２ａ〜２ｄは積層された状態で基端側リンクハブ１にそれぞれが独立して回転可能に接続されている。回転体２ａ〜２ｄは外周部に突出部が形成されている。
【００３７】
それぞれの回転体２ａ〜２ｄにはリンク機構１１が接続されている。４つのリンク機構１１は、それぞれ第１リンク部材４ａ〜４ｄと第２リンク部材６ａ〜６ｄとを含む。３つの第１リンク部材４ａ〜４ｃは、図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様に、それぞれ回転体２ａ〜２ｃの突出部に固定される。４つめのリンク機構１１における第１リンク部材４ｄは、４つめの回転体２ｄの突出部に固定される。
【００３８】
第１リンク部材４ａ〜４ｄは、図１〜図４に示したパラレルリンク機構における第１リンク部材４ａ〜４ｃと同様に、屈曲部を有する柱状の形状を有している。第１リンク部材４ａ〜４ｄの長さは互いに異なっている。
【００３９】
３つの第２リンク部材６ａ〜６ｃは、図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様に、３つの第１リンク部材４ａ〜４ｃに第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃにおいて回転可能に接続される。４つめの第２リンク部材６ｄは、４つめの第１リンク部材４ｄに第１回転対偶部２５ｄにおいて回転可能に接続される。第１回転対偶部２５ａ〜２５ｄは、それぞれ第１中心軸１５ａ〜１５ｄを有する。第１中心軸１５ａ〜１５ｄは、回転体２ａ〜２ｄの回転中心軸１２に向かう方向に伸びている。また、第１中心軸１５ａ〜１５ｄは、回転中心軸１２に近づくにつれて回転体２ａ〜２ｄから離れるように、回転中心軸１２に対して傾斜している。
【００４０】
第２リンク部材６ａ〜６ｄは、第１中心軸１５ａ〜１５ｄの伸びる方向と交差する方向に伸びる第１部分と、当該第１部分の先端部から第１部分の延在方向と異なる方向に伸びる第２部分とを含む。第２部分は、第１部分から離れるにしたがって第１中心軸１５ａ〜１５ｄから離れるように、第１中心軸１５ａ〜１５ｄに対して傾斜している。第１部分において上記先端部と反対側の根元部は、第１リンク部材４ａ〜４ｄと回転可能に接続された第１回転対偶部２５ａ〜２５ｄの一部となっている。
【００４１】
第２リンク部材６ａ〜６ｄは、先端側リンクハブ３に第２回転対偶部２６ａ〜２６ｄにおいて回転可能に接続される。第２回転対偶部２６ａ〜２６ｄは、それぞれ第２中心軸１６ａ〜１６ｄを有する。先端側リンクハブ３の平面形状は、八角形状である。先端側リンクハブ３の外周部には、当該先端側リンクハブ３の外周に沿った方向において実質的に等間隔で第２回転対偶部２６ａ〜２６ｄが配置されている。１つの第２リンク部材６ａにおける、第１回転対偶部２５ａの第１中心軸１５ａと第２回転対偶部２６ａの第２中心軸１６ａとのなす角度は９０°未満である。他の第２リンク部材６ｂ〜６ｄは上述した第２リンク部材６ａと同様の構成を備える。
【００４２】
４つのリンク機構１１において、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｄの第１中心軸１５ａ〜１５ｄと、第２回転対偶部２６ａ〜２６ｄの第２中心軸１６ａ〜１６ｄとは球面リンク中心点３０で交わる。４つの回転体２ａ〜２ｄの回転中心軸１２は球面リンク中心点３０と交わる。上記のような関係を満たせば第１回転対偶部２５ａ〜２５ｄおよび第２回転対偶部２６ａ〜２６ｄの配置は任意に変更できる。
【００４３】
＜作用効果＞
図９および図１０のような構成のパラレルリンク機構では、図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様に、基端側リンクハブ１に対して先端側リンクハブ３を、球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動させることができるとともに、回転中心軸１２を中心として先端側リンクハブ３を回転させることができる。また、先端側リンクハブ３を４つのリンク機構１１により支持するので、リンク機構１１が３つの場合と比べて、先端側リンクハブ３に搭載する機器の重さの上限を大きくしたり、パラレルリンク機構自体の剛性を高めたりすることができる。
【００４４】
（実施の形態３）
＜パラレルリンク機構の構成＞
図１１は、実施の形態３に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図１１に示すパラレルリンク機構は、基本的には図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃの形状およびリンク機構１１の第２リンク部材６ａ〜６ｃの形状が図１〜図４に示したパラレルリンク機構と異なっている。すなわち、第１リンク部材４ａ〜４ｃが接続された回転体２ａ〜２ｃの突出部の長さが回転体２ａ〜２ｃごとに異なっている。図１１に示したパラレルリンク機構では、基端側リンクハブ１から最も離れた位置に配置された回転体２ａの突出部２２ａの長さＬ１より、回転体２ａから見て基端側リンクハブ１側に位置する回転体２ｂの突出部２２ｂの長さＬ２が長くなっている。また、図１１に明示されていないが、回転体２ｂから見て基端側リンクハブ１側に位置する回転体２ｃの突出部の長さは突出部２２ｂの長さＬ２より長くなっていてもよい。
【００４５】
上記のように３つの回転体２ａ〜２ｃの突出部の長さが異なることに対応し、３つの回転体２ａ〜２ｃに接続されたリンク機構１１の第２リンク部材６ａ〜６ｃの形状は互いに異なっている。具体的には、上述した突出部の長さの違いに基づき、３つのリンク機構１１における第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃと第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃとの間の距離が異なっている。このため、３つのリンク機構１１における第２リンク部材６ａ〜６ｃの長さは互いに異なる。なお、このように３つのリンク機構１１のサイズが異なル場合においても、図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様に第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃ、第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃ、回転中心軸１２および球面リンク中心点３０の関係は維持される。つまり、図１１に示したパラレルリンク機構においても、３つのリンク機構１１において、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの第１中心軸１５ａ〜１５ｃと、第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの第２中心軸１６ａ〜１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わっている。また、３つの回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２は球面リンク中心点３０と交わる。
【００４６】
＜作用効果＞
図１１のような構成のパラレルリンク機構においても、図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様に、基端側リンクハブ１に対して先端側リンクハブ３を、球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動させることができるとともに、回転中心軸１２を中心として先端側リンクハブ３を回転させることができる。
【００４７】
（実施の形態４）
＜パラレルリンク機構の構成＞
図１２は、実施の形態４に係るパラレルリンク機構の構成を示す部分断面模式図である。図１２では、パラレルリンク機構のリンク機構１１における第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃから第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃまでの部分断面模式図を示している。図１２に示したパラレルリンク機構は、基本的には図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃおよび第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃのそれぞれに回転抵抗低減手段としての軸受３９、４９が設置されている点が図１〜図４に示したパラレルリンク機構と異なっている。なお、図１２では、すべての第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃおよび第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃに軸受３９、４９を設置しているが、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃおよび第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの少なくともいずれか１つにおいて軸受を設置するようにしてもよい。
