(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクパッドにより圧接される一対の摺動面を有する環状の本体部と、その本体部の内周部から前記摺動面に対し略垂直方向に突設された有底円筒状の円筒部と、その円筒部の底壁において前記一対の摺動面に対し平行に設けられた車輌への取付面とを備えたディスクロータの製造方法であって、
旋盤を使った旋削加工と、研削装置を使った研削加工とからなり、
前記旋盤を使った旋削加工では、前記ディスクロータの取付面に対する荒引き旋削およびその後の仕上げ旋削を施し、少なくとも前記仕上げ旋削では、前記ディスクロータの円筒部の外周に対しその径方向に旋盤のクランプ（Ｃ）を押圧して当該ディスクロータを把持した状態にて前記取付面に対する仕上げ旋削を施し、
前記仕上げ旋削後には前記クランプ（Ｃ）による押圧力を解除し、
前記旋盤を使った旋削加工後の前記研削装置を使った研削加工では、前記ディスクロータの摺動面に対して略垂直方向に研削装置のクランプ（３３）を押し当てながらクランプ機構（３２，３３）で当該ディスクロータを把持すると共に、その把持状態の下で前記取付面に対し砥石で最終的な仕上げ加工としての研削を施すことを特徴とするディスクロータの製造方法。
【請求項２】
前記クランプ機構は、前記一対の摺動面のうちの一方に当接する前記研削装置のクランプ（３３）と、前記一対の摺動面のうちの他方に当接する基準金（３２）とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスクロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の制動手段たるディスクブレーキの主要構成部品であるディスクロータの製造方法に関する。特に、ディスクロータにおける取付面（例えばフランジ面）の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図１の径方向断面図に示すように、ディスクロータ１０は、環状の本体部１１と、その本体部１１の内周部からアウター側（図１では下側）に向けて略垂直方向に突設された有底円筒状の円筒部１２とを備えている。環状の本体部１１のインナー側及びアウター側には、ディスクパッドにより圧接される一対の摺動面１３，１４が形成され、円筒部１２の底壁のインナー側（図１では上側）には前記各摺動面１３，１４と平行なフランジ面１５が形成されている。このフランジ面１５は、車輌のドライブシャフトの端部に設けられたハブＨ（一点鎖線で示す）に当該ディスクロータ１０を接合する際の取付面として機能する。
【０００３】
前記摺動面１３，１４やフランジ面１５に対する切削加工に際しては、前記円筒部１２の周囲に複数のクランプ（又はチャック）Ｃを配置し、これら複数のクランプＣで円筒部１２をその中心Ｘに向けて径方向に押圧することでディスクロータ１０を把持していた（図２参照）。そして、この把持状態で摺動面１３，１４やフランジ面１５に対し旋盤を用いて旋削を施すことにより、ディスクロータ各面の荒削り及び仕上げ加工を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般にディスクブレーキでは、ブレーキ時のディスクの振動を抑制するという観点から、ディスクロータ１０を車輌に取り付けた際のフランジ面１５に対する各摺動面１３，１４の「振れ精度」が問題となる。振れ精度は主として、摺動面の平面度、フランジ面の平面度、フランジ面に対する摺動面の平行度という三つの要因に影響され、特にフランジ面の平面度については、フランジ面に対する旋削加工の精度が問題となる。
【０００５】
しかしながら、従来の加工方法では、フランジ面１５の平面度を十分に出すことができなかった。というのも、前述のようにフランジ面１５及び摺動面１３，１４に対して旋削を施す場合、ディスクロータ円筒部１２の外周を複数のクランプＣで径方向に強く押圧しているため、例えば図２（Ｂ）に誇張して示すように、円筒部１２は、各クランプＣの爪によって押されている箇所が偏荷重を受けて局部的に変形（又は歪曲）した状態となる。このような局部変形又は歪みの影響を少なからず受けたフランジ面１５に対し、仮に精緻な旋削を施して該フランジ面１５を一旦は高度に平面化したとしても、旋削終了後に各クランプＣによる径方向押圧力を解除したときに、前記局部変形していた部位がいわば弾性的な形状復元を図る。その結果、前記押圧力解除に基づく形状復元の影響がフランジ面１５にも及んで、平面化したはずのフランジ面１５に微妙な凹凸が表われ、所望の平面度が得られない。このため、ディスクロータ１０の振れ精度を十分に向上させることができないという問題や、ディスクロータ１０の加工精度を安定させることが難しいという問題があった。
