CN106062282B - 工程机械用起重臂 - Google Patents

Abstract

通过从板厚方向的两侧对具有与悬臂侧安装部件(33)的下接合板(33F)的板厚相等的板厚的第一前下板(17A)和具有与第三前下板(17C)的板厚相等的板厚的第二前下板(17B)进行两面焊接而形成一张差厚板(18)。由此，能够从箱型构造体(12)的外侧对悬臂侧安装部件(33)的下接合板(33F)和构成差厚板(18)的第一前下板(17A)进行使用了垫板(23)的单面焊接。另一方面，能够从箱型构造体(12)的外侧对接合于左、右侧板(13、13′)的下端侧的第三前下板(17C)和构成差厚板(18)的第二前下板(17B)进行使用了垫板(26)的单面焊接。

Description

工程机械用起重臂

技术领域

本发明涉及例如作为作业臂而适合用于液压挖掘机的作业装置的工程机械用起重臂。

背景技术

一般地，设于液压挖掘机等的工程机械的作业装置包括：基端侧以能够仰俯动作的方式连结于车体侧的框架的起重臂；以能够转动的方式连结于该起重臂的前端侧的悬臂；以能够转动的方式连结于该悬臂的前端侧的挖掘铲斗等作业工具；以及使这些起重臂、悬臂、作业工具工作的起重臂缸、悬臂缸、作业工具缸。

在此，构成作业装置的起重臂由在左、右方向上对置并且在前、后方向上延伸的左、右侧板、通过焊接而接合于左、右侧板的上端侧的上板、以及通过焊接而接合于左、右侧板的下端侧的下板形成。由此，起重臂成为横剖面呈四边形的闭剖面构造的箱型构造体，在该箱型构造体的后端侧设有基底侧安装部件，在前端侧设有悬臂侧安装部件。因此，液压挖掘机的起重臂成为全长达数米以上的长尺寸的焊接构造物，其重量也变大。

针对于此，提出了通过分别对接焊接多张板材来形成左、右侧板、上板、下板的起重臂。基于该现有技术的起重臂根据需要的强度来设定各板材的板厚，将板厚薄的板材尽可能地配置于大的范围，由此成为能够实现构造物整体的轻型化的结构(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2012/144037A1

发明内容

在此，研究了对两张板材进行了对接焊接的焊接部的疲劳强度(在焊接部反复作用应力时焊接部没有达到破坏的应力)。即，在对两张板材进行对接焊接的情况下，与使用垫板从板厚方向的单侧实施焊接的单面焊接相比较，可知从板厚方向的两侧实施焊接的两面焊接的方法的焊接部的疲劳强度变高。另一方面，比较对板厚不同的两张板材进行对接焊接的情况、和对板厚相等的两张板材进行对接焊接的情况。该情况下，可知不论是两面焊接还是使用垫板的单面焊接，对板厚相等的两张板材进行对接焊接的方法比对板厚不同的两张板材进行对接焊接的方法的焊接部的疲劳强度变高。

其次，对焊接部的疲劳强度的顺序进行研究。利用两面焊接对板厚相等的两张板材进行接合的情况的疲劳强度最高。利用两面焊接对板厚不同的两张板材进行接合的情况的疲劳强度第二高(稍高)。利用使用了垫板的单面焊接对板厚相等的两张板材进行接合的情况的疲劳强度第三高(稍低)。另一方面，利用使用了垫板的单面焊接对板厚不同两张板材进行接合的情况的疲劳强度最低。

针对于此，在对液压挖掘机所使用的起重臂那样的箱型构造体进行制造的情况下，需要对拼装得到的箱型构造体进行封闭的盖，关于与该盖对应的板材，使用垫板从箱型构造体的外侧进行焊接作业(单面焊接)。

但是，在与盖对应的板材的板厚和供该板材焊接的板材的板厚不同的情况下，如上所述，使用垫板对板厚不同的两张板材进行单面焊接，导致焊接部的疲劳强度下降。其结果，存在箱型构造体的耐久性下降之类的问题。

本发明是鉴于上述的现有技术的问题提出的方案，本发明的目的在于提供一种工程机械用起重臂，其能够提高箱型构造体的疲劳强度，而且能够提高对封闭箱型构造体的板材进行焊接时的作业性。

用于解决上述的课题的本发明适用于如下工程机械用起重臂，其由以下部件形成横剖面呈四边形的闭剖面构造的箱型构造体：在左、右方向上隔开间隔地对置并且在前、后方向上延伸的左侧板及右侧板；通过焊接而接合于该左、右侧板的上端侧的上板；以及通过焊接而接合于上述左、右侧板的下端侧的下板，在上述箱型构造体设置分别通过焊接而接合于上述左侧板、上述右侧板、上述上板以及上述下板的后端的基底侧安装部件，在上述箱型构造体设置悬臂侧安装部件，该悬臂侧安装部件具有分别通过焊接而接合上述左、右侧板的前端的左、右接合板，并且具有分别通过焊接而接合上述上板、上述下板的前端的上、下接合板，上述下板包括：通过焊接而接合于上述悬臂侧安装部件的下接合板的第一前下板；通过焊接而接合于该第一前下板的后端的第二前下板；通过焊接而接合于该第二前下板的后端的第三前下板；以及接合于该第三前下板的后端的由一张或多张板材构成的后下板。

