JP2001123471A - 作業機械の作業腕構造 - Google Patents
作業機械の作業腕構造Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
板部材の両面から張り出している。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
作用を説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ムの斜視図。
図。
差が生じた場合の説明図。
力分布図。
ームの斜視図。
断面図。
Claims (2)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30050399A JP3567366B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 作業機械の作業腕構造 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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JP2001123471A true JP2001123471A (ja) | 2001-05-08 |
JP3567366B2 JP3567366B2 (ja) | 2004-09-22 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-10-22 JP JP30050399A patent/JP3567366B2/ja not_active Expired - Fee Related
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