JP6914829B2 - 作業機のアーム - Google Patents

Description

本発明は、作業機のアームに関する。

特許文献１には、ラウンド三角形断面を有するアームあるいはブーム等の長尺構造部材であって、他の部材を連結する連結支持部となるボスと、操作シリンダのロッドが連結される二股状に平行するシリンダブラケットとが鋳鋼にて一体形成されてなる基部構成部位を備えた長尺構造部材が開示されている。

特許第４０３０８３３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている長尺構造部材は、連結支持部となるボス、及び操作シリンダのロッドが連結されるシリンダブラケットを含む部分を全て鋳鋼化しているので、製造コストが増大するという問題がある。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、応力集中を安価な構成で低減することができる作業機のアームの提供を目的とする。

本発明の一態様に係る作業機のアームは、一端側に作業具が揺動可能に装着され、他端側が他の部材に揺動可能に軸支される作業機のアームであって、一端部に前記作業具が揺動可能に装着されるアーム本体と、前記アームを揺動させる油圧シリンダであるアームシリンダの一端部が連結されるシリンダブラケットと、前記シリンダブラケットと前記アーム本体とを接合する接続部材とを備え、前記接続部材は鋳造部材であり、前記アームを前記他の部材に揺動可能に軸支させるための軸部材が挿通される第１ボス部を有し、前記アーム本体及び前記シリンダブラケットは板金により構成されており、前記接続部材の一端側は前記アーム本体の他端部と溶接により接合され、前記接続部材の他端側は前記シリンダブラケットと溶接により接合され、前記接続部材と前記アーム本体との接合部のうち、前記アーム本体と前記第１ボス部との接合部を除く部分における前記接続部材の断面係数と前記アーム本体の断面係数とは略同一であり、且つ前記接続部材と前記シリンダブラケットとの接合部のうち、前記シリンダブラケットと前記第１ボス部との接合部を除く部分における前記接続部材の断面係数と前記シリンダブラケットの断面係数とは略同一である。

上記の構成によれば、アーム本体とシリンダブラケットとを接続する接続部材を鋳造部材で構成することにより、断面係数（断面積）が急激に増減する部分を無くして応力集中部を容易に低減することができる。また、シリンダブラケット全体を鋳鋼化する場合に比べて、安価に製造できる。

第１実施形態に係るアームの先端側の斜視図である。 第１実施形態に係るアームの基端側の斜視図である。 第１実施形態に係るアームの側面からみた断面図である。 第１実施形態に係るアームの側面図である。 第２実施形態に係るアームの先端側の斜視図である。 第２実施形態に係るアームの基端側の斜視図である。 第２実施形態に係るアームの側面からみた断面図である。 第２実施形態に係るアームの側面図である。 作業機の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図９は、第１実施形態に係る作業機１の全体構成を示す概略側面図である。なお、本実施形態では、作業機１として旋回作業機であるバックホーを例示するが、作業機１はバックホーに限定されるものではない。

図９に示すように、作業機１は、機体（旋回台）２と、走行装置３と、作業装置４とを備えている。機体２にはキャビン５が搭載されている。キャビン５の室内には、運転者（オペレータ）が着座する運転席（座席）６が設けられている。運転席６は、キャビン５によって包囲されている。
本実施形態においては、作業機１の運転席６に着座した運転者の前側（図９の矢印Ａ１方向）を前方、運転者の後側（図９の矢印Ａ２方向）を後方、運転者の左側（図９の手前側）を左方、運転者の右側（図９の奥側）を右方として説明する。

また、前後方向Ｋ１に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。機体２の幅方向の中央部から右部、或いは、左部へ向かう方向を機体外方として説明する。言い換えれば、機体外方とは、機体幅方向であって機体２の幅方向の中心から離れる方向のことである。機体外方とは反対の方向を、機体内方として説明する。言い換えれば、機体内方とは、機体幅方向であって機体２の幅方向の中心に近づく方向である。