【０００６】
尚、フランジ面１５及び摺動面１３，１４の旋削加工時において、クランプＣによるディスクロータ円筒部１２の把持力（押圧力）を極力小さくする等の対策を講じれば、上述のような問題を未然に回避することも可能ではある。しかし、フランジ面１５に対する切削加工はバイト又はチップによる旋削（つまり点接触的な切削）であるため、その旋削抵抗（切削応力及び遠心力）に抗してディスクロータ１０を安定保持するためには、相当強力な把持力が現実には必要となる。また、フランジ面１５や摺動面１３，１４等、旋削対象となる面が変わる毎にディスクロータ１０のクランプ箇所を一々取り替えるならば、旋削とクランピングとを交互に繰り返す回数が増え、旋削のための工数や時間が著しく増大して生産性を大幅に低下させてしまうという不都合も生ずる。このため、フランジ面１５及び摺動面１３，１４の旋削加工時に、クランプＣによるディスクロータ円筒部１２の把持力（押圧力）を小さくする対策は、現実には採用し難い。
【０００７】
本発明の目的は、クランピングに起因する変形の影響を受けることなく、取付面の平面度を高度に高めることが可能なディスクロータの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、
ディスクパッドにより圧接される一対の摺動面を有する環状の本体部と、その本体部の内周部から前記摺動面に対し略垂直方向に突設された有底円筒状の円筒部と、その円筒部の底壁において前記一対の摺動面に対し平行に設けられた車輌への取付面とを備えたディスクロータの製造方法であって、
旋盤を使った旋削加工と、研削装置を使った研削加工とからなり、
前記旋盤を使った旋削加工では、前記ディスクロータの取付面に対する荒引き旋削およびその後の仕上げ旋削を施し、少なくとも前記仕上げ旋削では、前記ディスクロータの円筒部の外周に対しその径方向に旋盤のクランプ（Ｃ）を押圧して当該ディスクロータを把持した状態にて前記取付面に対する仕上げ旋削を施し、
前記仕上げ旋削後には前記クランプ（Ｃ）による押圧力を解除し、
前記旋盤を使った旋削加工後の前記研削装置を使った研削加工では、前記ディスクロータの摺動面に対して略垂直方向に研削装置のクランプ（３３）を押し当てながらクランプ機構（３２，３３）で当該ディスクロータを把持すると共に、その把持状態の下で前記取付面に対し砥石で最終的な仕上げ加工としての研削を施すことを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、ディスクロータの取付面に加工（砥石での研削）を施す際に必要なクランピングは、摺動面に対して略垂直方向にクランプ（３３）を押し当てることにより達成される。つまり、クランプ機構（３２，３３）の把持力は一対の摺動面間にのみ作用し、その把持力の影響が取付面にまで及ばない。このため、クランピングに起因して加工対象となる取付面の変形を生ずることはなく、変形のない状態の取付面は砥石での研削によってその平面度が高められる。そして、研削加工後にクランプ機構の把持力を解除したときも、優れた平面度がそのまま保たれる。また、研削加工によれば、旋削の場合に比べて切削応力の分散が図られ、研削に起因する取付面の応力変形を回避することができ、この点でも取付面の平面度の向上が図られる。また、この方法では、前記研削加工以前に、「ディスクロータの円筒部の外周に対しその径方向にクランプ（Ｃ）を押圧して当該ディスクロータを把持した状態にて取付面に対する旋削を施す」という旋削加工が行われるため、従来の技術および発明が解決しようとする課題の欄で述べたような不都合が生じやすい。それ故、本件方法を採用することの意義や必要性が特に高い。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のディスクロータの製造方法において、前記クランプ機構は、前記一対の摺動面のうちの一方に当接する前記研削装置のクランプ（３３）と、前記一対の摺動面のうちの他方に当接する基準金（３２）とから構成されることを特徴とする。
【００１１】
これはクランプ機構の好ましい態様を限定したものである。「基準金」とは、研削加工時においてワークとしてのディスクロータを所望の垂直方向位置（又は水平方向位置）に位置決めするための基準となる物体や台座を意味し、その構成材料が金属であるか否かは本質ではない。このようなクランプ（３３）及び基準金（３２）から構成されるクランプ機構（３２，３３）を使用すれば、ワークの位置決めとクランピングとを同時に達成することが可能となる。
【００１４】
