(57)【要約】【課題】汎用の製造装置で製造することができる環状締結装置を提供する。【解決手段】外力を受けて締結対象物に対して締結される複数の被締結部材と、環状に配置された複数の前記被締結部材に対して取り付けられる結合部材とを備え、前記結合部材は、前記外力に抗して複数の前記被締結部材を環状に連結する。また、環状に形成されたバンド部材を備え、前記バンド部材は、前記被締結部材の周囲を取り囲むように環状に配置され、前記被締結部材を前記締結対象物に対して締め付け固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力を受けて締結対象物に対して締結される複数の被締結部材と、
環状に配置された複数の前記被締結部材に対して取り付けられる結合部材と
を備え、
前記結合部材は、前記外力に抗して複数の前記被締結部材を環状に連結することを特徴とする環状締結装置。
【請求項２】
環状に形成されたバンド部材を備え、
前記バンド部材は、
前記被締結部材の周囲を取り囲むように環状に配置され、前記被締結部材に前記外力を与えて前記締結対象物に対して締め付け固定することを特徴とする請求項１に記載の環状締結装置。
【請求項３】
前記被締結部材はフランジ部を有し、  
前記バンド部材は、前記フランジ部に対して係合するクランプ形状部を有することを特徴とする請求項２に記載の環状締結装置。
【請求項４】
前記被締結部材の外周面は円弧形状に形成され、環状に配置された複数の前記被締結部材が形成する外周面が円環となることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の環状締結装置。
【請求項５】
前記被締結部材は、互いに隣接して配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の環状締結装置。
【請求項６】
隣接する前記被締結部材間に対し挿通される固定ピンを有することを特徴とする請求項５に記載の環状締結装置。
【請求項７】
前記結合部材は、
前記被締結部材の内周側に取り付けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の環状締結装置。
【請求項８】
前記結合部材は、
前記被締結部材の内周側に設けられた段部に対して取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の環状締結装置。
【請求項９】
前記被締結部材は、互いに所定の間隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の環状締結装置。
【請求項１０】
前記結合部材は、前記被締結部材における前記締結対象物側と対向する側に取り付けられることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の環状締結装置。
【請求項１１】
前記締結対象物は、前記結合部材とは異なる他の結合部材に取り付けられる他の被締結部材であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の環状締結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の物体同士を連結して形成することができ、かつ外圧が印加された状態であっても強度を保つことができる環状締結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環状締結装置は、さまざまな分野で利用されており、種々の構造が提案されている。
【０００３】
一例として、ロケットや人工衛星の連結構造として、引用文献１には、従来から使用されているマルマンバンドによって円環（ロケットと人工衛星本体）を締め付けることにより締結することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６１１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、円環の直径が比較的大きく、かつ重量を軽くするために厚みを薄くする必要がある環状締結装置については、加工するために専用の大型旋盤等が必要であり、寸法精度を確保するためには自重により変形することを防ぐための専用の大型治具も必要であるなど、製造費用が高価かつ長納期になりやすく、容易に設計変更をすることができないという課題があった。
【０００６】
また、円環の機能として、強度が必要な箇所とそうでない箇所、また表面の摩擦を低くしたい箇所とそうでない箇所等、必要な機能が偏在している場合、環状締結装置が一体に形成されていると、対応が困難だった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、この点を鑑みてなされたものであり、
外力を受けて締結対象物に対して締結される複数の被締結部材と、
環状に配置された複数の前記被締結部材に対して取り付けられる結合部材と
を備え、
前記結合部材は、前記外力に抗して複数の前記被締結部材を環状に連結することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、直径の大きな環状締結装置を複数の被締結部材に分割して形成することができ、汎用の製造装置で製造することができるので安価かつ簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における環状締結装置の斜視図。
【図２】本発明の一実施形態における環状締結装置の動作状態を示す斜視図。
【図３】本発明の一実施形態における環状締結装置の上面図。
【図４】本発明の一実施形態における環状締結装置の分解斜視図。
【図５】本発明の一実施形態における環状締結装置の要部分解図。
【図６】本発明の一実施形態における環状締結装置の断面図。
【図７】本発明の一実施形態における環状締結装置の動作状態を示す断面図。
【図８】本発明の一実施形態における環状締結装置の他の動作状態を示す断面図。
【図９】本発明の一実施形態における環状締結装置の他の動作状態を示す断面図。
【図１０】本発明の一実施形態における環状締結装置の搭載例。
【図１１】本発明の一実施形態における円環締結装置の他の斜視図。
【図１２】本発明の一実施形態における環状締結装置の要部拡大図。
【図１３】本発明の一実施形態における環状締結装置の他の要部分解図。
【図１４】本発明の一実施形態における環状締結装置の分離動作説明図。
【図１５】本発明の一実施形態における環状締結装置の詳細な分離動作説明図。
【図１６】本発明の一実施形態における環状締結装置の作動原理説明図。
【図１７】本発明の一実施形態における環状締結装置の他の作動原理説明図。
【図１８】本発明の一実施形態における環状締結装置の他の作動原理説明図。
【図１９】本発明の一実施形態における環状締結装置の他の分離動作説明図。
【図２０】本発明の一実施形態における環状締結装置の動作の比較図。
【図２１】本発明の他の実施形態における環状締結装置の斜視図。
【図２２】本発明の他の実施形態における環状締結装置の動作状態を示す斜視図。
【図２３】本発明の他の実施形態における環状締結装置の要部拡大図。
【図２４】本発明の他の実施形態における環状締結装置の要部分解図。
【図２５】本発明の他の実施形態における環状締結装置の動作状態を示す断面図。
【図２６】本発明の他の実施形態における円環締結装置の拡大斜視図。
【図２７】本発明に係る環状締結装置の適用例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る環状締結装置について、図を用いて詳細に説明する。図１の斜視図に示す通り、本発明の一実施形態に係る環状締結装置は、上段部材１００と下段部材２００が当接された状態で構成されており、マルマンバンド３００により円環中心方向に外力が印加されて係合されている。
【００１１】
図２の斜視図に示す通り、マルマンバンド３００の端部に接合された分離装置３１０が作動して、マルマンバンド３００が切断された状態になると、マルマンバンド３００による係合が解除され、マルマンバンド３００は自身のひずみエネルギーにより円環外側に変位するとともに、下段リング２１０に配置されたサイドスプリング２９０により円環外側に変位する。本実施形態においては、このように、締結対象物の一例である上段外殻１０１および下段外殻２０１に対し、上段位置決めリング１１２に固定された被締結部材の一例である上段リング１１０および下段位置決めリング２１２に固定された被締結部材の一例である下段リング２１０を固定し、バンド部材としてのマルマンバンド３００によって締結する環状締結装置について説明する。
【００１２】
上段部材１００は、下段リング２１０に配置された分離スプリング２９５による弾性エネルギーにより円環の中心軸方向（図２における上方向）に変位する。以下の説明においては、図２における上方向をただ単に、上方向として説明することがある。
【００１３】
下段部材２００は、下段外殻２０１、下段リング２１０とから構成されている。
【００１４】
下段外殻２０１は、円筒状に成型された板であり、上側がねじ、リベットまたは接着剤等で下段リング２１０と接合される。また、円環の直径が大きい場合、複数の下段外殻２０１を組合せて一体の円環を形成することが好適である。さらに、ロケット等の軽量化を必要とする場合は、成型性が優れ低密度部材で軽量化が望めるアルミニウム合金が好適である。
