JP5880175B2 - 通電加熱方法及び熱間プレス成形方法 - Google Patents
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Description
所定の電気抵抗率を有する導電性の被加熱板材に一対の電極を互いに離間させて取り付けて通電することにより前記被加熱板材を加熱する通電加熱方法であって、
前記被加熱板材と所定の電気抵抗率を有する導電性の加熱補助板材とを重ね合わせるステップと、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とが重ねられた状態で、前記被加熱板材及び前記加熱補助板材に一対の電極を互いに離間させて取り付けるステップと、
前記両電極間を通電するステップと、を有し、
前記被加熱板材及び前記加熱補助板材の通電方向に直交する各断面において、前記被加熱板材の断面積をS1、前記被加熱板材の電気抵抗率をρ1、前記加熱補助板材の断面積をS2、前記加熱補助板材の電気抵抗率をρ2としたとき、
前記加熱補助板材として、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とが重ね合わされた状態で、前記被加熱板材の断面積(S1)と電気抵抗率(ρ1)の逆数との積(S1/ρ1)と、前記加熱補助板材の断面積(S2)と電気抵抗率(ρ2)の逆数との積(S2/ρ2)との和(S1/ρ1+S2/ρ2)が断面によって異なるように、断面積(S2)又は電気抵抗率(ρ2)の少なくとも一方を調整した加熱調整部を有する加熱補助板材を用いることを特徴とする。
前記加熱調整部に、断面積(S2)を減少させるための孔部が設けられていることを特徴とする。
前記加熱調整部は、前記孔部を複数有し、且つ、該孔部の大きさにより断面積(S2)を調整するように構成されていることを特徴とする。
前記孔部は、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有することを特徴とする。
前記加熱補助板材は、均一でない厚みを有し、
前記加熱調整部は、該加熱調整部における前記加熱補助板材の厚みにより断面積(S2)を調整するように構成されていることを特徴とする。
前記加熱補助板材の一方の面は平らに形成され、他方の面の凹凸により前記加熱調整部の厚みが調整されるように構成され、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせるステップでは、前記加熱補助板材の平らな面を前記被加熱板材に重ね合わせることを特徴とする。
前記加熱調整部に、断面積(S2)を減少させるためのスリットが、平面視において通電方向に直交する方向に延設されていることを特徴とする。
前記スリットは、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有することを特徴とする。
前記加熱調整部において、電気抵抗率(ρ2)を増大させるためのめっき部が前記加熱補助板材の少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする。
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせるステップでは、前記電極の取付け部分において、前記被加熱板材と前記加熱補助板材との間に、前記被加熱板材及び前記加熱補助板材よりも小さい電気抵抗率を有する溶着防止板材を介在させて、前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせることを特徴とする。
前記請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の通電加熱方法によって前記被加熱板材を加熱し、成形型を用いて前記加熱された被加熱板材をプレス成形することを特徴とする。
先ず、図1〜図5を参照しながら、第1の実施形態に係る通電加熱方法について説明する。
図3(b)を参照しながら、加熱補助板材P1の構成について詳細に説明する。
図8は、第1の変形例に係る加熱補助板材P2を示す側面図である。図8に示すように、この加熱補助板材P2は、均一でない厚みを有する。具体的に、加熱補助板材P2は、通電方向の位置によって厚みが異なるように形成されている。このように板厚を変化させるように加熱補助板材P2を作製する方法としては、例えば、加熱補助板材P2として鋳物を用いたり、テーラーロールドフォーム又はテーラードブランク等によって加熱補助板材P2を形成したりすることが考えられる。
図9は、第2の変形例に係る加熱補助板材P3が通電加熱装置1にセットされた状態を示す平面図である。図9に示すように、この加熱補助板材P3は、通電方向の上流側から順に、2つの第1の加熱調整部H21、2つの第2の加熱調整部H22、2つの第3の加熱調整部H23を有し、各加熱調整部H(H21,H22,H23)に、断面積S2を減少させるためのスリット161,162,163,164,165,166が、平面視において通電方向に直交する方向に延設されている。この図9に示す加熱補助板材P3を用いても、通電方向における加熱調整部Hの位置において、板状ワークWの加熱温度を増大するように調整することができ、所望の温度分布を得ることが可能である。
