JP2011240382A - Method for energization heating - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブランクに通電することにより、当該ブランクを加熱する通電加熱技術に関する。特に、ホットプレス成形に用いるブランクを通電加熱する技術に関する。 The present invention relates to an electric heating technique for heating a blank by energizing the blank. In particular, the present invention relates to a technique for electrically heating a blank used for hot press molding.
従来、鋼板等により構成される板状ブランクに通電加熱を施した上で、金型によるプレス成形を行うホットプレスが広く知られている。ここでは、成形前のブランクを加熱することによってブランクの成形性を向上している。
また、通電加熱時にブランクを所定の温度(オーステナイト組織が現れる温度)以上に加熱し、冷却した金型と接触させることにより、プレスと同時に焼入れ処理を施す成形方法が公知である。
2. Description of the Related Art Conventionally, hot presses that perform press molding using a mold after applying electrical heating to a plate blank made of a steel plate or the like are widely known. Here, the blank moldability is improved by heating the blank before molding.
In addition, a molding method is known in which a blank is heated to a predetermined temperature (temperature at which an austenite structure appears) or higher when energized and heated and brought into contact with a cooled mold to perform quenching at the same time as pressing.
近年、環境、安全等への配慮から、自動車用鋼板等を成形して得られる成形品の高強度化が進められている。しかし、高強度化に伴い、複数の成形品を接合する際の精度保証の要求が大きくなる。さらには、生産性向上を目的とし、部品点数を削減するために複数の部品を一体化する等の要求が高まっている。
これらの要求に応えるために種々の工夫がなされている。例えば、複数の部品を一体化するために、所望形状(H型、T型等の異形状)を有する高強度ブランクを用意し、その異形状のブランクを加熱してプレス加工する方法が提案されている。
In recent years, in consideration of the environment, safety, and the like, the strength of molded products obtained by molding steel sheets for automobiles has been increased. However, with increasing strength, there is an increasing demand for accuracy assurance when joining a plurality of molded products. Furthermore, for the purpose of improving productivity, there is an increasing demand for integrating a plurality of parts in order to reduce the number of parts.
Various ideas have been made to meet these requirements. For example, in order to integrate a plurality of parts, a method is proposed in which a high-strength blank having a desired shape (an irregular shape such as an H shape or a T shape) is prepared, and the irregularly shaped blank is heated and pressed. ing.
特許文献1には、非矩形状(台形状)に形成されるブランクに対する通電加熱方法として、ブランクの相対する両端部の二箇所以上に球状の電極を取り付け、当該電極に供給する電力を電極毎に調整する技術が開示されている。
これによれば、各電極に供給する電流値を所望値に制御できるが、各電極間に発生する等電位線の間隔が一定とならず、等電位線の間隔が短い箇所に電流が集中して局所過熱されるため、ブランク内の通電領域において加熱温度が一定とならない。
In Patent Document 1, as a method of energizing and heating a blank formed in a non-rectangular shape (trapezoidal shape), spherical electrodes are attached to two or more locations on opposite ends of the blank, and power supplied to the electrodes is supplied to each electrode. A technique for adjusting to the above is disclosed.
According to this, the current value supplied to each electrode can be controlled to a desired value, but the interval between equipotential lines generated between the electrodes is not constant, and the current is concentrated at a place where the interval between equipotential lines is short. Therefore, the heating temperature is not constant in the energized region in the blank.
本発明は、非矩形のブランクに対して、特に、湾曲部、屈曲部、分岐部、又はこれらの組み合わせを含むブランクに対して、通電領域内での加熱均一性を向上することが可能な通電加熱方法を提供することを課題とする。 The present invention relates to non-rectangular blanks, and in particular to a blank that includes a curved portion, a bent portion, a branched portion, or a combination thereof, energization that can improve the heating uniformity in the energization region. It is an object to provide a heating method.
本発明の通電加熱方法は、ブランクに直線状の電極と曲線状の電極とにより構成される電極対を配置し、当該電極対に通電することによって前記ブランクを加熱する通電加熱方法であって、前記電極対間の距離が前記各電極の延出方向に亘って一定となるように、かつ、前記ブランクの端部と、各電極の端部とのなす角度が直角に近づくように、前記電極対を配置する。 The energization heating method of the present invention is an energization heating method in which an electrode pair constituted by a linear electrode and a curved electrode is arranged in a blank, and the blank is heated by energizing the electrode pair, The electrodes so that the distance between the electrode pairs is constant over the extending direction of the electrodes, and the angle between the end of the blank and the end of each electrode approaches a right angle. Place a pair.
本発明の通電加熱方法において、前記電極対を複数用意し、前記複数の電極対による通電領域の一部を重ね合わせるとともに、当該重ね合わせた箇所において、前記電極を交差させて配置することが好ましい。 In the energization heating method of the present invention, it is preferable to prepare a plurality of the electrode pairs, superimpose a part of the energization region by the plurality of electrode pairs, and arrange the electrodes so as to cross each other at the overlapped portion. .
前記ブランクにおいて、前記電極対による通電領域が重複する箇所は、前記複数の電極対による通電領域のうち、電流密度の低い領域を含むように前記複数の電極対を配置することが好ましい。 In the blank, it is preferable that the plurality of electrode pairs are arranged so that a portion where the energization regions by the electrode pairs overlap includes a region having a low current density among the energization regions by the plurality of electrode pairs.
前記ブランクにおいて、前記電極を交差させて配置することにより生じる非通電領域が、前記複数の電極対による通電領域のうち、電流密度の高い領域の近傍、若しくは前記重複通電領域の近傍に位置するように前記複数の電極対を配置することが好ましい。 In the blank, a non-energized region generated by arranging the electrodes so as to cross each other is located in the vicinity of a region having a high current density or in the vicinity of the overlapping energized region among the energized regions of the plurality of electrode pairs. It is preferable to arrange the plurality of electrode pairs in
さらに、前記電極が交差する部位を前記ブランクの表裏面に配置することが好ましい。 Furthermore, it is preferable to arrange | position the site | part which the said electrode cross | intersects in the front and back of the said blank.
本発明によれば、非矩形のブランクに対して、特に、湾曲部、屈曲部、分岐部、又はこれらの組み合わせを含むブランクに対して、通電領域内での加熱均一性を向上できる。 According to the present invention, it is possible to improve the heating uniformity in the energized region, particularly with respect to a non-rectangular blank, particularly with respect to a blank including a curved portion, a bent portion, a branched portion, or a combination thereof.
以下では、図面を参照して、本発明に係る通電加熱方法の実施形態について説明する。
本発明の通電加熱方法は、平板状のブランクに通電することにより加熱する工程である。また、通電加熱の後工程として、ブランクを焼き入れつつプレス成形するホットプレス工程や焼入れを含まない温間プレス工程等が行われる。
Below, with reference to drawings, embodiment of the electric heating method concerning the present invention is described.
The energization heating method of the present invention is a step of heating by energizing a flat blank. Moreover, as a post-process of electric heating, a hot press process for press forming while quenching a blank, a warm press process not including quenching, or the like is performed.
