JPH11140901A - 油圧ショベルの作業機アーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度を維持しつつ軽量化した油圧ショベルの
作業機アームを提供する 【解決手段】 互いに離間して対向する鋼板(11a、11b)
間に、先端部から後端部にかけて順に、バケット連結ボ
ス(5) と、バケットリンク連結ボス(6) と、複数の間隔
ボス(121〜125)と、ブーム連結ボス(4) と、アームシリ
ンダ連結ボス(2a,2b) とを有し、かつブーム連結ボス
(4) の上方部位にバケットシリンダ連結ボス(3a,3b) を
有すると共に、バケット連結ボス(5) とバケットリンク
連結ボス(6)とを鋼板(11a、11b)の側面の中心線(M) 上
に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業機アームの軽
量化を図った油圧ショベルの作業機アームに関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルは通常、図９に例示するよ
うに、下部走行体Ａ上に上部旋回体Ｂを有し、上部旋回
体Ｂ上に運転室、エンジン、カウンタウエイト等と共に
作業機Ｃを有する。作業機Ｃは、上部旋回体Ｂに対し油
圧シリンダＣ１１（以下「ブームシリンダＣ１１」とす
る）によって起伏自在とされたブームＣ１と、ブームＣ
１に対し油圧シンンダＣ２１（以下「アームシリンダＣ
２１」とする）によって起伏自在とされたアームＣ２
と、アームＣ２に対し油圧シンンダＣ３１（以下「バケ
ットシリンダＣ３１」とする）によって回転自在とされ
たバケットＣ３とを有する。

【０００３】尚、図９の例機のブームＣ１は、上部旋回
体ＢからアームＣ２に向け、垂直ピンによって順次連結
された第１〜第３ブームＣ１ａ〜Ｃ１ｃを有する。第
１、第３ブームＣ１ａ、Ｃ１ｃ間には第２ブームＣ１ｂ
に平行なロッドＣ１２が垂直ピンによってピン連結さ
れ、これにより平行４節リンクを構成する。さらに第
１、第３ブームＣ１ａ、Ｃ１ｃ間には油圧シリンダＣ１
３が架設される。即ち図９の例機のブームＣ１は、油圧
シリンダＣ１３の伸縮によって第３ブームＣ１ｃの先端
のアームＣ２が一定方向を向いたままオフセットする例
である（いわゆるオフセットブームである）。

【０００４】そして図９の例機に係わらず、ブームＣ１
とアームＣ２とは共に４枚の長手鋼板を箱形に突合わせ
溶接した箱形溶接構造物となっている。例えば図１０、
図１１に示すアームＣ２の通りである。

【０００５】図１０はアームＣ２及びバケットＣ３の側
面図である。図１１は図１０のＸ１矢視図である。図１
０、１１に示す通り、また上記の通り、アームＣ２は箱
形溶接構造物とされる。そしてアームＣ２の後端上部
に、図１１に詳記するように、２枚の厚板ブラケット１
ａ、１ｂを互いに対向させて溶接によって立設してあ
る。厚板ブラケット１ａ、１ｂは、後部にアームシリン
ダＣ２１がピン連結されるアームシリンダ連結ボス２
ａ、２ｂを有し、前部にバケットシリンダＣ３１がピン
連結されるバケットシリンダ連結ボス３ａ、３ｂを有す
る。またアームＣ２の後端下部に、ブームＣ１の先端が
ピン連結されるブーム連結ボス４を有する。一方、アー
ムＣ２の先端部にはバケットＣ３がピン連結されるバケ
ット連結ボス５を有し、このバケット連結ボス５の後方
近傍にバケットリンク連結ボス６を有する。バケットリ
ンクは第１、第２リンク７１、７２からなる。即ち図１
０に示すように、第１リンク７１は、下端をバケットリ
ンク連結ボス６にピン連結され、上端をバケットシリン
ダＣ３１の先端にピン連結される。一方、第２リンク７
２は後端を第１リンク７１の上端と共にバケットシンン
ダＣ３１の先端にピン連結され、先端をバケットＣ３に
ピン連結される。尚、図１０に示すように、厚板ブラケ
ット１ａ、１ｂ間にはホースガイド８が溶接され、ホー
スガイド８上を這うように、バケットシリンダＣ３１へ
の油圧ホース９が配設される。アームＣ２が起伏する
と、油圧ホース９の位置が変化するが、ホースガイド８
が油圧ホース９を案内し、油圧変動による油圧ホースの
揺動やこの揺動に伴うホース破損を防止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで油圧ショベル
では、作業機Ｃを軽量化すれば、同じ作業量を達成する
にしても、カウンタウエイトや車体重量に対するバラン
ス上、カウンタウエイトや車体重量も軽減することがで
きる。この結果、具体的にはエンジンの燃料消費を低減
でき、省エネ化を達成できる。言い換えれば、油圧ショ
ベルの全重量が同じであるならば、軽量化によってさら
に多くの作業量を達成できる。このような作業機Ｃの軽
量化のための要素としてはブームＣ１、アームＣ２、バ
ケットＣ３、ブームシリンダＣ１１、アームシリンダＣ
２１及びバケットシリンダＣ３１等を掲げることができ
る。

