专利名称：建筑机械用作业臂及其制造方法
技术领域：
本发明涉及，例如，适用于进行泥土及砂子之类的挖掘作业的液压挖掘机等建筑机械用作业臂及其制造方法。
背景技术：
一般，作为建筑机械的液压挖掘机，是由下列各部分构成的能够自己行走的移动件；安装在这种移动件上能够旋转的旋转件；以及设置在这种旋转件的前部，由能作俯仰动作的起重臂、摇臂和前部附属装置(例如，铲斗)等前面部分构成的作业装置。
而且，构成这种(前面部分)作业装置的起重臂、摇臂等作业臂，例如，是由上板、下板、左侧板和右侧板，即四块钢板互相结合后形成的，横断面呈方形筒状件(例如，见日本特开平11-21939号公报等)。
这种按照现有技术制成的建筑机械用作业臂，为了在提高其刚性的同时减轻其重量，上板的左、右两侧部分的厚度做得比较厚，而中间部分的厚度比较薄。此外，下板也同样是左、右两侧部分的厚度做得比较厚，而中间部分的厚度比较薄。然后，采用对焊把左侧板、右侧板焊接在上板和下板的左、右两侧部分(厚度厚的部分)上，形成方形筒状件，从而能在获得重量轻的四角形筒状部件的同时，还能获得很高的刚性。
此外，在其它的现有技术中，公知的做成方形筒状件的建筑机械用作业臂，是用形成总共四个角部的四个角部构件，和把这四个角部构件互相连接起来的总共四块平板构成的(例如，见日本特开2001-20311号公报)。
而且，在这种情况下，为了抑制在做成方形筒状件的作业臂的角部产生应力集中等，把形成其角部的四个角部构件预先弯曲成具有曲面部分(圆形)的L字形的断面。然后，把上述平板焊接在各个角部构件上，以做成整体为四角形断面的上述方形筒状件的结构。
然而，在上述的第一种现有技术中，其结构是把上板和下板的左、右两侧部分做成厚度厚的部分，然后用对焊把左、右侧板焊接在这些厚度厚的部分上构成的。因此，整个上板、下板和侧板就不需要都用厚度厚的钢板来制造，其优点是不但能减轻作业臂的重量，同时还能确保一定程度的刚性。
可是，在这种情况下，在用对焊把左、右侧板焊接在位于上板与下板左、右两侧厚度厚的部分上时，例如，就必须把左、右侧板夹在上板与下板之间，在对两者的结合部位予以正确定位并进行焊接作业。为此，在焊接时所使用的定位夹具就要做成复杂的形状。而且，在这种情况下，由于需要进行立体焊接施工，存在焊接作业所耗费的劳动量大，时间长的问题。
特别是，在将焊接部能获得很深的熔深的激光焊接之类的高能量密度焊接应用到上述立体焊接施工中的情况下，还会产生下列各种问题。即，由于要在上板、下板和左、右侧板的结合面上进行立体焊接施工，就容易在结合面上产生间隙。而且，例如，当在结合面上产生例如0.5mm以上的间隙时，在这种结合面附近的部位便偏离了激光的照射范围，难以获得充分的连接强度。
此外，上述方形筒状件的角部是由上板、下板厚度厚的部分，和左、右侧板的结合部分(即，焊接部分)所形成的。因此，在位于这些角部的焊缝部分上很容易产生残余应力和应力集中等，存在着不一定能充分确保作业臂的刚性的问题。
另一方面，在第二种现有技术的情况下，由于做成方形筒状件的作业臂的角部是用弯曲成断面呈L字形的角部构件构成的，所以，具有能减小残余应力和应力集中的影响的优点。
可是，在这种情况下，共计四个角部构件和将各角部构件之间相互连接的四块平板都是用板厚大致相等的钢板制成的。因此，就不可能同时解决既要使作业臂的重量轻，又要确保其刚性这样两个相反的问题。并且，当为了确保刚性而使用厚钢板时，就会出现作业臂的整体重量加重了的问题。
此外，当为了减轻重量而使用薄钢板来制造角部构件和平板时，在将角部构件和平板相互对接进行焊接时，当采用立体焊接施工时，就必须对两者的接合部位予以正确定位进行焊接作业。因此，就存在为对接合部位进行定位而需要花费很多劳动和时间的问题。
发明内容
本发明就是有鉴于上述现有技术存在的问题而提出来的，其目的是通过用几块板厚不同的板材做成横断面呈四角形的方形筒状件，提供一种能同时解决减轻作业臂的重量和确保其刚性这两个互相矛盾的课题的，建筑机械用的作业臂及其制造方法。
此外，本发明的另一个目的是，提供一种能采用结合部位的定位作业比立体焊接施工简单的平面焊接施工，能提高焊接作业性能的同时，能充分地确保结合部分的强度的建筑机械用的作业臂及其制造方法。
为解决上述问题，按照本发明的建筑机械用作业臂，是通过把用来构成建筑机械的前部的多块板材互相结合起来，从而形成横断面呈四角形的方形筒状件。
而且，本发明所采用的结构特征在于上述多块板材由下列两种板材构成形成上述方形筒状件的平面部分的，形状平坦的平面用薄板材；以及厚度比上述平面用薄板材厚，具有平坦的形状，用于形成上述方形筒状件的角部，并且在与上述平面用薄板材预先结合的状态下进行弯曲加工的角部用厚板材。
借助于这种结构，就能用板厚互不相同的钢板等形成平面用薄板材和角部用厚板材，从而能采用通用性高的板材作为作业臂的坯料。此外，角部用厚板材在弯曲加工之前的阶段具有平坦的形状。而且，这种平坦形状的角部用厚板材，只要把它的宽度方向的端面对接在平面用薄板材的端面上，对该薄板材的定位作业就能很简单地进行，例如，就能用平面焊接施工很容易地把平面用薄板材与角部用厚板材结合起来。这样，就不需要现有技术中所述的立体焊接施工，能简化在焊接之前对板材的结合部位进行定位时的定位作业。而且，能把形成上述方形筒状件的角部的角部用厚板材的板厚加厚，而把形成上述方形筒状件的平面部分的平面用薄板材减薄，从而能在确保作业臂的刚性的同时，减轻其整体的重量。
即，本发明人等，在进行了建筑机械用作业臂所要求的结构分析的结果了解到，在上述方形筒状件的角部上虽必须增大板厚，以确保其刚性，但是，位于这些角部之间的平面部分，所负担的载荷要比各角部低得多。
因此，通过减小形成上述方形筒状件的平面部分的平面用薄板材的板厚，就能减轻作业臂整体的重量。而且，通过加厚形成上述方形筒状件的角部的角部用厚板材的板厚，就能提高作业臂整体的刚性。这样，由平面用薄板材和角部用厚板材构成的方形筒状件，就能以足够的强度来承受例如挖掘泥土或砂子之类的作业中作业臂上所受到的挖掘反作用力，从而能确保作为作业臂的刚性。
此外，按照本发明，上述角部用厚板材和平面用薄板材通过在宽度方向上互相对接焊接，从而形成局部板厚互不相同的宽幅板状件，上述宽幅板状件通过在用于形成上述方形筒状件的一部分的上述角部用厚板材的位置进行弯曲加工，从而构成横断面呈U字形的部件。
在这种情况下，通过使用压制成形等方法，在上述角部用厚板材的位置上进行弯曲加工，就能把角部用厚板材和平面用薄板材对接焊接所形成的宽幅板状件，压制成形为横断面呈U字形的部件，并能用这种U字形部件形成横断面呈四角形的方形筒状件的主要部分。
此外，按照本发明，上述平面用薄板材和角部用厚板材通过互相对接焊接，做成其板厚方向的一侧基本上处于同一个平面上，而板厚方向的另一侧呈凹凸面的形状。
这样，如果把上述板厚方向的一个侧面用作上述方形筒状件的外侧面，则因平面用薄板材和角部用厚板材的板厚的差形成的凹凸面，就不会露出在方形筒状件的外侧面，从而能将方形筒状件的外侧面做成均匀的面。
另一方面，按照本发明，上述平面用薄板材和角部用厚板材通过互相对接焊接，做成板厚方向的一侧呈凹凸面的形状，而板厚方向的另一侧基本上处于同一个平面上。
在这种情况下，通过对角部用厚板材进行弯曲加工，使上述板厚方向的一侧作为外侧面，就能减小随着弯曲加工而在平面用薄板材与角部用厚板材的焊接部分中产生的拉伸应力，从而能防止从焊接部分开始产生裂纹。此外，在这种情况下，通过使把因平面用薄板材与角部用厚板材的板厚之差形成的凹凸面露出在方形筒状件的外侧面，则强调了方形筒状件具有坚固的结构，能赋予方形筒状件的外侧面以由凹凸面形成的外观装饰性，从而能提高作为建筑机械用作业臂的商品价值。
另一方面，按照本发明，上述平面用薄板材和角部用厚板材通过互相对接焊接做成其板厚方向的一侧和另一侧都呈凹凸面的形状。
在这种情况下，由于使因平面用薄板材与角部用厚板材的板厚之差所形成的凹凸面也露出在方形筒状件的外侧面，因而能赋予方形筒状件的外侧面以由凹凸面形成的外观装饰性，从而能提高作为建筑机械用作业臂的商品价值。
此外，按照本发明，在构成上述方形筒状件的上述平面用薄板材与角部用厚板材的长度方向的端部上，通过预先结合设有构成上述前部夹持套安装部分的夹持套用厚板材，这种夹持套用厚板材做成与上述角部用厚板材一起进行弯曲加工的结构。
在这种情况下，在把构成前部夹持套安装部分的夹持套用厚板材，预先结合设置在平面用薄板材与角部用厚板材的长度方向的端部上的状态下，就能使这种夹持套用厚板材与角部用厚板材一起进行弯曲加工，从而能减少弯曲加工的工序数量，提高其作业性能。
此外，按照本发明，上述夹持套用厚板材做成具有与上述角部用厚板材同样的板厚。这样，在对夹持套用厚板材与角部用厚板材一起进行弯曲加工时，就能使两者的应力分布、载荷分布等均匀化。