上記ホットプレス工程では、本発明の通電加熱方法によって所定の温度以上に加熱されたブランクを、プレス用金型を用いて急冷しつつプレス成形を行う。
この際、プレス成形に係る成形性の向上、及びブランクの焼入性の向上が求められている。つまり、ホットプレス工程に導入されるブランクが上記成形性及び焼入性を担保できる所定の温度以上に均一に加熱されているか否かが大きな課題となる。
また同時に、工程数削減、部品点数削減等の要請に応えるために、ホットプレス工程後のトリミング工程等の後工程を経て一つの製品として使用できる状態、つまり、製品形状と略同一形状を有する異形状(非矩形状)のブランク、又は製品形状を含み、かつ、後工程において容易に製品形状に加工可能な形状のブランクを用意して、当該ブランクに通電加熱し、そのままホットプレス工程に移行することが求められている。
本発明は、上記の課題を解決する新規な通電加熱方法を提案するものであり、以下に本発明を具現化する実施形態について詳細に述べる。
In the hot pressing step, the blank heated to a predetermined temperature or higher by the current heating method of the present invention is press-molded while being rapidly cooled using a pressing mold.
Under the present circumstances, the improvement of the moldability concerning press molding and the improvement of the hardenability of a blank are calculated | required. That is, it becomes a big subject whether the blank introduce | transduced into a hot press process is heated uniformly more than the predetermined temperature which can ensure the said moldability and hardenability.
At the same time, in order to meet the demands for reducing the number of processes and the number of parts, the product can be used as a single product through a post process such as a trimming process after the hot press process, that is, a different shape having substantially the same shape as the product shape. Prepare a blank with a shape (non-rectangular shape) or a shape that includes a product shape and can be easily processed into a product shape in a subsequent process, and heat-heat the blank, and proceed to the hot press process. It is demanded.
The present invention proposes a novel energization heating method that solves the above-mentioned problems, and an embodiment that embodies the present invention will be described in detail below.
[基本原理]
以下では、本実施形態に係る通電加熱方法の基本原理について説明する。
まず、金属等の導体内を流れる電流の基本特性について述べる。導体内を流れる電流は、電極及び等電位線に対して直角方向に流れるという特性、並びに、導体端部に沿って流れるという特性を有する。また、導体内の各部位を流れる電流密度、つまり等電位線の間隔は、電極間距離(抵抗)に反比例する。
上記の特性により、矩形ブランクの対向する両端部に対の電極を配置して通電加熱する場合は、電極に対して直角方向に等間隔の等電位線が発生するため、均一な加熱が可能であるが、非矩形ブランクの対向する両端部に対の電極を配置して通電加熱する場合は、均一な等電位線が発生せず、加熱後のブランク温度が不均一となる。
[Basic principle]
Below, the basic principle of the electric heating method which concerns on this embodiment is demonstrated.
First, the basic characteristics of current flowing in a conductor such as metal will be described. The current flowing in the conductor has a characteristic of flowing in a direction perpendicular to the electrode and the equipotential line and a characteristic of flowing along the conductor end. Further, the density of current flowing through each part in the conductor, that is, the interval between equipotential lines is inversely proportional to the distance between electrodes (resistance).
Due to the above characteristics, when a pair of electrodes are placed on opposite ends of a rectangular blank and heated by energization, equipotential lines are generated at equal intervals in the direction perpendicular to the electrodes, so uniform heating is possible. However, when a pair of electrodes are arranged at opposite ends of a non-rectangular blank and energized and heated, uniform equipotential lines are not generated, and the blank temperature after heating becomes non-uniform.
例えば、図1(a)に示すように、ブランクが円弧形状、円環状等の湾曲形状、若しくは、L形状等の屈曲形状を有する場合は、内周と外周における電極間距離に差(内周長L1<外周長L2)が生じるため、端部に沿って流れるという電流特性により、内周を流れる電流が外周を流れる電流に比べて大きくなる。これにより、内周の加熱度合いが外周に比べて大きくなり、内周に局所過熱が発生する。
また、図1(b)に示すように、電極(又はブランク端部)が電流の流れ方向に対して傾斜している場合は、電極に対して直角方向に流れるという電流特性により、電極とブランク端部との成す角が鈍角となる側に電流が集中して局所的に過熱され、鋭角となる側の電流密度は疎となり、低温部となってしまう。
For example, as shown in FIG. 1A, when the blank has an arc shape, a curved shape such as an annular shape, or a bent shape such as an L shape, a difference (inner circumference) Since the length L1 <the outer peripheral length L2) occurs, the current flowing through the end portion causes the current flowing through the inner periphery to be larger than the current flowing through the outer periphery. Thereby, the heating degree of an inner periphery becomes large compared with an outer periphery, and local overheating generate | occur | produces in an inner periphery.
In addition, as shown in FIG. 1B, when the electrode (or the blank end) is inclined with respect to the current flow direction, the electrode and the blank have a current characteristic of flowing in a direction perpendicular to the electrode. The current concentrates on the side where the angle formed with the end becomes an obtuse angle and is locally heated, and the current density on the side where the angle is acute becomes sparse, resulting in a low temperature part.
以上のことより、非矩形ブランクを通電加熱する本実施形態の通電加熱方法では、直線電極(両端部間が一直線状に形成される電極)と曲線電極(両端部が同一直線上に位置しない電極)とにより構成される電極対を、以下の(1)、(2)に示す二因子を考慮して配置し、通電することによって、加熱後のブランク温度の均一化を図っている。 From the above, in the energization heating method of the present embodiment in which a non-rectangular blank is energized and heated, a straight electrode (electrode formed between both ends in a straight line) and a curved electrode (electrodes whose both ends are not located on the same straight line) ) Are arranged in consideration of the following two factors (1) and (2) and are energized to make the blank temperature uniform after heating.
(1)電極間距離
ブランクの一側端部に直線電極を配置し、ブランク上での当該直線電極からの距離が、直線電極の延出方向に亘って略一定となるように曲線電極をブランク上に配置する。このとき、電極間距離が小さい方が低い抵抗値となり電流が流れやすくなるため、ブランクの形状に応じて電極間距離が短い方を基準として他の部位の電極間距離を設定する。つまり、曲線電極の形状を自由曲線として、曲線電極の各部位とそれに対応する直線電極の各部位での電極間距離が略同一となるように構成する。
このように電極間距離に関する因子を設定することによって、電極間の電気抵抗値が略均一となるため、加熱温度を均一化できる。
(1) Interelectrode distance A straight electrode is arranged at one end of the blank, and the curved electrode is blanked so that the distance from the straight electrode on the blank is substantially constant over the extending direction of the straight electrode. Place on top. At this time, the smaller inter-electrode distance has a lower resistance value and the current easily flows. Therefore, the inter-electrode distances of other parts are set based on the shorter inter-electrode distance according to the shape of the blank. That is, the shape of the curved electrode is a free curve, and the distance between the electrodes at each part of the curved electrode and the corresponding part of the linear electrode is configured to be substantially the same.
By setting the factor related to the distance between the electrodes in this way, the electric resistance value between the electrodes becomes substantially uniform, so that the heating temperature can be made uniform.
(2)曲線電極の法線方向
電流は電極に対して直角に進入することより、ブランクの端部と曲線電極の端部とが成す角が直角に近づくように曲線電極の端部形状を設定する。つまり、ブランク端部における曲線電極の法線方向を、ブランク端部に対して直角に近づけることによって、電流集中を抑制する。
このように曲線電極の法線方向に関する因子を設定することによって、電極の端部付近での電流の流れが均一となるため、電極間に生じる等電位線の間隔を均一化できる。
なお、電流の流れを逃がしたい箇所の近傍、又は局所的に電流を集中させたい箇所(ただし、局所過熱とならない程度)では、電流の流れ方向に対する電極の角度(曲線電極の法線方向)を直角から鈍角に変更することによって電流の流れを制御する方法も効果的である。
(2) Normal direction of the curved electrode Since the current enters at a right angle to the electrode, the end shape of the curved electrode is set so that the angle formed by the blank edge and the curved electrode end approaches a right angle. To do. That is, the current concentration is suppressed by bringing the normal direction of the curved electrode at the blank end close to a right angle with respect to the blank end.
