(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電気抵抗率を有する導電性の被加熱板材に一対の電極を互いに離間させて取り付けて通電することにより前記被加熱板材を加熱する通電加熱方法であって、
前記被加熱板材と所定の電気抵抗率を有する導電性の加熱補助板材とを重ね合わせるステップと、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とが重ねられた状態で、前記被加熱板材及び前記加熱補助板材に一対の電極を互いに離間させて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、
前記被加熱板材及び前記加熱補助板材の通電方向に直交する各断面において、前記被加熱板材の断面積をＳ１、前記被加熱板材の電気抵抗率をρ１、前記加熱補助板材の断面積をＳ２、前記加熱補助板材の電気抵抗率をρ２としたとき、
前記加熱補助板材として、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とが重ね合わされた状態で、前記被加熱板材の断面積（Ｓ１）と電気抵抗率（ρ１）の逆数との積（Ｓ１／ρ１）と、前記加熱補助板材の断面積（Ｓ２）と電気抵抗率（ρ２）の逆数との積（Ｓ２／ρ２）との和（Ｓ１／ρ１＋Ｓ２／ρ２）が断面によって異なるように、断面積（Ｓ２）又は電気抵抗率（ρ２）の少なくとも一方を調整した加熱調整部を有する加熱補助板材を用いることを特徴とする通電加熱方法。
【請求項２】
前記加熱調整部に、断面積（Ｓ２）を減少させるための孔部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の通電加熱方法。
【請求項３】
前記加熱調整部は、前記孔部を複数有し、且つ、該孔部の大きさにより断面積（Ｓ２）を調整するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の通電加熱方法。
【請求項４】
前記孔部は、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の通電加熱方法。
【請求項５】
前記加熱補助板材は、均一でない厚みを有し、
前記加熱調整部は、該加熱調整部における前記加熱補助板材の厚みにより断面積（Ｓ２）を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の通電加熱方法。
【請求項６】
前記加熱補助板材の一方の面は平らに形成され、他方の面の凹凸により前記加熱調整部の厚みが調整されるように構成され、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせるステップでは、前記加熱補助板材の平らな面を前記被加熱板材に重ね合わせることを特徴とする請求項５に記載の通電加熱方法。
【請求項７】
前記加熱調整部に、断面積（Ｓ２）を減少させるためのスリットが、平面視において通電方向に直交する方向に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の通電加熱方法。
【請求項８】
前記スリットは、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有することを特徴とする請求項７に記載の通電加熱方法。
【請求項９】
前記加熱調整部において、電気抵抗率（ρ２）を増大させるためのめっき部が前記加熱補助板材の少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の通電加熱方法。
【請求項１０】
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせるステップでは、前記電極の取付け部分において、前記被加熱板材と前記加熱補助板材との間に、前記被加熱板材及び前記加熱補助板材よりも小さい電気抵抗率を有する溶着防止板材を介在させて、前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の通電加熱方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の通電加熱方法によって前記被加熱板材を加熱し、成形型を用いて前記加熱された被加熱板材をプレス成形することを特徴とする熱間プレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電加熱によって所定の電気抵抗を有する導電性の板材を加熱する通電加熱方法、及び該通電加熱方法によって加熱された板材をプレス成形する熱間プレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
このように板材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材を迅速に加熱することが求められている。かかる要求に応える加熱方法として、板材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、板材に生じるジュール熱によって迅速に該板材を加熱する通電加熱方法が知られている。この通電加熱方法を採用した場合、一般的に、矩形の板材は略均一に加熱される。
【０００４】
一方で、熱間プレス成形後に成形品の一部に穴加工等の後加工が施される場合や、最終製品に要求される機械特性が部位によって異なる場合などには、後加工が容易となるように後加工部分の硬度を低めにすることや部位によって機械特性を異ならせることなどを目的として、プレス前の被加熱板材を均一でない所定の温度分布で加熱することが求められる。
【０００５】
これに関連して、特許文献１及び２には、被加熱板材が所定の温度分布となるように通電加熱を行う技術が開示されている。
【０００６】
具体的に、特許文献１の技術は、所定温度に維持されるように制御された温度制御部材を被加熱板材の所定部位に接触させた状態で通電加熱を行うことで、この接触部位において加熱中の被加熱板材から抜熱することにより、この部分の加熱温度を低くするものである。この特許文献１の技術によれば、加熱温度を低くしたい各所に温度制御部材が適切に配置された加熱装置を用いることで、被加熱板材を所望の温度分布となるように加熱することが可能になる。
【０００７】
また、特許文献２の技術は、被加熱板材の形状を、平面視において通電方向に直交する幅方向の寸法が通電方向の位置によって変化するような形状とすることで、通電加熱時に被加熱板材を流れる電流密度を通電方向の位置によって変化させるものである。この特許文献２の技術によれば、被加熱板材において通電加熱時の電流密度が高い部分ほど高温となり、通電加熱時の電流密度が低い部分ほど低温となるような温度分布で被加熱板材を加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１３６３４２号公報
【特許文献２】特開２００９−２７４１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術に用いられる加熱装置では、通電加熱時に被加熱板材から抜熱する全ての箇所にそれぞれ前記温度制御部材を配設し、各温度制御部材を被加熱板材に対して接触および離間させるように駆動する駆動機構を設ける必要があるため、加熱装置の構造が複雑化し、設備コストの増大を招いてしまう。
【００１０】
