(57)【要約】【課題】  加熱装置における加熱時間の短縮化および表面から内部までの均一な加熱を実現する。【解決手段】  高周波誘電加熱装置１０は金型３０、金属ベルト３１、第１のローラ３２、３２、第２のローラ３３、および高周波電圧源３６を有する。金型３０を導電部材により形成する。金型３０、第１のローラ３２、３２、および第２のローラ３３を平行に配置する。金属ベルト３１を第１のローラ３２、３２と第２のローラ３３とに掛け渡す。金型３０を金属ベルト３１に付勢する。高周波電圧源３６を金型３０と金属ベルト３１とに接続する。交流電圧源は金型３０と金属ベルト３１とに高周波電圧を印加する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の直線を含む曲面を有する第１の電極と、
前記第１の直線に平行な第２の直線に沿って延び、前記第１の電極とともに被加熱体を挟む第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に高周波電圧を印加する電圧源と、
前記被加熱体を、前記第１、第２の電極の間に送り出す供給機構とを備える
ことを特徴とする高周波誘電加熱装置。
【請求項２】
前記第１の電極は第１の円筒体であり、前記第１の電極を前記第１の直線と平行な第３の直線を軸に回動自在に支持する第１の支持機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項３】
前記供給機構は、前記第３の直線を中心に前記第１の電極を回動させる駆動源を有することを特徴とする請求項２に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項４】
前記第１の直線と平行な第４の直線を軸とし、前記第１の電極から見て前記第２の電極とは反対方向に移動可能な第２の円筒体を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項５】
前記第１の支持機構には、円筒の半径が異なる複数の前記第１の電極を付け替え可能であることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項６】
前記第２の電極は導電性のベルトであり、前記第２の電極である前記ベルトを前記第１の直線と垂直な方向に引っ張りながら支持する第２の支持機構を備えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項７】
前記第２の支持機構は前記第１の直線に平行な２本の支持軸を有し、前記第２の電極である前記ベルトを２本の前記支持軸の間で送り出し可能であることを特徴とする請求項６に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項８】
前記第１の電極を、２本の前記支持軸の間において、前記ベルトに付勢可能であることを特徴とする請求項７に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項９】
前記第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方を他方に付勢することにより、前記被加熱体を押圧可能であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項１０】
前記第２の電極が、前記第１の直線と平行な第５の直線を軸とする第３の円筒体であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項１１】
前記第１の電極を支持し、前記第１の直線に平行な第６の直線を含む曲線を有する支持体を備え、
前記第１の電極は導電性のベルトによって形成され、前記支持体に支持されることにより曲面を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項１２】
前記第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方を加熱する加熱機構を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の高周波誘電加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する押圧部材の間に連続的に供給される被加熱体を加熱する高周波誘電加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のシート部材を接着させるために、加硫ゴムを用いたプレス加硫が知られている。プレス加硫は、被接着部材に硫黄や過酸化物などの加硫剤を添加したゴムを挟み加熱および押圧させることにより、行なわれる。
