(57)【要約】  間隔を置いて配置された隣接する構造部材（２６，２８）の間の間隙（１６）に架設するための機械的ヒューズ構成要素を有する伸縮継手（１０）が提供される。伸縮継手の間隙（１６）の近傍において生じる大きな移動によって生じる緊急動作の間、１つ又は２つ以上の機械的ヒューズ構成要素（２２，３０）は破損し、装置の予測可能性を改良するか又は伸縮継手（１０）、包囲する下側に位置する構造部材（２６，２８）又はこれら両方への損傷を制限する。
2010512475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を置いて配置された構造部材の間の間隙に架設するための伸縮継手において、
前記間隙に架設される荷重支持部材と、
少なくとも１つのヒューズ部分を有するハウジングと、
前記荷重支持部材の下方に配置されかつ前記間隙に架設される支持部材とが設けられており、該支持部材が、前記ハウジング内に少なくとも部分的に収容されておりかつ前記ハウジング内において摺動可能であることを特徴とする、伸縮継手。
【請求項２】
前記ハウジングが、上壁と、底壁と、側壁と、後壁とを有しており、前記上壁が機械的ヒューズである、請求項１記載の伸縮継手。
【請求項３】
前記長手方向支持部材によって支持された少なくとも１つの縁部部材が設けられており、該縁部部材が、機械的ヒューズ結合手段によって、前記構造部材のうちの１つに係合させられている、請求項２記載の伸縮継手。
【請求項４】
前記縁部部材が、機械的ヒューズ結合手段によって、構造部材の機械的ヒューズ部分に係合させられている、請求項３記載の伸縮継手。
【請求項５】
前記構造部材の前記機械的ヒューズ部分が、境界構成要素によって形成された境界領域によって、前記構造部材の残りの部分から分離されている、請求項４記載の伸縮継手。
【請求項６】
前記境界構成要素が、板材、帯材、桁、角材、チャネル、棒材、チューブ、ビード及びこれらの組み合わせから成るグループから選択されている、請求項５記載の伸縮継手。
【請求項７】
前記境界構成要素が、金属、合金、ポリマ、セラミック、ガラス、複合材料及びこれらの組み合わせから成るグループから選択された材料から成る、請求項６記載の伸縮継手。
【請求項８】
前記境界構成要素が、境界領域と一致する弱さの領域を形成している、請求項７記載の伸縮継手。
【請求項９】
前記境界構成要素が、境界領域に隣接する領域と一致する強さの領域を形成している、請求項８記載の伸縮継手。
【請求項１０】
前記機械的ヒューズ結合手段が、機械的な締結具、ろう付け、ろう接、溶接及び接着剤から成るグループから選択された結合手段を含む、請求項４記載の伸縮継手。
【請求項１１】
前記機械的ヒューズ結合手段が機械的な締結具を含む、請求項１０記載の伸縮継手。
【請求項１２】
前記機械的な締結具が、ボルト、ねじ、リベット、釘、ピン及びこれらの組み合わせから成るグループから選択されている、請求項１１記載の伸縮継手。
【請求項１３】
前記機械的な締結具が、鋼、アルミニウム、黄銅、青銅、チタン合金、マグネシウム合金及びこれらの組み合わせから成るグループから選択された材料から成る、請求項１２記載の伸縮継手。
【請求項１４】
前記縁部部材と前記構造部材との間の末端縁部を含む、請求項４記載の伸縮継手。
【請求項１５】
前記末端縁部が、少なくとも部分的に伝達材料で充填されている、請求項１４記載の伸縮継手。
【請求項１６】
前記伝達材料が、金属、合金、ポリマ材料、複合材料及びこれらの組み合わせから成るグループから選択されている、請求項１５記載の伸縮継手。
【請求項１７】
複数の機械的ヒューズ構成要素を含む、請求項３記載の伸縮継手。
【請求項１８】
前記機械的ヒューズ構成要素の少なくとも部分が、所定の過程を辿って破損するように設計されている、請求項１７記載の伸縮継手。
【請求項１９】
複数の機械的ヒューズ構成要素を含む、請求項４記載の伸縮継手。
【請求項２０】
前記機械的ヒューズ構成要素の少なくとも部分が、所定の過程を辿って破損するように設計されている、請求項１９記載の伸縮継手。
【請求項２１】
