(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未成型ベルトスリーブの内周面及び外周面に沿うようにそれぞれ第１及び第２電極を配置し、前記未成型ベルトスリーブに、前記第１及び第２電極によって、その厚さ方向に高周波電圧を印加し加熱し、前記未成型ベルトスリーブを成型し、成型ベルトを得る成型ベルトの製造方法。
【請求項２】
前記未成型ベルトスリーブを、高周波電圧の印加により加熱するとともに、前記厚さ方向に加圧することを特徴とする請求項１に記載の成型ベルトの製造方法。
【請求項３】
前記未成型ベルトスリーブは、その厚さ方向に複数層が積層されて構成され、前記複数層が、少なくとも第１層と、前記第１層と誘電損失係数若しくは誘電率の少なくともどちらか一方が異なる第２層とを有することを特徴とする請求項１に記載の成型ベルトの製造方法。
【請求項４】
前記第２層が、カーボンブラックを含み、前記第１層よりも導電性が高いことを特徴とする請求項３に記載の成型ベルトの製造方法。
【請求項５】
前記未成型ベルトスリーブの外周面及び内周面近傍に液体または気体のいずれかである熱媒体を供給することを特徴とする請求項１に記載の成型ベルトの製造方法。
【請求項６】
前記第１及び第２電極は、前記ベルトスリーブの全周に沿って配置されることを特徴とする請求項１に記載の成型ベルトの製造方法。
【請求項７】
未成型ベルトスリーブの内周面及び外周面に沿うようにそれぞれ第１及び第２電極を配置し、前記未成型ベルトスリーブに、前記第１及び第２電極によって、その厚さ方向に高周波電圧を印加し加熱し、前記未成型ベルトスリーブを成型し得られた成型ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型ベルトの製造方法、及び成型ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、未成型ベルトスリーブを加硫成型し、加硫成型ベルトを製造する装置として、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、未成型ベルトスリーブは、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。
【０００３】
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、未成型ベルトスリーブの外周面および内周面からその内部に熱伝導され、これにより未成型ベルトスリーブ全体が加熱される。しかし、未成型ベルトスリーブは、その大部分がゴムや樹脂によって構成され、熱伝導率が低いので、熱伝導による加熱では、未成型ベルトスリーブの内部が充分に加熱されない場合がある。未成型ベルトスリーブの内部が充分に加熱されないと、ベルト内部は加硫不足となり、ベルト内部の強度が低下させられる。また、ベルト内部の加硫不足を防止しようと、加熱時間を長くしようとすると、ベルト表面が過加硫されてしまうので、ベルト表面の強度が低下させられる。
【０００４】
そこで、近年、未成型ベルトスリーブ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未成型ベルトスリーブを電極間に配置して、マイクロ波や高周波により誘電加熱する方法が提案されつつある。
【０００５】
例えば筒状の未成型ベルトスリーブを高周波誘電加熱により加熱する場合、上部電極と下部電極の間に、未成型ベルトスリーブを保持したホルダーを配置させ、ホルダーとともに未成型ベルトスリーブを回転させながら、未成型ベルトスリーブを加熱する方法が知られている（例えば特許文献２）。
【０００６】
また、筒状の未加硫ゴムをマイクロ波により加熱する方法としては、マイクロ波が均一に撹拌された加硫槽内に未加硫ゴムを配置し、未加硫ゴムを加熱する方法が知られている（例えば特許文献３の図１参照）。
【特許文献１】特開２０００−８２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１２３７５８号公報
【特許文献３】特開平１１−９９５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２に記載の高周波誘電加熱によれば、ホルダーを回転させるために余計な動力が必要な上に、ホルダーも高周波電圧により加熱されるので、加熱効率が低下させられる。
【０００８】
また、成型ベルトは、通常、その厚さ方向に誘電損失係数の異なる層が２層以上積層されて構成されるが、特許文献３に記載の加熱方法によれば、誘電損失係数の高い層が集中的に加熱されてしまい、過加熱される層とほとんど加熱されない層が発生してしまう。
【０００９】
さらに、特許文献２及び３の方法によれば、未成型ベルトスリーブに圧力を付勢することは困難である。すなわち、従来においては、スリーブ状や筒状を呈する未成型ベルトスリーブを有効に、高周波誘電により加熱するとともに加圧する方法は知られていなかった。
【００１０】
