(57)【要約】【課題】ディスクブランクの歩留まりの向上及びプレス加工機の小型化を実現する。【解決手段】センター孔５ａを形成された素材４をそのセンター孔を基準にして位置決めし、プレス加工機で素材の４つの角部分の１つである第１の角部分４ａをプレス抜きする。順次第２・第３・第４の角部分４ｂ・４ｃ・４ｄをプレス抜きして、ディスクブランク５の外形の全周を形成する。１回のプレス加工で素材から抜き落とされる部分以外に広い部分が残るため、その広い部分を押さえ代として使用することができ、従来のように素材におけるディスクブランクの外側に押さえ代を確保する必要が無くなるため、抜きカスを最小限とすることが可能となり、材料の歩留まりを向上し得る。また、プレス加工を４回に分けて行うことから、１回に大きなプレス容量を必要とせず、プレス容量を小さくすることができ、プレス加工機を小型化し得る等、省資源化を好適に促進し得る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形板状の素材から円環形状のディスクブランクをプレス加工により抜き出し加工するブレーキディスク用ディスクブランクの製造方法であって、
前記素材の４角を１角ずつ切り落とすと共に前記ディスクブランクの外周を１／４円周ずつ形成するべく４回の分割プレス加工を行うことを特徴とするブレーキディスク用ディスクブランクの製造方法。
【請求項２】
前記分割プレス加工を行う時の押さえ代が、前記素材の前記ディスクブランクとなる部分であることを特徴とする請求項１に記載のブレーキディスク用ディスクブランクの製造方法。
【請求項３】
前記素材の外形を正方形に形成すると共に、
前記分割プレス加工を行う前工程で、前記素材に対してその幅を基準として前記ディスクブランクのセンター孔を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレーキディスク用ディスクブランクの製造方法。
【請求項４】
前記分割プレス加工を行う時の基準を前記センター孔とすることを特徴とする請求項３に記載のブレーキディスク用ディスクブランクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキディスク用ディスクブランクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動二輪車に用いられるディスクブレーキ装置のディスクの製造において、帯鋼から素材を切り出し、その素材をプレス加工により円板状に打ち抜いて製品となるディスクブランクを形成するようにしたものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６９７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記円板状の素材を打ち抜くプレス加工機の例を、図６を参照して示す。図示例のプレス加工機にあっては、上型１１及び下型１２を備え、両型１１・１２間に例えば帯鋼がその長手方向に所定長ピッチで連続的に順次送り込まれる。図７に示されるように、帯鋼１３の所定長Ｗの部分が素材１４として用いられ、下型１１の上に載置してプレス加工するようになっている。下型１２は、素材１４から円環状にプレス抜きされるディスクブランク５に対応した形状の円環状ボス形（図７のハッチング）に形成されている。上型１１の下面（下型１２に対向する面）には、下型１２の円環形状に合わせた円環状凹部１１ａが形成されており、その底面（凹部１１ａの図における上面）となる部分には複数のノックアウトピン１７が適所に配設されている。なお、図示例のものでは、下型１２が固定され、上型１１が上下に変位する。
【０００５】
また、素材１４のディスクブランク５となる部分の外側の抜きカス１４ａを上型１１の対応する部分（外周部）との間に挟持するための押さえ型１５が下型１２の外側に隣接して配設されている。押さえ型８は、例えば下型１２を外囲する環状に形成されていて良く、また上型１１が下方に変位した時に素材１４の外側の抜きカス１４ａを上型１１と共に挟持しつつ変位し得るように、上下方向に変位自在に設けられかつばね１６により上方に向けて弾発付勢されている。
【０００６】
次に、このようにして構成されたプレス加工機によるディスクブランク５の製造方法について示す。まず、帯鋼１３の素材１４となる部分をプレス加工機の両型１１・１２間に差し込み、下型１２の所定の位置に載置する。なお、下型１２側から上型１１側に向けて弾発付勢されている押さえ型１５は図示されないストッパにより上限位置を規制されており、例えば下型１２の上面（素材１４の載置面）と同一面となる位置に保持されている。
