JP-2026077972-A - 作業機用ブーム、作業機械、および作業機用ブームの製造方法

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Abstract

【課題】耐久性を向上することが可能な作業機用ブームを提供する。【解決手段】ブーム２１は、左右一対の側板５３と、上板５１と、下板５２と、を備える。上板５１は、一対の側板５３の上端に接合されている。下板５２は、一対の側板５３の下端に接合されている。上板５１または下板５２は、長手方向において分割された部分に形成された溶接線８１または溶接線８２を有する。溶接線８１または溶接線８２、長手方向と垂直な方向に対して傾斜した傾斜部８１１、８１２または傾斜部８２１、８２２を有する。【選択図】図７Ａ

Inventors

曽我将孝
福井大輝
國澤直弘

Assignees

株式会社小松製作所

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260309

Claims (18)

左右一対の側板と、前記一対の側板の上端に接合された上板と、前記一対の側板の下端に接合された下板と、を備え、前記上板または前記下板は、長手方向において分割された部分に形成された第１溶接線を有し、前記第１溶接線は、前記長手方向と垂直な方向に対して傾斜した傾斜部を有する、作業機用ブーム。
前記第１溶接線は、湾曲部を更に有する、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記第１溶接線は、突き合わせ溶接によって形成されている、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記傾斜部は、前記第１溶接線が形成されている前記上板または前記下板と前記側板との角に形成された溶接線から形成されている、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記傾斜部は、直線部分を含む、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記第１溶接線は、前記長手方向に対して垂直な第１直線部を更に有する、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記傾斜部は、直線部分を含み、前記第１溶接線の両端に配置され、前記第１直線部は、幅方向において前記傾斜部の間に配置され、前記第１溶接線は、前記第１直線部の両端と前記傾斜部の内側の端とを繋ぐ湾曲部を更に有する、請求項６に記載の作業機用ブーム。
前記一対の側板の各々は、前記長手方向において分割された部分が溶接によって接合された側板溶接線を有し、前記第１溶接線の、前記第１溶接線が形成されている前記上板または前記下板と前記側板との角に形成された溶接線と交わる位置は、前記側板溶接線の前記角に形成された溶接線と交わる位置と、前記角に形成された溶接線上においてずれている、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記一対の側板の各々は、前記長手方向において分割された部分が溶接によって接合された側板溶接線を有し、前記側板溶接線は、前記長手方向に垂直な第２直線部を有し、前記第２直線部は、前記上板または前記下板と前記側板との角に形成された溶接線から形成されている、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記作業機用ブームは、湾曲部を含む第１ブーム部と、前記第１ブーム部よりも基端側の第２ブーム部の間で分割されており、前記角に形成された溶接線は、前記下板と前記側板との角に形成されている、請求項９に記載の作業機用ブーム。
前記作業機用ブームは、湾曲部を含む第１ブーム部と、前記第１ブーム部よりも先端側の第３ブーム部の間で分割されており、前記角に形成された溶接線は、前記上板と前記側板との角に形成されている、請求項９に記載の作業機用ブーム。
前記第１溶接線に沿って配置された裏当て材を更に備え、前記第１溶接線が形成された前記上板または前記下板は、前記裏当て材を用いた突き合わせ溶接によって溶接されている、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記一対の側板と前記上板と前記下板に囲まれた内部空間に配置された補強板を更に備え、前記補強板は、前記一対の側板と前記上板と前記下板に溶接されている、請求項１に記載の作業機用ブーム。
前記第１溶接線は、前記上板に形成され、前記下板は、前記長手方向において分割された部分に形成された第２溶接線を有し、前記一対の側板の各々は、前記長手方向において分割された部分に形成された側板溶接線を有し、前記第１溶接線は、前記第２溶接線よりも前記長手方向の一方向側に配置され、前記側板溶接線は、前記第１溶接線が前記上板と前記側板との角に形成された上角溶接線と交わる第１上位置と、前記第２溶接線が前記下板と前記側板との角に形成された下角溶接線に交わる第１下位置との間に配置され、前記側板溶接線が前記上角溶接線と交わる第２上位置は、前記側板溶接線が前記下角溶接線と交わる第２下位置よりも前記一方向側に配置されている、請求項１に記載の作業機用ブーム。
左右一対の側板と、前記一対の側板の上端に接合された上板と、前記一対の側板の下端に接合された下板と、を有するブーム本体部と、前記ブーム本体部の端に接合された端部と、前記ブーム本体部の前記上板または前記下板と前記端部の間に、突き合わせ溶接によって形成された溶接線と、を備え、前記溶接線は、両端に配置され、長手方向と垂直な方向に対して傾斜した一対の第３直線部を有する、作業機用ブーム。
前記溶接線は、前記長手方向に対して垂直な第４直線部を更に有する、請求項１５に記載の作業機用ブーム。
作業機械本体と、前記作業機械本体に取り付けられ、請求項１～１６のいずれか１項に記載のブームを有する作業機と、を備えた、作業機械。
長手方向に２以上のサブユニットに分割された作業機用ブームの製造方法であって、左右一対の側板と上板と下板とを溶接によって接合して前記サブユニットを製造するサブユニット製造工程と、所定の前記サブユニットを回転または吊り下げることによって、他の前記サブユニットとの位置合わせを行う位置合わせ工程と、前記所定のサブユニットと前記他のサブユニットを溶接するサブユニット間接合工程と、を備えた、作業機用ブームの製造方法。

