(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に沿う単位長さあたりの抵抗が該一方向に沿って変化するような加熱領域を備えたワークを、前記加熱領域の各部が所定の加熱温度範囲となるように加熱する通電加熱方法であって、
一方の電極と他方の電極とを間隔をおいて前記加熱領域に横断させて配置し、通電状態のまま前記一方の電極と前記他方の電極の何れか一方又は双方を移動させ、
前記一方の電極と前記他方の電極の何れか一方又は双方の電極の移動方向に従って、短冊状に仮想的に分割した領域毎の熱量を制御する、通電加熱方法。
【請求項２】
前記一方の電極と前記他方の電極に、給電部から一定の電流を流す、請求項１に記載の通電加熱方法。
【請求項３】
前記ワークの加熱領域は、一方向に断面積が減少する形状を有しており、その一方向の断面積の減少に応じて前記一方の電極、前記他方の電極のうち何れかを移動する、請求項１に記載の通電加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材などのワークを通電する通電加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の構造物、例えばセンターピラー、リィンフォースメントなどの強度を必要とする部材には、熱処理が施されている。熱処理の種類としては間接加熱と直接加熱とがある。間接加熱には、ワークを炉に収容して炉の温度を制御することで加熱する、いわゆる炉加熱などがある。直接加熱には、ワークに渦電流を流すことで加熱する、いわゆる誘電加熱と、ワークに直接電流を流すことによって加熱する、いわゆる通電加熱がある。
【０００３】
特許文献１では、難加工性の金属材を塑性加工する加工手段の前段において、加熱手段によって金属材を通過する中に、誘導加熱又は通電加熱を施すことが開示されている。それによれば、カッタ装置を備えた加工手段の前段に、誘導加熱用コイル又は電極ローラからなる加熱手段を配置し、電極ローラによって金属材を連続搬送しながら通電加熱している。
【０００４】
奥行き幅が左右方向でほぼ等しい平板状の鋼材を通電により熱処理するには、鋼材の左端部、右端部にそれぞれ一つの電極を配置し、電極間に電圧を印加すればよい。鋼材には一様な電流が流れるので、発熱量は鋼材の部位に依らず均一となる。
【０００５】
しかしながら、奥行き幅が左右方向で異なる板状の鋼材にあっては、鋼材の左端部に複数の電極を並べて配置し、鋼材の右端部に複数の電極を並べて配置し、鋼材の左右端部に配置した電極で対を構成し、各電極対間に等しい電流を流すことにより、鋼材を一様な温度に加熱している。このような技術は例えば特許文献２に開示されている。
【０００６】
板状の鋼材ではないが、鋼棒材を通電加熱する技術が特許文献３に開示されており、それによると、鋼棒材の一端に一方の電極を固定し、鋼棒材のうち加熱を必要とする部分と必要としない部分との境にクランプ型の電極を挟持せしめることにより、鋼棒材を部分的に加熱することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５８７５０１号公報
【特許文献２】特開平０６-７９３８９号公報
【特許文献３】特開昭５３-７５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ワークの中でも奥行き幅が左右方向で異なっている鋼材を熱処理する場合には、炉加熱のように鋼材の単位体積当たりに加える熱量が鋼材の場所毎で異ならないことが望ましい。しかしながら、炉などの加熱装置を用いた場合には、加熱炉のため設備が大掛かりとなるばかりでなく、炉の温度制御が難しい。
【０００９】
そのため、特許文献１〜３に開示されているように、通電によって加熱することが生産コスト上好ましい。しかしながら、特許文献１のように、複数の電極対を設け、それぞれの電極対への通電量を制御するためには、電極対毎に通電量を制御しなければならず、設備コストの上で好ましくない。また、一つのワークに対して複数の電極対を配置する必要があるため、生産性も悪くなる。
【００１０】
