JP3686867B2 - すり割り加工方法、すり割り加工装置、及びすり割り加工による板金製ブレーキシューの製造方法 - Google Patents

すり割り加工方法、すり割り加工装置、及びすり割り加工による板金製ブレーキシューの製造方法 Download PDF

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Description

技術分野
本発明は、板金製Vプーリや板金製ブレーキシューなどの製造に際しブランクの外周部を板厚方向に二つに割るすり割り加工方法、すり割り加工装置、及びすり割り加工による板金製ブレーキシューの製造方法に関する。
背景技術
例えば、板金製Vプーリの製造に際して円板状のブランクの外周部を板厚方向に二つに割るすり割り加工方法として、例えば、特許第2520095号公報に開示されたすり割り加工方法がある。このすり割り加工方法は、円板状の金属製のブランクの外周部をすり割りローラーダイスによって板厚方向に二つに割るというものである。そこで使用されるすり割りローラーダイスは外周面の軸方向中央部に楔状の刃部をその円周方向に突設してあり、その楔状の刃部をブランクの外周面の板厚方向中央部に押し付けながら、すり割りローラーダイスとブランクとを同期回転させることにより、ブランクの外周部を板厚方向に二つに割っている。
しかるに、上記すり割り加工方法では、すり割りローラーダイスの刃部の刃先が、すり割り当初にブランクの外周面を板厚方向にすべり易いため、ブランク外周面の板厚方向の任意位置で割ることが容易でなかった。とくに、板厚の薄いブランクを用いる場合、ブランク外周面の板厚方向中央部をすり割るときのセンター決めや均等割りの不安定、困難性が顕著であった。
本発明の目的は、ブランク外周面の板厚方向の任意位置で正確にかつ容易に割ることが可能なすり割り加工方法、その加工装置、及びすり割り加工による板金製ブレーキシューの製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明に係るすり割り加工方法は、円板状の金属製のブランクを回転上下型の間に挟んで保持し、上記ブランクの外周部にすり割りローラーダイスを押し付けて、該ブランクの外周部を板厚方向に二つに割るすり割り加工方法において、上記回転型下型のブランクが載置される上面に、ブランクの板厚より浅い深さのブランク収容凹部が形成されているとともに、該ブランク収容凹部の外周壁の上端外周に連続してローラーダイス案内面が該ブランク収容凹部内のブランクの上面高さよりも低く、かつ水平に形成されており、上記回転上型は、上記ブランク収容凹部内のブランクの外周部上面を露出するよう上記回転下型の外径よりも小さい外径に形成されており、上記すり割りローラーダイスは、これの外周に刃先を有して、回転上下型の回転軸心に対し傾斜するローラー軸心まわりにブランクと同期回転しながら該刃先を上記ローラーダイス案内面上を半径方向内方に滑らして上記ブランク収容凹部より突出するブランクの外周部に押し付けることにより該外周部を板厚方向に二つに割るというものである。
この方法によれば、回転下型のブランク収容凹部より突出するブランクの外周部の、ローラーダイス案内面の高さと一致する位置(すり割り位置)を、該ローラーダイス案内面に沿って滑らすすり割りローラーダイスの刃先で位置ずれなく確実にすり割ることができる。したがって、例えば、ブランクの外周部を板厚方向に均等な厚みで二つに割る場合は、ブランク収容凹部にブランクを板厚の半分のみが突出するよう収容しておきさえすれば、ブランクの外周部の板厚方向中央部を確実にすり割ることができる。つまり、ブランクの外周部の所望のすり割り位置がローラーダイス案内面の高さと合うようにブランクをブランク収容凹部に収容しておけば、ブランク外周部の板厚方向の任意位置で正確に容易に割ることが可能になる。ブランクの外周部を含む全体を回転下型の収容凹部内で支持した下で、その外周部を安定かつ確実にすり割ることができるので、とくに、板厚の薄いブランクの外周部のすり割りに最適である。
