(57)【要約】      （修正有）【課題】連結状態を解除するための円柱部材を回転する方向によって、連結の解除状態を所望のものとする。【解決手段】分割された一対の半円部材１０２，２０２で構成される円柱部材と、円柱部材の外周面に沿って当接して、円柱部材を保持する円形保持部を形成する一対の連結部材１０１，２０１とを備え、円形保持部は、一方の連結部材が有する半円部と他方の連結部材が有する半円部とを相対向させて各半円部の内周面を連続させることで形成され、円柱部材の外周面が摺接する円形内面部１０６，２０６を有し、円柱部材は、一対の連結部材の当接面と円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として、円形内面部に沿って時計回り、及び反時計回りのいずれの方向にも回転可能に構成される。【選択図】図１
2018004009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割された一対の半円部材で構成される円柱部材と、
前記円柱部材の外周面に沿って当接して前記円柱部材を保持する円形保持部を形成する一対の連結部材と
を備え、
前記円形保持部は、一方の連結部材が有する半円部と他方の連結部材が有する半円部とを相対向させて各半円部の内周面を連続させることで形成され、前記円柱部材の外周面が摺接する円形内面部を有し、
前記円柱部材は、前記一対の連結部材の当接面と前記円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として、前記円形内面部に沿って時計回り及び反時計回りのいずれの方向にも回転可能に構成されることを特徴とする連結解除装置。
【請求項２】
前記円柱部材の回転角度を制限する規制部を有し、
前記円形保持部は、前記円柱部材を前記円形内面部に対して当接するいずれの向きでも保持可能なように構成されることを特徴とする請求項１に記載の連結解除装置。
【請求項３】
前記規制部は、前記連結部材における前記連結部材の当接面の前記円柱部材を通る法線上に設けられることを特徴とする請求項２に記載の連結解除装置。
【請求項４】
前記円柱部材を、前記一対の連結部材の当接面と前記円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として反時計回りに回転した位置で停止することで前記一対の連結部材の連結状態を保持され、
前記円柱部材を、時計回りに回転することで前記連結状態が解除され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連結解除装置。
【請求項５】
前記円柱部材を、前記一対の連結部材の当接面と前記円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として時計回りに回転した位置で停止することで前記一対の連結部材の連結状態を保持され、
前記円柱部材を、反時計回りに回転することで前記連結状態が解除され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連結解除装置。
【請求項６】
前記円柱部材を、前記一対の連結部材の当接面と前記円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として時計回り及び反時計回りのいずれに回転して停止した場合にも、前記一対の連結部材の連結状態を保持可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の連結解除装置。
【請求項７】
前記一対の連結部材が分離する際に移動する方向に前記円柱部材が回転することで前記一対の連結部材の連結状態を解除す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連結解除装置。
【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分離可能に保持することができる連結解除装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の物体同氏を連結して分離可能に保持する構造は、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、鉄道車両同士の連結における連結構造として、引用文献１には、連結時に連結面同士が正面から当接せずに高さが異なる場合であっても連結、密着が可能な技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３４８２４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、連結した物体の連結状態を解除する際に、連結していた物体間もしくは物体内部などに予期しない負荷が発生することがあり、連結解除装置を適用する装置によっては好ましくないことがあった。一方で、物体への負荷を気にせずにできるだけ速く連結を解除する必要がある装置にも用いたいという要望があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、この点を鑑みてなされたものであり、
分割された一対の半円部材で構成される円柱部材と、
前記円柱部材の外周面に沿って当接して前記円柱部材を保持する円形保持部を形成する一対の連結部材と
を備え、
前記円形保持部は、一方の連結部材が有する半円部と他方の連結部材が有する半円部とを相対向させて各半円部の内周面を連続させることで形成され、前記円柱部材の外周面が摺接する円形内面部を有し、
前記円柱部材は、前記一対の連結部材の当接面と前記円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として、前記円形内面部に沿って時計回り及び反時計回りのいずれの方向にも回転可能に構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、連結状態を解除するための円柱部材を回転する方向によって、連結の解除状態を所望のものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態における連結解除装置の分解斜視図。
【図２】本発明の一実施形態における連結解除装置の分離動作説明図。
【図３】本発明の一実施形態における連結解除装置の詳細な分離動作説明図。
