樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストン
【課題】樹脂廃棄材料を低減させることができ、また、樹脂ピストンの外周面に対して円筒研磨等の追加工を不要にすることができる樹脂ピストンの成形方法を得る。
【解決手段】予熱した樹脂タブレット６３を成形型２１のキャビティ２２に投入し、加熱しつつ圧縮成形する樹脂ピストンの成形方法であって、成形型２１における加圧代分を加圧しキャビティ２２内圧が所定圧に到達した時点で、キャビティ内圧をこの所定圧範囲に維持しつつ、成形型２１から溢れ出す樹脂をピストン外周面を除く領域に設定した通路５３から排出して、熱成形サイクル終了後に成形型２１を開放する。
【解決手段】予熱した樹脂タブレット６３を成形型２１のキャビティ２２に投入し、加熱しつつ圧縮成形する樹脂ピストンの成形方法であって、成形型２１における加圧代分を加圧しキャビティ２２内圧が所定圧に到達した時点で、キャビティ内圧をこの所定圧範囲に維持しつつ、成形型２１から溢れ出す樹脂をピストン外周面を除く領域に設定した通路５３から排出して、熱成形サイクル終了後に成形型２１を開放する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両のディスクブレーキ装置に使用される樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、車両のディスクブレーキ装置に使用される樹脂ピストンは、通常、材料の充填密度を高めて機械的強度を確保するため、圧縮成形方法により製造される。
【０００３】
図３は、樹脂ピストンを圧縮成形により形成する従来の一般的な製造方法を示したものである。なお、この製造方法は、下記特許文献１に記載された樹脂成形方法に類似するものである。
圧縮成形で使用する成形型１は、下型２と、該下型２に対して昇降可能な上型３とから構成されている。
樹脂ピストンの製造時は、まず図３（ａ）に示すように、下型２のキャビティ４内に、熱硬化性樹脂材料としての樹脂タブレット５が予熱された状態で投入される。次いで、図３（ｂ）に示すように、上型３を下型２に降下させ、上型３に一体に装備されている圧力パンチ部６をキャビティ４内に押し入れ、樹脂タブレット５を潰していく。上型３の降下が進むと、図３（ｃ）に示すように、キャビティ４内の樹脂タブレット５の一部が、キャビティ外周囲の下型上面７と上型下面８とで区画される通路９に溢れ出す。
【０００４】
なお、図３（ｃ）のように通路９に樹脂タブレット５が排出される状況では、上型下面８と下型上面７との間の隙間が徐々に狭まることで、材料の流出が抑制されて、キャビティ４内の圧力が徐々に上昇する。そして、図３（ｄ）に示すように、最終の加圧代分まで上型３が降下すると、キャビティ内圧が設定圧に到達する。この状況では、通路９の開口断面積が規定値まで狭められ、樹脂の通路９への流出が抑止されることによって、キャビティ内圧が維持される。また、この状況では、通路９は、余分な樹脂材料の排出を実現するため、閉じきらずにキャビティ４に連通した状態が維持される。
【０００５】
図３（ｄ）に示した状態で、予め所定温度に加熱保温された成形型１において、キャビティ４内の樹脂材料を熱硬化させる熱硬化処理が実施される。そして、熱型より取り出した後の寸法変化がなくなる程度まで熱硬化処理を行った後、成形型１を開いて、成形品を取り出す。
【０００６】
キャビティ４内の樹脂材料を熱硬化させる際の加熱は、通常、成形型１を外部から加熱昇温させることで行われており、効率良く型内の材料を加熱することが難しい。
そこで、下記特許文献１には、成形型に高周波誘導加熱用コイルを追加し、樹脂の熱硬化工程の所要時間の短縮を実現する圧縮成形方法が提案されている。
【０００７】
また、下記特許文献２には、予熱した樹脂タブレットを成形型のキャビティに投入し、加熱しつつ圧縮成形する樹脂ピストンの成形方法であって、樹脂ピストンの凹部を形成する可動側コアがブレーキピストンの最終成形品形状を構成するための所定位置より一定距離だけ後退した状態で金型を閉じ、キャビティの外周部と射出用ゲートとを連通させる連通路からキャビティ内に樹脂を射出充填し、前記連通路にゲートシールピンを前進させてゲートシールを行い、その後可動側コアを前記所定位置まで前進させて最終成形品形状を形成する成形方法が提案されている。
【０００８】
上記特許文献２に記載の圧縮成形方法は、圧縮成形方法に射出成形方法を組み合わせたもので、樹脂材料の充填が容易で、且つ複雑な形成の成形にも適するという射出成形方法の利点を圧縮成形方法に付加することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３５０７７号公報
【特許文献２】特開平０８−３００４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、図３に示した特許文献１に類似の従来の圧縮成形方法の場合、余分な樹脂材料を排出する通路９は狭められてキャビティ内の圧力を保持しつつ樹脂材料の摺動抵抗を高めて型内の充填性を確保しているが、閉じきらないため、樹脂材料の流出を抑制することが難しく、樹脂廃棄材料が増大した。
更に、成形品としての樹脂ピストンの外周面には、通路９に流出した樹脂材料１１がバリとして残っており、このバリを除去する追加工が必要となるため、コストアップを招くという問題もあった。
【００１１】
一方、特許文献２に記載された圧縮成形方法では、キャビティへの樹脂材料の投入を射出用ゲートから行うため、成形品としての樹脂ピストンの外周には、従来の圧縮成形方法の場合に生じていたような大きなバリは生じない。
しかし、射出用ゲートがキャビティの外周部に連通しているため、成形品である樹脂ピストンの外周面に射出成形用のゲート痕が残る。従って、成形型から取り出した成形品に対して、ゲート痕を除去するための円筒研磨等の追加工が必要となり、やはり、追加工がコストアップを招くという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は上記課題を解消することに係り、樹脂廃棄材料を低減させることができ、また、円筒研磨等の追加工を不要にすることができる樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）予熱した樹脂タブレットを成形型のキャビティに投入し、加熱しつつ圧縮成形する樹脂ピストンの成形方法であって、
前記成形型における加圧代分を加圧しキャビティ内圧が設定圧に到達した時点で、前記キャビティ内圧を所定圧範囲に維持しつつ前記成形型から溢れ出す樹脂をピストン外周面を除く領域に設定した通路から排出し、熱成形サイクル終了後に前記成形型を開放することを特徴とする樹脂ピストンの成形方法。
【００１４】
（２）前記成形型は少なくとも上型、下型及び前記上型を挿通し上下型で形成するキャビティ内に嵌入される圧力パンチを備え、
前記通路が前記圧力パンチと前記上型との摺動面に設定されることを特徴とする上記（１）に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【００１５】
（３）前記成形型は少なくとも上型、下型及び前記上型を挿通し上下型で形成するキャビティ内に嵌入される圧力パンチを備え、
前記通路が前記樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定されることを特徴とする上記（１）に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【００１６】
