KR102131317B1

KR102131317B1 - 유압 셔블의 작업기, 및 유압 셔블의 작업기의 제조 방법

Info

Publication number: KR102131317B1
Application number: KR1020187026015A
Authority: KR
Inventors: 신페이 유토; 쓰요시 아사다; 노부야스 스기하라; 나오히로 구니사와; 유키 나카타니; 마사시 우에노
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2020-07-07
Also published as: US20190112779A1; KR20180110087A; CN108779613A; JP2018003268A; WO2018003522A1; DE112017001180T5; JP6721432B2

Abstract

유압 셔블의 작업기의 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감하고, 또한 용접 품질을 향상시킨다. 붐은, 상판(11)과, 상판(11)에 접합된 좌측판(12)과, 붐 후드 브래킷(15)을 구비하고 있다. 붐 후드 브래킷(15)은, 연장부(54)를 가지고 있다. 연장부(54)는, 상판(11)의 측면(23)에 대향하는 부분을 가지고 있다.

Description

유압 셔블의 작업기, 및 유압 셔블의 작업기의 제조 방법

본 발명은, 유압 셔블의 작업기와, 유압 셔블의 작업기의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 유압 셔블의 작업기에 관한 것이며, 댐(dam)을 경계로 분단된 판재의 맞댐면(abutting surface)과 댐과의 사이에 형성된 라인을 따라 용접이 행해지고, 상기 라인 상에 용접 비드(weld bead)가 형성되는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 공개특허 제2015―151741호 공보(특허문헌 1) 참조].

일본 공개특허 제2015―151741호 공보

유압 셔블의 작업기를 구성하는 각 부재를 용접에 의해 접합하는 경우, 연속된 용접선을 설정하는 것이, 용접 작업에 필요로 하는 공정수의 저감 및 용접 품질의 향상의 관점에서 바람직하다.

본 발명의 목적은, 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감할 수 있고, 또한 용접 품질을 향상시킬 수 있는, 유압 셔블의 작업기를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 유압 셔블의 작업기는, 제1 판재와, 제1 판재에 접합된 제2 판재와, 제1 판재에 접합되고, 제2 판재와 간극을 두고 대향하는 제3 판재와, 제2 판재 및 제3 판재에 접합되고, 제1 판재와 간극을 두고 대향하는 제4 판재를 구비하고 있다. 제1 판재, 제2 판재, 제3 판재, 및 제4 판재는, 서로 접합되어 상자형 구조체를 형성하고 있다. 유압 셔블의 작업기는 또한 상자형 구조체의 길이 방향의 단부에 있어서, 제1 판재, 제2 판재, 제3 판재, 및 제4 판재의 각각에 접합된, 제1 장착 부재를 구비하고 있다. 제1 장착 부재는, 상자형 구조체의 길이 방향으로 연장되는 연장부를 가지고 있다. 연장부는, 제1 판재의 측면에 대향하는 부분을 가지고 있다.

본 발명에 관한 제조 방법은, 유압 셔블의 작업기의 제조 방법이다. 유압 셔블의 작업기는, 제1 판재와, 제1 판재에 접합된 제2 판재와, 제1 판재에 접합되고, 제2 판재와 간극을 두고 대향하는 제3 판재와, 제2 판재 및 제3 판재에 접합되고, 제1 판재와 간극을 두고 대향하는 제4 판재를 구비하고 있다. 제1 판재, 제2 판재, 제3 판재, 및 제4 판재는, 서로 접합되어 상자형 구조체를 형성하고 있다. 유압 셔블의 작업기는 또한 상자형 구조체의 길이 방향의 단부에 있어서, 제1 판재, 제2 판재, 제3 판재, 및 제4 판재의 각각에 접합된, 제1 장착 부재를 구비하고 있다. 제1 장착 부재는, 상자형 구조체의 길이 방향으로 연장되는 연장부를 가지고 있다. 연장부는, 제1 판재의 측면에 대향하는 부분을 가지고 있다. 제조 방법은, 연장부와, 연장부에 대향하는 제1 판재의 측면과의 사이에, 제1 장착 부재의 표면의 일부가 오목한 패임부(窪部; recess portion)을 형성하는 단계와, 패임부를 용접에 의해 매립하는 단계를 포함하고 있다.

본 발명에 의하면, 유압 셔블의 작업기의 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감할 수 있어, 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 실시형태에 기초한 유압 셔블의 외관을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 붐(boom)의 개략적인 구성을 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2 중에 나타내는 III―III 선을 따른 붐의 단면도(斷面圖)이다.
도 4는 도 2 중의 영역 IV를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 상판의 일부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 붐 후드 브래킷의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 2 중의 영역 IV의 평면도이다.
도 8은 도 2 중의 영역 IV의 측면도이다.
도 9는 상판과 붐 후드 브래킷이 용접된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 10은 상판과 붐 후드 브래킷이 용접된 상태를 상이한 각도로부터 본 사시도이다.
도 11은 도 1에 나타낸 암(arm)의 개략적인 구성을 나타낸 측면도이다.

