JPH10193504A - ゴムと金属板の積層体、その加熱方法、製造方法、および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未加硫ゴムと金属板からなる積層体を短時間
で加熱することができる加熱方法を提供する。 【解決手段】 未加硫ゴム３と金属板２、４、５とを交
互に積層してなる積層体１を誘導コイル６の影響下に配
置し、該誘導コイル６に交流を通電して前記積層体１を
構成する複数の金属板２、４、５の各々に渦電流を発生
せしめて各金属板２、４、５を発熱させ、昇温された各
金属板２、４、５からの熱伝導によって前記未加硫ゴム
３を加熱することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムと金属板とを
交互に積層した積層体構造の加硫ゴム成形品、この加硫
ゴム成形品の原形である未加硫ゴムと金属板とを交互に
積層した積層体を加熱する方法及び加熱装置、上記加硫
ゴム成形品の製造方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴムと金属板の積層体構造の加硫ゴム成
形品としては、例えば免震装置に用いられるものがあ
る。この免震装置は、ビル、建物、橋梁、機械装置等の
構造物の基礎に取り付けられるものであり、地震等によ
る加振力に対する応答加速度を減少させ、被害を最小限
にとどめるためのものである。建物用の大型の免震装置
では、設計荷重が５００トン以上にもなり、その直径は
１ｍ前後の大きさになる。

【０００３】このようなゴムと金属板の積層体は、加硫
済ゴムと金属板を接着するか、未加硫ゴムと金属板の積
層体を加圧しながら加硫温度まで加熱することによって
製造される。加硫済ゴムと金属板を接着する方法として
は、金属を電磁誘導で加熱して接着剤層部分を主として
加熱する方法（特公昭５９−１９０１８号公報）が提案
されているが、未加硫ゴムを１枚ずつ加硫して加硫済ゴ
ムを製造する工程や、金属板との間に接着剤を塗布して
積層する工程などを必要とするため、とくに、免震装置
などのように大型の積層体では、好ましい方法とはいえ
ない。

【０００４】そこで、未加硫ゴムと金属板の積層体を加
熱し、加圧しながら加硫できる加熱方法が望まれる。一
般的に、未加硫ゴムの加熱方法としては、蒸気や温水を
使用した熱板プレスやホットプレスが用いられている
が、モールド（金型）を電磁誘導で発熱させ、モールド
からの熱伝達で未加硫ゴムを加熱する方法（特開昭５７
−１９３３４０号公報）も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、未加硫
ゴムは一種の断熱材であり、熱板プレス、ホットプレス
およびモールドの発熱などによる外部からの加熱だけで
は内部まで熱がいきわたるまでに時間がかかり、生産性
が著しく劣るという問題があった。この問題はとくに大
型の免震装置などでは、顕著なものとなる。

【０００６】例えば、前述の設計荷重が約５００トンで
直径が約１ｍの建物用の大型の免震装置では、加硫する
のにおよそ１０〜２０時間かかっている。また、このよ
うに長時間にわたって大型の積層体を加熱加圧状態のま
ま保持することは、エネルギーコストの面からも好まし
いものではない。

【０００７】本発明は、前述の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、未加硫ゴムと金属
板からなる積層体を短時間で加熱することができる加熱
方法を提供することである。また、昇温中の積層体内で
温度差が生じないように加熱できる加熱方法を合わせて
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は、未加硫ゴムと金属板を交互に積み重ねて電磁誘導加
熱により加熱成形された積層体構造の加硫ゴム成形品で
あって、前記金属板は導電性材料により形成されている
ことを特徴とするものである。前記金属板は導電性材料
であるので渦電流により発熱させることができる。した
がって、電磁誘導加熱に供することができる。導電性材
料としては、鉄板、鋼板の他、アルミニウムおよびその
合金、銅およびその合金などがある。金属板が鉄板を除
く上記のような材料により形成された積層体では、耐腐
食性が鉄よりも良好であることから、鉄板で形成した場
合よりも腐食による設計荷重の低下を招来し難いものと
なる。

【０００９】請求項２にかかる発明は、請求項１に記載
の発明に加えて、前記金属板が磁性を有するものであ
る。磁性体は磁界を強め渦電流を大きくする。

【００１０】請求項３にかかる発明は、請求項１または
２に記載の発明に加えて、前記金属板がマルテンサイト
系ステンレスであるものである。一般にマルテンサイト
系ステンレスは、導電体で耐腐食性が良好であり、非
（または弱）磁性体である。また、強度があり、低コス
トである。

【００１１】請求項４にかかる発明は、未加硫ゴムと金
属板とを交互に積層してなる未加硫積層体を誘導コイル
の影響下に配置し、該誘導コイルに交流を通電して前記
未加硫積層体を構成する複数の金属板の各々に渦電流を
発生せしめて各金属板を発熱させ、昇温された各金属板
からの熱伝導によって前記未加硫ゴムを加熱することを
特徴とする加熱方法である。金属板は導電性材料であ
り、磁束変化により内部に渦電流が発生する。誘導コイ
ルにより発生する磁束密度を大きくするためには、金属
板の磁性が大きいほうが好ましい。また、強度およびコ
ストの観点からは鋼板であることが好ましい。積層体
は、薄板状の未加硫ゴムと金属板とを交互に積層したも
のであるが、その積層方向の両端は金属板である。両端
の金属板は、未加硫ゴムに挟まれている金属板と異な
り、完成品を所定箇所に取り付けるためのネジ孔などが
設けられるため、フランジ部分だけ幅広となっている。
これら積層体の形状は、中実円柱または中空円筒柱など
が一般的であるが、３角柱以上の多角柱（中空のものも
含む）なども可能である。

【００１２】請求項５にかかる発明は、請求項４に記載
の発明に加えて、前記誘導コイルを少なくとも未加硫ゴ
ムに挟まれた各金属板に対して積層方向と直交する方向
に渦電流を発生させるように配設したものである。未加
硫ゴムに挟まれた金属板の積層方向と直交する方向（径
方向）に渦電流を発生させる方法としては、誘導コイル
の内部に積層体を置く方法が構成が簡素であり好ましい
が、複数の誘導コイルを積層体の周辺に配置することに
よっても可能である。金属板は良好な熱伝導体であり、
例えば、径方向の端付近の局所的な発熱であってもすぐ
に全体に伝導し全面が昇温する。このように全面が昇温
された金属板により未加硫ゴムが加熱される。径方向の
端付近とは、積層体が中実柱の場合外周を指し、積層体
が中空柱の場合、外周または内周を指す。外周と内周は
何れか一方を発熱させてもよいし、両方を発熱させても
よい。内周を発熱させるには、内周の中空部分に誘導コ
イルを挿入する方法などがある。

【００１３】請求項６にかかる発明は、請求項４または
５に記載の発明に加えて、前記金属板が、磁性材料によ
り形成されてなるものである。磁性体は磁界を強め渦電
流を大きくし、大きな発熱量が得られる。もっとも、他
の熱源との併用などによって補うようにすることも可能
である。

【００１４】請求項７にかかる発明は、請求項６に記載
の発明に加えて、前記金属板が、マルテンサイト系ステ
ンレスであるものである。一般的な材料であるマルテン
サイト系ステンレスを用いることによって、材料コスト
を低減することができる。

【００１５】請求項８にかかる発明は、請求項４乃至７
の何れかに記載の発明に加えて、前記誘導コイルに通電
される交流電流の周波数が１ＫＨｚ以下であるものであ
る。周波数を１ＫＨｚ以下の低周波数とすることによっ
て、積層方向の両端と中央との温度差がなくなる。すな
わち、周波数が高くなる程、積層方向の上端および下端
にあるものに加熱が集中する傾向がある。低周波数の磁
界を積層体に印加することによって、積層体中の金属板
のそれぞれに磁界を十分に印加して発熱させることがで
き、積層方向に温度勾配を生じさせることなく均一に積
層体全体の加熱を短時間で行うことができる。

【００１６】請求項９にかかる発明は、請求項４乃至８
の何れかに記載の発明に加えて、前記周波数が２０Ｈｚ
以下であるものである。積層体内部の金属板に面内温度
差を生じさせないように温度を上昇させることができ
る。したがって、積層体の積層方向だけでなく径方向の
温度差が緩和される。