【０００７】上記において、油圧シリンダの小形化によ
り軽量化を達成でき、またバケットＣ３も形状や材質の
選択による軽量化が盛んである。ところがブームＣ１及
びアームＣ２は耐強度構造とする必要があり、このため
上記の通り、箱形溶接構造物とされ、その軽量化が困難
とされている。

【０００８】本発明は、上記の問題点に鑑み、強度を維
持しつつ軽量化を達成した油圧ショベルの作業機アーム
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段、作用および効果】上記目
的を達成するため、本発明は次の点に着目してなされ
た。尚、説明を容易にするため、アームＣ２もブームＣ
１も共に立てた状態に仮定する。油圧ショベルの作業機
時でのアームＣ２への負荷は、掘削時に生ずる前後曲げ
が殆どである。またバケットＣ３の底下面を接地させつ
つ上部旋回体Ｂを旋回させて行う整地作業ではアームＣ
２に横曲げが生ずる。これに対しブームＣ１への負荷
は、アームＣ２からの力を受けて前後横曲げは元より、
バケットＣ３の刃先負荷のアンバランスや整地作業によ
って捩じりを生ずる。特に図９の例機のようなオフセッ
トブームでは捩じり負荷が顕著に現れる。ここで従来の
箱形溶接構造物が捩じり剛性が高く、好適であることが
知られる。ところがアームＣ２では、上記したように、
捩じりが余り生じない。従ってブームＣ１は従来の通り
箱形溶接構造物として捩じり剛性を維持するとしても、
アームＣ２は捩じり剛性を余り考慮する必要がないこ
と、これが本願発明の着目点である。即ち、本発明に係
る油圧ショベルの作業機アームは次のように構成され
る。

【００１０】即ち第１に、下部走行体Ａ上に旋回自在に
上部旋回体Ｂを有し、上部旋回体Ｂ上にブームシリンダ
Ｃ１１によって起伏自在とされたブームＣ１と、ブーム
Ｃ１に対しアームシリンダＣ２１によって起伏自在とさ
れたアームＣ２と、アームＣ２に対しバケットシリンダ
Ｃ３１によって回転自在とされたバケットＣ３とを有す
る油圧ショベルの作業機アームにおいて、(a) 互いに離
間して対向する鋼板１１ａ、１１ｂ間に、先端部から後
端部にかけて順に、(b) バケットＣ３にピン連結される
バケット連結ボス５と、(c) バケットリンク７１にピン
連結されるバケットリンク連結ボス６と、(d) 鋼板１１
ａ、１１ｂ間の離間距離を維持する複数の間隔ボス１２
１〜１２５と、(e) ブームＣ１にピン連結されるブーム
連結ボス４と、(f) アームシリンダＣ２１にピン連結さ
れるアームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂとを有し、かつ
(g) ブーム連結ボス４の上方部位にバケットシリンダＣ
３１にピン連結されるバケットシリンダ連結ボス３ａ、
３ｂを有すると共に、(h) バケット連結ボス５とバケッ
トリンク連結ボス６とを鋼板１１ａ、１１ｂの側面の中
心線Ｍ上に配置したことを特徴としている。

【００１１】上記第１構成によれば、次のような作用効
果を奏する。中心線ＭはアームシリンダＣ２１への前後
負荷に基づく曲げモーメントの中立軸となる。そして第
１構成は、バケット連結ボス５とバケットリンク連結ボ
ス６とをこの中立軸上に配置することにより両ボス５、
６には曲げ応力が発生しないよう抑制できる。従ってア
ームＣ２の先端負荷を軽減できるため、先端負荷が軽減
した分、アームＣ２の先端側の板厚を薄くでき、軽量化
を図れる。尚、「バケットＣ３」は、バケットＣ３に替
えて用いられる油圧ショベルの例えば油圧ブレーカ等の
アタッチメントの総てを含むものとする（前記「特許請
求の範囲」に記載のバケットＣ３も同じとする）。