【００１５】
下段リング２１０は、複数の下段分割リング２１１と下段位置決めリング２１２により構成されている。図２に示すように、下段分割リング２１１を環状に隣同士を当接させて配置し、その内側に下段位置決めリング２１２を固定することによって、下段分割リング２１１の位置決めをして下段リング２１０を構成している。下段位置決めリング２１２は、結合部材の一例である。
【００１６】
上段部材１００は、上段外殻１０１、上段リング１１０とから構成されている。
【００１７】
上段外殻１０１は、円筒上に成型された板であり、下側がねじ、リベットまたは接着剤等で上段リング１１０と接合される。また、円環の直径が大きい場合、複数の上段外殻１０１を組合せて一体の円環を形成することが好適である。さらに、ロケット等の軽量化を必要とする場合は、成型性が優れ低密度部材で軽量化が望めるアルミニウム合金が好適である。
【００１８】
上段リング１１０は、複数の上段分割リング１１１と上段位置決めリング１１２により構成されている。図２に示すように、上段分割リング１１１を環状に隣同士を当接させて配置し、その内側に上段位置決めリング１１２を固定することによって、上段分割リング１１１の位置決めをして上段リング１１０を構成している。上段位置決めリング１１２は、結合部材の一例である。
【００１９】
図３に示すように、マルマンバンド３００は、クランプ３０１、バンド３０２、分離装置３１０、張力調整クランプ３０３とから構成されている。
【００２０】
クランプ３０１は、円環内側が凹形状になっており、上段リング１１０と下段リング２１０が当接したときに形成される凸形状に接合し、上段リング１１０と下段リング２１０を係合する機能を有する。
【００２１】
バンド３０２は、ボルトを介してクランプ３０１と接合され、一方の端部を分離装置３１０、もう一方の端部を張力調整クランプ３０３とボルトを介して接合されることで、クランプ３０１を円環中心部方向に付勢する機能を有する。
【００２２】
分離装置３１０は、火工品等を用いてバンド３０２の係合を解除する機能を有する。但し、火工品等を用いずにバンド３０２の係合を解除することができる構造であっても構わない。
【００２３】
張力調整クランプ３０３は、バンド３０２を円環の周方向に引っ張り、バンド３０２に張力を印加する機能を有する。
【００２４】
図４には、本実施形態に係る環状締結装置の上面図を示す。上段部材１００と下段部材２００とがマルマンバンド３００によって締結された状態である。
【００２５】
図４に示すように、上段分割リング１１１は、隣接するもの同士が当接した状態になっている。環状締結装置の内周側には、後述する下段リング２１０に設けられた補強リブ２１０ａが環状締結装置の内周面を構成するように設けられており、この補強リブ２１０ａによって、マルマンバンド３００による締結力に対する装置の剛性を保っている。この図に示すように、上段リング１１０および下段リング２１０の外周面は環状をなしており、より好ましくは円弧状に形成されていることで、マルマンバンド３００による締結力を好適に作用させることができる。
【００２６】
上段リング１１０および下段リング２１０の構成について、図５にて説明する。
【００２７】
図５に示す通り、上段リング１１０は、複数の上段分割リング１１１、上段位置決めリング１１２、上段ピン１１３、上段ボルト１１４とから構成される。
【００２８】
上段分割リング１１１は、周方向に配置された他の上段分割リング１１１と接合して円環を形成するため、上段孔１１１ａに固定ピンの一例としての上段ピン１１３を挿入し、精密な位置決めをしながら係合される。上段孔１１１ａは上段部材の外周側に複数設けられるのが好ましく、本実施形態においては、図５の上段ピン１１３に対応する位置に上下に並んで設けられている。
【００２９】
上段ピン１１３は環状に配列された各上段分割リング１１１の間に配置され、各上段分割リング１１１同士の精密な位置決めの機能のみならず、機軸方向に印加される荷重について各上段分割リング１１１に伝達する機能を有する。
【００３０】
上段位置決めリング１１２は、上記で説明したように係合された複数の上段分割リング１１１を固定するため、上段分割リング１１１の内側に当接するよう配置され、複数の上段ボルト１１４で上段分割リング１１１に接合される。具体的には、上段分割リング１１１の内周面に設けられた段部に対して上方から当接するようにして取り付けられ、上下方向に対して上段ボルト１１４が締結されることによって固定される。この方向に上段ボルト１１４を締結することで、外力が加わりやすい円環の径方向に対しての強度を向上することができる。
【００３１】
もっとも、上段位置決めリング１１２は、上段分割リング１１１と上段ピン１１３がバラバラになるのを防ぐことを一つの目的として取り付けている。なお、内圧（機軸中心方向から外方向に印加される力）がかかる場合でも同様である。上段分割リング１１１と上段ピン１１３のみで、マルマンバンド３００の締付に耐える構造とすることができるが、その場合でも、上段位置決めリング１１２を設けることで、強度の向上が可能である。
【００３２】
なお、上段位置決めリング１１２は、レーザー切断により加工が完結する設計にすると、製造費用が安価であり、短納期となるため好適である。例えば、上段部材１００を一体に構成すると、強度が必要な部材を一体に旋盤加工などによって成形することになるため、無駄が多かった。本実施形態においては、上段位置決めリング１１２自体は円環の軸方向の径を上段分割リング１１１よりも短くし、上段リング１１０よりも少量で成形できるため、上段分割リング１１１を汎用の小型多軸自動加工機などによって無人で複数個成形し、特に強度の必要な上段位置決めリング１１２のみレーザー切断などで切り出すことで、効率的に切り出すことができる。
【００３３】
さらに、上段位置決めリング１１２は上段分割リング１１１より必要強度が小さい場合には、耐強度の小さいアルミ合金等を使用する方が、安価に製造でき好適である。
【００３４】
下段分割リング２１１は、周方向に配置された他の下段分割リング２１１と接合して円環を形成するため、下段孔２１１ａに固定ピンの一例としての下段ピン２１３を挿入し、精密な位置決めをしながら係合される。下段孔２１１ａは下段部材２００の外周側に複数設けられるのが好ましく、本実施形態においては、図５の下段ピン２１３に対応する位置に上下に並んで設けられている。
【００３５】
加えて、本実施形態においては、後述する補強リブ２１０ａを有しており、補強リブ２１０ａにも、同様の下段孔２１１ａを設け、下段ピン２１３を挿入している。本実施形態においては、補強リブ２１０ａの径方向における両端部に対して設けられている。
【００３６】
下段分割リング２１１の一部を成す補強リブ２１０ａは、マルマンバンド３００により機軸中心方向に力が印加されたときに円環座屈を防止するための強度保持箇所であり、上段部材１００側の軽量化が望まれ、かつ自身の構造を分離しながら作動する装置においては、分離される方（本実施形態における下段部材２００側）に補強リブ２１０ａを設ける方が、軽量化に寄与することができて好適である。
【００３７】
下段ピン２１３は精密な位置決めの機能のみならず、機軸方向に印加される荷重について各下段分割リング２１１に伝達する機能を有する。
【００３８】
下段位置決めリング２１２は、上記で説明したように係合された複数の下段分割リング２１１を固定するため、下段分割リング２１１の内側に当接するよう配置され、複数の下段ボルト２１４で下段分割リング２１１に接合される。具体的には、下段分割リング２１１の内周面に設けられた段部に対して下方から当接するようにして取り付けられ、上下方向に対して下段ボルト２１４が締結されることによって固定される。この方向に下段ボルト２１４を締結することで、外力が加わりやすい円環の径方向に対しての強度を向上することができる。なお、下段位置決めリング２１２は、補強リブ２１０ａに対して取り付けられていても良い。
【００３９】
もっとも、上段位置決めリング１１２同様、下段位置決めリング２１２は、下段分割リング２１１と下段ピン２１３がバラバラになるのを防ぐことを一つの目的として取り付けている。なお、内圧（機軸中心方向から外方向に印加される力）がかかる場合でも同様である。下段分割リング２１１と下段ピン２１３のみで、マルマンバンド３００の締付に耐える構造とすることができるが、その場合でも、下段位置決めリング２１２を設けることで、強度の向上が可能である。
【００４０】
なお、下段位置決めリング２１２は、レーザー切断により加工が完結する設計にすると、製造費用が安価であり、短納期となるため好適である。
【００４１】
さらに、下段位置決めリング２１２は下段分割リング２１１より必要強度が小さい場合には、耐強度の小さいアルミ合金等を使用する方が、安価に製造でき好適である。
【００４２】
なお、上段部材１００と下段部材２００の内側に空間を確保したい場合、図６の断面図に示すように、上段位置決めリング１１２と下段位置決めリング２１２とを、上段分割リング１１１と下段分割リング２１１それぞれの外側に配置することもできる。
【００４３】
