JP3923423B2 - 導電性ロッド状部材の通電加熱設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性ロッド状部材の通電加熱設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
導電性ロッド状部材を通電加熱し，次いで，そのロッド状部材に，それの内周面に密着するような心金を貫通させ，その後ロッド状部材を，それの両端部を把持して，内径を変化させることなく軸線方向に引張り，一端部側に存する大外径部と，他端部側に存する小外径部と，それら大，小外径部間に存するテーパ部とよりなる成形品を得る場合，ロッド状部材には，通電加熱によって，次のような温度分布を現出させることが必要である。即ち，その温度分布は，導電性ロッド状部材において，それの軸線方向の一端部側に在って小外径部に対応する第１昇温領域と，中間部に在ってテーパ部に対応する第２昇温領域と，さらに他端部側に在って大外径部に対応する第３昇温領域とよりなり，第１昇温領域の温度Ｔｆと第３昇温領域の温度ＴｔとはＴｆ＞Ｔｔの関係にあり，第２昇温領域の温度は第１昇温領域側端部から第３昇温領域側端部に向って下降する，といったものである。
【０００３】
従来，導電性ロッド状部材の通電加熱に用いることが可能な設備としては，例えば，被加熱部材の両側にそれぞれ複数の電極を備え，相対向する両電極を通電用電極対とするようにしたものが知られている（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２６４２６０号公報（［００１４］〜［００１７］）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来設備はロッド状部材において，それの所定長さ範囲を一定温度に加熱するものであるから，前記のような温度分布を現出させることはできない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は，導電性ロッド状部材において前記のような温度分布を容易に現出させることが可能な前記通電加熱設備を提供することを目的とする。
【０００７】
前記目的を達成するため本発明によれば，導電性ロッド状部材に現出される温度分布が，その軸線方向の一端部側に存する第１昇温領域と，中間部に存する第２昇温領域と，他端部側に存する第３昇温領域とよりなり，前記第１昇温領域の温度Ｔｆと前記第３昇温領域の温度ＴｔとはＴｆ＞Ｔｔの関係にあり，前記第２昇温領域の温度は前記第１昇温領域側端部から前記第３昇温領域側端部に向って下降する，といったように前記導電性ロッド状部材を通電加熱するために用いられる通電加熱設備であって，前記ロッド状部材において，前記第１昇温領域に対応する第１被加熱領域に在るロッド状部材一端部に圧接可能な主電極と，前記第１被加熱領域の第２昇温領域側の端部に圧接可能な第１切換え電極と，前記第２昇温領域に対応する第２被加熱領域に圧接可能で，且つ前記軸線方向に並ぶ複数の第２切換え電極と，前記第３昇温領域に対応する第３被加熱領域に在るロッド状部材他端部に圧接可能な第３切換え電極と，前記主電極および前記第１〜第３切換え電極を前記ロッド状部材に圧接し，且つそのロッド状部材から離間させる作動装置とを備え，前記作動装置は，前記第１被加熱領域の昇温過程では前記主電極および前記第１切換え電極を前記ロッド状部材に圧接し，また前記第１および第２被加熱領域の昇温過程では前記主電極を前記ロッド状部材に圧接すると共に複数の前記第２切換え電極を，前記第１切換え電極側のものから１つ宛順次前記ロッド状部材に圧接し，さらに前記第１，第２および第３被加熱領域の昇温過程では前記主電極および前記第３切換え電極を前記ロッド状部材に圧接する機能を持つ，導電性ロッド状部材の通電加熱設備が提供される。
【０００８】
前記設備において，主電極および第１切換え電極をロッド状部材に圧接し，両電極を介し第１被昇温領域に通電して，その領域の温度を所定の温度まで上昇させる。この温度は目標温度よりも大幅に低く設定されている。この状態では第２，第３被昇温領域の温度はほぼ室温と同じである。
【０００９】