間隔を置いて配置された構造部材の間の間隙に架設するための伸縮継手において、
横方向に延びた、間隔を置いて配置された、複数の荷重支持部材と、
ヒューズ部分を有するハウジングと、
前記横方向に延びた、間隔を置いて配置された荷重支持部材の下方に配置されておりかつ前記間隙を横切って長手方向に延びている支持部材とが設けられており、該支持部材が、前記ハウジング内に少なくとも部分的に収容されておりかつ前記ハウジング内において摺動可能であることを特徴とする、伸縮継手。
【請求項２２】
前記ハウジングが、上壁と、底壁と、側壁と、後壁とを有しており、前記上壁が機械的ヒューズである、請求項２１記載の伸縮継手。
【請求項２３】
前記長手方向の支持部材によって支持された少なくとも１つの縁部部材が設けられており、該縁部部材が、機械的ヒューズ結合手段によって、前記構造部材のうちの１つに係合させられている、請求項２１記載の伸縮継手。
【請求項２４】
前記縁部部材が、機械的ヒューズ結合手段によって、構造部材の機械的ヒューズ部分に係合させられている、請求項２３記載の伸縮継手。
【請求項２５】
前記構造部材の前記機械的ヒューズ部分が、境界構成要素によって形成された境界領域によって、前記構造部材の残りの部分から分離されている、請求項２４記載の伸縮継手。
【請求項２６】
前記境界構成要素が、板材、帯材、桁、角材、チャネル、棒材、チューブ、ビード及びこれらの組み合わせから成るグループから選択されている、請求項２５記載の伸縮継手。
【請求項２７】
前記境界構成要素が、金属、合金、ポリマ、セラミック、ガラス、複合材料及びこれらの組み合わせから成るグループから選択された材料から成る、請求項２６記載の伸縮継手。
【請求項２８】
前記境界構成要素が、境界領域と一致する弱さの領域を形成している、請求項２７記載の伸縮継手。
【請求項２９】
前記境界構成要素が、境界領域と隣接する領域と一致する強さの領域を形成している、請求項２８記載の伸縮継手。
【請求項３０】
前記機械的ヒューズ結合手段が、機械的な締結具、ろう付け、ろう接、溶接及び接着剤から成るグループから選択された結合手段を含む、請求項２４記載の伸縮継手。
【請求項３１】
前記機械的ヒューズ結合手段が機械的な締結具を含む、請求項３０記載の伸縮継手。
【請求項３２】
前記機械的な締結具が、ボルト、ねじ、リベット、釘、ピン及びこれらの組み合わせから成るグループから選択されている、請求項３１記載の伸縮継手。
【請求項３３】
前記機械的な締結具が、鋼、アルミニウム、黄銅、青銅、チタン合金、マグネシウム合金及びこれらの組み合わせから成るグループから選択された材料から成る、請求項３２記載の伸縮継手。
【請求項３４】
前記縁部部材と前記構造部材との間の末端縁部が設けられている、請求項２４記載の伸縮継手。
【請求項３５】
前記末端縁部が、少なくとも部分的に伝達材料で充填されている、請求項３４記載の伸縮継手。
【請求項３６】
前記伝達材料が、金属、合金、ポリマ材料、複合材料及びこれらの組み合わせから成るグループから選択されている、請求項３５記載の伸縮継手。
【請求項３７】
複数の機械的ヒューズ構成要素が設けられている、請求項２３記載の伸縮継手。
【請求項３８】
前記機械的ヒューズ構成要素の少なくとも部分が、所定の過程を辿って破損するように設計されている、請求項３７記載の伸縮継手。
【請求項３９】
複数の機械的ヒューズ構成要素が設けられている、請求項２４記載の伸縮継手。
【請求項４０】
前記機械的ヒューズ構成要素の少なくとも部分が、所定の過程を辿って破損するように設計されている、請求項３９記載の伸縮継手。
【請求項４１】
前記横方向に延びた、間隔を置いて配置された荷重支持部材の間に延びたシールと、前記横方向に延びた、間隔を置いて配置された荷重支持部材と伸縮継手の縁部区分との間に延びたシールとが設けられている、請求項２１記載の伸縮継手。
【請求項４２】
前記シールが可撓性でかつ圧縮可能である、請求項４１記載の伸縮継手。
【請求項４３】
前記シールがエラストマ材料から成る、請求項４２記載の伸縮継手。
【請求項４４】
