結合分離機構およびこれを備える宇宙航行体
【課題】 簡素な構成で十分な締結力を実現できるとともに、当該締結力に比べて小さな力で結合状態を保持することができ、さらに一度分離した後であっても容易に再結合することが可能な結合分離機構を提供する。
【解決手段】 結合分離機構１０Ａにおいては、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの結合時には、雄型結合体３０Ａが挿入空間Ｓ０に挿入され、レバー部材２２の他端が挿入空間Ｓ０に近接している位置にあり、係止部材２３の係止面２３ａが雄型結合体３０Ａの被係止面３１ａに対して当接している状態が維持される。そして、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの分離時には、レバー部材２２の他端が挿入空間Ｓ０から離れる方向に移動するので、係止面２３ａが引抜き方向Ｄ２に向かって移動する。これにより、係止面２３ａと被係止面３１ａとの当接が解除される。
【解決手段】 結合分離機構１０Ａにおいては、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの結合時には、雄型結合体３０Ａが挿入空間Ｓ０に挿入され、レバー部材２２の他端が挿入空間Ｓ０に近接している位置にあり、係止部材２３の係止面２３ａが雄型結合体３０Ａの被係止面３１ａに対して当接している状態が維持される。そして、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの分離時には、レバー部材２２の他端が挿入空間Ｓ０から離れる方向に移動するので、係止面２３ａが引抜き方向Ｄ２に向かって移動する。これにより、係止面２３ａと被係止面３１ａとの当接が解除される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２個の結合体同士を結合して分離可能に保持することができる結合分離機構と、当該結合分離機構を備える宇宙航行体とに関するものであり、特に、結合体同士を結合させるための力（締結力）に対して、結合状態を保持する力（結合保持力）をより小さなものにできる結合分離機構と、当該結合分離機構を備える宇宙航行体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
２個の結合体同士を結合して分離可能に保持する構造（結合分離構造）としては、日常生活分野から先端技術分野に至るまで、さまざまな用途に用いられ、その用途に適した構造のものが種々提案されている。
【０００３】
先端技術分野の一例として宇宙航行体の分野を挙げると、連結している２体の宇宙航行体を分離するために結合分離構造が用いられている。例えば、特許文献１には、宇宙航行体としての人工衛星およびロケットを分離可能に連結する分離機構が開示され、当該分離機構には結合分離構造が含まれている。
【０００４】
前記分離機構は、ロケット本体の連結端と人工衛星の連結端とのそれぞれに設けられる鍔部と、これら鍔部同士が連結した状態で当該鍔部の外側から嵌合する嵌合部材と、当該嵌合部材を含む連結部分の外周に巻き回されるバンド部材（例えばマルマンクランプバンド）とを備えている。バンド部材は、嵌合部材の外周を締め付けた状態で、ボルト等からなる結合部材によって両端部が結合されており、当該結合部材には切断装置が取り付けられている。人工衛星の分離時には、切断装置によって結合部材が切断されるので、バンド部材の端部同士の結合が解除され、人工衛星がロケット本体から分離することになる。これら前記結合部材および切断装置が前述した結合分離構造に相当する。
【０００５】
前記構成の結合分離構造としては、一般に、爆破ボルトが用いられる。典型的な爆破ボルトは、ボルトの軸芯に火薬が設けられた構成であり、人工衛星を分離するときには、火薬を爆発させることでボルトが切断し、これによってバンド部材の結合が解除される。
【０００６】
ここで、近年、人工衛星としては大型のものが実用化されており、また、人工衛星を連結するロケットにおいては飛しょう速度が高速化する傾向にある。このように宇宙航行体が大型化し、また、その飛しょう速度が高速化すると、バンド部材により宇宙航行体同士の連結部を十分に締め付ける必要が生じる。それゆえ、バンド部材を結合するための結合分離構造にも、大きな締結力が要求されることになる。
【０００７】
前記爆破ボルトで結合分離構造が構成されれば、１本の爆破ボルトで十分な締結力を実現できない場合には、複数本の爆破ボルトを用いればよい。しかしながら、爆破ボルトによるバンド部材の結合は、当該バンド部材を締め付けた状態で結合することになるので、複数本の爆破ボルトを用いることで、結合の作業性が低下する。また、宇宙航行体同士を適切に分離するためには、複数本の爆破ボルトを全て確実に切断しなければならないので、火薬の爆発力をより高くする必要が生じるとともに、火薬の発火の信頼性を高める必要も生じる。したがって、爆破ボルトが非常に高価なものになり得るだけでなく、爆破ボルトの切断時の爆発力によって大きな衝撃が生じて、宇宙航行体に影響を及ぼす可能性もある。
【０００８】
そこで、従来から、爆破ボルト等の火工品を用いない結合分離構造が提案されている。例えば、特許文献２には、バンド部材の端部に設けられ、内面と外面とで互いに噛合う台形歯形部と、当該台形歯形部を押接するカム体と、カム体を動作させるアクチュエータとを備える構成の結合分離装置が提案されている。この構成では、アクチュエータを駆動してカム体を作動させることでバンド部材が開放されるので、バンドに対する押接状態を解除すればバンドは拡開し、その結果、他端部の台形歯形同士は互いに分離する。
【０００９】
また、特許文献３には、結合分離構造の一例として、ピンを備える開放機構（release mechanism）とバルブニードルとを用いたバンド開放機構（band opening mechanism）が開示されている。バルブニードルは、粘性物質（鉛）を内部に充填した溝状チャンバ（annular chamber）と空のチャンバとをつなぐダクトを閉じている。溝状チャンバは、互いに嵌合するハウジングとピストンとの間に形成されており、空のチャンバはピストン上のキャップ内に形成されている。前記開放機構を動作させれば、ピンがバルブニードルの位置をずらすので、粘性物質がダクトを通じて溝状チャンバから空のチャンバへ移動する。これに伴って、ピストンがハウジングから連続的に移動するので、予め設定された所定の時間でバンド部材が開放される。
【００１０】
これら特許文献２または３によれば、これら特許文献に開示の結合分離構造を採用することで、バンド部材の結合を解除するために大きな力を必要とせず、また、バンド部材を結合した状態で大きな締結力を実現することが可能であることが開示または示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３９２２７１８号公報
【特許文献２】特開２００６−２９００６５号公報
【特許文献３】国際公開第０１／０２２４８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２または３に開示の結合分離構造は、爆破ボルト等の火工品を用いないものの、非常に複雑な構成となっていることに加え、バンド部材を一度分離した後に再結合できないか、再結合の作業が煩雑になってしまう。
【００１３】
例えば、引用文献２に開示の結合分離構造は、複数のバンド部材を結合させるために、内面と外面とで互いに噛合う台形歯形部を用いているため、カム体を動作させることで台形歯形部の噛合いを容易に解除してバンド部材を開放することができる。その反面、複数のバンド部材を再結合させるためには、大きな力で締め付けた上で台形歯形部同士を噛み合わせなければならないので、再結合の作業は非常に煩雑となる。
【００１４】
また、特許文献３に開示の結合分離構造は、時限的なプロセス（timed process）でバンド部材の張力を解放することに重点が置かれているので、バンド部材を開放するために、ダクトを介してチャンバ間で粘性物質（鉛）を移動させるという独特な機構を用いている。もし、バンド部材を再結合させるとすれば、粘性物質を元のチャンバに戻すという作業が必要になるので、実質的に１回しか用いることができないものであると判断される。なお、特許文献３には、他の構成も開示されているが、ほとんどが１回しか用いることができないものとなっている。
【００１５】
一度開放したバンド部材を容易に再結合させることができれば、結合分離構造の品質管理、再現性、機能確認等のために結合分離の試験を実施することができる。それゆえ、結合分離構造の信頼性を向上させることができ、さらには当該結合分離構造を備える宇宙航行体用の分離機構の信頼性を向上させることも可能となる。
【００１６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、簡素な構成で十分な締結力を実現できるとともに、当該締結力に比べて小さな力で結合状態を保持することができ、さらに一度分離した後であっても容易に再結合することが可能な結合分離機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る結合分離機構は、前記の課題を解決するために、２つの被結合部分を互いに結合および分離するために用いられる結合分離機構であって、棒状の雄型結合体と、当該雄型結合体の挿入および引抜きがなされる挿入空間を有する雌型結合体と、を備え、前記雄型結合体は、その長手方向に交差し、引抜き方向に面する被係止面を有しており、前記雌型結合体は、前記雄型結合体が前記挿入空間に挿入されている状態を支持する形状を有する支持部材と、前記挿入空間に対面する位置に設けられ、前記支持部材に対してレバー支持連結部により一端が連結され、当該レバー支持連結部により他端が前記挿入空間とは反対側の方向に移動可能に構成されているレバー部材と、前記レバー部材の両端の間となる位置に、レバー回動連結部により一端が回動可能に連結されるとともに、前記雄型結合体の前記被係止面に対して引抜き方向から当接する係止面を有する係止部材と、前記係止部材の他端に対して、前記レバー回動連結部よりも挿入方向の側であり、かつ、前記係止面に近接して位置するリンク回動連結部により、一端が回動可能に連結されるとともに、前記支持部材に対してリンク支持連結部により、他端が回動可能に連結されているリンク部材と、を備え、前記雄型結合体および前記雌型結合体が結合しているときには、前記雄型結合体が挿入空間に挿入され、前記レバー部材の他端が前記挿入空間に近接している位置にあり、前記係止部材の前記係止面が前記雄型結合体の前記被係止面に対して当接している状態が維持され、前記雄型結合体および前記雌型結合体が分離するときには、前記レバー部材の他端が前記挿入空間から離れる方向に移動することにより、前記係止部材の前記係止面が引抜き方向に向かって移動し、これにより、当該係止面と前記雄型結合体の前記被係止面との当接が解除される構成である。
【００１８】
前記構成においては、前記雄型結合体および前記雌型結合体が結合しているときには、前記レバー支持連結部および前記リンク回動連結部は、この順で、前記レバー部材から前記挿入空間に向かう方向に配置され、前記レバー回動連結部は、前記リンク回動連結部に対して引抜き方向に配置され、前記リンク支持連結部は、前記リンク回動連結部との間に前記挿入空間を介在させる位置に配置されている構成であってよい。
【００１９】
前記構成においては、前記レバー部材の他端の移動を妨げるように、当該レバー部材を前記支持部材に対して解除可能に固定するレバー固定部材をさらに備えている構成であってよい。
【００２０】
前記構成においては、前記支持部材は、前記雌型結合体の前部を構成し、前記雄型結合体を前記挿入空間に挿入し引き抜くための開口を有する支持前部と、前記レバー部材に対向する部位を構成する支持側部とを有し、前記レバー固定部材が、前記支持側部の挿入方向側の端部と、前記レバー部材の他端とを接続するピン部材またはひも状部材である構成であってよい。
【００２１】
前記構成においては、前記支持側部の前記端部、または、前記レバー部材の他端には、前記ピン部材または前記ひも状部材の一端を挿入するための挿入孔が設けられ、当該挿入孔に隣接する位置に設けられ、当該挿入孔の内部を加熱する挿入孔加熱部をさらに備え、前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記ピン部材またはひも状部材の一端を前記挿入孔に挿入した上で、熱可塑性材料によって当該挿入孔を塞ぐことによって、前記支持側部の前記端部と前記レバー部材の他端とを接続する構成であってよい。
【００２２】
また、本発明に係る他の結合分離機構は、前記の課題を解決するために、２つの被結合部分を互いに結合および分離するために用いられる結合分離機構であって、棒状の雄型結合体と、当該雄型結合体の挿入および引抜きがなされる挿入空間を有する雌型結合体と、を備え、当該雌型結合体は、前記雄型結合体が前記挿入空間に挿入されている状態を支持するように、当該挿入空間に平行な支持側部を有する支持部材と、前記支持側部に対向して前記挿入空間を介在する位置に設けられ、前記支持部材に対して一端が連結され、当該レバー支持連結部により他端が前記挿入空間とは反対側の方向に移動可能に構成されているレバー部材と、前記レバー部材の他端と前記支持側部とをその両端で接続することにより、前記レバー部材の他端が外側へ移動することを妨げるように固定するレバー固定部材と、を備え、さらに、前記支持側部、または、前記レバー部材の他端には、前記レバー固定部材の一端を挿入するための挿入孔が設けられ、当該挿入孔に隣接する位置に設けられ、当該挿入孔の内部を加熱する挿入孔加熱部をさらに備え、前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記レバー固定部材の一端を前記挿入孔に挿入した上で、熱可塑性材料によって当該挿入孔を塞ぐことによって、前記支持側部の前記端部と前記レバー部材の他端とを接続する構成である。
【００２３】
前記構成においては、前記レバー固定部材は、その本体が棒状またはひも状であり、前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記レバー固定部材の他端を、前記支持側部、または、前記レバー部材の他端のうち、前記挿入孔が設けられていない方に機械的に固定している構成であってよい。
【００２４】
前記いずれの結合分離機構においても、前記雄型結合体および前記雌型結合体は、帯状のバンド部材を閉環または開環させるために結合または分離するように構成されている構成であってよい。
【００２５】
前記構成においては、前記バンド部材が、第一の宇宙航行体に第二の宇宙航行体を固定するマルマンクランプバンドである例を挙げることができ、前記第一の宇宙航行体はロケット本体であり、前記第二の宇宙航行体は人工衛星である例を挙げることができる。
【００２６】
それゆえ、本発明には、前記構成の結合分離機構に加えて、前記構成の結合分離機構を備える宇宙航行体も含まれる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、簡素な構成で十分な締結力を実現できるとともに、当該締結力に比べて小さな力で結合状態を保持することができ、さらに一度分離した後であっても容易に再結合することが可能な結合分離機構を提供することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る結合分離機構の構成を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す結合分離機構における一点鎖線の領域Ｉの拡大図である。る。
【図２】（ａ）は、図１に示す結合分離機構を構成する結合体が分離したときの構成を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す結合分離機構における一点鎖線の領域ＩＩの拡大図である。
【図３】図１（ａ）に示す結合分離機構の結合状態において、各連結部に作用する力を説明する模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）に示す結合分離機構の適用例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る結合分離機構の構成を示す模式的な部分断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図５に示す結合分離機構が備える締結部材の固定解除動作を示す模式図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図５に示す結合分離機構が備える締結部材の他の例を示す模式図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る結合分離機構を備えるマルマンクランプバンドの構成を示す概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すマルマンクランプバンドがロケット本体および人工衛星の連結を支持する状態を模式的に示す部分側面図である。
【図９】図８（ａ），（ｂ）に示すマルマンクランプバンドが備える結合分離機構の構成を示す概略平面図である。
【図１０】（ａ）は、図９に示す結合分離機構における単一の雌型結合体および雌型結合体の構成の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す結合分離機構の内部構成の一例を示す概略透視図である。
【図１１】（ａ）は、図１０（ａ）に示す結合分離機構のレバー部材からの側面図であり、（ｂ）は、図１０（ａ）に示す結合分離機構の内部構成の一例を、拡大図も含めて示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３０】
（実施の形態１）
［結合分離機構の構成］
まず、本発明の実施の形態１に係る結合分離機構の具体的な構成の一例について、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ）を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ａは、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａから構成されており、雌型結合体２０Ａは、支持部材２１、レバー部材２２、係止部材２３、リンク部材２４、および固定用ピン部材２５１から構成され、雄型結合体３０Ａは、結合体本体３１および本体支持部３２から構成されている。
【００３１】
雌型結合体２０Ａは、雄型結合体３０Ａの挿入および引抜きがなされる空間（挿入空間）を有するものであり、雄型結合体３０Ａは、雌型結合体２０Ａの前記挿入空間に挿入され、また、雌型結合体２０Ａの挿入空間から引き抜かれるように構成されている。図１（ａ）に示すように、雄型結合体３０Ａおよび雌型結合体２０Ａは、雄型結合体３０Ａが挿入された状態で互いに結合しており、図２（ａ）に示すように、雌型結合体２０Ａから雄型結合体３０Ａが引き抜かれることで互いに分離する。また、図１（ａ）および図２（ａ）においては、図中双方向のブロック矢印のＤ１側（図中上側）が挿入方向であり、Ｄ２側（図中下側）が引抜き方向である。
