JP2012241424A - 建設機械用アーム - Google Patents

Abstract

【課題】 必要な強度を確保しつつ全体を軽量化し、溶接作業の作業性を高める。
【解決手段】 油圧ショベル１のアーム１１を、左，右の側板１２，１３と、上板１４と、下板１５と、厚後板１６とによって囲まれた箱型構造体として形成する。左側板１２の後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの間にはＶ形開先１２Ｃを設け、このＶ形開先１２Ｃの位置で溶接を行う。右側板１３の後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの間にはＶ形開先１３Ｃを設け、このＶ形開先１３Ｃの位置で溶接を行う。上板１４の後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの間にはＶ形開先１４Ｃを設け、このＶ形開先１４Ｃの位置で溶接を行う。下板１５の後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの間にはＶ形開先１５Ｃを設け、このＶ形開先１５Ｃの位置で溶接を行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に搭載された作業装置に好適に用いられる建設機械用アームに関する。

一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とを備え、上部旋回体を構成する旋回フレームの前部側には、土砂等の掘削作業を行う作業装置が俯仰動可能に設けられている。

ここで、油圧ショベルの作業装置は、通常、基端側が旋回フレームに回動可能に取付けられたブームと、該ブームの先端側に回動可能に取付けられたアームと、該アームの先端側に回動可能に取付けられたバケット等の作業具と、これらブーム、アーム、バケットを駆動するブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダとにより大略構成されている。

このような作業装置を構成するアームは、通常、全長が数メートルにも及ぶ長尺な溶接構造体として形成されている。即ち、アームは、左，右の側板と、これら左，右の側板の上端側に溶接により接合された上板と、左，右の側板の下端側に溶接により接合された下板と、左，右の側板と上板との後端側に溶接により接合された後板とにより、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ている。また、アームを構成する左，右の側板、上板、下板は、通常、均等な板厚を有する鋼板材等の１枚の板材を用いて形成されている（特許文献１）。

一方、板厚が異なる複数の平板を溶接によって接合することにより１枚の板材を形成し、この板厚が異なる複数の平板を接合してなる板材を用いて、アームの各側板、上板、下板を形成する方法が知られている（特許文献２）。

特開２００３−２６１９５６号公報 特開２００１−１１５４７７号公報

ところで、アームの後部側にはブーム連結ボス、アームシリンダブラケット、バケットシリンダブラケット等が設けられているため、アームに要求される強度は、後部側では大きく、前部側では小さくなっている。

これに対し、上述した特許文献１によるアームは、通常、上板と下板とが、均等な板厚を有する鋼板材等の１枚の板材を用いて形成されている。このため、アームの前部側では、要求される強度に対して上板と下板の板厚が厚過ぎる傾向にあり、アーム全体の重量が必要以上に大きくなってしまうという問題がある。

一方、上述した特許文献２では、アームの軽量化をはかることができるものの、アームを構成する側板、上板、下板の素材となる板材を形成するときに、板厚が異なる２枚の平板の裏側に裏当て材を配置した状態で、これら２枚の平板を突合せ溶接する必要がある。このため、溶接部の信頼性（耐久性）を確保するために２枚の平板の厚さがある程度必要となり、十分に軽量化できないという問題がある。また、板厚が異なる２枚の平板を突合せ溶接するときの作業性が低下してしまうという問題がある。

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、必要な強度を確保しつつ全体の重量を軽量化することができ、かつ溶接作業の作業性を高めることができるようにした建設機械用アームを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため本発明は、左，右の側板と、該左，右の側板の上端側に溶接により接合された上板と、前記左，右の側板の下端側に溶接により接合された下板と、前記左，右の側板の後端側と前記上板の後端側とに溶接により接合された後板とにより横断面が四角形をなす箱型構造体として形成され、前記左，右の側板の後部下側に位置して、該左，右の側板と前記下板の後端と前記後板の前端とに溶接により接合されたブーム連結ボスを設け、前記左，右の側板、上板および下板の前端に溶接により接合されたバケット連結ボスを設けてなる建設機械用アームに適用される。

そして、請求項１の発明の特徴は、前記左，右の側板を、後側に位置して板厚が厚い板材からなる後厚側板と、該後厚側板の前側に位置して板厚が薄い板材からなる前薄側板との２部材により形成し、前記後厚側板の前端と前記前薄側板の後端とには、ルートフェイスなく切欠くことにより左，右方向に延びる開先をそれぞれ設け、前記後厚側板の開先と前記前薄側板の開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなくかつギャップがないＶ形開先を形成し、該Ｖ形開先の位置で前記後厚側板と前記前薄側板とを溶し込むことにより溶接を施し完全溶接する構成としたことにある。

請求項２の発明は、バケット連結ボスには、円筒状ボス部の左，右両側に位置して左，右の側板に向けて延びる鍔部を設け、前記左，右の側板の前端には、ルートフェイスなく切欠くことにより上，下方向に延びる開先をそれぞれ設け、前記バケット連結ボスの左，右の鍔部の後端には、ルートフェイスなく切欠くことにより上，下方向に延びる開先をそれぞれ設け、前記左，右の側板の開先と前記左，右の鍔部の開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなくかつギャップがないＶ形開先を形成し、該Ｖ形開先の位置で前記左，右の側板と前記左，右の鍔部とを溶し込むことにより溶接を施し完全溶接する構成としたことにある。

請求項３の発明は、上板を、後側に位置して板厚が厚い板材からなる後厚上板と、該後厚上板の前側に位置して板厚が薄い板材からなる前薄上板との２部材により形成し、前記後厚上板の前端と前記前薄上板の後端とには、ルートフェイスなく切欠くことにより左，右方向に延びる開先をそれぞれ設け、前記後厚上板の開先と前記前薄上板の開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなくかつギャップがないＶ形開先を形成し、該Ｖ形開先の位置で前記後厚上板と前記前薄上板とを溶し込むことにより溶接を施し完全溶接する構成としたことにある。

請求項４の発明は、前記下板は、後側に位置して板厚が厚い板材からなる後厚下板と、該後厚下板の前側に位置して板厚が薄い板材からなる前薄下板との２部材により形成し、前記後厚下板の前端と前記前薄下板の後端とには、ルートフェイスなく切欠くことにより左，右方向に延びる開先をそれぞれ設け、前記後厚下板の開先と前記前薄下板の開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先を形成し、該Ｖ形開先の位置で前記後厚下板と前記前薄下板とを溶し込むことにより溶接を施し完全溶接する構成としたことにある。

請求項５の発明は、Ｖ形開先の開先角度は、４３度以上９０度以下の範囲に設定する構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、アームの後部側では後厚側板によって必要な強度を確保し、アームの前部側では前薄側板によって軽量化を図ることができるので、例えば均一な板厚を有する１枚の板材を用いて側板を構成する場合に比較して、必要な強度を保ちつつアーム全体の軽量化を図ることができる。この場合、後厚側板の前端に設けた開先と前薄側板の後端に設けた開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先を形成することができる。このため、このＶ形開先の位置で突合せ溶接を行う場合に、後厚側板と前薄側板とが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。この結果、後厚側板と前薄側板との接合強度を高めることができ、アーム全体の強度や耐久性を高めることができる。

しかも、後厚側板の開先と前薄側板の開先との突合せ部分にルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先を形成することにより、当該Ｖ形開先の裏側に裏当て材を配置することなく、後厚側板と前薄側板との突合せ部分に対して完全溶接を行うことができる。従って、後厚側板と前薄側板との間に突合せ溶接を行うときの作業性を高めることができる。

請求項２の発明によれば、側板の前端に設けた開先とバケット連結ボスを構成する鍔部の後端に設けた開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先を形成することができる。従って、このＶ形開先の位置で突合せ溶接を行うことにより、側板の前端とバケット連結ボスの鍔部とが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができ、側板とバケット連結ボスとの接合強度を高めることができる。また、Ｖ形開先の裏側に裏当て材を配置する必要がないので、側板とバケット連結ボスの鍔部との間に突合せ溶接を行うときの作業性を高めることができる。

