(57)【要約】【課題】ボスの剛性を低下させることなくボスと側板とを接合する溶接部の応力を低減させ、溶接部の疲労寿命の向上化を図る油圧ショベルを提供する。【解決手段】油圧ショベルは、ピン挿入孔５１ａが形成されたボス本体部５１とつば部５２とを有するボス２５を備え、ボス２５と連結ピン１９とで複数部品を回動可能に連結する連結部を構成する。また、複数の板部材により断面が矩形状の作業腕１１を備える。ボス２５は、つば部５２の外周部に設けられ、その表面がピン挿入孔５１ａの軸方向に対してつば部５２の表面よりも作業腕１１の内側に位置し、板部材２１に溶接部６１を介して接合される円環状のあて板部５３を更に有する。ボス２５は、つば部５２における、溶接部６１の延在する領域のうちの一部分に対応する位置に設けられた溝５４を有する。溝５４が設けられた部分のつば部５２の板厚ｔｇは、板部材２１の板厚ｔｐの８５％以上かつ板厚ｔｐより小さい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピン挿入孔が形成されたボス本体部と前記ボス本体部の外周部に形成されたつば部とを有するボスを備え、前記ボスと前記ピン挿入孔に挿入された連結ピンとで複数の部品を相対的に回動可能に連結する連結部が構成された油圧ショベルにおいて、
複数の板部材により断面が矩形状に形成された作業腕を備え、
前記複数の板部材のうちの１つの板部材と前記つば部の外周部とが溶接部を介して接合され、
前記ボスは、前記つば部の外周部に設けられ、その表面が前記ピン挿入孔の軸方向に対して前記つば部の表面よりも前記作業腕の内側に位置し、前記つば部が接合される前記板部材に溶接部を介して接合される円環状のあて板部を更に有し、
前記ボスは、前記つば部における、前記溶接部の延在する領域のうちの一部分に対応する位置に設けられた溝を有し、
前記溝は、前記ボスの径方向において、前記溶接部よりも前記ボス本体部側に配置され、
前記溝が設けられた部分の前記つば部の板厚は、前記ボスが接合される前記板部材の板厚の８５％以上、かつ、前記ボスが接合される前記板部材の板厚よりも小さい
ことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記作業腕の前記複数の板部材は、側板と上板を含み、
前記ボスは、前記側板に接合されており、
前記溝は、前記ピン挿入孔の軸心を中心とした円弧状に形成され、
前記溝の形成範囲は、前記溶接部が前記上板に最も近い点を基準に、前記作業腕の外側から前記ボスを見て時計回りの角度位置が２８０度から３５０度の範囲である
ことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項３】
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記溝は、その半径方向の幅が前記つば部の外径の１％以上かつ４．５％以下である
ことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項４】
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記溝から前記ピン挿入孔の軸心までの距離を２倍した値が前記つば部の外径の５０％以上かつ８５％以下である
ことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項５】
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記溝は、その溝底の隅部の曲率半径が、前記ボスが接合される前記板部材の板厚の４％以上かつ１００％未満である
ことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項６】
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記作業腕の前記複数の板部材は、側板と上板を含み、
前記ボスは、前記側板に接合されており、
前記溝は、前記ピン挿入孔の軸心を中心とした円弧状に形成され、
前記溝の形成範囲は、前記溶接部が前記上板に最も近い点を基準に、前記作業腕の外側から前記ボスを見て時計回りの角度位置が２２５度から３６０度である
ことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項７】
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記作業腕の前記複数の板部材は、側板と上板を含み、
前記ボスは、前記側板に接合されており、
前記溝は、前記ピン挿入孔の軸心を中心とした円弧状に形成され、
前記溝の形成範囲は、前記溶接部が前記上板に最も近い点を基準に、前記作業腕の外側から前記ボスを見て時計回りの角度位置が０度から９０度、かつ、２２５度から３６０度である
ことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項８】
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記溝は、前記つば部における前記作業腕の内側を向く裏面側に設けられている
ことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項９】
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記溝は、前記ピン挿入孔の軸心からの径方向の距離が異なるように複数個設けられている
ことを特徴とする油圧ショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルに係り、更に詳しくは、油圧ショベルのブームやアームに用いるのに好適なボス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルは、ブームやアーム等の構成部品で構成された作業腕を備えている。作業腕を動作させるために、油圧シリンダ等の伸縮部材が回転自由（回転自在）な軸を介して作業腕に取り付けられている。ブームやアームは、箱形状をした鋼板の溶接構造である場合が多い。油圧シリンダが取り付けられる回転軸は、ブームやアームを構成する側板に設けたボスと呼ばれる軸受部材によって支持される。このボスは、溶接によって側板に固定される場合が多い。
【０００３】
ボスは、回転軸を介して油圧シリンダから様々な方向の負荷を受ける。そのため、ボスと側板とを接合した溶接部には、ブームやアームの動き、それらの負荷状況等に合わせて様々な応力が生じる。ボスと側板との溶接部に生じる応力を低減する方法として、特許文献１〜特許文献３に記載のものが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、ボスに形成したフランジ部をブームの側板に溶接することによりボスを側板に固定した建設機械のブーム構造において、側板とボスのフランジ部との溶接部に応力が集中することを防止してブームの信頼性を高めることを目的として、ボスのフランジ部に溝状の肉厚調整部を形成することにより、溶接位置における側板の肉厚とフランジ部の肉厚とを等しくするものである。