【００１７】請求項１０にかかる発明は、請求項４乃至
９の何れかに記載の発明に加えて、前記周波数が１Ｈｚ
以上であるものである。周波数を下げると加熱効率が下
がる傾向にある。温度の均一性と加熱効率の２つを考慮
して、所定温度に到達する時間を下げない程度に、均一
な温度で加温されるような最適な周波数を決定すること
が好ましい。が、概して１Ｈｚ未満では、所定温度に到
達させるのに時間がかかるようになるため好ましくな
い。

【００１８】請求項１１にかかる発明は、請求項４乃至
１０の何れかに記載の発明に加えて、前記誘導コイルに
通電される交流電流の周波数を変化させながら加熱する
ものである。周波数を変えることによって、外周と内部
の金属板の発熱量の大小を制御できるため、温度差をよ
り均一にできる。

【００１９】請求項１２にかかる発明は、請求項４乃至
１１の何れかに記載の発明に加えて、前記加熱方法が、
前記積層体内の未加硫ゴムを所定温度まで昇温させる予
熱工程に適応されるものである。未加硫ゴムを加硫する
場合、予熱工程と、予熱されたゴムを所定温度に保ちな
がら加圧する加硫工程とを要する。予熱工程で誘導加熱
を行ったのち、加硫工程で熱盤プレスやホットプレスな
ど従来の方法を用いて加硫してもよい。

【００２０】請求項１３にかかる発明は、請求項４乃至
１２の何れかに記載の発明に加えて、前記加熱方法が、
前記積層体を積層方向に加圧しながら加熱する加硫工程
に適応されるものである。予熱工程を熱盤プレスやホッ
トプレスなど従来の方法での加熱とし、加硫工程を電磁
誘導加熱としてもよい。また、両方の工程を電磁誘導加
熱としてもよい。

【００２１】請求項１４にかかる発明は、請求項４乃至
１３の何れかに記載の発明に加えて、前記積層体の外周
をモールドで拘束して加熱するものである。加硫工程で
は、加圧するためのモールド内に未加硫ゴムと金属板の
積層体を収納する。モールド内に収めたまま加熱できる
ようにすることにより、モールドへの出し入れの手間が
省け、予熱工程から加硫工程への移行が容易になる。

【００２２】請求項１５にかかる発明は、請求項１４に
記載の発明に加えて、前記モールドが、非または弱磁性
体であるものである。モールドが磁束を引きつけないの
で筒状のモールドの中空部に、良好な磁界を生成する。
したがって、その中空部に収納される積層体の金属板を
透過する磁束が減少することなく、効率のよい電磁誘導
加熱が可能になる。非磁性体であることが好ましいが弱
磁性体でもよい。非または弱磁性体としては、ＳＵＳ３
０４などのオーステナイト系ステンレス、コンクリー
ト、各種セラミックなどがある。

【００２３】請求項１６にかかる発明は、請求項１４ま
たは１５に記載の発明に加えて、前記モールドが、導電
性を有しているものである。モールド内に渦電流を発生
させることができる。したがって、モールドも昇温し、
モールドからの熱伝導によって積層体を外周からも加熱
することができる。これにより、積層体内部と外周との
温度差をなくすことができる。

【００２４】請求項１７にかかる発明は、請求項１４、
１５または１６に記載の発明に加えて、前記モールド
が、オーステナイト系ステンレス製であるものである。
ステンレスは、非（または弱）磁性体であり、導電性を
有することから、モールド内の積層体に作用する磁力に
悪影響を与えることがない。その上、耐腐食性があり、
機械的強度も強く、低コストである。

【００２５】請求項１８にかかる発明は、請求項１４乃
至１７の何れかに記載の発明に加えて、前記モールドを
加熱する加熱手段を設け、当該モールドからの熱伝導に
よって積層体を外周からも加熱するものである。モール
ドの加熱手段としては、モールド内に設けられた空洞に
加熱媒体を供給するもの、電熱線を内設したものなど、
従来から一般に用いられる手段を適宜採用することがで
きる。これにより、積層体内部と外周との温度差（径方
向の温度勾配）をなくすことができる。

【００２６】請求項１９にかかる発明は、請求項４乃至
１８の何れかに記載の発明に加えて、前記未加硫積層体
を積層方向両端側から加熱または保温する加熱・保温手
段が設けられてなるものである。積層方向両端の加熱・
保温手段としては、内部に加熱媒体が供給される熱盤、
電熱線を内設された熱盤など、従来から一般に用いられ
る手段を適宜採用することができる。これにより、積層
体の積層方向の温度勾配をなくすことができる。

【００２７】請求項２０にかかる発明は、請求項１乃至
３記載の加硫ゴム成形品の製造方法であって、前記未加
硫ゴムと金属板とを交互に積層してなる積層体を誘導コ
イルの影響下に配置し、該誘導コイルに交流を通電して
前記積層体を構成する複数の金属板の各々に渦電流を発
生せしめて各金属板を発熱させ、昇温された各金属板か
らの熱伝導によって前記未加硫ゴムを加熱しながら、前
記積層体の積層方向に加圧力を作用させて加硫すること
を特徴とするゴムと金属板の積層体構造の加硫ゴム成形
品の製造方法である。未加硫ゴムと金属板の積層体を加
硫して加硫ゴム成形品を製造する場合に、予熱工程と加
硫工程に誘導加熱が適応されるものである。両工程を一
つの設備で連続して行なうことが出来るので効率的であ
る。

【００２８】請求項２１にかかる発明は、請求項２０に
記載の発明に加えて、前記積層体を少なくとも外側の外
周が拘束されるモールド内に収納して行なうものであ
る。モールド内に収めたまま加熱できるようにすること
により、モールドへの出し入れの手間が省け、製造工程
が簡素化できる。

【００２９】請求項２２にかかる発明は、請求項１乃至
３記載の加硫ゴム成形品の製造方法であって、前記未加
硫ゴムと金属板とを交互に積層してなる積層体を誘導コ
イルの影響下に配置し、該誘導コイルに交流を通電して
前記積層体を構成する複数の金属板の各々に渦電流を発
生せしめて各金属板を発熱させることで前記積層体を予
熱した後、該積層体の積層方向に加圧力を作用させなが
ら適宜加熱しながら加硫することを特徴とするゴムと金
属板の積層体構造の加硫ゴム成形品の製造方法である。
未加硫ゴムを加硫する場合、予熱工程と、予熱されたゴ
ムを所定温度に保ちながら加圧する加硫工程とを要す
る。予熱工程で誘導加熱を行ったのち、加硫工程で熱盤
プレスやホットプレスなど従来の方法を用いて加硫して
もよい。

【００３０】請求項２３にかかる発明は、請求項２２に
記載の発明に加えて、前記積層体を少なくとも外側の外
周が拘束されるモールド内に収納して行なうものであ
る。モールド内に収めたまま加熱できるようにすること
により、モールドへの出し入れの手間が省け、製造工程
が簡素化できる。

【００３１】請求項２４にかかる発明は、未加硫ゴムと
金属板とを交互に積層してなる積層体を構成する全ての
金属板のうちの一部または全部を未加硫ゴム層から露出
させ誘導加熱により加熱して加硫した後、前記金属板の
露出部を強制冷却する工程を含んでなることを特徴とす
るゴムと金属板の積層体構造の加硫ゴム成形品製造方法
である。金属板の露出部を強制的に冷却することによっ
て、金属板を介して積層体の内部から急速に冷却するこ
とができ、加硫成形後におけるゴム成形品の冷却時間を
短縮化することができる。

【００３２】請求項２５にかかる発明は、請求項２４に
記載の発明に加えて、液体状または気体状の冷媒により
前記金属板の露出部を強制冷却するものである。取り扱
いの容易な気体状または液体状の冷媒により、容易によ
り速く冷却することができる。

【００３３】請求項２６にかかる発明は、請求項２４ま
たは２５に記載の発明に加えて、前記金属板の露出部に
冷却用フィン部材を取り付け、該冷却用フィン部材を介
して前記露出部を強制冷却するものである。冷却用フィ
ン部材を冷媒で冷やすことにより一層速く露出部を冷却
することができる。

【００３４】請求項２７にかかる発明は、請求項２５ま
たは２６に記載の発明に加えて、前記積層体の金属板に
マルテンサイト系ステンレス鋼板を使用し、前記冷媒に
水または空気を使用するものである。マルテンサイト系
ステンレス鋼板は耐腐食性が良好であり、腐食を生じさ
せ易い水や空気による冷却を行っても、腐食が生じ難い
ものとなる。従って、加硫ゴム成形品を製造する際の冷
却工程におけるコストを安価な水や空気の使用により低
減させることができる。

