(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＹＺ直交座標系内に設置された６方向指向装置であって、
Ｘ軸方向に延びたシャフトと、
前記シャフトに対してαｄｅｇ傾斜した傾斜軸周りを回転可能であり、前記シャフトと連結され、ｘ軸が前記傾斜軸と一致するｘｙｚ直交動座標系を有し、球体状表面と、前記球体状表面のｘ軸周りに形成された軌道部とを備える回転部材と、
前記シャフトをＸ軸周りに回転する駆動源と、
前記ＸＹＺ直交座標系に固定され、前記軌道部と接触するガイド部材とを備え、
前記軌道部は、前記シャフトの回転により前記ガイド部材と接触しながら回転するとき、前記回転部材のｙ軸を、Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸の＋及び−方向に順次向ける形状を有し、
ＹＺ平面に投影されたＵ軸、Ｖ軸及びＷ軸は、互いに６０ｄｅｇの角をなし、
Ｕ軸は、ＹＺ平面に対して前記αｄｅｇの角をなし、
前記軌道部の形状は、ｘ軸の＋方向に凸状の４つの山部と、−方向に凸状の４つの谷部を有するジグザグ状である、６方向指向装置。
【請求項２】
請求項１に記載の６方向指向装置であって、
前記軌道部は、式（１）〜式（６）で示されるｘｙｚ直交動座標成分の単位ベクトルＰ１〜Ｐ６と交差する、６方向指向装置。
【数１】
0005749919.tif 000048
【数２】
0005749919.tif 000049
【数３】
0005749919.tif 000050
【数４】
0005749919.tif 000051
【数５】
0005749919.tif 000052
【数６】
0005749919.tif 000053
【請求項３】
請求項２に記載の６方向指向装置であって、
前記シャフトの前記Ｘ軸周りの回転角をθｄｅｇとし、ｘ軸の単位ベクトルのＺ軸成分をｉＺとし、ｙ軸の単位ベクトルのＺ軸成分をｊＺとし、ｚ軸の単位ベクトルのＺ軸成分をｋＺとし、前記αを３５．２６ｄｅｇとしたとき、前記軌道部の形状は、式（７）〜式（１２）で示される軌跡に対応する、６方向指向装置。
θ＝０〜２４０ｄｅｇのとき、
【数７】
0005749919.tif 000054
θ＝２４０〜４８０ｄｅｇのとき、
【数８】
0005749919.tif 000055
θ＝４８０〜７２０ｄｅｇのとき、
【数９】
0005749919.tif 000056
θ＝７２０〜９６０ｄｅｇのとき、
【数１０】
0005749919.tif 000057
θ＝９６０〜１２００ｄｅｇのとき、
【数１１】
0005749919.tif 000058
θ＝１２００〜１４４０ｄｅｇのとき、
【数１２】
0005749919.tif 000059
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の６方向指向装置であって、
前記軌道部は、前記球体状表面に形成された溝である、６方向指向装置。
【請求項５】
請求項４に記載の６方向指向装置であって、
前記ガイド部材は、回転可能なボールを備え、
前記ボールは、前記軌道部と接触する、６方向指向装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の６方向指向装置であって、
ＹＺ平面上において、Ｘ軸周りに等間隔に配置される３つの前記ガイド部材を備える、６方向指向装置。
【請求項７】
請求項１に記載の６方向指向装置であってさらに、
前記回転部材に配設され、ｙ軸方向を指向し、Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸周りの自転角速度成分ωＵ、ωＶ及びωＷを検出する自転角速度センサと、
前記回転部材に配設され、ｙ軸方向を指向し、Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸方向の重力加速度成分ｇＵ、ｇＶ及びｇＷを検出する重力加速度センサと、
前記シャフトの回転により前記ｙ軸がＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸の＋及び−方向を指向したときに前記自転角速度センサにより検出された自転角速度成分ωＵ、ωＶ及びωＷと、前記重力加速度センサにより検出された重力加速度成分ｇＵ、ｇＶ及びｇＷとを計測する計測手段と、
前記計測された自転角速度成分ωＵ、ωＶ及びωＷを自転角速度成分ωＸ、ωＹ及びωＺに座標変換する自転角速度座標変換手段と、
前記計測された重力加速度成分ｇＵ、ｇＶ及びｇＷを重力加速度成分ｇＸ、ｇＹ及びｇＺに座標変換する重力加速度座標変換手段と、
得られた自転角速度成分ωＸ、ωＹ及びωＺ及び重力加速度成分ｇＸ、ｇＹ及びｇＺとに基づいて、方位角ψを算出する方位角算出手段とを備える、６方向指向装置。
【請求項８】
請求項７に記載の６方向指向装置であってさらに、
前記自転角速度座標変換手段は、前記自転角速度成分ωＵ、ωＶ及びωＷを式（１３）により前記自転角速度成分ωＸ、ωＹ及びωＺに座標変換し、
【数１３】
0005749919.tif 000060
前記重力加速度座標変換手段は、前記重力加速度成分ｇＵ、ｇＶ及びｇＷを式（１４）により前記重力加速度成分ｇＸ、ｇＹ及びｇＺに座標変換し、
【数１４】
0005749919.tif 000061
前記方位角算出手段は、前記自転角速度成分ωＸ、ωＹ及びωＺと前記重力加速度成分ｇＸ、ｇＹ及びｇＺとに基づいて、式（１５）により方位角ψを算出することを特徴とする６方向指向装置。
【数１５】
0005749919.tif 000062
【請求項９】
請求項８に記載の６方向指向装置であって、
前記αは３０〜４０ｄｅｇである、６方向指向装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の６方向指向装置であって、
前記αは、３５．２６ｄｅｇである、６方向指向装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の６方向指向装置であって、
前記回転部材は、前方が開口する収納室を有し、
前記自転角速度センサ及び前記重力加速度センサは、前記収納室に収納される、６方向指向装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の６方向指向装置であって、
前記収納室の開口は矩形状であり、
前記開口の各角は、前記各谷部に対応して配置される、６方向指向装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の６方向指向装置であってさらに、
前記回転部材の回転開始位置を検知する位置センサを備える、６方向指向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６方向指向装置に関し、さらに詳しくは、１軸ジャイロを利用して真北を検知する真北検知器（North Finder）に利用可能な６方向指向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁北は真北から少しずれているため、磁気コンパスでは真北を計測することはできない。しかしながら、行政地図は真北を基準に作成され、建築基準法も真北を基準に定められている。したがって、土木・建築の分野においては、真北を正確に計測する必要がある。特に地下トンネル工事では鉱脈等の影響で、磁気コンパスは正しく機能しない。
【０００３】
真北を正確に計測する真北検知器として、従来より、地球の自転角速度を検知して真北を検知するジャイロコンパスが用いられている。特開２００２−２９６０３７号公報、米国特許第６５９４９１１号及び米国特許第６９１８１８６号にて開示されるように、ジャイロコンパスは一般に直交３軸タイプである。これらのジャイロコンパスは大型でかつ高コストである。
【０００４】
そこで、小型化及び低コスト化のために、特開平６−３１４９号公報や、特開平６−１１３５０号公報、特開平１１−１６００７２号公報、特開平１１−１９０６３３号公報、特開平２００１−２１５１２１号公報は、１軸又は２軸タイプのジャイロコンパスを提案する。これらのジャイロコンパスの多くは、ジャイロセンサ及び加速度センサを回転台の上で回転させるタイプであるが、回転角度が大きく、大きな空間を確保する必要があるため、小型化に限界がある。また、１軸タイプのジャイロコンパスの多くは水平面を必要とし、取扱いが不便である。また、水平面を必要としない１軸タイプのジャイロコンパスも提案されているが、方位計測精度が３軸タイプと比較して劣っている。
