JP2002317834A

JP2002317834A - ディスクロータの製造方法

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Publication number: JP2002317834A
Application number: JP2001120481A
Authority: JP
Inventors: Jiyunjirou Katou; 純次郎加藤; Mitsuo Kofuchi; 光男小渕; Takayuki Nakaho; 隆行仲保
Original assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JP4489989B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ディスクロータのフランジ面の平面度を高度に
高めることが可能なディスクロータの製造方法を提供す
る。【解決手段】ディスクロータ１０は、一対の摺動面１
３，１４と、これら摺動面に対し平行なフランジ面１５
とを有する。基準金３２上に摺動面１４を受承すると共
に、基準金３２と対をなすクランプ３３を摺動面１３に
対して垂直方向に押し当てながらディスクロータ１０を
把持する（基準金３２及びクランプ３３からなるクラン
プ機構は複数組存在する）。この把持状態の下、フラン
ジ面１５に対し砥石２４で研削を施すことにより、フラ
ンジ面１５を高度に平面化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輌の制動手段た
るディスクブレーキの主要構成部品であるディスクロー
タの製造方法に関する。特に、ディスクロータにおける
取付面（例えばフランジ面）の加工方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図１の径方向断面図に示すよう
に、ディスクロータ１０は、環状の本体部１１と、その
本体部１１の内周部からアウター側（図１では下側）に
向けて略垂直方向に突設された有底円筒状の円筒部１２
とを備えている。環状の本体部１１のインナー側及びア
ウター側には、ディスクパッドにより圧接される一対の
摺動面１３，１４が形成され、円筒部１２の底壁のイン
ナー側（図１では上側）には前記各摺動面１３，１４と
平行なフランジ面１５が形成されている。このフランジ
面１５は、車輌のドライブシャフトの端部に設けられた
ハブＨ（一点鎖線で示す）に当該ディスクロータ１０を
接合する際の取付面として機能する。

【０００３】前記摺動面１３，１４やフランジ面１５に
対する切削加工に際しては、前記円筒部１２の周囲に複
数のクランプ（又はチャック）Ｃを配置し、これら複数
のクランプＣで円筒部１２をその中心Ｘに向けて径方向
に押圧することでディスクロータ１０を把持していた
（図２参照）。そして、この把持状態で摺動面１３，１
４やフランジ面１５に対し旋盤を用いて旋削を施すこと
により、ディスクロータ各面の荒削り及び仕上げ加工を
行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般にディスクブレー
キでは、ブレーキ時のディスクの振動を抑制するという
観点から、ディスクロータ１０を車輌に取り付けた際の
フランジ面１５に対する各摺動面１３，１４の「振れ精
度」が問題となる。振れ精度は主として、摺動面の平面
度、フランジ面の平面度、フランジ面に対する摺動面の
平行度という三つの要因に影響され、特にフランジ面の
平面度については、フランジ面に対する旋削加工の精度
が問題となる。

【０００５】しかしながら、従来の加工方法では、フラ
ンジ面１５の平面度を十分に出すことができなかった。
というのも、前述のようにフランジ面１５及び摺動面１
３，１４に対して旋削を施す場合、ディスクロータ円筒
部１２の外周を複数のクランプＣで径方向に強く押圧し
ているため、例えば図２（Ｂ）に誇張して示すように、
円筒部１２は、各クランプＣの爪によって押されている
箇所が偏荷重を受けて局部的に変形（又は歪曲）した状
態となる。このような局部変形又は歪みの影響を少なか
らず受けたフランジ面１５に対し、仮に精緻な旋削を施
して該フランジ面１５を一旦は高度に平面化したとして
も、旋削終了後に各クランプＣによる径方向押圧力を解
除したときに、前記局部変形していた部位がいわば弾性
的な形状復元を図る。その結果、前記押圧力解除に基づ
く形状復元の影響がフランジ面１５にも及んで、平面化
したはずのフランジ面１５に微妙な凹凸が表われ、所望
の平面度が得られない。このため、ディスクロータ１０
の振れ精度を十分に向上させることができないという問
題や、ディスクロータ１０の加工精度を安定させること
が難しいという問題があった。

