JPH115221A

JPH115221A - 未加硫ゴム加熱装置

Info

Publication number: JPH115221A
Application number: JP16079997A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Fukumoto; 裕彦福元; Yoichi Inoue; 陽一井上; Shigeto Adachi; 成人足立; Natsushiro Kino; 夏四郎嬉野; Kazuhiko Sakiyama; 和彦崎山; Yoshinori Kurokawa; 好徳黒川; Yoshiyuki Hosokawa; 佳之細川; Koichi Watanabe; 康一渡辺; Kiyotaka Inoue; 清孝井上
Original assignee: Nitta Corp; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Nitta Corp; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2017-06-18
Also published as: JP3946310B2

Abstract

(57)【要約】【課題】どのような形状および大きさの未加硫ゴムで
も効率よく加熱できる未加硫ゴム加熱装置を提供する。【解決手段】誘導コイル１を積層体２０から離れた位
置に設置するとともに、前記誘導コイル１の内周側で発
生した磁界を前記積層体２０に導く磁気回路手段２１を
設けてなるものである。

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、一般にタイヤや免震部材等に使用
される加硫ゴム成形品は、未加硫ゴムをモールド内に装
着したあと、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６
に示されるように、未加硫ゴムと金属板を交互に積層し
た積層体６１の外周に誘導コイル６３を配置し（図６に
示されるように、モールド６２を介して誘導コイル６３
を配置したものもある）、誘導コイル６３に交流電流を
通電して積層体６１内部の積層方向に磁界を発生させ、
積層体６１内部の金属板（一般には鋼板）にジュール熱
を発生させて、積層体６１内部の未加硫ゴムを加熱す
る。このとき、積層体６１を矢印方向に加圧して、加熱
と同時に加硫ができるようにしたものもあり、そのばあ
い、その加熱装置は、図６に示されるように、枠６８に
固定される支柱６６と、その支柱６６に固定される固定
プラテン６４と、加圧シリンダ６７に連結される可動プ
ラテン６５を有しており、モールド６２に外周を拘束さ
れた積層体６１が、固定プラテン６４と可動プラテン６
５のあいだに載置される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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５０
０〜１３００ｍｍ高さ：約２００〜５００ｍｍと様
々である。したがって、設備コストなどを低減するた
め、１つの誘導コイルを用いて各種サイズの加硫ゴム成
形品を製造しようとすると小さなサイズの加硫ゴム成形
品を製造する際に加熱効率が低下することがある。

【０００５】即ち、誘導コイルは、モールドの周囲に配
置されており、各種サイズの加硫ゴム成形品に対応させ
ようとすると、最大径のモールドに対応した径および形
状に設定する必要がある。ところが、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という性質を有している。従っ
て、最大径のモールドを用いて加硫成形する場合には、
モールドが誘導コイルに近接しているため、大きな磁束
密度により高い加熱効率を得ることができるが、小さな
径のモールドを用いて加硫成形する場合には、モールド
が誘導コイルから離隔するため、磁束密度の減少により
加熱効率が低下することになる。これにより、図６に示
される従来の構成では、小さなサイズの加硫ゴム成形品
を製造する際に、未加硫ゴムを効率良く加熱することが
できないものとなっている。

【０００６】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、どのような形状お
よび大きさの未加硫ゴムでも効率よく電磁誘導で加熱で
きる未加硫ゴム加熱装置を提供することである。

【０００７】

【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、未加硫ゴムと金属板を交
互に積層した積層体に対して、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を積層体の積層方向両端面略中央
部に導き、積層方向に交番磁界を浸透させるように閉ル
ープを形成する磁気回路手段を設けてなることを特徴と
するものである。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。

【０００８】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、非被磁性体
（例えば、樹脂）を間に挟んで積層することが好まし
い。

【０００９】請求項３にかかる発明は、請求項１乃至２
に記載の発明に加えて、モールドにより少なくとも外周
を拘束された前記積層体を積層方向端面側から加圧でき
る固定プラテンおよび可動プラテンを有する加熱および
加硫装置であって、前記磁気誘導回路手段が、前記固定
プラテンおよび可動プラテンに連結されているものであ
る。固定プラテンおよび可動プラテンは、上下プラテン
のうちのどちらかである。図示例では、下プラテンが加
圧シリンダに連結されているので可動プラテンであり、
上プラテンはフレームに固定されているので固定プラテ
ンである。この上プラテンは、積層体の高さの変更に伴
って上下方向の位置を変更できるものもあるが、加硫中
には移動しないので固定プラテンである。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。