另一方面，本发明还提供了一种建筑机械用作业臂的制造方法，该方法通过将用于构成建筑机械前部的多块板材互相结合，从而做成横断面呈四角形的方形筒状件，其特征在于，包括下列工序为了使用板厚不同的上述多块板材来形成上述方形筒状件，把上述这些板材在宽度方向上互相对接焊接，形成局部板厚互不相同的宽幅板状件的第一焊接工序；对用于形成上述方形筒状件的角部的上述宽幅板状件的厚板部分进行弯曲加工，使上述宽幅板状件塑性变形成为横断面呈U字形的U字形部件的弯曲加工工序；为了用另外一块板状部件封闭上述U字形部件的开口端，以形成横断面呈四角形的上述方形筒状件，把上述板状部件焊接在上述U字形部件的开口端的第二焊接工序。
通过采用这样的制造方法，在第一焊接工序中，把板厚互不相同的多块板材在宽度方向上互相对接焊接就能形成局部板厚互不相同的宽幅板状件，就能用例如平面焊接施工来完成这时的焊接作业。并且，在此后的弯曲加工工序中，通过对上述宽幅板状件的厚板部分进行弯曲工序，就能把上述宽幅板状件做成横断面呈U字形的U字形部件。此外，在此后的第二焊接工序中，通过把另一块板状部件焊接在上述U字形部件的开口侧，就能以该板状部件封闭上述U字形部件的开口侧，从而能把作业臂做成横断面呈四角形的方形筒状件。
此外，按照本发明，在上述第一焊接工序中，把构成上述前部夹持套安装部分的夹持套用厚板材焊接在上述宽幅板状件长度方向的端部上，在上述弯曲加工工序中，将这块夹持套用厚板材与上述宽幅板状件一起进行弯曲加工，以形成横断面呈U字形的U字形部件。
这样，就能在把构成前部夹持套安装部分的夹持套用厚板材预先结合在宽幅板状件的长度方向的端部上的状态下，将这块夹持套用厚板材与宽幅板状件一起进行弯曲加工，从而能减少弯曲加工时的工序数量，提高作业性能。此外，通过把夹持套用厚板材结合在宽幅板状件的长度方向的端部上，就能在提高上述宽幅板状件(不同板厚的板材之间)的结合强度的状态下进行弯曲加工，就能抑制例如，随着弯曲加工而产生的载荷对宽幅板状件的薄板部分产生不良的影响。
进而，按照本发明，在上述第一焊接工序中，采用了能获得很深熔深的高能量密度焊接。在这种情况下，例如，能借助于获得很深熔深的高能量密度焊接提高由板厚不同的多块板材构成的宽幅板状件的结合强度，从而对弯曲加工时的载荷也能确保宽幅板状件具有足够的结合强度。
图1是表示本发明的第一实施例所采用的液压挖掘机的正视图；图2是单独表示图1中的起重臂的放大后的正视图；图3是构成图2中所示的起重臂的坯料的宽幅板状件和夹持套用厚板材的平面图；图4是从斜上方看到的图3中的宽幅板状件的立体图；图5是从图3中的箭头所示的V-V方向看到的宽幅板状件的放大断面图；图6是表示把图5中的宽幅板状件弯曲加工成U字形后的状态的断面图；图7是表示在把板状部件接合在U字形部件上之前的状态的断面图；
图8是表示在把板状部件接合在U字形部件上，形成方形筒状件后的状态的断面图；图9是表示在把板状部件接合在U字形部件上之前的状态的分解立体图；图10是表示把板状部件接合在夹持套安装部分的坯料，即夹持套用厚板材之前的状态的分解立体图；图11是表示与图10中的夹持套用厚板材构成另一个夹持套安装部分的夹持套用厚板材的平面图；图12是表示将图11中的夹持套用厚板材进行弯曲加工后，形成夹持套安装部分的状态的立体图；图13是表示在第二实施例中用的宽幅板状件与夹持套用厚板材的平面图；图14是表示在把板状部件接合在对图13的宽幅板状件进行弯曲加工后的U字形部件上之前的状态的分解立体图；图15是表示把第三实施例的板状部件接合在U字形部件上之前的状态的断面图；图16是表示在把板状部件接合在图15中的U字形部件上，形成方形筒状件后的状态的断面图；图17是表示把板状部件接合在第四实施例的U字形部件上，形成方形筒状件的状态的断面图；图18是表示第五实施例的方形筒状件的坯料，即宽幅板状件的立体图；图19是从图18中的箭头所示XIX-XIX方向看到的宽幅板状件的断面图；图20是表示把图19中的宽幅板状件弯曲加工成U字形后与板状部件接合的状态的断面图；图21是表示把板状部件接合在图20中的U字形部件上，形成方形筒状件的状态的断面图；图22是表示把板状部件接合在第六实施例的U字形部件上，形成方形筒状件的状态的断面图；图23是表示把板状部件接合在第七实施例的U字形部件上，形成方形筒状件的状态的断面图；图24是表示第八实施例的方形筒状件的坯料，即宽幅板状件的立体图；图25是表示从图24中的箭头所示XXV-XXV方向看到的宽幅板状件的断面图；图26是表示把图25中的宽幅板状件弯曲加工成U字形后与板状部件接合的状态的断面图；图27是表示图26中所示的U字形部件的主要部分放大图；图28是表示用图26中的U字形部件和板状部件形成方形筒状件的状态的断面图；图29是表示用U字形部件和板状部件形成第九实施例的方形筒状件的状态的断面图；图30是与表示图29中的U字形部件在弯曲加工之前的宽幅板状件的图5处于同样位置的断面图；图31是表示用U字形部件和板状部件形成第十实施例的方形筒状件的状态的断面图；图32是与表示图31中的U字形部件在弯曲加工之前的宽幅板状件的图5处于同样位置的断面图；图33是表示把图32中的宽幅板状件弯曲加工成U字形后与板状部件接合的状态的断面图；图34是图33中所示的U字形部件的主要部分的放大图；图35是表示本发明的变形例的液压挖掘机的正视图。
具体实施例方式
下面，以用于具有偏置起重臂作业装置的液压挖掘机的情况为例，参照附图详细说明本发明的实施例的建筑机械用的作业臂及其制造方法。
图1～图12表示本发明的第一实施例。图中，标号1是作为建筑机械的液压挖掘机，这种液压挖掘机1由下列各部分构成能自己行走的轨道式行走部件2；安装在上述行走部件2上，能够转动的转动部件3；以及后述的作业装置11等。
在上述情况下，转动部件3由转动框架4，设置在该转动框架4上的驾驶室5，保护盖6及平衡重7等构成。此外，驾驶室5构成了驾驶员乘坐的进行操作用的小室，其内部还围成了司机室。此外，保护盖6围成了内部能容纳平衡重7和发动机、液压泵(后两者未图示)等的机械室。
标号8是设置在行走部件2前侧的推土板装置，这个推土板装置8设计成相对于行走部件2能上、下升降，以进行例如平整土地，推土等作业。
标号11是构成设置在转动部件3的前部，能作俯仰运动的前部的偏置起重臂式作业装置，这种作业装置11具有下列各部分安装在转动框架4上能作俯仰运动的下起重臂12；安装在该下起重臂12的前端，能在左、右方向上摆动的上起重臂13；安装在该上起重臂13的前端，能在左、右方向上摆动的摇臂拉杆14；安装在该摇臂拉杆14上，能作俯仰运动的后述的摇臂21；安装在该摇臂21的前端，能够转动，作为前部附件的铲斗15。
这里，作业装置11的下起重臂12、上起重臂13和摇臂21构成了建筑机械用的作业臂。此外，在偏置起重臂式作业装置11上，设有连接在下臂12的前端部分与摇臂拉杆14之间，能向左、右方向转动的连接杆(未图示)。
此外，这种连接杆与下起重臂12、上起重臂13、摇臂拉杆14一起构成了平行四连杆机构，摇臂21(摇臂拉杆14)借助于这种平行四连杆机构与下起重臂12始终保持平行状态。
此外，在转动框架4与下起重臂12之间设有起重臂液压缸16，在摇臂拉杆14与摇臂21之间设有摇臂液压缸17。并且，在摇臂21与铲斗15之间，通过联杆18、19设置了前部附件用的铲斗液压缸20。
此外，在下起重臂12与上起重臂13之间设有偏置液压缸(未图示)，例如，在进行挖掘侧面的沟的作业时，借助于该偏置液压缸的伸缩，摇臂21就能通过上述平行四连杆机构相对于下起重臂12向左、右平行地移动。
标号21是构成建筑机械用的作业臂的作业装置11的摇臂，如图2到图12所示，该摇臂21由下列各部分构成沿着其长度方向延伸的方形筒状件22；设置在方形筒状件22长度方向一侧、连接两个夹持套23A、23B的夹持套安装部分23；设置在方形筒状件22长度方向另一侧、连接一个夹持套24A的另一个夹持套安装部分24；以及后述的液压缸托架26等。
此处，如图8所示，构成摇臂21主要部分的方形筒状件22做成横断面呈四角形的筒体。即，方形筒状件22由下列各部分构成位于其上侧的左、右分开的角部22A、22A；位于两个角部22A之间的上方平面部分22B；位于下侧的左、右分开的另两个角部22C、22C；位于两个角部22C之间的下方平面部分22D；位于角部22A、22C之间的左、右平面部分22E、22E。
此外，方形筒状件22的角部22A用后述的角部用厚板30形成，而上方平面部分22B用后述的平面用薄板28形成。此外，下方的角部22C用后述的厚板31等形成，下方平面部分22D用后述的薄板34等形成，左、右平面部分22E用后述的平面用薄板29形成。
