JP2015506855A - タイヤにトレッド再生するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、摩耗表面（１２）を有するタイヤ（１６）にトレッド再生するための装置（１０）及び方法に関する。摩耗表面（１２）は、熱可塑性エラストマから形成される。本装置（１０）は、ヒータ（３４）と三次元プリンタ（１８）とを含有する。ヒータ（３４）は、摩耗表面（１２）を所望温度へ加熱するのに適する。三次元プリンタ（１８）は、加熱された摩耗表面（１２）上に熱可塑性エラストマの一つ以上の層を載置するのに適する。熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの層は、接着媒体又は接着剤を必要とせずに、加熱された摩耗表面（１２）又は先に載置された層へ接着することができる。

Description

本発明は、概括的に言えば、タイヤにトレッド再生するための装置及び方法に関する。特に、本発明は、三次元プリント技術を使用する摩耗タイヤにトレッド形成又はトレッド再生するための装置及び方法に関する。

一般的に、タイヤのトレッドがある程度摩耗すると、路面上のタイヤのグリップ力は、特に路面が濡れているときに、かなり低下する。この摩耗タイヤは、次いで、安全性への懸念のために使用を中止することが要求される。

摩耗タイヤを新品タイヤに交換して破棄する代わりとして、トレッド再生は、かなり安価な選択である。このために、トレッド再生タイヤは、トラック、バス、及び、営業航空機のような大型業務車両と共に、乗用車において広範に使用される。タイヤのトレッド再生は、さらに、非常に環境に優しい中古タイヤの再生利用方法である。

タイヤのトレッド再生は、タイヤの有効実用寿命を延長するように立案された製造工程を伴う。現存するトレッド再生工程は、トレッドパターンの物理的な除去（バフ研磨としてしられている）と、同じ位置への新たなトレッドの戻し再接着とを伴う。タイヤのトレッド、側壁、及び、他の要素は、普通に製造され、単一体として動作に反作用するので、前述したトレッド再生工程は、トレッド再生タイヤの全体の完全性及び操作性を実質的に低減する主な欠点を有する。前述のトレッド再生工程は、さらに、もしトレッド再生部が欠けてゆえにタイヤから振り落とされるならば、一般的に、バフ研磨の結果としての基底表面はタイヤに埋設された鋼ベルトに接近しているもう一つの欠点を有する。このような基底表面の再露出は、特に、タイヤが高速で作動させられているときに、タイヤ全体の突然の破損を潜在的にもたらす可能性がある。

本発明の目的は、前述の欠点を克服するか、又は、改善するかもしれないタイヤにトレッド再生するための装置及び方法を提供するか、又は、少なくとも有効な代わりを提供することである。

本発明の第一の態様により、熱可塑性エラストマから形成された摩耗表面を有するタイヤにトレッド再生するための装置が提供され、本装置は、
摩耗表面を所望温度へ加熱するのに適したヒータと、
加熱された摩耗表面上に熱可塑性エラストマの一つ以上の層を載置するのに適した三次元プリンタと、を含有し、
熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの層は、接着媒体又は接着剤を必要とせずに、加熱された摩耗表面又は先に載置された層へ接着することができる。

一つの好適な実施形態において、三次元プリンタは、融解フィラメント成形のような付加製造技術を利用する。選択的な加熱焼結又は選択的なレーザ焼結のような顆粒式プリントを含む三次元プリントを実施するのに適した他の技術が、三次元プリンタによって使用されても良い。

好ましくは、本装置は、熱可塑性エラストマの一つ以上の層を載置することによってトレッドパターンを修復するのに適している。

好ましくは、三次元プリンタ及びタイヤは、作動中において、互いに関して移動可能である。前述の表面は、タイヤの外周面及び側面の少なくとも一方を含んでいても良い。

好適な実施形態において、三次元プリンタは、一つ以上の列に配置された一つ以上のプリントヘッドを含有する。一つ又はそれぞれのプリントヘッドは、望まれるようにタイヤ表面上に一つ以上の層の熱可塑性エラストマを載置するのに適することが好ましい。各プリントヘッドは、互いに独立して機能するように形成されることが好ましい。熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの層の載置は、押し出し又は任意の他の適当な方法によって達成されても良い。好ましくは、熱可塑性エラストマの各層は、同じであっても又は異なっていても良い。例えば、一つ以上の重合体又は共重合体が、一つ又はそれぞれのトレッドの一つ以上の外側層を形成するのに使用されても良い。これらの重合体又は共重合体は、タイヤトレッドを形成するのに適した一定範囲の摩耗及びグリップ特性を有することが好ましい。より柔軟であるがより粘着力のある材料が、一つ又はそれぞれのトレッドの一つ以上の内側層を形成するのに使用されても良い。