（４）前記通路がイジェクトピンの挿通路を兼ねていることを特徴とする上記（３）に記載の樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストン。
【００１７】
（５）上記（１）乃至（４）の何れか一つに記載の樹脂ピストンの成形方法により製造したことを特徴とする樹脂ピストン。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る樹脂ピストンの成形方法によれば、圧縮成形工程で成形型のキャビティから溢れ出す樹脂を、ピストン外周面を除く領域に設定した通路から排出するので、シリンダに摺接するピストン外周面には、バリが生じない。また、キャビティへの材料の投入に射出ゲートを用いていないため、ゲート痕も生じない。よって、バリ取りやゲート痕の除去等の追加工が不要となる。さらにキャビティから溢れ出した樹脂の排出通路は実質的に閉じきった状態とすることができるため、樹脂廃棄材料を低減させることもできる。
また、熱成形サイクル終了後に成形型を開放するため、成形品に寸法のばらつきが生じ難く、寸法精度の高い安定した製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第１の実施形態において一連の圧縮成形工程を示す概略図で、（ａ）は成形型が開いた状態、（ｂ）は上型が閉じた状態、（ｃ）は圧縮成形中の状態、（ｄ）は圧縮成形中に、余分な樹脂（バリ）が排出されている状態をそれぞれ示す。
【図２】本発明に係る第２の実施形態において一連の圧縮成形工程を示す概略図で、（ａ）は成形型が開いた状態、（ｂ）は上型が閉じた状態、（ｃ）は圧縮成形中の状態、（ｄ）は圧縮成形中に、余分な樹脂（バリ）が排出されている状態をそれぞれ示す。
【図３】従来の樹脂ピストンの成形方法の工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストンの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る第１の実施形態において一連の圧縮成形工程を示した概略図で、（ａ）は上型と下型とが開いた状態の縦断面図、（ｂ）は上型と下型とを閉じた状態の縦断面図、（ｃ）は圧力パンチによって圧縮成形を開始した状態の縦断面図、（ｄ）は圧力パンチによる圧縮によって内圧を所定圧範囲に調整している状態の縦断面図である。
【００２１】
第１の実施形態で使用する成形型２１は、キャビティ２２を有した下型２３と、該下型２３の上に昇降可能に設けられてキャビティ２２を閉じる上型２５と、上型２５を挿通して先端がキャビティ２２内に進入可能に設けられた圧力パンチ２８と、成形品をキャビティ２２から取り出すため下型２３を貫通してキャビティ２２内に挿通される不図示のイジェクトピンと、を備えている。
また、成形型２１には、図示はしていないが、熱硬化処理のために、型を所定温度に加熱する加熱手段が装備されている。加熱手段は樹脂タブレットを短時間かつ均一に加温するために高周波誘電加熱またはマイクロ波加熱が望ましい。
【００２２】
下型２３は、キャビティ２２を形成して上方を開放したブロック体として構成されている。そして、このブロック体の中心部には、先に述べたイジェクトピンをキャビティ２２内に挿通させるための不図示のノックアウト穴が貫通形成されている。
【００２３】
上型２５は、下型２３上に押圧されてキャビティ２２を閉じるブロック体として構成されている。
上型２５は、図１（ａ）に示すように当該上型２５の上方に距離Ｌだけ離間して配置されたパンチ取り付け板４４に対し弾性付与する可動支持部材４５を介して取り付けられている。可動支持部材４５は、上型２５をパンチ取り付け板４４から離間する方向に変位可能に弾性支持する部材で、例えば、圧縮コイルばねや、エアーシリンダ等のアクチュエータが利用される。
【００２４】
パンチ取り付け板４４は、不図示のプレス機構により、下型２３に向かって昇降可能に支持されている。従って、本実施形態の成形型２１では、プレス機構の動作によるパンチ取り付け板４４の昇降に伴って、上型２５が下型２３に向かって昇降する。
【００２５】
パンチ取り付け板４４の降下によって、上型２５の下面が下型２３の上面に密着して、キャビティ２２が閉じられた状態になった以後も、上型２５とパンチ取り付け板４４との当初の離間距離Ｌの減少分に応じて、パンチ取り付け板４４は、降下することができる。
この時、パンチ取り付け板４４の降下に伴い、上型２５とパンチ取り付け板４４との間の離間距離が徐々に減少するが、可動支持部材４５が上型２５を下型２３に押圧していて、上型２５と下型２３との間には所定の密着圧力（型閉じ力）が維持される。
【００２６】
圧力パンチ２８は、上型２５を挿通してパンチ取り付け板４４に固定した状態に組付けられる。また圧力パンチ２８は、この組付け初期状態で、図１（ａ）に示すように上型２５とパンチ取り付け板４４との間に当初の離間距離Ｌが確保され、先端面が上型２５の下面から一定寸法だけ突出した状態になっている。
また、図１（ｄ）に示すように、可動支持部材４５の圧縮により上型２５とパンチ取り付け板４４との間の離間距離が減少した状態では、圧力パンチ２８の先端面が上型２５の下面から大きく突出して、突出した先端部がキャビティ２２内に嵌入する。キャビティ２２内に嵌入した圧力パンチ２８の先端部は、キャビティ２２内の樹脂タブレット６３を圧縮する。即ち、上型２５とパンチ取り付け板４４との間の離間距離Ｌは、圧力パンチ２８による加圧代相当として設定されている。
【００２７】
なお、具体的な機構は図示していないが、上型２５とパンチ取り付け板４４との間の離間距離Ｌは、樹脂材料の特性や、成形品の形状等に応じて調整可能になっている。
【００２８】
本実施形態の場合、上型２５には、圧力パンチ２８が挿通するパンチ挿通孔４６が貫通形成されている。パンチ挿通孔４６は内周面が圧力パンチ２８を摺動可能に保持する摺動面となっていて、圧力パンチ２８の外径に近い穴径に設定されている。また、パンチ挿通孔４６の上端開口部４８は、圧力パンチ２８との間に、適宜大きさの空間４９を画成するように、圧力パンチ２８の外径よりも大きく設定されている。
【００２９】
パンチ挿通孔４６の下端開口部４７寄り摺動面は、圧力パンチ２８がキャビティ２２内の樹脂材料を圧縮したときに、余分な樹脂材料を空間４９側に排出する通路５３（図１（ｃ）参照）が圧力パンチ２８との間に確保されるように、圧力パンチ２８との間の公差が隙間嵌めに設定されている。
【００３０】
上記の空間４９は、下端開口部４７と圧力パンチ２８との間の隙間から流入する樹脂を貯留する空間となる。
【００３１】
次に、上記の成形型２１による樹脂ピストンの成形方法について説明する。
先ず、図１（ａ）に示すように、予め所定温度に加熱保温された下型２３のキャビティ２２に、予熱した樹脂タブレット（樹脂材料塊）６３を投入する。次いで、図１（ｂ）に示すように、上型２５を降下させて、キャビティ２２を閉じる。次いで、図１（ｃ）に示すように、上型２５が可動支持部材４５の付勢力で下型２３に押圧されている状態で、更にパンチ取り付け板４４を降下させて、圧力パンチ２８をキャビティ２２に嵌入させて、圧縮成形を開始していく。
【００３２】
圧力パンチ２８がキャビティ２２に嵌入されると、余分な樹脂材料は、圧力パンチ２８とパンチ挿通孔４６の下端開口部（摺動面）４７との間に確保された通路５３から空間４９に溢れる。また、圧力パンチ２８のキャビティ２２への進入に伴って、キャビティ内の圧力が徐々に上昇していく。
【００３３】
