JP6238496B2

JP6238496B2 - ピストン製造装置、ピストン製造方法、ピストンおよびディスクブレーキ

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Publication number: JP6238496B2
Application number: JP2016538168A
Authority: JP
Inventors: 良成岩井; 紘士大北
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2035-04-09
Also published as: US10247269B2; JPWO2016017213A1; CN106660105B; DE112015003522T5; US20170175836A1; CN106660105A; WO2016017213A1

Description

本発明は、ピストン製造装置、ピストン製造方法、ピストンおよびディスクブレーキに関する。
本願は、２０１４年７月３１日に、日本に出願された特願２０１４−１５６１５８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

円筒状の素材の開口部側を外周面側から押圧して前記素材に溝を形成する際に、前記素材の開口部側の端面を前記素材の軸方向側から押圧する製造装置がある（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２００７−９０３７２号公報

上記の製造装置では、ピストンの端面のパッドと接触する前記素材の面の形状にバラツキが生じる可能性がある。

本発明は、ピストンの端面のパッドと接触する素材の面の形状のバラツキを抑制することができるピストン製造装置、ピストン製造方法、ピストンおよびディスクブレーキを提供する。

本発明の第１の態様によれば、ピストン製造装置は、ピストンにおける軸方向一端側の開口部の縁から離れた部位を、前記ピストンの外周面側から押圧し、環状の溝を形成する第１の形成装置と、前記ピストンの前記開口部の前記縁を前記ピストンの軸方向他端側へ押圧し、前記縁と前記溝との間の内周面から前記ピストンの軸心側に押し出される厚肉部を形成する第２の形成装置と、を備え、前記第２の形成装置の前記縁に当接する部分には、前記縁の内周側が前記ピストンの軸方向他端側に向かって塑性変形するように凹部が形成されている。

本発明の第２の態様によれば、ピストン製造方法は、ピストンにおける軸方向一端側の開口部の縁から離れた部位を、前記ピストンの外周面側から押圧し、環状の溝を形成する溝形成ステップと、前記ピストンの前記開口部の前記縁を前記ピストンの軸方向他端側へ押圧し、前記縁と前記溝との間の内周面から前記ピストンの軸心側に押し出される厚肉部を形成する厚肉部形成ステップと、を含み、前記厚肉部形成ステップは、前記縁の内周側を前記ピストンの軸方向他端側に向かって塑性変形させる。

本発明の第３の態様によれば、ピストンは、軸方向一端側の開口部の縁における軸心方向の部位は、前記軸心方向に突起している厚肉部であり、前記厚肉部は前記底部に向けて折り曲げられている。前記折り曲げられている部位の断面は曲線である。

本発明の第４の態様によれば、ディスクブレーキは、前記ピストンと、前記ピストンが移動可能に配置されるシリンダと、前記ピストンの前記開口部の前記縁で押圧されてディスクに接触するブレーキパッドと、を備えている。

上記したピストン製造装置によれば、ピストンの端面のパッドと接触する素材の面の形状のバラツキを抑制することができるピストン製造装置、ピストン製造方法、ピストンおよびディスクブレーキを提供することができる。

第１実施形態のピストン製造装置およびピストンの加工前の状態を示す一部を断面とした正面図。第１実施形態のピストン製造装置およびピストンの加工後の状態を示す一部を断面とした正面図。図２のＸ部の部分拡大図。図２のＹ部の部分拡大図。第１実施形態のピストン製造装置で製造されたピストンが組み込まれたディスクブレーキの断面図。第２実施形態のピストン製造装置およびピストンの加工後の状態を示す一部を断面とした正面図。第３実施形態のピストン製造装置およびピストンの加工後の状態を示す一部を断面とした正面図。第４実施形態のピストン製造装置およびピストンの加工後の状態を示す一部を断面とした正面図。第５実施形態のピストン製造装置およびピストンの加工後の状態を示す一部を断面とした正面図。

「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態について図１〜図５を参照して以下に説明する。
図１に示すように、第１実施形態のピストン製造装置１０は、有底筒状の素材の状態にあるピストン１１を加工する。

図１を参照して、まず、ピストン製造装置１０による加工前の素材の状態にあるピストン１１について説明する。素材の状態にあるピストン１１は、円筒状の筒状部１２と、円板状の底部１３とを有している。筒状部１２および底部１３は互いに中心軸線を一致させており、この中心軸線がピストン１１の中心軸線である。

底部１３は、ピストン１１の中心軸線の延在方向（以下、ピストン軸方向と称す）における筒状部１２の一端側を閉塞している。また、筒状部１２におけるピストン軸方向の底部１３とは反対側は、閉塞されずに開放された開口部１４となっている。開口部１４のピストン軸方向の底部１３とは反対側の端部の縁１５が、ピストン１１におけるピストン軸方向の底部１３とは最も反対側の端部となる。よって、素材の状態にあるピストン１１は、有底筒状をなしている。

筒状部１２において、外周面１２ａのピストン軸方向の両端部を除く範囲が、ピストン１１の中心軸線を中心とする一定径の円筒面からなる外周円筒面１２ａ１である。また、筒状部１２において、内周面１２ｂのピストン軸方向の両端部を除く範囲が、ピストン１１の中心軸線を中心とする一定径の円筒面からなる内周円筒面１２ｂ１である。素材の状態にあるピストン１１は、外周円筒面１２ａ１が最大径の部分である。また、素材の状態にあるピストン１１の開口部１４は、内周円筒面１２ｂ１が最小径の部分である。

ピストン軸方向の開口部１４とは反対側に設けられる底部１３の外底面１３ａのうち、ピストン１１の径方向の中央範囲は、ピストン１１の中心軸線に直交する平坦な外底平坦面１３ａ１を形成している。また、ピストン軸方向の開口部１４側に設けられる底部１３の内底面１３ｂのうち、ピストン１１の径方向の中央範囲は、ピストン１１の中心軸線に直交する平坦な内底平坦面１３ｂ１を形成している。

素材の状態にあるピストン１１は、例えば鋼材やアルミニウム合金材の鍛造成形品であり、鍛造成形後、ピストン軸方向長さを調整するために、多少の誤差（バラツキ）を許容して開口部１４側を切断することにより、上記形状に形成される。

ピストン製造装置１０は、ワークであるピストン１１を回転させながら塑性変形させる回転塑性加工装置（スピニング加工装置）であり、回転装置２１と、溝形成装置２２と、縁形成装置２３とを有している。

回転装置２１は、把持部３１と、挟持部３２とを有している。把持部３１は、素材の状態にあるピストン１１の筒状部１２の外周円筒面１２ａ１を、ピストン１１の径方向（以下、ピストン径方向と称す）の外側から把持する。挟持部３２は、素材の状態にあるピストン１１の底部１３を、ピストン軸方向の両側から挟持する。回転装置２１は、図示略のモータの駆動力によって把持部３１および挟持部３２を、回転中心軸線Ｏ１を中心に回転させる。回転装置２１は、回転中心軸線Ｏ１が鉛直に延在する姿勢で設置されている。

把持部３１は、回転中心軸線Ｏ１を中心に拡径および縮径可能である。把持部３１は、縮径することによりピストン１１を把持し、拡径することによりピストン１１の把持を解除する。把持部３１は、ピストン１１を把持する時には、ピストン１１の外周円筒面１２ａ１の周方向（以下、ピストン周方向と称す）の複数カ所（例えば３か所）を、ピストン１１の中心軸線の方向（以下、ピストン軸心方向と称す）に均等に押圧する。これにより、把持部３１は、ピストン１１の把持時にピストン１１の中心軸線を、回転中心軸線Ｏ１に一致させ、ピストン１１と一体に回転可能な状態になる。把持部３１としては、例えばコレットチャックを用いることができる。

