(57)【要約】【課題】簡便な構造でブランクを容易に加熱することができる起立型ブランク加熱装置を提供する。【解決手段】ブランク１を起立姿勢で保持可能なブランク保持台２０と、ブランク保持台２０に保持された状態のブランク１の表面に対向して該ブランク１を加熱可能な面状ヒータ５０とを備え、面状ヒータ５０は、ブランク１の表面に対向可能なシート状発熱体と、シート状発熱体の表面に積層された金属輻射板５２と、シート状発熱体の裏面に形成された断熱層と、これらシート状発熱体、金属輻射板５２、断熱層を一体に保持する枠体と、枠体の下端に設けられ、枠体を起立姿勢で保持する台座部材６０とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランクを起立姿勢で保持可能なブランク保持台と、前記ブランク保持台に保持された状態の前記ブランクの表面に対向して該ブランクを加熱可能な面状ヒータとを備え、前記面状ヒータは、前記ブランクの表面に対向可能なシート状発熱体と、該シート状発熱体の表面に積層された金属輻射板と、前記シート状発熱体の裏面側に形成された断熱層と、これらシート状発熱体、金属輻射板、断熱層を一体に保持する枠体と、前記枠体の下端に設けられ、該枠体を起立姿勢で保持する台座部材とを有することを特徴とする起立型ブランク加熱装置。
【請求項２】
前記面状ヒータは、一対設けられていることを特徴とする請求項１記載の起立型ブランク加熱装置。
【請求項３】
相互に平行に配置した前記面状ヒータの間を上方から閉塞可能な屋根部材を備えることを特徴とする請求項２記載の起立型ブランク加熱装置。
【請求項４】
前記面状ヒータにおける前記シート状発熱体は複数の小発熱体に分割されて面方向に並べて配置されており、これら小発熱体に、異なる小発熱体に個別に電力供給可能なように複数回路接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の起立型ブランク加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大面積の金属板からなるプレス成形用ブランクを成形前に起立姿勢で加熱する起立型ブランク加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス成形において、成形品の形状や被加工材の性状等から成形時に亀裂等の成形不良が生じやすい場合、そのブランクを予め加熱しておくことにより成形性を高め、成形不良の発生を防止することが行われる。
【０００３】
例えば特許文献１では、直方体の２枚の加熱プレートが対向して配置されており、その加熱プレート間に被加工材（ブランク）を配置し、その全領域の両面に密着してこれをサンドイッチし、被加工材が変形しない程度の小さい加圧力をかけて、被加工材を一定時間加熱することが開示されている。この加熱プレートは、成形用のプレス機とは別のプレス機に組み込まれて、互いに近づいたり遠ざかったりできるようにされており、プレス成形工程の直前で被加工材を加熱するようにしている。その場合、プレス機には、加熱プレートが上下に対向するように水平に配置され、両加熱プレートの間に被加工材を水平に配置して加熱するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４５１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ブランクの面積が大きい場合、これを加熱する加熱プレートも大きくなるが、その加熱プレートを駆動するプレス機も大型のものが必要になり、設備の大型化を招く。また、その大型のブランク及び加熱プレートの取り扱いも煩雑になる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡便な構造でブランクを容易に加熱することができる起立型ブランク加熱装置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】
【０００７】
本発明の起立型ブランク加熱装置は、ブランクを起立姿勢で保持可能なブランク保持台と、前記ブランク保持台に保持された状態の前記ブランクの表面に対向して該ブランクを加熱可能な面状ヒータとを備え、前記面状ヒータは、前記ブランクの表面に対向可能なシート状発熱体と、該シート状発熱体の表面に積層された金属輻射板と、前記シート状発熱体の裏面側に形成された断熱層と、これらシート状発熱体、金属輻射板、断熱層を一体に保持する枠体と、前記枠体の下端に設けられ、該枠体を起立姿勢で保持する台座部材とを有する。
【０００８】