【０００５】
特許文献２に記載の技術は、軸挿入孔が設けられた厚肉のボス部の周囲に比較的薄肉のフランジ状接続部を一体に形成し、この接続部に溶接継手部を介して板材を一体に接続した溶接構造物において、ボス部から漸次薄肉となるフランジ状接続部の途中部に段差部を設け、段差部により厚肉部分から薄肉部分へと肉厚を急激に変化させるものである。
【０００６】
特許文献３に記載の技術（作業機械）は、複数の構成部材をピン等の連結部材で可動的に連結することで構成された作業装置を機体に設け、作業装置の一構成部材であるアームの表面であって連結部材の近傍にクラック観察溝を設けることで、クラックの発見を容易にすると共に、クラック観察溝以外の箇所でのクラック発生を防止しようとするものである。詳述すると、アームは、複数の板部材で形成された箱形断面の腕本体に嵌着された軸受部材によって連結部材を介して作業装置の他の構成部材（例えば、ブーム）と結合されている。軸受部材は、連結部材と嵌合する軸受筒の両端部にそれぞれ軸受プレートを設けたものであり、当該軸受プレートが腕本体の板部材に溶接されている。このような構成のアームにおいて、クラックが発生しやすい軸受部材の近傍であって腕本体を構成する板部材の表面にクラック観察溝が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２１９４４１号公報
【特許文献２】特開平９−３９５６号公報
【特許文献３】特開２００７−１６５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１〜特許文献３に記載の従来技術には、次のような課題がある。
【０００９】
特許文献１に記載の技術のように、ボスの外周部に設けられた溶接部の厚みと側板の板厚とを等しくすることで、両者に生じる応力を略等しくすることができる。しかし、溶接部と被溶接部とでは疲労強度が異なり、溶接部の疲労強度は被溶接部のそれよりも小さい。したがって、溶接部の厚みと側板の板厚とを等しくして両者の発生応力をほぼ同じにすると、疲労き裂は溶接部から生じてしまう。例えば、ボスに作用する荷重によって側板が面外方向（ブームの箱形状の内面側及び外面側の方向）の曲げ変形が生じる場合において、ボスの外周部における溶接部の厚みと側板の板厚とをほぼ等しくすると、当該溶接部、ボスのフランジ部の外周部、及び側板における曲げ応力は、ほぼ等しくなる。したがって、強度のより小さい溶接部において疲労破壊が発生する。
【００１０】
特許文献２に記載の技術は、被溶接部であるボスの接続部の途中部に設けた段差部に応力集中を生じやすくさせることで、溶接部における負担を軽減しようとするものである。しかしその一方で、ボスの接続部に段差を設けると、ボスの広範囲の部分が薄板となってしまい、ボス自体の剛性が低下してしまう。
【００１１】
特許文献３に記載の技術では、連結部材に結合する軸受部材の軸受筒からの位置が溶接部よりも離れている腕本体の板部材（側板）にクラック観察溝が設けられている。すなわち、連結部材を介して軸受部材に作用する力の伝達経路において、溶接部の方がクラック観察溝よりも荷重の作用点側に位置している。したがって、当該クラック観察溝では、溶接部におけるクラックの発生そのものを抑制すること、或いは、クラックの発生要因である溶接部における応力集中を軽減させることについての配慮が十分ではない。
【００１２】
本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、ボスの剛性を低下させることなくボスと側板とを接合する溶接部の応力を低減させ、当該溶接部の疲労寿命を向上させることができる油圧ショベルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ピン挿入孔が形成されたボス本体部と前記ボス本体部の外周部に形成されたつば部とを有するボスを備え、前記ボスと前記ピン挿入孔に挿入された連結ピンとで複数の部品を相対的に回動可能に連結する連結部が構成された油圧ショベルにおいて、複数の板部材により断面が矩形状に形成された作業腕を備え、前記複数の板部材のうちの１つの板部材と前記つば部の外周部とが溶接部を介して接合され、前記ボスは、前記つば部の外周部に設けられ、その表面が前記ピン挿入孔の軸方向に対して前記つば部の表面よりも前記作業腕の内側に位置し、前記つば部が接合される前記板部材に溶接部を介して接合される円環状のあて板部を更に有し、前記ボスは、前記つば部における、前記溶接部の延在する領域のうちの一部分に対応する位置に設けられた溝を有し、前記溝は、前記ボスの径方向において、前記溶接部よりも前記ボス本体部側に配置され、前記溝が設けられた部分の前記つば部の板厚は、前記ボスが接合される前記板部材の板厚の８５％以上、かつ、前記ボスが接合される前記板部材の板厚よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ボスが連結ピンから受ける様々な大きさの負荷に対し、つば部における溝を設けた部分がつば部の他の部分及びつば部に溶接された板部材よりも変形することで、ボスのあて板部と板部材との境界に生じる不溶着部を含む溶接部の曲げ応力が緩和され、不溶着部を含む溶接部の疲労寿命が長くなる。したがって、油圧ショベルの耐久性及び信頼性が向上する。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルを示す全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルの作業フロントを示す側面図である。
【図３】図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルの作業フロントをIII−III矢視から見た断面図である。
【図４】図３の符号Ｘで示すブームの側板とブームセンターボスとの接合部（溶接部）を拡大した断面図である。
【図５】比較例の油圧ショベルにおける最大荷重発生時の掘削姿勢を示す説明図である。
【図６】比較例の油圧ショベルのブームをブームセンターボス（ボス部）の位置で切断した横断面図であり、バケット押し荷重時におけるブームの変形状態を示す図である。
【図７】比較例の油圧ショベルのブームをブームセンターボス（ボス部）の位置で切断した横断面図であり、バケット引き荷重時におけるブームの変形状態を示す図である。
【図８】比較例の油圧ショベルにおけるブームの側板とブームセンターボス（ボス部）のあて板部との境界（隙間）に生じる不溶着部上の角度のとり方を説明する図である。
