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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022180896
(43)【公開日】2022-12-07
(54)【発明の名称】揺動装置
(51)【国際特許分類】
F16H 21/46 20060101AFI20221130BHJP
【ＦＩ】
F16H21/46
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021087650
(22)【出願日】2021-05-25
【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り
(71)【出願人】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】信時 正嗣
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 信太郎
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 亨基
(72)【発明者】
【氏名】森田 知樹
(72)【発明者】
【氏名】末次 恵久
(72)【発明者】
【氏名】小久保 嘉人
(72)【発明者】
【氏名】多田隈 建二郎
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 将広
(72)【発明者】
【氏名】西城 直人
【テーマコード（参考）】
3J062
【Ｆターム（参考）】
3J062AC10
3J062BA40
(57)【要約】
【課題】立体的に揺動する二部材間の相対移動に対応した揺動装置を提供する。
【解決手段】揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢを形成するベースフレーム３と、第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂを形成する第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂとを備える。また、揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢ上を移動する第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂと、第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂ上を移動する第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂとを備える。更に、第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂは、共有する軸線６ｘ周りに所定角度αを有して第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂを配置する状態で連結される。そして、ベース軌道ＲＴＢ並びに第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂが中心位置Ｐ０を共有する状態で、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂと第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂとが、それぞれ相対回転可能に連結される。
【選択図】図１８
【解決手段】揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢを形成するベースフレーム３と、第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂを形成する第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂとを備える。また、揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢ上を移動する第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂと、第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂ上を移動する第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂとを備える。更に、第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂは、共有する軸線６ｘ周りに所定角度αを有して第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂを配置する状態で連結される。そして、ベース軌道ＲＴＢ並びに第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂが中心位置Ｐ０を共有する状態で、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂと第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂとが、それぞれ相対回転可能に連結される。
【選択図】図１８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１仮想球面上に第１軌道を形成するとともに前記第１仮想球面と中心位置を共有する第２仮想球面上に第２軌道を形成する第１揺動要素と、
前記中心位置を共有する第３仮想球面上に第３軌道を形成するとともに前記中心位置を共有する第４仮想球面上に第４軌道を形成する第２揺動要素と、
前記第１軌道上の第１移動位置及び前記第３軌道上の第３移動位置を有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第１連結要素と、
前記第２軌道上の第２移動位置及び前記第４軌道上の第４移動位置を有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第２連結要素と、を備え、
前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の前記連結により前記中心位置を通って互いに直交する第１軸、第２軸、及び第３軸が規定されるとともに、
前記第１移動位置及び前記第２移動位置が同一方向に変位することにより、前記第１軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転が許容され、
前記第１移動位置及び前記第２移動位置の相対距離が変化することにより、前記第２軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転が許容される揺動装置。
前記中心位置を共有する第３仮想球面上に第３軌道を形成するとともに前記中心位置を共有する第４仮想球面上に第４軌道を形成する第２揺動要素と、
前記第１軌道上の第１移動位置及び前記第３軌道上の第３移動位置を有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第１連結要素と、
前記第２軌道上の第２移動位置及び前記第４軌道上の第４移動位置を有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第２連結要素と、を備え、
前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の前記連結により前記中心位置を通って互いに直交する第１軸、第２軸、及び第３軸が規定されるとともに、
前記第１移動位置及び前記第２移動位置が同一方向に変位することにより、前記第１軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転が許容され、
前記第１移動位置及び前記第２移動位置の相対距離が変化することにより、前記第２軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転が許容される揺動装置。
【請求項2】
請求項１に記載の揺動装置において、
前記第１軌道は、前記第１軸に直交する第１仮想平面と前記第１仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、前記第２軌道は、前記第１軸に直交する第２仮想平面と前記第２仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であること、を特徴とする揺動装置。
前記第１軌道は、前記第１軸に直交する第１仮想平面と前記第１仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、前記第２軌道は、前記第１軸に直交する第２仮想平面と前記第２仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であること、を特徴とする揺動装置。
【請求項3】
請求項２に記載の揺動装置において、
前記第１揺動要素は、前記第１軌道及び前記第２軌道を兼ねた前記第１移動位置及び前記第２移動位置の共有軌道を形成すること、を特徴とする揺動装置。
前記第１揺動要素は、前記第１軌道及び前記第２軌道を兼ねた前記第１移動位置及び前記第２移動位置の共有軌道を形成すること、を特徴とする揺動装置。
【請求項4】
請求項１～請求項３の何れか一項に記載の揺動装置において、
前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、
前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、
前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、
前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、
前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転可能に連結してなり、
前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転可能に連結してなるとともに、
前記第３軌道は、前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面上に設定された前記中心位置を通る交差軸を含んだ第３仮想平面と前記第３仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、
前記第４軌道は、前記交差軸を含んで該交差軸周りに前記第３仮想平面と所定角度をなす第４仮想平面と前記第４仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であること、
を特徴とする揺動装置。
前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、
前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、
前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、
前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、
前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転可能に連結してなり、
前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転可能に連結してなるとともに、
前記第３軌道は、前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面上に設定された前記中心位置を通る交差軸を含んだ第３仮想平面と前記第３仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、
前記第４軌道は、前記交差軸を含んで該交差軸周りに前記第３仮想平面と所定角度をなす第４仮想平面と前記第４仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であること、
を特徴とする揺動装置。
【請求項5】
請求項１～請求項４の何れか一項に記載の揺動装置において、
前記第３軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転を規制する第３軸回転規制要素を備えること、を特徴とする揺動装置。
前記第３軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転を規制する第３軸回転規制要素を備えること、を特徴とする揺動装置。
【請求項6】
請求項２又は請求項３に記載の揺動装置において、
前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、
前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、
前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、
前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、
前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転可能に連結してなり、
前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転不能に連結してなるとともに、
前記第３軌道は、前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面上に設定された前記中心位置を通る交差軸を含んだ第３仮想平面と前記第３仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、
前記第４軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第２連結要素が形成する前記第２移動位置と前記第４移動位置との連結軸周りに前記第２軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であること、を特徴とする揺動装置。
前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、
前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、
前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、
前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、
前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転可能に連結してなり、
前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転不能に連結してなるとともに、
前記第３軌道は、前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面上に設定された前記中心位置を通る交差軸を含んだ第３仮想平面と前記第３仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、
前記第４軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第２連結要素が形成する前記第２移動位置と前記第４移動位置との連結軸周りに前記第２軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であること、を特徴とする揺動装置。
【請求項7】
