JP2007120030A - 油圧ショベルの作業腕 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業腕を外側から取囲む補強部材を設けることにより、内部に隔壁板等を設けなくても強度を確保し、また組立時の作業性を向上させる。
【解決手段】 油圧ショベル１のブーム１１を、上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄによってボックス状に形成する。そして、ブーム１１の外面側には、上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄを取囲む位置に補強枠体１２，１５，１６，１７をそれぞれ設ける。これにより、ブーム１１内に隔壁板等を設けなくても、その強度を十分に確保することができる。また、簡単な溶接手順によってブーム１１を組立てることができ、組立後のメンテナンス等もブーム１１の外側から容易に行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばモノブーム式油圧ショベルのブーム、アーム、またはオフセット式油圧ショベルのロアブーム、アッパブーム等として好適に用いられる油圧ショベルの作業腕に関する。

一般に、油圧ショベルに搭載される作業装置としては、例えば上，下方向に俯仰動するモノブーム式作業装置や、左，右方向へのオフセット動作が可能なオフセット式作業装置等が知られている。この場合、モノブーム式作業装置は、例えばブーム、アーム、バケット等によって構成され、オフセット式作業装置は、ロアブーム、アッパブーム、アーム、バケット等を備えている。そして、これらのブーム、アーム、ロアブーム、アッパブーム等は、油圧ショベルの作業腕を構成している。

この種の従来技術による油圧ショベルの作業腕として、例えばモノブーム式油圧ショベルのブームを例に挙げて述べると、このブームは、上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを溶接することにより、細長い四角形状のボックス体として形成されている（例えば特許文献１，２参照）。

実開昭５８−５４４５６号公報 特開２００２−３４８９０３号公報

ここで、油圧ショベルを用いた掘削作業中には、例えばバケットが掘削対象物と接触して左，右方向の反力を受けたり、シリンダ等のアクチュエータからブームに駆動力が付加されるときに、ブームが僅かに変形することがある。このような変形としては、例えばブームが捩れるように変形したり、ブームの断面形状が同一平面から外れるように歪む変形（いわゆる面外変形）等が知られている。

このため、従来技術では、ブームの内部に複数枚の隔壁板を溶接することにより、ブーム全体の強度を高める構成としている。これらの隔壁板は、ブームの長さ方向に間隔をもって配置され、個々の位置でブーム内の空間を仕切るように、ブームの横断面に沿って延びている。

ところで、上述した従来技術では、密閉構造を有するブームの内部に隔壁板を溶接する構成としている。しかし、この場合には、例えばブームの長さ方向で互いに対向する２枚の隔壁板を溶接するときに、少なくとも一方の隔壁板は、相手方の隔壁板と反対の方向から溶接することしかできず、相手方の隔壁板に面した部位を溶接できない。

このため、従来技術では、ブームを溶接して組立てるときに、例えばブームの周壁の一部に穴を開け、この穴から溶接トーチ等を進入させて隔壁板を溶接した後に、穴を塞ぐような手順をとることがあり、このような複雑な手順では、作業工程や作業時間が増大し、生産性が低下するという問題がある。しかも、作業手順が複雑な場合には、溶接ロボット等が使用できず、手作業で溶接せざるを得ないため、作業を効率化するには限界がある。

また、従来技術では、ブームを組立てた後に、密閉された内部の状態を簡単には確認できないから、例えばブームを使用しているうちに隔壁板の溶接部位等に不具合が生じたとしても、その発見、補修が容易でないという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、作業腕の内部に隔壁板等を配置しなくても、十分な強度を確保することができ、耐久性を向上できるようにした油圧ショベルの作業腕を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、作業腕を組立てるときに、その溶接作業を効率よく行うことができ、作業腕の組立後であっても、点検、補修等のメンテナンスを容易に実現できるようにした油圧ショベルの作業腕を提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明は、上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを溶接することによりボックス体として形成され、作業装置の一部を構成する油圧ショベルの作業腕に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを外側から取囲む補強部材を設ける構成としたことにある。

また、請求項２の発明によると、前記補強部材は、前記上フランジに沿って左，右方向に延びる上枠部と、前記下フランジに沿って左，右方向に延びる下枠部と、前記左ウェブに沿って上，下方向に延びる左枠部と、前記右ウェブに沿って上，下方向に延びる右枠部とを有する枠体として形成する構成としている。

また、請求項３の発明によると、前記補強部材は、Ｕ字状またはＬ字状の断面形状を有する鋼材によって形成する構成としている。

請求項１の発明によれば、例えば鋼材等を作業腕の外面側に溶接することにより、作業腕の上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを外側から取囲む補強部材を形成することができる。これにより、補強部材は、作業腕の四辺が形成するボックス構造を外側から補強することができ、従来技術のように作業腕の内部に隔壁板等を溶接しなくても、その強度や剛性を十分に高めることができる。

