JP2009072934A - ベルト加硫装置及びベルト加硫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫前のベルトを電磁誘導加熱できてベルトの加硫時間を短縮でき、かつ、加硫後のベルトのゴムと金属との接着性能の低下や加硫不足を防止できるベルト加硫方法及びベルト加硫装置を提供する。
【解決手段】本発明のベルト加硫装置は、ゴムの内側に金属を備えたベルトを加硫する加硫部を備えたベルト加硫装置１において、加硫部（加硫プレス装置２）の前段に設けられて加硫前のベルト１０の金属を電磁誘導加熱する電磁誘導加熱部２１と、ベルトの送り速度を検知する送り速度検知手段４と、制御装置５とを備え、制御装置５は、送り速度検知手段４で検知された送り速度に応じて加硫部に送られるベルトの単位長さ当たりに電磁誘導加熱で金属に加えられるエネルギーが一定となるように電磁誘導加熱部２１を制御したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、加硫前のベルトを電磁誘導加熱によって加熱することによってベルトの加硫時間を短縮するベルト加硫装置及びベルト加硫方法の改良に関する。

ベルトの表面を形成する表ゴム層と、ベルトの裏面を形成する裏ゴム層と、表ゴム層と裏ゴム層との間に設けられた金属補強層とが積層された構造のベルト、即ち、ゴムの内側にスチールワイヤーのような金属線により形成された金属補強層を備えた生ゴム状態のベルトを加硫するベルト加硫装置が知られている。
このベルト加硫装置は、図２に示すように、加硫部としての加硫プレス装置２と図外の制御装置とを備える。加硫プレス装置２は、ベース５１、上熱板５２、下熱板５３、上熱板固定部５４、下熱板駆動機構５５を備える。ベース５１はベルト１０の送り方向Ｆに沿って長尺な板形状である。上熱板固定部５４は、ベース５１上に相対峙する柱体５６；５６と相対峙する柱体５６；５６の上端間を繋ぐ梁体５７とを備える。上熱板固定部５４は、ベース５１の長手方向に沿って所定の間隔毎にベース５１上に複数設けられる。ベース５１の上面は平面であり、上熱板固定部５４の梁体５７の下面がベース５１の上面と平行に形成される。上熱板５２はすべての上熱板固定部５４の梁体５７に跨るようにこれら梁体５７の下面に設置される。上熱板５２は下面あるいは下面近傍の内部に図外の発熱体を備え、上熱板５２の下面が加圧加熱面となる。下熱板駆動機構５５は、ベース５１の長手方向に沿って所定の間隔毎にベース５１上に複数設けられる（図示省略）。下熱板５３は、全ての下熱板駆動機構５５の上下動ピストン５８の上端面に跨るように設置される。即ち、下熱板５３と上熱板５２とが同じ大きさに形成され、下熱板５３の上面と上熱板５２と下面とが上下対称となるよう配置される。下熱板５３は、上面あるいは上面近傍の内部に図外の発熱体を備え、下熱板５３の上面が加圧加熱面となる。６１は導入案内ローラ、６２は導出案内ローラである。
加硫プレス装置２によるベルト加硫方法を説明する。まず、生ゴム状態のベルト１０を図外の巻き出しローラより巻き出して、導入案内ローラ６１、加硫プレス装置２の上熱板５２と下熱板５３との間、導出案内ローラ６２を経由させ、図外の巻き取りローラに巻き掛けることでベルト１０を初期状態に設定する。この初期状態から制御装置による監視下で加硫を開始する。制御装置が、ベルト１０の搬送制御及び加硫プレス装置２の駆動制御を行うことで、加硫プレス装置２が、ベルト１０の搬送方向に沿った方向の加硫プレス装置２の上熱板５２と下熱板５３とによるプレス長さＷに対応する長さ分毎にベルト１０を順々に断続的に加硫する。加硫プレス装置２による加硫は、生ゴム状態のベルト１０を上熱板５２と下熱板５３とで加圧及び加熱することによって行われる。制御装置が、加硫プレス装置２による１回１回のベルト加硫が終了する毎に、図外の駆動ローラを駆動して加硫前のベルト１０を加硫プレス装置２に搬送して加硫プレス装置２を駆動する。これにより、加硫プレス装置２が搬送されてきたベルト１０を加硫する。尚、先の加硫が終了した後は、プレス長さＷよりも若干短い長さに相当する距離分だけベルト１０を加硫プレス装置２に送って加硫を行う。これを繰り返すことによって、巻き出しローラより巻き出される生ゴム状態のベルト１０を加硫できる。
尚、初期設定状態においての加硫プレス装置２の出口から巻き取りローラに巻き掛けられた部分のベルト１０は、除去するか、あるいは、最初に人力で加硫プレス装置２の上熱板５２と下熱板５３との間に位置させて加硫プレス装置２で加硫する。
上記加硫プレス装置２によるベルト加硫方法では、上熱板５２および下熱板５３からの伝熱によって生ゴム状態のベルト１０を加熱するため、熱の不良導体であるゴムを介してゴム層の内側の金属まで加熱するためには、かなりの加硫時間を要する。このため、上熱板５２および下熱板５３の温度を高くして加硫時間を短くしようとしても、ゴムの性状からゴムに加えうる温度には上限という制約があるため、実際には加熱温度を低めにして長時間の加硫を行わなくてならないといった事情がある。
そこで、加硫時間を短くするため、加硫前にベルト１０を予め電磁誘導加熱しておくことで加硫前にベルト１０の内側の金属を事前に温めておくことが考えられる。即ち、加硫プレス装置２の前段に図外の電磁誘導加熱装置を設け、プレス長さＷよりも若干短い長さ分毎にベルト１０を加硫プレス装置２に送る際に、加硫前のベルト１０を電磁誘導加熱装置の電磁誘電コイルの中を通過させてベルト１０を電磁誘導加熱した後に加硫プレス装置２に送ることが考えられる。このように、加硫前にベルト１０を電磁誘導加熱すれば、電磁誘導加熱でベルト１０の内部の金属のみが加熱されてゴムは加熱されないので、電磁誘導加熱によるゴムへの影響はなく、ベルト１０の加硫時間を短縮できる。
しかしながら、上述したベルト加硫方法では、プレス長さＷよりも若干短い長さ分毎にベルト１０を加硫プレス装置２に送る場合に、実際にはオペレータがベルト１０の送り状態を目視しながら制御装置に指示を与えることによってベルト１０の送り速度を加減してベルト１０を加硫プレス装置２に送り込むようにしている。このように、オペレータの監視によって、予め決められた通常のベルトの送り速度を変動させなくてはならないといった状況は頻繁に発生する。よって、ベルトの送り速度を減速側に変動させた場合、ベルトの送り速度の減速中に電磁誘電コイルの中を通過するベルトの単位長さ当たりに加えられるエネルギーが、通常の送り速度の場合に電磁誘電コイルの中を通過するベルトの単位長さ当たりに加えられるエネルギーよりも過大となる。従って、通常のベルトの送り速度の場合を想定して電磁誘導加熱装置によって加熱されるベルト１０の内部の金属の温度が所定の温度になるように電磁誘電コイルの出力を調整した場合、減速中に電磁誘電コイルを通過するベルト１０の内部の金属の温度は所定の温度よりも高くなる（金属が過熱状態となる）。この場合、例えば、電磁誘導加熱によってベルト１０の内部にあるスチールワイヤーの温度が１００℃を超えたままベルト１０が加圧されずに一定時間経過すると、加硫後のベルトのゴムと金属の表面との接着性能が著しく低下し、ベルトそのものの性能が低下することになる。また、加硫時間を一定とし、ベルトの送り速度を加速側に変動させた場合は、電磁誘導加熱によるベルト内の金属への加熱が不足してしまって部分的な加硫不足を生じてしまう。ゆえに、従来のベルト加硫方法においては、ベルト１０を電磁誘導加熱装置によって加硫前に電磁誘導加熱するという方法は実際には採用されていないというのが現状である。
特開昭５７−８２０３５号公報

