JP2020001688A - Coupling device and expansion structure incorporated with the couling device - Google Patents

Coupling device and expansion structure incorporated with the couling device Download PDF

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Abstract

To provide a coupling device utilizing switching of a magnet and a magnetic field, and an expansion structure incorporated with the coupling device.SOLUTION: When electric currents are passed, in a direction in which a driving rod is energized in a coupling direction, to a solenoid coil of an active-side device, in a state where a tip part of the active-side device confronts an opening part of a passive-side device 10, the driving rod and a coupling rod 43 move in the coupling direction. Shutters 14 and 15 are in open states, a tip part of the coupling rod 43 reaches a circular recessed part through the opening part of the passive-side device 10, and a groove part at the tip part of the coupling rod 43 comes to a position between the shutter 14 and the shutter 15. In this state, when electric currents are passed, in a direction in which the tip part of the coupling rod 43 acts as a magnet attracting a permanent magnet, to a solenoid coil at a magnet switching side, the shutters 14 and 15 are attracted to the tip part of the coupling rod 43 to be brought into lock states.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、磁石および磁界の切り替えを利用してパッシブ側装置とアクティブ側装置とを結合させる結合装置および当該結合装置が組み込まれた展開構造物に関する。   The present invention relates to a coupling device that couples a passive-side device and an active-side device by using switching of a magnet and a magnetic field, and a deployment structure incorporating the coupling device.

地球の周回軌道上で構造物を構築する場合に使用される結合装置には、必要な剛性・強度があること、軽量であること、機構がシンプルであること等が要求される。これまでに、軌道上で構築された大型構造物の代表的なものとしては、国際宇宙ステーション(ISS)があるが、ISSでは構造物の各部の接続にボルト・ナット機構やラッチ機構などの結合装置が使用されている(たとえば特許文献1参照)。   The coupling device used when constructing a structure on the orbit of the earth is required to have necessary rigidity and strength, to be lightweight, to have a simple mechanism, and the like. To date, the International Space Station (ISS) has been a typical example of large structures built on orbit. In the ISS, bolts, nuts, and latches are used to connect each part of the structures. An apparatus is used (for example, see Patent Document 1).

また、互いに正対するオス側装置とメス側装置において、オス側装置の結合ピンを、メス側装置の電磁石により生成される磁界により、メス側装置の方に引き寄せ、かつ、メス側装置のロックピンがオス側装置の結合ピンに係止する結合装置を本願発明者は提案している(特許文献2)。この結合装置によれば、電磁石のオン/オフを利用して、各部の係止状態、係合状態を制御することができるので、構造が簡素化され、精密な位置合わせも不要となるので、結合および結合解除の作業並びにオス側およびメス側を正対させる作業が容易となり、作業負担を大幅に軽減するものである。   Further, in the male device and the female device facing each other, the coupling pin of the male device is drawn toward the female device by the magnetic field generated by the electromagnet of the female device, and the lock pin of the female device. The inventor of the present application has proposed a coupling device that locks with a coupling pin of a male device (Patent Document 2). According to this coupling device, the locked state and the engaged state of each part can be controlled by using the on / off of the electromagnet, so that the structure is simplified and precise positioning is not required. The work of connecting and disconnecting and the work of directly facing the male and female sides are facilitated, and the work load is greatly reduced.

特開2007−245880号公報JP 2007-245880 A 特開2017−109734号公報JP 2017-109734 A

宇宙太陽光発電システム(SSPS)のような数百メートルから数キロメートル級の大型宇宙構造物の軌道上での構築においてボルト・ナット機構やラッチ機構を使用すると、宇宙飛行士による船外活動やロボットアーム操作、あるいは高機能な組み立てロボットや組み立て装置が必要となるため、構築コストが高くなり、構築に要する期間も増大する。また、構造物の規模が大きいと、構造部材の数が多くなり、構築の途中で不具合が発生する確率が高まる。そのため、不具合が発生した構造物を容易に分離できることも重要となる。   The use of bolts and nuts and latches in orbital construction of large space structures ranging from hundreds of meters to several kilometers, such as the Space Solar Power System (SSPS), can lead to extra space activities by astronauts and robots. Since an arm operation or a high-performance assembling robot or assembling apparatus is required, the construction cost is increased, and the period required for the construction is also increased. In addition, when the scale of the structure is large, the number of structural members increases, and the probability of occurrence of a problem during construction increases. Therefore, it is also important that the structure in which the defect has occurred can be easily separated.

また、特許文献2にあっては、オス側装置の結合ピンを引き寄せるために、メス側装置に強力な電磁石を設置する必要があり、結合装置の小型化や消費電力の節減に制約が生じる懸念があるのに加え、一つの電磁石でオス側装置の結合ピンと、メス側装置のロックピンを制御する必要があり、電磁石が生成する磁界の制御精度を高くする必要があった。   Further, in Patent Document 2, it is necessary to install a strong electromagnet in the female device in order to draw the coupling pin of the male device, and there is a concern that miniaturization of the coupling device and reduction in power consumption are restricted. In addition to this, it is necessary to control the coupling pin of the male device and the lock pin of the female device with one electromagnet, and it is necessary to increase the control accuracy of the magnetic field generated by the electromagnet.

そこで本発明は、上記のような問題を解決すべく、磁石および磁界の切り替えを利用しながらも、小型化や消費電力の節減が容易であり、かつ磁界の制御を容易にした結合装置および当該結合装置が組み込まれた展開構造物を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a coupling device that can easily be reduced in size and power consumption and easily controls a magnetic field while utilizing switching between a magnet and a magnetic field. A deployment structure incorporating a coupling device is provided.

本発明は、第1の構造物と第2の構造物とを結合する結合装置であって、
前記第1の構造物に設けられ、磁化部を有する結合部材と、
前記結合部材の磁化部の磁極を切替可能に磁化する磁極切替部と、
前記第2の構造物に設けられ、前記結合部材を受容する受容部と、
前記磁化部の磁極と相互作用して、前記受容部に受容された結合部材を係止する係止部とを備える。
The present invention is a coupling device for coupling a first structure and a second structure,
A coupling member provided on the first structure and having a magnetized portion;
A magnetic pole switching unit that magnetizes the magnetic pole of the magnetized unit of the coupling member in a switchable manner,
A receiving portion provided on the second structure, for receiving the coupling member;
A locking portion that interacts with a magnetic pole of the magnetized portion to lock the coupling member received by the receiving portion.

本願発明によれば、第1の構造物と第2の構造物との結合にあって、磁石および磁界の切り替えを利用しながらも、小型化や消費電力の節減が容易であり、かつ磁界の制御を容易にすることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in coupling of a 1st structure and a 2nd structure, while utilizing switching of a magnet and a magnetic field, size reduction and reduction of power consumption are easy, and magnetic field reduction. Control can be facilitated.

本発明の実施の一形態に係る結合装置の概略断面図である。It is an outline sectional view of the coupling device concerning one embodiment of the present invention. アクティブ側装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of an active side apparatus. パッシブ側装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a passive side apparatus. パッシブ側装置を、プレートを取り外した状態で示した正面図である。It is the front view which showed the passive side apparatus in the state which removed the plate. パッシブ側装置およびアクティブ側装置が実際の展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置とアクティブ側装置の先端部分を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the front-end | tip part of the passive side apparatus and the active side apparatus when the passive side apparatus and the active side apparatus are integrated in an actual deployment structure. 展開部の全体を斜め下方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the whole deployment part from diagonally downward. 2列の展開部からなる展開構造物が展開する様子を時系列的に示した斜め上方から見た斜視図である。It is the perspective view seen from diagonally above which showed the mode that the deployment structure which consists of two rows of deployment parts unfolded was shown in time series. 他の実施形態に係る結合装置の概略断面図である。It is an outline sectional view of a coupling device concerning other embodiments. 他の実施形態のパッシブ側装置のシャッタ部分を示した正面図である。It is the front view which showed the shutter part of the passive side apparatus of other embodiment. 第2実施形態のパッシブ側装置およびアクティブ側装置が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置とアクティブ側装置の先端部分を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the front-end | tip part of the passive side apparatus and the active side apparatus when the passive side apparatus and the active side apparatus of 2nd Embodiment are integrated in a deployment structure. 第2実施形態のパッシブ側装置およびアクティブ側装置が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置の結合爪が、アクティブ側装置の先端部分に引っ掛かる様子を示した正面図である。It is the front view which showed a mode that the coupling nail | claw of a passive side apparatus is hooked on the front-end | tip part of an active side apparatus, when the passive side apparatus and active side apparatus of 2nd Embodiment are integrated in a deployment structure. 第2実施形態のパッシブ側装置およびアクティブ側装置が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置の結合爪が、アクティブ側装置の先端部分に引っ掛かる直前の段階を示した斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a stage immediately before a coupling claw of a passive-side device is hooked on a tip end portion of an active-side device when the passive-side device and the active-side device according to the second embodiment are incorporated in a deployment structure. 第2実施形態のパッシブ側装置およびアクティブ側装置が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置の結合爪が、アクティブ側装置の先端部分に引っ掛かり始めた時の段階を示した斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a stage when the coupling claw of the passive-side device starts to be caught on the tip portion of the active-side device when the passive-side device and the active-side device according to the second embodiment are incorporated in the deployment structure. is there. 第2実施形態のパッシブ側装置およびアクティブ側装置が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置の結合爪が、アクティブ側装置の先端部分に引っ掛かり、結合爪と先端部分が嵌め合った段階を示した斜視図である。When the passive-side device and the active-side device according to the second embodiment are incorporated in the deployment structure, the coupling claw of the passive-side device is hooked on the distal end portion of the active-side device, and the coupling claw and the distal end portion are fitted. FIG. 第2実施形態のパッシブ側装置およびアクティブ側装置が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置の結合爪が、アクティブ側装置の先端部分に引っ掛かり、結合爪と先端部分が嵌め合い、結合爪がD2方向に沿って曳航した段階を示した斜視図である。When the passive-side device and the active-side device according to the second embodiment are incorporated in the unfolded structure, the coupling claw of the passive-side device is hooked on the distal end portion of the active-side device, and the coupling claw and the distal end portion are fitted to each other, thereby joining. It is the perspective view which showed the stage where the claw was towed along the D2 direction.

