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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025014644
(43)【公開日】2025-01-30
(54)【発明の名称】結合保持解放機構
(51)【国際特許分類】
B64G 1/64 20060101AFI20250123BHJP
B64G 1/22 20060101ALI20250123BHJP
【ＦＩ】
B64G1/64 100
B64G1/22 100A
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023117366
(22)【出願日】2023-07-19
(71)【出願人】
【識別番号】305027401
【氏名又は名称】東京都公立大学法人
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】鳥阪 綾子
(72)【発明者】
【氏名】稲次 俊太
(72)【発明者】
【氏名】平良 英寿
(57)【要約】
【課題】モータを不要とし、軽量化を図る。
【解決手段】結合保持解放機構は、第１部材と、前記第１部材とは別体の第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを保持する保持機構と、前記保持機構を内蔵し、互いに連通する第１孔及び第２孔が形成されたガイド部材と、前記第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体と、を備え、前記保持機構は、前記第１孔に配置され、前記第１孔に沿って移動可能な係合部材と、前記係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体と、前記第２弾性体を支持する支持部材と、前記第２孔に配置され、前記第２孔に沿って移動可能な押圧部材と、を備え、前記第１部材には、前記係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成され、前記第１部材と前記第２部材とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される。
【選択図】図２３
【解決手段】結合保持解放機構は、第１部材と、前記第１部材とは別体の第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを保持する保持機構と、前記保持機構を内蔵し、互いに連通する第１孔及び第２孔が形成されたガイド部材と、前記第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体と、を備え、前記保持機構は、前記第１孔に配置され、前記第１孔に沿って移動可能な係合部材と、前記係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体と、前記第２弾性体を支持する支持部材と、前記第２孔に配置され、前記第２孔に沿って移動可能な押圧部材と、を備え、前記第１部材には、前記係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成され、前記第１部材と前記第２部材とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される。
【選択図】図２３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１部材と、
前記第１部材とは別体の第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とを保持する保持機構と、
前記保持機構を内蔵し、互いに連通する第１孔及び第２孔が形成されたガイド部材と、
前記第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体と、を備え、
前記保持機構は、
前記第１孔に配置され、前記第１孔に沿って移動可能な係合部材と、
前記係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体と、
前記第２弾性体を支持する支持部材と、
前記第２孔に配置され、前記第２孔に沿って移動可能な押圧部材と、を備え、
前記第１部材には、前記係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成され、
前記第１部材と前記第２部材とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される、
結合保持解放機構。
前記第１部材とは別体の第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とを保持する保持機構と、
前記保持機構を内蔵し、互いに連通する第１孔及び第２孔が形成されたガイド部材と、
前記第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体と、を備え、
前記保持機構は、
前記第１孔に配置され、前記第１孔に沿って移動可能な係合部材と、
前記係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体と、
前記第２弾性体を支持する支持部材と、
前記第２孔に配置され、前記第２孔に沿って移動可能な押圧部材と、を備え、
前記第１部材には、前記係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成され、
前記第１部材と前記第２部材とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される、
結合保持解放機構。
【請求項2】
前記第１部材及び前記第２部材を第１直線の線上に揃えた線上配置状態で、前記結合及び前記解放がなされる、
請求項１に記載の結合保持解放機構。
請求項１に記載の結合保持解放機構。
【請求項3】
前記線上配置状態で、前記第１部材は、前記第１直線に対して傾斜した第１面を有し、
前記外部から作用する力により前記第１直線に沿う第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向へ移動可能とされる、
請求項２に記載の結合保持解放機構。
前記外部から作用する力により前記第１直線に沿う第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向へ移動可能とされる、
請求項２に記載の結合保持解放機構。
【請求項4】
前記線上配置状態で、前記第２部材は、前記第１直線に対して傾斜した第２面を有し、前記ガイド部材は、前記第１直線に対して傾斜したガイド面を有する、
請求項３に記載の結合保持解放機構。
請求項３に記載の結合保持解放機構。
【請求項5】
前記線上配置状態で、前記外部から作用する力により前記第１部材を前記第１方向に移動させて前記第２部材を所定以上押し込んだ後に前記第１部材を前記第２方向へ移動させると、前記第１弾性体の弾性力により前記第２面が前記第１面から前記ガイド面に沿って摺動し前記第２部材が前記第１直線を中心に回りながら前記第２方向へ移動するよう構成され、
前記第２部材が前記第２方向へ所定以上移動すると、前記保持機構が作動して前記保持がなされる、
請求項４に記載の結合保持解放機構。
前記第２部材が前記第２方向へ所定以上移動すると、前記保持機構が作動して前記保持がなされる、
請求項４に記載の結合保持解放機構。
【請求項6】
前記線上配置状態で、前記第１部材は、前記第１直線を中心とする筒状の第１本体と、前記第１本体から前記第１方向に突出し前記第１面を有する複数の第１突起と、を備え、
前記複数の第１突起は、前記第１直線の周りの周方向において等間隔に配置される、
請求項５に記載の結合保持解放機構。
前記複数の第１突起は、前記第１直線の周りの周方向において等間隔に配置される、
請求項５に記載の結合保持解放機構。
【請求項7】
前記線上配置状態で、前記第２部材は、前記第１直線を中心とする環状の第２本体と、前記第２本体から前記第２方向に突出し前記第２面を有する複数の第２突起と、を備え、
前記複数の第２突起は、前記周方向において等間隔に配置される、
請求項６に記載の結合保持解放機構。
前記複数の第２突起は、前記周方向において等間隔に配置される、
請求項６に記載の結合保持解放機構。
【請求項8】
前記線上配置状態で、前記ガイド部材は、前記第１直線を中心とする弧状のガイド本体と、前記ガイド本体から前記第１方向に突出し前記ガイド面を有する複数のガイド突起と、を備え、
前記ガイド部材は、前記周方向において等間隔に複数配置される、
請求項７に記載の結合保持解放機構。
前記ガイド部材は、前記周方向において等間隔に複数配置される、
請求項７に記載の結合保持解放機構。
【請求項9】
前記第２部材が前記第２方向へ所定以上移動すると、前記第２部材が前記押圧部材を前記第２孔に押し込み、前記押圧部材の押し込み力により前記支持部材及び前記第２弾性体を介して前記係合部材を前記第１孔に沿って移動させ、前記第２弾性体の弾性力により前記係合部材の前記先端部が前記第１孔から出て前記溝に嵌まることで前記保持がなされる、
請求項８に記載の結合保持解放機構。
請求項８に記載の結合保持解放機構。
【請求項10】
第１電磁石と、
前記第１電磁石とは別体の第２電磁石と、を更に備え、
前記第１部材と前記第２部材とは、前記外部から作用する力として前記第１電磁石及び前記第２電磁石が生み出す電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成される、
請求項１から９の何れか一項に記載の結合保持解放機構。
前記第１電磁石とは別体の第２電磁石と、を更に備え、
前記第１部材と前記第２部材とは、前記外部から作用する力として前記第１電磁石及び前記第２電磁石が生み出す電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成される、
請求項１から９の何れか一項に記載の結合保持解放機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、結合保持解放機構に関する。
【背景技術】
【0002】
衛星同士の結合は、国際宇宙ステーション（ISS: International Space Station）とスペースシャトルとの結合に始まり、大型衛星に搭載されるものが知られている。例えば、衛星同士を結合する手法としては、複雑な制御則を用いた高精度で正確な６自由度制御を、スラスタを用いて実施し、既に軌道上にある人工衛星（ターゲット衛星）を認識する手法や、ボールねじ機構で引き込んで捕獲する等の手法がある。例えば、特許文献１には、宇宙機に設けられる人工衛星結合機構が開示されている。
超小型を含む小型衛星では、軽量化及び計算リソースの削減のために、複雑な制御を回避して自律的に結合前の直線上に並ぶ位置・姿勢にたどり着く必要がある。例えば、カップ形状の筐体に、先端がコーン形状をなすプローブを直線上で引き込んで強制的にプローブの姿勢を強制する機構が搭載される。例えば、特許文献２には、宇宙船ドックに関する自律衛星ドッキングシステムが開示されている。
例えば、特許文献３には、磁場を使用して衛星をドッキングする機構が開示されている。ホストビークル上にある機構のドッキングコンポーネントは、衛星上にある機構のドッキングコンポーネントとの結合磁場を誘導するための磁石を備える。
さらに小さな超小型衛星では、電磁石を用い、かつ、カップアンドコーン型の結合機構を有するものが知られている。例えは、非特許文献１には、モジュール式宇宙システムの自律的な組み立てと再構成のための概念と技術開発が開示されている。
超小型を含む小型衛星では、軽量化及び計算リソースの削減のために、複雑な制御を回避して自律的に結合前の直線上に並ぶ位置・姿勢にたどり着く必要がある。例えば、カップ形状の筐体に、先端がコーン形状をなすプローブを直線上で引き込んで強制的にプローブの姿勢を強制する機構が搭載される。例えば、特許文献２には、宇宙船ドックに関する自律衛星ドッキングシステムが開示されている。
例えば、特許文献３には、磁場を使用して衛星をドッキングする機構が開示されている。ホストビークル上にある機構のドッキングコンポーネントは、衛星上にある機構のドッキングコンポーネントとの結合磁場を誘導するための磁石を備える。
さらに小さな超小型衛星では、電磁石を用い、かつ、カップアンドコーン型の結合機構を有するものが知られている。例えは、非特許文献１には、モジュール式宇宙システムの自律的な組み立てと再構成のための概念と技術開発が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００４－３３０９４３号公報
【特許文献2】米国特許出願公開第２００３／０１９２９９５号明細書
【特許文献3】米国特許第７８１５１４９号明細書
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】Concepts and Technology Development for the Autonomous Assembly and Reconfiguration of Modular Space Systems by Lennon Patrick RodgersB.S. Mechanical Engineering University of Illinois at Urbana-Champaign, 2003Submitted to the Department of Mechanical Engineering in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Mechanical Engineeringat the Massachusetts Institute of Technology February 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献１の技術は、大型衛星の結合保持にモータを利用するため、重量面での課題がある。特許文献２、特許文献３及び非特許文献１の技術は、小型衛星とはいえ、依然としてモータを用いて保持するために重量面での課題が残る。そのため、モータを不要とし、軽量化を図る上で改善の余地がある。
【0006】
そこで本発明は、モータを不要とし、軽量化を図ることができる結合保持解放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】
【0007】
本発明の一態様に係る結合保持解放機構は、第１部材と、前記第１部材とは別体の第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを保持する保持機構と、前記保持機構を内蔵し、互いに連通する第１孔及び第２孔が形成されたガイド部材と、前記第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体と、を備え、前記保持機構は、前記第１孔に配置され、前記第１孔に沿って移動可能な係合部材と、前記係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体と、前記第２弾性体を支持する支持部材と、前記第２孔に配置され、前記第２孔に沿って移動可能な押圧部材と、を備え、前記第１部材には、前記係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成され、前記第１部材と前記第２部材とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される。
【発明の効果】
【0008】
上記態様によれば、モータを不要とし、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１実施形態に係る小型人工衛星の斜視図。
【図4】第１実施形態に係る第１電磁石を備える第１構造体及び第２電磁石を備える第２構造体の説明図。