【０００７】
そしてプレス加工するべく上型１１を下降すると、図６に示されるように押さえ型１５と上型１１の対応部分との間に素材１４の外周側部分を挟持した状態を経て、下型１２が上型１１の環状凹部１１ａ内に入り込み、それにより素材１４の中央部分１４ｂが下型１２の円形孔１２ａ内に抜き落とされると共に素材１４の外周側部分である抜きカス１４ａが上記押さえ型１５及び上型１１による挟持状態のまま下方に抜き落とされる。このようにして、図７に示される円環状のディスクブランク５が形成される。なお、ディスクブランク５は、円環状凹部１１ａ内に没入するが、ノックアウトピン１７を突出方向に変位させることにより、円環状凹部１１ａ内から取り出される。そして、後工程で外周部を切削加工により仕上げられてブレーキディスクの部品となる。
【０００８】
上記プレス加工によれば、ディスクブランクをプレス加工機による１回のプレス動作により抜き出して形成することができるため、製造工数が短縮されるという利点を有する。しかしながら、ディスクブランクを一発プレスで抜くため、上記したように素材の外周部を押さえる必要があり、そのための押さえ代が抜きカスとして生じていた。
【０００９】
上記したようなプレス加工における押さえ代は、ディスクブランクの半径方向に板厚（素材の厚さ）の約１．５倍の長さを必要とする。これを基準とした歩留まり率を試算する。例えば板厚ｔが６ｍｍ、ディスクブランク外径Ｄが３００ｍｍとすると、その製品（ディスクブランク）を作るための素材１４を正方形で考えるとその１辺の長さＷは、
Ｗ＝３００＋（６×１．５）×２＝３１８（ｍｍ）
となる。なお、素材１４の幅方向には長さＷとなるが、連続してディスクブランクを抜き出す場合には、搬送方向先端側には押さえ代ａ（＝６×１．５）を必要とするが、搬送方向後端側の押さえ代ａは次のディスクブランク（図の二点鎖線）の先端側の押さえ代と共用できるため、抜きカスの計算には図に示される素材１８の大きさで考えれば良く、その搬送方向長さは（Ｄ＋ａ＝Ｗ−ａ）となる。これにより、歩留まりＢは、
Ｂ＝（（π×Ｄ＾２）／４）／（Ｗ×（Ｗ−６×１．５））＝約０．７２
となる。したがって、歩留まり率は約７２％となり、ディスクブランクの外径取りだけで約２８％のスクラップを排出することになる。
【００１０】
また、プレス容量にあっては、切り代を考慮してプレスブランク直径Ｄｐを３０２ｍｍとして試算する。例えば素材の材質がステンレス鋼の場合に、その素材の焼き鈍し状態のせん断応力τを４５０Ｎとすると、板厚ｔが６ｍｍのせん断面積Ａ（＝ｔ×π×Ｄｐ）が約５６９０平方ｍｍであることから、せん断力Ｆは、
Ｆ＝τ×Ａ＝約２５６０ｋＮ
となる。したがって、そのせん断力Ｆに打ち勝ってプレスで抜き加工する場合には最低でも３００ｔｏｎ以上のプレス容量を必要とする。
【００１１】
このように、上記従来のプレス加工による二輪車用ブレーキディスクの製造にあっては、歩留まり率が悪かったり、プレス加工機が大型であったりしていたため、最近の省資源化に合わないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を解決して、歩留まりの向上及びプレス加工機の小型化を実現するために本発明に於いては、矩形板状の素材から円環形状のディスクブランクをプレス加工により抜き出し加工するブレーキディスク用ディスクブランクの製造方法であって、前記素材の４角を１角ずつ切り落とすと共に前記ディスクブランクの外周を１／４円周ずつ形成するべく４回の分割プレス加工を行うものとした。
【００１３】
特に、前記分割プレス加工を行う時の押さえ代が、前記素材の前記ディスクブランクとなる部分であると良く、また、前記素材の外形を正方形に形成すると共に、前記分割プレス加工を行う前工程で、前記素材に対してその幅を基準として前記ディスクブランクのセンター孔を形成すると良く、さらに、前記分割プレス加工を行う時の基準を前記センター孔とすると良い。
【発明の効果】
【００１４】
このように本発明によれば、ディスクブランクの外周について１／４円周ずつ形成するように、素材に対して４回の分割プレス加工を行ってディスクブランクを形成するようにしたことから、１回のプレス加工で素材から抜き落とされる部分以外に広い部分が残るため、その広い部分を押さえ代として使用することができるため、素材の抜きカスとなる部分に押さえ代を設けておく必要が無い。それにより、従来のように素材におけるディスクブランクの外側に押さえ代を確保する必要が無くなるため、抜きカスを最小限とすることが可能となり、材料の歩留まりを向上し得る。また、プレス加工を４回に分けて行うことから、１回で抜き加工するのに必要な大きなプレス容量を必要とせず、プレス容量を小さくすることができ、プレス加工機を小型化し得る等、省資源化を好適に促進し得る。
