WO2005001211A1 - 建設機械用作業腕及びその製造方法 - Google Patents

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WO2005001211A1
WO2005001211A1 PCT/JP2004/009079 JP2004009079W WO2005001211A1 WO 2005001211 A1 WO2005001211 A1 WO 2005001211A1 JP 2004009079 W JP2004009079 W JP 2004009079W WO 2005001211 A1 WO2005001211 A1 WO 2005001211A1
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WO
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plate
thick
corner
shaped member
flat
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PCT/JP2004/009079
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toru Nakajima
Takeshi Takahashi
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
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Priority to EP04746548A priority patent/EP1640511B1/en
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/38Cantilever beams, i.e. booms;, e.g. manufacturing processes, forms, geometry or materials used for booms; Dipper-arms, e.g. manufacturing processes, forms, geometry or materials used for dipper-arms; Bucket-arms
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    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
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    • Y10T29/49616Structural member making
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    • Y10T29/49634Beam or girder
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    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/20Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20305Robotic arm

Definitions

  • the present invention relates to a working arm for construction machinery and a method for manufacturing the same, which are preferably used for a hydraulic excavator for excavating earth and sand.
  • a hydraulic excavator as a construction machine includes a self-propelled traveling body, a revolving body mounted on the traveling body so as to be revolvable, and a boom provided to be able to ascend and descend on the front side of the revolving body. And a working device consisting of a front part such as a film, a film, and a front attachment (for example, baguette).
  • a working arm such as a boom and an arm that constitutes a (front part) working device such as the one described above, for example, joins four steel plates including an upper plate, a lower plate, a left side plate, and a right side plate.
  • the cross section is formed as a rectangular cylinder having a quadrangular shape (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-21939).
  • the left and right sides of the upper plate are made thicker, and the middle part is made thinner.
  • the lower plate also has a thick portion on both the left and right sides, and a thin portion in the middle.
  • the left and right side plates are butt-welded to the left and right sides (thick portion) of the upper and lower plates to form a square tube body. We are trying to obtain high rigidity while reducing the weight of the cylinder.
  • a working arm of a construction machine formed as a rectangular cylinder is provided with four corner members forming a total of four corners (corners), and alternates between these corner members. It is also known to be composed of a total of four flat plates that are connected together (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-20311).
  • the four corner members forming the corners are previously formed with curved surfaces (roundness).
  • the cross section has an L-shape.
  • the flat plate is welded to each corner member to form the rectangular cylinder having a square cross section as a whole.
  • the left and right sides of the upper plate and the lower plate are formed as thick portions, and the left and right side plates are butt-welded to these thick portions. are doing. For this reason, for example, it is not necessary to form the entire upper plate, lower plate and side plate using a thick steel plate, and the working arm can be reduced in weight, and there is an advantage that a certain degree of rigidity can be secured. is there.
  • the left and right side plates are butt-welded to the thick portions located on the left and right sides of the upper plate and the lower plate, for example, the left and right sides are located between the upper plate and the lower plate. It is necessary to insert the side plates of the two and to perform welding work by accurately aligning the joints of the two. For this reason, the positioning jig used at the time of welding has a complicated shape. In this case, for example, three-dimensional welding is required, so that there is a problem that a large amount of labor and time are required for the welding operation. In particular, there are the following problems in the openings used for three-dimensional welding work that describes high-energy-density welding such as laser welding, which can obtain deep penetration into the weld. That is, since a three-dimensional welding process is performed on the joint surface between the upper plate and the lower plate and the left and right side plates, a gap is likely to be generated at the joint surface. Gap
  • the corners of the self-square cylindrical body are formed by the thick portions of the upper and lower plates and the portions (ie, welds) of the left and right side plates.
  • the four corner members in total and the four flat plates interconnecting the corner members are formed of steel plates having substantially the same thickness. 'Thus, it is not possible to solve both of the conflicting issues of reducing the weight and securing the rigidity of the working arm.And, if a thick steel plate was used to secure the rigidity, Become s
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to form a rectangular cylinder having a rectangular cross section using a plurality of plate members having different plate thicknesses.
  • An object of the present invention is to provide a working arm for a construction machine and a method for manufacturing the same, which can solve both of the conflicting problems of reducing the weight and securing rigidity of the working arm.
  • Another object of the present invention is to use a two-dimensional welding method in which the positioning of the joint is easier than the three-dimensional welding method, thereby improving workability during welding.
  • a working arm for a construction machine has a square cross section formed by joining a plurality of plates together to form a front part of the construction machine. It is formed as a cylindrical body.
  • the plurality of plate members are a flat plate member having a flat shape forming a flat portion of the prismatic body, and a plate thickness larger than the flat plate member.
  • a thick plate material for corners that is bent in a state of being in contact with the thin plate material in advance is formed. is there.
  • the flat thin plate material and the corner corner thick plate material can be formed by using steel plates having different thicknesses, and a highly versatile plate material can be used as a material for the working arm. I can do it?
  • the thick plate material for corners is bent.
  • the flat corner material having such a flat shape has a flat shape at the stage of the above, and the positioning work on the thin material is performed only by abutting its widthwise end face to the end face of the flat thin material. It can be easily performed.
  • two-dimensional welding can be used to easily join a thin plate material for a plane and a thick plate material for a corner. This eliminates the need for three-dimensional welding work as described in the prior art, and simplifies the positioning work by positioning the joints of the sheet material before welding.
  • the thickness of the thick plate material for corners forming the corners of the rectangular cylinder is made smaller, and the thickness of the thin plate material for planes forming the flat surfaces of the rectangular cylinder is made thinner. This makes it possible to reduce the overall weight while securing the rigidity of the working arm.
  • the inventors of the present invention need to increase the plate thickness in order to secure rigidity at the corners of the rectangular cylinder.
  • the flat part located between these corners had lower load sharing than the respective corners.
  • the weight of the entire work arm can be reduced by reducing the thickness of the flat sheet material forming the flat portion of the rectangular cylinder.
  • the thick plate material for corners forming the corners of the rectangular cylindrical body can increase the rigidity of the entire work arm by increasing the plate thickness.
  • a rectangular cylinder made of a plate material and a thick plate material for corners can receive the excavation reaction force received by the work arm at the time of excavation work such as earth and sand with sufficient strength, and the rigidity as the work arm Nature can be ensured.
  • the thick plate material for the corner and the thin te material for the flat surface are welded by abutting each other in the width direction.
  • a wide plate-like member having a partially different thickness, and the wide plate-like member is bent at the position of the corner plate to form a part of the rectangular cylinder.
  • the cross section is a U-shaped member.
  • the wide plate-like body formed by abutting and welding the corner plate and the flat plate member to each other is used to form the position of the corner plate member using, for example, press molding.
  • a member having a U-shaped cross section can be press-formed from a wide plate-like body.
  • the main part can be formed.
  • the flat sheet material and the corner corner thick sheet are abutted with each other such that one side in the thickness direction is substantially on the same plane and the other side in the thickness direction has an uneven surface shape.
  • the uneven surface due to the difference in plate thickness between the flat thin plate material and the corner corner thick plate material has a rectangular cylinder shape.
  • the outer surface of the rectangular tube is not exposed, and the outer surface of the rectangular cylinder can be formed as a uniform surface.
  • the flat sheet material and the corner thick plate material are abutted with each other such that one side in the thickness direction has an uneven surface shape and the other side in the thickness direction is substantially on the same plane. It is configured to be welded.
  • the thick plate material for corners is bent so that one side in the plate thickness direction becomes the outer surface, so that the flat thin plate material and the thick plate material for corners are bent with bending.
  • the tensile stress generated in the welded portion can be kept low, and the occurrence of cracks in the welded portion can be prevented.
  • the square cylinder is formed into a robust structure. As emphasized, it is possible to give the design due to the uneven surface to the outer surface of the rectangular cylindrical body, and it is possible to increase the commercial value as a working arm for construction machinery.
  • the flat thin plate material and the corner corner thick plate material are configured to be welded to each other such that the side in the thickness direction and the other side have an uneven surface shape.
  • the uneven surface due to the difference in thickness between the thin fe material for the plane and the thick plate material for the corners is exposed on the outer surface of the rectangular cylinder, and the design property of the concave and convex surface is provided on the outer surface of the rectangular cylinder. And increase the value of the product as a work arm for construction machinery.
  • a POS thick plate material serving as a POS mounting portion for a front portion is pre-joined to the longitudinal ends of the flat thin plate material and the corner corner thick plate material constituting the rectangular cylindrical body.
  • This thick plate material for a host is bent and processed together with the thick plate material for a corner.
  • the boss thick plate which is to be the POS mounting part of the front part, is brought into contact with the longitudinal ends of the flat thin plate and the corner thick plate in advance, and the boss thick plate in the state where the boss is cut is used. Bending can be performed along with the character, and the number of steps during bending can be reduced and workability can be improved.
  • the boss thick plate is formed to have a thickness of one corner j and the like with the corner corner thick plate. This makes it possible to equalize the stress distribution, load sharing, etc., of the thick plate material for pouring and the thick corner material when they are bent together.
  • the present invention also relates to a construction machine working arm which is formed as a rectangular cylinder having a rectangular cross section by joining a plurality of plates together to form a front part of the construction machine. In the manufacturing method, in order to form the rectangular cylindrical body using the plurality of plate members having different plate thicknesses, these plate members are joined to each other in the width direction and welded to form a wide plate member having a plate thickness partially different.
  • a wide plate-like body having a partially different plate thickness is butt-welded to a plurality of plate members having different plate thicknesses in the width direction.
  • the welding operation at this time can be performed, for example, as a two-dimensional welding operation.
  • the wide plate-shaped body is bent into a U-shape by bending the thick plate portion of the wide plate-shaped body.
  • It can be formed as a U-shaped member. Further, in the subsequent second welding step, a separate plate-shaped member is welded to the opening side of the U-shaped member, thereby opening the U-shaped member.
  • the ⁇ side can be closed by a plate-like member, and the working arm can be formed as a rectangular cylinder having a rectangular cross section.
  • a boss thick plate serving as a boss mounting portion of a front portion is provided by welding at the longitudinal end of the wide plate-like body, and in the bending step, The boss thick plate is bent together with the wide plate to form a U-shaped member having a U-shaped cross section.
  • boss thick plate to be used as the wide plate in a state where the boss thick plate serving as the boss mounting portion of the front portion is previously joined to the longitudinal end of the wide plate. Bending can be performed together, reducing the number of steps in bending and improving workability.
  • bending is performed in a state in which the bonding strength of the wide plate-like body (between plate materials having different thicknesses) is increased. This makes it possible to suppress, for example, a load caused by bending from adversely affecting the thin plate portion of the wide plate-like body.
  • the joining strength of a wide plate-like body made of a plurality of plate materials having different plate thicknesses can be increased by high-work-energy density welding that can obtain deep penetration, and the load during bending can be increased. In this case, it is possible to secure sufficient joint strength.
  • FIG. 1 is a front view showing a hydraulic excavator applied to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged front view showing the arm in FIG. 1 as a single body.
  • FIG. 3 is a plan view of a wide plate-like body and a thick boss plate used as a material of the arm shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of the wide plate-like body in FIG. 3 as viewed obliquely from above.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the wide plate-like body viewed from the direction indicated by arrows VV in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the wide plate-like body of FIG. 5 is bent into a U-shape.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state before the plate-shaped member is joined to the U-shaped member.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which a plate member is joined to a U-shaped member to form a rectangular cylinder.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a state before the plate-shaped member is joined to the U-shaped member.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing a state before the plate member is joined to the boss thick plate material that is the material of the boss mounting portion.
  • FIG. 11 is a plan view showing a boss thick plate constituting a boss mounting portion different from the boss thick plate in FIG. 10.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the boss thick plate material in FIG. 11 is bent to form a post mounting portion.
  • FIG. 13 is a plan view of a wide plate-like body and a boss thick plate used in the second embodiment.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing a state before the plate-like member is joined to the U-shaped member obtained by bending the wide plate-like body of FIG. 13.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state before the plate-shaped member according to the third embodiment is joined to a U-shaped member.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a state where a rectangular tube is formed by joining a plate-shaped member to the U-shaped member in FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state where a rectangular tubular body is formed by joining a plate-shaped member to a U-shaped member according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 shows the material of the rectangular cylinder according to the fifth embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a wide plate-shaped member.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the wide plate-like body as viewed from the direction indicated by arrows XIX—XIX in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a state in which the wide plate-like body in FIG. 19 is bent and shaped into a U-shape and then the plate-like members are joined.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a state where a rectangular tube is formed by joining a plate-shaped member to the U-shaped member in FIG. 20.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state in which a rectangular tubular body is formed by attaching a plate-shaped member to a U-shaped member according to the sixth embodiment.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a state where a rectangular tube is formed by joining a plate-shaped member to a U-shaped member according to the seventh embodiment.
  • FIG. 24 is a perspective view showing a wide plate-like body which is a raw material of the rectangular cylinder according to the eighth embodiment.
  • Figure 25 is a cross-sectional view of the wide plate-like body viewed from the direction of arrows XXX- XXX in Figure 24.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing a state in which the wide plate-like body in FIG. 25 is bent into a U-shape and then the plate-like members are joined.
  • FIG. 27 is an enlarged view of a main part of the U-shaped member shown in FIG. 26.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing a state in which a rectangular cylindrical body is formed by the U-shaped member and the plate-like member in FIG. 26.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing a state in which the rectangular cylinder according to the ninth embodiment is formed by a U-shaped member and a plate-shaped member.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view at the same position as FIG. 5 showing the wide plate-like body before bending the U-shaped member in FIG. 29.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a state in which the rectangular cylinder according to the tenth embodiment is formed by a rectangular member and a plate-like member.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view at the same position as in FIG. 5 showing the wide plate-like body before bending the U-shaped member in FIG. 31.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing a state where the wide plate-like member in FIG. 32 is bent into a U-shape and then joined to the plate-like members.
  • FIG. 34 is an enlarged view of a main part of the U-shaped member shown in FIG. 33.
  • FIG. 35 is a front view showing a hydraulic excavator according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 to 12 show a first embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a hydraulic shovel as a construction RS machine.
  • the hydraulic shovel 1 is a tracked traveling body 2 capable of white running, and a revolving body mounted on the traveling body 2 so as to be capable of turning. 3, etc. m have been made Ri by the working device 1 1 will be described later
  • the revolving superstructure 3 is constituted by a revolving frame 4, a cab 5 provided on the revolving frame 4, an external force bar 6, a force counterweight 7, and the like. It has a building for operation, where the passengers can get on and off, and a driver's cab is defined inside the building.
  • the exterior power par 6 has a power pump and a hydraulic pump (not a power pump). Etc. are not shown), etc., are defined in the machine room.
  • Reference numeral 8 denotes a soil removal plate garment mounted on the front side of the traveling body 2, and the soil removal plate device 8 is arranged so as to be able to move up and down with respect to the traveling body 2. Work, earth removal, etc.
  • 1 1 is an offset set type work equipment that is a front part of the revolving structure 3 that can be raised and lowered on the front side.
  • the work: 4c 1 1 is capable of raising and lowering on the revolving frame 4
  • the lower boom 12 of the working device 11 1 and the upper arm 13 and the arm 21 can be configured as a working arm for a construction machine.
  • a link rod (not shown) is provided between the unit and -14 so as to be rotatable left and right.
  • the link and the source constitute a parallel link with the ⁇ abm 12 apper boom 13 and the amster 14 and ⁇ ⁇ .
  • a bum cylinder 16 Also, between the & frame 4 and the avatar 12, there is provided a bum cylinder 16.
  • the alarm 17 is provided between the alarm 21 and the alarm 21. Yes.
  • a socket cylinder 20 for front-end arrangement is provided between the arm 21 and the packet 15 via links 18 and 19.
  • an offset cylinder (not shown) is provided between the mouthpiece 12 and the upper pub 13 so that, for example, when performing a trenching operation, the offset cylinder is extended and contracted. As a result, the arm 21 is translated leftward and rightward with respect to the mouthpiece 12 via the parallel link.
  • Reference numeral 21 denotes an arm of a working device 11 constituting a working arm for a construction machine.
  • the arm 21 has a rectangular cylindrical body 22 extending in a longitudinal direction thereof as shown in FIGS. 2 to 12, and a rectangular cylindrical body.
  • a boss mounting portion 23 provided on one side in the longitudinal direction of 2 2 to which two boss portions 23 A and 23 B are joined, and a boss provided on the other side in the longitudinal direction of the rectangular cylindrical body 22
  • the rectangular cylinder 22 constituting the main part of the arm 21 is formed as a cylinder having a rectangular cross section as shown in FIG. That is, the rectangular cylindrical body 2 2 is disposed on the upper side thereof, and the left and right corners 22 A, 22 A, and each corner 2
  • the corners 22 A of the rectangular cylindrical body 22 are formed using a corner material thick plate 30 described later, and the upper flat portion 22 B is formed using a flat sheet material 28 described later. Also formed below The side corner 22 C is formed of a thick plate 31 described later, and the lower flat portion 22 D is formed of a thin plate 34 described later, and the left and right sides are formed.
  • the flat surface portion 22E is formed using a flat sheet material 29 described later.
  • the POS mounting portion 24 located on the other side of the arm 21 is rotatably pin-connected to the arm stay 14 shown in FIG. 1 via the POS portion 24A.
  • Reference numeral 25 denotes a lid plate for closing the other side of the rectangular cylinder 22 together with the boss mounting portion 24, and reference numeral 26 denotes a cylinder bracket provided on the other side of the rectangular cylinder 22 via the lid plate 25.
  • the cylinder bracket 26 is formed as a bracket plate having a substantially shape as shown in FIGS. 1 and 2, and two pin holes 26A and 26B are formed. ing.
  • the rod side end of the arm cylinder 17 shown in FIG. 1 is rotatably pin-connected to the pin hole 26 A of the cylinder bracket 26, and the pin hole 26 B is inserted into the pin hole 26 B of the cylinder bracket 26.
  • the bottom end of the bottom side is rotatably connected with a pin.o
  • Numeral 27 denotes a wide plate-like body which is a material of the rectangular cylindrical body 22.
  • the wide plate-like body 27 is a flat sheet material as a thin plate portion extending in the longitudinal direction as shown in FIGS. 2 8 2 9,
  • the flat sheet material 28 located at the center in the width direction of the wide plate-like body 27 is formed using a flat-shaped thin steel sheet that is elongated in the longitudinal direction.
  • the left and right corner corner thick plates 300 joined to both sides in the width direction (left and right directions) of the flat sheet material 28 are elongated in the longitudinal direction like the flat sheet material 28. It is formed using an elongated steel plate.
  • one side (upper surface) of the flat sheet material 282 9 and the corner thick sheet material 30 is located on substantially the same plane as shown in FIGS.
  • the widthwise ends are welded to each other so that the other side (lower side) in the thickness direction has an uneven surface shape.
  • the thick plate materials 30, 30 for corners of the wide plate-like body 27 have a plate thickness larger than the thin plate material 28 for the flat surface, and the bending lines indicated by dotted lines in FIGS. 3 and 4. Construct a bent plate material that is bent and bent in a convex shape at the position of 30 A. And, a thick plate material for a corner 3
  • 0 forms a corner 22 A of the rectangular cylinder 22 shown in FIG. 8 by being curved in an L-shaped cross section with a curved surface (roundness) as shown in FIG.
  • the left and right flat sheet materials 29, 29 joined to the outside in the width direction of 0, 30 extend in the longitudinal direction along the corner material 30 and have a substantially trapezoidal planar shape.
  • the left and right thick plates 3 1, 3 1 joined to the outside in the width direction of the flat sheet material 29 are elongated along the outer surface of the flat sheet material 29. It is made of thick steel plate that extends in the direction
  • the flat sheet material 2 8 2 9 is, for example, 36 mm
  • 1 is formed using a steel sheet having a thickness approximately twice that of the flat sheet material 282 9 (for example, about 612 mm).
  • the wide plate-like body 27 made of 3 1 has a boss mounting portion 2 3 (a boss thick plate material 3 described later) as shown in FIG.
  • the other end of the wide plate-like body 27 in the longitudinal direction has a joint end 2.
  • Reference numeral 32 denotes a U-shaped member formed by bending a wide plate-like body 27, and the U-shaped member 32 is a wide plate-like body.
  • the left and right corner corner thick plates 300 are bent into an L-shaped cross section as shown in Fig. 6 with the bending, and the corners of the square cylinder 22 shown in Fig. 8 are bent.
  • part 2 2 a, 2 a shall form a 2 a the planar thin plates material 2 8 the central forms a flat portion 2 2 B on the upper side of the rectangular tube body 2 2: are.
