JP2007018975A - Electrode material used for high frequency dielectric heating - Google Patents
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Description
本発明は、高周波誘電加熱に用いられる電極材に関する。 The present invention relates to an electrode material used for high frequency dielectric heating.
ベルト等のゴム製品を加硫成型するための装置として、例えばワンポット式の加硫成型装置が知られている(例えば特許文献1)。この加硫成型装置においては、ゴム製品が筒状の外型と、外型内部に同心的に配置される内型の間に配置され、外型および内型の内部に供給される熱媒体により加熱されるとともに、外型と内型によって挟圧され、加熱・加圧されることにより加硫成型される。 As a device for vulcanizing and molding a rubber product such as a belt, for example, a one-pot type vulcanizing and molding device is known (for example, Patent Document 1). In this vulcanization molding apparatus, a rubber product is disposed between a cylindrical outer mold and an inner mold that is concentrically disposed inside the outer mold, and a heat medium supplied to the inside of the outer mold and the inner mold. While being heated, it is sandwiched between the outer mold and the inner mold, and is vulcanized and molded by being heated and pressurized.
このワンポット式の加硫成型装置においては、外型または内型に供給される熱媒体の熱エネルギーが、被加熱材の外周面および内周面から被加熱材の内部に熱伝導され、これにより被加熱材全体が加熱される。しかし、ゴム製品は一般的に熱伝導率が低く、熱伝導により加熱された場合、そのゴム製品内部には充分に熱エネルギーが伝導されない。 In this one-pot vulcanization molding apparatus, the heat energy of the heat medium supplied to the outer mold or the inner mold is thermally conducted from the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the heated material to the heated material, thereby The entire material to be heated is heated. However, a rubber product generally has a low thermal conductivity, and when heated by heat conduction, heat energy is not sufficiently conducted inside the rubber product.
そこで、近年、ゴム製品をその内部から加熱する方法が検討されつつあり、その方法の一つとしてゴム製品を電極間に配置して、高周波誘電加熱により加熱する方法が提案されつつある(例えば、特許文献2)。このような高周波誘電加熱の電極としては、導電性を有する各種金属を使用することができるが、熱伝導率が良い点、展延性に優れている点から、銅を用いることが検討されている。
しかし、ゴム製品には加硫剤として、銅に対して反応性に富む硫黄、または硫黄化合物が含まれることが多く、銅はこれら加硫剤に接触すると、硫化銅を生成し腐食してしまうので、高周波誘電加熱の電極として銅を使用すると、その耐久性には問題がある。また、加硫成型工程において、加硫剤が銅と反応してしまうと、ゴム製品が加硫剤によって充分に加硫されずに加硫不足となり、性能が劣化する恐れもある。 However, rubber products often contain sulfur or sulfur compounds that are highly reactive with copper as a vulcanizing agent. When copper comes into contact with these vulcanizing agents, copper sulfide is generated and corroded. Therefore, when copper is used as an electrode for high frequency dielectric heating, there is a problem in durability. In addition, if the vulcanizing agent reacts with copper in the vulcanization molding process, the rubber product is not sufficiently vulcanized by the vulcanizing agent, resulting in insufficient vulcanization, which may deteriorate the performance.
そこで、本願発明はこれら問題点に鑑みて成されたものであり、硫黄や硫黄化合物によって腐食を受けず、かつ熱伝導率、展延性に優れた高周波誘電加熱用の電極材を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of these problems, and provides an electrode material for high-frequency dielectric heating that is not corroded by sulfur or a sulfur compound and that has excellent thermal conductivity and spreadability. Objective.
本発明に係る電極材は、硫黄、または硫黄化合物の少なくともいずれかを含む被加熱材を高周波誘電により加熱するための電極材であって、被加熱材に高周波電圧を印加するための銅を含む電極部と、電極部と被加熱材の間に配置され、ガス非透過性を有するとともに、銅よりも硫黄、または硫黄化合物に対する反応性が低い化合物または金属で構成される遮蔽層とを備えることを特徴とする。 An electrode material according to the present invention is an electrode material for heating a material to be heated containing at least one of sulfur and a sulfur compound by high frequency dielectric, and includes copper for applying a high frequency voltage to the material to be heated. Provided with an electrode part, and a shielding layer made of a compound or metal that is disposed between the electrode part and the material to be heated, has gas impermeability, and is less reactive than sulfur or sulfur compounds than copper. It is characterized by.
遮蔽層は、被加熱材に対向し、または接する電極面上に被覆されて形成されることが好ましい。また、被加熱材が硫黄、または硫黄化合物の少なくともいずれかを含むゴム部を有し、遮蔽層が、ゴム部の誘電損失係数よりも誘電損失係数が低いことが好ましい。これにより、高周波誘電加熱により、遮蔽層が加熱されることが防止されるからである。 The shielding layer is preferably formed so as to be coated on the electrode surface facing or in contact with the material to be heated. Moreover, it is preferable that the material to be heated has a rubber part containing at least one of sulfur and a sulfur compound, and the shielding layer has a dielectric loss coefficient lower than that of the rubber part. This is because the shielding layer is prevented from being heated by the high frequency dielectric heating.
遮蔽層が金属メッキで構成される金属メッキ層、樹脂で構成される樹脂層であることが
好ましい。樹脂は、例えばポリスチレン、ポリエチレン、またはフッ素樹脂の少なくともいずれかを含むが、特にポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。ポリテトラフルオロエチレンは、他の樹脂に比べてガス非透過性が高く、かつ硫黄等に対して反応不活性であるので、電極部の硫黄等による腐食が有効に防止される。また、誘電損失係数が低く、高周波誘電により実質的に加熱されないので、高周波誘電により被加熱材が有効に加熱される。さらには、離型性(特にゴムに対する離型性)が良いので、被加熱材が電極材に密着する場合でも、被加熱材を容易に電極材から離型することができる。また、樹脂の融点は、被加熱材の加熱温度より高いことが好ましい。
The shielding layer is preferably a metal plating layer constituted by metal plating or a resin layer constituted by resin. The resin includes, for example, at least one of polystyrene, polyethylene, and fluororesin, and is particularly preferably polytetrafluoroethylene. Since polytetrafluoroethylene has a higher gas impermeability than other resins and is inert to sulfur and the like, corrosion due to sulfur and the like in the electrode portion is effectively prevented. In addition, since the dielectric loss coefficient is low and it is not substantially heated by the high frequency dielectric, the material to be heated is effectively heated by the high frequency dielectric. Furthermore, since the releasability (particularly releasability to rubber) is good, the heated material can be easily released from the electrode material even when the heated material is in close contact with the electrode material. The melting point of the resin is preferably higher than the heating temperature of the material to be heated.
