JP2007120031A - 油圧ショベルの作業腕 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業腕を複数個の中空ブロックによって構成することにより、作業腕の強度を高め、また作業腕内部のメンテナンス等を容易にする。
【解決手段】 油圧ショベル１のブーム１１を、複数個の中空ブロック１２，１３，１４，１５，１６，１７によって構成する。これらの中空ブロック１２〜１７には、外向きに突出する接続フランジ１２Ｆ，１３Ｅ，１３Ｆ，１４Ｅ，１４Ｆ，１５Ｅ，１５Ｆ，１６Ｅ，１６Ｆ，１７Ｅを設け、互いに隣接する２個の接続フランジをボルト・ナット２５によって接続する。これにより、個々の接続フランジをブーム１１の補強リブとして用いることができ、ブーム１１の強度を高めることができる。また、ブーム１１の組立後でも、各中空ブロック１２〜１７を分離することにより、内部の点検、補修等を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１参照）。

実開昭５８−５４４５６号公報

また、従来技術では、ブームの内部に複数枚の隔壁板を設けることにより、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、ブームの長さ方向とほぼ垂直な平面に沿って延びている。そして、隔壁板の周縁部は、上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブの内側面にそれぞれ溶接されている。

また、他の従来技術として、ブームの周壁を構成する上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブをそれぞれ複数の鋼板に分割して形成し、これらの鋼板の端面の間に隔壁板を垂直に挟込んだ状態で、ブームの外側から隔壁板を溶接する構成としたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−２４８５７３号公報

ところで、上述した特許文献１の従来技術では、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、特許文献１の従来技術では、隔壁板の溶接位置に溶接不良となる不溶着部等が形成され易くなり、ブームの使用時には、このような溶接不良によって強度や耐久性が低下するという問題がある。また、ブームの周壁には、隔壁板が溶接されているだけでも溶接部に応力集中が生じ易くなるため、隔壁板が必ずしも有効でない場合がある。

一方、特許文献２に記載された従来技術では、ブームの上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブをそれぞれ複数の鋼板に分割して形成し、これらの鋼板の間に隔壁板を挟込んで溶接する構成としている。しかし、この場合には、隔壁板をブームの外側から溶接することしかできず、隔壁板の内側部位は溶接することができない。このため、特許文献２の従来技術でも、特許文献１の場合と同様の問題が生じる。

さらに、特許文献１，２の従来技術では、ブームが隔壁板等によって閉塞されたボックス構造となっている。このため、ブームの組立後には、その内部状態を簡単には確認できないから、ブームの内壁に溶接不良が存在したとしても、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、内部の溶接作業等を簡単かつ確実に行うことができ、作業腕の組立後であっても、必要に応じて内部の点検、補修等を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、複数の鋼板を溶接することによりボックス体として形成され、油圧ショベルに搭載される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、上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブからなる周壁とこれらの周壁から外向きに突出する接続フランジとを有する複数個の中空ブロックを備え、互いに隣接する２個の中空ブロックの接続フランジを接続することによって組立てる構成としたことにある。

また、請求項２の発明によると、前記接続フランジは前記中空ブロックの上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを取囲む枠状の金属板によっ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、前記各中空ブロックの接続フランジは取付け，取外し可能な締結部材によって接続する構成としている。

さらに、請求項４の発明によると、前記中空ブロックの上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブは少なくとも一方の端面が開口したボックス状に溶接し、前記接続フランジは前記中空ブロックの開口端に配設する構成としている。

請求項１の発明によれば、作業腕を複数個の中空ブロックによって構成することができる。このため、作業腕の組立時には、これを個々の中空ブロックに分けて容易に形成することができ、その後に各中空ブロックの接続フランジを接続して作業腕全体を組立てることができる。これにより、例えば大型の作業腕等であっても、各中空ブロックの形成、組立作業を効率よく行うことができる。また、作業腕全体を組立てる前には、各中空ブロックが開口したボックス構造を有している。このため、中空ブロックを形成する作業者等は、このボックス構造の外側及び内側から溶接作業を容易に行うことができ、例えば溶接ビードの形状を整えたり、溶接不良等を修正しつつ、個々の溶接部位を良好に仕上げることができる。

