JP2021041462A - ブーム部品およびブームの製造工程ならびに製造されるブーム部品またはブーム - Google Patents

Abstract

【課題】安全性および費用にプラスの効果をもたらすことができるブームを提供する。【解決手段】シートメタル半加工品からブーム部品を製造する工程、特に軸受座部を有するブーム部品を製造する工程に関し、これらの工程では出発材料が曲げのみにより成形される。ゆえに製造工程が簡易化される。加えて本発明の工程によって製造される二つのブーム部品を結合することにより、両端部が閉じたブームを製造する工程に関する。さらに本発明は、本発明による工程の一つによって製造されるブーム部品およびブームを包含する。【選択図】図５

Description

本発明は、シートメタル半加工品からブーム部品を製造する工程、特に両側が閉じたブームを製造する工程とともに、同工程により製造されるブーム部品および同工程により製造されるブームに関する。

ブーム部品およびブーム、特に少なくとも一つの軸受座部を有するブーム部品およびブームの製造は概して、出発材料を所望の形状にするのに曲げ、深絞り、プレス等のような様々な成形工程が使用される幾つかの成形工程ステップを有する。

今日まで、ブームは方形の形材とパイプ片とから製造されて、これらが例えばボルト、ピン、または溶接で接続される。しかしながら、これらの接続が正確に行われないことがあり、これは材料破壊のリスクを招きうる。

特許文献１は、自動車のマルチリンク車軸のためのＵ形状断面を持つシートメタル制御アームを製造する工程を記載している。この工程で、Ｕ形材の第１脚部は深絞り、プレス、曲げにより成形され、その端部には軸受孔のための穴が開けられる。穴の縁部は外向きに曲げられて軸受孔の軸受支持面を形成する。

特許文献２は、寸法安定性のある結合部品を製造する工程を記載している。この目的のため、シートメタル板の両端部に凹部が形成され、延伸装置によって突部を含む開口部がこれから形成される。続いて、両端部の開口部が互いに接触するようにシートメタル板が軸線で曲げられる。

独国特許発明第１０２００６０２８７１３号明細書 独国特許発明第１００５４８０２号明細書

本発明の目的は、ブーム部品、特に軸受座部を備えるブーム部品を、シートメタル半加工品から曲げにより製造することを可能にする工程と、この工程によって製造されるブームとを提供することである。本発明によるブームは、単体から製作されることによりブームの安定性を高める。

この目的は、独立特許請求項により達成される。従属請求項は本発明のさらなる態様に関するものである。

第一の態様によれば、本発明は、三つの連続区分である第１、第２、第３区分を包含するブーム部品をシートメタル半加工品から製造する工程に関するものであり、第２区分は長手方向において第１および第３区分の間の実質的に中央に配置され、第２区分の幅は第１および第３区分の幅より小さく、第２区分の長さは好ましくは第１および第３区分の長さより小さく、第１および第３区分は、幅方向において第２区分よりも延出する側方部分を有する。本発明による工程は、以下のステップ、すなわち、長手方向と平行な線で第１および第３区分の側方部分を９０度曲げてＵ形状の形材を形成するステップと、第１および第３区分の曲げ側方部分が互いに対向するように幅方向に平行な線で第２区分を曲げて中空の形材、いわゆるブーム部品を形成するステップとを包含する。

シートメタル半加工品は好ましくは鋼で製作される。より好ましくは、シートメタル半加工品は、冷間成形されうる鋼で製作される。シートメタル半加工品の第１および／または第３区分の幅とシートメタル半加工品の第２区分の幅の比は、好ましくは１．５：１と１０：１の間、より好ましくは２：１と３：１の間である。シートメタル半加工品の第１および／または第３区分の長さとシートメタル半加工品の第２区分の長さの比は、好ましくは２：１と５０：１の間、より好ましくは３：１と１０：１の間である。

さらに、シートメタル半加工品の第１区分の幅は、好ましくはシートメタル半加工品の第３区分の幅と等しい。さらにシートメタル半加工品の第１区分の長さは、好ましくはシートメタル半加工品の第３区分の長さと等しい。

シートメタル半加工品の第２区分の曲げは、好ましくは曲げ型に対して動かされる曲げ形材によって実施される。好ましくは、曲げ形材は半円形断面を有する。曲げ型は好ましくはＵ形状である。

