JP3833461B2 - ピン結合構造とピン結合方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的なピン結合手段及び主として自動二輪車に使用されるフローティング型ブレーキディスクに用いるピン結合手段に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ピン結合部を軽量化するために中空ピンを用いること、及びその耐蝕性を向上させるために耐蝕性の表面処理層を設けることは、一般のピン結合部に採用されており、フローティング型ブレーキディスクにおけるハブとディスク部の結合部にも採用されている。
【0003】
本発明者は、アルミニウム合金、鉄材など各種の金属材料を中空ピンとして使用し、耐蝕性を向上させるために表面処理を施したものを検討して来た。ブレーキディスクに用いるピン部材としてアルミニウム合金を用いると、ディスク部の摩擦熱をハブ側に伝達し易く、ピン自体からも放散し易くなり、ディスク部の熱歪を防止でき、軽量化もはかれるが、表面に耐蝕性の表面処理層例えば酸化被膜(アルマイト)、クロメート被膜、メッキ、染色層、着色層等を施したアルミニウム合金を、中空ピンの材料として用い、ピンの中心穴の形状を、従来ステンレス材又は鋼材を使用することを想定して作られたピン(特開平8−312700号公報)と同一の形状、すなわち、中心穴をかしめ側の端部まで円筒面にした形状や、中心穴の端部を直線のテーパ形の面取りをした形状にすると、端部をかしめる際に端面の酸化被膜が破れて地肌が現れ、耐蝕性と美観の点で劣るため実用化を見送っていた。
【0004】
図7は、前記のように中心穴の端部に小さいテーパ形の面取りをした、アルミニウム合金製で酸化被膜を施した中空ピンを用いたときのかしめ構造を示し、図7(a) に示す中空ピンaは、中心穴a1 の端部周面にテーパの面取り部a2 をもつ。この中空ピンaを図7(b) に示すようにハブbとディスク部cの結合用凹部b1,c1 に挿入し、ワッシャd1 、皿バネe、固定ワッシャd2 を嵌め、中空ピンaの端部をかしめて拡径し、固定ワッシャd2 を固定すると、このかしめにより、端部の形状は図7(c) から図7(d) に変化するが、端面に酸化被膜のリング状の割れfが生じ、地肌が現れて外観が悪い。なお、面取りをしなければ酸化被膜の割れは、もっと大きくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、中空ピンの先端面の表面処理層を損傷することなく該中空ピンをかしめることをを課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためのピン結合構造は、請求項1に記載したとおり、フローティング型ブレーキディスクのハブとリング状のディスク部を僅かの間隙を開けて同心に配置し、該間隙に臨む半円形の結合用凹部をハブとディスク部に対向して設けて挿入穴を形成し、該挿入穴に中空ピンを挿入してワッシャを嵌め、中空ピンの端部をかしめてワッシャを固定したピン結合構造において、中空ピンとして、耐蝕性の表面処理層を有するアルミニウム合金製であって、中心穴の端部周面に、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ものを用い、該中空ピンを挿入穴に挿入してワッシャを嵌め、中空ピンの端面から面取り部にわたる部分をローラによる加圧手段で加圧しながら転動してかしめ、端部に拡径部を形成してワッシャを固定したことを特徴とする。この手段によれば、かしめ面に屈曲した所がないため、かしめ圧力が分散され、中空ピンのかしめられた端面に耐蝕被膜の損傷は生じない。
【0007】
また前記課題を解決するためのピン結合方法は、請求項2に記載したとおり、複数の部材に設けた挿入穴に中空ピンを挿入して端部をかしめるピン結合方法において、中空ピンとして、耐蝕性の表面処理層を有するアルミニウム合金製であって、中心穴の端部周面に、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ものを用い、該中空ピンを挿入穴に挿入してワッシャを嵌め、中空ピンの端面から面取り部にわたる部分をローラによる加圧手段で加圧しながら転動してかしめ、端部に拡径部を形成してワッシャを固定することを特徴とする。この手段によれば、かしめ面に屈曲した所がないため圧力が分散され、ローラで少しずつ加工されるから、中空ピンのかしめられた端面に酸化被膜の損傷は生じない。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は一部を省略した全体の正面図で、1はフローティング型ブレーキディスクを示し、2は車軸に連結されるハブ、3はリング状のディスク部であり、このハブ2とディスク部3は、僅かの間隙4を開けて同心に配置され、該間隙4に臨んで半円形の結合用凹部5、6がハブ2とディスク部3に対向して設けられ、不連続の円形の挿入穴7を形成している。この挿入穴7に挿入される中空ピン8は、図2(a) に示され、フランジ8aと中心穴8bを有し、中心穴8bと端面8cの間の角部には、図2(c) に明らかな凸の円弧形の面取り部8dが形成されている。中空ピン8の材料には、JIS規格の6061T6のアルミニウム合金が用いられ、表面に耐蝕性の酸化被膜が形成されている。
【0009】
図2(b) に示すように、中空ピン8を挿入穴7に挿入してワッシャ9とワッシャ10と固定ワッシャ11を嵌め、面取り部8dから端面8cにわたる部分を後で述べる手段でかしめることにより、図2(d) に明らかな拡径部8eを形成し、これにより固定ワッシャ11が固定され、このようにかしめると、端面8cの酸化被膜に破損が生じることはない。
【0010】