そこで、本発明においては、ワークを均一に加熱する際、複数の電極対を用いる必要性が乏しい、通電加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、一方向に沿う単位長さあたりの抵抗が一方向に沿って変化するような加熱領域を備えたワークを、加熱領域の各部が所定の加熱温度範囲となるように加熱する通電加熱方法であって、一方の電極と他方の電極とを間隔をおいて加熱領域に横断させて配置し、通電状態のまま一方の電極と他方の電極の何れか一方又は双方を移動させ、一方の電極と他方の電極の何れか一方又は双方の電極の移動方向に従って、短冊状に仮想的に分割した領域毎の熱量を制御することを特徴とする。
上記構成において、一方の電極と他方の電極に、給電部から一定の電流を流す。
ワークの加熱領域は、一方向に断面積が減少する形状を有しており、その一方向の断面積の減少に応じて一方の電極、他方の電極のうち何れかを移動する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワークの加熱すべき領域の一方向に沿う単位長さ当たりの抵抗が左右で変化しており、例えば一方向に断面積が増加又は減少している場合には、左右に一方の電極と他方の電極とを配置して通電状態で一方向に沿う単位長さ当たりの抵抗が増加する方向に少なくとも一つの電極を移動させる。その際、一方向に沿う単位長さ当たりの抵抗の増加に応じて電極の移動速度を調整する。これにより、移動方向に向けて短冊状に仮想的に分割された領域毎の電気量を、各領域によらず同一性のある範囲とする。その結果、例えば断面積が左右方向で異なっている場合など一方向に沿う単位長さ当たりの抵抗が変化している場合であっても、多数の電極対を配置せずに、各領域に加える熱量を等しくすることができ、加熱領域をほぼ均一加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【図２】直接通電における基本的な関係式を説明するための図である。
【図３】図１に示す通電加熱装置の具体的な構成を示す正面図である。
【図４】図１に示す通電加熱装置の具体的な構成を示す左側面図である。
【図５】図１に示す通電加熱装置の具体的な構成の一部を示す平面図である。
【図６】図１に示す通電加熱装置の具体的な構成を示す右側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電中の状態の平面図、（ｄ）は通電中の状態の正面図、（ｅ）は通電後の状態の平面図、（ｆ）は通電後の状態の正面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の幾つかの実施形態を説明する。本発明において通電加熱方法は、厚みが一定で奥行き幅が左右方向に沿って変化していないワークであっても当然適用できるが、ワークの加熱すべき領域（以下、「加熱領域」という。）の左右の何れかの一方向に沿って奥行き幅や厚みが変化していることにより断面積が減少しているワーク、加熱領域中に開口や切り欠いた領域が存在して、左右の何れかの方向でそれに直交する断面の寸法が減少しているようなワークにも適用可能である。ワークの材質は例えば電流を流して通電加熱される鋼材であり、一つの部材からなっていたり、或いは抵抗率の異なる部材同士を溶接加工などにより一体物にしたものも含まれる。また、ワークには加熱領域が一領域だけ設定されている場合のみならず複数の領域が設定されていてもよい。その場合、複数の領域は隣接していても、隣接せず離れていてもよい。
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【００１６】
本発明の第１実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置１０は、給電部１に電気的に接続され、一方の電極１１及び他方の電極１２からなる電極対１３と、一方の電極１１、他方の電極１２の何れか一方又は双方を移動する移動機構１５と、を備える。
【００１７】
移動機構１５は、一方の電極１１及び他方の電極１２をワークｗに接触した状態でかつ給電部１から電極対１３を経由してワークｗに通電している状態で、一方の電極１１を移動して一方の電極１１と他方の電極１２との間隔を変化させる。よって、ワークの加熱領域を電極の移動方向に沿って短冊状に仮想的に分割した際、その分割した領域に加える熱量を電極の移動方向に沿って減少させることができる。
