JP3681654B2 - タイヤ金型用サイプブレードの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ金型用サイプブレードの製造方法に関する。さらに詳しくは、複雑な形状を有するサイプブレード（サイプブレード用素材をそのまま曲げ成形すると鋳包み部側とサイプ形成部側との縮み量（展開長）に差が生じて、湾曲変形が発生するようなサイプブレード）を、簡易かつ効率的に製造することができるタイヤ金型用サイプブレードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ成形用金型は、そのデザインがシャープな凹形状コーナー部やアンダーカット形状等を有する複雑なものであることから機械加工製法では作製が困難な場合が多く、鋳造製法によることが一般的であり、中でも、アルミ合金、鋳鉄、鋳鋼製のものが一般的によく使用されている。特に、タイヤのデザイン形状に、「サイプ」と呼ばれる、幅が０．１〜３．０ｍｍ程度の溝が多数形成されている場合（具体的には、スタッドレスタイヤ等がこれに該当する）においては、機械加工製法では対応することができないため、この傾向が顕著なものとなる。
【０００３】
ここで、「機械加工製法」とは、加工過程で収縮を伴う鋳造加工等の加工法以外の方法を意味し、ワイヤ放電加工、ボールエンドミル等を用いたＮＣ加工のほか、超音波加工、型放電加工等、直接的に金型の形状を加工し得る種々の加工法を挙げることができる。
【０００４】
図１６に示すように、タイヤ１０１にはリブ等の太溝１０２、ラグ等の太溝１０３が形成されているが、スタッドレスタイヤ等の特殊用途のタイヤにおいては、グリップ力や排水性を向上させるために、リブ、ラグに加えて幅０．１〜３．０ｍｍ程度の細溝であるサイプ１０４を形成する場合がある。
【０００５】
サイプ１０４は、エッジ効果によるグリップ力や排水性向上の効果を得るため、タイヤの接地面（プロファイル面）における形状を波形、又はジグザグ状等の２次元形状とするが、近年においては、タイヤ性能のさらなる向上のため、プロファイル面のみならず、タイヤの径方向の形状も同様の２次元形状（さらには３次元形状等の複雑な曲面を有するもの）とすること、すなわちサイプ形状の３次元化が求められている。
【０００６】
図１７に示すように、３次元形状サイプ１０７ｂは、従来の３次元形状サイプ１０７ａに比べ、タイヤ１０６のブロック剛性を向上させることができるため、駆動、制動時においてもタイヤ１０６の腰が砕けることがなく、さらにグリップ力を向上させることができる。
【０００７】
また、３次元形状サイプのさらなる効果として、サイプを介して隣接するゴム面同士が接触し、ゴム間に「ズリ抵抗」が発生する時点でブロック変形は停止すると考えられるが、タイヤの半径方向に対してサイプ形状が直線である場合、純粋にサイプ肉厚分だけの距離のゴム変形が生じないとブロック変形は停止しないが、半径方向にも曲げ形状を持ったサイプの場合は、ゴム変形量のベクトル分解による影響で同じ肉厚のサイプであっても、小さい変形量でブロック変形を停止させることができることになる。
【０００８】
このようなサイプを有するタイヤの金型の形状を、鋳造による鋳出しで作製すると、金型強度の面で不十分になることがあり、このような場合には、特に、アルミ合金製金型を用いた場合には、予め高強度材料で作製しておいたサイプブレードを鋳包む製法が一般的に用いられている。この場合、サイプを有するタイヤの成形用金型はデザインが複雑であるため、機械加工製法ではなく、鋳造加工が用いられている。
【０００９】
図１８に示すように、従来のタイヤ成形金型の製造方法では、モデル用ブレード５０２を原型（マスターモデル）５００に設置し、又は貼り付け（図１８（ａ））、原型（マスターモデル）５００を反転し（図１８（ｂ））、ゴム型５０６に金型用ブレード５０９を設置し（図１８（ｃ））、ゴム型５０６を石膏鋳型５０７に反転するとともに、金型用ブレード５０９を石膏鋳型５０７に移動し（図１８（ｄ））、石膏鋳型５０７から鋳造により金型５０８を形成するとともに、金型用ブレード５０９を金型５０８に移動する（図１８（ｅ））ことによって金型を製造している。この場合、鋳型材としては、石膏だけではなく、セラミックスや金属であってもよい。
【００１０】
図１９に示すように、上記の従来のタイヤの製法に用いられるサイプブレード１１１は、コストと生産性とを同時に追求してきた結果、打ち抜き又はレーザーカット（ワイヤ放電カット）した薄板素材１２１を、ワイヤ放電加工等により作製した成形用金型１０ａを用いて、プレス成形する方法によって主に作製されてきた。
【００１１】
しかし、図１９（ａ）に示すように、成形用金型１０ａをワイヤ放電加工で作製するため、２次元形状、すなわち、ワイヤ１１７を直線的に移動させることで形成される２次元形状を有する成形用金型１０ａしか対応することができず、得られるサイプブレード１１１は、図１９（ｂ）、（ｃ）に示すように、２次元形状を有するものが限界であり、タイヤ性能を飛躍的に向上させるサイプブレードを得ることは困難であった。なお、図１９（ｃ）に示すサイプブレード１１１は、クロスベントホール１２２、ロッキングホール１２３、サイプ形成部１２４及び成形用金型への鋳包み部１２５から構成されている。
【００１２】
３次元形状のサイプブレードの作製方法としては、成形用金型をボールエンドミル等を用いて３次元ＮＣ加工し、これを用いて薄板素材をプレス成形する方法が知られているが、この方法は、コスト高になり実用的ではなかった。
【００１３】