【００３２】
本実施の形態では、支持部材２１およびレバー部材２２の間に挿入空間Ｓ０（図中破線矢印）が形成されている。支持部材２１は、雌型結合体２０Ａの前部を構成し、雄型結合体３０Ａを挿入空間Ｓ０に挿入し引き抜くための挿入開口２１ｃを有する支持前部２１ａと、レバー部材２２に対向する部位を構成する支持側部２１ｂとをから構成されている。つまり、図１（ａ）に示す構成では、図中下側が雌型結合体２０Ａの前側となり、図中上側が雌型結合体２０Ａの後側となる。
【００３３】
雄型結合体３０Ａは、本実施の形態では、雌型結合体２０Ａの挿入空間Ｓ０に挿入される結合体本体３１と、当該結合体本体３１を支持する本体支持部３２から構成されている。本体支持部３２の具体的な構成は特に限定されず、被結合体の一部（被結合部分）が固定され得る形状を有していればよく、結合分離機構１０Ａの使用条件（被結合体の種類、被結合体の一部の構成、結合状態または分離の環境等）に応じて、さまざまな形状のものを用いることができ、状況によっては無くてもよい。つまり、被結合体の一部に結合体本体３１が直接固定される構成であってもよい。なお、図１（ａ）および図２（ａ）に示す例では、説明の便宜上、本体支持部３２を結合体本体３１の長手方向に直交する方向に広がる略板状または略柱状の部材として図示している。
【００３４】
結合体本体３１は、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように略棒状であって、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、その長手方向に交差し、引抜き方向Ｄ２に面する被係止面３１ａを有している。結合体本体３１（雄型結合体３０Ａ）を雌型結合体２０Ａに挿入して結合した状態では、被係止面３１ａは、図１（ｂ）に示すように、雌型結合体２０Ａの係止部材２３に当接する。この点については後述する。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）の領域Ｉの拡大図である。
【００３５】
結合体本体３１の具体的な形状は、棒状であって被係止面３１ａを有していれば特に限定されず、円柱状であってもよいし角柱状であってもよいし、細長い板状であってもよいし、被係止面３１ａ以外の凹凸または段差を有する形状であってもよい。また、被係止面３１ａは、本実施の形態では、結合体本体３１の先端近傍にて長手方向に直交する方向の平面として構成されているが、この構成に限定されず、釣り針の「かえし」のように、先端近傍で長手方向に傾斜するように構成されてもよいし、平面でなく曲面として構成されてもよいし、被係止面３１ａそのものが段差または凹凸等を有してもよい。また、結合体本体３１には、複数の被係止面３１ａが設けられてもよい。
【００３６】
さらに、後述する実施の形態３または４に例示するように、棒状の結合体本体３１の先端に、当該結合体本体３１の直径よりも大きい先端部を設け、この先端部と結合体本体３１との段差部分を被係止面３１ａとする構成であってもよい。つまり、結合体本体３１は、「キノコの笠」のような先端部を有してもよい。あるいは、先端近傍の外周に複数の突起を配列することによって実質的に面と見なせる係止部を形成し、これを被係止面３１ａとしてもよい。
【００３７】
雌型結合体２０Ａは、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の挿入および引抜きがなされる挿入空間Ｓ０を有している。そして、支持部材２１により本体が構成され、当該支持部材２１にレバー部材２２が設けられ、支持部材２１およびレバー部材２２は、係止部材２３およびリンク部材２４と固定用ピン部材２５１とで連結または接続されている。
【００３８】
支持部材２１は、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）が挿入空間Ｓ０に挿入されている状態を支持する形状を有しており、本実施の形態では、支持前部２１ａは雄型結合体３０Ａの挿入方向Ｄ１（または引抜き方向Ｄ２）に対して直交する方向に広がる形状を有しており、略中央部に挿入開口２１ｃ（図中破線で示す）が形成されている。支持側部２１ｂは、支持前部２１ａの一方の側方後部（図中向かって左側の後部）において、当該支持前部２１ａに対して垂直に立設している。したがって、支持側部２１ｂは、雄型結合体３０Ａの挿入方向Ｄ１（または引抜き方向Ｄ２）に沿った方向に延びる形状を有していることになる。
【００３９】
支持部材２１の具体的な形状は特に限定されず、挿入された雄型結合体３０Ａを支持できるとともに、後述するようにレバー部材２２を回動可能に固定できる形状となっていればよい。前記のとおり、支持部材２１は、雌型結合体２０Ａの実質的な本体に相当するので、結合分離機構１０Ａの使用条件に応じて、単一の部材、枠体状、筐体状等のさまざまな形状で構成することができる。なお、図１（ａ）に示す結合状態では、雌型結合体２０Ａの支持前部２１ａと雄型結合体３０Ａの本体支持部３２とが重なるように接しているが、前述したとおり図１（ａ）では、本体支持部３２は模式的に図示しているので、支持前部２１ａと本体支持部３２とは結合状態で必ず重なるように構成されているわけではない。
【００４０】
レバー部材２２は、支持前部２１ａの他方の側方後部（図中向かって右側の後部）に、レバー支持連結部２６１を介して取り付けられている。レバー部材２２の一端が支持前部２１ａの側方後部に取り付けられているとすれば、他端は、支持側部２１ｂの後端部（挿入方向Ｄ１側の端部）に固定用ピン部材２５１により接続されている。支持側部２１ｂとレバー部材２２との間に挿入空間Ｓ０が形成されているので、レバー部材２２は挿入空間Ｓ０に対面する位置に設けられていることになる。
【００４１】
レバー部材２２の一端（前端）を支持前部２１ａに連結するレバー支持連結部２６１は、回動軸となっている。それゆえ、レバー部材２２は、支持部材２１に対して他端（後端）が移動可能に構成されている。レバー部材２２の他端の移動方向は、少なくとも挿入空間Ｓ０とは反対側となる方向、図１（ａ）ではブロック矢印Ｄ３の方向（図中向かって右下方）であればよい。言い換えれば、レバー部材２２は、図１（ａ）に示す結合状態では閉じているので、レバー部材２２は少なくとも外側の開く方向に移動可能に構成されていればよい。もちろん、挿入空間Ｓ０に向かって閉じる方向（図中向かって左方、内側の方向）に移動可能となっていてもよいが、後述するように、レバー部材２２が開くことによって、雌型結合体２０Ａに結合されている状態の雄型結合体３０Ａが引抜き可能な状態となるので、少なくともレバー部材２２は開くように構成されている必要がある。
【００４２】
レバー部材２２の具体的な構成は特に限定されず、略棒状、略柱状、略板状等のように「レバー」として公知の構成を採用することができる。レバー部材２２は、固定用ピン部材２５１による固定が解除されたときに、他端が開く方向に移動することで、雄型結合体３０Ａの結合状態を解除するので、閉じた状態（結合状態）と開いた状態（結合の解除状態）とで他端の位置が明確に異なるような長さを有していればよい。なお、図１（ａ）では、レバー部材２２も模式的に示しており、このような柱状または板状の形状に限定されるものではない。
【００４３】
レバー部材２２は、他端が固定用ピン部材２５１で支持側部２１ｂの後端に接続されているが、他端と先端との間も、係止部材２３およびリンク部材２４で連結されている。係止部材２３は、一端が、レバー回動連結部２６２を介してレバー部材２２の両端の間となる位置に回動可能に連結されており、他端が、リンク回動連結部２６３を介してリンク部材２４の一端に回動可能に連結されている。また、リンク部材２４の他端は、リンク支持連結部２６４を介して支持側部２１ｂに回動可能に連結されている。
【００４４】
係止部材２３は、図１（ｂ）に示すように、結合体本体３１（雄型結合体３０Ａ）の被係止面３１ａに対して引抜き方向Ｄ２（図中下側）から当接する係止面２３ａを有している。図１（ａ）に示す構成では、係止部材２３は、レバー回動連結部２６２とリンク回動連結部２６３との間に、挿入空間Ｓ０側（図中向かって左側）に突出する部位を有しており、この部位の後方（図中上側）でリンク回動連結部２６３に隣接する位置に、係止面２３ａが設けられている。
【００４５】
リンク部材２４は、係止部材２３を支持部材２１（支持側部２１ｂ）に連結するための部材であり、図１（ａ）に示す例では、リンク支持連結部２６４とリンク回動連結部２６３とをつなぐ長さを有する部材となっている。なお、図１（ａ）および図２（ａ）に示す例では、リンク部材２４の他端（すなわちリンク支持連結部２６４）の位置は、支持側部２１ｂにおける前端と後端との略中間位置となっているが、本発明はこれに限定されず、リンク部材２４の他端から見て一端が引抜き方向Ｄ２に向かって移動可能な位置であれば、支持部材２１のどのような箇所であっても連結することができる。
【００４６】
係止部材２３の他端およびリンク部材２４の一端は、リンク回動連結部２６３を介して連結されているが、前記のとおり、リンク回動連結部２６３はレバー部材２２の移動に伴って引抜き方向Ｄ２に向かって移動可能に構成されている。したがって、係止部材２３の両端を固定するレバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３の位置関係は、レバー回動連結部２６２（一端側）から見て挿入方向Ｄ１の側にリンク回動連結部２６３（他端側）が位置している必要がある。また、係止部材２３の係止面２３ａは、リンク回動連結部２６３の近傍の位置に設けられている必要がある。
【００４７】
リンク回動連結部２６３は、挿入された雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａと係止部材２３の係止面２３ａとを当接させ、また当接を解除させるように、係止部材２３を回動させる軸心となる。また、結合体本体３１の被係止面３１ａは、前述のとおり引抜き方向Ｄ２に面している。そして、係止部材２３はレバー部材２２に連結しているので、レバー部材２２の動きに合わせて雄型結合体３０Ａから離れるように（挿入空間Ｓ０とは反対側の方向に）移動する。それゆえ、被係止面３１ａに当接する係止面２３ａを当接から解除させるためには、係止面２３ａは常に引抜き方向Ｄ２に向かって移動しなければならず、それゆえ、リンク回動連結部２６３は、レバー回動連結部２６２よりも挿入方向Ｄ１の側に位置することになる。
【００４８】
雌型結合体２０Ａの前後方向を基準とすれば、リンク回動連結部２６３は後方、レバー回動連結部２６２は前方に位置しており、係止部材２３は、レバー部材２２の他端が開く方向（矢印Ｄ３）に移動することで、基本的に前側に移動する。結合体本体３１の被係止面３１ａは前側に面しているので、係止部材２３が前側に移動すれば、係止面２３ａおよび被係止面３１ａの当接が解除される。仮に、リンク回動連結部２６３がレバー回動連結部２６２よりも引抜き方向Ｄ２の側（前側）に位置していれば、レバー部材２２が開くことにより係止部材２３が挿入方向Ｄ１（後側）に移動するため、被係止面３１ａおよび係止面２３ａの当接は解除されない。
【００４９】
このように、レバー回動連結部２６２とリンク回動連結部２６３との位置関係が前述のようになっていれば、レバー部材２２を開くことで、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａの結合が解除され、逆に、レバー部材２２を開いた状態から閉じることで、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａが結合される。さらに、レバー部材２２の他端を、固定用ピン部材２５１で支持部材２１に固定することで、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａの結合状態が保持される。
【００５０】
係止部材２３の具体的な構成は、図１（ａ）に示す構成に特定されず、係止面２３ａを有し、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３により回動可能となっていれば、どのような構成でも採用することができる。また、リンク部材２４の具体的な構成も、図１（ａ）に示す構成に特定されず、係止部材２３と支持部材２１とを連結できるような構成であれば、どのような構成でも採用することができる。
【００５１】
また、レバー部材２２の他端は、固定用ピン部材２５１により支持部材２１の支持側部２１ｂの後端に固定されているが、これに限定されず他の構成を用いることができる。つまり、結合分離機構１０Ａは、レバー部材２２の他端の移動を妨げるように、レバー部材２２を支持部材２１に対して解除可能に固定するレバー固定部材を備えていればよく、当該レバー固定部材は固定用ピン部材２５１に限定されない。レバー固定部材としては、ひも状または糸状の部材を用いてもよいし、機械的機構を用いてもよいし、化学反応等を利用して固定状態を解除する部材または機構等が用いられてもよい。
【００５２】
また、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａを構成する前記各部材は、結合分離機構１０Ａの使用条件に応じて、公知のさまざまな材料を用いて形成することができる。また、それぞれの部材に要求される物性または条件等に応じて、異なる材料を用いることができることはいうまでもない。さらに、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａは、前述した各部材以外の構成を含んでもよいし、一部の部材を含んでいなくてもよい。
【００５３】
なお、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２、リンク回動連結部２６３およびリンク支持連結部２６４は、それぞれ支持部材２１、レバー部材２２、係止部材２３およびリンク部材２４を回動可能に連結するものである。さらに、これら連結部は、レバー部材２２、係止部材２３およびリンク部材２４の移動の支点となる部位でもある。それゆえ、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２、リンク回動連結部２６３およびリンク支持連結部２６４は、それぞれ、第一支点部、第二支点部、第三支点部および第四支点部と称することもできる。
【００５４】
［結合分離機構の動作］
次に、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ａにおける雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａの結合と結合解除とを、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ）に加えて、図２（ｂ）および図３を参照して説明する。
【００５５】
図１（ａ）に示すように、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａが結合状態にあれば、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）が雌型結合体２０Ａの挿入空間Ｓ０に挿入され、レバー部材２２の他端が挿入空間Ｓ０に近接している位置にある。このとき、図１（ｂ）に示すように、係止部材２３の係止面２３ａは雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａに対して当接している状態が維持される。
【００５６】
雌型結合体２０Ａにおいては、前述のとおり、係止部材２３の一端がレバー回動連結部２６２によりレバー部材２２の両端の間となる位置に連結され、係止部材２３の他端はリンク回動連結部２６３によりリンク部材２４に連結されている。そして、図１（ａ），（ｂ）に示す結合状態では、リンク回動連結部２６３は、レバー回動連結部２６２よりも挿入方向Ｄ１の側であって、レバー回動連結部２６２よりも係止面２３ａに近接した位置にあるので、レバー部材２２が挿入空間Ｓ０とは反対側の方向に移動するために必要な力を相対的に小さくすることができる。
【００５７】
すなわち、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとが結合している状態では、図３に示すように、雌型結合体２０Ａに対して雄型結合体３０Ａにより引抜き方向Ｄ２に向かう結合力Ｆ１（図中黒矢印）が加えられる。このとき、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａは、係止部材２３の係止面２３ａに当接しているので、結合力Ｆ１は、直接的には係止部材２３に加えられる。それゆえ、係止部材２３においては、係止面２３ａに近いリンク回動連結部２６３を中心としてレバー部材２２の側に向かうトルクであるレバー側トルクＦ２（図中黒矢印）が生じるとともに、当該リンク回動連結部２６３を引抜き方向Ｄ２に押し出す力である引抜き側押力Ｆ３（図中黒矢印）が生じる。
【００５８】
さらに、リンク回動連結部２６３よりも引抜き方向Ｄ２の側に位置するレバー回動連結部２６２においては、レバー側トルクＦ２によってレバー回動連結部２６２をレバー側に押し出す力であるレバー側押力Ｆ４（図中黒矢印）が生じるとともに、引抜き側押力Ｆ３も生じる。このうち、引抜き側押力Ｆ３は、レバー支持連結部２６１において、レバー部材２２の他端を開く方向に力である外向力Ｆ５（図中黒矢印）を生じさせるが、レバー側押力Ｆ４は、レバー部材２２を外側に揺動させない方向の力すなわち内側（挿入空間Ｓ０の側）に向かう力である内向力Ｆ６（図中黒矢印）を生じさせる（図中向かって右上の黒矢印も参照）。
【００５９】
つまり、レバー支持連結部２６１においては、外向力Ｆ５および内向力Ｆ６の双方が生じるため、各連結部（支点）の位置関係によっては、外向力Ｆ５を内向力Ｆ６よりも若干大きい状態に設定したり、外向力Ｆ５を内向力Ｆ６よりも若干小さい状態に設定したりすることが可能となる。それゆえ、レバー部材２２の外向力Ｆ５を十分に小さく設定することができ、あるいは、レバー部材２２を小さな力で外側（開く方向）に移動させ得る状態に設定することができる。
【００６０】
レバー部材２２の外向力Ｆ５を十分に小さく設定すれば、固定用ピン部材２５１でレバー部材２２を支持部材２１に容易に固定することができる。そして、固定用ピン部材２５１によりレバー部材２２が外側に移動しなければ、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａと係止部材２３の係止面２３ａとは当接した状態で維持されるので、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの結合が保持される。
