WO2010125939A1

WO2010125939A1 - フローティングブレーキディスクの組立方法

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Publication number: WO2010125939A1
Application number: PCT/JP2010/056926
Authority: WO
Inventors: 直樹山中; 政好林出; 史彦目次
Original assignee: サンスター技研株式会社
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2010-11-04
Also published as: CN102414469B; JP2010261481A; EP2426370A4; US20120097491A1; US9057413B2; JP5428505B2; EP2426370A1; CN102414469A

Abstract

【課題】座金やバネ部材を連結ピンに対して精度良く組付可能なフローティングブレーキディスクの組立方法及びフローティングブレーキディスク並びにフローティングブレーキディスクの組立装置を提供する。【解決手段】制動ディスク１０とハブディスク２０を連結する連結ピン３２として、連結穴３１に装着される円筒状の胴体部４１と、胴体部４１の一端部に形成した第１鍔部４２と、胴体部４１の他端部に連設したかしめ部４３Ａとを有し、かしめ部４３Ａをかしめることで胴体部４１よりも大径の第２鍔部４２を形成可能な連結ピン３２を用いたフローティングブレーキディスクの組立方法であって、連結穴３１に連結ピン３２を装着するとともに、バネ部材３３と座金３４とを連結ピン３２に外嵌装着して、前記座金３４を介してバネ部材３３を圧縮変形させた状態で、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部を形成する。

Description

フローティングブレーキディスクの組立方法

　本発明は、自動二輪車のディスクブレーキ装置のブレーキディスクとして好適に利用可能なフローティングブレーキディスクの組立方法及びそれによって組立てたフローティングブレーキディスク並びにフローティングブレーキディスクの組立装置に関する。

　一般に、自動二輪車のディスクブレーキ装置のブレーキディスクとして、ブレーキパッドが圧接される環状の制動ディスクと、制動ディスクの内側に装着されるハブディスクと、両ディスクをフローティング状態に連結する複数の連結手段とを有し、両ディスク間の隙間を利用して、ブレーキ作動時における発熱でブレーキディスクが全体的に変形して反ることを防止できるように構成した、所謂フローティングブレーキディスクが広く実用化されている。

　前記連結手段としては、制動ディスクの内周部に複数の制動側連結凹部を形成し、ハブディスクの外周部に制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部を形成し、両連結凹部を組み合わせて形成される連結穴に連結ピンを装着するとともに、皿バネ及び座金を連結ピンに外嵌状に装着し、連結ピンの端部をかしめることで、皿バネを介して両ディスクをフローティング状態に連結するように構成したものが広く採用されている（例えば、特許文献１参照。）

　連結ピンとしては、特許文献１に記載のように、連結穴に略隙間なく装着される略円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成した連結穴よりも大径の第１鍔部と、胴体部の他端部に形成した胴体部よりも小径のかしめ部と、胴体部とかしめ部との境界部分に形成した段部とを有し、胴体部に皿バネを装着した状態で、胴体部を連結穴に装着し、この状態でかしめ部をかしめて第２鍔部を形成し、第２鍔部により連結ピンとともに皿バネを両ディスクに固定して、両ディスクをフローティング状態に連結するように構成したものが採用されている。

　ところで、連結ピンのかしめ部をかしめる方法としては、特許文献１に記載のように、かしめ部にインサートを挿入して、インサートを回転させながらかしめ部を徐々に拡径させてかしめる方法と、特許文献２に記載のように、第２鍔部に適合する成形部を有するポンチでかしめ部をプレスしてかしめる方法とが知られている。

実開平６－７６７２７特開平８－３１２７００

　特許文献１、２記載のかしめ方法では、皿バネのバネ力に抗しながらかしめ部をかしめるので、かしめ途中で、かしめにより外側へ広がろうとするかしめ部の外周面の基部に座金や皿バネの内周縁の角部が噛み込まれて、第２鍔部が連結ピンの軸心直交方向に精度良く形成されず、座金や皿バネが斜めに組み付けられてしまい、連結手段による両ディスクの連結がアンバランスになって、両ディスクの連結強度が低下したり、制動時に振動やノイズが発生し易くなったりするという問題があった。また、特許文献１記載のかしめ方法では、連結ピンに対してインサートが圧接されることにより、連結ピンの表面に形成した耐蝕被膜が破損するという問題もある。

　本発明の目的は、座金やバネ部材を連結ピンに対して精度良く組付可能なフローティングブレーキディスクの組立方法及びそれによって組立てたフローティングブレーキディスク並びにフローティングブレーキディスクの組立装置を提供することである。

