JP2007232064A - 有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法及び該成形方法によって作られるピストン - Google Patents
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Abstract
【課題】開口端部の肉厚を確保しつつ、加工時間が長くコストアップにつながり、かつ削り粉が発生する切削加工を省略することができる有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法を提供すること。
【解決手段】金属素材を鍛造により、防塵ブーツ用凹溝３４の形成される開口端部２０ｂ側がピストン本体２０ａ側よりも小径であって、全体が略均一の肉厚を有する有底円筒ピストン２０を成形し、その後、開口端部２０ｂの先端からピストン本体側に向けてしごき加工することにより、開口端部に肉盛部２０ｃを設けて防塵ブーツ用凹溝３４を成形する。
【選択図】図 ５
【解決手段】金属素材を鍛造により、防塵ブーツ用凹溝３４の形成される開口端部２０ｂ側がピストン本体２０ａ側よりも小径であって、全体が略均一の肉厚を有する有底円筒ピストン２０を成形し、その後、開口端部２０ｂの先端からピストン本体側に向けてしごき加工することにより、開口端部に肉盛部２０ｃを設けて防塵ブーツ用凹溝３４を成形する。
【選択図】図 ５
Description
本発明は、鍛造により成形した有底円筒ピストンの開口端部近傍に防塵ブーツ用溝を成形する有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法に関する。
例えば図８に示すような従来の有底円筒ピストン１を備えたディスクブレーキは、有底円筒ピストン１の開口端部１ａが液圧シリンダ２の端部から延出して摩擦パッド組立体３に衝合し、前記摩擦パッド組立体３を前記有底円筒ピストン１によって制動円板４に摩擦係合させることにより制動力を付与するように構成されている。しかし液圧シリンダ２から延出する部分は埃等の侵入が激しいため、防塵ブーツ５を液圧シリンダ２と有底円筒ピストン１の開口端部１ａ近傍に係止させている。そして、防塵ブーツ５を開口端部１ａ近傍に係止させるため、開口端部１ａ側はピストン本体側１ｂに比べ小径とする必要があり、通常バイトによる切削加工により開口端部１ａ近傍が小径部に形成されている。このようにして小径部を切削加工により形成した後、防塵ブーツ用の溝６を再度切削加工により成形している。したがって、防塵ブーツ用の溝６を成形するのに、小径部の強度上の肉厚の確保が問題となると共に、２回の切削加工を要するためにコストアップになるばかりでなく加工時間が長くかかる難点があり、しかも削り粉が発生する問題も生じていた。
このような切削加工による防塵ブーツ用の溝成形方法を避けるため、転造による方法も既に開発されている（例えば、特許文献１参照）。図９（ａ）は転造ロールによる溝形成を説明する概略図であり、図９（ｂ）は溝成形後の最終製品としての有底円筒ピストンの断面図であって、図９（ａ）に示すように、鋼塊から鍛造によって成形された有底円筒ピストン７の開口端部７ａにおいて、端面から僅かに離れた部分を転造ロール８により外周から外力を加えながら有底円筒ピストン７を回転させ、有底円筒ピストン７の外周面に環状の凹部９を形成する。このとき有底円筒ピストン７の内周面側からもロール１０を押し付けて開口端部７ａの径の縮小を抑えて強度上の肉厚を確保している。そして図９（ｂ）に示すように、環状の凹部９を形成した後、この凹部９を切削加工により防塵ブーツを係止するための凹溝９ａを整形加工している。
前記特許文献１に記載の従来の転造による防塵ブーツ用溝成形方法は、環状の凹部９の形成過程において、切削加工を施していないので、有底円筒ピストンの開口端部の肉厚が確保される利点はあるが、有底円筒ピストン７を回転させて製造するため加工時間が長くかかる難点があり、しかも凹部９形成後に凹溝９ａを切削加工により整形加工しなければならず、削り粉が発生する問題は避けられなかった。
本発明はこのような問題点に着目して成されたもので、開口端部の肉厚を確保しつつ、加工時間が長くコストアップにつながり、かつ削り粉が発生する切削加工を省略することができる有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法は、鍛造により成形した有底円筒ピストンの開口端部に防塵ブーツ用凹溝を成形する有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法において、金属素材を鍛造により前記有底円筒ピストンを成形し、その後、前記防塵ブーツ用凹溝の形成される開口端部側がピストン本体側よりも小径であって、全体が略均一の肉厚を有する有底円筒ピストンを口元絞り加工により成形し、その後さらに、開口端部の先端からピストン本体側に向けてしごき加工することにより、開口端部に肉盛部を設けて防塵ブーツ用溝を成形する。
