JP2014087826A

JP2014087826A - 通電加熱方法、通電加熱装置及び熱間プレス成形方法

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Publication number: JP2014087826A
Application number: JP2012239263A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Fukahori; 貢深堀; Tatsushi Mizogami; 達志溝上
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: JP5904095B2

Abstract

【課題】複雑な形状を有する板状ワークを通電加熱によって加熱する場合においても、比較的簡単に板状ワークの所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制する。
【解決手段】同一形状に形成された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を用意し、板状ワークＷ２に対して板状ワークＷ１を反転して重ね合わせ、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に一対の電極１１を取り付けて両電極１１間を通電する。２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークＷ２に対して板状ワークＷ１を所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように用意され重ね合わせられる。
【選択図】図１

Description

この発明は、通電加熱によって導電性の板状ワークを加熱する通電加熱方法及び通電加熱装置、並びに前記通電加熱方法によって加熱された板状ワークをプレス成形する熱間プレス成形方法に関する。

例えば自動車等の車体に使用される鋼板などの板状素材（板状ワーク）は、プレス成形によって所定形状に成形して使用することが一般的に行われている。また、車体の軽量化や高強度化等を図るために高張力鋼板などの板状ワークを用いる場合には、該ワークを加熱して成形性を高めた上でプレス成形する熱間プレス成形によって成形することが行われている。

このように板状ワークを加熱してプレス成形する場合、成形サイクルタイムを短縮するために板状ワークを迅速に加熱することが求められている。かかる要求に対し、板状ワークの両端部に電極を取り付けて両電極間を通電することにより、板状ワークに生じるジュール熱によって迅速に該ワークを加熱する通電加熱方法が知られている。

しかしながら、板状ワークの両端部に電極を取り付けて通電加熱によって加熱する場合、矩形状に形成された板状ワークでは板状ワークを略均一に加熱することができるものの、非矩形状に形成された板状ワークでは、電極間の通電方向において断面積が異なるので該ワークの加熱温度にバラツキが生じ、プレス成形時におけるワークの伸びや成形品の強度などにバラツキが生じる畏れがある。

これに対し、非矩形状に形成された板状ワークの加熱温度のバラツキを抑制するものとして、例えば特許文献１には、板状ワークの相対向する長手方向の辺部に、該方向と直交する方向に相対する一対の電極を複数対取り付けて、電極対毎に通電量を調節するようにしたものが開示されている。

また、例えば特許文献２には、板状ワークの長手方向の各部位において、対向する両辺部に一対のバー電極を平行に配置して一対のバー電極間を矩形状に形成し、各部位における一対の電極間を適宜通電制御するようにしたものが開示されている。

特開２００２−２４８５２５号公報特開２０１１−１８３４１８号公報

特許文献１又は特許文献２に記載されるようにして板状ワークを通電加熱によって加熱する場合、非矩形状に形成された板状ワークの加熱温度のバラツキを抑制することができるものの、ワークの形状に応じて非常に多くの電極を準備する必要があるので、通電加熱に使用する装置が複雑になりコストが増大することとなる。

これに対し、板状ワークが、例えば直角台形状や等脚台形状などの形状を有する場合には、同一形状に形成された２つの板状ワークの一方を、通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように反転して２つの板状ワークの他方に重ね合わせ、その後に一対の電極を取り付けて通電することで、２つの板状ワークから発生するジュール熱を通電方向において略等しくすることができ、比較的簡単に板状ワークの加熱温度のバラツキを抑制することができるものと考えられる。

しかしながら、板状ワークが非矩形状に形成された複雑な形状を有する場合、同一形状に形成された２つの板状ワークの一方を反転して２つの板状ワークを重ね合わせても、通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定とならず、板状ワークの加熱温度にバラツキが生じる畏れがある。一方、板状ワークにおいては、板状ワークの所定範囲についてのみ、板状ワークの加熱温度にバラツキを抑制することが望まれる場合がある。

そこで、本発明は、非矩形状に形成された複雑な形状を有する板状ワークを通電加熱によって加熱する場合においても、比較的簡単に板状ワークの所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制することができるようにする、ことを基本的な目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に係る発明は、所定の電気抵抗率を有する導電性の板状ワークに互いに離間する一対の電極を取り付けて通電することにより前記板状ワークを加熱する通電加熱方法であって、同一形状に形成された２つの前記板状ワークを用意するステップと、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を反転して前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップと、前記２つの板状ワークが重ね合わせられた状態で、前記２つの板状ワークに一対の電極を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２つの板状ワークを用意するステップと前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップでは、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、前記２つの板状ワークの所定範囲において、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように前記２つの板状ワークが用意され重ね合わせられることを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記２つの板状ワークを用意するステップと前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップでは、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、前記板状ワークの所定部位が、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる前記２つの板状ワークの所定範囲に含まれるように前記２つの板状ワークが用意され重ね合わせられることを特徴とする。

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記２つの板状ワークを用意するステップと前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップでは、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように、前記板状ワークの前記所定範囲を除く部分に前記板状ワークの形状を変更する形状変更部が設けられた前記２つの板状ワークが用意され重ね合わせられることを特徴とする。

また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記２つの板状ワークを用意するステップと前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップでは、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる前記板状ワークの所定範囲が前記板状ワークの所定割合以上となるように前記２つの板状ワークが用意され重ね合わせられることを特徴とする。

また更に、本願の請求項５に係る発明は、互いに離間する一対の電極を有し、所定の電気抵抗率を有する同一形状に形成された導電性の２つの板状ワークに前記一対の電極を取り付けて通電することにより前記２つの板状ワークを加熱する通電手段を備え、前記２つの板状ワークに一対の電極を取り付けて通電することにより前記２つの板状ワークを加熱する通電加熱装置であって、前記電極は、前記通電方向に略直交する方向に延び、前記通電手段は、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を反転すると共に、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、前記２つの板状ワークの所定範囲において、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように重ね合わせられた前記２つの板状ワークを加熱することを特徴とする。

また更に、本願の請求項６に係る発明は、熱間プレス成形方法であって、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の通電加熱方法によって前記板状ワークを加熱し、成形型を用いて前記加熱された板状ワークをプレス成形することを特徴とする。

