(57)【要約】【課題】 簡易な構成により、被作動体が支持される球状体を複数方向に自由に回転させることができる複数方向駆動装置、ロボット関節機構及び複数方向駆動方法を提供する。【解決手段】保持部１に支持されて第１駆動モータ２により駆動される第１駆動軸２Ａと、第１駆動軸２Ａと一体に連結されて該第１駆動軸２Ａとともに回転する回転部材３と、回転部材３上に回転自在に支持され、第１駆動軸２Ａに一致しない回転中心軸４ａを中心に回転される球状体４と、回転部材３に搭載されて、第１駆動軸２Ａと独立した第２駆動モータ５に駆動される第２駆動軸５Ａと、第２駆動軸５Ａと回転部材３上の球状体４との間に設けられ、該第２駆動軸５Ａの動力を球状体４に伝達して、回転中心軸４ａを中心として球状体４を回転部材３に対しスライド回転させる伝導機構６とを有し、球状体４に被作動体Ｍが支持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部に支持されて第１駆動軸を有する第１駆動モータと、
該第１駆動モータの第１駆動軸と一体に連結されて該第１駆動軸とともに回転する回転部材と、
該回転部材上にて相対回転自在に支持され、かつ前記第１駆動軸に一致しない回転中心軸を中心として回転される球状体と、
前記回転部材に搭載されて、前記第１駆動軸とは独立した第２駆動軸を有する第２駆動モータと、
これら第２駆動モータの第２駆動軸と回転部材上の球状体との間に設けられて、該第２駆動軸の動力を前記球状体に伝達して、前記回転中心軸を中心として前記球状体を前記回転部材に対してスライド回転させる伝導機構と、を有し、
前記球状体には、被作動体が支持されることを特徴とする複数方向駆動装置。
【請求項２】
前記回転部材には、前記球状体をスライド回転自在に保持するための凹凸部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の複数方向駆動装置。
【請求項３】
前記凹凸部材として、前記球状体の球面を外側から挟むことで該球状体をスライド回転自在に保持する球状凹面を、前記回転部材に有することを特徴とする請求項２に記載の複数方向駆動装置。
【請求項４】
前記凹凸部材として、前記球状体の環状溝に係合されることで該球状体をスライド回転自在に保持する突状部を、前記回転部材に有することを特徴とする請求項２に記載の複数方向駆動装置。
【請求項５】
前記伝導機構は、前記回転部材に設置されかつ前記第２駆動モータの第２駆動軸により駆動される駆動側の歯車と、前記球状体内に設置されて該駆動側の歯車に連動して回転する従動歯車とを有し、
前記従動歯車は、前記球状体の溝部内に収容されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複数方向駆動装置。
【請求項６】
前記従動歯車は、前記球状体の中心を通過する回転中心軸を中心として、前記球状体とともに回転することを特徴とする請求項５に記載の複数方向駆動装置。
【請求項７】
前記従動歯車の歯先は、前記球状体の球面と同じ高さ又は前記球状体の球面より低い内側位置に配置されていることを特徴とする請求項５又は６のいずれか１項に記載の複数方向駆動装置。
【請求項８】
前記第２駆動軸には、前記第２駆動モータの動力を方向転換して前記駆動側の歯車に伝達するための動力転換ギアが設けられていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の複数方向駆動装置。
【請求項９】
前記保持部と前記回転部材との間には、前記回転部材を前記保持部に対して回転自在に支持するための軸受が設置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の複数方向駆動装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の複数方向駆動装置を少なくとも２台有するロボット関節機構であって、
一方の複数方向駆動装置の球状体に、アーム部材を介して他方の複数方向駆動装置の保持部が設置されることを特徴とするロボット関節機構。
【請求項１１】
基部側に位置する複数方向駆動装置の保持部は、基台となる基礎部材に設置されるとともに、先端側に位置する複数方向駆動装置の球状体には、被作動体となる作業装置が設置されることを特徴とする請求項１０に記載のロボット関節機構。
【請求項１２】
保持部上にて第１駆動モータの第１駆動軸と一体に連結された回転部材を回転駆動させる工程と、