【図４】本発明の一実施形態における連結解除装置の作動原理説明図。
【図５】本発明の一実施形態における連結解除装置の作動原理説明図。
【図６】本発明の一実施形態における連結解除装置の作動原理説明図。
【図７】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説明図。
【図８】本発明の一実施形態における連結解除装置の動作の比較図。
【図９】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した例の全体図。
【図１０】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した例の要部拡大図。
【図１１】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の全体図。
【図１２】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の要部拡大図。
【図１３】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の全体図。
【図１４】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の要部拡大図。
【図１５】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の全体図。
【図１６】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の要部拡大図。
【図１７】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の全体図。
【図１８】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の要部拡大図。
【図１９】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の全体図。
【図２０】本発明の一実施形態における連結解除装置を搭載した他の例の要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る連結解除装置について、図１から図５を用いて説明する。図１の分解斜視図に示す通り、本発明の一実施形態に係る連結解除装置は、第１連結部材１０１と第２連結部材２０１および第１半円形固定部材（第１半円部材）と第２半円形固定部材（第２半円部材）とから構成されている。
【００１０】
第１連結部材１０１および第２連結部材２０１は、それぞれＬ字状に形成されており、第１連結部材１０１と第２連結部材２０１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１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１０１と第２連結部材２０１とをまとめて連結部材１と記載する。
【００１１】
第１連結部材１０１と第２連結部材２０１には、それぞれ第１ガイドピン１０３と第２ガイドピン２０３とが設けられており、第１ガイドピン１０３は不図示の第１ガイドピン孔１０３ａに固定され、第２ガイドピン２０３は第２ガイドピン孔２０３ａ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１０３と第２ガイドピン２０３とをまとめてガイドピン３と記載する。
【００１２】
第１連結部材１０１と第２連結部材２０１とが当接した状態（以下、連結状態）においては、ガイドピン１０３は第２連結部材に設けられたガイド孔２０５に挿通し、ガイドピン２０３は第１連結部材に設けられた不図示のガイド孔１０５に挿通している。これにより第１連結部材１０１と第２連結部材２０１との移動方向が規制され、ガイドピン３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ガイド孔１０５とガイド孔２０５をまとめてガイド孔５と記載する。
【００１３】
第１連結部材１０１は、連結状態において第２連結部材２０１と当接する３面のうち、ガイドピン３と平行な面（当接面Ｆ１）に第１凹部１０６を有する。同様に、第２連結部材２０１は、連結状態において第１連結部材１０１と当接する３面のうち、ガイドピン３と平行な面（当接面Ｆ１）に第２凹部２０６を有する。
【００１４】
第１凹部１０６と第２凹部２０６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１０６と第２凹部２０６とは互いの正面に対向し、貫通孔（円形保持部）６を形成する。貫通孔６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６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１０６と第２凹部２０６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。
【００１５】
貫通孔６内には、半円柱状の第１固定軸（第１半円形固定部材）１０２と半円柱状の第２固定軸（第２半円形固定部材）２０２とが挿入される。第１固定軸１０２と第２固定軸２０２とは、貫通孔６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）２を形成している。本実施形態においては、第２固定軸２０２における連結部材１に挿入される側とは逆側の端部は、不図示のモータＭからの駆動力を伝達する駆動シャフト３０１と嵌合して駆動されるための駆動軸２２１となっている。
【００１６】
貫通孔６内においては、第１固定軸１０２と第２固定軸２０２とで形成される固定軸２とが摺接する。すなわち、貫通孔６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。
【００１７】
モータＭからの駆動力が駆動軸２２１を介して伝達され、固定軸２が回転駆動される。すなわち、モータＭで発生した回転駆動力によって駆動シャフト３０１が回転し、次いで駆動シャフト３０１に連動して回動可能なように当接した駆動軸２２１が回転し、駆動軸２２１と一体に形成された第２固定軸２０２および第２固定軸２０２から負荷を受けた第１固定軸１０２とが、貫通孔６内において貫通孔６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。