図９に示すように、走行装置３は、走行フレーム９と、走行フレーム９の左側と右側とにそれぞれ設けられた走行機構１０とを有する。本実施形態では、走行機構１０としてクローラ式の走行機構を用いている。走行装置３の前部には、ドーザ装置７が装着されている。ドーザ装置７は、油圧シリンダによって上げ下げ可能である。
図９に示すように、作業装置４は、ブーム１５と、アーム１６と、作業具１７とを有する。本実施形態では作業具１７としてバケットを備えている。ブーム１５の基部は、スイングブラケット１４に横軸（機体幅方向Ｋ２に延伸する軸心）回りに回動自在（上下に揺動自在）に枢着されている。スイングブラケット１４は、機体２の前部に設けられた支持ブラケット１８に縦軸（上下の方向に延伸する軸心）回りに回動可能に支持されている。アーム１６は、ブーム１５の先端側に横軸回りに回動自在（前後或いは上下に揺動自在）に枢着されている。つまり、アーム１６は、一端側に作業具１７が揺動可能に装着され、他端側が他の部材に搖動可能に軸支されている。作業具１７は、アーム１６の先端側にスクイ動作及びダンプ動作可能に設けられている。詳しく説明すると、作業具１７は、取付ブラケット１３を介してアーム１６の先端に設けた第１連結ボス６１に支軸周りに回動自在に枢支されている。また、第１リンク１１の一端側が取付ブラケット１３を介して作業具１７に左右方向の支軸廻りに回動自在に枢支されている。また、第２リンク１２の一端側が、アーム１６の先端側且つ第１連結ボス６１よりも基端側に設けた第２連結ボス６６に左右方向の支軸廻りに回動自在に枢支されている。第１リンク１１及び第２リンク１２の他端側は後述する作業具シリンダＣ５の一端部に横軸回りに回動可能に接続されている。作業機１は、作業具１７として、バケットに代えて或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具（油圧アタッチメント）を装着することが可能である。この他の作業具としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等が例示できる。

スイングブラケット１４は、油圧シリンダの伸縮によって機体幅方向Ｋ２に揺動する。ブーム１５は、ブームシリンダＣ３の伸縮によって揺動する。アーム１６は、アームシリンダＣ４の伸縮によって揺動する。作業具１７は、バケットシリンダ（作業具シリンダ）Ｃ５の伸縮によってスクイ動作及びダンプ動作する。ブームシリンダＣ３、アームシリンダＣ４、バケットシリンダＣ５は、油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）によって構成されている。

以下、アーム１６について詳しく説明する。図１〜図４に示すようにアーム１６は、アーム本体（第１部材）３０と、アーム本体３０とは別体に構成された鋳造部（接続部材、第３部材）５０と、鋳造部５０とは別体に構成されたブラケット（シリンダブラケット、第２部材）７０と、を備えている。
図１及び図２に示すように、アーム本体３０は、第１側壁３１、第２側壁３２、天壁３５、及び底壁３６を有する、板金により構成された筒状の部材である。

第１側壁３１及び第２側壁３２は、長尺の板部材であり、互いに間隔を隔てて対向配置されている。第１側壁３１及び第２側壁３２における基端側（他端側）の端部は、天面側に向かうほど先端側（一端側）に傾斜している。第１側壁３１の先端側には切欠き部３１ａが形成され、第２側壁３２の先端側には切欠き部３２ａが形成されている。切欠き部３１ａには第１連結ボス６１の一方端が溶接され、切欠き部３２ａには第１連結ボス６１の他方端が溶接されている。つまり、アーム本体３０は、一端部に作業具１７が揺動可能に装着される。第１側壁３１及び第２側壁３２の中途部には、第２連結ボス６６が第１連結ボス６１と略平行に形成されている。第１側壁３１及び第２側壁３２の基端側には鋳造部５０が溶接されている。天壁３５は、長尺の板部材であり、第１側壁３１の上部と、第２側壁３２の上部とを連結する。天壁３５の先端側はアーム本体３０の先端側に固定された第１連結ボス６１の外周面に溶接されており、側辺部は第１側壁３１及び第２側壁３２の上端部に溶接されており、他端側は第１側壁３１と第２側壁３２の中途部において鋳造部５０に溶接されている。底壁３６は、長尺の板部材であり、天壁３５と対向配置されて第１側壁３１の下部と、第２側壁３２の下部とを連結する。底壁３６の先端側は第１連結ボス６１の外周面に溶接されており、側辺部は第１側壁３１及び第２側壁３２の下端部に溶接されており、他端側は第１側壁３１と第２側壁３２の基端部において鋳造部５０に溶接されている。このように、アーム本体３０は第１側壁３１、第２側壁３２、天壁３５、及び底壁３６によって形成された断面矩形状の筒状部材であり、先端側は第１連結ボス６１で閉鎖され、他端側は鋳造部５０で閉鎖されている。

第１連結ボス６１は、円筒状に形成されており、取付ブラケット１３を介して作業具１７を支軸周りに回動自在に枢支する。第１連結ボス６１の一方端側は、第１側壁３１から外側に向かって突出している。第１連結ボス６１の他方端側は、第２側壁３２から外側に向かって突出している。
第２連結ボス６６は、円筒状に形成されており、第２リンク１２の一端側を左右方向の支軸廻りに回動自在に枢支する。第２連結ボス６６の一方端側は、第１側壁３１から外側に向かって突出している。第２連結ボス６６の他方端側は、第２側壁３２から外側に向かって突出している。