そして、作業腕を組立てた状態では、各中空ブロックの接続フランジを外向きに突出した補強リブとして用いることができ、従来技術のように隔壁板等を設けなくても、各接続フランジによって作業腕の強度を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、作業腕が外力によって変形するのを抑えることができ、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現象（いわゆる面外変形）が生じるのを防止することができる。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。

また、作業腕の組立後であっても、例えば内部の点検等が必要な場合には、一部の中空ブロックを容易に取外すことができる。このため、中空ブロックの内部に何らかの不具合等が生じている場合には、これを初期段階で容易に発見、補修することができ、メンテナンス性を高めることができる。さらに、作業腕が損傷した場合には、損傷した中空ブロックだけを交換すればよく、損傷のない他の中空ブロックは使用し続けることができるから、作業腕全体を交換する必要がなくなり、メンテナンスコストを抑えることができる。

また、請求項２の発明によれば、中空ブロックの上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを取囲む接続フランジを、枠状の金属板によって一体に形成することができる。これにより、接続フランジの強度や剛性を高めることができ、また接続フランジを構成する部品点数を削減することができる。また、作業腕の組立時には、例えば枠状の接続フランジを上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブの外側に嵌合させることができ、この状態で接続フランジの内側を効率よく溶接することができるから、組立時の作業性を高めることができる。

また、請求項３の発明によれば、締結部材として、例えばボルト、ねじ、リベット、ピン等を用いることができ、これらの締結部材によって各中空ブロックの接続フランジを取付け，取外し可能に接続することができる。このため、例えば作業腕の点検、補修等を行うときには、必要な部位の締結部材を取外すことにより、この部位で中空ブロック同士を容易に分離することができる。そして、点検等の終了後には、締結部材を取付けることによって作業腕を効率よく組立てることができる。

さらに、請求項４の発明によれば、接続フランジを中空ブロックの開口端に配置することができる。この場合、作業腕の組立前には、中空ブロックの開口端から内部に入り込むことができるので、内部の溶接作業等を円滑に行うことができる。また、作業腕を組立てるときには、個々の中空ブロックの端部側に位置する接続フランジを衝合して容易に接続することができる。

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１０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ある。そして、まず図２ないし図７を参照しつつ、ブーム１１の構造について説明すると、該ブーム１１は、例えば略四角形の横断面形状を有する中空構造体として形成され、細長いボックス状をなしている。

また、ブーム１１は、図３、図７に示す如く、後述の如く複数個（例えば６個）の中空ブロック１２，１３，１４，１５，１６，１７によって構成され、これらの中空ブロック１２〜１７のうち、互いに隣接する２個の中空ブロックの接続フランジをそれぞれ接続することによって組立てられている。

即ち、中空ブロック１２〜１７は、接続フランジ１２Ｆ，１３Ｅ、接続フランジ１３Ｆ，１４Ｅ、接続フランジ１４Ｆ，１５Ｅ、接続フランジ１５Ｆ，１６Ｅ及び接続フランジ１６Ｆ，１７Ｅからなる例えば５組の接続フランジを、後述のボルト・ナット２５によって各組毎に締結することにより、ブーム１１として一体化されているものである。

１２はブーム１１の基端側に位置する１番目の中空ブロックで、この中空ブロック１２は、ブーム１１のフート部（ブームフート部）を構成するものである。ここで、中空ブロック１２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１２Ａ、下フランジ１２Ｂ、左ウェブ１２Ｃ、右ウェブ１２Ｄ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３の旋回フレーム３Ａに回動可能に連結されるボス１２Ｅと、各周壁の先端側にそれぞれ溶接された接続フランジ１２Ｆとによって構成されている。

そして、中空ブロック１２は、後述の中空ブロック１３（図４ないし図６参照）とほぼ同様に、細長い四角形のボックス状に形成され、その上フランジ１２Ａ、下フランジ１２Ｂ、左ウェブ１２Ｃ及び右ウェブ１２Ｄは、先端側（中空ブロック１３側）の端面が開口している。また、接続フランジ１２Ｆは、この開口端に位置して四辺の周壁から外向きに突出する四角形の枠状に形成されている。