이하, 실시형태에 관한 유압 셔블의 작업기 및 유압 셔블의 작업기의 제조 방법에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일 부품에는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이들의 명칭 및 기능도 같다. 따라서, 이들에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다.

도 1은, 실시형태에 기초한 유압 셔블(100)의 외관을 설명하는 도면이다.

유압 셔블(100)은, 주행체(1)와, 선회체(旋回體)(3)와, 작업기(4)를 주로 구비하고 있다. 유압 셔블 본체는, 주행체(1)와 선회체(3)에 의해 구성되어 있다. 주행체(1)는, 좌우 한 쌍의 크롤러(crawlers)를 가지고 있다. 선회체(3)는, 주행체(1)의 상부의 선회(旋回) 기구(機構)를 통하여, 주행체(1)에 장착되어 있다. 선회체(3)는, 운전실(8)을 가지고 있다.

작업기(4)는, 선회체(3)에 있어서, 상하 방향으로 작동 가능하게 축지지되어 있고, 토사의 굴삭(掘削; excavation) 등의 작업을 행한다. 작업기(4)는, 붐(5)과, 암(6)과, 버킷(bucket)(7)를 포함하고 있다. 붐(5)의 베이스부는, 선회체(3)에 연결되어 있다. 암(6)은, 붐(5)의 선단에 연결되어 있다. 버킷(7)은, 암(6)의 선단에 연결되어 있다. 붐5, 암(6) 및 버킷(7)의 각각이 유압(油壓) 실린더에 의해 구동됨으로써, 작업기(4)는 구동 가능하다.

도 2는, 도 1에 나타낸 붐(5)의 개략적인 구성을 나타낸 측면도이다. 도 3은, 도 2 중에 나타내는 III―III 선을 따른 붐(5)의 단면도이다. 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 붐(5)은, 상판(11)과, 좌측판(12)과, 우측판(13)과, 하판(14)을 가지고 있다. 좌측판(12)과 우측판(13)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상단(上端)에 있어서 상판(11)에 용접에 의해 접합되어 있고, 하단(下端)에 있어서 하판(14)에 용접에 의해 접합되어 있다. 우측판(13)은, 좌측판(12)과 간극을 두고 대향하고 있다. 좌측판(12)과 우측판(13)은, 대략 평행하게 배치되어 있다. 하판(14)은, 상판(11)과 간극을 두고 대향하고 있다. 상판(11)과 하판(14)은, 대략 평행하게 배치되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 상판(11), 좌측판(12), 우측판(13) 및 하판(14)은, 서로 접합되어, 상자형 구조체(19)를 형성하고 있다. 상판(11)과 좌측판(12)과의 접합 부분에, 용접 비드(111)가 형성되어 있다. 상판(11)과 우측판(13)과의 접합 부분에, 용접 비드(112)가 형성되어 있다. 좌측판(12)과 하판(14)과의 접합 부분에, 용접 비드(113)가 형성되어 있다. 우측판(13)과 하판(14)과의 접합 부분에, 용접 비드(114)가 형성되어 있다.

도 2를 병행하여 참조하여, 상판(11), 좌측판(12), 우측판(13) 및 하판(14)은, 각각, 가늘고 긴 판형의 형상을 가지고 있다. 상자형 구조체(19)는, 붐(5)의 길이 방향으로 연장되는 장척(長尺)의 구조체이다. 상자형 구조체(19)의 길이 방향은, 도 3 중의 지면(紙面) 수직 방향이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상자형 구조체(19)의 길이 방향의 한쪽 끝에, 붐 후드 브래킷(15)이 접합되어 있다. 상자형 구조체(19)의 길이 방향의 다른 쪽 끝에, 암 장착 브래킷(16)이 접합되어 있다. 붐 후드 브래킷(15)과, 암 장착 브래킷(16)은, 상자형 구조체(19)의 길이 방향의 단부에 있어서, 상판(11), 좌측판(12), 우측판(13) 및 하판(14)의 각각에 접합되어 있다. 붐 후드 브래킷(15)은, 붐(5)의 후단부를 이루고, 암 장착 브래킷(16)은, 붐(5)의 전단부(前端部)를 이루고 있다. 붐 후드 브래킷(15)은, 선회체(3)에 핀으로 결합된다. 암 장착 브래킷(16)에는, 암(6)이 핀으로 결합된다.

그리고, 실시형태에 있어서는, 상판(11)과 하판(14)이 배열되는 방향(도 3 중의 상하 방향)을 상하 방향이라고 한다. 좌측판(12)과 우측판(13)이 배열되는 방향(도 3 중의 좌우 방향)을 좌우 방향이라고 한다. 붐(5)의 연장되는 방향, 또는 상자형 구조체(19)의 길이 방향(도 3 중의 지면 수직 방향)을 전후 방향이라고 한다. 전후 방향에 있어서, 붐(5)이 선회체(3)에 연결되는 측이 후방향이며, 암(6)이 붐(5)에 연결되는 측이 전방향(前方向)이다.