以下に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。本実施の形態の結合装置は、宇宙用途の展開構造物に適用することを意図して製作されたものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、地上用途の構造物に適用することも可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The coupling device according to the present embodiment is manufactured with the intention of being applied to a deployed structure for space use, but the present invention is not limited to this, and is applicable to a structure for ground use. It is also possible.

図1は、本発明の実施の一形態に係る結合装置の概略断面図であり、図1(a)は離間状態を示し、図1(b)は結合状態を示している。本実施の形態に係る結合装置は、第1の構造物である展開部61に組み込まれたアクティブ側装置20と、第2の構造物である展開部60に組み込まれ、レール60aの紙面下方向、すなわち矢示Y方向に摺動可能に保持されたパッシブ側装置10とを含んで構成される。なお、以下の説明において各図中の矢示X、Y、Zはそれぞれ同じ方向を示している。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a coupling device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a separated state, and FIG. 1B shows a coupled state. The coupling device according to the present embodiment is incorporated in an active-side device 20 incorporated in a developing unit 61 as a first structure and an active unit 20 in a developing unit 60 as a second structure, and is directed downward from the rail 60a. That is, the passive-side device 10 is slidably held in the direction indicated by the arrow Y. In the following description, arrows X, Y, and Z in the drawings indicate the same direction.

アクティブ側装置20には、パッシブ側装置10との結合部分に対して後方側に位置する駆動部30、パッシブ側装置10との結合部分に対して前方側に位置する磁極切替部40が含まれる。駆動部30の駆動ロッド33と磁極切替部40の結合ロッド43とは、連結手段としてのジョイント部50によって連結されている。図2には、アクティブ側装置の概略斜視図を示した。駆動部30には、例えば細長い円筒状の磁性体(例えば鉄)からなる管31と、その周りに巻回された駆動用のソレノイドコイル32と、管31の中にあって長手方向に移動できるようされた非磁性体の材料(例えば真鍮)からなる駆動ロッド33と、管31に沿って設けられたアクティブ側装置20を展開部61に装着するための装着部34と、駆動ロッド33の管31の後端から突出した端部に設けられた永久磁石35と、駆動ロッド33の管31の前端より前方に設けられた永久磁石55とが含まれる。   The active device 20 includes a drive unit 30 located on the rear side with respect to the coupling portion with the passive device 10 and a magnetic pole switching unit 40 located on the front side with respect to the coupling portion with the passive device 10. . The driving rod 33 of the driving unit 30 and the coupling rod 43 of the magnetic pole switching unit 40 are connected by a joint 50 as connecting means. FIG. 2 is a schematic perspective view of the active device. The drive unit 30 includes a tube 31 made of, for example, an elongated cylindrical magnetic body (for example, iron), a driving solenoid coil 32 wound therearound, and a longitudinally movable member inside the tube 31. A driving rod 33 made of a non-magnetic material (for example, brass), a mounting part 34 provided along the pipe 31 for mounting the active-side device 20 to the developing part 61, and a pipe of the driving rod 33 A permanent magnet 35 provided at an end protruding from the rear end of the tube 31 and a permanent magnet 55 provided forward of a front end of the tube 31 of the drive rod 33 are included.

永久磁石35、55としては、例えば磁力の強いネオジム磁石を使用することができるが、使用できる永久磁石はこれには限られない。また、本実施の形態では、駆動部30に2つの永久磁石35および55を設けているが、いずれか一方のみを設けてもよい。   As the permanent magnets 35 and 55, for example, a neodymium magnet having strong magnetic force can be used, but usable permanent magnets are not limited to this. Further, in the present embodiment, although two permanent magnets 35 and 55 are provided in drive unit 30, only one of them may be provided.

駆動用のソレノイドコイル32には、リード線32aおよびコネクタ32bを介して駆動電源部32cが接続されている。駆動電源部32cは、ソレノイドコイル32の駆動方向を制御可能な電源であり、展開部61に組み込まれていてもよいし、展開部61とは別体となっており、ソレノイドコイル32に電流を供給する際にコネクタ32bと接続されて使用できるようになっていてもよい。また、展開部61が太陽電池パネル等の発電装置を具備している場合、発電装置および蓄電池を駆動電源部32cとすることもできる。   A driving power supply 32c is connected to the driving solenoid coil 32 via a lead wire 32a and a connector 32b. The drive power supply unit 32c is a power supply capable of controlling the drive direction of the solenoid coil 32, and may be incorporated in the deploying unit 61, or may be separate from the deploying unit 61, and supply a current to the solenoid coil 32. When supplying, it may be used by being connected to the connector 32b. When the developing unit 61 includes a power generation device such as a solar cell panel, the power generation device and the storage battery may be used as the drive power supply unit 32c.

磁極切替部40には、細長い円筒状の磁性体(例えば鉄)からなる管41と、その周りに巻回された磁極切替用のソレノイドコイル42と、管41の中にあって長手方向に移動できるようされた、少なくとも先端部45が磁性体(例えば鉄)からなる結合ロッド43と、管41に沿って設けられたアクティブ側装置20の装着部34と協働して展開部61に装着するための装着部44とが含まれる。   The magnetic pole switching unit 40 includes a tube 41 made of an elongated cylindrical magnetic material (for example, iron), a magnetic pole switching solenoid coil 42 wound therearound, and a longitudinal moving member inside the tube 41. Attached to the deploying portion 61 in cooperation with the connecting rod 43 having at least the distal end portion 45 made of a magnetic material (for example, iron) and the mounting portion 34 of the active device 20 provided along the tube 41. And a mounting section 44.

結合ロッド43の先端部45には、結合ロッド43の他の部分よりも直径の小さい、係合部となる溝部45aが形成されている。磁極切替用のソレノイドコイル42には、リード線42aおよびコネクタ42bを介して磁極電源部42cが接続されている。磁極電源部42cから供給される電流がソレノイドコイル42に流れると、磁性体である結合ロッド43の先端部45は特定の磁極に磁化され、流す電流の向きを変えることによって結合ロッド43の先端部45の磁極を反転させることができる。すなわち、先端部45は磁化部として機能する。磁極電源部42cは、結合ロッド43の先端部45の磁極方向を制御可能な電源であり、展開部61に組み込まれていてもよいし、展開部61とは別体となっており、ソレノイドコイル42に電流を供給する際にコネクタ42bと接続されて使用できるようになっていてもよい。また、展開部61が太陽電池パネル等の発電装置を具備している場合、発電装置および蓄電池を駆動電源部42cとすることもできる。なお、コネクタ32bとコネクタ42bとは、一時で接続および解除が可能な一体型となっていることが、作業効率の観点で好ましい。   A groove 45a, which is smaller in diameter than the other parts of the connecting rod 43 and serves as an engaging portion, is formed in the distal end portion 45 of the connecting rod 43. A magnetic pole power supply unit 42c is connected to the magnetic pole switching solenoid coil 42 via a lead wire 42a and a connector 42b. When a current supplied from the magnetic pole power supply section 42c flows through the solenoid coil 42, the tip 45 of the coupling rod 43, which is a magnetic material, is magnetized to a specific magnetic pole, and the direction of the flowing current is changed. Forty-five magnetic poles can be reversed. That is, the tip portion 45 functions as a magnetized portion. The magnetic pole power supply section 42c is a power supply that can control the magnetic pole direction of the distal end 45 of the coupling rod 43, and may be incorporated in the developing section 61, or may be separate from the developing section 61, and may be a solenoid coil. When supplying current to the connector 42, the connector 42b may be used. When the developing unit 61 includes a power generation device such as a solar cell panel, the power generation device and the storage battery may be used as the driving power supply unit 42c. Note that it is preferable that the connector 32b and the connector 42b be an integrated type that can be connected and disconnected at a time from the viewpoint of working efficiency.

アクティブ側装置20は、駆動部30側の装着部34および磁極切替部40側の装着部44によって、展開構造物の一部を構成する展開部61の展開方向の先端部に、展開方向(矢示Y方向)と垂直(矢示X軸上)に装着される。駆動部30側の駆動ロッド33と磁極切替部40側の結合ロッド43は、可撓性の部材からなるジョイント部50によって互いの中心軸が一致するように連結される。ジョイント部50を可撓性とすることにより、駆動ロッド33と結合ロッド43の中心軸が多少ずれたり曲がったりしても、ジョイント部50で吸収することができる。また、ジョイント部50をスプリングやダンパなどで構成することもできる。   The active-side device 20 uses the mounting portion 34 on the driving unit 30 side and the mounting unit 44 on the magnetic pole switching unit 40 side to attach the deployment direction (arrow) to the tip of the deployment direction of the deployment unit 61 constituting a part of the deployment structure. (In the Y direction shown) and vertically (on the X axis shown in the arrow). The drive rod 33 on the drive section 30 side and the coupling rod 43 on the magnetic pole switching section 40 side are connected by a joint section 50 made of a flexible member so that their central axes coincide with each other. By making the joint part 50 flexible, the joint part 50 can absorb even if the center axes of the drive rod 33 and the coupling rod 43 are slightly shifted or bent. Further, the joint section 50 can be formed of a spring, a damper, or the like.

駆動部30のソレノイドコイル32に電流を供給すると、ソレノイドコイル32が巻回された管31全体が電磁石となり、永久磁石35および永久磁石55と相互作用する。例えば、駆動部30の後端側(図1の紙面右側)が永久磁石35と引き付けあい、かつ駆動部30の前端側(図1の紙面左側)が永久磁石55と反発するようにソレノイドコイル32に電流を流すと、ジョイント部50で接続された駆動ロッド33および結合ロッド43は、全体として紙面左方向(以下、「結合方向」ともいう)に付勢される。一方、駆動部30の後端側が永久磁石35と反発し、かつ駆動部の前端側が永久磁石55と引き付け合うようにソレノイドコイル32に電流を流すと、ジョイント部50で接続された駆動ロッド33および結合ロッド43は、全体として紙面右方向(以下、「解除方向」ともいう)に付勢される。   When a current is supplied to the solenoid coil 32 of the drive unit 30, the entire tube 31 around which the solenoid coil 32 is wound becomes an electromagnet, and interacts with the permanent magnet 35 and the permanent magnet 55. For example, the solenoid coil 32 is arranged such that the rear end side (right side in FIG. 1) of the drive unit 30 attracts the permanent magnet 35 and the front end side (left side in FIG. 1) of the drive unit 30 repels the permanent magnet 55. , The drive rod 33 and the coupling rod 43 connected by the joint 50 are urged as a whole in the left direction on the paper (hereinafter, also referred to as the “coupling direction”). On the other hand, when a current flows through the solenoid coil 32 so that the rear end of the drive unit 30 repels the permanent magnet 35 and the front end of the drive unit attracts the permanent magnet 55, the drive rod 33 connected by the joint unit 50 The connecting rod 43 is urged as a whole in the right direction on the paper (hereinafter, also referred to as a “release direction”).