【００６１】
次に、固定用ピン部材２５１を図１（ａ）に示す破線の位置で切断することで、レバー部材２２を支持部材２１（支持側部２１ｂ）に固定している状態を解除する。これにより、図２（ａ）に示すように、レバー部材２２の他端が挿入空間Ｓ０から離れる方向（外側、開く方向）に移動する。この移動に伴い、係止部材２３の係止面２３ａが引抜き方向Ｄ２に向かって移動するので、図２（ｂ）に示すように、係止部材２３の係止面２３ａと雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａとの当接が解除される。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域ＩＩの拡大図である。
【００６２】
なお、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２、リンク回動連結部２６３およびリンク支持連結部２６４の位置関係は、前述したように、少なくともレバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３の位置関係が前述した関係にあればよいが、一つの好ましい位置関係として、図１（ａ）および図２（ａ）に示す位置関係を挙げることができる。
【００６３】
図１（ａ）に示す結合状態では、レバー支持連結部２６１およびリンク回動連結部２６３は、この順で、レバー部材２２から挿入空間Ｓ０に向かう方向に配置され、レバー回動連結部２６２は、リンク回動連結部２６３に対して引抜き方向Ｄ２に配置され、リンク支持連結部２６４は、リンク回動連結部２６３との間に挿入空間Ｓ０を介在させる位置に配置されている。
【００６４】
前記各連結部が前記位置関係にあれば、雌型結合体２０Ａを引抜き方向Ｄ２の側から見たときに、少なくともリンク回動連結部２６３が（配置によってはリンク支持連結部２６４も）、最も挿入方向Ｄ１の側に位置することになる。この状態では、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３が、引抜き方向Ｄ２の側から見てこの順で配置されるため、これら各連結部に作用するレバー側トルクＦ２、引抜き側押力Ｆ３およびレバー側押力Ｆ４の大きさを好適な範囲内とすることができる。
【００６５】
また、前記位置関係であれば、レバー部材２２の他端を開放するか、小さな力で外側に移動させるだけで、リンク支持連結部２６４とレバー回動連結部２６２との間が開くように係止部材２３が回動し、この回動に伴ってリンク回動連結部２６３の位置は、徐々に引抜き方向Ｄ２に向かって移動し、それゆえ、リンク回動連結部２６３に近接する係止面２３ａも引抜き方向Ｄ２に向かって移動する。この状態では、係止部材２３の係止面２３ａと雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａとの当接が解除されるので、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの結合状態を、レバー部材２２を開放するだけ、または、小さな力で移動させるだけで解除することができる。
【００６６】
［結合分離機構の適用例］
本実施の形態に係る結合分離機構１０Ａは、２つの被結合部分を互いに結合および分離する用途に広く好適に用いられる。結合分離機構１０Ａの適用例について、図４を参照して説明する。例えば、図４（ａ）に示すように、被結合体が帯状のバンド部材１１であれば、これらバンド部材１１の一端１１ａに雄型結合体３０Ａを取り付け、他端１１ｂに雌型結合体２０Ａを取り付け、これらを結合分離機構１０Ａにより結合することで、環状のバンド部材１１にすることができる。
【００６７】
また、図４（ａ）に示す例では、単一のバンド部材１１の両端１１ａ，１１ｂを結合分離機構１０Ａで結合しているが、２つのバンド部材１１，１１のそれぞれの一端同士を結合する場合に適用できることはいうまでもない。単一のバンド部材１１を環状に結合する場合には、結合分離機構１０Ａは、１つの被結合体の２つの被結合部分を結合する用途に用いられることになり、２つのバンド部材１１の一端同士を結合する場合には、２つの被結合体の２つの被結合部分を結合する用途に用いられることになる。
【００６８】
また、図４（ｂ）に示すように、中間部材１２の両端にそれぞれ結合分離機構１０Ａを取り付けることで、中間部材１２を介してバンド部材１１を連結することができる。この場合においても、結合分離機構１０Ａは、単一のバンド部材１１を、中間部材１２を介して環状に結合するために用いられてよいし、２つのバンド部材１１，１１同士を互いに結合するために用いられてもよい。
【００６９】
さらに、図４（ｃ）に示すように、一対の板状部材１３１が回動軸部１３２により開閉可能に構成される開閉装置１３において、板状部材１３１同士を、回動軸部１３２とは反対側となる位置で結合分離機構１０Ａにより結合させることもできる。
【００７０】
特に本実施の形態によれば、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの結合を保持するには、レバー部材２２の外向力Ｆ５（図３参照）を十分に小さくすれば、小さな力でレバー部材２２の移動を抑制するだけで足りる。それゆえ、バンド部材１１または板状部材１３１を連結した状態を小さな力で保持することが可能となる。また、小さな力でレバー部材２２を移動させることができるので、連結を保持したいときには、固定用ピン部材２５１（図１（ａ）および図２（ａ）参照）によりレバー部材２２の移動の抑制しておき、連結を解除したいときには、固定用ピン部材２５１を切断したり除去したりして移動の抑制を解除するだけで、２つの被結合部分を分離することも可能となる。このように、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ａによれば、２つの被結合体または被結合部分を結合した状態を小さな力、または、保持力なしで保持する状態を、より安定化させることができる。
【００７１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る結合分離機構は、前記実施の形態１に係る結合分離機構の構成において、レバー固定部材として、支持側部の後端にレバー部材の他端（後端）を締結する締結部材を備えている構成となっている。
【００７２】
［結合分離機構の構成］
まず、本発明の実施の形態２に係る結合分離機構について、図５および図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図５に示すように、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ｂは、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａから構成されており、雌型結合体２０Ｂは、支持部材２１、レバー部材２２、係止部材２３、リンク部材２４、締結用ピン部材２５２、締結部材固定材２５３、および挿入孔加熱部２７から構成され、雄型結合体３０Ａは、結合体本体３１および本体支持部３２から構成されている。
【００７３】
結合分離機構１０Ｂの基本的な構成は前記実施の形態１に係る結合分離機構１０Ａの構成と同様であるが、雌型結合体２０Ｂにおいて、支持側部２１ｂの後端およびレバー部材２２の他端（後端）を貫通するように締結用ピン部材２５２が設けられ、この締結用ピン部材２５２によってレバー部材２２が支持側部２１ｂに固定されている点が異なっている。前記実施の形態１における固定用ピン部材２５１が、支持側部２１ｂにレバー部材２２を固定するための「固定部材」であれば、本実施の形態における締結用ピン部材２５２は、支持側部２１ｂとレバー部材２２とを締結する「締結部材」ということができる。
【００７４】
締結用ピン部材２５２は、棒状のロッド部２５２ａと頭部２５２ｂとから構成されている。頭部２５２ｂはロッド部２５２ａよりも大きな直径を有しており、ロッド部２５２ａの他端に一体的に設けられている。
【００７５】
レバー部材２２の他端には、締結用ピン部材２５２を挿入するための締結部材貫通孔２２ａが設けられている。締結部材貫通孔２２ａの内径は、頭部２５２ｂの直径よりも小さくなっている。一方、支持側部２１ｂの後端には、締結用ピン部材２５２の一端を挿入して固定するための締結部材挿入孔２１ｄが設けられている。締結部材挿入孔２１ｄに隣接する位置には、当該締結部材挿入孔２１ｄの内部を加熱する挿入孔加熱部２７が設けられている。
【００７６】
雄型結合体３０Ａおよび雌型結合体２０Ｂを結合しているときには、締結用ピン部材２５２のロッド部２５２ａを締結部材貫通孔２２ａに挿入して、その一端を支持側部２１ｂに向かって突き出し、当該支持側部２１ｂに設けられている締結部材挿入孔２１ｄ内に挿入させる。この状態では、締結用ピン部材２５２の他端は、頭部２５２ｂが締結部材挿入孔２１ｄとは反対側の位置となるように締結部材貫通孔２２ａに挿入されていることになる。頭部２５２ｂは締結部材貫通孔２２ａの内径よりも大きな直径を有しているので、頭部２５２ｂは締結部材貫通孔２２ａを貫通することなくレバー部材２２の外側に当接する。それゆえ、締結用ピン部材２５２（ロッド部２５２ａ）は、レバー部材２２に対して機械的に係止されることになるので、締結部材貫通孔２２ａを通り抜けてしまうことがなく、頭部２５２ｂによって支持側部２１ｂ側（図中向かって左側）への移動が規制される。これにより、レバー部材２２の他端と支持側部２１ｂとを簡素な構成で適切に接続することができる。
【００７７】
また、締結用ピン部材２５２（ロッド部２５２ａ）の一端は、締結部材挿入孔２１ｄに挿入された状態で、締結部材固定材２５３により固定される。典型的には、図５および図６（ａ）に示すように、ロッド部２５２ａの一端が締結部材挿入孔２１ｄに挿入された状態で、当該締結部材挿入孔２１ｄが締結部材固定材２５３により塞がれることで、ロッド部２５２ａの一端を固定する。締結部材固定材２５３は、熱可塑性材料で構成されており、結合分離機構１０Ｂの使用環境で想定される温度範囲内では凝固しているが、挿入孔加熱部２７により締結部材挿入孔２１ｄ内が加熱されると軟化または融解する。
【００７８】
前記構成によれば、図６（ｂ）に示すように、挿入孔加熱部２７を動作させることで締結部材固定材２５３が加熱されて軟化または融解される。そのため、締結部材固定材２５３により締結部材挿入孔２１ｄに固定されていた締結用ピン部材２５２の一端は、締結部材挿入孔２１ｄから脱離する。これによって、締結用ピン部材２５２は、図中矢印Ｄ４で示す外側に向かって移動するため、支持側部２１ｂの後端に締結されていたレバー部材２２の他端が固定状態から開放され、レバー部材２２が外側（開く方向、図中矢印Ｄ３の方向）に移動する。
【００７９】
レバー部材２２が外側に移動すれば、雌型結合体２０Ｂにおいては、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａと係止部材２３の係止面２３ａとの当接が解除され（図２（ｂ）参照）、雌型結合体２０Ｂおよび雄型結合体３０Ａの結合が解除される。それゆえ、簡素な構成で容易に雌型結合体２０Ｂおよび雄型結合体３０Ａを分離することができる。
【００８０】
なお、締結用ピン部材２５２の具体的な構成は特に限定されず、支持側部２１ｂとレバー部材２２とを締結できる程度の強度を有し、かつ、軟化または融解した締結部材固定材２５３から容易に分離できる性質を有する材料で構成されればよい。一例として、金属製のピン部材を挙げることができる。また、締結部材固定材２５３の具体的な構成も特に限定されず、前述したように公知の熱可塑性材料であればよい。一般的には、公知の熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。また、挿入孔加熱部２７の具体的な構成も特に限定されず、公知のヒータまたは加熱装置を好適に用いることができる。
【００８１】
［変形例］
次に、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ｂの変形例について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。前述したように、本実施の形態の締結部材は、締結用ピン部材２５２の頭部２５２ｂがレバー部材２２の外側に位置し、ロッド部２５２ａの先端が支持側部２１ｂの締結部材挿入孔２１ｄ内で締結部材固定材２５３により固定される構成により実現されているが、頭部２５２ｂおよびロッド部２５２ａの先端の位置が逆でもよい。すなわち、図７（ａ）に示すように、支持側部２１ｂに締結部材貫通孔２１ｅが形成され、レバー部材２２に締結部材挿入孔２２ｂが形成され、レバー部材２２においてロッド部２５２ａの先端が締結部材固定材２５３により固定される構成であってもよい。
【００８２】
本発明で用いられる締結部材は、レバー部材２２の他端と支持側部２１ｂとを、その両端で接続することにより、当該レバー部材２２の他端が外側へ移動することを妨げるように保持できる構成のレバー固定部材であればよい。それゆえ、本実施の形態における締結用ピン部材２５２のような締結部材であっても、前記実施の形態１における固定用ピン部材２５１のような固定部材であっても、どのような構成でも用いることができる。また、締結部材の一端は、レバー部材２２および支持側部２１ｂのいずれで固定されてもよい。
【００８３】
また、締結用ピン部材２５２は、レバー部材２２の他端（後端）と支持部材２１とを締結する構成であればよく、必ずしも、レバー部材２２の他端と支持側部２１ｂの後端とを締結する構成でなくてもよい。ただし、本実施の形態で説明したように、レバー部材２２の他端と支持側部２１ｂの後端とを締結する構成であれば、レバー部材２２および支持側部２１ｂを、互いの端部同士で接続することになるため、レバー部材２２および支持側部２１ｂの長さを同等にすれば、締結用ピン部材２５２が長くなることを抑制することができる。
【００８４】
なお、図５に示すように、支持側部２１ｂに締結部材挿入孔２１ｄが設けられ、レバー部材２２の他端に締結部材貫通孔２２ａが設けられていれば、雌型結合体２０Ｂの構成によっては、締結状態をより効果的に保持できる場合がある。例えば、支持側部２１ｂは支持部材２１の一部であり、支持部材２１は雌型結合体２０Ｂの本体の一部を構成するので、その厚みをレバー部材２２よりも相対的に大きくすることができる。それゆえ、締結部材挿入孔２１ｄを長くして、締結部材固定材２５３と締結部材挿入孔２１ｄの内面との接触面積を大きくすることが可能となる。また、レバー部材２２の他端は頭部２５２ｂにより機械的に固定されるので、締結部材貫通孔２２ａは短くてもよく、それゆえ、レバー部材２２の他端をコンパクトなものとすることができる。
【００８５】
また、本実施の形態で用いられる締結部材は、締結用ピン部材２５２に限定されず、他の構成であってもよい。例えば、図７（ｂ）に示すように、締結用ピン部材２５２に代えて締結用ワイヤ２５４を用いることもできる。この締結用ワイヤ２５４の両端は、レバー部材２２の他端の外側で締結用ワイヤ２５４をループさせて折り返すことにより、締結部材挿入孔２１ｄ内に挿入され、締結部材固定材２５３により固定されている。また、レバー部材２２には、少なくとも外側、好ましくは外側につながる周囲に、締結用ワイヤ２５４を受けるワイヤ受け部２２ｃが形成されている。このように、ワイヤ受け部２２ｃで締結用ワイヤ２５４が受けられていることで、締結用ワイヤ２５４はレバー部材２２の他端に機械的に固定（係止）される。それゆえ、締結用ワイヤ２５４は、締結用ピン部材２５２と同様に締結部材として機能することになる。
【００８６】
なお、この締結用ワイヤ２５４は、ワイヤ単独で見れば、ループさせて折り返されることにより、その両端が締結部材挿入孔２１ｄ内に挿入されていることになるが、折り返された形状の締結用ワイヤ２５４を一つの締結部材として見れば、ワイヤ両端が締結部材の一端となり、ループ部分が締結部材の他端となる。それゆえ、図７（ｂ）に示す構成では、締結部材の一端が締結部材挿入孔２１ｄに挿入されて締結部材固定材２５３により固定され、締結部材の他端がレバー部材２２の他端に機械的に固定されている、と表現することができる。
【００８７】
さらに、本実施の形態においては、締結部材は、レバー部材２２の他端に取り付けられてもよい。例えば、図７（ｃ）に示すように、固定ワイヤ２５５がレバー部材２２の他端の内側（締結部材挿入孔２１ｄの側）に取り付けられ、この固定ワイヤ２５５の一端が、締結部材挿入孔２１ｄ内に挿入され、締結部材固定材２５３により固定されてもよい。このように、本実施の形態では、支持側部２１ｂの後端またはレバー部材２２の他端（後端）のいずれか一方に、締結部材の一端を挿入するための締結部材挿入孔２１ｄまたは２２ｂが設けられており、当該締結部材挿入孔２１ｄまたは２２ｂの内部に締結部材の一端が締結部材固定材２５３により固定されていればよい。
【００８８】
ここで、締結部材としては、締結用ピン部材２５２または締結用ワイヤ２５４等に限定されず、公知の他の構成であってもよい。一般的には、レバー部材２２と支持側部２１ｂとを締結することができる長さを有するピン部材またはひも状部材を好適に用いることができるが、必ずしもピン状またはひも状でなくてもよく、レバー部材２２と支持側部２１ｂとを締結することができれば、ブロック状の構成であってもよいし、複数の部材等から構成される機械的な構成であってもよい。
【００８９】
なお、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ｂは、締結部材と当該締結部材を支持部材２１（またはレバー部材２２）に固定するための構成（固定構成）とを除いて前記実施の形態１に係る結合分離機構１０Ａと同様の構成を有している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、レバー固定部材として前述した締結部材を備えていれば、他の構成の結合分離機構にも適用することができる。例えば、少なくとも支持部材２１およびレバー部材２２を備え、これら部材の間に挿入空間Ｓ０が形成される構成であれば、係止部材２３、リンク部材２４等を備えていなくてもよい。したがって、本発明に係る結合分離機構は、雄型結合体と、支持部材、レバー部材、締結部材および前記固定構成を備えている雌型結合体とから構成されていればよい。
【００９０】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、前記実施の形態１および２に係る結合分離機構が適用された宇宙航行体の分離構造を例示して、本発明に係る結合分離機構をさらに具体的に説明する。本実施の形態に係る宇宙航行体の分離構造はマルマンクランプバンドを備えており、当該マルマンクランプバンドの結合を解除するために結合分離機構が適用されている。
【００９１】
［マルマンクランプバンド］