従来のベルト加硫方法やベルト加硫装置では、ベルトを電磁誘導加熱装置によって加硫前に電磁誘導加熱すると、加硫後のベルトのゴムと金属との接着性能が低下し、ベルトの性能が低下したり、加硫不足が生じたりするといった問題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、加硫前のベルトを電磁誘導加熱できてベルトの加硫時間を短縮でき、かつ、加硫後のベルトのゴムと金属との接着性能の低下や加硫不足を防止できるベルト加硫方法及びベルト加硫装置を提供することを目的とする。

本発明のベルト加硫装置は、ゴムの内側に金属を備えたベルトを加硫する加硫部を備えたベルト加硫装置において、加硫部の前段に設けられて加硫前のベルトの金属を電磁誘導加熱する電磁誘導加熱部と、ベルトの送り速度を検知する送り速度検知手段と、制御装置とを備え、制御装置は、送り速度検知手段で検知された送り速度に応じて加硫部に送られるベルトの単位長さ当たりに電磁誘導加熱で金属に加えられるエネルギーが一定となるように電磁誘導加熱部を制御したことを特徴とする。
制御装置が、送り速度に応じて電磁誘導加熱部の動作間隔を制御したことや、送り速度に応じて電磁誘導加熱部の動作時間を制御したことや、送り速度に応じて電磁誘導加熱部の出力値を制御したことも特徴とする。
本発明のベルト加硫方法は、ゴムの内側に金属を備えたベルトを加硫部で加硫するベルト加硫方法において、加硫部に送られるベルトの送り速度に応じてベルトの単位長さ当たりに電磁誘導加熱で金属に加えられるエネルギーが一定となるように加硫前のベルトを電磁誘導加熱によって加熱したことを特徴とする。