これに対して、一枚のサイプブレードの中に、３次元曲げ形状と２次元曲げ形状を混在させることで、サイプブレード製作上及び使用上におけるの不都合の殆どすべてを克服した３次元形状サイプブレードの製造方法及びその曲げ成形型の製造方法が提案されている（特願２０００−２８０７５１明細書参照）。しかし、プレス曲げ成形時において縮み量の差によって湾曲変形が発生するという問題が依然として解決されずに残っている。
【００１４】
すなわち、図２０（ａ）に示すように、実際のサイプブレードのプレス曲げ成形時においては、形状が２次元形状１５３及び３次元形状１５４を有するもののように複雑なものとなればなるほど、プレス成形後のサイプブレードの抜き形状は、本来想定した形状１５１とは異なって、湾曲した形状のもの１５２となり、その外周形状を所定の範囲内におさめることが困難になるという問題がある。このような問題に対しては、プレス成形後にサイプブレードの外周形状を打ち抜く（ブランクする）方法を採用することによって対応することができるが、３次元形状のような微細で複雑な曲面に対応する打ち抜き型（ブランク型）を作製することは、成形型を作製する以上に困難なものであるため、現実的には採用することができなかった。
【００１５】
このような湾曲現象は、以下のような理由で発生する。すなわち、成形による全長縮みを、成形の最小単位でみると以下のようになる。
【００１６】
図２０（ｂ）に示すように２次元形状のもの１５５の成形の場合、全体に均一に全長縮み１５６が発生する（厳密に言えば、展開長に変化はなく、弦寸法評価となる分だけ長さが短くなるように見える）。
【００１７】
また、図２０（ｃ）に示すように、３次元形状のもの１５７の成形の場合、不均一に全長縮み１５８が発生する。このため、一区画当りの平均全長縮み量は、成形凸形状（成形凸山又は成形凸ディンプル）の振幅が同じ２次元成形形状の場合よりも少なくなる。従って、２次元成形形状のピッチ、振幅を、凸ディンプルのような３次元成形形状のピッチ及び最大振幅に合わせて設定すると、プレス成形時に２次元成形部の方が、より多くの全長縮みを伴うこととなり、図に示すような、湾曲変形が発生することになる。
【００１８】
図２１及び図２２に示すように、このような問題に対処する方法としては、曲げ成形前の平面状のサイプブレード素材の状態で、この湾曲変形分を予測して形状補正をしておくか、一回り大きい素材を曲げ成形した後、余分な外周形状をトリミング（例えば、前述の、抜き型を用いて外周形状をせん断カットするブランクを挙げることができる）して除去する方法のいずれかしかなかった。
【００１９】
前者の場合、図２１（ａ）に示すように、サイプブレード素材３を、湾曲変形分の補正のため成形後の湾曲変形方向と逆方向の湾曲変形を予め付与した抜き形状３ａとしておくことによって、図２１（ｂ）に示すように、曲げ成形後に所望の形状のサイプブレード４を得ることができるが、経験値が存在しないと適確なサイプブレード素材３の形状を定義することができないため、何回かの試行錯誤が必要となるという問題があり、また、後者の場合、図２２（ａ）に示すように、サイプブレード素材３を、サイプブレード４の所望の形状よりも一回り大きい抜き形状３ｂとしておくことによって、図２２（ｂ）に示すように、サイプブレード４の所望の形状よりも若干大きいサイプブレード４ａを得、図２２（ｃ）に示すように、外周部４ｂをトリミングして所望の形状のサイプブレード４を得ることができるが、材料ロスが増えることと、プレス曲げ成形後に外周をトリミングする抜き型が余分に必要になるという問題がある。
【００２０】
この問題をさらに複雑にするのは、実際のプレス成形時には、成形用金型とサイプ材との摩擦抵抗による「しごき」現象が発生することであり、サイプの肉厚減少による全長伸びも発生することである。
【００２１】
従って、成形形状から解析的に全長縮みの差を予測し、計算しておくことができたとしても、その通りの成形挙動を示さないというところに問題の複雑さがある。なお、このほかにも、サイプ材質、成形用金型材質、表面性状、潤滑条件、プレス加圧条件等のすべての影響を受けることになり、問題はさらに複雑化する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、複雑な形状を有するサイプブレード（サイプブレード用素材をそのまま曲げ成形すると鋳包み部側とサイプ形成部側との縮み量（展開長）に差が生じて、湾曲変形が発生するようなサイプブレード）を、簡易かつ効率的に製造することができるタイヤ金型用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。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述の目的を達成するため鋭意研究した結果、サイプブレードが、サイプブレード用素材をそのまま曲げ成形すると鋳包み部側とサイプ形成部側との縮み量（展開長）に差が生じて、湾曲変形が発生する曲げ形状を有するものである場合に対応して、サイプブレード用素材の鋳包み部となる側の端縁に、その端縁で開口し、その端縁と垂直な方向に延びる切り込み又は切り欠きを形成し、切り込み又は切り欠きに、サイプブレード用素材の曲げ成形時に生じる縮み量（展開長）の差を、自ら拡大又は縮小することによって吸収させることによって、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明によって、下記のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法が提供される。
【００２４】
