JP2005000983A - ピストンロッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを削減できるピストンロッドの製造方法を提供する。
【解決手段】パイプ材１の管端部１ａを絞りダイスＤ１，Ｄ２の内周に挿入して縮径させる少なくとも１回以上の絞り工程と、上記絞り工程で縮径したパイプ材１の管端部１ａを中空であって内周面と端部面３０とが略直交する座面成形ダイスＤ３の端部面３０側から挿入しプレスすることによりピストンロッドの座面を成形する座面形成工程とからなる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ピストンロッドの製造方法に関し、特に、パイプ材からピストンロッドを製造する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧緩衝器、油圧シリンダ等の機器に使用されるピストンロッドには、その端部にピストンが装着されるため、当該端部にピストン等を係止する段部を設ける必要があり、機器軽量化および低コスト化の観点からパイプ材からピストンロッドを成形する方法が採用されている。そして、パイプ材からピストンロッドを成形する方法にあっては、この段部を形成するためにパイプ材の管端部をスウェージング工法により縮径する方法（たとえば、特許文献１参照）や、パイプ材の管端に中実な円柱を摩擦圧接法により溶着して、この中実な円柱部分を切削加工等により段部を形成する方法が従来から知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−５０１６６号公報（第３頁右欄第２１行目から第４頁右欄第３行目まで、図１から図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上述のような従来のピストンロッドの製造方法では、以下の問題がある。
【０００５】
すなわち、スウェージング工法によりピストンロッドに段部を形成する方法では、段部をピストンロッドの軸に対し直交するように成形することができない。したがって、そのままでは、この段部にピストン等を係止できないので、この段部にカラーを当接させこのカラーの端面でピストンロッドの軸に対し直交する面を作り、このカラーの端面にピストンを当接させるか、段部を切削してピストンロッドの軸に対し直交する面を作る必要がある。すると、カラーを設ける点で部品点数が多くなり、コスト高となり、カラーを設けずに段部を切削する場合には後加工が必要となるので加工コストが高くなる。
【０００６】
さらに、パイプ材の管端に中実な円柱を摩擦圧接法により溶着する場合には、段部形成の為に切削等の後加工が必要となるばかりでなく、パイプ材の管端に中実な円柱を接合しているから、その接合部分にバリが生じ、このバリを取り除く処理も必要となる。したがって、加工工数が多く、かつ、中実円柱が必要となる点で部品点数が多くなり、コスト高となる。
【０００７】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、コストを削減できるピストンロッドの製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の課題解決手段は、パイプ材の管端部径を縮径加工するピストンロッドの製造方法において、パイプ材の管端部を絞りダイスの内周にプレスしながら挿入して縮径させる少なくとも１回以上の絞り工程と、上記絞り工程で縮径したパイプ材の管端部を中空であって内周面と端部面とが略直交する座面成形ダイスの端部面側から挿入しプレスすることによりピストンロッドの座面を成形する座面形成工程とからなる。
【０００９】
第１の課題解決手段によれば、スウェージング工法によりピストンロッドに段部を形成する方法やパイプ材の管端に中実な円柱を摩擦圧接法により溶着する場合に比較して、プレス加工のみで段部をピストンロッドの軸に対し直交するように成形することができるので、カラーを設けたり、中実円柱を設けたりする必要がないので、部品点数が少なくなり、コストも低減可能となる。
【００１０】
そして、従来の製造方法に比較して、カラーや中実円柱を設ける必要がないので、より軽量なピストンロッドを製造することができる。このことは、プラグを設ける場合にも同様で、スウェージング工法の場合には、カラーが必要となるか、段部を切削する必要上パイプ材をどうしても肉厚にする必要があるが、本発明の製造方法では、カラーを設けずにすみ、段部を切削する必要がないので、この点で、軽量化が図られ、さらに、中実円柱を摩擦圧接法により溶着させる場合には、縮径されている部位全てが、中実円柱となるが、本発明の製造方法によれば、プラグの軸方向長さを縮径部の軸方向長さより短くすることができるので、この点でピストンロッドを軽量化することができるのである。
【００１１】
また、プレス加工時に、パイプ材を絞りダイスおよび座面形成ダイスに挿入する方法を採用しているので、従来の製造方法に比較して軸心調整に手間がかからず、安価かつ短時間でピストンロッドを製造することができる。
【００１２】