【０００３】
また、熱可塑性エラストマーなど原料シート部材の表面を所定の形状に加工するために、原料シート部材を加熱して、加工を施す所定の形状の圧縮体により圧接することが知られている。
【０００４】
このようなシート部材を加熱して圧縮する装置としてロートキュア機構を有する加熱方法が開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。ロートキュア機構では、シート部材を金型と金属製ベルトなどとの間に挟み、加熱した金型またはヒータなどの熱放射によりシート部材が加熱されていた。
【０００５】
しかし、シート部材の加熱は、シート部材の表面からの加熱であるため、シート部材の内部までを加熱するのに時間がかかることが問題であった。また、シート部材が厚い場合は、内部まで十分に加熱することにより表面が過熱状態となることが問題であった。特に、加硫処理を行う場合は表面と内部とで加硫度が異なり、均質な製品を得ることが難しかった。
【特許文献１】特開２０００−００６１７６号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明では被加熱体が連続的に送り込まれる高周波誘電加熱装置であって、加熱時間を短縮し、表面から内部までを均一に加熱する高周波誘電加熱装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高周波誘電加熱装置は、第１の直線を含む曲面を有する第１の電極と、第１の直線に平行な第２の直線に沿って延び第１の電極とともに被加熱体を挟む第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に高周波電圧を印加する電圧源と、被加熱体を前記第１、第２の電極の間に送り出す供給機構とを備えることを特徴としている。
【０００８】
なお、第１の電極が第１の円筒体であり、第１の電極を第１の直線と平行な第３の直線を軸に回動自在に支持する第１の支持機構を備えることが好ましい。また、供給機構は第３の直線を中心に第１の電極を回動させる駆動源を有することが好ましい。
【０００９】
また、第１の直線と平行な第４の直線を軸とし第１の電極から見て第２の電極とは反対方向に移動可能な第２の円筒体を備えることが好ましい。あるいは、第１の支持機構には円筒の半径が異なる複数の第１の電極を付け替え可能であることが好ましい。
【００１０】
また、第２の電極は導電性のベルトであって、第２の電極であるベルトを第１の直線と垂直な方向に引っ張りながら支持する第２の支持機構を備えることがさらに好ましい。また、第２の支持機構は第１の直線に平行な２本の支持軸を有し、第２の電極であるベルトを２本の支持軸の間で送り出し可能であることが好ましい。
【００１１】
また、第１の電極を２本の支持軸の間においてベルトに付勢可能であること、あるいは第１の電極および第２の電極の少なくとも一方を他方に付勢することにより、被加熱体を押圧可能であることが好ましい。
【００１２】
また、第２の電極が第１の直線と平行な第５の直線を軸とする第３の円筒体であることが好ましい。
【００１３】
また、第１の電極を支持し第１の直線に平行な第６の直線を含む曲線を有する支持体を備え、第１の電極は導電性のベルトによって形成され支持体に支持されることにより曲面を有することが好ましい。
【００１４】
また、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方を加熱する加熱機構を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被加熱体を連続的に送り込むことが可能な高周波誘電加熱装置における加熱時間を短縮化させ、被加熱体を表面から内部まで均一に加熱することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した高周波誘電加熱装置の概略構成を示す側面図である。なお、図１における左右方向を第１方向Ｄ１、上下方向を第２方向Ｄ２とする。
【００１７】
高周波誘電加熱装置１０は、基台２０、ローラ支持体２１、円筒状（第１の円筒体）に形成された導電性の金型３０（第１の電極）、金属ベルト３１（第２の電極）、第１のローラ３２、３２（支持軸）、第２のローラ３３、およびモータ３４（駆動源）によって構成される。
【００１８】
基台２０は、金型支持部２２（第１の支持機構）とローラ支持部２３とによって構成される。また、ローラ支持体２１は、基台２０において第１方向Ｄ１に平行に移動可能である。