まず、マルマンクランプバンドについて、図８（ａ），（ｂ）を参照して具体的に説明する。図８（ａ）に示すように、本実施の形態に係るマルマンクランプバンド４１は、金属製のバンド部材４２と、当該バンド部材４２の端部同士を分可能に結合する結合分離機構１０Ｃと、バンド部材４２を締め付けたり緩めたりするためのバンド締付部４４と、バンド部材４２を図示しないロケット本体に固定する複数のバンドキャッチャー４５と、を備えている。
【００９２】
また、図８（ｂ）に示すように、マルマンクランプバンド４１は、結合分離機構１０Ｃをロケット本体５１に固定する緩衝機構固定部材４３も備えている。そして、ロケット本体５１と人工衛星５２とは、図示しない公知の分離構造によって固定的に連結されており、この連結部分の外周を囲むようにマルマンクランプバンド４１が巻き回されて設けられている。ロケット本体５１には、図中二点鎖線で示す衛星連結面５１ａが設けられ、当該衛星連結面５１ａの周囲に複数のバンドキャッチャー４５と緩衝機構固定部材４３とが取り付けられている。バンドキャッチャー４５はバンド部材４２をロケット本体５１に固定した状態で支持しており、緩衝機構固定部材４３は緩衝機構１４（および結合分離機構１０Ｃ）をロケット本体５１に固定した状態で支持している。このような構成によって、マルマンクランプバンド４１はロケット本体５１に固定される。
【００９３】
なお、図８（ｂ）においては、結合分離機構１０Ｃと緩衝機構固定部材４３とロケット本体５１との位置関係を説明する便宜上、緩衝機構固定部材４３に隣接するバンドキャッチャー４５は破線で図示している。また、図８（ａ），（ｂ）に示すマルマンクランプバンド４１を構成する各部材または機構等は特に限定されず、公知のさまざまな構成のものを好適に用いることができる。同様に、当該マルマンクランプバンド４１により連結状態を分離可能に保持されるロケット本体５１および人工衛星５２の構成も特に限定されない。さらには、マルマンクランプバンド４１で連結状態を保持される宇宙航行体もロケット、人工衛星等に限定されず、他の構成の宇宙航行体であってもよい。
【００９４】
［結合分離機構］
次に、結合分離機構１０Ｃについて、図９、図１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）を参照して説明する。本実施の形態に係る結合分離機構１０Ｃは、図９に示すように、２つの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃを、支持側部２１ｂの後端同士で単一の締結部材支持部２８により連結され、それぞれの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃに対して１つの雄型結合体３０Ｃが挿入される構成となっている。したがって、結合分離機構１０Ｃは、２つの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃと２つの雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃから構成されている。
【００９５】
結合分離機構１０Ｃを構成する雄型結合体３０Ｃと雌型結合体２０Ｃは、１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）に示すように、基本的に、前述した結合分離機構１０Ａ，１０Ｂと同様の構成を有している。なお、図１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）は、図９において略線対称につなげられている雌型結合体２０Ｃ（および雄型結合体３０Ｃ）を、説明の便宜上、１つのみ図示するものである。
【００９６】
具体的には、各雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃは、支持部材２１、レバー部材２２、係止部材２３、リンク部材２４を備え、これらがレバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２、リンク回動連結部２６３およびリンク支持連結部２６４により連結されている。
【００９７】
また、各雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃは、それぞれ結合体本体３１を有している。各結合体本体３１は、図示しないが、バンド部材４２のバンド端に固定されている。また、図９、図１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）に示すように、結合体本体３１の先端にはキャップ部３１ｂが設けられており、このキャップ部３１ｂによって、図１１（ｂ）の破線部分の拡大図に示すように、被係止面３１ａが形成される。
【００９８】
図９に示すように、結合分離機構１０Ｃは、締結用ワイヤ２５４（締結部材またはレバー固定部材）を基準として略線対称となるように、雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃがつなげられている。また、雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃの挿入空間Ｓ０（図１０（ｂ）および図１１（ｂ）参照）に挿入される雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃは、図９に示すように、互いの先端が対向するような位置関係となっている。したがって、図中向かって左側の雌型結合体２０Ｃ−１においては、雄型結合体３０Ｃの挿入方向は、図中向かって右方向である矢印Ｄ５方向となり、引抜き方向は、図中向かって左方向である矢印Ｄ６方向となる。一方、図中向かって右側の雌型結合体２０Ｃ−２においては、雄型結合体３０Ｃの挿入方向は、図中向かって左方向である矢印Ｄ６方向となり、引抜き方向は、図中向かって右方向である矢印Ｄ５方向となる。
【００９９】
雌型結合体２０Ｃにおいては、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、前記実施の形態１の雌型結合体２０Ａまたは前記実施の形態２の雌型結合体２０Ｂとは異なり、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３が、挿入方向Ｄ１に沿うような位置関係で並んでいる。また、リンク支持連結部２６４は、支持側部２１ｂの中央部ではなく支持側部２１ｂと支持前部２１ａとがつながる位置に設けられている。この構成によれば、図１０（ｂ）に示すように、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３とリンク支持連結部２６４との間に挿入空間Ｓ０が位置する点は、前記実施の形態１または２と同様であるが、前者３つの連結部が挿入方向Ｄ１に沿うように並んでいることから、雌型結合体２０Ｃの幅方向の寸法を小さくすることができる。
【０１００】
つまり、雌型結合体２０Ｃは、雄型結合体３０Ｃ（結合体本体３１）がある程度挿入された状態で保持できる大きさを有するが、係止部材２３およびリンク部材２４の回動を担うレバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３を挿入空間Ｓ０に沿うように（挿入された結合体本体３１に沿うように）位置させることで、挿入方向Ｄ１に交差する方向の寸法（幅）を小さくすることが可能となる。一方、挿入方向Ｄ１の長さは、結合体本体３１の挿入される長さに依存するので、連結部の位置を変えても大きく変わることがない。それゆえ、雌型結合体２０Ｃ全体の寸法を小さくすることが可能となる。
【０１０１】
また、雌型結合体２０Ｃにおいて、支持側部２１ｂとレバー部材２２とを締結する締結部材（レバー固定部材）として、前記実施の形態２で例示した締結用ワイヤ２５４が用いられている（図７（ｂ）参照）。この締結用ワイヤ２５４は、図１１（ａ）に示すようにループにより折り返されて、図１０（ｂ）に示すように締結部材固定材２５３により支持側部２１ｂに固定されている（説明の便宜上、締結部材挿入孔２１ｄは図１０（ｂ）には図示していない）。
【０１０２】
ここで、図９に示すように、各雌型結合体２０Ｃのレバー部材２２は、単一の締結用ワイヤ２５４によって締結部材支持部２８に固定されている。締結部材支持部２８は、それぞれの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃから見て支持側部２１ｂを延長する位置に設けられているので、各雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃのレバー部材２２，２２に対向する位置に存在していることになる。そして、この締結部材支持部２８には、締結部材挿入孔２８ａが設けられ、この中に締結用ワイヤ２５４の両端が挿入されて締結部材固定材２５３により固定されている。
【０１０３】
また、１本の締結用ワイヤ２５４は、２本のレバー部材２２，２２の他端をまとめた状態で、締結部材支持部２８（すなわち、それぞれの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃの支持部材２１）に固定している。図９に示す構成では、図中向かって左側のレバー部材２２−１の他端が締結部材支持部２８に近い側（内側）に位置し、図中向かって右側のレバー部材２２−２の他端が外側に位置した状態で、これら他端同士が重なっている。この重なった部分の外周に締結用ワイヤ２５４のループ部分が巻かれているため、単一の締結用ワイヤ２５４で２本のレバー部材２２，２２をまとめて固定することができる。また、締結部材支持部２８におけるレバー部材２２，２２に対向する側（内側）とは反対側（外側）には、挿入孔加熱部２７が設けられている。
【０１０４】
そして前述したとおり、挿入孔加熱部２７による加熱で締結部材固定材２５３が軟化または融解すれば、締結用ワイヤ２５４が締結部材支持部２８から脱離し、それぞれのレバー部材２２，２２が開くので、各雌型結合体２０Ｃ−１，２０Ｃ−２から雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃが引き抜かれる。これにより、互いに結合していたバンド部材４２のバンド端（図９には図示せず）が分離し、マルマンクランプバンド４１が閉環状態から開環状態に移行する。これにより、ロケット本体５１から人工衛星５２が分離可能な状態となる。
【０１０５】
このように、本実施の形態では、結合分離機構１０Ｃは、２つの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃと２つの雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃとから構成され、マルマンクランプバンド４１のバンド部材４２を直接結合している。それゆえ、本発明に係る結合分離機構は、実施の形態１に係る結合分離機構を複数組み合わせた複合的な構成を採用することができる。
【０１０６】
なお、図１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）は、前述したとおり、説明の便宜上、単独で使用可能な構成として図示している。それゆえ、例えば、雌型結合体２０Ｃの支持前部２１ａの両外側に張り出した板状の取付枠２１ｆが設けられている。この取付枠２１ｆは、図１１（ｂ）の断面図に示すように、支持部材２１に一体的に設けられている。このような取付枠２１ｆを設ければ、単独使用の際に、雌型結合体２０Ｃを固定しやすくすることができる。このように、実際の使用条件、使用環境、取り付け対象となる被結合体（被結合部分）の構成等に応じて、雌型結合体２０Ｃの支持部材２１、あるいは雄型結合体３０Ｃの一部には、取付枠２１ｆのようなさまざまな修飾構成が付加されてもよい。
【０１０７】
なお、本発明は上記の実施形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、２つの被結合部分を互いに結合および分離する用途に広く用いることがでる。しかも、本発明は、簡素な構成で十分な締結力を実現できるとともに、当該締結力に比べて小さな力で結合状態を保持することができ、さらに一度分離した後であっても容易に再結合することができるので、例えば、宇宙航行体の分野にも好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 結合分離機構
１１ バンド部材（被結合体）
１１ａ バンド部材の一端（被結合部分）
１１ｂ バンド部材の他端（被結合部分）
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 雌型結合体
２１ 支持部材
２１ａ 支持前部
２１ｂ 支持側部
２１ｄ 締結部材挿入孔（挿入孔）
２２ レバー部材
２２ｂ 締結部材挿入孔（挿入孔）
２３ 係止部材
２３ａ 係止面
２４ リンク部材
２７ 挿入孔加熱部
２８ａ 締結部材挿入孔（挿入孔）
３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄ 雄型結合体
３１ 結合体本体（雄型結合体）
３１ａ 被係止面
４１ マルマンクランプバンド
４２ バンド部材
５１ ロケット本体（宇宙航行体）
５２ 人工衛星（宇宙航行体）
１３１ 板状部材（被結合部分）
１４１ 第一レバー（被結合部分）
１４２ 第二レバー（被結合部分）
２５１ 固定用ピン部材（レバー固定部材、ピン部材）
２５２ 締結用ピン部材（レバー固定部材、締結部材、ピン部材）
２５３ 締結部材固定材（熱可塑性材料）
２５４ 締結用ワイヤ（レバー固定部材、締結部材、ひも状部材）
２６１ レバー支持連結部（第一支点部）
２６２ レバー回動連結部（第二支点部）
２６３ リンク回動連結部（第三支点部）
２６４ リンク支持連結部（第四支点部）
Ｓ０ 挿入空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２個の結合体同士を結合して分離可能に保持することができる結合分離機構と、当該結合分離機構を備える宇宙航行体とに関するものであり、特に、結合体同士を結合させるための力（締結力）に対して、結合状態を保持する力（結合保持力）をより小さなものにできる結合分離機構と、当該結合分離機構を備える宇宙航行体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
２個の結合体同士を結合して分離可能に保持する構造（結合分離構造）としては、日常生活分野から先端技術分野に至るまで、さまざまな用途に用いられ、その用途に適した構造のものが種々提案されている。
【０００３】
先端技術分野の一例として宇宙航行体の分野を挙げると、連結している２体の宇宙航行体を分離するために結合分離構造が用いられている。例えば、特許文献１には、宇宙航行体としての人工衛星およびロケットを分離可能に連結する分離機構が開示され、当該分離機構には結合分離構造が含まれている。
【０００４】
前記分離機構は、ロケット本体の連結端と人工衛星の連結端とのそれぞれに設けられる鍔部と、これら鍔部同士が連結した状態で当該鍔部の外側から嵌合する嵌合部材と、当該嵌合部材を含む連結部分の外周に巻き回されるバンド部材（例えばマルマンクランプバンド）とを備えている。バンド部材は、嵌合部材の外周を締め付けた状態で、ボルト等からなる結合部材によって両端部が結合されており、当該結合部材には切断装置が取り付けられている。人工衛星の分離時には、切断装置によって結合部材が切断されるので、バンド部材の端部同士の結合が解除され、人工衛星がロケット本体から分離することになる。これら前記結合部材および切断装置が前述した結合分離構造に相当する。
【０００５】
前記構成の結合分離構造としては、一般に、爆破ボルトが用いられる。典型的な爆破ボルトは、ボルトの軸芯に火薬が設けられた構成であり、人工衛星を分離するときには、火薬を爆発させることでボルトが切断し、これによってバンド部材の結合が解除される。
【０００６】
ここで、近年、人工衛星としては大型のものが実用化されており、また、人工衛星を連結するロケットにおいては飛しょう速度が高速化する傾向にある。このように宇宙航行体が大型化し、また、その飛しょう速度が高速化すると、バンド部材により宇宙航行体同士の連結部を十分に締め付ける必要が生じる。それゆえ、バンド部材を結合するための結合分離構造にも、大きな締結力が要求されることになる。
【０００７】
前記爆破ボルトで結合分離構造が構成されれば、１本の爆破ボルトで十分な締結力を実現できない場合には、複数本の爆破ボルトを用いればよい。しかしながら、爆破ボルトによるバンド部材の結合は、当該バンド部材を締め付けた状態で結合することになるので、複数本の爆破ボルトを用いることで、結合の作業性が低下する。また、宇宙航行体同士を適切に分離するためには、複数本の爆破ボルトを全て確実に切断しなければならないので、火薬の爆発力をより高くする必要が生じるとともに、火薬の発火の信頼性を高める必要も生じる。したがって、爆破ボルトが非常に高価なものになり得るだけでなく、爆破ボルトの切断時の爆発力によって大きな衝撃が生じて、宇宙航行体に影響を及ぼす可能性もある。
【０００８】
そこで、従来から、爆破ボルト等の火工品を用いない結合分離構造が提案されている。例えば、特許文献２には、バンド部材の端部に設けられ、内面と外面とで互いに噛合う台形歯形部と、当該台形歯形部を押接するカム体と、カム体を動作させるアクチュエータとを備える構成の結合分離装置が提案されている。この構成では、アクチュエータを駆動してカム体を作動させることでバンド部材が開放されるので、バンドに対する押接状態を解除すればバンドは拡開し、その結果、他端部の台形歯形同士は互いに分離する。
【０００９】
また、特許文献３には、結合分離構造の一例として、ピンを備える開放機構（release mechanism）とバルブニードルとを用いたバンド開放機構（band opening mechanism）が開示されている。バルブニードルは、粘性物質（鉛）を内部に充填した溝状チャンバ（annular chamber）と空のチャンバとをつなぐダクトを閉じている。溝状チャンバは、互いに嵌合するハウジングとピストンとの間に形成されており、空のチャンバはピストン上のキャップ内に形成されている。前記開放機構を動作させれば、ピンがバルブニードルの位置をずらすので、粘性物質がダクトを通じて溝状チャンバから空のチャンバへ移動する。これに伴って、ピストンがハウジングから連続的に移動するので、予め設定された所定の時間でバンド部材が開放される。
【００１０】
これら特許文献２または３によれば、これら特許文献に開示の結合分離構造を採用することで、バンド部材の結合を解除するために大きな力を必要とせず、また、バンド部材を結合した状態で大きな締結力を実現することが可能であることが開示または示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３９２２７１８号公報
【特許文献２】特開２００６−２９００６５号公報
