JP7458390B2 - 構造コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、地震力及び振動力などの外力に抵抗し、且つそれを減衰するため及び外力付勢事象後の任意の残留変位の復元を補助するための、構造物の又は構造物のための構造コネクタに関する。

建物などの構造物は、一般に地震荷重又は振動荷重などの外部荷重を受ける。これらの荷重は、構造の部材間に力を発生させることがある。構造コネクタを使用して、これらの接続を容易にし、構造物の部材を一体に保持することができる。

構造物の部材を一体に固定して保持するのではなく、外力を受けたときにそれらの間でいくらかの相対変位を可能にすることが望ましいことがある。

構造物の部材間で相対変位が許容される場合、減衰を提供して、外力付勢のエネルギーを吸収することも望ましいことがある。そのような減衰は、構造コネクタの塑性変形によって提供されることがある。

しかし、そのような構造コネクタは、一般に、外部荷重後のそれらの材料の塑性変形により、メンテナンスが必要である。このメンテナンスは、コストがかかることがあり、構造コネクタは、一般に構造物と統合されているため、構造物自体への大きい干渉が必要になることがある。

粘性ダンパも知られている。粘性材料を使用するダンパは、ピストン及びシリンダ構成を使用することが多く、その設計は、粘性材料の漏れを防ぐために液密シールを提供する必要があるため、困難であり、時間がかかることがある。

摩擦ダンパも知られており、例えば欧州特許出願公開第１４６７１１５号明細書に見ることができる。これらのダンパは、地震などの事象又は他の事象によりダンパが運動しているとき、摩擦インターフェースに依拠してエネルギーを吸収する。

欧州特許出願公開第１４６７１１５号明細書のダンパは、建物で使用されるとき、ダンパが取り付けられている建物構成要素が変位前のそれらの初期位置に戻るように促さないことがある。これは、事象を受けた建物がその初期状態に向かって移動して戻ることを促されないことを意味し、最初の事象後の建物が、最初の事象の比較的直後に発生することがある後続の事象で崩壊又はさらなる損傷を受けやすいことを意味することがある。これは、建物が、より安定した形状、すなわち元々建てられた形状でないからである。

特許明細書、他の外部文書又は他の情報源を参照する本明細書では、これは、一般に、本発明の特徴を論じるための文脈を提供することを目的としている。特に明記されていない限り、そのような外部文書への言及は、いかなる法域においてもそのような文書又はそのような情報源が先行技術であること又は当技術分野の一般知識の一部を成すことを認めるものと解釈されるべきではない。

本発明の目的は、上述した欠点のいくつかを克服するか若しくは少なくとも部分的に改善するか、又は少なくとも有用な選択肢を公衆に提供する構造コネクタを提供することである。

第１の態様では、本発明は、広範には、地面に支持された構造物の第１の構造部材と第２の構造部材との間で使用するための複動滑り摩擦エネルギー減衰コネクタであって、構造物は、地震によって誘発される運動を受け得、その運動は、第１及び第２の構造部材が、コネクタによって促されて、初期静的位置から、互いに向かって且つ互いから離れて相対的に並進することを引き起こすことができ、コネクタは、
ｉ．１つ又は複数の内面を備えている、概念上の直線軸を有する細長いケーシングであって、第２の構造部材に接続されて、第２の構造部材と共に並進する、細長いケーシング、
ｉｉ．ケーシングの内部で軸に沿って移動するばね及びダンパアセンブリ
を含み、ばね及びダンパアセンブリは、
ａ．少なくとも２つの離間されたダンパ部材であって、それぞれのダンパ部材は、ケーシングの１つ又は複数の内面に接触して、１つ又は複数の内面の少なくとも一部に沿って、軸に沿って摩擦抵抗を伴って摺動することが可能である、少なくとも２つの離間されたダンパ部材、
ｂ．第１及び第２の構造部材がそれらの初期静止位置にあるとき、２つの隣接するダンパ部材の中間にあり、且つそれらを軸方向に離れるように付勢し、それぞれを、（１）ケーシングの各端部において又はそれに向かって位置するケーシング、及び（２）第２の構造部材の１つのそれぞれの支承部材に対して当て、それでも、２つのダンパ部材が、第１の構造部材に接続される接続ロッドによってばねの負荷に対して互いに向かって移動し、且つ第１の構造部材と共に並進することを可能にする予荷重ばね構成であって、接続ロッドは、ばね及びダンパアセンブリの各端部に位置決めされたストッパを有する、予荷重ばね構成
から構成され、
ｉ．前記ストッパの第１のものは、第１及び第２の構造部材が互いに向かって並進するときの圧縮でコネクタが作用するとき、前記２つのダンパ部材の第１のものに作用して、前記２つのダンパ部材の第１のものをそのそれぞれの支承部材から離れて、且つ前記２つのダンパ部材の第２のもの及びそのそれぞれの支承部材に向かって変位させ、及び
ｉｉ．前記ストッパの第２のものは、第１及び第２の構造部材が互いから離れて並進するときの張力でコネクタが作用するとき、前記２つのダンパ部材の第２のものに作用して、前記２つのダンパ部材の第２のものをそのそれぞれの支承部材から離れて、且つ前記２つのダンパ部材の第１のもの及びそのそれぞれの支承部材に向かって変位させる、複動滑り摩擦エネルギー減衰コネクタを含むと言うことができる。

好ましくは、少なくとも１つの中間ダンパ部材は、第１のダンパと第２のダンパとの間に位置し、ばね構成は、少なくとも２つのばねセットから構成され、前記セットは、それぞれの隣接するダンパ部材間に位置する。

好ましくは、各ダンパ部材とケーシングとの摩擦係合は、実質的に同じであり、好ましくは一定である。

好ましくは、各ダンパ部材は、ケーシングの１つ又は複数の内面に適合する形状の１つ又は複数の摩擦面を有し、１つ又は複数の内面に沿って摩擦係合して摺動することが可能である。

好ましくは、各ダンパ部材の１つ又は複数の摩擦面とケーシングの１つ又は複数の内面との接触は、それらの接触点で表面に垂直に作用する垂直抗力をダンパ部材に対して生じさせて、前記摩擦抵抗を確立するようなものである。

好ましくは、ケーシングの断面形状を変えることによって垂直抗力を変えることができる。

好ましくは、垂直抗力は、ダンパ部材の周りでのケーシングの圧縮嵌めによって固定及び決定される。

好ましくは、ダンパ部材とケーシングとは、互いに圧縮嵌め関係にある。

好ましくは、ダンパ部材は、圧縮嵌めによって前記ケーシングに組み付けられている。

好ましくは、中間ダンパ部材は、第１及び第２の構造部材に対して軸に沿って並進することができる。

好ましくは、使用中の前記ダンパ部材の第１のダンパ部材は、前記第１の構造部材に対して並進固定されたままであり、前記ダンパ部材の前記第２のダンパ部材は、前記第２の構造部材に対して並進固定されたままである。

好ましくは、中間ダンパ部材とケーシングとの摩擦係合は、実質的に同じであり、好ましくは一定である。

好ましくは、中間ダンパ部材とケーシングとの摩擦係合は、前述した第１のダンパ部材と実質的に同じであり、好ましくは一定である。

好ましくは、ばね及びダンパアセンブリは、前記ダンパ部材の第１及び第２のダンパ部材と、少なくとも１つの中間ダンパ部材とを含むダンパ部材のアレイから構成され、各前記ダンパ部材は、軸に沿って互いに離間される。

好ましくは、接続ロッドは、各ダンパ部材を通過する。

好ましくは、接続ロッドは、軸に沿って各ダンパ部材に対して並進することができる。

好ましくは、ばね構成は、ばね及びダンパアセンブリのダンパ部材のアレイにおける隣接する前記ダンパ部材の中間にそれぞれ位置する個別のばねセットから構成される。

好ましくは、力が加えられて、前記ダンパ部材の第１のダンパ部材がそのそれぞれの支承部材から離れて移動されるとき、その初期変位により、隣接する中間ダンパ部材を変位させることなく、隣接するばねセットがさらに圧縮される。

好ましくは、前記ダンパ部材の第１のダンパ部材の変位が前記初期変位を超えて増加するとき、隣接するばねセットの圧縮力が増加して、前記隣接する中間ダンパ部材を変位させ、その初期変位により、アレイ内の次のばねセットが圧縮される。

好ましくは、各ばねセットは、同じばね定数のものである。

好ましくは、ケーシングに対する各減衰部材の摺動に対する摩擦抵抗は、同じである。

好ましくは、ケーシングに対する２つの減衰部材の摺動に対する摩擦抵抗は、異なる。

好ましくは、前記ダンパ部材は、ケーシングの１つ又は複数の内面に対して両方の方向において軸に沿って摺動することが可能である。

好ましくは、細長いケーシングは、軸に平行に摺動するために、その又は各減衰部材のための一定の内側断面を画定する１つ又は複数の内面を有する。

好ましくは、細長いケーシングは、円筒断面の１つ又は複数の内面を有する。

好ましくは、細長いケーシングは、１つ又は複数の内面を有し、それらの間にダンパ部材を捕捉して、ダンパ部材に圧縮荷重を加えて、ケーシングとダンパ部材との間に摩擦力を確立することができる。

好ましくは、細長いケーシングは、前記ダンパ部材が摺動することができる１つ又は複数の内面を有し、伸張方向に互いに向かって先細りしていない。

好ましくは、細長いケーシングは、ケーシングの多角形の断面内側形状を画定する１つ又は複数の内面を有する。

好ましくは、すべてのダンパ部材は、ばね構成によって作用される。

好ましくは、すべてのダンパ部材は、ケーシング内のばね及びダンパアセンブリの全移動範囲にわたってばね構成によって作用される。

好ましくは、支承部材とストッパとは、ばね及びダンパアセンブリに作用して圧縮させることができる。

好ましくは、離間された少なくとも２つのダンパ部材が存在し、各ダンパ部材は、ケーシングの１つ又は複数の内面に接触する１つ又は複数の摩擦面を有して、１つ又は複数の内面の少なくとも一部に沿って軸に平行に一定の摩擦抵抗で摺動することが可能である。

第２の態様では、本発明は、建物構造物の第１の構造部材と第２の構造部材とに接続し、且つそれらの間の変位を可能にするための弾性滑り摩擦コネクタであって、前記第１の部材と前記第２の部材との間の相対直線変位を誘発する外力に対する抵抗及びその減衰を提供し、且つ初期相対位置から、変位された相対位置までの第１及び第２の構造部材の相対直線変位を外力が引き起こした後、第１及び第２の構造部材に対するバイアスを提供し、バイアスは、第１及び第２の構造部材を、それらの変位された相対位置からそれらの初期相対位置に向かって戻すようなものであり、コネクタは、
細長い中空ケーシングと、
２つの対向する端部を有する細長いばね及び減衰アセンブリであって、ケーシングと摩擦係合してケーシングの内部で摺動し、且つ第１の構造部材に接続して、それによりケーシングの内部で摺動される細長いばね及び減衰アセンブリと、
ばね及び減衰アセンブリの端部を支承するための少なくとも１つの支承要素と
を含み、
少なくとも１つの支承要素の１つ及び細長い中空ケーシングは、前記第２の構造部材と一緒に移動するように前記第２の構造部材に接続するためのものであり、
ばね及び減衰アセンブリは、第１及び第２の構造部材の、それらの変位された相対位置への相対直線変位のため、その端部の１つと少なくとも１つの支承要素との間でのその圧縮によって弾性変形されることが可能であり、且つばね及び減衰アセンブリの圧縮を引き起こした外力の十分な低減時、圧縮されたばね及び減衰アセンブリのバイアスは、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの間の摩擦力を超え、且つ第１及び第２の構造部材は、その後、圧縮されたばね及び減衰アセンブリのバイアス下でそれらの初期相対位置に向かって戻される、弾性滑り摩擦コネクタであると言うことができる。

好ましくは、ケーシングは、ケーシングがその内側断面形状又は面積を拡大及び縮小することを可能にする少なくとも１つの細長いスプリットを含む。

好ましくは、調節可能部材は、前記スプリットを含ケーシングにより、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの間の摺動摩擦係合を設定及び変更するためにケーシングに力を加えるために提供される。

好ましくは、ロッドは、細長いばね及び減衰アセンブリと関連付けるためにケーシング内に提供され、及びロッドは、第１の構造部材に接続するためのものである。

好ましくは、調節可能部材は、ケーシングと細長いばね及び減衰アセンブリとの間の所定の度合いの摩擦係合に向かうバイアスとして少なくとも部分的に作用する。

好ましくは、外力付勢の停止時、第１及び第２の構造部材は、ばね及び減衰アセンブリのバイアス下でそれらの初期位置に戻される。

好ましくは、外力付勢の低減は、第１の閾値を下回る低減を含む。

好ましくは、第１の閾値よりも低い閾値である第２の閾値を下回る外力付勢の低減時、第１及び第２の構造部材は、それらの初期位置に戻される。

好ましくは、少なくとも１つの支承要素は、ケーシングに対して固定され、及びケーシングは、第２の構造部材に接続するためのものである。

好ましくは、少なくとも１つの支承要素は、ケーシングのものである。

好ましくは、ケーシングは、ばね及び減衰アセンブリの１つの端部において又はそれに隣接してのみ少なくとも１つの支承要素を含んで、張力時のコネクタの利用である、互いから離れる第１及び第２の構造部材の相対変位下でのみ又は圧縮時のコネクタの利用である、互いに向かう第１及び第２の構造部材の相対変位下でのみ、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形を提供する。

好ましくは、ロッドに沿ったばね及び減衰アセンブリの弾性変形をコネクタが提供しない、第１及び第２の構造部材の相対変位下において、ロッド及びケーシングは、互いに対して自由に移動することが可能である。

好ましくは、ロッドに沿ったばね及び減衰アセンブリの弾性変形をコネクタが提供しない、第１及び第２の構造部材の相対変位下において、ロッド及びケーシングは、相対変位を実質的に妨げられる。

好ましくは、ケーシングは、ばね及び減衰アセンブリの各端部において支承要素とロッドのストッパとを含んで、張力時のコネクタの利用である、互いから離れる第１及び第２の構造部材の相対変位下又は圧縮時のコネクタの利用である、互いに向かう第１及び第２の構造部材の相対変位下の何れかでばね及び減衰アセンブリの弾性変形を提供する。

好ましくは、少なくとも１つの支承要素は、第１の構造部材に接続するためのものであり、且つケーシングの周りに設けられたスリーブに関連付けられ、スリーブは、ケーシングに対して可動である。