【００１８】
図１に示す態様では、移動機構１５が一方の電極１１を移動させているので、一方の電極１１を移動電極といい、他方の電極１２はワークｗに接触したままであるので、他方の電極１２を固定電極という。なお、他方の電極１２を移動電極とし、一方の電極１１を固定電極としてもよいし、一方の電極１１及び他方の電極１２の何れも移動電極としてもよい。
【００１９】
ワークｗの加熱領域は、電極対１３に給電部１１から、通電開始から停止するまでに移動電極（図１では一方の電極１１）を移動することにより、電極の移動方向に従って短冊状に仮想的に分割した領域毎の熱量を制御することができる。
【００２０】
図１に示す態様では、ワークｗの全体領域は加熱領域と一致しており、電極の移動方向に従って徐々に奥行き幅が狭くなっている。したがって、給電部１から電極対１３を経由してワークｗに一定電流を流しながら、一方の電極１１の移動速度を調整することにより、分割した領域毎の熱量を制御することができる。
【００２１】
移動機構１５は、一方の電極１１及び他方の電極１２のうち移動すべき電極の移動速度を制御する調整部１５ａと、調整部１５ａによって前記移動すべき電極を移動させる駆動機構１５ｂとを備える。調整部１５ａは、ワークｗの形状及び寸法に関するデータから移動すべき電極の移動速度を求め、駆動機構１５ｂがその求めた移動速度により移動すべき電極を移動させる。調整部１５ａで求める移動速度について以下説明する。
【００２２】
図２に示すように、単位長さの断面積Ａ０に電流Ｉをｔ０（ｓｅｃ）時間流したときの昇温は次式から求まる。
θ０＝ρｅ／（ρ・ｃ）×（Ｉ２×ｔ０）／Ａ０２  （℃）    （式１）
ただし、ρｅは抵抗率（Ω・ｍ）、ρは密度（ｋｇ／ｍ３）、ｃは比熱（Ｊ／ｋｇ・℃）。
単位長さの断面積Ａｎに電流Ｉをｔｎ（ｓｅｃ）時間流したときの昇温は次式から求まる。
θｎ＝ρｅ／（ρ・ｃ）×（Ｉ２×ｔｎ）／Ａｎ２  （℃）    （式２）
ここで、電流Ｉを一定にして、昇温θ０＝θｎとして、次の関係式が成り立つ。
ｔ０／Ａ０２＝ｔｎ／Ａｎ２                                （式３）
よって、一定の電流を流して、異なる断面を同じ温度に加熱する時間は断面積比の２乗に比例する。
移動電極の速度ΔＶを次のようにすればよい。
ΔＶ＝ΔＬ／（ｔ０‐ｔｎ）              （式４）
ただし、ΔＬはワークの左右方向の長さである。
従って、調整部１５ａによって、鋼材などのワークｗの形状及び寸法のデータと、給電部１から供給される電流量、所定の加熱温度から、移動速度を求めることができる。
【００２３】
例えば、図１に示すように、ワークｗの厚みが一定の等脚台形状であって、左右方向に沿って奥行き幅が変化している場合には、左右方向たる一方向に沿って単位当たりの抵抗が変化している。このようなワークｗ全体を加熱すべき領域とした場合には、一方の電極１１と他方の電極１２とを間隔をおいて加熱領域に横断させて配置しておき、給電部１から通電状態のまま一方の電極１１と他方の電極１２の何れか一方又は双方を移動させる。すると、電極の移動方向に沿ってワークｗの奥行き幅が変化しても、例えば一方の電極１１を移動する速度を、単位長あたりの抵抗の変化に応じて、この場合には奥行き幅の変化に対応して、加熱領域の各部に供給される通電の時間を調整することができる。
【００２４】
ワークｗの電極移動方向に沿って奥行き幅単位で短冊状に仮想的に分割したとすると、上述のように通電の時間を調整することで、その分割した領域の抵抗の値に見合った通電量を確保することができ、ワークｗの加熱領域を一定の幅の温度範囲で加熱することができる。
【００２５】
例えば図１のように、ｗが左方向に奥行き幅が狭くなっている平板形状を有している場合には、移動させる電極がワークｗの加熱領域に接触している幅の変化に基いて、その移動速度を調整する。移動速度は、上記式４から、断面積の変化率の２乗に比例した関数で規定される。
【００２６】
