JP7340233B2 - Coupling device and deployable structure incorporating the coupling device - Google Patents

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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 device and an active device using magnets and switching of magnetic fields, and a deployable 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)。 Coupling devices used to construct structures in orbit around the Earth are required to have the necessary rigidity and strength, be lightweight, and have a simple mechanism. The International Space Station (ISS) is a typical large structure built in orbit so far, and the ISS uses bolt-and-nut mechanisms and latch mechanisms to connect each part of the structure. A device 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。 In addition, in a male device and a 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 locking pin of the female device is pulled toward the female device. The inventor of the present application has proposed a coupling device in which a coupling pin of a male side device is locked (Patent Document 2). According to this coupling device, the locked and engaged states of each part can be controlled by turning the electromagnet on and off, so the structure is simplified and precise positioning is not required. This facilitates the work of coupling and uncoupling, as well as the work of aligning the male and female sides, and greatly reduces the workload.

特開2007-245880号公報JP2007-245880A 特開2017-109734号公報JP 2017-109734 Publication

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 bolt and nut mechanisms and latch mechanisms in the construction of large space structures in orbit ranging from hundreds of meters to several kilometers, such as space solar power generation systems (SSPS), can be used for extravehicular activities by astronauts and robots. Since arm operation or a highly functional assembly robot or assembly device is required, the construction cost increases and the period required for construction also increases. Furthermore, if the scale of the structure is large, the number of structural members will increase, and the probability that problems will occur during construction increases. Therefore, it is also important to be able to easily separate structures in which defects have occurred.

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。 In addition, in Patent Document 2, it is necessary to install a powerful electromagnet on the female side device in order to attract the coupling pin of the male side device, and there is a concern that this may limit the miniaturization of the coupling device and the reduction of power consumption. In addition, it was necessary to control the coupling pin of the male side device and the locking pin of the female side device with a single electromagnet, and it was 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。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a coupling device that uses magnets and switching of magnetic fields, is easy to downsize and reduce power consumption, and is easy to control the magnetic field. A deployable 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 section that switchably magnetizes the magnetic pole of the magnetization section of the coupling member;
a receiving portion provided on the second structure and receiving the coupling member;
A locking portion that interacts with the magnetic pole of the magnetization portion to lock the coupling member received in 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。 According to the present invention, in coupling the first structure and the second structure, it is possible to easily reduce the size and reduce power consumption while using magnets and switching of the magnetic field, and to reduce the magnetic field. 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。1 is a schematic cross-sectional view of a coupling device according to an 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 device. パッシブ側装置の概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of a passive device. 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。FIG. 3 is a front view of the passive device with the plate removed. 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 a perspective view showing the tip portions of the passive side device and the active side device when the passive side device and the active side device are incorporated into 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。FIG. 3 is a perspective view of the entire expanded section as seen diagonally from below. 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。FIG. 2 is a perspective view, seen diagonally from above, chronologically illustrating how a deployable structure consisting of two rows of deployable sections is deployed. 他の実施形態に係る結合装置の概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a coupling device according to another embodiment. 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。FIG. 7 is a front view showing a shutter portion of a passive device according to another 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。FIG. 7 is a perspective view showing the distal end portions of the passive device and the active device of the second embodiment when the passive device and the active device are assembled into 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。FIG. 7 is a front view showing how the coupling claw of the passive device is caught on the tip portion of the active device when the passive device and the active device of the second embodiment are assembled into 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. 7 is a perspective view showing a stage immediately before the coupling claw of the passive device is caught on the tip portion of the active device when the passive device and the active device of the second embodiment are assembled into 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. 7 is a perspective view showing a stage when the coupling claw of the passive device starts to catch on the tip of the active device when the passive device and the active device of the second embodiment are assembled into a deployment structure; be. 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。A stage when the passive side device and the active side device of the second embodiment are incorporated into the deployment structure, and the connecting claw of the passive side device is caught on the tip portion of the active side device, and the connecting claw and the tip 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 of the second embodiment are incorporated into the deployment structure, the connecting claw of the passive side device is caught on the tip portion of the active side device, and the connecting claw and the tip portion are fitted and connected. It is a perspective view showing a stage where the claw is 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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Although the coupling device of this embodiment was manufactured with the intention of being applied to a deployable structure for space use, the present invention is not limited to this, and may be applied to structures for ground use. It is also possible to do so.