  • the left and right flat sheet materials 2 9 2 9 The left and right plane parts 22E and 22E of 2 are formed. Then, as shown in FIG. 7, an opening 32A located below the U-shaped member 32 is formed between the left and right thick plates 31 and 31. This opening 32A is described later. It is closed by the plate member 33 of FIG.
  • Reference numeral 3 3 denotes a plate-like member constituting a rectangular cylinder 22 together with the U-shaped member 3 2. As shown in FIGS. 7 to 9, the plate-like member 3 3 has a central thin plate 3 4 and a thin plate 3 4 It consists of left and right thick plates 35, 35 joined to each other in the width direction by means such as high energy density welding.
  • the plate member 33 is formed with a length substantially corresponding to the thick plate member 31 of the U-shaped member 32 as shown in FIG. 9, and the width dimension thereof is left as shown in FIG. , Right thick plate 3 1,
  • the opening 32A of the U-shaped member 32 is closed from below by using the plate-like member 33, and as shown in FIG. 8, the rectangular cylinder 22 having a rectangular cross section is formed. It is formed.
  • 2C is formed by the vicinity of the joint 36 between the thick plate 31 of the U-shaped member 32 and the thick plate 35 of the plate member 33, and is located below the rectangular cylindrical body 22.
  • the flat portion 22D is formed by the lower surface of the plate member 33.
  • the thin plate material 34 of the plate member 33 is formed to have substantially the same thickness as the flat thin plate members 28, 29 of the wide plate member 27 described above. Thick plate material of shape 2 7 3 0 It is formed with the same thickness as 31.
  • boss thick plate 37 is a boss thick plate used as the material of the boss mounting portion 23, and the boss thick plate 37 is the same thickness as the thick corner material 30 and the thick plate 31 of the wide plate 27.
  • Figure 3 shows the structure.
  • the boss thick plate 37 has two mounting holes 37 A and 37 A to which the cylindrical boss 23 A shown in FIG. 2 is attached by welding. There are provided two semicircular mounting grooves 37B and 37B to which the boss 23B of the shape is attached by welding.
  • the boss thick plate material 37 is bent as shown in FIG. 10 at the positions of the fold lines 37 C and 37 C shown by dotted lines in FIG.
  • the cross section is formed as a U-shaped member almost in the same manner as in the above.
  • Reference numeral 38 denotes a plate-like member that constitutes the boss mounting portion 23 together with the thick boss plate member 37.
  • the plate member 33 in Fig. 22 is composed of a central thin plate member 38A and left and right thick plate members 38B, 38B. .
  • the plate member 38 is formed to be short corresponding to the boss thick plate 37, and the boss thick plate 37 is closed so as to close the lower opening of the post thick plate 37. It is to be joined to.
  • the boss mounting portion 23 is formed as a short rectangular tube having a rectangular cross section by joining the boss thick plate member 37 and the plate-shaped member 38. Thereafter, the boss mounting portion 23 is joined to one longitudinal side of the rectangular cylinder 22 at the joint end 27A shown in FIG.
  • Reference numeral 3 9 denotes another boss thick plate used as the material of the boss mounting portion 24, and this boss thick plate 39 is a thick plate of the wide plate-like body 27.
  • the boss plate 39 has two substantially semicircular mounting grooves 39 A 39 A to which the cylindrical boss 24 A shown in Fig. 2 is attached by welding. It has been done.
  • the thick steel material 39 is bent so as to be bent upward as shown in Fig. 12 at the position of the bending line 39 B 39 B shown by the point s in Fig.
  • a boss mounting part 24 having a U-shape is formed.
  • the boss mounting portion 24 is joined to the other side in the longitudinal direction of the rectangular cylinder 22 at the position of the inclination 27 C shown in FIG.
  • the hydraulic excavator 1 has the above-described configuration. Next, a method of manufacturing the arm 21 serving as a working arm will be described.
  • the flat sheet material 28 in the center and the left and right corner corners are used.
  • the thick plate material 30 0, the outer thin plate materials 29, 29, and the outer thick plate materials 31, 31 are connected to each other in the width direction by means of laser welding or the like. Butt welding is performed to form a wide plate-like body 27 whose thickness is partially different (first welding process).
  • the wide plate-like body 27 formed as described above is bent using a press machine die (not shown) or the like, and the cross section has a U-shape as shown in FIG. 6 and FIG. U-shaped member 32 is plastically deformed (bending process).
  • the wide plate-like body 27 is formed by pressing the left and right corner corner thick plate materials 300 into an L-shaped cross section as shown in FIG. 6 and press-forming as a U-shaped member 32.
  • a plate-shaped member 33 separate from the U-shaped member 32 is illustrated.
  • thick plates 3 5 are placed on both the left and right sides of thin plates 34. It is formed by butt welding 3 5. Then, the plate member 33 is laser-welded to the opening 32A side of the U-shaped member 32 so that the opening 32A located below the U-shaped member 32 is closed by the plate member 33. (2nd welding process).
  • a rectangular cylinder 22 having a rectangular cross section is formed from the U-shaped member 32 and the plate-shaped member 33 as shown in FIG. Then, the corner portion 22 A located on the upper side of the rectangular cylinder 22 can be formed by the corner plate 30, and the upper flat portion 22 B can be formed by the flat sheet material 28. Can be formed.
  • a corner 22 C located at the lower side of the rectangular cylinder 22 can be formed by the vicinity of the joint 36 between the thick plates 31 and 35, and the lower flat portion 22 D It can be formed by the lower surface side of the shaped member 33 (thin plate material 34). Then, the flat portions 22E located on both the left and right sides of the rectangular cylinder 22 can be formed by the flat sheet material 29 between the thick plates 30 and 31.
  • the boss thick plate material 37 which is a material of the boss mounting portion 23, has two mounting holes 37A formed of circular holes as shown in FIG. , 37A and semi-circular mounting grooves 37B, 37B are formed by means such as press forming.
  • boss thick plate 37 is bent at the positions of the fold lines 37 C and 37 C shown by dotted lines in FIG. 3, whereby the boss thick plate 37 is formed as shown in FIG. Press-forming as a member having a U-shaped cross-section as shown in Fig.
  • a plate member 38 separate from the boss thick plate 37 is butt-welded to the left and right sides of the thin plate 38A, as shown in Fig. 10, with thick plates 38B and 38B. It is formed by doing. Then, the plate member 3 8 is attached to the lower side of the boss thick plate 3 7. Join by laser welding or the like to close the opening.
  • the boss mounting portion 23 having a rectangular cross section is formed as a short rectangular tube using the boss thick plate member 37 and the plate member 38. Then, the boss mounting portion 23 formed in this manner is joined to the longitudinal direction side of the rectangular cylinder 22 at the position of the joining end 27 A shown in FIG. 2 by laser welding or the like.
  • the boss thick plate 39 which is a material of the boss mounting portion 24, has two mounting grooves having a substantially semicircular shape as shown in FIG. 11. 39 A and 39 A are pierced by means such as press molding.
  • the POS thick plate 39 is bent at the position of the broken line 39 B 39 B shown by a dotted line in FIG. 11 to traverse the boss thick plate 39 as shown in FIG. Press-formed as a U-shaped member.
  • the boss mounting part 24 formed by the torsion is attached to the inclined end shown in FIG.
  • the lid plate 25 is connected to the other side in the longitudinal direction of the rectangular cylindrical body 22 by means of laser welding or the like at a position of ⁇ 27 ° shown in FIG. Close the other end of the cylindrical body 2 9.
  • a cylindrical bracket 26 is welded to the outside of the lid plate 25 so as to extend toward the upper surface on the other side of the rectangular cylinder 22. Thereby, the arm 21 as a working arm can be manufactured as shown in FIG.
  • Each of them can be formed as a rectangular cylinder as in 1.
  • an offset boom type working device 1 1 The hydraulic excavator 1 provided with the shaft can move forward or backward by driving the traveling body 2, and can also work by rotating the revolving body 3 on the traveling body 2.
  • the direction of the device 11 can be changed appropriately,
  • the Atsuba boom 13 By extending and retracting the V-tube (not shown), the Atsuba boom 13 can be rotated left and right with respect to the lower boom 12, and the arm 21 can be moved to the lower boom 12. On the other hand, it can be easily moved to the left and right, for example, for excavating gutters.
  • the flat sheet material 28 at the center as shown in FIGS.
  • the left and right sides of the thick plate material for corners 3 030 and the outer thin plate material 2 929 and the outer thick plate 3 13 1 are butt-welded by means such as laser welding.
  • the plate thickness A wide plate-like body 27 is formed.
  • this wide plate-like body 27 is bent into an L-shaped cross section at the positions of the left and right corner corner thick plates 3030, as shown in Figs. 6 and 9.
  • the configuration is such that a U-shaped member 32 having a U-shaped cross section is formed.
  • thick plates 3 5 are placed on both the left and right sides of thin plates 34.
  • a plate member 33 is used to form an opening located below the U-shaped member 32.
  • This plate-shaped member 33 is connected to the opening 32A side of the U-shaped member 32 by means of laser welding or the like so as to block P32A as shown in Fig. 8.
  • the upper corner 22 A can be formed by the corner plate 30, and the upper flat part 22 B can be formed as follows.
  • the corner pi5 2 placed below the rectangular cylindrical body 22 formed by the flat sheet material 28 is formed by the vicinity of the joint 36 between the thick plates 31 and 35.
  • the lower flat portion 22D can be formed by the lower surface of the plate member 33 (thin plate 34).
  • the flat sheet material 29 between 0 and 31 can be formed.
  • the rigidity is secured at the corners 22 A and 22 C of the rectangular cylinder 22. It is necessary to increase the plate thickness above. However, the plane portions 22B and 22D22E between the corners 22A and 22C share more load than the corners 22A and 22C. Is low ⁇ It was found that it was not necessary to increase the thickness of the flat parts 2 2 B and 22 D 22 2
  • the flat portions 22B22D and 22E sides of the rectangular cylindrical body 22 are formed by using thin plates 28 and 29334, and the entire arm 21 is formed. It is designed to reduce the weight of Further, the corners 22 2, and 22 C of the rectangular cylinder 22 are formed by using the corner plate 30 and the plate 31 and 35.
  • a highly versatile plate can be used as the first material.
  • the wide plate-like body 27, which is the material of the rectangular cylinder body 22, is formed into a U-shaped member 32 by bending the thin plate material 28,29 and the thick plate material 30,30 before bending. It can be formed by alternately butt-welding, and the welding operation at this time can be performed, for example, as two-dimensional welding.
  • the flat sheet material 28, the left and right corner corner plate materials 3030, the left and right plane sheet material 292 9 and the left and right thick sheet materials 3 1 3 1 It is sufficient to arrange them on the surface plate with the side in the thickness direction (upper surface shown in Fig. 5) turned upside down.
  • the plate materials 2830 and 2931 are abutted in a state where they are arranged on the same plane with the surface of the surface plate.
  • Welding can be easily performed, and two-dimensional welding can be performed.
  • the positioning of the joint can be greatly simplified as compared with the three-dimensional welding process described in the related art.
  • the workability during welding can be improved by two-dimensional welding, and the strength of the joint can be sufficiently ensured.
  • the wide plates 27 can be welded with the plates 28, 29 and the thick plates 30, 31.
  • ⁇ Joint ⁇ Strength of the part can be increased.
  • complete welding can be performed through the back side by welding from one side.
  • high-energy density welding such as laser welding can improve the fatigue life of the welded part.
  • high-speed welding of approximately 5-fold compared to arc welding Ri variable table HS spoon 3 der, it is possible to suppress the amount of heat input low.
  • high-energy density welding it is possible to suppress the occurrence of deformation after welding, particularly on thin sheets 28, 29 and the like having a thickness of 10 mm or less.
  • sufficient joining strength can be ensured against loads such as tensile loads generated during bending.
  • the outer surface of the UU-shaped member 32 that is, the outer surface of the rectangular cylindrical body 22 can be formed as a uniform surface without any concave, convex, and concave portions.
  • the plate member 33 was joined to the open P32A side of the U-shaped member 332 by means such as laser welding. Even when the rectangular cylinder 22 shown in FIG. 8 is formed, it is almost 90. It is only necessary to position the plate-shaped member 33 so as to close the opening 32 A side of the U-shaped member 32 press-formed with a bending angle of
  • the work of aligning the U-shaped member 32 and the plate-shaped member 33 can be easily performed in the longitudinal direction of the U-shaped member 32 shown in FIG. Can be improved. Further, the strength of the joint can be sufficiently ensured by complete welding using high-energy density welding. Therefore, according to the present embodiment, the flat sheet materials 2 8 9 A wide plate-like body 27 and a U-shaped member 32 are formed by using the thick plate material for corners 30, the thick material 31, and the like, and the plate-shaped member 33 is formed by opening the U-shaped member 32 with an opening 32.
  • the rectangular cylinder 22 having a quadrangular cross section can be formed only by combining and joining to the sides. Thereby, the arm 21 serving as a working arm can be formed, and the rigidity thereof can be sufficiently ensured.
  • a wide plate-like body 27 composed of flat ni materials 28 and 29, corner corner thick plates 30 and thick plates 31 can be formed by two-dimensional contact construction.
  • the work of positioning the joint can be greatly simplified as compared with the three-dimensional construction, and the workability at the time of welding can be improved, so that the joint can be sufficiently secured.
  • FIGS. 13 and 14 show a second embodiment of the present invention, and in this embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment. Attached The explanation will be omitted.
  • the feature of this embodiment is that a wide plate composed of flat thin plates 8 and 29, corner plates 30 and thick plates 31.
  • the boss thick plates 4 1, 4 2, 4 2 are welded to the longitudinal end (joint end 27 A and inclined ends 27 C, 27 C) of the body 27, and then the boss This is because the thick plate 41 is bent together with the wide plate 27.
  • the boss thick plate material 41 is formed substantially in the same manner as the boss thick plate material 37 described in the first embodiment, and has two mounting holes 41 A and 4 made of circular holes. 1A and two semicircular mounting grooves 41B, 41B. Then, the boss thick plate 41 is bent at the positions of the bending lines 41 C and 41 C shown by the dotted lines in FIGS. 13 and 13 to form the post mounting portion 23 illustrated in FIG. Things.
  • the boss thick plate material 41 is previously joined to the joining end 27 A of the wide plate-like body 27 by, for example, high-work energy density welding such as laser welding. This is bent together with the wide plate-like body 27 as shown in FIG. 1 to form a U-shaped member 43 described later.
  • boss thick plates 42, 42 are used in place of the boss thick plate 39 described in the first embodiment in order to form the phos mounting portion 24 illustrated in FIG. What you can do.
  • boss thick plate material 42 is a wide plate-like material 27 thick plate material
  • FIG. 13 it is formed in a substantially rectangular shape with a plate thickness similar to that of 30 and 31.
  • boss thick plate material 42 has a post portion illustrated in FIG.
  • a substantially semi-circular mounting groove 42 A to which 24 A is attached by welding is provided.
  • These POS thick plate members 42 are connected to the other side in the longitudinal direction of the wide plate-like body 27 at a position of the inclined end 27 C shown in FIG. 13 by means of laser welding or the like. .
  • the U-shaped member 43 is a U-shaped member formed by machining, and the U-shaped member 43 is a U-shaped member described in the first embodiment.
  • a rectangular cylinder 22 formed substantially in the same manner as 32 and serving as a main part of the arm 21 is formed together with a plate member 44 described later.
  • Reference numeral 4 4 denotes a plate-like member employed in the present embodiment.
  • the plate-like member 4 4 is formed substantially in the same manner as the plate-like member 33 described in the first embodiment, and a central thin plate 4 5 And left and right thick plates 4 6 4 6 connected to both sides of the thin plate 4 5 in the width direction by means of laser welding or the like.
  • 4 is formed with a length substantially corresponding to the thick plate material 31 and the thick plate materials 4 1, 4 2 of the U-shaped member 4 3 as shown in FIG. Corresponds to the distance between the plate members 3 1 3 1.
  • the plate-shaped member 44 is located in the lower opening of the U-shaped member 43 (thick plate member 3).
  • the present embodiment is configured as follows, and the plate thicknesses are different from each other, in substantially the same manner as in the first embodiment.
  • the wide plate-like body 27 and the U-shaped member 43 can be formed by using the thin plate members 28, 29 and the thick plate member 310, etc., and the arm 21 serving as a working arm can be formed.
  • the weight can be reduced and the rigidity can be sufficiently secured.
  • the POS thick plate materials 4 1, 4 2 4 2 are provided on the long ⁇ part of the wide plate body 27 composed of the thin plate materials 28, 29 and the thick plate material 310 3.
  • the post for thick plate 4 1 after its bending processed with wide plate-like body 2 7 This ensures t being configured to form a U-shaped member 4 3, boss attachment portion 2 3
  • the POS thick plate material 41 to be formed together with the wide plate-like body 27 can be bent, so that the number of steps during processing can be reduced and workability can be improved.
  • a thick material for POS is attached to the longitudinal end of the wide plate-like body 27.
  • ⁇ ⁇ Tensile ⁇ Load, compression load, etc. can be prevented from adversely affecting the thin te materials 28, 29 of the wide plate-like body 27. It can be used as a reinforcing material for 282 9.
  • the stress distribution and load sharing when both are bent to ⁇ are formed. Can be equalized.
  • FIGS. 15 and 16 show a third embodiment of the present invention.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • a feature of the present embodiment is that the opening 32A side of the U-shaped member 32 is closed using the plate-shaped member 51.
  • the plate-like member 51 is substantially the same as the plate-like member 33 described in the first embodiment, and the central thin member 52 and the left and stone thick plate members 53, 53 are formed.
  • the plate-shaped member 51 in this case has a larger width than the plate-shaped member 33, and the left and right thick plate members 5 3 5 3
  • the upper surfaces are in contact with the lower surfaces of the U-shaped members 32 (thick plates 31, 31) by the joints 54, 54 in contact with the lower surfaces.
  • These connecting portions 54 are formed by joining the thick member 53 of the plate member 51 to the thick plate member 31 on the lower surface side of the U-shaped member 32 by means of laser welding or the like. To secure. As a result, the opening ⁇ 32 A of the U-shaped member 32 is closed using the plate-shaped member 51, and the cross section thereof is similar to the rectangular cylinder 22 described in the first embodiment.
  • Square tube with a square shape
  • the corner 22 2 A ′ located above the rectangular cylinder 22 ′ can be formed by the corner plate 30, and the upper flat part 22 B ′ can be formed as a plane. It can be formed from the thin sheet material 28 for use.
  • a corner 22 C located at the lower side of the rectangular cylindrical body 2 2 ′ can be formed by the vicinity of the joint 54 between the thick plates 31, 53, and the lower flat portion 22 D can be formed.
  • FIG. 17 shows a fourth embodiment of the present invention.
  • this embodiment is different from the first embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same components, and the description thereof will be omitted.
  • the feature of the present embodiment is that the rectangular cylinder 61 constituting the main part of the arm 21 is made of the flat sheet material 62,63,6.
  • U-shaped member 6 consisting of 3 and thickness te material 6 4, 6 4
  • the thin plate materials 62, 63, 63 and the thick plate materials 64, 64 for corners are substantially the same as the wide plate-like body 27 described in the first embodiment. It is butt-welded in the width direction in advance and is bent at the position of the thick plate material for corners 64, 64 to be press-formed as a U-shaped member 65.
  • the plate member 66 is formed of a single steel plate having the same thickness as the thick plate material 64 for corners and having a width dimension larger than that of the plate member 33, The left and right sides of the plate-shaped member 66 are joined by the joints 67, 67 with the upper surface abutting on the lower surface of the U-shaped member 65 (thin plates 63, 63). Have been combined.
  • the located corner 61 A can be formed by the corner thick plate 64, and the upper flat portion 61 B can be formed by the flat thin plate 62.
  • ⁇ ⁇ It can be formed in the vicinity of the joint 67 between the i 63 and the plate member 66, and the lower flat portion 61D can be formed by the lower surface side of the plate member 66.
  • the flat portions 61E located on the left and both sides of the cylindrical body 61 can be formed by the flat sheet material 63.
  • FIGS. 18 to 21 show a fifth embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the feature of the present embodiment is that, as shown in FIGS. 20 and 21, the square cylindrical body 71 constituting the main part of the arm 21 is replaced with the thick plate material 72 2 for the corner and the left.
  • the U-shaped member 74 composed of the right flat sheet material 73, 73, and a plate-like member 75 closing the lower opening P of the U-shaped member 74 are used.
  • the wide plate-shaped body 7 4 ′ which is the material of the U-shaped member 74, is almost the same as the wide plate-shaped body 27 described in the first embodiment, and the thick plate material 72 2 for the corner and the flat plate
  • the thin plates 73 and 73 are formed by butt welding in the width direction.