　本発明に係るフローティングブレーキディスクの組立方法は、内周部に複数の制動側連結凹部を形成した平板環状の制動ディスクと、前記制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部を外周部に有し、前記制動ディスクの内側に嵌合したハブディスクと、前記両連結凹部を突き合わせて形成される連結穴に組み付けた連結ピンと、連結ピンに外装したバネ部材とを備え、前記連結ピンとして、連結穴に略隙間なく装着される円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成した胴体部よりも大径な第１鍔部と、胴体部の他端部に連設したかしめ部とを有し、前記かしめ部をかしめることで胴体部よりも大径の第２鍔部を形成可能な連結ピンを用いたフローティングブレーキディスクの組立方法であって、前記連結穴に連結ピンを装着するとともに、前記バネ部材を連結ピンに外嵌装着して、前記バネ部材を圧縮変形させた状態で、かしめ部をかしめて第２鍔部を形成するものである。なお、バネ部材と第２鍔部間に座金が配置されるように、バネ部材と座金とを胴体部に外嵌させ、座金でバネ部材を圧縮変形させた状態で、かしめ部をかしめることもできるし、座金を省略して、バネ部材を直接的に圧縮変形させた状態で、かしめ部をかしめることもできる。

　この組立方法では、連結ピンのかしめ部をかしめるときに、皿バネやウェブスプリングなどからなるバネ部材を圧縮変形させた状態で、連結ピンのかしめ部をかしめて第２鍔部を形成するので、かしめにより外側へ広がろうとするかしめ部の外周面の基部に座金の内周縁の角部やバネ部材の内周縁が噛み込まれることを防止して、第２鍔部を連結ピンの軸心直交方向に精度良く形成して、座金やバネ部材を精度良く組み付けることができる。このため、連結ピンのかしめ不良に起因する、両ディスクの連結強度の低下や、制動時における振動やノイズの発生を効果的に防止することができる。

　前記かしめ部をポンチでプレス成形して第２鍔部を形成することができる。この場合には、インサートを用いてかしめる場合よりも、かしめのための作業時間を短縮でき、しかも複数の連結ピンを同時にかしめることができるので、連結ピンのかしめ作業の作業効率を大幅に向上できる。また、インサートを用いる場合と比較して、耐蝕処理層の破損を防止できるので好ましい。ただし、前記かしめ部にインサートを回転させながら圧接させて、かしめ部を第２鍔部に形成することもできる。

　前記連結穴に連結ピンを装着するとともに、前記バネ部材と座金を連結ピンに外嵌装着して、前記座金を介してバネ部材を圧縮変形させた状態で、かしめ部をかしめて第２鍔部を形成することも好ましい実施例である。この場合は、かしめにより外側へ広がろうとするかしめ部の外周面の基部に座金やバネ部材の内周縁の角部が噛み込まれることを防止して、第２鍔部を連結ピンの軸心直交方向に精度良く形成して、バネ部材を精度良く組み付けることができる。

　前記連結ピンをアルミニウム合金で構成することが好ましい実施の形態である。アルミニウム合金は、ステンレスなどの鉄系金属と比較して軽量で、しかも加工性に優れ、かしめ易いので好ましい。

　前記連結ピンとして、かしめ部の先端外周面に面取り面を形成するとともに、かしめ部の内周面を全長にわたって同径に構成し、表面に耐蝕処理層を形成した連結ピンを用いることができる。この連結ピンでは、かしめ部の先端外周面に面取り面が形成されるとともに、かしめ部の内周面は全長にわたって同径に構成されているので、予め耐蝕処理層を形成した連結ピンであっても、かしめ部をかしめたときにおける耐蝕処理層の破損を防止できる。また、かしめ部をかしめて形成される鍔部は、ディスク側の面が座金と略隙間なく面接触するようにかしめることができ、座金や両ディスクと連結ピンの鍔部との接触面積を大きく設定して、連結ピンの引き抜き強度を向上することができる。

　ここで、前記面取り面としてテーパー面、凸形円弧断面の環状湾曲面または凹形円弧断面の環状湾曲面を形成することができる。このような面取り面を形成することで、かしめ部をかしめたときにおける耐蝕処理層の破損を防止できる。

　本発明に係るフローティングブレーキディスクは、前記フローティングブレーキディスクの組立方法にて組立てたものである。このため、このフローティングブレーキディスクでは、前記組立方法において説明したように、連結ピンのかしめ部をかしめるときに、皿バネやウェブスプリングなどからなるバネ部材を圧縮変形させた状態で、連結ピンのかしめ部をかしめて第２鍔部を形成しているので、かしめにより外側へ広がろうとするかしめ部の外周面の基部に座金の内周縁の角部やバネ部材の内周縁が噛み込まれることを防止して、第２鍔部を連結ピンの軸心直交方向に精度良く形成して、座金やバネ部材を精度良く組み付けることができる。このため、連結ピンのかしめ不良に起因する、両ディスクの連結強度の低下や、制動時における振動やノイズの発生を効果的に防止することができる。

　本発明に係るフローティングブレーキディスクの組立装置は、内周部に複数の制動側連結凹部を形成した平板環状の制動ディスクと、前記制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部を外周部に有し、前記制動ディスクの内側に嵌合したハブディスクと、前記両連結凹部を突き合わせて形成される連結穴に組み付けた連結ピンと、連結ピンに外装したバネ部材とを備え、前記連結ピンとして、連結穴に略隙間なく装着される円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成した胴体部よりも大径な第１鍔部と、胴体部の他端部に連設したかしめ部とを有し、前記かしめ部をかしめることで胴体部よりも大径の第２鍔部を形成可能な連結ピンを用いたフローティングブレーキディスクの組立装置であって、前記制動ディスクの内側にハブディスクを嵌め合わせて、前記連結穴が形成されるように、制動側連結凹部にハブ側連結凹部を突き合わせた状態で、両ディスクを水平に支持するとともに、前記第１鍔部を下側にして連結ピンを縦向きに支持し、前記連結ピンを前記連結穴に対して設定高さに挿通配置する支持台と、両ディスクの上側に突出する連結ピンの胴体部に外嵌装着したバネ部材を圧縮する圧縮手段と、前記連結ピンのかしめ部を上側からかしめて第２鍔部を形成するかしめ手段とを備えたものである。