挟持部３２は、外側芯金３３と、内側芯金３４とを有している。外側芯金３３は、ピストン１１の外側にあってピストン１１の底部１３の外底平坦面１３ａ１に当接する。内側芯金３４は、外側芯金３３の上側にあって、開口部１４からピストン１１内に入り込み、ピストン１１の底部１３の内底平坦面１３ｂ１に当接する。外側芯金３３および内側芯金３４は、回転中心軸線Ｏ１と中心軸を一致させている。下側の外側芯金３３は、常時、把持部３１と回転中心軸線Ｏ１の延在方向の位置を一致させている。内側芯金３４は、外側芯金３３に対して回転中心軸線Ｏ１の延在方向に近接および離間可能である。

回転装置２１には、把持部３１を拡径させ、内側芯金３４を外側芯金３３から離間させた状態で、ピストン１１が外底平坦面１３ａ１を外側芯金３３に当接させるように配置される。そして、この状態から、回転装置２１は、内側芯金３４を外側芯金３３に近接させて内底平坦面１３ｂ１に当接させるとともに把持部３１を縮径させる。これにより、挟持部３２の内側芯金３４および外側芯金３３が底部１３を挟持し、把持部３１が筒状部１２を把持する。このようにして、回転装置２１は、ピストン１１を一体回転可能に支持する。このように回転装置２１に支持された支持状態にあるとき、ピストン１１は、筒状部１２の開口部１４側の部分が把持部３１よりも上方に突出する。

回転装置２１は、ピストン１１を支持した状態で、図示略のモータの駆動力によって把持部３１および挟持部３２を、回転中心軸線Ｏ１を中心にして回転させる。すると、ピストン１１も回転中心軸線Ｏ１を中心にして、回転中心軸線Ｏ１の延在方向の位置を一定させた状態で回転する。その結果、ピストン１１は、その中心軸線を中心にしつつピストン軸方向の位置は一定のままで、ピストン周方向に回転する。つまり、回転装置２１は、ピストン１１をピストン周方向に回転させる。

溝形成装置２２は、ヘッド４１と、溝形成ローラ４２（第１の形成装置）とを有している。ヘッド４１は、図示略のモータの駆動力によって上記した回転装置２１の回転中心軸線Ｏ１に対し近接および離間するように直線状に水平移動、即ち、ピストン１１の径方向に移動する。溝形成ローラ４２は、ヘッド４１の下側に配置されており、回転中心軸線Ｏ１と平行な回転中心軸線Ｏ２を中心に回転するようにヘッド４１に支持されている。溝形成ローラ４２は、回転中心軸線Ｏ２の延在方向の位置が一定の状態のまま回転中心軸線Ｏ１に対して近接および離間する。

溝形成ローラ４２は、回転中心軸線Ｏ２の延在方向のヘッド４１側から順に、テーパ外周面４２ａと、段面４２ｂと、円筒外周面４２ｃと、段面４２ｄと、テーパ外周面４２ｅと、円筒外周面４２ｆと、端面４２ｇとを有している。

テーパ外周面４２ａは、回転中心軸線Ｏ２を中心とするテーパ面となっており、下側ほど径が大きくなっている。

段面４２ｂは、テーパ外周面４２ａの下端縁部から径方向外方に延出している。段面４２ｂは、回転中心軸線Ｏ２を中心とする円環状をなしており、回転中心軸線Ｏ２に直交する面と同一平面に配置される平坦面である。

円筒外周面４２ｃは、段面４２ｂの外周縁部から下方に延出しており、回転中心軸線Ｏ２を中心とする円筒面である。

段面４２ｄは、円筒外周面４２ｃの下端縁部から径方向内方に延出している。段面４２ｄは、回転中心軸線Ｏ２を中心とする円環状をなしており、回転中心軸線Ｏ２に直交する面と同一平面に配置される平坦面である。段面４２ｄは、段面４２ｂよりも内外径差が大きくなっており、径方向の幅が広くなっている。

テーパ外周面４２ｅは、段面４２ｄの内周縁部から下方に延出しており、回転中心軸線Ｏ２を中心とするテーパ面である。テーパ外周面４２ｅは、下側ほど径が小さくなっている。

円筒外周面４２ｆは、テーパ外周面４２ｅの下端縁部から下方に延出しており、回転中心軸線Ｏ２を中心とする円筒面である。円筒外周面４２ｆは、円筒外周面４２ｃよりも小径である。

端面４２ｇは、円筒外周面４２ｆの下端縁部から径方向内方に延出している。端面４２ｇは、回転中心軸線Ｏ２を中心とする円形をなし回転中心軸線Ｏ２に直交する面と同一平面に配置される平坦面である。

溝形成ローラ４２は、回転装置２１の把持部３１よりも上側に配置されており、回転装置２１に支持されたピストン１１の把持部３１から上方に突出する筒状部１２と、回転中心軸線Ｏ１，Ｏ２の延在方向の位置を重ね合わせている。より具体的に、溝形成ローラ４２は、テーパ外周面４２ａの段面４２ｂ側の一部と、段面４２ｂと、円筒外周面４２ｃと、段面４２ｄと、テーパ外周面４２ｅと、円筒外周面４２ｆと、端面４２ｇとが、筒状部１２と、回転中心軸線Ｏ１，Ｏ２の延在方向の位置を重ね合わせている。

縁形成装置２３は、ヘッド５１と、縁形成ローラ５２（第２の形成装置）とを有している。ヘッド５１は、図示略のモータの駆動力によって上記した回転装置２１の回転中心軸線Ｏ１に沿う方向に直線状に移動つまり鉛直に昇降、即ち、ピストン１１の軸方向に移動する。縁形成ローラ５２は、ヘッド５１の回転中心軸線Ｏ１側に配置されており、回転中心軸線Ｏ１と直交する回転中心軸線Ｏ３を中心に回転するようにヘッド５１に支持されている。縁形成ローラ５２は、回転中心軸線Ｏ３の延在方向の位置は一定の状態で昇降することにより、回転装置２１に対して近接および離間する。

縁形成ローラ５２は、回転中心軸線Ｏ３の延在方向のヘッド５１側から順に、円筒外周面５２ａと、テーパ外周面５２ｂと、段面５２ｃと、テーパ外周面５２ｄと、円筒外周面５２ｅと、球状外周面５２ｆと、テーパ外周面５２ｇと、端面５２ｈとを有している。

円筒外周面５２ａは、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円筒面である。

テーパ外周面５２ｂは、円筒外周面５２ａの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出しており、回転中心軸線Ｏ３を中心とするテーパ面である。テーパ外周面５２ｂは、回転中心軸線Ｏ１側ほど径が小さくなっている。

段面５２ｃは、テーパ外周面５２ｂの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から径方向内方に延出している。段面５２ｃは、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円環状をなし回転中心軸線Ｏ３に直交する面と同一平面に配置される平坦面である。

テーパ外周面５２ｄは、段面５２ｃの内周縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出しており、回転中心軸線Ｏ３を中心とするテーパ面である。テーパ外周面５２ｄは、回転中心軸線Ｏ１側ほど径が小さくなっている。

円筒外周面５２ｅは、テーパ外周面５２ｄの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出しており、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円筒面である。円筒外周面５２ｅは、段面５２ｃよりも小径である。

球状外周面５２ｆは、円筒外周面５２ｅの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出しており、回転中心軸線Ｏ３に中心を有する球、または回転中心軸線Ｏ３に回転中心を有する回転楕円体の表面の一部である。球状外周面５２ｆは、回転中心軸線Ｏ１側ほど回転中心軸線Ｏ３を中心とする径が大径である。球または回転楕円体の表面の一部からなる球状外周面５２ｆは、回転軸方向に切ったときの断面が曲線になっており、言い換えれば、所定の曲率を有する湾曲面である。

テーパ外周面５２ｇは、球状外周面５２ｆの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出しており、回転中心軸線Ｏ３を中心とするテーパ面である。テーパ外周面５２ｇは、回転中心軸線Ｏ１側ほど径が小さくなっている。

端面５２ｈは、テーパ外周面５２ｇの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から径方向内方に延出している。端面５２ｈは、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円形をなしており、回転中心軸線Ｏ３に直交する平坦面である。