【００４８】
具体的には、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃでは、第１リンク部材４ａ〜４ｃにおいて第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの一部となる先端部に貫通穴が形成されている。第２リンク部材６ａ〜６ｃにおいて第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの一部となる根元部にも貫通穴が形成されている。
【００４９】
第２リンク部材６ａ〜６ｃの貫通穴の内部に軸受３９が配置されている。当該貫通穴の内部には２つの軸受３９が複列に配置されている。軸受３９としてはたとえば玉軸受などの転がり軸受を用いることができる。軸受３９は外輪と、内輪と、当該外輪および内輪の間に配置された複数の転動体とを含む。軸受３９の外輪は第２リンク部材６ａ〜６ｃの上記貫通穴に固定されている。外輪の固定方法は任意の方法を用いることができる。たとえば、外輪を第２リンク部材６ａ〜６ｃの上記貫通穴に圧入してもよい。また、外輪を第２リンク部材６ａ〜６ｃの貫通穴に挿入した状態で加締め加工により固定してもよいし、止め輪を用いて固定してもよい。
【００５０】
第１リンク部材４ａ〜４ｃの貫通穴と第２リンク部材６ａ〜６ｃの貫通穴が同軸上に並ぶように、第１リンク部材４ａ〜４ｃおよび第２リンク部材６ａ〜６ｃは配置されている。第１リンク部材４ａ〜４ｃの貫通穴および第２リンク部材６ａ〜６ｃの貫通穴にボルト１７が挿入されている。ボルト１７の先端部にはナット１８が固定されている。ナット１８と軸受３９の内輪との間にはたとえば図示しないワッシャが配置されている。ナット１８が軸受３９の内輪を締め付けることにより、当該軸受３９の内輪はボルト１７およびナット１８を介して第１リンク部材４ａ〜４ｃに固定される。上記のような構成により、軸受３９の内輪には予圧が付与される。
【００５１】
このとき、複列配置された軸受３９の間にワッシャまたは間座を配置することにより、２つの軸受３９の間の距離を大きくしてもよい。また、２つの軸受３９としてアンギュラ玉軸受を用いてもよい。このようにすれば軸受３９を含む第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの剛性を向上させることができる。
【００５２】
第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃでは、第２リンク部材６ａ〜６ｃにおいて第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの一部となる先端部に、先端側リンクハブ３の突出部を挟むように配置された一対の壁部が形成されている。壁部には貫通穴が形成されている。一対の壁部の間に配置され、第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの一部となる先端側リンクハブ３の突出部にも貫通穴が形成されている。
【００５３】
先端側リンクハブ３の突出部に形成された貫通穴の内部に軸受４９が配置されている。当該貫通穴の内部には２つの軸受４９が複列に配置されている。軸受４９としては、軸受３９と同様に玉軸受などの転がり軸受を用いることができる。軸受４９は外輪と、内輪と、当該外輪および内輪の間に配置された複数の転動体とを含む。軸受４９の外輪は先端側リンクハブ３の上記貫通穴に固定されている。外輪の固定方法は任意の方法を用いることができる。たとえば、外輪を先端側リンクハブ３の上記貫通穴に圧入してもよい。
【００５４】
第２リンク部材６ａ〜６ｃの貫通穴と先端側リンクハブ３の貫通穴が同軸上に並ぶように、第２リンク部材６ａ〜６ｃおよび先端側リンクハブ３の突出部は配置されている。第２リンク部材６ａ〜６ｃの貫通穴および先端側リンクハブ３の突出部の貫通穴にボルト１７が挿入されている。ボルト１７の先端部にはナット１８が固定されている。第２リンク部材６ａ〜６ｃの壁部と軸受４９の内輪との間にワッシャ６９が配置されている。ナット１８が第２リンク部材６ａ〜６ｃの壁部およびワッシャ６９を介して軸受４９の内輪を締め付けることにより、当該軸受４９の内輪は第２リンク部材６ａ〜６ｃに固定される。
【００５５】
＜作用効果＞
上記パラレルリンク機構において、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃおよび第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの少なくともいずれか１つは軸受３９、４９を含んでもよい。この場合、軸受３９、４９が設置された第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃまたは第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの動作を滑らかにすることができ、先端側リンクハブ３の位置決め精度を向上させることができる。また、当該軸受３９、４９を設置することにより、軸受３９、４９が設置された第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃまたは第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの摩擦トルクを低減することで当該回転対偶部での発熱を抑制できる。この結果、当該回転対偶部の寿命を延ばすことができる。さらに、軸受３９、４９を設置することにより、当該軸受３９、４９を用いない場合より回転対偶部の動作時のガタツキを抑制できる。
【００５６】
（実施の形態５）
＜パラレルリンク機構の構成＞
図１３は、実施の形態５に係るパラレルリンク機構の構成を示す模式図である。図１４は、図１３の領域ＸＩＶの拡大断面模式図である。
【００５７】
図１３および図１４に示したパラレルリンク機構は、基本的には図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃのそれぞれに回転抵抗低減手段としての軸受５９が設置されている点、および回転体２ａ〜２ｃを固定するためのボルト７が中空となっている点が図１〜図４に示したパラレルリンク機構と異なっている。回転体２ａ〜２ｃのそれぞれには２つの軸受５９が設置されている。なお、図１３および図１４では、すべての回転体２ａ〜２ｃに軸受５９を設置しているが、複数の回転体２ａ〜２ｃの少なくともいずれか１つにおいて軸受５９を設置するようにしてもよい。また、回転体２ａ〜２ｃのそれぞれに１つの軸受５９を設置してもよい。
【００５８】
軸受５９は外輪と、内輪と、当該外輪および内輪の間に配置された複数の転動体とを含む。軸受５９の外輪は回転体２ａ〜２ｃの内周面に接触するように配置されている。回転体２ａ〜２ｃの内周面における基端側リンクハブ１側の端部には軸受５９の外輪を支持するための突起部７０が形成されている。２つの軸受５９の外輪は、回転体２ａ〜２ｃの内周面に接した状態で、シム３３を介して回転中心軸１２の方向に沿って積層されている。回転体２ａ〜２ｃの基端側リンクハブ１に面する側と反対側の上面上には押さえ部材７１が配置されている。押さえ部材７１は軸受５９の外輪に接触している。押さえ部材７１は軸受５９の外輪を突起部７０側に向けて押圧するように、回転体２ａ〜２ｃに固定されている。
【００５９】
軸受５９の内輪の内周面はボルト７の側面に面するように配置されている。すなわち、内輪の内周面により規定される開口部にボルト７が挿入されている。２つの軸受５９の内輪を回転中心軸１２に沿った方向から挟むようにワッシャ９が配置されている。図１３に示すように、ナット８が基端側リンクハブ１の下側からボルト７の先端部に固定される。ナット８を締め付けることにより、基端側リンクハブ１を先端側リンクハブ３側へ押圧する。この結果、ワッシャ９を介して軸受５９の内輪がボルト７の頭部と基端側リンクハブ１との間で固定される。つまり、軸受５９の内輪はボルト７に固定される。このようにして軸受５９に予圧を与えることができる。