請求項２又は請求項３に記載の揺動装置において、
前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、
前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、
前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、
前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、
前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転不能に連結してなり、
前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転不能に連結してなるとともに、
前記第３軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第１連結要素が形成する前記第１移動位置と前記第３移動位置との連結軸周りに前記第１軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であり、
前記第４軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第２連結要素が形成する前記第２移動位置と前記第４移動位置との連結軸周りに前記第２軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であること、を特徴とする揺動装置。
前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、
前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、
前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、
前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、
前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転不能に連結してなり、
前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転不能に連結してなるとともに、
前記第３軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第１連結要素が形成する前記第１移動位置と前記第３移動位置との連結軸周りに前記第１軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であり、
前記第４軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第２連結要素が形成する前記第２移動位置と前記第４移動位置との連結軸周りに前記第２軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であること、を特徴とする揺動装置。
【請求項8】
請求項４に記載の揺動装置において、
前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、
前記第１揺動要素は、前記中心位置を共有する第６仮想球面と前記第２軸及び前記第３軸を含む第２第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第６軌道を形成するとともに、
前記第５軌道上の第５移動位置と前記第６軌道上の第６移動位置とを有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第３連結要素を備え、
前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、
前記第３連結要素は、前記第５移動位置を形成する第５移動部材と、前記第６移動位置を形成する第６移動部材と、を相対回転不能に連結してなること、
を特徴とする揺動装置。
前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、
前記第１揺動要素は、前記中心位置を共有する第６仮想球面と前記第２軸及び前記第３軸を含む第２第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第６軌道を形成するとともに、
前記第５軌道上の第５移動位置と前記第６軌道上の第６移動位置とを有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第３連結要素を備え、
前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、
前記第３連結要素は、前記第５移動位置を形成する第５移動部材と、前記第６移動位置を形成する第６移動部材と、を相対回転不能に連結してなること、
を特徴とする揺動装置。
【請求項9】
請求項４に記載の揺動装置において、
前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、
前記第１揺動要素は、前記中心位置を共有する第６仮想球面と前記第２軸及び前記第３軸を含む第２第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第６軌道を形成するとともに、
前記第５軌道上の第５移動位置と前記第６軌道上の第６移動位置とを有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第３連結要素を備え、
前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、
前記第３連結要素は、前記第５移動位置を形成する第５移動部材と、前記第６移動位置を形成する第６移動部材と、を相対回転可能に連結してなること、
を特徴とする揺動装置。
前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、
前記第１揺動要素は、前記中心位置を共有する第６仮想球面と前記第２軸及び前記第３軸を含む第２第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第６軌道を形成するとともに、
前記第５軌道上の第５移動位置と前記第６軌道上の第６移動位置とを有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第３連結要素を備え、
前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、
前記第３連結要素は、前記第５移動位置を形成する第５移動部材と、前記第６移動位置を形成する第６移動部材と、を相対回転可能に連結してなること、
を特徴とする揺動装置。
【請求項10】
請求項８又は請求項９に記載の揺動装置において、
前記第１揺動要素は、前記第１軌道及び前記第２軌道、並びに前記第６軌道を兼ねた前記第１移動位置及び前記第２移動位置、並びに前記第６移動位置の共有軌道を形成すること、を特徴とする揺動装置。
前記第１揺動要素は、前記第１軌道及び前記第２軌道、並びに前記第６軌道を兼ねた前記第１移動位置及び前記第２移動位置、並びに前記第６移動位置の共有軌道を形成すること、を特徴とする揺動装置。
【請求項11】
請求項４に記載の揺動装置において、
前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、
前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、
前記第１揺動要素は、前記第１軸上に固定点を形成するものであって、
前記第５軌道上の第５移動位置と前記固定点に対する固定位置とを有して前記第１軸周りに前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを相対回転可能に連結する第３軸回転規制部材を備えること、を特徴とする揺動装置。
前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、
前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、
前記第１揺動要素は、前記第１軸上に固定点を形成するものであって、
前記第５軌道上の第５移動位置と前記固定点に対する固定位置とを有して前記第１軸周りに前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを相対回転可能に連結する第３軸回転規制部材を備えること、を特徴とする揺動装置。
【請求項12】
請求項５～請求項１１の何れか一項に記載の揺動装置において、
前記第１連結要素に駆動力を付与して前記第１移動位置を制御する第１位置制御部と、
前記第２連結要素に駆動力を付与して前記第２移動位置を制御する第２位置制御部と、
を備えること、を特徴とする揺動装置。
前記第１連結要素に駆動力を付与して前記第１移動位置を制御する第１位置制御部と、
前記第２連結要素に駆動力を付与して前記第２移動位置を制御する第２位置制御部と、
を備えること、を特徴とする揺動装置。
【請求項13】
円弧状に延びるベース軌道を形成するベースフレームと、
円弧状に延びる第１の出力軌道を形成する第１の出力フレームと、
円弧状に延びる第２の出力軌道を形成する第２の出力フレームと、
円弧状に延びる第３の出力軌道を形成する第３の出力フレームと、
前記ベース軌道上を移動する第１～第３のベーススライダと、
前記第１の出力軌道上を移動する第１の出力スライダと、
前記第２の出力軌道上を移動する第２の出力スライダと、
前記第３の出力軌道上を移動する第３の出力スライダと、を備え、
前記第１及び第２の出力フレームの間の位置に前記第３の出力フレームを配置する状態で、共有する軸線周りに均等角度間隔で前記第１～第３の出力軌道が形成されるように前記第１～第３の出力フレームが連結されるとともに、
前記ベース軌道及び前記第１～第３の出力軌道が中心位置を共有する状態で、
前記第１のベーススライダと前記第１の出力スライダとが相対回転可能に連結され、
前記第２のベーススライダと前記第２の出力スライダとが相対回転可能に連結されるとともに、
前記第３のベーススライダと前記第３の出力スライダとが相対回転不能に連結された
揺動装置。
円弧状に延びる第１の出力軌道を形成する第１の出力フレームと、
円弧状に延びる第２の出力軌道を形成する第２の出力フレームと、
円弧状に延びる第３の出力軌道を形成する第３の出力フレームと、
前記ベース軌道上を移動する第１～第３のベーススライダと、
前記第１の出力軌道上を移動する第１の出力スライダと、
前記第２の出力軌道上を移動する第２の出力スライダと、
前記第３の出力軌道上を移動する第３の出力スライダと、を備え、
前記第１及び第２の出力フレームの間の位置に前記第３の出力フレームを配置する状態で、共有する軸線周りに均等角度間隔で前記第１～第３の出力軌道が形成されるように前記第１～第３の出力フレームが連結されるとともに、
前記ベース軌道及び前記第１～第３の出力軌道が中心位置を共有する状態で、
前記第１のベーススライダと前記第１の出力スライダとが相対回転可能に連結され、
前記第２のベーススライダと前記第２の出力スライダとが相対回転可能に連結されるとともに、
前記第３のベーススライダと前記第３の出力スライダとが相対回転不能に連結された
揺動装置。
【請求項14】
円弧状に延びるベース軌道を形成するベースフレームと、
円弧状に延びる第１の出力軌道を形成する第１の出力フレームと、
円弧状に延びる第２の出力軌道を形成する第２の出力フレームと、
円弧状に延びる第３の出力軌道を形成する第３の出力フレームと、
前記ベース軌道上を移動する第１～第３のベーススライダと、
前記第１の出力軌道上を移動する第１の出力スライダと、
前記第２の出力軌道上を移動する第２の出力スライダと、
前記第３の出力軌道上を移動する第３の出力スライダと、を備え、
前記第１及び第２の出力フレームの間の位置に前記第３の出力フレームを配置する状態で、共有する軸線周りに均等角度間隔で前記第１～第３の出力軌道が形成されるように前記第１～第３の出力フレームが連結されるとともに、
前記ベース軌道及び前記第１～第３の出力軌道が中心位置を共有する状態で、
前記第１のベーススライダと前記第１の出力スライダとが相対回転可能に連結され、
前記第２のベーススライダと前記第２の出力スライダとが相対回転可能に連結されるとともに、
前記第３のベーススライダと前記第３の出力スライダとが相対回転可能に連結された
揺動装置。
円弧状に延びる第１の出力軌道を形成する第１の出力フレームと、
円弧状に延びる第２の出力軌道を形成する第２の出力フレームと、
円弧状に延びる第３の出力軌道を形成する第３の出力フレームと、
前記ベース軌道上を移動する第１～第３のベーススライダと、
前記第１の出力軌道上を移動する第１の出力スライダと、
前記第２の出力軌道上を移動する第２の出力スライダと、
前記第３の出力軌道上を移動する第３の出力スライダと、を備え、
前記第１及び第２の出力フレームの間の位置に前記第３の出力フレームを配置する状態で、共有する軸線周りに均等角度間隔で前記第１～第３の出力軌道が形成されるように前記第１～第３の出力フレームが連結されるとともに、
前記ベース軌道及び前記第１～第３の出力軌道が中心位置を共有する状態で、
前記第１のベーススライダと前記第１の出力スライダとが相対回転可能に連結され、
前記第２のベーススライダと前記第２の出力スライダとが相対回転可能に連結されるとともに、
前記第３のベーススライダと前記第３の出力スライダとが相対回転可能に連結された
揺動装置。
【請求項15】
請求項１３又は請求項１４に記載の揺動装置において、
前記第１のベーススライダに駆動力を付与して前記ベース軌道上の第１移動位置を制御する第１位置制御部と、
前記第２のベーススライダに駆動力を付与して前記ベース軌道上の第２移動位置を制御する第２位置制御部と、を備えること、を特徴とする揺動装置。
前記第１のベーススライダに駆動力を付与して前記ベース軌道上の第１移動位置を制御する第１位置制御部と、
前記第２のベーススライダに駆動力を付与して前記ベース軌道上の第２移動位置を制御する第２位置制御部と、を備えること、を特徴とする揺動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、揺動装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、二部材を基準平面に沿って相対移動可能に連結する構造がある。例えば、特許文献１に示すテーブルの縦横移動機構は、二組の直動駆動機構を用いて支持台上に支持されたテーブルの二次元座標を制御可能に構成されている。そして、この従来技術においては、各直動駆動機構を支持台上に配置することで、その支持台からテーブルまでの高さを低く抑える構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第２９１３５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のような従来技術の結構造では、立体的に揺動する二部材間の相対移動には対応できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決する揺動装置は、第１仮想球面上に第１軌道を形成するとともに前記第１仮想球面と中心位置を共有する第２仮想球面上に第２軌道を形成する第１揺動要素と、前記中心位置を共有する第３仮想球面上に第３軌道を形成するとともに前記中心位置を共有する第４仮想球面上に第４軌道を形成する第２揺動要素と、前記第１軌道上の第１移動位置及び前記第３軌道上の第３移動位置を有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第１連結要素と、前記第２軌道上の第２移動位置及び前記第４軌道上の第４移動位置を有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第２連結要素と、を備え、前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の前記連結により前記中心位置を通って互いに直交する第１軸、第２軸、及び第３軸が規定されるとともに、前記第１移動位置及び前記第２移動位置が同一方向に変位することにより、前記第１軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転が許容され、前記第１移動位置及び前記第２移動位置の相対距離が変化することにより、前記第２軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転が許容される。