前記回転部材上にてスライド回転自在に支持されかつ前記第１駆動軸に一致しない回転中心軸を中心として回転されるとともにその外面に被作動体を有する球状体を、該回転部材上に搭載されかつ前記第１駆動軸とは独立した第２駆動モータの第２駆動軸により回転駆動させる工程と、を具備することを特徴とする複数方向駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ、ロボットアーム等の被作動体の位置およびまたは向きを複数の自由度で調整することができる複数方向駆動装置、ロボット関節機構及び複数方向駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ、ロボットアーム等の被作動体を被駆動体となるＸＹステージにより回転制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１に示される複数方向駆動装置では、ＸＹステージを有する被駆動体と、該被駆動体の表面に接触して該被駆動体を第１の方向に駆動する第１駆動力伝達部と、該被駆動体の他の部分に接触して該被駆動体を第１の方向とは異なる第２の方向に駆動する第２駆動力伝達部と、を具備する。
また、上記複数方向駆動装置では、被駆動体と第１駆動力伝達部とが歯車の歯筋方向に相互変位であり、該被駆動体と第２駆動力伝達部とが歯車の歯筋方向に相互変位可能となっており、これにより該被駆動体に設置される被作動体の角度を自在に調整できる。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示される複数方向駆動装置は、被駆動体と第１、第２駆動力伝達部とが歯車の歯筋方向に相互変位であるものの、全体としてはＸＹステージ上にて被駆動体を第１方向または第２方向に移動可能とするものである。
このため、特許文献１に示される複数方向駆動装置では、例えば、第１方向または第２方向に直交する第３方向（ｚ軸方向）に回転または移動させることはできず、仮に第３方向に変位させるためには、新たな機構を付加する必要があり、構成が複雑化するという問題があった。
【０００４】
そして、上記問題を解決するために、球体を用いた複数方向駆動装置が提案されている。
この複数方向駆動装置は、被作動体が支持される球体の表面全体に歯車となる突起をマトリックス状に配置し、かつ該球体を支持する保持部側に、該球体上の歯車に噛合する凹状の歯車溝を設けるとともに、これら球体及び保持部内に、被作動体の向きを変更する駆動歯車を設けた構成である。
そして、この複数方向駆動装置では、球体及び保持部内の駆動歯車を選択的に駆動することで、球体に支持される被作動体を複数方向に回転させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９６４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記複数方向駆動機構では、球体の表面全体に歯車となる突起をマトリックス状に精密に配置しなければならず、製造コストが高くなるという問題があった。
また、球体側にも、駆動歯車及びこれを駆動するモータを設置する必要があり、このような構成により、部品点数が多くなり、かつ小型・軽量化が困難となるという問題があった。
【０００７】
さらに、上記複数方向駆動機構では、球体を支持する保持部側に、球体上の歯車に噛合する凹状の歯車溝を設ける必要があり、この歯車溝がない箇所では、駆動力を伝達することができないという問題があった。
すなわち、上記複数方向駆動機構では、保持部側に位置する凹状の歯車溝の設置状態によっては、球体をロール方向に一周させることができずに可動範囲に制限が生じるとともに、ピッチ方向においても、モータへの配線の影響により可動範囲に制限が生じて、球体を一周させることができないという問題があった。
【０００８】
また、ジンバル構造、超音波モータ方式、磁力方式といった複数方向駆動装置も提案されてはいるが、構造が複雑する、又は動力が小さい、磁気による影響が発生する等の問題が別途生じていた。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成により、被作動体が支持される球状体を複数方向に自由に回転させることができる複数方向駆動装置、ロボット関節機構及び複数方向駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、保持部に支持されて第１駆動軸を有する第１駆動モータと、該第１駆動モータの第１駆動軸と一体に連結されて該第１駆動軸とともに回転する回転部材と、該回転部材上にてスライド回転自在に支持され、かつ前記第１駆動軸に一致しない回転中心軸を中心として回転される球状体と、前記回転部材に搭載されて、前記第１駆動軸とは独立した第２駆動軸を有する第２駆動モータと、これら第２駆動モータの第２駆動軸と回転部材上の球状体との間に設けられて、該第２駆動軸の動力を前記球状体に伝達して、前記回転中心軸を中心として前記球状体を前