【特許文献３】国際公開第０１／０２２４８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２または３に開示の結合分離構造は、爆破ボルト等の火工品を用いないものの、非常に複雑な構成となっていることに加え、バンド部材を一度分離した後に再結合できないか、再結合の作業が煩雑になってしまう。
【００１３】
例えば、引用文献２に開示の結合分離構造は、複数のバンド部材を結合させるために、内面と外面とで互いに噛合う台形歯形部を用いているため、カム体を動作させることで台形歯形部の噛合いを容易に解除してバンド部材を開放することができる。その反面、複数のバンド部材を再結合させるためには、大きな力で締め付けた上で台形歯形部同士を噛み合わせなければならないので、再結合の作業は非常に煩雑となる。
【００１４】
また、特許文献３に開示の結合分離構造は、時限的なプロセス（timed process）でバンド部材の張力を解放することに重点が置かれているので、バンド部材を開放するために、ダクトを介してチャンバ間で粘性物質（鉛）を移動させるという独特な機構を用いている。もし、バンド部材を再結合させるとすれば、粘性物質を元のチャンバに戻すという作業が必要になるので、実質的に１回しか用いることができないものであると判断される。なお、特許文献３には、他の構成も開示されているが、ほとんどが１回しか用いることができないものとなっている。
【００１５】
一度開放したバンド部材を容易に再結合させることができれば、結合分離構造の品質管理、再現性、機能確認等のために結合分離の試験を実施することができる。それゆえ、結合分離構造の信頼性を向上させることができ、さらには当該結合分離構造を備える宇宙航行体用の分離機構の信頼性を向上させることも可能となる。
【００１６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、簡素な構成で十分な締結力を実現できるとともに、当該締結力に比べて小さな力で結合状態を保持することができ、さらに一度分離した後であっても容易に再結合することが可能な結合分離機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る結合分離機構は、前記の課題を解決するために、２つの被結合部分を互いに結合および分離するために用いられる結合分離機構であって、棒状の雄型結合体と、当該雄型結合体の挿入および引抜きがなされる挿入空間を有する雌型結合体と、を備え、前記雄型結合体は、その長手方向に交差し、引抜き方向に面する被係止面を有しており、前記雌型結合体は、前記雄型結合体が前記挿入空間に挿入されている状態を支持する形状を有する支持部材と、前記挿入空間に対面する位置に設けられ、前記支持部材に対してレバー支持連結部により一端が連結され、当該レバー支持連結部により他端が前記挿入空間とは反対側の方向に移動可能に構成されているレバー部材と、前記レバー部材の両端の間となる位置に、レバー回動連結部により一端が回動可能に連結されるとともに、前記雄型結合体の前記被係止面に対して引抜き方向から当接する係止面を有する係止部材と、前記係止部材の他端に対して、前記レバー回動連結部よりも挿入方向の側であり、かつ、前記係止面に近接して位置するリンク回動連結部により、一端が回動可能に連結されるとともに、前記支持部材に対してリンク支持連結部により、他端が回動可能に連結されているリンク部材と、を備え、前記雄型結合体および前記雌型結合体が結合しているときには、前記雄型結合体が挿入空間に挿入され、前記レバー部材の他端が前記挿入空間に近接している位置にあり、前記係止部材の前記係止面が前記雄型結合体の前記被係止面に対して当接している状態が維持され、前記雄型結合体および前記雌型結合体が分離するときには、前記レバー部材の他端が前記挿入空間から離れる方向に移動することにより、前記係止部材の前記係止面が引抜き方向に向かって移動し、これにより、当該係止面と前記雄型結合体の前記被係止面との当接が解除される構成である。
【００１８】
前記構成においては、前記雄型結合体および前記雌型結合体が結合しているときには、前記レバー支持連結部および前記リンク回動連結部は、この順で、前記レバー部材から前記挿入空間に向かう方向に配置され、前記レバー回動連結部は、前記リンク回動連結部に対して引抜き方向に配置され、前記リンク支持連結部は、前記リンク回動連結部との間に前記挿入空間を介在させる位置に配置されている構成であってよい。
【００１９】
前記構成においては、前記レバー部材の他端の移動を妨げるように、当該レバー部材を前記支持部材に対して解除可能に固定するレバー固定部材をさらに備えている構成であってよい。
【００２０】
前記構成においては、前記支持部材は、前記雌型結合体の前部を構成し、前記雄型結合体を前記挿入空間に挿入し引き抜くための開口を有する支持前部と、前記レバー部材に対向する部位を構成する支持側部とを有し、前記レバー固定部材が、前記支持側部の挿入方向側の端部と、前記レバー部材の他端とを接続するピン部材またはひも状部材である構成であってよい。
【００２１】
前記構成においては、前記支持側部の前記端部、または、前記レバー部材の他端には、前記ピン部材または前記ひも状部材の一端を挿入するための挿入孔が設けられ、当該挿入孔に隣接する位置に設けられ、当該挿入孔の内部を加熱する挿入孔加熱部をさらに備え、前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記ピン部材またはひも状部材の一端を前記挿入孔に挿入した上で、熱可塑性材料によって当該挿入孔を塞ぐことによって、前記支持側部の前記端部と前記レバー部材の他端とを接続する構成であってよい。
【００２２】
また、本発明に係る他の結合分離機構は、前記の課題を解決するために、２つの被結合部分を互いに結合および分離するために用いられる結合分離機構であって、棒状の雄型結合体と、当該雄型結合体の挿入および引抜きがなされる挿入空間を有する雌型結合体と、を備え、当該雌型結合体は、前記雄型結合体が前記挿入空間に挿入されている状態を支持するように、当該挿入空間に平行な支持側部を有する支持部材と、前記支持側部に対向して前記挿入空間を介在する位置に設けられ、前記支持部材に対して一端が連結され、当該レバー支持連結部により他端が前記挿入空間とは反対側の方向に移動可能に構成されているレバー部材と、前記レバー部材の他端と前記支持側部とをその両端で接続することにより、前記レバー部材の他端が外側へ移動することを妨げるように固定するレバー固定部材と、を備え、さらに、前記支持側部、または、前記レバー部材の他端には、前記レバー固定部材の一端を挿入するための挿入孔が設けられ、当該挿入孔に隣接する位置に設けられ、当該挿入孔の内部を加熱する挿入孔加熱部をさらに備え、前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記レバー固定部材の一端を前記挿入孔に挿入した上で、熱可塑性材料によって当該挿入孔を塞ぐことによって、前記支持側部の前記端部と前記レバー部材の他端とを接続する構成である。
【００２３】
前記構成においては、前記レバー固定部材は、その本体が棒状またはひも状であり、前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記レバー固定部材の他端を、前記支持側部、または、前記レバー部材の他端のうち、前記挿入孔が設けられていない方に機械的に固定している構成であってよい。
【００２４】
前記いずれの結合分離機構においても、前記雄型結合体および前記雌型結合体は、帯状のバンド部材を閉環または開環させるために結合または分離するように構成されている構成であってよい。
【００２５】
前記構成においては、前記バンド部材が、第一の宇宙航行体に第二の宇宙航行体を固定するマルマンクランプバンドである例を挙げることができ、前記第一の宇宙航行体はロケット本体であり、前記第二の宇宙航行体は人工衛星である例を挙げることができる。
【００２６】
それゆえ、本発明には、前記構成の結合分離機構に加えて、前記構成の結合分離機構を備える宇宙航行体も含まれる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、簡素な構成で十分な締結力を実現できるとともに、当該締結力に比べて小さな力で結合状態を保持することができ、さらに一度分離した後であっても容易に再結合することが可能な結合分離機構を提供することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る結合分離機構の構成を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す結合分離機構における一点鎖線の領域Ｉの拡大図である。る。
【図２】（ａ）は、図１に示す結合分離機構を構成する結合体が分離したときの構成を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す結合分離機構における一点鎖線の領域ＩＩの拡大図である。
【図３】図１（ａ）に示す結合分離機構の結合状態において、各連結部に作用する力を説明する模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）に示す結合分離機構の適用例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る結合分離機構の構成を示す模式的な部分断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図５に示す結合分離機構が備える締結部材の固定解除動作を示す模式図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図５に示す結合分離機構が備える締結部材の他の例を示す模式図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る結合分離機構を備えるマルマンクランプバンドの構成を示す概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すマルマンクランプバンドがロケット本体および人工衛星の連結を支持する状態を模式的に示す部分側面図である。
【図９】図８（ａ），（ｂ）に示すマルマンクランプバンドが備える結合分離機構の構成を示す概略平面図である。
【図１０】（ａ）は、図９に示す結合分離機構における単一の雌型結合体および雌型結合体の構成の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す結合分離機構の内部構成の一例を示す概略透視図である。
【図１１】（ａ）は、図１０（ａ）に示す結合分離機構のレバー部材からの側面図であり、（ｂ）は、図１０（ａ）に示す結合分離機構の内部構成の一例を、拡大図も含めて示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３０】
（実施の形態１）
［結合分離機構の構成］
まず、本発明の実施の形態１に係る結合分離機構の具体的な構成の一例について、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ）を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ａは、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａから構成されており、雌型結合体２０Ａは、支持部材２１、レバー部材２２、係止部材２３、リンク部材２４、および固定用ピン部材２５１から構成され、雄型結合体３０Ａは、結合体本体３１および本体支持部３２から構成されている。
【００３１】
雌型結合体２０Ａは、雄型結合体３０Ａの挿入および引抜きがなされる空間（挿入空間）を有するものであり、雄型結合体３０Ａは、雌型結合体２０Ａの前記挿入空間に挿入され、また、雌型結合体２０Ａの挿入空間から引き抜かれるように構成されている。図１（ａ）に示すように、雄型結合体３０Ａおよび雌型結合体２０Ａは、雄型結合体３０Ａが挿入された状態で互いに結合しており、図２（ａ）に示すように、雌型結合体２０Ａから雄型結合体３０Ａが引き抜かれることで互いに分離する。また、図１（ａ）および図２（ａ）においては、図中双方向のブロック矢印のＤ１側（図中上側）が挿入方向であり、Ｄ２側（図中下側）が引抜き方向である。
【００３２】
本実施の形態では、支持部材２１およびレバー部材２２の間に挿入空間Ｓ０（図中破線矢印）が形成されている。支持部材２１は、雌型結合体２０Ａの前部を構成し、雄型結合体３０Ａを挿入空間Ｓ０に挿入し引き抜くための挿入開口２１ｃを有する支持前部２１ａと、レバー部材２２に対向する部位を構成する支持側部２１ｂとをから構成されている。つまり、図１（ａ）に示す構成では、図中下側が雌型結合体２０Ａの前側となり、図中上側が雌型結合体２０Ａの後側となる。
【００３３】
雄型結合体３０Ａは、本実施の形態では、雌型結合体２０Ａの挿入空間Ｓ０に挿入される結合体本体３１と、当該結合体本体３１を支持する本体支持部３２から構成されている。本体支持部３２の具体的な構成は特に限定されず、被結合体の一部（被結合部分）が固定され得る形状を有していればよく、結合分離機構１０Ａの使用条件（被結合体の種類、被結合体の一部の構成、結合状態または分離の環境等）に応じて、さまざまな形状のものを用いることができ、状況によっては無くてもよい。つまり、被結合体の一部に結合体本体３１が直接固定される構成であってもよい。なお、図１（ａ）および図２（ａ）に示す例では、説明の便宜上、本体支持部３２を結合体本体３１の長手方向に直交する方向に広がる略板状または略柱状の部材として図示している。
【００３４】
結合体本体３１は、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように略棒状であって、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、その長手方向に交差し、引抜き方向Ｄ２に面する被係止面３１ａを有している。結合体本体３１（雄型結合体３０Ａ）を雌型結合体２０Ａに挿入して結合した状態では、被係止面３１ａは、図１（ｂ）に示すように、雌型結合体２０Ａの係止部材２３に当接する。この点については後述する。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）の領域Ｉの拡大図である。
【００３５】
結合体本体３１の具体的な形状は、棒状であって被係止面３１ａを有していれば特に限定されず、円柱状であってもよいし角柱状であってもよいし、細長い板状であってもよいし、被係止面３１ａ以外の凹凸または段差を有する形状であってもよい。また、被係止面３１ａは、本実施の形態では、結合体本体３１の先端近傍にて長手方向に直交する方向の平面として構成されているが、この構成に限定されず、釣り針の「かえし」のように、先端近傍で長手方向に傾斜するように構成されてもよいし、平面でなく曲面として構成されてもよいし、被係止面３１ａそのものが段差または凹凸等を有してもよい。また、結合体本体３１には、複数の被係止面３１ａが設けられてもよい。
【００３６】
さらに、後述する実施の形態３または４に例示するように、棒状の結合体本体３１の先端に、当該結合体本体３１の直径よりも大きい先端部を設け、この先端部と結合体本体３１との段差部分を被係止面３１ａとする構成であってもよい。つまり、結合体本体３１は、「キノコの笠」のような先端部を有してもよい。あるいは、先端近傍の外周に複数の突起を配列することによって実質的に面と見なせる係止部を形成し、これを被係止面３１ａとしてもよい。
【００３７】
雌型結合体２０Ａは、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の挿入および引抜きがなされる挿入空間Ｓ０を有している。そして、支持部材２１により本体が構成され、当該支持部材２１にレバー部材２２が設けられ、支持部材２１およびレバー部材２２は、係止部材２３およびリンク部材２４と固定用ピン部材２５１とで連結または接続されている。
【００３８】
支持部材２１は、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）が挿入空間Ｓ０に挿入されている状態を支持する形状を有しており、本実施の形態では、支持前部２１ａは雄型結合体３０Ａの挿入方向Ｄ１（または引抜き方向Ｄ２）に対して直交する方向に広がる形状を有しており、略中央部に挿入開口２１ｃ（図中破線で示す）が形成されている。支持側部２１ｂは、支持前部２１ａの一方の側方後部（図中向かって左側の後部）において、当該支持前部２１ａに対して垂直に立設している。したがって、支持側部２１ｂは、雄型結合体３０Ａの挿入方向Ｄ１（または引抜き方向Ｄ２）に沿った方向に延びる形状を有していることになる。
【００３９】
支持部材２１の具体的な形状は特に限定されず、挿入された雄型結合体３０Ａを支持できるとともに、後述するようにレバー部材２２を回動可能に固定できる形状となっていればよい。前記のとおり、支持部材２１は、雌型結合体２０Ａの実質的な本体に相当するので、結合分離機構１０Ａの使用条件に応じて、単一の部材、枠体状、筐体状等のさまざまな形状で構成することができる。なお、図１（ａ）に示す結合状態では、雌型結合体２０Ａの支持前部２１ａと雄型結合体３０Ａの本体支持部３２とが重なるように接しているが、前述したとおり図１（ａ）では、本体支持部３２は模式的に図示しているので、支持前部２１ａと本体支持部３２とは結合状態で必ず重なるように構成されているわけではない。
【００４０】
レバー部材２２は、支持前部２１ａの他方の側方後部（図中向かって右側の後部）に、レバー支持連結部２６１を介して取り付けられている。レバー部材２２の一端が支持前部２１ａの側方後部に取り付けられているとすれば、他端は、支持側部２１ｂの後端部（挿入方向Ｄ１側の端部）に固定用ピン部材２５１により接続されている。支持側部２１ｂとレバー部材２２との間に挿入空間Ｓ０が形成されているので、レバー部材２２は挿入空間Ｓ０に対面する位置に設けられていることになる。
【００４１】
レバー部材２２の一端（前端）を支持前部２１ａに連結するレバー支持連結部２６１は、回動軸となっている。それゆえ、レバー部材２２は、支持部材２１に対して他端（後端）が移動可能に構成されている。レバー部材２２の他端の移動方向は、少なくとも挿入空間Ｓ０とは反対側となる方向、図１（ａ）ではブロック矢印Ｄ３の方向（図中向かって右下方）であればよい。言い換えれば、レバー部材２２は、図１（ａ）に示す結合状態では閉じているので、レバー部材２２は少なくとも外側の開く方向に移動可能に構成されていればよい。もちろん、挿入空間Ｓ０に向かって閉じる方向（図中向かって左方、内側の方向）に移動可能となっていてもよいが、後述するように、レバー部材２２が開くことによって、雌型結合体２０Ａに結合されている状態の雄型結合体３０Ａが引抜き可能な状態となるので、少なくともレバー部材２２は開くように構成されている必要がある。
【００４２】