【0006】
上記構成によれば、各仮想球面が共有する中心位置周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転が許容される。そして、これにより、立体的に揺動する二部材間の相対移動に対応することができる。
【0007】
また、仮想球面の径方向において、構成要素の薄型化を図ることができる。そして、同じく仮想球面の径方向において、その第１揺動要素及び第２揺動要素の配置を入れ替えることができる。
【0008】
上記課題を解決する揺動装置において、前記第１軌道は、前記第１軸に直交する第１仮想平面と前記第１仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、前記第２軌道は、前記第１軸に直交する第２仮想平面と前記第２仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であることが好ましい。
【0009】
上記構成によれば、第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいた第１軸周りの円滑な第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を確保することができる。
上記課題を解決する揺動装置において、前記第１揺動要素は、前記第１軌道及び前記第２軌道を兼ねた前記第１移動位置及び前記第２移動位置の共有軌道を形成することが好ましい。
上記課題を解決する揺動装置において、前記第１揺動要素は、前記第１軌道及び前記第２軌道を兼ねた前記第１移動位置及び前記第２移動位置の共有軌道を形成することが好ましい。
【0010】
上記構成によれば、構成を簡素化することができる。また、円弧軌道としての構成を有した第１軌道及び第２軌道に同一の曲率が設定される。そして、これにより、円滑な動作を確保することができる。
【0011】
上記課題を解決する揺動装置は、前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転可能に連結してなり、前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転可能に連結してなるとともに、前記第３軌道は、前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面上に設定された前記中心位置を通る交差軸を含んだ第３仮想平面と前記第３仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、前記第４軌道は、前記交差軸を含んで該交差軸周りに前記第３仮想平面と所定角度をなす第４仮想平面と前記第４仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であることが好ましい。
【0012】
上記構成によれば、第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいた第２軸周りの円滑な第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を確保することができる。
上記課題を解決する揺動装置は、前記第３軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転を規制する第３軸回転規制要素を備えることが好ましい。
上記課題を解決する揺動装置は、前記第３軸周りに前記第１揺動要素及び前記第２揺動要素の相対回転を規制する第３軸回転規制要素を備えることが好ましい。
【0013】
上記構成によれば、第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいて、第１軸及び第２軸周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を制御することができる。即ち、第１移動位置及び前記第２移動位置を同一方向に変位させることにより、第１軸周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素を相対回転させることができる。そして、第１移動位置と第２移動位置との相対距離を変化させることにより、第２軸周りに第１揺動要素及び第２揺動要素を相対回転させることができる。
【0014】
上記課題を解決する揺動装置は、前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転可能に連結してなり、前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転不能に連結してなるとともに、前記第３軌道は、前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面上に設定された前記中心位置を通る交差軸を含んだ第３仮想平面と前記第３仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であり、前記第４軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第２連結要素が形成する前記第２移動位置と前記第４移動位置との連結軸周りに前記第２軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であることが好ましい。
【0015】
上記構成によれば、第１軸及び第２軸周りの円滑な第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を確保しつつ、その第３軸周りの相対回転を規制することができる。そして、これにより、第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいて、第１軸及び第２軸周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を制御することができる。
【0016】
更に、第２連結要素においては、回転ジョイントのような第２移動部材及び第４移動部材を相対回転させるための構成が不要になる。そして、これにより、構成の簡素化を図ることができる。
【0017】
上記課題を解決する揺動装置は、前記第１移動位置を形成する第１移動部材と、前記第２移動位置を形成する第２移動部材と、前記第３移動位置を形成する第３移動部材と、前記第４移動位置を形成する第４移動部材と、を備え、前記第１連結要素は、前記第１移動部材と前記第３移動部材とを相対回転不能に連結してなり、前記第２連結要素は、前記第２移動部材と前記第４移動部材とを相対回転不能に連結してなるとともに、前記第３軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第１連結要素が形成する前記第１移動位置と前記第３移動位置との連結軸周りに前記第１軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であり、前記第４軌道は、前記第２軸周りの前記相対回転に依らず、前記第２連結要素が形成する前記第２移動位置と前記第４移動位置との連結軸周りに前記第２軌道との間になす角度が一定となるように構成された曲線軌道であることが好ましい。
【0018】
上記構成によれば、第１軸及び第２軸周りの円滑な第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を確保しつつ、その第３軸周りの相対回転を規制することができる。そして、これにより、第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいて、第１軸及び第２軸周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素を相対回転させることができる。加えて、第１連結要素及び第２連結要素に回転ジョイントのような構成が不要となることにより、その構成の簡素化を図ることができる。
【0019】
上記課題を解決する揺動装置において、前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、前記第１揺動要素は、前記中心位置を共有する第６仮想球面と前記第２軸及び前記第３軸を含む第２第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第６軌道を形成するとともに、前記第５軌道上の第５移動位置と前記第６軌道上の第６移動位置とを有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第３連結要素を備え、前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、前記第３連結要素は、前記第５移動位置を形成する第５移動部材と、前記第６移動位置を形成する第６移動部材と、を相対回転不能に連結してなることが好ましい。
【0020】
上記構成によれば、第１軸及び第２軸周りの円滑な第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を確保しつつ、その第３軸周りの相対回転を規制することができる。更に、第３連結要素が形成する第５移動部材と第６移動部材との連結軸上に第３軸が形成される。そして、これにより、第６移動位置を基準として、精度よく、その第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいて、第１軸及び第２軸周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を制御することができる。
【0021】
上記課題を解決する揺動装置において、前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、前記第１揺動要素は、前記中心位置を共有する第６仮想球面と前記第２軸及び前記第３軸を含む第２第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第６軌道を形成するとともに、前記第５軌道上の第５移動位置と前記第６軌道上の第６移動位置とを有して前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを連結する第３連結要素を備え、前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、前記第３連結要素は、前記第５移動位置を形成する第５移動部材と、前記第６移動位置を形成する第６移動部材と、を相対回転可能に連結してなることが好ましい。
【0022】
上記構成によれば、第３連結要素が形成する第５移動部材と第６移動部材との連結軸上に第３軸が形成される。また、第１移動位置と第６移動位置との離間距離及び第２移動位置と第６移動位置との離間距離を変化させることにより、第３軸周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素を相対回転させることができる。そして、これにより、第６移動位置を基準として、その第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいて、第１軸、第２軸、及び第３軸周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を制御することができる。
【0023】
上記課題を解決する揺動装置において、前記第１揺動要素は、前記第１軌道及び前記第２軌道、並びに前記第６軌道を兼ねた前記第１移動位置及び前記第２移動位置、並びに前記第６移動位置の共有軌道を形成することが好ましい。
【0024】
上記構成によれば、構成を簡素化することができる。そして、第１軌道及び第２軌道に同一の曲率が設定されることで、容易に、その第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいて、その第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を制御することができる。
【0025】
上記課題を解決する揺動装置において、前記第２揺動要素は、前記中心位置を共有する第５仮想球面と前記第１軸及び前記第３軸を含む第１第３軸仮想平面との交線上に設定される円弧状の第５軌道を形成し、前記第５軌道を間に挟んで、前記第３軌道、前記第４軌道、及び前記第５軌道が前記交差軸周りに均等角度間隔で配置されるとともに、前記第１揺動要素は、前記第１軸上に固定点を形成するものであって、前記第５軌道上の第５移動位置と前記固定点に対する固定位置とを有して前記第１軸周りに前記第１揺動要素と前記第２揺動要素とを相対回転可能に連結する第３軸回転規制部材を備えることが好ましい。
【0026】
上記構成によれば、第３軸回転規制部材によって、その第１揺動要素と第２揺動要素との間の第１軸周りの相対回転が許容される。また、第５移動位置が変位することにより、その第１揺動要素と第２揺動要素との間の第２軸周りの相対回転が許容される。更に、第３軸回転規制部材が固定点に対する固定位置を有することで、その第１揺動要素と第２揺動要素との間の第３軸周りの相対回転が規制される。そして、これにより、第１移動位置及び第２移動位置の変位に基づいて、第１軸及び第２軸周りに、第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を制御することができる。
【0027】
上記課題を解決する揺動装置は、前記第１連結要素に駆動力を付与して前記第１移動位置を制御する第１位置制御部と、前記第２連結要素に駆動力を付与して前記第２移動位置を制御する第２位置制御部と、を備えることが好ましい。
【0028】
上記構成によれば、その第１移動位置及び第２移動位置を自在に変更することができる。そして、これにより、容易に、その第１揺動要素及び第２揺動要素の相対回転を制御することができる。
【0029】
上記課題を解決する揺動装置は、円弧状に延びるベース軌道を形成するベースフレームと、円弧状に延びる第１の出力軌道を形成する第１の出力フレームと、円弧状に延びる第２の出力軌道を形成する第２の出力フレームと、円弧状に延びる第３の出力軌道を形成する第３の出力フレームと、前記ベース軌道上を移動する第１～第３のベーススライダと、前記第１の出力軌道上を移動する第１の出力スライダと、前記第２の出力軌道上を移動する第２の出力スライダと、前記第３の出力軌道上を移動する第３の出力スライダと、を備え、前記第１及び第２の出力フレームの間の位置に前記第３の出力フレームを配置する状態で、共有する軸線周りに均等角度間隔で前記第１～第３の出力軌道が形成されるように前記第１～第３の出力フレームが連結されるとともに、前記ベース軌道及び前記第１～第３の出力軌道が中心位置を共有する状態で、前記第１のベーススライダと前記第１の出力スライダとが相対回転可能に連結され、前記第２のベーススライダと前記第２の出力スライダとが相対回転可能に連結されるとともに、前記第３のベーススライダと前記第３の出力スライダとが相対回転不能に連結される。
【0030】
上記構成によれば、周方向にベース軌道が延在する状態で、その円弧形状の中心位置を通る第１軸が形成される。そして、第１及び第２のベーススライダが、そのベース軌道上を同一方向に移動することで、第１軸周りに、そのベースフレームと第１～第３の出力フレームを含む第２揺動要素との間の相対回転を許容することができる。
【0031】