以上の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。

まず、本願の請求項１に係る発明によれば、同一形状に形成された２つの板状ワークは、板状ワークの一方に対して板状ワークの他方を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークの所定範囲において、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように用意され重ね合わせられることにより、非矩形状に形成された複雑な形状を有する板状ワークを通電加熱によって加熱する場合においても、比較的簡単に板状ワークの所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制することができる。

また、本願の請求項２に係る発明によれば、２つの板状ワークは、板状ワークの一方に対して板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、板状ワークの所定部位が、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる２つの板状ワークの所定範囲に含まれるように用意され重ね合わせられることにより、板状ワークの所定部位について、板状ワークの加熱温度のバラツキを抑制することができ、板状ワークの材料特性にバラツキが生じることを抑制することができる。

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように、板状ワークの前記所定範囲を除く部分に板状ワークの形状を変更する形状変更部が設けられた２つの板状ワークが用意され重ね合わせられることにより、板状ワークの所定範囲を除く部分についても板状ワークの加熱温度のバラツキを抑制することができる。板状ワークの所定範囲を除く部分に設けられた形状変更部は、例えば、通電加熱によって加熱した後にトリミング加工によって取り除くことができる。

また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、２つの板状ワークは、板状ワークの一方に対して板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる板状ワークの所定範囲が板状ワークの所定割合以上となるように用意され重ね合わせられることにより、板状ワーク全体について、板状ワークの加熱温度のバラツキを抑制することができる。

また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、通電手段は、同一形状に形成した２つの板状ワークの一方に対して板状ワークの他方を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークの所定範囲において、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように重ね合わせられた２つの板状ワークを加熱することにより、非矩形状に形成された複雑な形状を有する板状ワークを通電加熱によって加熱する場合においても、比較的簡単に板状ワークの所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制することができる。

また更に、本願の請求項６に係る発明によれば、同一形状に形成された２つの板状ワークの一方に対して板状ワークの他方を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークの所定範囲において、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように用意され重ね合わせられた２つの板状ワークを通電加熱し、成形型を用いて前記加熱された板状ワークをプレス成形することにより、板状ワークの所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制しつつ板状ワークを迅速に加熱することができ、板状ワークの材料特性にバラツキが生じることを抑制することができると共に板状ワークのプレス成形サイクルタイムを短縮することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る通電加熱装置の概略平面図である。図１におけるＹ２Ａ方向、Ｙ２Ｂ方向及びＹ２Ｃ方向から見た前記通電加熱装置の側面図である。オフセット量が０ｍｍである２つの板状ワークの断面積の総和を説明するための説明図である。オフセット量が２０ｍｍである２つの板状ワークの断面積の総和を説明するための説明図である。オフセット量が６０ｍｍである２つの板状ワークの断面積の総和を説明するための説明図である。２つの板状ワークのオフセット量と２つの板状ワークの断面積の総和が略一定となる範囲の長さとの関係を示すグラフである。実施例１として用いた板状ワークの温度測定条件を説明するための説明図である。実施例２として用いた板状ワークの温度測定条件を説明するための説明図である。実施例３として用いた板状ワークの温度測定条件を説明するための説明図である。比較例１として用いた板状ワークの温度測定条件を説明するための説明図である。板状ワークに設定された均一温度要求部位を示す図である。前記通電加熱装置を備えたプレス成形装置の一例を示す概略図である。本発明の第２実施形態に係る通電加熱装置の概略図である。板状ワークの断面積の総和と電極の位置との関係を説明するための説明図である。本発明の第３実施形態に係る通電加熱装置の概略図である。本発明の第４実施形態に係る通電加熱装置の概略図である。本発明の第５実施形態に係る通電加熱装置を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る通電加熱装置の概略平面図である。また、図２は、図１におけるＹ２Ａ方向、Ｙ２Ｂ方向及びＹ２Ｃ方向から見た前記通電加熱装置の側面図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）はそれぞれ、Ｙ２Ａ方向、Ｙ２Ｂ方向及びＹ２Ｃ方向から見た図である。なお、図２（ｂ）及び図２（ｃ）では、後述する位置決め部材の一部を二点鎖線で示し、これを透過状態で示している。

通電加熱装置１は、平板状に形成された板状ワーク（ブランク）に互いに離間する電極を取り付けて通電することにより板状ワークに生じるジュール熱によって板状ワークを加熱するものであり、本実施形態では、同一形状に形成された２つの板状ワークの一方を他方に対して反転すると共に所定量オフセットさせて重ね合わせた２つの板状ワークを加熱するものである。

図１及び図２に示すように、通電加熱装置１は、所定の電気抵抗率及び所定の厚さを有する導電性の２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を電気的に加熱するための通電手段１０を備えている。通電手段１０は、互いに離間して平行に配置される一対の電極１１と、電極１１に直流又は交流の電力を供給する電源１２と、電源１２と電極１１とを接続するケーブル１３とを備え、重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に一対の電極１１を接触させて通電することにより２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を加熱するように構成されている。

一対の電極１１は、例えば銅などの材料を用いて略直方体状に形成されたバー電極であり、重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に略直交する方向に延びている。一方の電極１１ａが正電極として使用され、他方の電極１１ｂが負電極として使用される。

図２（ｃ）に示すように、電極１１ｂは、電極１１ａと同様に略直方体状に形成された本体部１１ｃと、該本体部１１ｃから突出する突出部１１ｄとを備え、本体部１１ｃと突出部１１ｄが一体的に形成されている。電極１１ｂは、電極１１ａと同様に、重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向全体に接触するように形成されている。なお、電極１１ｂは、電極１１ａと同様に、本体部１１ｃのみによって形成することも可能である。

通電加熱装置１は、図２に示すように、一対の電極１１の上方にそれぞれ配置されるクランプ部材１５を備えている。クランプ部材１５は、電極１１の延びる方向に略平行に延びる略直方体状のクランプ基部１６と、板状ワークＷ１、Ｗ２に接触する先端部を備えたピン部１７と、クランプ基部１６とピン部１７とに結合されるスプリング１８とを備え、クランプ基部１６が、図示しないクランプ基部移動手段に連結されて矢印Ｚ１に示すように上下方向に移動可能に構成されている。

クランプ部材１５は、板状ワークＷ１，Ｗ２を挟んで電極１１の反対側に配置され、前記クランプ基部移動手段によってクランプ基部１６が下方へ移動されることにより下方へ移動される。板状ワークＷ１，Ｗ２に電極１１を取り付ける際には、クランプ部材１５が下方へ移動され、電極１１とクランプ部材１５とによって板状ワークＷ１，Ｗ２を挟持して取り付けることができる。これにより、比較的簡便な方法によって板状ワークＷ１，Ｗ２に電極１１を確実に取り付けることができる。

