KR100466669B1 - 타이어가황용금형과,이것에사용되는사이프블레이드,및사이프블레이드의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 단시간에 저비용으로 사이프 블레이드를 제조하는 방법과, 제조시간이 단축되고, 제조비용이 감소되는 타이어 가황 금형을 제공하는 것이다. 금속선재를 압연 및 성형하고, 이어서 중간재를 성형하기 위해 열처리를 행한다. 중간재를 절단하고, 그 속에 구멍을 형성시켜, 사이프 블레이드를 제조한다.

Description

타이어 가황용 금형과, 이것에 사용되는 사이프 블레이드, 및 사이프 블레이드의 제조방법{TIRE VULCANIZING MOLD, SIPE BLADE, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SIPE BLADE}

본 발명은, 타이어 표면 상에 사이프 (sipe) 를 형성시키기 위한 사이프 블레이드가 금형의 표면상에 설치된 타이어 가황 금형, 이에 사용되는 사이프 블레이드, 및 사이프 블레이드 제조 방법에 관한 것이다.

종래에는, 빙판길 등에서 미끄러지는 것을 방지하기 위해, 타이어 표면 상에 복수의 사이프 (즉, 얕은 절개부) 를 형성시키는 기술이 알려져 있다. 이들 사이프 중에는, 사이프 바닥부로부터 타이어 내로 균열이 발생하는 것을 방지하기 위해 소정 형상으로 형성된 사이프가 있다.

이러한 사이프를 형성시키기 위한 관련 기술로서는, 일본국 특허공개 제 2-200406 호 공보에 기술된 타이어 가황용 금형과, 일본국 특허공개 제 4-215507 호 공보에 기술된 사이프 블레이드가 개시되어 있다.

일본국 특허공개 제 2-200406 호 공보에 개시된 기술은, 가황용 금형의 타이어 금형 성형면에 제공된 사이프 블레이드의 자유단부가 단지 뒤로 접혀지고, 스텝부가 사이프 블레이드의 접혀진 단부에서 형성되는 구성을 갖는다. 이러한 이유 때문에, 금형이 가황처리 후 타이어로부터 분리되는 경우, 고무 성분이 타이어를 가황처리하는 동안 스텝부 부근에서 유동하기 때문에, 이 고무 조성이 스텝부에 의해 포획된다. 따라서, 타이어로부터 금형을 부드럽게 분리할 수 없다. 또한, 소망하는 형상이 사이프 블레이드에 부여되는 경우, 예컨대, 사이프 블레이드가 뒤로 접혀지는 방향에 직각으로 형상 부여가 실시되는 경우, 사이프 블레이드의 접혀진 부분의 단면은 접혀진 부분의 불충분한 강도 때문에 국부적으로 변형된다. 결과적으로, 상기 사이프는 소망하는 형상으로 형성되지 않을 수도 있다.

더욱이, 일본국 특허공개 제 4-215507 호 공보에 개시된 기술은, 축방향 핀이 사이프 블레이드의 접혀진 부분의 내측에 삽입되는 구성을 가지며, 부품수가 증가하여 사이프 블레이드의 제조비용이 비싼 단점을 갖는다. 또한, 이러한 구성에서, 사이프 블레이드는 곡부의 코어 부재로서 사용될 축방향 핀과 함께 굽혀지며, 따라서 곡부의 형상은 축방형 핀의 형상과 일치하게 된다. 결과적으로, 전체 금형에 사용되는 모든 사이프 블레이드를 정교하게 제조하기 위해, 모든 축방향 핀은 정확하게 기계가공되어야 한다. 이러한 경우에도, 제조비용이 상승한다.

본 발명의 목적은, 균일한 단면 크기와 형상 정확도를 갖는 소망하는 형상의 사이프를 형성하기 위한 타이어 가황용 금형을 저비용으로 제조하는 것, 제조시간의 단축화를 실현하는 것, 그리고 곡부에 충분한 강도를 부여하여 형상 부여 후에 곡부가 국부적으로 변형되지 않는데 필요한 항복강도를 갖는 사이프 블레이드를 저비용으로 짧은 시간에 제조하는 것이다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 타이어의 표면에 사이프를 형성시키기 위한 사이프 블레이드가 금형 표면에 고정되는 타이어 가황용 금형을 제공하는 것으로, 금속선재를 압연 성형시켜 소망하는 형상의 횡단면을 갖는 중간재를 성형하고, 이 중간재를 소망하는 방법으로 절단하고, 그속에 소망하는 구멍을 형성시키는 방식으로 상기 사이프 블레이드를 성형한다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 타이어 표면에 사이프를 형성시키기 위해, 타이어 가황용 금형의 표면에 사이프 블레이드를 고정시키는 것으로, 금속선재를 압연 성형시켜 소망하는 형상의 횡단면을 갖는 중간재를 성형하고, 이 중간재를 소망하는 방법으로 절단하고, 그속에 소망하는 구멍을 형성시키는 방식으로 상기 사이프 블레이드를 성형한다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 타이어의 표면에 사이프를 형성시키기 위한 사이프 블레이드가 금형의 표면에 고정된 타이어 가황용 금형에서 사용되는 사이프 블레이드를 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 이 방법은,

