(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなり、厚み方向において互いに反対側に設けられた第１面および第２面を有する第１板状部を含むベース部材と、
金属からなり、前記ベース部材の前記第１面に交差する方向に延び、かつ該第１面に突き当てられた端面を有する第２板状部を含む接合部材と、
前記ベース部材の前記第１面に形成され、かつ前記接合部材の前記端面の少なくとも一部を前記ベース部材の前記第１面に接合する溶接ビード部と、
前記ベース部材の前記第２面に形成された補助ビード部とを備え、
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、前記接合部材の前記端面は少なくとも１つの第１角部を有し、前記溶接ビード部は前記少なくとも１つの第１角部の外側を覆うように形成された少なくとも１つの第２角部を有し、前記補助ビード部が前記溶接ビード部の前記少なくとも１つの第２角部に重なっている、溶接構造部材。
【請求項２】
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、前記補助ビード部は前記溶接ビード部の前記少なくとも１つの第２角部から、該第２角部の外側に突出している、請求項１に記載の溶接構造部材。
【請求項３】
前記接合部材の前記第２板状部は、該第２板状部の前記端面が底壁部および一対の側壁部を有するように、前記ベース部材の前記第１面に平行な断面において開断面形状を有し、
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記底壁部の一方の端部と一方の前記側壁部との間に、前記第１角部が設けられ、
前記底壁部の前記一方の端部は直線状に延び、
前記一方の側壁部は、前記底壁部の前記一方の端部の延伸方向に交差する方向に直線状に延び、
前記第１角部は、前記底壁部の前記一方の端部から曲がりつつ前記一方の側壁部に向かって延びて、前記底壁部と前記一方の側壁部とを接続しており、
前記第１角部と前記底壁部との接続点を通る前記底壁部の前記一方の端部の垂線を第１仮想線とし、
前記第１角部と前記一方の側壁部との接続点を通る前記一方の側壁部の垂線を第２仮想線とし、
前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点および前記第１角部上を通り、かつ前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす角を二等分する直線を第３仮想線として、
前記溶接ビード部の前記第２角部の外縁のうち、前記第３仮想線よりも前記底壁部側において前記補助ビード部に重なる部分の長さの合計値が、前記第３仮想線よりも前記一方の側壁部側において前記補助ビード部に重なる部分の長さの合計値以上である、請求項１または２に記載の溶接構造部材。
【請求項４】
前記接合部材の前記第２板状部は、該第２板状部の前記端面が底壁部および一対の側壁部を有するように、前記ベース部材の前記第１面に平行な断面において開断面形状を有し、
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記接合部材の端面は、前記底壁部の一方の端部と一方の前記側壁部との間および前記底壁部の他方の端部と他方の前記側壁部との間にそれぞれ形成された一対の第１角部を有し、
前記溶接ビード部は、前記一対の第１角部の外側をそれぞれ覆うように形成された一対の第２角部を有し、
前記底壁部は直線状に延び、
前記一対の側壁部はそれぞれ、前記底壁部の延伸方向に交差する方向に直線状に延び、
前記第１角部はそれぞれ、前記底壁部の端部から曲がりつつ前記側壁部に向かって延びて、前記底壁部と前記側壁部とを接続しており、
前記底壁部の前記一方の端部と一方の前記第１角部との接続点を通る前記底壁部の垂線、および前記底壁部の前記他方の端部と他方の前記第１角部との接続点を通る前記底壁部の垂線をそれぞれ第１仮想線とし、
前記一方の第１角部と前記一方の側壁部との接続点を通る前記一方の側壁部の垂線、および前記他方の第１角部と前記他方の側壁部との接続点を通る前記他方の側壁部の垂線をそれぞれ第２仮想線とし、
前記底壁部の前記一方の端部側および前記他方の端部側においてそれぞれ、
前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点および前記第１角部上を通り、かつ前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす角を二等分する直線を第３仮想線として、
前記溶接ビード部の前記第２角部の外縁のうち、前記第３仮想線よりも前記底壁部側において前記補助ビード部に重なる部分の長さの合計値が、前記第３仮想線よりも前記側壁部側において前記補助ビード部に重なる部分の長さの合計値以上である、請求項１または２に記載の溶接構造部材。
【請求項５】
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記溶接ビード部の前記第２角部の外縁は、前記第３仮想線から前記第１仮想線に亘って前記補助ビード部に重なっている、請求項３または４に記載の溶接構造部材。
【請求項６】
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記第１仮想線と前記第３仮想線との間において、前記補助ビード部は、前記溶接ビード部から、前記第１仮想線と前記第２仮想線との前記交点を中心とする径方向に平均１．５ｍｍ以上突出している、請求項３から５のいずれかに記載の溶接構造部材。
【請求項７】
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記第１仮想線と前記第３仮想線との間において、前記補助ビード部と前記溶接ビード部との前記径方向における重なり量の平均値は、下記式（１）を満たす、請求項６に記載の溶接構造部材。
ＤＯ≧−０．２８ｘ２＋２．２１ｘ  ・・・（１）
但し、（１）式において、ＤＯは、前記重なり量の平均値（ｍｍ）であり、ｘは、ベース部材の板厚（ｍｍ）である。
【請求項８】
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記第１仮想線と前記第２仮想線との前記交点を中心として、少なくとも、前記第１仮想線から前記側壁部側へ６５°の領域に亘って、かつ前記第１仮想線から前記底壁部側へ２６°の領域に亘って、前記溶接ビード部の外縁が前記補助ビード部に重なっている、請求項３から７のいずれかに記載の溶接構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の燃費向上のために、車体の軽量化が進められている。そして、車体の軽量化を実現するために、高強度鋼板同士を溶接した溶接構造部材が車体材料として用いられている。