また、特許文献２の技術により通電加熱を行うと、被加熱板材の温度分布が該板材の形状に依存してしまう問題がある。そのため、例えば、平面視において通電方向に直交する幅方向の寸法が大きい部分の加熱温度を高くしたり、逆に該幅方向の寸法が小さい部分の加熱温度を低くしたりすることができない。
【００１１】
そこで、本発明は、通電加熱により被加熱板材を加熱する際、該板材の形状に関わらず、簡単な構成で所定の温度分布となるように加熱できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【００１３】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、
所定の電気抵抗率を有する導電性の被加熱板材に一対の電極を互いに離間させて取り付けて通電することにより前記被加熱板材を加熱する通電加熱方法であって、
前記被加熱板材と所定の電気抵抗率を有する導電性の加熱補助板材とを重ね合わせるステップと、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とが重ねられた状態で、前記被加熱板材及び前記加熱補助板材に一対の電極を互いに離間させて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、
前記被加熱板材及び前記加熱補助板材の通電方向に直交する各断面において、前記被加熱板材の断面積をＳ１、前記被加熱板材の電気抵抗率をρ１、前記加熱補助板材の断面積をＳ２、前記加熱補助板材の電気抵抗率をρ２としたとき、
前記加熱補助板材として、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とが重ね合わされた状態で、前記被加熱板材の断面積（Ｓ１）と電気抵抗率（ρ１）の逆数との積（Ｓ１／ρ１）と、前記加熱補助板材の断面積（Ｓ２）と電気抵抗率（ρ２）の逆数との積（Ｓ２／ρ２）との和（Ｓ１／ρ１＋Ｓ２／ρ２）が断面によって異なるように、断面積（Ｓ２）又は電気抵抗率（ρ２）の少なくとも一方を調整した加熱調整部を有する加熱補助板材を用いることを特徴とする。
【００１４】
また、本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記加熱調整部に、断面積（Ｓ２）を減少させるための孔部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、
前記加熱調整部は、前記孔部を複数有し、且つ、該孔部の大きさにより断面積（Ｓ２）を調整するように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
またさらに、請求項４に記載の発明は、前記請求項２または請求項３に記載の発明において、
前記孔部は、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記加熱補助板材は、均一でない厚みを有し、
前記加熱調整部は、該加熱調整部における前記加熱補助板材の厚みにより断面積（Ｓ２）を調整するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
さらに、請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の発明において、
前記加熱補助板材の一方の面は平らに形成され、他方の面の凹凸により前記加熱調整部の厚みが調整されるように構成され、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせるステップでは、前記加熱補助板材の平らな面を前記被加熱板材に重ね合わせることを特徴とする。
【００１９】
またさらに、請求項７に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記加熱調整部に、断面積（Ｓ２）を減少させるためのスリットが、平面視において通電方向に直交する方向に延設されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明は、前記請求項７に記載の発明において、
前記スリットは、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有することを特徴とする。
【００２１】
さらに、請求項９に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記加熱調整部において、電気抵抗率（ρ２）を増大させるためのめっき部が前記加熱補助板材の少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
またさらに、請求項１０に記載の発明は、前記請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の発明において、
前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせるステップでは、前記電極の取付け部分において、前記被加熱板材と前記加熱補助板材との間に、前記被加熱板材及び前記加熱補助板材よりも小さい電気抵抗率を有する溶着防止板材を介在させて、前記被加熱板材と前記加熱補助板材とを重ね合わせることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１１に記載の発明に係る熱間プレス成形方法は、
前記請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の通電加熱方法によって前記被加熱板材を加熱し、成形型を用いて前記加熱された被加熱板材をプレス成形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
まず、請求項１に記載の発明に係る通電加熱方法によれば、加熱調整部を有する加熱補助板材が被加熱板材に重ねられた状態で通電加熱が行われるため、被加熱板材の加熱温度は、前記加熱調整部を重ねた部分において調整され、これにより、通電方向に直交する断面によって加熱温度が異なるような所望の温度分布で被加熱板材を加熱することができる。
【００２５】
具体的には、加熱補助板材が前記加熱調整部において断面積（Ｓ２）又は電気抵抗率（ρ２）の少なくとも一方が調整されていることにより、この加熱調整部が設けられた断面において、被加熱板材の断面積（Ｓ１）と電気抵抗率（ρ１）の逆数との積（Ｓ１／ρ１）と、加熱補助板材の断面積（Ｓ２）と電気抵抗率（ρ２）の逆数との積（Ｓ２／ρ２）との和（Ｓ１／ρ１＋Ｓ２／ρ２）、ひいては、通電方向の微小範囲における被加熱板材の抵抗と加熱補助板材の抵抗とが並列に接続されているとみなしたときの該微小範囲における合成抵抗を調整することができ、これにより、被加熱板材の加熱温度を通電方向の位置によって異ならせることができる。
【００２６】
また、この発明によれば、上記のように加熱補助板材の加熱調整部により被加熱板材の加熱温度を調整することができるため、被加熱板材の形状に関わらず、所望の温度分布を得ることができる。
【００２７】
さらに、この発明によれば、上記のような加熱調整部を有する加熱補助板材を被加熱板材に重ね合わせて通電するだけの簡単な構成により、上述の効果を得ることができる。
