WO2014077094A1 - 溶接構造および作業機械 - Google Patents

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welded
welding
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剛 恒吉
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キャタピラー エス エー アール エル
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/0808—Improving mounting or assembling, e.g. frame elements, disposition of all the components on the superstructures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/0808—Improving mounting or assembling, e.g. frame elements, disposition of all the components on the superstructures
    • E02F9/0816—Welded frame structure

Definitions

  • the present invention relates to a welded structure characterized by the structure of intermittent welding, and a work machine using the welded structure.
  • the present invention has been made in view of the above points.
  • the relationship between one intermittent welding in which a long member is fixed to a base material and the other intermittent welding in which a plate-like member is fixed to a long member is long. It is an object of the present invention to provide a welded structure capable of appropriately responding to the type of dominant load acting on the scale member, and a work machine using the welded structure.
  • the invention described in claim 1 includes a base material, a long member having two long side edges and one long side edge fixed to the base material by one intermittent welding, and the other of the long members.
  • a welded structure having a plate-like member fixed to the long edge by the other intermittent welding, one intermittent welding and the other intermittent in a region where a load for twisting the plate-like member acts on the long member predominantly Welded and welded in the form of parallel welding, and one intermittent welding and the other intermittent welding in the region where the bending load acts on the long member from the plate-like member to the staggered welding type
  • a welded structure including a welded staggered weld.
  • the invention described in claim 2 is such that the parallel welded portion and the staggered welded portion in the welded structure according to claim 1 are mixed in one long member.
  • a working machine including a machine body, a work device and a mounted device mounted on the machine body, wherein the machine body has the welded structure according to claim 1 or 2 as a base material.
  • one long side edge of the long member is fixed to the base material by one intermittent welding
  • a plate-like member is fixed to the other long side edge of the long member by the other intermittent welding.
  • the stress generated on the long member should be less than in the staggered welded part
  • the stress generated in the long member can be reduced by selecting a staggered weld compared to the case of the parallel weld.
  • Control that acts on long members Suitably it can be made to correspond to the form of intermittent welding according to the type of a load, can provide a welding structure attained an increase in the relative structural strength.
  • the load that twists the plate-like member with respect to the long member acts predominantly.
  • the stress generated in the long member can be reduced compared to the case of the parallel weld, and depending on the type of dominant load that varies depending on the location of the long member, one of the intermittent
  • one long side edge of the beam member is fixed to the machine frame by one intermittent welding
  • the staggered weld that welds one intermittent weld and the other intermittent weld in the form of staggered welding is selected by selecting the staggered weld that welds one intermittent weld and the other intermittent weld in the form of staggered welding.
  • the stress generated in the beam member can be reduced compared to the case of the staggered weld, and the staggered weld should be selected in the area where the bending load acts on the beam member from the top plate.
  • the stress generated in the member can be less than in the case of the parallel weld, and the type of intermittent welding can be appropriately adapted according to the type of dominant load acting on the beam member, and the relative structural strength Can be provided.
  • FIG. 1 It is a perspective view showing one embodiment of the welding structure concerning the present invention. It is a front view of a welding structure same as the above.
  • (A) is an intermittent welding structure model diagram for explaining parallel welding in the above-described welded structure
  • (b) is an intermittent welding structure model diagram for explaining staggered welding in the above-described welded structure.
  • the stress comparison example under the same load when the load which twists a plate-shaped member acts with respect to a long member of a weld structure same as the above is shown, (a) is for demonstrating the case where the load torsion acts same as the above It is a perspective model figure, (b) is explanatory drawing which shows stress distribution when the same torsion load acts on the long member of parallel welding, (c) is the elongate load to the long member of zigzag welding. It is explanatory drawing which shows the stress distribution at the time of acting.
  • a stress comparison example under the same load when a vertical bending load is applied from a plate-like member to a long member of the same welded structure is shown, and (a) illustrates a case where the bending load acts dominantly.
  • (B) is an explanatory view showing the stress distribution when the same bending load acts on the long member of the parallel welding, and (c) is the long bending of the staggered welding. It is explanatory drawing which shows stress distribution at the time of acting on a member.
  • 1 is a side view showing an embodiment of a work machine according to the present invention. It is a perspective view which shows an example of the body structure of a working machine same as the above. It is a top view which shows arrangement
  • FIG. 6 shows a hydraulic excavator 11 as a work machine according to the present invention, and includes a machine body 12 and a work device 13 mounted on the machine body 12.
