(57)【要約】【課題】円筒形の被加熱材を高周波誘電を用いて均一に加熱する。【解決手段】加硫成型装置１０は、内型２０と外型４０を備える。内型２０の外周面２７には、筒状に形成された被加熱材３０を装着する。外型４０は、略円筒形の収納室６７を有し、その内周面にゴムジャケット４３を設ける。収納室６７の内周面に沿うように円筒形の電極部６５を設ける。電極部６５の内周側に、加硫ゴム筒から成り、被加熱材３０を保温するための副資材９０を設ける。副資材９０の内周側に、被加熱材３０を装着した内型２０を配置する。ゴムジャケット４３は内周側に膨らみ、電極材６０を介して、内型２０と共に、副資材９０及び被加熱材３０を挟圧する。電極材６５と内型２０の間に高周波電圧を印加し、被加熱材３０を加熱する。【選択図】図１
2007234513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成された被加熱材に、高周波電圧を印加し、高周波誘電により加熱するための高周波誘電加熱装置であって、
前記被加熱材の内周面側及び外周面側それぞれに配置され、前記被加熱材の厚さ方向に高周波電圧を印加するための第１及び第２の電極と、
前記第１及び第２の電極のうち、少なくともいずれか一方の電極と、前記被加熱材の間に、前記被加熱材の内周面又は外周面に沿うように配置され、前記被加熱材を保温するための筒状の加硫ゴム体を含む副資材と
を備える高周波誘電加熱装置。
【請求項２】
外周面に前記被加熱材が装着される柱状の内型と、
前記被加熱材が装着された前記内型を囲むように配置される外型とを備え、
前記第１及び第２の電極のうちいずれか一方は、前記内型及び前記外型のうち何れか一方と前記被加熱材の間に配置され、筒形状を呈し、
前記副資材が、前記筒形状を呈する一方の電極と、前記被加熱材の間に配置され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】
前記第２の電極が、前記筒形状を呈する一方の電極であって、前記外型と前記被加熱材の間に配置されるとともに、前記被加熱材が、前記第２の電極及び副資材を介して、外型によって押圧され、前記外型と前記内型によって挟圧され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２の電極が、前記外型から押圧されることにより、少なくともその一部が内側に撓んで変形させられ、前記副資材を押圧することを特徴とする請求項３に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項５】
前記外型が、内側に向けて膨張することにより前記第２の電極を押圧するジャケットを備えることを特徴とする請求項３に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項６】
前記内型は、その外周面が金属から形成され、第１の電極と成ることを特徴とする請求項３に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項７】
前記内型の外周面は、前記高周波電圧による加熱とは異なる熱媒体で加熱され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】
前記内型及び前記外型のうち何れか一方と前記被加熱材の間に配置される電極は、周方向に分離された可撓性を有する複数の薄板部と、前記複数の薄板部を、周方向に連接する固定部とを備え、
前記複数の薄板部がそれぞれ、前記被加熱材に向けて内側に変形させられることにより、前記各薄板部がそれぞれ前記被加熱材の外周面に沿うように配置され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９】
前記第１の電極が、前記筒形状を呈する一方の電極であって、前記内型と前記被加熱材の間に配置されるとともに、前記被加熱材が、前記第１の電極及び副資材を介して、前記内型によって押圧され、前記外型と前記内型によって挟圧され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１０】
前記第１の電極が、前記内型から押圧されることにより、少なくとも一部が外側に撓んで変形させられ、前記副資材を押圧することを特徴とする請求項９に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項１１】
前記内型が、外側に向けて膨張することにより前記第１の電極を押圧するジャケットを備えることを特徴とする請求項９に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項１２】
前記ジャケットは、空気圧により膨張することを特徴とする請求項５又は１１のいずれかに記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項１３】
前記副資材は、前記いずれか一方の電極と前記被加熱材の間を電気的に絶縁させ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１４】
筒状に形成された被加熱材の内周面側及び外周面側それぞれに、前記被加熱材に高周波電圧を印加するための第１及び第２の電極を配置するとともに、前記第１及び第２の電極のうち、少なくともいずれか一方の電極と、前記被加熱材の間に、前記被加熱材の内周面または外周面に沿うように、前記被加熱材を保温するための筒状の加硫ゴム体を含む副資材を配置し、前記被加熱材の厚さ方向に、高周波電圧を印加し、前記被加熱材を高周波誘電により加熱し、加熱済み被加熱材を製造するための製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば加硫成型装置等に適用される高周波誘電加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スリーブ状の被加熱材を加圧・加熱するための装置として、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、被加熱材は、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、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、被加熱材は、例えばゴムや樹脂で構成される場合、一般的にその熱伝導率が低く、熱伝導による加熱では、被加熱材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、被加熱材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被加熱材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。
【０００５】
例えば筒状形状を呈する被加熱材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、被加熱材を保持したホルダーを配置させ、ホルダーとともに被加熱材を回転させながら、被加熱材を加熱する方法が特許文献２に開示されている。