【０００５】
そこで、本出願人は特開２００８−２１５９５６号公報にて１軸タイプでかつ水平面を必要としない方位計測装置を提案した。この文献に記載の方位計測装置では、ＸＹＺ直交座標系に加え、ＵＶＷ直交座標系を想定する。＋Ｕ、−Ｕ、＋Ｖ、−Ｖ、＋Ｗ、−Ｗの６方向はＹＺ平面に垂直に投影されると６０ｄｅｇおきに離間して配置される。また、Ｕ、Ｖ、Ｗ軸がＹＺ平面となす仰角αは、好ましくは３０ｄｅｇ〜４０ｄｅｇであり、さらに好ましくは３５．２６ｄｅｇである。その理由については、特開２００８−２１５９５６号公報及び後述の国際公開ＷＯ２０１０／０４７０７８号公報に説明されている。
【０００６】
方位計測装置は、ＵＶＷ直交座標系において、各軸周りの自転角速度ωＵ、ωＶ及びωＷを検出する自転角速度センサと、各軸方向の重力加速度ｇＵ、ｇＶ及びｇＷを検出する重力加速度センサと、Ｘ軸周りに自転角速度センサ及び重力加速度センサを（６０×ｎ）ｄｅｇ（ｎは自然数）回転させて位置決めする第１のステッピングモータと、Ｘ軸に直交する軸周りに自転角速度センサ及び重力加速度センサを±３５．２６ｄｅｇ揺動させて位置決めする第２のステッピングモータとを備える。方位計測装置は、各軸周りの自転角速度ωＵ、ωＶ、ωＷ及び重力加速度ｇＵ、ｇＶ、ｇＷを計測し、計測された自転角速度ωＵ、ωＶ、ωＷ及び重力加速度ｇＵ、ｇＶ、ｇＷをＸＹＺ直交座標系における自転角速度ωＸ、ωＹ、ωＺ及び重力加速度ｇＸ、ｇＹ、ｇＺに座標変換する。そして、自転角速度ωＸ、ωＹ、ωＺ及び重力加速度ｇＸ、ｇＹ、ｇＺに基づいて方位角ψを算出する。この方位計測装置では、自転角速度センサ及び重力加速度センサは±３５．２６ｄｅｇしか揺動されないので、回転角度が小さく、従来の方位測定装置よりも大きな空間を必要としない。そのため、従来の１軸タイプの方位計測装置よりも小型化が可能である。
【０００７】
さらに本出願人は、国際公開ＷＯ２０１０／０４７０７８号公報において、１つの駆動源のみで上記＋Ｕ、−Ｕ、＋Ｖ、−Ｖ、＋Ｗ、−Ｗの６方向を指向できる６方向指向装置を提案した。この文献に開示された６方向指向装置は、回転部材を含む傾斜クランク機構と、回転部材に取り付けられるガイドピンと、回転部材の周りを囲むガイドとを備える。ガイドは筐体状であり、軌道スリットが形成される。ガイドピンは、軌道スリットに挿入され、軌道スリットと接触する。傾斜クランク機構が駆動源により回転するとき、ガイドピンが軌道スリットに沿って周回することにより、回転部材が回転する。このとき、回転部材に取り付けられた自転角速度センサと、重力加速度センサとが、＋Ｕ、−Ｕ、＋Ｖ、−Ｖ、＋Ｗ、−Ｗの６方向に順次指向する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２９６０３７号公報
【特許文献２】米国特許第６５９４９１１号
【特許文献３】米国特許第６９１８１８６号
【特許文献４】特開平６−３１４９号公報
【特許文献５】特開平６−１１３５０号公報
【特許文献６】特開平１１−１６００７２号公報
【特許文献７】特開平１１−１９０６３３号公報
【特許文献８】特開平２００１−２１５１２１号公報
【特許文献９】特開２００８−２１５９５６号公報
【特許文献１０】国際公開ＷＯ２０１０／０４７０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のとおり、国際公開ＷＯ２０１０／０４７０７８号公報の６方向指向装置は、１つの駆動源のみで６方向を指向できる。しかしながら、ガイドに軌道スリットを加工しにくい。したがって、他の仕組みによって、１つの駆動源のみで６方向を指向できる方が好ましい。
【００１０】
本発明の目的は、１つの駆動源で６方向を指向できる６方向指向装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施の形態による６方向指向装置は、ＸＹＺ直交座標系内に設置される。６方向指向装置は、シャフトと、回転部材と、駆動源と、ガイド部材とを備える。シャフトは、Ｘ軸方向に延びる。回転部材は、シャフトに対してαｄｅｇ傾斜した傾斜軸周りを回転可能であり、前記シャフトと連結される。回転部材は、ｘ軸が前記傾斜軸と一致するｘｙｚ直交動座標系を有する。回転部材はさらに、球体状表面と、球体状表面のｘ軸周りに形成された軌道部とを備える。駆動源は、シャフトをＸ軸周りに回転する。ガイド部材は、ＸＹＺ直交座標系に固定され、軌道部と接触する。軌道部は、シャフトの回転によりガイド部材と接触しながら回転するとき、前記回転部材のｙ軸を、Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸の＋及び−方向に順次向ける形状を有する。ＹＺ平面に投影されたＵ軸、Ｖ軸及びＷ軸は、互いに６０ｄｅｇの角をなす。Ｕ軸は、ＹＺ平面に対してαｄｅｇの角をなす。軌道部の形状は、ｘ軸の＋方向に凸状の４つの山部と、−方向に凸状の４つの谷部を有するジグザグ状である。
【００１２】
本実施の形態による６方向指向装置は、１つの駆動源のみで、＋Ｕ、−Ｕ、＋Ｖ、−Ｖ、＋Ｗ、−Ｗの６方向に指向できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施の形態における６方向指向装置の外観図である。
【図２】図２は、図１中の６方向指向装置内の構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２中の６方向指向装置のうち、傾斜クランク機構とその近傍の側面図である。
【図４】図４は、図３中の回転部材の斜視図である。
【図５】図５は、図３中の回転部材の正面図である。
【図６】図６は、図３中の回転部材の平面図である。
【図７】図７は、図３中の回転部材の側面図である。
【図８】図８は、図３中の回転部材の背面図である。
【図９】図９は、図２中のガイド部材の斜視図である。
【図１０】図１０は、回転部材と各ガイド部材とのＸＹＺ直交座標系での配置関係を示す図である。
【図１１】図１１は、ＸＹＺ直交座標系とＵＶＷ座標系との関係を示す図である。
【図１２】図１２は、ＸＹＺ直交座標系とＵＶＷ座標系との関係を示す他の図である。
【図１３】図１３は、＋Ｙ方向に見た場合の、ＸＹＺ直交座標系とｘｙｚ直交座標系との関係を示す模式図である。
【図１４】図１４は、回転部材が回転開始位置に配置された場合の回転部材の正面図である。
【図１５】図１５は、回転開始位置における回転部材を−Ｚ方向から＋Ｚ方向に見た図である。
【図１６】図１６は、図１４において、図１５の位置からＸ軸周りに時計回りに６０ｄｅｇ回転した方向から見た図である。
【図１７】図１７は、シャフトが回転した場合のＸＹＺ直交座標系におけるｉベクトルの軌跡を示す模式図である。
【図１８】図１８は、シャフトが回転した場合のＸＹＺ直交座標系におけるｉベクトルの軌跡を示す他の模式図である。
【図１９】図１９は、６方向指向装置の筐体と回転部材との模式図である。
【図２０】図２０は、回転部材のｘｙｚ座標系において、ｚｙ平面における軌道部の位置と交点Ｐ１〜Ｐ６の位置を示す模式図である。
【図２１】図２１は、ｘｙ平面における軌道部の位置と交点Ｐ１〜Ｐ６の位置を示す模式図である。
【図２２】図２２は、情報処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２３】図２３は、６方向指向装置１の動作の一例を示すシーケンス図である。
【図２４】図２４は、ＸＺＹ直交座標系におけるガイド部材の位置関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１５】
［６方向指向装置の構成］
図１は本実施の形態における６方向指向装置１の外観図である。６方向指向装置１は、筒状の筐体１０を備える。
【００１６】
図２は、図１中の筐体１０内の構成を示す斜視図である。図２では、筐体１０の一部を点線で示す。図２を参照して、６方向指向装置１はさらに、駆動源３と、傾斜クランク機構２と、複数のガイド部材４とを備える。駆動源３と複数のガイド部材４は、筐体１０に固定される。
【００１７】
