專利名稱：有底圓柱活塞和制造有底圓柱活塞的方法
技術領域：
本發明涉及一種形成用于有底(bottomed)圓柱活塞的防塵靴的凹槽的方法，該有底圓柱活塞在通過鍛造(forging)形成的有底圓柱活塞的開口端部附近有防塵靴，本發明還涉及一種通過上述方法制造的活塞。
背景技術：
圖8顯示了背景技術的制動盤的有底圓柱活塞1的一個例子。所述制動盤構成為通過使有底圓柱活塞1的開口端部1a從液壓缸2的端部延伸以鄰接到摩擦墊組件3上，并且通過有底圓柱活塞1將摩擦墊組件3和制動盤4以摩擦方式接合，從而施加制動力。然而，在其從液壓缸2延伸的一部分處，灰塵等的侵入是顯著的。因此，防塵靴5連接到液壓缸2和有底圓柱活塞1的開口端部1a附近。為了將防塵靴5連接到開口端部1a附近，有必要使開口端部1a一側上的直徑小于活塞主體一側1b的直徑。通常，通過刀具切削，開口端部1a附近形成為小直徑部分。在以這種方式通過切削形成小直徑部分之后，通過再次切削而形成用于防塵靴的凹槽6。因此，會產生為了形成防塵靴的凹槽6并考慮到小直徑部分的強度時確保壁厚的問題。另外，存在的困難是，不但由于兩次切削所以需要的成本增加了，而且還要耗費長的加工時間。另外，也會產生帶來加工切屑的問題。
為了避免以這種方式通過切削形成用于防塵靴的凹槽的方法，已經產生了一種通過成形輥軋的方法(例如，參考JP-U-51-92540)。圖9(a)是用于解釋通過成形輥軋輥來形成凹槽的輪廓視圖，圖9(b)是在形成所述凹槽之后作為最終產品的有底圓柱活塞的剖視圖。如圖9(a)所示，在由鋼錠通過鍛造形成的有底圓柱活塞7的開口端部7a處，旋轉有底圓柱活塞7的同時，通過成形輥軋輥8從其外周施加外部作用力到稍微離開端面的其一部分處，從而在有底圓柱活塞7的外周表面處形成類似環狀的凹陷部分9。在這種情況下，通過從有底圓柱活塞7的內周表面的一側擠壓輥10，來抑制開口端部7a的直徑的減小，而在考慮到其強度的情況下確保了壁厚。進一步，如圖9(b)所示，在形成了類似環狀的凹陷部分9之后，通過切削凹陷部分9，而形成用于連接防塵靴的凹陷凹槽9a。
根據在JP-U-51-92540里描述的背景技術的通過成形輥軋形成用于防塵靴的凹槽的方法，盡管由于在形成類似環狀的凹陷部分9的過程中沒有執行切削，所以獲得了確保有底圓柱活塞的開口端部的壁厚的優點，但是由于通過旋轉有底圓柱活塞7來制作所述凹槽，所以它花費了長的加工時間周期。另外，在形成了凹陷部分9之后，需要通過切削來形成凹陷凹槽9a，加工切屑不可避免。

發明內容
本發明的一個或多個實施例提供了一種形成用于有底圓柱活塞的用于防塵靴的凹槽的方法，其不需要切削過程，該切削過程由于延長加工時間周期而導致成本增加并帶來加工切屑，同時確保了開口端部的壁厚。
根據本發明的一個或多個實施例，在第一方面，通過以下步驟來制造有底圓柱活塞，該有底圓柱活塞在開口端部處形成有用于防塵靴的凹陷凹槽通過鍛造來加工金屬材料使其成為有底圓柱部件；通過開口擠壓(mouth-drawing)加工有底圓柱部件的開口端，從而開口端部的一側的直徑小于活塞主體一側的直徑，并且有底圓柱部件總體設置有基本均勻的壁厚；并且通過從活塞主體的開口端部的前端到所述活塞主體的側面進行壓平(ironing)，從而在開口端部處形成積聚(build-up)部分，從而形成了用于防塵靴的凹陷凹槽。
在第二方面，所述積聚部分的至少一個部分可以形成有開槽部分，該開槽部分和用于防塵靴的凹陷凹槽連接。
在第三方面，在壓平之前，組合模(split die)可以設定到預先確定為形成用于防塵靴的凹陷凹槽的一部分處。
根據第一方面，在形成防塵靴的凹槽中，通過在開口端部的前端側上移動額外的壁進行壓平，可以形成用于防塵靴的凹陷凹槽的壁。因此，可以省略切削，該切削具有長的加工時間周期，且會引起成本增加，帶來加工切屑，同時確保了開口端部的壁厚。
根據第二方面，在組裝制動盤中，通過使在有底圓柱活塞從開槽推入缸中時產生的密封空氣排出，可以抑制防塵靴浮動。
根據第三方面，可以精確形成用于防塵靴的凹槽。