【０００３】
車体材料として用いられる溶接構造部材には、優れた疲労強度が求められる。しかしながら、従来、高強度鋼板を用いた場合でも溶接構造部材の疲労強度を十分に向上させることは難しいことが知られている。そこで、たとえば特許文献１に、溶接構造部材の疲労強度を向上させるための技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載されている隅肉アーク溶接継手は、金属部材同士を隅肉アーク溶接する際に形成される隅肉ビードとは別に、補剛用ビードを備えている。補剛用ビードは、隅肉ビードを起点として、該隅肉ビードと同一面内に形成される。この補剛用ビードによって、溶接継手の疲労強度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１５７５５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車体の足回り部（懸架装置を支持する部分）では、溶接構造部材としてＴ字状の溶接継手（以下、Ｔ字継手ともいう。）が用いられる。足回り部は車体荷重を支持する部分であるので、足回り部に利用されるＴ字継手では、特に疲労強度を向上させる必要がある。
【０００７】
図１０は、車体の足回り部に使用されるＴ字継手の一例を示す斜視図である。図１０に示すＴ字継手１は、上下方向に延びる鋼部材２と、水平方向に延びる鋼部材３とを備える。鋼部材２は、鋼部材３に溶接されている。鋼部材２は、平面視において略Ｕ字形状を有し、鋼部材３は、側面視において略Ｕ字形状を有する。言い換えると、鋼部材２および鋼部材３はともに開断面形状を有する。Ｔ字継手１では、鋼部材２の下端部と鋼部材３の表面とが溶接ビード４によって接合されている。
【０００８】
特許文献１においても、立鋼板および横鋼板からなるＴ字継手が開示されている。特許文献１のＴ字継手では、立鋼板と横鋼板とを接合する隅肉ビードに対して交差するように、補剛用ビードが形成されている。特許文献１には、上記のように補剛用ビードを形成することによって、Ｔ字継手の変形が防止され、疲労寿命が向上することが記載されている。
【０００９】
特許文献１の上記の技術をＴ字継手１において採用する場合、図１１に示すように、溶接ビード４に対して交差するように１または複数の補鋼用ビード５が形成される。これにより、Ｔ字継手１の変形が防止され、疲労寿命が向上すると考えられる。
【００１０】
しかしながら、本発明者らの種々の検討の結果、図１１に示すように補鋼用ビード５を形成しても、Ｔ字継手１の疲労寿命が十分に向上しない場合があることが分かった。以下、具体的に説明する。
【００１１】
上述したように、Ｔ字継手１の鋼部材２は開断面形状を有しており、平面視において略直角に屈曲する角部６が２箇所に設けられている。Ｔ字継手１の疲労寿命について本発明者らが種々の検討を行った結果、角部６と鋼部材３との接合部の近傍において疲労亀裂が発生しやすくなる場合があることが分かった。この要因としては、鋼部材２に荷重が付加された場合に、角部６と鋼部材３との接合部近傍に生じる応力が、他の部分に比べて大きくなることが考えられる。
【００１２】
そこで、本発明者らは、角部６に補鋼用ビードを形成することを考えた。しかしながら、溶接ビード４と交差する補鋼用ビードを角部６に形成しようとすると、既存の溶接ビード４との位置関係から制約が生じる可能性がある。また、角部６に適切な補鋼用ビードを短時間で形成することは容易ではない。そのため、Ｔ字継手１の生産効率が低下するおそれがある。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、疲労強度を容易に向上できるＴ字形状の溶接構造部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、下記の溶接構造部材を要旨とする。
【００１５】
（１）金属からなり、厚み方向において互いに反対側に設けられた第１面および第２面を有する第１板状部を含むベース部材と、
金属からなり、前記ベース部材の前記第１面に交差する方向に延び、かつ該第１面に突き当てられた端面を有する第２板状部を含む接合部材と、
前記ベース部材の前記第１面に形成され、かつ前記接合部材の前記端面の少なくとも一部を前記ベース部材の前記第１面に接合する溶接ビード部と、
前記ベース部材の前記第２面に形成された補助ビード部とを備え、
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、前記接合部材の前記端面は少なくとも１つの第１角部を有し、前記溶接ビード部は前記少なくとも１つの第１角部の外側を覆うように形成された少なくとも１つの第２角部を有し、前記補助ビード部が前記溶接ビード部の前記少なくとも１つの第２角部に重なっている、溶接構造部材。
【００１６】
（２）前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、前記補助ビード部は前記溶接ビード部の前記少なくとも１つの第２角部から、該第２角部の外側に突出している、上記（１）の溶接構造部材。
【００１７】
（３）前記接合部材の第２板状部は、該第２板状部の前記端面が底壁部および一対の側壁部を有するように、前記ベース部材の前記第１面に平行な断面において開断面形状を有し、
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記底壁部の一方の端部と一方の前記側壁部との間に、前記第１角部が設けられ、
前記底壁部の前記一方の端部は直線状に延び、
前記一方の側壁部は、前記底壁部の前記一方の端部の延伸方向に交差する方向に直線状に延び、
前記第１角部は、前記底壁部の前記一方の端部から曲がりつつ前記一方の側壁部に向かって延びて、前記底壁部と前記一方の側壁部とを接続しており、
前記第１角部と前記底壁部との接続点を通る前記底壁部の前記一方の端部の垂線を第１仮想線とし、
前記第１角部と前記一方の側壁部との接続点を通る前記一方の側壁部の垂線を第２仮想線とし、
前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点および前記第１角部上を通り、かつ前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす角を二等分する直線を第３仮想線として、
前記溶接ビード部の前記第２角部の外縁のうち、前記第３仮想線よりも前記底壁部側において前記補助ビード部に重なる部分の長さの合計値が、前記第３仮想線よりも前記一方の側壁部側において前記補助ビード部に重なる部分の長さの合計値以上である、上記（１）または（２）の溶接構造部材。
