(57)【要約】【課題】ストレート形状の基材を予備成形することなく、所定の押圧ローラによってスピニング加工することで、開口端部側外周端部と開口端部との間の角部を所望のＲ状に成形する車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法を提供する。【解決手段】有底円筒状の基材１５を回転させ、凸状の溝成形部３２を備えた溝成形ローラ３を、基材１５の外周面１８から押圧することで、環状溝５４を成形し、基材１５の開口端部側外周端部２０に接する外周端部成形部４２と、基材１５の開口端部１９に接する開口端部成形部４１と、開口端部側外周端部２０と開口端部１９との間の角部２１を成形するＲ状の角部成形部４７とを備えた角部成形ローラ４を、開口端部１９および外周面１８から押圧することで、開口端部側外周端部２０および開口端部１９および角部２１を成形する。【選択図】図１
2019130580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピニング加工による車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法であって、
有底円筒状の基材を回転させ、
凸状の溝成形部を備えた溝成形ローラを、前記基材の外周面から押圧することで、前記外周面に環状溝を成形し、
前記基材の開口端部側外周端部に接する外周端部成形部と、前記基材の開口端部に接する開口端部成形部と、前記開口端部側外周端部と前記開口端部との間の角部を成形するＲ状の角部成形部とを備えた角部成形ローラを、前記開口端部および前記外周面から押圧することで、前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部を成形する
ことを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法において、
前記角部成形ローラが前記基材に当接し、前記角部成形ローラが前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部を成形した後、
前記溝成形ローラが前記開口端部側外周端部に当接することなく、前記溝成形ローラが前記環状溝を成形する
ことを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法において、
前記基材の底部を開口側から支持することなく外周面側から支持し、前記溝成形ローラおよび前記角部成形ローラによって前記基材を成形する
ことを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法。
【請求項４】
車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置において、
有底円筒状の基材の底部を開口側から支持することなく外周面から支持しつつ、第１回転軸を軸心として前記基材を回転させる回転部と、
第２回転軸を軸心として回転し、前記基材の外周面に環状溝を成形するための凸状の溝成形部を備えた円筒状の溝成形ローラと、
第３回転軸を軸心として回転し、前記基材の開口端部側外周端部を成形するための外周端部成形部と、前記基材の開口端部を成形するための開口端部成形部と、前記開口端部側外周端部と前記開口端部との間の角部を成形するためのＲ状の角部成形部とを備えた円筒状の角部成形ローラと、を備え、
前記第２回転軸は前記第１回転軸と平行方向にあり、前記第３回転軸は前記第１回転軸と直交方向にあるとともに、
前記溝成形ローラは、前記溝成形部を前記第１回転軸に近づける方向に動いて前記溝成形部を前記外周面に当接させるとともに、
前記角部成形ローラは、前記開口端部成形部を前記開口端部に近づける方向に動くとともに前記外周端部成形部および前記角部成形部を前記第１回転軸に近づける方向に動いて前記開口端部成形部を前記開口端部に当接させることを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置。
【請求項５】
請求項４記載の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置において、
前記角部成形ローラを前記基材に当接させ、前記角部成形ローラに前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部を成形させるとともに、
前記溝成形ローラを前記開口端部側外周端部に当接させることなく、前記溝成形ローラに前記環状溝を成形させる
