フローティングブレーキディスク
【課題】製作コストを高くすることなく製作可能で、しかも耐蝕被膜の破損を防止しつつ連結ピンの引き抜き強度を向上し得るフローティングブレーキディスクを提供する。
【解決手段】内周部に複数の制動側連結凹部１５が形成された平板環状の制動ディスク１０と、制動側連結凹部１５と対向するハブ側連結凹部２５が外周部に形成され、制動ディスク１０の内側に嵌合されるハブディスク２０と、両連結凹部１５、２５を突き合わせて形成される連結穴３１に組み付けられる連結ピン３２とを備え、連結ピン３２として、少なくとも一端部にかしめにより両ディスク１０、２０を連結するための鍔部を形成可能な円筒状のかしめ部４３Ａであって、先端外周面に面取り面４５Ａが形成され、内周面が全長にわたって同径に構成されたかしめ部４３Ａを有し、表面に耐蝕処理層を形成したものを用いた。
【解決手段】内周部に複数の制動側連結凹部１５が形成された平板環状の制動ディスク１０と、制動側連結凹部１５と対向するハブ側連結凹部２５が外周部に形成され、制動ディスク１０の内側に嵌合されるハブディスク２０と、両連結凹部１５、２５を突き合わせて形成される連結穴３１に組み付けられる連結ピン３２とを備え、連結ピン３２として、少なくとも一端部にかしめにより両ディスク１０、２０を連結するための鍔部を形成可能な円筒状のかしめ部４３Ａであって、先端外周面に面取り面４５Ａが形成され、内周面が全長にわたって同径に構成されたかしめ部４３Ａを有し、表面に耐蝕処理層を形成したものを用いた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のディスクブレーキ装置のブレーキディスクに好適に利用可能なフローティングブレーキディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動二輪車のディスクブレーキ装置のブレーキディスクとして、ブレーキパッドが圧接される環状の制動ディスクと、制動ディスクの内側に装着されるハブディスクと、両ディスクをフローティング状態に連結する複数の連結手段とを有し、両ディスク間の隙間を利用して、ブレーキ作動時における発熱でブレーキディスクが全体的に変形することを防止できるように構成した、所謂フローティングブレーキディスクが広く実用化されている。
【０００３】
前記連結手段としては、制動ディスクの内周部に複数の制動側連結凹部を形成し、ハブディスクの外周部に制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部を形成し、両連結凹部を組み合わせて形成される連結穴に連結ピンを装着するとともに、皿バネ及び座金を連結ピンに外嵌状に設け、連結ピンの端部をかしめることで、両ディスクをフローティング状態に連結するように構成したものが広く採用されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
連結ピンとしては、特許文献１に記載のように、連結穴に略隙間なく装着される略円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成された連結穴よりも大径の第１鍔部と、胴体部の他端部に形成された胴体部よりも小径のかしめ部と、胴体部とかしめ部との境界部分に形成された段部とを有し、胴体部に皿バネ及び座金を装着した状態で、胴体部を連結穴に装着し、この状態でかしめ部をかしめて第２鍔部を形成し、第２鍔部により皿バネ及び座金を連結ピンとともに両ディスクに固定して、両ディスクをフローティング状態に連結するように構成したものが採用されている。
【０００５】
ところで、連結ピンのかしめ部をかしめるときには、かしめ部にかしめローラを挿入して、かしめローラを回転させながらかしめ部を徐々に拡径させてかしめることになるが、このとき連結ピンに対してかしめローラが圧接されることにより、連結ピンの表面に形成した耐蝕被膜が破損するという問題があった。
【０００６】
このような耐蝕被膜の破損を防止するため、連結ピンの中心孔の端部周面に、少なくとも一部が凸の円弧形をなしている面取り部を設けた連結ピンも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。また、耐蝕被膜の破損を防止することを目的としたものではないが、連結ピンのかしめ部の端部外周面に面取り面を形成するとともに、中心孔の内径を全長にわたって同径に設定した連結ピンも提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
【特許文献１】実開平６−７６７２７
【特許文献２】特開２００１−１８７９１０
【特許文献３】実開平６−６９４６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献２記載のように連結ピンの中心穴の端部周面に面取り部を形成した場合には、かしめにより耐蝕被膜が破損することを防止できるが、かしめて形成される拡径部と座金間に隙間が形成され、拡径部はその基部においてのみ座金と係合して、連結ピンを抜け止めすることになるので、連結ピンの引き抜き強度を十分に確保できないという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、製作コストを高くすることなく製作可能で、しかも耐蝕被膜の破損を防止しつつ連結ピンの引き抜き強度を向上し得るフローティングブレーキディスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、連結ピンのかしめ部をかしめるときに耐蝕被膜が破損せず、しかも引き抜き強度を十分に確保できるような連結ピンの形状について、種々の形状の連結ピンを製作して試験を行なった結果、かしめ部の先端外周面に面取り面を形成し、かしめ部の内周面を全長にわたって同径に形成することで実現できるとの試験結果を得て、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明に係るフローティングブレーキディスクは、内周部に複数の制動側連結凹部が形成された平板環状の制動ディスクと、前記制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部が外周部に形成され、前記制動ディスクの内側に嵌合されるハブディスクと、前記両連結凹部を突き合わせて形成される連結穴に組み付けられる連結ピンとを備え、前記連結ピンとして、少なくとも一端部にかしめにより両ディスクを連結するための鍔部を形成可能な円筒状のかしめ部であって、先端外周面に面取り面が形成され、内周面が全長にわたって同径に構成されたかしめ部を有し、表面に耐蝕処理層を形成したものを用いたものである。
【００１２】
このブレーキディスクでは、制動ディスクとハブディスクとを組み合わせて形成される連結穴に連結ピンを装填し、この連結ピンに座金や皿バネを外嵌させた状態或いはそのままの状態で、連結ピンの端部に形成したかしめ部をかしめて、連結ピンにより両ディスクをフローティング状態に連結することになる。この連結ピンでは、かしめ部の先端外周面に面取り面が形成されるとともに、かしめ部の内周面は全長にわたって同径に構成されているので、予め耐蝕処理層を形成した連結ピンあっても、かしめ部をかしめたときにおける耐蝕処理層の破損が防止される。また、かしめ部をかしめて形成される鍔部は、座金や両ディスクと略隙間なく面接触するようにかしめることができ、座金や両ディスクと連結ピンの鍔部との接触面積を大きく設定して、連結ピンの引き抜き強度を向上することができる。
【００１３】
ここで、前記面取り面としてテーパー面、凸形円弧断面の環状湾曲面または凹形円弧断面の環状湾曲面を形成することができる。このような面取り面を形成することで、かしめ部をかしめたときにおける耐蝕処理層の破損を防止できる。
【００１４】