  • the wide plate 74 ' is formed by bending the corner plate 72 into a U-shape at the positions of the broken lines 72A and 72A shown by dotted lines in FIG. As a result, as shown in FIG. 20, it is press-formed as a U-shaped member 74.
  • the plate member 75 is made up of the central thin plate material 76 and the left and right thick plates similarly to the plate member 33 described in the first embodiment. It consists of materials 77 and 77. However, in this case, the width of the plate member 75 is larger than that of the plate member 33, and the left and right thick plate members 77, 77
  • the corner 71 A located on the upper side of the rectangular cylinder 71 can be formed by the left and right portions of the corner plate 72. 1B can be formed by the widthwise middle portion of the corner material thick plate material 72.
  • the corner portion 71C located below the rectangular cylindrical body 71 can be formed by the thin material material 73.
  • the lower flat part 71D can be formed by the lower surface of the plate-shaped member 75 (thin plate 76).
  • the flat portions 71 1 ⁇ located on both the left and right sides of the rectangular cylindrical body 71 can be formed by the thin plate material 73 as the flat thin plate material.
  • FIG. 22 shows a sixth embodiment of the present invention.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the feature of the present embodiment is that the rectangular cylindrical body 81 constituting the main part of the arm 21 is made of a thick fe material for corners 82 and a thick steel material 8.
  • U-shaped member 85 consisting of 3, 83 and left and right flat sheet materials 84, 84, and a plate-like member 86 closing the lower opening of the U-shaped member 85.
  • the thick plate material for corners 8 2, the thick plates 8 3, 8 3, and the thin plates 8 4, 8 4 for the plane are described in the fifth embodiment shown in FIGS. 18 and 19.
  • the wide plate-shaped body 7 4 ′ it is butt-welded in the width direction in advance, and then the left and right sides of the corner plate 8 2 are bent into a U-shape. It is press-formed as a U-shaped member 85.
  • the plate member 86 is made up of a central thin plate 87 and left and right thick plate members 88, 88, similarly to the plate member 33 described in the first embodiment. It is configured . However, in this case, the plate member 86 has a larger width dimension than the plate member 33, and the left and right thick plate members 88, 88 have a U-shaped member on the upper surface. 8 5 (thick plates 8 3, 8 3) in contact with the lower surface of the plate members 8 9, 89, and o these joints 89 are plate-like members 8 6
  • the thick plate material 8 8 is welded to the thick plate material 8 3 by means such as laser welding on the underside of the U-shaped member 8 5 by means such as laser welding, and both are fixed with deep penetration.
  • the lower opening 8 5 is closed using a plate-shaped member 86, and has a rectangular cross section similar to the rectangular cylinder 22 described in the first embodiment.
  • the upper side of the rectangular cylinder 81 can be formed on both the left and right sides of the corner plate 8 2, and the upper flat section 8 1 B is
  • It can be formed by the widthwise intermediate portion of 82.
  • FIG. 23 shows a seventh embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the feature of the present embodiment is that the rectangular cylindrical body 91 constituting the main part of the arm 21 is made of the flat sheet material 9, * J, * 3
  • the U-shaped member 95 is arranged below the plate-shaped member 96.
  • the plate-like member 96 has a U-shaped member 997, which will be described later, so as to cover a U-shaped member 95 having a U-shaped cross section and an open upper side as shown in FIG. 23 from above. It is fixed to the U-shaped member 95 via
  • the flat thin plates 92, 93, 93 and the corner thick plates 94, 94 are substantially the same as the wide plate 27 described in the first embodiment. Butt-welded in the width direction in advance, and bent into a U-shaped member 95 by bending the thick corner material 94 so that the flat thin material 93 faces upward. Is to be press-formed
  • the plate member 96 is formed of a single steel plate having the same thickness as the thick plate material 94 for corners with a width dimension larger than that of the plate member 33,
  • the lower surface of both the left and right sides of 9 6 is a U-shaped member 9 5 (flat sheet material 9
  • the corner portion 91A located on the upper side of the rectangular cylindrical body 91 can be formed by the vicinity of the joint portion 97 between the flat sheet material 93 and the plate member 96.
  • 9 1 B can be formed by the upper surface side of the plate member 96.
  • corner portion 91 C located on the lower side of the rectangular cylindrical body 91 can be formed by the thick corner plate material 94, and the lower flat portion 91 D can be formed by the flat thin plate material 92. It can be formed by On the other hand, a rectangular cylinder
  • the flat portions 9 1E located on the left and both sides of 9 1 can be formed by the flat sheet material 9 3.
  • FIGS. 24 to 28 show an eighth embodiment of the present invention.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • a feature of the present embodiment is that the flat sheet material and the corner corner thick material are abutted with each other such that one side in the thickness direction has an uneven surface shape and the other side is located substantially on the same plane. This is due to the configuration for welding.
  • reference numeral 101 denotes a rectangular cylinder employed in the present embodiment, and the rectangular cylinder 101 is formed substantially in the same manner as the rectangular cylinder 22 described in the first embodiment. I have.
  • the rectangular cylinder 101 is located on the upper side and is separated from the left and right corners 101 A, 101 A, and each corner 1 0 1 B, the upper flat part located between 0 A, the other corners located below and separated to the left and right 100 C, 101 C, and each corner 1
  • the lower plane part 101D located between 0C and the left and right plane parts 101E and 101E located between the corners 101A and 101C. It consists of.
  • Numeral 102 is a wide plate-like body which is a material of the rectangular cylinder 101, and this wide plate-like body 102 is substantially the same as the wide plate-like body 27 described in the first embodiment. Is formed.
  • the wide plate-like body 102 is made of a thin plate material 103, 104, 104 and a thick plate material for a corner, 105, 1. 05, and thick plates 106, 106 are butt-welded in the width direction so that they are alternated. These butt weldings are performed by high-work-energy density welding which can obtain deep penetration such as laser welding.
  • the thin plate materials 103 and 104 for the plane and the thick plate material 105 and the thick plate 106 for the corners are the thickness direction as shown in Figs. 24 and 25.
  • One side (upper side) has an uneven surface shape, and the other side (lower side) in the thickness direction is welded to each other so as to lie substantially on the same plane, and is widened by a shir.
  • a plate-like body 102 is formed.
  • Reference numeral 107 denotes a U-shaped member formed by bending the wide plate-like body 102.
  • the U-shaped member 107 has a thickness for each corner of the wide plate-like body 102.
  • the sheet material 105 is bent into a convex curve at the bending lines 105 A and 105 A indicated by the dotted lines in FIG. 24, and the results are shown in FIGS. 26 and 27. As shown in the figure, it was formed by plastic deformation so that the cross section was U-shaped.
  • the left and right corner corner thick plates 105, 105 are bent into an L-shaped cross section as shown in Fig. 26 due to the bending process, and the rectangular cylinder shown in Fig. 28 is obtained. It forms 101 A corners and 101 A corners. Further, the central flat sheet material 103 forms a flat portion 101B located above the rectangular cylinder 101.
  • the left and right flat sheet materials 104 and 104 form the left and right flat portions 10 IE and 101 E of the rectangular cylinder 101.
  • An opening 107A located below the U-shaped member 107 is formed between the left and right thick plates 106, 106 as shown in FIG. 07A is closed by a plate member 108 described later.
  • the outer surface of the U-shaped member 107 is formed by the difference in thickness between the flat sheet materials 103, 104, 104 and the corner plate materials 105, 105. Irregular surfaces 107 B, 107 C and 107 C are formed. However, the inner surface of the U-shaped member 107 is formed as a substantially uniform surface.
  • Reference numeral 108 denotes a plate-like member that constitutes the rectangular cylindrical body 101 together with the U-shaped member 107.
  • the plate-like member 108 has a central thin plate member 109 and a thin plate member 109, as shown in FIG.
  • the left and right sides of the plate 109 were joined to both sides in the width direction using means such as high-work energy density welding. It consists of the right thick plate material 110, 110.
  • 0 and 110 are welded to each other such that the lower surface has an uneven surface shape as shown in FIG. 26, and the upper surface is located almost on the same surface. 0 8 is formed.
  • the plate-shaped member 108 is formed by opening the U-shaped member 107.
  • the opening 107A of the U-shaped member 107 is closed from below by using a plate-like member 108, and as shown in FIG. 28, a rectangular cylindrical body having a rectangular cross section as shown in FIG. The left and right corners located below the rectangular cylinder 101 are formed.
  • 1 0 1 C is the thick plate material of U-shaped member 107
  • the flat surface portion 101D formed by the vicinity of the joining portion 111 of the plate member 108 and the thick plate material 110 of the plate member 108 and located below the rectangular cylinder 101 is It is formed by the lower surface of the plate member 108.
  • the wide plate-like body 10 is configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the first embodiment.
  • the wide plate-like body 10 is configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the first embodiment.
  • the wide plate-like body 10 is configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the first embodiment.
  • the wide plate-like body 10 is configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the first embodiment.
  • the inner surface of 107 has a tendency to generate a compressive load in the direction of arrow B.
  • the flat sheet material 103 and the corner thick sheet material 105 have an uneven surface 107B on the outer surface and a uniform inner surface.
  • the tensile stress in the direction of arrow A hardly acts on the welded portion 112 between 5 and ⁇ 5, and it is possible to suppress the decrease in the strength of the welded portion 112 due to the effect of the tensile stress. it can.
  • the compressive stress in the direction indicated by arrow B is applied to the welded portion 1 1 2 between the thin sheet material 103 for flat surface and the thick plate material 105 5 for corners. 2 will not be affected. That is, since this compressive stress acts in the direction indicated by arrow B in FIG. 27 and does not act in the direction in which the welded portion 112 is separated as in the direction indicated by arrow A, this stress is applied to the welded portion 112. No negative impact
  • the welded portion 112 of the U-shaped member 107 can reliably reduce the residual tensile stress and the like as compared with the U-shaped member 32 described in the first embodiment, and the Workability, fatigue life, etc. can be greatly improved.
  • the U-shaped member 107 is a flat sheet material. Formed so that the uneven surfaces 107B and 107C are exposed on the outer surface of the rectangular cylinder 101 due to the difference in thickness between 103 and 104 and the thick plate for corners 105. it can. As a result, the rectangular cylinder 10
  • the outer surface of 1 is provided with a design with concave surface 107 7 and 107C, which emphasizes that the rectangular cylinder 101 is formed into a sturdy structure, Enhance product value as a working arm for machinery
  • FIG. 29 and FIG. 30 show a ninth embodiment of the present invention.
  • the feature of the present embodiment is that the wide plate-like body 122, which is the material of the rectangular cylinder 121, is configured by using the corner plate 120, etc. as shown in FIG. It is apparent that inclined surfaces 12A and 12A are formed on both sides in the width direction of the corner plate 12 by chamfering.
  • the wide plate-like body 122 is substantially the same as the wide plate-like body 102 described in the eighth embodiment.
  • the wide plate-like body 122 in this case is different in that inclined planes 123 A and 123 B are formed on both sides in the width direction of the corner plate 123.
  • the thick plate materials 124 and 124 of the wide plate-like body 122 are formed with chamfering on one side in the width direction to form inclined surfaces 124A and 124A. Has been done.
  • the wide plate-like body 1 2 2 also has a U-shaped cross section due to the bending work of the thick corner material 1 2 3.
  • the lower side of the U-shaped member 125 which is press-formed as a U-shaped member 125, Obstructed by using
  • the plate-like member 126 is made up of the center thin plate 109 and the left and right thick plates 127, 1 It is composed of 27.
  • the plate 3 ⁇ 4 1 27 of the plate-like member 1 26 has an inclined surface 1 2 7 by chamfering the width side thereof.
  • the inner surface of 21 is formed as a substantially uniform surface.
  • the corner portion 121A located on the upper side of the rectangular cylindrical body 121 can be formed by the thick plate material 123 for the corner, and the upper flat portion 1221B can be formed by the flat thin portion 121B.
  • the corner 1 2 1 C located on the lower side of the rectangular cylinder 1 2 1 is connected to the joint 1 1 between the thick plate 1 2 4 and the plate 1 2 6
  • the lower flat portion 121D can be formed by the lower surface side of the plate-like member 126.
  • the plane portions 121E located on both the left and right sides of the rectangular cylindrical body 121 can be formed by the plane thin material 104.
  • the width of the thick plate material for corners 1 2 3 is used.
  • An inclined surface 1 2 4 A 1 2 7 A is formed after 1 2 4 1 2 7. Therefore, the uneven surface 1 2 5 B 1 2 5 C etc. exposed on the outer surface of the rectangular cylinder 1 2 1 (U-shaped member 1 2 5) is inclined to the slope 1 2 3 A 1 2 3 B 1 2 4 A, With the use of 127 A, it can be formed as a smooth uneven surface, thereby increasing the value of the product as an arm for construction machinery.
  • FIG. 31 to FIG. 34 show a tenth embodiment of the present invention.
  • the first embodiment and the components of one port J are the same. And the description thereof is omitted.
  • the feature of the present embodiment is that the flat sheet metal and the corner corner thick sheet are configured to be welded to each other so that the minus side and the other side of the sheet in the thickness direction have an uneven surface shape.
  • reference numeral 13 1 denotes a rectangular cylinder used in the present embodiment, and this rectangular cylinder 13 1 is the rectangular cylinder 2 described in the first embodiment.
  • the plate-shaped body 13 2 is made up of thin plate materials 13 3, 13 4, and 13 4, thick plate materials for corners 13 5, 13 5, and thick plate material 13 6 And 136 are butt-welded in the width direction so that they are alternated. These butt weldings are performed by high-work-energy-density welding that can obtain deep penetration, such as laser welding.
  • the thin plate materials 13 3, 13 4 for the plane and the thick plate materials 13 5, 13 6 for the corners are one side in the thickness direction and the other side as shown in Fig. 32. (Upper and lower sides) are welded to each other at an intermediate portion in the thickness direction so as to form an uneven surface shape, thereby forming a wide plate-shaped body 132.
  • Reference numeral 1337 denotes a mounting table as a jig used for forming the wide plate-like body 132 by welding, and the upper surface of the mounting table 1337 is shown in FIG. 1 3 3 ⁇ 1
  • 3 3 and 1 3 4 are arranged at positions that are lower than the thick corner materials 1 3 5 and 1 36 by the dimension t.
  • the dimension t is, for example, 1/1/3 of the thickness T of the thick corner material 13 5 and the thick thickness 13 6.
  • 13 8 is a U-shaped member formed by bending the wide plate-shaped body 13 2.
  • the U-shaped member 13 8 is used for each corner of the wide plate-shaped body 13 2. It is formed by bending the thick plate material 135 into a convex curve, so that the cross section is plastically deformed so as to form a U-shape as shown in Figs. 33 and 34. .
  • the central flat sheet material 1 3 3 is a flat section 1 3 located above the rectangular cylinder 1 3 1.
  • left and right flat sheet materials 1 3 4 1 3 4 form left and right flat portions 13 1 E and 13 1 E of the rectangular cylindrical body 13 1.
  • an opening 13 A located below the U-shaped member 13 8 is formed as shown in FIG. 38A is closed by a plate-like member 1339 described later.
  • the U-shaped member 1338 has substantially the same uneven surface formed on the inner surface thereof.
  • Reference numeral 13 9 denotes a plate-like member that forms a rectangular cylinder 13 1 together with the U-shaped member 13 8. As shown in FIG. 33, the plate-like member 13 9 It is composed of left and right thick plate materials 1411, 411, which are joined to both sides of the plate material 140 in the width direction by means such as high-energy energy density welding.
  • the center thin plate 1 4 0 and the left and right thick plates 1 4 As shown in Fig. 33, as shown in Fig. 33, the lower surface and the upper surface are welded to each other at the middle part in the thickness direction so that the lower surface and the upper surface form an uneven surface. Has formed. Then, the plate member 1339 is abutted against the opening 13A side of the U-shaped member 1338 (the lower end of the thick plate material 13361336), and means such as high-work energy density welding is used. As shown in FIG. 31, it is fixed to the thick plate material 13 6 13 6 by the joints 14 2 1 4 2.
  • the opening 13A of the U-shaped member 1338 is closed from below by using the plate-like member 1339, and as shown in Fig. 31, the cross section has a square shape.
  • a cylindrical body 13 1 is formed.
  • the left and right corners 1 3 1 C and 1.3 1 C located below the rectangular cylindrical body 1 3 1 are the thick plate 1 3 6 of the U-shaped member 1 3 8 and the plate 1
  • the flat portion 13 1 D formed by the vicinity of the junction 14 with the thick plate material 14 1 and the lower portion of the rectangular cylinder 13 1 is a plate-like member 13 9 It is formed by the lower surface of the base.
  • the U-shaped member 1 3 8 shown in Fig. 33 is formed by bending 1 3 5 into a convex curve, welding of the flat plate material 1 3 3 and the corner plate 1 3 5 The application of a tensile load, etc., to the part 1 4 3 can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent cracks and the like from being generated in the welded portion 144.
  • the tensile strength in the direction indicated by the arrow A is hardly applied to the welded part 14 3 between 5 and 5, and it is possible to prevent the strength of the welded part 14 3 from being reduced by the influence of the tensile stress.
  • a compressive stress in the direction indicated by arrow B is applied to the welded portion 14 4 between the flat sheet material 13 3 and the corner thick plate material 13 5. No negative impact on 3
  • the residual tensile stress and the like can be reliably reduced as compared with the U-shaped member 32 and the like described in the first embodiment, and the fatigue life can be greatly extended.
  • the arm 21 in the work equipment 11 of the age-set boom type is replaced with, for example, a rectangular cylinder 2 2 2 2 '61, 71, 81, 91, 101, 121, 1
  • the present invention is not limited to this case.
  • the mouthpiece boom 12 and the apparel 13 shown in FIG. It may be formed using a body.
  • the application object of the present invention is not limited to the off-set-type clothing [1.11].
  • the application object of the present invention is not limited to the off-set-type clothing [1.11].
  • bell 1 5 As shown in a modified example shown in FIG. 3 bell 1 5
  • This Baba O, construction P or hydraulic excavator 1 5 1 'as a machine is a tracked traveling body 1
  • the revolving superstructure 15 3 is a revolving frame 15 4, and a cab 15 as a diversion building for the operation of getting on and off the boat.
  • the working device 16 1 which is the front part of the revolving body 15 3, which is PX-moved to the upper side of the revolving body 15 so as to be able to ascend and descend, includes a boom 16 2 arm 16 3 It is composed of a packet 1664 as a touch element, and the like. And, between the revolving frame 15 4 and the beam 16 2, a beam cylinder 16 5 is provided. The arm 16 3 and the bucket 1 are provided with five arm cylinders 16 6 between the room 16 2 and the room 16 3. 6 4 and the U link 1 6
  • the square cylindrical bodies 22, 22j61, 71819 according to each of the embodiments described above.
  • 1 1 0 1 It can be constructed by using a substantially cylindrical body similar to that of 1 2 1 3 1 etc.
  • the present invention is not limited to a track-type hydraulic excavator, and may be applied to, for example, a wheel-type hydraulic excavator or a work device (a part of a tip) used for a dredger. It can be widely applied to buildings such as cleans.
  • the square cylinder 91 described in the seventh embodiment has a case where the square cylinder 61 shown in FIG. 17 described in the fourth embodiment is inverted up and down.
  • the present invention is not limited to this.
  • the rectangular cylindrical body 22 described in the first, third, fifth, sixth, eighth, and tenth embodiments may be used. 2 2 7 1 8 1 1
  • 0 1 1 2 1 1 3 1 may also be formed in a shape that is inverted upside down as in the case of the rectangular cylinder 91.
  • the eighth and tenth embodiments and the port J are provided on the outer side surfaces of the rectangular cylinders 222, 61, 181, 91. It is also possible to form an uneven surface in the same way.