ここで、給電部１は直流電源である場合のみならず、交流電源であってもその一定周期の平均電流が変化していなければ、断面積が異なるワークｗの場合には、通電時間を調整することによって、通電による温度上昇幅を、ワークｗの加熱領域の部位によらず同一性の範囲とすることができる。その際、何れの電極も、ワークｗの加熱領域を横断する寸法を有する必要がある。仮想的に短冊状に分割した領域に跨るようにしなければ、領域毎に奥行き方向で電気量が異なるため、均一に加熱することができない。
【００２７】
このように、本発明の第１実施形態に係る通電加熱方法によれば、ワークｗの奥行き幅が左右方向で変化している場合には、一つの電極対１３のうち少なくとも一方の電極１１を移動することにより、ワークｗを均一加熱することができる。従来のように、ワークｗの加熱領域の相対する両端部に対をなすように電極を配置し、その電極の対を複数設け、各電極対によらず電流が流れるように、供給量を制御する必要がなくなる。
【００２８】
図３〜図６は、図１に示す通電加熱装置の具体的な構造を示し、図３は正面図、図４は左側面図、図５は平面図、図６は右側面図である。図３〜図６に示すように、通電加熱装置２０は、ワークｗを上下方向から挟む電極部２１ａ，２２ａと補助電極部２１ｂ，２２ｂとにより各電極２１，２２が構成されている。
【００２９】
図３において、移動電極２１が向かって左側に配置され、固定電極２２が向かって右側に配置されている。移動電極２１、固定電極２２の何れも、対をなすリード部２１ｃ，２２ｃと、ワークｗに接触する電極部２１ａ，２２ａと、ワークｗを電極部２１ａ，２２ａ側に押圧する補助電極部２１ｂ，２２ｂと、を備えている。
【００３０】
図３に示すように、移動機構２５として、ガイドレール２５ａが左右方向に延設され、その上方に、ねじ軸からなる移動制御棒２５ｂが左右方向に延設され、ガイドレール２５ａ上をスライドするスライダー２５ｃに移動制御棒２５ｂが螺合しており、移動制御棒２５ｂをステップモータ２５ｄにより速度調整して回転することで、スライダー２５ｃが左右へ移動する。
【００３１】
移動電極用のリード部２１ｃが、絶縁板２１ｄを介在してスライダー２５ｃ上に配置され、給電部１に電気的に接続された配線２ａが移動電極用のリード部２１ｃの一端部に固定され、移動用の電極部２１ａが移動電極用のリード部２１ｃの他端部に固定されており、移動用の補助電極部２１ｂを上下動可能に配置する吊り下げ機構２６が配設されている。
【００３２】
吊り下げ機構２６が、ステージ２６ａ，壁部２６ｂ，２６ｃ及び橋部２６ｄ等で構成された架台に設けられている。即ち、ステージ２６ａの他端部に奥行き方向に離隔して設けられた対の壁部２６ｂ，２６ｃと、壁部２６ｂ，２６ｃ上端に架け渡された橋部２６ｄと、橋部２６ｄの軸上に取り付けられたシリンダーロッド２６ｅと、シリンダーロッド２６ｅの先端部に取り付けられる挟持部２６ｆ（固定具と呼んでもよい。）と、補助電極部２１ｂを絶縁して保持する保持プレート２６ｇと、を備える。シリンダーロッド２６ｅの先端が挟持部２６ｆの上端に固定され、壁部２６ｂ，２６ｃのそれぞれ対向面に支持部２６ｉが設けられ保持プレート２６ｇを連結軸２６ｈで揺動可能な状態でガイドする。シリンダーロッド２６ｅが上下動することにより、挟持部２６ｆ、連結軸２６ｈ、保持プレート２６ｃ及び補助用電極部２１ｂが上下動する。その際、ワークｗの加熱領域を横断するように固定用の電極部２１ａ及び補助用電極部２１ｂが延びているので、連結軸２６ｈで揺動されることにより、固定用の電極部２１ａの上面と補助用電極２１ｂの下面の各全面をワークｗに押し当てることができる。
【００３３】
吊り下げ機構２６及び移動電極用のリード部２１ｃが移動機構２５により左右に移動しても、移動用の電極部２１ａと移動用の補助電極部２１ｂとが平板状のワークｗに接触したまま挟持するように、移動用の電極部２１ａ、移動用の補助電極部２１ｂでは、何れも、ワークｗの奥行き方向にワークｗを横断するように転動ローラ２７ａ，２７ｂが配置され、転動ローラ２７ａ，２７ｂを一対の軸受２８ａ，２８ｂで転動自在にしている。移動機構２５が移動用の電極部２１ａ及び移動用の補助電極部２６ｂを左右に移動しても、一対の軸受２８ａ，２８ｂ及び転動ローラ２７ａを経由してワークｗに通電した状態を維持することができる。なお、移動電極は、ワークの加熱すべき領域に接触しつつ転動又は摺動をする手段を有し、その具体的な形態として転動ローラ２７ａ，２７ｂを採用している。