前記連結ピンとして、連結穴に略隙間なく装着される円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成された胴体部よりも大径の第１鍔部と、胴体部の他端部に連設された前記かしめ部とを有し、前記かしめ部をかしめることで胴体部よりも大径の第２鍔部を形成可能な連結ピンを用いることができる。連結ピンの両端部にかしめ部を形成することもできるが、予め連結ピンに第１鍔部を形成しておくと、第１鍔部の成形精度を向上できる。
【００１５】
前記連結ピンをアルミニウム合金で構成することが好ましい実施の形態である。アルミニウム合金は、ステンレスなどの鉄系金属と比較して軽量で、しかも加工性に優れ、かしめ易いので好ましい。
【００１６】
前記連結ピンのかしめ部をプレスによりかしめて鍔部を形成することもできる。この場合には、ローラを用いてかしめる場合よりも、かしめのための作業時間を短縮でき、しかも複数の連結ピンを同時にかしめることができるので、連結ピンのかしめ作業の作業効率を大幅に向上できる。また、ローラを用いる場合と比較して、耐蝕処理層の破損を防止できるので好ましい。
【００１７】
前記連結ピンの鍔部とディスク間に弾性部材を介装することも好ましい実施の形態である。このように構成することで、両ディスクが同一平面内に配置されるように、弾性部材により両ディスクをフローティング支持することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るフローティングブレーキディスクによれば、かしめ部の外周面に面取り面を形成し、かしめ部の内周面を全長にわたって同径に構成するという簡単な構成で、かしめ部をかしめたときにおける耐蝕処理層の破損を効果的に防止できる。このため、連結ピンの製作コストを高めることなく、耐蝕処理層の破損を防止できる。しかも、かしめた後の鍔部が座金や両ディスクに面接触するまで、かしめ部をかしめることができるので、連結ピンの引き抜き強度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図３に示すように、フローティングブレーキディスク１は、自動二輪車用のブレーキディスクで、平板環状の制動ディスク１０と、制動ディスク１０の内側に所定の隙間をあけて内嵌装着されたハブディスク２０と、制動ディスク１０とハブディスク２０とをフローティング状態に連結する複数の連結手段３０とを備えている。
【００２０】
制動ディスク１０は、耐磨耗性に優れたステンレス鋼や炭素鋼からなる平坦な金属板をプレス成形した後、ブレーキパッド（図示略）が摺接される環状の摺動部１１を熱処理して製作されている。摺動部１１には、放熱性能を向上するとともに重量を軽減するため、複数の小孔１２が形成されている。小孔１２としては、図１、図２に示すような丸孔以外に細長いスリット状の長孔を形成することも可能で、小孔１２の形状や個数や配列は、ブレーキディスク１の意匠性や摺動部１１における放熱性を考慮して適宜に設定することができる。制動ディスク１０の外周部及び内周部には複数の凹部１３、１４が円周方向に一定間隔おきに形成され、ブレーキディスク１の放熱性が高められるとともに軽量化が促進され、意匠的にも斬新さが表現されるように構成されている。凹部１３、１４の個数や形状は任意に設定可能である。ただし、凹部１３、１４の少なくとも一方を省略したブレーキディスクに対しても、本発明を同様に適用することができる。制動ディスク１０の寸法は、例えば外径３００ｍｍ、厚さ６ｍｍに設定したものを採用できる。
【００２１】
ハブディスク２０は、例えば軽量化を図るためアルミニウム合金等の軽金属材料で構成されている。ハブディスク２０の中央部にはホイールハブの端部が挿通する取付孔２１が形成されるとともに、取付孔２１を取り囲むようにホイールハブへの取付用の複数のボルト挿通孔２２が形成されている。ハブディスク２０の半径方向の途中部には複数の軽減孔２３が周方向に一定間隔おきに形成されている。
【００２２】
図１〜図３に示すブレーキディスク１では、制動ディスク１０とハブディスク２０とを同一平面内に配置したが、車体側の構成に応じて、制動ディスク１０とハブディスク２０とを、ブレーキディスク１の厚さ方向（軸心方向）に一定間隔をあけた平行な平面内に配置することも可能である。尚、本発明は、連結手段３０の構成に特徴を有するものであり、制動ディスク１０やハブディスク２０の構成に関しては、既存の構成のものを適宜に採用することができる。
【００２３】
連結手段３０は、制動ディスク１０とハブディスク２０間に円周方向に一定間隔おきに設けられている。図１では、８つの連結手段３０で制動ディスク１０とハブディスク２０とをフローティング状態に連結したが、８つ以外の個数の連結手段３０で両ディスク１０、２０をフローティング状態に連結することも可能である。
【００２４】
連結手段３０について説明すると、図１〜図３に示すように、連結手段３０の配設位置において、制動ディスク１０の内周部には半円形の制動側連結凹部１５が形成され、ハブディスク２０の外周部には半円形のハブ側連結凹部２５が制動側連結凹部１５と対向状に形成され、両ディスク１０、２０を組み合わせた状態で、両ディスク１０、２０間には連結凹部１５、２５により略円形の連結穴３１が形成される。連結穴３１には連結ピン３２が装着され、この連結ピン３２より両ディスク１０、２０の相対回転及び軸方向への相対移動が規制される。連結ピン３２には両ディスク１０、２０が同一平面内に位置するように付勢する皿バネ（これが弾性部材に相当する）３３と該皿バネ３３を受け止める座金３４が取付けられ、両ディスク１０、２０は連結ピン３２と皿バネ３３と座金３４を介してフローティング状態に連結されている。
【００２５】
前記連結ピン３２は、図３に示すように、中心孔４０を有する円筒状のアルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽金属材料からなる中空部材で構成され、連結穴３１に略隙間なく内嵌状に装着される円筒状の胴体部４１と、胴体部４１の一端部に形成された連結穴３１よりも大径の抜け止め用の第１鍔部４２と、胴体部４１の他端部に形成された連結穴３１よりも大径の抜け止め用の第２鍔部４３であって、図４（ａ）、図６、図７に図示の連結ピン３２Ａのかしめ部４３Ａをかしめて形成した第２鍔部４３とを備えている。
【００２６】
図４（ａ）に図示の連結ピン３２Ａは、連結ピン３２の第２鍔部４３をかしめにより形成する前のものであり、胴体部４１の上端部には第２鍔部４３に対応させて円筒状のかしめ部４３Ａが連設されている。この連結ピン３２Ａには、アルマイト処理やメッキ処理などが施され、連結ピン３２Ａの表面にはアルミニウムの酸化被膜やクロムメッキなどの耐蝕処理層（図示略）が形成されている。
【００２７】
連結ピン３２Ａの胴体部４１の長さ方向の途中部には段差部４４が形成され、段差部４４よりも上側の胴体部４１は段差部４４よりも下側の胴体部４１よりも小径に構成され、かしめ部４３Ａの外径は段差部４４よりも上側の胴体部４１と同径に構成されている。ただし、段差部４４は、かしめによる変形が、胴体部４１のうちの連結穴に３１に隙間なく嵌合する部分に悪影響を及ぼさない位置であれば任意の位置に形成することが可能で、例えばかしめ部４３Ａと胴体部４１の境界部に段差部４４を形成することもできる。また、前述のように、段差部４４を設けて、かしめ部４３Ａを胴体部４１よりも小径に構成すると、かしめ部４３Ａのかしめ作業が容易になるので好ましいが、段差部４４を省略した連結ピン、即ちかしめ部の外径を胴体部と同径に構成した連結ピンを採用することも可能である。
【００２８】
