(57)【要約】通電加熱装置は、金属体に電力を供給し当該金属体を通電加熱する通電加熱装置であって、金属体に接触する少なくとも２つの電極と、電極に電力を供給する電力供給部と、金属体の通電加熱において異常が発生したことの警告を行う警告部と、電極の異常を検知する異常検知部と、を備え、異常検知部は、電極間の抵抗値を取得する抵抗値取得部と、複数回の通電加熱時の抵抗値を平滑化した値である平滑化抵抗値を取得する平滑化部と、平滑化抵抗値が所定の設定値に達した場合に、電極に異常が発生したと判定し、電極に異常が発生したことの警告を行うように警告部を制御する異常判定部と、を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属体に電力を供給し当該金属体を通電加熱する通電加熱装置であって、
前記金属体に接触する少なくとも２つの電極と、
前記電極に電力を供給する電力供給部と、
前記金属体の通電加熱において異常が発生したことの警告を行う警告部と、
前記電極の異常を検知する異常検知部と、を備え、
前記異常検知部は、
前記電極間の抵抗値を取得する抵抗値取得部と、
複数回の通電加熱時の前記抵抗値を平滑化した値である平滑化抵抗値を取得する平滑化部と、
前記平滑化抵抗値が所定の設定値に達した場合に、前記電極に異常が発生したと判定し、前記電極に異常が発生したことの警告を行うように前記警告部を制御する異常判定部と、を有する、通電加熱装置。
【請求項２】
前記平滑化抵抗値は、複数回の通電加熱時の前記抵抗値を移動平均した値である、請求項１に記載の通電加熱装置。
【請求項３】
前記電極は、新たな電極と交換可能であり、
前記異常判定部は、前記平滑化抵抗値が前記設定値に達した場合に、前記電極に異常が発生したと判定し、前記電極の交換を促す警告を行うように前記警告部を制御する、請求項１又は２に記載の通電加熱装置。
【請求項４】
前記平滑化抵抗値は、前記電極の交換後における複数回の通電加熱時の前記抵抗値を平滑化した値である、請求項３に記載の通電加熱装置。
【請求項５】
前記異常判定部は、前記抵抗値が前記平滑化抵抗値に所定の許容値を加えた値に達した場合に、前記金属体に異常が発生したと判定し、前記金属体に異常が発生したことの警告を行うように前記警告部を制御する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の通電加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、通電加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属体である金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給して金属パイプを成形する成形装置が知られている。このような成形装置として、例えば特許文献１には、一対の金型と、一対の金型間に配置される金属パイプ材料に接触し電気的に接続可能な電極と、電極が金属パイプ材料に電気的に接続された状態において、電極を介して金属パイプ材料に通電可能な電力供給部と、を備える成形装置が記載されている。この成形装置は、金属パイプ材料に通電することで生じるジュール熱によって、金属パイプ材料を加熱し、型成形する通電加熱装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような通電加熱装置にあっては、金属パイプ材料の通電加熱を繰り返し行うと、電極表面が傷つき、通電時の抵抗となって、電極自体の発熱や金属パイプ材料の温度上昇の妨げ等の不具合が生じてしまうことになる。【０００５】
そこで、本発明一態様は、電極に異常が発生したことを検知して作業者に認識させることができる通電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】
【０００６】
本発明一態様による通電加熱装置は、金属体に電力を供給し当該金属体を通電加熱する通電加熱装置であって、金属体に接触する少なくとも２つの電極と、電極に電力を供給する電力供給部と、金属体の通電加熱において異常が発生したことの警告を行う警告部と、電極の異常を検知する異常検知部と、を備え、異常検知部は、電極間の抵抗値を取得する抵抗値取得部と、複数回の通電加熱時の抵抗値を平滑化した値である平滑化抵抗値を取得する平滑化部と、平滑化抵抗値が所定の設定値に達した場合に、電極に異常が発生したと判定し、電極に異常が発生したことの警告を行うように警告部を制御する異常判定部と、を有する。【０００７】
