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

Description

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

Claims (5)

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

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