記回転部材に対してスライド回転させる伝導機構と、を有し、前記球状体には、被作動体が支持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成により、第１駆動モータ及び第２駆動モータによる動作が互いに干渉することなく、被作動体を支持する球状体を複数方向に回転させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る複数方向駆動装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る複数方向駆動装置の平面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】本発明に係る複数方向駆動装置の応用例を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る複数方向駆動装置の平面図である。
【図９】（Ａ）図９（Ｂ）を側方から見た側面図、（Ｂ）図８の正面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】図８のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【図１２】図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照して本発明に係る複数方向駆動装置１００について説明する。
図１に符号１で示すものは基台となる保持部であって、この保持部１には第１駆動軸２Ａを有する第１駆動モータ２が設置されている。
第１駆動モータ２の第１駆動軸２Ａには、第１駆動軸２Ａと一体に連結されかつ該第１駆動軸２Ａ（回転中心軸を符号２ａで示す）とともに回転する回転部材３が固定されている。
【００１４】
この回転部材３内には、第１駆動軸２Ａに一致しない回転中心軸（符号４ａで示す）を中心としてスライドしつつ回転自在な球状体４が設置されている。
この球状体４は、例えば回転部材３と一体な球体保持部材により、球面を外側から把持する等で回転自在にされるものであって、その一部には被作動体となる作業装置Ｍが支持されている。
なお、作業装置Ｍとしては、例えば、ロボットの関節機構や、監視カメラの首振り部分に加えて、人を誘導する触力覚呈示装置や、全方向駆動車輪などにも適用可能である。
【００１５】
回転部材３上には、第１駆動モータ２とは独立した第２駆動モータ５が搭載されている。
この第２駆動モータ５は第２駆動軸５Ａを有しており、該第２駆動軸５Ａと回転部材３上の球状体４との間には、該第２駆動軸５Ａの動力を球状体４に伝達して、回転中心軸４ａを中心として球状体４を回転部材３に対して相対的にスライド回転させる伝導機構６が設置されている。
【００１６】
そして、以上のように構成された本発明の複数方向駆動装置１００では、基台となる保持部１上の第１駆動モータ２により、第１駆動軸２Ａが回転中心軸２ａを中心として駆動された場合に、被作動体が支持される球状体４が回転部材３を介してピッチ方向Ｐに回転駆動される。
また、第２駆動モータ５により第２駆動軸５Ａが駆動された場合に、伝導機構６を介して、作業装置Ｍが支持される球状体４が、回転部材３に対してスライドしつつ回転中心軸４ａを中心としてロール方向Ｒに回転駆動される。
【００１７】
このとき、第１駆動モータ２及びこれにより駆動される第１駆動軸２Ａは保持部１上に搭載され、かつ第２駆動モータ５及びこれにより駆動される第２駆動軸５Ａは回転部材３上に搭載されているので、これら第１駆動モータ２及び第２駆動モータ５により、被作動体が支持される球状体４がピッチ方向Ｐ及び／又はロール方向Ｒに個別に回転駆動されることになる。
ここで、球状体４は、第１駆動軸２Ａの回転中心軸２ａに一致しない回転中心軸４ａを中心として回転部材３に相対回転自在に支持されているので、第１駆動モータ２及び第２駆動モータ５をそれぞれ駆動させることにより、作業装置Ｍが支持される球状体４を複数方向に自由に回転させることができる。
【００１８】
すなわち、本発明の複数方向駆動装置１００では、基台となる保持部１上の第１駆動モータ２により回転駆動される回転部材３、該回転部材３にて第１駆動軸２Ａに一致しない回転中心軸４ａを中心として回転される球状体４、回転部材３上に搭載された第２駆動モータ５により該球状体４を回転駆動させる伝導機構６、という簡易な構成により、第１駆動モータ２及び第２駆動モータ５による動作が互いに干渉することなく、作業装置Ｍを支持する球状体４を複数方向に回転させることが可能となる。
【００１９】
