JP6364228B2 - 離型剤除去方法、及びタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、離型剤除去方法に関し、特に、加硫成型後のタイヤ表面に被着物を被着するために、タイヤ表面に付着した離型剤を除去する離型剤除去方法等に関する。
従来、タイヤの製造工程では、加硫成型後の意匠デザインや標章等のタイヤ外表面への印刷（特許文献１）、パンクを予防するシーリング材（特許文献２）や走行時の騒音を低減する吸音材、或いは、タイヤ内圧を監視するタイヤモニタリング装置のタイヤ内表面への貼り付け等、タイヤ内外の表面に被着物を被着する後工程が施されている。このような後工程を施すための前工程として、成型後のタイヤ表面に付着した離型剤を除去する離型剤除去工程がある。離型剤は、加硫成型工程において、タイヤの離型を容易とするために金型やブラダーの表面に塗布され、タイヤの離型時にタイヤ表面に付着する。離型剤除去工程では、タイヤ表面に付着した離型剤を、洗浄液を用いて拭き取ったり、バフ掛けによってゴムごと除去する作業が行われる。
特開２０１３−１０００３０号公報 特開２００４−２６２２７４号公報
しかしながら、洗浄液を用いて離型剤を拭き取り除去する方法では、離型剤の拭き取りムラにより拭き残しが生じる可能性があり、使用後の洗浄液の後処理もしなくてはならず作業効率が悪い。また、バフ掛けにより除去する方法では、離型剤を確実に除去することはできるものの、タイヤ表面の曲面に沿って均等な厚さでゴムを除去することが困難である。また、バフ掛けによって生じたタイヤかすの処理も必要となり、作業効率が悪い。
本発明は、上記課題を解決すべく、加硫成型後のタイヤ表面に付着した離型剤を確実に除去するとともに、除去作業効率を向上可能な離型剤除去方法等を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための離型剤除去方法として、加硫成型後のタイヤ表面において被着物が被着される被着領域から離型剤を除去する離型剤除去方法であって、前記被着領域におけるタイヤ表面のゴムを除去可能な強度を有するレーザー光を移動させながら間欠的に照射し、前記被着領域内に、隣接する各凹部同士が互いに重複する重複部を有するように、複数の凹部を形成するので、被着領域に付着した離型剤がゴムごと除去されるため、タイヤ表面の上記被着領域から離型剤を簡単かつ確実に除去することができ、離型剤の除去作業の効率を向上させることができる。
また、他の離型剤除去方法として、前記各凹部における凹部形成前のタイヤ表面から、凹部形成後の最深部までの深さが１０μｍよりも浅いので、タイヤの性能に影響を及ぼすことなく離型剤を除去することができる。
また、前記各凹部の深さを最深部から周縁に向かって浅くなるように形成するので、タイヤ使用時のたわみによる繰り返しひずみが凹部に作用しても、凹部の形成に起因したクラックの発生を防止することができる。
また、他の離型剤除去方法として、前記隣接する各凹部における前記最深部の間隔を、インクジェット方式により吐出され、前記被着部を形成するインク滴の直径よりも大きく、かつ、１００μｍ以下となるように形成するので、被着領域を形成する各凹部にインク滴を確実に侵入させて、タイヤ表面にインク層を確実に密着させることができる。
また、他の離型剤除去方法として、前記各凹部における凹部形成前のタイヤ表面から、凹部形成後の最深部までの深さを８μｍ以下に形成するので、タイヤ使用時に凹部に繰り返しひずみが作用しても、凹部の形成に起因するクラックの発生をより効果的に防止することができる。
また、他の離型剤除去方法として、前記レーザー光を前記タイヤ表面に対して、当該タイヤ表面の傾斜方向に沿う方向に傾斜させて照射するので、凹部の最深部がタイヤ表面の低い側に位置するため、インク滴の液だれを防止できる。
上記課題を解決するためのタイヤの構成として、表面に、深さが１０μｍよりも浅く、離型剤が除去された複数の凹部を有する被着領域を有し、当該被着領域以外の表面に離型剤を有するタイヤであって、前記複数の凹部は、間欠的に形成され、隣接する各凹部同士が互いに重複する重複部を有するので、被着領域に対して印刷工程やシーリング工程などの後工程を行えば、被着領域以外の領域に比べて被着領域の表面積が広いため、インクやシーリング材のタイヤ表面への密着力を向上させることができる。
