JPH06220880A - 建設機械等用ブーム構造物 - Google Patents
建設機械等用ブーム構造物Info
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- JPH06220880A JPH06220880A JP5032618A JP3261893A JPH06220880A JP H06220880 A JPH06220880 A JP H06220880A JP 5032618 A JP5032618 A JP 5032618A JP 3261893 A JP3261893 A JP 3261893A JP H06220880 A JPH06220880 A JP H06220880A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接欠陥等に起因する耐久性の低下を防止し
つつ、ブーム構造物を最適断面強度を持たせながら小型
軽量化できる建設機械等用ブーム構造物とする。 【構成】 建設機械等に用いられるブーム構造物であっ
て、構造物本体を断面中立軸若しくはその近傍で長手方
向に分離した分割体によって形成し、その分割線に沿っ
て溶接一体化させるとともに、この構造物本体と他の構
造物との取合い部となる端部部分を幅を拡大した。
つつ、ブーム構造物を最適断面強度を持たせながら小型
軽量化できる建設機械等用ブーム構造物とする。 【構成】 建設機械等に用いられるブーム構造物であっ
て、構造物本体を断面中立軸若しくはその近傍で長手方
向に分離した分割体によって形成し、その分割線に沿っ
て溶接一体化させるとともに、この構造物本体と他の構
造物との取合い部となる端部部分を幅を拡大した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は建設機械用ブーム構造物
に係り、特に作業機械のブームやアームとして使用され
荷重支持をなす中空のブーム構造物の改良に関する。
に係り、特に作業機械のブームやアームとして使用され
荷重支持をなす中空のブーム構造物の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のパワーショベル等の建設作業車両
では下部走行体に上部旋回体を取り付け、上部旋回体に
搭載したブームやアーム（以下ブーム構造物という）に
よって先端に取り付けたバケット等の作業機を操作して
所定の作業を行わせるようにしている。このような作業
車両において、上部旋回体に取り付けられるブーム構造
物は中空構造としてブーメラン形状に湾曲形成したもの
が知られている。
では下部走行体に上部旋回体を取り付け、上部旋回体に
搭載したブームやアーム（以下ブーム構造物という）に
よって先端に取り付けたバケット等の作業機を操作して
所定の作業を行わせるようにしている。このような作業
車両において、上部旋回体に取り付けられるブーム構造
物は中空構造としてブーメラン形状に湾曲形成したもの
が知られている。
【０００３】図５は従来のブーメラン型のブーム構造物
を示している。このブーム１は中空構造物として形成さ
れており、通常図５（２）〜（４）に示されるように矩
形断面構造物とされたブーム本体２の基端側に車体側に
水平ピンとの取合い用ブラケット部３を、先端側にバケ
ット等の取合い用ブラケット４を設けて構成されてい
る。そして、ブーム本体２は長手方向中間部で「く」字
状に屈曲され、この屈曲部を最大断面積として、基端お
よび先端側に向って順次断面積が小さくなるように形成
されている。このブーム本体２を所定矩形断面に形成す
るため、図５（２）〜（４）に示されるように、天板
部、底板部、および一対の側板部の４枚板で構成される
もの（同図（２））、逆Ｕ字断面部材とその開口底部を
内部で閉塞する底板とによる２枚板で構成されるもの
（同図（３））、および逆Ｕ字断面部材とその開口底部
を外端面で閉塞する底板とによる２枚板で構成されるも
の（同図（４））が一般的となっている。そして、これ
らの各板材同士の接合部分は溶接により結合され、所定
の断面構造物とされる。したがって、ブーム本体２の溶
接線は必ずブームコーナの稜線部分に沿って位置する。
を示している。このブーム１は中空構造物として形成さ