【０００６】
また特許文献３には、被加熱物が、平板状を呈し金属から成る一対の電極間に、挟圧されつつ、両電極間に高周波電圧が印加され加熱される方法が開示されている。この方法においては、被加熱材は熱伝導率が相対的に高い金属から成る電極に接し、その接触部分が電極によって吸熱される。したがって、その吸熱を防止するため、高周波誘電加熱とは別の加熱手段（例えばスチームや伝熱ヒータ）により電極自体が加熱されている。
【特許文献１】特開２０００−８２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１２３７５８号公報
【特許文献３】特開平９−２８９０７８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、ホルダーはフッ素樹脂から成り、弾性が低いので被加熱材に充分な圧力を加えることができない。
【０００８】
したがって、特許文献２に記載の高周波誘電加熱においては、ホルダーを省略することが考えられる。しかし、ホルダーによって被加熱材が回転されないと、円筒形の被加熱材には均一に高周波電圧が印加されないので、被加熱材を均一に加熱することが困難である。
【０００９】
また、特許文献３の方法においては、加熱手段に伝熱ヒーターを用いる場合、電極の昇温に長い時間を要するとともに、電極の構造が複雑になる。また、加熱手段としてスチームを用いる場合、スチームが電極間に入ると、スパークが生じ、被加熱材に爆発的な破裂が生じるため、スチーム漏れを防止する手段を講じなければならないが、装置の構成によってはスチーム漏れを防止することが困難な場合がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、筒状形状を呈する被加熱材を効率よく、均一に加熱することができる高周波誘電加熱装置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】
本発明に係る高周波誘電加熱装置は、筒状に形成された被加熱材に、高周波電圧を印加し、高周波誘電により加熱するための高周波誘電加熱装置であって、被加熱材の内周面側及び外周面側それぞれに配置され、被加熱材の厚さ方向に高周波電圧を印加するための第１及び第２の電極と、第１及び第２の電極のうち、少なくともいずれか一方の電極と、被加熱材の間に、被加熱材の内周面または外周面に沿うように配置され、被加熱材を保温するための筒状の加硫ゴム体を含む副資材とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この高周波誘電加熱装置は、例えば外周面に被加熱材が装着される柱状の内型と、被加熱材が装着された内型を囲むように配置される外型とを備える。そして、第１及び第２の電極のうちいずれか一方が、内型及び外型のうち何れか一方と被加熱材の間に配置され、筒形状を呈する場合、副資材は、筒形状を呈する一方の電極と、被加熱材の間に配置されることが好ましい。
【００１３】
例えば、第２の電極は、筒形状を呈する一方の電極であって、外型と被加熱材の間に配置されるとともに、被加熱材は、第２の電極及び副資材を介して、外型によって押圧され、外型と内型によって挟圧される。また、第２の電極は、外型から押圧されることにより、少なくともその一部が内側に撓んで変形させられ、副資材を押圧することが好ましい。これらの構成によれば、副資材は、弾性の高い加硫ゴム体を含むので、外型によって押圧されるとき、電極及び被加熱材に適正に密着することができる。したがって、被加熱材を適正に加圧することができるとともに、高周波誘電により効率よく加熱することができる。また、外型は、例えば、内側に向けて膨張することにより第２の電極を押圧するジャケットを備える。ジャケットは空気圧により膨張することが好ましい。
【００１４】
内型は、例えばその外周面が金属から形成され、第１の電極と成る。このような構成によれば、内型の外周面の熱伝導率が高く、被加熱材が内型によって吸熱される恐れがあるので、内型の外周面は、高周波電圧による加熱とは異なる熱媒体で加熱されることが好ましい。
【００１５】
内型及び外型のうち何れか一方と被加熱材の間に配置される電極は、周方向に分離された可撓性を有する複数の薄板部と、複数の薄板部を、周方向に連接する固定部とを備えても良い。そして、複数の薄板部はそれぞれ、被加熱材に向けて内側に変形させられることにより、それぞれ被加熱材の外周面に沿うように配置されることが好ましい。
【００１６】
第１の電極が、筒形状を呈する一方の電極であって、内型と被加熱材の間に配置されるとともに、被加熱材が、第１の電極及び副資材を介して、内型によって押圧され、外型と内型によって挟圧されることが好ましい。第１の電極が、内型から押圧されることにより、少なくとも一部が外側に撓んで変形させられ、副資材を押圧することが好ましい。
【００１７】
内型は、外側に向けて膨張することにより第１の電極を押圧するジャケットを備えることが好ましい。ジャケットは、空気圧により膨張することが好ましい。
【００１８】
副資材は、いずれか一方の電極と被加熱材の間を電気的に絶縁させたほうが良い。これにより、両電極間に高電圧を印加しても、被加熱材と電極の間においてスパークが生じることはない。
【００１９】
本発明は、被加熱材を加熱し、加熱済み被加熱材を製造するための製造方法に関する。本発明は、筒状に形成された被加熱材の内周面側及び外周面側それぞれに、被加熱材に高周波電圧を印加するための第１及び第２の電極を配置するとともに、第１及び第２の電極のうち、少なくともいずれか一方の電極と、被加熱材の間に、被加熱材の内周面または外周面に沿うように、被加熱材を保温するための筒状の加硫ゴム体を含む副資材を配置し、被加熱材の厚さ方向に、高周波電圧を印加し、被加熱材を高周波誘電により加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、電極と被加熱材の間に副資材を配置したことにより、高周波誘電により被加熱材を加熱したとき、被加熱材は副資材によって保温されるので、被加熱材を均等に加熱することができる。すなわち、被加熱材が外周側に配置されたジャケットから吸熱されることがないので、ジャケットを加熱しなくても被加熱材は均等に加熱される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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および未加硫ゴムシート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。なお、被加熱材３０は、この構成に限定されず、高周波誘電により加熱され得るものならば良く、各種樹脂、エラストマー、高分子天然材料等を含むものであれば良い。
【００２３】
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ベルト等を構成しない。なお、ポリテトラフルオロエチレンシートが被膜されない場合、被加熱材３０の外周面には、離型剤が塗布されていても良い。これにより、被加熱材３０と副資材９０を容易に離型することができる。