本发明的特征在于，上述第一前下板由具有与上述悬臂侧安装部件的下接合板相等的板厚的板材构成，上述第二前下板由具有与上述第三前下板相等的板厚并且具有比上述第一前下板薄的板厚的板材构成，在上述悬臂侧安装部件的下接合板的后端设置垫板，在上述第三前下板的前端设置垫板，将上述第一前下板和上述第二前下板对接并完全焊接而形成一张差厚板，构成上述差厚板的上述第一前下板的前端通过从上述箱型构造体的外侧进行单面焊接而接合于上述悬臂侧安装部件的下接合板和设于该下接合板的上述垫板，构成上述差厚板的上述第二前下板的后端通过从上述箱型构造体的外侧进行单面焊接而接合于上述第三前下板的前端和设于该第三前下板的上述垫板。

根据该结构，通过对接并完全焊接板厚不同的第一前下板和第二前下板，从而能够形成第一、第二前下板在板厚的整个区域熔透的疲劳强度高的差厚板。另外，构成差厚板的第一前下板的板厚与悬臂侧安装部件的下接合板相等。因此，即使在使用垫板从外侧对第一前下板的前端和悬臂侧安装部件的下接合板进行单面焊接的情况下，也能够提高第一前下板和悬臂侧安装部件的下接合板的焊接部的疲劳强度。另一方面，构成差厚板的第二前下板的板厚与第三前下板相等。因此，即使在使用垫板从外侧对第二前下板的后端和第三前下板的前端进行单面焊接的情况下，也能够提高第二前下板和第三前下板的焊接部的疲劳强度。

因此，构成差厚板的第一前下板和悬臂侧安装部件的下接合板进行两面焊接，构成差厚板的第二前下板和第三前下板使用垫板进行单面焊接。由此，能够提高箱型构造体整体的疲劳强度，能够提高起重臂的耐久性。

而且，第一前下板和第二前下板通过预先进行两面焊接而形成为一张差厚板。因此，能够箱型构造体的外侧进行对构成该差厚板的第一前下板和悬臂侧安装部件的下接合板进行单面焊接的作业、以及对构成差厚板的第二前下板和第三前下板进行单面焊接的作业。其结果，能够提高对封闭箱型构造体的第一、第二前下板进行焊接的作业性。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式的起重臂的液压挖掘机的主视图。

图2是以单体表示图1中的起重臂的主视图。

图3是表示构成起重臂的各板材的分解立体图。

图4是表示从左、右侧板以及上板拆下基底侧安装部件和悬臂侧安装部件的状态的分解立体图。

图5是表示相对于拼装到上板的左、右侧板来接合第一、第二前下板(差厚板)的状态的分解立体图。

图6是表示悬臂侧安装部件的下接合板、第一、第二、第三前下板的接合状态的剖视图。

图7是表示构成差厚板的第一前下板的后端与第二前下板的前端之间的X型槽的剖视图。

图8是表示构成差厚板的第一前下板的前端与悬臂侧安装部件的下接合板之间的V型槽的剖视图。

图9是放大了图6中的IX部的放大剖视图。

图10是表示第二前下板的后端与第三前下板的前端之间的V型槽的剖视图。

图11是放大了图6中的XI部的放大剖视图。

图12是表示在悬臂侧安装部件的下接合板与第三前下板之间配置差厚板的状态的剖视图。

图13是表示将构成差厚板的第一前下板的前端与悬臂侧安装部件的下接合板接合的状态的剖视图。

图14是表示将构成差厚板的第二前下板的后端与第三前下板的前端接合的状态的剖视图。

图15是表示比较例的第一、第二、第三前下板的相互接合状态的剖视图。

图16是表示相对于悬臂侧安装部件的下接合板两面焊接比较例的第一前下板的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，以适用于液压挖掘机的起重臂的情况为例，按照附图对本发明的实施方式的工程机械用起重臂进行详细说明。

图中，液压挖掘机1是工程机械的代表例。如图1所示，该液压挖掘机1构成为包括：能够自行的履带式的下部行驶体2；以能够回转的方式搭载于该下部行驶体2上的上部回转体3；以及后述的作业装置8。液压挖掘机1的上部回转体3与下部行驶体2一起构成工程机械的车体。上部回转体3构成为包括后述的回转框架4、驾驶室5、配重6以及舱室罩7等。

回转框架4构成上部回转体3的框架。回转框架4在其前侧以能够俯仰动作的方式安装有后述的作业装置8，在后侧安装有后述的配重6。在回转框架4的前部左侧配设有驾驶室5，该驾驶室5在内部划分出操作室。在驾驶室5内配设有供操作员就座的驾驶席、操作杆、行驶用杆或者踏板(均未图示)等。

在回转框架4的后端侧设有配重6。配重6以能够装卸的方式搭载于回转框架4的后端侧，用于相对于前侧的作业装置8取得重量平衡。

在驾驶室5与配重6之间配置有竖立设置在回转框架4上的舱室罩7。舱室罩7使用例如由薄钢板构成的多张金属板等而形成，在内部划分出容纳发动机等的机械室(未图示)。

作业装置8以能够仰俯动作的方式设于上部回转体3的前部。作业装置8构成为包括：后述的起重臂11；以能够仰俯动作的方式安装于起重臂11的前端侧的悬臂9；以及以能够转动的方式设于悬臂9的前端侧的作为作业工具的铲斗10。作业装置8的起重臂11利用起重臂缸11A而相对于回转框架4在上、下进行仰俯动作，悬臂9在起重臂11的前端侧利用悬臂缸9A在上、下进行俯仰动作。作为作业工具的铲斗10在悬臂9的前端侧利用铲斗缸10A在上、下进行转动。

