JPH02160182A - 抵抗加熱時における通電電流の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、抵抗加熱、例えば電気鍛縮機、スポット溶接
機、又はフラッシュバット溶接機等における抵抗加熱時
における通電電流の制御方法に関する。

〔従来の技術〕

上記電気鍛縮機やスポット溶接機等は、抵抗加熱装置の
代表的なものであり、前者は、エンジンバルブの予備成
形用としてよく用いられる。

この予備成形は、棒状の素材に電流を通し、接触抵抗と
金属内部の抵抗にもとづく発熱作用を利用して、素材を
加熱しながら圧縮し、一端側を膨らませてバルブの原形
に仕上げるというものである。

一般に、電気鍛縮機又はスポット溶接機等において、電
極部へ通電する負荷電流（Ｉ）は、第４図に示すように
、時間（１）に対し、はぼ一定の電流値（１，）となる
ように制御されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、金属材料は、抵抗の温度係数が正であるため、
素材の湿度上昇によって、素材を流れる電流が減少する
傾向にある。

従って、従来のように、一定の負荷電流値のもとで鍛縮
を行なうと、加熱温度に不足を生じるようになる。

また、負荷電流が一定であると、第５図に示すように、
素材（ａ）の一端側が、圧縮作用により徐々に膨らんで
大きくなった際に、電流密度が減少して発熱温度が低下
する。

このようになると、膨出部（ｂ）が細長くなって。

鍛縮容積が小さくなるなど、形状にばらつきが生じ、し
かも、発熱温度の低い状態のまま、一定の速度で圧縮さ
れると、膨出部内に残留応力が生じたり、ひずみや亀裂
等を発生させたりする恐れがある。

膨出部の形状が最適形状とならないと１次工程でプレス
成形した際、品質が安定せず、不良品発生の原因となる
。

これらの問題を解決するためには、電流値（Ｉｏ）の設
定値を最初から高めておくことも考えられるが、このよ
うにすると、膨出部（ｂ）がまだ小さい鍛縮初期におい
て、負荷電流が過剰となり、熱ひずみが発生したり、膨
出部が溶けたりする恐れがある。

一方、スポット溶接等において、負荷電流値を一定に定
めであると、板厚に比例して通電時間を長くしなければ
ならず、電極が過熱したり、作業が非能率的となる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、抵抗加熱時に１．負荷電流を時間とともに増加させる
ことにより、加熱温度の低下を防止し、もって製品品質
を向上させうるようにした、通電電流の制御方法を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明の方法は。

１対の電極間に金属素材を挾んで通電加熱する抵抗加熱
時において、前記金属素材への負荷電流を。

時間とともに漸次増加させることを特徴としてぃ机 〔作　用〕 本発明の方法を、例えば電気鍛縮機における加熱時に適
用し、エンジンバルブ用素材の鍛縮を行なうと、鍛縮容
積の大きさに応じて負荷電流が増加するので１発熱温度
の不足によって膨出部の形状にばらつきが生じるのを防
止しうる。

〔実施例〕

以下、本発明を電気鍛縮機に適用した実施例について説
明する。

第１図は、本発明の第１実施例を説明するためのもので
、（１）は、エンジンバルブ用の棒状金属素材、（２）
は、素材（１）のガイド部材、（３）は。

圧縮用シリンダ（４）のピストンロッド（４ａ）の上端
に取付けられた通電用電極、（５）は、同じく支持体を
兼ねた固定側の電極である。

上記画電極（３）（５）は、変圧器（６）の二次コイル
（７）に接続され、また変圧器（６）の−次コイル（８
）は、交流電源（９）に接続されている。

−次コイル（８）には、二次コイル（７）との巻数比を
変えることにより、電極（３）（５）（ｉ材）へ流れる
負荷電流を制御するための複数（本実施例では４個）の
タップ（１０）（Ｉｆ）（１２）（１３）が設けられ、
これら各タップ（ｌＯ）乃至（１３）には、制御整流素
子であるトライアック（１４）がそれぞれ並列として接
続されている。