さらには本発明においては電極材が例えば外部からの押圧により一部が変形させられて使用される場合でも、電極材には展延性が高い銅が用いられるので、破壊が防止され電極材の寿命を長くすることができる。 Furthermore, in the present invention, even when the electrode material is partly deformed by, for example, pressing from the outside, the electrode material is made of copper having high malleability, so that destruction is prevented and the life of the electrode material is reduced. Can be lengthened.
以上のように、電極材に硫黄等により腐食を防止するための被膜層を設けることにより、電極部に銅を用いることができるので、熱伝導率、展延性に優れた電極材を提供することができる。 As described above, by providing a coating layer for preventing corrosion due to sulfur or the like on the electrode material, copper can be used for the electrode portion, and therefore, an electrode material excellent in thermal conductivity and spreadability is provided. Can do.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係る加硫成型装置を示す。加硫成型装置10は、内型20と、内型20を内部に収納するための外型40を有する。内型20は、略円柱状に金属で形成され、その内型20内部には熱媒体が通過するための通路が設けられ、熱媒体が通過することにより、内型20の外周面27が加熱させられる。内型20の上面22および下面23には、内型20内部に熱媒体を送入出するための入出管24、25が設けられる。入出管24、25は、上面22および下面23の中心から、それぞれ上方および下方に突出する。なお、熱媒体としては、例えば水蒸気、オイル等が使用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vulcanization molding apparatus according to the first embodiment. The
図2に示すように、内型20の外周面27には、被加熱材30として帆布80およびゴムシート81が順に巻き付けられ、巻き付けられた被加熱材30は略円筒形状を呈する。被加熱材30は、このように巻き付けられることにより、その内周面31が内型20の外周面27に沿うように、内型20に装着される。略円筒状の被加熱材30は、その軸方向の長さが、図1に示すように内型20の軸方向の長さより短く、内型20の下端部、上端部においては、被加熱材30が巻きつけられていない。ゴムシート81は、ゴム成分に加硫剤、加硫助剤およびその他添加剤が適宜添加されて構成される。本実施形態においては、加硫剤または加硫助剤のいずれかに、硫黄、または硫黄原子を含む硫黄化合物が使用される。このように、ゴムシート81に加硫剤、加硫助剤が含有されることにより、被加熱材30が加熱・加圧されると、ゴムシート81のゴム成分が加硫剤により架橋され、被加熱材30が加硫成型される。なお、被加熱材30のゴムシート81はゴム成分を含むものであれば、このような構成に限定されず、シート状でなくても良い。また、被加熱材30はさらに樹脂シート、心線コード等を有していても良いし、帆布が省略されていても良い。
As shown in FIG. 2, a
図1に示すように、略円筒状の被加熱材30の上方には円筒状に成形された第1絶縁ブロック61aが被加熱材30に対して同心的に載せられ、第1絶縁ブロック61aの径方向内側には、内型20の上端部が配置されている。第1絶縁ブロック61aには、内型20の軸方向に貫通したエア抜き穴71が設けられる。
As shown in FIG. 1, a
外型40は、有底の略円筒形状を呈する外枠41と、外枠41の上面に固定される上蓋42と、外枠41の内側に設けられるゴムジャケット43を備える。外枠41および上蓋42は、電流が導通可能なように金属で形成される。外枠41の底部50は、段差状に形成され、中央部に略円形の挿通孔46が設けられる円形の基底面47と、基底面47の外周縁部から外枠40の軸方向に立ち上げられる接続部48と、接続部48に連設され、基底面47と平行に接続部48から外側に広がり外枠41の側面72に接続される中底面49とによって構成される。挿通孔46には、内型20が収納されたとき、入出管25に接続される接続管85が挿通されている。
The
上蓋42は、内型20を挿入するための円形の開口部が設けられ、該開口部は上蓋42の側面45により形成される。上蓋42の下面および中底面49の内縁部には、全周に亘ってそれぞれ下方および上方に突出する環状形状の底面突起部56および上面突起部57が連接される。
The
ゴムジャケット43は、円筒形状を呈し外枠41と同心的に配設されるとともに、その円筒形状の両端部が拡径するように広げられ、底面突起部56および上面突起部57の外周側の側面に嵌合されて上蓋42および中底部49に固定されている。ゴムジャケット43は、これら突起部に嵌合することにより、径方向内側に向かって押圧された場合でも、ゴムジャケット43の上蓋42および中底部49に対する固定状態は維持される。
The
以上の構成により、ゴムジャケット43と外枠41の側面72の間には、中底面49を底面とし、上蓋42を上面とする密閉空間54が形成される。そして、ゴムジャケット43の内周面は、上蓋42の側面45、底部50の接続面48とともに、略同一曲面を形成し、これにより、この同一曲面を内周面とし、基底面47を底面とする円筒状の収納室67が設けられる。
With the above configuration, a sealed
ゴムジャケット43(すなわち収納室67)の内部には、電極材60が設けられる。電極材60は、円筒形に形成される電極部65と、電極部65の上端部から外側に向かって広がる鍔部66を有す。電極部65は、収納室67の内周面(すなわち、ゴムジャケット43、側面45、接続面48)に沿うように外枠41に同心的に設けられ、鍔部66は上蓋42の上面に沿って設けられる。電極材60の鍔部66は上蓋42の上面に固定され、これにより電極材60は、外型40に取り付けられている。また、電極部65の下端部は、後述するように、接続部48に上下方向に移動可能に支持されている。
An
外枠41には、注入口52および排出口53が設けられ、注入口52から密閉空間54に水蒸気等の圧力媒体が注入されるとともに、密閉空間54の圧力媒体は排出口53から排出される。
The
