(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状において頂点を有する管体の内面に当接する複数のチャック爪を備えたチャックであって、
前記複数のチャック爪は、
第１の方向に向かい合って配置された２つの第１のチャック爪と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に向かい合って配置された２つの第２のチャック爪と、
を有し、
前記２つの第１のチャック爪を前記第１の方向に開閉可能な第１のチャック爪駆動機構と、
前記２つの第２のチャック爪を前記第２の方向に開閉可能な第２のチャック爪駆動機構と、
を備え、
各前記チャック爪は前記チャックの軸方向に沿った溝部により２つに分割された当接部を備え、前記当接部が前記頂点の近傍に当接するチャック。
【請求項２】
請求項１に記載のチャックを備える曲げ加工装置。
【請求項３】
前記第１のチャック爪を前記管体の内面に当接させること、
前記第１のチャック爪を前記管体に当接させた後、前記第２のチャック爪を前記管体の内面に当接させること、
を備える、請求項１に記載のチャックによる管体の把持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管体を内面から把持可能なチャック、これを備える曲げ加工装置、および、このチャックによる管体の把持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、図１０に概要を示す熱間三次元加工装置１００（以下、「３ＤＱ装置」ともいう）が開示されている。図１０に示すように、閉じた横断面を有する中空の鋼材である被加工材１０２（以降の説明では鋼管を例にとる）を、所定の位置に固定配置された位置決め装置（支持手段；支持ロール）１０３により位置決めしながら、送り装置１０６により鋼管１０２の軸方向（図１０中の矢印が示す方向）へ送る。３ＤＱ装置１００では、鋼管１０２を軸回りに非回転で軸方向へ送りながら加工を行う。
【０００３】
位置決め装置１０３より鋼管１０２の送り方向の下流側（以下、単に「下流側」とも称し、反対の位置関係を単に「上流側」とも称する。）には、鋼管１０２を周囲から加熱する環状の高周波誘導加熱コイル１０４（以下、単に「コイル」ともいう。）が配置される。コイル１０４を懸垂支持するブスバー（フィーダ）１０７からコイル１０４へ高周波電力を供給して、送られる鋼管１０２をＡｃ３点以上に加熱する。コイル１０４の下流側に配置された環状の水冷装置１０５から、加熱された鋼管１０２の外周に冷却水を噴射して、鋼管１０２を焼入れする。図１０における符号１０８は、ブスバー１０７を介してコイル１０４へ供給する高周波電流を発生する変成器である。
【０００４】
そして、コイル１０４で加熱されてから水冷装置１０５で冷却されるまでの領域に形成される鋼管１０２の高温部１０２ａに、水冷装置１０５よりも下流側に三次元に変位自在に配置された可動ローラダイス１０１、または、可動ローラダイス１０１を用いない場合には鋼管１０２の先端に固定される図示しない加工チャックと、位置決め装置（支持ロール）１０３とにより連続的または断続的に曲げモーメントまたはせん断力を付与することにより、鋼管１０２に熱間加工を行って屈曲部材１０９を製造する。
【０００５】
屈曲部材１０９は、例えば、自動車部品、例えばサイドインパクトビームやシートクロスメンバーといった自動車車体の構造部材の素材として用いられる。
【０００６】
このように、３ＤＱ装置においては、加工時の鋼管１０２は、各種支持機構によって支持される。上記に加えて支持機構としては、図示しないが、鋼管１０２の送り方向の後端を把持する送りチャック等がある。または、可動ローラダイス１０１を用いる場合であっても、変形防止機構として、鋼管１０２の送り方向の先端に加工チャックを用いる場合もある。
【０００７】
加工チャックや送りチャックが鋼管１０２を掴んで固定するチャック性能は、３ＤＱ装置１００による屈曲部材１０９の加工品質（加工精度、硬度、歩留り）に大きく影響する。すなわち、３ＤＱ装置１００により鋼管１０２を所望の曲げ形状に加工するためには、加工チャックが安定して鋼管１０２を把持して位置決め装置１０３と共に曲げモーメントを付与する必要がある。鋼管１０２に与えられる曲げモーメントが安定しない場合、製造される屈曲部材１０９の形状は変動するとともにこれらのチャックと鋼管１０２との接触部の抜熱の程度も変動して屈曲部材１０９の各部の硬度の変動および歩留りの低下を生じる。