【００１２】第２に、上記第１構成において、ブーム連
結ボス４と、アームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂと、バ
ケットシリンダ連結ボス３ａ、３ｂとを互いに離間して
配置したことを特徴としている。

【００１３】上記第２構成によれば、次のような作用効
果を奏する。アームＣ２の後端部にはブームＣ１、アー
ムシリンダＣ２１及びバケットシリンダＣ３１の夫々の
力が作用する。従来技術はこれら力を、アームＣ２の後
端部上部に溶接して立設した厚板ブラケット１ａ、１ｂ
で受ける。ところがこれでは溶接強度の確保が必要とな
り、そのため厚板ブラケット１ａ、１ｂを厚くしてい
る。これに対し上記第２構成はこれら力を受ける各ボス
が鋼板１１ａ、１１ｂ自体に設けられている。このため
溶接が不要となり、鋼板１１ａ、１１ｂの板厚を殊更厚
くする必要がなくなる。また各ボスは互いに離間してい
るため応力が分散される。

【００１４】第３に、上記第１構成において、ブーム連
結ボス４と、アームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂとの間
の鋼板１１ａ、１１ｂの面上に第４補強板１５ａ、１５
ｂを固設したことを特徴としている。

【００１５】上記第３構成によれば、次のような作用効
果を奏する。アームＣ２はブーム連結ボス４を境に前方
に長く、後方に短い。この場合、アームＣ２での前後の
モーメントのバランス上、アームシリンダ連結ボス２
ａ、２ｂへの負荷が大きくなり、ブーム連結ボス４から
アームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂまでの間の鋼板１１
ａ、１１ｂへの負荷が大きくなるため、第４補強板１５
ａ、１５ｂでこの負荷を受け、鋼板１１ａ、１１ｂの板
厚を先端部から後端部にかけて同様に薄く、かつ幅を狭
くすることを可能としている。

【００１６】第４に、上記第１構成において、バケット
連結ボス５と、バケットリンク連結ボス６との間の鋼板
１１ａ、１１ｂの面上に第１補強板１３ａ、１３ｂを固
設したことを特徴としている。

【００１７】上記第４構成によれば、次のような作用効
果を奏する。第１構成によれば、アームＣ２の先端部の
負荷は小さくなるが、それでも第４構成を用いれば、鋼
板１１ａ、１１ｂをさらに薄くして軽量化を図ることが
できる。即ち、アームＣ２の先端部はバケットＣ３から
負荷を直接受ける。ところが第１補強板１３ａ、１３ｂ
をアームＣ２の先端部に固着するだけで、鋼板１１ａ、
１１ｂをより薄く、かつ幅も狭くでき、その分、アーム
Ｃ２の軽量化に寄与する。

【００１８】第５に、上記第１構成において、鋼板１１
ａ、１１ｂを前後方向に複数分割し、前側の板厚ほど薄
くしたことを特徴としている。

【００１９】上記第５構成によれば、次のような作用効
果を奏する。アームＣ２はブームＣ１及びアームシリン
ダＣ２１によって片持ち支持される。この場合、先端部
が軽い程、アームＣ２の自重負荷が少ない。しかも上記
第１構成での作用効果で述べた通り、バケット連結ボス
５と、バケットリンク連結ボス６には曲げモーメントが
発生しない。また上記第３構成の作用効果で示唆した通
り、バケットリンク連結ボス６を境に前後負荷モーメン
トの関係上、後方が前方よりも応力が高くなり易い。従
って鋼板１１ａ、１１ｂを前後に複数分割し、前側の板
厚ほど薄くすることにより、強度確保と軽量化とを両立
できる。

【００２０】第６に、上記第１構成において、鋼板１１
ａ、１１ｂの上辺及び下辺のいずれか一方の縁又は両方
の縁を折り曲げたことを特徴としている。

【００２１】上記第６構成によれば、次のような作用効
果を奏する。アームＣ２には、上記の通り、前後横曲げ
が加わるが、鋼板１１ａ、１１ｂの上辺及び下辺のいず
れか一方の縁又は両方の縁を折り曲げることにより前後
横曲げに基づく応力を受けることができる。従って鋼板
１１ａ、１１ｂをさらに薄く、また狭巾とすることが可
能となる。即ちその分、アームＣ２を軽量化できる。