収納室67の基底面47の上面には、挿通孔46を避けるように、内径が挿通孔46の直径に一致し、外周面が収納室67の内周面(すなわち、電極部65の内周面)に沿うように形成された円筒形状の第2絶縁ブロック61bが設けられる。第2絶縁ブロック61bの上面には、内周面が内型20の外周面に沿うような内径を有するとともに、外周面が収納室の内周面に沿うように形成された円筒形状の第3絶縁ブロック61cが設けられる。なお、第2絶縁ブロック61bおよび第3絶縁ブロック61cは、一体的に成形され、その断面形状がL字状を呈する絶縁ブロックであっても良い。また、第1ないし第3の絶縁ブロック61a、61b、61cは、シリコン(例えばポリテトラフルオロエチレン)等の絶縁体で形成される。
On the upper surface of the
図3は、内型20が外型40内に収納されたときの加硫成型装置を示す。被加熱材30が装着された内型20が、外型40内に収納されると、内型20の下端部が、第3絶縁ブロック61cの内周側に挿入されるとともに、内型20の入出管25が第2絶縁ブロック61bの内周内に挿通され、内型20の下面23が第2絶縁ブロック61bの上面に載置される。そして、被加熱材30の下面は、第3絶縁ブロック61cの上面に接触し、または近接される。このように内型20が収納されると、内型20と外型40(外枠41)の軸が一致し、被加熱材30は電極部65の径方向内側に配置され、その外周面が電極部65の内周面に対向させられる。
FIG. 3 shows a vulcanization molding apparatus when the
内型20が、収納室67内に収納されると、内型20および外型40には、それぞれ導線(不図示)が接続される。外型40は、電極材60が取り付けられた上蓋42および接続部48を介して、電極部65に電気的に接続されており、電極部65と内型20の間には、高周波電圧が印加可能になる。
When the
また、内型20の入出管24、25には、熱媒体を供給するために、それぞれ接続管85が接続される。接続管85は、内型20の供給された電流を導通しないように、シリコン等の絶縁体で構成される。
In addition, connecting
次に、本実施形態における加熱・加硫方法について説明する。本実施形態においては、内型20が外型40内に収納された状態において、外型40に設けられた密閉空間54に圧力媒体が供給され、ゴムジャケット43が径方向内側に膨張させられる。ゴムジャケット43の膨張により、円筒形の電極部65は縮径し、被加熱材30に向けて径方向内側に撓んで変位させられ、その内周面68(図4参照)が被加熱材30に密着し、被加熱材30を押圧する。電極材65からの押圧により、被加熱材30は、電極材65と内型20の外周面27に挟み込まれ、所定圧力が付勢される。
Next, the heating / vulcanizing method in this embodiment will be described. In the present embodiment, in a state where the
このように、所定圧力が付勢された状態で、内型20と外型40間には、電力が供給され、電極部65と、内型20の間には、高周波電圧が印加される。したがって、被加熱材30は高周波電圧により加熱される。また、密閉空間54に供給される圧力媒体は、例えば水蒸気であって、熱媒体の役割を兼ねており、さらには内型20にも熱媒体が供給される。すなわち、被加熱材30は、内周および外周側から、熱媒体によっても加熱される。
In this way, electric power is supplied between the
内型20および外型40に供給される熱媒体並びに、高周波誘電により、被加熱材30が加熱され、加硫温度(例えば、150℃)に達すると、内型20および電極材60間における高周波電圧の印加が停止され、高周波誘電による被加熱材30の加熱が終了される。高周波誘電による加熱が終了した後においても、内型20および外型40への熱媒体および圧力媒体の供給は継続され、被加熱材30の温度は加硫温度に維持されるとともに、所定圧力も同様に維持され、圧力と加硫温度が維持された状態で、所定時間にわたって被加熱材30が加硫させられる。
When the
加硫時間にわたる加硫が終了すると、内型20内には、冷却水が供給され、被加熱材30が冷却された後、外型40から内型20が取り出される。内型20は、外型40の外部に取り出された後、被加熱材30が内型20から取り外され、これにより加硫成型された円筒状の被加熱材が得られる。なお、本実施形態においては、加硫成型された被加熱材30は、ゴムシート81の一方の面に帆布80が加硫接着されたベルトスラブである。ベルトスラブは、研磨加工された後、幅方向に切断され、平ベルト、Vベルト等の各種ベルトと成る。
When vulcanization over the vulcanization time is completed, cooling water is supplied into the
以上のように本実施形態においては、円筒形状の被加熱材30が、その内周面側および外周面側から径方向に高周波電圧が印加される。したがって、被加熱材の全ての部分において、均一に高周波電圧が印加され、全ての部分において略均一に加熱が行われる。
As described above, in the present embodiment, a high-frequency voltage is applied to the cylindrical
また、本実施形態においては、被加熱材30の内周面は、熱伝導率の高い金属である内型20の外周面に接するために、熱損失されやすい。しかし、本実施形態においては、被加熱材30の外周面、内周面は、内型20および外型40に供給される熱媒体により、加熱されるので、被加熱材30は、温度むらなく加熱される。さらに、本実施形態では、被加熱材30が加硫温度に達した後においては、熱損失がされやすい被加熱材30の外周面、内周面を中心に加熱するために、高周波電圧の印加を停止し、内型20および外型40に供給される熱媒体のみにより加熱を継続する。
Moreover, in this embodiment, since the inner peripheral surface of the to-
なお、被加熱材30とゴムジャケット43の間、および内型20と被加熱材30の間、並びに被加熱材30内に内在される空気は、ゴムジャケット43の加圧により、第1絶縁ブロック61aに設けられたエア抜き穴71より加硫成型装置10の外部に放出される。
The air contained between the material to be heated 30 and the
また、内型20の上端部および下端部の近傍は、外気に近いので熱損失されやすい。したがって、本実施形態において、内型20の内周面27の上端部および下端部は、第1および第3絶縁体ブロック61a、61bによって取り巻かれており、被加熱材30は配置されていない。すなわち、本実施形態においては、均一に加熱可能である位置のみに被加熱材30は配置される。
Moreover, since the vicinity of the upper end part and the lower end part of the
