【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、第１の部材と第２の部材とを着脱自在に接合する接続機構に関する。 さらに特定すれば、本発明は宇宙機や宇宙ステーションの構造体、その他各種の機構、装置に使用されるロッド状の部材の端部を着脱自在に接続する接続機構等に適した接続機構に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から、宇宙機、宇宙ステーション等の構造体として、折畳みおよび伸展可能なトラス構造体が各種開発されている。 このようなものは、一般に複数のロッド部材の端部をヒンジ機構等で接続した構造をなしている。 そして、これらのロッド部材をヒンジ機構の部分で回動させ、このトラス構造体を折畳み、また所定の形態に伸展するものである。 【０００３】このようなトラス構造体は、一般にその伸展状態の形態が複雑な場合が多く、また折畳み状態において、その占有容積が最小になるように設計される。 このため、このトラス構造体の折畳み、伸展の際に、このヒンジ機構まわりのロッド部材の回動軌跡が複雑になる。 また、一般にこのヒンジ機構の部分には５〜６本のロッド部材が接続されるので、このヒンジ機構の構造が極めて複雑になり、重量の増加を招き、また作動の信頼性も低下するとともに、製作のコストも高くなる。 さらに、このようなトラス構造体は、伸展状態の形態が多数種類のものを製作する必要があるが、この場合にトラスの形態の種類ごとに異なるヒンジ機構を製作する必要があり、コストの増加を招く。 【０００４】このため、このヒンジ機構の代りに、このロッド部材の端部を着脱自在な接続機構によって接続して展開トラス構造体を構成する試みがなされている。 このようなトラス構造体に使用される接続機構は、本体を備え、この本体に対してロッド部材がその軸方向に着脱自在に嵌合されるように構成される。 また、この本体とロッド部材を挿通して可撓性のワイヤが設けられ、ロッド部材内に内蔵されたスプリングによってこのワイヤに張力が与えられる。 【０００５】このようなトラス構造体は、上記のロッド部材を本体から引き抜くと、これらがワイヤのみを介して接続された状態となり、このロッド部材が任意の方向に自由の回動自在となり、この状態で折畳み、伸展が可能となる。 そして、伸展状態となった場合には、このロッド部材の端部が接続機構の本体と嵌合固定され、トラス構造体が構成される。 【０００６】このようなトラス構造体に使用される接続機構は、上記のワイヤの張力によってロッド部材の端部が本体に引き寄せられた場合に、このワイヤの張力のみによってこれらが確実に嵌合し、かつこの嵌合が確実にロックされるものであることが好ましい。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に基づいてなされたもので、２つの部材が比較的小さい力で確実に嵌合され、かつ確実にロックされる接続機構を提供するものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の第１の部材または第２の部材の一方の部材にに突設された逆テーパ状の嵌合部と、上記の第１の部材または第２の部材の他方の部材に設けられたコレットチャックを備え、このコレットチャックはその内周面が上記の嵌合部と嵌合するように逆テーパ状に形成されているとともにその周壁部に切欠が形成されて弾性的に拡径が可能なように構成されている。 また上記の嵌合部の外周を囲んで軸方向に摺動自在に設けられた円筒状のロックスリーブを備え、このロックスリーブの内周面は上記のコレットチャックの外周面に嵌合するように形成され、またこのロックスリーブを嵌合部の先端側に向かって付勢するスプリングを備えている。 【０００９】 【作用】上記の嵌合部は、コレットチャックを弾性的に拡径させながらこれに嵌合する。 この場合、このコレットチャックは拡径するので、上記のロックスリーブはこのコレットチャックの先端面に当接し、スプリングの付勢力に抗して後退する。 そして、上記の嵌合部がコレットチャックに完全に嵌合すると、このコレットチャックが弾性力によって縮径するので、このロックスリーブは上記のスプリングの付勢力によって前進してこのコレットチヤックの外周面に嵌合し、このコレットチヤックを拡径不能にロックする。 したがって、第１の部材と第２