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Abstract

平面用薄板材(28,29)と角隅用厚板材(30)、厚板材(31)とを互い違いに突合わせ溶接することにより、板厚が部分的に異なる幅広板状体(27)を形成する。そして、この幅広板状体(27)を左,右の角隅用厚板材(30,30)の位置で曲げ加工し、横断面がU字形状をなすU字形部材(32)をプレス成形する。また、U字形部材(32)とは別体の板状部材(33)を、薄板材(34)の左,右両側に厚板材(35,35)を突合わせ溶接することにより形成する。そして、この板状部材(33)をU字形部材(32)の下側にレーザ溶接等の手段を用いて接合することにより、横断面が四角形状をなしアームの主要部となる角筒体を形成する。

Description

明 細 書 建設機械用作業腕及びその製造方法 技術分野
本発明は 、 例えば土砂等の掘削作業を行う油圧ショ ベ ル等に好 に用い られる建設機械用作業腕及びその製造 方法に関する 背景技術
一般に 、 建設機械としての油圧ショ ベルは、 自走可能 な走行体と 、 この走行体上に旋回可能に搭載された旋回 体と 、 の旋回体の前部側に俯仰動可能に設けられたブ 一ム 、 ァ一ムおよびフロ ン 卜ァタツチメ ン ト (例えば、 バゲッ 卜 ) 等のフロン ト部分からなる作業装置とによ り 構成されている
そして 、 のような (フロ ン ト部分) 作業装置を構成 するブーム 、 アーム等の作業腕は、 例えば上板、 下板、 左側板および右側板からなる 4枚の鋼板を互いに接合す る ことによ り横断面が四角形状をなす角筒体として形成 されるちのである (例えば 、 特開平 1 1 - 2 1 9 3 9号 公報等)。
の種の従来技術による建設機械の作業腕は、 その剛 性を高める と共に軽量化を図るために、 上板の左, 右両 側部位 ^厚肉部と し、 その中間部位を薄肉部と して形成 している また、 下板も左 , 右両側部位を厚肉部と し、 その中間部位を薄肉部として形成している。 そして 、 上 板と下板の左 , 右両側部 (厚肉部) に対して左側板 , 右 側板を突合わせ溶接する ことによ り角筒体を構成し 、 角 筒体の軽量化を図りつつ、 高い剛性も得るよう にしてい る。
また、 他の従来技術では、 角筒体として形成される建 設機械の作業腕を、 合計 4つの角隅部 (コーナ部) を形 成する 4つのコーナ部材と、 これらのコーナ部材間を互 いに連結する合計 4枚の平板とによ り構成したものも知 られている (例えば、 特開 2 0 0 1 - 2 0 3 1 1 号公報 等)。
そして、 この場合には角筒体として形成される作業腕 の角隅部に応力集中等が発生するのを抑えるため、 その コーナ部を形成する 4 つのコーナ部材を、 予め曲面部 (丸み) を有する断面 L字状に湾曲させておく 。 次に、 各コーナ部材に対して前記平板を溶接し、 全体として断 面四角形状の前記角筒体を形成する構成としている。
ところで、 上述した第 1 の従来技術では、 上板と下板 の左, 右両側部位を厚肉部として形成し、 これらの厚肉 部に対して左, 右の側板を突合わせ溶接する構成と して いる。 このため、 例えば上板、 下板および側板の全体を 板厚の厚い鋼板を用いて形成する必要がなく 、 作業腕の 軽量化を図る ことができると共に、 ある程度の剛性も確 保できるという利点がある。
しかし、 この場合には、 上板と下板の左, 右両側に位 置する厚肉部に対して左, 右の側板を突合わせ溶接する ときに、 例えば上板と下板の間に左, 右の側板を挟み込 みっつ、 両者の接合部位を正確に位置合わせして溶接作 業を行う必要がある。 このため、 溶接時に用いる位置合 わせ治具が複雑な形状となってしまう。 そして、 この場 合には、 例えば 3 次元の溶接施工が要求されるため、 溶 接作業に多大な労力と時間を費やすという問題がある。 特に、 溶接部に深い溶込みが得られる レーザ溶接等の 高工ネルギ密度溶接を刖述した 3次元の溶接施工に用い る ¾口 には、 下記のような問題がある。 即ち、、 上板, 下 板と左, 右の側板との接合面には、 3次元の溶 施工が 行われるため 、 接合面にギャ ップが発生し易い そして、 例えば 0 . 5 m m以 のギャ ップが接
る部結成上はいし 合面に発生したと さには、 この接合面の近傍部位がレーザの照射範囲から 外れてしまい 、 十分な接合強度を得る こ とが し < なる。
、,
また、 刖 ή己角筒体の角隅部は、 上板、 下板の厚肉部と 左, 右の側板との 部 (即ち、 溶接部) によ Ό形成さ れている のため れらの角隅部に位置する溶接部 には、 残留応力や応力 中等が発生し易く 、 作業腕とし ての剛性を必ずし 十分には確保する とがでさないと いう問題がある。
一方、 第 2 の従 技術の場合には、 角筒体として形成 される作業腕の角隅 断面 L字状に湾曲させてなる 一ナ部材によ り構成 ているため、 残留応力や応力 中 等の影響を低減でさ という利点がある
しかし、 この場八 合計 4つのコ一ナ部材と各コ ナ部材間を互いに連 する 4枚の平板とを 、 板厚がほぼ 等しい鋼板によ り形 している。 'このため 、 作業腕の軽 量化と剛性の確保と 相反する 2 つの課題を共に解決 する こ とができない そして、 剛性を確保するために厚 い鋼板を用いたと には、 作業腕全体の 量が く なる s
という問題がある
また、 軽量化を るために薄い鋼板を用いて 3ーナ部 材と平板とを形成した 合には、 コーナ部材と平板とを 互いに突合わせて 接するときに、 例えば 3次元の溶接 施工によ り両者の 部位を正確に位置合わせして溶接 作業を行う必要が生じる。 このために、 接合部位の位置 合わせに多大な労力と時間を費やすという問題がある。 発明の開示
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもの で、 本発明の目的は、 板厚が異なる複数の板材を用いて 横断面が四角形状をなす角筒体を形成する こ とによ り 作業腕の軽量化と剛性の確保という相反する 2 つの課題 を共に解決するこ とができるよう にした建設機械用作業 腕及びその製造方法を提供する とある。
また、 本発明の他の目的は、 3次元の溶接施ェよ り 接合部の位置決め作業が簡単な 2次元の溶接施ェを採用 する こ とができ、 溶接時の作業性を向上できる とせに 接合部の強度を十分に確保できるよう にした建 ηΧ.機械用 作業腕及びその製造方法を提供する ことめる。
上述した課題を解決するために 本発明による建設機 械用作業腕は、 建設機械のフロ ン 卜部分を構成するため 複数の板材を互いに接合する こ とによ り横断面が四角形 状をなす角筒体として形成されるものである。
そして、 本発明が採用する構成の特徴は、 前記複数の 板材を、 前記角筒体の平面部を形成する平坦な形状の平 面用薄板材と、 この平面用薄板材よ り も大きな板厚で平 坦な形状を有し刖 sd角筒体の角隅部を形成するため 記 平面用薄板材に予め接口 した状態で曲げ加工される角隅 用厚板材とを含む構成としたことことにある。
このよう に構成する とによ り、 平面用薄板材と角隅 用厚板材とをそれぞれ板厚が異なる鋼板等を用いて形成 でき、 作業腕の素材として汎用性が高い板材を採用する ことができる よ? 角隅用厚板材は、 曲げ加工する刖 の段階で平坦な形状を有している そして、 このよう に 平坦な形状の角隅用厚板材は その幅方向端面を平面用 薄板材の端面に突合わせるだけで該薄板材に対する位置 合わせ作業を簡単に行う ことが き 例えば 2次元の溶 接施工によ り平面用薄板材と角隅用厚板材とを容易に接 合する こ とができる。 これに り 従来技術で述べたよ うな 3 次元の溶接施工を不要にでさ 板材の接合部位を 溶接の前に位置合わせする とさの位置合わせ作業を簡略 化する こ とができる。 そして 刖記角筒体の角隅部を形 成する角隅用厚板材の板厚を大さ < し 、 前記角筒体の平 面部を形成する平面用薄板材の板厚を薄くする こ とが可 能とな り 、 作業腕としての剛性を確保しつつ全体の軽量 ィ匕を図る ことができる。
即ち、 本発明者等は、 建設機械用作業腕に要求される 構造解析を行った結果、 前記角筒体の角隅部側では剛性 を確保する上で板厚を大きくする とが必要であるが、 これらの角隅部間に位置する平面部側は、 各角隅部側よ り ち荷重分担が低いことが知見された
のため、 前記角筒体の平面部を形成する平面用薄板 材の板厚を薄くする ことによ り、 作業腕全体の重量を軽 減する とができる。 そして、 前記角筒体の角隅部を形 成する角隅用厚板材は 、 板厚を大き くする ことによ り作 業腕全体の剛性を高める こ とができる に Ό 、 平 面用薄板材と角隅用厚板材からなる角筒体は、 例えば土 砂等の掘削作業時に作業腕が受ける掘削反力等を 十分 な強度をもつて受承する こ とができ、 作業腕としての剛 性を確保する ことができる。
また 本発明によると、 角隅用厚板材と平面用薄 te材 とは その幅方向で互いに突合わせて溶接する ことによ り板厚が部分的に異なる幅広板状体を形成し、 この幅広 板状体は、 角筒体の一部を形成するため前記角隅用厚板 材の位置で曲げ加工される ことによ り横断面が U字形状 をなす部材を構成している。
この場合には、 角隅用厚板材と平面用薄板材とを突 a わせ溶接して形成される幅広板状体を、 例えばプレス成 形等の手段を用いて前記角隅用厚板材の位置で曲げ加ェ する ことによ り、 幅広板状体から横断面が U字形状をな す部材をプレス成形する ことができ、 この U字形部材に よって横断面が四角形状をなす角筒体の主要部を形成す る ことができる。
また、 本発明によると、 平面用薄板材と角隅用厚板材 とは、 板厚方向の一側がほぼ同一面上に位置し板厚方向 の他側が凹凸面形状をなすよう に互いに突合わせて溶接 する構成としてい
これによ り 、 前記板厚方向の一側面を刖記角筒体の外 側面として用いるよう にすれば、 平面用薄板材と角隅用 厚板材との板厚差による凹凸面が角筒体の外側面に露出 する ことはなく な り 、 角筒体の外側面を均一な面として 形成する ことがでさる。
一方、 本発明による と、 平面用薄板材と角隅用厚板材 とは、 板厚方向の一側が凹凸面形状をなし板厚方向の他 側がほぼ同一面上に位置するよう に互いに突合わせて溶 接する構成としている。
この場合には、 前記板厚方向の一側が外側面となるよ う に角隅用厚板材を曲げ加工する こ とによ り、 曲げ加ェ に伴って平面用薄板材と角隅用厚板材との溶接部に発生 する引張り応力を低く抑える こ とができ 、 溶接部からク ラ ックが発生するのを防止できる。 また 、 この場合には、 平面用薄 材と角隅用厚 te材との板厚差による凹凸面を 角筒体の外側面に露出させる こ とによつて 角筒体を頑 丈な構造に形成している こ とを強調するよ に 凹凸面 によるデザィ ン性を角筒体の外側面に与える とができ、 建設機械用作業腕としての商品価値を高める とができ る。
一方、 本発明によると、 平面用薄板材と角隅用厚板材 とは、 板厚方向の 側と他側とがそれぞれ凹凸面形状を なすよう に互いに突合わせて溶接する構成としている。 そして 、 この場合にも平面用薄 fe材と角隅用厚板材と の板厚差による凹凸面を角筒体の外側面に露出させ 凹 凸面に るデザィ ン性を角筒体の外側面に与える とが でき、 設機械用作業腕としての商品価値を高める と ができる。
また、 本発明によると、 角筒体を構成する平面用薄板 材と角隅用厚板材の長手方向端部には、 フ ロ ン ト部分の ポス取付部となるポス用厚板材 予め接合して設け、 こ のホス用厚板材は 前記角隅用厚板材と一緒に曲げ加ェ する構成としている
の場合には フロン 卜部分のポス取付部となるボス 用厚板材を 平面用薄板材と角隅用厚板材の長手方向端 部に予め接 して li けた状態で のボス用厚板材を角 隅用 >字极 ¾ と 緒に曲げ加工する とができ、 曲げ加工 時の工程数を減ら し 、 作業性を高める ことができる。
また、 本発明によると、 ボス用厚板材は角隅用厚板材 と 1口 j等の板厚をも て形成する構成としている。 これに よ り 、 ポ Λ用厚板材と角隅用厚板材とを一緒に曲げ加工 する ときに 両者の応力分布、 荷重分担等を均等化する とができる 、 本発明は、 建設機械のフロ ン 卜部分を構成する ため複数の板材を互いに接合する ことによ り横断面が四 角形状をなす角筒体と して形成される建設機械用作業腕 の製造方法において、 前記角筒体を板厚が異なる前記複 数の板材を用いて形成するため、 これらの板材を幅方向 で互いに突合わせて溶接し板厚が部分的に異なる幅広板 状体を形成する第 1 の溶接工程と、 前記角筒体の角隅部 を形成するため前記幅広板状体の厚板部分に曲げ加工を 施し、 前記幅広板状体を横断面が U字形状をなす U字形 部材に塑性変形させる曲げ加工ェ程と、 前記 U字形部材 の開口側を別体の板状部材で閉塞して横断面が四角形状 の前記角筒体を形成するため 、 刖記板状部材を前記 U字 形部材の開口側に溶接して δ又ける第 2 の溶接工程とから なるものである
このような製造方法を採用する こ とによ り、 第 1 の溶 接工程では、 板厚が部分的に異なる幅広板状体を、 板厚 が異なる複数の板材を幅方向で互いに突合わせ溶接して 形成でさ、 このときの溶接作業を例えば 2 次元の溶接施 ェとして行う とができる。 そして、 その後の曲げ加ェ ェ程では、 前記幅広板状体の厚板部分に曲げ加工を施す とによ り 、 刖記幅広板状体を横断面が U字形状をなす
U字形部材と して形成する こ とができる 。 また、 その後 の第 2 の溶接ェ程では、 別体の板状部材を前記 U字形部 材の開口側に溶接する こ とによ り、 前記 U字形部材の開
□側を板状部材で閉塞でき、 作業腕を横断面が四角形状 をなす角筒体として形成する ことができる。
また、 本発明による と、 第 1 の溶接工程では、 幅広板 状体の長手方向端部にフロン ト部分のボス取付部となる ボス用厚板材を溶接して設け、 曲げ加工工程では、 この ボス用厚板材を前記幅広板状体と一緒に曲げ加工して横 断面が U字形状をなす U字形部材を形成している。
これによ り、 フロン ト部分のボス取付部となるボス用 厚板材を、 幅広板状体の長手方向端部に予め接合して設 けた状態で、 このボス用厚板材を幅広板状体と一緒に曲 げ加工する ことができ、 曲げ加工時の工程数を減ら し、 作業性を高める ことができる。 また、 幅広板状体の長手 方向端部にボス用厚板材を接合する こ とによ り、 前記幅 広板状体 (板厚が異なる板材間) の接合強度を高めた状 態で曲げ加工を行う ことが可能とな り、 例えば曲げ加ェ に伴う負荷が、 幅広板状体の薄板部分に悪影響を及ぼす のを抑える ことができる。
さ らに、 本発明による と、 第 1 の溶接工程では、 深い 溶込みが得られる高工ネルギ密度溶接を施すよう にして いる。 この場合には、 例えば板厚の異なる複数の板材か らなる幅広板状体の接合強度を、 深い溶込みが得られる 高工ネルギ密度溶接によ り高める こ とができ、 曲げ加工 時の負荷に対しても十分な接合強度を確保する こ とがで ぎる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の第 1 の実施の形態に適用される油圧 ショベルを示す正面図である。
図 2 は、 図 1 中のアームを単体と して示す拡大正面図 である。
図 3 は、 図 2 に示すアームの素材となる幅広板状体お よびボス用厚板材の平面図である。
図 4 は、 図 3 中の幅広板状体を斜め上方からみた斜視 図である。 図 5 は、 幅広板状体を図 3 中の矢示 V— V方向からみ た拡大断面図である。
図 6 は、 図 5 の幅広板状体を U字形状に曲げ加工した 状態を示す断面図である。
図 7 は、 U字形部材に板状部材を接合する前の状態を 示す断面図である。
図 8 は、 U字形部材に板状部材を接合して角筒体を形 成した状態を示す断面図である。
図 9 は、 U字形部材に板状部材を接合する前の状態を 示す分解斜視図である。
図 1 0 は、 ボス取付部の素材であるボス用厚板材に板 状部材を接合する前の状態を示す分解斜視図である。
図 1 1 は、 図 1 0 中のボス用厚板材とは別のボス取付 部を構成するボス用厚板材を示す平面図である。
図 1 2 は、 図 1 1 中のボス用厚板材を曲げ加工してポ ス取付部を形成した状態を示す斜視図である。
図 1 3 は、 第 2 の実施の形態で用いる幅広板状体およ びボス用厚板材の平面図である。
図 1 4は、 図 1 3 の幅広板状体を曲げ加工した U字形 部材に板状部材を接合する前の状態を示す分解斜視図で ある。
図 1 5 は、 第 3 の実施の形態による板状部材を U字形 部材に接合する前の状態を示す断面図である。
図 1 6 は、 図 1 5 中の U字形部材に板状部材を接合し て角筒体を形成した状態を示す断面図である。
図 1 7 は、 第 4 の実施の形態による U字形部材に板状 部材を接合して角筒体を形成した状態を示す断面図であ る。
図 1 8 は、 第 5 の実施の形態による角筒体の素材であ る幅広板状体を示す斜視図である。
図 1 9 は、 幅広板状体を図 1 8 中の矢示 X I X— X I X 方 向からみた断面図である。
図 2 0 は、 図 1 9 中の幅広板状体を U字形状に曲げ加 ェした後に板状部材を接合する状態を示す断面図である。
図 2 1 は、 図 2 0 中の U字形部材に板状部材を接合し て角筒体を形成した状態を示す断面図である。
図 2 2 は、 第 6 の実施の形態による U字形部材に板状 部材を汝 ϋ して角筒体を形成した状態を示す断面図であ る。
図 2 3 は、 第 7 の実施の形態による U字形部材に板状 部材を接合して角筒体を形成した状態を示す断面図であ る。
図 2 4 は、 第 8 の実施の形態による角筒体の素材であ る幅広板状体を示す斜視図である。
図 2 5 は、 幅広板状体を図 2 4 中の矢示 XXX— XXX 方 向からみた断面図である
図 2 6 は、 図 2 5 中の幅広板状体を U字形状に曲げ加 ェした後に板状部材を接合する状態を示す断面図である。
図 2 7 は、 図 2 6 中に示す U字形部材の要部拡大図で ある
図 2 8 は、 図 2 6 中の U字形部材と板状部材とによ り 角筒体を形成した状態を示す断面図である。
図 2 9 は、 第 9 の実施の形態による角筒体を U字形部 材と板状部材とによ り形成した状態を示す断面図である。
図 3 0 は、 図 2 9 中の U字形部材を曲げ加工する前の 幅広板状体を示す図 5 と同様位置での断面図である。
図 3 1 は、 第 1 0 の実施の形態による角筒体を υ字形 部材と板状部材とによ り形成した状態を示す断面図であ る。
図 3 2 は 、 図 3 1 中の U字形部材を曲げ加工する前の 幅広板状体を示す図 5 と同様位置での断面図である。
図 3 3 は 、 図 3 2 中の幅広板状体を U字形状に曲げ加 ェした後に板状部材を接合する状態を示す断面図である。
図 3 4は 、 図 3 3 中に示す U字形部材の要部拡大図で ある
図 3 5 は 、 本発明の亦形例による油圧ショベルを示す 正面図であ 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態による建設機械用作業腕及 びその製 is方法を、 オフセッ 卜ブ ム式の作業装置を懼 えた油圧ショ ベルに週用 しに 口 を例に挙げ 添付図面 従つて詳細に説明す 。
こ こで 図 1 ないし図 1 2 は本発明の第 1 の実施の形 を示している 。 図中、 1 は建 RS機械としての油圧ショ ベルで、 該油圧ショベル 1 は 、 白走可能となつた装軌式 の走行体 2 と、 この走行体 2上に旋回可能に搭載された 旋回体 3 と 、 後述の作業装置 1 1 によ り 成されてい 等 m