第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、上記絞り工程時に、パイプ材の管端部内にプラグを挿入してから管端部を縮径させてプラグを嵌合させることを特徴とする。
【００１３】
第２の課題解決手段によれば、プラグにより、ピストンロッド内を密封状態下に封止することができ、当該プラグは、ピストンロッド内に緩衝器やシリンダの作動油が侵入することを防止するシールとして機能する。
【００１４】
さらに、この絞り工程時に、プラグが心棒としての役割を果たすので、縮径されるパイプ材の管端部の内周にしわが発生してしまうことが防止されるので、ピストンロッドの強度も向上し、しわが発生しないので、シール性も良い。
【００１５】
また、パイプ材に縮径部を形成してから、プラグを打ち込む方法に比較して、プレス成形でプラグをパイプ材に固定できるので、加工工数も少なくて済み、安価にピストンロッドを製造することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のピストンロッドの製造方法を図１から図３に基づいて説明する。図１（Ａ）は、一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法においてパイプ材をチャックに固定した状態を示す絞り工程を模写した図である。図１（Ｂ）は、一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法においてパイプ材の管端部を絞りダイスに挿入して縮径した状態を示す絞り工程を模写した図である。図２（Ａ）は、一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法においてプラグを挿入したパイプ材をチャックに固定した状態を示す絞り工程を模写した図である。図２（Ｂ）は、一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法においてプラグを挿入したパイプ材の管端部が絞りダイスに挿入され縮径された状態を示す絞り工程を模写した図である。図３（Ａ）は、一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法において絞り工程で縮径されたパイプ材をチャックに固定した状態を示す座面成形工程を模写した図である。図３（Ｂ）は、一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法において絞り工程で縮径されたパイプ材の管端部が座面成形ダイスに挿入され座面が形成された状態を示す座面形成工程を模写した図である。
【００１７】
以下、詳細に説明すると、一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法は、パイプ材１の管端部１ａを絞りダイスＤ１の内周に挿入して縮径させる第１の絞り工程と、上記第１の絞り工程で縮径されたパイプ材１の管端部１ａ内にプラグＰを挿入してから管端部１ａを縮径させてプラグＰを嵌合させる第２の絞り工程と、縮径したパイプ材１の管端部１ａを座面成形ダイスＤ２の端部面側から挿入しプレスすることによりピストンロッドの座面を成形する座面形成工程とからなる。
【００１８】
第１の絞り工程では、図１（Ａ）に示すように、まず、パイプ材１をチャックＣに固定したのち、図１（Ｂ）に示すように、このチャックＣに固定されたパイプ材１が絞りダイスＤ１内に挿入される。チャックＣは、心出しが行えるものを使用すればよく、たとえば、スクロールチャック、パワーチャック等が使用でき、他に心出しが行えるものであれば使用可能である。また、この絞りダイスＤ１は、中空なダイス本体１２と、ダイス本体１２の図１（Ａ）中左端側から右方に向けて徐々に縮径される中空部１０とで構成されている。なお、中空部１０の最小径部１１の内周径は、パイプ材１の直径より小さく設定されている。
【００１９】
そして、パイプ材１を絞りダイスＤ１に挿入するにあたり、プレス機が使用されるが、チャックＣ側を移動させてプレス機に固定した絞りダイスＤ１内にパイプ材１を挿入するとしてもよいし、反対に絞りダイスＤ１側を移動させてプレス機に固定したチャックＣ内にパイプ材１を導入するとしてもよい。
【００２０】
さて、第１の絞り工程では、パイプ材１の管端部１ａは、絞りダイスＤ１内に徐々に挿入される。すると、絞りダイスＤ１の中空部１０内に管端部１ａが当接しながら、パイプ材１が絞りダイスＤ１内に挿入されていく。すると、パイプ材１の管端部１ａは、中空部１０が図１（Ａ）中左端側から右方に向けて徐々に縮径されているので、その先端側、すなわち、図１（Ａ）中右端から徐々に縮径するように塑性変形せしめられ、管端部１ａはその先端側から中空部１０の最小径部１１の内周径にまで縮径され、チャックＣの内周底面Ｃ１に絞りダイスＤ１が当接すると、最終的には、管端部１ａには、絞りダイスＤ１の中空部１０に沿う段部２と、最小径部１１の内周径にまで縮径された縮径部３とが形成される。
【００２１】