好ましくは、摩耗表面は、一つ以上の摩耗トレッドを含有する。三次元プリンタは、プリント前に一つ又はそれぞれの摩耗トレッドが実質的に取り除かれ又はバフ研磨除去されることを必要とせずに、一つ又はそれぞれの摩耗トレッド上に直接的に熱可塑性エラストマの一つ以上の層を載置可能であることが好ましい。しかしながら、一つ又はそれぞれの摩耗トレッドは、プリントを行う以前に浄化される又は粗くされるような表面準備を受けることが好ましい。

好適な実施形態において、本装置は、摩耗表面の形状を測定するのに適した写像手段を含有する。好ましくは、写像手段は、摩耗トレッド表面の測定された形状を処理し、それにより三次元プリンタを制御するようにプログラムされても良い処理装置を含有し、或いは当該処理装置に電気的に接続されるスキャナの形式である。さらに好ましくは、三次元プリンタの動作は、自動化され、トレッドパターンを修復するように摩耗表面の不均一性を考慮して補正するよう測定形状により命令される。処理装置は、例えば、表面の特定の又は限定された摩耗領域をトレッド再生するために、三次元プリンタが使用者によって手動で制御されることを可能とするように設定されても良い。

処理装置は、プリント工程を監視可能で、プリント後の検査を実施可能で、もし検出されたならば任意の欠陥を修正可能であることが好ましい。

処理装置は、さらに、現存の摩耗表面上に仕上げられる所望の新たなトレッドパターンを形成するようにプログラムされても良い。

本装置はプリント工程中に所定位置にタイヤを可動に保持するのに適した支持構造を含有することが好ましい。支持構造は、第一軸線回りにタイヤを回転可能であることが好ましい。作動中において、タイヤは、変化量毎に回転させられることが好ましく、一方、三次元プリンタは選択された位置に固定される。プリントヘッドの一つ又はそれぞれの列は、好ましくは、それぞれの変化量の回転の後に第一軸線と平行なタイヤの周面の帯部を覆うように熱可塑性エラストマを載置するように形成される。好ましくは、この帯部は、実質的に、第一軸線と平行である。このように、周面全体が、タイヤの完全な３６０度回転の完了時に実質的に覆われることが好ましい。それぞれの完全な回転の完了時に、一つ又はそれぞれのプリントヘッドは、予め定められた変化量だけ第一軸線と垂直な第二軸線に沿って動かされる（上方向に）ことが好ましい。プリント工程は、一つ又はそれぞれのプリントヘッドが所望位置に動かされると、再び開始されることが好ましい。この工程は、好ましくは、所望のトレッド深さが達成されて所望のトレッドパターンが修復されるまで、繰り返されることが好ましい。

好適な実施形態において、本装置は、タイヤ表面の物理的特性及び粘着特性が強められるように、プリントを行う以前に、外包へ圧力を与えるのに適した機構を含有する。この機構は、気流制御装置からなることが好ましい。圧力機構との組み合わせにおいて、ヒータが、現存の摩耗トレッドへのプリント材料の接着を容易にするために、調整可能な温度範囲を提供するのに適していても良い。気流制御装置は、外包に圧力を与えるための圧縮空気を発生し、タイヤ表面からの埃及び汚れの除去のための減圧を引き起こすのに適している。この機構は、さらに、次の又は最後の段階としての硬化のような他の処理を実施可能であっても良い。