以下，对本实施方式中所使用的起重臂进行说明。

起重臂11构成作业装置8的作业臂。该起重臂11利用起重臂缸11A相对于回转框架4在上、下进行俯仰动作。在此，起重臂11包括：弯曲成弓形状并且在前、后方向(起重臂11的长度方向)上延伸的长尺寸的箱型构造体12；设置在箱型构造体12的后端侧的后述的基底侧安装部件31；以及设置在箱型构造体12的前端侧的后述的悬臂侧安装部件33。

在此，对构成起重臂11的主要部分的箱型构造体12进行说明。

如图2至图5所示，箱型构造体12包括：在左、右方向上隔开间隔地对置并且在前、后方向上延伸的左侧板13、右侧板13′；通过焊接而接合于各侧板13、13′的上端侧的上板15；以及通过焊接而接合于各侧板13、13′的下端侧的下板17。该箱型构造体12具有横剖面呈四边形的闭剖面构造。

左侧板13、右侧板13′、上板15以及下板17使用例如由高张力钢构成的板材而形成，由此能够使各板材的板厚尽可能地薄。同样，对于后述的各分隔板29、30、基底侧安装部件31、缸安装轴套部件32、悬臂侧安装部件33、缸托架34，也使用由同样的高张力钢构成的钢材而形成。

接着，对构成箱型构造体12的左侧板13和右侧板13′进行具体说明。

即，左侧板13形成箱型构造体12的左侧面，右侧板13′形成箱型构造体12的右侧面。此外，由于左侧板13和右侧板13′形成为彼此相同的形状，因此对左侧板13进行说明，对于右侧板13′，在与左侧板13对应的符号上标注撇号(′)，省略其说明。另外，在从液压挖掘机1的车辆后方观察的情况下，起重臂11的长度方向即前、后方向的后端侧相当于起重臂11的后部侧(回转框架4侧)，在从液压挖掘机1的车辆后方观察的情况下，前、后方向的前端侧相当于起重臂11的前部侧(悬臂9侧)。

如图3所示，左侧板13通过对以下共计五张板材进行接合而构成，该五张板材包括：其全长中位于后端侧(起重臂11的基底侧)的第一侧板13A；以及依次配置于第一侧板13A的前侧且彼此形状不同的第二侧板13B、第三侧板13C、第四侧板13D以及第五侧板13E。

位于前、后方向的最后侧的第一侧板13A通过对由高张力钢构成的平板材进行冲压成形而形成为上、下方向的宽度尺寸从后侧朝向前侧逐渐变大的四边形状。第二侧板13B也通过对由高张力钢构成的平板材进行冲压成形而形成为上、下方向的宽度尺寸从后侧朝向前侧而逐渐变大的四边形状。

左侧板13中位于前、后方向的正中央的第三侧板13C通过对由高张力钢构成的平板材进行冲压成形而形成为平行四边形状。在此，第三侧板13C的上、下两端侧分别以预先确定的曲率形成为圆弧状。并且，在第三侧板13C形成有圆形的冲裁孔13C1，在该冲裁孔13C1，通过焊接而接合有后述的缸安装轴套部件32的左环状凸边部32B。另一方面，第四侧板13D通过对由高张力钢构成的平板材进行冲压成形而形成为其上底比下底长的梯形形状。

左侧板13中位于前、后方向的最前侧(前端侧)的第五侧板13E通过对由高张力钢构成的平板材进行冲压成形而形成为上、下方向的宽度尺寸从后侧朝向前侧而逐渐变小的四边形状。第五侧板13E形成为，在第一侧板13A～第五侧板13E中，前、后方向的长度尺寸最大，其板厚最薄。

如图3所示，第一侧板13A的前端对接焊接于第二侧板13B的后端，第一侧板13A和第二侧板13B沿焊接线14A接合。第二侧板13B的前端对接焊接于第三侧板13C的后端，第二侧板13B和第三侧板13C沿焊接线14B接合。第三侧板13C的前端对接焊接于第四侧板13D的后端，第三侧板13C和第四侧板13D沿焊接线14C接合。并且，第四侧板13D的前端对接焊接于第五侧板13E的后端，第四侧板13D和第五侧板13E沿焊接线14D接合。

另一方面，如图4所示，构成右侧板13′的第一侧板13A′和第二侧板13B′沿焊接线14A′接合，第二侧板13B′和第三侧板13C′沿焊接线14B′接合，第三侧板13C′和第四侧板13D′沿焊接线14C′接合，第四侧板13D′和第五侧板13E′沿焊接线14D′接合。

在此，构成左侧板13的第一侧板13A～第五侧板13E中，其载荷分担最大的是第一侧板13A和第三侧板13C，第一侧板13A的板厚t1a和第三侧板13C的板厚t1c设定得最大。因此，第一侧板13A的板厚t1a、第二侧板13B的板厚t1b、第三侧板13C的板厚t1c、第四侧板13D的板厚t1d、第五侧板13E的板厚t1e具有下述数学式1那样的关系。

(数学式1)

t1a＝t1c>t1b＝t1d>t1e

构成右侧板13′的第一侧板13A′～第五侧板13E′的板厚也具有与构成左侧板13的第一侧板13A～第五侧板13E的板厚相同的关系。

以下，对构成箱型构造体12的上板15进行具体的说明。

上板15通过填角焊接而接合于左侧板13以及右侧板13′的上端侧。如图3所示，上板15由以下共计三张板材构成，该三张板材包括：上板15的全长中位于前、后方向的后侧的后上板15A；位于前、后方向的前侧的前上板15B；以及配置于后上板15A与前上板15B之间的中间上板15C。中间上板15C配置在从上方覆盖后述的缸安装轴套部件32的位置。