駆動源３は、筐体１０の後部に収納される。駆動源３は駆動軸３１を有し、駆動軸３１を駆動軸３１の中心軸周りに回転する。駆動源３はたとえば、モータである。モータの種類は特に限定されない。モータはたとえば、ステッピングモータや超音波モータ等である。
【００１８】
図２に示すとおり、６方向指向装置１は、ＸＹＺ直交座標系内に設置される。より具体的には、筐体１０はＸＹＺ直交座標系に固定される。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸が互いに９０ｄｅｇをなす直交座標系である。筐体１０は、Ｘ軸を駆動源３の駆動軸３１上に割り当てる。本例では、＋Ｘ方向を筐体１０の前方側と定義し、−Ｘ方向を筐体１０の後方側と定義する。また、本例では、Ｚ軸を鉛直方向に割り当てる。さらに、Ｙ軸を水平方向に割り当てる。本例では、＋Ｚ方向を筐体１０の下方側と定義し、−Ｚ方向を筐体１０の上方側と定義する。本例ではさらに、＋Ｙ方向を筐体１０の正面から見て左側と定義し、−Ｙ方向を筐体１０の正面から見て右側と定義する。駆動源３及びガイド部材４は、筐体１０に固定される。したがって、駆動源３及びガイド部材４は、ＸＹＺ直交座標系に固定される。
【００１９】
傾斜クランク機構２は、筐体１０の中央部に収納される。傾斜クランク機構２は、駆動源３の前方に配置される。
【００２０】
［傾斜クランク機構２の構成］
図３は、図２中の６方向指向装置１のうち、傾斜クランク機構２とその近傍の側面図である。図３では、筐体１０の一部を点線で示す。図３を参照して、傾斜クランク機構２は、シャフト２０と、回転部材２１とを備える。
【００２１】
シャフト２０は、駆動源３により回転する。回転部材２１は、シャフト２０に対して傾斜した傾斜軸２２０周りを回転可能にシャフト２０に連結される。シャフト２０が回転するとき、回転部材２１は、Ｘ軸に対して上下に揺動しながら、傾斜軸２２０周りを回転する。傾斜軸２２０は、Ｘ軸と傾斜角αｄｅｇで交差する。
【００２２】
シャフト２０は、棒状の本体２０１と、アーム部材２０２とを備える。本体２０１はＸ軸上に配置される。本体２０１の後端は、駆動軸３１に結合される。したがって、駆動源３の駆動により、本体２０１は、本体２０１の中心軸周りに回転する。本体２０１の先端には、アーム部材２０２が配置される。
【００２３】
アーム部材２０２は、Ｘ軸に対して交差する方向に延びる。本例では、アーム部材２０２は、Ｘ軸に対してほぼ直交して延び、上端部が６方向指向装置１の前方に曲がっている。アーム部材２０２の後端は本体２０１に取り付けられる。アーム部材２０２の上端部は、回転部材２１と連結される。
【００２４】
［回転部材２１の構成］
回転部材２１は、シャフト２０の前方に配置され、アーム部材２０２を介してシャフト２０と連結される。回転部材２１は、本体２１０と、傾斜シャフト２１１とを備える。本体２１０は球状であり、前方が開口する収納室２１２を有する。傾斜シャフト２１１は、回転部材２１の表面に立てて配置される。傾斜シャフト２１１はさらに、傾斜軸２２０上に配置される。傾斜シャフト２１１の上端部は、アーム部材２０２のボス内に回転可能に配置される。これにより、回転部材２１は、シャフト２０の本体２０１に対してαｄｅｇ傾斜した傾斜軸２２０の周りを回転可能に取り付けられる。
【００２５】
図４は回転部材２１の斜視図である。図４を参照して、回転部材２１はさらに、複数の基板２２と、自転角速度センサ２６と、重力加速度センサ２８と、位置センサ２５とを備える。複数の基板２２は、収納室２１２に収納される。複数の基板２２は、図４において上下方向に隙間を空けて配置される。自転角速度センサ２６は、最上段の基板２２上に取り付けられる。重力加速度センサ２８は、中段の基板２２上に取り付けられる。自転角速度センサ２６、重力加速度センサ２８の配置場所は特に限定されず、どの基板２２上に配置されてもよい。
【００２６】
位置センサ２５は、最下段の基板２２上に配置される。位置センサ２５は光発信器及び受光器を備える。図３を参照して、筐体１０の下方には、反射板２９が配置される。６方向指向装置１を正面から見たとき、反射板２９は、Ｚ軸と重複する。位置センサ２５内の光発信器は、光を回転部材２１の外部に向かって出力する。駆動源３により回転部材２１が所定の位置に移動（回転）すると、光発信器から出射された光が反射板２９で反射する。位置センサ２５内の受光器が反射光を受けたとき、位置センサ２５は検知信号を後述する情報処理装置３０に出力する。以上の動作により、６方向指向装置１は、位置センサ２５により、回転部材２１の回転開始位置を認識できる。
【００２７】
図４に戻って、回転部材２１はさらに、ｘｙｚ直交座標系を有する。ｘｙｚ直交座標系は、ＸＹＺ直交座標系と異なり、回転部材２１に固定される。図４に示すとおり、本例では、＋ｘ方向は、回転部材２１の前方に向く。＋ｙ方向は、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８の指向方向と一致する。
【００２８】
自転角速度センサ２６は、指向方向（つまり、ｙ軸方向）周りの自転角速度成分を検出する。重力加速度センサ２８は、指向方向（つまり、ｙ軸方向）周りの重力加速度成分を検出する。
【００２９】
上述のとおり、ｘｙｚ直交座標系は、回転部材２１に固定される。一方、ＸＹＺ直交座標系は、筐体１０に固定される。そのため、ＸＹＺ直交座標系に対して回転部材２１が移動（回転）すれば、ＸＹＺ座標系に対してｘｙｚ直交座標系も移動（回転）する。
【００３０】
図５は、回転部材２１の正面図である。図６は、回転部材２１の平面図である。図７は、回転部材２１の側面図である。図８は、回転部材２１の背面図である。図５〜図８を参照して、本体２１０は球状表面ＳＳを有する。球状表面ＳＳには、軌道部ＯＰが形成される。本例では、軌道部ＯＰは球状表面ＳＳに形成される溝である。軌道部ＯＰは、ｘ軸周りに形成され、＋ｘ方向に凸を有する複数の山部Ｍ１〜Ｍ４と、−ｘ方向に凸を有する複数の谷部Ｖ１〜Ｖ４とを有する。要するに、本例では、軌道部ＯＰは、ｘ軸周りに延びたジグザグ状の溝である。図４〜図７を参照して、収納室２１２の開口は矩形状であり、その各角の配置位置は、４つの谷部Ｖ１〜Ｖ４の配置位置に対応する。これにより、軌道部ＯＰと重複することなく、収納室２１２の容量を大きく形成できる。
【００３１】
図２及び図３を参照して、複数のガイド部材４（４Ａ〜４Ｃ）は、筐体１０に固定される。各ガイド部材は、同一のＹＺ平面上に配置される。図９は、ガイド部材４の斜視図である。図９を参照して、ガイド部材４は、台座４０と、ボール４１とを備える。ボール４１は、台座４０の下端に回転可能に取り付けられる。
【００３２】
図１０は、回転部材２１と各ガイド部材４とのＸＹＺ直交座標系での配置関係を示す図である。図１０を参照して、本例では、３つのガイド部材４Ａ〜４ＣがＸＹＺ直交座標系に固定される。各ガイド部材４Ａ〜４Ｃは、Ｘ軸周りに等間隔に配置される。換言すれば、各ガイド部材４Ａ〜４Ｃは、Ｘ軸周りにおいて、１２０ｄｅｇおきに配置される。本例では、ガイド部材４Ａは、Ｚ軸上（＋Ｚ方向側）に配置される。ガイド部材４Ｂは、６方向指向装置１を正面から見たとき、ガイド部材４ＡからＸ軸周りを反時計回りに１２０ｄｅｇ回転した位置に配置され、ガイド部材４Ｃは、２４０ｄｅｇ回転した位置に配置される。
【００３３】
各ガイド部材４Ａ〜４Ｃのボール４１は、溝状の軌道部ＯＰ内に挿入され、軌道部ＯＰと接触する。回転部材２１は、ガイド部材４Ａ〜４Ｃにより、筐体１０に回動可能に支持される。回転部材２１が回転するとき、ボール４１は、軌道部ＯＰ上を移動する。したがって、回転部材２１の回転の仕方は、軌道部ＯＰの形状に依存する。
【００３４】
［ＵＶＷ座標系とＸＹＺ直交座標系との関係］
上述のとおり、６方向指向装置１はＸＹＺ直交座標系内に設置される。本実施の形態ではさらに、ＵＶＷ座標系を想定する。ＸＹＺ直交座標系とＵＶＷ座標系との関係を図１１及び図１２に示す。図１１は＋Ｘ方向から−Ｘ方向に見たＹＺ平面図を示し、図１２は−Ｙ方向から＋Ｙ方向に見たＺＸ平面図（図１１の右側面図）を示す。Ｕ、Ｖ、Ｗ軸がＹＺ平面となす仰角をαｄｅｇとする。つまり、シャフト２０に対する傾斜軸２２０の傾斜角αは、この仰角と一致する。さらに、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸が互いになす交角をβとする。
