JP6817882B2 - Piston manufacturing method and piston - Google Patents
Piston manufacturing method and piston Download PDFInfo
- Publication number
- JP6817882B2 JP6817882B2 JP2017085539A JP2017085539A JP6817882B2 JP 6817882 B2 JP6817882 B2 JP 6817882B2 JP 2017085539 A JP2017085539 A JP 2017085539A JP 2017085539 A JP2017085539 A JP 2017085539A JP 6817882 B2 JP6817882 B2 JP 6817882B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- die
- front body
- side wall
- punch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 39
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 207
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 19
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 12
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Description
本発明は、ピストンの製造方法およびピストンに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a piston and a piston.
プレスによる絞り加工により底部に凸部を備えたピストンを製造する技術(例えば、特許文献1参照)や、金属製有底円筒部材の底部に凸部を設けて強度を向上する技術(例えば、特許文献2参照)がある。 A technique for manufacturing a piston having a convex portion at the bottom by drawing with a press (see, for example, Patent Document 1), or a technique for providing a convex portion at the bottom of a metal bottomed cylindrical member to improve strength (for example, a patent). Reference 2).
ディスクブレーキにおいては、軽量化が求められており、ピストンを薄肉化することが検討されている。しかしながら、ピストンを薄肉化すると強度が低下してしまう可能性がある。 In disc brakes, weight reduction is required, and thinning of the piston is being studied. However, if the piston is thinned, the strength may decrease.
本発明は、強度低下を抑制することができるピストンの製造方法およびピストンの提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piston and a piston capable of suppressing a decrease in strength.
上記目的を達成するために、本発明は、円筒状のダイ内壁部と、前記ダイ内壁部の軸方向一側に設けられたダイ底部と、前記ダイ内壁部の軸方向他側に設けられたダイ開口部と、を有するダイに、円筒状の前体側壁部と、該前体側壁部の軸方向一側を閉塞する前体底部とを備えたピストン加工前体を挿入することによって、前記前体側壁部と前記前体底部との境界部および前記前体側壁部の前記境界部側を、前記ダイにより、前記ピストン加工前体における外方から内方に向けて加圧し塑性変形させる構成とした。 In order to achieve the above object, the present invention is provided on a cylindrical die inner wall portion, a die bottom portion provided on one side of the die inner wall portion in the axial direction, and an axially other side of the die inner wall portion. By inserting a piston-processed front body having a cylindrical front side wall portion and a front body bottom portion that closes one side of the front body side wall portion in the axial direction into a die having a die opening. The boundary portion between the front side wall portion and the front body bottom portion and the boundary portion side of the front body side wall portion are pressurized and plastically deformed from the outside to the inside in the piston processing front body by the die. And said.
本発明によれば、ピストンの強度低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the strength of the piston.
「第1実施形態」
第1実施形態を図1〜図4を参照して以下に説明する。
図1は、第1実施形態に係るピストンの製造方法で用いられる絞り加工装置10を示している。絞り加工装置10は、ダイ11およびパンチ12を有している。
"First embodiment"
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 shows a
ダイ11は、円筒状のダイ内壁部21と、ダイ内壁部21の軸方向一側に設けられたダイ底部22と、ダイ内壁部21の軸方向他側に設けられたダイ開口部23とを有している。ダイ内壁部21は、その内周部が、ダイ底部22側よりもダイ開口部23側の方が大径でダイ底部22に向かって縮径する縮径内周部27となっている。この縮径内周部27は、その内周面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で内径が縮径するテーパ面(円錐面)となっている。よって、ダイ内壁部21はダイ開口部23側の直径がダイ底部22側の直径よりも大きい。縮径内周部27の内周面は円錐曲面であっても良い。
The die 11 includes a cylindrical die
ダイ底部22は、軸方向のダイ内壁部21側に、径方向中央側ほど凹む円錐状の凹状部31を有している。凹状部31は、その表面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で直径が縮径するテーパ面となっている。凹状部31の径方向の外端縁部が縮径内周部27の小径側の端縁部に繋がっている。凹状部31の表面は円錐曲面であっても良い。
The
パンチ12は、短円柱状であり、その外周側に、軸方向一側ほど小径となる縮径外周部40を有している。また、パンチ12は、軸方向一側の端部に、径方向中央側ほど軸方向外側に突出する円錐状の凸状部41を有している。
The
縮径外周部40は、その外周面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で外径が縮径するテーパ面となっている。縮径外周部40は縮径内周部27と同等のテーパ状となっている。縮径外周部40の外周面は円錐曲面であっても良い。
The outer peripheral surface of the reduced diameter outer
凸状部41は、その表面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で直径が縮径するテーパ面となっている。凸状部41は凹状部31と同等のテーパ状となっている。凸状部41の外周縁部が縮径外周部40の小径側の端縁部に繋がっている。凸状部41の表面は円錐曲面であっても良い。
The surface of the
絞り加工装置10は、パンチ12とダイ11とを相対移動させる図示略の駆動機構を有している。駆動機構は、パンチ12をその凸状部41がダイ11のダイ底部22の方向に向く姿勢とし、パンチ12の中心軸線とダイ11のダイ内壁部21およびダイ底部22の中心軸線とを一致させた状態を維持して、パンチ12とダイ11とを相対移動させる。つまり、駆動機構は、パンチ12をダイ11のダイ開口部23からダイ内壁部21の内側に挿入してダイ底部22に近づけたり、パンチ12をダイ底部22から離してダイ内壁部21の内側からダイ開口部23を介して外に移動させたりする。パンチ12は、ダイ11内に入り込んだ状態では、ダイ開口部23側からダイ底部22に向かって直径が徐々に小さくなる。
The
絞り加工装置10で加工される前のピストン加工前体61は、ピストン素材から鍛造加工で成形されるもので、円筒状の前体側壁部62と、前体側壁部62の軸方向一側を閉塞する平板状の前体底部63とを備えている。前体側壁部62および前体底部63の両方を構成する、これらの境界部64は、その外径が前体側壁部62の境界部64を除く範囲と同等の外径となっている。
The piston processing
前体側壁部62の外周部と前体底部63の外周部とは繋がっており、前体側壁部62の外径と、前体底部63の外径とは同径である。これらの外径が、ピストン加工前体61の外径となっている。
The outer peripheral portion of the front body
ピストン加工前体61の前体側壁部62、前体底部63および境界部64の外径D1は、ダイ底部22の直径D2よりも大きく、ダイ開口部23の直径D3よりも小さい。また、ピストン加工前体61の前体側壁部62の内径は、パンチ12の外径D4と同等となっている。
The outer diameter D1 of the front