れており、通常図５（２）〜（４）に示されるように矩
形断面構造物とされたブーム本体２の基端側に車体側に
水平ピンとの取合い用ブラケット部３を、先端側にバケ
ット等の取合い用ブラケット４を設けて構成されてい
る。そして、ブーム本体２は長手方向中間部で「く」字
状に屈曲され、この屈曲部を最大断面積として、基端お
よび先端側に向って順次断面積が小さくなるように形成
されている。このブーム本体２を所定矩形断面に形成す
るため、図５（２）〜（４）に示されるように、天板
部、底板部、および一対の側板部の４枚板で構成される
もの（同図（２））、逆Ｕ字断面部材とその開口底部を
内部で閉塞する底板とによる２枚板で構成されるもの
（同図（３））、および逆Ｕ字断面部材とその開口底部
を外端面で閉塞する底板とによる２枚板で構成されるも
の（同図（４））が一般的となっている。そして、これ
らの各板材同士の接合部分は溶接により結合され、所定
の断面構造物とされる。したがって、ブーム本体２の溶
接線は必ずブームコーナの稜線部分に沿って位置する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のブー
ム構造物では、特にブーメラン形状のブームに対しては
作業に伴う荷重が加わる屈曲部分の断面積を最大にし
て、これに連結する他の構造物との取合い部分である端
部に至るにしたがって順次断面積が小さくなるように構
成している。また、建設機械のアーム構造物では車体側
との連結部を大断面積とし、先端に至るにしたがって順
次先細りの構造としているのが一般的である。このた
め、従来のブーム構造物ではこれに取り付けられる他の
構造物との取合い部分の強度を基準にし、その断面強度
を維持できるように荷重負荷の高いブーム屈曲部もしく
はアーム基端部に至るにしたがって順次断面積を増大す
るように構成している。このため、従来のブーム構造物
は重量物であるとともに大型化してしまう問題があっ
た。
ム構造物では、特にブーメラン形状のブームに対しては
作業に伴う荷重が加わる屈曲部分の断面積を最大にし
て、これに連結する他の構造物との取合い部分である端
部に至るにしたがって順次断面積が小さくなるように構
成している。また、建設機械のアーム構造物では車体側
との連結部を大断面積とし、先端に至るにしたがって順
次先細りの構造としているのが一般的である。このた
め、従来のブーム構造物ではこれに取り付けられる他の
構造物との取合い部分の強度を基準にし、その断面強度
を維持できるように荷重負荷の高いブーム屈曲部もしく
はアーム基端部に至るにしたがって順次断面積を増大す
るように構成している。このため、従来のブーム構造物
は重量物であるとともに大型化してしまう問題があっ
た。
【０００５】また、作業による荷重が作用すると、ブー
ム構造物の断面コーナ部に作用して高い応力を発生する
ため、溶接欠陥があると溶接箇所の耐久性が急激に低下
してその耐久性を低下させてしまうとともに、欠陥が無
い場合でもノッチの発生による強度低下を招いてしまう
問題もあった。
ム構造物の断面コーナ部に作用して高い応力を発生する
ため、溶接欠陥があると溶接箇所の耐久性が急激に低下
してその耐久性を低下させてしまうとともに、欠陥が無
い場合でもノッチの発生による強度低下を招いてしまう
問題もあった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点に着目し、溶
接欠陥等に起因する耐久性の低下を防止しつつ、ブーム
構造物を最適断面強度を持たせながら小型軽量化するこ
とができるようにした建設機械等用ブーム構造物を提供
することを目的とする。
接欠陥等に起因する耐久性の低下を防止しつつ、ブーム
構造物を最適断面強度を持たせながら小型軽量化するこ
とができるようにした建設機械等用ブーム構造物を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る建設機械等用ブーム構造物は、建設機
械等に用いられるブーム構造物であって、構造物本体を
断面中立軸若しくはその近傍で長手方向に分離した分割
体によって形成し、その分割線に沿って溶接一体化させ
るとともに、この構造物本体と他の構造物との取合い部
となる端部部分を幅を拡大した構成とした。
