JP4975573B2 - Belt vulcanizing apparatus and belt vulcanizing method - Google Patents
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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。 The present invention relates to an improvement in a belt vulcanization apparatus and a belt vulcanization method for shortening the vulcanization time of a belt by heating the belt before vulcanization by electromagnetic induction heating.
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。
As shown in FIG. 2, the belt vulcanizing apparatus includes a vulcanizing press apparatus 2 as a vulcanizing unit and a control apparatus outside the figure. The vulcanizing press apparatus 2 includes a
A belt vulcanizing method using the vulcanizing press apparatus 2 will be described. First, the
In the initial setting state, the portion of the
In the belt vulcanizing method using the vulcanizing press apparatus 2, the
Therefore, in order to shorten the vulcanization time, it is conceivable to preheat the metal inside the
However, in the above-described belt vulcanization method, when the
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。
In the conventional belt vulcanizing method and belt vulcanizing apparatus, if the belt is electromagnetically heated by an electromagnetic induction heating device before vulcanization, the adhesion performance between the rubber and metal of the belt after vulcanization is lowered, and the belt performance is reduced. There was a problem that it was lowered or insufficient vulcanization occurred.
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. The belt before vulcanization can be electromagnetically heated to reduce the vulcanization time of the belt, and the rubber and metal of the belt after vulcanization can be reduced. It is an object of the present invention to provide a belt vulcanization method and a belt vulcanization apparatus that can prevent deterioration in adhesion performance and insufficient vulcanization.
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ベルトの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。
送り速度検知手段として、ベルトが送られた場合にベルトとロータとが接触してロータが回転することでベルトの送り速度を検知するロータリーエンコーダを備えたことも特徴とする。
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。
The belt vulcanizing apparatus of the present invention is a belt vulcanizing apparatus having a vulcanizing section for vulcanizing a belt having a metal inside rubber, and is provided in a preceding stage of the vulcanizing section, and the metal of the belt before vulcanization An electromagnetic induction heating unit for electromagnetically heating the belt, a feed speed detecting means for detecting the feed speed of the belt, and a control device. The control device applies the acceleration according to the belt feed speed detected by the feed speed detecting means. The electromagnetic induction heating unit is controlled so that the energy applied to the metal by the electromagnetic induction heating is constant per unit length of the belt sent to the vulcanization unit.
The feed speed detecting means includes a rotary encoder that detects the feed speed of the belt by rotating the rotor by contacting the belt and the rotor when the belt is fed.
The control device controls the operation interval of the electromagnetic induction heating unit according to the feed rate, controls the operation time of the electromagnetic induction heating unit according to the feed rate, and controls the electromagnetic induction heating unit according to the feed rate. The output value is also controlled.
The belt vulcanization method of the present invention is a belt vulcanization method in which a belt provided with metal inside rubber is vulcanized in a vulcanization section, and the unit length of the belt is determined according to the belt feed speed sent to the vulcanization section. The belt before vulcanization is heated by electromagnetic induction heating so that the energy applied to the metal by electromagnetic induction heating is constant.
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とともに、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。
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。
According to the belt vulcanizing apparatus and the belt vulcanizing method of the present invention, the belt vulcanization time is shortened because the metal inside the belt is preheated by electromagnetic induction heating before vulcanization. Moreover, since the electromagnetic induction heating is controlled so that the amount of energy applied per unit length of the belt by the electromagnetic induction heating is always constant, it is possible to prevent the metal inside the belt from being overheated, and after vulcanization. Belt vulcanization that can prevent belt performance deterioration due to poor adhesion between rubber and metal, prevent metal from becoming underheated, shorten belt vulcanization time to a certain time, and prevent vulcanization shortage Can be implemented.
Since the control device controls the operation interval of the electromagnetic induction heating unit, the operation time of the electromagnetic induction heating unit, and the output value of the electromagnetic induction heating unit according to the belt feed rate, the belt feed rate is slower than the reference speed. Even when the speed is increased, the metal can be prevented from being overheated, the performance of the belt can be prevented from being deteriorated due to poor adhesion between the vulcanized rubber and the metal, and the belt feed speed is faster than the reference speed. However, it is possible to prevent the metal from being underheated, shorten the belt vulcanization time to a certain time, and perform belt vulcanization without insufficient vulcanization. Further, when the operation interval of the electromagnetic induction heating unit is controlled, the on / off control of the electromagnetic induction heating unit may be performed, so that the control becomes simple. When controlling the output value of the electromagnetic induction heating unit, fine control by the output value control can be performed, so that control with higher accuracy is possible. When the operation time of the electromagnetic induction heating unit is controlled, fine control by on / off control of the electromagnetic induction heating unit can be performed, so that control with higher accuracy is possible.
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。
Best form 1
Hereinafter, the configuration of the belt vulcanizer will be described with reference to FIG.
The belt vulcanizing device 1 includes a vulcanizing press device 2 as an vulcanizing unit, an electromagnetic induction heating device 3, a feed rate detecting means 4, and a control device 5.
Since the configuration of the vulcanizing press apparatus 2 is the same as that of the conventional example of FIG. 2, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
The electromagnetic induction heating device 3 includes an electromagnetic induction heating unit 21 and a heating control device 22. The electromagnetic induction heating unit 21 is formed by, for example, an electromagnetic dielectric coil provided in the front stage of the vulcanizing press device 2 in the
The feed speed detection means 4 is formed by a rotary encoder, for example.
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。
Next, a belt vulcanizing method using the belt vulcanizing apparatus 1 will be described. First, as described above, the
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。
After the
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。
According to the best mode 1, since the metal inside the
In addition, even if the belt feed speed is faster than the reference speed, partial heating shortage for the metal in the belt to be vulcanized can be eliminated, so the belt vulcanization time can be shortened to a certain time, Belt vulcanization without vulcanization shortage can be implemented.
Moreover, since the on-off control of the electromagnetic induction heating part 21 should just be performed, control becomes easy.
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。
Best form 2
The control device 5 controls the output value of the electromagnetic induction heating unit 21 according to fluctuations in the belt feed speed, so that the amount of energy applied per unit length of the belt by electromagnetic induction heating is always constant. You may control. According to the best mode 2, the same effect as the best mode 1 can be obtained, and more precise control can be performed by controlling the output value of the electromagnetic induction heating unit 21 according to the belt feed speed. Can be realized.
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。
Best form 3
The control device 5 controls the operation time of the electromagnetic induction heating unit 21 according to fluctuations in the belt feed speed so that the amount of energy applied per unit length of the belt by electromagnetic induction heating is always constant. You may control. According to the best mode 3, the same effect as that of the best mode 1 can be obtained. Further, since the electromagnetic induction heating time is controlled, fine control by the on / off control of the electromagnetic induction heating unit 21 can be performed. Control can be realized.
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。 The belt vulcanizing apparatus and the belt vulcanizing method of the present invention can be applied to vulcanization of rubber belts having metal inside rubber, such as conveyor belts and belts constituting tires.
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。
1 belt vulcanizing device, 2 vulcanizing press device, 3 electromagnetic induction heating device,
4 Feed speed detecting means, 5 control device, 10 belt, 21 electromagnetic dielectric heating unit.
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