レバー部材２２の具体的な構成は特に限定されず、略棒状、略柱状、略板状等のように「レバー」として公知の構成を採用することができる。レバー部材２２は、固定用ピン部材２５１による固定が解除されたときに、他端が開く方向に移動することで、雄型結合体３０Ａの結合状態を解除するので、閉じた状態（結合状態）と開いた状態（結合の解除状態）とで他端の位置が明確に異なるような長さを有していればよい。なお、図１（ａ）では、レバー部材２２も模式的に示しており、このような柱状または板状の形状に限定されるものではない。
【００４３】
レバー部材２２は、他端が固定用ピン部材２５１で支持側部２１ｂの後端に接続されているが、他端と先端との間も、係止部材２３およびリンク部材２４で連結されている。係止部材２３は、一端が、レバー回動連結部２６２を介してレバー部材２２の両端の間となる位置に回動可能に連結されており、他端が、リンク回動連結部２６３を介してリンク部材２４の一端に回動可能に連結されている。また、リンク部材２４の他端は、リンク支持連結部２６４を介して支持側部２１ｂに回動可能に連結されている。
【００４４】
係止部材２３は、図１（ｂ）に示すように、結合体本体３１（雄型結合体３０Ａ）の被係止面３１ａに対して引抜き方向Ｄ２（図中下側）から当接する係止面２３ａを有している。図１（ａ）に示す構成では、係止部材２３は、レバー回動連結部２６２とリンク回動連結部２６３との間に、挿入空間Ｓ０側（図中向かって左側）に突出する部位を有しており、この部位の後方（図中上側）でリンク回動連結部２６３に隣接する位置に、係止面２３ａが設けられている。
【００４５】
リンク部材２４は、係止部材２３を支持部材２１（支持側部２１ｂ）に連結するための部材であり、図１（ａ）に示す例では、リンク支持連結部２６４とリンク回動連結部２６３とをつなぐ長さを有する部材となっている。なお、図１（ａ）および図２（ａ）に示す例では、リンク部材２４の他端（すなわちリンク支持連結部２６４）の位置は、支持側部２１ｂにおける前端と後端との略中間位置となっているが、本発明はこれに限定されず、リンク部材２４の他端から見て一端が引抜き方向Ｄ２に向かって移動可能な位置であれば、支持部材２１のどのような箇所であっても連結することができる。
【００４６】
係止部材２３の他端およびリンク部材２４の一端は、リンク回動連結部２６３を介して連結されているが、前記のとおり、リンク回動連結部２６３はレバー部材２２の移動に伴って引抜き方向Ｄ２に向かって移動可能に構成されている。したがって、係止部材２３の両端を固定するレバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３の位置関係は、レバー回動連結部２６２（一端側）から見て挿入方向Ｄ１の側にリンク回動連結部２６３（他端側）が位置している必要がある。また、係止部材２３の係止面２３ａは、リンク回動連結部２６３の近傍の位置に設けられている必要がある。
【００４７】
リンク回動連結部２６３は、挿入された雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａと係止部材２３の係止面２３ａとを当接させ、また当接を解除させるように、係止部材２３を回動させる軸心となる。また、結合体本体３１の被係止面３１ａは、前述のとおり引抜き方向Ｄ２に面している。そして、係止部材２３はレバー部材２２に連結しているので、レバー部材２２の動きに合わせて雄型結合体３０Ａから離れるように（挿入空間Ｓ０とは反対側の方向に）移動する。それゆえ、被係止面３１ａに当接する係止面２３ａを当接から解除させるためには、係止面２３ａは常に引抜き方向Ｄ２に向かって移動しなければならず、それゆえ、リンク回動連結部２６３は、レバー回動連結部２６２よりも挿入方向Ｄ１の側に位置することになる。
【００４８】
雌型結合体２０Ａの前後方向を基準とすれば、リンク回動連結部２６３は後方、レバー回動連結部２６２は前方に位置しており、係止部材２３は、レバー部材２２の他端が開く方向（矢印Ｄ３）に移動することで、基本的に前側に移動する。結合体本体３１の被係止面３１ａは前側に面しているので、係止部材２３が前側に移動すれば、係止面２３ａおよび被係止面３１ａの当接が解除される。仮に、リンク回動連結部２６３がレバー回動連結部２６２よりも引抜き方向Ｄ２の側（前側）に位置していれば、レバー部材２２が開くことにより係止部材２３が挿入方向Ｄ１（後側）に移動するため、被係止面３１ａおよび係止面２３ａの当接は解除されない。
【００４９】
このように、レバー回動連結部２６２とリンク回動連結部２６３との位置関係が前述のようになっていれば、レバー部材２２を開くことで、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａの結合が解除され、逆に、レバー部材２２を開いた状態から閉じることで、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａが結合される。さらに、レバー部材２２の他端を、固定用ピン部材２５１で支持部材２１に固定することで、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａの結合状態が保持される。
【００５０】
係止部材２３の具体的な構成は、図１（ａ）に示す構成に特定されず、係止面２３ａを有し、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３により回動可能となっていれば、どのような構成でも採用することができる。また、リンク部材２４の具体的な構成も、図１（ａ）に示す構成に特定されず、係止部材２３と支持部材２１とを連結できるような構成であれば、どのような構成でも採用することができる。
【００５１】
また、レバー部材２２の他端は、固定用ピン部材２５１により支持部材２１の支持側部２１ｂの後端に固定されているが、これに限定されず他の構成を用いることができる。つまり、結合分離機構１０Ａは、レバー部材２２の他端の移動を妨げるように、レバー部材２２を支持部材２１に対して解除可能に固定するレバー固定部材を備えていればよく、当該レバー固定部材は固定用ピン部材２５１に限定されない。レバー固定部材としては、ひも状または糸状の部材を用いてもよいし、機械的機構を用いてもよいし、化学反応等を利用して固定状態を解除する部材または機構等が用いられてもよい。
【００５２】
また、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａを構成する前記各部材は、結合分離機構１０Ａの使用条件に応じて、公知のさまざまな材料を用いて形成することができる。また、それぞれの部材に要求される物性または条件等に応じて、異なる材料を用いることができることはいうまでもない。さらに、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａは、前述した各部材以外の構成を含んでもよいし、一部の部材を含んでいなくてもよい。
【００５３】
なお、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２、リンク回動連結部２６３およびリンク支持連結部２６４は、それぞれ支持部材２１、レバー部材２２、係止部材２３およびリンク部材２４を回動可能に連結するものである。さらに、これら連結部は、レバー部材２２、係止部材２３およびリンク部材２４の移動の支点となる部位でもある。それゆえ、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２、リンク回動連結部２６３およびリンク支持連結部２６４は、それぞれ、第一支点部、第二支点部、第三支点部および第四支点部と称することもできる。
【００５４】
［結合分離機構の動作］
次に、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ａにおける雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａの結合と結合解除とを、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ）に加えて、図２（ｂ）および図３を参照して説明する。
【００５５】
図１（ａ）に示すように、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａが結合状態にあれば、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）が雌型結合体２０Ａの挿入空間Ｓ０に挿入され、レバー部材２２の他端が挿入空間Ｓ０に近接している位置にある。このとき、図１（ｂ）に示すように、係止部材２３の係止面２３ａは雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａに対して当接している状態が維持される。
【００５６】
雌型結合体２０Ａにおいては、前述のとおり、係止部材２３の一端がレバー回動連結部２６２によりレバー部材２２の両端の間となる位置に連結され、係止部材２３の他端はリンク回動連結部２６３によりリンク部材２４に連結されている。そして、図１（ａ），（ｂ）に示す結合状態では、リンク回動連結部２６３は、レバー回動連結部２６２よりも挿入方向Ｄ１の側であって、レバー回動連結部２６２よりも係止面２３ａに近接した位置にあるので、レバー部材２２が挿入空間Ｓ０とは反対側の方向に移動するために必要な力を相対的に小さくすることができる。
【００５７】
すなわち、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとが結合している状態では、図３に示すように、雌型結合体２０Ａに対して雄型結合体３０Ａにより引抜き方向Ｄ２に向かう結合力Ｆ１（図中黒矢印）が加えられる。このとき、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａは、係止部材２３の係止面２３ａに当接しているので、結合力Ｆ１は、直接的には係止部材２３に加えられる。それゆえ、係止部材２３においては、係止面２３ａに近いリンク回動連結部２６３を中心としてレバー部材２２の側に向かうトルクであるレバー側トルクＦ２（図中黒矢印）が生じるとともに、当該リンク回動連結部２６３を引抜き方向Ｄ２に押し出す力である引抜き側押力Ｆ３（図中黒矢印）が生じる。
【００５８】
さらに、リンク回動連結部２６３よりも引抜き方向Ｄ２の側に位置するレバー回動連結部２６２においては、レバー側トルクＦ２によってレバー回動連結部２６２をレバー側に押し出す力であるレバー側押力Ｆ４（図中黒矢印）が生じるとともに、引抜き側押力Ｆ３も生じる。このうち、引抜き側押力Ｆ３は、レバー支持連結部２６１において、レバー部材２２の他端を開く方向に力である外向力Ｆ５（図中黒矢印）を生じさせるが、レバー側押力Ｆ４は、レバー部材２２を外側に揺動させない方向の力すなわち内側（挿入空間Ｓ０の側）に向かう力である内向力Ｆ６（図中黒矢印）を生じさせる（図中向かって右上の黒矢印も参照）。
【００５９】
つまり、レバー支持連結部２６１においては、外向力Ｆ５および内向力Ｆ６の双方が生じるため、各連結部（支点）の位置関係によっては、外向力Ｆ５を内向力Ｆ６よりも若干大きい状態に設定したり、外向力Ｆ５を内向力Ｆ６よりも若干小さい状態に設定したりすることが可能となる。それゆえ、レバー部材２２の外向力Ｆ５を十分に小さく設定することができ、あるいは、レバー部材２２を小さな力で外側（開く方向）に移動させ得る状態に設定することができる。
【００６０】
レバー部材２２の外向力Ｆ５を十分に小さく設定すれば、固定用ピン部材２５１でレバー部材２２を支持部材２１に容易に固定することができる。そして、固定用ピン部材２５１によりレバー部材２２が外側に移動しなければ、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａと係止部材２３の係止面２３ａとは当接した状態で維持されるので、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの結合が保持される。
【００６１】
次に、固定用ピン部材２５１を図１（ａ）に示す破線の位置で切断することで、レバー部材２２を支持部材２１（支持側部２１ｂ）に固定している状態を解除する。これにより、図２（ａ）に示すように、レバー部材２２の他端が挿入空間Ｓ０から離れる方向（外側、開く方向）に移動する。この移動に伴い、係止部材２３の係止面２３ａが引抜き方向Ｄ２に向かって移動するので、図２（ｂ）に示すように、係止部材２３の係止面２３ａと雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａとの当接が解除される。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域ＩＩの拡大図である。
【００６２】
なお、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２、リンク回動連結部２６３およびリンク支持連結部２６４の位置関係は、前述したように、少なくともレバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３の位置関係が前述した関係にあればよいが、一つの好ましい位置関係として、図１（ａ）および図２（ａ）に示す位置関係を挙げることができる。
【００６３】
図１（ａ）に示す結合状態では、レバー支持連結部２６１およびリンク回動連結部２６３は、この順で、レバー部材２２から挿入空間Ｓ０に向かう方向に配置され、レバー回動連結部２６２は、リンク回動連結部２６３に対して引抜き方向Ｄ２に配置され、リンク支持連結部２６４は、リンク回動連結部２６３との間に挿入空間Ｓ０を介在させる位置に配置されている。
【００６４】
前記各連結部が前記位置関係にあれば、雌型結合体２０Ａを引抜き方向Ｄ２の側から見たときに、少なくともリンク回動連結部２６３が（配置によってはリンク支持連結部２６４も）、最も挿入方向Ｄ１の側に位置することになる。この状態では、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３が、引抜き方向Ｄ２の側から見てこの順で配置されるため、これら各連結部に作用するレバー側トルクＦ２、引抜き側押力Ｆ３およびレバー側押力Ｆ４の大きさを好適な範囲内とすることができる。
【００６５】
また、前記位置関係であれば、レバー部材２２の他端を開放するか、小さな力で外側に移動させるだけで、リンク支持連結部２６４とレバー回動連結部２６２との間が開くように係止部材２３が回動し、この回動に伴ってリンク回動連結部２６３の位置は、徐々に引抜き方向Ｄ２に向かって移動し、それゆえ、リンク回動連結部２６３に近接する係止面２３ａも引抜き方向Ｄ２に向かって移動する。この状態では、係止部材２３の係止面２３ａと雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａとの当接が解除されるので、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの結合状態を、レバー部材２２を開放するだけ、または、小さな力で移動させるだけで解除することができる。
【００６６】
［結合分離機構の適用例］
本実施の形態に係る結合分離機構１０Ａは、２つの被結合部分を互いに結合および分離する用途に広く好適に用いられる。結合分離機構１０Ａの適用例について、図４を参照して説明する。例えば、図４（ａ）に示すように、被結合体が帯状のバンド部材１１であれば、これらバンド部材１１の一端１１ａに雄型結合体３０Ａを取り付け、他端１１ｂに雌型結合体２０Ａを取り付け、これらを結合分離機構１０Ａにより結合することで、環状のバンド部材１１にすることができる。
【００６７】
また、図４（ａ）に示す例では、単一のバンド部材１１の両端１１ａ，１１ｂを結合分離機構１０Ａで結合しているが、２つのバンド部材１１，１１のそれぞれの一端同士を結合する場合に適用できることはいうまでもない。単一のバンド部材１１を環状に結合する場合には、結合分離機構１０Ａは、１つの被結合体の２つの被結合部分を結合する用途に用いられることになり、２つのバンド部材１１の一端同士を結合する場合には、２つの被結合体の２つの被結合部分を結合する用途に用いられることになる。
【００６８】
また、図４（ｂ）に示すように、中間部材１２の両端にそれぞれ結合分離機構１０Ａを取り付けることで、中間部材１２を介してバンド部材１１を連結することができる。この場合においても、結合分離機構１０Ａは、単一のバンド部材１１を、中間部材１２を介して環状に結合するために用いられてよいし、２つのバンド部材１１，１１同士を互いに結合するために用いられてもよい。
【００６９】
さらに、図４（ｃ）に示すように、一対の板状部材１３１が回動軸部１３２により開閉可能に構成される開閉装置１３において、板状部材１３１同士を、回動軸部１３２とは反対側となる位置で結合分離機構１０Ａにより結合させることもできる。
【００７０】
特に本実施の形態によれば、雄型結合体３０Ａと雌型結合体２０Ａとの結合を保持するには、レバー部材２２の外向力Ｆ５（図３参照）を十分に小さくすれば、小さな力でレバー部材２２の移動を抑制するだけで足りる。それゆえ、バンド部材１１または板状部材１３１を連結した状態を小さな力で保持することが可能となる。また、小さな力でレバー部材２２を移動させることができるので、連結を保持したいときには、固定用ピン部材２５１（図１（ａ）および図２（ａ）参照）によりレバー部材２２の移動の抑制しておき、連結を解除したいときには、固定用ピン部材２５１を切断したり除去したりして移動の抑制を解除するだけで、２つの被結合部分を分離することも可能となる。このように、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ａによれば、２つの被結合体または被結合部分を結合した状態を小さな力、または、保持力なしで保持する状態を、より安定化させることができる。
【００７１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る結合分離機構は、前記実施の形態１に係る結合分離機構の構成において、レバー固定部材として、支持側部の後端にレバー部材の他端（後端）を締結する締結部材を備えている構成となっている。
【００７２】
［結合分離機構の構成］
まず、本発明の実施の形態２に係る結合分離機構について、図５および図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図５に示すように、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ｂは、雌型結合体２０Ａおよび雄型結合体３０Ａから構成されており、雌型結合体２０Ｂは、支持部材２１、レバー部材２２、係止部材２３、リンク部材２４、締結用ピン部材２５２、締結部材固定材２５３、および挿入孔加熱部２７から構成され、雄型結合体３０Ａは、結合体本体３１および本体支持部３２から構成されている。
【００７３】
