JP7238555B2 - 金型面のレーザ洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザヘッドから照射するレーザ光によって金型面を洗浄するレーザ洗浄方法に関する。

例えば、タイヤの加硫金型は、繰り返し使用されることにより、金型面に、ゴムや離型剤等からなる汚れが付着する。この汚れは徐々に積み重なり、そのまま放置すれば、成形精度に悪影響を及ぼし、タイヤの品質を低下させる。そのため、金型面を定期的に洗浄することが必要となる。

下記の特許文献１には、レーザ光を成形面に照射し、複雑な形状の成形面であっても、人手をかけずに汚れを効率よく除去できる洗浄システムが提案されている。この洗浄システムでは、モールドを洗浄する際、カメラによりこのモールドの成形面の３次元の画像データ取得し、取得した画像データに基づいて、レーザヘッドを成形面に沿って移動させつつレーザ光を照射し、成形面に付着した汚れを除去している。

国際公開第２０１５／１９９１１３号

前記特許文献１では、図１１に概念的に示すように、レーザヘッドａを、成形面ｂに対し、垂直方向に一定の距離ｃを保って移動させている。

しかし、レーザ光の焦点深度は、通常±１０mm程度、即ち焦点深度の幅が２０mm程度と狭い。そのため、金型がトレッド形成用の金型の場合、成形面ｂに形成されるトレッド溝形成用の凹凸部ｅの深さ変化ｄ１については、焦点深度の幅以内であるため対応可能である。しかし、トレッド輪郭形状ｆに起因する半径方向の深さ変化ｄ２については、焦点深度の幅を越えるため、対応することができない。

そのため特許文献１では、レーザ光の照射幅ｗが異なる複数のレーザヘッドを用い、垂直方向の深さ変化の大きい領域（例えばショルダー側の領域）では、照射幅ｗが小なレーザヘッドを用いてる。これにより、照射エリア内での深さ変化を、焦点深度の幅以内に抑え、照射ムラ、洗浄ムラを抑制している。

しかしながら、レーザ光を垂直方向に照射する場合、成形面における垂直方向の高さ変化は大きくなる。そのため、レーザ光の照射幅をより狭く設定する必要がある。その結果、レーザ光の照射回数の増加を招き、洗浄効率を低下させるという問題がある。

そこで、本発明は、照射エリア内での深さ変化を焦点深度の幅以内に抑えながら、レーザ光の照射幅をより広く設定でき、洗浄ムラを抑えながら洗浄効率を向上させうる金型面のレーザ洗浄方法を提供することを課題としている。

本発明は、金型面を、レーザヘッドから照射するレーザ光によって洗浄するレーザ洗浄方法であって、
前記金型面を測定し、前記金型面の３次元プロファイルをうる測定工程、
前記３次元プロファイルのデータに基づき、前記レーザヘッドの移動動作と前記レーザ光の照射幅とを設定するティーチング工程、
及び前記ティーチング工程によって設定された前記移動動作と前記照射幅とに基づいて、前記金型面を洗浄する洗浄工程を含み、
前記ティーチング工程は、前記３次元プロファイルを、第１座標軸方向に延びる帯状をなしかつ前記照射幅のレーザ光によって洗浄するための複数の洗浄領域に区分するステップを含み、
各前記洗浄領域は、それぞれ、前記洗浄領域の幅中心を通って前記洗浄領域の輪郭面と直交する基準線に沿った深さ方向において、前記洗浄領域の最深部と最浅部との深さの差Δｈを、前記レーザ光の焦点深度の幅Ｆ以下としている。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、前記金型面は、タイヤ加硫金型の金型面であり、前記第１座標軸方向はタイヤ周方向であるのが好ましい。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、前記焦点深度の幅Ｆは、２０mmであるのが好ましい。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、前記レーザ光の照射幅は、１０～７０mmの範囲であるのが好ましい。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、前記第１座標軸方向と直交する第２座標軸方向で隣り合う洗浄領域のうちの一方の洗浄領域を照射する前記レーザ光の照射エリアと、他方の洗浄領域を照射する前記レーザ光の照射エリアとは、部分的に重なるととともに、その重なり幅は３～５mmであるのが好ましい。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、前記洗浄工程において、各前記洗浄領域は、それぞれ、前記照射幅のレーザ光を前記第１座標軸方向に移動させるレーザ照射を１回以上行うことにより洗浄されるのが好ましい。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、各前記洗浄領域において、前記レーザ照射の回数は複数回であるのが好ましい。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、前記複数回のレーザ照射は、前記レーザ光の光軸が前記基準線に対して、第２座標軸方向に角度＋αで傾く第１レーザ照射と、角度－αで傾く第２レーザ照射とを含むのが好ましい。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、前記第１レーザ照射は、前記レーザ光の光軸が前記基準線に対して、第１座標軸方向に角度＋βで傾くレーザ照射と、角度－βで傾くレーザ照射とからなるのが好ましい。