【００３４】
通電加熱装置２０の他方側には固定電極２２が設置されている。図３に示すように、固定電極用の引っ張り手段２９がステージ２９ａ上に配置されている。固定電極用のリード部２２ｃが固定電極用の引っ張り手段２９上に絶縁板２９ｂを介在して配置されている。給電部１に電気的に接続された配線２ｂが固定電極用のリード部２２ｃの一端部に固定されている。固定用の電極部２２ａは固定電極用のリード部２２ｃの他端部に固定されている。固定用の補助電極部２２ｂを上下動可能に配置する吊り下げ機構３１が固定用の電極部２２ａを覆うように配置される。
【００３５】
固定電極用の引っ張り手段２９は、絶縁板２９ｂの下面に接続されてステージ２９ａを左右に移動させる移動手段２９ｃと、絶縁板２６ｂを直接左右にスライドするためのスライダー２９ｄ，２９ｅと、スライダー２９ｄ，２９ｅをガイドするガイドレール２９ｆとを有しており、移動手段２９ｃによって、補助電極部２２ｂ、電極部２２ａ及び固定電極用のリード部２２ｃを左右にスライドして位置調整する。通電加熱装置２０にこのような引っ張り手段２９を設けていることにより、ワークｗが通電加熱により膨張しても平坦化することができる。
【００３６】
吊り下げ機構３１は、ステージ３１ａの他端部に奥行き方向に離隔して立設した対の壁部３１ｂ，３１ｃと、壁部３１ｂ，３１ｃ上端に架け渡された橋部３１ｄと、橋部３１ｄの軸上に取り付けられたシリンダーロッド３１ｅと、シリンダーロッド３１ｅの先端部に取り付けられる挟持部３１ｆと、補助電極部２２ｂを絶縁して保持する保持プレート３１ｇと、を備える。保持プレート３１ｇは連結軸３１ｈを介して挟持部３１ｆで挟持される。シリンダーロッド３１ｅの先端が挟持部３１ｆの上端に固定され、吊り下げ機構２６と同様に、壁部３１ｂ，３１ｃのそれぞれ対向面に設けた支持部によって保持プレートを揺動自在に支持する。シリンダーロッド３１ｅが上下動することにより、挟持部３１ｆ、連結軸３１ｈ、保持プレート３１ｇ及び補助用電極部２２ｂが上下動する。その際、ワークｗの加熱領域を横断するように固定用の電極部２２ａ及び補助用電極部２２ｂが延びているので、連結軸３１ｈで揺動することにより、固定用の電極部２２ａの上面と補助用電極部２２ｂの下面の各全面をワークｗに押し当てることができる。
【００３７】
図３乃至図６に示さないが、水平支持手段によってワークｗを水平に支持しておき、固定用電極２１と補助用電極２２でワークｗを挟んで固定し、移動用電極２１と補助電極２２とでワークｗを挟み、移動機構２５が移動用電極２１及び補助電極２２を移動する。速度調整部１５ｂによって移動速度を制御しながら、移動機構２５により移動用電極２１を移動する。よって、速度調整部１５ｂによりワークｗの形状に応じて、移動用電極２１及び補助電極２２の移動速度を調整することによって、ワークｗの加熱領域を均一に加熱することができる。
【００３８】
このように、通電加熱装置２０では、ワークｗを上下で挟むように電極部２１ａと補助用電極部２１ｂとを配置する。ワークｗの加熱領域を横断する形状を有する中実の電極部２１ａが、電極移動方向に沿って敷設された一対のリード部２１ｃ（ブスバーと呼んでもよい。）に横断して設けられる。電極部２１ａと補助用電極部２１ｂ及び一対のリード部２１ｃが駆動機構２５によって電極移動方向に沿って移動する手段に取り付けられている。電極部２１ａ及び補助用電極部２１ｂの少なくとも何れか一方が押圧手段としてのシリンダーロッド２６ｅによって上下動して、電極部２１ａと補助用電極部２１ｂとでワークｗを挟んだまま、ワークｗ上を走行することにより、ブスバー２１ｃを経由して電極部２１ｂからワークｗに通電しながら移動する。
【００３９】
なお、図３乃至図６に示した形態のみならず、電極部２１ａ及び補助用電極部２１ｂの少なくとも何れか一方が押圧手段としてのシリンダーロッド２６ｅによって上下動して、電極部２１ａと補助用電極部２１ｂとでワークｗを挟んだまま、電極部２１ａが一対のブスバー上を走行することによりブスバーを経由して電極部２１ｂからワークｗに通電しながら移動できるように設計変更してもよい。