図３に示すように、アーム本体３０の基端側の下部に補強板３７が設けられている。補強板３７は、略Ｖ字状に屈曲されている。補強板３７は、第１側壁３１と第２側壁３２との間に溶接等により固着されている。
鋳造部５０は、第１ボス部（第１軸受部材）４１と、第１板状部５２Ｌ及び第２板状部５２Ｒからなる連結部５１と、延設部５８及び延長部５９からなる本体部６０と、を有している。鋳造部５０を構成するこれら各部（第１ボス部４１，連結部５１，本体部６０）は、鋳鋼によって一体成形されている。鋳造部５０の先端側はアーム本体３０の基端部と溶接されており、基端側はブラケット７０の先端側と溶接されている。

第１ボス部４１には、アーム１６をブーム１５の先端側に機体幅方向の支軸廻りに揺動自在に支持させるための軸部材が挿通される。第１ボス部４１は、円筒状に形成されており、鋳造部５０の左方から右方に亘って形成されている。第１ボス部４１は、他の部材に揺動可能に軸支させるための軸部材が挿通される。
連結部５１は、前記第１ボス部４１から第１壁部３１及び第２壁部３２の基端側の面に沿って天面側且つ先端側に向かって延設されており、アーム本体３０とブラケット７０とを連結する。延長部５９はアーム本体３０における基端側の開口部（第１壁部３１、第２壁部３２、及び底板３６で囲まれる領域）を閉鎖し、延設部５８は延長部５９と連続しており、アーム本体３０の天面側且つ基端側の開口部を閉鎖している。

第１板状部５２Ｌは、第１ボス部４１の左端部からアーム本体３０の先端側に向かって延設されている。また、第１板状部５２Ｌは、アーム本体３０における第１側壁３１の基端側の端部と、ブラケット７０の左端部（第１側板７５Ｌ）における先端側の端部とを連結する板状の部分である。第１板状部５２Ｌは、第１連結部５３Ｌと、縦部５５Ｌと、を有する。

第１連結部５３Ｌは第１ボス部４１の左端部近傍と第１側壁３１におけるアーム本体３０の基端側とに溶接されている。第１連結部５３Ｌは、第１ボス部４１から上方に向かって延出し、天壁３５と底壁３６との中途部から先端側且つ上方に向かって延出する。なお、第１ボス部４１は、底壁３６と、第１側壁３１及び第２側壁３２の底壁３６側の端部とに溶接されている。

縦部５５Ｌは、第１連結部５３と連続しており、延設部５８から上方に延出し、且つアーム本体３０の天面に沿って先端側へ延出する板状の部分である。
第２板状部５２Ｒは、第１ボス部４１の右端部からアーム本体３０の先端側に向かって延設されている。また、第２板状部５２Ｒは、アーム本体３０における第２側壁３２の基端側の端部と、ブラケット７０の右端部（第２側板７５Ｒ）における先端側の端部とを連結する板状の部分である。第２板状部５２Ｒは、第１連結部５３Ｒと、縦部５５Ｒと、を有する。

第１連結部５３Ｒは第１ボス部４１の右端部近傍と第２側壁３２におけるアーム本体３０の基端側とに溶接されている。第１連結部５３Ｒは、第１ボス部４１から上方に向かって延出し、天壁３５と底壁３６との中途部から先端側且つ上方に向かって延出する。
縦部５５Ｒは、第１連結部５３と連続しており、延設部５８の上部から上方に延出し、且つアーム本体３０の天面に沿って先端側へ延出する板状の部分である。縦部５５Ｌ，５５Ｒによって第１連結部５３Ｌ，５３Ｒから延設部５８の上方に延出されたリブを形成し、鋳造部５０のねじれ方向の力に対する剛性を向上させることができる。

本体部６０は、アーム本体３０における基端側の面及び天面の一部を覆う。
延設部５８は、第１板状部５２Ｌと、第２板状部５２Ｒとを連結する板状の部分であり、アーム本体３０の天面に沿って先端側に向かって天壁３５との接合部まで延設されている。延設部５８は、アーム本体３０の第１側壁３１、第２側壁３２、及び天壁３５と溶接されている。

なお、第１板状部５２Ｌ、第２板状部５２Ｒ、及び延設部５８と、第１側壁３１、第２側壁３２、及び天壁３５との接合部は、アーム１６の基端側から先端側へ向かって側方視で滑らかな曲線形状を成しており、且つ、接合部同士の断面形状（断面係数）が略同一になっている。例えば、第１板状部５２Ｌ及び第２板状部５２Ｒにおける天面側の端部は、ブラケット７０との接合部から延設部５８（本体部６０）における天面側の面にかけて滑らかな曲面を成している。これにより、接合部への応力集中を緩和してアーム１６の剛性を向上させることができる。また、接合部を補強する補強部材を設ける必要がないので、剛性の高いアーム１６を安価に製造できる。

