JP2024517162A - タイヤの内面をクリーニングするための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

タイヤ（３）の内面（２）をクリーニングするための方法およびシステム（１）は、以下のステップを含む。すなわち、エミッタ装置（８）を用いて、内面（２）に向けられるレーザビーム（９）を射出するステップ。内面（２）の少なくとも第１環状ゾーン（Ａ）の内部で、レーザビーム（９）を用いて、第１環状ゾーン（Ａ）に対して第１表面エネルギ密度を印加して、より深いクリーニングを行うステップ。および、内面（２）の少なくとも第２環状ゾーン（Ｂ）の内部で、レーザビーム（９）を用いて、第２環状ゾーン（Ｂ）に対して、第１表面エネルギ密度よりも低い第２表面エネルギ密度を印加して、より徹底的でないクリーニングを行うステップ。【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤの内面をクリーニングするための方法およびシステムに関する。

近年、タイヤの開発は、パンクをシールすることが意図されたシーリング剤を用いて製造されたインナーライニングを備えるタイヤに向けられてきた。通常、シーリング剤は、孔に対するシーリング作用と、タイヤの状態を問わない内腔内部におけるその安定性と、の両方を保証するために、高いレベルの粘度を有する。シーリング剤は、加硫前のタイヤの内面（すなわち、インナーライナーの上方）の、道路と接触するタイヤの領域（すなわち、潜在的にパンクが発生し得るタイヤの領域）に塗布される。特に、シーリング剤は、トレッドおよび部分的にサイドウォールに塗布される。

近年、タイヤの開発は、路面上を転がるタイヤによって発生する騒音を低減するための吸音材料（一般にスポンジ）を内部に備えるタイヤにも、向けられてきた。吸音材料は、すでに加硫されたタイヤの内面（すなわち、インナーライナーの上方）に塗布され、特にトレッド（すなわち、道路と接触するタイヤの領域）において、場合によってはサイドウォールの一部においても、タイヤの内面に接着される。

タイヤの（インナーライナーからなる）内面にシーリング剤または吸音材量を塗布する前に、シーリング剤または吸音材量の内面への最適な接着を保証するために、汚れおよび加工残渣（例えば、加硫用金型の内壁に塗布された離型剤からの残渣）を除去するために、内面をクリーニングする必要がある。

特許出願ＷＯ２０１７０８２１６２Ａ１およびＥＰ３２８１８１０Ａ１は、タイヤの内面をクリーニングするためのシステムを記載する。このシステムでは、レーザエミッタは、既に加硫されたタイヤに挿入され、タイヤが一定速度で回転する間にタイヤの内面に向けられるレーザビームを射出する。レーザビームが開始から終了までタイヤの内面全体をスイープする螺旋を通って進むように、レーザエミッタを軸線方向に（すなわち、タイヤの回転の中心軸線に沿って）徐々に移動させる。

特許出願ＷＯ２０１７０８２１６２Ａ１およびＥＰ３２８１８１０Ａ１は、完全に、また同じ方法で、タイヤの内面全体をクリーニングすることを記載する。しかしながら、この方法では、クリーニングサイクルが、かなり長い。したがって、製造プラントの要件に適した時間ごとの生産性を有するためには、そのすべてが並行して動作する多数のクリーニングステーションを提供する必要があり、コストおよび寸法において、関連する増加が伴う。この問題を解決するために（すなわち、クリーニングサイクルをより迅速にするために）、特許出願ＥＰ３１７５９７４Ａ１およびＥＰ３１７５９７５Ａ１は、非連続で非直線的な（すなわち波状の）経路をたどって、ストリップ状に、すなわち、均一にクリーニングされたストリップと完全にクリーニングされていないストリップとの間を交互に、タイヤの内面をクリーニングするレーザビームを発生させることを記載する。しかしながら、この解決策には、シーリング剤または吸音材料の内面への最適な接着が常に得られるとは限らない、という欠点がある。

