WO2012144037A1

WO2012144037A1 - 建設機械用ブーム

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Publication number: WO2012144037A1
Application number: PCT/JP2011/059748
Authority: WO
Inventors: 高橋　毅; 厚史濱田; 下平　貴之; 山本　光; 菅谷　誠
Original assignee: 日立建機株式会社
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2012-10-26
Also published as: JPWO2012144037A1; CN103403263B; CN103403263A; JP5592994B2; EP2700752A4; US20140056677A1; EP2700752A1

Abstract

　ブーム（１１）の左，右のウェブ板（１２）は、第１～第５ウェブ材（１２Ａ～１２Ｅ）を前，後方向の端部で溶接線（１３Ａ～１３Ｄ）に沿って接合する。上フランジ板（１４）は、後上フランジ材（１４Ａ）、前上フランジ材（１４Ｂ）、中間上フランジ材（１４Ｃ）を前，後方向の端部で溶接線（１５Ａ，１５Ｂ）に沿って接合する。下フランジ板（１６）は、第１～第６下フランジ材（１６Ａ～１６Ｆ）を前，後方向の端部で溶接線（１７Ａ～１７Ｅ）に沿って接合する。左，右のウェブ板（１２）の溶接線（１３Ａ～１３Ｄ）を、上フランジ板（１４）の溶接線（１５Ａ，１５Ｂ）と下フランジ板（１６）の溶接線（１７Ａ～１７Ｅ）とに対し前，後方向で互いに異なる位置に配置する。これにより、ブーム（１１）の曲げ強度、捩り強度等を確保しつつ、全体の重量を軽減し、軽量化を図ることができるようにする。

Description

建設機械用ブーム

　本発明は、例えば油圧ショベルの作業装置に作業腕として好適に用いられる建設機械用ブームに関する。

　一般に、油圧ショベル等の建設機械に設けられる作業装置は、基端側が車体側のフレームに俯仰動可能に連結されたブームと、該ブームの先端側に回動可能に連結されたアームと、該アームの先端側に回動可能に連結された掘削バケット等の作業具と、これらブーム、アーム、作業具を作動させるブームシリンダ、アームシリンダ、作業具シリンダとにより構成されている。

　このような作業装置のうち前記ブームは、左，右のウェブ板と、該左，右のウェブ板の上端側に溶接により接合される上フランジ板と、前記左，右のウェブ板の下端側に溶接により接合される下フランジ板とから横断面が四角形の閉断面構造をなす箱型構造体として形成されている。このブームは、その全長が数メートル以上にも及ぶ長尺な溶接構造物である建設機械用作業腕を構成する。

　このため、建設機械用作業腕としてのブームは、溶接作業を含めた製造工程に大変な手間がかかり、組立時の作業性を向上させることが大きな課題となっている。この課題を解決するための一環として、例えばブームを長さ方向で３分割して合計３つの箱型構造物として予め製作し、その後に各箱型構造物を前，後方向で互いに溶接により接合し、これによって長尺なブームを組立てる構成としたものが知られている（特許文献１）。

実公昭６１－１１３２９号公報

　ところで、従来技術によるブームは、土砂等の掘削作業時に発生する掘削反力により衝撃的な荷重を受けると共に、大きな曲げモーメント、捩りモーメント等を受けるので、頑丈な構造に形成する必要がある。このため、ブームを構成する左，右のウェブ板および上，下のフランジ板についても、それぞれの板厚を厚くすることによって曲げ強度、捩り強度等を高めるようにしている。

　しかし、左，右のウェブ板および上，下のフランジ板を厚い板材で形成すればするほど、ブーム全体の重量が増加し、材料費も高くなってしまう。しかも、ブームシリンダでブームを俯仰動するときの慣性力が大きくなるため、ブームを任意の位置で止めるときの位置決め性能を高めることが難しくなる。さらに、ブームシリンダも大型の油圧シリンダを用いる必要が生じるため、ブームの軽量化を図ることは大きな課題となっている。

　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、十分な曲げ強度、捩り強度等を確保しつつ、全体の重量を軽減し、軽量化を図ることができるようにした建設機械用ブームを提供することにある。

（１）．上述した課題を解決するため、本発明は、左，右のウェブ板と、該左，右のウェブ板の上端側に溶接により接合される上フランジ板と、前記左，右のウェブ板の下端側に溶接により接合される下フランジ板とを備え、前記左，右のウェブ板と前記上，下のフランジ板とにより横断面が四角形の閉断面構造をなす箱型構造体として形成される建設機械用ブームに適用される。

　請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記左ウェブ板と右ウェブ板とは、互いに形状が異なる少なくとも合計５枚の板材を前，後方向の端部で溶接線に沿ってそれぞれ接合することにより形成し、前記上フランジ板は、互いに形状が異なる少なくとも合計３枚の板材を前，後方向の端部で溶接線に沿ってそれぞれ接合することにより形成し、前記下フランジ板は、互いに形状が異なる少なくとも合計６枚の板材を前，後方向の端部で溶接線に沿ってそれぞれ接合することにより形成し、前記上フランジ板を構成する各板材間の溶接線の端部と前記左，右のウェブ板を構成する各板材間の溶接線の端部とは、前，後方向で互いに異なる位置に配置し、前記下フランジ板を構成する各板材間の溶接線の端部と前記左，右のウェブ板を構成する各板材間の溶接線の端部とは、前，後方向で互いに異なる位置に配置する構成としたことにある。

　このように構成したことにより、左ウェブ板と右ウェブ板とは、互いに形状が異なる少なくとも合計５枚の板材を前，後方向の端部で溶接線に沿ってそれぞれ接合することにより形成できる。上フランジ板については、互いに形状が異なる少なくとも合計３枚の板材を前，後方向の端部で溶接線に沿ってそれぞれ接合することにより形成でき、下フランジ板については、互いに形状が異なる少なくとも合計６枚の板材を前，後方向の端部で溶接線に沿ってそれぞれ接合することにより形成できる。前記左，右のウェブ板、上フランジ板および下フランジ板を用いて、横断面が四角形状をなす箱型構造体を形成するときには、前記左，右のウェブ板を構成する各板材間の溶接線の端部を、前記上フランジ板を構成する各板材間の溶接線の端部と前記下フランジ板を構成する各板材間の溶接線の端部とに対してそれぞれ前，後方向で互いに異なる位置に配置することができる。これにより、溶接欠陥の発生し易い溶接線の端部の重なりを回避することができるので、溶接欠陥が発生する可能性を低減し、強度の高い溶接構造をもったブームを製作することができる。この結果、ブームを構成する各板材の板厚を薄くすることが可能となり、全体の重量を軽減して軽量化を図ることができる。しかも、掘削反力等に対するブームの耐衝撃性を高め、十分な曲げ強度、捩り強度も確保することができる。

（２）．本発明は、前記左，右のウェブ板間には、前，後方向の後端側に位置して前記上，下のフランジ板間に溶接されるブームフート側取付部材を設けると共に、前記合計５枚の板材のうち前，後方向で最も中央に位置する板材に溶接されブームシリンダが回動可能に連結されるブームシリンダ取付部材を設け、前記左，右のウェブ板を構成する合計５枚の板材のうち前記ブームフート側取付部材が溶接される前記後端側の板材と前記中央に位置する板材とは、他の３枚の板材よりも板厚を厚くする構成としている。

　この構成によると、左，右のウェブ板を構成する合計５枚の板材のうち、前，後方向で最も中央に位置する板材とブームフート側取付部材が設けられる後端側の板材とについては、板厚が厚い板材を使用でき、これ以外の３枚の板材は薄い板材を使用することができる。この結果、前記後端側の板材は、上，下のフランジ板と共にブームフート側取付部材を頑丈な構造で支持することができ、支持強度を高めることができる。中央に位置する板材は、ブームシリンダが回動可能に連結されるブームシリンダ取付部材を頑丈な構造で支持することができ、支持強度を高めることができる。

（３）．本発明は、前記左，右のウェブ板間には、前，後方向の後端側に位置して前記上，下のフランジ板間に溶接されるブームフート側取付部材を設けると共に、前記合計５枚の板材のうち前，後方向で最も中央に位置する板材に溶接されブームシリンダが回動可能に連結されるブームシリンダ取付部材を設け、前記上フランジ板には、前記ブームシリンダ取付部材よりも前側となる位置でかつ前記合計３枚の板材のうち中央に位置する板材の上面に位置しアームシリンダが回動可能に連結されるアームシリンダ取付部材を設け、前記左，右のウェブ板の前記中央に位置する板材は、その前，後方向の後側の溶接線を、前記ブームフート側取付部材と前記ブームシリンダ取付部材とを結ぶ第１の基準線にほぼ直交する関係に配置し、前，後方向の前側の溶接線を、前記ブームシリンダ取付部材と前記アームシリンダ取付部材とを結ぶ第２の基準線にほぼ直交する関係に配置する構成としている。

　この構成によると、左，右のウェブ板を構成する合計５枚の板材のうち前，後方向で最も中央に位置する板材は、その後側の端部に接合される相手方板材との間の溶接線を第１の基準線とほぼ直交する位置に配置することができる。このため、ブームシリンダが連結されるブームシリンダ取付部材とブームフート側取付部材との間に発生する応力に対し、中央に位置する板材と後側の相手方板材との溶接強度を高めることができる。