この起立型ブランク加熱装置は、ブランクをブランク保持台により起立姿勢で保持し、そのブランクの表面に対向させた面状ヒータによりブランクを加熱する。面状ヒータは、シート状発熱体の表面に金属輻射板が積層されているので、シート状発熱体が発生する熱を金属輻射板が速やかに面方向に伝導させて、その全面からブランクに向けて放射することができ、また、シート状発熱体の裏面に断熱層が形成されているのでシート状発熱体の裏面方向への放熱を抑制して、表面側の金属輻射板に有効に熱を伝達することができ、ブランクの全面を効果的に加熱することができる。
この場合、台座部材により起立姿勢に配置した面状ヒータに対して、ブランク保持台によりブランクを起立姿勢で対向させることによりブランクを加熱することができ、簡単な構造でありながらブランクや面状ヒータの取り扱いを容易にすることができる。
【０００９】
本発明の起立型ブランク加熱装置において、前記面状ヒータは、一対設けられているとよい。ブランク保持台に保持したブランクの両面側に面状ヒータを配置して、ブランクの両面を加熱することができる。
【００１０】
本発明の起立型ブランク加熱装置において、前記ブランク保持台又は前記面状ヒータの枠体の少なくとも一方に、移動可能なキャスターが設けられているとよい。ブランク保持体又は面状ヒータの少なくとも一方を移動しながら、ブランクに面状ヒータを対向配置させることができ、その取扱いをさらに容易にすることができる。
【００１１】
本発明の起立型ブランク加熱装置において、相互に平行に配置した前記面状ヒータの間を上方から閉塞可能な屋根部材を備えるとよい。両面状ヒータの上方を屋根部材により閉塞することにより、面状ヒータの間から上方への放熱を抑制して、面状ヒータ間に配置されるブランクを効果的に加熱することができる。
【００１２】
本発明の起立型ブランク加熱装置において、前記面状ヒータにおける前記シート状発熱体は複数の小発熱体に分割されて面方向に並べて配置されており、これら小発熱体に、異なる小発熱体に個別に電力供給可能なように複数回路接続されているとよい。シート状発熱体を複数の小発熱体に分割することにより、個々の小発熱体の容量を小さく設定しておき、これを面状に並べて配置することにより、小発熱体を安定して加熱することができ、より熱効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、台座部材により起立姿勢に配置した面状ヒータに対して、ブランク保持台によりブランクを起立姿勢で対向させることによりブランクを加熱することができ、簡単な構造でありながらブランクや面状ヒータの取り扱いを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の起立型ブランク加熱装置によりブランクを加熱している状態を示す上面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】面状ヒータをブランク保持台に保持したブランクの両面に接近させる様子を示す図３同様の側面図である。
【図５】ブランク保持台における隅部保持台の斜視図である。
【図６】図５における縦部材の上面図である。
【図７】ブランク保持台における受け台の斜視図である。
【図８】図７に示す受け台の正面図である。
【図９】面状ヒータの部分断面図である。
【図１０】面状ヒータにおける枠体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る起立型ブランク加熱装置の実施形態を説明する。
この実施形態の起立型ブランク加熱装置１０は、図１〜図３に全体を示すように、矩形状のブランク１を加熱するものであり、ブランク保持台２０と、一対の面状ヒータ５０とを備えている。
【００１６】
ブランク保持台２０は、矩形状のブランク１を起立姿勢で保持するものであり、起立姿勢としたブランク１の下端部の両隅部を保持する一対の隅部保持台３０と、両隅部保持台３０により保持された状態のブランク１の途中部分を下方から支える受け台４０とから構成されている。
【００１７】
両隅部保持台３０は、図５及び図６に示すように、ブランク１の厚みより大きい溝部３１を有する溝型材（チャンネル材）からなる縦部材３３と、同じく溝型材からなる横部材３４とが、これらの溝部３１を連通させた状態でＬ字状に連結されるとともに、その横部材３４の溝部３１を上方に向けた状態として、横部材３４の下面に脚部材３５が一体に固定されている。脚部材３５は、横部材３４の下面に固定された垂直な柱部材３６とこの柱部材３６に対してＴ字状をなすように柱部材３６の下端に結合された棒状の接地部材３７とからなり、その接地部材３７が、横部材３４の左右方向に突出するように横部材３４の長さ方向と直交する方向に延びて設けられている。この場合、脚部材３５の柱部材３６及び接地部材３７は、角形パイプ材により形成されている。
【００１８】
