建設機械の管状構造物の製造方法及び建設機械の管状構造物
【課題】製造作業の作業性を維持しながら、充分な疲労強度及び優れた美観を有する建設機械の管状構造物を製造することができる方法及び疲労強度を充分に確保しながら美観にも優れた建設機械の管状構造物を提供すること。
【解決手段】板材１４〜１７同士を組み合わせて相互接合する工程と補強板２０を板材１４、１５に連結する工程とを含む組立工程を行なう前に、補強板２０と特定の板材１４、１５との連結箇所について、板材１４、１５の内側面上に補助板１９を配置してこの補助板１９の長手方向の両端面と板材１４、１５の内側面とを跨ぐように前記両端面に沿って隅肉溶接を施す両側溶接工程を行い、補強板連結工程においては、補助板１９が設けられた連結箇所について、この補助板１９の表面に補強板２０の端部を当ててこの端部の片側面と補助板１９の表面とを跨ぐように当該端部に沿って隅肉溶接を施すことにより補強板２０を板材１４〜１７に連結する。
【解決手段】板材１４〜１７同士を組み合わせて相互接合する工程と補強板２０を板材１４、１５に連結する工程とを含む組立工程を行なう前に、補強板２０と特定の板材１４、１５との連結箇所について、板材１４、１５の内側面上に補助板１９を配置してこの補助板１９の長手方向の両端面と板材１４、１５の内側面とを跨ぐように前記両端面に沿って隅肉溶接を施す両側溶接工程を行い、補強板連結工程においては、補助板１９が設けられた連結箇所について、この補助板１９の表面に補強板２０の端部を当ててこの端部の片側面と補助板１９の表面とを跨ぐように当該端部に沿って隅肉溶接を施すことにより補強板２０を板材１４〜１７に連結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の板材を周方向に並べて接合するとともに、これら板材の内側位置で少なくとも二枚の板材に跨って接合された内部補強板を有する建設機械の管状構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の板材を組み合わせて形成された管状構造物においては、その曲げ強度並びに捩り強度を確保すべく、各板材の内側位置に軸線と交差するように内部補強板を設けることが行われている。
【０００３】
前記内部補強板としては、例えば、特許文献１に開示されるように、建設機械のブーム（管状構造物）を構成する左右の側板、上板又は下板（板材：以下側板等と称す）に対し隅肉溶接により溶接され、ブームを補強するようにした板が知られている。
【０００４】
具体的に、前記板１０１は、図７の（ａ）に示すように、その端面１０１ａが側板等１０２に突き当てられた状態で片側隅肉溶接が施されることにより側板等１０２の内側面に対し固定されている。
【特許文献１】実開昭６１−６５５２号公報（特に８頁１７行目〜９頁８行目）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の溶接構造では、矢印Ｙ１に示す応力が側板等１０２に付与されると、側板等１０２（溶接部分を含む）の断面積が急激に変化するルート部ＷＰ１が最も疲労強度の低い箇所（以下、最弱箇所と称す）となり、このルート部ＷＰ１のみに応力が集中するため、側板等１０２の疲労強度（ルート部ＷＰ１の疲労強度）を向上するのに限界があった。なお、図７の（ｂ）に示すように、開先溶接を施した場合においても、同様にルート部ＷＰ２が最弱箇所となる。
【０００６】
ここで、図７の（ｃ）に示すように、板１０１の表裏両側で隅肉溶接を施して、最弱箇所を継手品質の高い止端部ＷＰ３及び止端部ＷＰ４の２ヶ所とすることにより、側板等１０２の疲労強度を向上させることも考えられるが、板１０１に対し両側隅肉溶接を施すためにはブーム製造時の作業性の低下を避けることができない。
【０００７】
すなわち、前記両側隅肉溶接を施す場合、管状に組み合わされる複数の側板等１０２のうち少なくとも二枚の側板等１０２に跨るようにしながら、少なくとも一方の側板等１０２に対し両側隅肉溶接により板１０１を接合する必要があるので、次の（１）、（２）に示すような問題があった。
【０００８】
（１）各側板等１０２を組み合わせる前に板１０１を側板等１０２に接合する場合
側板等１０２に対し両側隅肉溶接により板１０１を接合した上で、この側板等１０２を、板１０１の接合対象となる別の側板等１０２に組合せながら、当該別の側板等１０２に対し板１０１を溶接することになるが、この場合には、両側隅肉溶接の作業と複数の側板等１０２に板１０１を接合する作業との関係からブームの製造手順が制限されるため、作業性を度外視した製造手順に設定せざるを得ず、作業性を向上するのに限界がある。
【０００９】
（２）各側板等１０２を組み合わせた後に板１０１を側板等１０２に接合する場合
管状に組み合わせた側板等１０２の両開口を通して、その内側位置で板１０１に両側隅肉溶接を施すことになるため、作業性が悪い。そこで、各側板等１０２を長手方向に分断して当該各側板等１０２の両開口から板１０１までの距離を短くすることにより両側隅肉溶接の作業性を向上することも考えられるが、当該溶接後に各側板１０２を継ぎ足す作業が別途必要となるので、却って作業性が低下する。
【００１０】
なお、これらのような問題を回避しながら側板等１０２の疲労強度を向上させる手段として、片側隅肉溶接のまま、側板等１０２全体の肉厚を大きくする（図７の（ａ）の二点鎖線参照）、又は図７の（ｄ）に示すように側板等１０２（ブーム）の外側面に補助板１０３を溶接して側板等１０２の肉厚を部分的に大きくすることが考えられる。これらの方法によれば、前記肉厚の増加分だけ、板１０１の溶接箇所における側板等１０２に生じる応力を低減させることができ、相対的に側板等１０２の疲労強度（ルート部ＷＰ１の疲労強度）を向上させることが可能になる。
【００１１】
しかしながら、側板等１０２全体の肉厚を大きくする方法では、ブームの重量が大幅に増加してしまう。
【００１２】
一方、側板等１０２の外側面に補助板１０３を溶接する方法では、ブーム重量の大幅な増加を抑制しながらその溶接箇所Ｓ１及び溶接箇所Ｓ２については側板等１０２の肉厚を大きくして応力の低減を図ることができるものの、溶接箇所Ｓ１とＳ２との間の範囲については補助板１０３と側板等１０２とが完全には一体となっておらず応力の分散を確実に行なうことができないので、側板等１０２に生じる応力を効果的に低減することができず、側板等１０２の疲労強度（ルート部ＷＰ１の疲労強度）を充分に確保することができない。また、補助板１０３は、ブームの外側に露出してしまい、その美観を損なう要因ともなる。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、製造作業の作業性を維持しながら、充分な疲労強度及び優れた美観を有する建設機械の管状構造物を製造することができる方法及び疲労強度を充分に確保しながら美観にも優れた建設機械の管状構造物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、特定方向に延びる複数の板材が周方向に並んだ状態で相互接合されることにより全体として前記特定方向を軸方向とする管状に形成され、かつ、これらの板材の内側に内部補強板が設置されてこの内部補強板が前記板材のうちの複数の特定の板材の内側面に連結された建設機械の管状構造物を製造する方法であって、前記板材同士を組み合わせて相互接合する板材接合工程と前記内部補強板を特定の板材に連結する補強板連結工程とを含む組立工程を行なう前に、前記内部補強板と前記特定の板材との連結箇所のうちの少なくとも１箇所について、前記板材の内側面上にこの板材よりも表面積の小さい補助板を配置してこの補助板の前記軸方向の両端面と前記板材の内側面とを跨ぐように前記両端面に沿って隅肉溶接を施す両側溶接工程を行い、前記補強板連結工程においては、前記補助板が設けられた連結箇所について、この補助板の表面に前記内部補強板の端部を当ててこの端部の片側面と前記補助板の表面とを跨ぐように当該端部に沿って隅肉溶接を施すことにより当該内部補強板を前記板材に連結することを特徴とする建設機械の管状構造物の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明に係る製造方法によれば、各板材を組み合わせる前の段階で補助板の両端面を板材に溶接し、この補助板に対し内部補強板を片側隅肉溶接によって接合することにより、両側隅肉溶接の作業と板材に対する内部補強板の溶接作業とを別々に行うことができるので、片側隅肉溶接により内部補強板を板材に直接溶接する従来技術と同様に、作業手順の制限を設けることなく内部補強板の設置を行うことができる。
【００１６】