請求項３の発明によれば、アームの後部側では後厚上板によって必要な強度を確保し、アームの前部側では前薄上板によって軽量化を図ることができるので、必要な強度を保ちつつアーム全体の軽量化を図ることができる。また、後厚上板の前端に設けた開先と前薄上板の後端に設けた開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先を形成することができる。従って、このＶ形開先の位置で突合せ溶接を行うことにより、後厚上板と前薄上板とが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができ、後厚上板と前薄上板との接合強度を高めることができる。また、Ｖ形開先の裏側に裏当て材を配置する必要がないので、後厚上板と前薄上板との間に突合せ溶接を行うときの作業性を高めることができる。

請求項４の発明によれば、アームの後部側では後厚下板によって必要な強度を確保し、アームの前部側では前薄下板によって軽量化を図ることができるので、必要な強度を保ちつつアーム全体の軽量化を図ることができる。また、後厚下板の前端に設けた開先と前薄下板の後端に設けた開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先を形成することができる。従って、このＶ形開先の位置で突合せ溶接を行うことにより、後厚下板と前薄下板とが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができ、後厚下板と前薄下板との接合強度を高めることができる。また、Ｖ形開先の裏側に裏当て材を配置する必要がないので、後厚下板と前薄下板との間に突合せ溶接を行うときの作業性を高めることができる。

請求項５の発明によれば、突合せ溶接される２部材のうち一方の部材の開先と、他方の部材の開先とによって形成されるＶ形開先の開先角度を４３度以上とすることにより、例えばアーク溶接等の手段を用いて２部材を突合せ溶接する場合に、突合わされた一方の部材の開先と他方の部材の開先とに対し、充分にアークの熱を供給することができ、２部材を板厚の全域に亘って溶け込ませることができる。また、２部材の突合せ部分のＶ形開先の開先角度を９０度以下とすることにより、このＶ形開先内を過不足なく溶融金属で満たすことができ、２部材間に滑らかに連続する溶接ビードを形成することができる。

本発明に係るアームを備えた建設機械としての油圧ショベルを示す正面図である。 アームを単体で示す正面図である。 アームを図２中の矢示III−III方向からみた平面図である。 アームを図３中の矢示IV−IV方向からみた断面図である。 図４中の後厚上板、前薄上板、後厚下板、前薄下板、厚後板等を示す拡大断面図である。 左，右の側板、後厚上板、後厚下板等を図５中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。 右側板を取外した状態でアームの内部を示す斜視図である。 アームを構成する側板、上板、下板、後板、ブーム連結ボス、アームシリンダブラケット、バケットシリンダブラケット等を分解して示す分解斜視図である。 後厚側板と前薄側板との接合部を図５中の矢示IX−IX方向からみた断面図である。 後厚側板の開先と前薄側板の開先とを示す断面図である。 後厚側板の開先と前薄側板の開先とによって形成されたＶ形開先を示す断面図である。 Ｖ形開先の位置で後厚側板と前薄側板とを突合せ溶接する状態を示す断面図である。 前薄側板とバケット連結ボスとの接合部を図２中の矢示XIII−XIII方向からみた断面図である。 前薄側板の開先とバケット連結ボスの鍔部の開先を示す断面図である。 前薄側板の開先とバケット連結ボスの鍔部の開先とによって形成されたＶ形開先を示す断面図である。 Ｖ形開先の位置で前薄側板とバケット連結ボスの鍔部とを突合せ溶接する状態を示す断面図である。 後厚上板と前薄上板との接合部を示す断面図である。 後厚上板の開先と前薄上板の開先を示す断面図である。 後厚上板の開先と前薄上板の開先とによって形成されたＶ形開先を示す断面図である。 Ｖ形開先の位置で後厚上板と前薄上板とを突合せ溶接する状態を示す断面図である。 後厚下板と前薄下板との接合部を示す断面図である。 後厚下板の開先と前薄下板の開先を示す断面図である。 後厚下板の開先と前薄下板の開先とによって形成されたＶ形開先を示す断面図である。 Ｖ形開先の位置で後厚下板と前薄下板とを突合せ溶接する状態を示す断面図である。

以下、本発明に係る建設機械用アームの実施の形態を、油圧ショベルのアームに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図中、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルを示し、該油圧ショベル１は、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、該上部旋回体３のベースとなる旋回フレーム３Ａの前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置４とにより大略構成されている。

作業装置４は、基端部が旋回フレーム３Ａの前部側に俯仰動可能にピン結合されたブーム５と、基端部がブーム５の先端部に回動可能にピン結合された後述のアーム１１と、該アーム１１の先端部に回動可能にピン結合されたバケット６と、アーム１１の先端側とバケット６との間に設けられたバケットリンク７と、ブーム５を旋回フレーム３Ａに対して俯仰動させるブームシリンダ８と、アーム１１をブーム５に対して回動させるアームシリンダ９と、バケット６をアーム１１に対して回動させるバケットシリンダ１０とにより構成されている。

ここで、バケットリンク７は、一端側がアーム１１の先端側に連結された後リンク７Ａと、一端側が後リンク７Ａの他端側に連結され他端側がバケット６に連結された前リンク７Ｂとにより構成されている。一方、バケットシリンダ１０のボトム側は、後述するアーム１１のバケットシリンダブラケット２３に取付けられ、バケットシリンダ１０のロッド側は、バケットリンク７の後リンク７Ａと前リンク７Ｂとの連結部分に接続されている。

次に、本実施の形態によるアームについて、図２ないし図８を参照して説明する。

１１はブーム５の先端部に回動可能に取付けられたアームを示している。このアーム１１は、全体として前，後方向に延びる長尺な箱型構造体として形成され、アームシリンダ９によりブーム５に対して上，下方向に回動するものである。

ここで、アーム１１は、後述する左，右の側板１２，１３と、上板１４と、下板１５と、厚後板１６とにより形成され、該アーム１１は、全体として横断面が四角形の閉断面構造をなす箱型構造体をなしている。また、アーム１１の後部側（ブーム５側）には後述のブーム連結ボス１８、アームシリンダブラケット２２、バケットシリンダブラケット２３等が設けられ、アーム１１の前部側（バケット６側）には後述のバケット連結ボス２０、後リンク連結ボス２１等が設けられている。

１２はアーム１１の左側面を構成する左側板を示し、該左側板１２は、後述する右側板１３と左，右方向で対面しつつ前，後方向に延びている。ここで、図４および図８に示すように、左側板１２は、前，後方向の後側に位置し後述のブーム連結ボス１８が固定される後厚側板１２Ａと、前，後方向の前側に位置し後述のバケット連結ボス２０、後リンク連結ボス２１が固定される前薄側板１２Ｂとの２部材を接合することにより形成されている。

後厚側板１２Ａは、板厚が厚い鋼板材等の板材を用いて形成され、上板接合部１２Ａ１と、下板接合部１２Ａ２と、後板接合部１２Ａ３と、前薄側板接合部１２Ａ４とによって囲まれた六角形状をなしている。この場合、前薄側板接合部１２Ａ４は、上板接合部１２Ａ１から下板接合部１２Ａ２に向けて斜め前方に延びることにより、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの接合部の長さを大きく確保している。また、下板接合部１２Ａ２と後板接合部１２Ａ３とが交わる角隅部には、ブーム連結ボス１８のフランジ部１８Ｂを接合するために円弧状に切欠かれたブーム連結ボス接合部１２Ａ５が設けられている。さらに、前薄板接合部１２Ａ４には、後述の開先１２Ａ６が設けられている。

１２Ａ６は後厚側板１２Ａの前端に設けられた開先を示し、該開先１２Ａ６は、後述する前薄側板１２Ｂの後側開先１２Ｂ６と突合わされるものである。ここで、図９ないし図１２に示すように、開先１２Ａ６は、後厚側板１２Ａを構成する前薄側板接合部１２Ａ４の端縁部を、外面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１２Ａ６は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、前薄側板接合部１２Ａ４の全域に亘って設けられている。

一方、前薄側板１２Ｂは、後厚側板１２Ａよりも板厚が薄い鋼板材等の板材を用いて形成され、上板接合部１２Ｂ１と、下板接合部１２Ｂ２と、バケット連結ボス接合部１２Ｂ３と、後厚側板接合部１２Ｂ４とによって囲まれた四角形状をなしている。この場合、後厚側板接合部１２Ｂ４は、上板接合部１２Ｂ１から下板接合部１２Ｂ２に向けて斜め前方に延びている。また、前薄側板１２Ｂの前端側には、後リンク連結ボス２１のフランジ部２１Ｂを接合するための円形孔からなる後リンク連結ボス接合部１２Ｂ５が設けられている。さらに、前薄側板１２Ｂの後端となる後厚側板接合部１２Ｂ４には後述の後側開先１２Ｂ６が設けられ、前薄側板１２Ｂの前端となるバケット連結ボス接合部１２Ｂ３には後述の前側開先１２Ｂ７が設けられている。