このため、油圧ショベルを用いた掘削作業時等には、作業腕のボックス構造が外力等によって変形するのを防止でき、特に作業腕の断面形状が同一平面から外れるように歪む変形（いわゆる面外変形）が生じたり、作業腕が捩れ変形するのを補強部材によって抑制することができる。また、作業腕の変形時に生じ易い溶接部位の金属疲労等も抑えることができ、耐久性を高めることができる。

一方、作業腕の組立時には、ボックス構造の外面側に鋼材等を溶接するだけで、補強部材を容易に取付けることができる。このため、例えばボックス構造に穴を開け、その内部に隔壁板を溶接した後に穴を塞ぐような複雑な作業が不要となるから、作業工程、作業時間等を減らすことができる。そして、溶接ロボット等を用いた溶接作業の自動化も可能となるので、作業効率や生産性を高めることができる。

また、作業腕を使用しているうちに、例えば補強部材の溶接部位に何らかの不具合等が生じた場合には、これを外側から容易に発見することができ、不具合の補修等を初期段階で速やかに行うことができる。このため、隔壁板を内部に溶接した作業腕等と比較して、メンテナンス性を高めることができる。

また、請求項２の発明によれば、補強部材を、例えば上枠部、下枠部、左枠部及び右枠部が連続した枠体として形成することができ、補強部材の単体としての強度、剛性を高めることができる。そして、補強部材の内側を全周にわたって作業腕の外面側に溶接することができ、これらの間に十分な長さ（溶接強度）をもつ溶接部を形成することができるから、作業腕を確実に補強することができる。

また、請求項３の発明によれば、補強部材の各部位には、断面形状がＵ字状またはＬ字状の鋼材等を用いることができ、軽量でありながら高い強度をもつ補強部材を実現することができる。また、補強部材として断面形状がＬ字状の鋼材を用いた場合には、十分な強度を確保しつつ、補強部材の形状を簡略化することができる。このため、補強部材を容易に加工、形成することができ、その軽量化を促進することができる。

以下、本発明の実施の形態による油圧ショベルの作業腕について、添付図面を参照して詳細に説明する。

ここで、図１ないし図７は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、作業腕として、モノブーム式油圧ショベルのブーム及びアームを例に挙げて述べる。

図中、１はモノブーム式の油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載され、旋回フレーム３Ａにキャブ、カウンタウェイト等が設けられた上部旋回体３と、該上部旋回体３の前部に俯仰動可能に取付けられ、土砂等の掘削作業を行う作業装置４とによって大略構成されている。

そして、作業装置４は、基端側が旋回フレーム３Ａの前部側に俯仰動可能に連結された後述のブーム１１と、該ブーム１１の先端側に上，下方向に回動可能に連結された後述のアーム２１と、該アーム２１の先端側に上，下方向に回動可能に連結されたバケット５と、ブーム１１を俯仰動させるブームシリンダ６と、アーム２１を回動させるアームシリンダ７と、バケット５を回動させるバケットシリンダ８とによって大略構成されている。

ここで、ブーム１１とアーム２１とは、モノブーム式油圧ショベル１の作業腕を構成するもので、まず図２ないし図６を参照しつつ、ブーム１１の構造について説明する。

このブーム１１は、中空構造を有する細長いボックス体として形成され、車両の前，後方向に沿って延びると共に、その横断面は略四角形状をなしている。そして、ブーム１１は、図２、図３に示す如く、その四辺の周壁を構成する上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄと、これらの周壁の基端側に溶接されたボス１１Ｅと、各周壁の先端側に溶接されたアーム取付部１１Ｆと、シリンダ取付部１１Ｇ，１１Ｈとによって大略構成されている。

ここで、上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄは、それぞれ細長い鋼板等によって形成され、図４に示す如く、ブーム１１の外側及び内側から互いに溶接されることによって細長い四角形のボックス状に接合されている。また、ボス１１Ｅは、ブーム１１のフート部（ブームフート部）を構成するもので、上部旋回体３の旋回フレーム３Ａに回動可能に連結される。また、アーム取付部１１Ｆは、アーム２１の基端側が回動可能に取付けられる部位である。

さらに、シリンダ取付部１１Ｇは、ブームシリンダ６の先端側が回動可能に取付けられるボス部として形成され、左ウェブ１１Ｃと右ウェブ１１Ｄとにそれぞれ設けられている。また、シリンダ取付部１１Ｈは、アームシリンダ７の基端側が回動可能に取付けられるブラケットとして形成され、上フランジ１１Ａに設けられている。

一方、ブーム１１には、後述する複数個（例えば４個）の補強枠体１２，１５，１６，１７が長さ方向に間隔をもって設けられている。これらの補強枠体１２，１５，１６，１７は、ブーム１１の全体にわたって高い強度と剛性とを与えている。

１２はブーム１１の外面側に設けられた補強部材としての補強枠体を示し、該補強枠体１２は、例えば複数の鋼材等を溶接することによって四角形の枠状に形成され、ブーム１１の上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄを外側から取囲むことにより、ブーム１１を補強するものである。

