説明

ブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスク

【課題】外周角部の面取りを行うための金型構造を複雑にすることなく、該金型により面取りを行ったときに発生する隆起部を極力小さくして、ブレーキディスクの外観を向上可能なブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスクを提供する。
【解決手段】車輪と一体に回転するブレーキディスクの製造方法であって、ブレーキディスクのアウターロータープレート2の外周形状を、プレス成形により径方向の凹凸の繰り返し形状とする外周プレス工程と、外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するアウターロータープレート2の外周縁の角部2dに、繰り返し形状に対応して角部2dに当接する斜面12aであって、型押し方向に対する傾斜角度θが10°以上、30°未満の斜面12aを設けた金型12を押圧し、角部2dを塑性変形させることにより繰り返し形状を有するアウターロータープレート2に面取り面6を成形する面取り工程とを備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動二輪車等に用いられるディスクブレーキ装置のブレーキディスクにおいて、外周形状が径方向の凹凸の繰り返し形状であるブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスクの改良に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ディスクブレーキ装置は、小型かつ軽量であること、吸収エネルギーが大きいこと及び制動力が安定していること等から、自動二輪車、乗用車又は小型トラック等のブレーキ装置として広く用いられている(例えば、特許文献1参照。)。このようなディスクブレーキ装置の主要構成部品として、ブレーキディスクがある。ブレーキディスクは、車輪と一体に回転して、このブレーキディスク両面へのブレーキパッドの押圧による制動力を前記車輪に伝達すると共に、制動時に生じる前記ブレーキパッドとの摩擦熱の放熱機能を有するものである。ブレーキディスクの外周形状として、通常多用される円形のもの(例えば、特許文献1参照。)の他に、径方向の凹凸の繰り返し形状であるもの(例えば、特許文献2及び特許文献3参照。)がある。
【0003】
前記外周形状が径方向の凹凸の繰り返し形状であるブレーキディスクは、放熱性向上及び軽量化並びに意匠性向上等の観点から好ましいものであるが、このような外周形状のブレーキディスクはブレーキパッドの磨耗が大きいことや成形するための加工コストが上昇するという問題点がある。特に、安全面及び意匠面等の配慮から、ブレーキディスク外周縁の角部に面取り面を形成する場合において、外周形状が径方向の凹凸の繰り返し形状であるため、NC工作機械等の高価な加工機や専用の加工機等により長時間にわたる加工を行う必要がある。したがって、前記面取り面形成のための加工コストが大幅に上昇することになる。このようなことから、前記外周形状が径方向の凹凸の繰り返し形状であるブレーキディスクにおいては、前記放熱性向上及び軽量化並びに意匠性向上等の特徴を備えながらも、制動性能の耐久性面、製造コスト面から実用性に欠けるという問題点があった。
【0004】
そこで、前記のような問題点を解決するため、ブレーキディスクのロータープレートの外周形状を、プレス成形により径方向の凹凸の繰り返し形状とする外周プレス工程と、外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、繰り返し形状に対応して角部に当接する斜面を設けた金型を押圧し、角部を塑性変形させることにより繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形する面取り工程とを備えてなるブレーキディスクの製造方法も提案されている(例えば、特許文献4参照。)。
【0005】
また、板材をプレス抜きしてディスクブランクを製作し、このディスクブランクの打抜端面におけるダレ及びカエリをコイニング型により面取りするブレーキディスクの製造方法において、前記コイニング型として、ダレやカエリを面取りすることにより形成される隆起部を押える押さえ面を設けたものが提案されている(例えば、特許文献5参照。)。
【0006】
【特許文献1】特開2003−74604号公報
【特許文献2】意匠登録第1179058号公報
【特許文献3】国際公開第04/042247号パンフレット
【特許文献4】国際公開第2005/054703号パンフレット
【特許文献5】特開2006−142363号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