しかも、両側隅肉溶接によって板材に溶接された補助板に対し内部補強板を溶接するようにしているので、板材と補助板との関係においては最弱箇所を継手品質の高い両側の溶接箇所として疲労強度を向上させることができる一方、補助板と内部補強板との関係においては母材（補助板及び板材）の厚み寸法を、板材に直接溶接する場合よりも補助板の厚み寸法分だけ大きくすることにより当該母材に生じる応力を低減することができる。したがって、片側隅肉溶接により連結を行ないながら十分な強度を確保することができる。
【００１７】
なお、板材と補助板とは両側隅肉溶接により接合されているので、これら両溶接箇所については板材からの応力が伝達されるが、これら溶接箇所の間の範囲については補助板と板材とが一体となっておらず板材に付加された応力が完全には伝達されないため、当該補助板と内部補強板との関係においては補助板の疲労強度を相対的に向上させることができるので、この補助板に片側隅肉溶接によって内部補強板を溶接しても当該補助板の疲労強度を充分に確保することができる。
【００１８】
したがって、本発明に係る方法で製造された管状構造物は、内部補強板を直接板材に片側隅肉溶接により接合する場合よりも、板材の疲労強度を大きく確保することができるので、板材を溶接する作業性を維持しながら充分な疲労強度を確保することができる。
【００１９】
そして、本発明に係る方法では、管状部材の内側面となる板材の表面に補助板を設けるようにしているので、美観に影響を与えることなく管状部材の疲労強度を向上することができる。
【００２０】
前記方法には、前記各板材を組み合わせて管状とする前の段階において、前記補助板に施された両溶接部のビードの余盛部を平滑化する平滑化工程が含まれていることが好ましい。
【００２１】
この方法によれば、各板材を組み合わせて管状とされる前の段階で、補助板に施された両溶接部のビードに対し表面処理を行うことができるので、補助板が溶接される板材の疲労強度を容易に向上させることができる。
【００２２】
すなわち、余盛部を平滑化することによりビードのフランク角を大きくすることができるので、当該ビードにおける応力集中を緩和することにより、板材の疲労強度をさらに向上することができる。
【００２３】
本発明は、前記内部補強板の枚数を限定する趣旨ではないが、前記両側溶接工程では、複数の補助板を前記軸方向に並べて溶接し、これら補助板に対し前記補強板連結工程において内部補強板をそれぞれ溶接するとともに前記板材接合工程において各板材を接合することによってこれら内部補強板同士の間に管状構造物の内側空間をその長手方向に区画する室が形成されるようになっており、前記補強板連結工程では、前記室の外側となる各内部補強板の片側面と前記各補助板との間にそれぞれ片側隅肉溶接を施すことにより当該各内部補強板と各補助板とを連結することが好ましい。
【００２４】
この方法によれば、複数の内部補強板を管状構造物の長手方向に並べて配設する場合に、当該各内部補強板の溶接作業の作業性を格段に向上することができる。
【００２５】
すなわち、板材に複数の内部補強板を両側隅肉溶接によって直接溶接する場合には、各内部補強板の対向する面（室の内側面となる片側面）同士の間のスペースが制限されるため、当該片側面と板材とを溶接するのが困難となるが、前記方法によれば、内部補強板同士の間の狭いスペースでの溶接作業が不要になる、すなわち、補助板について両側隅肉溶接の施工を済ませた上で、室の外側位置から（例えば、管状に形成された各板材の両開口を通して）各内部補強板の片側面と各補助板との間に片側隅肉溶接を施すことにより各補助板に対する各内部補強板の溶接作業を行うことができるので、作業性を向上することができる。
【００２６】
前記補助板は少なくとも２枚の板材に連結すればよいが、前記両側溶接工程においては前記内部補強板の溶接対象となる板材のすべてに対し前記補助板をそれぞれ溶接する一方、これら補助板のそれぞれに対し共通の内部補強板を溶接することが好ましい。
【００２７】
この方法によれば、補助板の溶接対象となるすべての板材について、疲労強度を向上することができる。
【００２８】
また、本発明は、周方向に並べて接合された複数の板材と、これら板材の内側位置で少なくとも２枚の板材に跨って接合された内部補強板とを有する建設機械の管状構造物であって、前記管状構造物の内側面となる前記板材の表面に敷設され、前記内部補強板と板材との間に介在する補助板をさらに備え、この補助板は、前記管状構造物の軸方向の両端面が前記板材の表面との間で当該両端面に沿ってそれぞれ隅肉溶接によって接合されていることを特徴とする建設機械の管状構造物を提供する。
【００２９】
本発明に係る管状構造物によれば、両側隅肉溶接によって板材に溶接された補助板に対し内部補強板を溶接するようにしているので、板材と補助板との関係においては板材に付加される応力が両側の溶接箇所に分散して一箇所に集中するのを避けることができる一方、補助板と内部補強板との関係においては母材（補助板及び板材）の厚み寸法を、板材に直接溶接する場合よりも補助板の厚み寸法分だけ大きくすることにより当該母材に生じる応力を低減することができる。
【００３０】
ここで、板材と補助板とは両側隅肉溶接により接合されているので、これら両溶接箇所については板材からの応力が伝達されるが、これら溶接箇所の間の範囲については補助板と板材とが一体となっておらず板材に付加された応力が完全には伝達されないため、当該補助板と内部補強板との関係においては補助板の疲労強度を相対的に向上させることができるので、この補助板に片側隅肉溶接によって内部補強板を溶接しても当該補助板の疲労強度を充分に確保することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、製造作業の作業性を維持しながら、充分な疲労強度及び優れた美観を有する建設機械の管状構造物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態として、本発明に係る管状構造物がブーム本体に用いられた解体機の全体構成を示す側面図である。
【００３４】
図１を参照して、建設機械の一例としての解体機１は、クローラ２ａを備えた下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回自在に搭載される上部旋回体３と、この上部旋回体３の前部に起伏自在に装備されたアタッチメント４とを備えている。
【００３５】
アタッチメント４は、ブーム（管状構造物）５と、このブーム５の先端部に連結されるアーム６とから構成されており、そのアーム６の先端部にニブラ７が揺動自在に取り付けられている。
【００３６】
図２は、図１のブーム５を示す側面図である。図３は、図２のブーム５の要部を拡大して示す側面断面図である。図４は、図３のIV−IV線断面図である。
【００３７】
図１〜図４を参照して、ブーム５は、ブーム本体８と、このブーム本体８の基端部に設けられたボス９と、ブーム本体８の先端部に設けられたブラケット１０とを備え、ボス９によりブーム本体８が前記上部旋回体３に起伏自在に支持される一方、ブラケット１０によりブーム本体８にアーム６が支持されるようになっている。そして、前記ブーム本体８に、本発明に係る管状構造物が適用されている。
【００３８】
このブーム本体８は、ブーム本体８の軸方向に延びる上板１４、下板１５、右側板１６及び左側板１７の４枚の板材と、左右側板１６、１７に掛け渡されたボス１８と、前記各板材１４〜１７の内側に設けられた補助板１９及び補強板（内部補強板）２０とを備えている。
【００３９】
各板材１４〜１７は、周方向に並べられてその幅方向両端同士が接合されることにより、全体として断面長方形の管状物とされている。
【００４０】
また、ブーム本体８には、前記ブラケット１０からボス１８までの間、及びボス１８から前記ボス９までの間に分断位置ＳＣ１及び分断位置ＳＣ２がそれぞれ設定され、前記板材１４〜１７は、各分断位置ＳＣ１、ＳＣ２に対応してそれぞれ分断された小片が継ぎ足されたものである。なお、以下の説明では、ブーム本体８のうち、その先端部から分断位置ＳＣ１までの範囲を先端セクション８Ａ、分断位置ＳＣ１から分断位置ＳＣ２までの範囲を中間セクション８Ｂと称する。
【００４１】
図１及び図２を参照して、下板１５には、ブーム本体８の外側へ突出するシリンダブラケット２１が形成されている。このシリンダブラケット２１は、前記アーム６との間でアーム駆動シリンダ２２を保持するようになっており、これにより、アーム６は、アーム駆動シリンダ２２の伸縮動作に応じてブーム５に対して揺動自在とされる。
【００４２】
ボス１８は、図３及び図４に示すように、左右側板１６、１７にそれぞれ取り付けられた取付部材２３と、これら取付部材２３を連結する連結部材２４とを備えている。