さらに、本実施形態では、内型20は、第2絶縁ブロック61bを介して、外型40上に載置され、これにより2つの電極部(内型20と外型40)の接触が有効に防止される。
Further, in the present embodiment, the
図4は、外型40に設けられた電極材60を示す。電極材60は、上述したように略円筒形状を呈する電極部65と、電極部65の上端部に接続され、外側に向けて広がる鍔部66が設けられる。電極部65および鍔部66は、銅、または銅を含む合金により一体的に形成される。
FIG. 4 shows an
電極部65には、軸方向に平行に延びる矩形の複数のスリット75が設けられ、これら複数のスリット75によって電極部65は、複数の軸方向に延びる薄板部76として、周方向に分離されている。ここで、各スリット75は、電極部65の上端から所定の距離おいた位置から、下端から所定の距離おいた位置まで延び、電極部の下端部と上端部においては、電極部65は周方向に分離されてない。すなわち、複数の軸方向に延びる薄板部76は、その両端部が、周方向全周に亘って延びる環状の固定部77により、連接されている。ここで、各薄板部76はその厚さが非常に薄く可撓性を有し、径方向に押圧されると、固定部77を支点としてその押圧される方向に撓みつつ変位される。
The
固定部77には、電極材60の軸方向に延び、スリット75より幅及び長さが短い2以上の支持スリット97が設けられる。接続部48(図1参照)の支持スリット97に対向する位置には、幅長さが支持スリット97にほぼ等しく、軸方向の長さが支持スリット97より短い突起(不図示)が設けられている。接続部48に設けられた突起は、支持スリット97内に挿通され、これにより電極材60は、周方向には変位できないとともに、軸方向に所定量以上変位しようとすると、突起によりその変位が規制される。すなわち、電極材60は、軸方向に変位可能に接続部48により支持される。なお、電極材60には、支持スリット97が設けられず、接続部48によって支持されていなくても良い。
The fixing
なお、電極材60の電極部65および鍔部66の厚さ、すなわち各薄板部76の厚さは、ゴムジャケット43の押圧により変形可能な範囲であれば良く、例えば0.1〜0.5mm、好ましくは0.2mmである。また、各スリットは、同一の矩形形状を呈し、等間隔に設けられ、その幅が例えば1〜5mm、好ましくは2mmである。一方、各薄板部の幅は、例えば15〜25mm、好ましくは20mmである。
In addition, the thickness of the
電極材60が加硫成形装置10に取り付けられている場合、電極材60の固定部77は、上蓋42の側面45および、底部50の接続面48に対向する位置に設けられる。一方、各薄板部76はゴムジャケット43に対向する位置に設けられる。したがって、ゴムジャケット43が径方向内側に向けて膨張させられると、固定部77は、ゴムジャケット43により押圧されない一方、各薄板部76はゴムジャケット43により押圧される。すなわち、各薄板部76は、固定部77を支点に径方向内側に変形しつつ変位し、被加熱材30の外周面に密着させられる。各薄板部76の変形により電極材60の固定部77は変位するが、上述したように固定部77は周方向に変位することができないので、電極材60はねじれ変形を起こすことはない。また、固定部77は軸方向には変位可能であるので、各薄板部76の変形を妨げることはない。
When the
ここで、各薄板部76は、径方向内側に変形しつつ変位すると、電極部65は縮径し、各薄板部76は接近させられる。したがって、電極部65が押圧される前に離間されていた各薄板部76は、押圧されるとほとんど接するような状態になる。すなわち、被加熱材
30の外周面のほぼ全ての領域は、電極部65によって覆われることとなる。
Here, when the
以上の構成により、円筒形状の被加熱材30は、その内周面のほぼ全ての領域が内型20に、外周面のほぼ全ての領域が電極部65に密着させられている。したがって、被加熱材30は、高周波誘電加熱により、効率よく加熱される。また、複数に分割された各薄板部76は、固定部77によって連接されることにより、固定部77から容易に電力供給を受けることができる。
With the above configuration, the cylindrical material to be heated 30 is in close contact with the
本実施形態においては、円筒形の電極部65の内周面(電極面)68には、その全面に亘って遮蔽層が被覆されている。遮蔽層は、ガス非透過性を有するとともに、銅よりゴムシート81に含まれる硫黄若しくは硫黄化合物に対して、反応性が低い化合物若しくは金属、又はゴムシート81に含まれる硫黄若しくは硫黄化合物に対して、反応不活性な化合物若しくは金属で構成される。
In the present embodiment, the inner peripheral surface (electrode surface) 68 of the
ここで、電極部60がゴムジャケット43により押圧されると、電極部65の内周面68は、遮蔽層を介して被加熱材30に密着させられることとなる。上述したように、遮蔽層は、ガス非透過性を有するので、被加熱材30に含まれる硫黄または硫黄化合物が遮蔽層を透過することができない。したがって、硫黄等は電極部65に接触しないので、電極部65を形成する銅は、被加熱材30に含まれる硫黄または含硫黄化合物と反応しない。また、遮蔽層は硫黄等に対して反応性が低いので、遮蔽層も実質的にこれら硫黄等と反応しない。すなわち、電極材60は、被加熱材30に硫黄等が含まれていても、硫黄等により劣化されることなく長期間に亘って使用可能である。
Here, when the
遮蔽層の誘電損失係数は、被加熱材30の容積の過半を占有し、硫黄等が含まれるゴムシート81の誘電損失係数よりも低いことが好ましい。これにより、電極材60と内型20の間に高周波電圧が印加された場合、遮蔽層が高周波誘電により相対的に加熱されずに、ゴムシート81が相対的に加熱されるので、被加熱材30は効率良く加熱される。なお、誘電損失係数とは、比誘電率(εγ)と誘電体損失角(tanδ)の積(εγ×tanδ)で定義される値である。
The dielectric loss coefficient of the shielding layer occupies a majority of the volume of the material to be heated 30 and is preferably lower than the dielectric loss coefficient of the