前記特許文献4記載のブレーキディスクの製造方法では、ブレーキディクスの外周角部に斜面を圧接させて、ダレやカエリのみを面取りするので、面取り工程で用いる金型として簡易な構成のものを採用できる。しかし、実際にブレーキディスクを製作してみると、ダレやカエリを面取りするために、外周の角部に斜面を押圧したときに、斜面の押圧方向の先端側に肉が寄せられて、側方へ突出する隆起部が形成され、この隆起部によりブレーキディスクの外観が低下という問題があることがわかった。例えば押圧方向に対する斜面の傾斜角度を、面取り角度として広く採用されている45°に設定すると、0.133mmもの高さの隆起部が形成され、ブレーキディスクの意匠性が低下する。一方、特許文献5記載の製造方法では、隆起部を押さえ込む押さえ面をコイニング型に形成しているが、この押え面はコイニング型の型押し方向に沿って配置されており、しかも隆起部は高さが0.1mm程度の比較的低いものなので、ブレーキディスクの外形精度のバラツキなどにより、隆起部を押さえ込めないことがある。また、コイニング面だけでなく、隆起部を押え込む押え面を精度良く形成する必要があることから、コイニング型の構成が複雑になりその製作コストが高くなるという問題がある。
【0008】
本発明の目的は、外周角部の面取りを行うための金型構造を複雑にすることなく、該金型により面取りを行ったときに発生する隆起部を極力小さくして、ブレーキディスクの外観を向上可能なブレーキディスクの製造方法及び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】
【0009】
本発明に係るブレーキディスクの製造方法は、車輪と一体に回転するブレーキディスクの製造方法であって、前記ブレーキディスクのロータープレートの外周形状を、プレス成形により径方向の凹凸の繰り返し形状とする外周プレス工程と、前記外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、前記繰り返し形状に対応して前記角部に当接する斜面であって、型押し方向に対する傾斜角度が10°以上、30°未満の斜面を設けた金型を押圧し、前記角部を塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形する面取り工程とを備えたものである。
【0010】
この製造方法では、外周プレス工程により、プレス装置を用いて前記径方向の凹凸の繰り返し形状を加工できると共に加工時間を短縮できるため、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び製造コストの上昇の抑制が可能なブレーキディスクを実現することができる。また、前記面取り工程により、プレス装置を用いて前記繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形できると共に加工時間を短縮できるため、取り扱い時の安全性向上及び製造コストの抑制が可能なブレーキディスクを実現することができる。さらに、該面取り面を形成することにより該ブレーキディスクに押圧されるブレーキパッドの磨耗量を抑制することになるので、制動性能を維持向上することができる。さらにまた、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の外観により意匠性の向上が可能なブレーキディスクを実現することができる。また、型押し方向に対する斜面の傾斜角度を10°以上、30°未満に設定しているので、角部を綺麗に面取りできるとともに、面取りするときに発生する隆起部の高さをブレーキディスクの意匠性を低下させない程度に低く且つ小さくできる。更に、斜面の角度を適正に設定するだけなので、面取りのための金型の製作コストが高くなることもない。
【0011】
ここで、前記ブレーキディスクの製造方法において、前記外周プレス工程で用いる抜き金型のポンチとダイス間のクリアランスをロータープレートの板厚の8%以上10%以下に設定することが好ましい実施の形態である。このようにポンチとダイスのクリアランスを設定することで、ダレやカエリの少ない綺麗な打抜端面のロータープレートを製作することができる。
【0012】
前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程で用いる金型の斜面の外形を、前記ポンチの外形と相似形で且つポンチの外形よりも大きな外形に設定することができる。斜面の外形はポンチの外形と同じ大きさに設定することも可能であるが、ポンチの外形よりも多少大きな外形に設定すると、ロータープレートの外周角部を斜面の途中部に載せてロータープレートを金型にセットすることができ、面取り用の金型に対するロータープレートの位置合わせ及び据付の作業が容易になる。
【0013】
前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程後に、前記繰り返し形状を構成している凸部先端側の一部を、前記ロータープレートの回転中心と同心の円の円弧に合わせて機械加工し、その角部に前記金型による面取り面に連続する面取り面を削成する外周削成工程とを備えることが好ましい。この場合には、前記外周削成工程により、旋盤等を用いて前記凸部先端側の一部等を加工できると共に加工時間を短縮できるため、製造コストの抑制を図りつつ前記ロータープレートの最大外径部分の形状精度及び回転時の振れ精度を向上することができる。また、前記機械加工による高精度加工により、ブレーキパッドの磨耗量の抑制効果と意匠性をさらに向上することができる。
