(57)【要約】      （修正有）【課題】強固に結合を保持し、火工品を使用せず、確実に結合を解放できる保持解放機構を提供する。【解決手段】解放経路４６に沿って一方向に移動する移動部材４２と、移動部材を付勢する付勢手段６０と、位置が固定されもしくは移動部材が付勢される付勢力と同じ強さで反対方向に付勢される固定部材４４と、解放経路に直交する第１回転軸５０と、移動部材と第１回転軸に連結する外リンク３２と、外リンクと同じ長さであり固定部材と第１回転軸に連結する内リンク３４と、内リンクの両端３４ａ，３４ｂと外リンクの両端３２ａ，３２ｂとが同一の平面上にあるときに、各一端３４ａ，３２ａを中心とする両リンクの回転を制御するデバイス６２とを備え、デバイスは移動部材と固定部材との結合を保持するときに、両リンクの両端を解放経路に直交しない同一の平面上に維持し、結合を解放するときに両リンクの両端を解放経路に直交する同一の平面上に回転する。【選択図】図２
2014113938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線の解放経路に沿って一方向に移動する移動部材と、
移動部材を前記一方向へ付勢する付勢手段と、
位置が固定され、もしくは移動部材が付勢される付勢力と同じ強さで前記一方向の反対方向に付勢手段により付勢される固定部材と、
解放経路に交わらずに直交する第１回転軸と、
一端が移動部材に連結し他端が第１回転軸に連結する外リンクと、
外リンクと同じ長さであり一端が固定部材に連結し他端が第１回転軸に連結する内リンクと、
内リンクの両端と外リンクの両端とが同一の平面上にあるときに、各一端を中心とする内リンクと外リンクとの回転を制御するデバイスと、を備え、
デバイスは、移動部材と固定部材との結合を保持するときに内リンクの両端と外リンクの両端とを解放経路に直交しない同一の平面上に維持し、
前記結合を解放するときに内リンクの両端と外リンクの両端とを解放経路に直交する同一の平面上に回転させる、ことを特徴とする保持解放機構。
【請求項２】
外リンクの前記一端が連結され解放経路に平行な外枠側面と、移動部材に固定され解放経路に直交する外枠上面と、外枠上面に平行な外枠下面とを有する外枠と、
内リンクの前記一端が連結され外枠側面に平行な内枠側面と、外枠下面に平行な内枠下面とを有し、固定部材に直接的もしくは間接的に固定される内枠と、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の保持解放機構。
【請求項３】
付勢手段は、内枠下面と外枠下面との間に配置され外枠下面を一方向へ付勢し内枠下面を一方向の反対方向へ付勢するバネである、ことを特徴とする請求項２に記載の保持解放機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強固に結合を保持し、火工品を使用せずに、その結合を解放する保持解放機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、人工衛星をロケットで打ち上げる場合、ロケットと人工衛星の間に設置されたコネクタの結合を保持したまま、ロケットを打ち上げる。そして、ロケットから人工衛星を分離する前に、予めコネクタの結合を外す。
【０００３】
しかし、ロケットを打ち上げる際には、強い振動荷重がコネクタにかかる。そのため、コネクタの結合は強固にしておく必要がある。しかも、保持した結合を、必要なタイミングで確実に解放しなければならない。
このような結合の保持機構と解放機構とを兼ね備えたものを保持解放機構という。
【０００４】
図１は、従来の保持解放機構の説明図である。（Ａ）は、分離ナット２の動作前の説明図であり、（Ｂ）は、分離ナット２の動作後の説明図である。（Ｃ）は、ワイヤカッタ１２の説明図であり、（Ｄ）は、（Ｃ）のＡ−Ａ矢視図である。（Ｅ）は、トグルリンク機構２２の動作前の説明図であり、（Ｆ）は、トグルリンク機構２２の動作後の説明図である。
従来から、分離ナット２、ワイヤカッタ１２、もしくはトグルリンク機構２２が、保持解放機構として使用されている。これらの保持解放機構は、非特許文献１に開示されている。
【０００５】
図１（Ａ）と図１（Ｂ）に示すように、分離ナット２は、三分割になっているナット４をリング６で固縛しているものである。そして、分離ナット２は、火薬８の爆発圧力でそのリング６を引き抜くことにより、ナット４の固縛を解除し、ボルト１０を解放する。
【０００６】
図１（Ｃ）と図１（Ｄ）に示すように、ワイヤカッタ１２は、細いワイヤ１４で結合を保持する。そして、火薬８の爆発圧力でカッタブレード１６を高速に運動させてワイヤ１４を切断することにより、ワイヤカッタ１２は結合を解放する。
【０００７】
図１（Ｅ）と図１（Ｆ）に示すように、トグルリンク機構２２は、高倍力機構として使用されるトグル機構２４と小さなケーブル２６の張力とを組み合わせたものである。そして、ワイヤカッタ１２でケーブル２６を切断してケーブル２６の張力をなくすことにより、トグルリンク機構２２はトグル機構２４を作動させる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】社団法人日本機械学会著作兼発行者、機械工学便覧  応用システム編  γ１１  宇宙機器・システム、初版１刷、２００７年１月３１日発行、第１０８〜１０９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、ロケットを打ち上げる際には強い振動荷重がコネクタにかかる。そのため、コネクタは強固に結合しておく必要がある。
しかし、強い振動荷重がかかるとケーブル２６が切断されたり延びたりするおそれがあることから、大きな力を保持するにはトグルリンク機構２２が不向きであることが、従来から知られている（非特許文献１）。そのため、コネクタの保持解放にトグルリンク機構２２を使用できなかった。
【００１０】