【００１９】
金型支持部２２にはモータ３４が固定される。また、金型支持部２２には、金型３０が第１、第２方向Ｄ１、Ｄ２に垂直な金型中心線Ｌ３（第３の直線）を軸に回動自在に支持される。モータ３４の回転力により、金型３０は金型中心線Ｌ３を軸に回転させられる。ローラ支持部２３には、第２のローラ３３が金型中心線Ｌ３と平行な直線を軸に回動自在に支持される。
【００２０】
なお、本実施形態において金型３０がモータ３４の回転力により金型中心線Ｌ３を軸に回転することにより被加熱体が金型３０と金属ベルト３１の間に送り出される。すなわち、金型支持部２２、金型３０、およびモータ３４によって被加熱体供給機構が構成される。
【００２１】
ローラ支持体２１には、２本の第１のローラ３２、３２が金型中心線Ｌ３に平行な直線を軸に回動自在に支持される。なお、第１のローラ３２、３２の支持位置は、第２方向Ｄ２に沿って２本の第１のローラ３２、３２が金型３０を間に挟むように配置される。
【００２２】
金属ベルト３１は、第１のローラ３２、３２と第２のローラ３３との間に掛け渡される。金属ベルト３１は、第１のローラ３２、３２および第２のローラ３３が同じ方向に回転することにより、第１のローラ３２と垂直な方向に移動可能である。すなわち、２本の第１のローラ３２、３２の間で金属ベルト３１を送り出し可能である。
【００２３】
また、ローラ支持体２１にはヒータ３５（加熱機構）が設けられる。金属ベルト３１は、金型３０の反対側からヒータ３５により加熱される。
【００２４】
ローラ支持体２１を金型支持部２２側に移動させることにより、金型３０が金属ベルト３１に付勢される。金型３０を金属ベルト３１に付勢することにより、金属ベルト３１は、金型中心線Ｌ３に垂直な方向に引っ張られるように支持される（図２参照）。
【００２５】
なお、金型３０は金型支持部２２から着脱自在であり、図３に示すように円筒の半径が異なる金型３０’も回動自在に支持することが可能である。基台２０に対するローラ支持体２１の第１方向Ｄ１の位置を調節することにより、金型３０、３０’を金属ベルト３１に付勢可能である。
【００２６】
図４に示すように、シート状の被加熱体５０を巻付けた金型３０が金型支持部２２に取付けられる。この状態において、被加熱体５０は、金型３０と金属ベルト３１との間に挟まれる。金型３０を回転させることによって、シート状の被加熱体５０は、順次金型３０と金属ベルト３１との間を通過させられる。
【００２７】
金型３０と金属ベルト３１とは、高周波電圧源３６に接続される。金型３０と金属ベルト３１とには、高周波電圧が印加される。したがって、金型３０と金属ベルト３１の間に被加熱体５０を挟んだ状態で、金型３０と金属ベルト３１とに高周波電圧を印加することにより、被加熱体５０は加熱される。すなわち、金型３０と金属ベルト３１は、高周波誘電加熱を行なうための電極として機能する。
【００２８】
以上のような構成の高周波誘電加熱装置１０によれば、シート状の被加熱体５０は金型３０と金属ベルト３１とによって高周波誘電加熱される。高周波誘電加熱により、被加熱体５０の表面も内部も均一に加熱することが可能になる。したがって、ゴムの加硫処理を行う場合に、厚さ方向に均一に加硫させることが可能になる。また、高周波誘電加熱により被加熱体５０の内部が均一に加熱されるために、加熱時間の短縮化が可能である。
【００２９】
また、被加熱体５０を介して金型３０を金属ベルト３１に付勢することによって、シート状の被加熱体５０を厚さ方向に押圧することが出来る。したがって、高周波誘電加熱において被加熱体５０を加熱すると同時に押圧も可能であり、加硫処理や表面加工処理を実行することが可能になる。また、金型３０を回転させることにより、被加熱体５０を連続的に金型３０と金属ベルト３１との間に送り込むことが出来るため、被加熱体５０を連続的に加熱および圧縮をすることが可能になる。
【００３０】
なお、高周波誘電加熱では被加熱体５０そのものを発熱させるため、金型３０または金属ベルト３１によって被加熱体５０が冷却されることがある。本実施形態では、ヒータ３５によって金属ベルト３１を加熱することにより、金属ベルト３１を介した被加熱体５０からの熱放射が防がれる。また、金型３０に蒸気を供給することにより金型３０を加熱しても、同様の効果が得られる。
【００３１】
また、本実施形態においては、円筒の半径が異なる金型３０に被加熱体５０を巻付けることにより、所望の長さのシームレスベルトを得ることが可能である。
【００３２】