【0014】
また、このブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程及び前記外周削成工程の間に、前記ロータープレートの制動表面及び制動裏面を硬化させるための熱処理を行う熱処理工程を備えることも好ましい実施の形態である。この場合には、前記ロータープレートの耐磨耗性向上により、ディスクブレーキ装置の長期にわたる信頼性を向上することができる。
【0015】
前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程では、前記外周プレス工程のプレス成形により前記ロータープレートの外周縁の角部がだれていない側の角部のみに対して、前記金型により面取り面を成形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と、前記ロータープレートの取り扱い時の安全性を確保しつつ生産性を向上して製造コストの上昇をさらに抑制することができる。
【0016】
前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程が、前記外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、前記繰り返し形状に対応して前記ロータープレート全周にわたり前記角部に当接する斜面であって、型押し方向に対する傾斜角度が10°以上、30°未満の斜面を設けた金型を押圧し、前記角部を塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するロータープレート全周にわたって面取り面を成形することも好ましい実施の形態である。この場合には、製造コストの上昇をさらに抑制することができる。
【0017】
前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り面の面取り長さを、前記外周プレス工程による前記ロータープレートの外周縁の角部のダレの大きさに合わせてなるものが好ましい。この場合には、統一した印象により意匠性を高めることができる。また、該製造方法により製造されるブレーキディスクに押圧される両側のブレーキパッドの磨耗量を減少させることができると共に、該両側のブレーキパッドの磨耗量を略均一にすることができる。
【0018】
本発明に係るブレーキディスクは、車輪と一体に回転するブレーキディスクであって、前記ブレーキディスクのロータープレートの外周縁に径方向に凹凸する凹凸部を周方向に沿って繰り返して形成し、前記凹凸部の角部に、プレス成形により、板厚方向に対する傾斜角度が10°以上、30°未満の面取り面を設けてなるものである。
【0019】
したがって、このブレーキディスクでは、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び取り扱い時の安全性向上を図ることができると共に製造コストの上昇を抑制することができる。また、該面取り面を形成することにより該ブレーキディスクに押圧されるブレーキパッドの磨耗量を減少させることができる。さらに、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の印象により意匠性の向上を図ることができる。また、板厚方向に対する面取り面の傾斜角度を10°以上、30°未満に設定しているので、ロータープレートの外周の角部を綺麗に面取りできるとともに、面取りするときに発生する隆起部の高さをブレーキディスクの意匠性を低下させない程度に低く且つ小さくできる。更に、面取りのための金型の斜面の角度を適正に設定するだけでよいので、該金型の製作コストが高くなることもない。
【0020】
ここで、前記ブレーキディスクにおいて、前記凹凸部の凸部の先端部に、凸部先端側の一部を前記ロータープレートの回転中心と同心の円の円弧に合わせて削成してなる削成外周面を形成し、この削成外周面の角部に削成により形成した面取り面を、前記プレス成形による面取り面に連続させて設けることができる。この場合には、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び取り扱い時の安全性向上を図ることができると共に製造コストの上昇を抑制することができる。また、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の印象により意匠性の向上を図ることができる。さらに、前記ロータープレートの最大外径部分の形状精度及び回転時の振れ精度を向上することができる。
【0021】
前記ブレーキディスクにおいて、前記凹凸部をプレス成形により形成し、凹凸部の角部がだれていない面側にプレスによる面取り面を形成し、凹凸部の角部がだれている面側を前記車輪に対する取付け面となすことも好ましい実施の形態である。この場合には、ブレーキディスクの意匠性の低下を防止しつつ、製造コストの上昇をさらに抑制することができる。
【0022】