【０００８】
また、３ＤＱ装置において製造される屈曲部材は、上述した通り主に自動車部品に用いられることが多く、それらの部品はサイズがたとえば外径Ｄ、肉厚ｔがそれぞれ１０〜１００ｍｍ、１〜４ｍｍ程度の小径材が多いため、チャックにも小型で簡素な機構が求められる。
【０００９】
本発明者らは、先に特許文献２により、鋼管の少なくともの一方の長手方向端部の内部に配置される複数（以降の説明では４つの場合を例にとる）のチャック爪と、各チャック爪をそれぞれ鋼管の内面に当接する方向、および内面から離反する方向へ駆動する１つのチャック爪駆動機構とを備えるチャックを開示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−０２３５７３号公報
【特許文献２】特許第５３０４８９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
鋼管１０２の断面形状には不可避的に製作公差が存在するため、特許文献２に開示されるような１つのチャック爪駆動機構によって、４つのチャック爪がそれぞれ鋼管の内面に当接する４方向へ向けて駆動されると、不可避的に、４つのチャック爪が全て鋼管１０２の内面に均一に接触しない。その結果、１つ、または２つのチャック爪と鋼管１０２の内面との間に隙間を生じることがあり、安定的に鋼管１０２を把持出来ない場合がある。
【００１２】
特に、鋼管１０２の横断面形状が、四角形といった断面周方向へ少なくとも一つの頂点とこの頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面形状である場合、４つのチャック爪の一部が鋼管１０２の内面に均一に接触しないことが発生し易い。
【００１３】
図８、図９は、従来のチャック機構を用いた場合にチャック爪の一部が鋼管内面に均一に接触しない例を模式的に示す説明図である。
【００１４】
図８に示すように、四角形断面の鋼管（鋼材２）において、断面上下方向に対してはチャック爪１１１ａ、１１１ｃが接触しているが、断面左右方向に対しては、チャック爪１１１ｂ、１１１ｄが接触していない。また、図９に示すように、四角形断面の鋼管（鋼材２）において、４つのチャック爪１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄは、頂点（角部）に連続する二つの辺をいずれも把持するように設計されているが、チャック爪１１１ａ〜１１１ｄのいずれも、鋼材２の頂点の一方の辺にしか接触できていない。つまり、図９によれば、チャック爪１１１ａ〜１１１ｄは鋼材２の断面上下方向に対して接触しておらず、鋼材２を上下方向について位置決めできていない不安定な状態となっている。
【００１５】
鋼管１０２に対する３ＤＱによる加工の方向と、鋼管１０２の内面とチャック爪との隙間が存在する方向とが一致すると、チャックによる鋼管１０２の把持が不安定になり、屈曲部材の加工品質が低下する。
【００１６】
そこで、本発明は、長尺の管体、例えば、横断面が長方形の鋼管を素材として３ＤＱ装置により屈曲部材を製造する際に、鋼管の長手方向の端部内面に配置される複数のチャック爪を全て鋼管の表面に隙間なく確実に当接させて安定的に鋼管を把持できるチャックと、そのチャックを備える曲げ加工装置、および、このチャックによる管体の把持方法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】
【００１７】
特許文献２には、鋼管の外面にチャック爪を当接する形状で鋼管を把持するタイプのチャックも記載されているが、鋼管を外側から把持する場合は、水冷するための水の流れを阻害する可能性があることから、本発明においては、内側から把持するタイプのチャックを前提に検討を進めた。内側から把持する場合であっても、安定的に把持するためにチャックを鋼管長手方向に長く広くすると焼入れを阻害する可能性があるため、鋼管長手方向へのチャック爪長さは短くすることも前提に検討を進めた。
【００１８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、互いに独立した２系統の駆動機構を有するチャック爪駆動機構を採用することにより、複数のチャック爪を鋼材２の内面に向けて少なくとも２回に分けて駆動することができ、これにより、複数のチャック爪の全てを鋼材２の内面に接触させるようにできることを知見して、本発明を完成した。