の部材は確実に嵌合されかつロックされる。 【００１０】このものは、コレットチャックがロックスリーブによって拡径不能にロックされるので、このコレットチャックが嵌合部との嵌合に際して拡径する場合の弾性力は必要最小限の小さい弾性力のものでよい。 したがって、嵌合部とコレットチャックの嵌合に要する力は小さくてもよい。 また、ロックスリーブはこのコレットチャックが嵌合部に完全に嵌合してからコレットチヤックに嵌合するので、このロックスリーブを付勢するスプリングの付勢力も小さくてよい。 よって、小さな力でこれら第１の部材と第２の部材を確実に嵌合させ、かつ確実にロックすることができ、信頼性が高い。 【００１１】なお、本発明の接続機構は、上記のような特徴を生かして、各種の機構、装置の接続機構に適用できることはもちろんである。 【００１２】 【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明する。 図１ないし図４には本発明の第１の実施例を示し、
このものは、本発明の接続機構を宇宙ステーション等の構造体に使用される展開トラス構造体の接続機構に適用したものである。 このトラス構造体は、たとえばビーム状すなわち梁状の構造体である。 この展開トラス構造体は、折畳み状態でロケット等により宇宙軌道上に打ち上げられ、この宇宙軌道上で所定の形態に伸展され、上記の宇宙ステーションの構造体の一部として使用される。 【００１３】このトラス構造体１は、図１に示すように、棒状をなす複数のロッド部材２ａ，２ｂの端部を、
接続機構３で結合してトラス状に組み合わせた構造をなしている。 これらの接続機構３は、各ロッド部材２ａ，
２ｂの端部を所定の角度で固定することができるとともに、この固定を解放してこれらのロッド部材２ａ，２ｂ
の端部を任意の方向に回動させることもできるように構成されている。 上記のロッド部材２ａは直線状に配列され、この梁状のトラス構造体の３本の縦通材を構成し、
またロッド部材２ｂはこれらの３本の縦通材を連結する斜行材として配列されている。 そして、上記の斜行材を構成するロッド部材２ｂの一本おきのロッド部材２ｂの中間部には、それぞれ折り曲げ機構４が設けられている。 これらの折り曲げ機構４は、各ロッド部材２ｂの中間部を直線的に固定できるとともに、この中間部を屈曲できるように構成されている。 【００１４】以上のようなトラス構造体１は、上記の各ロッド部材２ａ，２ｂを接続機構３の部分で回動させ、
またロッド部材２ｂを折曲げ機構４の部分で屈曲させることにより、小さい容積に折畳まれ、またロッド部材２
ｂの中間部を直線状に伸展させることにより、図１に示すような形態のトラス構造体に伸展される。 【００１５】次に、このトラス構造体１を構成する各部の構造について説明する。 上記のロッド部材２ａ，２ｂ
は、たとえば炭素繊維強化樹脂、アルミ合金等で形成されたパイプ１１から構成され、軽量でかつ高い強度および剛性を有している。 ロッド部材２ａは、このビーム状のトラス構造体１の軸方向に沿って配置され、このトラス構造体１の縦通材を構成する。 また、これらの縦通材としてのロッド部材２ａと交差するようにロッド部材２
ｂが配置され、これらはこのトラス構造体１の斜行材を構成する。 なお、この実施例では、これらのロッド部材２ａ，２ｂはいずれも同じ構造のものである。 【００１６】また、前記の接続機構３は図２ないし図４
に示すように構成されている。 たとえば、この接続機構３は本体４１を備えており、図２に示すように、たとえばこの本体４１に６本のロッド部材２ａ，２ｂの端部が接続されている。 この本体４１は、たとえばアルミ合金のブロックで形成されている。 【００１７】また、図３および図４には、この本体４１
と一本のロッド部材２ａとの接続構造を示し、他のロッド部材との接続構造も同様である。 このロッド部材２ａ
の端部には、取付部材４２が設けられている。 そして、