【００３５】
＋Ｕ，−Ｕ，＋Ｖ，−Ｖ，＋Ｗ，−Ｗの６軸はＹＺ平面上においては常に６０ｄｅｇごと離間して配置される。具体的には、図１１を参照して、＋Ｕ軸はＹＺ平面に垂直に投影されると−Ｚ軸と一致する。−Ｕ軸はＹＺ平面に垂直に投影されると＋Ｚ軸と一致する。−Ｗ軸は、ＹＺ平面に垂直に投影されると−Ｚ軸に対して６０ｄｅｇをなす。＋Ｗ軸はＹＺ平面に垂直に投影されると＋Ｚ軸に対して６０ｄｅｇをなす。＋Ｖ軸はＹＺ平面に垂直に投影されると＋Ｚ軸に対して６０ｄｅｇをなす。−Ｖ軸はＹＺ平面に垂直に投影されると−Ｚ軸に対して６０ｄｅｇをなす。図１１中の＋Ｕ，−Ｕ，＋Ｖ，−Ｖ，＋Ｗ，−Ｗの６軸のうち、点線の軸は、図１１の紙面よりも後方に延びることを示し、実線の軸は、図１１の紙面よりも手前に延びることを示す。仰角αは３０〜４０ｄｅｇが好ましいが、最も好ましい仰角αは、α＝ｔａｎ−１（１／√２）＝３５．２６ｄｅｇである。また、交角βは９０ｄｅｇが最も好ましい。以下では、α＝３５．２６ｄｅｇ、β＝９０ｄｅｇの場合を説明する。
【００３６】
また、以降の説明では、ｘｙｚ直交座標系において、＋ｘ側のｘ軸を「＋ｘ軸」、−ｘ軸側のｘ軸を「−ｘ軸」という。他の軸についてもｘ軸の場合と同様に定義する。また、他の座標系（ＸＹＺ直交座標系及びＵＶＷ座標系）においても、ｘ軸の場合と同様に定義する。
【００３７】
また、ＸＹＺ直交座標系、ｘｙｚ直交座標系及びＵＶＷ直交座標系の原点は、いずれも、回転部材２１の本体２１０の中心点である。
【００３８】
［６方向指向装置１の動作］
６方向指向装置１は、ＵＶＷ直交座標系の各軸周りの自転角速度ωＵ、ωＶ及びωＷと、各軸方向の重力加速度ｇＵ、ｇＶ及びｇＷとを計測する。次に、６方向指向装置１は、計測された自転角速度ωＵ、ωＶ、ωＷ及び重力加速度ｇＵ、ｇＶ、ｇＷをＸＹＺ直交座標系における自転角速度ωＸ、ωＹ、ωＺ及び重力加速度ｇＸ、ｇＹ、ｇＺに座標変換する。次に、６方向指向装置１は、自転角速度ωＸ、ωＹ、ωＺ及び重力加速度ｇＸ、ｇＹ、ｇＺに基づいて方位角ψを算出する。６方向指向装置１では、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８は±αｄｅｇしか揺動されない。そのため、回転角度が小さく、従来の方位測定装置よりも大きな空間を必要としない。
【００３９】
ＵＶＷ直交座標系の自転角速度ωＵ、ωＶ及びωＷと、重力加速度ｇＵ、ｇＶ及びｇＷとを計測する場合、回転部材２１の回転により、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８の指向方向（本例では＋ｙ方向）を、Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸の各＋及び−方向に指向させる必要がある。
【００４０】
軌道部ＯＰは、シャフト２０の回転により回転部材２１が複数のガイド部材４Ａ〜４Ｃと接触しながら回転するとき、回転部材２１の＋ｙ軸を、Ｕ軸、Ｖ軸びＷ軸の＋及び−方向に順次向ける形状を有する。以下、軌道部ＯＰの形状について説明する。
【００４１】
［回転部材２１が回転したときの＋ｙ軸の軌跡］
軌道部ＯＰの形状を説明するために、初めに、回転部材２１が回転したときの＋ｙ軸の軌跡を説明する。
【００４２】
初めに、筐体１０に固定されたＸＹＺ直交座標系と、回転部材２１に固定されたｘｙｚ直交座標系との関係を説明する。図１３は、＋Ｙ方向に見た場合の、ＸＹＺ直交座標系とｘｙｚ直交座標系との関係を示す模式図である。図１３を参照して、ｘ軸は、傾斜軸２２０と一致する。したがって、ｘ軸とＸ軸とがなす角はαｄｅｇである。ｙ軸は、回転部材２１が図１３に示す位置に配置される場合、ＸＺ平面上に配置される。図１２及び図１３を参照して、回転部材２１が図１３に示す位置に配置される場合、＋ｙ軸は、＋Ｕ軸と一致する。以降の説明では、図１３に示す位置を回転開始位置と定義する。なお、位置センサ２５は、回転部材２１が図１３の位置に移動したとき、検知信号を情報処理装置３０（図２２）に出力する。
【００４３】
図１４は、回転部材２１が回転開始位置に配置された場合の回転部材２１の正面図、つまり、＋Ｘ方向から−Ｘ方向に見た図である。図１５は、回転開始位置における回転部材２１を−Ｚ方向から＋Ｚ方向に見た図である。図１６は、図１４において、図１５の位置からＸ軸周りに時計回りに６０ｄｅｇ回転した方向から見た図である。
【００４４】
図１４〜図１６では、＋ｙ軸を棒状に示す。図１４〜図１６を参照して、回転開始位置において、上述のとおり、＋ｙ軸は、＋Ｕ軸と一致する。
【００４５】
上述の通り、ＵＶＷ直交座標系の自転角速度ωＵ、ωＶ及びωＷと、重力加速度ｇＵ、ｇＶ及びｇＷとを計測する場合、６方向指向装置１は、回転部材２１の回転により、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８の指向方向である＋ｙ軸を、Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸の各＋及び−方向を指向させる必要がある。
【００４６】
＋ｙ軸をＵ軸、Ｖ軸及びＷ軸の各＋及び−方向に順次指向させる方法として、図１４〜図１６では、６方向指向装置１は、＋ｙ軸を、＋Ｕ軸→−Ｗ軸→＋Ｖ軸→−Ｕ軸→＋Ｗ軸→−Ｖ軸（→＋Ｕ軸）の順に向けていく。このとき、＋ｙ軸は、軌跡Ｒ１→軌跡Ｒ２→軌跡Ｒ３→軌跡Ｒ４→軌跡Ｒ５→軌跡Ｒ６（→軌跡Ｒ１）の順に移動する。
【００４７】
＋ｙ軸が上述の軌跡上（軌跡Ｒ１〜軌跡Ｒ６）を移動する場合の、各軌跡Ｒ１〜Ｒ６の形状を求める。
【００４８】
ＸＹＺ直交座標とＵＶＷ座標との関係は、図１１及び図１２に示すとおりである。さらに、回転開始位置におけるＸＹＺ直交座標とｘｙｚ直交座標との関係は、図１３に示すとおりである。ここで、ｘｙｚ座標系のｘ、ｙ、ｚ軸の単位ベクトルをｉ、ｊ、ｋベクトルとする。ｉ、ｊ、ｋベクトルはｘｙｚ座標系においては、以下の式（１）で定義される。
【００４９】
【数１】
0005749919.tif 000002
【００５０】
ｉ、ｊ、ｋベクトルはさらに、ＸＹＺ座標系では、以下の式（２）で定義される。
【００５１】
【数２】
0005749919.tif 000003
【００５２】
ここで、ｉＸは、ｉベクトルのＸ軸におけるベクトル成分であり、ｉＹは、Ｙ軸におけるベクトル成分であり、ｉＺはＺ軸におけるベクトル成分である。同様に、ｊＸはｉベクトルのＸ軸におけるベクトル成分であり、ｊＹはＹ軸におけるベクトル成分であり、ｉＺはＺ軸におけるベクトル成分である。同様に、ｋＸはｋベクトルのＸ軸におけるベクトル成分であり、ｋＹはＹ軸におけるベクトル成分であり、ｋＺはＺ軸におけるベクトル成分である。
【００５３】
ｘｙｚ座標系からＸＹＺ座標系への座標変換マトリクスは、式（３）で示される。
【００５４】
【数３】
0005749919.tif 000004
【００５５】
逆に、ＸＹＺ座標系からｘｙｚ座標系への座標変換マトリクスは、式（４）で示される。
【００５６】
【数４】
0005749919.tif 000005
【００５７】
式（４）の座標変換マトリクスは、式（３）の座標変換マトリックスの逆行列（転置行列）である。以上を踏まえた上で、初めに、回転部材２１が回転するときの、ＸＹＺ直交座標系におけるｉベクトルの軌跡を検討する。
【００５８】
［ｉベクトルの軌跡］
図１７及び図１８は、シャフト２０が回転した場合のＸＹＺ直交座標系におけるｉベクトルの軌跡を示す模式図である。図１７は、−Ｘ方向に見たｉベクトルの軌跡を示し、図１８は、＋Ｙ方向に見たｉベクトルの軌跡を示す。図１７及び図１８を参照して、本実施の形態では、図１７の円の中心にシャフト２０の本体２０１が配置される。−Ｘ方向に見て、シャフト２０がＸ軸周りを反時計まわりに回転角θ＝０〜１４４０ｄｅｇ（４回転）回転するとき、図１に示す６方向指向装置１では、ｉベクトルはＸ軸に対して角度αで傾斜しながら、Ｘ軸周りを回転する。α＝３５．２６ｄｅｇである場合、ＸＹＺ座標系のｉベクトルの軌跡は、以下の式（５）で示される。
【００５９】
【数５】
0005749919.tif 000006
【００６０】
［ｊベクトルの軌跡］
次に、回転部材２１が回転するときの、ＸＹＺ座標系におけるｊベクトルの軌跡を検討する。
【００６１】