また、分離ナット２は火工品であり、出力が高い。しかし、火工品は扱いに法律上の制約が多く、作業時に人払いをする必要があるため、分離ナット２をコネクタの保持解放機構として使用しにくかった。
そして、火工品は発火させると１度しか使用できないため、実物を使用して作動を確認できなかった。しかも、火工品は高価であるため製造費用が高くなってしまった。
【００１１】
同様に、ワイヤカッタ１２やトグルリンク機構２２も火工品を使用するため、コネクタの保持解放機構としては使用しにくかった。
【００１２】
また、コネクタの結合が強固にされているため、直接的に結合を解放するには十数トンから数十トンもの高い出力が必要である。
そのため、火工品の代わりに電磁弁等のデバイスを使用しようとすると、高出力に伴いデバイスが大型化し、大がかりな電源が必要になる。そのため、設備が大きくなりすぎるため、保持解放機構としてデバイスを使用できなかった。
【００１３】
また、十数トンから数十トンもの力で圧縮しているばね等の弾性体のピンやキー溝を外すときには、少なくとも数トンもの摩擦力が生じる。
しかし、数トンもの高い出力を得られるような装置は、ロケットの先端に設置するには大きくなりすぎてしまう。
そのため、圧縮した弾性体を固定するのに、ピンやキー溝を使用できなかった。
【００１４】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、低出力のデバイスの作動でも強固に結合を保持し、火工品を使用せず、低出力のデバイスの作動をきっかけとして確実に結合を解放できる保持解放機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、直線の解放経路に沿って一方向に移動する移動部材と、
移動部材を前記一方向へ付勢する付勢手段と、
位置が固定され、もしくは移動部材が付勢される付勢力と同じ強さで前記一方向の反対方向に付勢手段により付勢される固定部材と、
解放経路に交わらずに直交する第１回転軸と、
一端が移動部材に連結し他端が第１回転軸に連結する外リンクと、
外リンクと同じ長さであり一端が固定部材に連結し他端が第１回転軸に連結する内リンクと、
内リンクの両端と外リンクの両端とが同一の平面上にあるときに、各一端を中心とする内リンクと外リンクとの回転を制御するデバイスと、を備え、
デバイスは、移動部材と固定部材との結合を保持するときに内リンクの両端と外リンクの両端とを解放経路に直交しない同一の平面上に維持し、
前記結合を解放するときに内リンクの両端と外リンクの両端とを解放経路に直交する同一の平面上に回転する、ことを特徴とする保持解放機構が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明の保持解放機構によれば、デバイスが内リンクの両端と外リンクの両端とを解放経路に直交しない同一の平面上に維持するとき、すなわち内リンクと外リンクの一端を第１回転軸に対して同じ向きに揃え、内リンクと外リンクを平行にし、さらにデバイスがそれらを解放経路に直交させないように維持するとき、外リンクに生じる回転力と内リンクに生じる回転力とが吊り合い、移動部材と固定部材との結合を保持できる。
【００１７】
詳細に説明すると、移動部材にかかる付勢力は、外リンクの一端を一方向に付勢する。外リンクの他端が第１回転軸と内リンクを介して固定部材に連結し、固定部材はその位置が固定されるか、もしくは、移動部材が付勢される付勢力と同じ強さで前記一方向の反対方向に付勢手段により付勢されるので、外リンクの他端には一方向の反対方向への反作用力がかかる。
それにより、外リンクの一端を一方向へ付勢し他端を反対方向へ付勢する回転力が外リンクに生じる。
【００１８】
一方、内リンクの他端は第１回転軸を介して外リンクの他端により一方向へ付勢される。しかし内リンクの一端は固定部材に連結されているので、内リンクの一端に反対方向への反作用力がかかる。
それにより、内リンクの一端を反対方向へ付勢し他端を一方向へ付勢する回転力が内リンクに生じる。
【００１９】
外リンクと内リンクは平行であるため解放経路に対する傾きが同じであり、長さも同じである。
また、外リンクの一端にかかる作用力と内リンクの他端にかかる作用力は、移動部材にかかる付勢力と同じ方向にかかり、同じ強さである。同様に、外リンクの他端にかかる反作用力と内リンクの一端にかかる反作用力は、移動部材にかかる付勢力と反対の方向にかかり、強さが同じである。
そのため、外リンクに生じる回転力と内リンクに生じる回転力は、回転する向きが逆であり、強さが同じである。
【００２０】
ゆえに、外リンクに生じる回転力と内リンクに生じる回転力とが吊り合うため、平行な内リンクと外リンクをそれらの一端を中心に回転させる力は付勢手段の付勢力から生じない。つまり、外リンクと内リンクをそれらの一端を中心に回転させるのに必要な力は、付勢手段の付勢力の大小に影響を受けない。
そのため平行な内リンクと外リンクがそれらの一端を中心に回転するのを、付勢力の大小に関わらず小さな力で防ぐことができる。
したがって、本発明の保持解放機構はこの構成により、低出力のデバイスの作動でも内リンクの両端と外リンクの両端とを解放経路に直交しない同一の平面上に維持でき、強固に結合を保持できる。
【００２１】
一方、デバイスが内リンクの両端と外リンクの両端とを解放経路に直交する同一の平面上に回転するとき、すなわち第１回転軸に対して同じ向きに一端を有する平行な内リンクと外リンクを解放経路に直交させたとき、移動部材と固定部材との結合を解放できる。
【００２２】
詳細に説明すると、上述したように、外リンクの他端には反対方向への反作用力がかかり、内リンクの他端には一方向への作用力がかかっている。
平行な内リンクと外リンクが解放経路に直交すると、外リンクの他端にかかる反作用力と内リンクの他端にかかる作用力が吊り合い、それらの力が外リンクと内リンクの他端にかからなくなる。それにより、外リンクと内リンクに生じていた回転力は消失する。
【００２３】
