WO2024210057A1

WO2024210057A1 - 構造部材

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Publication number: WO2024210057A1
Application number: PCT/JP2024/013081
Authority: WO
Inventors: 真二児玉; 庄太菊池; 昌史東; 正美澤田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2023-04-03
Filing date: 2024-03-29
Publication date: 2024-10-10
Anticipated expiration: 2025-10-03

Abstract

構造部材（１００）は、平面視で内側に凹に湾曲する湾曲領域（４０）を含む。構造部材（１００）は、第１部材（２１）と、第２部材（２２）と、溶接部（３３）とを備える。第１部材（２１）及び第２部材（２２）は、それぞれ、天板（２１１，２２１）と、稜線部（２１４，２２４）と、縦壁（２１７，２２７）とを含む。第２部材（２２）の縦壁（２２７）は、第１部材（２１）の縦壁（２１７）に対して内側から重ね合わされる。溶接部（３３）は、縦壁（２１７，２２７）を溶接する。縦壁（２１７，２２７）の少なくとも一部は、湾曲領域（４０）に配置される。湾曲領域（４０）における断面で見て、縦壁（２２７）は、縦壁（２１７）に対する縦壁（２２７）の重ね合わせ面（２２７ｄ）に対して傾斜する傾斜部（２２７ｂ）を含む。

Description

構造部材

　本開示は、構造部材に関し、より詳細には、その平面視で内側に凹に湾曲する湾曲領域を含む構造部材に関する。すなわち、構造部材の平面視で、湾曲領域では、構造部材の内側に当該構造部材が凹に湾曲する。

　例えば自動車の車体等の構造物には、複数の構造部材が用いられる。構造部材の中には、複数の部材を接合して形成されるものがある。例えば、特許文献１には、それぞれ断面の一辺に開口部を有する上側部材及び下側部材を接合する構造が開示されている。

　特許文献１の接合構造において、上側部材及び下側部材の各々は、天板と、天板の両側縁に連続する縦壁とを含む。下側部材の縦壁には段部が形成されている。下側部材の縦壁のうち段部よりも先端側の部分は、上側部材の開口部に嵌合している。下側部材の段部は、アーク溶接によって上側部材の縦壁の先端部に線接合（重ね隅肉溶接）されている。

特開２０１６－１４７５９３号公報

　特許文献１では、構造部材の１つとして自動車のロアアームが例示されている。ロアアームは、平面視で当該ロアアームの内側に凹に湾曲する湾曲領域を含んでいる。このような湾曲領域では、溶接部の疲労割れが発生しやすい。例えば９８０ＭＰａ級以上の超高張力鋼等、高強度金属によって溶接対象の各部材が構成されている場合、湾曲領域での溶接部の疲労割れが特に発生しやすい。溶接部の疲労割れは、溶接部における引張残留応力が大きいほど発生しやすくなる。

　本開示は、溶接部における引張残留応力を低減することができる構造部材を提供することを課題とする。

　本開示に係る構造部材は、平面視で内側に凹に湾曲する湾曲領域を含む。構造部材は、金属製の第１部材と、金属製の第２部材と、溶接部とを備える。第１部材は、第１天板と、第１稜線部と、第１縦壁とを含む。第１稜線部は、第１天板に連続する。第１縦壁は、第１稜線部を介して第１天板に接続される。第２部材は、第２天板と、第２稜線部と、第２縦壁とを含む。第２天板は、第１天板に対向する。第２稜線部は、第２天板に連続する。第２縦壁は、第２稜線部を介して第２天板に接続される。第２縦壁は、第１縦壁に対して内側から重ね合わされる。溶接部は、第１縦壁の端部又は第２縦壁の端部に沿って延在し、第１縦壁と第２縦壁とを溶接する。第１縦壁及び第２縦壁の少なくとも一部は、湾曲領域に配置される。湾曲領域における断面で見て、第２縦壁は傾斜部を含む。傾斜部は、第１縦壁に対する第２縦壁の重ね合わせ面に対して第２天板側に配置される。傾斜部は、重ね合わせ面側よりも第２天板側が構造部材の内側に配置されるように重ね合わせ面に対して傾斜する。