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 sectional view of a coupling device according to an embodiment of the present invention, with FIG. 1(a) showing a separated state and FIG. 1(b) showing a coupled state. The coupling device according to the present embodiment includes an active side device 20 that is incorporated in a deployment section 61 that is a first structure, and an active side device 20 that is incorporated in a deployment section 60 that is a second structure. , that is, a passive device 10 that is slidably held in the direction of the arrow Y. In the following description, arrows X, Y, and Z in each figure 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 side device 20 includes a drive section 30 located on the rear side with respect to the joint part with the passive side device 10, and a magnetic pole switching section 40 located on the front side with respect to the joint part with the passive side device 10. . The drive rod 33 of the drive section 30 and the coupling rod 43 of the magnetic pole switching section 40 are connected by a joint section 50 as a connection means. FIG. 2 shows a schematic perspective view of the active side device. The drive unit 30 includes a tube 31 made of, for example, an elongated cylindrical magnetic material (for example, iron), a driving solenoid coil 32 wound around the tube, and a solenoid coil 32 that is inside the tube 31 and can move in the longitudinal direction. A drive rod 33 made of a non-magnetic material (for example, brass), a mounting section 34 provided along the tube 31 for mounting the active side device 20 on the deployment section 61, and a tube of the drive rod 33. A permanent magnet 35 provided at an end protruding from the rear end of the drive rod 31 and a permanent magnet 55 provided forward of the 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, neodymium magnets with strong magnetic force can be used, but the permanent magnets that can be used are not limited to this. Furthermore, in this embodiment, the drive unit 30 is provided with two permanent magnets 35 and 55, but 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 drive power supply section 32c is connected to the drive solenoid coil 32 via a lead wire 32a and a connector 32b. The drive power supply unit 32c is a power supply that can control the driving direction of the solenoid coil 32, and may be built into the deployment unit 61 or separate from the deployment unit 61, and supplies current to the solenoid coil 32. When supplied, it may be connected to the connector 32b so that it can be used. Further, when the deployment section 61 is equipped with a power generation device such as a solar panel, the power generation device and the storage battery can also be used as the drive power supply section 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 solenoid coil 42 for magnetic pole switching wound around the tube 41, and a solenoid coil 42 that moves in the longitudinal direction inside the tube 41. At least the tip 45 of the coupling rod 43 is made of a magnetic material (for example, iron), and the connecting rod 43 is attached to the deployment section 61 in cooperation with the attachment section 34 of the active side device 20 provided along the tube 41. A mounting part 44 is included.

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 portion 45a serving as an engaging portion is formed in the tip portion 45 of the connecting rod 43 and has a smaller diameter than other portions of the connecting rod 43. A magnetic pole power supply section 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 source 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 by changing the direction of the flowing current, the tip 45 of the coupling rod 43 is magnetized to a specific magnetic pole. 45 magnetic poles can be reversed. That is, the tip portion 45 functions as a magnetization portion. The magnetic pole power supply unit 42c is a power supply that can control the magnetic pole direction of the tip end 45 of the coupling rod 43, and may be incorporated in the deployment unit 61 or may be separate from the deployment unit 61, and is a solenoid coil. When supplying current to 42, it may be connected to connector 42b and used. Further, when the deployment section 61 is equipped with a power generation device such as a solar panel, the power generation device and the storage battery can also be used as the drive power supply section 42c. Note that, from the viewpoint of work efficiency, it is preferable that the connector 32b and the connector 42b be an integral type that can be connected and disconnected at once.

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 attaches the deployment direction (arrow (Y direction shown) and perpendicular (on the X axis shown). 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, even if the central axes of the drive rod 33 and the coupling rod 43 are slightly shifted or bent, the joint part 50 can absorb it. Further, the joint portion 50 can also be configured with 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 so that the rear end side of the drive section 30 (on the right side of the paper in FIG. 1) is attracted to the permanent magnet 35, and the front end side of the drive section 30 (on the left side on the paper in FIG. 1) is repelled by the permanent magnet 55. When a current is applied to the drive rod 33 and the coupling rod 43 connected at the joint portion 50, the entire drive rod 33 and coupling rod 43 are urged to the left in the drawing (hereinafter also referred to as the "coupling direction"). On the other hand, when current is applied to the solenoid coil 32 so that the rear end side of the drive section 30 repels the permanent magnet 35 and the front end side of the drive section attracts the permanent magnet 55, the drive rod 33 connected at the joint section 50 and The coupling rod 43 as a whole is biased toward the right in the drawing (hereinafter also referred to as the "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 device 20 and the passive device 10 are in an uncoupled state, the coupling rod 43 is housed in the active device 20 and is not coupled, as shown in FIG. 1(a). In this state, as shown in FIG. 1(b), the coupling rod 43 is extended from the active device 20 and fitted into the passive device 10 incorporated in the deployment section 60, as will be described later. Engaged by shutters 14 and 15.