本発明に係る金型面のレーザ洗浄方法において、前記第２レーザ照射は、前記レーザ光の光軸が前記基準線に対して、第１座標軸方向に角度＋βで傾くレーザ照射と、角度－βで傾くレーザ照射とからなるのが好ましい。

本発明は、３次元プロファイルのデータに基づいてレーザヘッドの移動動作とレーザ光の照射幅とを設定するティーチング工程において、前記３次元プロファイルを、第１座標軸方向に延びる帯状の複数の洗浄領域に区分している。この洗浄領域は、照射幅のレーザ光によって洗浄するための領域である。

各前記洗浄領域では、それぞれ、前記洗浄領域の幅中心を通って前記洗浄領域の輪郭形状と直交する基準線に沿った深さ方向において、前記洗浄領域の最深部と最浅部との深さの差Δｈが、前記レーザ光の焦点深度の幅Ｆ以下とされている。

従って、前記基準線に沿ってレーザ光を照射することで、垂直方向にレーザ光を照射する場合に比して、照射エリア内での深さ変化を焦点深度の幅Ｆ以内に抑えながら、照射幅をより広く設定することができる。その結果、洗浄ムラを抑えながら洗浄効率を向上させることが可能になる。

本発明の金型面のレーザ洗浄方法を実施するためのレーザ洗浄装置の一実施例を示す概念図である。 金型の一実施例を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、測定工程を説明する概念図である。 ティーチング工程によって区分された洗浄領域を示す３次元プロファイルの斜視図である。 洗浄領域を説明する部分拡大図である。 洗浄工程を説明する概念図である。 （ａ）～（ｃ）は、ティーチング工程における洗浄領域の区分方法の一例を示す概念図である。 （ａ）、（ｂ）は、第１レーザ照射及び第２レーザ照射を示す概念図である。 （ａ）、（ｂ）は、第１レーザ照射及び第２レーザ照射をなす角度＋β及び角度－βのレーザ照射を示す概念図である。 （ａ）～（ｃ）は、ティーチング工程における洗浄領域の区分方法の他の例を示す概念図である。 本発明の課題を説明するための概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本発明のレーザ洗浄方法を実施するためのレーザ洗浄装置１は、金型２を保持するための載置台３と、保持された金型２の金型面２Ｓの３次元プロファイルをうるための測定手段４と、金型面２Ｓにレーザ光Ｌを照射するためのレーザヘッド５と、レーザヘッド５を支持するための多軸ロボット６と、３次元プロファイルのデータに基づいて多軸ロボット６を制御するための制御装置７とを含んで構成される。

金型２は、本例では、タイヤ加硫金型であり、特には、トレッド成形モールドのセグメント８である場合が示される。図２に示すように、セグメント８は、タイヤのトレッド面を成形するための円弧状の成形面８Ａと、成形面８Ａのタイヤ軸方向両側に連なる割面８Ｂとを含む。本例では、成形面８Ａと割面８Ｂとが、洗浄対象となる金型面２Ｓを構成している。割面８Ｂは、サイドウォール成形モールド（図示省略）との分割面である。

成形面８Ａには、トレッドパターン形成用の凸部９が形成される。凸部９として、タイヤ周方向に延びる例えば３本の周方向リブ９Ａと、この周方向リブ９Ａとは交差する向きに延びる複数の横リブ９Ｂとが配されている。凸部９はトレッドパターンに応じて形成される。

このような金型２（セグメント８）は、図１に示すように、金型面２Ｓを上方に向けた状態にて載置台３に保持される。本例の載置台３は固定台であり、金型２を所定位置で移動しないように保持する場合が示される。しかし、例えば金型２がサイドウォール成形モールドである場合には、載置台３として、サイドウォール成形モールドをタイヤ軸心回りで回転可能に支持するための回転テーブルを採用することもできる。