　本開示に係る構造部材によれば、溶接部における引張残留応力を低減することができる。

図１は、実施形態に係る構造部材の斜視図である。図２は、実施形態に係る構造部材の別の斜視図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。図４は、上記実施形態の変形例に係る構造部材の断面図である。図５は、上記実施形態の別の変形例に係る構造部材の断面図である。図６は、解析の結果を示すグラフであり、縦壁の傾斜部の角度と最大引張残留応力との関係を示す。

　実施形態に係る構造部材は、平面視で内側に凹に湾曲する湾曲領域を含む。構造部材は、金属製の第１部材と、金属製の第２部材と、溶接部とを備える。第１部材は、第１天板と、第１稜線部と、第１縦壁とを含む。第１稜線部は、第１天板に連続する。第１縦壁は、第１稜線部を介して第１天板に接続される。第２部材は、第２天板と、第２稜線部と、第２縦壁とを含む。第２天板は、第１天板に対向する。第２稜線部は、第２天板に連続する。第２縦壁は、第２稜線部を介して第２天板に接続される。第２縦壁は、第１縦壁に対して内側から重ね合わされる。溶接部は、第１縦壁の端部又は第２縦壁の端部に沿って延在し、第１縦壁と第２縦壁とを溶接する。第１縦壁及び第２縦壁の少なくとも一部は、湾曲領域に配置される。湾曲領域における断面で見て、第２縦壁は傾斜部を含む。傾斜部は、第１縦壁に対する第２縦壁の重ね合わせ面に対して第２天板側に配置される。傾斜部は、重ね合わせ面側よりも第２天板側が構造部材の内側に配置されるように重ね合わせ面に対して傾斜する（第１の構成）。

　例えば、平面視で部材内側に凹に湾曲する湾曲領域を含み、第１部材の縦壁（第１縦壁）及び第２部材の縦壁（第２縦壁）の少なくとも一部が湾曲領域に配置される構造部材を製造するに際し、第１縦壁と第２縦壁とを重ね合わせて溶接したとき、湾曲領域では、これらの縦壁のうち溶接線の近傍部分が面外方向に熱膨張し、構造部材の内側に変位する。一方、第１縦壁及び第２縦壁のうち溶接線から離れた部分では、溶接線の近傍部分と比較して熱膨張が小さく、且つ天板による拘束が生じている。そのため、第１縦壁及び第２縦壁を重ね溶接する際、湾曲領域において、これらの縦壁は、天板側に対してその反対側（自由端側）が構造部材の内側に位置するように傾倒し、この状態で溶接される。第１縦壁及び第２縦壁の溶接後、構造部材は、例えば室温まで自然冷却される。構造部材の冷却に伴い、第１縦壁及び第２縦壁において溶接部の近傍部分が収縮し、構造部材の内側に傾倒していた各縦壁が構造部材の外側に復帰する。すなわち、各縦壁の自由端側は、天板側よりも構造部材の内側に位置していた状態から、構造部材の外側に向かって移動する。これにより、溶接部が構造部材の高さ方向、つまり第１天板又は第２天板に向かう方向に引っ張られて溶接部に高い引張残留応力が発生する。

　これに対して、第１の構成に係る構造部材では、湾曲領域において、第１縦壁の内側に配置される第２縦壁が傾斜部を含んでいる。傾斜部は、第１縦壁と第２縦壁との重ね合わせ面に対して傾斜する。本発明者等が検討を重ねた結果、このように、湾曲領域において第１縦壁の内側に位置する第２縦壁の一部を重ね合わせ面に対して傾斜させることにより、第１縦壁及び第２縦壁の溶接によって形成される溶接部の残留応力分布状態が変化し、溶接部に高い引張残留応力が発生しないことが判明した。したがって、第１の構成に係る構造部材によれば、溶接部における引張残留応力を低減させることができる。