他の発明に係るすり割り加工方法は、上記のすり割り加工方法のように、すり割りローラーダイスの刃先で、回転下型のブランク収容凹部より突出するブランクの外周部を板厚方向に二つに割って上下のすり割り部を形成した後、さらに、第2の回転上下型の間に上記ブランクを上下のすり割り部が該回転上下型の外周面より外方へ突出するように挟んで保持し、外周面に拡開用刃部をその円周方向に形成した拡開成形用ローラーダイスの上記拡開用刃部を上記すり割り部に押し付けることにより該すり割り部を上下方向へ真っ直ぐに拡開させるというものである。
この方法によれば、第2の回転上下型間に挟持されたブランクの一部で構成されるウェブと、このウェブの外周部に連続してつけられるすり割り部で構成されるリムとを有する形のすり割り加工品を簡単に加工することができる。
更に、他の発明に係るすり割り加工装置は、円板状の金属製のブランクを挟んで保持する回転上下型と、上記ブランクと同期回転しながら刃先を上記ブランクの外周部に押し付けて該外周部を板厚方向に二つに割るすり割りローラーダイスとを備えたすり割り加工装置において、上記回転下型のブランクが載置される上面に、ブランクの板厚より浅い深さのブランク収容凹部が形成されるとともに、該ブランク収容凹部の外周壁の上端外周に連続してローラーダイス案内面が該ブランク収容凹部内のブランクの上面高さよりも低く、かつ水平に形成されており、上記回転上型は上記ブランク収容凹部内のブランクの外周部上面を露出するよう上記回転下型の外径よりも小さい外径に形成されており、上記すり割りローラーダイスは、これの外周に刃先を有して、回転上下型の回転軸心に対し傾斜するローラー軸心まわりにブランクと同期回転しながら該刃先を上記ローラーダイス案内面上を半径方向内方に滑らして上記ブランク収容凹部より突出するブランクの外周部に押し付けるように構成されているというものである。
この装置を使用することにより、ブランクの外周部の所望のすり割り位置がローラーダイス案内面の高さと合うようにブランクをブランク収容凹部に収容しておけば、ブランク外周部の板厚方向の任意位置で正確に割ることができる。
更に又、他の発明に係る板金製ブレーキシューの製造方法は、円板状の金属製のブランクを用いて部分円弧形状のシューリムと、このシューリムの内周から突設したシューリブを有する板金製ブレーキシューを製造する方法であって、すり割りローラーダイスの刃先で回転下型のブランク収容凹部より突出するブランクの外周部を板厚方向に二つに割って上下のすり割り部を形成するという上記すり割り工程と、第2の回転上下型の間に上記ブランクを上下のすり割り部が該回転上下型の外周面より外方へ突出するように挟んで保持し、外周面に拡開用刃部をその円周方向に形成した拡開成形用ローラーダイスの上記拡開用刃部を上記すり割り部に押し付けて該すり割り部を上下方向に真っ直ぐに拡開することにより上記回転上下型間で挟持された上記ブランクの一部で構成されるウェブと、このウェブの外周部の板厚方向両側方へ環状に張り出す上記すり割り部で構成されるリムとを成形する拡開成形工程と、上記ウェブとリムとを所要形状に切断することにより部分円弧形状のシューリムと、このシューリムの内周から突設したシューリブを有するブレーキシューを形成する工程とを含むものである。
この方法によれば、円板状の金属製のブランクから部分円弧形状のシューリムと、このシューリムの内周から突設したシューリブを有する形の板金製ブレーキシューを簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図1Aはすり割り加工方法におけるすり割り工程のすり割り前の説明図である。
図1Bはすり割り加工方法におけるすり割り工程の作用説明図である。
図2Aはすり割り加工方法における拡開成形工程の拡開成形前の説明図である。
図2Bはすり割り加工方法における拡開成形工程の作用説明図である。