모재로서 제공되는 금속선재를 다이에 통과시켜 압연 성형시켜 소망하는 형상의 단면을 갖는 중간재를 성형하고, 그 후, 금속선재를 열처리시키고, 중간재를 절단, 구멍 형성, 또는 필요한 성형을 행한다.

본 발명에 따르면, 사이프 블레이드의 표준 재료로서 사용되는 중간재를 미리 제조, 준비하여, 균일한 단면 크기와 균일한 형상을 갖는 다양한 크기의 사이프 블레이드를 용이하게 얻을 수 있다. 더욱이, 중간재의 횡방향 단면은 반복적인 압연 및 성형에 의해 소망하는 일체 형상으로 성형된다. 이러한 이유 때문에, 사이프 블레이드가 성형되더라도, 중간재의 곡부가 변형되지 않는 항복강도가 유지될 수 있다.

본 발명의 상기 목적, 특징, 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 아래의 설명에서 명백해 질 것이다.

본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 12 를 참조하여 이하에 기술한다.

A. 중간재의 제조 방법

(1) 롤러 다이에 의한 압연 및 열처리 (도 1 내지 도 5 참조)

먼저, 원형 단면을 가지며, 직경이 약 8 mm 내지 10 mm (도 2 에서는 직경이 약 8 mm) 인 금속선재 (1) 를 압연 다이 장치 (2) 의 상류측으로부터 제 1 롤러 (3) 의 경로에 통과시킨다. 금속선재 (1) 는 제 1 롤러 (3) 의 경로를 통과하는 동안, 상부 롤러 (4) 와 하부 롤러 (5) 에 의해 압연된다. 결과적으로, 금속선재 (1) 는 도 2 에 도시된 원형 단면으로부터 도 3 에 도시된 바와 같은 중간재 (1A) 로 변하게 되며, 이 중간재는 상면 및 하면이 편평하며, 상면 및 하면 사이의 측면은 곡선형을 유지하여, 실질적으로 타원형 단면을 갖게 된다 (중간재 (1A) 의 두께 (T1) 는 3 mm 이며, 그의 폭 (W1) 은 10 mm 이다).

제 1 롤러 (3) 를 통과한 중간재 (1A) 를 열처리 (풀림) 시킨 후, 중간재 (1A) 를 제 2 롤러 (6) 의 경로에 통과시킨다. 중간재 (1A) 는 제 2 롤러를 통과하는 동안, 수평 롤러 (7, 8) 에 의해 압연된다. 결과적으로, 중간재 (1A) 는 도 3 의 단면으로부터 도 4 에 도시된 중간재 (1B) 로 변하는데, 이 중간재의 상면 및 하면은 편평하고, 좌, 우 단부의 두께는 다르다 (T2 = 2.3 mm, t2 = 1.2 mm, W2 = 12 mm).

제 2 롤러 (6) 를 통과한 중간재 (1B) 를 열처리시킨 후, 중간재 (1B) 를 제 3 롤러 (9) 의 경로에 통과시킨다. 중간재 (1B) 는 제 3 롤러 (9) 를 통과하는 동안, 상부 롤러 (10) 및 하부 롤러 (11) 로 압연된다. 결과적으로, 중간재 (1B) 는 도 4 의 단면으로부터 도 5 에 도시된 중간재 (1C) 로 변하는데, 이 중간재는 최종 형상에 근접한 단면을 갖는다 (T3 = 1.8 mm, t3 = 0.8 mm, W2 = 14 mm).

상기 방법은 아래에 기술된 바와 같은 실용적인 효과를 갖는다. 즉, 금속선재 (1) 는 제 1 롤러 (3) 의 상류측으로부터 제 3 롤러 (9) 의 하류측으로 한번에 잡아 당겨지며, 따라서, 모재 (1) 의 단면을 도 2 의 단면으로부터 도 5 의 단면으로 변화시키는 압연 공정이 완료된다.