【０００６】尚、フランジ面１５及び摺動面１３，１４
の旋削加工時において、クランプＣによるディスクロー
タ円筒部１２の把持力（押圧力）を極力小さくする等の
対策を講じれば、上述のような問題を未然に回避するこ
とも可能ではある。しかし、フランジ面１５に対する切
削加工はバイト又はチップによる旋削（つまり点接触的
な切削）であるため、その旋削抵抗（切削応力及び遠心
力）に抗してディスクロータ１０を安定保持するために
は、相当強力な把持力が現実には必要となる。また、フ
ランジ面１５や摺動面１３，１４等、旋削対象となる面
が変わる毎にディスクロータ１０のクランプ箇所を一々
取り替えるならば、旋削とクランピングとを交互に繰り
返す回数が増え、旋削のための工数や時間が著しく増大
して生産性を大幅に低下させてしまうという不都合も生
ずる。このため、フランジ面１５及び摺動面１３，１４
の旋削加工時に、クランプＣによるディスクロータ円筒
部１２の把持力（押圧力）を小さくする対策は、現実に
は採用し難い。

【０００７】本発明の目的は、クランピングに起因する
変形の影響を受けることなく、取付面の平面度を高度に
高めることが可能なディスクロータの製造方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ディ
スクパッドにより圧接される一対の摺動面と、これらの
摺動面に対し平行に設けられた車輌への取付面とを備え
たディスクロータの製造方法であって、前記摺動面に対
して略垂直方向にクランプを押し当てながらクランプ機
構で当該ディスクロータを把持すると共に、その把持状
態の下で前記取付面に対し砥石で研削を施すことを特徴
とする。

【０００９】この方法によれば、ディスクロータの取付
面に加工（砥石での研削）を施す際に必要なクランピン
グは、摺動面に対して略垂直方向にクランプを押し当て
ることにより達成される。つまり、クランプ機構の把持
力は一対の摺動面間にのみ作用し、その把持力の影響が
取付面にまで及ばない。このため、クランピングに起因
して加工対象となる取付面の変形を生ずることはなく、
変形のない状態の取付面は砥石での研削によってその平
面度が高められる。そして、研削加工後にクランプ機構
の把持力を解除したときも、優れた平面度がそのまま保
たれる。また、研削加工によれば、旋削の場合に比べて
切削応力の分散が図られ、研削に起因する取付面の応力
変形を回避することができ、この点でも取付面の平面度
の向上が図られる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１に記載のディ
スクロータの製造方法において、前記クランプ機構は、
前記一対の摺動面のうちの一方に当接する前記クランプ
と、前記一対の摺動面のうちの他方に当接する基準金と
から構成されることを特徴とする。

【００１１】これはクランプ機構の好ましい態様を限定
したものである。「基準金」とは、研削加工時において
ワークとしてのディスクロータを所望の垂直方向位置
（又は水平方向位置）に位置決めするための基準となる
物体や台座を意味し、その構成材料が金属であるか否か
は本質ではない。このようなクランプ及び基準金から構
成されるクランプ機構を使用すれば、ワークの位置決め
とクランピングとを同時に達成することが可能となる。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
のディスクロータの製造方法において、前記ディスクロ
ータの円筒部の外周に対しその径方向にクランプを押圧
して当該ディスクロータを把持した状態にて前記取付面
に対する旋削を施した後に、その取付面に対し前記砥石
での研削を施すことを特徴とする。

【００１３】本件方法の要部である前記研削加工以前
に、「ディスクロータの円筒部の外周に対しその径方向
にクランプを押圧して当該ディスクロータを把持した状
態にて取付面に対する旋削を施す」という旋削加工が行
われる場合には、従来の技術および発明が解決しようと
する課題の欄で述べたような不都合が生じやすい。それ
故、このような場合には本件方法を採用することの意義
や必要性が特に高い。

