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特開2024-133027押圧装置、構造部材の製造方法および構造部材の疲労強度改善方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024133027
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】押圧装置、構造部材の製造方法および構造部材の疲労強度改善方法
(51)【国際特許分類】
B23K 31/00 20060101AFI20240920BHJP
【ＦＩ】
B23K31/00 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024041013
(22)【出願日】2024-03-15
(31)【優先権主張番号】P 2023042378
(32)【優先日】2023-03-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002044
【氏名又は名称】弁理士法人ブライタス
(72)【発明者】
【氏名】島貫 広志
(72)【発明者】
【氏名】川上 健
(72)【発明者】
【氏名】八木 一樹
(72)【発明者】
【氏名】前澤 将男
(57)【要約】
【課題】種々の構造物において、当該構造物を構成する金属部材に圧縮応力を容易に付与することができる技術を提供する。
【解決手段】金属部材を押圧して圧痕を形成する押圧装置であって、第１支持部と、前記第１支持部との間に隙間が形成されるように第１方向において前記第１支持部に対向する第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、前記第１支持部に設けられ、一方の先端が前記第２支持部側に突出する第１押圧部と、前記第１押圧部に対向するように前記第２支持部に設けられ、一方の先端が前記第１支持部側に突出する第２押圧部と、備え、前記第１方向における前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離が調整可能である、押圧装置。
【選択図】 図１
【解決手段】金属部材を押圧して圧痕を形成する押圧装置であって、第１支持部と、前記第１支持部との間に隙間が形成されるように第１方向において前記第１支持部に対向する第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、前記第１支持部に設けられ、一方の先端が前記第２支持部側に突出する第１押圧部と、前記第１押圧部に対向するように前記第２支持部に設けられ、一方の先端が前記第１支持部側に突出する第２押圧部と、備え、前記第１方向における前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離が調整可能である、押圧装置。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属部材を押圧して圧痕を形成する押圧装置であって、
第１支持部と、
前記第１支持部との間に隙間が形成されるように第１方向において前記第１支持部に対向する第２支持部と、
前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、
前記第１支持部に設けられ、一方の先端が前記第２支持部側に突出する第１押圧部と、
前記第１押圧部に対向するように前記第２支持部に設けられ、一方の先端が前記第１支持部側に突出する第２押圧部と、
を備え、
前記第１方向における前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離が調整可能である、押圧装置。
第１支持部と、
前記第１支持部との間に隙間が形成されるように第１方向において前記第１支持部に対向する第２支持部と、
前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、
前記第１支持部に設けられ、一方の先端が前記第２支持部側に突出する第１押圧部と、
前記第１押圧部に対向するように前記第２支持部に設けられ、一方の先端が前記第１支持部側に突出する第２押圧部と、
を備え、
前記第１方向における前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離が調整可能である、押圧装置。
【請求項2】
前記第１支持部、前記第２支持部および前記連結部は、一体形成されている、請求項１に記載の押圧装置。
【請求項3】
前記第１支持部には、前記第１方向に貫通する第１ねじ穴が形成されており、
前記第１押圧部は、前記第１ねじ穴にねじ込まれた第１ねじ部と、前記第１ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第１支持部から前記第２支持部側に突出する第１突出部とを備える、請求項１に記載の押圧装置。
前記第１押圧部は、前記第１ねじ穴にねじ込まれた第１ねじ部と、前記第１ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第１支持部から前記第２支持部側に突出する第１突出部とを備える、請求項１に記載の押圧装置。
【請求項4】
前記第１突出部の先端面は、前記第１方向に垂直な平坦形状でかつ前記第１方向から見て前記第１ねじ部の直径よりも小さい直径を有する円形状を有している、請求項３に記載の押圧装置。
【請求項5】
前記第１突出部の先端は、前記第１ねじ部の軸心を中心として回転対称であり、かつ前記第２支持部側に向かって凸となるように湾曲した面を有している、請求項３に記載の押圧装置。
【請求項6】
前記第１支持部および前記第２支持部は、前記連結部よりも前記第１方向に直交する第２方向における一方側に延びるように設けられ、
前記第２方向から見て、前記隙間は、前記第１方向に直交する第３方向に延びるように、かつ前記第３方向における一方側において前記第１方向における距離が漸次大きくなるように設けられている、請求項１に記載の押圧装置。
前記第２方向から見て、前記隙間は、前記第１方向に直交する第３方向に延びるように、かつ前記第３方向における一方側において前記第１方向における距離が漸次大きくなるように設けられている、請求項１に記載の押圧装置。
【請求項7】
所定方向に貫通する切欠き部が形成された前記金属部材を押圧するために用いられ、
前記第１方向を前記所定方向に一致させた状態で前記切欠き部内に挿入できる、請求項１に記載の押圧装置。
前記第１方向を前記所定方向に一致させた状態で前記切欠き部内に挿入できる、請求項１に記載の押圧装置。
【請求項8】
前記第１方向から見て、前記連結部と前記第１押圧部とが並ぶ方向をＸ方向とし、前記Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とするとき、
前記第１方向から見て、前記第１支持部および前記第２支持部はそれぞれ、前記Ｘ方向に平行な１組の長辺と前記Ｙ方向に平行な１組の短辺とからなる仮想長方形の各角を切り欠いた形状を有する、請求項１に記載の押圧装置。
前記第１方向から見て、前記第１支持部および前記第２支持部はそれぞれ、前記Ｘ方向に平行な１組の長辺と前記Ｙ方向に平行な１組の短辺とからなる仮想長方形の各角を切り欠いた形状を有する、請求項１に記載の押圧装置。
【請求項9】
前記第１方向から見て、前記第１支持部および前記第２支持部はそれぞれ、半径が３５ｍｍの四分円の内側に収まる、請求項８に記載の押圧装置。
【請求項10】
前記第２支持部には、前記第１方向に貫通する第２ねじ穴が形成されており、
前記第２押圧部は、前記第２ねじ穴にねじ込まれた第２ねじ部と、前記第２ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第２支持部から前記第１支持部側に突出する第２突出部とを備える、請求項１に記載の押圧装置。
前記第２押圧部は、前記第２ねじ穴にねじ込まれた第２ねじ部と、前記第２ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第２支持部から前記第１支持部側に突出する第２突出部とを備える、請求項１に記載の押圧装置。
【請求項11】
前記連結部のうち前記隙間に面する部分は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第１面と、前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向に延びる第２面と、前記第１面および前記第２面を接続する第３面とを有し、
前記第１面は、前記第２面よりも前記第３方向における一方側に設けられ、前記第２面は、前記第１面よりも前記第２方向における一方側に設けられ、前記第３面は、前記第１面の前記第２方向における前記一方側の縁から前記第２面の前記第３方向における前記一方側の縁に向かって、前記第２方向および前記第３方向に対して傾斜して延び、
前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記第１面の前記第３方向における前記一方側において前記隙間に突出する、請求項１に記載の押圧装置。
前記第１面は、前記第２面よりも前記第３方向における一方側に設けられ、前記第２面は、前記第１面よりも前記第２方向における一方側に設けられ、前記第３面は、前記第１面の前記第２方向における前記一方側の縁から前記第２面の前記第３方向における前記一方側の縁に向かって、前記第２方向および前記第３方向に対して傾斜して延び、
前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記第１面の前記第３方向における前記一方側において前記隙間に突出する、請求項１に記載の押圧装置。
【請求項12】
前記第１支持部、前記第２支持部および前記連結部は、別個の部材によって構成されている、請求項１に記載の押圧装置。
【請求項13】
前記連結部は、第１ボルト、ナットおよび曲面状の先端部を有する第２ボルトを含み、
前記第１支持部は、前記第１方向に貫通する第１貫通孔と、前記第１方向に貫通するねじ穴とを有し、
前記第２支持部は、前記第１方向において前記第１貫通孔に対向しかつ前記第１方向に貫通する第２貫通孔と、前記第１方向において前記ねじ穴に対向しかつ前記第１方向において前記第１支持部とは反対側に凹む曲面状の凹部とを有し、
前記第１ボルトは、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔に挿入され、
前記第１ボルトの頭部と前記ナットとによって前記第１支持部および前記第２支持部が挟まれるように前記第１ボルトの先端部に前記ナットが取り付けられ、
前記第２ボルトは、前記先端部が前記凹部に嵌るように前記第１支持部の外側から前記ねじ穴にねじ込まれている、請求項１２に記載の押圧装置。
前記第１支持部は、前記第１方向に貫通する第１貫通孔と、前記第１方向に貫通するねじ穴とを有し、
前記第２支持部は、前記第１方向において前記第１貫通孔に対向しかつ前記第１方向に貫通する第２貫通孔と、前記第１方向において前記ねじ穴に対向しかつ前記第１方向において前記第１支持部とは反対側に凹む曲面状の凹部とを有し、
前記第１ボルトは、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔に挿入され、
前記第１ボルトの頭部と前記ナットとによって前記第１支持部および前記第２支持部が挟まれるように前記第１ボルトの先端部に前記ナットが取り付けられ、
前記第２ボルトは、前記先端部が前記凹部に嵌るように前記第１支持部の外側から前記ねじ穴にねじ込まれている、請求項１２に記載の押圧装置。
【請求項14】
前記第１支持部は、第１薄板部と、前記第１方向において前記第１薄板部よりも前記第２支持部側に突出する第１厚板部とを有し、
前記第２支持部は、第２薄板部と、前記第１方向において前記第２薄板部よりも前記第１支持部側に突出する第２厚板部とを有し、
前記隙間は、前記第１薄板部と前記第２薄板部との間の挿入用隙間と、前記第１厚板部と前記第２厚板部との間の調整用隙間とを含み、
前記第１厚板部は、前記挿入用隙間に面する第１支持面を有し、
前記第２厚板部は、前記挿入用隙間に面するように前記第１方向から見て前記第１支持面と同じ位置に設けられる第２支持面を有し、
前記第１支持面および前記第２支持面はそれぞれ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第１面と、前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向に延びる第２面と、前記第１面および前記第２面を接続する第３面とを有し、
前記第１面は、前記第２面よりも前記第３方向における一方側に設けられ、前記第２面は、前記第１面よりも前記第２方向における一方側に設けられ、前記第３面は、前記第１面の前記第２方向における前記一方側の縁から前記第２面の前記第３方向における前記一方側の縁に向かって、前記第２方向および前記第３方向に対して傾斜して延び、
前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記第１面の前記第３方向における前記一方側において前記挿入用隙間に突出し、
前記第１ボルトおよび前記第２ボルトは、前記調整用隙間を前記第１方向に通るように設けられ、
前記第１押圧部、前記第１ボルトおよび前記第２ボルトは、この順で前記第３方向に並ぶように設けられている、請求項１３に記載の押圧装置。
前記第２支持部は、第２薄板部と、前記第１方向において前記第２薄板部よりも前記第１支持部側に突出する第２厚板部とを有し、
