JP2014061583A - ディスクブレーキキャリパの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工コストを低減できるディスクブレーキキャリパの提供。
【解決手段】ディスクロータを挟む対向位置にシリンダ部２０と爪部２２とを有し、これらシリンダ部２０と爪部２２とをディスクロータを跨ぐ位置に配置されるディスクパス部２１によって接続して一体に形成されるディスクブレーキキャリパ１０の加工方法であって、ディスクブレーキキャリパ１０を、爪部２２の先端側がシリンダ部２０から離れるように弾性変形させた状態で保持し、該保持状態で爪部２２のシリンダ部２０に対向するシリンダ部対向面４５を切削工具５８により切削加工する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ディスクブレーキキャリパの加工方法に関する。

ディスクブレーキキャリパを製造する場合、回転する刃物でシリンダ部の内径面を加工することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−１７９１０７号公報

ところで、ディスクブレーキキャリパにおいては、爪部のシリンダ部に対向する面の加工が煩雑で加工コストを増大させている。

したがって、本発明は、加工コストを低減することができるディスクブレーキキャリパの加工方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るディスクブレーキキャリパの加工方法は、ディスクブレーキキャリパを、爪部の先端側がシリンダ部から離れるように弾性変形させた状態で保持し、該保持状態で前記爪部の前記シリンダ部に対向するシリンダ部対向面を切削工具により切削加工する構成とした。

本発明に係るディスクブレーキキャリパの加工方法によれば、加工コストを低減することができる。

ディスクブレーキキャリパを示す正面図である。 ディスクブレーキキャリパを示す一部を断面とした側面図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキキャリパの加工方法で用いられる加工装置の要部を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキキャリパの加工方法を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキキャリパの加工方法を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキキャリパの加工方法を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキキャリパの加工方法を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキキャリパの加工方法を示す側面図である。

本発明の一実施形態に係るディスクブレーキキャリパの加工方法を図面を参照して以下に説明する。図１，図２は、ディスクブレーキキャリパ１０を示すものである。このディスクブレーキキャリパ１０は、図示略の車輪とともに回転するディスクロータ１１、図２に示すピストン１２および一対の摩擦パッド１３，１３等とで自動車等の車両制動用のディスクブレーキを構成する。

ディスクブレーキキャリパ１０は、ピストン１２を保持するものであり、車両の非回転部に固定された図示略のキャリアに支持される。ディスクブレーキキャリパ１０は、図２に示すようにディスクロータ１１を跨いだ状態で、ディスクロータ１１の軸線方向に摺動可能となるようにキャリアに支持される。一対の摩擦パッド１３，１３も、このキャリアにディスクロータ１１の軸線方向に摺動可能となるように支持される。

ディスクロータ１１は、図１に示すように外周面１５が円筒面状をなしており、図２に示すように軸方向一側の面１６および軸方向他側の面１７が外周面１５に対し直交するように広がっている。なお、以下においては、ディスクロータ１１の半径方向をディスク半径方向と称し、ディスクロータ１１の軸線方向をディスク軸方向と称し、ディスクロータ１１の回転方向をディスク回転方向と称す。

ディスクブレーキキャリパ１０は、ピストン１２を保持するシリンダ部２０と、一端がシリンダ部２０と一体的に接続されたディスクパス部２１と、ディスクパス部２１の他端に一体的に接続された爪部２２と、図１に示す一対の腕部２３，２３とを有して一体的に構成されている。ディスクブレーキキャリパ１０は、図２に示すように、ディスクロータ１１を挟む対向位置にシリンダ部２０と爪部２２とを有し、これらシリンダ部２０と爪部２２とをディスクロータ１１を跨ぐ位置に配置されるディスクパス部２１によって接続して一体に形成される。