【図5】第１実施形態に係る第１構造体及び第２構造体を衛星へ搭載する一例を示す斜視図。
【図6】第１実施形態に係る結合保持解放機構の斜視図。
【図7】第１実施形態に係る第１構造体の斜視図。
【図8】第１実施形態に係る第１部材の平面図。
【図9】第１実施形態に係る第１部材の側面図。
【図11】第１実施形態に係るシリンダの斜視図。
【図12】第１実施形態に係る第１弾性体の斜視図。
【図13】第１実施形態に係るベアリングの斜視図。
【図14】第１実施形態に係る第２部材の斜視図。
【図15】第１実施形態に係る第２部材の平面図。
【図16】第１実施形態に係る第２部材の側面図。
【図17】第１実施形態に係るガイド部材の斜視図。
【図18】第１実施形態に係るガイド部材の一方の部分の平面図。
【図19】第１実施形態に係るガイド部材の一方の部分の側面図。
【図20】第１実施形態に係るガイド部材の他方の部分の平面図。
【図21】第１実施形態に係るガイド部材の他方の部分の側面図。
【図22】第１実施形態に係る第２部材が押圧部材を押し込む様子を示す斜視図。
【図23】第１実施形態に係るガイド部材に内蔵された保持機構を示す斜視図であって係合部材の格納状態を示す図。
【図24】第１実施形態に係るガイド部材に内蔵された保持機構を示す斜視図であって係合部材の突出状態を示す図。
【図25】第１実施形態に係る係合部材の斜視図。
【図26】第１実施形態に係る支持部材の斜視図。
【図27】第１実施形態に係る押圧部材の斜視図。
【図28】第１実施形態に係る係合部材の動作説明図。
【図29】第１実施形態に係る係合部材と支持部材との係り合いを示す模式図。
【図30】第１実施形態に係る保持機構の動作説明図。
【図31】第１実施形態に係る結合保持解放機構の結合開始前の一例を示す斜視図。
【図32】第１実施形態に係る結合保持解放機構の結合開始の一例を示す斜視図。
【図33】第１実施形態に係る結合フェーズにおいて第１部材が第２部材を押し込む一例を示す斜視図。
【図34】第１実施形態に係る結合フェーズにおいて第２部材が第１部材の押し込みによって回転する一例を示す斜視図。
【図35】第１実施形態に係る結合保持解放機構の結合完了の一例を示す斜視図。
【図36】第１実施形態に係る解放フェーズにおいて第１部材が第２部材を押し込む一例を示す斜視図。
【図37】第１実施形態に係る解放フェーズにおいて第２部材が第１部材の押し込みによって回転する一例を示す斜視図。
【図38】第１実施形態に係る結合保持解放機構の解放完了の一例を示す斜視図。
【図39】第１実施形態に係る結合保持解放機構の一部を拡大した側面図であって結合フェーズの動作説明図。
【図45】第１実施形態に係る結合保持解放機構の一部を拡大した側面図であって解放フェーズの動作説明図。
【図51】第２実施形態に係るガイド部材に内蔵された保持機構を示す斜視図であって係合部材の格納状態を示す図。
【図52】第２実施形態に係るガイド部材に内蔵された保持機構を示す斜視図であって押圧部材が押し込まれた状態を示す図。
【図53】第２実施形態に係るガイド部材に内蔵された保持機構を示す斜視図であって係合部材の突出状態を示す図。
【図54】第２実施形態に係るガイド部材に内蔵された保持機構を示す平面図であって係合部材の突出状態を示す図。
【図55】第２実施形態に係る係合部材の動作説明図。
【図56】第３実施形態に係る第２部材の斜視図。
【図57】第３実施形態に係るガイド部材の斜視図。
【図58】第３実施形態に係る第２部材及びガイド部材の側面図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、結合保持解放機構の一例として、互いに離れた２つの衛星（互いに離れた２物体の一例）の結合・保持・解放を可能にする機構の例を挙げて説明する。
【0011】
以下の説明において、例えば「平行」や「直交」、「中心」、「同軸」等の相対的又は絶対的な配置を示す表現は、厳密にそのような配置や状態を意味するのみならず、公差や同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している配置や状態をも含むものとする。以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更して示す場合がある。
【0012】
＜第１実施形態＞
＜結合保持解放機構＞
図１は、第１実施形態に係る小型人工衛星の斜視図である。図２は、図１の一部と共に、一辺の長さが１００ｍｍの立方体の空間を示す斜視図である。図３は、図１の一部に搭載される結合保持解放機構１を示す斜視図である。図４は、第１実施形態に係る第１電磁石２Ａを備える第１構造体３Ａ及び第２電磁石２Ｂを備える第２構造体３Ｂの説明図である。図５は、第１実施形態に係る第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを衛星へ搭載する一例を示す斜視図である。図６は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の斜視図である。
図１から図６を併せて参照し、結合保持解放機構１は、小型人工衛星の一部に搭載されてもよい。なお、結合保持解放機構１が搭載される対象は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
＜結合保持解放機構＞
図１は、第１実施形態に係る小型人工衛星の斜視図である。図２は、図１の一部と共に、一辺の長さが１００ｍｍの立方体の空間を示す斜視図である。図３は、図１の一部に搭載される結合保持解放機構１を示す斜視図である。図４は、第１実施形態に係る第１電磁石２Ａを備える第１構造体３Ａ及び第２電磁石２Ｂを備える第２構造体３Ｂの説明図である。図５は、第１実施形態に係る第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを衛星へ搭載する一例を示す斜視図である。図６は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の斜視図である。
図１から図６を併せて参照し、結合保持解放機構１は、小型人工衛星の一部に搭載されてもよい。なお、結合保持解放機構１が搭載される対象は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0013】
結合保持解放機構１は、第１電磁石２Ａを備える第１構造体３Ａと、第１構造体３Ａとは別に設けられ、第２電磁石２Ｂを備える第２構造体３Ｂと、第１構造体３Ａと第２構造体３Ｂとを保持する保持機構４と、を備える。第１構造体３Ａと第２構造体３Ｂとは、第１電磁石２Ａ及び第２電磁石２Ｂが生み出す電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成される。
【0014】
第１電磁石２Ａ及び第２電磁石２Ｂの一方の芯棒５Ａは、円錐形状の凸部６を有する。第１電磁石２Ａ及び第２電磁石２Ｂの他方の芯棒５Ｂは、凸部６に沿う形状の凹部７を有する。図の例では、各芯棒５Ａ，５Ｂは、互いに嵌まり合うことが可能に形成される凸部６及び凹部７を有する。
【0015】
例えば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを互いに結合する際に斜めに進入した場合でも、円錐形状の凸部６が凹部７に沿うように移動するため、自動で直線上に揃えることができる。本実施形態では、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態で、結合及び解放がなされる。
【0016】
図の例では、電磁石２Ａ，２Ｂは、芯棒５Ａ，５Ｂの外側にコイル８を有するが、これに限らない。例えば、電磁石２Ａ，２Ｂは、芯棒５Ａ，５Ｂの内側にコイル８を有してもよい。例えば、芯棒５Ａ，５Ｂに対するコイル８の配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0017】
本実施形態では、結合保持解放機構１は、一辺の長さが１００ｍｍの立方体の空間に収まる大きさとされる。図２においては、一辺の長さが１００ｍｍの立方体の空間を２点鎖線で示す。
【0018】
第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂの一方は、第１衛星１００Ａに搭載される。第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂの他方は、第１衛星１００Ａとは別の第２衛星１００Ｂに搭載される。図の例では、構造体３Ａ，３Ｂは、各衛星１００Ａ，１００Ｂに搭載されるが、これに限らない。例えば、構造体３Ａ，３Ｂは、衛星１００Ａ，１００Ｂとは別の第３衛星に搭載されてもよい。例えば、構造体３Ａ，３Ｂの搭載態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0019】
図５に示すように、例えば、結合保持解放機構１は、太陽電池パネル１１０を備えた衛星に搭載されてもよい。これにより、電磁石２Ａ，２Ｂの電力は、衛星に搭載される太陽電池パネル１１０を用いることができる。なお、結合保持解放機構１は、上記に限らず、太陽電池パネル１１０を備えない衛星に搭載されてもよい。例えば、結合保持解放機構１が搭載される衛星の態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0020】
例えば、超小型衛星１００Ａ，１００Ｂに搭載される電磁石２Ａ，２Ｂに使用する電流値の最大値は、約２．０Ａとすることが好ましい。例えば、第１衛星１００Ａ及び第２衛星１００Ｂに搭載される２つの電磁石２Ａ，２Ｂに流れる電流値が２．０Ａを超えないように制御するシステムを構築することが好ましい。
【0021】
＜第１構造体＞
図７は、第１実施形態に係る第１構造体３Ａの斜視図である。図８は、第１実施形態に係る第１部材１０の平面図である。図９は、第１実施形態に係る第１部材１０の側面図である。図１０は、図９のＸ－Ｘ断面図である。
図７から図１０を併せて参照し、第１構造体３Ａは、第１構造体３Ａの本体となる第１部材１０を備える。
図７は、第１実施形態に係る第１構造体３Ａの斜視図である。図８は、第１実施形態に係る第１部材１０の平面図である。図９は、第１実施形態に係る第１部材１０の側面図である。図１０は、図９のＸ－Ｘ断面図である。
図７から図１０を併せて参照し、第１構造体３Ａは、第１構造体３Ａの本体となる第１部材１０を備える。
【0022】
第１構造体３Ａを構成する第１部材１０の役割は、以下（１－１）から（１－３）の通りである。
（１－１）結合時に第２構造体３Ｂを構成する第２部材３０を押し込み、回転させる。
（１－２）係合部材５０の先端部が入る隙間（溝１５）が形成されており、これによる結合の完了及び結合状態の保持を行う。
（１－３）解放時に第２部材３０及び係合部材５０を押し込み、また、第２部材３０を回転させる。
（１－１）結合時に第２構造体３Ｂを構成する第２部材３０を押し込み、回転させる。
（１－２）係合部材５０の先端部が入る隙間（溝１５）が形成されており、これによる結合の完了及び結合状態の保持を行う。
（１－３）解放時に第２部材３０及び係合部材５０を押し込み、また、第２部材３０を回転させる。
【0023】
図７においては、第１構造体３Ａを第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態を示す。
線上配置状態で、第１部材１０は、第１直線Ｌ１に対して傾斜した第１面１１を有する。第１部材１０は、電磁力により第１直線Ｌ１に沿う第１方向Ｖ１及び第１方向Ｖ１とは逆の第２方向Ｖ２へ移動可能に構成される。
線上配置状態で、第１部材１０は、第１直線Ｌ１に対して傾斜した第１面１１を有する。第１部材１０は、電磁力により第１直線Ｌ１に沿う第１方向Ｖ１及び第１方向Ｖ１とは逆の第２方向Ｖ２へ移動可能に構成される。
【0024】
線上配置状態で、第１部材１０は、第１直線Ｌ１を中心とする筒状の第１本体１２と、第１本体１２から第１方向Ｖ１に突出し第１面１１を有する複数の第１突起１３と、を備える。複数の第１突起１３は、第１直線Ｌ１の周りの周方向において等間隔に配置される。
【0025】
図８は、線上配置状態にある第１部材を第１方向Ｖ１側（第１突起１３側）から見た平面図に相当する。
図の例では、６個の第１突起１３は、第１直線Ｌ１の周りの周方向において等間隔に配置される。なお、第１突起１３の数は、上記に限らず、５個以下でもよいし、７個以上でもよい。例えば、第１突起１３の数や配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
図の例では、６個の第１突起１３は、第１直線Ｌ１の周りの周方向において等間隔に配置される。なお、第１突起１３の数は、上記に限らず、５個以下でもよいし、７個以上でもよい。例えば、第１突起１３の数や配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0026】
線上配置状態で、第１部材１０は、第１直線Ｌ１と直交する径方向において第１本体１２から径方向外方向に突出する複数の突状部１４を備える。図の例では、３個の突状部１４は、第１直線Ｌ１の周りの周方向において等間隔に配置される。図の例では、各突状部１４は、第１部材１０の基端から先端にわたって配置される。なお、突状部１４の数は、上記に限らず、２個以下でもよいし、４個以上でもよい。例えば、突状部１４の数や配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0027】
第１本体１２には、係合部材５０の先端部が嵌まることが可能に開口する溝１５が形成される。図の例では、線上配置状態で、溝１５は、第１直線Ｌ１の周りの周方向において複数の突状部１４の間に配置される。図の例では、溝１５は、第１部材１０の先端側（第１突起１３側）に配置される。なお、溝１５の配置態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0028】
図の例では、溝１５は、第１直線Ｌ１と直交する面に沿う部分と、第１直線Ｌ１に対して斜めに交差する部分と、を含む面で形成される。図の例では、溝１５の形成部分は、第１部材１０の先端側において、第１直線Ｌ１と直交する面に沿う部分を有する。なお、溝１５の形成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0029】
例えば、第１部材１０の構成要素（第１本体１２、第１突起１３及び突状部１４）は、互いに同一の部材で一体に形成される。例えば、第１部材１０は、３Ｄプリンタで製造される。なお、第１部材１０の構成要素は、上記に限らず、互いに異なる部材で一体に形成されてもよい。例えば、第１部材１０を製造する方法や形成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0030】
＜第２構造体＞
図６を参照し、第２構造体３Ｂは、シリンダ２０、第１弾性体２１、ベアリング２２、第２部材３０及びガイド部材４０を備える。図６においては、シリンダ２０を２点鎖線で示す。
第２構造体３Ｂを構成するシリンダ２０の役割は、以下（２－１）から（２－２）の通りである。
（２－１）第２構造体３Ｂの大枠となる。
（２－２）ガイド部材４０を固定する。
図６を参照し、第２構造体３Ｂは、シリンダ２０、第１弾性体２１、ベアリング２２、第２部材３０及びガイド部材４０を備える。図６においては、シリンダ２０を２点鎖線で示す。
第２構造体３Ｂを構成するシリンダ２０の役割は、以下（２－１）から（２－２）の通りである。
（２－１）第２構造体３Ｂの大枠となる。
（２－２）ガイド部材４０を固定する。
【0031】
図１１は、第１実施形態に係るシリンダ２０の斜視図である。図１１においては、シリンダ２０を第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態を示す。