一方、外リンクの一端には一方向への作用力がかかり、内リンクの一端には反対方向への反作用力がかかっている。そのため、外リンクと内リンクの一端はこれらの力にそれぞれ牽引され、移動部材と固定部材との結合が解放する。
【００２４】
上述したように、外リンクと内リンクをそれらの一端を中心に回転させるのに必要な力は、付勢手段の付勢力の大小に影響を受けないので、付勢手段の付勢力が大きくても、平行な内リンクと外リンクをそれらの一端を中心に小さな力で回転させることができる。
したがって、平行な内リンクと外リンクを解放経路に直交する位置までデバイスの小さな力で回転させるだけで、移動部材と固定部材との結合を容易に解放させることができる。
【００２５】
このように、本発明の保持解放機構はコネクタの結合を直接牽引して解放し得る力より小さな力であっても、平行な内外リンクの回転を制御できる。そのため、移動部材と固定部材の結合を解放するトリガとして、低出力の小型のデバイスを使用できる。
【００２６】
また、本発明の保持解放機構の構成は火工品を必要としない。そのため、実物を使用して作動確認を行うことができる。さらに、火工品を使用しないことから、法律上の制約がなく扱いやすい。その上、火工品が無いため製造費用が安価である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の保持解放機構の説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態の保持解放機構の動作説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態の保持解放機構の結合を保持する原理の説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態の保持解放機構の結合を解放する原理の説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態の保持解放機構が結合を解放しているときの斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態の保持解放機構が結合を保持しているときの斜視図である。
【図７】図５のＧ−Ｇ矢視図である。
【図８】デバイスが内リンクの両端と外リンクの両端とを解放経路に直交する同一の平面上に維持するときの図６のＨ−Ｈ矢視図である。
【図９】図６のＨ−Ｈ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２９】
［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態の保持解放機構２８の動作説明図である。（Ａ）、（Ｃ）、及び（Ｅ）は、本発明の第１実施形態の保持解放機構２８を横から見た図であり、（Ｂ）、（Ｄ）、及び（Ｆ）はそれらを上から見た図である。（Ａ）は結合を解放しているときの図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図である。（Ｃ）はデバイス６２が内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとを解放経路４６に直交する同一の平面上に維持するときの図であり、（Ｄ）は（Ｃ）のＹ−Ｙ矢視図である。また、（Ｅ）は結合を保持しているときの図であり、（Ｆ）は（Ｅ）のＺ−Ｚ矢視図である。
【００３０】
本発明による保持解放機構２８は、互いに結合可能な２つの結合部材４０（移動部材４２、固定部材４４）と、移動部材４２を解放経路４６に沿って一方向へ付勢する付勢手段６０と、解放経路４６に交わらずに直交する第１回転軸５０と、内リンク３４と外リンク３２（以下、内外リンク３０）と、デバイス６２とを備える。そして、本発明による保持解放機構２８は、移動部材４２と固定部材４４との結合を保持し解放する。
【００３１】
なお、本発明で、「結合」とは、結合部材４０の物理的な結合だけでなく、電気的な接続も含む。また、以下に内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとが同一平面上に維持される時の内外リンク３０を「平行な内外リンク３０ｐ」とする。さらに、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂが含まれる平面が解放経路４６に直交する位置を解放始動位置Ｍとする。
【００３２】
移動部材４２は、互いに結合可能な結合部材４０の一方であり、固定部材４４と結合する。そして、本発明の移動部材４２は、付勢手段６０に付勢されて、直線の解放経路４６に沿って一方向に移動する。
なお、解放経路４６は解放時の移動部材４２の直線状の軌跡である。解放経路４６は、移動部材４２が解放経路４６に沿って直線状に移動できれば、移動部材４２を直接牽引するレールが無くてもよい。
【００３３】
固定部材４４は、互いに結合可能な結合部材４０の他方であり、移動部材４２と結合する。
また固定部材４４は、図２に示すように、その位置を固定されている。もしくは固定部材４４は、移動部材４２が付勢される付勢力Ｋと同じ強さで前記一方向の反対方向に付勢手段６０により付勢されてもよい。
固定部材４４の位置が固定されていない場合に移動部材４２と固定部材４４との結合を解放すると、付勢手段６０により双方の結合部材４０が互いに逆の方向に移動する。
【００３４】
第１回転軸５０は、解放経路４６に交わらずに直交する回転軸である。内リンク３４の他端３４ｂと外リンク３２の他端３２ｂとが、揺動自在に第１回転軸５０に連結する。
【００３５】
外リンク３２は、一端３２ａが移動部材４２に連結し、他端３２ｂが第１回転軸５０に連結する。
なお、外リンク３２と移動部材４２の連結は、解放経路４６に交わらずに直交し外リンク３２に直交する回転軸を介した軸着であることが好ましい。もしくは、外リンク３２に直交するその回転軸が、外リンク３２または移動部材４２に固定され、他方がその回転軸に揺動自在に軸着してもよい。しかし、これに限らず、外リンク３２が移動部材４２に対して揺動自在であれば、いかなる連結方法でもよい。