　一方、前記中央に位置する板材は、その後側の端部に接合される他の相手方板材との間の溶接線を第２の基準線とほぼ直交する位置に配置することができる。このため、ブームシリンダが連結されるブームシリンダ取付部材とアームシリンダが連結されるアームシリンダ取付部材との間に発生する応力に対し、前記中央に位置する板材と他の相手方板材との溶接強度を高めることができる。

（４）．本発明は、前記左，右のウェブ板は、前，後方向の後端側に位置する第１ウェブ材と、後側の端部が該第１ウェブ材の前側の端部に接合される第２ウェブ材と、後側の端部が該第２ウェブ材の前側の端部に接合される第３ウェブ材と、後側の端部が該第３ウェブ材の前側の端部に接合される第４ウェブ材と、後側の端部が該第４ウェブ材の前側の端部に接合される第５ウェブ材とからなる合計５枚の板材によりそれぞれ構成し、前記左，右のウェブ板を構成する前記第２ウェブ材間には、前記上，下のフランジ板間に位置して第１の仕切板を設け、前記第４ウェブ材間には、前記上，下のフランジ板間に位置して第２の仕切板を設ける構成としている。

　この構成によると、第１～第５ウェブ材からなる左，右のウェブ板のうち第２ウェブ材間には、上，下のフランジ板間に位置して第１の仕切板を溶接により接合して設けることができ、第１の仕切板により左，右のウェブ板と上，下のフランジ板との間の溶接による接合強度を高めることができる。一方、左，右のウェブ板のうち第４ウェブ材間には、上，下のフランジ板間に位置して第２の仕切板を溶接により接合して設けることができ、第２の仕切板により左，右のウェブ板と上，下のフランジ板との間の溶接による接合強度を高めることができる。

（５）．本発明は、前記左，右のウェブ板には、前，後方向の前端側に位置して前記上，下のフランジ板間に溶接されるアーム側取付部材を設ける構成としている。これにより、左，右のウェブ板の全長のうち前端側に位置する部位と上，下のフランジ板との間にアーム側取付部材を溶接により接合して設けることができ、このアーム側取付部材によりブームの先端側にアームを回動可能に連結することができる。

本発明の第１の実施の形態によるブームが設けられた油圧ショベルを示す正面図である。図１中のブームを単体として示す正面図である。ブームの長さ方向中間部分を示す図２の部分拡大図である。ブームを構成する各板材を示す分解斜視図である。図２中のウェブ板、上フランジ板を構成する板材をそれぞれ接合した状態を示すブームの分解斜視図である。左，右のウェブ板と上フランジ板とを溶接により缶組みした状態を示す斜視図である。缶組みした左，右のウェブ板と上フランジ板との内面側に内部溶接を施す状態を示す斜視図である。缶組みした左，右のウェブ板に対して下フランジ板を接合する状態を示す斜視図である。缶組した左，右のウェブ板および上，下のフランジ板に対してロボットにより外部溶接を施す状態を示す斜視図である。第２の実施の形態によるブームを構成する各板材を示す分解斜視図である。

　以下、本発明の実施の形態による建設機械用ブームを、油圧ショベルのブームに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

　ここで、図１～図９は本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルのブームを示している。

　図中、１は建設機械としての油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、図１に示すように自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、後述の作業装置８とにより大略構成されている。油圧ショベル１の上部旋回体３は、下部走行体２と共に建設機械の車体を構成するものである。上部旋回体３は、後述の旋回フレーム４、キャブ５、カウンタウエイト６および建屋カバー７等により構成されている。

　４は上部旋回体３のフレームを構成する旋回フレームを示し、該旋回フレーム４は、その前側に後述の作業装置８が俯仰動可能に取付けられ、後側には後述のカウンタウエイト６が取付けられている。旋回フレーム４の前部左側にはキャブ５が配設され、該キャブ５は、内部に運転室を画成している。キャブ５内には、オペレータが着席する運転席、操作レバー、走行用レバーまたはペダル（いずれも図示せず）等が配設されている。

　６は旋回フレーム４の後端側に設けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト６は、旋回フレーム４の後端側に着脱可能に搭載され、前側の作業装置８に対して上部旋回体３全体の重量バランスをとるものである。カウンタウエイト６の前側には、エンジン（図示せず）等を収容する後述の建屋カバー７が設けられている。

　７はキャブ５とカウンタウエイト６との間に位置して旋回フレーム４上に立設された建屋カバーで、該建屋カバー７は、例えば薄い鋼板からなる複数枚の金属パネル等を用いて建屋構造に形成され、内部にエンジン等を収容する機械室（図示せず）を画成するものである。

　８は上部旋回体３の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置で、該作業装置８は、後述のブーム１１と、ブーム１１の先端側に俯仰動可能に取付けられたアーム９と、例えば土砂等の掘削作業を行うため該アーム９の先端側に回動可能に設けられた作業具としてのバケット１０とにより大略構成されている。作業装置８のブーム１１は、ブームシリンダ１１Ａにより旋回フレーム４に対して上，下に俯仰動され、アーム９は、ブーム１１の先端側でアームシリンダ９Ａにより上，下に俯仰動される。作業具としてのバケット１０は、アーム９の先端側でバケットシリンダ１０Ａにより上，下に回動されるものである。

　１１は作業装置８の作業腕を構成するブームで、該ブーム１１は、図１に示すように長尺な箱型構造体として形成され、ブームシリンダ１１Ａにより旋回フレーム４に対して上，下に俯仰動されるものである。図２、図６、図９に示すように、ブーム１１は、ブーム１１の長さ方向（前，後方向）に延び左，右方向で互いに対向した左，右一対のウェブ板１２，１２と、該各ウェブ板１２の上，下両端側に溶接により接合された上，下のフランジ板１４，１６とから横断面が四角形の閉断面構造をなす箱型構造体として形成されている。

　左，右のウェブ板１２および上，下のフランジ板１４，１６は、例えば５５０～６００Ｍｐａ（メガパスカル）級の高張力鋼からなる板材を用いて形成され、これにより各板材の板厚を可能な限り薄くできるようにしている。同様に、後述の仕切板１８，１９、ボス部材２０，２１およびブラケット部材２２，２３についても、同様な高張力鋼からなる鋼材を用いて形成されている。

　次に、左，右のウェブ板１２の構成について、具体的に説明する。

　１２はブーム１１の側面を形成する左，右一対のウェブ板を示している。なお、左ウェブ板１２と右ウェブ板１２とは、互いに同一な形状に形成されるため、一方のウェブ板１２について説明する。また、ブーム１１の長さ方向である前，後方向の後端側とは、油圧ショベル１の車両後方からみた場合にブーム１１の後部側に相当し、前，後方向の前端側とは、油圧ショベル１の車両後方からみた場合にブーム１１の前部側（先端側）に相当するものである。

　図４に示すように、このウェブ板１２は、ウェブ板１２の全長のうち後端側（ブーム１１のフート側）に位置する第１ウェブ材１２Ａと、その前側に順次配置され互いに形状が異なる第２ウェブ材１２Ｂ，第３ウェブ材１２Ｃ，第４ウェブ材１２Ｄおよび第５ウェブ材１２Ｅとからなる合計５枚の板材により構成されている。

　このうち前，後方向の最も後側に位置する第１ウェブ材１２Ａは、前記高張力鋼からなる平板材をプレス成形することにより、上，下方向の幅寸法が後側から前側に向けて漸次大きくなる四角形状に形成されている。しかも、この第１ウェブ材１２Ａは、前側寄りの折曲げ線１２Ａ1 の位置で左，右方向の外側に反るように折曲げられている。次の第２ウェブ材１２Ｂについても、前記高張力鋼からなる平板材をプレス成形することにより、上，下方向の幅寸法が後側から前側に向けて漸次大きくなる四角形状に形成されている。

　ウェブ板１２のうち前，後方向の最も中央に位置する第３ウェブ材１２Ｃは、前記高張力鋼からなる平板材をプレス成形することにより、図２に示すように平行四辺形状に形成されている。しかも、この第３ウェブ材１２Ｃの上，下両端側は、それぞれ予め決められた曲率をもった円弧状の縁部１２Ｃ1 ，１２Ｃ2 となっている。このうち上側の縁部１２Ｃ1 は、例えば１８００ｍｍ前，後の曲率半径を有し、下側の縁部１２Ｃ2 についても、ほぼ同様な曲率半径をもって形成されている。第３ウェブ材１２Ｃには、縁部１２Ｃ1 ，１２Ｃ2 の間に位置して円形の打抜き穴１２Ｃ3 が形成され、該打抜き穴１２Ｃ3 には、後述するボス部材２１の環状鍔部２１Ｂが溶接により接合される。

　第４のウェブ材１２Ｄは、前記高張力鋼からなる平板材をプレス成形することにより、その上底の方が下底よりも長い台形状に形成されている。従って、ブーム１１は、左，右のウェブ板１２のうち第３ウェブ材１２Ｃと第４ウェブ材１２Ｄとにより、長さ方向中間部分が弓形状に湾曲された形状となっている。