【００２４】
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型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および上型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。
【００２５】
上型４２は、環状の第１及び第２の環状円盤４２ａ、４２ｂから成り、第１の環状円盤４２ａの上に第２の環状円盤４２ｂが重ねられて構成される。第１及び第２の環状円盤４２ａ、４２ｂの内径は略一致し、その内周面は内型２０を挿入するための開口部となる。第１の環状円盤４２ａの下面の内縁部および中底面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。
【００２６】
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の外周側の側面に係合されて第１の環状円盤４２ａおよび中底部４９に固定されている。ゴムジャケット４３は、これら突起部に係合することにより、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の上型４２および中底部４９に対する固定状態は維持される。
【００２７】
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、上型４２を上面とする密閉空間５４が形成される。一方、ゴムジャケット４３の内周面は、上型４２の内周面、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。
【００２８】
ゴムジャケット４３（すなわち収納室６７）の径方向内側には、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、第１の環状円盤４２ａの内周面、接続面４８）に沿うように外枠４１に同心的に設けられる。電極材６０の鍔部６６は、第１及び第２の環状円盤４２ａ、４２ｂの間に挟持され、これにより電極材６０は、外型４０に固定される。電極材６０、内型２０には、電極材６０及び内型２０間に高周波電圧を印加するための電源（不図示）が接続される。また、電極材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。
【００２９】
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。圧力媒体としては、圧縮空気が使用される。
【００３０】
収納室６７において、電極部６５の径方向内側に、電極部６５の内周面に沿うように、円筒形の副資材９０が設けられる。副資材９０は、基底面４７に載置され、その高さは収納室６７の高さに略一致している。副資材９０は、被加熱材３０が加熱されるとき、被加熱材３０を保温するために使用され、加硫ゴム筒のみから成る。加硫ゴム筒のゴム成分としては、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等の単体、またはこれらの混合物が用いられる。ただし、ゴム成分としては、ＥＰＤＭ等耐熱性に優れるものが用いられることが好ましい。加硫ゴム層が耐熱性に優れると、副資材を繰り返し使用することができるからである。また、シリコンゴムのように誘電損失係数が低いゴム成分を、本実施形態のゴム成分に用いないほうが良い。
【００３１】
加硫ゴム筒は、その誘電損失係数が被加熱材３０と等しいか若しくは被加熱材３０に比べ高いことが好ましい。誘電損失係数がこのように設定されると、副資材９０も被加熱材３０と共に高周波誘電によって加熱され、若しくは副資材９０が被加熱材３０より優先的に加熱され、副資材９０の被加熱材３０を保温する効果が高められるからである。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。
【００３２】
加硫ゴム筒は、上記ゴム成分から成る未加硫ゴムに、加硫剤、補強剤等の各種添加剤が配合された未加硫ゴムが、加硫成型されて得られたものである。加硫剤としては硫黄系、パーオキサイド等の加硫剤を用いることができるが、パーオキサイドの加硫剤を用いた方が良い。パーオキサイドを用いた場合、硫黄系の加硫剤を用いた場合に比べ、副資材の耐熱性が向上し、副資材を繰り返し使用することが可能になるからである。また、添加剤として、加硫ゴム筒には銅含有顔料等の金属含有顔料が添加されていることが好ましい。絶縁物である副資材中に通電可能な金属が分散したことにより、金属が通電され、その周囲の絶縁物の誘電によって、副資材の加熱が促進されるからである。
【００３３】
加硫ゴム筒は非導電性であり、その体積固有抵抗値は例えば、１×１０９Ω・ｃｍ以上である。したがって、加硫ゴム筒に用いられる主たる補強剤には、導電性物質であるカーボンブラックが用いられないことが好ましい。すなわち、加硫ゴム筒に用いられる主たる補強剤としては、非導電性物質であることが好ましく、例えばシリカが用いられる。シリカは、例えば、ゴム成分１００重量部に対して５〜１００重量部配合される。補強剤としては、カーボンブラックが配合されても良いが、カーボンブラックの配合量は、シリカの配合量より少なく、例えば、ゴム成分１００重量部に対して５重量部以下の割合で配合される。勿論、加硫ゴム筒にはカーボンブラックが配合されていなくても良い。
【００３４】
上型６２の上面には円筒状の第１の絶縁ブロック６１ａが固定される。第１の絶縁ブロック６１ａは環状を呈し、その内周面が、副資材９０の内周面と略同一面に配置され、これにより副資材９０の上方を覆う。
【００３５】
収納室６７において、副資材９０の内周側には、環状の第２の絶縁ブロック６１ｂが設けられる。第２の絶縁ブロック６１ｂは、挿通孔４６を避けるように、その内径が挿通孔４６の直径に一致するとともに、その外周面が副資材９０の内周面に沿うように形成され、基底面４７の上面に載置される。第２の絶縁ブロック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、外周面が副資材９０の内周面に沿うように形成された環状の第３の絶縁ブロック６１ｃが設けられる。なお、第２の絶縁ブロック６１ｂおよび第３の絶縁ブロック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。
【００３６】
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の絶縁ブロック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の絶縁ブロック６１ｂの内周内に挿通され、内型２０の下面２３が第２の環状ブロック６１ｂの上面に載置される。そして、被加熱材３０の下面は、第３の絶縁ブロック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は副資材９０の径方向内側に配置され、被加熱材３０の外周面が副資材９０の内周面に沿うように配設される。このように、内型２０が外型４０内に収納されると、内型２０、外型４０、被加熱材３０、電極材６５、および副資材９０は、同心的に設けられ、それぞれの軸は一致する。
