JP2011256949A - ブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスク - Google Patents

Abstract

【課題】径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクの製造方法であって、ディスク本体の外周エッジ部に全周に亘って均等に曲面部を形成でき、バリ取りのための面取り工程を不要とした生産性に優れた方法を提供する。
【解決手段】外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体１を板材Ｗの板厚方向一方から半抜きした後に、ディスク本体１を板材Ｗの板厚方向他方から打ち抜く。この方法で製造したディスク本体１の板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部には、ディスク本体１の外周面の剪断面部分１ａ，１ｃに連続するダレによる曲面部１ｂ，１ｄが形成される。また、半抜き工程で使用するダイ１１の内径Ｒ_１１をパンチ１２の外径Ｒ_１２よりも小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスクに関する。

従来、この種のブレーキディスクの製造方法として、特許文献１により、外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から１回のプレスで打ち抜くものが知られている。この場合、ディスク本体の前記板厚方向一方の側面の外周エッジ部には、打ち抜き時にバリを生ずるため、バリ取り工程が必要になる。そこで、特許文献１に記載のものでは、打ち抜き後に、ディスク本体の外周エッジ部にバリを押し潰すように面取り金型を押し当てて、面取り面を形成している。

然し、上記の如く面取りを行う場合、ディスク本体の板厚のばらつきや面取り金型に対するディスク本体の位置ずれ等により、面取り金型の斜面がディスク本体の外周エッジ部に全周に亘って均等に当たらなくなることがある。そして、面取り金型の当たりのばらつきに起因して、全周に亘り均一な面取り面の形状が得られなくなり、美観を損なう不具合がある。

また、面取り金型には、局部的に大きな荷重がかかるため、型寿命が短くなる。その結果、面取り金型の頻繁な交換が必要になり、生産性の低下を招く不具合もある。

更に、上記従来例の如く、ディスク本体を板材の板厚方向一方から１回のプレスで打ち抜くと、ディスク本体の外周面の破断面部分の面積が大きくなり、外観部品であるブレーキディスクには不適当になる。従って、破断面部分を除去するために、ディスク本体の外周を切削する工程が必須になる。

特開２００８−２３２４４１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ディスク本体の外周エッジ部に全周に亘って均等に曲面部を形成でき、バリ取りのための面取り工程や外周切削工程を不要とした生産性に優れた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をその課題としている。

上記課題を解決するために、本願の第１発明は、径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクの製造方法であって、外周形状が前記凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きする半抜き工程と、前記ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜く打ち抜き工程と、を備えることを特徴とする。

また、本願の第２発明は、径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクであって、外周形状が前記凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きし、前記ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜くことにより、前記ディスク本体の前記板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部に、前記ディスク本体の外周面の剪断面部分に連続する曲面部を形成したことを特徴とする。

上記の如くディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きすると、ディスク本体の板厚方向他方の側面の外周エッジ部に、半抜きで生ずるディスク本体の外周面の剪断面部分に連続するダレによる曲面部が形成される。また、ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜くと、ディスク本体の板厚方向一方の側面の外周エッジ部に、打ち抜きで生ずるディスク本体の外周面の剪断面部分に連続するダレによる曲面部が形成される。従って、上記第２発明の如く、ディスク本体の板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部に、ディスク本体の外周面の剪断面部分に連続する曲面部が形成されることになる。その結果、外周エッジ部にバリは発生せず、バリ取りのための面取り工程が不要になる。

更に、これら曲面部は、半抜き及び打ち抜きで生ずるダレで形成されるから、面取り金型による型押しで面取り面を形成するものと異なり、板厚のばらつきがあっても、ディスク本体の全周に亘り均等に曲面部が形成され、美観が向上する。

また、本発明では、打ち抜き用の金型と、上記従来例の面取り金型に代わる半抜き用の金型が必要になるが、この金型は、面取り金型のように局部的に大きな荷重がかかることはない。そのため、頻繁な金型交換が不要になり、生産性も向上する。

尚、ディスク本体の外周面に、板厚方向両側の剪断面部分の間に位置して、打ち抜きで生ずる破断面部分が形成されるが、この破断面部分は剪断面部分よりも小径になる。従って、破断面部分がディスク本体の外周面に突出することはなく、安全である。更に、本発明の如く、半抜きしてから打ち抜くと、破断面部分の面積が小さくなって目立たなくなる。そのため、ディスク本体の外周切削工程が不要になる。

