(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対変位可能な上部構造と下部構造との間、または上部構造間において、上部構造、または下部構造に固定されるブラケットと、このブラケットに、その固定面に平行な軸の回りに回転自在に連結される中間部連結材と、この中間部連結材に、前記軸に交差する方向の軸の回りに回転自在に連結され、前記上部構造と下部構造との間、または上部構造間に架設される引張材の端部が接続される端部連結材とを備え、
前記端部連結材は前記引張材が挿入されて接続されるねじ孔、もしくは挿通孔を有する筒状の接続部を持ち、
前記端部連結材は自らを前記中間部連結材に連結する軸が挿通する挿通孔を有する挿通部と、この挿通部に一体化し、または一体性に接合される前記筒状の接続部を持ち、
前記筒状の接続部の軸方向が、前記引張材の軸方向に平行で、且つ前記端部連結材を前記中間部連結材に連結する前記軸に交わる方向を向いていることを特徴とする構造物の連結装置。
【請求項２】
前記引張材の材軸の延長線が、前記中間部連結材を前記ブラケットに回転自在に連結する前記軸の材軸上に位置していることを特徴とする請求項１に記載の構造物の連結装置。
【請求項３】
前記引張材の材軸が前記ブラケットのベースプレートに交差していることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の構造物の連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造的に分離した上部構造と下部構造との間、または上部構造間において上部構造の下部構造に対する、または他の上部構造に対する相対変位量を制限する構造物の連結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば図４に示す落橋防止装置のような連結装置は構造的に分離した橋桁と橋脚、または隣接する橋桁間等、上部構造と下部構造との間、または上部構造間に架設され、下部構造に対する、または他の上部構造に対する上部構造の相対変位の量を一定範囲内に制限する機能を有する。連結装置は具体的には上部構造と下部構造間、または上部構造間に架設されるＰＣ鋼材（ケーブル）等の引張材の端部を上部構造や下部構造に連結するためのブラケットを備え、前記相対変位時に引張材に引張力を負担させることにより上部構造の相対変位量を制限する（特許文献１参照）。
【０００３】
この連結装置（変位量制限装置）のブラケットは引張材が相対変位時にも架設状態を維持できるように予め向きが調整された状態で上部構造や下部構造に固定されるが、上部構造と下部構造間の相対変位時には引張材の架設角度が変化するため、この角度の変化に引張材が追従できるように引張材に連結される必要がある。
【０００４】
架設角度の変化に引張材を追従させるには、ブラケットに対する引張材の架設角度を自由に設定、あるいは調整できるように引張材をブラケットに支持させることが必要であり、具体的には引張材をブラケットに対して水平軸及び鉛直軸の回りに一定量以上、回転自在に支持させる必要がある（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−０５３２０５号公報（請求項１、段落００１９〜００４８、図１〜図１０）
【特許文献２】特開平９−１５８１１８号公報（請求項１、段落００２１〜００２９、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の方法によれば、ケーブルの端部が定着される支圧板に連結される揺動アームをアーム連結ブロックに対し、鉛直軸回りに回転自在に連結し、アーム連結ブロックをブラケット（ケーブル連結金具）に対し、水平軸回りに回転自在に連結することで、ブラケットの固定面に対してケーブルを傾斜させて架設することと、傾斜角度の変化にケーブルを追従させることを可能にしている。
【０００７】