By setting the factors related to the normal direction of the curved electrode in this way, the current flow near the ends of the electrodes becomes uniform, so that the equipotential line intervals between the electrodes can be made uniform.
In addition, in the vicinity of the location where the current flow is to be released or the location where the current is to be concentrated locally (however, it does not cause local overheating), the angle of the electrode with respect to the current flow direction (normal direction of the curved electrode) is set. A method of controlling the current flow by changing from a right angle to an obtuse angle is also effective.
例えば、図1(a)に示すような円弧形状のブランクについて上記(1)、(2)の因子を用いて電極対を配置する方法について説明する。
(1)両端部に配置される電極間距離が一定とならない。このため、電極間距離が一定となるように設定する必要がある。このことより、電極対のうち少なくとも一方を曲線電極として、ブランク内部(ブランクの平面上)に配置し、電極間距離が略一定となるようにする。
(2)電極間距離を一定にした場合に外周側端部において曲線電極とブランク端部との角度が鈍角となるため、ここでの角度を直角に近づける必要がある。このことより、電極間距離に若干の差が生じるが、電流集中による過熱を防止することを優先して、曲線電極の端部とブランク外周側端部とが成す角度が略直角となるように設定する。
For example, a method of arranging an electrode pair using the factors (1) and (2) described above for an arc-shaped blank as shown in FIG.
(1) The distance between the electrodes arranged at both ends is not constant. For this reason, it is necessary to set the distance between the electrodes to be constant. Accordingly, at least one of the electrode pairs is arranged as a curved electrode inside the blank (on the plane of the blank) so that the distance between the electrodes is substantially constant.
(2) When the distance between the electrodes is constant, the angle between the curved electrode and the blank end at the outer peripheral side end becomes an obtuse angle, so the angle here needs to be close to a right angle. As a result, there is a slight difference in the distance between the electrodes, but in order to prevent overheating due to current concentration, the angle formed between the end of the curved electrode and the end on the outer peripheral side of the blank is substantially perpendicular. Set.
また、図2に示すようなT形状のブランクについて上記(1)、(2)の因子を用いて電極対を配置する方法について説明する。
(1)T形状のブランクは、一方向に延びる直線部とその中途部の分岐部から他方向に向けて延出する直線部とにより構成される。図2(a)に示すように、対向する直線部の端部に配置される電極対によって囲まれる領域は矩形状に近い形状となるが、端部形状に沿って流れる電流特性により分岐部に沿って電流の流れが分断し、かつ、分岐部のコーナー部に電流が集中する。また、図2(b)に示すように、対向する直線部の一つと、それと直交方向に延在する直線部とに配置される電極対に通電する場合は、分岐部のコーナー内周側に電流が集中するとともに、電流が分岐部で分散する。
このため、分岐部のコーナー内周側への電流密度を疎にする必要がある。このことより、分岐部に曲線電極を配置し、コーナー部近傍における電極間距離が長くなるように設定することによって、分岐部での電流の分流を抑制するとともに、分岐部での電流密度を調整するようにする。
(2)上述のように分岐部のコーナー部に電流が集中するため、曲線電極の一部が分岐部のコーナー形状と略対称となるように構成し、曲線電極をコーナー部に対向させて配置する。これにより、分岐部において曲線電極の法線方向、つまり電流の流れ方向が曲線電極側に傾き、曲線電極側に多くの電流が流れるため、コーナー内周側への電流集中が抑制される。
In addition, a method of arranging electrode pairs using the factors (1) and (2) described above for a T-shaped blank as shown in FIG. 2 will be described.
(1) The T-shaped blank is composed of a straight line portion extending in one direction and a straight line portion extending in the other direction from a branch portion in the middle thereof. As shown in FIG. 2 (a), the region surrounded by the electrode pairs arranged at the ends of the opposing straight portions has a shape close to a rectangular shape. The current flow is divided along the line, and the current is concentrated at the corner of the branch part. In addition, as shown in FIG. 2B, when energizing an electrode pair arranged in one of the opposing linear portions and the linear portion extending in the direction orthogonal thereto, the inner peripheral side of the branch portion As the current concentrates, the current is dispersed at the branching portion.
For this reason, it is necessary to make the current density to the inner peripheral side of the branch portion sparse. As a result, curvilinear electrodes are arranged at the branching part and the distance between the electrodes near the corner part is set to be long, so that current splitting at the branching part is suppressed and the current density at the branching part is adjusted. To do.
(2) Since the current concentrates at the corner of the branching portion as described above, a part of the curved electrode is configured to be substantially symmetrical with the corner shape of the branching portion, and the curved electrode is arranged to face the corner portion. To do. As a result, the normal direction of the curved electrode, that is, the current flow direction inclines toward the curved electrode side at the branch portion, and a large amount of current flows to the curved electrode side, so that current concentration on the inner peripheral side of the corner is suppressed.
[ブランク形状のモデル化]
実際には、非矩形ブランクの形状に多岐に亘るため、それぞれの形状に応じた電極対の構成及び配置が必要である。しかし、多くの場合、非矩形ブランクの形状を特定の典型形状を用いてモデル化することが可能である。以下に、本実施形態で用いるブランクのモデル化について説明する。
[Blank shape modeling]
Actually, since there are a wide variety of shapes of non-rectangular blanks, it is necessary to configure and arrange electrode pairs according to each shape. However, in many cases, the shape of a non-rectangular blank can be modeled using a specific typical shape. Hereinafter, modeling of a blank used in the present embodiment will be described.
曲率を有する円弧形状、屈曲部を有するL形状、分岐部を有するT形状、H形状、穴開き形状等の非矩形状に形成されるブランクは、図3(a)に示す弓形1及び図3(b)に示す分岐形2の二つの典型形状を用いてモデル化できる。
例えば、図4(a)に示すようにブランク内に一つの貫通穴を有する穴開き形状のブランクの場合、半円弧状の弓形1を二つ用いてモデル化でき、図4(b)に示すようにブランク内に二つの貫通穴を有する穴開き形状のブランクの場合、半円弧状の弓形1を二つ、及び、分岐形2を二つ用いてモデル化できる。
A blank formed in a non-rectangular shape such as an arc shape having a curvature, an L shape having a bent portion, a T shape having a branching portion, an H shape, or a perforated shape is shown by an arc shape 1 and FIG. 3 shown in FIG. Modeling can be performed using two typical shapes of the
For example, in the case of a perforated blank having one through hole in the blank as shown in FIG. 4 (a), it can be modeled using two semicircular arcs 1 and shown in FIG. 4 (b). Thus, in the case of a perforated blank having two through holes in the blank, it can be modeled by using two semicircular arcuate arcs 1 and two branching
図3(a)に示すように、弓形1は、円弧形状に形成される。具体的には、弓形1は、直線状の端部1a・1aを有し、その両端部1a・1a間に湾曲部1bを有する。言い換えれば、弓形1は、曲率を有する領域を画定する外周端面のうち曲率を有する方向の両端部に位置する端面が平面として形成され、かつ、一側端面から他側端面に向かって曲率を有する方向に沿って円弧状に湾曲する形状である。
図4に示すように、弓形1は、ブランクの角部に形成される湾曲部、屈曲部等のモデル化に適用可能である。
As shown to Fig.3 (a), the arcuate 1 is formed in circular arc shape. Specifically, the arcuate shape 1 has straight end portions 1a and 1a, and a curved portion 1b between both end portions 1a and 1a. In other words, in the arcuate shape 1, end faces located at both ends in the direction having the curvature among the outer peripheral end faces that define the region having the curvature are formed as planes and have a curvature from the one end face toward the other end face. The shape is curved in an arc along the direction.