通電加熱装置１は、板状ワークＷ１，Ｗ２を所定位置に保持するための位置決め部材２１，２２，２３を備えている。位置決め部材２１，２２は、略直方体状に形成されており、一対の電極１１の外側に配置され、図２（ａ）に示すように、電極１１よりも上方へ延びるように設けられている。

位置決め部材２１は、板状ワークＷ１の周縁部の一部、具体的には板状ワークＷ１の平行な対辺Ｗ１ａの一方と係合し、電極１１の延びる方向と略直交する方向において板状ワークＷ１を所定位置に保持できるようになっている。位置決め部材２２は、板状ワークＷ２の周縁部の一部、具体的には板状ワークＷ２の平行な対辺Ｗ２ａの一方と係合し、電極１１の延びる方向と略直交する方向において板状ワークＷ２を所定位置に保持できるようになっている。位置決め部材２１，２２はそれぞれ、板状ワークＷ１，Ｗ２の位置に応じて所定位置に配置されている。

一方、位置決め部材２３は、略直方体状に形成され、一対の電極１１の内側に配置されている。位置決め部材２３は、図１に示すように、一対の電極１１の対向する端部の間において電極１１の延びる方向と略直交する方向に延び、図２（ａ）において破線で示すように、電極１１よりも上方へ延びている。

位置決め部材２３は、板状ワークＷ１，Ｗ２の周縁部の一部、具体的には板状ワークＷ１，Ｗ２の平行な対辺Ｗ１ａ，Ｗ２ａと略直角する方向に延びる部分を有する辺Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂと係合し、電極１１の延びる方向において板状ワークＷ１，Ｗ２を所定位置に保持できるようになっている。

通電加熱装置１にさらに、図１に示すように、板状ワークＷ１，Ｗ２の長手方向中央部近傍に、例えば板状ワークＷ１の辺Ｗ１ｂと板状ワークＷ２の辺Ｗ２ｂが交わる部分近傍に、略円柱状に形成されたピン形状の位置決め部材２４を配置するようにしてもよい。かかる場合には、板状ワークＷ１，Ｗ２をさらに精度良く所定位置に保持することができる。

通電加熱装置１には、該通電加熱装置１に関連する構成を総合的に制御する制御ユニット（不図示）が備えられ、該制御ユニットは、通電手段１０及び前記クランプ基部移動手段等の作動を制御できるようになっている。なお、前記制御ユニットは、好ましくは、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。

このようにして構成された通電加熱装置１では、クランプ部材１５がそれぞれ上方へ移動された状態で、所定形状に形成された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を用意し、位置決め部材２１、２２、２３によって所定位置に位置決めされた状態で電極１１上に２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を重ね合わせ、重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に対してクランプ部材１５を下方へ移動させることにより電極１１とクランプ部材１５とによって板状ワークＷ１，Ｗ２を密着させた状態で挟持して板状ワークＷ１，Ｗ２に一対の電極１１を取り付け、その後に、両電極１１間を通電して２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を加熱することが行われる。

ここで、本実施形態に係る通電加熱装置１において加熱される板状ワークＷ１，Ｗ２について説明する。
通電加熱装置１では、高張力鋼板などの所定の電気抵抗率及び所定の厚さを有する導電性の板状ワークＷ１，Ｗ２が通電加熱によって加熱されるが、加熱される２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、同一形状に形成されたものが用いられる。２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークの一方を板状ワークの他方に対して反転すると共に所定量オフセットして重ね合わせられる。本実施形態では、第１の板状ワークＷ１を第２の板状ワークＷ２に対して反転すると共に所定量オフセットして重ね合わせられる。

図１及び図２に示す板状ワークＷ１，Ｗ２は、車体構成部材であるピラーを成形するためのものであり、平行な対辺Ｗ１ａ，Ｗ２ａに平行な反転軸に対して板状ワークＷ１を反転すると共に前記反転軸に直交する方向である通電方向に所定量オフセットさせて重ね合わせられる。

前述した前記制御ユニットにはまた、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の形状データを記憶する記憶部（不図示）と、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２について板状ワークの一方Ｗ１を板状ワークの他方Ｗ２に対して反転すると共に所定量オフセットさせて重ね合わせた場合について２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の断面積の総和を算出する演算部（不図示）とが備えられている。

図３は、オフセット量が０ｍｍである２つの板状ワークの断面積の総和を説明するための説明図であり、図３（ａ）は、２つの板状ワークの一方を他方に対して反転すると共にオフセット量が０ｍｍであるように重ね合わせられた２つの板状ワークの平面図を示し、図３（ｂ）は、２つの板状ワークの断面積の総和を示すグラフである。

図３（ｂ）では、図３（ａ）の位置Ｐ_０を基準としたＸＹＺ直交座標系を用い、単位厚さ（１ｍｍ）を有する２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面の断面積の総和を実線Ｌ１で示すと共に、板状ワークＷ１の通電方向に延びる辺Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃの位置を破線Ｌ_Ｗ１ｂ、Ｌ_Ｗ１ｃで示し、板状ワークＷ２の通電方向に延びる辺Ｗ２ｂ、Ｗ２ｃの位置を一点鎖線Ｌ_Ｗ２ｂ、Ｌ_Ｗ２ｃで示している。

図３（ａ）に示すように、板状ワークＷ１を板状ワークＷ２に対して反転すると共に２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向におけるオフセット量が０ｍｍである場合、図３（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１の辺Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃの位置は破線Ｌ_Ｗ１ｂ、Ｌ_Ｗ１ｃで示され、板状ワークＷ１の通電方向に直交する断面の断面積は（Ｌ_Ｗ１ｂ−Ｌ_Ｗ１ｃ）・１で表される。一方、板状ワークＷ２の辺Ｗ２ｂ、Ｗ２ｃの位置は一点鎖線Ｌ_Ｗ２ｂ、Ｌ_Ｗ２ｃで示され、板状ワークＷ２の通電方向に直交する断面の断面積は（Ｌ_Ｗ２ｂ−Ｌ_Ｗ２ｃ）・１で表される。