しかしながら、特許文献２では２本の揺動アーム５，５を一対で使用していることから（請求項１）、揺動アーム５に直接ケーブル１１を接続することができないため、必ず揺動アーム５，５の先端位置にケーブル１１を接続するための部材（支圧板７）を配置しなければならない。いずれか一方の揺動アーム５にケーブル１１を連結すれば偏心による曲げモーメントが揺動アーム５に発生することにもなる。逆にケーブル１１の軸と揺動アーム５の軸が同一線上にないため、揺動アーム５，５を２本で対にすることが不可欠になっている。
【０００８】
本発明は上記背景より、簡素な構造でありながら、ブラケットに対する引張材の架設角度を自由に調整可能にし、また引張材を架設角度の変化に追従可能にする連結装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明の構造物の連結装置は、互いに相対変位可能な上部構造と下部構造との間、または上部構造間において、上部構造、または下部構造に固定されるブラケットと、このブラケットに、その固定面に平行な軸の回りに回転自在に連結される中間部連結材と、この中間部連結材に、前記軸に交差する方向の軸の回りに回転自在に連結され、前記上部構造と下部構造との間、または上部構造間に架設される引張材の端部が接続される端部連結材とを備え、
前記端部連結材は前記引張材が挿入されて接続されるねじ孔、もしくは挿通孔を有する筒状の接続部を持ち、前記端部連結材は自らを前記中間部連結材に連結する軸が挿通する挿通孔を有する挿通部と、この挿通部に一体化し、または一体性に接合される前記筒状の接続部を持ち、前記筒状の接続部の軸方向が、前記引張材の軸方向に平行で、且つ前記端部連結材を前記中間部連結材に連結する前記軸に交わる方向を向いていることを構成要件とする。引張材の端部はその素材や形態に応じ、端部連結材に直接、またはスリーブ等を介して間接的に連結される。ブラケットの固定面とは、ブラケットの上部構造、または下部構造側の面、もしくは表面を言う。

【００１０】
引張材の端部が端部連結材に連結され、端部連結材が中間部連結材に、中間部連結材がブラケットにそれぞれ連結されることで、軸を除けば連結装置が３種類の部品で成立するため、連結装置の構成が簡素化される。部品数の削減により製作コストの節減が図られ、現場での組み立て作業性が向上する。
【００１１】
上部構造、または下部構造へのブラケットの固定面はブラケットの設置位置や設置面によって決まり、鉛直面の場合と水平面の場合の他、いずれかに対して傾斜した面の場合がある。いずれの場合も、中間部連結材はブラケットに対し、固定面に平行な軸の回り、すなわち鉛直軸、もしくは水平軸、あるいはこれらに対して傾斜した軸の回りに回転自在に連結される。
【００１２】
端部連結材を中間部連結材に連結する軸（端部連結材の軸）は中間部連結材をブラケットに連結する軸（中間部連結材の軸）に対して直交する方向等、交差する方向を向き、中間部連結材と端部連結材がそれぞれの軸の回りに回転自在であることと併せ、引張材はブラケットに対して交差する２方向、すなわち鉛直軸と水平軸の回りに回転自在に連結されることになる。例えば中間部連結材の軸が鉛直軸である場合に、端部連結材の軸がその軸に直交する場合には、端部連結材の軸は水平軸となる。
【００１３】
引張材が２方向に回転自在であることで、ブラケットに対する引張材の架設角度が自由に調整可能となり、また引張材はそれが跨る上部構造と下部構造間、または上部構造間の相対変位に伴う架設角度の変化に追従可能となる。
【００１４】
また中間部連結材がブラケットの固定面に平行な軸（中間部連結材の軸）の回りに回転自在であることで、後述の請求項２のように端部連結材を介して連結される引張材の材軸の延長線を回転軸（中間部連結材の軸）上で交わらせることができるため、引張材からの引張力を負担したときに、中間部連結材自身が曲げモーメントを受けないようにすることができる。中間部連結材が固定面に垂直な軸の回りに回転自在である場合には、その軸の延長線上で中間部連結材に端部連結材を連結することができないか、難しくなるため、引張材の材軸と軸との間に偏心が生じ、引張材からの引張力により曲げモーメントを負担することになる。
【００１５】
請求項１では筒状の接続部の軸方向が引張材の軸方向に平行で、端部連結材を中間部連結材に連結する軸に交わる方向を向いていることで、引張材の材軸の延長線が、端部連結材を中間部連結材に回転自在に連結する軸の材軸上に位置するため、引張材に作用する引張力が端部連結材の軸の中心に作用する。

