JP6915386B2

JP6915386B2 - 溶接構造体

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Publication number: JP6915386B2
Application number: JP2017109210A
Authority: JP
Inventors: 健裕井上; 鉄平大川; 祐介島田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2021-08-04
Anticipated expiration: 2037-06-01
Also published as: JP2018202965A

Description

本発明は、コンテナ船等において利用される溶接構造体に関する。

大量の貨物を搭載する大型のコンテナ船においては、アッパーデッキ（上甲板）に、貨物の積み下ろしを行なうための大きな開口部（ハッチ）が形成されている。また、アッパーデッキ上には、海水の流入防止等のために、ハッチを囲むようにハッチサイドコーミングが設けられている。アッパーデッキおよびハッチサイドコーミングはそれぞれ、複数の鋼板を溶接して構成されている。また、ハッチサイドコーミングは、アッパーデッキ上に溶接されている。

上記のような大型のコンテナ船が海上を航行する際には、波浪によって、船体全体を曲げるような荷重（縦曲げ荷重）が船体に付加される。このような荷重に対して、船体の強度（縦曲げ強度）を十分に確保するために、アッパーデッキおよびハッチサイドコーミングには、高強度の厚肉鋼板が利用されている。

また、上述のように、ハッチサイドコーミングおよびアッパーデッキはそれぞれ、複数の鋼板を溶接した構成を有している。言い換えると、ハッチサイドコーミングおよびアッパーデッキには、鋼板同士を溶接するための複数の溶接部が形成されている。溶接部で発生した亀裂は、溶接部に沿って伝播しやすい。このため、例えば、ハッチサイドコーミングの溶接部において亀裂が発生した場合、その亀裂が溶接部に沿ってアッパーデッキ側に向かって伝播し、伝播した亀裂がアッパーデッキの溶接部に進展する場合がある。したがって、船体の強度を十分に向上させるためには、ハッチサイドコーミングおよびアッパーデッキが、上記のような亀裂の進展を停止させることができる特性（アレスト特性）を有する必要がある。

そこで、従来、特許文献１に記載されているように、ハッチサイドコーミングの溶接部の位置とアッパーデッキの溶接部の位置とがずれるように、ハッチサイドコーミングとアッパーデッキとが溶接されている。この構成によれば、ハッチサイドコーミングにおいて発生した亀裂がハッチサイドコーミングの溶接部に沿ってアッパーデッキ側に伝播しても、伝播した亀裂がアッパーデッキの溶接部に進展することを抑制することができ、アッパーデッキの母材が脆性亀裂を止めるのに十分なアレスと特性を有していれば、アッパーデッキにおいて亀裂を停止することができ、安全性を確保できる。これにより、ハッチサイドコーミングからアッパーデッキに亀裂が進展することが抑制され、船体の強度を向上させることができる。

特開２０１２−０９２３７９号公報

ところで、上述したように、ハッチサイドコーミングは、アッパーデッキに溶接されている。このため、ハッチサイドコーミングとアッパーデッキとで溶接部の位置をずらした場合でも、ハッチサイドコーミングの溶接部に沿って伝播した亀裂が、ハッチサイドコーミングとアッパーデッキとの溶接部を介してアッパーデッキに進展する場合がある。このため、船体の強度をさらに向上させるためには、ハッチサイドコーミングおよびアッパーデッキとして利用される溶接構造体のアレスト特性をさらに向上させ、上記のような亀裂の進展を抑制することが好ましい。

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、アレスト特性に優れた溶接構造体を提供することを目的とする。

本発明は、下記の溶接構造体を要旨とする。

（１）それぞれ金属からなる第１板状部材、第２板状部材、および補助部材を備えた溶接構造体であって、
前記第１板状部材を前記第２板状部材に突き当てた状態で、前記第１板状部材の前記第２板状部材側における端部と、前記第２板状部材と、前記補助部材とが、前記第１板状部材の前記端部に沿って第１方向に延びる第１溶接金属部によって互いに接合されており、
前記第１板状部材および前記第２板状部材のうちの少なくても一方は、前記第１方向に並んで配置されかつ前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２溶接金属部によって互いに接合された２つの板材を含み、
前記第２溶接金属部の少なくても一部は、前記第１板状部材および前記第２板状部材のうちの他方に接触しており、
前記補助部材は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向から見た場合に前記第２溶接金属部に重なるように設けられ、
前記第２方向および前記第３方向に延びる当該溶接構造体の断面のうち前記第２溶接金属部を通る断面において、前記補助部材の外周面は、前記第１板状部材に向かい合う位置から前記第２板状部材に向かい合う位置に亘って連続して設けられかつ前記第１板状部材および前記第２板状部材に溶接されていない第１非溶接領域を含む、溶接構造体。

