JP2008229931A - 未加硫ゴムホースの予備加熱方法および装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】 未加硫ゴムホースの供給（送り）速度に関わらず、電磁誘導による予備加熱を均一に行い、加硫工程に先立つゴムホースの昇温を均一にして、加硫製品の安定した品質を確保できる未加硫ゴムホースの予備加熱方法および装置を提供することを目的とする。【解決手段】 磁性金属体２を含む未加硫ゴムホース１を電磁誘導コイル５の通電にて前記磁性金属体２に発生する電磁熱により予備加熱するものであって、速度検出手段４により検出した未加硫ゴムホース１の送り速度に応じて前記電磁誘導コイル５の電力を制御する電力制御手段６を設けたことにより、未加硫ゴムホース１の送り速度の加減に伴って電磁誘導コイル５の電力も加減されるので、磁性金属体２を含む未加硫ゴムホース１が過度に予備加熱されることがなく、均一かつ適度に昇温されて加硫工程における加硫時間が効果的に短縮され、加硫装置の小型化を可能にし、加硫製品の安定した品質が確保できる。【選択図】 図１

Description

本発明は、加硫に先立って磁性金属体を含む未加硫ゴムホースを電磁誘導コイルの通電にて前記磁性金属体に発生する電磁熱により予備加熱する未加硫ゴムホースの予備加熱方法および装置に関する。

従来、長尺のワイヤ補強されたゴムホースを連続加硫する場合には、押出機等によりゴムホースの外皮を押し出した後、その外周に樹脂や鉛等で仮の外型モールドを形成し、蒸気または温風等の加硫装置に導入し、外型モールドにて外周側を確実に抑え付けて、捕捉した状態にてゴムホースを効率よく連続的に加硫する方法が一般的である。加硫後には外型モールドを裂いて取り外していた。しかしながら、ゴムホースのような長尺のゴム材を連続加硫するには、未加硫のゴムホースを巻き取る加硫ドラムを収容した加硫装置は巨大なものとなった。そこで、加硫装置が巨大になるのを抑制するものとして、加硫に先立って補強体としての磁性金属体を含む未加硫ゴムホースを電磁誘導コイルの通電にて前記磁性金属体に発生する電磁熱により予備加熱することで、加硫装置における加硫時間を短縮し、ひいては加硫装置を小型化できるゴムホースの製造方法が提案された（例えば下記特許文献１参照）。
特開２００２−１０３３４０号公報（公報請求項１参照）。

図５を用いて前記特許文献１に開示されたゴムホースの製造方法を説明する。連続加硫装置１２２における加硫工程に先立って、加硫ゾーンの前方に配設された高周波誘導加熱装置１８４に前記未加硫の長尺ゴムホース１１０を連続的に供給しつつ、前記ワイヤ補強層１１６を誘導加熱し、該未加硫の長尺ゴムホース１１０を内部から加熱して昇温させて予備加熱するものである。このように、高周波誘導加熱装置１８４を用いて未加硫の長尺ゴムホース１１０を内部から予備加熱することにより、極めて短時間の中に簡便に加熱でき、連続加硫装置１２２における加硫工程時間を大幅に短縮させることができるので、連続加硫装置１２２を小型化することが可能となった。

しかしながら、高周波誘導加熱装置１８４を用いた予備加熱では、未加硫の長尺ゴムホース１１０が一定速度で供給されている場合は問題はないが、何らかのトラブルに遭遇した場合には、ラインを減速あるいは停止させ、復旧後にはラインを再稼働しなければならない。このような減速あるいは加速時において、高周波誘導加熱装置１８４内を通過する長尺ゴムホース１１０には所定の電力によるエネルギーが与えられ続ける。したがって、減速時の長尺ゴムホース１１０の単位長さ当たりに加えられるエネルギーは、定常の供給速度より過大となり、定格温度よりかなり上昇することになる。

