以下、図面を参照して本発明の一実施例� ��説明する。図1は、本発明の一実施例に係る 通電加熱装置が組み込まれた熱間プレス成形 装置の外観図である。

 図1を参照すると、この熱間プレス成形装 置1においては、装置1内に、ロボット式の投� ��機構2からワークが一枚ずつ供給される通電 加熱装置3と、通電加熱装置3の下流に熱的に� ��隔して配置されたダイクエンチ式の熱間プ� ��ス機構4と、少なくとも、通電加熱装置3か� �熱間プレス機構4に通電加熱されたワークを� ��送すると共に熱間プレス機構4から取出位置 へ向かって成形品を搬送するトランスファ機 構5と、が組み込まれている。なお、熱間プ� �ス成形装置1には、同装置1の払出位置から成 形品ないし完成品を取り出すための搬送コン ベヤ7が付設されている。

 ワーク投入機構2は、ロボット機構であっ て、複数枚のワークないしブランクが収容さ れたマガジンから一枚ずつ取り出して、ワー クを一枚ずつ通電加熱装置3に供給する。

 通電加熱装置3は、投入されたワークのク ランプ及びクランプ解除を行うと共に、クラ ンプによるテンションが印加されたワークに 通電を行い、ワークを加熱する。

 熱間プレス機構4は、加熱されたワークを 熱間プレスし且つ急冷することにより、ワー クから成形品を形成する。

 トランスファ機構5は、熱間プレス成形装 置1ないし通電加熱装置3内にワークが投入さ� ��る投入位置、通電加熱装置3がワークに通電 する通電位置、熱間プレス機構4がワークを� �間プレス成形する加工位置、及び、熱間プ� �ス成形装置1から成形品が払い出される払出� ��置で、ワーク又は成形品を保持又は保持解� ��すると共に、前記投入位置と前記通電位置� ��前記通電位置と前記加工位置、及び前記加� ��位置と前記払出位置の間をそれぞれ往復動� ��る、複数の保持機構ないし保持具を備えて� ��る。

 図2(A)~図2(C)は、図1に示した通電加熱装置 ないし熱間プレス成形装置の機械的な構造を 説明するための三面図であり、図2(A)は上面� �、図2(B)は正面図、図2(C)は側面図である。図 3は、図2(C)の拡大図である。なお、図2(C)は、 上クランプ30a,31aが上昇位置にあり、可動ク� �ンプ部材31が端部に移動した状態を示してい る。

 図2(A)~図2(C)及び図3を参照すると、熱間プ レス成形装置1においては、搬送方向に沿っ� �上流から下流に向かって順に、ワークWが投� ��される投入位置P0、通電加熱装置3による通� ��加熱が行われる通電位置P1、熱間プレス機� �4による熱間プレス成形ないしダイクエンチ� ��行われる加工位置P2、熱間プレス成形装置1� ��ら成形品が払い出される払出位置P3が等ピ� �チで設定されている。

 通電加熱装置3は、後述するクランプ機構 (30,31,32,33a,33b,34)と、ワークWに接触する電極� �電極と電源との間を電気的に接続する配線� �び通電スイッチを備える通電機構(図4の通電 機構37参照)と、通電加熱中のワークWの中央� �下方に配置され、鉛直方向に沿って立設さ� �て、ワークWの中央部を支持自在な垂下防止� ��材である複数のピン35と、を有している。

 クランプ機構(30,31,32,33a,33b,34)は、固定ク� ��ンプ部材30及び可動クランプ部材31(第1及び� ��2のクランプ部材)と、固定クランプ部材30及 び可動クランプ部材31の昇降方向駆動機構な� ��しクランプ方向駆動機構である昇降用シリ� ��ダ32と、可動クランプ部材31を前記所定方向 に沿って移動させる可動クランプ部材駆動機 構ないしワークWの熱変形に応じたクランプ� �隔可変機構である上下のテンション用シリ� �ダ33a,33bと、可動クランプ部材31の移動を案� �する上下の直動ガイド34,34と、を備えている 。

 固定クランプ部材30は、ワークWの一側を� ��ークW長手方向ないし左右方向に沿って固定 位置でクランプして同一側を保持自在である と共に、ワークWの位置決め機能も有する。� �動クランプ部材31は、ワークWの他側をクラ� �プして同他側を保持自在であると共に前記� �定方向ないし左右方向に沿って移動自在で� �る。通電加熱時、固定クランプ部材30は固定 位置でワークの一側を保持し、一方、可動ク ランプ部材31はワークWの熱変形と共にワーク Wの他側を保持しながら移動する。このよう� �固定クランプ部材30及び可動クランプ部材31� ��よって、通電加熱時、ワークWには、ワーク W中央部の垂下が可及的に防止されるようテ� �ションが印加され、特に、可動クランプ部� �31の移動方向前方へ向かって作用する、テン ションが印加される。

 固定クランプ部材30及び可動クランプ部� �31はそれぞれ、ワークWの厚み方向に沿って� �向してワークWを挟持自在な一対の上下クラ� ��プ30a,30b,31a,31bを具備している。固定クラン� ��部材30及び可動クランプ部材31がそれぞれ具 備する一対の上下クランプ30a,30b,31a,31bのうち 、ワークWの長手方向に沿って互いに離間し� �一対の下クランプ30b,31bが、ワークWに通電を する一対の電極である。

 昇降用シリンダ32は、固定クランプ部材30 及び可動クランプ部材31の上クランプ30a,31aを ワークWの厚み方向に沿って昇降自在に駆動� �てワークWをクランプして保持させる。上下� ��テンション用シリンダ33a,33bは、可動クラン プ部材31を、前記所定方向、すなわち、ワー� ��Wの長手方向ないし左右方向に沿って移動自 在に駆動する。上下のテンション用シリンダ 33a,33bは、通電加熱時、可動クランプ部材31を 移動させる際、可動クランプ部材31がワークW に対して滑らないよう、可動クランプ部材31� ��対して付勢力を及ぼす。なお、固定クラン� ��部材30は、前記所定方向に沿って、位置固� �に設ける、或いは、エアシリンダやモータ� �によって、ワークWの形状に応じてその初期� ��置を可変できるよう設ける。

 クランプ30a,30b,31a,31bは、それぞれ上下支� ��柱39a,39bの端部に取り付けられている。上支 持柱39a,39aは昇降自在な上フレーム38aに取り� �けられ、上フレーム38aは昇降用シリンダ32に 接続されている。下支持柱39b,39bは不動の下� �レーム38bに取り付けられている。上下フレ� �ム38a,38bには、それぞれ上下の直動ガイド34,3 4及びテンション用シリンダ33a,33bが配置され� ��いる。なお、可動クランプ部材31の上下ク� �ンプ31a,31bを一つのシリンダなどで駆動する� ��とも可能である。

 熱間プレス機構4は、通電位置P1でワークW が通電加熱された後、トランスファ機構5に� �って通電位置P1から搬送されたワークWを加� �位置P2で熱間プレス成形して急冷する冷却ダ イ41を備えている。

 トランスファ機構5は、ワークWの搬送方� �に沿って延在する一対の平行アーム51と、一 対の平行アーム51を、搬送方向、搬送方向に� ��交する昇降方向、及び搬送及び昇降方向に� ��交する幅方向に沿って往復動自在に駆動す� ��駆動手段である不図示のシリンダと、一対� ��平行アーム51に搬送方向に沿って所定間隔� �に複数個取り付けられ、一対の平行アーム51 が幅方向に沿って接近する際にワークW又は� �形品を保持し、同離隔する際に保持解除す� �保持機構ないし保持具である不図示の複数� �クランプと、を有している。複数のクラン� �は、投入位置P0、通電位置P1、加工位置P2及� �払出位置P3間の間隔に対応して、一対の平行 アーム51上に等ピッチで配置されている。な� ��、駆動手段であるシリンダに代えて、駆動� ��段としてサーボモータ等を採用することが� ��きる。

 さらに、トランスファ機構5は、通電位置 P1と加工位置P2の間に、通電加熱により中央� �が垂下する状態に熱変形したワークWを支持� ��いし案内する支持棒54を有している。支持� �54は、通電位置P1側に比べて加工位置P2側が� �くなるよう、搬送方向下流側に向かって高� �傾斜している。支持棒54の傾斜角度は、ワー クWの材質、加熱温度及びトランスファ機構5� ��昇降方向ストローク幅に応じて設定される� ��

 図4は、図3に示した通電加熱装置3の制御� ��成を説明するためのブロック図である。図4 を参照すると、通電加熱装置3は、固定クラ� �プ部材30及び可動クランプ部材31(第1及び第2� ��クランプ部材)と、昇降用シリンダ32と、上� ��のテンション用シリンダ33a,33bと、ワークW� �通電される電流量を検出する電流センサ36a� �、ワークの温度を検出する温度センサ36bと� �固定クランプ部材30及び可動クランプ部材31� ��昇降方向位置を検出する昇降用位置センサ3 6cと、可動クランプ部材31の移動方向位置を� �出する可動クランプ部材用位置センサ36dと� �ワークWへの通電を制御する通電機構37と、� �ンサ36a~36dが検出した情報に基づいて昇降用� ��リンダ32、上下のテンション用シリンダ33a,3 3b及び通電スイッチ37aを制御する手段である� ��御盤(マイクロコンピュータ)36eと、を具備� �ている。通電機構37は、電極兼用である一対 の下クランプ30b,31bと、直流又は交流電源Pと� ��直流又は交流電源Pと下クランプ30b,31b間に� �続されワークWへの通電をオンオフする前記� ��電スイッチ37aと、前記電流センサ36a及び前� ��温度センサ36b、を含んで構成されている。

 次に、通電加熱装置3の動作について説明 する。図5(A)~図5(F)は、図3及び図4に示した本� ��明の一実施例に係る通電加熱装置の動作を� ��明する工程図である。なお、図5(A)~図5(F)で� ��上下支持柱の図示を省略しており、図5(E)で は上下フレームの図示を省略している。また 、図5(F)は図5(E)の上面図である。図6は、比較 例に係る、クランプ間隔Lが固定な通電加熱� �置の問題点を説明するための工程図である� �

[クランプ工程]
 図5(A)~図5(B)を参照すると、ワークWは、トラ ンスファ機構5が備える一対の平行アーム51の 保持具53によって保持されて、シリンダ52aに� ��って、図2(A)に示した通電加熱装置3の通電� �置P1に搬送され、一対の下クランプ30b,31b上� �載置される。続いて、一対の平行アーム51は シリンダ52cによって互いに離間された後、シ リンダ52bによって上昇され、かくしてワーク Wは通電加熱装置3側に受け渡される。

 図5(C)~図5(D)を参照すると、上昇位置にあ� ��固定クランプ部材30及び可動クランプ部材31 の上クランプ30a,31aは、昇降用シリンダ32によ って下降させられ、これによって、固定クラ ンプ部材30側では、一対の上下クランプ30a,30b によってワークWの一側が固定位置でクラン� �されて保持されることにより、ワークWの位� ��決めがなされ、一方、可動クランプ部材31� �では、一対の上下クランプ31a,31bによって、� ��ークの他側がクランプされて保持される。� ��お、最初のクランプ間隔は“L”に設定され ている。

 なお、固定クランプ部材30の一対の上下� �ランプ30a,30bの初期位置を設定ないし保持す� ��別のシリンダを一対の上下支持柱39a,39bにそ れぞれ接続してもよい。なお、これらのシリ ンダに代えて、位置決め可能なサーボモータ 等を採用することができる。

[通電加熱工程]
 ワークWの長手方向に離間する下クランプ30b ,31bは電極を兼用しており、一対の下クラン� �30b,31bこれらを介してワークWに通電が開始さ れる。なお、上クランプ30a,31aがワークWをク� ��ンプする部分は凸曲面状に形成され、下ク� ��ンプ30b,31bがワークWをクランプする部分は� �面状に形成されていることにより、クラン� �能が向上され、又均一加熱が期待される。

 また、上下クランプ30a,30b,31a,31bには、ワ� ��クWの幅方向ないしワークの搬送方向に沿っ て十分な長さを有するバー状クランプないし バー状電極が用いられていることにより、ク ランプ能が向上され、又均一加熱が期待され る。ワークWの幅に対して、クランプ30a,30b,31a ,31bの幅は、ワークWの幅と同じか、或いはワ� ��クWの幅よりも多少長く設定されており、ワ ークWの幅を長く設定する場合には、例えば� �数%から20%程度長く設定することが好ましい� ��

[通電加熱工程におけるテンション印加工程]
 図5(E)及び図5(F)を参照すると、通電時間の� �過、通電電流の積算又はワークWの昇温に従� ��て、通電加熱中、上下のテンション用シリ� ��ダ33a,33bによって、可動クランプ部材31の一� ��の上下クランプ31a,31bは、ワークWの他側を� �持しながら、熱膨張するワークWの伸張分、� ��期してワークWの長手方向端部に向かって徐 々に移動していく。これによって、特に、可 動クランプ部材31の移動方向前方に向かって� ��ワークWにテンションが作用する。また、通 電開始時のクランプ間隔“L”に対して、通� �終了時のクランプ間隔は“L+”に拡大してい る。すなわち、通電加熱時、ワークWの伸張� �、すなわち、“L+”-“L”分、クランプ間隔� ��拡大される。なお、図5(D)の通電開始時にお ける上下クランプ31a,31bによるクランプ位置� �ワークWの図中左端との間隔を“D”、図5(E)� �通電終了時における上下クランプ31a,31bによ� ��クランプ位置とワークWの図中左端との間隔 を“E”とすると、“D”と“E”は同じ長さか 、熱膨張後の間隔である“E”の方が熱膨張� �の間隔である“D”よりも若干長くなる。

 このようにして、本発明の一実施例に係� ��通電加熱装置によれば、通電加熱中、昇温� ��伴って伸張するワークWに対して、適切なク ランプ位置で適正なテンションを常時印加す ることができるため、通電加熱によるワーク W中央部の垂下が可及的に防止される。

 これに対して、図6に示した比較例に係る 通電加熱装置によれば、二つのクランプ位置 が固定であって、両者のクランプ間隔は“L� �で一定である。すなわち、ワークW長手方向� ��端の拘束位置が不変であるため、通電加熱� ��、昇温に伴って伸張するワークWに有効なテ ンションを印加し続けることができず、その 中央部が垂下したり、上方へ反り上がったり してしまうことになる。