好ましくは、本装置は、さらに、浄化のためにタイヤ表面へ一つ以上の化学薬品を供給するのに適した準備装置を含有する。化学薬品は、噴霧形状の溶剤を含んでも良い。好適な実施形態において、準備装置は、さらに、トレッド再生のためにタイヤ表面を準備するのに適した手段を含有する。この手段は、準備されたタイヤ表面への熱可塑性エラストマの第一層の接着を容易にするために、タイヤ表面の選択された領域を粗くすることができることが好ましい。例えば、この手段は、サンダーであっても良い。

準備装置、写像手段、ヒータ、支持構造、及び、プリントヘッドは、完全な自動化を達成するために、プログラム可能な処理装置と通信して処理装置の制御下にあることが好ましい。

好ましくは、熱可塑性エラストマは、熱可塑性ポリウレタンである。

本発明の第二の態様により、摩耗表面を有するタイヤにトレッド再生するための装置が提供され、本装置は、摩耗表面の元の位置に一つ以上の層の材料を載置することができる三次元プリンタを含有する。

本発明の第三の態様により、熱可塑性エラストマから形成された摩耗表面を有するタイヤにトレッド再生する方法が提供され、本方法は、
摩耗表面を所望温度へ加熱するのに適したヒータを提供する段階と、
加熱された摩耗表面上に熱可塑性エラストマの一つ以上の層を載置するのに適した三次元プリンタを提供する段階と、
熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの層を、接着媒体又は接着剤を必要とせずに、加熱された摩耗表面又は先に載置された層へ自動的に接着するようにする段階と、を有する。

好ましくは、本方法は、三次元プリンタ及びタイヤを互いに関して移動する段階を有する。

本方法は、摩耗表面上に熱可塑性エラストマの一つ以上の層を載置する以前に、摩耗表面又はトレッド下側の任意の部分を実質的に取り除く、又は、バフ研磨除去する段階を必要としない。摩耗表面からの取り除き又はバフ研磨除去は、粗くする又は砂で磨くようなタイヤ表面への任意の軽度処理又はタイヤ表面の準備を含まないことが注意されるべきである。

本発明は、恐らく、本発明の以下の非限定記述からより理解されるであろう。

本発明の好適な実施形態によるタイヤトレッド再生装置の断面図である。 図１の装置の一部である三次元プリンタの正面図である。 図１の装置によりトレッド再生されたタイヤの上端面図である。

図１を参照すると、表面１２を備える外包１４を有する中古タイヤ１６をトレッド再生するための装置１０は、外包表面１２上に熱可塑性エラストマの層を載置することができる三次元プリンタ１８を含有する。外包表面１２は、複数の摩耗トレッドを有する。三次元プリンタ１８及びタイヤ１６は、作動中において、互いに関して移動可能とされる。このさらなる詳細は、以下に述べられるであろう。

表面１２は、タイヤ１６の外周面２０及び側面２２の少なくとも一方を含有することが注意されるべきである。

本装置１０は、摩耗トレッドを有する摩耗表面１２を有する中古タイヤ１６にトレッド再生するのに使用されることが意図されていることが理解されるべきである。例として、本明細書において述べられるタイヤ１６は、摩耗トレッド表面１２を備える中古タイヤである（不規則に摩耗したトレッド表面１２は図１には容易に見てとれないけれども）。三次元プリンタ１８は、先在する摩耗トレッドがプリント以前に実質的にバフ研磨除去される又は他の手段により取り除かれることを必要としないで、摩耗トレッド表面１２上に直接的に熱可塑性エラストマの多層を載置することができる。

本装置１０は、回転子２６を備える支持構造２４を有する。タイヤ１６を備えるホイール２８が、所定位置にタイヤを可動に保持する回転子２６上に取り付けられる。ホイール２８（及び、ゆえにタイヤ１６）は、Ｘ軸線回りに回転するように作動する回転子２６によって駆動される（図１参照）。

三次元プリンタ１８は、次に回転子２６に作用的に接続される支柱３２によって可動に支持されるハウジング３０内に収納される。重合体又は共重合体であるプリント材料は、容器４６内に収容される。作動時において、三次元プリンタ１８を担持するハウジング３０は、ハウジング３０とタイヤ表面１２との間に小さな隙間を存在させるように選択された高さへＺ軸線に沿って下げられる（図１参照）。作動時において、タイヤ１６は、Ｘ軸線回りに回転するように回転子２６によって駆動される。