この場合、接続フランジ１２Ｆには、図５に示す如く、上フランジ１２Ａ、下フランジ１２Ｂ、左ウェブ１２Ｃ及び右ウェブ１２Ｄが嵌合される嵌合穴１２Ｇと、ボルト・ナット２５をそれぞれ取付ける複数個のボルト挿通穴１２Ｈとが設けられている。

１３は中空ブロック１２の先端側に設けられた２番目の中空ブロックで、該中空ブロック１３は、図４ないし図６に示す如く、その四辺の周壁を構成する上フランジ１３Ａ、下フランジ１３Ｂ、左ウェブ１３Ｃ、右ウェブ１３Ｄと、これらの周壁の基端側にそれぞれ溶接された接続フランジ１３Ｅと、各周壁の先端側にそれぞれ溶接された他の接続フランジ１３Ｆとによって構成されている。

ここで、上フランジ１３Ａ、下フランジ１３Ｂ、左ウェブ１３Ｃ及び右ウェブ１３Ｄは、中空ブロック１３の外側及び内側から互いに溶接され、長さ方向両側の端面が開口した細長い四角形のボックス状に形成されている。

また、基端側の接続フランジ１３Ｅは、図４に示す如く、例えば１枚の金属板等によって四角形の枠状に形成され、中空ブロック１３の基端側の開口端に配置されている。そして、接続フランジ１３Ｅは、上フランジ１３Ａ、下フランジ１３Ｂ、左ウェブ１３Ｃ及び右ウェブ１３Ｄから外向きに突出しつつ、これらの周壁を全周にわたって取囲んでいる。

また、接続フランジ１３Ｅの内側には、図５に示す如く、上フランジ１３Ａ、下フランジ１３Ｂ、左ウェブ１３Ｃ及び右ウェブ１３Ｄの先端部が嵌合された嵌合穴１３Ｇが設けられ、接続フランジ１３Ｅは、これらの周壁の先端部に両面側から溶接されている。

さらに、接続フランジ１３Ｅには、ボルト・ナット２５をそれぞれ取付ける複数個のボルト挿通穴１３Ｈが四辺の周壁に沿って設けられている。そして、接続フランジ１３Ｅは、中空ブロック１２の接続フランジ１２Ｆに衝合され、この状態で複数のボルト・ナット２５によって接続フランジ１２Ｆに接続されている。一方、先端側の接続フランジ１３Ｆは、図６に示す如く、基端側の接続フランジ１３Ｅとほぼ同様に構成され、中空ブロック１３の先端側の開口端に溶接されている。

そして、この接続フランジ１３Ｆには、上フランジ１４Ａ、下フランジ１４Ｂ、左ウェブ１４Ｃ、右ウェブ１４Ｄ、接続フランジ１４Ｅ，１４Ｆ等を有する３番目の中空ブロック１４が接続されている。また、中空ブロック１４の先端側には、上フランジ１５Ａ、下フランジ１５Ｂ、左ウェブ１５Ｃ、右ウェブ１５Ｄ、接続フランジ１５Ｅ，１５Ｆ等を有する４番目の中空ブロック１５と、同じく上フランジ１６Ａ、下フランジ１６Ｂ、左ウェブ１６Ｃ、右ウェブ１６Ｄ、接続フランジ１６Ｅ，１６Ｆ等を有する５番目の中空ブロック１６とが接続されている。

この場合、中空ブロック１４の左ウェブ１４Ｃと右ウェブ１４Ｄには、ブームシリンダ６の先端側が回動可能に取付けられるシリンダ取付部１４Ｇが設けられている。また、中空ブロック１５の上フランジ１５Ａには、アームシリンダ７の基端側が回動可能に取付けられるシリンダ取付部１５Ｇが設けられている。

１７はブーム１１の先端側に位置する６番目の中空ブロックで、該中空ブロック１７はアーム取付部を構成するものである。ここで、中空ブロック１７は、図２、図３に示す如く、中空ブロック１３とほぼ同様に、上フランジ１７Ａ、下フランジ１７Ｂ、左ウェブ１７Ｃ、右ウェブ１７Ｄ、接続フランジ１７Ｅ等を有している。