なお、本発明に示される球状体４は、真球であることに限定されず、回転中心軸４ａを軸心として全体として円柱状に形成された形状、又は径の異なる複数の円柱体を組み合わせて球状にした形状等も含むこととする。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に示される複数方向駆動装置１０１及び複数方向駆動方法について、図２〜図７を参照して説明する。
まず、図２〜図６に符号１０で示すものは基台となる保持部である。
この保持部１０は、特に図３及び図５を参照して分かるように、正面視凹状に形成されているものであって、図中左側部には第１駆動モータ２０（後述する）を支持するモータ保持部１１が設けられ、かつ図中右側部には回転部材２２（後述する）を支持する回転部材保持部１２が設けられている。
また、これらモータ保持部１１と回転部材保持部１２との間には、回転部材２０を回転駆動するための第２駆動モータ３０及び伝導機構３１（後述する）が収容される収容空間１３が形成されている。
【００２１】
保持部１０のモータ保持部１１には、第１駆動軸２０Ａを有する第１駆動モータ２０が設置されている。
この第１駆動モータ２０の第１駆動軸２０Ａには、連結軸２１を介して該第１駆動軸２０Ａ（回転中心軸を符号２０ａで示す）の回転力が伝達される回転部材２２が固定されている。
この回転部材２２は回転中心軸２０ａを軸心として全体として円柱状に形成されたものであって、図４及び図５に示されるように、その周囲に設置された軸受２３を介して、保持部１０の回転部材保持部１２上に回転自在に支持されている。
【００２２】
この回転部材２２内には、第１駆動軸２０Ａに一致しない回転中心軸（符号２４ａで示す）を中心として相対的にスライド回転自在な球状体２４が設置されている。
この球状体２４は、回転部材２２と一体な球体保持部材２５により、球面を外側から把持する等でスライド回転自在にされるものであって、その外周面には被作動体となる作業装置Ｍが支持されている。
球体保持部材２５は球状体２４の周囲に一対設けられた凹凸部材であって、図６に示されるように、内側に形成された凹状球面２５Ａを介して、球状体２４を半径方向外方から押圧及び把持することで、該球状体２４をスライド可能に回転自在に保持する。
【００２３】
また、回転部材２２には、第１駆動モータ２０とは独立した第２駆動モータ３０が搭載されている。
この第２駆動モータ３０は第２駆動軸３０Ａを有している。この第２駆動軸３０Ａと回転部材２２上の球状体２４との間には、該第２駆動軸３０Ａの動力を球状体２４に伝達して、回転中心軸２４ａを中心として球状体２４を回転部材２２に対してスライド回転させる伝導機構３１が設置されている。
【００２４】
この伝導機構３１は、図４に詳細に示されるように、第２駆動モータ３０の第２駆動軸３０Ａと同軸に連結されたウォームギア３２と、該ウォームギア３２に噛合された平歯車３３と、該平歯車３３に連動する平歯車３４と、これら平歯車３３及び３４の間に介在された中間歯車の平歯車３５と、を有している。
これらの中で、ウォームギア３２及び該ウォームギア３２に噛合された平歯車３３は、第２駆動モータ３０の第２駆動軸３０Ａからの動力伝達方向を転換する機能を有している。
また、平歯車３３はウォームギア３２により駆動される駆動側の歯車、平歯車３４は中間歯車３５を介して平歯車３３に連動する従動歯車であって、平歯車３４の回転中心軸は、球状体２４の回転中心軸２４ａに一致している。また、これら平歯車３３〜３５は全体として同一平面内に配置されている。
【００２５】
また、従動側の平歯車３４は、中心を同じくして球状体２４の溝部４０内に収容されている。
溝部４０は、図６に詳細に示されるように、球状体２４の周面上を1周するように設けられており、球状体２４の半径方向に沿う溝部壁面４１を両側に有している。
溝部４０内の平歯車３４は、溝部壁面４１間の中央部でかつ球状体２４の半径方向に沿い配置にされるとともに、該平歯車３４の歯先は、球状体２４の球面と同じ高さ又は球状体２４の球面より低い内側位置に配置されている。
そして、以上のような、平歯車３４の歯先が、球状体２４の球面と同じ高さ又は球状体２４の球面より低い内側位置に配置されているとの構成により、回転部材２２に対する球状体２４のスライド回転に際して、球状体２４内の平歯車２４が他の部材に干渉することなく、該球状体２４の回転を円滑に行うことができる。
【００２６】
以上のように構成された第1実施形態の複数方向駆動装置１０１によれば、基台となる保持部１０上の第１駆動モータ２０により、第１駆動軸２０Ａが回転中心軸２０ａを中心として駆動された場合に、被作動体が支持される球状体２４が回転部材２２を介してピッチ方向Ｐに回転駆動される。
また、第２駆動モータ３０により第２駆動軸３０Ａが駆動された場合に、伝導機構３１の歯車３２〜３５を介して、被作動体が支持される球状体２４が、回転部材２２の球体保持部材２５に対してスライドしつつ回転中心軸２４ａを中心としてロール方向Ｒに回転駆動される。