シリンダ部２０は、ディスクロータ１１の一方の面１６に対向配置される。シリンダ部２０は、図１に示すように、筒状部２５と、この筒状部２５の一側を閉塞する底部２６とを有しており、図２に示すように底部２６をディスク軸方向にてディスクロータ１１とは反対側に配置することで、ディスクロータ１１側に開口しディスク軸方向に平行な図１に示すボア３０が一つ形成された有底筒状をなしている。ボア３０が一つ形成されているため、ボア３０の中心軸線が、シリンダ部２０のシリンダ中心軸線Ｘとなる。なお、ボアがディスク回転方向に間隔をあけて二つ以上形成される場合は、すべてのボアの中心軸線の中心がシリンダ中心軸線Ｘとなる。シリンダ部２０の底部２６の中央には、ボア３０内に外部から作動液を供給するための供給穴３１が形成されている。

図２に示すように、筒状部２５の底部２６とは反対側の面は、シリンダ部２０において爪部２２に対向する爪部対向面３２となっている。この爪部対向面３２は、平面状をなしてシリンダ中心軸線Ｘに直交するように広がっている。言い換えれば、爪部対向面３２は、ディスク軸方向に直交するように広がり、ディスクロータ１１の面１６と平行に広がる平面となっている。

図１に示すように、シリンダ部２０には、ディスク半径方向外側のディスク回転方向両側に、平面状をなす座面３３，３３が形成されている。これら座面３３，３３は、ディスクブレーキキャリパ１０の鋳造時に形成されるもので、ディスクロータ１１の中心軸線とシリンダ中心軸線Ｘとを通ってディスク半径方向に延在する線に直交する同一平面内に配置されている。両側の座面３３，３３をディスク回転方向に結ぶ線は、ディスクロータ１１の中心軸線とシリンダ中心軸線Ｘとを含む平面によって二等分される。言い換えれば、両側の座面３３，３３は、ディスクロータ１１の中心軸線とシリンダ中心軸線Ｘとを含む平面を中心とした鏡面対称位置に配置されている。

シリンダ部２０には、ディスク半径方向内側のディスク回転方向中央に、平面状をなす押圧面３４が形成されている。この押圧面３４は、ディスクロータ１１の中心軸線とシリンダ中心軸線Ｘとを通ってディスク半径方向に延在する線に直交しており、座面３３，３３と平行をなしている。

一対の腕部２３，２３は、シリンダ部２０のディスク半径方向中間部のディスク回転方向両側からディスク回転方向両外方に延出している。一対の腕部２３，２３には、シリンダ中心軸線Ｘに平行にピン取付穴３５，３５が形成されており、言い換えれば、ディスク軸方向に平行にピン取付穴３５，３５が形成されている。ピン取付穴３５，３５を結んでディスク回転方向に延在する線は、ディスクロータ１１の中心軸線とシリンダ中心軸線Ｘとを含む平面によって二等分される。

図示は略すが、これらピン取付穴３５，３５には、それぞれに同軸をなして摺動ピンが取り付けられ、これら摺動ピンが図示略のキャリアに摺動可能に嵌合される。これにより、ディスクブレーキキャリパ１０は、キャリアに対してディスク軸方向に摺動可能に支持される。

ピストン１２は、シリンダ部２０のボア３０内に摺動可能に挿入されており、図２に示すようにディスクロータ１１の一方の面１６に対向するように配置され、ディスクブレーキキャリパ１０に対しシリンダ中心軸線Ｘの方向つまりディスク軸方向に摺動する。ピストン１２はシリンダ部２０内に挿入された状態で、平面状の先端面３７が爪部２２に対向することになり、この先端面３７は、シリンダ中心軸線Ｘに直交するように広がっている。言い換えれば、ピストン１２の先端面３７は、ディスク軸方向に直交するように広がり、ディスクロータ１１の面１６と平行に広がる平面となっている。

ディスクパス部２１は、ディスクロータ１１を跨ぐためにシリンダ部２０のディスク半径方向外側でディスク軸方向へ延びて形成されている。ディスクパス部２１のディスク半径方向内側の内面３９は、ディスクロータ１１の円筒面状の外周面１５に対向することになり、図１に示すようにシリンダ中心軸線Ｘに平行な中心軸線を中心とした円筒面状をなしている。ディスクパス部２１の内面３９は、ディスクロータ１１の外周面１５に対しディスク半径方向に略等間隔をなすように広がっている。