后上板15A、前上板15B以及中间上板15C分别通过对由高张力钢构成的平板材进行冲压成形而形成为四边形状，以相互不同的形状在前、后方向上延伸。就其长度尺寸而言，后上板15A最短，中间上板15C最长，前上板15B以两者的中间的长度形成。

就上板15而言，由于后述的缸托架34接合于中间上板15C的外侧面，因此中间上板15C的板厚t2c最厚，前上板15B的板厚t2b最薄，后上板15A的板厚t2a设定为中间的板厚。因此，后上板15A的板厚t2a、前上板15B的板厚t2b以及中间上板15C的板厚t2c具有下述数学式2那样的关系。

(数学式2)

t2c>t2a>t2b

中间上板15C的后端对接焊接于后上板15A的前端，中间上板15C和后上板15A沿焊接线16A接合。前上板15B的后端对接焊接于中间上板15C的前端，前上板15B和中间上板15C沿焊接线16B接合。

就上板15而言，在将中间上板15C接合于后上板15A与前上板15B之间的状态下，实施有接板后的滚压加工。由此，上板15如图3所示那样弯曲。即，上板15的后上板15A和中间上板15C弯曲成沿左、右侧板13、13′的上端侧的圆弧状的轮廓线的形状。

接着，对构成箱型构造体12的下板17进行具体的说明。

下板17通过焊接而接合于左侧板13以及右侧板13′的下端侧。如图3所示，下板17由位于下板17的前端侧的第一前下板17A、位于该第一前下板17A的后侧的第二前下板17B、位于该第二前下板17B的后侧的第三前下板17C、以及位于该第三前下板17C的后侧的后下板17D构成。并且，后下板17D由第一后下板17D1、位于该第一后下板17D1的后侧的第二后下板17D2、以及位于该第二后下板17D2的后侧的第三后下板17D3这三张板材构成。即，下板17由共计六张板材构成。

第一前下板17A、第二前下板17B、第三前下板17C分别通过对由高张力钢构成的平板材进行冲压成形而形成为四边形状，以相互不同的形状在前、后方向上延伸。第一前下板17A的长度尺寸设定得最短，第二前下板17B的长度尺寸设定得最长。第三前下板17C的长度尺寸设定得比第一前下板17A长且比第二前下板17B短。

如图6至图10所示，第一前下板17A的板厚t3a最厚，设定为与构成后述的悬臂侧安装部件33的下接合板33F的板厚t4相等的厚度。另一方面，第二前下板17B的板厚t3b和第三前下板17C的板厚t3c设定得相等。因此，第一前下板17A的板厚t3a、第二前下板17B的板厚t3b、第三前下板17C的板厚t3c、以及下接合板33F的板厚t4具有下述数学式3那样的关系。

(数学式3)

t3a＝t4>t3b＝t3c

在此，如图5所示，第一前下板17A的后端17A1和第二前下板17B的前端17B1在接合于拼装到上板15的左、右侧板13、13′的下端侧的前阶段，预先进行对接焊接。由此，形成为前侧成为第一前下板17A且后侧成为第二前下板17B的一张差厚板18。

如图7所示，在第一前下板17A的后端17A1与第二前下板17B的前端17B1之间，形成有用于从板厚方向的两侧进行对接焊接的X型槽19。因此，通过在该X型槽19的位置从板厚方向的两侧进行两面焊接，从而形成由焊道20接合第一前下板17A和第二前下板17B而成的一张差厚板18。该情况下，第一前下板17A的后端17A1和第二前下板17B的前端17B1通过利用X型槽19从板厚方向的两侧实施两面焊接，从而以在板厚的整个区域熔透的完全焊接的状态接合。

另一方面，构成后下板17D的第一后下板17D1、第二后下板17D2、第三后下板17D3通过对由高张力钢构成的平板材进行冲压成形而形成为四边形状，以相互不同的形状在前、后方向上延伸。

第一后下板17D1的长度尺寸设定得最长，第二后下板17D2的长度尺寸设定得最短。第三后下板17D3的长度尺寸设定得比第一后下板17D1短且比第二后下板17D2长。另一方面，第一后下板17D1的板厚t3d最厚，第二后下板17D2的板厚t3e和第三后下板17D3的板厚t3f设定得相等。因此，第一后下板17D1的板厚t3d、第二后下板17D2的板厚t3e、以及第三后下板17D3的板厚t3f具有下述数学式4那样的关系。

(数学式4)

t3d>t3e＝t3f

如图3所示，在第一后下板17D1实施接板前的滚压加工，第一后下板17D1弯曲成沿左侧板13的下端侧的圆弧状的轮廓线的形状。如图5所示，第一后下板17D1的前端对接焊接于第三前下板17C的后端，第一后下板17D1和第三前下板17C沿焊接线21A进行接合。相互接合后的第一后下板17D1和第三前下板17C以相对于拼装并焊接于上板15的各侧板13、13′对长度方向中间部的下端侧进行封闭的方式，通过焊接而接合。

第二后下板17D2配置于比第一后下板17D1靠后侧，以相对于各侧板13、13′对其下端侧进行封闭的方式通过焊接而接合。此时，第二后下板17D2的前端对接焊接于第一后下板17D1的后端，第二后下板17D2和第一后下板17D1沿焊接线21B接合。并且，第三后下板17D3配置于比第二后下板17D2靠后侧，以相对于各侧板13、13′对其下端侧进行封闭的方式通过焊接而接合。此时，第三后下板17D3的前端对接焊接于第二后下板17D2的后端，第三后下板17D3和第二后下板17D2沿焊接线21C接合。第三后下板17D3的后端通过焊接而接合于后述的基底侧安装部件31的轴套部31A。