ここで、上段分割リング１１１と下段分割リング２１１は、それぞれ形状を変更することにより、部分的に機能を追加することができる。例えば、以下に示すように、複数設けられている上段分割リング１１１または下段分割リング２１１におけるいずれかに対し、サイドスプリングや分離スプリングを設けて、分離動作が行われやすくすることができる。加えて、その部分のみ強度の異なる材質に変更するなどの対応が可能となる。
【００４４】
次に、図７には上段部材１００と下段部材２００の当接部の断面図、図８にはサイドスプリングを設置したときの断面図、図９には分離スプリングを設置したときの断面図を示す。
【００４５】
図７（ａ）に示す通り、上段リング１１０（上段分割リング１１１）と下段リング２１０（下段分割リング２１１）とは、他方の分割リングと当接する位置に、すなわち、上段リング１１０においては下端側に、下段リング２１０においては上端側に、フランジ部を有しており、結合時には、上段リング１１０と下段リング２１０とが当接して凸部４００が形成される。凸部４００に、クランプ３０１のクランプ凹部３０１ａが接合され、クランプ３０１から凸部４００に対して付勢力Ｆが印加されることにより、上段リング１１０と下段リング２１０は係合されている。
【００４６】
図７（ｂ）に示す通り、分離時は、付勢力Ｆが無くなり、またクランプ３０１が円環外側に変位することで上段リング１１０と下段リング２１０の拘束が解除され、両者は分離する。
【００４７】
なお、結合時の付勢力Ｆにより、上段リング１１０と下段リング２１０とが当接して形成された凸部４００に、クランプ３０１のクランプ凹部ａが食込むことで変形し、分離時にクランプ３０１が円環外側に変位することの妨げとなることがあるため、上記凸部４００、クランプ凹部３０１ａは摩擦を小さくすることが望ましく、表面に二硫化モリブデン塗装（ＭＩＬ−Ｌ−２３３９８相当）や、硬質陽極よりにフッ素樹脂を複合した被膜による表面処理等を実施すると好適である。なお、凸部４００とクランプ凹部３０１ａとには、それぞれ対応する傾斜面が設けられており、クランプ３０１が外側に変位しやすくしている。
【００４８】
上記の食込み等により、クランプ３０１が円環外側に変位しないことを防ぐために、図８に示すサイドスプリング２９０を設置して、クランプ３０１を円環外側に強制的に変位させる。
【００４９】
図８（ａ）に示す通り、サイドスプリング２９０を搭載する場合、上段分割リング１１１と下段分割リング２１１の当接面に孔４００ａを開け、当該部にサイドスプリング２９０を設置する。
【００５０】
サイドスプリング２９０は、ハウジング２９１、軸２９２と圧縮ばね２９３とから構成される。
【００５１】
ハウジング２９１は、不図示のねじにより下段リング２１０に固定される。
【００５２】
軸２９２は、ハウジング２９１に挿入され、円環半径方向に摺動することができる。
【００５３】
圧縮ばね２９３は、ハウジング２９１と軸２９２の間に挿入され、軸２９２に対し、バンド３０２を円環外側に変位させるための付勢力Ｐを発生する。
【００５４】
なお、クランプ３０１はバンド３０２にボルトを介して接合されているため、バンド３０２が変位するとクランプ３０１も同様に変位する。本実施形態においては、バンド３０２をサイドスプリング２９０によって付勢するものを説明したが、クランプ３０１を他の部位と同様に設け、サイドスプリング２９０の先端が凸部４００の孔４００ａ内に収容される位置でクランプ３０１を付勢するように構成しても良い。
【００５５】
結合時は、バンド３０２による付勢力Ｆがサイドスプリング２９０による付勢力Ｐより大きいため、バンド３０２は結合時の所定の位置から変位することはない。
【００５６】
図８（ｂ）に示す通り、分離時は、バンド３０２による付勢力Ｆが無くなるため、サイドスプリング２９０による付勢力Ｐによりバンド３０２およびクランプ３０１は、円環外側に変位する。
【００５７】
次に、上段部材１００と下段部材２００を機軸方向に分離するために、分離スプリング２９５を配置して、機軸方向に分離させるための付勢力Ｗを印加する構造について説明する。
【００５８】
図９（ａ）に示す通り、分離スプリング２９５を搭載する場合、下段分割リング２１１の補強リブ２１０ａに孔２１０ｂを開け、当該部に分離スプリング２９５を設置する。
【００５９】
分離スプリング２９５は、ハウジング２９６、ピストン２９７と圧縮ばね２９８とから構成される。
【００６０】
ハウジング２９６は、下段分割リング２１１の補強リブ２１０ａに開けられた孔２１０ｂに挿入され、不図示のねじにより下段リング２１０に固定される。
【００６１】
ピストン２９７は、ハウジング２９６に挿入され、機軸方向に摺動することができる。
【００６２】
圧縮ばね２９８は、ハウジング２９６とピストン２９７の間に挿入され、ピストン２９７に対し上段分割リング１１１を機軸方向に変位させるための付勢力Ｗを発生する。
【００６３】
上段分割リング１１１は、ピストン２９７から付勢力Ｗを受けるため、固定用リブ１１０ａを設けた構造になっている。
【００６４】
なお、付勢力Ｗが大きい場合、上段位置決めリング１１２にも固定用リブ１１０ａと同様にピストン２９７からの付勢力Ｗを受ける位置に、第二リブ１１２ａを設けて、付勢力Ｗによる固定用リブ１１０ａの変形を抑制させてもよい。
【００６５】
結合時は、固定用リブ１１０ａと補強リブ２１０ａの距離が短いため、圧縮ばね２９８が押縮められ、付勢された状態で保持される。
【００６６】
図９（ｂ）に示す通り、分離時は、上段部材１００と下段部材２００の拘束が解除されるため、分離スプリング２９５の付勢力Ｗにより、上段部材１００と下段部材２００が分離する。
【００６７】
図１０には、本実施形態の環状締結装置を、一例として樽の締結に用いた場合の例を示す。本実施形態の環状締結装置における上段部材１００を、締結対象物の一例としての樽Ｂに対して取り付けることによって、樽Ｂを締結する構造であり、樽Ｂから外方に向かう外力を上段部材１００が受けることになる。樽Ｂは、複数の側板Ｂ１、下部鏡板Ｂ２、上部鏡板Ｂ３、複数のタガＢ４とから構成される。
【００６８】
上述したように、上段部材１００を上段分割リング１１１と上段位置決めリング１１２とで構成してタガＢ４として使用して、側板Ｂ１同士の締結や、側板Ｂ１と下部鏡板Ｂ２または上部鏡板Ｂ３との締結を行うことができる。この構成によれば、樽Ｂの締結に必要な剛性を確保しつつ、製造しやすい上段部材１００（上段分割リング１１１、上段位置決めリング１１２）構造とすることができる。なお、上段部材１００として説明したが、下段部材２００についても同様に用いることができる。このように、本発明に係る環状締結装置は、２部材の締結に対して好適に用いることができる。
【００６９】
以下、マルマンバンド３００に取り付けられる分離装置３１０について図面を用いて詳述する。
【００７０】
図１１は、本実施形態のマルマンバンド３００の斜視図である。本実施形態における分離装置３１０は、マルマンバンド３００の周方向における任意の箇所に１つ設けられていれば良く、上述した実施形態の中では分離装置３１０と対向する位置には張力調整クランプ３０３が設けられていたが、図１１においては、張力調整クランプ３０３の代わりに他の分離装置３１０を設けている。２つの分離装置を同時に駆動することによって、マルマンバンド３００を分離させる。
【００７１】
図１２は、分離装置３１０の拡大図である。分離装置３１０は、第１端部材（第１中間部材）２１０１と第２端部材（第２中間部材）２２０１、分離機構２３０１と開錠モータＭおよび分離補助機構２４０１とから構成されている。
【００７２】
第１端部材２１０１と第２端部材２２０１は、分離対象物と分離機構２３０１等を連結するため、一方の端部に分離対象物と連結するための第１連結部２１０２および第２連結部２２０２を有する。
【００７３】
第１端部材２１０１の他方は、ガイド孔２１０３に挿入した第１調整部材２１０４を介して分離機構２３０１と連結し、またモータ孔２１０５に挿入された開錠モータＭとモータ固定部材２１０６を介して連結する。
【００７４】
第２端部材２２０１の他方は、ガイド孔２２０３に挿入した第２調整部材２２０４を介して分離機構２３０１と連結し、また、分離補助機構２４０１が支持部固定部材２４０４を介して第２端部材２２０１の他方付近と第２調整部材２２０４との双方に固定される。
【００７５】
分離機構２３０１と開錠モータＭは、軸固定部材２３０２により固定され、開錠モータＭにて発生した回転動力が分離機構２３０１に伝達する。
【００７６】
図１３に示す通り、分離機構２３０１は、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０および第１固定軸となる第１半円形固定部材（第１半円部材）２３１１と第２固定軸となる第２半円形固定部材（第２半円部材）２３２１とから構成されている。
【００７７】
第１連結部材２３１０および第２連結部材２３２０は、それぞれＬ字状に形成されており、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０とはその外形が略等しくなるように構成されている。こうすることによって、図１３のように両者を点対称に配置して当接させた際に隙間が生じないようになっている。なお、以下の説明においては第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０とをまとめて連結部材２００１と記載する。
【００７８】