連結ピン３２Ａにおける、かしめ部４３Ａと胴体部４１の内周面の直径は全長にわたって同径に構成され、かしめ部４３Ａの先端外周面には、先端側へ行くにしたがって縮径する円錐状の面取り面４５Ａが形成され、連結ピン３２の先端外周部は面取り面４５Ａを形成することで減肉されている。そして、このようにかしめ部４３Ａの内周面の直径を全長にわたって同径に構成するとともに、連結ピン３２の先端外周部に面取り面４５Ａを形成することで、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成するときに、連結ピン３２Ａの耐蝕処理層が破損しないように構成されている。また、かしめて形成した第２鍔部４３の座金３４側の端面は、連結ピン３２の軸心直交方向の面内に配置される幅の広い環状面４７に形成され、この環状面４７により第２鍔部４３と座金３４との接触面積が大きく設定されて、連結ピン３２の引き抜き強度が高められている。
【００２９】
尚、面取り面４５Ａの構成を部分的に変更した他の連結ピンの実施例として、図４（ｂ）、（ｃ）に示す連結ピン３２Ｂ、３２Ｃのように、面取り面４５Ｂ、４５Ｃの傾斜角度θを変更したものを採用することができる。傾斜角度θは、２０°未満の場合には、薄平板形状になって引き抜き強度が低下し、４５°を超えると先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下するので、傾斜角度θは２０°〜４５°に設定することが好ましい。また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、連結ピン３２Ａ、３２Ｂの中心線に直交する環状の端面４６を形成するともできるし、図４（ｃ）に示す連結ピン３２Ｃのように、面取り面４５Ｃを先鋭に形成することもできる。更に、円錐面状の面取り面４５Ａ〜４５Ｃに代えて、図５（ａ）（ｂ）に示す連結ピン３２Ｄ、３２Ｅのように、連結ピン３２Ｄ、３２Ｅの半径方向外方側へ突出する凸形円弧断面の環状湾曲面からなる面取り面４５Ｄ、４５Ｅや、図５（ｃ）（ｄ）に示す連結ピン３２Ｆ、３２Ｇのように、連結ピン３２Ｆ、３２Ｇの半径方向内側へ突出する凹形円弧断面の環状湾曲面からなる面取り面４５Ｆ、４５Ｇを形成することもできる。図５（ａ）（ｂ）に示す面取り面４５Ｄ、４５Ｅの円弧の半径Ｒ１は、任意に設定可能であるが、５ｍｍ未満の場合には、先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下し、２０ｍｍを超えるとピンに欠損が発生する可能性があるので、半径Ｒ１は５ｍｍ〜２０ｍｍに設定することが好ましい。また、図５（ｃ）（ｄ）に示す面取り面４５Ｆ、４５Ｇの円弧の半径Ｒ２は任意に設定可能であるが、５ｍｍを未満の場合には、ピンに欠損が発生する可能性があり、２０ｍｍを超えると、先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下するので、半径Ｒ２は５ｍｍ〜２０ｍｍに設定することが好ましい。また、面取り面４５Ａ〜４５Ｇの上端部や下端部にアールを形成して角を丸めることも、耐蝕処理層の破損を防止する上で好ましい。
【００３０】
第１鍔部４２と両ディスク１０、２０間において胴体部４１には皿バネ３３と座金３４が外嵌状に装着され、両ディスク１０、２０は皿バネ３３により同一平面内に配置されるように付勢されている。ただし、座金３４と皿バネ３３のうちの少なくとも座金３４は省略することができる。また、連結ピン３２として、胴体部４１の横断面形状が楕円形や正方形や長方形などの方形状のものを採用することもでき、この場合には、連結穴３１の形状も胴体部４１に適合する形状に形成することになる。
【００３１】
前記皿バネ３３は、図３に示すように、緩やかな円錐状の円板状の部材で構成され、第１鍔部４２と両ディスク１０、２０間に皿バネ３３を組付けた状態で、皿バネ３３が多少圧縮されるように、両ディスク１０、２０と第３鍔部４３間の距離Ｈは皿バネ３３の自然状態での高さよりも多少短く設定されている。但し、皿バネ３３に代えてウェーブスプリングなどを採用することもできる。
【００３２】
かしめ部４３Ａのかしめ処理は、プレス装置により行なうこともできるし、ロールを用いた回転式のかしめ装置で行なうこともできるが、プレス装置によりかしめる方が連結ピン３２の耐蝕処理層の破損を防止する上で好ましい。
【００３３】
プレス装置としては、図６、図７に示すように、ポンチ５０とダイス５１とを有し、ポンチ５０に、連結ピン３２Ａの中心孔４０に挿入されてかしめ部４３Ａの先端部を外側へ押し広げる円錐台状の第１成形面５０ａと、押し広げたかしめ部４３Ａの先端部を連結ピン３２の半径方向外方側へ案内する第２成形面５０ｂとを設け、ダイス５１に、第１鍔部４２を収容可能な収容部５１ａを設け、押圧スリーブ５２で座金３４を押えた状態で、ポンチ５０でかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３をプレス成形できるように構成したものを採用できる。
【００３４】
また、ロールを用いた回転式のかしめ装置としては、図８に示すように、軸心Ｐ１を中心として回転自在に支持された支持ヘッド５５と、支持ヘッド５５の偏心位置において支持ヘッド５５の軸心Ｐ１に対して傾斜状に配置された軸心Ｐ２を中心として回転自在なロール５６と、連結ピン３２の載置するための凹部５７ａを有する載置台５７とを備え、ロール５６の先端部に、連結ピン３２Ａの中心孔４０に挿入されてかしめ部４３Ａの先端部を外側へ押し広げる円錐台状の成形面５６ａを形成し、支持ヘッド５５を軸心Ｐ１回りに回転させるとともに、ロール５６を軸心Ｐ２回りに回転させながら、ロール５６の成形面５６ａをかしめ部４３Ａの先端内周面に圧接させて、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を成形できるように構成したものを採用できる。
【００３５】
前記フローティングブレーキディスク１の組立方法の一例について、図面を参照しながら簡単に説明する。
先ず、図７に示すように、プレス装置のダイス５１に形成された８つの収容部５１ａに第１鍔部４２を夫々装着して８本の連結ピン３２Ａをダイス５１にセットする。
【００３６】
次に、図７に示すように、制動ディスク１０の８つの制動側連結凹部１５を８つの連結ピン３２Ａに夫々臨ませて、上方より制動ディスク１０をダイス５１の上面にセットするとともに、ハブディスク２０の８つのハブ側連結凹部２５を８つの連結ピン３２Ａに夫々臨ませて、上方よりハブディスク２０をダイス５１の上面にセットする。
【００３７】
次に、図７に示すように、連結ピン３２Ａのかしめ部４３Ａの下半部に皿バネ３３及び座金３４を外嵌状に装着してから、図６に示すように、ポンチ５０の成形面５０ａ、５０ｂでかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成し、連結ピン３２と皿バネ３３及び座金３４とで両ディスク１０、２０をフローティング状態に連結する。
【００３８】
この連結手段３０では、連結ピン３２として、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面４５Ａを形成し、かしめ部４３Ａの内周面をその全長にわたって同径に形成したものを用いているので、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成したときに、耐蝕被膜層が破損するという問題を防止できる。また、第２鍔部４３の座金３４側には平坦な環状面４７が形成され、第２鍔部４３と座金３４との接触面積が広くなるので、連結ピン３２の引き抜き強度を向上できる。
【００３９】
また、かしめ部４３Ａと胴体部４１間に段差部４４が形成されるとともに、かしめ部４３Ａは胴体部４１よりも薄肉に構成されているので、かしめ荷重が胴体部４１側へ作用することが抑制され、かしめ荷重による胴体部４１の変形を防止出来る。
【００４０】
次に、連結ピン３２の評価試験について説明する。