前記ブレーキディスクにおいて、前記面取り面の面取り長さを、前記プレス成形による前記ロータープレートの外周縁の角部のダレの大きさに合わせることも好ましい実施の形態である。この場合には、統一した印象により意匠性を高めることができる。また、該ブレーキディスクに押圧される両側のブレーキパッドの磨耗量を減少させることができると共に、該両側のブレーキパッドの磨耗量を略均一にすることができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明に係るブレーキディスクの製造方法によれば、外周プレス工程により、プレス装置を用いて前記径方向の凹凸の繰り返し形状を加工できると共に加工時間を短縮できるため、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び製造コストの上昇の抑制が可能なブレーキディスクを実現することができる。また、前記面取り工程により、プレス装置を用いて前記繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形できると共に加工時間を短縮できるため、取り扱い時の安全性向上及び製造コストの抑制が可能なブレーキディスクを実現することができる。さらに、該面取り面を形成することにより該ブレーキディスクに押圧されるブレーキパッドの磨耗量を抑制することになるので、制動性能を維持向上することができる。さらにまた、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の外観により意匠性の向上が可能なブレーキディスクを実現することができる。また、型押し方向に対する斜面の傾斜角度を10°以上、30°未満に設定しているので、角部を綺麗に面取りできるとともに、面取りするときに発生する隆起部の高さをブレーキディスクの意匠性を低下させない程度に低く且つ小さくできる。更に、斜面の角度を適正に設定するだけなので、面取りのための金型の製作コストが高くなることもない。
【0024】
本発明に係るブレーキディスクによれば、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び取り扱い時の安全性向上を図ることができると共に製造コストの上昇を抑制することができる。また、該面取り面を形成することにより該ブレーキディスクに押圧されるブレーキパッドの磨耗量を減少させることができる。さらに、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の印象により意匠性の向上を図ることができる。また、板厚方向に対する面取り面の傾斜角度を10°以上、30°未満に設定しているので、ロータープレートの外周の角部を綺麗に面取りできるとともに、面取りするときに発生する隆起部の高さをブレーキディスクの意匠性を低下させない程度に低く且つ小さくできる。更に、面取りのための金型の斜面の角度を適正に設定するだけでよいので、該金型の製作コストが高くなることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
図1は、本発明の実施の形態に係るブレーキディスクの構成例を示す斜視図であり、フローティングブレーキディスクの場合を示している。ブレーキディスク1は、アウターロータープレート2、図示しない車輪への取付け孔3a,3a・・・を備えたインナーロータープレート3、アウターロータープレート2及びインナーロータープレート3を連結するフローティングピン4,4・・・により構成される。インナーロータープレート3のみが、取付け孔3a,3a・・・を用いてボルトにより前記車輪に固定され、アウターロータープレート2は前記車輪に固定されない。このように、前記車輪への取付け部分であるインナーロータープレート3と図示しないブレーキパッドが押圧される摩擦部分であるアウターロータープレート2とが独立しているため、前記摩擦熱によるアウターロータープレート2の伸縮変形による反りが抑制される。したがってブレーキパッドによるアウターロータープレート2の押圧動作が安定すること等の特徴を有するものである。
【0026】
また、アウターロータープレート2及びフローティングピン4,4・・・は、例えばステンレス等の金属製であり、インナーロータープレート3は、例えばアルミニウム合金等の金属製である。前記のとおりインナーロータープレート3は、前記摩擦熱の影響を受けにくいため、軽量化を主目的として熱膨張率が比較的大きいアルミニウム合金を用いることができる。なお、アウターロータープレート2の寸法は、例えば、外径は300mm程度、厚さは6mm程度である。さらに、アウターロータープレート2の前記ブレーキパッドの当接面である制動表面2a及び制動裏面2bには、耐磨耗性向上のために該制動面を硬化させる高周波焼入れ等の熱処理が施されている。
【0027】
図2は、アウターロータープレート2の外周形状の説明図である。また、図3は、アウターロータープレート2の外周部を拡大して示した斜視図である。アウターロータープレート2の外周形状5は、径方向の凹凸(凹部5a及び凸部5b)の繰り返し形状であると共に、図2のように、前記車輪の回転中心、すなわちアウターロータープレート2及びインナーロータープレート3の回転中心と同心の円Aの円弧と一部が重なっている。アウターロータープレート2のこのような形状により、表面積の増大による放熱性向上、軽量化及び慣性モーメントの低減並びに意匠性向上が図られている。なお、アウターロータープレート2の外周の径方向の凹凸の繰り返し形状における該凹凸のピッチ(凹凸の個数)、凹部5aの形状や深さ等は、前記表面積の増大による放熱性向上、軽量化及び慣性モーメントの低減並びに意匠性向上の観点から、適宜設定することができる。また、アウターロータープレートの内周形状を径方向の凹凸の繰り返し形状としてもよい。