本発明の一態様によれば、両側の曲げ側方エリアは好ましくは、例えば溶接、好ましくはレーザ溶接により一緒に結合される。さらに、好ましくはブーム部品の平滑な連続面が生成されるようにブーム部品の表面凹凸をトリミングすることが好ましい。

本発明の一態様によれば、好ましくは長手方向において接続形材の一部がブーム部品の開端部よりも突出するように、接続形材がブーム部品の開端部に装着される。好ましくは、接続形材はブーム部品の内側に装着される。接続形材は好ましくは中空の形材である。接続形材の長さは好ましくはブーム部品の長さの１０％と１８０％の間である。接続形材は長手方向においてブーム部品と重複する。重複は、好ましくはブーム部品の長さの５％と９０％の間である。

本発明の別の態様によれば、上述した工程により製造される二つのブーム部品が結合されて、両端部が閉じたブームを形成する。好ましくは、第１ブーム部品の開端部は、第２ブーム部品の開端部に配置された接続形材の自由端部に接続される。接続は好ましくは溶接により行われる。より好ましくは、レーザ溶接により接続が行われる。好ましくは、接続形材は第１および／または第２ブーム部品の内側に延びる。好ましくは両側が閉じたブームの平滑な連続面が生成されるように表面凹凸をトリミングすることが好ましい。

さらに、好ましくは材料除去工程により、両端部が閉じたブーム部品またはブームの少なくとも一つの閉端部に軸受座部が好ましくは製造される。特に好ましくは、フライス加工により軸受座部が製造される。さらに、両側が閉じたブーム部品またはブームの中空内部に少なくとも一つのケーブルが好ましくは挿入される。加えて、両端部が閉じたブーム部品またはブームの軸受座部に、好ましくは軸受が取り付けられる。好ましくは、ブッシュおよび固定リングによって取り付けが行われる。

軸受は好ましくは、少なくとも一つの空間方向において、両側が閉じたブーム部品および／またはブームの少なくとも一つの外面よりも突出する。代替的に、軸受はブーム部品またはブームの外面よりも突出しない。

添付の図に基づいて発明がより詳しく説明される。
本発明の工程によるブーム部品の製造のためのシートメタル半加工品の概略図である。 第１工程ステップの後でのブーム部品の製造のためのシートメタル半加工品の概略図である。 さらなる工程ステップの後でのブーム部品の概略図である。 さらなる工程ステップの後でのブーム部品の概略図である。 両端部が閉じたブームを形成するように接続される前での二つのブーム部品の概略図である。 さらなる工程ステップの後での、閉端部に軸受座部を備えるブーム部品またはブームの概略図である。 さらなる工程ステップの後での両端部が閉じたブームの概略図である。

図１は、ブーム部品の製造のためのシートメタル半加工品１０を示す。シートメタル半加工品は、二つの端部７，８の間に位置する三つの連続区分である第１区分１と第２区分２と第３区分３とで構成される。第１区分１は幅Ｂ１と長さＬ１とを有する。第２区分２は幅Ｂ２と長さＬ２とを有する。第３区分は幅Ｂ３と長さＬ３とを有する。長手方向において、第２区分２は第１区分１と第３区分３との間の実質的に中央に配置される。第２区分の幅Ｂ２は第１および第３区分の幅Ｂ１，Ｂ３より小さい。

図１にさらに示されているように、第１区分１と第３区分３とは、幅方向において第２区分２よりも突出する側方部分１１，３１を両側に有する。さらに、第２区分の長さＬ２は好ましくは第１および第３区分の長さＬ１，Ｌ３より小さい。

シートメタル半加工品１０は好ましくは鋼で製作される。より好ましくは、シートメタル半加工品は、冷間成形されうる鋼で製作される。第１または第３区分の幅Ｂ１，Ｂ３と第２区分の幅Ｂ２の比は好ましくは１．５：１と１０：１の間である。第１または第３区分の長さＬ１，Ｌ３と第２区分の長さＬ２の比は好ましくは２：１と５０：１の間である。さらに、第１区分の幅Ｂ１は好ましくは第３区分の幅Ｂ３と等しい。付加的または代替的に、第１区分の長さＬ１は好ましくは第３区分の長さＬ３と等しい。