実施例１、２として、図９（ａ）に示すような寸法で、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面として半径１０ｍｍの面取り面４５Ｊを形成した実施例１の連結ピン３２Ｊと、図９（ｂ）に示すように、面取り面として半径１５ｍｍの面取り面４５Ｋを形成した以外は実施例１の連結ピン３２Ｊと同様に構成した実施例２の連結ピン３２Ｋを製作した。また、比較例１として、図１０（ａ）に示すように、面取り面を省略した以外は、実施例１の連結ピン３２Ｊと同様に構成した連結ピン３２Ｌを製作した。また、比較例２として、図１０（ｂ）に示すような寸法で、先端内周面にテーパー面状の面取り面４５Ｍを形成した連結ピン３２Ｍを製作した。そして、製作した連結ピン３２Ｊ〜３２Ｍに対して、耐蝕被膜層として、アルマイト処理を施した。
【００４１】
こうして製作した連結ピン３２Ｊ〜３２Ｍを、図１１に示すように、引張り試験機の断面Ｃ型の１対の治具６０に皿バネ３３及び座金３４とともに組み付けて、引張り試験を行なって連結ピン３２Ｊ〜３２Ｍの引抜き強度を測定した。具体的には、断面Ｃ型の１対の治具６０を背中合わせに組み合わせた状態で、ブレーキディスクに連結ピン３２Ａを組み付ける場合と同様に、両治具６０に形成した連結孔６１に連結ピンを装填してから、連結ピンに皿バネ３３及び座金３４を外嵌させた状態で、連結ピンのかしめ部をプレスによりかしめた場合と、ロールによりかしめた場合の２種類の試験具６２を、連結ピン３２Ｊ〜３２Ｍについてそれぞれ製作した。そして、製作した試験具６２の連結ピン３２のアルマイト処理層に、かしめにより、剥離や亀裂などの損傷がないか否かを目視にて検査し、その後、試験具６２を引き抜き試験機の１対の軸部材６３間に組み付けて、試験具６２の１対の治具６０を相互に離間させて連結ピンの引張り試験を行ない、引張最大荷重を引抜き最大荷重として測定した。その結果を表１に示す。また、連結ピン３２Ｊ、３２Ｋ、３２Ｍを組み付けた試験具６２に関しては、連結ピン３２Ｊ、３２Ｋ、３２Ｍをかしめた後、ワイヤーソーなどの加工機で連結ピン連結ピンを縦に切断して、連結ピンの断面形状を撮影した。図１２は、撮影した断面形状の外観形状を写し取った図面で、図１２（ａ）は、ローラにてかしめた実施例１の連結ピン３２Ｊａの断面図であり、図１２（ｂ）は、プレスにてかしめた実施例１の連結ピン３２Ｊｂの断面図であり、図１２（ｃ）は、ローラにてかしめた実施例２の連結ピン３２Ｋの縦断面図であり、図１２（ｄ）は、ローラにてかしめた比較例２の連結ピン３２Ｍの縦断面図である。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１から、比較例１の連結ピン３２Ｌのように、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面を形成しないと、実施例１、２と比較して引き抜き強度が低下するとともに、アルマイトが損傷し、耐蝕性能が低下するという問題が発生することが判る。また、比較例２の連結ピン３２Ｍのように、面取り面を形成する場合であっても、先端内周面に面取り面を形成すると、アルマイトの損傷は発生しないが、引き抜き強度が格段に低くなっていることが判る。その原因としては、比較例２の連結ピン３２Ｍのかしめ後の断面形状は、図１２（ｄ）に示すように、連結ピン３２Ｍの先端部には外方へ膨出する第２鍔部４３Ｍは形成されるものの、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す実施例１、２の連結ピン３２Ｊ、３２Ｋに見られるような、外方へ大きく突出する第２鍔部４３が形成されておらず、しかも第２鍔部４３Ｍの座金３４側には、実施例１、２の連結ピン３２Ｊ、３２Ｋのように軸心直交方向の環状面４７が形成されておらず、座金３４との引っ掛かりが十分に確保されないことから、引き抜き強度が低下しているものと推定できる。
【００４４】
また、実施例１のように、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面４５Ｊを形成した連結ピン３２Ｊを用いる場合であっても、ローラによりかしめる場合には、プレスによりかしめる場合と比較して、引き抜き強度は多少高くなるが、アルマイトが損傷し、耐蝕性が低下することから、プレスによりかしめることが好ましいことが判る。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ブレーキディスクの斜視図
【図２】ブレーキディスクの正面図
【図３】図１のIII-III線断面図
【図４】（ａ）は連結ピンの縦断面図、（ｂ）（ｃ）は他の構成の連結ピンの縦断面図
【図５】（ａ）〜（ｄ）は他の構成の連結ピンの縦断面図
【図６】プレスによるかしめ装置の説明図
【図７】連結ピンをかしめる直前の連結手段の縦断面図
【図８】ロールによるかしめ装置の説明図
【図９】（ａ）は実施例１の連結ピンの縦断面図、（ｂ）は実施例２の連結ピンの縦断面図
【図１０】（ａ）は比較例１の連結ピンの縦断面図、（ｂ）は比較例２の連結ピンの縦断面図
【図１１】引張り試験機の説明図
【図１２】実際の連結ピンの断面形状を写し取った図面で、（ａ）は、ローラにてかしめた実施例１の連結ピンの断面図であり、（ｂ）は、プレスにてかしめた実施例１の連結ピンの断面図であり、（ｃ）は、ローラにてかしめた実施例２の連結ピンの縦断面図であり、（ｄ）は、ローラにてかしめた比較例２の連結ピンの縦断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ ブレーキディスク
１０ 制動ディスク １１ 摺動部
１２ 小孔 １３ 凹部
１４ 凹部 １５ 制動側連結凹部
２０ ハブディスク ２１ 取付孔
２２ ボルト挿通孔 ２３ 軽減孔
２５ ハブ側連結凹部
３０ 連結手段 ３１ 連結穴
３２ 連結ピン ３３ 皿バネ
３４ 座金
４０ 中心孔 ４１ 胴体部
４２ 第１鍔部 ４３ 第２鍔部
４３Ａ かしめ部 ４４ 段差部
４６端面 ４７ 環状面
３２Ａ〜３２Ｇ 連結ピン
４５Ａ〜４５Ｇ 面取り面
５０ ポンチ ５０ａ 第１成形面
５０ｂ 第２成形面 ５１ ダイス
５１ａ 収容部 ５２ 押圧スリーブ
５５ 支持ヘッド ５６ ロール
５６ａ 成形面
６０ 治具 ６１ 連結孔
６２ 試験具 ６３ 軸部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のディスクブレーキ装置のブレーキディスクに好適に利用可能なフローティングブレーキディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動二輪車のディスクブレーキ装置のブレーキディスクとして、ブレーキパッドが圧接される環状の制動ディスクと、制動ディスクの内側に装着されるハブディスクと、両ディスクをフローティング状態に連結する複数の連結手段とを有し、両ディスク間の隙間を利用して、ブレーキ作動時における発熱でブレーキディスクが全体的に変形することを防止できるように構成した、所謂フローティングブレーキディスクが広く実用化されている。
【０００３】
前記連結手段としては、制動ディスクの内周部に複数の制動側連結凹部を形成し、ハブディスクの外周部に制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部を形成し、両連結凹部を組み合わせて形成される連結穴に連結ピンを装着するとともに、皿バネ及び座金を連結ピンに外嵌状に設け、連結ピンの端部をかしめることで、両ディスクをフローティング状態に連結するように構成したものが広く採用されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
連結ピンとしては、特許文献１に記載のように、連結穴に略隙間なく装着される略円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成された連結穴よりも大径の第１鍔部と、胴体部の他端部に形成された胴体部よりも小径のかしめ部と、胴体部とかしめ部との境界部分に形成された段部とを有し、胴体部に皿バネ及び座金を装着した状態で、胴体部を連結穴に装着し、この状態でかしめ部をかしめて第２鍔部を形成し、第２鍔部により皿バネ及び座金を連結ピンとともに両ディスクに固定して、両ディスクをフローティング状態に連結するように構成したものが採用されている。