また、第１軸に直交するとともに、その中心位置を通って互いに直交する第２軸及び第３軸が形成される。更に、第１及び第２のベーススライダの相対距離が変化することで、第１及び第２の出力スライダが、それぞれ、その対応する第１及び第２の出力軌道上を同一方向に移動する。そして、これにより、第２軸周りに、そのベースフレームと第１～第３の出力フレームとの間の相対回転を許容することができる。
【0032】
また、第３のベーススライダ及び第３の出力スライダが配置された位置を通って第３軸が形成される。更に、この第３軸周りに、そのベースフレームと第１～第３の出力フレームとの間の相対回転が規制される。そして、これにより、第３のベーススライダの位置を基準として、第１及び第２のベーススライダの位置に基づいて、第１軸及び第２軸周りに、そのベースフレームと第１～第３の出力フレームとの間の相対回転を制御することができる。
【0033】
上記課題を解決する揺動装置は、円弧状に延びるベース軌道を形成するベースフレームと、円弧状に延びる第１の出力軌道を形成する第１の出力フレームと、円弧状に延びる第２の出力軌道を形成する第２の出力フレームと、円弧状に延びる第３の出力軌道を形成する第３の出力フレームと、前記ベース軌道上を移動する第１～第３のベーススライダと、前記第１の出力軌道上を移動する第１の出力スライダと、前記第２の出力軌道上を移動する第２の出力スライダと、前記第３の出力軌道上を移動する第３の出力スライダと、を備え、前記第１及び第２の出力フレームの間の位置に前記第３の出力フレームを配置する状態で、共有する軸線周りに均等角度間隔で前記第１～第３の出力軌道が形成されるように前記第１～第３の出力フレームが連結されるとともに、前記ベース軌道及び前記第１～第３の出力軌道が中心位置を共有する状態で、前記第１のベーススライダと前記第１の出力スライダとが相対回転可能に連結され、前記第２のベーススライダと前記第２の出力スライダとが相対回転可能に連結されるとともに、前記第３のベーススライダと前記第３の出力スライダとが相対回転可能に連結される。
【0034】
上記構成によれば、第３のベーススライダ及び第３の出力スライダが配置された位置を通って第３軸が形成される。更に、第１のベーススライダと第３のベーススライダとの離間距離、及び第２のベーススライダと第２のベーススライダとの離間距離を変化させることで、その第３軸周りに、ベースフレームと第１～第３の出力フレームとを相対回転させることができる。そして、これにより、第１及び第２のベーススライダの位置に基づいて、第１軸、第２軸、及び第３軸周りに、そのベースフレームと第１～第３の出力フレームとの間の相対回転を制御することができる。
【0035】
上記課題を解決する揺動装置は、前記第１のベーススライダに駆動力を付与して前記ベース軌道上の第１移動位置を制御する第１位置制御部と、前記第２のベーススライダに駆動力を付与して前記ベース軌道上の第２移動位置を制御する第２位置制御部と、を備えることが好ましい。
【0036】
上記構成によれば、ベース軌道上を移動する第１及び第２のベーススライダの配置を自在に変更することができる。そして、これにより、容易に、そのベースフレームと第１～第３の出力フレームとの間の相対回転を制御することができる。
【発明の効果】
【0037】
本発明によれば、立体的に揺動する二部材間の相対移動を許容することができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】揺動装置の斜視図。
【図2】揺動装置の正面図。
【図3】揺動装置の平面図。
【図4】揺動装置の背面図。
【図5】揺動装置の下面図。
【図6】揺動装置の側面図。
【図7】出力部材の平面図。
【図8】第１及び第２の連結ユニットの斜視図。
【図9】第１及び第２の連結ユニットの断面図。
【図10】第３の連結ユニットの側面図。
【図11】第３の連結ユニットの下面図。
【図12】揺動装置の動作説明図。
【図13】揺動装置の動作説明図。
【図14】揺動装置の動作説明図。
【図15】揺動装置の動作説明図。
【図16】揺動装置の動作説明図。
【図17】揺動装置の動作説明図。
【図18】揺動装置の斜視図。
【図19】揺動装置の制御ブロック図。
【図20】参考例の平面揺動装置を仮想平面モデルに表す説明図。
【図21】仮想平面モデルに表される平面揺動装置の動作説明図。
【図22】仮想平面モデルに表される平面揺動装置の動作説明図。
【図23】仮想平面モデルに表される平面揺動装置の動作説明図。
【図24】仮想平面モデルに表される平面揺動装置の動作説明図。
【図25】揺動装置の展開可能性を仮想球面モデルに表す説明図。
【図26】仮想球面モデルに表される揺動装置の説明図。
【図27】仮想球面モデルに表される揺動装置の説明図。
【図28】仮想球面モデルに表される揺動装置の動作説明図。
【図29】仮想球面モデルに表される揺動装置の動作説明図。
【図30】仮想球面モデルに表される揺動装置の動作説明図。
【図31】仮想球面モデルに表される揺動装置の動作説明図。
【図32】揺動装置の展開可能性を仮想球面モデルに表す説明図。
【図33】揺動装置を表す仮想球面モデルの説明図。
【図34】別例の揺動装置を仮想球面モデルに表す説明図。
【図35】仮想球面モデルに表される揺動装置に適用される別例の第３軌道及び第４軌道の斜視図。
【図36】仮想球面モデルに表される揺動装置に適用される別例の第３軌道及び第４軌道のＹ－Ｚ平面図。
【図37】仮想球面モデルに表される揺動装置に適用される別例の第３軌道及び第４軌道のＸ－Ｚ平面図。
【図38】仮想球面モデルに表される揺動装置に適用される別例の第３軌道及び第４軌道のＸ－Ｙ平面図。
【図39】別例の揺動装置を仮想球面モデルに表す説明図。
【図40】別例の揺動装置の斜視図。
【図41】別例の揺動装置を仮想球面モデルに表す説明図。
【図42】別例の揺動装置を仮想球面モデルに表す説明図。
【図43】別例の揺動装置を仮想球面モデルに表す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0039】
以下、揺動装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１～図３に示すように、本実施形態の揺動装置１は、略四角箱枠状の支持フレーム２に固定されたベースフレーム３と、このベースフレーム３に連結された状態で揺動可能に支持された出力部材４と、を備えている。
図１～図３に示すように、本実施形態の揺動装置１は、略四角箱枠状の支持フレーム２に固定されたベースフレーム３と、このベースフレーム３に連結された状態で揺動可能に支持された出力部材４と、を備えている。
【0040】
本実施形態のベースフレーム３は、半円弧状の外形を有している。そして、このベースフレーム３は、支持フレーム２に固定されることにより、その両端部が上方に延びる状態で垂直に立設されている。
【0041】
また、図３～図７に示すように、本実施形態の出力部材４は、棒状をなす連結シャフト６の軸線６ｘ周りに、半円弧状の外形を有した複数の出力フレーム５を均等角度間隔で固定してなる略球形のかご型形状をなしている。具体的には、この出力部材４は、その共有する軸線６ｘ周りに６０°間隔で配置された６本の出力フレーム５を有している。また、本実施形態の揺動装置１において、この出力部材４は、その第１～第３の出力フレーム５ａ～５ｃを下方に向けた状態で、ベースフレーム３の上方に配置されている。そして、本実施形態の揺動装置１は、その出力部材４を構成する第１～第３の出力フレーム５ａ～５ｃとベースフレーム３とを連結する第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃを備えている。
【0042】
詳述すると、本実施形態の揺動装置１において、ベースフレーム３、及び出力部材４を構成する各出力フレーム５は、それぞれ、長尺の湾曲板形状をなしている。更に、連結シャフト６の軸方向両端には、略円板状の外形を有した連結部材８，８が固定されている。そして、本実施形態の揺動装置１においては、これらの各連結部材８，８を介して各出力フレーム５が連結シャフト６に固定されることにより、その略球形をなす出力部材４のかご型形状が形成されている。
【0043】
図１～図３に示すように、本実施形態の揺動装置１において、ベースフレーム３の円弧形状は、各出力フレーム５の円弧形状よりも、その曲率半径が大きく設定されている。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、その支持フレーム２に支持されたベースフレーム３の上方、その円弧形状の内側に、出力部材４が配置される構成になっている。
【0044】
また、図１～図６に示すように、本実施形態の揺動装置１は、ベースフレーム３に係合する状態で、その延伸方向に沿って摺動自在に設けられた第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃを備えている。更に、揺動装置１は、それぞれ、対応する第１～第３の出力フレーム５ａ～５ｃに係合する状態で、独立に、その延伸方向に沿って摺動自在に設けられた第１～第３の出力スライダ１０ａ～１０ｃを備えている。そして、本実施形態の揺動装置１においては、これら第１～第３の出力スライダ１０ａ～１０ｃを、それぞれ、その対応する第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃに連結することにより、その第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃが形成されている。
【0045】
具体的には、本実施形態の揺動装置１においては、ベースフレーム３の延伸方向、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの間の位置に、第３のベーススライダ９ｃが配置されている。更に、本実施形態の出力部材４において、第３の出力フレーム５ｃは、第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂの間の位置において、その共有する軸線６ｘ周りに均等角度間隔で配置されている。そして、これにより、第３の出力スライダ１０ｃもまた、その軸線６ｘ周りに、第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂの間の位置に配置されている。
【0046】
即ち、本実施形態の揺動装置１において、第１の連結ユニット７ａは、第１のベーススライダ９ａと第１の出力スライダ１０ａとを連結することにより形成されている。また、第２の連結ユニット７ｂは、第２のベーススライダ９ｂと第２の出力スライダ１０ｂとを連結することにより形成されている。そして、第３の連結ユニット７ｃは、これら第１及び第２の連結ユニット７ａ，７ｂの間の位置において、その第３のベーススライダ９ｃと第３の出力スライダ１０ｃとを連結することにより形成されている。
【0047】
さらに詳述すると、図８～図１１に示すように、本実施形態の揺動装置１において、第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃは、それぞれ、断面略矩形をなすベースフレーム３の湾曲板形状を、その幅方向に挟み込む二組のローラー対１１，１１を備えている。同様に、第１～第３の出力スライダ１０ａ～１０ｃもまた、それぞれ、断面略矩形をなす出力フレーム５の湾曲板形状を、その幅方向に挟み込む二組のローラー対１２，１２を備えている。更に、これらの各ローラー対１１，１１及びローラー対１２，１２には、それぞれ、断面略Ｈ型のフランジ形状が設定されている。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、これらの各第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃ及び各第１～第３の出力スライダ１０ａ～１０ｃが脱離することなく、その対応するベースフレーム３及び各出力フレーム５に沿って移動する構成になっている。
【0048】
即ち、本実施形態の揺動装置１においては、第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃが、そのベースフレーム３が形成する円弧形状のベース軌道ＲＴＢ上を、それぞれ、独立に移動する。また、第１の出力スライダ１０ａが、第１の出力フレーム５ａが形成する第１の出力軌道ＲＴａ上を移動し、第２の出力スライダ１０ｂが、第２の出力フレーム５ｂが形成する第２の出力軌道ＲＴｂ上を移動する。そして、第３の出力スライダ１０ｃが、その第３の出力フレーム５ｃが形成する第３の出力軌道ＲＴｃ上を移動する。
【0049】
また、図４、図８及び図９に示すように、本実施形態の揺動装置１において、第１の連結ユニット７ａは、第１のベーススライダ９ａと第１の出力スライダ１０ａとを相対回転可能に連結する第１の回転ジョイント１３ａを備えている。更に、第２の連結ユニット７ｂもまた、第２のベーススライダ９ｂと第２の出力スライダ１０ｂとを相対回転可能に連結する第２の回転ジョイント１３ｂを備えている。具体的には、第１の回転ジョイント１３ａは、ベースフレーム３及び第１の出力フレーム５ａに直交する連結軸Ｎａ周りに、その第１のベーススライダ９ａと第１の出力スライダ１０ａとの相対回転を許容する。そして、第２の回転ジョイント１３ｂは、ベースフレーム３及び第２の出力フレーム５ｂに直交する連結軸Ｎｂ周りに、第２のベーススライダ９ｂと第２の出力スライダ１０ｂとの相対回転を許容する。
【0050】
一方、図１０及び図１１に示すように、本実施形態の揺動装置１において、第３の連結ユニット７ｃは、第３のベーススライダ９ｃと第３の出力スライダ１０ｃとを相対回転不能に連結する。即ち、この第３の連結ユニット７ｃは、ベースフレーム３及び第３の出力フレーム５ｃに直交する連結軸Ｎｃ周りに、その第３のベーススライダ９ｃと第３の出力スライダ１０ｃとの相対回転を規制する。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、この第３の連結ユニット７ｃが形成する連結軸Ｎｃ周りにベース軌道ＲＴＢと第３の出力軌道ＲＴｃとのなす角度が直角に保持された状態で、そのベースフレーム３と出力部材４とが連結される構成になっている。
【0051】
また、図３～図６に示すように、本実施形態の揺動装置１は、この第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃを介したベースフレーム３と出力部材４との連結により、そのベース軌道ＲＴＢ及び第１～第３の出力軌道ＲＴａ～ＲＴｃが中心位置Ｐ０を共有する。そして、本実施形態の揺動装置１は、この中心位置Ｐ０周りに相対回転する態様で、そのベースフレーム３上に支持された出力部材４の立体的な揺動を許容する構成になっている。
【0052】
詳述すると、本実施形態の揺動装置１は、その円弧状に延びるベース軌道ＲＴＢの中心位置Ｐ０を通って、このベース軌道ＲＴＢを含むベース仮想平面ＦＳＢに直交する第１軸Ｌ１を形成する。換言すると、周方向にベース軌道ＲＴＢが延在する状態で、その中心位置Ｐ０を通る第１軸Ｌ１が形成される。また、本実施形態の揺動装置１においては、ベースフレーム３と出力部材４との連結によって、そのベース仮想平面ＦＳＢ上に、中心位置Ｐ０を通って互いに直交する第２軸Ｌ２及び第３軸Ｌ３が形成される。更に、第３軸Ｌ３は、その第３の連結ユニット７ｃが形成する連結軸Ｎｃ上に形成される。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、第３軸Ｌ３周りの相対回転が規制された状態で、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りに、そのベースフレーム３と出力部材４との相対回転を許容する構成になっている。
【0053】
具体的には、図１２及び図１３に示すように、本実施形態の揺動装置１においては、第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃを構成する第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃが、そのベース軌道ＲＴＢ上を同一方向に移動することができる。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、これらの第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃを介してベースフレーム３に連結された出力部材４が、その第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃの移動方向に応じて、第１軸Ｌ１周りに回転する構成になっている。