本発明は、シートメタル半加工品１０からブーム部品を製造する工程に関する。この工程は、以下のステップａ）およびｂ）を包含する。ａ）第１および第３区分１，３の二つの側方領域１１，３１を長手方向に平行な線で４５度から９０度、好ましくは９０度の角度に曲げてＵ形状形材を形成すること（図２参照）。ｂ）幅方向に平行な線で第２区分２を曲げ、第１および第３区分１，３の曲げ側方部分１１，３１を互いに対向させて中空形材１００を形成すること（図３参照）。

図３に示されているように、第２区分２の曲げは、曲げ型５６に対して動かされることでシートメタル半加工品１０の側方部分１１，３１を互いの方へ動かして中空形材１００を形成する曲げ形材５５によって好ましくは実施される。曲げ形材５５は好ましくは半円形の断面を有する。曲げ型５６は好ましくはＵ形状である。以下ではブーム部品１００と呼ばれる中空形材１００は、開端部１０２と閉端部１０１とを有する（図４参照）。

ブーム部品１００の閉端部１０１では、好ましくは材料除去手順により軸受座部９０が製造される（図６参照）。特に好ましくは、軸受座部９０はフライス加工により製造される。好ましくは軸受座部９０に軸受が装着される。この目的のため、軸受座部９０は、固定リングで軸受が装着されるブッシュを好ましくは備える。さらに、軸受の装着の前に、好ましくは少なくとも一つのケーブルがブーム部品１００の中空内部へ挿入される。

軸受は好ましくは、少なくとも一つの空間方向においてブーム部品１００の少なくとも一つの外面よりも突出する。代替的に、軸受はブーム部品１００の外面よりも突出しない。

本発明による工程はさらに、互いに対向する曲げ側方部分１１，３１を一緒に結合するステップを包含する。これは、溶接により、特に好ましくはレーザ溶接により行われる。続いて、好ましくは、ブーム部品１００の平滑な連続面が生成されるように、好ましくはフライス加工、研削、適当な材料除去手順により、ブーム部品１００の表面凹凸が好ましくはトリミングされる。

さらに、接続形材２００の一部が長手方向においてブーム部品１００の開端部１０２よりも突出するようにして、ブーム部品１００の開端部１０２に接続形材２００が好ましくは装着される（工程ステップｄ））。接続形材２００は好ましくは中空の形材である。図４に示されているように接続形材２００は好ましくはブーム部品の内側に延びる。代替的に、接続形材２００がブーム部品の外側に装着される。接続形材２００は、好ましくは溶接によりブーム部品の開端部１０２に装着される。より好ましくは、レーザ溶接により接続形材２００がブーム部品の開端部１０２に装着される。

接続形材２００の長さは、ブーム部品１００の長さの好ましくは１０％と１８０％の間、より好ましくは３０％と８０％の間、特に好ましくは４０％と６０％の間である。接続形材２００は、好ましくはブーム部品の長さの５％と９０％の間で長手方向においてブーム部品１００の長さと重複し、その自由端部２０２でブーム部品１００の開端部１０２よりも突出する。特に好ましくは、接続形材２００は、ブーム部品１００の長さの２５％と７５％の間で長手方向においてブーム部品１００の長さと重複する。

別の態様によれば、本発明は、二つの閉端部１００１を備える両端部が閉じたブーム１０００を製造する工程を包含する（図７参照）。この工程で、上述のように各々がシートメタル半加工品１０から製作された二つのブーム部品１００が一緒に結合される。図５に図示されているように、両端部が閉じたブーム１０００は、好ましくは第１ブーム部品１００の開端部１０２を、第２ブーム部品１００の開端部１０２に装着された接続形材２００の自由端部２０２と接続することにより製造される。好ましくは、接続形材２００は第１および第２ブーム部品１００の内側に延びる。さらに、接続形材２００は長手方向において二つのブーム部品１００と少なくとも部分的に重複する。好ましくは、接続形材２００とブーム部品１００との重複は接続形材２００の長さの５％と１００％の間である。特に好ましくは、接続形材２００とブーム部品１００との重複は、接続形材２００の長さの１００％であるので、両端部が閉じたブーム１０００の内側全体に接続形材２００が位置する。

二つのブーム部品１００は好ましくは、溶接により接続形材２００に、および／または、互いに結合される。特に好ましくは、二つのブーム部品１００はレーザ溶接により接続形材２００に、および／または、互いに結合される。二つのブーム部品１００を結合して両側が閉じたブーム１０００を形成した後に、両側が閉じたブーム１０００が好ましくは平滑化されるので、両側が閉じたブーム１０００の好ましくは平滑な連続面が達成される。