縁形成ローラ５２には、段面５２ｃと、テーパ外周面５２ｄと、円筒外周面５２ｅと、球状外周面５２ｆとが形成されることによって、径方向内方に凹む凹部５３が形成されている。この凹部５３も、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円環状をなしている。凹部５３は、その一部を構成する球状外周面５２ｆが所定の曲率を有して湾曲している。

縁形成ローラ５２は、回転装置２１の把持部３１よりも上側に配置されており、回転装置２１に支持された素材の状態にあるピストン１１の開口部１４を含む筒状部１２と縁形成ローラ５２とは、回転中心軸線Ｏ３の延在方向の位置を重ね合わせている。より具体的には、縁形成ローラ５２のテーパ外周面５２ｄと、円筒外周面５２ｅとは、素材の状態にあるピストン１１の開口部１４を含む筒状部１２と、回転中心軸線Ｏ３の延在方向の位置を重ね合わせている。

ピストン製造装置１０は、素材の状態にあるピストン１１を加工する場合に、上記のように回転装置２１にピストン１１を取り付けた状態で、回転装置２１の把持部３１および挟持部３２を、回転中心軸線Ｏ１を中心に回転させる。すると、ピストン１１が回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心にピストン周方向に回転する。これが、筒状の素材の状態にあるピストン１１をピストン周方向に回転させる、ピストン製造方法の回転ステップである。

このように回転装置２１で駆動されて回転するピストン１１に、溝形成装置２２のヘッド４１を図示略のモータの駆動力によって近づけるとともに、縁形成装置２３のヘッド５１を図示略のモータの駆動力によって近づける。

ピストン１１にヘッド４１を近づけると、溝形成ローラ４２が主に円筒外周面４２ｃを、ピストン１１における軸方向一端側の開口部１４の縁１５から離れた部位に接触させ、この部位をピストン１１の外周円筒面１２ａ１側から押圧する。すると、回転するピストン１１に対して連れ回りしながら、溝形成ローラ４２が、ピストン１１の外周側にテーパ外周面４２ａの段面４２ｂ側の一部と、段面４２ｂと、円筒外周面４２ｃと、段面４２ｄと、テーパ外周面４２ｅとによって筒状部１２を塑性変形させて図２に示す環状の溝６１を形成する。これが、ピストン１１における軸方向一端側の開口部１４の縁１５から離れた部位を、ピストン１１の外周面１２ａ側から押圧し、環状の溝６１を形成する、ピストン製造方法の溝形成ステップである。

ここで、上記の溝６１の形成に伴って、筒状部１２における溝６１の裏側に、内周円筒面１２ｂ１よりも小径となるように膨出する円環状の膨出部６２が形成される。溝６１は、回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなしている。膨出部６２も、回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなしている。なお、溝形成ローラ４２の円筒外周面４２ｆがピストン１１の外周円筒面１２ａ１に接触するまで、ヘッド４１が溝形成ローラ４２を回転中心軸線Ｏ１側、つまりピストン１１の中心軸線側に送る。

上記のようにピストン１１に溝形成装置２２のヘッド４１を近づけるのと並行して、ピストン１１に縁形成装置２３のヘッド５１を近づける。すると、図１に示すようにピストン１１から離間していた縁形成ローラ５２が、凹部５３を形成するテーパ外周面５２ｄおよび円筒外周面５２ｅを、ピストン１１における軸方向一端側の開口部１４の縁１５に当接させる。そして、この縁１５を、主にテーパ外周面５２ｄおよび円筒外周面５２ｅによってピストン１１の縁１５とは反対側となる軸方向他端側へ押圧する。すると、縁形成ローラ５２は、図２に示すように縁１５の位置をピストン軸方向における底部１３側に近づけるように、ピストン１１の開口部１４を塑性変形させる。

その際に、ピストン１１の開口部１４は、凹部５３の回転中心軸線Ｏ１とは反対側を形成する段面５２ｃによって回転中心軸線Ｏ１とは反対側への変形が規制される。よって、開口部１４は、縁１５の主に内周側の部分が、径方向内側に延出し、その際に、球状外周面５２ｆに倣って軸方向他端側（ピストン軸方向の底部１３側）に向かって塑性変形する。その結果、縁１５の主に内周側の部分が、縁１５と溝６１との間の内周面１２ｂから内周円筒面１２ｂ１よりもピストン１１の軸心となる回転中心軸線Ｏ１側に押し出され、回転中心軸線Ｏ１側に突起する厚肉部６５となる。これが、凹部５３によってピストン１１の開口部１４の縁１５をピストン１１の軸方向他端側へ押圧し、縁１５と溝６１との間の内周面１２ｂからピストン１１の軸心側に押し出される厚肉部６５を形成する、ピストン製造方法の厚肉部形成ステップである。この厚肉部形成ステップは、縁１５の内周側をピストン１１の軸方向他端側に向かって塑性変形させることを含んでいる。

縁形成ローラ５２におけるピストン１１の縁１５に当接する部分には、縁１５の内周側がピストン１１の軸方向他端側に向かって塑性変形するように、凹部５３が形成されている。

ここで、ピストン製造装置１０は、ピストン１１を加工する場合に、内側芯金３４がピストン１１の縁１５を含む開口部１４に接触することはなく、内側芯金３４がピストン１１の縁１５を内側から押圧することはない。つまり、ピストン製造装置１０は、ピストン１１の縁１５を内側から押圧する手段を、凹部５３以外には備えてはいない。言い換えれば、ピストン製造装置１０は、厚肉部６５に接触しながら最小径部分を形成する手段を、備えてはいない。

ピストン製造装置１０により形成されたピストン１１の溝６１は、図３に示すように、縁１５に近い側から順に、テーパ面６１ａと、溝壁面６１ｂと、溝底面６１ｃと、溝壁面６１ｄと、テーパ面６１ｅとを有している。

テーパ面６１ａは、溝形成ローラ４２のテーパ外周面４２ａによって形成される部分であり、テーパ外周面４２ａが転写された形状である。つまり、テーパ面６１ａは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とするテーパ面である。図３に示すように、テーパ面６１ａは、ピストン１１の外周円筒面１２ａ１から延出しており、ピストン軸方向の縁１５とは反対側ほど小径である。

溝壁面６１ｂは、溝形成ローラ４２の段面４２ｂによって形成される部分であり、段面４２ｂが転写された形状である。つまり、溝壁面６１ｂは、テーパ面６１ａのピストン軸方向の縁１５とは反対側の内周縁部からピストン径方向の内方に延出している。溝壁面６１ｂは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなしており、回転中心軸線Ｏ１に直交する面と同一平面に配置される平坦面である。

図３に示すように、溝底面６１ｃは、溝形成ローラ４２の円筒外周面４２ｃによって形成される部分であり、円筒外周面４２ｃが転写された形状である。つまり、溝底面６１ｃは、溝壁面６１ｂの内周縁部からピストン軸方向の縁１５とは反対方向に延出している。溝底面６１ｃは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円筒面である。

図３に示すように、溝壁面６１ｄは、溝形成ローラ４２の段面４２ｄによって形成される部分であり、段面４２ｄが転写された形状である。つまり、溝壁面６１ｄは、溝底面６１ｃのピストン軸方向の縁１５とは反対側の端縁部からピストン径方向の外方に延出している。溝壁面６１ｄは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなし回転中心軸線Ｏ１に直交する面と同一平面に配置される平坦面である。

図３に示すように、テーパ面６１ｅは、溝形成ローラ４２のテーパ外周面４２ｅによって形成される部分であり、テーパ外周面４２ｅが転写された形状である。つまり、テーパ面６１ｅは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、すなわちピストン１１の中心軸線を中心とするテーパ面である。図３に示すように、テーパ面６１ｅは、溝壁面６１ｄの外周縁部からピストン１１の外周円筒面１２ａ１まで延出しており、ピストン軸方向の縁１５とは反対側ほど大径である。