【００３６】
内リンク３４は、外リンク３２と同じ長さのリンクである。また、内リンク３４は、一端３４ａが直接的もしくは間接的に固定部材４４に連結し、他端３４ｂが第１回転軸５０に連結する。
第１実施形態の内リンク３４は、固定部材４４に直接連結される。
なお、内リンク３４と固定部材４４の連結は、解放経路４６に交わらずに直交し内リンク３４に直交する回転軸を介した軸着であることが好ましい。もしくは、内リンク３４に直交するその回転軸が、内リンク３４または固定部材４４に固定され、他方がその回転軸に揺動自在に軸着してもよい。しかし、これに限らず、内リンク３４が固定部材４４に対して揺動自在であれば、いかなる連結方法でもよい。
【００３７】
また、外リンク３２と第１回転軸５０の連結と、内リンク３４と第１回転軸５０の連結も揺動自在な軸着であることが好ましい。しかし、これに限らず、外リンク３２に第１回転軸５０が固定され、内リンク３４の他端３４ｂが第１回転軸５０に揺動自在に軸着してもよい。
同様に、内リンク３４に第１回転軸５０が固定され、外リンク３２の他端３２ｂが第１回転軸５０に揺動自在に軸着していてもよい。
【００３８】
付勢手段６０は、移動部材４２を前記一方向へ付勢する。図２において、一方向は右に向かう方向である。
また、付勢手段６０は、固定部材４４の位置が固定されていないときには、移動部材４２が付勢される付勢力Ｋと同じ強さで前記一方向の反対方向（図２の左方向）に固定部材４４を付勢する。その場合、付勢手段６０は、一端を移動部材４２に固定し他端を固定部材４４に固定するバネやアクチュエータが好ましい。
しかしそれに限らず、付勢手段６０は、一方向へ移動部材４２を付勢し、それと同じ強さで反対方向へ固定部材４４を付勢できれば、どのようなものでもよい。
【００３９】
デバイス６２は、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとが同一の平面上にあるときに、各一端３４ａ，３２ａを中心とする内リンク３４と外リンク３２との回転を制御する。
デバイス６２は、解放始動位置Ｍまで平行な内外リンク３０ｐを移動させるねじりバネ１０２と、ねじりバネ１０２の回転力に打ち勝つ出力がある回転阻止機構１０４であることが好ましい。
【００４０】
ねじりバネ１０２は、一端１０２ａを結合部材４０に固定し、他端１０２ｂが第１回転軸５０に引っ掛かり、平行な内外リンク３０ｐを付勢することが好ましい。
【００４１】
回転阻止機構１０４は、小型の電源を利用する低出力のアクチュエータであることが好ましい。
しかし、これに限らず、ねじりバネ１０２の回転力に打ち勝つ出力で平行な内外リンク３０ｐの回転を阻止できるものであればその他のものでもよい。
【００４２】
なお、デバイス６２の構成はこれに限らず、モータやアクチュエータであってもよい。すなわち、デバイス６２は解放始動位置Ｍまで平行な内外リンク３０ｐを移動させる機構であれば、その他のものでもよい。
【００４３】
次に、本実施形態を使用し、本発明の保持機構の原理について説明する。
図３は、本発明の第１実施形態の保持解放機構の結合を保持する原理の説明図である。（Ａ）と（Ｂ）は図２（Ｆ）のＢ−Ｂ矢視図であり、（Ｃ）と（Ｄ）は図２（Ｆ）のＣ−Ｃ矢視図である。また、（Ａ）と（Ｃ）は、リンクにかかる作用力と反作用力の説明図であり、（Ｂ）と（Ｄ）はリンクにかかる回転力の説明図である。なお、説明を分かりやすくするため、図３ではデバイス６２を省略する。
【００４４】
図２（Ａ）と図２（Ｂ）のように結合が解放している移動部材４２と固定部材４４との結合を保持するときには、まず、図２（Ｃ）と図２（Ｄ）のように内リンク３４の一端３４ａと外リンク３２の一端３２ａとを揃える。それにより、内リンク３４の他端３４ｂと外リンク３２の他端３２ｂが第１回転軸５０に連結していることから、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとが解放経路４６に直交する同一の平面上に配置される。そのため、移動部材４２と固定部材４４との距離が最も短くなり、それらが結合する。
【００４５】
その後、図２（Ｅ）と図２（Ｆ）に示すように、内リンク３４の一端３４ａと外リンク３２の一端３２ａを中心として内外リンク３０を回転させる。次いで、ねじりバネ１０２の他端１０２ｂを第１回転軸５０に引っ掛け、平行な内外リンク３０ｐを解放始動位置Ｍまで回転させるように付勢する。同時に、平行な内外リンク３０ｐが解放始動位置Ｍまで回転しないように回転阻止機構１０４を駆動し、第１回転軸５０を押さえ、回転阻止機構１０４で平行な内外リンク３０ｐの回転を阻止する。
それにより、デバイス６２が内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとを解放経路４６に直交しない平面上に維持し、移動部材４２と固定部材４４との結合を保持する。
【００４６】
こうすることで、図３（Ａ）に示すように、移動部材４２を一方向に付勢する付勢力Ｋは、外リンク３２の一端３２ａを一方向に付勢する。つまり、外リンク３２の一端３２ａには一方向への作用力Ｒがかかる。外リンク３２の他端３２ｂが第１回転軸５０と内リンク３４を介して固定部材４４に連結し、固定部材４４はその位置が固定されるか、もしくは、移動部材４２が付勢される付勢力Ｋと同じ強さで前記一方向の反対方向に付勢手段６０により付勢されるので、外リンク３２の他端３２ｂには一方向の反対方向への反作用力Ｓがかかる。
それにより、図３（Ｂ）に示すように、外リンク３２の一端３２ａを一方向へ付勢し他端３２ｂを反対方向へ付勢する回転力Ｐが外リンク３２に生じる。
【００４７】
一方、内リンク３４の他端３４ｂは第１回転軸５０を介して外リンク３２の他端３２ｂにより一方向へ付勢される。つまり、図３（Ｃ）に示すように一方向への作用力Ｔが他端３４ｂにかかる。しかし内リンク３４の一端３４ａは固定部材４４に連結されているので、内リンク３４の一端３４ａに反対方向への反作用力Ｕがかかる。