Description

本発明は、作業機用ブーム、作業機械、および作業機用ブームの製造方法に関する。作業機械の一例である油圧ショベルは、下部走行体と、下部走行体の上側に配置された上部旋回体と、上部旋回体に上下方向に回転可能に取り付けられた作業機と、を備える。作業機は、上部旋回体に取り付けられたブームと、ブームの先端部に取り付けられたアームと、アームの先端に取り付けられたバケットと、を有する。このようなブームの製作方法として、Ｕ字形状に曲げ加工された先端部材、基端部材、および中間部材が、床板に溶接される方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に示すブームでは、天板と一対の側面が長手方向において３分割されており、分割された部分が溶接によって接合される。特開昭５８－１６４８２８号公報本開示にかかる実施形態における作業機械を示す斜視図。本開示にかかる実施形態におけるブームを先端上方から視た斜視図。本開示にかかる実施形態におけるブームを基端上方から視た斜視図。本開示にかかる実施形態におけるブームを下方から視た斜視図。図２Ｂのブーム２１について内部構造を示した図。本開示にかかる実施形態におけるブームの側面図。本開示にかかる実施形態におけるブームの上面図。本開示にかかる実施形態におけるブームの底面図。図２Ａに示すブームの分解図。図２Ｂに示すブームの分解図。図３Ａに示すブームの分解図。図２Ｂの分割部でブーム本体基端部とブーム本体中間部とを溶接によって接合する前の分割状態を示す斜視図。図５Ａに示すブーム本体基端部とブーム本体中間部とを溶接した状態を示す斜視図。本開示に係る実施形態の突き合わせ溶接を説明するための図。隅肉溶接を説明するための図。図３ＢのＶ１部の拡大図。図３ＣのＶ２部の拡大図。図３ＡのＶ３部の拡大図。図２Ｂの分割部でブーム本体先端部とブーム本体中間部とを溶接によって接合する前の分割状態を示す斜視図。図８Ａのブーム本体先端部とブーム本体中間部とを溶接した状態を示す斜視図。図３ＢのＶ４部の拡大図。図３ＣのＶ５部の拡大図。図３ＡのＶ６部の拡大図。基端部とブーム本体基端部とを溶接によって接合する前の分割状態を示す斜視図。図１０Ａの基端部とブーム本体基端部とを溶接した状態を示す斜視図。図３ＢのＶ７部の拡大図。図３ＣのＶ８部の拡大図。図３ＡのＶ９部の拡大図。先端部とブーム本体先端部とを溶接によって接合する前の分割状態を示す斜視図。図１１Ａの先端部とブーム本体先端部とを溶接した状態を示す斜視図。図３ＢのＶ１０部の拡大図。図３ＣのＶ１１部の拡大図。図３ＡのＶ１２部の拡大図。本開示にかかる実施形態におけるブームの第１サブユニット、第２サブユニット、およいｂ第３サブユニットを示す図。本開示にかかる実施形態における第１サブユニットと第２サブユニットの位置合わせを説明するための図。本開示にかかる実施形態における第２サブユニットと第３サブユニットの位置合わせを説明するための図。以下、本開示にかかる作業機械の一例としての油圧ショベルおよび作業機用ブームについて図面を参照しながら説明する。（油圧ショベル１０の概要）図１は、本実施の形態の油圧ショベル１０の外観を示す図である。図１に示すように、油圧ショベル１０（作業機械の一例）は、作業機械本体１と、作業機４と、を備える。作業機械本体１は、下部走行体２と、上部旋回体３と、備える。下部走行体２は、一対の走行装置１１、１２を有する。各走行装置１１、１２は、履帯１１ａ、１２ａを有している。エンジンからの駆動力によって走行モータが回転して履帯１１ａ、１２ａが駆動されることによって油圧ショベル１０が走行する。上部旋回体３は、下部走行体２の上側に配置されている。上部旋回体３は、旋回モータ（図示せず）によって上下方向に沿った軸を中心として下部走行体２に対して旋回可能に構成されている。上部旋回体３にはスイングマシナリが配置されている。