本発明の請求項２に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法は、請求項１に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法であって、前記肉盛部の少なくとも一カ所に防塵ブーツ用凹溝と連通する切欠き部が形成されている。
本発明の請求項３に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法は、請求項１または２に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法であって、前記しごき加工前に、防塵ブーツ用溝成形予定箇所に割り型をセットする。
本発明の請求項１に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法は、防塵ブーツ用溝を成形するに際し、しごき加工で開口端部の先端側の余肉を移動させて防塵ブーツ用凹溝の壁を成形することができるので、開口端部の肉厚を確保しつつ、加工時間が長くコストアップにつながり、かつ削り粉が発生する切削加工を省略することができる。
本発明の請求項２に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法は、組立時、有底円筒ピストンをシリンダ内に押し込んだ際に生じる封入エアーを切り欠きから逃して防塵ブーツの浮き上がりを抑えることができる。
本発明の請求項３に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法は、防塵ブーツ用溝を精度良く成形できる。
本発明の実施例を以下に説明する。
本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例１における有底円筒ピストンを備えたディスクブレーキの断面図、図２（ａ）（ｂ）は鍛造による有底円筒ピストンの成形過程を示す断面図、図３は有底円筒ピストンの小径の開口端部側を成形する（口元絞り加工する）パンチングマシンの概略図、図４は開口端部近傍に防塵ブーツ用溝を成形するパンチングマシンの概略図、図５は成形後の有底円筒ピストンの断面図である。
図１に示すように、ディスクブレーキに適用された本発明の有底円筒ピストン２０は、キャリパ２２に形成された液圧シリンダ２４に摺動自在に嵌挿され、ピストン本体部２０ａと開口端部２０ｂとで構成されている。液圧シリンダ２４にブレーキ液圧が適用されると、有底円筒ピストン２０が作動してこの有底円筒ピストン２０の開口端部２０ｂ先端側が一方の摩擦パッド２６を支持するプレッシャプレート２８と衝合すると共に、キャリパ２２を介して他方の摩擦パッド２７が制動円板３０を押圧して制動作用が行われる。
液圧シリンダ２４の端部から延出した有底円筒ピストン２０の先端側は、埃等にさらされるために、液圧シリンダ２４と有底円筒ピストン２０の開口端部２０ｂ間に防塵ブーツ３２が装着されている。このため、ピストン本体部２０ａよりも外形寸法を小径にした開口端部２０ｂには、防塵ブーツ３２の内端部を受け入れる防塵ブーツ用凹溝３４が形成され、液圧シリンダ２４には、この防塵ブーツの外端部を受け入れる凹溝３６が形成され、防塵ブーツ３２はこれら両凹溝３４，３６に嵌入されている。
図２に基づき、鍛造による有底円筒ピストン２０―１の成形方法について説明する。図２（ａ）に示すように、所定の長さに切断した炭素鋼棒材を有底円筒ピストン２０の外径寸法と同じ長さＲ１の内径を有する凹型４０に挿入し、常温のもとで押型（ポンチ）４２により加圧して、両端が平滑な素材３８を成形する。素材３８に必要に応じ焼鈍処理を施した後、図２（ｂ）に示すよう、凹型４０と同型の凹型４４に素材３８を挿入する。次に、有底円筒ピストン２０の内径寸法と同じ長さＲ２の頭部寸法を有する押型（ポンチ）４６によって素材３８を押し出すことにより、全部分がほぼ均一な肉厚ｔで外径寸法がＲ１，内径寸法がＲ２の有底円筒ピストン２０―１が得られる。
次に、図３に基づき、鍛造により成形された有底円筒ピストン２０―１に、均一の肉厚を有する小径の開口端部２０ｂの成形方法（口元絞り加工方法）について説明する。図３に示すように、パンチングマシン４８は下のベースに固定された上下のダイス５０ａ，５０ｂ、及びインナパンチ５２と、インナパンチ５２内を上下動可能なエジェクトピン５４と、上のベースに固定されたアウタパンチ５６で構成されている。