　上記傾斜部が重ね合わせ面となす角度は、０°よりも大きく、４５°以下であってもよい（第２の構成）。

　第２の構成では、第２縦壁の傾斜部と第１縦壁に対する第２縦壁の重ね合わせ面との間の角度が０°超４５°以下となっている。この場合、溶接部における引張残留応力がより低減されやすくなる。

　第２の構成に係る構造部材において、上記角度は、４°以上であることが好ましい（第３の構成）。

　第３の構成では、第２縦壁の傾斜部と第１縦壁に対する第２縦壁の重ね合わせ面との間の角度が４°以上である。これにより、溶接部における引張残留応力をさらに低減することができる。

　第２又は第３の構成に係る構造部材において、上記角度は、３０°以下であってもよい（第４の構成）。

　第１から第４のいずれかの構成に係る構造部材において、湾曲領域における断面で見て、第１縦壁は傾斜部を含むことができる。傾斜部は、上記重ね合わせ面に対して第１天板側に配置される。傾斜部は、重ね合わせ面側よりも第１天板側が構造部材の内側に配置されるように重ね合わせ面に対して傾斜する（第５の構成）。

　第１から第５のいずれかの構成に係る構造部材は、例えば、自動車のシャシー部品である（第６の構成）。

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

　［構造部材］
　図１及び図２は、本実施形態に係る構造部材１００の斜視図である。構造部材１００は、例えば、自動車の車体を構成する構造部材として使用される。構造部材１００は、自動車のシャシー部品であってもよい。構造部材１００は、シャシー部品のうち、例えば、サスペンションメンバーや、サスペンションアーム、サスペンションフレーム等といったサスペンション部品であってもよいし、シャシーフレーム等であってもよい。本実施形態では、構造部材１００がサスペンションアームの一種であるロアアームである例について説明する。

　図１及び図２を参照して、本実施形態の例において、構造部材１００は取付け部１１，１２，１３を備える。構造部材１００は、第１部材２１と、第２部材２２と、溶接部３１，３２，３３とをさらに備える。

　取付け部１１，１２，１３は、構造部材１００において他の部材が取り付けられる部分である。構造部材１００がロアアームである場合、取付け部１１は、構造部材１００が自動車の車体に設置された状態で、取付け部１２，１３に対して車幅方向（左右方向）の外側に配置される。取付け部１１は、ボールジョイント及びステアリングナックルを介して自動車の車輪に接続される。構造部材１００がロアアームである場合、取付け部１２，１３は、構造部材１００が自動車の車体に設置された状態で車長方向（前後方向）に配置される。取付け部１２は、取付け部１３の前方に配置される。取付け部１２，１３は、それぞれブッシュ（図示略）を介して自動車の車体に接続される。

　取付け部１１，１２，１３は、第１部材２１及び第２部材２２と一体形成されてもよいし、別体で形成されてもよい。第１部材２１及び第２部材２２は、金属製であり、好ましくは鋼製である。第１部材２１及び第２部材２２は、それぞれ、鋼板で形成されていてもよい。鋼板の引張強さは、例えば７８０ＭＰａ以上であり、好ましくは９８０ＭＰａ以上である。鋼板の引張強さは、例えば１４７０ＭＰａ以下であるが、１４７０ＭＰａ超であってもよい。鋼板の板厚は、好ましくは４．０ｍｍ以下である。鋼板の板厚は、例えば１．６ｍｍ以上であるが、１．６ｍｍ未満であってもよい。第１部材２１を形成する鋼板の引張強さは、第２部材２２を形成する鋼板の引張強さと同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、第１部材２１を形成する鋼板の板厚は、第２部材２２を形成する鋼板の板厚と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