結合分離機構１０Ｂの基本的な構成は前記実施の形態１に係る結合分離機構１０Ａの構成と同様であるが、雌型結合体２０Ｂにおいて、支持側部２１ｂの後端およびレバー部材２２の他端（後端）を貫通するように締結用ピン部材２５２が設けられ、この締結用ピン部材２５２によってレバー部材２２が支持側部２１ｂに固定されている点が異なっている。前記実施の形態１における固定用ピン部材２５１が、支持側部２１ｂにレバー部材２２を固定するための「固定部材」であれば、本実施の形態における締結用ピン部材２５２は、支持側部２１ｂとレバー部材２２とを締結する「締結部材」ということができる。
【００７４】
締結用ピン部材２５２は、棒状のロッド部２５２ａと頭部２５２ｂとから構成されている。頭部２５２ｂはロッド部２５２ａよりも大きな直径を有しており、ロッド部２５２ａの他端に一体的に設けられている。
【００７５】
レバー部材２２の他端には、締結用ピン部材２５２を挿入するための締結部材貫通孔２２ａが設けられている。締結部材貫通孔２２ａの内径は、頭部２５２ｂの直径よりも小さくなっている。一方、支持側部２１ｂの後端には、締結用ピン部材２５２の一端を挿入して固定するための締結部材挿入孔２１ｄが設けられている。締結部材挿入孔２１ｄに隣接する位置には、当該締結部材挿入孔２１ｄの内部を加熱する挿入孔加熱部２７が設けられている。
【００７６】
雄型結合体３０Ａおよび雌型結合体２０Ｂを結合しているときには、締結用ピン部材２５２のロッド部２５２ａを締結部材貫通孔２２ａに挿入して、その一端を支持側部２１ｂに向かって突き出し、当該支持側部２１ｂに設けられている締結部材挿入孔２１ｄ内に挿入させる。この状態では、締結用ピン部材２５２の他端は、頭部２５２ｂが締結部材挿入孔２１ｄとは反対側の位置となるように締結部材貫通孔２２ａに挿入されていることになる。頭部２５２ｂは締結部材貫通孔２２ａの内径よりも大きな直径を有しているので、頭部２５２ｂは締結部材貫通孔２２ａを貫通することなくレバー部材２２の外側に当接する。それゆえ、締結用ピン部材２５２（ロッド部２５２ａ）は、レバー部材２２に対して機械的に係止されることになるので、締結部材貫通孔２２ａを通り抜けてしまうことがなく、頭部２５２ｂによって支持側部２１ｂ側（図中向かって左側）への移動が規制される。これにより、レバー部材２２の他端と支持側部２１ｂとを簡素な構成で適切に接続することができる。
【００７７】
また、締結用ピン部材２５２（ロッド部２５２ａ）の一端は、締結部材挿入孔２１ｄに挿入された状態で、締結部材固定材２５３により固定される。典型的には、図５および図６（ａ）に示すように、ロッド部２５２ａの一端が締結部材挿入孔２１ｄに挿入された状態で、当該締結部材挿入孔２１ｄが締結部材固定材２５３により塞がれることで、ロッド部２５２ａの一端を固定する。締結部材固定材２５３は、熱可塑性材料で構成されており、結合分離機構１０Ｂの使用環境で想定される温度範囲内では凝固しているが、挿入孔加熱部２７により締結部材挿入孔２１ｄ内が加熱されると軟化または融解する。
【００７８】
前記構成によれば、図６（ｂ）に示すように、挿入孔加熱部２７を動作させることで締結部材固定材２５３が加熱されて軟化または融解される。そのため、締結部材固定材２５３により締結部材挿入孔２１ｄに固定されていた締結用ピン部材２５２の一端は、締結部材挿入孔２１ｄから脱離する。これによって、締結用ピン部材２５２は、図中矢印Ｄ４で示す外側に向かって移動するため、支持側部２１ｂの後端に締結されていたレバー部材２２の他端が固定状態から開放され、レバー部材２２が外側（開く方向、図中矢印Ｄ３の方向）に移動する。
【００７９】
レバー部材２２が外側に移動すれば、雌型結合体２０Ｂにおいては、雄型結合体３０Ａ（結合体本体３１）の被係止面３１ａと係止部材２３の係止面２３ａとの当接が解除され（図２（ｂ）参照）、雌型結合体２０Ｂおよび雄型結合体３０Ａの結合が解除される。それゆえ、簡素な構成で容易に雌型結合体２０Ｂおよび雄型結合体３０Ａを分離することができる。
【００８０】
なお、締結用ピン部材２５２の具体的な構成は特に限定されず、支持側部２１ｂとレバー部材２２とを締結できる程度の強度を有し、かつ、軟化または融解した締結部材固定材２５３から容易に分離できる性質を有する材料で構成されればよい。一例として、金属製のピン部材を挙げることができる。また、締結部材固定材２５３の具体的な構成も特に限定されず、前述したように公知の熱可塑性材料であればよい。一般的には、公知の熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。また、挿入孔加熱部２７の具体的な構成も特に限定されず、公知のヒータまたは加熱装置を好適に用いることができる。
【００８１】
［変形例］
次に、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ｂの変形例について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。前述したように、本実施の形態の締結部材は、締結用ピン部材２５２の頭部２５２ｂがレバー部材２２の外側に位置し、ロッド部２５２ａの先端が支持側部２１ｂの締結部材挿入孔２１ｄ内で締結部材固定材２５３により固定される構成により実現されているが、頭部２５２ｂおよびロッド部２５２ａの先端の位置が逆でもよい。すなわち、図７（ａ）に示すように、支持側部２１ｂに締結部材貫通孔２１ｅが形成され、レバー部材２２に締結部材挿入孔２２ｂが形成され、レバー部材２２においてロッド部２５２ａの先端が締結部材固定材２５３により固定される構成であってもよい。
【００８２】
本発明で用いられる締結部材は、レバー部材２２の他端と支持側部２１ｂとを、その両端で接続することにより、当該レバー部材２２の他端が外側へ移動することを妨げるように保持できる構成のレバー固定部材であればよい。それゆえ、本実施の形態における締結用ピン部材２５２のような締結部材であっても、前記実施の形態１における固定用ピン部材２５１のような固定部材であっても、どのような構成でも用いることができる。また、締結部材の一端は、レバー部材２２および支持側部２１ｂのいずれで固定されてもよい。
【００８３】
また、締結用ピン部材２５２は、レバー部材２２の他端（後端）と支持部材２１とを締結する構成であればよく、必ずしも、レバー部材２２の他端と支持側部２１ｂの後端とを締結する構成でなくてもよい。ただし、本実施の形態で説明したように、レバー部材２２の他端と支持側部２１ｂの後端とを締結する構成であれば、レバー部材２２および支持側部２１ｂを、互いの端部同士で接続することになるため、レバー部材２２および支持側部２１ｂの長さを同等にすれば、締結用ピン部材２５２が長くなることを抑制することができる。
【００８４】
なお、図５に示すように、支持側部２１ｂに締結部材挿入孔２１ｄが設けられ、レバー部材２２の他端に締結部材貫通孔２２ａが設けられていれば、雌型結合体２０Ｂの構成によっては、締結状態をより効果的に保持できる場合がある。例えば、支持側部２１ｂは支持部材２１の一部であり、支持部材２１は雌型結合体２０Ｂの本体の一部を構成するので、その厚みをレバー部材２２よりも相対的に大きくすることができる。それゆえ、締結部材挿入孔２１ｄを長くして、締結部材固定材２５３と締結部材挿入孔２１ｄの内面との接触面積を大きくすることが可能となる。また、レバー部材２２の他端は頭部２５２ｂにより機械的に固定されるので、締結部材貫通孔２２ａは短くてもよく、それゆえ、レバー部材２２の他端をコンパクトなものとすることができる。
【００８５】
また、本実施の形態で用いられる締結部材は、締結用ピン部材２５２に限定されず、他の構成であってもよい。例えば、図７（ｂ）に示すように、締結用ピン部材２５２に代えて締結用ワイヤ２５４を用いることもできる。この締結用ワイヤ２５４の両端は、レバー部材２２の他端の外側で締結用ワイヤ２５４をループさせて折り返すことにより、締結部材挿入孔２１ｄ内に挿入され、締結部材固定材２５３により固定されている。また、レバー部材２２には、少なくとも外側、好ましくは外側につながる周囲に、締結用ワイヤ２５４を受けるワイヤ受け部２２ｃが形成されている。このように、ワイヤ受け部２２ｃで締結用ワイヤ２５４が受けられていることで、締結用ワイヤ２５４はレバー部材２２の他端に機械的に固定（係止）される。それゆえ、締結用ワイヤ２５４は、締結用ピン部材２５２と同様に締結部材として機能することになる。
【００８６】
なお、この締結用ワイヤ２５４は、ワイヤ単独で見れば、ループさせて折り返されることにより、その両端が締結部材挿入孔２１ｄ内に挿入されていることになるが、折り返された形状の締結用ワイヤ２５４を一つの締結部材として見れば、ワイヤ両端が締結部材の一端となり、ループ部分が締結部材の他端となる。それゆえ、図７（ｂ）に示す構成では、締結部材の一端が締結部材挿入孔２１ｄに挿入されて締結部材固定材２５３により固定され、締結部材の他端がレバー部材２２の他端に機械的に固定されている、と表現することができる。
【００８７】
さらに、本実施の形態においては、締結部材は、レバー部材２２の他端に取り付けられてもよい。例えば、図７（ｃ）に示すように、固定ワイヤ２５５がレバー部材２２の他端の内側（締結部材挿入孔２１ｄの側）に取り付けられ、この固定ワイヤ２５５の一端が、締結部材挿入孔２１ｄ内に挿入され、締結部材固定材２５３により固定されてもよい。このように、本実施の形態では、支持側部２１ｂの後端またはレバー部材２２の他端（後端）のいずれか一方に、締結部材の一端を挿入するための締結部材挿入孔２１ｄまたは２２ｂが設けられており、当該締結部材挿入孔２１ｄまたは２２ｂの内部に締結部材の一端が締結部材固定材２５３により固定されていればよい。
【００８８】
ここで、締結部材としては、締結用ピン部材２５２または締結用ワイヤ２５４等に限定されず、公知の他の構成であってもよい。一般的には、レバー部材２２と支持側部２１ｂとを締結することができる長さを有するピン部材またはひも状部材を好適に用いることができるが、必ずしもピン状またはひも状でなくてもよく、レバー部材２２と支持側部２１ｂとを締結することができれば、ブロック状の構成であってもよいし、複数の部材等から構成される機械的な構成であってもよい。
【００８９】
なお、本実施の形態に係る結合分離機構１０Ｂは、締結部材と当該締結部材を支持部材２１（またはレバー部材２２）に固定するための構成（固定構成）とを除いて前記実施の形態１に係る結合分離機構１０Ａと同様の構成を有している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、レバー固定部材として前述した締結部材を備えていれば、他の構成の結合分離機構にも適用することができる。例えば、少なくとも支持部材２１およびレバー部材２２を備え、これら部材の間に挿入空間Ｓ０が形成される構成であれば、係止部材２３、リンク部材２４等を備えていなくてもよい。したがって、本発明に係る結合分離機構は、雄型結合体と、支持部材、レバー部材、締結部材および前記固定構成を備えている雌型結合体とから構成されていればよい。
【００９０】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、前記実施の形態１および２に係る結合分離機構が適用された宇宙航行体の分離構造を例示して、本発明に係る結合分離機構をさらに具体的に説明する。本実施の形態に係る宇宙航行体の分離構造はマルマンクランプバンドを備えており、当該マルマンクランプバンドの結合を解除するために結合分離機構が適用されている。
【００９１】
［マルマンクランプバンド］
まず、マルマンクランプバンドについて、図８（ａ），（ｂ）を参照して具体的に説明する。図８（ａ）に示すように、本実施の形態に係るマルマンクランプバンド４１は、金属製のバンド部材４２と、当該バンド部材４２の端部同士を分可能に結合する結合分離機構１０Ｃと、バンド部材４２を締め付けたり緩めたりするためのバンド締付部４４と、バンド部材４２を図示しないロケット本体に固定する複数のバンドキャッチャー４５と、を備えている。
【００９２】
また、図８（ｂ）に示すように、マルマンクランプバンド４１は、結合分離機構１０Ｃをロケット本体５１に固定する緩衝機構固定部材４３も備えている。そして、ロケット本体５１と人工衛星５２とは、図示しない公知の分離構造によって固定的に連結されており、この連結部分の外周を囲むようにマルマンクランプバンド４１が巻き回されて設けられている。ロケット本体５１には、図中二点鎖線で示す衛星連結面５１ａが設けられ、当該衛星連結面５１ａの周囲に複数のバンドキャッチャー４５と緩衝機構固定部材４３とが取り付けられている。バンドキャッチャー４５はバンド部材４２をロケット本体５１に固定した状態で支持しており、緩衝機構固定部材４３は緩衝機構１４（および結合分離機構１０Ｃ）をロケット本体５１に固定した状態で支持している。このような構成によって、マルマンクランプバンド４１はロケット本体５１に固定される。
【００９３】
なお、図８（ｂ）においては、結合分離機構１０Ｃと緩衝機構固定部材４３とロケット本体５１との位置関係を説明する便宜上、緩衝機構固定部材４３に隣接するバンドキャッチャー４５は破線で図示している。また、図８（ａ），（ｂ）に示すマルマンクランプバンド４１を構成する各部材または機構等は特に限定されず、公知のさまざまな構成のものを好適に用いることができる。同様に、当該マルマンクランプバンド４１により連結状態を分離可能に保持されるロケット本体５１および人工衛星５２の構成も特に限定されない。さらには、マルマンクランプバンド４１で連結状態を保持される宇宙航行体もロケット、人工衛星等に限定されず、他の構成の宇宙航行体であってもよい。
【００９４】
［結合分離機構］
次に、結合分離機構１０Ｃについて、図９、図１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）を参照して説明する。本実施の形態に係る結合分離機構１０Ｃは、図９に示すように、２つの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃを、支持側部２１ｂの後端同士で単一の締結部材支持部２８により連結され、それぞれの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃに対して１つの雄型結合体３０Ｃが挿入される構成となっている。したがって、結合分離機構１０Ｃは、２つの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃと２つの雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃから構成されている。
【００９５】
結合分離機構１０Ｃを構成する雄型結合体３０Ｃと雌型結合体２０Ｃは、１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）に示すように、基本的に、前述した結合分離機構１０Ａ，１０Ｂと同様の構成を有している。なお、図１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）は、図９において略線対称につなげられている雌型結合体２０Ｃ（および雄型結合体３０Ｃ）を、説明の便宜上、１つのみ図示するものである。
【００９６】
具体的には、各雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃは、支持部材２１、レバー部材２２、係止部材２３、リンク部材２４を備え、これらがレバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２、リンク回動連結部２６３およびリンク支持連結部２６４により連結されている。
【００９７】
また、各雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃは、それぞれ結合体本体３１を有している。各結合体本体３１は、図示しないが、バンド部材４２のバンド端に固定されている。また、図９、図１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）に示すように、結合体本体３１の先端にはキャップ部３１ｂが設けられており、このキャップ部３１ｂによって、図１１（ｂ）の破線部分の拡大図に示すように、被係止面３１ａが形成される。
【００９８】
図９に示すように、結合分離機構１０Ｃは、締結用ワイヤ２５４（締結部材またはレバー固定部材）を基準として略線対称となるように、雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃがつなげられている。また、雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃの挿入空間Ｓ０（図１０（ｂ）および図１１（ｂ）参照）に挿入される雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃは、図９に示すように、互いの先端が対向するような位置関係となっている。したがって、図中向かって左側の雌型結合体２０Ｃ−１においては、雄型結合体３０Ｃの挿入方向は、図中向かって右方向である矢印Ｄ５方向となり、引抜き方向は、図中向かって左方向である矢印Ｄ６方向となる。一方、図中向かって右側の雌型結合体２０Ｃ−２においては、雄型結合体３０Ｃの挿入方向は、図中向かって左方向である矢印Ｄ６方向となり、引抜き方向は、図中向かって右方向である矢印Ｄ５方向となる。
【００９９】
雌型結合体２０Ｃにおいては、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、前記実施の形態１の雌型結合体２０Ａまたは前記実施の形態２の雌型結合体２０Ｂとは異なり、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３が、挿入方向Ｄ１に沿うような位置関係で並んでいる。また、リンク支持連結部２６４は、支持側部２１ｂの中央部ではなく支持側部２１ｂと支持前部２１ａとがつながる位置に設けられている。この構成によれば、図１０（ｂ）に示すように、レバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３とリンク支持連結部２６４との間に挿入空間Ｓ０が位置する点は、前記実施の形態１または２と同様であるが、前者３つの連結部が挿入方向Ｄ１に沿うように並んでいることから、雌型結合体２０Ｃの幅方向の寸法を小さくすることができる。
【０１００】
つまり、雌型結合体２０Ｃは、雄型結合体３０Ｃ（結合体本体３１）がある程度挿入された状態で保持できる大きさを有するが、係止部材２３およびリンク部材２４の回動を担うレバー支持連結部２６１、レバー回動連結部２６２およびリンク回動連結部２６３を挿入空間Ｓ０に沿うように（挿入された結合体本体３１に沿うように）位置させることで、挿入方向Ｄ１に交差する方向の寸法（幅）を小さくすることが可能となる。一方、挿入方向Ｄ１の長さは、結合体本体３１の挿入される長さに依存するので、連結部の位置を変えても大きく変わることがない。それゆえ、雌型結合体２０Ｃ全体の寸法を小さくすることが可能となる。