ｊベクトルは、ｙ軸の単位ベクトルである。したがって、ｊベクトルは、＋Ｕ軸→−Ｗ軸→＋Ｖ軸→−Ｕ軸→＋Ｗ軸→−Ｖ軸（→＋Ｕ軸）の順に指向する。
【００６２】
ここで、ＸＹＺ直交座標系における、＋Ｕ軸、−Ｕ軸、＋Ｖ軸、−Ｖ軸、＋Ｗ軸、−Ｗ軸の単位ベクトルＵＶ＋Ｕ、ＵＶ−Ｗ、ＵＶ＋Ｖ、ＵＶ−Ｕ、ＵＶ＋Ｗ、ＵＶ−Ｖは、図１１及び図１２に基づいて、以下の式（６Ａ）〜（６Ｆ）で示される。
【００６３】
【数６】
0005749919.tif 000007
【００６４】
したがって、ｊベクトルの軌跡は、式（６Ａ）〜（６Ｆ）に示す単位ベクトルＵＶ＋Ｕ、ＵＶ−Ｗ、ＵＶ＋Ｖ、ＵＶ−Ｕ、ＵＶ＋Ｗ、ＵＶ−Ｖと交差する。
【００６５】
球面上の曲線において、球面上の２点を結ぶ最短曲線は大円である。したがって、図１４〜図１６に示す各軌跡Ｒ１〜Ｒ６は、球状表面ＳＳ上の大円の円弧に相当する。大円は、法線ベクトルで示される。そのため、＋ｙ軸が＋Ｕ軸上から軌跡Ｒ１を通って−Ｗ軸上に移動する場合、最短距離の軌跡Ｒ１を含む大円の法線ベクトルＣＲ１は、式（６Ａ）と式（６Ｂ）の外積により、式（７Ａ）で示される。同様に、軌跡Ｒ２を含む大円の法線ベクトルＣＲ２は、式（６Ｂ）と式（６Ｃ）との外積により、式（７Ｂ）で示され、軌跡Ｒ３を含む大円の法線ベクトルＣＲ３は、式（６Ｃ）と式（６Ｄ）との外積により、式（７Ｃ）で示される。同様に、軌跡Ｒ４〜Ｒ６を含む大円の法線ベクトルＣＲ４〜ＣＲ６は、式（７Ｄ）〜（７Ｆ）で示される。
【００６６】
【数７】
0005749919.tif 000008
【００６７】
ところで、ｊベクトルは、式（８）に示すとおり、ｉベクトルと各大円の法線ベクトルＣＲ１〜ＣＲ６との外積で表される。
【００６８】
【数８】
0005749919.tif 000009
【００６９】
したがって、各軸＋Ｕ、−Ｗ、＋Ｖ、−Ｕ、＋Ｗ、−Ｖの単位ベクトルＵＶ＋Ｕ、ＵＶ−Ｗ、ＵＶ＋Ｖ、ＵＶ−Ｕ、ＵＶ＋Ｗ、ＵＶ−Ｖを通過するときのｊベクトルの軌跡Ｒ１〜Ｒ６は、次のとおり示される。
【００７０】
単位ベクトルＵＶ＋Ｕ（＋Ｕ軸）と単位ベクトルＵＶ−Ｗ（−Ｗ軸）とを結ぶ軌跡Ｒ１の単位ベクトルｊＲ１は、式（５）、式（７Ａ）及び式（８）から、式（９）で示される。なお、軌跡Ｒ１における回転角θ（シャフト２０の回転角）は０〜２４０ｄｅｇである。
【００７１】
【数９】
0005749919.tif 000010
【００７２】
同様に、単位ベクトルＵＶ−Ｗ（−Ｗ軸）とＵＶ＋Ｖ（＋Ｖ軸）とを結ぶ軌跡Ｒ２の単位ベクトルｊＲ２は、式（５）、式（７Ｂ）及び式（８）から、式（１０）で示される。軌跡Ｒ２における回転角θは、２４０〜４８０ｄｅｇである。
【００７３】
【数１０】
0005749919.tif 000011
【００７４】
単位ベクトルＵＶ＋Ｖ（＋Ｖ軸）とＵＶ−Ｕ（−Ｕ軸）とを結ぶ軌跡Ｒ３の単位ベクトルｊＲ３は、式（５）、式（７Ｃ）及び式（８）から、式（１１）で示される。軌跡Ｒ２における回転角θは、４８０〜７２０ｄｅｇである。
【００７５】
【数１１】
0005749919.tif 000012
【００７６】
単位ベクトルＵＶ−Ｕ（−Ｕ軸）とＵＶ＋Ｗ（＋Ｗ軸）とを結ぶ軌跡Ｒ４の単位ベクトルｊＲ４は、式（５）、式（７Ｄ）及び式（８）から、式（１２）で示される。軌跡Ｒ２における回転角θは、７２０〜９６０ｄｅｇである。
【００７７】
【数１２】
0005749919.tif 000013
【００７８】
単位ベクトルＵＶ＋Ｗ（＋Ｗ軸）とＵＶ−Ｖ（−Ｖ軸）とを結ぶ軌跡Ｒ５の単位ベクトルｊＲ５は、式（５）、式（７Ｅ）及び式（８）から、式（１３）で示される。軌跡Ｒ５における回転角θは、９６０〜１２００ｄｅｇである。
【００７９】
【数１３】
0005749919.tif 000014
【００８０】
単位ベクトルＵＶ−Ｖ（−Ｖ軸）とＵＶ＋Ｕ（＋Ｕ軸）とを結ぶ軌跡Ｒ６の単位ベクトルｊＲ６は、式（５）及び式（７Ｆ）から、式（１４）で示される。軌跡Ｒ６における回転角θは、１２００〜１４４０ｄｅｇである。
【００８１】
【数１４】
0005749919.tif 000015
【００８２】
以上のとおり、軌跡Ｒ１〜Ｒ６の単位ベクトルｊＲ１〜ｊＲ６は、式（９）〜式（１４）で示される。＋ｙ軸は、回転開始位置からシャフト２０を０〜１４４０ｄｅｇ（４回転）することで、再び回転開始位置に戻る。
【００８３】
［ｋベクトルの軌跡］
ｋベクトルのＸＹＺ座標系におけるベクトル成分は、式（１５）に示すとおり、ｉベクトルとｊベクトルとの外積で求められる。
【００８４】
【数１５】
0005749919.tif 000016
【００８５】
上述のとおり、ｊベクトルの軌跡は６つ（Ｒ１〜Ｒ６）に分割されるため、ｋベクトルの軌跡も６つ（Ｒ１〜Ｒ６）に分割される。具体的には、軌跡Ｒ１におけるｋベクトルは、式（１５）に基づいて、式（５）と式（９）との外積で求められる。軌跡Ｒ２におけるｋベクトル成分は、式（５）と式（１０）との外積で求められる。同様に、軌跡Ｒ３からＲ６におけるｋベクトル成分は、式（５）と式（１１）〜式（１４）との外積で求められる。
【００８６】
求められたｉベクトル、ｊベクトル及びｋベクトルのベクトル成分に基づいて、式（３）で示される座標変換マトリクスが得られる。具体的には、軌跡Ｒ１における座標変換マトリクスは、式（５）、式（９）、式（１５）に基づいて、式（１６）で示される。
【００８７】
【数１６】
0005749919.tif 000017
【００８８】
同様に、軌跡Ｒ２の座標変換マトリクスは、式（５）、式（１０）、式（１５）に基づいて、式（１７）で示される。
【００８９】
【数１７】
0005749919.tif 000018
【００９０】
軌跡Ｒ３の座標変換マトリクスは、式（５）、式（１１）、式（１５）に基づいて、式（１８）で示される。
【００９１】
【数１８】
0005749919.tif 000019
【００９２】
軌跡Ｒ４の座標変換マトリクスは、式（５）、式（１２）、式（１５）に基づいて、式（１９）で示される。
【００９３】
【数１９】
0005749919.tif 000020
【００９４】
軌跡Ｒ５の座標変換マトリクスは、式（５）、式（１３）、式（１５）に基づいて、式（２０）で示される。
【００９５】
【数２０】
0005749919.tif 000021
【００９６】
最後に、軌跡Ｒ６の座標変換マトリクスは、式（５）、式（１４）及び式（１５）に基づいて、式（２１）で示される。
【００９７】
【数２１】
0005749919.tif 000022
【００９８】
以上のとおり、シャフト２０が回転するときの軌跡Ｒ１〜Ｒ６はＸＹＺ直交座標系におけるｉベクトル、ｊベクトル及びｋベクトルで定義される。上述のとおり、回転部材２１は、複数のガイド部材４Ａ〜４Ｃに支持されながら、シャフト２０の回転に応じて回転する。ガイド部材４は回転部材２１の軌道部ＯＰに接触するため、回転部材２１は、軌道部ＯＰの形状に応じた回転をする。したがって、軌道部ＯＰの形状は、＋ｙ軸が軌跡Ｒ１〜Ｒ６を移動することにより６つの軸（＋Ｕ軸、−Ｗ軸、＋Ｖ軸、−Ｕ軸、＋Ｗ軸、−Ｖ軸）を指向するよう形成される。好ましい軌道部ＯＰの形状は、次の通りである。
【００９９】
［軌道部ＯＰの形状］
図１９は、６方向指向装置１の筐体１０と回転部材２１との模式図である。図１９に示すとおり、ガイド部材４Ａが配置される＋Ｚ軸において、ペンＰを固定したと仮定する。このペンPの単位ベクトルＡは、図１９に示すとおり式（２２）で示される。
【０１００】
【数２２】
0005749919.tif 000023
【０１０１】
ペンＰは、Ｚ軸に固定されるため、回転部材２１が回転してもペンＰは移動しないと仮定する。図１３に示した回転開始位置に配置された回転部材２１が回転を開始し、＋ｙ軸が＋Ｕ軸から移動を開始して、上述の軌跡Ｒ１〜Ｒ６を順次移動し、再び＋Ｕ軸に戻ったとき、回転部材２１の表面に描かれたペンＰの軌跡が、好ましい軌道部ＯＰの形状に相当する。以下、軌道部ＯＰの形状について説明する。
【０１０２】
回転部材２１が回転するとき、ペンＰが本体２１０の球状表面ＳＳに描く軌跡は、式（４）の座標変換マトリクスを用いて、式（２３）のとおり示される。
【０１０３】
【数２３】
0005749919.tif 000024
【０１０４】
