JP4993955B2

JP4993955B2 - サイプブレードの製造方法

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Publication number: JP4993955B2
Application number: JP2006167254A
Authority: JP
Inventors: 英和村山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: JP2007331011A

Description

この発明は、加硫モールドに固着され、加硫時においてタイヤトレッドにサイプ溝を形成するサイプブレードの製造方法に関する。

従来のサイプブレードの製造方法としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
特開２００１−２５８３１号公報

このものは、平板状のブレード素材に対し厚さ方向の曲げ加工を施して、Ｘ軸方向および該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の２方向における断面形状を全範囲において波形としたサイプブレードである。そして、このようなサイプブレードは、まず、Ｘ軸方向断面形状が波形をした第１金型の加工面に平板状のブレード素材を押し付け曲げ加工を施すことで、該ブレード素材のＸ軸方向における断面形状を波形とするとともに、Ｙ軸方向における断面形状を直線状のままとし、次に、Ｘ軸方向断面形状が第１金型と同様の形状を呈し、Ｙ軸方向断面形状も波形を呈する第２金型の加工面に、前記曲げ加工が施されたブレード素材をＸ軸断面形状を合致させながら押し付けて曲げ加工を施し、該ブレード素材にＸ軸方向に加えＹ軸方向の断面形状をも波形とする２段階加工により製造されている。

ここで、前述のものは、ブレード素材の全範囲においてＸ、Ｙ軸方向の２方向における断面形状が共に波形となるよう曲げ加工（３次元曲げ加工）しているが、ブレード素材の曲げ加工による収縮量は場所によって不均一となることがあるため、サイプブレードとなったとき、前記収縮による歪みが予測できない場所に集中して、所望の形状をしたサイプブレードを製造することができないことがあるという課題があった。しかも、ブレード素材を全範囲で波形に曲げ加工しているため、サイプブレード全体に生じるスプリングバック量が大きくなってしまうという課題があった。

この発明は、スプリングバック量が効果的に抑制され、しかも、精度の高いサイプブレードの製造方法を提供することを目的とする。

このような目的は、加工面に所定方向に沿って延びる突条または凹溝が該所定方向に直交する方向に並べられながら複数形成された第１金型を準備する第１工程と、平板状のブレード素材を第１金型の加工面に押し付けて曲げ加工を施し、該ブレード素材に突条または凹溝と補完関係にある膨出条を形成する第２工程と、加工面に前記第１金型の加工面と略同一形状の突条または凹溝が形成されるとともに、所定方向一方側に位置する突条または凹溝間の凸条に、所定方向に対して交差する複数の交差溝が追加形成された第２金型を準備する第３工程と、前記曲げ加工が施されたブレード素材を、その膨出条を第２金型の突条または凹溝に嵌合させた状態で、加工面に押し付けることにより曲げ加工を施し、該ブレード素材の所定方向一方側に交差溝と補完関係にあり前記膨出条を部分的に変形させた交差変形部を複数形成する第４工程とを備えたサイプブレードの製造方法において、前記ブレード素材に対し第１金型を用いての曲げ加工に先立って膨出条が形成される部位に該膨出条と同一側に突出する癖付け曲げ加工を施し、予め癖を付けるようにしたサイプブレードの製造方法により、達成することができる。

この発明においては、サイプブレードの所定方向一方側に、膨出条および該膨出条を部分的に変形させた交差変形部の双方が形成された３次元部を設ける一方、サイプブレードの所定方向他方側には、膨出条のみが形成されたストレート部を設けたので、曲げ加工による収縮量が大きなストレート部に該収縮による歪みを集中させることができ、これにより、サイプブレードの精度を容易に高くすることができる。しかも、前述のようにサイプブレードの所定方向他方側は膨出条のみが形成され、交差変形部は形成されていないため、サイプブレードの全範囲に交差変形部を形成する場合に比較して、サイプブレード全体に生じるスプリングバックの発生量を効果的に抑制することができる。

また、平板状のブレード素材を第１金型の加工面に押し付けて１回の曲げ加工だけで膨出条を形成するようにすると、ブレード素材に割れ、ヒビ等が発生する場合があるが、予め癖付けを行うようにすれば、このような割れ、ヒビ等の発生を効果的に抑制することができる。