すなわち、アクティブ側装置20とパッシブ側装置10とが非結合状態にあるときは、図1(a)に示したように、結合ロッド43は、アクティブ側装置20に収納された状態にあり、結合状態にあるときは、図1(b)に示したように、結合ロッド43は、アクティブ側装置20から伸展されて、展開部60に組み込まれたパッシブ側装置10に嵌入しており、後述するシャッタ14および15により係合する。   That is, when the active-side device 20 and the passive-side device 10 are in a non-coupled state, the coupling rod 43 is housed in the active-side device 20 as shown in FIG. When in the state, as shown in FIG. 1B, the connecting rod 43 is extended from the active-side device 20 and fitted into the passive-side device 10 incorporated in the deployment unit 60, which will be described later. The shutters 14 and 15 are engaged.

パッシブ側装置10には、スロット16が形成されており、このスロット16の中に、係止部として機能する一対のシャッタ14および15が、図1の紙面上下方向に摺動可能に設けられている。シャッタ14の先端部14cとシャッタ15の先端部15cとは互いに対向しており、図1(a)に示す開放状態では互いに離間している。図1(b)に示すロック状態では互いに近接もしくは接触しており、後述する切り欠き部がアクティブ側装置20の結合ロッド43の溝部45aと係合する。   A slot 16 is formed in the passive-side device 10, and a pair of shutters 14 and 15 functioning as locking portions are provided in the slot 16 so as to be slidable in the vertical direction on the paper of FIG. 1. I have. The leading end 14c of the shutter 14 and the leading end 15c of the shutter 15 are opposed to each other, and are separated from each other in the open state shown in FIG. In the locked state shown in FIG. 1B, they are close to or in contact with each other, and a notch described later engages with the groove 45 a of the coupling rod 43 of the active device 20.

開口部12と反対側のスロット16の壁には、凹部17が形成されている。凹部17は、アクティブ側装置20から伸展された結合ロッド43が挿入される受容部として機能する。凹部17の直径は、結合動作の際に結合ロッド43との位置合わせおよび結合ロッド43の多少の傾きに対し余裕をもって挿入されるように、結合ロッド43の先端よりも幾分大きくしてある。   A recess 17 is formed in the wall of the slot 16 opposite to the opening 12. The concave portion 17 functions as a receiving portion into which the connecting rod 43 extended from the active device 20 is inserted. The diameter of the concave portion 17 is slightly larger than the tip of the connecting rod 43 so that the concave portion 17 can be inserted into the connecting rod 43 with some margin during the connecting operation and with a slight inclination of the connecting rod 43.

シャッタ14の紙面下側端部には係止用の永久磁石14bが埋め込まれ、シャッタ15の紙面上側端部にも係止用の永久磁石15bが埋め込まれている。永久磁石14bおよび15bは、互いに対向する端部同士が同じ極性となるように配置されている。永久磁石14bおよび15bには、例えば磁力の強いネオジム磁石を使用することができる。なお、シャッタ14の先端部14cおよびシャッタ15の先端部15cは、永久磁石14b、永久磁石15bおよび結合ロッド43の先端部45の磁力の影響を受けない非磁性材料(たとえば、アルミニウム合金、チタン合金、ポリイミド樹脂等)で構成されている。   A permanent magnet 14b for locking is embedded in the lower end of the shutter 14 on the paper surface, and a permanent magnet 15b for locking is also embedded in the upper end of the shutter 15 in the paper surface. The permanent magnets 14b and 15b are arranged such that the ends facing each other have the same polarity. For the permanent magnets 14b and 15b, for example, a neodymium magnet having a strong magnetic force can be used. The distal end 14c of the shutter 14 and the distal end 15c of the shutter 15 are made of a non-magnetic material (for example, aluminum alloy, titanium alloy) which is not affected by the magnetic force of the permanent magnet 14b, the permanent magnet 15b, and the distal end 45 of the connecting rod 43. , Polyimide resin, etc.).

パッシブ側装置10の詳細を、図3および図4を用いて説明する。図3は、パッシブ側装置10の概略斜視図である。パッシブ側装置10の表側の下部には、ネジ等で固定される長方形のプレート11が配置されており、その中央部に結合ロッド43の先端部45が挿入可能な大きさの円形の開口部12が形成されている。プレート11の上部には、全体の重量を軽減することを目的とする開口部13が設けられている。   Details of the passive-side device 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic perspective view of the passive device 10. A rectangular plate 11 fixed by screws or the like is arranged at the lower part on the front side of the passive-side device 10, and a circular opening 12 having a size in which the distal end portion 45 of the connecting rod 43 can be inserted is provided at the center thereof. Is formed. In the upper part of the plate 11, an opening 13 is provided for the purpose of reducing the overall weight.

図4は、パッシブ側装置10のプレート11を取り外した状態で示した正面図であり、図4(a)はシャッタ14、15が互いに左右に離間した状態(開放状態)を示し、図4(b)はシャッタ14、15が互いに近づいた状態(ロック状態)を示している。   FIG. 4 is a front view showing a state where the plate 11 of the passive-side device 10 is removed, and FIG. 4A shows a state where the shutters 14 and 15 are separated from each other left and right (opened state). (b) shows a state in which the shutters 14 and 15 are close to each other (locked state).

前述のとおり、シャッタ14の先端部14cとシャッタ15の先端部15cとは互いに対向しており、図4(a)に示す開放状態では互いに離間し、図4(b)に示すロック状態では互いに近接もしくは接触する。シャッタ14の先端部14cには半円形の切欠き14aが形成され、シャッタ15の先端部15cにも同様の切欠き15aが形成されている。これらの2つの切欠き14aおよび15aは、ロック状態となったときに、図4(b)に示すように略円形の開口部を形成する。この略円形の開口部の直径は、アクティブ側装置20の結合ロッド43の先端部45に形成された溝部45aの直径より大きく、かつ、結合ロッド43の溝部45a以外の部分の直径より小さく設定されている。なお、シャッタ14の切り欠き14aとシャッタ15の切り欠き15aで形成される開口部の形状は、アクティブ側装置20から挿入された結合ロッド43の溝部45aを係止できるのであれば円形に制限されない。   As described above, the distal end portion 14c of the shutter 14 and the distal end portion 15c of the shutter 15 face each other, are separated from each other in the open state shown in FIG. 4A, and are separated from each other in the locked state shown in FIG. Approach or touch. A semicircular notch 14a is formed at the tip 14c of the shutter 14, and a similar notch 15a is formed at the tip 15c of the shutter 15. These two notches 14a and 15a form a substantially circular opening when locked, as shown in FIG. 4B. The diameter of the substantially circular opening is set to be larger than the diameter of the groove 45a formed in the distal end portion 45 of the coupling rod 43 of the active side device 20 and smaller than the diameter of the portion other than the groove 45a of the coupling rod 43. ing. The shape of the opening formed by the notch 14a of the shutter 14 and the notch 15a of the shutter 15 is not limited to a circular shape as long as the groove 45a of the connecting rod 43 inserted from the active device 20 can be locked. .

すなわち、アクティブ側装置20とパッシブ側装置10とが離間状態にあるときは、図1(a)および図4(a)に示したように、シャッタ14および15は、それぞれ凹部17を開放する位置にある解放状態になっており、結合状態にあるときは、図1(b)および図4(b)に示したように、シャッタ14および15は、互いに近接したロック状態となり、かつ切り欠き14aおよび切り欠き15aと、嵌入してきた結合ロッド43の溝部45aが係合する。   That is, when the active-side device 20 and the passive-side device 10 are separated from each other, as shown in FIGS. 1A and 4A, the shutters 14 and 15 are at the positions for opening the recesses 17 respectively. When the shutters 14 and 15 are in the released state and in the connected state, as shown in FIGS. 1B and 4B, the shutters 14 and 15 are in the locked state close to each other and have the notch 14a. The notch 15a is engaged with the groove 45a of the connecting rod 43 fitted therein.

本実施の形態に係る結合装置の動作について、図5を用いて説明する。図5は、パッシブ側装置10およびアクティブ側装置20が実際の展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置10とアクティブ側装置20の先端部分を示した斜視図であり、図5(a)はパッシブ側装置10とアクティブ側装置20の結合が解除されている状態を示し、図5(b)はパッシブ側装置10とアクティブ側装置20が結合した状態を示している。パッシブ側装置10は、展開構造物の展開部60の側方に形成されたレール60a内にプレート11がレール60aの長手方向(矢示Y方向)と平行となるよう展開方向に移動可能に配置されている。アクティブ側装置20は、展開部60に隣接する展開部61の展開方向の先端部に、展開方向と垂直に装着されている。すなわち、アクティブ側装置20の結合ロッド43の軸方向(矢示X方向)は、シャッタ14およびシャッタ15の移動方向(矢示Y方向)と垂直になる。   The operation of the coupling device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the distal end portions of the passive-side device 10 and the active-side device 20 when the passive-side device 10 and the active-side device 20 are incorporated in an actual developed structure. 5) shows a state in which the coupling between the passive side device 10 and the active side device 20 is released, and FIG. 5B shows a state in which the passive side device 10 and the active side device 20 are coupled. The passive-side device 10 is disposed in a rail 60a formed on the side of the deploying portion 60 of the deployable structure so that the plate 11 can move in the deploying direction so as to be parallel to the longitudinal direction of the rail 60a (Y direction indicated by an arrow). Have been. The active-side device 20 is attached to the distal end of the deployment unit 61 adjacent to the deployment unit 60 in the deployment direction, perpendicular to the deployment direction. That is, the axial direction of the connecting rod 43 of the active side device 20 (X direction indicated by an arrow) is perpendicular to the moving direction of the shutters 14 and 15 (Y direction indicated by an arrow).

