JP2000265489A - 作業機械の作業腕構造 - Google Patents

作業機械の作業腕構造

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JP2000265489A
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Seiji Okamoto
成司 岡本
Takayuki Yuasa
孝之 湯浅
Akiichi Ono
明一 小野
Shigeki Adachi
重喜 足立
Masaya Yorifuji
雅也 依藤
Kunitomo Shimizu
邦友 清水
Taizo Iwasaki
泰三 岩崎
Kazuaki Kinoshita
和明 木下
Fumihiro Nishimura
文博 西村
Hajime Horiuchi
一 堀内
Morio Murakami
守生 村上
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Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/38Cantilever beams, i.e. booms;, e.g. manufacturing processes, forms, geometry or materials used for booms; Dipper-arms, e.g. manufacturing processes, forms, geometry or materials used for dipper-arms; Bucket-arms

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 箱型構造を有する作業腕の内部に設けられる
補強部材を、箱型構造の外側から箱型断面の内壁に適切
にかつ容易に溶接接合することができるようにするとと
もに、作業腕を効果的に補強することができる、作業機
械の作業腕構造を提供する。 【解決手段】 箱型断面を有する作業腕の内部に、板部
材をジグザグ状に折り曲げて折曲部分を作業腕の長手方
向に順次に配列した補強部材を、折曲部分と箱型断面の
内壁とを当接させて配置し、当接部分を一体に接合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業機械の作業腕
構造、さらに詳しくは、油圧ショベルのアームなど、作
業機械の作業腕に好適に用いられる作業機械の作業腕構
造に関する。
【0002】
【従来の技術】建設機械、荷役機械などの作業機械は、
作業具などが取り付けられる一個あるいは連結された複
数個の長尺の作業腕を備えている。典型的な作業機械で
ある油圧ショベルは、その機体本体に上下方向に揺動自
在に取り付けた作業腕であるブームと、ブームの先端に
上下方向に揺動自在に取り付けた作業腕であるアームを
備えている。アームの先端には作業具であるバケットが
揺動自在に取り付けられている。
【0003】図9〜図11を参照して上述のアームを例
に作業腕を説明すると、全体を番号20で示すアーム
は、種々の鋼製部材を相互に溶接して箱型構造に形成さ
れている。すなわち、長手方向に延びる上プレート20
a、下プレート20b、左サイドプレート20cおよび
右サイドプレート20dによって矩形の箱型断面を有す
る箱型構造に形成されている。箱型構造の長手方向の一
端部にはバケットと連結するための連結ブラケット20
eが、他端部にはブームと連結するための連結ブラケッ
ト20fがそれぞれ取り付けられている。
【0004】この箱型構造の内部には補強部材である矩
形のバッフルプレート20gがアーム20の長手方向に
略直角に位置付けられて箱型断面の内壁に溶接により取
り付けられている。バッフルプレート20gは比較的厚
い板部材を切断して形成され、箱型断面の内壁に隅肉溶
接によって取り付けられている(図11)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおりの形態
の従来の作業機械の作業腕構造には、次のとおりの解決
すべき問題がある。
【0006】すなわち、アーム20の製作においてバッ
フルプレート20gを箱型断面の外側から箱型断面の内
壁に溶接接合することが難しい。アーム20は閉じられ
た箱型構造を成していることから、バッフルプレート2
0gは箱型断面の内壁に予め仮付け溶接などによって位
置決めされるが、その位置は組立あるいは部品製作など