次いで、図１（ｄ）に示すように、パンチ取り付け板４４が規定の押し込み位置まで下がることによって、圧力パンチ２８が最終の成形位置までキャビティ２２内に嵌入されると、キャビティ２２内は所定の加圧代分の加圧が完了した状態となり、キャビティ内圧が所定圧に到達する。この所定圧への到達により、キャビティ２２内に満遍無く樹脂材料が充填された状態になる。
【００３４】
また、キャビティ内圧が所定圧に到達した時点で、キャビティ内圧をこの所定圧範囲に維持しつつ、樹脂材料の熱硬化に必要な温度に成形型２１の温度を維持して熱硬化処理する。この熱硬化処理時に、余分な樹脂材料６４は、パンチ挿通孔４６と圧力パンチ２８との摺動面に確保された通路５３から空間４９に導出され、キャビティ２２内の充填密度が設定した充填密度に調整される。
【００３５】
熱硬化処理（熱成形サイクル）が終了したら、成形型２１を開放し、不図示のイジェクトピンを下型２３の穴に挿通して、成形品をキャビティ２２から取り出す。
【００３６】
以上に説明した樹脂ピストンの成形方法では、圧縮成形工程で成形型２１のキャビティ２２から溢れ出す樹脂を、ピストン外周面を除く領域に該当する圧力パンチ２８の摺動面に設定した通路５３から排出する。従って、シリンダに摺接するピストン外周面には、排出する樹脂によるバリが生じない。また、キャビティ２２への材料の投入に射出ゲートを用いていないため、ゲート痕も生じない。
従って、ピストン外周面に対してバリ取りやゲート痕の除去等の追加工が不要となる。さらに、キャビティ２２から溢れ出した樹脂を排出する通路５３は実質的に閉じきった状態とすることができるため、樹脂廃棄材料を低減させることもできる。
また、熱成形サイクル終了後に成形型２１を開放するため、成形品に寸法のばらつきが生じ難く、寸法精度の高い安定した製品を得ることができる。
【００３７】
詳述すれば、上記の第１の実施形態の樹脂ピストンの成形方法では、成形型２１は、上型２５、下型２３、及び上型２５を挿通し上下型２３，２５で形成するキャビティ２２内に嵌入される圧力パンチ２８を備え、通路５３が圧力パンチ２８と上型２５との摺動面に設定される。
そのため、キャビティ２２から溢れ出した樹脂を排出する通路５３は、樹脂ピストンの先端側の内周縁に連通する構造となり、ピストン外周面にバリが発生することを確実に防止することができる。
また、圧力パンチ２８の摺動面は、該圧力パンチ２８が挿通する上型のパンチ挿通孔４６の内周面であり、圧力パンチ２８とパンチ挿通孔４６との嵌め合い公差を隙間嵌めに設定するだけで、余分な樹脂を排出するための通路５３を簡単に確保することができる。
【００３８】
なお、通路５３は、嵌め合い公差の設定ではなく、パンチ挿通孔４６又は圧力パンチ２８の何れか一方の摺動面に形成した溝（本数、形状は任意）等によって確保するようにしても良い。
【００３９】
そして、上記の第１の実施形態の樹脂ピストンの成形方法により製造した樹脂ピストンでは、シリンダとの摺動のために寸法精度や表面の滑らかさが高度に要求されるピストン外周面に、従来技術で述べたようなバリやゲート痕が発生せず、ピストン外周面に対してバリ取りやゲート痕の除去等の追加工が不要となる。また、熱成形サイクル終了後まで成形型２１が開放されないため、成形品の寸法精度を向上させることもできる。従って、製造コストの低減と、高精度化を実現することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図２は、本発明に係る樹脂ピストンの成形方法の第２の実施形態において一連の圧縮工程を示す概略図で、（ａ）は上型と下型とが開いた状態の縦断面図、（ｂ）は上型と下型とが閉じた状態の縦断面図、（ｃ）は圧力パンチによって圧縮成形を開始した状態の縦断面図、（ｄ）は内圧を所定圧範囲に維持しつつ余分な樹脂材料を外部に排出している状態の縦断面図である。
【００４１】
第２の実施形態で使用する成形型２１Ａは、第１の実施形態の成形型２１の一部を改良したもので、成形型２１と共通する部位又は相当する部位には、同番号又は類似する番号を付与する。
【００４２】
成形型２１Ａは、成形用のキャビティ２２を有した下型２３Ａと、該下型２３Ａの上に昇降可能に設けられてキャビティ２２を閉じる上型２５Ａと、下型２３Ａの下面に着脱可能に設けられた圧力調整ピン５５と、上型２５Ａを挿通して先端がキャビティ２２内に進入可能に設けられた圧力パンチ２８と、成形品をキャビティ２２から取り出すための不図示のイジェクトピンと、を備えている。
また、成形型２１Ａには、図示はしていないが、熱硬化処理のために、型を所定温度に加熱する加熱手段が装備されている。
【００４３】
下型２３Ａは、キャビティ２２を形成して上方を開放したブロック体として構成されている。
そして、このブロック体の中心部には、圧力調整ピン５５が着脱可能に装着される圧力調整穴３１が貫通形成されている。圧力調整穴３１は、キャビティ２２に連通していて、圧力調整ピン５５の嵌合状態を調整することで、キャビティ２２内に連通する通路の断面積を調整することができる。
【００４４】
本実施形態の場合、圧力調整穴３１は、圧力調整ピン５５によって閉じきった状態にすることもできる。圧力調整穴３１は、図２（ｄ）に示すように圧力調整ピン５５により適度に開口度を調整した状態では、成形型２１Ａによる圧縮成形時又は熱成形サイクル中に、余分な樹脂材料を排出する通路５３Ａとして機能する。従って、本実施形態では、圧縮成形時又は熱形成サイクル中に余分な樹脂材料を成形型２１Ａの外部に排出する通路が、キャビティ２２により成形する樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定された構成になっている。
【００４５】
圧力調整穴３１は、圧力調整ピン５５を取り外した状態では、不図示のイジェクトピンを挿通するノックアウト穴としても機能する。
【００４６】
上型２５Ａは、下型２３Ａ上に押圧されてキャビティ２２を閉じるブロック体として構成されている。
【００４７】
上型２５Ａは、図２（ａ）に示すように当該上型２５Ａの上方に距離Ｌだけ離間して配置されたパンチ取り付け板４４に対し弾性付与する可動支持部材４５を介して取り付けられている。可動支持部材４５は、上型２５Ａをパンチ取り付け板４４から離間する方向に変位可能に弾性支持する部材で、例えば、圧縮コイルばねや、エアーシリンダ等のアクチュエータが利用される。
【００４８】
パンチ取り付け板４４は、不図示のプレス機構により、下型２３Ａに向かって昇降可能に支持されている。従って、本実施形態の成形型２１Ａでは、プレス機構の動作によるパンチ取り付け板４４の昇降に伴って、上型２５Ａが下型２３Ａに向かって昇降する。
【００４９】
本実施形態の成形型２１Ａでは、パンチ取り付け板４４の降下によって、上型２５Ａの下面が下型２３Ａの上面に密着して、キャビティ２２が閉じられた状態になった以後も、上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との当初の離間距離Ｌの減少分に応じて、パンチ取り付け板４４は、降下することができる。
この時、パンチ取り付け板４４の降下に伴い、上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間の離間距離が徐々に減少するが、可動支持部材４５が上型２５Ａを下型２３Ａに押圧していて、上型２５Ａと下型２３Ａとの間には所定の密着圧力（型閉じ力）が維持される。
【００５０】
圧力パンチ２８は、上型２５Ａを挿通してパンチ取り付け板４４に固定した状態に組付けられる。また圧力パンチ２８は、この組付け初期状態で、図２（ａ）に示すように上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間に当初の離間距離Ｌが確保され、先端面が上型２５Ａの下面から一定寸法だけ突出した状態になっている。