【００２２】第７に、上記第１構成において、複数の間
隔ボス１２１〜１２４をアームＣ２の長手方向に沿って
長い側面断面形状を有する筒状とすると共に、隣り合う
間隔ボス１２１〜１２４の各々対向側を前後方向で互い
にオーバラップするように配置したことを特徴としてい
る。

【００２３】上記第７構成によれば、次のような作用効
果を奏する。第７構成では明らかに、間隔ボス１２１〜
１２４のオーバラップ相当部位が鋼板１１ａ、１１ｂの
梁の役割を果たし、面剛性を高めるためアームＣ２の横
曲げ剛性を高める。尚、筒状は、各々対向側が前後方向
にオーバラップが可能な形状であれば、菱形、三角、方
形、楕円、不定形でも構わない。形状の選定は主に製造
コスト上の問題である。尚、各間隔ボスが内実であって
もオーパラップさえあれば、横曲げ剛性は高まるが、こ
の場合、アームＣ２の重量が増加する。従って間隔ボス
１２１〜１２４は中空状で構成することとなる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１〜図８を参照し実施例を説明
する。図１は実施例を搭載する油圧ショベルを示し、ア
ームＣ２以外は図９と同じ構成としてある。従って同一
要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。図１〜
図７は第１実施例、図８は第２実施例を示す。

【００２５】第１実施例は次の通り。尚、図２は第１実
施例の斜視図、図３は側面図、図４は図３のＸ２−Ｘ２
矢視図、図５は図３のＸ３−Ｘ３矢視図、図６は図４の
Ｐ部詳細図、図７は第１実施例及びバケットＣ３の側面
図である。

【００２６】第１実施例なるアームＣ２は、図２に示す
通り、左右２枚の鋼板１１ａ、１１ｂを間隔Ｌ１（図４
参照）離間させて対向配置し、夫々の先端（図示左側、
以下同じ）から後端（図示右側、以下同じ）にかけて所
定間隔を有して順に、バケット連結ボス５、バケットリ
ンク連結ボス６、円筒状の第１〜第４間隔ボス１２１〜
１２４、ブーム連結ボス４、第５間隔ボス１２５及びア
ームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂを有して互いに固設し
てある。そしてブーム連結ボス４の上方にバケットシリ
ンダ連結ボス３ａ、３ｂを配置してある。

【００２７】そして図３に示す通り、バケット連結ボス
５と、バケットリンク連結ボス６と、第１〜第４間隔ボ
ス１２１〜１２４とを、鋼板１１ａ、１１ｂの側面の中
心線Ｍ上に配置してある。第５間隔ボス１２５は、バケ
ットシリンダ連結ボス３ａ、３ｂと、ブーム連結ボス４
と、アームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂとで形成される
三角形状の領域内に配置してある。

【００２８】さらに図４を併せて参照すれば、バケット
連結ボス５とバケットリンク連結ボス６との間の鋼板１
１ａ、１１ｂの対向面上には第１補強板１３ａ、１３ｂ
を溶接してある。またバケットリンク連結ボス６と第１
間隔ボス１２１との間（６〜１２１）、第１〜第４間隔
ボス１２１〜１２４の夫々の間（１２１〜１２２、１２
２〜１２３、１２３〜１２４）及び第４間隔ボス１２４
とブーム連結ボス４との間（１２４〜４）には第２補強
板１４１〜１４５を溶接してある。さらにまたブーム連
結ボス４と第５間隔ボス１２５との間に第３補強板１４
６を溶接してある。尚、第２、第３補強板１４１〜１４
６の左右縁は鋼板１１ａ、１１ｂの対向面に溶接してあ
る（尚、「左右」は紙面垂直方向）。そして第２補強板
１４１〜１４５の内で第２補強板１４１〜１４４はいず
れもその先端に半月形状の排水孔を有する。第２補強板
１４５はその後端が、一方、第３補強板１４６はその先
端が開放されているため排水孔は無い。さらにブーム連
結ボス４とアームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂとの間の
鋼板１１ａ、１１ｂの対向面上には第４補強板１５ａ、
１５ｂを溶接してある。

【００２９】さらにまた鋼板１１ａ、１１ｂは、バケッ
トリンク連結ボス６からブーム連結ボス４までの下辺に
おいて、図５に示すように、鋼板１１ａ、１１ｂの対向
面側に向けて予め折り曲げて構成した前部補強リブ１６
ａ、１６ｂを有する。同様に、ブーム連結ボス４からア
ームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂまでの、鋼板１１ａ、
１１ｂの下辺においても、鋼板１１ａ、１１ｂはその対
向面側に向けて予め折り曲げて構成した後部補強リブ１
７ａ、１７ｂを有する。

