(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木構造体の第１及び第２の要素（１０，２０）間に使用され、これら第１及び第２の構造体要素（１０，２０）をゆっくりな動きのときには互いに関して動くことができるようにし、またこれら第１及び第２の構造体要素（１０，２０）を急速な動きのときには互いに関して動くのを少なくとも部分的に防止するのに適当であるタイ装置であって、前記第１の構造体要素（１０）に関して動かないシリンダ（３０）を包含し、このシリンダ（３０）が２つの室（３１，３２）を画成し、これらの室（３１，３２）が流体物質を収容すると共にオリフィス（３９）によって相互接続されているタイ装置において、前記シリンダ（３０）が前記２つの室（３１，３２）を分離する壁（３３）を包含し、これらの各室は前記壁（３３）から遠く離れたその端が可動ピストン（３７，３８）により画成され、これら２つの可動ピストン（３７，３８）が前記第２の構造体要素（２０）に固着されていることを特徴とするタイ装置。
【請求項２】
請求項１記載のタイ装置において、前記２つの室（３１，３２）を分離する前記分離壁（３３）に、前記２つの室（３１，３２）を相互接続する前記オリフィス（３９）が設けられ、これにより前記構造体要素（１０，２０）をゆっくりな動きのときには互いに関して動くことができるようにしたタイ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のタイ装置において、前記２つの可動ピストン（３７，３８）の一方のピストン（３８）が前記第２の構造体要素（２０）に固着され、他方の可動ピストン（３７）が前記２つの室（３１，３２）を分離する前記分離壁（３３）を貫通しているロッド（６０）により前記一方のピストン（３８）に固着されているタイ装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のタイ装置において、前記可動ピストン（３７，３８）の両方が前記第２の構造体要素（２０）に固着され、これらの可動ピストンが互いに直接連結されていないタイ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のタイ装置において、前記可動ピストン（３７，３８）の少なくとも一方が中空管の形で作られ、この中空管の一方端が前記シリンダ（３０）内を流体密で滑動するように設けられていると共に、他方端には前記第２の構造体要素（２０）に連結するための連結手段が設けられているタイ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のタイ装置において、前記可動ピストン（３７，３８）の少なくとも一方が前記室（３１，３２）の少なくとも一方に小さいダクト（７１）を介して接続されているタンク（７０）を包含し、このタンク（７０）が前記流体物質を膨張せしめるために圧縮されるのに適当である圧縮性材料（７２）で少なくとも部分的に充填されているタイ装置。
【請求項７】
請求項６記載のタイ装置において、前記圧縮性材料（７２）が前記流体物質に適合するプラスチックス材料で作られた発泡体であるタイ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のタイ装置において、前記土木構造体が橋であって、前記第１及び第２の構造体要素（１０，２０）が橋台、橋脚又は橋床であるタイ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のタイ装置において、前記第１及び第２の構造体要素（１０，２０）をゆっくりな動きのときには互いに関して動くことができるようにし、またこれら第１及び第２の構造体要素（１０，２０）を急速な動きのときには互いに関して動くのを防止するのに適当である力伝達装置であるタイ装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、土木構造体の２つの要素間に使用されるタイ装置に関し、より詳細には、例えば橋のような土木構造体の第１及び第２の要素間に使用される液圧式力伝達装置に関する。
タイ装置は、特に橋において、地震により生じる急速な動きのときに、エネルギを消散せしめることにより、又は力を伝達せしめることにより、特に地震による動きを減衰せしめる働きをする。