それにより、図３（Ｄ）に示すように内リンク３４の一端３４ａを反対方向へ付勢し他端３４ｂを一方向へ付勢する回転力Ｑが内リンク３４に生じる。
【００４８】
外リンク３２と内リンク３４は平行であるため解放経路４６に対する傾きが同じであり、長さも同じである。
また、外リンク３２の一端３２ａにかかる作用力Ｒと内リンク３４の他端３４ｂにかかる作用力Ｓは、移動部材４２にかかる付勢力Ｋと同じ方向にかかり、同じ強さである。同様に、外リンク３２の他端３２ｂにかかる反作用力Ｓと内リンク３４の一端３４ａにかかる反作用力Ｕは、移動部材４２にかかる付勢力Ｋと反対の方向にかかり、強さは同じである。
そのため、外リンク３２に生じる回転力Ｐと内リンク３４に生じる回転力Ｑは、回転する向きが逆であり、強さが同じである。
【００４９】
ゆえに、外リンク３２に生じる回転力Ｐと内リンク３４に生じる回転力Ｑとが吊り合うため、平行な外リンク３２と内リンク３４をそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に回転させる力は付勢手段６０の付勢力Ｋから生じない。つまり、外リンク３２と内リンク３４をそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に回転させるのに必要な力は、付勢手段６０の付勢力Ｋの大小に影響を受けない。
そのため平行な外リンク３２と内リンク３４がそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に回転するのを、付勢力Ｋの大小に関わらず小さな力で防ぐことができる。
【００５０】
したがって、本発明の保持解放機構２８は、移動部材４２と固定部材４４とをボルト等で直接結合しなくても、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとが解放経路４６に直交しない平面上に配置するだけで、低出力のデバイス６２の作動でも移動部材４２と固定部材４４との結合を強固に保持できる。
【００５１】
次に、本発明の保持解放機構２８の解放の原理を説明する。
図４は、本発明の第１実施形態の保持解放機構の結合を解放する原理の説明図である。
（Ａ）は図２（Ｄ）のＤ−Ｄ矢視図であり、（Ｂ）は図２（Ｄ）のＥ−Ｅ矢視図である。また、（Ｃ）は図２（Ｂ）のＦ−Ｆ矢視図である。なお、説明を分かりやすくするため、図４ではデバイス６２を省略する。
【００５２】
本発明の保持解放機構２８は、デバイス６２が内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとを解放経路４６に直交する同一の平面上に回転するとき、すなわち第１回転軸５０に対して同じ向きに一端３２ａ，３４ａを有する平行な外リンク３２と内リンク３４をデバイス６２が解放経路４６に直交させたとき、移動部材４２と固定部材４４との結合を解放する。
【００５３】
本発明の保持解放機構２８を解放させるときには、図２（Ｅ）と図２（Ｆ）に示すように解放経路４６に直交しない平面上に配置される内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂ、すなわち平行な内外リンク３０ｐを、内リンク３４の一端３４ａと外リンク３２の一端３２ａを中心として回転させ、図２（Ｃ）と図２（Ｄ）に示すように平行な内外リンク３０ｐを解放経路４６に直交させる。
【００５４】
具体的には、第１回転軸５０を押さえていた回転阻止機構１０４を駆動し、平行な内外リンク３０ｐの回転阻止を解除する。すると、ねじりバネの付勢力Ｎが第１回転軸５０にかかり、平行な内外リンク３０ｐが解放始動位置Ｍまで回転する。
それにより、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂが含まれる平面が解放経路４６に直交する。
【００５５】
詳細に説明すると、上述したように、外リンク３２の他端３２ｂには反対方向への反作用力Ｓがかかり、内リンク３４の他端３４ｂには一方向への作用力Ｔがかかっている（図３（Ａ）と図３（Ｃ）参照）。
平行な外リンク３２と内リンク３４が解放経路４６に直交すると、図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示すように外リンク３２の他端３２ｂにかかる反作用力Ｓと内リンク３４の他端３４ｂにかかる作用力Ｔが吊り合い、それらの力が外リンク３２と内リンク３４の他端３４ｂにかからなくなる。それにより、外リンク３２と内リンク３４に生じていた回転力Ｐ，Ｑは消失する。
【００５６】
一方、図４（Ｃ）に示すように、外リンク３２の一端３２ａには一方向への作用力Ｒがかかり、内リンク３４の一端３４ａには反対方向への反作用力Ｕがかかっている。そのため、外リンク３２と内リンク３４の一端３２ａ，３４ａはこれらの力にそれぞれ牽引され、移動部材４２と固定部材４４との結合が解放する。
【００５７】
上述したように、外リンク３２と内リンク３４をそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に回転させるのに必要な力は、付勢手段６０の付勢力Ｋの大小に影響を受けないので、付勢手段６０の付勢力Ｋが大きくても、平行な外リンク３２と内リンク３４をそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に小さな力で回転させることができる。
したがって、平行な外リンク３２と内リンク３４を解放経路４６に直交する位置まで小さな力で回転させるだけで、容易に移動部材４２と固定部材４４との結合を解放させることができる。
【００５８】
このように、本発明の保持解放機構２８はコネクタの結合を直接牽引して解放し得る力より小さな力であっても、平行な内外リンク３０ｐの回転を制御できる。そのため、移動部材４２と固定部材４４の結合を解放するトリガとして、低出力の小型のデバイス６２を使用できる。
