JP5033116B2 - ディスクブレーキのサポート加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクブレーキにおけるサポートを加工する方法に係り、特に、パッドトルク受け部の加工に関する。

サポートのトルク受け部の加工には、ミーリング加工やブローチ加工といった手段が知られているが、一般的な製造工程には、ブローチ加工が用いられている。これは、サポート形状と切削速度の兼ね合いに起因するもので、生産効率の向上が図られた結果である。

サポートは一般的に、ロータのハブとの干渉を防止するために、アウタ側のブリッジ（アウタブリッジ）に逃がしを設ける構造を採っている。具体的には、アウタブリッジにロータ（不図示）の外周側へ湾曲した湾曲部を設けるという構造である。サポートの強度確保と部材間の干渉防止を両立させる上で必要不可欠なこのような構造であるが、凹凸形状を有するトルク受け部を加工する上では、加工部の水平面上にせり出したアウタブリッジの湾曲部は直径の大きなエンドミルを使用する場合には干渉を生じさせてしまうこととなる。

このため、トルク受け部の加工をミーリング加工で行う場合には、アウタブリッジに干渉しない直径の小さなエンドミルを使用した切削をせざるを得なかった。エンドミルにおける一刃あたりの切り込み量は決まっているため、加工時の切削速度はエンドミルの回転速度と外径の大きさによって決まることとなる。したがって外径の小さなエンドミルでは切削速度を上げることができず、生産性が低下してしまうというのが実状である。このためサポートの量産には、切削速度が速く、生産性の向上を図ることのできるブローチ加工が採用されることが多い（ブローチ加工に関しては特許文献１参照）。
特開平９−２７２０１３号公報

確かに、ブローチ加工は切削速度が速く、製品の生産性の向上を図ることができる。しかしブローチ加工には、加工精度の調整が難しいという問題がある。例えば、サポートの加工を行う際にはサポートの複数個所をクランプすることとなるが、このクランプ圧が弱い場合には、加工時にサポートにズレが生じてしまうし、クランプ圧が強い場合には、クランプ圧によってサポートに変形が生じてしまう。そして、変形の生じた状態でサポートを加工した場合、クランプや加工によって加えられていた力が解除されることによりサポートの変形状態が元に戻り、加工面にテーパ等が生ずることとなり、加工精度が出せないという問題がある。

そこで本発明では、サポートにおけるトルク受け部の加工をミーリング加工によって行うことで加工精度の向上を図りつつ、切削速度の向上に伴う生産性の向上も図ることのできるディスクブレーキのサポート加工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るディスクブレーキのサポート加工方法は、アウタブリッジにおける湾曲部の長さよりも大きな直径を有し、底面に前記湾曲部を収容可能な凹部を形成したサイドカッターを備える第１のエンドミルと、前記第１のエンドミルよりも直径の小さなサイドカッターを備えた第２のエンドミルとを用いてディスクブレーキサポートにおけるトルク受け部を加工する方法であって、前記第１のエンドミルにおける前記凹部に、前記湾曲部を収容した状態でアウタ側トルク受け部の切削を行うアウタ側トルク受け部加工工程と、前記第２のエンドミルを用いてインナ側トルク受け部の切削を行うインナ側トルク受け部加工工程とを有することを特徴とする。

また、上記のような加工方法においては、前記第２エンドミルにおけるサイドカッターの半径を、前記アウタ側トルク受け部から前記湾曲部までの距離の１／２より大きく、前記サポートにおけるインナブリッジとアウタブリッジとの最短距離よりも小さくすることが望ましい。このような特徴を持たせることにより、アウタ側トルク受け部加工工程、インナ側トルク受け部加工工程の双方の加工時間を短縮することができる。

また、上記のような特徴を有する加工方法では、前記第１のエンドミルのサイドカッターと前記第２のエンドミルのサイドカッターのそれぞれに段差を設け、トルク受け部の凹凸を形成する凸部先端と凸部下側の溝の加工を同一の工具により１回の工程で行うようにすることもできる。凸部先端の加工と凸部下側の溝加工を同一工具により一回の工程で行うことで、サポートの加工時間を短縮することができる。

