JP2001123471A - 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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JP2001123471A JP30050399A JP30050399A JP2001123471A JP 2001123471 A JP2001123471 A JP 2001123471A JP 30050399 A JP30050399 A JP 30050399A JP 30050399 A JP30050399 A JP 30050399A JP 2001123471 A JP2001123471 A JP 2001123471A
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成司 岡本
Takayuki Yuasa
孝之 湯浅
Masaya Yorifuji
雅也 依藤
Kunitomo Shimizu
邦友 清水
Kazuaki Kinoshita
和明 木下
Fumihiro Nishimura
文博 西村
Tadahisa Mannami
督久 萬浪
Morio Murakami
守生 村上
Yoshiaki Harada
佳明 原田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業腕を形成する板部材と板部材との突合わ
せ溶接端の突合わせ隙間の変動を小さくし、溶接の品質
を安定させ、熱変形を少なくし、また板部材同士に段差
ができても応力の集中を避けることができるようにし
た、作業機械の作業腕構造を提供する。 【解決手段】 板部材と板部材との突合わせ溶接端の各
々に、突合わせ方向に対し傾斜して互いに実質上平行な
傾斜面を形成し、かつ傾斜面の各々に板部材の表面から
張り出している張出部を形成する。

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、油圧ショベルのブームなど、作
業機械の作業腕に好適に用いられる作業腕の構造に関す
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
ある例えば油圧ショベルは、機体本体に上下方向に揺動
自在に取り付けられ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られた作業腕であ
るアームとを備えている。アームの先端には作業具であ
るバケットが上下方向に揺動自在に取り付けられてい
る。
【0003】これらの作業腕は、長尺に形成されること
から、曲げ、捩じりなどに対して十分な強度を備え、ま
た重量を軽くするように、板部材によって箱型構造に形
成されている。
【0004】図10を参照して、上述のブームを例に作
業腕を説明すると、全体を番号50で示すブームは、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。すなわちブーム50は、長手方向に延びる板部材で
ある、上プレート52、下プレート54、左サイドプレ
ート56、及び右サイドプレート58によって矩形の箱
型断面を有し長手方向に延び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アームと連結する
ための連結ブラケット60が、他端部には機体本体と連
結するための連結ブラケット62がそれぞれ取り付けら
れている。
【0005】箱型構造を形成する上プレート52、下プ
レート54、左サイドプレート56、及び右サイドプレ
ート58の各々は、ブーム50の長手方向において、複
数個のプレートを突き合わせ溶接し一体に接合されてい
る。例えば、上プレート52はプレート52aとプレー
ト52bが、また左サイドプレート56はプレート56
a、プレート56b、プレート56cが、それぞれ突き
合わされている。下プレート54及び右サイドプレート
58も同様に形成されている。
【0006】これらのプレートとプレートとの突き合わ
せ溶接、例えば上プレート52のプレート52aとプレ
ート52bとの突き合わせ溶接は、図11に示すよう
に、各々のプレートの端部に突合わせ方向に隙間Zを形
成し、プレート各々の製作寸法、取付寸法などの誤差を
許容できるようにし、裏当金52cを取り付けて、開先
溶接によって行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおりの形態
の従来の作業腕構造には、次のとおりの解決すべき問題
がある。
【0008】(1)溶接接合部の品質:突合わせ溶接の
溶接強度など品質を安定させるためには、突合わせ隙間
Zの変動を小さくし溶接開先の大きさを安定させる必要
がある。しかしながら、板部材の製作寸法、取付寸法な
どの厳密なコントロールは難しく、また実際的でない。
したがって、溶接の開先の大きさは変動しやすく、溶接
接合部の品質は変動しやすい。
【0009】(2)熱変形:溶接の突合わせ隙間Zが大
きくなると溶接の溶金量が多くなり、板部材の熱歪が大
きくなり、作業腕の変形、寸法の変動などの問題を発生
させる。そして、作業腕の機械加工による修正、部分加
熱による修正、あるいは作業腕全体を炉に入れて熱処理
するなどの修正作業が必要になる。
【0010】(3)溶接接合部の応力集中:突合わせ溶
接部においては、板部材と板部材との相対位置が、例え
ば板厚の方向に変動、ずれやすい。そして、接合部に板
厚方向の断面が急変する段差ができ、また接合部におい
ては板厚が実質的に減少し、作業腕に加わる負荷などに
よって接合部に応力が集中し、作業腕の疲労強度を低下
させる。
【0011】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、作業腕を形成する板部材と板部
材との突合わせ溶接端の突合わせ隙間の変動を小さく
し、溶接の品質を安定させ、熱変形を少なくし、また板
部材同士に段差ができても応力の集中を避けることがで
きるようにした、作業機械の作業腕構造を提供すること
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
技術的課題を解決する作業腕構造として、作業腕を形成
する板部材と板部材との突合わせ溶接端の各々に、該突
合わせ方向に対し傾斜して互いに実質上平行な傾斜面を
形成し、かつ該傾斜面の各々に該板部材の表面から張り
出している張出部を形成した、ことを特徴とする作業機
械の作業腕構造が提供される。
【0013】そして、板部材の突合わせ溶接端の各々に
互いに平行な傾斜面を形成することにより、突合わせ方