【００１９】
本発明は、以下に列記の通りである。
（１）第１の方向に向かい合って配置された２つの第１のチャック爪と、
前記２つの第１のチャック爪を前記第１の方向に開閉可能な第１のチャック爪駆動機構と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に向かい合って配置された２つの第２のチャック爪と、
前記２つの第２のチャック爪を前記第２の方向に開閉可能な第２のチャック爪駆動機構と、
を備える、管体を内面から把持可能なチャック。
【００２０】
本発明によれば、少なくとも２つの第１，２のチャック爪駆動機構を備えるので、一つのチャック爪駆動機構により４つのチャック爪を駆動することを防げるため、それぞれのチャック爪駆動機構により駆動されるチャック爪が全て管体の内面に接触することができ、チャック爪と管体の内面との間に隙間が生じることを防止できる。ここで、本発明において「頂点」とは、相隣合う２辺の交点をいい、幾何学的な頂点のみを指すものではなく、頂点の形状としては、曲率を有するものも含む。すなわち、頂点の形状としては、角として視認される形状であっても、Ｒのついた角部と緩やかな曲線部で形取られるような形状であってもよい。
【００２２】
（２）各前記チャック爪は当接面に前記チャックの軸方向に沿った溝部を備える前記（１）項に記載された鋼材のチャック。
【００２３】
（３）前記第１のチャック爪駆動機構と前記第２のチャック爪駆動機構は、前記チャックの軸方向に移動自在なシャフトと、前記第１のチャック爪と前記第２のチャック爪とをそれぞれの開閉方向に移動させるテーパ状部材とを備える前記（１）または（２）項に記載された鋼材のチャック。
【００２４】
（４）前記（１）〜（３）項の何れかに記載のチャックを備える曲げ加工装置。
【００２５】
（５）前記第１のチャック爪を前記管体の内面に当接させること、
前記第１のチャック爪を前記管体に当接させた後、前記第２のチャック爪を前記管体の内面に当接させること、
を備える、（１）〜（３）項の何れかに記載のチャックによる管体の把持方法。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、管体、例えば、横断面が長方形の鋼管を素材として３ＤＱ装置により屈曲部材を製造する際に、鋼管の長手方向の端部内面に配置される複数のチャック爪を全て鋼管の内面に隙間なく確実に当接させることができ、チャック爪が滑ることなく鋼管を安定的に把持することができるので、屈曲部材の加工品質（加工精度、硬度、歩留り）を高めることができる。
特に、外径Ｄ、肉厚ｔがそれぞれ１０〜１００ｍｍ、１〜４ｍｍ程度である小径の鋼材であっても内側を安定的に把持可能なチャックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明に係る製造装置の主要部を抜き出して模式的に示す説明図である。
【図２】図２は、本発明に係るチャックの一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係るチャックが鋼管を把持する為に、チャック爪駆動機構が動く模様を模式的に示す説明図である。
【図４】図４は、本発明に係るチャックを用いて鋼管を把持する好ましい一例を、鋼管横断面方向から模式的に示す説明図である。
【図５】図５は、本発明に係るチャックを用いて鋼管を把持するさらに別の好ましい一例を、鋼管横断面方向から模式的に示す説明図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明に係るチャックのチャック爪当接部が、鋼管内部頂点の近傍に当接する状態の一例を模式的に示した説明図、図６（ｂ）は、チャック爪当接部が、鋼管内部頂点の近傍に当接していない状態の一例を模式的に示した説明図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図３Ａ−Ａ断面における、本発明に係るチャック１の一例を模式的に示す説明図である。
【図８】図８は、従来のチャックを用いて鋼管を把持する一例を、横断面方向から模式的に示す説明図である。
【図９】図９は、従来のチャック機構を用いて鋼管を把持するさらに別の一例を、横断面方向から模式的に示す説明図である。