  • the airframe 12 includes a lower traveling body 14 and an upper revolving body 15 that is turnable with respect to the lower traveling body 14.
  • the upper revolving body 15 includes an operator's cab in addition to the work device 13.
  • a cab 16, a power unit 17, a counterweight 18 and the like to be formed are mounted.
  • the work device 13 has a base end of a boom 13bm pivotally supported on the upper swing body 15, and a base end of a stick 13st is pivotally supported on the tip of the boom 13bm.
  • Bucket 13bk is pivotally supported, and these are rotated by boom cylinder 13bmc, stick cylinder 13stc and bucket cylinder 13bkc, respectively.
  • FIG. 7 shows a main airframe structure of the upper revolving body 15, a pair of main rails 22 having an I-shaped cross-sectional structure arranged and welded on the center portion of the airframe frame 21 as a base material, and extensions thereof.
  • the work device mounting bracket 23 located above, the tank mounting portion 24 having a box-shaped cross-sectional structure disposed on one side thereof, the control valve mounting portion 25 having a box-shaped cross-sectional structure disposed in front thereof, and the working device
  • a plurality of cab mounting portions 26 having a box-shaped cross-sectional structure disposed on the opposite side of the mounting bracket 23 and a cooling unit mounting portion 27 having a box-shaped cross-sectional structure disposed behind the mounting bracket 23 are provided.
  • an engine 31 is disposed on the main rail 22, and a hydraulic circuit main pump 33 and a pilot pump that are driven by the engine 31 through a firewall 32 on the side of the engine 31.
  • 34 is disposed, a fuel tank 35 and a hydraulic circuit hydraulic oil tank 36 are mounted on the tank mounting portion 24, a control valve 37 for hydraulic circuit control is mounted on the control valve mounting portion 25, and a cab mounting portion 26
  • the cab 16 is mounted, and the cooling unit mounting portion 27 is opposed to a cooling fan 38 driven by the engine 31, and a radiator, an oil cooler, an after cooler and the like are integrated as a mounting unit 39 as a mounting device. Is installed.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show the welding structure in the cooling unit mounting portion 27 of the airframe structure of the upper revolving structure 15, and as a long member having two long edges on the airframe frame 21 as a base material.
  • One (lower) long side edge of the beam member 41 is fixed by one intermittent welding 42a, 42b, 42c, and on the other (upper) long side edge of the beam member 41 as a plate-like member
  • the top plate 43 is fixed by the other intermittent welding 44a, 44b, 44c.
  • the top plate 43 has mounting holes 45, 46, 47, 48 as mounting portions for mounting a cooling unit 39 as a mounting device at a position spaced apart from the beam member 41 in the horizontal direction.
  • one of the intermittent welds 42a, 42c and the other intermittent weld 44a, 44c are welded in a parallel welding format.
  • the parallel welded portion Wpar is applied as a welded joint, and in the region Aben where the bending load is predominantly applied to the beam member 41 from the top plate 43, one intermittent weld 42b and the other intermittent weld 44b are staggered.
  • the zigzag welded portion Wzig welded in this form is applied as a welded joint.
  • FIG. 1 and 2 show an example in which the parallel welded portion Wpar and the staggered welded portion Wzig are mixed in the beam member 41 as one long member.
  • the tank mounting portion 24 and the control valve mounting portion 25 are mixed.
  • the present invention can also be applied to the case where the parallel welded portion and the staggered welded portion are distributed over a plurality of welding regions of a plurality of long members in the cooling unit mounting portion 27 and the like.
  • FIG. 3A shows an intermittent welded structure model of a beam member 41par showing a parallel weld portion Wpar in which one (lower) intermittent weld 42 and the other (upper) intermittent weld 44 are welded in a parallel welding type.
  • FIG. 3 (b) is an intermittent welded structural model of a beam member 41zig showing a staggered weld Wzig in which one (lower) intermittent weld 42 and the other (upper) intermittent weld 44 are welded in a staggered weld form. is there.
  • the beam of parallel welding of (b) when the stress distribution under the same load when the load Ltwi for twisting the top plate 43 is applied to the beam member 41 is compared, the beam of parallel welding of (b) is shown.