此外，在位于摇臂21一侧的夹持套安装部分23上，用销子把图1中所示的联杆18连接在夹持套23A上，并用销子把铲斗15连接在夹持套23B上并能够转动。此外，位于摇臂21另一侧的夹持套安装部分24，通过夹持套24A用销子连接在图1中所示的摇臂拉杆14上并能够转动。
标号25是与夹持套安装部分24一起封闭方形筒状件22的另一侧的盖板，标号26是通过盖板25设置在方形筒状件22的另一侧上的液压缸托架。这里，如图1、图2所示，上述液压缸托架26做成大致呈扇形的托架板，并且开有两个销孔26A、26B。
此外，用销子将图1中所示的摇臂液压缸17的连杆一侧的端部连接在液压缸托架26的销孔26A中并能够转动，而用销子将铲斗液压缸20的底侧端部连接在销孔26B中并能够转动。
标号27是作为方形筒状件22的坯料的宽幅板状件，如图3到图5所示，这种宽幅板状件27是采用宽度方向的对焊将厚度互不相同的作为沿着其长度方向延伸的薄板部分的平面用薄板材28、29、29，和作为厚板部分的角部用厚板材30、30、厚板材31、31焊接而成。此外，这种对接焊接，可采用例如，激光焊接之类的能获得很深的熔深的高能量密度焊接进行。
这里，位于宽幅板状件27宽度方向中央部分的平面用薄板材28，使用沿着长度方向延伸的、很窄的平坦的薄钢板形成。此外，连接在平面用薄板材28的宽度方向(左、右方向)两侧的左、右角部用厚板材30、30，也与平面用薄板材28一样用沿着长度方向延伸的、很窄的平坦的薄钢板形成。
此外，如图4、图5所示，平面用薄板材28、29和角部用厚板材30、厚板材31分别采用对接将宽度方向的端部互相焊接起来，以使板厚方向的一面(上侧面)基本上位于同一个平面上，而板厚方向的另一面(下侧面)则呈凹凸面的形状。
此外，宽幅板状件27的角部用厚板材30、30的厚度，比平面用薄板材28厚，在图3和图4中用虚线表示的折弯线30A的位置上进行弯曲加工，做成具有凸出的弯曲形状的弯曲板材。而且，借助于把角部用厚板材30弯曲成具有如图6所示的断面呈L字形的曲面(圆形)部分，就形成了图8所示的方形筒状件22的角部22A。
此外，如图3、图4所示，连接在左、右角部用厚板材30、30宽度方向外侧的左、右平面用薄板材29、29，是用沿着角部用厚板材30的长度方向延伸的，具有大致呈梯形的平面形状的薄钢板形成的。而且，连接在平面用薄板材29宽度方向外侧的左、右厚板材31、31，是用沿着平面用薄板材29的外侧面的长度方向延伸的细长的厚钢板形成的。
在上述情况下，平面用薄板材28、29，例如，是用板厚为3～6mm，最好是板厚为3.2mm左右的钢板制成的。此外，角部用厚板材30、厚板材31，是用厚度为平面用薄板材28、29的两倍(例如，6～12mm左右)的钢板制成的。
而且，如图3所示，用这些薄板材28、29和厚板材30、31制成的宽幅板状件27的长度方向一侧的端面，做成对接在夹持套安装部分23(后述的夹持套用的厚板材37)上的结合端27A，而长度方向另一侧的端面，则做成对接在图2所示的盖板25上的结合端27B。
此外，在宽幅板状件27长度方向的另一侧，设有将平面用薄板材29、29的端部从结合端27B宽度方向的两侧，向着厚板材31另一侧的端面倾斜切割形成的倾斜端27C、27C。并且，使用高能量密度焊接等方法将图2、图12所示的夹持套安装部分24连接在这两个倾斜端27C上。
标号32是通过对宽幅板状件27进行弯曲加工形成的U字形部件，该U字形部件32，是在图3中用虚线表示的弯曲线30A的位置上，通过将宽幅板状件27的各厚板材30弯曲加工成凸出的弯曲形状，经过塑性变形后，成为如图6所示的横断面为U字形的部件。
此时，左、右角部用厚板材30、30也随着弯曲加工而弯曲成图6中所示的L字形断面，从而形成图8所示的方形筒状件22的角部22A、22A。此外，中央的平面用薄板材28，则形成位于方形筒状件22上方的平面部分22B。
此外，左、右平面用薄板材29、29则形成了方形筒状件22的左、右平面部分22E、22E。而且，在左、右厚板材31、31之间，形成了如图7所示的位于U字形部件32下侧的开口32A，这个开口32A被后述的板状部件33封闭。
标号33是与U字形部件32共同构成方形筒状件22的板状部件，如图7～图9所示，这个板状部件33由中央的薄板材34，以及用高能量密度焊接等方法连接在薄板材34宽度方向两侧的左、右厚板材35、35构成。
在这种情况下，板状部件33做成具有大致与如图9所示的U字形部件32的厚板材31相对应的长度，其宽度尺寸则如图7所示，与左、右厚板材31、31之间离开的尺寸相对应。而且，板状部件33嵌入图7所示的U字形部件32的开口32A内(厚板材31、31之间)，并通过使用高能量密度焊接等方法，形成的结合部分36、36，固定在厚板材31、31之间。
这样，就用板状部件33从下方封闭了U字形部件32的开口32A，形成了具有如图8所示的横断面呈四角形的方形筒状件22。而且，位于方形筒状件22下侧的左、右角部22C、22C，是由靠近U字形部件32的厚板材31和板状部件33的厚板材35的结合部分36的部分形成的，而位于方形筒状件22下侧的平面部分22D，则是由板状部件33的下表面形成的。
另外，板状部件33的薄板材34的板厚做得基本上与上述宽幅板状件27的平面用的板材28、29相同，厚板材35的厚度则做得与宽幅板状件27的厚板材30、31相同。
标号37是构成夹持套安装部分23的坯料的夹持套用的厚板材，这种夹持套用的厚板材37做成如图3所示的形状，并具有与宽幅板状件27的角部用厚板材30、厚板材31相同的板厚。此外，在夹持套用的厚板材37上设有下列各部分用来通过焊接安装图2所示的筒状夹持套部分23A的两个安装孔37A、37A；用来通过焊接安装图2所示的筒状夹持套部分23B的两个呈半圆形的安装凹槽37B、37B。
而且，这种夹持套用的厚板材37，在图3中用虚线表示的折弯线37C、37C的位置上，进行如图10所示的弯曲加工，做成具有与上述U字形部件32大致相同的横断面呈U字形的部件。
标号38是与夹持套用的厚板材37共同构成夹持套安装部分23的板状部件，这个板状部件38几乎与上述方形筒状件22的板状部件33一样，是由如图10所示的中央薄板材38A及左、右厚板材38B、38B构成的。不过，此时的板状部件38与夹持套用的厚板材37相对应，长度做得较短，结合在夹持套用的厚板材37上，从而将夹持套用的厚板材37的下侧开口封闭。
而且，夹持套安装部分23通过把夹持套用的厚板材37与板状部件38结合起来，做成横断面呈四角形的长度较短的四角形筒状。然后，这个夹持套安装部分23在图2所示的结合端27A的位置上，结合在方形筒状件22长度方向一侧。
标号39是构成夹持套安装部分24的坯料的另一个夹持套用厚板材，这个夹持套用厚板材39具有与宽幅板状件27的厚板材30、31同样的板厚，做成如图11所示的形状。此外，在夹持套用厚板材39上设有两个大致呈半圆形的安装凹槽39A、39A，以便通过焊接安装图2所示的筒状的夹持套部分24A。
此时，对夹持套用厚板材39进行弯曲加工，使其在图11中用虚线表示的折弯线39B、39B的位置上如图12所示向上弯曲，做成横断面呈U字形的夹持套安装部分24。而且，夹持套安装部分24结合在方形筒状件22长度方向的另一侧的图2所示的倾斜端27C的位置上。
本实施例的液压挖掘机1具有如上所述的结构，下面，说明构成其作业臂的摇臂21的制造方法。
首先，在制造作为摇臂21的主要部分的方形筒状件22的工序中，采用激光焊接等方法，分别把如图3、图4所示的中央部分的平面用薄板材28，其左、右两侧的角部用厚板材30、30，其外侧的平面用薄板材29、29，以及更外侧的厚板材31、31，在它们的宽度方向上进行对接焊接，制成局部板厚互不相同的宽幅板状件27(第一焊接工序)。
接着，使用压力机的模具(未图示)之类，对这样制成的宽幅板状件27进行弯曲加工，使其塑性变形而成为如图6、图9所示的横断面呈U字形的U字形部件32(弯曲加工工序)。在这种情况下，用压力机把宽幅板状部件27的左、右角部用厚板材30、30，弯曲成如图6所示的L字形断面，从而成为U字形部件32。
此外，如图7所示，通过把厚板材35、35对接焊接在薄板材34左、右两侧，从而形成与U字形部件32不同的另一块板状部件33。然后，用激光焊接等方法把这块板状部件33结合在U字形部件32的开口32A一侧，从而用板状部件33封闭位于U字形部件32下方的开口32A(第二焊接工序)。
这样，就形成了如图8所示的，由U字形部件32和板状部件33构成的横断面呈四角形的方形筒状件22。此外，位于方形筒状件22上侧的角部22A可以用角部用厚板材30来形成，而上侧的平面部分22B则可以用平面用薄板材28来形成。
