TWI708901B - 彈性滑動摩擦接頭 - Google Patents

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Abstract

一種滑動連接器用以連接結構之第一部件及第二部件以允許相對但受阻移動，且至少部分返回任何移動。該連接器包括第一組件及第二組件，該第一組件及該第二組件各自具有相連的互相可滑動斜坡式表面。該第一組件及第二組件可連接至該結構之各別第一部件與第二部件，且存在至少一彈性固定器以保持該等兩個組件相連，以便該固定器之作用線相對於保持相連的該等可滑動表面傾斜。

Description

彈性滑動摩擦接頭 發明領域
本發明係關於彈性滑動摩擦接頭，且尤其但不僅係關於為結構之結構連接系統或形成結構之結構連接系統的彈性滑動摩擦接頭或合併彈性滑動摩擦接頭之結構。
發明背景
易發生地震區域中的現代建築設計考慮到地震損害之展望。建築之地震損害減少設計涉及確保建築結構在遭受地震時具有一些屈服能力。研究已集中於允許建築之移動發生同時確保建築保持無損傷，且避免永久性損害的構造。依賴摩擦來使能量消散的組件為已知的。在建築工業中，用於抵抗地震力及使地震力阻尼之可利用的結構接頭解決方案主要基於接頭系統中的一些組件之屈服/故障，以達成所需要的延性及能量消散。已證明使用在彼此上滑動的簡單扁鋼板的滑動摩擦接頭為有效的結構連接解決方案。滑動摩擦板之能量消散機構為被動裝置之間的有效構件。一實例展示於日本2014098440專利說明書中。在板之位移已在地震事件期間發生之後，板將變得靜止。此 可並非處於原始事件前位置中。板之間的摩擦可足夠大，以抵抗來自固有建築彈性的任何殘餘力且防止建築(或建築之部分)移動回至該建築之原始位置。由於地震事件的非彈性建築變形亦可出力。因此，事件之後的建築之位移或漂移可仍然為不合意的。現有滑動摩擦接頭解決方案導致即使滿足現住者之即時安全，該結構在充足顯著的地震之後亦不可用。實例可包括由曲彎電梯軸及組件引起的被卡住的電梯、門卡住及窗戶不關閉。
建築中的現有滑動摩擦接頭缺乏自定中心需要使用額外系統來在地震之後使結構回至該結構之初始位置，此為相當昂貴的。實例為與滑動摩擦接頭組合的後拉式纜索(Wolski等人，2009)或環形彈簧(Khoo等人，2013)之使用。
在其他情形下，在進行在地板(或水平梁)與剪力牆之間的連接的結構設計中，連接為剛性的。在由地震引起歪變運動的情況下，連接將引起該連接所連接到的組件之彎曲矩及扭轉負載，如圖28中可看出的。
橋利用各種複雜性質之撓性連接來幫助自下方浮式碼頭垂直支撐至橋面，但允許將在某種程度上適應平移及旋轉相對運動。此為阻尼地震負載及適應有關偏轉所必需的。另外，對於由於高運量引起的垂直力之一些程度之阻尼。
因此，本發明之目標在於提供彈性滑動摩擦接頭，該彈性滑動摩擦接頭用於在構造中用來抑制由外部負 載引起的構造元件之間的力傳遞且在施加外部負載之前朝向構造元件之原始佈置偏置該等構造元件。
發明概要
因此，在本發明之第一態樣中，可廣泛地據稱為滑動連接器，該滑動連接器用以連接第一部件及第二部件，以便允許部件之間的相對但受阻移動，且亦至少部分返回任何移動；該連接器包含或包括：第一組件，其可連接至該第一部件，第二組件，其可連接至該第二部件，及至少一彈性固定器，其用以保持具有互相可滑動的斜坡式表面之該兩個組件相連；其中固定器之作用線相對於保持相連的可滑動表面傾斜。
根據另一態樣，存在至少兩個第二組件。
根據另一態樣，兩個第二組件夾層第一組件之至少部分。
根據另一態樣，彈性固定器通過第一組件。
根據另一態樣，彈性固定器自該第二組件通過該第一組件。
根據另一態樣，彈性固定器通過該第二組件且通過該第一組件。
根據另一態樣，該彈性固定器各自包含緊固件，且至少一偏置部件介入緊固件與第一組件及第二組件之總 成之間，以施加偏置力來引起相關聯彈性固定之彈性保持。
根據另一態樣，偏置部件為選自以下各者中一或多個的至少一彈簧：‧貝勒維爾(Belleville)墊圈，‧板片彈簧，‧螺旋彈簧。
根據另一態樣，第一部件及第二部件在移動期間的最大位移經量測。
根據另一態樣，位移量測裝置經提供來量測該第一部件與該第二部件之間的至少最大位移。
根據另一態樣，位移量測裝置量測第一組件相對於第二組件之位移。
根據另一態樣，位移量測裝置量測第一組件相對於第二組件的在平行於固定器之作用線的方向上之位移。
根據另一態樣，位移量測裝置量測第一組件相對於第二組件的在垂直於固定器之作用線的方向上之位移。
根據另一態樣，多個互相斜坡式表面經提供來界定諸如三角波形、鋸齒波形、正弦波形、截斷三角波形的波形之一陣列斜坡式表面。
根據另一態樣，第一部件呈現為以一波形的一陣列列多個斜坡式表面，且該第二部件呈現為以一波形的一陣列多個互補斜坡式表面以與該第一提到的陣列嚙合。
因此，在本發明之另一個態樣中，可廣泛地據稱為滑動連接器，該滑動連接器用以連接第一部件及第二部 件，以便允許部件之間的相對但受阻移動，且較佳地允許但阻止移動且亦至少部分返回任何移動；該連接器包含或包括：a)第一組件，其可連接至該第一部件，b)較佳地第二組件，c)至少一第三組件，其上疊及/或下疊第一組件及第二組件中至少一個之至少部分，第二組件及至少一第三組件中至少一個可連接至第二部件，d)至少一彈性固定，其用以保持第一組件及第三組件相連，及e)較佳地至少一彈性固定，其用以保持第二組件及第三組件相連；其中至少該第一組件及第三組件之相連相互關係具有互相斜坡式表面；且其中此類互相斜坡式表面允許第一組件及第三組件相對於相關聯彈性固定之彈性保持之方向傾斜地相對滑動。
根據另一態樣，第二組件可連接至第二部件。
根據另一態樣，第三組件可連接至第二部件。
根據另一態樣，第一部件及第二部件在第一組件及第三組件相對滑動時未經引起在藉由連接器的彈性保持之方向上相對於彼此位移。
根據另一態樣，存在兩個第三組件，至少一個可連接至第二部件。
根據另一態樣，存在第二組件及第三組件之相連 相互關係且該相連相互關係具有互相斜坡式表面；且其中此類互相斜坡式表面允許第二組件及第三組件相對於相關聯彈性固定之彈性保持之方向傾斜地相對滑動。
根據另一態樣，不存在第二組件，且第三組件連接至至少一個第二部件，且較佳地連接至若干第二部件。
根據另一態樣，至少一該第三組件能夠相對於第一組件及/或第二組件側向地位移，至少一該第三組件嚙合至該第一組件及/或第二組件。
根據另一態樣，彈性固定以第三組件捕獲第一組件。
根據另一態樣，彈性固定各自包含單頭式緊固件及較佳地雙頭式緊固件，且至少一偏置部件在一頭部及較佳地兩個頭部之間介入緊固件與第一組件及第三組件以及較佳地第二組件之總成，以施加偏置力以引起相關聯彈性固定之彈性保持。
根據另一態樣，單頭式緊固件及較佳地雙頭式緊固件帶螺紋。
根據另一態樣，雙頭式螺紋緊固件包含螺栓及螺帽。
根據另一態樣，偏置部件為選自板片彈簧、螺旋彈簧、貝勒維爾(Belleville)墊圈中一或多個的至少一彈簧。
根據另一態樣，每一彈性固定具有專用偏置部件。
根據另一態樣，每一彈性固定信賴於一偏置部 件。
根據另一態樣，為每一彈性固定提供多個偏置部件。
根據另一態樣，每一偏置部件在螺紋緊固件之頭部與鄰近第三組件之間作用。
根據另一態樣，偏置部件提供在每一頭部與該頭部之鄰近第三組件之間。
根據另一態樣，如上所提及的偏置部件可為多個偏置部件之總成。
根據另一態樣，該等第三組件中兩個連同該等彈性固定一起作為彈性可膨脹夾鉗作用，以夾層該第一組件之至少部分。
根據另一態樣，該等第三組件中兩個連同該等彈性固定一起作為彈性可膨脹夾鉗作用，以夾層該第一組件及該第二組件之至少部分。
根據另一態樣，第一組件及第三組件經調適且組配來以線性平移方式相對於彼此移動。
根據另一態樣，每一第三組件為在第三組件與該第一組件之間的相對移動之方向上延伸的線性細長部件。
根據另一態樣，每一第三組件為在第三組件與該第一組件及該第二組件之間的相對移動之方向上延伸的線性細長部件。
根據另一態樣，(a)提供了該第三組件的至少一個及較佳地兩者及(b)該第一組件中至少一個及較佳兩者提 供一陣列向上傾斜及向下傾斜的斜坡，以用於該滑動，且引起該夾鉗之膨脹。
根據另一態樣，該陣列在平行於第三組件相對於第一組件之相對移動之方向的方向上延伸。
根據另一態樣，結構為建築結構。
根據另一態樣，第一部件選自梁、柱、地板撐構及基礎之一。
根據另一態樣，斜坡式表面及彈性固定經調適且組配來在鄰近組件在力之施加時滑動時進允許上拱，以使第三組件相對於第一組件且抵靠彈性固定之偏置移動，仍朝向平衡位置偏置滑動組件。
根據另一態樣，(a)提供了該第三組件的至少一個及較佳地兩者及(b)該第一組件及該第二組件中至少一個及較佳兩者提供一陣列向上傾斜及向下傾斜的斜坡，以用於該滑動，且引起該夾鉗之膨脹。
根據另一態樣，該陣列在平行於第三組件相對於第一組件及第二組件之相對移動之方向的方向上延伸。
根據另一態樣，第一部件及第二部件為結構之結構部件。
根據另一態樣，結構為建築結構。
根據另一態樣，第一部件選自梁、柱、地板撐構及基礎之一。
