(57)【要約】構造部材（１０）が開示される。構造部材（１０）は、第１の表面（１６）、第２の表面（１８）、および構造部材（１０）の端部（２０）での端面（４２）を有する本体（４０）を含む。構造部材（１０）の端部（２０）は、ルート突出部（２２）を含み、ルート突出部（２２）は、ルート突出部半径に沿って構造部材（１０）の第２の表面（１８）から半径方向の外側にルート突出部（２２）の外端（８２）まで延びられ、構造部材（１０）の第２の表面（１８）からルート突出部（２２）の外端（８２）まで延びられるルート突出部高さを画定する。ルート突出部（２２）は、ルート突出部（２２）の外端（８２）の内側エッジ（１８４）と外側エッジ（８０）との間で延びられるルート突出部幅をさらに含む。ルート突出部半径、ルート突出部高さ、およびルート突出部幅は、構造部材（１０）の本体（４０）を通って伝播されるルート応力流路（２００）を超え、そこから離れて隔離された応力保護された溶接ルート領域（１６０）を画定するように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造部材（１０）であって、
第１の表面（１６）、第２の表面（１８）、および前記構造部材（１０）の端部（２０）での端面（ｅｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）（４２）を含む本体（４０）；
ルート突出部（２２）を含む前記構造部材（１０）の前記端部（２０）であって、前記ルート突出部（２２）がルート突出部半径に沿って前記構造部材（１０）の前記第２の表面（１８）から半径方向の外側に前記ルート突出部（２２）の外端（８２）まで延びられ、前記構造部材（１０）の前記第２の表面（１８）から前記ルート突出部（２２）の前記外端（８２）まで延びられるルート突出部高さを画定する、前記端部（２０）；および
前記ルート突出部（２２）の前記外端（８２）の内側エッジ（１８４）と外側エッジ（８０）との間で延びられるルート突出部幅；を含み、
前記ルート突出部半径、前記ルート突出部高さ、前記ルート突出部幅は、前記構造部材（１０）の前記本体（４０）を通って伝播されるルート応力流路（２００）を超え、そこから離れて隔離された応力保護された溶接ルート領域（１６０）を画定するように構成される、構造部材。
【請求項２】
前記構造部材（１０）の前記本体（４０）は、少なくとも１つの溝溶接（１４）を介して少なくとも１つの他の構造部材（１２）に結合され得る任意の金属で構成される、請求項１に記載の構造部材（１０）。
【請求項３】
前記構造部材（１０）の前記本体（４０）は、前記ルート突出部（２２）および前記構造部材（１０）の本体（４１）を含む、請求項２に記載の構造部材。
【請求項４】
前記構造部材（１０）の前記本体（４１）は、平面形、弓形、円筒形、凹形、凸形、および湾曲形中、任意の１つ以上を含む、請求項３に記載の構造部材。
【請求項５】
前記構造部材（１０）の前記本体（４１）は、管形である、請求項３に記載の構造部材。
【請求項６】
構造物（１）であって、
少なくとも１つの溝溶接（１４）によって結合された少なくとも２つの構造部材（５）を含み、前記少なくとも２つの個別構造部材（５）は、第１の構造部材（１０）および第２の構造部材（１２）を含み；
前記第１の構造部材（１０）および前記第２の構造部材（１２）それぞれは、
第１の表面（１６、７６）、第２の表面（１８、７８）、および端部（２０、３０）での端面（４２、１１２）を含む本体（４０、２４０）；
ルート突出部（２２、３２）を含む前記端部（２０、３０）であって、前記ルート突出部（２２、３２）がルート突出部半径に沿って前記第２の表面（１８、７８）から半径方向の外側に前記ルート突出部（２２、３２）の外端（８２、１２２）まで延びられ、前記第２の表面（１８、７８）から前記ルート突出部（２２、３２）の前記外端（８２、１２２）まで延びられるルート突出部高さを画定する、前記端部（２０、３０）；および
前記ルート突出部（２２、３２）の前記外端（８２、１２２）の内側エッジ（１８４、１９４）と外側エッジ（８０、１２０）との間で延びられるルート突出部幅；を含み、
前記第１の構造部材（１０）の前記ルート突出部（２２）および前記第２の構造部材（１２）のルート突出部（３２）の前記ルート突出部半径、前記ルート突出部高さ、および前記ルート突出部幅は、疲労破壊が溶接ルート（７２）で発生しないように、前記第１の構造部材（１０）の前記本体（４０）および前記第２の構造部材（１２）の前記本体（２４０）を通って伝播されるルート応力流路（２００）を超え、そこから離れて隔離された無視可能なルート応力集中区域に対応する応力保護された溶接ルート領域（１６０）内に前記溶接ルート（７２）を配置するように構成される、構造物。
【請求項７】
前記第１の構造部材（１０）および前記第２の構造部材（１２）それぞれの前記端部（２０、３０）は、トー突出部（２３、３３）をさらに含み、前記トー突出部（２３、３３）は、トー突出部半径に沿って前記第１の表面（１６、７６）から半径方向の外側に前記トー突出部（２３、３３）の外端（８３、１２３）まで延びられ、前記第２の表面（１８、７８）から前記トー突出部（２３、３３）の前記外端（８３、１２３）まで延びられるトー突出部高さを画定し、前記トー突出部（２３、３３）の前記外端（８３、１２３）の内側エッジ（１８５、１９５）と外側エッジ（８１、１２１）との間で延びられるトー突出部幅を含む、請求項６に記載の構造物。
【請求項８】
前記第１の構造部材（１０）の前記トー突出部（２３）および前記第２の構造部材（１２）の前記トー突出部（３３）のトー突出部半径、トー突出部高さ、およびトー突出部幅は、疲労破壊が溶接トー（７３ａ、７３ｂ）で発生しないように、前記第１の構造部材（１０）の前記本体（４０）および前記第２の構造部材の前記本体（２４０）を通って伝播されるトー応力流路（２０１）を超え、そこから離れて隔離された無視可能なトー応力集中区域に対応する応力保護された溶接トー領域（１６１ａ、１６１ｂ）内に前記溶接トー（７３ａ、７３ｂ）を配置するように構成される、請求項７に記載の構造物。
【請求項９】
前記第１の構造部材（１０）の本体（４０）は、前記ルート突出部（２２）、前記トー突出部（２３）、および前記第１の構造部材（１０）の本体（４１）を含み、前記第２の構造部材（１２）の本体（２４０）は、前記ルート突出部（３２）、前記トー突出部（３３）、および前記第２の構造部材（１２）の本体（２４１）を含み、前記第１の構造部材（１０）の前記本体（４０）は、前記第１の構造部材（１０）の前記第１の表面（１６）から前記第２の表面（１８）まで延びられる厚さを含み。前記第２の構造部材（１２）の前記本体（２４１）は、前記第２の構造部材（１２）の前記第１の表面（７６）から前記第２の表面（７８）まで延びられる厚さを含む、請求項８に記載の構造物。
【請求項１０】
前記第１の構造部材（１０）の前記本体（４０）の厚さは、前記第２の構造部材（１２）の前記本体（２４０）の厚さと同等の、請求項１１に記載の構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、応力保護された溝溶接に関し、より詳細には、応力保護された溝溶接を有する構造物を形成する構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
溝溶接は、構造部材を結合し、様々な多数の異なる類型の構造物の１つ以上の溶接物（ｗｅｌｄｍｅｎｔ）を形成するのに使用され得る。特に、溝溶接は、２つの構造部材または他の金属構成要素が、加熱された充填材によって少なくとも部分的に提供され得る相互熱接合変形の結果として隣接および／または合致するエッジまた表面の添付によって互いに結合される手段であり得る。溝溶接の内部の少なくとも一部は、溝溶接および構造部材の最上部または「トー（ｔｏｅ）」および最下部または「ルート（ｒｏｏｔ）」にて含む、構造部材または他の金属構成要素の既存の母材の隣接する表面およびエッジと係合して熱接合することのできる充填材で構成され得る。
【０００３】
溝溶接は、構造部材が結合されて様々な多数の異なる類型の構造物を形成する効果的な手段として広範に使用され得るが、典型的な従来の溝溶接は、その後に疲労または破壊に敏感であり得る。たとえば、溶接された構造物は、溶接および構造部材上に応力を生成する張力または曲げ力（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）を部分的に含み得る繰り返し荷重、力および／または応力を受ける可能性がある。荷重、力、および／または応力が、構造物および溝溶接に印加されると、溝溶接の一部分、たとえば、そのルートおよび／またはトーは、それに印加された荷重、力、および／または応力を吸収して耐えることが不可能であり得て、したがって、疲労または破壊に特に敏感であり得る。
【０００４】
「溶接部構造および溶接方法（Ｗｅｌｄｉｎｇ  Ｐｏｒｔｉｏｎ  Ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｗｅｌｄｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ）」と題する米国特許第７，３７４，８２３号は、溶接ビードによって結合される傾斜部を有する第１および第２の部材を含む溶接アセンブリを開示している。しかしながら、溶接ルートおよび／または溶接トーが、依然として高い応力を受けるため、溝溶接ジョイントの破壊は、当該分野で継続して問題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、前述した欠点および短所中、１つ以上を解決することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様においては、構造部材が開示される。構造部材は、第１の表面、第２の表面、および構造部材の端部（ｅｎｄ  ｐｏｒｔｉｏｎ）での端面（ｅｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）を有する本体を含む。構造部材の端部は、ルート突出部を含み、ルート突出部は、ルート突出部半径に沿って構造部材の第２の表面から半径方向の外側にルート突出部の外端（ｏｕｔｅｒ  ｅｎｄ）まで延びられ、構造部材の第２の表面からルート突出部の外端まで延びられるルート突出部高さを画定する。ルート突出部は、ルート突出部の外端の内側エッジと外側エッジとの間で延びられるルート突出部幅をさらに含む。ルート突出部半径、ルート突出部高さ、ルート突出部幅は、構造部材の本体を通って伝播されるルート応力流路を超え、そこから離れて隔離された応力保護された溶接ルート領域を画定するように構成される。
【０００７】
本開示の別の態様においては、構造物が開示される。構造物は、少なくとも１つの溝溶接によって結合された少なくとも２つの構造部材を含む。少なくとも２つの個別構造部材は、第１の構造部材および第２の構造部材を含む。第１の構造部材および第２の構造部材それぞれは、第１の表面、第２の表面、および端部での端面を有する本体を含む。端部は、ルート突出部を含み、ルート突出部は、ルート突出部半径に沿って第２の表面から半径方向の外側にルート突出部の外端まで延びられ、第２の表面からルート突出部の外端まで延びられるルート突出部高さを画定する。ルート突出部は、ルート突出部の外端の内側エッジと外側エッジとの間で延びられるルート突出部幅を含む。第１の構造部材のルート突出部および第２の構造部材のルート突出部のルート突出部半径、ルート突出部高さ、およびルート突出部幅は、疲労破壊が溶接ルートにて発生しないように、第１の構造部材の本体および第２の構造部材の本体を通って伝播されるルート応力流路を越え、そこから離れて隔離された無視可能なルート応力集中区域に対応する応力保護された溶接ルート領域内に溶接ルートを配置するように構成される。
【０００８】
本開示のさらに別の態様においては、構造物が開示される。構造物は、少なくとも１つの溝溶接によって結合された少なくとも２つの構造部材を含む。少なくとも２つの個別構造部材は、第１の構造部材および第２の構造部材を含む。第１の構造部材および第２の構造部材それぞれは、第１の表面、第２の表面、および端部での端面を有する本体を含む。端部は、トー突出部を含み、トー突出部は、トー突出部半径に沿って第１の表面から半径方向の外側にトー突出部の外端まで延びられ、第２の表面からトー突出部の外端まで延びられるトー突出部高さを画定する。トー突出部は、トー突出部の外端の内側エッジと外側エッジとの間で延びられるトー突出部幅を含む。第１の構造部材のトー突出部および第２の構造部材のトー突出部のトー突出部半径、トー突出部高さ、およびトー突出部幅は、疲労破壊が溶接トーにて発生しないように、第１の構造部材の本体および第２の構造部材の本体を通って伝播されるトー応力流路を越え、そこから離れて隔離された無視可能なトー応力集中区域に対応する応力保護された溶接トー領域内に溶接トーを配置するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の例示的な実施形態による構造部材の側面図である。
【図２】図２は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図３】図３は、図１に図示された本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の拡大側面図である。
【図４】図４は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図５】図５は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図６】図６は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図７】図７は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図８】図８は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図９】図９は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図１０】図１０は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図１１】図１１は、図１０に図示された本開示の例示的な実施形態による構造部材を製造する方法を図示する側面図である。
【図１２】図１２は、本開示の例示的な実施形態による溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物の側面図である。
【図１３】図１３は、本開示による構造物に印加された引張応力の結果として溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物内に形成された応力領域を図示する応力シミュレーション分析の概略図である。
【図１４】図１４は、本開示による構造物に印加された曲げ応力（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｓｔｒｅｓｓ）の結果として溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物内に形成された応力領域を図示する応力シミュレーション分析の概略図である。
【図１５】図１５は、本開示によるルート応力、突出部高さ、突出部幅、および突出部半径の間の関係を図示する四次元グラフィック表現である。
【図１６】図１６は、本開示による構造物に印加された引張応力の結果として溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物内に形成された応力領域を図示する応力シミュレーション分析の概略図である。
【図１７】図１７は、本開示による第１の方向に構造物に印加された曲げ応力の結果として溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物内に形成された応力領域を図示する応力シミュレーション分析の概略図である。
【図１８】図１８は、本開示による第２の方向に構造物に印加された曲げ応力の結果として溝溶接によって結合された構造部材によって形成された構造物内に形成された応力領域を図示する応力シミュレーション分析の概略図である。
【図１９】図１９は、本開示によって構造物が合体され得る様々な構造物の概略図である。
【図２０】図２０は、本開示による少なくとも１つの溝溶接によって結合された２つ以上の構造部材を含む構造物を含むブーム構造物（ｂｏｏｍ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）として図示された少なくとも１つの溝溶接を有する例示的な全体構造物の斜視図である。