ピストン製造装置１０により加工された後のピストン１１の開口部１４の縁１５は、図４に示すように、外周円筒面１２ａ１に近い側から順に、テーパ面１５ａと端面１５ｂとを有している。

テーパ面１５ａは、縁形成ローラ５２の凹部５３のテーパ外周面５２ｄで形成される部分であり、テーパ外周面５２ｄが転写された形状をなしている。つまり、テーパ面１５ａは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とするテーパ面である。図４に示すように、テーパ面１５ａは、外周円筒面１２ａ１のピストン軸方向の縁１５側の端縁部から延出しており、延出先端側ほど小径である。

端面１５ｂは、縁形成ローラ５２の凹部５３の円筒外周面５２ｅで形成される部分であり、円筒外周面５２ｅが転写された形状をなしている。つまり、端面１５ｂは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなしており、回転中心軸線Ｏ１に直交する面と同一平面に配置される平坦面である。端面１５ｂは、ピストン１１において、ピストン軸方向における最も図２に示す底部１３とは反対側に位置する。

ピストン製造装置１０により形成された後の厚肉部６５は、図４に示すように、端面１５ｂ側から順に、曲面６５ａと、曲面６５ｂと、テーパ面６５ｃと、径方向面６５ｄと、曲面６５ｅとを有している。曲面６５ａは開口部１４の縁１５の一部にもなっている。

曲面６５ａは、縁形成ローラ５２の凹部５３の球状外周面５２ｆによって形成される部分である。曲面６５ａは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなしている。図４に示すように、曲面６５ａは、縁形成ローラ５２の凹部５３の球状外周面５２ｆが転写された形状をなしている。つまり、曲面６５ａは、端面１５ｂの図２に示す回転中心軸線Ｏ１側の内周縁部からピストン軸心方向に延出しており、ピストン軸心側ほど底部１３側に位置するように傾斜している。よって、この厚肉部６５は底部１３に向けて折り曲げられた形状をなしている。この折り曲げられている部位の断面は曲線になっており、所定の曲率を有する曲面形状である。曲面６５ａは、回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を含む平面での断面形状が円弧状をなしている。この円弧は、その両端部間の中央位置よりもピストン１１の中心軸線側かつピストン軸方向の底部１３とは反対側に中心を有している。言い換えれば、この円弧は、ピストン１１の内部側に凹む形状をなしている。

図４に示す曲面６５ｂは、曲面６５ａの内周縁部から延出しており、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を含む平面での断面形状が円弧状をなしている。この円弧は、そのピストン１１の中心軸線とは反対側に中心を有している。曲面６５ｂは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなしている。

図４に示すテーパ面６５ｃは、曲面６５ｂの曲面６５ａとは反対側の縁部から延出しており、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とするテーパ面である。図４に示すテーパ面６５ｃは、ピストン軸方向に端面１５ｂから離れるほど大径となるテーパ面である。

径方向面６５ｄは、テーパ面６５ｃの外周縁部からピストン径方向の外側に延出している。径方向面６５ｄは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなしている。

曲面６５ｅは、径方向面６５ｄの外周縁部からピストン径方向の外側に延出しており、内周面１２ｂに繋がっている。曲面６５ｅは、回転中心軸線Ｏ１つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円環状をなしている。曲面６５ｅは、ピストン径方向の外側ほどピストン軸方向の端面１５ｂとは反対側に位置するように傾斜している。曲面６５ｅは、図２に示す回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を含む平面での断面形状が円弧状をなしている。この円弧は、ピストン１１の内側に凹む形状をなしている。

図４に示すように、厚肉部６５は、最小径が膨出部６２の最小径よりも小径となっており、曲面６５ａの最小径も膨出部６２の最小径よりも小径である。曲面６５ａの最大径、つまり端面１５ｂの最小径は、膨出部６２の最小径よりも大径であり、筒状部１２の内周円筒面１２ｂ１よりも小径である。

テーパ面１５ａおよび端面１５ｂを含む縁１５と、曲面６５ａ、曲面６５ｂ、テーパ面６５ｃ、径方向面６５ｄおよび曲面６５ｅを含む厚肉部６５とは、ピストン１１において素材の状態から塑性変形により形成される部分であり、最終製品状態（後述するブレーキ装置に組み込まれる状態）になっても、ピストン１１に存在する部分である。つまり、ピストン１１が素材から最終製品状態になるまで、溝６１および開口部１４の縁１５に対して切削加工を行うことはない。なお、ピストン１１は、素材から最終製品状態になるまで、溝６１および縁１５を含んで全体に対して切削加工を行わない切削レスのピストンである。

以上のピストン製造装置１０により形成されたピストン１１は、有底筒状として形成され、底部１３と、筒状部１２とを備えるとともに、筒状部１２が軸方向一端側の開口部１４の縁１５を備えている。そして、このピストン１１は、縁１５におけるピストン１１の軸心方向の部位が、この軸心方向に突起する厚肉部６５である。この厚肉部６５は底部１３に向けて折り曲げられており、この折り曲げられている部位の断面は曲線になっており、所定の曲率を有する曲面形状である。

ピストン製造装置１０により形成されたピストン１１は、ブレーキ装置のシリンダに配置される。具体的に、ピストン１１は、図５に示すディスクブレーキ８０に組み込まれる。このディスクブレーキ８０は、自動車等の車両用、具体的には四輪自動車用である。ディスクブレーキ８０は、図示略の車輪とともに回転するディスク８１の回転を止めることで車両を制動する。

ディスクブレーキ８０は、支持部材８２と、一対のブレーキパッド８３，８４と、押圧機構８５とを備えている。支持部材８２は、ディスク８１の外周側を跨いで配置されて車両の非回転部に固定される。一対のブレーキパッド８３，８４は、支持部材８２に支持されてディスク８１の両面に対向配置される。押圧機構８５は、一対のブレーキパッド８３，８４を挟持してディスク８１の両面に押圧する。

押圧機構８５は、キャリパボディ９１と、上記したピストン１１と、ピストンシール９２と、ピストンブーツ９３と、押圧プレート９４とを有している。ピストン１１は、キャリパボディ９１のインナ側（車幅方向内側）に摺動可能に設けられている。ピストンシール９２は、キャリパボディ９１とピストン１１との隙間をシールしている。ピストンブーツ９３は、キャリパボディ９１とピストン１１とに連結されてピストン１１のキャリパボディ９１から露出する部分を覆っている。

キャリパボディ９１は、シリンダ９６と、ブリッジ部９７と、爪部９８とを有している。ブリッジ部９７は、シリンダ９６から、ディスク８１の外周を跨ぐように延出している。爪部９８は、ブリッジ部９７のシリンダ９６とは反対側から延出してシリンダ９６に対向している。シリンダ９６には、爪部９８側に開口するボア１００が形成されており、このボア１００にピストン１１が移動可能に配置されている。

ボア１００が形成されることにより、シリンダ９６は、爪部９８とは反対側の底部１０１と、底部１０１の外周縁部から筒状をなして爪部９８側に延出する筒状部１０２とを有している。ボア１００の内周面には、円環状のピストンシール溝１０３が形成されており、ピストンシール溝１０３よりも爪部９８側に円環状のブーツ支持溝１０４が形成されている。ピストンシール溝１０３にはピストンシール９２が嵌合されている。シリンダ９６の底部１０１には貫通孔１０５が形成されている。貫通孔１０５は車両への組み付け時に取り外されるキャップ１０６で閉塞されている。

そして、ピストン１１は、底部１３がボア１００内の底部１０１側に位置する姿勢でボア１００およびピストンシール９２に嵌合されている。ピストンシール９２は、シリンダ９６とピストン１１との隙間をシールする。ピストンブーツ９３は、一端側がシリンダ９６のブーツ支持溝１０４に嵌合されてシリンダ９６に連結されており、他端側がピストン１１の上記した溝６１に嵌合されてピストン１１に連結されている。