As shown in FIG. 4, the arcuate shape 1 can be applied to modeling of a curved portion and a bent portion formed at the corner of the blank.
図3(b)に示すように、分岐形2は、T形状に形成される。具体的には、分岐形2は、一方向に延びる第一直線部2aと、第一直線部2aと直交する方向に延びる第二直線部2bとにより形成され、第一直線部2aと第二直線部2bとは分岐部2cにて交差するように配置されている。また、第一直線部2aの端面、及び第二直線部2bの端面は平面として形成されており、互いに直交する方向に沿って延在している。
図4に示すように、分岐形2は、ブランクの分岐部(三叉部、十字部)等のモデル化に適用可能である。
As shown in FIG. 3B, the branching
As shown in FIG. 4, the branching
以上のように、本実施形態に係る通電加熱方法は、ブランクの形状を弓形1及び分岐形2の二つの典型形状を用いてモデル化し、そのモデル化されたブランクについて、(1)電極間距離、及び(2)曲線電極の法線方向の二因子を考慮して電極対を構成・配置し、通電することによりブランクを加熱する形態を提案するものである。そして、モデル化されたブランクへの通電加熱形態を基にして実際形状のブランクに対する通電加熱形態を適宜決定することにより実用化することができる。
As described above, in the electric heating method according to the present embodiment, the shape of the blank is modeled using the two typical shapes of the arcuate shape 1 and the
[第一実施形態]
以下では、図5を参照して、本発明の通電加熱方法の第一実施形態である通電加熱工程S1について説明する。通電加熱工程S1では、典型形状の一つである「弓形」に形成されるブランク10を一つの電極対20を用いて通電加熱する。
ブランク10は、通電加熱工程S1における加熱対象であり、導電性を有し、かつ、焼き入れ可能な平板素材(鋼板等)により構成されている。ブランク10は、弓形1と同一形状に形成されており、所定幅を有する円弧形状の湾曲部10bを含む。この湾曲部10bにより両端部10a・10a間の距離が円弧の径によって(湾曲部10bの幅方向の位置に応じて)異なっている。
電極対20は、直線電極21と曲線電極22とにより構成される対の電極である。電極対20は、適宜の電源装置に接続され、一方が正極、他方が負極として用いられる。電極対20に電流を供給し、ブランク10に通電することにより、ブランク10を加熱する。
[First embodiment]
Below, with reference to FIG. 5, the electric heating process S1 which is 1st embodiment of the electric heating method of this invention is demonstrated. In the electric heating step S <b> 1, the blank 10 formed in the “bow” which is one of the typical shapes is energized and heated using one
The blank 10 is an object to be heated in the electric heating step S1, and is made of a flat plate material (such as a steel plate) that has conductivity and can be quenched. The blank 10 is formed in the same shape as the arcuate shape 1 and includes an arc-shaped
The
図5に示すように、直線電極21は、ブランク10の一側端部10aの長手方向(ブランク10の幅方向)全域に亘って配置される棒状の電極であり、曲線電極22はブランク10の湾曲部10bを幅方向に横断するよう配置される曲線状の電極である。このような曲線電極は、例えば、棒状の直線電極を曲げることによって得られる。
ここで、曲線電極22は、上記(1)電極間距離に関する因子、及び(2)曲線電極の法線方向に関する因子を考慮して配置されている。
(1)曲線電極22は、一側端部10aに配置される直線電極21に対応する各部位における直線電極21からの距離が、略一定となるにように配置されている。つまり、曲線電極22は、幅方向における各部位の直線電極21との距離が湾曲部10bのうち最小距離となる内周側部10cの円弧長と略等しい距離となるように外周側部10d側に曲線状に延出されている。これにより、電極対20間の電気抵抗が均一化される。
(2)曲線電極22の外周側部10d側の端部は、曲線電極22と外周側部10dとの成す角が直角となるように設定されている。これにより、曲線電極22の端部への電流集中が緩和され、電流の流れが均一化される、すなわち電極対20間に発生する等電位線の間隔が均一化される。
ここでいう「直角」とは、90°付近の角度も含むものとし、ブランク端部に沿って流れる電流が曲線電極の端部から逃げない(曲線電極の端部での電流密度が疎にならない)程度の鋭角よりも大きく、かつ、曲線電極の端部においてブランク端部に沿って流れる電流以外に流入する電流量が大きくなりすぎない(曲線電極の端部で過熱とならない)程度の鈍角よりも小さい角度を示す。
As shown in FIG. 5, the
Here, the
(1) The
(2) The end on the outer
The term “right angle” here includes an angle near 90 °, and the current flowing along the blank end does not escape from the end of the curved electrode (the current density at the end of the curved electrode does not become sparse). More than an obtuse angle that is larger than the acute angle of the degree, and the amount of current that flows in addition to the current flowing along the blank edge at the end of the curved electrode does not become too large (does not overheat at the end of the curved electrode) Indicates a small angle.
以上のように曲線電極22を配置することにより、ブランク10の電極対20に挟まれる通電領域内での電流密度を略均等にすることができ、かつ、局所的な電流集中を緩和できる。これにより、ブランク10に対する通電加熱を均一化できる。
By arranging the
[第二実施形態]
以下では、図6〜図8を参照して、本発明の通電加熱方法の第二実施形態である通電加熱工程S2について説明する。通電加熱工程S2では、典型形状の一つである「弓形」に形成されるブランク10を二つの電極対30・40を用いて通電加熱する。本実施形態の通電加熱工程S2は、複数の電極対を用いて通電加熱を行う点で第一実施形態の通電加熱工程S1と異なっている。
ブランク10は、通電加熱工程S1の通電加熱対象と同様のものであり、両端部10a・10a間に円弧形状の湾曲部10bが形成される。また、ブランク10は、両端部10a・10aの中央部を中心として対称形状を有する。なお、本実施形態でのブランク10は、90°以上に広がった円弧形状を有するものとする。
電極対30は、ブランク10の一側端部10aの長手方向(図6における左右方向)全域に亘って配置される直線電極31と、ブランク10上に配置される曲線電極32とにより構成される対の電極である。
電極対40は、ブランク10の他側端部10aの長手方向(図6における上下方向)全域に亘って配置される直線電極41と、ブランク10上に配置される曲線電極42とにより構成される対の電極である。
[Second Embodiment]
Below, with reference to FIGS. 6-8, the electrical heating process S2 which is 2nd embodiment of the electrical heating method of this invention is demonstrated. In the electric heating step S <b> 2, the blank 10 formed in the “bow shape” which is one of the typical shapes is heated by using the two electrode pairs 30 and 40. The electric heating process S2 of this embodiment is different from the electric heating process S1 of the first embodiment in that electric heating is performed using a plurality of electrode pairs.
