JPH06220881A - 建設機械等用ブーム構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業荷重によってブーム構造物に発生する高
い応力が溶接部分に集中しないようにして耐久性を向上
させることができるとともに、汎用性の高い構造を持つ
建設機械等用ブーム構造物とすること。 【構成】 建設機械等に用いられるブーメラン形状のブ
ーム構造物であって、ブーム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する。また、前記ブーム
本体の端部には断面サイズを長手方向で同一に形成した
延長部を形成するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、特にブーメラン形状に湾曲された中空構造のブ
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をブーメラン形状に湾曲形成した
構造のものが知られている。

【０００３】図５は従来のブーメラン型ブーム構造物を
示している。このブーム構造物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】ところが、建設機械用
の作業機におけるブーメラン型ブーム構造物では、作業
中に種々の方向から荷重を受けるが、この荷重に伴う高
い応力がブーム構造物のコーナ部分に発生する。従来構
造のブーム構造物ではコーナ部分に溶接箇所が存在する
ため、高い応力が発生すると、（１）溶接欠陥等により
ブーム構造物の耐久寿命の低下を招く、（２）溶接欠陥
が無くとも溶接部にノッチができるため、耐久寿命は母
材部分に比較して低くなってしまう、等の問題が生じて
いた。

【０００５】また、ブーメラン形状のブーム構造物の端
部に取り付け用ブラケット等の他の構造物を装着する場
合、ブーム本体は屈曲部から端部に向って断面が絞られ
ており、当該ブーム本体と他の構造物を継ぎ合わせる場
合にはそれぞれの取合い部の断面形状が異なってしま
う。したがって、任意の機種のブーメラン型ブーム構造
物では、ブーム本体の端部を加工して取り付けられてい
る他の構造物を利用して、他の機種に当該ブーム構造物
をそのまま装着することが不可能となっており、汎用性
がないものであって。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に着目し、作
業荷重によってブーム構造物に発生する高い応力が溶接
部分に集中しないようにして耐久性を向上させることが
できるとともに、汎用性の高い構造を持つ建設機械等用
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メラン形状のブーム構造物であっ
て、ブーム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
て溶接一体化したものである。

【０００８】また、前記ブーム本体の端部には断面サイ
ズを長手方向で同一に形成した延長部を形成した構成と
している。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、ブーム本体は分割体を接合
し、分割線にそって溶接することによって形成される
が、溶接線はその中立軸線となり、コーナ部分に溶接箇
所が存在しない。このため、作業荷重によってブームコ
ーナに高い応力が発生してもこれが溶接箇所には及ばな
いため、ブーム構造物の耐久性を向上させることができ
る。また、このようなブーム構造物の端部に断面変化を
伴わない延長部を設けることによって、この延長部長さ
を変えることにより複数の機種への適用が可能となり、
汎用性を持たせることができるのである。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は実施例に係る建設機械等用ブーム構
造物の斜視図およびブーム本体の模式図である。この図
に示すように、当該ブーム構造物１０はその長手方向に
沿って「く」字状に屈曲された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。

【００１２】このようなブーム構造物１０における本体
１２は、図１（２）に示しているように、本体断面にお
ける上下方向の中立面とブーム側壁面とが交差する中立
軸線に沿った分割線２２により上下に分割された上部ブ
ーム本体１２Ａと、下部ブーム本体１２Ｂとを溶接一体
化して構成されている。すなわち、上部ブーム本体１２
Ａは板材からなる素材をロール曲げ加工により逆Ｕ字状
の断面となるように成形し、かつこれを開口が湾曲内周
側となるように湾曲形成されている。また、下部ブーム
本体１２Ｂは板材からなる素材をロール曲げ加工により
Ｕ字状の断面となるように成形し、かつこれを開口が湾
曲外周側となるように湾曲形成されている。そして、こ
れらの開口が互いに向き合うように側壁端面を突き合わ
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の側
壁面には分割線２２に一致する溶接線が形成される。ま
た、ブーム本体１２は屈曲部分から端部に向って徐々に
断面積が絞られた構造とされている。

【００１３】このようなブーム本体１２の基端部および
先端部には基端ブラケット１４および作業機取り付けブ
ラケット１６が備えられるが、これは図１（１）に示し
た例では鋳物によって形成し、これをブーム本体１２の
端面に溶接により結合して一体化している。あるいは、
図２に示しているように、基端ブラケット１４部分に鋼
管２４を取り付け、これを車両側の水平ピンへの取り付
け用ブラケットとして使用するようにしてもよい。