【0028】
また、アウターロータープレート2の外周縁の角部、すなわち、前記車輪に対向する面である制動裏面2bの外周側の角部及び前記制動裏面2bの反対面である制動表面2aの外周側の角部には、少なくとも前記制動表面2aの外周側の角部に面取り面6が形成されている。このような面取り面6の形成により、取り扱い時の安全性を高めることができると共に、後述するようにブレーキパッドの磨耗量を減少させることができる。また、前記制動表面2aの角部になるべく均一な面取り面6を成形することは、特に自動二輪等に用いられた場合において外部から良く見える部分であるため、意匠性の観点からも好ましいといえる。さらに、アウターロータープレート2には、前記車輪の回転軸方向の多数の抜き孔2c,2c・・・が形成されており、表面積の増大による放熱性の向上、軽量化、慣性モーメントの低減による制動性の向上、磨耗屑及び泥よけ性の向上、並びに意匠性の向上が図られている。
【0029】
図4は、本発明の実施の形態に係るアウターロータープレートの製造工程例を示す説明図である。先ず、例えばステンレス製の板状素材をプレスにより打ち抜いてアウターロータープレート2の基となる円板CPを成形する(工程(a))。次に、前記円板CPの内側をプレスにより打ち抜いてアウターロータープレート2の内径側の形状を成形する(工程(b))。次に、前記円板CPにアウターロータープレート2の前記抜き孔2c,2c・・・をプレス成形する(工程(c))。
【0030】
次に、アウターロータープレート2の外周形状5、すなわち径方向の凹凸(凹部5a及び凸部5b)の繰り返し形状である、例えば略波形又は略台形の繰り返し形状をプレス成形する(外周プレス工程(d))。より具体的には、図5に示すように、円板CPをダイス10上にセットし、ダイス10とポンチ11とで、アウターロータープレート2の外周形状5を、円板CPの外周部の打ち抜きにより成形する。このとき、図6(a)に示すように、ダイス10とポンチ11間のクリアランスCは、円板CPの切断切口の形態を良好に維持するため、円板CPの板厚Tの8%以上10%以下に設定することになる。また、円板CPを打ち抜くとき、円板CPの切断部分は図6(b)に示すように変形しながら切断され、打ち抜いた後の円板CPの外周部には、図6(c)に示すように、そのポンチ11側の角部2dにカエリが形成され、ダイス10側の角部2eにダレが形成される。
【0031】
図7は、アウターロータープレート2の外周縁の角部2dへの面取り面6の成形方法を示す断面図であり、図7(a)は面取り面6の成形前の状態、図7(b)は面取り面6の成形後の状態、図7(c)は面取り面まわりの諸元を示している。また、図8は、アウターロータープレート2の外周縁の角部に面取り面6を成形するための金型の部分断面斜視図である。アウターロータープレート2の外周縁の角部2dに面取り面6を成形するための金型12には、図4の外周プレス工程(d)により成形されたロータープレートの前記径方向の凹凸の繰り返し形状に対応してアウターロータープレート2全周にわたり前記角部2dに当接する斜面12aが設けられている。
【0032】
したがって、前記繰り返し形状を有するアウターロータープレート2の外周縁の角部2dに、前記繰り返し形状に対応してアウターロータープレート2全周にわたり前記角部2dに前記金型12の斜面12aを押圧し、前記角部2dを塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するアウターロータープレート全周にわたって面取り面6を一括成形することができる(図4中の面取り工程(e))。
【0033】
斜面12aの型押し方向に対する傾斜角度θは、10°以上、30°未満に設定されている。斜面12aの傾斜角度θが10°未満の場合には、面取り面が広くなり過ぎて意匠性が低下し、30°を超える場合には、図7(c)に示すように、斜面12aの押し付け方向の前側に形成される隆起部2fが大きくなりすぎて、アウターロータープレート2の意匠性が低下するので、10°以上、30°未満に設定することが好ましい。尚、隆起部2fは、例えばその高さhが0.06mm以上になると目視にて容易に確認が可能になり、アウターロータープレート2の意匠性を低下させるので、0.06mm未満の高さになるように設定することが好ましい。
【0034】
ここで、斜面12aの傾斜角度θと隆起部2fの高さhの関係を調べるために行った試験について説明する。
試験片として、自動二輪車の前輪側のブレーキディスクと、後輪方のブレーキディスクを用いた。斜面12aの傾斜角度θをθ=45°に設定した場合と、θ=25°に設定した場合における、隆起部2fの高さhと面取り面6の板厚方向の長さL2の関係を、10枚のブレーキディスクについてそれぞれ測定し、その最大値と最小値、平均値と標準偏差σと3σを求め、表1に示すような結果を得た。