このような通電加熱装置によれば、複数回の通電加熱時における電極間の抵抗値を平滑化した値である平滑化抵抗値を取得する。平滑化抵抗値は、通電加熱が繰り返され電極表面の傷つき方の程度が大きくなるに連れて、増大する。この平滑化抵抗値が所定の設定値に達した場合に、電極表面が正常の範囲を超えて傷ついていると判定して、電極に異常が発生したことの警告を行う。よって、電極に異常が発生したことを検知して作業者に認識させることができる。【０００８】
ここで、平滑化抵抗値は、複数回の通電加熱時の抵抗値を移動平均した値であってもよい。これによれば、平滑化抵抗値を、複数回の通電加熱時における電極間の抵抗値を適切に反映した値とすることができる。このため、平滑化抵抗値が所定の設定値に達した場合に、より適切に、電極表面が正常の範囲を超えて傷ついていると判定することができる。【０００９】
また、電極は、新たな電極と交換可能であり、異常判定部は、平滑化抵抗値が設定値に達した場合に、電極に異常が発生したと判定し、電極の交換を促す警告を行うように警告部を制御してもよい。これによれば、電極に異常が発生したことを検知したときに、作業者に電極の交換等の適切な処理を行わせることができる。【００１０】
また、平滑化抵抗値は、電極の交換後における複数回の通電加熱時の抵抗値を平滑化した値であってもよい。これによれば、電極の交換後において、新たな電極に異常が発生したことを検知したときに、作業者に電極の交換等の適切な処理を行わせることができる。【００１１】
また、異常判定部は、抵抗値が平滑化抵抗値に所定の許容値を加えた値に達した場合に、金属体に異常が発生したと判定し、金属体に異常が発生したことの警告を行うように警告部を制御してもよい。ここで、抵抗値が平滑化抵抗値に対して所定の許容値以上大きい場合には、電極に異常が発生した可能性よりも、金属体に異常（例えば、金属体の外寸が規定範囲外である等）が発生した可能性が高い。このため、抵抗値が平滑化抵抗値に所定の許容値を加えた値に達した場合に、金属体に異常が発生したことの警告を行うことで、金属体に異常が発生したことを作業者に認識させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明一態様によれば、電極に異常が発生したことを検知して作業者に認識させることができる通電加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る通電加熱装置を示す概略構成図である。
【図２】電極周辺の拡大図であって、（ａ）は電極が金属パイプ材料を保持した状態を示す図、（ｂ）は電極にシール部材を押し付けた状態を示す図、（ｃ）は電極の正面図である。
【図３】複数回の通電加熱時における平滑化抵抗値の変化の一例を示すグラフである。
【図４】図３の一部Ｓを拡大して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による通電加熱装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
〈成形装置の構成〉
図１は、通電加熱装置としての成形装置の概略構成図である。図１に示されるように、金属パイプを成形する成形装置１０は、上型１２及び下型１１からなるブロー成形金型（金型）１３と、上型１２及び下型１１の少なくとも一方を移動させる駆動機構８０と、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ材料１４を保持するパイプ保持機構３０と、パイプ保持機構３０で保持されている金属パイプ材料１４に通電して加熱する加熱機構５０と、上型１２及び下型１１の間に保持され加熱された金属パイプ材料１４内に高圧ガス（気体）を供給するための気体供給部６０と、パイプ保持機構３０で保持された金属パイプ材料１４内に気体供給部６０からの気体を供給するための一対の気体供給機構４０，４０と、ブロー成形金型１３を強制的に水冷する水循環機構７２と、金属パイプ材料１４の通電加熱において異常が発生した場合に警告を行う警告装置（警告部）７１とを備えると共に、上記駆動機構８０の駆動、上記パイプ保持機構３０の駆動、上記加熱機構５０の駆動、上記気体供給部６０の気体供給及び警告装置７１の動作をそれぞれ制御し、且つ、通電加熱時の異常を検知する制御部７０と、を備えて構成されている。
【００１６】
ブロー成形金型１３の一方である下型１１は、基台１５に固定されている。下型１１は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、その上面に例えば矩形状のキャビティ（凹部）１６を備える。下型１１には冷却水通路１９が形成され、略中央に下から差し込まれた熱電対２１を備えている。この熱電対２１はスプリング２２により上下移動自在に支持されている。