の誤差の集積によって変動しやすく、変動した位置を箱
型断面の外側からは確認することができないので箱型断
面の外側からの適切な溶接が困難である。そこでバッフ
ルプレート20gの箱型断面の内壁への溶接は、箱型構
造を完成させる前に例えば箱型構造の一部を形成する上
プレート20aを取り付けないで、その開放された空間
を利用して箱型断面の内側から行われる。そしてバッフ
ルプレート20gを溶接した後で上プレート20aを取
り付け箱型構造を完成させる。この場合バッフルプレー
ト20gを上プレート20aに溶接することはできな
い。あるいは、箱型構造を形成する上下左右のプレート
をアーム20の長手方向において途中で分割し、分割部
分された空間を利用して箱型断面の内側からバッフルプ
レート20gを箱型断面の内壁に溶接し、バッフルプレ
ート20gを溶接した後でプレートの分割部分を溶接接
合し箱型構造を完成させる。したがって、作業腕の製作
工程においては溶接を一度にまとめて行うことができ
ず、手間がかかり、生産性の改善が望まれている。ま
た、このような製作工程を必要とすることから、アーム
20を効果的に補強するためにバッフルプレート20g
を複数個用いることも容易でない。
【0007】本発明は上記事実に鑑みてなされたもの
で、その技術的課題は、箱型構造を有する作業腕の内部
に設けられる補強部材を、箱型構造の外側から箱型断面
の内壁に適切にかつ容易に溶接接合することができるよ
うにするとともに、作業腕を効果的に補強することがで
きる、作業機械の作業腕構造を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明によれば、上
記技術的課題を解決する作業腕構造として、箱型断面を
有する作業腕の内部に、板部材をジグザグ状に折り曲げ
て折曲部分を該作業腕の長手方向に順次に配列した補強
部材を、該折曲部分と該箱型断面の内壁とを当接させて
配置し、該当接部分を一体に接合した、ことを特徴とす
る作業機械の作業腕構造が提供される。
【0009】本発明による作業腕構造においては、板部
材をジグザグ状に折り曲げて折曲部分を作業腕の長手方
向に順次に配列した補強部材を折曲部分を箱型断面の内
壁に当接させて接合するから、折曲部分の長手方向の間
隔寸法を補強部材単品の状態で変動の少ないものにする
ことができる。また、溶接接合部分の長さが十分に長く
なるから、補強部材と箱型断面の内壁との接合は比較的
小さな溶接でよい。したがって、補強部材を箱型断面の
外側から箱型断面の内壁に適切にかつ容易に溶接接合す
ることができる。さらに、補強部材はジグザグ状に形成
されて溶接接合部である折曲部分が作業腕の長手方向に
順次に配設されるから、作業腕を効果的に容易に補強す
ることができる。
【0010】第2の発明によれば、上記技術的課題を解
決する作業腕構造として、箱型断面を有する作業腕の内
部に、板部材により断面をチャンネル形状に形成した補
強部材を、該チャンネル形状の折曲端部と該箱型断面の
内壁とを当接させて配置し、該当接部分を一体に接合し
た、ことを特徴とする作業機械の作業腕構造が提供され
る。
【0011】本発明による作業腕構造においては、補強
部材の折曲端部が箱型断面の内壁に溶接接合される。し
たがって、折曲端部は幅を有しているから補強部材の取
付位置の許容できる変動範囲を広げることができ、補強
部材と箱型断面の内壁とを容易に箱型断面の外側から溶
接接合することができる。また、補強部材の取り付けが
容易であるから、補強部材を複数個用いて作業腕を効果
的に容易に補強することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
作業腕構造を、典型的な作業機械である油圧ショベルの
アームにおける好適実施形態を図示している添付図面を
参照して、さらに詳細に説明する。
【0013】図1を参照して説明すると、全体を番号2
で示す油圧ショベルは、機体本体4に上下方向に揺動自
在に取り付けた作業腕であるブーム6と、ブーム6の先
端に上下方向に揺動自在に取り付けた作業腕であるアー
ム8を備えている。アーム8の先端には作業具であるバ
ケット10が揺動自在に取り付けられている。
【0014】第1の発明に従って構成されたアーム8を
図2および図3を参照して説明すると、アーム8は種々
の鋼製部材を相互に溶接して箱型構造に形成されてい
る。すなわち、長手方向に延びる上プレート8a、下プ
レート8b、左サイドプレート8cおよび右サイドプレ
ート8dによって矩形の箱型断面を有する箱型構造に形