第1実施形態の製造方法では、図1に示すように、ダイ11のダイ内壁部21の内側にピストン加工前体61を前体底部63を先頭にしてダイ開口部23側から挿入すると共に、図示略の駆動機構により、ピストン加工前体61の前体側壁部62の内側にパンチ12を凸状部41を先頭にして開口側から挿入し、パンチ12とダイ11のダイ底部22とを近づける。すると、上記したように、ピストン加工前体61の前体底部63は、その外径D1が、ダイ底部22の直径D2よりも大きいため、ダイ底部22の手前で、ダイ内壁部21の縮径内周部27に全周にわたって当接する。また、パンチ12の外径D4がピストン加工前体61の内径と同等であるため、パンチ12が凸状部41においてピストン加工前体61の前体底部63に当接する。
In the manufacturing method of the first embodiment, as shown in FIG. 1, the piston
図示略の駆動機構により、上記に続けて、パンチ12とダイ11のダイ底部22とをさらに近づけると、パンチ12と共にピストン加工前体61のダイ11への挿入が進行する。すると、まず、ピストン加工前体61の前体底部63と前体側壁部62との境界部64がダイ11の縮径内周部27によって径方向外周側から内側に向けて加圧されて径方向内方に塑性変形する。駆動機構により、続けてパンチ12とダイ11のダイ底部22とをさらに近づけると、ピストン加工前体61の境界部64および前体側壁部62の境界部64側がダイ11の縮径内周部27によって径方向外周側から内側に向けて加圧されて径方向内方に塑性変形する。その際に、前体側壁部62の境界部64側は、径方向内側がパンチ12の縮径外周部40に当接し、パンチ12の前体底部63側ほど小径の縮径外周部40が反力で前体側壁部62の前体底部63側を径方向内周側から外周側に向けて加圧する。また、その際に、パンチ12の前体底部63側の端部にある凸状部41と、ダイ底部22の前体底部63側にある凹状部31とで、前体底部63を、径方向中央側が軸方向外側に突出する凸形状に変形させる。
When the
つまり、第1実施形態の製造方法は、ダイ11に、ピストン加工前体61を挿入することによって、ピストン加工前体61の前体側壁部62と前体底部63との境界部64および前体側壁部62の境界部64側を、ダイ11の縮径内周部27によって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させる径方向の絞り加工を行う。その際に、ピストン加工前体61の前体側壁部62の内側にパンチ12を挿入し、縮径内周部27による加圧によりパンチ12で前体側壁部62の境界部64側を径方向内周側から外周側に向けて加圧する。このようにして、図2に示すようにピストン61Aを得る。
That is, in the manufacturing method of the first embodiment, by inserting the piston processing
図2に示す絞り加工後のピストン61Aは、前体側壁部62の変形後の円筒状のピストン側壁部62Aと、前体底部63の変形後のピストン底部63Aとを備えた有底円筒状となる。ピストン底部63Aは、ピストン側壁部62Aの軸方向一側を閉塞している。ピストン側壁部62Aおよびピストン底部63Aの両方を構成するこれらの境界部64Aは、境界部64を主体として変形した部分となっている。
The
その後、図示略の駆動機構により、図3に示すようにダイ11からパンチ12を離間させることで、これらからピストン61Aを取り外す。
After that, the
ピストン側壁部62Aは、図2に示すように絞り加工時にダイ11およびパンチ12で塑性変形させられない前体側壁部62の一部と同形状の円筒状の第一の側壁領域71と、第一の側壁領域71よりも軸方向のピストン底部63A側にあってダイ11の縮径内周部27およびパンチ12の縮径外周部40によってピストン底部63A側ほど縮径する形状に塑性変形させられた第二の側壁領域72と、を有する。第一の側壁領域71は、軸方向の全長で外径が略一定径であり内径も略一定である。つまり、第一の側壁領域71は、外周面および内周面が円筒面となる。これに対して、第二の側壁領域72は、軸方向位置がピストン底部63Aに近づくにつれて、外径が小径となり、内径も小径となる。つまり、第二の側壁領域72は、外周面および内周面がテーパ面となる。第二の側壁領域72は、境界部64Aも含む。ピストン底部63Aは、径方向中央側がピストン61Aにおける軸方向外側に突出する凸形状に塑性変形し、言い換えれば、ピストン61Aにおける軸方向外側に張り出した形状に塑性変形する。
As shown in FIG. 2, the piston
絞り加工後、ピストン61Aは、第一の側壁領域71の第二の側壁領域72とは反対側の外周部に径方向内方に凹む形状の図4に示す溝部75が形成される。この溝部75は、切削加工やスピニング加工で形成されることになり、上記の絞り加工の前に形成することも可能である。溝部75をスピニング加工で形成すれば、全体に対して切削加工を行わない切削レスのピストンとすることも可能である。
After the drawing process, the
ピストン61Aは、ブレーキ装置のシリンダに配置されるものである。具体的に、ピストン61Aは、図4に示すディスクブレーキ80に組み込まれるディスクブレーキ用ピストンである。このディスクブレーキ80は、自動車等の車両用のもの、具体的には四輪自動車用のものである。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ものである。
The
ディスクブレーキ80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支持部材82と、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一対のブレーキパッド83,84と、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とを備えている。
The
押圧機構85は、キャリパボディ91と、上記したピストン61Aと、キャリパボディ91およびピストン61Aの隙間をシールするピストンシール92と、キャリパボディ91およびピストン61Aに連結されてピストン61Aのキャリパボディ91から露出する部分を覆うピストンブーツ93と、押圧プレート94とを有している。キャリパボディ91は、シリンダ96と、シリンダ96からディスク81の外周を跨ぐように延出するブリッジ部97と、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に対向する爪部98とを有している。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61Aが移動可能に配置されている。
The
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。
By forming the
そして、ピストン61Aは、ピストン底部63A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に嵌合されており、ピストン側壁部62Aの第一の側壁領域71においてボア100およびピストンシール92に摺接する。ピストンシール92は、シリンダ96とピストン61A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61Aの上記した溝部75に嵌合されてピストン61Aに連結されている。
The
押圧プレート94は、ピストン61Aに取り付けられている。押圧プレート94は、ピストン61Aのピストン側壁部62Aのピストン底部63Aとは反対側を覆っており、ピストン61Aは、ピストン側壁部62Aのピストン底部63Aとは反対側の開口端面が押圧プレート94に当接する。
The
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61Aの主にピストン底部63Aにブレーキ圧が作用する。すると、ピストン61Aがディスク81側に前進し、押圧プレート94を介してブレーキパッド83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83が移動してディスク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。
In the
以上のようにして、押圧機構85は、ピストン61Aの作動により、ピストン61A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。
As described above, the
特許文献1に記載された技術は、内側部材および外側部材の2部品で有底円筒状のピストンを構成しており、部品点数が多くコストが高くなってしまう。特許文献2に記載された技術は、金属製有底円筒部材の底部に凸部を設けて強度を向上するようになっている。 In the technique described in Patent Document 1, a bottomed cylindrical piston is formed by two parts, an inner member and an outer member, and the number of parts is large and the cost is high. The technique described in Patent Document 2 is designed to improve the strength by providing a convex portion at the bottom of a metal bottomed cylindrical member.
ところで、ディスクブレーキにおいては、軽量化が求められており、有底円筒状のピストンを薄肉化することが検討されている。しかしながら、ピストンを薄肉化すると、作動液圧がピストンに加わったときに、底部が内側に変形して底部と側壁部との境界部と、側壁部における境界部の近傍部分とに生じる引っ張り応力が大きくなる。この引っ張り応力に対する強度が不足してしまう可能性がある。 By the way, in disc brakes, weight reduction is required, and thinning of a bottomed cylindrical piston is being studied. However, when the piston is thinned, when hydraulic pressure is applied to the piston, the bottom is deformed inward and tensile stress is generated at the boundary between the bottom and the side wall and the vicinity of the boundary on the side wall. growing. There is a possibility that the strength against this tensile stress will be insufficient.