【００３５】請求項２８にかかる発明は、未加硫ゴムと
金属板とを交互に積層した積層体に対して電磁誘導加熱
する加熱装置であって、前記金属板に対して磁界により
渦電流を発生させて発熱させるように、前記積層体に前
記磁界を印加する誘導コイルと、前記誘導コイルに交流
電流を通電して前記磁界を発生させる電源手段とを有し
ていることを特徴とするものである。これにより、未加
硫ゴムと金属板とを交互に積層することにより形成され
た積層体における金属板がそれ自体で発熱するため、金
属板が伝熱板となって積層体の内部から加熱が行われ
る。従って、未加硫ゴムの外部から加熱する場合より
も、短時間で積層体全体を所定温度以上に加熱すること
ができる。

【００３６】請求項２９にかかる発明は、請求項２８に
記載の発明に加えて、前記積層体の外周を拘束して収納
するモールドを備えてなるものである。予熱工程から加
硫工程への移行が容易であり、加硫システムの簡略化を
図ることができる。

【００３７】請求項３０にかかる発明は、請求項２９に
記載の発明に加えて、前記モールドが、非または弱磁性
体材料からなるものである。積層体への磁界が弱められ
ることなく、効率よく金属板を発熱させることができ
る。非磁性体であることが好ましいが、弱磁性体でもよ
い。非または弱磁性体としては、ＳＵＳ３０４などのオ
ーステナイト系ステンレス、コンクリート、各種セラミ
ックなどがある。

【００３８】請求項３１にかかる発明は、請求項２８、
２９または３０に記載の発明に加えて、前記モールドを
加熱する加熱手段を備えてなるものである。モールドを
ステンレス製とすると、ステンレスは非（または弱）磁
性体であり、導電性材料でもあるので、積層体への磁束
を減少させることなく、モールド自身にも渦電流が発生
し、加熱される。この他、ステンレス製としなくても、
加熱手段を設けてモールド自身が加熱されるようにする
と、積層体を外周から加熱できるので内部との温度差を
緩和し、より速く均一に加熱することができる。モール
ドを加熱する手段としては、モールドの内部に加熱媒体
を導く加熱媒体方式、電熱線を内蔵させる電熱方式など
がある。そのほか、従来から一般に用いられている方法
を適宜採用することができる。なお、モールドを用いな
い加熱の場合は、モールドに準じて、モールドと同様に
積層体の外周と接するもので、加熱手段が内蔵されたも
のを用いることができる。

【００３９】請求項３２にかかる発明は、請求項２８乃
至３１のいずれかに記載の発明に加えて、前記積層体を
積層方向両端側から加熱または保温する熱盤を備えてな
るものである。この熱盤も、モールドの加熱手段と同様
に、加熱媒体方式、電熱方式など従来から用いられてい
る方法を適宜採用して用いることができる。これによ
り、積層方向の温度差を緩和し、より速く均一に加熱す
ることができる。また、加圧プレスに挿着して積層体を
加熱する場合には、上下プラテンを熱盤としてもよい。

【００４０】請求項３３にかかる発明は、請求項２８乃
至３２のいずれかに記載の発明に加えて、前記電源手段
は、交流電流の周波数を可変調整する周波数調整手段を
有することを特徴とするものである。これにより、積層
体のサイズに応じて最適な周波数の磁界を積層体に印加
したり、予熱工程と加硫工程とで加熱量を変化させるこ
とができ、目的に応じた加熱調整ができるため、積層体
全体の加熱を一層短時間で行うことができる。

【００４１】請求項３４にかかる発明は、請求項２８乃
至３３のいずれかに記載の加熱装置と、前記積層体をそ
の積層方向から加圧する加圧手段を有することを特徴と
するゴムと金属板の積層体構造の加硫ゴム成形品の製造
装置である。積層体全体の加熱を短時間で行えることか
ら加硫ゴム成形品の製造が、短時間で済み、装置として
簡素化された製造装置が得られる。

【００４２】

【本発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。図１乃至図３は、本発明の積層体
の実施態様例を示す積層方向の断面図である。本発明に
おいて、積層体の代表的な形状としては、中実円柱や中
空円筒が挙げられるが、これに限らず、三角柱以上の多
角柱（中空のものも含む）も可能である。しかしなが
ら、便宜上本明細書では、積層方向と直交する方向を径
方向という。

【００４３】図１において、積層体１は、金属板２、
４、５とゴム３を平行状態を保ったまま交互に積み重ね
たものである。金属板２、４、５のうち、金属板２は内
部板２とも呼ばれ、金属板４、５は連結板４、５とも呼
ばれる。内部板２の両面はゴム３と接しており、連結板
４、５は、積層体１の両端面にあってフランジ部分４
ａ、５ａを有している。内部板２とゴム３はそれぞれ、
厚みが数ミリメートルであり、数枚〜数十枚を交互に積
み重ねられている。連結板４、５は、取付けプレート等
をネジ止めするためのフランジとして機能する。そのた
め、内部板２よりも厚く、径も大きくなっている。内部
板２はゴム３の積層方向の剛性を高めるためのものであ
り、ゴム３と略同等の厚みであることが好ましい。

【００４４】また、図１において、内部板２は、環状の
ゴム３ａによってその外周２ａも完全にゴム３、３ａ内
に完全に埋設された状態になっている。このように、内
部板２がゴム３に完全に埋設された構成であれば、１回
の加硫成形により内部板２を完全に防錆した加硫ゴム成
形品とすることができるので好ましい。

【００４５】図２では、図１の環状のゴム３ａにあたる
ものがなく、全ての内部板２の外周２ａは露出してい
る。また、図３では、一部の内部板２の外周２ａが露出
している。このように、全てまたは一部の内部板２の外
周２ａが露出された構成であれば、露出した外周２ａに
モールドを当接させて、加熱したモールドからの熱伝導
により内部板２を加熱でき、その内部板２からの熱伝導
により未加硫ゴム３を一層効率よく加熱することができ
る。また、冷却時において、内部板２の外周２を冷媒な
どによって強制的に冷やすことができ、冷却時間を短縮
化することができる。

【００４６】金属板２、４、５は導電性材料から形成さ
れており、磁束が変化する環境に置かれると内部に渦電
流が発生し、発熱する。したがって、この積層体１は、
電磁誘導加熱により金属板２、４、５を加熱することが
できる。また、磁束の通り道にある金属板２、４、５が
磁性を有するものであれば、磁界を強めることができ、
発生する渦電流が大きくなり、発熱量が大きくなる。金
属板が加熱されると、それと接するゴム３が昇温された
金属板２、４、５からの熱伝導により加熱される。ま
た、積層体１は、主に免震ゴムとして建築物の柱下にて
何百トンというオーダーの荷重に何十年と耐えなければ
ならない。そのため、鉄よりも耐腐食性が良好な材料に
より形成されることが好ましい。そのような材料とし
て、ステンレスなどの鋼板、アルミニウム、アルミニウ
ム合金、銅、銅合金などを挙げることができ、腐食によ
る設計荷重の低下を招来し難いものとすることができ
る。以上のほか、強度があり低コストであるという観点
も含めて本発明では、金属板２、４、５の最も好ましい
材料の一例としてマルテンサイト系ステンレスを挙げる
ことができる。

【００４７】次に、図４に基づいて前述の積層体を加熱
する方法を説明する。

【００４８】図４において、積層体１の外周には、誘導
コイル６がらせん状に巻回されて配設されており、周波
数調整器７が接続されて誘導コイル６に交流が通電され
ている。周波数調整器７は例えばインバータ装置で構成
され、１ＫＨｚ以下の任意の周波数の交流を発生させる
ことができるものである。誘導コイル６は、上下の連結
板４，５の間であって、内部板２の端（径方向の外周）
２ａにできるだけ近づけて配設されることが好ましい。
誘導コイル６によって形成される磁束は点線のように、
上側の連結板４の下側をはって、内部板２の外周２ａ付
近の各々を貫き、下側の連結板５の上側をはうというル
ープを形成する。すると、内部板２の外周２ａ付近に渦
電流が発生する。この渦電流によるＩ² Ｒ損失によって
内部板２の外周２ａ付近が発熱する。