【0054】
また、図１４～図１７に示すように、本実施形態の揺動装置１においては、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂが、その中間位置に配置された第３のベーススライダ９ｃに接近又は離間する態様でベース軌道ＲＴＢ上を移動することができる。そして、これにより、これら第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが変化することで、第１～第３の出力スライダ１０ａ～１０ｃが、それぞれ、その対応する第１～第３の出力軌道ＲＴａ～ＲＴｃ上を同一方向に移動する。
【0055】
即ち、共有する軸線６ｘ周りに所定角度で配置された第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂの間隔は、連結シャフト６に連結された第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂの長手方向端部に近い位置ほど狭くなる。このため、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが縮まることで、共有する軸線６ｘ周りに所定角度で配置された第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂの間隔が狭まる方向に、第１～第３の出力スライダ１０ａ～１０ｃが移動する。また、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが広がることで、その第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂの間隔が広がる方向に、第１～第３の出力スライダ１０ａ～１０ｃが移動する。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、その第２軸Ｌ２周りに、ベースフレーム３と出力部材４とが相対回転する構成になっている。
【0056】
具体的には、本実施形態の揺動装置１においては、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが縮小することで、図１５中、反時計回り方向に、その出力部材４が回転する。そして、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが拡大することで、出力部材４は、図１７中、時計回り方向に、その出力部材４が回転する。
【0057】
また、図１２～図１７に示すように、本実施形態の揺動装置１では、ベース軌道ＲＴＢ上における第３のベーススライダ９ｃの位置が保持されることで、そのベースフレーム３と出力部材４との間の第１軸Ｌ１周りの相対回転が発生しない。更に、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが保持されることで、そのベースフレーム３と出力部材４との間の第２軸Ｌ２周りの相対回転が発生しない。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、その第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの配置に基づいて、その第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りに、ベースフレーム３と出力部材４との相対回転を、それぞれ、独立に制御することが可能になっている。
【0058】
即ち、図１８に示すように、第３軸Ｌ３上に位置する第３のベーススライダ９ｃの位置を基準として、第１軸Ｌ１周りに、そのベース軌道ＲＴＢ上に配置された第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの位置角度を、それぞれ「φ１」「φ２」と定義する。更に、共有する軸線６ｘ周りに、その第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂに設定された所定角度を「α」と定義する。そして、本実施形態の揺動装置１は、このとき、そのベースフレーム３上に支持された出力部材４の揺動により生ずる第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りの相対的な回転角度を、それぞれ「θ１」「θ２」として、以下の（１）式に表すことができる。
【0059】
【数1】
【0060】
【数2】
【0061】
また、図１９に示すように、本実施形態の揺動装置１は、第１のベーススライダ９ａに駆動力を付与することにより、そのベースフレーム３が形成するベース軌道ＲＴＢ上を移動させる第１のアクチュエータ１５ａを備えている。また、揺動装置１は、第２のベーススライダ９ｂに駆動力を付与することにより、同じくベース軌道ＲＴＢ上を移動させる第２のアクチュエータ１５ｂを備えている。そして、本実施形態の揺動装置１は、これら第１及び第２のアクチュエータ１５ａ，１５ｂの作動を制御する制御装置１６を備えている。
【0062】
詳述すると、本実施形態の揺動装置１において、第１及び第２のアクチュエータ１５ａ，１５ｂは、それぞれ、駆動源となるモータ１７ａ，１７ｂを備えている。また、これらの第１及び第２のアクチュエータ１５ａ，１５ｂは、それぞれ、その対応する第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂに設けられた各ローラー対１１，１１に駆動力を付与する（図８及び図９参照）。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、ベースフレーム３の湾曲板形状を幅方向に挟み込む各ローラー対１１，１１の回転に基づいて第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂが、そのベース軌道ＲＴＢ上を移動する構成になっている。
【0063】
また、本実施形態の制御装置１６は、各モータ１７ａ，１７ｂに対する駆動電力の供給を通じて、第１及び第２のアクチュエータ１５ａ，１５ｂの作動を、それぞれ、独立に制御する。具体的には、制御装置１６は、これらの第１及び第２のアクチュエータ１５ａ，１５ｂの駆動力が付与される各ローラー対１１，１１の回転を、それぞれ、その第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂ毎に制御する。また、制御装置１６には、そのベース軌道ＲＴＢ上を移動する第１及び第２のアクチュエータ１５ａ，１５ｂの動作に同期したパルス信号ＳＰ１，ＳＰ２が入力される。更に、制御装置１６は、これらの各パルス信号ＳＰ１，ＳＰ２をカウントする。そして、本実施形態の制御装置１６は、これにより、ベース軌道ＲＴＢ上における第１のベーススライダ９ａの第１移動位置Ｐ１、及びベース軌道ＲＴＢ上における第２のベーススライダ９ｂの第２移動位置Ｐ２を検出する構成になっている。
【0064】
即ち、本実施形態の揺動装置１においては、第１のアクチュエータ１５ａ及び制御装置１６によって、そのベース軌道ＲＴＢ上における第１のベーススライダ９ａの第１移動位置Ｐ１を制御する第１位置制御部１８ａが形成されている。また、第２のアクチュエータ１５ｂ及び制御装置１６によって、そのベース軌道ＲＴＢ上における第２のベーススライダ９ｂの第２移動位置Ｐ２を制御する第２位置制御部１８ｂが形成されている。そして、本実施形態の揺動装置１は、これにより、その第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りに、ベースフレーム３上に支持された出力部材４の相対回転を自在に制御することのできる構成となっている。
【0065】
次に、本実施形態の作用について説明する。
即ち、本実施形態の揺動装置１においては、第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃを構成する第１～第３のベーススライダ９ａ，９ｂがベース軌道ＲＴＢを同一方向に移動することで、ベースフレーム３と出力部材４とが、第１軸Ｌ１周りに相対回転する。また、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが変化することで、その出力部材４が、第２軸Ｌ２周りに回転する。そして、これにより、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの配置に基づいて、その第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りに、ベースフレーム３と出力部材４との相対回転が制御される。
即ち、本実施形態の揺動装置１においては、第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃを構成する第１～第３のベーススライダ９ａ，９ｂがベース軌道ＲＴＢを同一方向に移動することで、ベースフレーム３と出力部材４とが、第１軸Ｌ１周りに相対回転する。また、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが変化することで、その出力部材４が、第２軸Ｌ２周りに回転する。そして、これにより、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの配置に基づいて、その第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りに、ベースフレーム３と出力部材４との相対回転が制御される。
【0066】
（仮想球面モデル）
次に、上記のように構成された揺動装置１の展開可能性について、その構成要素を仮想球面上に表した仮想球面モデルを用いて考察する。
次に、上記のように構成された揺動装置１の展開可能性について、その構成要素を仮想球面上に表した仮想球面モデルを用いて考察する。
【0067】
図２０は、基準平面ＦＳ０に沿った第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２間の二次元並進揺動運動を可能とする参考例の平面揺動装置２０について、その構成要素を仮想平面上に表した仮想平面モデルＭｆｓである。尚、この仮想平面モデルＭｆｓには、例えば、第１揺動要素Ｅ１を支持台とし、第２揺動要素Ｅ２を可動テーブルとして、その可動テーブルの水平方向の移動を許容する支持装置等が該当する。
【0068】
詳述すると、この参考例の平面揺動装置２０において、第１揺動要素Ｅ１は、基準平面ＦＳ０に平行する第１仮想平面ＦＳａ上に、直線状に延びる第１軌道ＲＴ１を形成する。そして、第１揺動要素Ｅ１は、同じく基準平面ＦＳ０に平行する第２仮想平面ＦＳｂ上に、その第１軌道ＲＴ１と同一方向に延在する直線状の第２軌道ＲＴ２を形成する。
【0069】
一方、第２揺動要素Ｅ２は、基準平面ＦＳ０に平行する第３仮想平面ＦＳｃ上において、その基準平面ＦＳ０に沿って上記第１軌道ＲＴ１に交差する方向に直線状に延びる第３軌道ＲＴ３を形成する。また、第２揺動要素Ｅ２は、基準平面ＦＳ０に平行する第４仮想平面ＦＳｄ上において、その基準平面ＦＳ０に沿って上記第２軌道ＲＴ２に交差する方向に直線状に延びる第４軌道ＲＴ４を形成する。そして、第２揺動要素Ｅ２は、これらの第３軌道ＲＴ３と第４軌道ＲＴ４とが所定の固定角度β０をなすように構成されている。
【0070】
また、この平面揺動装置２０は、第１軌道ＲＴ１上の第１移動位置Ｐ１と第３軌道ＲＴ３上の第３移動位置Ｐ３とを有して第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２とを連結する第１連結要素Ｊ１を有している。そして、この平面揺動装置２０は、第２軌道ＲＴ２上の第２移動位置Ｐ２と第４軌道ＲＴ４上の第４移動位置Ｐ４とを有して第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２とを連結する第２連結要素Ｊ２を有している。
【0071】
更に、この平面揺動装置２０において、第１連結要素Ｊ１は、基準平面ＦＳ０に直交する連結軸Ｎ１周りに、その第１軌道ＲＴ１と第３軌道ＲＴ３とがなす角度を所定の固定角度β１に保持する。そして、第２連結要素Ｊ２は、基準平面ＦＳ０に直交する連結軸Ｎ２周りに、その第２軌道ＲＴ２と第４軌道ＲＴ４とがなす角度を所定の固定角度β２に保持するように構成されている。
【0072】
即ち、この平面揺動装置２０においては、第１連結要素Ｊ１及び第２連結要素Ｊ２が、それぞれ、上記のような所定の固定角度β１，β２を有することで、その基準平面ＦＳ０に沿った第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との相対回転が規制されている。
【0073】
また、図２１及び図２２に示すように、この平面揺動装置２０においては、第１軌道ＲＴ１上の第１移動位置Ｐ１及び第２軌道ＲＴ２上の第２移動位置Ｐ２を同一方向に変位させることができる。そして、この平面揺動装置２０は、これにより、同一方向に延在する第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２の延伸方向、つまりは、図２０～図２１中に示す「Ｘ軸方向」に沿って、その第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２が相対移動する構成になっている。
【0074】
また、図２３及び図２４に示すように、この平面揺動装置２０においては、第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２の少なくとも一方を変位させることにより、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄを変化させることができる。そして、平面揺動装置２０は、この相対距離Ｄの変化に基づいて、その第３軌道ＲＴ３上の第３移動位置Ｐ３及び第４軌道ＲＴ４上の第４移動位置Ｐ４が、同一方向に変位する。
【0075】
即ち、図２３に示すように、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄが縮まることで、所定の固定角度β０を有して配置された第３軌道ＲＴ３と第４軌道ＲＴ４との間隔が狭まる方向に、第３移動位置Ｐ３及び第４移動位置Ｐ４が変位する。また、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄが広がることで、その第３軌道ＲＴ３と第４軌道ＲＴ４との間隔が広がる方向に、第３移動位置Ｐ３及び第４移動位置Ｐ４が変位する。そして、この平面揺動装置２０は、これにより、その第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２の延伸方向に直交する方向、つまりは、図２０～図２４中に示す「Ｙ軸方向」に沿って、その第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２が相対移動する構成になっている。
【0076】
具体的には、この平面揺動装置２０においては、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄが縮小することで、見かけ上、その第２揺動要素Ｅ２が、図２３中、右側に移動する。そして、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄが拡大することで、見かけ上、その第２揺動要素Ｅ２が、図２４中、左側に移動する。
【0077】