（２）それぞれ金属からなる第１板状部材、第２板状部材、および補助部材を備えた溶接構造体であって、
前記第１板状部材を前記第２板状部材に突き当てた状態で、前記第１板状部材の前記第２板状部材側における端部と、前記第２板状部材と、前記補助部材とが、前記第１板状部材の前記端部に沿って第１方向に延びる第１溶接金属部によって互いに接合されており、
前記第２板状部材は、前記第１方向に並んで配置されかつ前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２溶接金属部によって互いに接合された２つの板材を含み、
前記補助部材は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向から見た場合に前記第２溶接金属部に重なるように設けられ、
前記第２方向および前記第３方向に延びる当該溶接構造体の断面のうち前記第２溶接金属部を通る断面において、前記補助部材の外周面は、前記第１板状部材に向かい合う位置から前記第２板状部材に向かい合う位置に亘って連続して設けられかつ前記第１板状部材および前記第２板状部材に溶接されていない第１非溶接領域を含む、溶接構造体。

（３）前記第１溶接金属部は、前記第１方向において前記補助部材の一方側に設けられかつ前記補助部材の前記一方側の端部を前記第１板状部材および前記第２板状部材に接合する一方側溶接金属と、前記第１方向において前記補助部材の他方側に設けられかつ前記補助部材の前記他方側の端部を前記第１板状部材および前記第２板状部材に接合する他方側溶接金属とを含む、上記（１）または（２）の溶接構造体。

（４）前記第１板状部材の前記端部は、前記第２板状部材に近付くほど前記第１板状部材の板厚が小さくなるように切欠き部を有し、
前記切欠き部は、前記第１板状部材の前記端部において前記第１方向に延びるように形成されており、
前記一方側溶接金属および前記他方側溶接金属はそれぞれ、前記切欠き部に設けられ、
前記補助部材は、前記切欠き部に嵌め込まれた状態で、前記一方側溶接金属および前記他方側溶接金属によって前記第１板状部材および前記第２板状部材に接合されている、上記（３）の溶接構造体。

（５）前記第２方向および前記第３方向に延びる当該溶接構造体の断面のうち前記第２溶接金属部を通る前記断面において、前記補助部材の前記外周面は、前記第１板状部材および前記第２板状部材のどちらの部材とも向かい合っておらずかつ前記第１板状部材および前記第２板状部材に溶接されていない第２非溶接領域をさらに含む、上記（３）または（４）の溶接構造体。

（６）前記第２板状部材の板厚方向において、前記補助部材を基準として前記第２板状部材が位置する側を下方とし、その反対側を上方とした場合に、
前記第１溶接金属部は、前記補助部材の外周面において前記第２非溶接領域よりも上方の部分と前記第１板状部材とを接合するように前記第１方向に延びる上側溶接金属、および前記補助部材の外周面において前記第２非溶接領域よりも下方の部分と前記第２板状部材とを接合するように前記第１方向に延びる下側溶接金属のうちの、少なくとも一方を含む、上記（５）の溶接構造体。

（７）前記第１溶接金属部は、前記上側溶接金属および前記下側溶接金属を含み、
前記上側溶接金属および前記下側溶接金属はそれぞれ、前記一方側溶接金属と前記他方側溶接金属とに接続されている、上記（６）の溶接構造体。

（８）前記補助部材は、前記第１方向における一方側を向く第１側面と、前記第１方向における他方側を向く第２側面とを有し、
前記第１板状部材および前記補助部材の前記第１板状部材の板厚方向に延びる断面において、前記第１側面と前記第２側面との前記第１方向における距離が前記第１板状部材に近付くほど大きくなるように、前記第１側面は前記第１方向における前記一方側に傾きかつ前記第２側面は前記第１方向における前記他方側に傾いている、上記（１）から（７）のいずれかの溶接構造体。

（９）前記第１板状部材は、ハッチサイドコーミングであり、
前記第２板状部材は、アッパーデッキである、上記（１）から（８）のいずれかの溶接構造体。

本発明によれば、アレスト特性に優れた溶接構造体を得ることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。図２は、溶接構造体の断面図である。図３は、補助部材を示す平面図である。図４は、補助部材の周辺を示す図である。図５は、本発明の第２の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。図６は、溶接構造体の断面図である。図７は、本発明の変形例に係る溶接構造体を示す斜視図である。図８は、本発明の他の変形例に係る溶接構造体を示す断面図である。図９は、本発明の実施形態に係る溶接構造体を利用したコンテナ船の断面を模式的に示した図である。