【図９】比較例の油圧ショベルにおけるブームの側板とブームセンターボス（ボス部）のあて板部との境界（隙間）に生じる不溶着部の応力分布を示す特性図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルのブームを示す側面図である。
【図１１】図３の符号Ｙで示すブームセンターボスのつば部に設けた溝を拡大した断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る油圧ショベルにおけるブームセンターボス（ボス部）のつば部に設けた溝の各条件に対するつば部の溝底の隅部の最大応力の関係を示す特性図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る油圧ショベルにおけるブームセンターボス（ボス部）のつば部に設けた溝の溝底の隅部の曲率半径に対するつば部の溝底の隅部の最大応力の関係を示す特性図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る油圧ショベルのブームを示す側面図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態に係る油圧ショベルのブームを示す側面図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態に係る油圧ショベルのブームにおけるブームセンターボスのつば部に設けた溝を含む一部分を示す断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態に係る油圧ショベルのブームにおけるブームセンターボスのつば部に設けた溝を含む一部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の油圧ショベルの実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の油圧ショベルの第１の実施の形態の全体構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルを示す全体構成図である。
【００１８】
図１において、油圧ショベル１００は、自走可能なクローラ式の下部走行体１と、下部走行体１上に旋回軸受装置４を介して旋回自在に搭載された上部旋回体２とを備えている。上部旋回体２の前端部には、作業フロント３が俯仰動（回動）可能に取り付けられている。
【００１９】
上部旋回体２は、支持構造体であるフレーム６と、フレーム６上の前側に設置されたキャブ７と、フレーム６の後端部に設けられたカウンタウェイト８と、キャブ７とカウンタウェイト８の間に配置された機械室９とを含んで構成されている。キャブ７には、下部走行体１や作業フロント３等の動作を指示する操作装置やオペレータが着座する運転席等（ともに図示せず）が配置されている。カウンタウェイト８は、作業フロント３と重量バランスをとるためのものである。機械室９には、エンジンや油圧ポンプ（ともに図示せず）等が収容されている。
【００２０】
作業フロント３は、掘削作業等を行うための多関節型の作業装置であり、作業腕を構成するブーム１１及びアーム１２と、作業腕の先端に取り付けられた作業具（アタッチメント）としてのバケット１３とで構成されている。ブーム１１の基端側は、フレーム６の前端部に回動可能に取り付けられている。ブーム１１の先端部には、アーム１２の基端部が回動可能に取り付けられている。アーム１２の先端側には、バケット１３の基端部が回動可能に取り付けられている。アーム１２の先端側とバケット１３との間には、バケットリンク１５が設けられている。
【００２１】
ブーム１１は、一対のブームシリンダ１６（図１では、１つのみ図示）によって回動される。アーム１２は、アームシリンダ１７によって回動される。バケット１３は、バケットリンク１５を介してバケットシリンダ１８によって回動される。すなわち、ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７及びバケットシリンダ１８は、それぞれブーム１１、アーム１２及びバケット１３を駆動する駆動装置を構成する。本実施の形態では、ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７及びバケットシリンダ１８は、油圧シリンダにより構成されている。
【００２２】
フレーム６の前端部とブーム１１の基端側、ブーム１１の先端部とアーム１２の基端部、バケット１３の基端部とアーム１２の先端側は、それぞれ連結ピン１９により連結されており、連結ピン１９はそれぞれの構造物のブラケットとボスとにより支持されている。同様に、ブームシリンダ１６の一端側とブーム１１の中央部は、連結ピン１９により連結されており、連結ピン１９はそれぞれの構造物のブラケットとボスとにより支持されている。
【００２３】
次に、本発明の油圧ショベルの第１の実施の形態の一部を構成する作業フロントの各部の構成を図２〜図４を用いて説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルの作業フロントを示す側面図、図３は図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルの作業フロントをIII−III矢視から見た断面図、図４は図３の符号Ｘで示すブームの側板とブームセンターボスとの接合部を拡大した断面図である。
【００２４】
図２において、作業腕を構成するブーム１１及びアーム１２の大部分は複数の板部材により断面が矩形状を成す箱形に形成されており、複数の板部材のうち所定の板部材にボスが溶接により接合されている。
【００２５】
具体的には、ブーム１１は、図２及び図３に示すように、弓形状に湾曲しつつ一方向（図２では、略左右方向）に延びる長尺で、かつ、断面が矩形状の箱型構造体を備えている。箱型構造体は、油圧ショベル１００の幅方向（図３では、左右方向）において間隔をもって対向しボスが溶接された側板２１と呼ばれる一対の板部材と、両側板２１の上端側に配置される上板２２と呼ばれる板部材と、両側板２１の下端側に配置される下板２３と呼ばれる板部材とを溶接により接合することで形成されている。
【００２６】
同様に、アーム１２は、図２に示すように、一方向（図２では、略左右方向）に延びる長尺で、かつ、断面が矩形状の箱型構造体を備えている。箱型構造体は、油圧ショベル１００の幅方向において間隔をもって対向しつつ一方向に延びる側板３１と呼ばれる一対の板部材と、両側板３１の上端側に配置された上板３２と呼ばれる板部材と、両側板３１の下端側に配置された下板３３と呼ばれる板部材と、両側板３１、上板３２、下板３３で形成される基端側（後端側）の開口を閉塞する後板３４と呼ばれる板部材とを溶接により接合することで形成されている。
【００２７】