【００４３】
取付部材２３は、中心に挿通孔２３ａが形成された筒状本体２３ｂと、この筒状本体２３ｂから径方向外側へ延びるフランジ部２３ｃを備えている。そして、取付部材２３は、それぞれ筒状本体２３ｂが左右側板１６、１７の貫通孔１６ａ、１７ａにそれぞれ内側から挿入されることによりフランジ部２３ｃが左右側板１６、１７の内側面に当接した状態で配置され、この状態で、フランジ部２３ｃと左右側板１６、１７とが溶接されることにより左右側板１６、１７にそれぞれ固定されている。
【００４４】
連結部材２４は、フランジ部２３ｃから挿通孔２３ａと同心に延びる接続筒２３ｄ同士を左右に連結する筒状の部材である。具体的に、連結部材２４は、その両端部が、左右に対向する各接続筒２３ｄにそれぞれ外嵌された状態で、当該各接続筒２３ｄに溶接されている。
【００４５】
そして、ボス１８には、図１に示すように、前記挿通孔２３ａ及び連結部材２４の内腔を通して軸Ｊ１が回転自在に挿入され、この軸Ｊ１は、前記上部旋回体３との間でブーム起伏シリンダ２７を保持するようになっている。これにより、ブーム本体８は、ブーム起伏シリンダ２７の伸縮動作に応じて上部旋回体３に対して起伏自在とされる。
【００４６】
再び図３及び図４を参照して、本発明に係る補強板２０は、溶接箇所Ｓ３〜Ｓ６において前記連結部材２４の外周面に三枚溶接されており、ボス１８（軸Ｊ１）に付加される外力によるブーム本体８の変形等を抑制するようになっている。すなわち、ボス１８は前記ブーム起伏シリンダ２７の伸縮時にその反力を受けるため、当該ボス１８が形成された部分においては各板材１４〜１７に応力（ブーム本体８の長手方向に沿った応力：図５の矢印Ｙ２参照）が生じ易いが、本実施形態では連結部材２４と上板１４又は下板１５及び左右側板１６、１７とを補強板２０によって連結することにより各板材１４〜１７の疲労強度の向上が図られている。
【００４７】
具体的に、補強板２０は、連結部材２４から上方基端側へ延びる第一補強板２０ａと、上方先端側へ延びる第二補強板２０ｂと、下方先端側へ延びる第三補強板２０ｃとを備えている。
【００４８】
第一補強板２０ａは、溶接箇所Ｓ７において左右側板１６、１７に対し片側隅肉溶接により接合されている。第二補強板２０ｂは、溶接箇所Ｓ８において左右側板１６、１７に対し溶接されている。第三補強板２０ｃは、溶接箇所Ｓ９及びＳ１０において左右側板１６、１７に対し両側隅肉溶接により接合されている。これにより、補強板２０ａ〜２０ｃの間には、ブーム本体８の内側空間をその長手方向に区画する室３０が形成されている。
【００４９】
そして、本実施形態では、第一補強板２０ａと上板１４との間、第二補強板２０ｂと上板１４との間、及び第三補強板２０ｃと下板１５との間に、それぞれ補助板１９が設けられている。
【００５０】
図５は、図３の第一補強板２０ａの溶接部分を拡大して示す側面断面図である。なお、以下の説明では、第一補強板２０ａと上板１４との間の補助板１９についてのみ説明する。
【００５１】
図３〜図５を参照して、補助板１９は、短冊状に形成された金属板であり、ブーム本体８の内側面を構成する上板１４の表面（下面）に敷設されている。
【００５２】
具体的に、補助板１９は、上板１４の長手方向の両端面（以下、前後両端面と称す）が上板１４の表面に対し左右方向に沿った溶接箇所Ｓ１１及びＳ１２において両側隅肉溶接により接合されている。
【００５３】
一方、補助板１９の表面（下面）には、前記第一補強板２０ａの端面が左右方向に沿った溶接箇所Ｓ１４（第二補強板２０ｂについては溶接箇所Ｓ１５、第三補強板２０ｃについて溶接箇所Ｓ１６：図３参照）において片側隅肉溶接により接合されている。
【００５４】
したがって、図５の矢印Ｙ２に示す応力（ブーム本体８の長手方向に沿った応力）が上板１４に付加されている状態では、上板１４と補助板１９との関係においては最弱箇所を継手品質の高い溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２の２箇所とすることにより疲労強度を向上させることができる一方、補助板１９と第一補強板２０ａとの関係においては母材（補助板１９及び上板１４）の厚み寸法Ｄ１を、上板１４に直接溶接する場合よりも補助板１９の厚み寸法Ｄ２の分だけ大きくすることにより当該母材に生じる応力を低減することができる。
【００５５】
ここで、上板１４と補助板１９とは溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２において接合されているので、これら両溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２については上板１４からの応力が伝達されるが、これら溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２の間の範囲Ｅ１については補助板１９と上板１４とが一体となっておらず上板１４に付加された応力が完全には伝達されないため、当該補助板１９と第一補強板２０ａとの関係においては補助板１９の疲労強度を相対的に向上させることができる。したがって、この補助板１９に対し溶接箇所Ｓ１４において片側隅肉溶接によって第一補強板２０ａを溶接しても当該補助板１９の疲労強度を充分に確保することができる。
【００５６】
そして、ブーム本体８の内側面に補助板１９を設けるようにしているので、美観に影響を与えることなくブーム本体８の疲労強度を向上することができる。
【００５７】
以下、ブーム本体８の中間セクション８Ｂ（図２参照）を製造する際の手順について図３〜図５を参照して説明する。
【００５８】
まず、各板材１４〜１７のうち補強板２０ａ〜２０ｃの連結対象となる上板１４及び下板１５に対し、ブーム５の内側面となる表面のうち補強板２０ａ〜２０ｃの連結対象となる部位を含む範囲に、補助板１９をそれぞれ敷設する。
【００５９】
次いで、各板材１４〜１７の長手方向（ブーム本体８の軸方向）における補助板１９の両端面（先端側及び基端側の端面）と板材１４、１５の表面とを跨ぐように、当該両端面に沿って（左右方向に沿って）それぞれ隅肉溶接を施す（両側溶接工程）。
【００６０】
このように板材１４〜１７の組合せに先立って補助板１９を溶接することにすれば、上板１４及び下板１５上に補助板１９を敷設し、この補助板１９を上から見ながら、溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２において補助板１９と上板１４又は下板１５とを容易に両側隅肉溶接によって接合することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では前記両側溶接工程において、上板１４に対し２枚の補助板１９を上板１４の長手方向に並べて敷設し、これら両補助板１９に両側隅肉溶接を施すことになる。
【００６２】
次に、前記両溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２におけるビードの余盛部を平坦化する（平坦化工程）。これにより、ビードのフランク角θ（図５参照）を大きくすることができるので、当該ビードにおける応力集中を緩和して上板１４及び下板１５の疲労強度をさらに向上することができる。
【００６３】
続いて、左右側板１６、１７に対しボス１８を装着して当該左右側板１６、１７を左右に連結する。
【００６４】
そして、ボス１８の連結部材２４に対し、溶接箇所Ｓ３〜Ｓ６において各補強板２０ａ〜２０ｃを溶接するとともに、左右側板１６、１７に対し、溶接箇所Ｓ７〜Ｓ１０において各補強板２０ａ〜２０ｃを溶接する。なお、この溶接作業時には、前記上板１４及び下板１５が左右側板１６、１７に接合されていない、すなわち、左右側板１６、１７の上下が開放された状態とされているので、前記溶接作業を容易に行うことができる。
【００６５】
次いで、左右側板１６、１７の上下両端面に対し上板１４及び下板１５を溶接する（板材接合工程）ことにより、これら板材１４〜１７の間に四角形の閉断面が形成される。
【００６６】
この状態においては、各補強板２０ａ〜２０ｃの端部がそれぞれ補助板１９の内側面の近傍に臨んで配置されており、次いで、これら各端部を溶接箇所Ｓ１４〜Ｓ１６において補助板１９に対しそれぞれ溶接する（補強板連結工程）。これにより、各補強板２０ａ〜２０ｃと連結部材２４との間に室３０（図３参照）が形成される。
【００６７】
この作業では、各補強板２０ａ〜２０ｃにより筒状に形成されたブーム本体８の内側の領域で各溶接箇所Ｓ１４〜Ｓ１６を接合することになるが、各溶接箇所Ｓ１４〜Ｓ１６は室３０の外側位置（先端側の溶接箇所Ｓ１５及び基端側の溶接箇所Ｓ１４）において片側隅肉溶接により接合することにしているので、ブーム本体８の先端側又は基端側の開口、すなわち、中間セクション８Ｂ（図２参照）の先端側又は基端側の開口を通してこの溶接作業を容易に行うことができる。