　第１部材２１は、天板２１１と、稜線部２１２，２１３，２１４と、縦壁２１５，２１６，２１７とを含む。稜線部２１２，２１３，２１４は、天板２１１に連続して設けられている。縦壁２１５，２１６，２１７は、それぞれ稜線部２１２，２１３，２１４を介して天板２１１に接続される。稜線部２１２，２１３，２１４の各々は、天板２１１と縦壁２１５，２１６，２１７とを滑らかに接続するように、その延在方向に垂直な断面（横断面）で見て例えば円弧状を有していてもよい。

　稜線部２１２は、取付け部１１側から取付け部１２側に延在する。縦壁２１５は、稜線部２１２に沿い、取付け部１１側から取付け部１２側へと延在している。

　稜線部２１３は、取付け部１１側から取付け部１３側に延在する。縦壁２１６は、稜線部２１３に沿い、取付け部１１側から取付け部１３側へと延在している。

　稜線部２１４は、取付け部１２側から取付け部１３側に延在する。縦壁２１７は、稜線部２１４に沿い、取付け部１２側から取付け部１３側へと延在している。

　第２部材２２は、第１部材２１とともに閉断面を形成する。第１部材２１及び第２部材２２は、構造部材１００の概ね全体にわたって閉断面を形成する。第２部材２２は、天板２２１と、稜線部２２２，２２３，２２４と、縦壁２２５，２２６，２２７とを含む。天板２２１は、第１部材２１の天板２１１と対向する。稜線部２２２，２２３，２２４は、天板２２１に連続して設けられている。縦壁２２５，２２６，２２７は、それぞれ稜線部２２２，２２３，２２４を介して天板２２１に接続される。縦壁２２５，２２６，２２７は、稜線部２２２，２２３，２２４から第１部材２１の天板２１１側に起立する。稜線部２２２，２２３，２２４の各々は、天板２２１と縦壁２２５，２２６，２２７とを滑らかに接続するように、その延在方向に垂直な断面（横断面）で見て例えば円弧状を有していてもよい。

　稜線部２２２及び縦壁２２５は、第１部材２１の稜線部２１２及び縦壁２１５に対応し、取付け部１１側から取付け部１２側に延在する。縦壁２２５は、第１部材２１の縦壁２１５に内側から重ね合わされている。第１部材２１の縦壁２１５と第２部材２２の縦壁２２５とは、溶接部３１によって接合される。

　稜線部２２３及び縦壁２２６は、第１部材２１の稜線部２１３及び縦壁２１６に対応し、取付け部１１側から取付け部１３側に延在する。縦壁２２６は、第１部材２１の縦壁２１６に内側から重ね合わされている。第１部材２１の縦壁２１６と第２部材２２の縦壁２２６とは、溶接部３２によって接合される。

　稜線部２２４及び縦壁２２７は、第１部材２１の稜線部２１４及び縦壁２１７に対応し、取付け部１２側から取付け部１３側に延在する。縦壁２２７は、第１部材２１の縦壁２１７に内側から重ね合わされている。第１部材２１の縦壁２１７と第２部材２２の縦壁２２７とは、溶接部３３によって接合される。

　構造部材１００は、湾曲領域４０を含む。湾曲領域４０は、構造部材１００のうち、その平面視で内側に凹に湾曲する領域である。すなわち、第１部材２１の天板２１１側又は第２部材２２の天板２２１側から構造部材１００を見たとき、湾曲領域４０では構造部材１００が当該構造部材１００の内側に凹に湾曲している。本実施形態に係る構造部材１００において、湾曲領域４０は、取付け部１２の近傍に設けられている。第１部材２１の縦壁２１７及び第２部材２２の縦壁２２７の少なくとも一部は、湾曲領域４０に配置されている。本実施形態では、縦壁２１７，２２７の一部が湾曲領域４０に配置されている。