式（４）の座標変換マトリクスは、式（３）の座標変換マトリクスの逆行列（転置行列）である。したがって、ペンＰが球状表面ＳＳに描く軌跡、つまり、軌道部ＯＰの軌道を示す単位ベクトルは、各軌跡Ｒ１〜Ｒ６ごとに、以下のとおりに示される。＋ｙ軸が軌跡Ｒ１を移動するとき（回転角０〜２４０ｄｅｇ）、式（２３）、式（３）及び式（１６）に基づいて、ペンＰ（つまり、式（２３）のベクトル成分ｉＺ、ｊＺ、ｋＺ）の軌跡ｒ１の単位ベクトルは式（２４）で示される。
【０１０５】
【数２４】
0005749919.tif 000025
【０１０６】
同様に、＋ｙ軸が軌跡Ｒ２を移動するとき（回転角２４０〜４８０ｄｅｇ）のペンＰの軌跡ｒ２の単位ベクトルは、式（２３）、式（３）及び式（１７）に基づいて、式（２５）で示される。
【０１０７】
【数２５】
0005749919.tif 000026
【０１０８】
＋ｙ軸が軌跡Ｒ３を移動するとき（回転角４８０〜７２０ｄｅｇ）のペンＰの軌跡ｒ３の単位ベクトルは、式（２３）、式（３）及び式（１７）に基づいて、式（２６）で示される。
【０１０９】
【数２６】
0005749919.tif 000027
【０１１０】
＋ｙ軸が軌跡Ｒ４を移動するとき（回転角７２０〜９６０ｄｅｇ）のペンＰの軌跡ｒ４の単位ベクトルは、式（２３）、式（３）及び式（１７）に基づいて、式（２７）で示される。
【０１１１】
【数２７】
0005749919.tif 000028
【０１１２】
＋ｙ軸が軌跡Ｒ５を移動するとき（回転角９６０〜１２００ｄｅｇ）のペンＰの軌跡ｒ５の単位ベクトルは、式（２３）、式（３）及び式（１８）に基づいて、式（２８）で示される。
【０１１３】
【数２８】
0005749919.tif 000029
【０１１４】
ｙ軸１００が軌跡Ｒ６を移動するとき（回転角１２００〜１４４０ｄｅｇ）のペンＰの軌跡ｒ６の単位ベクトルは、式（２３）、式（３）及び式（１８）に基づいて、式（２９）で示される。
【０１１５】
【数２９】
0005749919.tif 000030
【０１１６】
軌跡Ｒ１〜Ｒ６に対応する軌道部ＯＰの形状は、ペンＰが描く軌跡ｒ１〜ｒ６、つまり、上述の式（２４）〜（２９）の単位ベクトルで示される。これを図示すると、軌道部ＯＰの形状は、図５〜図８に示すとおりとなる。図５〜図８を参照して、軌道部ＯＰはｘ軸周りに延びるジグザグ状の溝であり、＋ｘ軸に凸状の４つの山部Ｍ１〜Ｍ４と、−Ｘ側に凸状の４つの谷部Ｖ１〜Ｖ４とを有する。本例では、図５に示すとおり、山部Ｍ１〜Ｍ４は、＋ｙ軸からｘ軸周りに９０ｄｅｇおきに配置され、隣り合う山部Ｍ１〜Ｍ４の間に谷部Ｖ１〜Ｖ４が交互に配置される。
【０１１７】
＋Ｕ軸、−Ｗ軸、＋Ｖ軸、−Ｕ軸、＋Ｗ軸、−Ｖ軸及び−Ｕ軸と軌道部ＯＰとの交点Ｐ１〜Ｐ６は、式（２４）〜式（２９）を用いて求めることができる。具体的には、式（２４）に回転角θ＝０ｄｅｇを代入すれば、軌道部ＯＰと＋Ｕ軸との交点Ｐ１の単位ベクトルが求められる。交点Ｐ１は、式（３０）で示される。
【０１１８】
【数３０】
0005749919.tif 000031
【０１１９】
同様に、軌道部ＯＰと−Ｗ軸との交点Ｐ２の単位ベクトルは、式（２４）に回転角θ＝２４０ｄｅｇを代入して、又は、式（２５）に回転角θ＝２４０ｄｅｇを代入して、式（３０）で示される。
【０１２０】
【数３１】
0005749919.tif 000032
【０１２１】
軌道部ＯＰと＋Ｖ軸との交点Ｐ３の単位ベクトルは、式（２５）に回転角θ＝４８０ｄｅｇを代入して、又は、式（２６）に回転角θ＝４８０ｄｅｇを代入して、式（３２）で示される。
【０１２２】
【数３２】
0005749919.tif 000033
【０１２３】
軌道部ＯＰと−Ｕ軸との交点Ｐ４の単位ベクトルは、式（２６）に回転角θ＝７２０ｄｅｇを代入して、又は、式（２７）に回転角θ＝７２０ｄｅｇを代入して、式（３３）で示される。
【０１２４】
【数３３】
0005749919.tif 000034
【０１２５】
軌道部ＯＰと＋Ｗ軸との交点Ｐ５の単位ベクトルは、式（２７）に回転角θ＝９６０ｄｅｇを代入して、又は、式（２８）に回転角θ＝９６０ｄｅｇを代入して、式（３４）で示される。
【０１２６】
【数３４】
0005749919.tif 000035
【０１２７】
軌道部ＯＰと−Ｖ軸との交点Ｐ６の単位ベクトルは、式（２８）に回転角θ＝１２００ｄｅｇを代入して、又は、式（２９）に回転角θ＝１２００ｄｅｇを代入して、式（３５）で示される。
【０１２８】
【数３５】
0005749919.tif 000036
【０１２９】
図２０は、回転部材２１のｘｙｚ座標系において、ｚｙ平面における軌道部ＯＰ（ペンＰの軌跡ｒ１〜ｒ６）の位置と上述の式（３０）〜（３５）で示される交点Ｐ１〜Ｐ６の位置を示す模式図であり、図２１は、ｘｙ平面における軌道部ＯＰの位置と交点Ｐ１〜Ｐ６の位置を示す模式図である。
【０１３０】
以上に示すとおり、軌道部ＯＰが、交点Ｐ１〜Ｐ６の単位ベクトルと交差する形状を有すれば、回転部材２１の＋ｙ軸は、シャフト２０の回転により、＋Ｕ、−Ｗ、＋Ｖ、−Ｕ、＋Ｗ、−Ｖ方向に順次指向する。そのため、６方向指向装置１は、自転角速度ωＵ、ωＶ、ωＷ及び重力加速度ｇＵ、ｇＶ、ｇＷを計測でき、ＸＹＺ直交座標系における自転角速度ωＸ、ωＹ、ωＺ及び重力加速度ｇＸ、ｇＹ、ｇＺに座標変換して、方位角ψを算出することができる。
【０１３１】
上述の式（３０）〜（３５）は、傾斜角αが３５．２６ｄｅｇの場合の交点Ｐ１〜Ｐ６を示す。しかしながら、本実施の形態による６方向指向装置１は、傾斜角αが３５．２６ｄｅｇでなくてもある程度の精度で方位角ψを算出できる。傾斜角αｄｅｇに含む交点Ｐ１〜Ｐ６の単位ベクトルは、以下の式（３６）〜式（４１）で示される。
【０１３２】
【数３６】
0005749919.tif 000037
【０１３３】
【数３７】
0005749919.tif 000038
【０１３４】
【数３８】
0005749919.tif 000039
【０１３５】
【数３９】
0005749919.tif 000040
【０１３６】
【数４０】
0005749919.tif 000041
【０１３７】
【数４１】
0005749919.tif 000042
【０１３８】
したがって、軌道部ＯＰは、式（３６）〜式（４１）で示される交点Ｐ１〜Ｐ６を含む軸と交差する形状を有すればよい。この場合、軌道部ＯＰの形状は式（２４）〜式（２９）を必ずしも満たす必要はない。軌道部ＯＰがｘ軸周りにジグザグ状に延び、式（３６）〜式（４１）で示される交点Ｐ１〜Ｐ６と交差すれば、シャフト２０の回転により、回転部材２１のｙ軸は、＋Ｕ、−Ｗ、＋Ｖ、−Ｕ、＋Ｗ、−Ｖ方向に順次指向する。
【０１３９】
［情報処理装置の構成］
図２２を参照して、６方向指向装置１はさらに、コンピュータ等からなる情報処理装置３０を備える。情報処理装置３０と回転部材２１内の自転角速度センサ２６、重力加速度センサ２８及び位置センサ２５とは、有線又は無線で接続されている。
【０１４０】
情報処理装置３０は、駆動源制御部３２と、自転角速度計測部３６と、重力加速度計測部３８と、自転角速度座標変換部４２と、重力加速度座標変換部４６と、方位角算出部４４とを備える。
【０１４１】
駆動源制御部３２は、駆動源３を制御する。自転角速度計測部３６は、自転角速度センサ２６により検出された自転角速度成分ωU、ωV及びωWを計測する。重力加速度計測部３８は、重力加速度センサ２８により検出された重力加速度成分ｇU、ｇV及びｇWを計測する。
【０１４２】
自転角速度座標変換部４２は、自転角速度計測部３６により計測された自転角速度成分ωU、ωV及びωWを次の式（４２）により自転角速度成分ωX、ωY及びωZに座標変換する。
【０１４３】
【数４２】
0005749919.tif 000043
【０１４４】
重力加速度座標変換部４６は、重力加速度計測部３８により計測された重力加速度成分ｇU、ｇV及びｇWを次の式（４３）により重力加速度成分ｇX、ｇY及びｇZに座標変換する。
【０１４５】
【数４３】
0005749919.tif 000044
【０１４６】
方位角算出部４４は、自転角速度座標変換部４２により得られた自転角速度成分ωX、ωY及びωZと、重力加速度座標変換部４６により得られた重力加速度成分ｇX、ｇY及びｇZとに基づいて、次の式（４４）により方位角ψを算出する。
【０１４７】
【数４４】
0005749919.tif 000045
【０１４８】
［６方向指向装置１の動作］
以上の構成を有する６方向指向装置１の動作を説明する。
【０１４９】
