JP3969005B2 - ブレーキロータの研削方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキロータの側面の研削を行うブレーキロータの研削方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車（車両）の制動装置には、ディスクブレーキ装置が多く用いられている。ディスクブレーキ装置は、スピンドルに組付けてあるホイールハブの前部にハット形のブレーキロータを取り付け、ブレーキロータの両側に一対のパッドを配置し、両パッドでフランジ状のロータ部分を両側から挟み付けることによって制動力を得る装置である。
【０００３】
ところで、ディスクブレーキ装置を搭載した自動車は、ブレーキロータの面振れがもとで発生するロータ側面の偏摩耗による周方向のロータ厚みを要因として、ブレーキ操作の際、ブレーキジャダーと呼ばれる振動が表れることがある。なお、ブレーキジャダーは、ブレーキロータを挟み付けるパッドが起振源となり、振動がブレーキ配管、足回り部品を介して、ステアリング、ブレーキペダル、フロア等の車体各部へ伝わることで起きる現象である。
【０００４】
整備工場などでは、このブレーキジャダーに容易に対処できるよう、車体にブレーキロータが付いた状態のままでロータ研削する研削装置が用意される。
【０００５】
この研削装置には、オンカーレースと呼ばれる、車体に組付いたブレーキロータに、回転伝達機構の回転でブレーキロータを回転させる治具と、ブレーキロータの両側のロータ面（側面）を研削する研削機構とを組合せて、ブレーキロータの周方向の厚さを均一に研削する研削方法が用いられている。
【０００６】
従来、この研削方法には、図５に示されるようにタイヤが付いたホイール（いずれも図示しない）を取り外した後に表れるハット形のブレーキロータ８の中央部前面（ホイール装着面）に有る複数本（ここでは４本）のハブボルト２（ホイール締結部に相当）の一部を利用して、上記治具３をブレーキロータ８に締結してから、研削加工に入る手法が用いられる。
【０００７】
この治具３には、例えばハブボルト２が挿通自在な１つの通孔５ａ（ボルト挿通孔）を有する小片な扇形の固定座５と、同固定座５の表面から突き出る例えばＵ字状部材６ａおよび駆動力を伝達するための棒状の部材で形成される係合部６とを有した構造が用いられる（なお、棒状部材はＵ字状部材６ａからロータ中心側へ延びるように突き出ている）。この治具３が、通孔５ａを、ハブボルト２のうち、１本のハブボルト２に挿通させて、ブレーキロータ８の前面に配置（Ｕ字状の係合部６が周方向に向く姿勢）した後、固定座５から突き出たハブボルト２の先端部にハブナット７（ホイール締結部に組合う締結部材に相当）をねじ込むことによって、ハブホイール１に組付く。
【０００８】
ロータ研削は、残るハブボルト２に、治具３を締結したときと同じ規定の締付けトルクで、それぞれハブナット２を締結して、ブレーキロータ８のゆがみを抑えてから、図６に示されるように治具３へホイールハブ２の軸回りの回転を伝える回転伝達機構９と、ブレーキロータ８のロータ面８ｂ（フランジ状となっている部分）を研削する研削機構１１とをセットすることにより行われる。
【０００９】
具体的には、例えば図６に示されるように回転伝達機構９は、モータ９駆動の出力軸１１をホイールハブ１と同軸となる地点にセットし、出力軸１１の先端部に治具３の係合部６を係合させる構造が用いられる。研削機構１０は、ブレーキロータ８の側方に、所定間隔で向き合う一対の研削バイト１２ａ（研削具に相当）が付いたスライダユニット１２をセットする構造が用いられる。
【００１０】
これにより、モータ駆動による出力軸１１の回転で、ホイールハブ１とブレーキロータ８を軸心回りに回転させてから、一対の研削バイト１２ａをブレーキロータ８の側方から中心側へ向かってスライドすることにより、面振れするブレーキロータ８の両側のロータ面８ｂが研削バイト１２ａの先端のチップで研削されて、ブレーキロータ８の周方向の厚み差を解消し、ロータ面８ｂが均一な厚みに矯正される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしたブレーキロータ８は、一旦、ロータ研削した以上、ブレーキジャダーの再発に至らないことが望ましい。
【００１２】
ところが、ブレーキロータ８は、ロータ研削直後のロータ面振れ精度が良好であるものの、治具３をブレーキロータ８から取り外すと、当初の面振れとは逆方向に傾く面振れが生じる現象が見られる。
【００１３】
この原因は、図７（ａ）に示されるようにブレーキロータ８を受けるホイールハブ１のフランジ状のハブ面１ａに形成されているディッシングが関係することがわかった。なお、ディッシングとは、ホイールハブ１のハブ面１ａを形成するときの研削加工がもたらす凹み具合を指す。
【００１４】