【００２７】
このとき、第１駆動モータ２０及びこれにより駆動される第１駆動軸２０Ａは保持部１０上に搭載され、かつ第２駆動モータ３０及びこれにより駆動される第２駆動軸３０Ａは回転部材２２上に搭載されているので、これら第１駆動モータ２０及び第２駆動モータ３０により、被作動体が支持される球状体２４がピッチ方向Ｐ及び／又はロール方向Ｒに個別に回転駆動されることになる。
ここで、球状体２４は、第１駆動軸２０Ａに一致しない回転中心軸２４ａを中心として回転部材２２に回転自在に支持されているので、第１駆動モータ２０及び第２駆動モータ３０をそれぞれ駆動させることにより、作業装置Ｍが支持される球状体２４を複数方向に自由に回転させることができる。
【００２８】
すなわち、第1実施形態の複数方向駆動装置１０１では、基台となる保持部１０上の第１駆動モータ２０により回転駆動される回転部材２２、該回転部材２２にて第１駆動軸２０Ａに一致しない回転中心軸２４ａを中心として回転される球状体２４、回転部材２２上に搭載された第２駆動モータ３０により該球状体２４を回転駆動させる伝導機構３１、という簡易な構成により、第１駆動モータ２０及び第２駆動モータ３０による動作が互いに干渉することなく、作業装置Ｍを支持する球状体２４を複数方向に回転させることが可能となる。
【００２９】
また、第1実施形態の複数方向駆動装置１０１では、回転部材２２と一体な球体保持部材２５により、球状体２４の球面を外側から回転自在に把持するようにしているので、該球状体２４のピッチ方向Ｐの回転を円滑に行うことができる。
また、第1実施形態の複数方向駆動装置１０１では、球状体２４の溝部４０内に収容された平歯車３４の歯先が、球状体２４の球面と同じ高さ又は球状体２４の球面より低い内側位置に配置されている。これにより、本実施形態では、回転部材２２に対する球状体２４のスライド回転に際して、球状体２４内の平歯車２４が他の部材に干渉することなく、該球状体２４の回転を円滑に行うことができる。
【００３０】
以上の点をまとめると、第1実施形態の複数方向駆動装置１０１では、ロール方向Ｒに球状体２４を駆動させる第２駆動モータ３０及び伝導機構３１が、回転部材２２上に搭載されているので、該回転部材２２をピッチ方向Ｐに回転させながら、ロール方向Ｒにも回転させることができる。
また、第１実施形態の複数方向駆動装置１０１では、回転部材２２に搭載された球体保持部材２５により、球状体２４の球面を外側から回転自在に把持する構成であるので、球状体２４の表面に対して該球体保持部材２５を滑らかにスライドさせることができ、該球状体２４の回転運動を妨げることが無い。
そして、以上のような構造にすることにより、これまでのように、球体表面全体に、複雑な歯車構造を配置する必要を無くし、モータと歯車とを球体に内蔵するのではなく、球体の外部に配置することで、小型・軽量化を進め、部品点数を少なくし、製作コストを低減することが可能、また球体可動範囲も広げることが可能となる。
【００３１】
また、第１実施形態の複数方向駆動装置１０１では、作業装置Ｍを支持する部材として、球状体２４という対称性に優れた構造を採用したので、球体全体で荷重を支えることも可能である。つまり、耐荷重性・剛性という点で、ディファレンシャルギア（差動歯車）より優れている。
また、ジンバル構造のように、２層構造ではなく、球体とその支持フレームのみという１層構造であるため、部品点数を少なくでき、小型化・軽量化・低コスト化が可能となる。
さらに、これまでのジンバル構造のように、部品同士の機械的干渉が発生する可能性を低くできるため、回転２軸周りの可動範囲を、より大きくできる。
【００３２】
また、第１実施形態の複数方向駆動装置１０１では、高周波の振動で回転力を伝える超音波モータ方式とは異なり、より高い出力を確実に伝えつつも、同程度の小型化が可能となる。また、内部球体に配置した複数の永久磁石と、外部球殻に配置した複数の電磁石の組み合わせで駆動する磁力方式とは異なり、２層ジンバル構造で全体構造を支持する必要が無いため、部品点数を少なくできる。すなわち、小型化・軽量化・低コスト化が可能となり、さらに磁力を用いないために、周辺の電子機器に与える影響も小さくできるとの効果が得られる。
【００３３】
次に、図７を参照して第1実施形態の複数方向駆動装置１０１を応用したロボット関節機構２００について説明する。
このロボット関節機構２００は、複数方向駆動装置１０１を複数台（少なくとも２台）有するものであって、本例では３台の複数方向駆動装置１０１（符号１０１Ａ〜１０１Ｃで示す）が直列配置されている。
【００３４】