【００５９】
また、本発明の保持解放機構２８の構成はこの構成により、火工品を必要とせずに移動部材４２と固定部材４４の結合を解放できる。そのため、実物を使用して作動確認を行うことができる。さらに、火工品を使用しないことから、法律上の制約がなく扱いやすい。その上、火工品が無いため製造費用が安価である。
【００６０】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の保持解放機構２８を説明する。
図５は、本発明の第２実施形態の保持解放機構２８が結合を解放しているときの斜視図である。
図６は、本発明の第２実施形態の保持解放機構２８が結合を保持しているときの斜視図である。
図７は、図５のＧ−Ｇ矢視図である。
図８は、デバイス６２が内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとを解放経路４６に直交する同一の平面上に維持するときの図６のＨ−Ｈ矢視図である。
図９は、図６のＨ−Ｈ矢視図である。
【００６１】
第２実施形態の結合部材４０は宇宙空間に打ち上げるロケット７０と人工衛星７２の間に設置された電気のコネクタである。そして、第２実施形態の移動部材４２と固定部材４４は、コネクタのジャックとプラグである。人工衛星７２とロケット７０は、ロケット７０のフライト中には結合されている。宇宙空間にロケット７０が到達した後に人工衛星７２とロケット７０との結合が分離されるが、その分離より前にコネクタの結合は解放される必要がある。
第２実施形態の保持解放機構２８は、このコネクタのジャックとプラグの結合を保持し、またその結合を解放するものである。
【００６２】
第２実施形態のコネクタは、保持解放機構２８にジャックが固定されており、人工衛星７２から張り出したブラケット７２ａにプラグが固定されている。
すなわち、移動部材４２がジャックであり、固定部材４４がプラグである。
【００６３】
図７に示すように固定部材４４は、人工衛星７２から張り出したブラケット７２ａにボルト７２ｂで固定されている。固定部材４４には、ボルト７２ｂで固定するためのフランジ４４ｂが付いていることが好ましい。
固定部材４４は、移動部材側に突き出た凸部４４ａを有する。固定部材４４の凸部４４ａは、固定部材側の面に設けられた移動部材４２の凹溝４２ａに嵌合する。
凸部４４ａを凹溝４２ａに嵌合させた状態でロケット７０がフライトする間、保持解放機構２８は、コネクタにかかる強い振動荷重に耐えてその結合を保持しなければならない。
【００６４】
凸部４４ａが凹溝４２ａに嵌合し結合するというコネクタの構造から分かるように、固定部材側と反対の側へ移動部材４２を牽引することにより、コネクタの結合が解放される。
そのため、第２実施形態の解放経路４６は、凸部４４ａの外側面４４ｃと凹溝４２ａの内側面４２ｃに平行な直線である。
なお、以下、第２実施形態で、移動部材４２を固定部材側と反対の側へ牽引する方向を、一方向とする。図６〜７に表す一方向は、下向きの方向である。
【００６５】
第２実施形態の保持解放機構２８は、外枠８０と内枠９０を備える。
【００６６】
図５と図７に示すように外枠８０は、外リンク３２の前記一端３２ａが連結され解放経路４６に平行な外枠側面８２と、移動部材４２に固定され解放経路４６に直交する外枠上面８４と、外枠上面８４に平行な外枠下面８６とを有する。
外枠側面８２は、互いに平行で向かい合った左右２枚の側面であることが好ましい。
そして、外枠８０は、２枚の外枠側面８２、外枠上面８４、及び外枠下面８６で囲まれ、矩形に開口した中空を有する枠であることが好ましい。
【００６７】
外枠上面８４の外側には、凹溝４２ａを上側（すなわち、固定部材側）に開口した移動部材４２が固定される。
また、外枠上面８４の内側には、心棒１００の上端１００ａが取り付けられている。心棒１００は、解放経路４６と平行であり、外枠８０の中空を縦断する。そして、心棒１００の下端１００ｂは外枠下面８６に固定される。
【００６８】
第２実施形態の外リンク３２は、第１実施形態と同様に、一端３２ａが移動部材４２の外枠側面８２に揺動自在に連結し、他端３２ｂが第１回転軸５０に連結する。
なお、外リンク３２は、左右両方の外枠側面８２に連結されていることが好ましい。
【００６９】
また、第２実施形態の外リンク３２と外枠８０の連結も、解放経路４６に交わらずに直交し外リンク３２に直交する回転軸を介した軸着であることが好ましい。もしくは、外リンク３２に直交するその回転軸が、外リンク３２または外枠８０に固定され、他方がその回転軸に揺動自在に軸着してもよい。しかし、これに限らず、外リンク３２が外枠８０に対して揺動自在であれば、いかなる連結方法でもよい。
【００７０】
内枠９０は、内リンク３４の前記一端３４ａが連結され外枠側面８２に平行な内枠側面９２と、外枠下面８６に平行な内枠下面９４とを有し、固定部材４４に直接的もしくは間接的に固定される。
第２実施形態の内枠９０は、内枠側面９２に一体形成された支持部材９６を有する。支持部材９６は、外枠８０の開口から、ロケット７０の壁面側に突き出ており、ロケット７０に固定される。
なお、コネクタの解放時には、ロケット７０と人工衛星７２が結合されていることから、内枠９０は、支持部材９６、ロケット７０、人工衛星７２、及びブラケット７２ａを介し、固定部材４４に間接的に固定される。
【００７１】
また、第２実施形態の内枠下面９４には、心棒１００が貫通する孔９４ａが開いている。この構造により、心棒１００は常に内枠下面９４に開いた孔９４ａに沿って移動する。
【００７２】
なお、外枠下面８６に心棒１００が貫通する孔が空き、外枠下面８６を貫通してロケット７０に固定されていれば、内枠９０の内枠下面９４に心棒１００が固定されていてもよい。
【００７３】
内リンク３４は、外リンク３２と同じ長さのリンクである。内リンク３４の前記一端３４ａは内枠側面９２に連結され、他端３４ｂは第１回転軸５０に連結する。