【0035】
【表1】

【0036】
表1から分かるように、傾斜角度45°の場合には、隆起部2fの高さhが平均で0.1mm以上もあり、目立つのに対して、傾斜角度25°の場合には、0.005mm未満であり、殆ど目立たなくなっていることがわかる。
【0037】
斜面12aの外形は、ポンチ11の外形と相似形で且つポンチ11の外形よりも大きな外形に設定することが好ましい。斜面12aの外形をポンチ11の外形と同じ、即ち、斜面の外端部に角部2dが配置されるように構成することも可能であるが、図7(a)に示すように、斜面12aの途中部に角部2dを位置させた状態で、面取り面6を形成すると、金型12に対するアウターロータープレート2の位置決めが容易になるので好ましい。
【0038】
このように、図4の外周プレス工程(d)後の、アウターロータープレート2の複雑な外径形状に対して、図4の面取り工程(e)により、面取り面6を一括成形してもよいし、又は、複数回に分けて成形してもよく、加工時間及び加工コストを大幅に低減することができる。
【0039】
また、金型12の斜面12aは、必ずしもアウターロータープレート2の外周縁の角部2d全周にわたる傾斜面である必要はなく、前記全周の一部のみに当接するものであってもよい。ただし、金型12の斜面12aがアウターロータープレート2の外周縁の角部2d全周にわたる傾斜面である場合は、前記のとおり面取り面6の成形が可能であるため、加工時間及び加工コストの低減効果が大きい。さらに、金型12は一体である必要はなく、分割金型であってもよい。
【0040】
前記面取り面6は、アウターロータープレート2の制動表面2a及び制動裏面2bの両面に形成してもよいが、図7のように、先行するプレス加工で角部2eにダレが生じている場合は、当該ダレがアウターロータープレート2の取り扱い時の安全性を阻害しないので、当該ダレの面取りは省略してもよい。ただし、前記のとおり、アウターロータープレート2の制動表面2aの角部には必ず面取り面6を成形する。したがって、前記角部2eのダレをアウターロータープレート2の制動裏面2bに生じるようにすれば、図4の面取り工程(e)による面取り面6の成形はアウターロータープレート2の制動表面2aの角部のみでよく、さらに加工時間及び加工コストを低減することができる。しかも取り扱い時における安全面及び意匠面で劣ることもない。
【0041】
次に、アウターロータープレート2の制動表面2a及び制動裏面2b両面の前記ブレーキパッド当接面には、耐磨耗性向上のために該制動面を硬化させる高周波焼入れ等の熱処理を施す。この熱処理工程は図4中には示していない。
【0042】
図9は、前記熱処理後のアウターロータープレート2の外周形状の凸部5bの先端側の一部を旋削、切削又は研削等の機械加工により削成する例を示す断面図である。前記熱処理後のアウターロータープレート2の外周形状の凸部5bの一部は、前記アウターロータープレート2の回転中心と同心の円Aの円弧(図2参照。)に合わせて機械加工により削成され、削成外周面7が形成される。また、該機械加工により生じた角部も機械加工により削成され、図9のように面取り面6a,6aが形成される(図4の外周削成工程(f))。
【0043】
このように前記熱処理後に、アウターロータープレート2の外周形状の凸部5bの先端側の一部の削成を行うことにより、前記熱処理により生じたひずみ変形分も含めて機械加工されるため、加工後のアウターロータープレート2の外周形状の最大外径部分の形状精度及び回転時の振れ精度を向上することができる。また、図4の面取り工程(e)により成形した面取り面6と同様の面取り面6aを、前記凸部5bの先端側の一部の削成により面取り面が無くなった部分に形成することができるため、取り扱い時の安全性の向上及び前記面取り面6及び6aの統一した印象により意匠性を高めることができる。また、図4の外周削成工程(f)は、前記アウターロータープレート2の回転中心と同心の円Aの円弧(図2参照。)に合わせて行う機械加工であり、簡単な形状の加工であるため、加工時間及び加工コストを抑制することができる。特に旋削によれば、加工時間及び加工コストの抑制効果が高い。
【0044】
図10は、アウターロータープレートの外周縁の角部に形成する面取り面の面取り長さによるブレーキパッドの磨耗量の変化を示す図であり、本測定は、自動車技術者協会規格の耐久強度試験(JASO C 419-89の7.2項)に準ずるものである(設定減速度は1.2G)。また、ディスク1のアウターロータープレート2の制動表面2a及び制動裏面2bに当接する両側のブレーキパッドの磨耗量の測定位置は、該両側のブレーキハッドがアウターロータープレート2の凹部5aを挟む位置として、アウターロータープレート2の回転方向に対してブレーキパッドの入側、出側及び該入側と出側の中央それぞれの径方向の内側、中央及び外側とした。すなわち、前記アウターロータープレート2の入側、中央及び出側それぞれの径方向3点を測定位置とし、前記両側のブレーキパッドの計18点の測定を行った。図10のブレーキパッド磨耗量は、前記入側、中央及び出側の制動表裏面の測定結果を示している。