【００５１】
また、図２（ｄ）に示すように、可動支持部材４５の圧縮により上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間の離間距離が減少した状態では、圧力パンチ２８の先端面が上型２５Ａの下面から大きく突出して、突出した先端部がキャビティ２２内に嵌入する。キャビティ２２内に嵌入した圧力パンチ２８の先端部は、キャビティ２２内の樹脂タブレット６３を圧縮する。即ち、上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間の離間距離Ｌは、圧力パンチ２８による加圧代相当として設定されている。
【００５２】
なお、具体的な機構は図示していないが、上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間の離間距離Ｌは、樹脂材料の特性や、成形品の形状等に応じて調整可能になっている。同じく、圧力調整ピン５５の開放量は樹脂材料の特性や成形品の形状等に応じて調整可能になっている。圧力調整ピン５５は下型２３Ａの下面に任意の位置及び任意の数量、設置することができる。
【００５３】
不図示のイジェクトピンは下型２３Ａの下方に昇降可能に配置され、熱成形サイクル終了後に成形型２１Ａが開放され、更に下型２３Ａの下面から圧力調整ピン５５が取り外された状態で、ノックアウト穴を兼ねる圧力調整穴３１に挿通されて、成形品をキャビティ２２の上方に押し出す。
【００５４】
次に、上記の成形型２１Ａによる樹脂ピストンの成形方法について説明する。
予め下型２３Ａの圧力調整穴３１は圧力調整ピン５５により閉じきった状態にしておき、図２（ａ）に示すように、下型２３Ａのキャビティ２２に、予熱した樹脂タブレット（樹脂材料塊）６３を投入する。次いで、図２（ｂ）に示すように、上型２５Ａを降下させて、キャビティ２２を閉じる。
【００５５】
次いで、図２（ｃ）に示すように、上型２５Ａが可動支持部材４５の付勢力で下型２３Ａに押圧されている状態で、予め所定温度に加熱保温した成形型２１Ａにおいて、更にパンチ取り付け板４４を降下させて、圧力パンチ２８をキャビティ２２に嵌入させて、圧縮成形を開始していく。
【００５６】
圧力パンチ２８がキャビティ２２に嵌入されるときには、圧力パンチ２８の嵌入に伴ってキャビティ２２内の圧力が徐々に上昇する。そのため、図２（ｄ）に示すように、圧力調整ピン５５を調整して、圧力調整穴３１を適宜量（少量）だけ開いて、余分な樹脂材料を排出するための通路５３Ａを確保しておく。
【００５７】
パンチ取り付け板４４が規定の押し込み位置まで下がることによって、圧力パンチ２８が最終の成形位置までキャビティ２２内に嵌入されると、キャビティ２２内は所定の加圧代分の加圧が完了した状態となり、キャビティ内圧が所定圧に到達する。この所定圧への到達により、キャビティ２２内に満遍無く樹脂材料が充填された状態になる。
【００５８】
また、キャビティ内圧が所定圧に到達した時点で、キャビティ内圧をこの所定圧範囲に維持しつつ、樹脂材料の熱硬化に必要な温度に成形型２１Ａの温度を維持して熱硬化処理する。この熱硬化処理時に、余分な樹脂材料６４は、図２（ｄ）に示すように、成形品である樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定された通路５３Ａから外部に導出され、キャビティ２２内の充填密度が設定した充填密度に調整される。
【００５９】
熱硬化処理（熱成形サイクル）が終了したら、成形型２１Ａを開放し、不図示のイジェクトピンを下型２３Ａの圧力調整穴３１に挿通して、成形品をキャビティ２２から取り出す。
【００６０】
以上に説明した樹脂ピストンの成形方法では、圧縮成形工程で成形型２１Ａのキャビティ２２から溢れ出す樹脂を、ピストン外周面を除く領域に設定した通路５３Ａから排出する。従って、シリンダに摺接するピストン外周面には、排出する樹脂によるバリが生じない。また、キャビティ２２への材料の投入に射出ゲートを用いていないため、ゲート痕も生じない。
従って、ピストン外周面に対してバリ取りやゲート痕の除去等の追加工が不要となる。さらに、成形型２１Ａの内部圧力が所定圧力に到達する前の圧縮成形工程の途中では、圧力調整ピン５５により余分な材料を排出する通路５３Ａは閉じきった状態とすることができるため、樹脂廃棄材料を低減させることもできる。
また、熱成形サイクル終了後に成形型２１Ａを開放するため、成形品に寸法のばらつきが生じ難く、寸法精度の高い安定した製品を得ることができる。
【００６１】
詳述すれば、上記の第２の実施形態の樹脂ピストンの成形方法では、成形型２１Ａは少なくとも上型２５Ａ、下型２３Ａ、及び上型２５Ａを挿通し上下型２３Ａで形成するキャビティ２２内に嵌入される圧力パンチ２８を備え、通路５３Ａが樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定される。
そのため、キャビティ２２から溢れ出した樹脂を排出する通路５３Ａは、樹脂ピストンの油圧作用面に連通する構造となり、ピストン外周面にバリが発生することを防止することができる。
【００６２】
また、キャビティ２２から溢れ出した樹脂を排出する通路５３Ａが不図示のイジェクトピンの挿通路を兼ねている。
そのため、成形型２１Ａに樹脂排出専用の通路を形成しないため、成形型２１Ａの構造の複雑化を防止することができる。
【００６３】
なお、本発明の樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストンは、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、圧縮成形時あるいは熱硬化成形時に余分な樹脂材料の排出を行う通路は、ピストン外周面を除く領域であれば、上記実施形態に示した領域以外に設定することも可能である。
また、本発明は、利用できる技術分野が車両関係に限定されるものではなく、同じ技術思想であれば異業種での利用も可能である。
【符号の説明】
【００６４】
２１，２１Ａ 成形型
２２ キャビティ
２３，２３Ａ 下型
２５，２５Ａ 上型
２８ 圧力パンチ
３１ 圧力調整穴（ノックアウト穴）
４４ パンチ取り付け板
４５ 可動支持部材（圧縮コイルばね）
４６ パンチ挿通孔
４７ 下端開口部
４９ 空間
５３，５３Ａ 通路
５５ 圧力調整ピン
６３ 樹脂タブレット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両のディスクブレーキ装置に使用される樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、車両のディスクブレーキ装置に使用される樹脂ピストンは、通常、材料の充填密度を高めて機械的強度を確保するため、圧縮成形方法により製造される。
【０００３】
図３は、樹脂ピストンを圧縮成形により形成する従来の一般的な製造方法を示したものである。なお、この製造方法は、下記特許文献１に記載された樹脂成形方法に類似するものである。
圧縮成形で使用する成形型１は、下型２と、該下型２に対して昇降可能な上型３とから構成されている。
樹脂ピストンの製造時は、まず図３（ａ）に示すように、下型２のキャビティ４内に、熱硬化性樹脂材料としての樹脂タブレット５が予熱された状態で投入される。次いで、図３（ｂ）に示すように、上型３を下型２に降下させ、上型３に一体に装備されている圧力パンチ部６をキャビティ４内に押し入れ、樹脂タブレット５を潰していく。上型３の降下が進むと、図３（ｃ）に示すように、キャビティ４内の樹脂タブレット５の一部が、キャビティ外周囲の下型上面７と上型下面８とで区画される通路９に溢れ出す。
