JP3929831B2 - ディスクパッドの研削方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ディスクブレーキのディスクパッドに関し、特に、ディスクパッドの研削方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のディスクブレーキに使用するディスクパッドは、通常は鋼鉄製のバックプレートに摩擦材を張付したものである。摩擦材は、繊維材、充填材、結合材等を混合した粉末状原料を、加圧・加熱して成形される。ディスクブレーキは、このディスクパッドを金属製のディスクロータに圧接し、そのときの摩擦力によって、自動車の制動をする。
【０００３】
このようなディスクブレーキにおいては、ブレーキ作動時に、ディスクパッドやディスクロータなどが振動してブレーキ鳴きを発するという問題がある。このようなブレーキ鳴きは不快な騒音となることから、各種の対策が講じられてきた。
【０００４】
ブレーキ鳴きを防止する対策の１つとして、ディスクパッドの両端に傾斜面を形成する方法が知られている。
【０００５】
図６は、このような傾斜面を形成したディスクパッドの従来例で、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。図６に示すディスクパッド１は、鋼鉄製のバックプレート２に摩擦材３を張り付けて構成されている。摩擦材３は、中央に平面の摩擦面３ａがあり、両側部には傾斜面３ｂ，３ｂが形成されている。摩擦面３ａと両側の傾斜面３ｂ，３ｂとの境界線５，５は、相互に平行である。これによって、ディスクロータの外周側で接触する摩擦面３ａの長さと、内周側で接触する摩擦面３ａの長さが等しくなるようにされている。
【０００６】
このように傾斜面３ｂを設けることで摩擦面３ａの面積を減少させ、ブレーキ鳴きが低減されることになる。
【０００７】
図７は、傾斜面を形成したディスクパッドの別の従来例である。図７（ａ）では、摩擦面３ｃがディスクロータの外側に向かって拡がった扇形になるように両端部に傾斜面３ｄ，３ｄを形成し、図７（ｂ）では、摩擦面３ｅが逆扇形になるように傾斜面３ｆ，３ｆを形成している。図７（ａ）の境界線６，６及び（ｂ）の境界線７，７は、それぞれ非平行となっている。すなわち、図７（ａ）のディスクパッド１においては、ディスクロータの外周側で接触する摩擦面３ｃの長さは、内周側で接触する摩擦面３ｃの長さより長くなっており、図７（ｂ）のディスクパッド１では、ディスクロータの外周側で接触する摩擦面３ｅの長さは、内周側で接触する摩擦面３ｅの長さより短くなっている。
【０００８】
ブレーキ鳴きは、ブレーキ作動時にディスクパッドやディスクロータに生じる振動が原因と考えられているが、これに対し、ディスクパッド１の上記境界線５，６が、非平行になっていると、ディスクロータの振動を抑制する効果が増大する。この理由から、摩擦面３ｅを図７に示すように扇形にすることも行われるようになってきた。
【０００９】
ところで、ディスクパッド１は、上述したように鋼鉄製のバックプレート２に摩擦材を張付したものであるが、張付した後、摩擦面３ａ，３ｃ，３ｅを所望の精度の平面に仕上げたり、傾斜面３ｂ，３ｄ，３ｆを形成するために、研削加工がされる。
【００１０】
この研削加工は、通常、回転砥石４により行われるが、摩擦面３ａ，３ｃ，３ｅを研削する工程と、傾斜面３ｂ，３ｄ，３ｆを研削する工程とは別工程となっている。たとえば、傾斜面３ｂ，３ｄ，３ｆの加工用には、角度が異なる数種の研削砥石を加工すべき傾斜面の傾斜角度の種類だけ用意しておき、所定の工具を用いて傾斜面３ｂ，３ｄ，３ｆを形成してから、摩擦面３ａ，３ｃ，３ｅの平面研削を行うというものである。また、傾斜面３ｂ，３ｄ，３ｆの研削も両側を同時に研削できるものはなく、片側ずつ研削するものであった。
【００１１】
そのため、上記の研削処理では、工数も多くなり、傾斜面の加工から摩擦面の加工に移行する度に工具の交換が必要になるので、生産性を低下させていた。
これに対し、特開平９−１３６２５５号では、図６に示すディスクパッドの研削方法として、図８（ａ）から（ｄ）に示すような研削方法を提案している。
【００１２】