成されている。箱型構造の長手方向の一端部にはバケッ
ト10(図1)と連結するための連結ブラケット8e
が、他端部にはブーム6(図1)と連結するための連結
ブラケット8fがそれぞれ取り付けられている。この箱
型構造は、連結ブラケット8fの側から連結ブラケット
8eの側に向けて箱型断面を直線的に徐々に小さくして
形成されている。箱型構造の内部には補強部材9が取り
付けられている。
【0015】補強部材9を図2および図3とともに図4
および図5を参照して説明すると、補強部材9は、高さ
H1の帯状の板部材を幅W1でジグザグ状に折り曲げ複
数個の折曲部分9aをアーム8の長手方向に配列して形
成されている。高さH1および幅W1は折曲部分9aが
アーム8の箱型断面の内壁に当接するように補強部材9
の一端側から他端側になるにつれて徐々に変化させて形
成されている。すなわち、幅W1は左サイドプレート8
cおよび右サイドプレート8dの内面間の寸法に、高さ
H1は上プレート8aおよび下プレート8bの内面間の
寸法になっている。
【0016】上述のように形成された補強部材9は、そ
の複数個の折曲部分9aが左サイドプレート8cおよび
右サイドプレート8dの内面、すなわち箱型断面の内壁
にそれぞれ当接するように箱型構造を完成させる前に仮
付け溶接などによって位置決めされ箱型構造の中に位置
付けられる。そして当接部分は箱型断面の外側から溶接
により、例えばレーザ溶接により一体に接合される(図
2および図5参照)。
【0017】第1の発明に従って構成された作業機械の
作業腕構造の作用を図2〜図5を参照して説明すると、
補強部材9は、板部材をジグザグ状に折り曲げて折曲部
分9aを作業腕8の長手方向に順次に配列しこの折曲部
分9aを箱型断面の内壁に当接させて接合するから、折
曲部分9aの長手方向の間隔寸法を補強部材9単品の状
態で変動の少ないものにすることができる。また、溶接
接合部分の長さが十分に長くなるから、補強部材9と箱
型断面の内壁との接合は比較的小さな溶接でよい。した
がって、補強部材9を箱型断面の外側から箱型断面の内
壁に適切にかつ容易に溶接接合することができる。さら
に、補強部材9はジグザグ状に形成されて溶接接合部で
ある折曲部分9aが作業腕8の長手方向に順次に配設さ
れるから、作業腕8を効果的に容易に補強することがで
きる。
【0018】第2の発明に従って構成されたアーム8を
図6〜図8を参照して説明すると、アーム8の箱型構造
の内部には補強部材10が複数個(本実施の形態におい
ては3個)がアーム8の長手方向に略直角に位置付けら
れて取り付けられている。なお、図2に示すアーム8と
実質的に同一の部分は同一の符号で示しその説明は省略
する。
【0019】補強部材10は、高さH2の板部材を幅W
2で両端部を略直角に折り曲げ、両端部に幅Tの折曲端
部10aを備えた断面チャンネル形状(コ字形状)に形
成されている。幅W2は折曲端部10aがアーム8の箱
型断面の内壁に当接するように左サイドプレート8cお
よび右サイドプレート8dの内面間の寸法に、高さH2
は上プレート8aおよび下プレート8bの内面間の寸法
に形成されている。折曲端部10aの幅Tは、製作上の
補強部材10の取付位置のバラツキ、箱型断面との溶接
接合の容易化などを考慮して、補強部材10の位置のバ
ラツキが大きいときには広くなど、任意に設定される。
【0020】上述のように形成された補強部材10は、
両端の折曲端部10aが左サイドプレート8cおよび右
サイドプレート8dの内面、すなわち箱型断面の内壁に
当接するように箱型構造を完成させる前に仮付け溶接な
どによってアーム8の長手方向の所定の位置に位置付け
られる。そして、折曲端部10aと左サイドプレート8
cおよび右サイドプレート8dとの当接部分は箱型断面
の外側から溶接により、例えばレーザ溶接により一体に
接合される(図6および図8参照)。
【0021】上述したとおりの第2の発明に従って構成
された作業機械の作業腕構造の作用を図6〜図8を参照
して説明すると、補強部材10はその折曲端部10bが
箱型断面の内壁に溶接接合される。したがって、折曲端
部10bは幅Tを有しているから補強部材10の取付位
置の許容できる変動範囲を広くすることができ、補強部
材10と箱型断面の内壁とを箱型断面の外側から容易に
溶接接合することができる。また、補強部材10の取り
付けが容易であるから、補強部材10を複数個用いて作
業腕8を効果的に容易に補強することができる。
【0022】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形