ここで、補強枠体１２は、図４ないし図６に示す如く、ブーム１１の上フランジ１１Ａの外面に沿って左，右方向に延びる上枠部１２Ａと、下フランジ１１Ｂの外面に沿って左，右方向に延びる下枠部１２Ｂと、左ウェブ１１Ｃの外面に沿って上，下方向に延びる左枠部１２Ｃと、右ウェブ１１Ｄの外面に沿って上，下方向に延びる右枠部１２Ｄとによって大略構成されている。

この場合、上枠部１２Ａは、例えば細長い鋼材等によって形成され、その横断面形状は略Ｕ字状（コ字状）をなしている。そして、上枠部１２Ａは、長さ方向の両側がブーム１１から左，右方向に突出し、かつブーム１１の上フランジ１１Ａに向けて開口した状態で配置されている。この状態で、上枠部１２Ａの幅方向両側は、図５に示す如く、その長さ方向に延びる溶接部１３，１３によって上フランジ１１Ａにそれぞれ溶接されている。

また、下枠部１２Ｂは、例えば上枠部１２Ａと同一形状の鋼材等を上，下逆向きに配置することによって形成されている。そして、下枠部１２Ｂの幅方向両側は、他の溶接部１３，１３によってブーム１１の下フランジ１１Ｂにそれぞれ溶接されている。

一方、左枠部１２Ｃも同様に、例えば略コ字状の横断面を有する細長い鋼材等によって形成され、ブーム１１の左ウェブ１１Ｃに向けて開口した状態で配置されると共に、幅方向の両側が溶接部１３によって左ウェブ１１Ｃにそれぞれ溶接されている。

また、左枠部１２Ｃの上，下両側には、図４、図６に示す如く嵌合溝１２Ｅ，１２Ｅが設けられている。そして、上側の嵌合溝１２Ｅ内には、ブーム１１の左ウェブ１１Ｃよりも左側に突出した上フランジ１１Ａの左端部が嵌合して溶接され、下側の嵌合溝１２Ｅには、下フランジ１１Ｂの左端部が嵌合して溶接されている。

また、左枠部１２Ｃの上部側は、図４に示す如く、略Ｌ字状の衝合面をもって上枠部１２Ａの左側に衝合され、これらの衝合面の間には略Ｌ字状の溶接部１４が形成されている。一方、左枠部１２Ｃの下部側も同様に、他の溶接部１４によって下枠部１２Ｂの左側に溶接されている。この場合、上枠部１２Ａ、下枠部１２Ｂ、左枠部１２Ｃ及び右枠部１２Ｄが互いに衝合される衝合面は、溶接部１４の長さ（溶接強度）を確保するために略Ｌ字状に形成されている。

さらに、右枠部１２Ｄは、例えば左枠部１２Ｃと同一形状の鋼材等を左，右逆向きに配置することによって形成され、幅方向の両側が溶接部１３によってブーム１１の右ウェブ１１Ｄにそれぞれ溶接されている。そして、右枠部１２Ｄには、ブーム１１の上フランジ１１Ａ，下フランジ１１Ｂの右端部が嵌合して溶接される嵌合溝１２Ｆ，１２Ｆが設けられている。また、右枠部１２Ｄの上部側，下部側は、それぞれ略Ｌ字状の溶接部１４によって上枠部１２Ａ，下枠部１２Ｂの右側に溶接されている。

このように、補強枠体１２は、上枠部１２Ａ、下枠部１２Ｂ、左枠部１２Ｃ及び右枠部１２Ｄが切れ目なく連続した枠体として形成されている。そして、これらの枠部１２Ａ〜１２Ｄはブーム１１の外側に全周にわたって溶接され、ブーム１１の横断面に沿った平面上に位置して上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄからそれぞれ外向きに突出している。これにより、補強枠体１２は、例えばブーム１１を捩れ変形させたり、面外変形させるような外力等に対して、ブーム１１の強度や剛性を高め、その変形を防止するものである。

一方、図２等において、１５，１６，１７はブーム１１の外面側に溶接して設けられた他の補強枠体を示している。これらの補強枠体１５，１６，１７は、補強枠体１２とほぼ同様に、それぞれ切れ目なく連続した四角形状の枠体として形成され、補強枠体１５は、上枠部１５Ａ、下枠部１５Ｂ、左枠部１５Ｃ及び右枠部１５Ｄによって構成されている。また、補強枠体１６も、上枠部１６Ａ、下枠部１６Ｂ、左枠部１６Ｃ及び右枠部１６Ｄによって構成され、同じく補強枠体１７も、上枠部１７Ａ、下枠部１７Ｂ、左枠部１７Ｃ及び右枠部１７Ｄによって構成されている。

そして、これらの補強枠体１５，１６，１７は、ブーム１１の長さ方向に間隔をもって配置され、個々の位置で上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄを外側から取囲むことにより、補強枠体１２と協働してブーム１１全体を補強しているものである。