ことを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置において、
前記溝成形ローラは、前記第２回転軸の軸方向の中心から軸方向一方側と軸方向他方側とが対称形状である
ことを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置。
【請求項７】
請求項４または請求項５記載の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置において、
前記角部成形ローラは、前記第３回転軸の軸方向の中心から軸方向一方側と軸方向他方側とが対称形状である
ことを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置。
【請求項８】
有底円筒状で、開口端部、外周面、内周面、及び底部を有し、
前記外周面における開口端部側外周端部に環状溝が形成され、
前記内周面における前記環状溝と対応する位置に突出部が形成され、
前記開口端部側外周端部と前記開口端部との間の角部がＲ状となっており、
前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部は連続するスピニング加工面である
ことを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法、車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置、及び車両用ディスクブレーキのピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ディスクブレーキのピストン（以下、単にピストンと記す）は、有底円筒状であり、シリンダ本体の内周壁に対して摺動可能な外周面と、摩擦パッドに当接する開口端部とを有する。ピストンは、前記外周面における開口端部側外周端部に、防水防塵のためゴム製のブーツを装着する環状溝が成形される。
【０００３】
従来、ピストンのスピニング加工装置としては、鉄やアルミ等を鍛造した基材（素材）を回転軸周りに回転させ、複数の押圧ローラによって塑性加工するスピニング加工装置が知られている（特許文献１：特開２０１４−６１５３４号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６１５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のピストンのスピニング加工装置は、基材を回転させるコレットチャックと、前記基材に環状溝を成形する第一のローラと、開口端部を成形する第二のローラと、前記基材の底部を開口側から押圧支持する芯押し棒とを備える。特許文献１では、ストレート形状の基材を予備成形して開口部が絞られた形状とし、その後、第一のローラと第二のローラとで、開口部が絞られた形状の基材をスピニング加工していた。従来の第二のローラは単純なストレートの円筒形状であり、鍛造加工した基材の角部の形状をそのまま残すようにしていた。しかし、前記角部がピン角の場合、ピン角に応力が集中し耐久性が損なわれる。そのため、前記角部がピン角にならないように予め成形する必要があり、予備成形することで加工工程が増えてしまうので、加工コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
特許文献１は、スピニング加工によって、ピストンの開口端部側外周端部と開口端部との間の角部を成形することは想定していない。また、第二のローラは、第一のローラが基材に環状溝を成形する際に、回転軸と直交する方向の荷重を受ける構造とはなっておらず、基材の底部を開口側から押圧支持する芯押し棒が、コレットチャックへの負荷を抑えるために必要となっている。しかし、芯押し棒と周辺機構を設けると設備コストが高くなり、また、芯押し棒を出し入れするとサイクルタイムが長くなってしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、ストレート形状の基材を予備成形することなく、所定の押圧ローラによってスピニング加工することで、開口端部側外周端部と開口端部との間の角部を所望のＲ状に成形する車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法、及び、開口端部側外周端部と開口端部との間の角部を所望のＲ状に成形することが可能な車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置、並びに、開口端部側外周端部と開口端部との間の角部が所望のＲ状となっている車両用ディスクブレーキのピストンを提供することを目的とする。