【００１８】
第１固定軸１０２および第２固定軸２０２は、貫通孔６内で回転駆動される際に、固定軸２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１０７と第２規制孔２０７とを有する。
【００１９】
第１固定軸１０２の第１規制孔１０７に対向するように、第１連結部材１０１にはガイドピン３が延在する方向に伸びた第１長穴１０７ａが設けられており、第１長穴１０７ａを貫通して第１規制部材１０４を第１規制孔１０７に嵌合させることによって、駆動シャフト３０１が延在する方向に第１固定軸１０２が移動することを規制している。
【００２０】
また、第１規制部材１０４は、連結部材１に後述する分離動作が作用したとき、第１固定軸１０２が第１連結部材１０１から分離して脱落することを規制している。
【００２１】
さらに、第１規制部材１０４は、第１長穴１０７ａのガイドピン３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１０２の回転角度を規制している。
【００２２】
同様に、第２固定軸２０２の第２規制孔２０７に対向するように、第２連結部材２０１にはガイドピン３が延在する方向に伸びた第２長穴２０７ａが設けられており、第２長穴２０７ａを貫通して第２規制部材２０４を第２規制孔２０７に嵌合させることによって、駆動シャフト３０１が延在する方向に第２固定軸２０２が移動することを所定の範囲に制限（規制）している。
【００２３】
また、第２規制部材２０４は、連結部材１に後述する分離動作が作用したとき、第２固定軸２０２が第１連結部材２０１から分離して脱落することを規制している。
【００２４】
さらに、第２規制部材２０４は、第２長穴２０７ａのガイドピン３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２０２の回転角度を規制している。
【００２５】
このように構成された連結解除装置に対し、第１連結部材１０１におけるガイド孔１０３ａが設けられる面と対向する面に設けられた第１連結部１０９と、第２連結部材２０１におけるガイド孔２０３ａが設けられる面と対向する面に設けられた第２連結部２０９とに連結対象を固定することで、連結解除装置を介して連結対象の連結が可能となる。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。
【００２６】
連結部材１と固定軸２、連結部材１とガイドピン３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。
【００２７】
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。
【００２８】
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モータ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。
【００２９】
図２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（時計回りによる分離）の説明図を示す。図の左側には連結部材１の正面図を示し、図の右側には連結部材１の断面図を示している。
【００３０】
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。
【００３１】
ステップｔ１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ｔ１においては、固定軸２における第１固定軸１０２および第２固定軸２０２のいずれも、第１連結部材１０１および第２連結部材２０１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１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を反時計回り（ＣＣＷ）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。
【００３２】
モータＭによって固定軸２を図２における時計回り（ＣＷ）方向に回転していくと、第１固定軸１０１および第２固定軸２０２とは、徐々に他方の連結部材１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、モータＭを用いて固定軸２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、例えばユーザが手動で、図１における駆動軸２２１に設けられた把手などによって固定軸２を回転させるものも含まれる。
【００３３】
ステップｔ２に到達すると、第１固定軸１０２は第１連結部材１０１内にのみ存在し、第２固定軸２０２は第２連結部材２０１内にのみ存在することとなる。このときに、例えば本実施形態の連結装置が連結している連結対象である２部材に対し離れる方向へ向かう外力が加わることで、第１連結部材１０１と第２連結部材２０１とが、ガイドピン３にガイドされながら当接面Ｆ１で摺動して、その相対位置が開いていく。なお、外力の付与の仕方としては、連結状態において連結対象自身から常に及ぼされている場合や、連結状態においては特に外力は働いておらず、分離動作において別の手段によって外力を付与するものが考えられる。
【００３４】
ステップｔ３にて、第１連結部材１０１と第２連結部材２０１とがガイドピン３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３がガイド孔５から抜けて、連結対象の連結が完全に解除される。ステップｔ４には係合が解除され、第１連結部材１０１０と第２連結部材が離れた状態を示している。
【００３５】
なお、分離動作においては、第１連結部材１０１および第２連結部材２０１が分離移動する方向が第１ガイドピン１０３および第２ガイドピン２０３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３の延びる方向に移動する。ガイドピン３によって連結部材１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１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。
【００３６】