図２に示すように、延長部５９は、第１板状部５２Ｌと、第２板状部５２Ｒとの間に配置された板状の部分である。延長部５９は、延設部５８からアーム本体３０の基端側（底壁３５側）に向かって延設されて第１ボス部４１に至り、第１ボス部４１と連結されている。また、延長部５９は、延設部５８から第１ボス部４１に亘る領域において、第１板状部５２Ｌと第２板状部５２Ｒとを連結している。このため、鋳造部５０の延長部５９を含む部分における機体幅方向の断面はＨ字状になっている。これにより、鋳造部５０の曲げ方向やねじれ方向の力に対する剛性を向上させることができる。

ブラケット７０は、作業具１７を揺動させる油圧シリンダである作業具シリンダＣ５の一端部（後端部）が連結される第２ボス部（第２軸受部材）４２と、アーム１６を揺動させる油圧シリンダであるアームシリンダＣ４の一端部（先端部）が接続される第３ボス部（第３軸受部材）７１とを有している。作業具シリンダＣ５の他端部（先端部）は上述した第１リンク１１及び第２リンク１２に接続されており、アームシリンダＣ４の他端部（後端部）はブーム４の天面側に形成されたシリンダブラケット７０に軸支されている。また、ブラケット７０の先端側は、鋳造部５０の基端側と溶接されている。つまり、鋳造部５０は、アーム本体３０とブラケット７０との間に配置されてアーム本体３０とブラケット７０とを接続するとともに、アーム本体３０とブラケット７０とを離間させている。

第２ボス部４２は、円筒状に形成されており、ブラケット７０の先端側上方の左方と右方とに夫々形成されている。
第３ボス部７１は、ブラケット７０の基端側に配置されており、ブラケット７０の両側面（第１側板７５Ｌ及び第２側板７５Ｒ）から外側に向かって突出している。アームシリンダＣ４の伸縮によってアーム１６が前後又は上下に揺動可能とされている。

ブラケット７０は、第１側板７５Ｌと、第２側板７５Ｒと、架設部７７と、を有している。第１側板７５Ｌは、板金であり、鋳造部５０の第１板状部５２Ｌに溶接により接合されている。第１側板７５Ｌ、第１板状部５２Ｌ、および第１側壁３１は、同一平面上に配置されており、これら各部７５Ｌ，５２Ｌ，３１の接合部の断面係数は第１ボス部４１との接合部を除いて略同一になっている。第１側板７５Ｌの中央部には、肉抜き孔７５Ｌ１が形成されている。また、第１側板７５Ｌには、架設部７７を取り付ける挿入孔７５Ｌ２が形成されている。

第２側板７５Ｒは、第１側板７５Ｌと対向配置された板金であり、鋳造部５０の第２板状部５２Ｒに溶接により接合されている。第２側板７５Ｒ、第２板状部５２Ｒ、および第２側壁３２は、同一平面上に配置されており、これら各部７５Ｒ，５２Ｒ，３１Ｒの接合部の断面係数は第１ボス部４１との接合部を除いて略同一になっている。第２側板７５Ｒの中央部における第１側板７５Ｌの肉抜き孔７５Ｌ１に対応する位置には、肉抜き孔７５Ｌ１と略同形状の肉抜き孔７５Ｒ１が形成されている。また、第２側板７５Ｒにおける第１側板７５Ｌの挿入孔７５Ｌ２に対応する位置には、架設部７７を取り付ける挿入孔７５Ｒ２が形成されている。

架設部７７は、第１側板７５Ｌと第２側板７５Ｒとを架設（連結）する部材であり、複数の補強部材を含む。具体的に説明すると、架設部７７は、補強軸７７ａと、第１補強板７７ｂと、第２補強板７７ｃと、を含む。図１に示すように、補強軸７７ａは、長尺の軸部材である。補強軸７７ａは、第１側板７５Ｌの先端側の上部及び第２側板７５Ｒの先端側の上部を架設する。補強軸７７ａは、第１側板７５Ｌに形成された挿入孔７５Ｌ２と、第２側板７５Ｒに形成された挿入孔７５Ｒ２に挿入され、溶接されている。図３に示すように、第１補強板７７ｂは、第１側板７５Ｌの基端側の下部及び第２側板７５Ｒの基端側の下部に取り付けられる。第１補強板７７ｂは略Ｌ字状に屈曲した板部材である。第１補強板７７ｂは、溶接により第１側板７５Ｌ及び第２側板７５Ｒに接合固着される。第２補強板７７ｃは、第１側板７５Ｌの基端側の上部及び第２側板７５Ｒの基端側の上部を補強する。第２補強板７７ｃは、アーム１６の長手方向に向かって配置された板状部材である。第２補強板７７ｃは、溶接により第１側板７５Ｌ及び第２側板７５Ｒに接合固着される。なお、架設部７７は、第１側板７５Ｌと第２側板７５Ｒを連結してアームシリンダＣ４や作業具シリンダＣ５の枢支部に生じる負荷等によるブラケット７０の変形を抑制できる程度に補強できればよく、架設部７７を構成する各部材の形状や数は特に限定されない。