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 parts are provided in the slot 16 so as to be slidable in the vertical direction in the plane of FIG. There is. The leading end 14c of the shutter 14 and the leading end 15c of the shutter 15 face each other, and are separated from each other in the open state shown in FIG. 1(a). In the locked state shown in FIG. 1(b), they are close to or in contact with each other, and a notch portion, which will be described later, engages with a groove portion 45a of the coupling rod 43 of the active side 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 the opening 12 . The recess 17 functions as a receiving portion into which the connecting rod 43 extended from the active side device 20 is inserted. The diameter of the recess 17 is made somewhat larger than the tip of the connecting rod 43 so that the recess 17 can be inserted with sufficient margin for alignment with the connecting rod 43 and for some inclination of the connecting rod 43 during the connecting operation.

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 in the drawing, and a permanent magnet 15b for locking is also embedded in the upper end of the shutter 15 in the drawing. Permanent magnets 14b and 15b are arranged so that their opposing ends have the same polarity. For example, neodymium magnets with strong magnetic force can be used as the permanent magnets 14b and 15b. Note that the tip 14c of the shutter 14 and the tip 15c of the shutter 15 are made of a non-magnetic material (for example, aluminum alloy, titanium alloy, , 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。 The details of the passive side device 10 will be explained using FIG. 3 and FIG. 4. FIG. 3 is a schematic perspective view of the passive side device 10. A rectangular plate 11 fixed with screws or the like is arranged at the lower part of the front side of the passive side device 10, and a circular opening 12 in the center thereof is large enough to allow the tip 45 of the coupling rod 43 to be inserted. is formed. An opening 13 is provided in the upper part of the plate 11 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 of the passive device 10 with the plate 11 removed, and FIG. 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 tip 14c of the shutter 14 and the tip 15c of the shutter 15 face each other, are separated from each other in the open state shown in FIG. 4(a), and are separated from each other in the locked state shown in FIG. 4(b). Proximity or contact. 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 as shown in FIG. 4(b) when in the locked state. The diameter of this approximately circular opening is set to be larger than the diameter of the groove 45a formed in the tip 45 of the coupling rod 43 of the active side device 20, and smaller than the diameter of the portion of the coupling rod 43 other than the groove 45a. ing. Note that 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 it can lock the groove 45a of the coupling rod 43 inserted from the active side device 20. .

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 in a separated state, the shutters 14 and 15 are at the position where the recess 17 is opened, as shown in FIGS. 1(a) and 4(a). When the shutters 14 and 15 are in the released state and in the coupled state, the shutters 14 and 15 are in the locked state close to each other and the notch 14a The groove 45a of the fitting rod 43 engages with the notch 15a.

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 this embodiment will be explained using FIG. 5. FIG. 5 is a perspective view showing the distal end portions of the passive device 10 and the active device 20 when the passive device 10 and the active device 20 are incorporated into an actual deployment structure, and FIG. ) shows a state in which the passive device 10 and the active device 20 are uncoupled, and FIG. 5(b) shows a state in which the passive device 10 and the active device 20 are coupled. The passive side device 10 is arranged movably in the deployment direction within a rail 60a formed on the side of the deployment section 60 of the deployment structure so that the plate 11 is parallel to the longitudinal direction of the rail 60a (arrow Y direction). has been done. The active side device 20 is mounted perpendicularly to the deployment direction at the distal end of the deployment section 61 adjacent to the deployment section 60 in the deployment direction. That is, the axial direction of the coupling rod 43 of the active side device 20 (arrow X direction) is perpendicular to the movement direction of the shutters 14 and 15 (arrow Y direction).

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 directly 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 a current is applied in the biased direction, the drive rod 33 and the coupling rod 43 connected by the joint portion 50 move in the coupling direction as shown by arrow A. At this time, the shutters 14 and 15 are in the open state as shown in FIG. 1(a) and FIG. The circular recess 17 is reached, and the groove 45a of the tip 45 of the connecting rod 43 is located between the shutters 14 and 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, 15b, the shutters 14, 15 move to the tip of the coupling rod 43. It is pulled together and becomes locked as shown in FIG. 1(b) and FIG. 4(b). At this time, the shutters 14 and 15 fit into the groove 45a, and the passive device 10 and the active device 20 are coupled. Even if the currents of the solenoid coil 32 of the drive section 30 and the solenoid 42 of the magnetic pole switching section 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 will cause the coupling rod 43, which is a magnetic material, to Since a suction force is generated between the distal end portion 45 and the distal end portion 45, the locked state is maintained, and the coupled state of the deployable portion 60 and the deployable portion 61 is maintained. Note that the connection between the shutters 14 and 15 and the connecting rod 43 is only due to the magnetic force of the permanent magnets 14b and 15b, so 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。 To release the coupling between the passive side device 10 and the active side device 20, a current is applied to the solenoid coil 42 of the magnetic pole switching unit 40 in a direction such that the tip end 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 tip 45 of the coupling rod 43 by the action of the solenoid coil 42, a repulsive force acts between the tip 45 of the coupling rod 43 and the permanent magnets 14b, 15b, and the shutters 14, 15 4(a) and becomes the open state shown in FIG. 4(a). In this state, when a current is applied to the solenoid coil 32 of the active side device 20 in a direction that urges the drive rod 33 in the release direction, the drive rod 33 and the coupling rod 43 connected at the joint part 50 move as indicated by the arrow B. As shown, the coupling between the passive device 10 and the active device 20 is released by moving in the release direction. At this time, since the tip 14c of the shutter 14 and the tip 15c of the shutter 15 are each made of a non-magnetic material, there is no adhesion to the tip 45 of the coupling rod 43, and a relatively small magnetic force is generated. It is possible to uncouple even if it occurs.