第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０には、それぞれ第１ガイドピン２３１２と第２ガイドピン２３２２とが設けられており、第１ガイドピン２３１２は第１ガイドピン孔２３１２ａに固定され、第２ガイドピン２３２２は第２ガイドピン孔２３２２ａに固定されている。なお、以下の説明においては第１ガイドピン２３１２と第２ガイドピン２３２２とをまとめてガイドピン２００３と記載する。
【００７９】
第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０とが当接した状態（以下、連結状態）においては、ガイドピン２３１２は第２連結部材に設けられた不図示の第２ガイド孔２５２４に挿通しており、ガイドピン２３２２は第１連結部材に設けられた第１ガイド孔２５１４に挿通している。これにより第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との移動方向が規制され、ガイドピン２００３が延びる方向にのみ移動が可能となる。なお、以下の説明においては第１ガイド孔２５１４と第２ガイド孔２５２４をまとめてガイド孔２００５と記載する。
【００８０】
第１連結部材２３１０は、連結状態において第２連結部材２３２０と当接する３面のうち、ガイドピン２００３と平行な面（当接面Ｆ１）に第１凹部２３１５を有する。同様に、第２連結部材２３２０は、連結状態において第１連結部材２３１０と当接する３面のうち、ガイドピン２００３と平行な面（当接面Ｆ１）に第２凹部２３２５を有する。
【００８１】
第１凹部２３１５と第２凹部２３２５とはそれぞれ半円形、より詳しくは真円を上面および底面とする円柱形状を、その上面と底面を形成する真円の中央を通る面（分割面Ｆ２）で割った形状（以下説明上、半円柱と称する。）に沿って凹んでいる。すなわち、連結状態においては、第１凹部２３１５と第２凹部２３２５とは互いの正面に対向し、貫通孔（円形保持部）２００６を形成する。貫通孔２００６は真円形状を延ばした円柱状である。ここで、説明上、貫通孔２００６の断面形状が真円であるとして説明したが、実際に加工する際には正確に真円とすることは難しく、真円に近いものを含むことは言うまでもない。また、後述するように、第１凹部２３１５と第２凹部２３２５との間に隙間を生じる状態であっても、両者が対向している状態においては真円形状を成していると見做せる。当然、真円で形成することができれば、以下に説明する連結原理における連結の密着度を高めることができ、好適である。
【００８２】
貫通孔２００６内には、半円柱状の第１固定軸（第１半円形固定部材）２３１１と半円柱状の第２固定軸（第２半円形固定部材）２３２１とが挿入される。第１固定軸２３１１と第２固定軸２３２１とは、貫通孔２００６内で対向する部分においては同形状となっており、円柱状の固定軸（円柱部材）２００２を形成している。本実施形態においては、第１固定軸２３１１における第１連結部材２３１０に挿入される側とは逆側の端部は、開錠モータＭと嵌合するための不図示の挿入穴２３０６があり、開錠モータＭの駆動軸Ｍａと連結することにより、開錠に必要な所望の回転動力を得ることができる構造になっている。
【００８３】
なお、開錠モータＭは、第１固定軸２３１１のみならず、第１端部材２１０１とも連結している。そのため、第１連結部材２３１０及び第１固定軸２３１１は、第１端部材２１０１を介して開錠モータＭに連結しており、一体を成している。当構造により、開錠時に連結部材２００１が分離対象物に対して変位したとしても、開錠モータＭも同様に変位するため、駆動軸Ｍａに予期しない荷重は発生せず、動力の伝達が途切れることはない。
【００８４】
また、開錠モータＭに電力を供給するためのケーブルは、前記変位に対して十分に長い構造にすることにより、ケーブルに予期しない荷重が発生することなく、分離対象物に対して連結部材２００１が変位したとしても、開錠モータＭへの駆動力は伝達されつつ、前記変位を拘束することもない。
【００８５】
貫通孔２００６内においては、第１固定軸２３１１と第２固定軸２３２１とで形成される固定軸２とが摺接する。すなわち、貫通孔２００６の内面は円形内面部を形成しており、円柱部材としての固定軸２が滑らかに摺接するようになっている。
【００８６】
開錠モータＭからの駆動力が駆動軸Ｍａを介して伝達され、固定軸２が回転駆動される。すなわち、開錠用モータＭで発生した回転駆動力によって駆動シャフトＭｂが回転し、次いで駆動シャフトＭｂに連動して回動可能なように当接した駆動軸Ｍａが回転し、駆動軸Ｍａと一体に形成された第１固定軸２３１１および第１固定軸２３１１から負荷を受けた第２固定軸２３２１とが、貫通孔６内において貫通孔２００６の周方向に沿って一体に回転可能なように支持されている。
【００８７】
第１固定軸２３１１および第２固定軸２３２１は、貫通孔２００６内で回転駆動される際に、固定軸２００２の延びる方向への移動を規制するために、その円柱形状（半円柱状）の側面にそれぞれ第１規制孔２３１６と第２規制孔２３２６とを有する。
【００８８】
第１固定軸２３１１の第１規制孔２３１６に対向するように、第１連結部材２３１０にはガイドピン２００３が延在する方向に伸びた第１長穴２３１６ａが設けられており、第１長穴２３１６ａを貫通して第１規制部材２３１３を第１規制孔２３１６に嵌合させることによって、固定軸２００２が延在する方向に第２固定軸２３２１が移動することを所定の範囲に制限（規制）している。
【００８９】
また、第１規制部材２３１３は、連結部材２００１に後述する分離動作が作用したとき、第１固定軸２３１１が第１連結部材２３１０から分離することを規制している。一例としては、第１規制孔２３１６はビス、第１規制部材２３１３はビス穴で構成され、ビスの頭部形状の径が第１長穴２３１６ａの幅（固定軸２００２が延在する軸方向の長さ）よりも大きくなっていれば、第１連結部材２３１０から第１規制部材２３１３が分離することを規制できる。
【００９０】
さらに、第１規制部材２３１３は、第１長穴２３１６ａのガイドピン２００３が延在する方向の端面に接触することにより、第１固定軸２３１１の回転角度を規制している。
【００９１】
同様に、第２固定軸２３２１の第２規制孔２３２６に対向するように、第２連結部材２３２０にはガイドピン２００３が延在する方向に伸びた第２長穴２３２６ａが設けられており、第２長穴２３２６ａを貫通して第２規制部材２３２３を第２規制孔２３２６に嵌合させることによって、固定軸２００２が延在する方向に第２固定軸２３２１が移動することを所定の範囲に制限（規制）している。
【００９２】
また、第２規制部材２３２３は、連結部材２００１に後述する分離動作が作用したとき、第２固定軸２３２１が第２連結部材２３２０から分離することを規制している。一例としては、第２規制孔２３２６はビス、第２規制部材２３２３はビス穴で構成され、ビスの頭部形状の径が第２長穴２３２６ａの幅（固定軸２が延在する方向の長さ）よりも大きくなっていれば、第２連結部材２３２０から第２規制部材２３２３が分離することを規制できる。
【００９３】
さらに、第２規制部材２３２３は、第２長穴２３２６ａのガイドピン２００３が延在する方向の端面に接触することにより、第２固定軸２３２１の回転角度を規制している。
【００９４】
このように構成された分離機構２３０１が連結する対象は、第１連結部材２３１０におけるガイドピン孔２３１２ａが設けられる外面であって、第１ガイドピン２３１２が挿通される位置と隣接して設けられた不図示の第１連結部２３１８と、第２連結部材２３２０におけるガイドピン孔２３２２ａが設けられる外面であって、第２ガイドピン２３２２が挿通される位置と隣接して設けられた第２連結部２３２８とに固定されることによって、分離機構２３０１を介して連結がなされる。また、後述する分離動作を行うことによって連結を解除できる。
【００９５】
連結部材２００１と固定軸２００２、連結部材２００１と他方のガイドピン２００３の接触箇所は、後述する分離する方向の外力による応力が集中するため、高強度の材料であるＳＵＳ６３０−Ｈ９００が好適である。また、各構成品を複数に分割し、接触点のみに高強度の材料を適用することも好適である。
【００９６】
また、経年による腐食によりを防止する観点からも、耐食性材料であるステンレス鋼の一種であるＳＵＳ６３０−Ｈ９００が好適である。
【００９７】
各部材の表面状態においては、後述する分離動作が作用したときに各部材間で摺動が発生するため、所望の摩擦係数を有する表面状態等を形成する必要がある。特に、摺動部の摩擦係数を小さくすることにより、所望の分離動作を得るための開錠モータＭの出力を小さくすることができるので、表面粗さを小さくするとともに、二硫化モリブデン塗装（ＭＩＬ−Ｌ−２３３９８相当）またはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）コーティングを施工することが好適である。
【００９８】
図１４に本発明の一実施形態における連結解除装置の分離動作（反時計回りによる分離）の説明図を示す。図の左側には分離装置３１０の正面図を示し、図の右側には分離装置３１０の断面図を示している。
【００９９】
ｔ１〜ｔ４は連結または分離における各ステップを示しており、以下ではステップごとに順を追って説明する。
【０１００】