【００２８】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記加熱調整部に孔部が設けられていることにより、該加熱調整部における断面積（Ｓ２）が減少するように調整され、これにより、この断面において被加熱板材の加熱温度を増大するように調整することができる。
【００２９】
さらに、請求項３に記載の発明を請求項２に記載の発明に適用すれば、前記加熱調整部に設けられた孔部の大きさにより該加熱調整部の断面積（Ｓ２）が調整されることで、この断面における被加熱板材の加熱温度を調整することができる。
【００３０】
またさらに、請求項４に記載の発明を請求項２または請求項３に記載の発明に適用すれば、前記孔部における平面視の周縁部及び深さ方向の縁部のいずれにも、通電時に発熱が集中しやすい角部が無いため、局部的な過度の加熱による加熱補助板材の損傷を防止することができる。
【００３１】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記加熱調整部における加熱補助板材の厚みにより該加熱調整部の断面積（Ｓ２）が調整されることで、この通電方向の位置における被加熱板材の加熱温度を調整することができる。
【００３２】
さらに、請求項６に記載の発明を請求項５に記載の発明に適用すれば、加熱補助板材の平らな面が被加熱板材に重ね合わされることで、通電時における被加熱板材と加熱補助板材との間の隙間を極力排除して、被加熱板材の加熱温度を精度よく調整することができる。
【００３３】
また、請求項７に記載の発明によれば、前記加熱調整部にスリットが設けられていることにより、該加熱調整部における断面積（Ｓ２）が減少するように調整され、これにより、この断面において被加熱板材の加熱温度を低減するように調整することができる。
【００３４】
さらに、請求項８に記載の発明を請求項７に記載の発明に適用すれば、前記スリットにおける平面視の周縁部及び深さ方向の縁部のいずれにも、通電時に発熱が集中しやすい角部が無いため、局部的な過度の加熱による加熱補助板材の損傷を防止することができる。
【００３５】
また、請求項９に記載の発明によれば、前記加熱調整部において加熱補助板材の少なくとも一方の面にめっき部が形成されていることにより、該加熱調整部における電気抵抗率（ρ２）が増大するように調整され、これにより、この通電方向の位置において被加熱板材の加熱温度を増大させるように調整することができる。
【００３６】
さらに、請求項１０に記載の発明によれば、被加熱板材と加熱補助板材とを重ね合わせる際、通電用の一対の電極の各取付け部分において、被加熱板材と加熱補助板材との間に、被加熱板材及び加熱補助板材よりも電気抵抗率が小さい溶着防止板材が介在されることで、電極の取付け部分において被加熱板材と加熱補助板材とが局所的に過度に加熱されて互いに溶着してしまうことを防止することができる。これにより、被加熱板材と加熱補助板材との分離が困難になったり、被加熱板材における溶着部分に痕跡が残った場合にこの痕跡部分を製品として使用できなくなったりする問題を回避することができる。
【００３７】
また、請求項１１に記載の発明に係る熱間プレス成形方法によれば、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の通電加熱方法によって被加熱板材が所望の温度分布で迅速に加熱され、該加熱された被加熱板材が成形型を用いてプレス成形されるため、プレス成形サイクルタイムの短縮を図りつつ、部位によって機械特性が異なる板状成形品や、穴加工等の部分的な後加工を容易に行うことができる板状成形品を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態に係る通電加熱方法で使用される通電加熱装置を概略的に示す平面図である。
【図２】図１に示す通電加熱装置を図１のＹ２Ａ方向及びＹ２Ｂ方向から見た側面図である。
【図３】図１に示す通電加熱装置により加熱される板状ワークと、この加熱に使用される加熱補助板材を示す平面図である。
【図４】図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】加熱調整部の孔部の変形例を示す平面図である。
【図６】図３に示す板状ワーク及び加熱補助板材の通電方向の位置と、板状ワーク及び加熱補助板材の断面積（Ｓ１，Ｓ２）と電気抵抗率（ρ１，ρ２）の逆数との積（Ｓ１／ρ１，Ｓ２／ρ２）との関係を示すグラフである。
【図７】図１に示す通電加熱装置を備えたプレス成形装置の一例を概略的に示す側面図である。
【図８】図１に示す通電加熱装置に第１の変形例に係る加熱補助板材がセットされた状態を示す側面図である。
【図９】図１に示す通電加熱装置に第２の変形例に係る加熱補助板材がセットされた状態を示す平面図である。
【図１０】図１に示す通電加熱装置に第３の変形例に係る加熱補助板材がセットされた状態を示す平面図である。
【図１１】第２の実施形態に係る通電加熱方法で使用される通電加熱装置を概略的に示す平面図である。
【図１２】図１１に示す通電加熱装置を図９のＹ１０Ａ方向から見た側面図である。
【図１３】第３の実施形態に係る通電加熱方法で使用される通電加熱装置を概略的に示す側面図である。
【図１４】実施例の温度測定条件を説明するための平面図および側面図である。
【図１５】比較例の温度測定条件を説明するための平面図および側面図である。
【図１６】実施例および比較例の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。
【００４０】
［第１の実施形態］
先ず、図１〜図５を参照しながら、第１の実施形態に係る通電加熱方法について説明する。
【００４１】
図１は、第１の実施形態に係る通電加熱方法で使用される通電加熱装置１を概略的に示す平面図である。また、図２（ａ）は、図１のＹ２Ａ方向から見た通電加熱装置１の側面図であり、図２（ｂ）は、図１のＹ２Ｂ方向から見た通電加熱装置１の側面図である。さらに、図３（ａ）は、通電加熱装置１で加熱される導電性の板状ワーク（被加熱板材）Ｗを示す平面図であり、図３（ｂ）は、この板状ワークＷの通電加熱に補助的に使用される導電性の加熱補助板材Ｐ１を示す平面図である。
【００４２】
なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）ではそれぞれ、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。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、板状ワークＷは、例えば高張力鋼板などの所定の電気抵抗率を有する導電性の板材である。本実施形態で説明する板状ワークＷは、略一定の厚みを有する矩形の板材であるが、本発明を適用可能な板状ワークの形状は特にこれに限定されるものでない。板状ワークＷは、通電加熱によって加熱された後、所定形状にプレス成形されるとともに、不要部分がトリミング加工により取り除かれ、これにより、車体構成部材等の種々の成形品が得られる。
【００４４】
一方、図３（ｂ）に示すように、加熱補助板材Ｐ１は、板状ワークＷと同様、例えば高張力鋼板などの所定の電気抵抗率を有する導電性の板材であり、略一定の厚みを有する。また、加熱補助板材Ｐ１は、板状ワークＷと略同じ平面形状を有し、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１の端面同士が全周に亘って揃えられた状態で重ね合わされて使用される。
【００４５】