付記：請求項１〜２に対し次の構成要件を追加することは好ましい。（イ）：前記砥石は略円環状の砥面を有すること。（ロ）：前記砥石はダイヤモンド砥石であること。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態での製造対象物（加工対象物）は、図１に示すようなベンチレートタイプのディスクロータ１０であり、その構造の概要については既に説明した。かかるディスクロータ１０の大まかな製造手順は、まず鋳造等によってディスクロータの原型を造っておき、その原型に対し、摺動面１３，１４やフランジ面１５等の機能面を削り出すための加工を施すというものである。そして、機能面形成のための加工としては、旋盤を使った旋削加工と、研削装置を使った研削加工とがある。
【００１６】
旋削加工の種類としては、例えば、ディスクロータ１０のアウター側の面（アウター側摺動面１４及びフランジ面と反対側の底面１６を含む）に対する荒引き旋削およびその後の仕上げ旋削、並びに、ディスクロータ１０のインナー側の面（インナー側摺動面１３及びフランジ面１５を含む）に対する荒引き旋削およびその後の仕上げ旋削があげられる。
【００１７】
他方、研削加工の種類としては、各摺動面１３，１４に対する研削加工と、本発明のポイントであるフランジ面１５に対する研削加工とがあげられる。これらの研削加工はその性質上、前述の一連の旋削加工の後に行われる。なお、各摺動面１３，１４に対する研削加工とフランジ面１５に対する研削加工とのいずれを先にすることも可能であるが、本実施形態では、各摺動面１３，１４に対する研削加工の後に、フランジ面１５に対する研削加工を行っており、この手順が最も好ましい研削手順である。
【００１８】
なお、上記旋削加工では特に、生産性の向上を図るため、両摺動面１３，１４及びフランジ面１５に対する仕上げ旋削を一工程で行っている。その際には、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、予めある程度の平面度にまで仕上げた前記底面１６を旋盤の基準台１８に接触させると共に、その状態で円筒部１２の外周に複数のクランプＣを配置し、各クランプＣで円筒部１２をその中心Ｘに向けて径方向に押圧することによりディスクロータ１０を強固に把持する。そして、この把持状態にて各摺動面１３，１４及びフランジ面１５に対し、旋削工具（例えばバイトやチップ）による仕上げ旋削を施している。但し、このように円筒部１２の外周をクランプＣで強く把持した状態でフランジ面１５を仕上げ旋削しても、クランプＣによる押圧力の解除によりフランジ面１５の平面度が低下する等の不具合を生ずることは前述した通りである。そのような不具合を解消するために、フランジ面１５の旋削加工後に研削加工を追加実施するというのが本実施形態の趣旨である。
【００１９】
次に、荒引き旋削及び仕上げ旋削が施された後のフランジ面１５に対する研削加工について説明する。
【００２０】
研削加工には図３に示すような研削装置２０が使用される。この研削装置２０は、テーブル２１を回転させるための第１スピンドル２２と、その第１スピンドル２２を駆動するための第１モータ２３と、砥石２４を回転させるための第２スピンドル２５と、その第２スピンドル２５を駆動するための第２モータ２６と、前記砥石２４、第２スピンドル２５及び第２モータ２６の三者を一体的に垂直方向に上下動させるためのスライド機構２７と、そのスライド機構２７を駆動するための第３モータ２８と、前記第１、第２及び第３モータを含む装置全体を制御するためのコントローラ２９とを備えている。
【００２１】
前記テーブル２１は、第１モータ２３によって第１スピンドル２２と共に一体回転される。テーブル２１上には、その中心に配置されたインローボス３１と、そのインローボス３１を取り囲むようにテーブル周辺部に配置された複数の基準金３２及びクランプ３３（図３には各一つのみ図示）が設けられている。基準金３２とクランプ３３とは対をなし、両者３２，３３で一組のクランプ機構が構成される。本実施形態では、三組のクランプ機構がインローボス３１を中心として等角度間隔（即ち１２０°間隔）にてテーブル２１上に設けられている。また、砥石２４の主要部は、図４に示すようにリング状のダイヤモンド砥石２４ａによって構成され、そのダイヤモンド砥石２４ａの下面が略円環状の砥面を提供している。
【００２２】
フランジ面１５に対する研削加工に際しては、図４に示すように、ワークとなるディスクロータ１０をテーブル２１上に位置決めする。即ち、ディスクロータ１０の中心孔にインローボス３１を嵌合させて水平方向の位置決めを行うとともに、高さ基準となる三つの基準金３２にアウター側摺動面１４を受承させて垂直方向の位置決めを行う。そして、インナー側摺動面１３に三つのクランプ３３を押し当てて、各クランプ３３とそれに対応する基準金３２との間にディスクロータ本体部１１を挟着する。この挟着力は、本体部１１の両摺動面１３，１４間にのみ作用し、その影響が円筒部１２やフランジ面１５にまで及ぶことはない。このため、クランプ機構（３２，３３）によるディスクロータ本体部１１の挟着力を高めることで円筒部１２やフランジ面１５の変形を誘発することもなく、各摺動面１３，１４を傷付けない限度で前記挟着力を極力高めることが可能となる。こうして、インローボス３１及び三組のクランプ機構（３２，３３）によって、ディスクロータ１０がテーブル２１の中心の所定高さ位置に安定的に把持される。