図１に図示されたように、本装置１０は、気流制御器３６からなる機構を有する。さらに、外包１４へ熱を提供するために設けられたヒータ３４が存在し、一方、気流制御器３６は、圧縮空気を吹き付けることによって外包１４に圧力を与えるように形成されている。ヒータ３４は、タイヤ１６の摩耗表面１２を次第に所望の温度へ加熱するように調整可能である。ヒータ３４及び気流制御器３６は、タイヤトレッドを構成する化合物の物理的特性が高められるように、ある期間に渡ってタイヤ表面１２へ特定の熱及び圧力を与えるように作動させられることができる。その結果として、恐らく、タイヤトレッド上にプリントされる追加層の接着性は、かなり改善されるであろう。

本装置１０は、さらに、浄化の目的でタイヤ表面へ選択された化学薬品を供給することができる準備装置３８を有する。化学薬品は、液体噴霧及び研磨溶剤の少なくとも一方を含んでも良い。図１に図示されていないけれども、準備装置は、さらに、トレッド再生のためのタイヤ表面１２を準備することができる手段を有する。この手段は、準備されたタイヤ表面への熱可塑性エラストマの一つ以上の層の接着を容易にするために、タイヤ表面１２の選択された領域を粗くするように機能することができる研磨材を有する研磨器又はやすり器であっても良い。加えて、気流制御器３６は、タイヤ表面１２からの埃及び汚れの除去を容易にするように減圧状態とされても良い。

準備装置３８、熱及び圧力を与えるための機構、及び、支持構造２４は、全て、完全な自動化を達成するために、プログラム可能な中央処理装置４０と通信して中央処理装置の制御下にあることが注意されるべきである。

図１を参照すると、本装置１０は、摩耗タイヤ表面１２の形状を測定することができるスキャナ４２の形式の写像手段を有する。スキャナ４２は、摩耗トレッド表面１２の測定形状を処理して、それにより、三次元プリンタを制御するようにプログラムされても良い処理装置へ電気的に接続される。作動において、スキャナ情報は、三次元プリンタのための目盛計算がなされる中央処理装置４０へ送られる。三次元プリンタ１８の動作は、自動化され、最初のトレッドパターンを修復するように、摩耗トレッド表面１２の不均一性を考慮して補正するよう測定形状により命令される。中央処理装置４０は、三次元プリンタ１８が、特定の又は限定された摩耗トレッド表面１２にトレッド再生するために、使用者によって手動で制御されることを可能とするように設定されても良い。

作動中において、三次元プリンタ１８は、タイヤ表面１２を横断するＸ軸線と平行な横断筋に新たなトレッドを載置することを開始する。プリントの一つの筋が完成すると、タイヤ１６は、漸次的に回転させられ、一方、三次元プリンタ１８は、選択位置に固定される。タイヤ１６が予め定められた変化量だけ回転させられると、次に、プリントのもう一つの筋が、三次元プリンタ１８によって載置される。変化量毎の回転工程は、全体タイヤ表面１２にわたるまで、完全な３６０度回転の間続けられる。それぞれの完全な回転が完了すると、三次元プリンタ１８は、予め定められた変化量だけＺ軸線と平行な支柱３２に沿って上方向に動かされる。三次元プリンタ１８が所定位置に動かされると、プリント工程は再び開始される。この工程は、所望のトレッド深さが達成されてトレッドパターンが修復されるまで、繰り返される。中央処理装置４０は、プリント工程を監視することができ、プリント後検査を実施することができ、検出されたならば任意の欠陥を修正することができる。