前記隙間は、前記第１薄板部と前記第２薄板部との間の挿入用隙間と、前記第１厚板部と前記第２厚板部との間の調整用隙間とを含み、
前記第１厚板部は、前記挿入用隙間に面する第１支持面を有し、
前記第２厚板部は、前記挿入用隙間に面するように前記第１方向から見て前記第１支持面と同じ位置に設けられる第２支持面を有し、
前記第１支持面および前記第２支持面はそれぞれ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第１面と、前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向に延びる第２面と、前記第１面および前記第２面を接続する第３面とを有し、
前記第１面は、前記第２面よりも前記第３方向における一方側に設けられ、前記第２面は、前記第１面よりも前記第２方向における一方側に設けられ、前記第３面は、前記第１面の前記第２方向における前記一方側の縁から前記第２面の前記第３方向における前記一方側の縁に向かって、前記第２方向および前記第３方向に対して傾斜して延び、
前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記第１面の前記第３方向における前記一方側において前記挿入用隙間に突出し、
前記第１ボルトおよび前記第２ボルトは、前記調整用隙間を前記第１方向に通るように設けられ、
前記第１押圧部、前記第１ボルトおよび前記第２ボルトは、この順で前記第３方向に並ぶように設けられている、請求項１３に記載の押圧装置。
【請求項15】
前記第１支持部、前記連結部および前記第２支持部は、弧状に一体形成されている、請求項２に記載の押圧装置。
【請求項16】
前記第１支持部には、前記第１方向に貫通する第１ねじ穴が形成されており、
前記第２支持部には、前記第１方向に貫通する第２ねじ穴が形成されており、
前記第１押圧部は、前記第１ねじ穴にねじ込まれた第１ねじ部と、前記第１ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第１支持部から前記第２支持部側に突出する第１突出部とを備え、
前記第２押圧部は、前記第２ねじ穴にねじ込まれた第２ねじ部と、前記第２ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第２支持部から前記第１支持部側に突出する第２突出部とを備える、請求項１５に記載の押圧装置。
前記第２支持部には、前記第１方向に貫通する第２ねじ穴が形成されており、
前記第１押圧部は、前記第１ねじ穴にねじ込まれた第１ねじ部と、前記第１ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第１支持部から前記第２支持部側に突出する第１突出部とを備え、
前記第２押圧部は、前記第２ねじ穴にねじ込まれた第２ねじ部と、前記第２ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第２支持部から前記第１支持部側に突出する第２突出部とを備える、請求項１５に記載の押圧装置。
【請求項17】
前記第１支持部および前記第２支持部は、前記第１方向に直交する第２方向において前記連結部よりも一方側に設けられ、
前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向から見て、前記第１支持部の内縁は、前記第２方向における一方側ほど前記第１方向において前記第２支持部から離れるように前記第２方向における前記一方側の先端に向かって直線状に延びる直線部を含む、請求項１６に記載の押圧装置。
前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向から見て、前記第１支持部の内縁は、前記第２方向における一方側ほど前記第１方向において前記第２支持部から離れるように前記第２方向における前記一方側の先端に向かって直線状に延びる直線部を含む、請求項１６に記載の押圧装置。
【請求項18】
板状の金属部材を有する構造部材の製造方法であって、
請求項１に記載された押圧装置によって前記金属部材を押圧する工程を有する、構造部材の製造方法。
請求項１に記載された押圧装置によって前記金属部材を押圧する工程を有する、構造部材の製造方法。
【請求項19】
板状の金属部材を有する構造部材の前記金属部材を請求項１に記載された押圧装置によって押圧する、構造部材の疲労強度改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属部材を押圧する押圧装置、構造部材の製造方法および構造部材の疲労強度改善方法に関する。
【背景技術】
【0002】
建築物、橋梁、船舶、およびクレーン等の構造物においては、種々の溶接継手が用いられている。溶接継手の溶接部には、溶接時の溶接金属の収縮によって引張の溶接残留応力が生じやすい。また、上記のような構造物において、溶接継手に繰り返し荷重がかかると、溶接止端部等の応力集中によって疲労き裂が生じる場合がある。このため、上記のような構造物において溶接継手を利用する場合には、溶接部の疲労強度を向上させることが求められる。
【0003】
そこで、従来、溶接継手の疲労強度を向上させるための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ポンチによって圧痕を付けることによって、溶接継手の応力集中部に予め圧縮の残留応力を発生させる方法が開示されている。特許文献１には、応力集中部に圧縮の残留応力を発生させることによって、応力集中部および該応力集中部の軽微な欠陥からの疲労き裂の発生と進展を抑制することができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－２７５９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に開示された方法を利用することによって、構造物を構成する溶接継手の疲労強度を向上させることができる。一方で、溶接継手が利用されている構造物によっては、特許文献１に開示された方法を適用することが難しい場合がある。例えば、天井クレーンを走行させるために工場に敷設されたクレーンランウェイガーター（ＣＲＧ）において用いられている溶接継手の応力集中部に、圧縮の残留応力を適切に発生させることは容易ではない。すなわち、ＣＲＧは高所に配置されており且つ作業スペースが制限されていることから、重量やサイズの大きな機器を設置することや電源などのユーティリティーの準備が難しく、圧縮の残留応力を適切に発生させる上記施工が容易ではない。
【0006】
そこで、本発明は、種々の構造物において、当該構造物を構成する金属部材に圧縮応力を容易に付与することができる技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、下記の押圧装置、構造部材の製造方法および構造部材の疲労強度改善方法を要旨とする。
【0008】
（１）金属部材を押圧して圧痕を形成する押圧装置であって、
第１支持部と、
前記第１支持部との間に隙間が形成されるように第１方向において前記第１支持部に対向する第２支持部と、
前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、
前記第１支持部に設けられ、一方の先端が前記第２支持部側に突出する第１押圧部と、
前記第１押圧部に対向するように前記第２支持部に設けられ、一方の先端が前記第１支持部側に突出する第２押圧部と、
を備え、
前記第１方向における前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離が調整可能である、押圧装置。
第１支持部と、
前記第１支持部との間に隙間が形成されるように第１方向において前記第１支持部に対向する第２支持部と、
前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、
前記第１支持部に設けられ、一方の先端が前記第２支持部側に突出する第１押圧部と、
前記第１押圧部に対向するように前記第２支持部に設けられ、一方の先端が前記第１支持部側に突出する第２押圧部と、
を備え、
前記第１方向における前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離が調整可能である、押圧装置。
【0009】
（２）前記第１支持部、前記第２支持部および前記連結部は、一体形成されている、上記（１）に記載の押圧装置。
【0010】
（３）前記第１支持部には、前記第１方向に貫通する第１ねじ穴が形成されており、
前記第１押圧部は、前記第１ねじ穴にねじ込まれた第１ねじ部と、前記第１ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第１支持部から前記第２支持部側に突出する第１突出部とを備える、上記（１）または（２）に記載の押圧装置。
前記第１押圧部は、前記第１ねじ穴にねじ込まれた第１ねじ部と、前記第１ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第１支持部から前記第２支持部側に突出する第１突出部とを備える、上記（１）または（２）に記載の押圧装置。
【0011】
（４）前記第１突出部の先端面は、前記第１方向に垂直な平坦形状でかつ前記第１方向から見て前記第１ねじ部の直径よりも小さい直径を有する円形状を有している、上記（３）に記載の押圧装置。
【0012】
（５）前記第１突出部の先端は、前記第１ねじ部の軸心を中心として回転対称であり、かつ前記第２支持部側に向かって凸となるように湾曲した面を有している、上記（３）に記載の押圧装置。
【0013】
（６）前記第１支持部および前記第２支持部は、前記連結部よりも前記第１方向に直交する第２方向における一方側に延びるように設けられ、
前記第２方向から見て、前記隙間は、前記第１方向に直交する方向に延びるように、かつ前記第３方向における一方側において前記第１方向における距離が漸次大きくなるように設けられている、上記（１）から（５）のいずれかに記載の押圧装置。
前記第２方向から見て、前記隙間は、前記第１方向に直交する方向に延びるように、かつ前記第３方向における一方側において前記第１方向における距離が漸次大きくなるように設けられている、上記（１）から（５）のいずれかに記載の押圧装置。
【0014】
（７）所定方向に貫通する切欠き部が形成された前記金属部材を押圧するために用いられ、
前記第１方向を前記所定方向に一致させた状態で前記切欠き部内に挿入できる、上記（１）から（６）のいずれかに記載の押圧装置。
前記第１方向を前記所定方向に一致させた状態で前記切欠き部内に挿入できる、上記（１）から（６）のいずれかに記載の押圧装置。
【0015】
（８）前記第１方向から見て、前記連結部と前記第１押圧部とが並ぶ方向をＸ方向とし、前記Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とするとき、
前記第１方向から見て、前記第１支持部および前記第２支持部はそれぞれ、前記Ｘ方向に平行な１組の長辺と前記Ｙ方向に平行な１組の短辺とからなる仮想長方形の各角を切り欠いた形状を有する、上記（１）から（７）のいずれかに記載の押圧装置。
前記第１方向から見て、前記第１支持部および前記第２支持部はそれぞれ、前記Ｘ方向に平行な１組の長辺と前記Ｙ方向に平行な１組の短辺とからなる仮想長方形の各角を切り欠いた形状を有する、上記（１）から（７）のいずれかに記載の押圧装置。
【0016】
（９）前記第１方向から見て、前記第１支持部および前記第２支持部はそれぞれ、半径が３５ｍｍの四分円の内側に収まる、上記（８）に記載の押圧装置。
【0017】
（１０）前記第２支持部には、前記第１方向に貫通する第２ねじ穴が形成されており、
前記第２押圧部は、前記第２ねじ穴にねじ込まれた第２ねじ部と、前記第２ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第２支持部から前記第１支持部側に突出する第２突出部とを備える、上記（１）から（９）のいずれかに記載の押圧装置。
前記第２押圧部は、前記第２ねじ穴にねじ込まれた第２ねじ部と、前記第２ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第２支持部から前記第１支持部側に突出する第２突出部とを備える、上記（１）から（９）のいずれかに記載の押圧装置。
【0018】
（１１）前記連結部のうち前記隙間に面する部分は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第１面と、前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向に延びる第２面と、前記第１面および前記第２面を接続する第３面とを有し、
前記第１面は、前記第２面よりも前記第３方向における一方側に設けられ、前記第２面は、前記第１面よりも前記第２方向における一方側に設けられ、前記第３面は、前記第１面の前記第２方向における前記一方側の縁から前記第２面の前記第３方向における前記一方側の縁に向かって、前記第２方向および前記第３方向に対して傾斜して延び、
前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記第１面の前記第３方向における前記一方側において前記隙間に突出する、上記（１）から（１０）のいずれかに記載の押圧装置。
前記第１面は、前記第２面よりも前記第３方向における一方側に設けられ、前記第２面は、前記第１面よりも前記第２方向における一方側に設けられ、前記第３面は、前記第１面の前記第２方向における前記一方側の縁から前記第２面の前記第３方向における前記一方側の縁に向かって、前記第２方向および前記第３方向に対して傾斜して延び、