図６及び図１１を併せて参照し、線上配置状態で、シリンダ２０は、第１直線Ｌ１を中心とする有底筒状に形成される。図の例では、シリンダ２０は、有底円筒形状に形成される。なお、シリンダ２０の形状は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
図６及び図１１を併せて参照し、線上配置状態で、シリンダ２０は、第１直線Ｌ１を中心とする有底筒状に形成される。図の例では、シリンダ２０は、有底円筒形状に形成される。なお、シリンダ２０の形状は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0032】
第２構造体３Ｂを構成する第１弾性体２１の役割は、以下（３－１）から（３－４）の通りである。
（３－１）未結合時の第２部材３０を保持する。
（３－２）結合時に第２部材３０を第１部材１０、ガイド部材４０の斜面に沿って回転させ、ガイド部材４０の斜面上の押圧部材５３を押し込むための力を与える。
（３－３）結合状態を保持するための力を生み出す。
（３－４）解放時に第２部材３０を第１部材１０、ガイド部材４０の斜面に沿って回転させるための力を与え、第２部材３０を未結合時の位置に戻す。
（３－１）未結合時の第２部材３０を保持する。
（３－２）結合時に第２部材３０を第１部材１０、ガイド部材４０の斜面に沿って回転させ、ガイド部材４０の斜面上の押圧部材５３を押し込むための力を与える。
（３－３）結合状態を保持するための力を生み出す。
（３－４）解放時に第２部材３０を第１部材１０、ガイド部材４０の斜面に沿って回転させるための力を与え、第２部材３０を未結合時の位置に戻す。
【0033】
図１２は、第１実施形態に係る第１弾性体２１の斜視図である。図１２においては、第１弾性体２１を第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態を示す。
図６及び図１２を併せて参照し、第１弾性体２１は、第２部材３０に弾性力を作用させる。例えば、第１弾性体２１は、コイルスプリングである。なお、第１弾性体２１は、上記に限らず、コイルスプリング以外の他のバネを含んで構成されてもよい。例えば、第１弾性体２１の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
図６及び図１２を併せて参照し、第１弾性体２１は、第２部材３０に弾性力を作用させる。例えば、第１弾性体２１は、コイルスプリングである。なお、第１弾性体２１は、上記に限らず、コイルスプリング以外の他のバネを含んで構成されてもよい。例えば、第１弾性体２１の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0034】
第２構造体３Ｂを構成するベアリング２２は、以下（４－１）の通りである。
（４－１）結合時及び解放時に第２部材３０が第１部材１０、ガイド部材４０の斜面に沿って回転する際の補助を行う。
（４－１）結合時及び解放時に第２部材３０が第１部材１０、ガイド部材４０の斜面に沿って回転する際の補助を行う。
【0035】
図１３は、第１実施形態に係るベアリング２２の斜視図である。図１３においては、ベアリング２２を第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態を示す。
図６及び図１３を併せて参照し、線上配置状態で、ベアリング２２は、第１直線Ｌ１を中心とする環状に形成される。図の例では、ベアリング２２は、シリンダ２０の底部に配置される。
図６及び図１３を併せて参照し、線上配置状態で、ベアリング２２は、第１直線Ｌ１を中心とする環状に形成される。図の例では、ベアリング２２は、シリンダ２０の底部に配置される。
【0036】
図の例では、ベアリング２２は、一対の円環状の部材（例えば、軌道輪）と、一対の円環状の部材の間に配置される複数の球状の部材（例えば、転動体）と、を含んで構成される。例えば、ベアリング２２は、スラスト玉軸受（玉軸受の一例）である。なお、ベアリング２２は、上記に限らず、玉軸受以外の他の軸受を含んで構成されてもよい。例えば、ベアリング２２の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0037】
第２構造体３Ｂを構成する第２部材３０の役割は、以下（５－１）から（５－２）の通りである。
（５－１）結合時、押圧部材５３を押し込む。
（５－２）結合状態の保持を行うにあたり、押圧部材５３を押し込んだままの状態を維持する。
（５－１）結合時、押圧部材５３を押し込む。
（５－２）結合状態の保持を行うにあたり、押圧部材５３を押し込んだままの状態を維持する。
【0038】
図１４は、第１実施形態に係る第２部材３０の斜視図である。図１５は、第１実施形態に係る第２部材３０の平面図である。図１６は、第１実施形態に係る第２部材３０の側面図である。図１４においては、第２部材３０を第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態を示す。
図６、図１４から図１６を併せて参照し、線上配置状態で、第２部材３０は、第１直線Ｌ１に対して傾斜した第２面３１を有する。
図６、図１４から図１６を併せて参照し、線上配置状態で、第２部材３０は、第１直線Ｌ１に対して傾斜した第２面３１を有する。
【0039】
線上配置状態で、第２部材３０は、第１直線Ｌ１を中心とする環状の第２本体３２と、第２本体３２から第２方向Ｖ２に突出し第２面３１を有する複数の第２突起３３と、を備える。複数の第２突起３３は、周方向において等間隔に配置される。
【0040】
図の例では、３個の第２突起３３は、周方向において等間隔に配置される。図の例では、各第２突起３３は、円環状の第２本体３２の内周縁から外周縁にわたって配置される。なお、第２突起３３の数は、上記に限らず、２個以下でもよいし、４個以上でもよい。例えば、第２突起３３の数や配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0041】
例えば、第２部材３０の構成要素（第２本体３２及び第２突起３３）は、互いに同一の部材で一体に形成される。例えば、第２部材３０は、３Ｄプリンタで製造される。なお、第２部材３０の構成要素は、上記に限らず、互いに異なる部材で一体に形成されてもよい。例えば、第２部材３０を製造する方法や形成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0042】
第２構造体３Ｂを構成するガイド部材４０の役割は、以下（６－１）から（６－３）の通りである。
（６－１）保持機構４を内蔵する。
（６－２）結合時、第２部材３０を回転させ、押圧部材５３を押し込ませる。
（６－３）解放時、第２部材３０を回転させ、結合前の位置に戻す。
（６－１）保持機構４を内蔵する。
（６－２）結合時、第２部材３０を回転させ、押圧部材５３を押し込ませる。
（６－３）解放時、第２部材３０を回転させ、結合前の位置に戻す。
【0043】
図１７は、第１実施形態に係るガイド部材４０の斜視図である。図１８は、第１実施形態に係るガイド部材４０の一方の部分の平面図である。図１９は、第１実施形態に係るガイド部材４０の一方の部分の側面図である。図２０は、第１実施形態に係るガイド部材４０の他方の部分の平面図である。図２１は、第１実施形態に係るガイド部材４０の他方の部分の側面図である。図１７においては、ガイド部材４０を第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態を示す。
図６、図１７から図２１を併せて参照し、線上配置状態で、ガイド部材４０は、第１直線Ｌ１に対して傾斜したガイド面４１を有する。
図６、図１７から図２１を併せて参照し、線上配置状態で、ガイド部材４０は、第１直線Ｌ１に対して傾斜したガイド面４１を有する。
【0044】
線上配置状態で、ガイド部材４０は、第１直線Ｌ１を中心とする弧状のガイド本体４２と、ガイド本体４２から第１方向Ｖ１に突出しガイド面４１を有する複数のガイド突起４３と、を備える。ガイド部材４０は、周方向において等間隔に複数配置される。
【0045】
図の例では、３個のガイド部材４０は、周方向において等間隔に複数配置される。図６においては、３個のガイド部材４０のうちの１つを２点鎖線で示す。各ガイド部材４０は、シリンダ２０の先端側の部分に固定される。なお、ガイド部材４０の数は、上記に限らず、２個以下でもよいし、４個以上でもよい。例えば、ガイド部材４０の数や配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0046】
図の例では、１個のガイド部材４０につき、２個のガイド突起４３が配置される。なお、ガイド突起４３の数は、上記に限らず、１個のガイド部材４０につき、１個でもよいし、３個以上でもよい。例えば、ガイド突起４３の数や配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0047】
本実施形態では、第１面１１、第２面３１及びガイド面４１のうち少なくとも第１面１１は、湾曲している。図の例では、線上配置状態で、第１面１１は、第１方向Ｖ１に向かって湾曲している（図７参照）。例えば、第１面１１に加え、第２面３１及びガイド面４１が湾曲していてもよい。例えば、第１面１１及び第２面３１は、互いに同じカーブを描くように湾曲していてもよい。例えば、第１面１１のみが湾曲しており、第２面３１及びガイド面４１は平面で構成されてもよい。例えば、第２面３１及びガイド面４１の態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0048】
例えば、ガイド部材４０の構成要素（ガイド本体４２及びガイド突起４３）は、互いに同一の部材で一体に形成される。例えば、ガイド部材４０は、３Ｄプリンタで製造される。なお、ガイド部材４０の構成要素は、上記に限らず、互いに異なる部材で一体に形成されてもよい。例えば、ガイド部材４０を製造する方法や形成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0049】
図の例では、ガイド部材４０は、ガイド突起４３を有する一方の部分と、ガイド本体４２を有する他方の部分と、を組み合わせて構成される。図の例では、ガイド部材４０の一方の部分と他方の部分とは、凹凸構造により互いに連結される。図の例では、複数の凹部４６（図の例では２個の円形穴）が形成された一方の部分に、他方の部分に形成された複数の凸部４７（図の例では２個の円柱状凸部）が嵌まることで、一方の部分と他方の部分とが互いに連結される。
【0050】
なお、ガイド部材４０の一方の部分と他方の部分とは、上記に限らず、ボルト等の締結部材により互いに連結されてもよい。例えば、ガイド部材４０の一方の部分と他方の部分との連結態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0051】
例えば、ガイド部材４０は、上記に限らず、ガイド突起４３及びガイド本体４２を有する単一の部材で構成されてもよい。例えば、ガイド部材４０の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0052】
＜保持機構＞
図２２は、第１実施形態に係る第２部材３０が押圧部材５３を押し込む様子を示す斜視図である。図２３は、第１実施形態に係るガイド部材４０に内蔵された保持機構４を示す斜視図であって係合部材５０の格納状態を示す図である。図２４は、第１実施形態に係るガイド部材４０に内蔵された保持機構４を示す斜視図であって係合部材５０の突出状態を示す図である。図２５は、第１実施形態に係る係合部材５０の斜視図である。図２６は、第１実施形態に係る支持部材５２の斜視図である。図２７は、第１実施形態に係る押圧部材５３の斜視図である。図２２においては、ガイド部材４０及び第２部材３０を第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態を示す。
図２２から図２７を併せて参照し、保持機構４は、ガイド部材４０に内蔵される。
図２２は、第１実施形態に係る第２部材３０が押圧部材５３を押し込む様子を示す斜視図である。図２３は、第１実施形態に係るガイド部材４０に内蔵された保持機構４を示す斜視図であって係合部材５０の格納状態を示す図である。図２４は、第１実施形態に係るガイド部材４０に内蔵された保持機構４を示す斜視図であって係合部材５０の突出状態を示す図である。図２５は、第１実施形態に係る係合部材５０の斜視図である。図２６は、第１実施形態に係る支持部材５２の斜視図である。図２７は、第１実施形態に係る押圧部材５３の斜視図である。図２２においては、ガイド部材４０及び第２部材３０を第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態を示す。
図２２から図２７を併せて参照し、保持機構４は、ガイド部材４０に内蔵される。
【0053】
図の例では、保持機構４は、３個のガイド部材４０の各々に内蔵される。なお、保持機構４は、上記に限らず、１個又は２個のガイド部材４０に内蔵されてもよい。例えば、保持機構４は、複数のガイド部材４０のうちの一部に内蔵されてもよい。例えば、保持機構４が内蔵される態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0054】
保持機構４の役割を述べる前に、ガイド部材４０及び保持機構４の構成を説明する。
図２３及び図２４においては、ガイド部材４０を２点鎖線で示す。
ガイド部材４０には、第１直線Ｌ１とは異なる第２直線Ｌ２に沿って開口する第１孔４５Ａと、第１孔４５Ａに連通し、第２直線Ｌ２と交差する第３直線Ｌ３に沿って開口する第２孔４５Ｂと、が形成される。保持機構４は、第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂに配置される。
図２３及び図２４においては、ガイド部材４０を２点鎖線で示す。
ガイド部材４０には、第１直線Ｌ１とは異なる第２直線Ｌ２に沿って開口する第１孔４５Ａと、第１孔４５Ａに連通し、第２直線Ｌ２と交差する第３直線Ｌ３に沿って開口する第２孔４５Ｂと、が形成される。保持機構４は、第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂに配置される。
【0055】
保持機構４は、係合部材５０、第２弾性体５１、支持部材５２及び押圧部材５３を含んで構成される。保持機構４は、第１孔４５Ａに配置され、第１孔４５Ａに沿って移動可能な係合部材５０と、係合部材５０に弾性力を作用させる第２弾性体５１と、第２弾性体５１を支持する支持部材５２と、第２孔４５Ｂに配置され、第２孔４５Ｂに沿って移動可能な押圧部材５３と、を備える。
【0056】
第１孔４５Ａは、第１直線Ｌ１と直交する面に沿って開口している。第２孔４５Ｂは、第１直線Ｌ１と平行な方向に沿って開口している。図の例では、第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂを組み合わせた形状は、Ｌ字状となっている。なお、第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂを組み合わせた形状は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0057】
図２８は、第１実施形態に係る係合部材５０の動作説明図である。図２９は、第１実施形態に係る係合部材５０と支持部材５２との係り合いを示す模式図である。図３０は、第１実施形態に係る保持機構４の動作説明図である。
図２８から図３０を併せて参照し、係合部材５０は、第１直線Ｌ１と直交する面に沿う部分と、第１直線Ｌ１に対して斜めに交差する部分と、を含んで構成される。図の例では、係合部材５０は、第１部材１０に形成された溝１５に沿う部分を有する。なお、係合部材５０の構成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
