JPH1199521A

JPH1199521A - 未加硫ゴムと金属板の積層体の予熱方法および予熱装置

Info

Publication number: JPH1199521A
Application number: JP26562597A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Fukumoto; 裕彦福元; Yoshiyuki Hosokawa; 佳之細川; 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
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】予熱時間を短縮し、またその後の加硫への移
行に手間どらないような予熱方法を提供する。【解決手段】未加硫ゴムと金属板とを交互に積層した
積層体１の予熱方法。前記金属板に対して交番磁界を発
生せしめて電磁誘導により前記金属板をジュール発熱さ
せ、前記金属板からの伝熱によって前記未加硫ゴムを加
熱するに際し、前記積層体１をその積層方向に加圧する
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、未加硫ゴムと金属
板の積層体の予熱方法に関する。さらに詳しくは、未加
硫ゴムと金属板の積層体を加硫反応開始温度まで昇温さ
せる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、積層ゴムは、未加硫ゴムと金属板
とを交互に積層して外周を拘束する金型内に組み込み、
加圧しながら加熱することによって加硫成形される。こ
の加硫成形には、通常、蒸気を媒体とする熱盤プレスが
用いられるが、積層ゴムの大きさが直径５００〜１００
０mm、高さ２００〜６００mmと大きいため、数十時間以
上という長時間を必要としている。

【０００３】このように長時間を必要とする加硫成形で
は、加硫時間の短縮のために、常温のゴムと金属板をそ
のまま金型に組み込まないで、未加硫ゴムの温度を加硫
反応の進行がほとんどない程度の温度（通常８０〜９０
℃程度）にまで昇温し（予熱工程と称す）ておいてか
ら、金型に組み込み、その後、加硫工程に移行する方法
が行われている。このような予熱工程では、ゴムと金属
板を所定の間隔をあけて配置し、その隙間に熱風を送り
込むことにより加熱している。

【０００４】また、予熱工程で電磁誘導を利用すること
も考案されている（未公開）。この方法では、積層体を
金型に組み込んだ状態で積層方向に交番磁界を印加し、
金属板に発生するジュール発熱を利用して、まず、金属
板を昇温し、金属板からの熱伝導により未加硫ゴムを加
熱している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
熱風による予熱工程では、予熱工程後に未加硫ゴムと金
属板を金型内に積層するため、積層作業中に温度が低下
してしまうという問題がある。また、電磁誘導加熱を用
いた予熱工程では、金型に組み込んだ後に予熱するた
め、金型の熱容量が大きく昇温に時間がかかるという問
題がある。また、金型に組み込まない状態で予熱したと
しても、金属板と未加硫ゴムとの間に隙間が生じてお
り、この隙間が断熱層（空気層）となって、ゴムを効果
的に加熱できないという問題点があった。

【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、予熱時間を短縮
し、またその後の加硫への移行に手間どらないような予
熱方法を提供することである。

【０００７】

【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とを交互に積層した積層体の予
熱方法であって、前記金属板に対して交番磁界を発生せ
しめて電磁誘導により前記金属板をジュール発熱させ、
前記金属板からの伝熱によって前記未加硫ゴムを加熱す
るに際し、前記積層体をその積層方向に加圧することを
特徴とする。加圧の程度は、未加硫ゴムと金属板を密着
させることのできる程度である。これにより、未加硫ゴ
ムと金属板の間に隙間がなく空気による断熱層が形成さ
れない。また、加圧することによって、未加硫ゴムと発
熱体である金属板との熱伝達性が向上する。したがっ
て、効率よく未加硫ゴムを加熱することができる。ま
た、本発明では、積層体の外周を拘束するための金属製
の金型（加硫時に用いられる）を用いないで予熱するこ
とが好ましく、そのばあいには金型の昇温にエネルギー
を必要としないので、さらに効率よく加熱でき、予熱に
かかる時間を短縮できる。

【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、前記積層体の外周を断熱材で囲みつつ
加熱するものである。予熱中の積層体の周囲からの放熱
を抑えることにより加熱時間を短縮することができる。
断熱材は、断熱ウールや柔性のシートなどである。これ
らは、磁界に与える影響も少なく、誘導コイルの中央の
空洞部に置かれる積層体へ導入される磁束を減じさせる
ことがない。

【０００９】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、前記積層体を下金型又は上下
金型に組み込んだ状態で積層方向に加圧するものであ
る。予熱後加硫工程に移行する際の作業において、下金
型または上下金型を装着する手間が省かれ、中金型（外
周を拘束する金属）の装着だけですむ。したがって、予
熱後の作業時間を短縮し、積層体の冷却を抑えることが
できる。