【００１６】
従って引張材の材軸の延長線が端部連結材を連結する軸の材軸上に位置しない場合の偏心モーメントが端部連結材に作用することがなく、偏心が存在する場合のような大きさの断面を端部連結材に与える必要がない。例えば特許文献２のように引張材の材軸が揺動アームの材軸上にない場合には両者をつなぐ支圧板に偏心モーメントが作用するのに対し、請求項１ではそのような事態が発生しない。

【００１７】
請求項２に記載の発明は請求項１に記載の連結装置において、引張材の材軸の延長線が、中間部連結材をブラケットに回転自在に連結する軸（中間部連結材の軸）の材軸上に位置していることを構成要件とする。この場合、引張材の材軸の延長線が、中間部連結材の軸の材軸上に位置することで、引張材に作用する引張力が中間部連結材の軸の中心に作用する。

【００１８】
従って引張材の材軸の延長線が中間部連結材の軸の材軸上に位置しない場合の偏心モーメントが中間部連結材に作用することがなく、偏心が存在する場合のような大きさの断面を中間部連結材に与える必要がない。
【００１９】
請求項１において、引張材の材軸の延長線が、中間部連結材の軸の材軸上に位置する場合には、端部連結材と中間部連結材の断面、すなわち寸法、または規模を最小に抑えることができるため、端部連結材と中間部連結材を合わせた質量も最小に抑えられる。

【００２０】
請求項３に記載の発明は請求項１、もしくは請求項２に記載の連結装置において、引張材の材軸がブラケットのベースプレートに交差していることを構成要件とする。ブラケットは上部構造、または下部構造に直接固定されるベースプレートを有することから、引張材の材軸の延長線がベースプレートに交差する範囲にあることで、ベースプレートに作用する曲げモーメントを低減することが可能になる。

【００２１】
引張材からの引張力は端部連結材と中間部連結材を通じてブラケットに伝達され、ブラケットを介して上部構造、または下部構造で負担されるが、請求項３では引張材の材軸がブラケットのベースプレートに直交する等、交差していることで、引張材からの引張力によってブラケットの固定面に作用する曲げモーメントを低減することが可能であり、それに伴い、ブラケットの断面を低減することが可能になる。

【００２２】
特許文献２のようにブラケットのベースプレートと引張材の材軸が平行に近い状態で使用される場合には、引張材の材軸がベースプレートと同一面にない限り、ベースプレートに、ブラケットに支持される軸から曲げモーメントが作用する。これに対し、ブラケットのベースプレートと引張材の材軸が例えば直交していれば、ベースプレートに、ブラケットに支持される引張材から曲げモーメントが作用することはない。直交でなくとも交差していれば、ベースプレートには引張材からの引張力の、ベースプレートに平行な成分が曲げモーメントを生じさせるに過ぎず、ベースプレートに垂直な成分は曲げモーメントを生じさせないため、ベースプレートと引張材の材軸が平行に近い場合より曲げモーメントが低減されることになる。
【００２３】
請求項３において、引張材の材軸の延長線が、端部連結材を中間部連結材に連結する軸（端部連結材の軸）の材軸上に位置し、且つ引張材の材軸の延長線が、中間部連結材をブラケットに連結する軸（中間部連結材の軸）の材軸上に位置する場合には、端部連結材と中間部連結材の断面を最小に抑えた上で、ブラケットの断面を抑えることができるため、連結装置全体の質量を最小に抑えることが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
上記の通り、本発明では連結装置を上部構造、または下部構造に固定されるブラケットと、ブラケットに、その固定面に平行な軸の回りに回転自在に連結される中間部連結材と、中間部連結材に、前記軸に交差する方向の軸の回りに回転自在に連結され、引張材の端部が接続される端部連結材から構成することで、連結装置を３種類の部品で成立させることができるため、連結装置の構成を簡素化することができ、部品数の削減により製作コストの節減と現場での組み立て作業性の向上を図ることができる。