【００１８】
（４）前記接合部材の前記第２板状部は、該第２板状部の前記端面が底壁部および一対の側壁部を有するように、前記ベース部材の前記第１面に平行な断面において開断面形状を有し、
前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記接合部材の端面は、前記底壁部の一方の端部と一方の前記側壁部との間および前記底壁部の他方の端部と他方の前記側壁部との間にそれぞれ形成された一対の第１角部を有し、
前記溶接ビード部は、前記一対の第１角部の外側をそれぞれ覆うように形成された一対の第２角部を有し、
前記底壁部は直線状に延び、
前記一対の側壁部はそれぞれ、前記底壁部の延伸方向に交差する方向に直線状に延び、
前記第１角部はそれぞれ、前記底壁部の端部から曲がりつつ前記側壁部に向かって延びて、前記底壁部と前記側壁部とを接続しており、
前記底壁部の前記一方の端部と一方の前記第１角部との接続点を通る前記底壁部の垂線、および前記底壁部の前記他方の端部と他方の前記第１角部との接続点を通る前記底壁部の垂線をそれぞれ第１仮想線とし、
前記一方の第１角部と前記一方の側壁部との接続点を通る前記一方の側壁部の垂線、および前記他方の第１角部と前記他方の側壁部との接続点を通る前記他方の側壁部の垂線をそれぞれ第２仮想線とし、
前記底壁部の前記一方の端部側および前記他方の端部側においてそれぞれ、
前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点および前記第１角部上を通り、かつ前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす角を二等分する直線を第３仮想線として、
前記溶接ビード部の前記第２角部の外縁のうち、前記第３仮想線よりも前記底壁部側において前記補助ビード部に重なる部分の長さの合計値が、前記第３仮想線よりも前記側壁部側において前記補助ビード部に重なる部分の長さの合計値以上である、上記（１）または（２）の溶接構造部材。
【００１９】
（５）前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記溶接ビード部の前記第２角部の外縁は、前記第３仮想線から前記第１仮想線に亘って前記補助ビード部に重なっている、上記（３）または（４）の溶接構造部材。
【００２０】
（６）前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記第１仮想線と前記第３仮想線との間において、前記補助ビード部は、前記溶接ビード部から、前記第１仮想線と前記第２仮想線との前記交点を中心とする径方向に平均１．５ｍｍ以上突出している、上記（３）から（５）のいずれかの溶接構造部材。
【００２１】
（７）前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記第１仮想線と前記第３仮想線との間において、前記補助ビード部と前記溶接ビード部との前記径方向における重なり量の平均値は、下記式（１）を満たす、上記（６）に記載の溶接構造部材。
ＤＯ≧−０．２８ｘ２＋２．２１ｘ  ・・・（１）
但し、（１）式において、ＤＯは、前記重なり量の平均値（ｍｍ）であり、ｘは、ベース部材の板厚（ｍｍ）である。
【００２２】
（８）前記接合部材の前記端面、前記溶接ビード部および前記補助ビード部を前記ベース部材の前記第１面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記第１仮想線と前記第２仮想線との前記交点を中心として、少なくとも、前記第１仮想線から前記側壁部側へ６５°の領域に亘って、かつ前記第１仮想線から前記底壁部側へ２６°の領域に亘って、前記溶接ビード部の外縁が前記補助ビード部に重なっている、上記（３）から（７）のいずれかの溶接構造部材。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、簡単な構成によって、すなわち平板部において溶接ビードの反対側に補助ビードを形成することによって溶接構造部材の疲労強度を向上できる。この場合、これにより、溶接構造部材の疲労強度を容易に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶接構造部材を示す斜視図である。
【図２】図１の溶接構造部材を下方から見た斜視図である。
【図３】接合領域、溶接ビードおよび補助ビードの投影図である。
【図４】接合領域、溶接ビードおよび補助ビードの投影図の他の例である。
【図５】板状部の端面の他の例である。
【図６】平面視における接合領域の角部、溶接ビードの角部および補助ビードの形状を示した図である。
【図７】補助ビードの位置と接合領域の角部近傍の最大主応力の最大値との関係を示すグラフである。
【図８】補助ビードの幅と接合領域の角部近傍の最大主応力の最大値の最小値との関係を示すグラフである。
【図９】平面視における接合領域の角部、溶接ビードの角部および補助ビードの形状の他の例を示した図である。
【図１０】従来のＴ字継手の一例を示す図である。
【図１１】従来の補助ビードが形成されたＴ字継手の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明について詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る溶接構造部材１０を示す斜視図であり、図２は、溶接構造部材１０を下方から見た斜視図である。図１および図２において、点線の丸４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂは、後述するシミュレーションにおいて解析モデルに形成した穴の位置を示している。詳細は後述する。
【００２６】
図１および図２を参照して、溶接構造部材１０は、第１方向Ｄ１に延びる第１鋼部材１２と、第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に延びる第２鋼部材１４とを備える。溶接構造部材１０は、全体としてＴ字形状を呈するように第１鋼部材１２と第２鋼部材１４とを溶接した、いわゆるＴ字継手である。本実施形態では、第１鋼部材１２が接合部材に相当し、第２鋼部材１４がベース部材に相当する。なお、本実施形態では、接合部材およびベース部材がそれぞれ鋼から構成される場合について説明するが、接合部材およびベース部材が鋼以外の金属から構成されていてもよい。
【００２７】
なお、本実施形態では、第１方向Ｄ１は第２方向Ｄ２に対して垂直であるが、第１方向Ｄ１が第２方向Ｄ２に対して傾斜していてもよい。すなわち、本実施形態では、第１鋼部材１２は、第２鋼部材１４に対して垂直になるように第２鋼部材１４に溶接されているが、第１鋼部材１２が、第２鋼部材１４に対して傾斜するように第２鋼部材１４に溶接されてもよい。なお、以下における溶接構造部材１０の説明では、第１方向Ｄ１を上下方向とし、第２方向Ｄ２を左右方向とする。