そこで、本願発明においては、これら問題点に鑑みて成されたものであり、未成型ベルトスリーブを加圧しながら効率よく加熱し、加硫成型することにより、加硫成型ベルトを製造する方法を提供することを目的とする。また、厚さ方向に例えば誘電損失係数の異なる物質によって形成される層が２層以上積層されて構成される成型ベルトにおいても、各層が均一に加熱される加硫成型方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る成型ベルトの製造方法は、未成型ベルトスリーブの内周面及び外周面に沿うようにそれぞれ第１及び第２電極を配置し、未成型ベルトスリーブに、第１及び第２電極によって、その厚さ方向に高周波電圧を印加し加熱し、未成型ベルトスリーブを成型し、成型ベルトを得ることを特徴とする。
【００１２】
好ましくは未成型ベルトスリーブを、高周波電圧の印加により加熱するとともに、厚さ方向に加圧する。
【００１３】
未成型ベルトスリーブは、その厚さ方向に複数層が積層されて構成され、複数層が、例えば少なくとも第１層と、第１層と誘電損失係数が異なる第２層とを有する。本発明においては、このような構成を有する未成型ベルトスリーブについても、ベルトの厚さ方向に高周波電圧を印加することにより、第１層及び第２層とも適切に加熱することができる。
【００１４】
未成型ベルトスリーブは、その厚さ方向に複数層が積層されて構成され、複数層は例えば、少なくとも第１層と、第１層と導電率が異なる第２層とを有する。本発明においては、このような構成を有する未成型ベルトスリーブについても、ベルトの厚さ方向に高周波電圧を印加することにより、第１層及び第２層とも適切に加熱することができる。このとき、第２層は、例えばカーボンブラックを含み、第１層よりも導電性が高い。
【００１５】
未成型ベルトスリーブの外周面及び内周面近傍に高周波電圧による加熱とは異なる熱媒体を供給することが好ましい。熱媒体は、例えば液体または気体のいずれかである。未成型ベルトスリーブは、熱媒体により、高周波誘電の加熱により得られた熱エネルギーの損失が防止され、または加熱される。第１及び第２電極は、それぞれベルトスリーブの全周に沿って配置されることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る成型ベルトは、未成型ベルトスリーブの内周面及び外周面に沿うようにそれぞれ第１及び第２電極を配置し、未成型ベルトスリーブに、第１及び第２電極によって、その厚さ方向に高周波電圧を印加し加熱し、未成型ベルトスリーブを成型し得られたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る成型ベルトの製造方法によれば、未成型ベルトスリーブが、その厚さ方向に高周波電圧が印加され、加熱されることにより、成型ベルトが局所的に過加熱されることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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内部には熱媒体や冷却水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にはそれぞれ、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。
【００１９】
図２に示すように、内型２０の外周面２７には、略円筒形状を呈する未成型ベルトスリーブ３０が巻き付けられる。未成型ベルトスリーブ３０は、その厚さ方向に例えば複数層積層されて構成され、例えば、図３に示すように内型２０側から順に、帆布８０及び未加硫ゴムシート８１が巻き付けられて構成される。
【００２０】
未加硫ゴムシート８１は、未加硫ゴムを主成分とし、各種添加剤が適宜添加されて構成される。帆布８０は、例えば天然繊維、合成繊維等から成る糸によって構成され、例えば、ナイロン、アラミド、カーボン、ポリエステル、ポリエチレン、綿、またはこれらの混合繊維から構成される。帆布８０は、未加硫ゴム、各種添加剤を含むゴム糊液に予め浸漬された後加熱乾燥されることにより、含浸処理が施されている。ゴム糊液は、未加硫ゴム、各種添加剤以外にも、好ましくは、導電性を有するカーボンブラックが含まれる。このように、帆布８０が、導電性を有するカーボンブラックを含むゴム糊液により含浸されると、帆布８０は電気伝導度が所定値（例えば０．０１Ω-1・ｃｍ-1）以上に設定され導電性を有し、未加硫ゴムシート８１よりも導電率が高くなる。このように、帆布８０が導電性を有することにより、未加硫スリーブから成型される成型ベルトは、帯電されにくくなる。
【００２１】
ゴム糊液または未加硫ゴムシートに使用される未加硫ゴムは、例えば、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体配合物（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等の単体、またはこれらの混合物で構成される。未加硫ゴムシート８１及び帆布８０は、それぞれ異なる構成を有する層であって、互いの誘電損失係数は異なる。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。
【００２２】
ただし、未成型ベルトスリーブ３０は、この構成に限定されず、厚さ方向に誘電損失係数、または／及び導電率が異なる層がさらに設けられても良い。例えば、帆布８０及び未加硫ゴムシート８１の間に螺旋状に巻き付けられた心線を備えていても良い。また、未成型ベルトスリーブ３０には、さらに樹脂シートが巻き付けられていても良い。また、未加硫ゴムシート８１が、互いに異なる未加硫ゴムから成る２以上の未加硫ゴムシートから構成されても良い。さらに、帆布が未加硫ゴムシートの間に配置されても良い。勿論、未成型ベルトスリーブ３０は、単層のゴムシートから構成されても良い。