【００４０】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【００４１】
本発明の第２実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置４０は、図７に示すように、給電部１に電気的に接続され、一方の電極４１及び他方の電極４２からなる電極対４３と、一方の電極４１、他方の電極４２の双方を移動する移動機構４４，４５と、を備える。
【００４２】
各移動機構４４，４５は、一方の電極４１，他方の電極４２をワークｗに接触した状態でかつ給電部１から電極対４３を経由してワークｗに通電している状態で、互いに接触しないように配置された一方の電極４１，他方の電極４２をそれぞれ移動して一方の電極４１と他方の電極４２との間隔を広げる。
【００４３】
図７に示すように、ワークｗが、平面視でひし形の形状を有しており、一定の均一厚みである場合には、奥行き幅が中央部で最も長く、左右の両端部で徐々に短くなる。このようなワークｗを同一の温度範囲となるように加熱するためには、一方の電極４１及び他方の電極４２をワークｗの中央部に短い間隔を隔ててワークｗを横切るように配置して給電部１から一定電流を流しながら、一方の電極４１と他方の電極４２とを互いに逆方向に同じ速度で移動すればよい。
【００４４】
第２実施形態において使用される具体的な装置構成については、図３〜図６に示す第１実施形態の構成のうち、左側に配置されている移動電極を右側にも配置すればよい。
【００４５】
（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電中の状態の平面図、（ｄ）は通電中の状態の正面図、（ｅ）は通電後の状態の平面図、（ｆ）は通電後の状態の正面図である。
【００４６】
第３実施形態では、ワークｗは、図８に示すように、平面視で一方の等脚台形の領域と他方の等脚台形の領域とに対称に仮想的に区分し得るものであって、各領域のうち互いに平行な辺部の対のうち長辺部を外側に配置して短辺部同士を連続してなるものである。つまり、第１実施形態の図１において示したワークｗを二つ連結したようなものである。その場合には、第１実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置１０を次のように改良することにより、本発明を適用することができる。
【００４７】
本発明の第３実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置５０は、電極対５３ａ及び移動機構５６ａを備える通電ユニット５０ａと、電極対５３ｂ及び移動機構５６ｂを備える通電ユニット５０ｂとを、それぞれ左右に配置する。ワークｗの平面視で左側に配置される電極対５３ａは一方の電極５１ａと他方の電極５２ａとからなる。
【００４８】
左側の通電ユニット５０ａでは、固定電極として、一方の電極５１ａが平面視でワークｗの左端部に配置され、移動電極として他方の電極５２ａが平面視で一方の電極５１ａの右側に僅かな間隔を開けて配置され、移動機構５６ａにより移動する。
【００４９】
右側の通電ユニット５０ｂでは、固定電極として、一方の電極５１ｂが平面視でワークｗの右端部に配置され、移動電極として他方の電極５２ｂが平面視で一方の電極５１ｂの左側に僅かな間隔を開けて配置され、移動機構５５ｂにより移動する。
【００５０】
各移動機構５５ａ，５５ｂは、第１実施形態、第２実施形態と同様、移動電極の移動速度を制御する調整部５４ａ，５４ｂと、調整部５４ａ，５４ｂによって移動電極を移動させる駆動機構５５ａ，５５ｂとを備える。調整部５４ａ，５４ｂは、ワークｗの形状及び寸法に関するデータから移動電極の移動速度を求め、駆動機構５５ａ，５５ｂがその求めた移動速度により移動電極を移動させる。
【００５１】
図８（ａ），（ｂ）のように各電極が配置され、給電部１により各電極対５３ａ，５３ｂを経由してワークｗに給電されている状態で、図８（ｃ），（ｄ）に示すように移動機構５６ａ，５６ｂにより他方の電極５２ａ、５２ｂをそれぞれ移動して、一方の電極５１ａ，５１ｂからそれぞれ遠ざける。その後、図８（ｅ），（ｆ）に示すように他方の電極５２ａ，５２ｂを何れもワークｗから非接触となるように上下方向に移動する。その際、給電部１から各電極対５３ａ，５３ｂに通電を停止して、図示しない切替器を用いて回路を切り替え、電極５１ａと電極５１ｂとの間に給電部１から通電を再開する。これにより、ワークｗのうち他方の電極５２ａと他方の電極５２ｂとの間の部位を通電して加熱することができる。