この場八
o 、 旋回体 3 は、 旋回フ レ ム 4 と この旋回 フレーム 4上に設けられたキャブ 5 外 力バ 6 、 力 クンタウェィ 卜 7等とによ り構成されている そして、 キャブ 5 は 、 ォぺレ一夕が乗降する 作運転用の建屋を 構成し、 その内部に運転室を画成している また、 外装 力パ― 6 は 、 力ゥン夕ウェイ 卜 7 とせに Xンンン、 油圧 ポンプ (いずれも図示せず) 等が内部に収容される機械 室を画成するものである。 8 は走行体 2 の前側に §&けられた排土板衣置で、 この 排土板装置 8 は、 走行体 2 に対して上, 下に昇降可能に き又けられ、 例えば地均し作業、 排土作業等を行う もので める
1 1 は旋回体 3 の前部側に俯仰動可能に けられたフ 口ン 卜部分となるオフセッ トプ 'ム式の作業装 で、 の作 :4c 1 1 は 、 旋回フレーム 4 に俯仰動可能に取付 けられたロアブーム 1 2 と 、 この口アブ一ム 1 2 の先端 部に左, 右方向に揺動可能に取付けられたァッパブーム
1 3 と、 このアツパブーム 1 3 の先端部に左 , 右方向に 揺動可能に取付けられたァ —ムステ一 1 4 と このァ一 ムステ一 1 4 に俯仰動可能に取付けられた後述のアーム
2 1 と、 このァ一ム 2 1 の先端部に回動可能に取付けら れたフロン 卜ァ夕 ツチメ ン ト と してのバケッ 卜 1 5 とに より構成されている。
こで、 作業装置 1 1 のロアブーム 1 2 ァッパプ― ム 1 3 あよびァ一ム 2 1 は 、 建設機械用の作業腕を構成 するものでめる。 また、 才フセッ 卜ブーム式の作業装置
1 1 にあつては、 口アブ ム 1 2 の先端部とァ ムステ
― 1 4 との間にリ ンク ロ ッ ド (図示せず) が左, 右方向 に回動可能に連結して設けられている。
そして、 この リ ンク ロ 、ソ ドは □ァブ ム 1 2 ァッ パブーム 1 3 、 ァ ムステ 1 4 と ±ヽに平行リ ンクを構 成し 、 この平行リ ンクによ り ァ ム 2 1 (ァ ムステ―
1 4 ) は、 口アブ ム 1 2 に対して常に平行な状態に保 持されるものであ
また、 &回フ レーム 4 と口ァブ ム 1 2 との間には、 ブ ムシリ ンダ 1 6 が設けられ ァ ―ムステ — 1 4 とァ
―ム 2 1 との間には、 ァ ―ムシ U ンダ 1 7 が設けられて いる。 そして、 ァ一ム 2 1 とパケッ ト 1 5 との間には、 リ ンク 1 8, 1 9 を介してフロン トァ夕 ッチメ ン 卜用の ノ ケッ トシリ ンダ 2 0が設けられている。
また、 口アブ一ム 1 2 とアツパブ一ム 1 3 との間には、 オフセッ トシリ ンダ (図示せず) が設けられ、 例えば側 溝堀り作業等を行う ときには、 このォフセッ 卜シリ ンダ を伸縮させる ことによ り 、 アーム 2 1 は前記平行リ ンク を介して口アブ一ム 1 2 に対し左, 右に平行移 される ものである。
2 1 は建設機械用の作業腕を構成する作業装置 1 1 の アームで、 このアーム 2 1 は 、 図 2 ないし図 1 2 に示す 如くその長手方向に延びる角筒体 2 2 と、 角筒体 2 2 の 長手方向一側に設けられ 2個のボス部 2 3 A , 2 3 Bが 接合されたボス取付部 2 3 と 、 角筒体 2 2 の長手方向他 側に設けられ 1 個のボス部 2 4 Aが接口 ¾れた他のボス 取付部 2 4 と、 後述のシリ ンダブラケッ 卜 2 6 とによ 等
り構成されてい Ό
こ こで、 ァ一ム 2 1 の主要部を構成する角筒体 2 2 は、 図 8 に示すよう に横断面が四角形状をなす筒体として形 成されている。 即ち、 角筒体 2 2 は 、 その上側に ¼置し 左, 右に離間した角隅部 2 2 A , 2 2 Aと 、 各角隅部 2
2 A間に位置した上側の平面部 2 2 B と、 下側に位置し 左, 右に離間した他の角隅部 2 2 C , 2 2 C と 、 各角隅 部 2 2 C間に位置した下側の平面部 2 2 D と、 角隅部 2
2 A , 2 2 C間に位置した左 , 右の平面部 2 2 E , 2 2
E とによ り構成されている。
そして、 角筒体 2 2 の角隅部 2 2 Aは、 後述の角隅用 厚板材 3 0 を用いて形成され 、 上側の平面部 2 2 Bは、 後述の平面用薄板材 2 8 を用いて形成される また、 下 側の角隅部 2 2 Cは、 後述の厚板材 3 1 等によ り形成さ れ 下側の平面部 2 2 Dは 、 後述の薄板材 3 4等によ り 形成され、 左, 右の平'面部 2 2 Eは、 後述の平面用薄板 材 2 9 を用いて形成されるものである。
また、 アーム 2 1 の一側に位置するボス取付部 2 3 に は 図 1 中に示すリ ンク 1 8 がボス部 2 3 Aにピン ΪΡΠ口 され 、 パケッ ト 1 5 がポス部 2 3 B に回動可能にピノ wa 八
CI されるものである。 また 、 アーム 2 1 の他側に位置す るポス取付部 2 4は、 図 1 中に示すアームステー 1 4 に ポス部 2 4 Aを介して回動可能にピン結合されるもので ある o
2 5 は角筒体 2 2 の他側をボス取付部 2 4 と共に閉塞 する蓋板、 2 6 は角筒体 2 2 の他側に蓋板 2 5 を介して 設けられたシリ ンダブラゲッ トを示している。 こ こで、 のシリ ンダブラケッ 卜 2 6 は、 図 1 、 図 2 に示す如く 略 形状をなすブラケッ ト板と して形成され、 2個のピ ン穴 2 6 A , 2 6 Bが穿設されている。
また、 シリ ンダブラケッ ト 2 6 のピン穴 2 6 Aには、 図 1 に示すァ一ムシリ ンダ 1 7 のロ ッ ド側端部が回動可 能にピン結合され、 ピン穴 2 6 B にはバケッ トシリ ンダ
2 0 のボ トム側端部が回動可能にピン結合されるもので める o
2 7 は角筒体 2 2 の素材となる幅広板状体で、 この幅 広板状体 2 7 は、 図 3 ないし図 5 に示す如くその長手方 向に延びる薄板部分としての平面用薄板材 2 8 2 9 ,
2 9 と、 厚板部分と しての角隅用厚板材 3 0 3 0 、 厚 板材 3 1 3 1 とを、 互い違いとなるよう にその幅方向 で突合わせ溶接する ことによ り構成されている。 そして、 れらの突合わせ溶接は、 例えばレーザ溶接等の深い溶 込みが得られる高工ネルギ密度溶接によ り行われている。 こ こで、 幅広板状体 2 7 の幅方向中央部に位置する平 面用薄板材 2 8 は、 長手方向に細長く延びる平坦な形状 の薄鋼板を用いて形成されている。 また、 平面用薄板材 2 8 の幅方向 (左, お方向) 両側に接合された左, 右の 角隅用厚板材 3 0 3 0 も、 平面用薄板材 2 8 と同様に 長手方向に細長く延びる鋼板を用いて形成されている。
そして、 平面用薄板材 2 8 2 9 と角隅用厚板材 3 0 厚板材 3 1 とは、 図 4、 図 5 に示す如く板厚方向の一側 (上側面) がほぼ同一面上に位置し、 板厚方向の他側 (下側面) が凹凸面形状をなすよう に、 それぞれの幅方 向端部を互いに突合わせて溶接されている。
また、 幅広板状体 2 7 の角隅用厚板材 3 0 , 3 0 は、 平面用薄板材 2 8 よ り も厚い板厚を有し、 図 3 、 図 4 中 に点線で示す折曲げ線 3 0 Aの位置で凸湾曲状に曲げ加 ェされる曲げ板材を構成する そして 、 角隅用厚板材 3
0 は 図 6 中に示す如く 断面 L字状に曲面部 (丸み) を ちつて湾曲される ことによ り 図 8 に示す角筒体 2 2 の 角隅部 2 2 Aを形成するものである
また 図 3 、 図 4 に示す如 <左, 右の角隅用厚板材 3
0 , 3 0 の幅方向外側に接合された左 , 右の平面用薄板 材 2 9 , 2 9 は、 角隅用厚板材 3 0 に沿つて長手方向に 延び略台形の平面形状を有した薄鋼板によ り形成されて いる そして 、 平面用薄板材 2 9 の幅方向外側に接合さ れた左 右の厚板材 3 1 , 3 1 は、 平面用薄板材 2 9 の 外側面に沿つて長手方向に細長く延びる厚鋼板によ り形 成されている
の場 平面用薄板材 2 8 2 9 は、 例えば 3 6 m m ロ
好まし く は 3 . 2 m m禾
度の板厚を有する鋼板を 用いて形成される。 また 角隅用厚板材 3 0 , 厚板材 3
1 は 平面用薄板材 2 8 2 9 の 2倍程度の板厚 (例え ば、 6 1 2 m m程度) を有する鋼板を用いて形成され ている
そして、 これらの薄板材 2 8 2 9 および厚板材 3 0
3 1 からなる幅広板状体 2 7 は、 図 3 に示す如く長手方 向 側の端面がボス取付部 2 3 (後述のボス用厚板材 3
7 ) に対する接合端 2 7 Aとな り、 長手方向他側の端面 は、 図 2 に示す蓋板 2 5 に対する接合端 2 7 B となって いる
また 、 幅広板状体 2 7 の長手方向他側には、 接合端 2
7 Bの幅方向両側から厚板材 3 1 の他側端面に向けて平 面用薄板材 2 9 , 2 9 の卿部を斜めにカ ツ 卜 して形成さ れた傾斜端 2 7 C , 2 7 Cが設けられている。 そして、 これらの傾斜端 2 7 じには 、 図 2 図 1 2 に示すボス取 付部 2 4が高工ネルギ密度溶接等の手段を用いて接合さ れるものである。
3 2 は幅広板状体 2 7 を曲げ加工する こ とによ り形成 された U字形部材で、 該 U字形部材 3 2 は、 幅広板状体
2 7 の各厚板材 3 0 を図 3 中に点線で示す折曲げ線 3 0
Aの位置で凸湾曲状に曲げ加工する こ とによ Ό 図 6 に 示す如く横断面が U字形状をなすよう に塑性変形して形 成されたものである。
このときに 左, 右の角隅用厚板材 3 0 3 0 は、 曲 げ加ェに伴つて図 6 中に示す如く 断面 L字状に湾曲され 図 8 に示す角筒体 2 2 の角隅部 2 2 A , 2 2 Aを形成す るものである また、 中央の平面用薄板材 2 8 は 、 角筒 体 2 2 の上側に位置する平面部 2 2 Bを形成して :いる。
また、 左, 右の平面用薄板材 2 9 2 9 は、 角筒体 2 2 の左, 右の平面部 2 2 E, 2 2 Eを形成する ことにな る。 そして 、 左, 右の厚板材 3 1 , 3 1 間には、 図 7 に 示すよう に U字形部材 3 2 の下側に位置する開口 3 2 A が形成され 、 この開口 3 2 Aは、 後述の板状部材 3 3 に よ り閉塞されるものである。
3 3 は U字形部材 3 2 と共に角筒体 2 2 を構成する板 状部材で 、 この板状部材 3 3 は、 図 7 ないし図 9 に示す 如く 中央の薄板材 3 4 と、 薄板材 3 4 の幅方向両側に高 エネルギ密度溶接等の手段を用いて接合された左, 右の 厚板材 3 5 , 3 5 とによ り構成されている。
この場 D 、 板状部材 3 3 は、 図 9 に示す如く U字形部 材 3 2 の厚板材 3 1 にほぽ対応した長さをもって形成さ れ、 その幅寸法は図 7 に示す如く 、 左, 右の厚板材 3 1 ,
3 1 間の離間寸法に対応している。 そして、 板状部材 3
3 は、 図 7 に示す U字形部材 3 2 の開口 3 2 A内 (厚板 材 3 1 , 3 1 間) に揷嵌され、 高工ネルギ密度溶接等の 手段を用いた接合部 3 6 , 3 6 によ り厚板材 3 1 , 3 1 間に固着されるものである。
これによ り 、 U字形部材 3 2 の開口 3 2 Aは、 下側か ら板状部材 3 3 を用いて閉塞され、 図 8 に示す如く横断 面が四角形状をなす角筒体 2 2 が形成される。 そして、 角筒体 2 2 の下側に位置する左, 右の角隅部 2 2 C , 2
2 Cは 、 U字形部材 3 2 の厚板材 3 1 と板状部材 3 3 の 厚板材 3 5 との接合部 3 6近傍部によ り形成され、 角筒 体 2 2 の下側に位置する平面部 2 2 Dは 、 板状部材 3 3 の下面によ り形成されるものである
なお 、 板状部材 3 3 の薄板材 3 4は 、 前述した幅広板 状体 2 7 の平面用薄板材 2 8 , 2 9 とほぼ同様の板厚に 形成され、 厚板材 3 5 は、 幅広板状体 2 7 の厚板材 3 0 3 1 と同様の板厚をもって形成されるものである。
3 7 はボス取付部 2 3 の素材となるボス用厚板材で、 ボス用厚板材 3 7 は、 幅広板状体 2 7 の角隅用厚板材 3 0 、 厚板材 3 1 と同様の板厚をもって図 3 に示す如く形 成されている。 また、 ボス用厚板材 3 7 には、 図 2 に示 す筒状のボス部 2 3 Aが溶接によ り取付けられる 2個の 取付穴 3 7 A , 3 7 Aと、 図 2 に示す筒状のボス部 2 3 Bが溶接によ り取付けられる半円形状をなした 2個の取 付溝 3 7 B, 3 7 B とが設けられている。
そして、 このボス用厚板材 3 7 は、 図 3 中に点線で示 す折曲げ線 3 7 C , 3 7 Cの位置で図 1 0 に示す如く 曲 げ加工され、 前述した U字形部材 3 2 とほぼ同様に横断 面が U字形状をなす部材として形成されるものである。
3 8 はボス用厚板材 3 7 と共にボス取付部 2 3 を構成 する板状部材で、 この板状部材 3 8 は、 前述した角筒体
2 2 の板状部材 3 3 とほぼ同様に、 図 1 0 に示す如く 中 央の薄板材 3 8 Aと、 左, 右の厚板材 3 8 B, 3 8 B と によ り構成されている。 しかし、 この場合の板状部材 3 8 は、 ボス用厚板材 3 7 に対応して短尺に形成され、 ポ ス用厚板材 3 7 の下側開口を閉塞するよう にボス用厚板 材 3 7 に接合されるものである。
そして、 ボス取付部 2 3 は、 ボス用厚板材 3 7 と板状 部材 3 8 とを接合する こ とによ り横断面が四角形状をな す短尺の角筒として形成される。 その後に、 このボス取 付部 2 3 は、 図 2 に示す接合端 2 7 Aの位置で角筒体 2 2 の長手方向一側に接合されるものである。
3 9 はボス取付部 2 4の素材となる他のボス用厚板材 で、 このボス用厚板材 3 9 は、 幅広板状体 2 7 の厚板材
3 0 , 3 1 と同様の板厚をもって図 1 1 に示す如く形成 されている。 また、 ボス用厚板材 3 9 には、 図 2 に示す 筒状のボス部 2 4 Aが溶接によ り取付けられる略半円形 状をなした 2個の取付溝 3 9 A 3 9 Aが設けられてい る。
この場合 ス用厚 材 3 9 は 図 1 1 中に点 sで示 す折曲げ線 3 9 B 3 9 Bの位置で図 1 2 に示す如く 上 向きに折曲げるよ Ό に曲げ加工され 横断面が U字形状 をなすボス取付部 2 4 を形成するものでめる 。 そして、 ボス取付部 2 4は 図 2 に示す傾斜 2 7 Cの位置で角 筒体 2 2 の長手方向他側に接合されるものである。
本実施の形態による油圧ショ ベル 1 は上述の如き構成 を有するもので、 次に、 その作業腕となるアーム 2 1 の 製造方法について説明する。
まず、 アーム 2 1 の主要部となる角筒体 2 2 を製 す る工程では、 図 3 、 図 4 に示す如く 中央部の平面用薄板 材 2 8 と、 その左, 右両側の角隅用厚板材 3 0 3 0 と、 その外側の平面用薄板材 2 9 , 2 9 と、 さ らに外側の厚 板材 3 1 , 3 1 とを、 それぞれの幅方向でレーザ溶接等 の手段を用いて突合わせ溶接し、 板厚が部分的に異なる 幅広板状体 2 7 を形成する (第 1 の溶接工程)。
次に、 このよう に形成した幅広板状体 2 7 を 、 プレス 機械の金型 (図.示せず) 等を用いて曲げ加工し 、 図 6 図 9 に示す如く横断面が U字形状をなす U字形部材 3 2 に塑性変形させる (曲げ加工工程) 。 この場合 、 幅広板 状体 2 7 は、 左, 右の角隅用厚板材 3 0 3 0 が図 6 中 に示す如く 断面 L字状に湾曲され、 U字形部材 3 2 と し てプレス成形される。
また、 U字形部材 3 2 とは別体の板状部材 3 3 を 図
7 に示すよう に薄板材 3 4の左, 右両側に厚板材 3 5 3 5 を突合わせ溶接する ことによ り形成する。 そして、 U字形部材 3 2 の下側に位置する開口 3 2 Aを板状部材 3 3 で閉塞するよう に、 この板状部材 3 3 を U字形部材 3 2 の開口 3 2 A側にレーザ溶接等の手段を用いて接合 する (第 2 の溶接工程)。
これによ り、 U字形部材 3 2 と板状部材 3 3 とから横 断面が四角形状をなす角筒体 2 2 を、 図 8 に示す如く形 成する。 そして、 角筒体 2 2 の上側に位置する角隅部 2 2 Aを、 角隅用厚板材 3 0 によ り形成でき、 上側の平面 部 2 2 Bを、 平面用薄板材 2 8 によ り形成できる。
また、 角筒体 2 2 の下側に位置する角隅部 2 2 Cを、 厚板材 3 1 , 3 5 間の接合部 3 6近傍によって形成でき、 下側の平面部 2 2 Dを、 板状部材 3 3 (薄板材 3 4 ) の 下面側によって形成できる。 そして、 角筒体 2 2 の左, 右両側に位置する平面部 2 2 E を、 厚板材 3 0 , 3 1 間 の平面用薄板材 2 9 によって形成する ことができる。
次に、 ボス取付部 2 3 の製造工程では、 まず、 ボス取 付部 2 3 の素材となるボス用厚板材 3 7 に、 図 3 に示す 如く 円形穴からなる 2個の取付穴 3 7 A, 3 7 Aと、 半 円形状をなす個の取付溝 3 7 B, 3 7 B とを、 プレス成 形等の手段を用いて穿設する。
そして、 このボス用厚板材 3 7 を、 図 3 中に点線で示 す折曲げ線 3 7 C , 3 7 Cの位置で曲げ加工し、 これに よってボス用厚板材 3 7 を、 図 1 0 に示す如く横断面が U字形状をなす部材としてプレス成形する。
また、 ボス用厚板材 3 7 とは別体の板状部材 3 8 を、 図 1 0 に示す如く薄板材 3 8 Aの左, 右両側に厚板材 3 8 B , 3 8 B を突合わせ溶接する こ とによ り形成する。 そして、 この板状部材 3 8 を、 ボス用厚板材 3 7 の下側 開口を閉塞するよう にレーザ溶接等によ り接合する。 これによ り、 横断面が四角形状をなすボス取付部 2 3 を、 ボス用厚板材 3 7 と板状部材 3 8 とを用いて短尺の 角筒と して形成する。 そして、 このよう に形成したボス 取付部 2 3 を、 図 2 に示す接合端 2 7 Aの位置で角筒体 2 2 の長手方向 側にレーザ溶接等によ り接合する。 一方、 ボス取付部 2 4 の製造工程では、 まず、 ボス取 付部 2 4 の素材となるボス用厚板材 3 9 に、 図 1 1 に示 す如く 略半円形状をなす 2個の取付溝 3 9 A , 3 9 Aを プレス成形等の手段を用いて穿設する。
そして、 このポス用厚板材 3 9 を 図 1 1 中に点線で 示す折曲げ線 3 9 B 3 9 Bの位置で曲げ加ェ れ によってボス用厚板材 3 9 を 、 図 1 2 に示す如く横断面 が U字形状をなす部材と してプレス成形する。 次に、 のよつ に形成したボス取付部 2 4 を、 図 2 に示す傾斜端
2 7 Cの位置で角筒体 2 2 の長手方向他側にレ ザ溶接 等の手段を用いて接合する
また 角筒体 2 2 の-長手方向他側には、 図 2 に示す接 α 2 7 Βの位置で蓋板 2 5 をレーザ溶接等の手段を用 いて接 し、 この蓋板 2 5 によって角筒体 2 2 の他側端 部を閉塞 9 る。
そして 、 この蓋板 2 5 の外側には、 角筒体 2 2 の他側 上面に向けて延びるよう にシリ ンダブラゲッ 卜 2 6 を溶 接して設ける。 これによ り 、 作業腕と してのァ —ム 2 1 を図 2 に示す如く製造する ことができる。