なお、上述した構成では、ブーム１５は、第１ボス部４１に揺動自在に支持され、アームシリンダＣ４は、第３ボス部７１に揺動自在に支持されるが、ブーム１５が第３ボス部７１に揺動自在に支持され、アームシリンダＣ４が第１ボス部４１に揺動自在に支持されるような構成であってもよい。
また、上記構成は、作業機１のアーム１６に限定されず、ブーム１５に適用してもよい。
［第２実施形態］
図５〜図８は、アーム１の別の実施形態（第２実施形態）を示す。

以下、第２実施形態のアーム１について、上述した実施形態（第１実施形態）と異なる構成を中心に説明し、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図５〜図８に示すように、第２実施形態の鋳造部５０は、第１実施形態と異なり、第１ボス部４１と、第２ボス部４２と、第１板状部５２Ｌ及び第２板状部５２Ｒからなる連結部５１と、延設部５８及び延長部５９からなる本体部６０と、を有している。鋳造部５０を構成するこれら各部（第１ボス部４１，第２ボス部４２，連結部５１，本体部６０）は、鋳鋼によって一体成形されている。鋳造部５０の先端側は、アーム本体３０の基端部と溶接されている。

連結部５１は、第１ボス部４１から第１壁部３１及び第２壁部３２の基端側の面に沿って先端側に向かって延設されるとともに、その中途部から第２ボス部４２まで延設されている。延設部５８及び延長部５９により、アーム本体３０における基端側の開口部が閉鎖されている。
第１板状部５２Ｌは、第１連結部５３Ｌと、第２連結部５４Ｌと、縦部５５Ｌと、を有する。

第１連結部５３Ｌは、第１ボス部４１の左端部近傍と、第１側壁３１におけるアーム本体３０の基端側と、第２ボス部４２とに溶接されている。第１連結部５３Ｌは、第１ボス部４１から上方に向かって延出し、天壁３５と底壁３６との中途部から先端側且つ上方に向かって延出する。
第２連結部５４Ｌは、第１連結部５３Ｌと一枚の板状に連続しており、第１連結部５３Ｌから上方に向かって突出し、第２ボス部４２Ｌに連結されている。第２連結部５４Ｌにおけるアーム１６の先端側の端部は、第２ボス部４２の外周面に沿う円弧状に形成されている。なお、第２ボス部４２Ｌは、第２連結部５４Ｌの両側面から機体幅方向に向かって突出している。

縦部５５Ｌは、第２連結部５４Ｌの外周面に形成された上記の円弧状の部分からアーム１６の先端側に延設され、延設部５８（本体部６０）の天面に至る。
第２板状部５２Ｒは、第１連結部５３Ｒと、第２連結部５４Ｒと、縦部５５Ｒと、を有する。
第１連結部５３Ｒは、第１ボス部４１の右端部近傍と、第２側壁３２におけるアーム本体３０の基端側と、第２ボス部４２とに溶接されている。第１連結部５３Ｒは、第１ボス部４１から上方に向かって延出し、天壁３５と底壁３６との中途部から先端側且つ上方に向かって延出する。

第２連結部５４Ｒは、第２連結部５３Ｒと一枚の板状に連続しており、第２連結部５３Ｒから上方に向かって突出し、第２ボス部４２Ｒに連結されている。第２連結部５４Ｒにおけるアーム１６の先端側の端部は、第２ボス部４２Ｒの外周面に沿う円弧状に形成されている。なお、第２ボス部４２Ｒは、第２連結部５４Ｒの両側面から機体幅方向に向かって突出している。

縦部５５Ｒは、第２連結部５４Ｒの外周面に形成された上記の円弧状の部分からアーム１６の先端側に延設され、延設部５８（本体部６０）の天面に至る。
延設部５８は、第１板状部５２Ｌと、第２板状部５２Ｒとを連結する板状の部分であり、アーム本体３０の天面に沿って先端側に向かって天壁３５との接合部まで延設されている。延設部５８は、アーム本体３０の第１側壁３１、第２側壁３２、及び天壁３５と溶接されている。