図２８から図３０を併せて参照し、係合部材５０は、第１直線Ｌ１と直交する面に沿う部分と、第１直線Ｌ１に対して斜めに交差する部分と、を含んで構成される。図の例では、係合部材５０は、第１部材１０に形成された溝１５に沿う部分を有する。なお、係合部材５０の構成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0058】
例えば、第２弾性体５１は、コイルスプリングである。なお、第２弾性体５１は、上記に限らず、コイルスプリング以外の他のバネを含んで構成されてもよい。例えば、第２弾性体５１の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0059】
図示はしないが、保持機構４は、係合部材５０と支持部材５２とを繋ぐ紐状の部材（例えば、ストリング）を更に備えて構成されてもよい。例えば、ストリングにより、係合部材５０と支持部材５２との可動域が制限されてもよい。これにより、押圧部材５３が押されていない状態、つまり、係合部材５０が押されていないときに、押圧部材５３がガイド部材４０の外へ出過ぎてしまうことを抑制することができる。
【0060】
例えば、ガイド部材４０の内部に、係合部材５０を係り合わせるための係合溝が形成されてもよい。これにより、例えば、外部からの衝撃等で、ガイド部材４０から係合部材５０が外れてしまうことを防止することができる。
【0061】
支持部材５２は、第１直線Ｌ１と直交する面に沿う部分を含むとともに、押圧部材５３と対向する部分に、第１直線Ｌ１に対して斜めに交差する部分を含んで構成される。図の例では、支持部材５２は、押圧部材５３に形成された斜面に沿う部分を有する。なお、支持部材５２の構成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0062】
図示はしないが、係合部材５０の先端部と反対側の部分には、第２弾性体５１の一端部を接続するための第１接続孔が形成されてもよい。例えば、支持部材５２において係合部材５０と対向する部分には、第２弾性体５１の他端部を接続するための第２接続孔が形成されてもよい。例えば、接続孔の形成態様（第２弾性体５１の接続態様）は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0063】
押圧部材５３は、第１直線Ｌ１と平行な面に沿う部分を含むとともに、支持部材５２と対向する部分に、第１直線Ｌ１に対して斜めに交差する部分を含んで構成される。図の例では、押圧部材５３は、支持部材５２に形成された斜面に沿う部分を有する。なお、押圧部材５３の構成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0064】
例えば、初期状態のときに押圧部材５３を押し込むことで、係合部材５０が飛び出す。押圧部材５３が押し込まれ続けている間は、第２弾性体５１により、係合部材５０が飛び出ている状態を保持する。この理由は、第１部材１０及び第２部材３０の間の結合時に押圧部材５３が押し込まれ、保持状態には押圧部材５３が押し込まれ続けるようにするためである。
【0065】
一方、押圧部材５３が解放された状態で係合部材５０が押し込まれることで、係合部材５０を格納するとともに押圧部材５３を飛び出した状態へ戻すことができる。第１部材１０及び第２部材３０の間の結合の解放時は、押圧部材５３の解放と係合部材５０への押し込みが同時に発生することにより、係合部材５０を格納し第１部材１０を解放することができる。
【0066】
保持機構４の役割は、以下（７－１）から（７－３）の通りである。
（７－１）結合時、押圧部材５３が押し込まれることで係合部材５０を作動させ、第１部材１０の溝１５に挿入し、結合を完了させる。
（７－２）係合部材５０によって結合状態の保持を行う。
（７－３）解放時、係合部材５０を格納し第１部材１０を解放する。
（７－１）結合時、押圧部材５３が押し込まれることで係合部材５０を作動させ、第１部材１０の溝１５に挿入し、結合を完了させる。
（７－２）係合部材５０によって結合状態の保持を行う。
（７－３）解放時、係合部材５０を格納し第１部材１０を解放する。
【0067】
例えば、保持機構４の構成要素（第２弾性体５１以外の係合部材５０、支持部材５２及び押圧部材５３）は、３Ｄプリンタで製造される。なお、保持機構４の構成要素は、上記に限らず、他の方法で製造されてもよい。例えば、保持機構４を製造する方法や構成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0068】
＜結合フェーズへ突入する前＞
結合フェーズへ突入する前の制御を説明する。
図３１は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の結合開始前の一例を示す斜視図である。
図３１を参照し、結合フェーズへ突入する前、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを各々搭載した衛星１００Ａ，１００Ｂの相対位置及び相対姿勢の制御を行う。事前に、２つの衛星１００Ａ，１００Ｂ（２物体の一例）が直線上に位置するよう、必要な制御が行われたうえで、結合フェーズが開始される。本実施形態では、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態で、結合及び解放がなされる。
結合フェーズへ突入する前の制御を説明する。
図３１は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の結合開始前の一例を示す斜視図である。
図３１を参照し、結合フェーズへ突入する前、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを各々搭載した衛星１００Ａ，１００Ｂの相対位置及び相対姿勢の制御を行う。事前に、２つの衛星１００Ａ，１００Ｂ（２物体の一例）が直線上に位置するよう、必要な制御が行われたうえで、結合フェーズが開始される。本実施形態では、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態で、結合及び解放がなされる。
【0069】
結合フェーズの開始直前までは、シリンダ２０の内部の構成部品（ガイド部材４０、第２部材３０、保持機構４、第１弾性体２１及びベアリング２２）は動かない。つまり、部品同士の組み合わせ、係り合いにより部品同士が互いに干渉し合い、相対位置関係を一定に保つ。図３１においては、第１弾性体２１及びベアリング２２等の図示を省略する。
【0070】
＜各フェーズの動作の一例＞
各フェーズの動作の一例を説明する。
図３２は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の結合開始の一例を示す斜視図である。図３３は、第１実施形態に係る結合フェーズにおいて第１部材１０が第２部材３０を押し込む一例を示す斜視図である。図３４は、第１実施形態に係る結合フェーズにおいて第２部材３０が第１部材１０の押し込みによって回転する一例を示す斜視図である。図３５は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の結合完了の一例を示す斜視図である。図３６は、第１実施形態に係る解放フェーズにおいて第１部材１０が第２部材３０を押し込む一例を示す斜視図である。図３７は、第１実施形態に係る解放フェーズにおいて第２部材３０が第１部材１０の押し込みによって回転する一例を示す斜視図である。図３８は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の解放完了の一例を示す斜視図である。図３９は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の一部を拡大した側面図であって結合フェーズの動作説明図である。図４０は、図３９に続く、結合フェーズの動作説明図である。図４１は、図４０に続く、結合フェーズの動作説明図である。図４２は、図４１に続く、結合フェーズの動作説明図である。図４３は、図４２に続く、結合フェーズの動作説明図である。図４４は、図４３に続く、結合完了（保持状態）の説明図である。図４５は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の一部を拡大した側面図であって解放フェーズの動作説明図である。図４６は、図４５に続く、解放フェーズの動作説明図である。図４７は、図４６に続く、解放フェーズの動作説明図である。図４８は、図４７に続く、解放フェーズの動作説明図である。図４９は、図４８に続く、解放フェーズの動作説明図である。図５０は、図４９に続く、解放完了の説明図である。図３２から図４９においては、シリンダ２０、第１弾性体２１及びベアリング２２等の図示を省略する。
各フェーズの動作の一例を説明する。
図３２は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の結合開始の一例を示す斜視図である。図３３は、第１実施形態に係る結合フェーズにおいて第１部材１０が第２部材３０を押し込む一例を示す斜視図である。図３４は、第１実施形態に係る結合フェーズにおいて第２部材３０が第１部材１０の押し込みによって回転する一例を示す斜視図である。図３５は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の結合完了の一例を示す斜視図である。図３６は、第１実施形態に係る解放フェーズにおいて第１部材１０が第２部材３０を押し込む一例を示す斜視図である。図３７は、第１実施形態に係る解放フェーズにおいて第２部材３０が第１部材１０の押し込みによって回転する一例を示す斜視図である。図３８は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の解放完了の一例を示す斜視図である。図３９は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の一部を拡大した側面図であって結合フェーズの動作説明図である。図４０は、図３９に続く、結合フェーズの動作説明図である。図４１は、図４０に続く、結合フェーズの動作説明図である。図４２は、図４１に続く、結合フェーズの動作説明図である。図４３は、図４２に続く、結合フェーズの動作説明図である。図４４は、図４３に続く、結合完了（保持状態）の説明図である。図４５は、第１実施形態に係る結合保持解放機構１の一部を拡大した側面図であって解放フェーズの動作説明図である。図４６は、図４５に続く、解放フェーズの動作説明図である。図４７は、図４６に続く、解放フェーズの動作説明図である。図４８は、図４７に続く、解放フェーズの動作説明図である。図４９は、図４８に続く、解放フェーズの動作説明図である。図５０は、図４９に続く、解放完了の説明図である。図３２から図４９においては、シリンダ２０、第１弾性体２１及びベアリング２２等の図示を省略する。
【0071】
＜結合フェーズ＞
結合フェーズの各部品の動きを詳細に説明する。
図３２から図３５、図３９から図４４を併せて参照し、図３９の状態（相対位置関係を一定に保った状態）から、電磁力による引力によって、第１構造体３Ａの構成部品である第１部材１０がシリンダ２０の内部に誘導される。これにより、シリンダ２０の内部の構成部品も第１部材１０からの力を受けて動作する。
結合フェーズの各部品の動きを詳細に説明する。
図３２から図３５、図３９から図４４を併せて参照し、図３９の状態（相対位置関係を一定に保った状態）から、電磁力による引力によって、第１構造体３Ａの構成部品である第１部材１０がシリンダ２０の内部に誘導される。これにより、シリンダ２０の内部の構成部品も第１部材１０からの力を受けて動作する。
【0072】
まず、第１部材１０は、第２部材３０を第１方向Ｖ１へ押し込む（図３３及び図４０等参照）。第１部材１０及び第２部材３０の各々の突起の斜面が互いに同じカーブを描くように湾曲している場合、第１部材１０の突起は第２部材３０の突起に対して円滑に摺動する。
【0073】
第１部材１０が第２部材３０を押し込んでいる最中に、第１部材１０の突状部１４は、周方向において各ガイド部材４０の側面の間に配置される（図３３及び図４０等参照）。これにより、第１部材１０が第２部材３０を押し込んでいる最中に、第２構造体３Ｂから見て第１部材１０が相対的に回転することを抑制することができる。つまり、第１部材１０の突状部１４は２つのガイド部材４０の間に入り込んでいくので、第１部材１０は、相対的に回転することなく、第２部材３０を押し込むことが可能である。
【0074】
第１部材１０が第２部材３０を所定量押し込んだとき、第１弾性体２１が圧縮され、第２部材３０に反力を与える。このとき、第１弾性体２１に蓄えられた圧縮エネルギーは、第１部材１０と第２部材３０との係り合いにより、第２部材３０がガイド部材４０のガイド面４１上を滑ることで、一部解放される（図４１等参照）。
【0075】
例えば、第１部材１０が第２部材３０を所定以上押し込むと、第２部材３０の第２突起３３が第１部材１０の第１面１１に沿って摺動し、第２部材３０が矢印Ｒ方向に回転する（図３４等参照）。第２部材３０は、矢印Ｒ方向に回転しながらガイド面４１上を滑る（図４２等参照）。第２部材３０がガイド面４１上を滑り終わるときは、ガイド部材４０のガイド面４１に第２部材３０の第２面３１が接触する。このときに、第２部材３０は、保持機構４の押圧部材５３を押し込み、停止することとなる（図４３等参照）。
【0076】
押圧部材５３が押し込まれると、保持機構４を構成する第２弾性体５１には、一時的に圧縮エネルギーが蓄積される。この圧縮エネルギーは、第１構造体３Ａ（第１部材１０）と第２構造体３Ｂとを固定するためのラッチの役割を担う係合部材５０の押し出しに利用される。これにより、第１衛星１００Ａ及び第２衛星１００Ｂが互いに固定され、結合が完了する（図３５及び図４４等参照）。ラッチの作動により、結合フェーズを完了する。
【0077】
＜保持＞
結合が完了した状態では、ガイド部材４０に収納されていた係合部材５０が、ガイド部材４０から飛び出している（図３５及び図４４等参照）。結合が完了した状態では、所定以上の外力が加わらない限り、電磁力なしで保持が可能である。保持状態では、係合部材５０は、引き抜き方向の力に対する反力を発生させる。
結合が完了した状態では、ガイド部材４０に収納されていた係合部材５０が、ガイド部材４０から飛び出している（図３５及び図４４等参照）。結合が完了した状態では、所定以上の外力が加わらない限り、電磁力なしで保持が可能である。保持状態では、係合部材５０は、引き抜き方向の力に対する反力を発生させる。
【0078】
本実施形態では、線上配置状態で、電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に移動させて第２部材３０を所定以上押し込んだ後に第１部材１０を第２方向Ｖ２へ移動させると、第１弾性体２１の弾性力により第２面３１が第１面１１からガイド面４１に沿って摺動し第２部材３０が第１直線Ｌ１を中心に回りながら第２方向Ｖ２へ移動するよう構成される（図３４等参照）。第２部材３０が第２方向Ｖ２へ所定以上移動すると、保持機構４が作動して保持がなされる（図３５及び図４４等参照）。
【0079】
本実施形態では、第２部材３０が第２方向Ｖ２へ所定以上移動すると、第２部材３０が押圧部材５３を第２孔４５Ｂに押し込み、押圧部材５３の押し込み力により支持部材５２及び第２弾性体５１を介して係合部材５０を第１孔４５Ａに沿って移動させ、第２弾性体５１の弾性力により係合部材５０の先端部が第１孔４５Ａから出て第１部材１０の溝１５に嵌まることで保持がなされる。
【0080】
＜解放フェーズ＞
解放フェーズの各部品の動きを詳細に説明する。
図３６から図３８、図４５から図５０を併せて参照し、解放動作は、再び電磁力による引力を使い、第１部材１０を更に第２部材３０側に押し込むことで、可能となる。解放動作は、所定以上の電磁力を発生させ、第１部材１０を第１方向Ｖ１へ押し込むことで行われる（図３６及び図４５等参照）。第２部材３０が第１部材１０により押し込まれたときに、係合部材５０が第１孔４５Ａに押し戻され、格納される。これにより、第１構造体３Ａと第２構造体３Ｂとの結合が解かれる。