　この組立装置では、かしめ手段により連結ピンのかしめ部をかしめるときに、圧縮手段により皿バネやウェブスプリングなどのバネ部材を圧縮するので、かしめにより外側へ広がろうとするかしめ部の外周面の基部に座金の内周縁の角部やバネ部材の内周縁が噛み込まれることを防止して、第２鍔部を連結ピンの軸心直交方向に精度良く形成して、座金やバネ部材を精度良く組み付けることができる。このため、連結ピンのかしめ不良に起因する、両ディスクの連結強度の低下や、制動時における振動やノイズの発生を効果的に防止することができる。

　前記かしめ手段として、プレス成形によりかしめ部をかしめるポンチを有するものを用いることができる。この場合には、前記圧縮手段として、前記バネ部材を圧縮する圧縮部材を前記ポンチに外嵌状に設け、前記圧縮部材を常時下方へ付勢する付勢手段を設け、圧縮部材でバネ部材を圧縮した状態で、ポンチでかしめ部をプレス成形可能となすことが好ましい実施例である。

　前記かしめ手段として、先端部をかしめ部に圧接させながら回転させることで、かしめ部をかしめるインサートを有するものを用いることもできる。

　前記圧縮手段として、胴体部に外装した座金を介してバネ部材を圧縮するものを用いることこができる。この場合には、かしめ手段により連結ピンのかしめ部をかしめるときに、圧縮手段により座金を介してバネ部材を圧縮するので、かしめにより外側へ広がろうとするかしめ部の外周面の基部に座金の内周縁の角部やバネ部材の内周縁が噛み込まれることを防止して、第２鍔部を連結ピンの軸心直交方向に精度良く形成して、座金やバネ部材を精度良く組み付けることができる。

　本発明に係るフローティングブレーキディスクの組立方法及びそれによって組立てたフローティングブレーキディスク並びにフローティングブレーキディスクの組立装置によれば、連結ピンのかしめ部をかしめるときに、皿バネやウェブスプリングなどからなるバネ部材を圧縮変形させた状態で、連結ピンのかしめ部をかしめて第２鍔部を形成するので、かしめにより外側へ広がろうとするかしめ部の外周面の基部に座金の内周縁の角部やバネ部材の内周縁が噛み込まれることを防止して、第２鍔部を連結ピンの軸心直交方向に精度良く形成して、座金やバネ部材を精度良く組み付けることができる。このため、連結ピンのかしめ不良に起因する、両ディスクの連結強度の低下や、制動時における振動やノイズの発生を効果的に防止することができる。

ブレーキディスクの斜視図ブレーキディスクの正面図図１のIII-III線断面図（ａ）は連結ピンの縦断面図、（ｂ）（ｃ）は他の構成の連結ピンの縦断面図（ａ）～（ｄ）は他の構成の連結ピンの縦断面図プレスによる組立装置の説明図ブレーキディスクの組立方法の説明図で、（ａ）はバネ部材の圧縮開始直前の説明図、（ｂ）はバネ部材の圧縮後、かしめ開始直前の説明図かしめ完了時におけるブレーキディスクの組立方法の説明図インサートによる組立装置の説明図

　次に、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
　図１～図３に示すように、フローティングブレーキディスク１は、自動二輪車用のブレーキディスクで、平板環状の制動ディスク１０と、制動ディスク１０の内側に所定の隙間をあけて内嵌装着したハブディスク２０と、制動ディスク１０とハブディスク２０とをフローティング状態に連結する複数の連結手段３０とを備えている。

　制動ディスク１０は、耐磨耗性に優れたステンレス鋼や炭素鋼からなる平坦な金属板をプレス成形した後、ブレーキパッド（図示略）が摺接される環状の摺動部１１を熱処理して製作されている。摺動部１１には、放熱性能を向上するとともに重量を軽減するため、複数の小孔１２が形成されている。小孔１２としては、図１、図２に示すような丸孔以外に細長いスリット状の長孔を形成することも可能で、小孔１２の形状や個数や配列は、ブレーキディスク１の意匠性や摺動部１１における放熱性を考慮して適宜に設定することができる。制動ディスク１０の外周部及び内周部には複数の凹部１３、１４が円周方向に一定間隔おきに形成され、ブレーキディスク１の放熱性が高められるとともに軽量化が促進され、意匠的にも斬新さが表現されるように構成されている。凹部１３、１４の個数や形状は任意に設定可能である。ただし、凹部１３、１４の少なくとも一方を省略したブレーキディスク１に対しても、本発明を同様に適用することができる。制動ディスク１０の寸法は、例えば外径３００ｍｍ、厚さ６ｍｍに設定したものを採用できる。