【0045】
なお、該磨耗量の測定においては、ブレーキパッドの当接面方向の面取り長さL1及び該角部から外周端面E方向の面取り長さL2(図7(c)参照。)を0.3mm(C0.3),0.5mm(C0.5),0.7mm(C0.7),1.0mm(C1.0),1.5mm(C1.5)と変化させ、該凹部5aに面取り面を形成しない場合(C0)も含めて測定した結果を示している。
【0046】
図10より、面取り面を形成しない場合(C0)と比較して、前記面取り長さを0.3mmとした場合(C0.3)で、20%ないし30%程度の磨耗量の減少効果があり、前記面取り長さを0.5mmとした場合(C0.5)で、30%ないし45%程度の磨耗量の減少効果があることがわかる。また、前記面取り長さが0.5mmより大きく、0.7mm(C0.7),1.0mm(C1.0)、1.5mm(C1.5)となるとブレーキパッドの磨耗量の減少効果が略頭打ちになることがわかる。なお、前記面取り長さが大きすぎると(例えば、前記面取り長さが2.0mmより大きくなると)、ブレーキパッドの幅よりも該ブレーキパッドに当接するアウターロータープレート2の制動表裏面の幅が狭くなり、ブレーキパッドの偏磨耗が起きるので、望ましくない傾向にある。
【0047】
このような面取り面形成によるブレーキパッドの磨耗量の減少効果及び意匠性向上効果並びにパッドの偏磨耗等を考慮して、該面取り面の面取り長さを、アウターロータープレートの外周縁の角部からブレーキパッド当接面方向の面取り長さL1及び該角部から外周端面方向の面取り長さL2を0.1mm以上2.0mm以下とするのが好ましい。また、該面取り長さL1及びL2を、前記外周プレス工程によるアウターロータープレート2の外周縁の角部のダレに相当する程度として、該ダレの大きさに合わせてもよい。このように、前記面取り長さを前記ロータープレートの外周縁の角部のダレの大きさに合わせれば、統一した印象により意匠性を高めることができる。また、該製造方法により製造されるブレーキディスクに押圧される両側のブレーキパッドの磨耗量を減少させることができると共に、該両側のブレーキパッドの磨耗量を略均一にすることができる。
【0048】
また、図10に示したブレーキパッドの磨耗量の測定結果より、主にブレーキパッドの磨耗量を効果的に減少させるという観点から、該面取り面の面取り長さを、アウターロータープレートの外周縁の角部からブレーキパッド当接面方向の面取り長さL1及び該角部から外周端面方向の面取り長さL2を、0.1mm以上1.0mm以下とするのが好ましく、0.2mm以上0.7mm以下とするのがより好ましい。
【0049】
なお、以上の説明においては、図4の外周削成工程(f)により機械加工を行う場合を説明したが、要求される仕様等によっては外周削成工程(f)の機械加工を行わずに、外周プレス工程(d)によるプレス加工によってアウターロータープレートの外形を所望の最終形状に成形してもよい。
【0050】
また、以上の説明においては、フローティングブレーキディスクの場合について説明したが、本発明はフローティングブレーキディスクへの適用に限定されるものではなく、アウターロータープレート及びインナーロータープレートを分離・独立させずに一体のロータープレートとした、リジッドブレーキディスクに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の実施の形態に係るブレーキディスクの構成例を示す斜視図であり、フローティングブレーキディスクの場合を示している。
【図2】アウターロータープレートの外周形状の説明図である。
【図3】アウターロータープレートの外周部を拡大して示した斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態に係るアウターロータープレートの製造工程例を示す説明図である。
【図5】外周プレス工程におけるダイスとポンチの断面図である。
【図6】ダイスとポンチを用いてアウターロータープレートの外周部を凹凸形状に打ち抜くときの過程を示す説明図であり、(a)は打ち抜き前の状態を示す断面図、(b)は打ち抜き途中の状態を示す断面図、(c)は打ち抜き後のアウターロータープレートの外端部の断面図である。
【図7】アウターロータープレートの外周縁の角部への面取り面の成形方法を示す断面図であり、(a)は面取り面の成形前の状態、(b)は面取り面の成形後の状態、(c)は面取り面まわりの諸元を示している。
【図8】アウターロータープレートの外周縁の角部に面取り面を成形するための金型の部分断面斜視図である。
【図9】熱処理後に行うアウターロータープレートの外周形状の凸部の先端側の一部を機械加工により削成する例を示す断面図である。
【図10】アウターロータープレートの外周縁の角部に形成する面取り面の面取り長さによるブレーキパッドの磨耗量の変化を示す図である。
【0052】
1 ブレーキディスク 2 アウターロータープレート
2a 制動表面 2b 制動裏面
2c 抜き孔 2d 角部
3 インナーロータープレート 3a 取付け孔
4 フローティングピン 5 外周形状
5a 凹部 5b 凸部
6 面取り面 6a 面取り面
7 削成外周面 10 ダイス