まず、同図（ａ）に示すようにディスクパッド１を保持する。回転砥石４を、その回転軸４ａが摩擦面３ａと平行になるように配置する。この状態で回転砥石４を矢印Ｄ方向に回転させ、摩擦材３の右端から回転砥石４で研削を開始する。ディスクパッド１は、図の右方向に移動させるのであるが、この方向がディスクロータ（図示せず）の円周方向となっている。矢印Ｃに示すようにディスクパッド１を回転砥石４に近づけた状態から研削を開始し、右に送るに従って回転砥石４から遠ざかるように移動させる。これによって、図８（ｂ）に示すように一方の傾斜面３ｂが形成される。
【００１３】
次に、図８（ｂ）に示すように、ディスクパッド１を、回転砥石４との距離を一定に保って移動させる。これによって、摩擦面３ａの平面が研削されることになる。
【００１４】
摩擦面３ａの研削が終了すると、図８（ｃ）に示すように、ディスクパッド１を、研削量が徐々に増大するように回転砥石４に近づけながら右方に移動する。そして、最終的に図８（ｄ）に示すように反対側の傾斜面３ｂが形成されることになる。この方法によれば、回転砥石４の回転軸４ａ方向の長さがディスクパッド１の大きさをカバーできるものにしておくことで、傾斜面３ｂ，３ｂと摩擦面３ａの研削を１パスで行うことができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の研削方法には、次のような問題がある。
図９は、図８のディスクパッド１と回転砥石４の拡大図である。回転砥石４で傾斜面３ｂを研削する場合、回転砥石４は、図の実線に示す位置から傾斜面３ｂに沿って移動する。摩擦材３はバックプレート２に張付されているので、バックプレート２が摩擦材３の外側に大きく突出している場合、回転砥石４が仮想線に示す４’の位置に達すると、これ以上傾斜面３ｂに沿って移動することはできない。したがって、傾斜面３ｂは、回転砥石４’と傾斜面３ｂとの接点Ｐまでしか形成することができず、ｄの部分が研削限界量として残ることになる。
【００１６】
この研削限界量ｄは、回転砥石４の半径をＲ、傾斜面３ｂの角度をαとすると、次式
ｄ＝Ｒ（１−ｃｏｓα）
から求めることができる。この式によれば、Ｒが大きいとｄも大きくなり、所望の傾斜面３ｂを確保できない場合が生じ易くなる。
【００１７】
その場合、回転砥石４の半径Ｒを小さくすれば良いのであるが、砥石の半径を小さくすると、砥石の寿命が短くなり、砥石の交換頻度が増加し、生産性が低下する。また、砥石の半径が小さくなると、切削速度を確保するために砥石の回転速度を上げなければならない。といった問題があり、回転砥石４の半径Ｒを小さくするのは困難である。
【００１８】
また、上記の研削方法では、図７に示すような境界線６，６や境界線７，７が平行ではない傾斜面３ｄ，３ｆを形成することはできない。一方の傾斜面３ｄ，３ｆと摩擦面３ｃ，３ｅと、他方の傾斜面３ｄ，３ｆとをそれぞれ別工程として研削しなければならない、という問題もある。
【００１９】
本発明は上記の問題の解決を図ったもので、境界線が非平行であっても、ディスクパッドの両端にある傾斜面を１パスで研削でき、研削限界量の制限が無いディスクパッドの研削方法を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明のディスクパッドの研削方法は、バックプレートに摩擦材を張付したディスクパッドを移動装置に固定し、摩擦材の摩擦面と平行な回転軸を有する回転砥石を用い、上記回転砥石が、回転軸から研削面までの距離が上記回転軸の一方に向かって漸次増加する研削面と減少する研削面とを有し、前記移動装置により回転砥石とディスクパッドとの間に回転軸と交差する方向の相対移動をさせつつ上記摩擦材を研削するディスクパッドの研削方法において、前記研削がディスクパッドの一端から他端に向けて行われ、前記相対移動に伴い前記回転砥石とディスクパッドとの距離を漸次変化させ、摩擦面の両側に摩擦面と傾斜面との間の境界線が非平行となる傾斜面を１パスで研削することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施例を示す図で、（ａ）はディスクパッドの平面図で図６（ａ）と同じ図である。（ｂ）はディスクパッドの両傾斜面を研削している状態を示す図である。同図において、ディスクパッド１は固定部としての電磁石１１により移動装置１０上に固定されている。移動装置１０は、この実施例ではコンベアを用いている。電磁石１１がコンベアと一緒に循環していて、研削場所に達すると通電されて磁化し、ディスクパッド１の鋼鉄製のバックプレート２を吸着して固定する。研削場所を離れると、電磁石１１への通電を停止するので、ディスクパッド１は固定を解かれ、コンベアから離反自在となる。勿論、これは１つの例に過ぎず、電磁石１１以外の機械的なクランプによる固定でもよい。移動装置１０もコンベアに限定されるものではなく、研削装置２０のベッドで、送りネジで移動する構成としてもよく、逆に、研削砥石の方を移動する構成としてもよい。