さらに、請求項２に記載のように構成すれば、簡単な構造でかつ安価でありながら、ブレード素材に対し効率的に癖付けを行うことができる。

以下、この発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は第１金型としての第１下金型であり、この第１下金型11は、例えば左右方向中央部上面に後述のブレード素材を型付けする加工面12を有する。13は前記加工面12に形成された同一幅である複数の凹溝であり、これらの凹溝13は前記左右方向に直交する所定方向（前後方向）に平行で直線状に延びるとともに、所定方向のいずれの位置においても同一深さである。

そして、これら凹溝13は、左右方向断面形状が略三角形状を呈するとともに、左右方向（所定方向に直交する方向）に並べられながら配置されている。ここで、前記凹溝13の左右方向断面形状は矩形状、正弦波状を呈していてもよく、このような凹溝13が加工面12に複数形成されることで、第１下金型11の加工面12における左右方向断面形状はジグザグ状または波状を呈することになる。

16は第１下金型11の直上に設置され、左右方向中央部下面に押付面17を有する第１上金型であり、この第１上金型16は、図示していない接離機構により昇降されることで、第１下金型11に対して離隔、接近することができる。前記押付面17には下方に向かって突出した同一幅である複数の凸部18が形成されており、これらの凸部18は所定方向に平行に延びるとともに、所定方向のいずれの位置においても同一高さである。そして、これら凸部18は、断面略三角形状を呈するとともに、左右方向に並べられながら配置されている。

このように前記凸部18の左右方向断面形状は前記凹溝13と略同一断面形状であるため、第１上金型16の押付面17における左右方向断面形状は、前述した加工面12の左右方向断面形状と同様にジグザグ状または波状を呈することになる。19は平板状のブレード素材であり、このブレード素材19は例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼から構成されている。

そして、前述した接離機構により第１上金型16をブレード素材19が載置された第１下金型11に向かって接近させ、押付面17によってブレード素材19を第１下金型11の加工面12に押し付けると、凸部18が対応する凹溝13に侵入して該ブレード素材19に曲げ加工が施されるが、このとき、加工面12に形成された凹溝13の溝底と押付面17に形成された凸部18の先端とは重なり合っている。

このような第１下、上金型11、16を用いた曲げ加工（２次元曲げ加工）により、ブレード素材19の左右方向中央部には凹溝13と補完関係にある複数の膨出条20が、ブレード素材19の厚さ方向一側（下側）に突出するように形成され、この結果、該ブレード素材19の左右方向断面形状は波形またはジグザグ状を呈することになる。一方、ブレード素材19の所定方向断面形状は凹溝13、凸部18がそれぞれ同一深さ、同一高さであるとともに、所定方向に平行に延びているため、いずれの位置でも直線状を呈する。

図４、５、６、７において、23は第２金型としての第２下金型であり、この第２下金型23は左右方向中央部上面にブレード素材を型付けする加工面24を有する。そして、この加工面24には所定方向に平行に延びる複数（凹溝13と同数）の凹溝25が左右方向に並べられながら形成され、これらの凹溝25は前記第１下金型11の加工面12に形成された凹溝13と略同一形状である。

28は第２下金型23上面の所定方向一方側にのみ追加形成された同一幅である複数の交差溝であり、これらの交差溝28は所定方向に対して交差、ここでは直交しながら直線状に延びており、この結果、加工面24内における凹溝25間の凸条29にも交差しながら形成され、その先端側を凹ませている。また、前記交差溝28は左右方向のいずれの位置においても前記凹溝25より若干浅い同一深さである。そして、これら交差溝28は、所定方向断面形状が略三角形状を呈するとともに、その溝底が所定方向に所定距離（等距離）離れた状態で並列配置されている。

ここで、前記交差溝28の所定方向断面形状は矩形状、正弦波状を呈していてもよく、このような交差溝28が第２下金型23に複数形成されることで、第２下金型23の所定方向一方側における所定方向断面形状は一部でジグザグ状または波状を呈することになる。なお、前記第２下金型23の所定方向他方側は交差溝28が形成されていないので、所定方向断面形状は直線状のままである。