押圧プレート９４は、ピストン１１に取り付けられている。押圧プレート９４は、ピストン１１の筒状部１２の底部１３とは反対側を覆っている。ピストン１１は、筒状部１２の底部１３とは反対側の縁１５の端面１５ｂが押圧プレート９４に当接する。

押圧機構８５は、シリンダ９６のボア１００内に貫通孔１０５からブレーキ液が導入されると、ピストン１１の底部１３にブレーキ圧が作用する。すると、ピストン１１がディスク８１側に前進し、押圧プレート９４を介してインナ側のブレーキパッド８３をディスク８１に向かって押圧する。このとき、ピストン１１の開口部１４の縁１５が端面１５ｂを押圧プレート９４に当接させて、この端面１５ｂの面積でブレーキパッド８３を押圧する。これにより、ブレーキパッド８３が移動してディスク８１に接触する。つまり、ブレーキパッド８３は、ピストン１１の開口部１４の縁１５の端面１５ｂで押圧されてディスク８１に接触する。

また、この押圧の反力で、キャリパボディ９１が移動し、爪部９８でアウタ側のブレーキパッド８４をディスク８１に向かって押圧する。これにより、ブレーキパッド８４が、ディスク８１に接触する。

以上のようにして、押圧機構８５は、ピストン１１の作動により、ピストン１１と爪部９８とで一対のブレーキパッド８３，８４を両側から挟持してディスク８１の両面に押圧する。その結果、押圧機構８５は、ディスク８１に摩擦抵抗を付与して、制動力を発生させる。

特許文献１に記載されたブレーキ用ピストンの製造装置および製造方法では、素材の開口側の環状端部を第一のローラによって外周面側から押圧して溝を形成する際に、周方向の異なる位置で素材の環状端部を第二のローラによって軸方向から押圧して、環状端部の内周面から軸心方向に押し出される厚肉部を形成する。このため、ピストンの環状端部の端面が周方向位置により径方向寸法や軸方向寸法が異なってしまい、パッドと接触する面の形状が異なったり、面積が、素材の寸法のバラツキの影響を受けて、広くなったり狭くなったりバラツキ（個体差）を生じる可能性がある。この端面の面積は、ブレーキパッドを押圧する面積となるため、バラツキを生じると、ピストンによっては、面圧が安定せず、ブレーキ鳴き抑制の性能が安定しなくなる可能性がある。また、パッドへの接触内径や外径が異なっても、ブレーキ鳴きの原因となる。

これに対して、第１実施形態のピストン製造装置１０では、縁形成ローラ５２の、ピストン１１の開口部１４の縁１５に当接する部分には、縁１５の内周側がピストン軸方向の底部１３側に向かって塑性変形するように凹部５３が形成されている。そして、ピストン１１の開口部１４の縁１５をピストン軸方向の底部１３側へ押圧し、縁１５と溝６１との間の内周面１２ｂからピストン軸心側に押し出される厚肉部６５を形成する厚肉部形成ステップにおいて、凹部５３によって縁１５の内周側がピストン軸方向の底部１３側に向かって塑性変形させられる。よって、素材にバラツキがあっても、ピストン１１の開口部１４の縁１５の端面１５ｂの面積のバラツキを抑制することができる。その結果、このピストン１１が組み込まれたディスクブレーキ８０において、ピストン１１のブレーキパッド８３への面圧が安定し、ブレーキ鳴き性能を安定させることができる。しかも、塑性変形によって、切削加工で形成する場合と同等に端面１５ｂの面積のバラツキを抑制することができる。そのため、パッドへの接触形状のバラツキを抑制でき、ピストン１１の製造コストを抑制することができる。

言い換えれば、第１実施形態のピストン１１は、開口部１４の縁１５におけるピストン軸心方向の部位が、この軸心方向に突起している厚肉部６５であり、この厚肉部６５は、ピストン１１の底部１３に向けて折り曲げられている。そのため、開口部１４の縁１５側の最終形状が塑性変形により形成される場合に、ピストン１１の開口部１４の縁１５の端面１５ｂの面積、内径、外径のバラツキを抑制することができる。

さらに言い換えれば、第１実施形態のディスクブレーキ８０は、ピストン１１の開口部１４の縁１５の端面１５ｂの面積のバラツキを抑制することができる。そのため、ピストン１１のブレーキパッド８３への面圧が安定し、ブレーキ鳴き抑制の性能を安定させることができる。

また、第１実施形態のピストン製造装置１０では、縁形成ローラ５２の凹部５３の球状外周面５２ｆが、所定の曲率を有する。そのため、ピストン１１と球状外周面５２ｆとの周速の差異を小さくでき、周速差による摩擦を減らすことができる。したがって、縁形成ローラ５２およびピストン１１にかかるストレスを低減することができる。その結果、縁形成ローラ５２の寿命を改善することができ、ピストン製造装置１０への負担を抑えることができる。また、ピストン１１の焼き付き等の品質低下を抑制することができる。加えて、縁形成ローラ５２とピストン１１との接触面積を減らすことができ、加工時の面圧を上げることができることから、成形性を向上させることができる。

言い換えれば、第１実施形態のピストン１１の折り曲げられている部位は曲面６５ａを有する。そのため、開口部１４の縁１５側の最終形状が塑性変形により形成される場合には、ピストン１１の開口部１４の縁１５の端面１５ｂの面積のバラツキを抑制することができる。また、第１実施形態のピストン１１の折り曲げられている部位は曲面６５ａを有する。そのため、ピストン１１の開口部１４の縁１５が塑性変形により形成される場合には、ピストン１１およびピストン製造装置１０にかかるストレスを低減することができる。また、ピストン１１の焼き付き等の品質低下を抑制することができる。加えて、成形性を向上させることができる。

また、第１実施形態のピストン製造装置１０では、ピストン１１の開口部１４の縁１５をピストン１１の内側から押圧する手段として凹部５３以外に備えていない。そのため、構造を簡素化でき、装置コストを低減することができる。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図６に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第２実施形態においては、第１実施形態のピストン製造装置１０とは一部異なるピストン製造装置１０Ａが用いられている。ピストン製造装置１０Ａには、第１実施形態の縁形成装置２３とは一部異なる縁形成装置２３Ａが用いられている。具体的には、第１実施形態の縁形成ローラ５２とは一部異なる縁形成ローラ５２Ａが用いられている。

第２実施形態の縁形成ローラ５２Ａは、回転中心軸線Ｏ３に対する角度を第１実施形態の球状外周面５２ｆに比べて浅くした球状外周面５２Ａｆを有している。つまり、この球状外周面５２Ａｆは、回転中心軸線Ｏ３に沿う方向の距離の変化に対する径の変化の割合が、第１実施形態の球状外周面５２ｆよりも小さくなっている。

第２実施形態の縁形成ローラ５２Ａには、球状外周面５２Ａｆの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出する円筒外周面５２ｉが形成されている。円筒外周面５２ｉは、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円筒面である。縁形成ローラ５２Ａには、段面５２ｃと、テーパ外周面５２ｄと、円筒外周面５２ｅと、球状外周面５２Ａｆとが形成されることによって、径方向内方に凹む凹部５３Ａが形成されている。この凹部５３Ａも、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円環状をなしている。凹部５３Ａは、その一部を構成する球状外周面５２Ａｆが所定の曲率を有して湾曲している。

ピストン製造装置１０Ａは、縁形成ローラ５２Ａの球状外周面５２Ａｆの回転中心軸線Ｏ３に対する角度を第１実施形態の球状外周面５２ｆに比べて浅くしている。そのため、これによって加工されたピストン１１も、厚肉部６５の曲面６５ａの回転中心軸線Ｏ３に対する角度を第１実施形態に比べて浅くなる。つまり、ピストン製造装置１０Ａで加工されたピストン１１は、厚肉部６５の曲面６５ａのピストン径方向の距離の変化に対するピストン軸方向の距離の変化の割合が、第１実施形態よりも小さくなっている。