【図１０】図１０は、特許文献１により開示された３ＤＱ装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明に係るチャック、屈曲部材の製造方法および製造装置を、添付図面を参照しながら順次説明する。
【００３２】
本発明に係るチャックは、断面周方向へ少なくとも一つの頂点とこの頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材に好ましく適用できる。
【００３３】
なお、以降の説明では、本発明における「断面周方向へ少なくとも一つの頂点と該頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材」が、四角形の横断面を有する鋼管である場合を例にとるが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、「断面周方向へ少なくとも一つの頂点と該頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材」であれば、上記鋼管以外の鋼材にも同様に適用される。
【００３４】
また、以降の説明では、チャック爪の総数が４つである場合を例にとるが、チャック総数はこの場合に限定されず、チャック爪は鋼材の断面形状によって適宜変更することができる。例えば、鋼材の断面形状が５角形の場合には５つ、６角形の場合には６つ、１０角形の場合には１０つのチャック爪を好ましく用いることができる。
【００３５】
１．チャック１
図１は、本発明に係る製造装置０の主要部を抜き出して模式的に示す説明図であり、図２は、本発明に係るチャック１の一例を示す斜視図である。
【００３６】
図３は、本発明に係るチャック１の駆動状態の一例を模式的に示す説明図である。図３では、以下に詳述する先細形状のテーパ状部材１３を用いたチャック爪駆動機構１２を示すが、チャック爪駆動機構１２はこの態様に限定されるものではない。なお、図３では、チャック爪駆動機構１２が１つしかない説明図を用いているが、これはチャック爪駆動機構の駆動状態をわかりやすく説明するためであって、本発明を限定するものではない。
【００３７】
さらに、図４は、本発明に係るチャックを用いた鋼管（鋼材２）チャック工程の好ましい一例を、鋼管横断面方向から模式的に示す説明図であり、図５は、本発明に係るチャック機構を用いた鋼管（鋼材２）チャック工程のさらに別の好ましい一例を、鋼管（鋼材２）横断面方向から模式的に示す説明図である。
【００３８】
チャック１は、図１０に概要を示す３ＤＱ装置１００における鋼管（鋼材２）のチャックであって、複数のチャック爪１１と、少なくとも２つのチャック爪駆動機構１２とを備える。
【００３９】
図１に示すように、チャック１は、３ＤＱ装置０において、鋼材２の送り方向先端を把持するチャック（第１のチャック）１に好ましく用いられ、さらに、送り方向の後端を把持するチャック（第２のチャック）８としても好ましく用いることができる。
【００４０】
図２に示すように、チャック１は、鋼材２の先端部を把持するための筒状体からなり、鋼材２の内面に４つのチャック爪１１ａ〜１１ｄからなるチャック爪１１が当接することによって鋼材２の先端を把持することができる。
【００４１】
チャック１には、図３に示すように、チャック本体（チャックカバー）１５の内部にチャック爪駆動機構１２を備える態様としてもよい。
【００４２】
チャック１は、例えば図４、図５に示すように、４つのチャック爪１１ａ〜１１ｄと２つのチャック爪駆動機構１２ａ，１２ｂを備えることができ、１つのチャック爪駆動機構１２ａまたは１２ｂによる駆動によって同時に動く爪の方向を２つとすることができる。つまり、図４（ａ），図５（ａ）に示す第一工程として、相対方向であるチャック爪１１ａ，１１ｃを移動させ、図４（ｂ），図５（ｂ）に示す第二工程として、チャック爪１１ｂ，１１ｄを移動させることができる。
【００４３】
チャック爪駆動機構１２を１つしか持たないチャックであれば、チャックの中心軸を鋼材の中心軸と一致するように設置したとしても、断面形状に不可避的に製作公差が存在する鋼材に対し、鋼材の中心軸から鋼材の内面４方向へそれぞれ同じ長さしかチャック爪が伸びない（移動しない）ため、チャック爪が接触できない鋼材内面が存在してしまう。本発明のチャック１によれば、従来のチャック爪駆動機構１２と比べ、二つのチャック爪駆動機構１２ａ，１２ｂを持つことで、一つの駆動から、同時に動くチャック爪１１の向きを三つ以下の方向にすることができる。その結果、鋼材２に製作公差があっても、チャック爪１１ａ〜１１ｄは鋼材２内面と接触することができる。