【００１４】付記：請求項１〜３に対し次の構成要件を
追加することは好ましい。（イ）：前記砥石は略円環状
の砥面を有すること。（ロ）：前記砥石はダイヤモンド
砥石であること。（ハ）：前記ディスクロータは、ディ
スクパッドにより圧接される一対の摺動面を有する環状
の本体部と、その本体部の内周部から前記摺動面に対し
略垂直方向に突設された有底円筒状の円筒部と、その円
筒部の底壁において前記一対の摺動面に対し平行に設け
られた車輌への取付面とを備えること。尚、追加要件
（ハ）によれば、クランプ機構による把持箇所が円筒部
よりも外側の本体部摺動面となるため、小さな把持力で
もより大きな把持モーメントを確保することが可能とな
り、クランプが押し当てられる摺動面を傷付けることな
く、ワークとしてのディスクロータを安定的に把持する
ことが可能となる（この意味は後ほどの説明で明らかと
なる）。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態での製造対象物
（加工対象物）は、図１に示すようなベンチレートタイ
プのディスクロータ１０であり、その構造の概要につい
ては既に説明した。かかるディスクロータ１０の大まか
な製造手順は、まず鋳造等によってディスクロータの原
型を造っておき、その原型に対し、摺動面１３，１４や
フランジ面１５等の機能面を削り出すための加工を施す
というものである。そして、機能面形成のための加工と
しては、旋盤を使った旋削加工と、研削装置を使った研
削加工とがある。

【００１６】旋削加工の種類としては、例えば、ディス
クロータ１０のアウター側の面（アウター側摺動面１４
及びフランジ面と反対側の底面１６を含む）に対する荒
引き旋削およびその後の仕上げ旋削、並びに、ディスク
ロータ１０のインナー側の面（インナー側摺動面１３及
びフランジ面１５を含む）に対する荒引き旋削およびそ
の後の仕上げ旋削があげられる。

【００１７】他方、研削加工の種類としては、各摺動面
１３，１４に対する研削加工と、本発明のポイントであ
るフランジ面１５に対する研削加工とがあげられる。こ
れらの研削加工はその性質上、前述の一連の旋削加工の
後に行われる。なお、各摺動面１３，１４に対する研削
加工とフランジ面１５に対する研削加工とのいずれを先
にすることも可能であるが、本実施形態では、各摺動面
１３，１４に対する研削加工の後に、フランジ面１５に
対する研削加工を行っており、この手順が最も好ましい
研削手順である。

【００１８】なお、上記旋削加工では特に、生産性の向
上を図るため、両摺動面１３，１４及びフランジ面１５
に対する仕上げ旋削を一工程で行っている。その際に
は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、予めある程度
の平面度にまで仕上げた前記底面１６を旋盤の基準台１
８に接触させると共に、その状態で円筒部１２の外周に
複数のクランプＣを配置し、各クランプＣで円筒部１２
をその中心Ｘに向けて径方向に押圧することによりディ
スクロータ１０を強固に把持する。そして、この把持状
態にて各摺動面１３，１４及びフランジ面１５に対し、
旋削工具（例えばバイトやチップ）による仕上げ旋削を
施している。但し、このように円筒部１２の外周をクラ
ンプＣで強く把持した状態でフランジ面１５を仕上げ旋
削しても、クランプＣによる押圧力の解除によりフラン
ジ面１５の平面度が低下する等の不具合を生ずることは
前述した通りである。そのような不具合を解消するため
に、フランジ面１５の旋削加工後に研削加工を追加実施
するというのが本実施形態の趣旨である。

