(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管を送り装置により加熱装置へ送りながら、前記加熱装置により前記鋼管を加熱するとともに前記加熱装置よりも前記鋼管の送り方向の下流で冷却装置により前記鋼管を急冷し、かつ前記鋼管の先端部を把持するマニピュレータに二次元又は三次元の所定の軌道を与えて前記鋼管の加熱された部分に曲げモーメントまたはせん断力を付与して加工を行うことによって、少なくとも曲部を有する曲げ部材を製造する際に、
前記加工中の前記鋼管の軸方向へ発生する荷重が緩和されるように、前記送り装置による前記鋼管の送り速度を制御すること
を特徴とする曲げ部材の製造方法。
【請求項２】
前記鋼管の送り速度は、予め求めた、前記加工中の前記鋼管の軸方向へ発生する荷重の発生パターンに基づいて、制御する請求項１に記載された曲げ部材の製造方法。
【請求項３】
前記鋼管の送り速度は、前記マニピュレータの先端部に配置された荷重センサーの出力に基づいて、制御する請求項１に記載された曲げ部材の製造方法。
【請求項４】
前記鋼管の送り速度は、前記送り装置の駆動軸ないしは前記送り装置における前記鋼管を把持する部分と前記鋼管との間に配置された荷重センサーの出力に基づいて、制御する請求項１に記載された曲げ部材の製造方法。
【請求項５】
前記加工中の前記鋼管の軸方向へ発生する荷重が、引張荷重となる場合は前記送り装置による前記鋼管の送り速度を増加するように制御し、圧縮荷重となる場合には前記送り装置による前記鋼管の送り速度を減速するように制御する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された曲げ部材の製造方法。
【請求項６】
鋼管を加熱装置へ向けて送る送り装置と、
該鋼管を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置よりも前記鋼管の送り方向の下流に配置されて前記鋼管を急冷する冷却装置と、
前記鋼管の先端部を把持するとともに二次元又は三次元の所定の軌道を移動することによって前記鋼管の加熱された部分に曲げモーメントまたはせん断力を付与して加工を行うマニピュレータと
を備え、少なくとも曲部を有する焼入れ曲げ部材を製造する装置において、さらに、
前記加工中の前記鋼管の軸方向へ発生する荷重が緩和されるように、前記送り装置による前記鋼管の送り速度を制御する制御装置を備えること
を特徴とする曲げ部材の製造装置。
【請求項７】
前記鋼管の軸方向に発生する荷重を測定する荷重測定装置を備え、前記制御装置は前記荷重測定装置の出力に応じて前記鋼管の送り速度を制御する請求項６に記載された曲げ部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げ部材の製造方法および製造装置に関し、例えば３次元熱間曲げ焼き入れ（3DQ:3 Dimensional Hot Bending and Quench）により、多関節ロボットのマニピュレータの軌道のずれが生じても素材である鋼管の軸方向への過大な荷重が発生することを抑制しながら、良好な加工形状を有する曲げ部材を製造する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
曲がった形状を有する金属製の強度部材、補強部材または構造部材が、自動車や各種機械等に用いられる。高強度、軽量かつ小型であることがこれらの曲げ部材に要求される。従来より、この種の曲げ部材は、例えば、プレス加工品の溶接、厚板の打ち抜き、さらには鍛造等により製造されてきた。しかし、これらの製造方法により製造される曲げ部材をさらに軽量および小型化することは、難しい。
【０００３】
近年では、この種の曲げ部材を、いわゆるチューブハイドロフォーミングにより製造することが積極的に検討されている（例えば非特許文献１参照）。素材となる材料の開発や成形可能な形状の自由度の拡大等といった様々な課題がチューブハイドロフォーミング工法に存在するため、今後よりいっそうの開発が必要であることが、非特許文献１の２８頁に開示される。
