特開 2024-142278 クレビス継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142278

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】クレビス継手

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/16 20060101AFI20241003BHJP

   F16C 11/04 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F16D3/16 G

F16C11/04 V

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054411

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】黒坂 隆太

(72)【発明者】

【氏名】増井 亮介

(72)【発明者】

【氏名】野口 泰隆

(72)【発明者】

【氏名】野上 裕

(72)【発明者】

【氏名】藤田 卓也

【テーマコード（参考）】

3J105

【Ｆターム（参考）】

3J105AA04

3J105AA06

3J105AB09

3J105AC01

(57)【要約】

【課題】ピン孔の周辺に発生する応力を低減できるクレビス継手を提供する。
【解決手段】クレビス継手（１００）は第１クレビス（１）と第２クレビス（２）とピン（３）を備える。第１クレビス（１）は２つの第１本体部（１２ａ，１２ｂ）を含み、ピン（３）が挿入される第１孔（１２１ａ，１２１ｂ）を有する。第２クレビス（２）は第２本体部（２２）を含み、ピン（３）が挿入される第２孔（２２１）を有する。第１本体部（１２ａ，１２ｂ）のうち第１孔（１２１ａ，１２１ｂ）の端部（１２２ａ，１２２ｂ）、及び第２本体部（２２）のうち第２孔（２２１）の両端部（２２２，２２３）に、面取り（４）が設けられる。面取り（４）は、軸方向の面取り長さＬが径方向の面取り長さＤよりも大きい。面取り長さＬは、第２本体部（２２）の板厚（ｔ０）の４．２～１４％である。面取り長さＤは、第２孔（２２１）の直径（ｄ０）の０．１～１．０％である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの第１本体部を含み、前記２つの第１本体部の各々に第１孔を有する第１クレビスと、
前記２つの第１本体部の間に配置される第２本体部を含み、前記第２本体部に前記第１孔と同じ直径の第２孔を有する第２クレビスと、
前記第１孔及び前記第２孔に挿入されるピンと、を備え、
前記２つの第１本体部のうち前記第１孔の前記第２本体部側の端部、及び前記第２本体部のうち前記第２孔の両端部に、面取りが設けられ、
前記面取りは、前記ピンの軸方向における面取り長さＬが、前記ピンの径方向における面取り長さＤよりも大きく、
前記面取り長さＬは、前記第２本体部の板厚の４．２％～１４％であり、
前記面取り長さＤは、前記第２孔の前記直径の０．１％～１．０％である、クレビス継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、クレビス継手に関する。

【背景技術】

【0002】

２つの部材を接続する継手として、クレビス継手が知られている。一般に、クレビス継手は、二山クレビスと一山クレビスとをピンを介して組合せることで、自由度を持つ関節を形成することができる。クレビス継手は、しばしばシリンダやボールねじのような直線運動をする部材の端部に取り付けられる。そのため、クレビスは、直線運動に起因した引張荷重及び圧縮荷重により大きな負荷を受けやすい。過大な負荷によってクレビスが塑性変形すると、クレビスで接続されている部材の性能が低下するおそれがあり、場合によっては、クレビスが破損するおそれがある。

【0003】

クレビス継手は、ダンパと建物とを接続するために使用することができる。ダンパとしては、ボールねじを用いた渦電流式ダンパや、油圧シリンダを用いた流体式ダンパなどが用いられる。

【0004】

例えば、特開２０１０－７６８５号公報（特許文献１）、及び特開２００６－３８１１７号公報（特許文献２）には、オイルダンパのジョイント部構造が記載されている。これらの特許文献１及び２のジョイント部構造は、クレビスを含む特殊な継手構造を有する。このジョイント部構造により、建物の架構からオイルダンパに加わる面外方向の力を逃がすことができる、と特許文献１及び２に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－７６８５号公報

【特許文献2】特開２００６－３８１１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば、ダンパと建物とを接続するクレビス継手において、地震などで建物に大きな揺れが発生したとき、クレビスは過大な負荷を受ける。具体的には、一山クレビスが建物側に取り付けられ、二山クレビスがダンパ本体側に取り付けられる場合、ピンを介して接続される一山クレビス及び二山クレビスにおいて、ピン孔の周辺に高い応力が発生する。この応力がクレビスの材料の降伏点を超えると、クレビスはピン孔の周辺から塑性変形を始める。塑性変形が起こると、その変形は除荷後にも残り続け、ピン孔に対しピンのガタツキが発生する。これにより、建物からダンパへの荷重伝達効率が低下し、ダンパの性能が低下するおそれがある。また、ピン孔の周辺に発生する応力がクレビスの材料の引張強度を超えると、クレビスが破損するおそれがある。