ステップｔ１は本実施形態に係る分離装置３１０の連結状態を示しており、ステップｔ１においては、固定軸２における第１固定軸２３１１および第２固定軸２３２１のいずれも、第１連結部材２３１０および第２連結部材２３２０に跨った位置にある。より詳しくは、ステップｔ２に示すような固定軸２の分割面Ｆ２が連結部材２００１の当接面Ｆ１と面一になる解除位置となっている解除状態から、ステップｔ１に示すように、固定軸２を時計回り（ＣＷ）方向に第１所定角度（初期角度）θ１だけ回転した状態となっている。
【０１０１】
開錠モータＭによって固定軸２００２を図１４における反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転していくと、第１固定軸２３１１および第２固定軸２３２１は、徐々に他方の連結部材２００１内から逃げていくことになる。さらに回転を続けていくと、ステップｔ２の状態に到達する。なお、本実施形態においては、開錠モータＭを用いて固定軸２００２を回転させる例を示すが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば固定軸２００２を電磁クラッチで保持した状態でねじりばねで付勢し、電磁クラッチを解放することによりねじりばねの復元力によって固定軸２００２を回転させるもの等も含まれる。
【０１０２】
ステップｔ２に到達すると、第１固定軸２３１１は第１連結部材２３１０内にのみ存在し、第２固定軸２３２１は第２連結部材２３２０内にのみ存在することになる。
【０１０３】
このとき、図１２に示す通り、第２連結部材２３２０は第２調整部材２２０４、第１ばね支持部材２４０２ａおよび第２ばね支持部材２４０２ｂを介して、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０が分離する方向に付勢された引張ばね２４０３に連結している。また、分離対象物の復元力も同方向に発生しているため、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０とが、ガイドピン２００３にガイドされながら摺動して、その相対位置が開いていく。
【０１０４】
ステップｔ３にて、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０とがガイドピン２００３にガイドされながら摺動して相対位置が開いている様子を示している。ステップｔ３の時点でガイドピン２００３がガイド孔２００５から抜けて、分離装置３１０を介した分離対象物の連結が完全に分離される。
【０１０５】
なお、分離対象物の復元力のみによって連結部材２００１が分離される方向に付勢した場合には、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との相対位置が開いていくことで分離対象物の復元力は低下し、ガイドピン２００３がガイド孔２００５から抜ける前に消滅して分離が完了せず、本発明の分離動作を適切に作動させることができない可能性がある。
【０１０６】
一方、本実施形態に係る連結解除装置においては、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との相対位置が開いていくことで引張ばね２４０３による復元力も低下するものの、ガイドピン２００３がガイド孔２００５から抜けるまでの距離以上の変位量を有する引張ばねを配置することにより、分離対象物の復元力に依らず、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０が離れる方向への付勢力を及ぼし、分離動作を適切に作動させることができる。
【０１０７】
なお、引張ばね２４０３による復元力がガイドピン２００３の延びる方向に作用するように、引張ばね２４０３は支持部固定部材２４０４によって第２端部材２２０１から離隔して設けられている。より詳しくは、引張ばね２４０３は第２調整部材２２０４の延長上に配置されており、第２調整部材２２０４が接続される第２連結部２３２８は第２ガイドピン孔２３２２ａに出来る限り隣接して設けられている。
【０１０８】
ステップｔ４には係合が解除され、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０とが離れた状態を示している。
【０１０９】
なお、分離動作においては、第１連結部材２３１０および第２連結部材２３２０が分離移動する方向が第１ガイドピン２３１２および第２ガイドピン２３２２によって規制されており、少なくともステップｔ３まではガイドピン２００３の延びる方向に移動する。ガイドピン２００３によって連結部材２００１の移動方向を規制することによって、ガイドピンの延びる方向に直交する方向への連結部材２００１の移動を規制し、本発明の分離動作を適切に動作させることができる。
【０１１０】
本実施形態に係る連結解除装置においては、ＣＣＷ方向に固定軸２を回転して係合を解除することで、ステップｔ１の連結状態からステップｔ２の解除状態に遷移するまでの間に、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との密着状態を僅かに緩めることができる。以下にその原理を説明する。
【０１１１】
説明のために、分離対象物によって連結部材２００１に対して分離する方向の外力が加わっている状態を仮定する。すなわち第１連結部２３１８に接続された物体の外力によって第１連結部材２３１０が図１４における左側に引っ張られ、第２連結部２３２８に接続された物体の外力によって第２連結部材２３２０が図１４における右側に引っ張られている状態である。
【０１１２】
その場合、ステップｔ１の状態において、第１固定軸２３１１は、第１連結部材２３１０から図１４における左方向の力を受ける。その際に、第１ガイドピン２３１２と第２ガイド孔２５２４との間に、第１ガイドピン２３１２の径方向に対して形成された調整隙間Ｓによって、第１連結部材２３１０は第１固定軸２３１１に摺接しながら上側に引っ張られる方向の力を受けることとなり、調整隙間Ｓの分だけ上側に移動しながら僅かに左側に移動する。
【０１１３】
結果として、ステップｔ２に遷移する前に、第１連結部材２３１０が第２連結部材２３２０に対して僅かに左側に移動することができ、それは固定軸２００２がＣＣＷ方向（左回転方向）に進むにつれて第１凹部２３１５と第２凹部２３２５とのずれが大きくなるため顕著になる。したがって、ステップｔ２の状態に移る前に第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との連結状態を固定軸２の回転に伴って徐々に緩めることができ、連結が解除される際の衝撃を低減することができる。
【０１１４】
上記説明においては、外力が加わっている状態を仮定したが、外力が加わっていない場合でも同様であり、ステップｔ２に遷移する前に第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との連結状態を緩めることが可能である。
【０１１５】
上記説明をより分かりやすくするために、図１５には調整隙間Ｓを大きく表現した図を示す。ステップＴ１からＴ５の順に分離動作が進むこととなり、具体的な説明は次の図１６から図２０にて説明する。なお、ステップＴ１およびＴ５は、それぞれ図１４におけるステップｔ１およびｔ２（もしくはｔ３）に対応している。
【０１１６】
図１６には、図１５のステップＴ１の状態を示している。この状態において、外力による張力が連結部材２００１に働いていない場合、ガイドピン２００３とガイド孔２００５との間には調整隙間Ｓが与えられている。図１５の状態では、ガイドピンの脇に形成された隙間ｓ１と隙間ｓ２の合算が調整隙間Ｓとなっている。
【０１１７】
図１７には、図１６と同様の状態において、外力による張力が連結部材２００１に働いている状態を示しており、図１５のステップＴ２に対応する。この状態においては、張力によって固定軸２００２が分割面Ｆ２上でスライドしている。
【０１１８】
図１７における上方に第１連結部材２３１０がＳだけ移動したときガイドピン２３１２と第２ガイド孔２５２４が接触してスライドが停止する。このときの基準面Ｘ方向への移動量Ｌは、基準面Ｘと当接面Ｙとのなす角をθとすると、Ｌ＝Ｓ／ｔａｎθとなる。
【０１１９】
上記の移動量Ｌを求める式から分かるように、ガイドピン２００３およびガイド孔２００５の設計時にＳの寸法を適切な値とすることにより、第１所定角度θ１と移動量Ｌの関係を任意に決めることができる。なお、移動量Ｌをある程度大きくする場合には、第１連結部２３１８と第２連結部２３２８の中心がずれることとなるため、第１連結部２３１８と第２連結部２３２８に接続する分離対象物によって外力が働く場合には、図１７の状態、すなわち第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０とがそれぞれ上下に移動して、ガイドピン２００３がガイド孔２００５の外側の面に当接した状態において第１連結部２３１８と第２連結部の中心が揃うように、第１連結部２３１８と第２連結部２３２８の基準面Ｘと垂直な方向に対する取り付け位置を設定してもよい。
【０１２０】