【００５２】
第３実施形態においても、移動機構５６ａ，５６ｂで移動電極としての他方の電極５２ａ，５２ｂをワークｗの形状及び寸法に基づいて移動速度を制御して移動することにより、電極対５３ａにより一方の電極５１ａと他方の電極５２ａとの間で通電し、電極対５３ｂにより一方の電極５１ｂと他方の電極５２ｂとの間で通電することにより、ワークｗの部位毎の熱量を等しくして、均一加熱することができる。
【００５３】
なお、通電ユニット５０ａ，５０ｂの各構成については第１実施形態と同様の構成を適用することができ、具体的な構成としては図３〜図６に示すものを挙げられる。
【００５４】
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【００５５】
図９に示す通電加熱装置１０の構成は図１に示す通電加熱装置１０と同じである。つまり、本発明の第４実施形態に係る通電加熱方法の実施に使用される通電加熱装置１０は、給電部１に電気的に接続され、一方の電極１１及び他方の電極１２からなる電極対１３と、一方の電極１１、他方の電極１２の何れか一方又は双方を移動する移動機構１５と、を備える。移動機構１５は、一方の電極１１及び他方の電極１２をワークｗに接触した状態でかつ給電部１から電極対１３を経由してワークｗに通電している状態で、一方の電極１１を移動して一方の電極１１と他方の電極１２との間隔を変化させる。
【００５６】
第４実施形態は、第１実施形態とワークｗの形状が異なっている。即ち、ワークｗが平面視において左右方向に沿って奥行き幅が変化しておらず、厚みが一方向に減少している。これにより一方向に断面積が減少している。
【００５７】
第４実施形態においても、ワークｗの加熱領域は、電極対１３に給電部１１により、通電開始から停止するまでに移動電極（図９では一方の電極１１）を移動することで、電極の移動方向に従って短冊状に仮想的に分割した領域毎の熱量を制御することができる。
【００５８】
例えば図９のように、ワークｗが左方向に厚みが小さくなっている場合においても、移動速度を、上記式４から、断面積の変化率の２乗に比例した関数で規定される。
【００５９】
（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【００６０】
図１０に示す通電加熱装置１０は図１に示す通電加熱装置１０と構成は同じである。ワークｗにおいて加熱領域がワークｗの全体ではなく、左右何れかの一方の領域である点において異なる。つまり、ワークｗの全体領域が、加熱領域ｗ１と非加熱領域ｗ２の２つの領域に区分される点である。これは、加熱領域ｗ１の素材と非加熱領域ｗ２の素材とが異なっており、両者を溶接によって接続して一体化したものである。このようなワークｗの使用例としては、加熱領域ｗ１の硬度と増加させて非加熱領域ｗ２を衝撃等によって変形し易くして衝撃を吸収する部材が挙げられる。この場合には、加熱領域ｗ１のうち一方向と直交する方向に沿う断面積が大きい側に一方の電極１１と他方の電極１２とを配置して、その断面積が小さくなる方向に移動する。移動速度については、式４に基づいて設定すればよい。これにより、第５実施形態においても、ワークｗの加熱領域ｗ１は、電極対１３に給電部１１により通電開始から停止するまでに移動電極（図１０では一方の電極１１）を移動することで、電極の移動方向に従って短冊状に仮想的に分割した領域毎の熱量を制御することができる。
【００６１】
（第６実施形態）
図１１は、本発明の第６実施形態に係る通電加熱方法を実施する際に使用される通電加熱装置のコンセプトを示しており、（ａ）は通電前の状態の平面図、（ｂ）は通電前の状態の正面図、（ｃ）は通電後の状態の平面図、（ｄ）は通電後の状態の正面図である。
【００６２】