【００４４】
＜チャック爪１１＞
図３に示すように、チャック爪１１は、閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材２の、少なくとも一方の長手方向端部の内部に配置される。
【００４５】
図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、本発明の複数のチャック爪１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはいずれも鋼材２の内面に当接して、鋼材２を安定して把持することができる。すなわち、チャック爪１１は、断面周方向へ少なくとも一つの頂点と頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材２における、これら２つの辺の内面に当接される。
【００４６】
図６（ａ）は、本発明に係るチャックのチャック爪当接部が、鋼管（鋼材２）の内面２０における頂点２１の近傍に当接する状態の一例を模式的に示した説明図であり、図６（ｂ）は、チャック爪当接部が、鋼管（鋼材２）の内部頂点の近傍に当接していない状態の一例を模式的に示した説明図である。
【００４７】
図７は、図３のＡ−Ａ断面における、本発明に係るチャック１の一例を模式的に示す説明図である。
【００４８】
複数のチャック爪１１は、好ましくは、図６、図７（ａ）に示すように、鋼材２の内面に当接する２つの当接部１１−１と、これら２つの当接部１１−１の間に形成されて鋼材２の内面には当接しない１つの非当接部１１−２とを有する。鋼材２の頂点部２１から離れた辺の中央領域で、チャック爪１１と内面２０が当設すると辺の変形が、頂点部２１近傍の当接に比べ、容易に起き易い。なぜなら、断面周方向に作用する張力が少なく、当接の内面２０の辺に曲げ荷重の作用が起き易いからである。その結果、当接の面圧が上がらないので、把持する力が低下する。これらを防ぐために、頂点２１近傍に、当接が集中することが好ましい。
【００４９】
また、図７（ｂ）および図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、複数のチャック爪１１ａ〜１１ｈは、いずれも鋼材２の頂点またはその近傍の内面２０形状に沿う外面形状を有することが好ましい。すなわち、複数のチャック爪１１ａ〜１１ｈが鋼材２の頂点２１またはその近傍に当接する場合、複数のチャック爪１１ａ〜１１ｈにおける鋼材２の内面に当接する当接部の形状は、いずれも当接部における鋼材２の内面形状に沿う形状であることが好ましい。
【００５０】
円形の鋼管に比べて、断面周方向へ少なくとも一つの頂点２１とこの頂点２１の両側にそれぞれ連続する２つの辺２２とを有する鋼材２の場合、鋼材２の断面周方向に対する張力が少ないため、鋼材２の断面周方向に存在する一つの辺（面）２２に対して付与されるチャック爪１１による面圧が作用しやすく、鋼材２の側面が変形しやすい。特に、小型のチャック、小型のチャック爪を用いる場合には、一つのチャック爪が与える圧力は、７０〜３００ＭＰａと大きい。そのため、頂点を有する鋼材２をチャックで内面２０から把持する場合は、頂点の近傍にチャック爪１１が当接するように配置されることが好ましい。
【００５１】
具体的には、図６、図７（ａ）に示すように、鋼材２の内面２０に当接する２つの当接部１１−１と、これら２つの当接部の間に形成されて内面２０に当接しない１つの非当接部１１−２とを有するチャック爪１１である場合は、２つの当接部１１−１がいずれも頂点２１の近傍に当接することが好ましい。
【００５２】
また、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すようにチャック爪が鋼材２の内面２０に当接する２つの当接部１１−１と、２つの当接部の間に形成されて内面２０に当接しない１つの非当接部１１−２とを有さない場合であっても、チャック爪１１ａ〜１１ｈは、いずれも鋼材２頂点２１の内面２０またはその近傍に当接することが好ましい。
【００５３】
図６（ｂ）に示すように、チャック爪１１が、鋼材２の断面周方向に存在する頂点２１から離れた位置に当接する場合、上述したように鋼材２の側面が変形しやすくなり、好ましくない。