開錠モータＭなどによって固定軸２００２の回転を進めると、角度θが小さくなるに従い、移動量Ｌは徐々に大きくなる。その状態を図１５におけるステップＴ３に示している。ここで、回転数が一定であったとしても、移動量Ｌは線形には増加しない。すなわち上記の移動量Ｌを求める式からも分かるように、角度θが９０度以下で比較的大きい場合には角度θの変化に対して移動量Ｌの変化は小さく、分離機構２３０１にかかる衝撃も小さいものとなる。また、角度θが減少し、角度θが０に近づくにつれて移動量Ｌが急激に無限大に発散することが上記Ｌを求める式から分かる。
【０１２１】
実際には、Ｌが所定の大きさとなった時点で、ガイドピン２００３がガイド孔２００５から離脱することで第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０の規制が解除され、分離される。但し、開錠モータＭの回転の勢い等のパラメータの振り方によっては固定軸２００２の回転方向先端が連結部材２００１の当接面Ｆ１を形成する面に接触してからガイドピン２００３がガイド孔２００５から抜け、連結部材２００１が分離することもある。本実施形態においては、開錠モータＭの回転数を制御することでＬの時間変化量の制御が可能である。
【０１２２】
すなわち、図１８に示す状態（図１５におけるステップＴ４）でガイドピン２００３がガイド孔２００５から離脱して第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との連結が解除される解除状態となるようにガイドピン２００３の長さを設定してもよいし、基準面Ｘと当接面Ｙが一致する位置（図１５におけるステップＴ５）で連結が解除される解除状態となるようにしてもよい。
【０１２３】
つまり、ここまでの説明をまとめると、図１５のステップＴ１は図１４のｔ１に対応する連結状態であり、固定軸２００２の回転を進めると図１５のステップＴ２およびＴ３に示す分離動作開始後の遷移状態を経て、連結の解除状態である図１５のステップＴ５の状態となる。図１５のステップＴ５は図１４のｔ２もしくはｔ３に対応している。なお、図１４のステップｔ３、ｔ４は、解除状態となったあとに外力によって第１連結部材２３１０および第２連結部材２３２０を引き離す方向の力を加えた場合の分離状態を示している。
【０１２４】
ここで、第１所定角度θ１を変更した場合について説明する。第１所定角度θ１を小さくすると、連結状態から分離動作を開始する際に、開錠モータＭの駆動力によって固定軸２００２を回転するために必要なトルクを低減することができる。すなわち開錠モータＭとして小さなものを用いることができ、分離装置３１０または装置全体を小型化することができる。
【０１２５】
なお、上記実施形態においては、第１所定角度θ１を３０度程としており、連結状態としてある程度の張力を保ちながら、比較的小さい駆動トルクでの駆動が可能なようにしており、分離装置３１０の小型化を図っている。
【０１２６】
図１９に本発明の一実施形態における連結解除装置の他の分離動作（時計回りによる分離）の説明図を示す。図の左側には分離装置３１０の正面図を示し、図の右側には分離装置３１０の断面図を示している。基本的な分離動作の方法については上述した分離動作と同様であるため、詳細は割愛し、異なる部分のみ説明を行う。
【０１２７】
ステップｔ’１は本実施形態に係る連結解除装置の連結状態を示しており、ステップｔ’１においては、固定軸２００２における第１固定軸２３１１および第２固定軸２３２１のいずれも、第１連結部材２３１０および第２連結部材２３２０に跨った位置にある。より詳しくは、ステップｔ’２のような固定軸２００２の分割面Ｆ２が連結部材２００１の当接面Ｆ１と面一になる状態から、ステップｔ’１に示すように、固定軸２００２を反時計回り（ＣＣＷ）方向に第２所定角度（初期角度）θ’１だけ回転した状態となっている。
【０１２８】
開錠モータＭによって固定軸２００２を図１９における時計回り（ＣＷ）方向に回転していくと、第１固定軸２３１１および第２固定軸２３２１とは、徐々に他方の連結部材２００１内から逃げていくことになる。さらに回転を続けていくと、ステップｔ’２の状態に到達する。なお、固定軸２００２の回転は必ずしも開錠モータＭによって行う必要はなく、例えば固定軸２００２を電磁クラッチで保持した状態でねじりばねで付勢し、電磁クラッチを解放することによるねじりばねの復元力によって行ってもよい。
【０１２９】
ステップｔ’２に到達すると、第１固定軸２３１１は第１連結部材２３１０内にのみ存在し、第２固定軸２３２１は第２連結部材２３２０内にのみ存在することとなり、連結部材２００１の分離が可能となる。
【０１３０】
ＣＷ方向に固定軸２００２を回転して係合を解除することで、ステップｔ’１からステップｔ’２に遷移するまでの間は、第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との連結状態を確保して第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との密着状態を保つことができ、ステップｔ’３への到達によって上述した反時計回りへの分離動作に比べて急激に分離を行うことが出来る。以下にその原理を説明する。
【０１３１】
説明のために、分離対象物によって連結部材２００１に対して分離する方向の外力が加わっている状態を仮定する。すなわち第１連結部２３１８に接続された物体の外力によって第１連結部材２３１０が図１９における左側に引っ張られ、第２連結部２３２８に接続された物体の外力によって第２連結部材２３２０が図１９における右側に引っ張られている状態である。
【０１３２】
その場合、ステップｔ’１の状態において、第１固定軸２３１１は、第１連結部材２３１０から図１９における左向きの力を受ける。その際に、第１固定軸２３１１は第２連結部材２３２０と直接接触しており第２連結部材２３２０から図１９における右向きの力を受けるが、各部材間やＣＣＷ方向への回転による分離方法のようにガイドピン２００３とガイド孔２００５との間に調整隙間Ｓを形成していても、第２連結部材２３２０に対する相対位置は調整隙間Ｓ以下の分しか変わらない状態となっている。
【０１３３】
結果として、ステップｔ’２に遷移するまでは、第１連結部材２３１０が第２連結部材２３２０に対して左側に移動することがなく、ステップｔ’２の状態に移るまでは第１連結部材２３１０と第２連結部材２３２０との連結状態を保つことができ、ステップｔ’２への到達によって比較的に急激に連結を解除することができる。
【０１３４】
すなわち、ステップｔ’２へ到達する直前の状態で本実施形態の連結解除装置を使用し、そこから僅かにＣＷ方向に回転することによって、連結の解除動作を開始した直後に連結を解除することができる（連結の解除動作の立ち上がり時間を短縮することができる）。そのため、連結状態における第２所定角度θ’１を、確実な連結を行うべくある程度の大きさとなっている第１所定角度θ１とは異なり、少し回転させれば連結が解除させる角度にして装置を使用することで、急激に連結を解除することが求められた際に、瞬時に連結を解除することができる。当然、第２所定角度θ’２が第１所定角度θ１と等しくてもよいし、第１所定角度θ１よりも大きく設定することを妨げるものではない。
【０１３５】
ここで、連結の解除動作を開始するとは、開錠モータＭに対する解除動作の駆動指令を出力した時点や固定軸２００２を回転動作するためにねじりばねの復元力を解放するために電磁クラッチに解除指令を出力した時点などを意味する。
【０１３６】
図２０は、上述した反時計回りによる分離（ＣＣＷ方向への分離）を行う場合と時計回りによる分離（ＣＷ方向への分離）を行う場合における連結部材２００１に対して及ぼされる張力の比較を示した概念図である。なお、上述した角度θに対する移動量Ｌの変化同様に、実際には張力についても線形には減少しないが、図２０においては説明のために簡略化して線形に表現してある。
【０１３７】
図２０に実線で示している、反時計回りによる分離を行う場合の張力は、上述したように第１固定軸２３１１と第２固定軸２３２１との分割面（当接面）Ｆ２の角度θが小さくなるに従って減少する。それに対し、図２０に破線で示している、時計回りによる分離を行う場合の張力は、上述したように第１固定軸２３１１と第２固定軸２３２１との分割面（当接面）Ｆ２の角度θ’が０に近づくと瞬間的に０となる。
【０１３８】
一方で、連結の解除時に連結部材２００１等に掛かる衝撃は、反時計回りによる分離を行う場合の方が小さくすることができる。
【０１３９】
このように、一つの連結解除装置において連結の解除の仕方を複数有する構造を実現することで、装置の使用用途や目的に合わせた解除の仕方を選択することができ、連結解除装置の汎用性を高めることができる。
【０１４０】
（第二実施形態）
図２１には、本発明における第二の実施形態に係る環状締結装置を示している。本実施形態における基本的な構造は第一実施形態と同様であるため、相違点についてのみ説明し、その他は割愛する。図面における参照符号についても、第一実施形態と同一のものを用いることがある。
【０１４１】
図２１は、本実施形態に係る環状締結装置の斜視図を示している。本実施形態に係る環状締結装置においては、上段部材１００と下段部材２００が当接された状態で構成されており、マルマンバンド３００により円環中心方向に外力が印加されて係合されている。
【０１４２】