［１］ タイヤのサイプを形成するためにタイヤ成形用金型（タイヤ金型）にその一部（鋳包み部）が埋設されるとともに他の部分（サイプ形成部）が突出するように配設されるサイプブレードを、曲げ金型の間にサイプブレード用素材を挟持、押圧して所定形状に曲げ成形することによって製造するタイヤ金型用サイプブレードの製造方法であって、曲げ成形後の前記サイプブレードが、前記サイプブレード用素材をそのまま曲げ成形すると前記鋳包み部側と前記サイプ形成部側との縮み量（展開長）に差が生じて、湾曲変形が発生する曲げ形状を有するものである場合に対応して、前記サイプブレード用素材の前記鋳包み部となる側の端縁に、その端縁と垂直な方向に延びる切り込み又は切り欠きを形成し、前記切り込み又は切り欠きに、前記サイプブレード用素材の曲げ成形時に生じる縮み量（展開長）の差を、自ら拡大又は縮小することによって吸収させ、前記湾曲変形の発生を未然に防止することを特徴とするタイヤ金型用サイプブレードの製造方法。
【００２５】
このように構成することによって、複雑な形状を有するサイプブレード（サイプブレード用素材をそのまま曲げ成形すると鋳包み部側とサイプ形成部側との縮み量（展開長）に差が生じて、湾曲変形が発生するようなサイプブレード）を、簡易かつ効率的に製造することができる。
【００２６】
［２］ 前記切り込み又は切り欠きの形状が、前記サイプブレード用素材の曲げ成形時に生じる縮み量（展開長）の差を、自ら拡大することによって吸収する場合、スリット状、長方形状、楔型形状又は逆台形状であり、前記サイプブレード用素材の曲げ成形時に生じる縮み量（展開長）の差を、自ら縮小することによって吸収する場合、三角形状又は四角形状である前記［１］に記載のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法。
【００２７】
［３］ 前記切り込み又は切り欠きの、前記サイプブレード用素材の前記鋳包み部となる側の端縁とは反対側の先端部分に連接させた状態で、ロッキングホールを配設して、前記サイプブレード用素材の曲げ成形時に、前記切り込み又は切り欠きの先端部分における割れ（クラック）の発生を未然に防止する前記［１］又は［２］に記載のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法。
【００２８】
［４］ 前記切り込み又は切り欠きの形状を、ロッキングホール又はベントホールの機能を兼用し得る形状に構成してなる前記［１］又は［２］に記載のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法。
【００２９】
このように、前述の切り込み又は切り欠きを、サイプ内に設置するロッキングホール（金型本体にサイプブレードを埋設、設置する際のアンダーカット形状）やベントホール（タイヤ成形時にサイプブレード間と成形ゴム間にできた閉塞空間内の残留空気をサイプ間で逃がすために設置する空気抜き孔）として積極的に利用することによって、実用上の工数増分を押さえることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の実施の形態を図面を参照しつつ、具体的に説明する。
【００３４】
図１は、本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の一の実施の形態を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレード用素材の抜き形状を、（ｂ）は、曲げ成形後のサイプブレードの形状をそれぞれ示す。
【００３５】
図１に示すように、本発明のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法は、タイヤのサイプ１０４（図１６参照）を形成するためにタイヤ成形用金型（タイヤ金型）にその一部（鋳包み部）１が埋設されるとともに他の部分（サイプ形成部）２が突出するように配設されるサイプブレード４を、曲げ金型の間にサイプブレード用素材３を挟持、押圧して所定形状に曲げ成形することによって製造するタイヤ金型用サイプブレード４の製造方法であって、曲げ成形後のサイプブレード４が、サイプブレード用素材３をそのまま曲げ成形すると鋳包み部１側とサイプ形成部２側との縮み量（展開長）に差が生じて、湾曲変形が発生する曲げ形状を有するものである場合に対応して、図１（ａ）に示すように、サイプブレード用素材３の鋳包み部１となる側の端縁に、その端縁と垂直な方向に延びる切り込み又は切り欠き５を形成し、図１（ｂ）に示すように、切り込み又は切り欠き５に、サイプブレード用素材３の曲げ成形時に生じる縮み量（展開長）の差を、自ら拡大又は縮小することによって吸収させ、湾曲変形の発生を未然に防止することを特徴とする。
【００３６】
なお、図１は、サイプブレード４の鋳包み部１の方がサイプ形成部２よりも曲げ形状の展開長が長い（縮み量が多い）場合、すなわち、鋳包み部１を含む２次元曲げ部６の方がサイプ形成部２を含む３次元曲げ部７よりも展開長が長い場合で、縮み量が多い鋳包み部１側に切り込み又は切り欠き５を形成し、切り込み又は切り欠き５が自ら拡大して展開長の差を吸収する場合を示すが、一枚のサイプブレード４内に展開長の異なる二種類の曲げ形状を有する場合で、二種類の曲げ形状の境界線を介して、片側が金型本体に鋳包まれること（展開長の差分を吸収する切り込み又は切り欠き形状が、製品形状に現われないようにすること）が可能な場合には、所定の端縁に展開長の差を吸収又は縮小する切り込み又は切り欠き５を形成することによって、同様に、湾曲変形の発生を未然に防止することができる。
【００３７】
図１に示す場合、サイプブレード素材３の抜き形状寸法は、基本的に、縮み量の少ない３次元曲げ部７側に合わせて初期設定しておくことが好ましい。