【００１７】
更に、下型１１の左右端（図１における左右端）近傍にはスペース１１ａが設けられており、当該スペース１１ａ内には、パイプ保持機構３０の可動部である後述する電極１７，１８（下側電極）等が、上下に進退動可能に配置されている。そして、下側電極１７，１８上に金属パイプ材料１４が載置されることで、下側電極１７，１８は、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ材料１４に接触する。これにより、下側電極１７，１８は金属パイプ材料１４に電気的に接続される。なお、下側電極１７，１８は、新たな下側電極１７，１８と交換可能である。
【００１８】
下型１１と下側電極１７との間及び下側電極１７の下部、並びに下型１１と下側電極１８との間及び下側電極１８の下部には、通電を防ぐための絶縁材９１がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９１は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータ（不図示）の可動部である進退ロッド９５に固定されている。このアクチュエータは、下側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、下型１１と共に基台１５側に保持されている。
【００１９】
ブロー成形金型１３の他方である上型１２は、駆動機構８０を構成する後述のスライド８１に固定されている。上型１２は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、内部に冷却水通路２５が形成されると共に、その下面に例えば矩形状のキャビティ（凹部）２４を備える。このキャビティ２４は、下型１１のキャビティ１６に対向する位置に設けられる。
【００２０】
上型１２の左右端（図１における左右端）近傍には、下型１１と同様に、スペース１２ａが設けられており、当該スペース１２ａ内には、パイプ保持機構３０の可動部である後述する電極１７，１８（上側電極）等が、上下に進退動可能に配置されている。そして、下側電極１７，１８上に金属パイプ材料１４が載置された状態において、上側電極１７，１８は、下方に移動することで、上型１２と下型１１との間に配置された金属パイプ材料１４に接触する。これにより、上側電極１７，１８は金属パイプ材料１４に電気的に接続される。なお、上側電極１７，１８は、新たな上側電極１７，１８と交換可能である。
【００２１】
上型１２と上側電極１７との間及び上側電極１７の上部、並びに上型１２と上側電極１８との間及び上側電極１８の上部には、通電を防ぐための絶縁材１０１がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材１０１は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータの可動部である進退ロッド９６に固定されている。このアクチュエータは、上側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、上型１２と共に駆動機構８０のスライド８１側に保持されている。
【００２２】
パイプ保持機構３０の右側部分において、電極１８，１８が互いに対向する面のそれぞれには、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝１８ａが形成されていて（図２参照）、当該凹溝１８ａの部分に丁度金属パイプ材料１４が嵌り込むように載置可能とされている。パイプ保持機構３０の右側部分において、絶縁材９１，１０１が互いに対向する露出面には、上記凹溝１８ａと同様に、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝が形成されている。また、電極１８の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１８ａに向って周囲がテーパー状に傾斜して窪んだテーパー凹面１８ｂが形成されている。よって、パイプ保持機構３０の右側部分で金属パイプ材料１４を上下方向から挟持すると、丁度金属パイプ材料１４の右側端部の外周を全周に渡って密着するように取り囲むことができるように構成されている。
【００２３】