そして、接続フランジ１７Ｅは、各ボルト・ナット２５によって中空ブロック１６の先端側の接続フランジ１６Ｆに接続されている。また、中空ブロック１７の左ウェブ１７Ｃと右ウェブ１７Ｄには、後述するアーム２１の基端側が回動可能に取付けられるブラケット１７Ｆが設けられている。

このように、ブーム１１は、複数個の中空ブロック１２〜１７をボルト・ナット２５によって締結することにより形成されている。この場合、中空ブロック１２〜１７の接続フランジ１２Ｆ，１３Ｅ，１３Ｆ，１４Ｅ，１４Ｆ，１５Ｅ，１５Ｆ，１６Ｅ，１６Ｆ，１７Ｅは、ブーム１１の四辺の周壁から外向きに突出しつつ、当該ブーム１１の横断面に沿って四辺の周壁を取囲む枠状の補強リブを構成している。そして、これらの補強リブは、ブーム１１の長さ方向に間隔をもって複数箇所に配置されている。このため、ブーム１１の内部に隔壁板等を設けなくても、その強度や剛性を全体的に向上させることができる。

次に、図８ないし図１０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中空構造体として形成され、細長いボックス状をなしている。そして、アーム２１は、後述の如く複数個（例えば３個）の中空ブロック２２，２３，２４によって構成され、これらの中空ブロック２２〜２４のうち、互いに隣接する２個の中空ブロックの接続フランジをそれぞれ接続することによって組立てられている。

即ち、中空ブロック２２〜２４は、接続フランジ２２Ｆ，２３Ｅ、接続フランジ２３Ｆ，２４Ｅからなる例えば２組の接続フランジを、ボルト・ナット２５によって各組毎に締結することにより、アーム２１として一体化されているものである。

２２はアーム２１の基端側を構成する１番目の中空ブロックで、この中空ブロック２２は、細長い四角形のボックス状に溶接されて四辺の周壁を構成する上フランジ２２Ａ、下フランジ２２Ｂ、左ウェブ２２Ｃ、右ウェブ２２Ｄと、これらの周壁の基端側にそれぞれ溶接された端面板２２Ｅと、各周壁の先端側にそれぞれ溶接された接続フランジ２２Ｆと、基端側ボス２２Ｇ、シリンダ取付部２２Ｈ，２２Ｊとによって構成されている。

ここで、接続フランジ２２Ｆは、ブーム１１の場合とほぼ同様に、例えば１枚の金属板等によって四角形の枠状に形成され、嵌合穴とボルト挿通穴（何れも図示せず）とを有している。そして、接続フランジ２２Ｆは、中空ブロック２２の開口端に位置して上フランジ２２Ａ、下フランジ２２Ｂ、左ウェブ２２Ｃ及び右ウェブ２２Ｄを外側から取囲むと共に、これらの周壁から外向きに突出している。

また、基端側ボス２２Ｇ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、下フランジ２２Ｂと端面板２２Ｅとの間に溶接されると共に、軸方向の両側が左ウェブ２２Ｃと右ウェブ２２Ｄとに溶接されている。また、シリンダ取付部２２Ｈ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２２Ｅに突設されている。さらに、他のシリンダ取付部２２Ｊ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２２Ａに突設されている。

一方、２３は中空ブロック２２の先端側に設けられた２番目の中空ブロックで、この中空ブロック２３も同様に、上フランジ２３Ａ、下フランジ２３Ｂ、左ウェブ２３Ｃ、右ウェブ２３Ｄ、接続フランジ２３Ｅ，２３Ｆ等を有している。そして、基端側の接続フランジ２３Ｅは、複数のボルト・ナット２５によって中空ブロック２２の接続フランジ２２Ｆに接続されている。

２４はアーム２１の先端側を構成する３番目の中空ブロックで、該中空ブロック２４は、上フランジ２４Ａ、下フランジ２４Ｂ、左ウェブ２４Ｃ、右ウェブ２４Ｄ、接続フランジ２４Ｅ、先端側ボス２４Ｆ等によって構成されている。そして、基端側の接続フランジ２４Ｅは、各ボルト・ナット２５によって中空ブロック２３の先端側の接続フランジ２３Ｆに接続されている。また、先端側ボス２４Ｆはバケット５を回動可能に連結する部位であり、上フランジ２４Ａ、下フランジ２４Ｂ、左ウェブ２４Ｃ及び右ウェブ２４Ｄの先端部にそれぞれ溶接されている。

