JP2634143B2 - ベルトのジョイント工法及びその溶着装置 - Google Patents

ベルトのジョイント工法及びその溶着装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂やゴムの
素材からなる搬送及び伝導用ベルトのジョイント工法及
びその高周波溶着装置に係わり、特に、電熱ヒータ等の
外部加熱手段及び、高周波溶着装置等の内部加熱手段を
併用して、短時間で溶着する方法及びその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のベルトのジョイント工法として
は、電熱ヒータ等の外部加熱手段によりベルトのジョイ
ント部を両面から挟み加圧しながらベルトの軟化点まで
加熱してジョイント部を溶着する工法が採られている。
その溶着装置の一例を図4に示す。図4において、ポリ
ウレタン、又は、塩化ビニル等を主体とした樹脂ベルト
55のジョイント部を挟んで、テフロンシート57、ク
ッションゴム54、ステンレス板53を順次積層し、最
外層のステンレス板53とヒータ盤52が接して熱加圧
する。尚、51は断熱材、56は水圧バッグ、58は耳
金である。上記のように、ヒータ盤52を直接ベルト5
5に押し付けて熱加圧しないのは、ベルトが溶融状態の
まま加圧が除かれてジョイント部が剥がれたり、ヒータ
盤52に付着したりするトラブルを防止するためであ
る。
【0003】このような電熱ヒータ等の外部加熱手段に
よる従来のベルトのジョイント工法は、熱源としては比
較的簡単であり、安価なうえ、寸法的な制約が少ない特
徴がある。
【0004】しかし、電熱ヒータ等の外部加熱手段によ
る昇温は、図5に示す温度分布から判るように、ヒータ
盤の表面から熱を伝えるのに時間がかかり、図4に示し
た従来の例では、30分〜40分かかり、総熱加圧時間
(溶着のサイクルタイム)が冷却工程も加えれば、45
分〜60分費やすことになるという問題を有していた。
更に、溶着装置のヒータ盤の大小によっては、温度分布
の不均衡が生じ、仕上がりの外観面が悪くなるという問
題を有していた。
【0005】また、ヒータ盤の表面から熱を伝える時間
を速めるためにヒータ温度を上げると溶着面が所要の温
度に達するころ、そのベルト表面は加熱しすぎて、変
質、炭化、焦げ、変色等の劣化を誘発するという問題も
有していた。加えて、電熱ヒータ等の外部加熱手段は、
手段そのもの即ち、ヒータ盤そのものが加熱しているの
で、冷却に要する時間も長くなる。従って、冷却工程も
含めた溶着に係わる時間(溶着サイクル)が全体として
長くなるという問題を有していた。
【0006】そこで、フィルム溶着等で使用されること
のある高周波溶着装置等の内部加熱手段により、ベルト
の内部から加熱しつつ加圧して、ジョイント部を溶着す
ることが考えられる。これは、高周波溶着装置のパワー
を増加させれば、原理的にはいくらでも昇温時間は速く
なり、加熱時間を短縮できるという利点がある。また、
直接ベルトに触れる電極盤等は温度は低く、高周波等を
断つと、電極盤等がそのまま冷却媒体となり、冷却に要
する時間も短いという利点がある。尚、図6は高周波溶
着装置の内部加熱手段による温度分布を示しており、内
部から加熱されていることが判る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
ムと異なりベルトのように厚いものを加熱する場合、図
6に示されている温度分布の加熱初期の立ち上がりがか
なり悪くなる。これは、高周波溶着装置等の内部加熱手
段の電極温度や室温、ベルトの温度、即ち、加熱開始時
のベルトのジョイント部周辺の環境温度が低いと、ベル
トを軟化点まで昇温するのにかなり時間がかかることに
なる。これを解決すべくパワーを増加させるために高電
圧にするとスパークが発生してしまいやはり現実には限
界があるという問題を有していた。
【0008】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、温度分布の不均衡を生じさせない、且つ、溶着
サイクル短縮するベルトのジョイント工法及びその溶着
装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のベルトのジョイント工法は、電熱ヒータ等
の外部加熱手段によりベルトのジョイント部を予備加熱
しておき、その後、ベルトのジョイント部を高周波等の
内部加熱手段により本加熱しつつ加圧して溶着させる工
法である。前記予備加熱温度は、ベルト軟化温度より4
0℃〜50℃低い温度である。
【0010】本発明の溶着装置は、高周波発振器と、該
高周波発振器に接続される電極と、前記電極間に配置さ
れるベルト等の被加熱物を加圧する加圧手段とを備えた
溶着装置において、ベルトを挟んで予備加熱する電熱ヒ
ータを前記電極間に配設したものである。