32は第２下金型23の直上に設置され、左右方向中央部下面に押付面33を有する第２上金型であり、この第２上金型32は、図示していない接離機構により昇降されることで第２下金型23に対して離隔、接近することができる。そして、この押付面33には所定方向に平行に延び、前記第１上金型16の押付面17に形成された凸部18と同一形状をした複数の凸部34が左右方向に並べられて形成されている。

また、前記第２上金型32の下面の所定方向一方側には、所定方向に対して交差、ここでは直交しながら直線状に延びる複数（交差溝28と同数）の交差条35が追加形成され、これらの交差条35は押付面33内において隣接する凸部34間を橋渡すよう延びている。そして、これら交差条35は、交差溝28と略同一形状の断面略三角形状を呈するとともに、その先端が所定方向に所定距離（交差溝28の溝底間と等距離だけ）離れた状態で並列配置されている。この結果、第２上金型32の所定方向一方側における所定方向断面形状は、前述した第２下金型23の所定方一方側における断面形状と同様に一部でジグザグ状または波状を呈することになる。なお、前記第２上金型32の所定方向他方側は交差条35が形成されていないため、所定方向断面形状は直線状のままである。

そして、前記２次元曲げ加工が施されたブレード素材19の膨出条20を、ガイドとして機能する凹溝25にそれぞれ嵌合させるとともに、該ブレード素材19を第２下金型23上に載置した状態で、前述した接離機構によって第２上金型32を第２下金型23に向かって接近させ、押付面33によりブレード素材19を第２下金型23の加工面24に押し付けることで、交差条35を対応する交差溝28内に侵入させ、ブレード素材19に２度目の曲げ加工を施す。

このとき、第２下金型23の凹溝25の溝底および交差溝28の溝底には第２上金型32の凸部34の先端および交差条35の先端がそれぞれ重なり合っているため、第２下、上金型23、32を用いた曲げ加工（３次元曲げ加工）時において、ブレード素材19の所定方向一方側には、前記交差溝28と補完関係にあるとともに、前記膨出条20を部分的に、ここでは基端部を厚さ方向一側（下側、膨出側）に向かって変形させた交差変形部36が複数形成される。

これにより、膨出条20に加え交差変形部36が形成された３次元部Ｚが所定方向一方側に、また、膨出条20のみが形成されたストレート部Ｓが所定方向他方側に設けられたサイプブレード37が製造される。ここで、前述のような３次元曲げ加工をブレード素材19の一部に施すと、３次元部Ｚの左右方向収縮量よりストレート部Ｓの左右方向収縮量が大きいため、製造されたサイプブレード37のストレート部Ｓの左右方向端にそりが発生して、ストレート部Ｓが左右方向に収縮してしまうおそれがある。

このため、図８、９に示すように、膨出条20のみが設けられるブレード素材19の他方側（ストレート部Ｓ）に、第２下、上金型23、32を用いての曲げ加工時に生じる所定方向に直交する方向（左右方向）の収縮を予め見込んで収縮量分だけ幅広とする幅広部38を形成すれば、前述のように左右方向に収縮しても、製造されたサイプブレード37の形状を容易に所望の形状とすることができる。

図１０において、39はタイヤ加硫時にタイヤを加硫しながら型付けする加硫モールドであり、この加硫モールド39の内面側には、タイヤトレッドにサイプ溝を形成する前述のサイプブレード37が固着されている。ここで、一般に、サイプブレードは鋳ぐるみによって加硫モールドに固着されているが、全範囲が波形を呈する従来のサイプブレードが加硫モールドの内面側に鋳ぐるみにより埋設されていると、いずれかのサイプブレードが破損した場合、サイプブレードの厚さ方向にも凹凸が存在することになるため、サイプブレードを取り外そうとしても前記凹凸が引っ掛かって取り外し作業が困難となり、加硫モールドを交換するという対処法しかない場合もあった。

しかしながら、この実施例においては、膨出条20のみが設けられているサイプブレード37の所定方向他方側（ストレート部Ｓ）を、加硫モールド39に固着されたとき、該加硫モールド39に埋設される部位としたので、いずれかのサイプブレード37が破損して、該サイプブレード37を加硫モールド39から取り外すような場合にも、加硫モールド39に埋設されているストレート部Ｓに対して、例えば、放電加工や電解加工等を行うことで、破損したサイプブレード37を加硫モールド39から容易に取り除くことができる。その後、放電加工等によって形成された加硫モールド39の孔に新品のサイプブレード37のストレート部Ｓを挿入し、例えば硬ろうにより固着するだけで、容易に修理することができる。