次に、図７を参照しつつ、モノブーム式油圧ショベル１の他の作業腕を構成するアーム２１について説明する。

このアーム２１は、ブーム１１とほぼ同様に、例えば略四角形の横断面形状を有する細長いボックス体として形成され、その四辺の周壁を構成する上フランジ２１Ａ、下フランジ２１Ｂ、左ウェブ２１Ｃ及び右ウェブ２１Ｄと、これらの周壁の基端側にそれぞれ溶接された端面板２１Ｅと、ボス２１Ｆ，２１Ｇ、シリンダ取付部２１Ｈ，２１Ｊとによって大略構成されている。

ここで、上フランジ２１Ａ、下フランジ２１Ｂ、左ウェブ２１Ｃ及び右ウェブ２１Ｄは、アーム２１の外側及び内側から互いに溶接されることによって細長い四角形のボックス状に接合され、その外側には後述の補強枠体２２，２３が設けられている。

また、ボス２１Ｆは、ブーム１１の先端側に回動可能に連結される部位であり、アーム２１の基端側に位置して下フランジ２１Ｂ、左ウェブ２１Ｃ、右ウェブ２１Ｄ及び端面板２１Ｅにそれぞれ溶接されている。また、他のボス２１Ｇはバケット５が回動可能に連結される部位であり、アーム２１の先端側に位置して四辺の周壁に溶接されている。

さらに、シリンダ取付部２１Ｈは、アームシリンダ７の先端側が回動可能に取付けられる部位であり、端面板２１Ｅに突設されている。一方、他のシリンダ取付部２１Ｊは、バケットシリンダ８の基端側が回動可能に取付けられる部位であり、上フランジ２１Ａに突設されている。

２２，２３はアーム２１の外面側に溶接して設けられた複数個（例えば２個）の補強部材としての補強枠体を示している。これらの補強枠体２２，２３は、ブーム１１の補強枠体１２とほぼ同様に、それぞれ切れ目なく連続した四角形状の枠体として形成されている。そして、補強枠体２２は、上枠部２２Ａ、下枠部２２Ｂ、左枠部２２Ｃ及び右枠部２２Ｄによって構成され、補強枠体２３も同様に、上枠部２３Ａ、下枠部２３Ｂ、左枠部２３Ｃ及び右枠部２３Ｄによって構成されている。

また、補強枠体２２，２３は、アーム２１の長さ方向に間隔をもって配置され、個々の位置で上フランジ２１Ａ、下フランジ２１Ｂ、左ウェブ２１Ｃ及び右ウェブ２１Ｄを外側から取囲むことにより、アーム２１全体を補強しているものである。

本実施の形態に適用されるモノブーム式の油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次にブーム１１とアーム２１の組立作業について説明する。

まず、ブーム１１の組立時には、例えば上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄをそれぞれ複数の鋼板等に分けて予め形成しておき、これらの鋼板を溶接することにより、ブーム１１を長さ方向に対して複数箇所で分割した形状を有する複数個の中空ブロックを形成する。

この場合、各中空ブロックは、従来技術のような隔壁板が存在しないので、外部に開口する中空構造体となっている。このため、作業者等は、中空ブロックの内部に入り込むことができ、各鋼板を外側及び内側から容易に溶接できると共に、このときに溶接ビードのばらつきや溶接不良等が存在しないかどうかを丁寧に確認することができる。

そして、これらの中空ブロックを互いに溶接して連結し、またブーム１１の外側に補強枠体１２，１５，１６，１７を溶接することにより、ブーム１１を効率よく組立てることができる。一方、アーム２１についても、ブーム１１とほぼ同様の手順で溶接作業等を行うことによって容易に組立てることができる。

次に、油圧ショベル１の作動について説明すると、オペレータが各種の操作レバー、ペダル等を操作したときには、車両を走行させたり、上部旋回体３を旋回させることができる。また、作業装置４のブーム１１を俯仰動させつつ、アーム２１とバケット５とを回動させることにより、土砂等の掘削作業を行うことができる。

このとき、ブーム１１とアーム２１とは大きな外力等を受けるが、これらの作業腕は複数の補強枠体１２，１５〜１７，２２，２３によってそれぞれ補強されているから、作業装置４を長期間にわたって良好な状態で使用することができる。また、例えば経時的な劣化等によって補強枠体の溶接部１３，１４に不具合が生じたときには、これを外側から容易に発見することができるので、補修等の対策を速やかに行うことができる。

かくして、本実施の形態によれば、ブーム１１の外面側には、補強枠体１２，１５〜１７を設ける構成としたので、例えば補強枠体１２に着目すると、上枠部１２Ａ、下枠部１２Ｂ、左枠部１２Ｃ及び右枠部１２Ｄとなる４本の鋼材等をブーム１１の外面側に溶接することにより、ブーム１１の上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄを外側から取囲む補強枠体１２を形成することができる。