根據另一態樣，第二部件選自梁、柱、地板撐構及基礎之一。
根據另一態樣，斜坡式表面及彈性固定經調適且組配來在鄰近組件在力之施加時滑動時進允許上拱，以使第三組件相對於第一組件及第二組件且抵靠彈性固定之偏置移動，仍朝向平衡位置偏置滑動組件。
根據另一態樣，第一組件及第三組件經調適且組配來圍繞旋轉軸線相對於彼此旋轉，該第一組件及該第三組件中每一個包括互相可嚙合表面以允許斜坡式滑動在該等互相可嚙合表面之間發生，該等表面相對於旋轉軸線大體上徑向延伸。
根據另一態樣，表面在以圍繞旋轉軸線純粹地旋轉的方式在彼此上向上及向下斜坡時移動。
根據另一態樣，當表面以斜坡式方式滑動時，第一組件及第三組件在平行於旋轉軸線的方向上相對於彼此移動，並且圍繞該旋轉軸線旋轉。
根據另一態樣，其中提供兩個第三組件，一個第三組件藉助於並非斜坡式而為平面的界接表面而可在相對旋轉時並不相對於第一組件側向移動。
根據另一態樣，在旋轉形式中，斜坡式表面具有不(a)平行於旋轉軸線且(b)垂直於旋轉軸線的一或多個法線。
根據另一態樣，在旋轉形式中，斜坡式表面在距旋轉軸線任何給定徑向距離處具有一或多個法線，該一或多個法線在沿平行於旋轉軸線的方向上觀察時與該徑向距離處的象徵性圓相切。
根據另一態樣，第一組件及第二組件包括互相斜坡式表面，當該第一組件及該第三組件經引起以任何二維平移方式位移時，該等互相斜坡式表面可引起第一組件與第三組件之間的側向移動。
因此，在第一態樣中，本發明可廣泛地據稱為結構連接器，該結構連接器用以在兩個結構部件之間提供阻尼及位置恢復功能，該等兩個結構部件可經受引起兩個結構部件之相對移動的運動，該連接器包含： 第一摩擦板，其與第二摩擦板並置，該第一摩擦板及該第二摩擦板在偏置力下保持在一起，當外力藉由該等兩個結構部件在經受該運動時施加於該第一摩擦板及該第二摩擦板時，第一摩擦板及第二摩擦板之界接摩擦表面能夠在相對於偏置力之方向成小於90度且大於10度之角度的方向上在彼此上且相對於彼此滑動，該偏置力促使第一摩擦板及第二摩擦板之界接表面在與該第一提到的方向相反的方向上滑動。
根據另一態樣，偏置力藉由至少一彈簧提供。
根據另一態樣，偏置力藉由彈簧或彈簧總成提供。
根據另一態樣，當藉由該等兩個結構部件施加的外力中斷時，偏置力足以使第一摩擦板及第二摩擦板之界接表面在與該第一提到的方向相反的方向上滑動。
根據另一態樣，當第一摩擦板及第二摩擦板之界接表面在該第一提到的方向上相對於彼此滑動時，摩擦板 側向地且抵靠偏置力分離，且在垂直於該偏置力的方向上縱向位移。
根據另一態樣，當第一摩擦板及第二摩擦板之該等界接表面在與該第一提到的方向相反的該方向上相對於彼此滑動時，摩擦板側向地且以偏置力加固，且在垂直於該偏置力的方向上縱向位移。
根據另一態樣，當第一摩擦板及第二摩擦板之界接表面在該第二提到的方向上相對於彼此滑動時，摩擦板側向地且以偏置力加固，且在垂直於該偏置力的方向上縱向位移。
根據另一態樣，當第一摩擦板及第二摩擦板之該等界接表面在該第一提到的方向上相對於彼此滑動時，摩擦板可經引起在一方向上圍繞旋轉軸線旋轉地位移，且在平行於偏置力之方向的方向上分離。
根據另一態樣，當第一摩擦板及第二摩擦板之該等界接表面在與該第一提到的方向相反的該方向上相對於彼此滑動時，摩擦板在一方向上圍繞旋轉軸線旋轉地位移，且在平行於偏置力之方向的方向上加固。
根據另一態樣，當第一摩擦板及第二摩擦板之該等界接表面相對於彼此滑動時，摩擦板可經引起來以平面全方向方式相對於彼此滑動，且相對於偏置力之方向在平行於該平面之法線的方向上分離。
根據另一態樣，兩個摩擦板之間的至少最大位移經量測/記錄。
根據另一態樣，兩個摩擦板之間的在平行於偏置力的方向上的位移經量測/記錄。
根據另一態樣，兩個摩擦板之間的在垂直的於偏置力的方向上的位移經量測/記錄。
根據另一態樣，位移量測裝置嚙合至該結構連接器以用於量測/記錄之目的。
因此，在另一個態樣中，本發明可廣泛地據稱為結構連接器，該結構連接器用以在兩個結構部件之間提供阻尼及位置恢復功能，該等兩個結構部件可經受引起兩個結構部件之相對移動的運動，該連接器包含：作為第一集合，第一摩擦板與第二摩擦板並置，該第一摩擦板及該第二摩擦板在偏置力下保持在一起，當外力藉由該等兩個結構部件在經受該運動時施加於該第一摩擦板及該第二摩擦板時，第一摩擦板及第二摩擦板之界接摩擦表面能夠在相對於偏置力之方向成小於90度且大於10度之角度的方向上在彼此上且相對於彼此滑動，該偏置力促使第一摩擦板及第二摩擦板之界接表面在與該第一提到的方向相反的方向上滑動，作為第二集合，第三摩擦板與第四摩擦板並置，該第三摩擦板及該第四摩擦板在第二偏置力下保持在一起，當外力藉由該等兩個結構部件在經受該運動時施加於該第三摩擦板及該第四摩擦板時，第三摩擦板及第四摩擦板之界接摩擦表面能夠在相對於第二偏置力之方向成小於90度且大於10度之角度的方向上在彼此上且相對於滑動，該第二偏置力促使第三摩擦板及第四摩擦板 之界接表面在與該第一提到的方向相反的方向上滑動，其中以下各項中至少一個(a)第一板及第二板之滑動方向角度不同於第三板及第四板之側方向角度(b)第一提到的偏置力與第二偏置力不相同，且(c)在該第三摩擦板及該第四摩擦板嚙合以在彼此上滑動之前，該等兩個結構部件之有關移動之臨限值需要被達到。
因此，在另一態樣中，本發明可廣泛地據稱為連接器，該連接器可以一方式將第一建築部件及至少一其他建築部件連接在一起，以允許第一部件相對於該第二部件的彈性位移在外部誘導的振盪事件期間發生，該連接器包含：總成，其包含第一組件以與該第一建築部件一起移動；及夾持總成，其用以至少部分夾層該第一組件，該夾鉗總成直接地或間接地連接至該至少一其他建築部件且相對於該第一建築部件移動， 夾持總成在相對於第一建築部件與至少一其他建築部件之間的相對移動之方向側向的方向上可彈性膨脹，仍藉由偏置構件偏置以保持具有互相可滑動表面的夾持總成及第一組件相連，該偏置構件之作用線相對於保持相連的可滑動表面傾斜。
根據另一態樣，夾持總成包含至少一彈性螺栓固定器以保持具有互相可滑動表面的兩個組件相連。
根據另一態樣，偏置構件為彈簧。
根據另一態樣，彈簧為壓縮彈簧或拉伸彈簧。
根據另一態樣，彈簧可包含板片彈簧、螺旋彈簧、貝勒維爾(Belleville)墊圈中至少一個。
根據另一態樣，夾持總成在側向方向及第一建築部件與第二建築部件之間的相對位移之方向兩者上相對於該第二建築部件移動。
根據另一態樣，位移為線性位移。
根據另一態樣，位移為旋轉位移。
根據另一態樣，除側向膨脹之外，位移為平面內位移。
因此，在另一態樣中，本發明可廣泛地據稱為滑動連接器，該滑動連接器用以提供結構部件之間的滑動連接，該連接器包括或不包括任何調適以嚙合，或包括或不包括任何部件以嚙合，該結構部件具有至少兩個組件，該等至少兩個組件以調適來相對於彼此滑動的表面界接且藉由至少一固定器以在該至少一固定器之作用線(或多個線)上的彈性保持至該界接關係，且其中此作用線相對於界接表面傾斜。
根據另一態樣，存在僅兩個組件且各自經調適來直接地或間接地連接至各別該結構部件。
根據另一態樣，存在至少三個組件，為第一組件，其可連接至該第一部件，第二組件，其可連接至該第二部件，至少一第三組件，其上疊及/或下疊第一組件之部分及 第二組件之部分，至少一彈性固定器，其用以將第一組件及至少第三組件保持在界接表面關係中，及至少一彈性固定，其用以將第二組件及至少第三組件保持在界接表面關係中。
根據另一態樣，每一表面對表面相互關係具有互相斜坡式表面；且其中此類互相斜坡式表面允許相對於相關聯組件之相關聯固定器之彈性保持之方向的傾斜相對滑動。
根據另一態樣，每一表面對表面相互關係具有各自相對於該作用線傾斜的多個表面區域。
根據另一態樣，每一表面對表面相互關係具有互相斜坡式表面，該等互相斜坡式表面具有三角波輪廓。
根據另一態樣，每一表面對表面相互關係具有互相斜坡式表面，該等互相斜坡式表面具有鋸齒波輪廓。
根據另一態樣，每一表面對表面相互關係具有互相斜坡式表面，該等互相斜坡式表面具有正弦波輪廓。
根據另一態樣，每一固定器為或包括螺栓及螺帽。
根據另一態樣，每一螺栓及螺帽包括至少一彈性墊圈或彈簧。
因此，在另一態樣中，本發明可廣泛地據稱為建築結構，結構之部件之間的滑動連接器用以允許部件之間的與連接器之滑動相對應的移動，該滑動連接器之特徵在 於，連接器之組件之至少兩個界接表面可相對於彼此滑動，同時藉由彈性固定器總成保持在一起，該彈性固定器總成具有相對於彈性固定器總成之相關聯界接表面傾斜的作用線。
根據另一態樣，移動為線性的。
根據另一態樣，移動為平面的。
根據另一態樣，該連接器之用以滑動之組件包括第一陣列界接表面及第二陣列界接表面，該第一陣列表面中之該表面或該等表面之法線在第一平面中延伸，且該第二陣列表面中之該表面或該等表面之法線在第二平面中延伸，該第二平面大體上垂直於該第一面。
根據另一態樣，移動為旋轉的。
根據另一態樣，兩個界接表面自象徵性旋轉軸線大體上徑向地延伸，該連接器之用以滑動之該等組件可圍繞該象徵性旋轉軸線相對於彼此旋轉。
根據另一態樣，連接器在其間為操作性的結構之部件能夠在滑動方向上相對於彼此移動，此滑動方向移動不導致結構之部件之間的任何連接器誘導的分離。
根據另一態樣，彈性固定器總成附著至結構之該等部件中第一部件，且組件之該等兩個界接表面中第一界接表面附著至結構之該等部件中第二部件。
因此，在另一態樣中，本發明可廣泛地據稱為滑動連接器，該滑動連接器包含第一組件，該第一組件夾層在彈性可膨脹夾鉗總成之間，該彈性可膨脹夾鉗總成經偏 置將該第一組件及夾鉗總成之滑動表面保持在相連關係中，仍可在相對於第一組件與夾鉗總成之間的相對移動之方向側向的方向上膨脹，該相對移動係藉由在相對方向上的力對於該第一組件及夾持總成中每一個之施加引起，該滑動表面經調適且組配為相對於偏置之作用線傾斜，且允許在側向方向上的膨脹在充分的該力經施加仍朝向現狀情況拉拔回第一組件及夾鉗總成時發生。
因此，在另一態樣中，本發明可廣泛地據稱為滑動連接器，該滑動連接器用以附接在建築結構之部件之間以允許該等部件之受阻相對移動，該連接器具有至少第一組件及第二組件，該至少第一組件及第二組件具有表面對表面摩擦界面以允許滑動，及至少一固定總成以將第一組件及第二組件彈性地保持在一起，使得表面對表面界接保持，該佈置之特徵在於，固定總成之作用線相對於界接表面充分地傾斜，以便進行以下任一項或兩項i. 允許如同沿斜坡向上的滑動，且/或ii. 提供有利於如同沿斜坡向下的移動及/或有利於現狀的力之恢復及/或阻止組件。
根據另一態樣，固定總成相對於界接表面充分地傾斜，以便進行以下任一項或兩項i. 允許滑動表面之如同沿斜坡向上的滑動且引起該第一組件及第二組件在相對於作用線的方向上之分離，且/或ii. 提供有利於滑動表面之如同沿斜坡向下的滑動的移動且引起第一組件及第二組件中一者在作用線之方向上移 動得更接近在一起及/或有利於該現狀的力之恢復及/或阻止組件。
根據另一態樣，第一組件及第二組件包括滑動限制表面，該等滑動限制表面彼此嚙合以防止建築組件在與由該滑動允許的方向相反的方向上之移動。
根據另一態樣，第一組件及第二組件包括滑動限制表面，該滑動限制表面彼此嚙合以防止在同時沿斜坡向下的滑動的方向上自現狀情況滑動。
根據另一態樣，該第一組件附著至該等建築部件中第一建築部件，且該固定總成附著至該等建築部件中第二建築部件，該第二組件能夠在沿作用線的方向上相對於該等建築部件移動。
因此，在另一態樣中，本發明可廣泛地據稱為建築結構，該建築結構包含至少兩個結構元件，該等至少兩個結構元件藉由本文在以上條款中任何一或多個中所描述的連接器連接。
因此，在另一態樣中，本發明可廣泛地據稱為連接總成，該連接總成包含如本文在以上條款中任何一或多個中所描述的一維連接器、二維連接囂及旋轉連接器，以允許結構部件之間的線性相對相對位移、平面相對位移及旋轉相對位移將被吸收且恢復。
本發明亦可廣泛地據稱為在於在本申請之說明中單獨地或共同地涉及或指示的部分、元件及特徵，及該等部分、元件或特徵中任何二或更多個之任何或所有組 合，且其中本文提到特定整數，該等特定整數在本發明所涉及的領域中具有已知等效物，此類已知等效物被視為合併在本文中，如同單獨地闡述。
A-A、B-B、L-L、x、y、z‧‧‧方向
L1~L4、△1、△2‧‧‧距離
R-R‧‧‧對稱軸線
1‧‧‧1D連接器/連接器/1D彈性滑動摩擦連接器
2‧‧‧第一組件/部件
3‧‧‧第二組件/部件
4a‧‧‧柱
4b、31‧‧‧梁
5‧‧‧切線/表面
6、6a、6b‧‧‧第三組件
7‧‧‧彈性固定/彈性固定構件
8‧‧‧螺栓
9‧‧‧螺帽
10‧‧‧貝勒維爾(Belleville)墊圈/彈簧
11‧‧‧頭部/螺栓頭部
12‧‧‧孔徑
13、111‧‧‧狹槽
18‧‧‧斜坡式表面
19、127‧‧‧墊圈
20‧‧‧撐構部件
21、22、286~289‧‧‧結構部件
23‧‧‧凸緣
24‧‧‧腹板
25‧‧‧位移感測器
30‧‧‧扁罩板
60、70、80‧‧‧承載銷子
61‧‧‧移動有關部件
100‧‧‧旋轉連接器/旋轉彈性滑動摩擦連接器
102、202、312、313‧‧‧第一組件
106a‧‧‧夾持組件/第一夾持組件
106b‧‧‧第二夾持組件/第二組件
110‧‧‧孔徑/孔
120‧‧‧地板/上結構
120A‧‧‧地板結構
121‧‧‧剪力牆/下結構
121A、122‧‧‧剪力牆
160‧‧‧表面
200‧‧‧2D連接器
206a‧‧‧第一夾持組件
250‧‧‧總成
280、281、292~297、305、306、298~301‧‧‧結構組件
283、284‧‧‧結構部件/結構組件
290、291‧‧‧組件
302、304‧‧‧結構元件
310‧‧‧第一1D連接器/第一連接器
311‧‧‧第二1D連接器/第二連接器
314、315‧‧‧第二組件
316‧‧‧第一勁度
317‧‧‧第二勁度
350‧‧‧停止表面
351‧‧‧偏置構件/外部彈簧
610‧‧‧螺栓軸
圖1a至圖1c展示可利用如本文描述的1D平移連接器的結構之簡化實例，圖2a至圖2b展示1D平移器(translator)連接器之兩個替代性實施例的視圖，圖3a展示雙動式1D連接器的側視圖，圖3b展示圖3a之雙動式1D連接器的平面圖，圖3c展示單動式1D連接器的平面圖，圖3d展示圖3c之單動式1D平移連接器之板的分解圖，圖4展示在單個振盪週期期間由1D平移連接器遭遇的理論計算位移與橫向力的圖表，圖5展示圖3b之雙動式1D平移連接器之板的分解圖，圖6展示可使用於1D平移連接器中的螺栓及墊圈，圖7展示如在1D平移連接器之較佳形式中使用的墊圈之堆疊，圖8展示非對稱1D平移連接器的側視圖，圖9展示圖8之1D平移連接器之板中一些的分解圖，圖10展示非對稱1D平移連接器之變化，圖11a展示在撐構框架情形下使用的1D平移連接器之變化的側視圖， 圖11b展示圖11a之1D平移連接器的平面圖，圖11c展示可使用於圖11a中所示之應用中的寬格式之1D連接器板的平面圖，其中所構造的連接器為非對稱的，圖11d為用以與圖11c之連接器板之該連接器配對的1D連接器板的平面圖，圖11e為圖11c之板的透視圖，圖11f為圖11d之板的透視圖，圖11g為1D平移連接器之替代組態的平面圖，圖12a展示在撐構框架情形下使用的1D平移連接器之變化的側視圖，圖12b為圖12a之1D平移連接器的平面圖，圖13a至圖13b展示對稱1D平移連接器之部分的詳細視圖，以展示關於連接器之負載所涉及的如在本文提供的公式中所描述的力，圖13c至圖13d展示對稱1D平移連接器之部分的詳細視圖，以展示關於連接器之卸載所涉及的如在本文提供的公式中所描述的力，圖14a至圖14b展示非對稱1D平移連接器之部分的詳細視圖，以展示關於連接器之負載所涉及的如在本文提供的公式中描述的力，圖14c至圖14d展示非對稱1D平移連接器之部分的詳細視圖，以展示關於連接器之卸載所涉及的如在本文提供的公式中描述的力，圖15a至圖15b展示1D平移器連接器之兩個變化的視 圖，其中連接器僅在拉張或壓縮時允許相對運動，圖16a展示圖3a之1D平移連接器的部分透視圖，以例示斜坡式表面，圖16b展示圖3a之斜坡式表面的變化，圖17為1D平移連接器的視圖，其例示斜坡式表面不必為棱狀的，且可替代地為曲彎的。
圖18a至圖18c展示，在曲彎表面界面的情況下，接觸點處之切線可隨自靜止位置的位移變化，圖19展示1D平移連接器之另一變化，圖20為建築結構的示意圖，其中提供各自充當地板至牆連接的1D平移連接器以及旋轉連接器，圖21a至圖21b展示旋轉連接器之上板及下板之內側面的透視圖，圖22a至圖21b展示旋轉連接器之上板及下板之內側面的視圖，圖22c展示沿方向A看見的圖22a之板之邊緣，圖22d至圖22e展示在位移及非位移情況下的組裝旋轉連接器的透視圖，圖22f至圖22g展示圖22e之板的透視圖及部分剖視圖，圖22h至圖22k展示旋轉連接器之另一實施例的上板及下板之內部面的視圖，圖23展示在剪力牆上升已經控制的情形下使用旋轉連接器的地板-剪力牆連接，圖24及圖25展示2D平移連接器之上板及下板的示意 圖，圖26a及圖26b展示2D平移連接器之上板及下板的透視圖，圖27為使用組合旋轉連接器及1D或2D平移連接器來控制剪力牆之旋轉及上升兩者的地板-剪力牆連接的示意圖，圖28展示使用先前技術解決方案，藉此旋轉及上升皆未控制，從而導致不合意梁彎曲的牆示意圖，圖29展示使用組合旋轉連接器及2D連接器，藉此旋轉及上升兩者皆經控制的牆示意圖，圖30展示使用單個2D平移連接器的結構之部分的側視圖，圖31展示使用兩個2D平移連接器的結構之部分的側視圖，圖32a展示使用兩個旋轉連接器以便允許圍繞垂直軸線的旋轉的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖32b展示圖32a的放大視圖，圖32c展示圖32a之部分的側視圖，圖33展示使用兩個旋轉連接器以便允許圍繞水平軸線的旋轉的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖34展示使用一個垂直旋轉連接器及兩個水平1D平移連接器，以便允許圍繞水平軸線的相對旋轉及在水平方向上的相對平移的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖35展示使用一個垂直旋轉連接器及兩個水平2D平移 連接器，以便允許圍繞頁軸線的相對旋轉及在水平方向上及進入頁面方向上的相對平移的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖36展示使用三個旋轉連接器，從而允許圍繞水平軸線及垂直軸線兩者的旋轉的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖37展示使用兩個2D平移連接器，從而允許在水平方向上及進入頁面方向上的相對運動的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖38展示使用兩個1D平移連接器及兩個旋轉連接器，為了允許在水平方向上的相對運動及圍繞垂直軸線的旋轉的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖39展示使用一垂直2D平移連接器、一垂直旋轉連接器及兩個水平1D平移連接器，從而允許在三個方向上的相對運動及圍繞水平軸線的旋轉的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖40展示使用兩個垂直旋轉連接器及兩個1D平移連接器，以便允許圍繞水平軸線的旋轉及在水平方向上的相對運動的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖41展示使用兩個垂直旋轉連接器及兩個水平2D平移連接器，以便允許圍繞水平軸線的旋轉及在水平方向上及進入頁面方向上的相對運動的兩個元件之間的接頭的示意圖，圖42展示使用一個垂直旋轉連接器以便僅允許圍繞水 平軸線的旋轉的兩個元件之間的接頭的示意圖，及圖43展示使用兩個1D連接器的總成，圖44a至圖44c展示藉由1D平移連接器以若干不同方式連接的兩個結構斷面的視圖，圖44d展示撐構連接中之1D連接器之額外應用，圖45a展示串聯地組合來形成結構接頭的兩個1D連接器之示例性應用，圖45b展示圖45a之組合接頭之力-位移特性之實例，圖45c展示用於圖45a中所示之組合接頭之變體的力-位移特性之實例，圖46a展示1D連接器，該1D連接器具有位移感測器以量測第一組件與第二組件之間的位移，圖46b展示1D連接器，該1D連接器具有位移感測器以量測第三組件之板之間的位移，圖46c展示用於位移感測器資料之示例性感測及資料通訊及儲存網路。
圖47展示1D連接器之預測理論效能與實際測試效能之力-位移比較圖表。
圖48為展示改變斜坡式表面之角度之效應的力與位移圖表。
圖49為展示斜坡式表面之間的不同摩擦係數之效應的力與位移圖表。
圖50為展示增加串聯偏置墊圈之數目之效應的力與位移圖表。
圖51為展示增加並聯墊圈之數目之效應的力與位移圖表。
圖52為展示增加彈性固定螺栓之數目之效應的力與位移圖表。
圖53為展示增加彈性固定之螺栓預加應力之效應的力與位移圖表。
較佳實施例之詳細說明
在本發明中，細節及該等細節之變化之後將在本文中加以描述，組件經形成且佈置以經由板之間的摩擦提供建築或結構之位置恢復能力以及阻尼移動。
本文所描述之連接器可使用於若干建造應用中。在較佳形式中，設想連接器將利用於建築結構中，且此為本文將更詳細地描述的應用。亦設想，連接器可使用於諸如橋、塔、建築正面及其他大的或較小尺度結構的其他結構中。連接器能夠在許多情形下使用，包括工業排架或結構部件與自定中心之間的順應性為合意的任何其他情形。此外，連接器在鋼、混凝土、木材或混合構造的情況下且在柱至梁、柱至基礎、撐構或剪力牆連接中為適合的。
一維連接器
我們將首先描述連接器之一些基本形式，該等連接器考慮該等連接器所連接的組件之間的一維(本文中亦被稱為1D)相對移動。此1D連接器1之實例可例如使用於諸如圖1a至圖1c中所示的情形下。在圖1a中，展示使用於撐 構框架情形下的連接器1。在圖1b中，展示在矩抵抗框架情形下的連接器1。在圖1c中，連接器被用作剪力牆之壓緊物。
參考圖2a及圖2b，例示1D連接器之簡單形式。在此組態中，第一組件2藉由彈性固定7與第二組件3保持在一起。第一組件2及第二組件3中每一個具有互補斜坡式表面18。斜坡式表面18相對於第一組件2及第二組件3以一角度傾斜，且能夠藉由互補表面在彼此上的滑動來相對於彼此移動(如由箭頭指示)。
組件2、3中任一者包含狹槽13，該狹槽允許該組件相對於彈性固定7垂直地移動。第一組件2可進一步包含停止表面350以防止互補表面在彼此上進一步滑動超過中立位置。替代地，第一組件可不包含停止表面350，而實情為，狹槽13之範圍可達到在連接器處於中立位置中時作用於彈性固定7之軸的程度，因此防止滑動超過中立位置。
鄰近第一組件2及第二組件3之外表面提供墊圈19。在任一組件具備狹槽13的情況下，墊圈19將具有大於狹槽之大小的大小。當狹槽式組件相對於彈性固定7移動時，墊圈19將相對於該組件之表面滑動。
在墊圈19與彈性固定構件7之末端之間，可提供用於將兩個組件之斜坡式表面彼此嚙合之某些形式的偏置構件。在圖2a中，偏置構件經展示為墊圈，諸如貝勒維爾(Belleville)墊圈10。在圖2b中，偏置構件351經展示為彈簧部件。
連接器1將獨立地(或另外與類似連接器或在兩 個部件之間產生連接之其他方法一起)幫助確保兩個部件2及3充分剛硬地，仍彈性地連接在一起。亦即，連接器將較佳地提供連接之高初始勁度且有效地提供剛性連接，直至達到兩個組件之間的臨限值力為止。此臨限值力在本文中被稱為F滑動。此為使連接器位移且允許兩個部件相對於彼此移動所需要的力。
此可例如在兩個部件2、3之地震負載(或該兩個部件之間的其他振盪誘發移動)期間發生。
重要地，本發明之連接器能夠消散能量(藉此顯著地降低地震負載)，且藉由自誘導恢復力，朝向連接物之原始情況偏置連接物且較佳地將連接物偏置回至該連接物之原始情況。因此，一旦外部負載(例如地震事件)已停止，彈性接頭自定中心。
參考圖3，例示本發明之連接器之一些較佳形式。
呈此形式之連接器可由第一組件2及第二組件3組成。第一組件2可緊固至第一部件(諸如建築結構之柱4a)，且第二組件3可連接至第二部件(諸如，建築結構之梁4b)，如圖1b中所示。夾持總成或彈性固定7將總成保持在一起。在如本文所描述的一些變化中，可不存在第二組件(如圖3c中所例示操作)。
連接器1將獨立地或另外與類似連接器或在兩個部件之間產生連接之其他方法一起幫助確保兩個部件2及3充分剛硬地、仍彈性地連接在一起。
連接器將較佳地提供連接之高初始勁度且提供 剛性連接，直至達到兩個組件之間的臨限值力為止。此臨限值力在本文中被稱為F滑動。此為使連接器允許兩個部件相對於彼此位移所需要的力。
本發明之連接器能夠消散能量(藉此顯著地降低地震負載)，且藉由自誘導恢復力(由固定7提供)，朝向連接之原始情況偏置該連接或較佳地將連接偏置回至該連接之原始情況。
參考圖3及圖5，可看出，連接器之第一組件2及第二組件3較佳地至少部分在第三組件6上或由第三組件6欠疊。在較佳形式中，存在此類第三組件6a及6b中兩個，該兩個第三組件提供於第一組件及第二組件之每一側上(對稱情況)。該等第三組件較佳地在相對方向上作用於第一組件2及第二組件3上。
然而，在如圖8及圖9中所示的變化中，可利用僅一個第三組件6(非對稱情況)。設想在於，可利用多對第三組件，一對中之每一組件在相對方向上起作用。
呈較佳形式之彈性固定7可被視為彈性可膨脹夾鉗，該彈性可膨脹夾鉗夾持、捕獲且/或夾層第一組件2及第二組件3。
在較佳形式中，第一組件及第二組件在形狀上為板狀的。第一組件及第二組件為細長的且大體上扁的，除本文之後將描述的細節化之外。
第一組件及第二組件能夠在如參考圖3a及圖3b所見的方向x上相對於第三組件6移動。除了由第三組件6之 此移動誘導的側向移動，此相對移動較佳地僅限於此方向。彈性可膨脹夾鉗7在相對於方向x的側向方向上且較佳地在方向z上可膨脹。側向膨脹較佳地為線性的，但設想在於，可使用至少一些旋轉位移發生的機構。
在如圖3a、圖3b及圖5中展示為總成的較佳形式中，第一組件2及第二組件3捕獲在兩個第三組件6a及6b之間。該等組件處於相連相互關係中，且因此藉由至少一彈性固定7保持於該關係中。
在較佳形式中，提供多個彈性固定7。彈性固定較佳地包含螺紋緊固件，諸如螺栓8及螺帽9。螺栓8延伸穿過第一組件或第二組件及第三組件之總成，如可在圖3a中看出。捕獲為該總成之部分較佳地為至少一偏置構件。此可例如呈貝勒維爾(Belleville)墊圈或彈簧10之形式。此墊圈由例如螺栓之頭部11捕獲在該螺栓之頭部與第一組件或第二組件及第三組件之總成之間。在較佳形式中，墊圈作用於螺栓頭部11或螺帽9上且抵靠鄰近第三組件6作用。較佳地，存在鄰近螺栓頭部11及/或螺帽9中每一個提供的至少一墊圈10(如圖6中所例示)。
在較佳形式中，多個此類墊圈10經提供且可提供在組件之總成之每一側處，如圖3b及圖7中所見。墊圈經提供來允許彈性固定7將壓縮力施加於組件之總成上。此具有對總成之移動的摩擦阻力上的導向軸承，及偏置力。彈性固定7之擰緊/放鬆提供用於用於將要達成的夾持力之『調諧』之簡單機構，以便滿足用於接頭之設計準則。
墊圈之適當選擇將允許適當範圍之膨脹將被提供及壓縮力將被施加於組件之總成上。
在替代性形式或，351例如可直接嚙合兩個第三組件6a、6b且朝向彼此偏置該兩個第三組件。
可看出作用於總成上的力Fpr，如圖3b中所示。彈性固定7允許組件總成之側向膨脹。此膨脹平行於由彈性固定提供的彈性力之方向。每一彈性固定之壓縮力較佳地與螺栓之軸線共軸。壓縮力較佳地垂直彈性可膨脹夾鉗之第一/第二部件之間的相對移動方向。壓縮力平行彈性可膨脹夾鉗之膨脹/收縮方向。
在較佳形式中，存在使用於第一組件及第二組件中每一個處的至少一彈性固定。在圖3b中，展示第一組件2及第二組件3中每一個上的兩個固定7，從而使得總計4個。如圖3b中所示的圍繞對稱軸線RR的連接器之對稱設計將在負載下時幫助防止剪力經誘層至螺栓中。
夾鉗自其靜止位置(如圖3b中所見)之膨脹由於第一組件2或第二組件3中一者或兩者與夾鉗之間的相對移動(在較佳地垂直於夾持力Fpr的方向上)而經誘導。膨脹藉助於第三組件6及具有彼此互相斜坡式關係的各別第一組件2及第二組件3發生，藉此在兩個組件之間誘導斜坡式運動。當充分大的力F滑動施加於第一部件及第二部件以將該等部件拉開，或將該等部件朝向彼此推動時，第一組件或第二組件中一者或兩者與夾鉗之間的相對移動發生。
組件總成之側向膨脹及收縮可見於圖13a及圖 13b中。
在如圖13a中所示的存在兩個第三組件6a、6b的所示實例中，可觀察到，兩個第三組件6a及6b之間遠離彼此的位移在第二組件3移動時發生。由施加於第二組件3的滑動力誘導的該第二組件之移動引起第三組件6a及6b在平行於由彈性固定7施加的彈性保持(例如夾持力Fpr)之方向的方向上遠離彼此的位移。
在較佳形式中，至少一個且較佳地多個互補形狀的斜坡式表面藉由第一組件及第二組件中每一個，及第一組件及第二組件分別嚙合的第三組件之區域提供。
較佳地，第一組件及第二組件中每一個存在一陣列斜坡，該陣列在X方向上延伸。斜坡順序地為上斜坡及下斜坡。該等斜坡在X-X方向上延伸為陣列。該等斜坡各自較佳地具有相同組態。
在較佳形式中，斜坡式表面18為平面的，如圖5及圖16a中所見。
在一替代性形式中，斜坡式表面以圓形、平頂齒形狀或波狀定輪廓，如圖17、圖15及圖16b以及圖18中所見。參考圖18，在波狀形狀之狀況下，可看出，接觸點處的切線5之角度隨著自靜止位置的位移而變化。此具有改變對移動之阻力之效應。
接觸表面及滑動限制止檔之形狀之適當設計因此需要發生，以便確保所要的效能。
在較佳形式中，組件之界接表面之輪廓較佳地呈 平行直紋表面形式，其中象徵性平行線在一方向上經定向以幫助維持第三組件與第一組件及第二組件中每一個之間的具有相對移動之範圍的面對面表面面積接觸，而非點接觸。較佳地，任何輪廓形式之平行直紋表面具有平行x-y平面延伸的直紋表面之象徵性線。
在圖16b中所示之實例中，第三組件6b之帶輪廓斜坡式表面在橫截面上看來為尖齒形的。此可幫助維持組件之縱向對準。替代地或另外，固定(例如螺栓)在Z方向上於狹槽13中的適貼配合幫助保持第一部件及第二第部件以及第三部件縱向對準。
在一替代形式中，如圖11g中所示，狹槽13可提供於第三組件6a及6b中每一個中，而非提供於第一組件2及第二組件3中。在此組態中，具有相較於狹槽13的較大直徑的墊圈19可經提供至彈性固定7中每一個且鄰近於第三組件6a及6b，且可與彈性固定7一起在鄰近第三組件上滑動。在第一組件2與第二組件3之間的相對運動之狀況下，彈性固定7將與第一組件及第二組件中每一個一起移動，且將沿第三組件6a及6b中之各別狹槽13滑動。
當彈性固定相對於狹槽13移動時，滑動墊圈19將經推進至第三組件6a及6b之表面中。在此形式中，滑動墊圈19在墊圈10之偏置力下抵靠第三組件6a及6b之面的相對運動對第一組件2與第二組件3之間的相對運動提供額外阻力。在狹槽13提供於第三組件6a及6b中的組態中，總阻力將為相同組配的非對稱連接器之總阻力的兩倍。
然而，在此形式中，由滑動墊圈19之相對運動抵靠第三組件之面提供的阻力不提供恢復力來將連接偏置至該連接之原始情況。因而，在此形式中，可使用斜坡式表面18之較大角度θ，以便增加恢復力。
用於第一組件、第二組件及第三組件之適當材料選擇將確保適當摩擦行為存在於該等組件之間。在移動時，組件總成之組件之間的摩擦將提供第一部件與第二部件之間的運動之阻尼，滑動連接器與該第一部件及第二部件嚙合。阻尼程度取決於摩擦係數、穿過接頭膨脹行進的側向距離，及包括相關聯彈性固定提供於組件總成上的彈性保持之力的其他因素。
預期，接頭之有關滑動表面可以專門塗層潤滑且/或提供以便控制擦傷。各種潤滑油脂產品為可利用的，該等潤滑油脂產品允許摩擦係數保持相當高，此為合意特性，以便提供充分的阻尼。
如可看出的，斜坡式表面在定向上交替，且此允許連接器在兩個方向上吸收兩個部件(例如建築結構部件)之運動。因此，力F滑動可為正力或負力(如圖4中所例示)。
為允許較佳地具有在方向F滑動上伸長的細長形狀的連接器保持為總成，彈性固定7較佳地延伸穿過第三組件之孔徑12且亦穿過第一組件及第二組件之狹槽13。狹槽13如此經定大小，以便允許相對於第一組件及第二組件中一者或兩者的在第三組件之伸長方向上的相對移動。狹槽及固定可經組配來限制該移動範圍，以便防止總成之移動 之棘輪效應。因此，界接斜坡式表面18之對將在事件期間保持為一對，且將不轉位至鄰近斜坡式表面。狹槽13可提供末端止檔功能以防止此棘輪效應。替代地，滑動運動之限制可由彈性固定界定，該等彈性固定可防止第一組件及第二組件分離至否則將允許斜坡式表面之棘輪效應發生的程度。例如，螺栓頭部11與螺帽9之間的距離可經設定以縮減第三組件6a及6b之間的分離量，以限制第一組件及第二組件在x方向上的運動之範圍。如本文之後將描述的鋸齒組態亦可提供此限制止檔。
藉由具有所要摩擦係數之材料之適當選擇，斜坡式表面之角度θ之選擇及彈性固定之特性之適當選擇，在藉由力F滑動之施加進行的自如圖13a中所示之靜止位置至如圖13b中所示之位移情況之位移之後，相對於第三組件的如此位移的第二組件將經朝向該第三組件之靜止位置偏置回。
將瞭解，對於給定摩擦係數及夾持力Fpr，角度θ之增大將導致藉由第三組件施加至第一組件或第二組件以朝向該第一組件或第二組件之靜止位置將該第一組件或第二組件偏置回的力之增大。在第一部件及第二部件可經受的振盪事件中，參考圖4可看出阻尼將發生。如圖4中所示，當接頭之負載達到滑動力之臨限值時，接頭變形開始。當接頭膨脹繼續時，滑動表面之間的摩擦阻力由於螺栓之較高夾持力而增加。接頭之此加強將在貝勒維爾(Belleville)墊圈完全鎖定的點處停止。在使接頭卸載之後，接頭自定中心至該接頭之原始位置。
第一組件及第二組件藉由焊接及/或機械扣接(或其他)可容易地合併至建築結構中。第一組件及第二組件之伸長方向可排成列來以適當方式分解輸入力，且提供消散能量及在該伸長方向相關聯的第一組件與第二組件之間的振盪運動期間提供自定中心能力之功能。
使本接頭組態簡單且容易實行的一重要特徵在於，連接器具有如圖3中所示之薄輪廓，其中提供多個斜坡式服務18。類似地，諸如貝勒維爾(Belleville)墊圈的墊圈類型偏置構件10之優點為可以相對淺的形式提供適當量之夾持力。
本發明之連接器較佳地具有細長形式，使該連接器在建造業中尤其有用。該連接器之狹窄輪廓允許該連接器將被容易地定位在有限空間中。該連接器之厚度(在y方向上)藉由彈性固定之定大小及第一組件及第二組件以及第三組件之厚度決定。雖然增大角度θ可幫助提供用於藉由彈性固定施加的任何給定彈性保持力之較高阻尼程度，但此角度增大將亦增大總成之厚度。因此，合意的是最小化角度θ。對於給定應用，可參考本文之後闡述的數學來決定最小角度。
斜坡之角度經選擇，使得在振盪運動期間卸載時，由隨後負載的貝勒維爾(Belleville)墊圈引起或放大的力之反向大於作用在界接滑動表面之間的抵抗摩擦力。此提供消散能量且亦提供連接器之自定中心能力以將連接器偏置回至該連接器之靜止情況的彈性行為。
參考圖8及圖9，可看出，可提供本發明之變化。在此變化中，提供僅一個斜坡式第三組件。可提供用於第一組件及第二組件的相對於第三組件的相對側上的每一螺栓之扁罩板30。扁罩板30自身僅提供摩擦阻力及阻尼，而無自定中心功能。第二斜坡式第三組件之提供增加連接器之自定中心。該提供亦增加阻尼效應。變化展示於圖10中，其中為每一螺栓而非板30提供單獨墊圈19。
若在第一部件與第二部件之間的連接處需要額外阻尼，則可並聯提供多個連接器。並聯連接器例如展示於圖1b及圖1c中。
若將在第一部件與第二部件之間提供增大的位移，則可串聯提供多個連接器。此可增大串聯聯接連接器之伸長能力。圖3之連接器為串聯連接器，因為每一側能夠移動。因此，關於本文之後闡述的公式，nj對於圖3b中所示之連接器將等於2。
圖3c及圖3d展示單數形式之連接器。在此，組件6a及6b可相對於部件3縱向地且側向地移動，但僅在側向方向上對於移動有關部件61固定。承載銷子60可能用來允許部件6a及6b與部件61之間的此移動。
參考圖11a及圖11b，可看出，在輸入力並非平行於連接器之伸長方向的情形下可利用本發明之替代性連接器。在圖11a中所示之實例中，連接器1之伸長方向LL相對於該連接器可自撐構部件20經歷的輸入力X成一角度。在此佈置中，第三連接器6例如緊固至結構之梁31，且第一組件 2緊固至撐構部件20，該撐構部件相對於連接器之方向LL以一角度自第一組件延伸。承載銷子70可用來允許第一組件2之側向移動。可由撐構部件20在方向X上施加的力因此將以一角度。然而，本發明之連接器能夠分解此力，以允許撐構在連接器處的方向LL上之位移。此佈置之一替代方案展示於圖12a及圖12b中，其中細長連接器之兩個方向LL平行於可自撐構部件20經歷的輸入力X。
在較佳形式中，螺栓較佳地為高強度螺栓，且用於至少第一組件及第二組件之材料為BisplateTM。較佳地，第三組件具有軟鋼。已發現，BisplateTM與軟鋼一起提供均勻摩擦行為。
在1D連接器之構造中，第一組件2及第二組件3之終點末端之厚度可使得該第一組件及該第二組件小於、等於或大於斜坡式表面之振幅。
1D連接器之替代實施例展示於圖15a及圖15b中。根據此實施例，第一組件2及第二組件3與第三組件6a、6b之互補配合表面可具有在一方向上允許表面在彼此上的滑動的斜坡式表面18，及額外表面5，該等額外表面在第一組件及第二組件經推進以在相反方向上移動時防止此類額外表面之相對滑動，藉此防止此相反方向移動。
此允許連接器允許僅在一方向上自該連接器所連接的第一部件與第二部件之現狀的位移。此可用於膨脹或收縮。
在圖15a中，斜坡式表面18經佈置，使得第一組 件及第二組件可相對於彼此向外移動，但不可向內移動遠於初始靜止位置。在圖15b中，斜坡式表面18經佈置，使得第一組件及第二組件可朝向彼此移動，但不可向外延伸遠於其初始靜止位置。
一方向1D連接器之應用可在剪力牆中，其中可需要牆與下固定點之間的延伸部，但可不需要該兩個點朝向彼此的移動。
二維連接器
參考圖24至圖26b，展示2D彈性平移滑動摩擦連接器組件。參考圖24，在平面圖中展示第一組件202，且在圖25中，展示第一夾持組件206a。此兩個組件具有互補配合表面，該等互補配合表面不僅在諸如方向XX的第一方向上，而且亦在方向YY上提供斜坡式表面。因此，此等組件之總成可允許結構之二維相對平移將被迎合。
以與上文參考連接器之1D實施例描述的類似方式利用螺栓及墊圈(或彈簧)，以形成彈性固定。較佳地，螺栓8為高拉力的，具有接頭之強度之近似二或更多倍的最終屈服能力。此安全因素允許螺栓故障將自設計準則有效地消除，因為螺栓幾乎完全僅在拉力方面負載，且極不可能為故障原因。
二維連接器可經設計以並不限於僅在兩個正交方向上移動，但相反能夠在任何平移方向上以平面方式位移。在如此進行時，兩個組件之旋轉定向將不改變。相對平移移動因此在平面中可為全方向的。
用於平移連接器(1D/2D)之設計程序：
基於圖13及圖14中針對如對稱或非對稱的連接器之不同情況展示的自由體圖，考慮作用於第一組件及第二組件上的力之平衡的設計程序概括如下：滑動力F滑動可藉由以下方程式決定：
i. 對於對稱情況：
Figure 105115742-A0202-12-0039-1
ii. 對於非對稱情況：
Figure 105115742-A0202-12-0039-3
其中F b,pr 為作為預加壓力之結果的螺栓夾持力
n b 螺栓之數目
θ為溝槽之角度
μ s 為靜摩擦係數
殘餘力F殘餘可藉由以下方程式決定
iii. 對於對稱情況：
Figure 105115742-A0202-12-0039-4
iv. 對於非對稱情況：
Figure 105115742-A0202-12-0039-5
負載F 極限負載 及卸載F 極限卸載 中之極限能力可藉由分別以μ k 、μ s 及F b,u 替換方程式(1)至(4)中之μ s 、μ k 及F b,pr 驅動。
其中μ s 為靜摩擦係數
μ k 為動摩擦係數(可被視為0.6μ s )
F b,u 為藉由以下方程式給出的螺栓上之極限力
F b,u =F b,pr +k s △ s (3)
其中k s 為墊圈堆疊或彈簧之勁度
△ s 為墊圈堆疊或彈簧在預加壓力之後的最大偏轉
應注意
i. 在單動式連接器中，在板及承載銷子界面處的摩擦阻力需要添加至螺栓夾持力F b 。
ii. 在非對稱情況下，除作為預加壓力之結果顯現的張力之外，螺栓需要藉由剪力傳遞接點負載。
最大側向偏轉可藉由以下方程式表達：
Figure 105115742-A0202-12-0040-6
其中n j 為串聯佈置中的接頭數目(例如，n j 對於單動式連接器及雙動式連接器分別等於1及2)
對於達成自定中心行為，以下考慮為必要的：
i. tanθ>μ s (對於對稱狀況)；
Figure 105115742-A0202-12-0040-7
(對於非對稱狀況)
ii.
Figure 105115742-A0202-12-0040-8
(L為溝槽之頂部與底部之間的水平距離)
在介於0.36與0.39之間的摩擦係數存在的情況下，θ之角範圍可對於對稱情況自25度至30度，且對於非對稱情況高達45度。
如在設計程序中所定義，存在斜坡角度之最小要求，且若未滿足則不存在自定中心能力。因此，無法自某一限制減小。另外，使角度增大超過最小要求將並非有效的，因為板厚度對於給定行進範圍上升。保持板厚度下降 確保降低的材料成本且產品更適合於在有限空間中使用。應注意，自定中心僅取決於斜坡之角度且增大螺栓夾持力將不影響該自定中心，然而該增大螺栓夾持力使板在卸載之後至靜止位置的反向移動加速。因此，存在純粹與摩擦係數有關的最小角度θ。增大彈簧力對連接器之阻尼且對返回至靜止位置之速度具有效應。工具可用來確保板上的初始偏置力(亦即，作為預加壓力之結果的螺栓夾持力)之設定。此允許接頭將根據設計之所需要的效能來『調諧』。
預測值與測試資料之比較
以上所述方程式理論上預測1D連接器在使用期間經歷的力及位移。圖47展示用於1D連接器之此等預測負載力及卸載力以及相關位移之比較圖表，其中測試資料以粗體展示，且理論計算值重疊在該測試資料之頂部上。圖展示在測試期間與負載及卸載連接器相關聯的磁滯迴路極其接近地遵循預測值。
由於測試值與預測值之間的密切相互關係，可能設計連接器之物理及材料特性以適合所要的輸出力及位移輪廓。
例如，圖48至圖53展示改變各種設計參數對接頭之力與位移特性之預測效應。
圖48展示改變斜坡式表面之角度之效應。
圖49展示斜坡式表面之間的不同摩擦係數之效應。
圖50展示增加串聯偏置墊圈之數目之效應。
圖51展示增加並聯墊圈之數目之效應。
圖52展示增加彈性固定螺栓之數目之效應。
圖53展示增加彈性固定之螺栓預加應力之效應。
旋轉連接器
現將描述以上所述之連接器之又一變化。此變化提供旋轉彈性滑動摩擦而非平移滑動。旋轉彈性的滑動摩擦連接器可利用於如圖20中所示之牆至地板連接。在圖20中，多個旋轉連接器100可利用於地板14與支撐牆15之間的此構造中。
如圖20中所示之結構亦可包括如上文已描述的多個1D連接器1。參考圖21及圖22，展示旋轉連接器100之組件部分。在圖21a及圖21b中，展示夾持組件106a中第一及第一組件102。此等組件較佳地各自具有互相可嚙合輪廓表面160，如諸圖中可見。表面藉由大體上徑向延伸的尖峰及凹槽界定。此類尖峰及凹槽中間具有斜側向表面160，該等斜側向表面允許第一組件102及第一夾持器組件106a中每一個之此類互相合作的斜表面160之上拱及下拱。每一大體上徑向延伸分段之側面包含自***分段之邊緣朝向該***分段之中心向內傾斜的斜表面。階梯式分段及凹槽之表面為平行的，斜表面以恆定高度徑向延伸。
對應的***分段及凹槽終止於相對斜表面在***分段上或在凹槽分段中相遇的位置處。
為幫助確保在引起位移的事件期間負載在嚙合斜表面之間的均勻分佈，每一斜表面沿其徑向長度具有恆 定高度H(如圖22c中所示)。
第一組件102及第一夾持組件106a較佳地經保持以仍然處於圍繞與軸線X一致的該等組件之各別軸線共軸。此可在某種程度上藉助於所示之表面輪廓來達成，但另外，突出穿過第一組件102及第一夾持組件106a的如先前已描述的該等緊固件的緊固件可幫助維持該關係且導引相對移動。
緊固件(但無墊圈)展示於圖22d及圖22e中。在較佳形式中，第一夾持組件106a具有多個孔徑110，螺栓軸610可延伸穿過該等多個孔徑。第一組件102較佳地具有多個狹槽111，螺栓之軸中每一個可延伸穿過該等多個狹槽。狹槽在遠離軸線X的節圓直徑上，該軸線與孔110提供的軸線一致。在較佳形式中，提供圍繞軸線X等距的多個孔及狹槽。狹槽允許第一組件與第一夾持組件之間的相對旋轉。圖22d及圖22e展示圖21及圖22之使用一組螺栓8組裝成旋轉連接器的組件。此等螺栓通過第一夾持組件106a中之孔徑110及第一組件102中之狹槽111兩者。當夾持器組件106a、102相對於彼此旋轉位移(如圖22d中)時，螺栓經保持在孔徑110中且能夠在限制內於狹槽111中移動。
在使用中，在例如如圖23中之平面圖中所見的地板120與剪力牆121之間作用，旋轉連接器100可被視為藉由螺栓122之使用緊固至地板120及剪力牆121之一。螺栓延伸穿過第一組件102及第二組件106a。螺栓可自第二夾持組件106b突出，或穿過該第二夾持器組件，且提供於相對於第 一組件102的相對側上。類似如上文所描述之1D連接器，諸如墊圈127的偏置構件可提供在旋擰至螺栓122中每一個的螺帽與第一夾持組件106a之間。
如圖23中所示的第二夾持組件106b提供平面滑動表面。第一組件102能夠在第二組件106b上圍繞軸線X旋轉，而無該第一組件與該第二組件之間的相對側向移動。在第一組件102之相對側上帶輪廓表面與第一夾持組件106a之對應帶輪廓輪廓合作，且墊圈127之提供經由第一夾持組件106A朝向第二夾持組件106b偏置第一組件的情況下，解瞭解，彈性滑動摩擦連接能夠藉由提供自定中心效應的旋轉連接器100建立。
可提供此旋轉連接器之對稱版本，其中第二夾持組件與第一組件102一起包括適當帶輪廓表面以提供具有自定中心能力之彈性滑動摩擦。
此外，在圖23中所示之組態中，上結構120與下結構121之間的轉動移動可引起旋轉連接器組件之相對旋轉及旋轉移動之阻尼，而不引起任何二次關聯運動。特定而言，此應用中之總成不引起結構120與結構121之間在方向X上的距離之任何變化，而不管旋轉連接器之板106及102之位移位置如何。
圖22h至圖22k例示用於第一組件102及第一夾持組件106a之替代性斜坡式表面輪廓形狀。
用於旋轉連接器之設計程序：
滑動矩M滑動可藉由以下方程式決定： M 滑動 =d j F 滑動 (5)
極限矩M極限可藉由以下方程式決定：M 極限 =d j F 極限 (6)
其中dj為螺栓(位於溝槽徑向長度之中間)與旋轉中心之間的距離。F 滑動 及F 極限 如平移連接器中指定。
最大旋轉可藉由以下方程式表達：
Figure 105115742-A0202-12-0045-9
針對平移連接器所描述的用於達成自定中心行為之設計考慮亦適用於旋轉連接器。
使用中的連接器
1D彈性滑動摩擦連接器之一應用可在如圖27中所示之情形下，其中旋轉彈性滑動摩擦連接器100及1D彈性滑動摩擦連接器1之組合提供在地板結構120A與剪力牆121A中間。在此佈置中，旋轉彈性滑動摩擦連接器及1D平移彈性滑動摩擦連接器之總成允許剪力牆121A之旋轉及上升兩者之控制。參考圖28(其為展示剪力牆與諸如結構地板梁的地板結構之間的剛性連接的先前技術圖)，在地震期間的建築移動可誘導結構梁中的提升及彎曲矩兩者。
在例示旋轉連接器及2D平移連接器之總成250提供於何處的圖29中，可看出，結構在純粹歪變運動中變形。上升及旋轉兩者至少部分藉由總成吸收。
參考圖30，展示經由2D連接器200連接的兩個結構組件280及281之側視圖。圖31展示類似於圖30之側視圖 的側視圖，其中提供雙重2D連接器200。結構組件280及281之滑動方向位移將不引起將結構組件280及281分開的二次位移。此為有利的，因為任何此二次位移可引起不利效應。
旋轉連接器之又一佈置展示於圖32中，其中兩個結構部件283及284藉由合併兩個對稱旋轉連接器100的總成連接，以允許兩個結構組件283及284圍繞軸線XX相對於彼此旋轉。
參考圖33，可看出，至少一個但較佳地兩個(如所示)旋轉連接器100可將結構部件286及287連接在一起以圍繞軸線YY旋轉。本文定義的連接器之總成之又一變化展示於圖34中，其中展示旋轉連接器100，且兩個1D連接器1提供在結構部件288及289中間。
圖35展示另一佈置，其中頂部2D平移連接器及底部2D平移連接器200以及側旋轉連接器100之總成允許組件290與291之間圍繞X軸線之旋轉，及沿X軸線以及垂直於X軸線延伸的軸線Z相對於彼此的位移。
又一佈置展示於圖36中，其中提供三個旋轉連接器100，從而允許圍繞兩個結構組件292及293之垂直軸線YY及水平軸線XX兩者的旋轉。
參考圖37，展示結構組件294與295之間的另一佈置，其中連接器之總成包含兩個2D連接器200，以允許結構組件294與295之間在方向XX上以及在沿垂直於軸線XX的軸線Z的方向上的相對運動。
結構組件296與297之間的另一佈置展示於圖38 中，其中1D連接器1與旋轉連接器100一起經提供，以允許在方向XX上的受限平移移動及兩個結構組件296與297之間繞軸線YY的旋轉移動。
參考圖39，展示又一佈置，其中連接器之總成包含2D連接器、旋轉連接器100以及頂部及底部1D連接器1。
參考圖40，展示另一佈置，其中多個連接器產生包含旋轉連接器100及兩個頂部及底部1D連接器的總成。
參考圖41，展示兩個結構元件302與304之間的另一佈置，其中連接器之總成包含旋轉連接器100以及頂部及底部2D連接器200。又一佈置展示於圖42中，其中利用為旋轉連接器100的僅一個連接器，以允許結構組件305及306之圍繞軸線XX的旋轉。
參考圖44a至圖44c，展示兩個結構部件21、22之間的另一組佈置，其中一或多個1D連接器佈置在兩個結構部件之間，以控制平行於部件的移動。此佈置可包括單個1D連接器或多個連接器之使用。連接器可位於結構部件之一或多個凸緣23之間、結構部件之腹板24之間，或此等佈置之一些組合中。
1D連接器之又一應用展示於圖44d中，其中單個連接器1或一組連接器1可使用於撐構連接中。
1D連接器、二維連接器及旋轉連接器之不同組態在實踐中可用來達成所要結構特性。一此類組態展示於圖45a中，其中第一1D連接器310及第二1D連接器311並聯接合。第一組件312及313以及第二組件314及315中每一個 在其終點末端處經連接。由於此耦接，1D連接器310及311中任一者之第一組件與第二組件之間的任何相對運動將導致另一連接器中的相同相對運動。
在圖45a中所示之組態中，第一1D連接器310可沿該第一1D連接器之斜坡式表面滑動距離L1。在滑動距離L1之後，第一連接器310可沿斜坡之間的平坦表面滑動距離L2。在第一組件及第二組件之斜坡式表面接觸第三組件之對應斜坡式表面之前，第二1D連接器311可首先滑動距離△1。一旦對應斜坡式表面接觸，第二1D連接器311可沿該第二1D連接器之斜坡式表面滑動距離△2。
在圖45a之實例中，第一連接器310之斜坡滑動距離L1對應於第二連接器311之第一滑動距離△1。在此組態中，由第一1D連接器及第二1D連接器提供的組合接頭之相對側可位移滑動阻力主要由第一連接器310之斜坡式表面調節的第一距離L1或△1，及第二距離L2，或其中滑動阻力主要由第二連接器311之斜坡式表面調節。
如圖45a中所見，第一連接器310及第二連接器311之各別斜坡式表面可以不同角度傾斜。藉由以不同角度提供每一組斜坡式表面，組合接頭可具有變化的滑動阻力特性。在圖45a之實例中，其中第一連接器310之斜坡式表面以相較於第二連接器311之斜坡式表面的較陡角度傾斜。此設計可提供具有如圖45b中所示之力-位移特性的接頭，其中在距離L1上，接頭具有第一勁度316，且在第二距離L2上，接頭具有第二勁度317，其中第二勁度小於第一勁 度。
雖然以上實例提供具有較高初始勁度及較低二次勁度的接頭，但藉由變化第一連接器及第二連接器中每一個之斜坡式表面之角度，可提供不同接頭特性，其中二次勁度小於、等於或大於初始勁度。
另外，雖然距離L1及△1在以上實例中相等，但該等距離可具有不同量級，使得第二連接器311之斜坡式表面在第一連接器310之斜坡式表面嚙合之前，期間或之後嚙合。在第二連接器之斜坡式表面在第一連接器之斜坡式表面嚙合時嚙合的情況下，此可用來在位移中兩個連接器之斜坡式表面經嚙合的部分上提供階梯式勁度特性。
雖然在先前實例中，已展示關聯連接的兩個1D連接器，但具有多於兩個並聯1D連接器的其他組態是可能的。藉由變化每一連接器之斜坡式面之嚙合點及角度，可獲得複雜的力-位移特性。
除使用並聯1D連接器之外，亦可使用二維連接器或旋轉連接器形成組合接頭。在並聯使用二維連接器的狀況下，如圖46a中針對1D連接器所示，斜坡式表面之大小及角度可針對每一連接器變化。在並聯使用旋轉連接器以產生組合接頭的狀況下，每一旋轉連接器可具有徑向分段之斜表面之不同角度、不同數目的分段或不同高度的分段。
在使用多個連接器且並聯的任何所描述的組合接頭中，不同夾持力亦可使用於不同連接器上，以便改變每一連接器之滑動阻力。
在1D連接器、二維連接器、旋轉連接器或變體、已描述的所有組合中任一者中，可在滑動表面之間添加特定潤滑劑以增加表面之耐久性且降低刮擦、擦傷或生銹之風險。潤滑劑可經選擇來提供對滑動表面處的摩擦係數的可預測且較佳最小的效應。藉由使用對滑動表面之間的摩擦係數的影響為已知或可精確地預測的油脂潤滑劑，力與位移之間的關係仍可使用以上所描述之公式計算。此類已知油脂或潤滑劑可不需要隨時間推移維護，且可維持恆定摩擦係數。
感測器整合
連接器可藉由諸如位移感測器或應變感測器的感測器儀器化。藉由感測器收集的資料可用於決定連接器之狀態，或用於決定連接器已經受的力。此感測資料隨後可在地震期間及地震之後用於建築及其他結構之結構健康監視中。
根據連接器中之力與位移之間的已描述的方程式及關係，感測連接器之組件之位移可允許相關聯力將被計算。
用於感測接頭位移之位移感測器25可如圖46a中所示地定位，以便感測第一組件2與第二組件3之間的相對位移。替代地，位移感測器25可如圖46b中所示地佈置，且可感測第三組件6a及6b之板之間的膨脹。在第三組件之板之間的位移經感測的情況下，斜坡之已知角度可用來計算第一組件與第二組件之間的相對位移，以便計算連接器已 經歷的負載力。
雖然圖46中關於1D連接器展示，但感測器25亦可合併至二維連接器或旋轉連接器中。在位移感測器25使用於二維連接器中的情況下，兩個位移感測器25可垂直置放且與連接器之滑動軸線對準。兩個感測器值之均方根隨後可使用於決定藉由二維連接器經歷的總力中。
用於在連接器中使用的位移感測器可選自電位計、線性變數微分變換器(LVDT)或微分可變磁阻轉換器(DVRT)感測器、門形柱樑量規或用於感測位移之其他通常使用的構件。
整合至連接器中的感測器可藉由線路供電或使用壓電或彈性產生器自供電。在感測器處感測的資訊可儲存在感測器處，或可藉由有線或無線構件傳輸至資料收集系統。示例性資料收集系統展示於圖46c中。感測器25可將感測資料傳輸至節點，該等節點隨後與閘道器或其他伺服器通訊。感測資訊可儲存在閘道器處且/或在閘道器處經處理。來自單個連接器的資料可與來自其他連接器的資料組合，以提供關於結構之部分或整體的聚合資訊。來自閘道器或其他伺服器的資訊隨後可由使用者存取。
優點
本發明之連接器在結構中之使用可幫助提供生命安全，但亦旨在最小化損害，使得建築可快速重新居住以用於事件後可服務性。連接器之使用將幫助：
‧消散能量(顯著地降低地震負載)
‧自定中心能力(在具有最小或無殘餘漂移的地震之後使結構恢復至該結構之初始位置)
‧提供高初始勁度(將結構之漂移限制在可服務性地震負載以下)
‧損害避免(諸如接頭故障，因此允許建築將在地震之後可再次使用)
‧提供成本有效解決方案(與具有自定中心能力之其他阻尼系統相比)
‧容易的設計、製造及現場安裝
本發明之在結構中的連接器可允許諸如由地震引起的一系列不同方向性運動及旋轉運動之阻尼。重要地，連接器允許阻尼此等方向性運動及旋轉運動，而不引起任何二次關聯運動。如圖27、圖30中展示為實例，連接器之組態允許輸入運動之阻尼，而不引起連接結構之間的任何二次運動。
連接器之使用提供自然地自定中心的解決方案。此意味，在阻尼輸入力之後，連接器經偏置以返回至該等連接器之原始組態。
與用於相同夾持力之習知摩擦接頭相比，本發明之連接器提供顯著地較大的能力。此可允許較小螺栓或較低數目之螺栓之使用，以達成相同能力，從而導致材料節省。
2‧‧‧第一組件/部件
3‧‧‧第二組件/部件
7‧‧‧彈性固定/彈性固定構件
10‧‧‧貝勒維爾(Belleville)墊圈/彈簧
13‧‧‧狹槽
18‧‧‧斜坡式表面
19‧‧‧墊圈
350‧‧‧停止表面

Claims (21)

  1. 一種滑動連接器，其係用以連接第一部件及第二部件，以便在該等部件之間允許因一外力而自一初始位置相對但有阻之移動，且亦完全返回該移動至該初始位置；該連接器包含或包括：一第一組件，其可連接至該第一部件，一第二組件，其可連接至該第二部件，及至少一彈性固定器，其係用以保持具有互相可滑動的斜坡式表面之該等兩個組件相連；其中該等互相可滑動的斜坡式表面可允許在該外力下在一第一方向的相對滑動，其特徵在於該相對滑動係傾斜於該彈性固定器之一壓縮力的方向而發生，使得在該外力中止時，該等組件被致使於一相反於該第一方向的方向上返回至其初始位置。
  2. 如請求項1之滑動連接器，其中為完全返回該等第一及第二組件之相對移動，該等互相可滑動的斜坡式表面之傾斜角度係傾斜至足以在該至少一彈性固定器之壓縮力下克服該等互相可滑動的斜坡式表面間之摩擦阻力。
  3. 如請求項1之滑動連接器，其中當該外力大於一臨限值力時，發生來自一初始位置的有阻移動。
  4. 如請求項1之滑動連接器，其中返回至該初始位置的速度係至少部分地藉著由該至少一彈性固定器提供之該壓縮力的大小來決定。
  5. 如請求項1至4中之任一項之滑動連接器，其中若θ係該等互相可滑動的斜坡式表面之一角度，且μs係靜摩擦之係數，則
    Figure 105115742-A0305-02-0058-2
    >μs。
  6. 如請求項1至4中之任一項之滑動連接器，其中該至少一彈性固定器各自包含一緊固件，及至少一偏置部件介入該緊固件與該第一組件及該第二組件之該總成，以施加一偏置力以引起相關聯彈性固定件之彈性保持。
  7. 如請求項1之滑動連接器，其中該第一組件及該第二組件各自呈現在一波形式中的斜坡式表面的一陣列。
  8. 如請求項1至4中之任一項之滑動連接器，其中該第一組件及該第二組件係適於且組配來相對於彼此繞一旋轉軸旋轉，該第一組件及該第二組件中之每一者包括互相接合表面以允許其間發生一斜坡式滑動，該等表面實質徑向地延伸至該旋轉軸。
  9. 一種滑動連接器，其係用以連接第一部件及第二部件，以便在該等部件之間允許因一外力而自一初始位置相對但有阻之移動，且亦完全返回該移動至該初始位置；該連接器包含或包括：一第一組件，其可連接至該第一部件；一第二組件；至少一第三組件，其在該第一組件與該第二組件中之每一者之至少一部份上方重疊或下方重疊，該第二組件與該至少一第三組件中之至少一者可連接至該第二 部件；至少一用以保持該第一組件與該第三組件相連的彈性固定器；至少一用以保持該第二組件與該第三組件相連的彈性固定器；其中該第一組件與該第三組件及該第二組件與該第三組件中之每一者之連續相互關係是相互的斜坡式表面，該等相互的斜坡式表面可允許在該外力下在該第一組件及該第三組件相對於彼此且該第二組件與該第三組件相對於彼此之一第一方向的相對滑動，其特徵在於該相對滑動係傾斜於相關聯的彈性固定器之一壓縮力的方向而發生，使得在該外力中止時，該等組件被致使於一相反於該第一方向的方向上返回至其初始位置。
  10. 如請求項9之滑動連接器，其中為完全返回該等第一及第二組件之相對移動，該等相互的斜坡式表面之傾斜角度係傾斜至足以在該等彈性固定器之壓縮力下克服該等相互的斜坡式表面間之摩擦阻力。
  11. 如請求項9之滑動連接器，其中當該外力大於一臨限值力時，發生來自一初始位置的有阻移動。
  12. 如請求項9之滑動連接器，其中返回至該初始位置的速度係至少部分地藉著由該等彈性固定器提供之該壓縮力的大小來決定。
  13. 如請求項9至12中之任一項之滑動連接器，其中若該等相互的斜坡式表面之一角度為θ，且靜摩擦力之係數為 μs，則tanθ>μs。
  14. 如請求項9至12中之任一項之滑動連接器，其中若該等相互的斜坡式表面之一角度為θ，且靜摩擦力之係數為μs，則
    Figure 105115742-A0305-02-0060-3
    >μ s 。
  15. 如請求項9至12中之任一項之滑動連接器，其中當該第一組件及該第三組件或該第二組件及該第三組件相對滑動時，並不會導致該第一部件與該第二部件相對於彼此於該連接器所彈性保持的方向位移。
  16. 如請求項9至12中之任一項之滑動連接器，其中該等彈性固定器各自包含一單頭式緊固件或一雙頭式緊固件，及至少一偏置部件在該一頭部或兩個頭部之間介入該緊固件與第一組件及第三組件之該總成，以施加一偏置力以引起相關聯彈性固定件之彈性保持。
  17. 如請求項9至12中之任一項之滑動連接器，其中有該等三個組件中之兩個組件彼此作用為具有該等彈性固定器之一彈性可膨脹夾鉗以夾置至少部份之該第一組件與該第二組件。
  18. 如請求項9至12中之任一項之滑動連接器，其中該第一組件及該第三組件係適於且組配來以一線性平移方式相對於彼此移動。
  19. 如請求項9至12中之任一項之滑動連接器，其中該第一組件及該第二組件各自呈現在一波形式中的斜坡式表面的一陣列，至少一第三組件呈現在一波形式中的多個 互補斜坡式表面的一陣列，以與呈現在一波形式中的多個互補斜坡式表面的一陣列接合，以與該第一組件之該陣列與該第二組件之該陣列接合。
  20. 如請求項19之滑動連接器，其中該等斜坡式表面及彈性固定器係適於且組配來在鄰近組件之滑動在施加一力時允許上拱，以使該第三組件相對於該第一組件且抵靠該等彈性固定器之該偏置移動，仍朝向一平衡位置偏置該等滑動組件。
  21. 如請求項9之滑動連接器，其中該第一組件及該第三組件係適於且組配來相對於彼此繞一旋轉軸旋轉，該第一組件及該第二組件或該第三組件中之每一者包括互相接合表面以允許其間發生一斜坡式滑動，該等表面實質徑向地延伸至該旋轉軸。
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