【００６０】
＜作用効果＞
上記パラレルリンク機構においては、回転体２ａ〜２ｃの少なくともいずれか１つは軸受５９を含む。この場合、軸受５９が設置された回転体２ａ〜２ｃの動作をなめらかにすることができ、先端側リンクハブ３の位置決め精度を向上させることができる。また、当該軸受５９を設置することにより、軸受５９が設置された回転体２ａ〜２ｃの摩擦トルクを低減することで当該回転体２ａ〜２ｃでの発熱を抑制できる。
【００６１】
また、図１３および図１４に示したパラレルリンク機構では、ボルト７が中空になっているため、たとえば先端側リンクハブ３に設置される機器などへの接続ケーブルなどの部材を当該ボルト７の中空分に配置することができる。
【００６２】
（実施の形態６）
＜パラレルリンク機構の構成＞
図１５は、実施の形態６に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図１６は、図１５に示したパラレルリンク機構の正面模式図である。図１７は、図１６の線分ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける断面模式図である。図１８は、図１５に示したパラレルリンク機構の回転体の上面模式図である。
【００６３】
図１５〜図１８に示すパラレルリンク機構は、基本的には図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃの形状および第１リンク部材４ａ〜４ｃと回転体２ａ〜２ｃとの接続部の構成が図１〜図４に示したパラレルリンク機構と異なっている。すなわち、図１５〜図１８に示したパラレルリンク機構では、回転体２ａ〜２ｃに平面形状がＣ字状の貫通孔２７ａ〜２７ｃが形成されている。回転体２ａ〜２ｃは、貫通孔２７ａ〜２７ｃの内周側と外周側とを接続する接続部２８ａ〜２８ｃを含む。回転体２ａ〜２ｃは基本的に同様の平面形状を有している。
【００６４】
３つのリンク機構１１の第１リンク部材４ａ〜４ｃは、それぞれ回転体２ａ〜２ｃの接続部２８ａ〜２８ｃに固定されている。つまり、第１リンク部材４ａ〜４ｃは回転体２ａ〜２ｃの外周部より内側において回転体２ａ〜２ｃと接続されている。第１リンク部材４ａ〜４ｃを回転体２ａ〜２ｃの接続部２８ａ〜２８ｃに固定する方法は任意の方法を用いることができる。たとえば、ネジなどの固定部材を用いて第１リンク部材４ａ〜４ｃを接続部２８ａ〜２８ｃに固定してもよい。
【００６５】
回転体２ｂの接続部２８ｂに固定された第１リンク部材４ｂは、回転体２ａの貫通孔２７ａの内部を通り、先端側リンクハブ３側に延びている。回転体２ｃの接続部２８ｃに固定された第１リンク部材４ｃは、回転体２ａの貫通孔２７ａおよび回転体２ｂの貫通孔２７ｂの内部を通り、先端側リンクハブ３側に延びている。
【００６６】
＜作用効果＞
上記パラレルリンク機構において、３つ以上の回転体２ａ〜２ｃには、回転中心軸１２の周りを囲むように環状の貫通孔２７ａ〜２７ｃが形成されている。３つ以上の回転体２ａ〜２ｃは、第１回転体２ａと、第１回転体２ａから見て基端側リンクハブ１が位置する側に配置された第２回転体２ｂとを含む。第２回転体２ｂに接続された第１リンク部材４ｂは、第１回転体２ａの貫通孔２７ａの内部を通り、先端側リンクハブ３側に延びている。
【００６７】
この場合、回転体２ａ〜２ｃの外側に第１リンク部材４ｂが配置される構成よりも、パラレルリンク機構を小型化することができる。また、環状に形成された貫通孔２７ａを通るように第１リンク部材４ｂが配置されているので、回転体２ａに対して回転体２ｂが相対的に回転しても、第１リンク部材４ｂが回転体２ａと干渉しない。また、第１リンク部材４ｃが回転体２ａ、２ｂのそれぞれの貫通孔２７ａ、２７ｂを通るように配置されているので、回転体２ａ、２ｂに対して回転体２ｃが相対的に回転しても第１リンク部材４ｃは２つの回転体２ａ、２ｂと干渉しない。
【００６８】
（実施の形態７）
＜リンク作動装置の構成＞
図１９は、実施の形態７に係るリンク作動装置の構成を示す斜視模式図である。図２０は、図１９に示したリンク作動装置の構成を示す模式図である。図１９および図２０に示したリンク作動装置は、基本的には図１５〜図１８に示したパラレルリンク機構を利用したリンク作動装置である。図１９および図２０に示したリンク作動装置は、パラレルリンク機構と、当該パラレルリンク機構を駆動するための姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃとを主に備える。
【００６９】
図１９および図２０に示したリンク作動装置においては、基端側リンクハブ１が回転体２ａ〜２ｃの外周より外側にまで延びるように形成されている。つまり基端側リンクハブ１の平面視における大きさは回転体２ａ〜２ｃの平面視における大きさより大きくなっている。基端側リンクハブ１の平面形状は、図７に示すような円形状であってもよいが、他の任意の形状、たとえば四角形や三角形などの多角形状であってもよく、楕円形状などでもよい。基端側リンクハブ１には３つの姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃが固定部３６ａ〜３６ｃを介して固定されている。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃとしては、たとえば電動モータなどを用いることができる。
【００７０】
姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃはそれぞれ回転体２ａ〜２ｃと歯車３８および回転伝達部材３７ａ〜３７ｃを介して駆動力を伝達可能に接続されている。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃは、平面視において回転中心軸１２を中心として周方向に実質的に等間隔に配置されている。なお、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの配置は上記周方向において異なる間隔で配置されていてもよい。
【００７１】
具体的には、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃはそれぞれ回転軸を含み、当該回転軸の端部に歯車３８が接続されている。また回転体２ａ〜２ｃの外周部には回転伝達部材３７ａ〜３７ｃがネジなどの固定部材４７により固定されている。回転伝達部材３７ａ〜３７ｃは、外周部に歯車部を有する円環状の部材である。なお、回転伝達部材３７ａ〜３７ｃを回転体２ａ〜２ｃに固定する方法としては、必要な強度および精度が得られれば、上述した固定部材４７を用いる方法以外の任意の方法を採用できる。たとえば、回転伝達部材３７ａ〜３７ｃを接着、圧入、カシメなどの方法により回転体２ａ〜２ｃに固定してもよい。
【００７２】
回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの歯車部は姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの回転軸に接続された歯車３８と噛み合っている。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの回転軸が回転することにより、歯車３８および回転伝達部材３７ａ〜３７ｃが回転し、結果的に回転体２ａ〜２ｃを回転駆動することができる。
【００７３】
回転体２ａ〜２ｃにはリンク機構１１の第１リンク部材４ａ〜４ｃが固定部材４６としてのネジにより固定されている。回転体２ａ〜２ｃが姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃにより回転することにより、リンク機構１１の回転中心軸１２周りの位置が変更される。この結果、先端側リンクハブ３の姿勢を変更できる。
【００７４】
＜作用効果＞
本開示に従ったリンク作動装置は、上記パラレルリンク機構と、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃとを備える。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃは、３つ以上の回転体２ａ〜２ｃのうち少なくとも３つの回転体２ａ〜２ｃを回転させ、基端側リンクハブ１に対する先端側リンクハブ３の姿勢を任意に変更する。
【００７５】