遮蔽層は例えば樹脂層、または金属メッキ層により構成される。樹脂層を構成する樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、フッ素樹脂等が使用されるが、好ましくはフッ素樹脂であって、特に好ましくはポリテトラフルオロエチレンが使用されることが好ましい。ポリテトラフルオロエチレンは、硫黄、または含硫黄化合物に対して反応不活性であって、ガス非透過性に優れるとともに、他の樹脂に比べて誘電損失係数が低いので遮蔽層に使用するのに好適だからである。さらに、ポリテトラフルオロエチレンは、ゴムに対して離型性が良いので、被加熱材30が電極材60に接着することも防止する。また、遮蔽層が溶解されるのが防止されるために、樹脂の融点は、被加熱材の加熱温度(すなわち、加硫温度)よりも高いことが好ましい。
The shielding layer is made of, for example, a resin layer or a metal plating layer. As the resin constituting the resin layer, for example, polystyrene, polyethylene, fluororesin and the like are used, preferably fluororesin, and particularly preferably polytetrafluoroethylene. Polytetrafluoroethylene is inert to sulfur or sulfur-containing compounds, has excellent gas impermeability, and has a lower dielectric loss coefficient than other resins, making it suitable for use in shielding layers. That's why. Furthermore, since polytetrafluoroethylene has a good releasability from rubber, it prevents the
樹脂層はどのように内周面68上に被覆されても良く、例えば上記樹脂を主成分とするフィルムシートが、圧着、接着されて電極部65の内周面に被覆されても良い。また、例えば、上記樹脂を主成分とする配合材料が塗装等されても良い。また、上記樹脂がポリテトラフルオロエチレンである場合、被覆が形成された後焼成されて樹脂層が形成されても良い。また、樹脂層には、必要に応じて離型剤が配合されていても良い。
The resin layer may be coated on the inner
遮蔽層が金属メッキ層である場合、金属メッキに使用される金属は、銅よりも硫黄または含硫黄化合物に対して反応性が低い金属であって、例えば金、銀、クロム、ニッケル、パラジウム、白金、錫、アルミニウムまたはこれらの混合物が使用される。なお、遮蔽層は、金属メッキ層の代わりに上記金属の金属箔(例えばアルミ箔)が電極部65の表面に接着、または圧着されることにより形成されても良い。
When the shielding layer is a metal plating layer, the metal used for metal plating is a metal that is less reactive to sulfur or a sulfur-containing compound than copper, such as gold, silver, chromium, nickel, palladium, Platinum, tin, aluminum or mixtures thereof are used. The shielding layer may be formed by bonding or pressure bonding the metal foil (for example, aluminum foil) of the metal to the surface of the
本実施形態においては、遮蔽層は電極部65の内周面68のみに被覆されているが、電極部65の外周面や鍔部66にも被覆されていても良い。ただし、本実施形態では、電極材60の外周面の一部および鍔部66が、外型40に接触することにより外型40と被加熱材30が電気的に接続されている。したがって、遮蔽層が樹脂層である場合、鍔部66および外周面の一部には、遮蔽層が被覆されない部分が設けられる。また、遮蔽層には、その強度を補強するために、ガラス繊維等の短繊維が混入されていても良い。
In the present embodiment, the shielding layer is covered only on the inner
また、本実施形態では、電極材60は、使用される毎にゴムジャケット43により押圧され変形するが、電極材60は展延性の強い銅、または銅を含む合金で形成されているので、変形により破壊され難く、繰り返し使用可能である。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、遮蔽層は電極材60に被覆されて形成されているが、電極材60と被加熱材30に含まれる硫黄等が接触することを防止することができれば他の態様も採ることができる。例えば、遮蔽層が電極材60に被覆される代わりに、シート状の遮蔽層が電極材60と被加熱材30の間に配設されていても良い。
In the present embodiment, the shielding layer is formed so as to be covered with the
具体的には、内型20が外型40内に収納される前に、被加熱材30の外周面にさらに樹脂シートまたは金属箔等から成る遮蔽層が巻き付けられても良い。このように、樹脂シート、金属箔が巻き付けられることにより、内型20が外型40内に収納されたときに、被加熱材30の外周面と電極部65の内周面68の間には、遮蔽層が配置されることとなる。したがって、電極部65は遮蔽層を介して被加熱材30に密着されるので、本実施形態と同様に、電極材60の腐食が防止される。樹脂シートまたは金属箔を構成する金属または樹脂は、第1の実施形態と同様であるので、その記載は省略する。ただし、樹脂シートには、上述したようにポリテトラフルオロエチレンが使用されることが好ましい。
Specifically, before the
遮蔽層は、被加熱材30に巻き付けられて設けられる場合においても、その強度の補強のためにガラス繊維等が混入されていても良い。また、樹脂シートや金属箔には、強度補強のためにガラス繊維等から構成される織物、編物、または樹脂シート等がさらに接着されていても良い。 Even when the shielding layer is provided by being wound around the material to be heated 30, glass fibers or the like may be mixed for reinforcing the strength. In addition, a woven fabric, a knitted fabric, or a resin sheet made of glass fiber or the like may be further bonded to the resin sheet or the metal foil for reinforcing the strength.