図２２の斜視図に示す通り、マルマンバンド３００の端部に接合された分離装置３１０が作動して、マルマンバンド３００が切断された状態になると、マルマンバンド３００による係合が解除され、マルマンバンド３００は自身のひずみエネルギーにより円環外側に変位するとともに、下段部材２００に配置されたサイドスプリング１２９０により円環外側に変位する。本実施形態においては、サイドスプリング１２９０は、周方向に複数配置されており、より詳しくは、分離装置３１０と対向する位置と、そこから９０度ずれた位置のそれぞれ設けられており、３つ配置されている。
【０１４３】
上段部材１００は、下段部材２００に配置された分離手段５００による弾性エネルギーにより円環の中心軸方向（図２２における上方向）に変位する。以下の説明においては、図２２における上方向をただ単に、上方向として説明することがある。本実施形態においては、分離手段５００を円環の内周に沿って複数配置している。また、分離手段５００を３つ円周に沿って配置したあとにサイドスプリング１２９０が配置されるようにすることで、上段部材１００に与えられる負荷を周方向に沿って均一にしている。より詳しくは、上述したサイドスプリング１２９０または分離装置３１０の間に３つの分離手段５００を設け、合計１２個の分離手段５００を設けている。
【０１４４】
下段部材２００は、下段締結板１２１２、下段分割リング１２１１とから構成されている。
【０１４５】
下段締結板１２１２は、円板上に成型された板であり、上側がねじにて下段分割リング１２１１と締結され、下側はロケット等と接合される。さらに、ロケット等の軽量化を必要とする場合は、成型性が優れ低密度部材で軽量化が望めるアルミニウム合金が好適である。
【０１４６】
下段締結板１２１２は、レーザー加工による切断加工ができることから、軽量化への加工自由度が高く、また、安価である。
【０１４７】
上段部材１００は、上段締結板１１１２、上段分割リング１１１１とから構成されている。
【０１４８】
上段締結板１１１２は、円板上に成型された板であり、下側がねじにて上段分割クランプと締結され、上側は衛星等と接合される。さらに、ロケット等の軽量化を必要とする場合は、成型性が優れ低密度部材で軽量化が望めるアルミニウム合金が好適である。
【０１４９】
上段締結板１１１２は、レーザー加工による切断加工ができることから、軽量化への加工自由度が高く、また、安価である。
【０１５０】
マルマンバンド３００は、クランプ３０１、バンド３０２、分離装置３１０、張力調整クランプ３０３とから構成されている。
【０１５１】
クランプ３０１は、円環内側が凹形状のクランプ凹部３０１ａを形成しており、上段分割リング１１１１の上段凸部４０１ａと下段分割リング１２１１の下段凸部４０１ｂとが当接したときに形成される凸部４０１に接合し、上段凸部４０１ａと下段凸部４０１ｂを係合する機能を有する。
【０１５２】
張力調整クランプ３０３は、バンド３０２を円環の周方向に引っ張り、バンド３０２に張力を印加する機能を有する。
【０１５３】
分離装置３１０は、火工品等を用いてバンド３０２の係合を解除する機能を有する。但し、火工品等を用いずにバンド３０２の係合を解除することができる構造であっても構わない。
【０１５４】
図２２に示す通り、上段凸部４０１ａは、複数の上段分割リング１１１１および上段分割リング１１１１間に挿通される不図示の上段ピン１１３とから構成される。
【０１５５】
上段分割リング１１１１は、周方向に配置された他の上段分割リング１１１１と接合して円環を形成するため、上段孔１１１ａに上段ピン１１３を挿入し、精密な位置決めをしながら係合される。上段孔１１１ａは上段部材１００の外周側に複数設けられるのが好ましく、本実施形態においては、少なくとも一つの上段ピン１１３は、上段凸部４０１ａ内部に設けられている。
【０１５６】
上段ピン１１３は精密な位置決めの機能のみならず、機軸方向に印加される荷重について各上段分割リング１１１１に伝達する機能を有する。
【０１５７】
さらに、上段分割リング１１１１より上段ピン１１３の必要強度が小さい場合は、耐強度の小さいアルミ合金等を使用する方が、安価に製造でき好適である。
【０１５８】
また、下段凸部４０１ｂは、複数の下段分割リング１２１１および下段分割リング１２１１間に挿通される不図示の下段ピン２１３とから構成される。
【０１５９】
下段分割リング１２１１は、周方向に配置された他の下段分割リング１２１１と接合して円環を形成するため、下段孔２１１ａに下段ピン２１３を挿入し、精密な位置決めをしながら係合される。下段孔２１１ａは下段部材の外周側に複数設けられるのが好ましく、本実施形態においては、少なくとも一つの下段ピン２１３は、下段凸部４０１ｂ内部に設けられている。
【０１６０】
下段ピン２１３は精密な位置決めの機能のみならず、機軸方向に印加される荷重について各下段分割リング１２１１に伝達する機能を有する。
【０１６１】
さらに、下段ピン２１３は下段分割リング１２１１より必要強度が小さい場合には、耐強度の小さいアルミ合金等を使用する方が、安価に製造でき好適である。
【０１６２】
上段分割リング１１１１と下段分割リング１２１１は、それぞれ形状を変更することにより、部分的に機能を追加することができる。例えば、以下に示すように、複数設けられている上段分割リング１１１１または下段分割リング１２１１におけるいずれかに対し、サイドスプリングや分離スプリングを設けて、分離動作が行われやすくすることができる。加えて、その部分のみ強度の異なる材質に変更するなどの対応が可能となる。また、上段部材１００側に衛星などの比較的計量な装置を搭載する場合には、上段分割リング１１１１間の間隔を下段分割リング１２１１間の間隔よりも広げ、下段に比べて軽量化することができる。この場合、衛星の運用に際する姿勢制御等に対し好適である。また、上段部材１００の分離エネルギーをより大きくしたい場合や、編重心となる場合には、上段分割リング１１１１または下段分割リング１２１１間に分離スプリングを追加することもできる。後述するように、分割リング間に隙間を設ける場合には、その隙間に対して分離スプリングやサイドスプリングを設けても良い。
【０１６３】
図２３にはサイドスプリングを設置した部分の断面図を示す。
【０１６４】
図２３（ａ）に示す通り、結合時は、サイドスプリング１２９０におけるクランプ３０１に当接する位置に設けた当接面に、クランプ３０１が当接し、クランプ３０１から付勢力Ｆが印加されることにより、上段分割リング１１１１と下段リング１２１１は係合されている。なお、図２３においては、サイドスプリング１２９０の当接面に対しては凸部４０１に対応する形状を設けていないが、実際には、上述したように、サイドスプリング１２９０は周方向に対して等間隔に配置されているに過ぎず、サイドスプリング１２９０が設けられていない部分の上段部材１００と下段部材２００とはそれぞれ上段凸部４０１ａと下段凸部４０１ｂとを有しており、凸部４０１を形成し、そこにクランプ３０１のクランプ凹部３０１ａが接合することによって係合している。
【０１６５】
なお、サイドスプリング１２９０の他の形態として、当接面に対し凸部４０１を設けるように構成してもよい。
【０１６６】
図２３（ｂ）に示す通り、分離時は、付勢力Ｆが無くなり、またクランプ３０１が円環外側に変位することで上段凸部４０１ａと下段凸部４０１ｂの拘束が解除され、両者は分離する。
【０１６７】
なお、結合時の付勢力Ｆにより、上段凸部４０１ａと下段凸部４０１ｂが当接され形成された凸部４０１に、クランプ３０１のクランプ凹部ａが食込むことで変形し、分離時にクランプ３０１が円環外側に変位することの妨げとなることがあるため、上記凸部４０１、クランプ凹部３０１ａは摩擦を小さくすることが望ましく、表面に二硫化モリブデン塗装（ＭＩＬ−Ｌ−２３３９８相当）や、硬質陽極よりにフッ素樹脂を複合した被膜による表面処理等を実施すると好適である。
【０１６８】
上記の食込み等により、クランプ３０１が円環外側に変位しないときはサイドスプリング１２９０の付勢力によって、クランプ３０１を円環外側に強制的に変位させる。なお、サイドスプリング１２９０は、常に円環外側に対して付勢力を発揮していても構わない。
【０１６９】
図２３に示す通り、サイドスプリング１２９０を搭載する場合、上段分割リング１１１１と下段分割リング１２１１の当接面に孔４０１ｃを開け、当該部にサイドスプリング１２９０を設置する。
【０１７０】
サイドスプリング１２９０は、ハウジング１２９１、軸１２９２と圧縮ばね１２９３とから構成される。
【０１７１】
ハウジング１２９１は、不図示のねじにより下段締結板１２１２に固定される。但し、必ずしも下段締結板１２１２に対して固定されなくても良く、上段部材１００と下段部材２００とを分離する際に、下段部材２００側に固定されていれば良く、例えば下段分割リング１２１１のうちのいずれかに対して取り付けられていても良い。
【０１７２】
軸１２９２は、ハウジング１２９１に挿入され、円環半径方向に摺動することができる。
【０１７３】
圧縮ばね１２９３は、ハウジング１２９１と軸１２９２の間に挿入され、軸１２９２に対し、バンド３０２を円環外側に変位させるための付勢力Ｐを発生する。
【０１７４】
なお、クランプ３０１はバンド３０２にボルトを介して接合されているため、バンド３０２が変位するとクランプ３０１も同様に変位する。
【０１７５】
結合時は、バンド３０２による付勢力Ｆがサイドスプリング１２９０による付勢力Ｐより大きいため、バンド３０２は結合時の所定の位置から変位することはない。