【0007】

特許文献１及び２では、クレビスの塑性変形について着目されていない。当然に、特許文献１及び２には、その塑性変形がクレビスのピン孔の周辺に発生する応力に起因することも着目されていない。

【0008】

本開示の目的は、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力を低減することができるクレビス継手を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示に係るクレビス継手は、第１クレビスと、第２クレビスと、ピンとを備える。第１クレビスは、２つの第１本体部を含む。第１クレビスは、２つの第１本体部の各々に第１孔を有する。第２クレビスは、２つの第１本体部の間に配置される第２本体部を含む。第２クレビスは、第２本体部に第１孔と同じ直径の第２孔を有する。ピンは、第１孔及び第２孔に挿入される。２つの第１本体部のうち第１孔の第２本体部側の端部、及び第２本体部のうち第２孔の両端部に、面取りが設けられる。面取りは、ピンの軸方向における面取り長さＬが、ピンの径方向における面取り長さＤよりも大きい。面取り長さＬは、第２本体部の板厚の４．２％～１４％である。面取り長さＤは、第２孔の直径の０．１％～１．０％である。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係るクレビス継手によれば、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力を低減することができる。その結果、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力に起因するクレビスの塑性変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態に係るクレビス継手の一例を示す正面図である。

【図2】図２は、図１に示すクレビス継手の断面図である。

【図3】図３は、図２の一部を拡大した断面図である。

【図4】図４は、クレビス継手に引張荷重が作用したときの様子を示す模式図である。

【図5】図５は、クレビス継手に圧縮荷重が作用したときの様子を示す模式図である。

【図6】図６は、実施例の解析において測定点を示す模式図である。

【図7】図７は、実施例における解析結果を示す図である。

【図8】図８は、実施例における解析結果を示す図である。

【図9】図９は、実施例における解析結果を示す図である。

【図10】図１０は、実施例における解析結果を示す図である。

【図11】図１１は、実施例における解析結果を示す図である。

【図12】図１２は、実施例における解析結果を示す図である。

【図13】図１３は、実施例における解析結果を示す図である。

【図14】図１４は、実施例における解析結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

従来、ピンを介して接続された一山クレビス及び二山クレビスで構成されるクレビス継手について、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力を低減することは着目されていなかった。そのため、本発明者らは、試行錯誤で数々の試験及び解析を実施し、その結果、一山クレビスにおいてピン孔の両端部に高い応力が発生し、二山クレビスにおいてピン孔の一山クレビス側の端部に高い応力が発生することを突き止めた。さらに、本発明者らは、各ピン孔の端部に発生する応力を低減するため、ピン孔の形状と発生応力の関係を調査した。具体的には、本発明者らは、ピン孔の周辺における応力集中を低減する観点から、クレビスのうちピン孔の端部に面取りを設けることを思いつき、面取り無し、及び面取り有りなど、様々な形状の面取りについて、鋭意検討を重ねた。その結果、下記の知見を得た。

【0013】

面取り長さをピン孔の軸方向と径方向とで異なるようにすればよい。特に、ピン孔の軸方向の面取り長さをピン孔の径方向の面取り長さよりも大きくするとともに、ピン孔の軸方向の面取り長さ、及びピン孔の径方向の面取り長さを、それぞれ適当な範囲内に制限すれば、応力の低減効果が高まる。ここで、ピンはピン孔に挿入されるため、ピン孔の軸方向はピンの軸方向に相当し、ピン孔の径方向はピンの径方向に相当する。

【0014】

本開示に係るクレビス継手は、上記知見に基づいて完成されたものである。以下、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本開示の実施形態について例を挙げて説明するが、本開示は以下で説明する例に限定されない。以下の説明において特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本開示はそれらの例示に限定されない。

【0015】

本開示の実施形態に係るクレビス継手は、第１クレビスと、第２クレビスと、ピンとを備える。第１クレビスは、２つの第１本体部を含む。第１クレビスは、２つの第１本体部の各々に第１孔を有する。第２クレビスは、２つの第１本体部の間に配置される第２本体部を含む。第２クレビスは、第２本体部に第１孔と同じ直径の第２孔を有する。ピンは、第１孔及び第２孔に挿入される。２つの第１本体部のうち第１孔の第２本体部側の端部、及び第２本体部のうち第２孔の両端部に、面取りが設けられる。面取りは、ピンの軸方向における面取り長さＬが、ピンの径方向における面取り長さＤよりも大きい。面取り長さＬは、第２本体部の板厚の４．２％～１４％である。面取り長さＤは、第２孔の直径の０．１％～１．０％である（第１の構成）。