図5(a)に示すようにアクティブ側装置20の先端部45がパッシブ側装置10の開口部12に正対した状態で、アクティブ側装置20のソレノイドコイル32に、駆動ロッド33が結合方向に付勢される向きに電流を流すと、ジョイント部50で連結された駆動ロッド33および結合ロッド43は、矢印Aで示すように結合方向に移動する。このとき、シャッタ14および15は、図1(a)および図4(a)に示したように開放状態にあり、結合ロッド43の先端部45は、パッシブ側装置10の開口部12を通って円形の凹部17に達し、結合ロッド43の先端部45の溝部45aはシャッタ14とシャッタ15の間の位置に来る。   As shown in FIG. 5 (a), with the tip 45 of the active device 20 facing the opening 12 of the passive device 10, the drive rod 33 is connected to the solenoid coil 32 of the active device 20 in the coupling direction. When an electric current is applied in the biased direction, the drive rod 33 and the connecting rod 43 connected by the joint 50 move in the connecting direction as indicated by the arrow A. At this time, the shutters 14 and 15 are in the open state as shown in FIGS. 1A and 4A, and the distal end 45 of the connecting rod 43 passes through the opening 12 of the passive-side device 10. Reaching the circular concave portion 17, the groove 45 a of the distal end portion 45 of the connecting rod 43 comes to a position between the shutter 14 and the shutter 15.

この状態で、磁極切替部40のソレノイドコイル42に、結合ロッド43の先端部が永久磁石14b、15bを引き付ける磁極となる向きに電流を流すと、シャッタ14、15は結合ロッド43の先端部に引き寄せられ、図1(b)および図4(b)に示したようにロック状態となる。このとき、シャッタ14、15が溝部45aに嵌まり込み、パッシブ側装置10とアクティブ側装置20は結合される。この状態で駆動部30のソレノイドコイル32および磁極切替部40のソレノイド42の電流をオフにしても、シャッタ14の永久磁石14bおよびシャッタ15の永久磁石15bの磁力により、磁性体である結合ロッド43の先端部45との間に吸引力が発生しているので、ロック状態は維持され、展開部60と展開部61の結合状態は維持される。なお、シャッタ14、15と結合ロッド43との結合は永久磁石14bおよび15bの磁力によるもののみなので、より強固な結合の維持が必要な場合は、ボルト、ナット等の結合部材を追加することが望ましい。   In this state, when a current is applied to the solenoid coil 42 of the magnetic pole switching unit 40 in a direction in which the tip of the coupling rod 43 becomes a magnetic pole that attracts the permanent magnets 14b and 15b, the shutters 14 and 15 move to the tip of the coupling rod 43. It is pulled, and becomes a locked state as shown in FIG. 1 (b) and FIG. 4 (b). At this time, the shutters 14 and 15 are fitted into the grooves 45a, and the passive device 10 and the active device 20 are connected. In this state, even if the current of the solenoid coil 32 of the drive unit 30 and the current of the solenoid 42 of the magnetic pole switching unit 40 are turned off, the magnetic force of the permanent magnet 14b of the shutter 14 and the permanent magnet 15b of the shutter 15 causes the coupling rod 43, which is a magnetic material, to be used. Since the suction force is generated between the front end portion 45 and the front end portion 45, the locked state is maintained, and the connected state between the developing portion 60 and the developing portion 61 is maintained. Since the connection between the shutters 14 and 15 and the connecting rod 43 is only based on the magnetic force of the permanent magnets 14b and 15b, if it is necessary to maintain a stronger connection, connecting members such as bolts and nuts may be added. desirable.

パッシブ側装置10とアクティブ側装置20の結合を解除する場合は、磁極切替部40のソレノイドコイル42に、結合ロッド43の先端部45が、永久磁石14b、15bと反発する磁極となる向きに電流を流す。ソレノイドコイル42の作用で結合ロッド43の先端部45に磁力が発生すると、結合ロッド43の先端部45と永久磁石14b、15bとの間で反発力が作用し、シャッタ14、15は結合ロッド43の先端部から離間して図4(a)に示す開放状態となる。この状態で、アクティブ側装置20のソレノイドコイル32に駆動ロッド33が解除方向に付勢される向きに電流を流すと、ジョイント部50で連結された駆動ロッド33および結合ロッド43は、矢印Bで示すように解除方向に移動して、パッシブ側装置10とアクティブ側装置20との結合は解除される。このとき、シャッタ14の先端部14cとシャッタ15の先端部15cはそれぞれ非磁性材料で構成されているので、結合ロッド43の先端部45との吸着は発生しておらず、比較的小さな磁力の発生でも結合の解除が可能である。   When the coupling between the passive-side device 10 and the active-side device 20 is released, the current is applied to the solenoid coil 42 of the magnetic pole switching unit 40 such that the tip 45 of the coupling rod 43 becomes a magnetic pole that repels the permanent magnets 14b and 15b. Flow. When a magnetic force is generated at the distal end 45 of the connecting rod 43 by the action of the solenoid coil 42, a repulsive force acts between the distal end 45 of the connecting rod 43 and the permanent magnets 14b and 15b, and the shutters 14 and 15 4 (a) is separated from the tip end portion. In this state, when a current is applied to the solenoid coil 32 of the active side device 20 in a direction in which the drive rod 33 is urged in the release direction, the drive rod 33 and the connection rod 43 connected by the joint 50 are indicated by an arrow B. As shown in the drawing, the passive-side device 10 and the active-side device 20 are disconnected from each other by moving in the release direction. At this time, since the distal end portion 14c of the shutter 14 and the distal end portion 15c of the shutter 15 are each made of a non-magnetic material, attraction with the distal end portion 45 of the connecting rod 43 does not occur, and a relatively small magnetic force is applied. Even if it occurs, the connection can be released.

上記のように、本実施の形態によれば、パッシブ側装置とアクティブ側装置とを、磁石および磁界の切り替えを利用して結合させ又は結合を解除させることにより、ボルト・ナット機構やラッチ機構が不要となる。このため、本発明を地球周回軌道上で構築する構造物に適用した場合、宇宙飛行士による船外活動やロボットアーム操作などの負担が軽減され、あるいは高機能な組み立てロボットや組み立て装置が必要なくなり、構築コストを低く抑えることができ、構築に要する期間も短縮される。また、構築の途中で不具合が発生した場合であっても、構造物を容易に分離することができ、この点でも船外活動やロボットアーム操作などの負担が軽減され、構築に要する期間の短縮が図られる。   As described above, according to the present embodiment, the passive device and the active device are coupled or released by using the switching of the magnet and the magnetic field, so that the bolt / nut mechanism or the latch mechanism can be used. It becomes unnecessary. For this reason, when the present invention is applied to a structure constructed on an orbit around the earth, the burden of extraterrestrial activities and robot arm operations by astronauts is reduced, or high-performance assembling robots and assembling devices are not required. The construction cost can be kept low, and the period required for construction can be shortened. In addition, even if a problem occurs during construction, the structure can be easily separated, which also reduces the burden on extravehicular activities and robot arm operation, and shortens the time required for construction. Is achieved.

また、結合部材である結合ロッド43に磁化部である先端部45を設け、開口部12に挿入された結合ロッド43を係止する係止部である一対のシャッタ14および15が、先端部45の磁極の作用により結合ロッド43を係止することで、シャッタ14および15と近接した状態で先端部45は磁極を作用させられるので、磁石および磁界の切り替えを利用しながらも、小型化や消費電力の節減が容易であり、かつ磁界の制御を容易としている。   The connecting rod 43, which is a connecting member, is provided with a tip portion 45, which is a magnetized portion, and the pair of shutters 14 and 15, which are locking portions for locking the connecting rod 43 inserted into the opening 12, is connected to the tip portion 45. By locking the coupling rod 43 by the action of the magnetic pole, the tip 45 can act on the magnetic pole in the state of being close to the shutters 14 and 15, so that the size and consumption can be reduced while using the switching of the magnet and the magnetic field. Power saving is easy and the control of the magnetic field is easy.

また、磁極切替部40は、結合ロッド43のパッシブ側装置10に挿入された先端部45を、結合時とは反対の磁極に磁化して、シャッタ14および15を係止が解除される位置へ移動させ、駆動部30は、パッシブ側装置10に挿入されている結合ロッド43を引き抜くように駆動して、結合されているパッシブ側装置10とアクティブ側装置20との結合を解除するので、アクティブ側装置20の駆動部30は、駆動を伝達する歯車やプーリーを大幅に省略でき、結合装置の小型化や長期にわたる安定動作が可能となる。   Further, the magnetic pole switching unit 40 magnetizes the distal end portion 45 of the connecting rod 43 inserted into the passive-side device 10 to a magnetic pole opposite to that at the time of connection, and moves the shutters 14 and 15 to a position where the locking is released. Then, the driving unit 30 drives the connecting rod 43 inserted into the passive-side device 10 so as to be pulled out to release the connection between the passive-side device 10 and the active-side device 20 that have been connected. The drive unit 30 of the side device 20 can largely omit the gears and pulleys for transmitting the drive, and the miniaturization of the coupling device and stable operation for a long period of time are possible.

アクティブ側装置20の磁極切替部40は、内部に結合ロッド43が長手方向に移動可能に挿入される円筒状の磁極切替用管41と、磁極切替用管41の周囲に巻回され、結合ロッド43の磁性体からなる先端部45を磁化する磁極切替用ソレノイドコイル42と、磁極切替用ソレノイドコイル42に磁極の切替え可能に電流を供給する電源42cを含み、電源42cで切り替えられる切替用ソレノイドコイル42に流れる電流の向きに応じて先端部45を磁化するので、アクティブ側装置20の磁極切替部40は、先端部45だけを磁化すればよいので、結合装置の小型化、省電力化および長期にわたる安定動作が可能となる。   The magnetic pole switching unit 40 of the active device 20 includes a cylindrical magnetic pole switching tube 41 into which a connecting rod 43 is inserted movably in the longitudinal direction, and a magnetic rod switching unit 40 wound around the magnetic pole switching tube 41. A switching solenoid coil that includes a magnetic pole switching solenoid coil for magnetizing a tip portion 45 made of a magnetic material of 43 and a power supply c for supplying a current to the magnetic pole switching solenoid coil so that the magnetic pole can be switched, and is switched by the power supply c. Since the tip portion 45 is magnetized in accordance with the direction of the current flowing through 42, the magnetic pole switching unit 40 of the active device 20 only needs to magnetize the tip portion 45. Over a stable operation.