上記のような特徴を有するディスクブレーキのサポート加工方法によれば、加工精度の向上を図りつつ、切削速度の向上に伴う生産性の向上も図ることができる。

以下、本発明のディスクブレーキのサポート加工方法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図３を参照して本発明に係るサポート加工方法を実施することにより加工するサポートについて説明する。なお、図３において、図３（Ａ）はサポートの正面構成を示す図であり、図３（Ｂ）はサポートの平面構成を示す図である。

サポート３０は、図示しないロータのインナ側とアウタ側とにそれぞれ２つのトルク受け部（インナ側トルク受け部３２ａ，３２ｂ、アウタ側トルク受け部３２ｃ，３２ｄ）を有する。対を成すインナ側トルク受け部３２ａ，３２ｂとアウタ側トルク受け部３２ｃ，３２ｄはそれぞれ、ロータの回入側（図３においては左側）と回出側（図３においては右側）に対向して配置され、インナ側トルク受け部３２ａ，３２ｂはインナブリッジ４０にて、アウタ側トルク受け部３２ｃ，３２ｄはアウタブリッジ４２にてそれぞれ下端側を連結されている。また、インナ側トルク受け部３２ａ，３２ｂとアウタ側トルク受け部３２ｄ，３２ｃはそれぞれ上端側をロータパス４４にて連結されており、図示しない側面形状を逆Ｕ字型に形成されている。

トルク受け部３２（３２ａ〜３２ｄ）には、図示しないパッドクリップを取り付けるための凹凸を形成するために、図３の斜線部分を切削する加工が施される。図３（Ａ）において凸部３６の上側に位置する斜線部分を切削して凹部３４を形成する加工や、凸部３６の先端側に位置する斜線部分を切削する加工に関しては問題が無い。しかし図３（Ａ）に示すようにアウタブリッジ４２は、インナブリッジ４０に比べてロータの外周方向に大きく湾曲した湾曲部４２ａを有する。このため、凸部３６の下側に位置する斜線部分を切削して溝３８を形成する加工を行う場合には、エンドミルがアウタブリッジに干渉する虞が生ずるのである。

このため、本発明の実施にあたっては、切削加工を行うミーリング装置（図示しないがフライス盤やマシニングセンタ）に取り付けるエンドミルについて、次に示すような２つのものを採用することとした。

まず、図４を参照して第１のエンドミル１０について説明する。第１のエンドミル１０は、回転軸１２と、その先端に設けられたサイドカッター１４とを有する。サイドカッター１４は、その直径Ｄ_０を湾曲部４２ａの長さＬ_０よりも大きく、加工前のトルク受け部３２ｃ，３２ｄ（３２ａ，３２ｂ）間の距離Ｌ_１よりも小さくなるように形成されている。そしてサイドカッター１４の底面、すなわち第１のエンドミル１０の先端には、湾曲部４２ａを収容可能な凹部１６が形成されている。凹部１６はサイドカッター１４に設けられることより、凹部１６の直径Ｄ_１は、湾曲部４２ａの長さＬ_０よりも大きく、第１のエンドミル１０の直径Ｄ_０よりも小さいということが言える。ここで、Ｄ_０とＤ_１、Ｌ_０、およびＬ_１の大小関係をまとめると、

と示すことができる。

第１のエンドミル１０の構成をこのようなものとしたことにより、湾曲部４２ａを有するアウタブリッジ４２を跨いだ状態で加工を行うことができる。また、加工を行うエンドミルの直径を大きくすることができるため、切削速度を高めることができ、生産性を向上させることができる。

次に、図５を参照して第２のエンドミル２０について説明する。第２のエンドミル２０も上述した第１のエンドミル１０と同様に、回転軸２２とサイドカッター２４を有する。第２のエンドミル２０のサイドカッター２４は、その半径Ｒ_０を加工前のアウタ側トルク受け部３２ｃ，３２ｄから湾曲部４２ａまでの距離Ｌ_２の１／２より大きく、インナブリッジ４０とアウタブリッジ４２との距離Ｌ_３よりも小さくした上で、切削加工時にアウタ側トルク受け部３２ｃ，３２ｄに干渉しない大きさとしている。Ｌ_２とＬ_３、およびＲ_０の大小関係については、

と示すことができる。

第２のエンドミル２０ではアウタ側トルク受け部３２ｃ，３２ｄの加工を行う必要が無くなったため、その半径Ｒ_０をＬ_２よりも大きくすることができる。このため、切削速度を高めることができ、生産性を向上させることができる。

次に、上記のような構成のエンドミル（第１のエンドミル１０及び第２のエンドミル２０）を用いて実施する、本実施形態に係るサポート加工方法について、図１、および図２を参照して説明する。なお、図１は第１のエンドミルを用いたアウタ側トルク受け部加工工程の様子を示し、図２は第２のエンドミルを用いたインナ側トルク受け部加工工程の様子を示す。

アウタ側トルク受け部加工工程では、まず、第１のエンドミル１０を切削を行う際の水平位置まで下降させる（図１（Ａ）参照）。この際、第１のエンドミルの凹部を、アウタブリッジ４２における湾曲部４２ａに被せるように回転軸１２の中心位置を定めて下降を行う。

第１のエンドミル１０を降下させた後、サポート３０の中心線よりも左側へ第１のエンドミル１０を移動させ、アウタ側トルク受け部３２ｄのアウタ側からインナ側への移動を行うことで、アウタ側トルク受け部３２ｄにおける凸部３６下側の溝３８の加工を行う（図１（Ｂ）参照）。

アウタ側トルク受け部３２ｄにおける溝３８の加工を行った後の第１のエンドミル１０は、サポート３０の中心線よりも右側へ移動させる。右側へ移動させた第１のエンドミル１０をアウタ側トルク受け部３２ｃのインナ側からアウタ側へ移動させることで、アウタ側トルク受け部３２ｃにおける凸部３６下側の溝３８の加工を行う（図１（Ｃ）参照）。

アウタ側トルク受け部３２ｃの加工終了後、第１のエンドミル１０を引き上げてアウタ側トルク受け部加工工程を終了する。アウタ側トルク受け部加工工程終了後、図示しないミーリング装置のチャックに第２のエンドミル２０を取り付ける。

第２のエンドミル２０は、インナ側トルク受け部３２ａ，３２ｂの加工を行う。まず、第２のエンドミル２０をサポート３０のインナ側であって、中心線よりも左側に降下させる。降下時の水平位置としては第１のエンドミル１０の時と同様に、切削を行う際の水平位置とする。第２のエンドミル２０を降下させた後、インナ側トルク受け部３２ａのインナ側からアウタ側へ向けて第２のエンドミル２０を移動させ、インナ側トルク受け部３２ａにおける凸部３６下側の溝３８の加工を行う（図２（Ａ）参照）。

インナ側トルク受け部３２ａの加工を終えた第２のエンドミル２０は、サポート３０の中心線よりもの右側へ移動させた後にインナ側トルク受け部３２ｂのアウタ側からインナ側へ移動させてインナ側トルク受け部３２ｂにおける凸部３６下側の溝３８の加工を行う（図２（Ｂ）参照）。

このように、インナ側トルク受け部加工工程とアウタ側トルク受け部加工工程とを異なるエンドミルを用いて行うようにしたことで、それぞれの加工工程における切削速度を向上させることが可能となり、トルク受け部の加工全体としての加工時間を短縮することが可能となった。よって、生産性を向上させることができる。

例えば、従来のミーリング加工に使用されていたエンドミルの直径をφ２８とし、Ｖ＝１８０ｍ／ｍｉｎ、Ｆ＝２５〜６５ｍｍ／ｍｉｎとした場合、凸部３６下側の溝３８の加工に要する時間は１３８秒であった。これに対して本実施形態では、第１のエンドミルとしてφ１３０のものを採用し、Ｖ＝１８０ｍ／ｍｉｎ、Ｆ＝１００〜３９０ｍｍ／ｍｉｎとし、第２のエンドミルとしてはφ７５のものを採用し、Ｖ＝１８０ｍ／ｍｉｎ、Ｆ＝２００〜４６０ｍｍ／ｍｉｎとしてアウタ側トルク受け部３２ｄ，３２ｃ、インナ側トルク受け部３２ａ，３２ｂの溝３８の加工を行った。その結果、本実施形態の場合、アウタ側トルク受け部３２ｄ，３２ｃとインナ側トルク受け部３２ａ，３２ｂの加工に要した合計時間は、４０．３秒であった。なお、上記設定においてＶはエンドミルの回転速度、Ｆは切削速度を示す。

このように、本実施形態に係るサポート加工方法を実施したことにより、トルク受け部３２の溝３８を加工するのに要する時間は、１／３以下に短縮することができる。なお、従来のミーリング加工において切削速度Ｆを高めることにより切削時間の短縮を試みたが、エンドミルの強度不足によるビビリが生じ、エンドミルが破損するという結果となった。

また、ブローチ加工のような応力が掛からないため、高い加工精度を確保することができる。このため、製品の信頼性向上を図ることもできる。
また、上記実施形態では、第２のエンドミル２０の半径は、アウタ側トルク受け部３２ｄ，３２ｃから湾曲部４２ａまでの距離Ｌ_２の１／２より大きく、インナブリッジ４０とアウタブリッジ４２との距離Ｌ_３よりも小さくする旨を記載した。しかしながら本発明に係るサポート加工方法は、第１のエンドミル１０によるアウタ側トルク受け部加工工程を実施することができれば、半径Ｒ_０をＬ_２の１／２以下とした第２のエンドミル（従来のミーリング加工に用いられていたエンドミル）２０を用いてインナ側トルク受け部加工工程を実施しても良い。このような方法でサポートのトルク受け部を加工した場合であっても、サポート全体の加工時間は従来よりも大幅に短縮することができるからである。

また、上記実施形態ではエンドミルのサイドカッターは、凸部３６下側の溝３８の加工のみを行う旨を記載した。サイドカッターに段差部を設け、２段のサイドカッターにより凸部３６の先端と溝３８の加工を一度に、同一のエンドミルで行うようにしても良い。

また、上記実施形態では、第１のエンドミル１０のサイドカッター１４の直径Ｄ_０は、加工前のアウタ側トルク受け部３２ｃ，３２ｄ間の距離Ｌ_１よりも小さいと示した。しかしながらＤ_０は、加工を行う際にインナ側トルク受け部３２ａ，３２ｂに干渉しなければ、溝３８を加工する際の加工代Ｌ_４の範囲において、Ｌ_１よりも大きくしても良い。エンドミルの直径を大きくした方が、切削速度を向上させることができ、生産性が増すからである。

実施形態に係るアウタ側トルク受け部加工工程の様子を示す図である。 実施形態に係るインナ側トルク受け部加工工程の様子を示す図である。 サポートの構成を示す図である。 第１のエンドミルの構成を示す図である。 第２のエンドミルの構成を示す図である。

符号の説明

１０………第１のエンドミル、１２………回転軸、１４………サイドカッター、１６………凹部、２０………第２のエンドミル、２２………回転軸、２４………サイドカッター、３０………サポート、３２ａ，３２ｂ………インナ側トルク受け部、３２ｃ，３２ｄ………アウタ側トルク受け部、３４………凹部、３６………凸部、３８………溝、４０………インナブリッジ、４２………アウタブリッジ、４２ａ………湾曲部、４４………ロータパス。

Claims (3)

1. アウタブリッジにおける湾曲部の長さよりも大きな直径を有し、底面に前記湾曲部を収容可能な凹部を形成したサイドカッターを備える第１のエンドミルと、前記第１のエンドミルよりも直径の小さなサイドカッターを備えた第２のエンドミルとを用いてディスクブレーキサポートにおけるトルク受け部を加工する方法であって、
   前記第１のエンドミルにおける前記凹部に、前記湾曲部を収容した状態でアウタ側トルク受け部の切削を行うアウタ側トルク受け部加工工程と、
   前記第２のエンドミルを用いてインナ側トルク受け部の切削を行うインナ側トルク受け部加工工程とを有することを特徴とするディスクブレーキのサポート加工方法。
2. 前記第２エンドミルにおけるサイドカッターの半径を、前記アウタ側トルク受け部から前記湾曲部までの距離の１／２より大きく、前記サポートにおけるインナブリッジとアウタブリッジとの最短距離よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキのサポート加工方法。
3. 前記第１のエンドミルのサイドカッターと前記第２のエンドミルのサイドカッターのそれぞれに段差を設け、トルク受け部の凹凸を形成する凸部先端と凸部下側の溝の加工を同一の工具により１回の工程で行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスクブレーキのサポート加工方法。

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