図２へ目を向けると、三次元プリンタ１８は、連続するプリントヘッド４８を有する。プリントヘッド４８は、一列に配置され、Ｘ軸線回りのタイヤの各変化量の回転の後にタイヤの周面の帯部を覆うように材料を載置するように形成される。材料の層の載置は、押し出しによって達成される。各プリントヘッド４８は、望まれるように、タイヤ表面１２上に材料の一つ以上の層を載置するように形成される。各プリントヘッド４８は、個々の装置のように、互いに独立して機能及び移動するように形成される。各プリントヘッド４８は、矢印５４によって示されたように、Ｘ軸線に沿ってタイヤ１６の幅を横断するように個々に独立して動かされ位置変えされることができる。さらに、各プリントヘッド４８は、矢印５２によって示されたようにＺＺ軸線に沿ってタイヤ表面１２に関して上下に動かされることができる。さらに、いずれか一つのプリントヘッド４８が、プリンタ１８から取り外され、残りのプリントヘッドの作動に影響することなく修理されることができる。プリントヘッド４８の配置は、異なるタイヤの形状、及び、キャンバ、幅、及び、トレッド形状に関する特徴に合うようなプリンタ１８の迅速な適合を可能とする。

図３を参照すると、タイヤ１６は、五つの異なる領域Ｚ１からＺ５に分割されるトレッドパターン４４を有し、これら領域のそれぞれは、タイヤ１６の周囲回りの連続の繰り返し様式で走る隆起部分である。領域Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５のそれぞれは、深い溝５６によって隣接領域から分離される。各領域の形状及び幅は、それぞれの個々のタイヤの全体トレッド形状内で異なっても良い。各プリントヘッド４８は、隣接するプリントヘッドの動作から独立するＸ軸線及びＺＺ軸線に沿うその動作を通して達成される対応する領域上のプリントを確実なものとするように形成及び配置される。例えば、領域Ｚ３を担当するプリントヘッド４８は、比較的小さな部分上をプリントし、一方、領域Ｚ２を担当する隣接するプリントヘッド４８は、大きな面積上をプリントする。多数のプリントヘッド配置は、単一のプリントヘッドが隆起トレッドから溝へ次いでもう一つの隆起トレッドへ通過するときに、単一のプリントヘッドがプリントを停止及び開始し続けなければならない必要性を排除することによってより速いプリント工程をもたらす利点を提供することが理解されるであろう。

本発明の装置及び方法が、熱可塑性エラストマから形成されるトレッド層を備える特定の製品タイヤに適用可能で依存することが注意されるべきである。熱可塑性エラストマは、空気入りタイヤのトレッドとしての使用のために要求される物理的特性を有するだけでなく、さらに、融解フィラメント成形方法によってそのプリントを可能とするであろう。最初のタイヤの製造及びプリント工程の両方における熱可塑性エラストマの使用は、トレッド再生工程における任意の接着の問題を排除し、又は、少なくとも最小化するであろう。トレッド再生工程は、同一又は少なくとも同様な材料から形成される加熱された基底層上への熱可塑性エラストマの押し出しを伴う。熱及び圧力の少なくとも一方の適当量を受けるときに、プリントされた熱可塑性エラストマは、性質によって、特定の製品タイヤの摩耗タイヤ表面に自動的に接着し、ここで、摩耗タイヤ表面も熱可塑性エラストマである。このように、中間層又は接着層は必要とされない。さらに、このようなトレッド再生工程は、タイヤ外包が多数回でもトレッド再生されることを可能とするであろう。

上に参照された特定の製品タイヤだけが変更されたトレッド層を包含することが理解されるであろう。側壁及びビード等を含有するタイヤ外包を構成する全ての他の要素は、一般的な材料により現存するタイヤ技術を使用して製造されても良い。

熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、プリント材料としての使用のための理想のエラストマであることが意図される。ＴＰＵは、融解フィラメント成形工程を介して効果的に及び一様にプリントされる能力を有し、タイヤのトレッドのために一般に使用される材料と同様な物理的特性を有する。ＴＰＵは、さらに、タイヤの製造に伝統的に使用される加硫処理材料と比較すると、多くのさらなる環境的利益を有する。