此外，位于方形筒状件22下侧的角部22C，可以由靠近厚板材31、35之间的结合部分36的厚板材31来形成，而下方的平面部分22D则可以由板状部件33(薄板材34)的下面一侧来形成。此外，位于方形筒状件22左、右两侧的平面部分22E，可以由处于厚板材30、31之间的平面用薄板材29来形成。
接着，在夹持套安装部分23的制造工序中，首先，用冲压成形等方法，在作为夹持套安装部分23的坯料的夹持套用厚板材37上，冲出如图3所示的由圆形孔构成的两个安装孔37A、37A，以及呈半圆形的两个安装凹槽37B、37B。
然后，在图3中用虚线表示的折弯线37C、37C的位置上，对夹持套用厚板材37进行弯曲加工，通过这种弯曲加工，把夹持套用厚板材37压制成形为如图10所示的横断面呈U字形的部件。
另外，通过把厚板材38B、38B对接焊接在如图10所示的薄板材38A的左、右两侧，从而形成不同于夹持套用厚板材37的另一个板状部件38。然后，用激光焊接等方法结合这块板状部件38，使其封闭夹持套用厚板材37的下方开口。
这样，就用夹持套用厚板材37和板状部件38将横断面呈四角形的夹持套安装部分23做成尺寸较短的方形筒状件。然后，用激光焊接等方法，把这样形成的夹持套安装部分23结合在方形筒状件22长度方向一侧的图2所示的结合端27A的位置上。
另一方面，在夹持套安装部分24的制造工序中，首先，用冲压成形等方法，在用作夹持套安装部分24的坯料的厚板材39上冲出如图11所示的大致呈半圆形的两个安装凹槽39A、39A。
然后，在图11中用虚线表示的折弯线39B、39B的位置上，对上述夹持套用厚板材39进行弯曲加工，借此，把夹持套用厚板材39压制成如图12所示的横断面呈U字形的部件。接着，用激光焊接等方法，把这样形成的夹持套安装部分24，结合在方形筒状件22长度方向上另一侧的图2所示的倾斜端27C的位置上。
此外，利用激光焊接等方法，把盖板25结合在方形筒状件22长度方向的另一侧的图2所示的结合端27B的位置上，由这块盖板25封闭方形筒状件22的另一侧的端部。
此外，在这块盖板25的外侧，用焊接的方法设置了向着方形筒状件22的另一侧的上面延伸的液压缸托架26。这样，就能如图2所示地制造出作为作业臂的摇臂21。
此外，对于构成图1所示的作业装置11的另一根作业臂的下起重臂12、上起重臂13，也可以与摇臂21一样，分别做成方形筒状件。
其次，设有这种偏置起重臂式的作业装置11的液压挖掘机1，可以通过驱动其行走部件2行走，使其前进或者后退。此外，通过驱动转动部件3，使它在行走部件2上转动，就能适当地改变作业装置11的方向。
此外，在进行泥土或砂子的挖掘作业时，通过起重臂液压缸16，摇臂液压缸17和铲斗液压缸20的伸缩，就能使作业装置11的下起重臂12、摇臂21和铲斗15工作，用这个铲斗15进行挖掘作业。
此外，偏置起重臂式的作业装置11通过使偏置液压缸(未图示)伸缩，就能使上起重臂13相对于下起重臂12向左、右方向转动，在使摇臂21相对于下起重臂12向左、右方向平行移动的状态下，就能很容易地进行例如，侧沟的挖掘作业等。
还有，如图1所示，在使作业装置11的下起重臂12大幅度向上方仰起，并使摇臂21和铲斗15转动以折叠在下起重臂12一侧的状态下，就能把整个作业装置11收拢到转动部件3的转动半径内，即使在狭窄的作业现场里，也不会接触到周围的障碍物等，能顺利地进行泥土和砂子的挖掘作业。
这样，按照本实施例，在制造作为摇臂21的主要部分的方形筒状件22时，通过使用激光焊接等方法，把如图3、图4所示的中央部分的平面用薄板材28，其左、右两侧的角部用厚板材30、30，其外侧的平面用薄板材29、29以及其外侧的厚板材31、31对接焊接起来，就形成了局部板厚互不相同的宽幅板状件27。接着，通过对这种宽幅板状件27在左、右两侧的角部用厚板材30、30的位置上进行弯曲成L字形断面的弯曲加工，就能形成如图6、图9所示的，横断面呈U字形的U字形部件32。
此外，如图7所示，用对接焊把厚板材35、35焊接在薄板材34的左、右两侧，就形成了与U字形部件32不同的另一个板状部件33。接着，用激光焊接等方法把这块板状部件33结合在U字形部件32的开口32A一侧，从而用板状部件33来封闭位于U字形部件32下侧的开口32A，就形成了如图8所示的横断面呈四角形的方形筒状件22。
结果，构成摇臂21的主要部分的方形筒状件22就能用角部用厚板材30来形成其上侧的角部22A，用平面用薄板材28来形成其上侧的平面部分22B。此外，还能用厚板材31、35之间的结合部分36的附近部分形成位于方形筒状件22下侧的角部22C，用板状部件33(薄板材34)的下面一侧来形成下侧的平面部分22D。还有，还能用厚板材30、31之间的平面用薄板材29来形成位于方形筒状件22左、右两侧的平面部分22E。
即，按照本发明人等所进行的对作业臂(例如，摇臂21)所要求的结构的分析，为了确保方形筒状件22在角部22A、22C处的刚性，就必须增大板厚。可是，位于这些角部22A、22C之间的平面部分22B、22D、22E所分担的载荷要比各角部22A、22C的低。因此，很显然，平面部分22B、22D、22E就不一定需要增大板厚。
所以，在本实施例中，方形筒状件22的平面部分22B、22D、22E用薄板材28、29、34制成，从而减轻了摇臂21整体的重量。此外，方形筒状件22的角部22A、22C则是用角部用厚板材30和厚板材31、35形成的结构。
这样，就能提高摇臂21整体的刚性，例如，摇臂21就能以足够的刚性承受挖掘泥土和砂子时从铲斗15一侧传递过来的挖掘反作用力等。此外，还能采用薄板材28、29、34和厚板材30、31、35那样板厚不同的钢板等，来形成摇臂21的方形筒状件22，从而能采用通用程度很高的板材作为摇臂2的坯料。
此外，作为方形筒状件22的坯料的宽幅板状件27，可以在弯曲加工成U字形部件32之前的阶段中，通过把厚度互不相同的薄板材28、29和厚板材30、31对接焊接而成，此时的焊接作业，例如，可以进行平面焊接施工。
在这种情况下，例如，如图3所示，只要把平面用薄板材28，左、右角部用的厚板材30、30，左、右的平面用薄板材29、29，和左、右的厚板材31、31，并排地布置在平台上，并使得它们的板厚方向的一个平面(图5中所示的上方的面)以翻转的状态朝下即可。
这样，在借助于平台的表面把这些板材28、30、29、31布置在同一个平面上的状态下，就能很方便地进行对接焊接，可进行平面焊接施工。由于采用了这种平面焊接施工，与在现有技术中所说的立体焊接施工相比，能大大地简化结合部位的定位作业。而且，由于采用平面焊接施工，能提高焊接时的作业性，从而能充分保证结合部分的强度。
此外，由于使用了能获得很深熔深的激光焊接等高能量密度焊接，因而，能提高宽幅板状件27的薄板材28、29和厚板材30、31的焊接部位的结合强度，例如，使用从外侧进行的焊接施工，就能完成贯穿到内侧的完全的焊接。
因此，激光焊接等高能量密度焊接，即使与使用电弧焊接等局部熔深、带垫板的全熔深焊接相比，也能提高其焊接部分的疲劳寿命。此外，与电弧焊接相比，能达到为其5倍焊接速度的高速焊接，从而能减少输入热量。其结果是，由于使用了高能量密度焊接，特别是还能减少板厚10mm以下的薄板材28、29等在焊接之后所产生的变形。此外，即使是对于在弯曲加工时所产生的拉伸负荷等载荷，也能确保充分的结合强度。
此外，在对宽幅板状件27进行弯曲加工，形成U字形部件32的时候，由于平面用薄板材28、29与角部用厚板材30之间的板厚之差所形成的凹凸面如图6所示，并没有露出在U字形部件32的外侧面。因此，能把U字形部件32的外侧面，即，方形筒状件22的外侧面做成没有凹凸的均匀的平面。
此外，如图7、图9所示，即使在用激光焊接等方法把板状部件33焊接在U字形部件32的开口32A一侧，形成图8所示的方形筒状件22的情况下，只要把板状部件33放置在与具有90°弯曲角的压制成形的U字形部件32的相应位置上，使其封闭其开口32A即可。
因此，即使对于在图9所示的U字形部件32的长度方向上使U字形部件32与板状部件33的位置相符的作业来说，也能很容易地进行，从而能提高焊接时的作业性。而且，由于使用了高能量密度焊接的全深度焊接，因而能充分地保证结合部分的强度。
因此，按照本实施例，只要使用板厚互不相同的平面用薄板材28、29，和角部用厚板材30、31等，形成宽幅板状件27和U字形部件32，并把板状部件33组合在U字形部件32的开口32A一侧使其相互结合，就能够形成横断面呈四角形的方形筒状件22。这样，就能在减轻构成作业臂的摇臂21的重量的同时，还能充分地保证其刚性。
此外，还能使用平面焊接施工，形成由平面用薄板材28、29和角部用厚板材30、31构成的宽幅板状件27，与立体焊接施工相比较，能大大地简化结合部位的定位作业，并且还能提高焊接时的作业性能，能充分地保证结合部分的强度。