（溶接構造体の構成）
以下、本発明の実施形態に係る溶接構造体について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。

図１を参照して、本実施形態に係る溶接構造体１０は、第１板状部材１２、第２板状部材１４および補助部材１６を備えている。本実施形態では、溶接構造体１０は、一対の補助部材１６を備えている。詳細は後述するが、本実施形態では、第１板状部材１２を第２板状部材１４に突き当てた状態で、第１板状部材１２、第２板状部材１４および補助部材１６が接合されている。

なお、図１および後述の図２〜図４においては、各部材の位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を示している。本実施形態では、Ｘ方向が第１方向に対応し、Ｙ方向が第２方向に対応し、Ｚ方向が第３方向に対応する。本実施形態に係る溶接構造体についての以下の説明では、Ｘ方向を第１方向Ｘと記載し、Ｙ方向を第２方向Ｙと記載し、Ｚ方向を第３方向Ｚと記載する。また、以下の説明では、第２板状部材１４の板厚方向（本実施形態では、第２方向Ｙ）において、補助部材１６を基準として第２板状部材１４が位置する側を下方とし、その反対側を上方とする。

第１板状部材１２、第２板状部材１４および補助部材１６はそれぞれ、金属材料からなる。本実施形態に係る溶接構造体１０において用いられる金属材料は特に限定されず、種々の金属材料を用いて構成された溶接構造体１０を、アレスト特性が要求される種々の構造物において好適に利用できる。なお、上記のように、溶接構造体１０において用いられる材料は特に限定されないが、第１板状部材１２および第２板状部材１４の材料としては、例えば、板厚が５０ｍｍ以上の鋼板が用いられ、板厚が８０ｍｍ以上の鋼板が用いられることもある。補助部材１６は、例えば、−１０℃におけるＫｃａ値（脆性亀裂伝播停止特性）が６０００Ｎ／ｍｍ^１．５以上の鋼板から採取されることが好ましい。

第１板状部材１２は、２つの板材２０ａ，２０ｂを含む。板材２０ａ，２０ｂは、第１方向Ｘに並んで配置されかつ第１方向Ｘに交差する方向（本実施形態では第２方向Ｙ）に延びる溶接金属部１８によって互いに接合されている。すなわち、本実施形態では、第１板状部材１２は、板材２０ａ，２０ｂと、板材２０ａ，２０ｂを接合する溶接金属部１８とを含む。本実施形態では、溶接金属部１８は、第２板状部材１４の上面１４ａに接触している。本実施形態では、溶接金属部１８が、第２溶接金属部に対応する。

図２は、溶接構造体１０の断面図である。なお、図２には、第２方向Ｙおよび第３方向Ｚに延びる溶接構造体１０の断面のうち、溶接金属部１８を通る断面を示している。

図１および図２を参照して、第１板状部材１２の第２板状部材１４側における端部１２ａは、第２板状部材１４に近付くほど第１板状部材１２の板厚が小さくなるように、切欠き部１２ｂを有している。本実施形態では、第３方向Ｚにおける第１板状部材１２の一方側および他方側にそれぞれ、切欠き部１２ｂが設けられている。各切欠き部１２ｂは、第１板状部材１２の端部１２ａにおいて、第１方向Ｘに延びるように形成されている。

図２を参照して、補助部材１６は、第２方向Ｙおよび第３方向Ｚに延びる断面において、三角形状を有している。一対の補助部材１６はそれぞれ、切欠き部１２ｂに嵌め込まれている。本実施形態では、一対の補助部材１６によって端部１２ａが第３方向Ｚにおける両側から挟まれるように、一方の補助部材１６が一方の切欠き部１２ｂに嵌め込まれ、他方の補助部材１６が他方の切欠き部１２ｂに嵌め込まれている。

本実施形態で、図２に示す断面において、補助部材１６は、第１板状部材１２に向かい合う第1面１６ａ、第２板状部材１４に向かい合う第２面１６ｂ、並びに第１板状部材１２および第２板状部材１４のどちらにも向かい合っていない第３面１６ｃを有している。

図３は、補助部材１６を示す平面図である。また、図４は、溶接構造体１０において補助部材１６の周辺を第３方向Ｚから見た図である。なお、図４においては、後述する溶接金属部２２の図示を省略している。

図３および図４を参照して、補助部材１６はさらに、第１方向Ｘにおける一方側を向く第１側面１６ｄと、第１方向Ｘにおける他方側を向く第２側面１６ｅとを有している。図３を参照して、本実施形態では、平面視において、第1面１６ａおよび第２面１６ｂはそれぞれ、台形状を有している。図３および図４を参照して、平面視または第３方向Ｚから見た場合において、第３面１６ｃは矩形状を有している。第１方向Ｘまたは第３方向Ｚから見た場合に、第１側面１６ｄおよび第２側面１６ｅはそれぞれ、三角形状を有している。