これに対して、第1実施形態の製造方法では、ダイ11に、ピストン加工前体61を挿入することによって、ピストン加工前体61の前体側壁部62と前体底部63との境界部64および前体側壁部62の境界部64側を、全周にわたりダイ11の縮径内周部27によって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させるため、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分の周方向長さが短くなり、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aの境界部64Aの近傍部分に周方向の圧縮残留応力を発生させることができる。このピストン61Aの周方向の圧縮残留応力は、作動液圧負荷時に発生する引っ張り応力の値を相対的に低減し、特に周方向に対し直交する方向の亀裂に対して疲労寿命を向上させることができる。また、金属の塑性変形は非圧縮性挙動を示すため境界部64Aおよびピストン側壁部62Aの境界部64Aの近傍部分の厚さが増加する。この厚さの増加は、境界部64Aおよびピストン側壁部62Aの境界部64Aの近傍部分の周方向の断面積を増加させるので、境界部64Aおよびピストン側壁部62Aの境界部64Aの近傍部分の周方向の公称応力は低下し、ピストン61Aの周方向の亀裂に対しても疲労寿命を向上させることができる。したがって、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分の作動液圧に対する強度の低下を抑制することができる。その結果、ピストン61Aの疲労寿命が向上する。言い換えれば、疲労寿命を従来と同等とした場合に、薄肉化が可能となり、軽量化できる。
On the other hand, in the manufacturing method of the first embodiment, by inserting the piston processing
ピストン加工前体61の境界部64および前体側壁部62の境界部64側を、ダイ11の縮径内周部27によって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させる際に、ピストン加工前体61の内側に、前体底部63側ほど小径の縮径外周部40を有するパンチ12を挿入し、この状態で、ダイ11の縮径内周部27による加圧によりパンチ12で前体側壁部62の境界部64側を径方向内周側から外周側に向けて加圧する。これにより、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分に厚さ方向の圧縮残留応力を発生させることができる。この圧縮残留応力は、特に厚さ方向に対し直交する方向の亀裂に対して疲労寿命を向上させることができる。したがって、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分の強度の低下をより抑制することができる。その結果、ピストン61Aの疲労寿命がより向上する。言い換えれば、疲労寿命を従来と同等とした場合に、より薄肉化が可能となり、より軽量化できる。
Piston processing When the
また、パンチ12が前体底部63側ほど小径の縮径外周部40を有しているため、ダイ11の縮径内周部27とで前体側壁部62の境界部64を径方向両側から良好に加圧することができる。よって、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分に圧縮残留応力を安定して発生させることができる。
Further, since the
また、円筒状のピストン側壁部62Aが、外径が略一定の第一の側壁領域71と、第一の側壁領域71よりもピストン底部63A側にあってピストン底部63Aに近づくにつれて外径が小径となる第二の側壁領域72とを有しているため、ピストン61Aがボア100を摺動する際の姿勢を、第一の側壁領域71によって安定させることができる。
Further, the cylindrical piston
また、パンチ12が前体底部63側の端部に径方向中央側ほど突出する凸状部41を有しているため、ピストン底部63Aを径方向中央側ほどピストン側壁部62Aから軸方向に離れる凸形状つまりピストン61Aにおける軸方向外側に突出する凸形状にすることができる。その結果、ピストン61Aは、そのピストン側壁部62Aの軸方向一側を閉塞するピストン底部63Aが、径方向中央側がピストン61Aの軸方向外側に突出する凸形状となる。これにより、ピストン61Aの液圧負荷方向の剛性が大きくなるので(ピストン61Aの断面係数が大きくなるので)、液圧負荷時の境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分の歪みが小さくなる。したがって、ピストン61Aの疲労寿命がより向上する。言い換えれば、疲労寿命を従来と同等とした場合に、より薄肉化が可能となり、より軽量化できる。
Further, since the
また、ピストン加工前体61が塑性加工により成形されているため、プレス加工等に比べて、後工程での塑性変形の伸び代に余裕ができて、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分に圧縮残留応力を良好に発生させることができる。
Further, since the piston processing
第1実施形態のピストン61Aと従来のピストンとについて、作動液圧20MPaを負荷する条件のシミュレーションを行った。その結果、従来のピストンは、作動液圧20MPaを負荷する前後で、ピストン側壁部とピストン底部との境界部およびピストン側壁部における境界部の近傍部分の応力振幅が276MPa、平均応力が138MPaとなった。これに対し、圧縮残留応力を発生させた実施形態のピストン61Aは、作動液圧20MPaを負荷する前後で、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分の応力振幅が172MPa、平均応力が121MPaとなった。つまり、ピストン61Aは、従来と比較して、境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分の応力振幅を38%低減でき、平均応力を17%低減できる。よって、ピストン61Aの境界部64Aおよびピストン側壁部62Aにおける境界部64Aの近傍部分の疲労寿命を向上させることができる。言い換えれば、ピストン61Aは、疲労寿命を従来と同等とした場合に、従来よりも薄肉化が可能となり、従来よりも軽量化できる。
For the
「第2実施形態」
次に、第2実施形態を主に図5,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。
"Second embodiment"
Next, the second embodiment will be described mainly based on FIGS. 5 and 6, focusing on the differences from the first embodiment. The parts common to the first embodiment are represented by the same name and the same reference numerals.
第2実施形態においては、絞り加工装置10aのダイ11aのダイ内壁部21aのダイ底部22側が、縮径内周部27と同様、ダイ底部22側よりもダイ開口部23a側の方が大径でダイ底部22に向かって縮径する縮径内周部27aとなっており、縮径内周部27aのダイ底部22とは反対側が円筒内周部27bとなっている。縮径内周部27aは、その内周面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で内径が縮径するテーパ面であり、円筒内周部27bは、その内周面が、軸方向の全長にわたって一定の内径の円筒面(円筒ストレート面)となっている。この内径は、ピストン加工前体61の外径と同等になっている。
In the second embodiment, the
第2実施形態の製造方法では、図5に示すように、ダイ11aのダイ内壁部21aの内側にピストン加工前体61を前体底部63を先頭にしてダイ開口部23a側から挿入すると共に、図示略の駆動機構により、ピストン加工前体61の前体側壁部62の内側にパンチ12を凸状部41を先頭にして挿入して、パンチ12とダイ11aのダイ底部22とを近づける。すると、上記したように、ピストン加工前体61の前体底部63は、その外径が、ダイ底部22の直径よりも大きいため、ダイ内壁部21aの縮径内周部27aに当接する。また、パンチ12の外径がピストン加工前体61の直径と同等であるため、パンチ12が凸状部41においてピストン加工前体61の前体底部63に当接する。
In the manufacturing method of the second embodiment, as shown in FIG. 5, the piston processing
ここで、ダイ11aのダイ内壁部21aの縮径内周部27aと円筒内周部27bとの境界位置をQ、ダイ11aのダイ内壁部21aとダイ底部22との境界位置をP、ダイ内壁部21aのダイ開口部23aの位置をRとし、ピストン加工前体61の軸方向長さをL1、円筒内周部27bの軸方向長さであるQ−R間の軸方向長さをL2、縮径内周部27aの軸方向長さであるP−Q間の軸方向長さをL3とすると、L3<L1/2であり、L2>L1に設定されている。
Here, the boundary position between the reduced diameter inner
そして、図示略の駆動機構により、続けてパンチ12とダイ11aのダイ底部22とをさらに第1実施形態と同様に近づける。すると、第1実施形態と同様に、ピストン加工前体61の前体側壁部62と前体底部63との境界部64および前体側壁部62の境界部64側が、全周にわたりダイ11aの縮径内周部27aによって径方向外周側から内側に向けて加圧されて径方向内方に塑性変形する。その際に、第1実施形態と同様、前体側壁部62の境界部64側は、径方向内側がパンチ12の縮径外周部40に当接し、パンチ12の前体底部63側ほど小径の縮径外周部40が反力で前体側壁部62の前体底部63側を径方向内周側から外周側に向けて全周にわたり加圧する。また、その際に、パンチ12の前体底部63側の端部にある凸状部41と、ダイ底部22の凹状部31とで、前体底部63を、径方向中央側が軸方向外側に突出する凸形状に変形させる。
Then, by the drive mechanism (not shown), the
つまり、第2実施形態の製造方法は、ダイ11aに、ピストン加工前体61を挿入することによって、ピストン加工前体61の前体側壁部62と前体底部63との境界部64および前体側壁部62の境界部64側を、ダイ11aの縮径内周部27aによって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させる径方向の絞り加工を行う。その際に、ピストン加工前体61の前体側壁部62の内側にパンチ12を挿入し、縮径内周部27aの加圧によりパンチ12の縮径外周部40で前体側壁部62の境界部64側を径方向内周側から外周側に向けて加圧する。このようにして、ピストン61Aaを得る。その後、ダイ11aおよびパンチ12からピストン61Aaを取り外す。
That is, in the manufacturing method of the second embodiment, by inserting the piston processing
絞り加工後のピストン61Aaは、図6に示すように、前体側壁部62の変形後の円筒状のピストン側壁部62Aaと、前体底部63の変形後のピストン底部63Aとを備えた有底円筒状となる。ピストン底部63Aは、ピストン側壁部62Aaの軸方向一側を閉塞している。
As shown in FIG. 6, the drawn piston 61Aa has a bottom having a cylindrical piston side wall portion 62Aa after the deformation of the front body
ピストン側壁部62Aaは、絞り加工時にダイ11aおよびパンチ12で塑性変形させられない前体側壁部62の一部と同形状の円筒状の第一の側壁領域71aと、第一の側壁領域71aよりも軸方向のピストン底部63A側にあってダイ11aの縮径内周部27aおよびパンチ12の縮径外周部40で塑性変形させられた第1実施形態と同様の第二の側壁領域72と、を有する。第一の側壁領域71aは外周面および内周面が、軸方向の全長にわたって一定の外径の円筒面であり、第二の側壁領域72は外周面および内周面がテーパ面である。
The piston side wall portion 62Aa is formed from a cylindrical first
図6に示すように、第一の側壁領域71aの第二の側壁領域72とは反対側の端部位置をU、第一の側壁領域71aと第二の側壁領域72との境界位置をT、第二の側壁領域72の第一の側壁領域71aとは反対側の端部位置をS、第一の側壁領域71aの軸方向長さつまりT−U間の軸方向長さをL4、ピストン側壁部62Aaの軸方向長さつまりS−U間の軸方向長さをL5とすると、L4>L5/2となっている。つまり、第一の側壁領域71の軸方向長さL4は第二の側壁領域72の軸方向長さL5−L4よりも長い。
As shown in FIG. 6, the end position of the first
このように、全長にわたって一定径の第一の側壁領域71aの軸方向長さを第二の側壁領域72の軸方向長さよりも長くすることで、ピストン61Aaのシリンダ96のボア100に対する傾きを抑制することができる。これにより、ピストン61Aaのシリンダ96のボア100に対する往復移動時に生じるこじりを抑制することができる。
In this way, by making the axial length of the first
また、ダイ内壁部21aは、縮径内周部27aのダイ底部22とは反対側に円筒内周部27bが設けられているため、円筒内周部27bで第一の側壁領域71aを良好に円筒状に保つことができる。
Further, since the die
「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2実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第2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。
"Third embodiment"
Next, the third embodiment will be described mainly based on FIG. 7, focusing on the differences from the second embodiment. The parts common to the second embodiment are represented by the same name and the same reference numerals.