【0016】

第１の構成では、クレビス継手は、２つの第１本体部を含む第１クレビスと、１つの第２本体部を含む第２クレビスとを備え、第１クレビスの第１本体部と第２クレビスの第２本体部とが、第１孔及び第２孔に挿入されたピンを介して接続されている。すなわち、クレビス継手は、二山クレビスと、一山クレビスとを備え、二山クレビスと一山クレビスとが、各孔に挿入されたピンを介して接続されている。ピンを介して接続された第１クレビスの第１本体部及び第２クレビスの第２本体部において、第１孔の第２本体部側の端部及び第２孔の両端部に面取りが設けられている。面取りは、ピンの径方向における面取り長さＤと比較して、ピンの軸方向における面取り長さＬが大きくなるように形成されている。さらに、面取り長さＬは、１つの第２本体部の板厚の４．２％～１４％であり、面取り長さＤは、第２孔の直径の０．１％～１．０％である。要するに、第１クレビス及び第２クレビスのうち各孔（第１孔及び第２孔）の端部において、面取り長さＬ（軸方向の面取り長さ）が面取り長さＤ（径方向の面取り長さ）よりも大きい面取りが設けられ、面取り長さＬ及び面取り長さＤがそれぞれ適当な範囲内に制限されている。したがって、第１の構成に係るクレビス継手によれば、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力を低減することができる。その結果、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力に起因するクレビスの塑性変形を抑制することができる。

【0017】

以下、本開示の実施形態に係るクレビス継手について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。

【0018】

図１は、本実施形態に係るクレビス継手の一例を示す正面図である。図１を参照して、クレビス継手１００は、第１クレビス１と、第２クレビス２と、ピン３とを備える。クレビス継手１００は、２つの部材（図示略）を接続する継手である。例えば、２つの部材の一方をダンパとし、他方を建物の架構とすることができる。ダンパとして、例えば、渦電流式ダンパを用いることができる。あるいは、ダンパとして、流体式ダンパを用いることができる。ただし、クレビス継手１００によって接続される対象は、ダンパ及び建物に限定されず、自動車部品などであってもよい。

【0019】

第１クレビス１は、ベース部１１と、２つの第１本体部１２ａ，１２ｂとを含む。ベース部１１は、クレビス継手１００によって接続される２つの部材の一方、例えばダンパ本体に取り付けられる。ベース部１１は、板状を有する。ただし、ベース部１１の形状は、他の形状であってもよい。２つの第１本体部１２ａ，１２ｂは、ベース部１１の表面から突出している。２つの第１本体部１２ａ，１２ｂは、ベース部１１と強固に接合されている。接合方法は、例えば溶接である。

【0020】

２つの第１本体部１２ａ，１２ｂは、板状を有する。２つの第１本体部１２ａ，１２ｂは、クレビス継手１００の中心線ＣＬに対し、互いに反対側に配置されている。また、２つの第１本体部１２ａ，１２ｂは、互いに対向し、一定の間隔をあけて並列に配置されている。第１本体部１２ａは、中心線ＣＬに対し、第１本体部１２ｂと対称な形状を有する。ただし、第１本体部１２ａの形状は、第１本体部１２ｂと対称でなくてもよい。すなわち、第１本体部１２ａの形状は、第１本体部１２ｂと異なっていてもよい。

【0021】

２つの第１本体部１２ａ，１２ｂは、それぞれ第１孔１２１ａ，１２１ｂを有する。第１孔１２１ａは、第１本体部１２ａを板厚方向に貫通する。これと同様に、第１孔１２１ｂは第１本体部１２ｂを板厚方向に貫通する。第１孔１２１ａは、第１孔１２１ｂと同一軸上に設けられている。第１孔１２１ａの直径は、第１孔１２１ｂの直径と実質的に同じである。このような第１クレビス１は、いわゆる二山クレビスである。

【0022】

第２クレビス２は、ベース部２１と、１つの第２本体部２２とを含む。ベース部２１は、クレビス継手１００によって接続される２つの部材の他方、例えば建物の架構や基礎に取り付けられる。ベース部２１は、板状を有する。ただし、ベース部２１の形状は、他の形状であってもよい。第２本体部２２は、ベース部２１の表面から突出している。第２本体部２２は、ベース部２１と強固に接合されている。接合方法は、例えば溶接である。