更に、図２１及び図２２に示すように、この平面揺動装置２０においては、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄが保持されることで、その「Ｙ軸方向」に沿った第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の相対移動が発生しない。そして、この平面揺動装置２０は、これにより、その第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２の制御に基づいて、「Ｘ軸方向」「Ｙ軸方向」における第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の相対移動を、それぞれ、独立に制御することが可能になっている。
【0078】
尚、この仮想平面モデルＭｆｓにおいて、第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２の配置は任意である。例えば、図２０～図２４中においては、第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２を同一直線上に配置したが、これらの第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２は、互いにずれた位置に配置することができる。また、第３軌道ＲＴ３と第４軌道ＲＴ４との固定角度β０、第１軌道ＲＴ１と第３軌道ＲＴ３との固定角度β１、及び第２軌道ＲＴ２と第４軌道ＲＴ４との固定角度β２もまた、それぞれ、任意である。そして、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の配置も任意である。
【0079】
更に、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２は、その寸法を無限小として取り扱うことができる。また、第１連結要素Ｊ１及び第２連結要素Ｊ２についてもまた、その寸法を無限小として取り扱うことができる。そして、これにより、平面揺動装置２０を構成する第１揺動要素Ｅ１、第２揺動要素Ｅ２、第１連結要素Ｊ１、及び第２連結要素Ｊ２について、これらの各構成要素間の干渉を無視することのできる構成となっている。
【0080】
また、この仮想平面モデルＭｆｓに表される平面揺動装置２０は、その第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２、並びに第３軌道ＲＴ３及び第４軌道ＲＴ４を「Λ」型に配置した形状から「ラムダドライブ」と称される。そして、このような「ラムダドライブ」型の平面揺動装置２０については、例えば、以下の参考文献等に、その詳細な記述がある。
【0081】
（参考文献）「Horie, A., Nomura, A., Tadakuma, K., Konyo, M., Nagano, H. and Tadokoro,S., "Enhancing Haptic Experience in a Seat with Two-DoF Buttock SkinStretch.," International AsiaHaptics conference, Singapore, November, 2018.」。
【0082】
また、図２５に示すように、上記の仮想平面モデルＭｆｓを仮想球面ＳＳ上に写像することで、本実施形態の揺動装置１と同様、その第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の立体的な揺動を許容する揺動装置３０の仮想球面モデルＭｓｓ０が得られる。
【0083】
即ち、この仮想球面モデルＭｓｓ０においては、中心位置Ｐ０を共有する第１仮想球面ＳＳ１、第２仮想球面ＳＳ２、第３仮想球面ＳＳ３、及び第４仮想球面ＳＳ４が設定される。また、この仮想球面モデルＭｓｓ０に表される揺動装置３０において、第１揺動要素Ｅ１は、その第１仮想球面ＳＳ１上に第１軌道ＲＴ１を形成するとともに、その第２仮想球面ＳＳ２上に第２軌道ＲＴ２を形成する。そして、第２揺動要素Ｅ２は、その第３仮想球面ＳＳ３上に第３軌道ＲＴ３を形成するとともに、その第４仮想球面ＳＳ４上に第４軌道ＲＴ４を形成する。
【0084】
更に、この揺動装置３０は、第１軌道ＲＴ１上の第１移動位置Ｐ１及び第３軌道ＲＴ３上の第３移動位置Ｐ３を有して第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２とを連結する第１連結要素Ｊ１を備える。そして、この揺動装置３０は、第２軌道ＲＴ２上の第２移動位置Ｐ２及び第４軌道ＲＴ４上の第４移動位置Ｐ４を有して第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２とを連結する第２連結要素Ｊ２を備える。
【0085】
尚、この仮想球面モデルＭｓｓ０においてもまた、揺動装置３０を構成する第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２、並びに第１連結要素Ｊ１及び第２連結要素Ｊ２は、その寸法を無限小として取り扱うことができる。また、これにより、これらの各構成要素間の干渉を無視することができる。更に、第１仮想球面ＳＳ１、第２仮想球面ＳＳ２、第３仮想球面ＳＳ３、及び第４仮想球面ＳＳ４の径は、任意に設定することができる。このため、説明の便宜上、この図２５以降に示す仮想球面モデルの説明図については、その第１仮想球面ＳＳ１、第２仮想球面ＳＳ２、第３仮想球面ＳＳ３、及び第４仮想球面ＳＳ４を同一の仮想球面ＳＳ上に図示する。
【0086】
また、この揺動装置３０においては、その第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との連結により、仮想球面ＳＳの中心位置Ｐ０を通って互いに直交する第１軸Ｌ１、第２軸Ｌ２、及び第３軸Ｌ３が規定される。更に、第１軌道ＲＴ１は、第１軸Ｌ１に直交する第１仮想平面ＦＳ１と第１仮想球面ＳＳ１との交線γ１上に設定される円弧軌道としての構成を有する。そして、第２軌道ＲＴ２は、第１軸Ｌ１に直交する第２仮想平面ＦＳ２と第２仮想球面ＳＳ２との交線γ２上に設定される円弧軌道としての構成を有する。
【0087】
また、図２５～図２７に示すように、この揺動装置３０においては、第１軸Ｌ１及び第３軸Ｌ３を含む第１第３軸仮想平面ＦＳ１３上に、仮想球面ＳＳの中心位置Ｐ０を通る交差軸Ｌｘが設定される。そして、第３軌道ＲＴ３は、この交差軸Ｌｘを含んだ第３仮想平面ＦＳ３と第３仮想球面ＳＳ３との交線γ３上に設定される円弧軌道として構成を有する。
【0088】
更に、この揺動装置３０においては、その交差軸Ｌｘを含んで、この交差軸Ｌｘ周りに第３仮想平面ＦＳ３と所定角度δ０をなす第４仮想平面ＦＳ４が設定される。そして、第４軌道ＲＴ４は、この第４仮想平面ＦＳ４と第４仮想球面ＳＳ４との交線γ４上に設定される円弧軌道としての構成を有する。
【0089】
また、この揺動装置３０において、第１連結要素Ｊ１は、その第１軌道ＲＴ１及び第３軌道ＲＴ３に直交する連結軸Ｎ１周りに、これらの第１軌道ＲＴ１及び第３軌道ＲＴ３のなす角度δ１を変更自在に構成される。更に、第２連結要素Ｊ２も同様に、その第２軌道ＲＴ２及び第４軌道ＲＴ４に直交する連結軸Ｎ２周りに、これらの第２軌道ＲＴ２及び第４軌道ＲＴ４のなす角度δ２を変更自在に構成される。具体的には、第１連結要素Ｊ１は、第１移動位置Ｐ１を形成する第１移動部材Ｍ１と第３移動位置Ｐ３を形成する第３移動部材Ｍ３とを相対回転可能に連結することにより形成される。そして、第２連結要素Ｊ２は、第２移動位置Ｐ２を形成する第２移動部材Ｍ２と第４移動位置Ｐ４を形成する第４移動部材Ｍ４とを相対回転可能に連結することにより形成される。
【0090】
即ち、図２８及び図２９に示すように、この揺動装置３０においても、第１軌道ＲＴ１上の第１移動位置Ｐ１及び第２軌道ＲＴ２上の第２移動位置Ｐ２を同一方向に変位させることができる。そして、この揺動装置３０は、これにより、第１仮想球面ＳＳ１及び第２仮想球面ＳＳ２上に形成された第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２の延伸方向に沿った第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の相対移動を許容する。つまりは、その第１連結要素Ｊ１及び第２連結要素Ｊ２を介して連結された第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２について、その第１軸Ｌ１周りの相対回転を許容する構成になっている。
【0091】
また、図３０及び図３１に示すように、この揺動装置３０においては、第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２の少なくとも一方を変位させる態様で、その第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄを変化させることができる。更に、この揺動装置３０は、この相対距離Ｄの変化に基づいて、その第３軌道ＲＴ３上の第３移動位置Ｐ３及び第４軌道ＲＴ４上の第４移動位置Ｐ４を同一方向に変位させることができる。そして、この揺動装置３０は、これにより、その第１仮想球面ＳＳ１及び第２仮想球面ＳＳ２上に形成された第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２の延伸方向に直交する方向に沿った第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の相対移動を許容する。つまりは、これらの第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２について、その仮想球面ＳＳの中心位置Ｐ０を通って第１軸Ｌ１に直交する第２軸Ｌ２周りの相対回転を許容する構成になっている。
【0092】
また、図３２の仮想球面モデルＭｓｓ１に表される揺動装置３１は、上記仮想球面モデルＭｓｓ０に示す揺動装置３０の構成に加え、第３軸Ｌ３周りに第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の相対回転を規制する第３軸回転規制要素ＡＣを備えている。
【0093】
詳述すると、この揺動装置３１において、第２揺動要素Ｅ２は、中心位置Ｐ０を共有する第５仮想球面ＳＳ５と第１軸Ｌ１及び第３軸Ｌ３を含む第１第３軸仮想平面ＦＳ１３との交線γ５上に円弧状の第５軌道ＲＴ５を形成する。また、第１揺動要素Ｅ１は、中心位置Ｐ０を共有する第６仮想球面ＳＳ６と第２軸Ｌ２及び第３軸Ｌ３を含む第２第３軸仮想平面ＦＳ２３との交線γ６上に円弧状の第６軌道ＲＴ６を形成する。
【0094】
具体的には、この揺動装置３１においては、第５軌道ＲＴ５を間に挟んで、第３軌道ＲＴ３、第４軌道ＲＴ４、及び第５軌道ＲＴ５が交差軸Ｌｘ周りに均等角度間隔で配置される。そして、第６軌道ＲＴ６は、その第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２の間に形成されている。
【0095】
また、この揺動装置３１は、第５軌道ＲＴ５上の第５移動位置Ｐ５と第６軌道ＲＴ６上の第６移動位置Ｐ６とを有して第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２とを連結する第３連結要素Ｊ３を備えている。更に、この第３連結要素Ｊ３は、その第５軌道ＲＴ５及び第６軌道ＲＴ６に直交する連結軸Ｎ３周りに、これらの第５軌道ＲＴ５及び第６軌道ＲＴ６のなす角度δ３を直角に保持する。具体的には、第３連結要素Ｊ３は、第５移動位置Ｐ５を形成する第５移動部材Ｍ５と第６移動位置Ｐ６を形成する第６移動部材Ｍ６とを相対回転不能に連結することにより形成される。そして、この揺動装置３１においては、これにより、その第３軸回転規制要素ＡＣが形成されている。
【0096】
即ち、上記の仮想球面モデルＭｓｓ０に表される揺動装置３０においては、第１連結要素Ｊ１の連結軸Ｎ１周りに第１軌道ＲＴ１及び第３軌道ＲＴ３のなす角度δ１が変更自在に構成される。また、第２連結要素Ｊ２の連結軸Ｎ２周りに第２軌道ＲＴ２及び第４軌道ＲＴ４のなす角度δ２を変更自在に構成される。更に、第３軸Ｌ３周りに第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との相対回転が規制されていない場合、第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２、並びに、その相対距離Ｄを固定した状態でも、これらの角度δ１，角度δ２を自在に変更することができる。つまり、第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２に基づき第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の揺動を制御するためには、その第３軸Ｌ３周りの相対回転が規制された状態にあることが必須となる。
【0097】
しかしながら、この仮想球面モデルＭｓｓ１に表される揺動装置３１においては、第３連結要素Ｊ３によって、その第５軌道ＲＴ５及び第６軌道ＲＴ６のなす角度δ３が固定される。そして、これにより、これらの第３連結要素Ｊ３、第５軌道ＲＴ５及び第６軌道ＲＴ６が第３軸回転規制要素ＡＣとして機能することで、その第３軸Ｌ３周りに、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の相対回転が規制される。
【0098】
更に、第５軌道ＲＴ５及び第６軌道ＲＴ６のなす角度δ３が直角に固定されることで、その第３連結要素Ｊ３の連結軸Ｎ３上に第３軸Ｌ３が形成される。つまりは、第５軌道ＲＴ５及び第６軌道ＲＴ６のなす角度δ３を固定した状態で、その第５軌道ＲＴ５の第５移動位置Ｐ５及び第６軌道ＲＴ６上の第６移動位置Ｐ６を変位させることができる。そして、この揺動装置３１は、これにより、第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２に基づいて、その第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りに、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の相対回転を制御することが可能になっている。
【0099】
即ち、この揺動装置３１においては、第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２の延伸方向に沿って第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２を同一方向に変位させる。そして、この揺動装置３１は、これにより、第１連結要素Ｊ１及び第２連結要素Ｊ２を介して連結された第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２を、その第１軸Ｌ１周りに相対回転させることができる。
【0100】
更に、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄを縮めることで、交差軸Ｌｘ周りに所定角度δ０を有して配置された第３軌道ＲＴ３と第４軌道ＲＴ４との間隔が狭まる方向に、第３移動位置Ｐ３及び第４移動位置Ｐ４が変位する。また、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄが広がることで、その第３軌道ＲＴ３と第４軌道ＲＴ４との間隔が狭まる方向に、第３移動位置Ｐ３及び第４移動位置Ｐ４が変位する。そして、この揺動装置３１は、これにより、その第１仮想球面ＳＳ１及び第２仮想球面ＳＳ２上に形成された第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２の延伸方向に直交する方向に沿って、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２が相対移動する。つまりは、これらの第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２を、その仮想球面ＳＳの中心位置Ｐ０を通って第１軸Ｌ１に直交する第２軸Ｌ２周りに相対回転させることができる。
【0101】