なお、第１板状部５２Ｌ、第２板状部５２Ｒ、及び延設部５８と、第１側壁３１、第２側壁３２、及び天壁３５との接合部は、アーム１６の基端側から先端側へ向かって側方視で滑らかな曲線形状を成しており、且つ、接合部同士の断面形状（断面係数）が略同一になっている。これにより、接合部への応力集中を緩和してアーム１６の剛性を向上させることができる。また、接合部を補強する補強部材を設ける必要がないので、剛性の高いアーム１６を安価に製造できる。

ブラケット７０は、アーム１６を揺動させる油圧シリンダであるアームシリンダＣ４の一端部（先端部）が接続される第３ボス部（第３軸受部材）７１を有している。アームシリンダＣ４の他端部（後端部）はブーム４の天面側に形成されたシリンダブラケットに軸支されている。また、ブラケット７０の先端側は、鋳造部５０の基端側と溶接されている。つまり、鋳造部５０は、アーム本体３０とブラケット７０との間に配置されてアーム本体３０とブラケット７０とを接続するとともに、アーム本体３０とブラケット７０とを離間させている。

ブラケット７０は、第１側板７５Ｌと、第２側板７５Ｒと、架設部７７と、を有している。第１側板７５Ｌは、板金であり、鋳造部５０の第１板状部５２Ｌに溶接により接合されている。第１側板７５Ｌ、第１板状部５２Ｌ、および第１側壁３１は、同一平面上に配置されており、これら各部の接合部の断面係数は第１ボス部４１との接合部を除いて略同一になっている。

第２側板７５Ｒは、第１側板７５Ｌと対向配置された板金であり、鋳造部５０の第２板状部５２Ｒに溶接により接合されている。
以上のように、本発明の一態様にかかる作業機１のアーム１６は、一端側に作業具１７が揺動可能に装着され、他端側が他の部材（ブーム１５）に揺動可能に軸支される作業機１のアーム１６であって、一端部に作業具１７が揺動可能に装着されるアーム本体３０と、アーム１６を揺動させる油圧シリンダであるアームシリンダＣ４の一端部が連結されるシリンダブラケット（ブラケット７０）と、シリンダブラケットとアーム本体３０とを接合する接続部材（鋳造部５０）とを備え、接続部材５０は、鋳造部材であり、アーム本体３０とシリンダブラケット７０とに溶接により接合されている。

上記の構成によれば、アーム本体３０とシリンダブラケット７０とを接続する接続部材５０を鋳造部材で構成することにより、断面係数（断面積）が急激に増減する部分を無くして応力集中部を容易に低減することができる。また、シリンダブラケット７０全体を鋳鋼化する場合に比べて、安価に製造できる。
また、接続部材５０は、アーム１６を他の部材に揺動可能に軸支させるための軸部材が挿通される第１ボス部４１を有している。また、第１ボス部４１は、接続部材５０と一体的に形成された鋳造部材である。

上記の構成によれば、第１ボス部４１を鋳造部材からなる接続部材５０に形成することにより、第１ボス部４１の周辺部において応力集中が生じることを抑制することができる。
また、シリンダブラケット７０は、作業具１７を揺動させる油圧シリンダである作業具シリンダＣ５の一端部が連結される第２ボス部４２と、アームシリンダＣ４の一端部が連結される第３ボス部７１とを有している。

上記の構成によれば、作業具シリンダＣ５及びアームシリンダＣ４の負荷がシリンダブラケット７０に作用した場合でも、シリンダブラケット７０と接続部材５０との接合部の周辺部において応力集中が生じることを抑制することができる。
また、接続部材５０は、アーム１６を他の部材に揺動可能に軸支させるための軸部材が挿通される第１ボス部４１と、作業具１７を揺動させる油圧シリンダである作業具シリンダＣ５の一端部が連結される第２ボス部４２とを有し、シリンダブラケット７０は、アームシリンダＣ４の一端部が連結される第３ボス部７１を有している。また、第１ボス部４１及び第２ボス部４２は、接続部材５０と一体的に形成された鋳造部材である。

上記の構成によれば、第１ボス部４１及び第２ボス部４２を鋳造部材からなる接続部材５０に形成することにより、第１ボス部４１及び第２ボス部４２の周辺部において応力集中が生じることを抑制することができる。
また、接続部材５０の一端側にアーム本体３０が溶接により固定され、接続部材５０の他端側にシリンダブラケット７０が溶接により固定されており、アーム本体３０とシリンダブラケット７０とは接続部材５０により離間されている。

上記の構成によれば、アーム本体３０と接続部材５０との接合部、及び接続部材５０とシリンダブラケット７０との接合部において応力集中が生じることを抑制できる。
また、アーム本体３０は、両側面を形成する第１側壁３１及び第２側壁３２と、天面を形成する天壁３５と、底面を形成する底壁３６とを有し、接続部材５０は、底壁３６における他端側の端部、第１側壁３１及び第２側壁３２における他端側の端部及び天面側の端部の一部、及び天壁３５における他端側の端部に溶接により接合されている。