本実施形態では、第１板状部材１２および補助部材１６の第１板状部材１２の板厚方向に延びる断面（図示せず）において、第１側面１６ｄと第２側面１６ｅとの第１方向Ｘにおける距離が第１板状部材１２に近付くほど大きくなるように、第１側面１６ｄは第１方向Ｘにおける一方側に傾きかつ第２側面１６ｅは第１方向Ｘにおける他方側に傾いている。本実施形態では、第１板状部材１２と第２板状部材１４との第１方向Ｘにおける距離は、第１板状部材１２の下端１２ｃに近付くほど大きくなる。

図４を参照して、補助部材１６は、第３方向Ｚから見た場合に、溶接金属部１８に重なるように設けられている。本実施形態では、第３方向Ｚから見た場合に、溶接金属部１８が補助部材１６よりも第１方向Ｘにおける一方側および他方側を通らないように、補助部材１６が配置されている。言い換えると、第３方向Ｚから見た場合に、補助部材１６は、溶接金属部１８よりも第１方向Ｘにおける一方側および他方側に突出している。

図１を参照して、第１板状部材１２の端部１２ａと、第２板状部材１４と、補助部材１６とは、第１方向Ｘに延びる溶接金属部２２によって互いに接合されている。本実施形態では、第３方向Ｚにおける第１板状部材１２の一方側および他方側にそれぞれ、溶接金属部２２が設けられている。溶接金属部２２は、例えば、アーク溶接によって形成される。溶接金属部２２は、例えば、質量％で２％以上のＮｉを含有する。本実施形態では、溶接金属部２２が第１溶接金属部に対応する。

本実施形態では、各溶接金属部２２は、一方側溶接金属２２ａ、他方側溶接金属２２ｂ、上側溶接金属２２ｃ、および下側溶接金属２２ｄを含む。なお、以下においては、一方側溶接金属２２aを溶接金属２２ａ、他方側溶接金属２２ｂを溶接金属２２ｂ、上側溶接金属２２ｃを溶接金属２２ｃ、下側溶接金属２２ｄを溶接金属２２ｄとそれぞれ記載する。

溶接金属２２ａおよび溶接金属２２ｂはそれぞれ、切欠き部１２ｂに設けられている。溶接金属２２ａは、第１方向Ｘにおいて補助部材１６の一方側に設けられ、溶接金属２２ｂは、第１方向Ｘにおいて補助部材１６の他方側に設けられている。

補助部材１６は、切欠き部１２ｂに嵌め込まれた状態で、溶接金属２２ａおよび溶接金属２２ｂによって第１板状部材１２および第２板状部材１４に接合されている。補助部材１６の前記一方側の端部は、溶接金属２２ａによって第１板状部材１２および第２板状部材１４に接合され、補助部材１６の前記他方側の端部は、溶接金属２２ｂによって第１板状部材１２および第２板状部材１４に接合されている。

図１および図２を参照して、溶接金属２２ｃは、補助部材１６の上端部と第１板状部材１２とを接合するように第１方向Ｘに延び、溶接金属２２ｄは、補助部材１６の下端部と第２板状部材１４とを接合するように第１方向Ｘに延びている。本実施形態では、溶接金属２２ｃは、第３面１６ｃの上縁部と第１板状部材１２とを接合し、溶接金属２２ｄは、第３面１６ｃの下縁部と第２板状部材１４とを接合している。図１を参照して、溶接金属２２ｃおよび溶接金属２２ｄはそれぞれ、溶接金属２２ａと溶接金属２２ｂとに接続されている。

本実施形態では、図２に示す断面において補助部材１６の外周面は、第１非溶接領域２４ａと、第２非溶接領域２４ｂとを含む。第１非溶接領域２４ａは、第１板状部材１２に向かい合う位置から第２板状部材１４に向かい合う位置に亘って連続して設けられかつ第１板状部材１２および前記第２板状部材１４に溶接されていない領域である。本実施形態では、第1面１６ａおよび第２面１６ｂに第１非溶接領域２４ａが設けられる。

第２非溶接領域２４ｂは、第１板状部材１２および第２板状部材１４のどちらにも向かい合っておらずかつ第１板状部材１２および第２板状部材１４に溶接されていない領域である。本実施形態では、第３面１６ｃにおいて、溶接金属２２ｃと溶接金属２２ｄとの間に第２非溶接領域２４ｂが設けられる。