좌측판(12) 및 우측판(13)의, 전후 방향에서의 대략 중앙부에는, 붐 실린더 장착부(17)가 설치되어 있다. 붐 실린더 장착부(17)에, 붐(5)을 구동시키는 붐 실린더의 선단이 연결된다. 상판(11)의 상면측의, 전후 방향에서의 대략 중앙부에는, 암 실린더 장착부(18)가 설치되어 있다. 암 실린더 장착부(18)에, 암(6)을 구동시키는 암 실린더의 기단(基端)이 연결된다.

상판(11), 좌측판(12), 우측판(13) 및 하판(14)은, 각각 1매의 판재에 의해 형성되어 있어도 된다. 또는, 복수의 판재가 용접 등에 의해 서로 접합되어, 상판(11), 좌측판(12), 우측판(13) 및 하판(14)의 각각을 형성해도 된다. 상자형 구조체(19)의 내부 공간에, 붐(5)의 강도를 증대하기 위한 보강 부재가 배치되어 있어도 된다.

도 4는, 도 2 중의 영역 IV를 확대하여 나타낸 사시도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 좌측판(12)은, 평판형의 형상을 가지고 있다. 좌측판(12)은, 도 3에 나타낸 상자형 구조체(19)의 외표면을 구성하는 표면(31)과, 붐 후드 브래킷(15)에 대향하는 측면(32)을 가지고 있다. 표면(31)은, 평면형의 형상을 가지고 있다. 측면(32)은, 표면(31)에 대하여 대략 직교하여 연장되어 있다.

상판(11)은, 표면(21)과, 표면(21)은 반대측의 이면(裏面; back surface)(22)과, 측면(23)과, 단면(端面)(24)을 가지고 있다. 도 5는, 상판(11)의 일부분을 확대하여 나타낸 사시도이다. 도 4 및 도 5에 나타낸 상판(11)의 부분도의 범위에 있어서, 상판(11)은 평판형의 형상을 가지고 있고, 표면(21) 및 이면(22)은 평면형의 형상을 가지고 있다. 표면(21)은, 도 3에 나타낸 상자형 구조체(19)의 외표면을 구성하고 있다. 이면(22)은, 도 3에 나타낸 상자형 구조체(19)의 내표면을 구성하고 있다. 측면(23)은, 표면(21)과 이면(22)으로 이어져 있다. 측면(23)은, 표면(21) 및 이면(22)에 대하여, 대략 직교하고 있다.

단면(24)은, 상판(11)의 후단면(後端面)을 구성하고 있다. 단면(24)은, 상판(11)의 두께 방향에 대하여 경사지는 테이퍼면이다. 표면(21)과 단면(24)과의 경계 부분보다도, 이면(22)과 단면(24)과의 경계 부분 쪽이, 전후 방향에 있어서보다도 후방에 배치되어 있다. 단면(24)은, 표면(21)으로부터 이면(22)을 향해, 하향 구배(句配)로 경사져 있다. 단면(24)은, 표면(21)과 이면(22)으로 이어져 있다.

상판(11)에는, 측면(23)의 일부가 절결된 절결부(切缺部)(28)가 형성되어 있다. 절결부(28)는, 상판(11)의 좌우 방향의 길이를 감소시키고 있다. 측면(23)은, 절결 형성면(25, 26)을 가지고 있다. 절결 형성면(25, 26)은, 절결부(28)의 벽면을 형성하고 있다. 절결 형성면(25, 26)은, 상판(11)의 두께 방향으로 연장되어 있다.

절결 형성면(25)은, 전후 방향으로 연장되는 평면형으로 형성되어 있다. 절결 형성면(26)은, 전후 방향에 대하여 경사지게 연장되는 평면형으로 형성되어 있다. 절결 형성면(25)은, 단면(24)으로 이어져 있다. 절결 형성면(25)은, 단면(24)과 절결 형성면(26)과의 사이에 설치되어 있다. 절결 형성면(25, 26)은, 표면(21)과 이면(22)으로 이어져 있다. 절결 형성면(25, 26)은, 표면(21) 및 이면(22)에 대하여, 대략 직교하고 있다.

도 6은, 붐 후드 브래킷(15)의 구성을 나타낸 사시도이다. 붐 후드 브래킷(15)은, 주조(鑄造)에 의해 성형된 주물(鑄物)이며, 예를 들면, 주강(鑄鋼) 주조한 강철 또는 용접 가능한 주철(鑄鐵) 등의 금속 주물이다. 붐 후드 브래킷(15)은, 일체로 성형되어 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 붐 후드 브래킷(15)은, 상판(11)이 탑재되는 탑재면(59)을 가지고 있다.

도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 붐 후드 브래킷(15)은, 후방 벽부(51)를 가지고 있다. 후방 벽부(51)는, 탑재면(59)에 대하여 위쪽으로 돌기되어 있다. 후방 벽부(51)는, 좌우 방향을 따라 연장되어 있다. 후방 벽부(51)는, 제방(bank)의 형상을 가지고 있다. 후방 벽부(51)는, 상판(11)의 단면(24)에 대향하는 대향면(52)을 가지고 있다. 대향면(52)는, 단면(24)과의 사이에 간극을 두고, 단면(24)을 따라 연장되어 있다. 대향면(52)과 단면(24)과의 사이의 간격은, 탑재면(59)으로부터 위쪽으로 이격(離隔)됨에 따라 점차 증대되어 있다.