前記シールが、条片シール、腺シール、及び薄膜シールから選択されている、請求項４３記載の伸縮継手。
【請求項４５】
前記シールが条片シールである、請求項４４記載の伸縮継手。
【請求項４６】
間隔を置いて配置された構造部材の間の間隙に架設するための伸縮継手において、
前記間隙に架設される荷重支持部材が設けられており、前記荷重支持部材が、機械的ヒューズ結合手段によって、前記構造部材の機械的ヒューズ部分に係合させられていることを特徴とする、伸縮継手。
【請求項４７】
機械的ヒューズ結合手段と、前記構造部材の機械的ヒューズ部分とが、所定の過程を辿って破損するように設計されている、請求項４６記載の伸縮継手。
【請求項４８】
前記荷重支持部材が、横方向に延びた、間隔を置いて配置された複数の荷重支持部材を含み、前記伸縮継手がさらに、前記横方向に延びた、間隔を置いて配置された荷重支持部材の下方に配置されておりかつ前記間隙を横切って長手方向に延びた支持部材と、該長手方向に延びた支持部材の端部を受容するためのハウジングと、機械的ヒューズ結合手段によって前記構造部材の機械的ヒューズ部分に係合させられた縁部部材とを有している、請求項４７記載の伸縮継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連技術とのクロスリファレンス
本願は、合衆国第３５法典第１１９条（ｅ）に基づき、２００６年１２月１３日に出願された米国特許仮出願連続番号第６０／８７４７５９号明細書の出願日の利益を請求する。
【０００２】
技術分野
間隔を置いて配置された隣接する構造部材の間の間隙に架設するための、機械的ヒューズ伸縮継手が提供されている。機械的ヒューズ伸縮継手は、道路構造物、橋構造物、及びその他の構造物等の構造物において使用され、構造部材の間の伸縮継手間隙の近傍において生じる大きな移動を提供することが望ましい。
【０００３】
背景
伸縮継手間隙は、温度変化による膨張及び収縮、プレストレスによって生じる短縮及び漸伸、活荷重によって生ぜしめられる撓み、及び車両通行によって生ぜしめられる長手方向の力として生じる間隙内の寸法変化を提供するために、隣接する構造部材の間に意図して提供されている。伸縮継手は、間隙の近傍における移動を提供するために利用されてよいが、依然として間隙を横切る交通の流れを可能にする。
【０００４】
道路構造物及び橋構造部は通常、損傷なく特定の最大の移動及び力に耐えるように設計されている。構造物が損傷なく耐えるように設計された移動及び力のレベルが増大するにしたがって、移動及び力の増大を提供するための伸縮継手設計の費用が増大する。地震、津波、突発的な波又は荒波、強風、又はその他の行為の結果、これらの構造物において大きな移動及び大きな力を生ぜしめる高エネルギ現象は希少であり、現象のエネルギレベルが増大するにつれて、現象の希少性も増大する。つまり、高エネルギ現象から大きな移動及び力による大きな移動を完全に提供しかつ損傷を最小限にするための設計は、これらの高エネルギ現象の希少性を考慮すると、非合理的に効果である可能性がある。
【０００５】
伸縮継手間隙の近傍内で生じる大きな移動を生じる高エネルギ現象の間、伸縮継手及び包囲する下に位置する構造部材の全体は、通常損傷される。このような現象は、損傷された構造部材を修理するための大きなコストを生じるだけではなく、伸縮継手は通常は交換される必要がある。
【０００６】
したがって、関連する産業は依然として、高エネルギ現象に応答して伸縮継手間隙における大きな移動及び力を提供するための費用対効果の高い伸縮継手を要求しており、この場合、伸縮継手は、高エネルギ現象から生じる構造物における希少な大きな移動及び大きな力からの損傷を有効に軽減することができる。
【０００７】
概要
隣接する構造部材の間の間隙を連結するための伸縮継手が提供され、このシステムは、２つの間隔を置いて配置された構造部材の間の間隙を連結するための部材と、システムへの所定の荷重の提供に応答して破損するように設計された機械的ヒューズハウジング及び／又は機械的ヒューズ結合手段とを有している。
【０００８】
