JP5835328B2 - 通電加熱装置及び方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献1には、被加熱材の中央部下方に配置される複数のピンを用いて、通電加熱中の被加熱材を支持し、垂れ下がりを防止する構成が開示されている。
一方、通電加熱による加熱精度を確保するためには、電極と被加熱材との接触面積を出来る限り小さくし、電流分布の発生を抑えることが好ましい。しかしながら、小さい接触面積にてクランプした状態でクランプ装置を移動すると、被加熱材を引っ張る際に電極表面と被加熱材との間に滑りが生じる、又は滑りを防止するために大きな力でクランプすると、電極表面と被加熱材との間に大きな摩擦力が掛かって、電極が摩耗してしまう。
前記通電加熱中に前記傾斜面に前記電極を引っ掛けて、前記一対のクランプ装置を互いに離れる方向に移動させることによって、前記クランプ装置に挟持される被加熱材にテンションを付与する工程と、を含む。
通電加熱装置1は、ワーク2の長手方向両端部を挟持して支持するとともに、挟持部からワーク2に通電することによって、ワーク2を通電加熱する。通電加熱装置1では、ワーク2は厚み方向を上下方向とした状態でセットされ、長手方向に沿って通電される。
なお、ワーク2において、通電加熱装置1によって挟持されるクランプ部はワーク2の端部に限定されるものではなく、通電加熱形態に応じた部位に設定できる。
クランプ装置10・10は、ワーク2を上下方向から挟持するとともに、ワーク2に通電するための装置である。クランプ装置10・10は、適宜の移動装置を含み、互いに離れる方向に移動可能である。
クランプ装置10・10は、ワーク2に通電しつつ、互いに離れる方向に移動することにより、加熱に起因する材料膨張によるたわみを防止する。言い換えれば、クランプ装置10・10は、ワーク2の平面方向(長手方向)に沿って、中央から端部に向かう方向に移動する。これにより、クランプ装置10・10間の距離が大きくなり、クランプ装置10・10に支持されるワーク2にテンションが付与され、たわみが防止される。
一対のクランプ装置10・10のうち、一方の電極20を正極、他方の電極20を負極とし、それぞれの電極20に適宜の電圧を印加することによって、ワーク2に所望の通電を行う。
固定台30は、クランプ装置10に固定されており、上下方向に移動不能に支持されている。なお、クランプ装置10の移動の際には、ワーク2の長手方向に沿って移動可能である。
可動台40は、上下方向に移動可能であり、電極20の上下方向の移動に従動する。電極20を下方へ押し付けてワーク2をクランプする際は、電極20による下方への押圧力を受けて、下方に移動する。他方、ワーク2の通電加熱終了後は、電極20によるクランプが外れて、電極20の上方への移動に伴って可動台40も上方に移動する。
段差部21は、電極20の下段面から上方に向けて立設される対向面22を有する。対向面22は、段差部21の外側壁面(ワーク2の端部側壁面)として形成されている。対向面22は、クランプ装置10・10の移動方向に対して傾斜しており、ワーク2の平面方向に対して傾斜する面として設けられる。つまり、対向面22は、クランプ装置10・10の移動方向に対して抵抗を与え得る平面として形成される。本実施形態の対向面22は、ワーク2の平面方向に対して直交する面として設けられ、ワーク2の幅方向に沿って設けられる。
さらに、電極20からの押圧力を受けて下方に移動するワーク2の端部には、固定台30から上方への圧力がかかり、段差50及び電極20の段差部21によって形成される形状に折り曲げられる。このようにして、ワーク2の端部が曲げ成形されて、段形状に成形される。
このとき、ワーク2の端部には、段差部21及び段差50によって、ワーク2の平面方向に対して直交する予備成形部60が設けられる。言い換えれば、ワーク2の端部には、通電加熱中のクランプ装置10・10の移動方向に対して傾斜する傾斜面61を含む予備成形部60が設けられる。傾斜面61は、ワーク2の端部において、略垂直方向に延びる平面であり、電極20の対向面22の形状に沿って成形される。
ワーク2の温度上昇に応じて、クランプ装置10・10を互いに離れる方向に移動させることによって、ワーク2の平面方向にテンションを加えて材料膨張に起因するたわみを防止する。
以上のように、ワーク2へのテンションの付与方向をクランプ装置10・10の移動方向と同一方向とし、ワーク2の表面との摩擦力による引っ張り力を利用しない形態を実現できる。従って、電極20・20とワーク2の表面との間に大きな摩擦力が発生することを防止でき、電極20・20の摩耗を抑えることができる。これにより、電極20・20とワーク2との均一な接触を確保でき、加熱精度を確保できる。
図4に示すように、クランプ装置10の電極として、上述のように構成される電極20を複数備えた回転式の電極群25としても良い。例えば、電極群25は、上下方向に移動可能に構成される回転軸26を備え、回転軸26の周方向に向けて等間隔に配置される四つの電極20を備える。この場合、実際にワーク2を挟持するのに用いられる電極20は、回転軸26の下方に位置する電極20である。
