JP3184408B2 - 溶接構造物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つの部材を溶接して
構成される溶接構造物に係わり、特に、未溶着部を残し
て溶接された溶接構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の溶接構造物に関する公知
技術として、例えば以下のものがある。 特開昭６２−１１４７７３号公報 この公知技術は、例えば、２つの板材の長手方向端部近
傍を互いに重ね合わせ、未溶着部を残しつつ溶接する溶
接構造において、溶接される２つの板材の端部の板幅方
向両端２箇所の上面（又は下面）に、板幅方向中央部に
向けて板厚とほぼ等しい深さの空間開先部を切削し、ま
たそれぞれこれら２箇所の空間開先部の間には滑らかな
４分の１円弧湾曲線を含む浅い凹面形状の空間溝を形成
する。そして、一方の空間開先部と空間溝との間、及び
他方の空間開先部と空間溝との間の両板材には、タッチ
エリアを残しつつ先細り形状の２つの突条部を形成し、
２つの板材の２つの突条部どうしを未溶接部（ギャッ
プ）を挟んで突き合わせ、この状態で空間開先部を溶接
充填するものである。

【０００３】特開昭６１−９５７９６号公報 この公知技術は、未溶着部を残して２つの部材を溶接す
る溶接継手構造において、溶接される領域にＩ字状当接
部と腹面とから構成される溶接溝が形成され、またその
溶接溝の下方には、一方の部材の舌片状突起と他方の部
材の凹みとの嵌着により空所が形成される。この状態で
溶接溝内を溶接充填した後、舌片状突起と凹みとの間に
設けられた未溶接部（ギャップ）によって両部材の収縮
を調整するものである。

【０００４】特開昭５６−１６８９９６号公報 この公知技術は、未溶着部を残してロッド本体とロッド
先端部材とを溶接する溶接継手において、ロッド先端部
材をロッド本体の凹み部分に差し込んで組み立てると
き、ロッド先端部材の片面開先部の下方領域にある環状
溝及び小径部とロッド本体の大径部とで環状空洞部を形
成し、この環状空洞部の外周面にリング状裏当金を嵌着
した状態で開先部の溶接充填を行うことにより、片面開
先溶接部の応力集中を低減して切り欠きをなくすととも
に、片面開先溶接部に溶接欠陥が発生するのを防止し、
これらによってクラックの発生を確実に防止するもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術においては、以下の問題点が存在する。すなわ
ち、公知技術において例えば板材の溶接を実施した場
合、溶接後の冷却によって空間開先部に充填された溶接
ビートが収縮すると、まず両方の部材の互いに向かい合
う突条部どうしが接近し未溶接部（ギャップ）がなくな
って接触し、その後さらに溶接ビートが収縮しようとす
るので、２つの突条部の接触部分、及びタッチエリアの
溶接ビートとの境界面付近に高い応力集中が発生する。
また溶接がすべて完了し構造物として使用する際に、両
板材を離す方向への引張負荷及び曲げモーメントがはた
らくと、未溶接部（ギャップ）が亀裂の役割を果たし、
溶接ビートの未溶着部側及びタッチエリア側付近に高い
応力集中が発生する。そしてこのとき空間溝の４分の１
円弧湾曲部のＲが小さくなるほど、応力集中の度合いが
高くなる。また、空間溝を加工するために板厚のうちの
かなりの部分を切削していることから、溶接後の板材全
体の剛性、特に曲げ剛性が著しく低下する。よって、こ
れらの応力集中や曲げ剛性の低下から、溶接構造物の強
度が低下するという問題点があった。

【０００６】また、公知技術においては、溶接溝の下
方に設けられた空所によって上記冷却時・使用時におけ
る応力集中は一応緩和される。しかしながら、溶接ビー
トの空所との接触点である裏波止端と、空所の端部であ
る半円弧状部分との距離が比較的短いので、溶接時にお
ける溶接ビートの溶け込み具合等により裏波止端の位置
が移動して半円弧状部分と直接接触し、この部分に応力
が集中する可能性がある。また溶接部分を側断面でみた
ときに、一方の部材の舌片状突起と他方の部材の凹みと
の間の未溶接部が、溶接ビートの下方領域になく、溶接
ビートの下方領域よりも水平方向外側にある。したがっ
て、溶接完了後に構造物として見た場合に、極めて剛性
が弱くなる舌片状突起部分及びその周辺部が、溶接ビー
ト下方領域より広い範囲にわたって存在することとな
り、構造物として剛性が極めて弱くなるという問題点が
ある。また、他方の部材の凹みの形状は、舌片状突起の
形に合わせてあることから側断面が矩形状になるコーナ
ー部を有しており、応力集中で生じた亀裂から繰り返し
荷重で疲労破壊がおきやすいという問題点もある。

【０００７】さらに、公知技術においては、中心軸を
備えたロッド先端部材をロッドに設けられた略円筒形の
穴に挿入・固定して溶接する構造であるが、ロッドの中
心軸から一方側の半分（例えば上半分）のみの構造を考
えれば、上記及びと同様に例えば板材どうしの溶接
構造として考えることができる。このように考えた場
合、公知技術同様、片面開先部下方に設けられた環状
空洞部によって上記冷却時・使用時における応力集中は
緩和されることとなる。そしてこのとき裏波止端と、環
状空洞部の端部である半円弧状部分との距離は比較的長
く、また環状空洞部には裏当金が嵌着されてこれら２つ
の間の距離を確保するので、応力集中は確実に防止され
る。しかしながら、ロッド本体に挿入されたロッド先端
部材の先端とロッド本体壁面との間にはギャップがあっ
て未溶接部を形成しており、この未溶接部は、溶接ビー
ト及び環状空洞部の下方領域にはなくロッド先端部材の
軸方向にかなりずれた位置に配置されている。したがっ
て、板材どうしの溶接等に本公知例の構造を適用した場
合、上記同様、ロッド先端部材のうち極めて剛性が弱
くなる、環状空洞部下方領域及びその下方領域から軸方
向先端への領域並びにその周辺部が、きわめて広い範囲
にわたって存在することとなり、構造物としての剛性が
極めて弱くなるという問題点がある。また、上記同
様、ロッドに設けられたロッド先端部材が挿入される孔
の形状は、ロッド先端部材の形状と同様の形状となって
いることから、ロッド先端部材の上下方向に振動負荷が
作用した場合に孔のコーナー部に応力集中で亀裂が生
じ、この亀裂から繰り返し荷重で疲労破壊がおきやすい
という問題点もある。