次に、本実施形形態の第1の変形例について説明する。上述したように本実施形形態において、電極材は薄板の金属板で成形され外型40に取り付けられたが、被加熱材30とゴムジャケット43の間に配置されるものであれば、外型40に取り付けられなくても良い。
Next, a first modification of the present embodiment will be described. As described above, in the present embodiment, the electrode material is formed of a thin metal plate and attached to the
図5は第1の変形例に係る電極材260を示す。第1の変形例においては、電極材260は、一体的にかつ可撓性を有する金属板で成形され、第1の実施形態と同様に、スリット75が設けられる。各スリット75は、電極材260の図5における上端から所定の距離おいた位置から、下端から所定の距離おいて位置まで延び、電極部の下端部と上端部においては、電極部65は周方向に分離されてない。すなわち、スリット75によって複数の軸方向に延びる薄板部76が形成され、薄板部76の両端部が、周方向全周に亘って延びる環状の固定部77により、連接されている。
FIG. 5 shows an
電極材260は、その一方の面(内周面)268に第1の実施形態と同様に、遮蔽層が被覆されている。ここで、遮蔽層は、図10における右端部261を除く部分の全面に亘って被覆されている。
The
第1の変形例の電極材260は、図6に示すように内型20が外型40内に収納される前に、被加熱材30の外周面に巻き付けられる。ここで電極材260は、遮蔽層が設けられた面268が被加熱材30に接するように巻き付けられる。そして、巻き付けられるとき、右端部261は、左端部262の外周面側に重ねられ、右端部261は被加熱材30には接しない。したがって、巻き付けられた電極材260の被加熱材30に接する内周面は、全ての面が遮蔽層によって被覆されていることとなる。また、左端部262と重なる右端部261には遮蔽層が被覆されないので、例えば遮蔽層が絶縁性のある樹脂層である場合でも、その重ねられた部分において電極材が絶縁されることはない。
The
巻き付けられた電極材260は円筒形状を呈し、被加熱材30と同心的に配設される。電極材260が巻き付けられた内型20は、外型40内に収納された後、外型40と電極材260の外周面が導線によりに電気的に接続される。外型40と電極材260が電気的に接続されることにより、外型40および内型20に電力が供給されると、電極材260と内型20の間に高周波電圧が印加され、本実施形態と同様に、被加熱材30に対して高周波誘電加熱が行われる。
The
なお、電極材260は、第1実施形態と同様に、ゴムジャケット43により押圧されると、固定部77を支点に薄板部76が径方向の内側に撓み変形され縮径し、被加熱材30の外周面に密着されることとなる。
As in the first embodiment, when the
以上のように本変形例においても、被加熱材30の外周面に接触する電極材260の内周面に遮蔽層が形成されるので、銅等から形成される電極材260が、被加熱材30に含まれる硫黄等によって腐食されることはない。
As described above, also in this modification, since the shielding layer is formed on the inner peripheral surface of the
図7、8は、本実施形態の電極材60の第2および第3の変形例を示す。第1の実施形態においては、電極材60のスリット75が軸方向に平行に延びる矩形のスリット75であったが、図7に示すように、軸方向に対して傾いて延びるスリット75であっても良い。このような構成においては、スリット75により、分離される各薄板部76も同様に、軸方向に対して傾きつつ延びることとなる。
7 and 8 show second and third modifications of the
また、図8に示すように、スリットは軸方向に傾きつつS字状に蛇行して延びるスリット75であっても良い。このような構成においては、スリット75により分離される各薄板部76も同様に、軸方向に対して傾きつつ、S字状に蛇行して延びる。
In addition, as shown in FIG. 8, the slit may be a
ただし、第2および第3の変形例においても、第1の実施形態と同様にスリット75は上端および下端まで延ばされておらず、電極部65の上端部および下端部には、各薄板部76を周方向の全体に亘って連接する固定部77が形成されている。なお、第2〜3の変形例においても、第1の実施形態と同様に、支持スリット97が設けられ、接続部48により支持される。
However, also in the second and third modified examples, the
第2および第3の変形例においても、電極部65の内周面68には、その全面に亘って遮蔽層(図示せず)が被覆されている。したがって、これら変形例においても、電極材60を形成する銅が、硫黄または含硫黄化合物と反応することが防止され、電極材60が硫黄等によって腐食されることが防止される。
Also in the second and third modifications, the inner
図9は、本実施形態の第4の変形例に係る電極材を示す。第1の実施形態においては、電極材60は一体的に成形された円筒状の電極部65に複数のスリットが設けられ、薄板部76が形成されていたが、本変形では、複数の薄板276(薄板部)がすだれ状に配設され、その複数の薄板276の集合体により、略円筒状の電極材60が形成される。
FIG. 9 shows an electrode material according to a fourth modification of the present embodiment. In the first embodiment, the
すなわち、本変形例では、軸方向に延びる短冊状の複数の薄板276が、同一円周上に沿って配設される。ここで、隣接する薄板276は、周方向において、互いに所定距離離間されて配設され、すなわち、薄板276の間にはスリット75が設けられる。そして、同一円周上に沿って配設される複数の薄板276は、各上端部がその円周上において環状に形成された固定部77に固定され、すなわち、薄板276は、周方向全体に亘って、固定部77によって連接されている。
That is, in this modification, a plurality of strip-shaped
本変形例においても、各薄板276は、その厚さが非常に薄く、各薄板276は可撓性を有し、径方向に押圧されると、固定部77を支点としてその押圧される方向に撓みつつ変位される。
Also in this modification, each
第4の変形例においても、電極材60が加硫成形装置10に取り付けられている場合、電極材60の固定部77は、上蓋42の側面45に対向する位置に設けられる。一方、各薄板276はゴムジャケット43に対向する位置に設けられる。したがって、各薄板276は、本実施形態と同様に固定部77を支点に径方向内側に変形しつつ変位し、被加熱材30の外周面に密着させられ、被加熱材30の外周面のほぼ全ての領域は、電極部60によって覆われることとなる。
Also in the fourth modification, when the
また、本変形例においても、電極材60の内周面(すなわち、各薄板276の内周面268と固定部77の内周面78)の外部に露出する部分には、本実施形態と同様に、遮蔽層が形成される。したがって銅等から形成される電極材60は、ゴムシートに含まれる硫黄等によって腐食されることが防止される。
Also in this modified example, the portions exposed to the outside of the inner peripheral surface of the electrode material 60 (that is, the inner
なお、本変形例においても、第1の実施形態と同様に、電極材60の上端部に接続される鍔部が設けられても良い。さらに、下端部も固定部によって連接されていても良い。また、各薄板はそれぞれ平板でも良いが、電極材60が正確な円筒形を呈することができるように、同一の曲率を有するように、僅かに湾曲されて成形されても良い。
In the present modification as well, a flange connected to the upper end of the
図10〜13を用いて本発明に係る第2の実施形態について説明する。第1の実施形態においては、電極材が被加熱材の外周面の外側に配設されるとともに、被加熱材の外側から内側に向けて、圧力が作用されたが、本実施形態においては、電極材が被加熱材の内周面の径方向内側に配設されるとともに、被加熱材の内側から外側に向けて圧力が作用される。以下第2の実施形態について第1の実施形態との相違点を中心に説明する。 A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the electrode material is disposed outside the outer peripheral surface of the material to be heated, and pressure is applied from the outside to the inside of the material to be heated, but in this embodiment, The electrode material is disposed on the radially inner side of the inner peripheral surface of the heated material, and pressure is applied from the inner side to the outer side of the heated material. Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.