また 図 1 に示す作業装置 1 1 の他の作業腕となる口 ァブ ム 1 2 、 アツパブ ム 1 3 についても アーム 2
1 と 様にそれぞれ角筒体と して形成できるものである 次に このようなオフセッ 卜ブーム式の作業装置 1 1 が設けられた油圧ショベル 1 は、 走行体 2 を走行駆動す る ことによ り前進または後進する こ とができる また、 旋回体 3 を走行体 2 上で旋回駆動する こ とによ り 、 作業 装置 1 1 の方向を適宜に変える こ とができる ,
そして 土砂等の掘削作業を行う ときには プ ムシ
U ンダ 1 6 、 ァ一ムシリ ンダ 1 7 およびパケッ シリ ン ダ 2 0 を伸縮させる ことによ り 、 作業装置 1 1 の口アブ
―ム 1 2 アーム 2 1およびバケッ 卜 1 5 を作動させ、 のパケッ 卜 1 5 によって掘削作業を行なう とができ る
また ォフセッ トブーム式の作業装置 1 1 は オフセ
V 卜シ U ンダ (図示せず) を伸縮させる こ とによ り ロア ブ ム 1 2 に対してアツパブーム 1 3 を左, 右に回動す る ことができ、 アーム 2 1 をロアブーム 1 2 に対し左, 右に平行移動させた状態で、 例えば側溝堀 り作業等を容 に行 Ό とができる。
さ らに、 図 1 に示すよつ に作業 置 1 1 のロアブーム
1 2 を上方に大きく仰動し 、 ァーム 2 1 よびバケッ 卜
1 5 を口ァブ —ム 1 2側に折り畳むよう に回動した状態 では 作業壮置 1 1 全体を旋回体 3 の旋回半径内に収め る とができ 、 狭い作業現場でも周囲の陪早 物等に接触 する とな < 、 土砂等の掘削作業を円滑に行う ことがで さる。
かく して、 本実施の形態によれば、 アーム 2 1 の主要 部となる角筒体 2 2 を製造する ときに、 図 3 、 図 4 に示 す如く 中央部の平面用薄板材 2 8 、 その左, 右両側の角 隅用厚板材 3 0 3 0、 その外側の平面用薄板材 2 9 2 9及ぴその外側の厚板材 3 1 3 1 をレーザ溶接等の 手段を用いて突合わせ溶接する ことによ り 、 板厚が部分 的に異なる幅広板状体 2 7 を形成する。 次に、 この幅広 板状体 2 7 を左, 右の角隅用厚板材 3 0 3 0 の位置で 断面 L字状に曲げ加工する こ とによ り、 図 6 、 図 9 に示 す如く横断面が U字形状をなす U字形部材 3 2 を形成す る構成としている。
また、 U字形部材 3 2 とは別体の板状部材 3 3 を 、 図
7 に示すよう に薄板材 3 4 の左, 右両側に厚板材 3 5
3 5 を突合わせ溶接する こ とによ り形成する 次に 、 板 状部材 3 3 を用いて U字形部材 3 2 の下側に位置する開
P 3 2 Aを閉塞するよう に この板状部材 3 3 を U字形 部材 3 2 の開口 3 2 A側にレ ザ溶接等の手段を用いて 接 ί¾ A α Iレゝ 図 8 に示す如く横断面が四角形状をなす角筒体
2 2 を形成する構成としてい
この結 アーム 2 1 の主要部となる角筒体 2 2 は、 その上側の角隅部 2 2 Aを 角隅用厚板材 3 0 によ り形 成でき、 上側の平面部 2 2 B を、 平面用薄板材 2 8 によ り形成でさる た、 角筒体 2 2 の下側に 置する角隅 pi5 2 しを、 厚板材 3 1 , 3 5 間の接合部 3 6近傍によ り形成でき、 下側の平面部 2 2 Dを 、 板状部材 3 3 (薄 板材 3 4 ) の下面側によ り形成でさる。 さ らに 角筒体
2 2 の左 , 右両側に位置する平面部 2 2 E を、 厚板材 3
0 , 3 1 間の平面用薄板材 2 9 に つて形成する とが できる。
即ち、 本発明者等が行った作業腕 (例えば、 アーム 2 1 ) に要求される構造解析によれば、 角筒体 2 2 の角隅 部 2 2 A , 2 2 C側では剛性を確保する上で板厚を大き くする ことが必要である。 しかし、 これらの角隅部 2 2 A , 2 2 C間に位置する平面部 2 2 B , 2 2 D 2 2 E 側は、 各角隅部 2 2 A , 2 2 C側よ り も荷重分担が低レ^ のために、 平面部 2 2 B , 2 2 D 2 2 Ε側は、 板厚 を必ずしも大きくする必要がないことが知見されたもの でめる
そこで、 本実施の形態にあつては、 角筒体 2 2 の平面 部 2 2 B 2 2 D , 2 2 E側を薄板材 2 8 , 2 9 3 4 を用いて形成し、 アーム 2 1 全体の重量を軽減する構成 としている。 また 、 角筒体 2 2 の角隅部 2 2 Α , 2 2 C は 、 角隅用厚板材 3 0 と厚板材 3 1 , 3 5 とを用いて形 成する構成としている。
これによ り、 ァ. —ム 2 1 全体の剛性を高める こ とがで き 、 例えば土砂等の掘削作業時にパケッ ト 1 5側からァ
―ム 2 1 が受ける掘削反力等を 十分な強度をもって受 承する ことができ 板材 2 8 2 9 , 3 4 と 厚 te材 3 0 3 1 3 5 のよう に 、 板厚が異なる鋼板等 を用いてアーム 2 1 の角筒体 2 2 を形成でき、 アーム 2
1 の素材として汎用性が高い板材を採用する ことができ る。
また、 角筒体 2 2 の素材となる幅広板状体 2 7 は、 U 字形部材 3 2 として曲げ加工を行 前の段階で、 薄板材 2 8 2 9 と厚板材 3 0 , 3 1 とを互い違いに突合わせ 溶接する こ とによ り形成でき、 このときの溶接作業を、 例えば 2次元の溶接施工として行う ことができる。
の 例えば図 3 に示す平面用薄板材 2 8 、 左, 右の角隅用厚板材 3 0 3 0 、 左 右の平面用薄板材 2 9 2 9および左, 右の厚板材 3 1 3 1 は、 板厚方向 の 側面 (図 5 に示す上側の面) を下側に向けるよう に 反転した状態で定盤上に並べるように配置すればよい。
れによ り 、 これらの板材 2 8 3 0 , 2 9 3 1 を 定盤の表面による同一平面上に配置した状態で、 突合わ せ溶接を簡単に行う ことができ、 2次元の溶接施工が可 能となる。 このような 2次元の溶接施工を採用する こ と によ Ό 、 従来技術で述べた 3次元の溶接施工よ り も接合 部の位置決め作業を大幅に簡略化する ことができる。 し かも 、 2次元の溶接施工によ り溶接時の作業性を向上で き 、 接合部の強度を十分に確保する ことができる。
また、 深い溶込みが得られる レーザ溶接等の高工ネル ギ密度溶接を用いる ことによ り 、 幅広板状体 2 7 の 板 材 2 8 , 2 9 と厚板材 3 0 , 3 1 との溶接部位における 捽接合 Π強強度を高める ことができ、 例えば片側からの溶 施 ェで裏側に貫通する完全溶接が可能となる。
これによ り 、 レーザ溶接等の高工ネルギ密度溶接は ァ一ク溶接等による部分溶込み、 バッキング付の完全 込みに比較しても、 溶接部の疲労寿命を向上する とが ででさきるる。 また、 アーク溶接に較べて 5倍程度の高速溶接 が可台 H S匕3であ り 、 入熱量を低く抑える ことができる。 この 結果 高エネルギ密度溶接を用いる こ とによ り、 特に板 厚が 1 0 m m以下の薄板材 2 8 , 2 9等に溶接後の変形 が生じた りするのを抑制できる。 また、 曲げ加工時に発 生する引張り荷重等の負荷に対しても十分な接合強度を 確保する こ とができる。
ままたた、 幅広板状体 2 7 を曲げ加ェして U字形部材 3 2 をを形形成成すする ときには、 平面用薄板材 2 8 , 2 9 と角隅用 厚厚板板材材 33 0 との板厚差による凹凸面が図 6 に示すよう に UU字字形形部材 3 2 の外側面に露出する こ とはない。 このた めめ、、 UU字形部材 3 2 の外側面、 即ち角筒体 2 2 の外側面 をを凹凹凸凸のない均一な面として形成する ことができる。
ままたた、 図 7 、 図 9 に示すよう に板状部材 3 3 を U字形 部部材材 33 2 の開 P 3 2 A側にレーザ溶接等の手段で接合し 図 8 に示す角筒体 2 2 を形成する場合でも、 ほぼ 9 0 。 の曲げ角をもつてプレス成形された U字形部材 3 2 に対 し、 その開口 3 2 A側を閉塞するよう に板状部材 3 3 を 位置合わせするだけでよい
このため、 U字形部材 3 2 と板状部材 3 3 との位置合 わせ作業を、 図 9 示す U字形部材 3 2 の長手方向に対 しても容易に行う とができ、 溶接時の作業性を向上で きる。 そして、 高ェネルギ密度溶接を用いた完全溶接に よ り、 接合部の強 を十分に確保する ことができる 従って、 本実施の形態によれば、 互いに板厚が異なる 平面用薄板材 2 8 2 9 と角隅用厚板材 3 0 、 厚 材 3 1 等とを用いて幅広板状体 2 7 および U字形部材 3 2 を 形成し、 板状部材 3 3 を U字形部材 3 2 の開口 3 2 Α側 に組合せて接合するだけで、 横断面が四角形状をなす角 筒体 2 2 を形成することができる。 これによ り、 作業腕 となるアーム 2 1 の 化を図る こ とができると共に、 その剛性も十分に確保する ことができる。
また、 例えば 2 次元の 接施工によ り平 ni用 材 2 8 , 2 9 と角隅用厚板材 3 0 、 厚板材 3 1 とからなる幅 広板状体 2 7 を形成する こ とができ、 3次元の 施工 に比較して接 部の位置決め作業を大幅に簡略化できる と共に、 溶接時の作業性を向上で 合部の を十 分に確保する とができる。
次に、 図 1 3 および図 1 4は本 明の第 2 の 施の形 態を示している し し し、 本実施の形態では前 1 の 実施の形態と同 の構成要素に同 の符号を付
Figure imgf000029_0001
その 説明を省略するちのとする。
然るに、 本 施の形態の特徴は 平面用薄板材 8 , 2 9 と角隅用 板材 3 0 、 厚板材 3 1 とからなる 広板 状体 2 7 の長手方向端部 (接合端 2 7 Aと傾斜端 2 7 C , 2 7 C ) にボス用厚板材 4 1, 4 2, 4 2 を溶接して設 け、 その後にボス用厚板材 4 1 を幅広板状体 2 7 と一緒 に曲げ加工する構成としたことにある。
こ こで、 ボス用厚板材 4 1 は、 第 1 の実施の形態で述 ベたボス用厚板材 3 7 とほぼ同様に形成され、 円形穴か らなる 2個の取付穴 4 1 A, 4 1 Aと、 半円形状をなし た 2個の取付溝 4 1 B , 4 1 B とを有している。 そして、 ボス用厚板材 4 1 は、 図 1 3,中に点線で示す折曲げ線 4 1 C, 4 1 Cの位置で曲げ加工され、 図 2 に例示したポ ス取付部 2 3 を構成するものである。
しかし、 この場合のボス用厚板材 4 1 は、 例えばレ一 ザ溶接等の高工ネルギ密度溶接によ り幅広板状体 2 7 の 接合端 2 7 Aに予め接合され、 その後に図 1 4 に示す如 く幅広板状体 2 7 と一緒に曲げ加工され、 後述の U字形 部材 4 3 が成形されるものである。
また 、 他のボス用厚板材 4 2 , 4 2 は、 図 2 に例示し たホス取付部 2 4 を構成するため、 第 1 の実施の形 で 述べたボス用厚板材 3 9 に替えて用いられるものでめる。 そして 、 ボス用厚板材 4 2 は、 幅広板状体 2 7 の厚板材
3 0 , 3 1 と同様の板厚をもって図 1 3 に示す如 <略二 角形状に形成されている。
また 、 ボス用厚板材 4 2 には、 図 2 に例示したポス部
2 4 Aが溶接によ り取付けられる略半円形状をなした取 付溝 4 2 Aが設けられている。 そして 、 これらのポス用 厚板材 4 2 は、 図 1 3 に示す傾斜端 2 7 Cの位置で幅広 板状体 2 7 の長手方向他側にレーザ溶接等の手段で接 π されるものである。
4 3 は幅広板状体 2 7 と厚板材 4 1 , 4 2 を一緖に曲 げ加工する こ とによ り成形された U字形部材で、 この U 字形部材 4 3 は 、 第 1 の実施の形態で述べた u字形部材
3 2 とほぼ同様に形成され、 アーム 2 1 の ,要部となる 角筒体 2 2 を後述の板状部材 4 4 と共に構成する もので ある。
しかし の場合の U字形部材 4 3 は、 ポス用厚板材
4 1 , 4 2 4 2 が予め接合された状態の幅広板状体 2
7 を、 図 1 4 に示す如く横断面が U字形状をなすよう に プレス加ェする こ とによ り形成され、 ポス用厚板材 4 1
4 2 は、 U字形部材 4 3 の 部を構成しているものであ
4 4 は本実施の形態で採用 した板状部材で、 の板状 部材 4 4は、 第 1 の実施の形態で述べた板状部材 3 3 と ほぼ同様に形成され、 中央の薄板材 4 5 と、 薄板材 4 5 の幅方向両側にレ ザ溶接等の手段を用いて接 された 左 , 右の厚板材 4 6 4 6 とによ り構成されている ' この ¾) α 板状部材 4 4は、 図 1 4 に示す如 < U字形 部材 4 3 の厚板材 3 1 と厚板材 4 1 , 4 2 とにほぼ対応 した長さをちつて形成され、 その幅寸法は、 左 右の厚 板材 3 1 3 1 間の離間寸法に対応している。 また 、 板 状部材 4 4 は U字形部材 4 3 の下側開口内 (厚板材 3
1 3 1 間) に揷嵌され、 レーザ溶接等'の手段を用いて 厚板材 3 1 3 1 間に固着される ものである。
これによ り U字形部材 4 3 の下側開口は、 板状部材
4 4 を用いて閉塞され、 第 1 の実施の形態で述ベた角筒 体 2 2 と同様に横断面が四角形状をなす角筒体として形 成されるものでめ Ό
かく して、 のよう に構成される本実施の形 でち、 m B己第 1 の実施の形態とほぼ同様に、 互いに板厚が異な る薄板材 2 8 , 2 9 と厚板材 3 0 3 1 等とを用いて幅 広板状体 2 7 および U字形部材 4 3 を形成する こ とがで き、 作業腕となるアーム 2 1 の軽量化を図る ことができ ると共に、 その剛性も十分に確保する ことができる。 特に 本実施の形態によれば、 薄板材 2 8 , 2 9 と厚 板材 3 0 3 1 とからなる幅広板状体 2 7 の長手方向 ^ 部にポス用厚板材 4 1 , 4 2 4 2 を溶接して設け 、 そ の後にポス用厚板材 4 1 を幅広板状体 2 7 と一緒に曲げ 加工して U字形部材 4 3 を形成する構成としている t これによ り、 ボス取付部 2 3 となるポス用厚板材 4 1 を幅広板状体 2 7 と一緒に曲げ加工する とができ げ加ェ時の工程数を減ら し 、 作業性を高める ことができ る。
また 幅広板状体 2 7 の長手方向端部にポス用厚极材
4 1 , 4 2 を接合する とによ り 、 例えば曲げ加ェに伴
Ό 引張 Ό荷重、 圧縮荷重等の負荷が、 幅広板状体 2 7 の 薄 te材 2 8 , 2 9 に悪影響を及ぼすのを抑える とがで さ 、 ホス用厚板材 4 1 4 2 を薄板材 2 8 2 9 に対す る補強材として用いる とができる。 まに ポス用厚板 材 4 1 を角隅用厚板材 3 0等と同等の板厚を ¾つて形成 する こ とによ り、 両者を 緖に曲げ加工するときの応力 分布、 荷重分担等を均等化する こ とができる。
次に、 図 1 5 および図 1 6 は本発明の第 3 の実施の形 態を示している。 こ こで、 本実施の形態では前記第 1 の 実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、 その 説明を省略するものとする。
然るに、 本実施の形態の特徴は、 U字形部材 3 2 の開 口 3 2 A側を、 板状部材 5 1 を用いて閉塞する構成とし たことにある。 こ こで、 板状部材 5 1 は、 第 1 の実施の形 、で述べた 板状部材 3 3 とほぼ同様に 、 中央の薄 材 5 2 と左, 石 の厚板材 5 3 , 5 3 とによ り構成されている しかし、 この場合の板状部材 5 1 は 、 刖 .記板状部材 3 3 よ り も幅 寸法が大きく形成され 、 左 , おの厚板材 5 3 5 3 は、 その上面が U字形部材 3 2 (厚板材 3 1 , 3 1 ) の下面 に当接した状態で接合部 5 4 , 5 4 によ り接 されてい る。
そして、 これらの接 部 5 4 は、 板状部材 5 1 の厚 材 5 3 を U字形部材 3 2 の下面側で厚板材 3 1 にレ一ザ 溶接等の手段で接合し 、 両者を深い溶込みを ¾>つて固着 させる。 これによ り、 U字形部材 3 2 の開 □ 3 2 Aは 、 板状部材 5 1 を用いて閉塞され、 第 1 の実施の形態で述 ベた角筒体 2 2 と同様に横断面が四角形状をなす角筒体
2 2 ' として形成されるものである
かく して、 このよう に構成される本実施の形態でも 、 前記第 1 の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得るこ と ができる。 そして、 この場合には、 角筒体 2 2 ' の上側 に位置する角隅部 2 2 A ' を角隅用厚板材 3 0 によ り形 成でき、 上側の平面部 2 2 B ' を平面用薄板材 2 8 によ り形成できる。
また、 角筒体 2 2 ' の下側に位置する角隅部 2 2 C を、 厚板材 3 1 , 5 3 間の接合部 5 4近傍によつて形成 でき、 下側の平面部 2 2 D ' を板状部材 5 1 (薄 te.材 5
2 ) の下面側によって形成できる。 一方、 角筒体 2 2 の左, 右両側に位置する平面部 2 2 E ' を 、 厚板材 3 0
3 1 間の薄板材 2 9 によつて形成する ことができる。 次に、 図 1 7 は本発明の第 4 の実施の形態を示してい る。 こ こで、 本実施の形態では前記第 1 の実施の形態と 同 の構成要素に同一の符号を付し、 その説明を省略す るものとする。
然るに、 本実施の形態の特徴は 、 ァ一ム 2 1 の主要部 を構成する角筒体 6 1 を 、 平面用薄板材 6 2, 6 3, 6
3 および角隅用厚 te材 6 4 , 6 4からなる U字形部材 6
5 と 、 U字形部材 6 5 の下側開口を閉塞する板状部材 6
6 とを用いて構成したことにある
で、 平面用薄板材 6 2, 6 3 , 6 3 と角隅用厚板 材 6 4 , 6 4 とは 、 第 1 の実施の形態で述べた幅広板状 体 2 7 とほぼ同様に、 その幅方向で予め突合わせ溶接さ れ 、 角隅用厚板材 6 4 , 6 4 の位置で曲げ加工される こ とによ り U字形部材 6 5 としてプレス成形されるもので ある
また 、 板状部材 6 6 は 、 角隅用厚板材 6 4 と同様の板 厚をもつた単一の鋼板によ り前記板状部材 3 3 よ り も大 なる幅寸法をもつて形成され、 板状部材 6 6 の左, 右両 側部位は、 その上面が U字形部材 6 5 (薄板材 6 3 , 6 3 ) の下面に当接した状態で接合部 6 7 , 6 7 によ り接 合されている。
そして、 これらの接合部 6 7 は、 板状部材 6 6 の両側 部位を U字形部材 6 5 の下面側で薄板材 6 3 にレーザ溶 接等の手段で接合し、 両者を深い溶込みをもって固着さ せる。 これによ り、 U字形部材 6 5 の下側開口は、 板状 部材 6 6 を用いて閉塞され、 第 1 の実施の形態で述べた 角筒体 2 2 と同様に横断面が四角形状をなす角筒体 6 1 として形成されるものである。
かく して、 このよう に構成される本実施の形態でも、 前記第 1 の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得る こと ができる。 そして、 この場合には、 角筒体 6 1 の上側に 位置する角隅部 6 1 Aを角隅用厚板材 6 4 によ り形成で き、 上側の平面部 6 1 B を平面用薄板材 6 2 によ り形成 できる。