　ウェブ板１２のうち前，後方向の最も前側（前端側）に位置する第５ウェブ材１２Ｅは、前記高張力鋼からなる平板材をプレス成形することにより、上，下方向の幅寸法が後側から前側に向けて漸次小さくなる四角形状に形成されている。第１～第５ウェブ材１２Ａ～１２Ｅの中で、第５ウェブ材１２Ｅは、前，後方向の長さ寸法が最も大きく、その板厚は最も薄く形成されている。

　図５に示すように、第２ウェブ材１２Ｂは、後側の端部が第１ウェブ材１２Ａの前側端部に溶接線１３Ａに沿って接合される。溶接線１３Ａの位置ではＶ型開先による突合せ溶接が行われるもので、この溶接線１３Ａは、一方の端部１３Ａ1 と他方の端部１３Ａ2 とを有している。第３ウェブ材１２Ｃは、後側の端部が第２ウェブ材１２Ｂの前側端部に溶接線１３Ｂに沿って接合される。溶接線１３Ｂの位置でもＶ型開先による突合せ溶接が行われるもので、この溶接線１３Ｂは、一方の端部１３Ｂ1 と他方の端部１３Ｂ2 とを有している。

　第４ウェブ材１２Ｄは、後側の端部が第３ウェブ材１２Ｃの前側端部に溶接線１３Ｃに沿って接合される。溶接線１３Ｃの位置でもＶ型開先による突合せ溶接が行われるもので、この溶接線１３Ｃは、一方の端部１３Ｃ1 と他方の端部１３Ｃ2 とを有している。さらに、第５ウェブ材１２Ｅは、後側の端部が第４ウェブ材１２Ｄの前側端部に溶接線１３Ｄに沿って接合される。溶接線１３Ｄの位置でもＶ型開先による突合せ溶接が行われるもので、この溶接線１３Ｄは、一方の端部１３Ｄ1 と他方の端部１３Ｄ2 とを有している。

　ウェブ板１２を構成する第１～第５ウェブ材１２Ａ～１２Ｅのうち、その荷重分担が最も大きくなるのは、第１ウェブ材１２Ａと第３ウェブ材１２Ｃであり、一例として、第１ウェブ材１２Ａの板厚ｔ1aと第３ウェブ材１２Ｃの板厚ｔ1cとは、例えば１４ｍｍ程度に形成されている。これに対し、第２ウェブ材１２Ｂの板厚ｔ1bと第４ウェブ材１２Ｄの板厚ｔ1ｄとは、例えば１０ｍｍ程度に形成されている。第５ウェブ材１２Ｅの板厚ｔ1eは、例えば９ｍｍ程度であって最も薄く形成されている。従って、第１～第５ウェブ材１２Ａ～１２Ｅの板厚ｔ1a～ｔ1eは、下記のような関係にある。

　ここで、図２、図３に示す如く、第２ウェブ材１２Ｂと第３ウェブ材１２Ｃとの間の溶接線１３Ｂは、後述する第１の直交線Ａ－Ａに近い範囲の角度θ1 （例えば、θ1 ≒４．５～４．９度）となる位置に配置されている。一方、図２、図３に示す如く、第３ウェブ材１２Ｃと第４ウェブ材１２Ｄとの間の溶接線１３Ｃは、後述する第２の直交線Ｂ－Ｂに近い範囲の角度θ2 （例えば、θ2 ≒１０．５～１１．５度）となる位置に配置されている。

　第３ウェブ材１２Ｃの上側の縁部１２Ｃ1 と溶接線１３Ｃの端部１３Ｃ1 との交点は、後述するブラケット部材２３の後端部に対して寸法ａ（例えば、ａ≒１１３～１１６ｍｍ）だけ前側となる位置に配置されている。第３ウェブ材１２Ｃの下側の縁部１２Ｃ2 と溶接線１３Ｃの端部１３Ｃ2 との交点は、後述する仕切板１９の下端部に対して寸法ｂ（例えば、ｂ＝１００ｍｍ）だけ後側となる位置に配置されている。

　次に、上フランジ板１４の構成について、具体的に説明する。

　１４は左，右のウェブ板１２の上端側に隅肉溶接により接合された上フランジ板である。即ち、図４に示すように、この上フランジ板１４は、上フランジ板１４の全長のうち前，後方向の後側に位置する後上フランジ材１４Ａと、前，後方向の前側に位置する前上フランジ材１４Ｂと、後上フランジ材１４Ａと前上フランジ材１４Ｂとの間に配置される中間上フランジ材１４Ｃとからなる合計３枚の板材により構成されている。中間上フランジ材１４Ｃは、後述のボス部材２１を上方から覆う位置に配置される。

　後上フランジ材１４Ａ、前上フランジ材１４Ｂおよび中間上フランジ材１４Ｃは、前記高張力鋼からなる平板材をプレス成形することにより四角形状にそれぞれ形成され、互いに異なる形状をもって前，後方向に延びている。その長さ寸法は、後上フランジ材１４Ａが最も短く、中間上フランジ材１４Ｃが最も長く、前上フランジ材１４Ｂは両者の中間の長さに形成されている。

　上フランジ板１４は、後述のブラケット部材２３が中間上フランジ材１４Ｃの外側面に接合されるため、中間上フランジ材１４Ｃの板厚ｔ2cが最も厚く、例えば１４ｍｍ程度の板厚に形成されている。後上フランジ材１４Ａの板厚ｔ2aは、例えば１０ｍｍ程度の中間の板厚に形成され、前上フランジ材１４Ｂの板厚ｔ2bは、例えば８ｍｍ程度で最も薄く形成されている。従って、後上フランジ材１４Ａの板厚ｔ2a、前上フランジ材１４Ｂの板厚ｔ2bおよび中間上フランジ材１４Ｃの板厚ｔ2cは、下記のような関係にある。

　図４および図５に示すように、中間上フランジ材１４Ｃは、後側の端部が後上フランジ材１４Ａの前側端部に溶接線１５Ａに沿って接合される。溶接線１５Ａの位置ではＶ型開先による突合せ溶接が行われるもので、この溶接線１５Ａは、一方の端部１５Ａ1 と他方の端部１５Ａ2 とを有している。前上フランジ材１４Ｂは、後側の端部が中間上フランジ材１４Ｃの前側端部に溶接線１５Ｂに沿って接合される。溶接線１５Ｂの位置でもＶ型開先による突合せ溶接が行われるもので、この溶接線１５Ｂは、一方の端部１５Ｂ1 と他方の端部１５Ｂ2 とを有している。

　上フランジ板１４は、後上フランジ材１４Ａと前上フランジ材１４Ｂとの間に中間上フランジ材１４Ｃを溶接線１５Ａ，１５Ｂに沿って接合した状態で、板継後のロール加工が施される。これにより、上フランジ板１４は、図５に示すように湾曲される。即ち、上フランジ板１４の後上フランジ材１４Ａと中間上フランジ材１４Ｃとは、ウェブ板１２の上端側における円弧状の輪郭線に沿った形状に湾曲される。

　図６、図７に示すように、後上フランジ材１４Ａ、前上フランジ材１４Ｂおよび中間上フランジ材１４Ｃからなる上フランジ板１４は、左，右のウェブ板１２の上端側に溶接により接合される。このとき、ウェブ板１２の溶接線１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは、その端部１３Ａ1 ，１３Ｂ1 ，１３Ｃ1 ，１３Ｄ1 が上フランジ板１４の溶接線１５Ａ，１５Ｂの端部１５Ａ1 ，１５Ｂ1 （端部１５Ａ2 ，１５Ｂ2 ）と溶接位置が重なることがないように配置されている。即ち、溶接線１３Ａ～１３Ｄの端部１３Ａ1 ，１３Ｂ1 ，１３Ｃ1 ，１３Ｄ1 と溶接線１５Ａ，１５Ｂの端部１５Ａ1 ，１５Ｂ1 （端部１５Ａ2 ，１５Ｂ2 ）とは、ブーム１１の前，後方向で互いに異なる位置に配置されている。

　次に、下フランジ板１６の構成について、具体的に説明する。

　１６は左，右のウェブ板１２の下端側に溶接により接合された下フランジ板である。即ち、図４に示すように、この下フランジ板１６は、下フランジ板１６の全長のうち前，後方向の後側から前側へと順次並べて配置された合計６枚の板材、即ち、第１下フランジ材１６Ａ，第２下フランジ材１６Ｂ，第３下フランジ材１６Ｃ，第４下フランジ材１６Ｄ，第５下フランジ材１６Ｅ，第６下フランジ材１６Ｆにより構成されている。このうち、第３下フランジ材１６Ｃは、後述するボス部材２１の下方となる位置に配置される。

　これらの下フランジ材１６Ａ～１６Ｆは、前記高張力鋼からなる平板材をプレス成形することにより四角形状にそれぞれ形成され、互いに異なる形状をもって前，後方向に延びている。その長さ寸法は、前，後方向の中間に位置する第３下フランジ材１６Ｃが最も長く、第２下フランジ材１６Ｂと第６下フランジ材１６Ｆとが最も短く形成されている。第４下フランジ材１６Ｄは、第２，第６下フランジ材１６Ｂ，１６Ｆよりも長く形成されている。第１下フランジ材１６Ａと第５下フランジ材１６Ｅは、第３下フランジ材１６Ｃよりは短く、第４下フランジ材１６Ｄよりは長く形成されている。