多軸ロボット６として、産業用マニピュレータが好適に採用しうる。本例の多軸ロボット６は、例えば、土台部分に配される旋回台１１と、旋回台１１上に支持されるロボットアーム１２とを含む。ロボットアーム１２は、複数の支点１２Ａによって屈曲可能であり、またロボットアーム１２は、伸縮可能なアーム部分１２Ｂを含む。これにより、ロボットアーム１２の先端部に取り付けたレーザヘッド５に、３次元的な移動動作を自在に行わせることができる。

レーザヘッド５として、レーザーメーカーから提案、販売されている種々のものが採用しうる。このレーザヘッド５は、レーザ発振器（図示省略）から出力されるパルス光を、内蔵するミラーによって幅方向にスキャンし、これによりレーザ光Ｌの照射幅Ｌｗを、例えば１０～７０mmの範囲で調整しうる。照射幅Ｌｗは、光軸とは直角方向のレーザ光Ｌの幅を意味する。

本例のレーザヘッド５は、例えば±１０mmの焦点深度を具える。即ち、焦点深度の幅Ｆは２０mmである。従って、この焦点深度内では、レーザ光Ｌは、ほぼ均一のエネルギーを作用させることができ、照射ムラ、洗浄ムラを抑えることができる。

測定手段４は、載置台３に保持された金型２の金型面２Ｓを測定し、その３次元プロファイルＰＡ（図３（ｂ）に示す）をうる。測定手段４として、金型面２Ｓの３次元形状を測定しうるものであれば良く、例えば、各種のセンサ及びカメラが採用できる。

前記「３次元プロファイルＰＡ」には、トレッドパターン形成用の前記凸部９による凹凸形状も含まれる。また後述する「輪郭形状ＰＢ」は、３次元プロファイルＰＡのうち、前記凸部９による凹凸形状を除外して滑らかに繋いだ仮想プロファイルを意味している。

次に、レーザ洗浄装置１を用いたレーザ洗浄方法を説明する。レーザ洗浄方法は、測定工程と、ティーチング工程と、洗浄工程とを含む。

測定工程は、前記測定手段４を用いて金型面２Ｓを測定し、その３次元プロファイルＰＡをうる工程である。本例では、測定手段４として、３Ｄレーザセンサ４Ａが用いられている。この３Ｄレーザセンサ４Ａは、ロボットアーム１２に取り付き、自在な位置に移動可能である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本例の測定工程では、タイヤ軸方向の複数位置（例えば３位置）にて、それぞれ、金型面２Ｓをタイヤ周方向にスキャンし、各位置における測定データＤを、例えばコンピュータである制御装置７に送信する。制御装置７では、各位置毎の測定データＤを合算し、金型面２Ｓ全体の３次元プロファイルＰＡを作成する。

ティーチング工程では、３次元プロファイルＰＡのデータに基づき、レーザヘッド５の移動動作と、レーザ光Ｌの照射幅Ｌｗとが設定される。

このティーチング工程は、図４に概念的に示すように、３次元プロファイルＰＡを、第１座標軸方向に延びる帯状の複数（本例では５本）の洗浄領域Ｙに区分するステップを含む。この洗浄領域Ｙは、洗浄領域Ｙ毎に設定される照射幅Ｌｗのレーザ光Ｌを、第１座標軸方向に移動させることによって洗浄される領域として形成される。図３～９では、便宜上、３次元プロファイルＰＡは、横リブ９Ｂによる凹凸を省略して描かれている。

本例では、第１座標軸方向として、タイヤ周方向が設定される。また第１座標軸方向と直交する第２座標軸方向として、タイヤ軸方向が設定される。

図５に、３次元プロファイルＰＡの一部が示される。図５に代表して示されるように、各洗浄領域Ｙでは、それぞれ、基準線Ｊに沿った深さ方向（以下「基準線Ｊ方向」という場合がある。）において、洗浄領域Ｙの最深部ｙａと最浅部ｙｂとの深さの差Δｈが、レーザ光Ｌの焦点深度の幅Ｆ以下に設定されている。即ち、各洗浄領域Ｙにおいて、基準線Ｊ方向における洗浄領域Ｙの深さ変化の最大Δｈ（前記深さの差Δｈに相当する。）が、焦点深度の幅Ｆ以下に設定されている。