　ハブディスク２０は、例えば軽量化を図るためアルミニウム合金等の軽金属材料で構成されている。ハブディスク２０の中央部にはホイールハブの端部が挿通する取付孔２１が形成されるとともに、取付孔２１を取り囲むようにホイールハブへの取付用の複数のボルト挿通孔２２が形成されている。ハブディスク２０の半径方向の途中部には複数の軽減孔２３が周方向に一定間隔おきに形成されている。

　図１～図３に示すブレーキディスク１では、制動ディスク１０とハブディスク２０とを同一平面内に配置したが、車体側の構成に応じて、制動ディスク１０とハブディスク２０とを、ブレーキディスク１の厚さ方向（軸心方向）に一定間隔をあけた平行な平面内に配置することも可能である。また、両ディスク１０、２０の厚さは、同じに設定することもできるし、異なる厚さに設定することもできる。尚、本発明は、ブレーキディスク１の組立方法に特徴を有するものであり、制動ディスク１０やハブディスク２０の構成に関しては、既存の構成のものを適宜に採用することができる。

　連結手段３０は、制動ディスク１０とハブディスク２０間に円周方向に一定間隔おきに設けられている。図１では、１０個の連結手段３０で制動ディスク１０とハブディスク２０とをフローティング状態に連結したが、１０個以外の個数の連結手段３０で両ディスク１０、２０をフローティング状態に連結することも可能である。

　連結手段３０について説明すると、図１～図３に示すように、連結手段３０の配設位置において、制動ディスク１０の内周部には半円形の制動側連結凹部１５が形成され、ハブディスク２０の外周部には半円形のハブ側連結凹部２５が制動側連結凹部１５と対向状に形成され、両ディスク１０、２０を組み合わせた状態で、両ディスク１０、２０間には連結凹部１５、２５により略円形の連結穴３１が形成される。連結穴３１には連結ピン３２が装着され、この連結ピン３２より両ディスク１０、２０の相対回転及び軸方向への相対移動が規制される。連結ピン３２には両ディスク１０、２０が同一平面内に位置するように付勢する皿バネからなるバネ部材３３と該バネ部材３３を受け止める座金３４が取付けられ、両ディスク１０、２０は連結ピン３２とバネ部材３３と座金３４を介してフローティング状態に連結されている。ただし、座金３４は省略することも可能である。

　前記連結ピン３２は、図３に示すように、アルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽金属材料からなり、中心孔４０を有する円筒状の中空部材で構成され、連結穴３１に略隙間なく内嵌状に装着される円筒状の胴体部４１と、胴体部４１の一端部に形成された連結穴３１よりも大径の抜け止め用の第１鍔部４２と、胴体部４１の他端部に形成された連結穴３１よりも大径の抜け止め用の第２鍔部４３であって、図４（ａ）、図６、図７に示す連結ピン３２Ａのかしめ部４３Ａをかしめて形成した第２鍔部４３とを備えている。

　図４（ａ）に図示の連結ピン３２Ａは、連結ピン３２の第２鍔部４３をかしめにより形成する前のものであり、胴体部４１の上端部には第２鍔部４３に対応させて円筒状のかしめ部４３Ａが連設されている。この連結ピン３２Ａには、アルマイト処理やメッキ処理などが施され、連結ピン３２Ａの表面にはアルミニウムの酸化被膜やクロムメッキなどの耐蝕処理層（図示略）が形成されている。ただし、連結ピン３２は、軽合金以外の金属材料、例えばステンレスなどで構成することも可能で、この場合には耐食処理を省略することもできる。

　連結ピン３２Ａの胴体部４１の外周面の長さ方向の途中部には段差部４４が形成され、段差部４４よりも上側の胴体部４１は段差部４４よりも下側の胴体部４１よりも小径に構成され、かしめ部４３Ａの外径は段差部４４よりも上側の胴体部４１と同径に構成されている。ただし、段差部４４は、かしめによる変形が、胴体部４１のうちの連結穴３１に３１に隙間なく嵌合する部分に悪影響を及ぼさない位置であれば任意の位置に形成することが可能で、例えばかしめ部４３Ａと胴体部４１の境界部に段差部４４を形成することもできる。また、前述のように、段差部４４を設けて、かしめ部４３Ａを胴体部４１よりも小径に構成すると、かしめ部４３Ａのかしめ作業が容易になるので好ましいが、段差部４４を省略した連結ピン３２、即ちかしめ部４３Ａの外径を胴体部４１と同径に構成した連結ピン３２を採用することも可能である。