この場合、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃが複数のリンク機構１１を個別に制御することで、先端側リンクハブ３を広範囲かつ精密に動作させることができる。また、上記のようなパラレルリンク機構を用いることで、軽量かつコンパクトなリンク作動装置を実現できる。
【００７６】
上記リンク作動装置は、少なくとも３つの回転体２ａ〜２ｃに接続された回転伝達部材３７ａ〜３７ｃを備える。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃは、回転伝達部材３７ａ〜３７ｃを介して少なくとも３つの回転体２ａ〜２ｃを回転させる。この場合、回転体２ａ〜２ｃに別部材としての回転伝達部材３７ａ〜３７ｃを設置するので、回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの材質を回転体２ａ〜２ｃの材質とは独立して選択できる。
【００７７】
＜変形例の構成および作用効果＞
図２１は、実施の形態７に係るリンク作動装置の第１変形例を示す模式図である。図２２は、実施の形態７に係るリンク作動装置の第２変形例を示す斜視模式図である。図２３は、図２２に示したリンク作動装置の構成を示す部分模式図である。図２４は、実施の形態７に係るリンク作動装置の第３変形例を示す模式図である。図２５は、実施の形態７に係るリンク作動装置の第４変形例を示す斜視模式図である。
【００７８】
図２１に示すリンク作動装置は、基本的には図１９および図２０に示すリンク作動装置と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃと回転伝達部材とが一体に形成されている点が図１９および図２０に示したリンク作動装置と異なる。図２１に示すリンク作動装置では、回転体２ａ〜２ｃの外周部が一部突出して回転伝達部４８ａ〜４８ｃとなっている。回転伝達部４８ａ〜４８ｃの外周部は歯車３８と噛み合う歯車部となっている。
【００７９】
すなわち、図２１に示したリンク作動装置において、少なくとも３つの回転体２ａ〜２ｃは、回転伝達部４８ａ〜４８ｃを含む。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃは、回転伝達部４８ａ〜４８ｃを介して少なくとも３つの回転体２ａ〜２ｃを回転させる。
【００８０】
上記リンク作動装置の特徴的な構成を要約すれば、回転体２ａ〜２ｃの一部が回転伝達部４８ａ〜４８ｃとなっていることから、回転体２ａ〜２ｃとは別部材である回転伝達部材３７ａ〜３７ｃを回転体２ａ〜２ｃに接続する場合よりリンク作動装置の部品点数を削減できるとともに、製造工程を簡略化できる。
【００８１】
図２２および図２３に示すリンク作動装置は、基本的には図１９および図２０に示すリンク作動装置と同様の構成を備えるが、４つの回転体２ａ〜２ｄおよび４つの姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｄを備える点が図１９および図２０に示したリンク作動装置と異なる。４つの回転体２ａ〜２ｄは、基端側リンクハブ１側から回転体２ｄ、回転体２ｃ、回転体２ｂ、回転体２ａという順番で積層されている。各回転体２ａ〜２ｄにはそれぞれ姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｄが歯車３８および回転伝達部材を介して接続されている。４つの姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｄは、図２３に示すように回転体２ａ〜２ｄの周りにおいて、周方向に実質的に等間隔で配置されている。なお、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｄは上記周方向に異なる間隔で配置されていてもよい。
【００８２】
上記リンク作動装置の特徴的な構成を要約すれば、上記リンク作動装置において少なくとも３つの回転体は、図２２に示すように４つの回転体２ａ〜２ｃである。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｄは、４つの回転体２ａ〜２ｄを回転させる。この場合、３つの回転体２ａ〜２ｃのみを用いて先端側リンクハブ３の姿勢を制御する場合と比べて、４つの姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｄの協調動作によってリンク機構１１に予圧を付与できるので、リンク機構１１のがたつきを抑制することができる。このため、リンク作動装置の剛性や先端側リンクハブ３の位置決め精度を向上させることができる。
【００８３】
図２４に示すリンク作動装置は、基本的には図１９および図２０に示すリンク作動装置と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃの形状、回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの形状、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの配置、基端側リンクハブ１の形状および回転体２ａ〜２ｃに対する第１リンク部材４ａ〜４ｃの接続部の構成が図１９および図２０に示したリンク作動装置と異なる。
【００８４】
図２４に示したリンク作動装置の回転体２ａ〜２ｃには平面形状がＣ字状の貫通孔２７ａ〜２７ｃが形成されており、当該貫通孔２７ａ〜２７ｃの内周面には内歯車を有する回転伝達部材３７ａ〜３７ｃが固定されている。回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの回転体２ａ〜２ｃに対する固定方法は任意の方法を用いることができるが、たとえば圧入などの方法を用いる。
【００８５】
回転伝達部材３７ａ〜３７ｃは円環状の形状を有する。回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの内周面には内歯車である歯車部が形成されている。回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの内周側には、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの回転軸に接続された歯車３８が配置されている。歯車３８は回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの歯車部と噛み合っている。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの回転軸が回転することにより、歯車３８および回転伝達部材３７ａ〜３７ｃを介して回転体２ａ〜２ｃを回転させることができる。
【００８６】
回転伝達部材３７ａ〜３７ｃは、回転体２ａ〜２ｃの貫通孔２７ａ〜２７ｃにおける外周側の側壁に固定されている。具体的には、回転体２ａ〜２ｃの貫通孔２７ａ〜２７ｃにおける外周側の側壁であって、基端側リンクハブ１側の端部に凹部が形成されている。当該凹部に回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの外周部がはめ込まれた状態で、回転伝達部材３７ａ〜３７ｃが回転体２ａ〜２ｃに固定されている。なお、回転体２ａ〜２ｃにおける貫通孔２７ａ〜２７ｃの内周側部分と外周側部分とを接続する接続部２８ａ〜２８ｃの基端側リンクハブ１側には、回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの一部が配置される。また、回転体２ａ〜２ｃにおける接続部２８ａ〜２８ｃの基端側リンクハブ１側には、回転伝達部材３７ａ〜３７ｃの内周側に歯車３８が配置されることが可能な凹部が形成されている。
【００８７】
図２４に示したリンク作動装置では、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃが、基端側リンクハブ１の裏面（回転体２ａ〜２ｃと対向する表面と反対側の面）に設置されている。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃは、平面視において回転体２ａ〜２ｃと重なる位置に配置されている。姿勢制御用駆動源３５ａの回転軸４１は、基端側リンクハブ１に形成された第１貫通穴および回転体２ａ〜２ｃの貫通孔２７ａ〜２７ｃに挿入された状態となっている。図示していないが、姿勢制御用駆動源３５ｂの回転軸は、基端側リンクハブ１に形成された第２貫通穴および回転体２ｂ、２ｃの貫通孔２７ｂ、２７ｃに挿入された状態となっている。また、姿勢制御用駆動源３５ｃの回転軸は、基端側リンクハブ１に形成された第３貫通穴および回転体２ｃの貫通孔２７ｃに挿入された状態となっている。上記歯車３８は、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの各回転軸の端部に接続されている。