【００２５】
また中間部連結材はブラケットの固定面に平行な軸の回りに回転自在に連結され、端部連結材を中間部連結材に連結する軸は中間部連結材をブラケットに連結する軸に対して交差する方向を向くことで、引張材がブラケットに対して交差する２方向に回転自在に連結されるため、ブラケットに対する引張材の架設角度を自由に調整することができ、また引張材を架設角度の変化に追従させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２７】
本発明は図１、図３に示すように上部構造、または下部構造１０に固定されるブラケット２と、ブラケット２に、その固定面に平行な軸３の回りに回転自在に連結される中間部連結材４と、中間部連結材４に、前記軸３に交差する方向の軸５の回りに回転自在に連結され、引張材７の端部が接続される端部連結材６とを備える構造物の連結装置１である。引張材７は上部構造と下部構造１０との間、または上部構造間に架設され、連結装置１は引張材７の両端部のそれぞれに設置される。
【００２８】
上部構造と下部構造１０は構造物において、地震時や強風時に互いに相対変位可能な程度に免震支承や転がり、もしくは滑り支承等を介して構造的に分離した構造体であり、下部構造１０が橋脚や橋台であれば、上部構造は橋桁や床版であり、下部構造１０が基礎であれば、上部構造は基礎上の構造物等である。相対変位には上部構造と下部構造１０間、または上部構造間の対向する方向の変位の他、相対回転変位が含まれる。
【００２９】
連結装置１は下部構造１０としての橋脚や橋台と、上部構造としての橋桁や床版との間に架設されたときに落橋防止装置として用いられるが、用途はこれには限られない。例えば吊り橋や斜張橋等においてケーブルから橋桁等を吊り支持する部位等、前記相対変位時に引張力を負担することにより一定量を超える相対変位を拘束する機能が発揮される任意の部位に使用される。
【００３０】
ブラケット２は上部構造、または下部構造１０にアンカーやアンカーボルト等の定着材９により固定されるベースプレート２ａと、ベースプレート２ａの表面に、それに垂直な面をなして溶接やボルト等により固定される受けプレート２ｂからなり、ベースプレート２ａの表面にはその補強のためと受けプレート２ｂの転倒防止のためのリブプレート２ｃが突設される。
【００３１】
ベースプレート２ａには上部構造、または下部構造１０に固定されるための前記定着材９が挿通する定着孔２ｄが明けられ、受けプレート２ｂには中間部連結材４を支持する軸３が挿通する挿通孔２ｅが形成される。上部構造、または下部構造１０に固定されるベースプレート２ａの背面、または表面がブラケット２の固定面になる。
【００３２】
中間部連結材４は軸３が挿通する挿通孔４ｃを有する挿通部４ａと、この挿通部４ａに一体化し、または一体性に接合され、軸５が挿通する挿通孔４ｄを有する連結部４ｂを持ち、連結部４ｂに端部連結材６が連結される。挿通部４ａと連結部４ｂが一体化する場合、中間部連結材４は鋳造、鍛造等により成型される。
【００３３】
端部連結材６は軸５が挿通する挿通孔６ｃを有する挿通部６ａと、この挿通部６ａに一体化し、または一体性に接合され、引張材７が螺合や充填材の充填等により接続される筒状の接続部６ｂを持つ。図１に示すように引張材７が螺合により接続される場合は接続部６ｂに雌ねじの切られたねじ孔６ｄが形成され、接着剤やモルタル等の充填材により接続される場合は接続部６ｂに引張材７が挿入される挿通孔が形成される。端部連結材６も挿通部６ａと接続部６ｂが一体化する場合、鋳造、鍛造等により成型される。
【００３４】
端部連結材６の挿通部６ａは中間部連結材４の連結部４ｂに重なった状態で軸５により連結されるが、図面では引張材７からの引張力が端部連結材６から偏心して中間部連結材４に伝達されないよう、挿通部６ａを２枚並列させ、挿通部６ａ、６ａが連結部４ｂを挟み込めるようにしている。
【００３５】