在此，如图5所示，在形成呈箱型构造的起重臂11时，在将下板17接合于拼装到上板15的各侧板13、13′的下端侧的前阶段，在各侧板13、13′和上板15的后端侧接合基底侧安装部件31，并且在各侧板13、13′和上板15的前端侧接合悬臂侧安装部件33。在该状态下，在悬臂侧安装部件33的下接合板33F与第三前下板17C之间形成开口部22，该开口部22由成为盖的差厚板18封闭。即，接合构成差厚板18的第一前下板17A和悬臂侧安装部件33的下接合板33F，并且接合构成差厚板18的第二前下板17B和第三前下板17C，从而完全封闭构成箱型构造体12的各侧板13、13′的下端侧。

该情况下，如图12所示，在后述的悬臂侧安装部件33的下接合板33F的后端33F1，以位于箱型构造体12的内部侧的方式设有垫板23。该垫板23具有与各侧板13、13′的间隔相等的长度尺寸，预先通过焊接紧固于下接合板33F的后端33F1。

如图8所示，在构成差厚板18的第一前下板17A的前端17A2与构成悬臂侧安装部件33的下接合板33F的后端33F1之间，形成有朝向垫板23以V字状倾斜的V型槽24。因此，在该V型槽24的位置，通过从箱型构造体12的外侧进行单面焊接，从而第一前下板17A的前端17A2与悬臂侧安装部件33的下接合板33F的后端33F1之间能够由焊道25接合(参照图9)。

另一方面，如图12所示，在第三前下板17C的前端17C1，以位于箱型构造体12的内部侧的方式设有垫板26。该垫板26具有与各侧板13、13′的间隔相等的长度尺寸，预先通过焊接紧固于第三前下板17C的前端17C1。

如图10所示，在构成差厚板18的第二前下板17B的后端17B2与第三前下板17C的前端17C1之间，形成有朝向垫板26以V字状倾斜的V型槽27。因此，在该V型槽27的位置，通过从箱型构造体12的外侧进行单面焊接，从而第二前下板17B的后端17B2与第三前下板17C的前端17C1之间能够由焊道28接合(参照图11)。

如图3、图4所示，第一分隔板29设置在箱型构造体12的内部。该第一分隔板29接合于构成各侧板13、13′的第二侧板13B、13B′与上板15和下板17之间。第一分隔板29的上端通过焊接而接合于上板15的中间上板15C。第一分隔板29的下端通过焊接而接合于下板17的第一后下板17D1。第一分隔板29的左端通过焊接而接合于左侧板13的第二侧板13B，第一分隔板29的右端通过焊接而接合于右侧板13′的第二侧板13B′。

第二分隔板30位于第一分隔板29的前侧并设置在箱型构造体12的内部。该第二分隔板30接合于构成各侧板13、13′的第四侧板13D、13D′与上板15和下板17之间。第二分隔板30的上端通过焊接而接合于上板15的中间上板15C。第二分隔板30的下端通过焊接而接合于下板17的第一后下板17D1。第二分隔板30的左端通过焊接而接合于左侧板13的第四侧板13D，第二分隔板30的右端通过焊接而接合于右侧板13′的第四侧板13D′。

以下，对设于箱型构造体12的基底侧安装部件31、缸安装轴套部件32、悬臂侧安装部件33、缸托架34的结构进行说明。

基底侧安装部件31设于箱型构造体12的后端侧。该基底侧安装部件31以经由连结销(未图示)能够转动的方式安装于液压挖掘机1的回转框架4。在此，基底侧安装部件31由在左、右方向上延伸的圆筒状的轴套部31A、设于轴套部31A的左端侧的左接合板31B、以及设于轴套部31A的右端侧的右接合板31C构成。基底侧安装部件31的左接合板31B通过焊接而接合于构成左侧板13的第一侧板13A的后端，基底侧安装部件31的右接合板31C通过焊接而接合于构成右侧板13′的第一侧板13A′的后端。另一方面，在基底侧安装部件31的轴套部31A，分别通过焊接而接合有构成上板15的后上板15A的后端、和构成下板17的第三后下板17D3的后端。

缸安装轴套部件32设于箱型构造体12的长度方向中间部。该缸安装轴套部件32是供图1所示的起重臂缸11A的杆前端能够转动地销结合的构件。在此，缸安装轴套部件32由在左、右方向上延伸的圆筒状的轴套部32A、设于轴套部32A的左端侧的左环状凸边部32B、以及设于轴套部32A的右端侧的右环状凸边部32C构成。缸安装轴套部件32的左环状凸边部32B通过焊接而接合于冲裁孔13C1的周围，该冲裁孔13C1形成于构成左侧板13的第三侧板13C，右环状凸边部32C通过焊接而接合于冲裁孔13C1′的周围，该冲裁孔13C1′形成于构成右侧板13′的第三侧板13C′。

悬臂侧安装部件33设于箱型构造体12的前端。该悬臂侧安装部件33是供图1所示的悬臂9的基端侧经由连结销(未图示)而能够转动地安装的构件。在此，悬臂侧安装部件33由成两叉状的左、右一对托架部33A、和一体地连结该各托架部33A间的接头部33B构成。在接头部33B设有：通过焊接而接合于构成左侧板13的第五侧板13E的前端的左接合板33C；通过焊接而接合于构成右侧板13′的第五侧板13E′的前端的右接合板33D；通过焊接而接合于构成上板15的前上板15B的前端的上接合板33E；以及通过焊接而接合于构成下板17的第一前下板17A的前端17A2的下接合板33F。该情况下，如图6以及图8所示，下接合板33F的板厚t4设定为与第一前下板17A的板厚t3a相等的厚度，在下接合板33F的后端33F1紧固有垫板23。