図3Aはすり割り加工方法における仕上げ工程の仕上げ加工前の説明図である。
図3Bはすり割り加工方法における仕上げ工程の作用説明図である。
図4はすり割り加工方法に使用する回転下型の他例を示す要部の断面図である。
図5はすり割り加工品より得られる板金製ポリVプーリの断面図である。
図6はすり割り加工品より得られる板金製背面プーリの断面図である。
図7はすり割り加工品より得られる板金製ブレーキシューの断面図である。
図8は図7の板金製ブレーキシューの製造工程のうちの切断工程を説明するための正面図である。
図9はすり割り加工品の他例を示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明のすり割り加工方法では、まず、すり割り工程において、図1Aに示すように、プレス成形で円板状に作られた鋼板等の金属製のブランク1を用いる。そのブランク1には中心孔2を設けている。ブランク1は第1の回転上型3と回転下型4間で挟み付けて保持される。その回転下型4のブランク1を載置する上面には該ブランク1を収容するためのブランク収容凹部5を環状に形成するとともに、このブランク収容凹部5の外周壁5aの上端外周に連続してローラーダイス案内面6を水平に形成している。
ブランク収容凹部4の内周側にはブランク1の中心孔2が嵌合する環状のボス7がこれの中心を回転上下型3,4の回転軸心と一致するように形成され、このボス7の上端面7aはブランク収容凹部5内のブランク1の上面1aと面一になるように形成している。環状のボス7で囲まれる中央凹部8には回転上型2の下面中央に突設した突起9が同心状に嵌合するようにしてある。
回転上型3の外径は回転下型4のそれよりも小径に形成して、ブランク収容凹部5内のブランク1の外周部10が回転上型3の外周面3aから外側へ所定量のすり割り深さ分だけ露出するようにしている。
上記ブランク収容凹部5の深さはブランク1の板厚よりも浅く設定されて、ブランク1を収容すると該ブランク1の上面1aがローラーダイス案内面6よりも高く突出するようにしている。ブランク収容凹部5内のブランク1の外周部10の、ローラーダイス案内面6の高さと一致する位置が、すり割り位置となる。したがって、ブランク1の板厚とブランク収容凹部5の深さとの具体的な関係において、例えば、ブランク1の外周部10の板厚方向中央部をすり割る場合は、ブランク収容凹部5にブランク1が全厚の半分だけローラーダイス案内面6よりも高く突出するように収容される。ブランク1の外周部10を板厚方向に1:2の厚み割合ですり割る場合は、ブランク収容凹部5にブランク1が全厚の1/3または2/3の厚み分だけローラーダイス案内面6よりも高く突出するように収容されることになる。つまり、ブランク1のブランク収容凹部5からの突出量を変えることにより、ブランク1の外周部10の板厚方向の任意位置ですり割ることができる。
また、すり割り工程では、すり割りローラーダイス11を用意する。このすり割りローラーダイス11はこれの外周に断面略V形状の刃先12を有しており、その刃先12が回転下型4のローラーダイス案内面5上を半径方向に滑って進退移動するように回転上下型3,4の一側方に配置される。その際、すり割りローラーダイス11はこれのローラー軸心O2が回転上下型3,4の回転軸心O1に対し傾斜するように配置させて刃先12でブランク1の外周部10を容易にすり割りできるように、また刃先12の背12aがローラーダイス案内面6に当たって焼き付くことのないように逃げ角α(例えば、5°程度)をとってある。刃先12の焼き付きを防止するためにローラーダイス案内面6には耐摩耗性に優れる滑剤を塗布することもできる。刃先12のすくい面12bは凹曲面に形成している。
