(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータ素材を切削加工してディスクロータ加工品を得るにあたり、
切削加工前のディスクロータ素材の固有振動数を測定し、その固有振動数に基づいて、下記の式（１）により、切削加工後のディスクロータ加工品の固有振動数の推定値ｆ２を求め、その推定値ｆ２により、切削加工後のディスクロータ加工品の鳴きを予測することを特徴とするディスクロータの鳴き予測方法。
推定値ｆ２＝（Ａ・実測値ｆ１）−（Ｂ・ΔＷ）＋初期値……（１）
ここでＡ、Ｂはそれぞれ定数であり、ΔＷ＝(Ｗ１−Ｗ２）である。
Ｗ１：切削加工前のディスクロータ素材の重量
Ｗ２：切削加工後のディスクロータ加工品の目標重量
実測値ｆ１：切削加工前のディスクロータ素材について実測した固有振動数
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスクロータの鳴き予測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクロータは車両等の制動装置に使用され、ホイール等の回転体に押しつけられて制動を行うものである。ディスクロータは、鋳造品などのディスクロータ素材を切削加工したディスクロータ加工品の状態で使用される。
ところでディスクロータは、制動の際に鳴きが生じることがあり、鳴き防止のために従来より種々の改良がなされている。この鳴きは、ディスクロータの固有振動数に大きく影響されることが従来より知られている。
【０００３】
そこで従来では、鋳造品などのディスクロータ素材を切削加工した後のディスクロータ加工品を用い、そのディスクロータ加工品を測定装置にセットし、切削加工後のディスクロータ加工品の固有振動数を測定することにしている。
そのため切削加工後のディスクロータ加工品の固有振動数が許容範囲を外れると、その切削加工したディスクロータ加工品が良品でなくなり、実行した切削加工がむだになる。故にディスクロータ自体のコスト高を誘発する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、ディスクロータ素材を切削加工する前の段階でディスクロータの鳴きを予測し、切削加工費の低減を図り得るディスクロータの鳴き予測方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るディスクロータの鳴き予測方法は、
ディスクロータ素材を切削加工してディスクロータ加工品を得るにあたり、
切削加工前のディスクロータ素材の固有振動数を測定し、その固有振動数に基づいて、下記の式（１）により、切削加工後のディスクロータ加工品の固有振動数の推定値ｆ２を求め、その推定値ｆ２により、切削加工後のディスクロータ加工品の鳴きを予測することを特徴とするものである。
推定値ｆ２＝（Ａ・実測値ｆ１）−（Ｂ・ΔＷ）＋初期値……（１）
ここでＡ、Ｂはそれぞれ定数であり、ΔＷ＝(Ｗ１−Ｗ２）である。
Ｗ１：切削加工前のディスクロータ素材の重量
Ｗ２：切削加工後のディスクロータ加工品の目標重量
実測値ｆ１：切削加工前のディスクロータ素材について実測した固有振動数
【０００７】
請求項１に係るディスクロータの鳴き予測方法によれば、切削加工前の段階でディスクロータ加工品の鳴きを予測する。そのため、その段階で『鳴き』が生じると判断されたディスクロータ素材については、廃棄処理したり、矯正処理したりし、直接的には切削加工せずともよい。よって、無駄な切削加工を廃止でき、切削加工費の低減を図るのに有利である。
【０００８】
請求項１に係るディスクロータの鳴き予測方法によれば、（Ｗ１−Ｗ２）つまり切削加工前後の重量差を考慮して、切削加工後のディスクロータ加工品の固有振動数を推定するので、精度のよい推定値が得られる。これは試験で確認されている。従って本方法によれば、切削加工後のディスクロータ加工品の鳴きを予測する精度が向上する。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下、本発明方法の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は切削加工前のディスクロータ素材１の断面を示す。ディスクロータ素材１は円盤状であり、外輪１ａと内輪１ｃとをもつ。ディスクロータ素材１は鋳造品でも、鍛造品でもよい。鋳造品は砂型鋳造品でも金型鋳造品でもよい。ディスクロータ素材１の材質としては、金属例えば球状黒鉛鋳鉄やねずみ鋳鉄などを採用できるが、これに限定されるものではなく、鉄系以外の他の金属でもよい。
【００１０】
図２は切削加工した後のディスクロータ加工品２の断面を示す。ディスクロータ素材１のほぼ全面を切削加工することにより、ディスクロータ加工品２が形成されている。従って切削加工後のディスクロータ加工品２は、ディスクロータ素材１よりも軽量である。ディスクロータ加工品２は円盤状であり、外輪２ａと内輪２ｃとをもつ。
【００１１】