【０００５】
ところで、連結ピンのかしめ部をかしめるときには、かしめ部にかしめローラを挿入して、かしめローラを回転させながらかしめ部を徐々に拡径させてかしめることになるが、このとき連結ピンに対してかしめローラが圧接されることにより、連結ピンの表面に形成した耐蝕被膜が破損するという問題があった。
【０００６】
このような耐蝕被膜の破損を防止するため、連結ピンの中心孔の端部周面に、少なくとも一部が凸の円弧形をなしている面取り部を設けた連結ピンも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。また、耐蝕被膜の破損を防止することを目的としたものではないが、連結ピンのかしめ部の端部外周面に面取り面を形成するとともに、中心孔の内径を全長にわたって同径に設定した連結ピンも提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
【特許文献１】実開平６−７６７２７
【特許文献２】特開２００１−１８７９１０
【特許文献３】実開平６−６９４６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献２記載のように連結ピンの中心穴の端部周面に面取り部を形成した場合には、かしめにより耐蝕被膜が破損することを防止できるが、かしめて形成される拡径部と座金間に隙間が形成され、拡径部はその基部においてのみ座金と係合して、連結ピンを抜け止めすることになるので、連結ピンの引き抜き強度を十分に確保できないという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、製作コストを高くすることなく製作可能で、しかも耐蝕被膜の破損を防止しつつ連結ピンの引き抜き強度を向上し得るフローティングブレーキディスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、連結ピンのかしめ部をかしめるときに耐蝕被膜が破損せず、しかも引き抜き強度を十分に確保できるような連結ピンの形状について、種々の形状の連結ピンを製作して試験を行なった結果、かしめ部の先端外周面に面取り面を形成し、かしめ部の内周面を全長にわたって同径に形成することで実現できるとの試験結果を得て、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明に係るフローティングブレーキディスクは、内周部に複数の制動側連結凹部が形成された平板環状の制動ディスクと、前記制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部が外周部に形成され、前記制動ディスクの内側に嵌合されるハブディスクと、前記両連結凹部を突き合わせて形成される連結穴に組み付けられる連結ピンとを備え、前記連結ピンとして、少なくとも一端部にかしめにより両ディスクを連結するための鍔部を形成可能な円筒状のかしめ部であって、先端外周面に面取り面が形成され、内周面が全長にわたって同径に構成されたかしめ部を有し、表面に耐蝕処理層を形成したものを用いたものである。
【００１２】
このブレーキディスクでは、制動ディスクとハブディスクとを組み合わせて形成される連結穴に連結ピンを装填し、この連結ピンに座金や皿バネを外嵌させた状態或いはそのままの状態で、連結ピンの端部に形成したかしめ部をかしめて、連結ピンにより両ディスクをフローティング状態に連結することになる。この連結ピンでは、かしめ部の先端外周面に面取り面が形成されるとともに、かしめ部の内周面は全長にわたって同径に構成されているので、予め耐蝕処理層を形成した連結ピンあっても、かしめ部をかしめたときにおける耐蝕処理層の破損が防止される。また、かしめ部をかしめて形成される鍔部は、座金や両ディスクと略隙間なく面接触するようにかしめることができ、座金や両ディスクと連結ピンの鍔部との接触面積を大きく設定して、連結ピンの引き抜き強度を向上することができる。
【００１３】
ここで、前記面取り面としてテーパー面、凸形円弧断面の環状湾曲面または凹形円弧断面の環状湾曲面を形成することができる。このような面取り面を形成することで、かしめ部をかしめたときにおける耐蝕処理層の破損を防止できる。
【００１４】
前記連結ピンとして、連結穴に略隙間なく装着される円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成された胴体部よりも大径の第１鍔部と、胴体部の他端部に連設された前記かしめ部とを有し、前記かしめ部をかしめることで胴体部よりも大径の第２鍔部を形成可能な連結ピンを用いることができる。連結ピンの両端部にかしめ部を形成することもできるが、予め連結ピンに第１鍔部を形成しておくと、第１鍔部の成形精度を向上できる。
【００１５】
前記連結ピンをアルミニウム合金で構成することが好ましい実施の形態である。アルミニウム合金は、ステンレスなどの鉄系金属と比較して軽量で、しかも加工性に優れ、かしめ易いので好ましい。
【００１６】
前記連結ピンのかしめ部をプレスによりかしめて鍔部を形成することもできる。この場合には、ローラを用いてかしめる場合よりも、かしめのための作業時間を短縮でき、しかも複数の連結ピンを同時にかしめることができるので、連結ピンのかしめ作業の作業効率を大幅に向上できる。また、ローラを用いる場合と比較して、耐蝕処理層の破損を防止できるので好ましい。
【００１７】
前記連結ピンの鍔部とディスク間に弾性部材を介装することも好ましい実施の形態である。このように構成することで、両ディスクが同一平面内に配置されるように、弾性部材により両ディスクをフローティング支持することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るフローティングブレーキディスクによれば、かしめ部の外周面に面取り面を形成し、かしめ部の内周面を全長にわたって同径に構成するという簡単な構成で、かしめ部をかしめたときにおける耐蝕処理層の破損を効果的に防止できる。このため、連結ピンの製作コストを高めることなく、耐蝕処理層の破損を防止できる。しかも、かしめた後の鍔部が座金や両ディスクに面接触するまで、かしめ部をかしめることができるので、連結ピンの引き抜き強度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図３に示すように、フローティングブレーキディスク１は、自動二輪車用のブレーキディスクで、平板環状の制動ディスク１０と、制動ディスク１０の内側に所定の隙間をあけて内嵌装着されたハブディスク２０と、制動ディスク１０とハブディスク２０とをフローティング状態に連結する複数の連結手段３０とを備えている。
【００２０】
制動ディスク１０は、耐磨耗性に優れたステンレス鋼や炭素鋼からなる平坦な金属板をプレス成形した後、ブレーキパッド（図示略）が摺接される環状の摺動部１１を熱処理して製作されている。摺動部１１には、放熱性能を向上するとともに重量を軽減するため、複数の小孔１２が形成されている。小孔１２としては、図１、図２に示すような丸孔以外に細長いスリット状の長孔を形成することも可能で、小孔１２の形状や個数や配列は、ブレーキディスク１の意匠性や摺動部１１における放熱性を考慮して適宜に設定することができる。制動ディスク１０の外周部及び内周部には複数の凹部１３、１４が円周方向に一定間隔おきに形成され、ブレーキディスク１の放熱性が高められるとともに軽量化が促進され、意匠的にも斬新さが表現されるように構成されている。凹部１３、１４の個数や形状は任意に設定可能である。ただし、凹部１３、１４の少なくとも一方を省略したブレーキディスクに対しても、本発明を同様に適用することができる。制動ディスク１０の寸法は、例えば外径３００ｍｍ、厚さ６ｍｍに設定したものを採用できる。