缸托架34设于构成箱型构造体12的上板15的长度方向的中间部。该缸托架34是供图1所示的悬臂缸9A的底侧能够转动地销结合的构件。在此，缸托架34由在左、右方向上隔开间隔地对置的一对板体构成，通过焊接而接合于构成上板15的中间上板15C的上表面侧。

本实施方式的液压挖掘机1具有如上所述的结构，以下参照图3至图14对起重臂11的制造工序进行说明。

对于左侧板13，沿焊接线14A对接焊接第一侧板13A和第二侧板13B，沿焊接线14B对接焊接第二侧板13B和第三侧板13C。并且，沿焊接线14C对接焊接第三侧板13C和第四侧板13D，沿焊接线14D对接焊接第四侧板13D和第五侧板13E。由此，形成通过焊接而接合第一侧板13A～第五侧板13E而成的左侧板13。

与此相同地，对于右侧板13′，也沿焊接线14A′焊接第一侧板13A′和第二侧板13B′，沿焊接线14B′焊接第二侧板13B′和第三侧板13C′，沿焊接线14C′焊接第三侧板13C′和第四侧板13D′，沿焊接线14D′对接焊接第四侧板13D′和第五侧板13E′。由此，形成通过焊接而接合第一侧板13A′～第五侧板13E′而成的右侧板13′。

对于上板15，沿焊接线16A对接焊接后上板15A和中间上板15C，沿焊接线16B对接焊接中间上板15C和前上板15B。在形成有将中间上板15C接合于后上板15A与前上板15B之间而成的上板15的状态下，对该上板15实施滚压加工。由此，使后上板15A和中间上板15C沿各侧板13、13′的上端侧的圆弧状的轮廓线弯曲。

对于下板17，对构成后下板17D的第一后下板17D1实施滚压加工。由此，使第一后下板17D1沿各侧板13、13′的下端侧的圆弧状的轮廓线弯曲。

接着，在将第一、第二分隔板29、30、缸安装轴套部件32配置于各侧板13、13′之间的状态下，通过焊接在各侧板13、13′的上端侧接合上板15。另外，在构成上板15的中间上板15C的上表面侧，通过焊接来接合缸托架34。

接着，在各侧板13、13′和上板15的后端侧接合基底侧安装部件31。即，将构成左侧板13的第一侧板13A的后端对接焊接于基底侧安装部件31的左接合板31B，将构成右侧板13′的第一侧板13A′的后端对接焊接于基底侧安装部件31的右接合板31C。另外，将构成上板15的后上板15A的后端焊接于基底侧安装部件31的轴套部31A。

另一方面，在各侧板13、13′和上板15的前端侧接合悬臂侧安装部件33。即，将构成左侧板13的第五侧板13E的前端对接焊接于构成悬臂侧安装部件33的左接合板33C，并且将构成右侧板13′的第五侧板13E′的前端对接焊接于构成悬臂侧安装部件33的右接合板33D。另外，将构成上板15的前上板15B的前端对接焊接于构成悬臂侧安装部件33的上接合板33E。

这样，在相对于拼装成的各侧板13、13′和上板15组装了第一、第二分隔板29、30、基底侧安装部件31、缸安装轴套部件32、悬臂侧安装部件33、缸托架34的状态下，在各侧板13、13′的下端侧接合下板17。

首先，通过在第一后下板17D1的前端对接焊接第三前下板17C的后端，从而沿焊接线21A接合第一后下板17D1和第三前下板17C，利用这些第一后下板17D1和第三前下板17C，对拼装到上板15的各侧板13、13′的下端侧进行封闭。

另外，通过将第二后下板17D2的前端对接焊接于第一后下板17D1的后端，从而沿焊接线21B接合第二后下板17D2和第一后下板17D1。并且，将第三后下板17D3的前端对接焊接于第二后下板17D2的后端，沿焊接线21C接合第三后下板17D3和第二后下板17D2，并且通过焊接将第三后下板17D3的后端接合基底侧安装部件31的轴套部31A。

这样，如图5所示，利用由第一后下板17D1～第三后下板17D3构成的后下板17D和第三前下板17C对拼装到上板15的各侧板13、13′的下端侧进行封闭。在该状态下，在第三前下板17C与悬臂侧安装部件33的下接合板33F之间形成有开口部22。该情况下，在第三前下板17C的前端17C1预先设有垫板26，在悬臂侧安装部件33的下接合板33F的后端33F1预先设有垫板23。

接着，如图7所示，对接焊接第一前下板17A的后端17A1和第二前下板17B的前端17B1，形成前侧成为第一前下板17A且后侧成为第二前下板17B的一张差厚板18。该情况下，在第一前下板17A的后端17A1与第二前下板17B的前端17B1之间形成有X型槽19。因此，通过在X型槽19的位置使用焊炬35从板厚方向的两侧进行两面焊接，从而能够形成具有较大的强度的差厚板18。

接着，如图12至图14所示，相对于接合于各侧板13、13′的下端侧的第三前下板17C和悬臂侧安装部件33的下接合板33F，通过焊接来接合差厚板18。首先，使构成差厚板18的第一前下板17A的前端17A2与设于悬臂侧安装部件33的下接合板33F的垫板23抵接。在该状态下，从箱型构造体12的外侧对第一前下板17A的前端17A2和下接合板33F的后端33F1进行单面焊接。