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 bolt/nut mechanism and the latch mechanism are activated by coupling or uncoupling the passive side device and the active side device using magnets and switching of magnetic fields. No longer needed. Therefore, when the present invention is applied to structures built in Earth orbit, the burden of extravehicular activities and robot arm operations on astronauts will be reduced, or the need for high-performance assembly robots and assembly equipment will be eliminated. , construction costs can be kept low, and the period required for construction can also be shortened. In addition, even if a problem occurs during construction, the structure can be easily separated, reducing the burden of extravehicular activities and robot arm operations, and shortening the period required for construction. is planned.

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。 Further, the coupling rod 43 which is a coupling member is provided with a tip 45 which is a magnetized part, and a pair of shutters 14 and 15 which are locking parts that lock the coupling rod 43 inserted into the opening 12 are attached to the tip 45. By locking the coupling rod 43 by the action of the magnetic pole, the tip part 45 can be made to act as a magnetic pole while in close proximity to the shutters 14 and 15. This allows for miniaturization and consumption while utilizing switching of the magnet and magnetic field. It is easy to save power and control the magnetic field.

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 tip end 45 of the coupling rod 43 inserted into the passive side device 10 to a magnetic pole opposite to that at the time of coupling, and moves the shutters 14 and 15 to a position where the locking is released. The drive unit 30 drives the coupling rod 43 inserted into the passive device 10 to pull out the coupling rod 43 to release the coupling between the passive device 10 and the active device 20. The drive unit 30 of the side device 20 can largely omit gears and pulleys for transmitting drive, allowing the coupling device to be downsized and to operate stably over a long period of time.

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 side device 20 includes a cylindrical magnetic pole switching tube 41 into which a coupling rod 43 is movably inserted in the longitudinal direction, and a coupling rod that is wound around the magnetic pole switching tube 41. The switching solenoid coil includes a magnetic pole switching solenoid coil 42 that magnetizes the tip 45 made of a magnetic material of 43, and a power source 42c that supplies current to the magnetic pole switching solenoid coil 42 so that the magnetic pole can be switched, and is switched by the power source 42c. Since the tip portion 45 is magnetized according to the direction of the current flowing through the active side device 20, the magnetic pole switching portion 40 of the active side device 20 only needs to magnetize the tip portion 45, so that the coupling device can be made smaller, save power, and last longer. Stable operation over a long period of time is possible.

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 tip end 45 of the coupling rod 43 is magnetized to a predetermined magnetic pole, and the pair of shutters 14 and 15 having the locking permanent magnets 14b and 15b are moved to the groove 45a, which is the engagement part of the coupling rod 43. Since the distal end portion 45 is engaged with the shutters 14 and 15, the magnetic pole can be applied to the tip portion 45 while the shutters 14 and 15 are in proximity. This makes it easy to control.

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 distal ends 14c and 15c of the shutters 14 and 15, respectively, and the notches engage with the grooves 45a of the coupling rod 43, so even if an external force is applied to the deployable structure, a stable connection can be achieved. It becomes possible to maintain

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 deployable structure to which the coupling device according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Here, regarding the deployment of the deployable structure, in Japanese Patent Application Laid-open No. 2017-109734, after deploying the structure folded into a bellows shape, adjacent deployable structures are connected to each other. There has been concern that if the structure is bent or moved from its intended position due to inertia, etc., it will take a long time to connect the structure. In the deployable structure to which this embodiment is applied, after the second structure is deployed, the passive side device is moved within a rail formed in the second structure.