また、この揺動装置３１においては、第６軌道ＲＴ６上の第６移動位置Ｐ６が保持されることで、その第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第１軸Ｌ１周りの相対回転が発生しない。更に、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄが保持されることで、第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第２軸Ｌ２周りの相対回転が発生しない。そして、これにより、その第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２の制御に基づいて、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２について、その第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りの相対回転を、それぞれ、独立に制御することが可能になっている。
【0102】
更に、図３３に示す仮想球面モデルＭｓｓ２においては、その第１揺動要素Ｅ１によって、第１軌道ＲＴ１、第２軌道ＲＴ２、及び第６軌道ＲＴ６を兼ねた第１移動位置Ｐ１、第２移動位置Ｐ２、及び第６移動位置Ｐ６の共有軌道ＲＴ１２６が形成されている。そして、この仮想球面モデルＭｓｓ２は、これにより、本実施形態の揺動装置１を表すものとなっている。
【0103】
即ち、図５及び図３３に示すように、本実施形態の揺動装置１においては、そのベースフレーム３が第１揺動要素Ｅ１を構成し、出力部材４が第２揺動要素Ｅ２を構成する。また、そのベース軌道ＲＴＢが共有軌道ＲＴ１２６を構成する。換言すると、ベースフレーム３は、第１軌道ＲＴ１、第２軌道ＲＴ２、及び第６軌道ＲＴ６としての機能を有したベース軌道ＲＴＢを形成する。更に、第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂにより形成される第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂが、それぞれ、第３軌道ＲＴ３及び第４軌道ＲＴ４を構成する。そして、第３の出力フレーム５ｃにより形成される第３の出力軌道ＲＴｃが、その第５軌道ＲＴ５を構成する。
【0104】
また、本実施形態の揺動装置１においては、第１の連結ユニット７ａが、第１連結要素Ｊ１を構成し、第２の連結ユニット７ｂが、第２連結要素Ｊ２を構成する。そして、第３の連結ユニット７ｃが、第３連結要素Ｊ３を構成する。
【0105】
具体的には、第１のベーススライダ９ａが、第１移動位置Ｐ１を形成する第１移動部材Ｍ１を構成し、第２のベーススライダ９ｂが、第２移動位置Ｐ２を形成する第２移動部材Ｍ２を構成する。そして、第３のベーススライダ９ｃが、第６移動位置Ｐ６を形成する第６移動部材Ｍ６を構成する。
【0106】
また、第１の出力スライダ１０ａが、第３移動位置Ｐ３を形成する第３移動部材Ｍ３を構成し、第２の出力スライダ１０ｂが、第４移動位置Ｐ４を形成する第４移動部材Ｍ４を構成する。そして、第３の出力スライダ１０ｃが、第５移動位置Ｐ５を形成する第５移動部材Ｍ５を構成する。
【0107】
また、第１の連結ユニット７ａの連結軸Ｎａが、第１連結要素Ｊ１の連結軸Ｎ１に相当し、第２の連結ユニット７ｂの連結軸Ｎｂが、第２連結要素Ｊ２の連結軸Ｎ２に相当する。更に、第３の連結ユニット７ｃの連結軸Ｎｃが、第３連結要素Ｊ３の連結軸Ｎ３に相当する。そして、連結シャフト６の軸線６ｘが、その交差軸Ｌｘを構成する。
【0108】
また、この仮想球面モデルＭｓｓ２においては、その仮想球面ＳＳの径方向における第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の配置を任意に変更することが可能である。従って、本実施形態の揺動装置１についてもまた、上記構成要素が干渉しない範囲において、その第１揺動要素Ｅ１を構成するベースフレーム３と第２揺動要素Ｅ２を構成する出力部材４との配置を任意に変更することができる。
【0109】
例えば、円弧形状をなすベースフレーム３の外側で、その出力部材４が揺動する構成を採用することができる。また、仮想球面モデルＭｓｓ２では、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２が、仮想球面ＳＳの中心位置Ｐ０周りにおいて相対的に揺動する。このため、本実施形態の揺動装置１についてもまた、例えば、第２揺動要素Ｅ２を構成する出力部材４を固定することにより、その略球形のかご型形状に沿うように、ベースフレーム３を含む第１揺動要素Ｅ１が揺動する構成を採用することができる。更に、仮想球面モデルＭｓｓ２は、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の揺動により、共有軌道ＲＴ１２６上の第１移動位置Ｐ１、第２移動位置Ｐ２、及び第６移動位置Ｐ６が変位する。従って、本実施形態の揺動装置１についてもまた、その出力部材４の揺動を入力とし、そのベースフレーム３の延伸方向に移動する第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃの位置変化を出力とする構成を採用することができる。
【0110】
次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）揺動装置１は、円弧状に延びるベース軌道ＲＴＢを形成するベースフレーム３と、円弧状に延びる第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂを形成する第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂと、を備える。また、揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢ上を移動する第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂと、第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂ上を移動する第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂと、を備える。更に、第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂは、共有する軸線６ｘ周りに所定角度αを有して第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂを配置する状態で連結される。そして、揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢ並びに第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂが中心位置Ｐ０を共有する状態で、その第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂと第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂとが、それぞれ相対回転可能に連結される。
（１）揺動装置１は、円弧状に延びるベース軌道ＲＴＢを形成するベースフレーム３と、円弧状に延びる第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂを形成する第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂと、を備える。また、揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢ上を移動する第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂと、第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂ上を移動する第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂと、を備える。更に、第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂは、共有する軸線６ｘ周りに所定角度αを有して第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂを配置する状態で連結される。そして、揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢ並びに第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂが中心位置Ｐ０を共有する状態で、その第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂと第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂとが、それぞれ相対回転可能に連結される。
【0111】
上記構成によれば、ベース軌道ＲＴＢ並びに第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂが共有する中心位置Ｐ０周りに、ベースフレーム３と第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂとの間の相対回転が許容される。そして、これにより、そのベースフレーム３を含む第１揺動要素Ｅ１と第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂを含む第２揺動要素Ｅ２との間の立体的な揺動を許容することができる。
【0112】
即ち、周方向にベース軌道ＲＴＢが延在する状態で、その中心位置Ｐ０を通る第１軸Ｌ１が形成される。そして、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂが、そのベース軌道ＲＴＢ上を同一方向に移動することで、その第１軸Ｌ１周りに、ベースフレーム３と第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂとの間の相対回転を許容することができる。
【0113】
また、第１軸Ｌ１に直交するとともに、その中心位置Ｐ０を通って互いに直交する第２軸Ｌ２及び第３軸Ｌ３が形成される。更に、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの相対距離Ｄが変化することで、第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂが、それぞれ、その対応する第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂ上を同一方向に移動する。そして、これにより、その第２軸Ｌ２周りに、ベースフレーム３と第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂとの間の相対回転を許容することができる。
【0114】
更に、これらのベースフレーム３及び第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂが揺動する仮想球面ＳＳの径方向において、構成要素の薄型化を図ることができる。そして、同じく仮想球面ＳＳの径方向において、そのベースフレーム３を含んだ第１揺動要素Ｅ１と第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂを含んだ第２揺動要素Ｅ２との配置を入れ替えることができる。
【0115】
（２）揺動装置１は、ベース軌道ＲＴＢ上を移動する第３のベーススライダ９ｃと、円弧状に延びる第３の出力軌道ＲＴｃを形成する第３の出力フレーム５ｃと、その第３の出力軌道ＲＴｃ上を移動する第３の出力スライダ１０ｃと、を備える。第３の出力フレーム５ｃは、共有する軸線６ｘ周りに均等角度間隔で第１～第３の出力軌道ＲＴａ～ＲＴｃが形成されるように、第１及び第２の出力フレーム５ａ，５ｂの間の位置に連結される。また、第３の出力軌道ＲＴｃは、ベース軌道ＲＴＢ並びに第１及び第２の出力軌道ＲＴａ，ＲＴｂと中心位置Ｐ０を共有する。そして、揺動装置１は、その第３のベーススライダ９ｃと第３の出力スライダ１０ｃとが相対回転不能に連結された構成を有する。
【0116】
上記構成によれば、第３のベーススライダ９ｃ及び第３の出力スライダ１０ｃが配置された位置を通って第３軸Ｌ３が形成される。更に、この第３軸Ｌ３周りにベース軌道ＲＴＢと第３の出力軌道ＲＴｃとのなす角度が直角に固定される。そして、これにより、第３のベーススライダ９ｃと一体にベース軌道ＲＴＢ上を移動する第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂの配置に基づいて、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りに、第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との相対回転を制御することができる。
【0117】
加えて、その第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２間の揺動を入力とし、そのベースフレーム３の延伸方向に移動する第１～第３の連結ユニット７ａ～７ｃの位置変化を出力とする構成を採用することもできる。
【0118】
（３）揺動装置１は、第１のベーススライダ９ａに駆動力を付与してベース軌道ＲＴＢ上の第１移動位置Ｐ１を制御する第１位置制御部１８ａを備える。そして、揺動装置１は、第２のベーススライダ９ｂに駆動力を付与してベース軌道ＲＴＢ上の第２移動位置Ｐ２を制御する第２位置制御部１８ｂと、を備える。
【0119】
上記構成によれば、第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃの配置を自在に変更することができる。そして、これにより、容易に、その第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りに、第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との相対回転を制御することができる。
【0120】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0121】
・上記実施形態の揺動装置１においては、第３の出力フレーム５ｃが、その仮想球面モデルＭｓｓ２における第５軌道ＲＴ５としての機能を有した第３の出力軌道ＲＴｃを形成する。また、そのベースフレーム３が、第６軌道ＲＴ６としての機能を有したベース軌道ＲＴＢを形成し、第３の連結ユニット７ｃが、第３連結要素Ｊ３として機能する。更に、第３の連結ユニット７ｃが、そのベース軌道ＲＴＢと第３の出力軌道ＲＴｃとのなす角度を直角に保持する。そして、これにより、その第３軸Ｌ３周りに第１揺動要素Ｅ１を構成するベースフレーム３及び第２揺動要素Ｅ２を構成する出力部材４の相対回転が規制される態様で、その第３軸回転規制要素ＡＣが形成されることとした。
【0122】
しかし、これに限らず、例えば、図３４の仮想球面モデルＭｓｓ３に表される揺動装置３３のように、その第３軸回転規制要素ＡＣの構成を変更してもよい。
詳述すると、この揺動装置３３においては、第１揺動要素Ｅ１が、第１軸Ｌ１上に固定点ＦＸを形成する。そして、この揺動装置３３は、この固定点ＦＸに対する固定位置Ｐｆｘと第５軌道ＲＴ５上の第５移動位置Ｐ５とを有して第１軸Ｌ１周りに第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２とを相対回転可能に連結する第３軸回転規制部材Ｊｆｘを備えている。
詳述すると、この揺動装置３３においては、第１揺動要素Ｅ１が、第１軸Ｌ１上に固定点ＦＸを形成する。そして、この揺動装置３３は、この固定点ＦＸに対する固定位置Ｐｆｘと第５軌道ＲＴ５上の第５移動位置Ｐ５とを有して第１軸Ｌ１周りに第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２とを相対回転可能に連結する第３軸回転規制部材Ｊｆｘを備えている。
【0123】