该情况下，如图8所示，第一前下板17A的板厚t3a设定得与下接合板33F的板厚t4相等，在第一前下板17A的前端17A2与下接合板33F的后端33F1之间，形成有朝向垫板23以V字状倾斜的V型槽24。因此，在该V型槽24的位置的焊接以使用了焊炬35的单面焊接从箱型构造体12的外侧进行。由此，能够利用焊道25牢固地接合第一前下板17A的前端17A2和悬臂侧安装部件33的下接合板33F的后端33F1之间(参照图9)。

接着，如图14所示，使构成差厚板18的第二前下板17B的后端17B2与设于第三前下板17C的垫板26抵接。该状态下，从箱型构造体12的外侧相对于第二前下板17B的后端17B2和第三前下板17C的前端17C1进行对接焊接。

该情况下，如图10所示，第二前下板17B的板厚t3b和第三前下板17C的板厚t3c设定得相等。在第二前下板17B的后端17B2与第三前下板17C的前端17C1之间，形成有朝向垫板26以V字状倾斜的V型槽27。因此，在该V型槽27的位置的焊接以使用了焊炬35的单面焊接从箱型构造体12的外侧进行。由此，能够利用焊道28牢固地接合第二前下板17B的后端17B2与第三前下板17C的前端17C1之间(参照图11)。

这样，能够利用差厚板18对接合于各侧板13、13′的下端侧的第三前下板17C与悬臂侧安装部件33的下接合板33F之间的开口部22进行封闭，从而能够形成具有呈闭剖面构造的箱型构造体12的起重臂11。

这样，根据本实施方式，在具有与悬臂侧安装部件33的下接合板33F的板厚t4相等的板厚t3a的第一前下板17A、和具有与第三前下板17C的板厚t3c相等的板厚t3b的第二前下板17B之间形成有X型槽19。因此，通过预先在别的场所对第一前下板17A和第二前下板17B在X型槽19的位置从板厚方向的两侧进行两面焊接，能够作为一张差厚板18而形成。因此，在本实施方式中，利用在板厚的整个区域熔透的完全焊接来接合两者，能够形成焊接部的疲劳强度高的差厚板18。

而且，构成差厚板18的第一前下板17A的板厚t3a与悬臂侧安装部件33的下接合板33F的板厚t4相等。因此，即使在使用垫板23从外侧对第一前下板17A的前端17A2和悬臂侧安装部件33的下接合板33F进行单面焊接的情况下，也能够提高第一前下板17A和悬臂侧安装部件33的下接合板33F的焊接部(焊道25)的疲劳强度。另一方面，构成差厚板18的第二前下板17B的板厚t3b与第三前下板17C的板厚t3c相等。因此，即使在使用垫板26从外侧对第二前下板17B的后端17B2和第三前下板17C的前端17C1进行单面焊接的情况下，也能够提高第二前下板17B和第三前下板17C的焊接部(焊道28)的疲劳强度。

因此，构成差厚板18的第一前下板17A和悬臂侧安装部件33的下接合板33F使用垫板23从外侧进行单面焊接。构成差厚板18的第二前下板17B和第三前下板17C使用垫板23从外侧进行单面焊接。由此，能够提高箱型构造体12整体的疲劳强度，从而能够提高起重臂11的耐久性。

并且，在本实施方式中，不需要在箱型构造体12内的狭窄的作业空间内以不当的作业姿势进行相对于第一前下板17A和下接合板33F的焊接作业、以及相对于第二前下板17B和第三前下板17C的焊接作业，能够在箱型构造体12的外侧有富余地进行。其结果，能够提高焊接品质，能够利用第一、第二前下板17A、17B对箱型构造体12可靠地进行封闭，从而能够提高起重臂11整体的疲劳强度。并且，能够提高对第一、第二前下板17A、17B进行焊接时的作业性。

接着，对本实施方式的起重臂11与图15及图16所示的比较例的起重臂100的比较进行说明。

首先，比较例的起重臂100与本实施方式的起重臂11大致相同，具有左、右侧板101(仅图示左侧)、上板102、下板103、以及悬臂侧安装部件104。

在此，下板103从前侧(悬臂侧安装部件104侧)开始依次具有第一前下板103A、第二前下板103B、第三前下板103C。第三前下板103C先于第一、第二前下板103A、103B接合于侧板101的下端侧。另一方面，悬臂侧安装部件104由托架部104A和接头部104B构成，接头部104B具有左、右接合板104C、上接合板104D、下接合板104E。第一前下板103A和第二前下板103B的板厚t5a设定得与第三前下板103C的板厚t5b相等、且比悬臂侧安装部件104的下接合板104E的板厚t5c薄(t5a＝t5b＜t5c)。

该情况下，第一前下板103A的板厚t5a比悬臂侧安装部件104的下接合板104E的板厚t5c薄。因此，在相对于第一前下板103A和悬臂侧安装部件104的下接合板104E使用垫板进行了单面焊接的情况下，导致焊接部的疲劳强度降低。因此，在比较例中，考虑相对于第一前下板103A和悬臂侧安装部件104的下接合板104E通过进行两面焊接来提高焊接部的疲劳强度。

因此，相对于悬臂侧安装部件104的下接合板104E的后端和第一前下板103A的前端进行两面焊接。此时，如图16所示，作业者W需要在由左、右侧板101和上板102围成的狭窄的空间内以不当的作业姿势进行焊接作业，相对于焊接部的观察确认性下降。其结果，不仅焊接作业的作业性较差，而且悬臂侧安装部件104的下接合板104E与第一前下板103A之间的焊接部的焊接品质下降而疲劳强度变低，存在起重臂100的耐久性下降的担忧。