【００１０】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た積層体に対して電磁誘導を用い
て予熱する装置であって（ａ）枠型フレームの上部に下向きに固定され下面が前
記積層体の加圧面となるサポートと、（ｂ）その中央の
空洞部分に前記積層体が下方から挿入できるように、前
記サポートの下方に固定される誘導コイルと、（ｃ）前
記誘導コイルに交流電流を通電して磁界を発生させる電
源手段と、（ｄ）上面が前記積層体の加圧面である前記
積層体を載置するための架台と、（ｅ）前記架台に載置
された積層体を前記誘導コイルの中央の空洞部分に対し
て出し入れを行えるように、枠型フレームの下部に設置
されるリフターを備えてなることを特徴としている。固
定されたサポートと誘導コイルに対して、下方に設けら
れた昇降自在の架台の上に、横方向から積層体をスライ
ドさせて載置し、上昇させることで誘導コイルの中央の
空洞部分に積層体をセットする。また、リフターにより
積層体を加圧することができる。この場合の加圧に必要
な力は、未加硫ゴムと金属板を密着させることのできる
程度であり、加硫時の加圧の約１／１０程度である。な
お、この装置は、未加硫ゴムと金属板からなる積層体の
予熱に主に用いられるが、そればかりでなく、既に加硫
の終わったゴムと金属板を接合剤で接合する積層体の製
造工程においても用いることができる。

【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、さらに、（ｆ）前記架台およびまたは
前記サポートの加圧面と前記積層体との間に挿入しうる
平板状のアジャスターを備えており、誘導コイルに対す
る積層体の上下方向の位置を調整しうるものである。ア
ジャスターは、積層体の上下、または、上下のうちの何
れか一方に挿入する。アジャスター（鋼、ＳＵＳ、耐圧
ボードなど）を差し込むだけで簡単に位置調整ができ
る。

【００１２】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、予熱途中での均一な昇温
のための加熱調整ができるため、積層体全体の予熱を一
層短時間で行うことができる。

【００１３】

【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、本発明の予熱方法を行うことが
できる予熱装置の説明図、図２は、積層体の一例の説明
図、図３は、本発明の予熱方法を用いた加硫システムの
一例の説明図である。

【００１４】図１において、この予熱装置は枠型フレー
ム１３、１４内に据え付けられており、建造されてお
り、誘導コイル６、架台７、リフター８、サポート９を
備えている。また、必要に応じてアジャスター１０、１
１が配設される。積層体１は、架台７上に載置されて、
誘導コイル６の中央の空洞内に挿入されて、電磁誘導に
より予熱される。

【００１５】架台７は、上面７ａがサポート９の下面９
ａと常に平行となるように、リフター８によって昇降す
る。リフター８は、枠型フレームの下部１４に取り付け
られており、２組のアーム１７、１８の角度θを変更し
て上下方向に伸縮する。リフター８は、架台７を誘導コ
イル６の下方に、積層体１を真横からスライドさせてき
て架台７の上に載置できるくらいまで下降させることが
でき、また、架台７に載置された積層体１を誘導コイル
６の中央の空洞に挿入することができるまで上昇させる
ことができるよう構成されている。また、リフター８
は、積層体１に対して加圧も行う。リフター８の加圧の
程度は、未加硫ゴム３が金属板２、４、５に気密に密着
できる程度であり、加硫時の加圧の約１／１０程度でよ
い。したがって、加硫装置のように大げさな加圧機構を
必要としないため、装置が簡単で設備費を削減すること
ができる。サポート９は、枠型フレームの上部１３に下
向きに固定されている。積層体１は、サポート９と架台
７のそれぞれの加圧面９ａ、７ａの間で加圧される。

【００１６】また、積層体１は、金属板と未加硫ゴムの
積層数などによて、積層方向の大きさが異なる場合があ
る。その場合、サポート９と架台７のそれぞれの加圧面
９ａ、７ａと積層体１との間にアジャスター１０、１１
が設けられる。アジャスター１０、１１は、鋼、ＳＵ
Ｓ、耐圧ボードなどからなる平板状のものであり、枚数
を変更する事によって各種サイズに合わせられるように
することが好ましい。アジャスター１０、１１は、積層
体１と誘導コイル６の相対的な位置を調整し、積層体１
の中心位置Ａが誘導コイル６の高さの中心線Ｂと一致す
るように調整し、積層体１の積層方向の温度差を少なく
する。

