JPH0581693B2 - - Google Patents

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JPH0581693B2
JPH0581693B2 JP50097980A JP50097980A JPH0581693B2 JP H0581693 B2 JPH0581693 B2 JP H0581693B2 JP 50097980 A JP50097980 A JP 50097980A JP 50097980 A JP50097980 A JP 50097980A JP H0581693 B2 JPH0581693 B2 JP H0581693B2
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Japan
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load
plate
portions
load input
side plates
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Caterpillar Inc
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Description

請求の範囲 1 荷重支持構造物10にして、 第1及び第2の側縁部分50,52,54,5
6と第1及び第2の端部分38,46,40,4
8とを各々が有する上板22及び下板24と、 それぞれが第1の板部分158,162とこの
第1の板部分158,162に直列に結合され第
1の板部分158,162よりも厚さの薄い第2
の板部分160,164とからなり、前記上板2
2及び下板24と協働して箱形形状を形成するよ
うに、上板22及び下板24の双方の前記第1及
び第2の側縁部分50,52,54,56にそれ
ぞれ結合された第1及び第2の側板30,32で
あつて、第1の板部分158,162が前記上板
22及び下板24のそれぞれの前記第1の端部分
38,40よりも外方に伸びた部分78,80を
有しており、第1の荷重インプツト場所70が第
1及び第2の側板30,32の第1の板部分15
8,162上に、第2の荷重インプツト場所72
が第1及び第2の側板30,32の第2の板部分
160,164上に、第3の荷重インプツト場所
74が第1及び第2の側板30,32の第1の板
部分158,162の前記外方に伸びた部分7
8,80上に規定されているもの30,32と、 第1の端部分34から第2の端部分36までU
字状に延在した一体鋳造物からなり、全体として
有底の箱形形状になるように、該第1及び第2の
端部分34,36において前記上板22及び下板
24の前記第1の端部分38,40に、U字状延
在鋳造物の両側縁を規定する第1及び第2の側縁
部分58,60において前記第1及び第2の側板
30,32の第1の板部分158,162にそれ
ぞれ溶接された第1支持部材26であつて、前記
第1及び第2の側板30,32の第1の板部分1
58,162上に規定された前記第1の荷重イン
プツト場所70に整合して第1の側縁部分58か
ら第2の側縁部分60まで貫通する貫通穴122
を「U」の基部に有するもの26と、 第1の端部分42から第2の端部分44までU
字状に延在した一体鋳造物からなり、全体として
有底の箱形形状になるように、該第1及び第2の
端部分42,44において前記上板22及び下板
24の前記第2の端部分46,48に、U字状延
在鋳造物の両側縁を規定する第1及び第2の側縁
部分62,64において前記第1及び第2の側板
30,32の第2の板部分160,164に、そ
れぞれ溶接された第2の支持部材28であつて、
前記第1及び第2の側板30,32の第2の板部
分160,164上に規定された前記第2の荷重
インプツト場所72に整合して第1の側縁部分6
2から第2の側縁部分64まで貫通する貫通穴1
34を「U」の基部に有するもの28とを備えた
荷重支持構造物。
Claim 1 The load supporting structure 10 includes first and second side edge portions 50, 52, 54, 5.
6 and the first and second end portions 38, 46, 40, 4
an upper plate 22 and a lower plate 24 each having a first plate portion 158, 162 and a first plate portion 158, 162 coupled in series with the first plate portion 158, 162 and having a lower plate portion 8; Thinner second
The upper plate 2 consists of plate portions 160 and 164.
2 and the lower plate 24 respectively to form a box-shaped shape. first and second side plates 30, 32, the first plate portions 158, 162 extending outwardly from the first end portions 38, 40 of the upper plate 22 and lower plate 24, respectively; the first plate portion 15 of the first and second side plates 30,32.
8,162, the second load input location 72
is on the second plate portion 160,164 of the first and second side plates 30,32, and the third load input location 74 is on the first plate portion 158,162 of the first and second side plates 30,32. said outwardly extending portion 7 of
30, 32 as defined above 8, 80 and U from the first end portion 34 to the second end portion 36.
The first and second ends of the upper plate 22 and the lower plate 24 are made of an integrally cast body extending in the shape of a letter, and have a bottomed box shape as a whole. a first plate of said first and second side plates 30, 32 at first and second side edge portions 58, 60 defining opposite edges of the U-shaped elongated casting; a first support member 26 welded to portions 158, 162, respectively, of the first plate portion 1 of said first and second side plates 30, 32;
a through hole 122 extending from the first side edge portion 58 to the second side edge portion 60 in alignment with the first load input location 70 defined on the first side edge portion 58,162;
at the base of the "U"; and from the first end portion 42 to the second end portion 44 the U
The second part of the upper plate 22 and the lower plate 24 is made of a monolithic casting extending in the shape of a letter, and has a bottomed box shape as a whole. a second plate of said first and second side plates 30, 32 at first and second side edge portions 62, 64 defining opposite edges of the U-shaped elongated casting; a second support member 28 welded to portions 160 and 164, respectively;
the first side edge portion 6 in alignment with the second load input location 72 defined on the second plate portions 160, 164 of the first and second side plates 30, 32;
2 to the second side edge portion 64
34 at the base of the "U"; and 28.

2 前記第1及び第2の支持部材26,28は、
2重横突合せ溶接部106,108,110,1
12によつて前記上板及び下板22,24に結合
されている請求の範囲第1項記載の荷重支持構造
物。
2. The first and second support members 26, 28 are
Double horizontal butt welds 106, 108, 110, 1
2. A load-bearing structure according to claim 1, wherein said load-bearing structure is connected to said upper and lower plates 22, 24 by 12.

3 前記第1及び第2の側板30,32の各各は
内側面113,115を有し且つ該内側面11
3,115において前記第1の側縁部分50,5
4及び前記第2の側縁部分52,56にそれぞれ
当接されており、前記第1及び第2の側板30,
32は前記の当接している内側面113,115
及び前記第1及び第2の側縁部分50,54,5
2,56に沿つた溶接部114,116,11
8,119によつて前記上板及び下板22,24
に結合されている請求の範囲第1項記載の荷重支
持構造物。
3. Each of the first and second side plates 30, 32 has an inner surface 113, 115, and the inner surface 11
3,115, said first side edge portion 50,5
4 and the second side edge portions 52, 56, respectively, and the first and second side plates 30,
32 is the abutting inner surface 113, 115
and the first and second side edge portions 50, 54, 5
Welds 114, 116, 11 along 2, 56
8,119 said upper plate and lower plate 22,24
A load-bearing structure according to claim 1, wherein the load-bearing structure is coupled to.

4 前記溶接部114,116,118,119
は単一の横突合せ溶接部である請求の範囲第3項
記載の荷重支持構造物。
4 The welded portions 114, 116, 118, 119
4. A load-bearing structure according to claim 3, wherein is a single lateral butt weld.

5 前記第1及び第2の板部分158,160,
162,164の各々は端縁166,168,1
70,172を有し、関連する前記第1及び第2
の板部分158,160,162,164の前記
端縁166,168,170,172は互いに当
接するように配置され、この当接場所において溶
接部174,176により互いに結合されている
請求の範囲第1項記載の荷重を支える構造物。
5 the first and second plate portions 158, 160,
162, 164 each have an edge 166, 168, 1
70,172 and associated said first and second
The end edges 166, 168, 170, 172 of the plate portions 158, 160, 162, 164 are arranged to abut each other and are connected to each other by welds 174, 176 at this abutment location. A structure that supports the load described in Section 1.

6 前記第1及び第2の側板30,32の各各は
第1及び第2の穴120,130,121,13
2を有し、前記第1の荷重インプツト場所70は
前記第1及び第2の側板30,32のそれぞれの
第1の穴120,121を画成する前記第1及び
第2の側板30,32の部分と、前記第1の支持
部材26の前記穴122を画成する前記第1の支
持部材26の部分とによつて規定され、前記第2
の荷重インプツト場所72は前記第1及び第2の
側板30,32の関連する第2の穴130,13
2を画成する前記第1及び第2の側板30,32
の部分と、前記第2の支持部材28の前記穴13
4を画成する前記第2の支持部材28の部分とに
よつて規定されている請求の範囲第1項記載の荷
重を支える構造物。
6. Each of the first and second side plates 30, 32 has a first and second hole 120, 130, 121, 13.
2, said first load input location 70 defining a first hole 120, 121 in said first and second side plates 30, 32, respectively. and a portion of the first support member 26 defining the hole 122 of the first support member 26;
The load input locations 72 are located in the associated second holes 130, 13 of said first and second side plates 30, 32.
the first and second side plates 30, 32 defining
and the hole 13 of the second support member 28
4. A load-bearing structure according to claim 1, wherein said second support member (28) defines a portion of said second support member (28).