そのために、誘導加熱されるワイヤ補強層１１６が未加硫の特性を維持する１８０°Ｃを超えて３００°Ｃ程度となり、ワイヤー表面に塗布された接着剤がベーキングを引き起こしてゴムとの接着性が著しく低下して剥離が起き易くなる。その結果ホースの耐圧性能も低下し、バースト等も起きやすくなる。このような問題を解決するものとして、ライン速度が変化した場合にホースに不良マークを施し、加硫後に不良マーク部分を除去する方法も採用された。しかし、不良マークを施すのは面倒な作業を伴う他、不良マーク部分の除去により良品率が低下して歩留りも悪化する懸念も生じた。

そこで本発明は、このような従来のゴムホースの製造方法の課題を解決し、未加硫ゴムホースの供給（送り）速度に関わらず、電磁誘導による予備加熱を均一に行い、加硫工程に先立つゴムホースの昇温を均一にして、加硫製品の安定した品質を確保できる未加硫ゴムホースの予備加熱方法および装置を提供することを目的とする。

このため本発明は、加硫に先立って磁性金属体を含む未加硫ゴムホースを電磁誘導コイルの通電にて前記磁性金属体に発生する電磁熱により予備加熱する未加硫ゴムホースの予備加熱方法において、速度検出手段により検出した前記未加硫ゴムホースの送り速度に応じて前記電磁誘導コイルの電力を制御することを特徴とする。また本発明は、加硫装置の上流に予備加熱装置を配設するとともに、該予備加熱装置内における未加硫ゴムホースの周囲に配設された電磁誘導コイルと、未加硫ゴムホースの送り速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段の検出値を処理する検出値処理手段と、該検出値処理手段からの処理信号により前記電磁誘導コイルの制御を行う電力制御手段とを設置したことを特徴とする。また本発明は、前記電力制御手段がパルス制御形態を有することを特徴とする。また本発明は、前記速度検出手段がロータリーエンコーダであることを特徴とする。また本発明は、前記速度検出手段がレーザー検出器であることを特徴とする。また本発明は、前記速度検出手段が前記電磁誘導コイルの近傍に設置されたことを特徴とする。また本発明は、前記速度検出手段が巻取りドラムの近傍に設置されたことを特徴とする。また本発明は、前記速度検出手段がガイドローラの近傍に設置されたことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、加硫に先立って磁性金属体を含む未加硫ゴムホースを電磁誘導コイルの通電にて前記磁性金属体に発生する電磁熱により予備加熱する未加硫ゴムホースの予備加熱方法において、速度検出手段により検出した前記未加硫ゴムホースの送り速度に応じて前記電磁誘導コイルの電力を制御することにより、未加硫ゴムホースの送り速度の加減に伴って電磁誘導コイルの電力も加減されるので、磁性金属体を含む未加硫ゴムホースが過度に予備加熱されることがなく、均一かつ適度に昇温されて加硫工程における加硫時間が効果的に短縮されて、加硫装置の小型化にも寄与できる上、加硫製品の安定した品質が確保できる。

また、加硫装置の上流に予備加熱装置を配設するとともに、該予備加熱装置内における未加硫ゴムホースの周囲に配設された電磁誘導コイルと、未加硫ゴムホースの送り速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段の検出値を処理する検出値処理手段と、該検出値処理手段からの処理信号により前記電磁誘導コイルの制御を行う電力制御手段とを設置したことにより、未加硫ゴムホースの送り速度を検出する速度検出手段による検出値に基づいて電磁誘導コイルを電力制御手段により適切に加熱制御でき、適度の電磁熱を発生させて未加硫ゴムホースを均一に予備加熱することができるので、加硫工程における加硫時間が効果的に短縮されて、加硫装置の小型化にも寄与できる上、加硫製品の安定した品質も確保できる。