このように、アーム２１は、複数個の中空ブロック２２〜２４をボルト・ナット２５によって締結することにより形成されている。そして、接続フランジ２２Ｆ，２３Ｅ，２３Ｆ，２４Ｅは、ブーム１１の場合とほぼ同様に、アーム２１の周壁を取囲む枠状の補強リブを構成しているので、アーム２１の強度を高めることができる。

また、図２ないし図９において、２５はブーム１１及びアーム２１に設けられた取付け，取外し可能な締結部材としての複数個のボルト・ナットを示している。これらのボルト・ナット２５は、ブーム１１の各中空ブロック１２〜１７を接続し、またアーム２１の各中空ブロック２２〜２４を接続している。そして、中空ブロック１２〜１７，２２〜２４の接続部位は、ボルト・ナット２５を緩めることによって取外し可能となっている。

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、複数の鋼板等を溶接することにより、個々の中空ブロック１２〜１７を形成する。この場合、例えば中空ブロック１２の形成時には、まず上フランジ１２Ａ、下フランジ１２Ｂ、左ウェブ１２Ｃ及び右ウェブ１２Ｄを四角形のボックス状に溶接した後に、これらの基端側にボス１２Ｅを溶接し、先端側に接続フランジ１２Ｆを溶接する。

この場合、中空ブロック１２は、接続フランジ１２Ｆの内側で外部に開口する中空構造体となっている。このため、溶接作業を行う作業者等は、中空ブロック１２の内部に入り込むことができ、上フランジ１２Ａ、下フランジ１２Ｂ、左ウェブ１２Ｃ及び右ウェブ１２Ｄを、中空ブロック１２の外側及び内側から容易に溶接することができる。

また、他の中空ブロック１３〜１７についても、中空ブロック１２とほぼ同様の手順によって形成することができる。このとき、作業者は、中空ブロック１２〜１７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、ブロック内に入り込んで丁寧に確認することができる。

そして、個々の中空ブロック１２〜１７をボルト・ナット２５によって接続することにより、ブーム１１を容易に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とほぼ同様の手順によって効率よく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、これらは接続フランジ１２Ｆ〜１７Ｅ，２２Ｆ〜２４Ｅ等によって補強されているから、これらの作業腕を長期間にわたって良好に使用することができる。そして、例えばブーム１１、アーム２１の点検等を行うときには、必要な部位のボルト・ナット２５を緩めて中空ブロック１２〜１７，２２〜２４の何れかを取外すことにより、ブロック内に入り込んで不具合の有無等を容易に確認することができる。

かくして、本実施の形態によれば、ブーム１１を複数個の中空ブロック１２〜１７によって構成したので、ブーム１１の組立時には、これを個々の中空ブロック１２〜１７に分けて容易に形成することができ、その後に各中空ブロック１２〜１７の接続フランジ１２Ｆ，１３Ｅ，１３Ｆ，１４Ｅ，１４Ｆ，１５Ｅ，１５Ｆ，１６Ｅ，１６Ｆ，１７Ｅを接続することにより、ブーム１１全体を組立てることができる。

これにより、例えば大型のブーム等であっても、各中空ブロック１２〜１７の形成、組立作業を効率よく行うことができる。また、ブーム１１全体を組立てる前には、各中空ブロック１２〜１７が開口したボックス構造を有している。このため、中空ブロック１２〜１７を形成する作業者等は、このボックス構造の外側及び内側から溶接作業を容易に行うことができ、例えば溶接ビードの形状を整えたり、不溶着部等を修正しつつ、個々の溶接部位を良好に仕上げることができる。

そして、ブーム１１を組立てた状態では、各中空ブロック１２〜１７の接続フランジ１２Ｆ〜１７Ｅを外向きに突出した補強リブとして用いることができ、従来技術のように隔壁板等を設けなくても、各接続フランジ１２Ｆ〜１７Ｅによってブーム１１の強度を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が外力によって変形するのを抑えることができ、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現象（いわゆる面外変形）が生じるのを防止することができる。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。