図２に示すように、爪部２２は、ディスクパス部２１のシリンダ部２０と反対側からディスク半径方向内方に延出してディスクロータ１１の他方の面１７に対向するようになっている。つまり、爪部２２は、ディスクロータ１１に対してピストン１２とは反対側に設けられている。図１に示すように、爪部２２には、その延出先端側のディスク回転方向の中央に、ディスク軸方向に貫通しディスク半径方向外側に凹む形状のリセス部４２が、ディスク軸方向にてピストン１２つまりシリンダ部２０のボア３０と対向する部位に形成されている。リセス部４２は、シリンダ部２０のボア３０内を加工するための工具等を通過させるための逃げ溝である。リセス部４２を形成する爪部２２のリセス形成面４３は、シリンダ中心軸線Ｘに平行にこのシリンダ中心軸線Ｘを囲むように広がっている。

図２に示すように、爪部２２のシリンダ部２０に対向するシリンダ部対向面４５は、平面状をなしている。このシリンダ部対向面４５は、シリンダ中心軸線Ｘに直交する平面（ディスクロータ１１の面１７と平行な平面）を、爪部２２の先端側（ディスク半径方向のディスクパス部２１とは反対側）がディスク回転方向の全体にわたってディスク軸方向のシリンダ部２０側に位置するように傾斜させたものである。言い換えれば、シリンダ部対向面４５に直交する線が、ディスクロータ１１の中心軸線とシリンダ中心軸線Ｘとを含む平面内でシリンダ部対向面４５ほどディスク半径方向内方に位置するように傾斜する。

爪部２２には、ディスク半径方向外側のディスク回転方向中央に、座面４８が形成されている。この座面４８は、ディスクロータ１１の中心軸線とシリンダ中心軸線Ｘとを通ってディスク半径方向に延在する線に直交する平面を、ディスク軸方向のシリンダ部２０とは反対側がディスク回転方向の全体にわたってディスク半径方向内方に位置するように傾斜させたものである。言い換えれば、座面４８に直交する線が、ディスクロータ１１の中心軸線とシリンダ中心軸線Ｘとを含む平面内でディスク半径方向内側ほどディスク軸方向のシリンダ部２０側に位置するように傾斜する。座面４８は、シリンダ部対向面４５に略直交する方向に広がっている。この座面４８も、座面３３，３３と同様、ディスクブレーキキャリパ１０の鋳造時に形成される。

ディスクブレーキキャリパ１０は、図１に示す供給穴３１を介してボア３０内に図示せぬマスタシリンダや液圧制御ユニットから導入されるブレーキ液によって図２に示すピストン１２をディスクロータ１１側に前進させ、このピストン１２で一対の摩擦パッド１３，１３のうちの一方の摩擦パッド１３を押圧してこの摩擦パッド１３をディスクロータ１１に接触させる。また、ディスクブレーキキャリパ１０は、ピストン１２の押圧反力で図示略のキャリアに対して、そのシリンダ部２０がディスクロータ１１から離れる方向に移動して、爪部２２で一対の摩擦パッド１３，１３のうちの他方の摩擦パッド１３を押圧してこの摩擦パッド１３をディスクロータ１１に接触させる。このようにして、ピストン１２とディスクブレーキキャリパ１０の爪部２２とで両側の摩擦パッド１３，１３を挟持しディスクロータ１１に向かって押圧してディスクロータ１１に摩擦抵抗を発生させ、制動力を発生させる。

その際に、ディスクブレーキキャリパ１０は、爪部２２がディスクパス部２１で片持ちされる形状であることから、爪部２２の先端側（ディスク半径方向のディスクパス部２１とは反対側）をディスク軸方向にてシリンダ部２０から離す方向に弾性変形することになる。シリンダ部対向面４５は、ディスクロータ１１の面１７に対し上記のように傾斜していることから、この弾性変形時にシリンダ部対向面４５がディスクロータ１１の面１７と平行になる。これにより、爪部２２がディスクロータ１１との間の摩擦パッド１３を適正な姿勢でディスクロータ１１の面１７に押圧することになる。