パイプ保持機構３０の左側部分において、電極１７，１７が互いに対向する面のそれぞれには、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａが形成されていて（図２参照）、当該凹溝１７ａの部分に丁度金属パイプ材料１４が嵌り込むように載置可能とされている。パイプ保持機構３０の左側部分において、絶縁材９１，１０１が互いに対向する露出面には、上記凹溝１８ａと同様に、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝が形成されている。また、電極１７の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１７ａに向って周囲がテーパー状に傾斜して窪んだテーパー凹面１７ｂが形成されている。よって、パイプ保持機構３０の左側部分で金属パイプ材料１４を上下方向から挟持すると、丁度金属パイプ材料１４の左側端部の外周を全周に渡って密着するように取り囲むことができるように構成されている。
【００２４】
図１に示されるように、駆動機構８０は、上型１２及び下型１１同士が合わさるように上型１２を移動させるスライド８１と、上記スライド８１を移動させるための駆動力を発生するシャフト８２と、該シャフト８２で発生した駆動力をスライド８１に伝達するためのコネクティングロッド８３とを備えている。シャフト８２は、スライド８１上方にて左右方向に延在していると共に回転自在に支持されており、その軸心から離間した位置にて左右端から突出して左右方向に延在する偏心クランク８２ａを有している。この偏心クランク８２ａと、スライド８１の上部に設けられると共に左右方向に延在している回転軸８１ａとは、コネクティングロッド８３によって連結されている。駆動機構８０では、制御部７０によってシャフト８２の回転を制御することにより偏心クランク８２ａの上下方向の高さを変化させ、この偏心クランク８２ａの位置変化をコネクティングロッド８３を介してスライド８１に伝達することにより、スライド８１の上下動を制御できる。ここで、偏心クランク８２ａの位置変化をスライド８１に伝達する際に発生するコネクティングロッド８３の揺動（回転運動）は、回転軸８１ａによって吸収される。なお、シャフト８２は、例えば制御部７０によって制御されるモータ等の駆動に応じて回転又は停止する。
【００２５】
制御部７０は、電極１７，１８の異常を検知する異常検知部７０Ａを有する。異常検知部７０Ａは、電極１７，１８間の抵抗値Ｒを取得する抵抗値取得部７０ａと、複数回の通電加熱時の抵抗値Ｒを平滑化した値である平滑化抵抗値Ｒａを取得する平滑化部７０ｂと、平滑化抵抗値Ｒａが所定の閾値Ｒｓに達した場合に、電極１７，１８に異常が発生したと判定し、電極１７，１８に異常が発生したことの警告を行うように警告装置７１を制御する異常判定部７０ｃと、を含む（詳しくは後述）。
【００２６】
加熱機構５０は、電力供給部５５と、電力供給部５５と電極１７，１８とを電気的に接続するブスバー５２と、電極１７，１８間の電圧を測定する電圧測定部としての電圧計５３と、を備える。電力供給部５５は、直流電源及びスイッチを含み、電極１７，１８が金属パイプ材料１４に電気的に接続された状態において、ブスバー５２、電極１７，１８を介して金属パイプ材料１４に通電可能とされている。ブスバー５２は、ここでは、下側電極１７，１８に接続されており、電圧計５３は、ブスバー５２の下側電極１７寄りの位置に接続されると共に、ブスバー５２の下側電極１８寄りの位置に接続されている。電圧計５３は、測定した電圧値（図１に示す（Ｂ）からの情報）を、制御部７０の抵抗値取得部７０ａに入力する。
【００２７】
この加熱機構５０では、電力供給部５５から出力された直流電流は、ブスバー５２によって伝送され、電極１７に入力される。そして、直流電流は、金属パイプ材料１４を通過して、電極１８に入力される。そして、直流電流は、ブスバー５２によって伝送されて電力供給部５５に入力される。なお、電力供給部５５は、約１００００Ａ２０Ｖ以上の電力を供給するようになっている。抵抗値取得部７０ａは、電力供給部５５が出力する直流電流の電流値を取得する。
【００２８】
抵抗値取得部７０ａは、電力供給部５５が出力する直流電流の電流値、及び、電圧計５３で測定した電圧値に基づき、電極１７，１８間の抵抗値Ｒを取得する。抵抗値取得部７０ａは、金属パイプ材料１４に対して通電加熱が行われる度に毎回、そのときの電極１７，１８間の抵抗値Ｒを取得する（図４参照）。抵抗値取得部７０ａは、取得した抵抗値Ｒを、制御部７０の平滑化部７０ｂ及び異常判定部７０ｃに出力する。
【００２９】