すり割りに際しては、すり割りローラーダイス11とブランク1とを同期回転させながらすり割りローラーダイス11を図1Aの矢印aで示すようにブランク1の外周部10に近接移動させ、その刃先12をローラーダイス案内面6上を半径方向内方に滑らして回転上型3の外側でブランク収容凹部5より突出するブランク1の外周部10に押し付けながら該外周部10を板厚方向に二つに割って、一方の刃先12のすくい面12b上を滑りつつすくわれる上側のすり割り部10aを、他方のブランク収容凹部5内の下側のすり割り部10bから離れるよう立ち上げる。図1Bにそのすり割り状態を示している。この場合、ブランク1のブランク収容凹部5からの突出量を変えることにより、ブランク1の外周部10の任意位置を板厚方向に二つにすり割ることができる。
すり割りローラーダイス11の押し付けによりブランク11の外周部10が上下二つのすり割り部10a,10bに形成されるに従い、ブランク1の材料がその外周方向に引っ張られて移動する現象が生じる。これによりブランク1の中心孔2に拡径方向の変形が生じやすい。これを防止するには、図1Aに示すごとくブランク収容凹部5内にブランク1をこれの外周部10の最外周面100の少なくとも下側コーナ部100aがブランク収容凹部5の外周壁5aに当接するように収容することによって、ブランク1の前述した材料移動現象を阻止できるようにしておくことが好ましい。ブランク収容凹部5の外周壁5aはその内底面5bに対し直角な直壁に形成してもよいが、ブランク1をこの収容凹部5に嵌め込み易くするためには図1Aに示すごとく外周壁5aの高さ方向全長にわたってテーパ13を付けるか、または図4に示すごとく外周壁5aの上端とローラーダイス案内面6が交わるコーナのみにテーパ13を付けておくことが好ましい。
このようにすり割りされたブランク1は、次の拡開成形工程に移される。この拡開成形工程では、図2Aに示すように、第2の同一外径の回転上下型14,15と、拡開成形用ローラーダイス16を使用する。拡開成形用ローラーダイス16はこれの外周面の軸方向中間部に断面山形状の拡開用刃部17をその円周方向に突設し、この拡開用刃部17の軸方向上下側に断面円弧状の溝部18a,18bを形成してなる。そして、第2の回転上下型14,15の間にブランク1を上下のすり割り部10a,10bが回転上下型14,15の外周面14a,15aより外方へ突出するように挟んで保持し、拡開用ローラーダイス16を図2Aの矢印bで示すようにブランク1に近接移動させることにより、図2Bに示すごとくすり割り部10a,10bが溝部18a,18bを滑りながら拡開用刃部17で回転上下型14,15の外周面14a,15aに対し押し付けられて上下方向に真っ直ぐに拡開する。これにより回転上下型14,15間で挟持されたブランク1の一部よりなるウェブ19と、このウェブ19の外周部の板厚方向両側方へ環状に張り出すすり割り部10a,10bよりなるリム20a,20bとを有する形のすり割り加工品が得られる。
仕上げ工程では、図3Aに示すように、外周面21aに幅強制用溝22をその円周方向に形成した仕上げ用ローラーダイス21を用い、この仕上げ用ローラーダイス21を図3Aの矢印cで示すようにリム20a,20bに近接移動させて、その幅強制用溝22で該リム20a,20bを回転上下型14,15の外周面14a,15aに対して更に強く押し付けることにより、図3Bのようにリム20a,20bを真っ直ぐにかつ所定の幅寸法に仕上げることができる。その際、前工程で図3Aに示すごとくリム20a,20b間の中央に凹部20cが残っている場合はこの凹部20cの消失成形をも行う。なお、幅強制用溝22の内底面22aは軸心と平行な垂直面に形成するよりも200R程度のアール(図3A中、破線P参照)を付けておくことが、リム20a,20bが残留ひずみにより仮想線G(図3B参照)で示すごとく反るのを抑えることができて幅方向に真っ直ぐに仕上げられる点で好ましい。