【0011】
【作用】上記手段によると、ベルトのジョイント部の温
度が予備加熱により、常に、本加熱開始時には、所定範
囲の温度、即ち、ベルト軟化温度より40℃〜50℃低
い温度にまで昇温されているので、本加熱開始後のベル
ト軟化温度までの加熱時間が短くなる。特に、前記予備
加熱が電熱ヒータ等の外部加熱手段により行われると、
ベルトは予備加熱においては外側から加熱昇温され、本
加熱においては内部から加熱昇温されて、温度分布の不
均衡を防止する。
【0012】また、冷却工程においては、電熱ヒータ等
の外部加熱手段により、昇温される温度は、ベルト軟化
温度より40℃〜50℃低い温度と比較的高温ではない
ので、従来の電熱ヒータのみによって溶着する場合に比
べ電熱ヒータ等の外部加熱手段自体の温度降下が速くな
る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1は本発明の溶着装置の要部を示す図であ
る。図2は本発明のベルトのジョイント工法における昇
温加熱過程を示したグラフである。図1において、本発
明の溶着装置は、高周波発振器6と、前記高周波発振器
に接続された上電極盤4a及び下電極盤4bと、前記上
電極盤4a及び下電極盤4bのそれぞれの下面及び上面
に取り付けられた上電熱ヒータ盤3a及び下電熱ヒータ
盤3bと、前記下電熱ヒータ盤3bの上面に設けられた
プレス5とを備えている。尚、本実施例ではプレスは下
電熱ヒータ盤3b側のみに設けられているが、上電熱ヒ
ータ盤3a側に設けるもの、また、上下電熱ヒータ盤3
a、3b側の両方に設けるものがある。
【0014】高周波発振器6は、高周波出力が最大15
kw、発振出力周波数は13〜55MHzの範囲で発振
可能な装置である。前記プレス5は冷却水等の冷却媒体
注入路5aを有する冷却可能プレス5である。ベルト1
のジョイント部はこの冷却可能プレス5の上に載置さ
れ、その上にエポキシAI板2が載置されて、冷却可能
プレス5及びエポキシAI板2を通して間接的に上下電
熱ヒータ盤3a及び3bに挟まれている。このように上
下電熱ヒータ盤3a、3bに直接ベルト1が接しないよ
うにしているのは、ベルト1が溶融状態のまま加圧が除
かれてジョイント部が剥がれたり、上下電熱ヒータ盤3
a、3bに付着したりするトラブルを防止するためで、
従来と同様の趣旨である。
【0015】次に、このような本発明の溶着装置におけ
る本発明のベルトのジョイント工法を説明する。先ず、
本発明のベルトのジョイント工法を有効ならしめるため
には、ベルトの材質毎に適した高周波出力や発振周波
数、予備加熱温度等の最適加熱条件を、幾つかの前試験
によって決定しておくことが肝要である。
【0016】そして、予備加熱温度、高周波出力や発振
周波数を上記最適加熱条件に基づき、ベルトの素材毎に
設定する。次に、成形した未ジョイントベルトをプレス
内にセットする。電熱ヒータ盤3a、3bにより、ベル
ト軟化温度より40℃〜50℃低い温度にまで昇温する
(予備加熱)。そして、予備加熱後、電熱ヒータ盤3
a、3bを切って耳金を挟み、プレス5により加圧しつ
つ、高周波によりベルト1を軟化温度まで昇温加熱して
ジョイント部を溶着する(本加熱)。溶着後、プレス5
の冷却媒体注入路5aに冷却水を注入して40〜50℃
以下に冷却する。冷却後、プレス5を開放してベルト1
を取り出す。これで、溶着の1サイクルが終了する。
【0017】本発明のベルトのジョイント工法は、上記
要領で行うので、電光式、ラップ式、FOF式等のいず
れのジョイント形態に対しても適用できる。ベルトのカ
バー材質は、ポリウレタン、塩化ビニル、四ふっ化ポリ
エチレン(PTFE)、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ナイロン、ポリエステル等に代表される汎用樹脂、
ゴム素材としてはカーボンブラック等の通電性のものを
含まない絶縁性のものであればよい。特に塩化ビニル等
の力率の大きなものに適している。
【0018】このように上記本発明のベルトのジョイン
ト工法は、図2示すように、ベルトのジョイント部の温
度が予備加熱により、常に、本加熱開始時には、所定範
囲の温度、即ち、ベルト軟化温度より40℃〜50℃低
い温度Aにまで昇温されているので、本加熱開始後のベ
ルト軟化温度Bまでの昇温加熱時間が短くなる。従っ
て、高周波の発振時間も短くなるので、電気量が節減さ
れる。
【0019】また、冷却工程においては、電熱ヒータ盤
3a、3bの設定温度が、ベルト軟化温度Bより40℃
〜50℃低い温度Aと比較的高温ではないので、従来の
電熱ヒータのみによって溶着する場合に比べ電熱ヒータ
盤3a、3bの温度降下が速くなる。その結果、冷却工
程も含めた溶着サイクルが、全体として短縮化する。
【0020】加えて、予備加熱が電熱ヒータ盤3a、3
bの外部加熱手段により行われると、ベルト1は予備加