  • the stress generated in the member 41par is about 85% of the stress generated in the beam member 41zig of the staggered welding of (c), that is, a region where the load Ltwi for twisting the top plate 43 acts on the beam member 41 predominantly.
  • the load received by the beam member 41par for parallel welding is about 85% of the load received by the beam member 41zig for zigzag welding.
  • the beam member for the parallel weld Wpar 41par is better.
  • the bending load Lben acts on the beam member 41par of parallel welding. Then, the stress distribution shown in FIG. 5B is obtained, and when the same bending load Lben acts on the zigzag welded beam member 41zig, the stress distribution shown in FIG. 5C is obtained. 5B and 5C, the finer the mesh in the mesh, the higher the stress range, and the same mesh represents the same stress range.
  • 42c and the other intermittent weld 44a, 44c are welded in parallel welded form Wpar
  • one intermittent weld 42b and the other intermittent weld 44b are welded in staggered weld form Wzig
  • the beam member 41 is selected by selecting the parallel welded portion Wpar.
  • the stress generated in the zigzag weld Wzig can be reduced by selecting the zigzag weld Wzig.
  • Beam member 41 In accordance with the type of dominant load that varies depending on the location of the beam member 41, one of the intermittent welds 42a, 42b, 42c and the other intermittent weld 44a can be reduced. , 44b, 44c can be made to correspond appropriately, and the structural strength can be relatively increased over the entire length of the beam member 41 as compared with the case of using the common type intermittent welding.
  • one long side edge of the beam member 41 as a long member is fixed to the body frame 21 as a base material by one intermittent welding 42a, 42b, 42c, and the other long side edge of the beam member 41 is
  • the top plate 43 as a plate-like member provided with a mounting portion such as a cooling unit 39 as a mounted device is fixed by the other intermittent welding 44a, 44b, 44c, as shown in FIG.
  • the stress generated in the beam member 41zig of the staggered weld Wzig can be made smaller than the stress generated in the beam member 41par of the parallel weld Wpar, and the types of dominant loads Ltwi and Lben acting on the beam member 41 Accordingly, it is possible to provide a welded structure and work machine that can appropriately correspond to the type of intermittent welding according to the above, and that can relatively increase the structural strength.
  • the welding structure of the present invention is not limited to the cooling unit mounting portion 27 having a box-shaped cross-sectional structure, for example, similarly to the tank mounting portion 24 and the control valve mounting portion 25 having a box-shaped cross-sectional structure. Applicable.
  • one long side edge of a long member having two long side edges is attached to the body frame 21 as a base material.
  • the welding structure is fixed in the same way, and the plate-like member is fixed to the other long side edge of the long member by the other intermittent welding.
  • the load that twists the plate-like member dominates the long member.
  • one intermittent welding and the other intermittent welding are welded in the form of parallel welding, and in the region where the bending load acts predominantly on the long member, one intermittent welding and the other intermittent welding are performed. Welding and welding in the form of staggered welding.
  • the parallel welded portion Wpar and the staggered welded portion Wzig are appropriately mixed according to the load. It is possible to provide a welded structure that can increase the structural strength relative to the case of using a common type intermittent welding over the entire length of the long member. Moreover, when the kind of dominant load which acts mainly for each long member differs between each mounting part 24 and 25, parallel welding part Wpar and zigzag welding according to the load for each long member The portion Wzig can be appropriately dispersed, and the structural strength can be increased as compared with the case where the intermittent welding of the common type is used for all the long members.
  • the work machine of the present invention is not limited to the swing type hydraulic excavator 11, but can be applied to other work machines having a work device in a non-turn type body frame, such as a bulldozer or a wheel loader. be able to.
  • the present invention has applicability to business operators involved in the manufacture, sale or leasing of welded structures and work machines.