即ち、第３軸回転規制部材Ｊｆｘによって、その第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第１軸Ｌ１周りの相対回転が許容される。また、第５軌道ＲＴ５上の第５移動位置Ｐ５が変位することにより、その第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第２軸Ｌ２周りの相対回転が許容される。更に、第３軸回転規制部材Ｊｆｘが固定点ＦＸに対する固定位置Ｐｆｘを有することで、その第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第３軸Ｌ３周りの相対回転が規制される。そして、これにより、これらの第５軌道ＲＴ５、第３軸回転規制部材Ｊｆｘ、及び固定点ＦＸによって、その第３軸回転規制要素ＡＣが形成されている。
【0124】
例えば、上記実施形態の揺動装置１を変形する場合、固定点ＦＸは、そのベースフレーム３とともに第１揺動要素Ｅ１を構成する支持フレーム２に設定することができる。即ち、上記実施形態の揺動装置１においては、図３中、領域εに示す位置に第１軸Ｌ１が形成される。更に、この領域εに第１及び第２の連結ユニット７ａ，７ｂと同様の回転ジョイントを有した連結ユニットを配置する（図８及び図９参照）。具体的には、その出力スライダを第３の出力フレーム５ｃに連結し、そのベーススライダを支持フレーム２に連結する。そして、これにより、この連結ユニットを用いて第３軸回転規制部材Ｊｆｘを形成することができる。このような構成を採用しても上記実施形態の揺動装置１と同様の効果を得ることができる。
【0125】
尚、この仮想球面モデルＭｓｓ３に表される揺動装置３３においては、第６軌道ＲＴ６及び第３連結要素Ｊ３が不要となっている。そして、これにより、第１揺動要素Ｅ１は、その第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２を兼ねた第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２の共有軌道ＲＴ１２を形成する構成になっている。
【0126】
・また、図２５の仮想球面モデルＭｓｓ０に表される揺動装置３０についてもまた、その第１連結要素Ｊ１及び第３軌道ＲＴ３の構成、並びに、第２連結要素Ｊ２及び第４軌道ＲＴ４の構成を変更することで、その第３軸回転規制要素ＡＣを付加することができる。
【0127】
例えば、第１移動部材Ｍ１と第３移動部材Ｍ３とを相対回転不能に連結することにより、その第１連結要素Ｊ１を形成するとともに、第２移動部材Ｍ２と第４移動部材Ｍ４とを相対回転不能に連結することにより、その第２連結要素Ｊ２を形成する。
【0128】
更に、図３５～図３８に示すように、第３軌道ＲＴ３は、第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第２軸Ｌ２周りの相対回転に依らず、第１連結要素Ｊ１の連結軸Ｎ１周りに第１軌道ＲＴ１との間になす角度δ１が一定となるように構成された曲線軌道とする。そして、第４軌道ＲＴ４もまた、第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第２軸Ｌ２周りの相対回転に依らず、第２連結要素Ｊ２の連結軸Ｎ２周りに第２軌道ＲＴ２との間になす角度δ２が一定となるように構成された曲線軌道とする。このような構成を採用することで、その第１軌道ＲＴ１、第３軌道ＲＴ３、及び第１連結要素Ｊ１、並びに第２軌道ＲＴ２、第４軌道ＲＴ４、及び第２連結要素Ｊ２が、第３軸回転規制要素ＡＣとして機能するようになる。
【0129】
即ち、第１軌道ＲＴ１及び第３軌道ＲＴ３のなす角度δ１、並びに第２軌道ＲＴ２及び第４軌道ＲＴ４のなす角度δ２の何れかを固定角とすることにより、第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第３軸Ｌ３周りの相対回転を規制することができる。また、第２軸Ｌ２周りの相対回転時にも、第１軌道ＲＴ１及び第３軌道ＲＴ３のなす角度δ１が一定であれば第１連結要素Ｊ１には、その連結軸Ｎ１周りに第１移動部材Ｍ１及び第３移動部材Ｍ３を相対回転させる力が働かない。同様に、第２軌道ＲＴ２及び第４軌道ＲＴ４のなす角度δ２が一定であれば、第２連結要素Ｊ２には、その連結軸Ｎ２周りに第２移動部材Ｍ２及び第４移動部材Ｍ４を相対回転させる力が働かない。従って、このような構成を採用しても、上記実施形態の揺動装置１と同様、その第２軸Ｌ２周りに、第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の円滑な相対回転を担保することができる。更に、各連結軸Ｎ１，Ｎ２周りの相対回転を許容する回転ジョイントのような可動部品が不要となる。そして、これにより、構成の簡素化を図ることができる。
【0130】
・また、図３５～図３８に示す曲線軌道は、その第１軌道ＲＴ１及び第３軌道ＲＴ３のなす角度δ１、並びに第２軌道ＲＴ２及び第４軌道ＲＴ４のなす角度δ２が、ともに「６０°」で一定となるように構成されている。しかし、これに限らず、その第３軌道ＲＴ３に設定された曲線軌道に基づき一定に保持される角度δ１の値、及び第４軌道ＲＴ４に設定された曲線軌道に基づき一定に保持される角度δ２の値は、任意に変更してもよい。更に、これらの角度δ１，δ２に異なる値を設定してもよい。そして、第３軌道ＲＴ３又は第４軌道ＲＴ４の何れか一方が、図３５～図３８に示すような曲線軌道を有する構成としてもよい。
【0131】
例えば、図３９の仮想球面モデルＭｓｓ４に表される揺動装置３４は、その第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２を兼ねた第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２の共有軌道ＲＴ１２を有している。更に、この揺動装置３４における第３軌道ＲＴ３は、上記各仮想球面モデルＭｓｓ０～Ｍｓｓ３と同じ円弧軌道として構成を有している。そして、第１連結要素Ｊ１もまた、その第１移動位置Ｐ１を形成する第１移動部材Ｍ１と第３移動位置Ｐ３を形成する第３移動部材Ｍ３とを相対回転に連結する構成となっている。
【0132】
一方、第２連結要素Ｊ２は、第２移動部材Ｍ２と第４移動部材Ｍ４とを相対回転不能に連結する。更に、第４軌道ＲＴ４は、第１揺動要素Ｅ１と第２揺動要素Ｅ２との間の第２軸Ｌ２周りの相対回転に依らず、第２連結要素Ｊ２の連結軸Ｎ２周りに第２軌道ＲＴ２との間になす角度δ２が一定となるように構成された曲線軌道としての構成を有している。そして、これにより、第２軌道ＲＴ２、第４軌道ＲＴ４、及び第２連結要素Ｊ２が、第３軸回転規制要素ＡＣとして機能する構成になっている。このような構成を採用しても、上記実施形態の揺動装置１と同様の効果を得ることができる。
【0133】
ここで、この揺動装置３４における第４軌道ＲＴ４は、その第２連結要素Ｊ２の連結軸Ｎ２周りに第２軌道ＲＴ２との間になす角度δ２が９０°で一定となるように、その曲線軌道の形状が設定されている。そして、これにより、この第４軌道ＲＴ４は、上記各仮想球面モデルＭｓｓ１～Ｍｓｓ３における第５軌道ＲＴ５と同じ円弧軌道を有するものとなっている。
【0134】
即ち、図３９及び図４０に示すように、この仮想球面モデルＭｓｓ４に表される揺動装置３４は、上記実施形態の揺動装置１から、その第２の出力フレーム５ｂ及び第２の連結ユニット７ｂを取り外した別例の揺動装置１Ｂと等価である。そして、このような構成を採用することで、構成の簡素化を図ることができる。
【0135】
尚、この揺動装置１Ｂにおいては、第３の連結ユニット７ｃを第２連結要素Ｊ２とみなして、その第３のベーススライダ９ｃを駆動するとよい。そして、これにより、その第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２に基づいて、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２について、その第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りの相対回転を、それぞれ、独立に制御することができる。
【0136】
・また、例えば、第１揺動要素Ｅ１又は第２揺動要素Ｅ２に対する係合部材によって、その第３軸Ｌ３周りの相対回転を抑制する等、上記以外の方法で第３軸回転規制要素ＡＣが形成される構成であってもよい。
【0137】
・上記実施形態の揺動装置１では、その第３の連結ユニット７ｃが、仮想球面モデルＭｓｓ２における第３連結要素Ｊ３を構成する。そして、この第３の連結ユニット７ｃは、その第５移動位置Ｐ５を形成する第５移動部材Ｍ５としての第３の出力スライダ１０ｃと、その第６移動位置Ｐ６を形成する第６移動部材Ｍ６としての第３のベーススライダ９ｃとを相対回転不能に連結してなることとした。しかし、これに限らず、これらの第３のベーススライダ９ｃと第３の出力スライダ１０ｃとを相対回転可能に連結することにより、その第３の連結ユニット７ｃが形成される構成としてもよい。
【0138】
即ち、このような揺動装置３５は、図４１及び図４２に示す仮想球面モデルＭｓｓ５に表すことができる。そして、この揺動装置３５においては、その第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２の制御に基づいて、第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２について、その第１軸Ｌ１、第２軸Ｌ２、及び第３軸Ｌ３周りの相対回転を、それぞれ制御することができる。
【0139】
具体的には、この揺動装置３５においては、第１移動位置Ｐ１と第６移動位置Ｐ６との相対距離Ｄ１６及び第２移動位置Ｐ２と第６移動位置Ｐ６との相対距離Ｄ２６の変化を伴って、その第３軸Ｌ３周りに第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２が相対回転する。従って、上記実施形態の揺動装置１と同じ、そのベース軌道ＲＴＢ上の第１移動位置Ｐ１を制御する第１位置制御部１８ａ及び第２移動位置Ｐ２を制御する第２位置制御部１８ｂによって、この第３軸Ｌ３周りの相対回転を制御することができる。
【0140】
例えば、図４１に示すように、第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄを保持する状態で、第１移動位置Ｐ１と第６移動位置Ｐ６との相対距離Ｄ１６を縮小し、第２移動位置Ｐ２と第６移動位置Ｐ６との相対距離Ｄ２６を拡大する。そして、これにより、見かけ上、その第３軸Ｌ３周りに、第１揺動要素Ｅ１に対して第２揺動要素Ｅ２を、図４１中、時計回り方向に回動させることができる。
【0141】
また、図４２に示すように、同じく第１移動位置Ｐ１と第２移動位置Ｐ２との相対距離Ｄを保持する状態で、第１移動位置Ｐ１と第６移動位置Ｐ６との相対距離Ｄ１６を拡大し、第２移動位置Ｐ２と第６移動位置Ｐ６との相対距離Ｄ２６を縮小する。そして、これにより、見かけ上、その第３軸Ｌ３周りに、第１揺動要素Ｅ１に対して第２揺動要素Ｅ２を、図４２中、反時計回り方向に回動させることができる。
【0142】
更に、この揺動装置３５は、このように第３軸Ｌ３周りに第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２が相対回転した状態で、その第３軸Ｌ３周りの相対回転が発生する前の第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りの相対回転を制御することができる。そして、その第３軸Ｌ３周りの相対回転を考慮した補正を加えることで、この第３軸Ｌ３周りの相対回転により形成される新たな第１軸Ｌ１´及び第２軸Ｌ２´周りの相対回転を制御することもできる。
【0143】
・上記実施形態の揺動装置１においては、円弧軌道としての構成を有したベース軌道ＲＴＢ上を第１～第３のベーススライダ９ａ～９ｃが移動することで、そのベース軌道ＲＴＢを含むベース仮想平面ＦＳＢに直交する第１軸Ｌ１が形成される。更に、この揺動装置１を表す仮想球面モデルＭｓｓ２においては、第１軌道ＲＴ１、第２軌道ＲＴ２、及び第６軌道ＲＴ６としての機能を有した共有軌道ＲＴ１２６が、そのベース軌道ＲＴＢに相当する。そして、上記各仮想球面モデルにおける第１軌道ＲＴ１、第２軌道ＲＴ２、共有軌道ＲＴ１２、及び共有軌道ＲＴ１２６は、それぞれ、第１軸Ｌ１に直交する仮想平面と、中心位置Ｐ０を共有する仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であることとした。しかし、これに限らず、第１仮想球面ＳＳ１上における第１軌道ＲＴ１の配置、及び第２仮想球面ＳＳ２上における第２軌道ＲＴ２の配置は、任意に変更してもよい。
【0144】
例えば、図４３の仮想球面モデルＭｓｓ６に表される揺動装置３６のように、第２軸Ｌ２を含む仮想平面との交線γ７，γ８上に、それぞれ、第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２が設定される構成としてもよい。そして、これらの第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２は、必ずしも、円弧軌道でなくともよい。
【0145】
但し、第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２を制御する観点では、第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２は、第１軸Ｌ１に直交する仮想平面と、中心位置Ｐ０を共有する仮想球面との交線上に設定される円弧軌道であることが望ましい。更に、これらの第１軌道ＲＴ１及び第２軌道ＲＴ２が同一の曲率半径を有していることが望ましい。これにより、その第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２を容易に制御することができる。
【0146】
・上記実施形態では、第１及び第２のベーススライダ９ａ，９ｂに駆動力を付与してベース軌道ＲＴＢ上の第１移動位置Ｐ１及び第２移動位置Ｐ２を制御することとした。しかし、これに限らず、第１及び第２の出力スライダ１０ａ，１０ｂに駆動力を付与する構成としてもよい。そして、第１及び第２の連結ユニット７ａ，７ｂの連結軸Ｎａ，Ｎｂ周りに回転トルクを付与する構成としてもよい。
【0147】
・また、第３の連結ユニット７ｃに駆動力を付与する構成としてもよい。更に、例えば、上記仮想球面モデルＭｓｓ５に表される揺動装置３５のように、第３のベーススライダ９ｃと第３の出力スライダ１０ｃとを相対回転可能に連結してなる構成においては、その連結軸Ｎｃ周りに回転トルクを付与する構成としてもよい。そして、上記仮想球面モデルＭｓｓ３に表される揺動装置３３のような第３軸回転規制部材Ｊｆｘを備える構成では、この第３軸回転規制部材Ｊｆｘに回転トルクを付与する構成としてもよい。
【0148】
・また、第１軌道ＲＴ１及び第３軌道ＲＴ３のなす角度δ１、並びに第２軌道ＲＴ２及び第４軌道ＲＴ４のなす角度δ２を検出する構成としてもよい。これにより、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２周りの相対回転位置に加え、第３軸Ｌ３周りに、その第１揺動要素Ｅ１及び第２揺動要素Ｅ２の相対回転位置を把握することができる。そして、これらの角度δ１，δ２を、その駆動制御に用いる構成としてもよい。
【符号の説明】
【0149】
１…揺動装置
３…ベースフレーム
ＲＴＢ…ベース軌道
５ａ…第１の出力フレーム
５ｂ…第２の出力フレーム
９ａ…第１のベーススライダ
９ｂ…第２のベーススライダ
ＲＴａ…第１の出力軌道
ＲＴｂ…第２の出力軌道
１０ａ…第１の出力スライダ
１０ｂ…第２の出力スライダ
６ｘ…軸線
α…所定角度
Ｐ０…中心位置
３…ベースフレーム
ＲＴＢ…ベース軌道
５ａ…第１の出力フレーム
５ｂ…第２の出力フレーム
９ａ…第１のベーススライダ
９ｂ…第２のベーススライダ
ＲＴａ…第１の出力軌道
ＲＴｂ…第２の出力軌道
１０ａ…第１の出力スライダ
１０ｂ…第２の出力スライダ
６ｘ…軸線
α…所定角度
Ｐ０…中心位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