また、本発明においては、半抜き工程で使用するダイの内径をパンチの外径よりも小さくすることが望ましい。これによれば、半抜きされるディスク本体がダイに圧入されることになる。そのため、ディスク本体の外周面の剪断面部分が鏡面状に形成され、美観が向上する。

本発明の実施形態のブレーキディスクの側面図。 （ａ）本発明の実施形態の製造方法の半抜き工程を示す断面図、（ｂ）本発明の実施形態の製造方法の打ち抜き工程を示す断面図。 本発明の実施形態の製造方法で製造されたディスク本体の外周部分の拡大断面図。

図１は、本発明の実施形態のブレーキディスクを示している。このブレーキディスクのディスク本体１の中央部には、自動二輪車等の車両の車軸（図示せず）を挿通する車軸孔２が形成されている。また、この車軸孔２の周囲には、ディスク本体１を車軸上のホイールハブに固定する固定孔３が周方向に等間隔で複数形成されている。更に、図外のブレーキパッドが摺接するディスク本体１の部分には、多数の水切り孔４が形成されている。

ディスク本体１の外周形状は、径方向の凹部５と凸部６とが周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状に形成されている。尚、本実施形態では、凹部５と凸部６の数が夫々６個になっているが、この数は６個未満又は６個を超えていてもよい。

ブレーキディスクの製造に際しては、先ず、外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体１（図２参照）を製造し、その後、ディスク本体１に水切り孔４と車軸孔２とを順にピアス加工する。次に、ディスク本体１の焼き入れ、固定孔３の機械加工による孔明け、表面処理、ディスク本体１の各側面の研削等の処理を順に施す。

ここで、外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体１の製造は、半抜き工程と打ち抜き工程との２工程で行われる。以下、図２を参照して、半抜き工程と打ち抜き工程について詳述する。

半抜き工程で使用する金型１０は、図２（ａ）に示す如く、内周形状を凹凸繰り返し形状に形成した下側のダイ１１と、外周形状を凹凸繰り返し形状に形成した上側のパンチ１２と、ステンレス等の金属製の板材Ｗの外周部分をダイ１１の上面に押さえ付けるブランク押え１３と、ダイ１１内にパンチ１２に対向するように設けられたパッド１４とを備えている。ここで、ダイ１１の内径Ｒ_１１（ダイ１１の凹部と凸部の夫々の内径）は、パンチ１２の外径Ｒ_１２（パンチ１２の凹部と凸部の夫々の外径）よりも若干小さくしている。

半抜き工程では、板材Ｗの板厚方向一方の側面を上方に向けた状態でパンチ１２を下降させ、外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体１を板材Ｗの板厚方向一方から板厚の２５％〜５０％程度半抜きする。この半抜きにより、図３に明示する如く、ディスク本体１の外周面の板厚方向他方側に剪断面部分１ａが形成されると共に、ディスク本体１の板厚方向他方の側面の外周エッジ部に、剪断面部分１ａに連続するダレによる曲面部１ｂが形成される。

また、ダイ１１の内径Ｒ_１１がパンチ１２の外径Ｒ_１２よりも小さいため、半抜きされるディスク本体１がダイ１１に圧入されることになる。そのため、ディスク本体１の外周面の剪断面部分１ａが鏡面状に形成される。

半抜き工程が完了すると、板材Ｗを上下反転させた状態で図２（ｂ）に示す打ち抜き用の金型２０にセットする。この金型２０は、内周形状を凹凸繰り返し形状に形成した下側のダイ２１と、外周形状を凹凸繰り返し形状に形成した上側のパンチ２２と、板材Ｗの外周部分をダイ２１の上面に押さえ付けるブランク押え２３とを備えている。ダイ２１の内径Ｒ_２１は、半抜き用金型１０のパンチ１２の外径Ｒ_１２よりも僅かに大きく、パンチ２２の外径Ｒ_２２は、半抜き用金型１０のダイ１１の内径Ｒ_１１よりも僅かに小さい。

打ち抜き工程では、板材Ｗの板厚方向他方の側面を上方に向けた状態でパンチ２２を下降させ、半抜きされたディスク本体１を、図２（ｂ）に仮想線で示す如く、板材Ｗの板厚方向他方から打ち抜く。