図２３は６方向指向装置１の動作の一例を示すシーケンス図である。図２３を参照して、駆動源制御部３２は、駆動源３を制御することにより、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８を「＋Ｕ」→「−Ｗ」→「＋Ｖ」→「−Ｕ」→「＋Ｗ」→「−Ｖ」の方向に順に向けていく（Ｓ１〜Ｓ６）。駆動源制御部３２が、各ステップＳ１〜Ｓ６において、シャフト２０を装置正面から（つまり、−Ｘ方向に）見て反時計回りに２４０ｄｅｇ回転すれば、シャフト２０と、軌道部ＯＰを有する回転部材２１と、ガイド部材４との相互作用により、各センサ２６及び２８を各ステップで対応する方向に向けることができる。つまり、１つの駆動源３で１軸を回転するだけで、各センサ２６及び２８を６方向（±Ｕ方向、±Ｖ方向及び±Ｗ方向）に指向させることができる。
【０１５０】
６方向指向装置１は初めに、回転部材２１を回転開始位置に移動する。具体的には、情報処理装置３０は、駆動源３を駆動して回転部材２１を回転する。回転部材２１が回転開始位置に移動すると、位置センサ２５が検知信号を出力する。情報処理装置３０は、検知信号を受信したとき、回転部材２１が回転開始位置に移動したと認識する。そこで、６方向指向装置１は、ステップＳ１での動作を実施する。
【０１５１】
図２０及び図２１を参照して、ステップＳ１において、回転部材２１は、回転開始位置に位置する。そのため、交点Ｐ１は、ＸＹＺ直交座標系の＋Ｚ軸上に配置される。そのため、回転部材２１の＋ｙ軸は、＋Ｕ軸と一致する。この状態において、自転角速度計測部３６は、所定の測定時間（たとえば３０秒から１分）の間、自転角速度センサ２６で検出された自転角速度成分ωＵを所定のサンプリング周期（たとえば１〜１０ミリ秒）ごとにサンプリングし、その値を順に図示しないメモリに格納していく。重力加速度計測部３８も同様に、重力加速度センサ２８で検出された重力加速度成分ｇＷを所定のサンプリング周期（たとえば１〜１０ミリ秒）ごとにサンプリングし、その値を順にメモリに格納していく。
【０１５２】
続いて、ステップＳ２において、−Ｗ方向で自転角速度成分ωＷ及び重力加速度成分ｇＷをサンプリングするために、シャフト２０を回転角θ＝２４０ｄｅｇ回転する。このとき、回転部材２１が回転する。このとき、回転部材２１から見て、＋Ｚ軸に配置されたガイド部材４Ａは、図２０及び図２１中の軌道部ＯＰの軌跡ｒ１を通って、交点Ｐ２に移動する。このとき、図１４を参照して、＋ｙ軸は軌跡Ｒ１を通って、−Ｗ軸に到達する。回転部材２１は、シャフト２０の回転により、Ｘ軸周りを自由に回転し、かつ、傾斜軸２２０の周りを回転することによりＸ軸に対して±αｄｅｇの範囲で揺動し、＋ｙ軸を−Ｗ軸に指向する。＋ｙ軸が−Ｗ軸に到達したとき、ステップＳ１と同様に、自転角速度計測部３６は自転角速度成分ωVをサンプリングし、メモリに格納する。また、重力加速度計測部３８も重力加速度成分ｇVをサンプリングし、メモリに格納する。
【０１５３】
ステップＳ３〜ステップＳ６も上述のステップＳ２と同様に、シャフト２０を２４０ｄｅｇずつ回転し、回転部材２１のｙ軸をＵＶＷ座標上の各方向（±Ｕ方向、±Ｖ方向、±Ｗ方向）に指向する。ステップＳ３では、ステップＳ２の状態からシャフト２０を装置正面から見て反時計回りにθ＝２４０ｄｅｇ回転する。すると、回転部材２１から見て、ガイド部材４Ａは、図２０及び図２１中の軌道部ＯＰの軌跡ｒ２を通って、交点Ｐ３に移動する。このとき、図１４を参照して、＋ｙ軸は軌跡Ｒ２を通って、＋Ｖ軸に到達し、＋Ｖ軸を指向する。この状態で、自転角速度計測部３６は自転角速度成分ωUをサンプリングし、重力加速度計測部３８も重力加速度成分ｇUをサンプリングする。
【０１５４】
ステップＳ４では、シャフト２０をさらに反時計回りに２４０ｄｅｇ回転する。すると、回転部材２１から見て、ガイド部材４Ａは、図２０及び図２１中の軌道部ＯＰの軌跡ｒ３を通って、交点Ｐ４に移動する。このとき、図１４を参照して、＋ｙ軸は軌跡Ｒ３を通って、−Ｕ軸に到達し、−Ｕ軸を指向する。この状態で、自転角速度計測部３６は再び自転角速度成分ωＵをサンプリングし、重力加速度計測部３８も重力加速度成分ｇＵをサンプリングする。つまり、６方向指向装置１は、Ｕ軸において、＋Ｕ及び−Ｕの両方向で自転角速度ωＵ及び重力加速度成分ｇＵを計測する。
【０１５５】
同様に、ステップＳ５では、シャフト２０をさらに反時計回りに２４０ｄｅｇ回転する。このとき、回転部材２１から見て、ガイド部材４Ａは、図２０及び図２１中の軌道部ＯＰの軌跡ｒ４を通って、交点Ｐ５に移動する。その結果、図１４を参照して、＋ｙ軸は軌跡Ｒ４を通って、＋Ｗ軸に到達し、＋Ｗ軸を指向する。この状態で、自転角速度計測部３６は再び自転角速度成分ωＷをサンプリングし、重力加速度計測部３８も重力加速度成分ｇＷをサンプリングする。
【０１５６】
ステップＳ６では、シャフト２０さらに反時計回りに２４０ｄｅｇ回転する。このとき、回転部材２１から見て、ガイド部材４Ａは、図２０及び図２１中の軌道部ＯＰの軌跡ｒ５を通って、交点Ｐ６に移動する。その結果、図１４を参照して、＋ｙ軸は軌跡Ｒ５を通って、−Ｖ軸に到達し、−Ｖ軸を指向する。この状態で、自転角速度計測部３６は再び自転角速度成分ωＶをサンプリングし、重力加速度計測部３８も重力加速度成分ｇＶをサンプリングする。
【０１５７】
自転角速度計測部３６は、各ステップＳ１〜Ｓ６においてサンプリングしたデータを用いて、最小二乗法や算術平均などにより、ＵＶＷ直交座標系における自転角速度ωX，ωY，ωZを算出する。一方、重力加速度計測部３８は、最小二乗法や算術平均などにより、ＵＶＷ直交座標系における重力加速度ｇX，ｇY，ｇZを算出する。上述のとおり、ここでは、ＵＶＷ軸のいずれにおいても、＋及び−の両方向で測定した自転角速度（ωU，ωV，ωW）及び重力加速度（ｇU，ｇV，ｇW）を平均する。そのため、６方向指向装置１の自転角速度計測部３６及び重力加速度計測部３８に特有のバイアスが相殺され、計測誤差を小さくすることができる。
【０１５８】
続いて、自転角速度座標変換部４２は、自転角速度計測部３６で算出された自転角速度（ωU，ωV，ωW）をＸＹＺ直交座標系における自転角速度（ωX，ωY，ωZ）に座標変換する。一方、重力加速度座標変換部４６は、重力加速度計測部３８で算出された重力加速度（ｇU，ｇV，ｇW）をＸＹＺ直交座標系における重力加速度（ｇX，ｇY，ｇZ）に座標変換する。
【０１５９】
最後に、方位角算出部４４は、自転角速度座標変換部４２及び重力加速度座標変換部４６で得られた自転角速度（ωX，ωY，ωZ）及び重力加速度（ｇX，ｇY，ｇZ）に基づいて方位角ψを算出する。
【０１６０】
以上のとおり、６方向指向装置１では、シャフト２０と、ジグザグ状の軌道部ＯＰを有する回転部材２１と、ガイド部材４とにより、１つの駆動源３のみで回転部材２１の＋ｙ軸を６方向（±Ｕ方向、±Ｖ方向及び±Ｗ方向）に指向でき、各センサ２６及び２８を６方向に指向できる。
【０１６１】
また、６方向指向装置１は、ＵＶＷ軸を利用するため、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８は、６方向を指向するのに±α（＝７０．５２）ｄｅｇしか揺動せずに済み、回転角度が小さく、回転のための大きな空間を必要としない。さらに、上述のとおり１つの回転駆動源で動作可能であるため、さらに小型化することができる。
【０１６２】
さらに、６方向指向装置１は、軌道部ＯＰを回転部材２１の球状表面ＳＳ上に形成する。そのため、軌道部ＯＰの形成が比較的容易である。国際公開ＷＯ２０１０／０４７０７８号公報の６方向指向装置のように、回転部材の外側をガイドで囲み、そのガイドに軌道スリットを形成しなくてよい。
【０１６３】
上述の実施の形態では、仰角α＝３５．２６ｄｅｇとしたが、仰角αはこれに限らず３０〜４０ｄｅｇであればよい。
【０１６４】
本実施の形態による６方向指向装置１では、３つのガイド部材４Ａ〜４Ｃが同一のＹＺ平面上においてＸ軸周りに１２０ｄｅｇおきに等間隔に配置され、そのうちの１つ（ガイド部材４Ａ）が＋Ｚ軸上に配置される。これにより、回転部材２１はさらに安定して筐体１０に回転可能に支持される。この場合、３つのガイド部材４Ａ〜４Ｃはいずれも、回転部材２１の回転にしたがい、回転部材２１から見て、同じ軌道部ＯＰ上を移動する。その理由は以下のとおりである。