に、本発明に係る建設機械等用ブーム構造物は、建設機
械等に用いられるブーム構造物であって、構造物本体を
断面中立軸若しくはその近傍で長手方向に分離した分割
体によって形成し、その分割線に沿って溶接一体化させ
るとともに、この構造物本体と他の構造物との取合い部
となる端部部分を幅を拡大した構成とした。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、ブーム構造物を中立軸線に
沿った２つ割り部材同士を突き合わせ溶接することによ
り、断面コーナ部分に溶接線が位置しないので耐久性が
向上するため、断面を小さくして小型軽量化することが
可能となる。これは同時に前後端部での他の構造物との
取合い部の断面剛性を落とす可能性があるが、本発明で
は、この端部部分の幅寸法を拡大しているため、断面強
度の低下を防止できる。この結果、その他の中間部分の
断面を小さくしてブーム構造物の小型化を促進させるこ
とができるのである。
沿った２つ割り部材同士を突き合わせ溶接することによ
り、断面コーナ部分に溶接線が位置しないので耐久性が
向上するため、断面を小さくして小型軽量化することが
可能となる。これは同時に前後端部での他の構造物との
取合い部の断面剛性を落とす可能性があるが、本発明で
は、この端部部分の幅寸法を拡大しているため、断面強
度の低下を防止できる。この結果、その他の中間部分の
断面を小さくしてブーム構造物の小型化を促進させるこ
とができるのである。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明に係る建設機械等用ブーム構
造物の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。
造物の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】図１は実施例に係る建設機械等用ブームの
側面図および部分平面図である。この図に示すように、
当該ブーム１０はその長手方向に沿って「く」字状に屈
曲されブーメラン形状とされたブーム本体１２を有し、
この本体１２の基端部には図示しない作業車両の旋回体
に取り付けられる基端ブラケット１４を設け、また他方
の先端部にはバケット等の作業機を取り付けるための作
業機取り付けブラケット１６が設けられている。また、
ブーム本体１２の屈曲部上縁には作業機駆動油圧シリン
ダを取り付けるためのシリンダブラケット１８が、下縁
には旋回体との間に連結される油圧シリンダ取り付け用
のブラケット２０がそれぞれ設けられている。
側面図および部分平面図である。この図に示すように、
当該ブーム１０はその長手方向に沿って「く」字状に屈
曲されブーメラン形状とされたブーム本体１２を有し、
この本体１２の基端部には図示しない作業車両の旋回体
に取り付けられる基端ブラケット１４を設け、また他方
の先端部にはバケット等の作業機を取り付けるための作
業機取り付けブラケット１６が設けられている。また、
ブーム本体１２の屈曲部上縁には作業機駆動油圧シリン
ダを取り付けるためのシリンダブラケット１８が、下縁
には旋回体との間に連結される油圧シリンダ取り付け用
のブラケット２０がそれぞれ設けられている。
【００１１】このようなブーム１０における本体１２
は、図２に示しているように、本体断面における左右方
向の中立面とブーム上下面とが交差する中立軸線に沿っ
た分割線２２により左右に分割された左ブーム分割体１
２Ａと、右ブーム分割体１２Ｂとを溶接一体化して構成
されている。すなわち、左ブーム分割体１２Ａは板材か
らなる素材をロール曲げ加工によりＣチャンネル断面と
なるように成形し、また、右ブーム分割体１２Ｂは板材
からなる素材をロール曲げ加工により逆Ｃチャンネル断
面となるように成形しておき、これらの開口が互いに向
き合うように上下面部材の分割端面を突き合わせ、この
突き合わせ部分を溶接によって溶着一体化したものであ
る。このため、形成されたブーム本体１２の上下壁面に
は分割線２２に一致する溶接線が形成される。
は、図２に示しているように、本体断面における左右方
向の中立面とブーム上下面とが交差する中立軸線に沿っ
た分割線２２により左右に分割された左ブーム分割体１