（溶接構造体の効果）
本実施形態では、補助部材１６が、第３方向Ｚから見た場合に溶接金属部１８に重なるように設けられている。また、補助部材１６の外周面は、第１板状部材１２に向かい合う位置から第２板状部材１４に向かい合う位置に亘って連続して設けられかつ第１板状部材１２および第２板状部材１４に溶接されていない第１非溶接領域２４ａを有している。このように第１非溶接領域２４ａを設けることによって、溶接金属部１８において生じた亀裂が、溶接金属部２２を介して第２板状部材１４または補助部材１６に進展することを抑制することができる。これにより、亀裂の進展を停止することができる。

さらに、本実施形態では、補助部材１６の第３面１６ｃにおいて溶接金属２２ｃと溶接金属２２ｄとの間に第２非溶接領域２４ｂが設けられている。これにより、補助部材１６の第３面１６ｃ上の溶接金属部２２を介して、溶接金属部１８から第２板状部材１４に亀裂が進展することを十分に抑制できる。

また、本実施形態では、第１板状部材１２の端部１２ａに切欠き部１２ｂが設けられているので、溶接金属部１８と第２板状部材１４との接触面積を小さくできる。これにより、溶接金属部１８から第２板状部材１４に亀裂が進展することを十分に抑制できる。

また、本実施形態では、上述のように、第１側面１６ｄは第１方向Ｘにおける一方側に傾きかつ第２側面１６ｅは第１方向Ｘにおける他方側に傾いている。これにより、溶接金属２２ａおよび溶接金属２２ｂが形成される際に、溶接金属２２ａと第１側面１６ｄとの間および溶接金属２２ｂと第２側面１６ｅとの間に大きな隙間が形成されることを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、溶接金属２２ｃおよび溶接金属２２ｄによって、補助部材１６と第１板状部材１２との間、および補助部材１６と第２板状部材１４との間に水が入ることを抑制できる。これにより、溶接構造体１０の腐食を十分に抑制できる。なお、本実施形態では、溶接金属２２ｃおよび溶接金属２２ｄはそれぞれ、溶接金属２２ａおよび溶接金属２２ｂに接続されている。これにより、補助部材１６と第１板状部材１２との間、および補助部材１６と第２板状部材１４との間に水が入ることを十分に抑制できる。

なお、本実施形態では、第１非溶接領域２４ａの第１方向Ｘにおける長さは、溶接金属部１８の第１方向Ｘにおける長さよりも長い。また、第１非溶接領域２４ａと第１板状部材１２との隙間、および第１非溶接領域２４ａと第２板状部材１４との隙間は、十分に小さい。したがって、本実施形態では、補助部材１６と第１板状部材１２および第２板状部材１４との間に形成される隙間は、第１方向Ｘに投影したときの投影面積が十分に小さい。これにより、例えば、溶接構造体１０に対して第１方向Ｘの力が作用したとしても、上記の隙間を起点として疲労破壊が生じることを十分に抑制できる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る溶接構造体について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。なお、以下の説明において、上述の溶接構造体１０と同様の構成を有する部分については適宜説明を省略し、溶接構造体１０と異なる構成を有する部分について主に説明する。

図５を参照して、本実施形態に係る溶接構造体３０は、第１板状部材３２、第２板状部材３４および上述の補助部材１６を備えている。本実施形態では、溶接構造体３０は、一対の補助部材１６を備えている。第１板状部材３２を第２板状部材３４に突き当てた状態で、第１板状部材３２、第２板状部材３４および補助部材１６が接合されている。

なお、図５および後述の図６においては、各部材の位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を示している。本実施形態では、Ｘ方向が第１方向に対応し、Ｚ方向が第２方向に対応し、Ｙ方向が第３方向に対応する。本実施形態に係る溶接構造体についての以下の説明では、Ｘ方向を第１方向Ｘと記載し、Ｚ方向を第２方向Ｚと記載し、Ｙ方向を第３方向Ｙと記載する。また、以下の説明では、第２板状部材３４の板厚方向（本実施形態では、第３方向Ｙ）において、補助部材１６を基準として第２板状部材３４が位置する側を下方とし、その反対側を上方とする。

第１板状部材３２および第２板状部材３４としては、上述の第１板状部材１２および第２板状部材１４と同様の金属材料を用いることができる。本実施形態では、第２板状部材３４は、２つの板材４０ａ，４０ｂを含む。板材４０ａ，４０ｂは、第１方向Ｘに並んで配置されかつ第１方向Ｘに交差する方向（本実施形態では第２方向Ｚ）に延びる溶接金属部３６によって互いに接合されている。すなわち、本実施形態では、第２板状部材３４は、板材４０ａ，４０ｂと、板材４０ａ，４０ｂを接合する溶接金属部３６とを含む。本実施形態では、溶接金属部３６が第２溶接金属部に対応する。なお、本実施形態では、溶接金属部３６は、第１板状部材３２に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