【０００８】
一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。
【０００９】
本発明は、スピニング加工による車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法であって、有底円筒状の基材を回転させ、凸状の溝成形部を備えた溝成形ローラを、前記基材の外周面から押圧することで、前記外周面に環状溝を成形し、前記基材の開口端部側外周端部に接する外周端部成形部と、前記基材の開口端部に接する開口端部成形部と、前記開口端部側外周端部と前記開口端部との間の角部を成形するＲ状の角部成形部とを備えた角部成形ローラを、前記開口端部および前記外周面から押圧することで、前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部を成形することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記角部成形ローラに形成された凹Ｒ状の角部成形部の形状を前記開口端部側外周端部と前記開口端部との間の角部に転写して所望の凸Ｒ状に成形することから、従来技術のように開口部が絞られた形状に予備成形する必要がなく、加工工程が削減できるので、加工コストを抑えることができる。そして、ストレート形状の基材においても前記角部成形ローラによって前記角部を所望の凸Ｒ状に成形することができる。
【００１１】
本発明では、前記角部成形ローラが前記基材に当接し、前記角部成形ローラが前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部を成形した後、前記溝成形ローラが前記開口端部側外周端部に当接することなく、前記溝成形ローラが前記環状溝を成形することが好ましい。前記開口端部側外周端部は、前記角部成形ローラによる成形後に、前記溝成形ローラにより成形されないので、前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部の寸法精度が良好に保たれる。
【００１２】
本発明では、前記基材の底部を開口側から支持することなく外周面側から支持し、前記溝成形ローラおよび前記角部成形ローラによって前記基材を成形することが好ましい。前記角部成形ローラを、前記開口端部および前記外周面から押圧することで、前記基材を開口側から支持する作用が働くので、前記基材の底部を開口側から支持しなくて済み、従来技術のような芯押し棒をなくして、サイクルタイムを短縮することができる。
【００１３】
本発明は、車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置において、有底円筒状の基材の底部を開口側から支持することなく外周面から支持しつつ、第１回転軸を軸心として前記基材を回転させる回転部と、第２回転軸を軸心として回転し、前記基材の外周面に環状溝を成形するための凸状の溝成形部を備えた円筒状の溝成形ローラと、第３回転軸を軸心として回転し、前記基材の開口端部側外周端部を成形するための外周端部成形部と、前記基材の開口端部を成形するための開口端部成形部と、前記開口端部側外周端部と前記開口端部との間の角部を成形するためのＲ状の角部成形部とを備えた円筒状の角部成形ローラとを備え、前記第２回転軸は前記第１回転軸と平行方向にあり、前記第３回転軸は前記第１回転軸と直交方向にあるとともに、前記溝成形ローラは、前記溝成形部を前記第１回転軸に近づける方向に動いて前記溝成形部を前記外周面に当接させるとともに、前記角部成形ローラは、前記開口端部成形部を前記基材の開口端部に近づける方向に動くとともに前記外周端部成形部および前記角部成形部を前記第１回転軸に近づける方向に動いて前記開口端部成形部を前記開口端部に当接させることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、前記基材は前記第１回転軸を軸心として回転する。前記溝成形ローラは、前記溝成形部が前記第１回転軸に近づく方向に動いて前記外周面に当接し前記第２回転軸を軸心として回転しながら前記溝成形部を前記外周面に押圧することで前記外周面に環状溝を成形する。