ブーム１１の両側板２１の長手方向の中央部には、ブームシリンダ１６（図１参照）の一端部が連結されるボス２５が１つずつ設けられている。ブーム１１の側板２１の中央部に設けたボス２５は、ブームセンターボス（ボス部）と呼ばれる。ブーム１１は、ブームシリンダ１６の一端部が連結されるブームセンターボス２５を備えており、ブームシリンダ１６により駆動される。両ブームセンターボス２５は同様な構成を有している。
【００２８】
ブームセンターボス２５は、図３に示すように、ピン挿入孔（貫通孔）５１ａが形成されたボス本体部５１と、ボス本体部５１の外周部に形成されたつば部５２とを有している。ボス本体部５１は、ピン挿入孔５１ａの軸方向における寸法（厚さ）がつば部５２の板厚寸法に対して大きくなるように形成されている。つば部５２は、ボス本体部５１の外周部から環状に径方向外側に向かって延出するように形成されている。両ブームセンターボス２５は、ボス本体部５１におけるブーム１１の内側に位置する端部同士がパイプ６０により結合されており、つば部５２の外周縁が側板２１に突き合わされて溶接により（溶接部６１を介して）接合されている。この接合部（溶接部）６１では、作用する荷重（力）がブームセンターボス２５から側板２１に滑らかに伝わるように、つば部５２と側板２１の突き合わせ部分及びその近傍の厚さがほぼ同一になるように設定されている。また、つば部５２は、ボス本体部５１の近傍においてはボス本体部５１に向かって厚さが漸増する曲面部５２ａを有している。ブームセンターボス２５のピン挿入孔５１ａに連結ピン１９を挿入して連結ピン１９をブームセンターボス２５により支持することで、ブームシリンダ１６がブーム１１に回動可能に連結される。
【００２９】
ブームセンターボス２５と側板２１との溶接は、ブーム１１の構造物が矩形断面であるので、ブーム１１の構造物の外側から行われる。この溶接の際にブーム１１の構造物内部への溶接金属の溶け落ちを防止するために、ブームセンターボス２５のつば部５２と側板２１とを突き合わせて接合する部分におけるブーム１１の内側の位置に、あて板部５３を設けている。具体的には、つば部５２の外周部に円環状のあて板部５３を一体に設けている。あて板部５３は、つば部５２の裏面（ブーム１１の構造物の内側を向く面）から径方向外側（つば部５２の突出方向の外側）につば部５２の外周縁よりも突出するように形成されている。すなわち、あて板部５３は、その表面（ブーム１１の構造物の外側を向く面）がピン挿入孔５１ａの軸方向に対してつば部５２の表面（ブーム１１の構造物の外側を向く面）よりもブーム１１の構造物の内側に位置がずれるように設けられている。このように、つば部５２とあて板部５３が一体成形される場合、つば部５２に作用する荷重はあて板部５３にも伝達されて作用し、つば部５２及びあて板部５３が共に荷重に応じて変形する。
【００３０】
上記構造のあて板部５３は、ボス２５のつば部５２と側板２１とを突き合わせ溶接する際に、溶接金属の溶け落ち防止の機能の他に、ボス２５に対する側板２１の位置決めの機能も有している。あて板部５３は、図４に示すように、つば部５２と側板２１とを接合する溶接部６１を介して側板２１に接合された状態となる。また、様々な要因により側板２１とあて板部５３とを完全に密着させることは難しく、側板２１とあて板部５３と境界には僅かながら隙間が生じている。そのため、溶接部６１には、側板２１とあて板部５３との境界（隙間）に、不溶着部６２が存在する。当該不溶着部６２は、溶接部６１の他の部分よりも高い応力が発生する。これは、不溶着部６２がつば部５２やあて板部５３の変形及び側板２１の変形の両方の変形の影響を受けやすいためである。
【００３１】
なお、以下において、ボス２５、ボス２５のつば部５２、ボス２５のあて板部５３の両面のうち、矩形断面を有する作業腕（ブーム１１及びアーム１２）の外側を向く面を表面と称し、作業腕の内側を向く面を裏面と称することとする。
【００３２】
図２に戻り、ブーム１１は、さらに、ブーム１１とフレーム６（図１参照）とを結合するボス２６を備えている。アーム１２は、ブーム１１とアーム１２とを結合するアームボス３６及びアーム１２とバケット１３とを結合するボス（図示せず）を備えている。また、ブーム１１、アーム１２、バケット１３にはそれぞれ、油圧シリンダを取り付けるためのブラケット４０が設けられている。ブラケット４０と油圧シリンダは回動可能にピン結合されている。
【００３３】
このように、ブーム１１とアーム１２とからなる作業腕は、ボス２５、２６、３６を備えており、これらを介して、作業腕がフレーム６に連結されたり、作業腕の構成部品同士（具体的には、ブーム１１とアーム１２）が連結されたり、作業腕に他の部品（具体的には、バケット１３）が連結されたりしている。すなわち、ボス２５、２６、３６とボス２５、２６、３６のピン挿入孔５１ａに挿入される連結ピン１９は、複数の部品を相互に（相対的に）回動可能に連結する連結部を構成する。
【００３４】
次に、本発明の油圧ショベルの第１の実施の形態の特徴部を比較例の油圧ショベルにおける掘削時のブームの状態を示しつつ図面を用いて説明する。
先ず、比較例の油圧ショベルにおける掘削時の状態を図５〜図９を用いて説明する。図５は比較例の油圧ショベルにおける最大荷重発生時の掘削姿勢を示す説明図、図６は比較例の油圧ショベルのブームをブームセンターボス（ボス部）の位置で切断した横断面図であり、バケット押し荷重時におけるブームの変形状態を示す図、図７は比較例の油圧ショベルのブームをブームセンターボス（ボス部）の位置で切断した横断面図であり、バケット引き荷重時におけるブームの変形状態を示す図、図８は比較例の油圧ショベルにおけるブームの側板とブームセンターボス（ボス部）のあて板部との境界（隙間）に生じる不溶着部上の角度のとり方を説明する図、図９は比較例の油圧ショベルにおけるブームの側板とブームセンターボス（ボス部）のあて板部との境界（隙間）に生じる不溶着部の応力分布を示す特性図である。なお、図５〜図９に示す比較例の油圧ショベルの構成に関して、本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルの構成と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
【００３５】
図５において、比較例の油圧ショベルは、バケット１３が下部走行体１の位置よりも下側（地下）を掘削している状態の姿勢である。この図のように、盛り土上に乗って、下部走行体１よりも下方を掘るのが、油圧ショベルの典型的な掘削姿勢である。油圧ショベルは、通常、この姿勢で最大の力が発揮できるように設計されている。なお、本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベル１００の場合も同様である。
【００３６】