【図２１】図２１は、本開示による少なくとも１つの溝溶接によって結合された２つ以上の構造部材を含む構造物を含む油圧シリンダとして図示された少なくとも１つの溝溶接を有する例示的な全体構造物の断面図である。
【００１０】
以下の詳細な説明は、特定の例示的な実施形態に対して提供されるが、このような実施形態は、限定するものと解釈されるべきではなく、むしろ本開示は、すべての実施形態、修正、代替構成、およびこれらの等価物と同一の保護の範囲を有するものであることを理解すべきである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、本明細書に開示された実施形態中、任意の１つ以上による少なくとも１つの溝溶接によって結合された少なくとも２つの構造部材５で構成される任意の構造物１に関する。特定の実施形態において、構造物１は、開示された実施形態それぞれの構造部材１０、１２および溝溶接の特徴の例示的な説明を提供する目的で第１の構造部材１０および第２の構造部材１２を含むものとして説明されて図示され得るが、構造物１は、多数の溝溶接によって結合され、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による保護された幾何学的構造および特徴中、任意の１つ以上を含む多数の構造部材５（たとえば、第３、第４、第５の構造部材など）を含み得ることが理解されるであろう。ここで特定の実施形態または特徴に対して詳細に参照されるが、これらの例は、添付図に示されている。一般に、対応するまたは類似の参照番号が可能であれば、図を通して同一または対応部分を指すために使用されるであろう。図に含まれ、本明細書にて説明される概略図内の要素は、寸法によってまたは縮尺通りに図示されないことがあり、むしろ本開示の異なる態様を例示するために図示され得る。
【００１２】
ここで図を参照すると、構造部材５または第１の構造部材１０が示されている。第１の構造部材１０は、本明細書にさらに開示されるように、溶接物および結果的な構造物１、またはその任意の部分を形成するために溝溶接１４によって他の構造部材５または第２の構造部材１２に結合されるように構成される任意の構造部材５であり得る。このように、第１および第２の構造部材１０および１２（および本明細書にさらに開示されるように、これらのそれぞれの本体４０、２４０）を部分的に含む、本明細書に開示された構造部材５それぞれは、本明細書に開示されるように、溝溶接１４を介して結合され得る鉄、鋼、アルミニウム、または任意の金属またはこれらの任意の合金を含むが、これらに限定されない金属で構成される。本開示の目的のために、用語「溶接（ｗｅｌｄｉｎｇ）」（または、「溶接（ｗｅｌｄ）」）は、２つの構造部材１０、１２または他の金属構成要素が、これらの間の相互熱、摩擦、または任意の他の類型の接合変形の結果として隣接および／または合致するエッジまたは表面の添付によって互いに結合される任意の工程またはその結果を含む。溝溶接１４は、被覆アーク溶接、ガスタングステンアーク溶接またはタングステン不活性ガス溶接、ガスメタルアーク溶接またはミグ溶接、フラックス入りアーク溶接（ｆｌｕｘ−ｃｏｒｅｄ  ａｒｃ  ｗｅｌｄｉｎｇ）、サブマージアーク溶接（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ  ａｒｃ  ｗｅｌｄｉｎｇ）、エレクトロスラグ溶接（ｅｌｅｃｔｒｏｓｌａｇ  ｗｅｌｄｉｎｇ）などを含むことができるが、これらに限定されず、また、クラッディング、ブレージング、ソルダリング、摩擦攪拌溶接（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｓｔｉｒ  ｗｅｌｄｉｎｇ）、レーザ溶接、およびハイブリッドレーザアーク溶接も含むことができる。構造部材５、１０、１２（および本明細書にさらに開示されるように、その本体４１、２４１）は、本明細書に開示されるような構造物１および／または全体構造物１０００中、１つ以上を含むが、これらに限定されない任意の適切なまたは所望の構造物を形成するために必要に応じて様々な形状、輪郭、プロファイル、本体、物体、構造物、またはこれらの任意の組み合わせあるいは組み合わせのいずれかを具現するか、含むように形成することができる。特に、構造部材５、１０、１２（および本明細書にさらに開示されるように、これらの本体４１、２４１）は、プレートを画定するために平面形であり得る。代替的に、構造部材５、１０、１２（および本明細書にさらに開示されるように、これらの本体４１、２４１）は、輪郭形状またはプロファイルを含むことができ、構造部材５、１０、１２（およびこれらの本体４１、２４１）の輪郭形状またはプロファイルの全部または一部は、輪郭構造部材、パネル、および／またはプレート（たとえば、図２０に示されるような構造パネルまたはプレート部材３１１０および３１１２など）を形成するために平面形、弓形、円筒形、凹形、凸形、および湾曲形（およびこれらの様々な組み合わせ中、任意のもの）中、任意の１つ以上であり得ておよび／またはこれを含むことができる。さらに別の非限定的な例において、構造部材５、１０、１２（およびこれらの本体４１、２４１）は、管形���あり得て、円筒形であるか、湾曲されて円筒形管を形成することができるか、または非円筒形管を形成することができる。
【００１３】
図１〜図３は、溝溶接１４によって結合された、第１の構造部材１０および第２の構造部材１２として図示された、２つ以上の構造部材５によって形成された構造物１の実施形態を図示する。図２および図３に示す例示的な実施形態において、第１および第２の構造部材１０、１２は、対応して等価の対向整列された配向、幾何学的構造および特徴を含む。しかしながら、本発明の思想および範囲を逸脱することなく、第１の構造部材１０および／または第２の構造部材１２として図示された構造部材５は、図４〜図１１に図示された実施形態で説明されるものを含む、異なるおよび／または追加配向、幾何学的構造および特徴を有することができる。図１〜図３を参照すると、第１の構造部材１０は、第１の表面１６、第２の表面１８、およびルート突出部２２を含む少なくとも１つの端部２０を含み、同様に第２の構造部材１２は、第１の表面７６、第２の表面７８、およびルート突出部３２を含む少なくとも１つの端部３０を含む。端部２０、３０およびルート突出部２２、３２は、構造物１を形成するために対向する第２または第１の構造部材１２、１０（または、本開示による任意のルート突出部を部分的に含む任意の他の構造部材５）の隣接し、対応し、対向する端部３０、２０およびルート突出部３２、２２に溝溶接１４を介して結合されるように構成される第１の構造部材１０および第２の構造部材１２の任意の１つ以上の外側エッジ、側面、延長部、または境界それぞれにて含まれる。第１の表面１６、７６は、第１の構造部材１０および第２の構造部材１２および結果的な構造物１の外面または上面を画定することができる。第２の表面１８、７８は、第１の構造部材１０および第２の構造部材１２および結果的な構造物１の内面または下面を画定することができる。代替として、第１の表面１６、７６は、第１の構造部材１０および第２の構造部材１２および結果的な構造物１の内面または下面を画定することができ、第２の表面１８、７８は、構造物１の形成物を含むが、これらに限定されない、構造物１に随伴される類型、使用、用途、制約、または他の考慮事項に応じて第１の構造部材１０および第２の構造部材１２、ならびに結果的な構造物１の外面または上面を画定することができる。このように、相対的な用語「上」、「外部」、「上部」、「上昇された」、「下」、「下部」、「下降された」、または「内部」が使用され得るが、このような用語は、図示された図の配向に関して本明細書での開示の様々な特徴を識別して開示する目的で排他的に使用されるが、図示された図と異なる可能性のある配向を排除することで本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではないが、すべての他の側面では同等である。
【００１４】
第１の構造部材１０および第２の構造部材１２は、それぞれ本体４０、２４０を含み、本体４０、２４０は、第１および第２の構造部材１０、１２の組成と特徴を形成および画定することができる。第１および第２の構造部材１０、１２の本体４０、２４０は、本開示の目的のために、結果的な溝溶接１４、およびの充填材５２を部分的に含む、溝溶接１４を形成する材料または材料らよりも強く、より耐久性があるか、そうでなければ応力、疲労、および／または破壊に対してより耐性があり得る「母材」として画定され得る（上記で開示されるように）溝溶接１４を介して結合され得る任意の金属またはその任意の合金で構成および形成することができる。第１および第２の構造部材１０、１２のそれぞれの本体４０、２４０は、ルート突出部２２、３２（のみならず、トー突出部２３、３３）を含み得るこれらの全体本体として画定することができ、ルート突出部２２、３２（のみならず、トー突出部２３、３３）は、第１および第２の構造部材１０、１２のそれぞれの全体本体４０、２４０の構成要素であり得て、これらと一体形であるものとして含まれる可能性があり、本明細書にてさらに説明されるように、同一の母材によって形成され得るか、そうでなければその同一の単一体の一体形部分として形成または含まれる可能性がある。第１の構造部材１０の本体４０および第２の構造部材１２の本体２４０はまた、母材で全体的に形成され、その特徴のすべてを含む第１の構造部材１０の全体本体４０および第２の構造部材１２の全体本体２４０の主要部として画定され得る本体４１および本体２４１をそれぞれ含むことができ、ルート突出部２２、３２（のみならず、トー突出部２３、３３）を含まない。第１の構造部材１０の本体４１、および一実施形態において、その端部２０は、第１の表面１６から第２の表面１８まで延びられる厚さＴ１を含む。第２の構造部材１２の本体２４１、および一実施形態において、その端部３０は、第１の表面７６から第２の表面７８まで延びられる厚さＴ２を含む。第１の構造部材１０の端部２０は、第１の構造部材１０（およびその本体４１）の外側エッジ、側面、延長部、または境界を画定する第１の表面１６および第２の表面１８の終端または端部、あるいはセグメントによって部分的に画定されてこれを含み、第２の構造部材１２の端部３０（同様に第２の構造部材１２（およびその本体２４１）の外側エッジ、側面、延長部、または境界を画定する第１の表面７６および第２の表面７８の終端または端部によって画定されてこれを含む）に隣接して配置され、図２および図３に図示されるような溝溶接１４を介して結合されるように構成される。特に、端部２０は、第１および第２の表面１６、１８の一端または終端部のみならず、図２および図３に示すような溝溶接１４を介して第２の構造部材１２に結合される第１の構造部材１０の一端、外側エッジ、延長部、または境界を画定する少なくとも１つの端面４２を含む。同様に、第２の構造部材１２の端部３０は、第１および第２の表面７６、７８の一端または終端部のみならず、図２および図３に示すような溝溶接１４を介して第１の構造部材１０に結合される第２の構造部材１２の一端、外側エッジ、延長部、または境界を画定する少なくとも１つの端面１１２を含む。このように、端面４２および１１２は、第１の構造部材１０が溝溶接１４を介して第２の構造部材１２に結合または添付されるように、充填材５２を含むが、これらに限定されない溝溶接１４の熱およびエネルギーを介して熱接合されて変形される表面に含まれる。端面４２は、溝溶接１４（図２に示す）に近接して配向され、第１の構造部材１０の端部２０内に位置される第１の構造部材１０（およびその本体４１）の第１の表面１６の終端を画定する第１の端５４から、第２の表面１８に向かって第２の表面１８下に、またはそれを超えて位置される第２の端５６まで延びられる。同様に、第２の構造部材１２の端面１１２は、溝溶接１４（図２に示す）に近接して配向され、第２の構造部材１２の端部３０内に位置される第２の構造部材１２（およびその本体２４１）の第１の表面７６の終端を画定する第１の端１５４から、第２の表面７８に向かって第２の構造部材１２の第２の表面７８下に、またはそれを超えて位置される第２の端１０６まで延びられる。第１の構造部材１０の端面４２および第２の構造部材１２の端面１１２は、一定の角度で線形に延びられる単一表面として図１〜図３（のみならず、追加図）にそれぞれ示されているが、第１の構造部材１０の端面４２および第２の構造部材１２の端面１１２は、さらに湾曲形、弓形、および／または部分的に凹形および／または凸形であり得るか、または本開示の範囲を逸脱することなく、第１および第２の構造部材１０、１２のそれぞれの第１の端５４、１５４からそれぞれの第２の端５６、１０６まで延びられる様々な湾曲形、弓形、および／または部分的に凹形、凸形、および／または線形幾何学的構造および／または角度の多数のセグメントを含み、これらによって形成され得る（または溝溶接１４によって結合され、その充填材５２を収容するのに十分な任意の他の幾何学的構造および／または追加表面を含むことができる）。さらに、図１〜図３（のみならず、部分的に図４〜図１２）の実施形態に示すような表面４２、１１２の角度は、表面４２、１１２中、１つ以上の角度が、たとえば、溶接ルート７２の中央垂直軸７０に対して５度以内（またはその未満）程度に狭い非限定的な例を提供するために垂直により近くなり得るか、または代替的に表面４２、１１２中、１つ以上の角度が、図示された実施形態中、任意のものに示したものよりも広くなり得るか、またはその任意の他の角度、形状、および／または配向が、本開示の思想および範囲を逸脱することなく、本明細書に規定されるような任意の溶接を介して第１の構造部材１０を第２の構造部材１２に結合するために適用される任意の工程を適用することができるため、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００１５】
第１の構造部材１０の端部２０はまた、第１の構造部材１０の端部２０での第２の表面１８を越えて延びられ、そこから外側に突出するルート突出部２２を含む。ルート突出部２２は、第２の表面１８を越えて延びられる端面４２の第２の端５６に近接し、それを含む端面４２の一部分を含むことができ、外側に延びられる外部ルート延長部表面６２をさらに含み、溝溶接１４に近接し、第１の構造部材１０の端部２０内にある第２の表面１８（および第１の構造部材１０の本体４１）の終端の外部線形境界下に、またはそれを超えて全体的に延びられるように位置され、ルート突出部２２は、本明細書にてさらに説明されるような応力保護された溶接ルート領域１６０を画定し、その中に位置される。同様に、図２および図３に示すように、第２の構造部材１２の端部３０はまた、第２の構造部材１２の端部３０での第２の表面７８を越えて延びられ、そこから外側に突出するルート突出部３２を含む。第２の構造部材１２のルート突出部３２は、第２の表面７８を越えて延びられる端面１１２の第２の端１０６に近接し、それを含む端面１１２の一部分を含むことができ、外側に延びられる外部ルート延長部表面６８をさらに含み、溝溶接１４に近接し、第２の構造部材１２の端部３０内にある第２の表面７８（および第２の構造部材１２の本体２４１）の終端の外部線形境界下に、またはそれを超えて全体的に延びられるように位置され、ルート突出部３２は、本明細書にてさらに説明されるような応力保護された溶接ルート領域１６０を画定し、その内部に位置される。
【００１６】
