KR20150080963A

KR20150080963A - 용접 구조 및 작업 기계

Info

Publication number: KR20150080963A
Application number: KR1020137031320A
Authority: KR
Inventors: 다케시 츠네요시
Original assignee: 캐터필라 에스에이알엘
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-07-13
Also published as: WO2014077094A1; EP2921248A1; EP2921248A4; JP2014097513A; US20160273189A1; US10047499B2; CN104768691A; JP5875077B2; CN104768691B

Abstract

모재에 장척 부재를 고착하는 한쪽의 단속 용접과, 장척 부재에 판 형상 부재를 고착하는 다른 쪽의 단속 용접의 관계를, 장척 부재에 작용하는 지배적인 하중의 종류에 따라 적절하게 대응할 수 있도록 한 용접 구조를 제공한다. 모재로서의 기체 프레임(21) 상에, 장척 부재로서의 빔 부재(41)의 하방의 장변 테두리를 한쪽의 단속 용접(42a, 42b, 42c)에 의해 고착한다. 빔 부재(41)의 상방의 장변 테두리 상에, 판 형상 부재로서의 천장판(43)을 다른 쪽의 단속 용접(44a, 44b, 44c)에 의해 고착한다. 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)을 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 단속 용접(42a, 42c)과 단속 용접(44a, 44c)을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부(Wpar)를 적용하고, 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)으로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 단속 용접(42b)과 단속 용접(44b)을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부(Wzig)를 적용한다.

Description

용접 구조 및 작업 기계{WELDING STRUCTURE AND WORKING MACHINE}

본 발명은, 단속 용접의 구조에 특징을 갖는 용접 구조 및 그 용접 구조를 사용한 작업 기계에 관한 것이다.

일반적으로, 필렛 용접 등에 있어서는, 일련의 용접 개소를 연속적으로 용접함으로써 높은 용접 강도가 얻어지는 연속 용접과, 가공비의 삭감과 열 변형의 경감을 도모하기 위해 일련의 용접 개소를 간헐적으로 용접하는 단속 용접이, 적절히 선택하여 사용된다.

이 단속 용접으로서는, 재료의 일측과 타측을 병렬(또는 병행)로 단속 용접하는 병렬 용접(또는 병행 단속 용접)과, 교대로 지그재그 형상으로 단속 용접하는 지그재그 용접이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1∼4 참조).

일본 실용신안 출원 공개 소62-50192호 공보 일본 특허 출원 공개 평1-180784호 공보 일본 특허 출원 공개 평2-46979호 공보 일본 특허 제2583710호 공보

종래는, 병렬 용접과 지그재그 용접이, 어떠한 하중에 대하여, 보다 적합한지 명확하지 않고, 이로 인해, 예를 들어 도 9에 도시되어 있는 유압 셔블의 기체 구조물에서는, 상부 선회체의 기체 프레임(1)에 대한 빔 부재(2)의 하변 테두리의 단속 용접과, 빔 부재(2)의 상변 테두리에 대한 쿨링 유닛 장착판 등의 천장판(3)의 단속 용접을, 병렬 용접의 형식으로 용접하는 병렬 용접부(4)로 하는 것이 일반적이지만, 본 발명에 관한 발명자는, 이러한 단일의 단속 용접만으로는, 빔 부재(2)에 작용하는 지배적인 하중의 종류에 따라서는 적합하지 않은 경우가 있는 것을 발견하였다.

본 발명은, 이러한 점에 비추어 이루어진 것이며, 모재에 장척 부재를 고착하는 한쪽의 단속 용접과, 장척 부재에 판 형상 부재를 고착하는 다른 쪽의 단속 용접의 관계를, 장착 부재에 작용하는 지배적인 하중의 종류에 따라 적절하게 대응할 수 있도록 한 용접 구조 및 그 용접 구조를 사용한 작업 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1항에 기재된 발명은, 모재와, 2개의 장변 테두리를 갖고 모재에 한쪽의 장변 테두리를 한쪽의 단속 용접에 의해 고착된 장척 부재와, 장척 부재의 다른 쪽의 장변 테두리에 다른 쪽의 단속 용접에 의해 고착된 판 형상 부재를 구비한 용접 구조에 있어서, 장척 부재에 대하여 판 형상 부재를 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부와, 장척 부재에 대하여 판 형상 부재로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부를 구비한 용접 구조이다.