【００２８】
第１鋼部材１２は、板状の部材から構成され、表面１２ａおよび裏面１２ｂを有する。本実施形態では、第１鋼部材１２全体が開断面形状の板状部１３として構成される。本実施形態では、板状部１３が第２板状部に相当する。図１を参照して、板状部１３は、底壁部１６および一対の側壁部１８ａ，１８ｂを含む。側壁部１８ａ，１８ｂは、互いに平行に設けられる。平面視において、底壁部１６の左右方向における両端部は、側壁部１８ａの一端部および側壁部１８ｂの一端部に接続されている。本実施形態では、側壁部１８ａと底壁部１６との接続部は、平面視において略直角に屈曲する角部１３ａを形成する。同様に、側壁部１８ｂと底壁部１６との接続部は、平面視において略直角に屈曲する角部１３ｂを形成する。
【００２９】
図１および図２を参照して、第２鋼部材１４は、第１鋼部材１２と同様に板状の部材から構成され、表面１４ａおよび裏面１４ｂを有する。第２鋼部材１４は、第１鋼部材１２と同様に、開断面形状を有する。具体的には、第２鋼部材１４は、平板部２０および一対の側壁部２２ａ，２２ｂを含む。なお、以下の説明では、第２鋼部材１４の表面１４ａのうち、平板部２０の表面に相当する部分を平板部２０の表面１４ａといい、第２鋼部材１４の裏面１４ｂのうち、平板部２０の裏面に相当する部分を平板部２０の裏面１４ｂという。本実施形態では、平板部２０が第１板状部に相当する。
【００３０】
第１鋼部材１２および第２鋼部材１４はそれぞれ、たとえば、鋼板を曲げ加工することによって得られる。第１鋼部材１２および第２鋼部材１４の材料として用いられる鋼板の材料は特に限定されず、たとえば、引張強度が２７０ＭＰａ以上の鋼板を用いることができる。特に、溶接構造部材１０の強度を十分に確保するためには、たとえば、第１鋼部材１２および第２鋼部材１４の材料として高強度鋼板（たとえば、引張強度が５９０ＭＰａ以上の鋼板）が用いられる。溶接構造部材１０の強度をより向上させるためには、第１鋼部材１２および第２鋼部材１４として用いられる鋼板の引張強度は、７８０ＭＰａ以上であることが好ましく、９８０ＭＰａ以上であることがより好ましく、１１８０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。また、第１鋼部材１２および第２鋼部材１４としては、さらに高強度の鋼板（たとえば、引張強度が１５００ＭＰａ以上の鋼板）を用いることもできる。第１鋼部材１２の板状部１３の厚みおよび第２鋼部材１４の平板部２０の厚みはそれぞれ、たとえば、自動車足回り部材の材料としてよく使用される鋼板の厚みと同程度である。具体的には、板状部１３および平板部２０の厚みはそれぞれ、たとえば、０．８ｍｍ〜４．５ｍｍの範囲に設定される。
【００３１】
図１を参照して、板状部１３（第１鋼部材１２）は、平板部２０の表面１４ａに溶接される。平板部２０の表面１４ａには、板状部１３の端面を平板部２０に接合するための溶接ビード２４が形成される。本実施形態では、板状部１３の端面が平板部２０の表面１４ａに突き当てられた状態で、板状部１３が溶接ビード２４によって平板部２０に接合されている。溶接ビード２４は、板状部１３（第１鋼部材１２）の表面１２ａの下縁に沿うように表面１２ａと表面１４ａとの間に形成され、平面視において略Ｕ字形状を有する。本実施形態では、溶接ビード２４が溶接ビード部に相当する。
【００３２】
本実施形態では、溶接ビード２４は、底壁部１６と平板部２０とを接合する底壁ビード部２６、側壁部１８ａと平板部２０とを接合する側壁ビード部２８ａ、および側壁部１８ｂと平板部２０とを接合する側壁ビード部２８ｂを含む。溶接ビード２４は、たとえば、アーク溶接によって形成される。上述したように、板状部１３は、角部１３ａ，１３ｂを有する。したがって、板状部１３の表面１２ａの下縁に沿って設けられる溶接ビード２４も同様に、角部２４ａ，２４ｂを有する。具体的には、側壁ビード部２８ａと底壁ビード部２６との接続部が角部２４ａを形成し、側壁ビード部２８ｂと底壁ビード部２６との接続部が角部２４ｂを形成する。本実施形態では、角部２４ａ,２４ｂがそれぞれ第２角部に相当する。
【００３３】
図２を参照して、平板部２０の裏面１４ｂには、補助ビード３０ａ，３０ｂが形成される。補助ビード３０ａは角部２４ａに対応して設けられ、補助ビード３０ｂは角部２４ｂに対応して設けられる。補助ビード３０ａ，３０ｂは、たとえば、溶接材料を用いて形成される。補助ビード３０ａ，３０ｂは、たとえば、アーク溶接によって形成される。本実施形態では、補助ビード３０ａ,３０ｂが補助ビード部に相当する。
【００３４】
図３は、板状部１３（図１参照）と平板部２０（図１参照）との接合領域３２、溶接ビード２４および補助ビード３０ａ，３０ｂを、平板部２０の表面１４ａに対して垂直な方向（本実施形態では、第１方向Ｄ１）に投影した図である。なお、図３に示した投影図は、平板部２０の表面１４ａに対向する平行な面に、接合領域３２、溶接ビード２４および補助ビード３０ａ，３０ｂを投影して得られる図である。図３においては、接合領域３２、溶接ビード２４および補助ビード３０ａ，３０ｂの位置関係を理解し易くするために、接合領域３２および溶接ビード２４を投影した部分にはハッチングを付している。また、補助ビード３０ａ，３０ｂを投影した部分にはハッチングを付さずに、その外縁を破線で示している。また、図３においては、接合領域３２の中心線３２ａを一点鎖線で示している。なお、中心線３２ａは、板状部１３（図１参照）の厚み方向における中心を通る線であり、表面１２ａと裏面１２ｂとの中間位置を通る線である。
【００３５】
本発明において接合領域３２とは、板状部１３の平板部２０側の端面と平板部２０との接触面（接合界面）のことを意味する。なお、板状部１３と平板部２０とを溶接する際に、板状部１３の一部および平板部２０の一部が溶融する場合がある。この場合、板状部１３と平板部２０とを実際に溶接した状態においては、板状部１３の上記端面と平板部２０との接合領域（接合界面）を明確に規定することはできない。そこで、本発明では、板状部１３と平板部２０とを溶接する際に板状部１３および平板部２０が溶融していないものと仮定して（言い換えると、板状部１３および平板部２０が溶接前の形状を維持していると仮定して）、接合領域３２を規定する。したがって、本発明では、接合領域３２および板状部１３の上記端面を、平板部２０の表面１４ａに対して垂直な方向に見た場合には、接合領域３２の外縁と板状部１３の上記端面の外縁とが一致する。溶接ビード２４および補助ビード３０ａ，３０ｂについても同様に規定する。すなわち、板状部１３および平板部２０が溶接前の形状を維持していると仮定して、板状部１３と平板部２０との間に形成されるビードを、溶接ビード２４と規定する。また、補助ビード３０ａ，３０ｂを形成する前の平板部２０の形状が維持されていると仮定して、平板部２０の裏面１４ｂ上に形成されるビードを補助ビード３０ａ，３０ｂと規定する。