一対の気体供給機構４０の各々は、シリンダユニット４２と、シリンダユニット４２の作動に合わせて進退動するシリンダロッド４３と、シリンダロッド４３におけるパイプ保持機構３０側の先端に連結されたシール部材４４とを有する。シリンダユニット４２はブロック４１上に載置固定されている。シール部材４４の先端には先細となるようにテーパー面４５が形成されており、電極１７，１８のテーパー凹面１７ｂ，１８ｂに合わさる形状に構成されている（図２参照）。シール部材４４には、シリンダユニット４２側から先端に向かって延在し、詳しくは図２（ａ），（ｂ）に示されるように、気体供給部６０から供給された高圧ガスが流れるガス通路４６が設けられている。
【００３０】
気体供給部６０は、ガス源６１と、このガス源６１によって供給されたガスを溜めるアキュムレータ６２と、このアキュムレータ６２から気体供給機構４０のシリンダユニット４２まで延びている第１チューブ６３と、この第１チューブ６３に介設されている圧力制御弁６４及び切替弁６５と、アキュムレータ６２からシール部材４４内に形成されたガス通路４６まで延びている第２チューブ６７と、この第２チューブ６７に介設されている圧力制御弁６８及び逆止弁６９とからなる。圧力制御弁６４は、シール部材４４の金属パイプ材料１４に対する押力に適応した作動圧力のガスをシリンダユニット４２に供給する役割を果たす。逆止弁６９は、第２チューブ６７内で高圧ガスが逆流することを防止する役割を果たす。第２チューブ６７に介設されている圧力制御弁６８は、制御部７０の制御により、金属パイプ材料１４を膨張させるための作動圧力を有するガスを、シール部材４４のガス通路４６に供給する役割を果たす。
【００３１】
制御部７０は、気体供給部６０の圧力制御弁６８を制御することにより、金属パイプ材料１４内に所望の作動圧力のガスを供給することができる。また、制御部７０は、図１に示す（Ａ）から情報が伝達されることによって、熱電対２１から温度情報を取得し、駆動機構８０等を制御する。
【００３２】
水循環機構７２は、水を溜める水槽７３と、この水槽７３に溜まっている水を汲み上げ、加圧して下型１１の冷却水通路１９及び上型１２の冷却水通路２５へ送る水ポンプ７４と、配管７５とからなる。省略したが、水温を下げるクーリングタワーや水を浄化する濾過器を配管７５に介在させることは差し支えない。
【００３３】
〈成形装置を用いた金属パイプの成形方法〉
次に、成形装置１０を用いた金属パイプの成形方法について説明する。最初に、焼入れ可能な鋼種の円筒状の金属パイプ材料１４を準備する。この金属パイプ材料１４を、例えばロボットアーム等を用いて、下型１１側に備わる電極１７，１８上に載置（投入）する。電極１７，１８には凹溝１７ａ，１８ａが形成されているので、当該凹溝１７ａ，１８ａによって金属パイプ材料１４が位置決めされる。
【００３４】
次に、制御部７０は、駆動機構８０及びパイプ保持機構３０を制御することによって、当該パイプ保持機構３０に金属パイプ材料１４を保持させる。具体的には、駆動機構８０の駆動によりスライド８１側に保持されている上型１２及び上側電極１７，１８等が下型１１側に移動すると共に、パイプ保持機構３０に含まれる上側電極１７，１８等及び下側電極１７，１８等を進退動可能としているアクチュエータを作動させることによって、金属パイプ材料１４の両方の端部付近を上下からパイプ保持機構３０により挟持する。この挟持は電極１７，１８に形成される凹溝１７ａ，１８ａ、及び絶縁材９１，１０１に形成される凹溝の存在によって、金属パイプ材料１４の両端部付近の全周に渡って密着するような態様で挟持されることとなる。
【００３５】
なお、このとき、図２（ａ）に示されるように、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部は、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１８の凹溝１８ａとテーパー凹面１８ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している。同様に、金属パイプ材料１４の電極１７側の端部は、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１７の凹溝１７ａとテーパー凹面１７ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している。また、上側電極１７，１８の下面と下側電極１７，１８の上面とは、それぞれ互いに接触している。ただし、金属パイプ材料１４の両端部全周に渡って密着する構成に限られず、金属パイプ材料１４の周方向における一部に電極１７，１８が当接するような構成であってもよい。
【００３６】