　図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図であり、湾曲領域４０の位置での構造部材１００の断面図である。図３では、構造部材１００の平面視で凹湾曲形状を有する湾曲領域４０の法線方向、より具体的には、構造部材１００を第２部材２２の天板２２１側から見たときの稜線部２２４の法線方向に沿って湾曲領域４０で切断されたときの第１部材２１の縦壁２１７及び第２部材２２の縦壁２２７を示す。

　図３を参照して、第２部材２２の縦壁２２７は、重ね合わせ部２２７ａと、傾斜部２２７ｂとを含む。重ね合わせ部２２７ａは、縦壁２２７のうち、第１部材２１の縦壁２１７に対して内側から重ね合わされている部分である。重ね合わせ部２２７ａは、第２部材２２の縦壁２２７の自由端部２２７ｃを含んでいる。傾斜部２２７ｂは、重ね合わせ部２２７ａに連続して設けられる。傾斜部２２７ｂは、稜線部２２４にも連続する。傾斜部２２７ｂの板厚は、重ね合わせ部２２７ａの板厚と実質的に等しい。

　傾斜部２２７ｂは、重ね合わせ部２２７ａから構造部材１００の内側に屈曲している。そのため、傾斜部２２７ｂは、重ね合わせ部２２７ａの外面、すなわち第１部材２１の縦壁２１７に対する第２部材２２の縦壁２２７の重ね合わせ面２２７ｄに対して傾斜している。湾曲領域４０における縦壁２２７の断面において、傾斜部２２７ｂは、重ね合わせ面２２７ｄ側よりも天板２２１側が構造部材１００の内側に配置されるように重ね合わせ面２２７ｄに対して傾斜している。湾曲領域４０における縦壁２２７の断面において、傾斜部２２７ｂは、重ね合わせ面２２７ｄと角度θ２をなす。角度θ２は、重ね合わせ面２２７ｄの延長線と傾斜部２２７ｂの外面との間の角度である。角度θ２は、０°よりも大きい。角度θ２は、４°以上であることが好ましく、５°以上であることがより好ましい。角度θ２は、例えば４５°以下である。角度θ２は、３０°以下であることが好ましい。

　本実施形態では、第１部材２１の縦壁２１７も、第２部材２２の縦壁２２７と同様に、重ね合わせ部２１７ａと、傾斜部２１７ｂとを含んでいる。重ね合わせ部２１７ａは、縦壁２１７のうち、第２部材２２の縦壁２２７に対して外側から重ね合わされている部分である。重ね合わせ部２１７ａは、第１部材２１の縦壁２１７の自由端部２１７ｃを含んでいる。傾斜部２１７ｂは、重ね合わせ部２１７ａに連続して設けられる。傾斜部２１７ｂは、稜線部２１４にも連続する。傾斜部２１７ｂの板厚は、重ね合わせ部２１７ａの板厚と実質的に等しい。ただし、傾斜部２１７ｂ及び重ね合わせ部２１７ａの板厚は、必ずしも第２部材２２の傾斜部２２７ｂ及び重ね合わせ部２２７ａの板厚と同一でなくてもよい。

　傾斜部２１７ｂは、重ね合わせ部２１７ａから構造部材１００の内側に屈曲している。そのため、傾斜部２１７ｂは、重ね合わせ部２１７ａの内面、すなわち第２部材２２の縦壁２２７に対する第１部材２１の縦壁２１７の重ね合わせ面２１７ｄに対して傾斜している。重ね合わせ面２１７ｄは、第２部材２２の縦壁２２７の重ね合わせ面２２７ｄに全面にわたって接触する。湾曲領域４０における縦壁２１７の断面において、傾斜部２１７ｂは、重ね合わせ面２１７ｄ，２２７ｄ側よりも天板２１１側が構造部材１００の内側に配置されるように重ね合わせ面２１７ｄ，２２７ｄに対して傾斜している。湾曲領域４０における縦壁２１７の断面において、傾斜部２１７ｂが重ね合わせ面２１７ｄ，２２７ｄとなす角度θ１は、０°よりも大きい。角度θ１は、傾斜部２１７ｂの外面と重ね合わせ面２１７ｄ，２２７ｄとの間の角度である。角度θ１は、第２部材２２の縦壁２２７の傾斜部２２７ｂの角度θ２と等しくてもよいし、異なっていてもよい。