【００２３】
未成型ベルトスリーブ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。略円筒状の未成型ベルトスリーブ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、未成型ベルトスリーブ３０が巻きつけられていない。また、ゴムシート８１の上にはさらに、ポリテトラフルオロエチレンシート等が被覆されても良い。ポリテトラフルオロエチレンシートは、ゴムに対して離型性が高く、加硫によりゴムシートには接着されず、後述するように加硫により得られる成型ベルトを構成しない。
【００２４】
図１に示すように、略円筒状の未成型ベルトスリーブ３０の上方には円筒状に成形された第１絶縁ブロック６１ａが未成型ベルトスリーブ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。
【００２５】
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４１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。
【００２６】
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。
【００２７】
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ることにより、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、その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。
【００２８】
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の接続部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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、またはフッ素樹脂（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。
【００３２】
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。未成型ベルトスリーブ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、未成型ベルトスリーブ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、未成型ベルトスリーブ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。すなわち、内型２０が外型４０内に収納されると、内型２０、外型４０、未成型ベルトスリーブ３０および電極材６５は、同心的に設けられ、それぞれの軸は一致する。
【００３３】
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、これら導線は、電源供給のための不図示の電源に接続される。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。
【００３４】
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、フッ素樹脂等の絶縁体で構成される。
【００３５】
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がその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、内側に撓んで変位させられ、未成型ベルトスリーブ３０に密着する。そして、未成型ベルトスリーブ３０は、電極部６５を介してゴムジャケット４３に押圧され、これにより未成型ベルトスリーブ３０は、ゴムジャケット４３と内型２０に挟圧され、所定圧力が付勢される。
【００３６】
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、未成型ベルトスリーブ３０は高周波誘電により加熱される。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、これら熱媒体により外型４０（すなわち、収納室６７）の内周面および内型２０の外周面２７が加熱される。したがって、未成型ベルトスリーブ３０は、外型４０の内周面および内型２０の外周面２７から熱伝導によっても加熱される。
【００３７】
未成型ベルトスリーブ３０が、誘電損失係数の異なる複数の層（例えば帆布８０及び未加硫ゴムシート８１）が積層されて構成される場合、例えば、未成型ベルトスリーブ３０の軸方向に高周波電圧が印加されると、未成型ベルトスリーブ３０の誘電損失係数の高いいずれかの層が集中的に加熱されることになる。例えば、未加硫ゴムシート８１の誘電損失係数が帆布８０に比べ低いと、帆布８０が集中的に加熱され、帆布８０の熱劣化と、未加硫ゴムシート８１の加硫不足が引き起こされ、加硫成型により得られる成型ベルトの強度が低下させられる。しかし、本実施形態のように、各層の積層方向（ベルトの厚さ方向）に高周波電圧が印加されると、複数の層のうち特定の層が集中的に加熱されることはないので、帆布８０及び未成型ベルトスリーブ３０が比較的均一に加熱される。