【００１５】
特に、ディスクブランクを押さえ代として用いることにより、４回の分割プレス加工が終わるまで押さえ型による押さえる位置を変更する必要がないため、分割プレス加工を速やかに行うことができる。また、素材を正方形に形成し、その幅を基準として分割プレス加工前にディスクブランクのセンター孔を形成しておくことにより、素材の中央にディスクブランクのセンター孔を分割プレス加工前に容易に形成しておくことができる。さらに、そのセンター孔を基準とすることにより、分割プレス加工を行う際のセンター出し（位置決め）が確実になり、分割してプレス加工してディスクブランクを形成するようにしても、センター孔に対してディスクブランクの外周を同心的に形成することができ、何ら問題が生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が適用されたプレス加工機の要部を示す縦断面図である。図のプレス加工機にあっては、下型１が図示されない基台に固定され、下型１の上に押さえ型２が覆い被さるように設けられ、押さえ型２の側方に上型３が配設されている。押さえ型２及び上型２は図示されないピストンにより上下に駆動されるようになっている。さらに、上型３は図示されない回動装置により押さえ型２の回りを３６０度回動し得るように設けられている。
【００１７】
上記プレス加工機によりプレス加工される板状の素材４は、例えば所定の厚さの帯鋼から図２に示されるように正方形に切り出され、本プレス加工機に送られてくる前に例えばプレス加工によりセンター孔５ａを抜き加工されている。このセンター孔５ａの形成にあっては、素材４を正方形とし、その幅Ｗｂを基準とすることにより素材４の中心に容易かつ確実にセンター孔５ａを形成することができる。幅Ｗｂの寸法を基準とする方法としては種々のものがあるが、例えば素材４の４辺をそれぞれ治具で規制し、互いに対向する２辺間の中央を中心としてセンター孔用の型の中心を整合させれば良い。
【００１８】
また、下型１の上面（素材載置面）には芯出し用のボス１ａが設けられている。そのボス１ａの外径とセンター孔５ａの内径とは、ボス１ａにセンター孔５ａが嵌装されて素材４が所定の公差をもって位置決めされる程度の同一径とされている。また、押さえ型２の下面（下型１の上面に対向する面）にはボス１ａを受容し得る凹部２ａが設けられている。
【００１９】
また、各型１・２・３の平面視による形状は、図３に示されるように下型１及び押さえ型２が円形であって良く、上型３がその円の略１／４の円弧部分を有する形である。下型１及び押さえ型２の円形の径の大きさは、素材４から抜き出されて図２の二点鎖線で示される形状となるディスクブランク５の外径と同一であって良い。
【００２０】
次に、上記プレス加工機によるディスクブランクの加工要領について以下に示す。先ず図１の二点鎖線に示されるように押さえ型２及び上型３が下型１の上方に待機している状態で、上記したように事前にセンター孔５ａを抜き加工された素材４を、そのセンター孔５ａをボス１ａに嵌装して下型１の上面に載置する。これにより、上記したように下型１に対して素材４が位置決めされる。
【００２１】
素材４が位置決めされたら、図１の矢印Ａに示されるように押さえ型２を下降して、素材４を下型１と押さえ型２との間に挟持しかつ固定する。次に、上型３を図１の矢印Ｂに示されるように下降する。これにより、素材４の４角の内の１つである図４（ａ）にハッチングにより示された第１の角部分４ａがプレス加工により切り落とされる。上型３の円弧部分はディスクブランク５の外周と略同一の曲率を有する刃となっており、上記１つの角部分４ａが切り落とされると共にディスクブランク５の外周の１／４に相当する部分が形成される。
【００２２】
次に、上型３を９０度回して、上記と同様にして第２の角部分４ｂを切り落とす（図４（ｂ））。以下、同様に上型３を９０度ずつ回して、残り第３及び第４の角部分４ｃ・４ｄを順番に切り落とす（図４（ｃ）・（ｄ））。このようにして４回の分割プレス加工により素材４の４つの角部分４ａ〜４ｄを切り落とすと共に、同時にディスクブランク５の外周を１／４ずつ形成することにより、正方形の素材４から円形のディスクブランク５をプレス加工により形成することができる（図５）。