また、ブーム１１の組立後であっても、例えばブーム内の点検等が必要な場合には、必要な部位でボルト・ナット２５を緩めることによって一部の中空ブロック１２〜１７を容易に取外すことができる。このため、中空ブロック１２〜１７の内部に何らかの不具合等が生じている場合には、これを初期段階で容易に発見、補修することができ、メンテナンス性を高めることができる。

さらに、ブーム１１が損傷した場合には、中空ブロック１２〜１７のうち損傷した中空ブロックだけを交換すればよく、損傷していない他の中空ブロックは使用し続けることができるから、ブーム１１全体を交換する必要がなくなり、そのメンテナンスコストを抑えることができる。

この場合、ボルト・ナット２５を用いて中空ブロック１２〜１７を接続したので、ボルト・ナット２５を着脱することによって個々の中空ブロック１２〜１７の接続，分離を容易に行うことができる。従って、例えばブーム１１の点検、補修等を行うときには、必要な部位のボルト・ナット２５を取外すことにより、この部位で中空ブロック１２〜１７同士を簡単に分離することができる。そして、点検等の終了後には、締ボルト・ナット２５を取付けることによってブーム１１を効率よく組立てることができる。

また、本実施の形態では、中空ブロック１２〜１７の接続フランジ１２Ｆ，１３Ｅ，１３Ｆ，１４Ｅ，１４Ｆ，１５Ｅ，１５Ｆ，１６Ｅ，１６Ｆ，１７Ｅを枠状の金属板によって形成している。このため、例えば中空ブロック１２を例に挙げて述べると、その接続フランジ１２Ｆを、上フランジ１２Ａ、下フランジ１２Ｂ、左ウェブ１２Ｃ及び右ウェブ１２Ｄを取囲む枠体として一体に形成することができる。この結果、接続フランジ１２Ｆの強度だけでなく、これを補強リブとして用いた中空ブロック１２全体の強度や剛性を高めることができ、また接続フランジ１２Ｆを構成する部品点数を削減することができる。

また、ブーム１１の組立時には、例えば枠状の接続フランジ１２Ｆを上フランジ１２Ａ、下フランジ１２Ｂ、左ウェブ１２Ｃ及び右ウェブ１２Ｄの外側に嵌合させることができ、この状態で接続フランジ１２Ｆの内側をブーム１１の周壁に効率よく溶接することができる。そして、接続フランジ１２Ｆを中空ブロック１２の開口端に配置しているので、これを隣接する中空ブロック１３の接続フランジ１３Ｅと衝合して容易に接続することができ、組立時の作業性を高めることができる。

さらに、他の中空ブロック１３〜１７の接続フランジ１３Ｅ〜１７Ｅについても、枠状の金属板によって形成し、各中空ブロック１３〜１７の開口端に配置しているので、中空ブロック１２とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

一方、アーム２１についても、複数個の中空ブロック２２，２３，２４によって構成したので、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、作業装置４全体の耐久性や組立時の作業性を高めることができる。

次に、図１１ないし図１３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、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とを中空ブロックによって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。

図中、３１はオフセット式の油圧ショベルで、該油圧ショベル３１は、自走可能な下部走行体３２と、該下部走行体３２上に旋回可能に搭載され、旋回フレーム３３Ａに運転席、カウンタウェイト等が設けられた上部旋回体３３と、該上部旋回体３３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３４とによって大略構成されている。

そして、作業装置３４は、基端側が旋回フレーム３３Ａの前部側に俯仰動可能に連結された後述のロアブーム５１と、該ロアブーム５１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６１と、該アッパブーム６１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３５と、該アーム支持体３５の先端側に上，下方向に回動可能に連結されたアーム３６と、該アーム３６の先端側に回動可能に取付けられたバケット３７と、第１の実施の形態とほぼ同様のブームシリンダ３８、アームシリンダ３９、バケットシリンダ４０と、オフセットシリンダ４１、リンク４２等とによって構成されている。