図５に示す比較例の油圧ショベルのブーム１１のボス２５には、ピン挿入孔５１ａ（図３参照）に挿入された連結ピン１９を介してブームシリンダ１６から荷重が作用する。この荷重によって、図６及び図７に示すように、ボス２５のつば部５２やあて板部５３及びブーム１１の側板２１には、面外方向（構造体の外面側の方向又は内面側の方向）に曲げ変形が生じる。これにより、ボス２５のつば部５２やあて板部５３、側板２１、つば部５２やあて板部５３と側板２１との溶接部６１に応力が発生する。具体的には、ブームシリンダ１６に引張荷重が作用すると、図６に示すように、ボス２５のボス本体部５１及びボス連結部材であるパイプ６０が上に凸形状に変形することで、ブーム１１を構成するボス２５のつば部５２やあて板部５３、側板２１、上板２２、下板２３に面外方向の曲げ変形が生じる。一方、ブームシリンダ１６に圧縮荷重が作用すると、図７に示すように、ボス本体部５１とパイプ６０が下に凸形状に変形することで、ボス２５のつば部５２やあて板部５３、側板２１、上板２２、下板２３に面外方向の曲げ変形が生じる。なお、本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベル１００の場合においても同様に、このようなブーム１１の変形が生じる。
【００３７】
ボス２５のつば部５２やあて板部５３及び側板２１の曲げ変形は、つば部５２やあて板部５３と側板２１とを接合する溶接部６１に高い応力を発生させる。特に、あて板部５３と側板２１との境界（隙間）の不溶着部６２（図４参照）は、つば部５２やあて板部５３の変形及び側板２１の変形の両方の変形の影響を受ける。したがって、不溶着部６２には、溶接部６１の他の部分よりも高い応力が発生しやすい。不溶着部６２を含む溶接部６１の応力は、ブームシリンダ１６の動作に応じて変動する。応力値及び応力変動の繰返し数が溶接材料に固有の閾値を超えると疲労破壊が発生する。被溶接部材を接合する溶接部６１では、溶接時の熱によって残留応力や残留変形が生じることが多いので、溶接部６１における疲労破壊の閾値は、被溶接部材のそれよりも小さいことが知られている。すなわち、ブーム１１では、溶接部６１の方が、側板２１及びボス２５のつば部５２やあて板部５３よりも疲労破壊が生じやすい。特に、あて板部５３と側板２１との境界（隙間）に存在する不溶着部６２において、疲労き裂が発生するおそれがある。このような状況は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベル１００の場合においても同様である。
【００３８】
図９は比較例の油圧ショベルにおけるブーム１１の側板２１とブームセンターボス２５（ボス部）のあて板部５３との境界（隙間）の不溶着部６２の応力分布を示す特性図である。図９において、横軸θは不溶着部６２（溶接部６１）上の角度位置を示している。この角度位置は、図８に示すように、円環状の不溶着部６２（図４参照）がブーム１１の上板２２に最も接近する位置を基準（０゜）に、ブーム１１の外側からボス２５を見て時計回りの角度で表している。縦軸σｗは、不溶着部６２の応力を示しており、油圧ショベル動作の中で、特にバケット１３に働く荷重が大きい図５に示す状況下におけるバケット１３の前後方向の動作パターンの掘削負荷状態で生じる応力である。
【００３９】
図９において、不溶着部６２の応力σｗが大きい角度位置θの不溶着部６２の部位は、大きな曲げ応力が発生している部位に相当する。角度位置が３１５°付近の不溶着部６２の応力σｗが特に大きくなっている。
【００４０】
次に、本発明の油圧ショベルの第１の実施の形態の特徴部を図３、図１０、図１１を用いて説明する。図１０は本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルのブームを示す側面図、図１１は図３の符号Ｙで示すブームセンターボスのつば部に設けた溝を拡大した断面図である。
【００４１】
上述したように、比較例の油圧ショベルでは、ボス２５のつば部５２やあて板部５３及びブーム１１の側板２１の曲げ変形により、ボス２５のつば部５２やあて板部５３と側板２１とを接合する溶接部６１に高い応力が発生する。特に、側板２１とあて板部５３との境界（隙間）の不溶着部６２に高い応力が発生する。
【００４２】
そこで、本実施の形態においては、図３及び図１０に示すように、ボス２５の表面側における溶接部６１の近傍に、つば部５２を減厚するように溝５４が設けられている。溶接部６１は、ボス２５のつば部５２の外周に設けられており、溝５４は、ボス本体部５１と溶接部６１との間に設けられている。溝５４は、ボス２５のピン挿入孔５１ａの軸心Ａを中心とした円弧状に形成されている。つば部５２のうち溝５４を設けた部分の板厚ｔｇは、ボス２５が溶接される側板２１の板厚ｔｐよりも小さくなるように設定されている。溝５４は、図１１に示すように、溝底の隅部５５に適切な曲率半径ｒｇのＲ部を有しており、溝底の隅部５５の応力集中による破壊が起きないように構成されている。
【００４３】
また、上述したように、比較例の油圧ショベルでは、３１５°付近の角度位置での不溶着部６２の応力が他の角度位置θでの不溶着部６２の応力よりも相対的に大きくなっている。
【００４４】
そこで、本実施の形態においては、図１０に示すように、円環状の不溶着部６２（図４参照）がブーム１１の上板２２に最も接近する位置を基準（０゜）に、ブーム１１の外側からボス２５を見て時計回りの角度位置θ（図８の角度位置θと同じ定義）で、３１５°を中心に所定の角度位置±α°分延在する円弧状に溝５４を形成している。すなわち、不溶着部６２が延在する領域のうち不溶着部６２の応力が相対的に高くなる部分に対応する角度位置に溝５４を設けている。
【００４５】
次に、本発明の油圧ショベルの第１の実施の形態の作用効果を図３〜図７、図９、図１０を用いて説明する。
【００４６】
図３に示すブーム１１のボス２５には、ピン挿入孔５１ａに挿入された連結ピン１９を介してブームシリンダ１６（図１参照）から荷重が作用する。この荷重によって、ボス２５のつば部５２やあて板部５３及びブーム１１の側板２１には、図６及び図７に示す面外方向の曲げ変形と同様な曲げ変形が生じる。このため、ボス２５のつば部５２やあて板部５３と側板２１との溶接部６１に応力が発生する。特に、図４に示す側板２１とあて板部５３との境界（隙間）に存在する不溶着部６２に高い応力が発生する。
【００４７】
本実施の形態では、図３に示すつば部５２における溝５４を設けた部位の面外方向の曲げ変形がつば部５２の他の部位及び側板２１よりも大きくなる。これは、つば部５２における溝５４を設けた部位の板厚ｔｇがつば部５２の他の部位及び側板２１の板厚ｔｐよりも小さいためである。ボス２５に作用する荷重による面外曲げを主に溝５４を設けた部分のつば部５２において発生させることで、不溶着部６２を含む溶接部６１の面外方向の曲げ変形量が相対的に軽減される。このため、不溶着部６２を含む溶接部６１の応力が小さくなり、不溶着部６２を含む溶接部６１の疲労寿命が増加する効果を生む。また、溝５４の加工により、ボス２５の質量が小さくなり、軽量化の効果も合わせて生まれる。
【００４８】