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 entire deployable parts 60 and 61 viewed diagonally from below, FIG. 6(a) shows the deployable part 61 in the middle of deployment, and FIG. 6(b) is the same as that in FIG. 6(a). An enlarged view of the passive side device 10 and the active side device 20 is shown, and FIG. 6(c) shows a state in which the deployment section 61 has been completely deployed. One end of a wire 60b (indicated by a broken line) is fixed to the side of the passive device 10, and this wire 60b is stretched along the rail 60a, and is attached to a winch mechanism 60c provided at the tip of the deployment section 60. The other end is connected to. By winding up the wire 60b with this winch mechanism, the passive side device 10 can be moved along the rail 60a of the deployment section 60 in the direction of arrow C parallel to the direction of arrow Y in FIG. 6(b). That is, the wire 60b and the winch mechanism 60c function together as a moving part. At this time, the active side device 20 combined with the passive side device 10 also moves together in the direction of arrow C, and the deployed section 61 that was in the stored state is now parallel to the deployed section 60, as shown in FIG. 6(c). It is expanded into a flat shape and becomes an expanded state. A part of the antenna 70 is formed in each panel of the expansion section 61. When each panel of the unfolding section 61 is folded, the antenna 70 is also folded, but as each panel of the unfolding section 61 is unfolded, the antenna 70 is also unfolded.

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, seen diagonally from above, chronologically showing how a deployable structure consisting of two rows of deployable sections is deployed. FIG. 7(a) shows the folded storage state before the two unfolding parts 60 and 61 are unfolded. From this state, first, the panels constituting the deployment section 60 are separated from each other by the separation mechanism. Next, as shown in FIG. 7(b), each panel of the unfolding section 60 is unfolded into a planar shape. As shown in the figure, a wire 80 is stretched out from the satellite main body 90, passes through each panel, and returns to the satellite main body 90 again. By winding up this wire with a winch mechanism (not shown) provided on the satellite main body 90, each panel is pulled in as shown in FIG. 7(c), and each panel of the deployment section 60 has a boosting mechanism. They are locked together by the panel lock mechanism, and the deployment of the deployment section 60 is completed. At this time, the rail 60a is also connected to the passive side device 10 in a movable state 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 expanded deployment section 60 is locked, as described with reference to FIG. combine. The panels constituting the unfolding section 61 are connected to each other in the unfolding direction and folded into a bellows shape. 7(d) and FIG. As shown in e), the unfolding section 61 which has been in the stored state is gradually unfolded to the unfolded state, and finally the unfolding is completed as shown in FIG. 7(f).

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 this embodiment, the number of rows of the deployed parts is two, but the number of rows of the deployed parts of the deployed structure is not limited to two, and can be any number of rows greater than or equal to two. That is, after the active side device 20 provided in the Nth column (N is an integer of 2 or more) deployment unit and the passive side device 10 provided in the N-1st column deployment unit are combined, the passive side By winding up the wire 60b connected to the device 10 with a winch mechanism 60c provided at the tip of the N-1st column, it is possible to deploy the Nth column.

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, the passive side device 10 is attached to the deployment section 60 and the active side device 20 is attached to the deployment section 61 adjacent to the deployment section 60. After the mounted deployment section 60 is deployed, the passive side device 10 is moved on the rail 60a formed in the deployment section 60, thereby creating the deployment section 61 on which the active side device 20 combined with the passive side device 10 is attached. Since the parts are expanded, it is possible to significantly reduce the work time required to connect the expanded parts.

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。 In addition, the passive side device 10 of the deployable structure can be moved within the rail 60a by winding up the wire 60b fixed to the passive side device 10 using the winch mechanism 60c, so the deployable structure can be moved reliably even by remote control. It becomes possible to expand. The deployable structure according to this embodiment can be applied, for example, to an antenna of an artificial satellite, a solar panel, or the like, as well as a frame that is relatively lightweight even under gravity, and can be deployed only by remote control.

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 side device 10 will be described using FIG. 8 and FIG. 9. FIG. 8 is a schematic sectional view of a coupling device according to another embodiment, with FIG. 8(a) showing a separated state and FIG. 8(b) showing a coupled state. FIG. 9(a) is a front view showing the shutter portion of the passive device 10 of another embodiment, and FIG. 9(b) is a front view showing the shutter portion of the passive device 10, and FIG. FIG. 9(c) is a diagram schematically showing the state in which the shutter shown in FIG. 9(b) is locked, and FIG. 9(d) is a diagram showing the state in which the shutter shown in FIG. 9(c) is locked. FIG. 6 is a diagram showing a state in which the shutter and the coupling rod coupled thereto have been relatively moved in the direction of arrow L within the slot of the passive device from the state shown in FIG. Note that the same components as those in the above-described embodiments are given the same reference numerals, and the 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 this embodiment also has a slot 16 elongated from side to side inside the plate 11. Shutters 14 and 15 are provided. An elongated permanent magnet 14b is embedded in the left end of the shutter 14 in the drawing, and an elongated permanent magnet 15b is embedded in the right end of the shutter 15 in the drawing. Permanent magnets 14b and 15b are arranged so that their opposing ends have the same polarity. The shutters 14 and 15 are not formed with semicircular cutouts 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。 A composite recess 97 is formed in the wall of the passive device main body behind the shutters 14 and 15, and has a shape in which a first circular recess 97a with a large diameter and a second circular recess 97b on the left side with 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 the opening 12 was made somewhat larger than the diameter of the tip 45 of the coupling rod 43. In the composite recess 97 of this embodiment, the diameter of the first recess 97a is larger than the diameter of the recess 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. 9(b), by making the diameter of the first recess 97a larger than the diameter of the recess 17 shown in FIG. It is possible to further increase the margin for inclination.