次に、上記のディスクブレーキキャリパ１０を切削加工する加工装置５５およびこれを用いて行われる本実施形態の加工方法について説明する。

図３に示すように、加工装置５５は、ディスクパス部２１を下側にした状態で載置されるディスクブレーキキャリパ１０をクランプするクランプ機構５７と、クランプ機構５７にクランプされたディスクブレーキキャリパ１０のシリンダ部２０とディスクパス部２１と爪部２２とを一度にフライス加工する切削工具５８と、シリンダ部２０のボア３０の内周面を加工する図示略の内径切削工具とを有している。

クランプ機構５７は、ディスクブレーキキャリパ１０のシリンダ部２０に形成された一対の座面３３，３３を上面６１，６１に載置させる一対の支持部６２，６２と、爪部２２に形成された座面４８を上面６４に載置させる支持部６５とを有している。上面６１，６１は同一の水平面に配置されており、上面６４も水平に配置されている。

クランプ機構５７は、一対の支持部６２，６２および支持部６５に載置された状態のディスクブレーキキャリパ１０のシリンダ部２０の押圧面３４を下方に押圧するシリンダ部押圧部７０と、一対の支持部６２，６２および支持部６５に載置された状態のディスクブレーキキャリパ１０の爪部２２のリセス形成面４３を下方に押圧する爪部押圧部７１とを有している。また、クランプ機構５７は、図示は略すが、ディスクブレーキキャリパ１０のシリンダ中心軸線Ｘの方向（ディスク軸方向）の位置決めを行う前後位置決め機構と、ディスクブレーキキャリパ１０の一対の腕部２３，２３を結ぶ方向（ディスク回転方向）の位置決めを行う左右位置決め機構とを有している。

シリンダ部押圧部７０は、ディスクブレーキキャリパ１０の押圧面３４に当接する押圧具７４と、押圧具７４を上下に昇降させる駆動シリンダ７５とを有している。シリンダ部押圧部７０は、駆動シリンダ７５が押圧具７４を下降させてその水平な下面７６で押圧面３４を下方に押圧することで、シリンダ部２０を一対の支持部６２，６２とでクランプする。このクランプ状態で、ディスクブレーキキャリパ１０は、水平に配置された一対の支持部６２，６２の上面６１，６１に座面３３，３３が面接触するとともに押圧具７４の水平に配置された下面７６に押圧面３４が面接触することになり、シリンダ中心軸線Ｘが水平に沿う状態となる。

爪部押圧部７１は、ディスクブレーキキャリパ１０のリセス形成面４３に当接する押圧具８０と、押圧具８０を上下に昇降させる駆動シリンダ８１とを有している。爪部押圧部７１は、駆動シリンダ８１が押圧具８０を下降させてその水平な下面８２でリセス形成面４３を下方に押圧することで爪部２２を支持部６５とでクランプする。

切削工具５８は、回転時に回転中心を中心とする円筒面上を旋回する外周側切削部８５と、回転時に回転中心に対し直交する平面上を旋回する一端側切削部８６と、回転時に回転中心に対し直交する平面上を旋回する他端側切削部８７とを有している。

本実施形態の加工方法では、まず、図４に示すように、ディスクパス部２１を下側にした状態のディスクブレーキキャリパ１０を、加工装置５５のクランプ機構５７に載置させる。その際に、ディスクブレーキキャリパ１０のシリンダ部２０に形成された一対の座面３３，３３を一対の支持部６２，６２の上面６１，６１に載置させ、爪部２２に形成された座面４８を支持部６５の上面６４に載置させる。

次に、ディスクブレーキキャリパ１０を加工装置５５の図示略の前後位置決め機構および左右方向位置決め機構で水平方向に位置決めした後、爪部押圧部７１で爪部２２をクランプする前に、シリンダ部２０をシリンダ部押圧部７０と一対の支持部６２，６２とで上記のようにクランプすることになる。なお、この状態では、ディスクブレーキキャリパ１０は、爪部２２の座面４８が支持部６５の上面６４に対し隙間を有している。