7 前記第1及び第2の側板30,32の前記外
方突出部分78,80は各々第1の穴139,1
40を有し、前記第3の荷重インプツト場所74
は前記外方突出部分78,80のそれぞれの第1
の穴139,140を画成する前記第1及び第2
の側板30,32の部分によつて規定されている
請求の範囲第1項記載の荷重支持構造物。
7. The outwardly protruding portions 78, 80 of the first and second side plates 30, 32 are connected to the first holes 139, 1, respectively.
40 and said third load input location 74
are the respective first portions of the outwardly projecting portions 78 and 80.
said first and second holes defining holes 139, 140 of
A load-bearing structure according to claim 1 defined by portions of side plates 30, 32 of.

技術分野 本発明は概ね箱形の構造物から成り、複数の所
定の荷重インプツト場所を有する荷重支持構造物
に係る。さらに詳しくは、本発明は例えば横荷
重、ねじり荷重、曲げ荷重及び柱荷重を受ける掘
削機のステイツクの如き荷重支持構造物に係る。
TECHNICAL FIELD This invention relates to a load bearing structure consisting of a generally box-shaped structure having a plurality of predetermined load input locations. More particularly, the invention relates to load bearing structures, such as excavator stakes, which are subjected to lateral, torsional, bending and column loads.

背景技術 荷重支持構造物の使用において、構造物要素の
破損を最少化するため、構造物に加えられる荷重
を支えて分散することが望ましい。また構造物の
重さを最小化し且つ可能なかぎり製作と点検とを
簡単化することも望ましい。
BACKGROUND OF THE INVENTION In the use of load-bearing structures, it is desirable to support and distribute the loads applied to the structure in order to minimize failure of the structural elements. It is also desirable to minimize the weight of the structure and to simplify fabrication and inspection as much as possible.

荷重支持構造物は、構造物上の様々の荷重がそ
れらを介して働らかされる数個の所定の荷重イン
プツト場所を有する。
A load-bearing structure has several predetermined load input locations through which various loads on the structure are exerted.

例えば、そのような荷重支持構造物の典型であ
る掘削機のステイツクにおいては、所定の荷重イ
ンプツト場所は、ステイツクに対するブーム、バ
ケツト及び油圧制御シリンダの結合点である。ス
テイツクは、掘削機のバケツトまたはその他の仕
事要素の制御作動における中間リンクとして働ら
く。例えば、掘削機のバケツトは、荷重インプツ
ト場所を通じてステイツクに大きなねじり荷重と
曲げ荷重とを生じさせる苛酷な作業に使用され
る。そのような荷重及びそれらの可能組合せは、
特にステイツクの構成が著しく局部化された荷重
を生じさせる場合においては、ステイツクの早期
破損を生じさせる可能性があることは容易に理解
されるであろう。したがつて、荷重を支える構造
物の各部分、または製造の各過程は、構造物が受
ける可能性のある特定形式の荷重を効果的且つ効
率的に担持するその総合能力にとつて重大であ
る。掘削機においては、前部荷重支持構造物は、
釣合せ目的のために可能なかぎり軽量にされる必
要があるから、このことは特に重要である。
For example, in an excavator stake, which is typical of such load-bearing structures, the predetermined load input location is the attachment point of the boom, bucket, and hydraulic control cylinder to the stake. The stake serves as an intermediate link in the control operation of the bucket or other work elements of the excavator. For example, excavator buckets are used in demanding operations that create large torsional and bending loads on the stakes through the load input locations. Such loads and their possible combinations are:
It will be readily appreciated that premature failure of the stake can occur, particularly where the configuration of the stake produces highly localized loads. Therefore, each part of a load-bearing structure, or each process of manufacture, is critical to its overall ability to effectively and efficiently carry the particular type of load to which it may be subjected. . In excavators, the front load-bearing structure is
This is particularly important since it needs to be as light as possible for balancing purposes.

従来においては、代表的なステイツクの構成
は、一般的に溶接によつて矩形の箱状の装置に組
立てられる上板及び下板と側板とを有する。通常
は、多くの場合、掘削機のその他部品とのピン連
結部によつて決定される荷重インプツト場所は、
比較的こじんまりとした空間に増加されたセクシ
ヨン特性を有する構造物の一区域を提供する鋳造
物によつてしばしば画定される。そのような鋳造
物は、普通、ステイツク制御シリンダのそれぞれ
の結合部と、バツケツト及びバケツト連結装置の
それぞれの結合部を画定するため箱状構造物の端
部に付加されている。また、鋳造物はブーム取付
場所を画定するため、通常、ステイツクの中央部
分にも付設されている。また、バケツト制御シリ
ンダはブーム結合部に隣接する側板の耳即ち突出
部においてステイツクに結合される。ステイツク
の各種要素相互間の溶接は、溶接部の裏当て側を
おおい、その結果として、溶接部の十分な点検を
妨げる溶接裏当てを使用することによつて行なわ
れている。
In the past, a typical stake configuration includes top and bottom plates and side plates that are assembled into a rectangular box-like device, typically by welding. Typically, the load input location is often determined by pin connections to other parts of the excavator.
Often defined by a molding providing an area of structure with increased sectional properties in a relatively compact space. Such castings are commonly added to the ends of the box-like structure to define the respective connections of the stake control cylinders and the respective connections of the buckets and bucket connections. Castings are also typically attached to the central portion of the stay to define the boom attachment location. The bucket control cylinder is also coupled to the stake at an ear or protrusion in the side plate adjacent the boom coupling. Welding between the various elements of the stake is accomplished by using a weld backing which covers the backing side of the weld and, as a result, prevents adequate inspection of the weld.

荷重支持構造物の構成並びにそれらを作る方法
は下記諸特許に開示されている。1979年7月3日
にブレースウエートに付与された米国特許
4159796及び1975年9月2日にヤンシーに付与さ
れた米国特許3902295は掘削機において用いられ
るブームの細部を示している。1958年8月5日に
ムーアに付与された米国特許2846081及び1941年
9月30日ケンプに付与された米国特許2257386は、
クレーンまたはデリツクにおいて使用される荷重
支持構造物を開示している。1934年5月29日にス
ナイダーに付与された米国特許1960557は管の2
個の部分を接続するための管継手の細部を示して
いる。
The construction of load bearing structures and methods of making them are disclosed in the following patents. U.S. patent granted for brace weight on July 3, 1979
No. 4,159,796 and U.S. Pat. No. 3,902,295, issued to Yancey on September 2, 1975, show details of a boom used in an excavator. U.S. Patent No. 2,846,081, issued to Moore on August 5, 1958, and U.S. Patent No. 2,257,386, granted to Kemp on September 30, 1941,
A load supporting structure for use in a crane or derrick is disclosed. U.S. Patent No. 1960557, granted to Snyder on May 29, 1934, covers two tubes.
The figure shows details of a pipe fitting for connecting individual parts.

掘削機の使用時において、ステイツクの負荷は
掘削機のステイツクに結合された要素に対して関
係づけられたインプツト場所に従つて変化する。
ステイツクに対してバケツトから及ぼされる荷重
は、横荷重ねじり荷重、軸方向荷重及び曲げ荷重
を含む。例えば、曲げ荷重がバケツトによる掘削
または持上げから生じる。そのような荷重を与え
る力に対する反作用は主としてブーム−ステイツ
ク・ピン(荷重インプツト)結合部においてステ
イツクによつて吸収される。横荷重及びねじり荷
重からの力も同様である。ステイツクは、また、
バケツト側端部とは反対側の端部において、ステ
イツク制御シリンダ曲げ荷重と共に柱荷重を与え
られる。バケツト−シリンダも同様にステイツク
に曲げ荷重を及ぼす。これに加えて、重大ななじ
り荷重と横荷重が、掘削の間、バケツトのかど載
せ及び横載せなどにおけるステイツク操作の様々
の条件に応じてステイツクにさらに生ぜしめられ
る。
During use of the excavator, the load on the stake varies according to the input location relative to the elements connected to the stake of the excavator.
The loads exerted by the bucket on the stake include lateral torsional loads, axial loads and bending loads. For example, bending loads result from excavation or lifting by buckets. Reactions to such loading forces are absorbed by the stake primarily at the boom-stay pin (load input) connection. The same applies to forces from lateral and torsional loads. Staitsku is also
At the end opposite the bucket end, a column load is applied along with a stake control cylinder bending load. The bucket tortoise cylinder similarly exerts a bending load on the stake. In addition, significant rolling and lateral loads are further created on the stake during excavation, depending on the various conditions of stake operation, such as corner loading and side loading of the bucket.