より詳細には、力伝達装置は２つの構造体要素（橋においては、これらの構造体要素は、一般的に、第１に橋床であり、第２に橋基礎、橋脚又は橋台である）を、おもに温度変化の影響によるゆっくりな動きのときには、互いに関して動くことができるようにする。そして、急速な動きのときには、例えば地震の場合には、力伝達装置はロックし、２つの要素は一緒に堅固に連結される。
多くの力伝達装置は、水圧又は油圧の型式である。このような装置は、本質的に、ピストンにより分離されている２つの室を具備しているシリンダ又はアクチュエータから成る。そして、非常に小さい直径のオリフィスが、流体が一方の室から他方の室へ流れることができるようにし、これによりピストンをゆっくり動かすことができる。大きくて急速な応力がピストンを急速に動かす場合には、もはや流体は流れることができなくなり、装置はロックする。
この型式の装置において、ピストンは、一般的に、その両側でシリンダの端壁を貫通しているロッドに固着されている。そして、このロッドは一方の構造体要素に接続され、またシリンダは他方の構造体要素に接続されている。装置を適切に作動せしめるのに要求される行程の長さが長いときには、例えば大きな温度変化にさらされる長い橋においては、ロッドは長くなり、それらの直径を増大しなければならない。なぜなら、ロッドは大きな圧縮力にさらされると曲がる恐れがあるからである。したがって、これにより装置の総寸法が好ましくないほど増大してしまう。
この油圧型式の力伝達装置の他の欠点は、温度の増大による流体の容積の増大を吸収することができる膨張容器又はタンクを追加する必要があることである。なぜなら、このような予防策がないと、装置の内部圧力が非常に高い値に達してしまうからである。このような外部タンクをその関連する液圧回路と一緒に装置に追加することは、また、複雑化せしめるものである。
文献ＷＯ ９２／１３１５８は、このような装置の従来例を示し、この従来装置においては、可動ピストンが２つの室間に配置され、一方の室は力伝達装置から分離されているガスアキュームレータに接続されている。しかしながら、この従来装置は大きな大きさのスペースをとる欠点があるものである。
本発明の目的は、コンパクトであり、また製作及び使用するのが簡単であり、更に確実に作動するタイ装置、より詳細には力伝達装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、上述した欠点を再び生じさせることのないこの種の装置を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、ロッドが曲がる危険を減少又は排除せしめ、それ故装置を一層コンパクトにすることができるタイ装置を提供することにある。更に、本発明の他の目的は、スペースを可能な限り小さくすることができるこの種の装置を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、１つ又はそれ以上の外部液圧回路を装置に加えることを排除せしめることにある。
以上述べた目的を達成するために、本発明は、土木構造体の第１及び第２の要素間に使用され、これら第１及び第２の構造体要素をゆっくりな動きのときには互いに関して動くことができるようにし、またこれら第１及び第２の構造体要素を急速な動きのときには互いに関して動くのを少なくとも部分的に防止するのに適当であるタイ装置であって、前記第１の構造体要素に関して動かないシリンダを包含し、このシリンダが２つの室を画成し、これらの室が流体物質を収容すると共にオリフィスによって相互接続されているタイ装置において、前記シリンダが前記２つの室を分離する壁を包含し、これらの各室は前記壁から遠く離れたその端が可動ピストンにより画成され、これら２つの可動ピストンが前記第２の構造体要素に固着されていることを特徴とするタイ装置、を提供するものである。
特に、前記土木構造体は橋であって、前記第１及び第２の構造体要素は橋台、橋脚又は橋床である。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して非限定的な例として述べる下記の詳細な説明から明らかになるであろう。
図１は、土木構造体の２つの要素間に使用される既知のタイ装置を示す断面図である。
図２は、本発明のタイ装置の有益な実施例を示す断面図である。