【００１４】上記のように構成されたブーム構造物１０
を作業車両に搭載して作業を行わせることにより、この
ブーメラン形状とされたブーム構造物１０には種々の方
向から荷重が加わり、これによりブーム本体１２のコー
ナ部分に高い応力が発生するが、ブーム本体１２のコー
ナ部分は１枚板を曲げ加工した構造となって高剛性化さ
れており、しかも溶接箇所がブーム本体１２の上下方向
中立軸線に沿った分割線２２に位置しているので、溶接
線部分には高い応力が発生しない。このため、溶接線部
分での応力軽減効果が非常に高くなり、ブーム構造物１
０の耐久性を大幅に向上させることができるとともに、
ブーム構造物１０の軽量化を図ることができる。

【００１５】次に、図３には他の実施例に係るブーム構
造物１０Ａ、１０Ｂを示している。これは上述したブー
ム本体１２の前後両端あるいはそのいずれか一方端部分
に断面サイズが一定のストレート延長部２４（２４Ｆ、
２４Ｒ）を形成したものである。これは前記上部ブーム
本体１２Ａおよび下部ブーム本体１２Ｂは基本的に屈曲
部から端部に至るにしたがって順次断面積が絞られる
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。この場合、ストレート延長部２
４は基本的に長く形成しておき（図３（１））、機種に
応じてストレート延長部２４を切断加工することによっ
て短く形成するようにしている（図３（２））。そし
て、このようなブーム本体１２の端部に取り付けられる
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
いる。

【００１６】このように構成された例では、上記上下に
中立軸線で分割され溶接されたブーム本体１２の耐久性
向上効果に加えて、ブラケット１４、１６の取り付け位
置を搭載機種に応じて変更する場合、単純にストレート
延長部２４の切断加工で同一のブラケット１４、１６が
使用できる。これは取り付け位置を変更しても取り付け
面の断面サイズが一定となっているからである。このた
め、任意の機種に対応するブーム構造に設定しても、他
の系列機種への適応加工が容易にでき、もって汎用性の
あるブーム構造とすることができる。

【００１７】更に、上記したようにブーム構造物１０を
中立軸で上下分割されるブーム本体１２Ａ、１２Ｂによ
り構成し、これを分割線で溶接する構造としたことによ
り、ブーム構造物１０の断面形状を任意に設定すること
ができる。すなわち、図４に示すように、矩形断面（同
図（２）ａ）、側壁部を膨出させた変形矩形断面（同図
（２）ｂ）、６面体断面（同図（２）ｃ）、および菱形
断面（同図（２）ｄ）とすることが可能である。また、
溶接部に過剰応力が発生しないため、コーナ外面にエッ
ジをたてた矩形断面（同図（２）ｅ）やコーナ内外部に
エッジをたてた矩形断面（同図（２）ｆ）とすることが
でき、更に円形断面とすることも当然可能となる（同図
（２）ｇ）。このため、各種の断面を有するブーム構造
物１０が可能となり、搭載される作業車両の形態に合わ
せた最適設計が可能となる利点が得られる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
建設機械等に用いられるブーメラン形状のブーム構造物
であって、ブーム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するとともに、前記ブーム本体の端
部には断面サイズを長手方向で同一に形成した延長部を
形成するように構成したので、作業荷重によってブーム
構造物に発生する高い応力が溶接部分に集中しないよう
にして耐久性を向上させることができるとともに、汎用
性の高い構造を持つ建設機械等用ブーム構造物とするこ
とができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る建設機械用ブーム構造物の斜視図
およびブーム本体の構成模式図である。

【図２】第２実施例に係る建設機械用ブーム構造物の斜
視図である。

【図３】更に他の実施例に係る建設機械用ブーム構造物
の側面図である。

【図４】建設機械用ブーム構造物の取り得る断面構造の
説明図である。

【図５】従来のブームの側面図および断面図である。

【符号の説明】

１０、１０Ａ、１０Ｂ 建設機械用ブーム構造物 １２ ブーム本体 １２Ａ 上部ブーム本体 １２Ｂ 下部ブーム本体 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械等に用いられるブーメラン形状
   のブーム構造物であって、ブーム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したことを特徴とす
   る建設機械等用ブーム構造物。
2. 【請求項２】 前記ブーム本体の端部には断面サイズを
   長手方向で同一に形成した延長部を形成してなることを
   特徴とする請求項１に記載の建設機械用ブーム構造物。