붐 후드 브래킷(15)은, 연장부(54)를 가지고 있다. 연장부(54)는, 탑재면(59)에 대하여 위쪽으로 돌기되어 있다. 연장부(54)는, 전후 방향으로 연장되어 있다. 연장부(54)는, 도 3에 나타낸 상자형 구조체(19)의 길이 방향으로 연장되어 있다. 연장부(54)는, 후방 벽부(51)로부터 전방을 향해 연장되고, 선단(55)까지 연장되어 있다. 선단(55)은, 상자형 구조체(19)의 길이 방향에서의, 연장부(54)의 선단 부분이다. 연장부(54)는, 선단(55)에 가까워짐에 따라 융기 높이가 작아지게 되는 제방의 형상을 가지고 있다.

연장부(54)와, 상판(11)의 측면(23)은, 간극을 두고 서로 대향하고 있다. 연장부(54)는, 상판(11)에 절결부(28)가 형성되어 있는 부분에 대향하고 있다. 연장부(54)는, 상판(11)의 절결 형성면(25, 26)과 대향하고 있다.

연장부(54)를 따라 붐 후드 브래킷(15)의 일부가 오목한 패임부(56)가 형성되어 있다. 패임부(56)는, 탑재면(59)에 대하여 오목하게 있다. 상판(11)이 탑재면(59)에 탑재된 도 4에 나타낸 상태로, 패임부(56)는, 연장부(54)와, 연장부(54)에 대향하는 상판(11)의 측면(23)과의 사이에 형성되어 있다. 패임부(56)는, 연장부(54)와, 상판(11)의 절결 형성면(25, 26)과의 사이에 형성되어 있다.

패임부(56)로 이어져, 개선 가공면(groove preparation surface)(57)이 형성되어 있다. 개선 가공면(57)은, 탑재면(59)에 대하여 경사져 있다. 개선 가공면(57)은, 패임부(56)에 대하여 전방에 형성되어 있다. 에지부(58)는, 개선 가공면(57)과 탑재면(59)과의 경계를 형성하고 있다. 에지부(58)는, 전후 방향으로 연장되어 있다.

개선 가공면(57)은, 상판(11)이 탑재면(59)에 탑재된 상태로 상판(11)의 이면(22)에 대향하는 부분에 형성되어 있다. 개선 가공면(57)은, 상판(11)의 이면(22)에 대향하고 있고, 이면(22)에 대하여 비평행으로 형성되어 있다. 개선 가공면(57)과 이면(22)과의 사이에, 개선이 형성되어 있다. 개선 가공면(57)과 이면(22)과의 사이의 개선 폭은, 에지부(58)로부터 이격됨에 따라 점차 증대되어 있다.

개선 가공면(57)이 형성되어 있는 것에 의해, 붐 후드 브래킷(15)에는, 탑재면(59)에 대하여 오목한 형상이 형성되어 있다. 이 오목한 형상의 최전방 부분에, 좌측판(12)의 측면(32)에 대향하는 대향면(60)이 형성되어 있다. 대향면(60)은, 좌측판(12)의 측면(32)에 대하여 비평행으로 형성되어 있다. 대향면(60)과 측면(32)과의 사이에, 개선이 형성되어 있다. 좌측판(12)의 두께 방향에서의 대향면(60)과 측면(32)과의 사이의 개선 폭은, 좌측판(12)의 표면(31)에 가까워짐에 따라 점차 증대되어 있다.

도 7은, 도 2 중의 영역 IV의 평면도이다. 도 7에는, 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을, 상판(11)의 표면(21)에 수직인 방향으로부터 본 도면이 나타나 있다. 도 7 중의 상하 방향이 전술한 좌우 방향이며, 도 7 중의 좌우 방향이 전술한 전후 방향이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 연장부(54)는, 상판(11)의 측면(23), 보다 구체적으로는 절결 형성면(25, 26)에 대향하는 대향면(61)을 가지고 있다. 대향면(61)은, 상판(11)과의 사이에 간극을 두고, 상판(11)의 측면(23)을 따라 연장되어 있다. 상판(11)의 절결부(28)는, 상자형 구조체(19)의 길이 방향에 있어서, 상판(11)의 단면(24)으로부터 연장부(54)의 선단(55)을 초과하여 형성되어 있다. 전후 방향에서의, 상판(11)에 절결부(28)가 형성된 길이는, 연장부(54)의 길이보다도 크게 되어 있다. 연장부(54)의 선단(55)은, 절결 형성면(26)과 마주보고 있다.

절결부(28)의 경계의 일부를 규정하는 절결 형성면(25)과, 에지부(58)는, 상판(11)의 표면(21)에 수직인 방향에서 볼 때 이어져 있다. 절결 형성면(25)과 에지부(58)는, 상판(11)의 두께 방향에서 볼 때, 동일 평면 상에 존재하고 있다. 절결 형성면(25)과 에지부(58)는, 도 7에 나타낸 위쪽에서 볼 때, 일직선 상에 전후 방향으로 연장되어 있다.