よ 7 、 角筒体 6 1 の下側に位置する角隅部 6 1 Cを 、
¾ i 6 3 と板状部材 6 6 との間の接合部 6 7近傍に つて形成でき、 下側の平面部 6 1 Dを板状部材 6 6 の下 面側によ て形成できる 一.力、 用筒体 6 1 の左, お両 側に位置する平面部 6 1 Eを平面用薄板材 6 3 によ て 形成する とができる
次に、 図 1 8 ないし図 2 1 は本発明の第 5 の実施の形 態を示している。 こ で、 本実施の形態では前記第 1 の 実施の形能と同一の構成要素に同一の符号を付し、 その 説明を省略するものとする
然るに 、 本実施の形態の特徴は、 図 2 0 、 図 2 1 に示 す如く ァ ―ム 2 1 の主要部を構成する角筒体 7 1 を 、 角 隅用厚板材 7 2 あよび左, 右の平面用薄板材 7 3 , 7 3 からなる U字形部材 7 4 と 、 U字形部材 7 4 の下側開 P を閉塞する板状部材 7 5 とを用いて構成したことにある こ こで、 U字形部材 7 4 の素材となる幅広板状体 7 4 ' は、 第 1 の実施の形態で述べた幅広板状体 2 7 とほ ぼ同様に、 角隅用厚板材 7 2 と平面用薄板材 7 3 , 7 3 とを図 1 8 、 図 1 9 に示す如く 、 その幅方向で突合わせ 溶接する こ とによ り形成される。 そして、 この場合の幅 広板状体 7 4 ' は、 角隅用厚板材 7 2 を図 1 8 中に点線 で示す折曲げ線 7 2 A, 7 2 Aの位置で U字形状に曲げ 加工する ことによ り 、 図 2 0 に示すよう に U字形部材 7 4 としてプレス成形されるものである。
また、 板状部材 7 5 は、 第 1 の実施の形態で述べた板 状部材 3 3 と同様に、 中央の薄板材 7 6 と左, 右の厚板 材 7 7 , 7 7 とによ り構成されている。 しかし、 この場 合の板状部材 7 5 は、 前記板状部材 3 3 よ り も幅寸法が 大きく形成され、 左, 右の厚板材 7 7 , 7 7 は、 その上
■ 面が U字形部材 7 4 (薄板材 7 3 , 7 3 ) の下面に当接 した状態で接合部 7 8 , 7 8 によ り接合されている。 そして、 これらの接合部 7 8 は、 板状部材 7 5 の厚板 材 7 7 を U字形部材 7 4 の下面側で薄板材 7 3 にレ一ザ 溶接等の手段で接合し、 両者を深い溶込みをもつて固着 させる。 これによ り、 U字形部材 7 4 の下側開口は、 板 状部材 7 5 を用いて閉塞され、 第 1 の実施の形態で述ベ た角筒体 2 2 と同様に横断面が四角形状をなす角筒体 7
1 として形成されるものである。
かく して、 このように構成される本実施の形態でも 、 前記第 1 の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得る こと ができる。 そして、 この場合には、 角筒体 7 1 の上側に 位置する角隅部 7 1 Aを、 角隅用厚板材 7 2 の左 , 右両 側部位によ り形成でき、 上側の平面部 7 1 B を、 角隅用 厚板材 7 2 の幅方向中間部によ り形成する こ とができる また、 角筒体 7 1 の下側に位置する角隅部 7 1 Cを 、 薄板材 7 3 と板状部材 7 5 (厚板材 7 7 ) との間の接 α 部 7 8近傍によって形成でき、 下側の平面部 7 1 Dを板 状部材 7 5 (薄板材 7 6 ) の下面側によって形成できる 一方、 角筒体 7 1 の左, 右両側に位置する平面部 7 1 Ε を 、 平面用薄板材と しての薄板材 7 3 によって形成する しとができる。
次に、 図 2 2 は本発明の第 6 の実施の形態を示してい る 。 こ こで、 本実施の形態では前記第 1 の実施の形態と 一の構成要素に同一の符号を付し、 その説明を省略す るものとする。 然るに、 本実施の形態の特徴は、 ァ一ム 2 1 の主要部 を構成する角筒体 8 1 を、 角隅用厚 fe材 8 2 、 厚扳材 8
3 , 8 3 よび左 , 右の平面用薄板材 8 4 , 8 4からな る U字形部材 8 5 と、 U字形部材 8 5 の下側開口を閉塞 する板状部材 8 6 とを用いて構成したことにある
し こで 、 角隅用厚板材 8 2 、 厚板材 8 3 , 8 3 と平面 用薄板材 8 4 , 8 4 とは、 図 1 8 、 図 1 9 に示す第 5 の 実施の形目 述べた幅広板状体 7 4 ' とほぼ同様に、 そ の幅方向で予め突合わせ溶接され、 その後に角隅用厚板 材 8 2 の左, ~h両側部位を U字形状に曲げ加工する しと に り U字形部材 8 5 としてプレス成形されるものであ る。
また 、 状部材 8 6 は 、 第 1 の実施の形態で述ベた板 状部材 3 3 と同様に 、 中央の薄板材 8 7 と左, 右の厚板 材 8 8 , 8 8 とによ り構成されてい る 。 しかし、 この場 合の板状部材 8 6 は 、 刖記板状部材 3 3 よ り も幅寸法が 大きく形成され 、 左 , 右の厚板材 8 8 , 8 8 は、 その上 面が U字形部材 8 5 (厚板材 8 3 , 8 3 ) の下面に当接 した状 で IK口部 8 9 , 8 9 によ り接合されている o そして 、 これらの接合部 8 9 は、 板状部材 8 6 の厚板 材 8 8 を U字形部材 8 5 の下面側で厚板材 8 3 にレーザ 溶接等の手段で伎口 し、 両者を深い溶込みをもつて固着 させる o しれによ り 、 U字形部材 8 5 の下側開口は、 板 状部材 8 6 を用いて閉塞され、 第 1 の実施の形態で述べ た角筒体 2 2 と同様に横断面が四角形状をなす角筒体 8
1 として形成されるものである。
かく して 、 しの う に構成される本実施の形態でも、
HU記第 1 の実施の形锥とほぼ同様の作用効果を得る こと ができる o そして、 この場合には、 角筒体 8 1 の上側に 位置する角隅部 8 1 Αを、 角隅用厚板材 8 2 の左, 右両 側部位に り形成でき、 上側の平面部 8 1 Bを、 厚板材
8 2 の幅方向中間部によ り形成する ことができる。
また 角筒体 8 1 の下側に位置する角隅部 8 1 C を、 厚板材 8 3 と板状部材 8 6 (厚板材 8 8 ) との間の接合 部 8 9近傍によって形成でき、 下側の平面部 8 1 Dを板 状部材 8 6 (薄板材 8 7 ) の下面側によつて形成できる 一方、 角筒体 8 1 の左, 右両側に位置する平面部 8 1 E を 、 平面用薄板材 8 4 によって形成する ことができる。 次に 図 2 3 は本発明の第 7 の実施の形態を示してい る で 、 本実施の形態では前記第 1 の実施の形態と 一の構成要素に同一の符号を付し、 その説明を省略す るものとす
然るに 本実施の形態の特徴は、 アーム 2 1 の主要部 を構成する角筒体 9 1 を、 平面用薄板材 9 , *J , *3
3 ¾よび角隅用厚板材 9 4 9 4からなる U字形部材 9
5 と、 U字形部材 9 5 の上側開口を閉塞する板状部材 9
6 とを用いて構成したこ とにある。
即ち 本実施の形態にあっては、 U字形部材 9 5 が板 状部材 9 6 の下側に配置される。 そして、 板状部材 9 6 は 、 図 2 3 に示す如く 断面 U字形状をなし上側が開口 し た U字形部材 9 5 を上方から施蓋するよう に、 後述の接 σ部 9 7 9 7 を介して U字形部材 9 5 に固着されてい る。
こ こで、 平面用薄板材 9 2 , 9 3 , 9 3 と角隅用厚板 材 9 4 , 9 4 とは、 第 1 の実施の形態で述べた幅広板状 体 2 7 とほぼ同様に、 その幅方向で予め突合わせ溶接さ れ、 角隅用厚板材 9 4 を平面用薄板材 9 3 が上向きとな るよう に曲げ加工する こ とによ り U字形部材 9 5 と して プレス成形されるものである
また、 板状部材 9 6 は、 角隅用厚板材 9 4 と同様の板 厚をもった単一の鋼板によ り前記板状部材 3 3 よ り 大 なる幅寸法をもって形成され 、 板状部材 9 6 の左, 右両 側部位は、 その下面が U字形部材 9 5 (平面用薄板材 9
3 , 9 3 ) の上側端面に当接した状態で接合部 9 7 , 9
7 によ り接合されている。
そして、 これらの接合部 9 7 は、 板状部材 9 6 の左 ? 右両側部位を U字形部材 9 5 の上端側で薄板材 9 3 にレ 一ザ溶接等の手段で'接合し、 両者を深い溶込みをも て 固着させる。 これによ り、 U字形部材 9 5 の上側開 Πは、 板状部材 9 6 を用いて閉塞され、 第 1 の実施の形態で述 ベた角筒体 2 2 とほぼ同様に横断面が四角形状をなす角 筒体 9 1 と して形成されるものである。
力 く して、 このよう に構成される本実施の形態でち 、 前記第 1 の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得る し と ができる。 この場合、 角筒体 9 1 の上側に位置する角隅 部 9 1 Aを、 平面用薄板材 9 3 と板状部材 9 6 との間の 接合部 9 7 近傍によって形成でき、 上側の平面部 9 1 B を板状部材 9 6 の上面側によつて形成する こ とがでさる。
また、 角筒体 9 1 の下側に位置する角隅部 9 1 Cを 、 角隅用厚板材 9 4 によ り形成でき、 下側の平面部 9 1 D を、 平面用薄板材 9 2 によ り形成できる。 一方、 角筒体
9 1 の左, お両側に位置する平面部 9 1 E を、 平面用薄 板材 9 3 によ り形成する こ とができる。
次に、 図 2 4ないし図 2 8 は本発明の第 8 の実施の形 態を示している。 こ こで、 本実施の形態では前記第 1 の 実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、 その 説明を省略するものとする。 然るに、 本実施の形態の特徴は、 平面用薄板材と角隅 用厚板材とは、 板厚方向の一側が凹凸面形状をなし他側 がほぼ同一面上に位置するよう に互いに突合わせて溶接 する構成としたことにある。
図中、 1 0 1 は本実施の形態で採用 した角筒体で、 こ の角筒体 1 0 1 は、 第 1 の実施の形態で述べた角筒体 2 2 とほぼ同様に形成されている。 こ こで、 角筒体 1 0 1 は、 図 2 8 に示すように上側に位置して左, 右に離間し た角隅部 1 0 1 A , 1 0 1 Aと、 各角隅部 1 0 1 A間に 位置した上側の平面部 1 0 1 B と、 下側に位置して左, 右に離間した他の角隅部 1 0 1 C , 1 0 1 C と、 各角隅 部 1 0 1 C間に位置した下側の平面部 1 0 1 D と、 角隅 部 1 0 1 A , 1 0 1 C間に位置した左, 右の平面部 1 0 1 E , 1 0 1 E とにより構成されている。
1 0 2 は角筒体 1 0 1 の素材となる幅広板状体で、 こ の幅広板状体 1 0 2 は、 第 1 の実施の形態で述べた幅広 板状体 2 7 とほぼ同様に形成されている。 こ こで、 幅広 板状体 1 0 2 は、 図 2 4、 図 2 5 に示す如く平面用薄板 材 1 0 3 , 1 0 4 , 1 0 4 と、 角隅用厚板材 1 0 5 , 1 0 5 、 厚板材 1 0 6 , 1 0 6 とを互い違いとなるよう に、 その幅方向で突合わせ溶接する こ とによ り構成されてい る。 そして、 これらの突合わせ溶接は、 例えばレーザ溶 接等の深い溶込みが得られる高工ネルギ密度溶接によ り 行われている。
しカゝし、 この場合の平面用薄板材 1 0 3 , 1 0 4 と角 隅用厚板材 1 0 5 、 厚板材 1 0 6 とは、 図 2 4 、 図 2 5 に示す如く 板厚方向の一側 (上側面 ) が凹凸面形状をな し、 板厚方向の他側 (下側面) がほぼ同一面上に す るよう に互いに突合わせて溶接され 、 しれによつて幅広 板状体 1 0 2 を形成している。
1 0 7 は幅広板状体 1 0 2 を曲げ加工する ことによ り 形成された U字形部材で、 この U字形部材 1 0 7 は、 幅 広板状体 1 0 2 の各角隅用厚板材 1 0 5 を図 2 4中に点 線で示す折曲げ線 1 0 5 A, 1 0 5 Aの位置で凸湾曲状 に曲げ加工する こ とによ り、 図 2 6 、 図 2 7 に示す如く 横断面が U字形状をなすよう に塑性変形して形成された ものである。
このときに、 左, 右の角隅用厚板材 1 0 5, 1 0 5 は、 曲げ加工に伴って図 2 6 中に示す如く 断面 L字状に湾曲 され、 図 2 8 に示す角筒体 1 0 1 の角隅部 1 0 1 A, 1 0 1 Aを形成する ものである。 また、 中央の平面用薄板 材 1 0 3 は、 角筒体 1 0 1 の上側に位置する平面部 1 0 1 Bを形成している。
また、 左, 右の平面用薄板材 1 0 4 , 1 0 4は、 角筒 体 1 0 1 の左, 右の平面部 1 0 I E , 1 0 1 Eを形成す る こ とになる。 そして、 左, 右の厚板材 1 0 6, 1 0 6 間には、 図 2 6 に示すよう に U字形部材 1 0 7 の下側に 位置する開口 1 0 7 Aが形成され、 この開口 1 0 7 Aは、 後述の板状部材 1 0 8 によ り 閉塞されるものである。
また、 U字形部材 1 0 7 の外側面には、 平面用薄板材 1 0 3, 1 0 4 , 1 0 4 と角隅用厚板材 1 0 5, 1 0 5 との板厚差によ り 凹凸面 1 0 7 B, 1 0 7 C , 1 0 7 C が形成されている。 しかし、 U字形部材 1 0 7 の内側面 は、 ほぼ均一な面として形成されている。
1 0 8 は U字形部材 1 0 7 と共に角筒体 1 0 1 を構成 する板状部材で、 この板状部材 1 0 8 は、 図 2 6 に示す 如く 中央の薄板材 1 0 9 と、 薄板材 1 0 9 の幅方向両側 に高工ネルギ密度溶接等の手段を用いて接合された左, 右の厚板材 1 1 0 , 1 1 0 とによ り構成されている。 この場合、 中央の薄板材 1 0 9 と左, 右の厚板材 1 1
0 , 1 1 0 とは 、 図 2 6 に示す如く下側面が凹凸面形状 をなし、 上側面がほぼ同一面上に位置するよう に互いに 突合わせて溶接され、 これによつて板状部材 1 0 8 を形 成している。
そして、 板状部材 1 0 8 は、 U字形部材 1 0 7 の開口
1 0 7 A側 (厚板材 1 0 6 , 1 0 6 の下端) に衝合され 高エネルギ密度溶接等の手段を用いた接合部 1 1 1 , 1
1 1 によ り 図 2 8 に示す如く厚板材 1 0 6 , 1 0 6 に固 着されるものでめ■©。
これによ り 、 U字形部材 1 0 7 の開口 1 0 7 Aは 、 下 側から板状部材 1 0 8 を用いて閉塞され、 図 2 8 に示す 如く横断面が四角形状をなす角筒体 1 0 1 が形成される そして、 角筒体 1 0 1 の下側に位置する左, 右の角隅部
1 0 1 C , 1 0 1 Cは、 U字形部材 1 0 7 の厚板材 1 0
6 と板状部材 1 0 8 の厚板材 1 1 0 との接合部 1 1 1近 傍部によ り形成され、 角筒体 1 0 1 の下側に位置する平 面部 1 0 1 Dは 、 板状部材 1 0 8 の下面によ り形成され るものである。
かく して、 このよう に構成される本実施の形態でも、 前記第 1 の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得る こ と ができる。 しかし、 本実施の形態では、 幅広板状体 1 0
2 を形成する ときに、 平面用薄板材 1 0 3, 1 0 4 と角 隅用厚板材 1 0 5 、 厚板材 1 0 6 とは、 図 2 4、 図 2 5 に示す如く 上側面が凹凸面形状をなし、 下側面がほぼ同
―面上に位置するよう に突合せ溶接されている。
このため、 幅広板状体 1 0 2 の角隅用厚板材 1 0 5、
1 0 5 を、 凸湾曲状に曲げ加工して図 2 7 に示す U字形 部材 1 0 7 を形成する ときに、 平面用薄板材 1 0 3 と角 隅用厚板材 1 0 5 との溶接部 1 1 2 に引張り荷重等が作 用するのを抑える こ とができ、 例えば溶接部 1 1 2 から 溶接部 1 1 2 にクラ ッ ク等が発生するの防止できる。
即ち、 U字形部材 1 0 7 の外側面 (凹凸面 1 0 7 B 側) には角隅用厚板材 1 0 5 を曲げ加工する ときに、 引 張り荷重が図 2 7 中の矢示 A方向に発生し、 U字形部材
1 0 7 の内側面には矢示 B方向に圧縮荷重が発生する傾 向がある。 しかし、 この場合の平面用薄板材 1 0 3 と角 隅用厚板材 1 0 5 とは、 外側面が凹凸面 1 0 7 B とな り 内側面が均一な面となっている
これによ り 、 平面用薄板材 1 0 3 と角隅用厚板材 1 0
5 との間の溶接部 1 1 2 には 矢示 A方向の引張り応力 が作用する ことはほとんどな < 、 引張り応力の影響で溶 接部 1 1 2 の強度が低下するのを抑える こ とができる。 よ / 平面用薄板材 1 0 3 と角隅用厚板材 1 0 5 との間 の溶接部 1 1 2 には、 矢示 B方向の圧縮応力が作用する が、 この圧縮応力が溶接部 1 1 2 に亜影響を与える こ と はない 。 即ち、 この圧縮応力は 、 図 2 7 中の矢示 B方向 に作用 し、 矢示 A方向のよう に溶接部 1 1 2 を引き離す 方向には作用 しないため、 この 応力が溶接部 1 1 2 に悪影響を与える こ とはない
この結果、 溶接部 1 1 2 が破断されるのを抑え 溶接 部 1 1 2 に十分な強度を確保する こ とができる。 そして
U字形部材 1 0 7 の溶接部 1 1 2 は 第 1 の実施の形態 で述べた U字形部材 3 2 等に比較して残留引張り応力等 を確実に低減する こ とができ、 耐ク ラ ッ ク性、 疲労寿命 等を大幅に向上する ことができる。
また 、 この場合の U字形部材 1 0 7 は 平面用薄板材 1 0 3, 1 0 4 と角隅用厚板材 1 0 5 との板厚差による 凹凸面 1 0 7 B , 1 0 7 C を角筒体 1 0 1 の外側面に露 出させるよう に形成できる。 これによつて、 角筒体 1 0
1 の外側面には、 凹 ώ面 1 0 7 Β, 1 0 7 Cによるデザ ィ ン性を与え、 角筒体 1 0 1 を頑丈な構造に形成してい る し とを強調できる と共に、 建設機械用作業腕と しての 商品価値を高める しとができ
次に、 図 2 9 および図 3 0 は本発明の第 9 の実施の形 態を 7 している。 し こで、 本実施の形態では前述した第
8 の実施の形態と 1口 j一の構成要素に同一の符号を付し、 その説明を省略するものとす ·©。
然るに 、 本実施の形態の特徴は、 角筒体 1 2 1 の素材 となる幅広板状体 1 2 2 を、 図 3 0 に示す如く 角隅用厚 板材 1 2 3等を用いて構成し 、 この角隅用厚板材 1 2 3 の幅方向両側には 、 面取り加ェ等を施すこ とによ り傾斜 面 1 2 3 A , 1 2 3 Β を形成し た し と ί あ る 。
こで 、 幅広板状体 1 2 2 は、 第 8 の実施の形態で述 ベた幅広板状体 1 0 2 とほぼ同様に、 平面用薄板材 1 0
3 , 1 0 4, 1 0 4 と、 角隅用厚板材 1 2 3 , 1 2 3、 厚板材 1 2 4 , 1 2 4 とを互い違いとなるよう に、 その 幅方向で突合わせ溶接する ことによ り構成されている。