ここで、縁形成ローラの球状外周面の角度を第２実施形態とは逆に、第１実施形態と比べて深くすることも可能である。つまり、球状外周面の回転中心軸線Ｏ３に沿う方向の距離の変化に対する径の変化の割合を、第１実施形態の球状外周面５２ｆよりも大きくすることも可能である。

「第３実施形態」
次に、第３実施形態を主に図７に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第３実施形態においては、第１実施形態のピストン製造装置１０とは一部異なるピストン製造装置１０Ｂが用いられている。ピストン製造装置１０Ｂには、第１実施形態の回転装置２１とは一部異なる回転装置２１Ｂが用いられている。回転装置２１Ｂには、第１実施形態の挟持部３２とは一部異なる挟持部３２Ｂが用いられており、具体的には、第１実施形態の内側芯金３４とは一部異なる内側芯金３４Ｂが用いられている。

また、ピストン製造装置１０Ｂには、第１実施形態の縁形成装置２３とは一部異なる縁形成装置２３Ｂが用いられており、具体的には、第１実施形態の縁形成ローラ５２とは一部異なる縁形成ローラ５２Ｂが用いられている。

第３実施形態の内側芯金３４Ｂは、第１実施形態の内側芯金３４と同外径でピストン１１の底部１３を外側芯金３３とで挟持する主軸部１２１と、主軸部１２１よりも大径の外径を有する大径部１２２とを有している。大径部１２２は、主軸部１２１の軸方向の中間の所定位置に形成されており、回転中心軸線Ｏ１を中心とする円筒面からなる円筒外周面１２２ａを有している。

第３実施形態の縁形成ローラ５２Ｂは、第１実施形態の球状外周面５２ｆよりも回転中心軸線Ｏ３の延在方向の長さが短い球状外周面５２Ｂｆが、円筒外周面５２ｅの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出して形成されている。球状外周面５２Ｂｆも、回転中心軸線Ｏ１側ほど回転中心軸線Ｏ３を中心とする径が大径である。球または回転楕円体の表面の一部からなる球状外周面５２Ｂｆは、言い換えれば、所定の曲率を有する湾曲面である。

第３実施形態の縁形成ローラ５２Ｂには、球状外周面５２Ｂｆの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出する円筒外周面５２Ｂｉが形成されている。円筒外周面５２Ｂｉは、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円筒面である。

端面５２ｈは、円筒外周面５２Ｂｉの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から径方向内方に延出している。

縁形成ローラ５２Ｂには、段面５２ｃと、テーパ外周面５２ｄと、円筒外周面５２ｅと、球状外周面５２Ｂｆとが形成されることによって、径方向内方に凹む凹部５３Ｂが形成されている。この凹部５３Ｂも、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円環状をなしている。凹部５３Ｂは、その一部を構成する球状外周面５２Ｂｆが所定の曲率を有して湾曲している。

ピストン製造装置１０Ｂは、回転装置２１Ｂで回転させられるピストン１１に対して第１実施形態と同様に溝形成ローラ４２で環状の溝６１を形成しつつ、縁形成ローラ５２Ｂで厚肉部６５を形成する。その際に、回転装置２１Ｂの内側芯金３４Ｂの大径部１２２が、縁形成ローラ５２Ｂにより径方向内方に押し出されるピストン１１の厚肉部６５に回転中心軸線Ｏ１側、つまりピストン軸心側で当接して、そのピストン軸心側への所定量を越えた塑性変形を規制する。言い換えれば、大径部１２２は、厚肉部６５が回転中心軸線Ｏ１側、つまりピストン軸心側に塑性変形する際に、反力で厚肉部６５をピストン軸心側（ピストン１１の内側）から押圧する。

その結果、第３実施形態のピストン製造装置１０Ｂで加工された後のピストン１１には、厚肉部６５の曲面６５ａの内周縁部から底部１３側に延出して、回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円筒面からなる円筒面６５ｆが形成される。

このような第３実施形態のピストン製造装置１０Ｂによれば、厚肉部６５の塑性変形時に、大径部１２２が厚肉部６５をピストン１１の内側から押圧する。このため、厚肉部６５の塑性変形をより安定的に行うことができる。よって、ピストン１１のテーパ面１５ａ、端面１５ｂおよび曲面６５ａを有する縁１５の精度を向上させることができる。

「第４実施形態」
次に、第４実施形態を主に図８に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第４実施形態においては、第１実施形態のピストン製造装置１０とは一部異なるピストン製造装置１０Ｃが用いられている。ピストン製造装置１０Ｃには、第１実施形態の回転装置２１とは一部異なる回転装置２１Ｃが用いられている。回転装置２１Ｃには、第１実施形態の挟持部３２とは一部異なる挟持部３２Ｃが用いられている。具体的には、第１実施形態の内側芯金３４とは一部異なる内側芯金３４Ｃ（第２の形成装置）が用いられている。加えて、ピストン製造装置１０Ｃには、第１実施形態の縁形成装置２３とは一部異なる縁形成装置２３Ｃが用いられている。具体的には、第１実施形態の縁形成ローラ５２とは一部異なる縁形成ローラ５２Ｃ（第２の形成装置）が用いられている。

第４実施形態の内側芯金３４Ｃは、外側芯金３３に近い側つまり下側から順に、押圧部１３１と、テーパ部１３２と、大径部１３３とを有している。押圧部１３１は、第１実施形態の内側芯金３４と同外径でピストン１１の底部１３を外側芯金３３とで挟持する。

テーパ部１３２は、押圧部１３１の外側芯金３３とは反対側の端部から外側芯金３３とは反対方向に拡径しつつ延出する。テーパ部１３２は、回転中心軸線Ｏ１を中心とするテーパ面１３２ａを有している。テーパ面１３２ａは、押圧部１３１とは反対側、つまり上側ほど大径になっている。

大径部１３３は、テーパ部１３２の押圧部１３１とは反対側の端縁部から押圧部１３１とは反対方向に延出する。大径部１３３は、回転中心軸線Ｏ１を中心とする円筒面からなる円筒外周面１３３ａを有しており、円筒外周面１３３ａは、テーパ面１３２ａの押圧部１３１とは反対側の端縁部から押圧部１３１とは反対方向に延出している。

第４実施形態の縁形成ローラ５２Ｃは、回転中心軸線Ｏ３の延在方向のヘッド５１側から順に、円筒外周面５２Ｃａと、段面５２Ｃｂと、テーパ外周面５２Ｃｃと、円筒外周面５２Ｃｄと、端面５２Ｃｅとを有している。

円筒外周面５２Ｃａは、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円筒面である。

段面５２Ｃｂは、円筒外周面５２Ｃａの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から径方向内方に延出している。段面５２Ｃｂは、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円環状をなし回転中心軸線Ｏ３に直交する面と同一平面に配置される平坦面である。

テーパ外周面５２Ｃｃは、段面５２Ｃｂの内周縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出しており、回転中心軸線Ｏ３を中心とするテーパ面である。テーパ外周面５２Ｃｃは、回転中心軸線Ｏ１側ほど径が小さい。

円筒外周面５２Ｃｄは、テーパ外周面５２Ｃｃの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から回転中心軸線Ｏ１側に延出しており、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円筒面である。円筒外周面５２Ｃｄは、段面５２Ｃｂよりも小径である。

端面５２Ｃｅは、円筒外周面５２Ｃｄの回転中心軸線Ｏ１側の端縁部から径方向内方に延出している。端面５２Ｃｅは、回転中心軸線Ｏ３を中心とする円形をなし回転中心軸線Ｏ３に直交する平坦面である。

縁形成ローラ５２Ｃが、端面５２Ｃｅを内側芯金３４Ｃの円筒外周面１３３ａに近接させるとともに、回転中心軸線Ｏ１に沿って把持部３１側に移動すると、円筒外周面５２Ｃｄの下端位置が、内側芯金３４Ｃの円筒外周面１３３ａとテーパ面１３２ａとの境界位置に合う。これにより、縁形成ローラ５２Ｃの段面５２Ｃｂ、テーパ外周面５２Ｃｃおよび円筒外周面５２Ｃｄと、内側芯金３４Ｃのテーパ面１３２ａとによって、径方向内方に凹む凹部５３Ｃが形成される。