ＷＯ２０１７０８２１６２Ａ１ ＥＰ３２８１８１０Ａ１ ＥＰ３１７５９７４Ａ１ ＥＰ３１７５９７５Ａ１

本発明の目的は、タイヤの内面をクリーニングするための方法およびシステムを提供することである。クリーニングするための方法およびシステムは、上述の欠点がなく、特に、クリーニングサイクルを迅速に行うことを可能にし、同時に、シーリング剤または吸音材料の内面への最適な接着を、あらゆる条件下で保証する。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲内で決定される、タイヤの内面をクリーニングするための方法およびシステムが提供される。

特許請求の範囲は、本明細書の不可欠な部分を形成する本発明の好適な実施形態を記載する。

本発明は、例示的、非限定的な実施形態を示す添付の図面を参照して説明される。

本発明に従って製造されたクリーニングシステムの、明確にするために部品を取り外した概略的な側面図である。 図１のクリーニングシステムの、明確にするために部品を取り外した概略的な正面図である。 図１のクリーニングシステムによって作成された、区別されたクリーニング領域を強調する、タイヤの一部の概略的な断面図である。 図３の概略図のバリエーションを示す。 図３の概略図のバリエーションを示す。 図３の概略図のバリエーションを示す。

図１および図２において、その全体において、数字１は、シーリング剤または吸音材料の塗布前に、タイヤ３の（インナーライナーからなる）内面２の（少なくとも）一部をクリーニングするためのクリーニングシステム１を示す。換言すると、タイヤ３は、外面によって、および外面とは反対側の内面２によって境界が定められるトロイダル形状を有し、シーリング剤または吸音材料は、内面２の（少なくとも）一部に塗布される。シーリング剤または吸音材料がタイヤ３の内面２に塗布可能となる前に、汚れおよび加工残渣（例えば、加硫用金型の内壁に塗布された離型剤からの残渣）を除去するために、内面２をクリーニングする必要がある。

クリーニングシステム１は、垂直位置に配置されたタイヤ３を支持するのに適し、かつタイヤ３を対称中心軸線と一致する回転軸線５を中心に回転させるのにも適した支持装置４を備える。好適な実施形態によれば、支持装置４は、回転自在に取り付けられてタイヤ３を内部で把持するのに適した拡張グリッパを備える。代替的に（添付の図面に示されるように）、支持装置４は、タイヤ３を垂直位置で安定して保持するサイドレール（図示せず）と、電動ローラ（概略的に図示される）と、を備える。タイヤ３は、電動ローラの上に載置されて駆動される。更なる実施形態によれば、支持装置４は、異なる形状であり、垂直位置に配置されるのではなく、代わりに水平位置に配置されるタイヤ３を支持するのに適している。

クリーニングシステム１は、回転軸線５を中心とするタイヤ３の角度位置を決定するのに適した位置センサ６を備える。位置センサ６は、例えば、支持装置４の電動ローラの１つに結合された角度エンコーダであってもよい。そうでなければ、位置センサ６が、タイヤ３の変位を直接に読み取ってもよい。

クリーニングシステム１はカメラ７を備えることができる。カメラ７は、タイヤ３のサイドウォールの外面に面し、同じサイドウォールに貼付されているグラフィカル識別コード（典型的にはバーコードまたは類似のもの）を読み取るのに適している。タイヤ４の場合、グラフィカル識別コードは、常に同じ位置（角度位置も同じ）に貼付されている。したがって、カメラ７がグラフィカル識別コードの存在を検出すると、回転軸線５の周りのタイヤ３の角度位置のための絶対角度基準を得るために、回転軸線５の周りのタイヤ３の対応する角度位置が状況に応じて決定される。支持装置４は、タイヤ２が回転している間にタイヤ２の角度位置を検出する角度位置センサ（通常はエンコーダ）を備える。

クリーニングシステム１は、タイヤ３の（インナーライナーからなる）内面２上に存在する異物の少なくとも一部を昇華（蒸発）させるのに十分に強力なレーザビーム９を射出することができるエミッタ装置８を含む。このような異物は、後続の製造プロセスを抑制する可能性のある（加硫用金型内部に塗布された）離型剤を含む場合がある。レーザビーム９を適切に変調することによって、タイヤ３の（インナーライナーからなる）内面２に対するいかなる損傷も回避することができる。したがって、レーザビーム９は、タイヤ３の内面２を損傷するリスクを冒すことなく、タイヤ３の内面２をクリーニングすることができる。

さらに、クリーニングシステム１は、ハンドリング装置１０を備える。ハンドリング装置１０は、エミッタ装置８と、支持装置４によって担持されるタイヤ２との間の相対移動（タイヤ２を担持する支持装置４を動かして、エミッタ装置８を静止状態に保持する、さもなければエミッタ装置８を動かして、タイヤ２を担持する支持装置４を静止状態に保持する）を実行する。クリーニングサイクルの開始および終了の際に、ハンドリング装置１０は、エミッタ装置８をそれぞれタイヤ３の内側およびタイヤ３の外側に配置する。一方、クリーニングサイクルの間に、移動装置１０は、エミッタ装置８をタイヤ２に対して軸線方向に（すなわち、回転軸線５に平行に）、タイヤ３の一方の側からタイヤ３の反対側に移動させて、エミッタ装置８によって射出されるレーザビーム９がタイヤ３の内面２全体をクリーニングすることを可能にする。

図２に示すものによれば、ハンドリング装置１０は、一端でエミッタ装置８を支持する支持アーム１１と、アクチュエータ１２と、を備えることができる。アクチュエータ１２は、支持アーム１１を軸線方向に（すなわち、回転軸線５に平行に）並進させる。代替的な実施形態によれば、ハンドリング装置１０は、エミッタ装置８をタイヤに最初に挿入し、続いてエミッタ装置８をタイヤから取り外すために、必要に応じて、より多くの自由度を有するロボットアームを備えることができる。

可能な実施形態によれば、ハンドリング装置１０は、内面２の（明らかに、幅に、すなわち、レーザビーム９の軸線方向寸法に、等しい幅を有する）円形ストリップをクリーニングする間はエミッタ装置８を静止状態に保持し、そしてエミッタ装置８を軸線方向に（ワンステップで）、内面２の円形ストリップのクリーニングの終了と内面２の次の隣接する円形ストリップのクリーニングの開始との間のみで、移動させる。換言すると、内面２の複数の円形ストリップは、それらの間で独立し、互いに隣り合って配置され、（一般に、一定の相互の重なり合いを伴って、すなわち、新しい円形ストリップが隣接する円形ストリップの上に多少は重ねられて）クリーニングされる。代替的な実施形態によれば、移動装置１０は、スパイラル形状を有する内面２の単一の連続ストリップを（すなわち、継ぎ目なく）クリーニングするために、エミッタ装置８を軸線方向に、かつ連続的に移動させる（この場合にも、スパイラルの各ループは、前のスパイラルに多少は重ねられる）。

クリーニングシステム１は制御ユニット１３を備える。制御ユニット１３は、同じクリーニングシステム１の動作を監督し、とりわけ、エミッタ装置８の作動および停止を制御し、支持装置４によって与えられる回転速度を調整し、そして移動装置１０によって与えられる軸線方向の並進運動を制御する。

使用時、クリーニングされるべき新しいタイヤ３が支持装置４に取り付けられると、ハンドリング装置１０は、クリーニングされるべきタイヤ３の内側にエミッタ装置８を挿入するように（または、クリーニングされるべきタイヤ３をエミッタ装置８の周りに配置するように）作動される。この時点で、支持装置４は、タイヤ３を回転軸線５の周りで回転させ、続いてエミッタ装置８は、タイヤ３の内面２に向けられるレーザビーム９を射出するように作動される。同時に、ハンドリング装置１０は、レーザビーム９がタイヤ３の内面２全体を、一方の端部から他方の端部までクリーニングできるように、エミッタ装置８とタイヤ２との間に比較的ゆっくりとした軸線方向の並進を作り出すように作動される。クリーニングサイクルの終了時には、エミッタ装置８は停止され、次いでハンドリング装置１０が作動されて、エミッタ装置８をタイヤ３から引き出す（または、タイヤ３をエミッタ装置８から取り外す）。したがって、クリーンなタイヤ３を支持装置４から取り外すことが可能であり、新たなクリーニングされるべきタイヤ３を支持装置４に取り付けることができて、それによって、新たなクリーニングサイクルが開始される。

図３に示されるものに関して、より深いクリーニングは、内面２の（少なくとも）環状ゾーンＡ（一定幅の一連の円形ストリップまたはスパイラルから構成され、それらの間に隣接し、部分的に重なり合う）の内部で、レーザビーム９を用いて、環状ゾーンＡに対して（一般にジュール／ｃｍ^２で測定される）第１表面エネルギ密度を印加して、行われる。さらに、より徹底的でないクリーニングは、内面２の（少なくとも）環状ゾーンＢ（同じく、一定幅の一連の円形ストリップまたはスパイラルから構成され、それらの間に隣接し、部分的に重なり合う）の内部で、レーザビーム９を用いて、環状ゾーンＢに対して、第１表面エネルギ密度よりも低い第２表面エネルギ密度を印加して、行われる。例として、（ゾーンＢに印加される）第２表面エネルギ密度は、（ゾーンＡに印加される）第１表面エネルギ密度の３５％と５０％との間である。

添付の図面に示されるように、環状ゾーンＡは、環状ゾーンＢの両端部に配置されるように、タイヤ３のサイドウォール（すなわち、タイヤ３の外縁）に近接して配置される。（すなわち、環状ゾーンＢは環状ゾーンＡの内側に配置される。すなわち、環状ゾーンＢは、環状ゾーンＡによって、左右で囲まれる。）

図３に示される実施形態において、環状ゾーンＢは、タイヤ３の中心に配置され、すなわち、中断することなくタイヤ３の中心を完全に占める。図４に示される代替的な実施形態において、環状ゾーンＡは、タイヤ３のサイドウォールの近くと、タイヤ３の中心と、の両方に配置される。したがって、ゾーンＢは、中心に配置された環状ゾーンＡの両側の２つのセミセントラルバンドの内部に位置する。

図５および図６に示される代替的な実施形態において、中間クリーニングサイクルは、内面２の環状ゾーンＣ（一定幅の一連の円形ストリップまたはスパイラルから構成され、それらの間に隣接し、部分的に重なり合う）の内部で、レーザビーム９を用いて、環状ゾーンＣの内部に、（ゾーンＡの内部に印加される）第１表面エネルギ密度よりも低く、（ゾーンＢの内部で印加される）第２表面エネルギ密度よりも高い第３表面エネルギ密度を印加して、行われる。例として、（ゾーンＣの内部に印加される）第２表面エネルギ密度は、（ゾーンＡに印加される）第１表面エネルギ密度の６０％と８０％との間である。環状ゾーンＣは、環状ゾーンＡと環状ゾーンＢとの間に介在する。

添付の図面に示される実施形態において、２つまたは３つのゾーンＡ、Ｂ、およびＣは、各々異なるクリーニング度（すなわち、レーザビーム９によって印加される異なる表面エネルギ密度）を有して提供される。他の実施形態によれば、図示されてはいないが、各々が異なるクリーニング度（すなわち、レーザビーム９によって印加される異なる表面エネルギ密度）を有する、３つを超える（例えば、４つ、５つ、６つ・・・の）ゾーンＡ、Ｂ、およびＣが提供されてもよい。

好適な実施形態によれば、エミッタ装置８によって射出されるレーザビーム９の強度は、常に一定に保たれる（すなわち、エミッタ装置８は、エミッタ装置８のすべての電位を常に利用するように、常に定格出力、すなわち、可能な最大出力で動作する）。したがって、レーザビーム９によって内面２に印加される表面エネルギ密度を増加または減少させるために、タイヤ３の回転速度は、回転軸線５を中心として減少または増加される。

実際、エミッタ装置８によって射出されるレーザビーム９の強度が同じであれば、回転軸線５を中心とするタイヤ３の回転が速いほど、表面領域の上に放射されるエネルギの量（すなわち、一般にジュール／ｃｍ^２で測定される表面エネルギ密度）が少なくなる。

可能な実施形態によれば、レーザビーム９が前に通過した場所をレーザビーム９が（少なくとも部分的に）通過するように、レーザビーム９の１つの通路（円形ストリップまたはスパイラル）は、レーザビーム９の後続の通路（円形ストリップまたはスパイラル）の上に部分的に重ねられる。この場合、様々なゾーンＡ、Ｂ、およびＣの間の重なり合い度を変えることが可能である。特に、環状ゾーンＡは、環状ゾーンＢの第２重なり合い度よりも大きい第１重なり合い度を有する。一方、環状ゾーンＣは、環状ゾーンＡの第１重なり合い度と環状ゾーンＢの第２重なり合い度との間の、第３重なり合い度を有する。例として、環状ゾーンＡの第１重なり合い度は、４５％と７５％との間であり、環状ゾーンＢの第２重なり合い度は、１５％と３５％との間であり、そして環状ゾーンＣの第３重なり合い度は、３０％と５０％との間である。（０％の重なり合い度は、重なり合いがないことに対応する。一方、１００％の重なり合い度は、全体が重なり合うことに対応する。）これらの値は、単なる例であり、異なることも可能である。

軸線方向で環状ゾーンＡの内部に、クリーニングされていない内面２の部分が存在しないこと、すなわち、クリーニングされていない内面２の部分は、軸線方向で環状ゾーンＡの外側のみに見られることを強調することが重要である。換言すると、内面２のクリーニングは、クリーニングサイクルによって影響を受ける内面２全体を、区別された方法で（すなわち、よりクリーンな部分、ゾーンＡ、およびよりクリーンでない部分、ゾーンＢで）クリーニングすることを伴う。しかしながら、いずれの場合でも、全くクリーンでない「穴（holes）」を残すことなく、全領域をクリーニングする。

好適な実施形態によれば、エミッタ装置８は、連続的なクリーニングを達成するために、すなわち、円形バンドに沿って、中断なく、レーザビーム９を連続的に射出するように作動される。代替的な実施形態によれば、エミッタ装置８は、断続的なクリーニング（「チェッカーボード」）を行うために、すなわち、円形バンドに沿って、クリーンな領域とクリーンでない領域を交互にするために、レーザビーム９を断続的に射出するように作動される。

本明細書に記載の実施形態は、本発明の保護範囲から逸脱することなく、それらの間で組み合わせることができる。

上述のクリーニングシステム１は、多くの利点を有する。

第１に、上述のクリーニングシステム１は、タイヤ３の内面２のクリーニングを非常に迅速に行うことができる。いくつかの実験的テストでは、上述のクリーニングシステム１が、類似の既知のクリーニングシステムよりも、更に５０～６０％高速になり得ることが示された。

さらに、上述のクリーニングシステム１は、シーリング剤または吸音材料の内面２への最適な接着を保証する。

最後に、上述のクリーニングシステム１は、類似の既知のクリーニングシステムと比較される場合、本質的に、ハードウェアの変更なしに（または、少なくともハードウェアを僅かに変更するだけで）、ソフトウェア更新のみを必要とする点で、実施が簡単で安価である。

１ クリーニングシステム
２ 内面
３ タイヤ
４ 支持装置
５ 回転軸線
６ 位置センサ
７ カメラ
８ エミッタ装置
９ レーザビーム
１０ ハンドリング装置
１１ 支持アーム
１２ アクチュエータ
１３ 制御ユニット
Ａ 環状ゾーン
Ｂ 環状ゾーン
Ｃ 環状ゾーン

Claims (15)