１２Ｂ６は前薄側板１２Ｂの後端に設けられた後側開先を示し、該後側開先１２Ｂ６は、後厚側板１２Ａの開先１２Ａ６と突合わされるものである。ここで、図９ないし図１２に示すように、後側開先１２Ｂ６は、前薄側板１２Ｂを構成する後厚側板接合部１２Ｂ４の端縁部を、外面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１２Ｂ６は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、後厚側板接合部１２Ｂ４の全域に亘って設けられている。

１２Ｂ７は前薄側板１２Ｂの前端に設けられた前側開先を示し、該前側開先１２Ｂ７は、後述するバケット連結ボス２０の左鍔部２０Ｂに設けられた開先２０Ｂ１と突合わされるものである。ここで、図１３ないし図１６に示すように、前側開先１２Ｂ７は、前薄側板１２Ｂを構成するバケット連結ボス接合部１２Ｂ３の端縁部を、内面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１２Ｂ７は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、バケット連結ボス接合部１２Ｂ３の全域に亘って設けられている。

一方、図６および図９に示すように、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの板厚を１２Ａｔとし、前薄側板１２Ｂの板厚を１２Ｂｔとすると、板厚１２Ａｔと板厚１２Ｂｔとの関係は、下記数１のように設定されている。

また、図１１に示すように、後厚側板１２Ａの開先１２Ａ６と前薄側板１２Ｂの後側開先１２Ｂ６とを隙間（ギャップ）なく突合せることにより、後厚側板１２Ａの内面と前薄側板１２Ｂの内面とは段差がない同一平面を形成する。一方、後厚側板１２Ａの外面と前薄側板１２Ｂの外面とは板厚差に応じた段差を形成し、この段差部には、ルートフェイスがなくギャップがないＶ形開先１２Ｃが形成される。この場合、Ｖ形開先１２Ｃの開先角度をθとすると、この開先角度θは、下記数２の範囲に設定されている。

そして、例えば図１２に示すように、Ｖ形開先１２Ｃの位置で溶接トーチ１００等を用いて突合せ溶接を行うことにより、後厚側板１２Ａの前薄側板接合部１２Ａ４と前薄側板１２Ｂの後厚側板接合部１２Ｂ４とが完全溶接の状態で接合され、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとからなる左側板１２が形成されている。

ここで、Ｖ形開先１２Ｃの開口幅は、溶接トーチ１００の外径寸法に応じて決定されるものである。また、Ｖ形開先１２Ｃの開先角度θは、溶接トーチ１００の外径寸法、後厚側板１２Ａの板厚１２Ａｔ及び前薄側板１２Ｂの板厚１２Ｂｔ、必要な溶接ビードの量に基づいて決定されるものである。この場合、開先角度θが小さすぎると、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとが充分に溶込まず、開先角度θが大きすぎると使用するビードの量が増大して溶接作業性が低下するため、開先角度θは上記数２の範囲に設定するのが望ましい。

次に、１３はアーム１１の右側面を構成する右側板を示し、該右側板１３は、左側板１２と同一形状を有している。即ち、右側板１３は、前，後方向の後側に位置し後述のブーム連結ボス１８が固定される後厚側板１３Ａと、前，後方向の前側に位置し後述のバケット連結ボス２０、後リンク連結ボス２１が固定される前薄側板１３Ｂとの２部材を接合することにより形成されている。

後厚側板１３Ａは、板厚が厚い鋼板材等の板材を用いて形成され、上板接合部１３Ａ１と、下板接合部１３Ａ２と、後板接合部１３Ａ３と、前薄側板接合部１３Ａ４とによって囲まれた六角形状をなしている。また、下板接合部１３Ａ２と後板接合部１３Ａ３とが交わる角隅部には、円弧状に切欠かれたブーム連結ボス接合部１３Ａ５が設けられ、前薄側板接合部１３Ａ４には、後述の開先１３Ａ６が設けられている。

１３Ａ６は後厚側板１３Ａの前端に設けられた開先を示し、該開先１３Ａ６は、後述する前薄側板１３Ｂの後側開先１３Ｂ６と突合わされるものである。ここで、図９ないし図１２に示すように、開先１３Ａ６は、後厚側板１３Ａを構成する前薄側板接合部１３Ａ４の端縁部を、外面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１３Ａ６は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、前薄側板接合部１３Ａ４の全域に亘って設けられている。

一方、前薄側板１３Ｂは、後厚側板１３Ａよりも板厚が薄い鋼板材等の板材を用いて形成され、上板接合部１３Ｂ１と、下板接合部１３Ｂ２と、バケット連結ボス接合部１３Ｂ３と、後厚側板接合部１３Ｂ４とによって囲まれた四角形状をなしている。また、前薄側板１３Ｂの前端側には、円形孔からなる後リンク連結ボス接合部１３Ｂ５が設けられている。さらに、前薄側板１３Ｂの後端となる後厚側板接合部１３Ｂ４には後述の後側開先１３Ｂ６が設けられ、前薄側板１３Ｂの前端となるバケット連結ボス接合部１３Ｂ３には後述の前側開先１３Ｂ７が設けられている。

１３Ｂ６は前薄側板１３Ｂの後端に設けられた後側開先を示し、該後側開先１３Ｂ６は、後厚側板１３Ａの開先１３Ａ６と突合わされるものである。ここで、図９ないし図１２に示すように、後側開先１３Ｂ６は、前薄側板１３Ｂを構成する後厚側板接合部１３Ｂ４の端縁部を、外面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１３Ｂ６は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、後厚側板接合部１３Ｂ４の全域に亘って設けられている。

１３Ｂ７は前薄側板１３Ｂの前端に設けられた前側開先を示し、該前側開先１３Ｂ７は、後述するバケット連結ボス２０の右鍔部２０Ｃに設けられた開先２０Ｃ１と突合わされるものである。ここで、図１３ないし図１６に示すように、前側開先１３Ｂ７は、前薄側板１３Ｂを構成するバケット連結ボス接合部１３Ｂ３の端縁部を、内面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１３Ｂ７は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、バケット連結ボス接合部１３Ｂ３の全域に亘って設けられている。

一方、図６および図９に示すように、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの板厚を１３Ａｔとし、前薄側板１３Ｂの板厚を１３Ｂｔとすると、板厚１３Ａｔと板厚１３Ｂｔとの関係は、下記数３のように設定されている。

また、図１１に示すように、後厚側板１３Ａの開先１３Ａ６と前薄側板１３Ｂの後側開先１３Ｂ６とを隙間（ギャップ）なく突合せることにより、後厚側板１３Ａの内面と前薄側板１３Ｂの内面とは段差がない同一平面を形成する。一方、後厚側板１３Ａの外面と前薄側板１３Ｂの外面とは板厚差に応じた段差を形成し、この段差部には、ルートフェイスがなくギャップがないＶ形開先１３Ｃが形成される。この場合、Ｖ形開先１３Ｃの開先角度をθとすると、この開先角度θは上記数２の範囲に設定されている。

そして、例えば図１２に示すように、Ｖ形開先１３Ｃの位置で溶接トーチ１００等を用いて突合せ溶接を行うことにより、後厚側板１３Ａの前薄側板接合部１３Ａ４と前薄側板１３Ｂの後厚側板接合部１３Ｂ４とが完全溶接の状態で接合され、後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとからなる右側板１３が形成されている。

次に、１４はアーム１１の上面を構成する上板を示し、この上板１４は、左，右の側板１２，１３の上端側に接合され、前，後方向に延びている。ここで、上板１４は、前，後方向の後側に位置し後述のバケットシリンダブラケット２３が固定される後厚上板１４Ａと、前，後方向の前側に位置する前薄上板１４Ｂとの２部材を接合することにより形成されている。

後厚上板１４Ａは、板厚が厚い鋼板材等の板材を用いて前，後方向に延びる長方形の板状に形成され、バケットシリンダブラケット２３よりも後側の部位が、僅かに斜め下向きに屈曲している。また、後厚上板１４Ａの後端縁は、後述の厚後板１６に接合される後板接合部１４Ａ１となり、後厚上板１４Ａの前端縁は、前薄上板１４Ｂに接合される前薄上板接合部１４Ａ２となり、この前薄上板接合部１４Ａ２には、後述の開先１４Ａ３が設けられている。