この結果、補強枠体１２は、ブーム１１の四辺が形成するボックス構造を外側から補強することができ、従来技術のようにブームの内部に隔壁板等を溶接しなくても、ブーム１１の強度や剛性を十分に高めることができる。

このため、油圧ショベル１を用いた掘削作業時等には、ブーム１１のボックス構造が外力等によって変形するのを防止でき、特にブーム１１の断面形状が同一平面から外れるように歪む変形（いわゆる面外変形）が生じたり、ブーム１１が捩れ変形するのを補強枠体１２によって抑制することができる。また、ブーム１１の変形時に生じ易い溶接部位の金属疲労等も抑えることができ、耐久性を高めることができる。

一方、ブーム１１の組立時には、ボックス構造の外面側に鋼材等を溶接するだけで、補強枠体１２を容易に取付けることができる。このため、例えばボックス構造に穴を開け、その内部に隔壁板を溶接した後に穴を塞ぐような複雑な作業が不要となるから、作業工程、作業時間等を減らすことができる。そして、溶接ロボット等を用いた溶接作業の自動化も可能となるので、作業効率や生産性を高めることができる。

また、ブーム１１を使用しているうちに、例えば補強枠体１２の溶接部位に何らかの不具合等が生じた場合には、これを外側から容易に発見することができ、不具合の補修等を初期段階で速やかに行うことができる。このため、隔壁板を内部に溶接したブーム等と比較して、ブーム１１のメンテナンス性を高めることができる。

また、補強枠体１２を、上枠部１２Ａ、下枠部１２Ｂ、左枠部１２Ｃ及び右枠部１２Ｄによって構成したので、これらを切れ目なく連続した枠体として形成することができ、補強枠体１２の単体としての強度、剛性を高めることができる。そして、補強枠体１２の内側を全周にわたってブーム１１の外面側に溶接することができ、これらの間に十分な長さ（溶接強度）をもつ溶接部１３を形成することができるから、ブーム１１を確実に補強することができる。

また、補強枠体１２の上枠部１２Ａ、下枠部１２Ｂ、左枠部１２Ｃ及び右枠部１２Ｄとして、横断面が略Ｕ字状（コ字状）の鋼材を用いたので、軽量でありながら高い強度をもつ補強枠体１２を実現することができる。これにより、補強枠体１２によるブーム１１の重量増加を抑制でき、軽量でも高い耐久性をもつブーム１１を形成することができる。

さらに、本実施の形態では、ブーム１１の長さ方向の複数箇所に補強枠体１２，１５，１６，１７を設けているから、他の補強枠体１５，１６，１７についても、補強枠体１２とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、これらの補強枠体１２，１５〜１７が協働することにより、ブーム１１全体の耐久性を向上させることができる。

一方、アーム２１についても、補強枠体２２，２３を設けているので、ブーム１１の場合とほぼ同様の作用効果を得ることができる。これにより、作業装置４の強度や組立時の作業性等を全体として向上させることができる。

次に、図８ないし図１０は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、略Ｌ字状の断面形状を有する鋼材によって補強部材を構成したことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

３１はブーム１１の外面側に設けられた補強部材を示し、この補強部材３１は、例えば四角形の枠状に並べて配置された４本の鋼材等によって形成され、ブーム１１の上フランジ１１Ａ、下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄを外側から取囲むことにより、ブーム１１を補強するものである。

ここで、補強部材３１は、図８ないし図１０に示す如く、ブーム１１の上フランジ１１Ａの外面に沿って左，右方向に延びる上枠部３１Ａと、下フランジ１１Ｂの外面に沿って左，右方向に延びる下枠部３１Ｂと、左ウェブ１１Ｃの外面に沿って上，下方向に延びる左枠部３１Ｃと、右ウェブ１１Ｄの外面に沿って上，下方向に延びる右枠部３１Ｄとによって大略構成されている。

この場合、補強部材３１の上枠部３１Ａ、下枠部３１Ｂ、左枠部３１Ｃ及び右枠部３１Ｄは、例えば略Ｌ字状の横断面形状を有する細長い鋼材等によって形成され、またブーム１１の角隅近傍では互いに離して配置されており、これらの点で第１の実施の形態と異なっている。

また、上枠部３１Ａの幅方向両側は、図９に示す如く、溶接部３２，３２によって上フランジ１１Ａにそれぞれ溶接されている。さらに、下枠部３１Ｂ、左枠部３１Ｃ及び右枠部３１Ｄも同様に、他の溶接部３２（一部のみ図示）によって下フランジ１１Ｂ、左ウェブ１１Ｃ及び右ウェブ１１Ｄに溶接されている。

そして、これらの上枠部３１Ａ、下枠部３１Ｂ、左枠部３１Ｃ及び右枠部３１Ｄは、ブーム１１の横断面に沿った平面上で四辺の周壁から外向きに突出している。これにより、補強部材３１は、第１の実施の形態の補強枠体１２等とほぼ同様に、ブーム１１の強度や剛性を高め、その捩れ変形や面外変形等を抑制するものである。