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Abstract

　母材に長尺部材を固着する一方の断続溶接と、長尺部材に板状部材を固着する他方の断続溶接との関係を、長尺部材に作用する支配的な荷重の種類に応じて適切に対応できるようにした溶接構造を提供する。母材としての機体フレーム(21)上に、長尺部材としての梁部材(41)の下方の長辺縁を一方の断続溶接(42a，42b，42c)により固着する。梁部材(41)の上方の長辺縁上に、板状部材としての天板(43)を他方の断続溶接(44a，44b，44c)により固着する。梁部材(41)に対し天板(43)をねじる荷重が支配的に作用する領域では、断続溶接(42a，42c)と断続溶接(44a，44c)とを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部(Ｗpar)を適用し、梁部材(41)に対し天板(43)から曲げ荷重が支配的に作用する領域では、断続溶接(42b)と断続溶接(44b)とを千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部(Ｗzig)を適用する。

Description

溶接構造および作業機械
　本発明は、断続溶接の構造に特徴を有する溶接構造、およびその溶接構造を用いた作業機械に関する。
　一般的に、すみ肉溶接などにおいては、一連の溶接箇所を連続的に溶接することで高い溶接強度が得られる連続溶接と、加工費の削減と熱ひずみの軽減とを図るために一連の溶接箇所を間欠的に溶接する断続溶接とが、適宜選択して用いられる。
　この断続溶接としては、材料の一側と他側とを並列（または並行）に断続溶接する並列溶接（または並行断続溶接）と、交互に千鳥状に断続溶接する千鳥溶接とが知られている（例えば、特許文献１～４参照）。
実開昭６２－５０１９２号公報 特開平１－１８０７８４号公報 特開平２－４６９７９号公報 特許第２５８３７１０号公報
　従来は、並列溶接と千鳥溶接とが、どのような荷重に対して、より適しているか明らかでなく、このため、例えば図９に示されている油圧ショベルの機体構造物では、上部旋回体の機体フレーム１に対する梁部材２の下辺縁の断続溶接と、梁部材２の上辺縁に対するクーリングユニット取付板などの天板３の断続溶接とを、並列溶接の形式で溶接する並列溶接部４とすることが一般的であるが、本発明に係る発明者は、このような単一の断続溶接のみでは、梁部材２に作用する支配的な荷重の種類によっては適さない場合があることを発見した。
　本発明は、このような点に鑑みなされたもので、母材に長尺部材を固着する一方の断続溶接と、長尺部材に板状部材を固着する他方の断続溶接との関係を、長尺部材に作用する支配的な荷重の種類に応じて適切に対応できるようにした溶接構造、およびその溶接構造を用いた作業機械を提供することを目的とする。
　請求項１に記載された発明は、母材と、２つの長辺縁を有し母材に一方の長辺縁を一方の断続溶接により固着された長尺部材と、長尺部材の他方の長辺縁に他方の断続溶接により固着された板状部材とを具備した溶接構造において、長尺部材に対し板状部材をねじる荷重が支配的に作用する領域で一方の断続溶接と他方の断続溶接とを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部と、長尺部材に対し板状部材から曲げ荷重が支配的に作用する領域で一方の断続溶接と他方の断続溶接とを千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部とを備えた溶接構造である。
　請求項２に記載された発明は、請求項１記載の溶接構造における並列溶接部および千鳥溶接部を、１つの長尺部材に混在させたものである。
　請求項３に記載された発明は、機体と、機体に搭載された作業装置および搭載機器とを具備した作業機械において、機体は、請求項１または２記載の溶接構造を有し、母材としての機体フレームと、機体フレーム上に溶接された長尺部材としての梁部材と、梁部材上に溶接された板状部材としての天板とを備え、天板は、梁部材から水平方向に離間された位置に取り付けられる搭載機器の取付部を有する作業機械である。