このようにウェブ19の外側にリム20a,20bをつけたすり割り加工品は、更に、次工程で、例えば、リム20a,20bの外周に単一のV溝をつけることにより板金製Vプーリ(図示せず)を、また図5に示すごときリム20a,20bの一方または両方にポリV溝23aを付けることにより板金製ポリVプーリ23をそれぞれ製造することができる。なお、図5に示す板金製ポリVプーリ23の加工に使用されるすり割り加工品としてはウェブ19の中央に中心孔2を囲むボス19aを形成したものが使用されている。また、上記すり割り加工品は、図6に示すごとくリム20a,20bの外周面を凸円弧形状に仕上げることにより板金製背面プーリ24を製造することができ、そのほかに図7に示すごとき板金製ブレーキシュー25を製造することができる。
上記すり割り加工品を用いて、ドラムブレーキに使用される図7に示すごとき板金製ブレーキシュー25を製造する場合について説明する。
図8に示すように、ウェブ19の外周にリム20a,20bをつけた上記すり割り加工品を、レーザーあるいはプラズマ溶断などによりカット線Cに沿って所要形状に切断する。これにより、図7に示すごとくリム20a,20bの一部で構成される部分円弧形状のシューリム25aと、このシューリム25aの内周から突設した、ウェブ19の一部で構成されるシューリブ25bとを有する板金製ブレーキシュー25を簡単に製造することができる。なお、このブレーキシュー25のシューリム25aの外面には、その後、図7に示すごとく摩擦ライニング26が接着される。その際、摩擦ライニング26の接着強度を上げるために、摩擦ライニング26を接着する前に、シューリム25aの外面にローレット加工を施しておくことが好ましい。
なお、図1Bのようにすり割りされたブランク1は、図9のように上側のすり割り部10aを下側のすり割り部10bに対し直角に整形することにより中心孔2を有するウェブ19の片面にすり割り部10aで構成されるボス27を有する形のすり割り加工品とすることもできる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、板金製Vプーリや板金製ブレーキシューなど板金製加工品の製造に際しブランクの外周部の板厚方向の任意位置で正確にかつ容易にすり割ることができ、板金製加工品の精度、品質の向上に寄与することができる。

Claims (5)

  1. 円板状の金属製のブランクを回転上下型の間に挟んで保持し、前記ブランクの外周部にすり割りローラーダイスを押し付けて、該ブランクの外周部を板厚方向に二つに割るすり割り加工方法において、
    前記回転下型のブランクが載置される上面に、ブランクの板厚より浅い深さのブランク収容凹部が形成されるとともに、該ブランク収容凹部の外周壁の上端外周に連続してローラーダイス案内面が該ブランク収容凹部内のブランクの上面高さよりも低く、かつ水平に形成されており、
    前記回転上型は、前上記ブランク収容凹部内のブランクの外周部上面を露出するよう前記回転下型の外径よりも小さい外径に形成されており、
    前記すり割りローラーダイスは、これの外周に刃先を有して、前記回転上下型の回転軸心に対し傾斜するローラー軸心まわりにブランクと同期回転しながら該刃先を前記ローラーダイス案内面上を半径方向内方に滑らして前記ブランク収容凹部より突出するブランクの外周部に押し付けることにより該外周部を板厚方向に二つに割ることを特徴とするすり割り加工方法。
  2. ブランク収容凹部内にブランクがこれの外周部の最外周面の少なくとも下方コーナ部をブランク収容凹部の外周壁に当接するよう収容されている、請求の範囲第1項記載のすり割り加工方法。
  3. 円板状の金属製のブランクを回転上下型の間に挟んで保持し、前記ブランクの外周部にすり割りローラーダイスを押し付けて、該ブランクの外周部を板厚方向に二つに割るすり割り加工方法において、
    前記回転下型のブランクが載置される上面に、ブランクの板厚より浅い深さのブランク収容凹部が形成されているとともに、該ブランク収容凹部の外周壁の上端外周に連続してローラーダイス案内面が該ブランク収容凹部内のブランクの上面高さよりも低く、かつ水平に形成されており、
    前記回転上型は前上記ブランク収容凹部内のブランクの外周部上面を露出するよう前記回転下型の外径よりも小さい外径に形成されており、