次に本発明の第２の実施形態を適用した高周波誘電加熱装置について、図５を用いて説明する。本実施形態では、被加熱体５００を金型３０と金属ベルト３１との間に送り込む構成が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる構成を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能を有する部位には、同じ符号を付ける。
【００３３】
本実施形態では第１の実施形態と異なり、金型支持部２２０には補助ドラム支持体２４０が第１方向Ｄ１に移動可能に支持される。補助ドラム支持体２４０には、金型中心線Ｌ３と平行な補助中心線Ｌ４（第４の直線）を軸に回動可能に補助ドラム３７０（第２の円筒体）が支持される。他の構成は、第１の実施形態と同様である。本実施形態では、シート状の被加熱体５００が金型３０および補助ドラム３７０に掛け渡される。
【００３４】
以上のような構成である本実施形態の高周波誘電加熱装置１００によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。すなわち、被加熱体５００を連続的に圧縮しながら均一に加熱可能であり、加熱時間の短縮化を図ることが可能である。
【００３５】
また、第１の実施形態と同様に、シート状の被加熱体５００を架け渡す金型３０と補助ドラム３７０との間隔を調整することにより、所望の長さのシームレスベルトを得ることが可能である。
【００３６】
次に本発明の第３の実施形態を適用した高周波誘電加熱装置について、図６を用いて説明する。本実施形態では、被加熱体５０１を金型３０と金属ベルト３１との間に送り込む構成が第１、第２の実施形態と異なる。以下、第１、第２の実施形態と異なる構成を中心に第３の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能を有する部位には、同じ符号を付ける。
【００３７】
本実施形態では、第１、第２の実施形態と異なり、金型３０とは別の部位に被加熱体供給機構が設けられる。基台２０１には供給ドラム支持部２５１と巻取りドラム支持部２６１とが設けられる。供給ドラム支持部２５１には、供給ドラム３８１が金型中心線Ｌ３と平行な直線を軸に回動自在に支持される。また、巻取りドラム固定部２６１には、巻取りドラム３９１が金型中心線Ｌ３と平行な直線を軸に回動自在に支持される。巻取りドラム３９１はモータ（図示せず）により駆動されることにより、回動させられる。
【００３８】
供給ドラム３８１に巻き付けた被加熱体５０１の一端は、金型３０と金属ベルト３１との間に通されて、巻取りドラム３９１に巻き付けられる。巻取りドラム３９１を回転させることにより、被加熱体５０１は、金型３０と金属ベルト３１との間に送り出される。つまり、供給ドラム３８１と巻取りドラム３９１とによって被加熱体供給機構が構成される。
【００３９】
以上のような構成である本実施形態の高周波誘電加熱装置１０１によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。すなわち、被加熱体５０１を連続的に圧縮しながら均一に加熱可能であり、加熱時間の短縮化を図ることが可能である。
【００４０】
また、第１、第２の実施形態と異なり、本実施形態では、例えばベルトや所望の長さのシートを製造することが可能になる。
【００４１】
なお、第１〜第３の実施形態では、金属ベルト３１を金型３０に付勢することによって、金属ベルト３１が金型中心線Ｌ３に垂直な方向に引っ張られるが、図７に示すように、第１のローラ３２、３２および第２のローラ３３によって構成される支持機構（第２の支持機構）のみによって、金属ベルト３１を金型中心線Ｌ３に垂直な方向に引っ張りながら支持することは可能である。
【００４２】
また、第１〜第３の実施形態では、第１のローラ３２、３２を第１方向に沿って移動させることにより、金型３０を金属ベルト３１に付勢させたが、金型３０を第１方向に沿って移動させることにより付勢させることも可能である。さらには、第１のローラ３２、３２および金型３０の両方を第１方向Ｄ１に沿って移動させることにより金型３０を金属ベルト３１に付勢させる構成であってもよい。
【００４３】
また、第１〜第３の実施形態において、金型３０および金属ベルト３１は導電性の部材であればいずれの部材によって形成されても、第１〜第３の実施形態と同じ効果を得ることが出来る。
【００４４】
また、第１〜第３の実施形態において、金属ベルト３１および金型３０を誘電加熱のための電極として用いたが、一方の電極が第１の直線を含む曲面を有し、他方の電極として第１の直線に平行な第２の直線に沿って延びるように形成した電極を用いれば、第１〜第３の実施形態と同じ効果を有する。