下面，图13和图14表示本发明的第二实施例。其中，凡是在本实施例中与上述第一实施例相同的结构要素，都标以相同的标号，并省略其说明。
然而，本实施例的结构具有下列特征通过焊接把夹持套用厚板材41、42、42设置在由平面用薄板材28、29和角部用厚板材30、31构成的宽幅板状件27的长度方向的端部(结合端27A和倾斜端27C、27C)上，然后将夹持套用厚板材41与宽幅板状件27一起进行弯曲加工。
这里，夹持套用厚板材41基本上做成与第一实施例中所述的夹持套用厚板材37相同，具有由圆形孔构成的两个安装孔41A、41A及呈半圆形的两个安装凹槽41B、41B。而且，夹持套用厚板材41在图13中用虚线表示的折弯线41C、41C的位置上进行弯曲加工后，构成图2中的例子所示的夹持套安装部分23。
不过，在这种情况下的夹持套用厚板材41，例如，是用激光焊接等高能量密度焊接预先结合在宽幅板状件27的结合端27A上，然后再如图14所示与宽幅板状件27一起进行弯曲加工，形成后述的U字形部件43。
此外，另外两个夹持套用厚板材42、42，是用于构成图2中的例子所示的夹持套安装部分24，用来替代第一实施例中所述的夹持套用厚板材39。而且，夹持套用厚板材42具有与宽幅板状件27的厚板材30、31同样的板厚，做成大致如图13所示的三角形的形状。
此外，在夹持套用厚板材42上，设有把图2中的例子所示的夹持套部分24A用焊接方法安装在其上的，大致呈半圆形的安装凹槽42A。而且，这两块夹持套用厚板材42，用激光焊接等方法，在图13所示的倾斜端27C的位置上，结合在宽幅板状件27的长度方向的另一侧上。
标号43是通过对宽幅板状件27和厚板材41、42一起进行弯曲加工而形成的U字形部件。这个U字形部件43基本上做得与第一实施例中所述的U字形部件32相同，是将构成摇臂21的主要部分的方形筒状件22与后述的板状部件44共同构成的部件。
不过，这种情况下的U字形部件43，是把夹持套用厚板材41、42、42预先结合起来状态下的宽幅板状件27，通过冲压加工而形成如图14所示的，呈U字形的横断面，而夹持套用厚板材41、42则构成U字形部件43的一部分。
标号44是在本实施例中采用的板状部件，这个板状部件44做成大致与第一实施例中所述的板状部件33相同，由中央薄板材45，和用激光焊接等方法结合在薄板材45宽度方向两侧的左、右厚板材46、46构成。
在这种场合下，板状部件44做成具有与如图14所示的U字形部件43的厚板材31和厚板材41、42大致对应的长度，而其宽度尺寸则与左、右厚板材31、31之间的间距尺寸相对应。此外，板状部件44嵌入到U字形部件43下侧的开口内(厚板材31、31之间)，用激光焊接等方法固定在厚板材31、31之间。
这样，就用板状部件44封闭了U字形部件43下侧的开口，形成了与第一实施例中所述的方形筒状件22同样的横断面呈四角形的方形筒状件。
因此，在这种结构的本实施例中，几乎与上述第一实施例一样，可以用板厚互不相同的薄板材28、29和厚板材30、31等形成宽幅板状件27和U字形部件43，不但能够减轻构成作业臂的摇臂21的重量，还能充分保证其刚性。
特别是，按照本实施例的结构，在由薄板材28、29和厚板材30、31构成的宽幅板状件27长度方向的端部上，用焊接设置了夹持套用厚板材41、42、42，然后，将夹持套用厚板材41与宽幅板状件27一起进行弯曲加工，从而形成了U字形部件43。
这样，就能将构成夹持套安装部分23的夹持套用厚板材41与宽幅板状件27一起进行弯曲加工，可减少弯曲加工时的工序数量，提高其作业性能。
此外，借助于把夹持套用厚板材41、42结合在宽幅板状件27长度方向的端部上，例如，就能抑制在弯曲加工时产生的拉伸载荷、压缩载荷等载荷对宽幅板状件27的薄板材28、29的不良影响，能将夹持套用厚板材41、42用作对薄板材28、29的增强材料。此外，由于把夹持套用厚板材41做成与角部用厚板材30等具有同样的板厚，因而能使两者在一起进行弯曲加工时的应力分布和载荷分担等均匀化。
接着，图15和图16表示本发明的第三实施例。此处，在本实施例中，凡是与上述第一实施例相同的结构要素都标以相同的标号，并省略其说明。
可是，本实施例的结构特征在于，用板状部件51来封闭U字形部件32的开口32A。
在本实施例中，板状部件51基本上与第一实施例中所述的板状部件33一样，由中央的薄板材52和左、右的厚板材53、53构成。不过，这种情况下的板状部件51的宽度尺寸做得比上述板状部件33的大，而左、右的厚板材53、53，在其上表面与U字形部件32(厚板材31、31)的下表面接触的状态下，通过结合部分54、54结合起来。
而且，这两个结合部分54用激光焊接等方法，在U字形部件32的下面一侧把板状部件51的厚板材53结合在厚板材31上，并以很深的熔深把两者固定在一起。这样，就用板状部件51封闭了U字形部件32的开口32A，与第一实施例中所述的方形筒状件22一样，形成了横断面呈四角形的方形筒状件22’。
因此，在这种结构的本实施例中，也能获得与上述第一实施例大致相同的作用和效果。而且，在这种情况下，能用角部用厚板材30来形成位于方形筒状件22’上侧的角部22A’，能用平面用薄板材28来形成上侧的平面部分22B’。
此外，可以由靠近厚板材31、53之间的结合部分54的部位来形成位于方形筒状件22’下侧的角部22C’，而由板状部件51(薄板材52)的下表面来形成下侧的平面部分22D’。另一方面，可以由厚板材30、31之间的薄板材29来形成位于方形筒状件22’左、右两侧的平面部分22E’。
接着，图17表示本发明的第四实施例。在本实施例中，凡是与上述第一实施例相同的结构要素都标以相同的标号，并省略其说明。
可是，本实施例的结构特征在于，构成摇臂21的主要部分的方形筒状件61，使用由平面用薄板材62、63、63和角部用厚板材64、64构成的U字形部件65，和封闭U字形部件65下侧开口的板状部件66构成。
在本实施例中，平面用薄板材62、63、63和角部用厚板材64、64，大致与第一实施例中所述的宽幅板状件27相同，预先在其宽度方向进行对接焊接，通过在角部用厚板材64、64的位置上进行弯曲加工，从而被压制成U字形部件65。
此外，板状部件66是用具有与角部用厚板材64同样板厚的整块钢板做成的，其宽度尺寸比上述板状部件33更大一些。板状部件66的左、右两侧部位，在其上表面与U字形部件65(薄板材63、63)下表面接触的状态下，用结合部分67、67结合在一起。
而且，这两个结合部分67是用激光焊接等方法，把板状部件66的两侧部位结合在U字形部件65的下面一侧的薄板材63上，并以很深的熔深将两者固定。这样，就用板状部件66封闭了U字形部件65下侧的开口，与第一实施例中所述的方形筒状件22一样，形成了横断面呈四角形的方形筒状件61。
因此，在这种结构的本实施例中，也能获得与上述第一实施例大致相同的作用和效果。而且，在这种情况下，能用角部用厚板材64来形成位于方形筒状件61上侧的角部61A，能用平面用薄板材62来形成上侧的平面部分61B。
此外，能由靠近薄板材63与板状部件66之间的结合部分67的部位来形成位于方形筒状件61下侧的角部61C，而由板状部件66的下表面来形成下侧的平面部分61D。另一方面，能由平面用薄板材63来形成位于方形筒状件61左、右两侧的平面部分61E。
接着，图18～图21表示本发明的第五实施例。在本实施例中，凡是与上述第一实施例相同的结构要素都标以相同的标号，并省略其说明。
可是，本实施例的结构特征在于，构成如图20、图21所示的摇臂21的主要部分的方形筒状件71，使用由角部用厚板材72和左、右平面用薄板材73、73构成的U字形部件74，以及封闭U字形部件74下侧开口的板状部件75构成。
这里，作为构成U字形部件74的坯料的宽幅板状件74’，基本上与第一实施例中所述的宽幅板状件27一样，把角部用厚板材72和平面用薄板材73、73，如图18、图19所示在其宽度方向上通过对接焊接而成。而且，这种情况下的宽幅板状件74’，是通过在图18中用虚线所表示的折弯线72A、72A的位置上，把角部用厚板材72弯曲加工成U字形，从而压制成形为如图20所示的U字形部件74。
此外，板状部件75与第一实施例中所述的板状部件33一样，由中央的薄板材76和左、右的厚板材77、77构成的。不过，这种情况下的板状部件75的宽度尺寸做得比上述板状部件33的大，而左、右的厚板材77、77，在其上表面与U字形部件74(薄板材73、73)的下表面接触的状态下，通过结合部分78、78结合起来。