本発明のベルト加硫装置、ベルト加硫方法によれば、加硫前の電磁誘導加熱によってベルトの内部の金属が事前に温められるためにベルト加硫時間が短縮される。しかも、電磁誘導加熱によってベルトの単位長さ当たりに加えられるエネルギー量が常に一定となるように電磁誘導加熱を制御したので、ベルト内部の金属が過熱状態となることを防止でき、加硫後のゴムと金属との接着不良によるベルトの性能低下を防止できる。
制御装置が、ベルトの送り速度に応じて電磁誘導加熱部の動作間隔や、電磁誘導加熱部の動作時間や、電磁誘導加熱部の出力値を制御したので、ベルトの送り速度が基準速度より遅い速度となっても、金属が過熱状態となることを防止でき、加硫後のゴムと金属との接着不良によるベルトの性能低下を防止できるとともに、ベルトの送り速度が基準速度より速い速度となっても、金属が加熱不足状態となることを防止でき、ベルト加硫時間を一定の時間に短縮できて、加硫不足のないベルト加硫を実施できる。また、電磁誘導加熱部の動作間隔を制御する場合は、電磁誘導加熱部のオンオフ制御を行えばよいので、制御が簡単となる。電磁誘導加熱部の出力値を制御する場合は、出力値制御による細かな制御を行えるため、より精度の高い制御が可能となる。電磁誘導加熱部の動作時間を制御する場合は、電磁誘導加熱部のオンオフ制御による細かな制御を行えるため、より精度の高い制御が可能となる。

最良の形態１
以下、図１を参照し、ベルト加硫装置の構成を説明する。
ベルト加硫装置１は、加硫部としての加硫プレス装置２、電磁誘導加熱装置３、送り速度検知手段４、制御装置５を備える。
加硫プレス装置２の構成は、図２の従来例と同じであるので同一部分は同一符号を付して詳説を省略する。
電磁誘導加熱装置３は、電磁誘導加熱部２１、加熱制御装置２２を備える。電磁誘導加熱部２１は、ベルト搬送経路２３における加硫プレス装置２の前段に設けられた例えば電磁誘電コイルにより形成される。
送り速度検知手段４は例えばロータリーエンコーダにより形成される。

次にベルト加硫装置１を用いたベルト加硫方法について説明する。まず、上述したように加硫対象の生ゴム状態のベルト１０を初期状態に設定する。すなわち、制御装置５の制御によって図外の駆動ローラの回転駆動を制御することでベルト１０を送ることができる状態に設定される。尚、ロータリーエンコーダは、ベルト１０が送られた場合にベルト１０とロータとが接触してロータが回転する状態に設置されることで、ベルトの送り速度を検知できるように設置される。また、初期設定状態においての加硫プレス装置２の出口から図外の巻き取りローラに巻き掛けられた部分のベルトは、除去するか、あるいは、最初に人力で加硫プレス装置２の上熱板５２と下熱板５３との間に位置させて加硫プレス装置２で加硫する。

生ゴム状態のベルト１０が初期状態に設定された後、制御装置５が加硫プレス装置２の下熱板５３の上下動ピストン５８を駆動して下熱板５３を上動させることによって、加硫プレス装置２が上熱板５２と下熱板５３との間にベルト１０を挟み込んで加圧した状態で上熱板５２と下熱板５３の図外の発熱体を発熱させてベルト１０を所定時間加熱することにより、プレス長さＷ分のベルト１０が加硫される。この加硫の終了後、制御装置５が、下熱板５３を下動させ、図外の駆動ローラを制御してプレス長さＷよりも若干短い長さに相当する分だけベルト１０を加硫プレス装置２に送る。ベルト１０を加硫プレス装置２に送る場合に、オペレータがベルト１０の状態を目視しながら制御装置５に指示を与えることによってベルトの送り速度を加減してベルト１０を加硫プレス装置２に送り込む。ベルトの送り速度の基準値（基準速度）は、２５ｍ／分である。この際、制御装置５は、送り速度検知手段４からの信号に基づいてベルト１０の送り量を演算する。そして、制御装置５は、ベルト１０が一定長さ（例えば１００ｍｍ）送られる毎に所定の一定時間ｔだけ電磁誘導加熱部２１を作動させるよう加熱制御装置２２を制御する。すなわち、制御装置５がベルトの送り速度に応じて電磁誘導加熱部２１の動作間隔を制御する。つまり、ベルトの送り速度が基準速度より遅い場合には、電磁誘導加熱部２１の動作間隔を長くし、ベルトの送り速度が基準速度より速い場合には、電磁誘導加熱部２１の動作間隔を短くする。従って、何らかの要因でベルトの送り速度が基準速度より遅い速度、あるいは、速い速度に変更されたとしても、ベルト１０が一定長さ送られる毎に所定の一定時間ｔだけベルト１０の内部の金属が電磁誘導加熱されるので、電磁誘導加熱によってベルト１０の単位長さ当たりに加えられるエネルギー量は常に一定となる。