選択肢として、上述した種類の特定の製品タイヤは、二つ以上の異なるトレッド層、すなわち、現存のタイヤに一般的に見られるのと同様な特性を有する材料から形成される外側層、及び、外側層の直ぐ下側に位置するより柔軟な化合物から形成される内側層を含有しても良い。内側層は、外側層と比較してより低い摩耗耐性を有するが、プリント工程において内側層の頂面に載置される外側層を良好に受け入れる。さらに、内側層は、タイヤ１６の周囲回りに間隔を置いて埋設される色付き線、筋、又は、他の識別特徴部を有しても良い。これらの色付き線又は筋は、外側層が摩耗してなくなると露出され、それにより、高い摩耗耐性を有する外側層が摩耗してなくなったことを運転者に警告する。これは、タイヤが、現在の外包に内側層を具備する先在摩耗トレッドの任意のバフ研磨、剥ぎ取り、又は、除去を必要としない三次元プリントによってトレッド再生されるべきであることの表示装置として機能する。

本装置の中央処理装置は、上述された現存の内側層上に仕上げられる所望の新たなトレッドパターンを形成するようにプログラムされても良いことが意図されている。

作動において、ホイール２８に取り付けられるタイヤ１６は、支持構造２４の回転子２６上に固定される。準備装置３８は、次に、タイヤ１６上のトレッド摩耗表面を準備するために作動させられる。これは、摩耗表面を浄化すること及び粗くすることを含む処理を伴う。タイヤ表面が準備されると、写像手段４２は、タイヤ１６が回転するように回転子２６によって駆動されると、タイヤ１６に近接するように導かれて作動させられる。写像手段４２によって得られるタイヤ１６の形状情報は、三次元プリンタ１８を支柱３２に沿ってプリントを行うための適当な高さへ下げる中央処理装置４０へ伝えられて記憶される。プリント工程中において、全てのプリントヘッド４８は、処理装置４０のよって命令され、検出された形状情報に基づきタイヤ表面１２の異なる領域に異なる数の層の材料を載置するために、独立して個々に作動する。回転子２６及び三次元プリンタ１８は、タイヤ１６が完全な３６０度回転される時までは、タイヤ１６の所望のトレッドパターン４４が修復されるように同期される。写像手段４２は、さらに、全体プリント工程が監視されるようにプリント開始以前に作動させられる。さらなるスキャンも、修正プリントが実施されることを保証するように、写像手段４２によって実施されても良い。もし、割れ又は傷が検出されないならば、三次元プリンタは、タイヤ１６が回転子２６から取り外されることができるように、非係合位置へ持ち上げられる。本発明の装置１０が、高い効率を有する自動化によって制御され作動させられることが理解されるであろう。

本発明の好適な実施形態が幾つかの詳細において述べられ、当業者には、本トレッド再生装置が少なくとも以下の利点を提供するかもしれないことが明らかであろう。
１）外包の最初の構造を変更せず、又は、損なわず、それにより、タイヤの元のままを維持する。
２）トレッド再生前に摩耗トレッドをバフ研磨及び除去する段階を必要とせず、ゆえに、トレッド再生の費用を低減する。
３）再プリントされたトレッドが、失敗作とされ、又は、不適当な使用、設計不良、又は、適用過誤のために取れる場合において、外包の最初の構造は依然として影響を受けず、三次元プリントによるトレッド再生が容易に及びすみやかに実施されることができる。
４）多量のタイヤの破棄が、最小量の重合体材料により使える状態へ戻る修復タイヤによって回避されることができ、費用を節約する。
５）幾つかのタイヤが再利用可能であるにもかかわらず、そうでなければ、最後には埋め立てごみ処理となるであろうタイヤの数をかなり減少するために環境にやさしい。
６）筋ごとに及び層ごとのタイヤの元の位置へのトレッド再生が可能である。
７）タイヤトレッドの低減されたころがり抵抗のために燃料効率が改善する。ころがり抵抗はトレッドの残り深さに比例して低下するために、多くの正規基準においてトレッド深さの小さな増加をプリントすることが、燃料消費率に関して経済的であることが見出される。