図３は、本発明のタイ装置の他の有益な実施例を示す断面図である。
図４は、本発明のタイ装置の内部に膨張容器を組込んだ本発明のタイ装置の更に他の有益な実施例を示す断面図である。
本発明は、土木構造体、特に橋の第１の構造体要素１０と第２の構造体要素２０との間に使用されるタイ装置、より詳細には力伝達装置に関する。下記の詳細な説明は、橋のこのような要素を例にして述べられている。
既知のタイ装置を示す図１と、各々の利点が後述される本発明の装置の２つの異なる実施例を示す図２及び図３を参照するに、力伝達装置は、２つの構造体要素の一方、例えば第１の構造体要素１０に関して動かないシリンダ３０（又はアクチュエータ）を包含する。このシリンダ３０は、液体物質（有益的には、油）を収容する２つの室３１，３２を画成する。これらの室３１及び３２は、壁３３により分離されている。この壁３３には、貫通オリフィス３９が設けられており、このオリフィス３９はゆっくりな動きのときには２つの構造体要素１０及び２０間において前記２つの室３１，３２を相互接続する。このオリフィス３９は、典型的に、数＋ミリメートル程度の直径を有する。選択的に、このオリフィス３９は壁３３ではなくてシリンダ３０の本体に（例えば溝の形で）設けることもできるし、さもなければ２つの室を相互接続する外部管の形で設けることもできる。地震の場合には、室３１，３２の少なくとも一方の圧力が増大して、液体がオリフィス３９を通して流れることができなくなり、その結果、２つの構造体要素は一緒に堅固に連結される。
選択的に、１つ又は２つの弁（図示せず）を室３１，３２の一方又は両方に向けて設けることができ、この弁は圧力又は流量が所定量増大したときに閉じるように構成され、その結果、２つの構成要素は所定圧力、所定流量又は所定速度から、一緒に堅固に連結されることになる。
従来から知られていて、図１に示されている力伝達装置においては、壁３３はシリンダ３０の内部を動くように設けられたピストンを形成し、このピストン３３はシリンダ３０の２つの端壁を貫通するロッド６０によって第２の構造体要素２０に接続され、一方、シリンダ３０は第１の構造体要素１０に固定されている。前述したように、ピストン３３の移動はロッド６０の圧縮及び引張力に依存する。これらの力は非常に大きく、ロッドを曲げる危険がある。
この欠点を除去するために、本発明は、図２及び図３に示されるように、図１に示される可動分離壁３３をシリンダ３０に関して動かない分離壁又はダイヤフラム３３に代えたものである。固定壁３３は、前記シリンダに固定してもよいし（図２）、又は前記シリンダと一体に設けてもよい（図３及び図４）。図２につき詳細に説明すると、シリンダ３０は構造体要素１０に固定され、このシリンダ３０に関して動かない壁３３は２つの室３１及び３２を画成している。有益的には、この壁３３は上述した小さなオリフィス３９を具備することができる。各室３１及び３２は、前記壁３３から遠く離れたその端がそれぞれ参照符号３７及び３８が付けられた可動ピストンにより画成され、これらの可動ピストン３７及び３８はシリンダ３０の内部を液体密で移動させられる。前記ピストン３７及び３８の両方は、第２の構造体要素２０に固着されている。図２においては、ピストン３８が第２の構造体要素２０に機械的に連結され、これに対して他方の可動ピストン３７が室３１と３２とを分離している前記分離壁３３を貫通しているロッド６０によって前記ピストン３８に固着されている。より詳細には、図２に示されるピストン３８は管によって形成され、この管は室３２から遠く離れたその端に、前記第２の構造体要素２０に固着するための手段が設けられ、この手段は一般的にわずかの枢動を許容せしめる。例えば、第２の構造体要素２０は橋床である。この実施例の主たる利点は、装置のロッド６０が引張りのみの応力が加えられ、これによりロッドが曲がる危険をほとんど排除し、その結果ロッドの寸法を最小にできることである。この解決法は、特に軸方向の地震による動きを減衰する必要があるとき、すなわち、一緒に連結しようとする２つの構造体要素１０，２０がそれらの移動方向において互いに向かい合っているときに、よく適するものである。