進一步，根據本發明的一個或多個實施例，在第四方面，一種活塞，其設置有在有底圓柱活塞的開口端部處的用于防塵靴的凹陷凹槽，其中所述開口端部一側的直徑小于活塞主體一側的直徑；以及積聚部分，其設置在所述開口端部的前端上，并在所述積聚部分和所述活塞主體之間形成所述凹陷凹槽。
在第五方面，所述開口端部可以通過開口擠壓被加工成為具有小直徑。
在第六方面，通過壓平所述開口端部的前端到所述活塞主體一側，可以加工所述積聚部分。
在第七方面，所述開口端部的壁厚基本和所述活塞主體的壁厚的厚度相同。
本發明的其他方面和優點將從下面的說明和所附權利要求變得顯而易見。


圖1是包括了根據本發明的實施例1的有底圓柱活塞的制動盤的剖視圖。
圖2(a)和2(b)是顯示通過鍛造形成有底圓柱活塞的過程的剖視圖。
圖3是用于形成有底圓柱活塞的小直徑的開口端部側(經受開口擠壓)的沖壓機的輪廓視圖。
圖4是用于在開口端部附近形成用于防塵靴的凹槽的沖壓機的輪廓視圖。
圖5是在制造之后的有底圓柱活塞的剖視圖。
圖6(a)和6(b)描繪了顯示實施例1的有底圓柱活塞的改進例子的解釋視圖，圖6(a)是有底圓柱活塞的前視圖，圖6(b)是沿著圖6(a)的線A-A獲得的剖視圖。
圖7(a)顯示了實施例2，并且是用于執行壓平的沖壓機，圖7(b)是分開為兩部分的組合模的平面圖，并且圖7(c)是分開為三部分的組合模的平面圖。
圖8是包括了背景技術的有底圓柱活塞的制動盤的剖視圖。
圖9(a)和9(b)描繪了有底圓柱活塞的剖視圖，顯示了一種背景技術中的通過形成輥軋而形成用于防塵靴的凹槽的方法，圖9(a)是用于解釋通過成形輥軋輥形成凹槽的輪廓視圖，圖9(b)是在形成凹槽之后作為最終產品的有底圓柱活塞的剖視圖。
參考數字和符號說明
20..有底圓柱活塞20a..活塞主體部分20b..開口端部20c..積聚部分22..卡鉗24..液壓缸26，27..摩擦墊28..壓力板30..制動盤32..防塵靴34..用于防塵靴的凹陷凹槽36..凹陷凹槽38..材料40..凹陷模具42..沖壓模具44..凹陷模具46..沖壓模具48..沖壓機50a，50b..上模具和下模具52..內部沖頭54..彈出銷56..外部沖頭58..沖壓機60a，60b..上模具和下模具62..內部沖頭64..彈出銷66..外部沖頭70..有底圓柱活塞70b..開口端部70c..積聚部分
72..開槽部分74..用于防塵靴的凹陷凹槽78..沖壓機80a，80b..上模具和下模具82..內部沖頭84..彈出銷86..外部沖頭88a，88b..一對組合模具體實施方式
下面將解釋本發明的示范性實施例。
實施例1將參考附圖來解釋本發明的實施例1。圖1是包括了根據本發明的實施例1的有底圓柱活塞的制動盤的剖視圖，圖2(a)和2(b)是顯示通過鍛造形成有底圓柱部件的過程的剖視圖，圖3是用于形成有底圓柱活塞的小直徑的開口端部側(經受開口擠壓)的沖壓機的輪廓視圖，圖4是用于在開口端部附近形成用于防塵靴的凹槽的沖壓機的輪廓視圖，并且圖5是在已經形成之后的有底圓柱活塞的剖視圖。
如圖1所示，應用到制動盤上的有底圓柱活塞20可滑動地裝配，以插入到形成在卡鉗22處的液壓缸24中，并且有底圓柱活塞20由活塞主體部分20a和開口端部20b構成。當制動液壓施加到液壓缸24上時，通過操作有底圓柱活塞20，而使有底圓柱活塞20的開口端部20b的前端側鄰接到在一側上支撐摩擦墊26的壓力板28，并通過卡鉗22在另一側上通過摩擦墊27擠壓制動盤30，而執行制動操作。
從液壓缸24的端部延伸的有底圓柱活塞20的前端側暴露在灰塵等中，因此，防塵靴32安裝在液壓缸24和有底圓柱活塞20的開口端部20b之間。其外形尺寸做得比活塞主體部分20a的外形尺寸小的開口端部20b形成有用于防塵靴的凹陷凹槽34，用于容納防塵靴32的內端部分。液壓缸24形成有凹陷凹槽36，用于容納防塵靴的外端部分。防塵靴32裝配到兩個凹陷凹槽34、36。