従って、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面の断面積の総和は（Ｌ_Ｗ１ｂ−Ｌ_Ｗ１ｃ）・１と（Ｌ_Ｗ２ｂ−Ｌ_Ｗ２ｃ）・１の和で表される。図３（ｂ）の実線Ｌ１で示すように、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面の断面積の総和は通電方向（Ｘ方向）に対称であり、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向の中央部に断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲Ｓ１が形成される。図３に示す断面積一定範囲Ｓ１は、通電方向における長さが約７７ｍｍであった。

図４は、オフセット量が２０ｍｍである２つの板状ワークの断面積の総和を説明するための説明図であり、図４（ａ）は、２つの板状ワークの一方を他方に対して反転すると共にオフセット量が２０ｍｍであるように重ね合わせられた２つの板状ワークの平面図を示し、図４（ｂ）は、２つの板状ワークの断面積の総和を示すグラフである。図４は、オフセット量が２０ｍｍであること以外は図３と同様である。

図４（ｂ）の実線Ｌ１で示すように、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２のオフセット量が２０ｍｍである場合においても、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面の断面積の総和は通電方向（Ｘ方向）に対称であり、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向の中央部に断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲Ｓ１が形成される。図４に示す断面積一定範囲Ｓ１は、通電方向における長さが約１３０ｍｍであった。

図５は、オフセット量が６０ｍｍである２つの板状ワークの断面積の総和を説明するための説明図である。図５（ａ）は、２つの板状ワークの一方を他方に対して反転すると共にオフセット量が６０ｍｍであるように重ね合わせられた２つの板状ワークの平面図を示し、図５（ｂ）は、２つの板状ワークの断面積の総和を示すグラフである。図５は、オフセット量が６０ｍｍであること以外は図３と同様である。

図５（ｂ）の実線Ｌ１で示すように、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２のオフセット量が６０ｍｍである場合においても、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面の断面積の総和は通電方向（Ｘ方向）に対称であり、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向の中央部に断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲Ｓ１が形成される。図５に示す断面積一定範囲Ｓ１は、通電方向における長さが約１０７ｍｍであった。

前記制御ユニットでは、図３〜図５に示すように、前記記憶部に記憶された板状ワークの形状データから、前記演算部において、図３（ｂ），図４（ｂ），図５（ｂ）に示すように、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２について一方Ｗ１を他方Ｗ２に対して反転すると共に所定量オフセットさせて重ね合わせた場合について２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面の断面積の総和を算出できるようになっている。

前記制御ユニットはまた、前記演算部において、算出された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面の断面積の総和から、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向の中央部に形成された断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲Ｓ１の通電方向における長さを算出できるようになっている。

図６は、２つの板状ワークのオフセット量と２つの板状ワークの断面積の総和が略一定となる範囲の長さとの関係を示すグラフである。図３〜図５では、オフセット量が０ｍｍ、２０ｍｍ、６０ｍｍである場合について示しているが、本実施形態では、オフセット量が５ｍｍ、１０ｍｍ、２２ｍｍ、２５ｍｍ、２８ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍについても同様にして、図６に示すように、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向の中央部に形成された断面積の総和Ｌ１が略一定となる断面積一定範囲Ｓ１の通電方向における長さが算出された。

本実施形態に係る通電加熱装置１では、このようにして算出された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２のオフセット量と断面積一定範囲Ｓ１の長さとの関係が、ディスプレイなどの表示装置（不図示）に表示され、操作者によってオフセット量を設定することができ、オフセット量に応じて位置決め部材２１の位置が決定されるようになっている。

２つの板状ワークＷ１，Ｗ２のオフセット量は、板状ワークの所定範囲において、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように設定されるが、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲が最大範囲となるようにすることが好ましい。また、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２のオフセット量は、板状ワークの所定部位が、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる２つの板状ワークの所定範囲に含まれるようにすることも可能である。かかる場合には、板状ワークの所定部位が、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる２つの板状ワークの所定範囲に含まれる２つの板状ワークのオフセット量のうち、好ましくは最も小さいオフセット量が設定される。

このように、本実施形態では、板状ワークＷ１，Ｗ２に互いに離間する一対の電極１１を取り付けて通電することにより板状ワークＷ１，Ｗ２を加熱する通電加熱において、同一形状に形成された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を用意し、板状ワークＷ２に対して板状ワークＷ１を反転して重ね合わせ、一対の電極１１を取り付けて、両電極１１間を通電する。

その場合、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークＷ２に対して板状ワークＷ１を所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように用意され重ね合わせられる。

これにより、通電方向において重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の抵抗値を略一定にして２つの板状ワークＷ１，Ｗ２から発生するジュール熱を通電方向において略等しくすることができるので、非矩形状に形成された複雑な形状を有する板状ワークＷ１，Ｗ２を通電加熱によって加熱する場合においても、比較的簡単に板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制することができる。

本実施形態ではまた、板状ワークＷ１を板状ワークＷ２に対して反転すると共に所定量オフセットして重ね合わせた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に電極１１を取り付けて通電することにより加熱し、板状ワークＷ１の加熱温度を実際に測定した。具体的には、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２のオフセット量が０ｍｍ、２０ｍｍ、６０ｍｍの場合について加熱温度を測定した。

図７は、実施例１として用いた板状ワークの温度測定条件を説明するための説明図である。実施例１として、オフセット量が０ｍｍである２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度を測定した。図７では、実施例１として用いた２つの板状ワークと電極のみを示し、図７（ａ）は、前記板状ワークと電極の配置を示す平面図、図７（ｂ）は、前記板状ワークと電極の側面図を示している。

２つの板状ワークＷ１，Ｗ２として、同一の電気抵抗率を有すると共に同一の厚さ１．６ｍｍを有する冷間圧延高張力鋼板ＳＰＦＣ４４０を用い、図７（ａ）に示すように、長さが２７４．３ｍｍである同一形状に形成されたものを用いた。２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、一方の辺Ｗ１ａ，Ｗ２ａから他方の辺Ｗ１ａ，Ｗ２ａに向かうにつれて細くなるように形成されたものを用いた。

２つの板状ワークＷ１、Ｗ２は、通電加熱装置１において、図７（ａ）に示すように、
板状ワークＷ１を板状ワークＷ２に対して反転すると共に、平行な対辺Ｗ１ａ、Ｗ２ａに直交する方向に２つの板状ワークＷ１，Ｗ２のオフセット量が０ｍｍとなるようにオフセットして重ね合わせた。