　本実施形態において、溶接部３３は、第１部材２１の縦壁２１７の端部２１７ｃに沿って延在する。溶接部３３は、例えば、第１部材２１の縦壁２１７の端部２１７ｃと第２部材２２の縦壁２２７とをアーク溶接することによって形成されている。溶接部３３は、縦壁２１７，２２７のレーザー・アークハイブリッド溶接によって形成されていてもよい。

　第１部材２１及び第２部材２２は、例えばプレス加工によって成形することができる。通常通りにプレス加工を行った場合、第２部材２２の縦壁２２７は、全体的に直線状となり、縦壁２２７には、重ね合わせ面２２７ｄに対して傾斜する傾斜部２１７ｂが形成されない。しかしながら、本実施形態では、第２部材２２の縦壁２２７に傾斜部２１７ｂが意図的に形成されている。同様に、第１部材２１においても、縦壁２１７の傾斜部２１７ｂは意図的に形成されている。

　［効果］
　本実施形態に係る構造部材１００は、平面視で部材内側に凹に湾曲する湾曲領域４０を含んでいる。湾曲領域４０とは、構造部材１００を第２部材２２の天板２２１側から観察した状態で、第１部材２１の縦壁２１７の端部２１７ｃ上に約４ｍｍ間隔で曲率半径測定点を配置し、評価する測定点をずらしながら曲率半径を求める各測定点及びその両隣の測定点から端部２１７ｃの曲率半径を算出するとき、端部２１７ｃの曲率中心が構造部材１００の外側に位置する範囲をいう。湾曲領域４０は、例えば０ｍｍよりも大きく４００ｍｍ以下の曲率半径で延在する。第２部材２２の縦壁２２７は、第１部材２１の縦壁２１７に対して内側から重ね合わされ、少なくともこの湾曲領域４０において傾斜部２２７ｂを含んでいる。傾斜部２２７ｂは、縦壁２１７，２２７の重ね合わせ面２１７ｄ，２２７ｄから構造部材１００の内側に傾斜する。湾曲領域４０では、通常、縦壁２１７，２２７を溶接したときに溶接部３３及びその近傍に引張応力が残留しやすい。しかしながら、本実施形態のように、重ね合わせ内側の縦壁２２７に傾斜部２２７ｂを設けることにより、溶接部３３及びその近傍の引張残留応力を低減させることができる。

　本実施形態において、第２部材２２の縦壁２２７に設けられた傾斜部２２７ｂが重ね合わせ面２２７ｄとなす角度θ２は、例えば、０°よりも大きく４５°以下である。この場合、溶接部３３及びその近傍の引張残留応力がより低減しやすくなる。引張残留応力をさらに低減させるために、角度θ２は、４°以上であることが好ましく、５°以上であることがより好ましい。角度θ２は、好ましくは３０°以下である。

　以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

　上記実施形態に係る構造部材１００では、第１部材２１の縦壁２１７及び第２部材２２の縦壁２２７にそれぞれ傾斜部２１７ｂ，２２７ｂが設けられている。しかしながら、図４に示すように、第２部材２２の縦壁２２７の外側に配置される第１部材２１の縦壁２１７には、傾斜部２１７ｂが設けられていなくてもよい。

　上記実施形態において、第２部材２２の縦壁２２７の傾斜部２２７ｂは、少なくとも湾曲領域４０に設けられている。第２部材２２の縦壁２２７の一部が湾曲領域４０に配置されている場合、傾斜部２２７ｂは、湾曲領域４０の範囲内のみに設けられていてもよいし、湾曲領域４０を超えて設けられていてもよい。第２部材２２の縦壁２２７において傾斜部２２７ｂが湾曲領域４０を超えて設けられる場合、縦壁２２７のうち湾曲領域４０に配置されている部分と湾曲領域４０以外に配置されている部分とで、傾斜部２２７ｂの角度θ２が異なっていてもよい。