【００６８】
このように、前記製造方法では、各板材１４〜１７を組み合わせる前の段階で補助板１９の両端面を上板１４又は下板１５に溶接し、この補助板１９に対し補強板２０を片側隅肉溶接によって接合することにより、両側隅肉溶接（両側溶接工程）の作業と上板１４又は下板１５に対する補強板２０の溶接作業とを別々に行うことができるので、片側隅肉溶接により補強板２０を板材１４〜１７に直接溶接する従来技術と同様に、作業手順の制限を設けることなく補強板２０の設置を行うことができる。
【００６９】
しかも、両側隅肉溶接によって板材１４〜１７に溶接された補助板１９に対し補強板２０を溶接するようにしているので、板材１４〜１７と補助板１９との関係においては板材１４〜１７に付加される応力が両側の溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２に分散して１箇所に集中するのを避けることができる一方、補助板１９と補強板２０との関係においては母材（補助板１９及び板材１４〜１７）の厚み寸法を、板材１４〜１７に直接溶接する場合よりも補助板１９の厚み寸法Ｄ２の分だけ大きくすることにより当該母材に生じる応力を低減することができる。したがって、片側隅肉溶接により連結を行ないながら十分な強度を確保することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、上板１４又は下板１５に対し補助板１９を設けるようにしているが、図３に示すように、左右側板１６、１７に対しても補助板２５を設けることができる。このようにすれば、左右側板１６、１７についても疲労強度を向上することができる。
【００７１】
そして、この実施形態の場合にも、各板材１４〜１７を組み合わせるのに先立って左右側板１６、１７に対し溶接箇所Ｓ１７及び溶接箇所Ｓ１８において両側隅肉溶接を施すことができる。
【００７２】
さらに、図６に示すように、各板材１４〜１７のそれぞれに対し補助板１９及び補助板２５を設け、これら補助板１９の内側面に対し、ブーム本体８の断面形状（略長方形）に対応した形状とされた補強板２６の側面を片側隅肉溶接により全周にわたり接合してもよい。
【００７３】
つまり、ブーム本体８における先端セクション８Ａの製造の際に、各板材１４〜１７に対し補助板１９及び補助板２５を敷設し、これら補助板１９、２５を、上板１４及び下板１５に対し溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２において接合するとともに左右側板１６、１７に対し溶接箇所Ｓ１９及び溶接箇所Ｓ２０において接合する（両側溶接工程）。
【００７４】
そして、各板材１４〜１７のうち何れか３枚（図６では上板１４、下板１５及び右側板１６を組み合わせた状態を示している）をコの字型に組合せて溶接する（板材接合工程）とともに、これら３枚に接合された補助板１９、２５に対し溶接箇所Ｓ２１及び溶接箇所Ｓ２２において補強板２６を接合する（補強板連結工程）。
【００７５】
次いで、残る１枚の板材（図６では左側板１７）を前記３枚の板材に組み合わせて接合し（板材連結工程）、当該１枚の板材１７と補強板２６とを溶接箇所Ｓ２２において接合する（補強板連結工程）。この作業は、先端セクション８Ａの先端側の開口及び基端側の開口を通してそれぞれ行なうことになる。
【００７６】
なお、図６では、最後に組み合わせる板材として左側板１７を例に挙げて説明しているが、最後に組み合わせる板材は、上板１４、下板１５又は右側板１６の何れであっても同様の方法でブーム本体８（先端セクション８Ａ）を製造することができる。
【００７７】
このように構成すれば、単一の補強板２６の全周溶接によって各板材１４〜１７をそれぞれ連結することができるので、ブーム本体８の強度をさらに向上させることができる。
【００７８】
特に、シリンダブラケット２１は前記アーム駆動シリンダ２２の伸縮時にその反力を受けるため、当該シリンダブラケット２１が形成された部分においては各板材１４〜１７に応力（ブーム本体８の長手方向に沿った応力：図５の矢印Ｙ２参照）が生じ易いが、図６に示すように、シリンダブラケット２１の形成箇所に対応して補助板１９、２５及び補強板２６を設けることにより、各板材１４〜１７の疲労強度を充分に確保することができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、補助板１９、２５をブーム本体８に採用した構成を例示しているが、補助板１９、２５及び補強板２０、２６を採用する対象はブームに限定されることはなく、例えば、キャビン２８（図１参照）の外郭を構成するフレームに採用することもできる。
【００８０】
すなわち、補助板１９、２５及び補強板２０、２６は、上述した解体機１及びその他の建設機械（例えば、油圧ショベル）において使用されるあらゆる管状構造物について採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態として、本発明に係る管状構造物がブーム本体に用いられた解体機の全体構成を示す側面図である。
【図２】図１のブームを示す側面図である。
【図３】図２のブームの要部を拡大して示す側面断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図３の第一補強板の溶接部分を拡大して示す側面断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係るブームの側面断面図である。
【図７】従来の内部補強板の溶接構造を示す側面断面図であり、（ａ）は片側隅肉溶接、（ｂ）は開先隅肉溶接、（ｃ）は両側隅肉溶接、（ｄ）は補助板をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００８２】
１ 解体機（建設機械）
８ ブーム本体（管状構造物）
１４ 上板（板材）
１５ 下板（板材）
１６ 右側板（板材）
１７ 左側板（板材）
１９ 補助板
２０ 補強板
２０ａ 第一補強板
２０ｂ 第二補強板
２０ｃ 第三補強板
２５ 補助板
２６ 補強板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の板材を周方向に並べて接合するとともに、これら板材の内側位置で少なくとも二枚の板材に跨って接合された内部補強板を有する建設機械の管状構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の板材を組み合わせて形成された管状構造物においては、その曲げ強度並びに捩り強度を確保すべく、各板材の内側位置に軸線と交差するように内部補強板を設けることが行われている。
【０００３】
前記内部補強板としては、例えば、特許文献１に開示されるように、建設機械のブーム（管状構造物）を構成する左右の側板、上板又は下板（板材：以下側板等と称す）に対し隅肉溶接により溶接され、ブームを補強するようにした板が知られている。
【０００４】
具体的に、前記板１０１は、図７の（ａ）に示すように、その端面１０１ａが側板等１０２に突き当てられた状態で片側隅肉溶接が施されることにより側板等１０２の内側面に対し固定されている。
【特許文献１】実開昭６１−６５５２号公報（特に８頁１７行目〜９頁８行目）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の溶接構造では、矢印Ｙ１に示す応力が側板等１０２に付与されると、側板等１０２（溶接部分を含む）の断面積が急激に変化するルート部ＷＰ１が最も疲労強度の低い箇所（以下、最弱箇所と称す）となり、このルート部ＷＰ１のみに応力が集中するため、側板等１０２の疲労強度（ルート部ＷＰ１の疲労強度）を向上するのに限界があった。なお、図７の（ｂ）に示すように、開先溶接を施した場合においても、同様にルート部ＷＰ２が最弱箇所となる。
【０００６】
ここで、図７の（ｃ）に示すように、板１０１の表裏両側で隅肉溶接を施して、最弱箇所を継手品質の高い止端部ＷＰ３及び止端部ＷＰ４の２ヶ所とすることにより、側板等１０２の疲労強度を向上させることも考えられるが、板１０１に対し両側隅肉溶接を施すためにはブーム製造時の作業性の低下を避けることができない。
【０００７】
すなわち、前記両側隅肉溶接を施す場合、管状に組み合わされる複数の側板等１０２のうち少なくとも二枚の側板等１０２に跨るようにしながら、少なくとも一方の側板等１０２に対し両側隅肉溶接により板１０１を接合する必要があるので、次の（１）、（２）に示すような問題があった。