ＣＷ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１０１と第２連結部材２０１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。
【００３７】
説明のために、連結対象によって連結部材１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１０９に接続された物体の外力によって第１連結部材１０１が図２における右側に引っ張られ、第２連結部２０９に接続された物体の外力によって第２連結部材２０１が図２における左側に引っ張られている状態である。
【００３８】
その場合、ステップｔ１の状態において、第１固定軸１０２は、第１連結部材１０１から図２における右方向の力を受ける。その際に、第１ガイドピン１０３と第２ガイド孔２０５との間に、第１ガイドピン１０３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１０１は第１固定軸１０２に摺接しながら右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右側に移動する。
【００３９】
結果として、ステップｔ２に遷移する前に、第１連結部材１０１が第２連結部材２０１に対して僅かに右側に移動することができ、それは固定軸２がＣＷ方向（右回転方向）に進むにつれて第１凹部１０６と第２凹部２０６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１０１と第２連結部材２０１との連結状態を緩めることができ、連結が解除される際の衝撃を低減することができる。
【００４０】
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１０１と第２連結部材２０１との連結状態を緩めることが可能である。
【００４１】
上記説明をより分かりやすくするために、図３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４から図８にて説明する。なお、ステップＴ１およびＴ５は、それぞれ図２におけるステップｔ１およびｔ２に対応している。
【００４２】
図４には、図３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１に働いていない場合、ガイドピン３とガイド孔５との間には調整隙間Ｓが与えられている。図４の状態では、ガイドピン３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。
【００４３】
図５には、図４と同様の状態において、外力による張力が連結部材１に働いている状態を示しており、図３のステップＴ２に対応する。いる。この状態においては、張力によって固定軸２が分割面Ｆ２からスライドしている。
【００４４】
図５における上方に第１連結部材１０１が調整隙間Ｓの分だけ移動したときガイドピン１０３とガイド孔１０５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。
【００４５】
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３およびガイド孔５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１０９と第２連結部２０９の中心がずれることとなるため、第１連結部１０９と第２連結部２０９に接続する連結対象によって外力が働く場合には、図５の状態、すなわち第１連結部材１０１と第２連結部材２０１とがそれぞれ上下に移動して、ガイドピン３がガイド孔５の外側の面に当接した状態において第１連結部１０９と第２連結部の中心が揃うようにしてもよい。
【００４６】
モータＭなどによって固定軸２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６に示し、図３におけるステップＴ３に対応する。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、連結解除装置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。
【００４７】
実際には、Ｌが所定の大きさとなった時点で、ガイドピン３がガイド孔５から離脱することで第１連結部材１０１と第２連結部材２０１の規制が解除され、分離される。但し、モータ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２の回転方向先端が連結部材１の当接面Ｆ１を形成する面に接触してからガイドピン３がガイド孔５から抜け、連結部材１が分離することもある。モータ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。
【００４８】
すなわち、ステップＴ４の状態でガイドピン３がガイド孔５から離脱して第１連結部材１０１と第２連結部材２０１との連結が解除される解除状態となるようにしてもよいし、ステップＴ５の状態で連結が解除される解除状態となるようにしてもよい。
【００４９】
つまり、ここまでの説明をまとめると、図３のステップＴ１は図２のｔ１に対応する連結状態であり、固定軸２の回転を進めると図３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３のステップＴ５の状態となる。図３のステップＴ５は図２のｔ２に対応している。図２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１０１および第２連結部材２０１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。
【００５０】
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、モータＭの駆動力によって固定軸２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。すなわちモータＭとして小さなものを用いることができ、連結解除装置または装置全体を小型化することができる。
【００５１】
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、連結解除装置の小型化を図っている。
【００５２】