次に、この状態から爪部押圧部７１がリセス形成面４３を下方に押圧する。すると、図５に示すように、爪部押圧部７１は、ディスクブレーキキャリパ１０の主に爪部２２とディスクパス部２１との境界部分を弾性変形させることになり、水平に配置された支持部６５の上面６４に、変形前に傾斜していた座面４８を面接触させて、支持部６５とで爪部２２をクランプすることになる。その結果、ディスクブレーキキャリパ１０は、爪部２２の先端側（ディスク半径方向におけるディスクパス部２１とは反対側）がシリンダ部２０からディスク軸方向に離れるように弾性変形させられた状態でクランプ機構５７に保持される。

次に、図６に示すように、加工装置５５に設けられた一つの切削工具５８が、クランプ機構５７で上記保持状態にあるディスクブレーキキャリパ１０のシリンダ部２０の爪部対向面３２とディスクパス部２１の内面３９と爪部２２のシリンダ部対向面４５とを一度に切削加工する。つまり、切削工具５８は、回転することにより、一端側切削部８６でシリンダ部２０の爪部対向面３２を、他端側切削部８７で爪部２２のシリンダ部対向面４５を、外周側切削部８５でディスクパス部２１の内面３９を、並行して加工する。このように切削工具５８による切削加工を行った後、ディスクブレーキキャリパ１０から切削工具５８を退避させる。

切削工具５８による上記の加工後、図７から図８に示すように、爪部押圧部７１と支持部６５とによる爪部２２のクランプを解除するとともに、シリンダ部押圧部７０と一対の支持部６２，６２とによるシリンダ部２０のクランプを解除し、さらに、図示略の前後位置決め機構および左右方向位置決め機構による水平方向の位置決めを解除する。

すると、ディスクブレーキキャリパ１０は、図８に示すように、弾性変形が解除されることになり、爪部２２の先端側（ディスク半径方向におけるディスクパス部２１とは反対側）がシリンダ部２０にディスク軸方向において近づく状態に戻る。すると、爪部２２のシリンダ部対向面４５が、上記したように、爪部２２の先端側ほどディスク軸方向のシリンダ部２０側に位置するように傾斜する状態となる。つまり、爪部２２を開いた状態でディスクブレーキキャリパ１０をクランプしてシリンダ部対向面４５を加工し、アンクランプしてディスクブレーキキャリパ１０の弾性力により爪部２２を閉じ側に戻してシリンダ部対向面４５を傾斜させる。

なお、加工装置５５においては、上記した切削工具５８によるシリンダ部２０の爪部対向面３２、ディスクパス部２１の内面３９および爪部２２のシリンダ部対向面４５の加工の前工程または後工程において、図示略の内径切削工具によってシリンダ部２０のボア３０内を加工する。その際に、内径切削工具との干渉を避けるため、爪部押圧部７１と支持部６５とで爪部２２をクランプせず、爪部押圧部７１を退避させる。そして、図示略の前後位置決め機構および左右方向位置決め機構でディスクブレーキキャリパ１０を水平方向に位置決めし、シリンダ部押圧部７０と一対の支持部６２，６２とでシリンダ部２０をクランプした状態でシリンダ部２０のボア３０内を加工する。

ここで、加工装置５５は、図示略の前後位置決め機構および左右方向位置決め機構でディスクブレーキキャリパ１０を水平方向に位置決めした後、シリンダ部押圧部７０と一対の支持部６２，６２とでシリンダ部２０を一度クランプしたら、途中でこのクランプを解除することなく、上記した切削工具５８によるシリンダ部２０の爪部対向面３２、ディスクパス部２１の内面３９および爪部２２のシリンダ部対向面４５の加工と、図示略の内径切削工具によるボア３０内の加工とを行う。つまり、加工装置５５は、ディスクブレーキキャリパ１０に対し、ワンチャックで切削工具５８による加工と図示略の内径切削工具による加工とを行う。