それとともに、前記角部成形ローラは、前記開口端部成形部が前記基材の開口端部に近づく方向に動くとともに前記外周端部成形部および前記角部成形部が前記第１回転軸に近づく方向に動いて前記開口端部成形部が前記開口端部に当接する。それとともに前記外周端部成形部が前記開口端部側外周端部に当接し、それとともに前記角部成形部が前記角部に当接し前記第３回転軸を軸心として回転しながら前記開口端部成形部を前記開口端部に押圧する。それとともに前記外周端部成形部を前記開口端部側外周端部に押圧する。それとともに前記角部成形部を前記角部に押圧する。これによって前記開口端部側外周端部を成形し、それとともに前記開口端部を成形し、それとともに前記角部を成形する。
【００１５】
ここで、前記第１回転軸を軸心とした正面視で、前記基材における前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部は、それぞれ前記基材の外形ラインを形成している。前記角部成形ローラは、前記開口端部成形部が前記開口端部に対して前記基材の開口端部に近づく方向に動くとともに前記第１回転軸に近づく方向に動くことによって当接し、前記外周端部成形部が前記開口端部側外周端部に対して前記基材の開口端部に近づく方向に動くとともに前記第１回転軸に近づく方向に動くことによって当接し、前記角部成形部が前記角部に対して前記基材の開口端部に近づく方向に動くとともに前記第１回転軸に近づく方向に動くことによって当接する。その結果、前記角部成形ローラは、前記基材の外形ラインに沿って線接触することとなるので、前記角部成形ローラにかかる負荷が軽減され、前記角部成形ローラの耐久性が向上する。また、前記角部成形ローラを、前記開口端部および前記外周面から押圧することによって前記基材を開口側から支持する作用が働くので、前記基材の底部を開口側から支持しなくて済み、従来技術のような芯押し棒をなくして、設備コストおよびメンテナンスコストを低減することができる。
【００１６】
本発明では、前記角部成形ローラを前記基材に当接させ、前記角部成形ローラに前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部を成形させるとともに、前記溝成形ローラを前記開口端部側外周端部に当接させることなく、前記溝成形ローラに前記環状溝を成形させることが好ましい。前記開口端部側外周端部は、前記溝成形ローラにより成形されないので、前記角部成形ローラにより成形された前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部の寸法精度が良好に保たれる。
【００１７】
本発明では、前記角部成形ローラは、前記第３回転軸の軸方向の中心から軸方向一方側と軸方向他方側とが対称形状であることが好ましい。前記角部成形ローラは、軸方向一方側と軸方向他方側の両方を使用することで前記角部成形ローラの保有数が半減するので設備コストを低減することができる。
【００１８】
本発明では、前記溝成形ローラは、前記第２回転軸の軸方向の中心から軸方向一方側と軸方向他方側とが対称形状であることが好ましい。前記溝成形ローラは、軸方向一方側と軸方向他方側の両方を使用することで前記溝成形ローラの保有数が半減するので設備コストを低減することができる。
【００１９】
本発明では、前記角部成形ローラは、前記第３回転軸の軸方向の中心から軸方向一方側と軸方向他方側とが対称形状であることが好ましい。前記角部成形ローラは、軸方向一方側と軸方向他方側の両方を使用することで前記角部成形ローラの保有数が半減するので設備コストを低減することができる。
【００２０】
本発明の車両用ディスクブレーキのピストンは、有底円筒状で、開口端部、外周面、内周面、及び底部を有し、前記外周面における開口端部側外周端部に環状溝が形成され、前記内周面における前記環状溝と対応する位置に突出部が形成され、前記開口端部側外周端部と前記開口端部との間の角部がＲ状となっており、前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部は連続するスピニング加工面であることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部が連続するスピニング加工面であるため、寸法精度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