　第１部材２１の縦壁２１７の一部が湾曲領域４０に配置され、縦壁２１７が傾斜部２１７ｂを含んでいる場合、傾斜部２１７ｂは、湾曲領域４０の範囲内のみに設けられていてもよいし、湾曲領域４０を超えて設けられていてもよい。第１部材２１の縦壁２１７において傾斜部２１７ｂが湾曲領域４０を超えて設けられる場合、縦壁２１７のうち湾曲領域４０に配置されている部分と湾曲領域４０以外に配置されている部分とで、傾斜部２１７ｂの角度θ１が異なっていてもよい。

　上記実施形態に係る構造部材１００では、互いに重ね合わされた縦壁２１７，２２７の外側に溶接部３３が形成されている。すなわち、第１部材２１の縦壁２１７の端部２１７ｃに沿って溶接部３３が延在している。しかしながら、図５に示すように、溶接部３３は、第２部材２２の縦壁２２７の端部２２７ｃに沿って延在していてもよい。

　上記実施形態に係る構造部材１００では、取付け部１２の近傍の湾曲領域４０において、第２部材２２の縦壁２２７に傾斜部２２７ｂが設けられている。しかしながら、構造部材１００に他の湾曲領域が含まれる場合、当該湾曲領域において第２部材２２の縦壁２２７と同様の構成を適用することができる。例えば、構造部材１００が取付け部１１と取付け部１２との間に平面視で部材内側に凹に湾曲する湾曲領域を含む場合、少なくともこの湾曲領域において、第２部材２２の縦壁２２５が縦壁２２７の傾斜部２２７ｂと同様の傾斜部を含むことができる。また、例えば、構造部材１００が取付け部１１と取付け部１３との間に平面視で部材内側に凹に湾曲する湾曲領域を含む場合、少なくともこの湾曲領域において、第２部材２２の縦壁２２６が縦壁２２７の傾斜部２２７ｂと同様の傾斜部を含むことができる。第１部材２１の縦壁２１５，２１６は、縦壁２１７の傾斜部２１７ｂと同様の傾斜部を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。

　以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。

　本開示による効果を確認するため、実施例として、上記実施形態と同様の形状を有する構造部材１００について、第２部材２２の縦壁２２７の傾斜部２２７ｂの角度θ２を２°から４５°まで変化させながら、汎用のソフトウェア（Ａｂａｑｕｓ，ダッソー・システムズ社製）を用いてアーク溶接のＣＡＥ解析を実施した。第１部材２１及び第２部材２２の材料は、引張強さ９８０ＭＰａ、板厚２．６ｍｍの鋼板を想定した。本解析では、残留応力の評価範囲を取付け部１２から取付け部１３まで延在する溶接部３３の全体とし、第２部材２２の縦壁２２７の傾斜部２２７ｂにおける、溶接部３３の止端部から天板２２１側に約２ｍｍの位置において、線状の溶接部３３の延在方向に沿って２ｍｍ間隔で配置された複数の評価点で残留応力を評価した。ここでの残留応力は、溶接部３３の延在方向に直角で、第２部材２２の縦壁２２７の傾斜部２２７ｂに沿った方向における残留応力成分である。比較例として、第２部材２２の縦壁２２７に傾斜部２２７ｂが設けられていない構造部材（θ２＝０°）について、同様の解析を実施した。

　図６は、本解析の結果を示すグラフである。図６では、第２部材２２の縦壁２２７の傾斜部２２７ｂの角度θ２を横軸に、最大引張残留応力を縦軸にとり、角度θ２を２°から４５°まで変化させたときの最大引張残留応力をプロットしている。また、比較例の最大引張残留応力を破線で示している。実施例及び比較例について、角度θ２が１０°のケースを除き、第１部材２１の縦壁２１７の傾斜部２１７ｂの角度θ１は０°である（傾斜部２１７ｂなし）。角度θ２が１０°のケースでは角度θ１を２０°としたが、別の解析により、角度θ１が最大引張残留応力に対してほとんど影響を与えないことが確認されている。