【００３８】
また、導電性の有する層（例えば帆布８０）が、未加硫ベルトスリーブ３０の厚さ方向に積層される場合、未成型ベルトスリーブ３０の軸方向に高周波電圧が印加されると、帆布８０内に通電が集中し、未成型ベルトスリーブ３０全体に電圧が印加されにくくなり、スリーブ全体が高周波誘電により加熱されるにくくなる。しかし、本実施形態のように、各層の積層方向（ベルトの厚さ方向）に高周波電圧が印加されると、導電性の有する層に通電が集中されることはないので、スリーブ全体が比較的効率よく加熱される。
【００３９】
さらに、未加硫ベルトスリーブの厚さはその軸方向の長さに比べ顕著に短く、本実施形態のように、ベルトの厚さ方向に高周波電圧が印加されると、未加硫ベルトスリーブの軸方向に高周波電圧が印加されるときに比べ、高周波電圧の出力が低くても未加硫ベルトスリーブを十分に加熱することができる。
【００４０】
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、未成型ベルトスリーブ３０が加熱され、加硫温度（例えば、１６０℃）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、高周波誘電による未成型ベルトスリーブ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、未成型ベルトスリーブ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未成型ベルトスリーブ３０が加硫させられる。なお、高周波誘電加熱終了後の内型２０および外型４０へ供給される熱媒体および圧力媒体の温度は、加硫温度（１６０℃）と実質的に同一に設定され、これにより加硫温度（１６０℃）が維持される。
【００４１】
加硫が終了すると、内型２０内には、冷却水が供給され、被加熱部材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、未成型ベルトスリーブ３０から加硫成型されたベルトスラブが内型２０から取り外される。なお、本実施形態においては、加硫成型されたベルトスラブは、ゴム層の一方の面に帆布が加硫接着されて構成される。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ベルト等の各種成型ベルトと成る。
【００４２】
以上のように本実施形態においては、円筒形状の未成型ベルトスリーブ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。このように、ベルトの厚さ方向に高周波電圧が印加されると、誘電損失係数及び／または導電性が異なる複数の層が、厚さ方向に積層される場合でも、未成型ベルトスリーブの全ての部分において、ほぼ均一に高周波電圧が印加され、全ての部分においてほぼ均一に加熱が行われる。
【００４３】
また、本実施形態においては、未成型ベルトスリーブ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、内型２０及び外型４０の外周面、内周面は、熱媒体及び圧力媒体により、加熱されるので、未成型ベルトスリーブ３０が、内型２０等に吸熱されて熱損失することはない。また、加硫温度に達した後においては、未成型ベルトスリーブ３０は、例えばゴムで形成され、その熱伝導率が低いので、内部の熱が外部に損失されにくい。したがって、一旦加硫温度に達した後においては、高周波誘電により加熱しなくても、内型２０及び外型４０の熱媒体及び圧力媒体を加硫温度に維持しておけば、未成型ベルトスリーブ３０を加硫温度（１６０℃）に維持することが可能である。
【００４４】
なお、未成型ベルトスリーブ３０とゴムジャケット４３の間、および内型２０と未成型ベルトスリーブ３０の間、並びに未成型ベルトスリーブ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。
【００４５】
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、未成型ベルトスリーブ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未成型ベルトスリーブ３０は配置される。
【００４６】
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。
【００４７】
さらには、本実施形態においては、未成型ベルトスリーブ３０の加熱方法はこの方法に限定されず、熱媒体等を用いずに、高周波誘電加熱単独により加熱されても良い。また、高周波誘電による加熱は、加硫温度に達した後においても継続されても良い。さらには、本実施形態では外型及び内型に供給される熱媒体（又は圧力媒体）の温度は、加硫温度とほぼ同一に設定されたが、加硫温度より高く設定され、未成型ベルトスリーブ３０を積極的に加熱しても良い。また、加硫温度より低く設定されても良い。
【００４８】