開示の車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法によれば、前記角部成形ローラに形成された凹Ｒ状の角部成形部の形状を前記開口端部側外周端部と前記開口端部との間の角部に転写して所望の凸Ｒ状に成形することから、従来技術のように開口部が絞られた形状に予備成形する必要がなく、加工工程が削減できるので、加工コストを抑えることができる。そして、ストレート形状の基材においても前記角部成形ローラによって前記角部を所望の凸Ｒ状に成形することができる。また、前記角部成形ローラによって前記基材を開口側から支持する作用が働くので、前記基材の底部を開口側から支持しなくて済む。よって、従来技術のような芯押し棒をなくすことができ、芯押し棒の動作が不要となるため、サイクルタイムを短縮することができる。
【００２３】
開示の車両用ディスクブレーキのピストンの製造装置によれば、前記角部成形ローラは、前記基材の外形ラインに沿って線接触することとなるので、前記角部成形ローラにかかる負荷が軽減され、前記角部成形ローラの耐久性が向上する。また、前記角部成形ローラを、前記開口端部および前記外周面から押圧することによって前記基材を開口側から支持する作用が働くので、前記基材の底部を開口側から支持しなくて済み、従来技術のような芯押し棒をなくして、設備コストおよびメンテナンスコストを低減することができる。
【００２４】
開示の車両用ディスクブレーキのピストンによれば、前記開口端部側外周端部および前記開口端部および前記角部が連続するスピニング加工面であるため、寸法精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置の要部を示す概略構成図であり、斜視図である。
【図２】図２Ａは上記実施形態の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置に係る溝成形ローラの例を示す正面図であり、図２Ｂは上記実施形態の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置に係る溝成形ローラの例を示す平面図である。
【図３】図３Ａは上記実施形態の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置に係る角部成形ローラの例を示す正面図であり、図３Ｂは上記実施形態車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置に係る角部成形ローラの例を示す平面図である。
【図４】図４はスピニング加工前の基材の例を示す概略構造図であり、片側断面図である。
【図５】図５は本発明に係る車両用ディスクブレーキのピストンの例を示す概略構造図であり、片側断面図である。
【図６】図６は上記ピストンの部分拡大図である。
【図７】図７は上記実施形態の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置によって上記基材をスピニング加工する際の動作を示す概略構成図であり、スピニング加工する直前の状態を示す断面図である。
【図８】図８は上記実施形態の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置によって上記基材をスピニング加工する加工動作を示す概略構成図であり、スピニング加工した直後の状態を示す断面図である。
【図９】図９は上記実施形態の車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置によって上記基材をスピニング加工した後の動作を示す概略構成図であり、スピニング加工した直後の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は本実施形態のスピニング加工装置１の要部を示す概略構成図であり、斜視図である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２７】
本実施形態のスピニング加工装置１は、有底円筒状の基材１５をスピニング加工する車両用ディスクブレーキのピストンのスピニング加工装置１（以下、単にスピニング加工装置１と記す）である。一例として、基材１５は、機械構造用炭素鋼等からなる鍛造加工品である。
【００２８】
具体的な構成として、スピニング加工装置１は、基材１５を把持した状態で第１回転軸Ｐ１周りに回転させる回転部２と、第１回転軸Ｐ１と平行な位置にある第２回転軸Ｐ２を中心として基材１５と共回りする溝成形ローラ３と、第１回転軸Ｐ１と垂直な位置にある第３回転軸Ｐ３を中心として基材１５と共回りする角部成形ローラ４とを備える。第２回転軸Ｐ２に対して第３回転軸Ｐ３は垂直な位置にある。溝成形ローラ３と角部成形ローラ４とは、第１回転軸Ｐ１を中心として、１８０[°]反対側の位置に配される。