以上、アルミニウム合金の中空ピンに耐蝕性の表面処理層を形成した場合について説明したが、ピン材料は、アルミニウム合金に限ることなく、かしめ可能の軟質の鉄材を用いることができ、表面処理層としてクロムメッキ層や、ニッケルメッキ層などを形成することができる
図3は段部12を有する中空ピン8を用いた実施の形態を示し、該中空ピン8の大径部を挿入穴7に挿入し、段部12の上に皿バネ10と固定ワッシャ11を重ねて小径部に嵌め、ピンの端部を前記のものと同様にかしめれば、酸化被膜の破損が生じることなく、固定ワッシャ11を固定できる。
【0011】
図4は面取り部の実施の各形態をまとめて示したものであり、図4(a) は、前記図2に示すものと同じで、中心穴8bの先端の角部に凸円弧状の面取り部面取り部8dが形成され、図4(b) は、図3に示すものと同じで、端部の内周から外周にわたって半円状の面取り部8d1 が形成されている。図4(c) は、長円弧の面取り部8d2 を形成して端面8c2 を少し残したものであり、図4(d) は、内外にわたって放物線状の面取り部8d3 を形成したものである。
【0012】
前記のピンは、かしめの際に加圧力が作用する部分に、一つの凸円弧面からなる面取り部8d,8d1,8d2又は8d3を形成しているが、一つのテーパ面と一つ又は二つの凸円弧面を組合わせた面取り部を形成することができる。図4(e)の面取り部8d4は、テーパ面8d41の両側に凸円弧面8d42,8d43が形成されており、図4(f)の面取り部8d5は、テーパ面8d41の外側のみに凸円弧面8d42が形成され、図4(g)の面取り部8d6は、テーパ面8d41の内側のみに凸円弧面8d43を形成したものである。
【0013】
図5はかしめ装置の略図で、垂直の中心線O1 を回転中心とするヘッド15に、傾斜した中心線O2 を中心として回転できるインサート16が回転自在に支持され、該インサート16の先端には、鈍角のテーパの加圧面16aが設けられている。加圧面16aを略水平にして中空ピン8に押付けながらヘッド15を矢印A1 方向に駆動すると、インサート16は、矢印A1 方向に公転しながら矢印A2 方向に自転し、これによりピン8の端面から面取り部にわたる部分を加圧しながら転動してかしめ、端部に拡径部8eを形成して固定ワッシャ11を固定する。
【0014】
なお、前記の中空ピン8は、かしめ側の反対側にフランジ8aを設けた構成を有するが、該フランジ8aに代えてワッシャを固定したものとすることができる。
【0015】
図6は、板部材20,21を前記中空ピン8で固定した、一般的な固着の例を示すもので、ピン部材としてアルミニウム合金、鉄材などが使用される。この場合においても、かしめ後に端面8cに保護被膜の破損は生じない。
【0016】
【発明の効果】
請求項1の手段によれば、かしめ面に屈曲した所がないため、かしめ圧力が集中することがなく、かしめられた中空ピンの端面に表面処理層の損傷は生じない。したがって、耐蝕性、美観等に優れたピン結合構造が得られ、これに加えて熱伝導が良好でディスクの熱歪を防止できる効果が生じる。
【0017】
請求項2の手段によれば、かしめ面に屈曲した所がないため、かしめ圧力が集中することがなく、しかもローラで少しずつ加工されるから、かしめられた中空ピンの端面に表面処理層の損傷は生じることがないという効果があり、これに加えて中空ピンのかしめ抵抗が少なく容易に加工できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の正面図
【図2】 同じく要部の構造説明図
【図3】 他の実施の形態の要部の構造説明図
【図4】 中空ピンの端部構造の一覧図
【図5】 かしめ装置の略図
【図6】 別の実施の形態の断面図
【図7】 従来技術の要部の構造説明図
【符号の説明】
2 ハブ 3 ディスク部 5、6 結合用凹部
7 挿入穴 8 中空ピン 8b 中心穴
8c 端面 8d 面取り部 10 皿バネ
Claims (3)
- フローティング型ブレーキディスクのハブとリング状のディスク部を僅かの間隙を開けて同心に配置し、該間隙に臨む半円形の結合用凹部をハブとディスク部に対向して設けて挿入穴を形成し、該挿入穴に中空ピンを挿入してワッシャを嵌め、中空ピンの端部をかしめてワッシャを固定したピン結合構造において、中空ピンとして、耐蝕性の表面処理層を有するアルミニウム合金製であって、中心穴の端部周面に、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ものを用い、該中空ピンを挿入穴に挿入してワッシャを嵌め、中空ピンの端面から面取り部にわたる部分をローラによる加圧手段で加圧しながら転動してかしめ、端部に拡径部を形成してワッシャを固定したことを特徴とするピン結合構造。
- 複数の部材に設けた挿入穴に中空ピンを挿入して端部をかしめるピン結合方法において、中空ピンとして、耐蝕性の表面処理層を有するアルミニウム合金製であって、中心穴の端部周面に、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ものを用い、該中空ピンを挿入穴に挿入してワッシャを嵌め、中空ピンの端面から面取り部にわたる部分をローラによる加圧手段で加圧しながら転動してかしめ、端部に拡径部を形成してワッシャを固定することを特徴とするピン結合方法。
- 請求項2において、前記ローラによる加圧手段は、垂直の中心線を回転中心とするヘッドに、傾斜した中心線を中心として回転できるインサートが回転自在に支持され、該インサートの先端には、鈍角のテーパの加圧面が設けられており、該加圧面を略水平にして中空ピンに押付けながらヘッドを駆動し、インサートは、公転しながら自転し、ピンの端面から面取り部にわたる部分を加圧しながら転動してかしめることを特徴とするピン結合方法。
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