続いて、制御部７０は、加熱機構５０を制御することによって、金属パイプ材料１４を加熱する。具体的には、制御部７０は、加熱機構５０の電力供給部５５を制御して電力を供給し、定電流制御を行う。すると、ブスバー５２を介して下側電極１７，１８に伝達される電力が、金属パイプ材料１４を挟持している上側電極１７，１８及び金属パイプ材料１４に供給され、金属パイプ材料１４に存在する抵抗により、金属パイプ材料１４自体がジュール熱によって発熱する。そして、電圧計５３で測定される電圧値は徐々に上がっていき、所定値に達したら通電を終了する。
【００３７】
続いて、制御部７０による駆動機構８０の制御によって、加熱後の金属パイプ材料１４に対してブロー成形金型１３を閉じる。これにより、下型１１のキャビティ１６と上型１２のキャビティ２４とが組み合わされ、下型１１と上型１２との間のキャビティ部内に金属パイプ材料１４が配置密閉される。
【００３８】
その後、気体供給機構４０のシリンダユニット４２を作動させることによってシール部材４４を前進させて金属パイプ材料１４の両端をシールする。このとき、図２（ｂ）に示されるように、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部にシール部材４４が押し付けられることによって、電極１８の凹溝１８ａとテーパー凹面１８ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している部分が、テーパー凹面１８ｂに沿うように漏斗状に変形する。同様に、金属パイプ材料１４の電極１７側の端部にシール部材４４が押し付けられることによって、電極１７の凹溝１７ａとテーパー凹面１７ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している部分が、テーパー凹面１７ｂに沿うように漏斗状に変形する。シール完了後、高圧ガスを金属パイプ材料１４内へ吹き込んで、加熱により軟化した金属パイプ材料１４をキャビティ部の形状に沿うように成形する。
【００３９】
金属パイプ材料１４は高温（９５０℃前後）に加熱されて軟化しているので、金属パイプ材料１４内に供給されたガスは、熱膨張する。このため、例えば供給するガスを圧縮空気とし、９５０℃の金属パイプ材料１４を熱膨張した圧縮空気によって容易に膨張させることができる。
【００４０】
ブロー成形されて膨らんだ金属パイプ材料１４の外周面が下型１１のキャビティ１６に接触して急冷されると同時に、上型１２のキャビティ２４に接触して急冷（上型１２と下型１１は熱容量が大きく且つ低温に管理されているため、金属パイプ材料１４が接触すればパイプ表面の熱が一気に金型側へと奪われる。）されて焼き入れが行われる。このような冷却法は、金型接触冷却又は金型冷却と呼ばれる。急冷された直後はオーステナイトがマルテンサイトに変態する（以下、オーステナイトがマルテンサイトに変態することをマルテンサイト変態とする）。冷却の後半は冷却速度が小さくなったので、復熱によりマルテンサイトが別の組織（トルースタイト、ソルバイト等）に変態する。従って、別途焼戻し処理を行う必要がない。また、本実施形態においては、金型冷却に代えて、あるいは金型冷却に加えて、冷却媒体を例えばキャビティ２４内に供給することによって冷却が行われてもよい。例えば、マルテンサイト変態が始まる温度までは金型（上型１２及び下型１１）に金属パイプ材料１４を接触させて冷却を行い、その後型開きすると共に冷却媒体（冷却用気体）を金属パイプ材料１４へ吹き付けることにより、マルテンサイト変態を発生させてもよい。
【００４１】
上述のように金属パイプ材料１４に対してブロー成形を行った後に冷却を行い、型開きを行うことにより、例えば略矩形筒状の本体部を有する金属パイプを得る。
【００４２】
以上の工程により、成形装置１０は、金属パイプ材料１４に対して通電加熱を含む金属パイプの成形を終了し、引き続き、次の金属パイプ材料１４に対して通電加熱を含む金属パイプの成形を同様に行う。ところで、このように金属パイプ材料１４に対する通電加熱を繰り返し行うと、電極１７，１８の表面が傷つき、通電時の抵抗値が大きくなる。この抵抗値の変化に基づいて行う電極１７，１８の異常の判定について、以下に説明する。
【００４３】
図３は、複数回の通電加熱時における平滑化抵抗値Ｒaの変化の一例を示すグラフであり、横軸には施工回数、縦軸には抵抗値が示されている。制御部７０の平滑化部７０ｂは、図３に示されるように、複数回の通電加熱時における電極１７，１８間の抵抗値Ｒを平滑化した値である平滑化抵抗値Ｒaを取得する。具体的には、平滑化抵抗値Ｒaは、電極１７，１８の直近の交換後の、複数回の通電加熱時における電極１７，１８間の抵抗値Ｒを平滑化した値である。より具体的には、平滑化抵抗値Ｒaは、例えば、今回の通電加熱時から所定回数前までの通電加熱時における電極１７，１８間の抵抗値Ｒを移動平均した値である。なお、ここでは平滑化抵抗値Ｒaはｋ回分の通電加熱時における電極１７，１８間の抵抗値Ｒを移動平均した値としており、１回目の施工からｋ−１回目の施工までの間は平滑化抵抗値Ｒaを取得することができないため、その間について図中には参考として各回の抵抗値Ｒを示している。