下部走行体２には、スイングサークルが配置されており、スイングマシナリの出力ピニオンと噛み合っている。旋回モータの回転駆動がスイングマシナリ（図示せず）によって減速され出力ピニオンから出力される。これにより、スイングマシナリがスイングサークルの内側または外側を回転移動し下部走行体２に対して上部旋回体３が回転する。上部旋回体３は、旋回フレーム１３と、キャブ１４と、エンジンルーム１５と、を有する。旋回フレーム１３は、下部走行体２の上側に配置されており、下部走行体２に対して旋回可能なフレームである。キャブ１４は、旋回フレーム１３の前部左側位置に設けられている。キャブ１４は、オペレータが運転時に着座する運転席として設けられている。キャブ１４の内部には、運転席、作業機４を操作するための操作装置、および表示装置等が配置されている。なお、本実施形態において油圧ショベル１０の前後左右は、キャブ１４内の運転席を基準として説明する。運転席が正面に正対する方向を前方向Ｘｆとし、前方向に対向する方向を後方向Ｘｂとする。運転席が正面に正対したときの側方方向の右側、左側をそれぞれ右方向Ｙｒ、左方向Ｙｌとする。作業機４は、旋回フレーム１３の前部中央位置に取り付けられている。作業機４は、図１に示すように、ブーム２１（作業機用ブームの一例）と、アーム２２と、バケット２３と、を有する。ブーム２１の基端部は、ブームピン２１ａを介して旋回フレーム１３に回転可能に連結されている。また、ブーム２１の先端部は、アームピン２２ａを介してアーム２２の基端部に回転可能に連結されている。アーム２２の先端部は、バケット２３に回転可能に連結されている。バケット２３は、その開口がキャブ１４の方向（後方）を向くことができるようにアーム２２に取り付けられている。バケット２３が、このような向きに取り付けられた油圧ショベル１０は、バックホウと呼ばれている。ブーム２１、アーム２２およびバケット２３のそれぞれに対応するように油圧シリンダ２４～２６（ブームシリンダ２４、アームシリンダ２５およびバケットシリンダ２６）が配置されている。これらの油圧シリンダ２４～２６が駆動されることによって作業機４が駆動される。これにより、掘削等の作業が行われる。エンジンルーム１５は、上部旋回体３のキャブ１４の後側に配置されている。エンジンルーム１５には、エンジン、エンジンの排ガスの後処理装置、エンジンを冷却する冷却ユニット、および油圧ポンプ等が収納されている。（ブーム２１）図２Ａ～図２Ｄは、ブーム２１を示す斜視図である。図２Ａは、ブーム２１を先端上方から視た斜視図である。図２Ｂは、ブーム２１を基端上方から視た斜視図である。図２Ｃは、ブーム２１を下方から視た斜視図である。図２Ｄは、図２Ｂのブーム２１について内部構造を点線で示した図である。図３Ａは、ブーム２１の側面図である。図３Ｂは、ブーム２１の上面図である。図３Ｃは、ブーム２１の底面図である。図４Ａおよび図４Ｂは、ブーム２１の分解斜視図である。ブーム２１は、図２Ａに示すように、基端部３１と、ブーム本体部３２と、先端部３３と、を有する。基端部３１とブーム本体部３２は、分割部３４において溶接によって接合されている。先端部３３とブーム本体部３２は、分割部３５において溶接によって接合されている。分割部３４、３５については後述する。（基端部３１）基端部３１は、ブーム本体部３２の基端側の端に配置されている。基端部３１は、旋回フレーム１３のブラケットにブームピン２１ａ（図１参照）を介して回転可能に支持される。基端部３１は、図３Ａおよび図４Ｃに示すように、側面視において略三角形状である。基端部３１は、ブーム本体部３２から離れるに従って上下方向に幅が狭くなっている。基端部３１は、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、上面４１と、下面４２と、一対の側面４３と、を有する。