【０００８】
（１）各側板等１０２を組み合わせる前に板１０１を側板等１０２に接合する場合
側板等１０２に対し両側隅肉溶接により板１０１を接合した上で、この側板等１０２を、板１０１の接合対象となる別の側板等１０２に組合せながら、当該別の側板等１０２に対し板１０１を溶接することになるが、この場合には、両側隅肉溶接の作業と複数の側板等１０２に板１０１を接合する作業との関係からブームの製造手順が制限されるため、作業性を度外視した製造手順に設定せざるを得ず、作業性を向上するのに限界がある。
【０００９】
（２）各側板等１０２を組み合わせた後に板１０１を側板等１０２に接合する場合
管状に組み合わせた側板等１０２の両開口を通して、その内側位置で板１０１に両側隅肉溶接を施すことになるため、作業性が悪い。そこで、各側板等１０２を長手方向に分断して当該各側板等１０２の両開口から板１０１までの距離を短くすることにより両側隅肉溶接の作業性を向上することも考えられるが、当該溶接後に各側板１０２を継ぎ足す作業が別途必要となるので、却って作業性が低下する。
【００１０】
なお、これらのような問題を回避しながら側板等１０２の疲労強度を向上させる手段として、片側隅肉溶接のまま、側板等１０２全体の肉厚を大きくする（図７の（ａ）の二点鎖線参照）、又は図７の（ｄ）に示すように側板等１０２（ブーム）の外側面に補助板１０３を溶接して側板等１０２の肉厚を部分的に大きくすることが考えられる。これらの方法によれば、前記肉厚の増加分だけ、板１０１の溶接箇所における側板等１０２に生じる応力を低減させることができ、相対的に側板等１０２の疲労強度（ルート部ＷＰ１の疲労強度）を向上させることが可能になる。
【００１１】
しかしながら、側板等１０２全体の肉厚を大きくする方法では、ブームの重量が大幅に増加してしまう。
【００１２】
一方、側板等１０２の外側面に補助板１０３を溶接する方法では、ブーム重量の大幅な増加を抑制しながらその溶接箇所Ｓ１及び溶接箇所Ｓ２については側板等１０２の肉厚を大きくして応力の低減を図ることができるものの、溶接箇所Ｓ１とＳ２との間の範囲については補助板１０３と側板等１０２とが完全には一体となっておらず応力の分散を確実に行なうことができないので、側板等１０２に生じる応力を効果的に低減することができず、側板等１０２の疲労強度（ルート部ＷＰ１の疲労強度）を充分に確保することができない。また、補助板１０３は、ブームの外側に露出してしまい、その美観を損なう要因ともなる。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、製造作業の作業性を維持しながら、充分な疲労強度及び優れた美観を有する建設機械の管状構造物を製造することができる方法及び疲労強度を充分に確保しながら美観にも優れた建設機械の管状構造物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、特定方向に延びる複数の板材が周方向に並んだ状態で相互接合されることにより全体として前記特定方向を軸方向とする管状に形成され、かつ、これらの板材の内側に内部補強板が設置されてこの内部補強板が前記板材のうちの複数の特定の板材の内側面に連結された建設機械の管状構造物を製造する方法であって、前記板材同士を組み合わせて相互接合する板材接合工程と前記内部補強板を特定の板材に連結する補強板連結工程とを含む組立工程を行なう前に、前記内部補強板と前記特定の板材との連結箇所のうちの少なくとも１箇所について、前記板材の内側面上にこの板材よりも表面積の小さい補助板を配置してこの補助板の前記軸方向の両端面と前記板材の内側面とを跨ぐように前記両端面に沿って隅肉溶接を施す両側溶接工程を行い、前記補強板連結工程においては、前記補助板が設けられた連結箇所について、この補助板の表面に前記内部補強板の端部を当ててこの端部の片側面と前記補助板の表面とを跨ぐように当該端部に沿って隅肉溶接を施すことにより当該内部補強板を前記板材に連結することを特徴とする建設機械の管状構造物の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明に係る製造方法によれば、各板材を組み合わせる前の段階で補助板の両端面を板材に溶接し、この補助板に対し内部補強板を片側隅肉溶接によって接合することにより、両側隅肉溶接の作業と板材に対する内部補強板の溶接作業とを別々に行うことができるので、片側隅肉溶接により内部補強板を板材に直接溶接する従来技術と同様に、作業手順の制限を設けることなく内部補強板の設置を行うことができる。
【００１６】
しかも、両側隅肉溶接によって板材に溶接された補助板に対し内部補強板を溶接するようにしているので、板材と補助板との関係においては最弱箇所を継手品質の高い両側の溶接箇所として疲労強度を向上させることができる一方、補助板と内部補強板との関係においては母材（補助板及び板材）の厚み寸法を、板材に直接溶接する場合よりも補助板の厚み寸法分だけ大きくすることにより当該母材に生じる応力を低減することができる。したがって、片側隅肉溶接により連結を行ないながら十分な強度を確保することができる。
【００１７】
なお、板材と補助板とは両側隅肉溶接により接合されているので、これら両溶接箇所については板材からの応力が伝達されるが、これら溶接箇所の間の範囲については補助板と板材とが一体となっておらず板材に付加された応力が完全には伝達されないため、当該補助板と内部補強板との関係においては補助板の疲労強度を相対的に向上させることができるので、この補助板に片側隅肉溶接によって内部補強板を溶接しても当該補助板の疲労強度を充分に確保することができる。
【００１８】
したがって、本発明に係る方法で製造された管状構造物は、内部補強板を直接板材に片側隅肉溶接により接合する場合よりも、板材の疲労強度を大きく確保することができるので、板材を溶接する作業性を維持しながら充分な疲労強度を確保することができる。
【００１９】
そして、本発明に係る方法では、管状部材の内側面となる板材の表面に補助板を設けるようにしているので、美観に影響を与えることなく管状部材の疲労強度を向上することができる。
【００２０】
前記方法には、前記各板材を組み合わせて管状とする前の段階において、前記補助板に施された両溶接部のビードの余盛部を平滑化する平滑化工程が含まれていることが好ましい。
【００２１】
この方法によれば、各板材を組み合わせて管状とされる前の段階で、補助板に施された両溶接部のビードに対し表面処理を行うことができるので、補助板が溶接される板材の疲労強度を容易に向上させることができる。
【００２２】
すなわち、余盛部を平滑化することによりビードのフランク角を大きくすることができるので、当該ビードにおける応力集中を緩和することにより、板材の疲労強度をさらに向上することができる。
【００２３】
本発明は、前記内部補強板の枚数を限定する趣旨ではないが、前記両側溶接工程では、複数の補助板を前記軸方向に並べて溶接し、これら補助板に対し前記補強板連結工程において内部補強板をそれぞれ溶接するとともに前記板材接合工程において各板材を接合することによってこれら内部補強板同士の間に管状構造物の内側空間をその長手方向に区画する室が形成されるようになっており、前記補強板連結工程では、前記室の外側となる各内部補強板の片側面と前記各補助板との間にそれぞれ片側隅肉溶接を施すことにより当該各内部補強板と各補助板とを連結することが好ましい。
【００２４】
この方法によれば、複数の内部補強板を管状構造物の長手方向に並べて配設する場合に、当該各内部補強板の溶接作業の作業性を格段に向上することができる。
【００２５】
すなわち、板材に複数の内部補強板を両側隅肉溶接によって直接溶接する場合には、各内部補強板の対向する面（室の内側面となる片側面）同士の間のスペースが制限されるため、当該片側面と板材とを溶接するのが困難となるが、前記方法によれば、内部補強板同士の間の狭いスペースでの溶接作業が不要になる、すなわち、補助板について両側隅肉溶接の施工を済ませた上で、室の外側位置から（例えば、管状に形成された各板材の両開口を通して）各内部補強板の片側面と各補助板との間に片側隅肉溶接を施すことにより各補助板に対する各内部補強板の溶接作業を行うことができるので、作業性を向上することができる。
【００２６】
前記補助板は少なくとも２枚の板材に連結すればよいが、前記両側溶接工程においては前記内部補強板の溶接対象となる板材のすべてに対し前記補助板をそれぞれ溶接する一方、これら補助板のそれぞれに対し共通の内部補強板を溶接することが好ましい。
【００２７】
この方法によれば、補助板の溶接対象となるすべての板材について、疲労強度を向上することができる。