さらに、前記電力制御手段がパルス制御形態を有する場合は、未加硫ゴムホースの送り速度を検出する速度検出手段による検出値に基づいて、電磁誘導コイルの通電時間をデジタル的にパルスの幅と間隔を適度に選定したパルス制御により適切な予備加熱温度が容易に得られる。さらにまた、前記速度検出手段がロータリーエンコーダである場合は、電力制御手段がパルス制御形態の場合に、容易に検出パルス信号が得られる。

また、前記速度検出手段がレーザー検出器である場合は、未加硫ゴムホースの送り速度である単位時間当たりの送り量を把握するのに、レーザー検出器であれば、未加硫ゴムホースの基準部位を格別の装置を用いることなく容易に特定できる。さらに、前記速度検出手段が前記電磁誘導コイルの近傍に設置された場合は、速度検出手段が予備加熱装置として電磁誘導コイルとともに取りまとめて装置化できる。

さらにまた、前記速度検出手段が巻取りドラムの近傍に設置された場合は、巻き取られて巻取り径が刻々変化する周速への変換が必要となるものの、巻取りドラムの回転数検出手段をゴムホースの送り速度検出手段として転用できる。また、前記速度検出手段がガイドローラの近傍に設置された場合は、ガイドローラの回転数検出手段をゴムホースの送り速度検出手段として転用できる。

以下、本発明の未加硫ゴムホースの予備加熱方法および装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の未加硫ゴムホースの予備加熱方法の原理の概略図、図２は加硫工程を含むゴムホースの製造工程の全体概略図、図３は本発明の未加硫ゴムホースの予備加熱方法および装置にて使用される汎用のロータリーエンコーダの原理斜視図、図４は速度検出手段からの検出信号と電力制御手段による電力制御信号を示す説明図である。本発明の未加硫ゴムホースの予備加熱方法および装置の基本的な構成は、図１に示すように、加硫に先立って磁性金属体２を含む未加硫ゴムホース１を電磁誘導コイル５の通電にて前記磁性金属体２に発生する電磁熱により予備加熱する未加硫ゴムホース１の予備加熱方法において、速度検出手段４により検出した前記未加硫ゴムホース１の送り速度に応じて前記電磁誘導コイル５の電力を制御することを特徴とする。

図１は本発明の予備加熱装置の原理の概略図で、図２は加硫工程を含むゴムホースの製造工程の全体概略図である。図２に示すように、本発明の予備加熱方法を実現する予備加熱装置１０は、繰出しドラム８と巻取りドラム９との間にて加硫装置１３の上流に配設される。繰出しドラム８から繰り出された未加硫ゴムホース１がガイドローラ１２Ａにガイドされて予備加熱装置１０に供給される。予備加熱装置１０では後述する電力制御された電磁誘導コイル５により磁性金属体２を含む未加硫ゴムホース１が予備加熱され、ガイドローラ１２Ｂおよび加硫装置１３内のガイドローラ１２Ｃにて転向ガイドされて加硫ドラム１１に巻き取られつつ加硫装置１３内にて加硫される。加硫されたゴムホース１はガイドローラ１２Ｄにガイドされて巻取りドラム９に巻き取られて製品となる。

次に、図１を用いて本発明の予備加熱装置を説明する。図２に示したように、加硫装置１３における加硫工程に先立って、未加硫ゴムホース１が繰出しドラム８と巻取りドラム９間にて適宜の駆動手段（巻取りドラム９の回転駆動等）により送り供給されている状態を予備加熱装置１０として示したものが図１である。未加硫ゴムホース１は、芯材であるマンドレル３に対してその外周に補強体である磁性金属体２を含むコード体が被覆され、さらにその外周にゴムホース本体であるゴム材が被覆されて構成される。磁性金属体２としては、金属糸を編み込んだ網状体、螺旋状配列体、軸方向配列体、あるいは金属粉を埋設して構成してもよい。このようにして構成した未加硫ゴムホース１の周囲の所定長さ（好適には少なくとも３０ｍｍ程度）に渡り、電磁誘導コイル５を遊嵌させて配設する。電磁誘導コイル５は後述する電力制御手段６によって通電制御される。