【００２３】
なお、上記例では上型３を９０度ずつ回したが、上型３を固定して下型１及び押さえ型２の方を回すようにしても良い。また、位置制御にあっては、インデックス制御あるいはリミットスイッチによる位置検出による制御などであって良い。
【００２４】
そして、図５に示されるように円環状に形成されたディスクブランク５は、次工程に送られ、そこでディスクブランク５の外径を仕上げ加工する前の状態にするブランク外径荒加工が行われる。なお、さらに次の工程では、熱処理として例えば高周波熱処理により調質を行い、表面硬さが例えばＨｒｃ３０〜４５に収まるようにする。その次の工程では外径仕上げ加工として例えば機械加工により外径の定寸と面取りとを行い、後工程へと進む。
【００２５】
このように、抜きカスとなる素材４の４つの角部分４ａ〜４ｄを分割プレス加工により切り落とすことから、素材４から切り離す部分の切除線の長さがディスクブランク５の外周の約１／４で済む。そのため、各角部分４ａ〜４ｄに対してプレス加工する時にその切り落とし対象となる角部分を押さえ型を用いて押さえておかなくても、他の部分、特にディスクブランク５となる部分を下型１と押さえ型２とにより押さえることで、素材４を十分に固定することができ、プレス加工による角部分の切り落としに何ら問題が生じることがない。
【００２６】
したがって、素材４におけるディスクブランク５の外側部分に従来例のような押さえ代を設ける必要が無く、正方形の素材４の１辺の長さをディスクブランク５の外径に対して仕上げ代を残す程度にほぼ近づけることができる。これにより、素材４からディスクブランク５をプレス抜き加工する場合の抜きカスを少なくすることができる。
【００２７】
また、歩留まりを従来の例として示したものと同じように計算する。板厚ｔの６ｍｍと、ディスクブランク外径Ｄの３００ｍｍとは変わらない。素材４の幅（１辺の長さ）Ｗｂを上記したように３００ｍｍに近づけることができ、３０４ｍｍとすることができる。本願発明における歩留まりＢｂは、
Ｂｂ＝（（π×Ｄ＾２）／４）／Ｗｂ＾２＝約０．７６５
となる。したがって、歩留まり率は約７６．５％となり、本願発明によればディスクブランクの外径取りだけで約２３．５％のスクラップを排出することになり、従来方式のもの（約２８％）に比べて歩留まりを大幅に向上することができる。
【００２８】
また、プレス容量について計算する。この場合も従来の例として示したものと同様に切り代を考慮してプレスブランク直径Ｄｐを３０２ｍｍとして試算する。また、同様に素材４の材質をステンレス鋼とし、その素材の焼き鈍し状態のせん断応力τを４５０Ｎとする。本願発明では１回のプレス加工のせん断に対する周方向長さはディスクブランク（プレスブランク）の全周の１／４となることから、板厚ｔのせん断面積Ａ（＝ｔ×π×Ｄｐ／４）は約１４２０平方ｍｍとなって、せん断力Ｆは、
Ｆ＝τ×Ａ＝約６４０ｋＮ
となる。したがって、そのせん断力Ｆに打ち勝ってプレスで抜き加工する場合には最低で１００ｔｏｎ以上のプレス容量があれば良い。
【００２９】
このように本願発明によれば、従来のものに比べて、材料歩留まりで約４．５％、プレス容量で約２／３の削減が可能となり、省資源効果が大となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明が適用されたプレス加工機の要部を示す縦断面図である。
【図２】素材を示す平面図である。
【図３】プレス加工機の型の平面形状を示す図である。
【図４】（ａ）は第１の角部分をプレス抜きする要領を示す図であり、（ｂ）は第２の角部分の同様の図であり、（ｃ）は第３の角部分の同様の図であり、（ｄ）は第４の角部分の同様の図である。
【図５】本発明に基づくディスクブランクを示す図である。
【図６】従来のプレス加工機の要部を示す縦断面図である。
【図７】従来のディスクブランクの加工要領を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  下型、１ａ  ボス
２  押さえ型
３  上型
４  素材
４ａ  第１の角部分、４ｂ  第２の角部分、４ｃ  第３の角部分、４ｄ  第４の角部部分
５  ディスクブランク、５ａ  センター孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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