なお、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１の材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、チタン又は鋳物等の金属が用いられるが、導電性を有するものであれば金属以外の材料を用いてもよく、例えばＣＦＲＰ等の樹脂を用いてもよい。また、加熱補助板材Ｐ１の材料は、板状ワークＷの材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。特に、加熱補助板材Ｐ１の材料としてステンレス又は鋳鉄を用いることが好ましく、これにより、加熱補助板材Ｐ１の酸化を抑制することができる。加熱補助板材Ｐ１の更に詳細な構成については後に説明する。
【００４６】
図１及び図２に示すように、通電加熱装置１は、板状ワークＷに互いに離間する電極１１ａ，１１ｂを取り付けて通電することにより板状ワークＷに生じるジュール熱によって板状ワークＷを加熱するものであり、本実施形態では、板状ワークＷに加熱補助板材Ｐ１を重ね合わせた状態で通電加熱が行われる。
【００４７】
通電加熱装置１は、板状ワークＷに加熱補助板材Ｐ１を重ね合わせた状態で板状ワークＷ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、重ね合わせられた板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１の両端部に一対の電極１１を接触させて通電することにより板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１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、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。
【００４８】
なお、本実施形態では、一対の電極１１が板状ワークＷに接触した状態で通電加熱が行われるが、加熱補助板材Ｐ１に電極１１を接触させて通電加熱を行ってもよいし、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１の両方に電極１１を接触させて通電加熱を行うようにしてもよい。
【００４９】
通電加熱装置１はまた、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。図２に示すように、クランプ部材１５は、電極１１の長さ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Ｗ及び加熱補助板材Ｐ１に接触する先端部を備えたピン部１７と、クランプ基部１５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。
【００５０】
クランプ部材１５は、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１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Ｗ及び加熱補助板材Ｐ１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Ｗ及び加熱補助板材Ｐ１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Ｗ及び加熱補助板材Ｐ１に電極１１を確実に取り付けることができる。
【００５１】
また、通電加熱装置１は、板状ワークＷを所定位置に保持するための第１及び第２の位置決め部材２１，２２を備えている。第１の位置決め部材２１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、一対の電極１１においてそれぞれ他方の電極１１が配置される側とは反対側の面に、電極１１よりも上方へ突出するように結合されている。
【００５２】
これにより、第１の位置決め部材２１は、板状ワークＷの周縁部の一部、具体的には板状ワークＷの平行な対辺Ｗａを該位置決め部材２１と係合させることで、平面視において電極１１の長さ方向に直交する方向において板状ワークＷを所定位置に保持することができるようになっている。
【００５３】
第１の位置決め部材２１はまた、板状ワークＷに重ね合わせられる加熱補助板材Ｐ１の周縁部の一部、具体的には加熱補助板材Ｐ１の平行な対辺Ｐ１ａを該位置決め部材２１と係合させることで、平面視において電極１１の長さ方向に直交する方向において加熱補助板材Ｐ１を所定位置に保持することができるようになっている。
【００５４】
一方、第２の位置決め部材２２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。第２の位置決め部材２２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平面視で電極１１の長さ方向に直交する方向に延び、図２（ａ）において二点鎖線で示すように、電極１１よりも上方へ突出している。
【００５５】
これにより、第２の位置決め部材２２は、板状ワークＷの周縁部の一部、具体的には板状ワークＷの前記平行な対辺Ｗａと直角な一方の辺Ｗｂを該位置決め部材２２と係合させることで、電極１１の長さ方向において板状ワークＷを所定位置に保持することができるようになっている。
【００５６】
第２の位置決め部材２２はまた、板状ワークＷに重ね合わせられる加熱補助板材Ｐ１の周縁部の一部、具体的には加熱補助板材Ｐ１の前記平行な対辺Ｐ１ａと直角な一方の辺Ｐ１ｂを該位置決め部材２２と係合させることで、電極１１の長さ方向において加熱補助板材Ｐ１を所定位置に保持することができるようになっている。
【００５７】
通電加熱装置１にはまた、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することが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。
【００５８】
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、板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ１とを重ね合わせて上記の位置決め部材２１，２２によって所定位置に位置決めし、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１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Ｗ及び加熱補助板材Ｐ１を密着させた状態で挟持して板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１に一対の電極１１を取り付け、その後に、両電極１１間を通電して板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１を加熱することが行われる。
【００５９】
本発明では、図７に示すように、前記通電加熱装置１を組み込んだプレス成形装置３１を用い、前記通電加熱装置１によって板状ワークＷ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Ｗ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く、この場合、プレス成形サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【００６０】