この取付部材４２の先端部には、逆テーパ状すなわち先端部が拡径した嵌合部４３が形成されている。 また、上記の本体４１には、嵌合孔４７が形成され、この嵌合孔４７の縁部内周面はテーパ状に形成されている。 そして、この嵌合孔４７内にはコレットチャック４４が設けられている。 このコレットチャック４４の内周面は、上記の嵌合部４３に嵌合するような逆テーパ状に形成され、また周壁部には複数の切欠４８が形成され、このコレットチャック４４は比較的弱い弾性力で弾性的に拡径し、上記の嵌合部４３と嵌合するように構成されている。 。 【００１８】また、上記の嵌合部４３の外周を囲んで、
円筒状のロックスリーブ４５が軸方向に摺動自在に設けられている。 そして、このロックスリーブ４５の内周面はわずかにテーパ状に形成され、この内周面が上記のコレットチャック４４の外周面に軸方向に嵌合し、このコレットチヤック４４が弾性的に拡径するのを防止するように構成されている。 また、このロックスリーブ４５の先端部の外周面はテーパ状に形成されている。 このロックスリーブ４５は、スプリング４６によってこの嵌合部４３の先端部に向けて移動するように付勢されている。 【００１９】また、本体４１および上記の嵌合部４３には、これらの中心軸線に沿って、それぞれ挿通孔１６，
１７が形成されている。 そして、これらの挿通孔１６，
１７には、可撓性の条体、たとえば細いワイヤ１８が挿通されている。 そして、このワイヤ１８の一端部は、上記の本体４１に取り付けられている。 【００２０】また、上記のロッド部材２ａ，２ｂのパイプ１１内には、摺動部材１９が摺動自在に収容されている。 そして、上記のワイヤ１８の他端部はこの摺動部材１９に取り付けられている。 また、このロッド部材２
ａ，２ｂのパイプ１１内には、圧縮コイルスプリング２
０が設けられている。 そして、このスプリング２０によって、上記の摺動部材１９が嵌合部４３から離反するように付勢されている。 したがって、このスプリング２０
によって、上記のワイヤ１８に張力が与えられ、このワイヤ１８はこのパイプ１１内に引き込まれるように付勢されている。 【００２１】このものは、スプリング２０によってワイヤ１８に張力が与えられ、このワイヤの張力によってロッド部材２ａの嵌合部４３が本体４１のコレットチヤック４４内に引き込まれ、嵌合する。 この場合、最初に嵌合部４３によってコレットチャック４４が弾性的に拡径されるので、上記のロックスリーブ４５はこのコレットチャック４４の先端面に当接してスプリング４６を圧縮させながら後退する。 そして、この嵌合部４３がこのコレットチヤック４４に完全に嵌合すると、このコレットチヤック４４が弾性力によって縮径するので、このロックスリーブ４５が前進し、このコレットチャック４４の外周面に嵌合し、このコレットチャック４４を拡径不能とする。 したがって、このコレットチヤック４４は嵌合部４３を嵌合した状態で解放不能にロックされる。 【００２２】なお、上記のロック状態において、上記の嵌合部４３に荷重が作用して上記のコレットチャック４
４を拡径させようとする力が作用した場合に、この力でロックスリーブ４５が弾性変形して拡径し、このコレットチャック４４がこのロックスリーブ４５とともに拡径してしまう可能性があるが、このロックスリーブ４５の先端部の外周面は上記の嵌合孔４７の内周面に密着嵌合しているので、このロックスリーブ４５は弾性的に拡径することがなく、上記のような不具合が防止されてロック作用が確実となる。 【００２３】また、この接続機構の係合を解放する場合には、上記のロックスリーブ４５をスプリング４６の付勢力に抗して後退させることにより、このコレットチヤック４４のロックが解除され、嵌合部４３を容易に引き抜くことができる。 【００２４】上記のようなトラス構造体１は、図３に示すように、この接続機構３の係合を解除し、ロッド部材２ａをスプリング２０の付勢力に抗して引くことにより、このロッド部材２ａと本体４１とは可撓性のワイヤ１８を介して接続された状態となる。 この状態では、上記のロッド部材２ａ，２ｂはこの本体４１に対して任意の方向に回動自在となり、このロッド部材２ａ，２ｂを折畳み状態にすることができる。 【００２５】また、このロッド部材２ａ，２ｂを折畳み状態から解放すると、このロッド部材２ａ，２ｂの端部は上記のスプリング２０によるワイヤ１８の張力によって本体４１に引き込まれ、上記のように嵌合部４３がコレットチャック４４に嵌合し、さらにロックスリーブ４
５でロックされ、このロッド部材２ａ，２ｂがこの本体４１に対して所定の方向に固定され、伸展状態となる。