第１の構造部材１０のルート延長部表面６２は、第１の構造部材１０の本体４１から外側に離れて対向するように配向され、ルート延長部表面６８は、第２の構造部材１２の本体２４１から外側に離れて対向するように配向される。第１の構造部材１０のルート延長部表面６２は、ルート突出部２２の外端８２の外側エッジ８０で終端するために第２の表面１８によって画定された第１の構造部材１０の本体４１の外部または下部境界からさらに外側に、それを超え、そこから離れて端面４２の第２の端５６から外側に延びられ得る。同様に、第２の構造部材１２のルート延長部表面６８は、第２の構造部材１２のルート突出部３２の外端１２２の外側エッジ１２０で終端するために第２の表面７８によって画定された第２の構造部材１２の本体２４１の外部または下部境界からさらに外側に、それを超え、そこから離れて端面１１２の第２の端１０６から外側に延びられ得る。第１および第２の構造部材１０、１２のルート突出部２２、３２の幾何学的構造および寸法は、第１の構造部材１０のルート延長部表面６２の長さの少なくとも一部分が、第２の構造部材１２の第２のルート延長部表面６８の少なくとも一部分と対向して配向されるように構成され、図２および図３（のみならず、図４〜図１２）に示す例示的な実施形態においては、溶接ギャップ２３０によって、第１および第２の構造部材１０、１２の端部２０、３０が互いに隣接して配置されて溝溶接１４を形成するとき、溶接ルート７２が第１の構造部材１０の第２の表面１８および第２の構造部材１２の第２の表面７８（または本明細書にてさらに説明されるように、下部または最外側（または溶接ルートに最も近接した）第２の表面１８または７８）（およびそれらの本体４１、２４１）下に、またはそれを超え、そこから外側に離れる位置に位置される第１の構造部材１０のルート延長部表面６２および第２の構造部材１２のルート延長部表面６８の隣接して対向するセグメントらの間に配置されて（またはそれらから外側に突出するように延びられて）溶接ルート７２が図４〜図１０に示され、図１３〜図１５を参照して本明細書にてさらに説明されるように、応力保護された溶接ルート領域１６０内に位置されてルート応力流路２００を超え、そこから離れて隔離されるように構成される。図１〜図３に示す例示的な実施形態において、第１の構造部材１０のルート延長部表面６２（のみならず、第２の構造部材１２のルート延長部表面６８）は、溶接ルート７２の中央垂直軸７０に概ね平行であり得る。図１〜図３に示す例示的な実施形態にさらに示されるように、第１の構造部材１０（のみならず、図２および図３に示すように、第２の構造部材１２）のルート延長部表面６２、６８は、図２および図３に示すように、第２の構造部材１２の対応する第２のルート延長部表面６８と同一平面上にあり得る。図１〜図３の実施形態に示されるルート延長部表面６２、６８はまた、第１の構造部材１０の本体４０の端部２０の断面プロファイル（ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ｐｒｏｆｉｌｅ）の中央中間軸６０に垂直であるものと示されている。ルート延長部表面６２、６８はさらに、第１の構造部材１０の第１および第２の表面１６、１８、なら��に第２の構造部材１２の第１および第２の表面７６、７８の中、１つ以上に垂直であり得る。しかしながら、本明細書にて説明されるものを含む他の実施形態において、ルート延長部表面６２、６８中、１つ以上は、わずかに角度付けされるか、わずかに湾曲される可能性があり、ルート延長部表面６２、６８が端面４２、１１２の第２の端５６、１０６からルート突出部２２、３２の外端面８２、１２２の外側エッジ８０、１２０まで延びられるため、中央垂直軸７０および対向するルート延長部表面６２、６８に向かって内側にそれぞれ角度を置いてまたは曲線に沿って延びられ得る。上記で言及されたものを含むが、これらに限定されない様々な異なる形状、輪郭、配向などの中、任意のものを有する１つ以上の個別表面を部分的に含む図１〜図３に示された実施形態らの間には差が存在し得るが、本明細書にてさらに説明されるように、ルート応力流路２００から外側に、それを超え、その下に、そこから離れて応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２を画定、形成、配置、および隔離するように構成された半径ＲＰＲ、ルート突出部高さＲＰＨ、および幅ＲＰＷを含む幾何学的構造および相対寸法を有するものとして突出部２２、３２を画定および／または形成するものも依然として本開示の範囲内に属し得ることを理解すべきである。
【００１７】
ルート突出部２２の外端８２は、第２の表面１８に対し、そこから離れて延びられる第１の構造部材１０のルート突出部２２の最外側境界を画定することができ、ルート突出部３２の外端１２２は、第２の表面７８に対し、そこから離れて延びられる第２の構造部材１２のルート突出部３２の最外側境界を画定することができる。外端８２、１２２はまた、応力保護された溶接ルート領域１６０内に図２および図３のみならず、図４〜図１０、図１９および図２０にさらに示すように、（且つ図１３〜図１５を参照して本明細書にてさらに説明されるように）溶接ルート７２および構造部材１０、１２の端部に沿ってそれらにわたって延びられる外側に延びられるリブまたはシーム（ｏｕｔｗａｒｄｌｙ  ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ  ｒｉｂ  ｏｒ  ａ  ｓｅａｍ）を画定することができる。
【００１８】
本明細書にてさらに説明されるように、ルート突出部２２、３２の大きさ、形状、および／または寸法中、１つ以上は、それぞれの第１および第２の構造部材１０、１２のルート延長部表面６２、６８の反対側のルート突出部２２、３２の側面上に配向されたルート突出部２２、３２の弓形内面１７８、１８８の寸法（および一実施形態においては、その半径ＲＰＲ）によって少なくとも部分的に画定され得る。弓形内面１７８は、第１の構造部材１０の端部２０内に位置され、ルート突出部２２が第２の表面１８から外側にルート応力流路２００から離れて延びられる遷移表面（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅ）として画定され得る。特に、第１の構造部材１０のルート突出部２２の弓形内面１７８は、半径ＰＲに沿って、（図２および図３に示すように）溝溶接１４に近接して配向される第２の表面１８の終端（のみならず、第１の構造部材１０の本体４１の終端および外部境界）を画定する初期半径方向端部１８０から半径方向の外側に、ルート突出部２２の外端８２の内側エッジ１８４にあるか、それに近接し、一実施形態においては、それと垂直に整列され得る弓形内面１７８の終端半径方向端部１８２まで延びられる。
【００１９】
弓形内面１７８が延びられる半径ＲＰＲは、弓形内面１７８の寸法を画定することができ、さらにルート突出部２２およびその外端８２の断面幅（ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ｗｉｄｔｈ）ＲＰＷを部分的に画定することができる。第２の構造部材１２の弓形内面１８８は、第２の構造部材１２の端部３０内に位置され、ルート突出部３２が第２の表面７８から外側にルート応力流路２００から離れて延びられる遷移表面として画定され得る。特に、第２の構造部材１２のルート突出部３２の弓形内面１８８は、半径ＲＰＲに沿って、（図２および図３に示すように）溝溶接１４に近接して配向される第２の表面７８の終端（のみならず、第１の構造部材１０の本体４１の終端および外部境界）を画定する初期半径方向端部１９６から半径方向の外側に、第２の構造部材１２のルート突出部３２の外端１２２の内側エッジ１９４にあるか、それに近接し、一実施形態においては、それと垂直に整列され得る弓形内面１８８の終端半径方向端部１９２まで延びられる。断面幅ＲＰＷは、それぞれ外端８２、１２２のルート延長部表面６２、６８および／または外端８２、１２２の外側エッジ８０、１２０中、１つ以上と；弓形内面１７８、１８８の終端半径方向端部１８２、１９２および／または第１および第２の構造部材１０、１２のそれぞれの突出部２２、３２の外端８２、１２２の内側エッジ１８４、１９４の間の水平線形距離として画定され得る。一実施形態において、第１の構造部材１０のルート突出部２２の弓形内面１７８の半径ＲＰＲおよび第２の構造部材１２のルート突出部３２の弓形内面１８８の半径ＲＰＲは、実質的に一定であり得るか、または代替的には可変的であり得る。第１の構造部材１０のルート突出部２２の弓形内面１７８の寸法（および一実施形態においては、その半径ＲＰＲ）はまた、ルート突出部２２が第２の表面１８によって画定された第１の構造部材１０（およびその本体４１）の外部境界から外側に、それを越えて延びられる線形距離であるルート突出部高さＲＰＨを部分的に画定することができる。これは、弓形内面１７８の初期半径方向端部１８０（および／または第２の表面１８の終端）から外側にルート突出部２２の外端８２まで線形および垂直に延びられる距離として画定される。第２の構造部材１２のルート突出部３２の弓形内面１８８の寸法（および一実施形態においては、その半径ＲＰＲ）はまた、ルート突出部３２が第２の表面７８によって画定される第２の構造部材１２（およびその本体２４１）の外部境界から外側に、それを越えて延びられる線形距離である第２の構造部材１２のルート突出部高さＲＰＨを部分的に画定することができる。これは、弓形内面１８８の初期半径方向端部１９６（および／または第２の表面７８の終端）から外側に第２の構造部材１２のルート突出部３２の外端１２２まで線形および垂直に延びられる距離として画定される。
【００２０】
第１の構造部材１０および第２の構造部材１２を通って伝播されるルート応力流路２００の軸方向引張および曲げ荷重経路、ならびに応力集中が図３〜図１０に示されている。本明細書にてさらに説明され、図１３〜図１８に図示されるように、それぞれ弓形内面１７８、１８８の半径ＲＰＲ、ルート突出部高さＲＰＨ、および第１の構造部材１０のルート突出部２２および第２の構造部材１２のルート突出部３２のＲＰＷの幅のみならず、結果的な総溶接ルート突出部幅ＷＲＰＷの幾何学的構造および相対寸法は、ルート応力流路２００から外側に、それを超え、その下に、そこから離れて応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２を画定、形成、配置、および隔離し、応力保護された溶接ルート領域１６０のみならず、その中に配置された溶接ルート７２から離れて第１の構造部材１０の本体４１および第２の構造部材１２の本体２４１、およびこれらの母材内にルート応力流路２００を偏向、変更、方向転換および隔離するように選択されて構成される。ルート応力流路２００が、図３〜図１０に示されている。ルート応力流路２００は、溶接ルート７２から離れて且つ第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１および本体２４１のより強い母材まで構造物および溶接物に適用され、それらを通って伝達され、および／またはそれらを通って伝播される。したがって、溶接ルート７２は、ルート延長部表面６２、６８によって応力保護された溶接ルート領域１６０内で外側に且つルート応力流路２００下にそれを越えてそこから離れて配置、保持および固定される。充填材５２と第１および第２の構造部材１０、１２の間に形成され、溶接ルート７２に近接して形成された接合部（ｂｏｎｄ）は、このような荷重経路および応力集中から隔離されて無視可能な応力集中区域に位置され、疲労破壊が溶接ルート７２および応力保護された溶接ルート領域１６０中、１つ以上で発生しない。
【００２１】
本明細書に開示されるような第１の構造部材１０の端部２０およびルート突出部２２（のみならず、第２の構造部材１２の端部３０およびルート突出部３２）のみならず、本明細書にて説明されるような、これらの幾何学的構造および寸法は、結果的な構造物に随伴される類型、使用、用途、制約、または他の考慮事項に依存し得る任意の適切な金属製作工程または工程らを使用して形成され得る。一実施形態において、第１の構造部材１０の本体４０（のみならず、第２の構造部材１２の本体２４０）のすべては、第１の構造部材１０の１つ以上の端部、外側エッジ、延長部、または境界が端部２０およびルート突出部２２のみならず、これらの幾何学的構造および寸法を含み、単一の鋳造工程の結果として相互形成されて含まれるように鋳造工程によって形成され得る。代替的に、第１の構造部材１０の端部２０およびルート突出部２２は、１つ以上の圧延、鍛造、押出、曲げ、機械加工、および／または付加製造工程、たとえば、金属３Ｄプリンティング製作工程によって形成され得る。さらに、第１の構造部材１０の端部２０およびルート突出部２２は、鋳造、圧延、鍛造、伸長、曲げ、機械加工および／または付加製造工程、たとえば、金属３Ｄプリンティング製作工程などの２つ以上の製作工程の組み合わせによって形成され得ることが考慮される。前述した開示および実施形態は、第１の構造部材１０に対して説明されたが、第２の構造部材１２に対して同様に適用される。
【００２２】
図２および図３は、少なくとも２つの個別構造体部材、すなわち、少なくとも１つの溝溶接１４によって結合され、溶接物および結果的な構造物１を形成する図２および図３に示されるような第１の構造部材１０および第２の構造部材１２で構成される構造物を図示する。本開示の目的のために、図２および図３に図示され、図４〜図１０、図１９、図２０および図２１にさらに図示されて本明細書にてさらに説明されるように、構造物１は、２つの構造部材１０、１２を結合する少なくとも１つの溝溶接１４を含む前述したもの中、任意の１つ以上の任意の構造物、部品、構成要素、物品、または任意の部分であり得る。図２および図３において、端部２０を有する第１の構造部材１０は、第２の構造部材１２の端部３０に隣接して対向して配置され、これらの間に開放空間または溝を画定し、開放空間または溝は、ルート延長部表面６２、６８がそれぞれ互いに実質的に整列されて対向する溝溶接１４（およびその充填材５２）を収容する。第１および第２の構造部材１０、１２のルート突出部２２、３２およびルート突出部２２、３２の外端８２、１２２の断面幅ＲＰＷ、ならびにこれらの間に形成された溶接ギャップ２３０は、構造物の溶接ルート７２の総溶接ルート突出部幅ＷＲＰＷを画定する。隣接する対向端面４２、１１２のみならず、隣接する対向ルート延長部表面６２、６８の少なくとも一部分または全部の間の開放空間または溝は、溶接工程中に溝溶接１４の充填材５２を収容し、加熱された充填材５２が端面４２、１１２（のみならず、隣接する対向ルート延長部表面６２、６８の少なくとも一部分または全部）と熱接合する。第１の構造部材１０は、溝溶接１４を介して第２の構造部材１２に結合または添付される。さらに、第１および第２の構造部材１０、１２のルート延長部表面６２、６８は、互いに対向しており（且つ、図２および図３に示すような特定の実施形態においては、溶接ルート７２の中央垂直軸７０に沿って概ね平行に整列されて）それらの間に加熱された充填材５２を収容するように構成された溶接ギャップ２３０を画定する。さらに、一実施形態において、溶接ギャップ２３０はまた、溶接工程中に加熱された充填材５２を保持するように構成される。
【００２３】
依然として図２および図３を参照すると、溶接工程中に加熱された充填材５２は、溶接ギャップ２３０を貫通して流入され得る。加熱された充填材５２は、端面４２、１１２の第２の端５６、１０６からルート突出部２２、３２の外端８２、１２２の外側エッジ８０、１２０まで延びられるルート延長部表面６２、６８のルート延長部高さＲＨの少なくとも一部分または全部に沿って、それにわたってルート突出部２２、３２のルート延長部表面６２、６８と係合して熱接合する。一実施形態において、充填材１５２は、溶接ギャップ２３０を貫通して流入され、端面４２、１１２の第２の端５６、１０６から線形距離に沿ってルート突出部２２、３２の外端面８２、１２２の外側エッジ８０、１２０に向かってルート延長部表面６２、６８と係合または熱接合することができる。線形距離は、図３に示すように、充填材５２および溶接ルート７２が図３に図示されるような応力保護された溶接ルート領域１６０内の溶接ギャップ２３０内に全体的に保持され得るように、ルート延長部表面６２、６８のルート延長部高さＲＨ未満であり得るか、または代替的に線形距離は、ルート延長部高さＲＨ以上であり得て、ここで溶接ルートは、溶接ギャップ２３０を超え、またはそこからルート突出部２２、３２の外端８２、１２２の外側エッジ８０、１２０中、１つ以上を通って応力保護された溶接ルート領域１６０内に延長または突出する。
【００２４】
図１〜図３に図示されて前述したような実施形態は、同一の、またはほぼ同一の厚さ（ここで、第１の構造部材１０の厚さＴ１＝第２の構造部材１２の厚さＴ２）を有する第１および第２の構造部材１０、１２；整列されたまたはほぼ整列された第１の表面１６、７６および第２の表面１８、７８のみならず、同等のルート突出部高さおよび幅ＲＰＨ、ＲＰＷを有するルート突出部２２、３２、ならびに同等のルート延長部高さＲＨを有する整列されて平行して同一平面上にあるルート延長部表面６２、６８を有するものとして示される本開示の一例を示している。しかしながら、本開示は、図４〜図１０の例示的な実施形態に図示されて説明されたものを含むが、これらに限定されない異なる厚さＴ１、Ｔ２、１つ以上の角度付きまたは非整列された第１の表面１６、７６および第２の表面１８、７８、異なるルート突出部高さおよび幅ＲＰＨ、ＲＰＷ、ならびにオフセット、角度付け、非類似、および／または湾曲または弓形ルート延長部表面６２、６８中、１つ以上を有する第１および第２の構造部材１０、１２を同一に含むことを意味するため、前述した開示は、本開示の範囲を限定するものとして動作すべきではない。
【００２５】