【００１９】次に、荒引き旋削及び仕上げ旋削が施され
た後のフランジ面１５に対する研削加工について説明す
る。

【００２０】研削加工には図３に示すような研削装置２
０が使用される。この研削装置２０は、テーブル２１を
回転させるための第１スピンドル２２と、その第１スピ
ンドル２２を駆動するための第１モータ２３と、砥石２
４を回転させるための第２スピンドル２５と、その第２
スピンドル２５を駆動するための第２モータ２６と、前
記砥石２４、第２スピンドル２５及び第２モータ２６の
三者を一体的に垂直方向に上下動させるためのスライド
機構２７と、そのスライド機構２７を駆動するための第
３モータ２８と、前記第１、第２及び第３モータを含む
装置全体を制御するためのコントローラ２９とを備えて
いる。

【００２１】前記テーブル２１は、第１モータ２３によ
って第１スピンドル２２と共に一体回転される。テーブ
ル２１上には、その中心に配置されたインローボス３１
と、そのインローボス３１を取り囲むようにテーブル周
辺部に配置された複数の基準金３２及びクランプ３３
（図３には各一つのみ図示）が設けられている。基準金
３２とクランプ３３とは対をなし、両者３２，３３で一
組のクランプ機構が構成される。本実施形態では、三組
のクランプ機構がインローボス３１を中心として等角度
間隔（即ち１２０°間隔）にてテーブル２１上に設けら
れている。また、砥石２４の主要部は、図４に示すよう
にリング状のダイヤモンド砥石２４ａによって構成さ
れ、そのダイヤモンド砥石２４ａの下面が略円環状の砥
面を提供している。

【００２２】フランジ面１５に対する研削加工に際して
は、図４に示すように、ワークとなるディスクロータ１
０をテーブル２１上に位置決めする。即ち、ディスクロ
ータ１０の中心孔にインローボス３１を嵌合させて水平
方向の位置決めを行うとともに、高さ基準となる三つの
基準金３２にアウター側摺動面１４を受承させて垂直方
向の位置決めを行う。そして、インナー側摺動面１３に
三つのクランプ３３を押し当てて、各クランプ３３とそ
れに対応する基準金３２との間にディスクロータ本体部
１１を挟着する。この挟着力は、本体部１１の両摺動面
１３，１４間にのみ作用し、その影響が円筒部１２やフ
ランジ面１５にまで及ぶことはない。このため、クラン
プ機構（３２，３３）によるディスクロータ本体部１１
の挟着力を高めることで円筒部１２やフランジ面１５の
変形を誘発することもなく、各摺動面１３，１４を傷付
けない限度で前記挟着力を極力高めることが可能とな
る。こうして、インローボス３１及び三組のクランプ機
構（３２，３３）によって、ディスクロータ１０がテー
ブル２１の中心の所定高さ位置に安定的に把持される。

【００２３】続いて、コントローラ２９により砥石２４
（つまりは砥面）の高さ及び回転速度を数値制御しつ
つ、高速回転する砥石２４によってフランジ面１５が研
削される。この研削加工により、前記旋削加工の際に不
可避的に生じたフランジ面１５の微妙な凹凸や歪みが除
去され、フランジ面１５の平面度が高度に高められる。
この研削加工を終えたディスクロータ１０をクランプ機
構から取り外しても、フランジ面１５の平面度が損なわ
れることはない。

【００２４】尚、ディスクロータ１０の製造工程とし
て、上述の各機能面に対する旋削加工及び研削加工の他
に、ラビリンス加工、限度マークの刻印、取付孔等の孔
あけ・座ぐり加工、アンバランス測定及び修正、特性値
の測定等々、必要な工程を適宜加えることができること
は言うまでもない。

【００２５】（効果）本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。本実施形態では、両摺動面１
３，１４をクランプ機構（３２，３３）で把持した状態
でフランジ面１５に研削加工を施している。このため、
加工対象となるフランジ面１５にはクランピングに起因
する変形は付与されず、研削加工時および研削加工後の
いずれにおいても、フランジ面１５の平面度を従来より
も向上させることができる。また、フランジ面１５の最
終的な仕上げ加工が上記研削加工であることから、切削
応力が分散されてフランジ面１５の応力変形を未然に防
止することができる。