２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を重ね合わせた後に、電極１１とクランプ部材１５とによって２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を挟持して２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に電極１１を取り付けて両電極１１間を通電し、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を通電加熱によって加熱した。通電は、直流電源を用い、電流値を５．８Ａに設定して１０秒間行った。

そして、通電加熱によって２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を１０秒間加熱した直後に、熱電対を用いて板状ワークＷ１の各測定位置において温度測定を行った。具体的には、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１の上面においてＰ１〜Ｐ６で示す各位置で測定した。Ｐ１〜Ｐ６はそれぞれ、板状ワークＷ１の通電方向に直交する方向の中央に設定した。

実施例１において加熱された板状ワークＷ１の温度測定結果を以下の表１に示す。なお、表１では、板状ワークＷ１の各測定位置における測定温度と、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲内に設定された板状ワークＷ１の中央部の測定位置Ｐ４における測定温度と各測定温度における温度差とを示している。

表１に示すように、実施例１では、測定位置Ｐ２〜Ｐ６では、板状ワークＷ１の温度差が１００℃以内であり、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度のバラツキを抑制することができることが分かる。なお、板状ワークＷ２については、板状ワークＷ１と板状ワークＷ２とが反転して重ね合わせられたものであるので、板状ワークＷ１と同様に加熱されるものと考えられる。

図８は、実施例２として用いた板状ワークの温度測定条件を説明するための説明図である。実施例２として、オフセット量が２０ｍｍである２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度を測定した。図８では、実施例２として用いた２つの板状ワークと電極のみを示し、図８（ａ）は、前記板状ワークと電極の配置を示す平面図、図８（ｂ）は、前記板状ワークと電極の側面図を示している。

実施例２において加熱された板状ワークＷ１の温度測定結果を以下の表２に示す。なお、表２では、板状ワークＷ１の各測定位置における測定温度と、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲内に設定された板状ワークＷ１の中央部の測定位置Ｐ４における測定温度と各測定温度における温度差とを示している。

表２に示すように、実施例２では、測定位置Ｐ１〜Ｐ５では、板状ワークＷ１の温度差が１００℃以内であり、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度のバラツキを抑制することができることが分かる。

図９は、実施例３として用いた板状ワークの温度測定条件を説明するための説明図である。実施例３として、オフセット量が６０ｍｍである２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度を測定した。図９では、実施例３として用いた２つの板状ワークと電極のみを示し、図９（ａ）は、前記板状ワークと電極の配置を示す平面図、図９（ｂ）は、前記板状ワークと電極の側面図を示している。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、実施例３では、電極１１間に板状ワークＷ１，Ｗ２を支持する支持部材７を配設し、板状ワークＷ１を下方から支持するようにして行った。

実施例３において加熱された板状ワークＷ１の温度測定結果を以下の表３に示す。なお、表３では、板状ワークＷ１の各測定位置における測定温度と、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲内に設定された板状ワークＷ１の中央部の測定位置Ｐ４における測定温度と各測定温度における温度差とを示している。

表３に示すように、実施例３では、測定位置Ｐ１〜Ｐ４では、板状ワークＷ１の温度差が１００℃以内であり、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度のバラツキを抑制することができることが分かる。

なお、実施例３では、測定位置Ｐ５，Ｐ６の測定温度が非常に高くなっているが、これは、測定位置Ｐ５，Ｐ６近傍において２つの板状ワークに隙間が生じたことによるものと考えられることから、測定位置Ｐ５，Ｐ６近傍において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２をクランプ手段によってクランプすることで、測定位置Ｐ５，Ｐ６の温度を低減することが可能であると考えられる。

このように、同一形状に形成された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークの一方Ｗ２に対して板状ワークの他方Ｗ１を反転すると共に所定量（オフセット量ゼロを含む）オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように用意され重ね合わせられることにより、非矩形状に形成された複雑な形状を有する板状ワークＷ１，Ｗ２を通電加熱によって加熱する場合においても、比較的簡単に板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制することができる。

本実施形態ではまた、比較例１として、通電加熱装置１において、電極１１上に１つの板状ワークＷ１のみを配置して通電することにより板状ワークＷ１を加熱し、板状ワークＷ１の加熱温度を実際に測定した。板状ワークＷ２に重ね合わせていないことを除き、実施例１と同様にして通電加熱を行った。

図１０は、比較例１として用いた板状ワークの温度測定条件を説明するための説明図である。図１０では、比較例１として用いた板状ワークと電極のみを示し、図１０（ａ）は、前記板状ワークと電極の配置を示す平面図、図１０（ｂ）は、前記板状ワークと電極の側面図を示している。

比較例１として用いた板状ワークＷ１は、実施例１に用いた板状ワークＷ１と同様のものを用い、電極１１上に実施例１と同じ位置に配置した。比較例１についても、電極１１とクランプ部材１５とによって板状ワークＷ１を挟持して板状ワークＷ１に電極１１を取り付けて両電極１１間を通電し、板状ワークＷ１を通電加熱によって加熱した。比較例１では、板状ワークＷ１への投入エネルギーが実施例１と等しくなるように通電加熱し、板状ワークＷ１の加熱温度を測定した。

比較例１において加熱された板状ワークの温度測定結果を以下の表４に示す。なお、表４では、板状ワークＷ１の各測定位置における測定温度と、板状ワークＷ１の中央部の測定位置Ｐ４における測定温度と各測定温度における温度差とを示している。

表１から表４の結果から、板状ワークＷ１のみを加熱する場合に比して、同一形状を有する２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を、板状ワークの一方Ｗ１を板状ワークの他方Ｗ２に対して反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように用意して重ね合わせることで、通電加熱によって加熱される板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度のバラツキを抑制することができることが分かる。

図１１は、板状ワークに設定された均一温度要求部位を示す図である。図１１（ａ）は、板状ワークＷ１を示し、図１１（ｂ）は、板状ワークＷ２を示し、図１１（ｃ）は、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を所定量オフセットさせて重ね合わせた状態を示している。図１１（ｃ）では、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面積の総和が略一定となる範囲を断面積一定範囲として二点鎖線で示している。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る板状ワークＷ１，Ｗ２は、通電加熱によって均一温度に加熱することが要求される（斜線ハッチングが施された）均一温度要求部位Ｍ１，Ｍ２を有するように形成されている。通電加熱装置１において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、図１１（ｃ）に示すように、板状ワークＷ２に対して板状ワークＷ１を所定量オフセットして、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の均一温度要求部位Ｍ１，Ｍ２が共に、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる断面積一定範囲に含まれるように用意され重ね合わせられる。