【００３６】
なお、上述したように、本実施形態において、接合領域３２の外縁と板状部１３の上記端面の外縁とが一致する。すなわち、本実施形態では、接合領域３２が板状部１３の端面に相当する。以下においては、接合領域３２のことを、板状部１３の端面３２ともいう。
【００３７】
図３を参照して、接合領域（板状部１３の端面）３２は、直線状に延びる底壁領域３４、および底壁領域３４の延伸方向に交差する方向に直線状に延びる側壁領域３６ａ，３６ｂを含む。本実施形態では、側壁領域３６ａ,３６ｂは、底壁領域３４の延伸方向に直交する方向に延びている。底壁領域３４は、底壁部１６（図１参照）と平板部２０（図１参照）との接合領域であり、側壁領域３６ａは、側壁部１８ａ（図１参照）と平板部２０との接合領域であり、側壁領域３６ｂは、側壁部１８ｂ（図１参照）と平板部２０との接合領域である。本実施形態では、底壁領域３４が、第２板状部の端面の底壁部に相当し、側壁領域３６ａ,３６ｂが、第２板状部の端面の一対の側壁部に相当する。
【００３８】
上述したように、板状部１３は、角部１３ａ，１３ｂ（図１参照）を有する。したがって、接合領域（板状部１３の端面）３２も同様に角部３８ａ，３８ｂを有する。具体的には、側壁領域３６ａと底壁領域３４との接続部が角部３８ａを形成し、側壁領域３６ｂと底壁領域３４との接続部が角部３８ｂを形成する。角部３８ａは、底壁領域３４の一方の端部から曲がりつつ側壁領域３６ａに向かって延びて、底壁領域３４と側壁領域３６ａとを接続している。また、角部３８ｂは、底壁領域３４の他方の端部から曲がりつつ側壁領域３６ｂに向かって延びて、底壁領域３４と側壁領域３６ｂとを接続している。本実施形態では、角部３８ａ,３８ｂがそれぞれ第１角部に相当する。なお、本実施形態では、角部３８ａ,３８ｂは円弧状に湾曲しているが、角部３８ａ,３８ｂが完全な円弧形状を有していなくてもよい。
【００３９】
本実施形態では、接合領域（板状部１３の端面）３２の外側の全体が溶接ビード２４によって覆われている。溶接ビード２４の角部２４ａは、接合領域３２の角部３８ａに対応して形成され、角部２４ｂは、角部３８ｂに対応して形成される。本実施形態では、角部２４ａは、角部３８ａの外側を覆い、角部２４ｂは、角部３８ｂの外側を覆っている。なお、接合領域３２の外側の全体が溶接ビード２４によって覆われていなくてもよい。たとえば、側壁領域３６ａの外側（表面１２ａ側）の一部が側壁ビード部２８ａによって覆われていなくてもよく、側壁領域３６ｂの外側（表面１２ａ側）の一部が側壁ビード部２８ｂによって覆われていなくてもよい。
【００４０】
なお、本実施形態において「板状部の端面（接合領域）の角部」とは、たとえば、平面視において板状部１３の端面３２の中心線３２ａの曲率半径を、端面３２の一端から他端に向かって所定間隔ごとに測定した場合に、該曲率半径が「板状部１３の板厚（ｍｍ）の１／２＋５０ｍｍ」以下となる部分をいう。上記所定間隔は、たとえば、板状部１３の板厚（ｍｍ）の１／５の長さに設定される。本発明は、「板状部の端面（接合領域）の角部」が、「板状部１３の板厚（ｍｍ）の１／２＋２０ｍｍ」以下となる曲率半径を有する角部である場合に好ましく用いられ、「板状部１３の板厚（ｍｍ）の１／２＋１０ｍｍ」以下となる曲率半径を有する角部である場合により好ましく用いられ、「板状部１３の板厚（ｍｍ）の１／２＋５ｍｍ」以下となる曲率半径を有する角部である場合にさらに好ましく用いられる。また、「溶接ビード部の角部」は、たとえば、板状部の端面（接合領域）の角部に接するように形成されている部分としてもよい。
【００４１】
以下、接合領域３２、溶接ビード２４、および補助ビード３０ａ，３０ｂの位置関係を説明するが、該位置関係は、図３に示した投影図における位置関係のことである。また、以下の説明では、「図３に示した投影図において」と同様の意味として、「平面視において」という場合もある。なお、以下に説明する補助ビード３０ａ,３０ｂの形状は一例である。補助ビード３０ａ,３０ｂの位置・形状については、後述するシミュレーションにおいてより詳細に検討している。
【００４２】
図３を参照して、補助ビード３０ａは、例えば略扇形状に形成され、溶接ビード２４の角部２４ａおよび接合領域３２の角部３８ａに重なっている。補助ビード３０ｂは、例えば略扇形状に形成され、溶接ビード２４の角部２４ｂおよび接合領域３２の角部３８ｂに重なっている。
【００４３】
なお、本実施形態では、補助ビード３０ａは角部２４ａの全体に重なるように形成され、補助ビード３０ｂは角部２４ｂの全体に重なるように形成されているが、補助ビード３０ａは、角部２４ａの少なくとも一部に重なるように形成されていてもよく、補助ビード３０ｂは、角部２４ｂの少なくとも一部に重なるように形成されていてもよい。また、補助ビード３０ａは角部３８ａの一部に重なるように形成され、補助ビード３０ｂは角部３８ｂの一部に重なるように形成されているが、補助ビード３０ａが角部３８ａの全体に重なるように形成されていてもよく、補助ビード３０ｂが角部３８ｂの全体に重なるように形成されていてもよい。また、補助ビード３０ａが角部３８ａに重なっていなくてもよく、補助ビード３０ｂが角部３８ｂに重なっていなくてもよい。
【００４４】
以下、本発明の作用効果を説明する。
本発明者らの研究の結果、補助ビード３０ａ，３０ｂを有していない点を除いて溶接構造部材１０と同様の構成を有する従来のＴ字継手においては、板状部１３を平板部２０の表面１４ａに対して垂直な方向に引っ張った場合、溶接ビード２４の角部２４ａ，２４ｂの近傍において最大主応力の値が大きくなることが分かった。より具体的には、溶接ビード２４の角部２４ａ，２４ｂの表面１４ａ側の止端部付近において、最大主応力の値が大きくなり易いことが分かった。さらに、該止端部付近において亀裂が発生し易いことも分かった。
【００４５】
そこで、本発明に係る溶接構造部材１０では、溶接ビード２４の角部２４ａ，２４ｂの表面１４ａ側の止端部付近の最大主応力の値を低減するために、補助ビード３０ａ，３０ｂを設けている。より具体的には、平面視において、溶接ビード２４の角部２４ａ，２４ｂに重なるように、補助ビード３０ａ，３０ｂを設けている。これにより、溶接構造部材１０において、溶接ビード２４の角部２４ａ，２４ｂ近傍の部分の剛性を高めることができ、角部２４ａ，２４ｂ近傍（特に、角部２４ａ，２４ｂの表面１４ａ側の止端部付近）に生じる最大主応力の値を低減できる。その結果、溶接構造部材１０の疲労強度を向上させることができる。
【００４６】
また、本発明に係る溶接構造部材１０では、補助ビード３０ａ，３０ｂを第２鋼部材１４の平板部２０の裏面１４ｂに形成すればよい。このため、たとえば、板状部１３の表面１２ａおよび平板部２０の表面１４ａにおいて溶接ビード２４の角部２４ａ，２４ｂに交差するように補助ビードを形成する場合に比べて、製造上の制約を受けることなく補助ビード３０ａ，３０ｂを形成できる。これにより、適切な補助ビード３０ｂ，３０ｂを短時間で容易に形成できるので、溶接構造部材１０の生産効率の低下を防止できる。
【００４７】
さらに、裏面１４ｂに補助ビード３０ａ，３０ｂが形成されるので、たとえば、溶接構造部材１０を車体材料として用いた場合に、補助ビード３０ａ，３０ｂが外観に表れない。これにより、補助ビード３０ａ，３０ｂによって車体の美感が損なわれることを防止できる。
【００４８】
なお、上述の実施形態では、側壁部１８ａと側壁部１８ｂとが互いに平行に設けられる場合について説明したが、側壁部１８ａと側壁部１８ｂとが互いに平行に設けられなくてもよい。たとえば、板状部１３が、開放端側の間隔が広くなるような開断面形状を有している場合には、接合領域３２、溶接ビード２４および補助ビード３０ａ，３０ｂの投影図は、図４に示すようになる。この場合でも、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、図示は省略するが、板状部１３が、開放端側の間隔が狭くなるような開断面形状を有していてもよい。
【００４９】
なお、上述の実施形態では、板状部１３の端面３２が、直線状に延びる底壁領域３４を有する場合について説明したが、底壁領域３４の一部が直線状に延びていなくてもよい。例えば、底壁領域３４の一方の端部および／または他方の端部が直線状に延びていれば、底壁領域３４の途中の部分が湾曲していてもよい。
【００５０】
上述の実施形態では、一対の補助ビード３０ａ，３０ｂを形成する場合について説明したが、補助ビード３０ａ，３０ｂのうちのいずれか一方を形成しなくてもよい。
【００５１】
上述の実施形態では、板状部１３は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に対して直交する方向に開口する開断面形状を有しているが、板状部１３が、第２方向Ｄ２に開口する開断面形状を有していてもよい。
【００５２】
上述の実施形態では、第１鋼部材１２全体が板状部１３として構成される場合について説明したが、第１鋼部材が板状部と他の形状を有する部分（たとえば、柱状部）とを備えていてもよい。
【００５３】
上述の実施形態では、板状部１３の端面（接合領域）３２が３つの壁部（底壁領域３４および側壁領域３６ａ,３６ｂ）と２つの角部（角部３８ａ,３８ｂ）を有する場合について説明したが、板状部の端面が、４つ以上の壁部および３つ以上の角部を有していてもよい。具体的には、例えば、図５に示すように、板状部の端面（接合領域）３３が、それぞれ直線状に延びる壁部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅと、角部３３ｆ，３３ｇ，３３ｈ，３３ｉとを有していてもよい。板状部の端面３２が図５に示す形状を有する場合、例えば、壁部３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを底壁部と規定し、壁部３３ａ,３３ｅを側壁部と規定して本発明を適用することができる。この場合、壁部３３ｂ,３３ｄがそれぞれ、底壁部の端部に相当する。
【００５４】
なお、壁部３３ｃを底壁部と規定し、壁部３３ｂ,３３ｄを側壁部と規定して本発明を適用してもよい。さらに、壁部３３ｂを底壁部と規定し、壁部３３ａ,３３ｃを側壁部と規定して本発明を適用してもよく、壁部３３ｄを底壁部と規定し、壁部３３ｃ,３３ｅを側壁部と規定して本発明を適用してもよい。
【００５５】
上述の実施形態では、板状部１３が開断面形状を有する場合について説明したが、本発明は、種々の形状の板状部を有する溶接構造部材に適用できる。したがって、たとえば、第１鋼部材が、上述の板状部１３の代わりに、平面視Ｌ字形状の板状部を有していてもよい。この場合も、上述の溶接構造部材１０と同様に、たとえば、接合領域の角部および溶接ビードの角部に重なるように補助ビードを形成する。
【００５６】
上述の実施形態では、側壁部２２ａ，２２ｂを有する第２鋼部材１４について説明したが、本発明は、平板部を有する種々の第２鋼部材を備えた溶接構造部材に適用できる。したがって、第２鋼部材が側壁部２２ａ，２２ｂを有していなくてもよい。
【００５７】
以下、コンピュータを用いたシミュレーション結果とともに、本発明の効果をより詳細に説明する。
【００５８】
（シミュレーション１）
このシミュレーションでは、図１〜３で説明した溶接構造部材１０と同様の構成を有する解析モデル（以下、第１モデルともいう。）を作成した。そして、第１モデルにおいて、補助ビード３０ａ，３０ｂの位置および寸法を変化させて、溶接ビード２４の角部２４ａ,２４ｂの表面１４ａ側の止端部付近（以下、角部２４ａ，２４ｂ付近と略記する。）に生じる最大主応力を求めた。また、比較のために、補助ビード３０ａ，３０ｂを有していない解析モデル（以下、第２モデルともいう。）を作成し、溶接ビード２４の角部２４ａ,２４ｂ付近に生じる最大主応力を求めた。なお、下記の説明では、角部２４ａ，２４ｂ付近に生じる最大主応力のうち、角部２４ｂ付近に生じる最大主応力のシミュレーション結果について説明するが、角部２４ａ付近にも同様の最大主応力が発生した。
【００５９】
解析モデルでは、角部３８ａ，３８ｂ、角部２４ａ，２４ｂおよび補助ビード３０ａ，３０ｂをそれぞれ円弧状に湾曲させた。以下、解析モデルの形状について具体的に説明する。
【００６０】
図６は、平面視における角部３８ｂ、角部２４ｂおよび補助ビード３０ｂの形状を示した図である。なお、以下においては、角部３８ｂ、角部２４ｂおよび補助ビード３０ｂの平面視における形状について説明するが、角部３８ａ、角部２４ａおよび補助ビード３０ａも同様の形状を有する。
【００６１】
図６に示すように、解析モデルでは、角部３８ｂは円弧状に湾曲する内縁ｉｅ１および外縁ｏｅ１を有し、角部２４ｂは円弧状に湾曲する内縁ｉｅ２および外縁ｏｅ２を有し、補助ビード３０ｂは円弧状に湾曲する内縁ｉｅ３および外縁ｏｅ３を有する。内縁ｉｅ１，ｉｅ２，ｉｅ３および外縁ｏｅ１，ｏｅ２，ｏｅ３は、仮想的な点４０を共通の中心とする円弧である。角部２４ｂの内縁ｉｅ２および外縁ｏｅ２、ならびに補助ビード３０ｂの内縁ｉｅ３および外縁ｏｅ３はそれぞれ、平面視における溶接止端の位置を示す。なお、図６においては、内縁ｉｅ３と外縁ｏｅ３との中央を通る線、すなわち補助ビード３０ｂの中心線ＣＬを二点鎖線で示している。
【００６２】
本シミュレーションでは、角部３８ｂの外縁ｏｅ１の半径Ｒａを５ｍｍに、角部２４ｂの外縁ｏｅ２の半径Ｒｂを９．３ｍｍに固定して、補助ビード３０ｂの幅Ｗ１および補助ビード３０ｂの中心線ＣＬの半径Ｒｃを変化させた。説明は省略するが、角部３８ａの外縁の半径、角部２４ａの外縁の半径、および補助ビード３０ａの中心線の半径も同様に設定した。
【００６３】
なお、第１モデルおよび第２モデルともに、図１および図２において点線の丸４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂで示す位置に穴を形成した（以下、点線で示したこれらの丸をそれぞれ穴という。）。シミュレーションでは、穴４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂにそれぞれ固定治具（剛体）を配置して、第２鋼部材１４を固定した。そして、穴４１ａ，４１ｂに円柱状の部材（剛体）を通し、その部材を介して板状部１３（第１鋼部材１２）を平板部２０の表面１４ａに対して垂直な方向に２．０ｋＮの力で引っ張った。
【００６４】
以下に、第１モデルおよび第２モデルの詳細な構成を示す。
【００６５】
（解析モデルの構成）
・第１鋼部材
厚み：２．６ｍｍ
高さ（第１方向Ｄ１の長さ）：８０ｍｍ
左右方向（第２方向Ｄ２）の長さ：７０ｍｍ
前後方向（第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に直交する方向）の長さ：８０ｍｍ
穴４１ａの位置：側壁部１８ａの中央
穴４１ｂの位置：側壁部１８ｂの中央
ヤング率：２１００００ＭＰａ
ポアソン比：０．３
・第２鋼部材
厚み：２．６ｍｍ
高さ（第１方向Ｄ１の長さ）：５０ｍｍ
左右方向（第２方向Ｄ２）の長さ：３００ｍｍ
前後方向（第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に直交する方向）の長さ：１５０ｍｍ
穴４２ａ，４２ｂの中心間距離：２３０ｍｍ
穴４３ａ，４３ｂの中心間距離：２３０ｍｍ
穴４４ａ，４４ｂの中心間距離：２３０ｍｍ
穴４５ａ，４５ｂの中心間距離：２３０ｍｍ
穴４２ａ，４３ａの中心間距離：１００ｍｍ
穴４２ｂ，４３ｂの中心間距離：１００ｍｍ
表面１４ａから穴４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂの中心までの上下方向の距離：２５ｍｍ
ヤング率：２１００００ＭＰａ
ポアソン比：０．３
・溶接ビード
幅Ｗ２（図６参照）：４．３ｍｍ
高さ（第１方向Ｄ１の長さ）：５ｍｍ
ヤング率：２１００００ＭＰａ
ポアソン比：０．３
・補助ビード
幅Ｗ１（図６参照）：４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１６ｍｍ
高さ（第１方向Ｄ１の長さ）：２ｍｍ
ヤング率：２１００００ＭＰａ
ポアソン比：０．３
【００６６】
シミュレーション結果を図７および図８に示す。図７は、補助ビード３０ｂの位置と溶接ビード２４の角部２４ｂ付近に生じる最大主応力の最大値との関係を示すグラフである。図７の横軸は、補助ビード３０ｂの中心線ＣＬの半径Ｒｃと角部２４ｂの外縁部ｏｅ２の半径Ｒｂとの差を示す。半径Ｒｃと半径Ｒｂとの差が正の値の場合には、補助ビード３０ｂの中心線ＣＬが角部２４ｂの外縁部ｏｅ２よりも外側に位置していることを意味する。図７においては、第２モデル（補助ビードを有していない解析モデル）における最大主応力の最大値（４２３ＭＰａ）を破線で示している。図８は、図７に示した最大主応力の最大値のうち、補助ビード３０ｂの幅Ｗ１ごとに、最小となる値を示したグラフである。具体的には、図７を参照して、たとえば、補助ビード３０ｂの幅Ｗ１が４ｍｍの場合、最大主応力の最大値は（Ｒｃ−Ｒｂ）の値に応じて３５０ＭＰａから４２１ＭＰａの間で変化した。すなわち、シミュレーションでは、補助ビード３０ｂの幅Ｗ１が４ｍｍの場合、最大主応力の最大値の最小値は３５０ＭＰａであり、最大主応力の最大値の最大値は４２１ＭＰａであった。したがって、図８には、補助ビード３０ｂの幅Ｗ１が４ｍｍの場合の最大主応力の最大値の最小値として、３５０ＭＰａを示している。同様に、幅Ｗ１が６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍおよび１６ｍｍの場合について、最大主応力の最大値の最小値を求め、図８に示している。
【００６７】
なお、第１鋼部材１２および第２鋼部材１４の材料の降伏を考慮して解析を行った場合と、降伏を考慮せずに解析を行った場合とで、第１モデルに生じる応力と第２モデルに生じる応力との大小関係は変わらない。したがって、第１モデルに生じる最大主応力と第２モデルに生じる最大主応力との大小関係を相対的に評価する場合には、材料の降伏の有無を考慮しなくてもよい。そこで、本シミュレーションでは、解析を簡単にするため、第１鋼部材１２および第２鋼部材１４の材料の降伏を考慮せずに、弾性解析を行った。また、上記のように最大主応力の大小関係を相対的に評価する場合には材料の降伏を考慮しなくてもよいので、本シミュレーションによって、任意の引張強度の第１鋼部材１２および第２鋼部材１４を備えた溶接構造部材の評価を行うことができる。すなわち、本シミュレーションによって、たとえば、引張強度が２７０ＭＰａの材料を用いた溶接構造部材の評価を行うこともできるし、引張強度が１５００ＭＰａの材料を用いた溶接構造部材の評価を行うこともできる。
【００６８】
図７から、補助ビードを有する本発明に係る溶接構造部材では、補助ビードを有しない従来の溶接構造部材に比べて、最大主応力の最大値が低下することが分かる。この結果から、本発明に係る溶接構造部材では、従来の溶接構造部材に比べて、疲労強度が向上すると考えられる。また、図８から、補助ビードの幅を８ｍｍ以上にすることによって、最大主応力の最大値の最小値を十分に低減できることが分かる。
【００６９】
（シミュレーション２）
このシミュレーション２では、補助ビード３０ｂの体積を５５ｍｍ３に設定した点、ならびに第２鋼部材１４の板厚を１．６ｍｍ、２．０ｍｍ、２．６ｍｍおよび３．５ｍｍに設定した点を除いて、上述のシミュレーション１と同様の条件で、溶接ビード２４の角部２４ａ,２４ｂ付近に生じる最大主応力を求めた。なお、下記の説明では、角部２４ａ，２４ｂ付近に生じる最大主応力のうち、角部２４ｂ付近に生じる最大主応力のシミュレーション結果について説明するが、角部２４ａ付近にも同様の最大主応力が発生した。
【００７０】
図９は、シミュレーション２における、角部３８ｂ、角部２４ｂおよび補助ビード３０ｂの形状を示した図である。なお、以下においては、角部３８ｂ、角部２４ｂおよび補助ビード３０ｂの平面視における形状について説明するが、角部３８ａ、角部２４ａおよび補助ビード３０ａも同様の形状を有する。