好ましくは、第１及び第２の構造部材の相対変位下において、スリーブの少なくとも１つの支承要素及びロッドのストッパは、ばね及び減衰アセンブリの反対側に作用して、ばね及び減衰アセンブリを弾性変形させる。

好ましくは、両方の側からのばね及び減衰アセンブリの弾性変形は、実質的に同時に起こる。

好ましくは、スリーブは、ばね及び減衰アセンブリの１つの端部のみにおける少なくとも１つの支承要素と、ばね及び減衰アセンブリの反対の端部におけるロッドの１つのストッパを含んで、
張力時のコネクタの利用である、互いから離れる第１及び第２の構造部材の相対変位下のみ、又は
圧縮時のコネクタの利用である、互いに向かう第１及び第２の構造部材の相対変位下のみ
において、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形を提供する。

好ましくは、ロッドに沿ったばね及び減衰アセンブリの弾性変形をコネクタが提供しない、第１及び第２の構造部材の相対変位下において、ロッド及びスリーブは、互いに対して自由に移動することが可能である。

好ましくは、ロッドに沿ったばね及び減衰アセンブリの弾性変形をコネクタが提供しない、第１及び第２の構造部材の相対変位下において、ロッド及びケーシングは、相対変位を実質的に妨げられる。

好ましくは、スリーブは、ばね及び減衰アセンブリの各端部において少なくとも１つの支承要素とロッドのストッパとを含んで、張力時のコネクタの利用である、互いから離れる第１及び第２の構造部材の相対変位下又は圧縮時のコネクタの利用である、互いに向かう第１及び第２の構造部材の相対変位下の何れかでばね及び減衰アセンブリの弾性変形を提供する。

好ましくは、ばね及び減衰アセンブリは、ケーシングの内部でケーシングと摩擦係合するための少なくとも１つの減衰部材と、構造部材にバイアスを提供するための少なくとも１つのばね部材とを含む。

好ましくは、ばね及び減衰アセンブリは、ばね及び減衰アセンブリの各端部において減衰部材を含む。

好ましくは、減衰アセンブリは、少なくとも１つの減衰部材と少なくとも１つのばね部材との複数のアレイを含む。

好ましくは、ばね及び減衰アセンブリは、減衰部材の中間にある少なくとも１つのばね部材によって離間された複数の減衰部材を含む。

好ましくは、減衰部材は、バイアスのないケーシングの断面形状又は面積に実質的に対応する。

好ましくは、減衰部材は、少なくとも１つの円錐皿ばねを含む。

好ましくは、少なくとも１つのばね要素は、ケーシングの内部でケーシングと摩擦係合するようなサイズでもある。

好ましくは、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形は、弾性曲げなどによる少なくとも１つのばね部材の圧縮によって提供される。

好ましくは、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形は、弾性曲げなどによる少なくとも１つのばね部材の伸長によって提供される。

好ましくは、ばね及び減衰アセンブリは、少なくとも１つの複合ばね及び減衰部材を含む。

好ましくは、少なくとも１つの複合ばね及び減衰部材は、それぞれケーシングの内部でのケーシングとの摩擦係合と、部材に対するバイアスの提供との両方が可能である。

好ましくは、少なくとも１つの複合ばね及び減衰部材は、それぞれケーシングの内部でのケーシングとの摩擦係合が可能であるようなサイズである。

好ましくは、少なくとも１つのばね及び減衰部材は、それぞれ円錐皿ばねを含む。

好ましくは、圧縮下の各円錐皿ばねは、その圧縮方向に対して横方向に伸張し、各円錐皿ばねの横方向伸張は、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの摩擦係合の度合いを高める。

好ましくは、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形は、弾性曲げなどによる少なくとも１つのばね部材の圧縮によって提供される。

好ましくは、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形は、弾性曲げなどによる少なくとも１つのばね及び減衰部材の伸長によって提供される。

好ましくは、コネクタの内側断面形状又は面積は、その伸張方向に対して実質的に垂直である。

好ましくは、少なくとも１つの細長いスプリットは、ケーシングの長さにわたって部分的又は完全である。

好ましくは、ケーシングの調節可能部材は、少なくとも１つの細長いスプリットに沿って作用するように提供される。

好ましくは、ケーシングのバイアスは、ケーシングの収縮された断面形状又は面積に向かうものである。

好ましくは、ケーシングのバイアスは、少なくとも１つの細長いスプリット面に沿ったケーシングのクランプによって提供される。

好ましくは、ケーシングのクランプは、少なくとも１つの細長いスプリットの少なくとも大部分に沿ったクランプを含む。

好ましくは、バイアスは、減衰アセンブリとケーシングとの所定の摩擦係合を提供するように調節可能である。

好ましくは、コネクタは、複動式滑り摩擦地震エネルギーダンパコネクタである。

好ましくは、コネクタは、地面に支持された構造物の第１の構造部材と第２の構造部材との間で使用するためのものであり、構造物は、地震によって誘発される運動を受け得、その運動は、第１及び第２の構造部材が、コネクタによって促されて、初期静的位置から、互いに向って且つ互いから離れて相対的に並進することを引き起こすことができる。

好ましくは、細長いケーシングは、概念上の直線軸を有し、１つ又は複数の内面は、ケーシングの１つ又は複数の一定の内側断面を画定する。

好ましくは、ケーシングは、第２の構造部材と並進するために第２の構造部材に接続される。

好ましくは、ばね及びダンパアセンブリは、ケーシングの内部の軸に沿って移動するものである。

好ましくは、ばね及びダンパアセンブリは、少なくとも２つの離間されたダンパ部材を含み、各ダンパ部材は、ケーシングの１つ又は複数の内面に適合する１つ又は複数の摩擦面を有し、１つ又は複数の内面の少なくとも一部に沿って摩擦係合して摺動する。

好ましくは、ばね及びダンパアセンブリは、第１及び第２の構造部材がそれらの初期静止位置にあるときに２つの隣接するダンパ部材の中間にあり、それらのダンパ部材を軸方向に付勢する予荷重ばね構成を含む。

好ましくは、付勢は、２つのダンパ部材の各ダンパを、ケーシングの各端部において又は各端部に向かって位置するケーシングのそれぞれの支承部材に対して付勢し、それでも、２つのダンパ部材が、第１の構造部材に接続された接続ロッドによってばねの負荷に対して互いに向かって移動し、第１の構造部材と共に並進することを可能にするようにするものである。

好ましくは、接続ロッドは、ばね及びダンパアセンブリの各端部にストッパを有し、前記ストッパの第１のストッパは、第１及び第２の構造部材が互いに向かって並進するときの圧縮でコネクタが作用するとき、前記２つのダンパ部材の第１のダンパ部材に作用して、前記２つのダンパ部材の第１のダンパ部材をそのそれぞれの支承部材から離れて、且つ前記２つのダンパ部材の第２のダンパ部材及びそのそれぞれの支承部材に向かって変位させ、前記ストッパの第２のストッパは、第１及び第２の構造部材が互いから離れて並進するときの張力でコネクタが作用するとき、前記２つのダンパ部材の第２のダンパ部材に作用して、前記２つのダンパ部材の第２のダンパ部材をそのそれぞれの支承部材から離れて、且つ前記２つのダンパ部材の第１のダンパ部材及びそのそれぞれの支承部材に向かって変位させる。

好ましくは、最初に述べた２つのダンパ部材間に少なくとも１つの中間ダンパ部材が提供され、ばねアセンブリは、それぞれの隣接する前記ダンパ部材間でそれぞれ作用するばねセットから構成される。

さらなる態様では、本発明は、本明細書で前述したようなコネクタの製造方法であって、
ａ）ばね及び減衰アセンブリの所定量の弾性変形に対して、コネクタの所定の所望の復元能力を提供するステップと、
ｂ）コネクタの所定の所望の減衰能力を提供するステップと、
ｃ）少なくとも１つの減衰部材のそれぞれで最終的に得られる所要の摩擦力を決定するステップと、
ｄ）ばね及び減衰アセンブリの所定の弾性変形量でばね力が所望の減衰能力よりも大きくなるように、ばね及び減衰部材の少なくとも１つのばね部材を選択するステップと、
ｅ）コネクタの所定の所望の減衰能力を提供するために、ケーシングのバイアスを調節するか、又はケーシングと減衰部材との適切な締まり嵌めを選択するステップと
を含む方法であると広範に言うことができる。

好ましくは、所定の所望の復元能力は、少なくとも第１及び第２の構造部材の質量及び構成に依存する。

好ましくは、所定の復元能力は、少なくとも、コネクタがその間に接続される第１及び第２の構造部材での構造物の最大許容たわみに依存する。

好ましくは、減衰及びばねアセンブリがばね及び減衰アセンブリの各端部に減衰部材を含むとき、最終的に得られる所要の摩擦力の決定は、所定の所望の減衰能力を、減衰部材の数から１を引いた値で割ることを含む。

好ましくは、ケーシングとばね及びダンパアセンブリとは、締まり嵌め式に一体に組み立てられる。

さらなる態様では、本発明は、２つの構造構成要素を初期相対位置で共に接続するためのコネクタであって、
前記構造構成要素の第１のものと係合され且つそれと一緒に移動するケーシングであって、細長い一定の断面の内側を含み、その内側内において、ばね及びダンパアセンブリは、摩擦摺動係合して動作可能であり、ばね及びダンパアセンブリは、前記構造構成要素の第２のものと係合され且つそれと一緒に移動し、及びケーシングの内側と接触し、且つケーシングと摩擦接触して伸張方向に摺動することが可能である少なくとも１つのダンパ部材と、ダンパ部材及びケーシングが相対運動しているとき、ダンパ部材及びケーシングによって且つそれらの間で弾性変形され、及びダンパ部材及びケーシングの運動中、２つの構造構成要素の相対位置をそれらの初期相対位置に向かってバイアスするばねとから構成される、ケーシング
を含むコネクタであると広範に言うことができる。

さらなる態様では、本発明は、建物構造物の第１の構造部材と第２の構造部材とに接続し、且つそれらの間の変位を可能にするための弾性滑り摩擦コネクタであって、前記２つの部材間の相対変位を誘発する外力に対する抵抗及びその減衰を提供し、且つ初期相対位置から、変位された相対位置までの構造部材の相対変位を外力が引き起こした後、構造部材に対するバイアスを提供し、バイアスは、構造部材を、それらの変位された相対位置から初期相対位置に向かって戻すようなものであり、コネクタは、
ケーシングがその内側断面形状又は面積を拡大及び縮小することを可能にする少なくとも１つの細長いスプリットを含む細長い中空ケーシングと、
ケーシングと摩擦係合してケーシングの内部で摺動し、且つ第１の構造部材に接続して一緒に変位するように提供された細長いばね及び減衰アセンブリと、
ばね及び減衰アセンブリの端部を支承するための少なくとも１つの支承要素と、
前記スプリットを含むケーシングにより、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの間の滑り摩擦係合を設定及び変更するためにケーシングに力を加えるための調節可能部材と
を含み、
少なくとも１つの支承要素の１つ及び細長い中空ケーシングは、前記第２の構造部材に接続するためのものであり、
ばね及び減衰アセンブリは、第１及び第２の構造部材の、それらの変位された相対位置への相対直線変位のため、その端部の１つと少なくとも１つの支承要素との間での圧縮によって弾性変形されることが可能であり、且つばね及び減衰アセンブリの圧縮を引き起こした外力の十分な低減時、圧縮されたばね及び減衰アセンブリのバイアスは、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの間の摩擦力を超え、且つ第１及び第２の構造部材は、その後、圧縮されたばね及び減衰アセンブリのバイアス下でそれらの初期相対位置に向かって戻される、弾性滑り摩擦コネクタであると言うことができる。

好ましくは、ケーシングの１つ又は複数の内面は、円形断面であり、ダンパ部材がケーシング内で回転できるように、ダンパ部材は、円形の外周を有する。

好ましくは、接続ロッドは、ケーシングの軸と同軸である。

好ましくは、接続ロッドは、ばね及びダンパアセンブリに対して旋回することが可能である。

好ましくは、接続ロッドは、ばね及びダンパアセンブリに対する力誘発事象において曲がることができる。

好ましくは、接続ロッドは、第１の構造部材によって片持ち梁式に保持される。

さらなる態様では、本発明は、第１の構造部材と第２の構造部材との間の移動を制御する方法であって、本明細書で前述したようなコネクタを前記第１及び第２の構造部材に接続し、ケーシングによってばね及び減衰アセンブリに加えられる力を調節して、第１の構造部材と第２の構造部材との間の移動に抵抗するためのコネクタの摩擦抵抗力を設定することを含む方法を広範に含む。

さらなる態様では、本発明は、地面に支持された構造物の第１の構造部材と第２の構造部材との間で使用するための滑り摩擦地震エネルギー減衰コネクタであって、構造物は、地震によって誘発される運動を受け得、その運動は、第１及び第２の構造部材が、コネクタによって促されて、初期静的位置から、互いに向かって且つ互いから離れて相対的に並進することを引き起こすことができ、コネクタは、
ｉ．１つ又は複数の内面を備えている、概念上の直線軸を有する細長いケーシングであって、第２の構造部材に接続されて、第２の構造部材と共に並進する、細長いケーシング、
ｉｉ．ケーシングの内部で軸に沿って移動するばね及びダンパアセンブリ
を含み、ばね及びダンパアセンブリは、
ａ．少なくとも３つの離間されたダンパ部材であって、それぞれのダンパ部材は、ケーシングの１つ又は複数の摩擦面に接触して、１つ又は複数の内面の少なくとも一部に沿って、軸に平行に摩擦抵抗を伴って摺動することが可能である、少なくとも３つの離間されたダンパ部材、
ｂ．それぞれの隣接する前記ダンパ部材の中間に位置して、少なくとも第１及び第２の構造部材がそれらの初期静止位置から変位されるときに（及び好ましくは初期静止位置にあるときにも）ダンパ部材を軸方向に離れるようにそれぞれバイアスし、前記ダンパ部材の少なくとも１つは、ケーシングの端部において又はそれに向かって位置する第２の構造部材の支承部材を押圧し、好ましくはそれに当接することが可能であり、それでも、第１の構造部材に接続されて第１の構造部材と共に並進するように接続された接続ロッドによってばねのバイアスに対して互いに向かってダンパ部材を移動させ、接続ロッドが、ばねの端部に位置する（好ましくはケーシングの反対側の端部にある）ストッパを有して、支承部材に向かってばね及びダンパアセンブリに力を加えることが可能であり、第１及び第２の構造部材がそれらの初期静止位置から移動するときにばねの圧縮を高める、ばね
から構成される、滑り摩擦地震エネルギー減衰コネクタであると言うことができる。