    前記すり割りローラーダイスは、これの外周に刃先を有して、前記回転上下型の回転軸心に対し傾斜するローラー軸心まわりにブランクと同期回転しながら該刃先を前記ローラーダイス案内面上を半径方向内方に滑らしてブランク収容凹部より突出するブランクの外周部に押し付けることにより該外周部を板厚方向に二つに割って上下のすり割り部を形成し、
    次いで、第2の回転上下型の間に前記ブランクを上下のすり割り部が該回転上下型の外周面より外方へ突出するように挟んで保持し、外周面に拡開用刃部をその円周方向に形成した拡開成形用ローラーダイスの前記拡開用刃部を前記すり割り部に押し付けて該すり割り部を上下方向に真っ直ぐに拡開することを特徴とするすり割り加工方法。
  4. 円板状の金属製のブランクを挟んで保持する回転上下型と、前記ブランクと同期回転しながら刃先を前記ブランクの外周部に押し付けて該外周部を板厚方向に二つに割るすり割りローラーダイスとを備えたすり割り加工装置において、
    前記回転下型のブランクが載置される上面に、ブランクの板厚より浅い深さのブランク収容凹部が形成されるとともに、該ブランク収容凹部の外周壁の上端外周に連続してローラーダイス案内面が該ブランク収容凹部内のブランクの上面高さよりも低く、かつ水平に形成されており、
    前記回転上型は前上記ブランク収容凹部内のブランクの外周部上面を露出するよう前記回転下型の外径よりも小さい外径に形成されており、
    前記すり割りローラーダイスは、これの外周に刃先を有して、回転上下型の回転軸心に対し傾斜するローラー軸心まわりにブランクと同期回転しながら該刃先を前記ローラーダイス案内面上を半径方向内方に滑らして前記ブランク収容凹部より突出するブランクの外周部に押し付けるように構成されていることを特徴とするすり割り加工装置。
  5. 円板状の金属製のブランクを用いて部分円弧形状のシューリムと、このシューリムの内周から突設したシューリブを有する板金製ブレーキシューを製造する方法であって、
    円板状の金属製のブランクを回転上下型の間に挟んで保持し、前記ブランクの外周部にすり割りローラーダイスを押し付けて、該ブランクの外周部を板厚方向に二つに割るすり割り工程を有しており、この工程では、前記回転下型のブランクが載置される上面に、ブランクの板厚より浅い深さのブランク収容凹部が形成されるとともに、該ブランク収容凹部の外周壁の上端外周に連続してローラーダイス案内面が該ブランク収容凹部内のブランクの上面高さよりも低く、かつ水平に形成されており、前記回転上型は前記ブランク収容凹部内のブランクの外周部上面を露出するよう前記回転下型の外径よりも小さい外径に形成しており、前記すり割りローラーダイスは、これの外周に刃先を有して、前記回転上下型の回転軸心に対し傾斜するローラー軸心まわりに前記ブランクと同期回転しながら該刃先を前記ローラーダイス案内面上を半径方向内方に滑らしてブランク収容凹部より突出するブランクの外周部に押し付けることにより該外周部を板厚方向に二つに割って上下のすり割り部を形成するように構成してあり、
    更に、第2の回転上下型の間に前記ブランクを上下のすり割り部が該回転上下型の外周面より外方へ突出するように挟んで保持し、外周面に拡開用刃部をその円周方向に形成した拡開成形用ローラーダイスの前記拡開用刃部を、前記記すり割り部間に押し付けて該すり割り部を上下方向に真っ直ぐに拡開して、前記回転上下型間で挟持された前記ブランクの一部で構成されるウェブと、このウェブの外周部の板厚方向両側に張り出す前記すり割り部で構成されるリムとを成形する拡開成形工程と、
    前記ウェブとリムとを所要形状に切断することにより部分円弧形状のシューリムと、このシューリムの内周から突設したシューリブを有する形のブレーキシューを形成する工程と、
    を有している板金製ブレーキシューの製造方法。
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