제2항에 기재된 발명은, 제1항에 기재된 용접 구조에 있어서의 병렬 용접부 및 지그재그 용접부를, 1개의 장척 부재에 혼재시킨 것이다.

제3항에 기재된 발명은, 기체와, 기체에 탑재된 작업 장치 및 탑재 기기를 구비한 작업 기계에 있어서, 기체는, 제1항 또는 제2항에 기재된 용접 구조를 갖고, 모재로서의 기체 프레임과, 기체 프레임 상에 용접된 장척 부재로서의 빔 부재와, 빔 부재 상에 용접된 판 형상 부재로서의 천장판을 구비하고, 천장판은, 빔 부재로부터 수평 방향으로 이격된 위치에 장착되는 탑재 기기의 장착부를 갖는 작업 기계이다.

제1항에 기재된 발명에 따르면, 모재에 장척 부재의 한쪽의 장변 테두리를 한쪽의 단속 용접에 의해 고착하고, 장척 부재의 다른 쪽의 장변 테두리에 판 형상 부재를 다른 쪽의 단속 용접에 의해 고착할 때, 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부와, 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부를 선택하여, 장척 부재에 대하여 판 형상 부재를 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 병렬 용접부를 선택함으로써, 장척 부재에 발생하는 응력을 지그재그 용접부의 경우보다 적게 할 수 있는 동시에, 장척 부재에 대하여 판 형상 부재로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 지그재그 용접부를 선택함으로써, 장척 부재에 발생하는 응력을 병렬 용접부의 경우보다 적게 할 수 있고, 장척 부재에 작용하는 지배적인 하중의 종류에 따라 단속 용접의 형식을 적절하게 대응시킬 수 있고, 상대적으로 구조 강도의 증대를 도모할 수 있는 용접 구조를 제공할 수 있다.

제2항에 기재된 발명에 따르면, 병렬 용접부와 지그재그 용접부를, 하나의 장척 부재에 대하여 혼재시키고, 장척 부재에 대하여 판 형상 부재를 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 병렬 용접부를 선택함으로써, 장척 부재에 발생하는 응력을 지그재그 용접부의 경우보다 적게 할 수 있는 동시에, 장척 부재에 대하여 판 형상 부재로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 지그재그 용접부를 선택함으로써, 장척 부재에 발생하는 응력을 병렬 용접부의 경우보다 적게 할 수 있고, 장척 부재의 장소에 따라 다른 지배적인 하중의 종류에 따라, 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접의 관계를 적절하게 대응시킬 수 있고, 장척 부재의 전체 길이에 걸쳐 공통 형식의 단속 용접을 사용하는 경우보다 상대적으로 구조 강도의 증대를 도모할 수 있는 용접 구조를 제공할 수 있다.