【０００８】本発明の目的は、構造物全体の剛性低下を
抑え、かつ疲労破壊を発生させることなく、溶接後の冷
却時、及び使用中引張負荷・曲げモーメントが作用した
時における応力集中を確実に低減できる溶接構造物を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、凹状面を切り欠き加工した端面を
備えた２つの母材を、前記凹状面どうしが対向し１つの
空洞部を形成するように突き合わせ、この突き合わせた
２つの母材の端面のうち前記空洞部の一方側は間隙を介
し対向する未溶着部として残しつつ、前記空洞部の他方
側から溶接ビートを充填することにより前記２つの母材
を突き合わせ溶接した溶接構造物において、前記空洞部
は、それぞれ断面形状が略半円弧形状の両端部を備えて
おり、かつその空洞部の壁面は、前記溶接ビートの前記
空洞部壁面との接点である裏波止端と前記略半円弧形状
の両端部先端との距離をＬ、前記２つの母材の板厚をｔ
としたとき、０．３≦Ｌ／ｔ＜０.５となるように構成
されており、前記未溶着部は、一端が前記空洞部に開口
し、他端が前記２つの母材の表面に開口する空間を形成
していることを特徴とする溶接構造物が提供される。

【００１０】

【００１１】

【００１２】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、凹状面を切り欠き加工した端面を備えた２つの
母材を、前記凹状面どうしが対向し１つの空洞部を形成
するように突き合わせ、この突き合わせた２つの母材の
端面のうち前記空洞部の一方側は間隙を介し対向する未
溶着部として残しつつ、前記空洞部の他方側から溶接ビ
ートを充填することにより前記２つの母材を突き合わせ
溶接した溶接構造物において、前記空洞部は、それぞれ
断面形状が略半円弧形状の両端部を備えており、かつそ
の空洞部の壁面は、前記溶接ビートの前記空洞部壁面と
の接点である裏波止端と前記略半円弧形状の両端部先端
との距離をＬ、前記２つの母材の板厚をｔとしたとき、
０．３≦Ｌ／ｔ＜０.５となるように構成されており、
前記未溶着部は、一端が前記空洞部に開口し、他端が前
記２つの母材の表面に開口する空間を形成し、前記裏波
止端での前記溶接ビートと前記空洞部壁面とのなす角度
は、９０度より大きいことを特徴とする溶接構造物が提
供される。

【００１３】さらに上記目的を達成するために、本発明
によれば、凹状面を切り欠き加工した端面を備えた２つ
の母材を、前記凹状面どうしが対向し１つの空洞部を形
成するように突き合わせ、この突き合わせた２つの母材
の端面のうち前記空洞部の一方側は間隙を介し対向する
未溶着部として残しつつ、前記空洞部の他方側から溶接
ビートを充填することにより前記２つの母材を突き合わ
せ溶接した溶接構造物において、前記空洞部は、それぞ
れ断面形状が略半円弧形状の両端部を備えており、かつ
その空洞部の壁面は、前記溶接ビートの前記空洞部壁面
との接点である裏波止端と前記略半円弧形状の両端部先
端との距離をＬ、前記２つの母材の板厚をｔとしたと
き、０．３≦Ｌ／ｔ＜０.５となるように構成されてお
り、前記未溶着部は、一端が前記空洞部に開口し、他端
が前記２つの母材の表面に開口する空間を形成し、前記
未溶着部一端の空洞部への開口部分は、前記溶接ビート
の軸線上から前記２つの母材のうちいずれか一方側へず
れた位置に配置されていることを特徴とする溶接構造物
が提供される。

【００１４】さらに好ましくは、前記溶接構造物におい
て、前記空洞部は、該空洞部の前記他方側壁面と前記２
つの部材の該他方側表面との間の肉厚が、前記裏波止端
から両端部に向かうほど減少する傾斜部を有することを
特徴とする溶接構造物が提供される。

【００１５】また好ましくは、前記溶接構造物におい
て、前記空洞部は、該空洞部の前記一方側壁面と前記２
つの部材の該一方側表面との間の肉厚が、前記裏波止端
から両端部に向かって一定である平行部をさらに有する
ことを特徴とする溶接構造物が提供される。

【００１６】

【作用】以上のように構成した本発明においては、２つ
の母材の端面を突き合わせ対向する凹状面どうしで１つ
の空洞部を形成し、一方側は間隙を介し対向する未溶着
部として残しつつ、他方側から溶接ビートを充填し突き
合わせ溶接を行う。そしてこの溶接時において、空洞部
の壁面を、予め、裏波止端と略半円弧形状の両端部先端
との距離Ｌ、２つの母材の板厚ｔについて０．３≦Ｌ／
ｔ＜０.５となるように構成しておくことにより、裏波
止端と空洞部両端部との間の距離を一定以上確保し接触
を防止することができるので、従来のように溶接ビート
の溶け込み具合等によって裏波止端と空洞部両端部とが
接触することがない。したがって、溶接時の昇温・降温
の温度履歴を受けた時や使用中に引張負荷・曲げモーメ
ントが作用した時における応力集中を確実に低減するこ
とができる。また従来、未溶着部が空洞部の両端部の一
方側（上方又は下方側）領域からかなりずれた位置に存
在しており、これによって、剛性の弱い領域は、空洞部
の両端部間距離よりも長い距離から一方側の広い領域と
なるので、構造物全体としての剛性が非常に低下してい
た。しかし、本発明においては、溶接後において、空洞
部の他方側領域は溶接ビートを介し強固に固定される一
方、未溶着部が一端が空洞部に開口し他端が２つの母材
の表面に開口する空間として残されることにより、空洞
部の両端部間から一方側の領域のみが剛性の弱い領域と
なる。すなわち従来よりも剛性の弱い領域を縮小するこ
とができるので、その分構造物全体としての剛性の低下
を低減することができる。また従来のように、未溶着部
にコーナー部が存在しないので、繰り返し荷重による疲
労破壊を招くことがない。

【００１７】また、裏波止端での溶接ビートと空洞部壁
面とのなす角度が９０度より大きいことにより、９０度
より小さいすなわち鋭角の場合のように応力集中の低減
が不十分となることがない。

【００１８】さらに、未溶着部一端の空洞部への開口部
分が、溶接ビートの軸線上から２つの母材のうちいずれ
か一方側へずれた位置に配置されていることにより、溶
接時に主として溶接ビートの軸線上に沿って飛ぶアーク
が、未溶着部を介して、反対側の２つの母材の表面に飛
散するのを防止することができる。

【００１９】また、空洞部に備えられた傾斜部におい
て、空洞部壁面と２つの母材の表面との間の肉厚が裏波
止端から両端部に向かうほど減少する傾斜構成となって
いることにより、溶接された２つの母材に引張応力がは
たらいた場合、荷重は裏波止端に垂直な方向から作用す
るのでなく傾斜に沿って斜めに作用するので、傾斜して
いない場合（例えば水平構成）よりも荷重が小さくなり
応力も分散される。