【００４９】内部板２は良好な熱伝導体であり、かつ、
その両面に接している未加硫ゴム３は断熱材である。し
たがって、内部板２の外周２ａ付近での発熱はゴムへ拡
散されることなく、矢印に示されるように速やかに中
央部へ向かいすぐに、内部板２の全体が発熱しているの
と略等価な状態になる。ついで、このように昇温された
内部板２の全体からじわじわと未加硫ゴム３に向かって
矢印のように熱伝導が行われる。このような熱伝導が
内部板２の各々で生じるため、積層体１はその内部から
全体が加熱される。したがって、速やかで均一な加熱が
可能である。

【００５０】次に本発明の電磁誘導による加熱方法と、
従来のスチームによる加熱方法を、シミュレーションテ
ストの結果を示すグラフ図において比較する。

【００５１】図５において、誘導加熱は、積層体１に６
０Ｈｚの交流を作用させて１００°Ｃまで加熱した場合
であり、スチーム加熱は、積層体１をスチーム室の中に
入れて外部から加熱した場合である。中央部は、図４に
示される積層体１のゴムのＡ部分を示し、径方向の中心
であり、かつ積層方向の中央にあたる。また、上端部
は、図４に示される積層体１のゴムのＢ部分を示し、径
方向の外周２ａ付近であり、かつ積層方向の上端にあた
る。

【００５２】図５において、●印と■印で示される誘導
加熱では、◆印と▲印で示されるスチームに比べて昇温
カーブが急であり、短時間で所定温度に昇温できること
がわかる。また、誘導加熱では、中央部●印と、上端部
■印とで温度差が比較的少なく、似たようなカーブで昇
温しているのに比べて、スチーム加熱では、中央部▲印
と上端部◆印とで温度差が激しく、均一に昇温されてい
ないことがわかる。すなわち、電磁誘導加熱では、内部
から加熱されるので、早く均一な加熱が可能であり、お
よそ１００分で、中央部Ａおよび上端部Ｂの両方が１０
０°Ｃ近くになって安定に向かっている。これに対し、
スチーム加熱では、外部から順に内部に向かって加熱さ
れるため、中央部Ａと上端部Ｂとで温度差が大きく、お
よそ２０時間以上経ってようやく、中央部Ａおよび上端
部Ｂの両方が約１００°Ｃになって安定に向かう。この
ことから、積層体１に本実施形態の電磁誘導加熱を施す
と、加硫時間を１／１０程度に短縮できる可能性がある
ことが判る。

【００５３】次に、金属板２、４、５の材料として好ま
しいマルテンサイト系ステンレスを用いた場合を、鉄と
比較する。

【００５４】図６は、図４の内部板２および連結板４・
５に耐腐食性の良好なマルテンサイト系ステンレス（Ｓ
ＵＳ）を用いた構成した積層体１に６０Ｈｚの交流を作
用させて１５０°Ｃまで加熱する場合のシミュレーショ
ンテストの結果“○”を示すグラフ図である。尚、比較
例として、内部板２および連結板４・５に耐腐食性の低
い鉄（ｓｔｅｅｌ）を用いた場合のシミュレーションテ
ストの結果“●”と、従来方法である蒸気（１７０°
Ｃ）を用いて加熱した場合のシミュレーションテストの
結果“△”も併せて求めた。

【００５５】この結果、加熱を開始してから１５０°Ｃ
に到達するまでに要する時間は、ステンレス（ＳＵＳ）
の積層体１において４４０分、鉄（ｓｔｅｅｌ）の積層
体１において２６０分、蒸気加熱において５２０分であ
ることが判明した。また、最高温度と最低温度との関係
は、鉄（ｓｔｅｅｌ）の積層体１において最も温度差が
小さく、蒸気加熱において最も温度差が大きく、ステン
レス（ＳＵＳ）の積層体１がこれらの場合の中間の温度
差であることが判明した。これにより、ステンレス（Ｓ
ＵＳ）を用いた場合には、電気伝導度が鉄（ｓｔｅｅ
ｌ）よりも小さいため、鉄（ｓｔｅｅｌ）を用いた場合
よりも加熱に時間を要しているが、蒸気で積層体１の外
部から加熱する場合よりも、積層体１の内部から加熱し
ているため、短時間で加熱を行うことができることが判
明した。

【００５６】ところで、先の図５などに示されるシュミ
レーション結果では、スチーム加熱に比べて誘導加熱が
格段に優れていることがわかるが、中央部Ａと上端部Ｂ
とで全く温度差がないわけではない。すなわち、中央部
Ａ（●印）の昇温カーブのほうが、上端部Ｂ（■印）の
昇温カーブより急であり、積層体１の内部の方が上下端
よりもわずかながらも加熱され易い傾向にあることを示
している。内部板２の端部２ａから内部に向かう熱量の
方が積層体１の上下端での放熱を上回って、熱量が内部
にこもっていることを示唆している。

【００５７】そこで、誘導コイル６の周波数を変えて発
熱量を制御し、全体が同一な昇温カーブを描くようにす
ることが好ましい。

【００５８】一方で、交流発生器７からの交流の周波数
を上げすぎると、内部板２のうち積層方向の上端および
下端にあるものが外周の端Ｃ、Ｄ（図４参照）だけで発
熱しようとする傾向があり、積層方向および径方向に温
度勾配を生じることがわかっている。内部板２の外周２
ａの端付近をそれぞれ発熱させるためには、１ KHz以下
の低周波数にする必要がある。

【００５９】また、１ KHz以下の周波数であっても、金
属板の内部で径方向の温度勾配が生じる場合がある。そ
の場合、さらに低い周波数にすると、金属板（内部板）
における磁束の径方向に浸透深さ（表皮深さ）が大きく
なる。このため、金属板に誘導されるジュール発熱の径
方向分布が周波数を下げることによってよりブロードに
なるために、面内温度差が小さくなる。

【００６０】図７において、コイル周波数と加熱時間と
の関係、および、コイル周波数と温度差との関係を比較
する。図７は、直径５００mmの積層体（厚さ３mmの鋼板
を２５層、厚さ５mmの加硫済ゴムを２６層交互に積層し
たもの）に交番磁界を印加したときのシミュレーション
結果である。

【００６１】図７において、破線▲印で示されるカーブ
は、鋼板（内部板２）の面内温度差を示しており、周波
数が低いほど温度差が少ないことがわかる。したがっ
て、周波数を低くすればそれだけ、積層体の内部で温度
差が生じないように均一に昇温できる。一方で、実線●
印で示されるカーブは、積層体１の全体が１５０℃に到
達する時間を示しており、周波数が低いほど加熱に時間
がかかることがわかる。したがって、この図６を用い
て、ゴムの加硫に影響の出ない範囲の面内温度差で、な
るべく速く温度が上昇して加硫ができるように、適宜周
波数を決定することができる。そのような範囲として、
周波数を１Hz以上２０Hz以下とすることが好ましい。こ
の範囲で、面内温度差は５０℃〜７０℃、１５０℃到達
時間は１０分〜１００分である。

【００６２】さらに、金属板（鋼板）の面内温度差を緩
和する方法として積層体の外周と接するモールドの温度
を制御する方法が挙げられる。この方法としては、モー
ルドを導電体で形成し、内部板と同様に電磁誘導で発熱
させる方法が好ましい。

【００６３】モールド８は、図８に示されるように、積
層体１の径方向を拘束するために積層体１の外径に等し
い内径を有する中空体であり、積層体１が積層方向に加
圧されるように、加圧代εだけ連結板４と連結板５との
間の間隔よりもモールド８の段差８ａ、８ｂ間の間隔の
方が小さくされている。積層体１をこの様なモールド８
に収納した状態で加熱する場合には、誘導コイル６は、
モールド８の外周に配設される。

【００６４】図９に、図８に示されるようなモールド８
をオーステナイト系ＳＵＳで、径方向の厚さを２５mmと
して形成した場合のモールドの昇温速度を周波数との関
係においてシミュレーションで調べた結果を示す。破線
●印で示されるモールドの昇温速度は周波数の増加に伴
い大きく増加しているが、実線○印で示される鋼板の昇
温速度はほぼ横ばいである。両者は３Hz近辺で一致す
る。したがって、モールドをオーステナイト系ステンレ
ス製とした場合、誘導加熱の周波数を３Hz近辺とすれ
ば、積層体の内部と、モールドに接する境界とで温度差
が生じない。