従来、爪部２２のシリンダ部対向面４５を上記のようにシリンダ中心軸線Ｘに対し直交させずに傾斜させるためには、例えば、ディスクブレーキキャリパ１０を水平に対し傾斜させた状態でクランプして爪部２２のシリンダ部対向面４５を切削加工するようになっていた。そして、これとは別にディスクブレーキキャリパ１０を水平にクランプしてシリンダ部２０のボア３０を切削加工する必要があり、加工が煩雑で加工コストを増大させていた。

これに対し、本実施形態の加工方法によれば、ディスクブレーキキャリパ１０を、爪部２２の先端側がシリンダ部２０から離れるように弾性変形させた状態で保持し、この保持状態で爪部２２のシリンダ部２０に対向するシリンダ部対向面４５を切削工具５８により切削加工するため、ワンチャックでの切削工具５８による加工と図示略の内径切削工具による加工とが可能となり、ディスクブレーキキャリパ１０の加工が容易となり加工コストを低減することができる。つまり、加工時間を短縮できると共に、工程の集約ができるため設備台数を低減でき設備投資の圧縮が可能となる。

しかも、ワンチャックで切削工具５８による爪部２２のシリンダ部対向面４５の加工と図示略の内径切削工具によるボア３０の加工とが可能となるため、ボア３０に対するシリンダ部対向面４５の加工精度が向上し、これら寸法の維持管理が容易で、寸法不良率を低減することができる。

以上に述べた本実施形態は、ディスクロータを挟む対向位置にシリンダ部と爪部とを有し、これらシリンダ部と爪部とを前記ディスクロータを跨ぐ位置に配置されるディスクパス部によって接続して一体に形成されるディスクブレーキキャリパの加工方法であって、前記ディスクブレーキキャリパを、前記爪部の先端側が前記シリンダ部から離れるように弾性変形させた状態で保持し、該保持状態で前記爪部の前記シリンダ部に対向するシリンダ部対向面を切削工具により切削加工する。これにより、ディスクブレーキキャリパの全体を切削工具に対し傾斜させることなくシリンダ部対向面を加工してもシリンダ部対向面を傾斜させることができるため、他の部分の加工とワンチャックで行うことが可能となり、ディスクブレーキキャリパの加工コストを低減することができる。
本願発明は、ピストンを２つ、３つ、それ以上としたキャリパにも適用可能である。また、リセス４３のないキャリパにも適用可能である。
さらに、上記実施形態では、爪部対向面３２とディスクパス部２１の内面３９と爪部２２のシリンダ部対向面４５とを一度に切削加工する例を示したが、これに限らず、爪部対向面３２だけ切削加工してもよく、爪部対向面３２とディスクパス部２１の内面３９を一度に切削加工するものに用いてもよく、さらには、爪部対向面３２とシリンダ部対向面４５を一度に切削加工するものに用いてもよい。
さらに、キャリパの切削加工時のクランプ位置は、実施の形態に限られない。

１０ ディスクブレーキキャリパ
１１ ディスクロータ
２０ シリンダ部
２１ ディスクパス部
２２ 爪部
４５ シリンダ部対向面
５８ 切削工具

Claims (3)

1. ディスクロータを挟む対向位置にシリンダ部と爪部とを有し、これらシリンダ部と爪部とを前記ディスクロータを跨ぐ位置に配置されるディスクパス部によって接続して一体に形成されるディスクブレーキキャリパの加工方法であって、
   前記ディスクブレーキキャリパを、前記爪部の先端側が前記シリンダ部から離れるように弾性変形させた状態で保持し、
   該保持状態で前記爪部の前記シリンダ部に対向するシリンダ部対向面を切削工具により切削加工することを特徴とするディスクブレーキキャリパの加工方法。
2. 前記シリンダ部対向面を切削工具により切削加工する工程において、前記切削工具で同時に前記シリンダ部の前記爪部に対向する爪部対向面を切削加工することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキキャリパの加工方法。
3. 前記シリンダ部対向面を切削工具により切削加工する工程において、前記切削工具で同時に前記ディスクパス部の内面を切削加工することを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキキャリパの加工方法。

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