　下フランジ板１６は、前，後方向の中間に位置する第３下フランジ材１６Ｃの板厚ｔ3cが最も厚く、例えば１２ｍｍ程度に形成されている。第１，第２下フランジ材１６Ａ，１６Ｂの板厚ｔ3a，ｔ3bは、例えば９ｍｍ程度に形成されている。第４，第５，第６下フランジ材１６Ｄ，１６Ｅ，１６Ｆの板厚ｔ3d，ｔ3e，ｔ3fは、例えば８ｍｍ程度で最も薄く形成されている。従って、第１～第６下フランジ材１６Ａ～１６Ｆの板厚ｔ3a～ｔ3fは、下記のような関係にある。

　図４に示す如く、第３下フランジ材１６Ｃには板継前のロール加工が施され、第３下フランジ材１６Ｃは、ウェブ板１２の下端側における円弧状の輪郭線に沿った形状に湾曲される。その後に、第３下フランジ材１６Ｃの前側端部は、第４下フランジ材１６Ｄの後側端部に溶接線１７Ａに沿って接合され、溶接線１７Ａの位置ではＶ型開先による突合せ溶接が行われる。図５中に示すように、溶接線１７Ａは、一方の端部１７Ａ1 と他方の端部１７Ａ2 とを有している。図８に示すように、互いに接合して形成された第３下フランジ材１６Ｃと第４下フランジ材１６Ｄとは、上フランジ板１４に缶組みして溶接された左，右のウェブ板１２に対し、その長さ方向中間部の下端側を部分的に閉塞するように溶接により接合される。

　次に、下フランジ板１６は、長さ寸法の短い第２下フランジ材１６Ｂと第６下フランジ材１６Ｆとが左，右のウェブ板１２に対し、その下端側を部分的に閉塞するように溶接により接合される。このとき、第２下フランジ材１６Ｂの後側端部は、第３下フランジ材１６Ｃの前側端部に溶接線１７Ｂ（図９参照）に沿って接合され、溶接線１７Ｂの位置では両者を突合せた状態で内側と外側との両面溶接が行われる。図９中に示す如く、溶接線１７Ｂは、一方の端部１７Ｂ1 と他方の端部１７Ｂ2 とを有している。

　第１下フランジ材１６Ａと第５下フランジ材１６Ｅとは、後述のブーム缶組体３１の各ウェブ板１２間を最後に閉塞する蓋部材を構成するものである。即ち、四角形の閉断面構造をなすブーム１１を缶組み溶接するときに、第１下フランジ材１６Ａと第５下フランジ材１６Ｅとは、左，右のウェブ板１２に対し、その下端側を最終的に閉塞するように溶接により接合される。このとき、第１下フランジ材１６Ａの後側端部は、第２下フランジ材１６Ｂの前側端部に溶接線１７Ｃ（図９参照）に沿って接合され、溶接線１７Ｃの位置では裏当て材（図示せず）を用いたＶ型開先による突合せ溶接が行われる。図９中に示すように、溶接線１７Ｃは、一方の端部１７Ｃ1 と他方の端部１７Ｃ2 とを有している。

　また、第５下フランジ材１６Ｅの後側端部は、第４下フランジ材１６Ｄの前側端部に溶接線１７Ｄに沿って接合され、第５下フランジ材１６Ｅの前側端部は第６下フランジ材１６Ｆの後側端部に溶接線１７Ｅに沿って接合される。この場合も、溶接線１７Ｄ，１７Ｅの位置では、それぞれ裏当て材（図示せず）を用いたＶ型開先による突合せ溶接が行われる。図９中に示すように、溶接線１７Ｄは、一方の端部１７Ｄ1 と他方の端部１７Ｄ2 とを有し、溶接線１７Ｅは、一方の端部１７Ｅ1 と他方の端部１７Ｅ2 とを有している。

　下フランジ板１６の溶接線１７Ａは、その端部１７Ａ1 ，１７Ａ2 が左，右のウェブ板１２の溶接線１３Ｃ，１３Ｄの端部１３Ｃ2 ，１３Ｄ2 に対して溶接位置が重なることがないように配置されている。即ち、溶接線１３Ｃ，１３Ｄの端部１３Ｃ2 ，１３Ｄ2 と溶接線１７Ａの端部１７Ａ1 ，１７Ａ2 とは、ブーム１１の前，後方向で互いに異なる位置に配置されている。溶接線１７Ｂの端部１７Ｂ1 ，１７Ｂ2 は、ウェブ板１２の溶接線１３Ａの端部１３Ａ2 に対して溶接位置が重なることがないように配置されている。即ち、溶接線１３Ａの端部１３Ａ2 と溶接線１７Ｂの端部１７Ｂ1 ，１７Ｂ2 とは、ブーム１１の前，後方向で互いに異なる位置に配置されている。

　溶接線１７Ｃの端部１７Ｃ1 ，１７Ｃ2 についても、例えばウェブ板１２の溶接線１３Ａの端部１３Ａ2 に対して溶接位置が重なることがないように配置されている。即ち、溶接線１３Ａの端部１３Ａ2 と溶接線１７Ｃの端部１７Ｃ1 ，１７Ｃ2 とは、ブーム１１の前，後方向で互いに異なる位置に配置されている。溶接線１７Ｄの端部１７Ｄ1 ，１７Ｄ2 についても、例えば溶接線１３Ｄの端部１３Ｄ2 に対して溶接位置が重なることがないように配置されている。即ち、溶接線１３Ｄの端部１３Ｄ2 と溶接線１７Ｄの端部１７Ｄ1 ，１７Ｄ2 とは、ブーム１１の前，後方向で互いに異なる位置に配置されている。同様に、溶接線１７Ｅの端部１７Ｅ1 ，１７Ｅ2 も、例えば溶接線１３Ｄの端部１３Ｄ2 に対して溶接位置が重なることがないように配置されている。即ち、溶接線１３Ｄの端部１３Ｄ2 と溶接線１７Ｅの端部１７Ｅ1 ，１７Ｅ2 とは、ブーム１１の前，後方向で互いに異なる位置に配置されている。

　１８はブーム１１の内部に設けられた隔壁としての第１の仕切板で、該第１の仕切板１８は、左，右のウェブ板１２を構成する第２ウェブ材１２Ｂ間と上，下のフランジ板１４，１６との間に隅肉溶接等の手段で接合して設けられている。第１の仕切板１８の上端は、上フランジ板１４の中間上フランジ材１４Ｃに隅肉溶接等の手段で接合されている。第１の仕切板１８の下端は、下フランジ板１６の第３下フランジ材１６Ｃに隅肉溶接等の手段で接合されている。第１の仕切板１８の左，右両端は、左，右のウェブ板１２の第２ウェブ材１２Ｂに隅肉溶接等の手段で接合されている。

　１９はブーム１１の内部に設けられた隔壁としての第２の仕切板で、該第２の仕切板１９は、左，右のウェブ板１２を構成する第４ウェブ材１２Ｄ間と上，下のフランジ板１４，１６との間に隅肉溶接等の手段で接合して設けられている。第２の仕切板１９の上端は、上フランジ板１４の中間上フランジ材１４Ｃに隅肉溶接等の手段で接合されている。第２の仕切板１９の下端は、下フランジ板１６の第３下フランジ材１６Ｃに隅肉溶接等の手段で接合されている。第３の仕切板１９の左，右両端は、左，右のウェブ板１２の第４ウェブ材１２Ｄに隅肉溶接等の手段で接合されている。

　次に、ブーム１１に付属して取付けられるブームフート側取付部材、ブームシリンダ取付部材、アーム側取付部材およびアームシリンダ取付部材の構成について、具体的に説明する。

　２０はブームフート側取付部材を構成するボス部材である。図４、図５に示す如く、このボス部材２０は、左，右方向に延びる筒状のボス部２０Ａと、該ボス部２０Ａの両端側に一体形成された左，右の継手部２０Ｂとにより構成されている。ボス部材２０の各継手部２０Ｂは、左，右のウェブ板１２の第１ウェブ材１２Ａの後端側に、例えば裏Ｖ型開先による溶接手段を用いて接合されている。ボス部材２０のボス部２０Ａには、上，下のフランジ板１４，１６の後端（即ち、後上フランジ材１４Ａの後端と第１下フランジ材１６Ａの後端）が上，下方向で挟むように溶接手段を用いて接合されている。

　これにより、ボス部材２０は、ブーム１１の後端（基端）側に位置して左，右の第１ウェブ材１２Ａの後端と後上フランジ材１４Ａの後端と第１下フランジ材１６Ａの後端との間に溶接して設けられている。ボス部材２０は、ブーム１１の基端側を上部旋回体３の旋回フレーム４（図１参照）に俯仰動可能にピン結合するためのブームフート部を構成するものである。