解放フェーズの各部品の動きを詳細に説明する。
図３６から図３８、図４５から図５０を併せて参照し、解放動作は、再び電磁力による引力を使い、第１部材１０を更に第２部材３０側に押し込むことで、可能となる。解放動作は、所定以上の電磁力を発生させ、第１部材１０を第１方向Ｖ１へ押し込むことで行われる（図３６及び図４５等参照）。第２部材３０が第１部材１０により押し込まれたときに、係合部材５０が第１孔４５Ａに押し戻され、格納される。これにより、第１構造体３Ａと第２構造体３Ｂとの結合が解かれる。
【0081】
本実施形態では、保持がなされた状態で、電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に所定以上移動させると、溝１５から係合部材５０の先端部が外れて係合部材５０の全部が第１孔４５Ａに格納される。係合部材５０の全部が第１孔４５Ａに格納された後に電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に移動させて第２部材３０を所定以上押し込むと、保持機構４による保持が解除される。
【0082】
押し込まれた第２部材３０は、所定量押し込まれたとき、第１部材１０を補助としてガイド部材４０のガイド面４１上を滑る（図４６等参照）。続いて、第２部材３０は、第１部材１０を除荷すると同時に、ガイド面４１上を滑る（図４７等参照）。
【0083】
例えば、第１部材１０が第２部材３０を所定以上押し込むと、第２部材３０の第２突起３３がガイド部材４０のガイド面４１に沿って摺動し、第２部材３０が矢印Ｒ方向に回転する（図３７等参照）。第２部材３０は、矢印Ｒ方向に回転しながらガイド面４１上を滑る（図４７等参照）。
【0084】
第２部材３０がガイド面４１上を滑り終わった後、第２部材３０の第２突起３３は、周方向において各ガイド部材４０の側面の間に配置される（図４８等参照）。その後、第２部材３０は、結合前の状態に戻る（図４９等参照）。第１部材１０が第２構造体３Ｂから離れたとき、解放が完了する（図３８及び図５０等参照）。第２構造体３Ｂの内部の部品が全て結合前の状態に戻り、解放フェーズを完了する。
【0085】
本実施形態では、保持が解除された状態で、電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に移動させて第２部材３０を所定以上押し込んだ後に第１部材１０を第２方向Ｖ２へ移動させると、第１弾性体２１の弾性力により第２面３１が第１面１１からガイド面４１に沿って摺動し第２部材３０が第１直線Ｌ１を中心に回りながら第２方向Ｖ２へ移動するよう構成される（図３７等参照）。第１弾性体２１の弾性力により第２方向Ｖ２へ第２部材３０が押され、第２部材３０が第１部材１０を第２方向Ｖ２へ押し戻すことで解放がなされる（図３８及び図５０等参照）。
【0086】
本実施形態によれば、超小型衛星１００Ａ，１００Ｂに上記の結合保持解放機構１を搭載することにより、各衛星１００Ａ，１００Ｂに搭載された電磁石２Ａ，２Ｂにより発生する電磁力のみで動作させることができる。例えば、リソース節約のために、結合状態の保持には電磁力を必要としないものとすることが可能である。上記の通り、結合状態の保持は、ガイド部材４０に内蔵された保持機構４により行うことができる。そのため、結合状態の保持を、電力消費なしで行うことができ、リソースの節約となる。
【0087】
加えて、保持状態で再度押し込みを行うことにより、保持機構４による第１部材１０の保持が解除され、電磁力を除荷することで解放を完了する。解放時に、第１弾性体２１に蓄えられた力を解放することにより、解放時の初速を与えることができる。これにより、解放時もスラスタによる補助が不要となる。
【0088】
＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態の結合保持解放機構１は、第１部材１０と、第１部材１０とは別体の第２部材３０と、第１部材１０と第２部材３０とを保持する保持機構４と、保持機構４を内蔵し、互いに連通する第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂが形成されたガイド部材４０と、第２部材３０に弾性力を作用させる第１弾性体２１と、を備える。保持機構４は、第１孔４５Ａに配置され、第１孔４５Ａに沿って移動可能な係合部材５０と、係合部材５０に弾性力を作用させる第２弾性体５１と、第２弾性体５１を支持する支持部材５２と、第２孔４５Ｂに配置され、第２孔４５Ｂに沿って移動可能な押圧部材５３と、を備える。第１部材１０には、係合部材５０の先端部が嵌まることが可能に開口する溝１５が形成される。第１部材１０と第２部材３０とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される。
この構成によれば、第１部材１０と第２部材３０とが外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成されるため、モータ等の動力源を必要とせず、結合及び解放を行うことができる。加えて、保持機構４を備えるため、電磁力を使わずに保持を行うことができる。したがって、モータを不要とし、軽量化を図ることができる。
以上説明したように、本実施形態の結合保持解放機構１は、第１部材１０と、第１部材１０とは別体の第２部材３０と、第１部材１０と第２部材３０とを保持する保持機構４と、保持機構４を内蔵し、互いに連通する第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂが形成されたガイド部材４０と、第２部材３０に弾性力を作用させる第１弾性体２１と、を備える。保持機構４は、第１孔４５Ａに配置され、第１孔４５Ａに沿って移動可能な係合部材５０と、係合部材５０に弾性力を作用させる第２弾性体５１と、第２弾性体５１を支持する支持部材５２と、第２孔４５Ｂに配置され、第２孔４５Ｂに沿って移動可能な押圧部材５３と、を備える。第１部材１０には、係合部材５０の先端部が嵌まることが可能に開口する溝１５が形成される。第１部材１０と第２部材３０とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される。
この構成によれば、第１部材１０と第２部材３０とが外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成されるため、モータ等の動力源を必要とせず、結合及び解放を行うことができる。加えて、保持機構４を備えるため、電磁力を使わずに保持を行うことができる。したがって、モータを不要とし、軽量化を図ることができる。
【0089】
本実施形態では、結合保持解放機構１は、第１電磁石２Ａを備える第１構造体３Ａと、第１構造体３Ａとは別に設けられ、第２電磁石２Ｂを備える第２構造体３Ｂと、第１構造体３Ａと第２構造体３Ｂとを保持する保持機構４と、を備える。第１構造体３Ａと第２構造体３Ｂとは、第１電磁石２Ａ及び第２電磁石２Ｂが生み出す電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成される。
この構成によれば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂが電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成されるため、モータ等の動力源を必要とせず、結合及び解放を行うことができる。加えて、保持機構４を備えるため、電磁力を使わずに保持を行うことができる。したがって、モータを不要とし、軽量化を図ることができる。
この構成によれば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂが電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成されるため、モータ等の動力源を必要とせず、結合及び解放を行うことができる。加えて、保持機構４を備えるため、電磁力を使わずに保持を行うことができる。したがって、モータを不要とし、軽量化を図ることができる。
【0090】
本実施形態では、第１電磁石２Ａ及び第２電磁石２Ｂの一方の芯棒５Ａは、円錐形状の凸部６を有する。第１電磁石２Ａ及び第２電磁石２Ｂの他方の芯棒５Ｂは、凸部６に沿う形状の凹部７を有する。
この構成によれば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを互いに結合する際に斜めに進入した場合でも、円錐形状の凸部６が凹部７に沿うように移動するため、自動で直線上に揃えることができる。したがって、自律的な姿勢制御で結合直前の位置姿勢を揃えることができる。
この構成によれば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを互いに結合する際に斜めに進入した場合でも、円錐形状の凸部６が凹部７に沿うように移動するため、自動で直線上に揃えることができる。したがって、自律的な姿勢制御で結合直前の位置姿勢を揃えることができる。
【0091】
本実施形態では、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂを第１直線Ｌ１の線上に揃えた線上配置状態で、結合及び解放がなされる。
この構成によれば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂの位置姿勢が直線上に揃うため、結合及び解放を円滑に行うことができる。
この構成によれば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂの位置姿勢が直線上に揃うため、結合及び解放を円滑に行うことができる。
【0092】
本実施形態では、線上配置状態で、第１構造体３Ａは、第１直線Ｌ１に対して傾斜した第１面１１を有し、電磁力により第１直線Ｌ１に沿う第１方向Ｖ１及び第１方向Ｖ１とは逆の第２方向Ｖ２へ移動可能な第１部材１０を備える。
この構成によれば、第１構造体３Ａを構成する第１部材１０の役割（例えば、結合時及び解放時に第２構造体３Ｂを構成する第２部材３０を押し込み、回転させる等）を簡単な構成で実現することができる。
この構成によれば、第１構造体３Ａを構成する第１部材１０の役割（例えば、結合時及び解放時に第２構造体３Ｂを構成する第２部材３０を押し込み、回転させる等）を簡単な構成で実現することができる。
【0093】
本実施形態では、線上配置状態で、第２構造体３Ｂは、第１直線Ｌ１に対して傾斜した第２面３１を有する第２部材３０と、第１直線Ｌ１に対して傾斜したガイド面４１を有するガイド部材４０と、第２部材３０に弾性力を作用させる第１弾性体２１と、を備える。
この構成によれば、第２構造体３Ｂの役割（例えば、未結合時の第２部材３０の保持、並びに、結合時及び解放時に第２部材３０を斜面に沿って回転させる等）を簡単な構成で実現することができる。
この構成によれば、第２構造体３Ｂの役割（例えば、未結合時の第２部材３０の保持、並びに、結合時及び解放時に第２部材３０を斜面に沿って回転させる等）を簡単な構成で実現することができる。
【0094】
本実施形態では、線上配置状態で、電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に移動させて第２部材３０を所定以上押し込んだ後に第１部材１０を第２方向Ｖ２へ移動させると、第１弾性体２１の弾性力により第２面３１が第１面１１からガイド面４１に沿って摺動し第２部材３０が第１直線Ｌ１を中心に回りながら第２方向Ｖ２へ移動するよう構成される。第２部材３０が第２方向Ｖ２へ所定以上移動すると、保持機構４が作動して保持がなされる。
この構成によれば、第２部材３０が第２方向Ｖ２へ所定以上移動すると、保持機構４が作動して保持がなされるため、保持を円滑に行うことができる。加えて、第１弾性体２１が斜面に沿った第１部材１０への回転力の付与に加えて、ダンパとしても機能するため、結合時の衝突を緩和することができる。さらに、第１弾性力の押し込みにより蓄えられたエネルギーを解放時の初速Δｖ（デルタブイ）に変えることができる。そのため、解放時の初速を与えるためのスラスタを不要とし、軽量化することができる。
この構成によれば、第２部材３０が第２方向Ｖ２へ所定以上移動すると、保持機構４が作動して保持がなされるため、保持を円滑に行うことができる。加えて、第１弾性体２１が斜面に沿った第１部材１０への回転力の付与に加えて、ダンパとしても機能するため、結合時の衝突を緩和することができる。さらに、第１弾性力の押し込みにより蓄えられたエネルギーを解放時の初速Δｖ（デルタブイ）に変えることができる。そのため、解放時の初速を与えるためのスラスタを不要とし、軽量化することができる。
【0095】
本実施形態では、線上配置状態で、第１部材１０は、第１直線Ｌ１を中心とする筒状の第１本体１２と、第１本体１２から第１方向Ｖ１に突出し第１面１１を有する複数の第１突起１３と、を備える。複数の第１突起１３は、第１直線Ｌ１の周りの周方向において等間隔に配置される。
この構成によれば、複数の第１突起１３により、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。
この構成によれば、複数の第１突起１３により、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。
【0096】
本実施形態では、線上配置状態で、第２部材３０は、第１直線Ｌ１を中心とする環状の第２本体３２と、第２本体３２から第２方向Ｖ２に突出し第２面３１を有する複数の第２突起３３と、を備える。複数の第２突起３３は、周方向において等間隔に配置される。
この構成によれば、複数の第２突起３３により、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。
この構成によれば、複数の第２突起３３により、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。
【0097】
本実施形態では、線上配置状態で、ガイド部材４０は、第１直線Ｌ１を中心とする弧状のガイド本体４２と、ガイド本体４２から第１方向Ｖ１に突出しガイド面４１を有する複数のガイド突起４３と、を備える。ガイド部材４０は、周方向において等間隔に複数配置される。
この構成によれば、複数のガイド部材４０により、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。
この構成によれば、複数のガイド部材４０により、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。
【0098】
本実施形態では、第１面１１、第２面３１及びガイド面４１のうち少なくとも第１面１１は、湾曲している。
この構成によれば、第１面１１、第２面３１及びガイド面４１の全部が平面で構成される場合と比較して、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。加えて、解放時の許容誤差を大きくする、つまり、解放時に第２部材３０が正常に回転するための許容範囲に更なる余裕を持たせることができる。そのため、解放不具合が生じる事態を回避することができる。
この構成によれば、第１面１１、第２面３１及びガイド面４１の全部が平面で構成される場合と比較して、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。加えて、解放時の許容誤差を大きくする、つまり、解放時に第２部材３０が正常に回転するための許容範囲に更なる余裕を持たせることができる。そのため、解放不具合が生じる事態を回避することができる。
【0099】
本実施形態では、保持機構４は、ガイド部材４０に内蔵される。
この構成によれば、保持機構４がガイド部材４０の外に配置される場合と比較して、結合保持解放機構１を小型化しやすい。加えて、外部からの衝撃等の外的要因から保持機構４を保護することができる。