なお、第２実施形態の内リンク３４と内枠９０の連結も、解放経路４６に交わらずに直交し内リンク３４に直交する回転軸を介した軸着であることが好ましい。もしくは、内リンク３４に直交するその回転軸が、内リンク３４または内枠９０に固定され、他方がその回転軸に揺動自在に軸着してもよい。しかし、これに限らず、内リンク３４が内枠９０に対して揺動自在であれば、いかなる連結方法でもよい。
【００７４】
第２実施形態の保持解放機構２８では、内枠側面９２から心棒１００までの距離と外枠側面８２から心棒１００までの距離とがそれぞれ内枠下面９４と外枠下面８６によって固定される。それにより、心棒１００から外枠側面８２までの距離が常に一定に保たれる。そのため、移動部材４２を直接牽引するレールが無くても、心棒１００が常に内枠下面９４に開いた孔９４ａに沿って移動することにより解放経路４６に沿って移動部材４２を移動させることができる。
【００７５】
なお、内枠９０は、互いに平行で向かい合う左右２枚の内枠側面９２を備えることが好ましい。また、内リンク３４も、左右両方の内枠側面９２に設けられていることが好ましい。
【００７６】
第２実施形態の第１回転軸５０は、内リンク３４の他端３４ｂと外リンク３２と他端３２ｂとが揺動自在に連結する。
第２実施形態の第１回転軸５０は、左右両方の内リンク３４と外リンク３２とに連結していることが好ましい。これにより、解放経路４６に交わらずに直交する向きに第１回転軸５０を常に維持することができる。
【００７７】
なお、外リンク３２と第１回転軸５０の連結と、内リンク３４と第１回転軸５０の連結の方法は、第１実施形態と同様である。
【００７８】
第２実施形態の付勢手段６０は、内枠下面９４と外枠下面８６との間に配置されたバネである。
バネは、外枠下面８６を一方向へ付勢し内枠下面９４を一方向の反対方向へ付勢する。
【００７９】
本実施形態の内枠９０は、支持部材９６がロケット７０に固定されているので、外枠下面８６にかかるバネの付勢力Ｋにより外枠８０のみが一方向へ移動する。
しかし、これに限らず、外枠８０と内枠９０の双方の位置が固定されていなくてもよい。その場合、付勢手段６０に付勢されて、外枠８０は一方向へ移動し、内枠９０は一方向の反対方向へ移動する。
なお、バネは、らせん状に心棒１００に巻き付いていることが好ましいが、その他の構成でもよい。
【００８０】
また、第２実施形態のデバイス６２は、ねじりバネ１０２と回転阻止機構１０４を備える。
【００８１】
ねじりバネ１０２は、平行な内外リンク３０ｐを解放始動位置Ｍまで回転させるように第１回転軸５０を付勢する。ねじりバネ１０２は、一端１０２ａを内枠下面９４に固定し、他端１０２ｂを第１回転軸５０に引っ掛けて平行な内外リンク３０ｐを付勢するものが好ましい。
【００８２】
また、回転阻止機構１０４は、ねじりバネ１０２の付勢力Ｎで平行な内外リンク３０ｐが回転しないように第１回転軸５０を押さえる。
上述したように、平行な外リンク３２と内リンク３４をそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に回転させる力は付勢手段６０の付勢力Ｋから生じない。したがって、ねじりバネ１０２の付勢力Ｎを押さえるのに足る出力が回転阻止機構１０４にあれば、平行な内外リンク３０ｐの回転を阻止できる。
回転阻止機構１０４は、低出力の電源で作動する小型のデバイス６２やアクチュエータであることが好ましい。
【００８３】
しかし、本実施形態のデバイス６２は、この構成に限らず、平行な内外リンク３０ｐを解放始動位置Ｍまで回転できる機構であれば、どのようなものでもよい。例えばデバイス６２は、モータやアクチュエータでもよい。
【００８４】
次に、第２実施形態の保持解放機構２８の使用方法を説明する。
コネクタの結合を保持するときには、図５と図７のように離れている内リンク３４の一端３４ａと外リンク３２の一端３２ａとを、図８に示すように第１回転軸５０に対して同じ向きに平行に揃える。内リンク３４と外リンク３２の他端３４ｂ，３２ｂが第１回転軸５０に連結していることから、それにより、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとが解放経路４６に直交する平面上に配置される。そのため、移動部材４２と固定部材４４との距離が最も短くなり、それらが結合する。
【００８５】
それと同時に、外枠下面８６が一方向の反対方向（図５〜図９の上方向）へ移動して、内枠下面９４との距離が最も短くなる。それにより、内枠下面９４と外枠下面８６とでバネを挟み圧縮する（図８）。
【００８６】
その後、図６と図９に示すように内リンク３４の一端３４ａと外リンク３２の一端３２ａを中心として第１回転軸５０を上または下に回転させる。それにより、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとを解放経路４６に直交しない同一の平面上に配置できる。そして、平行な内外リンク３０ｐを解放経路４６に直交させないように、回転阻止機構１０４で第１回転軸５０を押さえる。つまり、回転阻止機構１０４が平行な内外リンク３０ｐの回転を阻止することで、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとを解放経路４６に直交しない同一の平面上に維持する。
【００８７】
第１実施形態と同様に、移動部材４２を一方向に付勢する付勢力Ｋから外リンク３２に生じる回転力Ｐと内リンク３４に生じる回転力Ｑとが吊り合うため、回転阻止機構１０４が低出力であっても平行な内外リンク３０ｐの回転を阻止できる。したがって、低出力のデバイス６２でも外枠８０の移動を防ぐことができ、移動部材４２と固定部材４４の結合を保持できる（図３参照）。
【００８８】
コネクタの結合を解放するときには、図８に示すように回転阻止機構１０４を駆動し、回転阻止を解除する。そうすると、ねじりバネ１０２の付勢力Ｎが働き、平行な内外リンク３０ｐが一端３２ａ，３４ａを中心に解放始動位置Ｍまで回転する。
【００８９】