【００１０】請求項４にかかる発明は、請求項３に記載
の発明に加えて、前記磁気回路手段が、前記固定プラテ
ンに連結される固定部と、前記可動プラテンに連結され
る可動部とからなり、前記固定部と可動部のあいだに前
記固定部と可動部を分断する可動方向に平行な非常に狭
いギャップを設け、前記可動プラテンを移動可能とした
ものである。

【００１１】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、前記固定プラテンが前記固定部によっ
て装置に固定され、前記可動部が前記可動プラテンを駆
動させる駆動手段を兼ねているものである。

【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の平面図、図３は動作
説明図、図４は他の実施例の概略説明図、図５は図４の
平面図である。

【００１３】図１において、本発明の未加硫ゴム加熱装
置は、誘導コイル１を積層体２０の外周ではなくて、離
れた位置に設け、誘導コイル１の内周を貫通する磁気回
路手段２を設けて積層体２０に対して交番磁界を積層方
向に浸透させるよう構成されたものである。

【００１４】図１において、この加熱装置は、加圧装置
が並設されて予熱およびその後の加硫も行うことのでき
るものであり、誘導コイル１、固定部３、４および可動
部５からなる磁気回路手段２、固定および可動プラテン
６、７、支柱８、シリンダ９枠型フレーム１０を備えて
おり、積層体２０は、モールド２１により外周を拘束さ
れている。

【００１５】誘導コイル１は、積層体２０から離れた位
置に設置される。つまり、従来のように、積層体２０の
外周に配置されないので、積層体２０の、形状、大きさ
の変化に対応して付け変える必要がない。誘導コイル１
の内周には、磁気回路手段２が貫通状に設けられ、誘導
コイル１で発生する交番磁界を固定および可動プラテン
６、７を介して積層体２０に作用させる。なお、誘導コ
イル１の位置は、磁気回路手段２の一部分を取り囲む位
置であれば何処でもよく、固定部３、４の他、可動部５
に設けることも可能である。誘導コイル１には、交流電
源が接続されて所定の周波数で誘導コイルの周囲に任意
の強度の磁界を発生させる。

【００１６】磁気回路手段２は、誘導コイル１で発生し
た磁界を積層体に導くものであり、積層体２０を固定お
よび可動プラテン６、７を介して積層方向に挟み込み、
全体として閉回路を構成する。可動プラテン７を可動可
能とするために、固定部３、４のほか、可動部５を有し
ている。第１固定部３は、固定プラテン６の上面中央に
積層方向（矢印２２方向）上向きに延設されており、可
動部５は、可動プラテン７の下面中央に積層方向に積層
方向下向きに延設される。第２固定部４は、第１固定部
３の上端付近と、可動部５の下端付近を連結するもので
あり、コの字形を有し、垂直部４ａの略中央に誘導コイ
ル１を配設している。第１固定部３の上端付近と第２固
定部は接触して取付けられるか、固定部３、４は一体も
のであってもよい。可動部５の下端付近と第２固定部４
の間には、これらを分断するギャップｇが設けられてい
る。このギャップｇは、可動方向（積層方向）２２に平
行で、可動部５が固定部３、４に対して移動できるよう
に設けられるものであり、磁界に影響を与えないように
非常に狭くなっている。なお、図示されないが、固定部
３、４は枠型フレーム１０に支持されるように構成され
ることが好ましい。

【００１７】磁気回路手段２は、図２に示されるよう
に、４角柱形状であり、０．１ｍｍ厚程度の珪素鋼板を
樹脂で接合しながら積層することにより形成されてお
り、交番磁界で励起される渦電流が極力小さくなるよう
になっている。また、各珪素鋼板の板面は、磁界方向に
対して平行となるように設定されている。なお、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、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。

【００１８】固定プラテン６は、積層体２０の上側にあ
って、加熱および加圧時にはモールド蓋部１５と接触す
るように、支柱８により枠型フレーム１０に固定され
る。可動プラテン７は積層体２０の下側にあって、モー
ルド底部１７と接触し、積層体２０およびモールド２１
を載置する。可動プラテン７は、油圧等の流体圧を利用
した加圧シリンダ９に支持されている。加圧シリンダ９
は、軸心が鉛直方向に設定された加圧ロッドを有してお
り、加圧ロッドを進退移動させることによって、下部プ
ラテン７を昇降させるようになっている。固定および可
動プラテン６、７は、磁性材料から形成されるのが好ま
しい。磁性材料の方が珪素鋼板で形成される磁気回路の
磁性抵抗を少なくすることができるため、非磁性材料よ
りも好ましい。