また、３３はブーム１１の外面側に設けられた他の補強部材を示し、この補強部材３３は、補強部材３１とほぼ同様に、例えば四角形の枠状に並んだ上枠部３３Ａ、下枠部、左枠部３３Ｂ及び右枠部（一部のみ図示）によって構成され、これらは略Ｌ字状の横断面形状を有する鋼材等によって形成されている。そして、補強部材３３は、補強部材３１と協働してブーム１１全体を補強しているものである。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、補強部材３１，３３の上枠部３１Ａ、下枠部３１Ｂ、左枠部３１Ｃ及び右枠部３１Ｄ等として、横断面が略Ｌ字状の鋼材等を用いたから、十分な強度を確保しつつ、補強部材３１，３３の形状を簡略化することができる。このため、補強部材３１，３３を容易に加工、形成することができ、その軽量化を促進することができる。

次に、図１１ないし図１３は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、オフセット式油圧ショベルのロアブームとアッパブームに補強部材を設ける構成としたことにある。

図中、４１はオフセット式の油圧ショベルで、該油圧ショベル４１は、自走可能な下部走行体４２と、該下部走行体４２上に旋回可能に搭載され、旋回フレーム４３Ａに運転席、カウンタウェイト等が設けられた上部旋回体４３と、該上部旋回体４３の前部に俯仰動可能に取付けられたオフセット式の作業装置４４とによって大略構成されている。

そして、作業装置４４は、基端側が旋回フレーム４３Ａの前部側に俯仰動可能に連結された後述のロアブーム６１と、該ロアブーム６１の先端側に左，右方向に揺動可能に連結された後述のアッパブーム７１と、該アッパブーム７１の先端側に左，右方向に揺動可能に連結されたアーム支持体４５と、該アーム支持体４５の先端側に上，下方向に回動可能に連結されたアーム４６と、該アーム４６の先端側に回動可能に取付けられたバケット４７と、第１の実施の形態とほぼ同様のブームシリンダ４８、アームシリンダ４９、バケットシリンダ５０と、オフセットシリンダ５１、リンク５２等とによって構成されている。

ここで、ロアブーム６１とアッパブーム７１とは、オフセット式油圧ショベル４１の作業腕を構成している。また、オフセットシリンダ５１は、アッパブーム７１をロアブーム６１の先端側で左，右方向に揺動させるものであり、リンク５２は、アッパブーム７１の揺動時にアーム支持体４５、アーム４６及びバケット４７をロアブーム６１と平行な姿勢に保持するものである。

これにより、作業装置４４は、アーム４６をロアブーム６１に対して左，右方向に平行移動（オフセット）させ、この状態でロアブーム６１を俯仰動させつつアーム４６、バケット４７を回動させることにより、側溝等の掘削作業を行うことができる。

次に、６１は油圧ショベル４１の作業腕を構成するロアブームを示し、該ロアブーム６１は、図１２に示す如く、第１の実施の形態のブーム１１とほぼ同様に、中空構造を有する細長いボックス体として形成されている。

そして、ロアブーム６１は、その四辺の周壁を構成する上フランジ６１Ａ、下フランジ６１Ｂ、左ウェブ６１Ｃ、右ウェブ６１Ｄと、これらの周壁の基端側にそれぞれ溶接され、上部旋回体４３の旋回フレーム４３Ａに回動可能に連結されるボス６１Ｅと、各周壁の先端側に溶接され、アッパブーム７１が左，右方向に揺動可能に連結されるアッパブーム連結部６１Ｆと、ブラケット６１Ｇとによって構成されている。

この場合、ブラケット６１Ｇは、オフセットシリンダ５１及びリンク５２の基端側が左，右方向に回動可能に取付けられる部位であり、左ウェブ６１Ｃの先端側に突設されている。また、ロアブーム６１の外面側には、後述する複数個（例えば３個）の補強枠体６２，６３，６４が長さ方向に間隔をもって設けられている。

６２はロアブーム６１の外面側に溶接して設けられた補強部材としての補強枠体を示している。この補強枠体６２は、図１２に示す如く、第１の実施の形態とほぼ同様に、例えば略Ｕ字状の横断面形状を有する上枠部６２Ａ、下枠部６２Ｂ、左枠部６２Ｃ及び右枠部６２Ｄによって構成され、全体として四角形の枠状に形成されている。

そして、補強枠体６２の上枠部６２Ａ、下枠部６２Ｂ、左枠部６２Ｃ及び右枠部６２Ｄは、それぞれロアブーム６１の上フランジ６１Ａ、下フランジ６１Ｂ、左ウェブ６１Ｃ及び右ウェブ６１Ｄに沿って配置され、これらの部位に溶接されている。

