(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】電極材６０は、銅または銅合金で形成される。電極材６０は、被加熱材に高周波電圧を印加し、高周波誘電加熱をするための電極材である。被加熱材は、例えば加硫剤として硫黄、および含硫黄化合物を含む。電極材６０は、略円筒状の被加熱材の外周面を取り巻く円筒状の電極部６５を有する。電極部６５は、複数の軸方向に延びるスリット７５を有する。このスリットにより分割された電極部６５の各薄板部７６はその厚さが薄く可撓性を有する。各薄板部７６は、径方向に押圧されると、その押圧される方向に撓みつつ、被加熱材の外周面に沿うように密着する。被加熱材に密着する電極部６５の内周面は、遮蔽層が被覆される。遮蔽層は、ガス非透過性を有するとともに、硫黄等に対する反応性が低い化合物または金属で構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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。
【請求項２】
前記遮蔽層が、前記被加熱材に対向し、または接する電極面上に被覆されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の電極材。
【請求項３】
前記被加熱材が硫黄、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、前記遮蔽層が、前記ゴム部の誘電損失係数よりも誘電損失係数が低いことを特徴とする請求項１に記載の電極材。
【請求項４】
前記遮蔽層が、金属メッキで構成される金属メッキ層、または樹脂で構成される樹脂層であることを特徴とする請求項１に記載の電極材。
【請求項５】
前記樹脂は、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ことを特徴とする請求項４に記載の電極材。
【請求項６】
前記樹脂が、ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項４に記載の電極材。
【請求項７】
前記樹脂の融点が、前記被加熱材の加熱温度より高いことを特徴とする請求項４に記載の電極材。
【請求項８】
前記電極材が可撓性を有し、外部からの押圧により少なくともその一部が変形させられることを特徴とする請求項１に記載の電極材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波誘電加熱に用いられる電極材に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【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、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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開２０００−８２４号公報
【特許文献２】特開平７−１１８３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【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】被加熱材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１の変形例に係る電極材を示す平面図である。
【図６】内型に装着されたときの第１の変形例に係る電極材を示す斜視図である。
【図７】第２の変形例に係る電極材を示す斜視図である。
【図８】第３の変形例に係る電極材を示す斜視図である。
【図９】第４の変形例に係る電極材を示す斜視図である。
【図１０】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１１】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１２】第２の実施形態に係る電極材を示す斜視図である。
【図１３】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】
【００９０】
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）
【図１】
2007018975.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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