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 a direction in which the tip 45 of the coupling rod 43 becomes a magnetic pole that attracts the permanent magnets 14b, 15b, the shutters 14, 15 move to the tip of the coupling rod 43. 45, the shutters 14, 15 fit into the groove 45a, and the attractive force between the permanent magnets 14b, 15b and the tip 45 of the connecting rod 43 acts, resulting in a locked state as shown in FIG. 9(c). becomes. Thereby, the passive side device 10 and the active side device 20 are coupled. At this time, the distance between the inner ends of the shutters 14 and 15 corresponds to the diameter of the groove 45a. Similarly to the embodiment described above, even if the currents of the solenoid coil 32 of the drive unit 30 and 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 Since an attractive force is generated between the connecting rod 43 and the distal end 45 of the magnetic coupling rod 43, the locked state is maintained, and the coupled state between the deployable portion 60 and the deployable portion 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 explained 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 moves along the arrow R in FIG. 9(c). direction (parallel to the arrow Y direction). As a result, as shown in FIG. 9(d), the shutters 14, 15 and the coupling rod 43 coupled thereto move relatively in the direction of arrow L within the slot 16 of the passive device 10. Then, the tip end 45 of the coupling rod 43 moves toward the second recess 97b of the composite recess 97 and fits there. This state is maintained not only while the deployment parts 60 and 61 are moving, but also after the movement is completed and the deployment parts 60 and 61 are deployed. Thereby, rattling of the connecting rod 43 can be eliminated not only in the horizontal direction of the drawing but also in the vertical direction of the drawing.

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 this embodiment, the receiving portion has a shape in which a first recess 97a having a larger diameter than the tip 45 of the coupling rod 43 and a second recess 97b corresponding to the diameter of the tip 45 of the coupling rod 43 are overlapped. A composite recess 97 is provided in the passive side device 10, and with the distal end 45 of the coupling rod 43 inserted into the first recess 97a, the distal end 14c of the pair of shutters 14 and the distal end 15c of the shutter 15 are connected to the distal end 45 of the coupling rod 43. The distal end 45 of the coupling rod 43 is engaged with the groove 45a and moved toward the second recess 97b while maintaining the engaged state, so that the looseness of the coupling rod 43 is eliminated without providing a cushioning material or the like. It is possible to eliminate the problem.

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, the operation of a coupling device according to still another embodiment of the present invention (herein referred to as a second embodiment) will be described with reference to FIGS. 10 to 15.
In addition, in this 2nd embodiment, the same code|symbol is attached|subjected to the component same as the component in the said embodiment, the description is abbreviate|omitted, and only a different point will be described. Further, in this embodiment, a direction parallel to the X direction in the embodiment described above is referred to as a D1 direction, a direction parallel to the Y direction is referred to as a D2 direction, and a direction parallel to the Z direction is referred to as a 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 device 10 and the active device 20 when the passive device 10 and the active device 20 are assembled into a deployment structure. The slot 16 and the composite recess 97 are formed in the passive side device 10. The slot 16 is closed by the plate 11. The plate 11 has the opening 12 formed therein. The slot 16 has a rectangular shape that is longer in the D2 direction than in the D3 direction when viewed from the D1 direction. The passive device 10 includes a coupling claw 110 that is movable in the D2 direction (the longitudinal direction of the slot 16) that intersects with the D1 direction in which the composite recess 97 receives the coupling rod 43. The coupling claw 11 is housed within 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 coupling claw 110 is also the same as the shutters 14 and 15 in that it is provided with a permanent magnet 113 and moves in the D2 direction within the slot 16. However, the difference is that while the shutters 14 and 15 are provided in pairs in the slot 16, only one coupling claw 110 is provided.
The coupling claw 110 is formed with an opening 111 into which the coupling rod 43 is fitted, and a notch 112 that opens from the opening 111 in the direction D2. The coupling claw 110 includes a permanent magnet 113 at its end in the D2 direction. 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 the end of the second side D2b in the D2 direction. The connecting claw 110 has a pinnate shape. The coupling claw 110 is line symmetrical in the D3 direction. The opening 111 has a circular shape with the same diameter as the groove 45a of the coupling rod 43. In a front view seen from the D1 direction, the notch 112 widens in the D3 direction as it goes in the D2 direction. The notch 112 is provided between a pair of inclined surfaces 112a facing each other in the D3 direction.
With respect to the coupling rod 43 received in the composite recess 97, the coupling claw 110 approaches the first side D2a in the D2 direction, so that 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 coupling rod 43 of the active device 20 is provided with an anti-rotation collar 100 . The anti-rotation collar 100 has a circular shape. The anti-rotation collar 100 is provided so as to wrap around the coupling rod 43. The anti-rotation collar 100 is provided on the outer peripheral surface of the coupling rod 43 over the entire circumference. The anti-rotation collar 100 locks onto the plate 11 when the coupling rod 43 is received in the passive device 10 (compound recess 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 how the coupling claw 110 of the passive device 10 is caught on the tip 45 of the coupling rod 43 of the active device 20 when the passive device 10 and the active device 20 are assembled into a deployment structure. FIG. FIG. 11(a) shows a stage before the coupling claw 110 of the passive device 10 is caught on the tip portion of the active device 20. FIG. 11(b) shows a stage in which the coupling claw 110 of the passive device 10 is caught on the tip of the active device 20, and the coupling claw 110 is towed and fitted together. This will be described in detail below with reference to FIG. 12 and subsequent figures.