【０１０１】
また、雌型結合体２０Ｃにおいて、支持側部２１ｂとレバー部材２２とを締結する締結部材（レバー固定部材）として、前記実施の形態２で例示した締結用ワイヤ２５４が用いられている（図７（ｂ）参照）。この締結用ワイヤ２５４は、図１１（ａ）に示すようにループにより折り返されて、図１０（ｂ）に示すように締結部材固定材２５３により支持側部２１ｂに固定されている（説明の便宜上、締結部材挿入孔２１ｄは図１０（ｂ）には図示していない）。
【０１０２】
ここで、図９に示すように、各雌型結合体２０Ｃのレバー部材２２は、単一の締結用ワイヤ２５４によって締結部材支持部２８に固定されている。締結部材支持部２８は、それぞれの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃから見て支持側部２１ｂを延長する位置に設けられているので、各雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃのレバー部材２２，２２に対向する位置に存在していることになる。そして、この締結部材支持部２８には、締結部材挿入孔２８ａが設けられ、この中に締結用ワイヤ２５４の両端が挿入されて締結部材固定材２５３により固定されている。
【０１０３】
また、１本の締結用ワイヤ２５４は、２本のレバー部材２２，２２の他端をまとめた状態で、締結部材支持部２８（すなわち、それぞれの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃの支持部材２１）に固定している。図９に示す構成では、図中向かって左側のレバー部材２２−１の他端が締結部材支持部２８に近い側（内側）に位置し、図中向かって右側のレバー部材２２−２の他端が外側に位置した状態で、これら他端同士が重なっている。この重なった部分の外周に締結用ワイヤ２５４のループ部分が巻かれているため、単一の締結用ワイヤ２５４で２本のレバー部材２２，２２をまとめて固定することができる。また、締結部材支持部２８におけるレバー部材２２，２２に対向する側（内側）とは反対側（外側）には、挿入孔加熱部２７が設けられている。
【０１０４】
そして前述したとおり、挿入孔加熱部２７による加熱で締結部材固定材２５３が軟化または融解すれば、締結用ワイヤ２５４が締結部材支持部２８から脱離し、それぞれのレバー部材２２，２２が開くので、各雌型結合体２０Ｃ−１，２０Ｃ−２から雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃが引き抜かれる。これにより、互いに結合していたバンド部材４２のバンド端（図９には図示せず）が分離し、マルマンクランプバンド４１が閉環状態から開環状態に移行する。これにより、ロケット本体５１から人工衛星５２が分離可能な状態となる。
【０１０５】
このように、本実施の形態では、結合分離機構１０Ｃは、２つの雌型結合体２０Ｃ，２０Ｃと２つの雄型結合体３０Ｃ，３０Ｃとから構成され、マルマンクランプバンド４１のバンド部材４２を直接結合している。それゆえ、本発明に係る結合分離機構は、実施の形態１に係る結合分離機構を複数組み合わせた複合的な構成を採用することができる。
【０１０６】
なお、図１０（ａ），（ｂ）および図１１（ａ），（ｂ）は、前述したとおり、説明の便宜上、単独で使用可能な構成として図示している。それゆえ、例えば、雌型結合体２０Ｃの支持前部２１ａの両外側に張り出した板状の取付枠２１ｆが設けられている。この取付枠２１ｆは、図１１（ｂ）の断面図に示すように、支持部材２１に一体的に設けられている。このような取付枠２１ｆを設ければ、単独使用の際に、雌型結合体２０Ｃを固定しやすくすることができる。このように、実際の使用条件、使用環境、取り付け対象となる被結合体（被結合部分）の構成等に応じて、雌型結合体２０Ｃの支持部材２１、あるいは雄型結合体３０Ｃの一部には、取付枠２１ｆのようなさまざまな修飾構成が付加されてもよい。
【０１０７】
なお、本発明は上記の実施形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、２つの被結合部分を互いに結合および分離する用途に広く用いることがでる。しかも、本発明は、簡素な構成で十分な締結力を実現できるとともに、当該締結力に比べて小さな力で結合状態を保持することができ、さらに一度分離した後であっても容易に再結合することができるので、例えば、宇宙航行体の分野にも好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 結合分離機構
１１ バンド部材（被結合体）
１１ａ バンド部材の一端（被結合部分）
１１ｂ バンド部材の他端（被結合部分）
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 雌型結合体
２１ 支持部材
２１ａ 支持前部
２１ｂ 支持側部
２１ｄ 締結部材挿入孔（挿入孔）
２２ レバー部材
２２ｂ 締結部材挿入孔（挿入孔）
２３ 係止部材
２３ａ 係止面
２４ リンク部材
２７ 挿入孔加熱部
２８ａ 締結部材挿入孔（挿入孔）
３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄ 雄型結合体
３１ 結合体本体（雄型結合体）
３１ａ 被係止面
４１ マルマンクランプバンド
４２ バンド部材
５１ ロケット本体（宇宙航行体）
５２ 人工衛星（宇宙航行体）
１３１ 板状部材（被結合部分）
１４１ 第一レバー（被結合部分）
１４２ 第二レバー（被結合部分）
２５１ 固定用ピン部材（レバー固定部材、ピン部材）
２５２ 締結用ピン部材（レバー固定部材、締結部材、ピン部材）
２５３ 締結部材固定材（熱可塑性材料）
２５４ 締結用ワイヤ（レバー固定部材、締結部材、ひも状部材）
２６１ レバー支持連結部（第一支点部）
２６２ レバー回動連結部（第二支点部）
２６３ リンク回動連結部（第三支点部）
２６４ リンク支持連結部（第四支点部）
Ｓ０ 挿入空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの被結合部分を互いに結合および分離するために用いられる結合分離機構であって、
棒状の雄型結合体と、当該雄型結合体の挿入および引抜きがなされる挿入空間を有する雌型結合体と、を備え、
前記雄型結合体は、その長手方向に交差し、引抜き方向に面する被係止面を有しており、
前記雌型結合体は、
前記雄型結合体が前記挿入空間に挿入されている状態を支持する形状を有する支持部材と、
前記挿入空間に対面する位置に設けられ、前記支持部材に対してレバー支持連結部により一端が連結され、当該レバー支持連結部により他端が前記挿入空間とは反対側の方向に移動可能に構成されているレバー部材と、
前記レバー部材の両端の間となる位置に、レバー回動連結部により一端が回動可能に連結されるとともに、前記雄型結合体の前記被係止面に対して引抜き方向から当接する係止面を有する係止部材と、
前記係止部材の他端に対して、前記レバー回動連結部よりも挿入方向の側であり、かつ、前記係止面に近接して位置するリンク回動連結部により、一端が回動可能に連結されるとともに、前記支持部材に対してリンク支持連結部により、他端が回動可能に連結されているリンク部材と、を備え、
前記雄型結合体および前記雌型結合体が結合しているときには、前記雄型結合体が挿入空間に挿入され、前記レバー部材の他端が前記挿入空間に近接している位置にあり、前記係止部材の前記係止面が前記雄型結合体の前記被係止面に対して当接している状態が維持され、
前記雄型結合体および前記雌型結合体が分離するときには、前記レバー部材の他端が前記挿入空間から離れる方向に移動することにより、前記係止部材の前記係止面が引抜き方向に向かって移動し、これにより、当該係止面と前記雄型結合体の前記被係止面との当接が解除されることを特徴とする、結合分離機構。
【請求項２】
前記雄型結合体および前記雌型結合体が結合しているときには、
前記レバー支持連結部および前記リンク回動連結部は、この順で、前記レバー部材から前記挿入空間に向かう方向に配置され、
前記レバー回動連結部は、前記リンク回動連結部に対して引抜き方向に配置され、
前記リンク支持連結部は、前記リンク回動連結部との間に前記挿入空間を介在させる位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の結合分離機構。
【請求項３】
前記レバー部材の他端の移動を妨げるように、当該レバー部材を前記支持部材に対して解除可能に固定するレバー固定部材をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の結合分離機構。
【請求項４】
前記支持部材は、前記雌型結合体の前部を構成し、前記雄型結合体を前記挿入空間に挿入し引き抜くための開口を有する支持前部と、前記レバー部材に対向する部位を構成する支持側部とを有し、
前記レバー固定部材が、前記支持側部の挿入方向側の端部と、前記レバー部材の他端とを接続するピン部材またはひも状部材であることを特徴とする、請求項３に記載の結合分離機構。
【請求項５】
前記支持側部の前記端部、または、前記レバー部材の他端には、前記ピン部材または前記ひも状部材の一端を挿入するための挿入孔が設けられ、
当該挿入孔に隣接する位置に設けられ、当該挿入孔の内部を加熱する挿入孔加熱部をさらに備え、
前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記ピン部材またはひも状部材の一端を前記挿入孔に挿入した上で、熱可塑性材料によって当該挿入孔を塞ぐことによって、前記支持側部の前記端部と前記レバー部材の他端とを接続することを特徴とする、請求項４に記載の結合分離機構。
【請求項６】
２つの被結合部分を互いに結合および分離するために用いられる結合分離機構であって、
棒状の雄型結合体と、当該雄型結合体の挿入および引抜きがなされる挿入空間を有する雌型結合体と、を備え、
当該雌型結合体は、
前記雄型結合体が前記挿入空間に挿入されている状態を支持するように、当該挿入空間に平行な支持側部を有する支持部材と、
前記支持側部に対向して前記挿入空間を介在する位置に設けられ、前記支持部材に対して一端が連結され、当該レバー支持連結部により他端が前記挿入空間とは反対側の方向に移動可能に構成されているレバー部材と、
前記レバー部材の他端と前記支持側部とをその両端で接続することにより、前記レバー部材の他端が外側へ移動することを妨げるように固定するレバー固定部材と、を備え、
さらに、前記支持側部、または、前記レバー部材の他端には、前記レバー固定部材の一端を挿入するための挿入孔が設けられ、
当該挿入孔に隣接する位置に設けられ、当該挿入孔の内部を加熱する挿入孔加熱部をさらに備え、
前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記レバー固定部材の一端を前記挿入孔に挿入した上で、熱可塑性材料によって当該挿入孔を塞ぐことによって、前記支持側部の前記端部と前記レバー部材の他端とを接続することを特徴とする、結合分離機構。
【請求項７】
前記レバー固定部材は、その本体が棒状またはひも状であり、
前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記レバー固定部材の他端を、前記支持側部、または、前記レバー部材の他端のうち、前記挿入孔が設けられていない方に機械的に固定していることを特徴とする、請求項６に記載の結合分離機構。
【請求項８】
前記雄型結合体および前記雌型結合体は、帯状のバンド部材を閉環または開環させるために結合または分離するように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の結合分離機構。
【請求項９】
前記バンド部材が、第一の宇宙航行体に第二の宇宙航行体を固定するマルマンクランプバンドであることを特徴とする、請求項８に記載の結合分離機構。
【請求項１０】
前記第一の宇宙航行体はロケット本体であり、前記第二の宇宙航行体は人工衛星であることを特徴とする、請求項９に記載の結合分離機構。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の結合分離機構を備える宇宙航行体。
【請求項１】
２つの被結合部分を互いに結合および分離するために用いられる結合分離機構であって、
棒状の雄型結合体と、当該雄型結合体の挿入および引抜きがなされる挿入空間を有する雌型結合体と、を備え、
前記雄型結合体は、その長手方向に交差し、引抜き方向に面する被係止面を有しており、
前記雌型結合体は、
前記雄型結合体が前記挿入空間に挿入されている状態を支持する形状を有する支持部材と、
前記挿入空間に対面する位置に設けられ、前記支持部材に対してレバー支持連結部により一端が連結され、当該レバー支持連結部により他端が前記挿入空間とは反対側の方向に移動可能に構成されているレバー部材と、
前記レバー部材の両端の間となる位置に、レバー回動連結部により一端が回動可能に連結されるとともに、前記雄型結合体の前記被係止面に対して引抜き方向から当接する係止面を有する係止部材と、
前記係止部材の他端に対して、前記レバー回動連結部よりも挿入方向の側であり、かつ、前記係止面に近接して位置するリンク回動連結部により、一端が回動可能に連結されるとともに、前記支持部材に対してリンク支持連結部により、他端が回動可能に連結されているリンク部材と、を備え、
前記雄型結合体および前記雌型結合体が結合しているときには、前記雄型結合体が挿入空間に挿入され、前記レバー部材の他端が前記挿入空間に近接している位置にあり、前記係止部材の前記係止面が前記雄型結合体の前記被係止面に対して当接している状態が維持され、
前記雄型結合体および前記雌型結合体が分離するときには、前記レバー部材の他端が前記挿入空間から離れる方向に移動することにより、前記係止部材の前記係止面が引抜き方向に向かって移動し、これにより、当該係止面と前記雄型結合体の前記被係止面との当接が解除されることを特徴とする、結合分離機構。
【請求項２】
前記雄型結合体および前記雌型結合体が結合しているときには、
前記レバー支持連結部および前記リンク回動連結部は、この順で、前記レバー部材から前記挿入空間に向かう方向に配置され、
前記レバー回動連結部は、前記リンク回動連結部に対して引抜き方向に配置され、
前記リンク支持連結部は、前記リンク回動連結部との間に前記挿入空間を介在させる位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の結合分離機構。
【請求項３】
前記レバー部材の他端の移動を妨げるように、当該レバー部材を前記支持部材に対して解除可能に固定するレバー固定部材をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の結合分離機構。
【請求項４】
前記支持部材は、前記雌型結合体の前部を構成し、前記雄型結合体を前記挿入空間に挿入し引き抜くための開口を有する支持前部と、前記レバー部材に対向する部位を構成する支持側部とを有し、
前記レバー固定部材が、前記支持側部の挿入方向側の端部と、前記レバー部材の他端とを接続するピン部材またはひも状部材であることを特徴とする、請求項３に記載の結合分離機構。
【請求項５】
前記支持側部の前記端部、または、前記レバー部材の他端には、前記ピン部材または前記ひも状部材の一端を挿入するための挿入孔が設けられ、
当該挿入孔に隣接する位置に設けられ、当該挿入孔の内部を加熱する挿入孔加熱部をさらに備え、
前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記ピン部材またはひも状部材の一端を前記挿入孔に挿入した上で、熱可塑性材料によって当該挿入孔を塞ぐことによって、前記支持側部の前記端部と前記レバー部材の他端とを接続することを特徴とする、請求項４に記載の結合分離機構。
【請求項６】
２つの被結合部分を互いに結合および分離するために用いられる結合分離機構であって、
棒状の雄型結合体と、当該雄型結合体の挿入および引抜きがなされる挿入空間を有する雌型結合体と、を備え、
当該雌型結合体は、
前記雄型結合体が前記挿入空間に挿入されている状態を支持するように、当該挿入空間に平行な支持側部を有する支持部材と、
前記支持側部に対向して前記挿入空間を介在する位置に設けられ、前記支持部材に対して一端が連結され、当該レバー支持連結部により他端が前記挿入空間とは反対側の方向に移動可能に構成されているレバー部材と、
前記レバー部材の他端と前記支持側部とをその両端で接続することにより、前記レバー部材の他端が外側へ移動することを妨げるように固定するレバー固定部材と、を備え、
さらに、前記支持側部、または、前記レバー部材の他端には、前記レバー固定部材の一端を挿入するための挿入孔が設けられ、
当該挿入孔に隣接する位置に設けられ、当該挿入孔の内部を加熱する挿入孔加熱部をさらに備え、
前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記レバー固定部材の一端を前記挿入孔に挿入した上で、熱可塑性材料によって当該挿入孔を塞ぐことによって、前記支持側部の前記端部と前記レバー部材の他端とを接続することを特徴とする、結合分離機構。
【請求項７】
前記レバー固定部材は、その本体が棒状またはひも状であり、
前記雄型結合体および雌型結合体を結合しているときには、前記レバー固定部材の他端を、前記支持側部、または、前記レバー部材の他端のうち、前記挿入孔が設けられていない方に機械的に固定していることを特徴とする、請求項６に記載の結合分離機構。
【請求項８】
前記雄型結合体および前記雌型結合体は、帯状のバンド部材を閉環または開環させるために結合または分離するように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の結合分離機構。
【請求項９】
前記バンド部材が、第一の宇宙航行体に第二の宇宙航行体を固定するマルマンクランプバンドであることを特徴とする、請求項８に記載の結合分離機構。
【請求項１０】
前記第一の宇宙航行体はロケット本体であり、前記第二の宇宙航行体は人工衛星であることを特徴とする、請求項９に記載の結合分離機構。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の結合分離機構を備える宇宙航行体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３６１３１（Ｐ２０１２−１３６１３１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９１１０（Ｐ２０１０−２８９１１０）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
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