제3항에 기재된 발명에 따르면, 작업 기계에 있어서의 작업 장치 및 탑재 기기를 탑재한 기체의 용접 구조에 있어서, 기체 프레임에 빔 부재의 한쪽의 장변 테두리를 한쪽의 단속 용접에 의해 고착하고, 빔 부재의 다른 쪽의 장변 테두리에, 탑재 기기의 장착부가 설치된 천장판을 다른 쪽의 단속 용접에 의해 고착할 때, 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부와, 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부를 선택하여, 빔 부재에 대하여 천장판을 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 병렬 용접부를 선택함으로써, 빔 부재에 발생하는 응력을 지그재그 용접부의 경우보다 적게 할 수 있는 동시에, 빔 부재에 대하여 천장판으로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 지그재그 용접부를 선택함으로써, 빔 부재에 발생하는 응력을 병렬 용접부의 경우보다 적게 할 수 있고, 빔 부재에 작용하는 지배적인 하중의 종류에 따라 단속 용접의 형식을 적절하게 대응시킬 수 있고, 상대적으로 구조 강도의 증대를 도모할 수 있는 작업 기계를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 용접 구조의 일 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 상기 용접 구조의 정면도이다.
도 3의 (a)는 상기 용접 구조에 있어서의 병렬 용접을 설명하기 위한 단속 용접 구조 모형도이며, (b)는 상기 용접 구조에 있어서의 지그재그 용접을 설명하기 위한 단속 용접 구조 모형도이다.
도 4는 상기 용접 구조의 장척 부재에 대하여 판 형상 부재를 비트는 하중이 작용하는 경우의 동일 하중하에서의 응력 비교예를 나타내고, (a)는 상기 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 경우를 설명하기 위한 사시적 모형도이며, (b)는 상기 비트는 하중이 병렬 용접의 장척 부재에 작용한 경우의 응력 분포를 나타내는 설명도이며, (c)는 상기 비트는 하중이 지그재그 용접의 장척 부재에 작용한 경우의 응력 분포를 나타내는 설명도이다.
도 5는 상기 용접 구조의 장척 부재에 대하여 판 형상 부재로부터 수직한 굽힘 하중이 작용하는 경우의 동일 하중하에서의 응력 비교예를 나타내고, (a)는 상기 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 경우를 설명하기 위한 사시적 모형도이며, (b)는 상기 굽힘 하중이 병렬 용접의 장척 부재에 작용한 경우의 응력 분포를 나타내는 설명도이며, (c)는 상기 굽힘 하중이 지그재그 용접의 장척 부재에 작용한 경우의 응력 분포를 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명에 관한 작업 기계의 일 실시 형태를 나타내는 측면도이다.
도 7은 상기 작업 기계의 기체 구조물의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8은 상기 작업 기계의 기체 구조물에 탑재된 주된 기기의 배치를 도시하는 평면도이다.
도 9는 종래의 단속 용접예를 나타내는 기체 구조물의 단면도이다.

이하, 본 발명을, 도 1 내지 도 8에 나타내어진 일 실시 형태에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명에 관한 작업 기계로서의 유압 셔블(11)을 나타내고, 기체(12)와, 이 기체(12)에 탑재된 작업 장치(13)를 구비하고 있다.

기체(12)는, 하부 주행체(14)와, 이 하부 주행체(14)에 대하여 선회 가능하게 설치된 상부 선회체(15)를 구비하고, 상부 선회체(15)에는, 작업 장치(13)에 더하여, 오퍼레이터의 운전실을 형성하는 캡(16), 동력 장치(17) 및 카운터 웨이트(18) 등이 탑재되어 있다.

작업 장치(13)는, 상부 선회체(15)에 붐(13bm)의 기단부가 회전 가능하게 축 지지되고, 이 붐(13bm)의 선단에 스틱(13st)의 기단부가 회전 가능하게 축 지지되고, 이 스틱(13st)의 선단에 버킷(13bk)이 회전 가능하게 축 지지되고, 이들은, 붐 실린더(13bmc), 스틱 실린더(13stc) 및 버킷 실린더(13bkc)에 의해, 각각 회전된다.

도 7은 상부 선회체(15)의 주요한 기체 구조물을 나타내고, 모재로서의 기체 프레임(21)의 중앙부 상에 배치되어 용접된 I형 단면 구조의 1쌍의 메인 레일(22) 및 이들의 연장상에 위치하는 작업 장치 장착 브래킷(23)과, 그 일측부에 배치된 상자형 단면 구조의 탱크 탑재부(24)와, 그 전방에 배치된 상자형 단면 구조의 컨트롤 밸브 탑재부(25)와, 작업 장치 장착 브래킷(23)을 사이에 두고 반대측에 배치된 상자형 단면 구조의 복수의 캡 탑재부(26)와, 그 후방에 배치된 상자형 단면 구조의 쿨링 유닛 탑재부(27)를 구비하고 있다.