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 device 10 is caught on the tip portion of the active device 20 when the passive device 10 and the active device 20 are assembled into a deployment structure. It is a diagram. The coupling rod 43 is stationary towards the passive device 10. 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 coupling direction, the drive rod 33 and the coupling rod 43 connected at the joint part 50 are biased in the direction of the passive side device 10. Move to. Before the coupling rod 43 is inserted into the first recess 97a of the passive device 10 in the D1 direction, the coupling 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 the stage when the coupling claw 110 of the passive device 10 begins to catch on the tip of the active device 20 when the passive device 10 and the active device 20 are assembled into a 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 assembled into a deployment structure, the coupling claw 110 of the passive side device 10 is caught on the tip portion of the active side device 20, and the coupling claw 110 and the tip portion FIG. After the coupling rod 43 is inserted into the composite recess 97 of the passive device 10, current is passed through the solenoid coil 42 of the magnetic pole switching unit 40 in a direction in which the tip 45 of the coupling rod 43 becomes a magnetic pole that attracts the permanent magnet 113. Then, the connecting claw 110 is attracted by the tip end 45 of the connecting rod 43 and slides in the D2 direction.

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 device 10 and the active device 20 are assembled into a deployment structure, the coupling claw 110 of the passive device 10 is inserted into the groove 45a of the distal end portion 45 of the coupling rod 43 of the active device 20. It is a perspective view when caught. At this time, the tip portion 45 passes through the notch 112 and is fitted into the first recess 97a. The coupling claw 110 is attracted to the tip end 45 of the coupling rod 43, and after completing the fitting, the coupling claw 110 further slides in the D2 direction. As a result, the tip 45 of the coupling rod 43 moves to the smaller hole of the composite recess 97, the second recess 97b.
At this time, the coupling claw 110 can also be moved in the D2 direction with respect to the coupling rod 43 by adjusting the solenoid and reversing 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。
By providing the coupling claw 110 in the passive device 10, the area where the distal end portion 45 (the portion of the distal end portion 45 located closer to the distal end than the groove portion 45a) is caught on the coupling claw 110 in the D1 direction increases. As a result, when the coupling rod 43 using a solenoid, which is the active side device 20, engages with the composite recess 97 provided in the passive side device 10 via the coupling claw 110, the passive side device 10 and the active side device 20 The binding force of becomes stronger.
By providing the anti-rotation collar 100, the coupling rod 43 does not rotate. That is, the rotation prevention collar 100 is caught on the plate 11 in the D1 direction, thereby preventing the coupling rod 43 from rotating around the D2 direction or the D3 direction from the tip 45 of the coupling rod 43 as a starting point. When the coupling rod 43 using the solenoid 42 of the active side device 20 engages with the composite recess 97 provided on the passive side device 10 via the coupling claw 110 and the coupling rod 43 rotates, torque is applied to the coupling. This acts on the claw 110, causing the coupling rod 43 to rotate around the D2 direction and the D3 direction with respect to the passive side device 10, resulting in the connecting rod 43 becoming diagonal. Therefore, the rotation prevention collar 100 is fitted onto the coupling rod 43 in advance to prevent the coupling rod 43 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 so far is only one embodiment of the present invention, and the technical scope of the invention is not limited by its contents.