一方、電磁誘導コイル５の近傍には、未加硫ゴムホース１の外周に接して該未加硫ゴムホース１の送り供給速度を検出する速度検出手段４が配設される。本発明では、この速度検出手段４によって検出された未加硫ゴムホース１の送り速度に応じて、前記電磁誘導コイル５への通電制御がなされる。つまり、未加硫ゴムホース１の送り速度が低下すれば電磁誘導コイル５への通電量（電力）を減少させ、未加硫ゴムホース１の送り速度が上昇すれば電磁誘導コイル５への通電量を増大させるように構成される。速度検出手段４からの検出値が検出値処理手段７に入力され、該検出値処理手段７にて処理された処理信号を電力制御手段６にて制御信号に変換し、電磁誘導コイル５を交流通電制御する。

図３は速度検出手段４として本発明で使用される汎用のロータリーエンコーダーの例を示すものである。未加硫ゴムホース１の送り速度はその外周に接する回転体４Ａ（図１）の回転として取り出される。回転体４Ａはロータリーエンコーダー４の回転軸に直結されている。回転軸の回転はスリット円板の両面にそれぞれ対向配設された発光ダイオードとフォトトランジスタ間のパルス信号として取り出される。フォトトランジスタにて受光したスリット円板の回転速度に応じたパルス信号はアンプによって増幅されて、速度検出値として取り出される。この速度検出値は図１の検出値処理手段７により適宜に処理された処理信号を電力制御手段６にて制御信号（パルス信号）に変換し、電磁誘導コイル５をパルス制御により交流通電制御する。例えば、未加硫ゴムホース１が５ｍｍ移動する毎に、Ｎ秒間電磁誘導コイル５に通電する。

このように構成したことによって、未加硫ゴムホース１の送り速度、すなわちライン速度が何らかの原因により変動しても、未加硫ゴムホース１の単位長当たりに加えられるエネルギー量を一定にできるので、未加硫ゴムホース１の特定部分だけを過大に加熱したり加熱不足を生じさせる虞れがなくなる。したがって、予備加熱に続く本加硫にても均一な成形工程が実現されて品質が確保され、重大クレームを発生させる危険性が皆無となる。本例では、エナルギー（電力）の注入を秒数にて説明したが、速度検出手段４の形式すなわち検出形態、および電力制御手段６の形式すなわち制御形態は適宜選定できる。

未加硫ゴムホース１の送り速度をロータリーエンコーダーによりパルス信号として取り出すものの他、レーザー検出器を用いて、未加硫ゴムホースの基準部位を格別の装置を用いることなく容易に特定して、単位時間当たりの移動速度を検出し、これをアナログ信号として取り出して、電力制御手段６にて電圧値、電流値として制御信号を電磁誘導コイル５に与えるように構成することもできる。また、電磁誘導コイル５に与える周波数を変更させて制御信号として注入エネルギーを変化させてもよい。図４にこれらの検出形態と制御形態を示した。図４（Ａ）では、パルス信号として取り出した検出値に基づいてパルス制御信号を得て、通電パルスの幅や通電間隔を調整して電力制御を行う例で、図４（Ｂ）では、アナログ的に連続するものとして取り出した速度検出値に基づいて所定の電圧値や電流値の制御信号を得て、その大きさにより電力制御を行う例である。