離型剤除去装置の一実施形態を示す図である。 サイド面へのレーザー光の照射を示す模式図である。 サイド面の形状計測を示す概念図である。 レーザー光の照射範囲及び照射ルートを示す図である。 タイヤ半径方向への照射ヘッドの移動制御を示す図である。 凹部のタイヤ半径方向の断面形状を示す図である。 レーザー光の照射間隔を示す図である。 レーザー光の照射制御を示す図である。 印刷工程の概念図である。 実験例を示す図である。
図１は、離型剤除去装置の一実施形態を示す図である。同図に示すように、離型剤除去装置１は、除去対象となる離型剤が付着したタイヤ２を横向きに位置決めして保持するタイヤ位置設定装置３と、タイヤ２の一方のサイド面２ａにレーザー光を照射するレーザー照射装置５と、タイヤ２の表面形状を計測する形状計測装置６とを備える。
タイヤ２は、図外の加硫成型装置により加硫成型され、トレッド部１１、ショルダー部１２、サイドウォール部１３、ビード部１４を備える。ショルダー部１２は、トレッド部１１の円筒の両端から延長する。サイドウォール部（以下サイド部という）１３は、ショルダー部１２からタイヤ２の回転中心軸Ｏの方向に向けて延長する。ビード部１４は、サイド部１３の先端側に成型されている。
タイヤ２の内周側、外周側の表面には、加硫成型工程において金型やブラダー表面に塗布された離型剤が転写され、離型剤が付着した状態にある。なお、以下の説明では、タイヤ表面のうち外周側の表面であるサイド面２ａに付着した離型剤を除去するものとして説明する。タイヤ２は、搬送装置７により、横向きの状態でタイヤ位置設定装置３とレーザー照射装置５及び形状計測装置６とが配置された離型剤除去装置１に搬送される。
タイヤ位置設定装置３は、下側リム体３０を下側から支持する下側支持機構３１と、上側リム体４０を上側から支持する上側支持機構３２と、空気注入装置３３とを備える。下側リム体３０、及び上側リム体４０は、タイヤ２の上，下のビード部１４の先端側で囲まれたリム装着孔１５，１６を塞ぐように配置され、タイヤ２を上，下方向から挟み込んで回転可能に支持する。下側支持機構３１は、昇降装置３４と、回転装置３５と、回転軸３６とで下側リム体３０を支持する。昇降装置３４は、上，下に昇降する上下動軸３４ａを有し、例えば油圧ジャッキ機構やボールねじ及びリニアモーションガイド機構等の動作により上下動軸３４ａを上，下に昇降させる。回転装置３５は、モータ３７と、モータ３７の出力軸に取り付けられる歯車３７Ａと、歯車３７Ａと噛み合って回転する受歯車３７Ｂとを有し、モータ３７の回転駆動力を歯車３７Ａ，受歯車３７Ｂに伝達して受歯車３７Ｂが取り付けられた回転軸３６を回転させる。モータ３７は、後述の制御装置１００と接続され、制御装置１００から出力される制御信号に基づいて回転駆動する。
下側リム体３０は、回転軸３６の軸心と同軸となるように、小径面３０ａを上向き、大径面３０ｂを下向きにして回転軸３６上に固定される。下側リム体３０は、外周面が階段状に形成される断面台形状であって、大径面３０ｂ側から小径面３０ａ側に向けて同心円状に縮径し、タイヤ２のリム装着孔１５と係合する係合部３８が形成されている。係合部３８は、リム装着孔１５に嵌め込まれて開口を塞ぎ、タイヤ２の回転中心軸Ｏと下側リム体３０の中心軸とを一致させてタイヤ２を下側から支持して、タイヤ２に回転力を伝達する。
図１に示すように、上側支持機構３２は、搬送装置７を跨ぐように立設された門型のフレーム８に設けられる。フレーム８は、搬送されたタイヤ２の上側のサイド面２ａよりも上方に延長するように、床面から立設された一対の支柱８Ａと、一対の支柱８Ａに架設された横フレーム８Ｂとで構成される。
上側支持機構３２は、横フレーム８Ｂから下向きに延長する支持軸４１と、下側リム体３０とでタイヤ２を挟み込む上側リム体４０とを備える。支持軸４１は、下側支持機構３１の下側リム体３０の軸心と同軸となるように横フレーム８Ｂに固着される。
上側リム体４０は、下側リム体３０と上，下対称形状の断面逆台形となっており、下側リム体３０と同様に外周面が階段状に形成された錐体である。上側リム体４０は、支持軸４１の軸心と当該上側リム体４０の中心軸、即ちタイヤ回転中心軸Ｏとが一致するように、小径面４０ａを下向きにして大径面４０ｂが支持軸４１に取り付けられる。上側リム体４０は、支持軸４１の下端に設けられたベアリング４２等を介して回転自在に構成される。上側リム体４０の外周面には、大径面４０ｂ側から小径面４０ａ側に向けて階段状の係合部４３が形成される。係合部４３は、リム装着孔１６に嵌め込まれて開口を塞ぎ、タイヤ２の回転中心軸Ｏと下側リム体３０の中心軸とを一致させてタイヤ２を上側から支持する。