図３Ａに示すように、上面４１と下面４２の幅が、ブーム本体部３２から離れるに従って向かって狭くなっている。左側の側面４３は、上面４１の左側の端と下面４２の左側の端の間に配置されている。右側の側面４３は、上面４１の右側の端と下面４２の右側の端との間に配置されている。基端部３１は、図２Ｂに示すように、ブーム本体部３２と反対側の先端に、上部旋回体３に取り付けられる旋回体取付部４４を有する。旋回体取付部４４は、ブームピン２１ａが挿入されるブームピン孔４４ａを有している。ブームピン孔４４ａは、一対の側面４３の各々に設けられている。ブームピン孔４４ａは、左右方向に沿って形成されている。（先端部３３）先端部３３は、図２Ａに示すように、ブーム本体部３２の先端側の端に配置されている。先端部３３には、アームピン２２ａ（図１参照）を介してアーム２２の基端部が回転可能に取り付けられる。先端部３３は、図２Ａおよび図２Ｃに示すように、本体部４５と、本体部４５からアーム２２側に向かって突出した一対の板状の突出部４６と、を有する。一対の突出部４６は、本体部４５の左側面と右側面に配置されている。一対の突出部４６は、左右方向に所定の間隔を空けて配置されている。突出部４６の各々には、左右方向に沿ってアームピン２２ａが挿入されるアームピン孔４６ａが形成されている。本体部４５は、一対の突出部４６の間に配置されている。上面４７（図２Ａ）と下面４８（図２Ｃ）は、略平行に配置されている。先端面４９は、上面４７のブーム本体部３２と反対側の端と、下面４８のブーム本体部３２と反対側の端との間に配置されている。一対の突出部４６の間に、アーム２２の基端部が配置される。アームピン２２ａは、左側の突出部４６のアームピン孔４６ａ、アーム２２の基端部、および右側の突出部４６のアームピン孔４６ａに挿入されている。これにより、アーム２２は、ブーム２１に回転可能に取り付けられる。（ブーム本体部３２）ブーム本体部３２は、図２Ａおよび図２Ｃに示すように、上板５１と、下板５２と、左右一対の側板５３と、を有する。一対の側板５３は、左右方向に所定の間隔を空けて配置されている。一対の側板５３は互いに対向するように配置されている。上板５１の左端は、左側の側板５３の上端と溶接によって接合されている。これにより、図２Ａに示すように、上板５１の左端と左側の側板５３の上端との間の角に左上角溶接線５４（角に形成された溶接線の一例）が形成されている。上板５１の右端は、右側の側板５３の上端と溶接によって接合されている。これにより、上板５１の右端と右側の側板５３の上端との間の角に右上角溶接線５５（角に形成された溶接線の一例）が形成されている。図２Ｃに示すように、下板５２の左端は、左側の側板５３の下端と溶接によって接合されている。これにより、下板５２の左端と左側の側板５３の下端との間の角に左下角溶接線５６（角に形成された溶接線の一例）が形成されている。下板５２の右端は、右側の側板５３の下端と溶接によって接合されている。これにより、下板５２の右端と右側の側板５３の下端との間の角に右下角溶接線５７（角に形成された溶接線の一例）が形成されている。このように、上板５１と下板５２と一対の側板５３は筒状に配置されている。なお、上述した角の溶接は、隅肉溶接またはＶ型開先溶接が用いられる。ブーム本体部３２は、図２Ａに示すように、湾曲部６１と、ブームシリンダ取付部６２と、アームシリンダ取付部６３と、を更に有する。湾曲部６１は、ブーム本体部３２の側面視における両端の略中央に配置されている。ブーム本体部３２は、図３Ａに示すように、側面視において湾曲部６１において上側に突出するように湾曲している。ブームシリンダ取付部６２は、図２Ａに示すように、側板５３の湾曲部６１の部分に設けられている。ブームシリンダ取付部６２は、左右方向に沿って形成された貫通孔６２ａを有する。貫通孔６２ａは、左右一対の側板５３の各々に形成されている。貫通孔６２ａに軸６４（図１参