The blank 10 is the same as the current heating target in the current heating step S1, and an arcuate
The
The
図6に示すように、直線電極31は、ブランク10の一側端部10aの長手方向全域に亘って配置され、曲線電極32はブランク10の湾曲部10bを幅方向に横断するよう配置されている。
ここで、曲線電極32は、上記(1)電極間距離に関する因子、及び(2)曲線電極の法線方向に関する因子を考慮して配置されている。
(1)曲線電極32は、一側端部10aに配置される直線電極31に対応する各部位における直線電極31からの距離が、略同一となるにように配置されている。つまり、曲線電極32は、幅方向における各部位の直線電極31との距離が最小距離となる内周側部10c側の円弧長と略等しい距離となるように外周側部10d側に曲線状に延出されている。これにより、電極対30間の電気抵抗が均一化される。
(2)曲線電極32の外周側部10d側の端部は、曲線電極32と外周側部10dとの成す角が略直角となるように設定されている。これにより、曲線電極32の端部への電流集中が緩和され、電流の流れが均一化される、すなわち電極対30間に発生する等電位線の間隔が均一化される。
As shown in FIG. 6, the
Here, the
(1) The
(2) The end on the outer
図6に示すように、直線電極41及び曲線電極42は、電極対30の直線電極31及び曲線電極32と同様に構成されるものであり、ブランク10の中央部に対して、直線電極31及び曲線電極32とそれぞれ対称位置に配置される。つまり、曲線電極32と曲線電極42とは、ブランク10の中央部にて交差することにより、ブランク10の中央部において、電極対30・40による通電領域が一部で重なり合っている(重複通電領域)。
As shown in FIG. 6, the
通電加熱工程S2では、電極対30・40の何れか一方に通電することにより、それぞれの通電領域に対して断続的に通電してブランク10を加熱する。このとき、通電されていない側の領域では伝熱により温度均一化が進むため、通電加熱工程S2における加熱の均一化が促進される。
このように本実施形態では、複数の電極対を用いて、それぞれの通電領域が一部で重なり合うように各曲線電極を配置し、通電領域を選択的に切り替えて一つの通電領域に対して通電することによって、加熱の均一化を図っている。
In the energization heating step S2, the blank 10 is heated by energizing either one of the electrode pairs 30 and 40 intermittently to each energized region. At this time, in the region on the non-energized side, the temperature is made uniform by heat transfer, so that the uniform heating in the energization heating step S2 is promoted.
As described above, in this embodiment, a plurality of electrode pairs are used, and each curved electrode is arranged so that the respective energization regions partially overlap, and the energization region is selectively switched to energize one energization region. By doing so, the heating is made uniform.
より詳細には、図7(a)に示すように、ブランク10では、電極対30の通電領域において電流密度の低い領域A1、電流密度の高い領域A2、並びに、電極対30に囲まれない非通電領域A3が存在する。領域A1は、曲線電極32の内周側の近傍、及び直線電極31の外周側の近傍に発生する。領域A2は、曲線電極32の外周側に発生する。領域A3は、ブランク10において電極対30によって挟まれない領域である。また、その他の領域は、中程度の通電加熱が行われる領域であり、適正な発熱量を確保できる領域であり、電流密度の低い領域A1は、所定時間の通電では目的の加熱温度に達しない領域、電流密度の高い領域A2は、所定時間の通電よりも早く目的の加熱温度に達する領域としてそれぞれ定義される。
また、図7(b)に示すように、電極対40の通電領域において電流密度の低い領域B1、電流密度の高い領域B2、並びに、電極対40に囲まれない非通電領域B3が存在する。領域B1は、曲線電極42の内周側の近傍、及び直線電極41の外周側の近傍に発生する。領域B2は、曲線電極42の外周側に発生する。領域B3は、ブランク10において電極対40によって挟まれない領域である。また、その他の領域は、中程度の通電加熱が行われる領域であり、適正な発熱量を確保できる領域であり、電流密度の低い領域B1は、所定時間の通電では目的の加熱温度に達しない領域、電流密度の高い領域B2は、所定時間の通電よりも早く目的の加熱温度に達する領域としてそれぞれ定義される。
More specifically, as shown in FIG. 7A, in the blank 10, in the energized region of the
In addition, as shown in FIG. 7B, in the energized region of the
図8(a)に示すように、電極対30及び電極対40による通電領域を重ね合わせると、ブランク10の中央部の内周側に重複通電領域Cが現れる。重複通電領域Cは、電流密度の低い領域A1・B1が含まれるが、係る領域では電極対30・40による断続的な通電加熱によって連続的に加熱されるため、効率的に加熱される。
このように、電極対30・40の通電領域が重複する領域は、それぞれの通電領域において電流密度の低い領域を含むことが好ましい。言い換えれば、ブランク10に配置される電極対30・40による通電領域のうち、電流密度の低い領域を重ね合わせることによって、効率的な加熱を実現できる。
As shown in FIG. 8A, when the energization regions of the
Thus, it is preferable that the area | region where the electricity supply area | region of
また、図8(a)に示すように、電極対30及び電極対40による通電領域を重ね合わせると、ブランク10の中央部の外周側に非通電領域Dとなる。非通電領域Dでは、電極対30・40による通電が行われないが、非通電領域Dの近傍に電流密度の高い領域A2・B2が存在することにより、係る領域からの伝熱効果が大きい(図8(b)参照)。これにより、非通電領域Dの温度上昇に必要な熱量を確保している。
このように、電極対30・40の非通電領域が重複する領域は、それぞれの通電領域において電流密度の高い領域の近傍に配置することが好ましい。
また、電流密度が高い領域A2・B2については、通電が断続的に行われること、並びに、近傍に電流密度の低い領域A1・B1がそれぞれ存在することにより、伝熱による熱移動が効率的に起こるため、局所的な過熱は抑制されて、通電加熱工程後の加熱温度が適正範囲内に収まることとなる。
Further, as shown in FIG. 8A, when the energized regions by the
Thus, it is preferable to arrange | position the area | region where the non-energized area | region of the electrode pairs 30 and 40 overlaps in the vicinity of the area | region where a current density is high in each energized area | region.
In addition, in the regions A2 and B2 having a high current density, the energization is intermittently performed, and the regions A1 and B1 having a low current density are present in the vicinity so that heat transfer due to heat transfer is efficiently performed. Since this occurs, local overheating is suppressed, and the heating temperature after the energization heating process falls within an appropriate range.
以上のように、通電加熱工程S2では、電極対30・40の曲線電極32・42の形状及び配置により、各通電領域内を均一に加熱できるとともに、曲線電極32・42を交差させて配置し、各電極対30・40の通電領域を重ね合わせることにより、ブランク10全体の加熱温度を均一化できる。
なお、上記曲線電極の法線方向に関する因子を利用して、曲線形状を設定して、電流密度が低い領域及び非通電領域の近傍に電流密度が高い領域を配置することにより、加熱温度の均一化を図っても良い。具体的には、電流密度を高くする要望のある箇所において曲線電極を通電領域内部に対して凸となるように形成することにより、係る凸部に対して電流を集中させる。この場合、複数の通電領域に対して断続的に通電を行うため、局所過熱が起こることがなく、良好な伝熱効果も期待できる。
As described above, in the energization heating step S2, the shape and arrangement of the
In addition, by using the factors related to the normal direction of the curved electrode, the curve shape is set, and the region where the current density is high and the region where the current density is high are arranged in the vicinity of the non-energized region. You may plan to make it. Specifically, the curvilinear electrode is formed so as to be convex with respect to the inside of the energized region at a location where there is a desire to increase the current density, thereby concentrating the current on the convex portion. In this case, since a plurality of energized regions are intermittently energized, local overheating does not occur and a good heat transfer effect can be expected.