第１の絞り工程につづいて、第２の絞り工程では、図２（Ａ）に示すように、まず、第１の絞り工程で縮径されたパイプ材１をチャックＣに固定したのち、この縮径された管端部１ａの縮径部３内に円柱形状のプラグＰを挿入する、そうしておいてから、図２（Ｂ）に示すように、このチャックＣに固定されたパイプ材１の管端部１ａが絞りダイスＤ２内に挿入される。この絞りダイスＤ２は、中空なダイス本体２２と、ダイス本体２２の図２（Ａ）中左端側から右方に向けて徐々に縮径される中空部２０とで構成されている。なお、中空部２０の最小径部２１の内周径は、縮径されたパイプ材１の管端部１ａの直径より小さく設定されている。
【００２２】
そして、この第２の絞り工程においても、パイプ材１を絞りダイスＤ２に挿入するにあたり、プレス機が使用される。
【００２３】
さて、第２の絞り工程では、パイプ材１の管端部１ａは、絞りダイスＤ２内に徐々に挿入される。すると、絞りダイスＤ２の中空部２０内にパイプ材１の管端部１ａが当接しながら、パイプ材１が絞りダイスＤ２内に挿入されていく。すると、パイプ材１の管端部１ａは、中空部２０は図２（Ａ）中左端側から右方に向けて徐々に縮径されているので、その先端側、すなわち、図２（Ａ）中右端から徐々に縮径するように塑性変形せしめられ、管端部１ａはその先端側から中空部２０の最小径部２１の内周径にまで縮径され、チャックＣの内周底面Ｃ１に絞りダイスＤ２が当接すると、最終的には、管端部１ａには、絞りダイスＤ２の中空部２０に沿う段部２と、最小径部２１にまで縮径された縮径部３とが形成される。このとき、パイプ材１の管端部１ａの縮径部３は、上記絞りダイスＤ２の最小径部２１が縮径部３の直径より小さく設定されているので、さらに、縮径されると同時に、縮径部３内に挿入されたプラグＰが、縮径部３が縮径されることにより、縮径部３に嵌合して固定される。
【００２４】
なお、このようにパイプ材１に固定されたプラグＰは、たとえば、ピストンロッドが緩衝器やシリンダに使用される場合に、ピストンロッド内を密封状態下に封止することができ、ピストンロッド内に緩衝器やシリンダの作動油が侵入することを防止するシールとして機能する。ここで、プラグＰには、金属の他プラスチックを使用してもよい。さらに、この絞り工程時に、プラグＰが心棒としての役割を果たすので、縮径されるパイプ材１の管端部１ａの内周にしわが発生してしまうことが防止されるので、ピストンロッドの強度も向上し、しわが発生しないので、シール性も良い。
【００２５】
また、縮径部３を形成してから、プラグＰを打ち込む方法に比較して、プレス成形でプラグＰをパイプ材１に固定できるので、加工工数も少なくて済み、安価にピストンロッドを製造することが可能となる。
【００２６】
第２の絞り工程につづいて、座面成形工程では、図３（Ａ）に示すように、まず、第２の絞り工程で縮径されたパイプ材１をチャックＣに固定したのち、図３（Ｂ）に示すように、このチャックＣに固定されたパイプ材１の管端部１ａが絞りダイスＤ３内に挿入される。この座面成形ダイスＤ３は、中空なダイス本体３２と、ダイス本体３２の図２（Ａ）中左端面たる端部面３０と略直交する内周面を有する中空部３１とで構成されている。なお、中空部３１の内径は、上記絞りダイスＤ２の最小径部２１の内周径と同様の径に設定されている。
【００２７】
そして、この座面成形工程においても、パイプ材１を座面成形ダイスＤ３に挿入するにあたり、プレス機が使用される。
【００２８】
さて、座面成形工程では、パイプ材１の管端部１ａは、座面成形ダイスＤ３内に徐々に挿入される。すると、座面成形Ｄ３の端部面３０内にパイプ材１の管端部１ａに形成された段部２が当接しながら、パイプ材１が座面形成ダイスＤ３内に挿入されていく。すると、パイプ材１の管端部１ａは、端部面３０が中空部３１の内周面に略直交しているので、パイプ材１の軸線に対して略直交していることとなり、段部２はやがてプレスされて、塑性変形せしめられ、チャックＣの内周底面Ｃ１に座面成形ダイスＤ３が当接すると、最終的には、管端部１ａには、座面成形ダイスＤ３の端部面３０に沿う段部２が形成され、他方、縮径部３の直径は、座面形成ダイスＤ３の中空部３１の内周と同じであるので、縮径部３はプレス加工されずに、絞りダイスＤ２により最小径部２１の内周径にまで縮径されたままの状態となる。
【００２９】
したがって、座面成形工程においては、上記第１および第２の絞り工程でパイプ材１の管端部１ａに形成された段部２のみを加工し、絞り工程時にパイプ材１の軸線に対し傾斜していた段部２を軸線に対し直交するように成形することができる。
【００３０】
すると、スウェージング工法によりピストンロッドに段部を形成する方法やパイプ材の管端に中実な円柱を摩擦圧接法により溶着する場合に比較して、プレス加工のみで段部をピストンロッドの軸に対し直交するように成形することができるので、カラーを設けたり、中実円柱を設けたりする必要がないので、部品点数が少なくなり、コストも低減可能となる。
【００３１】
そして、従来の製造方法に比較して、カラーや中実円柱を設ける必要がないので、より軽量なピストンロッドを製造することができる。このことは、プラグを設ける場合にも同様で、スウェージング工法の場合には、カラーが必要となるか、段部を切削する必要上パイプ材をどうしても肉厚にする必要があるが、本発明の製造方法では、カラーを設けずにすみ、また、パイプ材を肉厚にして段部を切削する必要がないので、この点で、軽量化が図られ、さらに、中実円柱を摩擦圧接法により溶着させる場合には、縮径されている部位全てが、中実円柱となるが、本発明の製造方法によれば、プラグの軸方向長さを縮径部の軸方向長さより短くすることができるので、この点でピストンロッドを軽量化することができるのである。