同じく図６に示されているように、両側が閉じたブーム１０００の少なくとも一つの閉端部１００１には、好ましくは軸受座部９０が形成される。これは好ましくは材料除去手順により行われる。特に好ましくは、フライス加工により軸受座部が設けられる。軸受のためのブッシュが、好ましくは少なくとも一つの軸受座部９０へ挿入される。好ましくは、軸受は固定リングによってブッシュに装着される。さらに、軸受の装着前に、好ましくはケーブルがブーム１０００の中空内部へ挿入される。

軸受は好ましくは、少なくとも一つの空間方向において、両側が閉じたブーム１０００の少なくとも一つの外面よりも突出する。代替的に、両側が閉じたブーム１０００の外面よりも軸受は突出しない。

本発明によれば、ブーム部品、特に軸受座部を備えるブーム部品を製造する工程とともに、両端部が閉じたブーム、特に少なくとも一つの軸受座部を備える両端部が閉じたブームを製造する工程は、異なる長さを持ち両端部が閉じたブーム部品およびブームを簡単な手法で製造することを可能にする。この目的のため、曲げ以外の他の工程は必要なく、これは製造工程の効率にとって有利である。

本発明によれば、ブーム部品および／またはブームは軸受座部を包含する。軸受座部はブーム部品および／またはブームに別々に結合される必要はなく、これは材料破壊のリスクを低減させる。特に、接続のためのブーム部品と接続形材との間での溶接シーム、ネジ接続、またはピンのようなさらなる接続要素を不要にすることが可能であり、これもブーム部品および／またはブームの安全性および費用にプラスの効果をもたらす。

図および添付の明細書によって本発明が詳しく図示および説明されているが、この図示およびこの詳細な説明は例証的および例示的であって本発明を限定するものではないことが理解されるはずである。以下の請求項の範囲を逸脱することなく当業者が変更および変形を加えうることは言うまでもない。特に、本発明は、様々な態様および／または実施形態に関して上記で述べられるか示された特徴の何らかの組み合わせによる実施形態も含む。

本発明は、図の個々の特徴が他の特徴との組み合わせで示される、および／または、上記で述べられていない場合でも、これらの特徴を包含する。

さらに、“ｔｏ ｃｏｍｐｒｉｓｅ（包含する）”およびその派生語は他の要素またはステップを除外するわけではない。同様に、不定冠詞の“ａ”または“ｏｎｅ”およびその派生語は複数を除外するものではない。請求項に挙げられている幾つかの特徴の機能はユニットにより果たされる。特性または値に関連して使用される“ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）”，“ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（およそ）”，“ａｂｏｕｔ（約）”その他の語もまた、特性または値を正確に定義する。請求項のいかなる参照符号も請求項の範囲を制限するものと理解されてはならない。

１ 第１区分
２ 第２区分
３ 第３区分
７，８ 端部
１０ シートメタル半加工品
１１，３１ 側方部分
５５ 曲げ形材
５６ 曲げ型
９０ 軸受座部
１００ ブーム部品、中空形材
１０１ 閉端部
１０２ 開端部
２００ 接続形材
２０２ 自由端部
１０００ ブーム部品
１００１ 閉端部
Ｌ１ 第１区分の長さ
Ｌ２ 第２区分の長さ
Ｌ３ 第３区分の長さ
Ｂ１ 第１区分の幅
Ｂ２ 第２区分の幅
Ｂ３ 第３区分の幅

Claims (22)