前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記第１面の前記第３方向における前記一方側において前記隙間に突出する、上記（１）から（１０）のいずれかに記載の押圧装置。
【0019】
（１２）前記第１支持部、前記第２支持部および前記連結部は、別個の部材によって構成されている、上記（１）に記載の押圧装置。
【0020】
（１３）前記連結部は、第１ボルト、ナットおよび曲面状の先端部を有する第２ボルトを含み、
前記第１支持部は、前記第１方向に貫通する第１貫通孔と、前記第１方向に貫通するねじ穴とを有し、
前記第２支持部は、前記第１方向において前記第１貫通孔に対向しかつ前記第１方向に貫通する第２貫通孔と、前記第１方向において前記ねじ穴に対向しかつ前記第１方向において前記第１支持部とは反対側に凹む曲面状の凹部とを有し、
前記第１ボルトは、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔に挿入され、
前記第１ボルトの頭部と前記ナットとによって前記第１支持部および前記第２支持部が挟まれるように前記第１ボルトの先端部に前記ナットが取り付けられ、
前記第２ボルトは、前記先端部が前記凹部に嵌るように前記第１支持部の外側から前記ねじ穴にねじ込まれている、上記（１２）に記載の押圧装置。
前記第１支持部は、前記第１方向に貫通する第１貫通孔と、前記第１方向に貫通するねじ穴とを有し、
前記第２支持部は、前記第１方向において前記第１貫通孔に対向しかつ前記第１方向に貫通する第２貫通孔と、前記第１方向において前記ねじ穴に対向しかつ前記第１方向において前記第１支持部とは反対側に凹む曲面状の凹部とを有し、
前記第１ボルトは、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔に挿入され、
前記第１ボルトの頭部と前記ナットとによって前記第１支持部および前記第２支持部が挟まれるように前記第１ボルトの先端部に前記ナットが取り付けられ、
前記第２ボルトは、前記先端部が前記凹部に嵌るように前記第１支持部の外側から前記ねじ穴にねじ込まれている、上記（１２）に記載の押圧装置。
【0021】
（１４）前記第１支持部は、第１薄板部と、前記第１方向において前記第１薄板部よりも前記第２支持部側に突出する第１厚板部とを有し、
前記第２支持部は、第２薄板部と、前記第１方向において前記第２薄板部よりも前記第１支持部側に突出する第２厚板部とを有し、
前記隙間は、前記第１薄板部と前記第２薄板部との間の挿入用隙間と、前記第１厚板部と前記第２厚板部との間の調整用隙間とを含み、
前記第１厚板部は、前記挿入用隙間に面する第１支持面を有し、
前記第２厚板部は、前記挿入用隙間に面するように前記第１方向から見て前記第１支持面と同じ位置に設けられる第２支持面を有し、
前記第１支持面および前記第２支持面はそれぞれ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第１面と、前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向に延びる第２面と、前記第１面および前記第２面を接続する第３面とを有し、
前記第１面は、前記第２面よりも前記第３方向における一方側に設けられ、前記第２面は、前記第１面よりも前記第２方向における一方側に設けられ、前記第３面は、前記第１面の前記第２方向における前記一方側の縁から前記第２面の前記第３方向における前記一方側の縁に向かって、前記第２方向および前記第３方向に対して傾斜して延び、
前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記第１面の前記第３方向における前記一方側において前記挿入用隙間に突出し、
前記第１ボルトおよび前記第２ボルトは、前記調整用隙間を前記第１方向に通るように設けられ、
前記第１押圧部、前記第１ボルトおよび前記第２ボルトは、この順で前記第３方向に並ぶように設けられている、上記（１３）に記載の押圧装置。
前記第２支持部は、第２薄板部と、前記第１方向において前記第２薄板部よりも前記第１支持部側に突出する第２厚板部とを有し、
前記隙間は、前記第１薄板部と前記第２薄板部との間の挿入用隙間と、前記第１厚板部と前記第２厚板部との間の調整用隙間とを含み、
前記第１厚板部は、前記挿入用隙間に面する第１支持面を有し、
前記第２厚板部は、前記挿入用隙間に面するように前記第１方向から見て前記第１支持面と同じ位置に設けられる第２支持面を有し、
前記第１支持面および前記第２支持面はそれぞれ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第１面と、前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向に延びる第２面と、前記第１面および前記第２面を接続する第３面とを有し、
前記第１面は、前記第２面よりも前記第３方向における一方側に設けられ、前記第２面は、前記第１面よりも前記第２方向における一方側に設けられ、前記第３面は、前記第１面の前記第２方向における前記一方側の縁から前記第２面の前記第３方向における前記一方側の縁に向かって、前記第２方向および前記第３方向に対して傾斜して延び、
前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記第１面の前記第３方向における前記一方側において前記挿入用隙間に突出し、
前記第１ボルトおよび前記第２ボルトは、前記調整用隙間を前記第１方向に通るように設けられ、
前記第１押圧部、前記第１ボルトおよび前記第２ボルトは、この順で前記第３方向に並ぶように設けられている、上記（１３）に記載の押圧装置。
【0022】
（１５）
前記第１支持部、前記連結部および前記第２支持部は、弧状に一体形成されている、上記（２）に記載の押圧装置。
前記第１支持部、前記連結部および前記第２支持部は、弧状に一体形成されている、上記（２）に記載の押圧装置。
【0023】
（１６）
前記第１支持部には、前記第１方向に貫通する第１ねじ穴が形成されており、
前記第２支持部には、前記第１方向に貫通する第２ねじ穴が形成されており、
前記第１押圧部は、前記第１ねじ穴にねじ込まれた第１ねじ部と、前記第１ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第１支持部から前記第２支持部側に突出する第１突出部とを備え、
前記第２押圧部は、前記第２ねじ穴にねじ込まれた第２ねじ部と、前記第２ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第２支持部から前記第１支持部側に突出する第２突出部とを備える、上記（１５）に記載の押圧装置。
前記第１支持部には、前記第１方向に貫通する第１ねじ穴が形成されており、
前記第２支持部には、前記第１方向に貫通する第２ねじ穴が形成されており、
前記第１押圧部は、前記第１ねじ穴にねじ込まれた第１ねじ部と、前記第１ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第１支持部から前記第２支持部側に突出する第１突出部とを備え、
前記第２押圧部は、前記第２ねじ穴にねじ込まれた第２ねじ部と、前記第２ねじ部の先端に設けられかつ前記隙間において前記第２支持部から前記第１支持部側に突出する第２突出部とを備える、上記（１５）に記載の押圧装置。
【0024】
（１７）
前記第１支持部および前記第２支持部は、前記第１方向に直交する第２方向において前記連結部よりも一方側に設けられ、
前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向から見て、前記第１支持部の内縁は、前記第２方向における一方側ほど前記第１方向において前記第２支持部から離れるように前記第２方向における前記一方側の先端に向かって直線状に延びる直線部を含む、上記（１６）に記載の押圧装置。
前記第１支持部および前記第２支持部は、前記第１方向に直交する第２方向において前記連結部よりも一方側に設けられ、
前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向から見て、前記第１支持部の内縁は、前記第２方向における一方側ほど前記第１方向において前記第２支持部から離れるように前記第２方向における前記一方側の先端に向かって直線状に延びる直線部を含む、上記（１６）に記載の押圧装置。
【0025】
（１８）板状の金属部材を有する構造部材の製造方法であって、上記（１）から（１７）のいずれかに記載された押圧装置によって前記金属部材を押圧する工程を有する、構造部材の製造方法。
【0026】
（１９）板状の金属部材を有する構造部材の前記金属部材を上記（１）から（１７）のいずれかに記載された押圧装置によって押圧する、構造部材の疲労強度改善方法。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、種々の構造物において、金属部材に圧縮応力を容易に付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の実施の形態に係る押圧装置、構造部材の製造方法および構造部材の疲労強度改善方法について図面を用いて説明する。
【0030】
（第１実施形態）
（押圧装置の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る押圧装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は背面図である。なお、図１の各図には、互いに直交するＡ方向、Ｂ方向およびＣ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応し、Ｃ方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載し、Ｃ方向を第３方向Ｃと記載する。
（押圧装置の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る押圧装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は背面図である。なお、図１の各図には、互いに直交するＡ方向、Ｂ方向およびＣ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応し、Ｃ方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載し、Ｃ方向を第３方向Ｃと記載する。
【0031】
詳細は後述するが、本実施形態に係る押圧装置１０は、互いに溶接された複数の板状の金属部材を有する溶接継手において、応力集中部に圧縮応力を付与するために金属部材を押圧する装置である。本実施形態では、溶接継手が、構造部材に相当する。
【0032】
図１に示すように、押圧装置１０は、第１支持部１２と、第２支持部１４と、連結部１６と、第１押圧部１８と、第２押圧部２０とを備えている。本実施形態では、第１支持部１２、第２支持部１４および連結部１６は一体形成されている。第１支持部１２、第２支持部１４および連結部１６は、例えば、引張強さが９５０ＭＰａ以上の鋼材からなる。
【0033】
第１支持部１２と第２支持部１４とは、互いの間に隙間２２が形成されるように、第１方向Ａにおいて対向している。連結部１６は、第１支持部１２と第２支持部１４との間において、第１方向Ａに延びるように設けられている。本実施形態では、第１支持部１２および第２支持部１４は、連結部１６よりも第２方向Ｂにおける一方側に延びるように設けられている。第２方向Ｂから見て、隙間２２は、第３方向Ｃに延びるように、かつ第３方向Ｃにおける一方側において第１方向Ａにおける距離が漸次大きくなるように設けられている。
【0034】
第１支持部１２には、第１方向Ａに貫通するねじ穴１２ａが形成されている。同様に、第２支持部１４には、第１方向Ａに貫通するねじ穴１４ａが形成されている。ねじ穴１４ａは、第１方向Ａにおいてねじ穴１２ａに対向するように設けられている。
【0035】
第１押圧部１８は、隙間２２において第１支持部１２から第２支持部１４側に突出するように、第１支持部１２に設けられている。第２押圧部２０は、第１方向Ａにおいて第１押圧部１８に対向するようにかつ隙間２２において第２支持部１４から第１支持部１２側に突出するように、第２支持部１４に設けられている。第１押圧部１８および第２押圧部２０は、第１押圧部１８と第２押圧部２０との第１方向Ａの距離を調整できるように、第１支持部１２および第２支持部１４に支持されている。
【0036】
本実施形態では、第１押圧部１８は、ねじ穴１２ａに挿入されている。具体的には、第１押圧部１８は、第１方向Ａに移動可能にねじ穴１２ａにねじ込まれたねじ部１８ａと、ねじ部１８ａの先端に設けられかつ隙間２２において第１支持部１２から第２支持部１４側に突出する突出部１８ｂとを有している。本実施形態では、第１押圧部１８として頭部１８ｃを有するボルトが用いられている。本実施形態では、頭部１８ｃを回転させることによって、第１押圧部１８を第１方向Ａに移動させることができる。
【0037】
第２押圧部２０は、ねじ穴１４ａに挿入されている。具体的には、第２押圧部２０は、第１方向Ａに移動可能にねじ穴１４ａにねじ込まれたねじ部２０ａと、ねじ部２０ａの先端に設けられかつ隙間２２において第２支持部１４から第１支持部１２側に突出する突出部２０ｂとを有している。ねじ部２０ａにおいて、突出部２０ｂとは反対側の端面には、溝２０ｃが形成されている。本実施形態では、溝２０ｃにマイナスドライバーを差し込んでねじ部２０ａを回転させることによって、第２押圧部２０を第１方向Ａに移動させることができる。