도 8에 도시되는 바와 같이, 메인 레일(22) 상에는 엔진(31)이 배치되고, 이 엔진(31)의 측방에는, 파이어월(32)을 개재하여, 엔진(31)에 의해 구동되는 유압 회로용 메인 펌프(33) 및 파일럿 펌프(34)가 배치되고, 탱크 탑재부(24)에는, 연료 탱크(35) 및 유압 회로용 작동유 탱크(36)가 탑재되고, 컨트롤 밸브 탑재부(25)에는 유압 회로 제어용의 컨트롤 밸브(37)가 탑재되고, 캡 탑재부(26)에는 상기 캡(16)이 탑재되고, 쿨링 유닛 탑재부(27)에는, 엔진(31)에 의해 구동되는 냉각 팬(38)과 대향시켜, 라디에이터, 오일 쿨러 및 애프터 쿨러 등을 일체화한 탑재 기기로서의 쿨링 유닛(39)이 탑재되어 있다.

도 1 및 도 2는 상부 선회체(15)의 기체 구조물 중 쿨링 유닛 탑재부(27)에 있어서의 용접 구조를 나타내고, 모재로서의 기체 프레임(21) 상에 2개의 장변 테두리를 갖는 장척 부재로서의 빔 부재(41)의 한쪽(하방)의 장변 테두리가, 한쪽의 단속 용접(42a, 42b, 42c)에 의해 고착되고, 또한, 이 빔 부재(41)의 다른 쪽(상방)의 장변 테두리 상에 판 형상 부재로서의 천장판(43)이, 다른 쪽의 단속 용접(44a, 44b, 44c)에 의해 고착되어 있다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 천장판(43)은, 빔 부재(41)로부터 수평 방향으로 이격된 위치에, 탑재 기기로서의 쿨링 유닛(39)을 장착하기 위한 장착부로서의 장착 구멍(45, 46, 47, 48)을 갖는다.

이들 장착 구멍(45, 46, 47, 48)의 위치, 특히 장착 구멍(45, 46)의 위치에 의해, 도 2에 도시되는 바와 같이 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)을 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역(Atwi)과, 이 비트는 하중의 영향이 약해져 상대적으로 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)으로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역(Aben)으로 구별된다.

상기 용접 구조 중, 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)을 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역(Atwi)에서는, 한쪽의 단속 용접(42a, 42c)과 다른 쪽의 단속 용접(44a, 44c)을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부(Wpar)가 용접 조인트로서 적용되고, 또한, 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)으로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역(Aben)에서는, 한쪽의 단속 용접(42b)과 다른 쪽의 단속 용접(44b)을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부(Wzig)가 용접 조인트로서 적용되어 있다.

이들 도 1 및 도 2는 병렬 용접부(Wpar) 및 지그재그 용접부(Wzig)를, 1개의 장척 부재로서의 빔 부재(41)에 혼재시킨 예이지만, 예를 들어 탱크 탑재부(24), 컨트롤 밸브 탑재부(25) 및 쿨링 유닛 탑재부(27) 등에 있어서의 복수의 장척 부재가 갖는 복수의 용접 영역에 걸쳐, 병렬 용접부와 지그재그 용접부를 분산시키는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.

다음으로, 도 3의 (a)는 한쪽(하방)의 단속 용접(42)과 다른 쪽(상방)의 단속 용접(44)을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부(Wpar)를 나타내는 빔 부재(41par)의 단속 용접 구조 모형이며, 도 3의 (b)는 한쪽(하방)의 단속 용접(42)과 다른 쪽(상방)의 단속 용접(44)을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부(Wzig)를 나타내는 빔 부재(41zig)의 단속 용접 구조 모형이다.