第４実施形態のピストン製造装置１０Ｃは、回転装置２１Ｃで回転させられるピストン１１に対して、第１実施形態と同様に溝形成ローラ４２が環状の溝６１を形成する。その際に、縁形成ローラ５２Ｃのテーパ外周面５２Ｃｃおよび円筒外周面５２Ｃｄが、ピストン１１における軸方向一端側の開口部１４の縁１５に当接し、この縁１５をピストン１１の縁１５とは反対側となる軸方向他端側へ押圧する。その結果、縁形成ローラ５２Ｃは、縁１５の位置をピストン軸方向における底部１３に近づけるように開口部１４を塑性変形させる。

その際に、開口部１４は、縁形成ローラ５２Ｃの段面５２Ｃｂによって回転中心軸線Ｏ１とは反対側への変形が規制されている。よって、筒状部１２の開口部１４は、縁１５の主に内周側の部分が、径方向内方に延出し、内側芯金３４Ｃのテーパ面１３２ａに倣って、軸方向他端側（ピストン軸方向の底部１３側）に向かって塑性変形する。そして、この部分が、縁１５と溝６１との間の内周面１２ｂから内周円筒面１２ｂ１よりもピストン１１の軸心となる回転中心軸線Ｏ１側に押し出され、回転中心軸線Ｏ１側に突起する厚肉部６５となる。

つまり、縁形成ローラ５２Ｃの段面５２Ｃｂ、テーパ外周面５２Ｃｃおよび円筒外周面５２Ｃｄと、内側芯金３４Ｃのテーパ面１３２ａとからなる凹部５３Ｃによって、ピストン１１の開口部１４の縁１５をピストン１１の軸方向他端側へ押圧することによって、縁１５と溝６１との間の内周面１２ｂからピストン１１の軸心側に押し出される厚肉部６５を形成する、ピストン製造方法の厚肉部形成ステップが行われる。この厚肉部形成ステップは、縁１５の内周側をピストン１１の軸方向他端側に向かって塑性変形させることを含んでいる。縁形成ローラ５２Ｃおよび内側芯金３４Ｃのピストン１１の縁１５に当接する部分には、縁１５の内周側がピストン１１の軸方向他端側に向かって塑性変形するように凹部５３Ｃが形成されている。

その結果、第４実施形態のピストン製造装置１０Ｃで加工後のピストン１１には、端面１５ｂのピストン径方向の内側かつピストン軸方向の底部１３側に、曲面６５ａにかえて断面が直線のテーパ面６５ｇが形成される。テーパ面６５ｇは、内側芯金３４のテーパ面１３２ａで形成される部分であり、テーパ面１３２ａが転写された形状をなしている。テーパ面６５ｇは、回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とするテーパ面からなっている。テーパ面６５ｇは、端面１５ｂの回転中心軸線Ｏ１側、つまりピストン軸心側の端縁部からピストン軸心方向に延出しており、ピストン軸心側ほど底部１３側に位置するように傾斜している。よって、厚肉部６５は底部１３に向けて折り曲げられた形状をなしている。この折り曲げられている部位はテーパ面形状である。

このような第４実施形態のピストン製造装置１０Ｃによれば、凹部５３Ｃが縁形成ローラ５２Ｃおよび内側芯金３４Ｃの二部品で形成される。そのため、端面１５ｂを形成することができる既存装置の縁形成ローラの改修と内側芯金の変更とで対応することができる。したがって、既存装置を変更する場合に、変更に要するコストを低減することができる。

「第５実施形態」
次に、第５実施形態を主に図９に基づいて第４実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第４実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第５実施形態においては、第４実施形態のピストン製造装置１０Ｃとは一部異なるピストン製造装置１０Ｄが用いられている。ピストン製造装置１０Ｄには、第３実施形態の回転装置２１Ｃとは一部異なる回転装置２１Ｄが用いられている。回転装置２１Ｄには、第４実施形態の挟持部３２Ｃとは一部異なる挟持部３２Ｄが用いられており、具体的には、第４実施形態の内側芯金３４Ｃとは一部異なる内側芯金３４Ｄ（第２の形成装置）が用いられている。

第５実施形態の内側芯金３４Ｄは、外側芯金３３に近い側つまり下側から順に、押圧部１３１Ｄと、テーパ部１４１と、中間径部１４２と、テーパ部１３２Ｄと、大径部１３３Ｄとを有している。押圧部１３１Ｄは、第４実施形態の押圧部１３１と同外径でピストン１１の底部１３を外側芯金３３とで挟持する。テーパ部１４１は、押圧部１３１Ｄの外側芯金３３とは反対側の端部から外側芯金３３とは反対方向に拡径しつつ延出する。中間径部１４２は、テーパ部１４１の押圧部１３１Ｄとは反対側の端縁部から押圧部１３１Ｄとは反対方向に延出する。中間径部１４２は、回転中心軸線Ｏ１を中心とする円筒面からなる円筒外周面１４２ａを有している。

テーパ部１３２Ｄは、中間径部１４２のテーパ部１４１とは反対側の端部からテーパ部１４１とは反対方向に拡径しつつ延出する。テーパ部１３２Ｄは、回転中心軸線Ｏ１を中心とするテーパ面１３２Ｄａを有している。テーパ面１３２Ｄａは、円筒外周面１４２ａのテーパ部１４１とは反対側の端縁部からテーパ部１４１とは反対方向に延出しており、テーパ部１４１とは反対側つまり上側ほど大径になっている。

大径部１３３Ｄは、テーパ部１３２Ｄの中間径部１４２とは反対側の端部から中間径部１４２とは反対方向に延出する。大径部１３３Ｄは、回転中心軸線Ｏ１を中心とする円筒面からなる円筒外周面１３３Ｄａを有している。円筒外周面１３３Ｄａは、テーパ面１３２Ｄａの中間径部１４２とは反対側の端縁部から中間径部１４２とは反対方向に延出している。

縁形成ローラ５２Ｃが、端面５２Ｃｅを内側芯金３４Ｄの円筒外周面１３３Ｄａに近接させるとともに、回転中心軸線Ｏ１に沿って把持部３１側に移動すると、円筒外周面５２Ｃｄの下端位置が、内側芯金３４Ｄの円筒外周面１３３Ｄａとテーパ面１３２Ｄａとの境界位置に合う。これにより、縁形成ローラ５２Ｃの段面５２Ｃｂ、テーパ外周面５２Ｃｃおよび円筒外周面５２Ｃｄと、内側芯金３４Ｄのテーパ面１３２Ｄａとによって、径方向内方に凹む凹部５３Ｄが形成される。内側芯金３４Ｄが第４実施形態とは異なるため、内側芯金３４Ｄと縁形成ローラ５２Ｃとからなる縁形成装置２３Ｄも第４実施形態とは一部異なっている。

ピストン製造装置１０Ｄは、回転装置２１Ｄで回転させられるピストン１１に対して、第４実施形態と同様に溝形成ローラ４２が環状の溝６１を形成しつつ、縁形成ローラ５２Ｃおよび内側芯金３４Ｄが厚肉部６５を形成する。その際に、内側芯金３４Ｄの中間径部１４２が、縁形成ローラ５２Ｃにより径方向内側に押し出されるピストン１１の厚肉部６５に回転中心軸線Ｏ１側、つまりピストン軸心側で当接して、そのピストン軸心側への所定量を越えた塑性変形を規制する。言い換えれば、中間径部１４２は、厚肉部６５が回転中心軸線Ｏ１側、つまりピストン軸心側に塑性変形する際に、反力で厚肉部６５をピストン軸心側（ピストン１１の内側）から押圧する。