結合ロッド43の先端部45を所定の磁極に磁化して、係止用永久磁石14bおよび15bを有する一対のシャッタ14およびシャッタ15を移動させて、結合ロッド43の係合部である溝部45aに係合させるので、シャッタ14および15と近接した状態で先端部45は磁極を作用させられるので、磁石および磁界の切り替えを利用しながらも、小型化や消費電力の節減が容易であり、かつ磁界の制御を容易としている。   The distal end 45 of the connecting rod 43 is magnetized to a predetermined magnetic pole, and the pair of shutters 14 and 15 having the permanent magnets 14b and 15b for locking are moved so that the leading end 45 of the connecting rod 43 is inserted into the groove 45a that is the engaging portion of the connecting rod 43. Since the front end 45 is brought into contact with the shutters 14 and 15 by using the magnetic pole, the miniaturization and power consumption can be easily reduced while utilizing the switching between the magnet and the magnetic field. Control is easy.

シャッタ14および15の先端部14cおよび15cには、それぞれ切り欠きが形成され、当該切り欠きが結合ロッド43の溝部45aと係合するので、展開構造物に外力が加えられても、安定した結合を維持することが可能となる。   Notches are formed in the tip portions 14c and 15c of the shutters 14 and 15, respectively, and the notches are engaged with the groove portions 45a of the connecting rod 43, so that even when an external force is applied to the developed structure, a stable connection is achieved. Can be maintained.

本実施の形態に係る結合装置を適用した展開構造物について、図6および図7を用いて説明する。ここで、展開構造物の展開については、特開2017−109734号公報では、蛇腹状に折り畳まれた構造物を展開したのち、互いに隣接する展開構造物どうしを結合するものであったところ、展開構造物が撓んだり、慣性力等により所期の位置から移動した場合に、結合のための作業時間の長期化が懸念されていた。本実施の形態を適用した展開構造物にあっては、第2の構造物が展開された後に、前記パッシブ側装置を前記第2の構造物に形成されたレール内を移動させるものである。   A deployment structure to which the coupling device according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIGS. Here, with respect to the deployment of the deployment structure, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-109734, after deploying a structure folded in a bellows shape, the deployment structures adjacent to each other are joined together. When the structure bends or moves from an intended position due to inertial force or the like, there has been a concern that the working time for joining may be prolonged. In the deployed structure to which the present embodiment is applied, the passive-side device is moved in a rail formed on the second structure after the second structure is deployed.

図6は展開部60および61の全体を斜め下方から見た斜視図であり、図6(a)は展開部61の展開途中の様子を示し、図6(b)は図6(a)におけるパッシブ側装置10とアクティブ側装置20の部分を拡大した様子を示し、図6(c)は展開部61の展開が完了した状態を示している。パッシブ側装置10の側方にはワイヤ60b(破線で示す)の一端が固設されており、このワイヤ60bはレール60aに沿って張設され、展開部60の先端に設けられたウインチ機構60cにその他端が接続されている。このウインチ機構でワイヤ60bを巻き上げることにより、パッシブ側装置10を展開部60のレール60aに沿って図6(b)の矢示Y方向と平行な矢印C方向に移動させることができる。すなわち、ワイヤ60bおよびウインチ機構60cは協働して移動部として機能する。このとき、パッシブ側装置10と結合したアクティブ側装置20も一緒に矢印Cの向きに移動し、収納状態にあった展開部61は図6(c)に示すように、展開部60と並列した平面状に展開されて展開状態となる。展開部61の各パネルにはアンテナ70の一部が形成されている。展開部61の各パネルが折り畳まれている状態ではアンテナ70も折り畳まれているが、展開部61の各パネルが展開されることによって、アンテナ70も展開された状態となる。   FIG. 6 is a perspective view of the entirety of the unfolded portions 60 and 61 as viewed obliquely from below. FIG. 6A shows a state in which the unfolded portion 61 is being unfolded, and FIG. FIG. 6C illustrates a state where the passive-side device 10 and the active-side device 20 are enlarged, and FIG. 6C illustrates a state where the deployment of the deployment unit 61 is completed. One end of a wire 60b (shown by a broken line) is fixed to the side of the passive-side device 10, and this wire 60b is stretched along the rail 60a, and a winch mechanism 60c provided at the tip of the developing unit 60 is provided. Is connected to the other end. By winding up the wire 60b by this winch mechanism, the passive-side device 10 can be moved along the rail 60a of the developing unit 60 in the arrow C direction parallel to the arrow Y direction in FIG. That is, the wire 60b and the winch mechanism 60c cooperate to function as a moving unit. At this time, the active-side device 20 coupled to the passive-side device 10 also moves in the direction of arrow C, and the deployed portion 61 in the stowed state is arranged in parallel with the deployed portion 60 as shown in FIG. It is developed in a plane and becomes a developed state. A part of the antenna 70 is formed on each panel of the development part 61. The antenna 70 is also folded when each panel of the deploying section 61 is folded, but the antenna 70 is also deployed by deploying each panel of the deploying section 61.

図7は、2列の展開部からなる展開構造物が展開する様子を時系列的に示した斜め上方から見た斜視図である。図7(a)は、2つの展開部60および61が展開される前の折り畳まれた収納状態を示している。この状態から、まず分離機構によって展開部60を構成する各パネルを互いに分離する。次に、図7(b)示すように、展開部60の各パネルが平面状に展開される。各パネルには、図示のように衛星本体90から繰り出され各パネルを通り再び衛星本体90に戻るワイヤ80が張設されている。このワイヤを衛星本体90に設けられたウインチ機構(不図示)によって巻き上げることによって、図7(c)に示すように各パネルが曳き込まれ、展開部60の各パネルは、倍力機構を有するパネルロック機構によって互いにロックされ、展開部60の展開が終了する。このとき、レール60aもパッシブ側装置10が図示Y方向に移動可能な状態で連設されている。   FIG. 7 is a perspective view showing a state in which a deployment structure including two rows of deployment parts is deployed, viewed in a time series and viewed from obliquely above. FIG. 7A shows the folded storage state before the two unfolding portions 60 and 61 are unfolded. From this state, first, each panel constituting the developing unit 60 is separated from each other by a separating mechanism. Next, as shown in FIG. 7B, each panel of the developing unit 60 is developed in a plane. As shown in the figure, a wire 80 is extended from the satellite main body 90 and returns to the satellite main body 90 through each panel as shown in FIG. By winding this wire by a winch mechanism (not shown) provided on the satellite main body 90, each panel is pulled in as shown in FIG. 7C, and each panel of the deploying section 60 has a booster mechanism. The panels are locked together by the panel lock mechanism, and the deployment of the deployment unit 60 ends. At this time, the rail 60a is also connected so that the passive-side device 10 can move in the Y direction in the figure.

展開された展開部60がロックされたら、図5を参照して説明したように、展開部61に装着されたアクティブ側装置20と展開部60のレール60aに装着されたパッシブ側装置10とを結合させる。展開部61を構成する各パネルは、展開方向において互いに接続されて蛇腹状に折り畳まれている。図6を参照して説明したように、パッシブ側装置10に固設されたワイヤ60bを展開部60の先端部に設けられたウインチ機構60cで巻き上げることによって、図7(d)および図7(e)に示すように、収納状態にあった展開部61は徐々に展開されて展開状態となり、最終的に図7(f)に示すように展開が完了する。   When the deployed deployment unit 60 is locked, the active device 20 attached to the deployment unit 61 and the passive device 10 attached to the rail 60a of the deployment unit 60 are connected as described with reference to FIG. Join. The panels constituting the deploying section 61 are connected to each other in the deploying direction and folded in a bellows shape. As described with reference to FIG. 6, the wire 60 b fixed to the passive-side device 10 is wound up by the winch mechanism 60 c provided at the distal end of the unfolding unit 60, and thus, FIGS. As shown in FIG. 7E, the deployed portion 61 in the housed state is gradually deployed to the deployed state, and finally the deployment is completed as shown in FIG. 7F.

なお、本実施の形態では展開部の列数を2列としたが、展開構造物の展開部の列数は2列には限られず、2以上の任意の列数とすることができる。すなわち、N列目(Nは2以上の整数)の展開部に設けられたアクティブ側装置20と、N−1列目の展開部に設けられたパッシブ側装置10とが結合したのち、パッシブ側装置10に接続されたワイヤ60bをN−1列目の展開部の先端部に設けられたウインチ機構60cで巻き上げることでN列目の展開部を展開することが可能である。   In the present embodiment, the number of rows of the development unit is two, but the number of columns of the development unit of the development structure is not limited to two, and may be an arbitrary number of two or more. That is, after the active-side device 20 provided in the developing section of the Nth column (N is an integer of 2 or more) and the passive-side device 10 provided in the developing section of the (N-1) th column are coupled to each other, By rolling up the wire 60b connected to the device 10 with the winch mechanism 60c provided at the tip of the deployment section in the (N-1) th row, the deployment section in the Nth row can be deployed.

本実施の形態によれば、パッシブ側装置10が展開部60に装着され、アクティブ側装置20が展開部60に隣接する展開部61に装着された展開構造物であって、パッシブ側装置10が装着された展開部60が展開された後にパッシブ側装置10を展開部60に形成されたレール60a上を移動させることによって、パッシブ側装置10と結合したアクティブ側装置20が装着された展開部61を展開させるので、展開部どうしの結合の作業時間を大幅に削減することが可能である。   According to the present embodiment, a passive structure in which the passive device 10 is mounted on the deployment unit 60 and the active device 20 is mounted on the deployment unit 61 adjacent to the deployment unit 60, wherein the passive device 10 is By moving the passive-side device 10 on the rail 60a formed on the deployment unit 60 after the mounted deployment unit 60 is deployed, the deployment unit 61 to which the active-side device 20 combined with the passive-side device 10 is mounted. Therefore, it is possible to greatly reduce the work time for connecting the developing units.