【０００４】
本出願人は、先に特許文献１により３次元熱間曲げ焼き入れ装置（３ＤＱ装置ともいう）を開示し、特許文献２により３ＤＱにおいて曲げモーメントを与える手段としてマニピュレータ（多関節ロボット）を使用することを開示した。
【０００５】
図５は、特許文献２により開示した３次元熱間曲げ焼き入れ装置０の一例の概略を示す説明図である。
【０００６】
図５に示すように、３次元熱間曲げ焼き入れ装置０は、支持手段１によりその軸方向へ移動自在に支持された素材である鋼管７を上流側から下流側へ向けて、例えばボールネジを用いた送り装置２により送りながら、（ａ）支持手段１の下流で加熱装置、例えば高周波誘導加熱コイル３により、鋼管７を焼入れが可能な温度域に急速に加熱し、（ｂ）高周波誘導加熱コイル３の下流に配置される水冷装置４により鋼管１７を急冷し、かつ（ｃ）鋼管７の先端部をマニピュレータ５の効果器５ａで把持し、マニピュレータ５の効果器５ａの位置を例えば左右といった鋼管の送り方向を含む平面内（二次元）のみならず上下の空間内（三次元）で変更して鋼管７の加熱された部分（誘導加熱コイルと水冷装置の間の鋼管の高温部）に任意の向きと大きさの曲げモーメントまたはせん断力を付与して加工を行うことによって、鋼管内の曲げの位置と向きと大きさと範囲を自由に変化させた曲げ部材を製造することができる。ただし、曲部の強度を抑えた曲げ部材を製造する場合は、あえて焼き入れしないよう加熱温度をＡ３変態点よりも低くすればよい。このように３次元熱間曲げ焼き入れの技術は焼き入れを伴わない熱間加工や曲げ部材にも適用可能である。
【０００７】
３ＤＱ装置による鋼管７の曲げ加工過程で、多関節型産業用ロボットのマニピュレータ５により鋼管７に与えられる曲げモーメントとは別に、鋼管７の軸方向への荷重が発生する場合がある。鋼管７に与えられる曲げの曲率半径が小さく、また、マニピュレータ５の効果器５ａの移動速度が大きい時に、鋼管７の軸方向への荷重が顕著に発生する。
【０００８】
この荷重は、鋼管７の加工に必要な曲げ変形には寄与しないばかりか、加工時の鋼管７の断面の変形や座屈等の不具合を引き起こすおそれがある。このため、特に曲げの曲率半径が小さい曲げ部材を３ＤＱにより量産する場合には、加工時の鋼管７の軸方向への荷重の発生を抑制する必要がある。
【０００９】
本出願人は、特許文献３により３ＤＱにおいて鋼管に曲げモーメントまたはせん断力を与える手段として多関節型産業用ロボットのマニピュレータを使用することを開示し、特許文献４により曲げモーメントを与える手段として多関節型産業用ロボットのマニピュレータを使用し、マニピュレータの軌道の目標値からの偏差が閾値を超えた場合に目標軌道を修正して設定することを開示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９３００６号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２０１０／０５０４６０号パンフレット
【特許文献３】特開２０１２−２２８７１３号公報
【特許文献４】特開２０１２−２２８７１４号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】自動車技術  Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．６，２００３  ２３〜２８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献２には、マニピュレータの軌道のずれやこのずれに起因して鋼管の軸方向へ過大な荷重が発生することは記載されていない。
【００１３】
特許文献３には、３ＤＱでの鋼管の加工時に鋼管の軸方向へ過大な荷重が発生することは記載されていない。
【００１４】