【0038】
本実施形態では、ねじ穴１２ａが第１ねじ穴に対応し、ねじ穴１４ａが第２ねじ穴に対応し、ねじ部１８ａが第１ねじ部に対応し、ねじ部２０ａが第２ねじ部に対応し、突出部１８ｂが第１突出部に対応し、突出部２０ｂが第２突出部に対応する。
【0039】
本実施形態では、突出部１８ｂの先端には、第１方向Ａ（ねじ部１８ａの軸方向）に直交しかつ円形状を有する平坦面１８ｄが形成されている。平坦面１８ｄの直径は、ねじ部１８ａの直径（呼び径）よりも小さい。平坦面１８ｄの面積は、例えば、ねじ部１８ａの断面積（第１方向Ａに直交する断面の面積）の２／５以下に設定されることが好ましく、１／３以下に設定されることがより好ましい。このように平坦面１８ｄの面積を設定することによって、平坦面１８ｄによって溶接継手の金属部材を押圧する際に、小さい締め付け荷重で金属部材を押圧することができる。押圧装置１０による金属部材の押圧位置については後述する。
【0040】
また、本実施形態では、突出部２０ｂの先端には、第１方向Ａ（ねじ部２０ａの軸方向）に直交しかつ円形状を有する平坦面２０ｄが形成されている。平坦面１８ｄと同様に、平坦面２０ｄの面積は、例えば、ねじ部２０ａの断面積（第１方向Ａに直交する断面の面積）の２／５以下に設定されることが好ましく、１／３以下に設定されることがより好ましい。
【0041】
図１（ｃ），（ｄ）に示すように、本実施形態では、連結部１６と第１押圧部１８とは、第２方向Ｂに並ぶように設けられている。また、第１方向Ａから見て、第１支持部１２および第２支持部１４はそれぞれ、第２方向Ｂに平行な１組の長辺と第３方向Ｃに平行な１組の短辺とからなる仮想長方形の各角を切り欠いた形状を有している。本実施形態では、第２方向ＢがＸ方向に対応し、第３方向ＣがＹ方向に対応する。なお、本実施形態では、第１方向Ａから見て、連結部１６は、第１支持部１２および第２支持部１４から突出しないように形成されている。なお、図１に示す例では、第１方向Ａから見て、第１支持部１２および第２支持部１４はそれぞれ、上記仮想長方形の各角を直線状に切り欠いた形状を有しているが、第１支持部１２および第２支持部１４がそれぞれ、上記仮想長方形の各角を弧状に切り欠いた形状を有していてもよい。すなわち、第１支持部１２および第２支持部１４の第２方向Ｂにおける両端部がＵ字状に面取りされていてもよい。
【0042】
（疲労強度改善方法）
本実施形態に係る押圧装置１０は、互いに溶接された複数の板状の金属部材を有する溶接継手において、応力集中部の近傍に圧縮応力を付与するために金属部材を押圧する際に利用される。例えば、スカラップ等の切欠き部が形成された溶接継手において、上記切欠き部内に押圧装置１０を配置して、応力集中部である溶接部（溶接金属）の溶接止端部近傍（より具体的には、ガセット端部における溶接部（回し溶接部を含む）の止端部の近傍）を押圧装置１０によって押圧する。これにより、溶接継手の応力集中部（溶接止端部）の近傍に圧縮応力が付与され、溶接継手の疲労強度が改善される。なお、本明細書において疲労強度改善とは、疲労き裂が発生することを抑制するだけではなく、既に存在している疲労き裂がさらに進展して拡大することを抑制することも意味する。
本実施形態に係る押圧装置１０は、互いに溶接された複数の板状の金属部材を有する溶接継手において、応力集中部の近傍に圧縮応力を付与するために金属部材を押圧する際に利用される。例えば、スカラップ等の切欠き部が形成された溶接継手において、上記切欠き部内に押圧装置１０を配置して、応力集中部である溶接部（溶接金属）の溶接止端部近傍（より具体的には、ガセット端部における溶接部（回し溶接部を含む）の止端部の近傍）を押圧装置１０によって押圧する。これにより、溶接継手の応力集中部（溶接止端部）の近傍に圧縮応力が付与され、溶接継手の疲労強度が改善される。なお、本明細書において疲労強度改善とは、疲労き裂が発生することを抑制するだけではなく、既に存在している疲労き裂がさらに進展して拡大することを抑制することも意味する。
【0043】
以下、押圧装置１０の使用方法の一例について説明する。図２は、押圧装置１０によって疲労強度が改善される溶接継手の一例を示す図である。なお、図２には、溶接継手の一例として、鋼床版が示されている。また、図２は、鋼床版を斜め下方から見た図である。
【0044】
図２を参照して、鋼床版３０は、デッキプレート３２と、主桁３４と、横リブ３６と、縦リブ３８とを有している。鋼床版３０には、複数の切欠き部３６ａ，３６ｂ，３６ｃが形成されている。なお、図２の鋼床版３０においては、デッキプレート３２、主桁３４、横リブ３６、および縦リブ３８がそれぞれ、板状の金属部材の例である。
【0045】
切欠き部３６ａを通るように、溶接部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが形成されている。溶接部４２ａは、デッキプレート３２と主桁３４とを接合し、溶接部４２ｂは、デッキプレート３２と横リブ３６とを接合し、溶接部４２ｃは、主桁３４と横リブ３６とを接合している。また、横リブ３６と縦リブ３８とを接合する溶接部４２ｄは、切欠き部３６ｂ，３６ｃを通るように形成されている。デッキプレート３２と縦リブ３８とを接合する溶接部４２ｅ、およびデッキプレート３２と横リブ３６とを接合する溶接部４２ｆは、切欠き部３６ｃを通るように形成されている。
【0046】
本実施形態では、押圧装置１０を各切欠き部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ内に配置して、各溶接部４２ｂ～４２ｄ，４２ｆの溶接止端部（ガセット端部における溶接止端部）の近傍を第１押圧部１８および第２押圧部２０で押すことによって、溶接止端部に圧縮残留応力を付与することができる。これにより、各溶接部４２ｂ～４２ｄ，４２ｆの上記溶接止端部（応力集中部）の疲労強度を改善することができる。その結果、鋼床版３０の疲労強度を改善することができる。
【0047】
以下、切欠き部３６ａ内に押圧装置１０を配置する場合の一例を挙げて、疲労強度改善方法についてより具体的に説明する。
【0048】
図３および図４は、貫通孔４０ａ内に配置した押圧装置１０によって鋼床版３０の疲労強度を改善する方法を説明するための図である。なお、図３に示すように、溶接部４２ｂは、回し溶接部４４を含む。回し溶接部４４は、溶接部４２ｂのうち、横リブ３６の切欠き部３６ａ側の端部を回るように形成された部分である。
【0049】
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、まず、切欠き部３６ａ内に押圧装置１０を配置する。なお、図３（ａ）には、切欠き部３６ａに内接する楕円が示されている。本実施形態では、押圧装置１０は、例えば、第１方向Ａを切欠き部３６ａの貫通方向（横リブ３６の厚み方向）に一致させた際に上記楕円内に収まる大きさに形成される。なお、建築構造物などで利用される溶接継手においては、半径が３５ｍｍ程度の四分円に相当する大きさのスカラップが形成される場合が多い。本実施形態に係る押圧装置１０は、例えば、このようなスカラップ内に挿入できる大きさに形成される。具体的には、第１支持部１２および第２支持部１４は、例えば、第１方向Ａから見て、半径が３５ｍｍの四分円の内側に収まるように形成される。なお、第１支持部１２および第２支持部１４の寸法は、疲労強度改善の対象となる構造部材（溶接継手）の構造（スカラップの寸法等）に応じて適宜変更することができる。したがって、第１支持部１２および第２支持部１４が、第１方向Ａから見て、半径が２５ｍｍの四分円の内側に収まるように形成されてもよく、半径が２０ｍｍの四分円の内側に収まるように形成されてもよい。
【0050】
次に、図３（ｂ）に示すように、押圧装置１０を回転させて、第１支持部１２（図１参照）と第２支持部１４との間に、横リブ３６および溶接部４２ｂを位置付ける。具体的には、回し溶接部４４の横リブ３６側の溶接止端部４４ａの近傍が、第１押圧部１８の突出部１８ｂと第２押圧部２０の突出部２０ｂ（図１（ｄ）参照）との間に位置するように、押圧装置１０を配置する。なお、連結部１６の寸法が大きすぎると、スカラップ内において押圧装置１０を円滑に回転させることができない。このため、本実施形態では、連結部１６は、スカラップ内において押圧装置１０を円滑に回転させることができるような寸法に設計される。
【0051】
その状態で、第１押圧部１８を第２押圧部２０側へ移動させて、突出部１８ｂ（平坦面１８ｄ）と突出部２０ｂ（平坦面２０ｄ（図１参照））とで横リブ３６を押圧する。これにより、溶接止端部４４ａの近傍の部分に圧縮の負荷が作用し、図４に示すように、横リブ３６の両面に塑性変形による圧痕４６を形成することができる。その結果、溶接時に溶接止端部４４ａの近傍に生じた引張残留応力を低減、または溶接止端部４４ａの近傍に圧縮残留応力を生じさせることができる。これにより、鋼床版３０の疲労強度を改善することができる。本実施形態では、第１押圧部１８の押し込み深さは、例えば、押圧対象となる金属部材の厚みの５％程度に設定される。このため、例えば、横リブ３６の厚みが９ｍｍの場合、第１押圧部１８の押し込み深さは、０．５ｍｍ程度である。なお、本実施形態では、第１押圧部１８を約０．５ｍｍ押し込むことによって、突出部１８ｂおよび突出部２０ｂによって、横リブ３６の両面にそれぞれ、約０．２５ｍｍの深さの圧痕４６が形成される。なお、上記のように圧痕を形成することによって溶接継手の疲労強度が改善される原理は、上述の特許文献１に開示された原理と同様である。
【0052】
なお、金属部材に圧痕を形成する際には、第１押圧部１８の突出部１８ｂ（平坦面１８ｄ）に潤滑剤を塗布することが好ましい。これにより、第１押圧部１８と金属部材との間の摩擦を低減でき、第１押圧部１８を円滑に回転させることができる。その結果、金属部材に圧痕を容易に形成することができる。なお、金属部材に圧痕を適切に形成するためには、第２押圧部２０の突出部２０ｂの先端は、金属部材に対して滑りにくい表面状態であることが好ましい。したがって、第２押圧部２０の突出部２０ｂ（平坦面２０ｄ）に潤滑剤を塗布する必要はない。また、本実施形態では、突出部２０ｂの先端に平坦面２０ｄを形成し、突出部２０ｂと金属部材との接触面積を大きくしている。これにより、突出部２０ｂが金属部材に対して滑ることを抑制することができる。なお、平坦面２０ｄに、金属部材との間に生じる摩擦力を増大させるための突起または凹部を形成してもよい。
【0053】
押圧装置１０の各部の寸法は特に限定されず、疲労強度の改善対象となる溶接継手の各部の寸法に応じて適宜設定すればよい。なお、溶接継手の疲労強度を十分に改善するためには、金属部材のほぼ全厚にわたって塑性流動を起こさせることが好ましい。この点について、平坦面１８ｄ，２０ｄの直径が小さ過ぎると、金属部材の表面部しか塑性流動が起こらない。このため、平坦面１８ｄ，２０ｄの直径は、圧痕が形成される金属部材の厚みの１／３以上とすることが好ましく、１／２以上とすることがより好ましい。
【0054】
なお、本実施形態に係る疲労強度改善方法は、溶接継手の疲労強度を改善する方法であるが、既存の溶接継手を基材として用いて、疲労強度が改善された新たな溶接継手を製造する方法ということもできる。後述の実施形態においても同様である。
【0055】
（本実施形態の効果）
以上のように、本実施形態に係る押圧装置１０によれば、第１支持部１２および第２支持部１４によって金属部材を挟んだ状態で、第１押圧部１８および第２押圧部２０によって金属部材に容易に圧痕を形成することができる。したがって、本実施形態に係る押圧装置１０を用いることによって、種々の構造物において、溶接継手の応力集中部の近傍に圧縮応力を容易に付与することができる。
以上のように、本実施形態に係る押圧装置１０によれば、第１支持部１２および第２支持部１４によって金属部材を挟んだ状態で、第１押圧部１８および第２押圧部２０によって金属部材に容易に圧痕を形成することができる。したがって、本実施形態に係る押圧装置１０を用いることによって、種々の構造物において、溶接継手の応力集中部の近傍に圧縮応力を容易に付与することができる。
【0056】
また、本実施形態に係る押圧装置１０では、図１（ｂ）に示したように、第２方向Ｂから見て、隙間２２は、第３方向Ｃにおける一方側において第１方向Ａにおける距離が漸次大きくなるように設けられている。この場合、隙間２２において、第１方向Ａにおける距離が大きくなった部分に溶接部を位置付けることによって、金属部材に圧痕を形成する際に、溶接部と押圧装置１０とが接触することを防止できる。これにより、金属部材に圧痕をより円滑に形成することができる。
【0057】
また、本実施形態に係る押圧装置１０では、平坦面１８ｄの直径は、ねじ部１８ａの直径（呼び径）よりも小さい。この場合、平坦面１８ｄによって金属部材を押圧する際に、ねじ部１８ａに過大な応力が発生することを防止することができるので、ねじ部１８ａの破損を防止できる。特に、上述したように、平坦面１８ｄの面積をねじ部１８ａの断面積の２／５以下（より好ましくは、１／３以下）に設定することによって、小さい締め付け荷重で、突出部１８ｂによって金属部材を適切に押圧することができる。
【0058】
なお、上述の実施形態では、図２の鋼床版３０の切欠き部３６ａに押圧装置１０を配置して溶接止端部の疲労強度を改善する場合について説明したが、切欠き部３６ｂまたは切欠き部３６ｃに押圧装置１０を配置して溶接止端部の疲労強度を改善してもよい。
【0059】