次に，主電極をロッド状部材に圧接した状態に保持すると共に複数の第２切換え電極を，第１切換え電極側のものから１つ宛順次ロッド状部材に圧接し，主電極および１つの第２切換え電極を介し第１，第２被昇温領域に通電して，第１被昇温領域を前記温度よりも高い温度まで上昇させ，また第２被昇温領域に第１被昇温領域側端部から第３被昇温領域側端部に向って下り階段状に下降する温度勾配を現出させる。この状態では第３被昇温領域の温度はほぼ室温と同じである。
【００１０】
主電極および第３切換え電極をロッド状部材に圧接し，両電極を介しロッド状部材全体に通電して，第１〜第３被昇温領域を目標温度まで上昇させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は導電性ロッド状部材としてのＡｌ合金製パイプ１を示す。Ａｌ合金には，例えばＪＩＳ Ａ５０５２が該当する。このＡｌ合金製パイプ１を通電加熱し，次いで，パイプ１に，それの内周面に密着するような心金２を貫通させ，その後パイプ１を，それの両端部を把持して，内径を変化させることなく軸線方向に引張り，図２に示すように，一端部側に存する大外径部３ａと，他端部側に存する小外径部３ｂと，それら大，小外径部３ａ，３ｂ間に存するテーパ部４とよりなる成形品５を得る。
【００１２】
図３〜５は通電加熱設備６を示し，この通電加熱設備６によりＡｌ合金製パイプ１を通電加熱して，そのパイプ１に次のような温度分布を現出させるものである。その温度分布は，図１に示すようにＡｌ合金製パイプ１において，それの軸線方向の一端部側に在って小外径部３ｂに対応する第１昇温領域Ａ₁ と，中間部に在ってテーパ部４に対応する第２昇温領域Ａ₂ と，他端部側に在って大外径部３ａに対応する第３昇温領域Ａ₃ とよりなり，第１昇温領域Ａ₁ の温度Ｔｆと第３昇温領域Ａ₃ の温度ＴｔとはＴｆ＞Ｔｔの関係にあり，第２昇温領域Ａ₂ の温度は第１昇温領域Ａ₁ 側端部から第３昇温領域Ａ₃ 側端部に向って下降する，といったものである。
【００１３】
通電加熱設備６は上部基板７と，それと対向する下部基板８とを有し，その下部基板８上面にＡｌ合金製パイプ１をかけ渡す一対の支持台９が所定の間隔で立設されている。各支持台９はセラミックス等の熱および電気絶縁性材料よりなる。
【００１４】
上，下基板７，８には通電加熱用銅製電極群が保持されている。その通電加熱用電極群は，主電極１０と，第１切換え電極１１と，複数，実施例で６つの第２切換え電極１２と，第３切換え電極１３とよりなり，それらの電極１０〜１３はＡｌ合金製パイプ１の軸線方向に並んでいる。それらの電極１０〜１３は，相対向する上，下部極ａ，ｂを有し，それらの上部極ａは上部基板７下面に吊持された複数の空気圧式（または油圧式）作動シリンダ１４のピストンロッド１５にそれぞれ取付けられ，またそれらの下部極ｂは下部基板８上面に立設された複数の空気圧式（または油圧式）作動シリンダ１６のピストンロッド１５にそれぞれ取付けられている。
【００１５】
主電極１０において，その上部極ａの一側面にはＪ字状をなす可撓性導電板１７の短板部１８外面がボルト止めされており，その導電板１７の長板部１９内面は，上部第１バスバー２０の一側面にボルト止めされている。また主電極１０において，その下部極ｂの一側面には逆Ｊ字状をなす可撓性導電板２１の短板部１８外面がボルト止めされており，その導電板２１の長板部１９内面は，下部第１バスバー２２の一側面にボルト止めされている。
【００１６】
第１切換え電極１１，各第２切換え電極１２および第３切換え電極１３において，それらの上部極ａの一側面には複数のＪ字状をなす可撓性導電板１７の短板部１８外面がそれぞれボルト止めされており，それら導電板１７の長板部１９内面は，上部第２バスバー２３の一側面にそれぞれボルト止めされている。また第１切換え電極１１，各第２切換え電極１２および第３切換え電極１３において，それらの下部極ｂの一側面には複数の逆Ｊ字状をなす可撓性導電板２１の短板部１８外面がそれぞれボルト止めされており，それら導電板２１の長板部１９内面は，下部第２バスバー２４の一側面にそれぞれボルト止めされている。各可撓性導電板１７，２１は複数の銅製薄板を積層したものである。上，下部第１，第２バスバー２０，２２，２３，２４は図示しない支持部材に固定されている。
【００１７】
電源２５の（−）側端子はリード線２６を介して上部第１バスバー２０に接続され，その上部第１バスバー２０はリード線２７を介して下部第１バスバー２２に接続されている。電源２５の（＋）側端子はリード線２８を介して上部第２バスバー２３に接続され，その上部第２バスバー２３はリード線２９を介して下部第２バスバー２４に接続されている。