図10および図11は、第2の実施形態に係る加硫成型装置100を示す。加硫成形装置10は、内型120と、内型120を内部に収納するための外型140を有する。内型120は、円盤形状を有する上型122と、上型122に対向して設けられ、円盤形状を有する下型123と、これら上型122および下型123と同心的に略円筒状に形成されたゴムジャケット143を有する。ここで、ゴムジャケット143は上型122および下型123に接続されている。したがって、内型120は、上型122、下型123を上面、下面とし、ゴムジャケット143、および上型122と下型123の側面を外周面とする略円柱状に形成される。
10 and 11 show a
上型122の下面には、外周縁全周に亘って、下方に向けて突出する環状の上面突起部157が設けられる。下型123の上面には、外周縁全周に亘って、上方に向けて突出する環状の底面突起部156が設けられる。ゴムジャケット143は円筒形状を呈し、その円筒形状の両端部が縮径するように縮められることにより、底面突起部156および上面突起部157の内周側の側面に係合されて上蓋122および下型123に固定されている。
On the lower surface of the
ゴムジャケット143の径方向内側には、密閉空間198が設けられ、密閉空間198には圧力媒体が供給される。密閉空間198は、圧力媒体が供給されると、ゴムジャケット143全体を径方向外側に向けて押圧する。内型120の上型122および下型123には、第1の実施形態と同様に、入出管124、125が設けられ、入出管124は、密閉空間198に圧力媒体を供給し、入出管125は密閉空間198から圧力媒体を排出する。なお、上型122と下型123は、支柱128によって接続され、支柱128は、これら上型122と下型123を支持している。
A sealed
ゴムジャケット143(すなわち内型120)の外側には、円筒形に形成された電極材160が設けられる。電極材160は、内型120の外周面(すなわち、ゴムジャケット143)に沿うように設けられ、その両端部が、上型122および下型123の側面に固定されている。電極材160の外周面には、さらに被加熱材130が巻きつけられ、巻きつけられた被加熱材130は第1の実施形態と同様に、略円筒形状を呈する。なお、被加熱材130の上には、第1の実施形態と同様に第1の絶縁ブロック161aが載せられる。
A
外型140は、有底の略円筒形状を呈する収納室167と、収納室167の内周面168を加熱するための加温部149を有する。収納室167の底面147は、中央部に略円形の挿通孔146が設けられ、挿通孔146には、内型120から圧力媒体を排出するための接続管185が挿通されている。なお、底面147上には、第1の実施形態と同様に第2および第3の絶縁ブロック161b、161cが設けられる。
The
加温部149は、外型140の収納室167の外周面を取り巻くように設けられ、加温部149には、熱媒体が供給され、この熱媒体により、収納室167の内周面168が加温される。熱媒体は、外型140に設けられた注入口152から注入されるとともに、排出口153から排出される。
The
図11は、内型120が外型140内に収納されたときの加硫装置を示す。図11に示すように、被加熱材130が装着された内型120が、収納室167内に収納されると、第1の実施形態と同様に第2および第3絶縁ブロック161c上に、内型120が配置される。また、収納室167の内径は、被加熱材130の外径より僅かに大きく、これにより被加熱材130の外周面は収納室167の内周面168に対向される。
FIG. 11 shows the vulcanizing device when the
内型120が、収納室167内に収納されると、内型120および外型140には、それぞれ導線(不図示)が接続される。ここで、電極材160は内型120に電気的に接続されている。したがって、電極材160と外型140の間には、高周波電圧が印加可能になる。
When the
また、内型120の入出管124、125には、圧力媒体を供給するために、それぞれ接続管185が接続される。接続管185は、内型120の供給された電流を導通しないように、シリコン等の絶縁体で構成される。
In addition, connecting
次に、本実施形態における加熱・加硫方法について説明する。本実施形態においては、内型120が外型140内に収納された状態において、内型120に設けられた密閉空間198には、圧力媒体が供給され、これにより、ゴムジャケット143が径方向外側に膨張し、電極材160が押圧される。円筒形の電極材160は、その径方向外側に押圧されると、後述するように撓み変形し拡径し、その外周面が被加熱材130の内周面に沿うように密着し、被加熱材130を押圧する。これにより、被加熱材130は、電極材160と外型の内周面168に挟まれ、所定圧力が付勢される。また、外型140の加熱部149に熱媒体が供給されるとともに、電極材160、外型140の間に、高周波電圧が印加される。さらに、内型140の密閉空間198に供給される圧力媒体は、例えば水蒸気であって、熱媒体の役割を兼ねている。したがって、被加熱材130は、内周および外周側から、内型120の内周面および加熱部149から熱媒体により加熱されるとともに、高周波電圧の印加により加熱される。
Next, the heating / vulcanizing method in this embodiment will be described. In the present embodiment, in a state where the
なお、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に加硫温度までは、高周波誘電および熱媒体で加熱するとともに、被加熱材130が加硫温度に達すると、内型20および電極材60間における高周波電圧の印加が停止され、熱媒体の加熱のみによって加硫温度が維持される。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the
図12は、内型120に設けられた電極材160を示す。図13は、薄板176と固定部177の連接部分を模式的に示す。第2の実施形態における電極材160は、先述した第3の変形例と同様に、複数の薄板176がすだれ状に配設され、その複数の薄板176の集合体により、円筒状の電極材160が形成される。ただし、第3の変形例では、薄板176は周方向において互いに所定の距離空けられていたが、本実施形態では、隣接する薄板176同士が、周方向において重なるように配設される。
FIG. 12 shows the
このように重なるように略同一円周上に配設された薄板176は、それぞれの上端部および下端部がその円周上において環状に形成された固定部177に固定され、すなわち、薄板176は、周方向全体に亘って、固定部177によって連接されている。なお、図13に示すように、各薄板部176は、環状の固定部177の内周面および外周面に交互に固定される。
The