上記の構成によれば、アーム本体３０の各部と接続部材５０との接合部の周辺において応力集中が生じることを容易に抑制できる。
また、第１側壁３１及び第２側壁３２における他端側の端部は、天面側に向かうほど一端側に傾斜している。また、アーム本体３０と接続部材５０との接合部は、滑らかな曲線を成している。

上記の構成によれば、アーム本体３０と接続部材５０との接合部の周辺において応力集中が生じることをより適切に抑制できる。
また、接続部材５０におけるアーム本体３０の天面側の端部の一部、及び天壁３５における他端側の端部との接合部は、アーム本体３０における当該接合部に対応する部分と略同一の断面係数を有している。

上記の構成によれば、アーム本体３０と接続部材５０との接合部の周辺において応力集中が生じることをより適切に抑制できる。
また、接続部材５０は、アーム１６を他の部材に揺動可能に軸支させるための軸部材が挿通される第１ボス部４１を有し、第１ボス部４１は、第１側壁３１及び第２側壁３２における他端側且つ底壁３６側の端部に接合されており、接続部材５０におけるアーム本体３０との接合部のうち第１ボス部４１を除く接合部は、アーム本体３０における当該接合部に対応する部分と略同一の断面係数を有している。

上記の構成によれば、アーム本体３０と接続部材５０との接合部の周辺において応力集中が生じることをより適切に抑制できる。
また、シリンダブラケット７０は、第１側壁３１と略平行に配置された第１側板７５Ｌと、第２側壁３２と略平行に配置された第２側板７５Ｒと、第１側板７５Ｌと第２側板７５Ｒとを接続する架設部７７とを備え、接続部材５０は、アーム本体３０における他端側の面及び天面の一部を覆う本体部６０と、第１側壁３１と第１側板７５Ｌとを接続する第１板状部５２Ｌと、第２側壁３２と第２側板７５Ｒとを接続する第２板状部５２Ｒとを備え、第１壁部３１、第１板状部５２Ｌ、及び第１側板７５Ｌの外面が略同一平面を成し、第２壁部３２、第２板状部５２Ｒ、及び第２側板７５Ｒの外面が略同一平面を成す。

上記の構成によれば、シリンダブラケット７０の剛性を増加させるとともに、アーム本体３０と接続部材５０との接合部、及び接続部材５０とシリンダブラケット７０との接合部の周辺において応力集中が生じることを適切に抑制できる。
また、第１板状部５２Ｌ及び第２板状部５２Ｒにおける天面側の端部は、シリンダブラケット７０との接合部から本体部６０における天面側の面にかけて滑らかな曲面を成している。

上記の構成によれば、第１板状部５２Ｌ及び第２板状部５２Ｒにおける天面側の端部を接続部材５０のリブとして機能させて接続部材５０のねじれ方向の負荷に対する剛性を向上させるとともに、アーム本体３０と接続部材５０との接合部において応力集中が生じることを適切に抑制できる。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 作業機
１６ アーム
１７ 作業具
３０ アーム本体
３１ 第１側壁
３２ 第２側壁
３５ 天壁
３６ 底壁
４１ 第１ボス部
４２ 第２ボス部
５０ 鋳造部（接続部材）
５２Ｌ 第１板状部
５２Ｒ 第２板状部
６０ 本体部
７０ ブラケット(シリンダブラケット)
７１ 第３ボス部
７５Ｌ 第１側板
７５Ｒ 第２側板
７７ 架設部
Ｃ４ アームシリンダ
Ｃ５ 作業具シリンダ

Claims (13)