좌측판(12)은, 도 4에 나타낸 표면(31)과, 표면(31)은 반대측의 이면(33)을 가지고 있다. 상판(11)의 표면(21)에 수직인 방향에서 볼 때, 에지부(58)와 좌측판(12)의 이면(33)이 평행하게 배치되어 있어도 된다. 좌우 방향에 있어서, 에지부(58)는, 좌측판(12)의 표면(31)과 이면(33)과의 사이에 설치되어 있어도 된다.

도 8은, 도 2 중의 영역 IV의 측면도이다. 도 8에는, 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을, 도 7 중의 화살표 VIII 방향에서 본 도면이 도시되어 있다. 그리고, 도 7에는, 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을, 도 8 중의 화살표 VII 방향에서 본 도면이 도시되어 있다. 도 8 중의 상하 방향이 전술한 상하 방향이며, 도 8 중의 좌우 방향이 전술한 전후 방향이다.

도 8에 나타낸 측방에서 볼 때, 붐 후드 브래킷(15)의 연장부(54)는, 상판(11)의 측면(23), 보다 구체적으로는 절결 형성면(25, 26)의 일부를 덮고 있다. 절결부(28)는, 상판(11)의 측면(23)의, 연장부(54)에 대향하는 부분에, 형성되어 있다. 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을 좌우 방향에서 볼 때, 연장부(54)와 절결 형성면(25, 26)은, 일부가 중첩되어 있다. 연장부(54)는, 좌측판(12)의 표면(31)에 수직인 방향, 또는 좌측판(12)의 두께 방향에서 볼 때, 그 일부가 상판(11)의 측면(23)의 일부와 중첩되어 있다. 연장부(54)는, 상판(11)의 측면(23)에 대향하는 부분을 가지고 있다.

도 9는, 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)이 용접된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 10은, 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)이 용접된 상태를 상이한 각도로부터 본 사시도이다.

붐 후드 브래킷(15)의 대향면(52)과, 상판(11)의 단면(24)과의 사이에, 제1 개선이 형성되어 있다. 붐 후드 브래킷(15)의 연장부(54)의 대향면(61)과, 상판(11)의 측면(23), 보다 구체적으로는 절결 형성면(25), 26과의 사이에, 제2 개선이 형성되어 있다. 붐 후드 브래킷(15)의 개선 가공면(57)과, 상판(11)의 이면(22)과의 사이에, 제3 개선이 형성되어 있다.

제1 개선, 제2 개선 및 제3 개선은, 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)과의 용접 부분을 형성하고 있다. 상판(11)의 단면(24)에, 제1 개선이 형성되어 있다. 제2 개선의 바닥면에는, 패임부(56)가 형성되어 있다. 개선 가공면(57)의 에지부(58)ㄱ가, 제3 개선의 바닥부를 구성하고 있다. 도 9, 도 10 중에는, 제1 개선, 제2 개선 및 제3 개선을 따라 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을 용접한 용접 비드(101)가 도시되어 있다.

제1 개선은, 제2 개선과 이어져 있다. 제2 개선은, 제3 개선과 이어져 있다. 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)은, 제1 개선, 제2 개선 및 제3 개선의 순으로, 일련에 용접할 수 있다. 제1 개선의 개구를 위쪽을 향해 제1 개선을 용접한다. 제1 개선의 종단부(終端部)에 도달하면, 도 10에 나타낸 화살표 방향으로 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을 일체로 회전시키고, 제2 개선의 개구를 위쪽을 향해, 이 상태에서 제2 개선을 용접한다. 제2 개선의 종단부에 도달하면, 도 10에 나타낸 화살표 방향으로 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을 다시 회전시키고, 제3 개선의 개구를 위쪽을 향해, 이 상태에서 제3 개선을 용접한다. 이와 같이 하여, 제1∼제3 개선이 연속 용접되어, 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)이 접합된다.

상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을, 용접 로봇의 포지셔너(positioner)에 장착함으로써, 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)을 자동으로 일체로 회전시키는 것이 가능하다. 제1 개선을 용접할 때, 상판(11)은, 대략 수평 방향으로 연장되도록 배치된다. 제2 개선을 용접할 때, 상판(11)은, 수평 방향 및 연직(沿直) 방향에 대하여 경사지도록 배치된다. 제3 개선을 용접할 때, 상판(11)은, 대략 연직 방향으로 배치된다.

좌측판(12)의 측면(32)과, 붐 후드 브래킷(15)의 대향면(60)과의 사이에, 제4 개선이 형성된다. 상판(11)의 이면(22)과, 좌측판(12)의 표면(31)과의 사이에, 필렛(fillet) 용접으로 용접되는 제5 용접 개소(箇所)가 형성된다. 도 3에 나타낸 용접 비드(111)는, 상판(11)의 이면(22)과 좌측판(12)의 표면(31)이 필렛 용접에 의해 용접된 용접 비드를 나타내고 있다.