以上で説明した加熱補助板材P1,P2,P3では、加熱調整部Hにおいて断面積S2が調整されるが、本発明において、加熱調整部Hでは、断面積S2又は電気抵抗率ρ2の少なくとも一方が調整されればよい。
第1の実施形態に係る通電加熱装置1を用いて、板状ワークWに加熱補助板材P1を重ね合わせて通電加熱を行う実施例と、板状ワークWに加熱補助板材を重ねることなく通電加熱を行う比較例とについて、それぞれ板状ワークWの加熱温度を測定する実験を行った。
11,11a,11b 電極
15,91,95 クランプ部材
21,22 位置決め部材
30 成形型
31 プレス成形装置
61,62,63 孔部
85 クランプ手段
161〜166 スリット
W 板状ワーク(被加熱板材)
P1,P2,P3,P4 加熱補助板材
Claims (11)
- 所定の電気抵抗率を有する導電性の被加熱板材に一対の電極を互いに離間させて取り付けて通電することにより前記被加熱板材を加熱する通電加熱方法であって、
前記被加熱板材と所定の電気抵抗率を有する導電性の加熱補助板材とを重ね合わせるステップと、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とが重ねられた状態で、前記被加熱板材及び前記加熱補助板材に一対の電極を互いに離間させて取り付けるステップと、
前記両電極間を通電するステップと、を有し、
前記被加熱板材及び前記加熱補助板材の通電方向に直交する各断面において、前記被加熱板材の断面積をS1、前記被加熱板材の電気抵抗率をρ1、前記加熱補助板材の断面積をS2、前記加熱補助板材の電気抵抗率をρ2としたとき、
前記加熱補助板材として、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とが重ね合わされた状態で、前記被加熱板材の断面積(S1)と電気抵抗率(ρ1)の逆数との積(S1/ρ1)と、前記加熱補助板材の断面積(S2)と電気抵抗率(ρ2)の逆数との積(S2/ρ2)との和(S1/ρ1+S2/ρ2)が断面によって異なるように、断面積(S2)又は電気抵抗率(ρ2)の少なくとも一方を調整した加熱調整部を有する加熱補助板材を用いることを特徴とする通電加熱方法。 - 前記加熱調整部に、断面積(S2)を減少させるための孔部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の通電加熱方法。
- 前記加熱調整部は、前記孔部を複数有し、且つ、該孔部の大きさにより断面積(S2)を調整するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の通電加熱方法。
- 前記孔部は、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の通電加熱方法。
- 前記加熱補助板材は、均一でない厚みを有し、
前記加熱調整部は、該加熱調整部における前記加熱補助板材の厚みにより断面積(S2)を調整するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の通電加熱方法。 - 前記加熱補助板材の一方の面は平らに形成され、他方の面の凹凸により前記加熱調整部の厚みが調整されるように構成され、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせるステップでは、前記加熱補助板材の平らな面を前記被加熱板材に重ね合わせることを特徴とする請求項5に記載の通電加熱方法。 - 前記加熱調整部に、断面積(S2)を減少させるためのスリットが、平面視において通電方向に直交する方向に延設されていることを特徴とする請求項1に記載の通電加熱方法。
- 前記スリットは、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有することを特徴とする請求項7に記載の通電加熱方法。
- 前記加熱調整部において、電気抵抗率(ρ2)を増大させるためのめっき部が前記加熱補助板材の少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の通電加熱方法。
- 前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせるステップでは、前記電極の取付け部分において、前記被加熱板材と前記加熱補助板材との間に、前記被加熱板材及び前記加熱補助板材よりも小さい電気抵抗率を有する溶着防止板材を介在させて、前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の通電加熱方法。
- 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の通電加熱方法によって前記被加熱板材を加熱し、成形型を用いて前記加熱された被加熱板材をプレス成形することを特徴とする熱間プレス成形方法。
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