【０００４】
なお、図３（ｃ）のように通路９に樹脂タブレット５が排出される状況では、上型下面８と下型上面７との間の隙間が徐々に狭まることで、材料の流出が抑制されて、キャビティ４内の圧力が徐々に上昇する。そして、図３（ｄ）に示すように、最終の加圧代分まで上型３が降下すると、キャビティ内圧が設定圧に到達する。この状況では、通路９の開口断面積が規定値まで狭められ、樹脂の通路９への流出が抑止されることによって、キャビティ内圧が維持される。また、この状況では、通路９は、余分な樹脂材料の排出を実現するため、閉じきらずにキャビティ４に連通した状態が維持される。
【０００５】
図３（ｄ）に示した状態で、予め所定温度に加熱保温された成形型１において、キャビティ４内の樹脂材料を熱硬化させる熱硬化処理が実施される。そして、熱型より取り出した後の寸法変化がなくなる程度まで熱硬化処理を行った後、成形型１を開いて、成形品を取り出す。
【０００６】
キャビティ４内の樹脂材料を熱硬化させる際の加熱は、通常、成形型１を外部から加熱昇温させることで行われており、効率良く型内の材料を加熱することが難しい。
そこで、下記特許文献１には、成形型に高周波誘導加熱用コイルを追加し、樹脂の熱硬化工程の所要時間の短縮を実現する圧縮成形方法が提案されている。
【０００７】
また、下記特許文献２には、予熱した樹脂タブレットを成形型のキャビティに投入し、加熱しつつ圧縮成形する樹脂ピストンの成形方法であって、樹脂ピストンの凹部を形成する可動側コアがブレーキピストンの最終成形品形状を構成するための所定位置より一定距離だけ後退した状態で金型を閉じ、キャビティの外周部と射出用ゲートとを連通させる連通路からキャビティ内に樹脂を射出充填し、前記連通路にゲートシールピンを前進させてゲートシールを行い、その後可動側コアを前記所定位置まで前進させて最終成形品形状を形成する成形方法が提案されている。
【０００８】
上記特許文献２に記載の圧縮成形方法は、圧縮成形方法に射出成形方法を組み合わせたもので、樹脂材料の充填が容易で、且つ複雑な形成の成形にも適するという射出成形方法の利点を圧縮成形方法に付加することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３５０７７号公報
【特許文献２】特開平０８−３００４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、図３に示した特許文献１に類似の従来の圧縮成形方法の場合、余分な樹脂材料を排出する通路９は狭められてキャビティ内の圧力を保持しつつ樹脂材料の摺動抵抗を高めて型内の充填性を確保しているが、閉じきらないため、樹脂材料の流出を抑制することが難しく、樹脂廃棄材料が増大した。
更に、成形品としての樹脂ピストンの外周面には、通路９に流出した樹脂材料１１がバリとして残っており、このバリを除去する追加工が必要となるため、コストアップを招くという問題もあった。
【００１１】
一方、特許文献２に記載された圧縮成形方法では、キャビティへの樹脂材料の投入を射出用ゲートから行うため、成形品としての樹脂ピストンの外周には、従来の圧縮成形方法の場合に生じていたような大きなバリは生じない。
しかし、射出用ゲートがキャビティの外周部に連通しているため、成形品である樹脂ピストンの外周面に射出成形用のゲート痕が残る。従って、成形型から取り出した成形品に対して、ゲート痕を除去するための円筒研磨等の追加工が必要となり、やはり、追加工がコストアップを招くという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は上記課題を解消することに係り、樹脂廃棄材料を低減させることができ、また、円筒研磨等の追加工を不要にすることができる樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）予熱した樹脂タブレットを成形型のキャビティに投入し、加熱しつつ圧縮成形する樹脂ピストンの成形方法であって、
前記成形型における加圧代分を加圧しキャビティ内圧が設定圧に到達した時点で、前記キャビティ内圧を所定圧範囲に維持しつつ前記成形型から溢れ出す樹脂をピストン外周面を除く領域に設定した通路から排出し、熱成形サイクル終了後に前記成形型を開放することを特徴とする樹脂ピストンの成形方法。
【００１４】
（２）前記成形型は少なくとも上型、下型及び前記上型を挿通し上下型で形成するキャビティ内に嵌入される圧力パンチを備え、
前記通路が前記圧力パンチと前記上型との摺動面に設定されることを特徴とする上記（１）に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【００１５】
（３）前記成形型は少なくとも上型、下型及び前記上型を挿通し上下型で形成するキャビティ内に嵌入される圧力パンチを備え、
前記通路が前記樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定されることを特徴とする上記（１）に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【００１６】
（４）前記通路がイジェクトピンの挿通路を兼ねていることを特徴とする上記（３）に記載の樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストン。
【００１７】
（５）上記（１）乃至（４）の何れか一つに記載の樹脂ピストンの成形方法により製造したことを特徴とする樹脂ピストン。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る樹脂ピストンの成形方法によれば、圧縮成形工程で成形型のキャビティから溢れ出す樹脂を、ピストン外周面を除く領域に設定した通路から排出するので、シリンダに摺接するピストン外周面には、バリが生じない。また、キャビティへの材料の投入に射出ゲートを用いていないため、ゲート痕も生じない。よって、バリ取りやゲート痕の除去等の追加工が不要となる。さらにキャビティから溢れ出した樹脂の排出通路は実質的に閉じきった状態とすることができるため、樹脂廃棄材料を低減させることもできる。
また、熱成形サイクル終了後に成形型を開放するため、成形品に寸法のばらつきが生じ難く、寸法精度の高い安定した製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第１の実施形態において一連の圧縮成形工程を示す概略図で、（ａ）は成形型が開いた状態、（ｂ）は上型が閉じた状態、（ｃ）は圧縮成形中の状態、（ｄ）は圧縮成形中に、余分な樹脂（バリ）が排出されている状態をそれぞれ示す。
【図２】本発明に係る第２の実施形態において一連の圧縮成形工程を示す概略図で、（ａ）は成形型が開いた状態、（ｂ）は上型が閉じた状態、（ｃ）は圧縮成形中の状態、（ｄ）は圧縮成形中に、余分な樹脂（バリ）が排出されている状態をそれぞれ示す。
【図３】従来の樹脂ピストンの成形方法の工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストンの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る第１の実施形態において一連の圧縮成形工程を示した概略図で、（ａ）は上型と下型とが開いた状態の縦断面図、（ｂ）は上型と下型とを閉じた状態の縦断面図、（ｃ）は圧力パンチによって圧縮成形を開始した状態の縦断面図、（ｄ）は圧力パンチによる圧縮によって内圧を所定圧範囲に調整している状態の縦断面図である。