【００２８】
また、本発明は、周方向に並べて接合された複数の板材と、これら板材の内側位置で少なくとも２枚の板材に跨って接合された内部補強板とを有する建設機械の管状構造物であって、前記管状構造物の内側面となる前記板材の表面に敷設され、前記内部補強板と板材との間に介在する補助板をさらに備え、この補助板は、前記管状構造物の軸方向の両端面が前記板材の表面との間で当該両端面に沿ってそれぞれ隅肉溶接によって接合されていることを特徴とする建設機械の管状構造物を提供する。
【００２９】
本発明に係る管状構造物によれば、両側隅肉溶接によって板材に溶接された補助板に対し内部補強板を溶接するようにしているので、板材と補助板との関係においては板材に付加される応力が両側の溶接箇所に分散して一箇所に集中するのを避けることができる一方、補助板と内部補強板との関係においては母材（補助板及び板材）の厚み寸法を、板材に直接溶接する場合よりも補助板の厚み寸法分だけ大きくすることにより当該母材に生じる応力を低減することができる。
【００３０】
ここで、板材と補助板とは両側隅肉溶接により接合されているので、これら両溶接箇所については板材からの応力が伝達されるが、これら溶接箇所の間の範囲については補助板と板材とが一体となっておらず板材に付加された応力が完全には伝達されないため、当該補助板と内部補強板との関係においては補助板の疲労強度を相対的に向上させることができるので、この補助板に片側隅肉溶接によって内部補強板を溶接しても当該補助板の疲労強度を充分に確保することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、製造作業の作業性を維持しながら、充分な疲労強度及び優れた美観を有する建設機械の管状構造物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態として、本発明に係る管状構造物がブーム本体に用いられた解体機の全体構成を示す側面図である。
【００３４】
図１を参照して、建設機械の一例としての解体機１は、クローラ２ａを備えた下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回自在に搭載される上部旋回体３と、この上部旋回体３の前部に起伏自在に装備されたアタッチメント４とを備えている。
【００３５】
アタッチメント４は、ブーム（管状構造物）５と、このブーム５の先端部に連結されるアーム６とから構成されており、そのアーム６の先端部にニブラ７が揺動自在に取り付けられている。
【００３６】
図２は、図１のブーム５を示す側面図である。図３は、図２のブーム５の要部を拡大して示す側面断面図である。図４は、図３のIV−IV線断面図である。
【００３７】
図１〜図４を参照して、ブーム５は、ブーム本体８と、このブーム本体８の基端部に設けられたボス９と、ブーム本体８の先端部に設けられたブラケット１０とを備え、ボス９によりブーム本体８が前記上部旋回体３に起伏自在に支持される一方、ブラケット１０によりブーム本体８にアーム６が支持されるようになっている。そして、前記ブーム本体８に、本発明に係る管状構造物が適用されている。
【００３８】
このブーム本体８は、ブーム本体８の軸方向に延びる上板１４、下板１５、右側板１６及び左側板１７の４枚の板材と、左右側板１６、１７に掛け渡されたボス１８と、前記各板材１４〜１７の内側に設けられた補助板１９及び補強板（内部補強板）２０とを備えている。
【００３９】
各板材１４〜１７は、周方向に並べられてその幅方向両端同士が接合されることにより、全体として断面長方形の管状物とされている。
【００４０】
また、ブーム本体８には、前記ブラケット１０からボス１８までの間、及びボス１８から前記ボス９までの間に分断位置ＳＣ１及び分断位置ＳＣ２がそれぞれ設定され、前記板材１４〜１７は、各分断位置ＳＣ１、ＳＣ２に対応してそれぞれ分断された小片が継ぎ足されたものである。なお、以下の説明では、ブーム本体８のうち、その先端部から分断位置ＳＣ１までの範囲を先端セクション８Ａ、分断位置ＳＣ１から分断位置ＳＣ２までの範囲を中間セクション８Ｂと称する。
【００４１】
図１及び図２を参照して、下板１５には、ブーム本体８の外側へ突出するシリンダブラケット２１が形成されている。このシリンダブラケット２１は、前記アーム６との間でアーム駆動シリンダ２２を保持するようになっており、これにより、アーム６は、アーム駆動シリンダ２２の伸縮動作に応じてブーム５に対して揺動自在とされる。
【００４２】
ボス１８は、図３及び図４に示すように、左右側板１６、１７にそれぞれ取り付けられた取付部材２３と、これら取付部材２３を連結する連結部材２４とを備えている。
【００４３】
取付部材２３は、中心に挿通孔２３ａが形成された筒状本体２３ｂと、この筒状本体２３ｂから径方向外側へ延びるフランジ部２３ｃを備えている。そして、取付部材２３は、それぞれ筒状本体２３ｂが左右側板１６、１７の貫通孔１６ａ、１７ａにそれぞれ内側から挿入されることによりフランジ部２３ｃが左右側板１６、１７の内側面に当接した状態で配置され、この状態で、フランジ部２３ｃと左右側板１６、１７とが溶接されることにより左右側板１６、１７にそれぞれ固定されている。
【００４４】
連結部材２４は、フランジ部２３ｃから挿通孔２３ａと同心に延びる接続筒２３ｄ同士を左右に連結する筒状の部材である。具体的に、連結部材２４は、その両端部が、左右に対向する各接続筒２３ｄにそれぞれ外嵌された状態で、当該各接続筒２３ｄに溶接されている。
【００４５】
そして、ボス１８には、図１に示すように、前記挿通孔２３ａ及び連結部材２４の内腔を通して軸Ｊ１が回転自在に挿入され、この軸Ｊ１は、前記上部旋回体３との間でブーム起伏シリンダ２７を保持するようになっている。これにより、ブーム本体８は、ブーム起伏シリンダ２７の伸縮動作に応じて上部旋回体３に対して起伏自在とされる。
【００４６】
再び図３及び図４を参照して、本発明に係る補強板２０は、溶接箇所Ｓ３〜Ｓ６において前記連結部材２４の外周面に三枚溶接されており、ボス１８（軸Ｊ１）に付加される外力によるブーム本体８の変形等を抑制するようになっている。すなわち、ボス１８は前記ブーム起伏シリンダ２７の伸縮時にその反力を受けるため、当該ボス１８が形成された部分においては各板材１４〜１７に応力（ブーム本体８の長手方向に沿った応力：図５の矢印Ｙ２参照）が生じ易いが、本実施形態では連結部材２４と上板１４又は下板１５及び左右側板１６、１７とを補強板２０によって連結することにより各板材１４〜１７の疲労強度の向上が図られている。
【００４７】
具体的に、補強板２０は、連結部材２４から上方基端側へ延びる第一補強板２０ａと、上方先端側へ延びる第二補強板２０ｂと、下方先端側へ延びる第三補強板２０ｃとを備えている。
【００４８】
第一補強板２０ａは、溶接箇所Ｓ７において左右側板１６、１７に対し片側隅肉溶接により接合されている。第二補強板２０ｂは、溶接箇所Ｓ８において左右側板１６、１７に対し溶接されている。第三補強板２０ｃは、溶接箇所Ｓ９及びＳ１０において左右側板１６、１７に対し両側隅肉溶接により接合されている。これにより、補強板２０ａ〜２０ｃの間には、ブーム本体８の内側空間をその長手方向に区画する室３０が形成されている。
【００４９】
そして、本実施形態では、第一補強板２０ａと上板１４との間、第二補強板２０ｂと上板１４との間、及び第三補強板２０ｃと下板１５との間に、それぞれ補助板１９が設けられている。
【００５０】
図５は、図３の第一補強板２０ａの溶接部分を拡大して示す側面断面図である。なお、以下の説明では、第一補強板２０ａと上板１４との間の補助板１９についてのみ説明する。
【００５１】
図３〜図５を参照して、補助板１９は、短冊状に形成された金属板であり、ブーム本体８の内側面を構成する上板１４の表面（下面）に敷設されている。
【００５２】
具体的に、補助板１９は、上板１４の長手方向の両端面（以下、前後両端面と称す）が上板１４の表面に対し左右方向に沿った溶接箇所Ｓ１１及びＳ１２において両側隅肉溶接により接合されている。
【００５３】
一方、補助板１９の表面（下面）には、前記第一補強板２０ａの端面が左右方向に沿った溶接箇所Ｓ１４（第二補強板２０ｂについては溶接箇所Ｓ１５、第三補強板２０ｃについて溶接箇所Ｓ１６：図３参照）において片側隅肉溶接により接合されている。
【００５４】
したがって、図５の矢印Ｙ２に示す応力（ブーム本体８の長手方向に沿った応力）が上板１４に付加されている状態では、上板１４と補助板１９との関係においては最弱箇所を継手品質の高い溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２の２箇所とすることにより疲労強度を向上させることができる一方、補助板１９と第一補強板２０ａとの関係においては母材（補助板１９及び上板１４）の厚み寸法Ｄ１を、上板１４に直接溶接する場合よりも補助板１９の厚み寸法Ｄ２の分だけ大きくすることにより当該母材に生じる応力を低減することができる。