　２１はブーム１１の長さ方向中間部に設けられたブームシリンダ取付部材を構成する他のボス部材である。図４、図５に示す如く、このボス部材２１は、左，右方向に延びる筒状のボス部２１Ａと、該ボス部２１Ａの両端側に一体形成された左，右の環状鍔部２１Ｂとにより構成されている。ボス部材２１の各環状鍔部２１Ｂは、左，右のウェブ板１２の第３ウェブ材１２Ｃに打抜き穴１２Ｃ3 を介して嵌合され、例えば裏Ｖ型開先による溶接手段を用いて打抜き穴１２Ｃ3 の周囲に接合されている。図１に示す如く、ボス部材２１のボス部２１Ａには、ブームシリンダ１１Ａのロッド側が回動可能にピン結合されるものである。

　ここで、図２、図３に示すように、ボス部材２０のボス部２０Ａとボス部材２１のボス部２１Ａとの中心を結ぶ第１の基準線Ｌ1 としたとき、この基準線Ｌ1 に対して直交する第１の直交線Ａ－Ａを想定する。左，右のウェブ板１２のうち前，後方向の最も中央に位置する第３ウェブ材１２Ｃは、相手方となる第２ウェブ材１２Ｂとの間の溶接線１３Ｂが第１の基準線Ｌ1 にほぼ直交する関係となるように第１の直交線Ａ－Ａと近い範囲に配置されている。第１の直交線Ａ－Ａと溶接線１３Ｂとがなす角度θ1 は、５度以下の角度（例えば、θ1 ≒４．５～４．９度）に設定されている。

　また、第３ウェブ材１２Ｃの上端側に位置する円弧状の縁部１２Ｃ1 に対し垂直な垂線Ｋを想定すると、溶接線１３Ｂは、垂線Ｋに対して角度α（例えば、α≒４．７～４．８度）だけ一方側に傾斜し、第１の直交線Ａ－Ａに対して他方側に角度差θ1 分だけ傾斜している。即ち、第１の直交線Ａ－Ａと垂線Ｋとの角度βは、β＝α＋θ1 の関係にあり、角度θ1 と角度αとはほぼ等しい角度に設定するのが好ましい。

　２２はブーム１１の前端（先端）側に設けられたアーム側取付部材を構成するブラケット部材である。このブラケット部材２２は、二又状をなす左，右一対のブラケット部２２Ａと、該各ブラケット部２２Ａの間を一体的に連結する継手部２２Ｂとにより構成されている。左，右のブラケット部２２Ａの後端は、左，右の第５ウェブ材１２Ｅの前端側に、例えば裏Ｖ型開先による溶接手段を用いて接合されている。ブラケット部材２２の継手部２２Ｂには、上，下のフランジ板１４，１６の前端（即ち、前上フランジ材１４Ｂの前端と第６下フランジ材１６Ｆの前端）が上，下方向で挟むように溶接手段を用いて接合されている。

　これにより、ブラケット部材２２は、ブーム１１の前端（先端）側に位置して左，右の第５ウェブ材１２Ｅの前端と前上フランジ材１４Ｂの前端と第６下フランジ材１６Ｆの前端との間に溶接して設けられている。図１に示すように、このようなブラケット部材２２には、アーム９の基端側が俯仰動可能にピン結合されるものである。

　２３はアームシリンダ９Ａが連結されるアームシリンダ取付部材としての他のブラケット部材である。このブラケット部材２３は、二又状をなすブラケットとして形成されピン孔２３Ａを有している。ブラケット部材２３は、上フランジ板１４のうち中間上フランジ材１４Ｃの上面側に、例えば隅肉溶接等の手段を用いて接合されている。ブラケット部材２３のピン孔２３Ａには、図１に示す如くアームシリンダ９Ａのボトム側が回動可能にピン結合されるものである。

　ここで、図２、図３に示すように、ブラケット部材２３のピン孔２３Ａとボス部材２１のボス部２１Ａとの中心を結ぶ第２の基準線Ｌ2 としたとき、この基準線Ｌ2 に対して直交する第２の直交線Ｂ－Ｂを想定する。第３ウェブ材１２Ｃと相手方の第４ウェブ材１２Ｄとの間の溶接線１３Ｃは、第２の基準線Ｌ2 にほぼ直交する関係となるように第２の直交線Ｂ－Ｂと近い範囲に配置されている。第２の直交線Ｂ－Ｂと溶接線１３Ｃとがなす角度θ2 は、１２度以下の角度（例えば、θ2 ≒１０．５～１１．５度）に設定されている。

　第１の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、次にその作動について説明する。

　油圧ショベル１のキャブ５内に乗り込んだオペレータが、キャブ５内のレバー、ペダル（いずれも図示せず）等を操作し、建屋カバー７内の油圧ポンプ（図示せず）から吐出される圧油を下部走行体２に供給することにより、該下部走行体２の走行モータ等を駆動して車両を前，後進させる。

　前記油圧ポンプからの圧油を各給排配管（図示せず）を介して作業装置８側に給排することにより、ブームシリンダ１１Ａとアームシリンダ９Ａとを伸縮させてブーム１１とアーム９を俯仰動させつつ、バケットシリンダ１０Ａでバケット１０を回動することによって土砂の掘削作業等を行うものである。

　次に、作業装置８の作業腕をアーム９と共に構成するブーム１１の製造工程について、図４ないし図９を参照して説明する。ここで、ブーム１１を構成する左，右のウェブ板１２と上，下のフランジ板１４，１６とを、それぞれ別工程でプレス成形することにより製作する。

〔プレス工程と一部溶接工程〕
　左，右のウェブ板１２（図４、図５中では一方のみ図示）は、プレス成形により互いに異なる形状に形成された第１～第５ウェブ材１２Ａ～１２Ｅを、図５に示すように溶接線１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄに沿ってＶ型開先の突合せ溶接により前，後方向で接合する。この場合、第１ウェブ材１２Ａについては、第２ウェブ材１２Ｂと接合する前にプレス成形の段階において、前側寄りの折曲げ線１２Ａ1 の位置で左，右方向の外側に反るように折曲げておく。

　上フランジ板１４は、プレス成形により互いに異なる形状に形成された後上フランジ材１４Ａ、中間上フランジ材１４Ｃおよび前上フランジ材１４Ｂを、溶接線１５Ａ，１５Ｂに沿ってＶ型開先の突合せ溶接により前，後方向で接合する。このように、後上フランジ材１４Ａと前上フランジ材１４Ｂとの間に中間上フランジ材１４Ｃを溶接線１５Ａ，１５Ｂに沿って接合した状態で、上フランジ板１４には板継後のロール加工を施す。これにより、上フランジ板１４の後上フランジ材１４Ａと中間上フランジ材１４Ｃとを、ウェブ板１２の上端側における円弧状の輪郭線に沿った形状に湾曲させる。

　下フランジ板１６については、プレス成形により互いに異なる形状に形成された第１下フランジ材１６Ａ～第６下フランジ材１６Ｆのうち、第３下フランジ材１６Ｃに板継前のロール加工を施す。これにより、第３下フランジ材１６Ｃは、ウェブ板１２の下端側における円弧状の輪郭線に沿った形状に湾曲される。その後、図５に示すように、第３下フランジ材１６Ｃの前側端部には、第４下フランジ材１６Ｄの後側端部を溶接線１７Ａに沿ってＶ型開先の突合せ溶接により一体的に接合しておく。

　しかし、下フランジ板１６の第１下フランジ材１６Ａ、第２下フランジ材１６Ｂ、第３，第４下フランジ材１６Ｃ，１６Ｄの接合体、第５下フランジ材１６Ｅ、第６下フランジ材１６Ｆは、互いに接合することなく、ブーム１１の缶組み作業の最終段階（図８に示す下フランジ板缶組み工程）まで予め決められた位置に待機させておく。

〔左，右のウェブ板と上フランジ板の缶組み工程〕
　次に、図６に示す缶組み工程では、予め用意した缶組み治具２４の上に、左，右のウェブ板１２と上フランジ板１４とを仮止めするように配置する。この場合、後上フランジ材１４Ａ、前上フランジ材１４Ｂおよび中間上フランジ材１４Ｃからなる上フランジ板１４は、左，右のウェブ板１２の上端側に溶接により仮止めするかたちで固定しておく。このとき、ウェブ板１２の溶接線１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃおよび１３Ｄは、上フランジ板１４の溶接線１５Ａ，１５Ｂと溶接位置が重なることがないように、溶接線１３Ａ～１３Ｄの端部１３Ａ1 ，１３Ｂ1 ，１３Ｃ1 ，１３Ｄ1 と溶接線１５Ａ，１５Ｂの端部１５Ａ1 ，１５Ｂ1 （端部１５Ａ2 ，１５Ｂ2 ）とは、ブーム１１の前，後方向で互い違いとなる位置に配置されている。

　次に、左，右のウェブ板１２と上フランジ板１４との間には、第１，第２の仕切板１８，１９を溶接により仮止めするように配置する。即ち、第１の仕切板１８は、左，右の第２ウェブ材１２Ｂ間と中間上フランジ材１４Ｃの後部側とに部分的な溶接で仮止めする。第２の仕切板１９は、左，右の第４ウェブ材１２Ｄ間と中間上フランジ材１４Ｃの前部側とに部分的な溶接で仮止めする。