【００６５】また、図９の関係を用いれば、加熱の途中
で周波数を切り換えることにより、モールド、内部の金
属板、それぞれの昇温速度を制御することができる。

【００６６】なお、モールド８は、非（または弱）磁性
体で形成されることが好ましい。誘導コイル６による磁
束がモールド８を透過して内部板２に及びやすいからで
ある。このような観点からもモールドをＳＵＳ３０４な
どのオーステナイト系ステンレス製とすることが好まし
いことがわかる。

【００６７】このように、積層体に接するモールドを加
熱することによっても、温度格差を緩和できることがわ
かる。モールドを用いない加熱（予熱など）のばあい
は、これと同形にされたオーステナイト系ステンレス製
の治具を積層体の外周に接触させればよい。また、後述
するように、温度の上がりにくいところに他の加熱方法
を補助的に使用することによっても温度格差を無くすよ
うにすることができる。

【００６８】次に、図１０に基づいて、未加硫ゴムと金
属板とを交互に積層した積層体を加硫するシステムの一
例を説明する。図１０に示される加硫システムでは、予
熱工程（第１・第２予熱ステーションＳ２、Ｓ３）で本
発明の電磁誘導加熱が行われ、加硫工程（加圧加熱ステ
ーションＳ１）では従来のスチーム加熱が行われる。こ
の加硫システムは、この他に、モールドを着脱するため
の第１・第２組立・分解ステーションＳ４、Ｓ５（組立
ステーションＳ４と分解ステーションＳ５に別けてもよ
い）と、これら各ステーションＳ１〜Ｓ５の間をモール
ドおよび積層体を載置して走行する搬送台車３０を備え
ている。

【００６９】一般に、上記積層体を加熱するだけならば
モールド内に収納しなくてもできるが、加圧を必要とす
る加硫工程ではモールド内に収納した状態での加熱が必
要である。したがって、上記積層体を加硫する場合に
は、予熱工程から加硫工程までモールド内に収納した状
態で流れ作業的に行われることが好ましい。すなわち、
図１０において、積層体は、先ず、モールド組立ステー
ションＳ４に搬送され、モールドを装着されて予熱ステ
ーションＳ２またはＳ３で予熱され、加圧加熱ステーシ
ョンＳ１で加硫され、モールド分解ステーションＳ５に
搬送されてモールドから取り出される。

【００７０】また、通常、積層体の温度を加硫可能な所
定温度まで昇温させる予熱工程の方が、一定温度を保っ
た状態で加圧する加硫工程よりも時間を要する。また、
モールドの組立・分解にも時間を要する。そこで、予熱
工程を行う予熱ステーションの数を、加硫工程を行う加
圧加熱ステーションの数よりも多くすることによって、
加硫サイクルを短縮し、生産性を上げることができる。
モールドの組立・分解ステーションも複数設けることが
好ましい。図１０において、予熱ステーションは２つ設
けられており、加圧加熱ステーションは１つである。な
お、これらの数の比は、時間の差によって適宜決められ
ることが好ましい。

【００７１】図１１および図１２に示される装置は、図
１０のシステムに用いられる装置であり、予熱を電磁誘
導（図１１参照）で、加硫をスチーム加熱（図１２参
照）で別の装置でそれぞれ行うように構成されたもので
ある。

【００７２】図１１において、モールド１０は、積層体
１の径方向を拘束する円筒状のモールド本体１２と、積
層体１の積層方向両端面と接する下蓋部１１および上蓋
部１３から構成されている。下蓋部１１とモールド本体
１２との間にて、積層体１の連結板５が保持され、上蓋
部１３とモールド本体１２との間にて積層体１の連結板
４が保持されるともに、これら上蓋部１３とモールド本
体１２の間には押し込み可能な加圧代εが設けられてい
る。誘導コイル６はモールド本体１２の外周であって、
連結板４，５の間に位置するように配設されている。ま
た、モールド本体１２内部には、加硫工程で作用させる
べき加熱ジャケット１２ａが設けられている。さらに、
モールド本体１２は、縦割り可能な構成とすることによ
って積層体１の出し入れが容易となる。同様に、上下蓋
部１１、１３を分解可能にしてもよい。また、上下蓋部
１１、１３は省略することも可能である。

【００７３】モールド本体１２は、前述したように、Ｓ
ＵＳ３０４の如き非（または弱）磁性体で形成されるこ
とが好ましく、誘導コイル６による磁束がモールド１０
を透過して内部板２に及ぶようになっている。したがっ
て、誘導コイル６に上述した低周波の交流を通電する
と、積層体１の全体が内部から短時間に加熱されて加硫
前の予熱が行われる。また、ＳＵＳ３０４は導電性材料
であり、電磁誘導によって加熱されるので、モールド本
体１２と接する端面からも積層体１は加熱され、内部と
の温度差が生じないように均一に加熱される。

【００７４】図１２において、加硫プレス２０は、プレ
スフレーム２１内の上部に、上プラテン２２を高さ調整
機構２３を介して保持し、プレスフレーム２１内の下部
に、下プラテン２４を加圧シリンダ２５を介して保持す
る構造になっている。加圧シリンダ２５を短縮した状態
にして、予熱された積層体１を収納するモールド１０を
例えば紙面厚み方向から横滑りして所定位置にして装着
する。その後、加圧シリンダ２５を伸長すると、モール
ド１０即ち積層体１は上下プラテン２２，２４の間で加
圧される。同時に、中間部１２の加熱ジャケット１２ａ
にスチームを導入すると、加圧と加熱が同時に行われ、
所定形状に加圧したままで硬化させるという加硫が進行
する。なお、上下プラテン２２、２４の内部にも加熱ジ
ャケット２２ａ、２４ａを設け、スチームを導入して加
熱ができるように構成してもよい。

【００７５】なお、加硫工程に本発明の電磁誘導による
加熱方法を用いることもできる。そのばあい、１つの装
置内で予熱と加硫の両工程を行えるように構成すること
が好ましい（図１３参照）。また、予熱を従来のスチー
ムなどによる加熱方法で行い、加硫工程における加熱の
みを電磁誘導加熱で行うように構成することも可能であ
る。

【００７６】次に、図１３に基づいて予熱と加硫の両工
程を一度に行える加熱装置を詳細に説明する。

【００７７】この加熱装置は、モールド４３内に装填さ
れた積層体１を上下方向に押圧する加圧プレス４０と、
積層体１を加熱する電磁誘導加熱装置４１とを有してい
る。加圧プレス４０は、内部が開口された枠型フレーム
３１を有している。枠型フレーム３１は、複数枚の枠板
３２…を積層してボルト３３…で締結することにより形
成されており、枠板３２…の積層数を調整することによ
って、所望の応力や歪み量を容易に得ることができるよ
うになっている。

【００７８】上記の枠型フレーム３１の内部には、スペ
ーサ部材３４が上面に設けられており、スペーサ部材３
４の下端には、プラテンサポート３５を介して中空部３
６ａを有した上部プラテン３６が設けられている。ま
た、上部プラテン３６の下方には、上部プラテン３６と
同様に中空部３７ａを有した下部プラテン３７が配置さ
れている。そして、これらの上部および下部プラテン３
６・３７の中空部３６ａ・３７ａには、図示しない熱供
給源が接続されており、熱供給源は、蒸気等の加熱媒体
を中空部３６ａ・３７ａに供給することによって、上部
および下部プラテン３６・３７を所定温度以上に昇温さ
せるようになっている。

【００７９】上記の下部プラテン３７は、プラテンサポ
ート３８を介して油圧等の流体圧を利用した加圧シリン
ダ３９に支持されている。加圧シリンダ３９は、軸心が
鉛直方向に設定された加圧ロッド３９ａを有しており、
加圧ロッド３９ａを進退移動させることによって、下部
プラテン３７を昇降させるようになっている。これらの
上部プラテン３６および下部プラテン３７の間には、モ
ールド４３および積層体１が搬入されるようになってい
る。モールド４３は、積層体１の側周面に当接するよう
に筒形状に一体的に形成されている。そして、このモー
ルド４３内には、中空部４３ａが形成されており、中空
部４３ａには、加硫成形時において上述の図示しない熱
供給源が接続されるようになっている。これにより、モ
ールド４３は、熱供給源から蒸気等の加熱媒体が中空部
４３ａに供給されることによって、所定温度以上に加熱
されるようになっている。また、モールド４３は、ＳＵ
Ｓ３０４等の非磁性体を用いて形成されており、モール
ド４３内において磁界を良好に生成させるようになって
いる。