【００１８】
Ａｌ合金製パイプ１において，主電極１０は第１昇温領域Ａ₁ に対応する第１被加熱領域Ｂ₁ （図１参照）に在るＡｌ合金製パイプ一端部（ロッド状部材一端部）ｃに圧接可能である。第１切換え電極１１は第１被加熱領域Ｂ₁ の第２昇温領域Ａ₂ 側の端部に圧接可能である。各第２切換え電極１２は第２昇温領域Ａ₂ に対応する第２被加熱領域Ｂ₂ （図１参照）に圧接可能である。第３切換え電極１３は第３昇温領域Ａ₃ に対応する第３被加熱領域Ｂ₃ （図１参照）に在るＡｌ合金製パイプ他端部（ロッド状部材他端部）ｄに圧接可能である。
【００１９】
主電極１０および第１〜第３切換え電極１１〜１３は，各作動シリンダ１４，１６により，各導電板１７，２１の可撓性を利用してＡｌ合金製パイプ１に圧接させられ，且つそのパイプ１から離間させられるものであり，したがってそれら作動シリンダ１４，１６は電極用作動装置を構成する。
【００２０】
次に，通電加熱設備６によるＡｌ合金製パイプ１の加熱作業の一例について説明する。
【００２１】
この加熱作業開始前においては，図３，４に示すように各作動シリンダ１４，１６のピストンロッド１５は収縮していて，主電極１０，第１〜第３切換え電極１１〜１３の上，下部極ａ，ｂはそれぞれ後退位置にある。Ａｌ合金製パイプ１は，図４において各第２切換え電極１２等の上，下部極ａ，ｂの側方からその上，下部極ａ，ｂ間に挿入され，両支持台９間に位置決め架設される。この場合，Ａｌ合金製パイプ１の温度は２０℃とする。またＡｌ合金製パイプ１において，１回の通電加熱による昇温量は２０℃とする。
【００２２】
〔１〕図５，図６（ａ）に示すように，第１被加熱領域Ｂ₁ の昇温過程では，各作動シリンダ１４．１６の作動により，主電極１０および第１切換え電極１１の上，下部極ａ，ｂをそれぞれＡｌ合金製パイプ１に圧接させ，次いで電源２５より主電極１０および第１切換え電極１１を介し第１被加熱領域Ｂ₁ に通電してそれを加熱し，その領域Ｂ₁ を４０℃に昇温する。この場合，第２被加熱領域Ｂ₂ の第１被加熱領域Ｂ₁ との境界部分には温度勾配が生じる。
【００２３】
〔２〕図５，図６（ｂ）に示すように，第１および第２被加熱領域Ｂ₁ ，Ｂ₂ の昇温過程では，各作動シリンダ１４，１６の作動により第１切換え電極１１をＡｌ合金製パイプ１から離間させると共に，先ず，第１切換え電極１１に最も近い第１番目の第２切換え電極１２の上，下部極ａ，ｂをそれぞれＡｌ合金製パイプ１に圧接させ，次いで電源２５より主電極１０および第１番目の第２切換え電極１２を介し第１被加熱領域Ｂ₁ および第２被加熱領域Ｂ₂ のほぼ６分の１に通電してそれぞれ加熱し，その第１被加熱領域Ｂ₁ を６０℃に昇温し，また第２被加熱領域Ｂ₂ に４０℃昇温域を現出させる。この場合，４０℃昇温域の両側には温度勾配を有する部分が存する。
【００２４】
次いで，図７（ａ）に示すように，各作動シリンダ１４，１６の作動により第１番目の第２切換え電極１２をＡｌ合金製パイプ１から離間させると共に，第１切換え電極１１から第２番目の第２切換え電極１２の上，下部極ａ，ｂをそれぞれＡｌ合金製パイプ１に圧接させ，次いで電源２５より主電極１０および第２番目の第２切換え電極１２を介し第１被加熱領域Ｂ₁ および第２被加熱領域Ｂ₂ のほぼ６分の２に通電してそれらを加熱し，その第１被加熱領域Ｂ₁ を８０℃に昇温し，また第２被加熱領域Ｂ₂ に４０℃昇温域および６０℃昇温域をそれぞれ現出させる。この場合，各昇温域の両側には温度勾配を有する部分が存する。
【００２５】
その後，図７（ｂ），図８（ａ），（ｂ），図９（ａ）に示すように，第３番目から第６番目の第２切換え電極１２を順次Ａｌ合金製パイプ１に圧接させると共に各第２切換え電極１２と主電極１０を介して第１被加熱領域Ｂ₁ および第２被加熱領域Ｂ₂ のほぼ６分の３から６分の６に順次通電してそれらを加熱する。
【００２６】
これにより，第１被加熱領域Ｂ₁ は１６０℃に昇温し，また第２被加熱領域Ｂ₂ には，４０℃昇温域，６０℃昇温域，８０℃昇温域，１００℃昇温域，１２０℃昇温域，１４０℃昇温域が現出する。この場合，各昇温域の両側には温度勾配を有する部分が存する。
【００２７】