【００５５】
ここで、上板１４と補助板１９とは溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２において接合されているので、これら両溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２については上板１４からの応力が伝達されるが、これら溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２の間の範囲Ｅ１については補助板１９と上板１４とが一体となっておらず上板１４に付加された応力が完全には伝達されないため、当該補助板１９と第一補強板２０ａとの関係においては補助板１９の疲労強度を相対的に向上させることができる。したがって、この補助板１９に対し溶接箇所Ｓ１４において片側隅肉溶接によって第一補強板２０ａを溶接しても当該補助板１９の疲労強度を充分に確保することができる。
【００５６】
そして、ブーム本体８の内側面に補助板１９を設けるようにしているので、美観に影響を与えることなくブーム本体８の疲労強度を向上することができる。
【００５７】
以下、ブーム本体８の中間セクション８Ｂ（図２参照）を製造する際の手順について図３〜図５を参照して説明する。
【００５８】
まず、各板材１４〜１７のうち補強板２０ａ〜２０ｃの連結対象となる上板１４及び下板１５に対し、ブーム５の内側面となる表面のうち補強板２０ａ〜２０ｃの連結対象となる部位を含む範囲に、補助板１９をそれぞれ敷設する。
【００５９】
次いで、各板材１４〜１７の長手方向（ブーム本体８の軸方向）における補助板１９の両端面（先端側及び基端側の端面）と板材１４、１５の表面とを跨ぐように、当該両端面に沿って（左右方向に沿って）それぞれ隅肉溶接を施す（両側溶接工程）。
【００６０】
このように板材１４〜１７の組合せに先立って補助板１９を溶接することにすれば、上板１４及び下板１５上に補助板１９を敷設し、この補助板１９を上から見ながら、溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２において補助板１９と上板１４又は下板１５とを容易に両側隅肉溶接によって接合することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では前記両側溶接工程において、上板１４に対し２枚の補助板１９を上板１４の長手方向に並べて敷設し、これら両補助板１９に両側隅肉溶接を施すことになる。
【００６２】
次に、前記両溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２におけるビードの余盛部を平坦化する（平坦化工程）。これにより、ビードのフランク角θ（図５参照）を大きくすることができるので、当該ビードにおける応力集中を緩和して上板１４及び下板１５の疲労強度をさらに向上することができる。
【００６３】
続いて、左右側板１６、１７に対しボス１８を装着して当該左右側板１６、１７を左右に連結する。
【００６４】
そして、ボス１８の連結部材２４に対し、溶接箇所Ｓ３〜Ｓ６において各補強板２０ａ〜２０ｃを溶接するとともに、左右側板１６、１７に対し、溶接箇所Ｓ７〜Ｓ１０において各補強板２０ａ〜２０ｃを溶接する。なお、この溶接作業時には、前記上板１４及び下板１５が左右側板１６、１７に接合されていない、すなわち、左右側板１６、１７の上下が開放された状態とされているので、前記溶接作業を容易に行うことができる。
【００６５】
次いで、左右側板１６、１７の上下両端面に対し上板１４及び下板１５を溶接する（板材接合工程）ことにより、これら板材１４〜１７の間に四角形の閉断面が形成される。
【００６６】
この状態においては、各補強板２０ａ〜２０ｃの端部がそれぞれ補助板１９の内側面の近傍に臨んで配置されており、次いで、これら各端部を溶接箇所Ｓ１４〜Ｓ１６において補助板１９に対しそれぞれ溶接する（補強板連結工程）。これにより、各補強板２０ａ〜２０ｃと連結部材２４との間に室３０（図３参照）が形成される。
【００６７】
この作業では、各補強板２０ａ〜２０ｃにより筒状に形成されたブーム本体８の内側の領域で各溶接箇所Ｓ１４〜Ｓ１６を接合することになるが、各溶接箇所Ｓ１４〜Ｓ１６は室３０の外側位置（先端側の溶接箇所Ｓ１５及び基端側の溶接箇所Ｓ１４）において片側隅肉溶接により接合することにしているので、ブーム本体８の先端側又は基端側の開口、すなわち、中間セクション８Ｂ（図２参照）の先端側又は基端側の開口を通してこの溶接作業を容易に行うことができる。
【００６８】
このように、前記製造方法では、各板材１４〜１７を組み合わせる前の段階で補助板１９の両端面を上板１４又は下板１５に溶接し、この補助板１９に対し補強板２０を片側隅肉溶接によって接合することにより、両側隅肉溶接（両側溶接工程）の作業と上板１４又は下板１５に対する補強板２０の溶接作業とを別々に行うことができるので、片側隅肉溶接により補強板２０を板材１４〜１７に直接溶接する従来技術と同様に、作業手順の制限を設けることなく補強板２０の設置を行うことができる。
【００６９】
しかも、両側隅肉溶接によって板材１４〜１７に溶接された補助板１９に対し補強板２０を溶接するようにしているので、板材１４〜１７と補助板１９との関係においては板材１４〜１７に付加される応力が両側の溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２に分散して１箇所に集中するのを避けることができる一方、補助板１９と補強板２０との関係においては母材（補助板１９及び板材１４〜１７）の厚み寸法を、板材１４〜１７に直接溶接する場合よりも補助板１９の厚み寸法Ｄ２の分だけ大きくすることにより当該母材に生じる応力を低減することができる。したがって、片側隅肉溶接により連結を行ないながら十分な強度を確保することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、上板１４又は下板１５に対し補助板１９を設けるようにしているが、図３に示すように、左右側板１６、１７に対しても補助板２５を設けることができる。このようにすれば、左右側板１６、１７についても疲労強度を向上することができる。
【００７１】
そして、この実施形態の場合にも、各板材１４〜１７を組み合わせるのに先立って左右側板１６、１７に対し溶接箇所Ｓ１７及び溶接箇所Ｓ１８において両側隅肉溶接を施すことができる。
【００７２】
さらに、図６に示すように、各板材１４〜１７のそれぞれに対し補助板１９及び補助板２５を設け、これら補助板１９の内側面に対し、ブーム本体８の断面形状（略長方形）に対応した形状とされた補強板２６の側面を片側隅肉溶接により全周にわたり接合してもよい。
【００７３】
つまり、ブーム本体８における先端セクション８Ａの製造の際に、各板材１４〜１７に対し補助板１９及び補助板２５を敷設し、これら補助板１９、２５を、上板１４及び下板１５に対し溶接箇所Ｓ１１、Ｓ１２において接合するとともに左右側板１６、１７に対し溶接箇所Ｓ１９及び溶接箇所Ｓ２０において接合する（両側溶接工程）。
【００７４】
そして、各板材１４〜１７のうち何れか３枚（図６では上板１４、下板１５及び右側板１６を組み合わせた状態を示している）をコの字型に組合せて溶接する（板材接合工程）とともに、これら３枚に接合された補助板１９、２５に対し溶接箇所Ｓ２１及び溶接箇所Ｓ２２において補強板２６を接合する（補強板連結工程）。
【００７５】
次いで、残る１枚の板材（図６では左側板１７）を前記３枚の板材に組み合わせて接合し（板材連結工程）、当該１枚の板材１７と補強板２６とを溶接箇所Ｓ２２において接合する（補強板連結工程）。この作業は、先端セクション８Ａの先端側の開口及び基端側の開口を通してそれぞれ行なうことになる。
【００７６】
なお、図６では、最後に組み合わせる板材として左側板１７を例に挙げて説明しているが、最後に組み合わせる板材は、上板１４、下板１５又は右側板１６の何れであっても同様の方法でブーム本体８（先端セクション８Ａ）を製造することができる。
【００７７】
このように構成すれば、単一の補強板２６の全周溶接によって各板材１４〜１７をそれぞれ連結することができるので、ブーム本体８の強度をさらに向上させることができる。
【００７８】