しかし、 この場合の幅広板状体 1 2 2 は、 角隅用厚板 材 1 2 3 の幅方向両側に傾斜面 1 2 3 A , 1 2 3 B を形 成した点で異なっている。 また、 幅広板状体 1 2 2 の厚 板材 1 2 4, 1 2 4 にも、 その幅方向一側に面取り加工 等を施すことによ り傾斜面 1 2 4 A , 1 2 4 Aが形成さ れている。
そして、 この場合の幅広板状体 1 2 2 も角隅用厚板材 1 2 3 が曲げ加工される こ とによ り 、 横断面が U字形状 をなす U字形部材 1 2 5 と してプレス成形されるもので ある た、 U字形部材 1 2 5 の下側開 Ρ 1 2 5 Αは、 図 2 9 に示す如く板状部材 1 2 6 を用いて閉塞される も のでめる
の場 板状部材 1 2 6 は、 第 8 の実施の形態で述 ベた板状部材 1 0 8 とほぼ同様に 、 中央の薄板材 1 0 9 と 左, 右の厚板材 1 2 7 , 1 2 7 とによ Ό構成されて いる 。 しかし 、 板状部材 1 2 6 の ) 板 ¾ 1 2 7 は、 その 幅方向 側に面取り加工等を施すこ とによ り傾斜面 1 2
7 Aが形成されているものである
そして 、 角筒体 1 2 1 ( U字形部材 1 2 5 ) の外側面 には 、 平面用薄板材 1 0 3 1 0 4 , 1 0 4 と角隅用厚 板 1 2 3 1 2 3 との板厚差によ り凹凸面 1 2 5 B ,
1 2 5 C 1 2 5 Cが形成されている。 また 、 角筒体 1
2 1 の内側面は、 ほぼ均一な面と して形成されている も のである。
かく して の う に構成される本実施の形態でも、 前記第 8 の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得る こ と ができる。 そして この場合には 角筒体 1 2 1 の上側 に位置する角隅部 1 2 1 Aを角隅用厚板材 1 2 3 によ り 形成でき、 上側の平面部 1 2 1 B を平面用薄板材 1 0 3 によ り形成できる
/こ 、 角筒体 1 2 1 の下側に位置する角隅部 1 2 1 C を、 厚板材 1 2 4 と板状部材 1 2 6 との間の接合部 1 1
1 近傍によつて形成でき、 下側の平面部 1 2 1 Dを板状 部材 1 2 6 の下面側によって形成できる。 そして 角筒 体 1 2 1 の左, 右両側に位置する平面部 1 2 1 Eを平面 用薄 材 1 0 4 によつて形成する とができる。
しカゝし、 本実施の形態では、 角隅用厚板材 1 2 3 の幅 方向両側に傾斜面 1 2 3 A 1 2 3 B を形成し、 厚板材
1 2 4 1 2 7 にち傾斜面 1 2 4 A 1 2 7 Aを形成し ている。 のため 角筒体 1 2 1 ( U字形部材 1 2 5 ) の外側面に露出する凹凸面 1 2 5 B 1 2 5 C等を、 傾 斜面 1 2 3 A 1 2 3 B 1 2 4 A , 1 2 7 Aによ り滑 らかな凹凸面として形成する こ とができ、 これによつて 建設機械用作 腕と しての商品価値を ¾める こ とができ 業
次に、 図 3 1 ないし図 3 4 は本発明の第 1 0 の実施の 形態を示している こで 本実施の形態では前記第 1 の実施の形能と 1口 J の構成要素に同 —の符号を付し、 そ の説明を省略するものとする
然るに 本実施の形態の特徴は、 平面用薄板材と角隅 用厚板材とは 板厚方向の ―側と他側とがそれぞれ凹凸 面形状をなすよ Ό に互いに突合わせて溶接する構成とし たこ とにある
図中、 1 3 1 は本実施の形態で採用 した角筒体で、 こ の角筒体 1 3 1 は 第 1 の実施の形態で述ベた角筒体 2
2 とほぼ同様に形成され、 図 3 1 に不 ょう に上側に位 置して左 右に離間した角隅部 1 3 1 A , 1 3 1 Aと、 各角隅部 1 3 1 A間に位置した上側の平面部 1 3 1 B と 下側に位置して左 右に離間 'した他の角隅部 1 3 1 C
1 3 1 C と 各角隅部 1 3 1 C間に位置した下側の平面 部 1 3 1 D と 角隅部 1 3 1 A , 1 3 1 C間に位置した 左, 右の平面部 1 3 1 E 1 3 1 E とによ り構成されて いる。
1 3 2 は角筒体 1 3 1 の素材となる幅広板状体で の幅広板状体 1 3 2 は、 第 1 の実施の形態で述べた幅広 板状体 2 7 とほぼ同様に形成されている。 幅広 板状体 1 3 2 は、 図 3 2 に示す如く平面用薄板材 1 3 3, 1 3 4, 1 3 4 と、 角隅用厚板材 1 3 5 , 1 3 5、 厚板 材 1 3 6, 1 3 6 とを互い違いとなるよう に、 その幅方 向で突合わせ溶接する こ とによ り構成されている。 そし て、 これらの突合わせ溶接は、 例えばレーザ溶接等の深 い溶込みが得られる高工ネルギ密度溶接によ り行われて いる。
しかし、 この場合の平面用薄板材 1 3 3, 1 3 4 と角 隅用厚板材 1 3 5 、 厚板材 1 3 6 とは、 図 3 2 に示す如 く板厚方向の一側, 他側 (上 下面側) がそれぞれ凹凸 面形状をなすよう に板厚方向の中間部位で互いに突合わ せて溶接され、 これによつて幅広板状体 1 3 2 を形成し ている。
1 3 7 は幅広板状体 1 3 2 を溶接によ り形成する とさ に用いる治具と しての載置台で 、 この載置台 1 3 7 の上 面側には、 図 3 2 に示すよう に平面用薄板材 1 3 3, 1
3 4 と対応する位置に凸面 1 3 7 A , 1 3 7 Β 1 3 7
Bが形成され、 これらの凸面 1 3 7 A , 1 3 7 Β , 1 3
7 B間は、 凹面 1 3 7 C , 1 3 7 C , 1 3 7 D 1 3 7 Dとなっている。
そして、 載置台 1 3 7 の凸面 1 3 7 A , 1 3 7 B上に は 、 平面用薄板材 1 3 3 , 1 3 4が載置され 、 凹面 1 3
7 C, 1 3 7 D上には 、 角隅用厚板材 1 3 5 , 厚板材 1
3 6がそれぞれ載置される。 このとさに平面用薄板材 1
3 3 , 1 3 4は、 図 3 2 に示す如く角隅用厚板材 1 3 5 , 厚板材 1 3 6 に対して寸法 t 分だけ下側となる位置に配 置されるものである この場合の寸法 t は 、 角隅用厚板 材 1 3 5 , 厚板材 1 3 6 の板厚 Tに対して 、 例えば 1 /
2 ( t = Τ / 2 ) 程 に設定するのがよい , 1 3 8 は幅広板状体 1 3 2 を曲げ加工する こ とによ り 形成された U字形部材で、 この U字形部材 1 3 8 は、 幅 広板状体 1 3 2 の各角隅用厚板材 1 3 5 を凸湾曲状に曲 げ加工する こ とによ り 、 図 3 3 、 図 3 4 に示す如く横断 面が U字形状をなすよう に塑性変形して形成されたもの である。
のときに、 左, 右の角隅用厚板材 1 3 5 1 3 5 は、 曲げ加ェに伴つて図 3 4中に示す如く 断面 L字状に湾曲 され 図 3 1 に示す角筒体 1 3 1 の角隅部 1 3 1 八, 1
3 1 Aを形成する ものである。 また、 中央の平面用薄板 材 1 3 3 は、 角筒体 1 3 1 の上側に位置する平面部 1 3
1 Bを形成している。
また 、 左 , 3の平面用薄板材 1 3 4 1 3 4は、 角筒 体 1 3 1 の左, 右の平面部 1 3 1 E , 1 3 1 Eを形成す る と なる。 そして、 左 , 右の厚板材 1 3 6 , 1 3 6 間には 、 図 3 3 に示すよう に U字形部材 1 3 8 の下側に 位置する開口 1 3 8 Aが形成され、 この開口 1 3 8 Aは、 後述の板状部材 1 3 9 によ り 閉塞されるものである。
また U字形部材 1 3 8 の外側面には、 平面用薄板材
1 3 3 , 1 3 4 1 3 4 と角隅用厚板材 1 3 5 1 3 5 との板厚差によ り 凹凸面 1 3 8 B , 1 3 8 C , 1 3 8 C が形成されている。 そして U字形部材 1 3 8 の内側面 には ほぼ同様の凹凸面が形成されているものである。
1 3 9 は U字形部材 1 3 8 と共に角筒体 1 3 1 を構成 する板状部材で、 この板状部材 1 3 9 は、 図 3 3 に示す 如く 中央の薄板材 1 4 0 と、 薄板材 1 4 0 の幅方向両側 に高工ネルギ密度溶接等の手段を用いて接合された左, 右の厚板材 1 4 1 1 4 1 とによ り構成されている。
この場合、 中央の薄板材 1 4 0 と左, 右の厚板材 1 4 1 とは、 図 3 3 に示す如く下側面と上側面とが凹凸面形 状をなすよう に板厚方向の中間部位で互いに突合わせて 溶接され、 これによつて板状部材 1 3 9 を形成している。 そして、 板状部材 1 3 9 は、 U字形部材 1 3 8 の開口 1 3 8 A側 (厚板材 1 3 6 1 3 6 の下端) に衝合され、 高工ネルギ密度溶接等の手段を用いた接合部 1 4 2 1 4 2 によ り、 図 3 1 に示す如く 厚板材 1 3 6 1 3 6 に 固着されるものである。
これによ り 、 U字形部材 1 3 8 の開口 1 3 8 Aは、 下 側から板状部材 1 3 9 を用いて閉塞され、 図 3 1 に示す 如く横断面が四角形状をな'す角筒体 1 3 1 が形成される。 そして、 角筒体 1 3 1 の下側に位置する左, 右の角隅部 1 3 1 C , 1. 3 1 Cは、 U字形部材 1 3 8 の厚板材 1 3 6 と板状部材 1 3 9 の厚板材 1 4 1 との接合部 1 4 2近 傍部によ り形成され、 角筒体 1 3 1 の下側に位置する平 面部 1 3 1 Dは、 板状部材 1 3 9 の下面によ り形成され るものである。
か < して のよう に構成される本実施の形態でも、 肓 記第 1 の実施の形態とほぼ同様の作用 果を得る こ と がでぎる。 しかし 、 本実施の形能では、 幅広板状体 1 3
2 を形成する とさに、 平面用薄板材 1 3 3 1 3 4 と角 隅用厚板材 1 3 5 、 厚板材 1 3 6 とは、 図 3 2 に示す如 く 上 下の両側面が凹凸面形状をなすよ に突合せ溶接 されている
このため 幅広板状体 1 3 2 の角隅用厚板材 1 3 5
1 3 5 を、 凸湾曲状に曲げ加ェして図 3 3 に示す U字形 部材 1 3 8 を形成する ときに、 平面用薄板材 1 3 3 と角 隅用厚板材 1 3 5 との溶接部 1 4 3 に引張り荷重等が作 用するのを抑える ことができ、 例えば溶接ビー トの止端 か ら溶接部 1 4 3 にクラ ック等が発生するの防止でさる。 特に、 図 3 4 に示すよ に平面用薄板材 1 3 3 と角隅 用厚板材 1 3 5 との段差に相当する寸法 t を、 角隅用厚 板材 1 3 5 の板厚 Tに対して 、 例えば 1 / 2 ( t = T /
2 ) 程度に設定した場合には 、 平面用薄板材 1 3 3 と角 隅用厚板材 1 3 5 との間の溶接部 1 4 3 に矢示 A方向の 引張り応力が作用するのを小さ く 抑える こ とが可能とな る。
これによ Ό 、 平面用薄板材 1 3 3 と角隅用厚板材 1 3
5 との間の溶接部 1 4 3 には、 矢示 A方向の引張り応力 が作用する とはほとんどなく 、 引張り応力の影響で溶 接部 1 4 3 の強度が低下するのを抑える こ とができる よ 平面用薄板材 1 3 3 と角隅用厚板材 1 3 5 との間 の溶接部 1 4 3 には、 矢示 B方向の圧縮応力が作用する が、 この圧縮応力が溶接部 1 4 3 に悪影響を与える こ と はない
この 果 溶接部 1 4 3が溶接ビー トの止端から破断 されるのを抑え、 溶接部 1 4 3 に十分な強度を確保する こ とがでぎる 。 そして、 U字形部材 1 3 8 の溶接部 1 4
3 は、 第 1 の実施の形態で述べた U字形部材 3 2等に比 較して残留引張り応力等を確実に低減する ことができ 疲労寿叩等を大幅に延ばすこ とができる。
また 本実施の形態で採用 した U字形部材 1 3 8 から なる角筒体 1 3 1 fc、 刖記第 8 の実施の形態とほぼ同様 に凹凸面 1 3 8 B , 1 3 8 Cによるデザイ ン性を角筒体
1 3 1 の外側面に与える こ とができ、 建設機械用作業腕 と しての商品価値を高める こ とができる。
なお 刖記各実施の形態では、 才フセッ 卜ブーム式の 作業装 1 1 におけるァ一ム 2 1 を、 例えば角筒体 2 2 2 2 ' 6 1 , 7 1 , 8 1 , 9 1 , 1 0 1 , 1 2 1 , 1
3 1 等からなる作業腕とした場合を例に挙げて説明した しかし 、 本発明はこれに限らず 、 例えば図 1 に示す口ァ ブーム 1 2 、 ァッパプ一ム 1 3 についても前述の如き角 筒体を用いて形成してもよいものである。
また 、 本発明の ½用対象は 、 ォフセッ 卜プ一ム式の作 衣 [ . 1 1 に限るものではな < 、 例えば図 3 5 に示す変 形例のよう に一 tecに標準機と呼ばれる油圧シ 3 ベル 1 5
1 の作 M士
業 置 1 6 1 に適用 してもよレ 。 この塲 O 、 建 P又 機械と しての油圧ショべル 1 5 1 'は 、 装軌式の走行体 1
5 2 、 旋回体 1 5 3 ねよび作業装置 1 6 1 によ り構成 等
されている o
そして 、 旋回体 1 5 3 は 、 旋回フ レ ム 1 5 4 、 ォぺ レー夕が乗降する操作 転用の建屋としてのキャブ 1 5
5 、 外装力バ一と しての建屋力バ ― 1 5 6 、 力ゥン夕ゥ エイ ト 1 5 7等とによ り構成されている
また 、 旋回体 1 5 3 の刖部側に俯仰動可能に PXけられ たフロ ン h部分となる作業装置 1 6 1 は 、 ブ一ム 1 6 2 アーム 1 6 3 お びフ D ン 卜ァタ ッチメ ン 卜 としてのパ ケッ 卜 1 6 4等によ り構成されている o そして 、 旋回フ レーム 1 5 4 とブ一ム 1 6 2 との間には 、 ブ一ムシリ ン ダ 1 6 5 が設けられ、 ブ一ム 1 6 2 とァ一ム 1 6 3 との 間には 、 ァ ―ムシリ ンダ 1 6 6 が 5又けられている o d-*た アーム 1 6 3 とバケッ 卜 1 6 4 との間には 、 U ンク 1 6
7 , 1 6 8 を介してフ D ン 卜ァ夕 Vチメ ン 卜用のパケ V 卜シリ ンダ 1 6 9が設けられている
そして 、 この i县合の作業腕となるブ ―ム 1 6 2 または アーム 1 6 3 についてち 、 刖 .した各実施の形態による 角筒体 2 2 , 2 2 j 6 1 , 7 1 8 1 9 1 1 0 1 1 2 1 1 3 1 等とほぼ同様の角筒体を用いて構成する こ とができるものである。
また 、 本発明は装軌式の油圧ショ ベルに限らず、 例え ばホイ —ル式の油圧ショ ベルまたは浚渫船等に用いる作 業装置 (フ π ン ト部分) に適用 してもよ く 、 油圧ク レ ン等の建 ス幾械にも広く適用できるものである。
方、 刖記第 7 の実施の形態で述ベた角筒体 9 1 は、 前記第 4 の実施の形 述べた図 1 7 に示す角筒体 6 1 を上 , 下に反転させた場合とほぼ 口 J様の構成を有するも のである しかし 本発明はこれに限るものではなく 、 例えば前記第 1 第 3 第 5 第 6 第 8 第 1 0 の実 施の形態で述べた角筒体 2 2 2 2 7 1 8 1 1
0 1 1 2 1 1 3 1 についても 前記角筒体 9 1 と同 様に上, 下を反転させた形状に形成してもよいものであ また、 刖記第 8 第 丄 0 の実施の形能では 角筒体 1
0 1 ( 1 2 1 1 3 1 ) の外側面に板厚差による凹凸面
1 0 7 Β 1 0 7 C ( 1 2 5 B 1 2 5 C 1 3 8 B ,
1 3 8 C ) を、 図的に形成する構成と している。 しか し 本発明では 第 1 第 7 の実施の形態に いても、 角筒体 2 2 2 2 , 6 1 7 1 8 1 , 9 1 の外側面 に 第 8 第 1 0 の実施の形態と 口 J様に凹凸面を形成す るォ鲁成と してもよいものである

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 建設機械のフ ロ ン ト部分を構成するため複数の板 材を互いに接合する ことによ り横断面が四角形状をなす 角筒体として形成される建設機械用作業腕において、
HU 己ネ夏数の板材は、 前記角筒体の平面部を形成する平 坦な形状の平面用薄板材と 、 この平面用薄板材よ り も大 さな板厚で平坦な形状を有し刖 Θ己角筒体の角隅部を形成 するため前記平面用薄板材に予め接合した状態で曲げ加 ェされる角隅用厚板材とを含む構成としたこ とを特徴と する fe 機械用作業腕。
2 . 前記角隅用厚板材と平面用薄板材とは、 その幅方 向で互いに突合わせて溶接する こ とによ り板厚が部分的 に異なる幅広板状体を形成し 、 の幅広板状体は、 前記 角筒体の一部を形成するため前記角隅用厚板材の位置で 曲げ加ェされる こ とによ り横断面が U字形状をなす部材 を構成してなる請求項 1 に記載の建設機械用作業腕。
3 前記平面用薄板材と角隅用厚板材とは、 板厚方向 の一側がほぼ |CJJ一面上に位置し板厚方向の他側が凹凸面 形状をなすよ Ό に互いに突合わせて溶接する構成と して なる請求項 1 に記載の建設機械用作業腕。
4 • 前記平面用薄板材と角隅用厚板材とは、 板厚方向 の一側が凹 ώ面形状をなし板厚方向の他側がほぼ 1口 J一面 上に位置するよう に互いに突合わせて溶接する構成と し てなる請求項 1 に記載の建設機械用作業腕。
5 • 前記平面用薄板材と角隅用厚板材とは、 板厚方向 の一側と他側とがそれぞれ凹凸面形状をなすよ に互い に突合わせて溶接する構成と してなる請求項 1 に記載の 建設機械用作業腕。
6 . 前記角筒体を構成する前記平面用薄板材と角隅用 厚板材の長手方向端部には、 前記フ ロ ン ト部分のポス取 付部となるボス用厚板材を予め接合して設け、 このポス 用厚板材は、 刖 角隅用厚板材と一緒に曲げ加工する構 成としてなる請求項 1 に記載の建設機械用作業腕。
な形溶設幅ののロ
7 . 刖 ^ 3ポス用厚板材は前記角隅用厚板材と同等の板 厚をちつて形成してなる請求項 6 に記載の建設機械用作 業腕
8 . 建設機械のフ ロン ト部分を構成するため複数の板 材を互いに接合する ことによ り横断面が四角形状をなす 角筒体として形成される建設機械用作業腕の製造方法に おいて 、
前記角筒体を板厚が異なる前記複数の板材を用いて形 成するため、 これらの板材を幅方向で互いに突合わせて 溶接し板厚が部分的に異なる幅広板状体を形成する第 の溶接工程と、
前記角筒体の角隅部を形成するた
厚板部分に曲げ加ェを施し、 前記幅 面が
U字形状をなす U字形部材に塑性変 ェェ 程と、
前記 U字形部材 開口側を別体の板状部材で閉塞して 横断面が四角形状 前記角筒体を形成するため、 前記板 状部材を前記 U字 部材の開口側に溶接して設ける第 2 の溶接工程とから る建設機械用作業腕の製造方法:
9 . 前記第 1 の 接工程では、 前記幅広板状体の長手 方向端部に前記フ ン ト部分のボス取付部となるポス用 厚板材を溶接して け、 前記曲げ加工工程では、 このポ ス用厚板材を前記 広板状体と一緒に曲げ加工して横断 面が U字形状をなす u字形部材を形成してなる請求項 8 に記載の建設機械用作業腕の製造方法。
1 0 . 前記第 1 の溶接工程では、 深い溶込みが得られ る高工ネルギ密度溶接を施してなる請求項 8 に記載の建 設機械用作業腕の製造方法。
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