図７に示すプレス成形装置３１は、下方へ突出する突出部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Ｗ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。
【００６１】
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。
【００６２】
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の上方にはクランプ部材１５が取り付けられている。
【００６３】
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、上述のように互いに重ね合わせられた板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１を電極１１とクランプ部材１５とによって挟持して板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１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Ｗを加熱することが行われる。
【００６４】
このようにして板状ワークＷ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加熱補助板材Ｐ１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Ｗが成形型３０を用いてプレス成形され、板状ワークＷの熱間プレス成形が行われる。
【００６５】
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。
【００６６】
［加熱補助板材］
図３（ｂ）を参照しながら、加熱補助板材Ｐ１の構成について詳細に説明する。
【００６７】
加熱補助板材Ｐ１は、通電方向の所定位置に、板状ワークＷの加熱温度を調整するための加熱調整部Ｈ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）を有する。本実施形態では、複数の加熱調整部Ｈが通電方向に間隔を空けて設けられている。
【００６８】
具体的には、板状ワークＷの加熱温度を比較的低温となるように調整するための第１の加熱調整部Ｈ１と、板状ワークＷの加熱温度を第１の加熱調整部Ｈ１よりも高温となるように調整するための第２の加熱調整部Ｈ２と、板状ワークＷの加熱温度を第２の加熱調整部Ｈ２よりも高温となるように調整するための第３の加熱調整部Ｈ３とが設けられている。より具体的には、通電方向の上流側から順に、２つの第１の加熱調整部Ｈ１、２つの第２の加熱調整部Ｈ２、２つの第３の加熱調整部Ｈ３が設けられている。
【００６９】
このように、加熱補助板材Ｐ１は複数の加熱調整部Ｈを有するため、上述したように該加熱補助板材Ｐ１を板状ワークＷに重ねて通電加熱を行うという簡単な構成により、板状ワークＷの加熱温度は、加熱調整部Ｈが重ねられた各部分で調整され、これにより、所望の温度分布で板状ワークＷを加熱することが可能となる。また、この効果は、板状ワークＷが矩形である場合に限られず、矩形以外の形状を有する板状ワークを通電加熱する場合にも同様に得ることができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、加熱補助板材Ｐ１に３種類の加熱調整部Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が設けられているが、加熱調整部Ｈの種類は全て同じであってもよいし、２種類または４種類以上であってもよい。また、本実施形態では、通電方向において、加熱調整部Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が種類毎に２箇所ずつ設けられているが、種類毎に１箇所のみ又は３箇所以上設けられてもよい。さらに、本実施形態では、通電方向において６箇所に加熱調整部Ｈが設けられているが、本発明において、加熱調整部Ｈの設定数は特に限定されるものでなく、例えば、通電方向の１箇所のみに加熱調整部Ｈを設けるようにしてもよい。
【００７１】
続いて、本実施形態に係る加熱調整部Ｈの具体的な構成について説明する。なお、加熱調整部Ｈの具体的構成に関する説明では、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１の通電方向に直交する各断面において、板状ワークＷの断面積をＳ１、板状ワークＷの電気抵抗率をρ１、加熱補助板材Ｐ１の断面積をＳ２、加熱補助板材Ｐ１の電気抵抗率をρ２、通電方向の微小範囲ΔＬにおける板状ワークＷの抵抗、加熱補助板材Ｐ１の抵抗、及び板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１の合成抵抗をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒとして説明を行う。
【００７２】
本実施形態では、各加熱調整部Ｈに孔部６１，６２，６３が設けられている。より具体的には、各加熱調整部Ｈにおいて、例えば２つの孔部６１，６２，６３が平面視において通電方向に直交する方向に間隔を空けて設けられている。ただし、各加熱調整部Ｈにおける孔部６１，６２，６３の個数は必ずしも２つでなくてもよく、１つ又は３つ以上であってもよい。
【００７３】
これにより、各加熱調整部Ｈでは、通電方向に直交する断面の断面積Ｓ２が減少するように調整される。したがって、上述のように板状ワークＷに加熱補助板材Ｐ１が重ね合わされた状態において、加熱調整部Ｈが設けられた各断面では、板状ワークＷの断面積Ｓ１と電気抵抗率ρ１の逆数との積（Ｓ１／ρ１）と、加熱補助板材Ｐ１の断面積Ｓ２と電気抵抗率ρ２の逆数との積（Ｓ２／ρ２）との和（Ｓ１／ρ１＋Ｓ２／ρ２）が減少するように調整される。
【００７４】
ここで、板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ１とが上記のように互いに重ね合わされた状態で通電加熱が行われるとき、通電方向の微小範囲ΔＬでは、板状ワークＷの抵抗Ｒ１（＝ρ１／Ｓ１）と加熱補助板材Ｐ１の抵抗Ｒ２（＝ρ２／Ｓ２）とが並列に接続されているとみなすことができる。そうすると、該微小範囲ΔＬにおける両板材Ｗ，Ｐ１の合成抵抗Ｒについて、次の式（１）が成り立つ。
【００７５】
【数１】
0005880175.tif 000002
【００７６】
したがって、微小範囲ΔＬにおける合成抵抗Ｒは、上記の和（Ｓ１／ρ１＋Ｓ２／ρ２）と反比例の関係にあると言える。そのため、加熱調整部Ｈが設けられた各断面では、断面積Ｓ２が減少するように調整されていることにより、上記の和（Ｓ１／ρ１＋Ｓ２／ρ２）が減少し、これに反比例して合成抵抗Ｒが増大する。その結果、加熱調整部Ｈが設けられた各断面及びその周辺では、板状ワークＷの加熱温度が高くなるように調整される。したがって、通電方向の位置によって板状ワークＷの加熱温度を異ならせることができ、板状ワークＷを所望の温度分布で加熱することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、加熱調整部Ｈ毎に孔部６１，６２，６３の大きさが異なっており、孔部６１，６２，６３の大きさにより加熱調整部Ｈの断面積Ｓ２が調整されている。具体的に、孔部６１，６２，６３の大きさは、第１の加熱調整部Ｈ１、第２の加熱調整部Ｈ２、第３の加熱調整部Ｈ３の順で大きくなるように調整されており、これにより、断面積Ｓ２の大きさは、第３の加熱調整部Ｈ３、第２の加熱調整部Ｈ２、第１の加熱調整部Ｈ１の順で小さくなっている。