　連結ピン３２Ａにおける、かしめ部４３Ａと胴体部４１の内周面の直径は全長にわたって同径に構成され、かしめ部４３Ａの先端外周面には、先端側へ行くにしたがって縮径する円錐状の面取り面４５Ａが形成され、連結ピン３２の先端外周部は面取り面４５Ａを形成することで減肉されている。そして、このようにかしめ部４３Ａの内周面の直径を全長にわたって同径に構成するとともに、連結ピン３２の先端外周部に面取り面４５Ａを形成することで、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成するときに、連結ピン３２Ａの耐蝕処理層が破損しないように構成されている。また、かしめて形成した第２鍔部４３の座金３４側の端面は、連結ピン３２の軸心直交方向の面内に配置される幅の広い環状面４７に形成され、この環状面４７により第２鍔部４３と座金３４との接触面積が大きく設定されて、連結ピン３２の引き抜き強度が高められている。ただし、面取り面４５Ａを省略し、連結ピン３２Ａの端部を連結ピン３２Ａの軸心に直交する端面で構成することも可能である。

　尚、面取り面４５Ａの構成を部分的に変更した他の連結ピン３２の実施例として、図４（ｂ）、（ｃ）に示す連結ピン３２Ｂ、３２Ｃのように、面取り面４５Ｂ、４５Ｃの傾斜角度θを変更したものを採用することができる。傾斜角度θは、２０°未満の場合には、薄平板形状になって引き抜き強度が低下し、４５°を超えると先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下するので、傾斜角度θは２０°～４５°に設定することが好ましい。また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、連結ピン３２Ａ、３２Ｂの中心線に直交する環状の端面４６を形成するともできるし、図４（ｃ）に示す連結ピン３２Ｃのように、面取り面４５Ｃを先鋭に形成することもできる。更に、円錐面状の面取り面４５Ａ～４５Ｃに代えて、図５（ａ）（ｂ）に示す連結ピン３２Ｄ、３２Ｅのように、連結ピン３２Ｄ、３２Ｅの半径方向外方側へ突出する凸形円弧断面の環状湾曲面からなる面取り面４５Ｄ、４５Ｅや、図５（ｃ）（ｄ）に示す連結ピン３２Ｆ、３２Ｇのように、連結ピン３２Ｆ、３２Ｇの半径方向内側へ突出する凹形円弧断面の環状湾曲面からなる面取り面４５Ｆ、４５Ｇを形成することもできる。図５（ａ）（ｂ）に示す面取り面４５Ｄ、４５Ｅの円弧の半径Ｒ１は、任意に設定可能であるが、５ｍｍ未満の場合には、先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下し、２０ｍｍを超えるとピンに欠損が発生する可能性があるので、半径Ｒ１は５ｍｍ～２０ｍｍに設定することが好ましい。また、図５（ｃ）（ｄ）に示す面取り面４５Ｆ、４５Ｇの円弧の半径Ｒ２は任意に設定可能であるが、５ｍｍ未満の場合には、ピンに欠損が発生する可能性があり、２０ｍｍを超えると、先槍（先細）形状になって引き抜き強度が低下するので、半径Ｒ２は５ｍｍ～２０ｍｍに設定することが好ましい。また、面取り面４５Ａ～４５Ｇの上端部や下端部にアールを形成して角を丸めることも、耐蝕処理層の破損を防止する上で好ましい。

　第１鍔部４２と両ディスク１０、２０間において胴体部４１にはバネ部材３３と座金３４が外嵌状に装着され、両ディスク１０、２０はバネ部材３３により同一平面内に配置されるように付勢されている。ただし、連結ピン３２として、胴体部４１の横断面形状が楕円形や正方形や長方形などの方形状のものを採用することもでき、この場合には、連結穴３１の形状も胴体部４１に適合する形状に形成することになる。

　前記バネ部材３３は、図３に示すように、緩やかな円錐状の皿バネで構成され、第１鍔部４２と両ディスク１０、２０間にバネ部材３３を組付けた状態で、バネ部材３３が多少圧縮されるように、両ディスク１０、２０と第２鍔部４３間の距離Ｈは、バネ部材３３の自然状態での高さに座金３４の厚さを加算した長さよりも多少短く設定されている。但し、バネ部材３３として、皿バネに代えてウェブスプリングなどを採用することもできる。また、座金３４を省略する場合には、距離Ｈは、バネ部材３３の自然状態での高さよりも多少短く設定することになる。

　フローティングブレーキディスク１の組立装置５０は、両ディスク１０、２０及び連結ピン３２Ａを支持する支持台５１であって、制動ディスク１０の内側にハブディスク２０を嵌め合わせて、連結穴３１が形成されるように、制動側連結凹部１５にハブ側連結凹部２５を突き合わせた状態で、両ディスク１０、２０を水平に支持するとともに、前記第１鍔部４２を下側にして連結ピン３２Ａを縦向きに支持し、前記連結ピン３２を連結穴３１に対して設定高さに挿通配置する支持台５１と、両ディスク１０、２０から上側へ突出する連結ピン３２の胴体部４１に外嵌装着したバネ部材３３を、バネ部材３３の上側において胴体部４１に外嵌装着した座金３４を介して圧縮する圧縮手段５２と、連結ピン３２のかしめ部４３Ａを上側からかしめて第２鍔部４３を形成するかしめ手段５３とを備えている。