本明細書にて説明されて識別されるように、図４〜図１０の実施形態に示すような異なるおよび／または追加配向、幾何学的構造および／または特徴を除いては、図４〜１０の実施形態それぞれは、他の方式で上記図１〜図３の実施形態の開示の要素、特徴および属性を含みおよび統合する。上記で提供されるように、図４〜図１０は、それぞれ上記図１〜図３に対して説明されるような結果的な構造物１を形成するために溝溶接１４によって結合される、第１の構造部材１０および第２の構造部材１２として図示される２つ以上の構造部材５、およびこれらのルート突出部２２、３２によって形成される構造物１のさらなる実施形態を開示する。図１〜図３と同様に、図４〜図１０の実施形態それぞれの第１および第２の構造部材１０、２０は、応力経路が溶接ルート領域１６０内で溶接ルート７２に近接して第２の表面１８、７８を超え、そこから外側に延びられる深さを限定し、本体４１、２４１から外側にルート延長部表面６２、６８を介して応力保護された溶接ルート領域１６０内でルート応力流路２００下にそれを越え、そこから離れて溶接ルート７２を保持または配置および固定するように構成される幾何学的構造および相対寸法を有するものとして形成されたルート突出部２２、３２を含む。特に、図１〜図３の実施形態と同様に、図４〜図１０の実施形態の第１および第２の構造部材１０、２０は、それぞれルート突出部２２、３２を含み、ルート突出部２２、３２は、第１の構造部材１０の第２の表面１６の終端によって画定される本体４１の外部境界および第２の構造部材１２の第２の表面７６の終端によって画定される本体２４１の外部境界から外側に、そこから離れ、それを超え、またはその下に、且つそれによってルート応力流路２００から外側に、それを超え、その下に、そこから離れて応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２を画定、形成、配置、および隔離し、その応力集中を第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１、２４１の母材内に配置させるために弓形内面１７８、１８８の半径ＲＰＲ、ルート突出部高さＲＰＨ、および第１の構造部材１０のルート突出部２２および第２の構造部材１２のルート突出部３２のＲＰＷの幅の幾何学的構造および相対寸法を有する。
【００２６】
図４の実施形態を参照すると、構造物１は、図１〜図３の実施形態と同一の方式で溝溶接１４を介して互いに結合された第１および第２の構造部材１０、１２およびこれらのルート突出部２２、３２を含む構造部材５を含む。しかしながら、図４の実施形態は、第１および第２の構造部材１０、１２の第２の表面１８、７８が整列（またはほぼ整列）されるが、第２の構造部材１２の第１の表面７６が第１の構造部材１０の第１の表面１６上に延びられ、第１の構造部材１０の本体４１の厚さＴ１を超える、第１の表面７６から第２の表面７８まで延びられる厚さＴ２を有する本体２４１を第２の構造部材１２に提供する実施形態を図示する。図４は、第１および第２の構造部材１０、１２が、異なる厚さＴ１、Ｔ２および非整列表面を有することができるが、第１の構造部材１０のルート突出部２２および第２の構造部材１２のルート突出部３２が依然として第１の構造部材１０の第２の表面１６の終端によって画定される本体４１の外部境界および第２の構造部材１２の第２の表面７６の終端によって画定される本体２４１の外部境界から外側に離れ、それを超え、またはその下に、且つそれによって図１〜図３の実施形態と同一のルート応力流路２００から外側に、それを超え、その下に、そこから離れて応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２を画定、形成、配置、および隔離するように構成されて位置される実施形態を図示する。
【００２７】
図５は、上記図１〜図３の開示と同一の１つの構造部材（第２の構造部材１２として図示される）、および第２の構造部材１２の第１の表面７６と整列（またはほぼ整列）される第１の表面１６を有するが、第２の構造部材１２の本体２４１の厚さＴ２未満の、第１の構造部材１０の第１の表面１６から第２の表面１８まで延びられる厚さＴ１を有する本体４１を有する別の構造部材（第１の構造部材１０として図示される）を含む構造物１の実施形態を図示する。第１の構造部材１０のルート突出部２２は、弓形内面１８８および第２の構造部材１２の突出部３２の弓形内面１８８、ならびに弓形内面１８８の終端半径方向端部１９２中、１つ以上から内側に、またはその上に位置され得る弓形内面２７８を含む細長形半径方向ルート突出部２２２である。弓形内面２７８は、半径ＲＰＲ１に沿って初期半径方向端部１８０から半径方向の外側に、第１の構造部材１０の外端８２の内側エッジ１８４で終端する終端半径方向端部まで延びられ得る。このように、本実施形態において、半径ＲＰＲ１は、一定でない場合があり、その少なくとも一部分は、第２の構造部材１２の弓形内面１８８の半径ＲＰＲを超える。代替的に、弓形内面２７８は、弓形内面２７８の終端半径方向端部２８２から第１の構造部材１０の外端８２の内側エッジ１８４まで延びられ得る、そのセグメントとしての追加細長形内面２７８ａを含むことができる。細長形内面２７８ａは、弓形内面２７８の終端半径方向端部２８２から第１の構造部材１０の外端８２の内側エッジ１８４まで線形に、または第２の構造部材１２の弓形内面１８８の半径ＲＰＲを超えることができる半径で半径方向に延びられ得る。代替的に、弓形内面２７８および／またはそのセグメントである細長形内面２７８ａは、細長形内面２７８ａは、一連の多数の線形および／または曲線／弓形セグメントによって形成され得る。さらに、前述した実施形態中、任意の１つ以上の弓形内面２７８および／またはそのセグメントである細長形内面２７８ａは、細長形内面２７８ａが、弓形内面２７８の終端半径方向端部２８２から第１の構造部材１０の外端８２の内側エッジ１８４まで延びられるため、ルート延長部表面６２に向かって弓形、角形、またはそうでなければテーパ形となり得る。さらに、第１の構造部材１０の細長形半径方向ルート突出部２２２は、第２の構造部材１２のルート突出部３２のルート突出部高さＲＰＨを超える、弓形内面２７８の初期半径方向端部１８０（および／または第２の表面１８の終端）から外側に細長形半径方向ルート突出部２２２の外端８２まで線形および垂直に延びられる細長形ルート突出部高さＲＰＨ１を含む。
【００２８】
図１〜図３の実施形態と実質的に同一の本実施形態において、それぞれの弓形内面２７８、１８８それぞれの半径ＲＰＲ１、ＲＰＲ、それぞれの突出部２２２、３２それぞれのルート突出部高さＲＰＨ１、ＲＰＨ、ならびに第１の構造部材１０および第２の構造部材１２のそれぞれの突出部２２２、３２それぞれの幅ＲＰＷは、それぞれ応力経路２００が第２の表面１８、７８を超え、そこから外側に延びられる深さを変更および限定するように構成され、ルート延長部表面６２、６８が、第２の構造部材１２の下部または最外側（または溶接ルート７２に最も近接した）第２の表面７８下に、またはそれを超え、そこから外側に離れる位置でルート応力流路２００の外側に、それを超え、その下に、そこから離れる位置で応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２を隔離させて溶接ルート７２がルート応力流路２００を超え、そこから離れて隔離される。
【００２９】
図６は、構造部材５中、１つのルート突出部２２、３２（例示的な開示を提供する目的で、第１の構造部材１０のものとして示す）が、第２の構造部材１２のルート突出部３２のルート突出部高さＲＰＨを超える、弓形内面１７８の初期半径方向端部１８０（および／または第２の表面１８の終端）から外側に細長形ルート突出部３２２の外端８２まで線形および垂直に延びられるルート突出部高さＲＰＨ１を含む細長形ルート突出部３２２として具現される本開示のさらに別の実施形態を開示する。図６に示すような実施形態において、細長形ルート突出部３２２はまた、第２の構造部材１２のルート延長部表面６８のルート延長部高さＲＨを超える、端面４２の第２の端５６から細長形ルート突出部３２２の外端８２の外側エッジ８０、１２０まで延びられるルート延長部高さＲＨ１を有するルート延長部表面３６２を含む。さらに、第１および第２の構造部材１０、１２の端面４２、１１２の第２の端５６、１０６は、オフセットされて整列されない。この実施形態において、第１の構造部材１０の細長形ルート突出部３２２のみならず、第２の構造部材１２のルート突出部３２の幾何学的構造および寸法は、第１および第２の構造部材１０、１２の端部２０、３０が互いに隣接して配置されて溝溶接１４を形成するときに、細長形ルート突出部３２２のルート延長部表面３６２のルート延長部高さＲＨ１の少なくとも一部分が、第２の構造部材１２のルート延長部表面６８のルート延長部高さＲＨの少なくとも一部分と隣接して対向して配向されるように構成される。さらに、前述した図１〜図３の実施形態と実質的に同一であり、これを参照（および含む）すると、図６の実施形態において、それぞれの弓形内面１７８、１８８それぞれの半径ＲＰＲ、それぞれの突出部３２２、３２それぞれのルート突出部高さＲＰＨ１、ＲＰＨ、および第１の構造部材１０および第２の構造部材１２のそれぞれの突出部３２２、３２それぞれの幅ＲＰＷは、それぞれ、溶接ルート７２が第１の構造部材１０の第２の表面１８および第２の構造部材１２の第２の表面７８下に、またはそれを超え、そこから外側に離れる位置で第１の構造部材１０の細長形ルート突出部３２２のルート延長部表面３６２および第２の構造部材１２のルート突出部３２のルート延長部表面６８の隣接して対向するセグメントによって形成された応力保護された溶接ルート領域１６０内に位置されて溶接ルート７２が、ルート応力流路２００を超え、そこから離れて隔離されるように構成される。
【００３０】
図７の実施形態は、ルート突出部２２、３２をそれぞれ含む第１および第２の構造部材１０、２０を図示し、ルート突出部２２、３２は、図１〜図３のものを含む、前述した実施形態中、任意の１つ以上と同一のルート応力流路２００から離れて応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２を画定、形成、配置、および隔離し、その応力集中を第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１、２４１の母材内に配置させる幾何学的構造および相対寸法ＲＰＲ、ＲＰＨ、ＲＰＷを有し、ここで構造部材５中、１つのルート突出部２２、３２（例示的な開示を提供する目的で、第１の構造部材１０のものとして示す）は、ルート突出部端面延長部４８２を含むルート延長部突出部４２２として具現される。特に、第１の構造部材１０のルート延長部突出部４２２の端面８２は、図１〜図３に示すようなルート突出部２２の端面８２の延長部として形成されたルート突出部端面延長部４８２またはリップ（ｌｉｐ）を含み、ルート突出部端面延長部４８２またはリップは、第２の構造部材１２の突出部３２の端面１２２から外側に、それを超え、またはその下に延びられ、一実施形態においては、ルート突出部端面延長部４８２の内側エッジ４８４からの総溶接ルート突出部幅ＷＲＰＷに沿って、それにわたって突出部３２の端面１２２から外側に、それを超え、またはその下に延びられ得て、隣接する第１および第２の構造部材１０、１２の間の溶接ルート７２下に平滑で連続的な境界面を可能にし得る第２の構造部材１２の突出部３２の端面１２２の内側エッジ１９４と整列され得る外側エッジ４８０で終端する。
【００３１】
図８および図９は、溝溶接１４を介して結合された突出部２２、３２をそれぞれ含む第１および第２の構造部材１０、１２の実施形態を図示し、ここで第１および第２の構造部材１０、１２中、１つ以上は、角度付けされ得る。特に、図８は、第１の構造部材１０が、第２の構造部材１２、およびその第２の表面７８に対して上側または外側に角度付けされた実施形態を図示する。上側または外側に角度付けされた第１の構造部材１０は、図５に図示されて前述したような細長形半径方向ルート突出部２２２と同一であり得るか、または代替的に図６に図示されて前述したような細長形ルート突出部３２２と同一であり得る細長形ルート突出部５２２を含むことができ、半径ＲＰＲ１に沿って第１の構造部材１０の上側または外側に角度付けされた第２の表面５１８の終端での初期半径方向端部５８０から半径方向の外側に、終端半径方向端部５８２まで延びられ得る弓形内面５７８をさらに含むことができ、ここで半径ＲＰＲ１は、一定でない場合があり、その少なくとも一部分が、第２の構造部材１２の弓形内面１８８の半径ＲＰＲを超える。さらに、第１の構造部材１０の細長形半径方向ルート突出部５２２は、第２の構造部材１２のルート突出部３２のルート突出部高さＲＰＨを超える、弓形内面５７８の初期半径方向端部５８０（および／または上側または外側に角度付けされた第２の表面５１８の終端）から外側に細長形ルート突出部５２２の外端８２まで線形および垂直に延びられる細長形ルート突出部高さＲＰＨ１を含む。
【００３２】
図９は、第１の構造部材１０が、第２の構造部材１２、およびその第２の表面７８に対して下側または内側に角度付けされた実施形態を図示する。下側または内側に角度付けされた第１の構造部材１０の角度付けされたルート突出部６２２は、半径ＲＰＲ１に沿って第１の構造部材１０の下側または内側に角度付けされた第２の表面６１８の終端での初期半径方向端部６８０から半径方向の外側に、第１の構造部材１０の外端８２の内側エッジ１８４で終端する終端半径方向端部６８２まで延びられ得る弓形内面６７８を含むことができる。弓形内面６７８の半径ＲＰＲ１は、一定でない場合があり、その少なくとも一部分は、角度付けされたルート突出部６３２として具現され得る第２の構造部材１２の突出部３２の弓形内面７８８の半径ＲＰＲ２を超えることができ、第１の構造部材１０の角度付けされたルート突出部６２２および第２の構造部材１２の角度付けされたルート突出部６３２の一般的な配向は、第１の構造部材１０の角度に概ね垂直に配向され得る。本開示の目的のために、「概ね垂直に」とは、第１の構造部材１０の角度付けされたルート突出部６２２および第２の構造部材１２の角度付けされたルート突出部６３２の特定の表面が様々な角度で配向され得て、湾曲され得て、および／または第１の構造部材１０の角度に垂直ではない可能性のある配向を含み得るが、様々な個別表面が全体的に第１の構造部材１０の角度に垂直な、角度付けされたルート突出部６２２および角度付けされたルート突出部６３２の全体配向を形成するように組み合わされ得ることを意味する。
【００３３】
図１０は、弓形ルート突出部７２２として具現される構造部材の突出部（第１の構造部材１０の突出部２２として図示される）の本開示のなおさらなる実施形態を図示する。弓形ルート突出部７２２は、弓形内面８７８を含み、弓形内面８７８は、半径ＲＰＲ１に沿って、（図２および図３に示すように）溝溶接１４に近接して配向される第２の表面１８の終端（のみならず、第１の構造部材１０の本体４１の終端および外部境界）を画定する初期半径方向端部８８０から半径方向の外側に、弓形ルート突出部７２２の外端８２の内側エッジ１８４にあり得る弓形内面８７８の終端半径方向端部８８２まで延びられる。弓形内面８７８は、１つ以上、または一連の多数の線形および／または曲線／弓形セグメントによって形成され得て、弓形内面８７８が延びられる半径ＲＰＲ１は、一定でない場合がある。弓形ルート突出部７２２はまた、弓形ルート突出部７２２の外端８２の外側エッジ８０で終端するために第２の表面１８によって画定された第１の構造部材１０の本体４１の外部または下部境界からさらに外側に、それを超え、そこから離れて端面４２の第２の端５６から外側に延びられる弓形ルート延長部表面８６２を含む。本実施形態において、弓形ルート延長部表面８６２は、曲線または弓形表面である可能性があり、端面４２の第２の端５６から外端８２の外側エッジ８０まで延びられるため、弓形内面８７８の半径ＲＰＲ１より全体的に、または代替的には、部分的により大きいが、それと同心円であり得る半径に沿って延びられ得る。代替的に、弓形ルート延長部表面８６２は、一連の多数の線形および／または曲線／弓形セグメントによって形成され得る。さらに、弓形ルート延長部表面８６２は、弓形ルート延長部表面８６２が、端面４２の第２の端５６から下側に、第２の表面１８によって画定される第１の構造部材１０の本体４１の外部または下部境界外側に、それを超え、そこから離れて延びられるため、端面４２の第２の端５６および第１の構造部材１０の本体４１から第２の構造部材１２のルート延長部表面６８に向かって線形、曲線形、角形、または他の方式で外側に延びられ得る１つ以上、または一連の多数の線形および／または曲線／弓形セグメントによって形成され得る端面４２の第２の端５６に近接した上半部または部分を含むことができる。弓形ルート突出部７２２はまた、第２の構造部材１２のルート突出部３２のルート突出部高さＲＰＨを超えることができる、弓形内面８７８の初期半径方向端部８８０（および／または第２の表面１８の終端）から外側に弓形ルート突出部７２２の外端８２まで線形および垂直に延びられるルート突出部高さＲＰＨ１を含むことができる。