【００２６】従って、本実施形態の製造手順を経て製造
されたディスクロータ１０においては、フランジ面１５
に対する摺動面１３，１４の振れ精度を従来よりも向上
させることができる。又、フランジ面１５の加工品質が
安定することから、ディスクロータ１０の品質管理が従
来よりも容易となる。

【００２７】本実施形態によれば、フランジ面１５の研
削加工時におけるクランプ機構（３２，３３）の挟着力
は、図２に示すような円筒部１２を径方向に押圧すると
きの押圧力よりも小さくて足りる。というのも、一般に
旋削加工よりも研削加工の方が切削抵抗が少なく、ワー
クを固定するために必要な把持力も研削加工の方が小さ
くて済むからである。加えて、フランジ面１５の研削加
工時のクランピング箇所が円筒部１２よりも更に外側の
摺動面１３，１４の位置であることから、円筒部１２で
把持する場合の把持力よりも小さな把持力でもって前記
摺動面位置でのクランピングを行っても、中心Ｘ回りで
の把持モーメントを同等又はそれ以上とすることが可能
となるからである。フランジ面１５の研削加工時におけ
るクランプ機構（３２，３３）の挟着力を小さくできれ
ば、クランピングに起因して各摺動面１３，１４を傷付
けたり変形させたりする虞れがなく、製品の品質を良好
に保つことができる。

【００２８】（別例）本発明の実施形態を以下のように
変更してもよい。・前記各摺動面１３，１４に対しては、旋削加工に続く
研削加工に代えて、旋削加工に続くバニッシング加工を
採用してもよい。

【００２９】・砥石として前記ダイヤモンド砥石２４ａ
以外の人造砥石を用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように各請求項に記載のデ
ィスクロータの製造方法によれば、クランピングに起因
する変形の影響を受けることなく、ディスクロータ取付
面の平面度を高度に高めることができ、取付面に対する
摺動面の振れ精度に優れた高品質のディスクロータを安
定して製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態におけるディスクロータの径方向断
面図。

【図２】（Ａ）は旋削加工時のクランピング例を示す断
面図、（Ｂ）はそのときの部分平面図。

【図３】研削装置の概要を示す正面図。

【図４】ディスクロータの研削加工状況を示す要部拡大
図。

【符号の説明】

１０…ディスクロータ、１１…環状の本体部、１２…円
筒部、１３，１４…摺動面、１５…フランジ面（取付
面）、２４…砥石、２４ａ…ダイヤモンド砥石、３２…
基準金、３３…クランプ（３２，３３はクランプ機構を
構成する）、Ｃ…径方向押圧のためのクランプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仲保隆行愛知県豊田市高丘新町天王１番地アイシン高丘株式会社内Ｆターム(参考） 3C043 BA03 BA16 CC04 DD05 EE04 3C045 CA04 DA01 3J058 AA48 AA53 AA62 BA61 CB23 EA02 EA39 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクパッドにより圧接される一対の摺
動面と、これらの摺動面に対し平行に設けられた車輌へ
の取付面とを備えたディスクロータの製造方法であっ
て、前記摺動面に対して略垂直方向にクランプを押し当
てながらクランプ機構で当該ディスクロータを把持する
と共に、その把持状態の下で前記取付面に対し砥石で研
削を施すことを特徴とするディスクロータの製造方法。
【請求項２】前記クランプ機構は、前記一対の摺動面の
うちの一方に当接する前記クランプと、前記一対の摺動
面のうちの他方に当接する基準金とから構成されること
を特徴とする請求項１に記載のディスクロータの製造方
法。
【請求項３】前記ディスクロータの円筒部の外周に対し
その径方向にクランプを押圧して当該ディスクロータを
把持した状態にて前記取付面に対する旋削を施した後
に、その取付面に対し前記砥石での研削を施すことを特
徴とする請求項１又は２に記載のディスクロータの製造
方法。