好ましくは、コネクタは、２つの構造部材がそれらの初期静止位置から少なくとも一方向に互いに対して並進するとき、ケーシング内のばね及びダンパアセンブリの全移動範囲にわたって非線形である２つの構造部材の力－変位プロファイルを適用する。

好ましくは、コネクタは、２つの構造部材がそれらの初期静止位置から２方向に互いに対して並進するとき、ケーシング内のばね及びダンパアセンブリの全移動範囲にわたって非線形である２つの構造部材の力－変位プロファイルを適用する。

さらなる態様では、本発明は、本明細書で述べるようなコネクタを使用して接続された少なくとも２つの構造部材を含む構造を広範に含む。

本明細書で使用するとき、「及び／又は」という用語は、「及び」若しくは「又は」又はその両方を意味する。

本明細書で使用するとき、名詞に続く「（複数の）～」は、名詞の複数形及び／又は単数形を意味する。

本明細書で使用する「含む」という用語は、「少なくとも一部を含む」を意味する。「含む」という用語を含む本明細書での各言明を解釈するとき、その用語の後に続くもの以外の特徴も存在することがある。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」などの関連用語も同様に解釈される。

本発明は、本出願の本明細書において個別に又は集合的に言及された又は示された部品、要素及び特徴並びに任意の２つ以上の前記部品、要素又は特徴の任意の又はすべての組合せからなると広く言うこともでき、本発明が関係する技術分野で既知の均等物を有する特定の整数が本明細書で言及される場合、そのような既知の均等物は、別個に記載されているかのように本明細書に援用されるものとみなされる。

本発明に関連する技術分野の当業者には、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の多くの構成の変更形態並びに多様な実施形態及び用途が示唆される。本明細書における開示及び説明は、純粋に例示的なものであり、いかなる意味でも限定を意図するものではない。

本発明の他の態様は、単に例として添付図面を参照して与えられる以下の説明から明らかになり得る。

本発明の好ましい実施形態を、単に例として図面を参照して述べる。

図１Ａは、スプリットを有するケーシングを備えたコネクタの一実施形態を示し、図１Ｂは、スプリットを有さないケーシングを含むコネクタを示す。 図２Ａ－Ｃは、図１Ａのコネクタの様々な構成要素を示す。 図３Ａは、複動式コネクタの一実施形態の側面切欠図を示し、図３Ｂ－Ｄは、コネクタの圧縮荷重下での図３Ａのコネクタの作用ステージを示す。 図４Ａ－Ｃは、コネクタの張力荷重下での図３Ａのコネクタの作用ステージを示す。 図５Ａ－Ｃは、コネクタのケーシングの断面形状又は面積及び細長いスプリットの様々な構成を示す。 図６Ａ－Ｃは、コネクタのケーシングの断面形状又は面積及び細長いスプリットの様々な構成を示す。 図７Ａ－Ｃは、コネクタのケーシングの断面形状又は面積及び細長いスプリットの様々な構成を示す。 図８Ａ－Ｅは、コネクタのケーシングの断面形状又は面積及び細長いスプリットの様々な構成を示す。 本発明のコネクタの実施形態の加えられた力と変位との理論的なヒステリシス性能を示す。 一方向のみに作用するコネクタの実施形態を示す。 一方向のみに作用するコネクタの他の実施形態を示す。 図１２Ａは、圧縮方向のみに作用するコネクタのさらなる実施形態を示し、図１２Ｂは、３つの回転軸での回転がコネクタによって対応可能であることを示すための構造構成要素間のユニバーサル接続を含むコネクタの図であり、図１２Ｃは、接続が湾曲時にも作用することができ、接続ロッド８が弾性的に曲がることができることを示すための、２つの構造構成要素に接続されたコネクタの図である。 図１０及び図１１のコネクタの変形形態を示す。 図１０及び図１１のコネクタの変形形態を示す。 コネクタの一実施形態を示す。 複合ばね及び減衰部材を有するコネクタのさらなる実施形態を示す。 図１７Ａは、本発明の一実施形態による複合コネクタの切欠図を示し、図１７Ｂは、図１７Ａの線Ａ―Ａの断面を示す。 本発明の一実施形態によるコネクタの複合構成を示す。 コネクタの一実施形態を示す。 特定の条件下において、コネクタの変位に沿って細長いばね及び減衰アセンブリの摩擦係合を変化させることが可能なコネクタの実施形態を示す。 特定の条件下において、コネクタの変位に沿って細長いばね及び減衰アセンブリの摩擦係合を変化させることが可能なコネクタの別の実施形態を示す。 特定の条件下において、コネクタの変位に沿って細長いばね及び減衰アセンブリの摩擦係合を変化させることが可能なコネクタの別の実施形態を示す。 本発明によるコネクタの複合構成を示す。 図２４Ａ－Ｄは、様々な異なる構造での本発明によるコネクタの取り得る用途を示す。 図２５Ａ－Ｃは、コネクタの一実施形態の様々な図を示す。

本発明は、構造物の２つの構造部材を接続するための構造コネクタに関する。本明細書では、２つの構造部材を第１の構造部材及び第２の構造部材と呼ぶことがある。構造部材は、例えば、建物の構造梁又は柱であり得る。一例として、一方の構造部材は、梁又は柱であり得るか、他方は、基礎部又は脚部又はパイルであり得る。

コネクタは、弾性滑り摩擦コネクタであり、単動式又は複動式であり得る。コネクタは、外力を受けることがある２つの構造部材又は構成要素間で作用し、外力は、互いに近付くか又は離れるように構造部材又は構成要素を並進で押し引きすることができる。

構造部材に対する外力の第１の所定の閾値を超えると、コネクタは、それが接続されている２つの構造部材の滑り、したがって相対変位を可能にするように作用することがある。外力は、地震などの外部事象から生じることがある。

コネクタは、２つの構造部材に外力が加えられたとき、互いに向かう／互いから離れる２つの構造部材間の少なくともいくらかの相対変位に抵抗するように作用することができ、互いへの構造部材の相対変位によって引き起こされるエネルギーを蓄積することができる。そのような相対変位中、コネクタは、変位運動を減衰させることもできる。

コネクタは、互いに対する２つの構造部材の相対位置に又は相対位置に向かって２つの構造部材をバイアスすることができる。外力が停止するか又は第２の所定の閾値未満に低減すると、２つの構造部材に対してコネクタによって提供されるバイアスは、初期相対位置からの２つの構造部材の任意の相対変位から、それらの初期位置に又は初期位置に向かって２つの構造部材を戻すように作用することができる。初期相対位置は、好ましくは、２つの構造部材との接続の構築又は組立中、事象が起こる前に確立される相対位置である。初期相対位置は、好ましくは、構造物の定常状態によって定義されるものである。建物又は他の土木工学構造物の場合、定常状態は、構造物の初期静的位置である可能性が高く、好ましくはその構造物が建造されたときの状態である。したがって、本発明のコネクタは、位置復元機能を示すと言うことができる。

本発明のコネクタは、好ましくは、細長い中空ケーシングを含む。このコネクタは、ケーシングを通過する概念軸を有する。ケーシングの１つ又は複数の内面は、概念軸に平行である。１つ又は複数の内面は、ケーシングの実質的に一定の内側断面を画定する。

ケーシングは、第２の構造部材との固定相対位置を維持するために、第２の構造部材に直接又は間接的に接続されることがある。

コネクタは、細長いばね及び減衰アセンブリを含む。ばね及び減衰アセンブリは、使用中、コネクタの減衰機能を少なくとも部分的に提供するために、細長いケーシング内において、ケーシングの１つ又は複数の内面と摩擦係合して直線的に並進することが可能である。また、ばね及び減衰アセンブリは、コネクタの他の構成要素と組み合わさって作用して、２つの構造部材にバイアス力を提供して、構造部材が離れて移動された場合に初期相対位置に向かって戻るようにすることが可能である。

ばね及び減衰アセンブリは、好ましくは、第１の構造部材に動作可能に接続されて、第１の構造部材と共に変位する。好ましい形態では、第１の構造部材への接続は、細長いばね及び減衰アセンブリの端部での接続によるものである。

代替の形態では、ケーシング内にロッドが位置することがある。提供される場合、ロッドは、第１の構造部材に接続し、第１の構造部材との固定相対位置を維持するためのものである。ロッドの周りに細長いばね及び減衰アセンブリが提供される。ロッドに対するばね及び減衰アセンブリの移動を制限するために、ロッドは、１つ又は複数のストッパを含むことがある。

コネクタの１つの好ましい形態では、ケーシングは、好ましくは、その細長い長さにわたって延びる少なくとも１つのスプリットを含み、能動的な調節によってケーシングの内側断面形状又は面積を（例えば、伸張又は収縮によって）変更できるようにする。この形態は、ほとんどの添付図面に示されている。伸張及び収縮は、実際の伸張若しくは収縮又は断面積若しくは形状の伸張若しくは収縮に向かうバイアスであり得る。ケーシングの代替形態が図１Ｂに示されており、ここで、ケーシングは、スプリットを有さない。

伸張及び収縮は、好ましくは、内側断面の形状を変化させるために、例えば図１Ａに示されるようなケーシングに力を印加して行われることがある。力は、直接加えられることも、１つ又は複数のばねによって提供され得るようなバイアスによって加えられることもある。調節可能部材をケーシングに関連付けて、ケーシングに力を加え、細長いばね及び減衰アセンブリとケーシングとの摺動摩擦係合を設定及び変更することができる。摩擦係合の変更は、ケーシングのスプリットにより行われることがあり、ケーシングの少なくとも一部分が、より伸張又は収縮された内側断面積又は形状を取ることができるようにする。図１Ｂのケーシングの形態では、ケーシングとばね及び減衰アセンブリとの間の力は、組立時に設定することができる。組立時に摩擦嵌めを確立して、使用のためにケーシングがばね及び減衰アセンブリに径方向の力を加えることを保証することができる。ケーシングは、組立中に加熱されることがあり、それによりケーシングが伸張して、ケーシング内でのばね及び減衰アセンブリのより容易な位置付けを可能にする。ケーシングは、冷えると、より大きい径方向の力をばね及び減衰アセンブリに加え、それによりコネクタの使用準備が整う。

ケーシングの伸張又は収縮は、ばね及び減衰アセンブリに対して作用する断面積又は形状の伸張又は収縮に向かうバイアスにより生じることがある。例えば、ケーシングがばね及び減衰アセンブリと依然として係合されていないとき、ケーシングの断面積又は形状がより収縮されることがある。しかし、ばね及び減衰アセンブリとすでに摩擦係合されているとき、ケーシングのより収縮された断面積又は形状に向かうさらなる力の印加は、断面積又は形状を変えず、ケーシングとばね及び減衰アセンブリとの摩擦係合を高めることがある。

好ましくは、少なくとも１つの支承要素が提供されて、ばね及び減衰アセンブリの端部を支承する。コネクタがケーシングとばね及び減衰アセンブリとの一方向のみの直線変位で作用する形態では、支承要素は、ばね及び減衰アセンブリの１つの端部にのみ提供されることがある。コネクタが両方の方向の直線変位で作用する形態では、支承要素は、好ましくは、ばね及び減衰アセンブリの各端部に提供される。

好ましい形態では、ケーシングは、第２の構造部材に接続されるが、いくつかの形態では、少なくとも１つの支承要素は、第２の構造部材に接続するためのものである。

ケーシングの内側形状の調節は、好ましくは、２つの構造部材間の変位に対するコネクタの減衰効果を変えるために、ケーシングとばね及び減衰アセンブリとの摩擦係合を変えるように行うことができる。

使用中、第１及び第２の構造部材、したがってそれらの間に接続されたコネクタは、外力を受けることがある。外力が第１の所定の閾値を超えると、ばね及び減衰アセンブリは、弾性変形することができる。ケーシング内において、第１の構造部材に接続するためにロッドが提供される場合、ばね及び減衰アセンブリのこの変形は、好ましくは、少なくとも１つの支承要素とロッドのストッパとの間でロッドに沿って行われる。ばね及び減衰アセンブリの弾性圧縮により、ケーシングに対するばね及び減衰アセンブリの構成要素の変位が生じ、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの摩擦係合が減衰を提供する。

接続された第１及び第２構造部材の最大相対変位は、ばね及び減衰アセンブリの最大弾性圧縮量によって決定されることがある。

外力付勢が第２の所定の閾値未満に低減すると、ばね及び減衰アセンブリのばねによって引き起こされているバイアスは、ばね及び減衰アセンブリの変位された部分とケーシングとの摩擦係合を超え、第１及び第２の構造部材は、それらの初期相対位置に向かってバイアス下で戻される。それらの初期位置に戻る機能は、初期相対位置にあるときにばねが予荷重を受けているコネクタのいくつかの実施形態で実現することができる。

コネクタに及ぼされる外力としては、地震又は他の地震活動、振動、風、他の自然又は人工の外部荷重により生じる力を挙げることができる。

本発明のコネクタは、一般に、建物の２つの構造部材を接続するために使用されることがあるが、任意の力に抵抗する任意の他の用途で使用することもできる。建物では、２つの構造部材は、例えば、支柱、梁、根太、垂木、ブレース、壁若しくはパネル又は基礎部若しくは脚部であり得る。コネクタ又は複数のそのようなコネクタを、ブレーシングフレーム、モーメント抵抗フレーム又はせん断壁など、様々な横方向耐荷重システムの接続に利用することができる。

記載するように、本発明のコネクタは、外力付勢事象後の２つの接続された構造部材の残留相対変位の少なくとも一部を戻すことができる。しかし、好ましい形態では、コネクタは、第１及び第２の構造部材間のすべて又は実質的にすべての残留変位を戻すことを可能にし、したがって、構造部材は、２つの構造部材に対する力がそのような戻しを可能にすることに基づいてそれらの初期相対位置に戻される。事象後、第１及び第２の構造部材のすべての相対変位を初期相対位置に完全に戻すことができるように、ばね及び減衰アセンブリのばね力は、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの摩擦係合を常に超えている。

第１の所定の閾値のレベル未満の第１及び第２の構造部材への外力付勢下では、コネクタは、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形と、第１及び第２の構造部材の相対変位とを可能にしないことがある。これは、整備負荷下での構造物のドリフトを制限するために望ましいことがある。第１の所定の閾値は、ケーシングと摩擦係合するばね及び減衰アセンブリの関連する最外部分の摩擦係合によって決定されることがある。したがって、ケーシングの調節可能部材の調節を使用して、第１の所定の閾値を設定することができる。