【００１７】積層体１は、図２に示されるように、金属
板２、４、５と未加硫ゴム３を平行状態に保ったまま交
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の両面は未加硫ゴム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４ａ、５ａを有している。内部板２と未
加硫ゴム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。

【００１８】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２、４、５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。

【００１９】誘導コイル６は、積層体１の外周にらせん
状に巻回されて配設されており、周波数調整器１２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１２は例えばインバータ装置で構成され、１ＫＨ
ｚ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）にできるだけ
近づけて配設されることが好ましく、この端で渦電流に
よる発熱が生じる。内部板（金属板）２は、良好な熱伝
導体であり、また、断熱材である未加硫ゴムに挟まれて
いることもあって、金属板の端での渦電流による発熱が
直ぐに金属板体内を中心に向けて伝わるので、金属板全
体が昇温する。金属板全体が高温になってから未加硫ゴ
ムが金属板からの熱伝導により加熱される。このとき、
加圧により、未加硫ゴムが金属板に密着しているので、
熱伝導性が増しており、未加硫ゴム全体がさらに効率よ
く迅速に加熱される。また、周波数を小さく（２０Hz以
下に）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）が大きくなるので、面内温度差
を小さくして均一に加熱することができる。

【００２０】また、図２の２点鎖線に示されるように、
断熱材２０で積層体１の外周を囲み、その外周に誘導コ
イル６が位置するようにしてもよい。これによって、外
周端部からの放熱が防げるので、より速く所定の温度に
昇温させることができる。断熱材２０としては、磁界に
影響を与えないものであることが好ましく、断熱ウール
や、などを用いることができる。

【００２１】さらに、図２の２点鎖線に示されるよう
に、金型のうちの外周を拘束する部分（中金型）を除い
た部分、すなわち、上金型１５と下金型１６に積層体１
を組み込んだ状態でアジャスター１０、１１の間に載置
するようにしてもよい。その場合、予熱後、加硫工程に
入る前の金型（上金型１５と下金型１６）を装着する作
業が簡素化できるので、直ぐに加硫工程に移ることがで
きる。作業時間が長引くと予熱された積層体が冷えてし
まうが、この作業時間の短縮により放熱による冷却を抑
えることができるので、加硫時間の短縮と、省エネを図
ることができる。なお、下金型のみを装着するようにし
ても搬送の手間と、冷却を防げるので好ましい。

【００２２】次に、図３に基づいて、予熱工程〜加熱工
程への移行がスムーズに行われるように構成された加硫
システムの一例を説明する。

【００２３】図３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）で電磁誘
導加熱が行われ、加硫工程（加圧加熱ステーションＳ
１）では金型を完全に装着された状態で電磁誘導加熱ま
たはスチーム加熱が行われる。この加硫システムは、こ
の他に、金型を着脱するための第１・第２モールド組立
・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に分けてもよい）と、これら各
ステーションＳ１〜Ｓ５の間を金型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。本発明の予熱
方法は、第１・第２予熱ステーションＳ２、Ｓ３におい
て行われる。

【００２４】一般に、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、金型
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、全体とし
て加硫サイクルを短縮し、生産性を上げることができ
る。金型の組立・分解ステーションも複数設けることが
好ましい。図３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。

【００２５】図３において、積層体は、先ず、モールド
組立ステーションＳ４に搬送されて、下金型または上下
金型を装着される。次に、第１予熱ステーションＳ２と
第２予熱ステーションＳ３のうちの空いている方に搬送
され、図１に示されるような予熱装置によって、加圧さ
れながら予熱される。所定の温度に到達したら、再度、
モールド組立ステーションＳ４に搬送され、中金型を含
む全ての金型を装着されて加圧加熱ステーションＳ１に
搬送され、加硫される。ついで、モールド分解ステーシ
ョンＳ５に搬送されて金型から取り出される。