また、展開構造物のパッシブ側装置10のレール60a内での移動は、パッシブ側装置10に固設されたワイヤ60bをウインチ機構60cで巻き上げればよいので、遠隔操作でも確実に展開構造物を展開することが可能となる。本実施の形態に係る展開構造物としては、例えば、人工衛星のアンテナや太陽電池パネル等はもとより、重力下でも比較的軽量な骨組み等を、遠隔操作のみで展開する場合などに適用できる。   Further, the movement of the deployment structure within the rail 60a of the passive-side device 10 can be achieved by winding the wire 60b fixed to the passive-side device 10 by the winch mechanism 60c. It becomes possible to expand. The deployment structure according to the present embodiment can be applied to, for example, a case where a relatively lightweight framework or the like even under gravity is deployed by remote control alone, in addition to an antenna of a satellite or a solar cell panel.

パッシブ側装置10の他の実施形態について、図8および図9を用いて説明する。図8は、他の実施の形態に係る結合装置の概略断面図であり、図8(a)は離間状態を示し、図8(b)は結合状態を示している。図9(a)は、他の実施形態のパッシブ側装置10のシャッタ部分を示した正面図であり、図9(b)は、パッシブ側装置の凹部にアクティブ側装置の結合ロッドが挿入された状態を模式的に示した図であり、図9(c)は、図9(b)に示すシャッタがロックされた状態を示す図であり、図9(d)は、図9(c)に示す状態から、シャッタおよびこれらと結合されている結合ロッドがパッシブ側装置のスロット内で相対的に矢示L方向へ移動した状態を示す図である。なお、前述の実施の形態と同一の構成には同符号を付して、その説明を省略する。   Another embodiment of the passive device 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a coupling device according to another embodiment. FIG. 8A shows a separated state, and FIG. 8B shows a coupled state. FIG. 9A is a front view showing a shutter portion of a passive-side device 10 according to another embodiment, and FIG. 9B is a diagram illustrating a coupling rod of an active-side device inserted into a recess of the passive-side device. FIG. 9C is a diagram schematically showing a state, FIG. 9C is a diagram showing a state in which the shutter shown in FIG. 9B is locked, and FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the shutter and the connecting rod connected thereto are relatively moved in the arrow L direction in the slot of the passive device from the state shown in FIG. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

図9(a)に示したように、本実施の形態のパッシブ側装置10にも、プレート11の内側に左右に細長いスロット16が形成されており、このスロット16の中に移動可能に一対のシャッタ14、15が設けられている。シャッタ14の紙面左側端部には細長い永久磁石14bが埋め込まれ、シャッタ15の紙面右側端部には細長い永久磁石15bが埋め込まれている。永久磁石14bおよび15bは、互いに対向する端部同士が同じ極性となるよう配置されている。シャッタ14および15には、図4に示したような半円形の切欠き14aおよび15aは形成されていない。   As shown in FIG. 9 (a), the passive-side device 10 of the present embodiment also has left and right elongated slots 16 formed inside the plate 11, and a pair of the slots 16 are movable in the slots 16. Shutters 14 and 15 are provided. An elongated permanent magnet 14b is embedded in a left end of the shutter 14 on the paper surface, and an elongated permanent magnet 15b is embedded in a right end of the shutter 15 in the paper surface. The permanent magnets 14b and 15b are arranged such that the ends facing each other have the same polarity. The shutters 14 and 15 do not have the semicircular notches 14a and 15a as shown in FIG.

シャッタ14および15の奥のパッシブ側装置本体の壁には、直径の大きい円形の第1凹部97aと直径の小さい左側の円形の第2凹部97bを重ねたような形状の複合凹部97が形成されている。図4に示した実施形態では、開口部12と反対側のスロット16の壁に形成された円形の凹部17の直径は、結合ロッド43の先端部45の直径よりも幾分大きくされていたが、本実施の形態の複合凹部97については、第1凹部97aの直径は、図4に示した凹部17の直径よりも更に大きくしてあり、第2凹部97bの直径は、結合ロッド43の先端部45の直径と同じにしてある。   On the wall of the passive-side apparatus main body behind the shutters 14 and 15, there is formed a composite concave portion 97 having a shape in which a circular first concave portion 97a having a large diameter and a circular second concave portion 97b on the left side having a small diameter are overlapped. ing. In the embodiment shown in FIG. 4, the diameter of the circular recess 17 formed in the wall of the slot 16 opposite to the opening 12 is slightly larger than the diameter of the tip 45 of the connecting rod 43. Regarding the composite concave portion 97 of the present embodiment, the diameter of the first concave portion 97a is further larger than the diameter of the concave portion 17 shown in FIG. The diameter is the same as that of the portion 45.

図9(b)に示すように、第1凹部97aの直径を図4に示した凹部17の直径よりも大きくしたことによって、結合動作における結合ロッド43との位置合わせおよび結合ロッド43の多少の傾きに対する余裕をさらに大きくすることができる。   As shown in FIG. 9B, the diameter of the first concave portion 97a is made larger than the diameter of the concave portion 17 shown in FIG. The margin for the inclination can be further increased.

この状態で、磁極切替部40のソレノイドコイル42に、結合ロッド43の先端部45が永久磁石14b、15bを引き付ける磁極となる向きに電流を流すと、シャッタ14、15は結合ロッド43の先端部45に引き寄せられてシャッタ14、15が溝部45aに嵌まり込み、永久磁石14b、15bと結合ロッド43の先端部45との吸引力が作用して、図9(c)に示すようにロック状態となる。これにより、パッシブ側装置10とアクティブ側装置20は結合される。このときのシャッタ14とシャッタ15の内側端部同士の間隔は溝部45aの直径に対応する。前述の実施形態と同様に、この状態で駆動部30のソレノイドコイル32および磁極切替部40のソレノイド42の電流をオフにしても、シャッタ14の永久磁石14bおよびシャッタ15の永久磁石15bの磁力により、磁性体である結合ロッド43の先端部45との間に吸引力が発生しているので、ロック状態は維持され、展開部60と展開部61の結合状態は維持される。   In this state, when a current is applied to the solenoid coil 42 of the magnetic pole switching unit 40 in such a direction that the tip 45 of the coupling rod 43 becomes a magnetic pole that attracts the permanent magnets 14b and 15b, the shutters 14 and 15 move to the tip of the coupling rod 43. Then, the shutters 14 and 15 are fitted into the grooves 45a by being attracted to the groove 45, and the attraction force between the permanent magnets 14b and 15b and the distal end portion 45 of the connecting rod 43 acts to lock the shutter 14 and 15 as shown in FIG. It becomes. Thus, the passive device 10 and the active device 20 are connected. The distance between the inner ends of the shutter 14 and the shutter 15 at this time corresponds to the diameter of the groove 45a. Similarly to the above-described embodiment, even if the current of the solenoid coil 32 of the driving unit 30 and the current of the solenoid 42 of the magnetic pole switching unit 40 are turned off in this state, the magnetic force of the permanent magnet 14b of the shutter 14 and the permanent magnet 15b of the shutter 15 causes Since the attraction force is generated between the magnetic rod and the distal end portion 45 of the coupling rod 43, the locked state is maintained, and the coupled state between the developing section 60 and the developing section 61 is maintained.

この状態から、図6を参照して説明したように、パッシブ側装置10に固設されているワイヤ60bをウインチ機構60cで巻き上げると、パッシブ側装置10は図9(c)の矢示Rの向き(矢示Y方向と平行)に移動する。その結果、図9(d)に示すように、シャッタ14、15およびこれらと結合さている結合ロッド43は、パッシブ側装置10のスロット16内で相対的に矢示L方向へ移動する。そして、結合ロッド43の先端部45は、複合凹部97の第2凹部97bの方へ移動してここに嵌まり込む。この状態は展開部60および61の移動中だけでなく移動が完了して展開部60および61が展開した後も維持される。これにより、結合ロッド43のがたつきを、紙面左右方向だけでなく紙面上下方向においても無くすことができる。   From this state, as described with reference to FIG. 6, when the wire 60b fixed to the passive-side device 10 is wound up by the winch mechanism 60c, the passive-side device 10 is turned on as indicated by an arrow R in FIG. Move in the direction (parallel to the Y direction indicated by the arrow). As a result, as shown in FIG. 9D, the shutters 14 and 15 and the connecting rod 43 connected thereto move relatively in the arrow L direction in the slot 16 of the passive device 10. Then, the distal end portion 45 of the connecting rod 43 moves toward the second concave portion 97b of the composite concave portion 97 and fits therein. This state is maintained not only during the movement of the unfolding units 60 and 61 but also after the movement is completed and the unfolding units 60 and 61 are unfolded. Thereby, the rattling of the connecting rod 43 can be eliminated not only in the horizontal direction on the paper but also in the vertical direction on the paper.

本実施の形態によれば、受容部として、結合ロッド43の先端部45よりも直径の大きい第1凹部97aと結合ロッド43の先端部45の直径に対応する第2凹部97bとを重ねた形状の複合凹部97がパッシブ側装置10に設けられ、結合ロッド43の先端部45が第1凹部97aに挿入された状態で一対のシャッタ14の先端部14cおよび15の先端部15cを結合ロッド43の溝部45aに係合させ、その係合状態を保ったまま結合ロッド43の先端部45が第2凹部97b方へ移動して嵌合するので、緩衝材等を設けることなく結合ロッド43のがたつきを解消することが可能である。   According to the present embodiment, as the receiving portion, a shape in which the first concave portion 97a having a diameter larger than the distal end portion 45 of the connecting rod 43 and the second concave portion 97b corresponding to the diameter of the distal end portion 45 of the connecting rod 43 are overlapped. Is provided in the passive-side device 10, and the distal end portions 45 of the pair of shutters 14 and the distal end portions 15c of the pair of shutters 14 are connected to the coupling rod 43 with the distal end portion 45 of the connecting rod 43 inserted into the first concave portion 97a. The connecting rod 43 is engaged with the groove 45a, and the distal end 45 of the connecting rod 43 moves toward the second concave portion 97b and fits while maintaining the engaged state. It is possible to eliminate sticking.

次に、本発明の更に他の実施形態(本明細書において第2実施形態という)に係る結合装置の動作について、図10から図15を参照して説明する。
なお、この第2実施形態においては、前記実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。また本実施形態では、前記実施形態におけるX方向に平行な方向をD1方向といい、Y方向に平行な方向をD2方向といい、Z方向に平行な方向をD3方向という。
Next, an operation of the coupling device according to still another embodiment (hereinafter, referred to as a second embodiment) of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different points will be described. In the present embodiment, the direction parallel to the X direction in the above embodiment is referred to as D1 direction, the direction parallel to the Y direction is referred to as D2 direction, and the direction parallel to the Z direction is referred to as D3 direction.