このように、回転軸26周りに同一構成の電極20を複数配置することによって、一つの電極20に不具合が生じた場合に、回転軸26を回転させて他の電極20に早急に交換することが可能であり、生産性の向上に寄与できる。
載置台70は、上端面の中央部に凹部71を含む。凹部71は、断面視方形状の溝であり、載置台70の幅方向に沿って設けられる。凹部71は、載置台70の上面から下方に向けて窪むように設けられ、その内側(ワーク2の端部側)の壁面は対向面72として形成される。載置台70の凹部71を除く平面部位は、ワーク2を載置するための面として利用される。
電極20は、段差部21に代えて、凹部71に応じた形状を有する凸部73を具備する。凸部72は、電極20の下面から下方向に突出して設けられる。凸部72は、電極20の幅方向に沿って設けられ、断面視方形状を有する。凸部73の外側(ワーク2の長手方向中央側)の壁面は対向面74として形成される。
このように、載置台70の凹部71及び電極20の凸部73によっても、ワーク2の端部に予備成形部60を成形することが可能である。また、この場合の予備成形部60には、凹部71の対向面72及び凸部73の対向面74によって、クランプ装置10の移動方向に対して傾斜する傾斜面61を二つ成形することができ、電極20と載置台70とによるクランプ力を増大することが可能である。
さらには、載置台70の構成を簡易なものとすることができ、設備コスト的に優れたものを提供できる。
このように、ワーク2の端部の成形形状を湾曲状に設定することにより、予備成形部60の端部形状の角度を緩やかにできる。言い換えれば、曲面状の傾斜面62・62を有する予備成形部60を成形することによって、ワーク2と電極20との接触部分に鋭角部位が形成されることを防止できる。このため、電極20からワーク2への通電加熱時に電流が過度に集中することを確実に防ぐことができ、加熱精度を確保できる。
また、図5及び図6に示すクランプ装置の電極20において、図4に示すように回転軸25の周囲に複数備える構成としても良い。
Claims (4)
- 通電用の電極を兼ねた一対のクランプ装置を具備し、通電加熱中にクランプ装置を互いに離れる方向に移動させることによって、前記クランプ装置に挟持される被加熱材にテンションを付与する通電加熱装置であって、
前記クランプ装置は、当該クランプ装置の移動方向に対して傾斜する対向面を含み、
前記対向面によって、前記被加熱材における前記クランプ装置に挟持されるクランプ部に、当該被加熱材の平面方向に対して傾斜する傾斜面を含む予備成形部を成形するとともに、前記通電加熱中に前記傾斜面に前記電極を引っ掛けて、前記一対のクランプ装置を互いに離れる方向に移動させることによって、前記クランプ装置に挟持される被加熱材にテンションを付与する通電加熱装置。 - 前記クランプ装置は、前記対向面を含み、前記被加熱材に対して近接方向及び離間方向に移動可能な電極と、前記被加熱材を挟んで前記電極と対向し、前記被加熱材を載置するための固定台及び可動台とを具備し、
前記電極には、下面から下方に向けて突出する段差部が形成されるとともに、当該段差部の壁面に前記対向面が形成され、
前記可動台は、前記電極の移動に従動して移動可能であり、前記電極が被加熱材に対して近接方向に移動する際に、前記固定台に対して相対的に移動することによって、固定台との間に段差が形成され、
前記クランプ装置によって被加熱材を挟持する際に、前記電極の段差部と前記固定台及び可動台に形成される段差とによって、前記被加熱材を曲げ成形して予備成形部を成形する請求項1に記載の通電加熱装置。 - 前記クランプ装置は、前記対向面を含み、前記被加熱材に対して近接方向及び離間方向に移動可能な電極と、前記被加熱材を挟んで前記電極と対向し、前記被加熱材を載置するための載置台を具備し、
前記電極には、下面から下方に向けて突出する凸部が形成され、
前記載置台には、前記凸部に応じた凹部が形成され、
前記クランプ装置によって被加熱材を挟持する際に、前記凸部と凹部とによって、前記被加熱材を曲げ成形して予備成形部を成形する請求項1に記載の通電加熱装置。 - 通電用の電極を兼ねた一対のクランプ装置を具備し、通電加熱中にクランプ装置を互いに離れる方向に移動させることによって、前記クランプ装置に挟持される被加熱材にテンションを付与する通電加熱装置を用いて、前記被加熱材に通電加熱する通電加熱方法であって、
前記クランプ装置によって被加熱材を挟持する際に、前記被加熱材における前記クランプ装置に挟持されるクランプ部に、当該被加熱材の平面方向に対して傾斜する傾斜面を含む予備成形部を成形する工程と、
前記通電加熱中に前記傾斜面に前記電極を引っ掛けて、前記一対のクランプ装置を互いに離れる方向に移動させることによって、前記クランプ装置に挟持される被加熱材にテンションを付与する工程と、を含む通電加熱方法。
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