なお、宇宙軌道上では、重力がほとんど作用しないので、上記のスプリング２０の付勢力だけでこのトラス構造体を伸展させることが可能である。 【００２６】なお、本発明は上記の実施例には限定されない。 たとえば、本発明の接続機構は、上記のようなトラス構造体のロッド部材の接続機構には限定されず、その他の２つの部材の接続機構として適用できる。 【００２７】たとえば、図５および図６には本発明の第２の実施例を示し、このものは、本発明の接続機構をたとえば折り畳み棚装置のステーの屈曲部分に適用したものである。 【００２８】すなわち、図中の５０は壁であり、この壁５０には棚部材５２がヒンジ５１を介して上下に回動自在に取付けられている。 また、この棚部材５２の下面と上記の壁５０との間には、ステー５３が斜めに配置され、このステー５３の両端部はヒンジ５４，５５によってこの棚部材５１と壁５０とにそれぞれ回動自在に取付けられている。 【００２９】そして、このステー５３の中間部には、本発明の接続機構３が設けられ、この接続機構３の部分でこのステー５３が屈曲可能であり、また直線状に伸展された状態でロックされるように構成されている。 この実施例の接続機構３は、上記の第１の実施例のものと同様の構成であり、その詳細な説明は省略する。 【００３０】この第２の実施例の折り畳み棚装置は、図５に示すように上記の接続機構３によってステー５３を直線状にロックした状態にすることにより、このステー５３によって上記の棚部材５１が略水平の状態に支持される。 【００３１】また、この棚部材５１を折り畳む場合には、上記の接続機構３のロックを解除し、この部分からステー５３を図６に示すように屈曲させ、棚部材５１を下方に回動して折り畳む。 なお、この場合、この接続機構３の部分はワイヤ１８で連結されているので、このステー５３がこの接続機構３の部分で分離することはない。 また、この棚部材５１を再び展開する場合には、この棚部材５１を上方に回動させ、ステー５３を直線状態にすれば、ワイヤ１８の張力によってこの接続機構３は自動的に嵌合し、ロックされる。 【００３２】さらに、図７には本発明の第３の実施例を示す。 このものは、折り畳み形のステッキに本発明の接続機構を適用したものである。 このステッキは、上部分６１と下部分６２の二つの部分に折り畳みまたは分割可能なもので、上部分６１の東部には握り６０が設けられている。 【００３３】そして、この上部分６１と下部分６２とは、本発明の接続機構３によって接続されている。 なお、この接続機構３は、前述した第１の実施例と同様な構成のもので、その詳細な説明は省略する。 このものは、この接続機構３のロックを解除し、この部分で上部分６１と下部分６２を折り畳むことができる。 【００３４】なお、このようなステッキにおいて、上部分６１と下部分６２を完全に分離するような場合には、
この接続機構３のワイヤを省略することができる。 【００３５】 【発明の効果】上述の如く本発明は、コレットチャックがロックスリーブによって拡径不能にロックされるので、このコレットチャックが嵌合部との嵌合に際して拡径する場合の弾性力は必要最小限の小さい弾性力のものでよい。 したがって、嵌合部とコレットチャックの嵌合に要する力は小さくてもよい。 また、ロックスリーブはこのコレットチャックが嵌合部に完全に嵌合してからコレットチヤックに嵌合するので、このロックスリーブを付勢するスプリングの付勢力も小さくてよい。 よって、
小さな力でこれら第１の部材と第２の部材を確実に嵌合させ、かつ確実にロックすることができ、信頼性が高い。 【図面の簡単な説明】 【図１】第１の実施例のビーム状のトラス構造体の斜視図。 【図２】接続機構の部分を拡大して示す斜視図。 【図３】解放状態の接続機構の部分を一部断面で示す斜視図。 【図４】係合状態の接続機構の部分を一部断面で示す斜視図。 【図５】第２の実施例の折り畳み棚装置の側面図。 【図６】第２の実施例の折り畳み棚装置の側面図。 【図７】第３の実施例の折り畳みステッキの側面図。 【符号の説明】 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ…ロッド部材 ３…接続機構 ４１…本体 ４３…嵌合部 ４４…コレットチヤック ４５…ロックスリーブ ４６…スプリング |