【００１９】支柱８は、図２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
シリンダー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ー９は非磁性材料（Ｓ
ＵＳ等）である。その理由は、誘導した磁界が支柱や加
圧シリンダに集束し、積層体を通過する磁界が低下する
ことを防ぐためである。なお、図示されないが、支柱８
の長さを容易に変更可能な変更手段を設けて、積層体２
０の高さの変化に容易に対応できるように構成されてい
ることが好ましい。

【００２０】積層体２０は、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、金属板１２を未加硫ゴム１
１で挟んで埋設状態とし、さらに、積層方向（矢印２２
方向）の両端にフランジ１３、１４を張り付けたもので
ある。積層体２０の積層方向と直行する方向の平面形状
は、円、円環、角、角筒など、用途、設置場所によって
様々であり、本発明では、高さや大きさも含めて限定さ
れない。図６に示されるような従来例では、積層体は、
誘導コイルの内周側にあり、積層体の大きさ、形状、高
さが、誘導コイルの大きさ、形状、幅に影響されていた
が、本発明では、誘導コイルを積層体から離して設置し
たため、誘導コイルに干渉されずに、同一の加熱装置
で、加熱装置の仕様を変更することなく、様々な形状、
大きさおよび高さの積層体を加熱することができる。

【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の積層方向に
発生する交番磁界によって、まず、外周側が加熱され、
中心部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。そして、金属板１２の全体からじ
わじわと断熱材でもある未加硫ゴム１１に向かって熱伝
導が行われ、積層体２０はその内部から全体が加熱され
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。ま
た、金属板１２は、図１に示されるように、外周に配設
された筒状ゴム１１ａによって未加硫ゴム１１内に埋設
状態になるようにされることが、防錆の観点から好まし
いが、所定に間隔を隔てて積層されていればよく、外周
端面が露出していてもよい。外周端面が露出してモール
ド胴部に接触するようなものであれば、モールド胴部の
加熱によっても昇温させることができ、冷却時において
も効率良く冷却することができる。なお、積層体２０の
形状としては、図示の中実円柱に限らず、中空円筒柱、
四角柱や立方体柱であってもよい。

【００２３】モールド２１は、円板状のモールド蓋部１
５と、円筒状のモールド胴部１６と、円板状のモールド
底部１７の三分割になっている。尚、三分割に限らず四
分割、六分割又は八分割とすることもできる。モールド
底部１７とモールド胴部１６との間にて、積層体２０の
フランジ１４が保持され、モールド胴部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。モールド蓋部１５とモールド胴部１
６との間にて積層体２０のフランジ１５が保持されると
もに、これらモールド胴部１６とモールド蓋部１５の間
には押し込み可能な加圧代ε（図３参照）が設けられて
いる。

【００２４】モールド２１の材質は、磁気回路の磁気抵
抗を少なくする観点より、磁性材料（銅など）であるこ
とが好ましい。モールド蓋部１５とモールド底部１７
は、固定および可動プラテン６、７との相互関連性も含
めて、磁気回路手段２によって導かれた磁界を積層体２
０に浸透させやすいように、材料および厚さが選定され
る。モールド胴部１６は、蒸気等の加熱媒体や電気ヒー
タなどによって昇温可能な構成としてもよい。その場
合、磁気回路手段によって導かれる積層方向の交番磁界
によるジュール熱を外周側から補って、加熱が促進され
る。モールド蓋部１５とモールド底部１７、固定および
可動プラテン６、７にも、磁界を弱めない範囲で同様に
加熱手段を設けてもよい。

【００２５】次に、図１の加熱装置における未加硫ゴム
の加硫成形を説明する。図３に示されるように、加硫前
の積層体２０は、その外周をモールド２１で拘束され
て、矢印２３に示される水平方向から、下方に下げられ
た可動プラテン７の上に載置され、そののち、加圧シリ
ンダ９により上方に移動し、固定プラテン６と接触状態
になる。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。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、磁気回路手段２により固定・可動プラテン６、７
およびモールド２１を介して積層体２０に導かれ、積層
体２０の積層方向に浸透する。この磁界は、積層体２０
内部における未加硫ゴム１１の上面および下面に接合さ
れたフランジ１３、１４および未加硫ゴム１１中に埋設
された金属板１２に印加され、これらのフランジ１３、
１４および金属板１２に渦電流を発生させてジュール熱
が発生し、加熱する。そして、このフランジ１３、１４
および金属板１２の加熱により未加硫ゴム１１を上下面
および内部から加熱する。さらに固定プラテン６、可動
プラテン７、およびモールド２１に加熱手段が設けられ
ている場合には、これらにより未加硫ゴム３への加熱が
促進され、未加硫ゴム１１を外部および内部から加熱す
る。未加硫ゴム１１が適温に昇温したところで、加圧シ
リンダ９を稼動し、モールド胴部１６とモールド蓋部１
５が密着して図１の状態になるまで加圧し加硫工程に入
る。この後、積層体２０の加硫成形が完了すると、モー
ルド２１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。