ここで、ロアブーム５１とアッパブーム６１とは、オフセット式油圧ショベル３１の作業腕を構成している。また、オフセットシリンダ４１は、アッパブーム６１をロアブーム５１の先端側で左，右方向に揺動させるものであり、リンク４２は、アッパブーム６１の揺動時にアーム支持体３５、アーム３６及びバケット３７をロアブーム５１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３４は、アーム３６をロアブーム５１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５１を俯仰動させつつアーム３６、バケット３７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、５１は油圧ショベル３１の作業腕を構成するロアブームを示し、該ロアブーム５１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、複数個（例えば４個）の中空ブロック５２，５３，５４，５５によって構成されている。

そして、１番目（基端側）の中空ブロック５２は、細長い四角形のボックス状に溶接されて四辺の周壁を構成する上フランジ５２Ａ、下フランジ５２Ｂ、左ウェブ５２Ｃ、右ウェブ５２Ｄ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３３の旋回フレーム３３Ａに回動可能に連結されるボス５２Ｅと、各周壁の先端側にそれぞれ溶接された接続フランジ５２Ｆとによって構成されている。

また、２番目の中空ブロック５３は、上フランジ５３Ａ、下フランジ５３Ｂ、左ウェブ５３Ｃ、右ウェブ５３Ｄ、接続フランジ５３Ｅ，５３Ｆ等を有し、３番目の中空ブロック５４も同様に、上フランジ５４Ａ、下フランジ５４Ｂ、左ウェブ５４Ｃ、右ウェブ５４Ｄ、接続フランジ５４Ｅ，５４Ｆ等を有している。

さらに、４番目（先端側）の中空ブロック５５は、その四辺の周壁を構成する上フランジ５５Ａ、下フランジ５５Ｂ、左ウェブ５５Ｃ、右ウェブ５５Ｄと、これらの周壁の基端側に溶接された接続フランジ５５Ｅと、各周壁の先端側に溶接され、アッパブーム６１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５５Ｆと、左ウェブ５５Ｃに突設され、オフセットシリンダ４１及びリンク４２の基端側が左，右方向に回動可能に取付けられるブラケット５５Ｇとによって構成されている。

そして、ロアブーム５１は、これらの中空ブロック５２〜５５のうち、互いに隣接する２個の中空ブロックの接続フランジ５２Ｆ，５３Ｅ、接続フランジ５３Ｆ，５４Ｅ及び接続フランジ５４Ｆ，５５Ｅを、複数のボルト・ナット２５によってそれぞれ接続することにより組立てられている。

次に、６１は油圧ショベル３１の他の作業腕を構成するアッパブームを示し、該アッパブーム６１は、図１３に示す如く、第１の実施の形態のブーム１１とほぼ同様に、複数個（例えば３個）の中空ブロック６２，６３，６４によって構成されている。

そして、１番目（基端側）の中空ブロック６２は、その四辺の周壁を構成する上フランジ６２Ａ、下フランジ６２Ｂ、左ウェブ６２Ｃ、右ウェブ６２Ｄと、これらの周壁の基端側に溶接され、ロアブーム５１のアッパブーム連結部５５Ｆに左，右方向に揺動可能に連結される基端側ボス６２Ｅと、各周壁の先端側に溶接された接続フランジ６２Ｆとによって構成されている。

また、２番目の中空ブロック６３もほぼ同様に、上フランジ６３Ａ、下フランジ６３Ｂ、左ウェブ６３Ｃ、右ウェブ６３Ｄ、接続フランジ６３Ｅ，６３Ｆ等を有している。この場合、左ウェブ６３Ｃには、オフセットシリンダ４１及びリンク４２の先端側が左，右方向に回動可能に取付けられるブラケット６３Ｇが突設されている。

さらに、３番目（先端側）の中空ブロック６４は、その四辺の周壁を構成する上フランジ６４Ａ、下フランジ６４Ｂ、左ウェブ６４Ｃ、右ウェブ６４Ｄと、これらの周壁の基端側に溶接された接続フランジ６４Ｅと、各周壁の先端側に溶接され、アーム支持体３５が左，右方向に揺動可能に連結される先端側ボス６４Ｆとによって構成されている。

そして、アッパブーム６１は、これらの中空ブロック６２〜６４のうち、互いに隣接する２個の中空ブロックの接続フランジ６２Ｆ，６３Ｅ及び接続フランジ６３Ｆ，６４Ｅを、複数のボルト・ナット２５によってそれぞれ接続することにより組立てられている。