また、例えば、図５～図８に示すような構造物において、押圧装置１０を用いて溶接止端部の疲労強度を改善してもよい。図５に示す構造物５０は、主桁ウェブ５１、下横構ガセット５２、主桁下フランジ５３および垂直補剛材５４を備えている。下横構ガセット５２、主桁下フランジ５３および垂直補剛材５４は、溶接部５５ａ，５５ｂ，５５ｃによって主桁ウェブ５１に接合されている。下横構ガセット５２には、垂直補剛材５４および溶接部５５ｃを通すための切欠き部（スカラップ）５６が形成されている。構造物５０において押圧装置１０を利用する場合には、例えば、切欠き部５６内に押圧装置１０を配置して、溶接部５５ａの下横構ガセット５２側の溶接止端部の近傍において下横構ガセット５２の両面に圧痕４６ａを形成することができる。これにより、下横構ガセット５２において溶接部５５ａの切欠き部５６側の回し溶接部の溶接止端部の疲労強度を改善することができる。なお、下横構ガセット５２の外側から押圧装置１０を配置して、溶接部５５ａの切欠き部５６とは反対側の回し溶接部の溶接止端部の近傍に圧痕４６ｂを形成してもよい。
【0060】
図６に示す構造物６０は、デッキプレート６１、横リブ６２およびバルブリブ６３を備えている。デッキプレート６１および横リブ６２は、複数の溶接部６４によってデッキプレート６１に接合されている。横リブ６２には、バルブリブ６３の下端部を通すための切欠き部（スカラップ）６２ａが形成されている。横リブ６２とバルブリブ６３とを接合する溶接部６４の一部（回し溶接部）は、切欠き部６２ａ内を通るように設けられている。構造物６０において押圧装置１０を利用する場合には、例えば、切欠き部６２ａ内に押圧装置１０を配置して、溶接部６４の回し溶接部の横リブ６２側の溶接止端部の近傍において横リブ６２の両面に圧痕４６を形成することができる。これにより、溶接部６４の回し溶接部の横リブ６２側の溶接止端部の疲労強度を改善することができる。
【0061】
図７に示す構造物６５は、デッキプレート６６、横リブ６７およびバルブリブ６８を備えている。デッキプレート６６および横リブ６７は、溶接部６９ａ，６９ｂによってデッキプレート６６に接合されている。横リブ６７には、バルブリブ６８および一対の溶接部６９ａを通すための切欠き部（スカラップ）６７ａが形成されている。デッキプレート６６と横リブ６７とを接合する溶接部６９ｂの一部（回し溶接部）は、切欠き部６７ａ内を通るように設けられている。構造物６５において押圧装置１０を利用する場合には、例えば、切欠き部６７ａ内に押圧装置１０を配置して、溶接部６９ｂの回し溶接部の横リブ６７側の溶接止端部の近傍において横リブ６７の両面に圧痕４６を形成することができる。これにより、溶接部６９ｂの回し溶接部の横リブ６７側の溶接止端部の疲労強度を改善することができる。
【0062】
図８に示す構造物７０は、第１型材７１および第２型材７２を有する。なお、図８において（ａ）は、構造物７０の正面図であり、（ｂ）は、構造物７０の側面図（第２型材７２側から見た図）である。第１型材７１および第２型材７２はそれぞれ、例えば、Ｉ型またはＨ型の部材である。本実施形態では、第１型材７１は、フランジ部７１ａと、ウェブ部７１ｂとを備えている。同様に、第２型材７２は、フランジ部７２ａと、ウェブ部７２ｂとを備えている。フランジ部７２ａの厚みは、フランジ部７１ａよりも大きい。
【0063】
ウェブ部７１ｂは、溶接部７１ｃによってフランジ部７１ａに接合されている。ウェブ部７２ｂは、溶接部７２ｃによってフランジ部７２ａに接合されている。フランジ部７１ａとフランジ部７２ａとは、溶接部７４ａによって接合されている。ウェブ部７１ｂとウェブ部７２ｂとは、溶接部７４ｂによって接合されている。ウェブ部７１ｂおよびウェブ部７２ｂを厚み方向に貫通するように、切欠き部（ラットホール）７５が形成されている。
【0064】
構造物７０において、第１型材７１と第２型材７２とを互いに離隔させる方向に力が作用すると、溶接部７４ｂのウェブ部７１ｂ側の溶接止端部７６ａおよび溶接部７４ｂのウェブ部７２ｂ側の溶接止端部７６ｂにき裂が発生する場合がある。そこで、図９に示すように、切欠き部７５内に押圧装置１０を配置して、溶接止端部７６ａの近傍においてウェブ部７１ｂの両面に圧痕４６を形成することが考えられる。同様に、溶接止端部７６ｂの近傍においてウェブ部７２ｂの両面に圧痕４６を形成することが考えられる。これにより、溶接止端部７６ａの近傍および溶接止端部７６ｂの近傍の疲労強度を改善することができる。
【0065】
上述の実施形態では、図１に示したように、第１押圧部１８の突出部１８ｂの先端に平坦面１８ｄが形成されている場合について説明したが、第１押圧部１８の突出部１８ｂの先端に、ねじ部１８ａの軸心を中心として回転対称であり、かつ第２支持部１４側に向かって凸となるように湾曲する形状の曲面が形成されていてもよい。例えば、図１０（ａ）に示すように、突出部１８ｂの先端面１８ｅが、ねじ部１８ａの軸心上に頂点が位置するように形成された球冠形状を有していてもよい。また、例えば、図１０（ｂ）に示すように、突出部１８ｂの平坦面１８ｄの中央部に、球冠状の突起１８ｆが設けられていてもよい。なお、第１方向Ａから見た先端面１８ｅの面積は、例えば、ねじ部１８ａの断面積（第１方向Ａに直交する断面の面積）の２／５以下に設定されることが好ましく、１／３以下に設定されることがより好ましい。先端面１８ｅの第１方向Ａにおける高さは、例えば、第１方向Ａから見た先端面１８ｅの直径の１／１００以下に設定される。突起１８ｆの第１方向Ａにおける高さは、例えば、平坦面１８ｄの直径の１／５０～１／１０程度に設定される。第１押圧部１８の先端が上記のような形状を有していることによって、第１押圧部１８（ねじ部１８ａ）をねじ込んで突出部１８ｂを金属部材に押し込む際に、片当たりが生じることを防止することができる。すなわち、第１押圧部１８（ねじ部１８ａ）をねじ込む際に支点がずれて、第１押圧部１８が、先端面１８ｅの外縁または平坦面１８ｄの外縁を回転中心として回転することを防止することができる。これにより、金属部材に円滑に圧痕を形成することができる。なお、図１０に示した突出部１８ｂによって形成された圧痕は、中央部が凹んだ形状となる。図示は省略するが、図１０（ｂ）に示した先端面１８ｅの代わりに、円錐状の先端面を設けてもよい。この場合も、先端面の第１方向Ａにおける高さは、例えば、第１方向Ａから見た先端面の直径の１／１００以下に設定される。
【0066】
上述の実施形態では、第２押圧部２０は、第１方向Ａに移動可能に第２支持部１４に設けられているが、第２押圧部が第２支持部１４に固定されていてもよい。例えば、第２押圧部として、第１押圧部１８の突出部１８ｂに対向するように第２支持部１４から第１支持部１２側に突出する突出部を、第２支持部１４に一体形成してもよい。
【0067】
（第２実施形態）
（押圧装置の構成）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る押圧装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。なお、図１１の各図には、互いに直交するＡ方向、Ｂ方向およびＣ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応し、Ｃ方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載し、Ｃ方向を第３方向Ｃと記載する。
（押圧装置の構成）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る押圧装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。なお、図１１の各図には、互いに直交するＡ方向、Ｂ方向およびＣ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応し、Ｃ方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載し、Ｃ方向を第３方向Ｃと記載する。
【0068】
上述の押圧装置１０と同様に、本実施形態に係る押圧装置は、互いに溶接された複数の板状の金属部材を有する溶接継手において、金属部材を押圧するための装置である。
【0069】
図１１に示すように、押圧装置８０は、第１支持部８２と、第２支持部８４と、連結部８６と、第１押圧部１８と、第２押圧部２０とを備えている。なお、第１押圧部１８および第２押圧部２０は、上述の第１実施形態における第１押圧部１８および第２押圧部２０と同様に構成することができるので、詳細な説明は省略する。本実施形態では、第１支持部８２、第２支持部８４および連結部８６は一体形成されている。第１支持部８２、第２支持部８４および連結部８６は、例えば、引張強さが９５０ＭＰａ以上の鋼材からなる。
【0070】
第１支持部８２と第２支持部８４とは、互いの間に隙間８８が形成されるように、第１方向Ａにおいて対向している。連結部８６は、第１支持部８２と第２支持部８４との間において第１方向Ａに延びるように設けられている。本実施形態では、第１支持部８２および第２支持部８４は、連結部８６よりも第２方向Ｂにおける一方側および第３方向Ｃにおける一方側に延びるように設けられている。
【0071】
第１支持部８２には、第１方向Ａに貫通するねじ穴８２ａが形成されている。同様に、第２支持部８４には、第１方向Ａに貫通するねじ穴８４ａが形成されている。ねじ穴８４ａは、第１方向Ａにおいてねじ穴８２ａに対向するように設けられている。
【0072】
第１押圧部１８は、隙間８８において第１支持部８２から第２支持部８４側に突出するように、第１支持部８２に設けられている。第２押圧部２０は、第１方向Ａにおいて第１押圧部１８に対向するようにかつ隙間８８において第２支持部８４から第１支持部８２側に突出するように、第２支持部８４に設けられている。
【0073】
本実施形態では、第１押圧部１８は、ねじ穴８２ａに挿入されている。また、第２押圧部２０は、ねじ穴８４ａに挿入されている。本実施形態では、ねじ穴８２ａが第１ねじ穴に対応し、ねじ穴８４ａが第２ねじ穴に対応する。
【0074】
連結部８６のうち隙間８８に面する部分は、第２方向Ｂに延びる第１面８６ａと、第３方向Ｃに延びる第２面８６ｂと、第１面８６ａおよび第２面８６ｂを接続する第３面８６ｃとを有する。本実施形態では、第１方向Ａから見て、隙間８８は、第３方向Ｃにおける第１面８６ａの一方側および第２方向Ｂにおける第２面８６ｂの一方側を通るようにＬ字状に形成されている。第２面８６ｂは、第１面８６ａよりも第２方向Ｂにおける一方側でかつ第３方向Ｃにおける他方側に設けられている。第３面８６ｃは、第１面８６ａの第２方向Ｂにおける一方側の縁から第２面８６ｂの第３方向Ｃにおける一方側の縁に向かって、第２方向Ｂおよび第３方向Ｃに対して傾斜して延びている。第１押圧部１８（突出部１８ｂ）および第２押圧部２０（突出部２０ｂ）は、第３方向Ｃにおける第１面８６ａの一方側において隙間８８に突出する。
【0075】
（疲労強度改善方法）
本実施形態に係る押圧装置８０は、面内ガセット溶接継手の疲労強度を改善する際に好適に利用できる。図１２は、本実施形態に係る押圧装置８０を用いて疲労強度改善方法を説明するための図である。なお、図１２には、面内ガセット溶接継手９０が示されている。面内ガセット溶接継手９０は、主板部９１およびガセット部９２を有している。本実施形態では、主板部９１およびガセット部９２が板状の金属部材の例である。ガセット部９２は、主板部９１の縁に沿って延びる溶接部９３によって主板部９１に接合されている。
本実施形態に係る押圧装置８０は、面内ガセット溶接継手の疲労強度を改善する際に好適に利用できる。図１２は、本実施形態に係る押圧装置８０を用いて疲労強度改善方法を説明するための図である。なお、図１２には、面内ガセット溶接継手９０が示されている。面内ガセット溶接継手９０は、主板部９１およびガセット部９２を有している。本実施形態では、主板部９１およびガセット部９２が板状の金属部材の例である。ガセット部９２は、主板部９１の縁に沿って延びる溶接部９３によって主板部９１に接合されている。
【0076】
上述したように、本実施形態に係る押圧装置８０においては、第１支持部８２と第２支持部８４との間には、Ｌ字状の隙間８８が形成されている。これにより、図１２（ａ）に示すように、主板部９１とガセット部９２との接合部に、押圧装置８０を容易に嵌め込むことができる。この状態で、第１押圧部１８（突出部１８ｂ）および第２押圧部２０（突出部２０ｂ）によって主板部９１を押圧することによって、図１２（ｂ）に示すように、主板部９１の両面に容易に圧痕４６を形成することができる。
【0077】
なお、図１１に示したように、本実施形態では、第１押圧部１８（突出部１８ｂ）および第２押圧部２０（突出部２０ｂ）は、第３方向Ｃにおける第１面８６ａの一方側において隙間８８に突出するように設けられている。したがって、第１面８６ａが主板部９１に対向し、第２面８６ｂがガセット部９２に対向するように、押圧装置８０を面内ガセット溶接継手９０に取り付けることによって、溶接部９３の主板部９１側の溶接止端部９３ａの近傍に圧痕４６を形成することができる。これにより、主板部９１において溶接止端部９３ａの疲労強度を改善することができる。一方、図示は省略するが、第１面８６ａがガセット部９２に対向し、第２面８６ｂが主板部９１に対向するように、押圧装置８０を面内ガセット溶接継手９０に取り付けることによって、溶接部９３のガセット部９２側の溶接止端部９３ｂの近傍に圧痕を形成することができる。これにより、ガセット部９２において溶接止端部９３ｂの疲労強度を改善することもできる。
【0078】
なお、本実施形態に係る押圧装置８０では、第１面８６ａと第２面８６ｂとの間に、第１面８６ａおよび第２面８６ｂに対して傾斜する第３面８６ｃが設けられている。これにより、面内ガセット溶接継手９０に押圧装置８０を取り付けた際に、押圧装置８０と溶接部９３とが接触することを防止することができる。ただし、本発明は当該実施形態に限定されない。第１方向Ａから見て、第１面８６ａは第２方向Ｂに対して傾斜していても良く、曲線でもよい。また、第１方向Ａから見て、第２面８６ｂは第３方向Ｃに対して傾斜していても良く、曲線でもよい。さらに、第３面８６ｃが設けられず、第１面８６ａと第２面８６ｂとが直接繋がっていてもよい。