このように、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークの一方Ｗ２に対して板状ワークの他方Ｗ２を所定量オフセットさせて、板状ワークＷ１，Ｗ２の所定部位Ｍ１，Ｍ２が、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲に含まれるように用意され重ね合わせられることにより、板状ワークＷ１，Ｗ２の所定部位Ｍ１，Ｍ２について、板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度のバラツキを抑制することができ、板状ワークＷ１，Ｗ２の材料特性にバラツキが生じることを抑制することができる。

このようにして、通電加熱装置１を用いて板状ワークＷ１，Ｗ２を加熱した後には、加熱された板状ワークＷ１，Ｗ２を、搬送ロボットや搬送ベルトなどの搬送手段を用いて成形型を備えたプレス成形装置に搬送してプレス成形することで、板状ワークＷ１，Ｗ２を熱間プレス成形することができるが、通電加熱装置１をプレス成形装置に組み込んで、通電加熱によって加熱された板状ワークをプレス成形するようにしてもよい。

図１２は、前記通電加熱装置を備えたプレス成形装置の一例を示す概略図である。図１２に示す通電加熱装置１を備えたプレス成形装置３１は、下方側へ突出する突出部４１を備えたパンチ４０と、突出部４１に対応して凹状に形成された凹部５１を備えたダイ５０と有する成形型３０を備え、突出部４１と凹部５１とを組み合わせることで板状ワークＷ２を所定形状に形成することができるように構成されている。

パンチ４０は、スプリング４２及びスプリングガイド４３を介してパンチプレート４４に取り付けられ、該パンチプレート４４がパンチホルダー４５に取り付けられている。パンチホルダー４５は、図示しないパンチ移動機構に連結されており、前記パンチ移動機構によってパンチホルダー４５が上下方向に移動されることにより、パンチ４０が上下方向に移動可能に構成されている。一方、ダイ５０は、ダイホルダー５２に取り付けられて固定されている。

プレス成形装置３１にはまた、前述した通電手段１０を有する通電加熱装置１が備えられ、ダイ５０には、ダイ５０の凹部５１を挟んで凹部５１の両側に一対の電極１１が取り付けられている。一対の電極１１は、ダイ５０の上面よりも突出するように設けられ、ケーブル１３によって電源１２に接続されている。また、一対の電極１１の上方にはそれぞれクランプ部材１５が取り付けられている。

プレス成形装置３１では、パンチ４０が上方へ移動された状態で、同一形状に形成された２つの板状ワークの一方Ｗ２に対して板状ワークの他方Ｗ１を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を電極１１とクランプ部材１５とによって挟持して２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に一対の電極１１を取り付けた後に、両電極１１間を通電して板状ワークＷ１、Ｗ２を加熱することが行われる。

そして、板状ワークＷ１，Ｗ２が加熱された後には、クランプ部材１５が上方へ移動され、図示しない搬送手段を用いて板状ワークＷ１がプレス成形装置３１から取り除かれ、次いで、パンチ４０が下方へ移動され、加熱された板状ワークＷ２が成形型３０を用いてプレス成形され、板状ワークＷ２の熱間プレス成形が行われる。

前述したように、通電加熱装置１を組み込んだプレス成形装置３１を用い、通電加熱装置１によって板状ワークＷ１，Ｗ２を加熱し、その後に、成形型３０を用いて加熱された板状ワークＷ２をプレス成形して、熱間プレス成形を行うようにしてもよい。なお、熱間プレス成形は、板状ワークを焼入れ温度以上に加熱してプレス成形するものに限らず、板状ワークを焼入れ温度未満の温度に加熱してプレス成形するものも含むものとする。

このように、同一形状に形成された２つの板状ワークの一方に対して板状ワークの他方を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークの所定範囲において、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように重ね合わせられた２つの板状ワークを通電加熱し、成形型３０を用いて前記加熱された板状ワークＷ２をプレス成形することにより、板状ワークの所定範囲において、板状ワークの加熱温度のバラツキを抑制しつつ板状ワークを迅速に加熱することができ、板状ワークの材料特性にバラツキが生じることを抑制することができると共に板状ワークのプレス成形サイクルタイムを短縮することが可能である。

図１３は、本発明の第２実施形態に係る通電加熱装置の概略図であり、図１３では、位置決め部材を取り除いて示している。本発明の第３実施形態に係る通電加熱装置６１は、本発明の第１実施形態に係る通電加熱装置１と、電極１１の位置が異なること以外は同様であるので、通電加熱装置１と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、本発明の第２実施形態に係る通電加熱装置６１においても、同一形状に形成された２つの板状ワークの一方Ｗ２に対して板状ワークの他方Ｗ１を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に一対の電極１１が取り付けられるが、一対の電極１１は、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる所定範囲（断面積一定範囲）に隣接して取り付けられる。

通電加熱装置６１においても、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように用意され重ね合わせられることにより、比較的簡単に板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制することができる。

図１４は、板状ワークの断面積の総和と電極の位置との関係を説明するための説明図である。図１４（ａ）は、図３（ａ）に示すように重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２について、２つの板状ワークＷ１、Ｗ２の通電方向における断面積の総和を実線Ｌ１で示している。

図１４（ａ）に示すように、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる所定範囲（断面積一定範囲）Ｓ１が、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向の中央部に形成され、断面積一定範囲Ｓ１の断面積が、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向の両端部の断面積に比して小さい場合、電極１１は、通電加熱装置１のように２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の両端部に配置してもよく、通電加熱装置６１のように前記断面積一定範囲に隣接して配置してもよい。

しかしながら、図１４（ｂ）に示すように、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和（実線Ｌ１’）が通電方向において略一定となる所定範囲（断面積一定範囲）Ｓ１’が、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向の中央部に形成されるが、断面積一定範囲Ｓ１’の断面積が、２つの板状ワークの通電方向の両端部の断面積に比して大きい場合、電極１１は、通電加熱装置１のように２つの板状ワークの両端部に配置した場合は２つの板状ワークの両端部において加熱温度が高くなる畏れがあるので、通電加熱装置６１のように断面積一定範囲Ｓ１’に隣接して配置することが好ましい。