【００２５】
研削装置２０には、回転砥石２１が設けられている。回転砥石２１は、ダイヤモンド等の砥粒を結合したものである。この回転砥石２１は、円錐台形状の２つの回転砥石２１ａ，２１ｂを各太径部を外側にし、各細径部を内側にして同一の軸２２に固定されている。すなわち、回転砥石２１ａは、回転軸ａから研削面までの距離が、回転軸ａの右方向に向かって直線的に増加している。他方の回転砥石２１ｂは、回転軸ａから研削面までの距離が、回転軸ａの右方向に向かって直線的に減少している。また、図示の実施例では、２つの回転砥石２１ａ，２１ｂに分割しているが、中間で接続して鼓状の１つの砥石にしてもよい。
【００２６】
回転砥石２１の軸２２は、研削装置２０に設けられたモータ２３により回転する。図１（ｂ）に示すように、ディスクパッド１と軸２２との距離Ｈを一定に保った状態でディスクパッド１を紙面に垂直な方向に移動して研削すると、両側の傾斜面３ｂ，３ｂを一回の研削で形成することができる。
【００２７】
こうして形成された傾斜面３ｂ，３ｂは、図１（ａ）に示すように平行な境界線５，５を有するものとなる。また、この場合、摩擦面３ａの研削は、予め別の工程で行っておくか、この傾斜面の研削工程の後に行うことになる。また、この実施例では、回転砥石２１の回転軸ａを摩擦面３ａと平行にし、かつ、回転軸ａをディスクパッド１の一方の傾斜面３ｂから他方の傾斜面３ｂの方向に延びるように配置したので、図９に示す研削限界量ｄをできないようにすることが可能となる。
【００２８】
また、ディスクパッド１を移動装置１０の搬送面内で若干回転させて固定することで、境界線５を図１（ａ）に示す５’や５”のように傾斜させることも可能となる。
【００２９】
なお、境界線５を５’や５”のように傾斜させるには、ディスクパッド１は傾斜させずに搬送し、ディスクパッド１の搬送に伴って回転砥石２１を軸ａの方向に移動させてもよい。
【００３０】
図１の実施例では、回転砥石２１は、円錐台形のものを使用した。これによって、傾斜面３ｂは、平面が傾斜した面となっている。しかし、傾斜面３ｂはこのような平面に限定されるものではない。
【００３１】
図２は、回転砥石の他の例である。（ａ）の回転砥石２１ｃ，２１ｃは、断面形状が外側に凸の楕円弧となっている。このほか、円弧、放物線、双曲線等々でもよく、凸面でなく、凹面としてもよい。
【００３２】
図２（ｂ）は、階段状の回転砥石２１ｄ，２１ｄの例である。一般に、本発明の回転砥石は、回転軸ａから研削面までの垂直距離が回転軸ａの一方に向かって漸次増加する研削面と減少する研削面とを備えていれば、どのような形状でもよい。
【００３３】
図３は、本発明の第２実施例を示す図である。図１の実施例と共通する部分は、同じ符号を付して説明を省略する。この実施例では摩擦面３ａと傾斜面３ｂ，３ｂの全てが１パスで研削できる。回転砥石３０は、両端に円錐台形部３１，３１を有し、これらの中間に回転軸からの距離が一定の研削面の円筒部３２を設けたものである。円錐台形部３１，３１で両側の傾斜面３ｂ，３ｂを形成し、中間の円筒部３２で摩擦面３ａを研削する。
【００３４】
図４は本発明の第３実施例の研削装置と研削方法を説明する模式的な図である。この実施例は、ディスクパッド１に図７（ａ）又は（ｂ）に示す境界線６，６又は７，７が平行ではない傾斜面３ｄ，３ｆを１パスで研削することができるものである。
【００３５】