【0079】
なお、詳細な説明は省略するが、第１実施形態に係る押圧装置１０を用いて、面内ガセット溶接継手９０に圧痕４６を形成してもよい。
【0080】
（第３実施形態）
（押圧装置の構成）
図１３は、本発明の第３実施形態に係る押圧装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。なお、図１３の各図には、互いに直交するＡ方向、Ｂ方向およびＣ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応し、Ｃ方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載し、Ｃ方向を第３方向Ｃと記載する。
（押圧装置の構成）
図１３は、本発明の第３実施形態に係る押圧装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。なお、図１３の各図には、互いに直交するＡ方向、Ｂ方向およびＣ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応し、Ｃ方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載し、Ｃ方向を第３方向Ｃと記載する。
【0081】
上述の押圧装置１０，８０と同様に、本実施形態に係る押圧装置は、互いに溶接された複数の板状の金属部材を有する溶接継手において、金属部材を押圧するための装置である。
【0082】
図１３に示すように、押圧装置１００は、第１支持部１０２と、第２支持部１０４と、連結部１０６と、第１押圧部１０８と、第２押圧部１１０とを備えている。第１支持部１０２と第２支持部１０４とは、互いの間に隙間１１２が形成されるように、第１方向Ａにおいて対向している。本実施形態では、第１支持部１０２、第２支持部１０４および連結部１０６は別個の部材である。
【0083】
連結部１０６は、第１方向Ａに延びるように設けられている。本実施形態では、連結部１０６は、第１ボルト１１４、ナット１１６および曲面状の先端部１１８ａを有する第２ボルト１１８を含む。先端部１１８aは、第２ボルト１１８の軸心を中心として回転対称であり、かつ第２支持部１０４側に向かって凸となるように湾曲する形状（本実施形態では、球冠形状）を有している。
【0084】
第１支持部１０２には、第１方向Ａに貫通する第１貫通孔１０２ａと、第１方向Ａに貫通するねじ穴１０２ｂ，１０２ｃとが形成されている。第２支持部１０４には、第１方向Ａにおいて第１貫通孔１０２ａに対向しかつ第１方向Ａに貫通する第２貫通孔１０４ａと、第１方向Ａにおいてねじ穴１０２ｂに対向しかつ第１方向Ａにおいて第１支持部１０２とは反対側に凹む曲面状（本実施形態では、球冠状）の凹部１０４ｂと、第１方向Ａにおいてねじ穴１０２ｃに対向しかつ第１方向Ａに貫通するねじ穴１０４ｃとが形成されている。図１３（ｂ）に示すように、第１貫通孔１０２ａの第３方向Ｃの長さは、第２方向Ｂの長さよりも大きい。同様に、第２貫通孔１０４ａ（図１３（ａ）参照）の第３方向Ｃの長さは、第２方向Ｂの長さよりも大きい。
【0085】
本実施形態では、図１３（ａ）に示すように、第２方向Ｂから見て、第１方向Ａにおける第１支持部１０２の外側の表面は、第１方向Ａにおいて外側に向かって弧状に湾曲する湾曲面１０３ａ，１０３ｂを含む。第２方向Ｂから見て、第１方向Ａにおける第２支持部１０４の外側の表面は、第１方向Ａにおいて外側に向かって弧状に湾曲する湾曲面１０３ｃを含む。第１貫通孔１０２ａは、湾曲面１０３ａにおいて開口し、ねじ穴１０２ｂは、湾曲面１０３ｂにおいて開口し、第２貫通孔１０４ａは湾曲面１０３ｃにおいて開口している。
【0086】
第１ボルト１１４は、第１方向Ａにおいて第１貫通孔１０２ａおよび第２貫通孔１０４ａに挿入されている。第１ボルト１１４の頭部１１４ａとナット１１６とによって第１支持部１０２および第２支持部１０４が挟まれるように第１ボルト１１４の先端部にナット１１６が取り付けられている。第２ボルト１１８は、先端部１１８ａが凹部１０４ｂに嵌るように第１方向Ａにおいて第１支持部１０２の外側からねじ穴１０２ｂにねじ込まれている。
【0087】
第１押圧部１０８は、外周面にねじ溝を有し、第１方向Ａに移動可能にねじ穴１０２ｃにねじ込まれている。同様に、第２押圧部１１０は、外周面にねじ溝を有し、第１方向Ａに移動可能に第２貫通孔１０４ａにねじ込まれている。
【0088】
本実施形態では、第１支持部１０２は、第１薄板部２００と、第１方向Ａにおいて第１薄板部２００よりも第２支持部１０４側に突出する第１厚板部２０２とを有している。同様に、第２支持部１０４は、第２薄板部４００と、第１方向Ａにおいて第２薄板部４００よりも第１支持部１０２側に突出する第２厚板部４０２とを有している。
【0089】
隙間１１２は、第１薄板部２００と第２薄板部４００との間の挿入用隙間１１２ａと、第１厚板部２０２と第２厚板部４０２との間の調整用隙間１１２ｂとを含む。第１厚板部２０２は、挿入用隙間１１２ａに面する第１支持面２０２ａを有している。同様に、第２厚板部４０２は、挿入用隙間１１２ａに面するように第１方向Ａから見て第１支持面２０２ａと同じ位置に設けられる第２支持面４０２ａを有している。
【0090】
図１３（ａ）に示すように、第１支持面２０２ａは、図１１（ａ）に示した第１面８６ａ、第２面８６ｂおよび第３面８６ｃと同様の第１面２０６ａ、第２面２０６ｂおよび第３面２０６ｃを有している。詳細な説明は省略するが、第２支持面４０２ａも同様に、図１１（ａ）に示した第１面、第２面および第３面と同様の第１面、第２面および第３面を有している。したがって、挿入用隙間１１２ａは、図１１に示した隙間８８と同様に、第１方向Ａから見てＬ字状に形成されている。
【0091】
第１押圧部１０８および第２押圧部１１０は、第３方向Ｃにおける第１面２０６ａの一方側において挿入用隙間１１２ａに突出し、第１ボルト１１４および第２ボルト１１８は、調整用隙間１１２ｂを第１方向Ａに通るように設けられている。第１押圧部１０８（第２押圧部１１０）、第１ボルト１１４および第２ボルト１１８は、この順で第３方向Ｃに並ぶように設けられている。
【0092】
（疲労強度改善方法）
本実施形態に係る押圧装置１００は、上述の押圧装置８０と同様に、面内ガセット溶接継手の疲労強度を改善する際に好適に利用できる。具体的には、図１４に示すように、主板部９１とガセット部９２との接合部を、押圧装置１００の挿入用隙間１１２ａに嵌め込んだ状態で、第１ボルト１１４を締めこむ。これにより、第１ボルト１１４は引張の反力を受け、第２ボルト１１８は圧縮の力を受ける。その結果、第１押圧部１０８および第２押圧部１１０（図１３参照）の主板部９１への押し込み量を調整できる。これにより、図１２（ｂ）に示したように、主板部９１に圧痕４６を形成することができる。また、押圧装置８０と同様に、面内ガセット溶接継手９０に対する押圧装置１００の向きを変えることによって、ガセット部９２に圧痕４６を形成することもできる。
本実施形態に係る押圧装置１００は、上述の押圧装置８０と同様に、面内ガセット溶接継手の疲労強度を改善する際に好適に利用できる。具体的には、図１４に示すように、主板部９１とガセット部９２との接合部を、押圧装置１００の挿入用隙間１１２ａに嵌め込んだ状態で、第１ボルト１１４を締めこむ。これにより、第１ボルト１１４は引張の反力を受け、第２ボルト１１８は圧縮の力を受ける。その結果、第１押圧部１０８および第２押圧部１１０（図１３参照）の主板部９１への押し込み量を調整できる。これにより、図１２（ｂ）に示したように、主板部９１に圧痕４６を形成することができる。また、押圧装置８０と同様に、面内ガセット溶接継手９０に対する押圧装置１００の向きを変えることによって、ガセット部９２に圧痕４６を形成することもできる。
【0093】
なお、本実施形態に係る押圧装置１００では、第１ボルト１１４の頭部１１４ａは、座金を介して湾曲面１０３ａ上に設けられ、ナット１１６は、座金を介して湾曲面１０３ｃ上に設けられている。これにより、金属部材に圧痕を形成する際に、第１支持部１０２に対して第２支持部１０４が傾いたとしても、第１ボルト１１４に曲げ負荷がかかることを抑制することができる。第２ボルト１１８についても同様である。
【0094】
また、本実施形態に係る押圧装置１００では、第１ボルト１１４が挿入される第１貫通孔１０２ａおよび第２貫通孔１０４ａは、第２方向Ｂの長さよりも第３方向Ｃの長さが大きくなるように形成されている。これにより、金属部材に圧痕を形成する際に、第１支持部１０２に対して第２支持部１０４が傾いたとしても、第１ボルト１１４が第３方向Ｃに傾くことができるので、第１ボルト１１４に曲げ負荷がかかることを抑制することができる。
【0095】
また、本実施形態に係る押圧装置１００では、第２ボルト１１８の曲面状の先端部１１８ａは、曲面状の凹部１０４ｂに支持されている。これにより、金属部材に圧痕を形成する際に、第１支持部１０２に対して第２支持部１０４が傾いたとしても、第２ボルト１１８に曲げ負荷がかかることを抑制することができる。
【0096】
（第４実施形態）
（押圧装置の構成）
図１５は、本発明の第４実施形態に係る押圧装置を説明するための概略図であり、（ａ）は押圧装置の平面図であり、（ｂ）は押圧装置の支持部材の正面図、（ｃ）は支持部材の左側面図であり、（ｄ）は支持部材の右側面図である。なお、図１５の各図には、互いに直交するＡ方向、Ｂ方向およびＣ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応し、Ｃ方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載し、Ｃ方向を第３方向Ｃと記載する。
（押圧装置の構成）
図１５は、本発明の第４実施形態に係る押圧装置を説明するための概略図であり、（ａ）は押圧装置の平面図であり、（ｂ）は押圧装置の支持部材の正面図、（ｃ）は支持部材の左側面図であり、（ｄ）は支持部材の右側面図である。なお、図１５の各図には、互いに直交するＡ方向、Ｂ方向およびＣ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応し、Ｃ方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載し、Ｃ方向を第３方向Ｃと記載する。
【0097】
図１５（ａ）に示すように、押圧装置１５０は、支持部材１６０と、第１押圧部１８と、第２押圧部２０とを備えている。なお、第１押圧部１８および第２押圧部２０は、上述の第１実施形態における第１押圧部１８および第２押圧部２０と同様に構成することができるので、詳細な説明は省略する。
【0098】
支持部材１６０は、第１支持部１６２、第２支持部１６４、および第１支持部１６２と第２支持部１６４とを連結する連結部１６６を含む。第１支持部１６２と第２支持部１６４とは、互いの間に隙間１６８が形成されるように、第１方向Ａにおいて対向している。なお、本明細書において、第１支持部と第２支持部とが第１方向において対向しているとは、第１支持部と第２支持部とが完全に平行に設けられる場合に限定されず、第１支持部を通って第１方向Ａに延びる仮想直線上に第２支持部が存在していることを意味する。
【0099】
本実施形態では、第１支持部１６２、連結部１６６および第２支持部１６４は、弧状に一体形成されている。なお、本実施形態では、支持部材１６０は、半トーラス形状の部材の両端部の外側部分を切除した形状を有しており、連結部１６６は、断面円形状を有している。ただし、連結部１６６の断面形状は円形状に限定されず、多角形状であってもよい。第１支持部１６２および第２支持部１６４の断面形状も特に限定されない。支持部材１６０は、例えば、引張強さが９５０ＭＰａ以上の鋼材からなる。
【0100】
本実施形態では、第１支持部１６２および第２支持部１６４は、連結部１６６よりも第２方向Ｂにおける一方側に設けられている。また、連結部１６６は、第３方向Ｃから見て、第２方向Ｂにおける他方側に向かって凸となるように弧状に湾曲している。
【0101】
第１支持部１６２には、第１方向Ａに貫通するねじ穴１６２ａが形成されている。同様に、第２支持部１６４には、第１方向Ａに貫通するねじ穴１６４ａが形成されている。ねじ穴１６４ａは、第１方向Ａにおいてねじ穴１６２ａに対向するように設けられている。
【0102】
第１押圧部１８は、隙間１６８において第１支持部１６２から第２支持部１６４側に突出するように、第１支持部１６２に設けられている。第２押圧部２０は、第１方向Ａにおいて第１押圧部１８に対向するようにかつ隙間１６８において第２支持部１６４から第１支持部１６２側に突出するように、第２支持部１６４に設けられている。
【0103】
本実施形態では、第１押圧部１８は、ねじ穴１６２ａに挿入されている。また、第２押圧部２０は、ねじ穴１６４ａに挿入されている。本実施形態では、ねじ穴１６２ａが第１ねじ穴に対応し、ねじ穴１６４ａが第２ねじ穴に対応する。
【0104】
（疲労強度改善方法）
本実施形態に係る押圧装置１５０は、上述の第１実施形態に係る押圧装置１０と同様に、互いに溶接された複数の板状の金属部材を有する溶接継手において、応力集中部の近傍に圧縮応力を付与して疲労強度を改善するために利用できる。図１６～図１８は、本実施形態に係る押圧装置１５０を用いた疲労強度改善方法の一例を説明するための図である。