제3 개선의 종단부에 도달하면, 이어서, 제4 개선 또는 제5 용접 개소 중 어느 하나가 용접된다. 제1∼제3 개선은, 목 깊이를 충분히 확보하기 위해, 복수 회 반복하여 용접된다. 일련의 용접 작업에 있어서, 제4 개선의 용접이 완료할 때까지는 제3 개선에 이어서, 제4 개선의 용접을 행하고, 그 후, 제3 개선에 이어서, 제5 용접 개소의 용접을 행하도록 해도 된다. 이와 같이 하여, 제1∼제3 개선에 이어서, 제4 개선 또는 제5 용접 개소가 연속 용접되어, 붐 후드 브래킷(15)과 좌측판(12), 및 상판(11)과 좌측판(12)이 접합된다.

전술한 설명과 일부 중복되는 부분도 있지만, 본 실시형태의 특징적인 구성을 열거하면 다음과 같이 된다. 본 실시형태의 붐(5)은, 도 1에 나타낸 유압 셔블(100)에 사용되는 붐(5)으로서, 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상판(11)과, 좌측판(12)과, 우측판(13)과, 하판(14)을 구비하고 있다. 좌측판(12)은, 상판(11)에 접합되어 있다. 우측판(13)은, 상판에 접합되어 있고, 좌측판(12)과 간극을 두고 대향하고 있다. 하판(14)은, 좌측판(12) 및 우측판(13)에 접합되어 있고, 상판(11)과 간극을 두고 대향하고 있다. 상판(11), 좌측판(12), 우측판(13) 및 하판(14)은, 서로 접합된 도 3에 나타낸 상자형 구조체(19)를 형성하고 있다. 실시형태의 상판(11), 좌측판(12), 우측판13, 및 하판(14)이, 각각, 제1 판재, 제2 판재, 제3 판재, 및 제4 판재에 상당한다.

붐(5)은 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 붐 후드 브래킷(15)을 구비하고 있다. 붐 후드 브래킷(15)은, 도 3에 나타낸 상자형 구조체(19)의 길이 방향의 단부에 있어서, 상판(11), 좌측판(12), 우측판(13) 및 하판(14)의 각각에 접합되어 있다. 도 4, 도 6∼도 8에 나타낸 바와 같이, 붐 후드 브래킷(15)은, 연장부(54)를 가지고 있다. 연장부(54)는, 상자형 구조체(19)의 길이 방향으로 연장되어 있다. 연장부(54)는, 도 4, 도 7∼도 8에 나타낸 바와 같이, 상판(11)의 측면(23)에 대향하는 부분을 가지고 있다. 실시형태의 붐 후드 브래킷(15)이, 제1 장착 부재에 상당한다.

상판(11)의 단면(24)과, 붐 후드 브래킷(15)의 대향면(52)에 의해 형성되는 제1 개선을 용접할 때, 연장부(54)가 설치되어 있는 것에 의해, 용융 금속이 연장부(54)에 의해 차단된다. 연장부(54)를 구비하고, 연장부(54)가 용접 작업 중에 용융 금속이 흘러넘치지 않도록 하는 댐(dam)의 기능이 얻어지는 것에 의해, 제1 개선을 용접할 때 충분한 목 깊이(throat depth)를 확보할 수 있다. 이로써, 제1 개선의 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감할 수 있고, 또한 제1 개선의 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

상판(11)의 측면(23)과, 연장부(54)의 대향면(61)에 의해, 제2 개선이 형성되어 있다. 제1 개선과 제2 개선은, 서로 연통되어 형성되어 있다. 이로써, 제1 개선의 용접으로부터 제2 개선의 용접으로 원활하게 이행하는 것이 가능하게 된다. 제1 개선과 제2 개선을 연속하여 용접할 수 있으므로, 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감할 수 있다. 제1 개선과 제2 개선을 용접 로봇을 사용하여 연속 용접하는 것이 가능해지므로, 안정된 용접이 가능해져, 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 4∼도 5, 도 7∼도 8에 나타낸 바와 같이, 상판(11)의, 연장부(54)에 대향하는 부분에, 절결부(28)가 형성되어 있다. 상판(11)의 측면(23) 중, 절결부(28)를 구성하고 있는 절결 형성면(25, 26)과, 연장부(54)의 대향면(60)에 의해, 제2 개선이 형성되어 있다. 상판(11)의 이면(22)과, 붐 후드 브래킷(15)의 개선 가공면(57)에 의해, 제3 개선이 형성되어 있다. 상판(11)에 절결부(28)를 형성함으로써, 제2 개선과 제3 개선을 서로 연통시켜 형성할 수 있으므로, 제2 개선의 용접으로부터 제3 개선의 용접으로 원활하게 이행하는 것이 가능하게 된다. 제2 개선과 제3 개선을 연속하여 용접할 수 있으므로, 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감할 수 있다. 제2 개선과 제3 개선을 용접 로봇을 사용하여 연속 용접하는 것이 가능해지므로, 안정된 용접이 가능해져, 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 4, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상판(11)은, 표면(21)과, 표면(21)은 반대측의 이면(22)을 가지고 있다. 표면(21)은, 도 3에 나타낸 상자형 구조체(19)의 외표면을 형성하고 있다. 실시형태의 표면(21)이 제1 표면에 상당하고, 이면(22)이 제1 이면에 상당한다. 도 6∼도 8에 나타낸 바와 같이, 붐 후드 브래킷(15)의, 상판(11)의 이면(22)에 대향하는 부분에, 개선 가공면(57)이 형성되어 있다. 개선 가공면(57)은, 이면(22)과 함께 제3 개선을 형성하고 있다. 개선 가공면(57)의 에지부(58)이, 제3 개선의 바닥부를 구성하고 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 절결 형성면(25)과, 에지부(58)가, 상판(11)의 표면(21)에 수직인 방향에서 볼 때 이어져 있다.