測定装置４を図３に示す。測定装置４は、ディスクロータ素材１を載せると共に有害振動を抑える軟質部材４０を備えた基台４１と、基台４１に装備された圧力センサ４２（例えばロードセル）と、圧力センサ４２からの信号をうけディスクロータ素材１の荷重を測定する荷重計４３と、設定された振動数でディスクロータ素材１を加振する加振体４４と、ディスクロータ素材１の振動音を調べるマイク４５と、制御装置４７とからなる。制御装置４７は、コンピュータ４７ａとＦＦＴ４７ｂと表示装置４７ｃとを備えている。
【００１２】
本方法によれば、切削加工前の鋳造品などのディスクロータ素材１を測定装置４の軟質部材４０上にセットする。そして、ディスクロータ素材１の実際の重量Ｗ１を荷重計４３により測定するとともに、ディスクロータ素材１を所定の振動数領域で加振体４４で加振してディスクロータ素材１の振動音をマイク４５で集音するとともに、その信号をＦＦＴ４７ｂに入力し、ＦＦＴ４７ｂで処理する。これにより切削加工前のディスクロータ素材１の固有振動数ｆ１が求まる。
【００１３】
そしてその切削加工前のディスクロータ素材１の固有振動数ｆ１に基づいて、切削加工後のディスクロータ加工品２の固有振動数が推定される。つまり、ディスクロータ加工品２が制動装置に使用された時に『鳴き』が生じる可能性の有無が、ディスクロータ素材１を切削加工する前の段階で予測される。鳴きは、前述したようにディスクロータ加工品２の固有振動数に大きく影響されるからである。
【００１４】
一般的には振動系において、ｋを等価剛性、ｍを等価質量とすれば、振動系の固有振動数ｆc は次の式で求まると考えられている
ｆc＝（√（ｋ／ｍ））×（１／２π）
具体的には本方法によれば、切削加工前のディスクロータ素材１の重量をＷ１とし、切削加工後のディスクロータ加工品２の目標重量をＷ２としたとき、（Ｗ１−Ｗ２）をΔＷとし、その重量差ΔＷを考慮して、切削加工前のディスクロータ素材１の実測した固有振動数ｆ１に基づいて、切削加工後のディスクロータ加工品２の固有振動数を推定する。
【００１５】
本実施形態によれば、具体的には次の式に基づいて、切削加工後のディスクロータ加工品２の固有振動数の推定値を求める。
推定値ｆ２＝（Ａ・実測値ｆ１）−（Ｂ・ΔＷ）＋初期値……（１）
ここでＡ、Ｂはそれぞれ定数であり、ディスクロータ素材１の種類に応じて適宜設定できる。なおディスクロータ加工品２の設計寸法は所定の大きさに規定されているため、ディスクロータ加工品２の重量Ｗ２は、実質的に固定値である。従って、切削加工前のディスクロータ素材１の重量Ｗ１を求めれば、(Ｗ１−Ｗ２）＝ΔＷが求まる。
【００１６】
上記式（１）は、多変量解析における重回帰分析にて求めたものである。
ところで切削加工後のディスクロータ加工品２の固有振動数は、ディスクロータの金属組織、溶湯成分、溶湯温度などの影響を受けるが、これらの影響を受けて切削加工後のディスクロータ加工品１の固有振動数に関する推定値と実測値とがばらつくおそれがある。
【００１７】
そこで本発明者は、多数個の試験片について、切削加工後のディスクロータ加工品２の固有振動数に関する推定値と実測値との相関関係を所定の振動数領域において調べ、その結果を図３に特性線Ｘとして示した。図３の横軸は実測値であり、縦軸は推定値を示す。図３の特性線Ｘに示すように実測値と予測値とはかなりの精度で相関することがわかり、上記式（１）が実用的であることが把握される。
【００１８】
以上説明したように本方法によれば、切削加工前のディスクロータ素材１の固有振動数ｆ１に基づいて、切削加工後のディスクロータ加工品２の固有振動数が推定される。すなわち、ディスクロータ使用時における『鳴き』の有無が切削加工前の段階で予測される。
よって、切削加工前の段階で鳴きが生じると予測されたディスクロータ素材１については、廃棄処理したり、矯正処理したりし、直接的には切削加工せずともよい。従って従来方法で生じていた切削加工費が無駄になるという不具合を解消することができる。故に、製造コストに大きな影響を与える切削加工費を低減するのに有利である。
【００１９】
殊に本方法によれば、（Ｗ１−Ｗ２）つまり切削加工前後の重量差ΔＷを考慮して、切削加工後のディスクロータ加工品２の固有振動数の推定値ｆ２を推定するので、推定値ｆ２の精度の向上に有利であり、ひいてはディスクロータ加工品の鳴きを予測する精度の向上に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】切削加工前のディスクロータ素材の断面図である。
【図２】切削加工後のディスクロータ素材の断面図である。
【図３】測定装置の構成図である。
【図４】切削加工後のディスクロータ加工品の固有振動数に関する実測値と推定値との相関関係を示すグラフである。
【符号の説明】
図中、１はディスクロータ素材、２はディスクロータ加工品、４は測定装置を示す。
【図１】
0003792787.tif 000002
【図２】
0003792787.tif 000003
【図３】
0003792787.tif 000004
【図４】
0003792787.tif 000005