受け台４０は、図７及び図８に示すように、起立姿勢のブランク１の下端を受ける水平板４１と、水平板４１の下面に一体の脚部材４２とにより構成されている。この場合の脚部材４２は、水平板４１の下面に固定された垂直な柱部材４３と、この柱部材４３の下端に結合され左右方向に突出する接地部材４４とからなり、その接地部材４４がさらに上面視でＨ字状に形成され、両端に補助アーム４５が相互に平行に設けられていることから、受け台４０が単体で起立して水平板４１を水平状態に保持できるようになっている。この脚部材４２における柱部材４３、接地部材４４及び補助アーム４５も角形パイプ材により形成されている。
【００１９】
そして、これら一対の隅部保持台３０及び受け台４０からなるブランク保持台２０は、両隅部保持台３０の縦部材３３の溝部３１を相互に対向するように離間して配置し、その溝部３１に図６に示すようにブランク１を挿入することにより、ブランク１を起立姿勢に保持することができ、両隅部保持台３０の間でブランク１の下方を受け台４０により支持する構成である。この場合、両隅部保持台３０の接地部材３７がブランク１の左右方向に張り出すように突出しているので、倒れることが防止され、ブランク１を起立させた姿勢を維持することができる。また、受け台４０も、その接地部材４４が、両隅部保持台３０の接地部材３７と同様に、ブランク１の両側に配置されるように設置することにより、ブランク１を安定して保持することができる。
なお、図５及び図７に示すように、両隅部保持台３０の例えば縦部材３３、及び受け台４０の水平板４１には、接触するブランク１の温度を測定するための熱電対等の温度検知器２１が組み込まれている。
【００２０】
面状ヒータ５０は、図９に示すように、シート状発熱体５１と、シート状発熱体５１の表面に積層された金属輻射板５２と、シート状発熱体５１の裏面に積層された裏当て金属板５３と、その裏当て金属板５３の裏面側に形成された断熱層５４との積層構造体とされ、これらシート状発熱体５１、金属輻射板５２、裏当て金属板５３、断熱層５４の積層構造体を一体に保持する枠体５５と、枠体５５の下端に設けられ、これを起立姿勢で保持する台座部材６０とを備えている。
【００２１】
シート状発熱体５１は、図２に示す例では矩形シート状の小発熱体５１ａを面方向に複数枚並べて大面積の発熱体として構成されている。各小発熱体５１ａは、例えば遠赤外線ヒータをシート形状に形成したものである。そして、このシート状発熱体５１の両面に金属板５２，５３が積層状態に貼付されることにより、全体としての剛性が保持されている。この場合、金属板５２，５３は軽量化のためアルミニウム板が用いられるが、シート状発熱体５１の表面側に配置される金属板５２が金属輻射板、裏面側に配置される金属板５３が裏当て金属板である。また、金属輻射板５２は、シート状発熱体５１の熱を面方向に均一に伝導させるために０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の厚さに形成される。これら金属輻射板５２及び裏当て金属板５３の間にシート状発熱体５１が挟持された状態でねじ止め等により一体化されている。そして、裏当て金属板５３の裏面に断熱層５４が積層され、その背面に枠体５５が設けられている。
【００２２】
断熱層５４は、ガラスクロス、ロックウール等の繊維系断熱材、難燃剤を混入したウレタンフォームやポリスチレンフォーム等の発泡系断熱材などからなり、その断熱材をシート状発熱体５１と同じ面積の板状（層状）に形成したものである。
枠体５５は、図１０に示すように、例えば複数の角形パイプ材を矩形状に組み合わせて構成されており、断熱層５４の背面に、その全面を支持し得る大きさに形成されている。そして、この枠体５５に例えば金属輻射板５２側から枠体５５にねじ止めするなどにより、金属輻射板５２、シート状発熱体５１、裏当て金属板５３、断熱層５４の積層構造体が枠体５５に一体に固定されている。
【００２３】
台座部材６０は、枠体５５の両端の下面にそれぞれ固定されており、垂直な柱部材６１と、この柱部材６１に対してＴ字状をなすように柱部材６１の下端に結合された棒状の梁部材６２と、この梁部材６２の両端に設けられたキャスター６３とから構成されている。そして、この台座部材６０を床Ｆ上に設置することにより、枠体５５に対して台座部材６０の梁部材６２が左右方向に張り出すように突出して倒れることが防止される。また、枠体５５の下辺を床Ｆの表面から浮かせた位置で起立した姿勢に保持するとともに、キャスター６３（図１〜図３参照）により床Ｆの上を自由に移動できるようになっている。前述したブランク保持台２０の隅部保持台３０、受け台４０の各脚部材３５，４２は、キャスターを有していないので、床Ｆの上に直接接地され、面状ヒータ５０の枠体５５と床Ｆとの間に入り込むことができるようになっている。
【００２４】