將參考圖2(a)和2(b)來解釋通過鍛造形成有底圓柱活塞20-1的方法。如圖2(a)所示，切割為預定長度的碳鋼桿部件插入凹陷模具40中，該凹陷模具40具有的內部直徑的長度R1和有底圓柱活塞20的外部直徑尺寸相同。在正常溫度下通過沖壓模具(沖頭)42擠壓碳鋼桿部件，從而形成具有平滑的兩端的材料38。如有必要，在材料38經受退火處理之后，如圖2(b)所示，材料38插入具有和凹陷模具40的形狀相同的形狀的凹陷模具44中。接下來，通過具有和有底圓柱活塞20的內部直徑尺寸相同的長度為R2的頭部尺寸的沖壓模具(沖頭)46來擠壓材料38，而獲得有底圓柱活塞20-1，該有底圓柱活塞20-1在其整個部分上具有基本均勻的壁厚t，并具有外部直徑尺寸R1和內部直徑尺寸R2。
接下來，將解釋一種在通過鍛造形成的有底圓柱活塞20-1處形成具有均勻壁厚的小直徑的開口端部20b的方法(開口擠壓方法)。如圖3所示，沖壓機48由上和下模具50a、50b以及內部沖頭52構成，彈出銷54在固定在下面基底上的內部沖頭52和固定到上面基底上的外部沖頭56的內部沿著上下方向可以移動。
首先，如圖3(附帶提及，僅僅左半部)的處理之前所示，有底圓柱活塞20-1的開口端部側指向下側，并且有底圓柱活塞20-1的開口端部和上下模具50a、50b的內部形成接觸。當通過外部沖頭56施加指向下側的力時，外部沖頭56、有底圓柱活塞20-1向下移動，如圖3(附帶提及，僅僅左半部)的處理之后所示，通過上模具50a和內部沖頭52擠壓有底圓柱活塞20-1的前端部分，通過深度開口擠壓形成開口端部20b，該開口端部20b具有的直徑小于活塞主體部分20a的直徑，提供了具有小直徑的開口端部20b的有底圓柱活塞20-2。此后，通過向上推彈出銷54，有底圓柱活塞20-2從模具50a、50b分離到上側。
將參考圖4解釋形成用于防塵靴的凹陷凹槽34的方法，該凹陷凹槽34用于在以這種方式設置的有底圓柱活塞20-2的開口端部20b處連接防塵靴32的內端部分。如圖4所示，用于使有底圓柱活塞20-2的開口端部20b經受壓平處理的沖壓機58由上和下模具60a、60b、內部沖頭62、彈出銷64和外部沖頭66構成，該彈出銷64可以在固定在下面基底上的內部沖頭的內部沿著上下方向移動，外部沖頭66固定在上面基底上。
首先，如圖4(附帶提及，僅僅左半部)的處理之前所示，當有底圓柱活塞20-2的開口端部20b的一側指向下側時，有底圓柱活塞插入上和下模具60a、60b中，以裝配到內部沖頭62，外部沖頭66施加有指向下側的力，外部沖頭66、有底圓柱活塞20-2向下移動。另外，當向下移動到預定位置時，如圖4(附帶提及，僅僅左半部)的加工之后所示，通過內部直徑小于開口端部的外部直徑的下面模具60b和內部沖頭62擠壓有底圓柱活塞20-2的開口端部20b的前端部分，積聚部分20c形成在開口端部20b處。通過以這種方式壓平而在開口端部20b的前端側上移動額外的壁，而形成積聚部分20c，可以形成用于防塵靴的凹陷凹槽34的壁，并且可以連接防塵靴32的內端部分。此后，通過向上推左銷64，有底圓柱活塞20從模具60a、60b分離到上側。
根據通過沖壓機58形成的有底圓柱活塞20，如圖5所示，開口端部20b的前端部分A通過壓平而移動到B，開口端部20b的壁厚t和活塞主體部分20a的壁厚t基本相同，開口端部20b在強度方面沒有降低。
圖6(a)和6(b)是了顯示實施例1的有底圓柱活塞的改進例子的解釋視圖，圖6(a)是有底圓柱活塞的前視圖，圖6(b)是沿著圖6(a)的線A-A獲得的剖視圖。如圖6(a)和6(b)所示，有底圓柱活塞70的積聚部分70c沿著圓周方向在三個部分處開槽，用于防塵靴的凹陷凹槽74和外部相連接。即，凹陷凹槽74通過開槽部分72和開口端部70b的開口側相連接。
另外，在組裝鼓形制動器或代替制動墊過程中，當在安裝有防塵靴32的情況下有底圓柱活塞70插入液壓缸24中的時候，在防塵靴32的內部進入正壓狀態并且防塵靴32膨脹到將要從用于防塵靴的凹陷凹槽74分離的情況下，用于防塵靴的凹陷凹槽74通過開槽部分72和外部連接，因此，在液壓缸24內的正壓空氣可以從開槽部分72排到外面，并且可以防止防塵靴32的內端部分從用于防塵靴的凹陷凹槽74分離。