【００２６】なお、加硫済ゴムと金属板とを接合剤で接
合してなる積層体を製造するばあいにも、このような方
法および装置を用いることができる。

【００２７】すなわち、金属板の両面に接合剤を塗布
し、図２において示される積層体１のうち、未加硫ゴム
３を加硫済ゴム３に変更し、金属板２、４、５と加硫済
ゴム３との間に接合剤による接合層を形成したものを、
図１に示される予熱装置に挿入して、接合剤を加熱して
金属板２、４、５と加硫済ゴム３を接合して加硫済ゴム
による積層体１を製造することもできる。このばあい
も、電磁誘導加熱により、金属板の全面が加熱され、金
属板からの熱伝導により接合剤が加熱されるが、加圧に
より、接合剤が加硫済ゴムと金属板との間に気密に密着
しており、熱伝導性が増しているので、迅速に、しかも
強固に接合することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明で
は、加圧によって未加硫ゴムと金属板を気密に密着させ
ながら電磁誘導加熱を行うものであり、ゴムと発熱体で
ある金属板との熱伝達性が向上し、効率よくゴムを加熱
することができるので、予熱時間を短縮することができ
る。

【００２９】請求項２に記載の発明では、積層体の外周
を断熱材で囲みつつ加熱するものであり、予熱中の積層
体の周囲からの放熱を抑えることができるので、より一
層予熱時間を短縮することができる。

【００３０】請求項３に記載の発明では、積層体を下金
型又は上下金型に組み込んだ状態で加圧するものであ
り、予熱後加硫工程に移行する際の作業が簡略化される
ので作業時間を短縮され、積層体の冷却を抑えることが
できる。

【００３１】請求項４に記載の発明では、固定されたサ
ポートと誘導コイルに対し、リフターで昇降自在の架台
の上に積層体を載置し、リフターの昇降により誘導コイ
ルの中央の空洞部分に積層体の出し入れを行えるように
構成されたものであり、簡単に積層体をセットできる。
また、リフターにより、積層体を加圧することができ
る。この場合の加圧は、加硫時のように大きな加圧力を
必要としないので、リフターのように簡単な装置で、設
備費を節減することができる。

【００３２】請求項５に記載の発明では、さらに、アジ
ャスターを備えており、誘導コイルに対する積層体の上
下方向の位置を簡単に調整でき、効率良く加熱して予熱
時間を短縮することができる。

【００３３】請求項６に記載の発明では、交流電流の周
波数を可変調整できるものであり、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、予熱途
中での均一な昇温のための加熱調整ができるため、積層
体全体の予熱を一層短時間で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の予熱方法を行うことができる予熱装置
の説明図である。

【図２】積層体の一例を示す説明図である。

【図３】本発明の予熱方法を用いた加硫システムの一例
の説明図である。

【符号の説明】

１積層体２、４、５金属板３未加硫ゴム６誘導コイル７架台８リフター９サポート１０、１１アジャスター１２周波数調整器１３枠型フレームの上部１４枠型フレームの下部１５上金型１６下金型２０断熱材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｋ 105:24 Ｂ２９Ｌ 9:00 (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未加硫ゴムと金属板とを交互に積層した
積層体の予熱方法であって、前記金属板に対して交番磁
界を発生せしめて電磁誘導により前記金属板をジュール
発熱させ、前記金属板からの伝熱によって前記未加硫ゴ
ムを加熱するに際し、前記積層体をその積層方向に加圧
することを特徴とする未加硫ゴムと金属板との積層体の
予熱方法。
【請求項２】前記積層体の外周を断熱材で囲みつつ加
熱するものである請求項１記載の未加硫ゴムと金属板と
の積層体の予熱方法。
【請求項３】前記積層体を下金型又は上下金型に組み
込んだ状態で積層方向に加圧する請求項１または２記載
の未加硫ゴムと金属板との積層体の予熱方法。
【請求項４】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を用いて予熱する装置であって（ａ）枠型フレームの上部に下向きに固定され下面が前
記積層体の加圧面となるサポートと、（ｂ）その中央の
空洞部分に前記積層体が下方から挿入できるように、前
記サポートの下方に固定される誘導コイルと、（ｃ）前
記誘導コイルに交流電流を通電して磁界を発生させる電
源手段と、（ｄ）上面が前記積層体の加圧面である前記
積層体を載置するための架台と、（ｅ）前記架台に載置
された積層体を前記誘導コイルの中央の空洞部分に対し
て出し入れを行えるように、枠型フレームの下部に設置
されるリフターを備えてなることを特徴とする未加硫ゴ
ムと金属板との積層体の予熱装置。
【請求項５】さらに、（ｆ）前記架台および／または
前記サポートの加圧面と前記積層体との間に挿入しうる
平板状のアジャスターを備えており、誘導コイルに対す
る積層体の上下方向の位置を調整しうるものである請求
項４記載の予熱装置。
【請求項６】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ものである請求項４
または５記載の予熱装置。