【００３０】尚、各ボスと鋼板１１ａ、１１ｂとは、例
えば図６に示すように溶接される。同図６に示すよう
に、鋼板１１ａは例えばバケットリンク連結ボス６との
溶接孔において、その内周を鋼板１１ａ、１１ｂの対向
面側へ深さｔ1 だけ予め折曲げてある。折曲げ深さｔ1
は、鋼板１１ａ、１１ｂの板厚をｔ0 とすると、「ｔ1
＞ｔ0 」の関係としてある。

【００３１】以上の如く構成されたアームＣ２は、図７
に示すように、ブーム連結ボス４をブームＣ１の先端
に、アームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂをアームシリン
ダＣ２１の先端に、アームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂ
をバケットシリンダＣ３１の後端に、バケットリンク連
結ボス６を第１リンク７１の下端に、バケット連結ボス
５をバケットＣ３にピン連結される。尚、アームシリン
ダＣ２１の先端は第１リンク７１の上端及び第２リンク
７２の後端にピン連結され、第２リンク７２の先端はバ
ケットＣ３にピン連結される。尚、バケットシリンダＣ
３１への油圧ホース９は鋼板１１ａ、１１ｂの間を縫う
ようにブームＣ１側から配管される。

【００３２】第１実施例の作用効果を説明する。

【００３３】（１）図１に示すように、掘削時、アーム
Ｃ２には、Ｐ方向にチルトするときの掘削力や掘削した
土砂を積載してＱ方向にチルトバックするときのバケッ
トＣ３及び土砂の慣性力に基づく前後曲げが生ずる。と
ころがバケット連結ボス５とバケットリンク連結ボス６
とが鋼板１１ａ、１１ｂの側面上の中心線Ｍ上（即ち、
曲げモーメントの中立軸上）に配置されている。このた
めバケット連結ボス５と、バケットリンク連結ボス６に
は曲げモーメントが発生しない。つまりアームＣ２の先
端負荷を軽減できる。言い換えれば、その分、アームＣ
２が軽量化されている。

【００３４】（２）アームＣ２の後端部にはブームＣ
１、アームシリンダＣ２１及びバケットシリンダＣ３１
の夫々の力が作用する。従来技術ではこれら力を、アー
ムＣ２の後端部上部に溶接して立設した厚板ブラケット
１ａ、１ｂで受けている。ところがこれでは厚板ブラケ
ット１ａ、１ｂでの溶接部の強度を確保する必要があ
り、そのため厚板ブラケット１ａ、１ｂを厚くし、この
結果、重量が重くなっている。ところが上記第１実施例
は、これら力を受けるブーム連結ボス４、アームシリン
ダ連結ボス２ａ、２ｂ及びバケットシリンダ連結ボス３
ａ、３ｂが鋼板１１ａ、１１ｂ自体に設けられている。
このため厚板ブラケット１ａ、１ｂの溶接が不要とな
り、従って溶接強度確保のため継手ののど厚を確保する
ために鋼板１１ａ、１１ｂの板厚ｔ0 を殊更厚くする必
要もない。また各ボスが互いに離間して配置されている
ため、アームＣ２に対する応力も分散される。

【００３５】（３）アームＣ２はブーム連結ボス４を境
に前方に長く、後方に短い。この場合、前後でのモーメ
ントの関係上、アームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂに加
わる力が大きくなり、その分、ブーム連結ボス４と、ア
ームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂとの間の鋼板１１ａ、
１１ｂへの負荷も大きくなる。ところが上記第１実施例
はブーム連結ボス４と、アームシリンダ連結ボス２ａ、
２ｂとの間の鋼板１１ａ、１１ｂに第４補強板１５ａ、
１５ｂを固設し、これにより鋼板１１ａ、１１ｂへかか
る負荷を軽減している。この場合、鋼板１１ａ、１１ｂ
の板厚を厚くすることで対応した場合と比較すれば、第
４補強板１５ａ、１５ｂは部分的で良いため、その分、
アームＣ２の軽量化に寄与している。尚、例えば小形油
圧ショベルではアームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂへの
負荷も鋼板１１ａ、１１ｂ自体の板厚強度で吸収できる
ことが多い。従ってこのようなときは、第４補強板１５
ａ、１５ｂ無くても構わない。