而且，这两个结合部分78用激光焊接等方法，在U字形部件74的下面一侧把板状部件75的厚板材77结合在薄板材73上，并以很深的熔深把两者固定。这样，就用板状部件75封闭了U字形部件74下方的开口，与第一实施例中所述的方形筒状件22一样，形成了横断面呈四角形的方形筒状件71。
因此，在这种结构的本实施例中，也能获得与上述第一实施例大致相同的作用和效果。而且，在这种情况下，能用角部用厚板材72的左、右两侧部位来形成位于方形筒状件71上侧的角部71A，能用角部用厚板材72宽度方向的中间部分来形成上侧的平面部分71B。
此外，可以由靠近薄板材73与板状部件75(厚板材77)之间的结合部分78的部分来形成位于方形筒状件71下侧的角部71C，而由板状部件75(薄板材76)的下表面来形成下侧的平面部分71D。另一方面，可以由用作平面用薄板材的薄板材73来形成位于方形筒状件71左、右两侧的平面部分71E。
接着，图22表示本发明的第六实施例。在本实施例中，凡是与上述第一实施例相同的结构要素都标以相同的标号，并省略其说明。
可是，本实施例的结构特征在于，构成摇臂21的主要部分的方形筒状件81，使用由角部用厚板材82，厚板材83、83和左、右平面用薄板材84、84构成的U字形部件85，以及封闭U字形部件85下侧开口的板状部件86构成。
在本实施例中，角部用厚板材82，厚板材83、83和平面用薄板材84、84，基本上与图18、图19所示的第五实施例中所述的宽幅板状件74’一样，预先在宽度方向上把它们对接焊接起来，然后，通过把角部用厚板材82的左、右两侧部位弯曲加工成U字形，从而压制成形U字形部件85。
此外，板状部件86与第一实施例中所述的板状部件33一样，由中央的薄板材87和左、右的厚板材88、88构成。不过，这种情况下的板状部件86的宽度尺寸做得比上述板状部件33的大，而左、右的厚板材88、88，在其上表面与U字形部件85(厚板材83、83)的下表面接触的状态下，通过结合部分89、89结合起来。
而且，这两个结合部分89，是用激光焊接等方法，在U字形部件85的下面一侧把板状部件86的厚板材88结合在厚板材83上，以很深的熔深把两者固定。这样，就用板状部件86封闭了U字形部件85下方的开口，与第一实施例中所述的方形筒状件22一样，形成了横断面呈四角形的方形筒状件81。
因此，在这种结构的本实施例中，也能获得与上述第一实施例大致相同的作用和效果。而且，在这种情况下，能用角部用厚板材82的左、右两侧的部位来形成位于方形筒状件81上侧的角部81A，能用厚板材82宽度方向的中间部分来形成上侧的平面部分81B。
此外，可以由靠近厚板材83与板状部件86(厚板材88)之间的结合部分89的部分来形成位于方形筒状件81下侧的角部81C，而由板状部件86(薄板材87)的下表面来形成下侧的平面部分81D。另一方面，可以由平面用薄板材84来形成位于方形筒状件81左、右两侧的平面部分81E。
接着，图23表示本发明的第七实施例。在本实施例中，凡是与上述第一实施例相同的结构要素都标以相同的标号，并省略其说明。
可是，本实施例的结构特征在于，构成摇臂21的主要部分的方形筒状件91，使用由平面用薄板材92、93、93和角部用厚板材94、94构成的U字形部件95，和封闭U字形部件95上侧开口的板状部件96构成。
即，在本实施例中，U字形部件95布置在板状部件96的下侧。而且，板状部件96通过后述的结合部分97、97固定在U字形部件95上，从而从上方盖住如图23所示的断面呈U字形的上侧开了口的U字形部件95。
在本实施例中，平面用薄板材92、93、93和角部用厚板材94、94，大致与第一实施例中所述的宽幅板状件27相同，预先在其宽度方向进行对接焊接，通过对角部用厚板材94、64进行弯曲加工，使其平面用薄板材93朝向上方，从而压制成形为U字形部件95。
此外，板状部件96使用具有与角部用厚板材94同样板厚的整块钢板做成具有比上述板状部件33更大一些的宽度尺寸。板状部件96的左、右两侧部位，在其下表面与U字形部件95(平面用薄板材93、93)上方端面接触的状态下，用结合部分97、97结合在一起。
而且，这两个结合部分97用激光焊接等方法，在U字形部件95的上端一侧把板状部件96的左、右两侧部位结合在薄板材93上，并以很深的熔深将两者固定。这样，就用板状部件96封闭了U字形部件95上端一侧的开口，与第一实施例中所述的方形筒状件22一样，形成了横断面呈四角形的方形筒状件91。
因此，在这种结构的本实施例中，也能获得与上述第一实施例大致相同的作用和效果。在这种情况下，能用靠近平面用薄板材93和板状部件96之间的结合部分97来形成位于方形筒状件91上侧的角部91A，能用平部件96的上面一侧来形成上侧的平面部分91B。
此外，能用角部用厚板材94来形成位于方形筒状件91下侧的角部91C，而能用平面用薄板材92来形成下侧的平面部分91D。另一方面，能由平面用薄板材93来形成位于方形筒状件91的左、右两侧的平面部分91E。
接着，图24～图28表示本发明的第八实施例。在本实施例中，凡是与上述第一实施例相同的结构要素都标以相同的标号，并省略其说明。
不过，本实施例的结构特征在于将平面用薄板材与角部用厚板材互相对接焊接而成，使其板厚方向的一侧呈凹凸面的形状，而另一侧则大致在同一个平面上。
图中，标号101是本实施例所采用的方形筒状件，这个方形筒状件101做成大致与第一实施例中所述的方形筒状件22相同。在本实施例中，如图28所示，方形筒状件101由下列各部分构成位于上侧，左、右隔开距离的角部101A、101A；位于各角部101A之间的上侧平面部分101B；位于下侧，左、右隔开距离的另两个角部101C、101C；位于各角部101C之间的下侧平面部分101D；以及位于角部101A、101C之间的左、右平面部分101E、101E。
标号102是构成方形筒状件101的坯料的宽幅板状件，这种宽幅板状件102基本上做成与第一实施例中所述的宽幅板状件27相同。在本实施例中，宽幅板状件102如图24、图25所示，通过在宽度方向上将平面用薄板材103、104、104，角部用厚板材105、105、厚板材106、106对接焊接而成使其厚度相互不同。而且，这些对接焊接，例如用激光焊接等能获得很深熔深的高能量密度焊接进行。
不过，如图24、图25所示，这种情况的平面用薄板材103、104和角部用厚板材105、厚板材106，通过互相对接焊接而使板厚方向的一侧(上侧面)呈凹凸面的形状，而板厚方向的另一侧(下侧面)则基本上处于同一个面上，从而形成了宽幅板状件102。
标号107是将宽幅板状件102弯曲加工后所形成的U字形部件，这种U字形部件107通过在图24中用虚线表示的折弯线105A、105A的位置上，对宽幅板状件102的各角部用厚板材105进行弯曲加工，使其塑性变形，成为凸出的弯曲形状，从而形成如图26、图27所示的横断面呈U字形的部件。
此时，左、右角部用厚板材105、105便随着弯曲加工而弯曲成如图26所示的L字形断面，从而形成了图28所示的方形筒状件101的角部101A、101A。此外，中央的平面用薄板材103则形成位于方形筒状件101上侧的平面部分101B。
此外，左、右平面用薄板材104、104形成了方形筒状件101的左、右平面部分101E、101E。而且，如图26所示，在左、右厚板材106、106之间，形成了位于U字形部件107下侧的开口107A，这个开口107A由后述的板状部件108将其封闭。
此外，在U字形部件107的外侧面上，由于平面用薄板材103、104、104与角部用厚板材105、105之间的板厚之差，而形成了凹凸面107B、107C、107C。不过，U字形部件107的内表面则基本上形成一个平面。
标号108是与U字形部件107共同构成方形筒状件101的板状部件，这个板状部件108如图26所示，由中央的薄板材109，以及用高能量密度焊接等方法结合在薄板材109的宽度方向两侧的左、右厚板材110、110构成。
在这种情况下，如图26所示，中央的薄板材109和左、右的厚板材110、110通过相互对接焊接，从而使下侧面呈凹凸面的形状，而上侧面则基本上处于同一个平面上，这样，就形成了板状部件108。
而且，把板状部件108对合在U字形部件107的开口107A一侧(厚板材106、106的下端)，再如图28所示，用高能量密度焊接等方法形成的结合部分111、111将其固定在厚板材106、106上。
这样，就用板状部件108从下侧封闭了U字形部件107的开口107A，如图28所示，形成了横断面呈四角形的方形筒状件101。而且，位于方形筒状件101下侧的左、右角部101C、101C，由靠近U字形部件107的厚板材106和板状部件108的厚板材110的结合部分111的部分形成，而位于方形筒状件101下侧的平面部分101D，则是由板状部件108的下表面形成。