また、図１４（ｂ）に示すように、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和（実線Ｌ１’）が通電方向において略一定となる所定範囲（断面積一定範囲）Ｓ１’が、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向の中央部に形成されるが、断面積一定範囲Ｓ１’の断面積が、２つの板状ワークの通電方向の両端部の断面積に比して大きい場合に、電極１１を断面積一定範囲Ｓ１’に隣接して配置することに代えて、二点鎖線Ｌ１”で示すように、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように、板状ワークの断面積一定範囲を除く部分に、板状ワークの形状を変更する形状変更部を設けるようにすることも可能である。

このように、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように、板状ワークの所定範囲（断面積一定範囲）を除く部分に板状ワークの形状を変更する形状変更部が設けられた２つの板状ワークが用意され重ね合わせられることにより、板状ワークの所定範囲を除く部分についても板状ワークの加熱温度のバラツキを抑制することができる。板状ワークの所定範囲を除く部分に設けられた形状変更部は、例えば、通電加熱によって加熱した後にトリミング加工によって取り除くことができる。

図１５は、本発明の第３実施形態に係る通電加熱装置の概略図であり、図１５（ａ）は、前記通電加熱装置の概略平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＹ１５Ｂ方向から見た前記通電加熱装置の側面図である。
本発明の第３実施形態に係る通電加熱装置８１は、通電加熱装置１において板状ワークＷ１，Ｗ２を電極１１間でクランプするクランプ手段がさらに設けられたものであり、通電加熱装置１と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、本発明の第３実施形態に係る通電加熱装置８１においても、互いに離間する一対の電極１１を有し、板状ワークＷ１，Ｗ２に一対の電極１１を取り付けて通電することにより板状ワークＷ１，Ｗ２を加熱する通電手段１０を備え、板状ワークＷ１，Ｗ２を加熱するようになっている。

通電加熱装置８１にはまた、電極１１間の略中央部において、板状ワークＷ１，Ｗ２をクランプするクランプ手段８５が設けられ、クランプ手段８５は、板状ワークＷ１，Ｗ２を上方からクランプする上側クランプ部材９１と、板状ワークＷ１，Ｗ２を下方からクランプする下側クランプ部材９５とによって構成されている。

上側クランプ９１は、クランプ部材１５と同様に構成され、電極１１の延びる方向に略平行に延びる略直方体状のクランプ基部９２と、板状ワークＷ１，Ｗ２に接触する先端部を備えたピン部９３と、クランプ基部９２とピン部９３とに結合されるスプリング９４とを備え、クランプ基部９２が、図示しない上側クランプ移動手段に連結されて矢印Ｚ２に示すように上下方向に移動可能に構成されている。

一方、下側クランプ９５は、上側クランプ９１を上下反転したものであり、電極１１の延びる方向に略平行に延びる略直方体状のクランプ基部９６と、板状ワークＷ１，Ｗ２に接触する先端部を備えたピン部９７と、クランプ基部９６とピン部９７とに結合されるスプリング９８とを備え、クランプ基部９６が、図示しない下側クランプ移動手段に連結されて矢印Ｚ３に示すように上下方向に移動可能に構成されている。

クランプ手段８５では、前記上側クランプ移動手段によってクランプ基部９１が下方へ移動されることにより上側クランプ部材９１が下方へ移動され、前記下側クランプ移動手段によってクランプ基部９６が上方へ移動されることにより下側クランプ部材９５が上方へ移動される。これにより、クランプ手段８５は、電極１１間の略中央部において電極１１上に配置された板状ワークＷ１，Ｗ２を上側クランプ部材９１と下側クランプ部材９５とによってクランプすることができるようになっている。

通電加熱装置８１においても、クランプ部材１５及び上側クランプ部材９１がそれぞれ上方へ移動されるとともに下側クランプ部材９５が下方へ移動された状態で、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を用意し、電極１１上に２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を重ね合わせ、重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に対してクランプ部材１５を下方へ移動させることにより電極１１とクランプ部材１５とによって板状ワークＷ１，Ｗ２を挟持して板状ワークＷ１，Ｗ２に一対の電極１１を取り付けることが行われる。

通電加熱装置８１ではまた、板状ワークＷ１，Ｗ２を重ね合わせた後、両電極１１間を通電する前に、重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２に対して上側クランプ部材９１を下方へ移動させるとともに下側クランプ部材９５を上方へ移動させることにより上側クランプ部材９１と下側クランプ部材９５とによって電極１１間において板状ワークＷ１，Ｗ２をクランプし、その後に、両電極１１間を通電して２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を加熱することが行われる。

このように、通電加熱装置８１を用いる場合においても、同一形状に形成された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークＷ２に対して板状ワークＷ１を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように用意され重ね合わせられることにより、比較的簡単に板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制することができる。

また、通電加熱装置８１では、クランプ手段８５を用いて２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の略中央部において２つの板状ワークＷ１，Ｗ２をクランプすることにより、電極１１間において重ね合わせられた２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の間に隙間が生じることを防止することができる。

図１６は、本発明の第４実施形態に係る通電加熱装置の概略図であり、図１６（ａ）は、前記通電加熱装置の概略平面図、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）はそれぞれ、図１６（ａ）におけるＹ１６Ｂ方向及びＹ１６Ｃ方向から見た前記通電加熱装置の側面図である。
本発明の第４実施形態に係る通電加熱装置１０１は、通電加熱装置１において２つの板状ワークＷ１、Ｗ２の間に溶着防止部材がさらに設けられたものであり、通電加熱装置１と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

図１６（ａ）〜図１６（ｃ）に示すように、本発明の第４実施形態に係る通電加熱装置１０１では、２つの板状ワークＷ１、Ｗ２の間に、一対の溶着防止部材１４が備えられる。一対の溶着防止部材１４は、例えば銅などの材料を用いて板状に形成されるが、これに限定されるものでなく、板状ワークＷ１、Ｗ２よりも電気抵抗率の小さい材料から形成することができる。溶着防止部材１４はまた、電極１１と同様の略直方体状に形成することも可能である。一対の溶着防止部材１４は、一方の溶着防止部材１４ａが正電極１１ａの上方に配置され、他方の溶着防止部材１４ｂが負電極１１ｂの上方に配置される。

図１６（ｂ）に示すように、２つの板状ワークＷ１、Ｗ２は、それらの両端部近傍がクランプ部材１５によってクランプされる。２つの板状ワークＷ１、Ｗ２のクランプされた部分では、板状ワークＷ１，Ｗ２が通電加熱によって加熱される際に、溶着が発生する畏れがある。