外力付勢が第２の所定の閾値未満に低減したとき、コネクタは、２つの構造部材の変位を戻し始めることがある。第２の所定の閾値は、少なくとも部分的に、ばね及び減衰アセンブリのプレストレス又は予荷重の度合いによって決定されることがある。このプレストレスは、ばね及び減衰アセンブリの初期弾性変形度を提供する。例えば、このプレストレスは、ロッドのストッパ間及び／又は支承部材間でのばね及び減衰アセンブリの初期圧縮によって提供され得る。

プレストレスの度合いは、コネクタが変位を戻し始める第２の所定の閾値と、外力が停止又は低減したときの変位の戻り率との両方に影響を与えることがある。

ばね及び減衰アセンブリは、１つ又は複数のばね及び減衰ステージを含むことがある。これらのばね及び減衰ステージは、それぞれ特定のばね及び減衰特性を提供することがある。好ましい形態では、これらのばね及び減衰ステージは、それぞれコネクタのストロークにわたって個別に且つ漸進的に弾性変形される。好ましくは、各ステージは、同じばね及び減衰特性を提供するように設計されるが、ステージが互いに異なり得ると考えられる。

ケーシングの内側断面形状の調節の度合いは、ケーシングの長さ全体にわたって実質的に均質であり得る。代替として、調節の度合いは、コネクタのストローク全体にわたって可変の抵抗及び減衰特性を提供するために、長さに沿って変化させることもできる。

ケーシングに作用するバイアスは、ケーシングをより小さい断面に向かってバイアスするか、又はより大きい断面に向かってバイアスすることがある。例えば、バイアスがかかっていないケーシングの断面は、ばね及び減衰アセンブリの断面よりもサイズが大きいことがあり、したがって、ばね及び減衰アセンブリと摩擦係合するために、より小さいサイズに向かうバイアスを必要とする。代替として、バイアスがかかっていないケーシングは、ばね及び減衰アセンブリよりも断面が小さいことがあり、したがってばね及び減衰アセンブリが中に入ることができるようにし、ばね及び減衰アセンブリとの摩擦係合を低減するために、より大きいサイズに向かうバイアスを必要とする。

好ましい形態では、ケーシングの内側とばね及び減衰アセンブリとの摩擦係合並びにケーシングとばね及び減衰アセンブリとの物理的特性は、コネクタの作用下において、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形と、摩擦面での摺動とのみが生じるようなものである。このようにすると、コネクタは、弾性であり得る。

コネクタの耐用年数を延ばし、外力付勢事象間でのメンテナンスの必要性を減らすために、特に摩擦面でのばね及び減衰アセンブリの塑性変形を防ぐことが望ましいと考えられる。しかし、特定の状況下では、摩擦面である程度の塑性変形が生じることがある。

コネクタに対する張力下又は圧縮下の一方のみにおいて、ばね及び減衰アセンブリの圧縮によってコネクタの作用を可能にするコネクタの実施形態が提供されることがある。ばね及び減衰アセンブリがコネクタの張力下又は圧縮下の一方のみで弾性変形されるコネクタでは、コネクタは、構造部材の実質的に抵抗のない相対変位を可能にすることができるか、又は構造部材の相対変位を防止することができる。

ここで述べる好ましい形態では、ばね及び減衰アセンブリの弾性変形は、ばね及び減衰アセンブリの弾性圧縮を含む。しかし、他のばね及び減衰アセンブリは、張力下での伸長など、コネクタの作用中に他の形で弾性変形することがある。

ここで、本発明の例を、図面を参照して述べる。図１Ａには、本発明の弾性滑り摩擦コネクタの一実施形態が示されている。コネクタ１は、構造物の２つの構造部材を接続するためのものである。

コネクタ１は、２つの主な機能を有する。第１に、コネクタ１は、コネクタ１が接続されている２つの構造部材間の相対モーメントを誘発する外力に対する抵抗及び減衰を提供する。第２に、コネクタ１は、初期相対位置からの２つの構造部材の相対変位を外力が引き起こした後、構造部材が変位されて互いに離れる及び／又は互いに向かうとき、構造部材に対してバイアスを提供するものである。コネクタのこのバイアスは、並進された相対位置から初期相対位置への又は初期相対位置に向かう構造部材の戻りを引き起こすか又は引き起こすことを促進するようなものである。

図１Ａの実施形態で見られるように、コネクタ１は、ケーシング２を含む。好ましくは、ケーシング２は、ケーシング２がその内側断面積を拡大及び収縮するか又はその断面形状を変えることを可能にする少なくとも１つの細長いスプリット３を有する細長い中空ケーシングの形態である。スプリットは、直線状であり、ケーシングの全長に沿っていることがある。

ケーシングは、内側断面積に対して１つ又は複数の内面６００を画定するために、スプリットを有するか若しくは有さない１つの構成要素又は一体に組み立てられた２つ以上の構成要素のものであり得る。

ケーシングは、図３Ｂに示されるように、概念軸ｘ－ｘを有する。コネクタ１は、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの摺動摩擦係合を設定及び変更するための力をケーシングに加えるために断面形状を調節するためのケーシング２のための調節可能部材４を含むことがある。

図１Ａの構成に見られるように、ケーシング２は、本体の一方の側に沿って延びる細長いスプリット３を有する細長い略円筒形の本体を含む。この構成では、ケーシングの調節可能部材４は、細長いスプリットにわたって接続され、細長いスプリット３に沿って配列された複数のボルト５及びナット６によって提供される。図１Ａのボルト５及びナット６の張力は、ケーシング２の内側断面積の収縮をもたらすようなものである。細長いスプリットに沿ったケーシング２の伸張が望まれる代替構成では、同様のボルト及びナット接続を提供して、細長いスプリット面でケーシング２を伸張し、それによりケーシング２の断面積を拡大することができる。１つ又は複数の内面は、摺動係合のための１つの一定の断面領域を画定する円筒形であり得る。１つ又は複数の内面は、ダンパ部材のそれぞれ又はいくつかが摺動するための一定の断面の複数の形状であり得る。表面は、多角形断面であり得る。表面は、好ましくは、テーパ面ではない。これは、ダンパ部材と、それが摺動するその１つ又は複数のケーシング表面との間の摩擦力がその移動範囲にわたって一定に保たれることを保証することを促進する。

ケーシング２の調節可能部材４が提供される場合、その目的は、ケーシング２の内面６００とばね及び減衰アセンブリ７との摩擦係合の制御を可能にすることである。ばね及び減衰アセンブリは、第１の構造部材に接続するためのものである。ばね及び減衰アセンブリ７は、コネクタ１の他の構成要素と組み合わさって作用して、外力に対する抵抗、相対変位を引き起こした外力の減衰及び変位された位置から初期相対位置に又は初期相対位置に向かって構造部材が戻るようにする構造部材に対するバイアスを提供する。

ばね及び減衰アセンブリ７は、好ましくは、ロッド８の周りに設けられる。この構成では、ロッド８は、第１の構造部材に接続するためのものである。

ロッド８は、略円筒形のロッドに限定されず、構造部材に接続されて、第１の構造部材からばね及び減衰アセンブリ７の少なくとも１つの端部に荷重を加えることが可能であるように、多くの断面及び寸法を有するロッドであり得る。さらに、ロッドは、実質的に剛性の形態であり得るか、又はケーブル若しくはチェーンの形態などで可撓性であり得る。

コネクタ１は、ばね及び減衰アセンブリ７の端部を支承するための少なくとも１つの支承部材９をさらに含む。アセンブリ７の両方の端部を支承するための２つの支承部材９があり得る。

第１の構造部材と第２の構造部材との互いに対する直線変位は、ケーシング２とばね及び減衰アセンブリ７との相対変位をもたらす。好ましくは、第１の構造部材とばね及び減衰アセンブリとの接続は、ばね及び減衰アセンブリの１つの端部での接続である。相対運動は、好ましくは、ばね及び減衰アセンブリを、その端部の１つ、好ましくは接続された端部と少なくとも１つの支承要素との間での圧縮によって弾性変形させるようなものである。

第１の構造部材に接続されたロッド８をコネクタが含む実施形態では、ロッド８及びケーシング２と構造物の第１の構造部材及び第２の構造部材とのそれぞれの接続は、支承部材９とロッドのストッパ１０との間でのロッド８に沿ったばね及び減衰アセンブリの圧縮による弾性変形をもたらす。

ばね及び減衰アセンブリ７の圧縮は、圧縮及び減衰の１つ又は複数のステージを含むことがある。

好ましくは、２つのストッパ１０ａ及び１０ｂ間の作動距離は、ケーシングの各端部にある２つの支承部材間の距離と同じである。

ロッド８のストッパ１０は、好ましくは、ばね及び減衰アセンブリ７に加えられるプリテンションの度合いを制御するようにロッドに沿って調節することができるように構成される。１つのそのような好適な形態は、ロッド８にねじ留めされるナット及びボルトであり得るが、ロッドに対するばね及び減衰アセンブリの制限を提供することが可能であり、好ましくはロッドの長さに沿って位置を調節することも可能な任意の他の構成が本発明の範囲内で企図される。例えば、一方のストッパ１０は、ロッド８と恒久的に固定又は一体的に形成されることがあり、ロッド８の反対側の端部にある他方のストッパ１０は、ロッドに沿ってその位置を調節することが可能である。図３Ａに示される構成では、２つのストッパ１０ａ及び１０ｂ間の距離は、アセンブリ７の各端部にある２つの支承部材９間の距離と同じである。したがって、ばねのプレストレス又は圧縮は、ストッパ及び／又は支承部材の間隔によるものであり得る。

コネクタ１は、外力付勢事象が停止するか又は所定の閾値未満に低減されるとき、ばね及び減衰アセンブリ７のバイアスがばね及び減衰アセンブリ７とケーシング２との間の摩擦力を超えるように構成される。その結果、外力が停止するか又は閾値未満に低減するとき、ロッド８及びケーシング２並びにそれらに関連する第１及び第２の構造部材がそれらの初期位置に向かって戻される。いくつかの形態では、第１及び第２の構造部材の戻りは、単にそれらの初期位置に向かう戻りを含むことがあるが、好ましくはそれらの初期位置への戻りを含む。ばねの十分なプレストレス又は圧縮は、これを実現することを促進し、ばねの力がケーシングとアセンブリとの間の摩擦による移動に対する抵抗を克服することができることを保証する。

図２Ａ～２Ｃは、図１Ａの実施形態のコネクタ１の構造構成要素のさらなる詳細を示す。図２Ａには、コネクタのケーシング２と、ケーシングの長さに沿って延びるその細長いスプリット３とが示されている。図２Ａには、ケーシングの調節可能部材４も示されており、調節可能部材４は、細長いスプリット３に沿ってケーシング２をクランプするためのボルト５及びナット６である。

図２Ｂは、図１Ａのコネクタ１のばね及び減衰アセンブリ７及びロッド８の様々な構成要素を示す。図示されているばね及び減衰アセンブリ７は、少なくとも１つの減衰部材１２と、少なくとも１つのばね部材又はばねセット１１から構成されることがあるばね構成とを含む。また、図２Ｂには、ロッド８に対してばね及び減衰アセンブリ７の端部を支承するためのロッド８のストッパ１０が見られる。

図２Ｃは、図１Ａの構成のロッド８に組み付けられたばね及び減衰アセンブリ７を示す。このばね及び減衰アセンブリは、ロッド８のストッパ１０間に配列された複数のばね及び減衰ステージ１３を含む。各ばね及び減衰ステージ１３は、少なくとも１つのばね部材又はばねセット１１と、少なくとも１つの減衰部材１２とを含む。図２Ｃに見られる好ましい形態では、ばね及び減衰アセンブリ７は、ロッドのストッパ１０に隣接する各端部に減衰部材１２を含む。しかし、他の形態では、ばね及び減衰アセンブリ７は、ストッパ１０の一方に隣接する減衰部材１２及び他方に隣接するばね部材１１のみを含むことがあるか、又は代替としてストッパ１０に隣接するその端部それぞれにばね部材１１を含むことがある。

ばねセットは、ベルビル座金のスタックなど、１つ又は複数の個別のばね要素から構成されることがある。

次に、図３Ａ～３Ｄを参照して、本発明によるコネクタ１の動作を述べる。図３Ａ～３Ｄの図は、コネクタの実施形態の断面を示す。

図３Ａは、ケーシング２と、ケーシング２内に位置するロッド８の周りに設けられたばね及び減衰アセンブリ７とを含むコネクタ１を示す。ばね及び減衰アセンブリ７は、ロッドの２つの離間したストッパ１０間でロッド８に拘束される。ばね及び減衰アセンブリ７は、ここで、ケーシング２の両方の端部に設けられた支承部材９間で各端部においてケーシング２内に拘束されている。ケーシング２は、第２の構造部材（４００）に接続するためのものであり、ロッド８は、第１の構造部材（４０１）に接続するためのものである。図１Ａの実施形態に関連して前述したように、図３Ａ～３Ｄの断面には示されていないが、ケーシング２は、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの摺動摩擦係合を設定及び変更するための細長いスプリット３及び調節可能部材４を含む。

図３Ａのコネクタは、３つのばねセット１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、減衰ステージ１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃを画定する４つのダンパ部材１２ａ～ｄとを含むばね及び減衰アセンブリ７を含む。各ばね及び減衰ステージは、減衰部材１２及び複数のばね部材１１を含むことがある。図３Ａのばね及び減衰アセンブリ７は、ロッド８のストッパ１０Ａ及び１０Ｂに隣接するばね及び減衰アセンブリの各端部に減衰部材１２が設けられて、ストッパ１０Ａ及び１０Ｂに押し当たる好ましい形態も示す。

図３Ａ～３Ｄの構成では、コネクタは、矢印１４によって示されるように、長手方向の両方の方向でのケーシング２及びロッド８の相対運動下において、ばね及び減衰アセンブリ７の圧縮によって作用することが可能である。そのようなコネクタ１は、双方向コネクタ、複動コネクタ又は張力時と圧縮時との両方に作用することが可能なコネクタとして知られていることがある。ここで、張力及び圧縮は、関連する第１及び第２の構造部材の抵抗及び相対変位によりコネクタ１に作用する全体的な力を表す。

図３Ｂは、コネクタの圧縮下での図３Ａのコネクタ１の第１の作用ステージを示し、これは、矢印１５の方向でのロッド８の変位及び矢印１６の方向でのケーシング２の変位である。矢印１５の方向へのケーシング２に対するロッド８の変位により、ロッドのストッパ１０Ａは、ばね及び減衰アセンブリ７の第１の減衰部材１２Ａに作用する。