그리고 도 4의 (a)에 도시되는 바와 같이, 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)을 비트는 하중(Ltwi)이 지배적으로 작용하는 하중 모델에서는, 상기 비트는 하중(Ltwi)이 병렬 용접의 빔 부재(41par)에 작용하면 도 4의 (b)에 나타내어지는 응력 분포로 되고, 또한, 동일한 비트는 하중(Ltwi)이 지그재그 용접의 빔 부재(41zig)에 작용하면 도 4의 (c)에 나타내어지는 응력 분포로 된다. 도 4의 (b) 및 (c)에 있어서, 칸 내의 그물코가 미세할수록 높은 응력 범위를 나타내고, 동일한 그물코는 동일한 응력 범위를 나타낸다.

이 도 4의 (b)와 (c)에 나타내어지는, 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)을 비트는 하중(Ltwi)이 작용하는 경우의 동일 하중하에서의 응력 분포를 비교하면, (b)의 병렬 용접의 빔 부재(41par)에 발생하는 응력은, (c)의 지그재그 용접의 빔 부재(41zig)에 발생하는 응력의 약 85％이며, 즉, 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)을 비트는 하중(Ltwi)이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 병렬 용접의 빔 부재(41par)에서 받는 부담이, 지그재그 용접의 빔 부재(41zig)에서 받는 부담의 약 85％로 되어, 바꿔 말하면 비트는 하중(Ltwi)에 대한 구조 강도의 증대를 도모하는 데 있어서는 병렬 용접부(Wpar)의 빔 부재(41par) 쪽이 우수하다.

또한, 용접되는 부재의 판 두께의 조합이나 단속 용접의 간격 등으로 응력의 ％는 변화하므로, 본 응력 비교예에서의 약 85％는 일례에 지나지 않는다.

또한, 도 5의 (a)에 도시되는 바와 같이, 빔 부재(41)에 대하여 빔 부재(41)에 수직한 굽힘 하중(Lben)이 지배적으로 작용하는 하중 모델에서는, 상기 굽힘 하중(Lben)이 병렬 용접의 빔 부재(41par)에 작용하면 도 5의 (b)에 나타내어지는 응력 분포로 되고, 또한, 동일한 굽힘 하중(Lben)이 지그재그 용접의 빔 부재(41zig)에 작용하면 도 5의 (c)에 나타내어지는 응력 분포로 된다. 도 5의 (b) 및 (c)에 있어서, 칸 내의 그물코가 미세할수록 높은 응력 범위를 나타내고, 동일한 그물코는 동일한 응력 범위를 나타낸다.

이 도 5의 (b)와 (c)에 나타내어지는, 빔 부재(41)에 대하여 굽힘 하중(Lben)이 작용하는 경우의 동일 하중하에서의 응력 분포를 비교하면, (c)의 지그재그 용접의 빔 부재(41zig)에 발생하는 응력은, (b)의 병렬 용접의 빔 부재(41par)에 발생하는 응력의 약 90％이며, 즉, 빔 부재(41)에 수직한 굽힘 하중(Lben)이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 지그재그 용접의 빔 부재(41zig)에서 받는 부담이, 병렬 용접의 빔 부재(41par)에서 받는 부담의 약 90％로 되어, 바꿔 말하면 굽힘 하중(Lben)에 대한 구조 강도의 증대를 도모하는 데 있어서는 지그재그 용접부(Wzig)의 빔 부재(41zig) 쪽이 우수하다. 또한, 본 응력 비교예에서의 약 90％는 일례에 지나지 않는다.