【００５４】
また、チャック爪１１が鋼材２の内面２０に当接する長手方向長さが長いと、焼入れ品質などに悪影響を及ぼす可能性があるため、チャック爪１１が鋼材２の内面２０に当接する長手方向長さは短いことが好ましく、具体的には、鋼材長手方向に対し４０ｍｍ以下が好ましい。
【００５５】
＜チャック爪駆動機構１２＞
チャック爪駆動機構１２は、複数のチャック爪１１をそれぞれ鋼材２の内面に当接する方向、および内面から離反する方向へ駆動する。
【００５６】
チャック爪駆動機構１２は、少なくとも、複数のチャック爪１１のうちの一部のチャック爪１１を駆動する第１のチャック爪駆動機構１２ａと、複数のチャック爪１１のうちの他の一部のチャック爪１１を駆動する第２のチャック爪駆動機構１２ｂとを備える。
【００５７】
第１のチャック爪駆動機構１２ａおよび第２のチャック爪駆動機構１２ｂは、小型であれば特に限定されるものではないが、いずれも、鋼材長手方向に移動自在に配置されたシャフト１４と、該シャフト１４先端に配置されて前記シャフト１４の移動により複数のチャック爪１１をそれぞれ鋼材２の内面に当接する方向、または内面から離反する方向へ移動するテーパ状部材１３を有することが好ましい。
【００５８】
具体的には、図２，３に示すように、円筒状のチャック本体１５の内部に、図示しないシリンダ等によって鋼材２長手方向に出し入れ自在に配置されたシャフト１４と、シャフト１４先端に配置され、先細形状となる斜辺を鋼材２側先端に有するテーパ状部材１３を一つ以上備えるチャック爪駆動機構１２を好ましく例示できる。
【００５９】
このチャック爪駆動機構１２は、チャック爪１１がテーパ状部材１３の先端斜辺に、本体の軸方向に位置決めされて配置される。シャフト１４が鋼材２の軸方向へ移動することによって、チャック爪１１の位置する箇所のテーパ状部材１３の外径が大きくなるため、チャック爪１１を鋼材２の内面方向へ移動することができる。
【００６０】
このチャック爪駆動機構１２を用いる場合、チャック爪１１が鋼材２の内面から離反する方向に確実に移動するためには、チャック爪駆動機構１２とチャック爪１１の摺動部にあり溝の形状を有することが好ましい。具体的には、摺動面の断面に逆ハの字状なった溝があり、チャック爪駆動機構１２とチャック爪１１が抜けない構造である。
【００６１】
また、チャック１を小型化する観点から、特に下記に説明する図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、第１のチャック爪駆動機構１２ａと第２のチャック爪駆動機構１２ｂは互いに隣接していることが好ましく、特に、テーパ状部材１３が隣接して配置されることが好ましい。
【００６２】
上述のチャック爪駆動機構１２によれば、チャック１全体が小型、軽量化でき、その結果、加工時の駆動のための必要な荷重を軽減し、加熱後の冷却水の流れをスムーズにできる構造を得るので、加工品質上、好ましい。
さらに具体的には、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すようなチャック爪１１、チャック爪駆動機構１２（テーパ状部材１３）を好ましく例示することができる。
【００６３】
図７（ａ）によれば、第１のチャック爪駆動機構１２ａにおけるテーパ状部材１３ａはチャック爪１１ｂ、１１ｄを鋼材２内面２０に当接させ、第２のチャック爪駆動機構１２ｂにおけるテーパ状部材１３ｂ、１３ｃはチャック爪１１ａ、１１ｃを鋼材２の内面２０に当接させることができる。
【００６４】
図７（ｂ）によれば、第１のチャック爪駆動機構１２ａにおけるテーパ状部材１３ａは、チャック爪１１ｂ，１１ｃ，１１ｆ，１１ｇを鋼材２の内面２０に当接させ、第２のチャック爪駆動機構１２ｂにおけるテーパ状部材１３ｂ、１３ｃは、チャック爪１１ａ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｈを鋼材２の内面２０に当接させることができる。
【００６５】
図７（ｃ）によれば、第１のチャック爪駆動機構１２ａにおけるテーパ状部材１３ａ，１３ｃは、チャック爪１１ａ，１１ｃを鋼材２の内面２０に当接させ、第２のチャック爪駆動機構１２ｂにおけるテーパ状部材１３ｂ，１３ｄはチャック爪１１ｂ，１１ｄを鋼材２の内面２０に当接させることができる。
【００６６】