第3実施形態においては、絞り加工装置10cのパンチ12cがピストン加工前体61の前体側壁部62の開口側の端部に嵌合し、前体側壁部62の開口側の端面に当接する段付き板状となっている。
In the third embodiment, the
第3実施形態の製造方法では、ダイ11aのダイ内壁部21aの内側にピストン加工前体61を前体底部63を先頭にして挿入すると共に、ピストン加工前体61の前体側壁部62の開口側の端部にパンチ12cを嵌合させて、図示略の駆動機構により、パンチ12cとダイ11のダイ底部22とを近づけると、ピストン加工前体61のダイ11aへの挿入が進行する。すると、まず、ピストン加工前体61の前体底部63がダイ11aの縮径内周部27aによって径方向外周側から内側に向けて加圧されて径方向内方に塑性変形する。駆動機構により、続けてパンチ12とダイ11aのダイ底部22とをさらに近づけると、ピストン加工前体61の境界部64および前体側壁部62の境界部64側の部分がダイ11aの縮径内周部27aによって径方向外周側から内側に向けて加圧されて径方向内方に塑性変形する。このように、ピストン加工前体61の境界部64および前体側壁部62の境界部64側の部分が、ダイ11aの縮径内周部27aによって径方向外周側から内側に向けて加圧される際に、この部分を、パンチ12cが加圧することはない。
In the manufacturing method of the third embodiment, the piston processing
第3実施形態の製造方法は、ダイ11aに、ピストン加工前体61を挿入することによって、ピストン加工前体61の境界部64および前体側壁部62の境界部64側の部分を、ダイ11aの縮径内周部27aによって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させる径方向の絞り加工を行う。
In the manufacturing method of the third embodiment, by inserting the piston processing
「第4実施形態」
次に、第4実施形態を主に図8〜図11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。
"Fourth embodiment"
Next, the fourth embodiment will be described mainly based on FIGS. 8 to 11, focusing on the differences from the first embodiment. The parts common to the first embodiment are represented by the same name and the same reference numerals.
図8は、第4実施形態に係るピストンの製造方法で用いられる絞り加工装置10dを示している。絞り加工装置10dは、ダイ11dおよびパンチ12dを有している。
FIG. 8 shows a
ダイ11dは、円筒状のダイ内壁部21dと、ダイ内壁部21dの軸方向一側に設けられたダイ底部22dと、ダイ内壁部21dの軸方向他側に設けられたダイ開口部23dとを有している。
The
ダイ内壁部21dは、そのダイ開口部23d側の端部の内周部が、ダイ底部22dに向かって縮径する縮径内周部111となっている。この縮径内周部111は、その内周面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で内径が縮径するテーパ面(円錐面)となっている。
The inner peripheral portion of the die
ダイ内壁部21dは、縮径内周部111よりもダイ底部22d側の内周部が、一定径の定径内周部112となっている。すなわち、定径内周部112は、その内周面が軸方向位置によらず一定径の円筒面となっている。定径内周部112は、縮径内周部111のダイ底部22d側の端部からダイ底部22d側に延出している。
The inner peripheral portion of the die
ダイ内壁部21dとダイ底部22dとの境界領域113は、径方向内側に、ダイ開口部23dから軸方向に離れるほど小径となり、ダイ開口部23dから軸方向に離れる方向に向かって縮径する縮径内周部114を有している。この縮径内周部114は、その内周面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で内径が縮径するテーパ面(円錐面)となっている。言い換えれば、縮径内周部114はC面取りされており、具体的には45度の面取り角度でC面取りされている。縮径内周部114は、定径内周部112のダイ開口部23dとは反対側の端部からダイ開口部23dとは反対側に延出している。
The
ダイ底部22dは、境界領域113よりも径方向内側が、ダイ11dの中心軸線に対して直交する平坦部115となっている。すなわち、平坦部115は、ダイ開口部23d側の内面がダイ11dの中心軸線に対して直交する平坦面となっている。
The
パンチ12dは、短円柱状であり、その外周側に円筒状のパンチ外壁部117を、軸方向一端側に平坦なパンチ端部118を、軸方向他端側に平坦なパンチ他端部119を、それぞれ備えている。パンチ外壁部117は、その外周面が軸方向位置によらず一定径の円筒面となっている。パンチ端部118は、その端面が、パンチ12dの中心軸線に対して直交する平坦面となっている。パンチ外壁部117とパンチ端部118との境界領域121は、その径方向外側に、パンチ他端部119から軸方向に離れるほど小径で、パンチ他端部119とは反対方向に向かって縮径する縮径外周部122を有している。この縮径外周部122は、その外周面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で外径が縮径するテーパ面(円錐面)となっている。言い換えれば、縮径外周部122はC面取りされており、具体的には45度の面取り角度でC面取りされている。
The
絞り加工装置10dで加工される前のピストン加工前体61の前体側壁部62と前体底部63との境界部64は、径方向外側に、ピストン加工前体61の開口部65から軸方向に離れるほど小径となり、開口部65から軸方向に離れる方向に向かって縮径する縮径外周部125を有している。この縮径外周部125は、その外周面が、ピストン加工前体61を、その中心軸線を含む面で断面とした場合に境界部64の内部に中心を有する円弧状となるR面取り面となっている。言い換えれば、縮径外周部125はR面取りされている。
The
絞り加工装置10dで加工される前のピストン加工前体61の前体側壁部62と前体底部63との境界部64は、その径方向内側に、開口部65から軸方向に離れるほど小径となり、開口部65から軸方向に離れる方向に向かって縮径する縮径内周部126を有している。この縮径内周部126は、その内周面が、ピストン加工前体61を、その中心軸線を含む面で断面とした場合に境界部64の外部に中心を有する円弧状となるR面取り面となっている。言い換えれば、縮径内周部126はR面取りされている。
The
ピストン加工前体61の前体側壁部62の外径は、縮径内周部111の最大内径よりも大径であって、縮径内周部111の最小内径すなわち定径内周部112の内径よりも小径となっている。また、ピストン加工前体61の前体側壁部62の内径は、パンチ12dのパンチ外壁部117の外径と略同径となっている。
The outer diameter of the front
ダイ11dの境界領域113の縮径内周部114は、ダイ11dの径方向における面取り幅が、ピストン加工前体61の境界部64の縮径外周部125の、ピストン加工前体61の径方向における面取り幅よりも大きい。また、ダイ11dの縮径内周部114は、ダイ11dの軸方向における面取り幅も、ピストン加工前体61の縮径外周部125の、ピストン加工前体61の軸方向における面取り幅よりも大きい。その結果、ダイ11dの縮径内周部114の面取り量は、ピストン加工前体61の縮径外周部125の面取り量よりも大きくなっている。
In the reduced diameter inner
また、パンチ12dの境界領域121の縮径外周部122は、パンチ12dの径方向における面取り幅が、ピストン加工前体61の境界部64の縮径内周部126の、ピストン加工前体61の径方向における面取り幅よりも大きい。また、パンチ12dの縮径外周部122は、パンチ12dの軸方向における面取り幅も、ピストン加工前体61の縮径内周部126の、ピストン加工前体61の軸方向における面取り幅よりも大きい。その結果、パンチ12dの縮径外周部122の面取り量は、ピストン加工前体61の縮径内周部126の面取り量よりも大きくなっている。
Further, the reduced diameter outer
ダイ11dにおける境界領域113の縮径内周部114の内周面はテーパ面となっており、その曲率半径は無限大に近いことから、外周面がR面取り面となっている、ピストン加工前体61の境界部64の縮径外周部125の曲率半径よりも大きくなっている。
Since the inner peripheral surface of the reduced diameter inner
また、パンチ12dにおける境界領域121の縮径外周部122の外周面はテーパ面となっており、その曲率半径は無限大に近いことから、内周面がR面取り面となっている、ピストン加工前体61の境界部64の縮径内周部126の曲率半径よりも大きくなっている。
Further, since the outer peripheral surface of the reduced diameter outer