[第三実施形態]
以下では、図9〜図11を参照して、本発明の通電加熱方法の第三実施形態である通電加熱工程S3について説明する。通電加熱工程S3では、典型形状の一つである「分岐形」に形成されるブランク50を二つの電極対60・70、及び一つの直線電極80を用いて通電加熱する。
ブランク50は、通電加熱工程S3の通電加熱対象であり、一方向に延びる第一直線部51と、第一直線部51と直交する方向に延びる第二直線部52とにより形成され、第一直線部51と第二直線部52とは、第一直線部51の中途部に位置する分岐部53にて接続されている。第一直線部51の両端部51a・51aの端面は平面として形成され、第二直線部52の端部52aの端面も平面として形成されている。
[Third embodiment]
Below, with reference to FIGS. 9-11, the electrical heating process S3 which is 3rd embodiment of the electrical heating method of this invention is demonstrated. In the electric heating step S <b> 3, the blank 50 formed in a “branch shape” which is one of the typical shapes is heated by electric current using two electrode pairs 60 and 70 and one
The blank 50 is an object for energization heating in the energization heating step S <b> 3, and is formed by a first
電極対60は、第一直線部51の一側端部51aの長手方向(図9における上下方向)全域に亘って配置される直線電極61と、第一直線部51から分岐部53にかけて配置される曲線電極62とにより構成される対の電極である。
電極対70は、第一直線部51の他側端部51aの長手方向(図9における上下方向)全域に亘って配置される直線電極71と、第一直線部51から分岐部53にかけて配置される曲線電極72とにより構成される対の電極である。
直線電極80は、第二直線部52の端部52aの長手方向(図9における左右方向)全域に亘って配置される電極であり、曲線電極62・72のそれぞれと電極対81・82を構成する。
The
The
The
図9に示すように、直線電極61は、ブランク50の一側(図9における左側)端部51aの長手方向(図9における上下方向)全域に亘って配置され、曲線電極62は、ブランク50の第一直線部51から分岐部53を横断するように配置されている。
ここで、曲線電極62は、前述の(1)電極間距離に関する因子、及び、(2)曲線電極の法線方向に関する因子を考慮して配置されている。
(1)曲線電極62は、第一直線部51の第二直線部52と接続される側と逆側(図9における上側)において、直線電極61と略平行に対向するように形成される。これにより、ブランク50の第一直線部51における電極対60の通電領域が略矩形状に形成される。
また、曲線電極62は、第二直線部52と接続される側(図9における下側)において分岐部53のコーナー部内周の形状と略対称に湾曲する(互いに逆向きに湾曲する)ように形成される。つまり、分岐部53において第二直線部52へと分岐する箇所では、曲線電極62を直線電極61から遠ざけるように湾曲させることによって、第二直線部52側に位置する曲線電極62への電流の流れを小さくしている。これにより、分岐部53のコーナー内周側への電流集中を回避でき、局所過熱を回避できる。
(2)曲線電極62の分岐部53のコーナー部と対向する箇所において、曲線電極62の形状をコーナー部に向かって凸となるように形成する。これにより、コーナー部から曲線電極62に向かう法線が曲線電極62の凸部分に集中し、分岐部53のコーナー内周側への電流集中を回避でき、局所過熱を回避できる。
以上のように構成することにより、電極対60間に発生する等電位線の間隔を均一化できるとともに、曲線電極62の端部、及び、ブランク50の分岐部53のコーナー内周側への局所過熱を回避できる。従って、電極対60の通電領域内での加熱を均一化できる。
As shown in FIG. 9, the
Here, the
(1) The
Further, the
(2) The
By configuring as described above, the equipotential lines generated between the electrode pairs 60 can be made uniform, and the ends of the
曲線電極62において直線電極61と対向する箇所は、以上のように形成されている。すなわち、電極対60による通電領域のうち通電量が大きい部位は直線電極61と、曲線電極62の直線電極61と略平行に対向する部分とによって囲まれる領域として形成されている。これに対して、曲線電極62において直線電極80と対向する箇所、すなわち電極対81による通電領域の主たる部位(略矩形に形成される領域)は、以下のように形成されている。
図9に示すように、曲線電極62において第二直線部52上に延出して配置される箇所は、直線電極80と略平行に対向するように形成されている。これにより、曲線電極62と直線電極80とにより構成される電極対81の通電領域が略矩形状に形成され、これらの間に発生する等電位線の間隔が略一定となる。
The portion of the
As shown in FIG. 9, a portion of the
以上のように、曲線電極62は、直線電極61と略平行に対向する直線部62aと、分岐部53のコーナー内周に対して略対称に湾曲する湾曲部62bと、直線電極80と略平行に対向する直線部62cとの三つの部位を有するように形成されている。このように、曲線電極62を、分岐部53を横断して配置する際に、直線電極61・80との間で略矩形状の通電領域を形成しつつ、分岐部53を挟んで略直交する方向に湾曲させることによって、分岐部53での電流の逃げを防止するとともに、分岐部53のコーナー内周側への電流集中を回避している。
As described above, the
図9に示すように、直線電極71は、第一直線部51の他側(図9における右側)端部51aの長手方向(図9における上下方向)全域に亘って配置され、曲線電極72は、ブランク50の第一直線部51から分岐部53を横断するように配置されている。直線電極71及び曲線電極72は、電極対60の直線電極61及び曲線電極62と同様に構成されるものであり、ブランク50の中央部に対して、直線電極61及び曲線電極62とそれぞれ対称位置に配置される。
つまり、曲線電極62と曲線電極72とは、ブランク50の中央部(分岐部53)にて交差し、ブランク50の中央部において、電極対60・70による通電領域が一部で重なり合っている(言い換えれば、重複通電領域が存在する)。このように、電極対60・70の曲線電極62・72をブランク50の分岐部53にて交差するように配置することによって、分岐部を有するT形状に形成されるブランク50での、電流の分岐を最小限に抑えることが可能となり、電流密度が均一化される。
As shown in FIG. 9, the
That is, the
図9に示すように、直線電極80は、第二直線部52の端部52aの長手方向(図9における左右方向)全域に亘って配置される。
As shown in FIG. 9, the
通電加熱工程S3では、電極対60、電極対70、直線電極80と曲線電極62とにより構成される電極対81、直線電極80と曲線電極72とにより構成される電極対82の何れか一つに通電することにより、それぞれの通電領域に対して断続的に通電してブランク50を加熱する。このとき、通電されていない側の領域では伝熱により温度均一化が進むため、通電加熱工程S3における加熱の均一化が促進される。
このように本実施形態では、複数の電極対を用いて、それぞれの通電領域が一部で重なり合うように各曲線電極を配置し、それぞれの通電領域に選択的に断続通電することによって、加熱の均一化を図っている。
In the electric heating step S3, any one of the
As described above, in this embodiment, by using a plurality of electrode pairs, each curvilinear electrode is arranged so that each energized region partially overlaps, and by selectively energizing each energized region, heating is performed. Uniformity is intended.