このディッシングと面振れとの関係を説明すれば、今、ブレーキロータ８に生じている面振れを、車体にブレーキロータ８が組付いたまま、ロータ研削で矯正するとする。
【００１５】
このときブレーキロータ８は、図７（ｂ）に示されるように中央部分がホイールハブ１のディッシュの形状にならい変位し、ブレーキロータ８の外周側のロータ部８ａが傾いている（面振れ）。
【００１６】
ロータ研削は、図７（ｃ）に示されるようにこのブレーキロータ８の中央部から突き出ている複数本のハブボルト２うち、１本のハブボルト２を利用して、上記治具３をハブナット７を用い締結し、さらに残りのハブボルト２にそれぞれハブナット７を締結してから、先に述べたように回転伝達機構９と研削機構１０とをセットして行われる。
【００１７】
しかし、このとき治具３は、ホイールハブ１に対して局所的（１個所）に締結される上、ロータ部分に接触する治具３の接触面積がハブナット７より広いために、加わる締付け力の重心がホイールハブ１の中心（ブレーキロータ８の中心）、すなわちホイールハブ１に組付くスピンドル１４の中心からずれる挙動を表わす。このため、ずれた地点に加わる締付け力の影響を受けて、ホイールハブ１のハブ面１ａとブレーキロータ８の中央部とが、ディッシングが小さくなる方向（平坦になる方向）に変形を起こし、ブレーキロータ８のロータ部８ａの姿勢がそれに追従して傾く。
【００１８】
ブレーキロータ８は、この一部が傾いた状態（変形）のまま、回転伝達機構９、研削機構１０によりロータ研削が行われ、図７（ｄ）に示されるようにロータ研削を終えた直後は、周方向の厚み差が無くなり、ロータ面８ｂが均一な厚みに矯正される（面振れが解消）。
【００１９】
しかし、ブレーキロータ８から治具３を取り外すと、図７（ｅ）に示されるように変形したホイールハブ１のハブ面部分は戻り、その反動でブレーキロータ８のロータ面８ｂは、治具３を取付けたときとは逆方向に傾く（変化）する挙動を表わす。
【００２０】
このため、ロータ研削の加工を終えて、図７（ｆ）に示されるようにブレーキロータ８に、ハブナット７を用いてタイヤ付ホイール１３を元の状態に装着しても、ブレーキロータ８は、逆方向の傾きを原因とした偏摩耗が発生する傾向が強く、ブレーキジャダーが再発しやすい。
【００２１】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、治具を取り外しても、矯正されたロータ面が変化せずにすむブレーキロータの研削方法およびその装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１のブレーキロータの研削方法は、治具をブレーキロータに取付ける際、ブレーキロータに作用する全締結部材の締付け力の重心がホイールハブの中心と一致する関係となるように締結することによって、治具の締め付けおよび治具以外の締結部材による締付け力の重心がホイールハブの軸心からずれることを要因としたハブ面の傾きを抑え、ブレーキロータの面振れを変化させずにロータ研削が行えるようにした。
【００２３】
これにより、治具を取り外しても、ブレーキロータのロータ面の姿勢が変化せず、ブレーキジャダーの再発が防げる。
【００２４】
請求項２のブレーキロータの研削方法は、さらにこうしたロータ研削が簡単な作業で実現されるよう、治具は、ブレーキロータとの間に締結部材と同等の大きさのロータ当たり面積を有するスペーサ部を介在させて締結し、治具を締結する締結部材を含む全ての締結部材が、所定の締付けトルクで締結されるようにした。
【００２５】
請求項３のブレーキロータ研削装置は、こうした研削方法に好適な装置が実現されるよう、ブレーキロータに有る複数のホイール締結部の一部を利用して、締結部材を用い、締結部材と同等の大きさのロータ当たり部分を有するスペーサ部をブレーキロータとの間に介在させて治具を締結し、残るホイール締結部にそれぞれ治具を締結する締結部材を同じ締結力で締結してから、ブレーキロータの側面を研削具で研削する構造を採用した。
【００２６】
請求項２又は請求項３の好ましい態様としては、
ホイール締結部がブレーキロータの中央部から突き出るハブボルトで形成され、締結部材がハブボルトに組合うハブナットで形成された構造を前提として、
ａ．スペーサ部となるハブナットのロータ当たり面積と同等のロータ当たり面を有するワッシャを、治具とブレーキロータとの間に挟み込んで締結すること。
【００２７】
ｂ．治具のブレーキロータ側に向くボルト挿通孔の開口縁に、スペーサ部となるハブナットのロータ当たり面積と同等のロータ当たり面を有するロータ当たり部を一体に形成すること。などが構造的な点、コスト的な点を考慮すると望ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図３に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
【００２９】