　支持台５１は、フローティングブレーキディスク１における連結ピン３２の取付位置に対応させて設けられ、両ディスク１０、２０は、制動側連結凹部１５の周辺部及びハブ側連結凹部２５の周辺部を複数の支持台５１上に載置することで、略水平に支持される。支持台５１には、フローティングブレーキディスク１における連結ピン３２の取付位置に対応させて、連結ピン３２Ａの第１鍔部４２を収容して連結ピン３２Ａを縦向きに支持する収容部５４が設けられ、収容部５４の深さは第１鍔部４２の厚さよりも組付状態でのバネ部材３３の変形可能な高さＴだけ深く設定されている。なお、支持台５１は、連結ピン３２の取付位置に対応させて独立に設けることもできるし、連結ピン３２に対応させて複数の収容部５４を形成した一体的な平板状の部材で構成することもできる。

　かしめ手段５３は、図６～図８に示すように、収容部５４に対応させて設けたポンチ５５と、ポンチ５５を昇降する図示外の昇降手段とを有している。ポンチ５５の下端部には、連結ピン３２Ａの中心孔４０に挿入されてかしめ部４３Ａの先端部を外側へ押し広げる円錐台状の第１成形面５５ａと、押し広げたかしめ部４３Ａの先端部を連結ピン３２の半径方向外方側へ案内する第２成形面５５ｂとが設けられ、圧縮手段５２により座金３４を介してバネ部材３３を押えた状態で、ポンチ５５でかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３をプレス成形できるように構成したものである。なお、複数のポンチ５５を１つの昇降手段で昇降して、複数の連結ピン３２を同時にかしめることも好ましい実施例である。

　圧縮手段５２について説明すると、ポンチ５５には円筒状の圧縮部材５６が外装され、圧縮部材５６の外周部には上下方向に細長い１対の案内スリット５７が形成され、ポンチ５５には案内スリット５７を挿通する規制ピン５８が固定され、圧縮部材５６は案内スリット５７を介してポンチ５５に対して一定距離だけ上下方向に移動自在に取付けられている。ポンチ５５の上部には圧縮部材５６を下方へ常時付勢する圧縮コイルバネからなる付勢手段５９が設けられている。ポンチ５５と圧縮部材５６の位置関係は、図７（ｂ）に示すように、圧縮部材５６の下端部で座金３４を押圧して、バネ部材３３を圧縮した状態で、図８に示すように、ポンチ５５で連結ピン３２のかしめ部４３Ａをかしめて、第２鍔部４３を形成できるような位置関係に配置されている。この圧縮手段５２は、かしめ手段５３とは別個に設けることもできるが、本実施例のように、かしめ手段５３と連動させて駆動することで、部品点数を少なくして組立装置５０の製作コストを低減できるので好ましい。また、圧縮部材５６としては、バネ部材３３を圧縮できるものであれば任意の構成のものを採用することが可能である。また、圧縮部材５６は、必ずしも座金３４の上面の全周にわたって当接させる必要はなく、例えば複数のロッドからなる圧縮部材や、複数の部分円弧状部材からなる圧縮部材などを採用することもできる。更に、バネ部材３３をバランスよく圧縮できるように、圧縮部材５６の下端部にゴムなどの弾性部材を設けることも可能である。また、制動ディスク１０とハブディスク２０の厚さが異なる場合には、圧縮部材５６の下端部にゴムなどからなる弾性部材を設けて、この弾性部材により厚さの差を吸収したり、圧縮部材５６の下面に制動ディスク１０とハブディスク２０の厚さに適合する傾斜面を形成して、座金３４やバネ部材３３を傾斜状に配置させたり、圧縮部材５６に代えて複数のロッドや部分円弧状部材からなる圧縮部材を設け、該圧縮部材をそれぞれ独立に座金３４やバネ部材３３に圧接させたりして、厚さの差を吸収することも可能である。ただし、圧縮手段５２としては、図示した以外の構成を採用することも可能である。なお、座金３４を省略する場合には、圧縮部材５６でバネ部材３３を直接的に圧縮することになる。

　次に、前記フローティングブレーキディスク１の組立方法について、図面を参照しながら簡単に説明する。
　先ず、図６に示すように、支持台５１に形成された１０個の収容部５４に第１鍔部４２を夫々装着して１０本の連結ピン３２Ａを支持台５１に縦向きにセットする。

　次に、制動ディスク１０の１０個の制動側連結凹部１５を１０個の連結ピン３２Ａに夫々臨ませて、上方より制動ディスク１０を支持台５１の上面にセットするとともに、ハブディスク２０の１０個のハブ側連結凹部２５を１０個の連結ピン３２Ａに夫々臨ませて、上方よりハブディスク２０を支持台５１の上面にセットする。