図１１において、40は図示していない駆動機構が連結された水平に延びる回転軸であり、この回転軸40は、前述した駆動機構から回転駆動力を受けることにより、中心軸回りに回転することができる。41は前記回転軸40に固定された複数の一側ローラであり、これらの一側ローラ41は軸方向に等距離離れて設置されている。42は前記回転軸40の直上でこれに平行に延びる従動軸であり、この従動軸42はフリー回転することができる。

43は前記従動軸42に固定された複数の他側ローラであり、これら他側ローラ43は各膨出条20に対応するよう、一側ローラ41間の中間位置に隣接する膨出条20間の距離と等距離だけ軸方向に離れて設置される一方、該他側ローラ43の外周部は前記一側ローラ41の外周部と前記膨出条20の高さより若干短い距離だけ重なり合っている。

そして、前記ブレード素材19に対する第１下、上金型11、16を用いての曲げ加工に先立って、このような一側、他側ローラ41、43間に平板状のブレード素材19を通せば、ブレード素材19の膨出条20が形成される部位に、膨出条20と同傾向で、かつ、前記膨出条20より若干高さの低い小膨出条44がブレード素材19の厚さ方向一側に突出するよう、即ち前記膨出条20と同一側に突出するよう形成され、これにより、ブレード素材19に癖付け曲げ加工が施される。ここで、前述した回転軸40、一側ローラ41、従動軸42および他側ローラ43は全体として、平板状のブレード素材19に予め癖を付ける癖付け曲げ機構45を構成する。なお、このような癖付け曲げ加工は、２個の歯車間にブレード素材を通すことで行ってもよく、また、プレス加工によって行ってもよい。

次に、前記実施例１の作用について説明する。
サイプブレード37を製造する場合には、まず、駆動機構により回転軸40、一側ローラ41を連続回転させる。この状態で平板状のブレード素材19を回転している一側ローラ41とフリー回転可能な他側ローラ43との間に供給して、これら一側、他側ローラ41、43間を通過させる。このとき、一側、他側ローラ41、43は交互に、しかも、外周部同士が重なり合うよう配置されているため、ブレード素材19には膨出条20が形成される部位に膨出条20と同傾向の小膨出条44が形成され、癖付け曲げ加工、即ち、癖付けが行われる。

ここで、前述のような材料で構成された平板状のブレード素材を第１下金型の加工面に押し付け、１回の曲げ加工で膨出条を形成しようとすると、該ブレード素材に割れ、ヒビ等が発生する場合があるが、前述のように、第１下金型11を用いての２次元曲げ加工に先立って、ブレード素材19に対して予め癖を付けるようにすれば、前述のような割れ、ヒビ等の発生を効果的に抑制することができる。また、このような癖付け曲げ加工を前述のような癖付け曲げ機構45により施すようにすれば、簡単な構造でかつ安価でありながら、ブレード素材19に対し効率的に癖付けを行うことができる。

次に、加工面12に凹溝13が複数形成された第１下金型11と、押付面17に前記凹溝13に対応する複数の凸部18が形成された第１上金型16とを準備する。そして、前述のような癖付け曲げ加工が施されたブレード素材19を第１下金型11上に載置するが、このとき、前記小膨出条44を第１下金型11の凹溝13に合致させる。

次に、接離機構により第１上金型16を第１下金型11に向かって接近させ、押付面17によりブレード素材19を第１下金型11の加工面12に押し付けることで、ブレード素材19に２次元曲げ加工を施し、該ブレード素材19に凹溝13と補完関係にある膨出条20を複数形成する。次に、加工面24に複数の凹溝25が形成されるとともに、所定方向一方側に複数の交差溝28が追加形成された第２下金型23と、押付面33に前記凹溝25に対応する複数の凸部34が、また、所定方向一方側に前記交差溝28に対応する複数の交差条35が形成された第２上金型32とを準備する。