その結果、第５実施形態のピストン製造装置１０Ｄで加工された後のピストン１１には、厚肉部６５のテーパ面６５ｇの内周縁部からピストン軸方向の底部１３側に延出して、回転中心軸線Ｏ１、つまりピストン１１の中心軸線を中心とする円筒面からなる円筒面６５ｈが形成されている。

このような第５実施形態のピストン製造装置１０Ｄによれば、厚肉部６５の塑性変形時に、中間径部１４２が厚肉部６５をピストン１１の内側から押圧する。このため、厚肉部６５の塑性変形をより安定的に行うことができる。よって、ピストン１１のテーパ面１５ａ、端面１５ｂおよびテーパ面６５ｇを有する縁１５の精度を向上させることができる。

以上に述べた第１〜第５実施形態においては、加工時にピストン１１をピストン周方向に回転させる場合を例にとり説明した。しかし、ピストン１１は非回転として、溝形成装置２２および縁形成装置２３，２３Ａ〜２３Ｄを回転させても良い。つまり、ピストン１１を溝形成装置２２および縁形成装置２３，２３Ａ〜２３Ｄに対して相対的に回転させればよい。又、上記実施形態においては、設備が縦型の場合を例にとって説明した。しかし、設備が横型、即ち、回転装置２１Ｄの回転軸が水平方向に沿うものであってもよい。

以上に述べた実施形態のピストン製造装置は、筒状のピストンを周方向に相対的に回転させる回転装置と、前記ピストンにおける軸方向一端側の開口部の縁から離れた部位を、前記ピストンの外周面側から押圧し、環状の溝を形成する第１の形成装置と、前記ピストンの前記開口部の前記縁を前記ピストンの軸方向他端側へ押圧し、前記縁と前記溝との間の内周面から前記ピストンの軸心側に押し出される厚肉部を形成する第２の形成装置と、を備える。前記第２の形成装置の前記縁に当接する部分には、前記縁の内周側が前記ピストンの軸方向他端側に向かって塑性変形するように凹部が形成されている。これにより、凹部が、縁の内周側をピストン軸方向他側に向かって塑性変形させるため、ピストンの開口部の縁の端面の面積のバラツキを抑制することができる。

前記凹部は、所定の曲率を有することで、ピストンと第２の形成装置との周速の差異を小さくでき、周速差による摩擦を減らすことができる。したがって、ピストンおよび第２の形成装置にかかるストレスを低減することができる。その結果、第２の形成装置の寿命を改善することができ、ピストン製造装置への負担を抑えることができる。また、ピストンの焼き付き等の品質低下を抑制することができる。加えて、第２の形成装置とピストンとの接触面積を減らすことができ、加工時の面圧を上げることができることから、成形性を向上させることができる。

前記縁を前記ピストンの内側から押圧する手段を前記凹部以外に備えない構成とすることで、構造を簡素化でき、装置コストを低減することができる。

実施形態のピストン製造方法は、筒状のピストンを周方向に相対的に回転させる回転ステップと、前記ピストンにおける軸方向一端側の開口部の縁から離れた部位を、前記ピストンの外周面側から押圧し、環状の溝を形成する溝形成ステップと、前記ピストンの前記開口部の前記縁を前記ピストンの軸方向他端側へ押圧し、前記縁と前記溝との間の内周面から前記ピストンの軸心側に押し出される厚肉部を形成する厚肉部形成ステップと、を含む。前記厚肉部形成ステップは、前記縁の内周側を前記ピストンの軸方向他端側に向かって塑性変形させることを含む。これにより、ピストンの開口部の縁をピストン軸方向他端側へ押圧し縁と溝との間の内周面からピストン軸心側に押し出される厚肉部を形成する厚肉部形成ステップにおいて、縁の内周側をピストン軸方向の底部側に向かって塑性変形させる。このため、ピストンの開口部の縁の端面の面積のバラツキを抑制することができる。

実施形態のピストンは、中空シリンダとして形成され、ブレーキ圧が作用する底部と、前記中空シリンダにおける、軸方向一端側の開口部の縁と、を備える。前記縁における前記ピストンの軸心方向の部位は、前記軸心方向に突起している厚肉部であり、前記厚肉部は前記底部に向けて折り曲げられており、前記折り曲げられている部位は曲面形状である。このように、縁におけるピストンの軸心方向の部位は、この軸心方向に突起している厚肉部であり、この厚肉部はピストンの底部に向けて折り曲げられているため、ピストンの開口部の縁が塑性変形により形成される場合には、ピストンの開口部の縁の端面の面積のバラツキを抑制することができる。また、折り曲げられている部位は曲面であるため、ピストンの開口部の縁が塑性変形により形成される場合には、ピストンおよび装置にかかるストレスを低減することができる。また、ピストンの焼き付き等の品質低下を抑制することができる。加えて、成形性を向上させることができる。

実施形態のディスクブレーキは、上記のピストンと、前記ピストンが移動可能に配置されるシリンダと、前記ピストンの前記開口部の前記縁で押圧されてディスクに接触するブレーキパッドと、を備える。これにより、ピストンの開口部の縁の端面の面積のバラツキを抑制することができるため、ピストンのブレーキパッドへの面圧が安定し、ブレーキ鳴き性能を安定させることができる。

上記したピストン製造装置によれば、ピストンの端面のパッドと接触する面の形状のバラツキを抑制することができるピストン製造装置、ピストン製造方法、ピストンおよびディスクブレーキを提供することができる。

１１ピストン
１２ａ外周面
１２ｂ内周面
１３底部
１４開口部
１５縁
２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ回転装置
３４Ｃ，３４Ｄ内側芯金（第２の形成装置）
４２溝形成ローラ（第１の形成装置）
５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ縁形成ローラ（第２の形成装置）
５３，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ凹部
６１溝
６５厚肉部
６５ａ曲面
８０ディスクブレーキ
８１ディスク
８３ブレーキパッド
９６シリンダ

Claims

筒状のピストンを周方向に相対的に回転させる回転装置と、
前記ピストンにおける軸方向一端側の開口部の縁から離れた部位を、前記ピストンの外周面側から押圧し、環状の溝を形成する第１の形成装置と、
前記ピストンの前記開口部の前記縁を前記ピストンの軸方向他端側へ押圧し、前記縁と前記溝との間の内周面から前記ピストンの軸心側に押し出される厚肉部を形成する第２の形成装置と、を備え、
前記第２の形成装置の前記縁に当接する部分には、前記縁の内周側が前記ピストンの軸方向他端側に向かって塑性変形するように凹部が形成されている、
ピストン製造装置。
前記凹部は、所定の曲率を有する、
請求項１記載のピストン製造装置。
前記縁を前記ピストンの内側から押圧する手段を前記凹部以外に備えない、
請求項１又は２記載のピストン製造装置。
筒状のピストンを周方向に相対的に回転させることと、
前記ピストンにおける軸方向一端側の開口部の縁から離れた部位を、前記ピストンの外周面側から押圧し、環状の溝を形成することと、
前記ピストンの前記開口部の前記縁を前記ピストンの軸方向他端側へ押圧し、前記縁と前記溝との間の内周面から前記ピストンの軸心側に押し出される厚肉部を形成することと、を含み、
前記厚肉部の形成は、前記縁の内周側を前記ピストンの軸方向他端側に向かって塑性変形させることを含む、
ピストン製造方法。
有底筒状として形成され、ブレーキ圧が作用する底部と、前記有底筒状における、軸方向一端側の開口部の縁と、を備えるピストンにおいて、
前記縁における前記ピストンの軸心方向の部位は、前記軸心方向に突起している厚肉部であり、
前記厚肉部は、前記底部に向けて折り曲げられており、前記折り曲げられている部位の断面は曲線である、
ピストン。
請求項５に記載のピストンと、
前記ピストンが移動可能に配置されるシリンダと、
前記ピストンの前記開口部の前記縁で押圧されてディスクに接触するブレーキパッドと、
を備える、
ディスクブレーキ。