【０１６５】
図２４は、ＸＺＹ直交座標系におけるガイド部材４Ａ〜４Ｃの位置関係を示す模式図である。図２４を参照して、基準位置において、ガイド部材４Ａの配置された軌道部ＯＰ上の点４Ａの位置ベクトル、ガイド部材４Ｂの配置された点４Ｂの位置ベクトル、ガイド部材４Ｃの配置された点４Ｃの位置ベクトルは、それぞれ式（４５）で示される。
【０１６６】
【数４５】
0005749919.tif 000046
【０１６７】
ガイド部材４Ａ〜４ＣはＸＹＺ直交座標系に固定される。したがって、回転部材２１が４８０ｄｅｇ回転することにより、点４Ａはガイド部材４Ｂに到達する。そして、回転部材２１が９６０ｄｅｇ回転することにより、点４Ａはガイド部材４Ｃに到達する。つまり、点４Ａと点４Ｂとの間の回転角θは４８０ｄｅｇであり、点４Ａと点４Ｃとの間の回転角θは９６０ｄｅｇである。
【０１６８】
式（４５）を用いると、式（４６）が導かれる。
【０１６９】
【数４６】
0005749919.tif 000047
【０１７０】
ここで、θ０は、任意の回転角（θ０＝０ｄｅｇ〜１４４０ｄｅｇ）である。式（４０）により、回転角θ０における４Ａ点の位置ベクトルは、回転角θ０＋４８０ｄｅｇにおける点４Ｂの位置ベクトルと等しく、かつ、回転角θ０＋９６０ｄｅｇにおける点４Ｃの位置ベクトルと等しい。したがって、３つのガイド部材４Ａ〜４Ｃは、同一の軌道部ＯＰ上を移動できる。
【０１７１】
以上、６方向指向装置１の外観構成及び動作について説明した。上述の実施の形態では、軌道部ＯＰを溝としたが、軌道部ＯＰは、溝以外の他の構成であってもよい。たとえば、軌道部ＯＰは、横断面が凸状のレールであってもよい。この場合、ガイド部材４Ａ〜４Ｃはたとえば、レールと接触する車輪等でもよい。
【０１７２】
上述の実施の形態では、複数のガイド部材４Ａ〜４Ｃが配置されたが、ガイド部材は１つであってもよいし、２つであってもよい。ガイド部材が１つ又は２つであっても回転部材２１は回転する。要するに、ガイド部材４は、必ずしも３つ配置しなくてもよい。ただし、上述のとおりガイド部材４Ａ〜４Ｃを配置すれば、回転部材２１は顕著に安定して回転する。
【０１７３】
上述のとおり、仰角αは３０〜４０ｄｅｇが好ましく、さらに３５．２６ｄｅｇが最も好ましい。その理由については、特開２００８−２１５９５６号公報及び国際公開ＷＯ２０１０／０４７０７８号公報に記載された理由と実質的に同じである。
【０１７４】
以上、本実施の形態によれば、シャフト２０、回転部材２１及びガイド部材４の相互作用により、１つの駆動源３を用いてシャフト２０を回転すれば、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８をＵＶＷ座標系の全ての軸方向（±Ｕ方向、±Ｖ方向、±Ｗ方向：合計６方向）に指向させることができる。さらに、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８が±αｄｅｇしか揺動されないので、回転角度が小さく、回転のために大きな空間を必要としない。その結果、小型化することができる。
【０１７５】
ＵＶＷ座標系が直交座標系で、仰角αが３５．２６ｄｅｇであれば、ＸＹＺ直交座標系における自転角速度成分ωX、ωY及びωZの計測誤差が互いに同じなり、かつ、ＸＹＺ直交座標系における重力加速度成分ｇX、ｇY及びｇZの計測誤差が互いに同じになる。また、方位角ψの計測誤差が６方向指向装置１の姿勢に依存することなく小さくなる。また、６方向指向装置１を任意の姿勢で設置すればよいので、水平面等の基準を全く必要とせず、容易に方位を計測することができる。
【０１７６】
また、方位角ψだけでなく、６方向指向装置１を設置した場所の緯度も正確に計測することができる。さらに、方位角だけでなく、ロール角φ及びピッチ角θも算出すれば、設置した６方向指向装置１の姿勢も計測することができる。
【０１７７】
また、ＵＶＷ軸のいずれにおいても、＋及び−の両方向で計測した自転角速度（ωU，ωV，ωW）及び重力加速度（ｇU，ｇV，ｇW）を平均しているため、６方向指向装置１に特有のバイアスが相殺され、計測誤差を小さくすることができる。
【０１７８】
さらに、回転部材２１に軌道部ＯＰを形成することにより、より簡素な仕組みにすることができ、軌道部ＯＰも加工、製造しやすい。
【０１７９】
上述の実施の形態では、６方向指向装置１は、Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸において、それぞれ自転各速度成分及び重力加速度成分をサンプリングした。しかしながら、６方向指向装置は、Ｕ軸、Ｖ軸及びＷ軸のいずれか２軸のみでサンプリングしてもよいし、いずれか１軸のみでサンプリングしてもよい。
【０１８０】
また、各ステップＳ１〜Ｓ６において、６方向指向装置１は、シャフト２０を装置正面から（つまり、−Ｘ方向に）見て反時計回りに回転したが、時計回りに回転してもよい。
【０１８１】
上述の実施の形態では、６方向指向装置は自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８を備え、方位計測装置として機能した。しかしながら、６方向指向装置は、方位計測装置以外の他の用途にも利用可能である。
【０１８２】
たとえば、自転角速度センサ２６及び重力加速度センサ２８に代えて、＋ｙ軸方向を映すＣＣＤカメラを回転部材２１上に設置すれば、６方向を撮影可能な監視カメラとして６方向指向装置を利用できる。また、６方向指向装置を受信アンテナに利用することもできる。要するに、本発明による６方向指向装置は、センサやカメラ、アンテナ等回転部材上に設置するデバイスを６方向に指向する必要性のある全ての用途に利用可能である。
【０１８３】
また、地上で擬似的な無重力状態を生成する装置として、従来から、２軸周りの回転により重力方向を常に変化させて無重力に近い状態を実現する２軸のジンバル機構が用いられているが、２軸のジンバル機構に代えて、本発明による６方向指向装置を疑似無重力状態生成装置として用いることもできる。
【０１８４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１８５】
１  ６方向指向装置
２  傾斜クランク機構
３  駆動源
４  ガイド部材
１０  筐体
２０  シャフト
２１  回転部材
２５  位置センサ
２６  自転角速度センサ
２８  重力加速度センサ
３０  情報処理装置
３１  駆動軸
３６  自転角速度計測部
３８  重力加速度計測部
４０  台座
４１  ボール
４２  自転角速度座標変換部
４４  方位角算出部
４６  重力加速度座標変換部
２０１  本体
２０２  アーム部材
２１０  本体
２１１  傾斜シャフト
２１２  収納室
２２０  傾斜軸
ＯＰ  軌道部
ＳＳ  球状表面
【図１】
0005749919.tif 000063
【図２】
0005749919.tif 000064
【図３】
0005749919.tif 000065
【図４】
0005749919.tif 000066
【図５】
0005749919.tif 000067
【図６】
0005749919.tif 000068
【図７】
0005749919.tif 000069
【図８】
0005749919.tif 000070
【図９】
0005749919.tif 000071
【図１０】
0005749919.tif 000072
【図１１】
0005749919.tif 000073
【図１２】
0005749919.tif 000074
【図１３】
0005749919.tif 000075
【図１４】
0005749919.tif 000076
【図１５】
0005749919.tif 000077
【図１６】
0005749919.tif 000078
【図１７】
0005749919.tif 000079
【図１８】
0005749919.tif 000080
【図１９】
0005749919.tif 000081
【図２０】
0005749919.tif 000082
【図２１】
0005749919.tif 000083
【図２２】
0005749919.tif 000084
【図２３】
0005749919.tif 000085
【図２４】
0005749919.tif 000086