本実施形態に係る押圧装置１５０は、上述の第１実施形態に係る押圧装置１０と同様に、互いに溶接された複数の板状の金属部材を有する溶接継手において、応力集中部の近傍に圧縮応力を付与して疲労強度を改善するために利用できる。図１６～図１８は、本実施形態に係る押圧装置１５０を用いた疲労強度改善方法の一例を説明するための図である。
【0105】
図１６は、疲労強度の改善対象となる溶接継手を示す概略斜視図である。図１６に示す溶接継手１７０は、互いに溶接された複数の板状の金属部材１７１，１７２，１７３を有している。金属部材１７１，１７２，１７３の交差部に、スカラップ１７４が形成されている。金属部材１７１，１７２，１７３は、複数の溶接部１７５～１７８によって互いに接合されている。金属部材１７１と金属部材１７２とを接合する溶接部１７５の回し溶接部１７５ａおよび金属部材１７２と金属部材１７３とを接合する溶接部１７６の回し溶接部１７６ａは、スカラップ１７４を通るように形成されている。また、金属部材１７１と金属部材１７３を接合する溶接部１７７もスカラップ１７４を通るように形成されている。以下においては、押圧装置１５０を用いて、回し溶接部１７５ａの金属部材１７２側の溶接止端部１７５ｂの近傍の部分（一点鎖線の円１７９ａ，１７９ｂで示す部分：以下、押圧対象部１７９ａ，１７９ｂと記載する。）を押圧する場合について説明する。
【0106】
本実施形態では、図１７に示すように、まず、第１押圧部１８および第２押圧部２０を取り外した状態の支持部材１６０を、スカラップ１７４に差し込む。上述したように、本実施形態では、支持部材１６０は、弧状に湾曲した形状を有している。このため、支持部材１６０を、溶接止端部１７５ｂ周りに回転させながらスカラップ１７４に差し込むことによって、押圧対象部１７９ａ，１７９ｂを第１支持部１６２と第２支持部１６４との間に容易に位置付けることができる。また、上記のように支持部材１６０を回転させながらスカラップ１７４に挿入することができるので、スカラップ１７４の寸法が小さい場合でも、支持部材１６０を円滑に挿入することができる。
【0107】
なお、本実施形態では、支持部材１６０は、例えば、半径が２０ｍｍの四分円に相当する大きさのスカラップ内に挿入できる大きさに形成される。本実施形態では、支持部材１６０の断面形状は、例えば、直径が１５ｍｍの円と同等の大きさに設定される。
【0108】
次に、図１８に示すように、第１支持部１６２に第１押圧部１８を取り付け、第２支持部１６４に第２押圧部２０を取り付ける。そして、第１押圧部１８を第２押圧部２０側へ移動させて、突出部１８ｂと突出部２０ｂとで金属部材１７２（より具体的には、押圧対象部１７９ａ，１７９ｂ：図１７参照）を押圧する。これにより、溶接止端部１７５ｂの近傍の部分に圧縮の負荷が作用し、金属部材１７２の両面に塑性変形による圧痕（図示せず）を形成することができる。その結果、溶接時に溶接止端部１７５ｂの近傍に生じた引張残留応力を低減、または溶接止端部１７５ｂの近傍に圧縮残留応力を生じさせることができる。これにより、溶接継手１７０の疲労強度を改善することができる。なお、詳細な説明は省略するが、本実施形態に係る押圧装置１５０は、上述の第１～第３実施形態に係る押圧装置と同様に、種々の溶接継手の疲労強度を改善するために利用することができる。
【0109】
（変形例）
図１９は、変形例に係る押圧装置を示す図である。なお、図１９には、互いに直交するＡ方向およびＢ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応する。また、Ａ方向とＢ方向とに直交する方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載する。また、以下において、平面視においてと記載した場合、第１方向Ａと第２方向Ｂとに直交する方向（第３方向）から見ていることを意味する。
図１９は、変形例に係る押圧装置を示す図である。なお、図１９には、互いに直交するＡ方向およびＢ方向を示す矢印を付している。本実施形態では、Ａ方向が第１方向に対応し、Ｂ方向が第２方向に対応する。また、Ａ方向とＢ方向とに直交する方向が第３方向に対応する。以下、Ａ方向を第１方向Ａと記載し、Ｂ方向を第２方向Ｂと記載する。また、以下において、平面視においてと記載した場合、第１方向Ａと第２方向Ｂとに直交する方向（第３方向）から見ていることを意味する。
【0110】
図１９に示すように、本実施形態に係る押圧装置１８０は、支持部材１９０と、第１押圧部１８と、第２押圧部２０とを備えている。なお、第１押圧部１８および第２押圧部２０は、上述の第１実施形態における第１押圧部１８および第２押圧部２０と同様に構成することができるので、詳細な説明は省略する。
【0111】
支持部材１９０は、第１支持部１９２、第２支持部１９４、および第１支持部１９２と第２支持部１９４とを連結する連結部１９６を含む。第１支持部１９２と第２支持部１９４とは、互いの間に隙間１９８が形成されるように、第１方向Ａにおいて対向している。第１支持部１９２、連結部１９６および第２支持部１９４は、弧状に一体形成されている。本実施形態においても、上述の支持部材１６０の連結部１６６と同様に、連結部１９６は、断面円形状を有している。ただし、連結部１９６の断面形状は円形状に限定されず、多角形状であってもよい。第１支持部１９２および第２支持部１９４の断面形状も特に限定されない。支持部材１９０は、例えば、引張強さが９５０ＭＰａ以上の鋼材からなる。
【0112】
第１支持部１９２および第２支持部１９４は、連結部１９６よりも第２方向Ｂにおける一方側に設けられている。また、連結部１９６は、平面視において、第２方向Ｂにおける他方側に向かって凸となるように弧状に湾曲している。
【0113】
本実施形態に係る押圧装置１８０は、トーラスの一部を成す連結部１９６の一端に円柱の一部が切り欠かれた形状の第１支持部１９２が繋げられた形状を有する。本実施形態では、第１支持部１９２によって直線部１９２ｃが形成される。すなわち、平面視において、第１支持部１９２の内縁１９２ａは、第２方向Ｂにおける一方側ほど第１方向Ａにおいて第２支持部１９４から離れるように、第２方向Ｂにおける一方側の先端１９２ｂに向かって直線状に延びる直線部１９２ｃを含む。なお、本明細書において、平面視における第１支持部の内縁とは、隙間１９８側の縁を意味する。平面視における第２支持部１９４の内縁および連結部１９６の内縁についても同様である。本実施形態では、第２支持部１９４の内縁１９４ａは、第１方向Ａにおいて、第１支持部１９２とは反対側に向かって凸となるように弧状に湾曲している。また、連結部１９６の内縁１９６ａは、第２方向Ｂにおいて他方側に向かって凸となるように弧状に湾曲している。
【0114】
詳細な説明は省略するが、上述の第１支持部１６２と同様に、第１支持部１９２には、第１押圧部１８を取り付けるために、第１方向Ａに貫通するねじ穴が形成されている。また、上述の第２支持部１６４と同様に、第２支持部１９４には、第２押圧部２０を取り付けるために、第１方向Ａに貫通するねじ穴が形成されている。第１押圧部１８は、隙間１９８において第１支持部１９２から第２支持部１９４側に突出するように、第１支持部１９２に設けられている。第２押圧部２０は、第１方向Ａにおいて第１押圧部１８に対向するようにかつ隙間１９８において第２支持部１９４から第１支持部１９２側に突出するように、第２支持部１９４に設けられている。
【0115】
本実施形態では、直線状に形成された直線部１９２ｃが第１支持部１９２の端部に設けられることによって、押圧装置１８０をスカラップ１７４（図１７参照）内に容易に配置することができる。具体的には、直線部１９２ｃ（第１支持部１９２）をスカラップ１７４に挿入した後、押圧装置１８０を回転させることによって、連結部１９６をスカラップ１７４の内側に位置付けることができる。これにより、押圧装置１８０を所定の位置に付けることができる。
【0116】
図２０は、本実施形態に係る押圧装置を用いた疲労強度改善方法を説明するための図であり、（ａ）は、上述の押圧装置１５０を用いて溶接継手１７０の疲労強度を改善する場合の押圧装置１５０と溶接継手１７０との関係を示し、（ｂ）は、押圧装置１８０を用いて溶接継手１７０の疲労強度を改善する場合の押圧装置１８０と溶接継手１７０との関係を示している。
【0117】
詳細な説明は省略するが、図２０に示すように、本実施形態に係る押圧装置１８０を用いる場合も、上述の押圧装置１５０と同様の方法により、溶接継手の疲労強度を改善することができる。さらに、本実施形態では、第１支持部１９２の内縁１９２ａには、第２方向Ｂにおける一方側ほど第１方向Ａにおいて第２支持部１９４から離れるように、内縁１９２ａの先端１９２ｂに向かって直線状に延びる直線部１９２ｃが設けられている。このような形状により、支持部材１９０の第２方向Ｂにおける長さを長くしても、支持部材１９０を第１支持部１９２側からスカラップ１７４（図１７参照）に差し込むことによって、支持部材１９０をスカラップ１７４内に適切に配置することが可能になる。これにより、図２０に示すように、押圧装置１８０を用いる場合には、押圧装置１５０を用いる場合に比べて、溶接止端部１７５ｂからさらに離れた位置を、突出部１８ｂ（図１９参照）および突出部２０ｂによって押圧することが可能になる。例えば、溶接止端部１７５ｂに既に疲労き裂が発生している場合などに、押圧装置１８０によって、溶接止端部１７５ｂから離れた位置を押圧することによって、き裂を閉口させることができる。また、隅肉溶接で回し溶接されている場合の溶接ルート部の残留応力の緩和および作用応力の低減が可能になる。
【0118】
（構造部材の他の例）
上述の実施形態では、押圧装置によって、溶接継手の金属部材を押圧して圧痕を形成する場合について説明したが、押圧装置によって押圧される構造部材は溶接継手に限定されない。図２１は、構造部材の他の例を示す図である。
上述の実施形態では、押圧装置によって、溶接継手の金属部材を押圧して圧痕を形成する場合について説明したが、押圧装置によって押圧される構造部材は溶接継手に限定されない。図２１は、構造部材の他の例を示す図である。
【0119】
図２１に示す構造部材３００は、一枚の板状の金属部材からなる。構造部材３００は、長方形状の本体部３０２と、本体部３０２の長さ方向における中央部において幅方向に突出する一対の突出部３０４とを備えている。このような形状の構造部材３００において、本体部３０２に対して長さ方向に引張荷重が付与されると、本体部３０２と突出部３０４との間の隅部３０６ａ～３０６ｄに応力集中が発生する。そこで、例えば、図２１に示すように、上述の押圧装置を用いて、隅部３０６ａ～３０６ｄの近傍において本体部３０２の両面に圧痕４６を形成する。これにより、隅部３０６ａ～３０６ｄの近傍に圧縮応力を付与することができ、構造部材３００の疲労強度を改善することができる、または疲労強度が改善された構造部材３００を製造することができる。なお、図２１に破線で示すように、隅部３０６ａ～３０６ｄの近傍において突出部３０４の両面に圧痕を形成してもよい。なお、図２１に示す構造部材３００の形状は単なる一例であり、本発明は、応力集中部を有する種々の形状の構造部材の疲労強度を改善するために利用することができる。
【0120】
また、上述の各実施形態に係る押圧装置によって、図２２（ａ）に示すＴ字継手および図２２（ｂ）に示す面外ガセット継手の溶接止端部近傍の疲労強度を改善することもできる。なお、図２２（ａ），（ｂ）には、疲労き裂の発生箇所となり得る場所が破線の円で示されるとともに、疲労き裂の発生を抑制するために押圧装置によって形成された圧痕４６が示されている。また、図２２（ａ），（ｂ）には、継手に作用する力の方向が矢印で示されている。
【0121】
また、上述の各実施形態に係る押圧装置の面外ガセット継手への具体的な適用例として、図２３に示すように、照明ポールの補強材への適用が考えられる。図２３の例では、補強材と土台とを接合する溶接部の補強材側の溶接止端部の近傍に、押圧装置によって圧痕４６が形成されている。従来、照明ポールと補強材とを接合する溶接部の上端側の溶接止端部の近傍に対して、疲労強度改善のための対策が施されていたが、本発明に係る押圧装置によって、補強材と土台とを接合する溶接部の補強材側の溶接止端部の近傍についても対策を施すことによって、照明ポールの土台部の疲労寿命をさらに改善することができる。
【実施例0122】
以下に説明する試験１、試験２および試験３を行い、本発明の効果を確認した。
【0123】
（試験１）
実施例１および比較例１のスカラップを有する溶接構造試験体を作製し、疲労試験を行った。図２４は、実施例１の溶接構造試験体を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分を示す拡大図である。なお、図２４には溶接構造試験体５００の各部の寸法を示す数値が記載されているが、その単位は「ｍｍ」である。
実施例１および比較例１のスカラップを有する溶接構造試験体を作製し、疲労試験を行った。図２４は、実施例１の溶接構造試験体を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分を示す拡大図である。なお、図２４には溶接構造試験体５００の各部の寸法を示す数値が記載されているが、その単位は「ｍｍ」である。
【0124】
図２４に示すように、溶接構造試験体５００は、板状の４つの金属部材５０２，５０４，５０６，５０８を備えている。金属部材５０２，５０４，５０６，５０８としては、４９０ＭＰａ級の溶接構造用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ｂ ＪＩＳ Ｇ３１０６：２０２０）を用いた。溶接構造試験体５００を上方から見た場合に、金属部材５０４の厚み方向と金属部材５０６，５０８の厚み方向とは直交している。
【0125】