また、本実施の形態では、溝５４がボス本体部５１と溶接部６１との間に設けられている。このため、連結ピン１９を介してボス２５に作用する荷重の伝達経路において、溝５４は溶接部６１よりも荷重の作用点Ｌｄ側に位置する。したがって、面外方向の曲げ変形を主につば部５２の溝５４を設けた部分で発生させることにより、溶接部６１、特に不溶着部６２の曲げ応力を抑制する効果が更に高まる。
【００４９】
また、本実施の形態では、不溶着部６２が延在する領域のうち不溶着部６２の応力が高くなる部分に対応した位置のみに溝５４を設けている。具体的には、３１５°の角度位置を中心に所定の角度位置±α°分延在する溝５４を設けている。これにより、図５に示すような最大掘削荷重が発生する掘削姿勢において図９に示すような応力分布が発生した際に、不溶着部６２の応力のピークを効率よく低減することができる。その結果、油圧ショベル１００の疲労寿命を延ばすことができる。さらに、つば部５２の表面側の部分のうち、不溶着部６２を含む溶接部６１が延在する領域（本実施の形態においては、全周）のうちの一部分に対応した位置（本実施の形態においては、３１５°の角度位置を中心に所定の角度位置±α°の範囲）に溝５４を設けているので、つば部５２の全体の剛性はほとんど低下しない。
【００５０】
上述したように、本発明の油圧ショベルの第１の実施の形態によれば、ボス２５が連結ピン１９から受ける様々な大きさの負荷に対し、つば部５２における溝５４を設けた部分がつば部５２の他の部分及びつば部５２に溶接された側板（板部材）２１よりも変形することで、ボス２５のあて板部５３と側板（板部材）２１との境界に生じる不溶着部６２を含む溶接部６１の曲げ応力が緩和され、不溶着部６２を含む溶接部６１の疲労寿命が長くなる。したがって、油圧ショベル１００の耐久性及び信頼性が向上する。
【００５１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の油圧ショベルの第２の実施の形態を図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は本発明の第２の実施の形態に係る油圧ショベルにおけるブームセンターボス（ボス部）のつば部に設けた溝の各条件に対するつば部の溝底の隅部の最大応力の関係を示す特性図、図１３は本発明の第２の実施の形態に係る油圧ショベルにおけるブームセンターボス（ボス部）のつば部に設けた溝の溝底の隅部の曲率半径に対するつば部の溝底の隅部の最大応力の関係を示す特性図である。なお、図１２及び図１３において、第１の実施の形態と共通する構成については、第１の実施の形態の場合と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
図１２のうち、左端の特性図は、溝５４を設けた部分のつば部５２の板厚ｔｇ（図３参照）を側板２１の板厚ｔｐ（図３参照）で除した値（％）とつば部５２の溝５４の溝底の隅部５５（図１１参照）の最大応力σｇとの関係を示すものである。左から２番目の特性図は、溝５４の半径方向幅Ｗｇ（図３参照）をつば部５２の外径Ｄｆ（図３参照）で除した値（％）とつば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇとの関係を示すものである。左から３番目の特性図は、溝５４の径方向位置（ピン挿入孔５１ａの軸心Ａからの距離の２倍）Ｄｇ（図３参照）をつば部５２の外径Ｄｆで除した値（％）とつば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇとの関係を示すものである。右端の特性図は、円環状の不溶着部６２（溶接部６１）がブーム１１の上板２２に最も接近する位置を基準（０゜）にブーム１１の外側からボス２５を見て時計回りの角度位置で３１５°を中心とした溝５４の長さ方向の端縁の周方向位置を示す角度α°（図１０参照）とつば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇとの関係を示すものである。
【００５３】
図１２の左端の特性図から明らかなように、溝５４を設けた部分のつば部５２の板厚ｔｇが大きくなるにしたがって、つば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇは小さくなる。図１２の左から２番目の特性図から明らかなように、溝５４の半径方向幅Ｗｇが小さくなるにしたがって、つば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇは小さくなる。図１２の左から３番目の特性図から明らかなように、溝５４の径方向位置Ｄｇが小さくなるにしたがって、つば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇは小さくなる。図１２の右端の特性図から明らかなように、溝５４の長さ方向の端縁の周方向位置を示す角度α°が小さくなるにしたがって、つまり、溝５４の長さが短くなるにしたがって、つば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇは小さくなる。
【００５４】
図１２に示す実線Ｌは、つば部５２を構成する材料の疲労寿命曲線から得られる、設計繰返し数において疲労破壊を引き起こさない応力の制限値である。図１２に示す各特性図から、溝５４の形状として以下の各条件を設定することが好ましく、本実施の形態では以下の各条件を設定し、ボス２５のつば部５２が設計繰返し数において疲労破壊を引き起こさないようしている。
【００５５】
第１の条件は、溝５４を設けた部分のつば部５２の板厚ｔｇを側板２１の板厚ｔｐで除した値が８５％以上である。かつ、溝５４の曲げ変形を側板２１よりも小さくする必要があるため、先に述べたようにつば部５２の板厚ｔｇを側板２１の板厚ｔｐで除した値は１００％未満である。第２の条件は、溝５４の半径方向幅Ｗｇをつば部５２の外径Ｄｆで除した値が４．５％以下である。かつ、溝５４の溝底隅部５５で疲労破壊を引き起こさない曲率半径から決定される最小の溝幅より、溝５４の半径方向幅Ｗｇをつば部５２の外径Ｄｆで除した値が１％以上である。第３の条件は、溝５４の径方向位置Ｄｇをつば部５２の外径Ｄｆで除した値が８５％以下である。かつ、溝５４がボス本体部５１と溶接部６１との間に設けられる必要があるため、ボス本体部５１の外径を考慮し、溝５４の径方向位置Ｄｇをつば部５２の外径Ｄｆで除した値が５０％以上である。第４の条件は、ピン挿入孔５１ａの軸心Ａを中心とした円弧状の溝５４を形成し、溝５４の長さ方向の端縁の周方向位置を示す角度α°が３５°以下である。かつ、溝５４の加工の容易さ、および不溶着部６２の設計繰り返し数向上の効果より５°以上とする。すなわち、２８０°から３５０°の範囲に溝５４を形成する。
【００５６】