　また、左，右のウェブ板１２と上フランジ板１４との前，後方向後端側（後端側）には、ブームフート側のボス部材２０を溶接により仮止めする。長さ方向の中間部には、左，右の第３ウェブ材１２Ｃ間に位置してブームシリンダ１１Ａ用のボス部材２１を溶接により仮止めする。即ち、ボス部材２１の環状鍔部２１Ｂを第３ウェブ材１２Ｃの打抜き穴１２Ｃ3 に対して溶接により仮止めする。次に、左，右のウェブ板１２と上フランジ板１４との前，後方向の前端側には、アーム９用のブラケット部材２２を溶接により仮止めし、中間上フランジ材１４Ｃの上面側には、アームシリンダ９Ａ用のブラケット部材２３を溶接により仮止めする。

　このようにして、ブーム１１の予備組立体であるブーム缶組体３１は、図６に示す缶組み治具２４を用いて製作される。この場合、ブーム缶組体３１は、左，右のウェブ板１２、上フランジ板１４、第１，第２の仕切板１８，１９、ボス部材２０，２１およびブラケット部材２２，２３が仮止めにより缶組みされたものである。

〔内部溶接工程〕
　図７に示す内部溶接工程では、予め用意した一対の回転ポジショナ２５の間にブーム缶組体３１をセットする。次に、一対の回転ポジショナ２５によりブーム缶組体３１を図７中の矢示Ｃ方向に回転させ、ブーム缶組体３１に内部溶接を施す。即ち、左，右のウェブ板１２と上フランジ板１４との接合部位に前，後方向の全長にわたる内部溶接を行う。第１の仕切板１８には、左，右の第２ウェブ材１２Ｂ間と中間上フランジ材１４Ｃの後部側との接合部位に隅肉溶接等の手段で内部溶接を行う。第２の仕切板１９についても、左，右の第４ウェブ材１２Ｄ間と中間上フランジ材１４Ｃの前部側との接合部位に隅肉溶接等の手段で内部溶接を行う。

　一方、ブームフート側のボス部材２０は、左，右の第１ウェブ材１２Ａと後上フランジ材１４Ａとの接合部位に対して内部溶接を施し、ブームシリンダ１１Ａ用のボス部材２１についても、左，右の第３ウェブ材１２Ｃとの接合部位に内部溶接を施して両者を溶接により固着する。アーム９用のブラケット部材２２は、左，右の第５ウェブ材１２Ｅと前上フランジ材１４Ｂとの接合部位に内部溶接を施して両者を固着する。

〔下フランジ板缶組み工程〕
　次に、図８に示す下フランジ板１６の缶組み工程では、予め接合された第３下フランジ材１６Ｃと第４下フランジ材１６Ｄとの接合体を、ブーム缶組体３１の左，右のウェブ板１２に対し、その長さ方向中間部の下端側を部分的に閉塞するように溶接により接合する。このとき、第１の仕切板１８は、その下端側を第３下フランジ材１６Ｃの内側面に隅肉溶接等の手段により接合する。第２の仕切板１９についても、その下端側を第３下フランジ材１６Ｃの内側面に隅肉溶接等の手段により接合する。

　次に、下フランジ板１６の第２下フランジ材１６Ｂと第６下フランジ材１６Ｆとを、左，右のウェブ板１２に対し、その下端側を部分的に閉塞するように溶接して接合する。このとき、第２下フランジ材１６Ｂの後側端部は、第３下フランジ材１６Ｃの前側端部に溶接線１７Ｂ（図９参照）に沿って接合され、溶接線１７Ｂの位置では両者を突合せた状態で内側と外側との両面溶接を施す。また、第６下フランジ材１６Ｆの前側端部は、ブラケット部材２２の継手部２２Ｂに前，後方向で突合せた状態で内側と外側との両面溶接により接合する。

　次に、第１下フランジ材１６Ａと第５下フランジ材１６Ｅとを、左，右のウェブ板１２に対して、その下端側を閉塞するように溶接して接合し、下フランジ板１６の缶組み作業を完了させる。即ち、第１下フランジ材１６Ａと第５下フランジ材１６Ｅの接合作業が完了した段階で、左，右のウェブ板１２の下端側は、その前，後方向の全長にわたって実質的に閉塞される。

　このとき、第１下フランジ材１６Ａの後側端部は、第２下フランジ材１６Ｂの前側端部に溶接線１７Ｃ（図９参照）に沿って接合される。なお、溶接線１７Ｃの位置では裏当て材（図示せず）を用いたＶ型開先による突合せ溶接が、後述の外部溶接工程で行われる。一方、第５下フランジ材１６Ｅの後側端部は、第４下フランジ材１６Ｄの前側端部に溶接線１７Ｄに沿って接合され、第５下フランジ材１６Ｅの前側端部は第６下フランジ材１６Ｆの後側端部に溶接線１７Ｅに沿って接合される。この場合も、溶接線１７Ｄ，１７Ｅの位置ではそれぞれ裏当て材（図示せず）を用いたＶ型開先による突合せ溶接が、後述の外部溶接工程で行われる。

〔外部溶接工程〕
　次に、図９に示すように、溶接工程の最終段階である外部溶接を複数台の溶接ロボット２６を用いて行う。この外部溶接工程では、溶接ロボット２６により左，右のウェブ板１２と上フランジ板１４との間を前，後方向の全長にわたって隅肉溶接する。同様に、左，右のウェブ板１２と下フランジ板１６との間も前，後方向の全長にわたって隅肉溶接する。一方、上フランジ板１４のうち中間上フランジ材１４Ｃの上面側には、予め仮止めされたブラケット部材２３を隅肉溶接により強固に接合する。

　溶接ロボット２６を用いた外部溶接工程では、第１下フランジ材１６Ａの後側端部と第２下フランジ材１６Ｂの前側端部とを、溶接線１７Ｃに沿って接合し、この溶接線１７Ｃの位置で裏当て材（図示せず）を用いたＶ型開先による突合せ溶接を完了させる。一方、第５下フランジ材１６Ｅの後側端部と第４下フランジ材１６Ｄの前側端部とについても、溶接線１７Ｄに沿って接合し、第５下フランジ材１６Ｅの前側端部と第６下フランジ材１６Ｆの後側端部との間も溶接線１７Ｅに沿って接合する。これらの溶接線１７Ｄ，１７Ｅの位置でもそれぞれ裏当て材（図示せず）を用いたＶ型開先による突合せ溶接を完了させる。

　このように、溶接ロボット２６を用いた外部溶接工程により、ブーム１１は、長尺な箱型構造体からなる溶接構造物として完成される。その後、ブーム１１は、作業装置８の組立工程に搬送され、例えば図１に示す作業装置８の作業腕としてアーム９と共に組立てられる。

　かくして、第１の実施の形態によれば、ブーム１１の左，右のウェブ板１２を、互いに形状が異なる合計５枚の第１～第５ウェブ材１２Ａ～１２Ｅを、前，後方向の端部で溶接線１３Ａ～１３Ｄに沿って接合することにより形成することができる。上フランジ板１４については、互いに形状が異なる合計３枚の後上フランジ材１４Ａ、前上フランジ材１４Ｂ、中間上フランジ材１４Ｃを前，後方向の端部で溶接線１５Ａ，１５Ｂに沿って接合することにより形成できる。さらに、下フランジ板１６については、互いに形状が異なる合計６枚の第１～第６下フランジ材１６Ａ～１６Ｆを前，後方向の端部で溶接線１７Ａ～１７Ｅに沿って接合することにより形成することができる。

　このような左，右のウェブ板１２、上フランジ板１４および下フランジ板１６を用いて、横断面が四角形状をなす箱型構造体のブーム１１を形成する。このときには、左，右のウェブ板１２を構成する各板材間の溶接線１３Ａ～１３Ｄの上側の端部１３Ａ1 ，１３Ｂ1 ，１３Ｃ1 ，１３Ｄ1 を、上フランジ板１４を構成する各板材間の溶接線１５Ａ，１５Ｂの端部１５Ａ1 ，１５Ｂ1 （端部１５Ａ2 ，１５Ｂ2 ）に対してそれぞれ前，後方向で互いに異なる位置に配置することができる。これと同様に、溶接線１３Ａ～１３Ｄの下側の端部１３Ａ2 ，１３Ｂ2 ，１３Ｃ2 ，１３Ｄ2 を、下フランジ板１６を構成する各板材間の溶接線１７Ａ～１７Ｅの端部１７Ａ1 ，１７Ｂ1 ，１７Ｃ1 ，１７Ｄ1 ，１７Ｅ1 （端部１７Ａ2 ，１７Ｂ2 ，１７Ｃ2 ，１７Ｄ2 ，１７Ｅ2 ）に対してそれぞれ前，後方向で互いに異なる位置に配置することができる。

　この結果、溶接欠陥の発生し易い溶接線端部の重なりを回避することができるので、溶接欠陥が発生する可能性を低減することができ、強度の高い溶接構造をもったブーム１１を製作することができる。さらに、ブーム１１を構成する各板材の板厚を必要最小限に薄くすることが可能となり、ブーム１１全体の重量を軽減して軽量化を図ることができる。しかも、掘削反力等に対するブーム１１の耐衝撃性を高めることができ、十分な曲げ強度、捩り強度も確保することができる。