(2) 압연 공정의 마무리 (도 6 및 도 7 참조)

제 3 롤러 (9) 를 통과한 중간재 (1C) 를 열처리시킨 후, 중간재 (1C) 를 테이퍼 구멍 다이 (12) 의 경로 (13) 에 통과시킨다. 경로 (13) 의 내부는 배출구 (15) 의 면적이 입구 (14) 의 면적보다 작은 테이퍼 형상으로 형성되어 있으며, 경로 (13) 의 단면적은 하류측, 즉 배출구 (15) 쪽으로 가면서 작게 되어 있다. 중간재 (1C) 를 테이퍼 구멍 다이 (12) 의 입구 (14) 로부터 배출구 (15) 로 뽑아내면, 도 7 에 도시된 최종 형상에 가까운 형상의 단면을 갖는 중간재 (1D) 가 얻어진다 (T4 = 1.6mm, t4 = 0.7 mm, W4 = 15 mm).

B. 사이프 블레이드 제조공정 (도 8∼ 11 참조)

(3) 중간재 (1D) 는 사이프 블레이드의 표준 재료로서 사용된다. 많은 다른 형태의 사이프 블레이드가 동일한 중간재 (1D) 로부터 제조될 수 있다.

예컨대, 도 8 에 도시된 바와 같이, 중간재 (1D) 를 도 8 의 점선을 따라, 종방향 (즉, 화살표 X 방향) 과 횡방향 (즉, 화살표 Y 방향) 으로 절단한다. 이렇게 얻어진 평편부 (16) 와 곡부 (17) 로 이루어진 사이프 블레이드 (B) 에는, 도 9 에 도시된 바와 같이, 블레이드의 빠짐을 방지하기 위한 고정 구멍 (18) 및 공기 구멍 (19) 이 편평부 (16) 에 판두께 방향으로 형성되어 있다.

(4) 그 후, 도 10 에 도시된 바와 같이, 사이프 블레이드 (B) 를 필요한 경우 성형하고, 마무리한 후, 도 11 에 도시된 완성된 블레이드를 얻는다. 도 12 에 도시된 바와 같이, 완성된 블레이드는 가황 금형 (M) 의 금형면 (20) 상에 고정된다.

도 13 내지 도 16 은 본 발명에 적용되는 금속선재의 다른 실시예를 도시한다. 도 2 에 도시된 원형 단면 외에도, 금속선재는 도 13 에 도시된 바와 같이 상면 및 하면은 편평하고, 그들 사이의 측면은 둥근 플랫-써클 (flat-circle) 단면을 가질 수도 있으며, 도 14 에 도시된 삼각형 단면을 가질 수도 있으며, 도 15 에 도시된 사각형 단면을 가질 수도 있으며, 도 16 에 육각형과 같은 다각형 단면을 가질 수도 있다.

또한, 중간재 (1D) 의 단면은 도 7 에 도시된 플라스크 (flask) 형으로 제한되지 않는다. 예컨대, 곡부 (21) 는, 도 17 에 도시된 바와 같이, 중간재 (1D) 의 한 측면에 형성될 수도 있으며, 도 18 도에 도시된 바와 같이, 원형 단면을 갖는 곡부 (22) 가 중간재 (1D) 에 형성될 수도 있다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

(1) 사이프 블레이드의 표준 재료로 사용되는 중간재는 금속선재를 압연, 성형하여 미리 제조, 준비할 수 있다. 또한, 금속선재로부터 사이프 블레이드의 표준재료를 성형하는 압연 및 인발공정은 간단한 장치에 의해 수행될 수 있다.

(2) 필요한 경우 중간재를 절단함으로서, 균일한 단면 크기와 형상 정확도를 갖는 소망하는 사이프 블레이드가 용이하게 제조될 수 있다.

(3) 소망하는 형상의 사이프를 형성하기 위한 사이프 블레이드를 짧은 시간에 저비용으로 제조할 수 있다.

(4) 타이어의 표면상에 균일한 단면크기와 형상 정확도를 갖는 소망하는 형상의 사이프를 형성하는 타이어 가황 금형에 있어, 제조기간의 단축과 저비용화를 실현할 수 있다.

(5) 중간재의 곡부에 충분한 강도를 제공함으로서, 성형시에 곡부가 국부적으로 변형되지 않도록 하는데 필요한 항복강도를 갖는 사이프 블레이드를 제조할 수 있다.

도 1 은 금속선재 모재를 롤러 다이에 통과시킴으로서 중간재를 얻는 사이프 블레이드를 제조 방법 중 하나를 도시한 도면.

도 2 는 금속선재의 단면도.

도 3 은 중간재의 단면도.

도 4 는 중간재의 단면도.

도 5 는 중간재의 단면도.

도 6 은 중간재를 테이퍼 구멍 다이에 통과시킴으로서 최종 형상의 중간재를 얻는 방법을 도시한 도면.

도 7 은 중간재의 최종 형상의 단면도.

도 8 은 중간재로부터 사이프 블레이드를 성형하는 방법의 사시도.