先ず図３の加工前（但し、左半分のみ）に示すように、有底円筒ピストン２０―１の開口部側を下向きにして上下のダイス５０ａ，５０ｂ内に有底円筒ピストン２０―１の開口端部を当接させる。アウタパンチ５６により下向きの力を加えると、アウタパンチ５６、有底円筒ピストン２０―１が下降し、図３の加工後（但し、左半分のみ）に示すように、有底円筒ピストン２０―１の先端部分が上のダイス５０ａとインナパンチ５２に挟まれピストン本体部２０ａより小径の開口端部２０ｂが口元絞り加工により形成され、小径の開口端部２０ｂを有する有底円筒ピストン２０―２が得られる。その後、エジェクトピン５４を押し上げることにより、有底円筒ピストン２０―２がダイス５０ａ，５０ｂから上方に外される。
このようにして得られた有底円筒ピストン２０―２の開口端部２０ｂに防塵ブーツ３２の内端部を係止するための防塵ブーツ用凹溝３４の成形方法について、図４に基づき説明する。図４に示すように、有底円筒ピストン２０―２の開口端部２０ｂにしごき加工を施すパンチングマシン５８は、下のベースに固定された上下のダイス６０ａ，６０ｂと、インナパンチ６２と、インナパンチ６２内を上下動可能なエジェクトピン６４と、上のベースに固定されたアウタパンチ６６で構成されている。
先ず図４の加工前（但し、左半分のみ）に示すように、有底円筒ピストン２０―２の開口端部２０ｂ側を下向きにして該有底円筒ピストンを上下のダイス６０ａ，６０ｂ内に挿入しインナパンチ６２と嵌合させ、アウタパンチ６６に下向きの力を加えると、アウタパンチ６６、有底円筒ピストン２０―２が下降する。そして所定位置まで下降すると、図４の加工後（但し、左半分のみ）に示すように、有底円筒ピストン２０―２の開口端部２０ｂの先端部分が該開口端部の外径より小さい内径の下ダイス６０ｂとインナパンチ６２に挟まれ開口端部２０ｂに肉盛部２０ｃが成形される。このようにしごき加工で開口端部２０ｂの先端側の余肉を移動させて肉盛部２０ｃを成形することで、防塵ブーツ用凹溝３４の壁ができ防塵ブーツ３２の内端部を係止させることができる。その後、エジェクトピン６４を押し上げることにより、有底円筒ピストン２０がダイス６０ａ，６０ｂから上方に外される。
パンチングマシン５８によって成形された有底円筒ピストン２０は、図５に示すように、開口端部２０ｂの先端部分Ａがしごき加工によりＢに移動したもので、開口端部２０ｂの肉厚ｔとピストン本体部２０ａの肉厚ｔがほぼ同じであり、開口端部２０ｂが強度的に低下することはない。
図６は実施例１の有底円筒ピストンの変形例を示す説明図であって、図６（ａ）は有底円筒ピストンの正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図６（ａ），（ｂ）に示すように、有底円筒ピストン７０の肉盛部７０ｃが円周方向３カ所で切り欠かれており、防塵ブーツ用凹溝７４が切欠き部７２を介して外方、即ち開口端部７０ｂの開口側と連通している。
そしてブレーキ組立や、パッド交換時に、防塵ブーツ３２を装着した状態で有底円筒ピストン７０を液圧シリンダ２４内に挿入するとき、防塵ブーツ３２の内部が正圧状態になり防塵ブーツ３２がふくらんで防塵ブーツ用凹溝７４から外れそうな場合に、防塵ブーツ用凹溝７４が切欠き部７２を介して外方と連通するので、液圧シリンダ２４内の正圧空気がこの切り欠き部７２より外方に逃げることができ、防塵ブーツ３２の内端部が防塵ブーツ用凹溝７４から外れるのを防止できる。
図７（ａ）は実施例２であり、実施例１とは別のしごき加工を行うためのパンチングマシンの断面図であり、図７（ｂ）は２分割された割型の平面図である。図７（ａ）に示すように、しごき加工を施すパンチングマシン７８は、下のベースに固定された上下のダイス８０ａ，８０ｂと、インナパンチ８２と、インナパンチ８２内を上下動可能なエジェクトピン８４と、上のベースに固定されたアウタパンチ８６で構成されている。
上ダイス８０ａの防塵ブーツ用溝が成形予定箇所に、図７（ｂ）で示す一対の割型８８ａ，８８ｂが装着され、これらはカム機構等によって半径方向に可動することができる。この一対の割型８８ａ，８８ｂを装着することにより、アウタパンチ８６、有底円筒ピストン２０―２が下降して、図７（ａ）の加工後（但し、左半分のみ）に示すように、有底円筒ピストン２０―２の開口端部２０ｂの先端部分が該開口端部の外径より小さい内径の下ダイス８０ｂとインナパンチ８２に挟まれ開口端部２０ｂに肉盛部２０ｃが成形される。この際、肉盛部２０ｃの成形と割型８８ａ，８８ｂの内周への移動のタイミングを調整することで防塵ブーツ用溝を精度よく成形できる。なお、これら割型は図７（ｃ）のように３個以上で構成しても良い。