図６は、溶接構造体３０の断面図である。なお、図６には、第２方向Ｚおよび第３方向Ｙに延びる溶接構造体３０の断面のうち、溶接金属部３６を通る断面を示している。

図５および図６を参照して、第１板状部材３２の第２板状部材３４側における端部３２ａは、上述の端部１２ａと同様に、切欠き部３２ｂを有している。本実施形態では、第２方向Ｚにおける第１板状部材３２の一方側および他方側にそれぞれ、切欠き部３２ｂが設けられている。各切欠き部３２ｂは、端部３２ａにおいて、第１方向Ｘに延びるように形成されている。

図６を参照して、一対の補助部材１６によって端部３２ａが第２方向Ｚにおける両側から挟まれるように、一方の補助部材１６が一方の切欠き部３２ｂに嵌め込まれ、他方の補助部材１６が他方の切欠き部３２ｂに嵌め込まれている。

本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、図６に示す断面において、補助部材１６は、第１板状部材３２に向かい合う第1面１６ａ、第２板状部材３４に向かい合う第２面１６ｂ、並びに第１板状部材３２および第２板状部材３４のどちらにも向かい合っていない第３面１６ｃを有している。

図５を参照して、本実施形態では、補助部材１６は、第３方向Ｙから見た場合に、溶接金属部３６に重なるように設けられている。本実施形態では、第３方向Ｙから見た場合に、溶接金属部３６が補助部材１６よりも第１方向Ｘにおける一方側および他方側を通らないように、補助部材１６が配置されている。言い換えると、第３方向Ｙから見た場合に、補助部材１６は、溶接金属部３６よりも第１方向Ｘにおける一方側および他方側に突出している。

第１板状部材３２の端部３２ａと、第２板状部材３４と、補助部材１６とは、第１方向Ｘに延びる溶接金属部２２によって互いに接合されている。本実施形態では、第２方向Ｚにおける第１板状部材３２の一方側および他方側にそれぞれ、溶接金属部２２が設けられている。本実施形態では、溶接金属部２２が第１溶接金属部に対応する。

溶接金属部２２は、溶接構造体１０の溶接金属部２２と同様の構成を有し、溶接金属２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを有する。溶接構造体１０の溶接金属部２２と同様に、溶接金属２２ａおよび溶接金属２２ｂはそれぞれ、切欠き部３２ｂに設けられている。詳細な説明は省略するが、上述の溶接構造体１０と同様に、補助部材１６は、切欠き部３２ｂに嵌め込まれた状態で、溶接金属２２によって第１板状部材３２および第２板状部材３４に接合されている。

図６を参照して、溶接構造体３０においても、上述の溶接構造体１０と同様に、補助部材１６の外周面は、第１非溶接領域２４ａと、第２非溶接領域２４ｂとを含む。

（溶接構造体の効果）
本実施形態では、補助部材１６が、第３方向Ｙから見た場合に溶接金属部３６に重なるように設けられている。また、補助部材１６の外周面は、第１非溶接領域２４ａを有している。このように第１非溶接領域２４ａを設けることによって、溶接金属部３６において生じた亀裂が、溶接金属部２２を介して第１板状部材３２または補助部材１６に進展することを抑制することができる。これにより、亀裂の進展を停止することができる。

また、補助部材１６の第３面１６ｃに第２非溶接領域２４ｂが設けられている。これにより、補助部材１６の第３面１６ｃ上の溶接金属部２２を介して、溶接金属部３６から第１板状部材３２に亀裂が進展することを十分に抑制できる。

また、第１板状部材３２の端部３２ａに切欠き部３２ｂが設けられているので、溶接金属部３６と第１板状部材３２との接触面積を小さくできる。これにより、溶接金属部３６から第１板状部材３２に亀裂が進展することを十分に抑制できる。

また、上述の溶接構造体１０と同様に、溶接金属２２ａと補助部材１６の第１側面１６ｄとの間および溶接金属２２ｂと補助部材１６の第２側面１６ｅとの間に大きな隙間が形成されることを抑制することができる。さらに、上述の溶接構造体１０と同様に、溶接金属２２ｃおよび溶接金属２２ｄによって、補助部材１６と第１板状部材３２との間、および補助部材１６と第２板状部材３４との間に水が入ることを抑制できる。