【００８８】
上記のように姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃが平面視において回転体２ａ〜２ｃと重なる位置に配置されるため、基端側リンクハブ１は図１９に示すような回転体２ａ〜２ｃの外周より外側に突出した部分を含んでいない。また、第１リンク部材４ａ〜４ｃは図１に示したパラレルリンク機構と同様に、回転体２ａ〜２ｃの外周に接続されている。
【００８９】
図２４に示したリンク作動装置では、図１９および図２０に示したリンク作動装置と同様の効果を得ることができるとともに、基端側リンクハブ１のサイズが図１９および図２０に示したリンク作動装置の基端側リンクハブ１のサイズより小さくなっているため、リンク作動装置全体の占有体積を相対的に小さくできる。なお、図２４に示したリンク作動装置は、図２２および図２３に示したリンク作動装置のように４つの回転体２ａ〜２ｄ、４つの姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｄおよび４つのリンク機構１１を備えるようにしてもよい。
【００９０】
図２５に示すリンク作動装置は、基本的には図１９および図２０に示すリンク作動装置と同様の構成を備えるが、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃから回転体２ａ〜２ｃへの回転駆動力を伝達するための構成が図１９および図２０に示したリンク作動装置と異なる。具体的には、図２５に示したリンク作動装置では、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの回転軸にプーリ５８が固定されている。３つのプーリ５８のそれぞれと回転体２ａ〜２ｃとの間にはベルト５７ａ〜５７ｃがかけ回されている。つまり、ベルト５７ａ〜５７ｃの内周面は、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの回転軸に固定されたプーリ５８のそれぞれの外周に接するとともに、回転体２ａ〜２ｃの外周にも接している。姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの回転軸を回転させることでプーリ５８が回転し、ベルト５７ａ〜５７ｃを介して回転体２ａ〜２ｃを回転させることができる。
【００９１】
図２５に示したリンク作動装置によっても、図１９および図２０に示したリンク作動装置と同様の効果を得ることができる。また、上述したリンク作動装置において、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃから回転体２ａ〜２ｃへ駆動力を伝達するための構成は、他の任意の構成を採用し得る。たとえば、傘歯車またはウォームギアを用い、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃの回転軸の方向と回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２の方向とが交差するようにしてもよい。
【００９２】
（実施の形態８）
＜リンク作動装置の構成＞
図２６は、実施の形態８に係るリンク作動装置の構成を示す斜視模式図である。図２７は、図２６に示したリンク作動装置の構成を示す模式図である。図２８は、図２７の線分ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。
【００９３】
図２６〜図２８に示すリンク作動装置は、基本的には図１９および図２０に示したリンク作動装置と同様の構成を備えるが、姿勢制御用駆動源からパラレルリンク機構へ駆動力を伝達する機構の構成が図１９および図２０に示したリンク装置のそれと異なっている。
【００９４】
図２６〜図２８に示したリンク作動装置においては、パラレルリンク機構と姿勢制御用駆動源とが非接触で駆動力を伝達するように設けられている。具体的には、パラレルリンク機構と姿勢制御用駆動源とが磁気的に結合している。
【００９５】
回転体２ａの外周面２９ａには、磁石６７ａが固定されている。回転体２ｂの外周面２９ｂには、磁石６７ｂが固定されている。回転体２ｃの外周面２９ｃには、磁石６７ｃが固定されている。磁石６７ａ〜６７ｃを回転体２ａ〜２ｃに固定する方法としては、必要な強度および精度が得られれば、上述した固定部材４７を用いる方法以外の任意の方法を採用できる。たとえば、磁石６７ａ〜６７ｃを接着、圧入、カシメなどの方法により回転体２ａ〜２ｃに固定してもよい。
【００９６】
姿勢制御用駆動源は、ヨーク部６５と、複数のティース部６６ａ〜６６ｃと、ステータコイル６８ａ〜６８ｃと、各ステータコイル６８ａ〜６８ｃに流れる電流値を制御する図示しない制御部とを有している。
【００９７】
図２７に示すように、ヨーク部６５は、基端側リンクハブ１の外周端部に固定されており、かつ該外周端部に対して先端側に向かって突出している。ヨーク部６５は、回転中心軸１２を中心とする径方向において磁石６７ａ〜６７ｃと対向するように設けられている。ヨーク部６５は、上記径方向において磁石６７ａ〜６７ｃよりも外周側に配置されている。
【００９８】
図２７および図２８に示すように、複数のティース部６６ａ〜６６ｃは、ヨーク部６５の内周面に固定されており、かつ上記径方向において内側に突出している。
【００９９】
複数のティース部６６ａは、上記周方向において互いに間隔を隔てて配置されている。ステータコイル６８ａは、各ティース部６６ａに巻回されている。複数のティース部６６ａおよびステータコイル６８ａは、上記径方向において磁石６７ａと対向するように設けられている。複数のティース部６６ａおよびステータコイル６８ａは、上記径方向において磁石６７ａよりも外周側に配置されている。
【０１００】
複数のティース部６６ｂは、上記周方向において互いに間隔を隔てて配置されている。ステータコイル６８ｂは、各ティース部６６ｂに巻回されている。複数のティース部６６ｂおよびステータコイル６８ｂは、上記径方向において磁石６７ｂと対向するように設けられている。複数のティース部６６ｂおよびステータコイル６８ｂは、上記径方向において磁石６７ｂよりも外周側に配置されている。
【０１０１】
複数のティース部６６ｃは、上記周方向において互いに間隔を隔てて配置されている。ステータコイル６８ｃは、各ティース部６６ｃに巻回されている。複数のティース部６６ｃおよびステータコイル６８ｃは、上記径方向において磁石６７ｃと対向するように設けられている。複数のティース部６６ｃおよびステータコイル６８ｃは、上記径方向において磁石６７ｃよりも外周側に配置されている。
【０１０２】
上記周方向において隣り合う２つのティース部６６ａ〜６６ｃ間の間隔は、例えば等しい。平面視において、複数のティース部６６ａおよびステータコイル６８ａと、複数のティース部６６ｂおよびステータコイル６８ｂと、複数のティース部６６ｃおよびステータコイル６８ｃとは、例えば互いに重なるように配置されている。
【０１０３】
上記制御部は、ステータコイル６８ａ〜６８ｃに流れる電流値を個別に制御するように設けられている。
【０１０４】
図２６〜図２８に示すリンク作動装置では、回転体２ａ〜２ｃに固定された磁石６７ａ〜６７ｃと、上記姿勢制御用駆動源とは、いわゆるインナーロータ型モータを構成している。姿勢制御用駆動源の上記制御部からステータコイル６８ａ〜６８ｃに電流が供給されることにより、磁石６７ａ〜６７ｃが回転し、結果的に回転体２ａ〜２ｃを回転駆動することができる。回転体２ａ〜２ｃが回転することにより、リンク機構１１の回転中心軸１２周りの位置が変更される。この結果、先端側リンクハブ３の姿勢を変更できる。
【０１０５】
図２６〜図２８に示したリンク作動装置のパラレルリンク機構は、基本的には図１５〜図１８に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃのそれぞれが回転抵抗低減手段としての軸受５９を介してボルト７に接続されている点、およびボルト７が中空となっている点が異なっている。なお、本実施の形態に係るリンク作動装置のパラレルリンク機構は、図１５〜図１８に示したパラレルリンク機構と同一の構成を備えていてもよい。
【０１０６】
＜作用効果＞
本実施の形態に係るリンク作動装置は、実施の形態７に係るリンク作動装置と基本的に同様の構成を備えるため、実施の形態７に係るリンク作動装置と同様の効果を奏することができる。
【０１０７】