図７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（反時計回りによる分離）の説明図を示す。図の左側には連結部材１の正面図を示し、図の右側には連結部材１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。
【００５３】
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２における第１固定軸１０２および第２固定軸２０２のいずれも、第１連結部材１０１および第２連結部材２０１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２の分割面Ｆ２が連結部材１の当接面Ｆ１と一致して面一（連続面）になる状態から、ステップｔ’１に示すように、固定軸２を時計回り（ＣＷ）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。
【００５４】
モータＭによって固定軸２を図７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１０１および第２固定軸２０２とは、徐々に他方の連結部材１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２の回転は必ずしもモータＭによって行う必要はなく、例えばユーザが手動で行ってもよい。
【００５５】
ステップｔ’２に到達すると、第１固定軸１０２は第１連結部材１０１内にのみ存在し、第２固定軸２０２は第２連結部材２０１内にのみ存在することとなり、連結部材１の分離が可能となる。
【００５６】
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１０１と第２連結部材２０１との連結状態を確保して第１連結部材１０１と第２連結部材２０１との密着状態を保つことができ、ステップｔ’３への到達によって急速に分離を行うことが出来る。以下にその原理を説明する。
【００５７】
説明のために、連結対象によって連結部材１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１０９に接続された物体の外力によって第１連結部材１０１が図７における右側に引っ張られ、第２連結部２０９に接続された物体の外力によって第２連結部材２０１が図７における左側に引っ張られている状態である。
【００５８】
その場合、ステップｔ’１の状態において、第１固定軸１０２は、第１連結部材１０１から図７における右向きの力を受ける。その際に、第１固定軸１０２は第２連結部材２０１と直接接触しており、各部材間やＣＷ方向への回転による分離方法のようにガイドピン３とガイド孔５との間に調整隙間Ｓを形成していても、第２連結部材２０１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。
【００５９】
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１０１が第２連結部材２０１に対して右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１０１と第２連結部材２０１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。
【００６０】
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ＣＣＷ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、急速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。
【００６１】
ここで、連結の解除動作を開始するとは、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２を回転動作するためにユーザが駆動軸２２１への手動による操作を開始した時点などを意味する。
【００６２】
図８は、上述した時計回りによる分離（ＣＷ方向への分離）を行う場合と反時計回りによる分離（ＣＣＷ方向への分離）を行う場合における連結部材１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８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。
【００６３】
図８に実線で示している、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１０２と第２固定軸２０２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８に破線で示している、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１０２と第２固定軸２０２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。
【００６４】
一方で、連結の解除時に連結部材１等に掛かる衝撃は、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。
【００６５】
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。
【００６６】
ここで、本実施形態に係る連結解除装置を適用した装置の一例として、キャリーバッグのロック機構に設けた例を示す。図９は本実施形態に係るキャリーバッグを示した全体図である。なお、上記実施形態同様に、第１連結部材１１０１と第２連結部材１２０１をまとめて連結部材１００１、第１固定軸１１０２と第２固定軸１２０２をまとめて固定軸１００２と記載する。
【００６７】
キャリーバッグ本体１５０１の側面に、本実施形態に係る連結解除装置１５００を備えており、連結解除装置１５００が設けられた側面と対向する側の側面にヒンジが取り付けられていて、ヒンジを中心に前筐体１５０２が回動可能に取り付けられており、前筐体１５０２を開閉することによってキャリーバッグ本体１５０１内に収納した荷物等が出し入れ可能になっている。
【００６８】
図１０には、本実施形態に係る連結解除装置１５００の要部拡大図を示す。図１０の左上に示す連結状態から矢印に従って分離動作が行われ、連結が解除される。
【００６９】