熱においては外側から加熱昇温され、本加熱においては
高周波により内部から加熱昇温されて、温度分布の不均
衡が防止される。その結果、仕上がりの外観面が良くな
る。このため外観仕上がりをよくするための作業者の熟
練された個有技術が不必要である。
【0021】次に、実験結果を表1及び表2に示す。実
験は、カバー材質がポリウレタンで、ベルト厚み1.3
mmを使用し、耳金を挟んだり等の段取りは60秒で行
うものとして溶着サイクルを測定した。ベルト品種は、
ネオフレックススタート、ベルト許容応力8kg/c
m、芯体プライ、上面カバー厚み0.2mm、下面カ
バー厚み0mm、緑色のものを使用した。
【0022】比較例として、同材質のベルトを最初から
終わりまで電熱ヒータにより昇温加熱した場合を示し
た。尚、エンドレス走行テストは、図3に示すように5
軸に設けられ、速度150m/分で回転する直径30m
mのプーリ7に、本発明のベルトのジョイント工法によ
り溶着したベルト1及び比較例として従来のベルトを架
け渡して行われた。尚、ジョイント形態は、電光式であ
る。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】表1から明らかなように、本発明の実施例
が9分、比較例が21分と溶着サイクルは短くなってい
る。表2から明らかなように、温度分布も±4℃から±
2℃へと変動範囲が狭くなっている。外観仕上がりも良
く、ジョイント部の強力も増加している。エンドレステ
ストは、従来の工法により溶着されたベルトと同等以上
の耐久性が得られた。
【0026】
【発明の効果】上記のように本発明のベルトのジョイン
ト工法及びその装置は、予備加熱により本加熱開始後の
ベルト軟化温度までの昇温加熱時間を短くし、また、電
熱ヒータ等の外部加熱手段により昇温される温度を、ベ
ルト軟化温度より40℃〜50℃低い温度、即ち、従来
の電熱ヒータのみによって溶着する場合の昇温温度より
も低くして電熱ヒータ等の外部加熱手段自体の温度降下
を促進し、冷却に要する時間を短くしているので、全体
として溶着サイクルが短くなる。尚、本加熱開始後のベ
ルト軟化温度までの昇温加熱時間が短くなると、高周波
の発振時間も短くなり、電気量が節減される。
【0027】加えて、ベルトは、予備加熱において、電
熱ヒータ等の外部加熱手段により外側から加熱昇温さ
れ、本加熱においては高周波により内部から加熱昇温さ
れて、温度分布の不均衡が防止される。その結果、仕上
がりの外観面が良くなる。このため外観仕上がりをよく
するための作業者の熟練された個有技術が不必要とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶着装置の要部を示す図である。
【図2】本発明のベルトのジョイント工法による溶着時
間を示すグラフである。
【図3】エンドレス走行テストの装置を示す図である。
【図4】従来の溶着装置を示す図である。
【図5】従来の外部加熱手段による温度分布を示す図で
ある。
【図6】従来の内部加熱手段による温度分布を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 ベルト 3a、3b 電熱ヒータ盤 4a、4b 電極盤 5 プレス 6 高周波発振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅妻 正昭 兵庫県神戸市須磨区菅の台2丁目1−18 −301 (72)発明者 山下 正彦 兵庫県加古川市東神吉町神吉608−54 (56)参考文献 特開 昭61−119505(JP,A) 特開 昭60−72717(JP,A) 特開 昭55−161707(JP,A) 特開 昭62−92829(JP,A) 特開 昭60−196345(JP,A) 特開 昭62−152830(JP,A) 実開 平4−40923(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電熱ヒータ等の外部加熱手段によりベル
    トのジョイント部を予備加熱しておき、その後、ベルト
    のジョイント部を高周波等の内部加熱手段により本加熱
    しつつ加圧して溶着させることを特徴とするベルトのジ
    ョイント工法。
  2. 【請求項2】 前記予備加熱温度は、ベルト軟化温度よ
    り40℃〜50℃低い温度である請求項1記載のベルト
    のジョイント工法。
  3. 【請求項3】 高周波発振器と、該高周波発振器に接続
    される電極と、前記電極間に配置されるベルト等の被加
    熱物を加圧する加圧手段とを備えた溶着装置において、
    ベルトを挟んで予備加熱する電熱ヒータを前記電極間に
    配設したことを特徴とする溶着装置。
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