引張材７にはＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線等のＰＣ鋼材の他、ガラスやグラファイト、アラミド、金属の繊維に樹脂材料を含浸させ、硬化させて棒状等に成形された繊維強化材料が使用され、端部には端部連結材６との接続のためのスリーブ等の継手８が圧着、または接着剤やモルタル等の接着により一体化させられる。継手８が端部連結材６の接続部６ｂに螺合する場合には図１に示すように継手８の表面に雄ねじが形成される。
【００３６】
図１、図３に示すように中間部連結材４は挿通部４ａにおいてブラケット２の２枚の受けプレート２ｂ、２ｂ間に差し込まれ、受けプレート２ｂの挿通孔２ｅと挿通部４ａの挿通孔４ｃを軸３が貫通することによりブラケット２に対し、その固定面に平行な軸３の回りに回転自在に連結される。図１ではブラケット２が上部構造、または下部構造１０の鉛直面に固定される場合に対応し、固定面と軸３を鉛直方向に向けているが、水平方向に向ける場合もある。
【００３７】
軸３には例えば図１に示すように両端部に雄ねじが切られたピンが使用され、ピンの、受けプレート２ｂ、２ｂから突出した部分に座金を介してナット３ａが締結されることにより中間部連結材４がブラケット２に対して回転自在に連結される。
【００３８】
中間部連結材４の回転可能な角度は任意に設定されるが、軸３が鉛直軸の場合、図２−（ａ）に示すように引張材７の材軸方向に対して片側に付き、１５°前後程度回転可能であれば足りる。中間部連結材４の回転可能な角度を制限する場合には、中間部連結材４が一定角度、回転したときにその連結部４ｂがリブプレート２ｃに接触するようにリブプレート４ｃを配置すればよい。
【００３９】
端部連結材６は挿通部６ａ、６ａにおいて中間部連結材４の連結部４ｂを挟み込むように突き合せられ、挿通部６ａの挿通孔６ｃと連結部４ｂの挿通孔４ｄを軸５が貫通することにより中間部連結材４に対し、前記軸３に交差する方向の軸５の回りに回転自在に連結される。図１では軸３を鉛直面に向けていることに対応し、軸５を水平面に向けているが、鉛直面に向ける場合もある。
【００４０】
軸５には例えば図示するように端面に突起が突出したピンと、ピン側の面に突起が嵌合する孔を有する止めプレート５ａが使用され、ピンの、挿通部６ａ、６ａから突出した部分に止めプレート５ａを嵌め込むことにより端部連結材６が中間部連結材４に対して回転自在に連結される。
【００４１】
端部連結材６の回転可能な角度も任意に設定されるが、軸５が水平軸の場合、図２−（ｂ）に示すように引張材７の材軸方向に対して片側に付き、３０°前後程度回転可能であれば足りる。端部連結材６の回転可能な角度を制限する場合には、端部連結材６が一定角度、回転したときにその挿通部６ａが受けプレート２ｂに接触するように受けプレート２ｂを配置すればよい。
【００４２】
図３は図１に示す連結装置１の構成部材を組み立てた様子を示す。ここでは一方のブラケット２を下部構造１０の側面に固定し、他方のブラケット２を上部構造に固定した場合の状況を示している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】連結装置の構成と組み立て要領を示した斜視図である。
【図２】（ａ）は中間部連結材の軸に対する中間部連結材の回転角度を示した斜視図、（ｂ）は端部連結材の軸に対する端部連結材の回転角度を示した斜視図である。
【図３】図１に示す連結装置の使用状態を示した斜視図である。
【図４】従来の連結装置の使用状態を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１………連結装置
２………ブラケット
２ａ……ベースプレート
２ｂ……受けプレート
２ｃ……リブプレート
２ｄ……定着孔
２ｅ……挿通孔
３………軸
３ａ……ナット
４………中間部連結材
４ａ……挿通部
４ｂ……連結部
４ｃ……挿通孔
４ｄ……挿通孔
５………軸
５ａ……止めプレート
６………端部連結材
６ａ……挿通部
６ｂ……接続部
６ｃ……挿通孔
６ｄ……ねじ孔
７………引張材
８………継手
９………定着材
１０……下部構造
【図１】
0004794309.tif 000002
【図２】
0004794309.tif 000003
【図３】
0004794309.tif 000004
【図４】
0004794309.tif 000005