JPH11170271A

JPH11170271A - 未加硫ゴム加熱装置

Info

Publication number: JPH11170271A
Application number: JP34315197A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Adachi; 成人足立; Yoichi Inoue; 陽一井上; Natsushiro Kino; 夏四郎嬉野; Kazuhiko Sakiyama; 和彦崎山; Yoshinori Kurokawa; 好徳黒川; Hirohiko Fukumoto; 裕彦福元
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】モールドで拘束して加熱するばあいに、磁場
がモールドよりも積層体の中空部分の表層を主に通り、
形状および大きさによらず積層体を効率よく、均一に加
熱できる未加硫ゴム加熱装置を提供する。【解決手段】中央に孔１３ａ、１４ａを有する２枚の
磁性板１３、１４の間に未加硫ゴム１１と金属板１２を
交互に積層してなる中空柱状の積層体２０を、少なくと
もその外周を拘束するモールド１５、１６、１７内に収
納し、積層方向に交番磁界を浸透させ、積層体内部の金
属板１２にジュール熱を発生させることによって未加硫
ゴム１１の加熱を行う装置。積層体２０から離れた位置
に設置された誘導コイル１を設け、誘導コイル１で発生
した磁界が磁場回路手段２により、磁性板１３、１４の
孔１３ａ、１４ａの内側から磁性板１３、１４に出入り
して前記積層体２０の中空側表層を通るように構成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、未加硫ゴムと金属
板を交互に積層した積層体を、電磁誘導を利用して加熱
する未加硫ゴム加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に免震部材等に使用される加
硫ゴム成形品は、金属板とゴムを交互に積層してなるも
のであり、モールド内に収納された状態で、未加硫ゴム
が架橋構造のゴム組織となるように蒸気などの高温媒体
により加熱して加硫成形なされている。近年では、未加
硫ゴムを高効率で加熱および加硫可能な電磁誘導式の加
硫方法が提案されている（未公開）。

【０００３】この電磁誘導加熱による加硫成形は、図８
に示されるように、モールド６２内に収納された積層体
６１を、固定プラテン６４と可動プラテン６５の間に載
置し、外周に配設された誘導コイル６３に交流を印加
し、積層体６１の金属板に磁界を浸透させてジュール熱
を発生させ、昇温した金属板からの熱伝導によってゴム
が加熱されるようになっている。この加熱によって所定
温度に昇温したら、加圧も加えて加硫を行うことができ
る。加圧装置は、枠体６８内に固設される支柱６６およ
び加圧シリンダ６７と、支柱６６および加圧シリンダ６
７にそれぞれの加圧面が水平となるように連結される固
定プラテン６４および可動プラテン６５からなる。

【０００４】ところで、この積層体６１の形状は、円柱
または円筒状のもののほか角柱状のものもあり、大きさ
も、円筒状のもので、外径：約５００〜１３００ｍｍ
高さ：約２００〜５００ｍｍと様々である。そこで、
誘導コイルの内径は、最大径サイズに合わせて決められ
ており、小さなサイズの積層体を加熱する際に加熱効率
が低下することがある。電磁誘導加熱は、誘導コイルに
より生成された磁界の磁束密度に比例して加熱効率が増
減するものであり、磁束密度は、誘導コイルから離れる
程低下するからである。

【０００５】そこで、図９に示されるように、誘導コイ
ル７１を積層体６１から離して設置し、磁場回路手段７
２で磁気を固定プラテン６４および可動プラテン６５に
導いて積層体６１に浸透させる装置が考案されている
（未公開）。この装置では、積層体が誘導コイル７１に
干渉されないので、装置の仕様を変更することなく、積
層体の大きさ、高さおよび形状を自由に変更することが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、もとも
と交番磁場は金属の内部よりも表層付近を通りやすいこ
とから、固定および可動プラテン６４、６５に導かれた
磁場は、積層体６１の外周を覆うモールド７５、７６、
７７に主に流れ、本来加熱されるべき積層体６１の内部
に磁場が流れにくい状態となり、発熱効率が悪くなると
いう問題がある。

【０００７】また、交番磁場の流れにより渦電流が発生
し、積層体６１の外側にあるフランジ７３、７４および
モールド７５、７６、７７が加熱して高温になり、これ
らに接している積層体の表面部分だけが伝熱により高温
となるので、積層体の内部とで大きな温度差が生じ、均
一加熱ができないという問題も発生する。