向の寸法の変動に対し溶接接合される平行な傾斜面間の
寸法の変動を小さくする。また、傾斜面に張出部を形成
することにより、接合される板部材と板部材とに段差が
生じても板部材同士の接合部において板厚を実質的に減
少させないで、応力の集中を防止する。
【0014】好適実施形態においては、該張出部は、該
板部材の両面から張り出している。
【0015】そして、張出部を板部材の両面から張り出
すようにして板厚方向の変動に対し板部材が確実に溶接
接合されるようにする。
【0016】
【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
作業腕であるブ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。
【0017】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
在に取り付けられ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られた作業腕で
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が上下方向に揺動自在に取り付け
られている。
【0018】図1とともに図2を参照して説明すると、
ブーム6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。すなわちブーム6は、長手方向に延
びる板部材である、上プレート12、下プレート14、
左サイドプレート16、及び右サイドプレート18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。長手方向の一端部にはアーム8と連結するための軸
受ブラケット20が、他端部には機体本体4と連結する
ための軸受ブラケット22がそれぞれ取り付けられてい
る。
【0019】ブーム6を形成する上プレート12、下プ
レート14、左サイドプレート16、及び右サイドプレ
ート18の各々は、長手方向において長手方向に略直交
する断面において、複数個の板部材を突き合わせて構成
され、溶接により一体に接合されている。例えば上プレ
ート12は、プレート12a及び12bからなり、左サ
イドプレート16はプレート16a、16b及び16c
とからなっている。下プレート14及び右サイドプレー
ト18も同様に構成されている。これらの溶接接合部は
ブーム6の長手方向における位置が重ならないように離
されている。
【0020】図2とともに図3及び図4を参照して本発
明に係る突合わせ溶接接合部を、上プレート12によっ
て説明する。上プレート12を構成するプレート12a
及びプレート12bの溶接端の各々には、傾斜面Fが形
成されている。傾斜面Fは、プレート各々の突合わせ方
向(矢印Wで示す)においてプレートの表面Sに対しθ
度傾斜し、互いに実質上平行に形成されている。さら
に、傾斜面Fの各々には、プレートの表面Sから板厚方
向の両側にそれぞれX張り出した張出部Yが備えられて
いる。張出部Yはプレートの表面Sに滑らかに円弧によ
ってつながっている。
【0021】上述の傾斜面Fの傾斜角度θの大きさは、
作業腕の大きさ、作業腕の構造、板部材の大きさ、また
板部材の厚さなどによって、適宜に変えて設定される。
【0022】このように形成された板部材の溶接端は、
後述するように対向する傾斜面F、F間の隙間の変動を
少なくすることができるから、溶接接合は、裏当金を使
わないレーザ溶接のような深とけ込みの溶接により行わ
れる。
【0023】上述したとおりの作業機械の作業腕構造の
作用を説明する。
【0024】(1)寸法変動:図4とともに図5を参照
して説明すると、板部材と板部材の突き合わせ端には対
向する平行な傾斜面Fが、板部材の突合わせ方向Wにお
いて板部材の表面Sに対しθ度傾斜して形成されてい
る。したがって、突合わせ方向Wにおける板部材と板部
材との隙間をαとすると、一対の傾斜面F、Fの間にお
ける隙間Zはα・Sinθとなる。したがって、寸法α
の変動に対して隙間Zの変動はSinθの分小さくな
る。すなわち、突合わせ方向Wの寸法変動に対し一対の
傾斜面F、Fの間隔である隙間Zの寸法変動は小さくな
り、突合わせ隙間Zの変動を板部材の寸法αの変動より
も小さくすることができる。
【0025】(2)溶接接合部の品質:板部材同士の突
合わせ隙間Zの変動を小さくすることができるから、溶
接開先の大きさを安定させ溶接の品質を安定させること
ができる。そして、隙間Zのコントロールの重要な、レ
ーザ溶接のような裏当金を使わない安定した溶接手段の
採用が可能になる。また、傾斜面Fの各々に張出部Yを
形成したから、図6に示すように板部材と板部材との突
合わせ方向Wにおける規定された接合長さが例えば隙間
Zを拡げるように−β変動しても、板部材を板厚方向に
β・Tanθ動かすことにより、一対の傾斜面F間の隙
間Zを拡げ変動させることなく維持することができる。
さらに、張出部Yによって、傾斜面F同士の接合長さを
十分確実に確保することができる。
【0026】(3)熱変形:板部材と板部材との突合わ
せ隙間の変動が小さくなるから、溶接の溶金量も少なく
なり、熱変形を小さくすることができる。そして、作業
腕の変形、寸法の変動などの問題、またその修正作業を
減らすことができる。
【0027】(4)溶接接合部の応力集中:張出部Yを
形成し溶接接合部を長くしたから、例えば溶接接合部に
おける板部材同士を引っ張ったときの引張応力の分布は
図7のようになり応力の集中が防止される。さらに、図
8に示すように突き合わされる板部材が板厚方向に変動
しても、溶接接合の長さは十分に確保され応力集中を避
けることができる。また、張出部Yを板部材の表面Sに
滑らかにつなげているから、応力集中をさらに低減させ
ることができる。
【0028】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。
【0029】本発明の実施の形態においては、プレート
12a及びプレート12bはブーム6の長手方向に対し
略直交する断面によって突き合わされ、プレート各々の
端部にプレートの表面に対し傾斜した傾斜面Fが形成さ
れたが、図9に示すように突き合わせ断面をブーム6の
長手方向に対しθ度傾斜させるようにし、プレート各々
の端部の接合面はプレートの表面に対し直角を成すよう
に形成してもよい。
【0030】
【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、作業腕を形成する板部材と板部材と
の突合わせ溶接端の突合わせ隙間の変動を小さくし、溶
接の品質を安定させ、熱変形を少なくし、また板部材同