【００２１】
ハブディスク２０は、例えば軽量化を図るためアルミニウム合金等の軽金属材料で構成されている。ハブディスク２０の中央部にはホイールハブの端部が挿通する取付孔２１が形成されるとともに、取付孔２１を取り囲むようにホイールハブへの取付用の複数のボルト挿通孔２２が形成されている。ハブディスク２０の半径方向の途中部には複数の軽減孔２３が周方向に一定間隔おきに形成されている。
【００２２】
図１〜図３に示すブレーキディスク１では、制動ディスク１０とハブディスク２０とを同一平面内に配置したが、車体側の構成に応じて、制動ディスク１０とハブディスク２０とを、ブレーキディスク１の厚さ方向（軸心方向）に一定間隔をあけた平行な平面内に配置することも可能である。尚、本発明は、連結手段３０の構成に特徴を有するものであり、制動ディスク１０やハブディスク２０の構成に関しては、既存の構成のものを適宜に採用することができる。
【００２３】
連結手段３０は、制動ディスク１０とハブディスク２０間に円周方向に一定間隔おきに設けられている。図１では、８つの連結手段３０で制動ディスク１０とハブディスク２０とをフローティング状態に連結したが、８つ以外の個数の連結手段３０で両ディスク１０、２０をフローティング状態に連結することも可能である。
【００２４】
連結手段３０について説明すると、図１〜図３に示すように、連結手段３０の配設位置において、制動ディスク１０の内周部には半円形の制動側連結凹部１５が形成され、ハブディスク２０の外周部には半円形のハブ側連結凹部２５が制動側連結凹部１５と対向状に形成され、両ディスク１０、２０を組み合わせた状態で、両ディスク１０、２０間には連結凹部１５、２５により略円形の連結穴３１が形成される。連結穴３１には連結ピン３２が装着され、この連結ピン３２より両ディスク１０、２０の相対回転及び軸方向への相対移動が規制される。連結ピン３２には両ディスク１０、２０が同一平面内に位置するように付勢する皿バネ（これが弾性部材に相当する）３３と該皿バネ３３を受け止める座金３４が取付けられ、両ディスク１０、２０は連結ピン３２と皿バネ３３と座金３４を介してフローティング状態に連結されている。
【００２５】
前記連結ピン３２は、図３に示すように、中心孔４０を有する円筒状のアルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽金属材料からなる中空部材で構成され、連結穴３１に略隙間なく内嵌状に装着される円筒状の胴体部４１と、胴体部４１の一端部に形成された連結穴３１よりも大径の抜け止め用の第１鍔部４２と、胴体部４１の他端部に形成された連結穴３１よりも大径の抜け止め用の第２鍔部４３であって、図４（ａ）、図６、図７に図示の連結ピン３２Ａのかしめ部４３Ａをかしめて形成した第２鍔部４３とを備えている。
【００２６】
図４（ａ）に図示の連結ピン３２Ａは、連結ピン３２の第２鍔部４３をかしめにより形成する前のものであり、胴体部４１の上端部には第２鍔部４３に対応させて円筒状のかしめ部４３Ａが連設されている。この連結ピン３２Ａには、アルマイト処理やメッキ処理などが施され、連結ピン３２Ａの表面にはアルミニウムの酸化被膜やクロムメッキなどの耐蝕処理層（図示略）が形成されている。
【００２７】
連結ピン３２Ａの胴体部４１の長さ方向の途中部には段差部４４が形成され、段差部４４よりも上側の胴体部４１は段差部４４よりも下側の胴体部４１よりも小径に構成され、かしめ部４３Ａの外径は段差部４４よりも上側の胴体部４１と同径に構成されている。ただし、段差部４４は、かしめによる変形が、胴体部４１のうちの連結穴に３１に隙間なく嵌合する部分に悪影響を及ぼさない位置であれば任意の位置に形成することが可能で、例えばかしめ部４３Ａと胴体部４１の境界部に段差部４４を形成することもできる。また、前述のように、段差部４４を設けて、かしめ部４３Ａを胴体部４１よりも小径に構成すると、かしめ部４３Ａのかしめ作業が容易になるので好ましいが、段差部４４を省略した連結ピン、即ちかしめ部の外径を胴体部と同径に構成した連結ピンを採用することも可能である。
【００２８】
連結ピン３２Ａにおける、かしめ部４３Ａと胴体部４１の内周面の直径は全長にわたって同径に構成され、かしめ部４３Ａの先端外周面には、先端側へ行くにしたがって縮径する円錐状の面取り面４５Ａが形成され、連結ピン３２の先端外周部は面取り面４５Ａを形成することで減肉されている。そして、このようにかしめ部４３Ａの内周面の直径を全長にわたって同径に構成するとともに、連結ピン３２の先端外周部に面取り面４５Ａを形成することで、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成するときに、連結ピン３２Ａの耐蝕処理層が破損しないように構成されている。また、かしめて形成した第２鍔部４３の座金３４側の端面は、連結ピン３２の軸心直交方向の面内に配置される幅の広い環状面４７に形成され、この環状面４７により第２鍔部４３と座金３４との接触面積が大きく設定されて、連結ピン３２の引き抜き強度が高められている。
【００２９】
尚、面取り面４５Ａの構成を部分的に変更した他の連結ピンの実施例として、図４（ｂ）、（ｃ）に示す連結ピン３２Ｂ、３２Ｃのように、面取り面４５Ｂ、４５Ｃの傾斜角度θを変更したものを採用することができる。傾斜角度θは、２０°未満の場合には、薄平板形状になって引き抜き強度が低下し、４５°を超えると先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下するので、傾斜角度θは２０°〜４５°に設定することが好ましい。また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、連結ピン３２Ａ、３２Ｂの中心線に直交する環状の端面４６を形成するともできるし、図４（ｃ）に示す連結ピン３２Ｃのように、面取り面４５Ｃを先鋭に形成することもできる。更に、円錐面状の面取り面４５Ａ〜４５Ｃに代えて、図５（ａ）（ｂ）に示す連結ピン３２Ｄ、３２Ｅのように、連結ピン３２Ｄ、３２Ｅの半径方向外方側へ突出する凸形円弧断面の環状湾曲面からなる面取り面４５Ｄ、４５Ｅや、図５（ｃ）（ｄ）に示す連結ピン３２Ｆ、３２Ｇのように、連結ピン３２Ｆ、３２Ｇの半径方向内側へ突出する凹形円弧断面の環状湾曲面からなる面取り面４５Ｆ、４５Ｇを形成することもできる。図５（ａ）（ｂ）に示す面取り面４５Ｄ、４５Ｅの円弧の半径Ｒ１は、任意に設定可能であるが、５ｍｍ未満の場合には、先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下し、２０ｍｍを超えるとピンに欠損が発生する可能性があるので、半径Ｒ１は５ｍｍ〜２０ｍｍに設定することが好ましい。また、図５（ｃ）（ｄ）に示す面取り面４５Ｆ、４５Ｇの円弧の半径Ｒ２は任意に設定可能であるが、５ｍｍを未満の場合には、ピンに欠損が発生する可能性があり、２０ｍｍを超えると、先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下するので、半径Ｒ２は５ｍｍ〜２０ｍｍに設定することが好ましい。また、面取り面４５Ａ〜４５Ｇの上端部や下端部にアールを形成して角を丸めることも、耐蝕処理層の破損を防止する上で好ましい。
【００３０】
第１鍔部４２と両ディスク１０、２０間において胴体部４１には皿バネ３３と座金３４が外嵌状に装着され、両ディスク１０、２０は皿バネ３３により同一平面内に配置されるように付勢されている。ただし、座金３４と皿バネ３３のうちの少なくとも座金３４は省略することができる。また、連結ピン３２として、胴体部４１の横断面形状が楕円形や正方形や長方形などの方形状のものを採用することもでき、この場合には、連結穴３１の形状も胴体部４１に適合する形状に形成することになる。