基準線Ｊとは、洗浄領域Ｙの幅中心Ｃを通って、その洗浄領域Ｙの輪郭形状ＰＢと直交する線として定義される。また幅中心Ｃとは、輪郭形状ＰＢと直交する線のうち、洗浄領域Ｙの両端（第１座標軸方向の両端）との間の距離が等しい線が、前記３次元プロファイルＰＡと交わる点を意味する。

このステップでは、基準線Ｊ方向における洗浄領域Ｙの深さ変化の最大Δｈを、焦点深度の幅Ｆ以下に抑えながら、洗浄領域Ｙの基準線Ｊと直角方向の領域巾Ｙｗが最も大きくなるように、３次元プロファイルＰＡを複数の洗浄領域Ｙに区分することができる。その結果、焦点深度を外れることによる洗浄ムラを抑えながら、洗浄効率を向上させることが可能になる。

ここで、前記ステップにおける洗浄領域Ｙの区分方法の一例を説明する。図７（ａ）に示すように、３次元プロファイルＰＡの第２座標軸方向の一端を始点Ｑａ１とし、３次元プロファイルＰＡ上にて、仮の幅中心Ｃ’を、始点Ｑａ１から第２座標軸方向の他端側に向かって移動させていく。そして移動毎に、仮の幅中心Ｃ’を通って輪郭形状ＰＢと直交する仮の基準線Ｊ’を設ける。この仮の基準線Ｊ’と前記始点Ｑａ１との間の距離と等しい距離を仮の基準線Ｊ’から他端側に隔たる３次元プロファイルＰＡ上の点を終端Ｑｂ１とする。そして始点Ｑａ１と終端Ｑｂ１と間を、仮の洗浄領域Ｙ’とし、この仮の洗浄領域Ｙ’において、仮の基準線Ｊ’方向の深さ変化の最大Δｈ’を求める。そして、最大Δｈ’と焦点深度の幅Ｆとを比較し、Δｈ’＜Ｆのとき、前記仮の幅中心Ｃ’を他端側にさらに移動させ、上記の操作が順次繰り返される。

前記仮の幅中心Ｃ’の移動は、所定の間隔で行うのが好ましい。前記間隔として１～５mmの範囲が好適であるが、演算効率の観点から、本例では５mmが採用される。なお、仮の幅中心Ｃ’の移動は、連続的であっても良い。

そして図７（ｂ）に示すように、Δｈ’≦Ｆを満たす仮の洗浄領域Ｙ’のうちで、領域巾Ｙｗが予め設定された上限値Ｙｗmax に最も近いものが、一番目の洗浄領域Ｙとして設定される。領域巾Ｙｗの上限値Ｙｗmax として、レーザ光Ｌの調整幅の上限値（例えば７０mm）が好適に採用される。

二番目の洗浄領域Ｙとしては、図７（ｃ）に示すように、一番目の洗浄領域Ｙの終端Ｑｂ１を、二番目の洗浄領域Ｙの始端Ｑａ２とし、仮の幅中心Ｃ’を始端Ｑａ２から他端側に向かって移動させていく。そして一番目の洗浄領域Ｙの場合と同様、Δｈ’≦Ｆを満たす仮の洗浄領域Ｙ’のうちで、領域巾Ｙｗが予め設定された上限値Ｙｗmax に最も近いものが、二番目の洗浄領域Ｙとして設定される。

これを順次繰り返すことにより、図４に示すように、３次元プロファイルＰＡを、Δｈ≦Ｆ を満たし、かつ領域巾Ｙｗが上限値Ｙｗmax 以下で最大となる複数の洗浄領域Ｙに区分することができる。

このような演算は、前記制御装置７内に予め組み込まれた演算プログラムを用いて自動的に行われる。

図６に示すように、ティーチング工程では、洗浄領域Ｙ毎に、その洗浄領域Ｙを照射するためのレーザ光Ｌの照射幅Ｌｗが設定される。この照射幅Ｌｗは、領域巾Ｙｗ以上であり、好ましくはＬｗ＞Ｙｗ、さらに好ましくは、差（Ｌｗ－Ｙｗ）が３～５mmである。