【００３６】（４）バケット連結ボス５と、バケットリ
ンク連結ボス６との間の鋼板１１ａ、１１ｂの面上に第
１補強板１３ａ、１３ｂを固設してある。これによりバ
ケットＣ３の掘削力を直接受けるアームＣ２の先端部の
負荷を軽減できる。尚、鋼板１１ａ、１１ｂの板厚を厚
くすれば、第１補強板１３ａ、１３ｂは不要となる。

【００３７】（５）アームＣ２には、前述の通り、前後
横曲げが生ずるが、前部補強リブ１６ａ、１６ｂ及び後
部補強リブ１７ａ、１７ｂが、前後横曲げを受ける。従
って鋼板１１ａ、１１ｂをさらに薄く、また狭巾とする
ことが可能となる。即ちその分、アームＣ２を軽量化で
きる。尚、前部補強リブ１６ａ、１６ｂと、後部補強リ
ブ１７ａ、１７ｂとはいずれか一方でも構わない。また
鋼板１１ａ、１１ｂの上辺に設けても構わない。勿論、
鋼板１１ａ、１１ｂの全周に渡ってリブを設けることが
好ましいが、他要素（各ボスの位置等）によってその位
置や長さを適宜選定するのがよい。勿論、期待強度が既
に得られ、かつ軽量化も十分であるときは、これらリブ
は無くても構わない。

【００３８】（６）バケットＣ３の底面を接地させつつ
上部旋回体Ｂを旋回させて行う整地作業では、アームＣ
２に横曲げが生ずる。ところが上記実施例では、第２補
強板１４１〜１４５が横曲げを確実に受ける。このため
横曲げ剛性が飛躍的に増大する。言い換えれば、その
分、鋼板１１ａ、１１ｂや第１〜第５間隔ボス１２１〜
１２５等を軽量化できる。

【００３９】（７）よく知られる通り、溶接構造物の寿
命は溶接部の疲労強度に依存する。そこで溶接部の疲労
強度を確保するため、開先形状や溶接欠陥阻止法等の溶
接条件の最適選択、溶接後の溶接部の表面研磨、溶接後
の溶接部の表面塗装による錆止め、溶接後の溶接部の残
留応力除去、そして溶接部寸法の大形化等が講じられ
る。この内、溶接部寸法の大形化は「溶接部寸法が大き
いほど疲労限度が向上する」ことに基づく。そこで従来
のアームＣ２の板厚は、本来的には負荷に十分耐えられ
る板厚ｔ0 以上の厚さｔ1 とし、その厚い板厚ｔ1 の溶
接によって疲労強度を確保する。ところがこのようにす
ると、アームＣ２の重量化を招く。これに対し、上記第
１実施例は、図６の溶接部で例示した通り、鋼板１１
ａ、１１ｂを板厚ｔ0 とし、溶接部のみ鋼板１１ａ、１
１ｂを曲げて板厚ｔ1 相当としたことにより疲労強度を
確保し、かつ鋼板１１ａ、１１ｂの薄厚化を達成してい
る。即ち、アームＣ２の軽量化を達成している。

【００４０】（８）図７に示すように、油圧ホース９を
鋼板１１ａ、１１ｂ内に通すことができる。このため従
来技術のようなホースガイド８が不要であり、また油圧
ホース９の配置自由度も増し、油圧ホース９を短くでき
る。さらに外観上、油圧ホース９を外部から見えなくで
きるため、美観を呈することができる。

【００４１】（９）上記第１実施例の作用効果から明ら
かなように、第１補強板１３ａ、１３ｂ、第２補強板１
４１〜１４５、第３補強板１４６、第４補強板１５ａ、
１５ｂ、前部補強リブ１５ａ、１５ｂ及び後部補強リブ
１６ａ、１６ｂはあくまで補強用であり、高強度が要請
されるときに装着すればよい。尚、予めこれらを一部又
は総てを備えておれば、他の要素（鋼板１１ａ、１１ｂ
及び各ボス）を軽量化できる。また、前後部補強リブ１
６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂは鋼板１１ａ、１１ｂに
リブ相当部材を溶接することなく折り曲げたものであ
る。このため溶接した部材よりも高強度を確保できる。
尚、鋼板１１ａ、１１ｂを折り曲げることなく、リブ相
当部材を溶接しても構わない。