第4実施形態の製造方法では、絞り加工装置10dの同軸配置されて互いに離間した待機状態にあるダイ11dとパンチ12dとの間に、ピストン加工前体61をセットする。そして、図示略の駆動機構により、パンチ12dとダイ11dのダイ底部22dとを軸方向に近づける。すると、パンチ12dは、まず、パンチ端部118を先頭にしてピストン加工前体61の前体側壁部62の内側に開口部65側から入り込んで、図8に示すようにパンチ端部118を前体底部63に当接させる。続いて、パンチ12dは、ダイ11dのダイ内壁部21dの内側にピストン加工前体61を前体底部63を先頭にしてダイ開口部23d側から挿入する。すると、ピストン加工前体61の境界部64の縮径外周部125が、縮径内周部111の最大内径よりも小径であって、縮径内周部111の最小内径すなわち定径内周部112の内径よりも大径となっているため、まず、縮径内周部111の軸方向の途中位置に、全周にわたって当接する。
In the manufacturing method of the fourth embodiment, the piston processing
図示略の駆動機構により、上記に続けて、パンチ12dとダイ11dのダイ底部22dとをさらに近づけると、パンチ12dと共にピストン加工前体61のダイ11dへの挿入が進行する。すると、ピストン加工前体61の境界部64がダイ11dの縮径内周部111によって径方向外周側から内側に向けて加圧されて径方向内方に塑性変形する。すなわち、ピストン加工前体61の境界部64が圧縮加工される。
When the
駆動機構により、続けてパンチ12dとダイ11dのダイ底部22dとをさらに近づけると、ピストン加工前体61の前体側壁部62がダイ11dの定径内周部112によって径方向外周側から内側に向けて加圧されて径方向内方に塑性変形する。すなわち、ピストン加工前体61の前体側壁部62が、ダイ11dのダイ内壁部21dで絞り加工される。その際に、前体側壁部62は、径方向内側がパンチ12dのパンチ外壁部117に当接し、このパンチ外壁部117は、反力で前体側壁部62を径方向内周側から外周側に向けて加圧する。
When the
駆動機構により、続けてパンチ12dとダイ11dのダイ底部22dとをさらに近づけると、図9に示すように、ピストン加工前体61の境界部64の縮径外周部125が、ダイ11dの境界領域113の縮径内周部114に当接し、その後、前体底部63がダイ11dのダイ底部22dに当接してパンチ12dとダイ11dのダイ底部22dとが前体底部63を加圧することになる。ここで、ダイ11dの境界領域113の縮径内周部114の面取り量は、ピストン加工前体61の境界部64の縮径外周部125の面取り量よりも大きくなっていることから、ダイ11dの境界領域113が、ピストン加工前体61の境界部64を、図9から図10に示すように、ピストン加工前体61における外方から内方に向けて加圧し塑性変形させる。その際に、パンチ12dの境界領域121の縮径外周部122の面取り量が、ピストン加工前体61の境界部64の縮径内周部126の面取り量よりも大きくなっていることから、ダイ11dの境界領域113の縮径内周部114によるピストン加工前体61の境界部64の塑性変形を円滑に行わせることができる。
When the
つまり、第4実施形態の製造方法は、ダイ11dに、前体側壁部62と前体底部63とを備えたピストン加工前体61を挿入することによって、前体側壁部62と前体底部63との境界部64および前体側壁部62を、ダイ11dにより、ピストン加工前体61における外方から内方に向けて加圧し塑性変形させる。その際に、ダイ11dのダイ内壁部21dとダイ底部22dとの境界領域113によってピストン加工前体61の境界部64が加圧され、境界部64がパンチ12dのパンチ外壁部117とパンチ端部118との境界領域121に加圧される。この加圧の反力で、パンチ12dの境界領域121が、ピストン加工前体61の境界部64を、ピストン加工前体61における内方から外方に向けて加圧する。このようにして、図10に示すようにピストン61Adを得る。
That is, in the manufacturing method of the fourth embodiment, the front
図10に示すピストン61Adは、前体側壁部62の絞り加工後の円筒状のピストン側壁部62Adと、前体底部63の圧縮加工後のピストン底部63Adとを備えた有底円筒状となる。ピストン底部63Adは、ピストン側壁部62Adの軸方向一側を閉塞している。ピストン側壁部62Adおよびピストン底部63Adの両方を構成するこれらの境界部64Adは、境界部64を主体として変形した部分となっている。境界部64Adの外径側は、開口部65から軸方向に離れるほど小径で、開口部65とは反対方向に向かって縮径する縮径外周部125Adとなっている。この縮径外周部125Adは、その外周面が、単位軸方向距離に対して一定の割合で外径が縮径するテーパ面(円錐面)となっている。言い換えれば、縮径外周部125Adは、C面取りされており、具体的には45度の面取り角度でC面取りされている。
The piston 61Ad shown in FIG. 10 has a bottomed cylindrical shape including a cylindrical piston side wall portion 62Ad after drawing the front body
その後、図示略の駆動機構により、図11に示すようにダイ11dとパンチ12dとを軸方向に離間させることで、これらからピストン61Adを取り外す。
After that, the piston 61Ad is removed from the
第4実施形態の製造方法では、ダイ11dにピストン加工前体61を挿入することによって、ピストン加工前体61の前体側壁部62を、全周にわたりダイ11dのダイ内壁部21dによって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させると共に、ピストン加工前体61の境界部64を、全周にわたりダイ11dの境界領域113によってピストン加工前体61の外方から内方に向けて加圧し塑性変形させるため、ピストン61Adの境界部64Adおよびピストン側壁部62Adの周方向長さが短くなり(言い換えれば径が小さくなる)、ピストン61Adの境界部64Adおよびピストン側壁部62Adに周方向の圧縮残留応力を発生させることができる。したがって、ピストン61Adの境界部64Adおよびピストン側壁部62Adの作動液圧に対する強度の低下を抑制することができる。その結果、ピストン61Adの疲労寿命が向上する。言い換えれば、疲労寿命を従来と同等とした場合に、薄肉化が可能となり、軽量化できる。その結果、材料費を低減でき、ブレーキ応答性を向上できて、車両運動性能を向上できる。
In the manufacturing method of the fourth embodiment, by inserting the piston processing
また、ダイ11dのダイ内壁部21dとダイ底部22dとの境界領域113の縮径内周部114の曲率半径が、ピストン加工前体61の前体側壁部62と前体底部63との境界部64の縮径外周部125の曲率半径よりも大きいため、ピストン加工前体61の境界部64を、ダイ11dの境界領域113によってピストン加工前体61における外方から内方に円滑に塑性変形させることができる。
Further, the radius of curvature of the reduced diameter inner
ピストン加工前体61の境界部64および前体側壁部62を、ダイ11dの境界領域113を含むダイ内壁部21dによって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させる際に、ピストン加工前体61の内側に、円筒状のパンチ外壁部117と軸方向一端側のパンチ端部118とを備えたパンチ12dを挿入し、その際のダイ11の境界領域113を含むダイ内壁部21dによる加圧による反力で、パンチ12が境界部64を含む前体側壁部62を径方向内周側から外周側に向けて加圧する。これにより、ピストン61Adの境界部64Adおよびピストン側壁部62Adに厚さ方向の圧縮残留応力を発生させることができる。したがって、ピストン61Adの境界部64Adおよびピストン側壁部62Adの強度の低下をより抑制することができる。
Before piston processing, when the
また、パンチ12dのパンチ外壁部117とパンチ端部118との境界領域121の縮径外周部122の曲率半径が、ピストン加工前体61の前体側壁部62と前体底部63との境界部64の縮径内周部126の曲率半径よりも大きいため、ピストン加工前体61の境界部64を、ダイ11dの境界領域113によってピストン加工前体61における外方から内方に円滑に塑性変形させることができる。
Further, the radius of curvature of the reduced diameter outer
ここで、第4の実施形態において、ダイ11dの境界領域113の縮径内周部114をC面取りではなくR面取りとしても良い。また、パンチ12dの境界領域121の縮径外周部122もC面取りではなくR面取りとしても良い。ピストン加工前体61の境界部64の縮径外周部125をR面取りではなくC面取りとしても良い。ピストン加工前体61の境界部64の縮径内周部126もR面取りでなくC面取りとしても良い。
Here, in the fourth embodiment, the reduced diameter inner
「第5実施形態」
次に、第5実施形態を主に図12,図13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。
"Fifth Embodiment"
Next, the fifth embodiment will be described mainly based on FIGS. 12 and 13, focusing on the differences from the fourth embodiment. The parts common to the fourth embodiment are represented by the same name and the same reference numerals.