当業者は、ここで述べられた発明が、特に述べられたもの以外の変更及び変形が可能であることを理解するであろう。例えば、タイヤは、異なるトレッドパターンを有するタイヤに適するように、五つの領域より多く又は少なく分割されても良い。さらに、タイヤは、所望のトレッド深さが達成されることを保証するように、一回転より多く回転させられても良い。さらに、全体として支柱３２に沿って動かされる三次元プリンタ１８を有する代わりに、プリントヘッド４８のそれぞれ又は全ては、三次元プリンタ１８内において、一致して、又は、個々に独立して上方向又は下方向に動かされるように調整されても良い。そのほかに、本装置は、押し出し機構が顆粒堆積装置及び硬化機構によって置き換えられる選択的な加熱焼結又は選択的なレーザ焼結のような顆粒式プリントを含む他の形式の付加製造技術を使用しても良い。さらに、スチレン‐ブタジエン‐スチレンを含む他の熱可塑性エラストマも、それらが、三次元プリント技術によってプリントされることができ、タイヤトレッドとしての使用のために要求される特性を有する限り、本発明におけるプリント材料として使用されても良い。全てのこのような変更又は変形は、その本質が前述から定まる本発明の範囲及び精神内とみなされる。

Claims (37)

1. 熱可塑性エラストマから形成された摩耗表面を有するタイヤにトレッド再生するための装置であって、
   前記摩耗表面を所望温度へ加熱するのに適したヒータと、
   加熱された前記摩耗表面上に熱可塑性エラストマの一つ以上の層を載置するのに適した三次元プリンタと、を含有し、
   熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの前記層は、接着媒体又は接着剤を必要とせずに、加熱された前記摩耗表面又は先に載置された層へ接着することができる装置。
2. 熱可塑性エラストマの一つ以上の前記層を載置することによってトレッドパターンを修復するのに適している請求項１の装置。
3. 前記三次元プリンタ及び前記タイヤは、作動中において、互いに関して移動可能である請求項１又は２の装置。
4. 前記摩耗表面は、前記タイヤの外周面及び側面の少なくとも一方を含んでいる請求項１から３のいずれか一項の装置。
5. 前記三次元プリンタは、一つ以上の列に配置された一つ以上のプリントヘッドを含有し、一つ又はそれぞれの前記プリントヘッドは、前記タイヤの表面上に熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの前記層を載置するのに適している請求項１から４のいずれか一項の装置。
6. それぞれの前記プリントヘッドは、互いに独立して機能するように形成される請求項５の装置。
7. 熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの前記層の載置は、押し出しによって達成される請求項１から６のいずれか一項の装置。
8. 熱可塑性エラストマのそれぞれの前記層は、一つ又はそれぞれのトレッドの一つ以上の外側層を形成するために一つ以上の重合体又は共重合体を使用して、同じであるか又は異なっている請求項１から７のいずれか一項の装置。
9. より柔軟であるがより粘着力のある材料が、一つ又はそれぞれの前記トレッドの一つ以上の内側層を形成するのに使用される請求項８の装置。
10. 前記摩耗表面は、一つ以上の摩耗トレッドを含有する請求項１から９のいずれか一項の装置。
11. 前記三次元プリンタは、プリント前に一つ又はそれぞれの最も外側の摩耗トレッドが実質的に取り除かれ又はバフ研磨除去されることを必要とせずに、一つ又はそれぞれの最も外側の前記摩耗トレッド上に直接的に熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの前記層を載置することができる請求項１から１０のいずれか一項の装置。
12. 一つ又はそれぞれの摩耗トレッドは、プリントを行う以前に表面準備を受ける請求項１から１１のいずれか一項の装置。
13. 前記摩耗表面の形状を測定するのに適した写像手段を含有する請求項１から１２のいずれか一項の装置。
14. 前記写像手段は、前記摩耗トレッド表面の測定された形状を処理し、それにより前記三次元プリンタを制御するようにプログラムされる処理装置を含有し、或いは前記処理装置に電気的に接続されるスキャナの形式である請求項１３の装置。