さらに、本実施の形態に係るリンク作動装置では、パラレルリンク機構と姿勢制御用駆動源とが磁気的に接続されている。そのため、本実施の形態に係るリンク作動装置では、パラレルリンク機構と姿勢制御用駆動源とが機械的に接続されている実施の形態７に係るリンク作動装置と比べて、パラレルリンク機構と姿勢制御用駆動源との間での駆動力の損失が抑制されている。その結果、本実施の形態に係るリンク作動装置は、実施の形態７に係るリンク作動装置と比べて、動作効率が高く、エネルギー化が図られる。
【０１０８】
また、本実施の形態に係るリンク作動装置では、駆動力を伝達するための機構にいわゆるバックラッシュを設ける必要がないため、実施の形態７に係るリンク作動装置と比べて、より高速化かつより高精密化に動作することができる。
【０１０９】
＜変形例の構成および作用効果＞
図２９〜図３２は、実施の形態８に係るリンク作動装置の第１変形例を示す模式図である。図３０は、図２９に示したリンク作動装置の構成を示す模式図である。図３１は、図３０の領域ＸＸＸＩの拡大断面模式図である。図３２は、図３０の線分ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩにおける断面模式図である。図３３は、実施の形態８に係るリンク作動装置の第２変形例を示す斜視模式図である。図３４は、実施の形態８に係るリンク作動装置の第３変形例を示す模式図である。
【０１１０】
図２９〜図３２に示すリンク作動装置は、基本的には図２６〜図２８に示すリンク作動装置と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃに固定された磁石７７ａ〜７７ｃと上記姿勢制御用駆動源とがいわゆるアウターロータ型モータを構成している点が図２６〜図２８に示したリンク作動装置と異なる。
【０１１１】
回転体２ａ〜２ｃは、軸受５９を介してボルト７に接続されている面に対して基端側に位置し、かつ上記径方向において内側を向いた内周面を有している。磁石７７ａ〜７７ｃは、回転体２ａ〜２ｃの各内周面に固定されている。言い換えると、回転体２ａ〜２ｃには、基端側リンクハブ１側に位置する面に対して凹んでいる凹部が上記径方向の内周側に形成されている。上記内周面は、各凹部の壁面により構成されている。磁石７７ａ〜７７ｃは、各凹部内に配置されている。
【０１１２】
姿勢制御用駆動源は、ヨーク部７５ａ〜７５ｃと、複数のティース部７６ａ〜７６ｃと、ステータコイル７８ａ〜７８ｃと、各ステータコイル７８ａ〜７８ｃに流れる電流値を制御する図示しない制御部とを有している。
【０１１３】
ヨーク部７５ａ〜７５ｃは、ボルト７の外周面に接続された内周面を有している。ヨーク部７５ａは、回転体２ａとボルト７とを接続する軸受５９と、回転体２ｂとボルト７とを接続する軸受５９との間に配置されている。ヨーク部７５ａは、上記径方向において磁石６７ａと対向するように設けられている。ヨーク部７５ａは、上記径方向において磁石６７ａよりも外周側に配置されている。
【０１１４】
ヨーク部７５ｂは、回転体２ｂとボルト７とを接続する軸受５９と、回転体２ｃとボルト７とを接続する軸受５９との間に配置されている。ヨーク部７５ｂは、上記径方向において磁石６７ｂと対向するように設けられている。ヨーク部７５ｂは、上記径方向において磁石６７ｂよりも外周側に配置されている。
【０１１５】
ヨーク部７５ｃは、回転体２ｃとボルト７とを接続する軸受５９と基端側リンクハブ１との間に配置されている。ヨーク部７５ｃは、上記径方向において磁石６７ｃと対向するように設けられている。ヨーク部７５ｃは、上記径方向において磁石６７ｃよりも外周側に配置されている。
【０１１６】
図３０に示すように、複数のティース部７６ａ〜７６ｃは、ヨーク部７５ａ〜７５ｃの外周面に固定されており、かつ上記径方向において外側に突出している。複数のティース部７６ａ〜７６ｃは、回転体２ａ〜２ｃの各凹部内に配置されている。
【０１１７】
複数のティース部７６ａは、上記周方向において互いに間隔を隔てて配置されている。ステータコイル７８ａは、各ティース部７６ａに巻回されている。複数のティース部７６ａおよびステータコイル７８ａは、上記径方向において磁石７７ａと対向するように設けられている。複数のティース部７６ａおよびステータコイル７８ａは、上記径方向において磁石７７ａよりも内周側に配置されている。
【０１１８】
複数のティース部７６ｂは、上記周方向において互いに間隔を隔てて配置されている。ステータコイル７８ｂは、各ティース部７６ｂに巻回されている。複数のティース部７６６ｂおよびステータコイル７８ｂは、上記径方向において磁石７７ｂと対向するように設けられている。複数のティース部７６ｂおよびステータコイル７８ｂは、上記径方向において磁石７７ｂよりも内周側に配置されている。
【０１１９】
複数のティース部７６ｃは、上記周方向において互いに間隔を隔てて配置されている。ステータコイル７８ｃは、各ティース部７６ｃに巻回されている。複数のティース部７６ｃおよびステータコイル７８ｃは、上記径方向において磁石７７ｃと対向するように設けられている。複数のティース部７６ｃおよびステータコイル７８ｃは、上記径方向において磁石７７ｃよりも外周側に配置されている。
【０１２０】
上記周方向において隣り合う２つのティース部７６ａ〜７６ｃ間の間隔は、例えば等しい。平面視において、複数のティース部７６ａおよびステータコイル７８ａと、複数のティース部７６ｂおよびステータコイル７８ｂと、複数のティース部７６ｃおよびステータコイル７８ｃとは、例えば互いに重なるように配置されている。
【０１２１】
上記制御部は、ステータコイル７８ａ〜７８ｃに流れる電流値を個別に制御するように設けられている。
【０１２２】
図２９〜図３２に示すリンク作動装置では、回転体２ａ〜２ｃに固定された磁石７７ａ〜７７ｃと、上記姿勢制御用駆動源とは、いわゆるアウターロータ型モータを構成している。姿勢制御用駆動源の上記制御部からステータコイル７８ａ〜７８ｃに電流が供給されることにより、磁石７７ａ〜７７ｃが回転し、結果的に回転体２ａ〜２ｃを回転駆動することができる。回転体２ａ〜２ｃが回転することにより、リンク機構１１の回転中心軸１２周りの位置が変更される。この結果、先端側リンクハブ３の姿勢を変更できる。
【０１２３】
図３３に示すリンク作動装置は、基本的には図２６〜図２８に示したリンク作動装置と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃの回転量を検出するための回転量検出機構をさらに備えている点が図２６〜図２８に示したリンク作動装置と異なる。
【０１２４】
回転量検出機構は、回転体２ａ〜２ｃの回転量を検出できる限りにおいて任意の構成を有していればよいが、例えば光学式エンコーダとして構成されている。
【０１２５】
回転体２ａの回転量を検出するための回転量検出機構は、回転体２ａに固定されている被検出部８１ａと、被検出部８１ａの移動量を検出する図示しない検出部とを有している。回転体２ｂの回転量を検出するための回転量検出機構は、回転体２ｂに固定されている被検出部８１ｂと、被検出部８１ｂの移動量を検出する図示しない検出部とを有している。回転体２ｃの回転量を検出するための回転量検出機構は、回転体２ｃに固定されている被検出部８１ｃと、被検出部８１ｃの移動量を検出する検出部８２ｃとを有している。
【０１２６】
被検出部８１ａは、貫通孔２７ａよりも外周側に位置する回転体２ａの外周部分に固定されており、かつ磁石６７ａよりも外周側に向けて突出している。被検出部８１ａは、例えば回転体２ａの基端側に向いた面に固定されている。被検出部８１ａは、例えばステータコイル６８ａ，６８ｂ間に配置されている。被検出部８１ａの外周端部は、例えばステータコイル６８ａ，６８ｂよりも外周側であってヨーク部６５よりも内周側に配置されている。被検出部８１ａの移動量を検出する検出部は、例えばヨーク部６５に固定されている。
【０１２７】
被検出部８１ｂは、貫通孔２７ｂよりも外周側に位置する回転体２ｂの外周部分に固定されており、かつ磁石６７ｂよりも外周側に向けて突出している。被検出部８１ｂは、例えば回転体２ｂの基端側に向いた面に固定されている。被検出部８１ｂは、例えばステータコイル６８ｂ，６８ｃ間に配置されている。被検出部８１ｂの外周端部は、例えばステータコイル６８ｂ，６８ｃよりも外周側であってヨーク部６５よりも内周側に配置されている。被検出部８１ｂの移動量を検出する検出部は、例えばヨーク部６５に固定されている。
【０１２８】