　ブーム１１を構成する左，右のウェブ板１２のうち、ブームフート側のボス部材２０が接合される第１ウェブ材１２Ａと、前，後方向で最も中央に位置する第３ウェブ板１２Ｃとは、板厚の厚い材料を使用する。これ以外の第２ウェブ材１２Ｂ、第４ウェブ材１２Ｄ、第５ウェブ材１２Ｅは、第１ウェブ材１２Ａ、第３ウェブ材１２Ｃよりも板厚が薄い材料を使用することができる。

　この結果、第１ウェブ材１２Ａは、上フランジ板１４の後上フランジ材１４Ａ、下フランジ板１６の第１下フランジ材１６Ａと共にブームフート側のボス部材２０を頑丈な構造で支持することができ、ブームフート側の支持強度を高めることができる。左，右の第３ウェブ材１２Ｃは、ブームシリンダ１１Ａのロッド側が回動可能にピン結合されるボス部材２１を頑丈な構造で支持することができ、ブームシリンダ１１Ａに対する支持強度を高めることができる。

　一方、図３に示すように、左，右のウェブ板１２を構成する合計５枚の板材のうち第３ウェブ材１２Ｃは、第２ウェブ材１２Ｂの端部に接合される溶接線１３Ｂを、第１の基準線Ｌ1 と直交する直交線Ａ－Ａに近接した位置に配置することができる。このため、ブームシリンダ１１Ａの伸縮動作等に伴ってボス部材２１とブームフート側のボス部材２０との間で左，右のウェブ板１２に発生する応力に対し、第２ウェブ材１２Ｂと第３ウェブ材１２Ｃとの溶接線１３Ｂに沿った位置での接合強度、即ち溶接強度を高めることができ、溶接寿命、信頼性を向上することができる。

　また、第３ウェブ材１２Ｃは、第４ウェブ材１２Ｄの端部に接合される溶接線１３Ｃを第２の基準線Ｌ2 と直交する直交線Ｂ－Ｂに近接した位置に配置することができる。このため、アームシリンダ９Ａの伸縮動作、ブームシリンダ１１Ａの伸縮動作等に伴ってボス部材２１とブラケット部材２３との間で左，右のウェブ板１２に発生する応力に対し、第３ウェブ材１２Ｃと第４ウェブ材１２Ｄとの溶接線１３Ｃに沿った位置での接合強度、即ち溶接強度を高めることができ、溶接寿命、信頼性を向上することができる。

　しかも、第１～第５ウェブ材１２Ａ～１２Ｅからなる左，右のウェブ板１２のうち第２ウェブ材１２Ｂ間には、上，下のフランジ板１４，１６間に位置して第１の仕切板１８を溶接により接合して設けることができ、第１の仕切板１８により、左，右のウェブ板１２と上，下のフランジ板１４，１６との間の溶接による接合強度を高めることができる。また、左，右の第４ウェブ材１２Ｄ間には、上，下のフランジ板１４，１６間に位置して第２の仕切板１９を溶接により接合して設けることができ、第２の仕切板１９によって、左，右のウェブ板１２と上，下のフランジ板１４，１６との間の溶接による接合強度を高めることができる。

　従って、第１の実施の形態によれば、左，右のウェブ板１２および上，下のフランジ板１４，１６を必要最小限の板厚をもった板材で形成することができ、材料費を削減してブーム１１全体の軽量化を図ることができる。これによって、ブームシリンダ１１Ａをより小型の油圧シリンダで構成することができる。しかも、ブームシリンダ１１Ａでブーム１１を俯仰動するときの慣性力を小さくすることができ、ブーム１１を任意の位置で止めるときの位置決め性能等を高めることができる。

　次に、図１０は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、左ウェブ板と右ウェブ板とを合計６枚の板材により形成し、上フランジ板を合計４枚の板材により形成し、下フランジ板を合計７枚の板材により形成したことにある。なお、第２の実施の形態では前述した第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。

　図中、４１は第２の実施の形態で採用したブームで、該ブーム４１は、第１の実施の形態で述べたブーム１１とほぼ同様に構成されている。ブーム４１は、その長さ方向（前，後方向）に延び左，右方向で互いに対向した左，右一対のウェブ板４２，４２と、該各ウェブ板４２の上，下両端側に溶接により接合された上，下のフランジ板４３，４４とから横断面が四角形の閉断面構造をなす箱型構造体として形成される。

　しかし、左，右のウェブ板４２は、合計６枚の板材により形成されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。即ち、ウェブ板４２は、第１の実施の形態で述べた第１～第４ウェブ材１２Ａ～１２Ｄと同様に形成された第１～第４ウェブ材４２Ａ～４２Ｄと、第５ウェブ材４２Ｅおよび第６ウェブ材４２Ｆとからなる合計６枚の板材により構成されている。ここで、第５ウェブ材４２Ｅと第６ウェブ材４２Ｆとは、前記第１の実施の形態の形態で述べた第５ウェブ材１２Ｅを２枚の板材に分割して形成したものである。第５ウェブ材４２Ｅは、その前端が第６ウェブ材４２Ｆの後端側に溶接線（図示せず）に沿って接合される。

　ウェブ板４２の第１ウェブ材４２Ａは、第１の実施の形態で述べた第１ウェブ材１２Ａと同様に、前側寄りの折曲げ線４２Ａ1 の位置で左，右方向の外側に反るように折曲げられている。さらに、第３ウェブ材４２Ｃは、第１の実施の形態で述べた第３ウェブ材１２Ｃと同様に、その上，下両端側が円弧状の縁部４２Ｃ1 ，４２Ｃ2 となり、該縁部４２Ｃ1 ，４２Ｃ2 の間には、ボス部材２１の環状鍔部２１Ｂが溶接により接合される円形の打抜き穴４２Ｃ3 が形成されている。

　一方、上フランジ板４３は、合計４枚の板材により形成されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。即ち、上フランジ板４３は、上フランジ板１４の全長のうち後端側に位置する第１上フランジ材４３Ａと、その前側に位置する第２上フランジ材４３Ｂと、その前側に位置する第３上フランジ材４３Ｃと、その前側に位置する第４上フランジ材４３Ｄとからなる合計４枚の板材により構成されている。

　ここで、第１上フランジ材４３Ａは、第１の実施の形態で述べた後上フランジ材１４Ａと同様に構成され、第２上フランジ材４３Ｂは、第１の実施の形態で述べた中間上フランジ材１４Ｃと同様に構成されている。しかし、第３上フランジ材４３Ｃと第４上フランジ材４３Ｄとは、前記第１の実施の形態の形態で述べた前上フランジ材１４Ｂを２枚の板材に分割して形成されている。第３上フランジ材４３Ｃの前端は、第４上フランジ材４３Ｄの後端に溶接線（図示せず）に沿って接合される。

　下フランジ板４４は、合計７枚の板材により形成されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。即ち、下フランジ板４４は、第１の実施の形態で述べた第１～第４下フランジ材１６Ａ～１６Ｄと同様に形成された第１～第４下フランジ材４４Ａ～４４Ｄと、第５下フランジ材４４Ｅ、第６下フランジ材４４Ｆおよび第７下フランジ材４４ＧＥとからなる合計７枚の板材により構成されている。

　ここで、下フランジ板４４の第５下フランジ材４４Ｅと第６下フランジ材４４Ｆとは、前記第１の実施の形態の形態で述べた下フランジ板１６の第５下フランジ材１６Ｅを２枚の板材に分割して形成したもので、この点で第１の実施の形態の形態とは異なっている。第５下フランジ材４４Ｅの前端は、第６下フランジ材４４Ｆの後端に溶接線（図示せず）に沿って接合される。一方、下フランジ板４４の第７下フランジ材４４Ｇは、前記第１の実施の形態の形態で述べた下フランジ板１６の第６下フランジ材１６Ｆと同様に形成されている。

　また、左，右のウェブ板４２を構成する第１～第６ウェブ材４２Ａ～４２Ｆ間の各溶接線の端部と上フランジ板４３を構成する第１～第４上フランジ材４３Ａ～４３Ｄ間の各溶接線の端部とは、前，後方向で互いに異なる位置に配置される。また、左，右のウェブ板４２を構成する第１～第６ウェブ材４２Ａ～４２Ｆ間の各溶接線の端部と下フランジ板４４を構成する第１～第７下フランジ材４４Ａ～４４Ｇ間の各溶接線の端部とは、前，後方向で互いに異なる位置に配置されるものである。

　かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、左，右のウェブ板４２および上，下のフランジ板４３，４４を必要最小限の板厚をもった板材で形成することができ、第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。

　なお、前記第２の実施の形態では、左，右のウェブ板４２を６枚の板材により形成し、上フランジ板４３を４枚の板材により形成し、下フランジ板４４を７枚の板材により形成する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、例えば左，右のウェブ板を７枚の板材により形成し、上フランジ板は３枚の板材により形成し、下フランジ板は６枚の板材で形成してもよい。一方、左，右のウェブ板を５枚の板材により形成し、上フランジ板を、例えば４枚の板材により形成し、下フランジ板を６枚の板材により形成してもよい。また、左，右のウェブ板を５枚の板材により形成し、上フランジ板を４枚の板材により形成し、下フランジ板を６枚の板材により形成する構成としてもよい。即ち、本発明によれば、左，右のウェブ板は少なくとも５枚の板材により形成し、上フランジ板は少なくとも３枚の板材により形成し、下フランジ板は少なくとも６枚の板材で形成する構成とすればよいものである。