针对于此，根据本实施方式的起重臂11，第一前下板17A和第二前下板17B不是对起重臂11直接实施焊接，而是通过预先从板厚方向的两侧进行两面焊接来形成一张差厚板18。由此，能够使构成差厚板18的第一前下板17A的板厚t3a与悬臂侧安装部件33的下接合板33F的板厚t4相等，并能够使构成差厚板18的第二前下板17B的板厚t3b与第三前下板17C的板厚t3c相等。因此，能够通过使用了垫板23的单面焊接从箱型构造体12的外侧对第一前下板17A的前端17A2和悬臂侧安装部件33的下接合板33F进行牢固接合。另外，能够通过使用了垫板26的单面焊接从箱型构造体12的外侧对第二前下板17B的后端17B2和第三前下板17C的前端17C1进行牢固接合。其结果，能够提高箱型构造体12整体的疲劳强度，从而提高起重臂11的耐久性。

而且，能够利用单面焊接从箱型构造体12的外侧进行对构成差厚板18的第一前下板17A和悬臂侧安装部件33的下接合板33F进行对接焊接的作业、和对构成差厚板18的第二前下板17B和第三前下板17C进行对接焊接的作业。其结果，能够提高焊接第一、第二前下板17A、17B时的作业性。

此外，在上述的实施方式中，例示了下述情况，即，使用第一后下板17D1、第二后下板17D2、第三后下板17D3这三张板材形成与第一前下板17A～第三前下板17C一起构成下板17的后下板17D。但是，本发明并不限于此，例如也可以使用一～两张板材、或者四张以上的板材来形成后下板。

另外，在上述的实施方式中，例示了下述情况，即，使用第一侧板13A～第五侧板13E这五张板材来形成左侧板13，使用第一侧板13A′～第五侧板13E′这五张板材来形成右侧板13′。但是，本发明并不限于此，例如也可以使用一～四张板材、或者六张以上的板材来形成左、右侧板。

与此相同，在上述的实施方式中，例示了下述情况，即，使用后上板15A、前上板15B、中间上板15C这三张板材来形成上板15。但是，本发明并不限于此，例如也可以使用一张～两张板材、或者四张以上的板材来形成上板。

并且，在上述的实施方式中，作为工程机械的代表例，以履带式的液压挖掘机1所使用的起重臂11为例进行了说明。但是，本发明并不限于此，能够广泛应用于例如轮式液压挖掘机等其他工程机械所使用的起重臂。

符号的说明

1—液压挖掘机(工程机械)，11—起重臂，13—左侧板，13′—右侧板，15—上板，17—下板，17A—第一前下板，17A1、17B2、33F1—后端，17A2、17B1、17C1—前端，17B—第二前下板，17C—第三前下板，17D—后下板，18—差厚板，19—X型槽，23、26—垫板，24、27—V型槽，31—基底侧安装部件，33—悬臂侧安装部件，33C—左接合板，33D—右接合板，33E—上接合板，33F—下接合板。

Claims (4)

1.一种工程机械用起重臂，由以下部件形成横剖面呈四边形的闭剖面构造的箱型构造体：在左、右方向上隔开间隔地对置并且在前、后方向上延伸的左侧板及右侧板；通过焊接而接合于该左侧板及右侧板的上端侧的上板；以及通过焊接而接合于上述左侧板及右侧板的下端侧的下板，

在上述箱型构造体设置分别通过焊接而接合于上述左侧板、上述右侧板、上述上板以及上述下板的后端的基底侧安装部件，

在上述箱型构造体设置悬臂侧安装部件，该悬臂侧安装部件具有分别通过焊接而接合上述左侧板及右侧板的前端的左接合板及右接合板，并且具有分别通过焊接而接合上述上板、上述下板的前端的上接合板及下接合板，

上述下板包括：通过焊接而接合于上述悬臂侧安装部件的下接合板的第一前下板；通过焊接而接合于该第一前下板的后端的第二前下板；通过焊接而接合于该第二前下板的后端的第三前下板；以及接合于该第三前下板的后端的由一张或多张板材构成的后下板，

上述工程机械用起重臂的特征在于，

上述第一前下板由具有与上述悬臂侧安装部件的下接合板相等的板厚的板材构成，

上述第二前下板由具有与上述第三前下板相等的板厚并且具有比上述第一前下板薄的板厚的板材构成，

在上述悬臂侧安装部件的下接合板的后端设置第一垫板，

在上述第三前下板的前端设置第二垫板，

将上述第一前下板和上述第二前下板对接并完全焊接而形成一张差厚板，

构成上述差厚板的上述第一前下板的前端通过从上述箱型构造体的外侧进行单面焊接而接合于上述悬臂侧安装部件的下接合板和设于该下接合板的上述第一垫板，

构成上述差厚板的上述第二前下板的后端通过从上述箱型构造体的外侧进行单面焊接而接合于上述第三前下板的前端和设于该第三前下板的上述第二垫板。

2.根据权利要求1所述的工程机械用起重臂，其特征在于，

在构成上述差厚板的上述第一前下板的后端与上述第二前下板的前端之间形成X型槽，从板厚方向的两侧对该X型槽实施两面焊接。

3.根据权利要求1所述的工程机械用起重臂，其特征在于，

在构成上述差厚板的上述第一前下板的前端与上述悬臂侧安装部件的下接合板的后端之间形成V型槽，从上述箱型构造体的外侧对该V型槽实施单面焊接。

4.根据权利要求1所述的工程机械用起重臂，其特征在于，

在构成上述差厚板的上述第二前下板的后端与上述第三前下板的前端之间形成V型槽，从上述箱型构造体的外侧对该V型槽实施单面焊接。