１４Ａ３は後厚上板１４Ａの前端に設けられた開先を示し、該開先１４Ａ３は、後述する前薄上板１４Ｂの開先１４Ｂ３と突合わされるものである。ここで、図１７ないし図２０に示すように、開先１４Ａ３は、後厚上板１４Ａを構成する前薄上板接合部１４Ａ２の端縁部を、外面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１４Ａ３は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、前薄上板接合部１４Ａ２の全域に亘って設けられている。

一方、前薄上板１４Ｂは、後厚上板１４Ａよりも板厚が薄い鋼板材等の板材を用いて前，後方向に延びる長方形の平板状に形成されている。また、前薄上板１４Ｂの後端縁は後厚上板接合部１４Ｂ１となり、前薄上板１４Ｂの前端縁は、後述するバケット連結ボス２０に接合されるバケット連結ボス接合部１４Ｂ２となっている。さらに、前薄上板１４Ｂの後端となる後厚上板接合部１４Ｂ１には後述の開先１４Ｂ３が設けられている。

１４Ｂ３は前薄上板１４Ｂの後端に設けられた開先を示し、該開先１４Ｂ３は、後厚上板１４Ａの開先１４Ａ３と突合わされるものである。ここで、図１７ないし図２０に示すように、開先１４Ｂ３は、前薄上板１４Ｂを構成する後厚上板接合部１４Ｂ１の端縁部を、外面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１４Ｂ３は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、後厚上板接合部１４Ｂ１の全域に亘って設けられている。

一方、図５および図１７に示すように、上板１４を構成する後厚上板１４Ａの板厚を１４Ａｔとし、前薄上板１４Ｂの板厚を１４Ｂｔとすると、板厚１４Ａｔと板厚１４Ｂｔとの関係は、下記数４のように設定されている。

また、図１９に示すように、後厚上板１４Ａの開先１４Ａ３と前薄上板１４Ｂの開先１４Ｂ３とを隙間（ギャップ）なく突合せることにより、後厚上板１４Ａの内面と前薄上板１４Ｂの内面とは段差がない同一平面を形成する。一方、後厚上板１４Ａの外面と前薄上板１４Ｂの外面とは板厚差に応じた段差を形成し、この段差部には、ルートフェイスがなくギャップがないＶ形開先１４Ｃが形成される。この場合、Ｖ形開先１４Ｃの開先角度をθとすると、この開先角度θは上記数２の範囲に設定されている。

そして、例えば図２０に示すように、Ｖ形開先１４Ｃの位置で溶接トーチ１００等を用いて突合せ溶接を行うことにより、後厚上板１４Ａの前薄上板接合部１４Ａ２と前薄上板１４Ｂの後厚上板接合部１４Ｂ１とが完全溶接の状態で接合され、後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとからなる上板１４が形成されている。

次に、１５はアーム１１の下面を構成する下板を示し、この下板１５は、左，右の側板１２，１３の下端側に接合され、前，後方向に延びている。ここで、下板１５は、前，後方向の後側に位置する後厚下板１５Ａと、前，後方向の前側に位置する前薄下板１５Ｂとの２部材を接合することにより形成されている。

後厚下板１５Ａは、板厚が厚い鋼板材等の板材を用いて前，後方向に延びる長方形の平板状に形成されている。また、後厚下板１５Ａの後端縁は、後述のブーム連結ボス１８に接合されるブーム連結ボス接合部１５Ａ１となり、後厚下板１５Ａの前端縁は、前薄下板１５Ｂに接合される前薄下板接合部１５Ａ２となり、この前薄下板接合部１５Ａ２には、後述の開先１５Ａ３が設けられている。

１５Ａ３は後厚下板１５Ａの前端に設けられた開先を示し、該開先１５Ａ３は、後述する前薄下板１５Ｂの開先１５Ｂ３と突合わされるものである。ここで、図２１ないし図２４に示すように、開先１５Ａ３は、後厚下板１５Ａを構成する前薄下板接合部１５Ａ２の端縁部を、外面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１５Ａ３は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、前薄下板接合部１５Ａ２の全域に亘って設けられている。

一方、前薄下板１５Ｂは、後厚下板１５Ａよりも板厚が薄い鋼板材等の板材を用いて前，後方向に延びる長方形の平板状に形成されている。また、前薄下板１５Ｂの後端縁は後厚下板接合部１５Ｂ１となり、前薄下板１５Ｂの前端縁は、後述するバケット連結ボス２０に接合されるバケット連結ボス接合部１５Ｂ２となっている。さらに、前薄下板１５Ｂの後端となる後厚下板接合部１５Ｂ１には後述の開先１５Ｂ３が設けられている。

１５Ｂ３は前薄下板１５Ｂの後端に設けられた開先を示し、該開先１５Ｂ３は、後厚下板１５Ａの開先１５Ａ３と突合わされるものである。ここで、図２１ないし図２４に示すように、開先１５Ｂ３は、前薄下板１５Ｂを構成する後厚下板接合部１５Ｂ１の端縁部を、外面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先１５Ｂ３は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、後厚下板接合部１５Ｂ１の全域に亘って設けられている。

一方、図５および図２１に示すように、下板１５を構成する後厚下板１５Ａの板厚を１５Ａｔとし、前薄下板１５Ｂの板厚を１５Ｂｔとすると、板厚１５Ａｔと板厚１５Ｂｔとの関係は、下記数５のように設定されている。

また、図２３に示すように、後厚下板１５Ａの開先１５Ａ３と前薄下板１５Ｂの開先１５Ｂ３とを隙間（ギャップ）なく突合せることにより、後厚下板１５Ａの内面と前薄下板１５Ｂの内面とは段差がない同一平面を形成する。一方、後厚下板１５Ａの外面と前薄下板１５Ｂの外面とは板厚差に応じた段差を形成し、この段差部には、ルートフェイスがなくギャップがないＶ形開先１５Ｃが形成される。この場合、Ｖ形開先１５Ｃの開先角度をθとすると、この開先角度θは上記数２の範囲に設定されている。

そして、例えば図２４に示すように、Ｖ形開先１５Ｃの位置で溶接トーチ１００等を用いて突合せ溶接を行うことにより、後厚下板１５Ａの前薄下板接合部１５Ａ２と前薄下板１５Ｂの後厚下板接合部１５Ｂ１とが完全溶接の状態で接合され、後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとからなる下板１５が形成されている。

次に、１６はアーム１１の後面を構成する後板としての厚後板を示し、該厚後板１６は、鋼板材等の板材を用いて長方形の板状に形成され、長さ方向の中央部がく字型に屈曲している（図５参照）。この厚後板１６の板厚１６ｔは、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの板厚１２Ａｔ、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの板厚１３Ａｔ、上板１４を構成する後厚上板１４Ａの板厚１４Ａｔ、下板１５を構成する後厚下板１５Ａの板厚１５Ａｔと同じ厚さ、またはこれら以上の厚さを有し、下記数６のように設定されている。

ここで、厚後板１６は、左，右の側板１２，１３と上板１４との後端側に溶接によって接合され、中空なアーム１１の後端部を閉塞するものである。この場合、厚後板１６は、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの後板接合部１２Ａ３と、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの後板接合部１３Ａ３と、上板１４を構成する後厚上板１４Ａの後板接合部１４Ａ１とに溶接によって接合されている。また、厚後板１６の前端縁は、後述のブーム連結ボス１８に接合されるブーム連結ボス接合部１６Ａとなり、厚後板１６の外面には、後述するアームシリンダブラケット２２が固定される構成となっている。

そして、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの上板接合部１２Ａ１と上板１４との間、前薄側板１２Ｂの上板接合部１２Ｂ１と上板１４との間に隅肉溶接を施すと共に、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの上板接合部１３Ａ１と上板１４との間、前薄側板１３Ｂの上板接合部１３Ｂ１と上板１４との間に隅肉溶接を施すことにより、左，右の側板１２，１３の上端部に上板１４が強固に接合されている。