ロッド８の変位は、ばね及び減衰アセンブリの第１のステージ１３Ａの圧縮を引き起こす。第１のステージ１３Ａの圧縮下において、減衰部材１２Ａは、矢印１５の方向に移動され、ばね部材１１Ａのアレイは、矢印１５の方向に圧縮される。ばね及び減衰ステージ１３Ａが圧縮されるとき、減衰部材１２Ａは、ケーシング２の内側との摺動摩擦係合によりエネルギーを吸収し、ばね部材１１Ａのアレイは、それらの圧縮によりエネルギーを吸収する。

第１のばね及び減衰ステージ１３Ａの圧縮中、圧縮されたばね部材又はばね部材のアレイ１１Ａのばね力は、隣接する減衰部材１２Ｂによって矢印１６の方向に支持される。ばね部材又はばね部材のアレイ１１Ａのばね力が第２の減衰部材１２Ｂとケーシング２との摩擦係合よりも大きくなるように第１のばね及び減衰ステージ１３Ａが圧縮されると、第２の減衰部材１２Ｂも方向１５に移動し始める。これにより、図３Ｃに示されるように、第２のばね及び減衰ステージ１３Ｂが圧縮される。

図３Ｃに見られるように、第１のばね及び減衰ステージ１３Ａのばね部材１１Ａの圧縮は、第２の減衰部材１２Ｂの移動によるケーシング２に対する摩擦抵抗が克服されるようなものであり、第２のばね及び減衰ステージ１３Ｂのばね部材１１Ｂが圧縮されている。

図３Ｄは、完全に圧縮されたばね及び減衰アセンブリ７を有するコネクタ１を示し、各ばね及び減衰ステージ１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃが完全に圧縮されている。減衰部材１２Ｄは、支承部材９に対して作用して、矢印１５の方向での減衰部材１２Ｄの摺動が防止される。各ばね及び減衰ステージのばね部材１１がさらに圧縮可能でない限り、この状態は、ケーシング２に対するロッド８の相対変位の限界を定義する。

図４Ａ～４Ｃは、図３Ａ～３Ｄに示されるように、逆相対変位下でのコネクタ１の作用を示す。図４Ａ～４Ｃは、張力下でのコネクタの作用を示し、これは、コネクタの接続された第１及び第２の構造部材の互いから離れる相対変位である。

図４Ａでは、ばね及び減衰ステージ１３Ｃを圧縮するように、ロッド８が矢印１６の方向に移動されており、ケーシング２が矢印１５の方向に移動されている。減衰ステージ１３Ｃの圧縮をもたらすために、ロッドのストッパ１０Ｂは、減衰部材１２Ｄに対して作用して、減衰部材１２Ｄをケーシング２内で摺動させる。減衰部材１２Ｄの変位は、ばね部材１１Ｃの圧縮を引き起こす。

圧縮時のコネクタ１の作用に関して前述したのと同様に、矢印１６の方向へのロッド８の継続的な変位は、ばね部材１１Ｃの継続的な圧縮及びそのばね力の増加を引き起こす。ばね部材１１Ｃのばね力が、減衰部材１２Ｃとケーシング２との摩擦係合を克服するのに十分になると、減衰部材１２Ｃは、ケーシングに対して摺動し始め、第２のばね及び減衰ステージ１３Ｂの圧縮を引き起こす。

図４Ｂは、コネクタのこの次の作用ステージを示し、ここで、ばね及び減衰ステージ１３Ｂが圧縮されている。ばね部材１１Ｂのばね力が減衰部材１２Ｂとケーシング２との摩擦係合を克服すると、減衰部材１２Ｂも矢印１６の方向に移動し始め、ばね及び減衰ステージ１３Ａの圧縮をもたらす。３つのばね及び減衰ステージ１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃすべてが完全に圧縮されると、減衰部材１２Ａは、支承部材９に対して最も強く付勢され、ケーシングに対するばね及び減衰アセンブリのさらなる変位が制限される。

地震、振動又は他の外力付勢などの外力付勢事象中、図３Ａ～３Ｄ及び４Ａ～４Ｃに関連して述べたように、ケーシング２に対してロッド８を変位させるようにコネクタ１が作用を受けることがある。外力付勢事象の停止又は十分な低減時、第１及び第２の構造部材は、依然としてそれらの初期並進位置から変位されていることがあり、これは、接続されているコネクタ１のロッド８及びケーシング２もそれらの初期位置から変位されていることを意味する。図３Ａ～４Ｃで見られるばね及び減衰ステージ１３の任意の圧縮ステージ又は部分圧縮ステージによるコネクタの作用下において、コネクタ１は、その構成要素及び接続されている第１及び第２の構造部材をそれらの初期位置に向かって戻すことを促進するように作用する。この機能は、ばね部材１１のばね力と、減衰部材１２とケーシング２との摩擦係合との相互関係によって提供される。

コネクタによって相対変位を戻すために、圧縮されたばね部材１１のばね力は、その全移動範囲にわたり、その関連する減衰部材１２とケーシング２との摩擦係合による移動に抵抗する力を超えるべきである。ばね部材１１のばね力が、減衰部材１２とケーシング２との摩擦係合による移動に抵抗する力を超えると仮定して、外力の停止時、ばね部材１１の蓄積エネルギーは、ケーシングによる減衰部材１２への摩擦力によって引き起こされる移動の抵抗を克服して、ロッド８及びケーシング２をそれらの初期相対位置に戻すことができる。

ここで、図４Ｂを参照して、相対変位のそのような戻りの一例を述べる。矢印１５及び１６の方向への外力付勢が閾値未満に低減した又は停止した場合、圧縮されたばね及び減衰ステージ１３Ｂ及び１３Ｃの蓄積エネルギーを解放することができ、減衰部材１２Ｃ及び１２Ｄをそれらの初期位置に向かって矢印１５の方向に押し進めることができる。

ここで、例示的なコネクタの好ましい理論設計手順を述べる。設計手順において言及する変数を以下に列挙する。
Ｆ_{ｆｒｉｃｔｉｏｎ} 総摩擦力
μ 摩擦係数
ｎ_ｂｏｌｔ クランプボルトの数
Ｆ_{ｐｒ，ｂｏｌｔ} 各クランプボルトでのプレストレス力
Ｆ_{ｐｒ，ｒｏｄ} 長手方向ロッドのプレストレス力
ｍ 摩擦ディスク間の個々のばねスタックの数
ｎ 摩擦ディスクの数
Ｆ_{ｓｌｉｐ，ｉ} 第ｉの摩擦ディスクの滑りに対応する滑り力
Δ_{ｓｌｉｐ，ｉ} 第ｉのディスクの滑りに対応する変位
ｋ_ｉ 第ｉのばねスタックの剛性
Ｆ_ｕｌｔ 極限負荷力
Δ_ｊ 第ｉの摩擦ディスクの滑り時の第ｊのばねスタックの変位
Δ_{ｍａｘ，ｊ} スタックが完全に圧縮されたときの第ｊのばねスタックの最大変位
Ｆ_ｊ 第ｉの摩擦ディスクの滑り時の第ｊのばねスタックの力
Ｆ_{ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ，ｉ} 第ｉの摩擦ディスクの再センタリング滑りに対応する復元力
Ｆ_{ｒｅｓｉｄｕａｌ} ダンパでの除荷残留力

設計時、本発明のコネクタの特性を決定するために使用することができる理論設計式の組を以下の表に列挙する。

ここで、上に提示した変数及び式の一覧を参照して、コネクタの様々な特性を予測するための理論設計手順を述べる。

ケーシングとそのばね及び減衰アセンブリとの総摩擦係合は、式（１）によって決定することができる。

コネクタの変位を復元するには、ばね及び減衰アセンブリのプレストレスの度合いを、式（１）で計算された総摩擦力よりも大きくすべきである。式（２）を参照されたい。

上に列挙したコネクタの滑り力の計算における主な変数は、以下の通りである。
・減衰部材の数ｉ＝０～ｎ、及び
・減衰部材間の個々のばね部材の数ｊ＝０～ｍ

連続する各減衰部材１２の滑りをもたらすための外力は、式（３）～（５）により、ロッド８のストッパ１０間に加えられるプレストレス力と、総摩擦係合と減衰部材の数との比との和として計算することができる。

上に示したように、各ばね及び減衰ステージ１３の圧縮による変位は、総摩擦力を減衰部材の数で割った値と、圧縮されているばねのばね定数とによって決まる。複数のばね及び減衰ステージ１３の圧縮による総変位は、個々のステージの変位の和である。

各ばね及び減衰ステージ１３の各ばね部材１１の圧縮は、ａ）ばね部材に加えられる力をそのばね定数で割った値と、ｂ）その最大圧縮量との最小値として計算することができる。以下の式（６）に従う。

各ばねステージに加えられる力は、次の関連する減衰部材での滑り摩擦閾値を取得し、摩擦係合力と、そのばね及び減衰ステージ内のばね及び減衰部材の数を減衰部材の総数で割った値との積を差し引くことにより計算することができる。以下の式（７）を参照されたい。

ばね及び減衰アセンブリのすべてのステージが完全に圧縮され、コネクタの変位が最大化される極限外力は、以下の式（８）に従い、第２から最後の減衰部材の滑り閾値での力と、そのステージのばねのばね定数とその最大圧縮量との積との和によって計算することができる。
Ｆ_ｕｌｔ＝Ｆ_{ｓｌｉｐ，ｍ－１}＋ｋ_ｍ＊Δ_{ｍａｘ，ｍ}

ここで、復元中の力は、以下の式（１０）～（１２）に従って以下のように計算することができる。

コネクタでの除荷残留力は、式（１２）に従って以下のものとして計算することができる。

図９は、本発明によるコネクタの予想されるヒステリシス特性を示す。ここで、上で定義した変数及び式を参照して、図９について述べる。

図９のグラフの第２の象限１７で見られるように、コネクタ１は、前述したように張力時に使用される。

ばね及び減衰アセンブリ７の初期圧縮を引き起こすために、ロッド８とケーシング２との間に点１９での初期力Ｆ_{ｓｌｉｐ，０}を提供しなければならない。点１９での力Ｆ_{ｓｌｉｐ，０}は、第１の減衰部材１２とケーシング２との摩擦係合によって決定される。この閾値を超える外力は、第１のばね部材１１の圧縮をもたらす。力が点２０での閾値Ｆ_{ｓｌｉｐ，１}に達すると、第２の減衰部材１２の滑りは、その関連するばね部材１１の圧縮と共に生じ始める。各ばね及び減衰ステージ１３の段階的圧縮のこのプロセスは、ばね及び減衰アセンブリが完全に圧縮されている点２３でのＦ_ｕｌｔまで続く。

ｉ＝０～ｎの減衰部材の数及びｊ＝０～ｍのばね部材の数に関して、ばね及び減衰アセンブリの圧縮に関する図９のグラフに示されている値は、以下の通りである。
・点１９でのＦ_{ｓｌｉｐ，０}
・点２０でのＦ_{ｓｌｉｐ，１}
・点２１でのＦ_{ｓｌｉｐ，ｉ}
・点２２でのＦ_{ｓｌｉｐ，ｍ－１}、及び
・点２３でのＦ_ｕｌｔ

図９は、外力の低減及び停止時のコネクタの復元作用も示す。外力は、点２３でのＦ_ｕｌｔから低減すると、点２４での閾値Ｆ_{ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ，ｍ}に達し、この閾値で、ばね部材１１の第１のばね部材は、その関連する減衰部材１２とケーシング２との摩擦係合を克服することが可能である。外力がさらに低減すると、第１のばね及び減衰ステージが圧縮解除するにつれてコネクタの変位が減少される。外力のさらなる低減は、後続の隣接するばね及び減衰セグメントそれぞれがそれらの関連する減衰部材１２の摩擦係合を克服することができる連続的な閾値に達し、好ましくは予圧縮下のばねを有するすべてのステージを圧縮解除することができる。

図９のコネクタの予想される特性は、コネクタのすべての変位を元に戻すことができるように、ばね部材１１の残留ばね力を含む。これは、図９の点２８でのＦ_{ｒｅｓｉｄｕａｌ}によって見られる。

コネクタの復元作用に関して、図９に示される値は、以下の通りである。
・点２３でのＦ_ｕｌｔ
・点２４でのＦ_{ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ，ｍ}
・点２５でのＦ_{ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ，ｍ－１}
・点２６でのＦ_{ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ，ｊ}
・点２７でのＦ_{ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ，１}、及び
・点２８でのＦ_{ｒｅｓｉｄｕａｌ}

図９の予測される特性に示されるように、コネクタは、完全自己センタリング能力を示し、外力付勢が点２８でのＦ_{ｒｅｓｉｄｕａｌ}未満に十分に低減すると、コネクタのすべての残留変位が戻される。自己センタリング又は再センタリングは、元の相対位置への復元に関連する。

点２８での残留力Ｆ_{ｒｅｓｉｄｕａｌ}は、ロッドのストッパ１０間でのばね及び減衰アセンブリの事前圧縮によって提供されることがある。例えば、図１の実施形態では、ストッパは、コネクタの点２８での所望量の残留力Ｆ_{ｒｅｓｉｄｕａｌ}を提供するために、ロッドに沿って締めるか又は緩めることができるボルトを含む。

コネクタによって減衰される総エネルギーは、図９の斜線領域２９によって表される。

残留力の度合いの増加は、特定の用途に関して望ましいことがあり、外力付勢の閾値が多少残っている場合でもコネクタを完全に戻すことができるようにする。しかし、図９での斜線領域２９に示されるように、残留付勢の度合いが増加すると、コネクタによって減衰される総エネルギーが減少される。

第２の象限１７に関連して述べたのとは逆の相対運動でのコネクタの作用が第３の象限１８に示されている。第２の象限１７に関連する作用が張力時の作用である場合、第３の象限１８のコネクタの作用は、圧縮時の作用になる。第３の象限での作用は、外力が反対方向に及ぼされ、ロッド８とケーシング２との互いに対する相対変位が反対であることを除いて、張力時のコネクタについて述べた作用と実質的に同じである。複数のばね及び減衰ステージを使用することにより、ケーシング内でのばね及びダンパアセンブリの全運動範囲にわたって非線形の力／変位プロファイルが得られる。

図１Ｂの実施形態では、ばね及び減衰アセンブリは、断面形状が固定されたケーシングに組み立てることができる。見ることができるように、ケーシングは、スプリットを含まないことがある。アセンブリは、締まり嵌めとして確立することができる。刊行物Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｖｏｌ ６６８（２０１３）ｐｐ４９５－４９９，ＦＥＭ Ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ Ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ Ｓｈａｆｔ－ｓｌｅｅｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｆｉｔｓ．Ｔｒａｎｓ Ｔｅｃｈ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ ｄｏｉ：１０．４０２８／ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ．ｎｅｔ／ＡＭＲ．６６８．４９５を参照されたい。これは、参照により本明細書に援用される。