図７（ｄ）によれば、第１のチャック爪駆動機構１２ａにおけるテーパ状部材１３ａは、チャック爪１１ａ、１１ｄを鋼材２の内面２０に当接させ、第２のチャック爪駆動機構１２ｂにおけるテーパ状部材１３ｂはチャック爪１１ｂ、１１ｃを鋼材２の内面２０に当接させることができる。
【００６７】
以上の説明では、チャック爪１１は、横断面が四角形である鋼材２において、鋼材２断面上で相対方向に駆動するチャック爪駆動機構１２を挙げたが、一つのチャック爪駆動機構１２で駆動されるチャック爪１１の位置関係は特に限定されるものではなく、鋼材２の断面形状やチャック爪の形状１１によって適宜変更されるものである。すなわち、複数あるチャック爪のうち、第一段階で動くチャック爪、第二段階で動くチャック爪の位置関係は限定されない。
【００６８】
また、以上の説明では、複数のチャック爪１１に対してチャック爪駆動機構１２が２つである態様を説明したが、チャック爪駆動機構は２つ以上であれば特に限定されるものではない。例えば、図７（ａ）に示すテーパ状部材１３ｂとテーパ状部材１３ｃのチャック爪駆動機構はそれぞれ別のシャフト１４を備えることができ、つまり、第２のチャック爪駆動機構と第３のチャック爪駆動機構として別のものとしてもよい。
【００６９】
チャック爪１１、テーパ状部材１３の材質は、特に限定されないが、オーステナイト系ステンレス鋼またはセラミックまたは工具鋼が例示される。オーステナイト系ステンレス鋼は、非磁性体であるので誘導加熱され難いため好適であるが、耐摩耗性（耐傷つき性）および耐焼き付き性が若干劣る。セラミックは、非磁性体なので誘導加熱され難いことと、耐摩耗性が好適であるが、引張強度の点で劣る。一方、工具鋼は、冷間での耐久性に優れる。工具鋼は、磁性体であり、誘導加熱の影響を受け易いものの、チャック爪１１の近傍まで誘導加熱しなければ、実用上問題ないと考えられる。
【００７０】
本発明によれば、図８，９に示すチャック爪駆動機構１２が一つの従来のチャックとは異なり、少なくとも２つの第１，２のチャック爪駆動機構１２ａ、１２ｂを備えることによって、それぞれのチャック爪駆動機構１２により駆動されるチャック爪１１を全て鋼材２の内面に接触させることができ、チャック爪１１と鋼材２の内面との間に隙間が生じることを防止できる。
本発明のチャック１を用いることにより、鋼材２の先端部を安定的に保持することができるため、加工装置０は、高精度で鋼材２を加工できる。
【００７１】
また、鋼材２を把持する際のチェック爪１１の当接領域が小さいため、鋼材２の送り方向先端近傍を加工する際にも、以下に詳述する加熱装置４、冷却装置５により適正に焼入れ処理を行うことができる。
【００７２】
２．屈曲部材の製造装置０
図１に示すように、製造装置０は、位置決め装置（支持ガイド）３と、加熱装置４、および、冷却装置５と、第１のチャック１とを備える。
【００７３】
製造装置０は、第１のチャック１の位置を二次元または三次元で変更することにより、鋼材２を、所定の位置に固定配置された位置決め装置３により位置決めしながら、送り装置６により鋼材２の軸方向（図１中の矢印が示す方向）へ送り、加熱装置４により加熱された後に冷却装置５により冷却されるまでの部分に形成される変形抵抗低下部に曲げモーメントまたはせん断力を負荷することによって、鋼材２に加工を行う。
【００７４】
（１）位置決め装置（支持ガイド）３
位置決め装置（支持ガイド）３は、長尺の鋼材２を、鋼材２の長手方向へ送りながら位置決めする。位置決め装置（支持ガイド）３は、周知の方法を適用でき、例えば、ダイスにより構成される。ダイスは、鋼材２を送りながら支持可能であるロール対を少なくとも一組有する。このようなダイスは、当業者にとっては周知慣用であるので、位置決め装置（支持ガイド）３に関する説明は省略する。
【００７５】
（２）加熱装置４
加熱装置４は、鋼材２の送り方向について位置決め装置３の下流側に、配置される。具体的な加熱手段としては、鋼材２の外周面から所定距離離間して取り囲んで配置される加熱コイルを有する高周波誘導加熱コイルを好ましく用いることができる。鋼材２に誘導電流を発生させて前記鋼材の特定領域をＡｃ３点以上の温度域に加熱する。高周波誘導加熱コイルは当業者にとっては周知慣用であるので、加熱装置に関するこれ以上の説明は省略する。
【００７６】
（３）冷却装置５
冷却装置５は、鋼材２の送り方向について加熱装置４の下流側に配置される。冷却装置５は、鋼材２の外面に冷却媒体を吹き付けて鋼材を急冷する。冷却装置５は、鋼材２を焼き入れ手、マルテンサイト、あるいは、マルテンサイトおよび焼戻しマルテンサイトからなる鋼組織とする。