上記した複雑な負荷は、ステイツクに局部負荷
状態を急速に生じさせる可能性があり、それは設
計上の弱点に破損を生じさせる。荷重支持構造物
の諸要素の位置及び相互結合関係は従つて、ステ
イツクにおいて荷重または反作用力を満足に支持
するために非常に重要である。例えば、側板と鋳
造物との隣接関係は、著しく局部化された応力を
生じさせる傾向を有する横断面の不連続部を実質
的に無くするため、構造物において均一で且つ適
正に位置されることを要する。また、均一な溶接
溝と一定の溶接部断面を容易に且つ終始一貫して
形成し得るように諸要素を隣接させ組み合わせる
ことが望ましい。従つて、このような関係におい
て、溶接部の両側は隠れた溶接部を無くするため
且つ組立て過程の全体にわたつて肉眼並びに超音
波検を容易にするため可視にさるべきである。
The complex loading described above can quickly create local loading conditions on the stake, which can cause failure at weak points in the design. The location and interconnection of the elements of a load-bearing structure are therefore of great importance to the satisfactory support of loads or reaction forces in the stakes. For example, the adjacency of the side panels and castings should be uniform and properly located in the structure to substantially eliminate cross-sectional discontinuities that tend to create highly localized stresses. It takes. It is also desirable to combine the elements adjacently so that uniform weld grooves and constant weld cross sections can be easily and consistently formed. Therefore, in this context, both sides of the weld should be visible to eliminate hidden welds and to facilitate visual and ultrasonic inspection throughout the assembly process.

従つて、例えば掘削機のステイツクの特定部分
に及ぼされる荷重を支えるため諸要素の位置及び
結合を最適化するように掘削機のステイツクの如
き荷重を支える構造物を設計しそして製作するこ
とが望ましい。また、設計パラメータに基く適正
な構造と作動性とを保証するため組立て及び検査
を簡略化することが重要である。
Therefore, it is desirable to design and construct load-bearing structures, such as excavator stakes, to optimize the location and coupling of elements to support the loads exerted on particular portions of the stake. . It is also important to simplify assembly and testing to ensure proper construction and operability based on design parameters.

本発明は以上説明された諸問題の一つまたは以
上を解決することを目的とし、特に、構成部品の
数が少なく容易かつ短時間で(従つて安価に)製
造し得るにもかかわらず荷重に耐える強度が大き
い特殊構造の箱形形状のステイツクの如き支持構
造物を提供することを目的とする。
The present invention aims to solve one or more of the problems described above, and in particular, it has a small number of components and can be manufactured easily and quickly (and therefore cheaply) while still being resistant to loads. It is an object of the present invention to provide a support structure such as a box-shaped stake having a special structure with high durability.

発明の開示 本発明によれば、この目的は、 第1及び第2の側縁部分50,52,54,5
6と第1及び第2の端部分38,46,40,4
8とを各々が有する上板22及び下板24と、 それぞれが第1の板部分158,162とこの
第1の板部分158,162に直列に結合され第
1の板部分158,162よりも厚さの薄い第2
の板部分160,164とからなり、前記上板2
2及び下板24と協働して箱型形状を形成するよ
うに、上板22及び下板24の双方の前記第1及
び第2の側縁部分50,52,54,56にそれ
ぞれ結合された第1及び第2の側板30,32で
あつて、第1の板部分158,162が前記上板
22及び下板24のそれぞれの前記第1の端部分
38,40よりも外方に伸びた部分78,80を
有しており、第1の荷重インプツト場所70が第
1及び第2の側板30,32の第1の板部分15
8,162上に、第2の荷重インプツト場所72
が第1及び第2の側板30,32の第2の板部分
160,164上に、第3の荷重インプツト場所
74が第1及び第2の側板30,32の第1の板
部分158,162の前記外方に伸びた部分7
8,80上に規定されているもの30,32と、 第1の端部分34から第2の端部分36までU
字状に延在した一体鋳造物からなり、全体として
有底の箱形形状になるように、該第1及び第2の
端部分34,36において前記上板22及び下板
24の前記第1の端部分38,40にU字状延在
鋳造物の両側縁を規定する第1及び第2の側縁部
分58,60において前記第1及び第2の側板3
0,32の第1の板部分158,162にそれぞ
れ溶接された第1支持部材26であつて、前記第
1及び第2の側板30,32の第1の板部分15
8,162上に規定された前記第1の荷重インプ
ツト場所70に整合して第1の側縁部分58から
第2の側縁部分60まで貫通する貫通穴122を
「U」の基部に有するもの26と、 第1の端部分42から第2の端部分44までU
字状に延在した一体鋳造物からなり、全体として
有底の箱形形状になるように、該第1及び第2の
端部分42,44において前記上板22及び下板
24の前記第2の端部分46,48にU字状延在
鋳造物の両側縁を規定する第1及び第2の側縁部
分62,64において前記第1及び第2の側板3
0,32の第2の板部分160,164に、それ
ぞれ溶接された第2支持部材28であつて、前記
第1及び第2の側板30,32の第2の板部分1
60,164上に規定された前記第2の荷重イン
プツト場所72に整合して第1の側縁部分62か
ら第2の側縁部分64まで貫通する貫通穴134
を「U」の基部に有するもの28とを備えた荷重
支持構造物によつて達成される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the invention, this object is achieved by:
6 and the first and second end portions 38, 46, 40, 4
an upper plate 22 and a lower plate 24 each having a first plate portion 158, 162 and a first plate portion 158, 162 coupled in series with the first plate portion 158, 162 and having a lower plate portion 8; Thinner second
The upper plate 2 consists of plate portions 160 and 164.
2 and the lower plate 24 to form a box shape, respectively, the first and second side edge portions 50, 52, 54, 56 of both the upper plate 22 and the lower plate 24. first and second side plates 30, 32, the first plate portions 158, 162 extending outwardly from the first end portions 38, 40 of the upper plate 22 and lower plate 24, respectively; the first plate portion 15 of the first and second side plates 30,32.
8,162, the second load input location 72
is on the second plate portion 160,164 of the first and second side plates 30,32, and the third load input location 74 is on the first plate portion 158,162 of the first and second side plates 30,32. said outwardly extending portion 7 of
30, 32 as defined above 8, 80 and U from the first end portion 34 to the second end portion 36.
The first and second ends of the upper plate 22 and the lower plate 24 are made of an integrally cast body extending in the shape of a letter, and have a bottomed box shape as a whole. said first and second side plates 3 at first and second side edge portions 58, 60 defining opposite side edges of a U-shaped elongated casting at end portions 38, 40 of
The first support member 26 is welded to the first plate portions 158, 162 of the first and second side plates 30, 32, respectively.
8,162 having a through hole 122 in the base of the "U" extending from the first side edge portion 58 to the second side edge portion 60 in alignment with said first load input location 70 as defined above. 26, and U from the first end portion 42 to the second end portion 44.
The second part of the upper plate 22 and the lower plate 24 is made of a monolithic casting extending in the shape of a letter, and has a bottomed box shape as a whole. said first and second side plates 3 at first and second side edge portions 62, 64 defining opposite side edges of the U-shaped elongated casting at end portions 46, 48 of
a second support member 28 welded to the second plate portions 160, 164 of the first and second side plates 30, 32, respectively;
a through hole 134 extending from the first side edge portion 62 to the second side edge portion 64 in alignment with the second load input location 72 defined on the second side edge portion 60,164;
28 at the base of the "U".