前述したように、張力時又は圧縮時の何れか又は両方におけるコネクタの作用下でばね及び減衰アセンブリ７が弾性変形されることによってコネクタが作用するように、様々な用途でコネクタを使用することができる。

コネクタ１がコネクタの張力下又は圧縮下の一方のみでそのばね及び減衰作用を提供する構成では、コネクタは、ばね及び減衰アセンブリ７の１つの端部に支承部材を含むのみであり得る。

例えば、図１０には、コネクタ１が張力にさらされているときにのみコネクタがその圧縮及び減衰作用を提供する、コネクタ１の実施形態が示されている。張力下のコネクタは、矢印１６の方向に左方向へのロッド８の付勢及び矢印１５の方向に右方向へのケーシング２の付勢によって示される。張力下において、図１０のコネクタは、ケーシング２の支承部材９とロッドのストッパ１０との間の圧縮により、ばね及び減衰アセンブリを弾性変形させる。逆相対変位、すなわち矢印１６の方向とは反対へのロッドの付勢及び矢印１５の方向とは反対への図１０のハウジングの付勢下では、ばね及び減衰アセンブリは、圧縮されない。

図１１は、コネクタの圧縮下でのみ相対変位、減衰及び位置復元機能を提供することが可能なコネクタを示す。張力時、ロッド８はケーシング２に対して動くことを妨げられないが、好ましくは減衰又は位置復元機能が提供されない。

図１２Ａは、圧縮時にのみ使用されるコネクタ１のさらなる変形形態を示す。図１２Ａで見られるように、コネクタ１は、２つの別個のロッド８Ａ及び８Ｂを含む。第１のロッド８Ａは、第１の減衰部材１２Ａに接続され、第２のロッド８Ｂは、さらなる減衰部材１２Ｄに接続される。減衰部材１２Ａ及び１２Ｄは、前述したように、ばね及び減衰アセンブリ７の一部として提供される。ばね及び減衰アセンブリは、３つのばね及び減衰ステージ１３を含む。矢印１５の方向へのロッド８Ａの付勢及び矢印１６の方向へのロッド８Ｂの付勢下において、ばね及び減衰アセンブリを前述したように漸進的に圧縮することができるが、この構成では両方の端部から同時に圧縮することができる。図１２Ａの変形形態では、ロッド８Ａ及び８Ｂは、それぞれロッド及びケーシング２に接続するのではなく、構造物の第１及び第２の構造部材に接続するためのものである。

図１２Ａのコネクタが反対の付勢、すなわち矢印１６の方向へのロッド８Ａの付勢及び矢印１５の方向へのロッド８Ｂの付勢にさらされる場合、ケーシングの支承部材９が減衰部材１２Ａ及び１２Ｄに対して作用して、ケーシング２に対するロッドの相対変位を防止する。

図１２Ｂは、コネクタの一変形形態を示し、ここで、ケーシング２が、ばね及び減衰アセンブリ７をプレストレス又は圧縮状態で支承部材９間に捕捉し、見られるように、ボール及びナックル接続４０６が第１及び第２の構造部材とばね及びダンパアセンブリ７との間に存在する。ボール４０７は、ダンパの溝４０８に位置することができ、これは、コネクタ７の他方の端部でも同様であり得る。この構成では、軸４０９及び４１０の周りでの回転の自由度があり、ドリフト若しくは枢動又は他の回転力若しくは回転誘発力が、コネクタ１を利用する構造アセンブリ内のコネクタにおいて又はコネクタによって対応されることを可能にする。コネクタの一方の端部でのみ、そのような回転の自由度が有効にされることもあり得る。そのような構成の代替形態は、コネクタ２とそれが係合される１つ又は複数の構造部材との間である程度の回転自由度を確立することを可能にすることもあり得る。

図１２Ｃには、ケーシング２から構成されるコネクタ１が示されており、ケーシング２からロッド８が突出し、ロッド８は、図１２Ｃで見られるように、片持ち梁式に第１の構造部材４０１に固定されることがある。第２の構造部材４０２は、コネクタ１のケーシング２に接続されることがあり、並進変位中、弧４２１に沿って回転移動することもある。ロッド８は、第２の構造部材４００のそのような回転変位が第１の構造部材４０１に対して生じることを可能にするために、弾性的に降伏することができる。コネクタ１と第１の構造部材４０１とのロッド又は他のタイプの接続８は、そのような変位中にロッド又は他のタイプのコネクタの弾性降伏が生じることを可能にするようなものであり得る。そのような弾性降伏は、第２の構造部材に対する第１の構造部材の回転をそれら初期回転位置に向かって戻すようにバイアスする。並進変位は、本明細書で述べられているように、コネクタによって提供される。

例えば、ロッドの使用は、予測可能な応答でロッドを全方向に曲げることができるようにする。ロッドが入るケーシング入口は、ロッドに触れず、ばね及び減衰アセンブリに対してロッドが曲がるか又は枢動することを妨げないような形状及び構成である。張力下又は圧縮下の一方のみで減衰及び復元特性を提供するが、他方の下での相対変位を防止するコネクタを提供するために、図１３及び１４に示されるようなアセンブリが提供されることがある。図１３及び１４に見られるように、コネクタ１は、それぞれ少なくとも１つの制限要素３０を含む。制限要素３０は、減衰部材１２を制限要素３０と支承部材９との間に保持するように作用する。その結果、図１３及び１４のコネクタは、それぞれ張力下と圧縮下で相対変位、減衰及び位置復元機能を提供することが可能であるが、実質的に係止され、反対の付勢下でのロッド８とケーシング２との相対変位を防止される。

支承部材９が、ケーシング２のものではなく、スリーブ４０のものである構成においても、張力のみ又は圧縮のみのコネクタの非作用方向での制限されないか又は防止された相対変位の同じ機能を提供することができる。

ばね及び減衰アセンブリ７と、少なくとも１つのばね及び減衰ステージ１３のそれぞれとは、個別のばね部材１１及び減衰部材１２を含むことがある。代替として、少なくとも１つのばね及び減衰ステージ１３は、それぞれ少なくとも１つの単体のばね及び減衰部材３１を含むことがある。そのような単体のばね及び減衰部材３１は、それぞれケーシング内でのケーシング２との摩擦係合と、ばね及び減衰アセンブリ７のバイアスの提供との両方が可能であり得、コネクタの位置復元機能を可能にする。１つのそのような減衰及びばね部材３１は、ケーシング２の内側と摩擦係合するサイズのばねであり得る。そのようなタイプのばねの一例は、図１６で見られるような円錐皿ばねであり得る。

図１６のコネクタは、図３及び４に関連して述べたように、ロッド８と、ケーシング２と、ばね及び減衰アセンブリとを含み、ただし、ばね及び減衰アセンブリ７は、複数の複合ばね及び減衰部材３１を含む。ばね及び減衰部材３１は、制限部材３２とロッドのストッパ１０との間にロッド８に沿って提供される円錐皿ばねの対向する対の構成で示されている。制限部材３２は、ストッパ１０に対するばね及び減衰アセンブリ７の係合を補助するために任意選択で提供されることがある。

図１６に見られるように、単体のばね及び減衰部材３１の対は、ケーシング２の内側と摩擦係合するようなサイズになっている。この構成により、コネクタ１の減衰機能と位置復元機能との両方を、減衰部材１２とは別個のばね部材１１を必要とせずに提供することができる。図１６のコネクタは、図９に関連して前述したのと同じ段階的なばね及び減衰特性を示すことがある。円錐皿ばね３１の対向する各対は、個別のステージとして作用する。

別個のばね部材１１及び減衰部材１２が提供されることがあるか、又は代替として代わりに複合の減衰及びばね部材３１が提供されることがあることを前述してきたが、いくつかの実施形態では、前者の構成のばね部材１１は、それでもケーシング２の内側と少なくともある程度の摩擦係合を行うようなサイズにすることができる。ばね及び減衰アセンブリの全体又は大部分がケーシングと摩擦係合している場合、減衰効果が高められることがある。

さらに、複合ばね及び減衰部材３１が、圧縮下で横方向に伸張するベルビル座金又は他のばね構成要素によって提供される場合、ケーシングとの摩擦係合をさらに高めることができる。例えば、ベルビル座金の場合、ベルビル座金は、圧縮されたときに径方向に伸張し、ケーシングとの摩擦係合を高めることがある。

前述したばね及び減衰アセンブリは、複数の実質的に同一のばね及び減衰ステージ１３を含むが、コネクタのばね及び減衰アセンブリは、異なる構成のばね及び減衰ステージ１３を含み得る。例えば、図１５の構成では、コネクタ１は、複数の異なるばね及び減衰ステージ１３を含む。図示されるように、減衰部材１２Ａ～１２Ｆは、異なる減衰特性を提供するために、様々な厚さ及び／又は表面構成を含むことがある。同様に、各ばね及び減衰ステージのばね部材１１Ａ～１１Ｅは、様々な数のばね部材１１、様々なばね定数及び他の特性のばね部材、様々なばねタイプのばね部材又はより大きい及びより小さい直径のばね部材から構成されることがある。

ばね部材１１及び減衰部材１２のそれぞれのサイズ設定及び構成並びにばね及び減衰アセンブリ７内でのそれらのばね及び減衰部材それぞれの位置は、コネクタの変位の様々なセグメントにわたる所望の抵抗、減衰及び復元力特性を提供するようにカスタマイズすることができる。減衰部材は、好ましくは、変位中のそれらの降伏、特に塑性降伏を防止するための形状及び構成である。

ばね部材１１又は複合の減衰及びばね部材３１は、多くの形態のばねを含むことがあり、限定はしないが、例えば、ベルビルばね、ベルビル座金、円錐皿ばね、円錐ばね座金、皿ばね、カップばね座金又は概して円錐台形状の他のばね座金である。ばね部材１１又は減衰及びばね部材３１は、従来のコイルばね、ダイスプリング、形状記憶合金ばね、金属、ゴム及び複合材ベースばね又はゴム支承を含むことがある。これらは、それぞれ単独で又はスタックで使用されることがある。ベルビル座金が使用される場合、同じ方向又は好ましくは交互の方向にスタックされることがある。ベルビル座金は、動作中に弾性的に降伏するように選択すべきである。好ましい形態では、１つ又は複数のばねが圧縮時に作用する。

いくつかの実施形態では、減衰部材１２は、ディスク状部材を含むことがある。しかし、減衰部材１２は、ケーシング２の内側断面形状及び／又は面積に実質的に対応するように多くの所望の断面を有することがあり、様々な厚さ及び様々な表面特性を有することがある。減衰部材１２は、金属又は複合材ベースの材料であり得る。

コネクタの摩擦面間で潤滑剤を使用して、望ましい予測可能な減衰性能を実現することができる。コネクタの摩擦面間に潤滑剤を提供することに加えて、自己潤滑性材料の使用も企図される。

好ましい実施形態では、減衰部材１２は、ばね及び減衰アセンブリの何れの端部にも位置することがあるが、他の実施形態では、ばね及び減衰部材１２は、ばね及び減衰アセンブリの少なくとも一方又は両方の端部に位置しないこともある。減衰部材１２が端部に位置しない場合、ばね部材１１は、アセンブリのその端部に位置することがある。

そのような構成では、コネクタの動作特性が異なることがある。そのような構成では、コネクタのその端部での圧縮によるコネクタの相対運動は、最初に減衰部材１２の摩擦係合を克服することなく生じる。したがって、関連するばね及び減衰アセンブリの圧縮並びにコネクタの相対運動は、外力がばね部材１１のプレストレス値（存在する場合）に達すると生じる。

コネクタのケーシング２は、好ましくは、少なくとも１つの細長いスプリット３を含む。図１Ａのコネクタに見られるように、細長いスプリット３は、ケーシング２の全長に沿った完全なスプリットを含む。他の構成では、ケーシングのスプリットは、部分的なスプリット面であり得る。部分的であれ完全であれ、スプリットの構成は、ばね及び減衰アセンブリに対するケーシングのバイアスを調節して、減衰アセンブリ７とケーシング２の内側との摩擦係合を制御することを可能にするようなものにすべきである。

図１Ａのコネクタに関して前述したように、ケーシングの調節可能部材４は、少なくとも１つの細長いスプリット３の少なくとも一部に沿ってケーシングをクランプすることによって提供されることがある。図１Ａの実施形態に関連して図１Ａに示されるクランプ構成は、ボルト及びナット構成を利用して、ケーシングをその細長いスプリット３でクランプする。そのようなボルト及びナット構成は、いくつかの用途では、特にケーシングの設置前及び設置後の負荷に関する調節を容易にするために有用であり得るが、細長いスプリットでバイアスを提供する多くの他の既知の手段を利用することもできる。例えば、ホースクランプなど、多くの他の形態のクランプを利用することができる。

ボルト及びナット構成が利用される場合、ボルト及びナットと組み合わせて座金を含むこともある。特に、座金は、皿ばね又はベルビル座金の形で提供されることがある。この構成により、ボルト接続がばね荷重を受けることがある。

これは、特に、ケーシング２の長さに沿った離散位置でクランプすることによって調節可能部材４が提供される場合に望ましいことがある。そのような構成では、ばね及び減衰アセンブリ７との摩擦係合は、次の隣接するクランプ点までの距離に応じてケーシング内で変化することがある。これは、例えば、ケーシング２の変形に起因することがある。

そのような状況では、クランプ点を提供するボルト接続での皿ばねの存在が摩擦係合のこれらの変動を補償することができる。この補償は、ばね及び減衰アセンブリ又は個々の減衰部材がクランプ点に近接しているとき、皿ばねの圧縮及びその結果としてケーシング２とばね及び減衰アセンブリ７との摩擦係合の低減によって提供されることがある。

好ましい形態では、クランプ留めは、ケーシング２と減衰部材１２との実質的に連続的な摩擦係合を提供するように、細長いスプリットの少なくとも一部分に沿って実質的に連続的であるが、スプリット３に沿ったバイアス４の調節は、ケーシング２の伸張方向に沿って変えることができ、可変減衰特性を提供する。

例えば、図３及び４のコネクタでは、ばね及び減衰アセンブリ７の端部に向かう比較的大きいクランプ力は、コネクタの変位の開始時、後の変位ステージよりも高い減衰を提供することがある。逆に、ばね及び減衰アセンブリの他端において又はコネクタの張力若しくは圧縮の他方の下で提供される場合、より早期の変位ステージに比べて、コネクタのより後の変位ステージで高い減衰を提供することがある。