【００２９】
溝成形ローラ３は、第２回転軸Ｐ２を第１回転軸Ｐ１に近づけるａ１方向に動かして基材１５を加工する。
【００３０】
角部成形ローラ４は、第３回転軸Ｐ３を回転部２に近づけるｂ１方向に動かし、次に、第３回転軸Ｐ３を第１回転軸Ｐ１に近づけるａ２方向に動かして基材１５を加工する。または、角部成形ローラ４は、第３回転軸Ｐ３を回転部２に近づけるｂ１方向と、第３回転軸Ｐ３を第１回転軸Ｐ１に近づけるａ２方向とに、同時に動かして基材１５を加工する。
【００３１】
図２はスピニング加工装置１に係る溝成形ローラ３の例を示す図であり、図２（Ａ）は正面図であり、図２（Ｂ）は平面図である。溝成形ローラ３は、工具鋼等の硬質金属からなり、第２回転軸Ｐ２を中心とした回転対称の円筒状である。溝成形ローラ３は、回転部２に近い側から順に、平坦部３１、溝成形部３２、平坦部３３、溝成形部３２、平坦部３１が成形される。溝成形ローラ３には、ベアリングが内蔵されており（不図示）、外力によって回転可能な構成となっている。溝成形部３２は、平坦部３１および平坦部３３よりも一回り大きな円筒形状であり、正面視で凸状となっている。
【００３２】
溝成形ローラ３の外側面は、第２回転軸Ｐ２の軸方向の中心を直交する中心線Ｓ１に対して一方側と他方側とが対称形状となっている。図２（Ａ）では、中心線Ｓ１に対して一方側と他方側とが線対称形状となっている。これによれば、溝成形ローラ３の両側を使用することができるため、設備コストを低減し、消耗部品としての溝成形ローラの保有数を半減させることが可能となる。
【００３３】
図３はスピニング加工装置１に係る角部成形ローラ４の例を示す図であり、図３（Ａ）は正面図であり、図３（Ｂ）は平面図である。角部成形ローラ４は、工具鋼等の硬質金属からなり、第３回転軸Ｐ３を中心とした回転対称の円筒状である。角部成形ローラ４は、第１回転軸Ｐ１に近い側から順に、開口端部成形部４１、角部成形部４７、外周端部成形部４２、角部成形部４７、開口端部成形部４１が成形される。角部成形ローラ４には、ベアリングが内蔵されており（不図示）、外力によって回転可能な構成となっている。外周端部成形部４２は、開口端部成形部４１よりも一回り大きな円筒形状であり、正面視で凸状となっている。角部成形部４７は、基材１５に凸Ｒ状の角部２１を成形するための凹Ｒ形状を有する。
【００３４】
角部成形ローラ４の外側面は、第３回転軸Ｐ３の軸方向の中心を直交する中心線Ｓ２に対して一方側と他方側とが対称形状となっている。図３（Ａ）では、中心線Ｓ２に対して一方側と他方側とが線対称形状となっている。これによれば、角部成形ローラ４の両側を使用することができるため、設備コストを低減し、消耗部品としての角部成形ローラの保有数を半減させることが可能となる。
【００３５】
図４はスピニング加工前の基材１５の例を示す概略構造図であり、片側断面図である。基材１５は有底円筒状である。基材１５は、底部２２、内底面５５、外周面１８、内周面５３を有する。基材１５は、外周面１８が正面視でストレート形状となっている。開口側に開口端部１９があり、外周面１８における開口端部１９側に外周端部２０（本願の開口端部側外周端部）がある。そして、開口端部１９と外周端部２０の間に角部２１がある。角部２１は、僅かに凸Ｒ状となっているが、これに限定されない。
【００３６】
図５は、本実施形態のピストン５の例を示す概略構造図であり、片側断面図である。ピストン５は、スピニング加工装置１によって、基材１５をスピニング加工したものである。ピストン５は、底部２２、内底面５５、外周面１８、内周面５３を有する。そして、外周面１８における外周端部２０との境界部に、環状溝５４が成形される。
【００３７】
図６は、図５に示すピストン５において、一点鎖線Ｖで囲んだ部分を拡大して示す部分拡大図である。ピストン５は、内周面５３における環状溝５４と対応する位置に突出部５９が成形される。そして、開口端部１９と外周端部２０との間の角部２１は凸Ｒ状である。ピストン５の詳細形状については後述する。
【００３８】
図７は、本実施形態のスピニング加工装置１によって基材１５をスピニング加工する際の溝成形ローラ３および角部成形ローラ４の動作を示す概略構成図であり、スピニング加工する直前の状態を示す断面図である。図８は、基材１５をスピニング加工した直後の状態であり、ピストン５となったときの状態を示す断面図である。図９は、基材１５をスピニング加工した後の溝成形ローラ３および角部成形ローラ４の動作を示す概略構成図であり、ピストン５を成形した直後の状態を示す断面図である。