【００３７】
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、こられ導線は、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型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。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。
【００３８】
収納室６７内に収納された内型２０の上方には、上蓋９５が被せられる。上蓋９５は、中央部に孔９８が設けられた環状平板部９６と、環状平板部９６の下面から突出し、外周面が環状平板部９６の外周と同一円周面に設けられる環状ブロック部９７から成り、これらが一体に形成され断面Ｌ字形状を呈する。上蓋９５は、孔９８の内部に入出管２４が挿通されるとともに、環状平板部９６の下面が内型２０の上面２２に載置されることにより、内型２０の上方に被せられる。このとき、環状ブロック部９７は、副資材９０と内型２０の間であって、被加熱材３０の上に形成される隙間に配置される。被加熱材３０は後述するように、挟圧されることにより上方に膨張したとき、上蓋９５によって上方から押止され、これにより被加熱材３０が上方に飛び出すことが防止される。同様に、副資材９０は、第１の絶縁ブロック６１ａによって上方に飛び出すことが防止される。なお、上蓋９５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。また、上蓋９５には、内型２０の軸方向に、環状ブロック部９７及び環状平板部９６を貫通したエア抜き穴７１が複数設けられる。
【００３９】
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、副資材９０に密着する。そして、副資材９０及び被加熱材３０は、電極部６５を介してゴムジャケット４３に押圧されることにより、ゴムジャケット４３と内型２０によって挟圧され、所定圧力が付勢される。
【００４０】
この挟圧とともに、電極材６０と内型２０の間には、高周波電圧が印加される。ここで、高周波電圧は高電圧（例えば１万Ｖ）であるが、副資材９０は、非導電性であって、電極材６０と内型２０の間を、電気的に絶縁させるので、電極材６０と内型２０の間に高電圧が印加されたとしても両電極間にスパーク等が生じることがない。
【００４１】
被加熱材３０は、高周波電圧の印加により、副資材９０とともに、高周波誘電により加熱される。ここで、外型４０及び電極材６５は金属から成り、その熱伝導率が相対的に極めて高い一方、副資材９０は、加硫ゴム筒から成り、その熱伝導率は相対的に極めて低い。したがって、高周波誘電により加熱された副資材９０は、外型４０、電極材６０によって吸熱されるが、副資材９０の断熱効果により被加熱材３０が外型４０、電極材６０によって吸熱されることはほとんどない。また、上記高周波電圧の印加とともに、内型２０の内部には熱媒体が供給され、内型２０の外周面２７が加熱される。したがって、内型２０は金属から形成され、その熱伝導率は高いが、被加熱材３０が内型２０によって吸熱されることもほとんどない。また、本実施形態において、被加熱材３０の上方並びに下方にはそれぞれ、上蓋９５並びに第２及び第３の絶縁ブロック６１ｂ、６１ｃが設けられており、これにより、被加熱材３０は上方、下方から熱損失されることもほとんどない。
【００４２】
すなわち、被加熱材３０は、高周波誘電によって一旦熱エネルギーが与えられると、その熱エネルギーは内型２０及び外型４０等に伝播されることがほとんどないので、いずれの部分も均一に加熱されるとともに、高周波誘電により発生した熱エネルギーを有効に利用することができる。
【００４３】
被加熱材３０は、加硫温度（例えば、１６０℃）に達した後、狭圧された状態で加硫温度が所定時間維持され加硫成型される。このとき、高周波電圧の印加が継続されても良いが、高周波電圧の印加が停止されても良い。被加熱材３０は、副資材９０の保温効果及び内型２０内の熱媒体により、高周波誘電による加熱がなくても、加硫温度を所定時間に亘って維持することが可能だからである。
【００４４】
加硫成型が終了すると、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。勿論、被加熱材３０は、加熱・加圧されることにより、ベルトスラブ以外のものに成型されても良く、例えばゴムパッキン、ゴムローラとして成型されても良い。
【００４５】
以上のように、本実施形態においては、蒸気等の加熱媒体を兼ねた圧力媒体を外型内に供給しなくても、被加熱材３０を均一に加熱することができるので、圧力媒体として常温の圧縮空気を用いることができる。したがって、ゴムジャケット４３の破れや、外型４０とゴムジャケット４３の固定部分のシール不足により、圧力媒体が収納室６７内に漏れたとしても、その漏れた圧力媒体によって、スパークが生じ被加熱材３０に爆発的な破裂を生じることはない。また、内型２０内の空間は、充分にシールされており、内型２０の内部に供給される熱媒体は、収納室６７に漏れることは無いので、内型２０内部に供給される熱媒体により、スパークが生じることもない。また、副資材９０は、弾性の高い加硫ゴムから形成されるので、挟圧されているとき、副資材９０は電極部６５及び被加熱材３０に充分に密着することができる。したがって、被加熱材３０には、適正に圧力が付与されるとともに、高周波誘電によって効率良く加熱される。
【００４６】
なお、内型２０の外周面からゴムジャケット４３の内周面の間に内在する空気は、ゴムジャケット４３の加圧により、エア抜き穴７１から加硫成型装置１０の外部に放出される。勿論、本実施形態においては、内型２０内部には熱媒体が供給されず、被加熱材は高周波誘電加熱単独により加熱されても良い。この場合、内型２０と被加熱材３０の間にも、ゴム筒体から成る副資材が設けられたほうが良い。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
鍔部６６には、径方向全体に亘って延び、鍔部６６を分離させる鍔部スリット９８が複数設けられ、鍔部６６は、径方向に延びる複数の矩形の鍔薄板部９９によって構成される。
【００５０】
下方側の固定部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支持スリット９７が設けられる。支持スリット９７は、周方向に、等間隔に２以上設けられる。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、その幅が支持スリット９７の幅にほぼ等しく、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７５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７６の幅は、例えば１５〜２５ｍｍ、好ましくは２０ｍｍである。一方、鍔部６６に設けられた鍔部スリット９８の幅は、スリット７５の幅より小さいとともに、鍔部６６の鍔薄板部９９の幅も、電極部６５の薄板部７６の幅より短い。