即ち、本発明の荷重支持構造物では、実際上単
に、上板、下板、夫々が第1及び第2の板部分か
らなる二つの側板、及び二つの支持部材を構成部
品としてこれらを溶接により結合することによつ
て製造され得るから、その製造は、容易かつ短時
間で(従つて安価に)行われ得る。
That is, in the load supporting structure of the present invention, the upper plate, the lower plate, two side plates each consisting of a first plate portion and a second plate portion, and two supporting members are actually simply assembled by welding. Since it can be produced by bonding, its production can be carried out easily and quickly (and therefore cheaply).

これは、構成部品の形状の観点からいえば、例
えば実開昭52−320号公報に開示のごとき箱形形
状を、本発明の荷重支持構造体では、二つの側板
と上板及び下板とによつて形成すると共に、特
に、この上板及び下板の両端に、これらを接続す
る支持部材としてU字型の一体物を用いたことに
よる。
From the viewpoint of the shape of the component parts, for example, the load supporting structure of the present invention has a box shape as disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 52-320, but has two side plates, an upper plate, and a lower plate. In particular, U-shaped integral parts are used at both ends of the upper plate and the lower plate as supporting members to connect them.

一方、構造の観点からいえば、本発明の荷重支
持構造物では、例えば実開昭54−71401号公報の
第2図に示されているような補強板を構造体の内
部に設けなくても必要な強度が得られるようにし
たことによる。これは、一つには、本発明の荷重
支持構造物では、二つの側板と協働して箱形形状
を形成する上板及び下板の各端に四角筒(箱)の
底を規定するように結合されるU字型の支持部材
を鋳造体で形成することにより、四角筒(箱)の
横断面形状を四角形のまま維持するように四角筒
の剛性を四角筒の端部(底部)で高めて、四角筒
の横荷重等に対する強度を高めたためである。ま
た、本発明の荷重支持構造物では、U字型鋳造体
の「U」の基部に形成した貫通穴で第1及び第2
の荷重インプツト場所に加えられる荷重を受ける
ようにして、各荷重インプツト場所にかかる荷重
が剛性の高い鋳造物(支持部材)を介して両側板
に確実に且つできるだけ均等に伝達されるように
して、(例えば荷重インプツト場所にかかる通常
の方向の曲げ荷重に対して)両側板でできるだけ
均等に荷重を受け得るようにしたためである。更
に、本発明の荷重支持構造物では、第1の荷重イ
ンプツト場所の付近では、厚さの厚い第1の板部
分を用いて側板を厚くすることによつて、三つの
荷重インプツト場所のうちの中間に位置し第2の
荷重インプツト場所よりも大きな(最大の)荷重
(従つて最大の曲げ応力)がかかる第1の荷重イ
ンプツト場所近傍での曲げ荷重に対する強度が最
大になるようにしたためである。尚、第2の側板
を第1の側板よりも薄くすることは、逆に、構造
物全体の重量を低減させ、該構造物をアームなど
として用いる場合に、その支持構造体にかかる負
荷を低減させ得ることになる。
On the other hand, from a structural point of view, the load supporting structure of the present invention does not require the provision of a reinforcing plate inside the structure as shown in FIG. This is because the necessary strength can be obtained. One reason for this is that in the load-bearing structure of the present invention, the bottom of a square tube (box) is defined at each end of the upper and lower plates that cooperate with the two side plates to form a box shape. By forming the U-shaped supporting member that is connected as a cast body, the rigidity of the square tube (box) can be reduced to the end (bottom) of the square tube so that the cross-sectional shape of the square tube (box) remains square. This is because the strength of the square tube against lateral loads, etc. was increased. In addition, in the load supporting structure of the present invention, the first and second through holes formed at the base of the "U" of the U-shaped cast body
so that the load applied to each load input location is transmitted to both side plates reliably and as evenly as possible through a highly rigid casting (support member), This is so that the load can be received as evenly as possible on both sides (for example, with respect to the bending load in the normal direction applied to the load input location). Furthermore, in the load supporting structure of the present invention, by thickening the side plate using the thicker first plate portion near the first load input location, one of the three load input locations is increased. This is because the strength against the bending load is maximized near the first load input location, which is located in the middle and is subjected to a larger (maximum) load (therefore, the largest bending stress) than the second load input location. . Note that making the second side plate thinner than the first side plate conversely reduces the weight of the entire structure, and reduces the load on the supporting structure when the structure is used as an arm. It will be possible to do so.

加えて、本発明の荷重支持構造物の場合、上記
上板及び下板の第1の端部分を第1のU字型の支
持部材に溶接接続するようにしたことにより、該
溶接接続部分が(荷重インプツト場所にかかる通
常の方向の)曲げ荷重に対して弱くなる虞れがあ
り、且つ、最大荷重のかかる第1の荷重インプツ
ト場所を第1の支持部材の「U」の基部に位置せ
しめたことにより、位置的には該溶接接続箇所が
第1の荷重インプツト場所に極めて近接すること
になつて該溶接箇所が曲げ荷重によつて破損され
る虞れが高いことになるけれども、本発明の荷重
支持構造物では、第1及び第2の側板の夫々を構
成する二つの板部分のうちの厚さの厚い方の第1
の板部分が該溶接箇所の両側に延在し該両側でこ
の溶接箇所を支えることになるので、かかる曲げ
荷重は実際上この二つの第1の板部分で支持され
ることになり、この溶接箇所には実際上曲げ荷重
がかからないから、容易かつ短時間での製造が可
能な構成の構造物であるにも拘らず、本発明の荷
重支持構造物は、大きな曲げ荷重に耐え得ること
になる。
In addition, in the case of the load supporting structure of the present invention, the first end portions of the upper plate and the lower plate are welded and connected to the first U-shaped support member, so that the welded connection portion is Locate the first load input location at the base of the "U" of the first support member that is susceptible to bending loads (in the normal direction applied to the load input location) and that is subject to maximum loads. As a result, the welded connection point is located very close to the first load input location, and there is a high risk that the welded connection point will be damaged by the bending load. In the load-bearing structure of
Since the plate sections extend on both sides of the welding point and support this welding point on both sides, the bending load is actually supported by these two first plate sections, and this welding Since no bending load is actually applied to the part, the load-bearing structure of the present invention can withstand large bending loads, even though it is a structure that can be manufactured easily and in a short time. .

前記荷重支持構造物は、掘削機のステイツクの
如き仕事要素であつて、荷重インプツト場所に加
えられる荷重を受け該構造物(仕事要素)を介し
て伝達する。該ステイツクは掘削機の作動の間、
バケツト、ブーム、並びにバケツト及びステイツ
ク制御シリンダを介して、例えば、横荷重、ねじ
り荷重、曲げ荷重及び柱荷重に遭遇する。いくつ
かの作業の高い負荷下で、荷重はステイツクの破
損を生じ得る。荷重インプツト場所は、掘削機の
ステイツクが受ける可能性のある負荷と一般的に
関連する様式の破損に対し、よりよく抵抗するよ
うに構造物の諸要素に対して構造物内に特別に配
置される。
The load-bearing structure is a work element, such as the stake of an excavator, which receives and transmits loads applied to a load input location through the structure. During operation of the excavator, the stake
For example, lateral, torsional, bending, and column loads are encountered through the bucket, boom, and bucket and stake control cylinders. Under the high loads of some operations, the loads can cause the stays to fail. Load input locations are specially positioned within the structure relative to the structural elements to better resist the types of failure commonly associated with the loads that excavator stakes may be subjected to. Ru.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は掘削機のステイツクとして典型的な環
境において表される本発明の実施例を示す概略側
面図;第2図は第1図の実施例の組立における一
中間段階を示す概略斜視図;第3図は第1図の実
施例を詳細に示す概略斜視図;第4図は第3図の
線−に沿つて取られた概略横断面図;第5図
は第3図の線において取られた、一部切除した
概略図である。
1 is a schematic side view of an embodiment of the invention represented in a typical environment as an excavator stand; FIG. 2 is a schematic perspective view of an intermediate stage in assembly of the embodiment of FIG. 1; 3 is a schematic perspective view showing the embodiment of FIG. 1 in detail; FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line - of FIG. 3; FIG. FIG.