　請求項１記載の発明によれば、母材に長尺部材の一方の長辺縁を一方の断続溶接により固着し、長尺部材の他方の長辺縁に板状部材を他方の断続溶接により固着するに際して、一方の断続溶接と他方の断続溶接とを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部と、一方の断続溶接と他方の断続溶接とを千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部とを選択して、長尺部材に対し板状部材をねじる荷重が支配的に作用する領域では、並列溶接部を選択することにより、長尺部材に発生する応力を千鳥溶接部の場合より少なくすることができるとともに、長尺部材に対し板状部材から曲げ荷重が支配的に作用する領域では、千鳥溶接部を選択することにより、長尺部材に発生する応力を並列溶接部の場合より少なくすることができ、長尺部材に作用する支配的な荷重の種類に応じて断続溶接の形式を適切に対応させることができ、相対的に構造強度の増大を図れる溶接構造を提供できる。
　請求項２記載の発明によれば、並列溶接部と千鳥溶接部とを、一つの長尺部材に対して混在させ、長尺部材に対し板状部材をねじる荷重が支配的に作用する領域では、並列溶接部を選択することにより、長尺部材に発生する応力を千鳥溶接部の場合より少なくすることができるとともに、長尺部材に対し板状部材から曲げ荷重が支配的に作用する領域では、千鳥溶接部を選択することにより、長尺部材に発生する応力を並列溶接部の場合より少なくすることができ、長尺部材の場所によって異なる支配的な荷重の種類に応じて、一方の断続溶接と他方の断続溶接との関係を適切に対応させることができ、長尺部材の全長にわたって共通形式の断続溶接を用いる場合より相対的に構造強度の増大を図れる溶接構造を提供できる。
　請求項３記載の発明によれば、作業機械における作業装置および搭載機器を搭載した機体の溶接構造において、機体フレームに梁部材の一方の長辺縁を一方の断続溶接により固着し、梁部材の他方の長辺縁に、搭載機器の取付部が設けられた天板を他方の断続溶接により固着するに際して、一方の断続溶接と他方の断続溶接とを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部と、一方の断続溶接と他方の断続溶接とを千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部とを選択して、梁部材に対し天板をねじる荷重が支配的に作用する領域では、並列溶接部を選択することにより、梁部材に発生する応力を千鳥溶接部の場合より少なくすることができるとともに、梁部材に対し天板から曲げ荷重が支配的に作用する領域では、千鳥溶接部を選択することにより、梁部材に発生する応力を並列溶接部の場合より少なくすることができ、梁部材に作用する支配的な荷重の種類に応じて断続溶接の形式を適切に対応させることができ、相対的に構造強度の増大を図れる作業機械を提供できる。
本発明に係る溶接構造の一実施の形態を示す斜視図である。 同上溶接構造の正面図である。 （ａ）は同上溶接構造における並列溶接を説明するための断続溶接構造模型図であり、（ｂ）は同上溶接構造における千鳥溶接を説明するための断続溶接構造模型図である。 同上溶接構造の長尺部材に対し板状部材をねじる荷重が作用する場合の同一荷重下での応力比較例を示し、（ａ）は同上ねじる荷重が支配的に作用する場合を説明するための斜視的模型図であり、（ｂ）は同上ねじる荷重が並列溶接の長尺部材に作用した場合の応力分布を示す説明図であり、（ｃ）は同上ねじる荷重が千鳥溶接の長尺部材に作用した場合の応力分布を示す説明図である。 同上溶接構造の長尺部材に対し板状部材から垂直な曲げ荷重が作用する場合の同一荷重下での応力比較例を示し、（ａ）は同上曲げ荷重が支配的に作用する場合を説明するための斜視的模型図であり、（ｂ）は同上曲げ荷重が並列溶接の長尺部材に作用した場合の応力分布を示す説明図であり、（ｃ）は同上曲げ荷重が千鳥溶接の長尺部材に作用した場合の応力分布を示す説明図である。 本発明に係る作業機械の一実施の形態を示す側面図である。 同上作業機械の機体構造物の一例を示す斜視図である。 同上作業機械の機体構造物に搭載された主な機器の配置を示す平面図である。 従来の断続溶接例を示す機体構造物の断面図である。
　以下、本発明を、図１乃至図８に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。
　図６は、本発明に係る作業機械としての油圧ショベル11を示し、機体12と、この機体12に搭載された作業装置13とを具備している。
　機体12は、下部走行体14と、この下部走行体14に対し旋回可能に設けられた上部旋回体15とを備え、上部旋回体15には、作業装置13に加えて、オペレータの運転室を形成するキャブ16、動力装置17およびカウンタウエイト18などが搭載されている。