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。電極材６０は、例えば、金、白金、銀、アルミニウム、銅等の導電性の高い金属により一体的に形成される。
【００４９】
電極部６５には、その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、その軸方向に延びる複数の薄板部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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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がその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、未成型ベルトスリーブ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。
【００５３】
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、未成型ベルトスリーブ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。
【００５４】
以上の構成により、円筒形状の未成型ベルトスリーブ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、未成型ベルトスリーブ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。
【００５５】
また、未成型ベルトスリーブ３０が加熱により膨張・収縮し、その外周面の径が大きく（または小さく）なる場合でも、電極材６０は、その拡径（または縮径）に追随して拡径（または縮径）し、加熱中継続して未成型ベルトスリーブ３０に密着させられる。ここで、各薄板部７６は、接近し重なる場合もあるが、そのような場合でも、各薄板部７６は薄いので、未成型ベルトスリーブ３０に充分に密着させられる。同様の理由により、未成型ベルトスリーブ３０の外周径が異なるような場合でも、各薄板部７６は、未成型ベルトスリーブ３０に密着可能であり、本実施形態に係る加硫成型装置１０では、周径の異なる未成型ベルトスリーブを加熱可能である。
【００５６】
さらに、電極材６０は可撓性を有し、変形して外周面に密着するので、ゴムジャケット４３からの押圧力を未成型ベルトスリーブに伝播させやすい。そして、未成型ベルトスリーブ３０の外周面のほぼ全ての領域は電極部６５に密着させられるので、未成型ベルトスリーブには均一に圧力が付勢しやすい。
【００５７】
本実施形態に係る電極部６５は、薄板の金属板により一体的に円筒形に形成されていたが、円筒状の未成型ベルトスリーブ３０に沿うよう同心的に設けられれば、その他の態様も採ることが可能である。
【００５８】
図５〜８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、電極材が未成型ベルトスリーブの外周面の外側に配設されるとともに、未成型ベルトスリーブ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、電極材が未成型ベルトスリーブの内周面の内側に配設されるとともに、未成型ベルトスリーブ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。
【００５９】
図５および図６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１００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。
【００６０】
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。
【００６１】
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全体をその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。
【００６２】
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、さらに未成型ベルトスリーブ１３０が巻きつけられ、巻きつけられた未成型ベルトスリーブ１３０は第１の実施形態と同様に、略円筒形状を呈する。なお、未成型ベルトスリーブ１３０の上には、第１の実施形態と同様に絶縁ブロック１６１ａが載せられる。
【００６３】
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絶縁ブロック１６１ｂ、１６１ｃが設けられる。
【００６４】
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。
【００６５】
図６は、内型１２０が外型１４０内に収納されたときの加硫成型装置を示す。図６に示すように、未成型ベルトスリーブ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、未成型ベルトスリーブ１３０の外径より僅かに大きく、これにより未成型ベルトスリーブ１３０の外周面は収納室１６７の内周面１６８に対向される。
【００６６】