【００３８】
切り込み又は切り欠き５の数、間隔については、成形するサイプブレード４の材質特性（破断伸び特性、深絞り特性（ｎ値、ｒ値）及びサイプブレード４の板厚等）に依存するため、一概に特定することはできないが、破断伸びの大きい材料（例えば、ＳＵＳ３０４：ステンレス鋼）の場合には、切り込み又は切り欠き５の一本当り１〜３ｍｍ程度の縮み量（展開長）の差分を吸収又は縮小させるように構成することが好ましい。
【００３９】
具体的には、破断伸びの小さい高強度材料の場合に、２〜５ｍｍ程度の間隔で、また、破断伸びの大きい低強度材料の場合に、４〜１０ｍｍ程度の間隔で切り込み又は切り欠き５を形成することが好ましい。この場合、これらの数値は２次元曲げ部６と、３次元曲げ部７とにおける縮み量の差の絶対量そのものにも大きく依存する。この縮み量の差が小さい場合には、少ない数の切り込み又は切り欠き５で湾曲変形防止対応が可能であるが、多めの切り込み又は切り欠き５を形成することが、安全上好ましい。形成する切り込み又は切り欠き５の本数が少な過ぎると、成形後のサイプブレード４に湾曲変形が発生したり、切り込み又は切り欠き５の先端部にクラックが発生したり、板厚方向に局部クビレが発生するという不具合が生じることがあり、切り込み又は切り欠き５の本数を多くし過ぎると、切り込み又は切り欠き５の形成工数分のコスト上昇を招きやすい上に、サイプブレード４の金型本体への植え込み固定力が不足するという不具合を生じることがある。
【００４０】
図２に示すように、切り込み又は切り欠き５の形状としては、一本当り１〜３ｍｍ程度の縮み量（展開長）の差分を自ら拡大又は縮小して吸収することができるものであれば特に制限はないが、自ら拡大する場合、例えば、スリット状、長方形状、楔型形状又は逆台形状等（図２（ａ））、自ら縮小する場合、例えば、三角形状又は四角形状等（図２（ｂ））を挙げることができる。
【００４１】
切り込み又は切り欠き５の形成方法としては特に制限はないが、例えば、レーザーカット、ワイヤ放電カット、リファインカッター等による切断等のいずれを用いたものであってもよいが、形成する切り込み又は切り欠き５の幅に応じた最小値が得られる方法を用いることが、その最小値近傍の数値で切り欠き５の幅を設定することができるため好ましい。
【００４２】
また、サイプブレード４の材料としては、多数回のタイヤ成形に耐え得る機械的強度、耐久性を備えた金属、例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ６３１等の高強度材からなる薄板を好適例として挙げることができる。その厚さは、サイプ幅により異なるが、通常、０．１〜２．０ｍｍ程度のものが用いられる。形状としては特に制限はないが、通常、略長方形状のものが用いられ、前述のように、２次元曲げ部６や３次元曲げ部７を含む凹凸形状のような複雑な形状を有するものの需要が高まっている。
【００４３】
図３は、本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の他の実施の形態を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレード用素材の抜き形状を、（ｂ）は、曲げ成形後のサイプブレードの形状をそれぞれ示す。
【００４４】
図３に示すように、本発明のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法は、切り込み又は切り欠き５の、サイプブレード用素材の鋳包み部となる側の端縁とは反対側の先端部分に連接させた状態で、ロッキングホール８を配設して、サイプブレード用素材３の曲げ成形時に、切り込み又は切り欠き５における割れ（クラック）の発生や板厚局部のクビレの発生を未然に防止することができるものであることが好ましい。
【００４５】
図３に示すように、切り込み又は切り欠き５の先端部分に丸形状（ロッキングホール８）の切り欠きを連接することによって、切り込み又は切り欠き５の先端部分に、応力や歪みが集中するのを緩和することできる。また、切り込み又は切り欠き５の形成本数を減少させることができる。
【００４６】
この場合、切り込み又は切り欠き５の形成の条件は、基本的には前述の場合と同様にすることができる。
【００４７】
また、ロッキングホール８の開口位置は、上記のような効果を最大限に発揮させ、かつ、曲げ成形後の湾曲変形の発生を防止する上からも、鋳包み部１の上端近傍までシフトさせて配設することが好ましい。このように、二次元曲げ形状６と三次元曲げ形状７の境界近傍まで、切り込み又は切り欠き５を形成することによって、さらに効果的に湾曲変形を防止することができる。
【００４８】
また、ベントホール９は、必然的にタイヤ金型製品面部に配置されるため、二次元曲げ形状６と三次元曲げ形状７のほぼ境界近傍に位置することになり、上述のような配慮は不要となるが、プレス曲げ成形後の切り込み又は切り欠き５の開口幅が大きくなりすぎると、タイヤ成形品の外観品質上問題を生じる可能性が高いため、最低限ベントホール直径（φ０．６ｍｍ〜φ１．２ｍｍ）の半分程度の開口幅に抑えるようにして、切り込み又は切り欠き５の形成本数を設定することが好ましい。
【００４９】
図４は、本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の、さらに他の実施の形態を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレード用素材の抜き形状を、（ｂ）は、曲げ成形後のサイプブレードの形状をそれぞれ示す。
【００５０】