第１連結部材１１０１は前筐体１５０２に対して固定されている。固定の方法としては上記実施形態で示したような第１連結部１０９に対して前筐体１５０２に固定されたビスを挿通することなどによって、前筐体１５０２へ確実に締結されていればよい。第２連結部材１２０１についても同様に、図９に示す後筐体１５０３に対して固定されており、第２連結部２０９に対して後筐体１５０３に固定されたビスを挿通するなどによって、前筐体１５０３へ確実に締結されていればよい。
【００７０】
第１固定軸１１０２と第２固定軸１２０２を、例えば第１固定軸１１０２と第２固定軸１２０２に対して密着可能な磁石によって形成された鍵などを用いて、図１０におけるＣＣＷ方向に回転させることで第１固定軸１１０２と第２固定軸１２０２の分割面（当接面）Ｆ２が第１連結部材１１０１と第２連結部材１２０１との当接面（分割面）Ｆ１と面一となる位置まで回転する。なお、固定軸１００２の回転は、上述したように鍵などの部材で行ってもよいし、キャリーバッグ本体１５０１に設けた他の構造物と連動して回転するように構成してもよいし、モータＭによって自動で（電気的に制御されて）回転するように構成してもよい。
【００７１】
固定軸１００２の分割面が連結部材１００１の当接面と面一になる直前で、上述したように第１連結部材１１０１と第２連結部材１２０２との連結が解除され始める。すなわち、徐々に分離が行われるようにして分離動作における衝撃を低減することができ、急激な前筐体１５０２の開放を防ぐことができる。これによって、例えば、キャリーバッグ本体１５０１内に収納した荷物等が飛び出すことを防止できる。
【００７２】
（第二実施形態）
本発明の一実施形態に係る連結解除装置を適用した装置の他の例として、航空機のドアのロック機構に設けた例を示す。図１１は本実施形態に係る航空機のドアを示した全体図である。なお、上記実施形態同様に、第１連結部材２１０１と第２連結部材２２０１をまとめて連結部材２００１、第１固定軸２１０２と第２固定軸２２０２をまとめて固定軸２００２と記載する。
【００７３】
図１１には、向かって左から（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に分離動作が行われてドアが開いていく様子を示している。図１２には、図１１における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の状態に対応する本実施形態における連結解除装置２５００の各状態を示す。図１１（ａ）は、航空機のドア２５０１がドアフレーム２５０２内の所定の位置にある閉鎖状態である。次いで図１１（ｂ）では連結解除装置２５００が分離動作を開始した時点であり、図１１（ｃ）は分離動作が完了し、ドア２５０１のロックが解除された状態を示している。図１１（ｄ）にはドア２５０１がドアフレーム２５０２から開放された開放状態を示す。
【００７４】
図１２（ａ）には連結状態にある連結解除装置２５０１を示している。この連結状態においては、第１固定軸２１０２と第２固定軸２２０２の分割面（当接面）Ｆ２は、第１連結部材２１０１と第２連結部材２２０１の当接面（分割面）Ｆ１に対し直交する位置となるようにモータＭによって制御している。なお、図１２においては、説明のためにドア２５０１を省略している。
【００７５】
図１２（ｂ）には第１固定軸２１０２と第２固定軸２２０２の分割面（当接面）Ｆ２が第１連結部材２１０１と第２連結部材２２０１との当接面（分割面）Ｆ１と面一となる位置まで回転した状態である。この状態に到達した後は、図１２（ｃ）に示す通り、第１連結部材２１０１と第２連結部材２２０１との連結が解除され、図１２（ｄ）に示すようにドア２５０１がドアフレーム２５０２から開放された状態となる。
【００７６】
本実施形態においては、連結状態における第１固定軸３１０２と第２固定軸３２０２の分割面（当接面Ｆ２）を、第１連結部材３１０１と第２連結部材３２０１の当接面（分割面）Ｆ１に対し直交する位置とすることによって、２通りの分離動作を行いやすくしている。
【００７７】
通常運航における着陸時などにおいては、固定軸２００２を紙面に向かってＣＷ方向に回転することにより、第一実施形態にて説明したように、徐々に連結状態を緩めることができ、機内を徐々に調圧することができる。従ってドア２５０１やドアフレーム２５０２もしくはそれらとつながる航空機自体への衝撃を低減することができる。
【００７８】
一方、緊急時など、速やかにドア２５０１を開放する場合には、固定軸２００２をＣＣＷ方向に回転することにより、瞬時に連結状態を開放することができる。
【００７９】
ＣＷ方向への固定軸２００２の回転による分離動作と、ＣＣＷ方向への固定軸２００２の回転による分離動作を選択可能なように、本実施形態においては連結状態における第１固定軸２１０２と第２固定軸２２０２の当接面を第１連結部材２１０１と第２連結部材２２０１の当接面に対し直交するように位置させるようにしているが、必ずしもこの限りではなく、例えばＣＣＷ方向への分離動作の応答性を向上するために、本実施形態よりもさらにＣＣＷ方向へ回転した状態を連結状態として連結解除装置２５００を使用してもよい。その場合であっても、緩やかに連結状態を解除するＣＷ方向の分離動作に対しては影響が少ない。
【００８０】
なお、本実施形態においても、固定軸２００２の回転は、モータＭによる制御に限らず、ドア２５０１付近に設けたレバーなどによって、手動で操作する構成でもよい。その場合、レバーの可動方向に対して、通常使用においてレバーを動かす方向であるか、緊急時においてレバーを動かす方向であるかが分かるように、レバーに隣接して表示してあることが好ましく、より好適には、例えば航空機の制御装置からの緊急信号が報知され、実際に緊急状態であると見做された状態でのみ緊急時に使用する側にレバーを動かすことができるように固定軸３００２の回転方向を規制する部材（レバーの可動方向を規制する部材）が構成されていることが望ましい。
【００８１】
（第三実施形態）
本発明の一実施形態に係る連結解除装置を適用した装置の他の例として、ロケット等の宇宙航空体の分離機構に設けた例を示す。図１３は本実施形態に係る分離機構を示した全体図である。
【００８２】
図１３は、ロケットの段間継手３５０１を示しており、上段部材３５０２と下段部材３５０３とを当接させたものをマルマンバンドと呼ばれるバンド３５０４で固定している。連結解除装置３５００の分離動作を行うことによって、バンド３５０４を分離させることでロケットの上段部材３５０２と下段部材３５０３との切り離しを行う。なお、本実施形態は、ロケットと衛星等の装置との連結においても同様に適用が可能である。