【００４５】
なぜならば、一方の電極の第１の直線上における表面と、他方の電極の第２の直線上における表面との間に挟まれる被加熱体を加熱可能だからである。また、一方の電極が曲面を有するので、シート状の被加熱体を曲面に沿って、２つの電極の間に送り込むことが容易だからである。
【００４６】
例えば、金型３０と同一形状の不導体にシート状の導電体を巻き付け、巻き付けた導電体を電極とする構成であっても、シート状の被加熱体５０を連続的に加熱可能である。さらには、図８に示すように、第６の直線を含む曲面を有するテンショナ４０に導電性の電極ベルト４１を圧接させて、電極ベルト４１を電極として用いる構成であっても、シート状の被加熱体を連続的に加熱可能である。
【００４７】
なお、電極ベルト４１においてテンショナ４０と反対側の表面は、テンショナ４０の曲面に沿って変形し、第６の直線に平行な直線（第１の直線）を含む曲面となる。また図８では、テンショナ４０は円筒状であるが、直線を含む曲面を有する形状であればいかなるものであってもよい。
【００４８】
既存のロートキュア機構における金型が不導体である場合でも、上述のように改造することにより、第１〜第３の実施形態と同様の高周波誘電加熱装置として機能させることが可能である。
【００４９】
また、図９に示すように、金属ベルト、第１のローラ、および第２のローラの代わりに、金型中心線Ｌ３に平行な第５の直線Ｌ５を軸に回動可能に支持されるドラム４２（第３の円筒体）を有する構成であっても、シート状の被加熱体５０を連続的に加熱可能である。なお、金型中心線Ｌ３を軸に回動可能に支持されるドラム４２は、複数であってもよい（図１０参照）。
【００５０】
金型３０は円筒体であり、その側面は金型中心線Ｌ３に平行な直線（第１の直線）を有している。また、ドラム４２は金型中心線Ｌ３に平行、すなわち第１の直線に平行な方向に延びる形状である。
【００５１】
また、第１、第２の実施形態において、金型３０をモータ３４で回転させることにより、被加熱体を金型３０と金属ベルト３１との間に送り出す構成であるが、第１、第２のローラ３２、３３の少なくとも一方をモータ３４で回転させる構成であってもよい。なお、一本の第１のローラ３２を回転させる場合は、回転させる第１のローラ３２から第２のローラ３３に金属ベルト３１が送り出される方向に、第１のローラ３２を回転させればよい。このような方向に回転させることにより、金属ベルト３１を一定の力で金型３０に押圧することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態を適用した高周波誘電加熱装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】金型と第１のローラにより金属ベルトが引っ張られる方向を説明するための図である。
【図３】円筒の半径が異なる金型を装着したときの高周波誘電加熱装置の側面図である。
【図４】高周波誘電加熱装置に被加熱体を取り付けた状態を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を適用した高周波誘電加熱装置の概略構成を示す側面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を適用した高周波誘電加熱装置の概略構成を示す側面図である。
【図７】金属ベルトの支持機構の変形例を説明するための図である。
【図８】第１の電極の変形例を説明するための図である。
【図９】第２の電極の第１の変形例を説明するための図である。
【図１０】第２の電極の第２の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０、１００、１０１  高周波誘電加熱装置
２０  基台
２１  ローラ支持体
２２  金型支持部
２４０  補助ドラム支持体
３０  金型
３１  金属ベルト
３２  第１のローラ
３４  モータ
３５  ヒータ
３６  高周波電圧源
３７０  補助ドラム
３８１  供給ドラム
３９１  巻取りドラム
５０、５００、５０１  被加熱体
【図１】
2007018964.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007018964.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007018964.tif 000011
【図１０】
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