また、ティーチング工程では、洗浄領域Ｙ毎に、レーザヘッド５の洗浄領域Ｙからの距離が設定される。具体的には、図５に示すように、各洗浄領域Ｙにおいて、基準線Ｊ上かつ前記深さの差Δｈの１／２のとなる高さの位置Ｋが焦点となるように、レーザヘッド５の位置が設定される。

洗浄工程では、図６に示すように、ティーチング工程によって設定されたレーザヘッド５の移動動作と、レーザ光Ｌの照射幅Ｌｗとに基づいて、金型面２Ｓが洗浄される。

具体的には、洗浄領域Ｙ毎に、その洗浄領域Ｙのために設定された照射幅Ｌｗのレーザ光Ｌを、第１座標軸方向（タイヤ周方向）に移動させるレーザ照射３０を１回以上行う。レーザ照射３０では、光軸を、基準線Ｊに一致或いは小角度で傾斜させながら、洗浄領域Ｙにレーザ光Ｌを照射させる。なお第１座標軸方向（タイヤ周方向）への移動は、連続的に移動させても、また断続的に移動させても良い。

このとき、各洗浄領域Ｙにおいて、照射幅Ｌｗを領域巾Ｙｗよりも大とすることで、第２座標軸方向（タイヤ軸方向）で隣り合うレーザ光Ｌの照射エリア３１同士が、部分的に重なる。これにより、照射エリア３１間に隙間が生じて洗浄ムラが発生するのを防止しうる。なお照射エリア３１間の重なり幅Ｗ３１は３～５mmであるのが好ましい。３mmを下回ると、誤差或いは作業バラツキによって、隙間が生じる恐れを招く。逆に、重なり幅Ｗ３１が５mmを越えても、洗浄作用に変化はないが、洗浄工程の時間が長くなるという不利を招く。なお重なり幅Ｗ３１は、輪郭形状ＰＢに沿った幅として定義される。

ここで、各洗浄領域Ｙにおいて、光軸を基準線Ｊに一致させてレーザ光Ｌを照射した場合、トレッドパターンによっては、金型面２Ｓ上の凸部９によって陰が生じ、レーザ光Ｌが直接当たらないことにより汚れが落ちない部位が発生する恐れを招く。

そこで本例では、洗浄領域Ｙ毎に、前記レーザ照射３０を複数回行う。この複数回のレーザ照射３０は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌの光軸ｊが基準線Ｊに対して、第２座標軸方向に角度＋αで傾く例えば２回の第１レーザ照射３０Ａと、角度－αで傾く例えば２回の第２レーザ照射３０Ｂとを含む。

「＋α」は、光軸ｊが基準線Ｊに対して第２座標軸方向の一方側（図では右側）にα度傾斜することを意味し、「－α」は、第２座標軸方向の他方側（図では左側）に傾斜することを意味する。

また図９（ａ）、（ｂ）に示すように、２回の第１レーザ照射３０Ａは、レーザ光Ｌの光軸ｊが基準線Ｊに対して、第１座標軸方向に角度＋βで傾くレーザ照射３０Ａ１と、角度－βで傾くレーザ照射３０Ａ２とからなる。

「＋β」は、光軸ｊが基準線Ｊに対して第１座標軸方向の一方側（図では右側）にβ度傾斜することを意味し、「－β」は、第１座標軸方向の他方側（図では左側）に傾斜することを意味する。

本例では、２回の第１レーザ照射３０Ａは、レーザ光Ｌを第１座標軸方向に往復させることによって行われ、レーザ照射３０Ａ１が往路側の照射として行われ、レーザ照射３０Ａ２が復路側の照射として行われる。

同様に、２回の第２レーザ照射３０Ｂは、レーザ光Ｌの光軸ｊが基準線Ｊに対して、第１座標軸方向に角度＋βで傾くレーザ照射３０Ｂ１と、角度－βで傾くレーザ照射３０Ｂ２とからなる。

本例では、２回の第２レーザ照射３０Ｂは、レーザ光Ｌを第１座標軸方向に往復させることによって行われ、レーザ照射３０Ｂ１が往路側の照射として行われ、レーザ照射３０Ｂ２が復路側の照射として行われる。

本例のように、各洗浄領域Ｙに対し、光軸ｊを（＋α，＋β），（＋α，－β），（－α，＋β），（－α，－β）とする合計４回のレーザ照射３０を行うことで、影などに起因する洗浄ムラの発生を抑制することができる。