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３１のロアブーム５１及びアッパブーム６１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、モノブーム式油圧ショベル１のブーム１１を６個の中空ブロック１２〜１７によって構成し、アーム２１を３個の中空ブロック２２〜２４によって構成する場合を例に挙げて述べた。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を中空ブロックによって構成し、他方の作業腕は従来技術と同様に構成してもよい。

また、本発明に用いる中空ブロックの個数は、実施の形態に限定されるものではなく、例えばブームを２〜５個の中空ブロック、または７個以上の中空ブロックによって構成してもよい。また、アームも同様に、３個以外の複数個からなる中空ブロックによって構成してもよい。

一方、第２の実施の形態についても同様に、ロアブーム５１とアッパブーム６１のうち何れか一方の作業腕を中空ブロックによって構成し、他方の作業腕は従来技術と同様の構造としてもよく、またアーム３６を複数個の中空ブロックによって構成してもよい。さらに、ロアブーム５１を４個以外の複数個からなる中空ブロックによって構成したり、アッパブーム６１を３個以外の複数個からなる中空ブロックによって構成してもよい。

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。 各中空ブロックの接続部を図２中の矢示IV−IV方向からみた部分拡大断面図である。 各中空ブロックの接続部を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた部分拡大断面図である。 １個の中空ブロックを示す斜視図である。 ブームの各中空ブロックを組立てる前の状態で示す分解図である。 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。 アームを示す斜視図である。 アームの各中空ブロックを組立てる前の状態で示す分解図である。 本発明の第２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２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２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。

符号の説明

１，３１ 油圧ショベル
２，３２ 下部走行体
３，３３ 上部旋回体
４，３４ 作業装置
１１ ブーム（作業腕）
２１ アーム（作業腕）
１２，１３，１４，１５，１６，１７，２２，２３，２４，５２，５３，５４，５５，６２，６３，６４ 中空ブロック
１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ，１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ，５２Ａ，５３Ａ，５４Ａ，５５Ａ，６２Ａ，６３Ａ，６４Ａ 上フランジ
１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂ，１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂ，５２Ｂ，５３Ｂ，５４Ｂ，５５Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂ 下フランジ
１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃ，１５Ｃ，１６Ｃ，１７Ｃ，２２Ｃ，２３Ｃ，２４Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃ，５５Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ，６４Ｃ 左ウェブ
１２Ｄ，１３Ｄ，１４Ｄ，１５Ｄ，１６Ｄ，１７Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄ，２４Ｄ，５２Ｄ，５３Ｄ，５４Ｄ，５５Ｄ，６２Ｄ，６３Ｄ，６４Ｄ 右ウェブ
１２Ｆ，１３Ｅ，１３Ｆ，１４Ｅ，１４Ｆ，１５Ｅ，１５Ｆ，１６Ｅ，１６Ｆ，１７Ｅ，２２Ｆ，２３Ｅ，２３Ｆ，２４Ｅ，５２Ｆ，５３Ｅ，５３Ｆ，５４Ｅ，５４Ｆ，５５Ｅ，６２Ｆ，６３Ｅ，６３Ｆ，６４Ｅ 接続フランジ
２５ ボルト・ナット（締結部材）
５１ ロアブーム（作業腕）
６１ アッパブーム（作業腕）

Claims (4)

1. 複数の鋼板を溶接することによりボックス体として形成され、油圧ショベルに搭載される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、
   上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブからなる周壁とこれらの周壁から外向きに突出する接続フランジとを有する複数個の中空ブロックを備え、互いに隣接する２個の中空ブロックの接続フランジを接続することによって組立て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. 前記接続フランジは前記中空ブロックの上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブを取囲む枠状の金属板によっ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. 前記各中空ブロックの接続フランジは取付け，取外し可能な締結部材によって接続する構成としてなる請求項１または２に記載の油圧ショベルの作業腕。
4. 前記中空ブロックの上フランジ、下フランジ、左ウェブ及び右ウェブは少なくとも一方の端面が開口したボックス状に溶接し、前記接続フランジは前記中空ブロックの開口端に配設してなる請求項１，２または３に記載の油圧ショベルの作業腕。

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