本実施形態の特徴は、治具３をハブボルト２を利用してブレーキロータ８に取付ける際、ブレーキロータ８に作用する全ハブナット７の締付け力の重心がホイールハブ１（スピンドル中心）の中心と一致させるようにした点にある。
【００３０】
そこで、本実施形態は、図１〜図３に示されるように治具３を、１本のハブボルト２を利用して、ハブナット７で、ブレーキロータ８の中央部に締結する際、スペーサ部として例えばワッシャ１５をブレーキロータ８との間に挟んで締結する構造を採用した。その他の部分については、図５ないし図７で説明したブレーキロータの研削方法、ブレーキ研削装置と同じなので、図１〜図３の各部うち、図５〜図７と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
具体的には、本実施形態の特徴となるワッシャ１５は、ハブボルト２にねじ込まれるハブナット７の先端のロータ当たり面積と同等の大きさの当たり面積を有するワッシャが選択してある。このワッシャ１５は、ハブボルト２（１本）を利用して治具３を取付ける際、図１〜図２に示されるように当該ハブボルト２を通して治具３とブレーキロータ８との間に介在されるようにしてある。そして、このワッシャ１５の介在により、全ハブナット７の締付け力の重心とホイールハブ１（スピンドル中心）の中心とが一致する条件を成立させて、面振れの変化の無い状態でロータ研削が行えるようにしている。
【００３２】
このロータ研削が終えるまでの作業工程が順に図３（ａ）〜（ｄ）に示されている。
【００３３】
この作業工程にしたがい研削方法を説明すれば、今、ブレーキロータ８に生じている面振れを、車体にブレーキロータ８が組付いたまま、ロータ研削で矯正するとする。
【００３４】
このときのブレーキロータ８は、図３（ａ）に示されるように中央部分はホイールハブ１のディッシュの形状にならい変位している。
【００３５】
ロータ研削を始めるために、まず、ブレーキロータ８に治具３を組付ける。
【００３６】
このときには、図１に示されるように複数本のハブボルト２のうち、１本のハブボルト２に、順にワッシャ１５、治具３を挿通させてから、治具３を貫通するボルト端にハブナット７を嵌め、該ハブナット７を規定の締付けトルクで締め付ける。さらにこの治具３の締結により、ブレーキロータ８の各部がゆがむことがないよう、残るハブボルト２に、それぞれハブナット７を嵌めて、各ハブナット７を治具３を締結したときと同じ規定の締付けトルクで締め上げる。
【００３７】
このとき、治具３に加わるハブナット７の締付け力は、ハブナット７先端のロータ当たり面積と同じ大きさの当たり面積を有するワッシャ１５を通じて、ハブボルト２の有る地点からブレーキロータ８に加わる。また他のハブナット７の締付け力は、ブレーキロータ８と当るハブナット７の先端を通じて、残るハブボルト２の有る地点からブレーキロータ８に加わる。
【００３８】
これにより、各ハブボルト２の地点から、いずれも同じ条件（ロータ接触面積および締付け力がいずれも同じ）で、ホイールハブ１やブレーキロータ８へ締付け力が加わる。これで、重心のずれを抑制する挙動、すなわち全ハブナット７の締付け力の重心とホイールハブ１（スピンドル中心）の中心とが一致する挙動が表れる。
【００３９】
この重心のずれの抑制により、ハブ面１ａやロータ部１ａを局部的に変形させるような挙動は生じず、図３（ｂ）に示されるようにロータ面８ｂの面振れが変化しない、すなわちロータ面８ｂの面振れを変えるような挙動が生じずにすむ。
【００４０】
その後、ブレーキロータ８の両側のロータ面８ｂを、回転伝達機構９、切削機構１０を用いて切削すると、図３（ｃ）に示されるようにロータ面８ｂは、無用な変形（傾き）の無い状態でロータ研削が行われて、周方向の厚み差を解消（厚み寸法：均一）する。
【００４１】
それ故、ロータ研削を終えて、ブレーキロータ８から治具３を取り外しても、ホイールハブ１やブレーキロータ８にはロータ部８ａを変形させるような応力は無いので、図３（ｄ）に示されるように切削で矯正したロータ面８ｂの姿勢が変位したり変形したりせずにすみ、そのまま面振れ精度が保たれる。
【００４２】
つまり、ロータ研削後、ブレーキロータ８に、タイヤが付いたホイール１３を装着して走行に供しても、無用な偏摩耗が発生せずにすむ。
【００４３】
したがって、ブレーキジャダーの再発防止に有効なロータ研削方法、ロータ研削装置が提供できる。特に面振れの変化の抑制は、ワッシャ１５という汎用部品を使用と、全てのハブナット７を同じ締付けトルクで締め付けるだけ作業ですむので、簡単な作業ですむ。しかも、構造的にも簡単、コスト的にも安価ですむので、オンカレースを行う研削装置には好適である。
【００４４】
図４には、本発明の第２の実施形態が示されている。
【００４５】
本実施形態は、治具３のロータ当たり面に一体に、スペーサ部となる環状の座部１６（ロータ当たり部に相当）を突設した例を示している。
【００４６】