【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の上方及び下方に設けられた固定部７７はそれぞれ、第１の環状円盤４２ａの内周面、及び接続部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、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、上述したように下方側の固定部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。
【００５３】
なお、電極材６０の固定部７７は、各薄板部７６と同様に、ゴムジャケット４３に対向する位置に設けられても良い。この場合、ゴムジャケット４３の径方向内側への押圧に伴い、各薄板部７６および固定部７７は、径方向内側に撓みつつ変位されるが、各薄板部７６は、スリット７５により分離されており、固定部７７に比べて大きく撓むこととなる。したがって、この場合においても、固定部７７を支点として、薄板部７６は径方向内側に撓み変形する。すなわち、電極材６０は、外型４０からの押圧により内部に相対的に大きく変形する各薄板部７６と、相対的に小さく変形する固定部７７から構成されることとなる。
【００５４】
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、副資材９０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。
【００５５】
以上の構成により、電極部６５がゴムジャケット４３により押圧され、副資材９０及び被加熱材３０が狭圧されるとき、副資材９０の外周面の略全ての領域が電極部６５に密着するとともに、被加熱材９０の内周面は、内型２０に密着する。したがって、副資材９０及び被加熱材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。
【００５６】
また、電極材６０は可撓性を有し、変形することにより、副資材９０の外周面に密着するので、ゴムジャケット４３からの押圧力を被加熱材３０及び副資材９０に伝播させやすい。そして、副資材９０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、被加熱材３０及び副資材９０には均一に圧力が付勢されやすい。
【００５７】
なお、本実施形態においては、軸方向に延びる各スリット７５は、矩形に形成されたが、矩形に形成されなくても良く、幅がその長手の中央部に向かうに従って、広くなるように軸方向に長い楕円形に形成されても良い。また、電極材６０の軸方向に対して傾いて延びるスリットであっても良いし、軸方向に傾きつつＳ字状に蛇行して延びるスリットであっても良い。さらには、スリット７５はジクザク状に蛇行しても良い。また、本実施形態の鍔部６６には、径方向に延びる鍔部スリット９８が設けられ、その鍔部スリット９８によって複数に分割されているが、鍔部６６はスリットが設けられず、一体の環状の鍔部として形成されていても良い。
【００５８】
図５を用いて、第１の実施形態の電極材の製造方法について説明する。電極材６０は、図５に示すように、１枚の金属板６０Ａから形成される。金属板６０Ａには、鍔部スリット９８が上端６０Ｕから延び、金属板６０Ａの上端６０Ｕには、鍔部スリット９８によって分割された複数の鍔薄板部９９が形成される。金属板６０Ａには、複数のスリット７５が設けられ、複数のスリット７５は、それぞれ鍔部スリット９８から所定の距離下方に離された位置から、金属板６０Ａの下端６０Ｄより所定距離上方の位置まで延びる。スリット７５は互いに平行であると共に、等間隔に設けられる。金属板６０Ａは、その左端部６０Ｌと右端部６０Ｒが接続され、円筒状に形成されると共に、各鍔部スリット９８は外側に向けて略９０°の角度で折られ、これにより金属材６０が形成される。
【００５９】
次に、本実施形態の第２の実施形態について図６を用いて説明する。第２の実施形態においては、電極材の構成のみが第１の実施形態と相違するので、以下電極材の構成のみを説明する。
【００６０】
第２の実施形態においては、電極材２６０は１枚の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。
【００６１】
電極材２６０は、副資材９０の外周面に巻き付けられ、これにより、第１の実施形態の電極材６０と同様に、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、副資材９０の外周面に密着する。
【００６２】
なお、本変形例においては、副資材９０の外周面に巻き付けられる電極材２６０は、高周波電圧を被加熱材３０に印加できるものであれば、他の態様も採ることができる。例えば、電極材２６０は、金属繊維から構成される糸によって編成される導電性を有する編布であっても良いし、金属繊維から構成される経糸と緯糸によって織成される導電性を有する織布であっても良い。また、アルミ箔等の薄膜の金属箔であっても良いし、複数の直交する金属ワイヤが接続されて構成されたものであっても良い。さらには、金属ワイヤが網状に編まれた金網であっても良い。
【００６３】
このように構成された電極材２６０は、第１の実施形態の電極材と同様に、ゴムジャケット４３により押圧されると、その径方向内側に縮径して変形する。したがって、電極材は副資材９０の外周面に沿うように密着することができ、ゴムジャケット４３の押圧力により被加熱材３０及び副資材９０が外型４０と内型２０によって挟圧される。すなわち、これら電極材２６０が適用された加硫成型装置も、本実施形態と同様に、圧力が作用されつつ、高周波誘電による加熱が行われる。
【００６４】
図７を用いて本発明に係る第３の実施形態について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態における副資材の構成を示す。第３の実施形態は、副資材以外の構成は第１の実施形態と同様の構成であるので、その説明は省略する。
【００６５】
第１の実施形態においては、副資材は、加硫ゴム筒のみから成るが、第３の実施形態においては、副資材２９０は、非導電体から成り円筒状に形成される第１及び第２の非導電シート２９１、２９２と、円筒状の加硫ゴム筒２９３から成る。第１の非導電シート２９１は、内周側に配置されるとともに、第２の非導電シート２９２が外周側に配置され、加硫ゴム筒２９３はこれら非導電シート２９１、２９２の間に挟持されて設けられる。このような構成により、副資材２９０は、電極部６５（図３参照）と内型２０との間を絶縁することができる。したがって、第３の実施形態においても、両電極間に高周波電圧が印加されても、その電極間にスパークが生じることがない。
【００６６】