なお、本実施形態においても、補助部材１６と第１板状部材３２および第２板状部材３４との間に形成される隙間は、第１方向Ｘに投影したときの投影面積が十分に小さい。これにより、例えば、溶接構造体３０に対して第１方向Ｘの力が作用したとしても、上記の隙間を起点として疲労破壊が生じることを十分に抑制できる。

（変形例）
上述の実施形態では、第１板状部材が複数の板材を含む場合、または第２板状部材が複数の板材を含む場合について説明したが、例えば、図７に示すように、溶接構造体５０が、板材２０ａ，２０ｂを含む第１板状部材１２と、板材４０ａ，４０ｂを含む第２板状部材３４とを備えていてもよい。この場合、溶接金属部１８および溶接金属部３６に対してそれぞれ補助部材１６が設けられる。なお、詳細な説明は省略するが、第１板状部材が、２つ以上の溶接金属部と、該溶接金属部によって互いに接合された３つ以上の板材とを備えていてもよい。同様に、第２板状部材が、２つ以上の溶接金属部と、該溶接金属部によって互いに接合された３つ以上の板材とを備えていてもよい。

上述の実施形態では、第１板状部材に切欠き部が設けられる場合について説明したが、例えば、図８に示すように、第１板状部材１２，３２が切欠き部を有していなくてもよい。この場合にも、上述の実施形態と同様に、第１板状部材１２，３２と第２板状部材１４，３４との境界部分に、補助部材２６を設ければよい。また、補助部材２６は、例えば、上述の実施形態と同様に、溶接金属２２ｃ，２２ｄによって第１板状部材１２，３２および第２板状部材１４，３４に接合すればよい。

なお、図２に示した溶接構造体１０において、一方の切欠き部１２ｂが形成されていなくて、その切欠き部１２ｂが形成されていない部分を隅肉溶接としてもよい。同様に、図６に示した溶接構造体３０において、一方の切欠き部３２ｂが形成されていなくて、その切欠き部３２ｂが形成されていない部分を隅肉溶接としてもよい。また、切欠き部が形成されていなくて隅肉溶接されている箇所は、切欠き部に溶接されている箇所よりもアレスト特性が良好であるため、切欠き部が形成されていなくて隅肉溶接されている箇所に補助部材を設けないことを妨げない。

上述の実施形態では、補助部材１６の第３面１６ｃに第２非溶接領域２４ｂが設けられているが、第２非溶接領域２４ｂが設けられていなくてもよい。たとえば、第３面１６ｃの全面が、溶接金属部２２によって覆われていることを妨げない。なお、アレスト特性をより向上させるため、補助部材１６の第３面１６ｃに第２非溶接領域２４ｂが設けられている方が好ましい。

上述の実施形態では、第１板状部材および第２板状部材がＩ形の突合せ溶接である場合について説明したが、Ｖ形やＸ形等、任意の開先形状を用いることができる。

（溶接構造体の使用例）
本発明の実施形態に係る溶接構造体は、例えば、コンテナ船において利用される。図９は、本発明の実施形態に係る溶接構造体を利用したコンテナ船の断面を模式的に示した図である。

図９に示すコンテナ船６０は、ハッチサイドコーミング６２およびアッパーデッキ６４を備えている。コンテナ船６０において上述の溶接構造体１０，３０，５０を利用する場合には、第１板状部材１２，３２がハッチサイドコーミング６２として用いられ、第２板状部材１４，３４がアッパーデッキ６４として用いられる。このように、コンテナ船６０において上述溶接構造体１０，３０，５０を利用することによって、コンテナ船６０の船体の強度を向上させることができる。

以上のように、本発明によれば、アレスト特性に優れた溶接構造体を得ることができる。

１０，３０，５０溶接構造体
１２，３２第１板状部材
１４，３４第２板状部材
１６，２６補助部材
１８，２２，３６溶接金属部
２４ａ第１非溶接領域
２４ｂ第２非溶接領域
６０コンテナ船
６２ハッチサイドコーミング
６４アッパーデッキ