対応する効果は、ばね及び減衰アセンブリ７に沿った他の特定の点でのクランプ力の相対的な増加又は減少によっても提供されることがある。

図１Ａに示される実施形態では、単一の細長いスプリット３を有する実質的に円形の細長い本体を含むものとして示されているが、コネクタのケーシング２は、複数の細長いスプリット面を含むことがある。したがって、ケーシングは、内側断面を画定するために複数の構成要素から形成されることがある。

そのような構成の例が図５Ｂ及び５Ｃに示されている。これらの構成では、調節可能部材４は、好ましくは、ケーシング２の断面形状又は面積の調節を可能にするために、細長いスプリット３のそれぞれに提供される。

ケーシング２は、実質的に円形の内側断面を有する本体を含むことがあるが、本発明の範囲内で任意の他の所望の断面を提供することもできる。例えば、図６Ａ～６Ｃは、実質的に正方形の内側断面を含むケーシング２を示す。図７Ａ～７Ｃは、実質的に三角形の内側断面を有するケーシングを示す。図８Ａ～８Ｅは、実質的に五角形の内側断面を含むケーシング２を示す。

図６Ａ～８Ｅにも見られるように、ケーシング２は、１つ又は複数の細長いスプリット３を含むことがあり、複数の細長いスプリットが提供される場合、それらは、ケーシングの周囲に対称又は非対称に配置されることがある。

ケーシングの内面は、ばね及び減衰アセンブリに沿って同じ形状である必要はない。ダンパ部材の移動範囲に関して断面形状が一定であり、先細りしていない限り、ケーシングとダンパ部材との間に一定の摩擦力が生じる。

したがって、例えば、第１及び第２のダンパ部材１２ａ及び１２ｄ並びにそれらの部材が沿って摺動するケーシングの内面は、中間ダンパ部材１２ｂ及び１２ｃ並びにそれらが沿って摺動するそれぞれの内面よりも大きい直径であり得る。

しかし、好ましい形態では、１つ又は複数の内面は、ばね及び減衰アセンブリ全体に沿って摺動係合のための一定の断面を画定する。

構造物の接続された第１及び第２の構造部材の相対変位中のばね及び減衰アセンブリ７とケーシング２の内側の少なくとも一部との摩擦係合は、相対変位を引き起こす外力を減衰させる。コネクタ１によって提供される減衰は、外力のエネルギーを放散するように作用し、構造物の構造部材に加えられる外力荷重を低減することができる。

本発明のコネクタは、ばね及び減衰アセンブリとケーシングとの摩擦係合により、高い初期剛性を提供するように構成することができる。これは、コネクタの滑り及び変位をもたらすために、外力の高い閾値が必要とされることがあることを意味する。この高い初期剛性は、整備負荷下での構造物のドリフトを制限することができ、コネクタが、地震事象中に発生するような大きい外力下でのみ相対変位を可能にすることを意味する。

コネクタ１は、その摩擦構成要素又は他の構成要素の塑性変形が制限されている状態、好ましくは塑性変形がない状態で動作するため、コネクタは、外力付勢事象間での整備をそれほど必要としないか又は好ましくは整備を全く必要としない。外力付勢事象後のコネクタの整備の必要性の低減又は排除は、構造に関連する進行中の動作コストを大幅に削減することができる。

外力付勢事象後に構造部材をその初期位置に又は初期位置に向かって戻すことができ、構造部材間に残る残留変位は、限られており、好ましくは全くないため、コネクタの位置復元能力又は機能は、構造物の整備要件を低減し、構造物のパフォーマンスを向上させることもできる。

本発明のコネクタは、カスタマイズ可能な構造コネクタを提供する。設定されたばね特性を有する特定のばね及び減衰アセンブリを備えた所与のコネクタに関して、コネクタの初期滑り閾値及び極限抵抗力を含む全体的な減衰能力は、ケーシング２の調節可能部材４の調節によって簡単に変えることができる。同様に、それを下回るとコネクタ１がコネクタの残留変位を復元し始める外力の閾値及びゼロ変位時のコネクタでの残留ばね力は、ばね及び減衰アセンブリの予圧縮をロッド８のストッパ１０及び／又は支承部材９間で変化させることによって調節することができる。このようにして、特定の減衰及び復元特性を提供するようにコネクタをカスタマイズすることができる。

支承部材９は、ケーシング２に対して固定された要素として前述してきたが、コネクタ１の特性のさらなるカスタマイズを可能にするために、支承部材９は、ケーシング２の伸張方向に沿って調節可能であり得る。例えば、支承部材９は、ケーシングの伸張方向に沿って特定の増分で調節可能に固定することができることがある。代替として、支承部材９又は支承部材９の少なくとも１つは、ケーシング２の内側とねじ係合されることがある。ケーシングの伸張方向に沿った支承部材９の位置の調節は、最大ストローク長さ、したがって接続された構造部材の最大相対変位の調節を可能にする。

異なる初期及び極限剛性、減衰並びに復元特性を提供するための所与のコネクタの前述した調節に加えて、本発明のコネクタは、様々な負荷に抵抗するために様々なサイズにスケール調整されることがある。

本発明の主な実施形態によるコネクタ１の機能及び動作について述べてきた。次に、本発明によるコネクタのさらなる代替構成及び組合せについて述べる。

図１９は、本発明のコネクタのさらなる実施形態を示し、ここで、張力下又は圧縮下の何れかでのコネクタの作用下において、ばね及び減衰アセンブリ７が両方の端部から同時に圧縮される。

図１９において、コネクタ３９は、第１の構造部材に接続するためのロッド８と、第２の構造部材に接続するためのスリーブ４０とを含む。前述したのと同様に、ロッドの周り及びロッドのストッパ１０間に多段ばね及び減衰アセンブリ７が提供される。ばね及び減衰アセンブリ７は、前述したのと同様に、細長いスプリット３と内側断面のための調節可能部材とから構成されることがあるケーシング２の内部に提供される。

コネクタ３９では、スリーブ４０がケーシング２の周りに設けられ、スリーブ４０は、構造物の第２の構造部材に接続するためのものである。図１９の構成では、ケーシング２は、支承部材９を含む必要はない。前述した支承部材９の代わりに、スリーブ４０は、第１の減衰部材１２Ａに作用するための少なくとも１つの支承要素３７又は３８を含む。複動構成では、ばね及び減衰アセンブリ７の１つの端部にある少なくとも１つの支承要素３７並びにばね及び減衰アセンブリの反対側の端部にある減衰部材１２Ｄに作用する少なくとも１つの支承要素３８である。

図１９の構成では、コネクタ３９は、ケーシング２とばね及び減衰アセンブリ７とをロッド８とスリーブ４０との相対変位から効果的に分離する。

コネクタ３９が張力にさらされることにより、矢印１６の方向へのロッド８の変位及び矢印１５の方向へのスリーブ４０の変位が生じる。ケーシングの第１の端部で支承要素３７が減衰部材１２Ａに作用し、ケーシング２との摩擦閾値に達すると、第１のばね及び減衰ステージ１３Ａの圧縮をもたらす。同時に、ばね及び減衰アセンブリの反対側の端部でロッド８のストッパ１０Ｂが減衰部材１２Ｄに作用し、ケーシング２とのその摩擦係合閾値に達すると、ばね及び減衰ステージ１３Ｃの圧縮をもたらす。張力時のロッド及びスリーブ４０のさらなる変位により、減衰部材１２Ｂ及び１２Ｃの滑り並びにばね及び減衰ステージ１３Ｂの圧縮が生じる。

コネクタ３９が圧縮にさらされると、ロッド８は、矢印１５の方向に移動され、スリーブ４０は、矢印１６の方向に移動される。ばね及び減衰アセンブリの第１の端部でロッドのストッパ１０Ａが減衰部材１２Ａを支承し、ばね及び減衰ステージ１３Ａの圧縮をもたらす。ばね及び減衰アセンブリの反対側の端部でスリーブ４０の支承要素３８が減衰部材１２Ｄに作用し、ばね及び減衰ステージ１３Ｃの圧縮をもたらす。

図１９のコネクタアセンブリ３９は、複動構成を提供し、コネクタが張力にさらされているときとコネクタが圧縮にさらされているときとの両方の下において、ばね及び減衰アセンブリ７に各端部で同時に作用を及ぼすことが可能である。その結果、各ばね及び減衰アセンブリのばね及び減衰ステージは、ばね及び減衰アセンブリの外側から内側に同時に圧縮されることがある。

本発明によるコネクタのさらなる組合せ構成が図１７Ａに示されている。この組合せ構成は、図１９に関連して前述したように、スリーブ４０と支承要素３７及び３８とを利用する。

図１７Ａは、コネクタアセンブリ３５の長手方向又は伸張方向に沿った断面を示し、図１７Ｂは、図１７Ａの線ＡＡを通る断面を示す。図１７Ｂの図で見られるように、コネクタアセンブリ３５は、細長いスプリット３を有するケーシング２を含む。ケーシング２内には４つのロッド８が設けられ、それぞれは、ロッドの周りに設けられたばね部材１１のアレイを有する。減衰部材１２が４つのロッド８の周りに提供され、ケーシング２の内側断面形状又は面積に実質的に対応するようなサイズにされる。

図１７Ｂには示されていないが、減衰部材１２との滑り摩擦係合を設定して変更するための力をケーシングに加えるために、ケーシング２の細長いスプリット３に沿って調節可能部材４を提供すべきである。

図１９の構成におけるように、第２の構造部材に接続するために、ケーシング２の周りにスリーブ４０が設けられる。４つのロッド８は、コネクタプレート３６などによって互いに接続され、コネクタプレート３６は、構造物の第１の構造部材に接続することができる。

コネクタアセンブリ３５が引張外力にさらされると、コネクタアセンブリ３５は、図１９の実施形態に関連して前述したのと実質的に同様に動作する。コネクタプレート３６及びロッド８は、矢印１６の方向に付勢され、スリーブ４０は、矢印１５の方向に付勢される。ロッド８のストッパ１０Ｂは、それぞれ各ロッドの隣接する減衰部材１２に対して作用する。同時に、スリーブ４０の支承要素３７は、ケーシング２の反対側の端部に対して作用する。

力の所要の閾値に達すると、これにより、ケーシング２に対するストッパ１０Ｂに隣接する減衰部材１２の滑りと、ばね及び減衰アセンブリ７のステージ１３ｃの圧縮とが生じることがある。外力がさらに増加し、コネクタがさらに変位すると、後続のステージが圧縮される。

圧縮時のコネクタアセンブリ３５の動作は、矢印１５の方向へのコネクタプレート３６及びロッド８の付勢と、矢印１６の方向へのスリーブ４０の付勢とを含む。この作用下において、各ロッドの二次ストッパ３４は、ケーシングの隣接する支承部材９に支承し、その結果、隣接する減衰部材１２に支承する。

ばね及び減衰アセンブリ７の反対側の端部において、スリーブ４０の支承要素３８は、隣接する減衰部材１２に作用して、ケーシング２に対するその摺動と、その関連するばね及び減衰ステージの圧縮とを引き起こす。

ケーシング２に対する二次ストッパ３４の作用は、圧縮時のコネクタアセンブリ３５の作用下でスリーブ４０に対するケーシング２の相対変位をもたらす。

図１８は、コネクタのさらなる変形形態を示す。コネクタ４１は、第２のセクション４３に対して摺動することが可能な第１のセクション４２を含む。各セクション内にばね及び減衰アセンブリ７があり、ロッド８がそれらを通って延びている。第１のセクション及び第２のセクションは、それぞれ構造部材に接続される。矢印１５の方向での第１のセクション及び矢印１６の方向での第２のセクションの相対変位下では、第２のセクション４３のばね及び減衰アセンブリのみが弾性的に変形される。同様に、各セクションの逆変位下では、第１のセクション４２のばね及び減衰アセンブリ７のみが弾性変形される。そのような構成は、両方の相対変位下でコネクタの作用を提供し、しかし各方向でのコネクタの作用の仕方をカスタマイズできるようにするのに望ましいことがある。例えば、ばね及び減衰アセンブリのばね力若しくは最大移動量又はケーシングの摩擦係合は、各セクション４２、４３で個別に設定することができる。

図２０は、本発明のコネクタのさらなる変形形態を示す。コネクタ４５は、図３及び４のコネクタ１に関して前述したのと実質的に同様に、ケーシング２と、ロッド８と、ばね及び減衰アセンブリ７とを含む。

しかし、ケーシング２は、ケーシング２の少なくとも一部の周りに設けられた外側ケーシング４４の傾斜又はスロープ面に対応する傾斜又はスロープ外面を含む。外側ケーシング４４とケーシング２との相互作用は、ケーシング２の相対位置依存バイアスを提供するようなものである。この相対位置依存バイアスは、前述した調節可能部材４の代わりに又はそれに加えて提供されることがある。

ロッド８は、外側ケーシング４４に固定され、それらの２つは、第２の構造部材に接続される。ケーシング２は、第２の構造部材に接続される。

ケーシング２と外側ケーシング４４との相対変位下でケーシング２のバイアスを変化させ、ケーシング２とばね及び減衰アセンブリ７との摩擦係合を変化させるために、好ましくは、ケーシング２は、相互に傾斜した表面に沿って傾斜されることがある。

例えば、図２０で見られるように、ケーシング２と外側ケーシング４４とは、上下に単一の相互傾斜面を含む。相互傾斜面の方向は、矢印１５の方向へのケーシング２の変位及び矢印１６の方向への外側ケーシング４４の変位下において、ばね及び減衰アセンブリ７との摩擦係合が高まるようにケーシング２を付勢することができるようなものである。

逆の構成が図２１に示されており、傾斜面は、矢印１６の方向へのケーシング２の変位及び矢印１５の方向への外側ケーシング４４の変位がばね及び減衰アセンブリ７との摩擦係合を高めるようなものになるように構成される。傾斜面の角度は、例示の目的で誇張されている。

図２２は、実際上、図２０及び２１のコネクタの組合せを示す。図２２では、コネクタ４６は、ケーシング４７及び外側ケーシング４８を有し、これらは、それぞれ相互に傾斜した表面の対を含む。図２２の構成の効果は、何れかの方向へのケーシング４７と外側ケーシング４８との相対変位下において、ケーシング４７を圧縮して付勢し、ばね及び減衰アセンブリ７との摩擦係合を高めることができる。

図２０～２２の構成は、それらの傾斜条件下において、初期位置からの第１及び第２構造部材の相対変位が増加するにつれてコネクタの減衰特性を高める。これは、相対変位への抵抗を増加させ、相対変位の効果的な制限として作用することがある。