発明を実施するための最良の態様 図面、特に第1図を参照すると、荷重支持構造
物10が例えば掘削機(図示されていない)のス
テイツク12として示されている。掘削機は、当
業界において知られているように、ブーム14と
バケツト16とを有し、バケツトは掘削機の作業
運転を遂行するため第1及び第2油圧シリンダ1
8,20によつて該バケツトを制御自在に位置決
めするように前記ステイツクに相互結合されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings and in particular to FIG. 1, a load bearing structure 10 is shown as a stake 12 of, for example, an excavator (not shown). The excavator has a boom 14 and a bucket 16, as is known in the art, and the bucket has first and second hydraulic cylinders 1 for carrying out the working operations of the excavator.
8 and 20 are interconnected to the stake for controllably positioning the bucket.

荷重支持構造物10は上板22及び下板24、
第1の支持部材26及び第2の支持部材28、第
1の側板30及び第2の側板32を含む。第1の
側板30は上板と下板の第1の側縁部分50,5
4と、図示実施例においては第1と第2の支持部
材の第1の側部分58,62とに結合されてい
る。第2の側板32は前記上板及び下板の双方の
第2の側縁部分52,56と、前記第1と第2の
支持部材の双方の第2の側部分60,64とに結
合されている。図示実施例において、前記第1と
第2の支持部材は、かくのごとく、第1と第2の
側板によつて掩蔽されている。第1の支持部材は
第1の端部分34において上板の第1の端部分3
8に結合され、そして第2の端部分36において
下板の第1の端部分40に結合されている。第2
の支持部材も第1の端部分42において上板の第
2の端部分46に結合され、そして第2の端部分
44において下板の第2の端部分48に結合され
ている。
The load supporting structure 10 includes an upper plate 22 and a lower plate 24,
It includes a first support member 26, a second support member 28, a first side plate 30, and a second side plate 32. The first side plate 30 is the first side edge portion 50,5 of the upper plate and the lower plate.
4 and, in the illustrated embodiment, first side portions 58, 62 of the first and second support members. A second side plate 32 is coupled to second side edge portions 52, 56 of both the top and bottom plates and to second side portions 60, 64 of both the first and second support members. ing. In the illustrated embodiment, the first and second support members are thus obscured by first and second side plates. The first support member is attached to the first end portion 3 of the top plate at the first end portion 34.
8 and is connected at the second end portion 36 to the first end portion 40 of the lower plate. Second
The support member is also coupled at a first end section 42 to a second end section 46 of the top plate and at a second end section 44 to a second end section 48 of the bottom plate.

荷重支持構造物10は、それがステイツク12
である場合(第1図)、ブーム14、第1即ちス
テイツク制御シリンダ18、バケツト16の如き
関連作動要素が、それらを通じて互いに結合され
る少なくとも第1と第2と第3の所定荷重インプ
ツト場所70,72,74を有する。第1と第2
の荷重インプツト場所はおのおの第1と第2の側
板30,32上に画成され、前記第1と第2の支
持部材26,28がそれぞれ前記場所に配置され
ている。第2の荷重インプツト場所に関して、第
1と第2の側板30,32は第1の支持部材に隣
接してそれから外方へ突出し、側板によつてかく
のごとく画成された外方突出部分78,80は互
いから離隔されている(第3図参照)。第3の荷
重インプツト場所は前記外方突出部分の双方の所
定の部分に形成されている。
The load-bearing structure 10 has a stake 12
(FIG. 1), there are at least first, second and third predetermined load input locations 70 through which associated actuating elements such as the boom 14, the first or stake control cylinder 18, and the bucket 16 are coupled to each other. , 72, 74. 1st and 2nd
A load input location is defined on each of the first and second side plates 30, 32, and the first and second support members 26, 28, respectively, are located at said location. With respect to the second load input location, the first and second side plates 30, 32 protrude outwardly from and adjacent to the first support member, with an outwardly projecting portion 78 thus defined by the side plates. , 80 are spaced apart from each other (see FIG. 3). Third load input locations are formed at predetermined portions of both of the outwardly projecting portions.

したがつて、一般的に、荷重支持構造物10は
第1と第2の支持部材26,28を箱形構造物8
2に取付け、第1と第2の荷重インプツト場所7
0,72をそれぞれ箱形構造物の第1と第2の端
部86,88に位置させるように構成されたもの
と見なされ得る。第1と第2の側板30,32は
箱形構造物から外方へ延びて第3の荷重インプツ
ト場所74を画成する。荷重支持構造物10の構
造細部は以下説明されるであろう。荷重支持構造
物を製作するための推奨される方法も本説明のあ
との部分において詳細に開示されるであろう。
Therefore, the load supporting structure 10 generally includes the first and second support members 26, 28 within the box-shaped structure 8.
2, the first and second load input locations 7
0 and 72 at the first and second ends 86 and 88, respectively, of the box-shaped structure. First and second side plates 30, 32 extend outwardly from the box structure to define a third load input location 74. Structural details of load bearing structure 10 will be described below. Recommended methods for fabricating load bearing structures will also be disclosed in detail later in this description.

第2図に示される骨格組立体89を形成するた
め、上及び下板22,24の両方の第1及び第2
の端部分38,46,40,48のそれぞれの端
縁90,92,94,96は、第1及び第2の支
持部材26,28の関連結合された第1及び第2
の端部分34,36,42,44のそれぞれの端
縁98,100,102,104に直隣して位置
する(第5図も参照)。好ましくは、前記関連結
合された端部分の端縁は、一つの端縁を他の一つ
の端縁に対し当接させる関係に位置され、上及び
下板と支持部材は関連当接端縁に沿つて溶接によ
つて互いに結合される。
To form the skeletal assembly 89 shown in FIG.
The respective edges 90, 92, 94, 96 of the end portions 38, 46, 40, 48 of the first and second supporting members 26, 28
(See also FIG. 5). Preferably, the edges of the associated joined end portions are positioned in an abutting relationship, one edge against the other, and the upper and lower plates and support members are arranged at the associated abutting edges. They are joined together by welding along the sides.

上板22の端縁90,92は第1と第2の溶接
部106,108によつてそれぞれ第1と第2の
支持部材26,28に連結される。下板の端縁9
4,96は第3と第4の溶接部110,112に
よつてそれぞれ第1と第2の支持部材に連結され
る。前記第1、第2、第3及び第4の溶接部によ
つて連結される関連端縁は、図示されるように第
1と第2の荷重インプツト場所70,72間の骨
格組立体89に沿う場所において当接関係に位置
されることが望ましい。
Edges 90, 92 of top plate 22 are connected to first and second support members 26, 28 by first and second welds 106, 108, respectively. Lower board edge 9
4 and 96 are connected to the first and second support members by third and fourth welds 110 and 112, respectively. The associated edges connected by the first, second, third and fourth welds are connected to the skeletal assembly 89 between the first and second load input locations 70, 72 as shown. It is desirable that they be located in an abutting relationship at locations along the line.

第1と第2の側板30,32はおのおの内側面
113,115を有し、そして前記内側面におい
てそれぞれ上板22と下板24の第1の側縁部分
50,52と第2の側縁部分54,56に対して
当接関係に位置する(第4図)。第3図と第4図
とに見られるように、第1の側板は、上板と下板
の第1の側縁部分に、それぞれ、第5と第6の溶
接部114,116によつて、関連当接する第1
の側部分と側縁部分とに沿つて結合されている。
第2の側板は、上板と下板の第2の側縁部分に、
それぞれ、第7と第8の溶接部118,119に
よつて、関連当接する第1の側部分と側縁部分に
沿つて結合されている。
The first and second side plates 30, 32 each have an inner side surface 113, 115, and the first side edge portions 50, 52 and the second side edge portions of the upper plate 22 and the lower plate 24, respectively, on the inner side surfaces 113, 115. It lies in abutting relation to portions 54, 56 (FIG. 4). As seen in FIGS. 3 and 4, the first side plate is provided with fifth and sixth welds 114 and 116 at the first side edge portions of the upper and lower plates, respectively. , the first related abutment
are joined along side portions and side edge portions.
The second side plate has a second side edge portion of the upper plate and the lower plate.
They are joined along the associated abutting first and side edge portions by seventh and eighth welds 118, 119, respectively.