次に、前記２次元曲げ加工が施されたブレード素材19を第２下金型23上に載置するが、このとき、該ブレード素材19の膨出条20を第２下金型23の凹溝25に嵌合させることで、該凹溝25を位置決め用のガイドとして用い、曲げ加工の精度を向上させる。次に、接離機構により第２上金型32を第２下金型23に向かって接近させ、第２上金型32の押付面33により該ブレード素材19を加工面24に押し付けて、交差条35を対応する交差溝28内に侵入させ、ブレード素材19に対し３次元曲げ加工を施す。これにより、ブレード素材19の一方側には前記膨出条20を部分的に、ここでは膨出条20の基端部を膨出側に向かって変形させた交差変形部36が複数形成される。そして、このような２段階加工により、サイプブレード37が製造される。

このようにサイプブレード37の所定方向一方側には所定方向に延びる膨出条20および所定方向に対して交差して延びる交差変形部36の双方が形成された３次元部Ｚを、所定方向他方側には膨出条20のみが形成されたストレート部Ｓを設けたので、曲げ加工による収縮量が大きなストレート部Ｓに該収縮による歪みを集中させることができ、これにより、サイプブレード37の精度を容易に高くすることができる。しかも、前述のようにサイプブレード37の所定方向他方側は膨出条20のみが形成され、交差変形部36は形成されていないため、サイプブレード37の全範囲に交差変形部36を形成する場合に比較して、サイプブレード37全体に生じるスプリングバックの発生量を効果的に抑制することができる。

そして、このようにして製造されたサイプブレード37は、通常、鋳ぐるみにより加硫モールド39に固着されるが、このとき、サイプブレード37のストレート部Ｓを加硫モールド39に埋設するようにしているので、いずれかのサイプブレード37が破損したとき、該破損したサイプブレード37のみを容易に交換することができ、加硫モールド39を継続使用することができる。

図１２、１３、１４、１５はこの発明の実施例２を示す図である。この実施例においては、第１下金型11の加工面12に、前述した凹溝13の代わりに前述の凸部18と同様の突条47を形成しているが、これらの突条47は前記凸部18とは逆に上方に向かって突出している。また、第１上金型16の押付面17には、前述した凸部18の代わりに前述の凹溝13と同様の凹溝48が形成されているが、これらの凹溝48は第１上金型16の下面から上方に向かって凹んでいる。

一方、第２下金型23の加工面24には凹溝25の代わりに、前記突条47と同一形状をした複数の突条49が形成されるとともに、該加工面24の所定方向一方側の突条49には前記交差溝28と同様の複数の交差溝50が追加形成されている。なお、前述の実施例１では加工面24を含む第２下金型23の所定方向一方側に交差溝28を形成したが、この実施例の交差溝50は突条49が形成されている加工面24の所定方向一方側に形成している。また、第２上金型32の押付面33には前記凸部34の代わりに前記凹溝48と同一形状をした複数の凹溝51が形成されるとともに、該押付面33の所定方向一方側には前記交差条35と同様の複数の交差条52が追加形成され、これらの交差条52は凹溝51の溝底から下方に向かって突出している。

そして、このような第１下、上金型11、16および第２下、上金型23、32によりブレード素材19に曲げ加工を施すと、ブレード素材19の左右方向中央部には厚さ方向他側（上側）に膨出する複数の膨出条20が形成され、また、所定方向一方側に位置する各膨出条20には該膨出条20を部分的に、ここでは先端部を厚さ方向一側（下側）に向かって変形させた複数の交差変形部36が形成される。なお、他の構成、作用は前記実施例１と同様である。

なお、前述の実施例においては、凹溝13、25、48、51、凸部18、34、突条47、49を所定方向に平行とすることで、所定方向に対して平行に延びる膨出条20を形成したが、この発明においては、凹溝、凸部および突条を所定方向に対して若干傾斜させることで、所定方向に対して若干傾斜して延びる膨出条を形成してもよく、要するに、凹溝、凸部、突条および膨出条は所定方向に沿っていればよい。