士に段差ができても応力の集中を避けることができるよ
うにした、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】図1に示す油圧ショベルの作業腕の一つのブー
ムの斜視図。
【図3】図2のA部の拡大図。
【図4】図3のB−B矢印方向に見た溶接接合部の断面
図。
【図5】溶接接合部の作用の説明図。
【図6】溶接接合部において板部材同士が板厚方向に段
差が生じた場合の説明図。
【図7】溶接接合部の応力分布図。
【図8】板部材同士が板厚方向に段差が生じた場合の応
力分布図。
【図9】作業腕における板部材の他の接合例を示したブ
ームの斜視図。
【図10】従来の作業腕であるブームの斜視図。
【図11】図10のC−C矢印方向に見た溶接接合部の
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) 12:上プレート(板部材) 12a:プレート(板部材) 12b:プレート(板部材) 14:下プレート(板部材) 16:左サイドプレート(板部材) 18:右サイドプレート(板部材) 50:ブーム(作業腕) F:傾斜面 W:突合わせ方向 Y:張出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 萬浪 督久 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 (72)発明者 原田 佳明 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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業腕を形成する板部材と板部材との突
    合わせ溶接端の各々に、該突合わせ方向に対し傾斜して
    互いに実質上平行な傾斜面を形成し、かつ該傾斜面の各
    々に該板部材の表面から張り出している張出部を形成し
    た、ことを特徴とする作業機械の作業腕構造。
  2. 【請求項2】 該張出部は、該板部材の両面から張り出
    している、請求項1記載の作業機械の作業腕構造。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012219441A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械のブーム構造
JP2013199747A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Caterpillar Sarl フレーム構造体および旋回型作業機械
EP2845953A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-11 J.C. Bamford Excavators Ltd. Welded excavator box section arm and method of fabrication
JP2015151741A (ja) * 2014-02-14 2015-08-24 コベルコ建機株式会社 製缶構造及び建設機械
US10688600B2 (en) 2016-12-13 2020-06-23 Caterpillar Inc. Structure having stress protected groove weld and structural members forming the same
US10981253B2 (en) 2016-12-13 2021-04-20 Caterpillar Inc. Structure having stress protected groove weld and structural members forming the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012219441A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械のブーム構造
JP2013199747A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Caterpillar Sarl フレーム構造体および旋回型作業機械
EP2845953A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-11 J.C. Bamford Excavators Ltd. Welded excavator box section arm and method of fabrication
GB2518000A (en) * 2013-09-10 2015-03-11 Jc Bamford Excavators Ltd Welded Component and method of fabrication
GB2518000B (en) * 2013-09-10 2017-05-31 Jc Bamford Excavators Ltd Welded component and method of fabrication
US9856624B2 (en) 2013-09-10 2018-01-02 J.C. Bamford Excavators Limited Welded component and method of fabrication
JP2015151741A (ja) * 2014-02-14 2015-08-24 コベルコ建機株式会社 製缶構造及び建設機械
US10688600B2 (en) 2016-12-13 2020-06-23 Caterpillar Inc. Structure having stress protected groove weld and structural members forming the same
US10981253B2 (en) 2016-12-13 2021-04-20 Caterpillar Inc. Structure having stress protected groove weld and structural members forming the same
US11253956B2 (en) 2016-12-13 2022-02-22 Caterpillar Inc. Structure having stress protected groove weld and structural members forming the same

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