　作業装置13は、上部旋回体15にブーム13bmの基端が回動自在に軸支され、このブーム13bmの先端にスティック13stの基端が回動自在に軸支され、このスティック13stの先端にバケット13bkが回動自在に軸支され、これらは、ブームシリンダ13bmc、スティックシリンダ13stcおよびバケットシリンダ13bkcにより、それぞれ回動される。
　図７は、上部旋回体15の主要な機体構造物を示し、母材としての機体フレーム21の中央部上に配置されて溶接されたＩ型断面構造の１対のメインレール22およびこれらの延長上に位置する作業装置取付ブラケット23と、その一側部に配置された箱型断面構造のタンク搭載部24と、その前方に配置された箱型断面構造のコントロールバルブ搭載部25と、作業装置取付ブラケット23を挟んで反対側に配置された箱型断面構造の複数のキャブ搭載部26と、その後方に配置された箱型断面構造のクーリングユニット搭載部27とを備えている。
　図８に示されるように、メインレール22上にはエンジン31が配置され、このエンジン31の側方には、ファイアウォール32を介して、エンジン31により駆動される油圧回路用メインポンプ33およびパイロットポンプ34が配置され、タンク搭載部24には、燃料タンク35および油圧回路用作動油タンク36が搭載され、コントロールバルブ搭載部25には油圧回路制御用のコントロールバルブ37が搭載され、キャブ搭載部26には前記キャブ16が搭載され、クーリングユニット搭載部27には、エンジン31により駆動される冷却ファン38と対向させて、ラジエータ、オイルクーラおよびアフタークーラなどを一体化した搭載機器としてのクーリングユニット39が搭載されている。
　図１および図２は、上部旋回体15の機体構造物のうちのクーリングユニット搭載部27における溶接構造を示し、母材としての機体フレーム21上に、２つの長辺縁を有する長尺部材としての梁部材41の一方（下方）の長辺縁が、一方の断続溶接42a，42b，42cにより固着され、また、この梁部材41の他方（上方）の長辺縁上に、板状部材としての天板43が、他方の断続溶接44a，44b，44cにより固着されている。
　図１に示されるように、天板43は、梁部材41から水平方向に離間された位置に、搭載機器としてのクーリングユニット39を取り付けるための取付部としての取付穴45，46，47，48を有する。
　これらの取付穴45，46，47，48の位置、特に取付穴45，46の位置により、図２に示されるように梁部材41に対し天板43をねじる荷重が支配的に作用する領域Ａtwiと、このねじる荷重の影響が弱まり相対的に梁部材41に対し天板43から曲げ荷重が支配的に作用する領域Ａbenとに区別される。
　上記溶接構造のうち、梁部材41に対し天板43をねじる荷重が支配的に作用する領域Ａtwiでは、一方の断続溶接42a，42cと他方の断続溶接44a，44cとを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部Ｗparが溶接継手として適用され、また、梁部材41に対し天板43から曲げ荷重が支配的に作用する領域Ａbenでは、一方の断続溶接42bと他方の断続溶接44bとを千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部Ｗzigが溶接継手として適用されている。
　これらの図１および図２は、並列溶接部Ｗparおよび千鳥溶接部Ｗzigを、１つの長尺部材としての梁部材41に混在させた例であるが、例えばタンク搭載部24、コントロールバルブ搭載部25およびクーリングユニット搭載部27などにおける複数の長尺部材が有する複数の溶接領域にわたって、並列溶接部と千鳥溶接部とを分散させる場合にも本発明を適用できる。
　次に、図３（ａ）は、一方（下方）の断続溶接42と他方（上方）の断続溶接44とを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部Ｗparを示す梁部材41parの断続溶接構造模型であり、図３（ｂ）は、一方（下方）の断続溶接42と他方（上方）の断続溶接44を千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部Ｗzigを示す梁部材41zigの断続溶接構造模型である。
　そして、図４（ａ）に示されるように、梁部材41に対し天板43をねじる荷重Ｌtwiが支配的に作用する荷重モデルでは、同上ねじる荷重Ｌtwiが並列溶接の梁部材41parに作用すると図４（ｂ）に示される応力分布となり、また、同一のねじる荷重Ｌtwiが千鳥溶接の梁部材41zigに作用すると図４（ｃ）に示される応力分布となる。図４（ｂ）および（ｃ）において、ます目内の網目が細かいほど高い応力範囲を表わし、同じ網目は同じ応力範囲を表わす。