図12に示すように、絞り加工装置10eのダイ11eが、ダイ底部22eの軸方向のダイ内壁部21d側に、平坦部115よりも軸方向に凹む円環状の円環溝131を有している。円環溝131は、ダイ底部22eと同軸状に形成されている。
As shown in FIG. 12, the
駆動機構により、パンチ12dとダイ11eのダイ底部22eとを近づけて、図12から図13に示すように、パンチ12dとダイ11eのダイ底部22eとでピストン加工前体61の前体底部63を加圧すると、前体底部63の一部が円環溝131に入り込んで、ピストン61Aeのピストン底部63Aeに、軸方向外側に突出する円環凸部132を形成する。円環凸部132はピストン底部63Aeと同軸状に形成されている。
By the drive mechanism, the
これにより、円環凸部132が補強用のリブとなってピストン61Aeのピストン底部63Aeの剛性が上がる。よって、ピストン底部63Aeが液圧を受けることにより内側に凸状に湾曲してしまうことを抑制できる。その結果、液圧負荷時にピストン底部63Aeに生じる、径方向の中央で最大となる引っ張り応力を低減できる。言い換えれば、ピストン底部63Aeに発生する引っ張り応力を従来と同等とした場合に、ピストン底部63Aeの薄肉化が可能となり、軽量化できる。 As a result, the convex portion 132 of the ring becomes a rib for reinforcement, and the rigidity of the bottom portion 63Ae of the piston 61Ae is increased. Therefore, it is possible to prevent the bottom portion 63Ae of the piston from being curved inward by receiving hydraulic pressure. As a result, it is possible to reduce the maximum tensile stress at the center in the radial direction generated at the bottom 63Ae of the piston when a hydraulic load is applied. In other words, when the tensile stress generated in the piston bottom 63Ae is the same as the conventional one, the piston bottom 63Ae can be made thinner and lighter.
「第6実施形態」
次に、第6実施形態を主に図14,図15に基づいて第5実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第5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。
"Sixth Embodiment"
Next, the sixth embodiment will be described mainly based on FIGS. 14 and 15, focusing on the differences from the fifth embodiment. The parts common to the fifth embodiment are represented by the same name and the same reference numerals.
図14に示すように、絞り加工装置10fのパンチ12fが、パンチ端部118から軸方向のパンチ他端部119とは反対側に突出する円環突起141を有している。円環突起141は、パンチ端部118と同軸状に形成されており、ダイ11eの円環溝131と対向する位置に設けられている。すなわち、円環突起141は、円環溝131と同径で同軸に配置されている。
As shown in FIG. 14, the
駆動機構により、パンチ12fとダイ11eのダイ底部22eとを近づけて、図14から図15に示すように、パンチ12fとダイ11eのダイ底部22eとでピストン加工前体61の前体底部63を加圧すると、パンチ12fの円環突起141が、前体底部63の一部を凹ませて、ピストン61Afのピストン底部63Afに円環凹部142を形成すると共に、前体底部63の一部が、円環溝131に入り込んで、ピストン61Afのピストン底部63Afに、軸方向外側に突出する円環凸部132fを形成する。円環凹部142および円環凸部132fはピストン底部63Afと同軸状に形成されている。このようにして、パンチ12fの円環突起141が、前体底部63の一部を円環溝131に入り込ませることになって、円環凸部132fを確実に形成することができる。
By the drive mechanism, the
以上により、円環凸部132fが補強用のリブとなってピストン61Afのピストン底部63Afの剛性がさらに上がる。よって、ピストン底部63Afが液圧を受けることにより内側に凸状に湾曲してしまうことを抑制できる。その結果、液圧負荷時にピストン底部63Afに生じる、径方向中央で最大となる引っ張り応力を低減できる。言い換えれば、ピストン底部63Afに発生する引っ張り応力を従来と同等とした場合に、ピストン底部63Afの薄肉化が可能となり、軽量化できる。特に、塑性変形の伸び代に余裕のある鍛造ピストンに適用すると寿命向上および軽量化の効果が大きい。
As a result, the
以上に述べた実施形態は、円筒状のダイ内壁部と、前記ダイ内壁部の軸方向一側に設けられたダイ底部と、前記ダイ内壁部の軸方向他側に設けられたダイ開口部と、を有し、前記ダイ内壁部に、前記ダイ底部側よりも前記ダイ開口部側の方が大径で前記ダイ底部に向かって縮径する縮径内周部を備えたダイに、円筒状の前体側壁部と、該前体側壁部の軸方向一側を閉塞する前体底部とを備えたピストン加工前体を挿入することによって、前記前体側壁部と前記前体底部との境界部および前記前体側壁部の前記境界部側を前記縮径内周部によって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させる。これにより、圧縮残留応力を発生させることができる。したがって、ピストンの強度低下を抑制することができる。 The embodiments described above include a cylindrical die inner wall portion, a die bottom portion provided on one side of the die inner wall portion in the axial direction, and a die opening portion provided on the other side of the die inner wall portion in the axial direction. , And the die has a cylindrical shape on the inner wall of the die, which has a larger diameter on the die opening side than the die bottom side and a reduced diameter inner peripheral portion that reduces the diameter toward the die bottom. By inserting a piston-processed front body having a front body side wall portion and a front body bottom portion that closes one side of the front body side wall portion in the axial direction, a boundary between the front body side wall portion and the front body bottom portion. The boundary portion side of the portion and the front side wall portion is pressurized and plastically deformed from the radial outer peripheral side to the inward by the reduced diameter inner peripheral portion. As a result, compressive residual stress can be generated. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the strength of the piston.