【０１７６】
図２３（ｂ）に示す通り、分離時は、バンド３０２による付勢力Ｆが無くなるため、サイドスプリング１２９０による付勢力Ｐによりバンド３０２およびクランプ３０１は、円環外側に変位する。
【０１７７】
次に、上段部材１００と下段部材２００を機軸方向に分離するために、分離手段５００を配置して、機軸方向に分離させるための付勢力Ｗを印加する構造について説明する。
【０１７８】
図２４（ａ）に示す通り、分離手段５００を搭載する場合、下段締結板１２１２に孔を開け、当該部に分離手段５００を設置する。
【０１７９】
分離手段５００は、ハウジング５９１、ピストン５９７と圧縮ばね５９８とから構成される。
【０１８０】
ハウジング５９１は、下段締結板１２１２に開けられた孔に挿入され、不図示のねじにより下段締結板１２１２に固定される。
【０１８１】
ピストン５９７は、ハウジング５９１に挿入され、機軸方向に摺動することができる。
【０１８２】
圧縮ばね５９８は、ハウジング５９１とピストン５９７の間に挿入され、ピストン５９７に上段締結板１１１２を機軸方向に変位させるための付勢力Ｗを発生する。
【０１８３】
なお、付勢力Ｗが大きい場合、上段締結板１１１２の形状に剛性を持たせることもできる。
【０１８４】
結合時は、上段締結板１１１２と下段締結板１２１２の距離が短いため、圧縮ばね５９８が押し縮められ、付勢された状態で保持される。
【０１８５】
図２４（ｂ）に示す通り、分離時は、上段部材１００と下段部材２００の拘束が解除されるため、分離手段５００の付勢力Ｗにより、上段部材１００と下段部材２００が分離する。
【０１８６】
（第三実施形態）
図２５には、本発明における第三の実施形態に係る環状締結装置の分解斜視図を示している。本実施形態における基本的な構造は第一実施形態および第二実施形態と同様であるため、相違点についてのみ説明し、その他は割愛する。図面における参照符号についても、第一実施形態と同一のものを用いることがある。
【０１８７】
図２５に示すように、本実施形態における環状締結装置の上段部材１００においては、上段分割リング１１１１同士が隣接しないように上段締結板１１１２に対して環状に取り付けている。取り付けには、図２５に示すように、上段ボルト１１４で上段締結板１１１２に対して軸方向から固定する。下段部材２００においても同様に下段分割リング１２１１同士が隣接しないように下段締結板１２１２に対して環状に取り付けられている。なお、本実施形態においては、環状に配置される上段分割リング１１１１は、円環の径方向に対する外面及び内面が平面となるように平板状に形成されていても良い。その場合も環状に配置されていると言え、後述するマルマンバンド３００に形成されるクランプ３０１の形状は上記第一実施形態と同様でも良いが、クランプ凹部３０１ａを平板に対応する形状にすると好適である。
【０１８８】
この構造によれば、上段分割リング１１１１および下段分割リング１２１１（以下、まとめて分割リング１１）の使用量を低減することができる。また、分割リング１１同士の固定も行わずに済み、取り付けが容易に行える。
【０１８９】
分割リング１１同士の固定を行わないこともあり、マルマンバンド３００による締結力に対する剛性は低下するが、例えば、衛星とロケットの段間接手など、比較的締結力を抑えた締結構造に対して好適に用いることができ、使用する分割リング１１の数についても適宜設定できる。他にも、例えば、図１０に示すようなワイン樽や酒樽の締結などの簡易な締結を行う場合には好適である。
【０１９０】
図２６には、本実施形態における円環締結装置の斜視図を示しており、マルマンバンド３００によって上段部材１００と下段部材２００とを締結した状態において、バンド３０２のみを削除した説明用の図である。
【０１９１】
この構造によれば、マルマンバンド３００側のクランプ３０１についても、分割リング１１の凸部４００に対応する位置にのみ設ければ良く、使用する材料を低減することができる。
【０１９２】
なお、クランプ３０１はバンド３０２の内周に亘って連続して設けても良いし、２つの凸部４００を跨るようにして所定の間隔で設けても良い。
【０１９３】
（第四実施形態）
図２７には、本発明に係る環状締結装置を、衛星等が搭載されるフェアリングとロケットとの間などの分離装置として適用した例を示している。図２７（ａ）に、３段に構成されたロケット本体とその上部に設けられたフェアリングＰＬＦ内部に衛星ＳＡＴなどの積載物が搭載されたロケットを示している。ロケットの各段とフェアリングＰＬＦとの間にはそれぞれ本発明に係る環状締結装置が設けられている。また、衛星接手ＰＡＦと衛星ＳＡＴとの間にも本発明に係る環状締結装置が設けられている。なお、これまでに説明した各実施形態における環状締結装置のいずれの形態が用いられてもよい。
【０１９４】
図２７（ｂ）から（ｅ）に示すように、ロケットの各段Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３やフェアリングＰＬＦの切り離しおよび衛星ＳＡＴと衛星接手ＰＡＦとの分離において、本発明に係る環状締結装置を用いることによって、確実な締結を行うことができる。さらに、衛星ＳＡＴと衛星接手ＰＡＦとの締結においては、上述したように、強度を確保しつつ、簡易に構成することができ、製造コストを低減することができる。また、本発明に係る分離装置３１０を用いれば、特に、できる限り衝撃を抑えることが望まれている衛星ＳＡＴと衛星接手ＰＡＦとの分離においては、非常に好適である。
【０１９５】
以上、本発明の環状締結装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をすることができる。
【０１９６】
例えば、結合部材の一例として位置決めリング（上段位置決めリング１１２、下段位置決めリング２１２）を説明したが、上段ピン１１３や下段ピン２１３が結合部材として機能するように構成しても良い。その場合、上段ピン１１３が複数の上段分割リング１１１を貫通するように一体もしくは２つ程度の部材で形成することが好ましい。下段ピン２１３についても同様である。
【符号の説明】
【０１９７】
１００    上段部材
１０１    上段外殻
１１０    上段リング
１１０ａ  固定用リブ
１１１    上段分割リング
１１１ａ  上段孔
１１２    上段位置決めリング
１１３    上段ピン
１１４    上段ボルト
２００    下段部材
２０１    下段外殻
２１０    下段リング
２１０ａ  補強リブ
２１１    下段分割リング
２１１ａ  下段孔
２１２    下段位置決めリング
２１３    下段ピン
２１４    上段ボルト
２９０    サイドスプリング
２９１    ハウジング
２９２    軸
２９３    圧縮ばね
２９５    分離スプリング
２９６    ハウジング
２９７    ピストン
２９８    圧縮ばね
３００    マルマンバンド
３０１    クランプ
３０１ａ  クランプ凹部
３０２    バンド
３０３    張力調整クランプ
３１０    分離装置
４００    凸部
４００ａ  孔
４０１    凸部
４０１ａ  上段凸部
４０１ｂ  下段凸部
５００    分離手段
５９５    分離スプリング
５９６    ハウジング
５９７    ピストン
５９８    圧縮ばね
１１１１  上段分割リング
１１１２  上段締結板
１２１１  下段分割リング
１２１２  下段締結板
１２９０  サイドスプリング
１２９１  ハウジング
１２９２  軸
１２９３  圧縮ばね
１２９５  分離スプリング
【図１】
2018155362.tif 000003
【図２】
2018155362.tif 000004
【図３】
2018155362.tif 000005
【図４】
2018155362.tif 000006
【図５】
2018155362.tif 000007
【図６】
2018155362.tif 000008
【図７】
2018155362.tif 000009
【図８】
2018155362.tif 000010
【図９】
2018155362.tif 000011
【図１０】
2018155362.tif 000012
【図１１】
2018155362.tif 000013
【図１２】
2018155362.tif 000014
【図１３】
2018155362.tif 000015
【図１４】
2018155362.tif 000016
【図１５】
2018155362.tif 000017
【図１６】
2018155362.tif 000018
【図１７】
2018155362.tif 000019
【図１８】
2018155362.tif 000020
【図１９】
2018155362.tif 000021
【図２０】
2018155362.tif 000022
【図２１】
2018155362.tif 000023
【図２２】
2018155362.tif 000024
【図２３】
2018155362.tif 000025
【図２４】
2018155362.tif 000026
【図２５】
2018155362.tif 000027
【図２６】
2018155362.tif 000028
【図２７】
2018155362.tif 000029