本実施形態においては、電極材160は、電極材160の上端部の内面が上型の側面に固定され、加硫成形装置10に取り付けられる。これにより、電極材160が加硫成形装置100に取り付けられる場合、電極材160の固定部177は、上型及び下型の側面に対向する位置に設けられる一方、各薄板部176はゴムジャケット143に対向する位置に設けられる。したがって、ゴムジャケット143が径方向外側に向けて膨張させられると、固定部177は、ゴムジャケット143により押圧されない一方、各薄板部176はゴムジャケット143により押圧される。すなわち、各薄板部176は、固定部177を支点に外側に撓み変形しつつ変位し、被加熱材130の内周面に密着させられる。なお、電極材160の下端部は、下型の側面に接するが、第1の実施形態と同様に側面に可動可能に支持されていても良いし、支持されていなくても良い。
In the present embodiment, the
ここで、周方向において互いに重なっていた各薄板部176は、外側に変形しつつ変位すると、各薄板部176は、離間させられる。したがって、各薄板部176は、離間され、その側面同士が接するような状態になる。すなわち、被加熱材130の外周面のほぼ全ての領域は、電極材160によって覆われることとなる。
Here, when the
以上の構成により、円筒形状の被加熱材130は、その外周面のほぼ全ての領域が内型電極材160に、外周面のほぼ全ての領域が収納室の内周面に密着させられている。したがって、本実施形態においても、被加熱材30は、電磁誘電加熱により、効率よく加熱される。
With the above configuration, the cylindrical
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、ゴムジャケット143が膨張したときに被加熱材130に接する電極材160の外周面には、遮蔽層が形成される。すなわち、本実施形態においても、電極材160の外部に露出する外周面(すなわち、各薄板176の外周面178と固定部177の外周面179)には、本実施形態と同様に、遮蔽層が形成される。したがって銅等から形成される電極材60は、ゴムシートに含まれる硫黄等によって腐食されることが防止される。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, a shielding layer is formed on the outer peripheral surface of the
なお、第1および第2の実施形態においては、各薄板部は、それぞれ固定部に接続され、この固定部によって連接されているが、それぞれ外型または内型に直接接続され、この外型および内型によって連接されても良い。この場合、各薄板部は、径方向に押圧されると、外型または内型を支点として、径方向に撓みつつ変形させられる。また、各電極材の薄板部や薄板等のゴムジャケットに沿う部分は、ゴムジャケットに接着されていても良い。 In the first and second embodiments, each thin plate portion is connected to a fixed portion and connected to the fixed portion. However, each thin plate portion is directly connected to an outer mold or an inner mold. It may be connected by an inner mold. In this case, when each thin plate portion is pressed in the radial direction, the thin plate portion is deformed while being bent in the radial direction with the outer mold or the inner mold as a fulcrum. In addition, a thin plate portion or a thin plate portion of each electrode material may be bonded to the rubber jacket along the rubber jacket.
さらに、第1の実施形態の内型20は、円柱状に形成され、その外周面27が、円柱面状に形成されるが、外周面27の形状は適宜変更可能であり、例えば、歯付きベルトを成型するために、周方向に凹部と凸部が交互に設けられても良い。すなわち、第1の実施形態の外周面27は円周面であるが、その円周面は正確な円周で構成されなくても良い。また、同様に、第2の実施形態の収納室167の内周面も、円柱面状に形成されるが、この内周面の形状は適宜選択可能であり、例えば、周方向に凹部と凸部が交互に設けられても良い。すなわち、第2の実施形態の外型の内周面168は、円周面であるが、その円周面は正確な円周で構成されなくても良い。
Further, the
10、100 加硫成型装置
20、120 内型
27 外周面
30、130 被加熱材
40、140 外型
43、143 ゴムジャケット
54、198 密閉空間
60、160 電極材
65 電極部
66 鍔部
67、167 収納室
68、268 内周面
75 スリット
76 薄板部
77、177 固定部
176、276 薄板(薄板部)
10, 100
Claims (8)
前記被加熱材に高周波電圧を印加するための銅を含む電極部と、
前記電極部と前記被加熱材の間に配置され、ガス非透過性を有するとともに、銅よりも前記硫黄、または硫黄化合物に対する反応性が低い化合物または金属で構成される遮蔽層とを備える電極材。 An electrode material for heating a material to be heated containing at least one of sulfur and a sulfur compound by high frequency dielectric,
An electrode portion containing copper for applying a high-frequency voltage to the material to be heated;
An electrode material that is disposed between the electrode portion and the material to be heated and has a gas impermeable property and a shielding layer made of a compound or metal that is less reactive than the sulfur or sulfur compound than copper. .
The electrode material according to claim 1, wherein the electrode material has flexibility, and at least a part of the electrode material is deformed by an external pressure.
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