また、前記前体側壁部の内側にパンチを挿入し、前記縮径内周部による加圧により前記パンチで前記前体側壁部の前記境界部側を径方向内周側から外周側に向けて加圧する。これにより、さらに圧縮残留応力を発生させることができる。したがって、ピストンの強度低下をさらに抑制することができる。 Further, a punch is inserted inside the front side wall portion, and the boundary portion side of the front body side wall portion is directed from the radial inner peripheral side to the outer peripheral side by the pressurization by the reduced diameter inner peripheral portion. Pressurize. As a result, compressive residual stress can be further generated. Therefore, the decrease in the strength of the piston can be further suppressed.
また、前記パンチは、前記前体底部側ほど小径の縮径外周部を有し、前記前体底部側の端部に径方向中央側ほど突出する凸状部を有しているため、底部をピストンの軸方向外側に突出する凸形状にすることができる。これにより、ピストンの液圧負荷方向の剛性が大きくなる。 Further, the punch has a reduced diameter outer peripheral portion having a smaller diameter toward the bottom portion of the front body, and has a convex portion protruding toward the center in the radial direction at the end portion on the bottom portion side of the front body. It can have a convex shape that protrudes outward in the axial direction of the piston. As a result, the rigidity of the piston in the hydraulic load direction increases.
また、円筒状のピストン側壁部と、該ピストン側壁部の軸方向一側を閉塞するピストン底部とを備えた有底円筒状のピストンであって、前記ピストン側壁部は、外径が略一定の第一の側壁領域と、該第一の側壁領域よりも前記ピストン底部側にあって該ピストン底部に近づくにつれて外径が小径となる第二の側壁領域と、を有し、前記ピストン底部は、径方向中央側が軸方向外側に突出する凸形状となっている。これにより、ピストンの液圧負荷方向の剛性が大きくなる。第一の側壁領域によって、ピストンをシリンダのボアに対して軸方向に良好に摺動させることができる。 Further, the piston has a bottomed cylindrical piston provided with a cylindrical piston side wall portion and a piston bottom portion that closes one side of the piston side wall portion in the axial direction, and the outer diameter of the piston side wall portion is substantially constant. The piston bottom has a first side wall region and a second side wall region that is closer to the bottom of the piston than the first side wall region and whose outer diameter becomes smaller as it approaches the bottom of the piston. The central side in the radial direction has a convex shape protruding outward in the axial direction. As a result, the rigidity of the piston in the hydraulic load direction increases. The first side wall region allows the piston to slide well in the axial direction with respect to the bore of the cylinder.
また、前記第一の側壁領域の軸方向長さが前記第二の側壁領域の軸方向長さよりも長いため、ピストンをシリンダのボアに対して軸方向に、より良好に摺動させることができる。 Further, since the axial length of the first side wall region is longer than the axial length of the second side wall region, the piston can be slid better in the axial direction with respect to the bore of the cylinder. ..
以上に述べた実施形態の第1の態様は、円筒状のダイ内壁部と、前記ダイ内壁部の軸方向一側に設けられたダイ底部と、前記ダイ内壁部の軸方向他側に設けられたダイ開口部と、を有するダイに、円筒状の前体側壁部と、該前体側壁部の軸方向一側を閉塞する前体底部とを備えたピストン加工前体を挿入することによって、前記前体側壁部と前記前体底部との境界部および前記前体側壁部の前記境界部側を、前記ダイにより、前記ピストン加工前体における外方から内方に向けて加圧し塑性変形させる。 The first aspect of the above-described embodiment is provided on a cylindrical die inner wall portion, a die bottom portion provided on one side of the die inner wall portion in the axial direction, and an axial other side of the die inner wall portion. By inserting a piston-processed front body having a cylindrical front side wall portion and a front body bottom portion that closes one side of the front body side wall portion in the axial direction into the die having the die opening. The boundary portion between the front side wall portion and the front body bottom portion and the boundary portion side of the front body side wall portion are pressurized and plastically deformed from the outside to the inside in the piston processing front body by the die. ..
第2の態様は、第1の態様において、前記ダイは、前記ダイ内壁部に、前記ダイ底部側よりも前記ダイ開口部側の方が大径で前記ダイ底部に向かって縮径する縮径内周部を備え、前記前体側壁部と前記前体底部との境界部および前記前体側壁部の前記境界部側を、前記縮径内周部によって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させる。 In the second aspect, in the first aspect, the die has a smaller diameter on the inner wall of the die on the die opening side than on the die bottom side, and the diameter is reduced toward the die bottom. An inner peripheral portion is provided, and the boundary portion between the front side wall portion and the front body bottom portion and the boundary portion side of the front body side wall portion are added inward from the radial outer peripheral side by the reduced diameter inner peripheral portion. It is pressed and plastically deformed.
第3の態様は、第2の態様において、前記前体側壁部の内側にパンチを挿入し、前記縮径内周部による加圧により前記パンチで前記前体側壁部の前記境界部側を径方向内周側から外周側に向けて加圧する。 In the third aspect, in the second aspect, a punch is inserted inside the front side wall portion, and the punch is used to pressurize the front side wall portion with the diameter of the boundary portion side of the front body side wall portion. Pressurize from the inner peripheral side to the outer peripheral side.
第4の態様は、第3の態様において、前記パンチは、前記前体底部側ほど小径の縮径外周部を有し、前記前体底部側の端部に径方向中央側ほど突出する凸状部を有している。 In the fourth aspect, in the third aspect, the punch has a reduced diameter outer peripheral portion having a smaller diameter toward the bottom of the front body, and a convex shape protruding toward the center in the radial direction at the end on the bottom of the front body. Has a part.
第5の態様は、第1乃至第4のいずれか一態様において、前記ダイの前記ダイ内壁部と前記ダイ底部との境界領域の曲率半径が、前記ピストン加工前体の前記前体側壁部と前記前体底部との境界部の曲率半径よりも大きい。 In a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the radius of curvature of the boundary region between the die inner wall portion and the die bottom portion of the die is the same as the front side wall portion of the piston processing front body. It is larger than the radius of curvature of the boundary with the bottom of the front body.
第6の態様は、第5の態様において、円筒状のパンチ外壁部と軸方向一端側のパンチ端部とを備えたパンチを前記ピストン加工前体に挿入し、前記ダイ内壁部と前記ダイ底部との境界領域による加圧により前記パンチの前記パンチ外壁部と前記パンチ端部との境界領域で、前記前体側壁部と前記前体底部との境界部を、前記ピストン加工前体における内方から外方に向けて加圧する。 In the sixth aspect, in the fifth aspect, a punch having a cylindrical punch outer wall portion and a punch end portion on one end side in the axial direction is inserted into the piston processing front body, and the die inner wall portion and the die bottom portion are inserted. In the boundary region between the punch outer wall portion and the punch end portion of the punch, the boundary portion between the front side wall portion and the front body bottom portion is formed inside the piston processing front body by pressurization by the boundary region with the punch. Pressurize outward from.
第7の態様は、第6の態様において、前記パンチの前記パンチ外壁部と前記パンチ端部との境界領域の曲率半径が、前記ピストン加工前体の前記前体側壁部と前記前体底部との境界部の曲率半径よりも大きい。 In the seventh aspect, in the sixth aspect, the radius of curvature of the boundary region between the punch outer wall portion and the punch end portion of the punch is the front side wall portion and the front body bottom portion of the piston processing front body. It is larger than the radius of curvature of the boundary of.
第8の態様は、第1乃至第7のいずれか一態様において、前記ダイは、前記ダイ底部に円環溝を有している。 In the eighth aspect, in any one of the first to seventh aspects, the die has an annular groove at the bottom of the die.
第9の態様は、第8の態様において、円筒状のパンチ外壁部と軸方向一端側のパンチ端部とを備えて前記ピストン加工前体に挿入されるパンチが、前記パンチ端部の前記円環溝と対向する位置に円環突起を有している。 In the ninth aspect, in the eighth aspect, the punch inserted into the piston processing front body provided with the cylindrical punch outer wall portion and the punch end portion on one end side in the axial direction is the circle of the punch end portion. It has an annular protrusion at a position facing the ring groove.