【００３９】
図７〜図９に基づき、ピストン５の製造手順について、以下に説明する。
【００４０】
先ず、回転部２に設けられたチャック機構によって基材１５の外周面１８を把持し、回転部２が基材１５を把持した状態で第１回転軸Ｐ１周りに回転する。その際、基材１５の底部２２を開口側から支持することなく、回転部２が基材１５を把持した状態で回転する。回転部２は、第１回転軸Ｐ１を中心として、例えば平面視で時計回りとなる矢印ｃ１方向に回転する。溝成形ローラ３と角部成形ローラ４とは、第１回転軸Ｐ１を中間位置として、１８０[°]反対側の位置に配される。
【００４１】
角部成形ローラ４は、開口端部成形部４１を基材１５の開口端部１９に近づけるｂ１方向に動いて開口端部成形部４１を基材１５の開口端部１９に当接させ、基材１５と共回りすることで、溝成形ローラ３の側から見て反時計回りとなる矢印ｄ１方向に回転する。そして基材１５と共回りしながら、次に、開口端部成形部４１および外周端部成形部４２を第１回転軸Ｐ１に近づけるａ２方向に動いて開口端部成形部４１を基材１５の開口端部１９に押圧し、同時に、外周端部成形部４２を外周面１８に押圧することで基材１５に開口端部１９および当該開口端部１９側の外周端部２０を成形し、さらに同時に、角部成形ローラ４に形成された角部成形部４７の凹Ｒ形状を開口端部１９と外周端部２０との角部２１に転写することで基材１５の角部２１を凸Ｒ状とする。ここで、開口端部成形部４１は、外周端部２０が外周面１８より寸法差ΔＨだけ第１回転軸Ｐ１に近づくように押圧する。
【００４２】
または、角部成形ローラ４は、開口端部成形部４１を基材１５の開口端部１９に近づけるｂ１方向に動くとともに、開口端部成形部４１および外周端部成形部４２を第１回転軸Ｐ１に近づけるａ２方向に動いて開口端部成形部４１を基材１５の開口端部１９に当接させるとともに外周端部成形部４２を外周面１８に当接させ、基材１５と共回りすることで、溝成形ローラ３の側から見て反時計回りとなる矢印ｄ１方向に回転する。そして基材１５と共回りしながら、角部成形ローラ４は、ｂ１方向とａ２方向とに同時に動いて、開口端部成形部４１を基材１５の開口端部１９に押圧しながら外周端部成形部４２を外周面１８に押圧することで基材１５に開口端部１９および当該開口端部１９側の外周端部２０を成形するとともに、角部成形ローラ４に形成された角部成形部４７の凹Ｒ形状を開口端部１９と外周端部２０との角部２１に転写することで基材１５の角部２１を凸Ｒ状とする。ここで、開口端部成形部４１は、外周端部２０が外周面１８より寸法差ΔＨだけ第１回転軸Ｐ１に近づくように押圧する。なお、上記以外に、角部成形ローラ４は、ａ２方向に動いてからｂ１方向に動く場合もある。
【００４３】
角部成形ローラ４が基材１５に当接し、開口端部１９および外周端部２０および角部２１を成形した後、溝成形ローラ３は、凸状の溝成形部３２を第１回転軸Ｐ１に近づけるａ１方向に動いて溝成形部３２を基材１５の外周面１８に当接させ、基材１５と共回りして平面視で反時計回りとなる矢印ｃ２方向に回転する。そして基材１５と共回りしながら、さらに、凸状の溝成形部３２を外周面１８に押圧することで環状溝５４を成形する。ここで、溝成形部３２を外周面１８に押圧するとき、平坦部３３と外周端部２０は当接せず、間隙ΔＨ’を有している。環状溝５４を成形時に、さらに、角部成形ローラ４をｂ１方向に動かし開口端部１９および外周端部２０および角部２１を押圧することでピストン５を所望の寸法に成形する。
【００４４】
そして、ピストン５を成形した後、溝成形ローラ３は、凸状の溝成形部３２を第１回転軸Ｐ１から遠ざけるａ２方向に動いて、基材１５から退避する。また、角部成形ローラ４は、開口端部成形部４１を基材１５の開口端部１９から遠ざけるｂ２方向に動くとともに、開口端部成形部４１および外周端部成形部４２を第１回転軸Ｐ１から遠ざけるａ１方向に動いて基材１５から退避する。なお、上記以外に、角部成形ローラ４は、ｂ２方向に動いてからａ１方向に動く場合があり、また、ａ１方向に動いてからｂ２方向に動く場合もある。本実施形態によれば、従来のような芯押し棒の動作（加工前に芯押し棒で支持する工程と加工後に芯押し棒の支持を解除する工程）が不要となり、サイクルタイムの短縮を図ることができる。角部成形ローラ４を溝成形ローラ３よりも先に基材１５に当接させ、外周端部２０と開口端部１９と角部２１を成形し、その後、溝成形ローラ３が環状溝５４と外周面１８を成形するときは、外周端部２０と開口端部１９と角部２１は溝成形ローラ３に当接しないので、溝成形ローラ３の影響を受けることなく、外周端部２０と開口端部１９と角部２１の寸法精度を良好に保つことができる。