【００２０】さらに、溶接構造物において、空洞部は、
空洞部の一方側壁面と２つの部材の一方側表面との間の
肉厚が、裏波止端から両端部に向かって一定である平行
部をさらに有することにより、荷重低減作用のある傾斜
部と平行部との両方を備えた空洞部を実現できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図１６により
説明する。本発明の第１の実施例を図１〜図８により説
明する。本実施例による溶接構造物及びその溶接前の状
態を図１及び図２に示す。本実施例の溶接構造物１００
は図１に示されるものであり、図２の状態から溶接され
ることによって図１の状態となる。図１及び図２におい
て、溶接構造物１００は、それぞれ端面に凹状面１Ｂ,
２Ｂを機械加工によって形成した母材１,２を、凹状面
１Ｂ,２Ｂどうしが対向して１つの空洞部５を形成する
ように突き合わせ、この突き合わせた２つの母材１,２
の端面のうち空洞部５の一方側（図示上側）端面１Ａ,
２Ａは間隙を介し対向する未溶着部９を形成するように
残しつつ、空洞部５の他方側（図示下側）から溶接ビー
ト３を充填することにより、２つの母材１,２を突き合
わせ溶接したものである。

【００２２】凹状面１Ｂ,２Ｂはそれぞれ、母材１,２の
端面における板厚方向（図示上下方向）中間部を切り欠
いて形成されており、側断面形状が略半円弧状である半
円弧部６を備えている。凹状面１Ｂ,２Ｂが対向して形
成される空洞部５において、溶接ビート３の空洞部５壁
面との接点である裏波止端４と、半円弧部６の先端７と
の距離Ｌは、２つの母材１,２の板厚ｔとの比Ｌ／ｔが
０.４となっており、このことが、空洞部５の両端部で
ある半円弧部６,６と溶接ビート３の溶接時における接
触を防止する接触防止手段の役割を果たしている（後
述）。また裏波止端４での溶接ビート３と空洞部５壁面
とのなす角度θは９０度より大きくなっており、これに
よってθが鋭角の場合のように、応力集中を助長するこ
とがないように構成されている。

【００２３】未溶着部９は、一端（図示下端）が空洞部
５に開口し、他端（図示上端）が２つの母材１,２の表
面（図示上側の表面）に開口する空間を形成している。
またこのときの未溶着部９一端の空洞部５への開口部分
９ａは、溶接ビート３の軸線ｐ上から母材１側（図示左
方）へ距離ｘだけずれた位置に配置されている。これに
よって、突き合わせ溶接時に主として溶接ビート３の軸
線ｐ上に沿って飛ぶアークが、未溶着部９を介し母材
１,２の反対側（図示上側）表面へ飛散するを防止する
ことができる。なお母材１側でなく母材２側（図示右
方）へずれていてもよく、この場合も同様の効果を得
る。

【００２４】次に、本実施例の作用を図３〜図８を用い
て説明する。まず、本実施例の作用を説明するための第
１の比較例を図３に示す。図３において、本比較例によ
る溶接構造物１１０は、特開昭６２−１１４７７３号公
報に開示されているものであり、２つの板材１１１,１
１２が、その長手方向（図中想像線で示す左手前と右奥
相互方向）端部１１１Ａ,１１２Ａ近傍を互いに重ね合
わせ、未溶着部１１９Ａ,１１９Ｂを残しつつ溶接され
た構造である。すなわち溶接構造物１１０は、板材１１
１,１１２の端部１１１Ａ,１１２Ａの板幅方向（図中上
下方向）両端２箇所に、板幅方向（図示上下方向）中央
部に向けて板厚Ｔとほぼ等しい深さの空間開先部１１１
Ｂ,１１２Ｂ及び１１１Ｃ,１１２Ｃが切削され、これら
空間開先部１１１Ｂ,１１２Ｂ及び１１１Ｃ,１１２Ｃに
溶接ビート１１３ａ,ｂが充填されることにより溶接さ
れたものである。

【００２５】空間開先部１１１Ｂ,１１２Ｂ及び１１１
Ｃ,１１２Ｃに充填された溶接ビート１１３ａ,ｂの間に
は、滑らかな４分の１円弧湾曲部１１５ａ,ｂを含む浅
い凹面形状の切削溝１１５が溶接前に予め切削加工され
ている。そして一方（図示上方）の空間開先部１１１
Ｂ,１１２Ｂと切削溝１１５との間の両板材１１１,１１
２には、それぞれ、タッチエリア１１８を残しつつ先細
り形状の２つの突条部１１１Ｄ,１１２Ｄが形成され、
この突条部１１１Ｄ,１１２Ｄどうしが未溶接部１１９
Ａを挟んで突き合わせられている。他方（図示下方）の
空間開先部１１１Ｃ,１１２Ｃと切削溝１１５との間に
ついても同様に突条部１１１Ｅ,１１２Ｅが設けられて
いる。そしてこのように突き合わされた状態で空間開先
部１１１Ｂ,１１２Ｂ及び１１１Ｃ,１１２Ｃに溶接ビー
ト１１３ａ及び１１３ｂが溶接充填されている。

【００２６】しかしながら、この第１の比較例による溶
接構造物１１０においては、溶接後の冷却によって溶接
ビート１１３ａ,ｂが収縮すると、まず向かい合う突条
部１１１Ｄ,１１２Ｄ若しくは１１１Ｅ,１１２Ｅどうし
が接近し未溶接部９のギャップがなくなって接触する。
そしてその後さらに溶接ビート１１３ａ,ｂが収縮しよ
うとするので、２つの突条部１１１Ｄ,１１２Ｄ若しく
は１１１Ｅ,１１２Ｅの接触部分、及びタッチエリア１
１８の溶接ビート１１３ａ,ｂとの境界面付近に高い応
力集中が発生する。また溶接がすべて完了し構造物とし
て使用する際に、２つの板材１１１,１１２を離す方向
（図示左右方向等）への引張負荷及び曲げモーメントが
はたらくと、未溶接部１１９Ａ,Ｂが亀裂の役割を果た
し、溶接ビート１０３ａ,ｂの未溶着部１１９Ａ,Ｂ側及
びタッチエリア１１８側付近に高い応力集中が発生す
る。なおこのとき切削溝１１５の４分の１円弧湾曲部１
１５ａ,ｂのＲが小さいほど応力集中の度合いが高い。
また、切削溝１１５を加工するために板厚のうちのかな
りの部分を切削していることから、溶接後の板材全体の
剛性、特に曲げ剛性が著しく低下する。よって、これら
の応力集中や曲げ剛性の低下から、溶接構造物１１０の
強度が低下する。また研削加工の時間も長くなって加工
費が高くなる。

【００２７】次に、本実施例の第２の比較例を図４に示
す。図４において、本比較例による溶接構造物１２０
は、特開昭５５−４８４９１号公報に開示のものに類似
の構造であり、２つの板材１２１,１２２の長手方向
（図中想像線で示す左手前と右奥相互方向）端部１２１
Ａ,１２２Ａ近傍を互いに重ね合わせ、未溶着部１２９
を残しつつ溶接された構造である。すなわち溶接構造物
１２０は、溶接される２つの板材１２１,１２２の端部
１２１Ａ,１２２Ａの板幅方向（図中上下方向）両端２
箇所に、板幅方向（図示上下方向）中央部に向けて空間
開先部１２１Ｂ,１２２Ｂ及び１２１Ｃ,１２２Ｃが切削
され、これら空間開先部１２１Ｂ,１２２Ｂ及び１２１
Ｃ,１２２Ｃに溶接ビート１２３ａ,ｂが充填されること
により溶接されたものである。

【００２８】一方（図示上方）の空間開先部１２１Ｂ,
１２２Ｂと未溶接部１２９との間、及び他方（図示下
方）の空間開先部１２１Ｃ,１２２Ｃと未溶接部１２９
との間には、それぞれストップホール１２４ａ,１２４
ｂが設けられている。

【００２９】この第２の比較例による溶接構造物１２０
においては、溶接後の冷却によって溶接ビート１２３
ａ,ｂが収縮する場合や、構造物として使用中に２つの
板材１２１,１２２を離す方向（図示左右方向等）への
引張負荷や曲げモーメントがはたらいた場合にも、スト
ップホール１２４ａ,ｂによって応力集中はある程度緩
和される。また第１の比較例のように母材１１１,１１
２を大きく切削しないので、溶接後の板材全体の剛性の
低下は抑えられる。しかしながら、このストップホール
１２４ａ,ｂそれぞれの両端部１２８ａ,ｂ及び１２８
ｃ,ｄと、溶接ビート１２３ａ,ｂの裏波止端１２７ａ,
ｂ及びｃ,ｄとの距離が比較的短く、溶接時における溶
接ビート１１３ａ,ｂの溶け込み具合等により裏波止端
１２７ａ〜ｄの位置がより外側に移動して両端部１２８
ａ〜ｄと直接接触し、この部分に応力が集中する可能性
がある。このとき仮に図示のように裏波止端１２７ａ〜
ｄと両端部１２８ａ〜ｄとの距離が確保されたとして
も、このストップホール１２４ａ,ｂと溶接ビート１１
３ａ,ｂとが裏波止端１２７ａ〜ｄでなす角度θが鋭角
となるので、その分ある程度の応力が集中し、応力集中
の低減が不十分となる。

【００３０】さらに、本実施例の第３の比較例を図５
（ａ）（ｂ）に示す。図５（ａ）は本比較例の溶接構造
物１３０の側断面図であり、図５（ｂ）は、溶接前に２
つの母材を突き合わせた状態を示す側断面図である。図
５（ａ）（ｂ）において、本比較例による溶接構造物１
３０は、特開昭６１−９５７９６号公報に開示されてい
るものであり、２つの母材１３１,１３２を溶接した溶
接継手構造において、溶接される領域にＩ字状当接部１
３８と腹面１３５とで溶接溝１３３が形成され、またそ
の溶接溝１３３の下方には、母材１３１の舌片状突起１
３４と母材１３２の凹み１３６との嵌着により空所１３
７が形成される。なおこのとき当接面１３４Ａと当接面
１３６Ａとの間にはギャップがあいており、未溶着部１
３９を形成している。この状態で溶接溝１３３内に溶接
ビート１３３ａを溶接充填した後、未溶接部１３９によ
って両母材１３１,１３２の収縮を調整する。

【００３１】この第３の比較例による溶接構造物１３０
においては、溶接後の冷却によって溶接ビート１３３ａ
が収縮する場合や、構造物として使用中に２つの母材１
３１,１３２を離す方向（図示左右方向等）への引張負
荷や曲げモーメントがはたらいた場合にも、溶接ビート
１３３ａの下方に設けられた空所１３７によって応力集
中は一応緩和される。しかしながら、上記第２の比較例
同様、溶接ビート１３３ａの空所１３７との接触点であ
る裏波止端１３３ｂと、空所１３７の端部である半円弧
状部分１３７ａとの距離が比較的短いので、溶接時にお
ける溶接ビート１３３ａの溶け込み具合等により裏波止
端１３３ｂの位置が移動して半円弧状部分１３７ａと直
接接触し、この部分に応力が集中する可能性がある。ま
た、図５（ａ）において、母材１３１の舌片状突起１３
４と母材１３２の凹み１３６との間の未溶接部１３９
が、溶接ビート１３３ａの下方領域になく、溶接ビート
１３３ａの下方領域よりも水平方向外側（図示右側）に
ずれている。したがって、溶接完了後に構造物として見
た場合に、極めて剛性が弱くなる舌片状突起部分１３４
及びその周辺部からなる領域（図５（ａ）中一点鎖線で
囲んで示す領域Ａ）が、溶接ビート１３３ａ下方領域よ
り広い範囲にわたって存在することとなり、構造物とし
て剛性が極めて弱くなる。また、母材１３２の凹み１３
６の形状は、舌片状突起１３４の形に合わせてあること
から、当接面１３６Ａは側断面が矩形状になるコーナー
部を有しており、この領域（図中Ｂで示す）に応力が集
中して亀裂が生じ、ここから繰り返し荷重で疲労破壊が
おきやすい。

【００３２】またさらに、本実施例の第４の比較例を図
６（ａ）（ｂ）に示す。図６（ａ）は本比較例の溶接構
造物１４０の側断面図であり、図６（ｂ）は、溶接前の
状態を示す側断面図である。図６（ａ）（ｂ）におい
て、本比較例による溶接構造物１４０は、特開昭５６−
１６８９９６号公報に開示されているものであり、ロッ
ド本体１４１とロッド先端部材１４２とを溶接する溶接
継手において、ロッド先端部材１４２をロッド本体１４
１の凹み部分の大径部１４１ａに差し込んで組み立てる
とき、ロッド先端部材１４２の片面開先部１４２ａの下
方領域にある環状溝１４２ｂ及び小径部１４２ｃとロッ
ド本体１４１の大径部１４１ａとで環状空洞部１４３を
形成し、この環状空洞部１４３の外周面にリング状裏当
金１４４を嵌着した状態で開先部１４２ａの溶接充填を
行い、その後溶接表面を機械加工で平滑曲面に仕上げ
る。なおこのとき、ロッド先端部材１４２の軸部１４２
ｄ先端とロッド本体１４１の凹み部分の小径部１４１ｂ
端部との間にはギャップがあいており、未溶着部１４５
を形成している。そしてこのような溶接を行うことによ
り、片面開先溶接部の応力集中を低減して切り欠きの発
生をなくすとともに、溶接欠陥が発生するのを防止し、
これらによってクラックの発生を確実に防止するもので
ある。