この場合、半抜きで形成された板材Ｗの凹孔Ｗａの孔底コーナＷｂを起点にしてディスク本体１の剪断が開始される。そして、図３に明示する如く、ディスク本体１の外周面の板厚方向一方側に、打ち抜きによる剪断面部分１ｃが形成されると共に、ディスク本体１の板厚方向一方の側面の外周エッジ部に、剪断面部分１ｃに連続するダレによる曲面部１ｄが形成される。

また、ディスク本体１の外周面に、板厚方向両側の剪断面部分１ａ，１ｃの間に位置して、打ち抜きで生ずる破断面部分１ｅが形成されるが、この破断面部分１ｅは剪断面部分１ａ，１ｃよりも小径になる。従って、破断面部分１ｅがディスク本体１の外周面に突出することはなく、安全である。更に、破断面部分１ｅは、ディスク本体を板厚方向一方から１回のプレスで打ち抜く上記従来例のものに比し面積が小さくなって目立たなくなる。

尚、打ち抜き用金型２０のパンチ２２の外径Ｒ_２２を半抜き用金型１０のダイ１１の内径Ｒ_１１よりも小さくするのは、半抜きで形成したディスク本体１の曲面部１ｂを潰さないようにすることと、パンチ２２によるスクラップの再剪断によるバリの発生を防ぐためである。また、打ち抜き用金型２０のダイ２１の内径Ｒ_２１を半抜き用金型１０のパンチ１２の外径Ｒ_１２より大きくするのは、ダイ２１の切刃（角部）で直接ディスク本体１を剪断しないようにし、ダイ２１の角部が欠ける恐れをなくして、ダイ２１の耐久性を向上させるためである。この場合、ダイ２１の角部はＲ状であってもよく、ダイ２１の精度を高めなくてもよい。

上述したように、本実施形態によれば、ディスク本体１の板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部に、ディスク本体１の外周面の剪断面部分１ａ，１ｃに連続する曲面部１ｂ，１ｄが形成されることになる。その結果、外周エッジ部にバリは発生せず、バリ取り工程が不要になる。また、上記の如く破断面部分１ｅの面積が小さくなって目立たなくなるため、外周切削工程も不要になる。

更に、これら曲面部１ｂ，１ｄは、半抜き及び打ち抜きで生ずるダレで形成されるから、面取り金型による型押しで面取り面を形成するものと異なり、板厚のばらつきがあっても、ディスク本体の全周に亘り均等に曲面部１ｂ，１ｄが形成される。そして、剪断面部分１ａが鏡面状に形成されることと相俟って、美観が向上する。

また、本実施形態では、上記従来例の面取り金型に代えて半抜き用の金型１０が必要になるが、この金型１０は、面取り金型のように局部的に大きな荷重がかかることはない。そのため、頻繁な金型交換が不要になり、バリ取り工程や外周切削工程が不要になることと相俟って、生産性が大幅に向上する。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態は、１枚板構造のブレーキディスクに本発明を適用したものであるが、ブレーキパッドが摺接する環状のロータ部とホイールハブに固定される内周のハブ部とをフローティング自在に連結したフローティング型ブレーキディスクにも同様に本発明を適用できる。即ち、凹凸繰り返し形状の外周形状を持つロータ部をディスク本体として、本発明を同様に適用できる。

１…ディスク本体、１ａ，１ｃ…剪断面部分、１ｂ，１ｄ…曲面部、１ｅ…破断面部分、５…ディスク本体外周の凹部、６…ディスク本体外周の凸部、１０…半抜き用金型、１１…ダイ、１２…パンチ、Ｗ…板材。

Claims (4)

1. 径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクの製造方法であって、
   外周形状が前記凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きする半抜き工程と、前記ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜く打ち抜き工程と、を備えることを特徴とするブレーキディスクの製造方法。
2. 前記半抜き工程で使用するダイの内径をパンチの外径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載のブレーキディスクの製造方法。
3. 径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクであって、
   外周形状が前記凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きし、前記ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜くことにより、
   前記ディスク本体の前記板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部に、前記ディスク本体の外周面の剪断面部分に連続する曲面部を形成したことを特徴とするブレーキディスク。
4. 前記ディスク本体の外周面に、板厚方向両側の剪断面部分の間に位置して、剪断面部分よりも小径の破断面部分を形成したことを特徴とする請求項３記載のブレーキディスク。

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