なお｜α｜、｜β｜は、金型の種類に応じて設定される。例えば、トレッドパターンが複雑でないサマータイヤのトレッド成形モールドの場合、｜α｜は５～１０°の範囲、｜β｜は１０～１５°の範囲が好ましい。サイピングの多いスノータイヤ及びスタッドレスタイヤのトレッド成形モールドの場合、｜α｜は３～５°の範囲、｜β｜は３～５°の範囲が好ましい。またサイドウォール成形モールドの場合、｜α｜は５～１０°の範囲、｜β｜は１０～２０°の範囲が好ましい。

この金型の種類の決定は、例えば、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）等の識別システムを用い、金型の種類の情報を予め金型に持たせ、それを自動読込することによって判断させるのが好ましい。また、前記測定工程によって得た３次元プロファイルＰＡの凹凸周期などから種類を自動判断させる演算プログラムを制御装置７に組み込むことも好ましい。

図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、ティーチング工程において、３次元プロファイルＰＡを複数の洗浄領域Ｙに区分する方法の他の例を示す。

この例では、３次元プロファイルＰＡの第２座標軸方向の一端を始点Ｑａ１とし、３次元プロファイルＰＡ上にて、終端Ｑｂ１を第２座標軸方向の他端側に移動させ、先に仮の洗浄領域Ｙ’を仮設定する。そして、この仮の洗浄領域Ｙ’において、仮の基準線Ｊ’方向の深さ変化の最大Δｈ’を求め、焦点深度の幅Ｆと比較する。なお、仮の基準線Ｊ’は、輪郭形状ＰＢと直交する線のうちで、始点Ｑａ１及び終端Ｑｂ１と等距離れる線でとして定義される。そしてΔｈ’＜Ｆのとき、前記終端Ｑｂ１を他端側にさらに移動させ、上記の操作が順次繰り返される。終端Ｑｂ１の移動は、幅中心Ｃの場合と同様、所定の間隔で行うのが好ましく、間隔として１～５mmの範囲が好適である。なお、仮の幅中心Ｃ’の移動は、連続的であっても良い。

そして図１０（ｂ）に示すように、Δｈ’≦Ｆを満たす仮の洗浄領域Ｙ’のうちで、領域巾Ｙｗが予め設定された上限値Ｙｗmax （例えば７０mm）に最も近いものが、一番目の洗浄領域Ｙとして設定される。

二番目の洗浄領域Ｙとしては、図１０（ｃ）に示すように、一番目の洗浄領域Ｙの終端Ｑｂ１を、二番目の洗浄領域Ｙの始端Ｑａ２とし、終端Ｑｂ２を始端Ｑａ２から他端側に向かって移動させ、仮の洗浄領域Ｙ’を仮設定する。そして一番目の洗浄領域Ｙの場合と同様、Δｈ’≦Ｆを満たす仮の洗浄領域Ｙ’のうちで、領域巾Ｙｗが予め設定された上限値Ｙｗmax に最も近いものが、二番目の洗浄領域Ｙとして設定される。

これを順次繰り返すことにより、３次元プロファイルＰＡを複数の洗浄領域Ｙに区分する。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明のレーザ洗浄方法を用い、タイヤサイズ（１９５／６５Ｒ１５）の乗用車用タイヤにおけるトレッド成形モールドのセグメント（金型）を、表１の仕様に基づいて洗浄した。そして、洗浄後の汚れ残り、及び洗浄時間をテストした。なおレーザ光の光軸を常に垂直方向（タイヤ赤道面と平行）に向けたものを従来例とし、実施例と比較している。

「汚れ残り」については、洗浄領域間における汚れ残りの有無を目視によって観察した。

表１に示すように、実施例は、最小の領域幅を大きく設定しうることで、洗浄領域の数を減じることが可能となる。その結果、洗浄工程における洗浄時間が短縮されたことが確認できる。また照射エリア間の重なり幅が２mm以下では、洗浄領域間に汚れ残りが発生傾向となる。また重なり幅が６mm以上では、汚れ残りは発生しないが、洗浄領域の数が増えて、洗浄時間の増加傾向となる。従って、洗浄時間を短縮しながら、洗浄領域間の汚れ残りを抑えるために、重なり幅は３～５mmが好ましいのが確認できる。