【0023】

第２本体部２２は、板状を有する。第２本体部２２は、クレビス継手１００の中心線ＣＬと重なるように配置されている。また、第２本体部２２は、第１本体部１２ａと第１本体部１２ｂとの間に配置されている。第２本体部２２と第１本体部１２ａとの間、及び第２本体部２２と第１本体部１２ｂとの間には、比較的小さい隙間が設けられている。第２本体部２２の板厚は、第１本体部１２ａ，１２ｂの板厚よりも大きい。

【0024】

第２本体部２２は、第２孔２２１を有する。第２孔２２１は、第２本体部２２を板厚方向に貫通する。第２孔２２１は、２つの第１孔１２１ａ，１２１ｂと同一軸上に設けられている。第２孔２２１の直径は、２つの第１孔１２１ａ，１２１ｂの直径と実質的に同じである。このような第２クレビス２は、いわゆる一山クレビスである。

【0025】

ピン３は、円柱状を有する。ピン３の直径は、第１孔１２１ａ，１２１ｂ、及び第２孔２２１の各直径よりも僅かに小さい。ピン３は、第１本体部１２ａの第１孔１２１ａ、第２本体部２２の第２孔２２１、及び第１本体部１２ｂの第１孔１２１ｂに挿入される。各孔１２１ａ，２２１，１２１ｂに挿入されたピン３によって、第１本体部１２ａ，１２ｂと第２本体部２２とが接続される。すなわち、ピン３によって、第１クレビス１と第２クレビス２とが接続される。これにより、第１クレビス１は、第２クレビス２に対してピン３の軸周りに回動可能に構成される。なお、図示は省略しているが、ピン３の両端には、抜け防止用の金具が取り付けられる。

【0026】

図２及び図３を参照して、本実施形態に係るクレビス継手１００の構成をさらに説明する。図２は、図１に示すクレビス継手１００の断面図である。図３は、図２の一部を拡大した断面図である。図２及び図３には、クレビス継手１００をピン３の軸心に沿って切断したときの断面が示される。図３には、第１本体部１２ａの第１孔１２１ａ、第２本体部２２の第２孔２２１、及びピン３の様子が示される。

【0027】

図２を参照して、第１本体部１２ａにおいて、第１孔１２１ａの第２本体部２２側の端部１２２ａに面取りが設けられている。すなわち、第１本体部１２ａにおいて、面取りは、第１孔１２１ａの内側の端部１２２ａに設けられている。さらに、第１本体部１２ａにおいて、第１孔１２１ａの外側の端部１２３ａに面取りが設けられていてもよい。

【0028】

第１本体部１２ｂにおいて、第１孔１２１ｂの第２本体部２２側の端部１２２ｂに面取りが設けられている。すなわち、第１本体部１２ｂにおいて、面取りは、第１孔１２１ｂの内側の端部１２２ｂに設けられている。さらに、第１本体部１２ｂにおいて、第１孔１２１ｂの外側の端部１２３ｂに面取りが設けられていてもよい。

【0029】

第２本体部２２において、第２孔２２１の第１本体部１２ａ側の端部２２２に面取りが設けられている。また、第２本体部２２において、第２孔２２１の第１本体部１２ｂ側の端部２２３に面取りが設けられている。すなわち、第２本体部２２において、面取りは、第２孔２２１の両端部２２２，２２３に設けられている。

【0030】

図３を参照して、第２本体部２２において第２孔２２１の第１本体部１２ａ側の端部２２２に設けられた面取り４は、一定の角度で傾斜したテーパ面を有している。面取り４において、面取り長さＬは面取り長さＤよりも大きい。本明細書において、面取り長さＬは、ピン３の軸方向における面取り長さを意味し、面取り長さＤは、ピン３の径方向における面取り長さを意味する。軸方向の面取り長さＬは、第２本体部２２の板厚ｔ０（図２）の４．２％～１４％である。径方向の面取り長さＤは、第２孔２２１の直径ｄ０（図２）の０．１％～１．０％である。

【0031】

第１本体部１２ａにおいて第１孔１２１ａの第２本体部２２側の端部１２２ａに設けられた面取り４も、第２本体部２２において第２孔２２１の端部２２２に設けられた面取り４と同様の構成を有する。このような面取り４の構成は、第２本体部２２において第２孔２２１の第１本体部１２ｂ側の端部２２３に設けられた面取り、及び第１本体部１２ｂにおいて第１孔１２１ｂの第２本体部２２側の端部１２２ｂに設けられた面取りにも共通である。