【００３４】
最後に、図８の細長形ルート突出部５２２、図９のルート突出部６２２および角度付けされたルート突出部６３２のみならず、図１０の弓形ルート突出部７２２それぞれは、ルート応力流路２００から離れて応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２を画定、形成、配置、および隔離させ、その応力集中を第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１、２４１の母材内に配置させる幾何学的構造および相対寸法を有するルート突出部２２、３２を具現する。
【００３５】
図１１は、弓形ルート突出部７２２として具現される構造部材の突出部（第１の構造部材１０の突出部２２として図示される）を製造または製作する例示的な方法を図示する。特定の用途の場合、製造制約および／または要求事項（または、たとえば、特に材料特性、費用、仕上げ要求事項などのそれに随伴され得る他の状況）が相当な追加費用または困難をもたらさずに特定の製造、処理、または製作方法に適していない可能性があるか、それと互換性のない可能性がある幾何学的構造または特徴を含むのに困難をもたらし得る。特に、図１１は、図１０に示すような弓形ルート突出部７２２の実施形態の形成前に予め形成されたまたは初期状態での弓形ルート突出部７２２を含む第１の構造部材１０を示し、予め形成された弓形ルート突出部７２２は、第１の構造部材１０の本体４１およびその端部２０から外側に実質的に線形に延びられ、弓形ルート突出部７２２の弓形内面８７８は、第１の構造部材１０の第２の表面１８と整列される。第１の構造部材１０の本体４０は、任意の適切な製造または製作工程中、１つ以上を介して図１０に示すような予め形成された弓形ルート突出部７２２を含むように形成され得て、非限定的な例は、鋳造工程を介して予め形成された弓形ルート突出部７２２を含む第１の構造部材１０の本体４０を形成することを含むか、または代替的に予め形成された弓形ルート突出部７２２は、任意の適切な材料除去工程を介して図１０に示すような予め形成された弓形ルート突出部７２２の幾何学的構造を残すために第１の構造部材１０の本体４０の端部から材料を除去することによって形成される。形成されると、図１１に示すような矢印８９９の方向に予め形成された弓形ルート突出部７２２に力が印加され、予め形成された弓形ルート突出部７２２が、たとえば、プレスなどの任意の適切な公知された工程によって下側に屈曲、変形、または加圧されて図１０に示すような弓形ルート突出部７２２を形成する。
【００３６】
図１２は、本明細書にて説明された実施形態中、任意の１つ以上による応力保護された溶接ルート領域１６０を形成するルート突出部２２、３２を含むことができ、応力保護された溶接トー領域１６１ａおよび１６１ｂを形成するトー突出部２３、３３をさらに含む、溝溶接１４によって結合される第１の構造部材１０および第２の構造部材１２として図示される２つ以上の構造部材５によって形成された構造物１のさらなる実施形態を図示する。特に、本明細書にて説明されて識別されるように、応力保護された溶接トー領域１６１ａおよび１６１ｂを形成するトー突出部２３、３３に対して図１２の実施形態に示すような異なるおよび／または追加配向、幾何学的構造および／または特徴を除いては、図１２の実施形態は、他の方式で上記図１〜図３の実施形態の開示の要素、特徴および属性を含みおよび統合する。図１〜図３の実施形態と同等に、第１の構造部材１０の端部２０は、第２の構造部材１２の端部３０と隣接して配置されるように構成された第１の構造部材１０（およびその本体４１）の外側エッジ、側面、延長部、または境界を画定する第１の表面１６および第２の表面１８の終端または端部、あるいはセグメントによって部分的に画定され、これらを含み、第２の構造部材２０の端部３０は、第１の構造部材１０の端部２０に隣接して配置されるように構成され、図２および図３に示すように、溝溶接１４を介して結合される第２の構造部材１２（およびその本体２４１）の外側エッジ、側面、延長部、または境界を画定する第１の表面７６および第２の表面７８の終端または端部、あるいはセグメントによって部分的に画定され、これらを含む。図１２に示す実施形態において、第１の構造部材１０の端部２０は、トー突出部２３を含み、トー突出部２３は、第１の表面１６を越えて延びられ、そこから外側（および上側）に突出し、溝溶接１４に近接し、第１の構造部材１０の本体４０の端部２０内にある第１の表面１６（および第１の構造部材１０の本体４１）の終端の外部線形境界上にまたはそれを超えて全体的に延びられるように位置され、トー突出部２３が、本明細書にてさらに説明されるように、応力保護された溶接トー領域１６１ａを画定し、その中に位置される。同様に、第２の構造部材１２の端部３０は、トー突出部３３を含み、トー突出部３３は、第１の表面７６を越えて延びられ、そこから外側（および上側）に突出し、溝溶接１４に近接し、第２の構造部材１２の本体２４０の端部３０内にある第１の表面７６（および第２の構造部材１２の本体２４１）の終端の外部線形境界上に、またはそれを超えて全体的に延びられるように位置され、トー突出部３３が、応力保護された溶接トー領域１６１ｂを画定し、その中に位置される。
【００３７】
本明細書にてさらに説明されるように、トー突出部２３、３３の大きさ、形状、および／または寸法中、１つ以上は、それぞれの第１および第２の構造部材１０、１２の端面４２、１１２の第１の端５５、１５５の反対側のトー突出部２３、３３の側面上に配向されたトー突出部２３、３３の弓形内面１７９、１８９の寸法（および一実施形態においては、その半径ＴＰＲ）によって少なくとも部分的に画定され得る。第１の構造部材１０のトー突出部２３の弓形内面１７９は、トー突出部２３が、第１の構造部材１０の第１の表面１６および本体４１から外側に、それを超え、その上に、トー応力流路２０１から離れて延びられ、トー突出部２３の外端８３まで外側に延びられる遷移表面として画定され得る。特に、第１の構造部材１０のトー突出部２３の弓形内面１７９は、半径ＴＰＲに沿って、（図２および図３に示すように）溝溶接１４に近接して配向される第１の表面１６の終端（のみならず、第１の構造部材１０の本体４１の終端および外部、上部境界）を画定する初期半径方向端部１８１から半径方向の外側に、トー突出部２３の外端８３の内側エッジ１８５にあるか、それに近接し、一実施形態においては、それと垂直に整列され得る弓形内面１７９の終端半径方向端部１８３まで延びられる。弓形内面１７９が延びられる半径ＴＰＲは、弓形内面１７９の寸法を画定することができ、さらに、トー突出部２３およびその外端８３の断面幅ＴＰＷを部分的に画定することができる。トー突出部２３の外端８３は、第１の構造部材１０の第１の表面１６および本体４１に対し、そこから離れて延びられる第１の構造部材１０のトー突出部２３の最外側境界を画定することができ、トー突出部２３の内側エッジ１８５と外側エッジ８１との間で延びられる。上記のように、第１の構造部材１０のトー突出部２３の外端８３の内側エッジ１８５は、弓形内面１７９の外側に延びられる終端半径方向端部１８３上に位置され得るか、それによって画定され得るか、それと整列され得るか、またはそれに近接することができ、外側エッジ８１は、端面４２の上部（または第１の）端５５と対応し、溝溶接１４にてトー突出部２３（およびその外端８３）の最外側境界を形成し、充填材５２と係合し、充填材５２が、応力保護された溶接トー領域１６１ａ内で第１の構造部材１０、およびその端面４２と係合する溝溶接１４の上端での溶接トー７３ａの少なくとも一部分を画定する。
【００３８】
第２の構造部材１２のトー突出部３３の弓形内面１８９は、トー突出部３３が、第２の構造部材１２の第１の表面７６および本体２４１から外側に、それを超え、その上に、トー応力流路２０１から離れて延びられ、第２の構造部材１２の第１の表面７６および本体２４１に対し、そこから離れて延びられる第２の構造部材１２のトー突出部３３の最外側境界を画定し得るトー突出部３３の外端１２３まで外側に延びられる遷移表面として画定され得る。特に、第２の構造部材１２のトー突出部３３の弓形内面１８９は、半径ＴＰＲに沿って、（図２および図３に示すように）溝溶接１４に近接して配向される第１の表面７６の終端（のみならず、第２の構造部材１２の本体２４１の終端および外部、上部境界）を画定する初期半径方向端部１９７から半径方向の外側に、トー突出部３３の外端１２３の内側エッジ１９５にあるか、それに近接し、一実施形態においては、それと垂直に整列され得る弓形内面１８９の終端半径方向端部１９３まで延びられる。弓形内面１８９が延びられる半径ＴＰＲは、弓形内面１８９の寸法を画定することができ、さらに、トー突出部３３およびその外端１２３の断面幅ＴＰＷを部分的に画定することができる。トー突出部３３の外端１２３は、第２の構造部材１２の第１の表面７６および本体２４１に対し、そこから離れて延びられる第２の構造部材１２のトー突出部３３の最外側境界を画定することができ、トー突出部３３の内側エッジ１９５と外側エッジ１２１との間で延びられる。上記のように、第２の構造部材１２のトー突出部３３の外端１２３の内側エッジ１９５は、弓形内面１８９の外側に延びられる終端半径方向端部１９３上に位置され得るか、それによって画定され得るか、それと整列され得るか、またはそれに近接することができ、第２の構造部材１２のトー突出部３３の外側エッジ１２１は、端面１１２の上部（または第１の）端１５５と対応し、溝溶接１４にてトー突出部３３（およびその外端１２３）の最外側境界を形成し、充填材５２と係合し、充填材５２が応力保護された溶接トー領域１６１ｂ内で第２の構造部材１２、およびその端面１１２と係合する溝溶接１４の上端での溶接トー７３ｂの少なくとも一部分を画定する。
【００３９】
第１の構造部材１０のトー突出部２３は、トー突出部２３の外端８３（および／または弓形内面１７９の終端半径方向端部１８３）の内側エッジ１８５とトー突出部２３の外側エッジ８１との間の水平直線距離として画定され得る断面幅ＴＰＷを含み、外側エッジ８１は、端面４２の上部（または第１の）端５５を形成し、充填材５２と係合し、溝溶接１４に近接した第１の表面１６（および第１の構造部材１０の本体４１）の終端によって画定された第１の構造部材１０の本体４１の外部、上部線形境界を越え、そこから外側に、その上にある位置で溝溶接１４の上端、またはトー部分での溶接トー７３ａの少なくとも一部分を画定し、溶接トー７３ａが、応力保護された溶接トー領域１６１ａ内に位置され、トー応力流路２０１から外側に、その上に隔離される。
【００４０】
同様に、第２の構造部材１２のトー突出部３３は、トー突出部３３の外端１２２（および／または弓形内面１８９の終端半径方向端部１９３）の内側エッジ１９５とトー突出部３３の外側エッジ１２１との間の水平直線距離として画定され得る断面幅ＴＰＷを含み、外側エッジ１２１は、端面１１２の上部（または第１の）端１５５を形成し、溝溶接１４に近接した第１の表面７６（および第２の構造部材１２の本体２４１）の終端によって画定された第２の構造部材１２の本体２４１の外部、上部線形境界を越え、そこから外側に、その上にある位置で溝溶接１４の上端、またはトー部分での充填材５２および溶接トー７３ｂと係合し、溶接トー７３ｂが応力保護された溶接トー領域１６１ｂ内に位置され、トー応力流路２０１から外側に、その上に隔離される。
【００４１】
一実施形態において、第１の構造部材１０のトー突出部２３の弓形内面１７９の半径ＴＰＲおよび第２の構造部材１２のトー突出部３３の弓形内面１８９の半径ＴＰＲは、実質的に一定であり得るか、または代替的に可変的であり得る。第１の構造部材１０のトー突出部２３の弓形内面１７９の寸法（および一実施形態において、その半径ＴＰＲ）はまた、トー突出部２３が、第１の表面１６によって画定された第１の構造部材１０（およびその本体４１）の外部境界から外側および上側に、その上に、それを越えて延びられる線形距離であるトー突出部高さＴＰＨを部分的に画定することができる。これは、弓形内面１７９の初期半径方向端部１８１（および／または第１の表面１６の終端）から外側および上側に、それを超えてトー突出部２３の外端８３まで線形および垂直に延びられる距離として画定される。第２の構造部材１２のトー突出部３３の弓形内面１８９の寸法（および一実施形態において、その半径ＴＰＲ）はまた、トー突出部３３が、第１の表面７６によって画定された第２の構造部材１２（およびその本体２４１）の外部境界から外側および上側に、その上に、それを越えて延びられる線形距離であるトー突出部高さＴＰＨを部分的に画定することができる。これは、弓形内面１８９の初期半径方向端部１９７（および／または第１の表面７６の終端）からトー突出部３３の外端１２３まで外側および上側に、それを超えて線形および垂直に延びられる距離として画定される。
【００４２】
第１の構造部材１０および第２の構造部材１２を通って伝播されるトー応力流路２０１の軸方向引張および曲げ荷重経路および応力集中が、図１２に示されている。図１６〜図１８を参照して本明細書にてさらに説明されるように、弓形内面１７９、１８９の半径ＴＰＲ、トー突出部高さＴＰＨ、および第１および第２の構造部材１０、１２のトー突出部２３、３３のＴＰＷの幅の幾何学的構造および相対寸法は、溝溶接１４の充填材５２と係合してトー応力流路２０１外側に、それを超え、上側に、そこから離れて応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂ内にそれぞれの溶接トー７３ａ、７３ｂを画定、形成、配置、および隔離し、第１の構造部材１０の本体４１および第２の構造部材１２の本体２４１、およびこれらの母材内に、応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂのみならず、その中に配置されたそれぞれの溶接トー７３ａ、７３ｂから離れてトー応力流路２０１を偏向、変更、方向転換および隔離するように選択されて構成される。弓形内面１７９、１８９の半径ＴＰＲ、トー突出部高さＴＰＨ、および第１および第２の構造部材１０、１２のトー突出部２３、３３のＴＰＷの幅の幾何学的構造および相対寸法の結果として、トー応力流路２０１は、応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂ内のそれぞれの溶接トー７３ａ、７３ｂに対し、第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１および本体２４１に向かってその中にある応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂ内のそれぞれの溶接トー７３ａ、７３ｂおよびその位置から離れ、その下に、またはそれに対して内側に、第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１および本体２４１のより強い母材まで構造物および溶接物に適用され、それを通って伝達され、および／またはそれを通って伝播される。したがって、それぞれの溶接トー７３ａ、７３ｂは、上側および外側に延びられるトー突出部２３、３３によって応力保護された溶接ルート領域１６０内に、且つトー応力流路２０１を超え、そこから離れる位置で第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１および本体２４１上に配置、保持および固定される。充填材５２と第１および第２の構造部材１０、１２との間に形成されて応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂ内のそれぞれの溶接トー７３ａ、７３ｂに近接した接合部は、このような荷重経路および応力集中から隔離されて無視可能な応力集中区域内に位置され、疲労破壊が、それぞれの溶接トー７３ａ、７３ｂおよび応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂ中、１つ以上で発生しない。
【００４３】