【００８３】
図１４に本実施形態に係る連結解除装置３５００の拡大図を示している。第１連結部材３１０１は、第１連結部３１０９に接続された第１連結バー３１１１によって、バンド３５０４に固定されている。同様に、第２連結部材３２０１は、第２連結部３２０９に接続された第２連結バー３２１１によって、バンド３５０４に固定されている。
【００８４】
固定軸３００２は、モータＭに接続された駆動シャフト３３０１によって回転され、これまで説明した各実施形態に記載したように、ＣＷ方向への分離とＣＣＷ方向への分離とが可能となっている。
【００８５】
なお、駆動シャフト３３０１は、上段部材３５０２と下段部材３５０３との当接面に軸が位置するように、上段部材３５０２と下段部材３５０３の当接面の一部を跨って形成された孔部を貫通して固定軸３００２に固定もしくは一体に形成された駆動軸３２２１へ接続されている。
【００８６】
本実施形態においては、図１３に示すように、連結解除装置３５００をバンド３５０４の周に対して１８０度対向する位置に２つ設けているが、周に対して互いの距離が均等となるように３つ以上設けてもよい。
【００８７】
分離動作が行われる際には、連結解除装置３５００によってバンド３５０４を締め上げた力と締め上げた力を解放する時間で衝撃が決まる。従来、継手を火工品で切断していた場合には、締め上げた力を解放する時間が一瞬だったため衝撃が大きかったが、本実施形態においては徐々に連結状態を解放するため、衝撃が低減することが可能となる。
【００８８】
図１５は本実施形態の他の態様を示す全体図である。上記の態様とは異なり、駆動シャフト３３０１を駆動軸３２２１へ接続するための孔部３１１２を、上段部材３５０２に設けている。
【００８９】
図１６に本態様の拡大図を示す。駆動シャフト３３０１を、孔部３１１２を挿通して駆動軸３２２１へと接続することによって、上段部材３５０２と下段部材３５０３との当接面に孔を設ける必要がなく、バンド３５０４としての強度を向上することができる。
【００９０】
なお、孔部３１１２は下段部材３５０３に設けてもよく、上段部材３５０２と下段部材３５０３との当接面に設けなければ、いずれに設けてもよい。
【００９１】
図１７は本実施形態の他の態様を示す全体図である。上記の態様とは異なり、駆動シャフト３３０１を駆動軸３２２１へ接続するための孔部３１１２を設けずに、上段部材３５０２と下段部材３５０３の当接面に垂直に駆動シャフト３３０１を配置している。
【００９２】
図１８に本態様の拡大図を示す。駆動シャフト３３０１を、上段部材３５０２と下段部材３５０３の当接面に対して垂直に駆動軸３２２１へと接続することによって、孔部を設ける必要がなく、バンド３５０４としての強度を向上することができる。
【００９３】
なお、駆動シャフト３３０１が上段部材３５０２と下段部材３５０３の当接面に対して垂直に設けてあれば良く、方向や形状は問わないことはもちろんのこと、モータを配置する位置も自由に配置してよい。
【００９４】
図１９は本実施形態の他の態様を示す全体図である。駆動シャフト３３０１を駆動軸３２２１へ接続するために、ギア３４０１およびギア３４０２を介している。
【００９５】
図２０に本態様の拡大図を示す。駆動シャフト３３０１の先端にギア３４０１を取り付けており、上段部材３５０２に設けた孔部３１１２に挿通している。ギア３４０１と噛合するように、ギア３４０２が第２固定軸３１０２一体に設けられた駆動軸３２２１と嵌合して取り付けられている。
【００９６】
この構成によれば、上段部材３５０２と下段部材３５０３との当接面に孔を設ける必要がなく、バンド３５０４としての強度を向上することができることに加え、ギア３４０１とギア３４０２との減速比を調整することで、モータＭを小型でトルクの小さなものを用いた場合でも連結部材３００１の分離動作を行うことができ、装置の小型化が可能となる。その場合でも、ギア３４０１およびギア３４０２は装置の外方に配置することが出来るため、比較的大径のギアを用いることができる。
【００９７】
また、本態様においては平歯車を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、ウォームギアや傘歯車など、種々のギアを用いることができる。
【００９８】
なお、本実施形態においては、連結解除装置３５００を小型に構成することができる。より詳しくは、バンド３５０４の周方向に対する径が短い連結解除装置３５００を実現できる。したがって、バンド３５０４の周上に近い箇所に連結解除装置３５００を配置することができため、バンド３５０４が連結解除装置３５００に及ぼす負荷をガイドピン３の延びる方向（ガイドピン３の摺動方向）にのみ発生するようにすることができ、連結解除装置３５００に対するバンド３５０４による径方向の負荷を減らすことができる。すなわち、連結解除装置３５００の剛性を向上するために強度の高い部材を用いたり補強部材を用いることなく、確実にバンド３５０４の連結を行うことができる。
【００９９】
以上、本発明の連結解除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。
【０１００】
例えば、上記実施形態において、ガイドピン３は断面円形状すなわち概略円筒形状のものを用いて説明したが、実際にはガイドピン３を直方体形状とし、ガイド孔５を楕円形状としてもよい。
【０１０１】
また、例えば、船舶の連結機構に用いることもできるし、工業装置においての利用も可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  連結部材
１０１  第１連結部材
２０１  第２連結部材
２  固定軸
１０２  第１固定軸
２０２  第２固定軸
３  ガイドピン
１０３  第１ガイドピン
２０３  第２ガイドピン
１０４  第１規制部材
２０４  第２規制部材
６  貫通孔
１０６  第１凹部
２０６  第２凹部
【図１】
2018004009.tif 000003
【図２】
2018004009.tif 000004
【図３】
2018004009.tif 000005
【図４】
2018004009.tif 000006
【図５】
2018004009.tif 000007
【図６】
2018004009.tif 000008
【図７】