1. タイヤ（３）の内面（２）をクリーニングするための方法であって、エミッタ装置（８）を用いて前記内面（２）に向けられるレーザビーム（９）を射出するステップを含み、
   前記クリーニングするための方法は、
   前記内面（２）の少なくとも第１環状ゾーン（Ａ）の内部で、前記レーザビーム（９）を用いて、前記第１環状ゾーン（Ａ）に対して第１表面エネルギ密度を印加して、より深いクリーニングを行う更なるステップと、
   前記内面（２）の少なくとも第２環状ゾーン（Ｂ）の内部で、前記レーザビーム（９）を用いて、前記第２環状ゾーン（Ｂ）に対して、ゼロではなく、前記第１表面エネルギ密度よりも低い第２表面エネルギ密度を印加して、より徹底的でないクリーニングを行う更なるステップと、を含むことを特徴とする、方法。
2. 前記第２表面エネルギ密度は、前記第１表面エネルギ密度の３５％と５０％との間である、請求項１に記載のクリーニングするための方法。
3. 前記第１環状ゾーン（Ａ）を、前記第２環状ゾーン（Ｂ）の両端部に配置するように、前記タイヤ（３）のサイドウォールに近接して配置する、請求項１または２に記載のクリーニングするための方法。
4. 前記第２環状ゾーン（Ｂ）を、前記タイヤ（３）の中心に配置する、請求項１～３の何れか一項に記載のクリーニングするための方法。
5. 前記第１環状ゾーン（Ａ）を、前記タイヤ（３）のサイドウォールの近くと、前記タイヤ（３）の中心と、の両方に配置する、請求項１～４の何れか一項に記載のクリーニングするための方法。
6. 前記内面（２）の少なくとも第３環状ゾーン（Ｃ）の内部で、前記レーザビーム（９）を用いて、前記第３環状ゾーン（Ｃ）に対して、前記第１表面エネルギ密度よりも低く、前記第２表面エネルギ密度よりも高い第３表面エネルギ密度を印加して、中間クリーニングを行う更なるステップを含む、請求項１～５の何れか一項に記載のクリーニングするための方法。
7. 前記第３環状ゾーン（Ｃ）は、前記第１環状ゾーン（Ａ）と前記第２環状ゾーン（Ｂ）との間に介在する、請求項６に記載のクリーニングするための方法。
8. 前記第３表面エネルギ密度は、前記第１表面エネルギ密度の６０％と８０％との間である、請求項６または７に記載のクリーニングするための方法。
9. 支持装置（４）を用いて、前記タイヤ（３）を、回転軸線（５）を中心に回転させる更なるステップと、
   前記エミッタ装置（８）によって射出される前記レーザビーム（９）の強度を常に一定に保つ更なるステップと、
   前記タイヤ（３）の回転速度を減少または増加させる際に、前記レーザビーム（９）によって前記内面（２）に印加される表面エネルギ密度を増加または減少させる更なるステップと、を含む、請求項１～８の何れか一項に記載のクリーニングするための方法。
10. 軸線方向で前記第１環状ゾーン（Ａ）の内部に、クリーニングされていない前記内面（２）の部分が存在しない、すなわち、クリーニングされていない前記内面２の部分は、軸線方向で前記第１環状ゾーン（Ａ）の外側のみに見られる、請求項１～９の何れか一項に記載のクリーニングするための方法。
11. 連続的なクリーニングを達成するために、すなわち、円形バンドに沿って、中断なく、前記レーザビーム（９）を連続的に射出する更なるステップを含む、請求項１～１０の何れか一項に記載のクリーニングするための方法。
12. 断続的なクリーニングを行うために、すなわち、円形バンドに沿って、クリーンな領域とクリーンでない領域を交互にするために、前記レーザビーム（９）を断続的に射出する更なるステップを含む、請求項１～１０の何れか一項に記載のクリーニングするための方法。
13. 前記レーザビーム（９）の１つの通路を、前記レーザビーム（９）の次の通路と部分的に重ね合わせる更なるステップと、
    前記第１環状ゾーン（Ａ）と前記第２環状ゾーン（Ｂ）との間の重なり合い度を変える更なるステップと、を含む、請求項１～１２の何れか一項に記載のクリーニングするための方法。
14. 前記第１環状ゾーン（Ａ）は、前記第２環状ゾーン（Ｂ）の第２重なり合い度よりも高い第１重なり合い度を有する、請求項１３に記載のクリーニングするための方法。
15. タイヤ（３）の内面（２）をクリーニングするためのシステム（１）であって、前記内面（２）に向けられるレーザビーム（９）を射出するように構成されたエミッタ装置（８）と、制御ユニット（１３）と、を備え、
    前記制御ユニット（１３）が、
    前記内面（２）の少なくとも第１環状ゾーン（Ａ）の内部で、前記レーザビーム（９）を用いて、前記第１環状ゾーン（Ａ）に対して第１表面エネルギ密度を印加して、より深いクリーニングを行い、
    前記内面（２）の少なくとも第２環状ゾーン（Ｂ）の内部で、前記レーザビーム（９）を用いて、前記第２環状ゾーン（Ｂ）に対して、ゼロではなく、前記第１表面エネルギ密度よりも低い第２表面エネルギ密度を印加して、より徹底的でないクリーニングを行うように構成されていることを特徴とする、クリーニングするためのシステム（１）。
    

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