特に、シリンダブラケット２１は前記アーム駆動シリンダ２２の伸縮時にその反力を受けるため、当該シリンダブラケット２１が形成された部分においては各板材１４〜１７に応力（ブーム本体８の長手方向に沿った応力：図５の矢印Ｙ２参照）が生じ易いが、図６に示すように、シリンダブラケット２１の形成箇所に対応して補助板１９、２５及び補強板２６を設けることにより、各板材１４〜１７の疲労強度を充分に確保することができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、補助板１９、２５をブーム本体８に採用した構成を例示しているが、補助板１９、２５及び補強板２０、２６を採用する対象はブームに限定されることはなく、例えば、キャビン２８（図１参照）の外郭を構成するフレームに採用することもできる。
【００８０】
すなわち、補助板１９、２５及び補強板２０、２６は、上述した解体機１及びその他の建設機械（例えば、油圧ショベル）において使用されるあらゆる管状構造物について採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態として、本発明に係る管状構造物がブーム本体に用いられた解体機の全体構成を示す側面図である。
【図２】図１のブームを示す側面図である。
【図３】図２のブームの要部を拡大して示す側面断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図３の第一補強板の溶接部分を拡大して示す側面断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係るブームの側面断面図である。
【図７】従来の内部補強板の溶接構造を示す側面断面図であり、（ａ）は片側隅肉溶接、（ｂ）は開先隅肉溶接、（ｃ）は両側隅肉溶接、（ｄ）は補助板をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００８２】
１ 解体機（建設機械）
８ ブーム本体（管状構造物）
１４ 上板（板材）
１５ 下板（板材）
１６ 右側板（板材）
１７ 左側板（板材）
１９ 補助板
２０ 補強板
２０ａ 第一補強板
２０ｂ 第二補強板
２０ｃ 第三補強板
２５ 補助板
２６ 補強板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向に延びる複数の板材が周方向に並んだ状態で相互接合されることにより全体として前記特定方向を軸方向とする管状に形成され、かつ、これらの板材の内側に内部補強板が設置されてこの内部補強板が前記板材のうちの複数の特定の板材の内側面に連結された建設機械の管状構造物を製造する方法であって、
前記板材同士を組み合わせて相互接合する板材接合工程と前記内部補強板を特定の板材に連結する補強板連結工程とを含む組立工程を行なう前に、
前記内部補強板と前記特定の板材との連結箇所のうちの少なくとも１箇所について、前記板材の内側面上にこの板材よりも表面積の小さい補助板を配置してこの補助板の前記軸方向の両端面と前記板材の内側面とを跨ぐように前記両端面に沿って隅肉溶接を施す両側溶接工程を行い、
前記補強板連結工程においては、前記補助板が設けられた連結箇所について、この補助板の表面に前記内部補強板の端部を当ててこの端部の片側面と前記補助板の表面とを跨ぐように当該端部に沿って隅肉溶接を施すことにより当該内部補強板を前記板材に連結することを特徴とする建設機械の管状構造物の製造方法。
【請求項２】
前記各板材を組み合わせて管状とする前の段階において、前記補助板に施された両溶接部のビードの余盛部を平滑化する平滑化工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の建設機械の管状構造物の製造方法。
【請求項３】
前記両側溶接工程では、複数の補助板を前記軸方向に並べて溶接し、これら補助板に対し前記補強板連結工程において内部補強板をそれぞれ溶接するとともに前記板材接合工程において各板材を接合することによってこれら内部補強板同士の間に管状構造物の内側空間をその長手方向に区画する室が形成されるようになっており、前記補強板連結工程では、前記室の外側となる各内部補強板の片側面と前記各補助板との間にそれぞれ片側隅肉溶接を施すことにより当該各内部補強板と各補助板とを連結することを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械の管状構造物の製造方法。
【請求項４】
前記両側溶接工程においては前記内部補強板の溶接対象となる板材のすべてに対し前記補助板をそれぞれ溶接する一方、これら補助板のそれぞれに対し共通の内部補強板を溶接することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の建設機械の管状構造物の製造方法。
【請求項５】
周方向に並べて接合された複数の板材と、これら板材の内側位置で少なくとも２枚の板材に跨って接合された内部補強板とを有する建設機械の管状構造物であって、
前記管状構造物の内側面となる前記板材の表面に敷設され、前記内部補強板と板材との間に介在する補助板をさらに備え、
この補助板は、前記管状構造物の軸方向の両端面が前記板材の表面との間で当該両端面に沿ってそれぞれ隅肉溶接によって接合されていることを特徴とする建設機械の管状構造物。
【請求項１】
特定方向に延びる複数の板材が周方向に並んだ状態で相互接合されることにより全体として前記特定方向を軸方向とする管状に形成され、かつ、これらの板材の内側に内部補強板が設置されてこの内部補強板が前記板材のうちの複数の特定の板材の内側面に連結された建設機械の管状構造物を製造する方法であって、
前記板材同士を組み合わせて相互接合する板材接合工程と前記内部補強板を特定の板材に連結する補強板連結工程とを含む組立工程を行なう前に、
前記内部補強板と前記特定の板材との連結箇所のうちの少なくとも１箇所について、前記板材の内側面上にこの板材よりも表面積の小さい補助板を配置してこの補助板の前記軸方向の両端面と前記板材の内側面とを跨ぐように前記両端面に沿って隅肉溶接を施す両側溶接工程を行い、
前記補強板連結工程においては、前記補助板が設けられた連結箇所について、この補助板の表面に前記内部補強板の端部を当ててこの端部の片側面と前記補助板の表面とを跨ぐように当該端部に沿って隅肉溶接を施すことにより当該内部補強板を前記板材に連結することを特徴とする建設機械の管状構造物の製造方法。
【請求項２】
前記各板材を組み合わせて管状とする前の段階において、前記補助板に施された両溶接部のビードの余盛部を平滑化する平滑化工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の建設機械の管状構造物の製造方法。
【請求項３】
前記両側溶接工程では、複数の補助板を前記軸方向に並べて溶接し、これら補助板に対し前記補強板連結工程において内部補強板をそれぞれ溶接するとともに前記板材接合工程において各板材を接合することによってこれら内部補強板同士の間に管状構造物の内側空間をその長手方向に区画する室が形成されるようになっており、前記補強板連結工程では、前記室の外側となる各内部補強板の片側面と前記各補助板との間にそれぞれ片側隅肉溶接を施すことにより当該各内部補強板と各補助板とを連結することを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械の管状構造物の製造方法。
【請求項４】
前記両側溶接工程においては前記内部補強板の溶接対象となる板材のすべてに対し前記補助板をそれぞれ溶接する一方、これら補助板のそれぞれに対し共通の内部補強板を溶接することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の建設機械の管状構造物の製造方法。
【請求項５】
周方向に並べて接合された複数の板材と、これら板材の内側位置で少なくとも２枚の板材に跨って接合された内部補強板とを有する建設機械の管状構造物であって、
前記管状構造物の内側面となる前記板材の表面に敷設され、前記内部補強板と板材との間に介在する補助板をさらに備え、
この補助板は、前記管状構造物の軸方向の両端面が前記板材の表面との間で当該両端面に沿ってそれぞれ隅肉溶接によって接合されていることを特徴とする建設機械の管状構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１３８５２８（Ｐ２００７−１３８５２８Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３３１３２（Ｐ２００５−３３３１３２）
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]