各トライアック（１４）のゲート端子（１４ａ）は、シ
リンダ（４）のピストンロッド（４ａ）の移動量を検出
して信号を発するリニアエンコーダ（１５）、例えば、
各タップ位置と対応して、ピストンロッド（４ａ）の移
動方向に配設された近接、スイッチ（又はマイクロスイ
ッチ）（１６）に、トリガー回路（点弧制御回路）（１
７）を介して接続されている。

この実施例において、シリンダ（４）を一定の速度で作
動させると、その移動量を各近接スイッチ（１６）が検
出してそれと対応するトライアック（’１４　）へ信号
を発することにより、巻数の少ないタップ（１０）から
巻数の多いタップ（１３）へと順次回路が切替わり、電
極（３）（５）に流れる電流（Ｉ）は、第３図示のよう
に時間（ｔ）（ピストンロッドの移動量）とともに段階
的に増加するようになる。

従って、鍛縮初期から鍛縮終了までの電流値（■、）〜
（Ｉ４）を、素材（１）における膨出部（ｌａ）が理想
的なふくらみ方をするように予め設定しておけば、鍛縮
過程における電流容量に過不足を生じることはなく、従
って膨出部（ｌａ）の形状を、常に最適な状態とするこ
とができる。

次に１本発明の第２実施例を、第２図を参照して説明す
る。

上記第１実施例では、ピストンロッド（４ａ）の変位量
に応じて変圧器（６）の巻数比を変え、負荷電流を段階
的に増加させるようにしているが、この第２実施例にお
いては、点弧時期を制御（位相制御）することにより、
負荷電流を増加させるようにしている。

すなわち、ピストンロッド（４ａ）の変位を５例えばポ
テンショメータ（１８）等により検出し、得られた位置
情報を制御信号として、点弧角制御回路（１９）に与え
、変圧器（６）の−次側に設けたトライアック（２０）
のゲート端子に信号を発して、点弧時期を制御するよう
にしたものである。

この実施例においても、負荷電流（Ｉ）は、ピストンロ
ッド（４ａ）の変位量に応じて点弧時期を段階的に進角
制御することにより、第３図と同様に、時間（１）とと
もに段階的に増加するようになる。

従って、電流容量の不足により発熱温度が低下し、膨出
部（１ａ）の形状にばらつきが生じるのを防止しつる。

なお、第２実施例においては、点弧角制御回路（１９）
へ制御信号を与える手段を、ピストンロッド（４ａ）の
変位量に対応させたプログラムタイマー（２１）として
もよく（第２図２点鎖線示参照）、この場合も、上記と
同様に負荷電流ＣＩ）を段階的に増−加させうる。

第２実施例における負荷電流ＣＩ）は、第３図２点鎖線
示のように、いずれも時間（１）とともに、連続的（例
えば直線的）に増加させることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、素材の発熱温度が徐々に高まることか
ら、熱量の不足による加工不良やひずみの発生を防止で
き、高品質の製品を、効率良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を実施するようにした電
気鍛縮機及びその制御回路図、第２図は、同じく第２実
施例を説明するための電気鍛縮機及びその制御回路図。 第３図は１本発明の方法により得られる負荷電流と時間
との関係を示す線図、 第４図は、従来の負荷電流と時間との関係を示す線図。 第５図は、電気鍛縮機による素材の鍛縮状態を示す説明
図である。 第１図 （１）金属素材　　　　　　（１ａ）膨出部（３）（５
）電極　　　　　　（４）シリンダ（６）変圧器　　　
　　　　（７）二次コイル（８）−次コイル　　　　　
（１０）　（１１）　（１２）　（１３）タップ（１４
）（２０）　ｌ−ライアック　　（１５）リニアエンコ
ーダ（１６）近接スイッチ （１７）トリガー回路（点弧制御回路）（１８）ポテン
ショメータ　　（１９）点弧角制御回路（２１）プログ
ラムタイマー 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１対の電極間に金属素材を挾んで通電加熱する抵
   抗加熱時において、 前記金属素材への負荷電流を、時間とともに漸次増加さ
   せることを特徴とする抵抗加熱時における通電電流の制
   御方法。
2. （２）負荷電流が、時間とともに漸次段階的に増加する
   ものである請求項（１）記載の抵抗加熱時における通電
   電流の制御方法。