図４に示すように、本発明のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法は、切り込み又は切り欠き５の形状を、ロッキングホール８又はベントホール９の機能を兼用し得る形状に構成してなるものであってもよい。図４においては、切り込み又は切り欠き５がロッキングホール８を兼用する場合を示す。
【００５１】
具体的には、切り込み又は切り欠き５として、鋳包み部１に形成する楔形の開口形状のアンダーカット形状を利用することで、切り込み又は切り欠き５にロッキングホール８を兼用させつつ、プレス曲げ成形時の湾曲変形発生を防止することができる。
【００５２】
図４に示すように、鋳包み部１のアンダーカット形状を工夫することによって、より多くの歪みを吸収することができる。この場合、開口面積を多くし過ぎると、サイプブレード４をタイヤ金型本体に対して直立に保持する力（曲げ抗力）が小さくなってしまうことから、目安として鋳包み部１の面積に対して、２０〜５０％程度の開口面積となるように抑えることが好ましい。この場合、開口面積を複数に分配する（全体では所定の開口面積を保持する）ことが好ましい。
【００５３】
また、切り込み又は切り欠き５の開口形状は、図４に示す形状に限らず、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すような中庭形状であってもよい。
【００５４】
図５（ａ）において、矢印Ｘの方向に伸びが生じることとなるため、切り込み又は切り欠き５の開口形状は、この方向の伸びに対して、応力や歪みの集中が小さくなり、かつアンダーカットを構築できる形状であれば特に制限はない。なお、図５において、丸で囲んだ部位Ｐは、応力や歪みの集中を緩和させる意味から、Ｒ面取りしておくことが好ましい。
【００５５】
図３に示す実施の形態の場合、切り込み又は切り欠き５の先端部分にロッキングホール（丸形状）８を形成していたため、この半径により決定される応力や歪みの集中係数を小さくすることには限界があったが、図５に示す実施の形態の場合は、この点を切り込み又は切り欠き５の開口形状を変更することによって、高い自由度で対応することができる。この場合も、切り込み又は切り欠き５を鋳包み部１の上端部直近まで接近させることが好ましい。
【００５６】
図６は、本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の、さらに他の実施の形態を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレード用素材の抜き形状を、（ｂ）は、曲げ成形後のサイプブレードの形状をそれぞれ示す。
【００５７】
なお、図６は、サイプブレード４の鋳包み部１の方がサイプ形成部２よりも曲げ形状の展開長が短い（縮み量が少ない）場合、すなわち、鋳包み部１を含む２次元曲げ部６の方がサイプ形成部２を含む３次元曲げ部７より展開長が短い場合で、縮み量が少ない鋳包み部１側に切り込み又は切り欠き５を形成し、切り込み又は切り欠き５が自ら縮小して展開長の差を吸収する場合を示す。
【００５８】
この場合の切り込み又は切り欠き５の形状としては、自ら縮小して展開長の差を吸収することができるものであれば特に制限はない。例えば、図６に示すような三角形状を挙げることができるが四角形状等であってもよい。
【００５９】
図６に示す実施の形態の場合は、「圧縮」側の変形により、切り込み又は切り欠き５で展開長の差（歪み）を吸収させるため（圧縮変形の場合は、板厚局部クビレや割れの発生の心配をする必要性が薄れる）、切り込み又は切り欠き５の形成条件は、図１に示す場合等よりは緩やかなものとすることができる。
【００６０】
具体的には、２次元曲げ部６と３次元曲げ部７における縮み量（展開長）の差の絶対量や、サイプブレード４の材質や板厚にも依存するが、図６に示すような三角形状の切り込み又は切り欠き５の場合（四角形の場合も同様）、４〜１０ｍｍの間隔で、三角形の底辺にあたる部分の長さを、０．５〜３ｍｍ程度とすることを挙げることができる。
【００６１】
図６に示す実施の形態の場合においても、図３に示すような切り込み又は切り欠き５の先端部分に連接してロッキングホールを形成してもよく、また、図４に示すようなロッキングホールを兼用させてもよい。
【００６２】
上述の実施の形態のいずれの場合も、図７（ａ）に示すように、サイプブレード４の金型プロファイル面１１側への鋳包み部１の面基準において湾曲変形が生じる場合（サイプブレードの曲げ形状によって展開長に差の生じる境界線が金型プロファイル面１１に平行して存在する場合）であったが、図７（ｂ）に示すように、鋳出し骨１２面側への埋設面１側における場合（境界線が、金型プロファイル面１１とほぼ垂直になり、かつその部位の一部が金型の鋳出し骨１２に鋳包まれる場合）についても、同様にして湾曲変形を防止することができる。
【００６３】
また、本発明で得られるタイヤ成形金型用サイプブレードは、前述の方法を用いて製造されることを特徴とする。具体的には、所望のサイプブレードをプレス成形するための曲げ金型を鋳造法等を用いて予め作製しておき、所定の板厚の鋼板を製品面側基準で設定した寸法で外周形状を決定した後、鋳包み面側に先述のような製品面側との展開長の差分を吸収させる切り込み又は切り欠き形状を適宜設定して、サイプブレードのプレス曲げ成形用平面素材を作製し、これを曲げ金型でプレス曲げ成形することによって、湾曲変形を発生させることなく、二次元及び三次元の融合形状等の複雑な曲面を有するサイプブレードを簡易に成形することができる。
【００６４】