橋脚１０を橋床２０に連結するタイ装置を示す図３に示される実施例においては、ロッド６０を省略している。この目的のため、２つの可動ピストン３７及び３８は管の形に作られ、これらの各管は、その関連するそれぞれの室３１又は３２の付近のその一方端が、橋脚１０に固定されているシリンダ３０内を液体密で動く。各ピストン３７及び３８の他方端には、例えば、ストッパ、又はピストンを第２の構造体要素２０に機械的に連結せしめるヒンジ又は他の方法による任意の手段が設けられる。本例においては、ピストン３７及び３８は一緒に連結されていない。
地震の場合には、２つのピストン３７，３８の少なくとも一方に応力が加えられ、このピストンがその関連する室内の流体を圧縮せしめる。分離壁３３は、小さなオリフィス３９を具備しており、力伝達装置の作動は、上述した作動と同様である。本実施例において、装置は、ロッドがなくてピストンの作動区域が最大とされることから非常にコンパクトである。その上、ロッドが非常に大きな断面二次モーメントを有する管状ピストンに代えられているので、曲がりは非常に少なく、このような曲がりは一般的に考慮する必要がない。
本発明の他の有益な特徴は、図４に示されている。図１に参照符号１００によって示されている膨張容器又はタンクを力伝達装置の外部に設けることをやめるために、本発明はタンク７０を２つの可動ピストンの少なくとも一方に設けたものである。このタンク７０は小さなダクト７１により前記室３１，３２の少なくとも一方に接続され、ダクト７１には有益的には逆止弁（図示せず）が設けられ、この逆止弁は、タンク７０が接続されている室の圧力が設定値以上に増大するたびに、タンク７０をこのタンクが接続されている室から即座に絶縁するものである。タンク７０は、前記流体物質を膨張せしめるために圧縮されるのに適当である圧縮性材料７２でもって部分的に又は全体的に充填されている。例えば、圧縮性材料７２は、装置で使用される流体物質に適合するプラスチックス材料例えばエラストマーで作られた発泡体である。この発泡体は、クローズド空気セルを包含し、それ故高い圧縮性を有する。したがって、タンク７０は膨張容器として作用し、非常に効力もよく、これにより装置の外部に液圧回路を設ける必要性を除去せしめる。
装置の組立てにおいて、タンク７０は、室３１及び３２と同じように、流体で充填される。タンク内に含まれている空気は、発泡体７２のセル内の空気だけである。通常の作動状態の下では、装置はいかなる高い内部圧力にもさらされない。流体の温度が増大すると、流体は膨張し、室３１及び／又は３２をピストンのタンク７０に接続しているダクト（オリフィス）３１を通して、流体は発泡体７２のセル内に含まれている空気を圧縮せしめ、したがって流体は閉じ込められていることから流体の圧力は上昇する。流体は非常にゆっくり膨張するので、膨張は一定の温度で行われるものと考えることができる。したがって、流体の容積の増大はセル内の空気の圧縮と同じ程度の大きさである。それ故、全体の増大が多くて約２〜３バールの、全体的に許容できる値以下に維持されることを保証するのに十分な大きさが発泡体の容積に必要とされるだけである。本実施例の他の利点は、ベント又はブリード箇所がないことであり、したがって装置を任意の位置に設けて作動させることができる。ダクト７１に設けられて室３１，３２を発泡体収容タンク７０に連通せしめる逆止弁（図示せず）は、装置が地震の間中作動する間（地震の場合、室の圧力は数百バールに達する）、タンク及び発泡体を劣化から保護する。
外部の膨張容器を省略することを可能とするこの有益な特徴は、特に、本発明、すなわち、図１に示されている力伝達装置の中央可動ピストン３３が管状の形の１つ又は２つのピストン３７，３８に代えられているものに適当であることに注意すべきである。この場合において、図４に示されるように、タンク７０は、ピストン３７及び／又は３８を形成する管の内部に設けられる。したがって、装置は全体として非常にコンパクトとなり、スペースを最小限に減少せしめる。
しかしながら、このようなタンク７０は、また、本発明とは独立して、例えばシリンダの壁に、又は図１に示されている装置の中央可動ピストンに設けることができることに注意すべきである。
更に、本発明のタイ装置は力伝達装置として作用するものとして詳述したが、しかし、本発明のタイ装置は減衰装置としても作用するものである。減衰装置の場合には、オリフィス３９を適当に大きくしてあける必要がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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