さらに、特許文献４には、３ＤＱでの加工荷重の目標値からの偏差が閾値を超えた場合に、マニピュレータの軌道を変更する方法が記載されているものの、平面内（二次元）または空間内（三次元）を移動するマニピュレータの軌道を適切に修正することは事実上困難である。なお、特許文献４により開示された発明は、素材である鋼管の寸法や鋼管の変形抵抗さらには温度のばらつきによって生じる曲げ加工力の変化を主に意図したものであり、３ＤＱでの鋼管の加工時に鋼管の軸方向へ過大な荷重（過大な軸方向力）が発生することは記載されていない。
【００１５】
さらに、特許文献３，４により開示された発明は、いずれも、目標軌道を修正するため、加工後の曲げ部材の寸法精度に影響を及ぼす可能性がある。また、マニピュレータの軌道を直接測定ないしは発生した荷重からマニピュレータの軌道のずれを推定するため、精密な計測機器を用いる必要があり、装置コストが嵩むことや、種々の加工条件や複雑な軌道パターンにおいて精度よくマニピュレータの軌道のずれを予測することは事実上困難である。
【００１６】
このように、従来の技術では、３ＤＱにより、マニピュレータの軌道のずれが生じた場合にも、素材である鋼管の軸方向への過大な荷重が発生することを抑制しながら、良好な加工形状を有する曲げ部材を製造することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、以下に列記の知見Ａ〜Ｈを得て、本発明を完成した。
【００１８】
（Ａ）鋼管の先端部をマニピュレータで把持して３ＤＱにより曲げ部材を製造する場合、マニピュレータの座標は３ＤＱ装置における鋼管の加工履歴（曲げの位置、曲げの大きさ、鋼管の送り出し量等）から求め、マニピュレータの目標の軌道を設定していた。
【００１９】
３ＤＱで鋼管の曲げ加工を行う際には、マニピュレータは、加熱装置、例えば高周波加熱装置の高周波誘導加熱コイルによる鋼管の加熱された部分を中心とする概略円弧に近い軌道を通る。しかし、マニピュレータは、その制御特性に関わる要因や慣性モーメント、さらには遠心力等の影響によって、目標の軌道に対して垂直な方向にずれた軌道を通過することがある。すなわち、サーボモータで制御されたマニピュレータの先端が円弧運動する際に、制御の応答特性、慣性モーメント、さらには遠心力等に起因して、目標の軌道に対して内回り（目標の軌道の半径よりも小さい半径の軌道を通る）が生じる場合がある。
【００２０】
（Ｂ）マニピュレータの軌道が目標の軌道と一致しないと、軌道のずれ分だけマニピュレータと加熱装置との間の距離に誤差が生じる。鋼管はマニピュレータと送り装置とで拘束されているため、マニピュレータの軌道のずれにより鋼管は軸方向へ圧縮荷重ないしは引張荷重を受け、鋼管の軸方向へ過大な荷重が発生する。
【００２１】
（Ｃ）３ＤＱで鋼管を曲げ加工する際には、鋼管の軸方向への荷重は曲げ加工には不要な外力であるばかりか、鋼管の軸方向への荷重が大きい場合には、鋼管の断面や肉厚の変化、あるいは座屈等の加工不良の原因になる。
【００２２】
（Ｄ）マニピュレータの軌道のずれは、軌道の略円弧の半径が小さくなるほど、また、マニピュレータの先端部の移動速度が大きくなるほど増大し、曲率半径の小さい加工形状を加工する際に顕著となる。加工速度を低減することは上記の軌道のずれの抑制には確かに効果があるものの、生産能率の低下を招くため、根本的な解決策とはならない。
【００２３】
（Ｅ）さらに、３ＤＱによる鋼管の加熱および冷却に伴う鋼管の膨張や収縮、焼入れに伴う相変態による膨張および収縮、さらには曲げ加工による中心線の伸びによっても鋼管の長さが変化し、鋼管の軸方向への荷重が発生する。
【００２４】
（Ｆ）加工する鋼管の先端部を把持するマニピュレータの軌道のずれ、および、鋼管自体の長さの変化が生じた際に、マニピュレータではなく送り装置の速度を制御し、マニピュレータの先端部との相対的な位置関係を変化させることにより、鋼管に生じる圧縮荷重や引張荷重を緩和することができ、鋼管の軸方向への荷重を目標値に保つことができる。
【００２５】