得られるタイヤ成形金型用サイプブレードは、上記のようにプレス曲げ工程での不具合を簡易に回避して製造されることとなり、従来製法、例えば、前述の特願２０００−２８０７５１明細書に記載された方法や、サイプブレード成形時にプレス成形圧を受ける部位のみ曲げ金型に所定の形状を付与しておき、その他の部位は逃げ形状とする内容の特願２００１−９１４４７明細書に記載された方法を併用することによって、より安価で、従来製法では対応困難であった複雑な曲面形状を有するものとなる。このため、従来製法のサイプブレードに比べて、大幅なコストアップや工期増を伴うことなく、タイヤの高性能化をもたらすことができる。
【００６５】
また、本発明を用いたタイヤ成形金型の製造方法は、前述のタイヤ成形金型用サイプブレードを用いてタイヤ成形金型を製造することを特徴とする。具体的には、図１４に示す工程において前述のタイヤ成形金型用サイプブレードを用いることによって、タイヤ成形金型を製造することができる。
【００６６】
また、上述のタイヤ成形金型の方法を用いて製造されるタイヤ成形金型は、従来の二次元曲げ形状サイプブレードを用いたものに比べて、成形されたタイヤの高速走行性能、偏摩耗特性等を大幅に改善させることができる。また、金型製作コストの上でも、従来の方法、例えば、複数の鋳型ブロックを組み立てる際の接合線を、タイヤデザインを構成する太溝の内部を通るようにすることで、接合線上で後から鋳型にサイプブレードを打ち込む手間を省くという内容の特許第３１６５１３７号公報等に記載されたタイヤ成形金型の製造方法を併用することによって、三次元曲げ形状サイプブレードを採用した際の、鋳型加工、組立て上の問題点を効果的に回避することができる。このため、従来製法によって得られるものとほぼ同等レベルの対応が可能となる。従って、前述のタイヤ成形金型の製造方法を採用することで、真の意味で三次元曲げサイプブレードを採用したタイヤ成形金型を実用レベルで製作することが可能になるといえ、この意味で、大幅なコストアップを伴うことなく、高性能タイヤの製造に寄与することができる。
【００６７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。
【００６８】
図８に、実施例１〜３で製造するサイプブレードの曲げ成形後の予定形状を示す。
【００６９】
このサイプブレード４０の形状は、図８（ａ）〜（ｂ）にその断面形状を示す三角曲げ形状（２次元曲げ）（図８（ａ））とディンプル曲げ形状（３次元曲げ）（図８（ｂ））との融合形状（図８（ｃ）：平面図）とした。図８（ｃ）においては、長手方向の長さが３０ｍｍ、ブレード全高が１１ｍｍ、ブレード鋳包み部１が４ｍｍ、ブレード肉厚が０．３ｍｍ、ブレード材質がＳＵＳ３０４（Ｃｒ １８％、Ｎｉ ８％、残りＦｅ）。また、凸ディンプル４１、凹ディンプル４２、三角曲げ山部４３、直径が２ｍｍのロッキングホール４４及び直径が１ｍｍのクロスベントホール４５をそれぞれ配設した例を示す。
【００７０】
また、サイプ曲げ金型としては、ＢｅＡ２７５Ｃ（ベリリウム銅）製鋳造金型を、サイプブレード素材の抜き形状を製作する方法としてレーザーカット法を、プレス曲げ荷重として最大１０トンの油圧プレス負荷をそれぞれ用いた。
【００７１】
実施例１
図９に示すような打ち抜き形状のサイプブレード素材３１を作製し、幅が０．４ｍｍの長手方向スリット５０を四本、短手方向スリット５１を一本それぞれ形成した。このサイプブレード素材３１には、直径が２ｍｍのロッキングホール用穴４６、及び直径が１ｍｍのクロスベントホール用穴４７をそれぞれ三個形成した。このサイプブレード素材３１からプレス曲げ成形したサイプブレードは、図８に示すサイプブレード４０の曲げ成形後の予定形状に誤差±０．１以内の寸法精度で、湾曲変形も生じないものであった。なお、スリット５０、５１の開口端部はそれぞれ０．７〜０．９ｍｍの開口量となっていた。
【００７２】
実施例２
図１０に示すように、直径が１ｍｍのクロスベントホール用穴４７及び直径が２ｍｍのロッキングホール用穴４６をそれぞれ三個形成し、ロッキングホール用穴４６の下に、幅０．４ｍｍの長手方向スリット５２を各一個ずつ連接して形成し、幅０．４ｍｍの短手方向スリット５３を一個形成したサイプブレード素材３１を作製し、このサイプブレード素材３１をプレス曲げ成形してサイプブレードを得た。得られたサイプブレードは、鋳包み部１側が０．０７ｍｍ程凹形状となる湾曲変形を伴ったが、全体的に実施例１の場合と同様に、予定の寸法形状に対して誤差±０．１ｍｍ以内の精度で製作することができた。
【００７３】
実施例３
図１１に示すように、長手方向の楔形形状アンダーカット部５４を三個、及び短手方向の楔形形状アンダーカット部５５を一箇所形成したサイプブレード素材３１を作製し、このサイプブレード素材３１をプレス曲げ成形してサイプブレードを得た。得られたサイプブレードは、予定の寸法形状に対して誤差±０．１ｍｍ以内の精度で製作することができた。また、湾曲変形も殆ど生じなかった。
【００７４】
比較例１
図１２（ａ）に示すように、湾曲変形対策を施さないサイプブレード素材３１ａを、実施例１と同様にしてプレス曲げ成形したところ、図１２（ｂ）に示すように、得られたサイプブレード４０ａは、鋳包み部１側が０．６ｍｍ程凹形状となる湾曲変形が発生した。このサイプブレード４０ａは、許容寸法公差範囲を外れたため、不良と判定された。
【００７５】
実施例４
図１３（ａ）、（ｂ）に、実施例４で製造するサイプブレードの曲げ成形後の予定形状を示す。
【００７６】