空気注入装置３３は、空気供給源４５と、空気供給路４６とを備える。空気供給源４５は、例えばコンプレッサーにより構成される。空気供給路４６は、例えば、上側リム体４０の小径面４０ａ及び大径面４０ｂ間を貫通する連通路と、コンプレッサーの空気出口及び上記連通路間を接続する図外の連通管とにより構成される。
タイヤ位置設定装置３は、下側支持機構３１の昇降装置３４を駆動して下側リム体３０を上昇させることで、下側のリム装着孔１５に下側リム体３０の係合部３８を係合させ、タイヤ２の上側のリム装着孔１６に上側リム体４０の係合部４３が係合するまでタイヤ２を上昇させて下側リム体３０と上側リム体４０とでタイヤ２を挟み込む。そして、空気注入装置３３を駆動してタイヤ２の内側に空気を注入し、下側のリム装着孔１５の孔縁と下側リム体３０の外周面、及び上側のリム装着孔１６の孔縁とをそれぞれ密着させて気密状態とする。次に、回転装置３５を駆動して下側リム体３０に回転力を付与することで、下側リム体３０の回転力がタイヤ２を介して上側リム体４０に伝達され、下側及び上側のリム体３０；４０とともにタイヤ２が正逆方向に回転可能とされる。
レーザー照射装置５は、タイヤ２のサイド面２ａに対してレーザー光を照射する照射ヘッド５１と、サイド面２ａに対する照射ヘッド５１の位置及び向きを変位させる照射ヘッド移動機構５０とを備える。照射ヘッド移動機構５０は、照射ヘッド５１のタイヤ２の半径方向における位置を調節する径方向移動機構５２と、照射ヘッド５１のタイヤ２のサイド面２ａに対する上下方向の位置を調節する高さ方向移動機構５３と、照射ヘッド５１から照射されるレーザー光の向きを調節する照射方向変更機構５４とを備える。
径方向移動機構５２は、例えば、レール５２Ａと、レール５２Ａに沿って移動するスライダ５２Ｂとを有するリニアガイドである。レール５２Ａは、上，下のリム体４０，３０の半径方向に延長するように横フレーム８Ｂに取り付けられ、図外の駆動手段の駆動によって、スライダ５２Ｂを延長方向に沿って移動させる。
高さ方向移動機構５３は、例えば、円筒状のシリンダケース５３Ａからロッド５３Ｂが進退自在に構成されたリニアガイドである。ロッド５３Ｂは、シリンダケース５３Ａの内部に収容され、図外の駆動手段の駆動によって、軸線方向に進退動作する。高さ方向移動機構５３は、進退方向がタイヤ回転中心軸Ｏの延長方向と平行となるように、ロッド５３Ｂの先端を下向きにして径方向移動機構５２のスライダ５２Ｂにシリンダケース５３Ａの端部が固定される。
照射方向変更機構５４は、例えば、円盤状のケース５４Ａと、ケース５４Ａの中心軸を軸心として回転するアーム５４Ｂとを備えたロータリーアクチュエータである。照射方向変更機構５４は、ケース５４Ａに対するアーム５４Ｂの回転軸が径方向移動機構５２のレール５２Ａの延長方向と直交するように、高さ方向移動機構５３のロッド５３Ｂの下端に取り付けられる。つまり、アーム５４Ｂがタイヤ２の半径方向に沿って回転するように高さ方向移動機構５３に取り付けられている。
照射ヘッド５１は、照射方向変更機構５４のアーム５４Ｂの先端に取り付けられ、図外の発振部で発振したレーザー光を出力する。照射ヘッド５１は、レーザー光を集光するレンズ５１ａを備え、レンズ５１ａにより集光されたレーザー光をタイヤ表面に照射する。照射ヘッド５１は、サイド面２ａに対して所定距離離間して設けられる。
図２は、サイド面２ａへのレーザー光Ｚの照射によりゴムの一部が除去され、凹部Ｍが形成されたときの様子を示す図である。
同図に示すように、照射ヘッド５１からサイド面２ａに対してレーザー光Ｚを照射すると、レーザー光Ｚが照射された照射部位のゴムがレーザー光Ｚのエネルギーによって昇華して離型剤とともにサイド面２ａから除去され、凹部Ｍが形成される。照射ヘッド５１から出力されるレーザー光Ｚの照射距離Ｌａは、凹部Ｍの大きさが、レーザー光Ｚが照射される前のサイド面２ａの位置Ｐから照射後に窪む最深部ｍ１までの深さＨ１が１０μｍよりも浅く、凹部Ｍの外縁における直径Ｈ２が、例えば９０μｍとなるように設定される。照射距離Ｌａは、例えば、サイド面２ａに対してレンズ５１ａの焦点距離から離間または近接する方向に、焦点距離からやや位置ずれするように調整される。これにより、凹部Ｍの外径寸法が調節されるとともに、凹部Ｍの深さを中心部分で最も深く、外縁に向かって漸次浅くなるように形成することができる。凹部Ｍの深さとしてより好ましくは、最深部ｍ１までの深さＨ１が８μｍよりも浅くなるように形成すると良い。
このようなレーザー光Ｚには、例えば、波長：１０９０［ｎｍ］、出力：１８０［Ｗ］、照射距離Ｌａ：３００±２１［ｍｍ］、周波数：６０ｋ〜１２０［ｋＨｚ］のものが挙げられる。なお、レーザー光Ｚの種類は、ファイバーレーザー、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザーなどいずれであっても良く、好ましくはタイヤ２の表面を形成するゴムの特性に応じて、タイヤ表面を形成するゴムを除去するのに好適なものを選択すれば良い。
なお、照射ヘッド５１からの照射方法は上記に限らず、上記レーザー光よりも大きなエネルギーを有するレーザー光を短時間で照射しても良く、小さなエネルギーを有するレーザー光を長時間照射するようにしても良い。但し、長時間レーザー光を照射すると、タイヤ表面における照射部が加熱され過ぎて凹部Ｍの周囲のゴムが硬くなる等ゴム特性が変化する虞があるため、なるべく短い時間で上記寸法の凹部Ｍを形成するようにレーザー光の種類や出力を設定すると良い。
図１に戻り、形状計測装置６は、サイド面２ａの形状を２次元で測定する計測センサー６１と、センサー移動機構６０とを備える。センサー移動機構６０は、計測センサー６１のタイヤ２の半径方向における位置を調節する径方向移動機構６２と、計測センサー６１のタイヤ２のサイド面２ａに対する上下方向の位置を調節する高さ方向移動機構６３とにより構成される。
径方向移動機構６２は、例えば、レール６２Ａとスライダ６２Ｂからなるリニアガイドである。レール６２Ａは、上，下リム体４０，３０の半径方向に延長するように横フレーム８Ｂに取り付けられ、図外の駆動手段の駆動によってスライダ６２Ｂを延長方向に沿って移動させる。
高さ方向移動機構６３は、例えば、円筒状のシリンダケース６３Ａからロッド６３Ｂが進退自在に構成されたリニアガイドである。ロッド６３Ｂは、シリンダケース６３Ａの内部に収容され、図外の駆動手段の駆動によって軸線方向に進退する。高さ方向移動機構６３は、進退方向がタイヤ回転中心軸Ｏの延長方向と平行となるように、ロッド６３Ｂの先端を下向きにして径方向移動機構６２のスライダ６２Ｂにシリンダケース６３Ａの端部が固定される。
計測センサー６１は、高さ方向移動機構６３のロッド６３Ｂの下端に取り付けられる。計測センサー６１は、離型剤の除去位置として設定されたサイド面２ａと対向するように、当該サイド面２ａの上方位置に設けられる。図３に示すように、計測センサー６１は、横向き状態で保持されたタイヤ２の径方向に延長するように、サイド面２ａに対して例えばシート状の光（以下スリット光ａという）を照射し、サイド面２ａで反射した反射光ｂを受光することにより、スリット光ａを照射した照射範囲の断面形状（凹凸）と、計測センサー６１の測定位置からタイヤ表面までの距離を測定する。つまり、計測センサー６１は、スリット光ａの照射位置からサイド面２ａにおける照射部までの距離情報ｃと、タイヤ表面の３次元の形状を示す高さ情報とを同時に取得する３次元計測器である。計測センサー６１から照射されるスリット光ａの照射範囲は、例えば、後工程においてタイヤ表面に印刷が実行される場合には、印刷範囲とともに、図中仮想線で示すタイヤ最大幅部Ｗｍａｘを含むように設定される。なお、レーザー照射装置５の照射ヘッド５１、及び形状計測装置６の計測センサー６１は、各装置５，６の装置原点における互いの位置関係が後述の制御装置１００にあらかじめ記憶されている。
制御装置１００は、いわゆるコンピュータであって、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、通信手段としての入出力インターフェイスを備える。記憶手段には、離型剤の除去処理に係る動作を制御するための制御プログラムや除去対象となる離型剤が付着したタイヤごとの外形形状のマスターデータ、及び離型剤の除去位置等が記憶される。制御装置１００は、制御プログラムを実行することによりタイヤ位置設定装置３、形状計測装置６及びレーザー照射装置５に信号を出力して、タイヤ２のサイド面２ａへの離型剤の除去動作を実行させる。また、制御装置１００は、図外の入力手段から入力されるタイヤサイズに応じたタイヤ内径及びタイヤ厚みを記憶してタイヤ２に対する下側リム体３０の上昇位置を調節する。
図１に示すように、制御装置１００は、タイヤ位置制御手段１０１と、形状計測制御手段１０２と、照射位置設定手段１０３と、レーザー制御手段１１０とを備える。タイヤ位置制御手段１０１は、タイヤ位置設定装置３の上下動軸３４ａの上下動作や、下側リム体３０の回転動作、空気供給源４５による空気供給動作を制御する。
形状計測制御手段１０２は、形状計測装置６の計測センサー６１のオンオフ動作や、センサー移動機構６０による計測センサー６１の位置決め動作を制御する。
照射位置設定手段１０３は、記憶手段に記憶されたマスターデータと、計測センサー６１により取得された形状データとを比較して、マスターデータとして記憶された３次元形状に対する形状データの計測開始位置との周方向の位置ズレ量を算出する。この位置ずれ量は、例えば、マスターデータと形状データとをパターンマッチングさせることにより画素単位で算出される。
次に、算出された位置ずれ量に基づいて、計測開始位置を基準とした形状データにおけるレーザー光Ｚの照射領域を設定する。さらに、照射領域内に照射するレーザー光Ｚの照射経路となる照射ルートデータを設定する。なお、計測開始位置とは、形状測定を開始した位置を意味する。
以下照射ルートデータＲの生成例について説明する。
図４（ａ）はサイド面２ａにおけるレーザー光Ｚの照射領域１０を示し、図４（ｂ）は照射領域１０に設定される照射ルートデータＲを示す図である。図４（ａ）に示す照射領域１０は、後工程においてホワイトリボンが印刷される範囲を示しており、照射領域１０が円周方向に連続している場合には、図４（ｂ）に示すように、照射ルートデータＲは、タイヤ２を一方向に連続的に回転させた場合にタイヤ２が一周する毎に照射ヘッド５１が半径方向内側１０ａから半径方向外側１０ｂ、又は半径方向外側１０ｂから半径方向内側１０ａに移動するように設定される。このように照射ルートデータＲを設定することで、照射領域１０に対してレーザー光Ｚの照射動作を効率良く行わせることができる。なお、照射ヘッド５１の半径方向への移動量は、レーザー光Ｚの照射により形成される凹部Ｍの外径の大きさに基づいて、照射ヘッド５１が半径方向内外に移動したときに、移動前に形成された凹部Ｍと、移動後の凹部Ｍとが重複するように設定される。
次に、照射位置設定手段１０３は、照射ルートデータＲに基づいて、タイヤ２を回転させるためにタイヤ位置制御手段１０１に出力するタイヤ回転データと、レーザー制御手段１１０に出力する照射ヘッド５１の移動データとを生成する。タイヤ回転データは、図４（ｂ）に示すように、タイヤ２の回転回数としてタイヤ位置制御手段１０１に出力される。
図５（ａ）乃至（ｃ）は、照射ヘッド５１をタイヤ半径方向に移動させるときの動作を示す図である。ヘッド移動データは、次のように生成される。形状計測装置６により得られた形状データに基づいて、レーザー照射装置５の装置原点から径方向移動機構５２を動作させて照射ヘッド５１をタイヤ最大幅部Ｗｍａｘの直上に配置するための移動量を設定する。次に、照射ルートデータＲの照射開始点からタイヤ最大幅部Ｗｍａｘの直上における照射ヘッド５１のレンズ５１ａまでの距離が照射距離Ｌａとなるように、高さ方向移動機構５３の上下方向の移動量及び照射方向変更機構５４の回転量とを設定する。
次に、照射開始点を起点として、図５（ａ）乃至（ｃ）に示すように、照射ルートデータＲにおける照射位置が半径方向内側から外側に移動するときに、照射ヘッド５１の回転中心をタイヤ最大幅部Ｗｍａｘの直上に位置させた状態を維持しつつ、照射距離Ｌａを維持するように、高さ方向移動機構５３の上下方向の移動量及び照射方向変更機構５４の回転量とを設定する。
図６（ａ）乃至（ｃ）は、レーザー光Ｚの照射により形成された凹部Ｍのタイヤ半径方向の断面形状を示す図である。
上述のように、照射ヘッド５１をタイヤ２の最大幅の上方に位置するようにして、高さ方向移動機構５３の上下方向の移動量及び照射方向変更機構５４の回転量のみを制御して照射ヘッド５１から照射されるレーザー光Ｚをサイド面２ａに対して傾斜して照射することにより、凹部Ｍが斜めに形成され、凹部Ｍのタイヤ内周側が深く、外側が浅くなり、後工程においてタイヤ２のサイド面２ａに印刷する場合に、インク滴の液だれを防止することができる。
レーザー制御手段１１０は、照射ヘッド５１の位置を制御するヘッド位置制御部１１１と、照射ヘッド５１から出力されるレーザー光Ｚの出力動作を制御する照射動作制御部１１２とを備える。
ヘッド位置制御部１１１は、照射位置設定手段１０３から出力されたヘッド移動データに基づき、照射ヘッド移動機構５０の動作を制御する。すなわち、タイヤ２のサイド面２ａに対するレーザー光Ｚの照射位置及び照射方向を制御する。
図７はレーザー光の照射間隔を示す図、図８はレーザー光の照射制御を模式的に示した図である。図８に示すように、照射動作制御部１１２は、照射ヘッド５１から照射されるレーザー光Ｚのオン−オフ動作を制御する。照射動作制御部１１２は、上記ヘッド位置制御部１１１の制御により移動する照射ヘッド５１の速度に応じて、レーザー光Ｚが間欠的に出力されるように、照射ヘッド５１に対し、照射時間及び照射間隔を制御するためのパルス状の信号を出力する。例えば、照射ヘッド５１の移動速度が速いときにはパルス間隔を短く、移動速度が遅いときにはパルス間隔を長くするように制御する。図８に示すパルス間隔は、照射ルートデータＲに沿ってレーザー光Ｚを照射したときに、図７，図８に示すようにサイド面２ａに形成される隣接する凹部Ｍ同士が互いに重複するように設定される。例えば、後工程における処理が、インクジェット方式によりサイド面２ａにインク滴を被着させてインク層を形成する場合には、図９に示すように、隣接する凹部Ｍの最深部ｍ１同士の間隔Ｄが、インクジェット方式の印刷ヘッド９０から吐出されるインク滴９０ａの直径ｄよりも大きく、例えば１００μｍよりも小さくなるようにタイヤの回転速度に応じてパルス幅を制御する。
なお、レーザー光Ｚを間欠的に出力するとは、レーザー光Ｚの照射を一定周期ごとに行うオン−オフ制御や、レーザー光Ｚの強弱を一定周期ごとに切り替える制御も含む。また、照射動作制御部１１２は、上記ヘッド位置制御部１１１の動作により照射ヘッド５１を移動させる速度に応じて照射ヘッド５１からレーザー光を照射するためのパルス間隔を制御すると説明したが、パルス間隔を一定にして照射ヘッド５１を移動させる速度を調節するように照射ヘッド移動機構５０を制御するようにしても良い。
以下、離型剤除去装置１による離型剤の除去動作について説明する。なお、以下で説明する動作は、後工程としてタイヤ２のサイド面２ａにホワイトリボンを印刷する印刷工程が設けられているものとする。搬送装置７によってタイヤ２が搬送されると、搬送装置７の搬送経路上方に設けられた図外のバーコードリーダによりタイヤ２のサイド面２ａに貼付されたバーコードが読み取られ、タイヤ２の種別情報がタイヤ位置制御手段１０１に出力される。タイヤ位置制御手段１０１は、読み取ったタイヤ２の種別情報に対応するタイヤ情報、及び後工程の印刷情報を記憶手段から読み出して取得する。ここでいうタイヤ情報とはタイヤ２のサイズなどをいい、印刷情報とはタイヤ２のサイド面２ａのどの領域に何を印刷するか等の情報をいう。
次に、タイヤ位置制御手段１０１によりタイヤ位置設定工程が実行される。タイヤ位置制御手段１０１は、搬送装置７に設けられた図外のセンサーにより、タイヤ２が離型剤の除去位置に搬送されたことを検知すると、バーコードから読み取ったタイヤ情報に基づいて、タイヤ情報に対応した高さまで下側リム体３０を上動させる信号を昇降装置３４に出力する。これにより、下側リム体３０の係合部３８がタイヤ２の下側に開口するリム装着孔１５に嵌め込まれるとともに、上側リム体４０の係合部４３がタイヤ２の上側に開口するリム装着孔１６に嵌め込まれる。
次に、タイヤ位置制御手段１０１は、空気注入装置３３に空気注入信号を出力し、タイヤ２に所定内圧が印加されるように、空気供給源４５からタイヤ２内に空気を供給する。これにより、タイヤ２は、リム装着孔が上下リム体４０；３０の係合部３８；４３に密着して、上下リム体４０；３０とにより支持される。
タイヤ２内への空気の供給が完了すると、タイヤ位置制御手段１０１は、形状計測制御手段１０２にサイド面２ａの形状測定が可能となった旨の信号を報知する。
次に、形状計測制御手段１０２による形状計測工程が実行される。
形状計測制御手段１０２は、センサー移動機構６０を駆動して計測センサー６１から照射されるスリット光の範囲が印刷範囲とタイヤ最大幅部Ｗｍａｘ、すなわち、タイヤ半径方向におけるレーザー光Ｚの照射領域１０とタイヤ最大幅部Ｗｍａｘとを含むように計測センサー６１の位置を調節する。
形状計測制御手段１０２は、計測センサー６１の位置の調節が完了するとタイヤ位置制御手段１０１に形状計測を開始する信号を出力して、回転装置３５を駆動させるとともに計測センサー６１をオン動作させ、サイド面２ａの形状を計測する。
タイヤ位置制御手段１０１は、タイヤ２が１周分回転すると、形状計測制御手段１０２にタイヤ２が一周したことを報知する信号を出力して、計測センサー６１による形状計測を終了させる。これにより、タイヤ１周分に亘るサイド面２ａの形状が形状データとして取得されるとともに、計測センサー６１の測定位置からタイヤ表面までの距離データが取得される。計測センサー６１により取得された形状データ及び距離データは、照射位置設定手段１０３に出力される。
照射位置設定手段１０３は、タイヤ２に対応するマスターデータを記憶手段から読み出し、このマスターデータと形状データとを比較して、マスターデータに対する形状データの計測開始位置との周方向の位置ズレ量を算出する。
次に、マスターデータに含まれる後工程での印刷領域を、形状データから位置ずれ量分補正し、補正後の印刷領域と対応する範囲をレーザー光Ｚの照射領域１０として設定する。次に、照射領域１０内を連続してレーザー光Ｚが走査するように照射ルートデータＲを生成する。
次に、照射ルートデータＲに基づき、タイヤ位置設定装置３に出力するタイヤ回転データと、レーザー照射装置５に出力するヘッド位置データとを生成し、それぞれのデータをタイヤ位置制御手段１０１、及びレーザー制御手段１１０に出力する。
次に、レーザー制御手段１１０によりレーザー照射工程が実施される。まず、レーザー制御手段１１０のヘッド位置制御部１１１が、ヘッド位置データに基づいて、径方向移動機構５２を駆動して照射ヘッド５１をタイヤ最大幅部Ｗｍａｘの上方に配置する。
次に、照射ルートデータＲの照射開始位置までの距離が、照射距離Ｌａとなるように高さ方向移動機構５３及び照射方向変更機構５４を動作させ、照射ヘッド５１の上下方向の位置及び照射方向の位置決めをする。なお、照射ヘッド５１をタイヤ最大幅部Ｗｍａｘの上方に配置するとは、照射ヘッド５１が取り付けられる照射方向変更機構５４のアーム５４Ｂの回転軸心が、タイヤ２の回転中心軸Ｏに沿うタイヤ最大幅部Ｗｍａｘの延長線上に位置することをいう。
レーザー制御手段１１０は、照射ヘッド５１の位置決めが完了すると、タイヤ位置制御手段１０１の回転装置３５に信号を出力し、回転装置３５を動作させる。また、レーザー制御手段１１０は、照射動作制御部１１２を制御してレーザー光Ｚを間欠的に照射しつつ、ヘッド位置制御部１１１を制御して高さ方向移動機構５３及び照射方向変更機構５４をヘッド位置データに基づいて動作させる。なお、回転装置３５によるタイヤ２の回転、及び照射ヘッド５１からのレーザー光Ｚの照射は同期して開始される。照射動作制御部１１２は、タイヤ２の回転装置３５の回転速度に応じて間欠的に出力するレーザー光Ｚのパルス幅を制御し、サイド面２ａの円周方向における照射間隔が一定、かつ隣接する照射部分に重複部Ｘを有するように制御する。
ヘッド位置制御部１０７は、同一半径分の照射が終了すると、レーザー光Ｚの照射距離Ｌａを維持したまま照射位置が半径方向に移動するように、高さ方向移動機構５３及び照射方向変更機構５４を制御する。
上記動作を照射ルートデータＲの照射終了点まで繰り返すことにより、サイド面２ａのホワイトリボンの印刷対象領域は、複数の凹部Ｍが互いに重複部Ｘを有するように規則的に配置された凹凸状に形成される。この印刷対象領域は、凹部Ｍの形成により離型剤がゴムとともに除去されている。
そして、両方のサイド面２ａの離型剤の除去処理が完了したタイヤ２は、図外の搬送手段により後工程の印刷工程へと搬送され、印刷領域に対して、インク滴９０ａを印刷ヘッド９０から吐出するインクジェット方式により印刷が実行される。
図９は、印刷工程を示す模式図である。同図に示すように、インクジェット方式により印刷ヘッド９０から吐出されるインク滴９０ａの直径ｄは隣接する凹部Ｍの最深部ｍ１間の距離よりも小さいため、印刷ヘッド９０から吐出されたインク滴９０ａは、表面張力により凹部Ｍを跨ぐように浮いた状態にならず、凹部Ｍ内部に確実に侵入して被着し、凹部Ｍを埋めるように積層されてインク層９１がタイヤ表面に形成される。
［実施例］
図１０（ａ）は本発明に係る方法により、タイヤ表面から離型剤を除去した後に白色のインク層を形成したサイド面２ａをコインで引っ掻いた状態を示す図である。また、図１０（ｂ）は従来の方法（洗浄剤による拭き取り）によりタイヤ表面から離型剤を除去した後に白色のインク層を形成したサイド面２ａをコインで引っ掻いた状態を示す図である。
図１０（ａ）に示すように、本発明に係る方法により離型剤を除去したものは、一部にインク層の欠損が見られるものの、ほとんどがインク層に傷が生じただけであり、大きな剥離は見られていない。
一方、図１０（ｂ）に示すように、従来の方法により離型剤を除去したものは、インク層に傷とともに大きな剥離が見られている。
以上の結果から、本発明によれば、タイヤ表面に対して形成されたインク層の密着力が向上していることが明らかである。
以上説明したように、本発明によれば、照射距離を一定に保つことで、タイヤ表面に照射されるレーザー光の強度を一定に保ち、レーザー光の照射により形成された凹部Ｍの最深深さを一定にすることができる。また、このようにして形成された凹部Ｍは、図６に示すように、タイヤ表面に対して凹部Ｍの中心が傾斜しているため、各凹部Ｍのタイヤ中心側の開口縁が高くなり、インクなどの液状物を被着させる場合に、凹部Ｍからのインクの液だれを防止できる。
また、上述の実施形態では、照射ヘッド５１のタイヤ半径方向における位置を固定し、高さ方向移動機構５３及び照射方向変更機構５４を駆動して、照射ヘッド５１を移動させ、タイヤ表面に対する向きを変化させながらタイヤ表面に対するレーザー光の照射距離を保つように制御したが、径方向移動機構５２と、高さ方向移動機構５３と、照射方向変更機構５４とを駆動して、照射ヘッド５１から照射されるレーザー光の照射距離がタイヤ表面に対して一定の距離を維持するように常にタイヤ表面の法線方向から照射するように制御しても良い。
このように、被着物の被着領域を埋め尽くすように複数の凹部を規則的に形成し、凹凸状にすることにより、例えば、シーリング材、吸音材やタイヤモニタリング装置などの被着物を、接着剤を介してタイヤ内表面に被着する場合には、接着剤の付着する付着面積が凹部Ｍの形成前と比べて大きくなるため、被着物をタイヤ表面により強固に接着することができる。
例えば、タイヤ内周面に接着剤を介して被着物を被着させる場合には、離型剤除去装置１の下側リム体３０のみでタイヤを回転可能に支持するように構成すれば良い。すなわち、上述の実施形態の離型剤除去装置１から上側リム体４０及び支持軸４１、及び空気注入装置３３を除いた構成とする。そして、図１に示した下側リム体３０の係合部３８に下側のリム嵌着孔を係合させてタイヤ２を保持させ、上側のリム嵌着孔からタイヤ２の内部に、計測センサー６１及び照射ヘッド５１が、侵入するようにセンサー移動機構６０と照射ヘッド移動機構５０とを動作させれば良い。
なお、センサー移動機構や照射ヘッド移動機構を複数の関節を有するロボットアームで構成し、この先端に照射ヘッド５１や計測センサー６１を取り付けて、上記動作をさせても良い。例えば、５自由度を有するロボットアームの場合には、タイヤ位置設定装置３を不要とし、搬送装置７で搬送されたままの横向き状態や、タイヤ２を立てた状態を維持可能な簡易な支持手段で縦向き状態を維持したまま離型剤を除去できる。
１ 離型剤除去装置、２ タイヤ、２ａ サイド面、３ タイヤ位置設定装置、
５ レーザー照射装置、６ 形状計測装置、３０；４０ リム体、
３８；４３ 係合部、５１ 照射ヘッド、６１ 計測センサー、１００ 制御装置、
Ｍ 凹部。

Claims (7)

  1. 加硫成型後のタイヤ表面において被着物が被着される被着領域から離型剤を除去する離型剤除去方法であって、
    前記被着領域におけるタイヤ表面のゴムを除去可能な強度を有するレーザー光を移動させながら間欠的に照射し、前記被着領域内に、隣接する各凹部同士が互いに重複する重複部を有するように、複数の凹部を形成することを特徴とする離型剤除去方法。
  2. 前記各凹部における凹部形成前のタイヤ表面から、凹部形成後の最深部までの深さが１０μｍよりも浅いことを特徴とする請求項１記載の離型剤除去方法。
  3. 前記各凹部の深さを最深部から周縁に向かって浅くなるように形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の離型剤除去方法。
  4. 前記隣接する各凹部における前記最深部の間隔を、インクジェット方式により吐出され、前記被着部を形成するインク滴の直径よりも大きく、かつ、１００μｍ以下となるように形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の離型剤除去方法。
  5. 前記各凹部における凹部形成前のタイヤ表面から、凹部形成後の最深部までの深さを８μｍ以下に形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の離型剤除去方法。
  6. 前記レーザー光を前記タイヤ表面に対して、当該タイヤ表面の傾斜方向に沿う方向に傾斜させて照射することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の離型剤除去方法。
  7. 表面に、深さが１０μｍよりも浅く、離型剤が除去された複数の凹部を有する被着領域を有し、当該被着領域以外の表面に離型剤を有するタイヤであって、
    前記複数の凹部は、間欠的に形成され、隣接する各凹部同士が互いに重複する重複部を有することを特徴とするタイヤ。
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