【００４４】
抵抗値Ｒ１は、電極１７，１８が新たな電極１７，１８に交換された直後の通電加熱時（１回目の通電加熱時）の抵抗値Ｒである。施工回数が増えるに連れて平滑化抵抗値Ｒaが徐々に増大している。これは、通電加熱を繰り返し行うことで電極１７，１８の表面が傷つき、通電時の抵抗が大きくなることを示している。平滑化部７０ｂは、取得した平滑化抵抗値Ｒaを制御部７０の異常判定部７０ｃに出力する。
【００４５】
制御部７０の異常判定部７０ｃは、所定の閾値（設定値）Ｒｓを予め記憶している。異常判定部７０ｃは、平滑化抵抗値Ｒaと閾値Ｒｓとを比較し、平滑化抵抗値Ｒaが閾値Ｒｓに達した場合に、電極１７，１８の表面が大きく傷つき電極１７，１８に異常が発生したと判定する。図３では、ｎ回目の通電加熱時における平滑化抵抗値Ｒaが所定の閾値Ｒｓに達している。
【００４６】
異常判定部７０ｃは、電極１７，１８に異常が発生したと判定すると、電極１７，１８に異常が発生したことの警告を行うように警告装置７１を制御する。この警告は、電極１７，１８の交換を促す警告であってもよい。なお、警告装置７１は、例えばランプや音や画面表示等で警告を発するものである。
【００４７】
図４は、図３のグラフのうちの二点鎖線で示した領域Ｓを拡大して示すグラフである。図４には、ｍ回目からｍ＋６回目の通電加熱時における各抵抗値Ｒ及び平滑化抵抗値Ｒａと、平滑化抵抗値Ｒａに所定の許容値ΔＲを加えた値（上限抵抗値Ｒｂ）とが示されている。電極１７，１８と金属パイプ材料１４との接触の程度にばらつきが生じることから、各抵抗値Ｒは施工回ごとに増減している。
【００４８】
異常判定部７０ｃは、今回の通電加熱において取得した抵抗値Ｒが上限抵抗値Ｒｂに達した場合に、電極１７，１８と金属パイプ材料１４との接触の程度が過度に不足して電流が流れにくくなっており金属パイプ材料１４に異常（例えば、金属パイプ材料１４の外寸・外径が規定範囲よりも小さい、或いは、許容できない程度の傷又は凹凸が生じている等）が発生したと判定する。図４では、ｍ回目からｍ＋５回目の通電加熱時における各抵抗値Ｒは上限抵抗値Ｒｂよりも小さい一方で、ｍ＋６回目の通電加熱時における抵抗値Ｒは上限抵抗値Ｒｂよりも大きい（すなわち、上限抵抗値Ｒｂに達している）。よって、異常判定部７０ｃは、ｍ＋６回目に通電加熱された金属パイプ材料１４に異常が発生したと判定する。
【００４９】
異常判定部７０ｃは、金属パイプ材料１４に異常が発生したと判定すると、金属パイプ材料１４に異常が発生したことの警告を行うように警告装置７１を制御する。この警告は、通電加熱する金属パイプ材料１４の交換を促す警告であってもよい。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、複数回の通電加熱時における電極１７，１８間の抵抗値Ｒを平滑化した値である平滑化抵抗値Ｒａを取得する。平滑化抵抗値Ｒａは、通電加熱が繰り返され電極１７，１８の表面の傷つき方の程度が大きくなるに連れて、増大する。この平滑化抵抗値Ｒａが所定の閾値Ｒｓに達した場合に、電極１７，１８の表面が正常の範囲を超えて傷ついていると判定して、電極１７，１８に異常が発生したことの警告を行う。よって、電極１７，１８に異常が発生したことを検知して作業者に認識させることができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、平滑化抵抗値Ｒａは、複数回の通電加熱時の抵抗値Ｒを移動平均した値である。これにより、平滑化抵抗値Ｒａを、複数回の通電加熱時における電極１７，１８間の抵抗値Ｒを適切に反映した値とすることができる。このため、平滑化抵抗値Ｒａが所定の閾値Ｒｓに達した場合に、より適切に、電極１７，１８の表面が正常の範囲を超えて傷ついていると判定することができる。
【００５２】
また、電極１７，１８は、新たな電極１７，１８と交換可能であり、異常判定部７０ｃは、平滑化抵抗値Ｒａが閾値Ｒｓに達した場合に、電極１７，１８に異常が発生したと判定し、電極１７，１８の交換を促す警告を行うように警告装置７１を制御する。これにより、電極１７，１８に異常が発生したことを検知したときに、作業者に電極１７，１８の交換等の適切な処理を行わせることができる。
【００５３】
また、平滑化抵抗値Ｒａは、電極１７，１８の交換後における複数回の通電加熱時の抵抗値Ｒを平滑化した値である。これにより、電極１７，１８の交換後において、新たな電極１７，１８に異常が発生したことを検知したときに、作業者に電極１７，１８の交換等の適切な処理を行わせることができる。
【００５４】
また、異常判定部７０ｃは、抵抗値Ｒが平滑化抵抗値Ｒａに所定の許容値ΔＲを加えた上限抵抗値Ｒｂに達した場合に、金属パイプ材料１４に異常が発生したと判定し、金属パイプ材料１４に異常が発生したことの警告を行うように警告装置７１を制御する。ここで、抵抗値Ｒが上限抵抗値Ｒｂ以上である場合には、電極１７，１８に異常が発生した可能性よりも、金属パイプ材料１４に異常（例えば、金属パイプ材料１４の外寸・外径が規定範囲よりも小さい、或いは、許容できない程度の傷又は凹凸が生じている等）が発生した可能性が高い。このため、抵抗値Ｒが上限抵抗値Ｒｂに達した場合に、金属パイプ材料１４に異常が発生したことの警告を行うことで、金属パイプ材料１４に異常が発生したことを作業者に認識させることができる。
【００５５】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態では、電極１７，１８を２つとしているが、電極１７，１８より軸線方向内側へ電極を追加して電極を３つ以上としても良い。
【００５６】
また、電極１７，１８のメンテナンスが行われた場合において、平滑化抵抗値Ｒaは、電極１７，１８の直近のメンテナンス後の、複数回の通電加熱時における電極１７，１８間の抵抗値Ｒを平滑化した値であってもよい。
【００５７】
また、平滑化抵抗値Ｒaは、複数回の通電加熱時における電極１７，１８の抵抗値Ｒを平滑化した値であればよく、平滑化の手法としては移動平均に限定されず最小二乗法等の各種カーブフィッティングの手法を用いてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態においては、成形対象を金属パイプ材料１４としているが、金属パイプ材料１４に限定されるものではなく、金属棒状体や金属板状体等に対しても適用でき、要は、ある程度延びる金属体に対して適用できる。また、成形装置も、気体供給を行わずに通電加熱を行う鍛造装置等とすることもできる。
【符号の説明】
【００５９】
１０…成形装置（通電加熱装置）、１４…金属パイプ材料（金属体）、１７，１８…電極、５５…電力供給部、７０Ａ…異常検知部、７０ａ…抵抗値取得部、７０ｂ…平滑化部、７０ｃ…異常判定部、７１…警告装置（警告部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月18日(2020.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属体に電力を供給し当該金属体を通電加熱する通電加熱装置であって、
前記金属体に接触する少なくとも２つの電極と、
前記電極に電力を供給する電力供給部と、
前記金属体の通電加熱において異常が発生したことの警告を行う警告部と、
前記電極の異常を検知する異常検知部と、を備え、
前記異常検知部は、
前記電極間の抵抗値を取得する抵抗値取得部と、
前記抵抗値が所定の設定値に達した場合に、前記電極に異常が発生したと判定し、前記電極に異常が発生したことの警告を行うように前記警告部を制御する異常判定部と、を有する、通電加熱装置。
【請求項２】
複数回の通電加熱時の前記抵抗値を平滑化した値である平滑化抵抗値を取得する平滑化部を更に備え、
前記平滑化抵抗値は、複数回の通電加熱時の前記抵抗値を移動平均した値である、請求項１に記載の通電加熱装置。
【請求項３】
前記電極は、新たな電極と交換可能であり、
前記異常判定部は、前記平滑化抵抗値が前記設定値に達した場合に、前記電極に異常が発生したと判定し、前記電極の交換を促す警告を行うように前記警告部を制御する、請求項２に記載の通電加熱装置。
【請求項４】
前記平滑化抵抗値は、前記電極の交換後における複数回の通電加熱時の前記抵抗値を平滑化した値である、請求項３に記載の通電加熱装置。
【請求項５】
前記異常判定部は、前記抵抗値が前記平滑化抵抗値に所定の許容値を加えた値に達した場合に、前記金属体に異常が発生したと判定し、前記金属体に異常が発生したことの警告を行うように前記警告部を制御する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の通電加熱装置。
【国際調査報告】
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2019171898.tif 000008
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