図示される荷重支持構造物10の所定の荷重イ
ンプツト場所70,72,74は、掘削機のステ
イツク12と関連要素との間のピン連結部によつ
て表されている。これら荷重インプツト場所は、
かくのごとく、ピンが連結を完成しそして掘削機
の各種の相互結合要素から荷重をステイツクに、
またはステイツクから、伝達するように挿通配置
され得る穴を形成するステイツクの部分として画
成される。
The predetermined load input locations 70, 72, 74 of the illustrated load bearing structure 10 are represented by pin connections between the excavator stake 12 and associated elements. These load input locations are
The pin thus completes the connection and transfers loads from the various interconnected elements of the excavator to the stay.
or as a portion of the stake forming a hole into which the staple may be disposed in communication.

例えば、第1と第2の側板30,32は、おの
おの、第1の穴120,121を有し、そして、
第1の支持部材26は関連整合穴122を有する
(第3図)。第1の所定の荷重インプツト場所は第
1と第2の側板の前記それぞれの第1の穴を画成
する部分によつて、そして第1の支持部材の前記
穴を形成する部分によつて画定される。好ましく
は、第1の支持部材は第1の荷重インプツト場所
をさらに限定するためおのおの第1と第2の側板
の第1の穴120,121のそれぞれ一つに位置
する第1と第2の支持耳124,126を有す
る。ピン128が穴120,121,122に通
されて配置され、それらはブーム14のための結
合リンクを構成する(第1図)。従つて、側板及
び第1の支持部材の、第1の荷重インプツト場所
を画定する部分はピン連結接手を介して荷重支持
構造物へ導かれる荷重を受取る関連ピン穴の周囲
区域である。
For example, the first and second side plates 30, 32 each have a first hole 120, 121, and
First support member 26 has an associated alignment hole 122 (FIG. 3). A first predetermined load input location is defined by portions of the first and second side plates defining the respective first holes and by portions of the first support member defining the holes. be done. Preferably, the first support member includes first and second supports located in a respective one of the first holes 120, 121 in each of the first and second side plates to further limit the first load input location. It has ears 124 and 126. Pins 128 are placed through the holes 120, 121, 122 and they constitute the coupling link for the boom 14 (FIG. 1). Accordingly, the portion of the side plate and the first support member defining the first load input location is the area around the associated pin hole which receives the load directed to the load bearing structure via the pin connection joint.

同様に、第1及び第2の側板30,32は、そ
れぞれ、第2の穴130,132を有し、第2の
支持部材28は関連して整合された穴134を有
する。前記側板及び第2の支持部材の、関連した
それぞれの穴を画定する部分は、第2の予選択さ
れた荷重インプツト場所72を画定する。第1の
荷重インプツト場所70の場合と同じように、第
2の支持部材は好ましくは第2の穴130,13
2のおのおのに位置する第1及び第2の支持耳1
36,137を含む。ピン138が、バケツト制
御リンク76との連結を完成するため、支持耳に
よつて画成された穴に通して配置される(第1
図)。
Similarly, first and second side plates 30, 32 have second holes 130, 132, respectively, and second support member 28 has an associated aligned hole 134. The portions of the side plate and the second support member that define the associated respective holes define a second preselected load input location 72 . As with the first load input location 70, the second support member preferably includes the second holes 130, 13.
first and second support ears 1 located on each of the two sides;
Contains 36,137. A pin 138 is placed through the hole defined by the support ear to complete the connection with the bucket control link 76 (first
figure).

第3の荷重インプツト場所74は第1と第2の
側板30,32の外方突出部分78,80に画定
される。各外方突出部分は、第1のピン穴13
9,140を有し、前記側板の前記ピン穴を画定
する部分は第1と第2の荷重インプツト場所7
0,72と同様の第3の荷重インプツト場所を画
定する。穴はおのおの第3の支持耳141,14
2を配置されている。
A third load input location 74 is defined in outwardly projecting portions 78,80 of the first and second side plates 30,32. Each outwardly protruding portion has a first pin hole 13
9, 140, and the portion of the side plate defining the pin hole has first and second load input locations 7.
Define a third load input location similar to 0.72. The holes are the third support ears 141, 14, respectively.
2 is placed.

さらに、ステイツク12は、図示のごとく、掘
削機要素に対する追加の連結を提供するため第4
及び第5の所定の荷重インプツト場所143,1
44を有する。第1、第2及び第3の荷重インプ
ツト場所70,72,74はステイツク12の長
手方向軸線146(第1図)に概ね沿つて位置す
る。第4の荷重インプツト場所は第1と第2の側
板30,32の外方突出部分78,80に画定さ
れ、そして前記長手方向軸線から所定の距離を以
て離されて第1の荷重インプツト場所に概ね隣接
する場所に位置される。第5の所定の荷重インプ
ツト場所は前記長手方向軸線に概ね沿つて第1と
第2の荷重インプツト場所の間に位置される。
Additionally, stake 12 includes a fourth stake 12, as shown, to provide additional connections to excavator elements.
and a fifth predetermined load input location 143,1
It has 44. First, second and third load input locations 70, 72, 74 are located generally along longitudinal axis 146 (FIG. 1) of stake 12. A fourth load input location is defined in the outwardly projecting portions 78, 80 of the first and second side plates 30, 32 and is spaced a predetermined distance from said longitudinal axis and generally adjacent to the first load input location. Located in an adjacent location. A fifth predetermined load input location is located generally along the longitudinal axis between the first and second load input locations.

第4及び第5の荷重インプツト場所143,1
44は、第1、第2及び第3の荷重インプツト場
所70,72,74と同様に画定される。第1及
び第2の側板の外方突出部分78,80の、前記
側板にそれぞれ穴148,150を形成する部分
は第4の荷重インプツト場所を決定する。第1及
び第2の側板と第2の支持部材28の、それらに
それぞれ穴152,154,156を形成する部
分は第5の荷重インプツト場所を決定する。前述
の如く、支持耳157は荷重インプツト場所を確
立しそしてステイツク12への荷重を受取る、ま
たは、ステイツク12からの荷重を伝達する部分
を決定する。
Fourth and fifth load input locations 143,1
44 are similarly defined as first, second and third load input locations 70, 72, 74. The outwardly projecting portions 78, 80 of the first and second side plates that define holes 148, 150, respectively, in said side plates define a fourth load input location. The portions of the first and second side plates and second support member 28 defining holes 152, 154, and 156, respectively, define a fifth load input location. As previously discussed, the support ears 157 establish load input locations and determine the portions that receive or transmit loads to and from the stakes 12.

さらに詳細に説明すると、荷重支持構造物10
の第1及び第2の側板30,32と溶接部は好ま
しくは荷重を支える能力を最適化するための特殊
形状を有する。側板はおのおの第1と第2の板部
分158,160,162,164を有し(第3
図)、前記第1の板部分はおのおの第2の板部分
の関連する一つの断面二次モーメントより大きい
断面二次モーメントを有する。第1の板部分15
8,162は第1と第3の荷重インプツト場所7
0,74を画定し、第2の板部分160,164
は第2の荷重インプツト場所72を有する。図示
される実施例においては、関連する第2の板部分
に対する第1の板部分のより大きい断面二次モー
メントは、第1の板部分の幅(厚さ(板部分自体
に着目してみればその「厚さ」であるが、箱形物
に着目してその一部としてみれば「幅」))W1
W3を、それらの関連する第2の板部分の幅(厚
さ(板部分自体に着目してみればその「厚さ」で
あるが、箱形物に着目してその一部としてみれば
「幅」))W2;W4よりも所定の量だけ大きくする
ことによつて獲得される(第3図)。
To explain in more detail, the load supporting structure 10
The first and second side plates 30, 32 and welds preferably have a special shape to optimize load-bearing ability. The side plates each have first and second plate portions 158, 160, 162, 164 (a third
(Fig.), said first plate sections each have a moment of inertia greater than the associated moment of inertia of the second plate section. First plate portion 15
8,162 are the first and third load input locations 7
0,74 and a second plate portion 160,164
has a second load input location 72. In the illustrated embodiment, the greater moment of inertia of the first plate section relative to the associated second plate section is determined by the width (thickness) of the first plate section (looking at the plate section itself). The "thickness" is the "width" if you focus on a box-shaped object and consider it as a part of it.))W 1 :
W 3 is the width (thickness) of the related second plate part (if we focus on the plate part itself, it is its "thickness", but if we focus on the box-shaped object and consider it as a part of it) "Width")) W 2 ; obtained by increasing W 4 by a predetermined amount (FIG. 3).