本明細書に開示されるような第１の構造部材１０の端部２０およびトー突出部２３（のみならず、第２の構造部材１２の端部３０およびトー突出部３３）のみならず、本明細書にて説明されるような、これらの幾何学的構造および寸法は、結果的な構造物に随伴される類型、使用、用途、制約、または他の考慮事項に依存し得る任意の適切な金属製作工程または工程らを使用して形成され得る。一実施形態において、第１の構造部材１０の本体４０（のみならず、第２の構造部材１２の本体２４０）のすべては、第１の構造部材１０の１つ以上の端部、外側エッジ、延長部、または境界が端部２０およびトー突出部２３のみならず、これらの幾何学的構造および寸法を含み、単一の鋳造工程の結果として相互形成されて含まれるように鋳造工程によって形成され得る。代替的に、第１の構造部材１０の端部２０およびトー突出部２３は、１つ以上の圧延、鍛造、押出、曲げ、機械加工、および／または付加製造工程、たとえば、金属３Ｄプリンティング製作工程によって形成され得る。さらに、第１の構造部材１０の端部２０およびトー突出部２３は、鋳造、圧延、鍛造、伸長、曲げ、機械加工、および／または付加製造工程、たとえば、金属３Ｄプリンティング製作工程などの２つ以上の製作工程の組み合わせによって形成され得ることが考慮される。前述した開示および実施形態は、第１の構造部材１０に対して説明されたが、第２の構造部材２０に対して同様に適用される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本開示は、少なくとも１つの溝溶接によって結合された少なくとも２つの構造部材５で構成される任意の構造物１に適用可能であり得て、より特に、本開示は、溶接物および結合された構造部材を含む結果的な構造物を形成するために、溝溶接を介して任意の他の構造部材、構成要素、部品、構造物、および／または本体に結合され得る任意の類型の構造部材、構成要素、部品、構造物、および／または本体に適用可能であり得る。構造物を形成する応力保護された溝溶接および構造部材を有する開示された構造物の態様は、溶接上に応力を生成する張力または曲げ力を部分的に含み得る繰り返し荷重、力および／または応力によってもたらされ得る溝溶接（溝溶接トー係合されて熱的に近接した構造部材の隣接および／または合致するエッジまたは表面、および溝溶接のエネルギーを介して相互熱接合して変形するその充填材を部分的に含む）内の損傷、疲労、または破壊を顕著に低減または除去することができる。
【００４５】
溝溶接は、構造部材が結合されて様々な多数の異なる類型の構造物を形成する効果的な手段として広範に使用することができる。上記で提供されるように、本開示の目的のために、用語「溶接（ｗｅｌｄｉｎｇ」（または溶接「ｗｅｌｄ」）」は、２つの構造部材または他の金属構成要素がこれらの間の相互熱接合変形の結果として隣接および／または合致するエッジまたは表面の添付によって互いに結合される任意の工程またはその結果を含む。２つ以上の構造部材、構成要素、部品、構造物、および／または本体（または「溶接物」）によって形成された構造物は、一般に構造部材の既存材料、または「母材」および材料（充填材など）および／または溝溶接を形成してこれによって接合される構造部材の相互熱接合された表面を含むことを特徴とすることができる。形成された構造物は、結果的な構造物に随伴する類型、使用、用途、環境、または様々な他の考慮事項に応じて溶接および構造部材上に応力を生成する張力または曲げ力を部分的に含み得る様々な力および／または応力（たとえば、動的、静的、および／または繰り返し荷重など）中、任意のものを経験することができるか、または受ける可能性がある。
【００４６】
構造部材の既存材料、または「母材」は、（構造部材の既存材料、または「母材」の材料組成を部分的に含み得る、様々な考慮事項または要因に応じて）任意のこのような力および／または応力によってもたらされる損傷または破壊に敏感であり得るが、このような既存材料、または「母材」は、溝溶接より疲労または破壊を経験せずに比較的大きな量の力および／または応力より強い場合があり、それを吸収するか、または耐えることができる。このように、荷重、力、および／または応力が構造部材の母材および溝溶接を含む構造物に印加されるとき、溝溶接は、応力、疲労、損傷、および／または破壊を経験する可能性が最も高い場合があるか、これらに最も敏感であり得る結合された構造物の部分または区域を表すことができ、したがって、このような応力、疲労、損傷、および／または破壊は、結合された構造物の全体耐久性、強度、および／または無欠性を損傷させる可能性がある。特に、溝溶接の特定の部分または区域、たとえば、そのルートおよび／またはトーは、疲労または破壊に特に敏感であり得て、それに印加された荷重、力、および／または応力を吸収して耐えることが不可能であり得る溝溶接の当該部分または区域を表すことができる。前述したものおよび本明細書にさらに開示されるように、本開示の実施形態中、任意の１つ以上による保護された幾何学的構造および特徴中、任意の１つ以上を含む構造部材は、荷重、力、応力、疲労、および／または破壊と関連された短所を顕著に改善し、さもなければ克服することによって従来の公知された溝溶接より顕著な利点を表し得る溝溶接のみならず、これによって少なくとも部分的に形成された結果的な構造物を形成することができる。
【００４７】
図１３および図１４は、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による、ルート突出部２２、３２を含み、溝溶接１４によって結合された構造部材５によって形成された構造物１内に形成された応力領域を図示する応力シミュレーション分析の概略図である。特に、図１３は、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による、ルート突出部２２、３２を含み、溝溶接１４によって結合された構造部材５によって形成された構造物１に印加された引張応力の結果として構造物１内に形成された応力領域を図示する。構造物１に印加された引張応力（ＦＴ）は、図１３に示すように、それと関連された矢印の方向に構造物１に印加された力ＦＴとして示されている。図１３（のみならず、図１４、図１６、図１７、および図１８）はまた、引張応力ＦＴ（のみならず、それぞれ曲げモーメント応力（ＦＭＢ）（図１４）、引張応力ＦＴ（図１６）、曲げモーメント応力（ＦＭＢ１）（図１７）および曲げモーメント応力（ＦＭＢ２）（図１８）それぞれ）を経験しているときに構造物１内に生成され、それによって経験され得る様々な応力領域を図示し、さらに具体的に図１３は、構造物１への引張応力ＦＴの印加の結果として第１および第２の構造部材１０、１２の本体４０、２４０のみならず、溝溶接１４内に形成され得る応力の類型、特定の類型の応力の位置、および特定の位置における特定の類型の応力の大きさを示すために画定されて図示される様々な応力領域を図示する。図１３に図示されるように、構造物１への引張応力ＦＴの印加は、ＳＴと表記された区域として図示された第１および第２の構造部材１０、１２の本体４０、２４０のみならず、溝溶接１４の区域内に引張応力領域（ＳＴ）の生成をもたらす。図１３はさらに、構造物１への引張応力ＦＴの印加が、第２の表面１８の終端に近接した第１の構造部材１０の本体４１内に形成および配置され、初期半径方向端部１８０に近接した突出部２２の弓形内面１７８の一部分内に、それに沿って延びられ得るＨＳＴと表記された区域として図示された第１の高引張応力領域（ＨＳＴ１）の生成（ここで、引張応力領域（ＨＳＴ）内の引張応力は、引張応力領域（ＳＴ）内の引張応力より大きい場合があり、またはそれより顕著に大きい場合がある（ＨＳＴ＞＞ＳＴ））のみならず、第２の表面７８の終端に近接した第２の構造部材１２の本体２４１内に形成および配置され、初期半径方向端部１９６に近接した突出部３２の弓形内面１８８の一部分内に、それに沿って延びられ得る第２の高引張応力領域ＨＳＴ２の生成ももたらし得ることを図示する。最後に、図１３は、引張応力ＦＴが構造物１に印加される間（またはそれにもかかわらず）ＮＳＲと表記された区域として図示されたゼロまたは無視可能な応力の区域、またはゼロまたは無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）が構造物１内に生成されるか、存在し得ることを図示する。本開示の目的のために、「ゼロまたは無視可能なルート応力領域」および「ゼロまたは無視可能なトー応力領域」は、応力（ら）（ｓｔｒｅｓｓ  ｏｒ  ｓｔｒｅｓｓ  ｆｏｒｃｅ（ｓ））を含む注目すべき疲労が全体構造物１に印加される特定の類型の応力からほとんどまたはまったく印加、伝達、伝播、または経験されない構造物１内の領域として規定される。図１３の概略図に示す（且つ図１〜図３（のみならず、図３〜図１０）に示して前述した参照番号を参照として含む）ように、構造物１への引張応力ＦＴの印加中に、ゼロまたは無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）は、それぞれの突出部２２、３２の外端８２、１２２に向かって、それを超え、且つ第１の構造部材１０のルート突出部２２の幅ＲＰＷおよび第２の構造部材１２のルート突出部３２の幅ＲＰＷを含む結果的な総溶接ルート突出部幅ＷＲＰＷにわたって弓形内面１７８、１８８の終端半径方向端部１８２、１９２にてまたはその近くから下側または外側に延びられる突出部２２、３２の区域内に形成および配置される。このように、ゼロまたは無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）は、溶接ルート７２が配置される応力保護された溶接ルート領域１６０に対応するものとして本開示の実施形態で画定されて図示された区域内に形成および配置される。さらに、前述したように、それぞれ弓形内面１７８、１８８の半径ＲＰＲ、ルート突出部高さＲＰＨ、および第１の構造部材１０のルート突出部２２および第２の構造部材１２のルート突出部３２の幅ＲＰＷのみならず、（図１〜図３（のみならず、図３〜図１０）に示して前述した参照番号と同一であり、それを参考として含むものとして図示されるように）本明細書に開示されるような任意の実施形態の結果的な総溶接ルート突出部幅ＷＲＰＷの幾何学的構造および相対寸法は、引張応力ＦＴを含む注目すべき疲労がほとんどまたはまったく印加、伝播、経験、または伝達されない無視可能なルート応力領域ＮＳＲと対応し、それとして画定され得る応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２をルート応力流路２００から外側に、それを超え、その下に、そこから離れて画定、形成、配置、および隔離するように選択されて構成される。したがって、図１３は、本明細書に開示されるような構造物１内の突出部２２、３２の幾何学的構造の有効性を図示する。構造物１に引張応力ＦＴが印加されると、構造部材５の本体４１、２４１の母材は、応力を受ける。この引張応力が、突出部２２、３２の半径の近くで増加される反面、応力保護された溶接ルート領域１６０に対応する無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）が生成される。溶接のルートが応力保護された溶接ルート領域１６０に対応するこの無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）に配置されるとき、疲労が溶接ルート７２から開始しないであろう。半径内の母材が高い応力を経験するが、溶接された構造物の全体疲労寿命は、より顕著に増加される。
【００４８】
図１４を参照すると、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による、ルート突出部２２、３２を含み、溝溶接１４によって結合された構造部材５によって形成された構造物１に印加された曲げモーメント応力の結果として構造物１内に応力領域が形成される。構造物１に印加された曲げモーメント応力（ＦＭＢ）は、構造物１の（第２の表面１８、７８に近接した）最下部が一般に引張状態で配置され得るように図１４に示すように、構造物１と関連された矢印の方向に構造物１に印加された力ＦＭＢとして図示されており、図１４は、構造物１への曲げモーメント応力ＦＭＢの印加の結果として第１および第２の構造部材１０、１２の本体４０、２４０のみならず、溝溶接１４内に形成され得る応力の類型、特定の類型の応力の位置、および特定の位置における特定の類型の応力の大きさを示すために画定されて図示される様々な応力領域を図示する。図１４に図示されるように、構造物１への曲げモーメント応力ＦＭＢの印加は、中央中間軸６０、１６０から第１の表面１６、７６まで概ね延びられる第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１、２４１の上部内に形成および配置され得るＳＣと表記された区域として図示された、第１および第２の構造部材１０、１２の本体４０、２４０のみならず、溝溶接１４の区域内に圧縮応力領域（ＳＣ）の生成をもたらす。図１４はさらに、構造物１への曲げモーメント応力ＦＭＢの印加が、中央中間軸６０、１６０から第１の表面１８、７８まで概ね延びられる第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１、２４１の下部内に形成および配置され得るＳＴと表記された区域として図示された、第１および第２の構造部材１０、１２の本体４０、２４０のみならず、溝溶接１４の区域内に引張応力領域（ＳＴ）の生成をもたらすことを図示する。図１４はさらに、構造物１への曲げモーメント応力ＦＭＢの印加が、第２の表面１８の終端に近接した第１の構造部材１０の本体４１内に形成および配置され、初期半径方向端部１８０に近接した突出部２２の弓形内面１７８の一部分内に、それに沿って延びられ得るＨＳＴ１と表記された区域として図示された、第１の高引張応力領域（ＨＳＴ１）の生成のみならず、第２の表面７８の終端に近接した第２の構造部材１２の本体２４１内に形成および配置され、初期半径方向端部１９６に近接した突出部３２の弓形内面１８８の一部分内に、それに沿って延びられ得る第２の高引張応力領域（ＨＳＴ２）の生成ももたらし得ることを図示する。最後に、図１３に示して前述した（且つ図１〜図３（のみならず、図３〜図１０）に示して前述した参照番号を参照として含む）ような構造物１への引張応力ＦＴの印加と類似して実質的に同一に、構造物１への曲げモーメント応力ＦＭＢの印加中に、ゼロまたは無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）は、それぞれの突出部２２、３２の外端８２、１２２に向かって、それを超え、且つ第１の構造部材１０のルート突出部２２のＲＰＷの幅および第２の構造部材１２のルート突出部３２のＲＰＷの幅を含む結果的な総溶接ルート突出部幅ＷＲＰＷにわたって弓形内面１７８、１８８の終端半径方向端部１８２、１９２にてまたはその近くから下側または外側に延びられる突出部２２、３２の区域内に形成および配置される。このように、それぞれ弓形内面１７８、１８８の半径ＲＰＲ、ルート突出部高さＲＰＨ、および第１の構造部材１０のルート突出部２２および第２の構造部材１２のルート突出部３２の幅ＲＰＷのみならず、（図１〜図１０に部分的に示してこれらと同一のように）本明細書に開示されるような任意の実施形態の結果的な総溶接ルート突出部幅ＷＲＰＷの幾何学的構造および相対寸法は、曲げモーメント応力ＦＭＢを含む注目すべき疲労がほとんどまたはまったく印加、伝播、経験、または伝達されない無視可能なルート応力領域ＮＳＲと対応し、それとして画定され得る応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２をルート応力流路２００から外側に、それを超え、その下に、そこから離れて画定、形成、配置、および隔離するように選択されて構成される。したがって、引張応力が突出部２２、３２の半径の近くで増加される反面、曲げモーメントが印加されるときに応力保護された溶接ルート領域１６０に対応する無視可能なルート応力領域ＮＳＲが依然として生成される。したがって、張力印加と同様に、溶接ルート７２が応力保護された溶接ルート領域１６０に対応する無視可能なルート応力領域ＮＳＲに配置されるとき、疲労が溶接ルート７２から開始しないであろう。また同様に、母材（構造物の本体）が半径区域で高い応力を経験するが、溶接された構造物の全体疲労寿命は、より顕著に増加される。同様に、図１４の曲げモーメントが逆転され、構造物１の最下部が圧縮の状態にある場合、ゼロまたは無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）（応力保護された溶接ルート領域１６０）が依然として生成され、溶接された構造物の全体疲労寿命が（図１８に示すように）顕著に増加される。同様に、突出部幾何学的構造を含む管形構造物がねじり荷重を受けるとき、ゼロまたは無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）（応力保護された溶接ルート領域１６０）が依然として生成され、溶接された構造物の全体疲労寿命が顕著に増加される。図１３および図１４に図示されるゼロまたは無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）（応力保護された溶接ルート領域１６０）は、鋳造物、鍛造物、プレート、セクション、および管を含む様々な本体を有する溶接された構造物において、溶接された構造物に含まれた突出部幾何学的構造によって様々な荷重類型下で発生され得る。