被検出部８１ｃは、貫通孔２７ｃよりも外周側に位置する回転体２ｃの外周部分に固定されており、かつ磁石６７ｃよりも外周側に向けて突出している。被検出部８１ｃは、例えば回転体２ｃの基端側に向いた面に固定されている。被検出部８１ｃは、例えばステータコイル６８ｃと基端側リンクハブ１との間に配置されている。被検出部８１ｃの外周端部は、例えばステータコイル６８ｃよりも外周側であってヨーク部６５よりも内周側に配置されている。被検出部８１ｃの移動量を検出する検出部は、例えば基端側リンクハブ１およびヨーク部６５に固定されている。
【０１２９】
各検出部は、例えば回転中心軸１２に沿った方向において被検出部８１ａ〜８１ｃの外周端部を挟んで対向して配置されている対向部を有している。対向部のうち被検出部８１ａ〜８１ｃに対して基端側に位置する部分および被検出部８１ａ〜８１ｃに対して先端側に位置する部分の一方が発光部として、他方が受光部として構成されている。発光部から受光部に達する光軸は例えば回転中心軸１２に沿った方向と平行とされている。各検出部は、例えば平面視において上記周方向に互いに間隔を隔てて配置されている。
【０１３０】
図３３に示すリンク作動装置では、回転量検出機構によって、各検出部で検出された被検出部８１ａ〜８１ｃの各移動量から回転体２ａ〜２ｃの各回転量が検出されるため、図２６〜図２８に示したリンク作動装置と比べて、先端側リンクハブ３の動作が回転量に基づいてより精密に制御され得る。
【０１３１】
図３４に示すリンク作動装置は、基本的には図２９〜図３２に示したリンク作動装置と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃの回転量を検出するための回転量検出機構をさらに備えている点が図２９〜図３２に示したリンク作動装置と異なる。
【０１３２】
図３４に示すリンク作動装置の回転量検出機構は、基本的には図３３に示したリンク作動装置の回転量検出機構と同様の構成を備えるが、磁石７７ａ〜７７ｃよりも内周側に向けて突出している被検出部８３ａ〜８３ｃと、ボルト７に固定された検出部とを有している点が図２９〜図３２に示したリンク作動装置と異なる。
【０１３３】
被検出部８３ａは、磁石７７ａよりも外周側に位置する回転体２ａの外周部分に固定されており、かつ磁石７７ａよりも内周側に向けて突出している。被検出部８３ａは、例えば回転体２ａの基端側に向いた面に固定されている。被検出部８３ａの外周端部は、例えば平面視においてステータコイル６８ａと重なるように配置されている。被検出部８３ａの外周端部は、ヨーク部７５ａよりも外周側に配置されている。被検出部８３ａの移動量を検出する検出部８４ａは、例えばヨーク部７５ａに固定されている。
【０１３４】
被検出部８３ｂは、磁石７７ｂよりも外周側に位置する回転体２ｂの外周部分に固定されており、かつ磁石７７ｂよりも内周側に向けて突出している。被検出部８３ｂは、例えば回転体２ｂの基端側に向いた面に固定されている。被検出部８３ｂの外周端部は、例えば平面視においてステータコイル６８ｂと重なるように配置されている。被検出部８３ｂの外周端部は、ヨーク部７５ｂよりも外周側に配置されている。被検出部８３ｂの移動量を検出する図示しない検出部は、例えばヨーク部７５ｂに固定されている。
【０１３５】
被検出部８３ｃは、磁石７７ｃよりも外周側に位置する回転体２ｃの外周部分に固定されており、かつ磁石７７ｃよりも外周側に向けて突出している。被検出部８３ｃは、例えば回転体２ｃの基端側に向いた面に固定されている。被検出部８３ｃの外周端部は、例えば平面視においてステータコイル６８ｃと重なるように配置されている。被検出部８３ｃの外周端部は、ヨーク部７５ｃよりも外周側に配置されている。被検出部８３ｃの移動量を検出する図示しない検出部は、例えばヨーク部７５ｃに固定されている。
【０１３６】
各検出部は、例えば回転中心軸１２に沿った方向において被検出部８３ａ〜８３ｃの内周端部を挟んで対向して配置されている対向部を有している。対向部のうち被検出部８３ａ〜８３ｃに対して基端側に位置する部分および被検出部８３ａ〜８３ｃに対して先端側に位置する部分の一方が発光部として、他方が受光部として構成されている。各検出部は、例えば平面視において上記周方向に互いに間隔を隔てて配置されている。
【０１３７】
図３４に示すリンク作動装置では、回転量検出部によって回転体２ａ〜２ｃの各回転量が検出されるため、図２９〜図３２に示したリンク作動装置と比べて、先端側リンクハブ３の動作が回転量に基づいてより精密に制御され得る。
【０１３８】
なお、実施の形態８に係るリンク作動装置のパラレルリンク機構は、図２２および図２３に示したリンク作動装置のパラレルリンク機構と同様に、４つの回転体２ａ〜２ｄを備えていてもよい。この場合、回転体２ｄおよび回転体２ｄを駆動するための姿勢制御用駆動源が、図２６〜図２８に示した回転体２ａ〜２ｃおよびこれらを駆動するための姿勢制御用駆動源と同様に、磁気的に接続されている。
【０１３９】
また、上述した各リンク作動装置、例えば図１９〜図２１に示したリンク作動装置、図２２および図２３に示したリンク作動装置、ならびに図２５に示したリンク作動装置も、図３３または図３４に示した回転量検出機構を備えていてもよい。各検出部は、例えば基端側リンクハブ１に固定されておりかつ回転体２ａ〜２ｃよりも外周側において先端側に向かって突出している支持部材に固定されている。各検出部は、例えば平面視において姿勢制御用駆動源と上記周方向において間隔を隔てて配置されている。
【０１４０】
（実施の形態９）
＜パラレルリンク機構の構成＞
図３５は、実施の形態９に係るパラレルリンク機構の構成を示す模式図である。図３５に示すパラレルリンク機構は、基本的には図１〜図４に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、回転体２ａ〜２ｃの形状および配置が図１〜図４に示したパラレルリンク機構と異なっている。
【０１４１】
図３５に示したパラレルリンク機構では、回転体２ａ〜２ｃは環状に設けられている。回転体２ａ〜２ｃは、それぞれの回転中心軸１２が一致するように上記径方向において並んで配置されている。
【０１４２】
回転体２ａ〜２ｃの寸法は、互いに異なっている。回転体２ａの内径は、ボルト７の外径よりも長い。回転体２ａの外径は、回転体２ｂの内径よりも短い。回転体２ｂの外径は、回転体２ｃの内径よりも短い。回転体２ａは、平面視において回転中心軸１２を中心とする第１の円周上に配置されている。回転体２ｂは、平面視において回転中心軸１２を中心とし、かつ半径が上記第１の円周よりも長い第２の円周上に配置されている。回転体２ｃは、平面視において回転中心軸１２を中心とし、かつ半径が上記第２の円周よりも長い第３の円周上に配置されている。
【０１４３】
回転体２ａは、回転体２ｂの内周面に囲まれた空間内に配置されている。回転体２ａは、軸受９９ａを介してボルト７に接続されている。軸受９９ａの内輪はボルト７に固定されている。軸受９９ａの外輪は回転体２ａに固定されている。
【０１４４】
回転体２ｂは、回転体２ｃの内周面に囲まれた空間内に配置されている。回転体２ｂは、軸受９９ｂを介して回転体２ａに接続されている。軸受９９ｂの内輪は回転体２ａに固定されている。軸受９９ｂの外輪は回転体２ｂに固定されている。
【０１４５】
回転体２ｃは、軸受９９ｃを介して回転体２ｂに接続されている。軸受９９ｃの内輪は回転体２ｂに固定されている。軸受９９ｃの外輪は回転体２ｃに固定されている。
【０１４６】
軸受９９ａ〜９９ｃとしてはたとえば玉軸受などの転がり軸受を用いることができる。
図３５に示したパラレルリンク機構では、回転体２ａ〜２ｃと基端側リンクハブ１との間の距離は互いに等しく設けられている。図３５に示したパラレルリンク機構では、第１リンク部材４ａ〜４ｃの長さは互いに等しく設けられている。
【０１４７】
図３５に示したパラレルリンク機構では、回転体２ａ〜２ｃが回転中心軸１２に沿った方向に積層しておらず、それぞれの回転中心軸１２が一致するように上記径方向において並んで配置されているため、図１〜図４に示したパラレルリンク機構と比べて、回転中心軸１２に沿った方向における小型化が実現される。
【０１４８】
なお、実施の形態９に係るパラレルリンク機構は、４つの回転体２ａ〜２ｄを備えていてもよい。図示しない回転体２ｄは環状に設けられている。回転体２ｄは、平面視において回転中心軸１２を中心とし、かつ半径が上記第３の円周よりも長い第４の円周上に配置されている。回転体２ｄは、図示しない軸受９９ｄを介して回転体２ｃに接続されている。軸受９９ｄの内輪は回転体２ｃに固定されている。軸受９９ｄの外輪は回転体２ｄに固定されている。
【０１４９】
（実施の形態１０）
＜リンク作動装置の構成＞
図３６は、実施の形態１０に係るリンク作動装置の構成を示す模式図である。図３６に示したリンク作動装置は、基本的には図３５に示したパラレルリンク機構を利用したリンク作動装置である。図３６に示したリンク作動装置は、パラレルリンク機構と、当該パラレルリンク機構を駆動するための姿勢制御用駆動源とを主に備える。