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、内型１２０は、電極材１６０が取り付けられる上型１２２および下型１２４を介して、電極材１６０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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、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、未成型ベルトスリーブ１３０の内周面に密着し、未成型ベルトスリーブ１３０を押圧する。これにより、未成型ベルトスリーブ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。
【００６９】
したがって、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、未成型ベルトスリーブ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（及び圧力媒体）のみによって加硫温度が維持される。
【００７０】
図７は、内型１２０に設けられた電極材１６０を示す。図８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。
【００７１】
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８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。
【００７２】
本実施形態においては、電極材１６０は、電極材１６０の上端部および下端部の内面が上型および下型の側面に固定され、加硫成形装置１０に取り付けられる。したがって、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を支点に径方向外側に撓み変形しつつ変位し、未成型ベルトスリーブ１３０の内周面に密着させられる。
【００７３】
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、径方向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、未成型ベルトスリーブ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。
【００７４】
以上の構成により、円筒形状の未成型ベルトスリーブ１３０は、その外周面のほぼ全ての領域が電極材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、未成型ベルトスリーブ３０は、高周波誘電加熱により、効率よく加熱される。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明について、実施例を用いて具体的に説明する。ただし、本発明は以下説明する実施例によって何ら限定されるものではない。
【００７８】
［実施例］
実施例においては、第１の実施形態に係る加硫成型装置を用いて、平ベルトを製造した。実施例においては、直径１３０ｍｍの円柱形の内型に帆布及び未加硫ゴムシートを順に巻き付け、未成型ベルトスリーブを形成した。帆布は、ナイロン繊維によって織られた袋織りの織物であり、予め表１に示すような配合の導電性のカーボンブラック及びクロロプレンゴムを含むゴム糊液に浸漬された後、加熱乾燥され、含浸処理が施されていた。未加硫ゴムシートは、表１に示す配合のものを用い、その厚さが１０ｍｍであった。すなわち、帆布は、導電性を有し、導電率が、未加硫ゴムシートより高かった。
【表１】
0004612491.tif 000002
【００７９】
電極材は図４に示す電極材が使用され、電極部が直径１６０ｍｍ、軸方向の長さ５０ｃｍの円筒形状であって、その厚さが０．２ｍｍであった。電極材の電極部には、その軸方向に延びる幅２ｍｍのスリットが設けられた。隣接するスリットの間隔、すなわち薄板部の幅は２０ｍｍであった。未加硫ゴムシートには、その温度を観察するために、内型に巻き付けた後、その厚さ方向の中間部、外周面側の最表部、及び内周面側の最内部に温度計を差し込んだ。
【００８０】
未成型ベルトスリーブを装着した内型を外型に挿入した後、電極部と内型の間に高周波電圧を印加した。また、高周波電圧の印加と同時に、内型内には１５０℃、４．７気圧の水蒸気を供給し、内型の外周面の温度を上昇させた。さらに、外型内にも、同様に１８０℃、９．９気圧の水蒸気を供給し、水蒸気圧によりゴムジャケットを膨張させ、外型と内型により未成型ベルトスリーブを挟圧した。
【００８１】
高周波電圧の印加及び、内型及び外型への水蒸気の供給により、未成型ベルトスリーブの中間部、最表部、及び最内部は、いずれも５分後には１６０℃に達した。そして、その後、高周波電圧の印加を停止するとともに、内型及び外型への水蒸気の供給を継続し、中間部、最表部、及び最内部の温度を約１６０℃に維持した状態で、９分間加熱した。１４分間の加熱後、内型内部に冷却水を供給し、内型及びベルトスリーブを冷却した後、内型を外型から取り出し、加硫成型されたベルトスラブを得た。ベルトスラブを、研磨した後、幅方向に切断し、実施例に係る成型ベルトを得た。
【００８２】
［比較例］