１つの実施形態によれば、間隔を置いて配置された構造部材の間の間隙を連結するための伸縮継手は、前記間隙を連結する荷重支持部材と、ヒューズ部分を有するハウジングと、前記荷重支持部材の下方に位置決めされかつ前記間隙を連結する支持部材とを有しており、前記支持部材が、前記ハウジング内に少なくとも部分的に収容されかつ前記ハウジング内で摺動可能である。
【０００９】
別の実施形態によれば、間隔を置いて配置された構造部材の間の間隙を連結するための伸縮継手は、前記間隙を連結するための荷重支持部材を有しており、前記荷重支持部材は、前記構造部材の機械的ヒューズ部分に機械的ヒューズ結合手段によって係合されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】機械的ヒューズ伸縮継手の１つの例示的な実施形態の側面図である。
【図２】機械的ヒューズ伸縮継手の別の例示的な実施形態の側面図である。
【図３】機械的ヒューズ構成要素が破損された後の、機械的ヒューズ伸縮継手の別の例示的な実施形態の側面図である。
【図４】機械的ヒューズ伸縮継手の１つの例示的な実施形態における機械的ヒューズの拡大された側面図である。
【図５】機械的ヒューズ伸縮継手の１つの例示的な実施形態における別の機械的ヒューズの拡大された側面図である。
【００１１】
詳細な説明
隣接する構造部材の間の間隙に装着された伸縮継手が開示されている。伸縮継手は、システムのための設計限界を超える荷重の提供に応答して破損又はその他の形式で降伏するように設計された機械的ヒューズ構成部材を有する。ヒューズ構成部材により、伸縮継手は、伸縮継手又は構造部材への限定された損傷と共に、下側に位置する構造部材から破壊されて離れる。
【００１２】
伸縮継手は、間隙の近傍における大きな移動を許容するために、道路、橋及びトンネル構造物において使用されてよい。特定の用途に応じて、伸縮継手は、モジュールタイプ、カバープレートタイプ、インターロッキングフィンガータイプ、又はあらゆるその他のタイプであってよい。伸縮継手は損傷されないので、伸縮継手は、高エネルギ現象の後に、下に位置する橋又は道路構造に再装着されることができる。
【００１３】
モジュールタイプ伸縮継手は、複数の、横方向に延びた、間隔を置いて配置された、車両荷重支持部材と、車両荷重支持部材の下方に位置決めされた、伸縮継手間隙を横切って長手方向に延びた長手方向支持部材と、前記支持部材の端部の移動を制御するために、長手方向支持部材の端部を受容するためのハウジングとを有している。車両荷重支持部材の間、及び車両荷重支持部材と縁部部材との間に、シールが概して設けられている。
【００１４】
シールは、フレキシブルでかつ圧縮可能であってよく、したがって、伸縮継手間隙内での車両荷重支持部材の移動に応答して伸長及び収縮することができる。シールは、耐久性のある、耐摩耗性のエラストマ材料から形成されてよい。シールはあらゆる特定のタイプのシールに限定されない。使用されてよい適切なシールは、ストリップシール、腺シール（glandular seal）、及び薄膜シールを含むが、これらに限定されない。
【００１５】
支持部材の端部を受容するためのハウジングは、制限なく、箱、入れ物、室、容器、囲い、通路、軌道、スロット、溝又は通路等の構造を含んでよく、これらの構造は、支持部材の端部を受容するための適切な室を有し、ハウジング内の支持部材の所望の移動を可能にする。ハウジングの上壁は、緊急高エネルギー条件に応答して破壊部分を提供するために機械的ヒューズであってよい。
【００１６】
伸縮継手は、隣接する区分の間の間隙の寸法又は形状が変化しながら、交通が依然として間隙を通過してよいように、隣接する構造部材の相対的な移動を許容するように設計されている。概して、伸縮継手が提供することができる間隙における変化の大きさは、伸縮継手、隣接する構造物又はこれら両方に損傷を生ぜしめることなく生じてよい最小間隙条件及び最大間隙条件があるように制限されている。ここで使用されているように、前記公称最小間隙条件より小さい間隙を閉鎖するか又は前記公称最大間隙条件を超える間隙を開放する動作は、"緊急動作"と呼ばれる。機械的ヒューズ構成要素を有する伸縮継手は、緊急動作によって生ぜしめられる所定の荷重において又はこの荷重より大きな荷重において破損するように設計された構成要素、アセンブリ又はこれら両方を有している。さらに、構成要素及びアセンブリは、伸縮継手及びその環境への損傷を制限するために及び／又は伸縮継手性能予測可能性を改良するために特定の方法で破損するように設計されている。１つの実施形態によれば、機械的ヒューズ構成要素又はアセンブリは、緊急動作の間、所定の過程を辿って破損するように設計されている。