図４（ａ）では、移動装置１０には凹状の固定部１０ａがあり、ディスクパッド１を角度θに傾斜して固定することができる。移動装置１０はコンベア上に形成されている。図４（ｂ）では、移動装置１０に凸状の固定部１０ｂを形成してディスクパッド１を角度θに傾斜して固定できるようにしている。これらの図では、θを誇張して記載しており、実際にはθは３゜〜３０゜程度で、望ましくは５゜〜１５゜である。このようにディスクパッド１を角θだけ傾斜して固定し、図１と同じ回転砥石２１で研削をする。すると、図７（ａ）に示すディスクパッド１の両側の傾斜面３ｄ，３ｄを１パスで研削することができる。ディスクパッド１を逆向きに取り付ければ、図７（ｂ）に示す両傾斜面３ｆ，３ｆを１パスで研削することができることになる。
【００３６】
上記実施例では、固定部１０ａ，１０ｂがディスクパッド１を常時角度θに傾斜させて固定していたが、固定部１０ａ，１０ｂを回動可能な構成とし、通常は角θ＝０の平らな状態にしておき、研削位置に達したらソレノイドなどで角度θに傾斜させる構成としてもよい。
【００３７】
図５は本発明の第３実施例を模式的に示す図である。この図では、ディスクパッド１を固定部で水平に保持し、搬送手段の搬送路を傾斜させている。図５（ａ）では、搬送装置１０’がディスクパッド１を回転砥石２１の右下から左上に向かって上昇させながら研削する。図５（ｂ）では、搬送装置１０”がディスクパッド１を回転砥石２１の右上から左下に下降させながら研削を行うものである。いずれの場合も、図７（ａ）又は（ｂ）に示すいずれかの傾斜面３ｄ，３ｆを１パスで研削することが可能である。
【００３８】
図４、図５の実施例は、ディスクパッド１を直線的に移動しているが、円弧に沿って移動させることで傾斜面３ｄ，３ｆと同様の傾斜面を形成することができる。ただし、この場合、境界線５，６は直線とならずに曲線を描く。
【００３９】
以上の実施例では、回転砥石２１を固定し、移動装置１０上のディスクパッド１を傾斜させている。しかし、回転砥石２１をディスクパッドに向けて進退自在にすることで、傾斜を付けたのと同様の研削が可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明のディスクパッド研削方法によれば、、研削限界量の制限を受けることなく、バックプレートに摩擦材を張付したディスクパッドの摩擦面の両側に、摩擦面と傾斜面との間の境界線が非平行となる傾斜面を１パスで研削することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す図で、（ａ）はディスクパッドの平面図、（ｂ）はディスクパッドの両傾斜面を研削している状態を示す図である。
【図２】 （ａ），（ｂ）は、回転砥石の他の例である。
【図３】 本発明の第２実施例を示す図で、（ａ）はディスクパッドの平面図、（ｂ）はディスクパッドの両傾斜面を研削している状態を示す図である。
【図４】 （ａ），（ｂ）は、本発明の第３実施例の研削装置と研削方法を説明する模式的な図である。
【図５】 （ａ），（ｂ）は、本発明の第４実施例を模式的に示す図である。
【図６】 ディスクパッドの従来例で、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。
【図７】 （ａ），（ｂ）は、ディスクパッドの別の従来例である。
【図８】 （ａ）から（ｄ）は、図６に示すディスクパッドの研削方法を示す図である。
【図９】 図８のディスクパッドと回転砥石の部分を拡大した図である。
【符号の説明】
１ ディスクパッド
２ バックプレート
３ 摩擦材
３ａ，３ｃ，３ｅ 摩擦面
３ｂ，３ｄ，３ｆ 傾斜面
５，６，７ 境界線
１０ 移動装置
１０ａ，１０ｂ，１１ 固定部
２１，３０ 回転砥石

Claims (1)

1. バックプレートに摩擦材を張付したディスクパッドを移動装置に固定し、摩擦材の摩擦面と平行な回転軸を有する回転砥石を用い、上記回転砥石が、回転軸から研削面までの距離が上記回転軸の一方に向かって漸次増加する研削面と減少する研削面とを有し、前記移動装置により回転砥石とディスクパッドとの間に回転軸と交差する方向の相対移動をさせつつ上記摩擦材を研削するディスクパッドの研削方法において、前記研削がディスクパッドの一端から他端に向けて行われ、前記相対移動に伴い前記回転砥石とディスクパッドとの距離を漸次変化させ、摩擦面の両側に摩擦面と傾斜面との間の境界線が非平行となる傾斜面を１パスで研削することを特徴とするディスクパッドの研削方法。

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