平行な内外リンク３０ｐが解放始動位置Ｍまで回転すると、第１実施形態と同様に、外枠下面８６を一方向へ押すバネの付勢力Ｋから生じる外リンク３２の他端３２ｂにかかる反作用力Ｓと内リンク３４の他端３４ｂにかかる作用力Ｔが吊り合い、それらの力が外リンク３２と内リンク３４の他端３２ｂ，３４ｂにかからなくなる。そして、外リンク３２と内リンク３４に生じていた回転力Ｐ，Ｑは消失する（図４参照）。
【００９０】
一方、外枠下面８６を一方向へ押すバネの付勢力Ｋから、外リンク３２の一端３２ａには一方向への作用力Ｒがかかり、内リンク３４の一端３４ａには反対方向への反作用力Ｕがかかっている（図４参照）。そのため、外リンク３２と内リンク３４の一端３２ａ，３４ａはこれらの力にそれぞれ牽引され、図５と図７に示すように外枠８０が内枠下面９４の孔９４ａに沿って一方向へ移動する。
それにより外枠８０が、移動部材４２を一方向へ牽引し、コネクタの結合を解放する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００９１】
上述した本発明の保持解放機構２８によれば、デバイス６２が、内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとを解放経路４６に直交しない同一の平面上に維持するとき、すなわち内リンク３４と外リンク３２の一端３２ａを第１回転軸５０に対して同じ向きに揃え、内リンク３４と外リンク３２を平行にし、さらにそれらを解放経路４６に直交させないように維持するとき、上述したように外リンク３２に生じる回転力Ｐと内リンク３４に生じる回転力Ｑとが吊り合う。そのため、平行な外リンク３２と内リンク３４をそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に回転させる力は付勢手段６０の付勢力Ｋから生じない。つまり、外リンク３２と内リンク３４をそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に回転させるのに必要な力は、付勢手段６０の付勢力Ｋの大小に影響を受けない。
【００９２】
そのため平行な外リンク３２と内リンク３４がそれらの一端３２ａ，３４ａを中心に回転するのを、付勢力Ｋの大小に関わらずデバイス６２の小さな力で防ぐことができる。
したがって、本発明の保持解放機構２８はこの構成により、低出力のデバイス６２でも移動部材４２と固定部材４４との結合を強固に保持できる。
【００９３】
一方、デバイス６２が内リンク３４の両端３４ａ，３４ｂと外リンク３２の両端３２ａ，３２ｂとを解放経路４６に直交する同一の平面上に回転するとき、すなわち第１回転軸５０に対して同じ向きに一端３２ａ，３４ａを有する平行な外リンク３２と内リンク３４を回転させ、解放経路４６に直交させたとき、外リンク３２と内リンク３４の一端３２ａ，３４ａが一方向への作用力Ｒと反対方向への反作用力Ｕにそれぞれ牽引され、移動部材４２と固定部材４４との結合が解放する。そして、外リンク３２に生じる回転力Ｐと内リンク３４に生じる回転力Ｑとが吊り合うので、移動部材４２と固定部材４４の結合を直接解放するのに必要な力よりも小さな力で、平行な内外リンク３０ｐを回転できる。
【００９４】
したがって、低出力のデバイス６２の小さな力で平行な内外リンク３０ｐを解放経路４６に直交する位置まで回転させるだけで、容易に移動部材４２と固定部材４４との結合を解放させることができる。
【００９５】
このように、本発明の保持解放機構２８はコネクタの結合を直接牽引して解放し得る力より小さな力であっても、平行な内外リンク３０ｐの回転を制御できる。そのため、移動部材４２と固定部材４４の結合を解放するトリガとして、低出力の小型のデバイス６２を使用できる。
【００９６】
また、本発明の保持解放機構２８の構成は火工品を必要としない。そのため、実物を使用して作動確認を行うことができる。さらに、火工品を使用しないことから、法律上の制約がなく扱いやすい。その上、火工品が無いため製造費用が安価である。
【００９７】
なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００９８】
２  分離ナット、４  ナット、６  リング、８  火薬、１０  ボルト、
１２  ワイヤカッタ、１４  ワイヤ、１６  カッタブレード、
２２  トグルリンク機構、２４  トグル機構、２６  ケーブル、
２８  保持解放機構、
３０  内外リンク、３０ｐ  平行な内外リンク、
３２  外リンク、３２ａ  外リンクの一端、３２ｂ  外リンクの他端、
３４  内リンク、３４ａ  内リンクの一端、３４ｂ  内リンクの他端、
４０  結合部材、４２  移動部材、４２ａ  凹溝、４２ｃ  凹溝の内側面、
４４  固定部材、４４ａ  凸部、４４ｂ  フランジ、４４ｃ  凸部の外側面、
４６  解放経路、５０  第１回転軸、
６０  付勢手段、６２  デバイス、７０  ロケット、
７２  人工衛星、７２ａ  ブラケット、７２ｂ  ボルト、
８０  外枠、８２  外枠側面、８４  外枠上面、８６  外枠下面、
９０  内枠、９２  内枠側面、９４  内枠下面、９４ａ  孔、９６  支持部材、
１００  心棒、１００ａ  心棒の上端、１００ｂ  心棒の下端、
１０２  ねじりバネ、１０２ａ  ねじりバネの一端、１０２ｂ  ねじりバネの他端、
１０４  回転阻止機構、
Ｋ  移動部材にかかる付勢力、
Ｍ  解放始動位置、Ｎ  ねじりバネの付勢力、
Ｐ  外リンクに生じる回転力、Ｑ  内リンクに生じる回転力、
Ｒ  外リンクの一端にかかる一方向への作用力、
Ｓ  外リンクの他端にかかる反対方向への反作用力、
Ｔ  内リンクの他端にかかる一方向への作用力、
Ｕ  内リンクの一端にかかる反対方向への反作用力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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