また、図１３は、溝５４の溝底の隅部５５の曲率半径ｒｇ（図１１参照）を側板２１の板厚ｔｐ（図３参照）で除した値（％）とつば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇとの関係を示すものである。図１３から明らかなように、曲率半径ｒｇが大きくなるにしたがって、つば部５２の溝５４の溝底の隅部５５の最大応力σｇは低下し、ある一定値に漸近する。図１３に示す実線Ｌは、つば部５２を構成する材料の疲労寿命曲線から得られる、設計繰返し数において疲労破壊を引き起こさない応力の制限値である。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、図１３に示す特性図から、溝５４の溝底の隅部５５の曲率半径ｒｇを側板２１の板厚ｔｐで除した値が４％以上になるように溝５４の形状を設定することで、ボス２５のつば部５２が設計繰返し数において疲労破壊を引き起こさないようしている。また、曲率半径ｒｇは側板２１の板厚ｔｐよりも大きくなることはないため、溝５４の溝底の隅部５５の曲率半径ｒｇを側板２１の板厚ｔｐで除した値は１００％未満である。
【００５８】
上述したように、本発明の油圧ショベルの第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、ボス２５のつば部５２が設計繰返し数において疲労破壊を確実に引き起こさないようにすることができる。
【００５９】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の油圧ショベルの第３の実施の形態を図１４を用いて説明する。図１４は本発明の第３の実施の形態に係る油圧ショベルのブームを示す側面図である。なお、図１４において、第１の実施の形態と共通する構成については、第１の実施の形態の場合と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
図１４に示す本発明の油圧ショベルの第３の実施の形態が第１の実施の形態に対して相違する点は、溝を形成する範囲である。本実施の形態に係る溝の形成範囲は、次のことを考慮して設定されたものである。図９に示す不溶着部６２の応力分布は、図５に示すような掘削姿勢を前提としたものである。この応力分布では、最大応力σｗが３１５°付近の角度位置でピークＰ１となる山が２２５°〜３６０°の範囲に存在する。しかし、図５に示す掘削姿勢とは多少異なる姿勢で掘削した場合、図９に示す応力分布における最大応力σｗのピークＰ１が、３１５°から山の２２５°〜３６０°の範囲のいずれかの角度位置にずれることが想定される。そこで、ボス２５Ａのつば部５２には、円環状の不溶着部６２（溶接部６１）がブーム１１の上板２２に最も接近する位置を基準（０゜）に、ブーム１１の外側からボス２５Ａを見て時計回りの角度位置θで２２５°から３６０°までの範囲に、ピン挿入孔５１ａの軸心Ａ（図３参照）を中心とした円弧状の溝５４Ａが形成されている。
【００６１】
上述した本発明の油圧ショベルの第３の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、角度位置θが２２５°から３６０°に延在する溝５４Ａをつば部５２に設けたので、図９に示す不溶着部６２の応力分布において、２２５°から３６０°の範囲に存在する最大応力σｗのピークを確実に低減することができる。そのため、図５に示すような掘削姿勢から多少異なる姿勢で掘削した場合でも、当該不溶着部６２の疲労寿命を確実に向上させることができる。
【００６３】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の油圧ショベルの第４の実施の形態を図１５を用いて説明する。図１５は本発明の第４の実施の形態に係る油圧ショベルのブームを示す側面図である。なお、図１５において、第１の実施の形態と共通する構成については、第１の実施の形態の場合と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
図１５に示す本発明の油圧ショベルの第４の実施の形態が第１の実施の形態に対して相違する点は、溝を形成する範囲である。本実施の形態に係る溝の形成範囲は、次のことを考慮して設定されたものである。図９に示す不溶着部６２の応力分布は、図５に示すような掘削姿勢を前提としたものである。この応力分布では、最大応力σｗが最大値となる第１のピークＰ１を有する山（２２５°〜３６０°）及び最大応力σｗが２番目となる第２のピークＰ２を有する山（０°〜９０°）が存在している。しかし、図５に示す掘削姿勢と異なる姿勢で掘削した場合、図９に示す応力分布における最大応力σｗの第１のピークＰ１が２２５°〜３６０°の範囲内でずれること及び第２のピークＰ２が０°〜９０°の範囲内でずれることが想定される。そこで、ボス２５Ｂのつば部５２には、円環状の不溶着部６２（溶接部６１）がブーム１１の上板２２に最も接近する位置を基準（０゜）に、ブーム１１の外側からボス２５Ｂを見て時計回りの角度位置θで、０°から９０°の範囲、かつ、２２５°から３６０°の範囲に、ピン挿入孔５１ａの軸心Ａ（図３参照）を中心とした１つの連続した円弧状の溝５４Ｂが形成されている。
【００６５】
上述した本発明の油圧ショベルの第４の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、角度位置θが０°から９０°、かつ、２２５°から３６０°まで延在する１つの溝５４Ｂをつば部５２に設けたので、図９に示す不溶着部６２の応力分布において、２２５°から３６０°の範囲に存在する最大応力σｗのピークの他に、０°から９０°の範囲に存在する応力の第２のピークも低減することができる。そのため、図５に示すような掘削姿勢から大きく異なる姿勢で掘削した場合においも、当該不溶着部６２の疲労寿命を確実に向上させることができる。
【００６７】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の油圧ショベルの第５の実施の形態を図１６を用いて説明する。図１６は本発明の第５の実施の形態に係る油圧ショベルのブームにおけるブームセンターボスのつば部に設けた溝を含む一部分を示す断面図である。なお、図１６において、第１の実施の形態と共通する構成については、第１の実施の形態の場合と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
図１６に示す本発明の油圧ショベルの第５の実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、ボス２５Ｃのつば部５２の表面側ではなく、つば部５２の裏面側に溝５４Ｃを設けたことである。具体的には、ボス２５Ｃの溶接部６１の近傍のボス２５の裏面側に、つば部５２を減厚するように溝５４Ｃが形成されている。溶接部６１はボス２５Ｃのつば部５２の外周に設けられており、溝５４Ｃはピン挿入孔５１ａが形成されたボス本体部５１と溶接部６１との間に設けられている。溝５４Ｃは、ボス２５Ｃのピン挿入孔５１ａの軸心Ａ（図３参照）を中心として円弧状に部分的に形成されている。すなわち、つば部５２において、不溶着部６２が延在する領域のうちの一部分に対応した位置に溝５４を設けている。また、溝５４Ｃを設けた部分のつば部５２の板厚ｔｇは、ボス２５が溶接される側板２１の板厚ｔｐよりも小さくなるように設定されている。溝５４Ｃは、図１１に示す第１の実施の形態と同様に、溝底の隅部５５に適切な曲率半径ｒｇのＲ部を有しており、溝底の隅部５５の応力集中による破壊が起きないように構成されている。