第10の態様は、円筒状のピストン側壁部と、該ピストン側壁部の軸方向一側を閉塞するピストン底部とを備えた有底円筒状のピストンであって、前記ピストン側壁部は、外径が略一定の第一の側壁領域と、該第一の側壁領域よりも前記ピストン底部側にあって該ピストン底部に近づくにつれて外径が小径となる第二の側壁領域と、を有し、前記ピストン底部は、径方向中央側が軸方向外側に突出する凸形状となっている。 A tenth aspect is a bottomed cylindrical piston including a cylindrical piston side wall portion and a piston bottom portion that closes one axial side of the piston side wall portion, and the piston side wall portion has an outer diameter. Has a substantially constant first side wall region and a second side wall region that is closer to the bottom of the piston than the first side wall region and whose outer diameter becomes smaller as it approaches the bottom of the piston. The bottom of the piston has a convex shape in which the central side in the radial direction projects outward in the axial direction.
第11の態様は、第10の態様において、前記第一の側壁領域の軸方向長さが前記第二の側壁領域の軸方向長さよりも長い。 In the eleventh aspect, in the tenth aspect, the axial length of the first side wall region is longer than the axial length of the second side wall region.
第12の態様は、円筒状のピストン側壁部と、該ピストン側壁部の軸方向一側を閉塞するピストン底部とを備えた有底円筒状のピストンであって、前記ピストン底部は、軸方向外側に突出する円環凸部を有する。 A twelfth aspect is a bottomed cylindrical piston including a cylindrical piston side wall portion and a piston bottom portion that closes one axial side of the piston side wall portion, and the piston bottom portion is axially outer. It has an annular protrusion that protrudes toward the surface.
11,11a,11d,11e ダイ
12,12c,12d,12f パンチ
21,21a,21d ダイ内壁部
22,22d,22e ダイ底部
23,23a,23d ダイ開口部
27 縮径内周部
40 縮径外周部
41 凸状部
61 ピストン加工前体
61A,61Aa,61Ad,61Ae,61Af ピストン
62 前体側壁部
62A,62Aa,62Ad ピストン側壁部
63 前体底部
63A,63Ad,63Ae,63Af ピストン底部
64 境界部
71 第一の側壁領域
72 第二の側壁領域
113 境界領域
117 パンチ外壁部
118 パンチ端部
121 境界領域
131 円環溝
132,132f 円環凸部
141 円環突起
11, 11a, 11d,
Claims (11)
前記ダイ内壁部の軸方向一側に設けられたダイ底部と、
前記ダイ内壁部の軸方向他側に設けられたダイ開口部と、を有するダイに、
円筒状の前体側壁部と、該前体側壁部の軸方向一側を閉塞する前体底部と、前記前体底部とは反対側の開口端面と、を備えたピストン加工前体を挿入することによって、
前記前体側壁部と前記前体底部との境界部および前記前体側壁部の前記境界部側を、前記ダイにより、前記ピストン加工前体における外方から内方に向けて加圧し塑性変形させることで、前記境界部および前記前体側壁部の前記境界部側の周方向長さを前記前体側壁部の前記開口端面側の周方向長さより短くする、ピストンの製造方法。 Cylindrical die inner wall and
The bottom of the die provided on one side of the inner wall of the die in the axial direction,
A die having a die opening provided on the other side in the axial direction of the inner wall portion of the die.
A piston-processed front body having a cylindrical front body side wall portion, a front body bottom portion that closes one side of the front body side wall portion in the axial direction , and an open end surface opposite to the front body bottom portion is inserted. By
The boundary portion between the front side wall portion and the front body bottom portion and the boundary portion side of the front body side wall portion are pressed by the die from the outside to the inside in the piston processing front body to be plastically deformed. A method for manufacturing a piston, wherein the circumferential length of the boundary portion and the front side wall portion on the boundary portion side is shorter than the circumferential length of the front body side wall portion on the opening end surface side .
前記前体側壁部と前記前体底部との境界部および前記前体側壁部の前記境界部側を、前記縮径内周部によって径方向外周側から内側に向けて加圧し塑性変形させる、請求項1記載のピストンの製造方法。 The die is provided with a reduced diameter inner peripheral portion on the inner wall portion of the die, which has a larger diameter on the die opening side than on the die bottom side and is reduced in diameter toward the die bottom.
A claim that the boundary portion between the front side wall portion and the front body bottom portion and the boundary portion side of the front body side wall portion are pressurized and plastically deformed from the radial outer peripheral side to the inside by the reduced diameter inner peripheral portion. Item 1. The method for manufacturing a piston according to item 1.
前記ピストン側壁部は、
外径が略一定の第一の側壁領域と、
該第一の側壁領域よりも前記ピストン底部側にあって該ピストン底部に近づくにつれて外径が小径となる第二の側壁領域と、を有し、
前記ピストン底部は、径方向中央側が軸方向外側に突出する凸形状となっており、
前記ピストン側壁部と前記ピストン底部との境界部および前記ピストン側壁部の前記境界部側に前記第二の側壁領域が設けられている、ピストン。 A bottomed cylindrical piston having a cylindrical piston side wall portion, a piston bottom portion that closes one side of the piston side wall portion in the axial direction, and an open end surface on the side opposite to the piston bottom portion .
The side wall of the piston
The first side wall region with a substantially constant outer diameter and
It has a second side wall region that is closer to the bottom of the piston than the first side wall region and whose outer diameter becomes smaller as it approaches the bottom of the piston.
The bottom of the piston has a convex shape with the center side in the radial direction protruding outward in the axial direction .
A piston in which the second side wall region is provided on the boundary portion between the piston side wall portion and the piston bottom portion and the boundary portion side of the piston side wall portion .
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016088222 | 2016-04-26 | ||
JP2016088222 | 2016-04-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017198339A JP2017198339A (en) | 2017-11-02 |
JP6817882B2 true JP6817882B2 (en) | 2021-01-20 |
Family
ID=60237732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017085539A Active JP6817882B2 (en) | 2016-04-26 | 2017-04-24 | Piston manufacturing method and piston |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6817882B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7253404B2 (en) * | 2019-02-25 | 2023-04-06 | 日立Astemo株式会社 | vehicle disc brake |
-
2017
- 2017-04-24 JP JP2017085539A patent/JP6817882B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017198339A (en) | 2017-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120131797A1 (en) | Processing Method of Tube Body, Manufacturing Method of Cylinder Device and Cylinder Device Manufactured By the Same | |
US10247269B2 (en) | Piston manufacturing device, piston manufacturing method, piston and disc brake | |
KR101561547B1 (en) | Joint, ferrule, and method for manufacturing ferrule | |
US11965567B2 (en) | Disc brake | |
JP6783921B2 (en) | How to make a cage for a constant velocity ball joint | |
JP6817882B2 (en) | Piston manufacturing method and piston | |
JP2010014190A (en) | Floating brake disk | |
JP2012031933A (en) | Cylinder apparatus | |
JP5402269B2 (en) | Hydraulic device and brake pressure control device using it | |
JP5921397B2 (en) | Apparatus and method for manufacturing brake piston | |
US7584693B2 (en) | Bottomed cylindrical piston and method of manufacturing bottomed cylindrical piston | |
US8464849B2 (en) | Disk brake | |
JP6588262B2 (en) | Method for forging shaft member of constant velocity universal joint | |
JP6581887B2 (en) | Piston manufacturing method | |
JP2012149699A (en) | Rigid type disk brake | |
JP5466561B2 (en) | Bush press-fitting method and bush press-fitting device | |
JP6429386B2 (en) | Disc brake and piston manufacturing method | |
US20220041151A1 (en) | Electric brake device | |
HU223606B1 (en) | Caulking punch and caulking | |
JP2008111500A (en) | Mounting method of guide pin for disk brake device, and disk brake device | |
JP5186301B2 (en) | Breeder manufacturing apparatus and manufacturing method | |
JP5481026B2 (en) | Nut fixing jig and nut fixing method | |
JP2015175462A (en) | Process for manufacture of disc brake piston | |
JP4481769B2 (en) | Disc brake | |
JP2013202638A (en) | Hollow piston for disk brake and molding die |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20181109 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200909 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200915 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201113 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6817882 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |