JP5833769B2 - 自動車のブレーキディスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主部と、主部に配置された延長部とを含む、特にブレーキディスクの摩擦リングをブレーキディスクのポットと共にコーキングするためのスライドツールに関する。

本発明は更に、床部と、そこから突起し、これを囲む壁とを備えるポットと、壁がその内部に配置される摩擦リングとを有する、特に自動車用のブレーキディスクに関する。

ポットという文言は、ホイールフランジの構成としても理解される。

ポットと摩擦リングとは同心に配置され、壁は、径方向外側に突起するポット歯を有する、外周に沿って延びる軸方向のポットギヤ機構を備え、周方向には隣接するポット歯の間にそれぞれ１つのポット歯間が配置されている。摩擦リングは、ポットギヤ機構と相補形に形成され、径方向内側に突起するリング歯を備える、内周に沿って延びる軸方向のリングギヤ機構を備えている。周方向の隣接するリング歯の間にそれぞれ１つのリング歯間が配置されている。ポット歯はリング歯間に噛合し、リング歯はポット歯間に噛合する。少なくとも１つの第１のポット歯間に、径方向外側に突起し、このポット歯間と噛合するそれぞれのリング歯を第１の軸方向端部で径方向に覆うフラップが成形される。

いわゆる複合ブレーキディスク、すなわち摩擦リングとブレーキディスクポットとが異なる材料からなるブレーキディスクは一般に知られている。その１例は特許文献１に記載されている。ブレーキディスクのポットと摩擦リングとを分離することによって、いわゆるパーツを用途のためにそれぞれ個別に最適化することができるため、複合材ブレーキディスクの利用は増加している。

先行技術から更に、摩擦リングの相補形のギヤ歯に噛合する、例えばギヤ歯の形態の結合部材をブレーキディスクポットに取り付けることが公知である。軸方向にロックするため、ポットには、摩擦リングに対する軸方向ロックのために曲折されるフラップが取り付けられる。

フラップを曲折させる際には、常にある程度のスプリングバックが発生するため、問題が生じることがある。したがって、フラップと摩擦リングとの間には必然的に、例えばギャップの形態のある程度の隙間が存在する。曲折の際には更に、フラップの部分的な裂け目が生じ、それが完成したブレーキディスクの耐用性を損なう。

ドイツ特許出願公開第４ ４１９ ７５７ Ａ１号明細書

したがって、本発明の第１の課題は、軸方向ロックのために、簡単にブレーキディスクの摩擦リングとポットとの結合接続を確実にすることができる方法を提供することにある。

上記の課題は、請求項１の特徴を有するブレーキディスクの製造方法によって達成される。

本発明は、本発明によるスライドツールを使用して、第１のポット歯間のフラップをコーキングにより変形するという基本的な着想に基づくものである。そのため、フラップは本発明のスライドツールにより、対応するリング歯に対して径方向に押圧される。第１及び第２の面取り角を有する本発明のスライドツールの延長部の端面の二重の面取りにより、スライドツールを使用してフラップを径方向にコーキングすることによって、二重の面取りにより延長部は斜面として作用し、それによってフラップは軸方向に変形可能であるため、フラップは同時に軸方向にも結合されてリング歯の切り欠き部内に押圧され、ひいては軸方向に変形する。フラップが軸方向に変形する結果、コーキングによりフラップとリング歯との間のギャップの形成が防止される。

したがってスライドツールによって、フラップとリング歯の切り欠き部との間で完全な結合接続により、ポットと摩擦リングとの連結に関してブレーキディスクの特に良好な軸方向ロックが達成される。本発明のブレーキディスクで達成される最適な軸方向ロックにより、例えばポット又は摩擦リング内の、又はポット又は摩擦リングでの特別な成形又は切り欠きは不要である。その結果として更に、ブレーキディスクは、軸方向ロックを確実にするために、特に径方向の少ないスペースしか必要とせず、ブレーキディスクの、特に径方向での寸法を縮小できる。その上、ブレーキディスクの省スペースの構成により、ブレーキディスクの簡単な冷却が可能になる。

有利な実施形態では、第１の面取り角は約１０°から２０°、好ましくは約１４°であり、第２の面取り角は約２５°から３５°、好ましくは約３０°である。このようにして、スライドツールを使用して、関連するリング歯の方向で、径方向及び軸方向において特に効果的なフラップの結合されたコーキングを達成できる。

本発明は更に、１つ又は複数の上記の特徴を有するスライドツールを使用して、１つ又は複数の上記の特徴を有するブレーキディスクの製造方法に関する。

本発明の更なる重要な特徴及び利点は、従属クレーム、図面、及び図面を参照した関連する図面の説明から明らかになる。

上記の、及び以下に説明する特徴は、それぞれ示される組み合わせだけではなく、本発明の範囲を逸脱せずに別の組み合わせ又は単独でも利用できることが理解されよう。

本発明の好適な実施形態を図示し以下の記述により詳細に説明する。その際、同一の参照符号は同一の、又は同類の、又は機能的に同一の部品を示す。

図１は、本発明のブレーキディスクの等角投影図である。 図２は、本発明のブレーキディスクのポットの断面図である。 図３は、摩擦リングの等角投影図である。 図４ａ〜４ｃは、本発明によるスライドツールの第１の実施形態を示す図である。 図５は、フラップをコーキングする際の図４のスライドツールの概略図である。 図６ａ〜６ｃは、本発明によるスライドツールの第２の実施形態を示す図である。

図１に示すように、ブレーキディスク１は摩擦リング２及びポット３を備えている。ポット３は、床部４、及び床部４から突起し、周方向に延びる壁５を含んでいる。壁５の外周６には更にポットギヤ機構７が成形され、ポットギヤ機構７は軸方向のギヤ機構として形成され、周方向全体に沿って延在している。軸方向は矢印８で示され、又は図５ではＡとして示され、ブレーキディスク１の回転軸と平行に延びている。更に床部４は、ポット３又はブレーキディスク１を車両のホイールサスペンションのホイールキャリヤのハブに固定可能にするためのねじ穴９を設けている。床部４は更に、ポットの床部４に同心に配置され、例えばブレーキディスク１をハブに心合わせする役割を果たす中心開口１０を設けている。ポットギヤ機構７は、それぞれがポット歯間１２、１３により周方向に沿って互いに離間する径方向外側に突起するポット歯１１によって形成され、ポット歯１１の形状と大きさは同一である。

図３は、中心に配置された開口１４を設けた摩擦リング２を示している。したがって、摩擦リング２は開口１４を囲む内周１５を含み、そこに摩擦リング２のリングギヤ機構１６が形成されている。リングギヤ機構１６は軸方向ギヤ機構として形成され、それぞれがリングギヤ歯間１８によって周方向に互いに離間された径方向内側に突起するリング歯１７を含んでいる。リング歯１７及びリングギヤ歯間１８のそれぞれの形状と大きさは同一である。ポットギヤ機構７及びリングギヤ機構１６は更に、互いに相補形に形成されているため、ポット歯１１はリング歯間１８に、リング歯１７はポット歯間１２、１３に噛合する。ポットギヤ機構７とリングギヤ機構１６とのこのような噛合によって回転ロックが確実にされ、それによって、ポット３と摩擦リング２との間のトルク伝達が可能になる。

図１及び２から分かるように、ポットギヤ機構７は、フラップ１９がそこに成形される第１のポット歯間１２を備えている。ポット歯間１２のフラップ１９は、それぞれのポット歯間１２の切り離された端部セグメント２０によって形成され、これはそれぞれのポット歯間１２のその他の輪郭から成形される。それぞれのフラップ１９は径方向外側に湾曲し、湾曲したフラップ１９の曲率半径２１は、径方向外側に湾曲するフラップ１９が壁５の外径２２を越えないように選択される。湾曲によって、それぞれのフラップ１９の軸方向断面図は、図２に示すようにＷ字形に形成される。径方向外側に湾曲したフラップ１９は更に、対応するポット歯間１２がこれに噛合するリング歯１７を、床部４とは反対側の第１の軸方向端部２３で径方向に覆うように形成される。それぞれのリング歯１７は、図示した例では第１の軸方向端部２３に周方向に延びる軸方向の切り欠き部２４を有し、これにフラップ１９が補足的に軸方向に噛合する。それによって、摩擦リング２に対するポット３の第１の軸方向８’に沿った軸方向ロックが確実にされる。別の軸方向８”での軸方向ロックをも確実にするため、ポットギヤ機構７は、それぞれの第２のポット歯間１３の床部４側の第２の軸方向端部２５に配置された、径方向外側にそれぞれ突起する突起部２６を含む第２のポット歯間１３を備えている。それぞれの突起部２６は第２の軸方向端部で、対応するポット歯間１３に噛合するリング歯１７を径方向に覆う。それによって、第２の軸方向８”での軸方向ロックが確実にされる。ポット３及び摩擦リング２を組み立てるため、形成された突起部２６は軸方向ストッパの役割を果たし、一方、次いで形成されるフラップ１９は軸方向ロックの作用をもたらすことができる。

第１の径方向端部２３及び第２の軸方向端部２５、並びにフラップ１９又は突起部２６の対応する覆いは置き換え可能であることが理解されよう。すなわち、第１の端部２３は床部４の側でもよく、一方、第２の軸方向端部２５は床部４とは反対側でもよい。

本発明によりブレーキディスク１は、フラップ１９が未だ変形されていないポット３が先ず摩擦リング２の開口１４に挿入されることによって、ポット３と摩擦リング２とが同心に配置され、ポット歯１１がリング歯間１８に、リング歯１７がポット歯間１２、１３にそれぞれ噛合するように製造可能である。第２のポット歯間１３の突起部２６は、ポット３と摩擦リング２の対応する軸方向配置を確実にし、軸方向ストッパの役割を果たす。次いでそれぞれのフラップ１９が径方向に変形され、この変形は好適にはフラップ１９のコーキングによって行われる。

フラップ１９のこのようなコーキングは、本発明によれば、図４ａに平面図で、又、図４ｂに縦断面図で示す図４に示すスライドツール２７によって行われる。スライドツール２７は主部２８と、主部に一体的に連結された延長部２９とを備えている。延長部２９は、図４ａの平面図では円錐形に形成されているが、変形形態では別の形態の形状も考えられる。

図４ｃには、図４ｂで円Ｘで示される延長部２９の領域（領域Ｘ）が拡大して示されている。図４ｃの拡大図に示されるように、延長部の端面３０は異なる２つの面取り角を有する二重の面取り部を備えている。その際、第１の面取り部３１は１４°の第１の面取り角α_１を有し、第２の面取り部３２は３０°の面取り角α_２を有している。しかし、第１の実施形態の変形形態では、両方の面取り角は別の値を有することができ、例えば第１の面取り角は約１０°から２０°の範囲にあり、第２の面取り角は約２５°から３５°の範囲にあってよい。図４ｃに示される延長部２９の面取りによって、特に結合されたフラップ１９のリング歯１７の切り欠き部２４内へのコーキングが行われる。

フラップ１９の径方向の変形は、本発明のスライドツール２７を使用して、コーキングの後にそれぞれのフラップ１９が関連するリング歯１７を少なくとも１つの軸方向端部２３、２５で、この場合は第１の軸方向端部２３で覆うように実施される。それと同時に、それぞれが外側に変形したフラップ１９のリング歯１７を覆う領域は、リング歯１７の第１の軸方向端部２３で対応する切り欠き部２４内へ軸方向に押し込まれる。それによって、摩擦リング２は両方の軸方向８’、８”でポット３に対してロックされる。

図５には、スライドツール２７によるフラップ１９の径方向の変形が概略的に示されている。スライドツール２７を径方向Ｒに移動することによって、延長部２９もフラップ１９を径方向Ｒに押圧し、フラップは最初に径方向Ｒに変形される。延長部２９の端面３０の第１及び第２の面取り部３１、３２によって、方向Ｒへのスライドツール２７の移動は、同時にフラップ１９の軸方向Ａへの変形を引き起こし、且つこれをサポートする。このようにして、フラップ１９が結合されてリング歯１７の切り欠き部２４に押し込まれることが達成される。それによって、フラップ１９のコーキングの際に場合によっては形成される、通常は直径が最大０．２ｍｍのギャップ３３がフラップ１９とリング歯１７の切り欠き部２４との間に残らずに、リング歯１７も軸方向に結合されて切り欠き部２４に対して押圧されることが確実にされる。それによってブレーキディスクのリング歯２とポット３との軸方向ロックが向上する。

図６には、本発明によるスライドツール２７’の第２の実施形態が示されている。図４と同様に、図６ａもスライドツール２７’の平面図であり、図６ｂはその縦断面図を示している。図６ｃは、図６ｂの領域Ｘ’の拡大図を示している。

スライドツール２７’は、延長部２９’が連結部３４’によってスライドツール２７’の主部２８’に連結される点で、第１の実施形態のスライドツール２７と異なっている。その際、主部２８’、連結部３４’、及び延長部２９’をユニットとして形成することが可能である。第２の実施形態の変形形態では、延長部２９’及び／又は連結部３４’のそれぞれを互いに連結可能な分離されたユニットとして形成することも考えられる。

連結部３４’によって、フラップ１９のコーキングの際に（図５を参照）、フラップ１９が径方向にも軸方向にも変形される場合の、フラップ材料の放出が防止される。このようにして、軸方向Ａへのフラップ１９の更に大幅な変形が可能になる。このようにして特に、直径が０．２ｍｍ以上のギャップもフラップ１９の軸方向の変形によって０ｍｍに縮小することが可能になるため、この場合もリング歯１７の切り欠き部２４へのフラップ１９の結合圧接が可能である。

Claims (2)

1. 床部（４）と、そこから突起し、これを囲む壁（５）を備えるポット（３）又はホイールフランジと、前記壁（５）がその内部に配置される開口（１４）を備える摩擦リング（２）とを有する、自動車のブレーキディスク（１）の製造方法であって、
   −前記ポット（３）と前記摩擦リング（２）とが同心に配置され、
   −前記壁（５）が、径方向外側に突起するポット歯（１１）を有する、外周（６）に沿って延びる軸方向のポットギヤ機構（７）を備え、
   −周方向には、隣接するポット歯（１１）の間に各々のポット歯間（１２、１３）が配置され、
   −前記摩擦リング（２）が、前記ポットギヤ機構（７）と相補形に形成され、径方向内側に突起するリング歯（１７）を備える、内周（１５）に沿って延びる軸方向のリングギヤ機構（１６）を備え、
   −周方向には隣接するリング歯（１７）の間に各々のリング歯間（１８）が配置され、
   −前記ポット歯（１１）が前記リング歯間（１８）に噛合し、
   −前記リング歯（１７）が前記ポット歯間（１２、１３）に噛合し、
   −少なくとも１つの第１のポット歯間（１２）に、径方向外側に突起し、このポット歯間（１２）と噛合するそれぞれのリング歯（１７）を第１の軸方向端部（２３、２５）で径方向に覆うフラップ（１９）が成形され、
   前記フラップ（１９）が、主部（２８、２８’）と、前記主部（２８，２８’）に配置された延長部（２９；２９’）とを含むスライドツール（２７；２７’）を用いることにより、ギャップ（３３）を形成することなく軸方向（Ａ）において前記リング歯（１７）の切り欠き部（２４）内に保持され、
   前記延長部（２９；２９’）の端面（３０）が、第１の面取り角（α_１）と第２の面取り角（α_２）とを有する二重の面取り部（３１，３１’；３２，３２’）を備え、
   前記ポット（３）又はホイールフランジが、それぞれのポット歯間（１２，１３）とリング歯（１７）、並びにリング歯間（１８）とポット歯（１１）とが噛合するように前記摩擦リング（２）の前記開口（１４）に挿入され、
   前記第１のポット歯間（１２）の前記それぞれのフラップ（１９）が少なくとも一部の領域で前記スライドツール（２７；２７’）を用いたコーキングによって前記対応する第１のリング歯（１７）の方向に径方向（Ｒ）に変形されることによって、
   前記それぞれのフラップ（１９）が、前記フラップ（１９）がギャップ（３３）を形成することなく軸方向（Ａ）において前記切り欠き部（２４）内に押し込まれるように、前記スライドツール（２７；２７’）の前記二重の面取り部（３１、３２）によって軸方向に前記対応するリング歯（１７）の切り欠き部（２４）内に押圧され、
   前記スライドツール（２７、２７’）を用いた前記フラップ（１９）の径方向へのコーキングにより、前記フラップ（１９）が軸方向（Ａ）において前記リング歯（１７）の切り欠き部（２４）内に押し込まれる方法。
2. 前記第１の面取り角（α_１）が１０°から２０°であり、前記第２の面取り角（α_２）が２５°から３５°であるスライドツール（２７；２７’）が用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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