（Ｇ）マニピュレータの軌道が鋼管の軸方向にずれた際に、鋼管に作用する圧縮変形や引張変形を、鋼管のもう後端部を把持する送り装置の速度を変更することにより、マニピュレータの先端の把持部と送り装置の把持部との同期を維持し続けることができ、鋼管の軸方向への圧縮荷重や引張荷重の発生を抑制できる。
【００２６】
（Ｈ）具体的には、マニピュレータの先端の把持部や送り装置の把持部に荷重センサーを配備し、この荷重センサーの測定値を用いて、オンライン、ないしは、予め求めておいた荷重パターンにしたがって送り装置の速度制御を行う。送り装置は、一軸方向のみのアクチュエータであってもよく、この場合サーボモータによる速度の増減のみで正確な制御が可能であり、複雑なモデルや制御ロジックを必ずしも必要としない。送り装置は、国際公開第２０１１／００７８１０号パンフレットに開示されたように多関節ロボットでもよいが、この場合も加熱装置への鋼管の送り速度を制御可能にする必要がある。また、送り装置に荷重センサーを配備しない場合、送り装置は必ずしも鋼管の軸方向の後端部１７ａを把持する必要はない。例えば、鋼管の軸方向の後端部１７ａを把持して送る代わりに支持手段を駆動させて鋼管を送る送り装置としてもよい。
【００２７】
本発明は、鋼管を送り装置により加熱装置へ送りながら、加熱装置により前記鋼管を（焼入れする場合は焼入れが可能な温度域に）急速に加熱するとともに前記加熱装置よりも前記鋼管の送り方向の下流で冷却装置により前記鋼管を急冷し、かつ前記鋼管の先端部を把持するマニピュレータに二次元又は三次元の所定の軌道を与えて前記鋼管の加熱された部分に曲げモーメントまたはせん断力を付与して加工を行うことによって、少なくとも曲部を有する曲げ部材を製造する際に、前記送り装置による前記鋼管の送り速度を制御することによって前記加工中の前記鋼管の軸方向へ発生する荷重を制御することを特徴とする曲げ部材の製造方法である。
【００２８】
別の観点からは、本発明は、鋼管を加熱装置へ送る送り装置と、鋼管を（焼入れする場合は焼入れが可能な温度域に）急速に加熱する加熱装置（例えば高周波誘導加熱装置）と、前記加熱装置よりも前記鋼管の送り方向の下流に配置されて前記鋼管を急冷する冷却装置と、前記鋼管の先端部を把持するとともに二次元又は三次元の所定の軌道を移動することによって前記鋼管の加熱された部分に曲げモーメントまたはせん断力を付与して加工を行うマニピュレータとを備え、少なくとも曲部を有する曲げ部材を製造する装置において、さらに、前記送り装置による前記鋼管の送り速度を制御することによって前記加工中の前記鋼管の軸方向へ発生する荷重を制御する荷重制御装置を備えることを特徴とする曲げ部材の製造装置である。
【００２９】
これらの本発明により、３ＤＱ加工中の鋼管の軸方向に発生する荷重を制御でき、焼入れ曲げ部材の加工形状を所望の状態とすることができる。
【００３０】
これらの本発明では、前記鋼管の送り速度は、（ａ）予め求めた、前記加工中の前記鋼管の軸方向へ発生する荷重の発生パターンに基づいて、制御すること、（ｂ）前記マニピュレータの先端部に配置された荷重センサーの出力に基づいて、制御すること、（ｃ）前記送り装置の駆動軸ないしは前記送り装置における前記鋼管を把持する部分と前記鋼管との間に配置された荷重センサーの出力に基づいて、制御することが例示される。
【００３１】
さらに、これらの本発明では、前記加工中の前記鋼管の軸方向へ発生する荷重が、引張荷重となる場合は前記送り装置による前記鋼管の送り速度を増加するように制御し、圧縮荷重となる場合には前記送り装置による前記鋼管の送り速度を減速するように制御することが望ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、３ＤＱ装置において、鋼管の先端部をマニピュレータで把持し、鋼管の後端側から送り装置で鋼管を加熱装置に送り、マニピュレータと送り装置を同期させて熱間曲げ加工を行う際に、マニピュレータの目標軌道と実際の軌道とのずれや、熱的要因や相変態による膨張や収縮、曲げによる伸び等といった鋼管自体の長さの変化によって発生する鋼管の軸方向への荷重を、送り装置の速度を制御することにより目標値に保つことができる。これにより、加工中における鋼管の断面変形やしわ、座屈などの形状不良といった、管軸方向の過大な荷重による有害な変形を防止し、成形品の加工精度を改善して所望の加工形状を得ることができる。