より詳細には、図10(a)に示すように、ブランク50では、電極対60の通電領域において電流密度の低い領域E1、電流密度の高い領域E2、並びに、電極対60に囲まれない非通電領域E3が存在する。領域E1は、ブランク50の端部と電極対60とにより囲まれている領域であるが、電流が小さい領域であり、ブランク50の分岐部53から第二直線部52側にかけて発生する。領域E2は、ブランク50の第一直線部51の上方に発生する。領域E3は、ブランク50の端部と曲線電極62とにより囲まれる領域である。
また、図10(b)に示すように、ブランク50では、電極対81の通電領域において電流密度の低い領域F1、電流密度の高い領域F2、並びに、電極対60に囲まれない非通電領域F3が存在する。領域F1は、ブランク50の第二直線部52の左方に発生する。領域F2は、ブランク50の第二直線部52の右方に発生する。領域F3は、ブランク50の端部と曲線電極62とにより囲まれる領域であり、上記領域E3と同一の領域である。
More specifically, as shown in FIG. 10A, in the blank 50, in the energized region of the
Further, as shown in FIG. 10B, in the blank 50, in the energized region of the
電極対70は、電極対60と対称に構成され、かつ、対称に配置されているので、電極対70の通電領域及び電極対82の通電領域における電流の分布は、電極対60の通電領域及び電極対81の通電領域における電流の分布とそれぞれ対称な分布となる。
Since the
図11(a)に示すように、電極対60・70・81・82による通電領域を重ね合わせると、ブランク50の中央部に非通電領域Gが現れる。非通電領域Gは、ブランク50のうち曲線電極62と曲線電極72とにより囲まれる領域であり、それぞれの直線電極61・71に対して裏側に位置する領域であるため、非通電領域Gでは通電が行われない。しかしながら、非通電領域Gに近接した状態で、電流密度の高い領域が存在することにより、係る領域からの伝熱効果が大きく(図11(b)参照)、十分な熱量が確保されている。
このように、加熱領域が複数の通電領域に分割された場合、それぞれの通電領域に含まれない非通電領域が重複する領域の近傍に、若しくは、非通電領域に近接した状態で電流密度の高い領域を配置することが好ましい。
As shown in FIG. 11A, when the energized regions by the electrode pairs 60, 70, 81, and 82 are overlapped, a non-energized region G appears at the center of the blank 50. The non-energized region G is a region surrounded by the
As described above, when the heating region is divided into a plurality of energized regions, the current density is high in the vicinity of the region where the non-energized regions not included in the respective energized regions overlap or close to the non-energized regions. It is preferable to arrange the regions.
また、図11(a)に示すように、電極対60・81による通電領域のうち電流密度の低い領域が重なり合い、電極対70・82による通電領域のうち電流密度の低い領域が重なり合うため、係る領域内での発熱量を十分な量とすることができ、加熱の均一化を促進できる。
Moreover, as shown to Fig.11 (a), since the area | region with a low current density overlaps among the electricity supply area | regions by the
以上のように、通電加熱工程S3では、電極対60・70の曲線電極62・72の形状及び配置により、各通電領域内を均一に加熱できるとともに、曲線電極62・72を分岐部53で交差させて配置し、各電極対60・70・81・82の通電領域を重ね合わせることにより、ブランク50全体の加熱温度を均一化できる。
特に、分岐部を有する分岐形2に形成されるブランク50において、曲線電極62・72を略直角方向に湾曲する湾曲形状に構成し、分岐部53にて交差させることによって、分岐での電流の逃げ(通電方向と直交する方向への電流の流れ)を防止し、第一直線部51及び第二直線部52での効率的な加熱を実現できる。
As described above, in the energization heating step S3, the shape and arrangement of the
In particular, in the blank 50 formed in the
以上の実施形態では、弓形1又は分岐形2に形成されるブランク、すなわちブランク形状が対称形状の場合について説明したが、ブランク形状は非対称形状であっても良い。つまり、ブランク形状として、弓形の曲率が一定でないもの、分岐形の分岐部が90度でないもの等を広く含む。
係る場合にも、上述の(1)電極間距離、及び(2)曲線電極の法線方向に関する二因子を用いて、曲線形状(プロファイル)の異なる曲線電極を交差させることによって、電流密度の分布を調整できる。このときの交差位置は、ブランク中央部に限らず、各ブランク形状に応じて最適な位置に設定される。
In the above embodiment, the case where the blank formed in the arcuate shape 1 or the
Also in this case, the current density distribution is obtained by intersecting curved electrodes having different curved shapes (profiles) by using the above-described two factors (1) the distance between the electrodes and (2) the normal direction of the curved electrodes. Can be adjusted. The crossing position at this time is not limited to the blank center part, but is set to an optimum position according to each blank shape.
[交差する曲線電極の配置]
以下では、図12を参照して、通電領域が重複する複数対の電極を用いて通電加熱する通電加熱工程S2において、複数の電極対30・40を交差させる方法について説明する。
図12(a)に示すように、交差して配置される曲線電極32・42をブランク10の表面と裏面に分けて配置する。つまり、ブランク10に対して、曲線電極32・42を立体的に交差させて配置する。これにより、交差電極を簡易に構成できるとともに、薄板として形成されるブランクの全体的な温度を均一にできる。
なお、図12(b)に示すように、通電加熱工程S3においても同様に曲線電極62・72を表裏面に配置することにより同様の作用効果が得られる。
[Arrangement of intersecting curved electrodes]
Hereinafter, with reference to FIG. 12, a method of crossing the plurality of electrode pairs 30 and 40 in the energization heating step S <b> 2 in which the energization heating is performed using a plurality of pairs of electrodes with overlapping energization regions will be described.
As shown in FIG. 12A, the
In addition, as shown in FIG.12 (b), the same effect can be obtained by arrange | positioning the
[第四実施形態]
以下では、図13を参照して、本発明の通電加熱方法の第四実施形態である通電加熱工程S4について説明する。通電加熱工程S4では、複数の穴を有する穴開き形状に形成されるブランク100を複数の電極対を用いて通電加熱する。
ブランク100は、通電加熱工程S4の加熱対象であり、複雑形状を有する。具体的には、ブランク100は、図13に示すように、典型形状である弓形1と分岐形2とを組み合わせた形状を有する。このように形成されるブランク100は、例えば、略矩形状の外形を有し、かつ、二つの貫通穴を有する穴開き形状に形成されているブランクをモデル化したものである。
[Fourth embodiment]
Below, with reference to FIG. 13, energization heating process S4 which is 4th embodiment of the energization heating method of this invention is demonstrated. In the energization heating step S4, the blank 100 formed in a perforated shape having a plurality of holes is energized and heated using a plurality of electrode pairs.
The blank 100 is a heating target in the energization heating step S4 and has a complicated shape. Specifically, as shown in FIG. 13, the blank 100 has a shape in which an arcuate shape 1 and a branching
図13に示すように、ブランク100は、弓形1に形成される弓形部101・101と、分岐形2に形成される分岐部102・102とを組み合わせることにより形成され、弓形部101の直線端部及び分岐部102のそれぞれの直線端部が接続されることによりブランク100の全体形状が形成されている。言い換えれば、ブランク100は、弓形部101・101及び分岐部102・102によって、二つの円環が連なった形状を有するように形成されている。
弓形部101は、半円弧状に形成され、ブランク100の湾曲部分及び屈曲部分に対応する部位であり、分岐部102は、T形状に形成され、ブランク100の穴開き部分の接続部(分岐部)に対応する部位である。弓形部101と分岐部102の幅は同一であり、ブランク100は連続した平板部材として形成される。
As shown in FIG. 13, the blank 100 is formed by combining the
The
弓形部101では、第二実施形態にて説明した弓形1に形成されるブランク10に対する電極対30・40の電極構成と同様の電極構成を有する複数の電極対を用いて通電加熱し、分岐部102では、第三実施形態にて説明した分岐形2に形成されるブランク50に対する電極対60・70、及び直線電極80の電極構成と同様の電極構成を有する複数の電極対を用いて通電加熱する。
これにより、弓形部101及び分岐部102に配置される各電極対におけるそれぞれの通電領域内での均一加熱が実現され、これらの電極対に対して適宜通電制御を行うことにより、ブランク100全体を均一に加熱することが可能となる。
In the
Thereby, uniform heating in each energization region in each electrode pair arranged in the
以上のように、通電加熱工程S4では、穴開き形状等の複雑形状を有するブランク100を、複数の典型形状(弓形1、分岐形2)を組み合わせることによって複数の通電領域に分割し、各典型形状に対応して構成される電極対を用いて通電加熱する。これにより、ブランク100全体に対して良好な通電加熱が可能となる。 As described above, in the energization heating step S4, the blank 100 having a complicated shape such as a perforated shape is divided into a plurality of energized regions by combining a plurality of typical shapes (bow shape 1, branch shape 2). Heating is applied using an electrode pair configured corresponding to the shape. Thereby, favorable energization heating becomes possible to the blank 100 whole.