また、前述の実施例においては、交差溝28、50、交差条35、52および交差変形部36を所定方向に対して直交する方向に延びるよう形成していたが、この発明においては、交差溝、交差条および交差変形部を所定方向に対して90度以外の角度で交差させるようにしてもよい。さらに、前述の実施例においては、膨出条20がブレード素材19の厚さ方向一側のみ、または、他側のみに突出するようブレード素材19に形成されていたが、この発明においては、膨出条がブレード素材の厚さ方向一側、および、他側の双方に突出するよう形成されていてもよい。

また、前述の実施例においては、凹溝13、25、48、51、交差溝28、50、凸部18、34、突条47、49および交差条35、52の幅を、それぞれについて同一幅、同一深さ（高さ）としたが、この発明においては、凹溝、交差溝、凸部、突条および交差条は幅および深さ（高さ）がそれぞれ異なっていてもよい。さらに、前述の実施例においては、交差溝28、50の深さを、凹溝25の深さまたは突条49の高さより若干小さな値としたが、この発明においては、交差溝の深さを、前記凹溝、突条と同一の値、あるいは、これより若干大きな値としてもよい。

また、前述の実施例においては、第１下、上金型11、16および第２下、上金型23、32を用いて、即ちプレス加工法によりブレード素材19に曲げ加工を施したが、この発明においては、第１、２上金型の代わりに液体が充填された層状ゴムを用い、この層状ゴムによって第１、２下金型（第１、第２金型）にブレード素材を押し付けることで、該ブレード素材に曲げ加工を施すようにしてもよい。さらに、前述の実施例においては、交差溝28、50を直線状としたが、この発明においては、ジグザグ状に屈曲させてもよい。

この発明は、タイヤトレッドにサイプ溝を形成するサイプブレードの産業分野に適用できる。

この発明の実施例１の第１下、上金型近傍を示す正面図である。その側面図である。第１下、上金型によって曲げ加工されたブレード素材を示す斜視図である。この発明の実施例１の第２下、上金型近傍を示す斜視図である。図４のＩ−Ｉ矢視断面図である。図４のII−II矢視断面図である。この発明の実施例１によって製造されたサイプブレードを示す斜視図である。加工前のブレード素材の一例を示す平面図である。加工前のブレード素材の他の例を示す平面図である。加硫モールドの一部を示す断面図である。癖付け曲げ機構を示す正面図である。この発明の実施例２を示す第１下、上金型近傍の正面断面図である。その側面図である。第２下、上金型近傍の正面図である。図１４のIII−III矢視断面図である。

11…第１金型 12…加工面
13…凹溝 19…ブレード素材
20…膨出条 23…第２金型
24…加工面 25…凹溝
28、50…交差溝 29…凸条
36…交差変形部 37…サイプブレード
39…加硫モールド 41…一側ローラ
43…他側ローラ 47…突条
49…突条

Claims

加工面に所定方向に沿って延びる突条または凹溝が該所定方向に直交する方向に並べられながら複数形成された第１金型を準備する第１工程と、平板状のブレード素材を第１金型の加工面に押し付けて曲げ加工を施し、該ブレード素材に突条または凹溝と補完関係にある膨出条を形成する第２工程と、加工面に前記第１金型の加工面と略同一形状の突条または凹溝が形成されるとともに、所定方向一方側に位置する突条または凹溝間の凸条に、所定方向に対して交差する複数の交差溝が追加形成された第２金型を準備する第３工程と、前記曲げ加工が施されたブレード素材を、その膨出条を第２金型の突条または凹溝に嵌合させた状態で、加工面に押し付けることにより曲げ加工を施し、該ブレード素材の所定方向一方側に交差溝と補完関係にあり前記膨出条を部分的に変形させた交差変形部を複数形成する第４工程とを備えたサイプブレードの製造方法において、前記ブレード素材に対し第１金型を用いての曲げ加工に先立って膨出条が形成される部位に該膨出条と同一側に突出する癖付け曲げ加工を施し、予め癖を付けるようにしたことを特徴とするサイプブレードの製造方法。
前記癖付け曲げ加工は、複数の一側ローラと、前記一側ローラと交互に各膨出条に対応して設置され、外周部が一側ローラの外周部に重なり合う複数の他側ローラとの間にブレード素材を通すことで行うようにした請求項１記載のサイプブレードの製造方法。