このサイプブレード４０の形状は、図１３（ａ）にその断面形状を示すディンプル曲げ形状（３次元曲げ）と平面形状との融合形状（図１３（ｂ）：平面図）とした。図１３においては、長手方向の長さが３０ｍｍ、ブレード全高が１１ｍｍ、ブレード鋳包み部１が４ｍｍ、ブレード肉厚が０．３ｍｍ、ブレード材質がＳＵＳ３０４（Ｃｒ １８％、Ｎｉ ８％、残りＦｅ）。また、凸ディンプル４１、凹ディンプル４２、直径が２ｍｍのロッキングホール４４及び直径が１ｍｍのクロスベントホール４５をそれぞれ二個配設した例を示す。
【００７７】
図１４に示すような打ち抜き形状のサイプブレード素材３１を、実施例１と同様にして作製し、三角形状で、底辺に相当する部分の長さが０．６ｍｍの長手方向切り欠き５６を三本、短手方向切り欠き５７を一本それぞれ形成した。このサイプブレード素材３１には、直径が２ｍｍのロッキングホール用穴４６ａ、及び直径が１ｍｍのクロスベントホール用穴４７ａをそれぞれ二個形成した。このサイプブレード素材３１からプレス曲げ成形したサイプブレードは、図１３に示すサイプブレード４０の曲げ成形後の予定形状に誤差±０．１以内の寸法精度で、湾曲変形も生じないものであった。
【００７８】
比較例２
実施例４において歪み吸収用の切り欠き５６、５７（図１４参照）を形成しなかったこと以外は実施例４と同様にして、図１５（ａ）に示すサイプブレード素材３１ａを作製し、このサイプブレード素材３１をプレス成形して図１５（ｂ）に示すサイプブレード４０ａを作製したところ、鋳包み部１側が、０．３ｍｍほど凸形状となる湾曲変形が発生してしまった。このサイプブレード４０ａは、許容寸法公差範囲を外れたため、不良と判定された。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、複雑な形状を有するサイプブレード（サイプブレード用素材をそのまま曲げ成形すると鋳包み部側とサイプ形成部側との縮み量（展開長）に差が生じて、湾曲変形が発生するようなサイプブレード）を、簡易かつ効率的に製造することができるタイヤ金型用サイプブレードの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の一の実施の形態を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレード用素材の抜き形状を、（ｂ）は、曲げ成形後のサイプブレードの形状をそれぞれ示す。
【図２】 本発明に用いられる切り込み又は切り欠きの形状を模式的に示す説明図であり、（ａ）は、自ら拡大する場合、（ｂ）は自ら縮小する場合に用いられる形状をそれぞれ示す。
【図３】 本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の他の実施の形態を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレード用素材の抜き形状を、（ｂ）は、曲げ成形後のサイプブレードの形状をそれぞれ示す。
【図４】 本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の、さらに他の実施の形態を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレード用素材の抜き形状を、（ｂ）は、曲げ成形後のサイプブレードの形状をそれぞれ示す。
【図５】 図４に示すロッキングホールを兼用する場合の切り込み又は切り欠きの、他の形状（中庭形状）を模式的に示す説明図である。
【図６】 本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法の、さらに他の実施の形態を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレード用素材の抜き形状を、（ｂ）は、曲げ成形後のサイプブレードの形状をそれぞれ示す。
【図７】 本発明のタイヤ成形金型用サイプブレードの製造方法が、サイプブレードの湾曲変形を防止することができる場合を模式的に示す説明図で、（ａ）は、サイプブレードの金型プロファイル面側への鋳包み部の面基準において湾曲変形が生じる場合、（ｂ）は、鋳出し骨面側への埋設面１側において湾曲変形が生じる場合、それぞれ湾曲変形を防止することができることを示す。
【図８】 本発明の実施例１〜３で製造するサイプブレードの曲げ成形後の予定形状を模式的に示す説明図で、（ａ）は、三角曲げ形状（２次元曲げ）を示す断面図、（ｂ）は、ディンプル曲げ形状（３次元曲げ）を示す断面図、（ｃ）は、融合形状を示す平面図である。
【図９】 本発明の実施例１におけるサイプブレード素材の打ち抜き形状を模式的に示す説明図である。
【図１０】 本発明の実施例２におけるサイプブレード素材の打ち抜き形状を模式的に示す説明図である。
【図１１】 本発明の実施例３におけるサイプブレード素材の打ち抜き形状を模式的に示す説明図である。
【図１２】 本発明の比較例１におけるサイプブレード素材の打ち抜き形状（ａ）及び得られたサイプブレードの形状（ｂ）をそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図１３】 本発明の実施例４で製造するサイプブレードの曲げ成形後の予定形状を模式的に示す説明図で、（ａ）は、ディンプル曲げ形状（３次元曲げ）を示す断面図、（ｂ）は、平面形状とディンプル曲げ形状（３次元曲げ）との融合形状を示す平面図である。
【図１４】 本発明の実施例４におけるサイプブレード素材の打ち抜き形状を模式的に示す説明図である。
【図１５】 本発明の比較例２におけるサイプブレード素材の打ち抜き形状（ａ）及び得られたサイプブレードの形状（ｂ）をそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図１６】 タイヤに配設される各種の溝のそれぞれの形状を模式的に示す斜視図である。