図10は、パッシブ側装置10およびアクティブ側装置20が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置10とアクティブ側装置20の先端部分を示した斜視図である。パッシブ側装置10には、前記スロット16および前記複合凹部97が形成されている。前記スロット16は、前記プレート11によって閉塞されている。プレート11には、前記開口部12が形成されている。スロット16は、D1方向から見た平面視において、D3方向よりもD2方向に長い長方形状である。パッシブ側装置10は、複合凹部97が結合ロッド43を受容する方向であるD1方向に対して交差するD2方向(スロット16の長手方向)に移動可能な結合爪110を備えている。結合爪11は、スロット16内に収容されている。
第2実施形態では、パッシブ側装置10は、シャッタ14、15の代わりに結合爪110を備えている。結合爪110の材質はシャッタ14、15と同じである。また結合爪110は、永久磁石113が設けられている点、スロット16内でD2方向に移動する点も、シャッタ14、15と同じである。しかしながら、シャッタ14、15がスロット16内に2つ1組で設けられているのに対して、結合爪110が1つのみ設けられている点で異なっている。
結合爪110には、結合ロッド43が嵌め込まれる開口111と、開口111から、D2方向に向けて開口する切り欠き112と、が形成されている。結合爪110は、そのD2方向の端部に永久磁石113を備えている。結合爪110において、切り欠き112は、D2方向の第1側D2aに向けて開口していて、永久磁石113は、D2方向の第2側D2bの端部に設けられている。結合爪110は刺又状である。結合爪110は、D3方向に線対称である。開口111は、結合ロッド43の溝部45aと同径の円形状を描く。D1方向から見た正面視において、切り欠き112は、D2方向に向かうに従いD3方向に拡幅する。切り欠き112は、D3方向に対向する一対の傾斜面112aの間に設けられている。
前記複合凹部97に受容された結合ロッド43に対して、結合爪110がD2方向に向けて第1側D2aに接近することで、結合ロッド43が切り欠き112を通過して開口111に嵌め込まれる。
FIG. 10 is a perspective view showing the distal end portions of the passive-side device 10 and the active-side device 20 when the passive-side device 10 and the active-side device 20 are incorporated in a developed structure. The slot 16 and the composite recess 97 are formed in the passive device 10. The slot 16 is closed by the plate 11. The opening 11 is formed in the plate 11. The slot 16 has a rectangular shape that is longer in the direction D2 than in the direction D3 when viewed in a plan view from the direction D1. The passive-side device 10 includes a coupling claw 110 that is movable in a D2 direction (a longitudinal direction of the slot 16) that intersects a D1 direction in which the composite recess 97 receives the coupling rod 43. The coupling claw 11 is housed in the slot 16.
In the second embodiment, the passive device 10 includes a coupling claw 110 instead of the shutters 14 and 15. The material of the coupling claw 110 is the same as that of the shutters 14 and 15. The same as the shutters 14 and 15 in that the coupling claw 110 is provided with the permanent magnet 113 and moves in the D2 direction in the slot 16. However, the difference is that the shutters 14 and 15 are provided in pairs in the slot 16, whereas only one coupling claw 110 is provided.
The coupling claw 110 has an opening 111 into which the coupling rod 43 is fitted, and a notch 112 opening from the opening 111 in the direction D2. The coupling claw 110 has a permanent magnet 113 at an end in the direction D2. In the coupling claw 110, the notch 112 is open toward the first side D2a in the D2 direction, and the permanent magnet 113 is provided at an end of the second side D2b in the D2 direction. The coupling claw 110 is stabbed. The coupling claw 110 is line-symmetric in the direction D3. The opening 111 has a circular shape having the same diameter as the groove 45a of the connecting rod 43. When viewed from the front in the direction D1, the notch 112 widens in the direction D3 as it goes in the direction D2. The notch 112 is provided between a pair of inclined surfaces 112a facing each other in the D3 direction.
When the coupling claw 110 approaches the first side D2a in the direction D2 with respect to the coupling rod 43 received in the composite concave portion 97, the coupling rod 43 passes through the notch 112 and is fitted into the opening 111. .

アクティブ側装置20の結合ロッド43には、回転防止鍔100が設けられている。回転防止鍔100は円形状である。回転防止鍔100は結合ロッド43に巻き付くように設けられている。回転防止鍔100は結合ロッド43の外周面に全周にわたって設けられている。回転防止鍔100は、結合ロッド43がパッシブ側装置10(複合凹部97)に受容されたとき、プレート11に係止する。   The connecting rod 43 of the active device 20 is provided with a rotation preventing collar 100. The rotation preventing collar 100 is circular. The rotation preventing flange 100 is provided so as to wind around the connecting rod 43. The rotation preventing flange 100 is provided on the outer peripheral surface of the connecting rod 43 over the entire circumference. The rotation preventing collar 100 is locked to the plate 11 when the connecting rod 43 is received in the passive device 10 (composite concave portion 97).

図11は、パッシブ側装置10およびアクティブ側装置20が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置10の結合爪110が、アクティブ側装置20の結合ロッド43の先端部45に引っ掛かる様子を示した正面図である。図11(a)は、パッシブ側装置10の結合爪110が、アクティブ側装置20の先端部分に引っ掛かる前の段階を示している。図11(b)は、パッシブ側装置10の結合爪110が、アクティブ側装置20の先端部分に引っ掛かり、結合爪110が曳航することで嵌め合った段階を示している。以下、図12以下を参照しながら詳細に説明する。   FIG. 11 shows a state in which the coupling claw 110 of the passive-side device 10 is hooked on the distal end portion 45 of the coupling rod 43 of the active-side device 20 when the passive-side device 10 and the active-side device 20 are incorporated in the developed structure. It is the front view shown. FIG. 11A shows a stage before the coupling claw 110 of the passive-side device 10 is caught on the distal end portion of the active-side device 20. FIG. 11B shows a stage in which the coupling claw 110 of the passive-side device 10 is hooked on the distal end portion of the active-side device 20 and the coupling claw 110 is fitted by towing. This will be described in detail below with reference to FIG.

図12は、パッシブ側装置10およびアクティブ側装置20が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置10の結合爪110が、アクティブ側装置20の先端部分に引っ掛かる直前の段階を示した斜視図である。結合ロッド43は、パッシブ側装置10に向かって静止している。アクティブ側装置20のソレノイドコイル32に、駆動ロッド33が結合方向に付勢される向きに電流を流すと、ジョイント部50で連結された駆動ロッド33および結合ロッド43は、パッシブ側装置10の方向に移動する。結合ロッド43がパッシブ側装置10の第一凹部97aにD1方向に挿入される前では、結合爪110は複合凹部97に対してD2b方向に位置している。   FIG. 12 is a perspective view showing a stage immediately before the coupling claw 110 of the passive-side device 10 is hooked on the distal end portion of the active-side device 20 when the passive-side device 10 and the active-side device 20 are incorporated in the developed structure. FIG. The connecting rod 43 is stationary toward the passive device 10. When an electric current is applied to the solenoid coil 32 of the active device 20 in a direction in which the driving rod 33 is urged in the coupling direction, the driving rod 33 and the coupling rod 43 connected by the joint portion 50 move in the direction of the passive device 10. Go to Before the connecting rod 43 is inserted into the first recess 97a of the passive-side device 10 in the D1 direction, the connecting claw 110 is positioned in the D2b direction with respect to the composite recess 97.

図13は、パッシブ側装置10およびアクティブ側装置20が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置10の結合爪110が、アクティブ側装置20の先端部分に引っ掛かり始めた時の段階を示した斜視図である。   FIG. 13 shows a stage when the coupling claw 110 of the passive-side device 10 starts to be caught on the distal end portion of the active-side device 20 when the passive-side device 10 and the active-side device 20 are incorporated in the deployment structure. FIG.

図14は、パッシブ側装置10およびアクティブ側装置20が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置10の結合爪110が、アクティブ側装置20の先端部分に引っ掛かり、結合爪110と先端部分が嵌め合った段階を示した斜視図である。結合ロッド43は、パッシブ側装置10の複合凹部97に挿入された後、磁極切替部40のソレノイドコイル42に、結合ロッド43の先端部45が永久磁石113を引き付ける磁極となる向きに電流を流すと、結合爪110は、結合ロッド43の先端部45に吸引され、D2方向にスライドする。   FIG. 14 shows that when the passive-side device 10 and the active-side device 20 are incorporated into the unfolded structure, the coupling claw 110 of the passive-side device 10 is hooked on the distal end portion of the active-side device 20, and the coupling claw 110 and the distal end portion It is the perspective view which showed the stage which fitted. After the connecting rod 43 is inserted into the composite recess 97 of the passive-side device 10, a current flows through the solenoid coil 42 of the magnetic pole switching unit 40 in a direction in which the tip 45 of the connecting rod 43 becomes a magnetic pole that attracts the permanent magnet 113. Then, the coupling claw 110 is sucked by the distal end portion 45 of the coupling rod 43 and slides in the direction D2.

図15は、パッシブ側装置10およびアクティブ側装置20が展開構造物に組み込まれたときの、パッシブ側装置10の結合爪110が、アクティブ側装置20の結合ロッド43の先端部45の溝部45aに引っ掛かる時の斜視図である。このとき、先端部45が切り欠き112を通過して第1凹部97aに嵌め込まれる。結合爪110は、結合ロッド43の先端部45に吸引され、嵌め合いを完了させた後、D2方向に更にスライドする。これにより、結合ロッド43の先端部45は、複合凹部97の小さいほうの穴、第2凹部97bに移動する。
この時、ソレノイドを調整して磁極を反転させることで、結合爪110は結合ロッド43に対してD2方向に移動することもできる。
FIG. 15 shows that when the passive-side device 10 and the active-side device 20 are incorporated in the deployment structure, the coupling claw 110 of the passive-side device 10 is It is a perspective view at the time of being caught. At this time, the distal end portion 45 passes through the notch 112 and is fitted into the first concave portion 97a. The coupling claw 110 is sucked by the distal end portion 45 of the coupling rod 43 and, after completing the fitting, further slides in the direction D2. Accordingly, the distal end portion 45 of the connecting rod 43 moves to the smaller hole of the composite concave portion 97, that is, the second concave portion 97b.
At this time, the coupling claw 110 can also move in the direction D2 with respect to the coupling rod 43 by adjusting the solenoid to reverse the magnetic pole.