【００２１】
第１の実施形態で使用する成形型２１は、キャビティ２２を有した下型２３と、該下型２３の上に昇降可能に設けられてキャビティ２２を閉じる上型２５と、上型２５を挿通して先端がキャビティ２２内に進入可能に設けられた圧力パンチ２８と、成形品をキャビティ２２から取り出すため下型２３を貫通してキャビティ２２内に挿通される不図示のイジェクトピンと、を備えている。
また、成形型２１には、図示はしていないが、熱硬化処理のために、型を所定温度に加熱する加熱手段が装備されている。加熱手段は樹脂タブレットを短時間かつ均一に加温するために高周波誘電加熱またはマイクロ波加熱が望ましい。
【００２２】
下型２３は、キャビティ２２を形成して上方を開放したブロック体として構成されている。そして、このブロック体の中心部には、先に述べたイジェクトピンをキャビティ２２内に挿通させるための不図示のノックアウト穴が貫通形成されている。
【００２３】
上型２５は、下型２３上に押圧されてキャビティ２２を閉じるブロック体として構成されている。
上型２５は、図１（ａ）に示すように当該上型２５の上方に距離Ｌだけ離間して配置されたパンチ取り付け板４４に対し弾性付与する可動支持部材４５を介して取り付けられている。可動支持部材４５は、上型２５をパンチ取り付け板４４から離間する方向に変位可能に弾性支持する部材で、例えば、圧縮コイルばねや、エアーシリンダ等のアクチュエータが利用される。
【００２４】
パンチ取り付け板４４は、不図示のプレス機構により、下型２３に向かって昇降可能に支持されている。従って、本実施形態の成形型２１では、プレス機構の動作によるパンチ取り付け板４４の昇降に伴って、上型２５が下型２３に向かって昇降する。
【００２５】
パンチ取り付け板４４の降下によって、上型２５の下面が下型２３の上面に密着して、キャビティ２２が閉じられた状態になった以後も、上型２５とパンチ取り付け板４４との当初の離間距離Ｌの減少分に応じて、パンチ取り付け板４４は、降下することができる。
この時、パンチ取り付け板４４の降下に伴い、上型２５とパンチ取り付け板４４との間の離間距離が徐々に減少するが、可動支持部材４５が上型２５を下型２３に押圧していて、上型２５と下型２３との間には所定の密着圧力（型閉じ力）が維持される。
【００２６】
圧力パンチ２８は、上型２５を挿通してパンチ取り付け板４４に固定した状態に組付けられる。また圧力パンチ２８は、この組付け初期状態で、図１（ａ）に示すように上型２５とパンチ取り付け板４４との間に当初の離間距離Ｌが確保され、先端面が上型２５の下面から一定寸法だけ突出した状態になっている。
また、図１（ｄ）に示すように、可動支持部材４５の圧縮により上型２５とパンチ取り付け板４４との間の離間距離が減少した状態では、圧力パンチ２８の先端面が上型２５の下面から大きく突出して、突出した先端部がキャビティ２２内に嵌入する。キャビティ２２内に嵌入した圧力パンチ２８の先端部は、キャビティ２２内の樹脂タブレット６３を圧縮する。即ち、上型２５とパンチ取り付け板４４との間の離間距離Ｌは、圧力パンチ２８による加圧代相当として設定されている。
【００２７】
なお、具体的な機構は図示していないが、上型２５とパンチ取り付け板４４との間の離間距離Ｌは、樹脂材料の特性や、成形品の形状等に応じて調整可能になっている。
【００２８】
本実施形態の場合、上型２５には、圧力パンチ２８が挿通するパンチ挿通孔４６が貫通形成されている。パンチ挿通孔４６は内周面が圧力パンチ２８を摺動可能に保持する摺動面となっていて、圧力パンチ２８の外径に近い穴径に設定されている。また、パンチ挿通孔４６の上端開口部４８は、圧力パンチ２８との間に、適宜大きさの空間４９を画成するように、圧力パンチ２８の外径よりも大きく設定されている。
【００２９】
パンチ挿通孔４６の下端開口部４７寄り摺動面は、圧力パンチ２８がキャビティ２２内の樹脂材料を圧縮したときに、余分な樹脂材料を空間４９側に排出する通路５３（図１（ｃ）参照）が圧力パンチ２８との間に確保されるように、圧力パンチ２８との間の公差が隙間嵌めに設定されている。
【００３０】
上記の空間４９は、下端開口部４７と圧力パンチ２８との間の隙間から流入する樹脂を貯留する空間となる。
【００３１】
次に、上記の成形型２１による樹脂ピストンの成形方法について説明する。
先ず、図１（ａ）に示すように、予め所定温度に加熱保温された下型２３のキャビティ２２に、予熱した樹脂タブレット（樹脂材料塊）６３を投入する。次いで、図１（ｂ）に示すように、上型２５を降下させて、キャビティ２２を閉じる。次いで、図１（ｃ）に示すように、上型２５が可動支持部材４５の付勢力で下型２３に押圧されている状態で、更にパンチ取り付け板４４を降下させて、圧力パンチ２８をキャビティ２２に嵌入させて、圧縮成形を開始していく。
【００３２】
圧力パンチ２８がキャビティ２２に嵌入されると、余分な樹脂材料は、圧力パンチ２８とパンチ挿通孔４６の下端開口部（摺動面）４７との間に確保された通路５３から空間４９に溢れる。また、圧力パンチ２８のキャビティ２２への進入に伴って、キャビティ内の圧力が徐々に上昇していく。
【００３３】
次いで、図１（ｄ）に示すように、パンチ取り付け板４４が規定の押し込み位置まで下がることによって、圧力パンチ２８が最終の成形位置までキャビティ２２内に嵌入されると、キャビティ２２内は所定の加圧代分の加圧が完了した状態となり、キャビティ内圧が所定圧に到達する。この所定圧への到達により、キャビティ２２内に満遍無く樹脂材料が充填された状態になる。
【００３４】
また、キャビティ内圧が所定圧に到達した時点で、キャビティ内圧をこの所定圧範囲に維持しつつ、樹脂材料の熱硬化に必要な温度に成形型２１の温度を維持して熱硬化処理する。この熱硬化処理時に、余分な樹脂材料６４は、パンチ挿通孔４６と圧力パンチ２８との摺動面に確保された通路５３から空間４９に導出され、キャビティ２２内の充填密度が設定した充填密度に調整される。
【００３５】
熱硬化処理（熱成形サイクル）が終了したら、成形型２１を開放し、不図示のイジェクトピンを下型２３の穴に挿通して、成形品をキャビティ２２から取り出す。
【００３６】
以上に説明した樹脂ピストンの成形方法では、圧縮成形工程で成形型２１のキャビティ２２から溢れ出す樹脂を、ピストン外周面を除く領域に該当する圧力パンチ２８の摺動面に設定した通路５３から排出する。従って、シリンダに摺接するピストン外周面には、排出する樹脂によるバリが生じない。また、キャビティ２２への材料の投入に射出ゲートを用いていないため、ゲート痕も生じない。
従って、ピストン外周面に対してバリ取りやゲート痕の除去等の追加工が不要となる。さらに、キャビティ２２から溢れ出した樹脂を排出する通路５３は実質的に閉じきった状態とすることができるため、樹脂廃棄材料を低減させることもできる。
また、熱成形サイクル終了後に成形型２１を開放するため、成形品に寸法のばらつきが生じ難く、寸法精度の高い安定した製品を得ることができる。
【００３７】
詳述すれば、上記の第１の実施形態の樹脂ピストンの成形方法では、成形型２１は、上型２５、下型２３、及び上型２５を挿通し上下型２３，２５で形成するキャビティ２２内に嵌入される圧力パンチ２８を備え、通路５３が圧力パンチ２８と上型２５との摺動面に設定される。
そのため、キャビティ２２から溢れ出した樹脂を排出する通路５３は、樹脂ピストンの先端側の内周縁に連通する構造となり、ピストン外周面にバリが発生することを確実に防止することができる。