【０００８】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、モールドで拘束し
て加熱するばあいに、磁場がモールドよりも積層体の中
空部分の表層を主に通り、形状および大きさによらず積
層体を効率よく、均一に加熱できる未加硫ゴム加熱装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、中央に孔を有する２枚の
磁性板の間に未加硫ゴムと金属板を交互に積層してなる
中空柱状の積層体を、少なくともその外周を拘束するモ
ールド内に収納し、積層方向に交番磁界を浸透させ、積
層体内部の金属板にジュール熱を発生させることによっ
て未加硫ゴムの加熱を行う装置であって、積層体から離
れた位置に設置された誘導コイルと、該誘導コイルで発
生した磁界が前記磁性板の孔の内側から磁性板に出入り
して前記積層体の中空側表層を通るように構成されてな
る磁場回路手段を設けてなることを特徴とする。中央に
孔を有する磁性板は、積層体の積層方向両端面に設けら
れるものであり、加硫によって積層体と接合し一体化す
る。この磁性板は、取り付けプレート等をネジ止めする
など取付け接続板としての機能を有しており、フランジ
とも呼ばれる場合もある。中空柱状の積層体の中空側表
層を磁界が通るので、積層体内の金属板が効率よくジュ
ール発熱をする。また、誘導コイルを積層体から離れた
位置に設置しており、積層体が、誘導コイルに干渉され
ないので、加熱装置の仕様を変更することなく、積層体
の大きさ、高さ、および形状を自由に変更することがで
きる。モールドは、少なくとも外周側から拘束するモー
ルド胴部を必要とするが、積層方向両端面側を拘束する
モールド蓋部とモールド底部を有しているものでもよ
い。磁場は、積層体の中空側表層付近を通るので外周に
設けられるモールドは磁場による影響をあまり受けな
い。したがってジュール発熱により高熱になることがな
く、積層体の外周と内周に温度差を生じさせない。

【００１０】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、前記磁場回路手段が、前記磁性板の孔
内に挿入され、孔の内周面に向けて進退する接触可動部
を備えてなるものである。磁場を磁性板の孔の内側に確
実に導くことができ、孔の内側から磁性板に磁界が確実
に導入される。

【００１１】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、前記磁気回路手段が、珪素鋼
板を磁界方向と平行となるように積層してなるものであ
る。珪素鋼板は、透磁性があり、積層することにより渦
電流の発生を抑えることができる。積層の方法は、絶縁
体かつ非磁性体（例えば、樹脂）を間に挟んで積層する
ことが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図示例とと
もに説明する。図１は本発明の未加硫ゴム加熱装置の一
実施例の概略説明図、図２は図１の装置の動作説明図、
図３及び図４は他の実施例の概略説明図、図５乃至図７
は積層体の一例の説明図である。

【００１３】図１において、本発明の加熱装置は、誘導
コイル１が積層体２０の外周ではなくて離れた位置に設
けられており、磁場回路手段２を設けて交番磁界を積層
体２０に導入している。また、この加熱装置は、モール
ド１５、１６、１７に収納された積層体２０に、交番磁
界が直に導入されるように、積層体２０のフランジ１
３、１４の中央の孔１３ａ、１４ａに直に磁場回路手段
２が触れるようになっている。

【００１４】誘導コイル１は、積層体２０から離れた位
置に設置され、誘導コイル１の内周側を磁場回路手段２
が貫通するようになっている。すなわち、図８に示され
るような従来例のように、誘導コイル１は積層体の外周
に設置されていないので、誘導コイル１の大きさに影響
されることなく、積層体２０の大きさ、形状、高さを自
由に設定することができる。また、誘導コイル１には、
図示しないが周波数変換器が設けられており、積層体の
内部温度が均一に上昇するように、周波数をコントロー
ルしながら加熱することもできるようになっている。

【００１５】磁場回路手段２は、第１固定部３、第２固
定部４および可動部５からなる略Ｃ字形状を呈するもの
であり、端面（固定部３の下端面と可動部５の上端面）
には接触可動部２３、２４が設けられている。第１固定
部３の下端部と可動部５の上端部はそれぞれ、固定プラ
テン６と可動プラテン７の孔６ａおよび孔７ａを貫通し
ており、接触可動部２３、２４は、積層体２０のフラン
ジ１３、１４に対してて、それぞれの孔１３ａ、１４ａ
の内側から直に接触することができる。第１固定部３お
よび第２固定部４は、枠体１０などに適宜な方法により
固定され、可動部５は、図示しないが、可動部用シリン
ダに連結されて上下動可能である。また、可動部５の下
端付近と第２固定部４の間には、可動部５が第２固定部
４と摩擦せず滑らかに上下動できるように、ギャップｇ
が設けられている。このギャップｇは、磁界に影響を与
えない程度の小さなものである。なお、可動部５は、可
動プラテン７に取り付けられて、加圧シリンダ９によっ
て可動プラテン７と共に上下動するように構成されても
よい。

【００１６】また、磁場回路手段２は、図２および図３
に示されるように、一部又は全部が珪素鋼板を積層して
なるものであることが、渦電流の発生を抑えることがで
きるという観点より好ましい。例えば、図３に示される
ように、０．１ｍｍ厚程度の珪素鋼板２２を樹脂で接合
して適当な厚さの柱状体を形成する。なお、各珪素鋼板
２２の板面は、磁界方向に対して平行となっている。磁
気回路手段２としては、このほかに、いわゆる非晶質構
造のアモルファスリボン等の板材を積層したものによっ
ても形成することができる。また、珪素鋼板の表面に
は、さらに渦電流を抑えるため、Ｓｉ系樹脂、テフロン
等の電気絶縁被膜を施すようにしてもよい。強度などの
観点から磁場回路手段の一部または全部を角柱にしたい
ばあいには、図４に示される第１固定部３のように、ス
リット３１を設けることが好ましい。このスリット３１
は、中心から第２固定部４に向けて開口するように形成
されており、渦電流の発生を防止することができる。

【００１７】接触可動部２３、２４は、磁性板であり、
スライド手段２３ａ、２４ａによって拡縮し、積層体２
０のフランジ１３、１４の孔１３ａ、１４ａの内周と接
触する。フランジ１３、１４の上面または下面と接触す
ると、磁界は、もう一つの表層面である外周側にも導か
れやすくなるが、内周と接することによって、確実に内
周側の表層を、矢印の様に磁界が流れる。

【００１８】固定プラテン６および可動プラテン７は、
それぞれ枠体１０内に、支柱８または、可動シリンダ９
を介して、それぞれの加圧面が水平なるように設けられ
ている。

【００１９】支柱８は、図３に示されるように、円柱で
あり、固定プラテン６の４隅に設けられてこれを支持す
るように、枠型フレーム１０から垂下されている。加圧
シリンダ９は枠型フレーム１０の底面側に立設されてい
る。支柱８および加圧シリンダ９は非磁性材料であるこ
とが好ましい。磁界が支柱や加圧シリンダに集束するの
を防いで、積層体２０を通過する磁場の強さを弱めない
ためである。なお、第１固定部３に支柱８の役割を持た
せることもできる。その場合、支柱８を省略して、第１
固定部３の下端に固定プラテン６を取り付ける。その場
合、固定プラテン６と第１固定部３との間で誘導電流の
行き来がないように、絶縁物を挟むか、固定プラテン６
を非磁性体で形成することが好ましい。また、加圧シリ
ンダ９を磁場回路手段２の一部（可動部５）として利用
することもできる。その場合、加圧シリンダ９は磁性体
で形成され、渦電流の発生を防止するために適宜スリッ
トを設けるようにすることが好ましい。また、固定プラ
テン６と同様に、可動プラテン７と加圧シリンダ９との
間で誘導電流の行き来がないように、絶縁物を挟むか、
可動プラテン７を非磁性体で形成することが好ましい。

【００２０】積層体２０は、図５に示されるように、厚
みが数ｍｍの金属板１２の多数と、厚みが数ｍｍの未加
硫ゴム１１とを平行状態に保ったまま交互に積層し、さ
らに、外周および内周を円筒状のゴム１１ａ、１１ｂで
くるんで金属板１２が完全にゴム１１、１１ａ、１１ｂ
で埋設されるようになっており、さらに、積層方向の両
端に磁性体からなるフランジ１３、１４を張り付けたも
のである。内周側のゴム１１ｂは、図６に示されるよう
に、省略することができる。図５に示されるように金属
板１２を完全に埋設状態としたものは防錆の観点から好
ましい。一方、図６に示されるように、金属板１２の内
周側端部１２ａを露出させたものでは、冷却工程での冷
却時間を短縮させるように図ることができる（外周側の
ゴム１１ａも同様に省略することができる）。また、図
５に示される積層体２０の平面形状は、円環であるが、
図７に示されるように、四角筒など、種々の角筒を適用
することができる。本発明の積層体２０は、図５に示さ
れるように、フランジ１３からフランジ１４まで、積層
方向に貫通する孔２５を中央に有するものであり、この
中央の孔２５の表層付近を磁界が流れるように磁場回路
手段２が構成されている。

【００２１】金属板１２は、鉄板、鋼板など、磁性板で
あり、断熱材でもある未加硫ゴム３に埋設された良好な
熱伝導体である。したがって、積層体２０の中央の孔２
５の表層付近を積層方向に流れる磁界によって、まず、
内周側が加熱され、外周に向かって昇温が進み、全体が
発熱しているのと略等価な状態になる。このように全体
が高温となった金属板１２によって未加硫ゴム１１は、
内部から均一に加熱される。

【００２２】フランジ１３、１４は、金属板１２と同様
に磁性板からなるが、取付けプレート等をネジ止めする
ための取付け接続板として機能する。そのため、金属板
１２よりも厚く、径も大きくなっている。金属板１２
は、加硫成形品の積層方向の剛性を高めるためのもので
あり、未加硫ゴム１１と略同等の厚みを有している。

【００２３】モールド１５、１６、１７は、積層体２０
を収納するものであり、蓋部１５と、円筒状の胴部１６
と、底部１７からなっている。底部１７と胴部１６の間
にフランジ１４が保持され、胴部１６の内周にて、金属
板１２と未加硫ゴム１１の交互積層部分の外周が規制さ
れている。蓋部１５と胴部１６との間にて積層体２０の
フランジ１５が保持されるともに、胴部１６と蓋部１５
との間には押し込み可能な加圧代ε（図２の（ａ）参
照）が設けられている。なお、モールド１５、１６、１
７は、蒸気等の加熱媒体や電気ヒータを内蔵するなど昇
温可能な構成としてもよい。

【００２４】次に、図２に基づいて本発明の加熱装置の
動作を説明する。図２の（ａ）に示されるように、モー
ルド１５、１６、１７に収納された積層体２０を、可動
プラテン７の上に、可動プラテン７の孔７ａとフランジ
１４の孔１４ａが合わさるように載置する。そののち、
可動プラテン７を上昇させ、図２の（ｂ）に示されるよ
うに、積層体２０を加圧代εがなくなるまで加圧すると
ともに、接触可動部２３がフランジ１４と同じ高さにな
るまで可動部５を上昇させる。次いで、接触可動部２
３、２４を外周に向けて拡げ、フランジ１３、１４の孔
１３ａ、１４ａと接触するようにする。

【００２５】なお、未加硫ゴムを適温まで昇温させる予
熱工程では、加圧を伴わず、加圧代εを残したまま、誘
導コイル１に所定周波数の交流を通電する。そのばあい
も可動部５の高さを調整して、フランジ１４の孔１４ａ
に接触可動部２３が接するようにする。

【００２６】誘導コイル１は、交流と同期して向きが変
わる磁束を形成し、形成された磁界は、図１に示される
ように、磁場回路手段２を構成する第１固定部３から接
触可動部２４を経て、フランジ１３の内周１３ａ側から
積層体２０に導入され、内周側の表層付近を積層方向に
浸透し、フランジ１４に至り、孔１４ａ側から接触可動
部２３に向けて導出され、可動部５、第２固定部４に至
る閉ループを形成する。こうして、形成された磁界は、
モールドの胴部１６を経由することがなく、効率よく金
属板１２に浸透し、金属板１２をジュール発熱させ、積
層体２０は、内側から均一に加熱される。この後、積層
体２０の加硫成形が完了すると、モールド１５、１６、
１７と共に積層体を加熱装置から搬出し、冷却工程等の
次工程に移行する。

【００２７】

【発明の効果】以上のように請求項１乃至３に記載の発
明では、磁界が外周側を通ることなく、内周側を通るの
で、磁界がモールドを通ることなく、効率よく積層体に
浸透する。また、モールドが磁場による発熱をしないの
で、外周側だけが高温になることなく、内側から均一に
加熱される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の未加硫ゴム加熱装置の一実施例の構造
の概略説明図である。

【図２】図１の装置の動作の説明図である。

【図３】図１の装置の一例の平面図である。

【図４】図１の装置の他の例の平面図である。

【図５】積層体の一例の一部切欠斜視図である。

【図６】積層体の他の例の一部切欠斜視図である。

【図７】積層体の一例の平面図である。

【図８】従来の未加硫ゴム加熱装置の一例の概略説明図
である。

【図９】従来の未加硫ゴム加熱装置の他の例の概略説明
図である。

【符号の説明】

１誘導コイル２磁場回路手段１１未加硫ゴム１２金属板１３、１４フランジ（磁性板）１５、１６、１７モールド２０積層体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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)発明者福元裕彦兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央に孔を有する２枚の磁性板の間に未
加硫ゴムと金属板を交互に積層してなる中空柱状の積層
体を、少なくともその外周を拘束するモールド内に収納
し、積層方向に交番磁界を浸透させ、積層体内部の金属
板にジュール熱を発生させることによって未加硫ゴムの
加熱を行う装置であって、積層体から離れた位置に設置
された誘導コイルと、該誘導コイルで発生した磁界が前
記磁性板の孔の内側から磁性板に出入りして前記積層体
の中空側表層を通るように構成されてなる磁場回路手段
を設けてなることを特徴とする未加硫ゴム加熱装置。
【請求項２】前記磁場回路手段が、前記磁性板の孔内
に挿入され、孔の内周面に向けて進退する接触可動部を
備えてなる請求項１記載の未加硫ゴム加熱装置。
【請求項３】前記磁場回路手段の全部または一部が、
珪素鋼板を磁界方向と平行となるように積層したもので
ある請求項１または２記載の未加硫ゴム加熱装置。