【０１５０】
図３６に示すリンク作動装置において、パラレルリンク機構と姿勢制御用駆動源とは、回転中心軸１２に沿った方向において機械的に接続されている。
【０１５１】
基端側リンクハブ１には３つの姿勢制御用駆動源９５ａ〜９５ｃが固定されている。姿勢制御用駆動源９５ａ〜９５ｃはそれぞれ回転体２ａ〜２ｃと回転伝達部材９７ａ〜９７ｃおよびかさ歯車９８ａ〜９８ｃを介して駆動力を伝達可能に接続されている。なお、図３６において、姿勢制御用駆動源９５ｂ，９５ｃは、図示していない。
【０１５２】
姿勢制御用駆動源９５ａは、平面視において回転中心軸１２を中心とする第１の円周上に配置されている。姿勢制御用駆動源９５ｂは、平面視において回転中心軸１２を中心とし、かつ半径が第１の円周よりも長い第２の円周上に配置されている。姿勢制御用駆動源９５ｃは、平面視において回転中心軸１２を中心とし、かつ半径が第２の円周よりも長い第３の円周上に配置されている。
【０１５３】
姿勢制御用駆動源９５ａ〜９５ｃはそれぞれ回転軸を含み、当該回転軸の端部にかさ歯車９８ａ〜９８ｃが接続されている。また回転体２ａ〜２ｃの基端側に向いた面には、回転伝達部材９７ａ〜９７ｃが固定されている。回転伝達部材９７ａ〜９７ｃは、円環状の部材であって、その軸方向の一方の面にかさ歯車部を有する。なお、回転伝達部材９７ａ〜９７ｃを回転体２ａ〜２ｃに固定する方法としては、必要な強度および精度が得られれば任意の方法を採用できる。たとえば、回転伝達部材９７ａ〜９７ｃを接着、圧入、カシメなどの方法により回転体２ａ〜２ｃに固定してもよい。
【０１５４】
回転伝達部材９７ａ〜９７ｃのかさ歯車部は姿勢制御用駆動源９５ａ〜９５ｃの回転軸に接続されたかさ歯車９８ａ〜９８ｃと噛み合っている。姿勢制御用駆動源９５ａ〜９５ｃの回転軸が回転することにより、かさ歯車９８ａ〜９８ｃおよび回転伝達部材９７ａ〜９７ｃが回転し、結果的に回転体２ａ〜２ｃを回転駆動することができる。
【０１５５】
回転体２ａ〜２ｃが姿勢制御用駆動源９５ａ〜９５ｃにより回転することにより、リンク機構１１の回転中心軸１２周りの位置が変更される。この結果、先端側リンクハブ３の姿勢を変更できる。
【０１５６】
実施の形態１０に係るリンク作動装置では、パラレルリンク機構と姿勢制御用駆動源とが、回転中心軸１２に沿った方向において磁気的に接続されていてもよい。すなわち、実施の形態１０に係るリンク作動装置において姿勢制御用駆動源からパラレルリンク機構に駆動力を伝達する伝達機構は、実施の形態８に係るリンク作動装置におけるそれと基本的に同様の構成を備えていてもよい。実施の形態１０に係るリンク作動装置では、回転体２ａ〜２ｃに固定された図示しない磁石と基端側リンクハブ１に固定された図示しないステータコイルとが回転中心軸１２に沿った方向において対向するように配置されている点が、実施の形態８に係るリンク作動装置と異なっていてもよい。
【０１５７】
また、実施の形態１０に係るリンク作動装置は、回転体２ａ〜２ｃの回転量を検出する図示しない回転量検出機構をさらに備えていてもよい。このような回転量検出機構は図３３に示したリンク作動装置の回転量検出機構と基本的に同様の構成を備えていてもよい。各検出部は、例えば回転体２ａ〜２ｃの基端側に向いた面に固定されている。また、各検出部は、例えば軸受９９ａの外輪、軸受９９ｂ，９９ｃの内輪または外輪の基端側に向いた面に固定されていてもよい。各検出部は、例えば基端側リンクハブ１に固定されており、上記径方向において各被検出部の基端側に位置する端部を挟んで対向して配置されている対向部を有している。
【０１５８】
実施の形態１〜１０に係るパラレルリンク機構では、３つ以上のリンク機構１１の各々が３つ以上の回転体２ａ〜２ｄのうちの１つの回転体に接続されているが、これに限られるものではない。異なる観点から言えば、実施の形態１〜１０に係るパラレルリンク機構では、回転体２ａ〜２ｄとリンク機構１１とが同数設けられているが、３つ以上のリンク機構１１の各々が基端側リンクハブ１に対して独立して回転するように設けられているが、これに限られるものではない。また、実施の形態７〜１０に係るリンク作動装置では、姿勢制御用駆動源３５ａ〜３５ｃが各回転体２ａ〜２ｃを回転させ、基端側リンクハブ１に対する先端側リンクハブ３の姿勢を任意に変更するように設けられているが、これに限られるものではない。
【０１５９】
実施の形態１〜１０に係るパラレルリンク機構では、少なくとも１つのリンク機構１１の第１リンク部材が基端側リンクハブ１に固定されていてもよい。例えば１つのリンク機構１１の第１リンク部材１ａが基端側リンクハブ１に固定されており、他のリンク機構１１の第１リンク部材１ｂ，１ｃが回転体２ｂ，２ｃに接続されて基端側リンクハブ１に対して回転するように設けられていてもよい。また、２つのリンク機構１１の第１リンク部材１ａ，１ｂが基端側リンクハブ１に固定されており、１つのリンク機構１１の第１リンク部１ｃのみが回転体２ｃに接続されて基端側リンクハブ１に対して回転するように設けられていてもよい。例えば、後者のパラレルリンク機構を備えるリンク作動装置は、姿勢制御用駆動源として１つの姿勢制御用駆動源３５ｃのみを備えていればよい。
【０１６０】
また、実施の形態１〜１０に係るパラレルリンク機構では、２つ以上のリンク機構１１の第１リンク部材１ａ，１ｂが１つの回転体２ａに接続されて基端側リンクハブ１に対して一体として回転するように設けられていてもよい。この場合、他のリンク機構１１の第１リンク部材１ｃは、他の回転体２ｃまたは基端側リンクハブ１に固定されていればよい。例えば、前者のパラレルリンク機構を備えるリンク作動装置は、姿勢制御用駆動源として２つの姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｃのみを備えていればよい。
【０１６１】
実施の形態１〜１０に係るパラレルリンク機構が上記のような構成を備えている場合にも、第１回転対偶部２５ａ〜２５ｃの第１中心軸１５ａ〜１５ｃと第２回転対偶部２６ａ〜２６ｃの第２中心軸１６ａ〜１６ｃとが球面リンク中心点３０で交わり、かつ３つ以上の回転体２ａ〜２ｃの回転中心軸１２が球面リンク中心点３０と交わるため、先端側リンクハブ３は球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動できる。
【０１６２】
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【０１６３】
１  基端側リンクハブ、２ａ〜２ｄ  回転体、３  先端側リンクハブ、４ａ〜４ｄ  第１リンク部材、６ａ〜６ｄ  第２リンク部材、７，１７  ボルト、８，１８  ナット、９，６９  ワッシャ、１１  リンク機構、１２  回転中心軸、１５ａ〜１５ｄ  第１中心軸、１６ａ〜１６ｄ  第２中心軸、１９，２９  回転抵抗低減部材、２２ａ，２２ｂ  突出部、２５ａ〜２５ｄ  第１回転対偶部、２６ａ〜２６ｄ  第２回転対偶部、２７ａ〜２７ｃ  貫通孔、２８ａ〜２８ｃ  接続部、３０  球面リンク中心点、３１  先端側リンクハブ中心軸、３３  シム、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，９５ａ，９５ｂ，９５ｃ  姿勢制御用駆動源、３６ａ〜３６ｃ  固定部、３７ａ〜３７ｃ  回転伝達部材、３８  歯車、３９，４９，５９  軸受、４６，４７  固定部材、４８ａ〜４８ｃ  回転伝達部、５８  プーリ、６０  矢印、６５，７５ａ，７５ｂ，７５ｃ  ヨーク部、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６６ｂ  ティース部、６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，７７ａ，７７ｂ，７７ｃ  磁石、６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，７８ａ，７８ｂ，７８ｃ  ステータコイル、７０  突起部、７１  押さえ部材、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８３ａ，８３ｂ，８３ｃ  被検出部、８２ｃ，８４ａ  検出部、９８ａ  かさ歯車、９８ａ，９８ｃ  かさ歯車。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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