また、直線形状の端部を介して接続されている弓形部101と分岐部102との間に配置される直線電極、及び、分岐部102・102間に配置される直線電極は、隣接する部位の境界部分に配置される共通の電極として用いることが可能である。このように、直線形状に形成される各典型形状の端部に各電極対の直線電極を配置することによって、通電加熱に用いる直線電極の配置数を減らすことが可能となるとともに、各通電領域における加熱形態を最適に設定することが可能となる。つまり、典型形状である弓形1に形成されるブランク10に対する通電形態、及び分岐形2に形成されるブランク50に対する通電形態を組み合わせることによって、これらの典型形状を組み合わせて形成されるブランク100に対する最適な通電加熱が実現される。
Moreover, the linear electrode arrange | positioned between the
以下では、図14を参照して、ブランク100に配置される各電極対への通電制御について説明する。
本実施形態では、通電時間の短縮を考慮して同時通電を行う方法を採用する。この際、電極対のマイナス電極(アース電極)の裏側に電流を流さないように制御する。つまり、意図する通電領域外に電流が流出しないように電極対の正極及び負極を設定すること、並びに、同時に通電する電極対を選定することによって、同時通電を実現する。
Below, with reference to FIG. 14, the energization control to each electrode pair arrange | positioned at the blank 100 is demonstrated.
In the present embodiment, a method of performing simultaneous energization in consideration of shortening of energization time is adopted. At this time, control is performed so that no current flows behind the negative electrode (ground electrode) of the electrode pair. That is, simultaneous energization is realized by setting the positive electrode and the negative electrode of the electrode pair so that current does not flow out of the intended energization region, and selecting the electrode pair to be energized at the same time.
具体的には、複数の電極対に同時通電する場合、一つの電極対の正極と他の電極対の負極とが近接しないように設定するとともに、異なる電極対の正極間の距離、若しくは一側の正極と他側の負極との間の距離が、意図する電極対の通電領域の正極と負極との間の距離よりも大きくなるように同時通電を行う電極対を選定する。 Specifically, when simultaneously energizing a plurality of electrode pairs, the positive electrode of one electrode pair and the negative electrode of another electrode pair are set not to be close to each other, and the distance between the positive electrodes of different electrode pairs or one side The electrode pair that performs simultaneous energization is selected such that the distance between the positive electrode and the negative electrode on the other side is greater than the distance between the positive electrode and the negative electrode in the energization region of the intended electrode pair.
例えば、図14(a)に示すように、弓形部101・101の分岐部102を挟んで対向して配置される直線電極をアース電極とし、曲線電極をプラス電極として、弓形部101・101の二つの領域に同時通電する場合、それぞれの通電領域における通電方向が逆向きとなること、並びに、一側のプラス電極から他側のアース電極への電極間距離が大きくなることにより、プラス電極側からアース電極と反対側の経路から円環状にアース電極へ向かう電流は発生しにくく、アース電極の裏側に電流が流れることが防止される。これにより、それぞれの通電領域において意図する加熱形態を実現できる。
以上のように、異なる電極対のアース電極が対向するように、若しくは、異なる電極対のアース電極が近傍に位置するように、同時通電を行う電極対を選定し、正極及び負極を適宜設定して同時通電を行うことは、通電する電極対のマイナス電極側に電流を流さない方法の一つである。
For example, as shown in FIG. 14 (a), the straight electrodes arranged opposite to each other with the
As described above, select the electrode pair to be energized simultaneously so that the ground electrodes of different electrode pairs face each other, or so that the ground electrodes of different electrode pairs are located in the vicinity, and set the positive and negative electrodes appropriately. Simultaneous energization is one of the methods in which no current flows to the negative electrode side of the energized electrode pair.
また、例えば、図14(b)に示すように、弓形部101とそれに隣接する分岐部102との接続部に配置される共通の直線電極をアース電極とし、それぞれの曲線電極をプラス電極として、弓形部101及び分岐部102の二つの領域に同時通電する場合、プラス側に設定される曲線電極からの電流の流れは同一の直線電極に収束するため、電極対のアース電極の裏側に電流が流出することがなく、それぞれの通電領域において意図する加熱形態を実現できる。
以上のように、隣接する通電領域の境界部分(典型形状の接続部分)に存在する直線電極を共通のアース電極として、同時通電を行うことは、通電する電極対のマイナス電極側に電流を流さない方法の一つである。
Further, for example, as shown in FIG. 14 (b), a common straight electrode arranged at a connection portion between the
As described above, simultaneous energization using a straight electrode existing at the boundary portion (typically connected portion) of adjacent energization regions as a common ground electrode causes current to flow to the negative electrode side of the energized electrode pair. There is no one way.
以上のように、本実施形態によれば、同時通電に際して、意図する通電領域内に確実に通電することが可能となる。このように通電制御を行うことによって、複数の電極対に対する同時通電を可能とし、通電時間を短縮できる。従って、非通電時の放熱による温度低下が抑制され加熱温度の均一化に寄与できる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to reliably energize an intended energization region during simultaneous energization. By performing energization control in this way, it is possible to simultaneously energize a plurality of electrode pairs and shorten the energization time. Therefore, the temperature drop due to heat dissipation during non-energization is suppressed, and it can contribute to the uniform heating temperature.
1 弓形(典型形状)
2 分岐形(典型形状)
10、50、100 ブランク
20、30、40、60、70 電極対
21、31、41、61、71、80 直線電極
22、32、42、62、72 曲線電極
1 Bow (Typical shape)
2 Branch type (typical shape)
10, 50, 100
Claims (5)
前記電極対間の距離が前記各電極の延出方向に亘って一定となるように、かつ、前記ブランクの端部と、各電極の端部とのなす角度が直角に近づくように、前記電極対を配置する通電加熱方法。 An electric heating method for heating the blank by placing an electrode pair composed of a linear electrode and a curved electrode on the blank and energizing the electrode pair,
The electrodes so that the distance between the electrode pairs is constant over the extending direction of the electrodes, and the angle between the end of the blank and the end of each electrode approaches a right angle. Electric heating method to place a pair.
前記複数の電極対による通電領域の一部を重ね合わせるとともに、当該重ね合わせた箇所において、前記電極を交差させて配置する請求項1に記載の通電加熱方法。 Preparing a plurality of electrode pairs;
The energization heating method according to claim 1, wherein a part of the energization region by the plurality of electrode pairs is overlapped, and the electrodes are arranged so as to intersect at the overlapped portion.
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