この面状ヒータ５０は、加熱すべきブランク１よりも十分に大きい面積に形成されており、対向配置した両面状ヒータ５０の間にブランク保持台２０により保持された状態のブランク１を配置すると、両面状ヒータ５０にブランク１の全面が対峙するようになっている。そして、その場合に、両面状ヒータ５０を十分にブランク１に接近させることができるように、両面状ヒータ５０の台座部材６０及びブランク保持台２０の脚部材３５は、面状ヒータ５０の面方向にずれた位置に設けられ、ブランク１に面状ヒータ５０を接近させたときに、ブランク１を保持したブランク保持台２０の脚部材３５が面状ヒータ５０の枠体５５の下方に入り込むようになっている。
なお、シート状発熱体５１に接続される電力供給用回路５６は、異なる小発熱体５１ａに個別に電力供給可能なように複数回路接続されている。
【００２５】
このように構成した起立型ブランク加熱装置１０は、ブランク保持台２０の両隅部保持台３０によりブランク１の下端の両隅部をそれぞれ保持するとともに、これら隅部保持台３０の間でブランク１の下端を受け台４０により支持することにより、ブランク１を起立姿勢に保持することができる。そして、この起立姿勢のブランク１の両面に面状ヒータ５０を配置する。面状ヒータ５０は、図４に示すように、それぞれ金属輻射板５２をブランク１に対向させた状態で配置し、矢印で示すように可能な限りブランク１表面に接近させる。
【００２６】
このとき、金属輻射板５２をブランク１の表面に接触させてもよいが、ブランク１にプレス成形のための油が塗布されている場合は、その油を金属輻射板５２に付着させないように、金属輻射板５２をブランク１の表面から若干離間して対向させる。前述した特許文献１のようにブランクに加熱プレートを接触させる場合は、加熱後の塗布となって塗布中に温度が低下してしまうが、この実施形態のように油を塗布した状態でブランク１を加熱することができるので、加熱前に油を塗布しておくことが可能であり、成形の直前で最適な温度に加熱することができる。
【００２７】
この状態で所定時間（例えば５分〜１０分）維持することによりブランク１を加熱した後、面状ヒータ５０を離間させてブランク１をプレス成型機に設置し、所望のプレス成形を行うことにより、ブランク１の大きさやその成形加工に応じた適切な温間成形を行わせることができる。
大面積のブランク１に対するプレス成形においては、成形品の凸面になる面と凹面になる面とで加熱温度を異ならせる場合があるが、そのような場合でも、二つの面状ヒータ５０の温度を異ならせることにより、ブランク１の両面に対して所望の温度に設定することができる。
【００２８】
また、図３に二点鎖線で示したように、対向配置した両面状ヒータ５０の間の空間を上方から閉塞する屋根部材７０を設けてもよい。この屋根部材７０を設けることにより、両面状ヒータ５０の間に放射された熱の上方への放散が防止され、両面状ヒータ５０と屋根部材７０とにより囲まれた空間内で対流を生じさせ、ブランク１を効果的に加熱することができる。ブランク１の両面で加熱温度を異ならせる場合、面状ヒータ５０とブランク１との大きさをほぼ同じ大きさに設定し、ブランク１の周辺で両面状ヒータ５０が直接対向する空間を可能な限り少なくすることにより、屋根部材７０により覆われた面状ヒータ５０とブランク１との間の空間をブランク１の表面側と裏面側とに二分することができ、それぞれの温度に応じて適切な対流を生じさせることができる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、断熱層５４として繊維系断熱材や発泡系断熱材を用いたが、枠体５５の枠内空間を閉塞する板部材を設けて、その板部材と裏当て金属板５３との間に空気層を形成することにより、その空気層を断熱層５４としてもよい。
また、キャスター６３を面状ヒータ５０の台座部材６０にのみ設けたが、ブランク保持台２０の隅部保持台３０や受け台４０の各脚部材３５，４２にもキャスターを設けてもよい。その場合、両面状ヒータ５０をブランク１に可能な限り接近させることができるように、面状ヒータ５０の台座部材６０及び隅部保持台３０や受け台４０の脚部材３５，４２の高さ位置及びブランク１の長さ方向に沿う前後位置等を適切に設定すればよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  ブランク
１０  起立型ブランク加熱装置
２０  ブランク保持台
２１  温度検知器
３０  隅部保持台
３１  溝部
３３  縦部材
３４  横部材
３５  脚部材
３６  柱部材
３７  接地部材
４０  受け台
４１  水平板
４２  脚部材
４３  柱部材
４４  接地部材
４５  補助アーム
５０  面状ヒータ
５１  シート状発熱体
５１ａ  小発熱体
５２  金属輻射板
５３  裏当て金属板
５４  断熱層
５５  枠体
５６  電力供給用回路
６０  台座部材
６１  柱部材
６２  梁部材
６３  キャスター
７０  屋根部材
【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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