【００８０】上記のモールド４３内に装填される積層体
１は、円柱形状の未加硫ゴム３を有している。未加硫ゴ
ム３の内部には、金属板からなる内部板２…が所定間隔
をおいて上下方向に積層されながら水平配置されてい
る。また、未加硫ゴム３の上面および下面には、内部板
２と同様に金属板からなる連結板４・５が接合されてお
り、これらの連結板４・５および内部板２…は、電磁誘
導により加熱されることによって、未加硫ゴム３を上下
面および内部から加熱するようになっている。

【００８１】上記の内部板２…および連結板４・５に対
する加熱は、図１３に示すように、モールド４３の周囲
に配置された電磁誘導加熱装置４１により行われるよう
になっている。電磁誘導加熱装置４１は、環状の誘導コ
イル４７と、誘導コイル４７を空気や水により強制冷却
する図示しない冷却装置とを有している。誘導コイル４
７には、図４の周波数調整器７（電源手段）が接続され
ており、周波数調整器７は、誘導コイル４７に通電され
る交流電流の周波数を調整することで、誘導コイル４７
の周囲に任意の強度の磁界を発生させるようになってい
る。

【００８２】上記の構成において、加熱装置の動作につ
いて説明する。先ず、モールド４３および誘導コイル４
７を加圧プレス４０にセットし、加圧シリンダ３９に対
して加圧ロッド３９ａを進出させることによって、モー
ルド４３および積層体１を下部プラテン３７および上部
プラテン３６により挟持して押圧する。この後、上部プ
ラテン３６、下部プラテン３７、およびモールド４３に
蒸気等の加熱媒体を供給して加熱すると共に、誘導コイ
ル４７に対して所定の周波数で交流電流を通電し、誘導
コイル４７の周囲に磁界を発生させる。

【００８３】上記の磁界は、積層体１における未加硫ゴ
ム３の上面および下面に接合された連結板４、５および
未加硫ゴム３中に埋設された内部板２…に印加され、こ
れらの連結板４、５および内部板２…に渦電流を発生さ
せて加熱する。そして、この連結板４、５および内部板
２…の加熱により未加硫ゴム３を上下面および内部から
加熱し、さらに、上部プラテン３６、下部プラテン３
７、およびモールド４３により未加硫ゴム３への加熱を
促進することによって、未加硫ゴム３を外部および内部
から加熱して加硫成形することになる。この後、積層体
１の加硫成形が完了すると、モールド４３を誘導コイル
４７と共に加圧装置４０から搬出した後、モールド４３
を加硫済みの積層体１と共に冷却工程等の次工程に搬送
する。

【００８４】なお、上部プラテン３６、下部プラテン３
７、およびモールド４３には、蒸気等の加熱媒体による
加熱のほか、電熱方式など従来一般に用いられる加熱手
段を適宜選択して利用することができる。また、これら
は、電磁誘導による加熱により温度格差が生じた場合
に、温度が上がりにくいところの加熱を補うように制御
されることが、より均一で迅速な加熱を実現するという
観点から好ましい。

【００８５】以上説明した実施形態では、誘導コイルは
積層体１の外周に沿ってらせん状に巻回されたものを例
示したが、積層体１の外周にじゃばら状になった誘導コ
イルを数分割にして張りつけるものであってもよい。ま
た、凹字型の鉄心に誘導コイルを巻き、凹字型鉄心の磁
束の影響下に積層体を配置するものであってもよい。要
は、積層体１を構成する内部板の各々に対して磁束を浸
透させ、好ましくは、内部板の径方向の端部を発熱させ
ることができればよい。

【００８６】さらに、積層体は、中空のものでもよい。
次に、図１４および図１５に基づいて、中空円筒柱状の
積層体５０を加熱する方法を説明する。

【００８７】図１４に示される積層体５０は、中空円板
状の内部板５２を未加硫ゴム５３で埋設して中空円筒柱
にし、未加硫ゴム５３の上下端に未加硫ゴム５３と同径
の連結板５４，５５を密着させたものである。このよう
な積層体５１にあっては、積層体の内周と外周のそれぞ
れに誘導コイル６１、６２を配設し、両端部（外周と内
周）を発熱させるようにすることができる。

【００８８】図１５では、図１４の積層体５１をモール
ド６３に収納し、モールド６３を介して電磁誘導加熱す
る状態を示している。モールド６３は、外筒６４と中心
柱６５が立設された下モールド６６と、下モールド６６
に対して締め込み代εを残して蓋をする上モールド６７
とからなっている。このモールド６３はＳＵＳ３０４の
如き非磁性体で形成されており、下モールド６６の外筒
部６４の外周に誘導コイル６を配設することにより、積
層体５１を加熱することができる構造になっている。ま
た、外筒６４と中心柱６５は内部に加熱ジャケット６４
ａ、６５ａを有しており、スチーム加熱などの方法によ
り補助的な加熱もできるようになっている。

【００８９】また、図２および図３に示されるように、
内部板２が露出した積層体１では、加硫後の冷却工程に
おいて、前述の加熱方法とは逆に、内部板２の露出部
（端部）を強制的に冷却し内部板２の全体の温度を下
げ、熱伝導により内部から冷却することができる。これ
により、冷却時間の短縮を図ることができる。

【００９０】ここで、放熱の方法としては、図１６に示
すように、積層体１を放置して自然放熱する方法を挙げ
ることができると共に、送風ファン１４により空気（冷
媒）を内部鋼板２の露出部に吹き当てて強制的に冷却す
る方法がある。また、空気を冷媒として用いる代わり
に、気体状の冷媒として窒素ガスを用いても良いし、液
体状の冷媒として水や油を用いても良い。また、積層体
１を放置していても露出部を強制的に冷却できるよう
に、冷却用フィン１５を露出部に取り付け、この冷却用
フィン１５を介して露出部を強制的に冷却する方法であ
っても良い。さらに、冷却用フィン１５に上述の気体状
や液体状の冷媒を接触させることによって、冷却用フィ
ン１５を介して強制的に冷却するものであっても良い。
尚、空気や水を冷媒として用いる場合には、内部板２が
耐腐食性に良好なステンレス鋼板であることが望まし
く、このような構成にすることによって、積層体１を冷
却する際において内部板２に腐食を生じさせ難くするこ
とができる。

【００９１】

【発明の効果】以上のように、請求項１乃至３にかかる
発明では、ゴムと金属板を交互に積み重ねてなる積層体
を電磁誘導により加硫成形したものである。金属板は、
導電性材料であり、電磁誘導により短時間で高熱にする
ことができるので、加熱時間（加硫時間）の短縮を図る
ことができる。強磁性体であれば、電磁誘導時に大きな
磁束変化を捉えて発熱量を大きくすることができ、より
好ましいが、ステンレス製であっても十分に加熱時間の
短縮を図ることができる。この場合には、建築物の免震
ゴムとして長期間使用されても腐食による設計荷重の低
下を生じさせない。また、強度があり安価である。

【００９２】請求項４乃至７に記載の発明では、積層体
を電磁誘導により内部から加熱するので、加熱時間を短
縮することができる。

【００９３】請求項８乃至１１に記載の発明では、誘導
コイルの周波数を低くしたので、積層体の一部のみが高
温になることを防ぐことができ、内部で温度勾配が生じ
ないように均一に昇温させることができる。したがっ
て、加硫後の製品が均一で優れたものとなる。さらに、
周波数を変えながら加熱すると、加熱時間の短縮化を図
ることができる。

【００９４】請求項１２および１３に記載の発明では、
予熱工程または加硫工程のうちのいずれか一方、または
両方に電磁誘導加熱を用いるものであり、加硫システム
において生産性の向上を図ることができる。

【００９５】請求項１４乃至１７に記載の発明では、積
層体をモールドに収納した状態で加熱するものであり、
予熱工程から加硫工程への移行作業を容易にすることが
できる。モールドが非または弱磁性体であれば、積層体
への磁束の浸透を妨げることなく、積層体を構成する金
属板の発熱状態が良好なものとなる。また、モールドが
導電性を有していれば、電磁誘導によってモールド自身
も発熱し、積層体の外周からの加熱を補助する。そのよ
うな材料としてモールドをオーステナイト系ステンレス
製とすることによってコストの低減も図れる。

【００９６】請求項１８および１９に記載の発明では、
積層体を径方向および積層方向から加熱する手段（電磁
誘導以外のもの）を、さらに設けているので、電磁誘導
のみでは温度の上がり難い部分を補助的に加温して、積
層体の内部で温度勾配が生じないように均一に昇温させ
ることができる。径方向からの加熱手段はモールドに設
け、積層方向の加熱手段はプレス機のプラテンなどに設
けることが容易であり安価である。

【００９７】請求項２０乃至２１に記載の発明では、予
熱から加硫まで１つの装置で、モールド内に収めたまま
できるので、製造工程が簡素化できる。

【００９８】請求項２２乃至２３に記載の発明では、予
熱工程と加硫工程を異なる装置で行うものであり、その
ような場合も、モールド内に収めておくと、一方の装置
から他方の装置への移動が容易であり、製造工程が簡素
化できる。

【００９９】請求項２４乃至２７に記載の発明では、積
層体の金属板の端部の一部または全部を露出させて、そ
の露出部を強制的に冷却するものであり、内部を熱伝導
により冷却できるので冷却時間を短縮することができ
る。

【０１００】請求項２８に記載の発明では、積層体の金
属板に磁束を透過させるように誘導コイルを配置し、誘
導コイルに交流電流を発生させる電源手段を設けたもの
であり、導電体である金属板に渦電流による発熱が生
じ、金属板が伝熱板になって積層体の内部から加熱が行
われる。これにより外部から加熱するよりも、短時間で
積層体全体を所定温度以上に上げることができる。

【０１０１】請求項２９乃至３１に記載の発明では、モ
ールドを備えており、モールドに収納された状態で加熱
ができる。したがって、加硫するばあいの予熱工程から
加硫工程への移行が容易である。そのとき、モールドを
非磁性体とすることによって、積層体の金属板への磁束
を弱めることなく、良好に磁場を生じさせることがで
き、電磁誘導加熱を効率よく行わせることができる。さ
らにモールド自らが加熱できるように導電性材料で形成
したり、内部に加熱手段を設けたりしておくことによっ
て、積層体をモールドに接する外周側からも加熱できる
ので、積層体の中心部と外周部とで温度差が生じないよ
うに均一に加熱することができ、優れた加硫製品を製造
することができる。

【０１０２】請求項３２に記載の発明では、前記積層体
を積層方向両端側から加熱または保温する熱盤を備えて
おり、積層方向の温度差を緩和し、より速く均一に加熱
することができる。

【０１０３】請求項３３に記載の発明では、電源手段
が、交流電流の周波数を可変調整する周波数調整手段を
有することによって、積層体のサイズに応じて最適な周
波数の磁界を積層体に印加したり、予熱工程と加硫工程
とで加熱量を変化させることができ、目的に応じた加熱
調整ができるため、積層体全体の加熱を一層短時間で行
うことができる。とくに、１Hz〜２０Hzの範囲では、所
定温度に到達する時間（加熱効率）を落とさしめること
なく、１枚の金属板の内部での面内温度差（温度勾配）
が生じないように、均一に保ちながら温度を上昇させる
ことができるので、製造サイクルの短縮で生産性が向上
するとともに、優れた加硫製品を製造することができ
る。

【０１０４】請求項３４に記載の発明では、加熱装置に
加圧手段を設けており、予熱と加硫が１つの装置ででき
るので、設備費および維持費が少なくてすみ、製造工程
も簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層体の一実施例の縦断面説明図であ
る。

【図２】本発明の積層体の他の実施例の縦断面説明図で
ある。

【図３】本発明の積層体のさらに他の実施例の縦断面説
明図である。

【図４】本発明の加熱方法の概念図である。

【図５】本発明の加熱方法による昇温カーブを従来の方
法によるものとの比較において示すグラフ図である。

【図６】本発明の加熱方法による昇温カーブを従来の方
法によるものとの比較において示すグラフ図である。

【図７】周波数と加熱時間および鋼板面内温度差を示す
グラフである。

【図８】モールドに収納され状態での加熱方法の説明図
である。

【図９】モールドを鋼板と同様にステンレス製とした場
合の周波数と昇温速度との関係を鋼板との比較において
示す図である。

【図１０】本発明の加熱方法を予熱工程に用いた場合の
システムの一例を示す説明図である。

【図１１】モールド内に収納した積層体を電磁誘導で予
熱する場合に用いられる装置の概略説明図である。

【図１２】電磁誘導で予熱したのちに用いられる加硫装
置の一例を示す図である。

【図１３】予熱と加硫を行うことができる装置の概略説
明図である。

【図１４】中空円筒状の積層体を電磁誘導で加熱する工
程を示す図である。

【図１５】中空円筒状の積層体をモールド内に収納して
電磁誘導で加熱する工程を示す図である。

【図１６】冷却工程の一例を示す図である。

【符号の説明】

１、５０ 積層体 ２ 内部板（金属板） ３ 未加硫ゴム ４、５ 連結板（金属板） ６、４７ 誘導コイル ７ 低周波発生器（電源手段） ８ モールド １０、４３、６３ モールド（加熱手段を内蔵） １５ 冷却用フィン ２０、４０ 加硫プレス ２１、３１ 枠型フレーム ２２、３６ 上部プラテン（熱盤を兼用） ２４、３７ 下部プラテン（熱盤を兼用） ３５、３８ プラテンサポート ４１ 電磁誘導加熱装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年９月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】請求項３にかかる発明は、請求項１または
２に記載の発明に加えて、前記金属板がマルテンサイト
系ステンレスであるものである。一般にマルテンサイト
系ステンレスは、導電体で耐腐食性が良好であり、磁性
体である。また、強度があり、低コストである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】請求項８にかかる発明は、請求項４乃至７
の何れかに記載の発明に加えて、前記誘導コイルに通電
される交流電流の周波数が１ＫＨｚ以下であるものであ
る。周波数を１ＫＨｚ以下の低周波数とすることによっ
て、積層方向の両端と中央との温度差がなくなる。すな
わち、周波数が高くなる程、積層方向の上端および下端
にあるものに加熱が集中する傾向がある。低周波数の磁
界を積層体に印加することによって、積層体中の金属板
のそれぞれに磁界を十分に印加して発熱させることがで
き、積層方向に温度勾配を生じさせることなく均一に積
層体全体の加熱を短時間で行うことができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】請求項１７にかかる発明は、請求項１４、
１５または１６に記載の発明に加えて、前記モールド
が、オーステナイト系ステンレス製であるものである。
オーステナイト系ステンレスは、非（または弱）磁性体
であり、導電性を有することから、モールド内の積層体
に作用する磁力に悪影響を与えることがない。その上、
耐腐食性があり、機械的強度も強く、低コストである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】請求項３１にかかる発明は、請求項２８、
２９または３０に記載の発明に加えて、前記モールドを
加熱する加熱手段を備えてなるものである。モールドを
オーステナイト系ステンレス製とすると、オーステナイ
ト系ステンレスは非（または弱）磁性体であり、導電性
材料でもあるので、積層体への磁束を減少させることな
く、モールド自身にも渦電流が発生し、加熱される。こ
の他、ステンレス製としなくても、加熱手段を設けてモ
ールド自身が加熱されるようにすると、積層体を外周か
ら加熱できるので内部との温度差を緩和し、より速く均
一に加熱することができる。モールドを加熱する手段と
しては、モールドの内部に加熱媒体を導く加熱媒体方
式、電熱線を内蔵させる電熱方式などがある。そのほ
か、従来から一般に用いられている方法を適宜採用する
ことができる。なお、モールドを用いない加熱の場合
は、モールドに準じて、モールドと同様に積層体の外周
と接するもので、加熱手段が内蔵されたものを用いるこ
とができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】また、図１において、内部板２は、環状の
ゴム３ａによってその外周２ａもゴム３、３ａ内に完全
に埋設された状態になっている。このように、内部板２
がゴム３に完全に埋設された構成であれば、１回の加硫
成形により内部板２を完全に防錆した加硫ゴム成形品と
することができるので好ましい。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４５】図２では、図１の環状のゴム３ａにあたる
ものがなく、全ての内部板２の外周２ａは露出してい
る。また、図３では、一部の内部板２の外周２ａが露出
している。このように、全てまたは一部の内部板２の外
周２ａが露出された構成であれば、露出した外周２ａに
モールドを当接させて、加熱したモールドからの熱伝導
により内部板２を加熱でき、その内部板２からの熱伝導
により未加硫ゴム３を一層効率よく加熱することができ
る。また、冷却時において、内部板２の外周２ａを冷媒
などによって強制的に冷やすことができ、冷却時間を短
縮化することができる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９１】

【発明の効果】以上のように、請求項１乃至３にかかる
発明では、ゴムと金属板を交互に積み重ねてなる積層体
を電磁誘導により加硫成形したものである。金属板は、
導電性材料であり、電磁誘導により短時間で高熱にする
ことができるので、加熱時間（加硫時間）の短縮を図る
ことができる。強磁性体であれば、電磁誘導時に大きな
磁束変化を捉えて発熱量を大きくすることができ、より
好ましいが、マルテンサイト系ステンレス製であっても
十分に加熱時間の短縮を図ることができる。この場合に
は、建築物の免震ゴムとして長期間使用されても腐食に
よる設計荷重の低下を生じさせない。また、強度があり
安価である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者 足立 成人 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 嬉野 夏四郎 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 佐藤 隆之 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 黒川 好徳 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 崎山 和彦 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未加硫ゴムと金属板を交互に積み重ねて
   電磁誘導加熱により加熱成形されていることを特徴とす
   るゴムと金属板の積層体構造の加硫ゴム成形品。
2. 【請求項２】 前記金属板が磁性を有するものである請
   求項１記載のゴムと金属板の積層体構造の加硫ゴム成形
   品。
3. 【請求項３】 前記金属板がマルテンサイト系ステンレ
   スである請求項１または２記載のゴムと金属板の積層体
   構造の加硫ゴム成形品。
4. 【請求項４】 未加硫ゴムと金属板とを交互に積層して
   なる積層体を誘導コイルの影響下に配置し、該誘導コイ
   ルに交流を通電して前記積層体を構成する複数の金属板
   の各々に渦電流を発生せしめて各金属板を発熱させ、昇
   温された各金属板からの熱伝導によって前記未加硫ゴム
   を加熱することを特徴とする未加硫ゴムと金属板の積層
   体の加熱方法。
5. 【請求項５】 前記誘導コイルは、少なくとも未加硫ゴ
   ムに挟まれた各金属板に対して積層方向と直交する方向
   に渦電流を発生させるように配設したことを特徴とする
   請求項４記載の加熱方法。
6. 【請求項６】 前記金属板が、磁性材料により形成され
   てなる請求項４または５記載の加熱方法。
7. 【請求項７】 前記金属板が、マルテンサイト系ステン
   レスである請求項６記載の加熱方法。
8. 【請求項８】 前記誘導コイルに通電される交流電流の
   周波数が１ＫＨｚ以下である請求項４乃至７のいずれか
   に記載の加熱方法。
9. 【請求項９】 前記周波数が２０Ｈｚ以下である請求項
   ４乃至８のいずれかに記載の加熱方法。
10. 【請求項１０】 前記周波数が１Ｈｚ以上である請求項
    ４乃至９のいずれかに記載の加熱方法。
11. 【請求項１１】 前記誘導コイルに通電される交流電流
    の周波数を変化させながら加熱する請求項４乃至１０の
    いずれかに記載の加熱方法。
12. 【請求項１２】 前記加熱方法が、前記積層体内の未加
    硫ゴムを所定温度まで昇温させる予熱工程に適応される
    ものである請求項４乃至１１のいずれかに記載の加熱方
    法。
13. 【請求項１３】 前記加熱方法が、前記積層体を積層方
    向に加圧しながら加熱する加硫工程に適応されるもので
    ある請求項４乃至１２のいずれかに記載の加熱方法。
14. 【請求項１４】 前記積層体の外周をモールドで拘束し
    て加熱する請求項４乃至１３のいずれかに記載の加熱方
    法。
15. 【請求項１５】 前記モールドが、非または弱磁性体で
    ある請求項１４記載の積層体の加熱方法。
16. 【請求項１６】 前記モールドが、導電性を有している
    請求項１４または１５に記載の加熱方法。
17. 【請求項１７】 前記モールドが、オーステナイト系ス
    テンレス製である請求項１４、１５または１６記載の加
    熱方法。
18. 【請求項１８】 前記モールドを加熱する加熱手段を設
    け、当該モールドからの熱伝導によって積層体を外周か
    らも加熱する請求項１４乃至１７のいずれかに記載の加
    熱方法。
19. 【請求項１９】 前記積層体を積層方向両端側から加熱
    または保温する加熱・保温手段が設けられ、該加熱・保
    温手段にて加熱または保温しつつ加熱する請求項４乃至
    １８のいずれかに記載の加熱方法。
20. 【請求項２０】 請求項１乃至３記載の加硫ゴム成形品
    の製造方法であって、前記未加硫ゴムと金属板とを交互
    に積層してなる積層体を誘導コイルの影響下に配置し、
    該誘導コイルに交流を通電して前記積層体を構成する複
    数の金属板の各々に渦電流を発生せしめて各金属板を発
    熱させ、昇温された各金属板からの熱伝導によって前記
    未加硫ゴムを加熱しながら、前記積層体の積層方向に加
    圧力を作用させて加硫することを特徴とするゴムと金属
    板の積層体構造の加硫ゴム成形品の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記積層体を少なくとも外側の外周が
    拘束されるモールド内に収納して行なうこと特徴とする
    請求項２０記載のゴムと金属板の積層体構造の加硫ゴム
    成形品の製造方法。
22. 【請求項２２】 請求項１乃至３記載の加硫ゴム成形品
    の製造方法であって、前記未加硫ゴムと金属板とを交互
    に積層してなる積層体を誘導コイルの影響下に配置し、
    該誘導コイルに交流を通電して前記積層体を構成する複
    数の金属板の各々に渦電流を発生せしめて各金属板を発
    熱させることで前記積層体を予熱した後、該積層体の積
    層方向に加圧力を作用させながら適宜加熱しながら加硫
    することを特徴とするゴムと金属板の積層体構造の加硫
    ゴム成形品の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記積層体を少なくとも外側の外周が
    拘束されるモールド内に収納して行なうこと特徴とする
    請求項２２記載のゴムと金属板の積層体構造の加硫ゴム
    成形品の製造方法。
24. 【請求項２４】 未加硫ゴムと金属板とを交互に積層し
    てなる積層体を構成する全ての金属板のうちの一部また
    は全部を未加硫ゴム層から露出させて誘導加熱により加
    熱して加硫した後、前記金属板の露出部を強制冷却する
    工程を含んでなることを特徴とするゴムと金属板の積層
    体構造の加硫ゴム成形品の製造方法。
25. 【請求項２５】 液体状または気体状の冷媒により前記
    金属板の露出部を強制冷却するものである請求項２４記
    載の製造方法。
26. 【請求項２６】 前記金属板の露出部に冷却用フィン部
    材を取り付け、該冷却用フィン部材を介して前記露出部
    を強制冷却するものである請求項２４または２５記載の
    製造方法。
27. 【請求項２７】 前記積層体の金属板にマルテンサイト
    系ステンレス鋼板を使用し、前記冷媒に水または空気を
    使用するものである請求項２５または２６記載の製造方
    法。
28. 【請求項２８】 未加硫ゴムと金属板とを交互に積層し
    た積層体に対して電磁誘導加熱する加熱装置であって、 前記金属板に対して磁界により渦電流を発生させて発熱
    させるように、前記積層体に前記磁界を印加する誘導コ
    イルと、 前記誘導コイルに交流電流を通電して前記磁界を発生さ
    せる電源手段とを有していることを特徴とする加熱装
    置。
29. 【請求項２９】 前記積層体の外周を拘束して収納する
    モールドを備えてなる請求項２８記載の加熱装置。
30. 【請求項３０】 前記モールドが、非または弱磁性体材
    料からなる請求項２９記載の加熱装置。
31. 【請求項３１】 前記モールドを加熱する加熱手段を備
    えてなる請求項２８、２９または３０記載の加熱装置。
32. 【請求項３２】 前記積層体を積層方向両端側から加熱
    または保温する熱盤を備えてなる請求項２８乃至３１の
    何れかに記載の加熱装置。
33. 【請求項３３】 前記電源手段は、交流電流の周波数を
    可変調整する周波数調整手段を有することを特徴とする
    請求項２８乃至３２の何れかに記載の加熱装置。
34. 【請求項３４】 請求項２８乃至３３のいずれかに記載
    の加熱装置と、前記積層体をその積層方向から加圧する
    加圧手段を有することを特徴とするゴムと金属板の積層
    体構造の加硫ゴム成形品の製造装置。