因此，在这种结构的本实施例中，也能获得与上述第一实施例大致相同的作用和效果。不过，在本实施例中，在形成宽幅板状件102时，如图24和图25所示，把平面用薄板材103、104和角部用厚板材105、厚板材106进行对接焊接，从而使上侧面呈凹凸面，而下侧面则基本上处于同一个面上。
因此，在将宽幅板状件102的角部用厚板材105、105弯曲加工成凸出的弯曲形状，形成图27所示的U字形部件107时，就能抑制作用在平面用薄板材103与角部用厚板材105的焊接部分112上的拉伸载荷，例如，能防止发生从焊接部分112到焊接部分的裂纹。
即，在弯曲加工角部用厚板材105时，有在U字形部件107的外侧面(凹凸面107B一侧)上产生沿着图27中的箭头A方向的拉伸载荷，而在U字形部件107的内侧面上产生沿箭头B所示方向的压缩载荷的倾向。可是，在这种情况下的平面用薄板材103与角部用厚板材105的外侧面则是凹凸面107B，而内侧面则是均匀的平面。
这样，在平面用薄板材103与角部用厚板材105之间的焊接部分112上，在箭头A方向上几乎没有拉伸应力作用，因而能抑制由于拉伸应力的影响而使焊接部分112的强度降低。此外，在平面用薄板材103与角部用厚板材105之间的焊接部分112上，虽有箭头B方向的压缩应力的作用，但这种压缩应力不会对焊接部分112产生不良的影响。即，由于这种压缩应力作用在图27中的箭头B所示的方向上，而不像作用在箭头A方向那样把焊接部分112拉开，所以，这种压缩应力不会对焊接部分112产生不良的影响。
结果，可减少焊接部分112的断裂，能确保焊接部分112具有充分的强度。此外，U字形部件107的焊接部分112与第一实施例中所述的U字形部件32等相比较，还能可靠地降低残留的拉伸应力等，从而能大幅度提高其耐裂纹的性能和疲劳寿命。
此外，这种情况下的U字形部件107，能做成使因平面用薄板材103、104与角部用厚板材105之间的板厚之差所形成的凹凸面107B、107C露出在方形筒状件101的外侧面上。这样，就能对方形筒状件101的外侧面赋予由凹凸面107B、107C形成的某种外观设计性，不但能强调方形筒状件101的牢固的结构，还能提高其作为建筑机械用作业臂的商品价值。
接着，图29和图30表示本发明的第九实施例。在本实施例中，凡是与上述第八实施例相同的结构要素都标以相同的标号，并省略其说明。
不过，本实施例的特征在于使用如图30所示的角部用厚板材123等，构成作为方形筒状件121的坯料的宽幅板状件122，通过在上述角部用厚板材123宽度方向的两侧进行倒角加工等，以形成倾斜面123A、123B。
在本实施例中，宽幅板状件122基本上与第八实施例中所述的宽幅板状件102一样，通过将平面用薄板材103、104、104，与角部用厚板材123、123、厚板材124、124在它们的宽度方向上进行对接焊接而成，使其厚度互不相同。
不过，这种情况下的宽幅板状件122的不同点在于，在角部用厚板材123的宽度方向的两侧形成了倾斜面123A、123B。此外，在宽幅板状件122的厚板材124、124上，也通过对其宽度方向的一个侧面进行倒角加工而形成倾斜面124A、124A。
此外，这种情况下的宽幅板状件122，也通过对角部用厚板材123进行弯曲加工，压制成形为横断面呈U字形的U字形部件125。此外，U字形部件125下侧的开口125A，用如图29所示的板状部件126予以封闭。
在这种情况下，板状部件126基本上与第八实施例中所述的板状部件108相同，由中央薄板材109和左、右厚板材127、127构成。不过，板状部件126的厚板材127通过对其宽度方向的一侧进行倒角加工，形成了倾斜面127A。
此外，在方形筒状件121(U字形部件125)的外侧面上，形成了因平面用薄板材103、104、104与角部用厚板材123、123的板厚之差形成的凹凸面125B、125C、125C。此外，方形筒状件121的内侧面基本上是均匀的平面。
因此，在这种结构的本实施例中，也能获得与上述第八实施例大致相同的作用和效果。而且，在这种情况下，能用角部用厚板材123来形成位于方形筒状件121上侧的角部121A，而用平面用薄板材103来形成上侧的平面部分121B。
此外，可以由靠近厚板材124与板状部件126之间的结合部分111的部分，来形成位于方形筒状件121下侧的角部121C，而由板状部件126的下表面来形成下侧的平面部分121D。而且，可以用平面用薄板材104来形成位于方形筒状件121的左、右两侧的平面部分121E。
不过，在本实施例中，在角部用厚板材123的宽度方向的两侧形成了倾斜面123A、123B，而在厚板材124、127上也形成了倾斜面124A、127A。因此，就能用倾斜面123A、123B、124A、127A，把露出在方形筒状件121(U字形部件125)的外侧面上的凹凸面125B、125C等做成圆滑的凹凸面，因此，能提高建筑机械用的作业臂的商品价值。
接着，图31～图34表示本发明的第十实施例。在本实施例中，凡是与上述第一实施例相同的结构要素都标以相同的标号，并省略其说明。
不过，本实施例的结构特征在于平面用薄板材和角部用厚板材相互对接焊接而成，从而使板厚方向的一侧与另一侧都呈凹凸面的形状。
图中，标号131是在本实施例中使用的方形筒状件，这个方形筒状件131做成大致与第一实施例中所述的方形筒状件22相同，如图31所示，方形筒状件131由下列各部分构成位于上侧，左、右隔开距离的角部131A、131A；位于各角部131A之间的上侧平面部分131B；位于下侧，左、右隔开距离的另两个角部131C、131C；位于各角部131C之间的下侧平面部分131D；以及位于角部131A、131C之间的左、右平面部分131E、131E。
标号132是构成方形筒状件131的坯料的宽幅板状件，这个宽幅板状件132做成与第一实施例中所述的宽幅板状件27基本相同。在本实施例中，宽幅板状件132如图32所示，由平面用薄板材133、134、134，与角部用厚板材135、135，厚板材136、136在它们的宽度方向上对接焊接而成。而且，这些对接焊接采用例如激光焊接等能获得很深熔深的高能量密度焊接进行。
不过，如图32所示，这种情况的平面用薄板材133、134和角部用厚板材135、厚板材136，互相在板厚方向的中间部位上对接焊接，使其板厚方向的一侧和另一侧(上、下侧面)面都呈凹凸面的形状，从而形成宽幅板状件132。
标号137是作为用焊接形成宽幅板状件132的时候所使用的夹具的放置台，在这个放置台137的上表面一侧，如图32所示，在与平面用薄板材133、134相对应的位置上，形成了凸出面137A、137B、137B，在这些凸出面137A、137B、137B之间，则形成了凹下面137C、137C、137D、137D。
此外，在放置台137的凸出面137A、137B上，放置平面用薄板材133、134，在凹下面137C、137D上，分别放置角部用厚板材135、厚板材136。此时，平面用薄板材133、134如图32所示，布置在相对于角部用厚板材135、厚板材136下方的距离尺寸为t的位置上。此时的尺寸t可以设定为相对于角部用厚板材135、厚板材136的板厚T，例如，为1/2(t＝T/2)左右。
标号138是通过对宽幅板状件132进行弯曲加工而形成的U字形部件，这种U字形部件138通过将宽幅板状件132的各角部用厚板材135弯曲加工成凸出的弯曲形状，使其塑性变形，从而形成如图33、图34所示的横断面呈U字形的部件。
此时，左、右角部用厚板材135、135便随着弯曲加工而弯曲成如图34所示的L字形断面，从而形成了图31所示的方形筒状件131的角部131A、131A。此外，中央的平面用薄板材133则形成位于方形筒状件131上侧的平面部分131B。
此外，左、右平面用薄板材134、134则形成了方形筒状件131的左、右平面部分131E、131E。而且，如图33所示，在左、右厚板材136、136之间，形成了位于U字形部件138下侧的开口138A，这个开口138A被后述的板状部件138封闭。
此外，在U字形部件138的外侧面上，由于平面用薄板材133、134、134与角部用厚板材135、135之间的板厚之差，而形成了凹凸面138B、1038C、138C。而且，在U字形部件138的内表面上也形成了基本上相同的凹凸面。
标号139是与U字形部件138共同构成方形筒状件131的板状部件，这个板状部件139如图33所示，由中央薄板材140，以及用高能量密度焊接等方法结合在薄板材140的宽度方向两侧的左、右厚板材141、141构成。