この構成によれば、保持機構４がガイド部材４０の外に配置される場合と比較して、結合保持解放機構１を小型化しやすい。加えて、外部からの衝撃等の外的要因から保持機構４を保護することができる。
【0100】
本実施形態では、ガイド部材４０には、第１直線Ｌ１とは異なる第２直線Ｌ２に沿って開口する第１孔４５Ａと、第１孔４５Ａに連通し、第２直線Ｌ２と交差する第３直線Ｌ３に沿って開口する第２孔４５Ｂと、が形成される。保持機構４は、第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂに配置される。
この構成によれば、保持機構４を内蔵したガイド部材４０を簡単な構成で実現することができる。
この構成によれば、保持機構４を内蔵したガイド部材４０を簡単な構成で実現することができる。
【0101】
本実施形態では、保持機構４は、第１孔４５Ａに配置され、第１孔４５Ａに沿って移動可能な係合部材５０と、係合部材５０に弾性力を作用させる第２弾性体５１と、第２弾性体５１を支持する支持部材５２と、第２孔４５Ｂに配置され、第２孔４５Ｂに沿って移動可能な押圧部材５３と、を備える。第１本体１２には、係合部材５０の先端部が嵌まることが可能に開口する溝１５が形成される。
この構成によれば、保持機構４の役割（例えば、結合時は押圧部材５３が押し込まれることで係合部材５０の先端部を溝１５に嵌める、係合部材５０によって結合状態の保持を行う、及び、解放時は係合部材５０を第１孔４５Ａに格納する等）を簡単な構成で実現することができる。
この構成によれば、保持機構４の役割（例えば、結合時は押圧部材５３が押し込まれることで係合部材５０の先端部を溝１５に嵌める、係合部材５０によって結合状態の保持を行う、及び、解放時は係合部材５０を第１孔４５Ａに格納する等）を簡単な構成で実現することができる。
【0102】
本実施形態では、第２部材３０が第２方向Ｖ２へ所定以上移動すると、第２部材３０が押圧部材５３を第２孔４５Ｂに押し込み、押圧部材５３の押し込み力により支持部材５２及び第２弾性体５１を介して係合部材５０を第１孔４５Ａに沿って移動させ、第２弾性体５１の弾性力により係合部材５０の先端部が第１孔４５Ａから出て溝１５に嵌まることで保持がなされる。
この構成によれば、第２弾性体５１の弾性力により係合部材５０の先端部が第１孔４５Ａから出て溝１５に嵌まることで保持がなされるため、電磁力を必要とせず、電力等のエネルギーを必要としない。したがって、省エネルギーに寄与する。
この構成によれば、第２弾性体５１の弾性力により係合部材５０の先端部が第１孔４５Ａから出て溝１５に嵌まることで保持がなされるため、電磁力を必要とせず、電力等のエネルギーを必要としない。したがって、省エネルギーに寄与する。
【0103】
本実施形態では、第１孔４５Ａは、第１直線Ｌ１と直交する面に沿って開口している。第２孔４５Ｂは、第１直線Ｌ１と平行な方向に沿って開口している。
この構成によれば、係合部材５０と押圧部材５３との間で力の作用線が一直線上となるため、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。加えて、第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂを組み合わせた形状がＬ字状となるため、保持機構４を内蔵したガイド部材４０をより簡単な構成で実現することができる。
この構成によれば、係合部材５０と押圧部材５３との間で力の作用線が一直線上となるため、結合及び解放をより円滑に且つ安定して行うことができる。加えて、第１孔４５Ａ及び第２孔４５Ｂを組み合わせた形状がＬ字状となるため、保持機構４を内蔵したガイド部材４０をより簡単な構成で実現することができる。
【0104】
本実施形態では、保持がなされた状態で、電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に所定以上移動させると、溝１５から係合部材５０の先端部が外れて係合部材５０の全部が第１孔４５Ａに格納される。
この構成によれば、解放時の初速を与えることができる。加えて、スラスタによる補助が不要となる。加えて、係合部材５０の全部が第１孔４５Ａに格納されることで、外部からの衝撃等の外的要因から係合部材５０を保護することができる。
この構成によれば、解放時の初速を与えることができる。加えて、スラスタによる補助が不要となる。加えて、係合部材５０の全部が第１孔４５Ａに格納されることで、外部からの衝撃等の外的要因から係合部材５０を保護することができる。
【0105】
本実施形態では、係合部材５０の全部が第１孔４５Ａに格納された後に電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に移動させて第２部材３０を所定以上押し込むと、保持機構４による保持が解除される。
この構成によれば、解放時の初速を与えることができる。加えて、スラスタによる補助が不要となる。
この構成によれば、解放時の初速を与えることができる。加えて、スラスタによる補助が不要となる。
【0106】
本実施形態では、保持が解除された状態で、電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に移動させて第２部材３０を所定以上押し込んだ後に第１部材１０を第２方向Ｖ２へ移動させると、第１弾性体２１の弾性力により第２面３１が第１面１１からガイド面４１に沿って摺動し第２部材３０が第１直線Ｌ１を中心に回りながら第２方向Ｖ２へ移動するよう構成される。第１弾性体２１の弾性力により第２方向Ｖ２へ第２部材３０が押され、第２部材３０が第１部材１０を第２方向Ｖ２へ押し戻すことで解放がなされる。
この構成によれば、第１弾性体２１の弾性力により解放がなされるため、モータ等の動力源を必要とせず、解放を行うことができる。
この構成によれば、第１弾性体２１の弾性力により解放がなされるため、モータ等の動力源を必要とせず、解放を行うことができる。
【0107】
本実施形態では、結合保持解放機構１は、一辺の長さが１００ｍｍの立方体の空間に収まる大きさとされる。
この構成によれば、結合保持解放機構１を小型化することができる。
この構成によれば、結合保持解放機構１を小型化することができる。
【0108】
本実施形態では、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂの一方は、第１衛星１００Ａに搭載される。第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂの他方は、第１衛星１００Ａとは別の第２衛星１００Ｂに搭載される。
この構成によれば、第１衛星１００Ａ及び第２衛星１００Ｂが電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成されるため、モータ等の動力源を必要とせず、結合、保持及び解放を行うことができる。したがって、モータを不要とし、軽量化を図ることができる。
例えば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂが超小型衛星１００Ａ，１００Ｂに搭載されることで、超小型衛星１００Ａ，１００Ｂの恒久利用可能かつ環境保全及び省エネルギーに適した結合保持解放機構１を実現することができる。本実施形態の結合保持解放機構１によれば、小型衛星１００Ａ，１００Ｂの連結が可能となり、大型衛星と同様のシステム構築が可能となる。特に、本機構では、ヒドラジンといった有毒な推進剤が必要となるスラスタを用いず、電磁石２Ａ，２Ｂのみを用いるため、衛星寿命に左右されることがない。例えば、電磁石２Ａ，２Ｂの電力は、衛星１００Ａ，１００Ｂに搭載される太陽電池パネル１１０を用いるため、環境保全及び省エネルギーに寄与しうる。更に、電磁石２Ａ，２Ｂを用いることで、精度良い正確な制御を用いる必要がない。電磁石２Ａ，２Ｂは、互いに引き合って磁界が一直線上に揃う性質を持つ。そのため、本機構は電磁石２Ａ，２Ｂを備えることで、ある程度自律的な結合（Autonomous Docking）が可能である。本機構によれば、上記の利点を持つ電磁石２Ａ，２Ｂの電磁力（引力及び斥力）によるポテンシャルエネルギーをバネに蓄積させ、衝突を緩和した結合、及び、保持を実現し、かつ、その解放によってΔｖ（デルタブイ）の増加を可能とするシステムを構築することができる。
この構成によれば、第１衛星１００Ａ及び第２衛星１００Ｂが電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成されるため、モータ等の動力源を必要とせず、結合、保持及び解放を行うことができる。したがって、モータを不要とし、軽量化を図ることができる。
例えば、第１構造体３Ａ及び第２構造体３Ｂが超小型衛星１００Ａ，１００Ｂに搭載されることで、超小型衛星１００Ａ，１００Ｂの恒久利用可能かつ環境保全及び省エネルギーに適した結合保持解放機構１を実現することができる。本実施形態の結合保持解放機構１によれば、小型衛星１００Ａ，１００Ｂの連結が可能となり、大型衛星と同様のシステム構築が可能となる。特に、本機構では、ヒドラジンといった有毒な推進剤が必要となるスラスタを用いず、電磁石２Ａ，２Ｂのみを用いるため、衛星寿命に左右されることがない。例えば、電磁石２Ａ，２Ｂの電力は、衛星１００Ａ，１００Ｂに搭載される太陽電池パネル１１０を用いるため、環境保全及び省エネルギーに寄与しうる。更に、電磁石２Ａ，２Ｂを用いることで、精度良い正確な制御を用いる必要がない。電磁石２Ａ，２Ｂは、互いに引き合って磁界が一直線上に揃う性質を持つ。そのため、本機構は電磁石２Ａ，２Ｂを備えることで、ある程度自律的な結合（Autonomous Docking）が可能である。本機構によれば、上記の利点を持つ電磁石２Ａ，２Ｂの電磁力（引力及び斥力）によるポテンシャルエネルギーをバネに蓄積させ、衝突を緩和した結合、及び、保持を実現し、かつ、その解放によってΔｖ（デルタブイ）の増加を可能とするシステムを構築することができる。
【0109】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、係合部材５０と押圧部材５３との間で力の作用線が一直線上となる構成の例を挙げて説明した。第２実施形態では、ガイド部材２４０に内蔵された保持機構２０４の構成が第１実施形態と相違している。以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第１実施形態では、係合部材５０と押圧部材５３との間で力の作用線が一直線上となる構成の例を挙げて説明した。第２実施形態では、ガイド部材２４０に内蔵された保持機構２０４の構成が第１実施形態と相違している。以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0110】
図５１は、第２実施形態に係るガイド部材２４０に内蔵された保持機構２０４を示す斜視図であって係合部材２５０の格納状態を示す図である。図５２は、第２実施形態に係るガイド部材２４０に内蔵された保持機構２０４を示す斜視図であって押圧部材２５３が押し込まれた状態を示す図である。図５３は、第２実施形態に係るガイド部材２４０に内蔵された保持機構２０４を示す斜視図であって係合部材２５０の突出状態を示す図である。図５４は、第２実施形態に係るガイド部材２４０に内蔵された保持機構２０４を示す平面図であって係合部材２５０の突出状態を示す図である。図５５は、第２実施形態に係る係合部材２５０の動作説明図である。図５１から図５４においては、ガイド部材２４０の一部を２点鎖線で示す。
【0111】
図５１から図５５を併せて参照し、線上配置状態で、ガイド部材２４０は、第１直線Ｌ１に対して傾斜したガイド面２４１を有する。線上配置状態で、ガイド部材２４０は、第１直線Ｌ１を中心とする弧状のガイド本体２４２と、ガイド本体２４２から第１方向Ｖ１に突出しガイド面２４１を有する複数のガイド突起２４３と、を備える。ガイド部材２４０は、周方向において等間隔に複数配置される。
【0112】
ガイド部材２４０には、第１直線Ｌ１とは異なる第２直線Ｌ２に沿って開口する第１孔２４５Ａと、第１孔２４５Ａに連通し、第２直線Ｌ２と交差する第３直線Ｌ３に沿って開口する第２孔２４５Ｂと、第２孔２４５Ｂに連通し、第３直線Ｌ３と交差する第４直線Ｌ４に沿って開口する第３孔２４５Ｃと、が形成される。保持機構２０４は、第１孔２４５Ａ、第２孔２４５Ｂ及び第３孔２４５Ｃに配置される。
【0113】
保持機構２０４は、第１孔２４５Ａ及び第２孔２４５Ｂに配置され、第２孔２４５Ｂに沿って移動可能な係合部材２５０と、係合部材２５０に弾性力を作用させる第２弾性体２５１と、第２弾性体２５１を支持する支持部材２５２と、第３孔２４５Ｃに配置され、第３孔２４５Ｃに沿って移動可能な押圧部材２５３と、を備える。
【0114】
本実施形態では、第２部材３０が第２方向Ｖ２へ所定以上移動すると、第２部材３０が押圧部材２５３を第３孔２４５Ｃに押し込み、押圧部材２５３の押し込み力により支持部材２５２及び第２弾性体２５１を介して係合部材２５０を第２孔２４５Ｂに沿って移動させ、第２弾性体２５１の弾性力により係合部材２５０の先端部が第１孔２４５Ａから出て溝１５に嵌まることで保持がなされる。
【0115】
第１孔２４５Ａは、第１直線Ｌ１と平行な方向に沿って延びるとともに、第１直線Ｌ１と直交する面に沿って開口している。第２孔２４５Ｂは、第１孔２４５Ａと直交して延びるとともに、第１直線Ｌ１と直交する面に沿って開口している。第３孔２４５Ｃは、第２孔２４５Ｂと直交して延びるとともに、第１直線Ｌ１と直交する面に沿って開口している。
【0116】
図の例では、第１孔２４５Ａ及び第２孔２４５Ｂを組み合わせた形状は、Ｌ字状となっている。図の例では、第２孔２４５Ｂ及び第３孔２４５Ｃを組み合わせた形状は、Ｌ字状となっている。なお、第１孔２４５Ａ及び第２孔２４５Ｂ、並びに、第２孔２４５Ｂ及び第３孔２４５Ｃを組み合わせた形状は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0117】
図の例では、係合部材２５０は、第１直線Ｌ１と直交する面に沿う部分と、第１直線Ｌ１に対して斜めに交差する部分と、を含んで構成される。図の例では、係合部材２５０は、第１部材１０に形成された溝１５に沿う部分を有する。図の例では、係合部材２５０は、支持部材２５２に形成された斜面に沿う部分を有する。図の例では、係合部材２５０は、第１孔２４５Ａ及び第２孔２４５Ｂに沿うＬ字状の部分を有する。なお、係合部材２５０の構成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0118】
例えば、第２弾性体２５１は、コイルスプリングである。図の例では、第２弾性体２５１は、支持部材２５２と押圧部材２５３との間に配置される。なお、第２弾性体２５１は、上記に限らず、コイルスプリング以外の他のバネを含んで構成されてもよい。例えば、第２弾性体２５１の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0119】
図の例では、支持部材２５２は、第１直線Ｌ１と直交する面に沿う部分を含むとともに、係合部材２５０と対向する部分に、第３直線Ｌ３に対して斜めに交差する部分を含んで構成される。図の例では、支持部材２５２は、係合部材２５０に形成された斜面に沿う部分を有する。なお、支持部材２５２の構成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0120】
図の例では、押圧部材２５３は、第３孔２４５Ｃに沿う部分を含むとともに、支持部材２５２と対向する部分とは反対側に、半球状の部分を含んで構成される。図の例では、押圧部材２５３の半球状の部分は、ガイド部材２４０の第３孔２４５Ｃから外に突き出ることが可能に構成される。なお、押圧部材２５３の構成態様は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0121】