2018004009.tif 000009
【図８】
2018004009.tif 000010
【図９】
2018004009.tif 000011
【図１０】
2018004009.tif 000012
【図１１】
2018004009.tif 000013
【図１２】
2018004009.tif 000014
【図１３】
2018004009.tif 000015
【図１４】
2018004009.tif 000016
【図１５】
2018004009.tif 000017
【図１６】
2018004009.tif 000018
【図１７】
2018004009.tif 000019
【図１８】
2018004009.tif 000020
【図１９】
2018004009.tif 000021
【図２０】
2018004009.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月17日(2017.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割された一対の半円部材で構成される円柱部材と、
前記円柱部材の外周面に沿って当接して前記円柱部材を保持する円形保持部を形成する一対の連結部材と
を備え、
前記円形保持部は、一方の連結部材が有する半円部と他方の連結部材が有する半円部とを相対向させて各半円部の内周面を連続させることで形成され、前記円柱部材の外周面が摺接する円形内面部を有し、
前記円柱部材は、前記一対の連結部材の当接面と前記円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として、前記円形内面部に沿っていずれの方向にも回転可能に構成され、
一方の前記連結部材が有するガイド孔に挿入されるガイドピンが他方の前記連結部材に設けられ、
前記ガイド孔に挿入された前記ガイドピンと前記ガイド孔との間には、他方の前記連結部材と共に前記ガイドピンが前記ガイド孔に沿って移動するときに、前記ガイドピンが前記ガイド孔の内部で前記当接面に対して離れる方向に移動可能となる隙間が設けられたことを特徴とする連結解除装置。
【請求項２】
前記分割面と前記当接面とが面一となる方向に前記円柱部材が回転して前記一対の連結部材の連結が解除される際に、
前記円柱部材の回転に伴って、一対の前記半円部材が互いにスライドすることで、前記ガイドピンが前記当接面から離れる方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の連結解除装置。
【請求項３】
前記円柱部材の回転角度を制限する規制部を有し、
前記規制部は、前記連結部材に設けられた長穴を貫通して前記円柱部材に挿通されることを特徴とする請求項２に記載の連結解除装置。
【請求項４】
前記当接面と前記分割面とが交差するように前記円柱部材が回動することで前記連結部材が連結されており、
前記連結部材の連結が解除された際に一方の前記連結部材に保持される一方の前記半円部材における前記分割面が、前記連結部材の連結が解除される際に一方の前記連結部材が移動する方向に面する向きに前記円柱部材が回動することで前記連結部材が連結されてい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連結解除装置。
【請求項５】
前記当接面と前記分割面とが交差するように前記円柱部材が回動することで前記連結部材が連結されており、
前記連結部材の連結が解除された際に一方の前記連結部材に保持される一方の前記半円部材における前記分割面が、前記連結部材の連結が解除される際に一方の前記連結部材が移動する方向とは反対の方向に面する向きに前記円柱部材が回動することで前記連結部材が連結されてい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連結解除装置。
【請求項６】
前記円柱部材を、前記一対の連結部材の当接面と前記円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として、前記円形内面部に沿っていずれの方向に回転して停止した場合にも、前記一対の連結部材の連結状態を保持可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の連結解除装置。
【請求項７】
前記一対の連結部材が分離する際に移動する方向に前記規制部が移動するように前記円柱部材が回転することで前記一対の連結部材の連結状態を解除す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連結解除装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
複数の物体同士を連結して分離可能に保持する構造は、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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、この点を鑑みてなされたものであり、
分割された一対の半円部材で構成される円柱部材と、
前記円柱部材の外周面に沿って当接して前記円柱部材を保持する円形保持部を形成する一対の連結部材と
を備え、
前記円形保持部は、一方の連結部材が有する半円部と他方の連結部材が有する半円部とを相対向させて各半円部の内周面を連続させることで形成され、前記円柱部材の外周面が摺接する円形内面部を有し、
前記円柱部材は、前記一対の連結部材の当接面と前記円柱部材の分割面とが面一となる位置を基準として、前記円形内面部に沿っていずれの方向にも回転可能に構成され、
一方の前記連結部材が有するガイド孔に挿入されるガイドピンが他方の前記連結部材に設けられ、
前記ガイド孔に挿入された前記ガイドピンと前記ガイド孔との間には、他方の前記連結部材と共に前記ガイドピンが前記ガイド孔に沿って移動するときに、前記ガイドピンが前記ガイド孔の内部で前記当接面に対して離れる方向に移動可能となる隙間が設けられたことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図５には、図４と同様の状態において、外力による張力が連結部材１に働いている状態を示しており、図３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２が分割面Ｆ２からスライドしている。