11 ポンチ 12 金型
12a 斜面 CP 円板
E 外周端面


【特許請求の範囲】
【請求項1】
車輪と一体に回転するブレーキディスクの製造方法であって、前記ブレーキディスクのロータープレートの外周形状を、プレス成形により径方向の凹凸の繰り返し形状とする外周プレス工程と、前記外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、前記繰り返し形状に対応して前記角部に当接する斜面であって、型押し方向に対する傾斜角度が10°以上、30°未満の斜面を設けた金型を押圧し、前記角部を塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形する面取り工程とを備えてなるブレーキディスクの製造方法。
【請求項2】
請求項1において、前記外周プレス工程で用いる抜き金型のポンチとダイス間のクリアランスをロータープレートの板厚の8%以上10%以下に設定したブレーキディスクの製造方法。
【請求項3】
請求項2において、前記面取り工程で用いる金型の斜面の外形を、前記ポンチの外形と相似形で且つポンチの外形よりも大きな外形に設定したブレーキディスクの製造方法。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかにおいて、前記面取り工程後に、前記繰り返し形状を構成している凸部先端側の一部を、前記ロータープレートの回転中心と同心の円の円弧に合わせて機械加工し、その角部に前記金型による面取り面に連続する面取り面を削成する外周削成工程とを備えてなるブレーキディスクの製造方法。
【請求項5】
請求項4において、前記面取り工程及び前記外周削成工程の間に、前記ロータープレートの制動表面及び制動裏面を硬化させるための熱処理を行う熱処理工程を備えてなるブレーキディスクの製造方法。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかにおいて、前記面取り工程では、前記外周プレス工程のプレス成形により前記ロータープレートの外周縁の角部がだれていない側の角部のみに対して、前記金型により面取り面を成形するブレーキディスクの製造方法。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれかにおいて、前記面取り工程が、前記外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、前記繰り返し形状に対応して前記ロータープレート全周にわたり前記角部に当接する斜面であって、型押し方向に対する傾斜角度が10°以上、30°未満の斜面を設けた金型を押圧し、前記角部を塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するロータープレート全周にわたって面取り面を成形するものであるブレーキディスクの製造方法。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかにおいて、前記面取り面の面取り長さを、前記外周プレス工程による前記ロータープレートの外周縁の角部のだれの大きさに合わせてなるブレーキディスクの製造方法。
【請求項9】
車輪と一体に回転するブレーキディスクであって、前記ブレーキディスクのロータープレートの外周縁に径方向に凹凸する凹凸部を周方向に沿って繰り返して形成し、前記凹凸部の角部に、プレス成形により、板厚方向に対する傾斜角度が10°以上、30°未満の面取り面を設けてなるブレーキディスク。
【請求項10】
請求項9において、前記凹凸部の凸部の先端部に、凸部先端側の一部を前記ロータープレートの回転中心と同心の円の円弧に合わせて削成してなる削成外周面を形成し、この削成外周面の角部に削成により形成した面取り面を、前記プレス成形による面取り面に連続させて設けてなるブレーキディスク。
【請求項11】
請求項9又は10において、前記凹凸部をプレス成形により形成し、凹凸部の角部がだれていない面側にプレスによる面取り面を形成し、凹凸部の角部がだれている面側を前記車輪に対する取付け面となしたブレーキディスク。
【請求項12】
請求項9〜11のいずれかにおいて、前記面取り面の面取り長さを、前記プレス成形による前記ロータープレートの外周縁の角部のだれの大きさに合わせてなるブレーキディスク。


【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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【図10】
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【公開番号】特開2008−298094(P2008−298094A)
【公開日】平成20年12月11日(2008.12.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−141402(P2007−141402)
【出願日】平成19年5月29日(2007.5.29)
【出願人】(305032254)サンスター技研株式会社 (97)
【Fターム(参考)】