２Ａと、右ブーム分割体１２Ｂとを溶接一体化して構成
されている。すなわち、左ブーム分割体１２Ａは板材か
らなる素材をロール曲げ加工によりＣチャンネル断面と
なるように成形し、また、右ブーム分割体１２Ｂは板材
からなる素材をロール曲げ加工により逆Ｃチャンネル断
面となるように成形しておき、これらの開口が互いに向
き合うように上下面部材の分割端面を突き合わせ、この
突き合わせ部分を溶接によって溶着一体化したものであ
る。このため、形成されたブーム本体１２の上下壁面に
は分割線２２に一致する溶接線が形成される。
【００１２】また、上記ブーム本体１２の前後端部には
前述したように、作業車両の旋回体に取り付けられる基
端ブラケット１４を設け、また他方の先端部にはバケッ
ト等の作業機を取り付けるための作業機取り付けブラケ
ット１６が設けられているが、当該ブーム本体１２の端
部に断面サイズが一定のストレート延長部２４（２４
Ｆ、２４Ｒ）を形成するとともに、このストレート延長
部２４の幅寸法ＢF、ＢRを図１（２）、（３）に示して
いるように、本体主要部の幅寸法Ｂより拡大した構造と
したものである。これは前記ブーム本体１２は基本的に
幅寸法Ｂは長手方向で均等とされ、また屈曲部から端部
に至るにしたがって順次高さ方向の断面積が絞られる
が、最先端部分に断面積が変化しない一定サイズで延長
されるように形成する。そして、このストレート延長部
２４の幅寸法ＢF、ＢRが他の部位（ストレート延長部２
４に挟まれる部分）よりも１０％程度拡大形成するので
ある。もちろん本体側からストレート延長部２４に滑ら
かに形状が変化するようにブーム本体１２の接続部分に
はテーパあるいは曲線２６が付けられて形状調整が行わ
れている。この場合、ストレート延長部２４は取り付け
られる他の構造物としての基端ブラケット１４およびバ
ケット取り付け用ブラケット１６が共通使用できるよう
にしておき、適用する機種に応じてストレート延長部２
４の長さを切断加工して調整できる範囲に設定しておけ
ばよい。
前述したように、作業車両の旋回体に取り付けられる基
端ブラケット１４を設け、また他方の先端部にはバケッ
ト等の作業機を取り付けるための作業機取り付けブラケ
ット１６が設けられているが、当該ブーム本体１２の端
部に断面サイズが一定のストレート延長部２４（２４
Ｆ、２４Ｒ）を形成するとともに、このストレート延長
部２４の幅寸法ＢF、ＢRを図１（２）、（３）に示して
いるように、本体主要部の幅寸法Ｂより拡大した構造と
したものである。これは前記ブーム本体１２は基本的に
幅寸法Ｂは長手方向で均等とされ、また屈曲部から端部
に至るにしたがって順次高さ方向の断面積が絞られる
が、最先端部分に断面積が変化しない一定サイズで延長
されるように形成する。そして、このストレート延長部
２４の幅寸法ＢF、ＢRが他の部位（ストレート延長部２
４に挟まれる部分）よりも１０％程度拡大形成するので
ある。もちろん本体側からストレート延長部２４に滑ら
かに形状が変化するようにブーム本体１２の接続部分に
はテーパあるいは曲線２６が付けられて形状調整が行わ
れている。この場合、ストレート延長部２４は取り付け
られる他の構造物としての基端ブラケット１４およびバ
ケット取り付け用ブラケット１６が共通使用できるよう
にしておき、適用する機種に応じてストレート延長部２
４の長さを切断加工して調整できる範囲に設定しておけ
ばよい。
【００１３】このように構成されたブーム１０では、２
つ割りされたブーム分割体１２Ａ、１２Ｂを付き合わせ
溶接した断面を持たせ、その端部にブラケット１４、１
６等の他の構造物を装着する場合において、前後端に幅
寸法をブーム本体１２の主要部より１０％前後拡大させ
たストレート延長部を設け、このストレート延長部２４
では断面が一定になるように形成したことにより、端部
での接合部応力を小さくすることができる。これは１０
％の幅寸法拡大により、断面係数は２乗に比例して大き
くなり、したがって応力は２乗に比例して小さくなるか
らである。このため、ブーム本体１０の前後端部におけ
る他の構造物との継ぎ目部強度が断面係数の拡大によっ
て強化されるので、それ以外のブーム本体１２の中央側
部分の断面幅を小さくすることができ、重量の軽減も図
ることができて理想的な形状のブーム構造物の設計がで