實施例2圖7(a)顯示了實施例2，并且是執行壓平的沖壓機的剖視圖。圖7(b)是分開為兩部分的組合模的平面圖。如圖7(a)所示，用于執行壓平的沖壓機78由上和下模具80a、80b、內部沖頭82、彈出銷84和外部沖頭86構成，該彈出銷84可以在固定到下面基底上的內部沖頭82的內部沿著上下方向移動，外部沖頭86固定到上面基底上。
預先確定為形成用于防塵靴的凹槽的上模具80a的一部分安裝有一對組合模88a、88b，這些組合模可以通過凸輪機構等沿著半徑方向移動。通過安裝這對組合模88a、88b，外部沖頭86和有底圓柱活塞20-2向下移動，如圖7(a) (附帶提及，僅僅左半部)的處理之后所示，通過內部直徑小于開口端部的外部直徑的下模具80b和內部沖頭52擠壓有底圓柱活塞20-2的開口端部20b的前端部分，從而在開口端部20b處形成積聚部分20c。在這種情況下，通過調節形成積聚部分20c和移動組合模88a、88b到內部周邊的時序，可以精確形成用于防塵靴的凹槽。此外，組合模可以由如圖7(c)所示的三個或更多個部件構成。
以這種方式，根據本發明，通過鍛造步驟、擠壓步驟、壓平步驟，用于防塵靴的凹槽形成在有底圓柱活塞處，因此，可以不需要切削，同時確保了開口端部的壁厚，可以縮短加工時間，并且，可以解決帶來加工切屑的問題。
盡管已經如上所述參考附圖對本發明的實施例1、2進行了解釋，但是其特定構成并不限于所述實施例。例如，盡管根據示范性實施例，通過應用到制動盤上的例子進行了解釋，但是本發明自然可以應用到具有防塵靴的通用的活塞操作設備中。此外，優選的是，根據防腐或提高耐用性等的使用目的，使設置為最終產品的具有用于防塵靴的凹槽的有底圓柱活塞經受化學鍍等。
此外，盡管已經解釋了作為變化的例子的、在三個部分處沿著圓周方向提供具有開槽部分的積聚部分的例子，但是優選的是，恰當地最佳選擇設定開槽部分的數目和尺寸。
權利要求
1.一種制造有底圓柱活塞的方法，其中，該有底圓柱活塞在開口端部處形成有用于防塵靴的凹陷凹槽，所述方法包括鍛造步驟，通過鍛造來將金屬材料加工成為有底圓柱部件；擠壓步驟，通過開口擠壓來加工有底圓柱部件的開口端，使得開口端部的一側的直徑小于活塞主體一側的直徑，并且有底圓柱部件總體設置有基本均勻的壁厚；并且壓平步驟，通過從開口端部的前端到所述活塞主體的側面進行壓平，從而在開口端部處形成積聚部分，使得形成用于防塵靴的凹陷凹槽。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述積聚部分的至少一個部分形成有開槽部分，該開槽部分和用于防塵靴的凹陷凹槽連接。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中，在壓平步驟之前，組合模設定到預先確定為形成用于防塵靴的凹陷凹槽的一部分處。
4.一種活塞，其包括在有底圓柱活塞的開口端部處的用于防塵靴的凹陷凹槽，其中所述開口端部一側的直徑小于活塞主體一側的直徑；以及積聚部分，其設置在所述開口端部的前端上，并在所述積聚部分和所述活塞主體之間形成所述凹陷凹槽。
5.如權利要求4所述的活塞，其中，所述開口端部通過開口擠壓被加工成為具有小的直徑。
6.如權利要求4或5所述的活塞，其中，通過壓平所述開口端部的前端到所述活塞主體一側，加工所述積聚部分。
7.如權利要求4至6中任一項所述的活塞，其中，所述開口端部的壁厚基本和所述活塞主體的壁厚的厚度相同。
全文摘要
通過鍛造金屬材料，形成有防塵靴20，在防塵靴20中，形成有用于防塵靴的凹槽34的開口端部20b的一側設置的直徑小于活塞主體20a一側的直徑，其總體上設置有基本均勻的壁厚，此后，通過從開口端部20b的前端到活塞主體側進行壓平，通過在開口端部處提供積聚部分20c，而可以形成用于防塵靴的凹陷凹槽34。
文檔編號F16D65/18GK101028682SQ20071008031
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月27日 優先權日2006年2月28日
發明者巖田幸雄, 松本茂德, 竹盛文雄 申請人:曙制動器工業株式會社