【００４９】
図１５を参照すると、四次元プロットは、ルート突出部幅ＲＰＷ、ルート突出部高さＲＰＨ、およびルート突出部半径ＲＰＲに対するルート応力を図示する。例示的なルート突出部幅ＲＰＷおよびルート突出部高さＲＰＨの寸法は、水平軸に沿って配置される。ルート突出部幅ＲＰＷおよびルート突出部高さＲＰＨの各組み合わせに対し、５つの区別された突出部半径寸法に対応する（若干の垂直分離（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）を有する５つの区別されたドットとして示される）５つの計算された溶接ルート曲げ応力値がある。全体輪郭プロットは、５つの計算された曲げ応力値の中間点を連結し、ゼロまたは無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）（応力保護された溶接ルート領域１６０）内の溶接ルート７２でゼロ（または無視可能な）応力を効果的に生成するルート突出部幅ＲＰＷ、ルート突出部高さＲＰＨ、およびルート突出部半径ＲＰＲの組み合わせを図示する。図示のように、輪郭プロットの左側領域は、概ね平坦であるが、これはルート突出部幅ＲＰＷ、ルート突出部高さＲＰＨ、およびルート突出部半径ＲＰＲの様々な組み合わせに対し、ルート応力がゼロである（または無視可能な）ことを意味する。突出部幅、突出部高さ、および突出部半径（ＲＰＷ、ＲＰＨ、およびＲＰＲ）のこのような組み合わせによって、溶接ルートから疲労が開始されることなく、溶接された構造物の全体疲労寿命が顕著に増加されるであろう。
【００５０】
図１６〜図１８は、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による、溝溶接１４によって結合された、ルート突出部２２、３２を含み、トー突出部２３、３３をさらに含む構造部材５によって形成された構造物１内に形成された応力領域を図示する応力シミュレーション分析の概略図である。特に、図１６〜図１８は、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による、溝溶接１４によって結合された、ルート突出部２２、３２を含み、トー突出部２３、３３をさらに含む構造部材５によって形成された構造物１に印加された引張応力ＦＴ、曲げモーメント応力（ＦＭＢ１）、および曲げモーメント応力（ＦＭＢ２）の結果として構造物１内に形成された応力領域をそれぞれ図示する。構造物１内で経験される図１６〜図１８に示すような応力領域、および特に応力保護された溶接ルート領域１６０に対応するルート突出部２２、３２の区域に生成された無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）は、図１３および図１４に図示された（および／またはこれらを参照して前述した）ようなそれぞれの引張応力ＦＴ、曲げモーメント応力ＦＭＢの結果として生成されたものと実質的に同一である。しかしながら、図１６〜図１８はさらに、トー突出部２２、３２を含む構造物１の上部と関連され、それによって経験され、その中に形成された応力領域を図示する。
【００５１】
特に、図１６〜図１８は、構造物１への引張応力ＦＴ、曲げモーメント応力（第１の方向）ＦＭＢ１、および曲げモーメント応力（第２の方向）ＦＭＢ２の印加が、第１および第２の表面１６、７６の終端に近接した第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１、２４１内に形成および配置され得て、初期半径方向端部１８１、１９７に近接したトー突出部２３、３３の弓形内面１７９、１８９の一部分内に、それに沿ってそれぞれ延びられ得る、ＨＳＴ１、ＨＳＴ２と表記された区域として図示された第１および第２の高引張応力領域（ＨＳＴ１、ＨＳＴ２）、ＨＳＣ１、ＨＳＣ２と表記された区域として図示された第１および第２の高圧縮応力領域（ＨＳＣ１、ＨＳＣ２）、およびＨＳＴ１、ＨＳＴ２と表記された区域として図示された第１および第２の高引張応力領域（ＨＳＴ１、ＨＳＴ２）の生成をそれぞれもたらし得ることを図示する。
【００５２】
図１６〜図１８はさらに、引張応力ＦＴ、曲げモーメント応力（第１の方向）ＦＭＢ１、および曲げモーメント応力（第２の方向）ＦＭＢ２が構造物１に印加される間、ＮＳＴと表記された区域として図示されたゼロまたは無視可能な応力の区域、またはゼロまたは無視可能なトー応力領域（ＮＳＴ）が構造物１内に生成されるか、存在し得ることを図示する。図１６〜図１８のそれぞれの概略図（図１２に示して前述した参照番号を参照として含む）に示すように、引張応力ＦＴ、曲げモーメント応力（第１の方向）ＦＭＢ１、および曲げモーメント応力（第２の方向）ＦＭＢ２の印加中に、ゼロまたは無視可能なトー応力領域ＮＳＴは、トー突出部２３、３３の外側エッジ８１、１２１に近接した（および囲む）充填材５２の一部分を含み、近接した内部溝溶接１４（その幅はトー突出部２３、３３の幅ＲＰＷと少なくとも同等であり得る）に向かって内側に延びられる溝溶接１４の上部を含む溶接トー７３ａ、７３ｂを画定する領域以外に、それぞれのトー突出部２３、３３の外端８３、１２３に向かって、それを超えてトー突出富２３、３３の幅ＲＰＷにわたって各弓形内面１７９、１８９の中間点の間にあり得るが、終端半径方向端部１８３、１９３を超えない弓形内面１７９、１８９の上部または外部から上側または外側に延びられるトー突出部２３、３３の区域内に形成および配置される。このように、ゼロまたは無視可能なトー応力領域（ＮＳＴ）は、トー７３ａ、７３ｂが配置される応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂに対応するものとして本開示の実施形態で画定されて図示された区域内に形成および配置される。さらに、前述したように、弓形内面１７９、１８９の半径ＴＰＲ、トー突出部高さＴＰＨ、および第１および第２の構造部材１０、１２のトー突出部２３、３３のＴＰＷの幅は、溝溶接１４の充填材５２と係合して（図１２に図示し、その上記説明と同一に、これを含むような）トー応力流路２０１から外側に、それを超え、それから上側に、そこから離れて位置される応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂ内にそれぞれの溶接トー７３ａ、７３ｂを画定、形成、配置、および隔離するように選択されて構成され、応力保護された溶接トー領域１６１ａ、１６１ｂそれぞれは、引張応力ＦＴ、曲げモーメント応力（第１の方向）ＦＭＢ１、または曲げモーメント応力（第２の方向）ＦＭＢ２を含む注目すべき疲労がほとんどまたはまったく印加、伝播、経験、または伝達されないゼロまたは無視可能なトー応力領域ＮＳＴと対応し、それとして画定され得る。
【００５３】
前述したように、且つ図１３〜図１８の概略図およびグラフィック図にさらに図示されて開示されるように、弓形内面１７８、１８８の半径ＲＰＲ（のみならず、図４〜図１０の適用可能な実施形態中、任意のものの半径ＲＰＲ１および半径ＲＰＲ２）、ルート突出部高さＲＰＨ（のみならず、図４〜図１０の適用可能な代替実施形態中、任意のもののルート突出部高さＲＰＨ１）、および本明細書に開示されて図示されるような任意の実施形態の第１の構造部材１０のルート突出部２２および第２の構造部材のルート突出部３２の幅ＲＰＷの幾何学的構造および相対寸法は、応力を含む注目すべき疲労がほとんどまたはまったく印加、伝播、経験、または伝達されない無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）と対応し、それとして画定され得る応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２をルート応力流路２００から外側に、それを超え、その下に、そこから離れて画定、形成、配置、および隔離するように選択されて構成される。弓形内面の半径ＲＰＲ、ＲＰＲ１およびＲＰＲ２、ルート突出部高さＲＰＨ、ＲＰＨ１、および第１および／または第２の構造部材１０、１２のルート突出部２２および／またはルート突出部３２の幅ＲＰＷ中、任意の１つ以上を含む、本明細書に開示されるようなルート突出部２２、３２中、任意のものの幾何学的構造および／または相対寸法は、第１および第２の構造部材１０、１２中、１つ以上の厚さを部分的に含み得る様々な考慮事項、特性、または変数中、任意の１つ以上に基礎して多数の方式でルート応力流路２００から外側に、それを超え、その下に、そこから離れて配置された無視可能なルート応力領域（ＮＳＲ）と対応し、それとして画定され得る応力保護された溶接ルート領域１６０内に溶接ルート７２を画定、形成、配置、および隔離するように選択されて構成され得る。１つの非限定的な例において、図１〜図１０の実施形態中、任意の１つ以上に示すものを含む、本明細書に開示されるような構造部材５、１０、１２のルート突出部２２、３２中、任意の１つ以上の幾何学的構造および相対寸法は、対応するそれぞれの構造部材１０、１２の厚さＴ１、Ｔ２以下であり得るルート突出部幅ＲＰＷ（ＲＰＷ≦（Ｔ１またはＴ２））；対応するルート突出部２２、３２のルート突出部幅ＲＰＷと１．１の因数を乗じた値以上であり得るルート突出部高さＲＰＨ（ＲＰＨ≧１．１＊ＲＰＷ）；および対応するルート突出部２２、３２のルート突出部高さＲＰＨと２の因数を乗じた値以下であり得るルート突出部半径ＲＰＲ（ＲＰＲ≦２＊ＲＰＨ）を含むことができる。
【００５４】
さらに別の非限定的な代替例において、図１〜図１０の実施形態中、任意の１つ以上に示すものを含む、本明細書に開示されるような構造部材５、１０、１２のルート突出部２２、３２中、任意の１つ以上の幾何学的構造および相対寸法は、対応するそれぞれの構造部材１０、１２の厚さＴ１、Ｔ２以下であり得るルート突出部幅ＲＰＷ（ＲＰＷ≦（Ｔ１またはＴ２））；対応するルート突出部２２、３２のルート突出部幅ＲＰＷと１．２の因数を乗じた値以上であり得るルート突出部高さＲＰＨ（ＲＰＨ≧１．２＊ＲＰＷ）；および対応するルート突出部２２、３２のルート突出部高さＲＰＨと３の因数を乗じた値以下であり得るルート突出部半径ＲＰＲ（ＲＰＲ≦３＊ＲＰＨ）を含むことができる。
【００５５】
さらに別の非限定的な代替例において、図１〜図１０の実施形態中、任意の１つ以上に示すものを含む、本明細書に開示されるような構造部材５、１０、１２のルート突出部２２、３２中、任意の１つ以上の幾何学的構造および相対寸法は、対応するそれぞれの構造部材１０、１２の厚さＴ１、Ｔ２以下であり得るルート突出部幅ＲＰＷ（（ＲＰＷ≦（Ｔ１またはＴ２））；対応するルート突出部２２、３２のルート突出部幅ＲＰＷ以上であり得るルート突出部高さＲＰＨ（ＲＰＨ≧ＲＰＷ）；および対応するルート突出部２２、３２のルート突出部高さＲＰＨ以下であり得るルート突出部半径ＲＰＲ（ＲＰＲ≦ＲＰＨ）を含むことができる。
【００５６】
さらに別の非限定的な代替例において、図１〜図１０の実施形態中、任意の１つ以上に示すものを含む、本明細書に開示されるような構造部材５、１０、１２のルート突出部２２、３２中、任意の１つ以上の幾何学的構造および相対寸法は、５ｍｍ未満の厚さＴ１、Ｔ２を有する構造部材１０、１２に対して対応するそれぞれの構造部材１０、１２の厚さＴ１、Ｔ２以下であり得るルート突出部幅ＲＰＷを含むことができ、５ｍｍ以上の厚さを有する構造部材１０、１２に対し、それぞれの対応する構造部材１０、１２の厚さＴ１、Ｔ２の２／３以下であり得るルート突出部幅ＲＰＷ（（Ｔ１、Ｔ２＜５ｍｍの場合：（ＲＰＷ≦（Ｔ１またはＴ２）））および（Ｔ１、Ｔ２≧５ｍｍの場合：（ＲＰＷ≦（２／３）＊（Ｔ１またはＴ２））））；５ｍｍ未満の厚さＴ１、Ｔ２を有する構造部材１０、１２に対して対応するルート突出部２２、３２のルート突出部幅ＲＰＷと１．５の因数を乗じた値以上であり得るルート突出部高さＲＰＨ、および５ｍｍ以上の厚さＴ１、Ｔ２を有する構造部材１０、１２に対して対応するルート突出部２２、３２のルート突出部幅ＲＰＷ以上であり得るルート突出部高さＲＰＨ（（Ｔ１、Ｔ２＜５ｍｍの場合：（ＲＰＨ≧１．５＊ＲＰＷ））および（Ｔ１、Ｔ２≧５ｍｍの場合：（ＲＰＨ≧ＲＰＷ）））；および５ｍｍ未満の厚さＴ１、Ｔ２を有する構造部材１０、１２に対して対応するルート突出部２２、３２のルート突出部高さＲＰＨと３の因数を乗じた値以下であり得るルート突出部半径ＲＰＲ、および５ｍｍ以上の厚さＴ１、Ｔ２を有する構造部材１０、１２に対して対応するルート突出部２２、３２のルート突出部高さＲＰＨと２の因数を乗じた値以下であり得るルート突出部半径ＲＰＲ（（Ｔ１、Ｔ２＜５ｍｍの場合：（ＲＰＲ≦３＊ＲＰＨ））および（Ｔ１、Ｔ２≧５ｍｍの場合：ＲＰＲ≦２＊ＲＰＨ）））を含むことができる。
【００５７】
さらに別の非限定的な代替例において、図１〜図１０の実施形態中、任意の１つ以上に示すものを含む、本明細書に開示されるような構造部材５、１０、１２のルート突出部２２、３２中、任意の１つ以上の幾何学的構造および相対寸法は、対応するそれぞれの構造部材１０、１２の厚さＴ１、Ｔ２の１／２以下であり得るルート突出部幅ＲＰＷ（（ＲＰＷ≦０.５＊（Ｔ１またはＴ２））；対応するルート突出部２２、３２のルート突出部幅ＲＰＷと１．２の因数を乗じた値以上であり得るルート突出部高さＲＰＨ（ＲＰＨ≧１．２＊ＲＰＷ）；および対応するルート突出部２２、３２のルート突出部高さＲＰＨ以下であり得るルート突出部半径ＲＰＲ（ＲＰＲ≦ＲＰＨ）を含むことができる。
【００５８】
上記で提供されるように、前述した非限定的な例のそれぞれは、図１〜図１０の実施形態中、任意の１つ以上に示すものを含む、本明細書に開示されるような構造部材５、１０、１２のルート突出部２２、３２中、任意の１つ以上の幾何学的構造および相対寸法に適用することができ、このように、幾何学的構造および相対寸法が、ルート突出部幅ＲＰＷ、ルート突出部高さＲＰＨ、およびルート突出部半径ＲＰＲに対して説明されたが、前述した例は、図４〜図１０の実施形態中、任意の１つ以上の突出部２２、３２のみならず、次のように、図４〜図１０の実施形態のルート突出部２２２（ＲＰＨ１、ＲＰＲ１）、３２２（ＲＰＨ１）、４２２、５２２（ＲＰＨ１、ＲＰＲ１）、６２２（ＲＰＲ１）、６３２（ＲＰＲ２）、および／または７２２（ＲＰＨ１、ＲＰＲ１）中、任意の１つ以上のそれぞれのルート突出部幅ＲＰＷ、ルート突出部高さＲＰＨ、ＲＰＨ１、およびルート突出部半径ＲＰＲ、ＲＰＲ１、ＲＰＲ２に同一に適用され得て、これらを含むことができ、これらを使用することができる（またはこれらと代替され得る）：第１の非限定的な例：（（ＲＰＷ≦（Ｔ１またはＴ２））；（ＲＰＨ（またはＲＰＨ１）≧１．１＊ＲＰＷ）；（ＲＰＲ（またはＲＰＲ１またはＲＰＲ２）≦２＊ＲＰＨ（またはＲＰＨ１））；第２の非限定的な例：（（ＲＰＷ≦（Ｔ１またはＴ２））；（ＲＰＨ（またはＲＰＨ１）≧１．２＊ＲＰＷ）；（ＲＰＲ（またはＲＰＲ１またはＲＰＲ２）≦３＊ＲＰＨ（またはＲＰＨ１））；第３の非限定的な例：（（ＲＰＷ≦（Ｔ１またはＴ２））；（ＲＰＨ（またはＲＰＨ１）≧ＲＰＷ）；（ＲＰＲ（またはＲＰＲ１またはＲＰＲ２）≦ＲＰＨ（またはＲＰＨ１））；第４の非限定的な例：（（Ｔ１、Ｔ２＜５ｍｍの場合：（ＲＰＷ≦（Ｔ１またはＴ２）））および（Ｔ１、Ｔ２≧５ｍｍの場合：（ＲＰＷ≦２／３＊（Ｔ１またはＴ２））））；（（Ｔ１、Ｔ２＜５ｍｍの場合：（ＲＰＨ（またはＲＰＨ１）≧１．５＊ＲＰＷ））および（Ｔ１、Ｔ２≧５ｍｍの場合：（ＲＰＨ（またはＲＰＨ１）≧ＲＰＷ）））；（（Ｔ１、Ｔ２＜５ｍｍの場合：（ＲＰＲ（またはＲＰＲ１またはＲＰＲ２）≦３＊ＲＰＨ（またはＲＰＨ１）））および（Ｔ１、Ｔ２≧５ｍｍの場合：ＲＰＲ（またはＲＰＲ１またはＲＰＲ２）≦２＊ＲＰＨ（またはＲＰＨ１））））；第５の非限定的な例：（（ＲＰＷ≦０．５＊（Ｔ１またはＴ２））；（ＲＰＨ（またはＲＰＨ１）≧１．２＊ＲＰＷ）；（ＲＰＲ（またはＲＰＲ１またはＲＰＲ２）≦ＲＰＨ（またはＲＰＨ１））；
【００５９】
さらに別の非限定的な例において、ルート突出部２２、３２の幾何学的構造は、ルート突出部２２、３２がそれぞれの第１および第２の構造部材１０、１２の本体４１、２４１の配向に概ね垂直に、たとえば、それぞれの端部２０、３０内でそれぞれの第１および第２の構造部材１０、１２の第２の表面１８、７８の中央中間軸６０、１６０および／または終端に概ね垂直に配向されるようにする幾何学的構造および配向を含むように構成され得る。本開示の目的のために、「概ね垂直に」とは、ルート突出部２２、３２の特定の表面が様々な角度で配向され得て、湾曲され得て、および／またはそれぞれの第１および第２の構造部材１０、１２の前述した軸または表面に垂直でない場合がある配向を含み得るが、様々な個別表面が、全体的に前述した軸または表面中、任意の１つ以上に関して垂直な、ルート突出部２２、３２の全体配向を形成するように組み合わされ得ることを意味して含む。前述した非限定的な例はまた、ルート突出部２２、３２の概ね垂直な配向が鋭角半径（ａｃｕｔｅ  ｒａｄｉｕｓ）であり得る弓形内面１８８（および／または２７８、２７８ａ、５７８、６７８、８７８中、任意の１つ以上）、１８８（および／または７８８）の半径ＲＰＲ、ＲＰＲ１およびＲＰＲ２を含むものとして規定され得ることを含むことができる。本例の目的のために、「鋭角半径」は、前述した開示と同一の「概ね垂直」であるものとして突出部２２、３２を画定および／または配向する任意の半径ＲＰＲ、ＲＰＲ１またはＲＰＲ２を意味して含む。