また、圧力パンチ２８の摺動面は、該圧力パンチ２８が挿通する上型のパンチ挿通孔４６の内周面であり、圧力パンチ２８とパンチ挿通孔４６との嵌め合い公差を隙間嵌めに設定するだけで、余分な樹脂を排出するための通路５３を簡単に確保することができる。
【００３８】
なお、通路５３は、嵌め合い公差の設定ではなく、パンチ挿通孔４６又は圧力パンチ２８の何れか一方の摺動面に形成した溝（本数、形状は任意）等によって確保するようにしても良い。
【００３９】
そして、上記の第１の実施形態の樹脂ピストンの成形方法により製造した樹脂ピストンでは、シリンダとの摺動のために寸法精度や表面の滑らかさが高度に要求されるピストン外周面に、従来技術で述べたようなバリやゲート痕が発生せず、ピストン外周面に対してバリ取りやゲート痕の除去等の追加工が不要となる。また、熱成形サイクル終了後まで成形型２１が開放されないため、成形品の寸法精度を向上させることもできる。従って、製造コストの低減と、高精度化を実現することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図２は、本発明に係る樹脂ピストンの成形方法の第２の実施形態において一連の圧縮工程を示す概略図で、（ａ）は上型と下型とが開いた状態の縦断面図、（ｂ）は上型と下型とが閉じた状態の縦断面図、（ｃ）は圧力パンチによって圧縮成形を開始した状態の縦断面図、（ｄ）は内圧を所定圧範囲に維持しつつ余分な樹脂材料を外部に排出している状態の縦断面図である。
【００４１】
第２の実施形態で使用する成形型２１Ａは、第１の実施形態の成形型２１の一部を改良したもので、成形型２１と共通する部位又は相当する部位には、同番号又は類似する番号を付与する。
【００４２】
成形型２１Ａは、成形用のキャビティ２２を有した下型２３Ａと、該下型２３Ａの上に昇降可能に設けられてキャビティ２２を閉じる上型２５Ａと、下型２３Ａの下面に着脱可能に設けられた圧力調整ピン５５と、上型２５Ａを挿通して先端がキャビティ２２内に進入可能に設けられた圧力パンチ２８と、成形品をキャビティ２２から取り出すための不図示のイジェクトピンと、を備えている。
また、成形型２１Ａには、図示はしていないが、熱硬化処理のために、型を所定温度に加熱する加熱手段が装備されている。
【００４３】
下型２３Ａは、キャビティ２２を形成して上方を開放したブロック体として構成されている。
そして、このブロック体の中心部には、圧力調整ピン５５が着脱可能に装着される圧力調整穴３１が貫通形成されている。圧力調整穴３１は、キャビティ２２に連通していて、圧力調整ピン５５の嵌合状態を調整することで、キャビティ２２内に連通する通路の断面積を調整することができる。
【００４４】
本実施形態の場合、圧力調整穴３１は、圧力調整ピン５５によって閉じきった状態にすることもできる。圧力調整穴３１は、図２（ｄ）に示すように圧力調整ピン５５により適度に開口度を調整した状態では、成形型２１Ａによる圧縮成形時又は熱成形サイクル中に、余分な樹脂材料を排出する通路５３Ａとして機能する。従って、本実施形態では、圧縮成形時又は熱形成サイクル中に余分な樹脂材料を成形型２１Ａの外部に排出する通路が、キャビティ２２により成形する樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定された構成になっている。
【００４５】
圧力調整穴３１は、圧力調整ピン５５を取り外した状態では、不図示のイジェクトピンを挿通するノックアウト穴としても機能する。
【００４６】
上型２５Ａは、下型２３Ａ上に押圧されてキャビティ２２を閉じるブロック体として構成されている。
【００４７】
上型２５Ａは、図２（ａ）に示すように当該上型２５Ａの上方に距離Ｌだけ離間して配置されたパンチ取り付け板４４に対し弾性付与する可動支持部材４５を介して取り付けられている。可動支持部材４５は、上型２５Ａをパンチ取り付け板４４から離間する方向に変位可能に弾性支持する部材で、例えば、圧縮コイルばねや、エアーシリンダ等のアクチュエータが利用される。
【００４８】
パンチ取り付け板４４は、不図示のプレス機構により、下型２３Ａに向かって昇降可能に支持されている。従って、本実施形態の成形型２１Ａでは、プレス機構の動作によるパンチ取り付け板４４の昇降に伴って、上型２５Ａが下型２３Ａに向かって昇降する。
【００４９】
本実施形態の成形型２１Ａでは、パンチ取り付け板４４の降下によって、上型２５Ａの下面が下型２３Ａの上面に密着して、キャビティ２２が閉じられた状態になった以後も、上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との当初の離間距離Ｌの減少分に応じて、パンチ取り付け板４４は、降下することができる。
この時、パンチ取り付け板４４の降下に伴い、上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間の離間距離が徐々に減少するが、可動支持部材４５が上型２５Ａを下型２３Ａに押圧していて、上型２５Ａと下型２３Ａとの間には所定の密着圧力（型閉じ力）が維持される。
【００５０】
圧力パンチ２８は、上型２５Ａを挿通してパンチ取り付け板４４に固定した状態に組付けられる。また圧力パンチ２８は、この組付け初期状態で、図２（ａ）に示すように上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間に当初の離間距離Ｌが確保され、先端面が上型２５Ａの下面から一定寸法だけ突出した状態になっている。
【００５１】
また、図２（ｄ）に示すように、可動支持部材４５の圧縮により上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間の離間距離が減少した状態では、圧力パンチ２８の先端面が上型２５Ａの下面から大きく突出して、突出した先端部がキャビティ２２内に嵌入する。キャビティ２２内に嵌入した圧力パンチ２８の先端部は、キャビティ２２内の樹脂タブレット６３を圧縮する。即ち、上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間の離間距離Ｌは、圧力パンチ２８による加圧代相当として設定されている。
【００５２】
なお、具体的な機構は図示していないが、上型２５Ａとパンチ取り付け板４４との間の離間距離Ｌは、樹脂材料の特性や、成形品の形状等に応じて調整可能になっている。同じく、圧力調整ピン５５の開放量は樹脂材料の特性や成形品の形状等に応じて調整可能になっている。圧力調整ピン５５は下型２３Ａの下面に任意の位置及び任意の数量、設置することができる。
【００５３】
不図示のイジェクトピンは下型２３Ａの下方に昇降可能に配置され、熱成形サイクル終了後に成形型２１Ａが開放され、更に下型２３Ａの下面から圧力調整ピン５５が取り外された状態で、ノックアウト穴を兼ねる圧力調整穴３１に挿通されて、成形品をキャビティ２２の上方に押し出す。
【００５４】
次に、上記の成形型２１Ａによる樹脂ピストンの成形方法について説明する。
予め下型２３Ａの圧力調整穴３１は圧力調整ピン５５により閉じきった状態にしておき、図２（ａ）に示すように、下型２３Ａのキャビティ２２に、予熱した樹脂タブレット（樹脂材料塊）６３を投入する。次いで、図２（ｂ）に示すように、上型２５Ａを降下させて、キャビティ２２を閉じる。
【００５５】
次いで、図２（ｃ）に示すように、上型２５Ａが可動支持部材４５の付勢力で下型２３Ａに押圧されている状態で、予め所定温度に加熱保温した成形型２１Ａにおいて、更にパンチ取り付け板４４を降下させて、圧力パンチ２８をキャビティ２２に嵌入させて、圧縮成形を開始していく。