第１及び第２の非導電シート２９１、２９２は、フッ素樹脂等の非導電性の樹脂から成り、例えばポリテトラフルオロエチレンシートから成る。一方第３の実施形態における加硫ゴム筒２９３は、第１の実施形態の加硫ゴム筒と同様の構成を有し非導電性であっても良いが、好ましくは導電性である方が良い。加硫ゴム筒２９３を導電性にすることにより、高周波誘電の誘電効率を高めることができるからである。加硫ゴム筒２９３が導電性である場合、その体積固有抵抗値は１×１０３Ω・ｃｍ〜１×１０７Ω・ｃｍである。したがって、加硫ゴム筒２９３は、ゴム成分が第１の実施形態と同様であるが、そのゴム成分に配合される主たる補強剤としては、カーボンブラックが配合された方が良く、カーボンブラックは例えばゴム成分１００重量部に対して２０〜６０重量部配合される。
【００６７】
また、副資材２９０は、弾性率が相対的に低い加硫ゴム筒２９３と、弾性率が相対的に高い非導電シート２９１、２９２から成るが、非導電シート２９１、２９２は加硫ゴム筒２９３に比べ薄いので、第２の実施形態においても、被加熱材３０（図３参照）が挟圧されるとき、副資材２９０は被加熱材３０に密着することが可能である。
【００６８】
図８〜１１を用いて本発明に係る第４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。また、副資材はそれに伴い、被加熱材の径方向内側に配置される。以下第４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。
【００６９】
図８および図９は、第４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。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。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。
【００７０】
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底面突起部１５６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上面突起部１５７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型１２２および下型１２３に固定されている。
【００７１】
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。圧力媒体としては、圧縮空気が使用される。
【００７２】
ゴムジャケット１４３（すなわち内型１２０）の径方向外側には、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（すなわち、ゴムジャケット１４３）の外周面に沿うように設けられ、その上方部が、上型１２２の側面に固定される。電極材１６０の外周面には、副資材１９０が取り巻かれている。副資材１９０は、第１の実施形態と同様に、円筒状の加硫ゴム筒のみから成る。副資材１９０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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
図９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９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、内型２０の下型１２３及び副資材１９０の下面が第２の絶縁ブロック１６１ｂに載置されるとともに、被加熱材１３０の下面が第３の絶縁ブロック１６１ｃの上面に近接して、または接して配置される。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、内型１２０が外型１４０内に収納されると、被加熱材１３０の外周面は収納室１６７の内周面１６８に沿うように設けられる。なお、内型１２０の上方には、第１の実施形態と同様に、断面がＬ字形状を呈する環状の上蓋１９５が被せられ、この上蓋１９５によって、被加熱材１３０、副資材１９０が上方に飛び出すことが防止される。
【００７６】
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１２３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。
【００７７】
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。内型１２０に供給される圧力媒体には、空気圧が用いられる。
【００７８】
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、副資材１９０の内周面に密着し、副資材１９０を押圧する。これにより、被加熱材１３０及び副資材１９０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、電極材１６０、外型１４０の間には、高周波電圧が印加され、これにより、被加熱材１３０及び副資材１９０は高周波誘電により加熱される。
【００７９】
内型１２０、外型１４０、及び電極材１６０は、金属で形成されるために、熱伝導率が高く熱エネルギーを吸収しやすい。しかし、本実施形態では、外型１４０の内周面は、加温部１４９によって加熱されている。したがって、高周波誘電により加熱された被加熱材１３０が外型１４０によって吸熱されることはほとんどない。また、内型１２０と被加熱材１３０の間には、熱伝導率が低いゴム筒から成る副資材１９０が設けられる。したがって、高周波誘電により加熱された副資材１９０は内型１２０、電極材１６０よって吸熱されるが、副資材１９０の断熱効果により被加熱材１３０は内型１２０、電極材１６０によっても吸熱されることはほとんどない。さらに、被加熱材１３０の上方部、下方部は、上蓋１９５及び第２の絶縁ブロック１６１ｂ等によって断熱されている。したがって、被加熱材１３０は、いずれの部分も均一に加熱される。
【００８０】
また、内型１２０内部に供給される圧力媒体としては、空気圧が用いられるので、ゴムジャケット１４３の破れや、内型１２０とゴムジャケット１４３の固定部分のシール不足により、圧力媒体が収納室１６７内に漏れたとしても、その漏れた圧力媒体により、スパークが生じ被加熱材１３０に爆発的な破裂が生じることはない。
【００８１】
図１０〜１１は、内型１２０に設けられた電極材１６０を示す。図１０は、内型１２０に設けられた電極材１６０を示す。図１１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、複数の薄板１７６が、隣接する薄板１７６同士が、周方向において重なるように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。薄板１７６は、それぞれの上端部および下端部が、各薄板部１７６が配設される円周面上において環板状に形成された固定部１７７に固定され、これにより、周方向全体に亘って、固定部１７７によって連接されている。各薄板部１７６は、図１１に示すように、環板状の固定部１７７の内周面および外周面に交互に固定される。
【００８２】