【００４２】（１０）上記第１実施例に基づく試作アー
ムＣ２では、従来の箱形溶接構造物であるアームＣ２に
比べ、約２５％の軽量化を達成している。単純に考えれ
ば、作業量が約２５％向上することになる。正しくは、
約２５％の軽量化分だけ、アームＣ２を支承するブーム
Ｃ１や、各油圧シリンダ等も軽量化できる。そしてこれ
に伴いカウンタウエイト等も軽量化できる。しかもカウ
ンタウエイトは、油圧ショベルの仕様にもよるが、アー
ムＣ２の軽量化分の数倍の軽量化となって現れるのが普
通である。従って同じ作業量であっても、油圧ショベル
全体をコンパクト化でき、従ってエンジンの燃料消費を
大幅に低減する。

【００４３】第２実施例は、図８に示すように、鋼板１
１ａ、１１ｂの中心線Ｍ上に配置した円筒状の第１〜第
４間隔ボス１２１〜１２４に替え、中空菱形の第１〜第
４間隔ボス１２１ａ〜１２４ａを互いに所定間隔Ｌ２だ
けオーバラップ（重畳）して配列したものである。この
場合、第２補強板１４２〜１４４は廃止してある。他の
構成は、上記第１実施例と同じである。

【００４４】上記第２実施例によれば、中空菱形の第１
〜第４間隔ボス１２１ａ〜１２４ａを互いに所定間隔Ｌ
２だけオーバラップ（重畳）して配列した。ここで第１
〜第４間隔ボス１２１ａ〜１２４ａのオーバラップ部位
が第１実施例における第２補強板１４２〜１４４に相当
する。従って、アームＣ２の横曲げ剛性が増加する。
尚、この場合、第１〜第４間隔ボス１２１ａ〜１２４ａ
を中心線Ｍ上に配置する必要は無く、要するに、第１〜
第４間隔ボス１２１ａ〜１２４ａを互いに所定間隔Ｌ２
だけオーバラップさせれば、アームＣ２の横曲げ剛性が
増加することになる。従って第１〜第４間隔ボス１２１
ａ〜１２４ａは、例えば楕円形、三角形、不定形の筒で
も同じ作用効果が得られる。

【００４５】第３実施例は、図示しないが、鋼板１１
ａ、１１ｂを前後方向に複数分割し、前側の板厚ほど薄
くしたものである。

【００４６】上記第３実施例によれば、次のような作用
効果を奏する。アームＣ２はブームＣ１及びアームシリ
ンダＣ２１によって片持ち支持される。この場合、先端
部が軽い程、アームＣ２の自重負荷が少ない。しかも前
記の通り、バケット連結ボス５と、バケットリンク連結
ボス６には曲げモーメントが発生しない。またブーム連
結ボス４を境とする前後のモーメントの関係上、後方が
前方よりも応力が高くなり易い。従って鋼板１１ａ、１
１ｂを前後方向に複数分割し、前側の板厚ほど薄くする
ことにより、強度確保と軽量化とを両立できる。尚、鋼
板１１ａ、１１ｂを分割すると、溶接部が生ずるが、図
６で示した各ボスと鋼板１１ａ、１１ｂとの溶接部のよ
うに、鋼板１１ａ、１１ｂを予め曲げておき、次いで突
き合わせ溶接すれば、必要十分の強度が確保された薄い
板厚ｔ0 で、裏板も用いることなく、必要十分な疲労強
度が確保された厚い溶接部が得られる。即ち手数は掛か
るが、アームＣ２の軽量化に寄与する。

【００４７】尚、上記実施例の置けるブーム連結ボス
４、バケット連結ボス５及びバケットリンク連結ボス６
は夫々一本で構成したが、バケットシリンダ連結ボス３
ａ、３ｂ及びアームシリンダ連結ボス２ａ、２ｂのよう
に、鋼板１１ａ、１１ｂ毎に設けても構わない。一方、
バケットシリンダ連結ボス３ａ、３ｂ及びアームシリン
ダ連結ボス２ａ、２ｂは鋼板１１ａ、１１ｂ毎に設けた
が、ブーム連結ボス４、バケット連結ボス５及びバケッ
トリンク連結ボス６のように、夫々１本としても構わな
い。その理由は、いずれのボスも、バケットＣ３、第１
リンク７１、バケットシリンダＣ３１、ブームＣ１、ア
ームシリンダＣ２１のピン連結形状との関係で決まるか
らである。尚、ボスは１本式であれ、鋼板１１ａ、１１
ｂの夫々に設けた２個式であれ、夫々の符号は、上記実
施例で用いた符号のままとする（前記「特許請求の範
囲」の記載も同じ）。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を有する油圧ショベルの斜視図であ
る。