このように本発明は鍛造工程と、絞り工程、しごき工程で有底円筒ピストンに防塵ブーツ用溝を成形したので、開口端部の肉厚を確保しつつ、切削加工を省略することができ、加工時間の短縮化が図れ、かつ削り粉が発生する問題を解決することができる。
以上、本発明の実施例１，２を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、例えば、本実施例ではディスクブレーキに適応した例で説明したが、防塵ブーツを備えた一般のピストン作動装置に適用できることは言うまでもない。また最終製品として得られた防塵ブーツ用溝を備えた有底円筒ピストンは腐食防止や、耐久性の向上等の使用目的に応じ化学メッキ等を施こすことが好ましい。
また、変形例として切欠き部を肉盛り部に円周方向３カ所設けた例で説明したが、切欠き部の数や大きさは適宜最適なものを選択して設定することが好ましい。
また、変形例として切欠き部を肉盛り部に円周方向３カ所設けた例で説明したが、切欠き部の数や大きさは適宜最適なものを選択して設定することが好ましい。
２０ 有底円筒ピストン
２０ａ ピストン本体部
２０ｂ 開口端部
２０ｃ 肉盛部
２２ キャリパ
２４ 液圧シリンダ
２６，２７ 摩擦パッド
２８ プレッシャプレート
３０ 制動円板
３２ 防塵ブーツ
３４ 防塵ブーツ用凹溝
３６ 凹溝
３８ 素材
４０ 凹型
４２ 押型
４４ 凹型
４６ 押型
４８ パンチングマシン
５０ａ，５０ｂ 上下のダイス
５２ インナパンチ
５４ エジェクトピン
５６アウタパンチ
５８ パンチングマシン
６０ａ，６０ｂ 上下のダイス
６２ インナパンチ
６４ エジェクトピン
６６アウタパンチ
７０ 有底円筒ピストン
７０ｂ 開口端部
７０ｃ 肉盛部
７２ 切欠き部
７４ 防塵ブーツ用凹溝
７８ パンチングマシン
８０ａ，８０ｂ 上下のダイス
８２ インナパンチ
８４ エジェクトピン
８６アウタパンチ
８８ａ，８８ｂ 一対の割型
２０ａ ピストン本体部
２０ｂ 開口端部
２０ｃ 肉盛部
２２ キャリパ
２４ 液圧シリンダ
２６，２７ 摩擦パッド
２８ プレッシャプレート
３０ 制動円板
３２ 防塵ブーツ
３４ 防塵ブーツ用凹溝
３６ 凹溝
３８ 素材
４０ 凹型
４２ 押型
４４ 凹型
４６ 押型
４８ パンチングマシン
５０ａ，５０ｂ 上下のダイス
５２ インナパンチ
５４ エジェクトピン
５６アウタパンチ
５８ パンチングマシン
６０ａ，６０ｂ 上下のダイス
６２ インナパンチ
６４ エジェクトピン
６６アウタパンチ
７０ 有底円筒ピストン
７０ｂ 開口端部
７０ｃ 肉盛部
７２ 切欠き部
７４ 防塵ブーツ用凹溝
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８０ａ，８０ｂ 上下のダイス
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８４ エジェクトピン
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８８ａ，８８ｂ 一対の割型
Claims (3)
- 鍛造により成形した有底円筒ピストンの開口端部に防塵ブーツ用凹溝を成形する有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法において、金属素材を鍛造により有底円筒体ピストンを成形し、その後、前記防塵ブーツ用凹溝の形成される開口端部側がピストン本体側よりも小径であって、全体が略均一の肉厚を有する有底円筒ピストンを口元絞り加工により成形し、さらにその後、開口端部の先端からピストン本体側に向けてしごき加工することにより、開口端部に肉盛部を設けて防塵ブーツ用凹溝を成形する有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法。
- 前記肉盛部の少なくとも一カ所に防塵ブーツ用凹溝と連通する切欠き部が形成されている請求項１に記載の有底円筒ピストンの防塵ブーツ用溝成形方法。
- 前記しごき加工前に、防塵ブーツ用溝成形予定箇所に割り型をセットする請求項１または２に記載の有底円筒ピストンのブーツ用溝成形方法。
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| US11/711,049 US7584693B2 (en) | 2006-02-28 | 2007-02-27 | Bottomed cylindrical piston and method of manufacturing bottomed cylindrical piston |
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