本実施形態では、保持がなされた状態で、電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に所定以上移動させると、第１部材１０の溝１５から係合部材２５０の先端部が外れて係合部材２５０の全部が第１孔２４５Ａ及び第２孔２４５Ｂに格納される。係合部材２５０の全部が第１孔２４５Ａ及び第２孔２４５Ｂに格納された後に電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に移動させて第２部材３０を所定以上押し込むと、保持機構２０４による保持が解除される。
【0122】
保持が解除された状態で、電磁力により第１部材１０を第１方向Ｖ１に移動させて第２部材３０を所定以上押し込んだ後に第１部材１０を第２方向Ｖ２へ移動させると、第１弾性体２１の弾性力により第２面３１が第１面１１からガイド面２４１に沿って摺動し第２部材３０が第１直線Ｌ１を中心に回りながら第２方向Ｖ２へ移動するよう構成される。第１弾性体２１の弾性力により第２方向Ｖ２へ第２部材３０が押され、第２部材３０が第１部材１０を第２方向Ｖ２へ押し戻すことで解放がなされる。
【0123】
＜第３実施形態＞
第１実施形態では、線上配置状態で第２部材３０及びガイド部材４０の各々が所定以上の長さを有する例を挙げて説明した。第３実施形態では、第２部材３３０及びガイド部材３４０の各々のサイズが第１実施形態と相違している。以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第１実施形態では、線上配置状態で第２部材３０及びガイド部材４０の各々が所定以上の長さを有する例を挙げて説明した。第３実施形態では、第２部材３３０及びガイド部材３４０の各々のサイズが第１実施形態と相違している。以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0124】
図５６は、第３実施形態に係る第２部材３３０の斜視図である。図５７は、第３実施形態に係るガイド部材３４０の斜視図である。図５８は、第３実施形態に係る第２部材３３０及びガイド部材３４０の側面図である。
図５６から図５８を併せて参照し、線上配置状態で、第２部材３３０は、第１直線Ｌ１を中心とする環状の第２本体３３２と、第２本体３３２から第２方向Ｖ２に突出し第２面３３１を有する複数の第２突起３３３と、を備える。複数の第２突起３３３は、周方向において等間隔に配置される。
図５６から図５８を併せて参照し、線上配置状態で、第２部材３３０は、第１直線Ｌ１を中心とする環状の第２本体３３２と、第２本体３３２から第２方向Ｖ２に突出し第２面３３１を有する複数の第２突起３３３と、を備える。複数の第２突起３３３は、周方向において等間隔に配置される。
【0125】
線上配置状態で、ガイド部材３４０は、第１直線Ｌ１に対して傾斜したガイド面３４１を有する。線上配置状態で、ガイド部材３４０は、第１直線Ｌ１を中心とする弧状のガイド本体３４２と、ガイド本体３４２から第１方向Ｖ１に突出しガイド面３４１を有する複数のガイド突起３４３と、を備える。ガイド部材３４０は、周方向において等間隔に複数配置される。
【0126】
例えば、線上配置状態で第１直線Ｌ１に沿う方向の第２突起３３３の長さ（以下「第２突起３３３の高さ」ともいう。）は、所定高さ以下とするとよい。本実施形態の第２突起３３３の高さは、第１実施形態の第２突起３３の高さよりも低い（図１４及び図５６等参照）。
【0127】
例えば、線上配置状態で第１直線Ｌ１に沿う方向のガイド本体３４２の長さ（以下「ガイド本体３４２の高さ」ともいう。）は、所定高さ以下とするとよい。本実施形態のガイド本体３４２の高さは、第１実施形態のガイド本体４２の高さよりも低い（図１７及び図５７等参照）
【0128】
本実施形態によれは、第２突起３３３の高さ及びガイド本体３４２の高さの各々が所定高さ以下とされることで、更なる小型化を図ることができる。
【0129】
＜変形例＞
上述した実施形態では、結合保持解放機構は、第１電磁石と、第１電磁石とは別体の第２電磁石と、を更に備え、第１部材と第２部材とは、外部から作用する力として第１電磁石及び第２電磁石が生み出す電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、外部から作用する力は、電磁石の引斥力に限定されない。例えば、宇宙の衛星の場合は、スラスタを使用してもよいし、ロボットアームで押してもよい。例えば、結合保持解放機構は、宇宙での使用を想定しない場合は、電磁石を備えていなくてもよい。例えば、結合保持解放機構は、手で押すだけで、離れた２物体を結合・保持・解放できるように構成されていてもよい。例えば、外部から作用する力は、互いに離れた２物体を外から押し付ける力であればよく、種々の態様を採用することができる。
上述した実施形態では、結合保持解放機構は、第１電磁石と、第１電磁石とは別体の第２電磁石と、を更に備え、第１部材と第２部材とは、外部から作用する力として第１電磁石及び第２電磁石が生み出す電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、外部から作用する力は、電磁石の引斥力に限定されない。例えば、宇宙の衛星の場合は、スラスタを使用してもよいし、ロボットアームで押してもよい。例えば、結合保持解放機構は、宇宙での使用を想定しない場合は、電磁石を備えていなくてもよい。例えば、結合保持解放機構は、手で押すだけで、離れた２物体を結合・保持・解放できるように構成されていてもよい。例えば、外部から作用する力は、互いに離れた２物体を外から押し付ける力であればよく、種々の態様を採用することができる。
【0130】
上述した実施形態では、第１電磁石及び第２電磁石の一方の芯棒は、円錐形状の凸部を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１電磁石及び第２電磁石の一方の芯棒は、円錐形状の凸部を有しなくてもよい。例えば、第１電磁石及び第２電磁石の一方の芯棒は、円柱形状であってもよい。例えば、第１電磁石及び第２電磁石の一方の芯棒の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0131】
上述した実施形態では、第１電磁石及び第２電磁石の他方の芯棒は、凸部に沿う形状の凹部を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１電磁石及び第２電磁石の他方の芯棒は、凸部に沿う形状の凹部を有しなくてもよい。例えば、第１電磁石及び第２電磁石の他方の芯棒は、円柱形状であってもよい。例えば、第１電磁石及び第２電磁石の他方の芯棒の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0132】
上述した実施形態では、第１構造体及び第２構造体を第１直線の線上に揃えた線上配置状態で、結合及び解放がなされる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１構造体及び第２構造体を第１直線の線上に揃えずに、結合及び解放がなされてもよい。例えば、第１構造体及び第２構造体を結合及び解放する態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0133】
上述した実施形態では、線上配置状態で、第１構造体は、第１直線に対して傾斜した第１面を有し、電磁力により第１直線に沿う第１方向及び第１方向とは逆の第２方向へ移動可能な第１部材を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１構造体は、第１直線に対して傾斜した第１面を有する第１部材を備えなくてもよい。例えば、第１部材は、電磁力以外の力（例えば、弾性力）で第１方向又は第２方向へ移動可能に構成されてもよい。例えば、第１構造体を構成する第１部材の態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0134】
上述した実施形態では、線上配置状態で、第２構造体は、第１直線に対して傾斜した第２面を有する第２部材と、第１直線に対して傾斜したガイド面を有するガイド部材と、第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体と、を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第２構造体は、第１直線に対して傾斜した第２面を有する第２部材を備えなくてもよい。例えば、第２構造体は、第１直線に対して傾斜したガイド面を有するガイド部材を備えなくてもよい。例えば、第２構造体は、第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体を備えなくてもよい。例えば、第２構造体の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0135】
上述した実施形態では、線上配置状態で、電磁力により第１部材を第１方向に移動させて第２部材を所定以上押し込んだ後に第１部材を第２方向へ移動させると、第１弾性体の弾性力により第２面が第１面からガイド面に沿って摺動し第２部材が第１直線を中心に回りながら第２方向へ移動するよう構成され、第２部材が第２方向へ所定以上移動すると、保持機構が作動して保持がなされる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第２部材が第２方向へ所定以上移動すると、保持機構が作動して保持がなされなくてもよい。例えば、第２部材が第２方向へ所定以上移動することとは別に、保持機構が作動して保持がなされてもよい。例えば、保持機構が作動する態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0136】
上述した実施形態では、線上配置状態で、第１部材は、第１直線を中心とする筒状の第１本体と、第１本体から第１方向に突出し第１面を有する複数の第１突起と、を備え、複数の第１突起は、第１直線の周りの周方向において等間隔に配置される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１部材は、第１直線を中心とする筒状の第１本体を備えなくてもよい。例えば、第１部材は、第１本体から第１方向に突出し第１面を有する複数の第１突起を備えなくてもよい。例えば、第１部材の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0137】
上述した実施形態では、線上配置状態で、第２部材は、第１直線を中心とする環状の第２本体と、第２本体から第２方向に突出し第２面を有する複数の第２突起と、を備え、複数の第２突起は、周方向において等間隔に配置される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第２部材は、第１直線を中心とする環状の第２本体を備えなくてもよい。例えば、第２部材は、第２本体から第２方向に突出し第２面を有する複数の第２突起を備えなくてもよい。例えば、第２部材の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0138】
上述した実施形態では、線上配置状態で、ガイド部材は、第１直線を中心とする弧状のガイド本体と、ガイド本体から第１方向に突出しガイド面を有する複数のガイド突起と、を備え、ガイド部材は、周方向において等間隔に複数配置される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ガイド部材は、第１直線を中心とする弧状のガイド本体を備えなくてもよい。例えば、ガイド部材は、ガイド本体から第１方向に突出しガイド面を有する複数のガイド突起を備えなくてもよい。例えば、ガイド部材の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0139】
上述した実施形態では、第１面、第２面及びガイド面のうち少なくとも第１面は、湾曲している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１面、第２面及びガイド面の全部は、平面で構成されてもよい。例えば、第１面、第２面及びガイド面の態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0140】
上述した実施形態では、保持機構は、ガイド部材に内蔵される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、保持機構は、ガイド部材に内蔵されなくてもよい。例えば、保持機構は、ガイド部材の外に配置されてもよい。例えば、保持機構の配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0141】
上述した実施形態では、ガイド部材には、第１直線とは異なる第２直線に沿って開口する第１孔と、第１孔に連通し、第２直線と交差する第３直線に沿って開口する第２孔と、が形成され、保持機構は、第１孔及び第２孔に配置される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、保持機構は、第１孔及び第２孔に配置されなくてもよい。例えば、保持機構は、第１孔及び第２孔とは別の孔に配置されてもよい。例えば、保持機構の配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0142】
上述した実施形態では、保持機構は、第１孔に配置され、第１孔に沿って移動可能な係合部材と、係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体と、第２弾性体を支持する支持部材と、第２孔に配置され、第２孔に沿って移動可能な押圧部材と、を備え、第１本体には、係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、保持機構は、第１孔に配置され、第１孔に沿って移動可能な係合部材を備えなくてもよい。例えば、保持機構は、係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体を備えなくてもよい。例えば、保持機構は、第２孔に配置され、第２孔に沿って移動可能な押圧部材を備えなくてもよい。例えば、第１本体には、係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成されなくてもよい。例えば、保持機構は、第１本体の一部と係り合うことで第１構造体と第２構造体とを保持するよう構成されてもよい。例えば、保持機構の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0143】
上述した実施形態では、第２部材が第２方向へ所定以上移動すると、第２部材が押圧部材を第２孔に押し込み、押圧部材の押し込み力により支持部材及び第２弾性体を介して係合部材を第１孔に沿って移動させ、第２弾性体の弾性力により係合部材の先端部が第１孔から出て溝に嵌まることで保持がなされる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第２弾性体の弾性力により係合部材の先端部が第１孔から出て溝に嵌まることで保持がなされなくてもよい。例えば、第２弾性体の弾性力以外の力（例えば、電磁力、電力等のエネルギーによる力）により係合部材の先端部が第１孔から出て溝に嵌まることで保持がなされてもよい。例えば、係合部材の先端部が第１孔から出て溝に嵌まることで保持がなされる態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0144】
上述した実施形態では、第１孔は、第１直線と直交する面に沿って開口している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１孔は、第１直線と直交する面に沿って開口していなくてもよい。例えば、第１孔は、第１直線と斜めに交差する面に沿って開口していてもよい。例えば、第１孔の開口態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0145】