【００３２】
また、プレス加工時に、パイプ材を絞りダイスおよび座面形成ダイスに挿入する方法を採用しているので、従来の製造方法に比較して軸心調整に手間がかからず、安価かつ短時間でピストンロッドを製造することができる。
【００３３】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、スウェージング工法によりピストンロッドに段部を形成する方法やパイプ材の管端に中実な円柱を摩擦圧接法により溶着する場合に比較して、プレス加工のみで段部をピストンロッドの軸に対し直交するように成形することができるので、カラーを設けたり、中実円柱を設けたりする必要がないので、部品点数が少なくなり、コストも低減可能となる。
【００３４】
そして、従来の製造方法に比較して、カラーや中実円柱を設ける必要がないので、より軽量なピストンロッドを製造することができる。このことは、プラグを設ける場合にも同様で、スウェージング工法の場合には、カラーが必要となるか、段部を切削する必要上パイプ材をどうしても肉厚にする必要があるが、本発明の製造方法では、カラーを設けずにすみ、また、パイプ材を肉厚にして段部を切削する必要がないので、この点で、軽量化が図られ、さらに、中実円柱を摩擦圧接法により溶着させる場合には、縮径されている部位全てが、中実円柱となるが、本発明の製造方法によれば、プラグの軸方向長さを縮径部の軸方向長さより短くすることができるので、この点でピストンロッドを軽量化することができるのである。
【００３５】
また、プレス加工時に、パイプ材を絞りダイスおよび座面形成ダイスに挿入する方法を採用しているので、従来の製造方法に比較して軸心調整に手間がかからず、安価かつ短時間でピストンロッドを製造することができる。
【００３６】
請求項２の発明によれば、プラグにより、ピストンロッド内を密封状態下に封止することができ、当該プラグは、ピストンロッド内に緩衝器やシリンダの作動油が侵入することを防止するシールとして機能する。
【００３７】
さらに、この絞り工程時に、プラグが心棒としての役割を果たすので、縮径されるパイプ材の管端部の内周にしわが発生してしまうことが防止されるので、ピストンロッドの強度も向上し、しわが発生しないので、シール性も良い。
【００３８】
また、パイプ材に縮径部を形成してから、プラグを打ち込む方法に比較して、プレス成形でプラグをパイプ材に固定できるので、加工工数も少なくて済み、安価にピストンロッドを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法においてパイプ材をチャックに固定した状態を示す絞り工程を模写した図である。
（Ｂ）一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法においてパイプ材の管端部を絞りダイスに挿入して縮径した状態を示す絞り工程を模写した図である。
【図２】（Ａ）一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法においてプラグを挿入したパイプ材をチャックに固定した状態を示す絞り工程を模写した図である。
（Ｂ）一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法においてプラグを挿入したパイプ材の管端部が絞りダイスに挿入され縮径された状態を示す絞り工程を模写した図である。
【図３】（Ａ）一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法において絞り工程で縮径されたパイプ材をチャックに固定した状態を示す座面成形工程を模写した図である。
（Ｂ）一実施の形態におけるピストンロッドの製造方法において絞り工程で縮径されたパイプ材の管端部が座面成形ダイスに挿入され座面が形成された状態を示す座面形成工程を模写した図である。
【符号の説明】
１ パイプ材
１ａ 管端部
２ 段部
３ 縮径部
１０，２０，３１ 中空部
１１，２１ 最小径部
１２，２２，３２ ダイス本体
３０ 端部面
Ｃ チャック
Ｄ１，Ｄ２ 絞りダイス
Ｄ３ 座面形成ダイス
Ｐ プラグ

Claims (2)

1. パイプ材の管端部径を縮径加工するピストンロッドの製造方法において、パイプ材の管端部を絞りダイスの内周にプレスしながら挿入して縮径させる少なくとも１回以上の絞り工程と、上記絞り工程で縮径したパイプ材の管端部を中空であって内周面と端部面とが略直交する座面成形ダイスの端部面側から挿入しプレスすることによりピストンロッドの座面を成形する座面形成工程とからなるピストンロッドの製造方法。
2. 上記絞り工程時に、パイプ材の管端部内にプラグを挿入してから管端部を縮径させてプラグを嵌合させることを特徴とする請求項１に記載のピストンロッドの製造方法。

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