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
10 Passive device 14, 15 Shutter 14b, 15b, 35, 55 Permanent magnet 17 Recess 97 Composite recess 20 Active device 30 Drive portions 32, 42 Solenoid coil 33 Drive rod 40 Magnetic pole switching portion 43 Coupling rod 50 Joint portions 60, 61 Expanded part 60a Rail 100 Rotation prevention collar 110 Connection claw 111 Opening 112 Notch

Claims (9)

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
前記磁極切替部は、
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、前記磁化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 section that switchably magnetizes the magnetic pole of the magnetization section of the coupling member;
a receiving portion provided on the second structure and receiving the coupling member;
a locking portion that interacts with the magnetic pole of the magnetization portion to lock the coupling member received in the receiving portion ;
The magnetic pole switching section is
a magnetic pole switching tube that accommodates the coupling member so as to be movable in the longitudinal direction;
a magnetic pole switching solenoid coil that is wound around the magnetic pole switching tube and magnetizes the magnetized portion;
A coupling device including a power source that supplies current to the magnetic pole switching solenoid coil .
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
前記結合部材を前記受容部に嵌入させる駆動部と、を備え
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 section that switchably magnetizes the magnetic pole of the magnetization section of the coupling member;
a receiving portion provided on the second structure and receiving the coupling member;
a locking portion that interacts with the magnetic pole of the magnetization portion to lock the coupling member received in the receiving portion ;
a driving part for fitting the coupling member into the receiving part ,
The drive unit includes:
a driving member made of a non-magnetic material that drives the coupling member;
a driving tube into which the driving member is inserted;
a driving solenoid coil that is wound around the driving tube and generates a magnetic field at both ends of the driving tube;
a power source that supplies current to the drive solenoid coil;
a driving permanent magnet provided in the driving member and interacting with a magnetic field generated in the driving tube;
A coupling device including :
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
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 section that switchably magnetizes the magnetic pole of the magnetization section of the coupling member;
a receiving portion provided on the second structure and receiving the coupling member;
a locking portion that interacts with the magnetic pole of the magnetization portion to lock the coupling member received in the receiving portion ;
The coupling member has a rod shape whose tip portion is the magnetized portion,
A coupling device, wherein the coupling member is provided with a rotation prevention collar that locks onto the second structure when the distal end portion of the coupling member is received in the receiving portion.
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
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 section that switchably magnetizes the magnetic pole of the magnetization section of the coupling member;
a receiving portion provided on the second structure and receiving the coupling member;
a locking portion that interacts with the magnetic pole of the magnetization portion to lock the coupling member received in the receiving portion ;
The locking part includes a coupling claw movable in a first direction intersecting a direction in which the receiving part 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 a first side in the first direction,
In a front view of the locking portion from the receiving direction, the notch widens toward the first side;
As the coupling claw approaches the coupling member received in the receiving portion toward the first side along the first direction, the coupling member passes through the notch and closes in the opening. A coupling device that is fitted into the
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、前記磁極切替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乃至4のいずれか1項に記載の結合装置。
At least a portion 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 portion , the permanent magnet generates an attractive force with the magnetized portion, and the magnetized portion is switched to the second magnetic pole. 5. The coupling device according to claim 1, wherein the coupling device generates a repulsive force between the magnetized portion and the magnetized portion.
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、前記磁極切替部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し、
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1乃至3のいずれか1項に記載の結合装置。
At least a portion 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 portion, the permanent magnet generates an attractive force with the magnetized portion, and the magnetized portion is switched to the second magnetic pole. In this case, a repulsive force is generated between the magnetized portion and the magnetized portion.
The locking portion includes a pair of shutters each equipped with a permanent magnet,
According to any one of claims 1 to 3 , wherein when the magnetized part is switched to the first magnetic pole by the magnetic pole switching part , the pair of shutters are brought into a closed state and engaged with the coupling member. Coupling device as described.
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 shutters according to claim 6, wherein cutouts each having a predetermined shape are formed at inner end portions facing each other, and the coupling member engages with the cutouts of the pair of shutters in a closed state. Coupling device. 請求項1乃至のいずれか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 7 ,
a rail that is provided on the second structure and that holds the receiving part and the locking part so as to be able to guide it;
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 deployable structure that changes from a stored state to a deployed state by movement of the receiving part that receives the coupling member and the locking part that locks the coupling member.
第1の構造物と第2の構造物とを結合する結合装置を備える展開構造物であって、
前記結合装置は、
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、
前記展開構造物は、
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 deployable structure comprising a coupling device coupling a first structure and a second structure,
The coupling device includes:
a coupling member provided on the first structure and having a magnetized portion;
a magnetic pole switching section that switchably magnetizes the magnetic pole of the magnetization section of the coupling member;
a receiving portion provided on the second structure and receiving the coupling member;
a locking portion that interacts with the magnetic pole of the magnetization portion to lock the coupling member received in the receiving portion;
The deployable structure is
a rail that is provided on the second structure and that holds the receiving part and the locking part so as to be able to guide it;
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 deployable structure that changes from a stored state to a deployed state by movement of the receiving part that receives the coupling member and the locking part that locks the coupling member.
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