〔３〕図９（ｂ）に示すように，第１〜第３被加熱領域Ｂ₁ 〜Ｂ₃ の昇温過程では，各作動シリンダ１４，１６の作動により第６番目の第２切換え電極１２をＡｌ合金製パイプ１から離間させると共に，第３切換え電極１３の上，下部極ａ，ｂをそれぞれＡｌ合金製パイプ１に圧接させ，次いで電源２５より主電極１０および第３切換え電極１３を介し第１から第３被加熱領域Ｂ₁ 〜Ｂ₃ ，つまりＡｌ合金製パイプ１全体に通電して加熱し，５００℃（Ｔｆ）の第１昇温領域Ａ₁ と，５００℃以下，３６０℃以上の階段状温度勾配を有する第２昇温領域Ａ₂ と，３６０℃（Ｔｔ）の第３昇温領域Ａ₃ とを現出させるものである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば前記のように構成することによって，導電性ロッド状部材において前記のような温度分布を容易に現出させることが可能な通電加熱設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｌ合金製パイプの斜視図である。
【図２】成形品の斜視図である。
【図３】通電加熱設備の斜視図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】通電時における断面図で，図４に対応する。
【図６】通電加熱の第１，第２段階の説明図である。
【図７】通電加熱の第３，第４段階の説明図である。
【図８】通電加熱の第５，第６段階の説明図である。
【図９】通電加熱の第７，第８段階の説明図である。
【符号の説明】
１……………Ａｌ合金製パイプ（導電性ロッド状部材）
１０…………主電極
１１…………第１切換え電極
１２…………第２切換え電極
１３…………第３切換え電極
１４，１６…作動シリンダ（電極用作動装置）
Ａ₁ …………第１昇温領域
Ａ₂ …………第２昇温領域
Ａ₃ …………第３昇温領域
Ｂ₁ …………第１被加熱領域
Ｂ₂ …………第２被加熱領域
Ｂ₃ …………第３被加熱領域
ｃ……………Ａｌ合金パイプ一端部（ロッド状部材一端部）
ｄ……………Ａｌ合金パイプ他端部（ロッド状部材他端部）

Claims (1)

1. 導電性ロッド状部材（１）に現出される温度分布が，その軸線方向の一端部側に存する第１昇温領域（Ａ₁ ）と，中間部に存する第２昇温領域（Ａ₂ ）と，他端部側に存する第３昇温領域（Ａ₃ ）とよりなり，前記第１昇温領域（Ａ₁ ）の温度Ｔｆと前記第３昇温領域（Ａ₃ ）の温度ＴｔとはＴｆ＞Ｔｔの関係にあり，前記第２昇温領域（Ａ₂ ）の温度は前記第１昇温領域（Ａ₁ ）側端部から前記第３昇温領域（Ａ₃ ）側端部に向って下降する，といったように前記導電性ロッド状部材（１）を通電加熱するために用いられる通電加熱設備であって，前記ロッド状部材（１）において，前記第１昇温領域（Ａ₁ ）に対応する第１被加熱領域（Ｂ₁ ）に在るロッド状部材一端部（ｃ）に圧接可能な主電極（１０）と，前記第１被加熱領域（Ｂ₁ ）の第２昇温領域（Ａ₂ ）側の端部に圧接可能な第１切換え電極（１１）と，前記第２昇温領域（Ａ₂ ）に対応する第２被加熱領域（Ｂ₂ ）に圧接可能で，且つ前記軸線方向に並ぶ複数の第２切換え電極（１２）と，前記第３昇温領域（Ａ₃ ）に対応する第３被加熱領域（Ｂ₃ ）に在るロッド状部材他端部（ｄ）に圧接可能な第３切換え電極（１３）と，前記主電極（１０）および前記第１，第２および第３切換え電極（１１，１２，１３）を前記ロッド状部材（１）に圧接し，且つそのロッド状部材（１）から離間させる電極用作動装置（１４，１６）とを備え，前記電極用作動装置（１４，１６）は，前記第１被加熱領域（Ｂ₁ ）の昇温過程では前記主電極（１０）および前記第１切換え電極（１１）を前記ロッド状部材（１）に圧接し，また前記第１および第２被加熱領域（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）の昇温過程では前記主電極（１０）を前記ロッド状部材（１）に圧接すると共に複数の前記第２切換え電極（１２）を，前記第１切換え電極側（１１）のものから１つ宛順次前記ロッド状部材（１）に圧接し，さらに前記第１，第２および第３被加熱領域（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ ）の昇温過程では前記主電極（１０）および前記第３切換え電極（１３）を前記ロッド状部材（１）に圧接する機能を持つことを特徴とする導電性ロッド状部材の通電加熱設備。

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