도 9 는 사이프 블레이드에 구멍을 형성시키는 방법의 사시도.

도 10 은 사이프 블레이드가 굽힘가공에 의해 성형되는 방법의 사시도.

도 11 은 사이프 블레이드의 완성품의 사시도.

도 12 는 사이프 블레이드가 타이어 가황 금형에 제공된 상태를 도시한 도면.

도 13 은 금속선재의 다른 형상의 단면도.

도 14 는 금속선재의 또 다른 형상의 단면도.

도 15 는 금속선재의 또 다른 형상의 단면도.

도 16 은 금속선재의 또 다른 형상의 단면도.

도 17 은 중간재의 다른 형상의 단면도.

도 18 은 중간재의 또 다른 형상의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 금속선재 2 : 압연 다이 장치

3 : 제 1 롤러 4 : 상부 롤러

5 : 하부 롤러 6 : 제 2 롤러

1A, 1B, 1C, 1D : 중간재 16 : 편평부

17 : 곡부 B : 사이프 블레이드

M : 가황용 금형

Claims (20)

1. 타이어의 표면에 사이프를 형성하기 위한 사이프 블레이드가 금형 표면 에 고정되는 타이어 가황용 금형으로서, 금속선재를 압연 성형시켜 사이프 블레이드로서의 사용에 적합한 형상의 횡단면을 갖는 중간재를 성형하고, 원하는 형상의 사이프 블레이드가 얻어지도록 상기 중간재를 절단하며, 그 속에 구멍을 형성시키는 방식으로 상기 사이프 블레이드를 성형하는 것을 특징으로 하는 타이어 가황용 금형.
2. 모재로서 사용되는 금속선재를 다이에 통과시켜 압연 및 성형시키고 그 후 상기 금속선재를 열처리함으로써, 사이프 블레이드로서의 사용에 적합한 형상의 횡단면을 갖는 중간재를 성형하는 단계와,

   원하는 형상의 사이프 블레이드가 얻어지도록 상기 중간재를 절단하고, 구멍을 형성시키며, 또는 필요한 경우 성형을 행하는 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 타이어 가황용 금형에 사용되는 사이프 블레이드의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 압연, 성형, 및 후속 열처리를 복수회 행하는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드 제조방법.
4. 타이어 표면에 사이프를 형성하기 위해 타이어 가황용 금형의 표면에 고정되는 사이프 블레이드로서, 금속선재를 압연 성형시켜 사이프 블레이드로서의 사용에 적합한 형상의 횡단면을 갖는 중간재를 성형하고, 원하는 형상의 사이프 블레이드가 얻어지도록 상기 중간재를 절단하며, 그 속에 구멍을 형성시키는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 중간재는 플라스크형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 중간재는 그 단면의 한 측면에서만 형성된 곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 중간재는 원형 단면을 갖는 곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 금속선재는 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
9. 제 4 항에 있어서, 상기 금속선재는, 상면 및 하면이 편평하고, 이 상면 및 하면 사이의 측면은 둥근 플랫-써클 (flat-circle) 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
10. 제 4 항에 있어서, 상기 금속선재는 삼각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
11. 제 4 항에 있어서, 상기 금속선재는 사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
12. 제 4 항에 있어서, 상기 금속선재는 다각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드.
13. 타이어의 표면에 사이프를 형성하기 위해 타이어 가황용 금형의 표면에 고정되어 사용되는 사이프 블레이드의 제조방법에 있어서,

    모재로서 사용되는 금속선재를 다이에 통과시켜 압연 및 성형시키고 그후 상기 금속선재를 열처리함으로써, 사이프 블레이드로서의 사용에 적합한 형상의 횡단면을 갖는 중간재를 성형하는 단계와,

    원하는 형상의 사이프 블레이드가 얻어지도록 상기 중간재를 절단하고, 구멍을 형성시키며, 또는 필요한 경우 성형을 행하는 단계를 포함하는 사이프 블레이드의 제조방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 압연, 성형, 및 후속 열처리를 복수회 수행하는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드 제조방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 중간재는 플라스크형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드 제조방법.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 중간재는 그 단면의 한 측면에서만 형성된 곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드 제조방법.
17. 제 13 항에 있어서, 상기 중간재는 원형 단면을 갖는 곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드 제조방법.
18. 제 13 항에 있어서, 상기 금속선재는 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드 제조방법.
19. 제 13 항에 있어서, 상기 금속선재는, 상면 및 하면이 편평하고, 이 상면 및 하면 사이의 측면은 원형인 플랫-써클 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드 제조방법.
20. 제 13 항에 있어서, 상기 금속선재는 삼각형, 사각형 또는 다각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이프 블레이드 제조방법.