【００３１】
前記皿バネ３３は、図３に示すように、緩やかな円錐状の円板状の部材で構成され、第１鍔部４２と両ディスク１０、２０間に皿バネ３３を組付けた状態で、皿バネ３３が多少圧縮されるように、両ディスク１０、２０と第３鍔部４３間の距離Ｈは皿バネ３３の自然状態での高さよりも多少短く設定されている。但し、皿バネ３３に代えてウェーブスプリングなどを採用することもできる。
【００３２】
かしめ部４３Ａのかしめ処理は、プレス装置により行なうこともできるし、ロールを用いた回転式のかしめ装置で行なうこともできるが、プレス装置によりかしめる方が連結ピン３２の耐蝕処理層の破損を防止する上で好ましい。
【００３３】
プレス装置としては、図６、図７に示すように、ポンチ５０とダイス５１とを有し、ポンチ５０に、連結ピン３２Ａの中心孔４０に挿入されてかしめ部４３Ａの先端部を外側へ押し広げる円錐台状の第１成形面５０ａと、押し広げたかしめ部４３Ａの先端部を連結ピン３２の半径方向外方側へ案内する第２成形面５０ｂとを設け、ダイス５１に、第１鍔部４２を収容可能な収容部５１ａを設け、押圧スリーブ５２で座金３４を押えた状態で、ポンチ５０でかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３をプレス成形できるように構成したものを採用できる。
【００３４】
また、ロールを用いた回転式のかしめ装置としては、図８に示すように、軸心Ｐ１を中心として回転自在に支持された支持ヘッド５５と、支持ヘッド５５の偏心位置において支持ヘッド５５の軸心Ｐ１に対して傾斜状に配置された軸心Ｐ２を中心として回転自在なロール５６と、連結ピン３２の載置するための凹部５７ａを有する載置台５７とを備え、ロール５６の先端部に、連結ピン３２Ａの中心孔４０に挿入されてかしめ部４３Ａの先端部を外側へ押し広げる円錐台状の成形面５６ａを形成し、支持ヘッド５５を軸心Ｐ１回りに回転させるとともに、ロール５６を軸心Ｐ２回りに回転させながら、ロール５６の成形面５６ａをかしめ部４３Ａの先端内周面に圧接させて、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を成形できるように構成したものを採用できる。
【００３５】
前記フローティングブレーキディスク１の組立方法の一例について、図面を参照しながら簡単に説明する。
先ず、図７に示すように、プレス装置のダイス５１に形成された８つの収容部５１ａに第１鍔部４２を夫々装着して８本の連結ピン３２Ａをダイス５１にセットする。
【００３６】
次に、図７に示すように、制動ディスク１０の８つの制動側連結凹部１５を８つの連結ピン３２Ａに夫々臨ませて、上方より制動ディスク１０をダイス５１の上面にセットするとともに、ハブディスク２０の８つのハブ側連結凹部２５を８つの連結ピン３２Ａに夫々臨ませて、上方よりハブディスク２０をダイス５１の上面にセットする。
【００３７】
次に、図７に示すように、連結ピン３２Ａのかしめ部４３Ａの下半部に皿バネ３３及び座金３４を外嵌状に装着してから、図６に示すように、ポンチ５０の成形面５０ａ、５０ｂでかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成し、連結ピン３２と皿バネ３３及び座金３４とで両ディスク１０、２０をフローティング状態に連結する。
【００３８】
この連結手段３０では、連結ピン３２として、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面４５Ａを形成し、かしめ部４３Ａの内周面をその全長にわたって同径に形成したものを用いているので、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成したときに、耐蝕被膜層が破損するという問題を防止できる。また、第２鍔部４３の座金３４側には平坦な環状面４７が形成され、第２鍔部４３と座金３４との接触面積が広くなるので、連結ピン３２の引き抜き強度を向上できる。
【００３９】
また、かしめ部４３Ａと胴体部４１間に段差部４４が形成されるとともに、かしめ部４３Ａは胴体部４１よりも薄肉に構成されているので、かしめ荷重が胴体部４１側へ作用することが抑制され、かしめ荷重による胴体部４１の変形を防止出来る。
【００４０】
次に、連結ピン３２の評価試験について説明する。
実施例１、２として、図９（ａ）に示すような寸法で、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面として半径１０ｍｍの面取り面４５Ｊを形成した実施例１の連結ピン３２Ｊと、図９（ｂ）に示すように、面取り面として半径１５ｍｍの面取り面４５Ｋを形成した以外は実施例１の連結ピン３２Ｊと同様に構成した実施例２の連結ピン３２Ｋを製作した。また、比較例１として、図１０（ａ）に示すように、面取り面を省略した以外は、実施例１の連結ピン３２Ｊと同様に構成した連結ピン３２Ｌを製作した。また、比較例２として、図１０（ｂ）に示すような寸法で、先端内周面にテーパー面状の面取り面４５Ｍを形成した連結ピン３２Ｍを製作した。そして、製作した連結ピン３２Ｊ〜３２Ｍに対して、耐蝕被膜層として、アルマイト処理を施した。
【００４１】
こうして製作した連結ピン３２Ｊ〜３２Ｍを、図１１に示すように、引張り試験機の断面Ｃ型の１対の治具６０に皿バネ３３及び座金３４とともに組み付けて、引張り試験を行なって連結ピン３２Ｊ〜３２Ｍの引抜き強度を測定した。具体的には、断面Ｃ型の１対の治具６０を背中合わせに組み合わせた状態で、ブレーキディスクに連結ピン３２Ａを組み付ける場合と同様に、両治具６０に形成した連結孔６１に連結ピンを装填してから、連結ピンに皿バネ３３及び座金３４を外嵌させた状態で、連結ピンのかしめ部をプレスによりかしめた場合と、ロールによりかしめた場合の２種類の試験具６２を、連結ピン３２Ｊ〜３２Ｍについてそれぞれ製作した。そして、製作した試験具６２の連結ピン３２のアルマイト処理層に、かしめにより、剥離や亀裂などの損傷がないか否かを目視にて検査し、その後、試験具６２を引き抜き試験機の１対の軸部材６３間に組み付けて、試験具６２の１対の治具６０を相互に離間させて連結ピンの引張り試験を行ない、引張最大荷重を引抜き最大荷重として測定した。その結果を表１に示す。また、連結ピン３２Ｊ、３２Ｋ、３２Ｍを組み付けた試験具６２に関しては、連結ピン３２Ｊ、３２Ｋ、３２Ｍをかしめた後、ワイヤーソーなどの加工機で連結ピン連結ピンを縦に切断して、連結ピンの断面形状を撮影した。図１２は、撮影した断面形状の外観形状を写し取った図面で、図１２（ａ）は、ローラにてかしめた実施例１の連結ピン３２Ｊａの断面図であり、図１２（ｂ）は、プレスにてかしめた実施例１の連結ピン３２Ｊｂの断面図であり、図１２（ｃ）は、ローラにてかしめた実施例２の連結ピン３２Ｋの縦断面図であり、図１２（ｄ）は、ローラにてかしめた比較例２の連結ピン３２Ｍの縦断面図である。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１から、比較例１の連結ピン３２Ｌのように、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面を形成しないと、実施例１、２と比較して引き抜き強度が低下するとともに、アルマイトが損傷し、耐蝕性能が低下するという問題が発生することが判る。また、比較例２の連結ピン３２Ｍのように、面取り面を形成する場合であっても、先端内周面に面取り面を形成すると、アルマイトの損傷は発生しないが、引き抜き強度が格段に低くなっていることが判る。その原因としては、比較例２の連結ピン３２Ｍのかしめ後の断面形状は、図１２（ｄ）に示すように、連結ピン３２Ｍの先端部には外方へ膨出する第２鍔部４３Ｍは形成されるものの、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す実施例１、２の連結ピン３２Ｊ、３２Ｋに見られるような、外方へ大きく突出する第２鍔部４３が形成されておらず、しかも第２鍔部４３Ｍの座金３４側には、実施例１、２の連結ピン３２Ｊ、３２Ｋのように軸心直交方向の環状面４７が形成されておらず、座金３４との引っ掛かりが十分に確保されないことから、引き抜き強度が低下しているものと推定できる。