절결 형성면(25)과 에지부(58)를 동일 평면 상에 설치함으로써, 제2 개선의 용접으로부터 제3 개선의 용접으로 원활하게 이행하는 것이 보다 더 용이하게 된다. 제2 개선과 제3 개선을, 더욱 확실하게 연속 용접할 수 있으므로, 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감할 수 있고, 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 7, 도 8에 나타낸 바와 같이, 절결부(28)는, 상판(11)의 단면(24)으로부터 연장부(54)의 선단(55)을 초과하여 형성되어 있다. 이와 같이, 절결부(28)를 형성하는 범위를 규정함으로써, 제2 개선으로부터 제3 개선으로 이행할 때, 연장부(54)가 용접기의 선단의 노즐에 간섭하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 제2 개선의 용접으로부터 제3 개선의 용접으로 원활하게 이행하는 것이 보다 더 용이하게 된다.

또한, 도 4, 도 6에 나타낸 바와 같이, 연장부(54)와, 연장부(54)에 대향하는 상판(11)의 측면(23)과의 사이에, 붐 후드 브래킷(15)의 표면의 일부가 오목한 패임부(56)가 형성되어 있다. 제1 개선, 제2 개선 및 제3 개선을 연속으로 용접 시공하는 경우에는, 용접 중에 상판(11) 및 붐 후드 브래킷(15)을 회전시킬 필요가 있다. 패임부(56)를 형성하는 것에 의해, 회전 중에 패임부(56)에 용융 금속을 체류하게 하는 것이 가능하므로, 용접 작업 중에 용융 금속이 쉽게 흘러넘치지 않는 구성을 실현할 수 있다. 패임부(56)를 용접으로 매립함으로써, 평탄한 용접 비드(101)를 얻는 것이 가능하며, 또한 제2 개선의 필요한 목 깊이를 확보할 수 있다.

또한, 도 4, 도 6, 도 8에 나타낸 바와 같이, 연장부(54)는, 선단(55)에 가까워짐에 따라 융기 높이가 작아지게 되는 제방의 형상을 가지고 있다. 이와 같이, 연장부(54)의 형상을 규정함으로써, 제2 개선으로부터 제3 개선으로 이행할 때, 연장부(54)가 용접기의 선단의 노즐에 간섭하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 제2 개선의 용접으로부터 제3 개선의 용접으로 원활하게 이행하는 것이 보다 더 용이하게 된다.

이상 설명한 바와 같은 구성을 구비하고 있는 본 실시형태의 붐(5)은, 제1 개선으로부터 제3 개선에 도달하는 용접선을 연속시킬 수 있고, 용접 로봇을 사용하여 연속하여 용접할 수 있다. 따라서, 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감할 수 있고, 또한 용접 품질을 향상시킬 수 있다. 붐(5)에 있어서 응력 집중이 발생하기 쉬운 코너 부분을 자동으로 연속 용접하여 용접 품질을 향상시킴으로써, 붐(5)의 강도를 향상시킬 수 있다.

바람직하게는, 붐 후드 브래킷(15)은, 주물이다. 연장부(54), 패임부(56) 및 개선 가공면(57) 등을 가지는 복잡한 형상의 붐 후드 브래킷(15)을, 적절한 금형을 준비하여 주조로 일체로 성형하면, 용이하게 성형하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 붐 후드 브래킷(15)의 성형에 관한 공정수를 저감할 수 있고, 또한 성형품의 형상의 불균일을 저감할 수 있다.

상기한 실시형태에 있어서는, 작업기(4)의 붐(5)의 상판(11)과 붐 후드 브래킷(15)과의 용접에 대하여 설명하였다. 본 발명은, 작업기(4)의 암(6)을 용접에 의해 성형할 때도 적용할 수 있다. 본 발명의 대상인 유압 셔블(100)의 작업기(4)는, 붐(5)과 암(6)을 가리키는 것이다.

도 11은, 도 1에 나타낸 암(6)의 개략적인 구성을 나타낸 측면도이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 암(6)은, 상판(71)과, 하판(74)과, 암 실린더 장착 브래킷(75)과, 암 탑 브래킷(76)을 가지고 있다. 암 실린더 장착 브래킷(75)는, 암(6)의 길이 방향의 한쪽 끝에 있어서, 상판(71) 및 하판(74)에 접합되어 있다. 암 탑 브래킷(76)은, 암(6)의 길이 방향의 다른 쪽 끝에 있어서, 상판(71) 및 하판(74)에 접합되어 있다. 암 실린더 장착 브래킷(75)는, 암(6)의 후단부를 이루고, 암 탑 브래킷(76)은, 암(6)의 전단부를 이루고 있다. 암 탑 브래킷(76)은, 주조에 의해 성형된 주물이다.