在这种情况下，中央的薄板材140和左、右的厚板材141如图33所示，在板厚方向的中间部位上相互对接焊接，使其下侧面与上侧面都呈凹凸面形状，从而形成了板状部件139。然后，把板状部件139对合在U字形部件138的开口138A一侧(厚板材136、136的下端)，再如图31所示，用高能量密度焊接等方法形成的结合部分142、142将板状部件139固定在厚板材136、136上。
这样，U字形部件138的开口138A就用板状部件138从下侧予以封闭，形成了如图31所示的横断面呈四角形的方形筒状件131。而且，位于方形筒状件131下侧的左、右角部131C、131C，由靠近U字形部件138的厚板材136与板状部件139的厚板材141的结合部分142的部分所形成，而位于方形筒状件131下侧的平面部分131D，则由板状部件139的下表面形成。
因此，在这种结构的本实施例中，也能获得与上述第一实施例大致相同的作用和效果。不过，在本实施例中，在形成宽幅板状件132时，如图32所示，平面用薄板材133、134和角部用厚板材135、厚板材136则对接焊接成使它们的上、下两个侧面都为凹凸面形状。
因此，在将宽幅板状件132的角部用厚板材135、135弯曲加工成凸出的弯曲形状、形成图33所示的U字形部件138时，能够抑制作用在平面用薄板材133与角部用厚板材135的焊接部分143上的拉伸载荷，例如，能够防止从焊缝的止端到焊接部分143发生裂纹。
特别是，如图34所示，当把与平面用薄板材133与角部用厚板材135的台阶差相当的尺寸t，与角部用厚板材135的板厚T之比设定为，例如，1/2(t＝T/2)左右的情况下，就能减小对平面用薄板材133与角部用厚板材135之间的焊接部分143沿着箭头A方向所作用的拉伸应力。
这样，对平面用薄板材133与角部用厚板材135之间的焊接部分143几乎没有作用沿着箭头A方向的拉伸应力，从而能防止因拉伸应力的影响而降低焊接部分143的强度。此外，对平面用薄板材133与角部用厚板材135之间的焊接部分143虽作用了沿着箭头B方向的压缩应力，但这种压缩应力不会对焊接部分143产生不良的影响。
结果，可防止焊接部分143从焊缝止端开始的断裂，从而能确保焊接部分有足够的强度。而且，与第一实施例中所述的U字形部件32等相比，能切实减小U字形部件138的焊接部分143中残留的拉伸应力等，从而能大幅度地延长其疲劳寿命等。
此外，由本实施例所采用的U字形部件138构成的方形筒状件131，与上述第八实施例大致相同，也能使方形筒状件131的外侧面具有由于凹凸面138B、138C带来的外观装饰性能，因而能提高建筑机械用的作业臂的商品价值。
另外，在上述各实施例中，举例说明了将偏置起重臂式的作业装置11的摇臂21做成例如，由方形筒状件22、22’、61、71、81、91、101、121、131等构成的作业臂的情况。不过，本发明不限于此，例如，对于图1所示的下起重臂12、上起重臂13，也可以使用如上所述的方形筒状件来构成。
此外，本发明的使用对象不限于偏置起重臂式的作业装置11，例如，也可以使用于如图35所示的变形例，即，一般称为标准机械的液压挖掘机151的作业装置161。在这种情况下，作为建筑机械的液压挖掘机151由轨道式行走部件152、旋转部件153和作业装置161等构成。
而且，旋转部件153由下列各部分构成旋转框架154；作为操作者乘坐的操作驾驶用的小屋的驾驶室155；作为外部装饰盖的小屋盖子156；平衡重157等。
此外，作为设置在旋转部件153的前方一侧，能作俯仰动作的前部作业装置161由起重臂162、摇臂163，和作为前部附件的铲斗164等构成。而且，在旋转框架154与起重臂162之间设有起重臂液压缸165，在起重臂162与摇臂163之间，设有摇臂液压缸166。此外，在摇臂163与铲斗164之间，通过联杆167、168，设有前部附件用的铲斗液压缸169。
此外，对于构成这种情况下的作业臂的起重臂162或摇臂163，也可以使用与上述各实施例的方形筒状件22、22’、61、71、81、91、101、121、131等大致相同的方形筒状件来构成。
此外，本发明不限于使用在轨道式液压挖掘机上，例如，既可以用作轮式液压挖掘机，或者挖泥船等的作业装置(前部)，还可以广泛地应用于液压吊车等建筑机械。
另一方面，上述第七实施例中所述的方形筒状件91，具有与把上述第四实施例中所述的、图17所示的方形筒状件61上、下倒转过来的情况大致相同的结构。但，本发明不限于此，例如，对于在上述第一～第三、第五、第六、第八～第十实施例中所述的方形筒状件22、22’、61、71、81、101、121、131，也可以与上述方形筒状件91同样地做成将上、下倒转过来的形状。
此外，在上述第八～第十实施例中，有意地做成在方形筒状件101(121、131)的外侧面上形成具有板厚差别的凹凸面107B、107C(125B、125C、138B、138C)的结构。但是，本发明中，对于本发明的第一～第七实施例，也可以做成在方形筒状件22、22’、61、71、81、91的外侧面上形成与第八～第十实施例一样的凹凸面的结构。
权利要求
1.一种建筑机械用作业臂，通过将用于构成建筑机械前部的多块板材互相结合而形成横断面呈四角形的方形筒状件，其特征在于，上述多块板材由下列两种板材构成形成上述方形筒状件的平面部分的，形状平坦的平面用薄板材；以及厚度比上述平面用薄板材厚，具有平坦的形状，用于形成上述方形筒状件的角部，并且在与上述平面用薄板材预先结合的状态下进行弯曲加工的角部用厚板材。
2.如权利要求1所述的建筑机械用作业臂，其特征在于，上述角部用厚板材和平面用薄板材通过在宽度方向上互相对接焊接，从而形成局部板厚互不相同的宽幅板状件，上述宽幅板状件通过在用于形成上述方形筒状件的一部分的上述角部用厚板材的位置进行弯曲加工，从而构成横断面呈U字形的部件。
3.如权利要求1所述的建筑机械用作业臂，其特征在于，上述平面用薄板材和角部用厚板材通过互相对接焊接，做成其板厚方向的一侧基本上处于同一个平面上，而板厚方向的另一侧呈凹凸面的形状。
4.如权利要求1所述的建筑机械用作业臂，其特征在于，上述平面用薄板材和角部用厚板材通过互相对接焊接，做成板厚方向的一侧呈凹凸面的形状，而板厚方向的另一侧基本上处于同一个平面上。
5.如权利要求1所述的建筑机械用作业臂，其特征在于，上述平面用薄板材和角部用厚板材通过互相对接焊接做成其板厚方向的一侧和另一侧都呈凹凸面的形状。
6.如权利要求1所述的建筑机械用作业臂，其特征在于，在构成上述方形筒状件的上述平面用薄板材与角部用厚板材的长度方向的端部上，通过预先结合设有构成上述前部夹持套安装部分的夹持套用厚板材，这种夹持套用厚板材做成与上述角部用厚板材一起进行弯曲加工的结构。
7.如权利要求6所述的建筑机械用作业臂，其特征在于，上述夹持套用厚板材做成具有与上述角部用厚板材同样的板厚。
8.一种建筑机械用作业臂的制造方法，该方法通过将用于构成建筑机械前部的多块板材互相结合，从而做成横断面呈四角形的方形筒状件，其特征在于，包括下列工序为了使用板厚不同的上述多块板材来形成上述方形筒状件，把上述这些板材在宽度方向上互相对接焊接，形成局部板厚互不相同的宽幅板状件的第一焊接工序；对用于形成上述方形筒状件的角部的上述宽幅板状件的厚板部分进行弯曲加工，使上述宽幅板状件塑性变形成为横断面呈U字形的U字形部件的弯曲加工工序；为了用另外一块板状部件封闭上述U字形部件的开口端，以形成横断面呈四角形的上述方形筒状件，把上述板状部件焊接在上述U字形部件的开口端的第二焊接工序。
9.如权利要求8所述的建筑机械用作业臂的制造方法，其特征在于，在上述第一焊接工序中，把构成上述前部夹持套安装部分的夹持套用厚板材焊接在上述宽幅板状件长度方向的端部上，在上述弯曲加工工序中，将这块夹持套用厚板材与上述宽幅板状件一起进行弯曲加工，以形成横断面呈U字形的U字形部件。
10.如权利要求8所述的建筑机械用作业臂的制造方法，其特征在于，在上述第一焊接工序中，采用了能获得很深熔深的高能量密度焊接。
全文摘要
通过把平面用薄板材(28、29)与角部用厚板材(30)、厚板材(31)进行对接焊接使其厚度相互不同，形成局部板厚互不相同的宽幅板状件(27)。然后，在左、右角部用厚板材(30、30)的位置上对这种宽幅板状件(27)进行弯曲加工，压制形成横断面呈U字形的U字形部件(32)。此外，通过把厚板材(35、35)对接焊接在薄板材(34)的左、右两侧上，从而形成与U字形部件(32)不同的另一块板状部件(33)。然后，通过使用激光焊接等方法，把这块板状部件(33)结合在U字形部件(32)的下侧，从而形成横断面呈四角形的作为摇臂的主要部分的方形筒状件。
文档编号E02F3/38GK1723321SQ20048000191
公开日2006年1月18日 申请日期2004年6月22日 优先权日2003年6月30日
发明者中岛彻, 高桥毅 申请人:日立建机株式会社