きる。また、前後断面の幅の広がりを同じにすることに
よって、例えばプレス加工によって左右ブーム分割体１
２Ａ、１２Ｂを製作する場合、単一の金型で製作するこ
とができる
つ割りされたブーム分割体１２Ａ、１２Ｂを付き合わせ
溶接した断面を持たせ、その端部にブラケット１４、１
６等の他の構造物を装着する場合において、前後端に幅
寸法をブーム本体１２の主要部より１０％前後拡大させ
たストレート延長部を設け、このストレート延長部２４
では断面が一定になるように形成したことにより、端部
での接合部応力を小さくすることができる。これは１０
％の幅寸法拡大により、断面係数は２乗に比例して大き
くなり、したがって応力は２乗に比例して小さくなるか
らである。このため、ブーム本体１０の前後端部におけ
る他の構造物との継ぎ目部強度が断面係数の拡大によっ
て強化されるので、それ以外のブーム本体１２の中央側
部分の断面幅を小さくすることができ、重量の軽減も図
ることができて理想的な形状のブーム構造物の設計がで
きる。また、前後断面の幅の広がりを同じにすることに
よって、例えばプレス加工によって左右ブーム分割体１
２Ａ、１２Ｂを製作する場合、単一の金型で製作するこ
とができる
【００１４】次に、図３には作業機アームに適用した実
施例を示す。このアーム３０は全体が直線状態に形成さ
れるが、同様にアーム本体３２も図４に模式的に示して
いるように、断面における左右方向の中立面とアーム上
下面とが交差する中立軸線に沿った分割線３４により左
右に分割されたＣチャンネル断面の左アーム分割体３２
Ａと、逆Ｃチャンネル断面の右アーム分割体３２Ｂと
を、その開口部が向き合うようにして接合し、接合され
た分割線３４部分で溶接一体化して構成されている。突
き合わせ部分を溶接によって溶着一体化したものであ
る。
施例を示す。このアーム３０は全体が直線状態に形成さ
れるが、同様にアーム本体３２も図４に模式的に示して
いるように、断面における左右方向の中立面とアーム上
下面とが交差する中立軸線に沿った分割線３４により左
右に分割されたＣチャンネル断面の左アーム分割体３２
Ａと、逆Ｃチャンネル断面の右アーム分割体３２Ｂと
を、その開口部が向き合うようにして接合し、接合され
た分割線３４部分で溶接一体化して構成されている。突
き合わせ部分を溶接によって溶着一体化したものであ
る。
【００１５】また、上記アーム本体３２の前後端部３６
Ｆ、３６Ｒにはブームとの取合い部３８、車体側への取
合い部４０が設けられるが、この部分を断面寸法が同一
のストレート部とし、かつこの部分の断面幅寸法ＢF、
ＢRを前記実施例と同様に中央部幅寸法Ｂより拡大した
構造としたものである。この拡大率は中央部幅寸法Ｂよ
り１０％以上程度拡大するように設定すればよい。本体
側からストレート延長部に滑らかに形状が変化するよう
にアーム本体３２の接続部分にはテーパあるいは曲線４
２が付けられて形状調整が行われている。
Ｆ、３６Ｒにはブームとの取合い部３８、車体側への取
合い部４０が設けられるが、この部分を断面寸法が同一
のストレート部とし、かつこの部分の断面幅寸法ＢF、
ＢRを前記実施例と同様に中央部幅寸法Ｂより拡大した
構造としたものである。この拡大率は中央部幅寸法Ｂよ
り１０％以上程度拡大するように設定すればよい。本体
側からストレート延長部に滑らかに形状が変化するよう
にアーム本体３２の接続部分にはテーパあるいは曲線４
２が付けられて形状調整が行われている。
【００１６】このような実施例においても同様に、中立
軸線での分割接合構造とすることと相俟って端部断面係
数を増し、全体の小型軽量化と同時に重量軽減を図るこ
とができる。
軸線での分割接合構造とすることと相俟って端部断面係
数を増し、全体の小型軽量化と同時に重量軽減を図るこ
とができる。
【００１７】なお上記実施例においてはブーム構造物を
左右中立軸線で分割し、溶接する構造として説明した
が、分割線を上下中立軸線にて上下に分割するようにし
てもよいのはもちろんである。
左右中立軸線で分割し、溶接する構造として説明した
が、分割線を上下中立軸線にて上下に分割するようにし
てもよいのはもちろんである。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、建設機