【００７１】
なお、図９には、第１仮想線Ｌ１、第２仮想線Ｌ２および第３仮想線Ｌ３が示されている。第１仮想線Ｌ１は、角部３８ｂと底壁領域３４との接続点Ｐ１を通る底壁部３４の垂線である。第２仮想線Ｌ２は、角部３８ｂと側壁領域３６ｂとの接続点Ｐ２を通る側壁領域３６ｂの垂線である。第３仮想線Ｌ３は、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２との交点Ｐ３および角部３８ｂ上を通り、かつ第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とがなす角を二等分する直線である。なお、図９の例では、端面３２の内縁上における、角部３８ｂと底壁領域３４との境界および角部３８ｂと側壁領域３６ｂとの境界がそれぞれ、接続点Ｐ１,Ｐ２として規定されている。しかしながら、端面３２の外縁上における、角部３８ｂと底壁領域３４との境界および角部３８ｂと側壁領域３６ｂとの境界をそれぞれ接続点として規定してもよい。なお、図９の例では、交点Ｐ３は、円弧状に湾曲する角部３８ｂの外縁および内縁の曲率中心である。
【００７２】
また、図９には、交点Ｐ３を中心とした場合の、補助ビード３０ｂの外縁の半径および内縁の半径がそれぞれ、半径Ｒｏおよび半径Ｒｉとして示されている。さらに、図９には、第４仮想線Ｌ４および第５仮想線Ｌ５が示されている。第４仮想線Ｌ４は、溶接ビード２４の外縁のうち、補助ビード３０ｂに重なっている部分の側壁領域３６ｂ（側壁ビード部２８ｂ）側の端点Ｐ４と交点Ｐ３とを通る直線である。また、第５仮想線Ｌ５は、溶接ビード２４の外縁のうち、補助ビード３０ｂに重なっている部分の底壁領域３４（底壁ビード部２６）側の端点Ｐ５と交点Ｐ３とを通る直線である。また、図９には、第１仮想線Ｌ１と第４仮想線Ｌ４とのなす角θ１および第１仮想線Ｌ１と第５仮想線Ｌ５とのなす角θ２が示されている。
【００７３】
下記の表１に、シミュレーション２における条件、およびシミュレーションによって求められた最大主応力の最大値を示す。なお、表１には、比較のために、補助ビードを設けなかった解析モデルにおいて生じた最大主応力の最大値を示している。表１において板厚とは、第２鋼部材１４の平板部２０の板厚を表す。表１において突出量とは、交点Ｐ３を中心とする径方向における、溶接ビード２４の外縁ｏｅ２に対する補助ビード３０ｂの突出量である。表１において重なり量とは、交点Ｐ３を中心とする径方向における、溶接ビード２４と補助ビード３０ｂとの重なり量である。なお、表１に示す突出量および重なり量はそれぞれ、第１仮想線Ｌ１と第３仮想線Ｌ３との間における突出量の平均値である。表１において高さとは、補助ビード３０ｂの第１方向Ｄ１（図１参照）における最大高さである。
【００７４】
【表１】
0006575405.tif 000002
【００７５】
図９および表１を参照して、このシミュレーション２の結果から、以下のことが分かった。まず、溶接ビード２４の角部２４ｂの外縁のうち、第３仮想線Ｌ３よりも底壁領域３４側において補助ビード３０ｂに重なる部分の長さの合計値を、第３仮想線Ｌ３よりも側壁領域３６ｂ側において補助ビード３０ｂに重なる部分の長さの合計値以上とすることによって、最大主応力の最大値を十分に低減できることが分かった。また、第１仮想線Ｌ１から第３仮想線Ｌ３に亘って、溶接ビード２４の角部２４ｂの外縁が補助ビード３０ｂに重なっていることが好ましいことも分かった。
【００７６】
上記のような結果が得られた要因は、以下のように考えることができる。すなわち、開断面形状を有する第１鋼部材１２では、第３仮想線Ｌ３よりも底壁部１６側の領域の剛性が、第３仮想線Ｌ３よりも側壁部１８ａ,１８ｂ側（開口側）の領域の剛性よりも大きい。したがって、溶接ビード２４のうち、第３仮想線Ｌ３よりも底壁部１６側（底壁領域３４側）の部分は相対的に剛性が小さくなり、この部分に応力が集中しやすくなる。これに対して、本シミュレーションでは、第３仮想線Ｌ３よりも底壁部１６側の溶接ビード２４に対応する部分に、補助ビード３０ｂが設けられている。これにより、溶接ビード２４のうち、第３仮想線Ｌ３よりも底壁部１６側の部分の剛性を高めることができ、この部分に応力が集中することを抑制できたと考えられる。その結果、上記のように、最大主応力の最大値を十分に低減できたと考えられる。
【００７７】
また、第１仮想線Ｌ１と前記第３仮想線Ｌ３との間において、補助ビード３０ｂが溶接ビード２４から、交点Ｐ３を中心とする径方向に平均で１．５ｍｍ以上突出していることが好ましいことが分かった。
【００７８】
また、交点Ｐ３を中心として、少なくとも、第１仮想線Ｌ１から側壁領域３６ｂ側へ６５°の領域に亘って、かつ前記第１仮想線Ｌ１から底壁領域３４側へ２６°の領域に亘って、溶接ビード２４の外縁が補助ビード３０ｂに重なっていることが好ましいことが分かった。
【００７９】
また、表１に示した板厚と重なり量との関係から、重なり量が下記式（１）を満たすことによって、最大主応力の最大値を十分に低減できることがわかる。
ＤＯ≧−０．２８ｘ２＋２．２１ｘ  ・・・（１）
但し、（１）式において、ＤＯは、重なり量の平均値（ｍｍ）であり、ｘは、第２鋼部材１４（平板部２０）の板厚（ｍｍ）である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、簡単な構成によって、すなわち平板部において溶接ビードの反対側に補助ビードを形成することによって溶接構造部材の疲労強度を向上できる。したがって、本発明に係る溶接構造部材は、たとえば、車体材料として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０  溶接構造部材
１２  第１鋼部材
１３  板状部
１４  第２鋼部材
１４ａ  表面
１４ｂ  裏面
１６  底壁部
１８ａ，１８ｂ  側壁部
２０  平板部
２４  溶接ビード
２４ａ，２４ｂ，３８ａ，３８ｂ  角部
３０ａ，３０ｂ  補助ビード
３２  接合領域
【図１】
0006575405.tif 000003
【図２】
0006575405.tif 000004
【図３】
0006575405.tif 000005
【図４】
0006575405.tif 000006
【図５】
0006575405.tif 000007
【図６】
0006575405.tif 000008
【図７】
0006575405.tif 000009
【図８】
0006575405.tif 000010
【図９】
0006575405.tif 000011
【図１０】
0006575405.tif 000012
【図１１】
0006575405.tif 000013