【００１７】
１つの実施形態によれば、伸縮継手は、伸縮継手の構成部材を受容するためのハウジングを有しており、このハウジングは、過剰な荷重の提供に応答して破損するように設計されたヒューズ部分を含む。伸縮継手は、伸縮継手の構成部材を受容するためのハウジングを含むモジュール式伸縮継手を含んでよく、過剰な荷重の提供に応答して破損するように設計されたヒューズ部分を有する。モジュール式伸縮継手は、複数の、横方向に延びた車両荷重支持部材と、伸縮継手を横切って長手方向に延びた向き合った端部を有する長手方向支持部材と、長手方向に延びた支持部材の端部を受容するためのヒューズ部分を有するハウジングとを有する。長手方向支持部材は、機械的ヒューズハウジング内に摺動可能に収容された１つの端部を有する。機械的ヒューズハウジングは、構造部材内に、又は構造部材のブロックアウト領域におけるエラストマコンクリート内に埋設されている。緊急動作の間、機械的ヒューズハウジングの一部は、伸縮継手及びその環境への損傷を制限するために、予め選択された形式において破損又は降伏する。
【００１８】
別の実施形態によれば、伸縮継手は、伸縮継手を隣接する構造部材に結合する機械的ヒューズ結合手段を有する。制限なしに、伸縮継手は、伸縮継手を隣接する構造部材に結合する機械的ヒューズ結合手段を有するモジュール式伸縮継手を含む。モジュール式伸縮継手は、複数の、横方向に延びた車両荷重支持部材と、伸縮継手を横切って長手方向に延びた向き合った端部を有する長手方向支持部材と、長手方向に延びた支持部材の端部を受容するためのヒューズ部分を有するハウジングとを有する。長手方向支持部材は、ハウジング内に摺動可能に収容された１つの端部を有する。機械的なハウジングは、構造部材内に又は構造部材のブロックアウト領域におけるエラストマコンクリート内に埋設されている。伸縮継手は更に、関連産業において"エッジプレート"として知られている縁部部材を有している。縁部部材は、横方向に延びた車両荷重支持部材の向き合った長手方向側部に配置されている。縁部部材は、機械的ヒューズ結合手段によって、下側に位置する構造部材に結合されている。緊急動作の間、機械的ヒューズ結合手段の一部は、伸縮継手及びその周囲への損傷を制限するために、予め選択された形式で破損又は降伏する。
【００１９】
別の例示的な実施形態によれば、機械的ヒューズ結合手段は、モジュール式伸縮継手の縁部部材は、下側に位置する構造部材の機械的ヒューズ部分に結合している。継手は、伸縮継手を隣接する構造部材に結合する機械的ヒューズ結合手段を有する。モジュール式伸縮継手は、複数の、横方向に延びた車両荷重支持部材と、伸縮継手を横切って長手方向に延びた向き合った端部を有する長手方向支持部材と、長手方向に延びた支持部材の端部を受容するためのヒューズ部分を有するハウジングとを有する。長手方向支持部材は、ハウジング内に摺動可能に収容された１つの端部を有する。機械的なハウジングは、構造部材内に又は構造部材のブロックアウト領域におけるエラストマコンクリート内に埋設されている。伸縮継手は更に、関連産業において"エッジプレート"として知られている縁部部材を有している。縁部部材は、横方向に延びた車両荷重支持部材の向き合った長手方向側部に配置されている。縁部部材は、機械的ヒューズ結合手段によって、下側に位置する構造部材に結合されている。緊急動作の間、機械的ヒューズ結合手段の一部は、伸縮継手及びその周囲への損傷を制限するために、予め選択された形式で破損又は降伏する。
【００２０】