1. 一端側に作業具が揺動可能に装着され、他端側が他の部材に揺動可能に軸支される作業機のアームであって、
   一端部に前記作業具が揺動可能に装着されるアーム本体と、
   前記アームを揺動させる油圧シリンダであるアームシリンダの一端部が連結されるシリンダブラケットと、
   前記シリンダブラケットと前記アーム本体とを接合する接続部材とを備え、
   前記接続部材は鋳造部材であり、前記アームを前記他の部材に揺動可能に軸支させるための軸部材が挿通される第１ボス部を有し、前記アーム本体及び前記シリンダブラケットは板金により構成されており、
   前記接続部材の一端側は前記アーム本体の他端部と溶接により接合され、前記接続部材の他端側は前記シリンダブラケットと溶接により接合され、
   前記接続部材と前記アーム本体との接合部のうち、前記アーム本体と前記第１ボス部との接合部を除く部分における前記接続部材の断面係数と前記アーム本体の断面係数とは略同一であり、且つ前記接続部材と前記シリンダブラケットとの接合部のうち、前記シリンダブラケットと前記第１ボス部との接合部を除く部分における前記接続部材の断面係数と前記シリンダブラケットの断面係数とは略同一である作業機のアーム。
2. 前記第１ボス部は、前記接続部材と一体的に形成された鋳造部材である請求項１に記載の作業機のアーム。
3. 前記シリンダブラケットは、前記作業具を揺動させる油圧シリンダである作業具シリンダの一端部が連結される第２ボス部と、前記アームシリンダの一端部が連結される第３ボス部とを有している請求項１又は２に記載の作業機のアーム。
4. 前記接続部材は、前記作業具を揺動させる油圧シリンダである作業具シリンダの一端部が連結される第２ボス部を有し、
   前記シリンダブラケットは、前記アームシリンダの一端部が連結される第３ボス部を有している請求項１に記載の作業機のアーム。
5. 前記第１ボス部及び前記第２ボス部は、前記接続部材と一体的に形成された鋳造部材である請求項４に記載の作業機のアーム。
6. 前記接続部材の前記一端側に前記アーム本体が溶接により固定され、
   前記接続部材の前記他端側に前記シリンダブラケットが溶接により固定されており、
   前記アーム本体と前記シリンダブラケットとは前記接続部材により離間されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業機のアーム。
7. 前記アーム本体は、
   両側面を形成する第１側壁及び第２側壁と、天面を形成する天壁と、底面を形成する底壁とを有し、
   前記接続部材は、
   前記底壁における前記他端側の端部、前記第１側壁及び前記第２側壁における前記他端側の端部及び前記天面側の端部の一部、及び前記天壁における前記他端側の端部に溶接により接合されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の作業機のアーム。
8. 前記第１側壁及び前記第２側壁における前記他端側の端部は、前記天面側に向かうほど前記一端側に傾斜している請求項７に記載の作業機のアーム。
9. 前記第１側壁における前記他端側の端部及び前記天面側の端部の一部である第１接合部、及び前記接続部材における当該第１接合部に接続する端部は、前記他端側から前記一端側へ向かって側方視で滑らかな曲線形状を成しており、
   前記第２側壁における前記他端側の端部及び前記天面側の端部の一部である第２接合部、及び前記接続部材における当該第２接合部に接続する端部は、前記他端側から前記一端側へ向かって側方視で滑らかな曲線形状を成している請求項７又は８に記載の作業機のアーム。
10. 前記天壁における前記他端側の端部である第３接合部と、前記接続部材における当該第３接合部に接続する端部とは、略同一の断面係数を有している請求項７〜９のいずれか１項に記載の作業機のアーム。
11. 前記第１ボス部は、前記第１側壁及び前記第２側壁における前記他端側且つ前記底壁側の端部に接合されている請求項７〜１０のいずれか１項に記載の作業機のアーム。
12. 前記シリンダブラケットは、前記第１側壁と略平行に配置された第１側板と、前記第２側壁と略平行に配置された第２側板と、前記第１側板と前記第２側板とを接続する架設部とを備え、
    前記接続部材は、前記アーム本体における前記他端側の面及び天面の一部を覆う本体部と、前記第１側壁と前記第１側板とを接続する第１板状部と、前記第２側壁と前記第２側板とを接続する第２板状部とを備え、
    前記第１側壁、前記第１板状部、及び前記第１側板の外面が略同一平面を成し、前記第２側壁、前記第２板状部、及び前記第２側板の外面が略同一平面を成す請求項７〜１１のいずれか１項に記載の作業機のアーム。
13. 前記第１ボス部は、前記第１側壁及び前記第２側壁における前記他端側且つ前記底壁側の端部に接合され、
    前記本体部は、前記天壁と前記天面側において面一である延設部を有し、
    前記第１板状部は、
    前記第１ボス部から前記天面側に向かって延出し、前記天壁と前記底壁との中途部から前記一端側且つ前記天面側に向かって延出する第１連結部と、
    前記第１連結部と連続し且つ前記延設部から前記壁部側と反対側に向かって延出する第１縦部と、
    を有し、
    前記第２板状部は、
    前記第１ボス部から前記天面側に向かって延出し、前記天壁と前記底壁との中途部から前記一端側且つ前記天面側に向かって延出する第２連結部と、
    前記第２連結部と連続し且つ前記延設部から前記壁部側と反対側に向かって延出する第２縦部と、
    を有し、
    前記第１縦部及び前記第２縦部における前記壁部側と反対側の端部は、前記シリンダブラケットから前記延設部にかけて側方視で滑らかな曲線形状を成している請求項１２に記載の作業機のアーム。

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