金属部材５０４は、溶接部５１０，５１２によって金属部材５０２の上面に接合されている。金属部材５０４の下部の中央部には、スカラップ５０４ａが形成されている。金属部材５０６は、スカラップ５０４ａを通るように設けられている。金属部材５０６は、溶接部５１４，５１６によって金属部材５０２の上面に接合されている。金属部材５０８は、溶接部５１８，５２０によって金属部材５０２の下面に接合されている。
【0126】
図２４（ｃ）に示すように、溶接部５１０の金属部材５０４側の溶接止端部５１０ａの近傍において、金属部材５０４の両面に、図１に示した押圧装置１０を用いて、深さ０．２５ｍｍ程度の圧痕４６を形成した。溶接部５１２の金属部材５０４側の溶接止端部５１２ａの近傍にも同様に圧痕４６を形成した。
【0127】
なお、溶接部５１０，５１２は、溶接ルート部からの破壊を避けるために完全溶け込み溶接とした。また、疲労試験において、溶接部５１０の金属部材５０４側の溶接止端部５１０ａおよび溶接部５１２の金属部材５０４側の溶接止端部５１２ａ以外の部分からき裂が発生することを避けるために、溶接止端部５１０ａ，５１２ａ以外の溶接止端部には、超音波衝撃処理（ＵＩＴ）を施した。比較例１の溶接構造試験体は、圧痕４６を形成しなかった点を除いて、実施例１の溶接構造試験体５００と同様の構成とした。
【0128】
上記の構成を有する実施例１の溶接構造試験体５００を３体作製し、上下方向の繰り返し引張荷重を付加する疲労試験（試験Ｎｏ．１～３）を行った。また、比較例１の溶接構造試験体を４体作製し、同様の疲労試験（試験Ｎｏ．４～７）を行った。この疲労試験では、橋梁等の死荷重が一定の構造体を想定して、最低荷重を３．５ｋＮに固定した。最大荷重は、試験Ｎｏ．１，２および試験Ｎｏ．４，５については５０ｋＮ、試験Ｎｏ．３および試験Ｎｏ．６，７については３５ｋＮとした。下記の表１に試験条件を示し、図２５に試験結果を示す。
【0129】
【表1】
【0130】
なお、図２５に示す繰り返し数は、溶接止端部５１０ａまたは溶接止端部５１２ａからき裂が発生し、そのき裂長さが金属部材５０４の表面または溶接部５１０，５１２において１０ｍｍに達したときの荷重の繰り返し数である。
【0131】
最大荷重を５０ｋＮに設定した試験Ｎｏ．１，２の溶接構造試験体の疲労試験では、評価部（溶接止端部５１０ａ，５１２ａ）ではない溶接ルート部からき裂が発生したため、当該き裂が発生した時点で試験を停止した。その時点で評価しても、同じ荷重条件の試験Ｎｏ．４，５の溶接構造試験体に比べると、疲労寿命が１５倍以上改善していた。また、最大荷重を３５ｋＮに設定した試験Ｎｏ．３の溶接構造試験体の疲労試験では、き裂発生の兆候が見られなかったために試験を途中で打ち切った。
【0132】
以上の試験結果から、本発明に係る押圧装置によって応力集中部となる溶接部の溶接止端部近傍を押圧することによって、溶接ままの溶接構造試験体に比べて疲労強度を大幅に改善できることが分かった。
【0133】
（試験２）
試験２では、実施例２、比較例２および参考例の面内ガセット溶接継手を作製し、疲労試験を行った。図２６は、実施例２の面内ガセット溶接継手を示す図である。図２６に示すように、実施例２の面内ガセット溶接継手６００は、板状の金属部材（主板）６０２、および金属部材６０２の両側面に接合された板状の金属部材（ガセット）６０４，６０６を備えている。なお、図２６には、金属部材６０２の一部が示されている。金属部材６０２，６０４，６０６としては、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００ ＪＩＳ Ｇ３１０１：２０２０）を用いた。図２６には、面内ガセット溶接継手６００の各部の寸法を示す数値が記載されているが、その単位は「ｍｍ」である。金属部材６０２の全長は、約１０００ｍｍである。後述する疲労試験の際には、金属部材６０２の両端の約１５０ｍｍの部分を、油圧チャックによって掴んだ。金属部材６０４，６０６の寸法は互いに等しい。
試験２では、実施例２、比較例２および参考例の面内ガセット溶接継手を作製し、疲労試験を行った。図２６は、実施例２の面内ガセット溶接継手を示す図である。図２６に示すように、実施例２の面内ガセット溶接継手６００は、板状の金属部材（主板）６０２、および金属部材６０２の両側面に接合された板状の金属部材（ガセット）６０４，６０６を備えている。なお、図２６には、金属部材６０２の一部が示されている。金属部材６０２，６０４，６０６としては、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００ ＪＩＳ Ｇ３１０１：２０２０）を用いた。図２６には、面内ガセット溶接継手６００の各部の寸法を示す数値が記載されているが、その単位は「ｍｍ」である。金属部材６０２の全長は、約１０００ｍｍである。後述する疲労試験の際には、金属部材６０２の両端の約１５０ｍｍの部分を、油圧チャックによって掴んだ。金属部材６０４，６０６の寸法は互いに等しい。
【0134】
金属部材６０４は、溶接部６０８によって金属部材６０２の一の側面に接合され、金属部材６０６は、溶接部６１０によって金属部材６０２の他の側面に接合されている。溶接部６０８，６１０は、溶接ルート部からの破壊を避けるために、両面から完全溶け込み溶接とした。金属部材６０２の厚みは１９ｍｍであり、金属部材６０４，６０６の厚みは９ｍｍである。
【0135】
溶接部６０８の金属部材６０２側の溶接止端部６０８ａ，６０８ｂの近傍においてそれぞれ、金属部材６０２の両面に、図１１に示した押圧装置８０を用いて、直径１０ｍｍ程度で深さ０．４５ｍｍ程度の圧痕４６を形成した。溶接部６１０の金属部材６０２側の溶接止端部６１０ａ，６１０ｂの近傍にも同様に圧痕４６を形成した。
【0136】
比較例２の面内ガセット溶接継手は、圧痕４６を形成しなかった点を除いて、実施例２の面内ガセット溶接継手６００と同様の構成とした。参考例の面内ガセット溶接継手は、圧痕４６を形成する代わりに、溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに超音波衝撃処理（ＵＩＴ）を施した点を除いて、実施例２の面内ガセット溶接継手６００と同様の構成とした。
【0137】
実施例２、比較例２および参考例の面内ガセット溶接継手をそれぞれ複数本作製し、上下方向の引張応力を付与する疲労試験を行った。図２７に試験結果を示す。なお、図２７に示す繰り返し数は、溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂのいずれかからき裂が発生し、そのき裂長さが金属部材６０２の表面において１０ｍｍに達したときの応力の繰り返し数である。
【0138】
図２７に示した結果から、本発明に係る押圧装置によって応力集中部となる溶接部の溶接止端部近傍（ガセット端部における溶接止端部の近傍）を押圧することによって、溶接ままの面内ガセット溶接継手に比べて疲労強度を大幅に改善できることが分かった。また、本発明に係る押圧装置によれば、超音波衝撃処理（ＵＩＴ）と同等以上の疲労強度改善効果が得られることが分かった。
【0139】
（試験３）
試験３では、上述の比較例２と同様の構成の面内ガセット溶接継手に対して、疲労試験を行った。具体的には、応力範囲を１５５ＭＰａとし、応力比を０．０５として疲労試験を行い、溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂ（図２６参照）に疲労き裂を発生させた。各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂについて、発生した疲労き裂が所定の条件を満たしたとき（疲労き裂が金属部材６０２の厚み方向に貫通しかつ金属部材６０２の表面において２～３ｍｍ程度進展したとき）に、疲労試験を一旦停止し、図１１に示した押圧装置８０を用いて、両面に直径１０ｍｍで深さ０．４５ｍｍ程度の圧痕４６を形成した。圧痕４６を形成した後、疲労試験を再開した。なお、各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに発生した疲労き裂が上記の条件を満たすタイミングは同時ではなかったので、疲労試験の停止、圧痕４６の形成（疲労強度改善処理）および疲労試験の再開を４回行った。４回目の疲労試験の再開後、繰り返し数が２６０万回に達するまで疲労試験を継続した。なお、圧痕４６は、疲労き裂の一部が閉口するように形成した。圧痕４６の形成位置は、図２６に示した位置と同様の位置である。図２８に試験結果を示す。なお、図２８において「□」は、各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに発生した疲労き裂が上記の条件を満たしたとき（疲労強度改善のための圧痕を形成したとき）の繰り返し数を示している。また、図２８において「〇」は、疲労強度改善処理後の各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに対する繰り返し数を示している。なお、図２８において、疲労強度改善処理後の４つの溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに対する繰り返し数（２６０万回）は１か所にプロットされるため、１つの「〇」として示されている。言い換えると、図２８では、疲労強度改善処理後の４つの溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに対する繰り返し数を示す４つの「〇」が重なって示されている。
試験３では、上述の比較例２と同様の構成の面内ガセット溶接継手に対して、疲労試験を行った。具体的には、応力範囲を１５５ＭＰａとし、応力比を０．０５として疲労試験を行い、溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂ（図２６参照）に疲労き裂を発生させた。各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂについて、発生した疲労き裂が所定の条件を満たしたとき（疲労き裂が金属部材６０２の厚み方向に貫通しかつ金属部材６０２の表面において２～３ｍｍ程度進展したとき）に、疲労試験を一旦停止し、図１１に示した押圧装置８０を用いて、両面に直径１０ｍｍで深さ０．４５ｍｍ程度の圧痕４６を形成した。圧痕４６を形成した後、疲労試験を再開した。なお、各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに発生した疲労き裂が上記の条件を満たすタイミングは同時ではなかったので、疲労試験の停止、圧痕４６の形成（疲労強度改善処理）および疲労試験の再開を４回行った。４回目の疲労試験の再開後、繰り返し数が２６０万回に達するまで疲労試験を継続した。なお、圧痕４６は、疲労き裂の一部が閉口するように形成した。圧痕４６の形成位置は、図２６に示した位置と同様の位置である。図２８に試験結果を示す。なお、図２８において「□」は、各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに発生した疲労き裂が上記の条件を満たしたとき（疲労強度改善のための圧痕を形成したとき）の繰り返し数を示している。また、図２８において「〇」は、疲労強度改善処理後の各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに対する繰り返し数を示している。なお、図２８において、疲労強度改善処理後の４つの溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに対する繰り返し数（２６０万回）は１か所にプロットされるため、１つの「〇」として示されている。言い換えると、図２８では、疲労強度改善処理後の４つの溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに対する繰り返し数を示す４つの「〇」が重なって示されている。
【0140】
溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂのいずれに発生した疲労き裂も、今回の試験では疲労破壊しなかった。すなわち、各溶接止端部６０８ａ，６０８ｂ，６１０ａ，６１０ｂに疲労き裂が発生しても、本発明に係る疲労強度改善方法を実施することによって、き裂発生時の繰り返し数の一桁以上多い繰り返し数でも、き裂が表面においてほとんど進展しないため、１０ｍｍまで到達せず、面内ガセット溶接継手の疲労破壊を防止することができた。この結果から、本発明に係る疲労強度改善方法によれば、溶接継手において応力集中部となる溶接止端部に疲労き裂が発生している場合でも、その疲労き裂がさらに進展して拡大することを十分に抑制できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【0141】
本発明によれば、種々の構造物において、溶接継手の止端部に圧縮応力を容易に付与することができ、これにより溶接止端からの疲労き裂の発生を抑制できる。また、既に溶接止端にき裂が発生した後でもき裂の進展を抑制できる。
【符号の説明】
【0142】
１０，８０，１００，１５０，１８０ 押圧装置
１２，８２，１０２，１６２，１９２ 第１支持部
１４，８４，１０４，１６４，１９４ 第２支持部
１６，８６，１０６，１６６，１９６ 連結部
１８ 第１押圧部
２０ 第２押圧部
２２，８８，１１２，１６８，１９８ 隙間
１２，８２，１０２，１６２，１９２ 第１支持部
１４，８４，１０４，１６４，１９４ 第２支持部
１６，８６，１０６，１６６，１９６ 連結部
１８ 第１押圧部
２０ 第２押圧部
２２，８８，１１２，１６８，１９８ 隙間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】