ここで、機械的ヒューズ伸縮継手を、図１〜図５に関連してより詳細に説明する。機械的ヒューズ伸縮継手は、図１〜図５に示された例示的な実施形態に限定されない。
【００２１】
図１〜図３は、支持部材１４のための機械的ヒューズハウジング２０と、機械的ヒューズ結合手段３０と、下側に位置する構造部材２６及び２８と、構造部材の機械的ヒューズ部分３４及び３６と、長手方向支持部材１４と、車両荷重支持部材１８と、縁部部材３２と、シール１１とを有する、モジュール式伸縮継手１０を示している。機械的ヒューズハウジング２０は、２つの隣接する構造部材２６，２８の間の間隙１６を横切って延びる長手方向支持部材１４の一部を受容する。通常動作の間、間隙１６の寸法の変化は、長手方向支持部材１４をハウジング２０内で摺動させる。通常動作の間、間隙１６は公称最小間隙、公称最大間隙条件、又は図１に示されているように、その間のどこかに位置していてよい。
【００２２】
図２に示されているように、公称最小間隙条件において、長手方向支持部材１４は、通常動作のために最大限にハウジング２０内へ延びている。ハウジング２０内への長手方向支持部材１４のさらなる挿入は緊急動作を意味する。示された公称最小間隙条件は、車両荷重支持部材１８の完全に閉鎖した条件と一致する。これに対して、間隙１６の幅が前記公称最小間隙よりも小さくなる緊急動作の間、長手方向支持部材１４はハウジング２０の後部に向かって押し付けられ、ハウジング２０の後壁２２と接触する。図示された実施形態において、ハウジング２０の後壁２２は斜面を有しており、この斜面は、長手方向支持部材１４がハウジング２０内へさらに延長する時に長手方向支持部材１４をハウジング２０の上壁２４に向かって案内する。１つの実施形態において、少なくともハウジング２０の上壁２４の一部は、緊急動作により長手方向支持部材１４からの荷重に応答して破損するように設計されている。図３に示されているように、ハウジング２０の上壁２４の少なくとも一部は、長手方向支持部材１４をハウジング２０内に拘束せずに、破損する。
【００２３】
図２を参照すると、伸縮継手１０が公称最小間隙条件において示されている。伸縮継手１０と構造部材２６との間の結合は、機械的ヒューズ結合手段３０を含み、伸縮継手１０と構造部材２６，２８との間の結合は、機械的ヒューズ結合手段３０を含む。さらに、長手方向支持部材１４のハウジング２０の上壁２４も機械的ヒューズ構成要素を含む。図２に示されているように、間隙１６がさらに閉鎖すると、機械的ヒューズ結合手段３０におけるせん断荷重を増大させる。図２に示された実施形態に例示された条件において、間隙１６の寸法は、長手方向支持部材１４とハウジング２０の後壁２２との間の接触をまだ生ぜしめていない。僅かな正の距離の設計誤差５０が、長手方向支持部材１４の端部とハウジング２０の後壁２２との間に存在する。別の実施形態において、設計誤差は、正の距離であるか、ゼロであるか、又は負であってよい。設計誤差が負である実施形態において、長手方向支持部材１４は、公称最大間隙条件よりも大きな間隙幅において、ハウジング２０の後壁２２と接触する。
【００２４】
機械的ヒューズ結合手段３０は、伸縮継手１０の縁部部材３２を構造部材２６及び２８に係合させる、締結具、溶接、ろう接又は接着剤を含んでよい。制限なく、締結具は、ボルト、ねじ、リベット、釘及びピンを含んでよい。制限なく、締結具は、鋼、アルミニウム、黄銅、青銅、チタン合金、マグネシウム合金又はこれらの組み合わせからなるグループから選択された材料を含んでよい。幾つかの実施形態において、機械的ヒューズ結合手段３０は、機械的ヒューズ結合手段３０の引張破壊、圧縮破壊又はせん断破壊を生じさせるのに十分な引張荷重、圧縮荷重又はせん断荷重を受けるように設計されており、これにより、伸縮継手を下側に位置する構造部材２６，２８から解放させる。
【００２５】
図４及び図５に示されているように、機械的ヒューズ結合手段３０は、緊急動作の現象においてせん断破壊を生じさせるのに十分なせん断荷重を受けるように設計されている。間隙１６の幅が前記公称最小間隙よりも小さい緊急動作の間、機械的ヒューズ結合手段３０がせん断荷重を受けるように、縁部部材３２は横方向の力を受ける。