【００７７】
具体的な冷却手段としては、鋼材２の外周面から所定距離離れた位置に取り囲むように配置され、冷却水を噴射する噴射ノズルを好ましく例示することができる。このような冷却水噴射ノズルは当業者にとっては周知慣用であるので、冷却装置に関するこれ以上の説明は省略する。
【００７８】
（４）第１のチャック１
第１のチャックは、産業用ロボット７に保持されて鋼材における送り方向の先端内部に配置されて、鋼材２を把持する。
第１のチャック１は、上述した本発明に係るチャックである。
【００７９】
産業用ロボット７としては、特に限定されないが、多関節型の産業用ロボットを例示することができる。加工プログラムにより規定される移動軌跡を予め入力された産業用ロボット７が、この移動軌跡を再生し、第１のチャック１を二次元または三次元の方向へ移動させることにより、鋼材２の加熱される部分を、所望の形状に曲げ変形またはせん断変形させることができる。これにより、鋼材２に熱間加工を行って焼き入れられた屈曲部材を製造することができる。
【００８０】
さらに、本発明の製造装置０は、第２のチャック８を有してもよい。第２のチャックは、鋼材２における送り方向の後端内部に配置されて鋼材２をチャックする。
【００８１】
第２のチャックは、上述した本発明に係るチャックであってもよいし、図３，４に示すチャック爪駆動機構１２が一つの従来のチャックであってもよい。または、鋼材２の外面にチャック爪１１を当接する形状で鋼材２を把持するタイプのチャックを用いてもよい。
【００８２】
３．屈曲部材の製造方法
本発明では、中空かつ長尺の鋼材２を、位置決め装置（支持ガイド）３によって鋼材２の長手方向へ送りながら位置決めし、鋼材２の送り方向について位置決め装置３の下流側に鋼材２の周囲を取り囲んで配置される加熱装置４により鋼材２をＡｃ３点以上の温度域に加熱するととともに、鋼材２の送り方向について加熱装置４の下流側に配置される冷却装置５により鋼材２の外面に冷却媒体を吹き付けて鋼材２を急冷し、かつ、産業用ロボット７に保持されて鋼材２における送り方向の先端内部に配置されて、鋼材をチャックする第１のチャック１の位置を二次元または三次元で変更することにより、鋼材２における加熱装置４により加熱された後に冷却装置５により冷却されるまでの部分に形成される変形抵抗低下部に曲げモーメントまたはせん断力を負荷することによって、鋼材２に曲げ加工を行う。
【００８３】
第１のチャック１としては、上述した本発明に係るチャックを用いることができる。
さらに、鋼材２における前記送り方向の後端内部に配置されて鋼材２をチャックする第２のチャック８を用いることができる。
【００８４】
本発明によれば、例えば、鋼材２として横断面が長方形の鋼管を素材として３ＤＱ装置１００により屈曲部材１０９を製造する際に、鋼材２の長手方向の端部の内面に配置される複数のチャック爪１１を全て鋼材２の内面２０に隙間なく確実に当接させることができチャック爪が滑ることなく鋼管を安定的に把持することができるので、屈曲部材の加工品質（加工精度、硬度、歩留り）を高めることができる。
【００８５】
４．本発明に用いられる鋼材２
本発明は、鋼材２の平均肉厚をｔ０とし、外径をＤとした場合に、比（ｔ０／Ｄ）が０．０１〜０．４の範囲、かつｔ０＝１〜４ｍｍ、Ｄ＝１０〜１００ｍｍの範囲で適用することができる。
本発明では、鋼材の鋼種は特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８６】
０：屈曲部材の製造装置
１：チャック（第１のチャック）
１１：チャック爪
１２：チャック爪駆動機構
１３：テーパ状部材
１４：シャフト
１５：チャック本体
２：鋼材
３：位置決め装置
４：加熱装置
５：冷却装置
６：送り装置
７：産業用ロボット
８：第２のチャック
１００：熱間三次元加工装置（３ＤＱ装置）
１０１：可動ローラダイス
１０２：鋼管
１０３：位置決め装置
１０４：高周波誘導加熱コイル
１０５：水冷装置
１０６：送り装置
１０７：ブスバー（フィーダ）
１０８：変成器
１０９：屈曲部材
【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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