電極材１６０は、電極材１６０の上端部が上型１２２の側面に固定され、電極材１６０の上方側及び下方側の固定部１７７はそれぞれ、上型及び下型の側面に対向する位置に設けられるとともに、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、副資材１９０の内周面に密着させられる。なお、電極材１６０の下端側の固定部１７７は、第１の実施形態と同様に下型１２３の外周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。
【００８３】
周方向において互いに重なっていた各薄板部１７６は、ゴムジャケット１４３により押圧され、径方向外側に変形しつつ変位し、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。
【００８４】
以上の構成により、副資材１９０及び被加熱材１３０は、電極部１６０及び外型１４０の内周面に密着するので、副資材１９０及び被加熱材１３０には適正な圧力が付勢されるとともに、高周波誘電加熱により、効率よく加熱される。
【００８５】
図１２は、第４の実施形態における電極材の変形例を示す。本実施形態においては、各薄板部１７６は矩形に形成されていたが、本変形例においては、各薄板部１７６は、その長手方向の中央部に向かうに従って、広くなるように楕円形に形成される。このように形成されると、薄板部１７６の中央部においては、隣接する薄板部１７６同士が重なるが、両端部においては、隣接する薄板部１７６は重ならない。したがって、第４の実施形態においては、各薄板部１７６の両端部は、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たが、本変形例においては、各薄板部１７６は、図１２に示すように外周面のみに固定させることが可能である。
【００８６】
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。
【００８７】
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４の実施形態の収納室１６７の内周面も円周面に形成されるが、この内周面の形状も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。なお、本明細書において、導電性の物質とは、その体積固有抵抗値が、１×１０８Ω・ｃｍ未満のものをいい、非導電性の物質とは、その体積固有抵抗値が、１×１０８Ω・ｃｍ以上のものをいう。
【実施例】
【００８８】
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。
【００８９】
［実施例１］
実施例１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１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、内型の外周面に未成型ベルトスリーブを設けた。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８ｍｍであった。
【表１】
2007234513.tif 000003
【００９０】
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の円筒形状を呈し、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、その温度を測定するために、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。
【００９１】
電極部の径方向内側には、ゴム筒から成る副資材を配置した（図３参照）。副資材は、径方向の厚みが７ｍｍであり、内径は１４５ｍｍであった。実施例１のゴム筒のゴム配合においては、表２に示すように、主たる補強材として、シリカが用いられた。
【表２】
2007234513.tif 000004
【００９２】
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。外型内には、常温（約２０℃）の圧縮空気を供給し、９．９気圧の空気圧により、ゴムジャケットを膨張させ、外型と内型により、副資材及び未成型ベルトスリーブを挟圧した。
【００９３】
高周波誘電加熱により、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、内型への水蒸気の供給を継続し、未成型ベルトスリーブを１２分間加熱した。１２分間の加熱中、未成型ベルトスリーブの中間部、最表部、及び最内部の温度は１６０℃を維持した。加熱終了後、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。ベルトスラブは、研磨した後、幅方向に切断され、成型ベルトに形成された。
【００９４】
［実施例２］
実施例２においては、第２の実施形態の加硫成型装置が用いられ、電極材としてはアルミ箔が用いられた。実施例２においては、直径１３０ｍｍの円柱形の内型に、被加熱材として、表３に示すゴム配合を有する３５ｍｍ厚みの未加硫ゴムスリーブを巻きつけた。副資材は、その内径が１７０ｍｍであり、厚みが７ｍｍであり、副資材の外周面には、電極材が巻き付けられていた。副資材のゴム配合は表２に示すとおりである。なお、実施例１、２の副資材の体積固有抵抗値は例えば、１×１０８Ω・ｃｍ以上であった。
【表３】
2007234513.tif 000005
【００９５】
被加熱材を装着した内型を外型に挿入した後、電極材（アルミ箔）と内型の間に高周波電圧を印加し、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。外型内には、常温（約２０℃）の空気を供給し、９．９気圧の空気圧により、ゴムジャケットを膨張させ、外型と内型により、副資材及び未成型ベルトスリーブを挟圧した。
【００９６】
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、被加熱材の中間部、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、内型への水蒸気の供給を継続し、被加熱材を１５分間加熱した。１５分間の加熱中、被加熱材の中間部、最表部、及び最内部の温度は１６０℃を維持した。加熱終了後、内型内部に冷却水を供給し、内型、副資材及び被加熱材を冷却した後、内型を外型から取り出し、加硫成型されたゴムパッキンスラブを得た。ゴムパッキンスラブは、適宜切断されゴムパッキンに形成される。
【００９７】
［比較例１］
比較例１は、副資材を設けずに、未加硫ゴムスリーブを加硫成型した例であった。比較例１においては、副資材が設けられない以外は、実施例１と同様にベルトスラブを製造した。なお、比較例１においては、副資材が設けられない厚み分だけ外型の径が小さいものを使用した。
【００９８】
比較例１においても実施例１と同様に、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。外型内には、常温（約２０℃）の空気を供給し、９．９気圧の空気圧により、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。
【００９９】