また、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの下板接合部１２Ａ２と下板１５との間、前薄側板１２Ｂの下板接合部１２Ｂ２と下板１５との間に隅肉溶接を施すと共に、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの下板接合部１３Ａ２と下板１５との間、前薄側板１３Ｂの下板接合部１３Ｂ２と下板１５との間に隅肉溶接を施すことにより、左，右の側板１２，１３の下端部に下板１５が強固に接合されている。

さらに、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの後板接合部１２Ａ３と厚後板１６との間、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの後板接合部１３Ａ３と厚後板１６との間、上板１４を構成する後厚上板１４Ａの後板接合部１４Ａ１と厚後板１６との間に、それぞれ開先隅肉溶接を施すことにより、左，右の側板１２，１３と上板１４との後端側に厚後板１６が強固に接合されている。

ここで、図４および図５に示すように、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの接合部についてみると、この接合部の上端部１２Ｄは、上板１４の後厚上板１４Ａの中間部の位置で接合され、接合部の下端部１２Ｅは、下板１５の後厚下板１５Ａの前部側の位置で接合されている。一方、図２に示すように、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの接合部についてみると、この接合部の上端部１３Ｄは、上板１４の後厚上板１４Ａの中間部の位置で接合され、接合部の下端部１３Ｅは、下板１５の後厚下板１５Ａの前部側の位置で接合されている。

１７は左，右の側板１２，１３の後厚側板１２Ａ，１３Ａと厚後板１６との間にそれぞれ設けられた左，右の裏当て材を示している。この裏当て材１７は、例えば細長い角材を略く字形に折曲げることにより形成され、後厚側板１２Ａ，１３Ａの後板接合部１２Ａ３，１３Ａ３の内面にスポット溶接等によって固定されている。

そして、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの後板接合部１２Ａ３を厚後板１６に溶接するときに、当該後板接合部１２Ａ３を裏当て材１７を利用して完全溶接すると共に、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの後板接合部１３Ａ３を厚後板１６に溶接するときに、当該後板接合部１２Ａ３を裏当て材１７を利用して完全溶接する構成となっている。

次に、１８は左，右の側板１２，１３の後部下側に設けられたブーム連結ボスを示し、該ブーム連結ボス１８は、図１に示すブーム５とアーム１１との間を回動可能に連結する連結ピン（図示せず）が挿通されるものである。ここで、ブーム連結ボス１８は、左，右方向に延びる中空な円筒ボス部１８Ａと、該円筒ボス部１８Ａの左，右方向の両端側に設けられた円弧状の平板からなる左，右のフランジ部１８Ｂとにより構成されている。

そして、ブーム連結ボス１８の円筒ボス部１８Ａは、下板１５を構成する後厚下板１５Ａのブーム連結ボス接合部１５Ａ１と、厚後板１６のブーム連結ボス接合部１６Ａとに溶接によって接合されている。また、ブーム連結ボス１８の左，右のフランジ部１８Ｂは、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａのブーム連結ボス接合部１２Ａ５と、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａのブーム連結ボス接合部１３Ａ５とに、それぞれ溶接によって接合されている。

１９は上板１４の内面とブーム連結ボス１８との間に設けられた内部隔壁を示し、該内部隔壁１９は、アーム１１内に２つの閉空間を形成するように配置され、アーム１１の剛性を高めるものである。この内部隔壁１９は、左，右の側板１２，１３の間隔とほぼ等しい左，右方向の幅寸法を有する長方形の平板からなっている。

ここで、図４および図５に示すように、内部隔壁１９の上端部１９Ａは、上板１４を構成する後厚上板１４Ａのうち、前薄上板１４Ｂとの接合部の近傍部位に溶接によって接合され、内部隔壁１９の下端部１９Ｂは、ブーム連結ボス１８の円筒ボス部１８Ａに溶接によって接合されている。

２０は左，右の側板１２，１３、上板１４および下板１５の前端部に設けられたバケット連結ボスを示し、該バケット連結ボス２０は、図１に示すバケット６とアーム１１との間を回動可能に連結する連結ピン（図示せず）が挿通されるものである。このバケット連結ボス２０は、左，右方向に延びる中空な円筒ボス部２０Ａと、該円筒ボス部２０Ａの左，右方向の両端側に設けられた平板状の左鍔部２０Ｂ，右鍔部２０Ｃとにより構成されている。また、左鍔部２０Ｂの後端には後述の開先２０Ｂ１が設けられ、右鍔部２０Ｃの後端には後述の開先２０Ｃ１が設けられている。

２０Ｂ１はバケット連結ボス２０を構成する左鍔部２０Ｂの後端に設けられた開先を示し、該開先２０Ｂ１は、左側板１２の前薄側板１２Ｂに設けられた前側開先１２Ｂ７と突合わされるものである。ここで、図１３ないし図１６に示すように、開先２０Ｂ１は、左鍔部２０Ｂの後端縁部を内面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先２０Ｂ１は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、左鍔部２０Ｂの後端縁部の全域に亘って設けられている。

この場合、左鍔部２０Ｂは、前薄側板１２Ｂの板厚１２Ｂｔとほぼ等しい板厚を有しており、図１５に示すように、前薄側板１２Ｂの前側開先１２Ｂ７と左鍔部２０Ｂの開先２０Ｂ１とを隙間（ギャップ）なく突合せることにより、前薄側板１２Ｂの外面と左鍔部２０Ｂの外面とは段差がない同一平面を形成する。一方、前薄側板１２Ｂと左鍔部２０Ｂの内面側には、ルートフェイスがなくギャップがないＶ形開先２０Ｄが形成される。この場合、Ｖ形開先２０Ｄの開先角度をθとすると、この開先角度θは上記数２の範囲に設定されている。

そして、例えば図１６に示すように、Ｖ形開先２０Ｄの位置で溶接トーチ１００等を用いて突合せ溶接を行うことにより、前薄側板１２Ｂのバケット連結ボス接合部１２Ｂ３とバケット連結ボス２０の左鍔部２０Ｂとが完全溶接の状態で接合されている。

一方、２０Ｃ１はバケット連結ボス２０を構成する右鍔部２０Ｃの後端に設けられた開先を示し、該開先２０Ｃ１は、右側板１３の前薄側板１３Ｂに設けられた前側開先１３Ｂ７と突合わされるものである。ここで、開先２０Ｃ１は、右鍔部２０Ｃの後端縁部を内面側に向けて傾斜させて切欠くことにより形成されている。この開先２０Ｃ１は、ルートフェイスをもたない一様な傾斜面として形成され、右鍔部２０Ｃの後端縁部の全域に亘って設けられている。

この場合、右鍔部２０Ｃは、前薄側板１３Ｂの板厚１３Ｂｔとほぼ等しい板厚を有しており、前薄側板１３Ｂの前側開先１３Ｂ７と右鍔部２０Ｃの開先２０Ｃ１とを隙間（ギャップ）なく突合せることにより、前薄側板１３Ｂの外面と右鍔部２０Ｃの外面とは段差がない同一平面を形成する。一方、前薄側板１３Ｂと右鍔部２０Ｃの内面側には、ルートフェイスがなくギャップがないＶ形開先２０Ｅが形成される。この場合、Ｖ形開先２０Ｅの開先角度をθとすると、この開先角度θは上記数２の範囲に設定されている。

そして、Ｖ形開先２０Ｅの位置で溶接トーチ１００等を用いて突合せ溶接を行うことにより、前薄側板１３Ｂのバケット連結ボス接合部１３Ｂ３とバケット連結ボス２０の右鍔部２０Ｃとが完全溶接の状態で接合されている。

また、バケット連結ボス２０の円筒ボス部２０Ａは、上板１４を構成する前薄上板１４Ｂのバケット連結ボス接合部１４Ｂ２と、下板１５を構成する前薄下板１５Ｂのバケット連結ボス接合部１５Ｂ２とに溶接によって接合されている。

２１はバケット連結ボス２０に隣接して左，右の側板１２，１３の前端側に設けられた後リンク連結ボスを示し、該後リンク連結ボス２１は、図１に示すバケットリンク７の後リンク７Ａとアーム１１との間を回動可能に連結する連結ピン（図示せず）が挿通されるものである。ここで、後リンク連結ボス２１は、左，右方向に延びる中空な円筒ボス部２１Ａと、該円筒ボス部２１Ａの左，右方向の両端側に設けられた円板状の左，右のフランジ部２１Ｂとにより構成されている。そして、後リンク連結ボス２１の左，右のフランジ部２１Ｂは、左側板１２を構成する前薄側板１２Ｂの後リンク連結ボス接合部１２Ｂ５と、右側板１３を構成する前薄側板１３Ｂの後リンク連結ボス接合部１３Ｂ５とに、それぞれ溶接によって接合されている。

次に、２２は厚後板１６の外面に設けられた左，右一対のアームシリンダブラケットを示している。これら各アームシリンダブラケット２２は、図１に示すアームシリンダ９のロッド先端が、連結ピン(図示せず)を介して回動可能に連結されるものである。ここで、各アームシリンダブラケット２２は、鋼板材等の板材を用いてほぼ三角形状をなす板体として形成され、その先端側には、上述の連結ピンを挿通するためのピン挿通孔２２Ａが穿設されている。そして、左，右一対のアームシリンダブラケット２２は、左，右方向に一定の間隔を保った状態で、厚後板１６の外面に溶接によって接合されている。

２３は上板１４の後端側の外面に設けられた左，右一対のバケットシリンダブラケットを示している。これら各バケットシリンダブラケット２３は、図１に示すバケットシリンダ１０のボトム側が、連結ピン(図示せず)を介して回動可能に連結されるものである。ここで、各バケットシリンダブラケット２３は、鋼板材等の板材を用いてほぼ三角形状をなす板体として形成され、その先端側には、上述の連結ピンを挿通するためのピン挿通孔２３Ａが穿設されている。そして、左，右一対のバケットシリンダブラケット２３は、左，右方向に一定の間隔を保った状態で、上板１４を構成する後厚上板１４Ａの外面に溶接によって接合されている。

次に、２４は上板１４の後端側の外面に設けられた補助溶接部材を示し、該補助溶接部材２４は、図３に示すように、平面視で略Ｍ字形をなす平板からなっている。この補助溶接部材２４は、上板１４の後厚上板１４Ａと各バケットシリンダブラケット２３との溶接部を囲むように、後厚上板１４Ａの外面に溶接によって接合されている。

そして、補助溶接部材２４と後厚上板１４Ａとの間を溶接によって接合するときに、各バケットシリンダブラケット２３と後厚上板１４Ａとの間に形成された溶接部（溶接ビード部）と、補助溶接部材２４と、後厚上板１４Ａとの間に形成された隙間を溶接ビードによって埋込むことにより、上板１４に対する各バケットシリンダブラケット２３の接合強度を高めることができる構成となっている。

本実施の形態によるアーム１１は上述の如き構成を有するもので、このアーム１１を製造する手順の一例を図８を参照して説明する。

まず、図１０および図１１に示すように、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂを用意し、後厚側板１２Ａの開先１２Ａ６と前薄側板１２Ｂの後側開先１２Ｂ６とを突合せる。このとき、図１２に示すように、各開先１２Ａ６，１２Ｂ６間にＶ形開先１２Ｃが形成されるので、このＶ形開先１２Ｃの位置で、例えばアーク溶接等の手段を用いて突合せ溶接を行う。この場合、Ｖ形開先１２Ｃは、ルートフェイスがなく、かつギャップがないため、溶接トーチ１００からのアークを各開先１２Ａ６，１２Ｂ６の全面に亘って供給することができる。これにより、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。

しかも、Ｖ形開先１２Ｃの開先角度θが、４３度以上９０度以下の範囲に設定されているので、各開先１２Ａ６，１２Ｂ６に対し充分にアークの熱を供給することができると共に、Ｖ形開先１２Ｃ内を過不足なく溶融金属で満たすことができ、図９に示すように、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード１２Ｆを形成することができる。この結果、Ｖ形開先１２Ｃの裏側に裏当て材等を配置することなく、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとが強固に接合された左側板１２を形成することができる。

一方、これと同様に、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの開先１３Ａ６と前薄側板１３Ｂの後側開先１３Ｂ６とを突合せてＶ形開先１３Ｃを形成し、このＶ形開先１３Ｃの位置でアーク溶接等の手段を用いて突合せ溶接を行う。これにより、後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができ、後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード１３Ｆを形成することができる。この結果、Ｖ形開先１３Ｃの裏側に裏当て材等を配置することなく、後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとが強固に接合された右側板１３を形成することができる。

次に、左側板１２の後厚側板１２Ａに設けたブーム連結ボス接合部１２Ａ５と、右側板１３の後厚側板１３Ａに設けたブーム連結ボス接合部１３Ａ５とに対し、ブーム連結ボス１８の左，右のフランジ部１８Ｂをそれぞれ溶接によって接合する。また、左側板１２の前薄側板１２Ｂに設けた後リンク連結ボス接合部１２Ｂ５と、右側板１３の前薄側板１３Ｂに設けた後リンク連結ボス接合部１３Ｂ５とに対し、後リンク連結ボス２１の左，右のフランジ部２１Ｂをそれぞれ溶接によって接合する。

次に、図１４および図１５に示すように、左側板１２を構成する前薄側板１２Ｂの前側開先１２Ｂ７と、バケット連結ボス２０を構成する左鍔部２０Ｂの開先２０Ｂ１とを突合せる。これにより、各開先１２Ｂ７，２０Ｂ１間にＶ形開先２０Ｄが形成されるので、図１６に示すように、このＶ形開先２０Ｄの位置でアーク溶接等の手段を用いて突合せ溶接を行う。この場合、Ｖ形開先２０Ｄは、ルートフェイスがなく、ギャップがなく、開先角度θが４３度以上９０度以下の範囲に設定されている。

このため、溶接トーチ１００からのアークを各開先１２Ｂ７，２０Ｂ１の全面に亘って供給し、前薄側板１２Ｂと左鍔部２０Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。この結果、図１３に示すように、前薄側板１２Ｂと左鍔部２０Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード２０Ｆを形成することができ、Ｖ形開先２０Ｄの裏側に裏当て材等を配置することなく、前薄側板１２Ｂと左鍔部２０Ｂとを強固に接合することができる。

一方、これと同様に、右側板１３を構成する前薄側板１３Ｂの前側開先１３Ｂ７と、バケット連結ボス２０を構成する右鍔部２０Ｃの開先２０Ｃ１とを突合せてＶ形開先２０Ｅを形成し、このＶ形開先２０Ｅの位置でアーク溶接等の手段を用いて突合せ溶接を行う。これにより、前薄側板１３Ｂと右鍔部２０Ｃとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができ、前薄側板１３Ｂと右鍔部２０Ｃとの間に滑らかに連続する溶接ビード２０Ｇを形成することができるので、Ｖ形開先２０Ｅの裏側に裏当て材等を配置することなく、前薄側板１３Ｂと右鍔部２０Ｃとを強固に接合することができる。

次に、図１８および図１９に示すように、上板１４を構成する後厚上板１４Ａの開先１４Ａ３と、前薄上板１４Ｂの開先１４Ｂ３とを突合せてＶ形開先１４Ｃを形成し、図２０に示すように、このＶ形開先１４Ｃの位置でアーク溶接等の手段を用いて突合せ溶接を行う。この場合、Ｖ形開先１４Ｃは、ルートフェイスがなく、ギャップがなく、開先角度θが４３度以上９０度以下の範囲に設定されているため、溶接トーチ１００からのアークを、各開先１４Ａ３，１４Ｂ３の全面に亘って供給することができる。この結果、後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができ、図１７に示すように、後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード１４Ｄを形成することにより、Ｖ形開先１４Ｃの裏側に裏当て材等を配置することなく、後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとが強固に接合された上板１４を形成することができる。

また、図２２および図２３に示すように、下板１５を構成する後厚下板１５Ａの開先１５Ａ３と、前薄下板１５Ｂの開先１５Ｂ３とを突合せてＶ形開先１５Ｃを形成し、図２４に示すように、このＶ形開先１５Ｃの位置でアーク溶接等の手段を用いて突合せ溶接を行う。この場合、Ｖ形開先１５Ｃは、ルートフェイスがなく、ギャップがなく、開先角度θが４３度以上９０度以下の範囲に設定されているため、溶接トーチ１００からのアークを、各開先１５Ａ３，１５Ｂ３の全面に亘って供給することができる。この結果、後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができ、図１２に示すように、後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード１５Ｄを形成することにより、Ｖ形開先１５Ｃの裏側に裏当て材等を配置することなく、後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとが強固に接合された下板１５を形成することができる。