【００５６】
圧力パンチ２８がキャビティ２２に嵌入されるときには、圧力パンチ２８の嵌入に伴ってキャビティ２２内の圧力が徐々に上昇する。そのため、図２（ｄ）に示すように、圧力調整ピン５５を調整して、圧力調整穴３１を適宜量（少量）だけ開いて、余分な樹脂材料を排出するための通路５３Ａを確保しておく。
【００５７】
パンチ取り付け板４４が規定の押し込み位置まで下がることによって、圧力パンチ２８が最終の成形位置までキャビティ２２内に嵌入されると、キャビティ２２内は所定の加圧代分の加圧が完了した状態となり、キャビティ内圧が所定圧に到達する。この所定圧への到達により、キャビティ２２内に満遍無く樹脂材料が充填された状態になる。
【００５８】
また、キャビティ内圧が所定圧に到達した時点で、キャビティ内圧をこの所定圧範囲に維持しつつ、樹脂材料の熱硬化に必要な温度に成形型２１Ａの温度を維持して熱硬化処理する。この熱硬化処理時に、余分な樹脂材料６４は、図２（ｄ）に示すように、成形品である樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定された通路５３Ａから外部に導出され、キャビティ２２内の充填密度が設定した充填密度に調整される。
【００５９】
熱硬化処理（熱成形サイクル）が終了したら、成形型２１Ａを開放し、不図示のイジェクトピンを下型２３Ａの圧力調整穴３１に挿通して、成形品をキャビティ２２から取り出す。
【００６０】
以上に説明した樹脂ピストンの成形方法では、圧縮成形工程で成形型２１Ａのキャビティ２２から溢れ出す樹脂を、ピストン外周面を除く領域に設定した通路５３Ａから排出する。従って、シリンダに摺接するピストン外周面には、排出する樹脂によるバリが生じない。また、キャビティ２２への材料の投入に射出ゲートを用いていないため、ゲート痕も生じない。
従って、ピストン外周面に対してバリ取りやゲート痕の除去等の追加工が不要となる。さらに、成形型２１Ａの内部圧力が所定圧力に到達する前の圧縮成形工程の途中では、圧力調整ピン５５により余分な材料を排出する通路５３Ａは閉じきった状態とすることができるため、樹脂廃棄材料を低減させることもできる。
また、熱成形サイクル終了後に成形型２１Ａを開放するため、成形品に寸法のばらつきが生じ難く、寸法精度の高い安定した製品を得ることができる。
【００６１】
詳述すれば、上記の第２の実施形態の樹脂ピストンの成形方法では、成形型２１Ａは少なくとも上型２５Ａ、下型２３Ａ、及び上型２５Ａを挿通し上下型２３Ａで形成するキャビティ２２内に嵌入される圧力パンチ２８を備え、通路５３Ａが樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定される。
そのため、キャビティ２２から溢れ出した樹脂を排出する通路５３Ａは、樹脂ピストンの油圧作用面に連通する構造となり、ピストン外周面にバリが発生することを防止することができる。
【００６２】
また、キャビティ２２から溢れ出した樹脂を排出する通路５３Ａが不図示のイジェクトピンの挿通路を兼ねている。
そのため、成形型２１Ａに樹脂排出専用の通路を形成しないため、成形型２１Ａの構造の複雑化を防止することができる。
【００６３】
なお、本発明の樹脂ピストンの成形方法及び樹脂ピストンは、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、圧縮成形時あるいは熱硬化成形時に余分な樹脂材料の排出を行う通路は、ピストン外周面を除く領域であれば、上記実施形態に示した領域以外に設定することも可能である。
また、本発明は、利用できる技術分野が車両関係に限定されるものではなく、同じ技術思想であれば異業種での利用も可能である。
【符号の説明】
【００６４】
２１，２１Ａ 成形型
２２ キャビティ
２３，２３Ａ 下型
２５，２５Ａ 上型
２８ 圧力パンチ
３１ 圧力調整穴（ノックアウト穴）
４４ パンチ取り付け板
４５ 可動支持部材（圧縮コイルばね）
４６ パンチ挿通孔
４７ 下端開口部
４９ 空間
５３，５３Ａ 通路
５５ 圧力調整ピン
６３ 樹脂タブレット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予熱した樹脂タブレットを成形型のキャビティに投入し、加熱しつつ圧縮成形する樹脂ピストンの成形方法であって、
前記成形型における加圧代分を加圧しキャビティ内圧が設定圧に到達した時点で、前記キャビティ内圧を維持するようにしつつ前記成形型から溢れ出す樹脂をピストン外周面を除く領域に設定した通路から排出し、熱成形サイクル終了後に前記成形型を開放することを特徴とする樹脂ピストンの成形方法。
【請求項２】
前記成形型は少なくとも上型、下型及び前記上型を挿通し上下型で形成するキャビティ内に嵌入される圧力パンチを備え、
前記通路が前記圧力パンチと前記上型との摺動面に設定されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【請求項３】
前記成形型は少なくとも上型、下型及び前記上型を挿通し上下型で形成するキャビティ内に嵌入される圧力パンチを備え、
前記通路が前記樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【請求項４】
前記通路がイジェクトピンの挿通路を兼ねていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の樹脂ピストンの成形方法により製造したことを特徴とする樹脂ピストン。
【請求項１】
予熱した樹脂タブレットを成形型のキャビティに投入し、加熱しつつ圧縮成形する樹脂ピストンの成形方法であって、
前記成形型における加圧代分を加圧しキャビティ内圧が設定圧に到達した時点で、前記キャビティ内圧を維持するようにしつつ前記成形型から溢れ出す樹脂をピストン外周面を除く領域に設定した通路から排出し、熱成形サイクル終了後に前記成形型を開放することを特徴とする樹脂ピストンの成形方法。
【請求項２】
前記成形型は少なくとも上型、下型及び前記上型を挿通し上下型で形成するキャビティ内に嵌入される圧力パンチを備え、
前記通路が前記圧力パンチと前記上型との摺動面に設定されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【請求項３】
前記成形型は少なくとも上型、下型及び前記上型を挿通し上下型で形成するキャビティ内に嵌入される圧力パンチを備え、
前記通路が前記樹脂ピストンの油圧作用面となる下面に設定されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【請求項４】
前記通路がイジェクトピンの挿通路を兼ねていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂ピストンの成形方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の樹脂ピストンの成形方法により製造したことを特徴とする樹脂ピストン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１４８１５９（Ｐ２０１１−１４８１５９Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０３２９（Ｐ２０１０−１０３２９）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
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