【００２６】
図４及び図５に示されているように、縁部部材３２が当接している構造部材２６及び２８の部分は、機械的ヒューズ部分３４及び３６を含む。ここで使用されているように、"当接"という言葉は、実質的に水平な平面に近接する材料をいう。構造的な構成要素２６及び２８の機械的ヒューズ部分３４及び３６は、受ける力が所定のレベルを超過した場合に所望の形式で又は所望の境界に沿って構造部材２６及び２８から破壊されるように設計された材料によって、構造部材２６及び２８に結合されている。１つの実施形態において、機械的ヒューズ部分３４又は３６は、境界領域（図示せず）によって構造部材２６又は２８の残りから分離される。境界領域（図示せず）は、機械的ヒューズ部分３４又は３６が構造部材２６及び２８から破壊されるように設計されている荷重の１つ又は複数のタイプに関して周囲の材料よりも局所的に弱い。
【００２７】
境界領域は、１つ又は２つ以上の境界構成要素３８及び４０によって形成されている。境界構成要素３８及び４０は、境界領域を形成するあらゆる構成部材であってよい。１つの実施形態において、境界構成要素３８及び４０は、板材、帯材、桁、角材、チャネル、棒材、チューブ、ビード、繊維又はストランドである。境界構成要素３８及び４０は、金属、ポリマ、セラミック、ガラスまたは複合材料を含んでよい。境界構成要素３８及び４０は、鋼、アルミニウム、黄銅又は青銅を含む。幾つかの実施形態において、境界構成要素３８及び４０は、境界領域と一致する弱い領域を意図的に形成する。制限なく、弱い領域は、応力増大、応力集中箇所、穿孔を形成することによって又は特定の領域をその他の形式で選択的に弱めることによって形成されてよい。幾つかの実施形態において、境界構成要素３８及び４０は、境界領域と境界を成す領域と一致する強さの領域を形成する。制限なく、強さの領域は、応力増大を排除することによって、応力集中箇所を排除することによって、補強材料を付加することによって、又は特定の領域をその他の形式で選択的に強化することによって形成されてよい。
【００２８】
幾つかの実施形態において、伸縮継手１０は、構造部材２６及び２８と縁部部材３２との間に末端縁部４２及び４４を有する。構造部材２６及び２８を縁部部材３２から分離する末端縁部４２及び４４は、鋼、アルミニウム、炭化タングステン、シリコーン、ポリウレタン又はこれらの組み合わせから成るグループから選択された伝達材料４６で少なくとも部分的に充填されていてよい。伝達材料４６は、伸縮継手１０の縁部部材３２と構造部材２６及び２８との間のせん断領域４８に沿って提供されてよい。図５に示されているように、伝達材料４６は、伸縮継手１０の縁部部材３２の間のせん断領域４８から省略されてよいか、又は末端縁部４２及び４４から省略されてよいか、又は両方から省略されてよい。
【００２９】
伝達材料４６のために選択された材料のタイプの差は、緊急動作中に、機械的ヒューズ構成要素が破壊する過程を決定するために使用されてよい。一方の末端縁部４２又は４４における伝達材料４６が、反対側の末端縁部４２又は４４における伝達材料４６よりも柔軟であり、より柔軟な伝達材料４６を有する側における機械的ヒューズ結合手段３０は、より硬い伝達材料４６を有する側における結合の前に破損する。当業者は、機械的ヒューズ構成要素の中で所望の破損過程を生じさせるために、不当な実験なしに、これらの設計基準を選択することができる。図５に示されているように、末端構成要素３２と構造部材２６及び２８との間の係合構成要素は、機械的ヒューズ結合手段３０を含む。図５は、末端縁部に伝達材料がないことも示している。図４に示されているように、末端構成要素３２と構造部材２６及び２８との間の結合は、機械的ヒューズ結合手段３０を含む。図４は、末端縁部４４における伝達材料４６の含みも示している。図４における末端縁部４４に示された伝達材料４６は、図５における末端縁部４２に示された空の空間よりも硬いので、図５に示された締結具３０が、図４に示された締結具３０の前に破損する。
【００３０】