15. 前記三次元プリンタの動作は、自動化され、トレッドパターンを修復するように前記摩耗表面の不均一性を考慮して補正するよう測定された前記形状により命令される請求項１３又は１４の装置。
16. 前記処理装置は、前記摩耗表面の特定の又は限定された摩耗領域をトレッド再生するために、前記三次元プリンタが使用者によって手動で制御されることを可能とするように設定される請求項１４の装置。
17. 前記処理装置は、プリント工程を監視すること、プリント後の検査を実施すること、もし検出されたならば任意の欠陥を修正すること、及び、現存の前記摩耗表面上に仕上げられる所望の新たなトレッドパターンを形成するようにプログラムされることの一つ以上が可能である請求項１４又は１６の装置。
18. プリント工程中に所定位置に前記タイヤを可動に保持するのに適した支持構造を含有する請求項１から１７のいずれか一項の装置。
19. 前記支持構造は、第一軸線回りに前記タイヤを漸次的に回転することができる請求項１８の装置。
20. 前記プリントヘッドの一つ又はそれぞれの列は、それぞれの変化量の回転の後に前記第一軸線と平行な前記タイヤの周面の帯部を覆うように熱可塑性エラストマを載置するように形成される請求項１９の装置。
21. 前記帯部は実質的に前記第一軸線と平行である請求項２０の装置。
22. 前記タイヤの前記周面の全体に渡るそれぞれの完全な回転の完了時に、一つ又はそれぞれの前記プリントヘッドは、予め定められた変化量だけ前記第一軸線と垂直な第二軸線に沿って動かされる請求項２０又は２１の装置。
23. 前記プリント工程は、一つ又はそれぞれの前記プリントヘッドが所望位置に動かされると再び開始され、所望のトレッド深さが達成されて所望の前記トレッドパターンが修復されるまで繰り返される請求項２２の装置。
24. 前記タイヤの表面の物理的特性及び粘着特性が強められるように、プリントを行う以前に、外包へ圧力を与えるのに適した機構を含有する請求項１から２３のいずれか一項の装置。
25. 前記機構は、前記外包に圧力を与えるための圧縮空気を発生し、前記タイヤの表面からの埃及び汚れの除去のための減圧を引き起こすのに適した気流制御装置からなる請求項２４の装置。
26. 前記機構は、硬化を可能とする請求項２４又は２５の装置。
27. 前記ヒータは、現存の摩耗トレッドへプリントされる前記層の接着を容易にするために、調整可能な温度範囲を提供するのに適している請求項１から２６のいずれか一項の装置。
28. 浄化のために前記タイヤの表面へ一つ以上の化学薬品を供給するのに適した準備装置を含有する請求項１から２７のいずれか一項の装置。
29. 前記準備装置は、準備された前記タイヤの表面への熱可塑性エラストマの第一層の接着を容易にするために、前記タイヤの表面の選択された領域を粗くすることができる手段を含有する請求項２８の装置。
30. 前記準備装置、前記写像手段、前記ヒータ、前記支持構造、及び、前記プリントヘッドは、自動化を達成するように、プログラム可能な処理装置と通信して前記処理装置の制御下にある請求項２８の装置。
31. 前記熱可塑性エラストマは熱可塑性ポリウレタンである請求項１から３０のいずれか一項の装置。
32. 前記三次元プリンタは、融解フィラメント成形、選択的な加熱焼結、及び、選択的なレーザ焼結のうちの一つを含む付加製造技術を利用する請求項１から３１のいずれか一項の装置。
33. 摩耗表面を有するタイヤにトレッド再生するための装置であって、前記摩耗表面の元の位置に一つ以上の層の材料を載置することができる三次元プリンタを含有する装置。
34. 熱可塑性エラストマから形成された摩耗表面を有するタイヤにトレッド再生するための方法であって、
    前記摩耗表面を所望温度へ加熱するのに適したヒータを提供する段階と、
    加熱された前記摩耗表面上に熱可塑性エラストマの一つ以上の層を載置するのに適した三次元プリンタを提供する段階と、
    熱可塑性エラストマの一つ又はそれぞれの前記層を、接着媒体又は接着剤を必要とせずに、加熱された前記摩耗表面又は先に載置された層へ自動的に接着するようにする段階と、を有する方法。
35. 前記三次元プリンタ及び前記タイヤを互いに関して移動するさらなる段階を有する請求項３４の方法。
36. 添付図面のいずれか一つを参照してここに述べられたように、実質的にタイヤにトレッド再生するための装置。
37. 添付図面のいずれか一つを参照してここに述べられたように、実質的にタイヤにトレッド再生するための方法。

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