械等に用いられるブーム構造物であって、構造物本体を
断面中立軸若しくはその近傍で長手方向に分離した分割
体によって形成し、その分割線に沿って溶接一体化させ
るとともに、この構造物本体と他の構造物との取合い部
となる端部部分を幅を拡大した構成としたので、溶接欠
陥等に起因する耐久性の低下を防止しつつ、ブーム構造
物を最適断面強度を持たせながら小型軽量化できる建設
機械等用ブーム構造物が得られるという優れた効果が得
られる。
械等に用いられるブーム構造物であって、構造物本体を
断面中立軸若しくはその近傍で長手方向に分離した分割
体によって形成し、その分割線に沿って溶接一体化させ
るとともに、この構造物本体と他の構造物との取合い部
となる端部部分を幅を拡大した構成としたので、溶接欠
陥等に起因する耐久性の低下を防止しつつ、ブーム構造
物を最適断面強度を持たせながら小型軽量化できる建設
機械等用ブーム構造物が得られるという優れた効果が得
られる。
【図１】ブーメラン形状ブームに適用した第１実施例の
側面図および部分平面図である。
側面図および部分平面図である。
【図２】ブーム構造の模式斜視図である。
【図３】アームに適用した第２実施例の側面図および平
面図である。
面図である。
【図４】アーム構造の模式斜視図である。
【図５】従来のブームの側面図および断面図である。
１０、１０Ａ、１０Ｂ 建設機械用ブーム １２ ブーム本体 １２Ａ 左ブーム分割体 １２Ｂ 右ブーム分割体 １４ 基端ブラケット １６ 作業機取り付け用ブラケット １８、２０ 油圧シリンダ取り付け用ブラ
ケット ２２ 分割線 ２４（２４Ｆ、２４Ｒ） ストレート延長部
ケット ２２ 分割線 ２４（２４Ｆ、２４Ｒ） ストレート延長部
Claims (1)
- 【請求項１】 建設機械等に用いられるブーム構造物で
あって、構造物本体を断面中立軸若しくはその近傍で長
手方向に分離した分割体によって形成し、その分割線に
沿って溶接一体化させるとともに、この構造物本体と他
の構造物との取合い部となる端部部分を幅を拡大したこ
とを特徴とする建設機械等用ブーム構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5032618A JPH06220880A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 建設機械等用ブーム構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5032618A JPH06220880A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 建設機械等用ブーム構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220880A true JPH06220880A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=12363845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5032618A Pending JPH06220880A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 建設機械等用ブーム構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06220880A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002309607A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Komatsu Ltd | 油圧ショベルの作業機ブーム、アーム |
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1993
- 1993-01-28 JP JP5032618A patent/JPH06220880A/ja active Pending
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