이들 결과로부터, 작업 기계로서의 유압 셔블(11)에 있어서의 작업 장치(13) 및 쿨링 유닛(39) 등의 탑재 기기를 탑재한 기체(12)의 용접 구조에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 한쪽의 단속 용접(42a, 42c)과 다른 쪽의 단속 용접(44a, 44c)을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부(Wpar)와, 한쪽의 단속 용접(42b)과 다른 쪽의 단속 용접(44b)을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부(Wzig)를, 하나의 빔 부재(41)에 대하여 혼재시킨 경우에는, 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)을 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역(Atwi)에서는, 병렬 용접부(Wpar)를 선택함으로써, 빔 부재(41)에 발생하는 응력을 지그재그 용접부(Wzig)의 경우보다 적게 할 수 있는 동시에, 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)으로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역(Aben)에서는, 지그재그 용접부(Wzig)를 선택함으로써, 빔 부재(41)에 발생하는 응력을 병렬 용접부(Wpar)의 경우보다 적게 할 수 있고, 빔 부재(41)의 장소에 따라 다른 지배적인 하중의 종류에 따라, 한쪽의 단속 용접(42a, 42b, 42c)과 다른 쪽의 단속 용접(44a, 44b, 44c)의 관계를 적절하게 대응시킬 수 있고, 빔 부재(41)의 전체 길이에 걸쳐 공통 형식의 단속 용접을 사용하는 경우보다 상대적으로 구조 강도의 증대를 도모할 수 있다.

또한, 모재로서의 기체 프레임(21)에, 장척 부재로서의 빔 부재(41)의 한쪽의 장변 테두리를 한쪽의 단속 용접(42a, 42b, 42c)에 의해 고착하고, 빔 부재(41)의 다른 쪽의 장변 테두리에, 탑재 기기로서의 쿨링 유닛(39) 등의 장착부가 설치된 판 형상 부재로서의 천장판(43)을 다른 쪽의 단속 용접(44a, 44b, 44c)에 의해 고착할 때, 도 3의 (a)에 도시되는 바와 같이 한쪽의 단속 용접(42)과 다른 쪽의 단속 용접(44)을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부(Wpar)와, 도 3의 (b)에 도시되는 바와 같이 한쪽의 단속 용접(42)과 다른 쪽의 단속 용접(44)을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부(Wzig)를 선택하여, 도 4에 도시되는 바와 같이 빔 부재(41)에 대하여 천장판(43)을 비트는 하중(Ltwi)이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 병렬 용접부(Wpar)를 선택함으로써, 이 병렬 용접부(Wpar)의 빔 부재(41par)에 발생하는 응력을, 지그재그 용접부(Wzig)의 빔 부재(41zig)에 발생하는 응력보다 적게 할 수 있는 동시에, 도 5에 도시되는 바와 같이 빔 부재(41)에 대하여 굽힘 하중(Lben)이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 지그재그 용접부(Wzig)를 선택함으로써, 이 지그재그 용접부(Wzig)의 빔 부재(41zig)에 발생하는 응력을, 병렬 용접부(Wpar)의 빔 부재(41par)에 발생하는 응력보다 적게 할 수 있고, 빔 부재(41)에 작용하는 지배적인 하중(Ltwi, Lben)의 종류에 따라 단속 용접의 형식을 적절하게 대응시킬 수 있고, 상대적으로 구조 강도의 증대를 도모할 수 있는 용접 구조 및 작업 기계를 제공할 수 있다.

또한, 연속 용접과 비교하여, 단속 용접에 의해 가공비의 삭감과 열 변형의 경감을 도모할 수 있는 것은 물론이다.

다음으로, 본 발명의 용접 구조는, 상자형 단면 구조의 쿨링 유닛 탑재부(27)에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 마찬가지로 상자형 단면 구조의 탱크 탑재부(24)나 컨트롤 밸브 탑재부(25) 등에도 적용 가능하다.

이들 탱크 탑재부(24)나 컨트롤 밸브 탑재부(25)에서도, 쿨링 유닛 탑재부(27)와 마찬가지로, 모재로서의 기체 프레임(21)에, 2개의 장변 테두리를 갖는 장척 부재의 한쪽의 장변 테두리를 한쪽의 단속 용접에 의해 고착하고, 장척 부재의 다른 쪽의 장변 테두리에 다른 쪽의 단속 용접에 의해 판 형상 부재를 고착하는 용접 구조를 마찬가지로 채용하지만, 장척 부재에 대하여 판 형상 부재를 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 병렬 용접의 형식으로 용접하고, 장척 부재에 대하여 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서는, 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 지그재그 용접의 형식으로 용접한다.