【００７８】
よって、図６のラインＬ２に示すように、加熱補助板材Ｐ１の断面積Ｓ２と電気抵抗率ρ２の逆数との積（Ｓ２／ρ２）は、通電方向における各孔部６１，６２，６３の位置において減少し、孔部６１，６２，６３の大きさが大きい位置ほど大きく減少する。一方、ラインＬ１に示すように、板状ワークＷの断面積Ｓ１と電気抵抗率ρ１の逆数との積（Ｓ１／ρ１）は通電方向の位置に関わらず一定である。そのため、ラインＬ３に示すように、両板材Ｗ，Ｐ１の積の和（Ｓ１／ρ１＋Ｓ２／ρ２）は、通電方向において孔部６１，６２，６３の大きさが大きい位置ほど大きく減少する。この結果、上記の和（Ｓ１／ρ１＋Ｓ２／ρ２）が大きく減少する位置ほど、具体的には、通電方向における第３の加熱調整部Ｈ３の位置、第２の加熱調整部Ｈ２の位置、第１の加熱調整部Ｈ１の位置の順で、板状ワークＷの加熱温度が高くなるように調整される。
【００７９】
ただし、板状ワークＷの加熱温度は熱伝導によりある程度均一化されるため、板状ワークＷの加熱温度の調整は通電方向においてある程度広範囲で実現される。例えば、本実施形態の場合、図１の符号Ｇ１に示されるように、２つの第１の加熱調整部Ｈ１により、平面視において４つの孔部６１及びその周辺部の範囲で板状ワークＷの加熱温度が調整される。同様に、図１の符号Ｇ２に示されるように、２つの第２の加熱調整部Ｈ２は、平面視において４つの孔部６２及びその周辺部の範囲で板状ワークＷの加熱温度を調整し、２つの第３の加熱調整部Ｈ３は、平面視において４つの孔部６３及びその周辺部の範囲で板状ワークＷの加熱温度を調整する。よって、板状ワークＷは、符号Ｇ３の範囲、符号Ｇ２の範囲、符号Ｇ１の範囲の順で高温となるような温度分布で加熱される。
【００８０】
本実施形態において、各加熱調整部Ｈにおける各孔部６１，６２，６３は円形とされている。また、図４に示すように、各孔部６１，６２，６３は、加熱補助板材Ｐ１を貫通して設けられ、各孔部６１，６２，６３の深さ方向両縁部Ｃ１，Ｃ２は面取りされて、丸みを帯びた形状となっている。なお、図４は第２の加熱調整部Ｈ２の孔部６２を示しているが、第１及び第３の加熱調整部Ｈ１，Ｈ３の孔部６１，６３も同様の断面形状を有する。このように、各孔部６１，６２，６３は、平面視の周縁部および深さ方向の縁部のいずれにも角が無い形状を有するため、これらの部分で通電時における発熱の集中を抑制でき、これにより、局部的な過度の加熱による加熱補助板材Ｐ１の損傷を防止することができる。
【００８１】
なお、本実施形態では、孔部６１，６２，６３が円形とされているが、加熱調整部Ｈにおいて断面積Ｓ２を減少させるための孔部の形状はこれに限定されるものでなく、例えば、図５に示すように、通電方向に長い略矩形の長穴１６０を加熱調整部Ｈに設けてもよい。この場合、通電方向における長穴１６０の長さ範囲において加熱補助板材Ｐ１の断面積Ｓ２を略一定にすることができる。また、この場合、平面視において長穴１６０のコーナー部Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６は、面取りにより丸みを帯びた形状とすることが好ましく、これにより、各コーナー部Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６において、通電時の局部的な過度の加熱を防止することができる。さらに、この場合、長穴１６０の深さ方向縁部は、図４に示す孔部６２と同様、面取りにより丸みを帯びた形状とすることが好ましく、これによって、深さ方向の縁部においても通電時の局部的な過度の加熱を防止することができる。
【００８２】
以上においては、孔部を設けることにより断面積Ｓ２を減少させる加熱調整部Ｈを有する加熱補助板材Ｐ１を使用する構成について説明したが、本発明には、種々の変形例に係る加熱補助板材を使用することができる。
【００８３】
［第１の変形例］
図８は、第１の変形例に係る加熱補助板材Ｐ２を示す側面図である。図８に示すように、この加熱補助板材Ｐ２は、均一でない厚みを有する。具体的に、加熱補助板材Ｐ２は、通電方向の位置によって厚みが異なるように形成されている。このように板厚を変化させるように加熱補助板材Ｐ２を作製する方法としては、例えば、加熱補助板材Ｐ２として鋳物を用いたり、テーラーロールドフォーム又はテーラードブランク等によって加熱補助板材Ｐ２を形成したりすることが考えられる。
【００８４】
これによって、加熱補助板材Ｐ２には、厚みの異なる複数の加熱調整部Ｈ（Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３）が形成されており、各加熱調整部Ｈは、該加熱調整部Ｈにおける加熱補助板材Ｐ２の厚みにより断面積Ｓ２を調整するように構成されている。したがって、図８に示す加熱補助板材Ｐ２を用いても、通電方向における加熱調整部Ｈの位置において、加熱調整部Ｈの厚みが小さいほど板状ワークＷの加熱温度が高くなるように調整することができ、所望の温度分布を得ることが可能である。
【００８５】
また、図８に示す加熱補助板材Ｐ２は、一方の面が平らに形成され、他方の面の凹凸により加熱調整部Ｈの厚みが調整されるように構成されている。通電加熱装置１において板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ２とを重ね合わせる際は、加熱補助板材Ｐ２の平らな面を板状ワークＷに重ね合わせられる。これにより、通電時における板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ２との間の隙間を極力排除して、板状ワークＷの加熱温度を精度よく調整することができる。
【００８６】
［第２の変形例］
図９は、第２の変形例に係る加熱補助板材Ｐ３が通電加熱装置１にセットされた状態を示す平面図である。図９に示すように、この加熱補助板材Ｐ３は、通電方向の上流側から順に、２つの第１の加熱調整部Ｈ２１、２つの第２の加熱調整部Ｈ２２、２つの第３の加熱調整部Ｈ２３を有し、各加熱調整部Ｈ（Ｈ２１，Ｈ２２，Ｈ２３）に、断面積Ｓ２を減少させるためのスリット１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６が、平面視において通電方向に直交する方向に延設されている。この図９に示す加熱補助板材Ｐ３を用いても、通電方向における加熱調整部Ｈの位置において、板状ワークＷの加熱温度を増大するように調整することができ、所望の温度分布を得ることが可能である。
【００８７】
各スリット１６１〜１６６は、加熱補助板材Ｐ３を厚み方向に貫通して設けられ、上述の円形の孔部６１，６２，６３と同様、平面視の周縁部と深さ方向の縁部とに角が無い形状を有し、これにより、通電時において局部的な過度の加熱による加熱補助板材Ｐ３の損傷を防止できるようになっている。
【００８８】
通電方向に隣り合うスリット１６１〜１６６同士は、平面視において通電方向に直交する方向において互いに反対側に形成されており、全体としてスリット１６１〜１６６が千鳥状に配置されている。