具体的には、基端部に位置する複数方向駆動装置１０１Aは、保持部１０が基台となる基礎部材５０に設置され、かつ先端の球状体２４がアーム部材５１を介して中間部の複数方向駆動装置１０１Ｂに接続される構成である。
また、中間部に位置する複数方向駆動装置１０１Ｂは、保持部１０がアーム部材５１に設置され、かつ先端の球状体２４が、アーム部材５２を介して先端部の複数方向駆動装置１０１Ｃに接続される構成である。
また、先端部に位置する複数方向駆動装置１０１Ｃは、保持部１０がアーム部材５２に設置され、かつ先端の球状体２４に作業装置Ｍが設置される構成である。
【００３５】
そして、以上のように構成されたロボット関節機構２００によれば、複数方向駆動装置１０１Ａ〜１０１Ｃの各第１駆動モータ２０により、回転部材２２を介して、各球状体２４が回転中心軸２０ａを中心としてピッチ方向Ｐに回転駆動される。
また、複数方向駆動装置１０１Ａ〜１０１Ｃの各第２駆動モータ３０により、各球状体２４が回転中心軸２４ａを中心としてロール方向Ｒに回転駆動される。
すなわち、上記ロボット関節機構２００によれば、各複数方向駆動装置１０１Ａ〜１０１Ｃの第１駆動モータ２０及び第２駆動モータ３０をそれぞれ駆動させることにより、各球状体２４をピッチ方向Ｐ及び／又はロール方向Ｒに回転駆動させることができ、最先端部に位置する作業装置Ｍを複数方向に回転及び移動させることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に示される複数方向駆動装置１０２について、図８〜図１２を参照して説明する。
【００３７】
第２実施形態に示される複数方向駆動装置１０２が、第１実施形態に示される複数方向駆動装置１０１と構成を異にするのは、回転部材２２に一体に設けられ、かつ球状体２４をスライド回転自在に保持させる凹凸部材としての球体保持部材の構成にある。
すなわち、本実施形態に係る球体保持部材２６は、特に図１２に詳細に示されるように、平歯車３４とともに環状の溝部４０内に収容される突状体であって、その先端部は折曲されかつその折曲部が溝部４０内の壁面４１に形成された係合凹部４２内に係合される構成である。
また、この球体保持部材２６は二部材により構成されており、それぞれの部材の折曲部が、溝部４０の２つの壁面４１にそれぞれ形成された係合凹部４２内に収容及び係合されている。
【００３８】
そして、以上のような球体保持部材２６では、球状体２４に形成された溝部４０を介して、回転部材２２に対して、球状体２４を内側からスライド回転自在に把持するようにしたので、該球状体２４のピッチ方向Ｐの回転を円滑に行うことができる。
また、第２実施形態の複数方向駆動装置１０２では、第１実施形態と同様に球状体２４の溝部４０内に収容された平歯車３４の歯先が、球状体２４の球面と同じ高さ又は球状体２４の球面より低い内側位置に配置されている。これにより、本実施形態では、回転部材２２に対する球状体２４のスライド回転に際して、球状体２４内の平歯車２４が他の部材の移動を邪魔することなく、該球状体２４の回転を円滑に行うことができる。
【００３９】
なお、第２実施形態では、球体保持部材２６の先端部に形成された折曲部が、リング状の溝部４０内の壁面４１に形成された係合凹部４２に内側から係合されることで、回転部材２２に球状体２４をスライド回転に支持した。
しかし、これに限定されず、球体保持部材２６の先端部に形成された折曲部を、球状体２４の外側球面にリング状に形成された凹部に挟み係合させることにより該球状体２４をスライド回転自在に支持しても良く、その支持形態は限定されるものではない。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、カメラ、ロボットアーム等の被作動体の位置およびまたは向きを複数の自由度で調整することができる複数方向駆動装置、ロボット関節機構及び複数方向駆動方法に関する。
【符号の説明】
【００４２】
１  保持部
２  第１駆動モータ
２Ａ  第１駆動軸
２ａ  回転中心軸
３  回転部材
４  球状体
４ａ  回転中心軸
５  第２駆動モータ
５Ａ  第２駆動軸
６  伝導機構
１０  保持部
２０  第１駆動モータ
２０Ａ  第１駆動軸
２０ａ  回転中心軸
２２  回転部材
２４  球状体
２４ａ  回転中心軸
２５  球体保持部材
２６  球体保持部材
３０  第２駆動モータ
３０Ａ  第２駆動軸
３１  伝導機構
３２  ウォームギア
４０  溝部
１００  複数方向駆動装置
１０１  複数方向駆動装置
１０２  複数方向駆動装置
２００  ロボット関節機構
Ｍ  作業装置
【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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