図２３のコネクタ４９の組合せは、図１８に関連して述べたものと同様である。図２３では、コネクタ４９は、３つの部分５０、５１及び５２を含み、それぞれがその独自のばね及び減衰アセンブリ７を有する。外側部分のケーシングは、それぞれ内側部分の内部で摺動することが可能である。この構成では、外側ケーシング５０及び５２は、それぞれ第１又は第２の構造部材に接続するためのものである。

コネクタ４９が張力にさらされると、外側ケーシングの支承部材９は、ストッパ１０と組み合わさって作用し、外側部分５０、５２のばね及び減衰アセンブリを圧縮する。

コネクタ４９が圧縮にさらされると、コネクタ４９の各端部にあるロッド８のストッパ１０がそれらのばね及び減衰アセンブリに対して作用し、ばね及び減衰アセンブリの第１のステージの圧縮を引き起こす。外側部分５０、５２が完全に圧縮されると、各外側部分の支承部材９は、中間部分５１の端部に対して作用し、そのばね及び減衰アセンブリは、各端部から圧縮される。

この構成により、圧縮時ではなく、引張時のコネクタの動作において第１及び第２の構造部材の異なる総最大変位を有するコネクタ４９を提供することができる。

いくつかの実施形態では、二次ヒューズは、細長いケーシング２に関連付けられ、細長いケーシングと滑り摩擦係合することができる。例えば、二次ヒューズは、細長いケーシング２の周りに提供されることがある。代替として、二次ヒューズは、細長いケーシング２の内部において、ケーシングとばね及び減衰アセンブリとの中間に設けられることがある。そのような構成では、細長いケーシングは、二次ヒューズを介してばね及び減衰アセンブリに間接的に作用する。

二次ヒューズと細長いケーシングとの間の滑り摩擦係合は、圧縮中のばね及び減衰アセンブリ７の抵抗値よりも常に大きくすべきである。

二次ヒューズの目的は、ばね及び減衰アセンブリ７の完全な圧縮を超えるコネクタの相対運動をさらに減衰させることである。好ましい形態では、ヒューズは、コネクタの設計上の予想よりも大きい負荷条件下でのみ作用する。

二次ヒューズ５５を含むコネクタの２つの取り得る実施形態が図２５Ａ及び図２５Ｂに示されている。コネクタの他の部分は、前述したのと実質的に同様である。ばね及び減衰アセンブリ７が完全に圧縮されると、ケーシング２と二次ヒューズ５５とは、互いに対して摺動することが可能である。そのような相対的な摺動は、さらなる減衰を提供するが、外力が低減又は停止すると、コネクタの構成要素及び関連する構造構成要素がそれらの初期相対位置に完全には戻らないことを意味する。

図２５Ｃは、図２５Ａ又は図２５Ｂのケーシング２及び二次ヒューズ５５の端面図を示す。図２５Ｃで見られるように、二次ヒューズ５５は、ケーシング２の内部において、ケーシングとそのばね及び減衰アセンブリ（図示せず）との中間に提供される。そのような構成では、ケーシングのクランプがばね及び減衰アセンブリとの摩擦係合を提供又は制御するが、ケーシング２は、ばね及び減衰アセンブリと直接摩擦係合されない。むしろ、二次ヒューズ５５がケーシングと直接摩擦係合している。

上述した二次ヒューズの構成は、スリーブ４０がケーシング２に対して摺動することが可能であり、圧縮中のばね及び減衰アセンブリ７の最大抵抗よりも大きくケーシング２と摩擦係合されている場合、前の実施形態に関連して述べたスリーブ４０に類似する。

図２４Ａ～Ｄは、構造物５３における本発明によるコネクタ又はコネクタの組合せの様々な可能な用途を示す。

図２４Ａでは、構造物５３は、ブレーシングフレームであり、本発明によるコネクタ５４は、ブレーシングフレームの部分間に位置する。

図２４Ｂでは、構造物５３は、モーメント抵抗フレームであり、コネクタ５４がその内部に提供され、抵抗モーメント作用を可能にし、外部事象後にモーメント抵抗フレームをその初期位置に戻す。

図２４Ｃの構造は、せん断壁であり、コネクタ５４は、構造物の部品間の抵抗下でのせん断運動を可能にするが、そのような移動を減衰させ、外力付勢事象後にせん断壁をその初期位置に戻すように提供される。図２４Ｃは、貯蔵タンクを押さえるためのコネクタの使用を示すこともある。見られるように、ロッドは、基礎部４０１に接続され、ケーシングは、タンク４００に接続される。

最後に、図２４Ｄは、構造物５３における本発明のコネクタ５４の座屈抵抗性ブレーシング部材としての使用を示す。

滑り摩擦減衰コネクタは、粘性又は油圧ダンパではない。作業流体は、減衰を提供するために使用されない。これは、減衰力及び抵抗力が変位の速度及び温度に依存しないことを意味する。

前述の説明において、既知の均等物を有する要素又は整数が参照されている場合、そのような均等物は、それらが個別に記載されているかのように含まれる。

例として、特定の実施形態を参照して本発明を述べてきたが、本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく修正形態及び／又は改良形態がなされ得ることを理解されたい。

Claims (20)

1. 建物構造物の第１の構造部材と第２の構造部材とに接続し、且つそれらの間の変位を可能にするための弾性滑り摩擦コネクタであって、前記第１の構造部材と前記第２の構造部材との間の相対直線変位を誘発する外力に対する抵抗及びその減衰を提供し、且つ初期相対位置から、変位された相対位置までの前記第１及び第２の構造部材の相対直線変位を外力が引き起こした後、前記第１及び第２の構造部材に対するバイアスを提供し、前記バイアスは、前記第１及び第２の構造部材を、それらの変位された相対位置からそれらの初期相対位置に向かって戻すようなものであり、前記コネクタは、
   細長い中空ケーシングと、
   ２つの対向する端部を有する細長いばね及び減衰アセンブリであって、前記ケーシングと摩擦係合して前記ケーシングの内部で摺動し、且つ前記第１の構造部材に接続して、それにより前記ケーシングの内部で摺動される細長いばね及び減衰アセンブリと、
   前記ばね及び減衰アセンブリの端部を支承するための少なくとも１つの支承要素と
   を含み、
   前記少なくとも１つの支承要素の１つ及び前記細長い中空ケーシングは、前記第２の構造部材と一緒に移動するように前記第２の構造部材に接続するためのものであり、
   前記ばね及び減衰アセンブリは、前記第１及び第２の構造部材の、それらの変位された相対位置への相対直線変位のため、その端部の１つと少なくとも１つの支承要素との間でのその圧縮によって弾性変形されることが可能であり、且つ前記ばね及び減衰アセンブリの前記圧縮を引き起こした外力の十分な低減時、前記圧縮されたばね及び減衰アセンブリの前記バイアスは、前記ばね及び減衰アセンブリと前記ケーシングとの間の摩擦力を超え、且つ前記第１及び第２の構造部材は、その後、前記圧縮されたばね及び減衰アセンブリの前記バイアス下でそれらの初期相対位置に向かって戻され、
   前記細長い中空ケーシングは、前記ケーシングがその内側断面形状又は面積を拡大及び収縮することを可能にする少なくとも１つの細長いスプリットを含み、調節可能部材は、前記スプリットを含む前記ケーシングにより、前記ばね及び減衰アセンブリと前記ケーシングとの間の滑り摩擦係合を設定及び変更するために前記ケーシングに力を加えるために提供される、弾性滑り摩擦コネクタ。
2. ロッドは、前記細長いばね及び減衰アセンブリと関連付けるために前記ケーシング内に提供され、及び前記ロッドは、前記第１の構造部材と一緒に移動するように前記第１の構造部材に接続するためのものである、請求項１に記載のコネクタ。
3. 外力付勢の停止時、前記第１及び第２の構造部材は、前記ばね及び減衰アセンブリの前記バイアス下でそれらの初期位置に戻される、請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 前記外力の低減は、第１の閾値を下回る低減を含む、請求項１～３の何れか一項に記載のコネクタ。
5. 前記第１の閾値よりも低い閾値である第２の閾値を下回る前記外力の低減時、前記第１及び第２の構造部材は、それらの初期位置に戻される、請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記少なくとも１つの支承要素は、前記ケーシングに対して固定され、及び前記ケーシングは、前記第２の構造部材に接続するためのものである、請求項２に記載のコネクタ。
7. 前記少なくとも１つの支承要素は、前記ケーシングと一体である、請求項６に記載のコネクタ。
8. 前記ケーシングは、前記ばね及び減衰アセンブリの１つの端部において又はそれに隣接してのみ少なくとも１つの支承要素を含んで、張力時の前記コネクタの利用である、互いから離れる前記第１及び第２の構造部材の相対変位下でのみ又は圧縮時の前記コネクタの利用である、互いに向かう前記第１及び第２の構造部材の相対変位下でのみ、前記ばね及び減衰アセンブリの弾性変形を提供する、請求項６又は７に記載のコネクタ。
9. 前記ロッドに沿った前記ばね及び減衰アセンブリの弾性変形を前記コネクタが提供しない方向において、前記ロッド及びケーシングは、互いに対して自由に移動することが可能である、請求項８に記載のコネクタ。
10. 前記ばね及び減衰アセンブリの弾性変形を前記コネクタが提供しない方向において、前記ロッド及びケーシングは、相対変位を実質的に妨げられる、請求項８に記載のコネクタ。
11. 前記ケーシングは、前記ばね及び減衰アセンブリの各端部において支承要素と前記ロッドのストッパとを含んで、張力時の前記コネクタの利用である、互いから離れる前記第１及び第２の構造部材の相対変位下又は圧縮時の前記コネクタの利用である、互いに向かう前記第１及び第２の構造部材の相対変位下の何れかで前記ばね及び減衰アセンブリの前記弾性変形を提供する、請求項８又は９に記載のコネクタ。
12. 前記少なくとも１つの支承要素は、前記第１の構造部材に接続するためのものであり、且つ前記ケーシングの周りに設けられたスリーブに関連付けられ、前記スリーブは、前記ケーシングに対して可動である、請求項２に記載のコネクタ。
13. 前記第１及び第２の構造部材の相対変位下において、前記スリーブの前記少なくとも１つの支承要素及び前記ロッドのストッパは、前記ばね及び減衰アセンブリの反対側に作用して、前記ばね及び減衰アセンブリを弾性変形させる、請求項１２に記載のコネクタ。
14. 両方の側からの前記ばね及び減衰アセンブリの前記弾性変形は、実質的に同時に起こる、請求項１３に記載のコネクタ。
15. 前記スリーブは、前記ばね及び減衰アセンブリの１つの端部のみにおける少なくとも１つの支承要素と、前記ばね及び減衰アセンブリの反対の端部における前記ロッドの１つのストッパとを含んで、
    ａ）張力時の前記コネクタの利用である、互いから離れる前記第１及び第２の構造部材の相対変位下のみ、又は
    ｂ）圧縮時の前記コネクタの利用である、互いに向かう前記第１及び第２の構造部材の相対変位下のみ
    において前記ばね及び減衰アセンブリの前記弾性変形を提供する、請求項１２～１４の何れか一項に記載のコネクタ。
16. 前記ロッドに沿った前記ばね及び減衰アセンブリの弾性変形を前記コネクタが提供しない方向において、前記ロッド及びスリーブは、互いに対して自由に移動することが可能である、請求項１５に記載のコネクタ。
17. 前記ばね及び減衰アセンブリの弾性変形を前記コネクタが提供しない方向において、前記ロッド及びケーシングは、相対変位を実質的に妨げられる、請求項１５に記載のコネクタ。
18. 前記スリーブは、前記ばね及び減衰アセンブリの各端部において少なくとも１つの支承要素と前記ロッドのストッパとを含んで、張力時の前記コネクタの利用である、互いから離れる前記第１及び第２の構造部材の相対変位下又は圧縮時の前記コネクタの利用である、互いに向かう前記第１及び第２の構造部材の相対変位下の何れかで前記ばね及び減衰アセンブリの前記弾性変形を提供する、請求項１２～１４の何れか一項に記載のコネクタ。
19. 前記調節可能部材は、前記ケーシングと前記細長いばね及び減衰アセンブリとの間の所定の度合いの摩擦係合に向かうバイアスとして少なくとも部分的に作用する、請求項６に記載のコネクタ。
20. 建物構造物の第１の構造部材と第２の構造部材とに接続し、且つそれらの間の変位を可能にするための弾性滑り摩擦コネクタであって、前記第１の構造部材と前記第２の構造部材との間の相対変位を誘発する外力に対する抵抗及びその減衰を提供し、且つ初期相対位置から、変位された相対位置までの前記第１及び第２の構造部材の相対変位を外力が引き起こした後、前記第１及び第２の構造部材に対するバイアスを提供し、前記バイアスは、前記第１及び第２の構造部材を、それらの変位された相対位置から前記初期相対位置に向かって戻すようなものであり、前記コネクタは、
    前記ケーシングがその内側断面形状又は面積を拡大及び縮小することを可能にする少なくとも１つの細長いスプリットを含む細長い中空ケーシングと、
    ２つの対向する端部を有する細長いばね及び減衰アセンブリであって、前記ケーシングと摩擦係合して前記ケーシングの内部で摺動し、且つ前記第１の構造部材に接続して、それにより前記ケーシングの内部で摺動される細長いばね及び減衰アセンブリと、
    前記ばね及び減衰アセンブリの端部を支承するための少なくとも１つの支承要素と、
    前記スプリットを含む前記ケーシングより、前記ばね及び減衰アセンブリと前記ケーシングとの間の滑り摩擦係合を設定及び変更するために前記ケーシングに力を加えるための調節可能部材と
    を含み、
    前記少なくとも１つの支承要素の１つ及び前記細長い中空ケーシングは、前記第２の構造部材と一緒に移動するように前記第２の構造部材に接続するためのものであり、
    前記ばね及び減衰アセンブリは、前記第１及び第２の構造部材の、それらの変位された相対位置への相対変位のため、その端部の１つと少なくとも１つの支承要素との間でのその圧縮によって弾性変形されることが可能であり、且つ前記ばね及び減衰アセンブリの前記圧縮を引き起こした外力の十分な低減時、前記圧縮されたばね及び減衰アセンブリの前記バイアスは、前記ばね及び減衰アセンブリと前記ケーシングとの間の摩擦力を超え、且つ前記第１及び第２の構造部材は、その後、前記圧縮されたばね及び減衰アセンブリの前記バイアス下でそれらの初期相対位置に戻される、弾性滑り摩擦コネクタ。

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