【００８９】
図９に示す例において、スリット１６１〜１６６は、いずれも短手方向に略同じ幅を有するが、長さが異なるように形成されている。具体的に、スリット１６１〜１６６の長さは、第１の加熱調整部Ｈ２１、第３の加熱調整部Ｈ２３、第２の加熱調整部Ｈ２２の順で長くなっており、これにより、断面積Ｓ２の大きさは、第１の加熱調整部Ｈ２１、第３の加熱調整部Ｈ２３、第２の加熱調整部Ｈ２２の順で小さくなっている。よって、通電方向における第１の加熱調整部Ｈ２１の位置、第３の加熱調整部Ｈ２３の位置、第２の加熱調整部Ｈ２２の位置の順で、板状ワークＷの加熱温度が高くなるように調整される。この結果、板状ワークＷは、符号Ｇ４の範囲、符号Ｇ６の範囲、符号Ｇ５の範囲の順で高温となるような温度分布で加熱される。
【００９０】
通電方向におけるスリット１６１〜１６６のピッチは、スリット１６１〜１６６の長さに応じて、第１の加熱調整部Ｈ２１、第３の加熱調整部Ｈ２３、第２の加熱調整部Ｈ２２の順で大きくなっており、これにより、隣り合うスリット１６１〜１６６の先端部間に、局部的な過度の発熱を防止するのに十分な間隔が確保され、過度の発熱による溶断を防止できるようになっている。
【００９１】
［第３の変形例］
以上で説明した加熱補助板材Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３では、加熱調整部Ｈにおいて断面積Ｓ２が調整されるが、本発明において、加熱調整部Ｈでは、断面積Ｓ２又は電気抵抗率ρ２の少なくとも一方が調整されればよい。
【００９２】
そこで、図１０を参照しながら、電気抵抗率ρ２が調整された加熱調整部Ｈを有する第３の変形例に係る加熱補助板材Ｐ４について説明する。
【００９３】
図１０に示す加熱補助板材Ｐ４には、第１の加熱調整部Ｈ３１と第２の加熱調整部Ｈ３２と通電方向に間隔を空けて設けられ、各加熱調整部Ｈ（Ｈ３１，Ｈ３２）において、電気抵抗率ρ２を増大させるためのめっき部Ｆ１，Ｆ２がそれぞれ両面に形成されている。ただし、各加熱調整部Ｈにおいて、いずれか一方の面のみにめっき部Ｆ１，Ｆ２が形成されてもよい。このように加熱調整部Ｈにめっき部Ｆ１，Ｆ２が形成されることにより、該加熱調整部Ｈにおける電気抵抗率ρ２が増大するように調整され、これにより、この通電方向の位置において板状ワークＷの加熱温度を増大させるように調整することができる。
【００９４】
第１の加熱調整部Ｈ３１のめっき部Ｆ１は、第２の加熱調整部Ｈ３２のめっき部Ｆ２よりも大きな厚みを有する。具体的には、例えば、めっき部Ｆ１の厚みが３００μｍ、めっき部Ｆ２の厚みが１００μｍとされている。これにより、第１の加熱調整部Ｈ３１では、第２の加熱調整部Ｈ３２よりも電気抵抗率ρ２が高くなるように調整されているため、板状ワークＷの加熱温度は、通電方向において、第１の加熱調整部Ｈ３１の位置で、第２の加熱調整部Ｈ３２の位置よりも高温となるように調整される。よって、図１０に示す加熱補助板材Ｐ４を用いても、板状ワークＷを所望の温度分布で加熱することが可能である。
【００９５】
［第２の実施形態］
【００９６】
図１１及び図１２は、本発明の第２の実施形態に係る通電加熱装置２０１の概略図である。なお、図１２では、位置決め部材２２を二点鎖線で示し、これを透過状態で示している。
【００９７】
第２の実施形態に係る通電加熱装置２０１は、第１の実施形態と比べて、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１を電極１１間でクランプするクランプ手段がさらに追加して設けられたものであり、第１の実施形態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。
【００９８】
具体的に、通電加熱装置２０１には、電極１１間の略中央部において板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１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Ｗ及び加熱補助板材Ｐ１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Ｗ及び加熱補助板材Ｐ１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。
【００９９】
上側クランプ９１は、第１の実施形態に係るクランプ部材１５と同様に構成され、電極１１の長さ方向に略平行に延びる略直方体状のクランプ基部９２と、重ね合わせられた板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１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。
【０１００】
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の長さ方向に略平行に延びる略直方体状のクランプ基部９６と、重ね合わせられた板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１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。
【０１０１】
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Ｗ及び加熱補助板材Ｐ１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。
【０１０２】
なお、通電加熱装置８１では、電極１１間において板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１をクランプするクランプ手段８５が１つ設けられ、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１を電極１１間の１ヶ所でクランプするように構成されているが、複数のクランプ手段を設けて板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１を電極１１間の複数箇所でクランプするようにするようにしてもよい。
【０１０３】
［第３の実施形態］
【０１０４】
次に、図１３を参照しながら、第３の実施形態に係る通電加熱装置３０１について説明する。なお、第３の実施形態において、第１の実施形態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。
【０１０５】
この通電加熱装置３０１では、板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ１とが重ね合わされた状態で、電極１１の取付け部分において、板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ１との間に、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１よりも小さい電気抵抗率を有する溶着防止板材１４が介在される。
【０１０６】
なお、図１４において、溶着防止板材１４の厚みが大きく誇張されて図示されているが、実際の溶着防止板材１４の厚みは極めて薄く、通電時において、板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ１とが溶着防止板材１４が介在しない部位においてローレンツ力及び熱膨張により互いに接触可能な程度に小さな厚みとされている。