　次に、連結ピン３２Ａのかしめ部４３Ａの下半部にバネ部材３３及び座金３４を外嵌状に装着してから、ポンチ５５を下降させて、連結ピン３２のかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成することになる。具体的には、先ず、図７（ａ）に示すように、圧縮部材５６の下端部が座金３４に当接するまでポンチ５５を下降させ、更にポンチ５５を下降させると、図７（ｂ）に示すように、付勢手段５９の付勢力に抗して圧縮部材５６が相対的に上方へ移動し、付勢手段５９の付勢力によりバネ部材３３が圧縮され、更にポンチ５５を下降させると、図８に示すように、圧縮部材５６によりバネ部材３３が圧縮されながら、ポンチ５５が下降して、成形面５５ａ、５５ｂでかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成し、連結ピン３２とバネ部材３３及び座金３４とで両ディスク１０、２０をフローティング状態に連結する。ただし、座金３４を省略する場合には、連結ピン３２Ａのかしめ部４３Ａの下半部にバネ部材３３を外嵌状に装着してから、ポンチ５５を下降させて、圧縮部材５６によりバネ部材３３を圧縮してから、ポンチ５５の成形面５５ａ、５５ｂでかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成し、連結ピン３２とバネ部材３３とで両ディスク１０、２０をフローティング状態に連結することになる。

　この組立装置５０及び組立方法では、圧縮手段５２でバネ部材３３を圧縮しながら、かしめ手段５３でかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成するので、かしめにより外側へ広がろうとするかしめ部４３Ａの外周面の基部に座金３４の内周縁の角部やバネ部材３３の内周縁が噛み込まれることを防止して、第２鍔部４３を連結ピン３２の軸心直交方向に精度良く形成して、座金３４やバネ部材３３を精度良く組み付けることができる。このため、連結ピン３２のかしめ不良に起因する、両ディスク１０、２０の連結強度の低下や、制動時における振動やノイズの発生を効果的に防止することができる。なお、本実施の形態では、制動ディスク１０とハブディスク２０の厚さが同じ場合について説明したが、異なる場合でも同様にして両ディスク１０、２０を連結ピン３２で連結することができる。

　このようにして製作したフローティングブレーキディスクでは、連結ピン３２のかしめ不良に起因する、両ディスク１０、２０の連結強度の低下や、制動時における振動やノイズの発生を効果的に防止することができる。また、連結ピン３２として、かしめ部４３Ａの先端外周部に面取り面４５Ａを形成し、かしめ部４３Ａの内周面をその全長にわたって同径に形成したものを用いているので、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成したときに、耐蝕被膜層が破損するという問題を防止できる。また、第２鍔部４３の座金３４側には平坦な環状面４７が形成され、第２鍔部４３と座金３４との接触面積が広くなるので、連結ピン３２の引き抜き強度を向上できる。更に、かしめ部４３Ａと胴体部４１間に段差部４４が形成されるとともに、かしめ部４３Ａは胴体部４１よりも薄肉に構成されているので、かしめ荷重が胴体部４１側へ作用することが抑制され、かしめ荷重による胴体部４１の変形を防止出来る。

　なお、かしめ手段５３として、インサートを用いた回転式のかしめ手段を採用することもできる。具体的には、図９に示すかしめ手段６０のように、軸心Ｐ１を中心として回転自在に支持された支持ヘッド６１と、支持ヘッド６１の偏心位置において支持ヘッド６１の軸心Ｐ１に対して傾斜状に配置された軸心Ｐ２を中心として回転自在な円柱状のインサート６２と、連結ピン３２Ａの載置するための前記実施例と同様の構成の凹部５４を有する支持台５１とを備え、インサート６２の先端部に、連結ピン３２Ａの中心孔４０に挿入されてかしめ部４３Ａの先端部を外側へ押し広げる円錐台状の成形面６２ａを形成し、支持ヘッド６１を軸心Ｐ１回りに回転させるとともに、インサート６２を軸心Ｐ２回りに回転させながら、インサート６２の成形面６２ａをかしめ部４３Ａの先端内周面に圧接させて、かしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を成形できるように構成したものを採用できる。この場合には、圧縮手段として、座金３４を上側から押圧してバネ部材３３を圧縮するリング状の圧縮部材６５を有する圧縮手段を、かしめ手段５３とは別個に昇降可能に設けることになり、圧縮部材６５でバネ部材３３を圧縮しながら、かしめ手段５３でかしめ部４３Ａをかしめて第２鍔部４３を形成することになる。なお、このかしめ手段６０を用いる場合においても、圧縮部材６５でバネ部材３３を直接的に圧縮しながら、かしめ部４３Ａをかしめることで、座金３４を省略したブレーキディスクを製作できる。

１　　　フローティングブレーキディスク
１０　　制動ディスク　　　　　１１　　摺動部
１２　　小孔　　　　　　　　　１３　　凹部
１５　　制動側連結凹部
２０　　ハブディスク　　　　　２１　　取付孔
２２　　ボルト挿通孔　　　　　２３　　軽減孔
２５　　ハブ側連結凹部
３０　　連結手段　　　　　　　３１　　連結穴
３２　　連結ピン　　　　　　　３３　　バネ部材
３４　　座金
３２Ａ　連結ピン　　　　　　　３２Ｂ　連結ピン
３２Ｃ　連結ピン　　　　　　　３２Ｄ　連結ピン
３２Ｆ　連結ピン
４０　　中心孔　　　　　　　　４１　　胴体部
４２　　第１鍔部　　　　　　　４３　　第２鍔部
４３Ａ　かしめ部　　　　　　　４４　　段差部
４５Ａ　面取り面　　　　　　　４５Ｂ　面取り面
４５Ｃ　面取り面　　　　　　　４５Ｄ　面取り面
４５Ｆ　面取り面
４６　　端面　　　　　　　　　４７　　環状面
５０　　組立装置　　　　　　　５１　　支持台
５２　　圧縮手段　　　　　　　５３　　かしめ手段
５４　　収容部　　　　　　　　５５　　ポンチ
５５ａ　第１成形面　　　　　　５５ｂ　第２成形面
５６　　圧縮部材　　　　　　　５７　　案内スリット
５８　　規制ピン　　　　　　　５９　　付勢手段
６０　　かしめ手段　　　　　　６１　　支持ヘッド
６２　　インサート　　　　　　６２ａ　成形面
６５　　圧縮部材