【００４４】
また、実施例１のように、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面４５Ｊを形成した連結ピン３２Ｊを用いる場合であっても、ローラによりかしめる場合には、プレスによりかしめる場合と比較して、引き抜き強度は多少高くなるが、アルマイトが損傷し、耐蝕性が低下することから、プレスによりかしめることが好ましいことが判る。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ブレーキディスクの斜視図
【図２】ブレーキディスクの正面図
【図３】図１のIII-III線断面図
【図４】（ａ）は連結ピンの縦断面図、（ｂ）（ｃ）は他の構成の連結ピンの縦断面図
【図５】（ａ）〜（ｄ）は他の構成の連結ピンの縦断面図
【図６】プレスによるかしめ装置の説明図
【図７】連結ピンをかしめる直前の連結手段の縦断面図
【図８】ロールによるかしめ装置の説明図
【図９】（ａ）は実施例１の連結ピンの縦断面図、（ｂ）は実施例２の連結ピンの縦断面図
【図１０】（ａ）は比較例１の連結ピンの縦断面図、（ｂ）は比較例２の連結ピンの縦断面図
【図１１】引張り試験機の説明図
【図１２】実際の連結ピンの断面形状を写し取った図面で、（ａ）は、ローラにてかしめた実施例１の連結ピンの断面図であり、（ｂ）は、プレスにてかしめた実施例１の連結ピンの断面図であり、（ｃ）は、ローラにてかしめた実施例２の連結ピンの縦断面図であり、（ｄ）は、ローラにてかしめた比較例２の連結ピンの縦断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ ブレーキディスク
１０ 制動ディスク １１ 摺動部
１２ 小孔 １３ 凹部
１４ 凹部 １５ 制動側連結凹部
２０ ハブディスク ２１ 取付孔
２２ ボルト挿通孔 ２３ 軽減孔
２５ ハブ側連結凹部
３０ 連結手段 ３１ 連結穴
３２ 連結ピン ３３ 皿バネ
３４ 座金
４０ 中心孔 ４１ 胴体部
４２ 第１鍔部 ４３ 第２鍔部
４３Ａ かしめ部 ４４ 段差部
４６端面 ４７ 環状面
３２Ａ〜３２Ｇ 連結ピン
４５Ａ〜４５Ｇ 面取り面
５０ ポンチ ５０ａ 第１成形面
５０ｂ 第２成形面 ５１ ダイス
５１ａ 収容部 ５２ 押圧スリーブ
５５ 支持ヘッド ５６ ロール
５６ａ 成形面
６０ 治具 ６１ 連結孔
６２ 試験具 ６３ 軸部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部に複数の制動側連結凹部が形成された平板環状の制動ディスクと、
前記制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部が外周部に形成され、前記制動ディスクの内側に嵌合されるハブディスクと、
前記両連結凹部を突き合わせて形成される連結穴に組み付けられる連結ピンと、
を備え、
前記連結ピンとして、少なくとも一端部にかしめにより両ディスクを連結するための鍔部を形成可能な円筒状のかしめ部であって、先端外周面に面取り面が形成され、内周面が全長にわたって同径に構成されたかしめ部を有し、表面に耐蝕処理層を形成したものを用いた、
ことを特徴とするフローティングブレーキディスク。
【請求項２】
前記面取り面としてテーパー面、凸形円弧断面の環状湾曲面または凹形円弧断面の環状湾曲面を形成した請求項１記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項３】
前記連結ピンとして、連結穴に略隙間なく装着される円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成された胴体部よりも大径の第１鍔部と、胴体部の他端部に連設された前記かしめ部とを有し、前記かしめ部をかしめることで胴体部よりも大径の第２鍔部を形成可能な連結ピンを用いた請求項１または２記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項４】
前記連結ピンがアルミニウム合金からなる請求項１〜３のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項５】
前記連結ピンのかしめ部をプレスによりかしめて鍔部を形成した請求項１〜４のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項６】
前記連結ピンの鍔部とディスク間に弾性部材を介装した請求項１〜５のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項１】
内周部に複数の制動側連結凹部が形成された平板環状の制動ディスクと、
前記制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部が外周部に形成され、前記制動ディスクの内側に嵌合されるハブディスクと、
前記両連結凹部を突き合わせて形成される連結穴に組み付けられる連結ピンと、
を備え、
前記連結ピンとして、少なくとも一端部にかしめにより両ディスクを連結するための鍔部を形成可能な円筒状のかしめ部であって、先端外周面に面取り面が形成され、内周面が全長にわたって同径に構成されたかしめ部を有し、表面に耐蝕処理層を形成したものを用いた、
ことを特徴とするフローティングブレーキディスク。
【請求項２】
前記面取り面としてテーパー面、凸形円弧断面の環状湾曲面または凹形円弧断面の環状湾曲面を形成した請求項１記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項３】
前記連結ピンとして、連結穴に略隙間なく装着される円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成された胴体部よりも大径の第１鍔部と、胴体部の他端部に連設された前記かしめ部とを有し、前記かしめ部をかしめることで胴体部よりも大径の第２鍔部を形成可能な連結ピンを用いた請求項１または２記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項４】
前記連結ピンがアルミニウム合金からなる請求項１〜３のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項５】
前記連結ピンのかしめ部をプレスによりかしめて鍔部を形成した請求項１〜４のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスク。
【請求項６】
前記連結ピンの鍔部とディスク間に弾性部材を介装した請求項１〜５のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１４１９０（Ｐ２０１０−１４１９０Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７４３０８（Ｐ２００８−１７４３０８）
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（３０５０３２２５４）サンスター技研株式会社 (97)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（３０５０３２２５４）サンスター技研株式会社 (97)
【Ｆターム（参考）】
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