1. シートメタル半加工品（１０）からブーム部品（１００）を製造する工程であって、
   前記シートメタル半加工品（１０）が三つの連続区分である第１（１）、第２（２）、および第３区分（３）を有して、前記第１、第２、第３区分の各々が長さ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と幅（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）とを有し、
   前記第２区分（２）が長手方向において前記第１および第３区分（１，３）の間の実質的に中央に配設され、
   前記第２区分の前記幅（Ｂ２）が前記第１および第３区分の前記幅（Ｂ１，Ｂ３）より小さく、
   前記第２区分の前記長さ（Ｌ２）が前記第１および第３区分の前記長さ（Ｌ１，Ｌ３）より小さく、
   前記第１および第３区分（１，３）が前記第２区分（２）よりも幅方向に突出する側方部分（１１，３１）を有し、
   以下のステップ、すなわち、
   ａ）長手方向に平行な線で前記第１および第３区分の前記側方部分（１１，３１）を曲げてＵ形状の形材を形成するステップと、
   ｂ）前記第１および第３区分の前記曲げ側方部分（１１，３１）が互いに対向して中空形材（１００）を形成するように、前記幅方向に平行な線で前記第２区分（２）を曲げるステップと、
   を包含する、前記ブーム部品（１００）を製造する工程。
2. 前記第２区分（２）の前記曲げが、曲げ型（５６）に対して動かされる曲げ形材（５５）によって実施される、請求項１に記載の工程。
3. 前記曲げ形材（５５）が半円形断面を有する請求項２に記載の工程。
4. 前記曲げ型（５６）がＵ形状である、請求項２または３に記載の工程。
5. さらに、
   ｃ）互いに対向する前記曲げ側方部分（１１，３１）を結合するステップ、
   を包含する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の工程。
6. 互いに対向する前記曲げ側方部分（１１，３１）は溶接により結合する、請求項５に記載の工程。
7. 前記シートメタル半加工品（１０）が鋼で製作される、請求項１〜６のいずれか一つに記載の工程。
8. さらに、
   ｄ）接続形材（２００）の一部が前記長手方向において前記ブーム部品（１００）の開端部（１０２）よりも突出するように、前記接続形材（２００）を前記ブーム部品（１００）の前記開端部（１０２）に装着するステップ、
   を包含する、請求項１〜７のいずれか一つに記載の工程。
9. 前記接続形材（２００）が第１および第２ブーム部品（１００）の内側に載置される、請求項８に記載の工程。
10. 請求項１から９のいずれか一つの工程により製造される二つのブーム部品（１００）から両端部が閉じたブーム（１０００）を製造する工程であって、さらに、
    ｅ）前記二つのブーム部品（１００）の二つの開端部（１０２）を一緒に結合するステップ、
    を包含する工程。
11. 前記ブーム部品（１００）の前記二つの開端部（１０２）が、以下のステップすなわち、
    ｅ１）接続形材（２００）の一部が前記長手方向において前記ブーム部品（１００）の前記開端部（１０２）よりも突出するように、前記接続形材（２００）を前記二つのブーム部品（１００）の一方の前記開端部（１０２）に装着するステップと、
    ｅ２）一つの前記ブーム部品（１００）の前記開端部（１０２）よりも突出している前記接続形材（２００）の自由端部（２０２）に、他の前記ブーム部品（１００）の前記開端部（１０２）を装着するステップと、
    により一緒に結合される、請求項１０に記載の工程。
12. 前記ブーム部品（１００）の互いへの結合と、前記ブーム部品（１００）への前記接続形材（２００）の装着とが溶接により実施される、請求項１１に記載の工程。
13. 前記接続形材（２００）が前記第１および第２ブーム部品（１００）の内側に載置される、請求項１１または１２に記載の工程。
14. 前記接続形材（２００）が中空形材である、請求項１３に記載の工程。
15. さらに、
    ｆ）材料除去手順により表面凹凸をトリミングするステップ、
    を包含する、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の工程。
16. 前記ブーム部品（１００）または前記ブーム（１０００）の平滑な連続面が生成されるように、材料除去手順により表面凹凸をトリミングする、請求項１５に記載の工程。
17. さらに、
    ｇ）材料除去手順により前記ブーム部品（１００）または前記ブーム（１０００）の閉端部（１０１，１００１）に軸受座部（９０）を製造するステップ、
    を包含する、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の工程。
18. さらに、
    ｈ）前記ブーム部品（１００）または前記ブーム（１０００）の前記中空内部へ少なくとも一つのケーブルを挿入するステップ、
    を包含する、請求項１７に記載の工程。
19. さらに、
    ｉ）前記ブーム部品（１００）または前記ブーム（１０００）の前記軸受座部（９０）に軸受を装着するステップ、
    を包含する、請求項１７または１８に記載の工程。
20. 前記軸受が少なくとも一つの空間方向において前記ブーム部品（１００）または前記ブーム（１０００）の少なくとも一つの外面よりも突出する、請求項１９に記載の工程。
21. 請求項１〜９および１５〜２０のいずれか一つに記載の工程を使用して製造されるブーム部品（１００）。
22. 請求項１０〜２０のいずれか一つに記載の工程を使用して製造されるブーム（１０００）。

Images