【００２３】
続いて、コントローラ２９により砥石２４（つまりは砥面）の高さ及び回転速度を数値制御しつつ、高速回転する砥石２４によってフランジ面１５が研削される。この研削加工により、前記旋削加工の際に不可避的に生じたフランジ面１５の微妙な凹凸や歪みが除去され、フランジ面１５の平面度が高度に高められる。この研削加工を終えたディスクロータ１０をクランプ機構から取り外しても、フランジ面１５の平面度が損なわれることはない。
【００２４】
尚、ディスクロータ１０の製造工程として、上述の各機能面に対する旋削加工及び研削加工の他に、ラビリンス加工、限度マークの刻印、取付孔等の孔あけ・座ぐり加工、アンバランス測定及び修正、特性値の測定等々、必要な工程を適宜加えることができることは言うまでもない。
【００２５】
（効果）本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、両摺動面１３，１４をクランプ機構（３２，３３）で把持した状態でフランジ面１５に研削加工を施している。このため、加工対象となるフランジ面１５にはクランピングに起因する変形は付与されず、研削加工時および研削加工後のいずれにおいても、フランジ面１５の平面度を従来よりも向上させることができる。また、フランジ面１５の最終的な仕上げ加工が上記研削加工であることから、切削応力が分散されてフランジ面１５の応力変形を未然に防止することができる。
【００２６】
従って、本実施形態の製造手順を経て製造されたディスクロータ１０においては、フランジ面１５に対する摺動面１３，１４の振れ精度を従来よりも向上させることができる。又、フランジ面１５の加工品質が安定することから、ディスクロータ１０の品質管理が従来よりも容易となる。
【００２７】
本実施形態によれば、フランジ面１５の研削加工時におけるクランプ機構（３２，３３）の挟着力は、図２に示すような円筒部１２を径方向に押圧するときの押圧力よりも小さくて足りる。というのも、一般に旋削加工よりも研削加工の方が切削抵抗が少なく、ワークを固定するために必要な把持力も研削加工の方が小さくて済むからである。加えて、フランジ面１５の研削加工時のクランピング箇所が円筒部１２よりも更に外側の摺動面１３，１４の位置であることから、円筒部１２で把持する場合の把持力よりも小さな把持力でもって前記摺動面位置でのクランピングを行っても、中心Ｘ回りでの把持モーメントを同等又はそれ以上とすることが可能となるからである。フランジ面１５の研削加工時におけるクランプ機構（３２，３３）の挟着力を小さくできれば、クランピングに起因して各摺動面１３，１４を傷付けたり変形させたりする虞れがなく、製品の品質を良好に保つことができる。
【００２８】
（別例）本発明の実施形態を以下のように変更してもよい。
・前記各摺動面１３，１４に対しては、旋削加工に続く研削加工に代えて、旋削加工に続くバニッシング加工を採用してもよい。
【００２９】
・砥石として前記ダイヤモンド砥石２４ａ以外の人造砥石を用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように各請求項に記載のディスクロータの製造方法によれば、クランピングに起因する変形の影響を受けることなく、ディスクロータ取付面の平面度を高度に高めることができ、取付面に対する摺動面の振れ精度に優れた高品質のディスクロータを安定して製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態におけるディスクロータの径方向断面図。
【図２】（Ａ）は旋削加工時のクランピング例を示す断面図、（Ｂ）はそのときの部分平面図。
【図３】研削装置の概要を示す正面図。
【図４】ディスクロータの研削加工状況を示す要部拡大図。
【符号の説明】
１０…ディスクロータ、１１…環状の本体部、１２…円筒部、１３，１４…摺動面、１５…フランジ面（取付面）、２４…砥石、２４ａ…ダイヤモンド砥石、３２…基準金、３３…クランプ（３２，３３はクランプ機構を構成する）、Ｃ…径方向押圧のためのクランプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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