【図２】第１実施例の斜視図である。

【図３】第１実施例の側面図である。

【図４】図３のＸ２−Ｘ２矢視図である。

【図５】図３のＸ３−Ｘ３矢視図である。

【図６】図４のＰ部詳細図である。

【図７】第１実施例及びバケットの側面図である。

【図８】第２実施例の側面図である。

【図９】従来の油圧ショベルの斜視図である。

【図１０】図９のアーム及びバケットの側面図である。

【図１１】図１０のＸ１矢視図である。

【符号の説明】

Ａ…下部走行体、Ｂ…上部旋回体、Ｃ１…ブーム、Ｃ１
１…ブームシリンダ、Ｃ２…アーム、Ｃ２１…アームシ
リンダ、Ｃ３…バケット、Ｃ３１…バケットシリンダ、
Ｍ…中心線、２ａ、２ｂ…アームシリンダ連結ボス、３
ａ、３ｂ…バケットシリンダ連結ボス、４…ブーム連結
ボス、５…バケット連結ボス、６…バケットリンク連結
ボス、１１ａ、１１ｂ…鋼板、１２１〜１２５…間隔ボ
ス、１３ａ、１３ｂ…第１補強板、１４１〜１４５…第
２補強板、１４６…第３補強板、１５ａ、１５ｂ…第４
補強板、１６ａ、１６ｂ…前部補強リブ、１７ａ、１７
ｂ…後部補強リブ、７１…第１リンク、７２…第２リン
ク。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部走行体Ａ上に旋回自在に上部旋回体
   Ｂを有し、上部旋回体Ｂ上にブームシリンダＣ１１によ
   って起伏自在とされたブームＣ１と、ブームＣ１に対し
   アームシリンダＣ２１によって起伏自在とされたアーム
   Ｃ２と、アームＣ２に対しバケットシリンダＣ３１によ
   って回転自在とされたバケットＣ３とを有する油圧ショ
   ベルの作業機アームにおいて、(a) 互いに離間して対向
   する鋼板１１ａ、１１ｂ間に、先端部から後端部にかけ
   て順に、(b) バケットＣ３にピン連結されるバケット連
   結ボス５と、(c) バケットリンク７１にピン連結される
   バケットリンク連結ボス６と、(d) 鋼板１１ａ、１１ｂ
   間の離間距離を維持する複数の間隔ボス１２１〜１２５
   と、(e) ブームＣ１にピン連結されるブーム連結ボス４
   と、(f) アームシリンダＣ２１にピン連結されるアーム
   シリンダ連結ボス２ａ、２ｂとを有し、かつ(g) ブーム
   連結ボス４の上方部位にバケットシリンダＣ３１にピン
   連結されるバケットシリンダ連結ボス３ａ、３ｂを有す
   ると共に、(h) バケット連結ボス５とバケットリンク連
   結ボス６とを鋼板１１ａ、１１ｂの側面の中心線Ｍ上に
   配置したことを特徴とする油圧ショベルの作業機アー
   ム。
2. 【請求項２】 ブーム連結ボス４と、アームシリンダ連
   結ボス２ａ、２ｂと、バケットシリンダ連結ボス３ａ、
   ３ｂとを互いに離間して配置したことを特徴とする請求
   項１記載の油圧ショベルの作業機アーム。
3. 【請求項３】 ブーム連結ボス４と、アームシリンダ連
   結ボス２ａ、２ｂとの間の鋼板１１ａ、１１ｂの面上に
   第４補強板１５ａ、１５ｂを固設したことを特徴とする
   請求項１記載の油圧ショベルの作業機アーム。
4. 【請求項４】 バケット連結ボス５と、バケットリンク
   連結ボス６との間の鋼板１１ａ、１１ｂの面上に第１補
   強板１３ａ、１３ｂを固設したことを特徴とする請求項
   １記載の油圧ショベルの作業機アーム。
5. 【請求項５】 鋼板１１ａ、１１ｂを前後方向に複数分
   割し、前側の板厚ほど薄くしたことを特徴とする請求項
   １記載の油圧ショベルの作業機アーム。
6. 【請求項６】 鋼板１１ａ、１１ｂの上辺及び下辺のい
   ずれか一方の縁又は両方の縁を折り曲げたことを特徴と
   する請求項１記載の油圧ショベルの作業機アーム。
7. 【請求項７】 複数の間隔ボス１２１〜１２４をアーム
   Ｃ２の長手方向に沿って長い側面断面形状を有する筒状
   とすると共に、隣り合う間隔ボス１２１〜１２４の各々
   対向側を前後方向で互いにオーバラップするように配置
   したことを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの作
   業機アーム。