Claims

　内周部に複数の制動側連結凹部を形成した平板環状の制動ディスクと、前記制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部を外周部に有し、前記制動ディスクの内側に嵌合したハブディスクと、前記両連結凹部を突き合わせて形成される連結穴に組み付けた連結ピンと、連結ピンに外装したバネ部材とを備え、前記連結ピンとして、連結穴に略隙間なく装着される円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成した胴体部よりも大径な第１鍔部と、胴体部の他端部に連設したかしめ部とを有し、前記かしめ部をかしめることで胴体部よりも大径の第２鍔部を形成可能な連結ピンを用いたフローティングブレーキディスクの組立方法であって、
　前記連結穴に連結ピンを装着するとともに、前記バネ部材を連結ピンに外嵌装着して、前記バネ部材を圧縮変形させた状態で、かしめ部をかしめて第２鍔部を形成する、
　ことを特徴とするフローティングブレーキディスクの組立方法。
　前記かしめ部をポンチでプレス成形して第２鍔部を形成する請求項１記載のフローティングブレーキディスクの組立方法。
　前記かしめ部にインサートを回転させながら圧接させて、かしめ部を第２鍔部に形成する請求項１記載のフローティングブレーキディスクの組立方法。
前記連結穴に連結ピンを装着するとともに、前記バネ部材と座金を連結ピンに外嵌装着して、前記座金を介してバネ部材を圧縮変形させた状態で、かしめ部をかしめて第２鍔部を形成する請求項１～３のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスクの組立方法。
　前記連結ピンがアルミニウム合金からなる請求項１～４のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスクの組立方法。
　前記連結ピンとして、かしめ部の先端外周面に面取り面を形成するとともに、かしめ部の内周面を全長にわたって同径に構成し、表面に耐蝕処理層を形成した連結ピンを用いた請求項１～５のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスクの組立方法。
　前記面取り面としてテーパー面、凸形円弧断面の環状湾曲面または凹形円弧断面の環状湾曲面を形成した請求項６記載のフローティングブレーキディスクの組立方法。
　請求項１～７のいずれか１項記載の組立方法にて組立てたことを特徴とするフローティングブレーキディスク。
　内周部に複数の制動側連結凹部を形成した平板環状の制動ディスクと、前記制動側連結凹部と対向するハブ側連結凹部を外周部に有し、前記制動ディスクの内側に嵌合したハブディスクと、前記両連結凹部を突き合わせて形成される連結穴に組み付けた連結ピンと、連結ピンに外装したバネ部材とを備え、前記連結ピンとして、連結穴に略隙間なく装着される円筒状の胴体部と、胴体部の一端部に形成した胴体部よりも大径な第１鍔部と、胴体部の他端部に連設したかしめ部とを有し、前記かしめ部をかしめることで胴体部よりも大径の第２鍔部を形成可能な連結ピンを用いたフローティングブレーキディスクの組立装置であって、
　前記制動ディスクの内側にハブディスクを嵌め合わせて、前記連結穴が形成されるように、制動側連結凹部にハブ側連結凹部を突き合わせた状態で、両ディスクを水平に支持するとともに、前記第１鍔部を下側にして連結ピンを縦向きに支持し、前記連結ピンを前記連結穴に対して設定高さに挿通配置する支持台と、
　両ディスクの上側に突出する連結ピンの胴体部に外嵌装着したバネ部材を圧縮する圧縮手段と、
　前記連結ピンのかしめ部を上側からかしめて第２鍔部を形成するかしめ手段と、
　を備えたことを特徴とするフローティングブレーキディスクの組立装置。
　前記かしめ手段として、プレス成形によりかしめ部をかしめるポンチを有するものを用いた請求項９記載のフローティングブレーキディスクの組立装置。
　前記圧縮手段として、前記バネ部材を圧縮する圧縮部材を前記ポンチに外嵌状に設け、前記圧縮部材を常時下方へ付勢する付勢手段を設け、圧縮部材でバネ部材を圧縮した状態で、ポンチでかしめ部をプレス成形可能となした請求項１０記載のフローティングブレーキディスクの組立装置。
　前記かしめ手段として、先端部をかしめ部に圧接させながら回転させることで、かしめ部をかしめるインサートを有するものを用いた請求項９記載のフローティングブレーキディスクの組立装置。
　前記圧縮手段として、胴体部に外装した座金を介してバネ部材を圧縮するものを用いた請求項９～１２のいずれか１項記載のフローティングブレーキディスクの組立装置。