あるいは修正ができるものである。
【0023】例えば、第1の発明の実施の形態において
は、補強部材の折曲部分は作業腕の箱型断面の左サイド
プレートおよび右サイドプレートに当接され溶接接合さ
れたが、折曲部分を上プレートおよび下プレートに当接
させて溶接接合するように構成することもできる。ま
た、第2の発明の実施の形態においては、補強部材の折
曲端部は、作業腕の箱型断面の左サイドプレートおよび
右サイドプレートに当接され溶接接合されたが、折曲端
部を上プレートおよび下プレートに当接させて、あるい
は折曲端部を補強部材の上下左右に形成して箱型断面の
上下左右の全てのプレートに当接させ溶接接合するよう
に構成することもできる。
【0024】
【発明の効果】本発明に従って構成された作業機械の作
業腕構造によれば、箱型構造を有する作業腕の内部に設
けられる補強部材を、箱型構造の外側から箱型断面の内
壁に適切にかつ容易に溶接接合することができるように
するとともに、作業腕を効果的に補強することができ
る、作業機械の作業腕構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成された作業機械の作業腕構
造を備える典型的な作業機械である油圧ショベルの側面
図。
【図2】第1の発明が適用された図1に示す油圧ショベ
ルの作業腕の一つであるアームの斜視図。
【図3】図2のA−A矢印方向に見た断面図。
【図4】図2に示す補強部材の斜視図。
【図5】図2のB−B矢印方向に見た断面図。
【図6】第2の発明が適用された図1に示す油圧ショベ
ルの作業腕の一つであるアームの斜視図。
【図7】図6に示す補強部材の斜視図。
【図8】図6のC−C矢印方向に見た断面図。
【図9】従来の作業腕であるアームの斜視図。
【図10】図9のD−D矢印方向に見た断面図。
【図11】図6のE−E矢印方向に見た補強部材の溶接
状態を示す断面図。
【符号の説明】
2:油圧ショベル(作業機械) 4:機体本体 6:ブーム(作業腕) 8:アーム(作業腕) 9:補強部材 9a:折曲部分 10:補強部材 10a:折曲端部 20:アーム(作業腕) 20g:バッフルプレート(補強部材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 明一 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 足立 重喜 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 依藤 雅也 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 清水 邦友 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 岩崎 泰三 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 木下 和明 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 西村 文博 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 堀内 一 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 村上 守生 東京都世田谷区用賀四丁目10番1号 新キ ャタピラー三菱株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 箱型断面を有する作業腕の内部に、板部
    材をジグザグ状に折り曲げて折曲部分を該作業腕の長手
    方向に順次に配列した補強部材を、該折曲部分と該箱型
    断面の内壁とを当接させて配置し、該当接部分を一体に
    接合した、ことを特徴とする作業機械の作業腕構造。
  2. 【請求項2】 箱型断面を有する作業腕の内部に、板部
    材により断面をチャンネル形状に形成した補強部材を、
    該チャンネル形状の折曲端部と該箱型断面の内壁とを当
    接させて配置し、該当接部分を一体に接合した、ことを
    特徴とする作業機械の作業腕構造。
JP11071595A 1999-03-17 1999-03-17 作業機械の作業腕構造 Withdrawn JP2000265489A (ja)

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