図１１に示す通電加熱装置４０は図７に示す通電加熱装置４０と構成は同じである。異なるのは、ワークｗの左右一方は熱間加工温度にほぼ均一に加熱する領域ｗ１であり、他方が焼入れ温度よりも低い温間加工温度に均一に加熱する領域ｗ２の点である。このワークｗの全体領域が、異なる温度にそれぞれ加熱される領域ｗ１，ｗ２からなっている点である。このワークｗは、第５実施形態と同様、領域ｗ１の素材と領域ｗ２の素材とが異なっており、両者を溶接によって接続して一体化したものである。この場合には、何れも移動電極４１，４２がそれぞれ移動機構４４，４５によって移動される。左側の領域ｗ１は熱間加工温度に均一に加熱されるのに対して、右側の領域ｗ２は温間加工温度に加熱され、後工程でプレスされやすくする。そのため、移動電極４１，４２の間に一定電流を流しながら、移動機構４４が移動電極４１を式４の関係を満たすように移動して領域ｗ１を均一の熱間加工温度に加熱し、領域ｗ２が所定の温間加熱温度に加熱されるよう移動機構４５が移動電極４２を移動する。その際、移動電極４１，４２のそれぞれの移動開始時間及び移動終了時間については各領域ｗ１，ｗ２の左右方向の寸法、熱間加工温度、温間加工温度に応じて適宜設定すればよい。
【００６３】
以上、複数の実施形態を説明したが、本発明は、ワークｗの形状及び寸法に応じて適宜変更して実施することができる。ワークｗは図示した形状に限定されず、ワークｗが、一方向に沿う断面積が小さくなるなどして単位長さ当たりの抵抗が大きくなる領域を含んでいれば、その方向に電極を移動させることによりその領域を均一加熱することができる。なお、ワークｗは、外周辺のうち左右端をつなぐ横辺は直線である必要はなく湾曲していてもよいし、横辺が複数の直線や曲率の異なる曲線をつなげて構成されていてもよい。
【００６４】
また、上述の説明では、ワークｗ全体が加熱領域である場合、ワークｗの一部が加熱領域である場合、ワークｗが複数の領域に分けられており各領域が加熱領域である場合について説明しているが、それ以外にも、ワークｗに対して間隔をおいて配置される一方及び他方の電極の何れかの移動電極の移動方向に対して交差する方向に、つまりワークｗの左右方向ではなく奥行き方向に加熱領域が分かれており、その各加熱領域毎に移動電極を配置するようにしてもよい。その際、加熱領域は奥行き方向に隣接して分かれていてもよいし、奥行き方向に分離して設定されていてもよい。
【００６５】
このように、ワークｗの形状及び寸法並びにワークｗにおける加熱領域に応じて移動すべき電極を一又は複数設けてワークｗを通電加熱するように適宜設計変更することも、本発明の範囲に含まれる。その際、固定電極を必要に応じて用いてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１：給電部
２ａ，２ｂ：配線
５Ｌ，５Ｒ：電極
１０，２０，４０，５０：通電加熱装置
１１：一方の電極（移動電極）
１２：他方の電極（固定電極）
１３：電極対
１５：移動機構
１５ａ：調整部
１５ｂ：駆動機構
２１：電極（移動電極）
２２：電極（固定電極）
２１ａ，２２ａ：電極部
２１ｂ，２２ｂ：補助電極部
２１ｃ，２２ｃ：リード部
２１ｄ：絶縁板
２５：移動機構
２５ａ：ガイドレール
２５ｂ：移動制御棒
２５ｃ：スライダー
２５ｄ：ステップモータ
２６，３１：吊り下げ機構
２６ａ，３１ａ：ステージ
２６ｂ，２６ｃ，３１ｂ，３１ｃ：壁部
２６ｄ，３１ｄ：橋部
２６ｅ，３１ｅ：シリンダーロッド
２６ｆ，３１ｆ：挟持部
２６ｇ，３１ｇ：保持プレート
２６ｈ，３１ｈ：連結軸
２６ｉ：支持部
２７ａ，２７ｂ：転動ローラ
２８ａ，２８ｂ：軸受
２９：引っ張り手段
２９ａ：ステージ
２９ｂ：絶縁板
２９ｃ：移動手段
２９ｄ，２９ｅ：スライダー
２９ｆ：ガイドレール
４１：一方の電極（移動電極）
４２：他方の電極（移動電極）
４３：電極対
４４，４５：移動機構
４４ａ，４５ａ：調整部
４４ｂ，４５ｂ：駆動機構
５０ａ，５０ｂ：通電ユニット
５１ａ，５１ｂ：一方の電極（固定電極）
５２ａ，５２ｂ：他方の電極（移動電極）
５３ａ，５３ｂ：電極対
５４ａ，５４ｂ：駆動機構
５５ａ，５５ｂ：調整部
５６ａ，５６ｂ：移動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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