この座部１６は、例えば治具３の通孔５ａの開口縁に、ハブナット７のロータ当たり面積と同じロータ当たり面積を有する環状の当たり部を一体に形成した構造が採用されていて、治具３をブレーキロータ８に取付ける作業を行えば、治具３の裏面から突き出ている座部１６が治具３とブレーキロータ８との間に介在される。
【００４７】
このようなスペーサ構造でも、第１の実施形態と同様の効果を奏する。但し、図４（ａ）〜（ｄ）において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【００４８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、ブレーキロータから突き出るハブボルトにハブナットをねじ込んでホイールを装着する構造を例に挙げたが、これに限らず、ブレーキロータに形成されたねじ孔にハブボルトをねじ込んでホイールを装着する構造に本発明を適用してもよい。むろん、ハブナットの先端に専用の受け部材を組合わせて締結しようとするロータ研削方法やロータ研削装置にも本発明を適用できる。すなわち、この場合、受け部材は締付部材の一部となるために、受け部材のロータ当たり面積と同等の大きさの当たり面積をもつワッシャや座部を用いればよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ブレーキロータに治具を取付けても、ハブ面やロータ部を局部的には変形させる挙動が生じずにすむようになるので、ロータ研削を終えて、治具を取り外しても、切削で矯正したロータ面が変位したり変形したりせずにそのまま面振れ精度を保つことができ、ブレーキロータの面振れが変ることを原因としたブレーキジャダーの再発を防ぐことができる。
【００５０】
しかも、スペーサ部を用いて、ロータ面の面振れ精度を保つようにしたので、簡単な作業でロータ研削が行える上、ロータ研削装置にも構造的、コスト的の点で有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のロータ研削方法に係る、スペーサ部を用いた治具の組付け方を説明するための斜視図。
【図２】同ロータ研削方法で用いられるロータ研削装置の構造を説明するための斜視図。
【図３】同ロータ研削方法によるロータ面が変化せずにロータ研削が行われるまでを順に説明する断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態の要部となるロータ面が変化せずにロータ研削が行われるまでを順に説明する断面図。
【図５】従来のオンカーレースで用いられる治具の取付け構造を説明する斜視図。
【図６】同治具を用いてブレーキロータのロータ面を研削する状態を示す斜視図。
【図７】同研削でロータ面のロータ研削が行われ、研削後にホイールが付くまでを順に説明する断面図。
【符号の説明】
１…ホイールハブ
２…ハブボルト（ホイール締付部）
３…治具
５…固定座
６…係合部
７…ハブナット（締結部材）
８…ブレーキロータ
１２ａ…研削バイト（研削具）
１５，１６…ワッシャ，座部（スペーサ部）。

Claims (3)

1. ホイールハブ付きのブレーキロータに、該ブレーキロータに形成してある複数のホイール締結部の一部を利用して、締結部材を用い、治具を締結し、残るホイール締結部にそれぞれ締結部材を締結してから、前記治具を用いて前記ブレーキロータを軸心回りに回転させ、回転する前記ブレーキロータの側面を研削具で研削するブレーキロータの研削方法であって、
   前記治具を前記ブレーキロータに取付ける際、該ブレーキロータに作用する全ての締結部材の締付け力の重心が前記ホイールハブの中心と一致する関係となるよう締結することを特徴とするブレーキロータの研削方法。
2. 全締結部材の締付け力の重心がホイールハブの中心と一致する関係は、
   前記治具が、前記ブレーキロータとの間に前記締結部材と同等の大きさのロータ当たり面積を有するスペーサ部を介在させて締結され、
   前記治具を締結する締結部材を含む全ての締結部材が、所定の締付けトルクで締結されることによって成立させて
   あることを特徴とする請求項１に記載のブレーキロータの研削方法。
3. ホイールハブ付きのブレーキロータに、該ブレーキロータに形成してある複数のホイール締結部の一部を利用して、締結部材を用い、治具を締結し、残るホイール締結部に締結部材を、治具を締結したときと同等の締結力で締結してから、前記治具を用いて前記ブレーキロータを軸心回りに回転させ、回転する前記ブレーキロータの側面を研削具で研削するブレーキロータの研削装置であって、
   前記治具とこれと接触するロータ部分との間には、前記締結部材と同等の大きさのロータ当たり面積を有するスペーサ部が介在されることを特徴とするブレーキロータの研削装置。

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