【００３３】この第４の比較例による溶接構造物１４０
においては、中心軸ｑを備えたロッド先端部材１４２を
ロッド１４１に設けられた小径部１４１ｂに挿入・固定
して溶接する構造であるが、ロッド１４１の中心軸ｑか
ら一方側の半分（例えば図示上半分）のみの構造を考え
れば、上記第１〜第３の比較例と同様に例えば板材どう
しの溶接構造に適用することができる。このように考え
た場合、第３の比較例同様、ロッド先端部材１４２の環
状溝１４２ｂ及び小径部１４２ｃとロッド本体１４１の
大径部１４１ａとで形成される環状空洞部１４３によ
り、溶接後冷却時及び使用時における応力集中は緩和さ
れることとなる。また溶接ビート１４６の裏波止端１４
６ａと、環状空洞部１４３の端部である半円弧状部分１
４３ａとの距離は比較的長く、また環状空洞部１４３に
は裏当金１４４が嵌着されてこれら２つの間の距離を確
保する接触防止手段としてはたらくので、応力集中は確
実に防止される。しかしながら、ロッド本体１４１に挿
入されたロッド先端部材１４２の軸部１４２ｄ先端とロ
ッド本体１４１小径部１４１ｂ端部との間の未溶接部１
４５は、溶接ビート１４６及び環状空洞部１４３の下方
領域にはなくロッド先端部材１４２の軸方向（図示左方
向）にかなりずれた位置に配置されている。したがっ
て、板材どうしの溶接等に本比較例の構造を適用した場
合、上記第３の比較例同様、環状空洞部１４３下方領域
及びその領域からロッド先端部材１４２軸部１４２ｄへ
の領域並びにその周辺部（図６（ａ）中一点鎖線で囲ん
で示す領域Ｃ）が極めて剛性が弱くなる領域となる。す
なわちこのような剛性の弱い部分が溶接ビート１４６下
方領域よりきわめて広い範囲にわたって存在することと
なり、構造物としての剛性が極めて弱くなる。また、上
記第３の比較例同様、ロッド１４１に設けられたロッド
先端部材１４２が挿入される小径部１４１ｂの形状がロ
ッド先端部材１４２軸部１４２ｄの形状と同様の形状と
なっていることから、特に、ロッド先端部材１４２の上
下方向に振動負荷が作用した場合に、小径部１４１ｂの
コーナー部領域（図中Ｄで示す）に応力が集中して亀裂
が生じ、ここから繰り返し荷重で疲労破壊がおきやす
い。

【００３４】これに対し、図１に示す本実施例の溶接構
造物１００においては、２つの母材１,２の端面を突き
合わせ対向する凹状面１Ｂ,２Ｂどうしで１つの空洞部
５を形成し、一方側（図示上側）は間隙を介し対向する
未溶着部９として残しつつ、他方側（図示下側）から溶
接ビート３を充填し突き合わせ溶接を行う。そしてこの
溶接時に、空洞部５壁面における裏波止端４と半円弧部
６の先端７との距離Ｌと、２つの母材１,２との板厚ｔ
との比Ｌ／ｔ＝０.４に確保することにより、裏波止端
４と半円弧部６,６との接触を防止するので、溶接ビー
ト３の溶け込み具合等によって裏波止端４と半円弧部
６,６とが接触することがない。したがって、溶接時の
昇温・降温の温度履歴を受けた時や使用中に引張負荷・
曲げモーメントが作用した時における応力集中を確実に
低減することができる。なおこのとき、裏波止端４での
溶接ビート３と空洞部５壁面とのなす角度θが９０度よ
り大きいことにより、９０度より小さい第２の比較例の
ように応力集中の低減が不十分となることがない。ま
た、溶接後において、空洞部５の他方側（図示上側）領
域は溶接ビート３を介し強固に固定される一方、未溶着
部９は一端が空洞部５に開口し他端が２つの母材１,２
の表面に開口する空間として残される。すなわち空洞部
５の両端部である半円弧部６,６間から一方側（図示上
側）の領域（図１中一点鎖線で囲んで示す領域Ｅ）のみ
が剛性の弱い領域となる。よって上記第３の比較例にお
ける領域Ａ（図５（ａ）参照）や第４の比較例における
領域Ｃ（図６（ａ））よりも剛性の弱い領域を縮小する
ことができるので、その分構造物全体としての剛性を向
上し、剛性低下を低減することができる。また第３の比
較例における当接面１６Ａのコーナー部領域Ｂ（図５
（ａ）参照）や、第４の比較例における小径部１４１ｂ
のコーナー部領域Ｄ（図６（ａ）参照）のような箇所が
存在しないので、繰り返し荷重による疲労破壊を招くこ
とがない。

【００３５】以上の本実施例の作用のうち、空洞部５壁
面における裏波止端４と半円弧部６の先端７との距離Ｌ
と、２つの母材１,２との板厚ｔとの比Ｌ／ｔを確保す
ることが、裏波止端４と空洞部５の半円弧部６,６との
接触を防止する接触防止手段として、応力集中を確実に
防止する役割を果たすことについて、さらに具体的に説
明する。本願発明者等は、裏波止端４から半円弧部６の
先端７までの距離Ｌと２つの母材１,２の板厚ｔの比Ｌ
／ｔの値と、応力集中の度合いを示す応力集中係数との
関係を検討した結果、図７に示す結果を得た。図７は、
図１に示した溶接構造物１００と同様に、溝奥に半円弧
部６を備えた凹状面１Ｂ,２Ｂを端面に備えた板厚３ｍ
ｍの母材１,２を凹状面１Ｂ,２Ｂどうしが対向して１つ
の空洞部５を形成するように突き合わせ溶接した溶接構
造物について、裏波止端４と半円弧部端７との距離を０
ｍｍ（直接接触している場合）〜１.５ｍｍに変化させ
（すなわちＬ／ｔ＝０〜０.５まで変化させ）、それぞ
れの状態で引張負荷を板長手方向に作用させた場合の裏
波止端４と半円弧部端７付近の応力集中係数σ_max／σ_o
を弾性有限要素法で解析した結果を表したものである。
図７において、裏波止端４および半円弧部端７付近の応
力集中係数σ_max／σ_oは、裏波止端４と半円弧部端７が
直接接触しているＬ／ｔ＝０では約２７.５であるが、
Ｌ／ｔが０から増加するとともに急激に低下しＬ／ｔ＝
０.１で３割以上低下して約１７となり、以降はＬ／ｔ
が増加してもほとんど変わらないことがわかる。