通電加熱装置１０１では、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の間に、板状ワークＷ１，Ｗ２よりも電気抵抗率の小さい材料からなる溶着防止部材１４を介在させることにより、２つの板状ワークＷ１、Ｗ２の接触抵抗よりも板状ワークＷ１，Ｗ２と溶着防止部材１４の接触抵抗が小さく、発熱量が少ないので、板状ワークＷ１、Ｗ２の溶着を防止することができる。

図１７は、本発明の第５実施形態に係る通電加熱装置を説明するための説明図であり、図１７では、前記通電加熱装置に配置される２つの板状ワークのみを示している。
本発明の第５実施形態に係る通電加熱装置は、通電加熱装置１と配置される２つの板状ワークＷ１、Ｗ２が異なること以外は同様であるので、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２についてのみ説明する。

本発明の第５実施形態に係る通電加熱装置においても、同一形状に形成された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークＷ２に対して板状ワークＷ１を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲において、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一致となるように用意され重ね合わせられるが、この通電加熱装置では、同一形状に形成された２つの板状ワークは、２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる板状ワークの所定範囲が板状ワークの所定割合以上となるように用意され重ね合わせられる。

図１７に示すように、同一形状に形成された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークＷ２に対して板状ワークＷ１を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向における断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲が板状ワークＷ１，Ｗ２の所定割合以上となるように配置される。

具体的には、前記断面積一定範囲に含まれる板状ワークＷ１の斜線ハッチングが施された範囲Ｍ１１の表面積と板状ワークＷ２の斜線ハッチングが施された範囲Ｍ１２の表面積の総和が、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の表面積の所定割合以上となるように２つの板状ワークＷ１，Ｗ２が所定量オフセットされて配置される。

２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は同一形状を有すると共に反転して重ね合わせられるので、板状ワークＷ１，Ｗ２の斜線ハッチングが施された範囲Ｍ１１，Ｍ１２の表面積が板状ワークＷ１，Ｗ２の表面積の所定割合以上となるように２つの板状ワークＷ１，Ｗ２が所定量オフセットされて配置される。なお、前記所定割合としては、例えば７０％など適宜設定することができる。

図１７では、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向における断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲が通電方向に連続して形成されているが、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する方向における断面積の総和が略一定となる断面積一定範囲が通電方向に断続的に形成された２つの板状ワークＷ１，Ｗ２を用いることも可能である。

このように、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２は、板状ワークの一方Ｗ２に対して板状ワークの他方Ｗ１を反転すると共に所定量オフセットさせて、２つの板状ワークＷ１，Ｗ２の通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる板状ワークＷ１，Ｗ２の所定範囲が板状ワークＷ１，Ｗ２の所定割合以上となるように用意され重ね合わせられることにより、板状ワークＷ１，Ｗ２全体について、板状ワークＷ１，Ｗ２の加熱温度のバラツキを抑制することができる。

なお、本実施形態に係る通電加熱において加熱される２つの板状ワークは、高張力鋼板などの金属製の板状ワークに限らず、所定の電気抵抗率及び所定の厚さを有する導電性の板状ワークであれば、樹脂製などのその他の板状ワークを使用することも可能である。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

以上のように、本発明によれば、非矩形状に形成された複雑な形状を有する板状ワークを通電加熱によって加熱する場合においても、比較的簡単に板状ワークの所定範囲の加熱温度のバラツキを抑制することが可能となるから、ピラーなどの車体構成部材に使用される高張力鋼板などのプレス成形時の加熱に好適に利用される可能性がある。

１，６１，８１，１０１通電加熱装置
１１，１１ａ，１１ｂ電極
１５，９１，９５クランプ部材
２１、２２、２３位置決め部材
３０成形型
３１プレス成形装置
８５クランプ手段
Ｗ１，Ｗ２板状ワーク
Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ１ｃ，Ｗ２ａ，Ｗ２ｂ，Ｗ２ｃ板状ワークの周縁部

Claims

所定の電気抵抗率を有する導電性の板状ワークに互いに離間する一対の電極を取り付けて通電することにより前記板状ワークを加熱する通電加熱方法であって、
同一形状に形成された２つの前記板状ワークを用意するステップと、
前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を反転して前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップと、
前記２つの板状ワークが重ね合わせられた状態で、前記２つの板状ワークに一対の電極を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２つの板状ワークを用意するステップと前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップでは、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、前記２つの板状ワークの所定範囲において、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように前記２つの板状ワークが用意され重ね合わせられる、
ことを特徴とする通電加熱方法。
前記２つの板状ワークを用意するステップと前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップでは、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、前記板状ワークの所定部位が、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる前記２つの板状ワークの所定範囲に含まれるように前記２つの板状ワークが用意され重ね合わせられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通電加熱方法。
前記２つの板状ワークを用意するステップと前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップでは、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように、前記板状ワークの前記所定範囲を除く部分に前記板状ワークの形状を変更する形状変更部が設けられた前記２つの板状ワークが用意され重ね合わせられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の通電加熱方法。
前記２つの板状ワークを用意するステップと前記２つの板状ワークを重ね合わせるステップでは、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となる前記板状ワークの所定範囲が前記板状ワークの所定割合以上となるように前記２つの板状ワークが用意され重ね合わせられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通電加熱方法。
互いに離間する一対の電極を有し、所定の電気抵抗率を有する同一形状に形成された導電性の２つの板状ワークに前記一対の電極を取り付けて通電することにより前記２つの板状ワークを加熱する通電手段を備え、前記２つの板状ワークに一対の電極を取り付けて通電することにより前記２つの板状ワークを加熱する通電加熱装置であって、
前記電極は、前記通電方向に略直交する方向に延び、
前記通電手段は、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を反転すると共に、前記板状ワークの一方に対して前記板状ワークの他方を所定量オフセットさせて、前記２つの板状ワークの所定範囲において、前記２つの板状ワークの通電方向に直交する断面における断面積の総和が通電方向において略一定となるように重ね合わせられた前記２つの板状ワークを加熱する、
ことを特徴とする通電加熱装置。
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の通電加熱方法によって前記板状ワークを加熱し、成形型を用いて前記加熱された板状ワークをプレス成形する熱間プレス成形方法。