上述した実施形態では、第２孔は、第１直線と平行な方向に沿って開口している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第２孔は、第１直線と平行な方向に沿って開口していなくてもよい。例えば、第２孔は、第１直線と斜めに交差する方向に沿って開口していてもよい。例えば、第２孔の開口態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0146】
上述した実施形態では、保持がなされた状態で、電磁力により第１部材を第１方向に所定以上移動させると、溝から係合部材の先端部が外れて係合部材の全部が第１孔に格納される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、保持がなされた状態で、電磁力により第１部材を第１方向に所定以上移動させると、溝から係合部材の先端部が外れて係合部材の全部が第１孔に格納されなくてもよい。例えば、保持がなされた状態で、電磁力以外の力（例えば、弾性力）により第１部材を第１方向に所定以上移動させると、溝から係合部材の先端部が外れて係合部材の全部が第１孔に格納されてもよい。例えば、溝から係合部材の先端部が外れて係合部材の全部が第１孔に格納される態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0147】
上述した実施形態では、係合部材の全部が第１孔に格納された後に電磁力により第１部材を第１方向に移動させて第２部材を所定以上押し込むと、保持機構による保持が解除される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、係合部材の全部が第１孔に格納された後に電磁力により第１部材を第１方向に移動させて第２部材を所定以上押し込むと、保持機構による保持が解除されなくてもよい。例えば、係合部材の全部が第１孔に格納された後に電磁力以外の力（例えば、弾性力）により第１部材を第１方向に移動させて第２部材を所定以上押し込むと、保持機構による保持が解除されてもよい。例えば、保持機構による保持が解除される態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0148】
上述した実施形態では、保持が解除された状態で、電磁力により第１部材を第１方向に移動させて第２部材を所定以上押し込んだ後に第１部材を第２方向へ移動させると、第１弾性体の弾性力により第２面が第１面からガイド面に沿って摺動し第２部材が第１直線を中心に回りながら第２方向へ移動するよう構成され、第１弾性体の弾性力により第２方向へ第２部材が押され、第２部材が第１部材を第２方向へ押し戻すことで解放がなされる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１弾性体の弾性力により第２方向へ第２部材が押され、第２部材が第１部材を第２方向へ押し戻すことで解放がなされなくてもよい。例えば、第１弾性体の弾性力以外の力（例えば、電磁力、電力等のエネルギーによる力）により第２方向へ第２部材が押され、第２部材が第１部材を第２方向へ押し戻すことで解放がなされてもよい。例えば、第２部材が第１部材を第２方向へ押し戻すことで解放がなされる態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0149】
上述した実施形態では、結合保持解放機構は、一辺の長さが１００ｍｍの立方体の空間に収まる大きさとされる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、結合保持解放機構は、一辺の長さが１００ｍｍの立方体の空間に収まる大きさとされなくてもよい。例えば、結合保持解放機構は、一辺の長さが１００ｍｍ超過の立方体の空間に収まる大きさとされてもよい。例えば、結合保持解放機構の大きさは、設計仕様に応じて変更することができる。
【0150】
上述した実施形態では、第１構造体及び第２構造体の一方は、第１衛星に搭載される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１構造体及び第２構造体の一方は、第１衛星に搭載されなくてもよい。例えば、第１構造体及び第２構造体の一方は、衛星とは異なるものに搭載されてもよい。例えば、第１構造体及び第２構造体の一方が搭載される対象は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0151】
上述した実施形態では、第１構造体及び第２構造体の他方は、第１衛星とは別の第２衛星に搭載される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１構造体及び第２構造体の他方は、第１衛星とは別の第２衛星に搭載されなくてもよい。例えば、第１構造体及び第２構造体の他方は、衛星とは異なるものに搭載されてもよい。例えば、第１構造体及び第２構造体の他方が搭載される対象は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0152】
上述した実施形態では、結合保持解放機構の一例として、互いに離れた２つの衛星の結合・保持・解放を可能にする機構の例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、結合保持解放機構は、衛星以外の物体、つまり、互いに離れた２物体の結合・保持・解放を可能にする機構であってもよい。例えば、結合・保持・解放をするための対象は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0153】
＜コンピュータ構成＞
システムを構成する制御装置は、バスで接続されたプロセッサ、メモリ、補助記憶装置（記憶部に相当）などを備える。制御装置は、プログラムを実行することによってシステムの構成要素を制御する制御装置として機能する。プロセッサの例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。
プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
システムを構成する制御装置は、バスで接続されたプロセッサ、メモリ、補助記憶装置（記憶部に相当）などを備える。制御装置は、プログラムを実行することによってシステムの構成要素を制御する制御装置として機能する。プロセッサの例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。
プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【0154】
例えば、制御装置の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を用いて実現されてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。このような集積回路も、プロセッサの一例に含まれる。
【0155】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【0156】
（付記１）
第１部材と、
前記第１部材とは別体の第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とを保持する保持機構と、
前記保持機構を内蔵し、互いに連通する第１孔及び第２孔が形成されたガイド部材と、
前記第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体と、を備え、
前記保持機構は、
前記第１孔に配置され、前記第１孔に沿って移動可能な係合部材と、
前記係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体と、
前記第２弾性体を支持する支持部材と、
前記第２孔に配置され、前記第２孔に沿って移動可能な押圧部材と、を備え、
前記第１部材には、前記係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成され、
前記第１部材と前記第２部材とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される、
結合保持解放機構。
第１部材と、
前記第１部材とは別体の第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とを保持する保持機構と、
前記保持機構を内蔵し、互いに連通する第１孔及び第２孔が形成されたガイド部材と、
前記第２部材に弾性力を作用させる第１弾性体と、を備え、
前記保持機構は、
前記第１孔に配置され、前記第１孔に沿って移動可能な係合部材と、
前記係合部材に弾性力を作用させる第２弾性体と、
前記第２弾性体を支持する支持部材と、
前記第２孔に配置され、前記第２孔に沿って移動可能な押圧部材と、を備え、
前記第１部材には、前記係合部材の先端部が嵌まることが可能に開口する溝が形成され、
前記第１部材と前記第２部材とは、外部から作用する力により互いに結合及び解放が可能に構成される、
結合保持解放機構。
【0157】
（付記２）
前記第１部材及び前記第２部材を第１直線の線上に揃えた線上配置状態で、前記結合及び前記解放がなされる、
付記１に記載の結合保持解放機構。
前記第１部材及び前記第２部材を第１直線の線上に揃えた線上配置状態で、前記結合及び前記解放がなされる、
付記１に記載の結合保持解放機構。
【0158】
（付記３）
前記線上配置状態で、前記第１部材は、前記第１直線に対して傾斜した第１面を有し、
前記外部から作用する力により前記第１直線に沿う第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向へ移動可能とされる、
付記２に記載の結合保持解放機構。
前記線上配置状態で、前記第１部材は、前記第１直線に対して傾斜した第１面を有し、
前記外部から作用する力により前記第１直線に沿う第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向へ移動可能とされる、
付記２に記載の結合保持解放機構。
【0159】
（付記４）
前記線上配置状態で、前記第２部材は、前記第１直線に対して傾斜した第２面を有し、前記ガイド部材は、前記第１直線に対して傾斜したガイド面を有する、
付記３に記載の結合保持解放機構。
前記線上配置状態で、前記第２部材は、前記第１直線に対して傾斜した第２面を有し、前記ガイド部材は、前記第１直線に対して傾斜したガイド面を有する、
付記３に記載の結合保持解放機構。
【0160】
（付記５）
前記線上配置状態で、前記外部から作用する力により前記第１部材を前記第１方向に移動させて前記第２部材を所定以上押し込んだ後に前記第１部材を前記第２方向へ移動させると、前記第１弾性体の弾性力により前記第２面が前記第１面から前記ガイド面に沿って摺動し前記第２部材が前記第１直線を中心に回りながら前記第２方向へ移動するよう構成され、
前記第２部材が前記第２方向へ所定以上移動すると、前記保持機構が作動して前記保持がなされる、
付記４に記載の結合保持解放機構。
前記線上配置状態で、前記外部から作用する力により前記第１部材を前記第１方向に移動させて前記第２部材を所定以上押し込んだ後に前記第１部材を前記第２方向へ移動させると、前記第１弾性体の弾性力により前記第２面が前記第１面から前記ガイド面に沿って摺動し前記第２部材が前記第１直線を中心に回りながら前記第２方向へ移動するよう構成され、
前記第２部材が前記第２方向へ所定以上移動すると、前記保持機構が作動して前記保持がなされる、
付記４に記載の結合保持解放機構。
【0161】
（付記６）
前記線上配置状態で、前記第１部材は、前記第１直線を中心とする筒状の第１本体と、前記第１本体から前記第１方向に突出し前記第１面を有する複数の第１突起と、を備え、
前記複数の第１突起は、前記第１直線の周りの周方向において等間隔に配置される、
付記５に記載の結合保持解放機構。
前記線上配置状態で、前記第１部材は、前記第１直線を中心とする筒状の第１本体と、前記第１本体から前記第１方向に突出し前記第１面を有する複数の第１突起と、を備え、
前記複数の第１突起は、前記第１直線の周りの周方向において等間隔に配置される、
付記５に記載の結合保持解放機構。
【0162】
（付記７）
前記線上配置状態で、前記第２部材は、前記第１直線を中心とする環状の第２本体と、前記第２本体から前記第２方向に突出し前記第２面を有する複数の第２突起と、を備え、
前記複数の第２突起は、前記周方向において等間隔に配置される、
付記６に記載の結合保持解放機構。
前記線上配置状態で、前記第２部材は、前記第１直線を中心とする環状の第２本体と、前記第２本体から前記第２方向に突出し前記第２面を有する複数の第２突起と、を備え、
前記複数の第２突起は、前記周方向において等間隔に配置される、
付記６に記載の結合保持解放機構。
【0163】
（付記８）
前記線上配置状態で、前記ガイド部材は、前記第１直線を中心とする弧状のガイド本体と、前記ガイド本体から前記第１方向に突出し前記ガイド面を有する複数のガイド突起と、を備え、
前記ガイド部材は、前記周方向において等間隔に複数配置される、
付記７に記載の結合保持解放機構。
前記線上配置状態で、前記ガイド部材は、前記第１直線を中心とする弧状のガイド本体と、前記ガイド本体から前記第１方向に突出し前記ガイド面を有する複数のガイド突起と、を備え、
前記ガイド部材は、前記周方向において等間隔に複数配置される、
付記７に記載の結合保持解放機構。
【0164】
（付記９）
前記第２部材が前記第２方向へ所定以上移動すると、前記第２部材が前記押圧部材を前記第２孔に押し込み、前記押圧部材の押し込み力により前記支持部材及び前記第２弾性体を介して前記係合部材を前記第１孔に沿って移動させ、前記第２弾性体の弾性力により前記係合部材の前記先端部が前記第１孔から出て前記溝に嵌まることで前記保持がなされる、
付記８に記載の結合保持解放機構。
前記第２部材が前記第２方向へ所定以上移動すると、前記第２部材が前記押圧部材を前記第２孔に押し込み、前記押圧部材の押し込み力により前記支持部材及び前記第２弾性体を介して前記係合部材を前記第１孔に沿って移動させ、前記第２弾性体の弾性力により前記係合部材の前記先端部が前記第１孔から出て前記溝に嵌まることで前記保持がなされる、
付記８に記載の結合保持解放機構。
【0165】
（付記１０）
第１電磁石と、
前記第１電磁石とは別体の第２電磁石と、を更に備え、
前記第１部材と前記第２部材とは、前記外部から作用する力として前記第１電磁石及び前記第２電磁石が生み出す電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成される、
付記１から９の何れかに記載の結合保持解放機構。
第１電磁石と、
前記第１電磁石とは別体の第２電磁石と、を更に備え、
前記第１部材と前記第２部材とは、前記外部から作用する力として前記第１電磁石及び前記第２電磁石が生み出す電磁力により互いに結合及び解放が可能に構成される、
付記１から９の何れかに記載の結合保持解放機構。
【符号の説明】
【0166】
１…結合保持解放機構、２Ａ…第１電磁石、２Ｂ…第２電磁石、３Ａ…第１構造体、３Ｂ…第２構造体、４…保持機構、５Ａ…一方の芯棒、５Ｂ…他方の芯棒、６…凸部、７…凹部、１０…第１部材、１１…第１面、１２…第１本体、１３…第１突起、１５…溝、２１…第１弾性体、３０…第２部材、３１…第２面、３２…第２本体、３３…第２突起、４０…ガイド部材、４１…ガイド面、４２…ガイド本体、４３…ガイド突起、４５Ａ…第１孔、４５Ｂ…第２孔、５０…係合部材、５１…第２弾性体、５２…支持部材、５３…押圧部材、１００Ａ…第１衛星、１００Ｂ…第２衛星、Ｌ１…第１直線、Ｌ２…第２直線、Ｌ３…第３直線、Ｖ１…第１方向、Ｖ２…第２方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】