【００３６】図７より、Ｌ／ｔ≧０.１とすれば、応力
集中を十分に低減できることがわかる。しかしながら、
このＬ／ｔの値を小さめ（例えば０.１５）にとると、
溶接時における溶接ビートの溶け込み具合等により裏波
止端４の位置がより半円弧部７に移動して裏波止端４と
半円弧部７とが直接接触しこの部分に応力が集中する可
能性がある。そこで、本願発明者等は、実際の溶接加工
上の誤差を考慮し余裕をみてＬ／ｔ≧０.３とするのが
適当であり、この範囲において裏波止端４と半円弧部
６,６との接触を防止する接触防止手段としての役割を
確実に果たすと判断した。

【００３７】ところで、以上のように、応力集中を確実
に防止するための接触防止手段としてはＬ／ｔ≧０.３
の範囲が適当であるが、逆にこのＬ／ｔの値が大きすぎ
ると、溶接構造物１００の剛性に悪影響を与えることが
わかった。本願発明者等は、裏波止端４から半円弧部６
の先端７までの距離Ｌと２つの母材１,２の板厚ｔの比
Ｌ／ｔの値と、曲げ剛性の強さを示す曲げコンプライア
ンスとの関係を検討した結果、図８に示す結果を得た。

【００３８】図８は、上記同様に、溝奥に半円弧部６を
備えた凹状面１Ｂ,２Ｂを端面に備えた板厚３ｍｍの母
材１,２を凹状面１Ｂ,２Ｂどうしが対向して１つの空洞
部５を形成するように突き合わせ溶接した溶接構造物に
ついて、裏波止端４と半円弧部端７との距離を０ｍｍ
（直接接触している場合）〜１.５ｍｍに変化させ（す
なわちＬ／ｔ＝０〜０.５まで変化させ）、それぞれの
状態で母材１,２両端に集中荷重を作用させた場合の３
点曲げの解析を行った結果を表したものである。図８に
おいて、裏波止端４および半円弧部端７付近の曲げコン
プライアンスλは、裏波止端４と半円弧部端７が直接接
触しているＬ／ｔ＝０で約０.０７５［ｍｍ／Ｎ］であ
り、Ｌ／ｔが０から増加するとともにほぼ一定の割合で
増加しＬ／ｔ＝０.６で約０.１２［ｍｍ／Ｎ］となる。
すなわち、Ｌ／ｔが増加するほど曲げ剛性が低下してい
くのがわかる。

【００３９】図８によれば、曲げコンプライアンスλの
値が増加するほど変形が大きくなり、溶接構造物におい
てより高い応力が生じ降伏する恐れも生じることにな
る。ここで本願発明者等は、特に、曲げコンプライアン
スλの値が、Ｌ／ｔ＝０のときの１.５倍以上になると
座屈などの問題が生じてくることに着目し、ここを境界
としてλ＜０.１１２５（＝０.０７５×１.５）となる
Ｌ／ｔ＜０.５を許容範囲と判断した。

【００４０】以上の考察により、曲げ剛性の低下を抑え
つつ、裏波止端４と半円弧部６,６との接触を防止し応
力集中を確実に防止するには、０.３≦Ｌ／ｔ＜０.５と
することが有効であることがわかった。本実施例の溶接
構造物１００においては、前述したように、空洞部５壁
面における裏波止端４と半円弧部６の先端７との距離Ｌ
と、２つの母材１,２の板厚ｔとの比Ｌ／ｔ＝０.４であ
る。したがって、曲げ剛性の低下を抑えつつ、溶接時に
おける裏波止端４と半円弧部６との接触を確実に防止し
応力集中を確実に防止することができる。

【００４１】以上のように構成した本実施例によれば、
溶接ビート３の空洞部５壁面との接点である裏波止端４
から半円弧部６の先端７までの距離Ｌと２つの母材１,
２の板厚ｔとの比Ｌ／ｔが０.４となっており、溶接時
に裏波止端４と空洞部５半円弧部６とが接触するのを確
実に防止するので、溶接時の昇温・降温の温度履歴を受
けた時や使用中に引張負荷・曲げモーメントが作用した
時における応力集中を確実に低減することができる。ま
た溶接後において、未溶着部９は下端が空洞部５に開口
し上端が２つの母材１,２表面に開口する空間として残
され、空洞部５の半円弧部６,６間の上方領域Ｅのみが
剛性の弱い領域となるので、構造物全体としての剛性の
低下を低減することができ、また繰り返し荷重による疲
労破壊を招くことがない。また、未溶着部９下端の空洞
部５への開口部分が、溶接ビート３の軸線ｐ上から母材
１側へ距離ｘだけずれた位置に配置されているので、溶
接時に飛ぶアークが、反対側（図示上側）の母材１,２
の表面に飛散するのを防止することができる。よって例
えば、内部が気密構造である外壁を大気側から溶接する
場合等、アークが内部に侵入して内部に配置された精密
機器等に支障を与えるのを防止できる。

【００４２】なお、上記実施例においては、溶接ビート
３の空洞部５壁面との接点である裏波止端４から半円弧
部６の先端７までのの距離Ｌと２つの母材１,２の板厚
ｔとの比Ｌ／ｔが０.４になっていることが、空洞部５
の両端部である半円弧部６,６と溶接ビート３の溶接時
における接触を防止する接触防止手段の役割を果たして
いたが、これに限られず、他の接触防止手段の構成も考
えられる。この変形例を図９により説明する。図１に示
した第１の実施例の溶接構造物１００と共通の部材は同
一の符号を付す。図９において、本変形例の溶接構造物
１５０が第１の実施例の溶接構造物１００と異なる点
は、半円弧部６,６と溶接ビート３との接触防止手段と
して、２つの裏当て金具８,８が空洞部５に挿入されて
いることである。この裏当て金具８は、２つの母材１,
２と異なる材料（例えば母材１,２がアルミニウムの場
合にはＳＵＳ等）で構成されており、その外周が空洞部
５半円弧部６の内壁に嵌着されている。その他の構成は
第１の実施例の溶接構造物１００とほぼ同様である。