また、６３，６４はロアブーム６１の外面側に溶接して設けられた他の補強枠体を示し、これらの補強枠体６３，６４も、補強枠体６２とほぼ同様に、それぞれ切れ目なく連続した四角形状の枠体として形成されている。この場合、補強枠体６３は、上枠部６３Ａ、下枠部６３Ｂ、左枠部６３Ｃ及び右枠部６３Ｄを有し、補強枠体６４も、同じく上枠部６４Ａ、下枠部６４Ｂ、左枠部６４Ｃ及び右枠部６４Ｄを有している。

そして、これらの補強枠体６２，６３，６４は、ロアブーム６１の長さ方向に間隔をもって配置され、個々の位置で上フランジ６１Ａ、下フランジ６１Ｂ、左ウェブ６１Ｃ及び右ウェブ６１Ｄを外側から取囲むことにより、ロアブーム６１全体を補強している。

次に、７１は油圧ショベル４１の他の作業腕を構成するアッパブームを示している。このアッパブーム７１は、図１３に示す如く、ロアブーム６１とほぼ同様に、その四辺の周壁を構成する上フランジ７１Ａ、下フランジ７１Ｂ、左ウェブ７１Ｃ、右ウェブ７１Ｄと、これらの周壁の基端側に溶接された基端側ボス７１Ｅと、各周壁の先端側に溶接された先端側ボス７１Ｆと、ブラケット７１Ｇとによって構成されている。

この場合、基端側ボス７１Ｅは、ロアブーム６１のアッパブーム連結部６１Ｆに左，右方向に揺動可能に連結される。また、先端側ボス７１Ｆには、アーム支持体４５が左，右方向に揺動可能に連結される。また、ブラケット７１Ｇは、オフセットシリンダ５１及びリンク５２の先端側が左，右方向に回動可能に取付けられる部位であり、左ウェブ７１Ｃに突設されている。

７２，７３はアッパブーム７１の外面側に溶接して設けられた複数個（例えば２個）の補強部材としての補強枠体を示している。そして、補強枠体７２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、例えば略Ｕ字状の横断面形状を有する上枠部７２Ａ、下枠部７２Ｂ、左枠部７２Ｃ及び右枠部７２Ｄを溶接することにより、四角形状の枠体として形成され、補強枠体７３も同様に、上枠部７３Ａ、下枠部７３Ｂ、左枠部７３Ｃ及び右枠部７３Ｄによって構成されている。

そして、補強枠体７２，７３は、それぞれアッパブーム７１の上フランジ７１Ａ、下フランジ７１Ｂ、左ウェブ７１Ｃ及び右ウェブ７１Ｄに沿って配置され、これらの部位に溶接されている。これにより、補強枠体７２，７３は、アッパブーム７１を外側から取囲むことにより、その全体を補強している。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができ、オフセット式油圧ショベル４１のロアブーム６１及びアッパブーム７１にも、適用範囲を広げることができる。

なお、前記第１の実施の形態では、補強枠体１２の上枠部１２Ａ、下枠部１２Ｂ、左枠部１２Ｃ及び右枠部１２Ｄの間に略Ｌ字状の溶接部１４を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１４に示す第１の変形例のように、溶接部をテーパ状に構成してもよい。この場合、補強枠体８１の上枠部８１Ａ、下枠部８１Ｂ、左枠部８１Ｃ及び右枠部８１Ｄは、溶接部８２によってブーム１１の外面側に溶接されている。また、上枠部８１Ａ、下枠部８１Ｂ、左枠部８１Ｃ及び右枠部８１Ｄが互いに衝合される衝合面は、垂直方向及び水平方向に対して斜めに傾斜した傾斜面として形成され、これらの衝合面の間にはテーパ状の溶接部８３がそれぞれ設けられている。

また、第１の実施の形態では、補強枠体１２の上枠部１２Ａ、下枠部１２Ｂ、左枠部１２Ｃ及び右枠部１２Ｄを連続した四角形状の枠体として構成した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第２の実施の形態のように、上枠部１２Ａ、下枠部１２Ｂ、左枠部１２Ｃ及び右枠部１２Ｄを枠状に並べた状態で、これらをブーム１１の角隅近傍で互いに離して配置する構成としてもよい。

また、第２の実施の形態では、補強部材３１の上枠部３１Ａ、下枠部３１Ｂ、左枠部３１Ｃ及び右枠部３１Ｄをブーム１１に溶接する構成とした。しかし、本発明は溶接に限らず、例えば図１５及び図１６に示す第２の変形例のように、ボルト等によって補強部材を作業腕に固着する構成としてもよい。この場合、補強部材９１の上枠部９１Ａ、下枠部９１Ｂ、左枠部９１Ｃ及び右枠部９１Ｄは、複数本のボルト９２によってブーム１１に締着されている。