　この図４（ｂ）と（ｃ）に示される、梁部材41に対し天板43をねじる荷重Ｌtwiが作用する場合の同一荷重下での応力分布を比較すると、（ｂ）の並列溶接の梁部材41parに発生する応力は、（ｃ）の千鳥溶接の梁部材41zigに発生する応力の約８５％であり、すなわち、梁部材41に対し天板43をねじる荷重Ｌtwiが支配的に作用する領域では、並列溶接の梁部材41parで受ける負担が、千鳥溶接の梁部材41zigで受ける負担の約８５％で済み、言い換えればねじる荷重Ｌtwiに対する構造強度の増大を図る上では並列溶接部Ｗparの梁部材41parの方が優れている。
　なお、溶接される部材の板厚の組み合わせや断続溶接の間隔などで応力の％は変化するので、本応力比較例での約８５％は一例にすぎない。
　さらに、図５（ａ）に示されるように、梁部材41に対し梁部材41に垂直な曲げ荷重Ｌbenが支配的に作用する荷重モデルでは、同上曲げ荷重Ｌbenが並列溶接の梁部材41parに作用すると図５（ｂ）に示される応力分布となり、また、同一の曲げ荷重Ｌbenが千鳥溶接の梁部材41zigに作用すると図５（ｃ）に示される応力分布となる。図５（ｂ）および（ｃ）において、ます目内の網目が細かいほど高い応力範囲を表わし、同じ網目は同じ応力範囲を表わす。
　この図５（ｂ）と（ｃ）に示される、梁部材41に対し曲げ荷重Ｌbenが作用する場合の同一荷重下での応力分布を比較すると、（ｃ）の千鳥溶接の梁部材41zigに発生する応力は、（ｂ）の並列溶接の梁部材41parに発生する応力の約９０％であり、すなわち、梁部材41に垂直な曲げ荷重Ｌbenが支配的に作用する領域では、千鳥溶接の梁部材41zigで受ける負担が、並列溶接の梁部材41parで受ける負担の約９０％で済み、言い換えれば曲げ荷重Ｌbenに対する構造強度の増大を図る上では千鳥溶接部Ｗzigの梁部材41zigの方が優れている。なお、本応力比較例での約９０％は一例にすぎない。
　これらの結果から、作業機械としての油圧ショベル11における作業装置13およびクーリングユニット39などの搭載機器を搭載した機体12の溶接構造において、図１および図２に示されるように、一方の断続溶接42a，42cと他方の断続溶接44a，44cとを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部Ｗparと、一方の断続溶接42bと他方の断続溶接44bとを千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部Ｗzigとを、一つの梁部材41に対して混在させた場合は、梁部材41に対し天板43をねじる荷重が支配的に作用する領域Ａtwiでは、並列溶接部Ｗparを選択することにより、梁部材41に発生する応力を千鳥溶接部Ｗzigの場合より少なくすることができるとともに、梁部材41に対し天板43から曲げ荷重が支配的に作用する領域Ａbenでは、千鳥溶接部Ｗzigを選択することにより、梁部材41に発生する応力を並列溶接部Ｗparの場合より少なくすることができ、梁部材41の場所によって異なる支配的な荷重の種類に応じて、一方の断続溶接42a，42b，42cと他方の断続溶接44a，44b，44cとの関係を適切に対応させることができ、梁部材41の全長にわたって共通形式の断続溶接を用いる場合より相対的に構造強度の増大を図れる。
　また、母材としての機体フレーム21に、長尺部材としての梁部材41の一方の長辺縁を一方の断続溶接42a，42b，42cにより固着し、梁部材41の他方の長辺縁に、搭載機器としてのクーリングユニット39などの取付部が設けられた板状部材としての天板43を他方の断続溶接44a，44b，44cにより固着するに際して、図３（ａ）に示されるように一方の断続溶接42と他方の断続溶接44とを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部Ｗparと、図３（ｂ）に示されるように一方の断続溶接42と他方の断続溶接44とを千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部Ｗzigとを選択して、図４に示されるように梁部材41に対し天板43をねじる荷重Ｌtwiが支配的に作用する領域では、並列溶接部Ｗparを選択することにより、この並列溶接部Ｗparの梁部材41parに発生する応力を、千鳥溶接部Ｗzigの梁部材41zigに発生する応力より少なくすることができるとともに、図５に示されるように梁部材41に対し曲げ荷重Ｌbenが支配的に作用する領域では、千鳥溶接部Ｗzigを選択することにより、この千鳥溶接部Ｗzigの梁部材41zigに発生する応力を、並列溶接部Ｗparの梁部材41parに発生する応力より少なくすることができ、梁部材41に作用する支配的な荷重Ｌtwi，Ｌbenの種類に応じて断続溶接の形式を適切に対応させることができ、相対的に構造強度の増大を図れる溶接構造および作業機械を提供できる。