그때, 각 탑재부(24, 25)의 각 장척 부재 내에 있어서 장소에 따라 작용하는 지배적인 하중의 종류가 다른 경우에는, 그 하중에 따라 병렬 용접부(Wpar)와 지그재그 용접부(Wzig)를 적절하게 혼재시킬 수 있고, 장척 부재의 전체 길이에 걸쳐 공통 형식의 단속 용접을 사용하는 경우보다 상대적으로 구조 강도의 증대를 도모할 수 있는 용접 구조를 제공할 수 있다. 또한, 각 탑재부(24, 25)의 상호간에 있어서 각 장척 부재마다 주로 작용하는 지배적인 하중의 종류가 다른 경우에는, 그 각 장척 부재마다 하중에 따라 병렬 용접부(Wpar)와 지그재그 용접부(Wzig)를 적절하게 분산시킬 수 있고, 모든 장척 부재에 공통 형식의 단속 용접을 사용하는 경우보다 구조 강도의 증대를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 작업 기계는, 선회형의 유압 셔블(11)에 한정되는 것이 아니라, 비선회형의 기체 프레임에 작업 장치를 구비한 다른 작업 기계, 예를 들어 불도저나 휠 로더 등에도 적용할 수 있다.

본 발명은, 용접 구조물 및 작업 기계의 제조, 판매 또는 리스 등에 종사하는 사업자에게 있어서, 이용 가능성이 있다.

11 : 작업 기계로서의 유압 셔블
12 : 기체
13 : 작업 장치
21 : 모재로서의 기체 프레임
39 : 탑재 기기로서의 쿨링 유닛
41 : 장척 부재로서의 빔 부재
42a, 42b, 42c : 한쪽의 단속 용접
43 : 판 형상 부재로서의 천장판
44a, 44b, 44c : 다른 쪽의 단속 용접
45∼48 : 탑재 기기의 장착부로서의 장착 구멍
Ltwi : 비트는 하중
Atwi : 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역
Wpar : 병렬 용접부
Lben : 굽힘 하중
Aben : 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역
Wzig : 지그재그 용접부

Claims

모재와,
2개의 장변 테두리를 갖고 모재에 한쪽의 장변 테두리를 한쪽의 단속 용접에 의해 고착된 장척 부재와,
장척 부재의 다른 쪽의 장변 테두리에 다른 쪽의 단속 용접에 의해 고착된 판 형상 부재를 구비한 용접 구조에 있어서,
장척 부재에 대하여 판 형상 부재를 비트는 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 병렬 용접의 형식으로 용접한 병렬 용접부와,
장척 부재에 대하여 판 형상 부재로부터 굽힘 하중이 지배적으로 작용하는 영역에서 한쪽의 단속 용접과 다른 쪽의 단속 용접을 지그재그 용접의 형식으로 용접한 지그재그 용접부를 구비한 것을 특징으로 하는, 용접 구조.
제1항에 있어서, 병렬 용접부 및 지그재그 용접부는, 1개의 장척 부재에 혼재시킨 것을 특징으로 하는, 용접 구조.
기체와,
기체에 탑재된 작업 장치 및 탑재 기기를 구비한 작업 기계에 있어서,
기체는, 제1항 또는 제2항에 기재된 용접 구조를 갖고,
모재로서의 기체 프레임과,
기체 프레임 상에 용접된 장척 부재로서의 빔 부재와,
빔 부재 상에 용접된 판 형상 부재로서의 천장판을 구비하고,
천장판은,
빔 부재로부터 수평 방향으로 이격된 위치에 장착되는 탑재 기기의 장착부를 갖는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.