【図１７】 タイヤに配設されるサイプの形状の相違によってブロック剛性に相違が生じ、例えば、３次元形状とすることによってグリップ力を向上させることができることを模式的に示す平面図及び断面図である。
【図１８】 サイプブレードを鋳包む方法を用いたタイヤ成形用金型の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図１９】 図１８に示すタイヤ成形用金型の製造方法において、サイプブレードを作製する方法及び得られたサイプブレードの一例を模式的に示す断面図及び斜視図である。
【図２０】 従来のサイプブレードの製造方法において、サイプブレードに湾曲現象が発生する理由を模式的に示す平面図である。
【図２１】 湾曲変形の問題に対処するための一の方法（形状補正）を模式的に示す説明図である。
【図２２】 湾曲変形の問題に対処するための他の方法（トリミング）を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１…サイプブレードの鋳包み部、２…サイプブレードのサイプ形成部、３…サイプブレード用素材、３ａ…湾曲変形分の補正のため成形後の湾曲変形方向と逆方向の湾曲変形を予め付与したサイプブレード素材の抜き形状、３ｂ…所望の形状よりも一回り大きいサイプブレード素材の抜き形状、４…サイプブレード、４ａ…所望の形状よりも若干大きいサイプブレード、４ｂ…トリミングされる外周部、５…切り込み又は切り欠き、６…２次元曲げ部、７…３次元曲げ部、８…ロッキングホール、９…ベントホール、１０ａ…サイプブレード成形用金型、１１…金型プロファイル面、１２…鋳出し骨面、３１…サイプブレード用素材、３１ａ…サイプブレード用素材、４０…サイプブレード、４０ａ…サイプブレード、４１…凸ディンプル、４２…凹ディンプル、４３…三角曲げ山部、４４…ロッキングホール、４５…クロスベントホール、４６…ロッキングホール用穴、４７…クロスベントホール用穴、５０…長手方向スリット、５１…短手方向スリット、５２…ロッキングホール用穴下に連接した長手方向スリット、５３…短手方向スリット、５４…長手方向の楔形形状アンダーカット部、５５…短手方向の楔形形状アンダーカット部、５６…長手方向の三角形状切り欠き、５７…短手方向の三角形状切り欠き、１０１…タイヤ、１０２…リブ等の太溝、１０３…ラグ等の太溝、１０４…サイプ、１０６…タイヤ、１０７…サイプ、１０７ａ…従来の２次元形状サイプ、１０７ｂ…３次元形状サイプ、５００…原型（マスターモデル）、５０２…モデル用ブレード、５０６…ゴム型、５０７…石膏鋳型、５０８…金型、５０９…金型用ブレード、１１１…サイプブレード、１１７…ワイヤ、１２１…薄板素材、１２２…クロスベントホール、１２３…ロッキングホール、１２４…サイプ形成部、１２５…鋳包み部、１５１…本来想定した抜き形状、１５２…湾曲した形状のサイプブレード、１５３…２次元形状、１５４…３次元形状、１５５…２次元形状のサイプブレード抜き形状素材、１５６…全長縮み、１５７…３次元形状のサイプブレード抜き形状素材、１５８…全長縮み、Ｘ…伸びが生じる方向を示す矢印、Ｐ…応力や歪みの集中を緩和させる意味からＲ面取りすることが好ましい部位。

Claims (4)

1. タイヤのサイプを形成するためにタイヤ成形用金型（タイヤ金型）にその一部（鋳包み部）が埋設されるとともに他の部分（サイプ形成部）が突出するように配設されるサイプブレードを、曲げ金型の間にサイプブレード用素材を挟持、押圧して所定形状に曲げ成形することによって製造するタイヤ金型用サイプブレードの製造方法であって、
   曲げ成形後の前記サイプブレードが、前記サイプブレード用素材をそのまま曲げ成形すると前記鋳包み部側と前記サイプ形成部側との縮み量（展開長）に差が生じて、湾曲変形が発生する曲げ形状を有するものである場合に対応して、
   前記サイプブレード用素材の前記鋳包み部となる側の端縁に、その端縁と垂直な方向に延びる切り込み又は切り欠きを形成し、
   前記切り込み又は切り欠きに、前記サイプブレード用素材の曲げ成形時に生じる縮み量（展開長）の差を、自ら拡大又は縮小することによって吸収させ、前記湾曲変形の発生を未然に防止することを特徴とするタイヤ金型用サイプブレードの製造方法。
2. 前記切り込み又は切り欠きの形状が、前記サイプブレード用素材の曲げ成形時に生じる縮み量（展開長）の差を、自ら拡大することによって吸収する場合、スリット状、長方形状、楔型形状又は逆台形状であり、前記サイプブレード用素材の曲げ成形時に生じる縮み量（展開長）の差を、自ら縮小することによって吸収する場合、三角形状又は四角形状である請求項１に記載のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法。
3. 前記切り込み又は切り欠きの、前記サイプブレード用素材の前記鋳包み部となる側の端縁とは反対側の先端部分に連接させた状態で、ロッキングホールを配設して、前記サイプブレード用素材の曲げ成形時に、前記切り込み又は切り欠きの先端部分における割れ（クラック）の発生を未然に防止する請求項１又は２に記載のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法。
4. 前記切り込み又は切り欠きの形状を、ロッキングホール又はベントホールの機能を兼用し得る形状に構成してなる請求項１又は２に記載のタイヤ金型用サイプブレードの製造方法。

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