【００２６】つぎに、図４および図５に基づいて、本発
明の他の実施例を説明する。本発明では、図１に示され
る支柱８のかわりに、磁気回路手段２の固定部３を用い
て固定プラテン６を枠型フレーム１０に固定するように
してもよい。その場合、図５に示されるように、固定部
３０は、強度の観点から角柱の磁性体を用いて、スリッ
ト３１を中心から固定部４に向けて開口するように形成
し、大きな渦電流の発生を防止するようにすることが好
ましい。このスリット３１は、図４に示されるように、
枠型フレーム１０から固定プラテン６まで連続してい
る。なお、図１および図２のものと同様に、渦電流の発
生を防ぐという観点からは、固定部３０も、珪素鋼板な
どの磁性板を磁界と平行な向きに並べて、磁界に垂直な
方向に積層したものであることが好ましい。また、磁気
回路手段２の固定部５０も同様に、図１に示される加圧
シリンダ９と兼ねさせることもできる。その場合も、固
定部３０と同様に、可動部５０にスリット５１を設ける
などして、渦電流の発生を防止する構成であることが好
ましい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように請求項１にかかる発明は、
誘導コイルを、積層体の形状および大きさに干渉しない
ように、積層体から離れた位置に設置したので、形状お
よび大きさの異なる積層体に対応して、誘導コイルを交
換する必要がなく、設備コストが低減される。

【００２８】請求項２にかかる発明は、誘導コイルで発
生した交番磁界を積層体に導く磁気回路手段として、珪
素鋼板を積層したものを用いており、渦電流の発生を抑
えることができる。

【００２９】請求項３乃至５にかかる発明は、加熱装置
に加圧装置を付加して、予熱のみならず加硫も行えるよ
うにしたので、装置の簡略化が図れる。

【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説明
図である。

【図２】図１の装置の平面図である。

【図３】図１の装置の動作説明図である。

【図４】本発明の未加硫ゴム加熱装置の他の実施例の説
明図である。

【図５】図４の装置の平面図である。

【図６】従来の未加硫ゴム加熱装置の説明図である。

【符号の説明】

１誘導コイル２磁気回路手段３、３０第１固定部４第２固定部５、５０可動部６固定プラテン７可動プラテン８支柱９シリンダ１１、１１ａ未加硫ゴム１２金属板１３、１４フランジ（金属板）１５モールド蓋部１６モールド胴部１７モールド底部２０積層体２１モールド２２積層方向ｇギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者細川佳之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 (72)発明者渡辺康一奈良県大和郡山市池沢町172 ニッタ株式会社奈良工場内 (72)発明者井上清孝奈良県大和郡山市池沢町172 ニッタ株式会社奈良工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未加硫ゴムと金属板を交互に積層した積
層体に対して、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
た磁界を積層体の積層方向両端面略中央部に導き、積層
方向に交番磁界を浸透させるように閉ループを形成する
磁気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請求項１
記載の未加硫ゴム加熱装置。
【請求項３】モールドにより少なくとも外周を拘束さ
れた前記積層体を積層方向端面側から加圧できる固定プ
ラテンおよび可動プラテンを有して加硫を行うことので
きる加熱装置であって、前記磁気回路手段が、前記固定
プラテンおよび可動プラテンに連結されている請求項１
または２記載の未加硫ゴム加熱装置。
【請求項４】前記磁気回路手段が、前記固定プラテン
に連結される固定部と、前記可動プラテンに連結される
可動部とからなり、前記固定部と可動部のあいだに前記
固定部と可動部を分断する可動方向に平行な非常に狭い
ギャップを設け、前記可動プラテンを移動可能とした請
求項３記載の未加硫ゴム加熱装置。
【請求項５】前記固定プラテンが前記固定部によって
フレームに固定され、前記可動部が前記可動プラテンを
駆動させる駆動手段を兼ねている請求項４記載の未加硫
ゴム加熱装置。