板部分158,160,162,164のおの
おのは端縁166,168,170,172を有
し、関連する第1と第2の板部分の端縁は互いに
当接関係を以て位置される。第1と第2の側板3
0,32の第1と第2の板部分はそれぞれ第9と
第10の溶接部174,176によつて前記関連当
接部分に沿つて結合される。端縁は好ましくは第
1と第2の荷重インプツト場所70,72の間に
当接関係を以て位置され、そして図示されるごと
く長手方向軸線146に対し概ね直角に向かされ
る。
Each of the plate portions 158, 160, 162, 164 has an edge 166, 168, 170, 172, and the edges of the associated first and second plate portions are positioned in an abutting relationship with each other. First and second side plates 3
The first and second plate portions 0 and 32 are joined along the associated abutment portions by ninth and tenth welds 174 and 176, respectively. The edges are preferably positioned in abutting relationship between the first and second load input locations 70, 72 and are oriented generally perpendicular to the longitudinal axis 146 as shown.

荷重支持構造物10に用いられる溶接部は横突
合せ溶接部であることが望ましい。この形式の溶
接部は第5図に詳細に示されており、該図は上板
22の第1端部分38と第1の支持部材26の第
1の端部分34とを結合する第1の溶接部106
を表わしている。横突合せ溶接部は、上板と第1
の支持部材の端縁90,98におけるごとく2個
の要素を当接させ、そして図示されるv形溝の如
き溝178であつてそのなかに溶接材料が供給さ
れるものを形成することによつて作られる。第1
の溶接部106は、たがいに溶接さるべき2枚の
板の両側に在る溝へ溶接材料が供給される二重横
突合せ溶接部である。第2の溶接部108、第3
の溶接部110、第4の溶接部112、第9の溶
接部174及び第10の溶接部176も好ましくは
二重横突合せ溶接部である。第5の溶接部11
4、第6の溶接部116、第7の溶接部118及
び第8の溶接部119は単一横突合せ溶接部であ
る。この溶接部は、第1と第2の側板30,32
を骨格構造物66に結合するため、裏当て無しに
作られ、単一の溶接溝を形成された縦斜面溶接部
としても説明される。
The welds used in the load bearing structure 10 are preferably lateral butt welds. This type of weld is shown in detail in FIG. 5, which shows the first end portion 38 of top plate 22 and first end portion 34 of first support member 26. Welding part 106
It represents. The horizontal butt weld is between the top plate and the first
by abutting the two elements such as at the edges 90, 98 of the support member and forming a groove 178, such as the v-shaped groove shown, into which the welding material is fed. made with 1st
The weld 106 is a double lateral butt weld in which welding material is fed into grooves on both sides of the two plates to be welded together. Second welding part 108, third
Weld 110, fourth weld 112, ninth weld 174, and tenth weld 176 are also preferably double lateral butt welds. Fifth welding part 11
4, the sixth weld 116, the seventh weld 118 and the eighth weld 119 are single lateral butt welds. This welded portion is located between the first and second side plates 30, 32.
It is also described as a vertical bevel weld made without backing and formed with a single weld groove to join the skeletal structure 66 to the skeletal structure 66.

荷重を支える構造物10、そして特に板、支持
部材及び溶接部の形状並びに荷重インプツト場所
の位置、は本発明から逸脱することなしに当業界
において知られているように異なり得る。説明さ
れたごとき支持部材は側板の間に延在してそれら
に結合される管形の部材によつて代替し得る。そ
の場合、管形部材に隣接する区域におけるセクシ
ヨン特性を増すために、側板の外方突出部分7
8,80に関連して図示されるごとき、より大き
い幅厚さの板部分が使用され得る。例えば骨格構
造物89のごとき荷重支持構造物の要素は、ま
た、当業界において知られているように、さらに
構造物に望ましい特性を付与するために鍛造また
は鋳造され得る。
The shape of the load-bearing structure 10, and in particular the shapes of the plates, support members and welds, as well as the location of the load input locations, may vary as is known in the art without departing from the invention. The support member as described may be replaced by a tubular member extending between and connected to the side plates. In that case, in order to increase the sectioning properties in the area adjacent to the tubular member, the outwardly projecting portion 7 of the side plate is
Larger width and thickness plate sections may be used, as illustrated in connection with 8 and 80. Elements of the load bearing structure, such as skeletal structure 89, may also be forged or cast, as is known in the art, to further impart desirable properties to the structure.

工業的適用可能性 荷重支持構造物10の前述の実施例を製作する
ための提示された方法は、点検手順の改善と製品
の一そうの均一化とに役立つ。先ず、上板22の
第1と第2の端部分38,46はそれぞれ第1と
第2の支持部材26,28の第1の端部分36,
42に結合され、そして下板24の第1と第2の
端部分40,48はそれぞれ第1と第2の支持部
材の第2の端部分36,44に結合される。これ
は要素を連結するため両側からの溶接の使用を許
すのみならず、構造物の内外両側からの溶接部の
肉眼、超音波またはその他による点検を可能にす
る開側型の骨格組立体89(第2図)を形成す
る。
Industrial Applicability The presented method for fabricating the above-described embodiments of the load-bearing structure 10 lends itself to improved inspection procedures and uniformity of the product. First, the first and second end portions 38, 46 of the top plate 22 are connected to the first end portions 36, 46 of the first and second support members 26, 28, respectively.
42, and the first and second end portions 40, 48 of the lower plate 24 are connected to the second end portions 36, 44 of the first and second support members, respectively. This not only allows the use of welds from both sides to connect elements, but also allows for visual, ultrasonic or other inspection of welds from both the interior and exterior of the structure (89). Figure 2).

次の段階は、前記骨格組立体89に概ね隣接す
る位置において骨格組立体に対して接触し一部分
が第1の支持部材26にする側において骨格組立
側から外方へ突出するように第1と第2の側板3
0,32を配置することを含む。第1と第2の側
板は、次に溶接によつてそれぞれ上板22と下板
24の第1と第2の端部分38,46,40,4
8と、それぞれ第1と第2の支持部材26,28
の第1と第2の側部分58,60,62,64と
に結合される。
The next step includes contacting the skeletal assembly at a location generally adjacent to the skeletal assembly 89 and protruding outwardly from the skeletal assembly side at a portion thereof to be the first support member 26. Second side plate 3
Including placing 0,32. The first and second side plates are then welded to the first and second end portions 38, 46, 40, 4 of the top plate 22 and bottom plate 24, respectively.
8 and first and second support members 26 and 28, respectively.
are coupled to first and second side portions 58, 60, 62, 64 of.

荷重支持構造物10として溶接構造物を組立て
ることにおける重要な過程の一つは、均一の溶接
部と満足される製造公差とを維持することであ
る。骨格組立体89の製作において上板と下板2
2,24のそれぞれの端縁90,92,94,9
6と第1と第2の支持部材26,28のそれぞれ
の端縁98,100,102,104は好ましく
は、上板と下板及び第1と第2の支持部材の所定
の寸法を確立するように機械加工される。関連端
縁を当接関係に配置するのに先立つてこれを行な
うことによつて、均一の骨格組立体が効率的に且
つ簡単に組立られ得る。上板22と下板24の側
縁部分50,52,54,56の機械加工も、第
1と第2の側板を前記上板と下板とに接触させて
配置する前に行なうことが望ましい。
One of the important steps in assembling a welded structure as a load bearing structure 10 is maintaining uniform welds and satisfied manufacturing tolerances. In manufacturing the skeleton assembly 89, the upper plate and the lower plate 2
2, 24, respectively, edges 90, 92, 94, 9
6 and the respective edges 98, 100, 102, 104 of the first and second support members 26, 28 preferably establish predetermined dimensions of the upper and lower plates and the first and second support members. Machined to look like this. By doing this prior to placing the relevant edges in abutting relationship, a uniform skeletal assembly can be assembled efficiently and easily. Machining of the side edge portions 50, 52, 54, 56 of the upper and lower plates 22 and 24 is also preferably performed prior to placing the first and second side plates in contact with said upper and lower plates. .