【００６９】
本実施の形態においては、溝５４Ｃを設けた部分のつば部５２における面外方向の曲げ変形がつば部５２の他の部位及び側板２１よりも大きく生じる。これは、溝５４Ｃを設けた部分のつば部５２の板厚ｔｇが、つば部５２の板厚や側板２１の板厚ｔｐよりも小さいためである。ボス２５Ｃに作用する荷重による面外曲げを主に溝５４Ｃを設けた部分のつば部５２で発生させることで、不溶着部６２（図４参照）を含む溶接部６１の面外方向の曲げ変形量が相対的に軽減される。その結果、不溶着部６２を含む溶接部６１の曲げ応力が小さくなり、不溶着部６２を含む溶接部６１の疲労寿命が増加する効果を生む。また、溝５４Ｃの加工により、その分、ボス２５Ｃの質量が小さくなるので、軽量化の効果も合わせて生まれる。
【００７０】
また、溝５４Ｃはボス本体部５１と溶接部６１との間に設けられている。このため、ボス２５Ｃに作用する荷重の伝達経路において、溝５４Ｃは溶接部６１よりも荷重の作用点Ｌｄ側に位置する。溝５４Ｃで面外方向の曲げ変形を発生させることにより、溶接部６１の曲げ応力を抑制する効果が高まる。
【００７１】
上述したように、本発明の油圧ショベルの第５の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、本実施の形態によれば、溝５４Ｃをボス２５Ｃの裏面側に加工しているので、腐食や錆の原因となる雨水や海水などが溝５４Ｃに溜まることがない。したがって、ブーム１１の経年劣化を抑制することができ、ブーム１１の信頼性を向上することができる。
【００７３】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の油圧ショベルの第６の実施の形態を図１７を用いて説明する。図１７は本発明の第６の実施の形態に係る油圧ショベルのブームにおけるブームセンターボスのつば部に設けた溝を含む一部分を示す断面図である。なお、図１７において、第１の実施の形態と共通する構成については、第１の実施の形態の場合と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
図１７に示す本発明の油圧ショベルの第６の実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、ボス２５Ｄのつば部５２の表面側に溝５４Ｄを１つでなく複数設けたことである。具体的には、溶接部６１の近傍のボス２５Ｄの表面側に、つば部５２を減厚するように溝５４Ｄが２箇所加工されている。２つの溝５４Ｄは、ボス２５Ｄのピン挿入孔５１ａの軸心Ａ（図３参照）を中心とした円弧状で、半径方向の位置が異なるように形成されている。２つの溝５４Ｄはそれぞれ、不溶着部６２の延在する領域のうち、不溶着部６２の応力が高くなる領域に対応する角度位置に設けられている。具体的には、例えば、第１の実施の形態と同じ角度位置（３１５°±α°）の範囲に亘って形成されている。すなわち、２つの溝５４Ｄは、ほぼ同じ角度位置θの範囲に設けられている。また、各溝５４Ｄを設けた部分のつば部５２の板厚ｔｇはそれぞれ、ボス２５Ｄが溶接される側板２１の板厚ｔｐよりも小さくなるように設定されている。なお、２つの溝５４Ｄを設けた部分のつば部５２の板厚ｔｇは同じである必要はない。すなわち、２つの板厚ｔｇを異なる大きさ（寸法）にしてもよい。
【００７５】
本実施の形態においては、複数の溝５４Ｄが次のように作用する。ボス２５Ｄに作用する荷重によってつば部５２及びつば部５２に溶接された側板２１には、面外方向に曲げ変形を生じさせようとする力が作用する。この力により、２つの溝５４Ｄを設けた部分のつば部５２にそれぞれ曲げ変形が生じるので、その分、不溶着部６２（図４参照）を含む溶接部６１の曲げ変形が小さくなる。その結果、不溶着部６２を含む溶接部６１の応力が低下し、不溶着部６２を含む溶接部６１の疲労寿命が向上する。
【００７６】
上述した本発明の油圧ショベルの第６の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００７７】
また、本実施の形態によれば、つば部５２における半径方向の位置が異なる２箇所に溝５４Ｄを設けたので、前述した第１の実施の形態のように１つの溝５４のみを設ける場合と比較して、各溝５４Ｄの深さ及び幅を共に小さくすることが可能となる。溝５４Ｄの形状をこのように小さくすることで、つば部５２の溝底の隅部５５の応力を軽減することができるので、つば部５２の溝底の隅部５５の疲労寿命が向上する効果を生む。また、ボス２５Ｄに溝５４Ｄを複数加工することで、更なる軽量化の効果も生まれる。
【００７８】
［他の実施形態］
なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は、本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【００７９】
例えば、上述した本発明の油圧ショベルの第１〜第６の実施の形態においては、つば部５２の外周部にあて板部５３を一体に形成した構成の例を示したが、予め加工した円環状の部材を溶接などによってつば部５２の裏面側に固定してあて板部を設ける構成も可能である。このような構造の場合でも、つば部５２とあて板部５３が一体形成された場合と同様に、つば部５２に作用する荷重があて板部にも伝達され、つば部５２及びあて板部が共に荷重に応じて変形する。
【００８０】
また、上述した第６の実施の形態においては、ボス２５Ｄのつば部５２に２つの溝５４Ｄを設ける構成の例を示したが、ボス２５Ｄのつば部５２に３つ以上の溝を設ける構成も可能である。この場合も第６の実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１１…ブーム、  １２…アーム、  １６…ブームシリンダ、  １９…連結ピン、  ２１…側板、  ２２…上板、  ２３…下板、  ２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ…ブームセンターボス（ボス）、  ５１…ボス本体部、  ５１ａ…ピン挿入孔、  ５２…つば部、  ５３…あて板部、  ５４、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ…溝、５５…溝底の隅部、  ６１…溶接部、  １００…油圧ショベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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