また、前記速度検出手段４を図示のもののように電磁誘導コイル５の近傍に設置して、速度検出手段４を予備加熱装置１０として電磁誘導コイル５とともに取りまとめて装置化したものの他、詳述はしないが、速度検出手段４を巻取りドラム９の近傍に設置して、巻き取られて巻取り径が刻々変化する周速への変換が必要となるものの、巻取りドラム９の回転数検出手段をゴムホースの送り速度検出手段として転用させたり、前記速度検出手段４をガイドローラの近傍に設置して、ガイドローラの回転数検出手段をゴムホースの送り速度検出手段として転用させることもできる。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、加硫装置の形状（水平軸の加硫ドラム、鉛直軸の加硫ドラム等）、形式（加硫ドラムを収容した雰囲気中に熱風を吹き込む形式、加硫室の壁面に蒸気管や熱線を配設する形式等）、ゴムホースの形状、形式（補強体の積層形態等）および材質（ゴム、合成ゴム、加硫を必要とする同等の樹脂等）、補強体としての磁性金属体の形状、形式（金属糸を編み込んだ網状体、螺旋状配列体、軸方向配列体、あるいは金属粉の埋設等）および材質（磁性体で補強機能があれば適宜のものが採用可能である）、電磁誘導コイルの形状、形式、配設形態、速度検出手段の形状、形式（ロータリーエンコーダ、レーザー検出器、アナログ的に速度表示指針を取り出すもの等）およびその配設部位（電磁誘導コイル近傍、巻取りドラム近傍、繰出しドラム近傍、ガイドローラ近傍等）ならびに検出値形態（パルス、電圧等）、検出値処理手段の形式およびその処理形態、電力制御手段の形式およびその制御信号形態（パルス、電圧、電流、周波数等）等については適宜選定することができる。

本発明の未加硫ゴムホースの予備加熱方法の原理の概略図である。 同、加硫工程を含むゴムホースの製造工程の全体概略図である。 本発明の未加硫ゴムホースの予備加熱方法および装置にて使用される汎用のロータリーエンコーダの原理斜視図である。 同、速度検出手段からの検出信号と電力制御手段による電力制御信号を示す説明図である。 従来のゴムホースの製造方法の説明図である。

符号の説明

１ ゴム成形物（未加硫ゴムホース）
２ 磁性金属体
３ 芯材（マンドレル）
４ 速度検出手段
４Ａ 回転体
５ 電磁誘導コイル
６ 電力制御手段
７ 検出値処理手段
１０ 予備加熱装置

Claims (8)

1. 加硫に先立って磁性金属体を含む未加硫ゴムホースを電磁誘導コイルの通電にて前記磁性金属体に発生する電磁熱により予備加熱する未加硫ゴムホースの予備加熱方法において、速度検出手段により検出した前記未加硫ゴムホースの送り速度に応じて前記電磁誘導コイルの電力を制御することを特徴とする未加硫ゴムホースの予備加熱方法。
2. 加硫装置の上流に予備加熱装置を配設するとともに、該予備加熱装置内における未加硫ゴムホースの周囲に配設された電磁誘導コイルと、未加硫ゴムホースの送り速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段の検出値を処理する検出値処理手段と、該検出値処理手段からの処理信号により前記電磁誘導コイルの制御を行う電力制御手段とを設置したことを特徴とする未加硫ゴムホースの予備加熱装置。
3. 前記電力制御手段がパルス制御形態を有することを特徴とする請求項２に記載の未加硫ゴムホースの予備加熱装置。
4. 前記速度検出手段がロータリーエンコーダであることを特徴とする請求項２または３に記載の未加硫ゴムホースの予備加熱装置。
5. 前記速度検出手段がレーザー検出器であることを特徴とする請求項２または３に記載の未加硫ゴムホースの予備加熱装置。
6. 前記速度検出手段が前記電磁誘導コイルの近傍に設置されたことを特徴とする２から５のいずれかに記載の未加硫ゴムホースの予備加熱装置。
7. 前記速度検出手段が巻取りドラムの近傍に設置されたことを特徴とする２から５のいずれかに記載の未加硫ゴムホースの予備加熱装置。
8. 前記速度検出手段がガイドローラの近傍に設置されたことを特徴とする２から５のいずれかに記載の未加硫ゴムホースの予備加熱装置。

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