【０１０７】
このように、第３の実施形態では、溶着防止板材１４が用いられることにより、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１の材質や通電量、或いは両板材Ｗ，Ｐ１を重ね合わせる際の押圧力等に関わらず、電極１１の取付け部分において板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ１とが局所的に過度に加熱されて互いに溶着してしまうことを防止することができる。したがって、板状ワークＷと加熱補助板材Ｐ１との分離が困難になったり、板状ワークＷにおける溶着部分に痕跡が残った場合にこの痕跡部分を製品として使用できなくなったりする問題を回避することができる。
【０１０８】
［実験］
第１の実施形態に係る通電加熱装置１を用いて、板状ワークＷに加熱補助板材Ｐ１を重ね合わせて通電加熱を行う実施例と、板状ワークＷに加熱補助板材を重ねることなく通電加熱を行う比較例とについて、それぞれ板状ワークＷの加熱温度を測定する実験を行った。
【０１０９】
図１４は、実施例の温度測定条件を説明するための説明図であり、図１５は、比較例の温度測定条件を説明するための説明図である。
【０１１０】
実施例及び比較例において、板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１として、厚さ１．６ｍｍを有する冷間圧延高張力鋼板ＳＰＦＣ４４０を用い、図１４及び図１５に示すように、長さが２８０ｍｍ、幅が８８ｍｍである矩形状のものを用意した。また、加熱補助板材Ｐ１には、図１４に示す各位置に孔部６１，６２，６３を形成し、第１の加熱調整部Ｈ１の孔部６１の直径を３．４ｍｍ、第２の加熱調整部Ｈ２の孔部６２の直径を８ｍｍ、第３の加熱調整部Ｈ３の孔部６３の直径を１２ｍｍとした。
【０１１１】
実施例では、第１の実施形態で説明したように板状ワークＷ及び加熱補助板材Ｐ１を通電加熱装置１にセットして、両電極１１間を通電し、板状ワークＷを加熱した。通電は、直流電源を用い、電流値を４．２ｋＡに設定して１０秒間行った。そして、通電加熱によって板状ワークＷを１０秒間加熱した直後に、熱電対を用いて板状ワークＷの各測定位置において温度測定を行った。具体的には、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、板状ワークＷの下面においてＴ１〜Ｔ３で示す各位置で測定した。また、熱電対による温度測定と同時に、赤外線サーモグラフィを用いて板状ワークＷの温度分布を確認した。
【０１１２】
一方、比較例では、板状ワークＷのみを通電加熱装置１にセットして、電極１１間を通電し、板状ワークＷの加熱温度を測定した。板状ワークＷに加熱補助板材Ｐ１を重ね合わせていないことを除き、実施例と同様にして通電加熱を行い、板状ワークＷの加熱温度を測定した。通電加熱条件は実施例と同様であり、通電加熱によって板状ワークＷを１０秒間加熱した直後に、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように板状ワークＷの上面においてＴ４〜Ｔ６で示す各位置で測定した。
【０１１３】
実施例において加熱された板状ワークＷの温度測定結果を以下の表１に示し、比較例において加熱された板状ワークＷの温度測定結果を以下の表２に示している。
【０１１４】
【表１】
0005880175.tif 000003
【０１１５】
【表２】
0005880175.tif 000004
【０１１６】
表１に示すように、実施例では、板状ワークＷについて、測定位置Ｔ３、Ｔ２、Ｔ１の順で高い加熱温度となった。また、赤外線サーモグラフィにより、板状ワークＷにおける図１４の符号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の各領域でそれぞれ略均一の温度となり、符号Ｇ３の領域、符号Ｇ２の領域、符号Ｇ１の領域の順で高い加熱温度となったことが確認された。
【０１１７】
一方、表２に示すように、比較例では、板状ワークＷについて、測定位置Ｔ４、Ｔ５及びＴ６において略等しい加熱温度となった。
【０１１８】
これらの結果から、比較例における板状ワークＷの加熱温度は、図１６に示すラインＬ１１のように略均一な温度分布となるのに対して、実施例における板状ワークＷの加熱温度は、図１６に示すラインＬ１２のように通電方向の領域毎に加熱調整部Ｈにより適宜調整された温度となることを確認できた。よって、上記の第１の実施形態によれば、通電加熱により所望の温度分布となるように板状ワークＷを加熱できることが分かる。
【０１１９】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【０１２０】
例えば、第２及び第３の実施形態において、加熱補助板材Ｐ１を用いる場合について説明したが、これらの実施形態において、加熱補助板材Ｐ１以外の種々の変形例に係る加熱補助板材を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
以上のように、本発明によれば、通電加熱により被加熱板材を加熱する際、該板材の形状に関わらず、簡単な構成で所定の温度分布となるように加熱することが可能となるから、ピラーやインパクトバーなどの車体構成部材の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【０１２２】
１，２０１，３０１      通電加熱装置
１１，１１ａ，１１ｂ    電極
１５，９１，９５        クランプ部材
２１，２２              位置決め部材
３０                    成形型
３１                    プレス成形装置
６１，６２，６３        孔部
８５                    クランプ手段
１６１〜１６６          スリット
Ｗ                      板状ワーク（被加熱板材）
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４  加熱補助板材
【図１】
0005880175.tif 000005
【図２】
0005880175.tif 000006
【図３】
0005880175.tif 000007
【図４】
0005880175.tif 000008
【図５】
0005880175.tif 000009
【図６】
0005880175.tif 000010
【図７】
0005880175.tif 000011
【図８】
0005880175.tif 000012
【図９】
0005880175.tif 000013
【図１０】
0005880175.tif 000014
【図１１】
0005880175.tif 000015
【図１２】
0005880175.tif 000016
【図１３】
0005880175.tif 000017
【図１４】
0005880175.tif 000018
【図１５】
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【図１６】
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