高周波電圧の印加及び、内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、５分後に、それぞれ１５５、１３０、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、内型への水蒸気の供給を継続した状態で、１２分間加熱した。加熱終了後、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。
【０１００】
［比較例２］
比較例２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２の加硫成型装置には、電極材、副資材が設けられず、未成型ベルトスリーブは、外型、内型内に供給される水蒸気により加熱された。比較例においても、実施例１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。
【０１０１】
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、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。３０分加熱後の中間部、最表部、及び最内部の温度はそれぞれ１４０℃、１６５℃、１６０℃であった。該加熱後、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。
【０１０２】
［比較例３］
比較例３においては、高周波誘電加熱装置には、電極材、副資材が設けられず、高周波誘電加熱を用いずに、被加熱材を加硫成型した。被加熱材に関しては、実施例２と同様のゴム層から成る未加硫スリーブを用いた。被加熱材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、外型と内型により被加熱材を挟圧した。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、被加熱材を７５分間加熱した。７５分加熱後の中間部、最表部、及び最内部の温度はそれぞれ１４０℃、１６０℃、１５５℃であった。７５分間の加熱後、内型内部に冷却水を供給し、内型及び被加熱材を冷却した後、内型を外型から取り出し、加硫成型されたゴムパッキンスラブを得た。
【０１０３】
［比較例４］
比較例４においては、副資材のゴム配合以外は、実施例１と同様に行なわれた。比較例４の副資材のゴム配合は、表２に示すように、主たる補強材としてカーボンブラックを用いた例であった。そして、副資材の体積固有抵抗値は１×１０３Ω・ｃｍであった。比較例４において、実施例１と同様に、電極部と内型の間に高周波電圧を印加すると、両電極間でスパークが発生し、被加熱材を安定的に加熱することができなかった。すなわち、副資材がゴム層単体からなる場合、ゴム層が導電性であると、高周波の高圧電圧によりスパークが発生するため、副資材は非導電性であるほうが良いことが理解できる。
【０１０４】
［ベルトスラブ及びゴムパッキンスラブの評価方法］
得られた実施例１、２及び比較例１乃至３のベルトスラブ、ゴムパッキンスラブを、ピコ摩耗試験によって評価した。ピコ摩耗試験は、ＪＩＳＫ６２６４に準拠して行った。具体的には、ベルトスラブ（ゴムパッキンスラブ）の加硫ゴム層を周方向に沿ってスライスし、ゴム層の外周側の最表層、中間層、及び内周側の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４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４】
2007234513.tif 000006
【０１０５】
表４に示すように、比較例２、３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２、３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。
【０１０６】
一方、実施例１、２においては、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、本発明の高周波誘電加熱装置によって加熱された被加熱材は、各層に均一な熱エネルギーが与えられ、各層の加硫度が均一になることが理解できる。
【０１０７】
また、比較例１に示すように、副資材を用いずに、高周波誘電加熱を行なった場合、非加熱材の中間層及び最内層の磨耗量は相対的に低く、略同一であったが、最表層の磨耗量は相対的に高くなった。すなわち、比較例１においては、副資材を用いなかったため、被加熱材の外周面が充分に加硫されなかったことが理解できる。
【０１０８】
以上のように、本実施例においては、副資材を設けることにより、外型内に加熱媒体を供給しなくても、被加熱材を均一に加熱することができる。また、実施例２のように厚さが大きい被加熱材に関しても、均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【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の実施形態に係る電極材を示す平面図である。
【図６】第２の実施形態に係る電極材を示す斜視図である。
【図７】第３の実施形態に係る副資材の断面図である。
【図８】第４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９】第４の実施形態において、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１０】第４の実施形態に係る電極材を示す斜視図である。
【図１１】第４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。
【図１２】第４の実施形態に係る電極材の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０、１００  加硫成型装置
２０  内型（第１の電極）
２７  外周面
３０、１３０  被加熱材
４０  外型
４３、１４３  ゴムジャケット
５４、１９８  密閉空間
６０  電極材（第２の電極）
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
９０、１９０  副資材
１２０  内型
１４０  外型（第２の電極）
１６０  電極材（第１の電極）
１７６  薄板（薄板部）
【図１】
2007234513.tif 000007
【図２】
2007234513.tif 000008
【図３】
2007234513.tif 000009
【図４】
2007234513.tif 000010
【図５】
2007234513.tif 000011
【図６】
2007234513.tif 000012
【図７】
2007234513.tif 000013
【図８】
2007234513.tif 000014
【図９】
2007234513.tif 000015
【図１０】
2007234513.tif 000016
【図１１】
2007234513.tif 000017
【図１２】
2007234513.tif 000018