　取付け部１２から取付け部１３までの範囲において残留応力を評価した結果、第２部材２２の縦壁２２７に傾斜部２２７ｂを設け、傾斜部２２７ｂの角度θ２を０°超とした実施例では、評価した残留応力の中での最大の引張残留応力値が湾曲領域４０に存在した。第２部材２２の縦壁２２７に傾斜部２２７ｂを設けなかった比較例でも、取付け部１２から取付け部１３までの範囲で残留応力を評価した結果、評価した残留応力の中での最大の引張残留応力値が湾曲領域４０に存在した。ただし、実施例の最大引張残留応力は、いずれも比較例の最大引張残留応力よりも有意に低くなっていた。したがって、第２部材２２の縦壁２２７に傾斜部２２７ｂを設けることにより、引張残留応力が低減される。

　特に、角度θ２が３°を超えたとき、引張残留応力が比較例に対して大幅に低減した。角度θ２が５°の場合の引張残留応力は、比較例の引張残留応力の６０％程度まで低減した。この結果より、角度θ２は４°以上であることが好ましい。

　１００：構造部材
　２１：第１部材
　２１１：天板
　２１２，２１３，２１４：稜線部
　２１５，２１６，２１７：縦壁
　２１７ｂ：傾斜部
　２１７ｃ：端部
　２１７ｄ：重ね合わせ面
　２２：第２部材
　２２１：天板
　２２２，２２３，２２４：稜線部
　２２５，２２６，２２７：縦壁
　２２７ｂ：傾斜部
　２２７ｃ：端部
　２２７ｄ：重ね合わせ面
　３１，３２，３３：溶接部
　４０：湾曲領域

Claims

　平面視で内側に凹に湾曲する湾曲領域を含む構造部材であって、
　第１天板と、前記第１天板に連続する第１稜線部と、前記第１稜線部を介して前記第１天板に接続される第１縦壁とを含む、金属製の第１部材と、
　前記第１天板に対向する第２天板と、前記第２天板に連続する第２稜線部と、前記第２稜線部を介して前記第２天板に接続され、前記第１縦壁に対して内側から重ね合わされる第２縦壁とを含む、金属製の第２部材と、
　前記第１縦壁の端部又は前記第２縦壁の端部に沿って延在し、前記第１縦壁と前記第２縦壁とを溶接する溶接部と、を備え、
　前記第１縦壁及び前記第２縦壁の少なくとも一部は、前記湾曲領域に配置され、
　前記湾曲領域における断面で見て、前記第２縦壁は、前記第１縦壁に対する前記第２縦壁の重ね合わせ面に対して前記第２天板側に配置され、前記重ね合わせ面側よりも前記第２天板側が前記構造部材の内側に配置されるように前記重ね合わせ面に対して傾斜する傾斜部を含む、構造部材。
　請求項１に記載の構造部材であって、
　前記傾斜部が前記重ね合わせ面となす角度は、０°よりも大きく、４５°以下である、構造部材。
　請求項２に記載の構造部材であって、
　前記角度は、４°以上である、構造部材。
　請求項２に記載の構造部材であって、
　前記角度は、３０°以下である、構造部材。
　請求項１に記載の構造部材であって、
　前記湾曲領域における断面で見て、前記第１縦壁は、前記重ね合わせ面に対して前記第１天板側に配置され、前記重ね合わせ面側よりも前記第１天板側が前記構造部材の内側に配置されるように前記重ね合わせ面に対して傾斜する傾斜部を含む、構造部材。
　請求項１から５のいずれか１項に記載の構造部材であって、
　前記構造部材は、自動車のシャシー部品である、構造部材。