図４及び図５に示されているように、伸縮継手１０は、ボルトである機械的ヒューズ結合手段３０を使用して、構造部材２６及び２８と係合させられている。図４に示された実施形態において、伸縮継手１０の末端構成要素３２は、シリコーン等の極めて柔軟な材料４６で充填された末端縁部４２及び４４によって、支持区分２６及び２８の突き当った部分から分離されている。
【００３１】
公称最小間隙条件よりも小さな間隙幅を生じさせる緊急動作中、機械的ヒューズ結合手段３０が破損の前に受けるひずみは、柔軟な末端構成要素材料４６において小さな応力だけを生じ、したがって、縁部部材３２は、構造部材２６及び２８の突き当った部分に小さな応力だけを伝達する。公称最大間隙条件よりも大きな間隙幅における緊急動作中、末端縁部は広がり、したがって、縁部部材３２は、構造部材２６及び２８の突き当った部分に応力を伝達しない。
【００３２】
慣用の構造物において使用される幾つかの材料は、慣用の構造物において使用される他の材料と比較して極めて予測可能な設計特性を有する。１つのこのような材料は鋼である。設計者は、鋼構成部材の形状、材料、及び据付けを特定することができ、極めて高い精度で性能基準を予測することができる。特定の性能基準の高い精度の予測が決定的である用途において、このような予測可能性を促進するための１つの選択肢は、極めて予測可能な特性を有する材料を、これらの特性が全体的な特性を制御するように有することである。幾つかの実施形態においては、予測可能な特性を有する材料から成る機械的ヒューズ構成要素の破損経過の選択は、システム全体の予測可能性を高めるために使用される。制限なく、また例示の目的ためにのみ、よく知られている破損荷重を有する予測可能な機械的ヒューズ構成要素は、より知られていない破損荷重を有する、より予測可能でない、機械的ヒューズ構成要素と関連して使用され、この場合、予測可能な機械的ヒューズ構成要素の破損は、より予測可能でない、機械的ヒューズ構成要素の前に生じ、より予測可能な、機械的ヒューズ構成要素の破損は、より予測可能でない、機械的ヒューズ構成要素を、その破損を極めて生じさせやすくする荷重にさらす。そうすることによって、システム全体の破損基準の予測可能性は、より予測可能な機械的ヒューズ構成要素の破損基準の予測可能性を反映する。
【００３３】
機械的ヒューズ伸縮継手は幾つかの実施形態に関連して上に説明されたが、そこから逸脱することなく、機械的ヒューズ伸縮継手の同じ機能を行うために変更及び付加が、説明された実施形態になされてよい。さらに、開示された全ての実施形態は必ずしも択一的ではない。なぜならば、実施形態は所望の特性を提供するために組み合わされてよいからである。機械的ヒューズ伸縮継手の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって変更が行われることができる。したがって、機械的ヒューズ伸縮継手はあらゆる単一の実施形態に限定されるべきではなく、添付の請求項の記述に従って広さ及び範囲において解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００３４】
１０  伸縮継手、  １１  シール、  １４  支持部材、  １６  間隙、  １８  車両荷重支持部材、  ２０  ハウジング、  ２２  後壁、  ２４  上壁、  ２６，２８  構造部材、  ３０  機械的ヒューズ結合手段、  ３２  縁部部材、  ３４，３６  機械的ヒューズ部分、  ３８，４０  境界構成要素、  ４２，４４  末端縁部、  ４６  伝達材料、  ４８  せん断領域、  ５０  設計誤差
【図１】
2010512475.tif 000003
【図２】
2010512475.tif 000004
【図３】
2010512475.tif 000005
【図４】
2010512475.tif 000006
【図５】
2010512475.tif 000007
【国際調査報告】
2010512475.tif 000008
2010512475.tif 000009
2010512475.tif 000010