【００４３】本変形例によれば、溶接時に溶接ビート３
が溶け込んできても裏当て金具８のところでブロックさ
れて、溶け込み過剰を防止することができる。すなわ
ち、半円弧部６,６と溶接ビート３との接触防止手段の
役割を果たすことができる。したがって、本変形例によ
っても、第１の実施例と同様の効果を得る。

【００４４】本発明の第２の実施例を図１０及び図１１
により説明する。本実施例は、空洞部５の形状が異なる
溶接構造物の実施例である。本実施例による溶接構造物
の側面図を図１０に示す。第１の実施例の溶接構造物１
００及び変形例の溶接構造物１５０と同等の部材には同
一の符号を付す。図１０において、本実施例の溶接構造
物２００が、第１の実施例の溶接構造物１００と異なる
点は、空洞部５が、中心部から左右両方に向かって図示
下方に傾斜した傾斜構造となっており、すなわち空洞部
５の下側壁面と母材１,２の下側表面との間の肉厚ｓが
裏波止端４から空洞部５両端の半円弧部６,６に向かう
ほど減少していることと、この空洞部５に上記第１の実
施例の変形例で説明したのと同様の裏当て金具８,８が
接触防止手段として挿入されていることである。その他
の構造は第１の実施例と同様である。

【００４５】本実施例によっても、第１の実施例と同様
の効果を得られる。これに加え、溶接された２つの母材
１,２に図示のように引張応力Ｐがはたらいた場合、荷
重は裏波止端４に垂直な方向から作用するのでなく、空
洞部５の傾斜に沿って斜めに作用するので、空洞部５が
傾斜していない場合（例えば第１の実施例のような水平
構成等）よりも荷重が小さくなり応力も分散されるの
で、応力集中がさらに確実に防止されるという効果もあ
る。

【００４６】なお、上記実施例において、空洞部５の両
端部である半円弧部６,６と溶接ビート３の溶接時にお
ける接触を防止する接触防止手段として、第１の実施例
の変形例同様、裏当て金具８,８を用いたが、これを設
けずに、裏波止端４と半円弧部６,６との距離を十分に
確保する別の手段でも良い。この場合も同様の効果を得
る。

【００４７】また、上記実施例では空洞部５のすべての
部分が傾斜構造となっていたが、一部非傾斜部分を設け
ても良い。この変形例を図１１により説明する。本変形
例の溶接構造物２１０の側面図を図１１に示す。第２の
実施例の溶接構造物２００と同等の部材には同一の符号
を付す。図１１において、本変形例の溶接構造物２１０
が、第２の実施例の溶接構造物２００と異なる点は、空
洞部５が、空洞部５下側壁面と母材１,２の下側表面と
の間の肉厚ｓが裏波止端４から空洞部５両端の半円弧部
６,６に向かうほど減少している傾斜部５ａと、肉厚ｓ
が一定である平行部５ｂとを有することである。その他
の構造は、第２の実施例と同様である。本変形例によっ
ても、第２の実施例と同様の効果を得る。

【００４８】本発明の第３の実施例を図１２〜図１６に
より説明する。本実施例は、上記第１の実施例で説明し
た溶接構造物１００の構成を、その他各種の溶接構造物
に応用した場合の実施例である。第１の実施例と同等の
部材には同一の符号を付す。まず、図１２に示す溶接構
造物３１０は、片側突合せ溶接で加工した第１の実施例
による溶接構造物１００の構造を、両側突合せ溶接に適
用した場合の実施例である。このとき、溶接構造物３１
０においては、第１の実施例の溶接構造物１００のよう
に溶接時にアークが逆側へ飛散するおそれはないので、
未溶着部９はそれぞれの溶接ビート３の軸線ｐ上に位置
させている。

【００４９】次に、図１３に示す溶接構造物３２０は、
溶接構造物１００の構造を、管溶接へ適用した場合の実
施例である。すなわち、溶接構造物１００を管の一方側
壁面と他方側壁面とにおいてそれぞれ形成したものであ
る。このとき、管の肉厚が薄い場合には、溶接ビート３
からのアークが管内部に付着し、内部欠陥となるおそれ
があるので、溶接構造物１００と同様、未溶着部９はそ
れぞれの溶接ビート３の軸線ｐから母材１側あるいは母
材２側へずらして配置されることとなる。

【００５０】次に、図１４に示す溶接構造物３３０は、
溶接構造物１００の構造を、埋め込み溶接へ適用した場
合の実施例である。この構造は、一般に、一方が大気
中、他方が真空中にある場合等両側の環境が異なり他方
からの溶接が不可能な場合、又は溶接ビート３の反対側
に精密機械が収容され極めてわずかなアークの飛散も許
されない場合等に用いられる。よって、この場合も上記
溶接構造物３２０同様、未溶着部９はそれぞれの溶接ビ
ート３の軸線ｐから母材１側あるいは母材２側へずらし
て配置される。

【００５１】次に、図１５及び図１６に示す溶接構造物
３４０,３５０はともに、溶接構造物１００の構造をＴ
字溶接へ適用した場合の実施例である。溶接構造物３４
０はＴ字片側溶接構造物であって、前述した図１４の溶
接構造物３３０の構造をＴ字溶接に取り入れたものであ
る。また溶接構造物３５０はＴ字両側溶接構造物であっ
て、前述した図１２の溶接構造物３１０の構造をＴ字溶
接に取り入れたものである。

【００５２】以上の溶接構造物３１０〜３５０によって
も、第１の実施例の溶接構造物１００と同様の効果を得
ることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、溶接時に、裏波止端と
空洞部両端部との間の距離を一定以上確保し裏波止端と
空洞部両端部との接触を防止するので、溶接時の昇温・
降温の温度履歴を受けた時や使用中に引張負荷・曲げモ
ーメントが作用した時における応力集中を確実に低減す
ることができる。また溶接後において、空洞部の他方側
領域は溶接ビートを介し強固に固定される一方、未溶着
部が一端が空洞部に開口し他端が２つの母材の表面に開
口する空間として残され、空洞部の両端部間から一方側
の領域のみが剛性の弱い領域となるので、構造物全体と
しての剛性の低下を低減することができ、また繰り返し
荷重による疲労破壊を招くことがない。

【００５４】また、未溶着部一端の空洞部への開口部分
が、溶接ビートの軸線上から２つの母材のうちいずれか
一方側へずれた位置に配置されているので、溶接時に飛
ぶアークが、反対側の２つの母材の表面に飛散するのを
防止することができる。よって例えば、内部が気密構造
である外壁を大気側から溶接する場合等、アークが内部
に侵入して内部に配置された精密機器等に支障を与える
のを防止できる。さらに、空洞部壁面と２つの母材の表
面との間の肉厚が裏波止端から両端部に向かうほど減少
する傾斜構成となっているので、傾斜していない場合
（例えば水平構成）よりも荷重が小さくなり応力も分散
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による溶接構造物の側面
図である。