【００６０】
前述したものは非限定的な例を示し、上記の非限定的な例中、１つ以上が同一に適用され得るか、または異なる考慮事項、特性、または変数に適用可能であり得る他の構成、幾何学的構造、または特徴を含み得る他の異なる実施形態または例を限定するか、その排除に必要な実施形態として解釈されるべきではないことを理解されたい。
【００６１】
前述したように、本開示は、本明細書に開示された実施形態中、任意の１つ以上による少なくとも１つの溝溶接によって結合された少なくとも２つの構造部材５で構成される任意の構造物１に関する。図１９を参照すると、本明細書に開示された実施形態中、任意の１つ以上による少なくとも１つの溝溶接１４によって結合された、第１の構造部材１０および第２の構造部材１２として図示された少なくとも２つの構造部材５、およびこれらのルート突出部２２、３２（のみならず、トー突出部２３、３３）で構成される構造物１は、少なくとも１つの溝溶接を含む様々な構造物またはその部分中、任意のものを形成し、その中に合体されるように使用され得る。図１９は、第１および第２の構造部材１０、１２およびこれらのルート突出部２２、３２および／またはトー突出部２３、３３を含み、少なくとも１つの溝溶接１４によって結合される構造物１によって形成され得て、および／または構造物１が本明細書に開示された実施形態中、任意の１つ以上によって合体され得る様々な全体構造物（少なくとも１つの溝溶接を有する）１０００の非限定的な例を図示する。構造物１によって形成され得て、および／または構造物１が合体され得る構造物（少なくとも１つの溝溶接を有する）１０００は、建築構造物１１００および橋梁トラス構造物１２００中、１つ以上を含むことができる。構造物１を含み得る全体構造物（少なくとも１つの溝溶接を有する）１０００はまた、たとえば、船舶２１００、機関車２２００、および任意の建設機械２３００中、任意の１つ以上を含む任意の移動機械２０００を含むことができ、建設機械２３００は、たとえば、オフハイウェイトラック２３０１、トラック型トラクタ２３０２およびホイールローダ２３０３、ならびに掘削機２３０４中、任意の１つ以上を含む。少なくとも１つの溝溶接１４によって結合された第１および第２の構造部材１０、１２およびこれらのルート突出部２２、３２を含む構造物１はまた、機械構造物３０００（その一例が図２０に説明されて図示される）のみならず、作業工具４１００（バケット４１０１など）のみならず、油圧シリンダ４２００（図２１に説明されて図示されたものなど）を含み得る交代可能な部品または構成要素４０００を含み得る全体構造物（少なくとも１つの溝溶接を有する）１０００を形成するのに使用することができる。
【００６２】
図２０は、図１９に示したような機械構造物３０００内に合体され、これを形成する、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による保護された幾何学的構造および特徴中、任意の１つ以上を含む少なくとも１つの溝溶接１４によって結合された２つ以上の構造部材５を含む構造物１を含む全体構造物（少なくとも１つの溝溶接を有する）１０００のさらに別の例を図示する。特に、全体構造物（少なくとも１つの溝溶接を有する）１０００は、本例において掘削機２３０４のブーム構造物３００１として示される建設機械２３００の機械構造物３０００として具現される、少なくとも１つの溝溶接１４によって結合された２つ以上の構造部材５を含む構造物１によって少なくとも部分的に形成された機械構造物３０００である。ブーム構造物３００１の構造部材５は、溝溶接３０１４ａによって結合された２つ以上の側面、側方向、または外部構造パネルまたはプレート部材３０１０ａおよび３０１２ａのみならず、溝溶接３０１４ｂによって結合された側面、側方向、または外部構造パネルまたはプレート部材３０１０ｂおよび３０１２ｂを含むことができる。ブーム構造物３００１の構造部材５はまた、溝溶接３１１４によって結合された２つ以上の内部構造パネルまたはプレート部材３１１０および３１１２を含むことができ、２つ以上の内部構造パネルまたはプレート部材３１１０および３１１２は、外部構造プレート部材３０１０ａ、３０１２ａおよび３０１０ｂおよび３０１２ｂの内部または内側に対向する第１の表面３０１６ａ、３０７６ａおよび３０１６ｂおよび３０７６ｂに結合され、これらの間で延びられる。図２０に示すように、（且つ図１〜図３を参照すると）溝溶接３０１４ａ、３０１４ｂは、外部構造プレート部材３０１０ａ、３０１２ａおよび３０１０ｂおよび３０１２ｂの外部または外側に対向する第２の表面３０１８ａ、３０７８ａおよび３０１８ｂおよび３０７８ｂから外側に延びられるルート突出部３０２２ａ、３０３２ａおよび３０２２ｂおよび３０３２ｂを有する外部構造プレート部材３０１０ａ、３０１２ａおよび３０１０ｂおよび３０１２ｂとして具現された第１および第２の構造部材１０、１２の端部２０、３０を結合し、ブーム構造物３００１の外部または外側表面を形成する外側に対向する第２の表面３０１８ａ、３０７８ａおよび３０１８ｂおよび３０７８ｂの間の境界から外側に突出する外部リブまたはシーム３０１５ａ、３０１５ｂを画定する。図２０に示すように、（且つ図１〜図３のみならず、図１２を参照すると）溝溶接３１１４は、内部構造パネルまたはプレート部材３１１０および３１１２の外部または上側に対向する第１の表面３１１６、３１７６から外側に延びられるトー突出部３１２３、３１３３のみならず、内部または下側に対向する第２の表面３１１８、３１７８から外側に延びられるルート突出部３１２２、３１３２の両方を有する内部構造パネルまたはプレート部材３１１０および３１１２として具現された第１および第２の構造部材１０、１２の端部２０、３０を結合する。
【００６３】
図２１は、少なくとも１つの溝溶接１４によって結合された２つ以上の構造部材５を含む構造物１を含む全体構造物（少なくとも１つの溝溶接を有する）１０００の一例を図示し、構造物１は、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による保護された幾何学的構造および特徴中、任意の１つ以上を含む少なくとも１つの溝溶接１４によって結合された２つ以上の管形または円筒形構造部材５として具現される。本例において、少なくとも１つの溝溶接１４によって結合された２つ以上の構造部材５を含む構造物１によって少なくとも部分的に形成される全体構造物（少なくとも１つの溝溶接を有する）１０００は、図１９に示すような油圧シリンダ４２００として具現される。油圧シリンダ４２００の構造部材５は、シリンダハウジング４２１５を形成するためにシリンダ４２０５、シリンダアイ４２１１を含むシリンダハウジング端部キャップ４２１０、およびロッド端部キャップ４２１２を含み、シリンダ４２０５は、第１の溝溶接４２１４ａを介してシリンダハウジング端部キャップ４２１０に結合され、ロッド端部キャップ４２１２は、第２の溝溶接４２１４ｂを介してシリンダ４２０５に結合され、線形並進運動のために構成されたピストンおよびロッドアセンブリ４２１９を収容する中空内部４２１７を画定する。ピストンおよびロッドアセンブリ４２１９は、シリンダハウジング４２１５の中空内部４２１７内に保持されたピストンヘッド４２２１、ピストンロッド４２２３を含み、ピストンロッド４２２３は、中空内部４２１７内でピストンヘッド４２２１に接続され、ロッド端部キャップ４２１２を通って配置された開口を介してシリンダハウジング４２１５の中空内部４２１７から外側にピストンヘッド４２２１反対側のピストンおよびロッドアセンブリ４２１９の端部上のピストンロッド４２２３に接続されたピストンアイ４２２５まで線形に延びられる。上記で提供されたように、シリンダハウジング４２１５で例示として示す管形または円筒形構造物は、本明細書に開示されるような実施形態中、任意の１つ以上による保護された幾何学的構造および特徴中、任意の１つ以上を含み得る、１つの溝溶接１４、または図示の目的のために第１および第２の溝溶接４２１４ａ、４２１４ｂとして示す多数の溝溶接１４によって結合された管形または円筒形構造部材５を含むことができる。本例示的な実施形態において、第１の溝溶接４２１４ａを介してシリンダ４２０５をシリンダハウジング端部キャップ４２１０に結合する第１の溝溶接４２１４ａは、本明細書にて図１０および図１１に示して説明されるような例と同様に具現され得て、シリンダ４２０５およびシリンダハウジング端部キャップ４２１０として具現された構造部材５の端部２０、３０中、１つ以上は、弓形ルート突出部７２２を含むことができる。図２０の例示的な実施形態に図示されるようなロッド端部キャップ４２１２およびシリンダ４２０５を結合する第２の溝溶接４２１４ｂは、本明細書にて図１０および図１１に示して説明されるような例と同様に具現され得て、ロッド端部キャップ４２１２およびシリンダ４２０５として具現された構造部材５の端部２０、３０中、１つは、図７の実施形態に示すルート延長部突出部４２２を含むことができ、ルート延長部突出部４２２は、第２の溝溶接４２１４ｂが、溶接ルート７２が応力保護された溶接ルート領域１６０内に位置され、本開示によるルート応力流路２００を超え、そこから離れて隔離されるようにルート突出部４２２、３２の幾何学的構造および特徴を含むが、隣接した構造部材５の間で平滑で連続的な境界を可能にするため、追加の構造としてルート突出部端面延長部４８２を含むことを考慮すると、円筒形構造物および他の用途に特に適し得る。
【００６４】
本開示の範囲から逸脱することなく本開示のシステムに様々な修正および変形を加えることは当業者には明らかであろう。本明細書および本願に開示したシステムの実施を考慮することから、他の実施形態が当業者には明らかであろう。本明細書および具体例は、単に例示的なものと見なされるべきであり、真の本開示の範囲が以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって示されることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月7日(2019.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造部材（１０）であって、
第１の表面（１６）、第２の表面（１８）、および前記構造部材（１０）の端部（２０）での端面（ｅｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）（４２）を含む本体（４０）；
ルート突出部（２２）を含む前記構造部材（１０）の前記端部（２０）であって、前記ルート突出部（２２）がルート突出部半径に沿って前記構造部材（１０）の前記第２の表面（１８）から半径方向の外側に前記ルート突出部（２２）の外端（８２）まで延びられ、前記構造部材（１０）の前記第２の表面（１８）から前記ルート突出部（２２）の前記外端（８２）まで延びられるルート突出部高さを画定する、前記端部（２０）；および
前記ルート突出部（２２）の前記外端（８２）の内側エッジ（１８４）と外側エッジ（８０）との間で延びられるルート突出部幅；を含み、
前記ルート突出部半径、前記ルート突出部高さ、前記ルート突出部幅は、前記構造部材（１０）の前記本体（４０）を通って伝播されるルート応力流路（２００）を超え、そこから離れて隔離された応力保護された溶接ルート領域（１６０）を画定するように構成される、構造部材。
【請求項２】
前記構造部材（１０）の前記本体（４０）は、少なくとも１つの溝溶接（１４）を介して少なくとも１つの他の構造部材（１２）に結合され得る任意の金属で構成される、請求項１に記載の構造部材（１０）。
【請求項３】
前記構造部材（１０）の前記本体（４０）は、前記ルート突出部（２２）および前記構造部材（１０）の本体（４１）を含む、請求項２に記載の構造部材。
【請求項４】
前記構造部材（１０）の前記本体（４１）は、平面形、弓形、円筒形、凹形、凸形、および湾曲形中、任意の１つ以上を含む、請求項３に記載の構造部材。
【請求項５】
前記構造部材（１０）の前記本体（４１）は、管形である、請求項３に記載の構造部材。
【請求項６】
構造物（１）であって、
少なくとも１つの溝溶接（１４）によって結合された少なくとも２つの構造部材（５）を含み、前記少なくとも２つの個別構造部材（５）は、第１の構造部材（１０）および第２の構造部材（１２）を含み；
前記第１の構造部材（１０）および前記第２の構造部材（１２）それぞれは、
第１の表面（１６、７６）、第２の表面（１８、７８）、および端部（２０、３０）での端面（４２、１１２）を含む本体（４０、２４０）；
ルート突出部（２２、３２）を含む前記端部（２０、３０）であって、前記ルート突出部（２２、３２）がルート突出部半径に沿って前記第２の表面（１８、７８）から半径方向の外側に前記ルート突出部（２２、３２）の外端（８２、１２２）まで延びられ、前記第２の表面（１８、７８）から前記ルート突出部（２２、３２）の前記外端（８２、１２２）まで延びられるルート突出部高さを画定する、前記端部（２０、３０）；および
前記ルート突出部（２２、３２）の前記外端（８２、１２２）の内側エッジ（１８４、１９４）と外側エッジ（８０、１２０）との間で延びられるルート突出部幅；を含み、
前記第１の構造部材（１０）の前記ルート突出部（２２）および前記第２の構造部材（１２）のルート突出部（３２）の前記ルート突出部半径、前記ルート突出部高さ、および前記ルート突出部幅は、疲労破壊が溶接ルート（７２）で発生しないように、前記第１の構造部材（１０）の前記本体（４０）および前記第２の構造部材（１２）の前記本体（２４０）を通って伝播されるルート応力流路（２００）を超え、そこから離れて隔離された無視可能なルート応力集中区域に対応する応力保護された溶接ルート領域（１６０）内に前記溶接ルート（７２）を配置するように構成される、構造物。
【請求項７】
前記第１の構造部材（１０）および前記第２の構造部材（１２）それぞれの前記端部（２０、３０）は、トー突出部（２３、３３）をさらに含み、前記トー突出部（２３、３３）は、トー突出部半径に沿って前記第１の表面（１６、７６）から半径方向の外側に前記トー突出部（２３、３３）の外端（８３、１２３）まで延びられ、前記第２の表面（１８、７８）から前記トー突出部（２３、３３）の前記外端（８３、１２３）まで延びられるトー突出部高さを画定し、前記トー突出部（２３、３３）の前記外端（８３、１２３）の内側エッジ（１８５、１９５）と外側エッジ（８１、１２１）との間で延びられるトー突出部幅を含む、請求項６に記載の構造物。
【請求項８】
前記第１の構造部材（１０）の前記トー突出部（２３）および前記第２の構造部材（１２）の前記トー突出部（３３）のトー突出部半径、トー突出部高さ、およびトー突出部幅は、疲労破壊が溶接トー（７３ａ、７３ｂ）で発生しないように、前記第１の構造部材（１０）の前記本体（４０）および前記第２の構造部材の前記本体（２４０）を通って伝播されるトー応力流路（２０１）を超え、そこから離れて隔離された無視可能なトー応力集中区域に対応する応力保護された溶接トー領域（１６１ａ、１６１ｂ）内に前記溶接トー（７３ａ、７３ｂ）を配置するように構成される、請求項７に記載の構造物。
【請求項９】
前記第１の構造部材（１０）の本体（４０）は、前記ルート突出部（２２）、前記トー突出部（２３）、および前記第１の構造部材（１０）の本体（４１）を含み、前記第２の構造部材（１２）の本体（２４０）は、前記ルート突出部（３２）、前記トー突出部（３３）、および前記第２の構造部材（１２）の本体（２４１）を含み、前記第１の構造部材（１０）の前記本体（４０）は、前記第１の構造部材（１０）の前記第１の表面（１６）から前記第２の表面（１８）まで延びられる厚さを含み。前記第２の構造部材（１２）の前記本体（２４１）は、前記第２の構造部材（１２）の前記第１の表面（７６）から前記第２の表面（７８）まで延びられる厚さを含む、請求項８に記載の構造物。
【請求項１０】
前記第１の構造部材（１０）の前記本体（４０）の厚さは、前記第２の構造部材（１２）の前記本体（２４０）の厚さと同等の、請求項９に記載の構造物。
【国際調査報告】
2020513324.tif 000024
2020513324.tif 000025