最良の形態１によれば、加硫前の電磁誘導加熱によってベルト１０の内部の金属が事前に温められるためにベルト加硫時間を短縮でき、しかも、電磁誘導加熱によってベルト１０の単位長さ当たりに加えられるエネルギー量が常に一定となるように、制御装置５が、送り速度検知手段４の検知したベルトの送り速度に応じて電磁誘導加熱部２１を動作させる間隔（動作間隔）を制御したので、ベルトの送り速度が基準速度より遅い速度となっても、金属が過熱状態となることを防止でき、加硫後のゴムと金属との接着不良によるベルト１０Ａの性能低下を防止できる。即ち、加硫対象となるベルト内の金属に対する部分的な過熱を解消できる。
また、ベルトの送り速度が基準速度より速い速度となっても、加硫対象となるベルト内の金属に対する部分的な加熱不足を解消できるので、ベルト加硫時間を一定の時間に短縮できて、加硫不足のないベルト加硫を実施できる。
また、電磁誘導加熱部２１のオンオフ制御を行えばよいので、制御が簡単となる。

最良の形態２
制御装置５が、ベルトの送り速度の変動に応じて電磁誘導加熱部２１の出力値を制御することによって、電磁誘導加熱でベルトの単位長さ当たりに加えられるエネルギー量が常に一定となるように制御してもよい。最良の形態２によれば、最良の形態１と同じ効果が得られ、また、ベルトの送り速度に応じて電磁誘導加熱部２１の出力値制御による細かな制御を行えるため、より精度の高い制御を実現できる。

最良の形態３
制御装置５が、ベルトの送り速度の変動に応じて電磁誘導加熱部２１の動作時間を制御することによって、電磁誘導加熱でベルトの単位長さ当たりに加えられるエネルギー量が常に一定となるように制御してもよい。最良の形態３によれば、最良の形態１と同じ効果が得られ、また、電磁誘導加熱時間を制御するため、電磁誘導加熱部２１のオンオフ制御による細かな制御を行えるため、より精度の高い制御を実現できる。

本発明のベルト加硫装置及びベルト加硫方法は、コンベアベルト、タイヤを構成するベルトなど、ゴムの内側に金属を備えたゴムベルトの加硫に適用できる。

加硫装置を示す斜視図（最良の形態１乃至３）。 従来の加硫装置を示す斜視図。

符号の説明

１ ベルト加硫装置、２ 加硫プレス装置、３ 電磁誘導加熱装置、
４ 送り速度検知手段、５ 制御装置、１０ ベルト、２１ 電磁誘電加熱部。

Claims (5)

1. ゴムの内側に金属を備えたベルトを加硫する加硫部を備えたベルト加硫装置において、加硫部の前段に設けられて加硫前のベルトの金属を電磁誘導加熱する電磁誘導加熱部と、ベルトの送り速度を検知する送り速度検知手段と、制御装置とを備え、制御装置は、送り速度検知手段で検知された送り速度に応じて加硫部に送られるベルトの単位長さ当たりに電磁誘導加熱で金属に加えられるエネルギーが一定となるように電磁誘導加熱部を制御したことを特徴とするベルト加硫装置。
2. 制御装置が、送り速度に応じて電磁誘導加熱部の動作間隔を制御したことを特徴とする請求項１に記載のベルト加硫装置。
3. 制御装置が、送り速度に応じて電磁誘導加熱部の動作時間を制御したことを特徴とする請求項１に記載のベルト加硫装置。
4. 制御装置が、送り速度に応じて電磁誘導加熱部の出力値を制御したことを特徴とする請求項１に記載のベルト加硫装置。
5. ゴムの内側に金属を備えたベルトを加硫部で加硫するベルト加硫方法において、加硫部に送られるベルトの送り速度に応じてベルトの単位長さ当たりに電磁誘導加熱で金属に加えられるエネルギーが一定となるように加硫前のベルトを電磁誘導加熱によって加熱したことを特徴とするベルト加硫方法。

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