【0032】

第１本体部１２ａにおいて、第１孔１２１ａの外側（すなわち端部１２２ａの反対側）の端部１２３ａに面取りが設けられてもよい。例えば、ピン３を挿入しやすくするため、第１孔１２１ａの外側の端部１２３ａにいわゆるＣ面取り、つまり角度４５°で傾斜したテーパ面を有する面取りが設けられてもよい。第１本体部１２ｂにおいて、第１孔１２１ｂの外側の端部１２３ｂに設けられる場合も、同様のことが言える。

【0033】

［効果］
ピンを介して接続された二山クレビス（第１クレビス１）及び一山クレビス（第２クレビス２）で構成されるクレビス継手では、引張荷重及び圧縮荷重が作用することにより、クレビスのピン孔の周辺に高い応力が発生する。図４及び図５を参照して、その様子を具体的に説明する。図４は、クレビス継手に引張荷重が作用したときの様子を示す模式図である。図５は、クレビス継手に圧縮荷重が作用したときの様子を示す模式図である。言い換えると、図４及び図５は、図２に相当する断面図である。図４及び図５には、荷重の負荷される方向を矢印で示し、高い応力が発生している部分に塗潰しを付している。

【0034】

図４を参照して、クレビス継手１００に引張荷重が負荷された場合、第２クレビス２の第２本体部２２において、第２孔２２１の両端部２２２，２２３のうちピン３に対してベース部２１の反対側の部分に、ピン３が強く接触し、当該両端部２２２，２２３に高い応力が発生する。この反作用により、第１クレビス１の第１本体部１２ａ，１２ｂにおいて、第１孔１２１ａ，１２１ｂの第２クレビス２側の端部１２２ａ，１２２ｂのうちピン３に対してベース部１１の反対側の部分に、ピン３が強く接触し、当該端部１２２ａ，１２２ｂに高い応力が発生する。

【0035】

図５を参照して、クレビス継手１００に圧縮荷重が負荷された場合、第２クレビス２の第２本体部２２において、第２孔２２１の両端部２２２，２２３のうちピン３に対してベース部２１側の部分に、ピン３が強く接触し、当該両端部２２２，２２３に高い応力が発生する。この反作用により、第１クレビス１の第１本体部１２ａ，１２ｂにおいて、第１孔１２１ａ，１２１ｂの第２クレビス２側の端部１２２ａ，１２２ｂのうちピン３に対してベース部１１側の部分に、ピン３が強く接触し、当該端部１２２ａ，１２２ｂに高い応力が発生する。

【0036】

このような状況に対し、本実施形態に係るクレビス継手１００は、２つの第１本体部１２ａ，１２ｂを含む第１クレビス１と、１つの第２本体部２２を含む第２クレビス２とを備え、第１本体部１２ａ，１２ｂと第２本体部とが、第１孔１２１ａ，１２１ｂ及び第２孔２２１に挿入されたピン３を介して接続されている。すなわち、クレビス継手１００は、二山クレビスと、一山クレビスとを備え、二山クレビスと一山クレビスとが、各孔１２１ａ，１２１ｂ，２２１に挿入されたピン３を介して接続されている。ピン３を介して接続された第１本体部１２ａ，１２ｂ及び第２本体部２２において、第１孔１２１ａ，１２１ｂの第２本体部２２側の端部１２２ａ，１２２ｂ、及び第２孔２２１の両端部２２２，２２３に面取り４が設けられている。

【0037】

面取り４は、ピン３の径方向における面取り長さＤと比較して、ピン３の軸方向における面取り長さＬが大きくなるように形成されている。さらに、軸方向の面取り長さＬは、１つの第２本体部２２の板厚ｔ０の４．２％～１４％であり、径方向の面取り長さＤは、第２孔２２１の直径ｄ０の０．１％～１．０％である。要するに、第１クレビス１の第１孔１２１ａ，１２１ｂにおける第２本体部２２側の端部１２２ａ，１２２ｂ及び第２クレビス２の第２孔２２１における第１本体部１２ａ，１２ｂ側の端部２２２，２２３において、面取り長さＬ（軸方向の面取り長さ）が面取り長さＤ（径方向の面取り長さ）よりも大きい面取り４が設けられ、面取り長さＬ及び面取り長さＤがそれぞれ適当な範囲内に制限されている。したがって、本実施形態に係るクレビス継手１００によれば、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力を低減することができる。その結果、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力に起因するクレビスの塑性変形を抑制することができる。

【0038】

面取り４における軸方向の面取り長さＬが、第２本体部２２の板厚ｔ０の７．１％～１４％であれば、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力をより低減することができる。したがって、面取り長さＬは、第２本体部２２の板厚ｔ０の７．１％～１４％であることが好ましい。また、面取り４における径方向の面取り長さＤが、第２孔２２１の直径ｄ０の０．１％～０．３％であれば、クレビスのピン孔の周辺に発生する応力をより低減することができる。したがって、面取り長さＤは、第２孔２２１の直径ｄ０の０．１％～０．３％であることが好ましい。