　さらに、連続溶接と比較して、断続溶接により加工費の削減と熱ひずみの軽減とを図れることは言うまでもない。
　次に、本発明の溶接構造は、箱型断面構造のクーリングユニット搭載部27に限定されるものではなく、例えば、同様に箱型断面構造のタンク搭載部24やコントロールバルブ搭載部25などにも適用可能である。
　これらのタンク搭載部24やコントロールバルブ搭載部25でも、クーリングユニット搭載部27と同様に、母材としての機体フレーム21に、２つの長辺縁を有する長尺部材の一方の長辺縁を一方の断続溶接により固着し、長尺部材の他方の長辺縁に他方の断続溶接により板状部材を固着する溶接構造を同様に採用するが、長尺部材に対し板状部材をねじる荷重が支配的に作用する領域では、一方の断続溶接と他方の断続溶接とを並列溶接の形式に溶接し、長尺部材に対し曲げ荷重が支配的に作用する領域では、一方の断続溶接と他方の断続溶接とを千鳥溶接の形式に溶接する。
　その際、各搭載部24，25の各長尺部材内において場所により作用する支配的な荷重の種類が異なる場合は、その荷重に応じて並列溶接部Ｗparと千鳥溶接部Ｗzigとを適切に混在させることができ、長尺部材の全長にわたって共通形式の断続溶接を用いる場合より相対的に構造強度の増大を図れる溶接構造を提供できる。また、各搭載部24，25の相互間において各長尺部材ごとに主として作用する支配的な荷重の種類が異なる場合は、その各長尺部材ごとに荷重に応じて並列溶接部Ｗparと千鳥溶接部Ｗzigとを適切に分散させることができ、全ての長尺部材に共通形式の断続溶接を用いる場合より構造強度の増大を図れる。
　なお、本発明の作業機械は、旋回型の油圧ショベル11に限定されるものではなく、非旋回型の機体フレームに作業装置を備えた他の作業機械、例えばブルドーザやホイールローダなどにも適用することができる。
　本発明は、溶接構造物および作業機械の製造、販売またはリースなどに携わる事業者にとって、利用可能性がある。
　11　　作業機械としての油圧ショベル
　12　　機体
　13　　作業装置
　21　　母材としての機体フレーム
　39　　搭載機器としてのクーリングユニット
　41　　長尺部材としての梁部材
　42a，42b，42c　　一方の断続溶接
　43　　板状部材としての天板
　44a，44b，44c　　他方の断続溶接
　45～48 　搭載機器の取付部としての取付穴
　Ｌtwi　　ねじる荷重
　Ａtwi　　ねじる荷重が支配的に作用する領域
　Ｗpar　　並列溶接部
　Ｌben　　曲げ荷重
　Ａben　　曲げ荷重が支配的に作用する領域
　Ｗzig　　千鳥溶接部

Claims (3)

  1. 　母材と、
    　２つの長辺縁を有し母材に一方の長辺縁を一方の断続溶接により固着された長尺部材と、
    　長尺部材の他方の長辺縁に他方の断続溶接により固着された板状部材とを具備した溶接構造において、
    　長尺部材に対し板状部材をねじる荷重が支配的に作用する領域で一方の断続溶接と他方の断続溶接とを並列溶接の形式に溶接した並列溶接部と、
    　長尺部材に対し板状部材から曲げ荷重が支配的に作用する領域で一方の断続溶接と他方の断続溶接とを千鳥溶接の形式に溶接した千鳥溶接部とを備えた
    　ことを特徴とする溶接構造。
  2. 　並列溶接部および千鳥溶接部は、１つの長尺部材に混在させた
    　ことを特徴とする請求項１記載の溶接構造。
  3. 　機体と、
    　機体に搭載された作業装置および搭載機器とを具備した作業機械において、
    　機体は、請求項１または２記載の溶接構造を有し、
    　母材としての機体フレームと、
    　機体フレーム上に溶接された長尺部材としての梁部材と、
    　梁部材上に溶接された板状部材としての天板とを備え、
    　天板は、
    　梁部材から水平方向に離間された位置に取り付けられる搭載機器の取付部を有する
    　ことを特徴とする作業機械。
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