荷重支持構造物10の形状は、簡単は部分組立
体の例えば締付けによる組立てと、関連隣接要素
に沿つて不連続部を無くすることとによつて均一
且つ行い易い製造工程になることは容易に理解さ
れるであろう。例えば、第1と第2の支持部材2
6,28を表わす鋳造物は構造物に対して“あと
から付け加えたもの”ではなく、むしろ、図示さ
れる骨格組立体89の一体的部分であり、それは
連続する均一の溶接部によつて製造間に側板が簡
単に且つ堅固にそれに取付けられる“定着物”と
して働く。溶接面の事前機械加工はバツク・アツ
プ型の溶接を無くする。バツク・アツプ型の溶接
はストレス・ライザ(stress riser)を生じさせ
る可能性がありそして溶接部の支持を提供するた
め追加の要素またはより複雑な形状を要求する。
また、前記したごとく、各種要素の関連端縁また
は側部は、突合せ溶接によつて当接関係で結合さ
れ、この技術は構造物にさらに有利に応力特性を
付加する。
The shape of the load-bearing structure 10 is easily determined by assembly of subassemblies, such as by clamping, and by eliminating discontinuities along associated adjacent elements, resulting in a uniform and easy manufacturing process. It will be understood. For example, the first and second support members 2
The casting representing 6,28 is not an "additional addition" to the structure, but rather is an integral part of the illustrated skeletal assembly 89, which is fabricated by continuous, uniform welds. In between it serves as an "anchor" to which the side plate is simply and firmly attached. Pre-machining of the weld surfaces eliminates back-up type welds. Back-up type welds can create stress risers and require additional elements or more complex geometries to provide support for the weld.
Also, as mentioned above, the associated edges or sides of the various elements are joined in abutting relationship by butt welding, a technique which further advantageously adds stress properties to the structure.

荷重支持構造物のセクシヨン特性は、また、特
に荷重インプツト場所に関して荷重支持特性を提
供するように制御される。例えば、基本箱形構造
物82とともに使用される支持部材と支持耳は、
一般的に、各種の荷重インプツト場所における小
さなスペースで、より大きい断面二次モーメント
を与える鋳造物である。より広幅の(板厚の厚
い)第1の板部分158,160を、側板30,
32のそれらの第2の板部分160,164にに
結合する過程もまた第1の荷重インプツト場所の
区域において、より大きい断面二次モーメントを
提供する。さらに、比較的広く離間された第1の
板部分は、第3と第4の荷重インプツト場所7
4,143に対して、構造物の該部分における増
加された幅(厚さ)と支持耳との組合せによつ
て、充分な断面二次モーメントを提供する。
The section characteristics of the load bearing structure are also controlled to provide load bearing characteristics, particularly with respect to load input locations. For example, the support members and support ears used with the basic box structure 82 are
Generally, it is a casting that provides a larger moment of inertia in a smaller space at various load input locations. The wider (thicker) first plate portions 158, 160 are connected to the side plates 30,
32 to their second plate portions 160, 164 also provides a larger moment of inertia in the area of the first load input location. Additionally, the relatively widely spaced first plate portion provides third and fourth load input locations 7.
4,143, the combination of increased width (thickness) and support ears in that portion of the structure provides sufficient moment of inertia.

掘削機の作業間にステイツク12の受ける各種
の荷重が、例えば、バケツト16による掘削のた
めの第1図に示されている。曲げ力FB1、横力
FS1並びにねじり力がバケツトによつて第2の荷
重インプツト場所72において加えられる。第1
の荷重インプツト場所70においては、反作用力
RB,RSがそれに応じてそれぞれ生じるであろ
う。曲げ力FB2と、柱荷重として作用する力FC2
が、第1の油圧シリンダ18によつて発揮される
力の故に、第3の荷重インプツト場所74におい
て生じるであろう。第2の油圧シリンダ20は第
4の荷重インプツト場所143において力を発揮
し、反作用力がバケツトと、第1、第2、及び第
5の荷重インプツト場所70,72,144にお
いて生じるであろう。各支持耳におけるピンの撓
みからの横曲げ荷重のごとき追加の力がステイツ
クにさらに作用することは当業者によつて容易に
理解されるであろう。しかし、ステイツク12の
改良された力処理作用を理解する目的にとつて
は、前記したいくつかの力で充分である。
The various loads experienced by the stake 12 during excavator operation are illustrated in FIG. 1, for example, for excavation with a bucket 16. Bending force FB 1 , lateral force
FS 1 as well as torsional forces are applied at the second load input location 72 by the bucket. 1st
At the load input location 70, the reaction force
RB and RS will be generated accordingly. Bending force FB 2 and force acting as column load FC 2
will occur at the third load input location 74 due to the force exerted by the first hydraulic cylinder 18. The second hydraulic cylinder 20 will exert a force at the fourth load input location 143 and a reaction force will occur at the bucket and first, second, and fifth load input locations 70, 72, 144. It will be readily appreciated by those skilled in the art that additional forces, such as lateral bending loads from deflection of the pin at each support ear, may also be applied to the stake. However, for purposes of understanding the improved force handling behavior of stake 12, the few forces described above are sufficient.

バケツト16の使用時において、該バケツトを
介して加えられる力FB1,FS1に対する反作用は、
実質的にステイツクの外部要素に対する第1の結
合点、即ち第1の荷重インプツト場所70、にお
いて生じる。したがつて、箱形構造物82は、ブ
ーム−ステイツク枢着点を通じて、バケツトが受
ける複雑な力から生じるステイツクにおける最も
強烈な荷重に抵抗することは理解されるであろ
う。また、箱形構造物はステイツクの最も剛強な
部分であると同時に、最大の断面二次モーメント
を有する部分であり、従つて、それはバケツトか
らの曲げ荷重とねじり荷重とに抵抗するために構
造上の観点から最も有利な場所に位置される。一
方、第3と第4の荷重インプツト場所74,14
3における力は相対的に小さく特にそのような点
においてねじり力を生じさせる荷重はより小さ
い。
When the bucket 16 is in use, the reaction to the forces FB 1 and FS 1 applied through the bucket is:
Substantially, this occurs at the first point of attachment of the stake to the external element, ie the first load input location 70. It will therefore be appreciated that the box structure 82 resists the most severe loads on the stake resulting from the complex forces experienced by the bucket through the boom-stay pivot points. Also, the box-shaped structure is the strongest part of the stake, as well as the part with the largest moment of inertia, so it is structurally necessary to resist the bending and torsional loads from the bucket. located in the most advantageous location from the viewpoint of On the other hand, the third and fourth load input locations 74, 14
The forces at 3 are relatively small and in particular the loads that create torsional forces at such points are smaller.

側板30,32のたがいに離された外方突出部
78,80は、強いねじり力に抵抗する必要無し
に、主として柱荷重と曲げ荷重を処理するのに充
分である。これはこれら点における鋳造物の必要
性に減じることによつて構造物の全重量を減じ、
且つ、それは側板の内側面113,115に対す
る第1の支持部材26または鋳造物の溶接のため
のより容易な接近を許す。
The spaced outward projections 78, 80 of the side plates 30, 32 are sufficient to handle primarily column and bending loads without the need to resist strong torsional forces. This reduces the overall weight of the structure by reducing the need for castings at these points and
And it allows easier access for welding of the first support member 26 or casting to the inner surfaces 113, 115 of the side plates.

したがつて、荷重を支える構造物10は製造を
容易にするとともに均一の溶接部によつて仕上が
つた構造物における不連続部をほとんど無くする
ように設計される。また本構造物は、柱荷重に抵
抗しそして離間されて外方へ突出する板構造物を
横切る曲げ荷重を小さくするとともに箱形構造物
を通じてねじり荷重とより大きい曲げ荷重とを支
えるように設計されることによつて作業間に遭遇
される荷重を効果的に担持する。さらに、荷重を
支える構造物の有効寿命は構造物の要素特に板の
厚さを増すことによつて増加され得る。
Accordingly, the load-bearing structure 10 is designed for ease of manufacture and to minimize discontinuities in the finished structure with uniform welds. The structure is also designed to resist column loads and reduce bending loads across the spaced apart outwardly projecting plate structure and to support torsional loads and larger bending loads through the box structure. This effectively carries the loads encountered during operation. Furthermore, the useful life of a load-bearing structure can be increased by increasing the thickness of the structural elements, especially the plates.

その他の局面、目的及び利点は明細書、図面及
び別紙請求の範囲の検討から明らかになるであろ
う。
Other aspects, objects, and advantages will become apparent from a study of the specification, drawings, and appended claims.

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