　さらに、前記各実施の形態では、建設機械の代表例として油圧ショベル１に設けるブーム１１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の油圧ショベル等、他の建設機械に用いる作業腕としてのブームにも適用できるものである。

　１　油圧ショベル（建設機械）
　８　作業装置
　１１，４１　ブーム
　１２，４２　ウェブ板
　１２Ａ，４２Ａ　第１ウェブ材（後端側の板材）
　１２Ｂ，４２Ｂ　第２ウェブ材（板材）
　１２Ｃ，４２Ｃ　第３ウェブ材（中央に位置する板材）
　１２Ｄ，４２Ｄ　第４ウェブ材（板材）
　１２Ｅ，４２Ｅ　第５ウェブ材（板材）
　１３Ａ～１３Ｄ　ウェブ板の溶接線
　１３Ａ1 ，１３Ｂ1 ，１３Ｃ1 ，１３Ｄ1 　端部
　１３Ａ2 ，１３Ｂ2 ，１３Ｃ2 ，１３Ｄ2 　端部
　１４，４３　上フランジ板
　１４Ａ　後上フランジ材（板材）
　１４Ｂ　前上フランジ材（板材）
　１４Ｃ　中間上フランジ材（板材）
　１５Ａ，１５Ｂ　上フランジ板の溶接線
　１５Ａ1 ，１５Ｂ1 ，１５Ａ2 ，１５Ｂ2 　端部
　１６，４４　下フランジ板
　１６Ａ～１６Ｆ，４４Ａ～４４Ｆ　第１～第６下フランジ材（板材）
　１７Ａ～１７Ｅ　下フランジ板の溶接線
　１７Ａ1 ，１７Ｂ1 ，１７Ｃ1 ，１７Ｄ1 ，１７Ｅ1 　端部
　１７Ａ2 ，１７Ｂ2 ，１７Ｃ2 ，１７Ｄ2 ，１７Ｅ2 　端部
　１８　第１の仕切板
　１９　第２の仕切板
　２０　ボス部材（ブームフート側取付部材）
　２１　ボス部材（ブームシリンダ取付部材）
　２２　ブラケット部材（アーム側取付部材）
　２３　ブラケット部材（アームシリンダ取付部材）
　２４　缶組み治具
　３１　ブーム缶組体
　４２Ｆ　第６ウェブ材
　４３Ａ～４３Ｄ　第１～第４上フランジ材（板材）
　４４Ｇ　第７下フランジ材（板材）

Claims

　左，右のウェブ板（１２，４２）と、該左，右のウェブ板（１２，４２）の上端側に溶接により接合される上フランジ板（１４，４３）と、前記左，右のウェブ板（１２，４２）の下端側に溶接により接合される下フランジ板（１６，４４）とを備え、前記左，右のウェブ板（１２，４２）と前記上，下のフランジ板（１４，４３），（１６，４４）とにより横断面が四角形の閉断面構造をなす箱型構造体として形成される建設機械用ブームにおいて、
　前記左ウェブ板（１２，４２）と右ウェブ板（１２，４２）とは、互いに形状が異なる少なくとも合計５枚の板材（１２Ａ～１２Ｅ，４２Ａ～４２Ｆ）を前，後方向の端部で溶接線（１３Ａ～１３Ｄ）に沿ってそれぞれ接合することにより形成し、
　前記上フランジ板（１４，４３）は、互いに形状が異なる少なくとも合計３枚の板材（１４Ａ～１４Ｃ，４３Ａ～４３Ｄ）を前，後方向の端部で溶接線（１５Ａ，１５Ｂ）に沿ってそれぞれ接合することにより形成し、
　前記下フランジ板（１６，４４）は、互いに形状が異なる少なくとも合計６枚の板材（１６Ａ～１６Ｆ，４４Ａ～４４Ｇ）を前，後方向の端部で溶接線（１７Ａ～１７Ｅ）に沿ってそれぞれ接合することにより形成し、
　前記上フランジ板（１４，４３）を構成する各板材（１４Ａ～１４Ｃ，４３Ａ～４３Ｄ）間の溶接線（１５Ａ，１５Ｂ）の端部（１５Ａ1 ，１５Ｂ1 ，１５Ａ2 ，１５Ｂ2 ）と前記左，右のウェブ板（１２，４２）を構成する各板材（１２Ａ～１２Ｅ，４２Ａ～４２Ｆ）間の溶接線（１３Ａ～１３Ｄ）の端部（１３Ａ1 ～１３Ｄ1 ，１３Ａ2 ～１３Ｄ2 ）とは、前，後方向で互いに異なる位置に配置し、
　前記下フランジ板（１６，４４）を構成する各板材（１６Ａ～１６Ｆ，４４Ａ～４４Ｇ）間の溶接線（１７Ａ～１７Ｅ）の端部（１７Ａ1 ～１７Ｅ1 ，１７Ａ2 ～１７Ｅ2 ）と前記左，右のウェブ板（１２，４２）を構成する各板材（１２Ａ～１２Ｅ，４２Ａ～４２Ｆ）間の溶接線（１３Ａ～１３Ｄ）の端部（１３Ａ1 ～１３Ｄ1 ，１３Ａ2 ～１３Ｄ2 ）とは、前，後方向で互いに異なる位置に配置する構成としたことを特徴とする建設機械用ブーム。
　前記左，右のウェブ板（１２）間には、前，後方向の後端側に位置して前記上，下のフランジ板（１４，１６）間に溶接されるブームフート側取付部材（２０）を設けると共に、前記合計５枚の板材（１２Ａ～１２Ｅ）のうち前，後方向で最も中央に位置する板材（１２Ｃ）に溶接されブームシリンダ（１１Ａ）が回動可能に連結されるブームシリンダ取付部材（２１）を設け、
　前記左，右のウェブ板（１２）を構成する合計５枚の板材（１２Ａ～１２Ｅ）のうち前記ブームフート側取付部材（２０）が溶接される前記後端側の板材（１２Ａ）と前記中央に位置する板材（１２Ｃ）とは、他の３枚の板材（１２Ｂ，１２Ｄ，１２Ｅ）よりも板厚を厚くする構成としてなる請求項１に記載の建設機械用ブーム。
　前記左，右のウェブ板（１２）間には、前，後方向の後端側に位置して前記上，下のフランジ板（１４，１６）間に溶接されるブームフート側取付部材（２０）を設けると共に、前記合計５枚の板材（１２Ａ～１２Ｅ）のうち前，後方向で最も中央に位置する板材（１２Ｃ）に溶接されブームシリンダ（１１Ａ）が回動可能に連結されるブームシリンダ取付部材（２１）を設け、
　前記上フランジ板（１４）には、前記ブームシリンダ取付部材（２１）よりも前側となる位置でかつ前記合計３枚の板材（１４Ａ～１４Ｃ）のうち中央に位置する板材（１４Ｃ）の上面に位置しアームシリンダ（９Ａ）が回動可能に連結されるアームシリンダ取付部材（２３）を設け、
　前記左，右のウェブ板（１２）の前記中央に位置する板材（１２Ｃ）は、その前，後方向の後側の溶接線（１３Ｂ）を、前記ブームフート側取付部材（２０）と前記ブームシリンダ取付部材（２１）とを結ぶ第１の基準線（Ｌ１）にほぼ直交する関係に配置し、前，後方向の前側の溶接線（１３Ｃ）を、前記ブームシリンダ取付部材（２１）と前記アームシリンダ取付部材（２３）とを結ぶ第２の基準線（Ｌ２）にほぼ直交する関係に配置する構成としてなる請求項１に記載の建設機械用ブーム。
　前記左，右のウェブ板（１２）は、前，後方向の後端側に位置する第１ウェブ材（１２Ａ）と、後側の端部が該第１ウェブ材（１２Ａ）の前側の端部に接合される第２ウェブ材（１２Ｂ）と、後側の端部が該第２ウェブ材（１２Ｂ）の前側の端部に接合される第３ウェブ材（１２Ｃ）と、後側の端部が該第３ウェブ材（１２Ｃ）の前側の端部に接合される第４ウェブ材（１２Ｄ）と、後側の端部が該第４ウェブ材（１２Ｄ）の前側の端部に接合される第５ウェブ材（１２Ｅ）とからなる合計５枚の板材（１２Ａ～１２Ｅ）によりそれぞれ構成し、
　前記左，右のウェブ板（１２）を構成する前記第２ウェブ材（１２Ｂ）間には、前記上，下のフランジ板（１４，１６）間に位置して第１の仕切板（１８）を設け、前記第４ウェブ材（１２Ｄ）間には、前記上，下のフランジ板（１４，１６）間に位置して第２の仕切板（１９）を設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械用ブーム。
　前記左，右のウェブ板（１２，４２）には、前，後方向の前端側に位置して前記上，下のフランジ板（１４，４３），（１６，４４）間に溶接されるアーム側取付部材（２２）を設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械用ブーム。