基準線Ｊに対する光軸ｊの角度α、βを違えて、洗浄工程を行った。そして周方向リブの壁面における汚れ残り、及び横リブにおける汚れ残りを、それぞれ目視によって観察した。

表２に示すように、サマータイヤのトレッド成形モールドの場合、周方向リブの側面の汚れに対しては、光軸の角度αは５～１０°の範囲が好ましく、横リブの側面の汚れに対しては、光軸の角度βは１０～１５°の範囲が好ましいのが確認できた。

２Ｓ 金型面
５ レーザヘッド
３０ レーザ照射
３０Ａ 第１レーザ照射
３０Ａ１ レーザ照射
３０Ａ２ レーザ照射
３０Ｂ 第１レーザ照射
３０Ｂ１ レーザ照射
３０Ｂ２ レーザ照射
３１ 照射エリア
Ｃ 幅中心
Ｊ 基準線
Ｌ レーザ光
Ｌｗ 照射幅
ＰＡ３ 次元プロファイル
ＰＢ 輪郭形状
Ｗ３１ 重なり幅
Ｙ 洗浄領域
ｙａ 最深部
ｙｂ 最浅部
Δｈ 深さの差

Claims (9)

1. 金型面を、レーザヘッドから照射するレーザ光によって洗浄するレーザ洗浄方法であって、
   前記金型面を測定し、前記金型面の３次元プロファイルをうる測定工程、
   前記３次元プロファイルのデータに基づき、前記レーザヘッドの移動動作と前記レーザ光の照射幅とを設定するティーチング工程、
   及び前記ティーチング工程によって設定された前記移動動作と前記照射幅とに基づいて、前記金型面を洗浄する洗浄工程を含み、
   前記ティーチング工程は、前記３次元プロファイルを、第１座標軸方向に延びる帯状をなしかつ前記照射幅のレーザ光によって洗浄するための複数の洗浄領域に区分するステップを含み、
   各前記洗浄領域は、それぞれ、前記洗浄領域の幅中心を通って前記洗浄領域の輪郭形状と直交する基準線に沿った深さ方向において、前記洗浄領域の最深部と最浅部との深さの差Δｈを、前記レーザ光の焦点深度の幅Ｆ以下とし、
   前記第１座標軸方向と直交する第２座標軸方向で隣り合う洗浄領域のうちの一方の洗浄領域を照射する前記レーザ光の照射エリアと、他方の洗浄領域を照射する前記レーザ光の照射エリアとは、部分的に重なるととともに、その重なり幅は３～５mmである金型面のレーザ洗浄方法。
2. 前記金型面は、タイヤ加硫金型の金型面であり、前記第１座標軸方向はタイヤ周方向である、請求項１記載の金型面のレーザ洗浄方法。
3. 前記焦点深度の幅Ｆは、２０mmである、請求項１または２記載の金型面のレーザ洗浄方法。
4. 前記レーザ光の照射幅は、１０～７０mmの範囲である、請求項１～３の何れかに記載の金型面のレーザ洗浄方法。
5. 前記洗浄工程において、各前記洗浄領域は、それぞれ、前記照射幅のレーザ光を前記第１座標軸方向に移動させるレーザ照射を１回以上行うことにより洗浄される、請求項１～４の何れかに記載の金型面のレーザ洗浄方法。
6. 各前記洗浄領域において、前記レーザ照射の回数は複数回である、請求項５記載の金型面のレーザ洗浄方法。
7. 前記複数回のレーザ照射は、前記レーザ光の光軸が前記基準線に対して、第２座標軸方向に角度＋αで傾く第１レーザ照射と、角度－αで傾く第２レーザ照射とを含む、請求項６記載の金型面のレーザ洗浄方法。
8. 前記第１レーザ照射は、前記レーザ光の光軸が前記基準線に対して、第１座標軸方向に角度＋βで傾くレーザ照射と、角度－βで傾くレーザ照射とからなる、請求項７記載の金型面のレーザ洗浄方法。
9. 前記第２レーザ照射は、前記レーザ光の光軸が前記基準線に対して、第１座標軸方向に角度＋βで傾くレーザ照射と、角度－βで傾くレーザ照射とからなる、請求項７または８記載の金型面のレーザ洗浄方法。

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