比較例においては、従来の加硫成型装置を用いて、平ベルトを製造した。比較例の加硫成型装置は、外型に電極材が設けられず、未成型ベルトスリーブに高周波電圧が印加できない以外は実施例の加硫成型装置と同一の構成を有する加硫成型装置であった。そして、比較例においても、実施例と同一の構成を有する未成型ベルトスリーブを装着した内型を外型内に挿入し、未成型ベルトスリーブを加硫成型した。
【００８３】
未成型ベルトスリーブの加硫成型においては、内型内に１５０℃、４．７気圧の水蒸気を供給し、内型の外周面の温度を上昇させた。さらに、外型内にも、同様に１８０℃、９．９気圧の水蒸気を供給し、水蒸気圧によりゴムジャケットを膨張させ、外型と内型により未成型ベルトスリーブを挟圧した。この挟圧状態を維持して、内型及び外型へ供給される水蒸気により、未成型ベルトスリーブを３０分間加熱した。このときの中間部、最表部、及び最内部の温度はそれぞれ１４０℃、１６５℃、１６０℃であった。３０分間の加熱後、内型内部に冷却水を供給し、内型及びベルトスリーブを冷却した後、内型を外型から取り出し、加硫成型されたベルトスラブを得た。ベルトスラブを、研磨した後、幅方向に切断し、比較例に係る成型ベルトを得た。
【００８４】
［ベルトの評価方法］
得られた実施例及び比較例の成型ベルトにおいて、ピコ摩耗試験及び耐久試験によって評価した。
【００８５】
［ピコ摩耗試験］
ピコ摩耗試験は、ＪＩＳＫ６２６４に準拠して行った。具体的には、成型ベルトのゴム層を周方向に沿ってスライスし、ゴム層の最表層、中間層、及び最内層から取り出した厚さ２ｍｍ、径２５ｍｍの円盤形状の試験片を得た。これら試験片を、ＪＩＳＫ６２６４に記載される方法に従って摩耗させ、摩耗量を測定した。ピコ摩耗試験において、摩耗された摩耗量を表２に示す。なお、ピコ摩耗試験における各試験片の摩耗量が少ないほど、各層の強度及び加硫度（加硫の進行度）が高いことを示す。
【表２】
0004612491.tif 000003
【００８６】
表２に示すように、比較例の平ベルトにおいては、最表層及び最内層の摩耗量に比べて、中間層の摩耗量が多くなった。これは、最表層及び最内層の加硫は充分に進んだが、中間層が加硫不足だからである。すなわち、比較例においては、中間層に十分な熱エネルギーが与えられず、各層の加硫度及び強度が不均一であることが理解できる。
【００８７】
一方、実施例の平ベルトは、最表層、中間層及び最内層の摩耗量は略同一であることが理解できる。すなわち、実施例の平ベルトにおいては、各層に均一な熱エネルギーが与えられ、各層の加硫度及び強度が均一であることが理解できる。また、本実施例においては、帆布が導電性を有していたが、ゴム層は高周波誘電により十分に加熱されていることが理解できる。
【００８８】
［屈曲試験］
次に、上記実施例及び比較例の平ベルトを、屈曲試験により、耐屈曲性を評価した。屈曲試験においては、直径３０ｍｍの原動、従動平プーリを用意し、その原動及び従動平プーリに実施例及び比較例の平ベルトを、取付伸張率５％で取り付けた。取り付けた平ベルトを、５ｍ／ｓの速度で回転させ、ベルトが破壊されるまでの屈曲回数を測定した。なお、本試験においては、平ベルトは、１回転毎に、プーリを２回通過するので、ベルト１回転毎に屈曲回数は２回とカウントする。
【００８９】
屈曲試験において、実施例のベルトの破壊までの屈曲回数は、４．２×１０7回である一方、比較例は、１．９×１０7回であり、実施例の平ベルトは、比較例に比べて、屈曲寿命が延びていることが理解できる。換言すると、実施例の平ベルトは、比較例の平ベルトに比べて、厚さ方向の加硫度が均一で、強度が均一であったので、屈曲寿命が長くなったと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１の実施形態に係る加硫成型装置の内型と外型の断面図である。
【図２】未成型ベルトスリーブの模式的な断面図である。
【図３】内型が外型内に挿入されたときの加硫成型装置を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る電極材を示す斜視図である。
【図５】第２の実施形態に係る加硫成型装置の内型と外型の断面図である。
【図６】内型が外型内に挿入されたときの加硫成型装置を示す断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る電極材を示す斜視図である。
【図８】第２の実施形態に係る電極材を上方から見たときの平面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０、１００  加硫成型装置
２０  内型（第１電極）
１２０  内型
２７  外周面
３０、１３０  未成型ベルトスリーブ
４０  外型
１４０  外型（第１電極）
４３、１４３  ゴムジャケット
５４、１９８  密閉空間
６０、１６０  電極材（第２電極）
６７、１６７  収納室
６５  電極部
６６  鍔部
７５  スリット
７６  薄板部
７７、１７７  固定部
１７６  薄板（薄板部）
【図１】
0004612491.tif 000004
【図２】
0004612491.tif 000005
【図３】
0004612491.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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