Claims

それぞれ金属からなる第１板状部材、第２板状部材、および補助部材を備えた溶接構造体であって、
前記第１板状部材を前記第２板状部材に突き当てた状態で、前記第１板状部材の前記第２板状部材側における端部と、前記第２板状部材と、前記補助部材とが、前記第１板状部材の前記端部に沿って第１方向に延びる第１溶接金属部によって互いに接合されており、
前記第１板状部材および前記第２板状部材のうちの少なくても一方は、前記第１方向に並んで配置されかつ前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２溶接金属部によって互いに接合された２つの板材を含み、
前記第２溶接金属部の少なくても一部は、前記第１板状部材および前記第２板状部材のうちの他方に接触しており、
前記補助部材は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向から見た場合に前記第２溶接金属部に重なるように設けられ、
前記第２方向および前記第３方向に延びる当該溶接構造体の断面のうち前記第２溶接金属部を通る断面において、前記補助部材の外周面は、前記第１板状部材に向かい合う位置から前記第２板状部材に向かい合う位置に亘って連続して設けられかつ前記第２溶接金属部と前記第１板状部材および前記第２板状部材のうちの前記他方に溶接されていない第１非溶接領域を含む、溶接構造体。
それぞれ金属からなる第１板状部材、第２板状部材、および補助部材を備えた溶接構造体であって、
前記第１板状部材を前記第２板状部材に突き当てた状態で、前記第１板状部材の前記第２板状部材側における端部と、前記第２板状部材と、前記補助部材とが、前記第１板状部材の前記端部に沿って第１方向に延びる第１溶接金属部によって互いに接合されており、
前記第２板状部材は、前記第１方向に並んで配置されかつ前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２溶接金属部によって互いに接合された２つの板材を含み、
前記補助部材は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向から見た場合に前記第２溶接金属部に重なるように設けられ、
前記第２方向および前記第３方向に延びる当該溶接構造体の断面のうち前記第２溶接金属部を通る断面において、前記補助部材の外周面は、前記第１板状部材に向かい合う位置から前記第２板状部材に向かい合う位置に亘って連続して設けられかつ前記第１板状部材および前記第２溶接金属部に溶接されていない第１非溶接領域を含む、溶接構造体。
前記第１溶接金属部は、前記第１方向において前記補助部材の一方側に設けられかつ前記補助部材の前記一方側の端部を前記第１板状部材および前記第２板状部材に接合する一方側溶接金属と、前記第１方向において前記補助部材の他方側に設けられかつ前記補助部材の前記他方側の端部を前記第１板状部材および前記第２板状部材に接合する他方側溶接金属とを含む、請求項１または２に記載の溶接構造体。
前記第１板状部材の前記端部は、前記第２板状部材に近付くほど前記第１板状部材の板厚が小さくなるように切欠き部を有し、
前記切欠き部は、前記第１板状部材の前記端部において前記第１方向に延びるように形成されており、
前記一方側溶接金属および前記他方側溶接金属はそれぞれ、前記切欠き部に設けられ、
前記補助部材は、前記切欠き部に嵌め込まれた状態で、前記一方側溶接金属および前記他方側溶接金属によって前記第１板状部材および前記第２板状部材に接合されている、請求項３に記載の溶接構造体。
前記第２方向および前記第３方向に延びる当該溶接構造体の断面のうち前記第２溶接金属部を通る前記断面において、前記補助部材の前記外周面は、前記第１板状部材および前記第２板状部材のどちらの部材とも向かい合っておらずかつ前記第１板状部材および前記第２板状部材に溶接されていない第２非溶接領域をさらに含む、請求項３または４に記載の溶接構造体。
前記第２板状部材の板厚方向において、前記補助部材を基準として前記第２板状部材が位置する側を下方とし、その反対側を上方とした場合に、
前記第１溶接金属部は、前記補助部材の外周面において前記第２非溶接領域よりも上方の部分と前記第１板状部材とを接合するように前記第１方向に延びる上側溶接金属、および前記補助部材の外周面において前記第２非溶接領域よりも下方の部分と前記第２板状部材とを接合するように前記第１方向に延びる下側溶接金属のうちの、少なくとも一方を含む、請求項５に記載の溶接構造体。
前記第１溶接金属部は、前記上側溶接金属および前記下側溶接金属を含み、
前記上側溶接金属および前記下側溶接金属はそれぞれ、前記一方側溶接金属と前記他方側溶接金属とに接続されている、請求項６に記載の溶接構造体。
前記補助部材は、前記第１方向における一方側を向く第１側面と、前記第１方向における他方側を向く第２側面とを有し、
前記第１板状部材および前記補助部材の前記第１板状部材の板厚方向に延びる断面において、前記第１側面と前記第２側面との前記第１方向における距離が前記第１板状部材に近付くほど大きくなるように、前記第１側面は前記第１方向における前記一方側に傾きかつ前記第２側面は前記第１方向における他方側に傾いている、請求項１から７のいずれかに記載の溶接構造体。
前記第１板状部材は、ハッチサイドコーミングであり、
前記第２板状部材は、アッパーデッキである、請求項１から８のいずれかに記載の溶接構造体。