【図２】図１に示す溶接構造物の溶接前の状態を示す側
面図である。

【図３】第１の比較例による溶接構造物の側面図であ
る。

【図４】第２の比較例による溶接構造物の側面図であ
る。

【図５】第３の比較例による溶接構造物の側断面図であ
る。

【図６】第４の比較例による溶接構造物の側断面図であ
る。

【図７】裏波止端から半円弧部の先端までの距離と２つ
の母材の板厚の比と、応力集中係数との関係を示した図
である。

【図８】裏波止端から半円弧部の先端までの距離と２つ
の母材の板厚の比と、曲げコンプライアンスとの関係を
示した図である。

【図９】本発明の第１の実施例の変形例による溶接構造
物の側面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例による溶接構造物の側
面図である。

【図１１】本発明の第２の実施例の変形例による溶接構
造物の側面図である。

【図１２】本発明の第３の実施例による溶接構造物の１
つの側面図である。

【図１３】本発明の第３の実施例による溶接構造物の１
つの断面図である。

【図１４】本発明の第３の実施例による溶接構造物の１
つの側面図である。

【図１５】本発明の第３の実施例による溶接構造物の１
つの側面図である。

【図１６】本発明の第３の実施例による溶接構造物の１
つの側面図である。

【符号の説明】

１ 母材 １Ａ 端面 １Ｂ 凹状面 ２ 母材 ２Ａ 端面 ２Ｂ 凹状面 ３ 溶接ビート ４ 裏波止端 ５ 空洞部 ５ａ 傾斜部 ５ｂ 平行部 ６ 半円弧部（両端部） ７ 先端 ８ 裏当て金具 ９ 未溶着部 ９ａ 開口部 １００ 溶接構造物 １５０ 溶接構造物 ２００ 溶接構造物 ２１０ 溶接構造物 ３１０ 両側突合せ溶接による溶接構造物 ３２０ 管溶接による溶接構造物 ３３０ 埋め込み溶接による溶接構造物 ３４０ Ｔ字片側溶接による溶接構造物 ３５０ Ｔ字両側溶接による溶接構造物 Ｌ 裏波止端から半円弧部先端までの距離 ｐ 溶接ビートの軸線 ｓ 空洞部の下側壁面と母材の下側表面との間の肉厚 ｔ 母材の板厚 θ 裏波止端での溶接ビートと空洞部壁面とのなす角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−95796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−163070（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−248584（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−151237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−31492（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−70861（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−32073（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭57−9038（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/00 B23K 9/02 B23K 31/00 B23K 33/00 B23K 37/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凹状面を切り欠き加工した端面を備えた２
   つの母材を、前記凹状面どうしが対向し１つの空洞部を
   形成するように突き合わせ、この突き合わせた２つの母
   材の端面のうち前記空洞部の一方側は間隙を介し対向す
   る未溶着部として残しつつ、前記空洞部の他方側から溶
   接ビートを充填することにより前記２つの母材を突き合
   わせ溶接した溶接構造物において、 前記空洞部は、それぞれ断面形状が略半円弧形状の両端
   部を備えており、かつその空洞部の壁面は、前記溶接ビ
   ートの前記空洞部壁面との接点である裏波止端と前記略
   半円弧形状の両端部先端との距離をＬ、前記２つの母材
   の板厚をｔとしたとき、０．３≦Ｌ／ｔ＜０.５となる
   ように構成されており、 前記未溶着部は、一端が前記空洞部に開口し、他端が前
   記２つの母材の表面に開口する空間を形成していること
   を特徴とする溶接構造物。
2. 【請求項２】凹状面を切り欠き加工した端面を備えた２
   つの母材を、前記凹状面どうしが対向し１つの空洞部を
   形成するように突き合わせ、この突き合わせた２つの母
   材の端面のうち前記空洞部の一方側は間隙を介し対向す
   る未溶着部として残しつつ、前記空洞部の他方側から溶
   接ビートを充填することにより前記２つの母材を突き合
   わせ溶接した溶接構造物において、 前記空洞部は、それぞれ断面形状が略半円弧形状の両端
   部を備えており、かつその空洞部の壁面は、前記溶接ビ
   ートの前記空洞部壁面との接点である裏波止端と前記略
   半円弧形状の両端部先端との距離をＬ、前記２つの母材
   の板厚をｔとしたとき、０．３≦Ｌ／ｔ＜０.５となる
   ように構成されており、 前記未溶着部は、一端が前記空洞部に開口し、他端が前
   記２つの母材の表面に開口する空間を形成し、 前記裏波止端での前記溶接ビートと前記空洞部壁面との
   なす角度は、９０度より大きいことを特徴とする溶接構
   造物。
3. 【請求項３】凹状面を切り欠き加工した端面を備えた２
   つの母材を、前記凹状面どうしが対 向し１つの空洞部を
   形成するように突き合わせ、この突き合わせた２つの母
   材の端面のうち前記空洞部の一方側は間隙を介し対向す
   る未溶着部として残しつつ、前記空洞部の他方側から溶
   接ビートを充填することにより前記２つの母材を突き合
   わせ溶接した溶接構造物において、 前記空洞部は、それぞれ断面形状が略半円弧形状の両端
   部を備えており、かつその空洞部の壁面は、前記溶接ビ
   ートの前記空洞部壁面との接点である裏波止端と前記略
   半円弧形状の両端部先端との距離をＬ、前記２つの母材
   の板厚をｔとしたとき、０．３≦Ｌ／ｔ＜０.５となる
   ように構成されており、 前記未溶着部は、一端が前記空洞部に開口し、他端が前
   記２つの母材の表面に開口する空間を形成し、 前記未溶着部一端の空洞部への開口部分は、前記溶接ビ
   ートの軸線上から前記２つの母材のうちいずれか一方側
   へずれた位置に配置されていることを特徴とする溶接構
   造物。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項記載の溶接構
   造物において、前記空洞部は、該空洞部の前記他方側壁
   面と前記２つの部材の該他方側表面との間の肉厚が、前
   記裏波止端から両端部に向かうほど減少する傾斜部を有
   することを特徴とする溶接構造物。
5. 【請求項５】請求項４記載の溶接構造物において、前記
   空洞部は、該空洞部の前記一方側壁面と前記２つの部材
   の該一方側表面との間の肉厚が、前記裏波止端から両端
   部に向かって一定である平行部をさらに有することを特
   徴とする溶接構造物。