암(6)의 길이 방향의, 암 실린더 장착 브래킷(75)의 근방의 위치에, 붐 접속 구멍(77)이 형성되어 있다. 붐 접속 구멍(77)에, 도 3에 나타낸 암 장착 브래킷(16)이 연결된다.

암 탑 브래킷(76)과 상판(71)과의 용접 부위에, 전술한 붐 후드 브래킷(15) 및 상판(11)과 동일한 구성을 적용함으로써, 용접 작업에 필요로 하는 공정수를 저감할 수 있고, 또한 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각될 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명에서가 아니라 청구의 범위에 의해 표시되고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

4: 작업기, 5: 붐, 6: 암, 11: 상판, 12: 좌측판, 13: 우측판, 14: 하판, 15: 붐 후드 브래킷, 19: 상자형 구조체, 21, 31: 표면, 22, 33: 이면, 23, 32: 측면, 24: 단면, 25, 26: 절결 형성면, 28: 절결, 51: 후방 벽부, 52, 60, 61: 대향면, 54: 연장부, 55: 선단, 56: 패임부, 57: 개선 가공면, 58: 에지부, 59: 탑재면, 76: 암 탑 브래킷, 100: 유압 셔블, 101, 111, 112, 113, 114: 용접 비드.

Claims

제1 판재;
상기 제1 판재에 접합된 제2 판재;
상기 제1 판재에 접합되고, 상기 제2 판재와 간극을 두고 대향하는 제3 판재; 및
상기 제2 판재 및 상기 제3 판재에 접합되고, 상기 제1 판재와 간극을 두고 대향하는 제4 판재;
를 포함하고,
상기 제1 판재, 상기 제2 판재, 상기 제3 판재, 및 상기 제4 판재는, 서로 접합되어 상자형 구조체를 형성하고, 또한
상기 상자형 구조체의 길이 방향의 단부에 있어서, 상기 제1 판재, 상기 제2 판재, 상기 제3 판재, 및 상기 제4 판재의 각각에 접합된, 제1 장착 부재를 구비하고,
상기 제1 장착 부재는, 상기 상자형 구조체의 상기 길이 방향으로 연장되는 연장부를 구비하고,
상기 연장부는, 상기 제1 판재의 측면에 대향하는 부분을 구비하고,
상기 제1 판재의, 상기 연장부에 대향하는 부분에, 절결부(切缺部)가 형성되어 있는,
유압 셔블의 작업기.
제1항에 있어서,
상기 제1 판재는, 상기 상자형 구조체의 외표면을 형성하는 제1 표면; 및 상기 제1 표면과는 반대측의 제1 이면(back surface);을 구비하고,
상기 제1 장착 부재의, 상기 제1 이면에 대향하는 부분에, 상기 제1 이면과 함께 개선(groove)을 형성하는 개선 가공면(groove preparation surface)이 형성되고,
상기 제1 판재에 상기 절결부가 형성된 부분의 상기 측면과, 상기 개선의 바닥부가, 상기 제1 표면에 수직인 방향에서 볼 때 이어져 있는, 유압 셔블의 작업기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상자형 구조체의 상기 길이 방향에 있어서, 상기 절결부는, 상기 제1 판재의 단부(端部)로부터 상기 연장부의 상기 길이 방향의 선단을 초과하여 형성되어 있는, 유압 셔블의 작업기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연장부는, 상기 길이 방향의 선단에 가까워짐에 따라 융기 높이가 작아지게 되는 제방(bank)의 형상을 가지는, 유압 셔블의 작업기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 장착 부재는 주물(鑄物)인, 유압 셔블의 작업기.
유압 셔블의 작업기의 제조 방법으로서,
상기 작업기는,
제1 판재;
상기 제1 판재에 접합된 제2 판재;
상기 제1 판재에 접합되고, 상기 제2 판재와 간극을 두고 대향하는 제3 판재; 및
상기 제2 판재 및 상기 제3 판재에 접합되고, 상기 제1 판재와 간극을 두고 대향하는 제4 판재;를 구비하고,
상기 제1 판재, 상기 제2 판재, 상기 제3 판재, 및 상기 제4 판재는, 서로 접합되어 상자형 구조체를 형성하고, 또한
상기 상자형 구조체의 길이 방향의 단부에 있어서, 상기 제1 판재, 상기 제2 판재, 상기 제3 판재, 및 상기 제4 판재의 각각에 접합된, 제1 장착 부재를 포함하고,
상기 제1 장착 부재는, 상기 상자형 구조체의 상기 길이 방향으로 연장되는 연장부를 구비하고,
상기 연장부는, 상기 제1 판재의 측면에 대향하는 부분을 포함하고,
상기 연장부; 및 상기 연장부에 대향하는 상기 제1 판재의 상기 측면과의 사이에, 상기 제1 장착 부재의 표면의 일부가 오목한 패임부(recess portion);를 형성하는 단계; 및
상기 패임부를 용접에 의해 매립하는 단계;
를 포함하는 유압 셔블의 작업기의 제조 방법.
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