さらに、第２の実施の形態では、補強部材３１の上枠部３１Ａ、下枠部３１Ｂ、左枠部３１Ｃ及び右枠部３１Ｄをブーム１１の角隅近傍で互いに離して配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１の実施の形態のように、上枠部３１Ａ、下枠部３１Ｂ、左枠部３１Ｃ及び右枠部３１Ｄを互いに溶接することにより、断面Ｌ字状の鋼材が切れ目なく連続した補強枠体を構成してもよい。

一方、第１の実施の形態では、モノブーム式油圧ショベル１のブーム１１に４個の補強枠体１２，１５，１６，１７を設け、アーム２１に２個の補強枠体２２，２３を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばブームとアームのうち何れか一方の作業腕に補強部材を設け、他方の作業腕は従来技術と同様に構成してもよい。

また、本発明に用いる補強部材の個数は、実施の形態に限定されるものではなく、例えばブームに３個以下の補強部材を設けたり、または５個以上の補強部材を設ける構成としてもよい。また、アームに単一の補強部材を設けたり、３個以上の補強部材を設ける構成としてもよい。

さらに、第３の実施の形態についても同様に、ロアブーム６１とアッパブーム７１のうち何れか一方の作業腕に補強部材を設け、他方の作業腕は従来技術と同様に構成してもよく、またアーム４６に補強部材を設ける構成としてもよい。また、ロアブーム６１に３個以外の個数からなる補強部材を設けたり、アッパブーム７１に２個以外の個数からなる補強部材を設ける構成としてもよい。

本発明の第１の実施の形態に適用されるモノブーム式の油圧ショベルを示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態によるモノブーム式油圧ショベルのブームを示す正面図である。 ブームを示す斜視図である。 ブームを図２中の矢示IV−IV方向から拡大してみた横断面図である。 ブームを図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた縦断面図である。 補強枠体の上枠部、下枠部、左枠部及び右枠部を溶接する前の状態を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態によるモノブーム式油圧ショベルのアームを示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態によるモノブーム式油圧ショベルのブームを示す斜視図である。 ブームを図８中の矢示IX−IX方向から拡大してみた縦断面図である。 ブームを図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた横断面図である。 本発明の第３の実施の形態に適用されるオフセット式の油圧ショベルを示す正面図である。 本発明の第３の実施の形態によるオフセット式油圧ショベルのロアブームを示す正面図である。 本発明の第３の実施の形態によるオフセット式油圧ショベルのアッパブームを示す正面図である。 本発明の第１の変形例によるモノブーム式油圧ショベルのブームを図４と同様位置からみた横断面図である。 本発明の第２の変形例によるモノブーム式油圧ショベルのブームを示す縦断面図である。 ブームを図１５中の矢示XVI−XVI方向からみた横断面図である。

符号の説明

１，４１ 油圧ショベル
２，４２ 下部走行体
３，４３ 上部旋回体
４，４４ 作業装置
１１ ブーム（作業腕）
２１ アーム（作業腕）
１１Ａ，２１Ａ，６１Ａ，７１Ａ 上フランジ
１１Ｂ，２１Ｂ，６１Ｂ，７１Ｂ 下フランジ
１１Ｃ，２１Ｃ，６１Ｃ，７１Ｃ 左ウェブ
１１Ｄ，２１Ｄ，６１Ｄ，７１Ｄ 右ウェブ
１２，１５，１６，１７，２２，２３，６２，６３，６４，７２，７３，８１ 補強枠体（補強部材）
１２Ａ，１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，２２Ａ，２３Ａ，３１Ａ，３３Ａ，６２Ａ，６３Ａ，６４Ａ，７２Ａ，７３Ａ，８１Ａ，９１Ａ 上枠部
１２Ｂ，１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，３１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，８１Ｂ，９１Ｂ 下枠部
１２Ｃ，１５Ｃ，１６Ｃ，１７Ｃ，２２Ｃ，２３Ｃ，３１Ｃ，３３Ｂ，６２Ｃ，６３Ｃ，６４Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，８１Ｃ，９１Ｃ 左枠部
１２Ｄ，１５Ｄ，１６Ｄ，１７Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄ，３１Ｄ，６２Ｄ，６３Ｄ，６４Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，８１Ｄ，９１Ｄ 右枠部
３１，３３，９１ 補強部材
６１ ロアブーム（作業腕）
７１ アッパブーム（作業腕）

Claims (3)

1. 上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを溶接することによりボックス体として形成され、作業装置の一部を構成する油圧ショベルの作業腕において、
   前記上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを外側から取囲む補強部材を設ける構成としたことを特徴とする油圧ショベルの作業腕。
2. 前記補強部材は、前記上フランジに沿って左，右方向に延びる上枠部と、前記下フランジに沿って左，右方向に延びる下枠部と、前記左ウェブに沿って上，下方向に延びる左枠部と、前記右ウェブに沿って上，下方向に延びる右枠部とを有する枠体として形成してなる請求項１に記載の油圧ショベルの作業腕。
3. 前記補強部材は、Ｕ字状またはＬ字状の断面形状を有する鋼材によって形成してなる請求項１または２に記載の油圧ショベルの作業腕。

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