次に、左側板１２と右側板１３との上端側に上板１４を配置し、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの上板接合部１２Ａ１および前薄側板１２Ｂの上板接合部１２Ｂ１と、上板１４との間に全長に亘って隅肉溶接を施す。また、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの上板接合部１３Ａ１および前薄側板１３Ｂの上板接合部１３Ｂ１と上板１４との間に全長に亘って隅肉溶接を施す。さらに、上板１４を構成する前薄上板１４Ｂのバケット連結ボス接合部１４Ｂ２を、バケット連結ボス２０の円筒ボス部２０Ａに溶接によって接合する。これにより、左，右の側板１２，１３の上端側に上板１４を接合することができる。

一方、内部隔壁１９を用意し、この内部隔壁１９の上端部１９Ａを、上板１４を構成する後厚上板１４Ａのうち前薄上板１４Ｂとの接合部の近傍部位に溶接すると共に、内部隔壁１９の下端部１９Ｂを、ブーム連結ボス１８の円筒ボス部１８Ａに溶接する。

次に、左側板１２と右側板１３との下端側に下板１５を配置し、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａの下板接合部１２Ａ２および前薄側板１２Ｂの下板接合部１２Ｂ２と、下板１５との間に全長に亘って隅肉溶接を施す。また、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａの下板接合部１３Ａ２および前薄側板１３Ｂの下板接合部１３Ｂ２と下板１５との間に全長に亘って隅肉溶接を施す。さらに、下板１５を構成する後厚下板１５Ａのブーム連結ボス接合部１５Ａ１を、ブーム連結ボス１８の円筒ボス部１８Ａに溶接によって接合すると共に、下板１５を構成する前薄下板１５Ｂのバケット連結ボス接合部１５Ｂ２を、バケット連結ボス２０の円筒ボス部２０Ａに溶接によって接合する。これにより、左，右の側板１２，１３の下端側に下板１５を接合することができる。

このようにして、左，右の側板１２，１３の上端側に上板１４を接合し、下端側に下板１５を接合した後には、厚後板１６を用意する。そして、左側板１２の後厚側板１２Ａに固定した裏当て材１７と厚後板１６とを当接させた状態で、後厚側板１２Ａの後板接合部１２Ａ３と厚後板１６との間に開先隅肉溶接を施す。また、右側板１３の後厚側板１３Ａに固定した裏当て材１７と厚後板１６とを当接させた状態で、後厚側板１３Ａの後板接合部１３Ａ３と厚後板１６との間に開先隅肉溶接を施す。一方、上板１４を構成する後厚上板１４Ａの後板接合部１４Ａ１と厚後板１６との間に隅肉溶接を施すと共に、厚後板１６のブーム連結ボス接合部１６Ａを、ブーム連結ボス１８の円筒ボス部１８Ａに溶接する。

次に、上板１４を構成する後厚上板１４Ａの外面に、左，右一対のバケットシリンダブラケット２３を溶接によって接合する。また、後厚上板１４Ａと各バケットシリンダブラケット２３との溶接部を取囲むように、後厚上板１４Ａの外面にＭ字形の補助溶接部材２４を配置し、この補助溶接部材２４を後厚上板１４Ａに溶接することにより、後厚上板１４Ａに対する各バケットシリンダブラケット２３の接合強度を高める。さらに、厚後板１６の外面に左，右一対のアームシリンダブラケット２２を溶接によって接合する。

このようにして、左，右の側板１２，１３、上板１４、下板１５、厚後板１６等を互いに溶接することにより、横断面が四角形の閉断面構造をなすアーム１１を形成することができる。

ここで、本実施の形態によれば、アーム１１を構成する左側板１２を後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの２部材により形成し、右側板１３を後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの２部材により形成している。これにより、アーム１１の後部側では左，右の後厚側板１２Ａ，１３Ａによって必要な強度を確保し、アーム１１の前部側では左，右の前薄側板１２Ｂ，１３Ｂによって軽量化を図ることができるので、例えば均一な板厚を有する１枚の板材を用いて側板を構成する場合に比較して、必要な強度を保ちつつアーム１１全体の軽量化を図ることができる。

この場合、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａに設けた開先１２Ａ６と前薄側板１２Ｂに設けた後側開先１２Ｂ６とを突合わせることにより、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの突合せ部分にルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先１２Ｃを形成することができる。また、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａに設けた開先１３Ａ６と前薄側板１３Ｂに設けた後側開先１３Ｂ６とを突合わせることにより、後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの突合せ部分にルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先１３Ｃを形成することができる。

これにより、Ｖ形開先１２Ｃの位置で左側板１２の後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの突合せ溶接を行う場合に、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。従って、ルートフェイスを設けていないために後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂの板厚を薄くすることができ、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの接合部の溶接強度を確保しつつ、左側板１２の軽量化を図ることができる。

同様に、Ｖ形開先１３Ｃの位置で右側板１３の後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの突合せ溶接を行う場合に、後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。従って、ルートフェイスを設けていないために後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂの板厚を薄くすることができ、後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの接合部の溶接強度を確保しつつ、右側板１３の軽量化を図ることができる。

また、左側板１２を構成する前薄側板１２Ｂの前側開先１２Ｂ７と、バケット連結ボス２０を構成する左鍔部２０Ｂの開先２０Ｂ１とを突合せることにより、両者間にルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先２０Ｄを形成することができる。また、右側板１３を構成する前薄側板１３Ｂの前側開先１３Ｂ７と、バケット連結ボス２０を構成する右鍔部２０Ｃの開先２０Ｃ１とを突合せることにより、両者間にルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先２０Ｅを形成することができる。

これにより、Ｖ形開先２０Ｄの位置で前薄側板１２Ｂと左鍔部２０Ｂが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。同様に、Ｖ形開先２０Ｅの位置で前薄側板１３Ｂと右鍔部２０Ｃが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。

一方、上板１４を構成する後厚上板１４Ａに設けた開先１４Ａ３と前薄上板１４Ｂに設けた開先１４Ｂ３とを突合わせることにより、後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの突合せ部分にルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先１４Ｃを形成することができる。また、下板１５を構成する後厚下板１５Ａに設けた開先１５Ａ３と前薄下板１５Ｂに設けた開先１５Ｂ３とを突合わせることにより、後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの突合せ部分にルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先１５Ｃを形成することができる。

これにより、Ｖ形開先１４Ｃの位置で後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの突合せ溶接を行う場合に、後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。従って、ルートフェイスを設けていないために後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂの板厚を薄くすることができ、後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの接合部の溶接強度を確保しつつ、上板１４の軽量化を図ることができる。

同様に、Ｖ形開先１５Ｃの位置で後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの突合せ溶接を行う場合に、後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとが板厚の全域に亘って溶け込んだ完全溶接を行うことができる。従って、ルートフェイスを設けていないために後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂの板厚を薄くすることができ、後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの接合部の溶接強度を確保しつつ、下板１５の軽量化を図ることができる。

この結果、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの接合強度、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの接合強度、前薄側板１２Ｂとバケット連結ボス２０の左鍔部２０Ｂとの接合強度部、前薄側板１３Ｂとバケット連結ボス２０の右鍔部２０Ｃとの接合強度、上板１４を構成する後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの接合強度、下板１５を構成する後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの接合強度を高めることができ、アーム１１全体の軽量化を図ると共に強度や耐久性を高めることができる。

しかも、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの間に形成されたＶ形開先１２Ｃの裏側に、裏当て材を配置する必要がないので、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとを突合せ溶接するときの作業性を高めることができる。これと同様に、右側板１３を構成する後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの突合せ溶接、左側板１２の前薄側板１２Ｂとバケット連結ボス２０の左鍔部２０Ｂとの突合せ溶接、右側板１３の前薄側板１３Ｂとバケット連結ボス２０の右鍔部２０Ｃとの突合せ溶接、上板１４を構成する後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの突合せ溶接、下板１５を構成する後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの突合せ溶接の作業性を高めることができる。

さらに、本実施の形態では、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの突合せ部分に形成されたＶ形開先１２Ｃ、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの突合せ部分に形成されたＶ形開先１３Ｃ、上板１４を構成する後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの突合せ部分に形成されたＶ形開先１４Ｃ、下板１５を構成する後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの突合せ部分に形成されたＶ形開先１５Ｃの開先角度θを、４３度以上９０度以下の値に設定している。