【００４５】
これら本実施形態のスピニング加工によって、ピストン５は所望の形状に成形される。
【００４６】
本実施形態によれば、従来技術のように開口部が絞られた状態に予備成形しなくて済み、加工工程が削減し、加工コストを抑えることができる。そして、ストレート形状の鍛造加工品の基材１５においても、角部成形ローラ４によって角部２１に所望の凸Ｒ状の角部２１を成形することができる。また、角部成形ローラ４は、基材１５の外形ラインに沿って線接触することとなるので、角部成形ローラ４にかかる負荷が軽減され、角部成形ローラ４の耐久性が向上する。そして、角部成形ローラ４によって基材１５を開口側から支持する作用が働くので、従来技術のような芯押し棒をなくすことができ、芯押し棒の動作が不要となるため、サイクルタイムを短縮することができる。また、角部成形ローラ４によって基材１５を開口側から支持する構成であるので、従来技術のような芯押し棒をなくして設備コストおよびメンテナンスコストを低減することができる。
【００４７】
本実施形態によれば、ピストン５は、開口端部１９および外周端部２０および角部２１が連続するスピニング加工面であるため、寸法精度の向上を図ることができる。
【００４８】
図７と図８に示すように、角部成形ローラ４における開口端部成形部４１は、角部成形ローラ４が基材１５に当接したときに、開口端部成形部４１の第１回転軸Ｐ１方向の長さＬ１がピストン５における開口端部１９の肉厚Ｔ２よりも大きくなるように設けられる。
【００４９】
角部成形ローラ４における外周端部成形部４２は、角部成形ローラ４が基材１５に当接したときに、ピストン５における環状溝５４の開口端部１９側を超えた大きさであり、且つ、ピストン５における環状溝５４の内底面５５側に至らない大きさである。
【００５０】
図５と図６に示すように、ピストン５は、内周面５３における環状溝５４と対応する位置に突出部５９が形成されている。
【００５１】
そして、ピストン５において、開口端部１９側の内周面５３は、突出部５９における内底面５５側の第１のＲ（アール形状）６１と、開口端部１９側の第２のＲ（アール形状）６２とによって滑らかに繋がっている。
【００５２】
また、ピストン５において、開口端部１９の肉厚Ｔ２は、外周面１８の肉厚Ｔ１より大きくなるように形成される。この構成によれば、開口端部１９に当接する外部の摩擦パッドからの外力を受ける開口端部１９の面積を十分大きくすることができ、さらに耐久性が向上する。そして、ピストン５において、外周面１８と外周端部２０は、寸法差ΔＨを有している。
【００５３】
このようにしてスピニング加工されたピストン５は、既知の切削加工品と比較して、機械的な強度を確保しつつ、軽量化を実現した。なお、ピストン５は、適宜、硬質クロムメッキ等の表面処理が施されて完成品となる。
【００５４】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。例えば、ピストン５の各部寸法は、機械的な強度を確保しつつ、組み合わさるブーツや、当接する外部の摩擦パッドの仕様等に合わせて適宜変更することができる。また、例えば、上述の実施形態では、溝成形ローラ３と角部成形ローラ４は、それぞれ一方側と他方側とが対称形状の外側面となっているとしたが、溝成形ローラ３と角部成形ローラ４のいずれかないしは両方を、一方側と他方側とが非対称形状の外側面とする場合もある。
【符号の説明】
【００５５】
１  スピニング加工装置
２  回転部
３  溝成形ローラ
４  角部成形ローラ
５  ピストン
１５  基材
１８  外周面
１９  開口端部
２０  開口端部側外周端部（外周端部）
２１  角部
２２  底部
３２  溝成形部
４１  開口端部成形部
４２  外周端部成形部
４７  角部成形部
５３  内周面
５４  環状溝
５５  内底面
５９  突出部
Ｐ１  第１回転軸
Ｐ２  第２回転軸
Ｐ３  第３回転軸
Ｔ１、Ｔ２  肉厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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