【実施例0039】

本実施形態に係るクレビス継手１００の効果を検証するため、弾性ＦＥＭ解析（Ａｂａｑｕｓ Ｖｅｒ．２０１７：Ｄａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ Ｋ．Ｋ．製）を実施した。具体的には、ダンパと建物とを接続するクレビス継手を模擬した解析を行った。さらに、ダンパ以外の用途で用いられるクレビス継手を模擬した解析を行った。ダンパ用のクレビス継手の解析では、実際のサイズを想定した解析モデル１を作成した。この解析モデル１では、第２クレビス（一山クレビス）について、第２本体部の板厚ｔ０を７０ｍｍとし、第２孔の直径ｄ０を９０ｍｍとし、ベース部の板厚を４８ｍｍとした。第１クレビス（二山クレビス）について、第１本体部の板厚を４０ｍｍとし、第１本体部間の距離を７６ｍｍとし、第１孔の直径を第２孔の直径ｄ０と同じ９０ｍｍとした。ピンの直径を９０ｍｍとした。第１クレビス、第２クレビス、及びピンは、全て弾性体とした。ダンパ以外の用途のクレビス継手の解析では、解析モデル１と相似形でそのサイズを解析モデル１に対して１／５に縮小した解析モデル２を作成した。この解析モデル２では、例えば、第２本体部の板厚ｔ０は１４ｍｍ（＝７０ｍｍ×１／５）であり、第２孔の直径ｄ０は１８ｍｍ（＝９０ｍｍ×１／５）であった。

【0040】

解析モデル１，２に対し、ピン孔の端部に面取りを導入し、クレビスに１５０ｔｏｎｆ（１４７０ｋＮ）の引張荷重又は圧縮荷重を与える弾性解析を実施した。その際、面取り長さＤ及び面取り長さＬを変化させ、クレビスのピン孔の周辺に発生した相当応力を調査した。引張荷重を負荷した場合、第２クレビスにおいて、軸方向に沿って見て、第２孔の端部のうちピンに対してベース部の反対側の頂上を含む１８０°の範囲において、高い応力が分布した。圧縮荷重を負荷した場合、第２クレビスにおいて、軸方向に沿って見て、第２孔の端部のうちピンに対してベース部側の頂上を含む９０°の範囲において、高い応力が分布した。これらの範囲において、面取り端部における節点の平均相当応力を算出し、この平均相当応力を比較することによって応力低減効果を評価した。図６に、平均相当応力を算出した節点の位置を丸印で示す。図６に示すように、節点は、面取り４のテーパ面と孔２２１，１２１ａ，１２１ｂとの交点である。図７～図１４に結果を示す。

【0041】

図７～図１０は、面取り長さＬの影響についてまとめた図である。図７及び図８には、モデル１の解析結果が示される。これらのうち、図７には、圧縮荷重を負荷した場合の結果が示され、図８には、引張荷重を負荷した場合の結果が示される。図９及び図１０には、モデル１に対して１／５縮小サイズのモデル２の解析結果が示される。これらの図のうち、図９には、圧縮荷重を負荷した場合の結果が示され、図１０には、引張荷重を負荷した場合の結果が示される。

【0042】

図１１～図１４は、面取り長さＤの影響についてまとめた図である。図１１及び図１２には、モデル１の解析結果が示される。これらのうち、図１１には、圧縮荷重を負荷した場合の結果が示され、図１２には、引張荷重を負荷した場合の結果が示される。図１３及び図１４には、モデル１に対して１／５縮小サイズのモデル２の解析結果が示される。これらの図のうち、図１３には、圧縮荷重を負荷した場合の結果が示され、図１４には、引張荷重を負荷した場合の結果が示される。

【0043】

図７に示すように、モデル１の圧縮荷重負荷において、面取り長さＤ及び面取り長さＬを１ｍｍとした場合、つまりダンパ用のクレビス継手においてピン孔に施される一般的なＣ面取りの場合、第２クレビスでの応力は６９６ＭＰａであり、第１クレビスでの応力は、第２クレビスでの応力よりも小さくて５１２ＭＰａであった。また、面取りを施さない場合、つまり面取り長さＬが０ｍｍの場合、第２クレビスでの応力は６７８ＭＰａであり、Ｃ面取りの場合と比較して小さくなった。またこの場合、第１クレビスでの応力は、第２クレビスでの応力よりも小さくて４４９ＭＰａであり、Ｃ面取りの場合と比較して小さくなった。これに対して、面取り長さＤを０．１ｍｍ又は０．３ｍｍに固定した条件では、第２クレビス及び第１クレビスでの応力は、いずれも、面取り長さＬが１０ｍｍ程度以下であれば、Ｃ面取り及び面取りなしの場合と比較して小さくなった。

【0044】

この結果より、モデル１の圧縮荷重負荷において、面取り長さＬが面取り長さＤよりも大きくて、面取り長さＬが１０ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力及び第１クレビスでの応力は、いずれも、Ｃ面取り及び面取りなしの場合と比較して小さくなった。さらに、面取り長さＬが３ｍｍ程度以上であれば、第２クレビスでの応力は、面取りなしの場合と比較して、１０％以上小さくなった。特に、面取り長さＬが５ｍｍ程度以上、１０ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力は、面取りなしの場合と比較して、面取り長さＤが０．１ｍｍのときは２２％以上も小さくなり、面取り長さＤが０．３ｍｍのときでも１９％以上小さくなった。第２クレビスでの応力は、第１クレビスでの応力よりも大きかった。

【0045】

図８に示すように、モデル１の引張荷重負荷において、面取り長さＤ及び面取り長さＬを１ｍｍとした場合、つまりＣ面取りの場合、第２クレビスでの応力は７０４ＭＰａであり、第１クレビスでの応力は、第２クレビスでの応力よりも小さくて６０９ＭＰａであった。また、面取りを施さない場合、つまり面取り長さＬが０ｍｍの場合、第２クレビスでの応力は６８２ＭＰａであり、Ｃ面取りの場合と比較して小さくなった。またこの場合、第１クレビスでの応力は、第２クレビスでの応力よりも小さくて５９６ＭＰａであり、Ｃ面取りの場合と比較して小さくなった。これに対して、面取り長さＤを０．１ｍｍ又は０．３ｍｍに固定した条件では、第２クレビス及び第１クレビスでの応力は、面取り長さＬが１０ｍｍ程度以下であれば、Ｃ面取り及び面取りなしの場合と比較して小さくなった。

【0046】

この結果より、モデル１の引張荷重負荷において、面取り長さＬが面取り長さＤよりも大きくて、面取り長さＬが１０ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力及び第１クレビスでの応力は、いずれも、Ｃ面取り及び面取りなしの場合と比較して小さくなった。さらに、面取り長さＬが３ｍｍ程度以上であれば、第２クレビスでの応力は、面取りなしの場合と比較して、１０％以上小さくなった。特に、面取り長さＬが５ｍｍ程度以上、１０ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力は、面取りなしの場合と比較して、面取り長さＤが０．１ｍｍのときは１５％以上小さくなり、面取り長さＤが０．３ｍｍのときでも１２％以上小さくなった。第２クレビスでの応力の大半は、第１クレビスでの応力よりも大きかった。

【0047】

図９に示すモデル２の圧縮荷重負荷において、面取り長さＬに対する第２クレビスでの応力及び第１クレビスでの応力は、図７に示すモデル１の圧縮荷重負荷のときとほぼ同様の傾向であった。また、図１０に示すモデル２の引張荷重負荷において、面取り長さＬに対する第２クレビスでの応力及び第１クレビスでの応力は、図８に示すモデル１の引張荷重負荷のときとほぼ同様の傾向であった。

【0048】

次に、図１１に示すように、モデル１の圧縮荷重負荷において、面取り長さＬを５．０ｍｍ又は７．０ｍｍに固定した条件では、第２クレビス及び第１クレビスでの応力は、面取り長さＤが０．９ｍｍ程度以下であれば、Ｃ面取り及び面取りなしの場合と比較して小さくなった。

【0049】

この結果より、モデル１の圧縮荷重負荷において、面取り長さＬが面取り長さＤよりも大きくて、面取り長さＤが０．９ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力及び第１クレビスでの応力は、いずれも、Ｃ面取り及び面取りなしの場合と比較して小さくなった。特に、面取り長さＤが０．１ｍｍ程度以上、０．９ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力は、面取りなしの場合と比較して、１７％以上小さくなった。第２クレビスでの応力は、第１クレビスでの応力よりも大きかった。

【0050】

図１２に示すように、モデル１の引張荷重負荷において、面取り長さＬを５．０ｍｍ又は７．０ｍｍに固定した条件では、第２クレビス及び第１クレビスでの応力は、面取り長さＬが０．９ｍｍ程度以下であれば、Ｃ面取り及び面取りなしの場合と比較して小さくなった。

【0051】

この結果より、モデル１の引張荷重負荷において、面取り長さＬが面取り長さＤよりも大きくて、面取り長さＤが０．９ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力及び第１クレビスでの応力は、いずれも、Ｃ面取り及び面取りなしの場合と比較して小さくなった。特に、面取り長さＤが０．１ｍｍ程度以上、０．９ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力は、面取りなしの場合と比較して、８％以上小さくなった。特に、面取り長さＤが０．１ｍｍ程度以上、０．３ｍｍ程度以下であれば、第２クレビスでの応力は、面取りなしの場合と比較して、面取り長さＬが５．０ｍｍのときは１１％以上小さくなり、面取り長さＬが７．０ｍｍのときは１６％以上小さくなった。第２クレビスでの応力は、その大半が第１クレビスでの応力よりも大きかった。

【0052】

図１３に示すモデル２の圧縮荷重負荷において、面取り長さＤに対する第２クレビスでの応力及び第１クレビスでの応力は、図１１に示すモデル１の圧縮荷重負荷のときとほぼ同様の傾向であった。また、図１４に示すモデル２の引張荷重負荷において、面取り長さＤに対する第２クレビスでの応力及び第１クレビスでの応力は、図１２に示すモデル１の引張荷重負荷のときとほぼ同様の傾向であった。

【0053】

上述した通り、図７及び図８に示すモデル１の結果と、図９及び図１０に示すモデル２の結果とを比較すると、同様の傾向であった。これより、応力低減効果が大きくなる好適な面取り量は、絶対寸法ではなく、クレビスの大きさに比例して変化することが明らかとなった。これはダンパ用のクレビス継手に限らず、大きさの異なる様々な用途に用いられるクレビスでも同様の応力低減効果が見込める結果である。

【0054】

ピン孔の周辺の応力集中は、ピンとの接触に起因して発生するため、その発生応力にはピンの大きさや、ピンとクレビスの接触面積が影響すると考えられる。また、上述した通り、第２クレビスでの応力は第１クレビスでの応力より大きいため、第２クレビスにおいてピンとの接触の影響がより大きくなると考えられる。このため、面取り長さＤ及びＬは、第２クレビスの第２孔２２１の直径ｄ０、及び第２本体部２２の板厚ｔ０によって好適な範囲が変化すると推測される。そこで、今回の解析結果より、面取り長さＤ及びＬの好適な範囲を検討した。

【0055】

まず、面取り長さＤについて、面取りによる応力低減効果は、上記の通り、第２クレビス（一山クレビス）で特に大きい。そのため、第２クレビスの結果をもとに面取り長さの好適な範囲を決定した。図７及び図８に示すように、モデル１を用いた解析結果より、面取り長さＬが、３ｍｍ程度以上、１０ｍｍ程度以下であれば、Ｃ面取り及び面取りの無い条件で荷重を負荷した時と比べて、発生応力を低減させることができる。よって、面取り長さＬは、第２クレビス（一山クレビス）の第２本体部の板厚ｔ０の４．２～１４％の範囲にすることで十分な応力低減効果が得られる。さらに、面取り長さＬが、５ｍｍ程度以上、１０ｍｍ程度以下であれば、発生応力をより低減させることができる。したがって、面取り長さＬのより好ましい範囲は、第２本体部の板厚ｔ０の７．１～１４％である。

【0056】

図１１及び図１２に示すように、モデル１を用いた解析結果より、面取り長さＤが、０．１ｍｍ程度以上、０．９ｍｍ程度以下であれば、Ｃ面取り及び面取りの無い条件で荷重を負荷した時と比べて、発生応力を低減させることができる。よって、面取り長さＤは、ピン孔（第２孔）の直径ｄ０の０．１～１．０％の範囲にすることで十分な応力低減効果が得られる。さらに、面取り長さＤが、０．１ｍｍ程度以上、０．３ｍｍ程度以下であれば、発生応力をより低減させることができる。したがって、面取り長さＤのより好ましい範囲は、第２孔の直径ｄ０の０．１～０．３％である。

【0057】

以上、本開示に係る実施形態を説明した。しかしながら、上述した実施形態は例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0058】

１００：クレビス継手
１：第１クレビス
１２ａ，１２ｂ：第１本体部
１２１ａ，１２１ｂ：第１孔
１２２ａ，１２３ａ，１２２ｂ，１２３ｂ：端部
２：第２クレビス
２２：第２本体部
ｔ０：板厚
２２１：第２孔
ｄ０：直径
２２２，２２３：端部
３：ピン
４：面取り
Ｌ：面取り長さ
Ｄ：面取り長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】