これにより、突合わされた後厚側板１２Ａの開先１２Ａ６と前薄側板１２Ｂの開先１２Ｂ６とに対し、充分にアークの熱を供給することにより、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとを板厚の全域に亘って溶け込ませることができ、開先１２Ａ６と前薄側板１２Ｂ６との開先１２Ｃ内を過不足なく溶融金属で満たすことができ、後厚側板１２Ａと前薄側板１２Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード１２Ｆを形成することができる。

これと同様に、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａと前薄側板１３Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード１３Ｆを形成することができ、上板１４を構成する後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード１４Ｄを形成することができ、下板１５を構成する後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの間に滑らかに連続する溶接ビード１５Ｄを形成することができる。

この結果、左側板１２を構成する後厚側板１２Ａと前薄下板１２Ｂとの接合強度、右側板１３を構成する後厚側板１３Ａと前薄下板１３Ｂとの接合強度、上板１４を構成する後厚上板１４Ａと前薄上板１４Ｂとの接合強度、下板１５を構成する後厚下板１５Ａと前薄下板１５Ｂとの接合強度を一層高めることができ、アーム１１の信頼性を高めることができる。

なお、上述した実施の形態では、アーム１１を組立てる手順の一例として、左，右の側板１２，１３にブーム連結ボス１８、バケット連結ボス２０、後リンク連結ボス２１を接合した後、各側板１２，１３に上板１４を接合し、上板１４とブーム連結ボス１８との間に内部隔壁１９を接合した後、各側板１２，１３に下板１５と厚後板１６とを接合した場合を例示している。しかし、本発明によるアーム１１の組立手順は本実施の形態に限るものではなく、アーム１１を組立てる手順は適宜に変更することができるものである。

また、上述した実施の形態では、左，右の側板１２，１３を構成する後厚側板１２Ａ，１３Ａに裏当て材１７を固定することにより、この裏当て材１７を利用して各後厚側板１２Ａ，１３Ａを厚後板１６に対して完全溶接する構成を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、裏当て材１７を用いることなく、各後厚側板１２Ａ，１３Ａと厚後板１６との間に隅肉溶接を施す構成としてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばホイール式油圧ショベルに用いられるアーム等の他の建設機械用のアームにも広く適用することができる。

１ 油圧ショベル（建設機械）
１１ アーム
１２ 左側板
１２Ａ，１３Ａ 後厚側板
１２Ｂ，１３Ｂ 前薄側板
１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃ，１５Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ Ｖ形開先
１３ 右側板
１４ 上板
１４Ａ 後厚上板
１２Ａ６，１３Ａ６，１４Ａ３，１４Ｂ３，１５Ａ３，１５Ｂ３，２０Ｂ１，２０Ｃ１ 開先
１２Ｂ６，１３Ｂ６ 後側開先（開先）
１２Ｂ７，１３Ｂ７ 前側開先（開先）
１４Ｂ 前薄上板
１５ 下板
１５Ａ 後厚下板
１５Ｂ 前薄下板
１６ 厚後板
１８ ブーム連結ボス
１９ 内部隔壁
２０ バケット連結ボス
２０Ａ 円筒状ボス部
２０Ｂ 左鍔部
２０Ｃ 右鍔部

Claims (5)

1. 左，右の側板と、該左，右の側板の上端側に溶接により接合された上板と、前記左，右の側板の下端側に溶接により接合された下板と、前記左，右の側板の後端側と前記上板の後端側とに溶接により接合された後板とにより横断面が四角形をなす箱型構造体として形成され、
   前記左，右の側板の後部下側に位置して、該左，右の側板と前記下板の後端と前記後板の前端とに溶接により接合されたブーム連結ボスを設け、
   前記左，右の側板、上板および下板の前端に溶接により接合されたバケット連結ボスを設けてなる建設機械用アームにおいて、
   前記左，右の側板は、後側に位置して板厚が厚い板材からなる後厚側板と、該後厚側板の前側に位置して板厚が薄い板材からなる前薄側板との２部材により形成し、
   前記後厚側板の前端と前記前薄側板の後端とには、ルートフェイスなく切欠くことにより左，右方向に延びる開先をそれぞれ設け、
   前記後厚側板の開先と前記前薄側板の開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなくかつギャップがないＶ形開先を形成し、
   該Ｖ形開先の位置で前記後厚側板と前記前薄側板とを溶し込むことにより溶接を施し完全溶接する構成としたことを特徴とする建設機械用アーム。
2. 左，右の側板と、該左，右の側板の上端側に溶接により接合された上板と、前記左，右の側板の下端側に溶接により接合された下板と、前記左，右の側板の後端側と前記上板の後端側とに溶接により接合された後板とにより横断面が四角形をなす箱型構造体として形成され、
   前記左，右の側板の後部下側に、該左，右の側板と前記下板の後端と前記後板の前端とに溶接により接合されたブーム連結ボスを設け、
   前記左，右の側板、上板および下板の前端に溶接により接合されたバケット連結ボスを設けてなる建設機械用アームにおいて、
   前記バケット連結ボスには、円筒状ボス部の左，右両側に位置して前記左，右の側板に向けて延びる鍔部を設け、
   前記左，右の側板の前端には、ルートフェイスなく切欠くことにより上，下方向に延びる開先をそれぞれ設け、
   前記バケット連結ボスの左，右の鍔部の後端には、ルートフェイスなく切欠くことにより上，下方向に延びる開先をそれぞれ設け、
   前記左，右の側板の開先と前記左，右の鍔部の開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなくかつギャップがないＶ形開先を形成し、
   該Ｖ形開先の位置で前記左，右の側板と前記左，右の鍔部とを溶し込むことにより溶接を施し完全溶接する構成としたことを特徴とする建設機械用アーム。
3. 左，右の側板と、該左，右の側板の上端側に溶接により接合された上板と、前記左，右の側板の下端側に溶接により接合された下板と、前記左，右の側板の後端側と前記上板の後端側とに溶接により接合された後板とにより横断面が四角形をなす箱型構造体として形成され、
   前記左，右の側板の後部下側に位置して、該左，右の側板と前記下板の後端と前記後板の前端とに溶接により接合されたブーム連結ボスを設け、
   前記左，右の側板、上板および下板の前端に溶接により接合されたバケット連結ボスを設けてなる建設機械用アームにおいて、
   前記上板は、後側に位置して板厚が厚い板材からなる後厚上板と、該後厚上板の前側に位置して板厚が薄い板材からなる前薄上板との２部材により形成し、
   前記後厚上板の前端と前記前薄上板の後端とには、ルートフェイスなく切欠くことにより左，右方向に延びる開先をそれぞれ設け、
   前記後厚上板の開先と前記前薄上板の開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなくかつギャップがないＶ形開先を形成し、
   該Ｖ形開先の位置で前記後厚上板と前記前薄上板とを溶し込むことにより溶接を施し完全溶接する構成としたことを特徴とする建設機械用アーム。
4. 左，右の側板と、該左，右の側板の上端側に溶接により接合された上板と、前記左，右の側板の下端側に溶接により接合された下板と、前記左，右の側板の後端側と前記上板の後端側とに溶接により接合された後板とにより横断面が四角形をなす箱型構造体として形成され、
   前記左，右の側板の後部下側に位置して、該左，右の側板と前記下板の後端と前記後板の前端とに溶接により接合されたブーム連結ボスを設け、
   前記左，右の側板、上板および下板の前端に溶接により接合されたバケット連結ボスを設けてなる建設機械用アームにおいて、
   前記下板は、後側に位置して板厚が厚い板材からなる後厚下板と、該後厚下板の前側に位置して板厚が薄い板材からなる前薄下板との２部材により形成し、
   前記後厚下板の前端と前記前薄下板の後端とには、ルートフェイスなく切欠くことにより左，右方向に延びる開先をそれぞれ設け、
   前記後厚下板の開先と前記前薄下板の開先とを突合わせることにより、ルートフェイスがなく、かつギャップがないＶ形開先を形成し、
   該Ｖ形開先の位置で前記後厚下板と前記前薄下板とを溶し込むことにより溶接を施し完全溶接する構成としたことを特徴とする建設機械用アーム。
5. 前記Ｖ形開先の開先角度は、４３度以上９０度以下の範囲に設定する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の建設機械用アーム。

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