パッシブ側装置10に結合爪110を備えることで、先端部45(先端部45のうち溝部45aよりも先端側に位置する部分)が結合爪110に対してD1方向にひっかかる面積がより増える。これによりアクティブ側装置20であるソレノイドを用いた結合ロッド43が、結合爪110を介して、パッシブ側装置10に備わっている複合凹部97と係合したとき、パッシブ側装置10とアクティブ側装置20の結合力が強くなる。
回転防止鍔100を設けることにより、結合ロッド43が回転しない。すなわち、回転防止鍔100がプレート11に対してD1方向に引っ掛かることで、結合ロッド43の先端部45を起点として結合ロッド43がD2方向周りやD3方向周りに回転することを防止する。アクティブ側装置20であるソレノイド42を用いた結合ロッド43が、結合爪110を介して、パッシブ側装置10に備わっている複合凹部97と係合したときに結合ロッド43が回転すると、トルクが結合爪110に効き、結合ロッド43がパッシブ側装置10に対してD2方向周りやD3方向周りに回転し、ななめになってしまう。そのため、あらかじめ回転防止鍔100を結合ロッド43に嵌め、結合ロッド43が回転することを防止する。
Providing the coupling claw 110 in the passive-side device 10 further increases the area where the distal end portion 45 (the portion of the distal end portion 45 located on the distal end side from the groove 45a) is hooked to the coupling claw 110 in the D1 direction. Thus, when the coupling rod 43 using the solenoid, which is the active device 20, engages with the composite recess 97 provided in the passive device 10 via the coupling claw 110, the passive device 10 and the active device 20 are engaged. Becomes stronger.
By providing the rotation preventing collar 100, the connecting rod 43 does not rotate. That is, since the rotation preventing flange 100 is hooked on the plate 11 in the direction D1, the connecting rod 43 is prevented from rotating around the direction D2 or around the direction D3 starting from the distal end portion 45 of the connecting rod 43 as a starting point. When the coupling rod 43 using the solenoid 42 as the active device 20 engages with the composite recess 97 provided in the passive device 10 via the coupling claw 110, the coupling rod 43 rotates, and the torque is coupled. The coupling rod 43 rotates around the direction D2 and around the direction D3 with respect to the passive-side device 10 due to the effect on the claw 110, and the connection rod 43 becomes slanted. Therefore, the rotation preventing flange 100 is fitted to the connecting rod 43 in advance, and the connecting rod 43 is prevented from rotating.

これまで説明したものは本願発明の一実施形態に過ぎず、その内容によって発明の技術的範囲が限定されるものではない。   What has been described is merely an embodiment of the present invention, and the technical scope of the invention is not limited by the contents thereof.

10 パッシブ側装置
14、15 シャッタ
14b、15b、35、55 永久磁石
17 凹部
97 複合凹部
20 アクティブ側装置
30 駆動部
32、42 ソレノイドコイル
33 駆動ロッド
40 磁極切替部
43 結合ロッド
50 ジョイント部
60、61 展開部
60a レール
100 回転防止鍔
110 結合爪
111 開口
112 切り欠き
Reference Signs List 10 Passive-side device 14, 15 Shutter 14b, 15b, 35, 55 Permanent magnet 17 Concave portion 97 Composite concave portion 20 Active-side device 30 Drive unit 32, 42 Solenoid coil 33 Drive rod 40 Magnetic pole switching unit 43 Coupling rod 50 Joint unit 60, 61 Deployment part 60a Rail 100 Rotation prevention collar 110 Coupling claw 111 Opening 112 Notch

Claims (10)

第1の構造物と第2の構造物とを結合する結合装置であって、
前記第1の構造物に設けられ、磁化部を有する結合部材と、
前記結合部材の磁化部の磁極を切替可能に磁化する磁極切替部と、
前記第2の構造物に設けられ、前記結合部材を受容する受容部と、
前記磁化部の磁極と相互作用して、前記受容部に受容された結合部材を係止する係止部とを備えた結合装置。
A coupling device for coupling a first structure and a second structure,
A coupling member provided on the first structure and having a magnetized portion;
A magnetic pole switching unit that magnetizes the magnetic pole of the magnetized unit of the coupling member in a switchable manner,
A receiving portion provided on the second structure, for receiving the coupling member;
A locking unit that interacts with a magnetic pole of the magnetized unit to lock the coupling member received by the receiving unit.
前記結合部材を前記受容部に嵌入させる駆動部を有する請求項1に記載の結合装置。   The coupling device according to claim 1, further comprising a drive unit that fits the coupling member into the receiving unit. 前記係止部の少なくとも一部は永久磁石からなり、
前記永久磁石は、磁極切替手段により前記磁化部が第1の磁極に切り替えられた場合には、前記磁化部との間に吸着力を発生し、前記磁化部が第2の磁極に切り替えられた場合には、前記磁化部との間に反発力を発生する請求項1または2に記載の結合装置。
At least a part of the locking portion is made of a permanent magnet,
When the magnetized portion is switched to the first magnetic pole by the magnetic pole switching means, the permanent magnet generates an attractive force between the permanent magnet and the magnetized portion, and the magnetized portion is switched to the second magnetic pole. 3. The coupling device according to claim 1, wherein a repulsion force is generated between the coupling unit and the magnetized unit. 4.
前記磁極切替手段は、
前記結合部材を長手方向に移動可能に収納する磁極切替用管と、
前記磁極切替用管の周囲に巻回され、磁性部を磁化する磁極切替用ソレノイドコイルと、
前記磁極切替用ソレノイドコイルに電流を供給する電源を有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の結合装置。
The magnetic pole switching means,
A magnetic pole switching tube for housing the coupling member movably in the longitudinal direction,
A magnetic pole switching solenoid coil wound around the magnetic pole switching tube and magnetizing the magnetic part;
4. The coupling device according to claim 1, further comprising a power supply that supplies a current to the magnetic pole switching solenoid coil. 5.
前記駆動部は、
前記結合部材を駆動する非磁性体の材料からなる駆動部材と、
前記駆動部材が挿入される駆動用管と、
前記駆動用管の周囲に巻回され、前記駆動用管の両端部に磁界を発生させる駆動用ソレノイドコイルと、
前記駆動用ソレノイドコイルに電流を供給する電源と、
前記駆動部材に設けられ、前記駆動用管に発生する磁界と相互作用する駆動用永久磁石と、
を含む請求項2に記載の結合装置。
The driving unit includes:
A driving member made of a non-magnetic material for driving the coupling member,
A driving tube into which the driving member is inserted,
A driving solenoid coil wound around the driving tube and generating a magnetic field at both ends of the driving tube,
A power supply for supplying a current to the driving solenoid coil;
A driving permanent magnet provided on the driving member and interacting with a magnetic field generated in the driving tube;
The coupling device according to claim 2, comprising:
前記係止部は、それぞれに永久磁石が備えられた一対のシャッタを含み、
前記磁極切替手段により前記磁化部が第1の磁極に切り替えられた場合には、前記一対のシャッタが閉状態となることで前記結合部材に係合する請求項3に記載の結合装置。
The locking portion includes a pair of shutters each provided with a permanent magnet,
4. The coupling device according to claim 3, wherein when the magnetized portion is switched to the first magnetic pole by the magnetic pole switching unit, the pair of shutters are closed to engage with the coupling member. 5.
前記一対のシャッタは、互いに対向する内側端部にそれぞれ所定形状の切欠きが形成され、前記結合部材は、閉状態にある前記一対のシャッタの前記切欠きと係合する請求項6に記載の結合装置。   7. The pair of shutters according to claim 6, wherein a notch of a predetermined shape is formed at each of inner ends facing each other, and the coupling member engages with the notch of the pair of shutters in a closed state. 8. Coupling device. 前記係止部は、前記受容部が前記結合部材を受容する方向に対して交差する第1方向に移動可能な結合爪を備え、
前記結合爪には、前記結合部材が嵌め込まれる開口と、前記開口から、前記第1方向の第1側に向けて開口する切り欠きと、が形成され、
前記係止部を前記受容する方向から見た正面視において、前記切り欠きは、前記第1側に向かうに従い拡幅し、
前記受容部に受容された前記結合部材に対して、前記結合爪が前記第1方向に沿って前記第1側に向けて接近することで、前記結合部材が前記切り欠きを通過して前記開口に嵌め込まれる請求項1乃至5のいずれか1項に記載の結合装置。
The locking portion includes a coupling claw that is movable in a first direction that intersects a direction in which the receiving portion receives the coupling member,
The coupling claw is formed with an opening into which the coupling member is fitted, and a notch that opens from the opening toward the first side in the first direction,
In a front view as viewed from the receiving direction of the locking portion, the notch widens toward the first side,
The coupling claw approaches the first side along the first direction with respect to the coupling member received by the receiving portion, so that the coupling member passes through the notch and opens the opening. The coupling device according to any one of claims 1 to 5, wherein the coupling device is fitted in the coupling device.
前記結合部材は、先端部が前記磁化部である棒状であり、
前記結合部材には、前記結合部材の前記先端部が前記受容部に受容されたときに、前記第2の構造物に係止する回転防止鍔が設けられている
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の結合装置。
The coupling member has a rod shape whose tip is the magnetized portion,
9. The coupling member according to claim 1, further comprising: a rotation preventing flange that locks to the second structure when the distal end of the coupling member is received by the receiving portion. 10. The coupling device according to claim 1.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の結合装置と、
前記第2の構造物に設けられ、前記受容部および前記係止部を案内可能に保持するレールと、
前記結合部材を受容した前記受容部および前記結合部材を係止した前記係止部を、前記レールに沿って移動させる移動部とを有し、
前記第1の構造物は、前記結合部材を受容した前記受容部および前記結合部材を係止した前記係止部の移動により収納状態から展開状態になる展開構造物。
A coupling device according to any one of claims 1 to 9,
A rail that is provided on the second structure and that guideably holds the receiving portion and the locking portion;
A moving part that moves the receiving part that receives the coupling member and the locking part that locks the coupling member along the rail,
The first structure is a deployed structure that is changed from a stored state to a deployed state by movement of the receiving portion that receives the coupling member and the locking portion that retains the coupling member.
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