【００３３】
また、本発明によれば、マニピュレータ（多関節ロボット）や送り装置に対する過負荷を抑制し、設備の劣化や損傷などを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明に係る製造装置の構成を概念的に示す説明図である。
【図２】図２は、荷重制御装置における制御フローを示す説明図である。
【図３】図３は、実施例で用いた本発明に係る製造装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）はいずれも実施例の結果を示すグラフである。
【図５】図５は、３ＤＱ装置の一例の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明を実施するための形態を、添付図面を参照しながら説明する。なお、以降の説明における鋼管は、長方形の横断面形状を有する角管であるが、本発明は角管に限定されるものではなく、閉じた横断面形状を有する中空の鋼管であれば、等しく適用される。また、以降の説明では３ＤＱによる加工が曲げ加工である場合を例にとるが、本発明は曲げ加工に限定されるものでなく、せん断加工にも同様に適用される。
【００３６】
１．本発明に係る製造装置１０
図１は、製造装置１０の構成を概念的に示す説明図である。
【００３７】
製造装置１０は、支持手段１１、送り装置１２と、高周波誘導加熱装置１３と、冷却装置１４と、マニピュレータ１５と、荷重制御装置１９とを備える。
【００３８】
支持手段１１は、素材である鋼管１７を、鋼管１７の軸方向へ移動自在に支持する。このような支持手段１１として製造装置１０では対向して配置された２組のロール対が例示される。
【００３９】
送り装置１２は、鋼管１７の軸方向の後端部１７ａを把持（固定して支持）する。送り装置１２は、鋼管１７を高周波誘導加熱装置１３へ向けて送る。このような送り装置１２として製造装置１０では、一軸方向のみのアクチュエータ１２ａにより駆動されるボールねじ１２ｂが例示される。これに限らず、送り装置として、ＷＯ２０１１／００７８１０に開示されたような多関節型ロボットを用いることもできる。
【００４０】
送り装置１２の駆動軸（ボールねじ）１２ｂ、ないしは、送り装置１２における鋼管１７の後端部１７ａを把持する部分と鋼管１７との間には、ボールねじ１２ｂないしは後端部１７ａを把持する部分が鋼管１７から受ける荷重を検出できる荷重センサー１２ｃが装着されている。
【００４１】
高周波誘導加熱装置１３は、支持手段１１よりも鋼管１７の送り方向の下流に配置される。高周波誘導加熱装置１３は、鋼管１７を焼入れが可能な温度域に急速に加熱する。このような高周波誘導加熱装置１２として製造装置１０では、鋼管１７の周囲に鋼管１７から離間して配置される環状の高周波誘導加熱コイルが例示される。
【００４２】
冷却装置１４は、高周波誘導加熱装置１３よりも鋼管１７の送り方向の下流に配置される。冷却装置１４は、鋼管１７を急冷する。このような冷却装置１４として、加熱された鋼管１７の外周面全面へ向けて冷却水を噴射するヘッダーを有する水冷装置が例示される。
【００４３】
なお、図１では図面を簡略化するために高周波誘導加熱装置１３と冷却装置１４とを一体に示しているが、もちろん別体として配置してもよい。
【００４４】
マニピュレータ１５は、例えば多関節型の産業用ロボットのマニピュレータであり、先端に設けられた効果器１５ａを介して鋼管１７の先端部１７ｂを把持する。マニピュレータ１５は、平面内（二次元）又は空間内（三次元）の所定の軌道を移動する。これにより、マニピュレータ１５は、鋼管１７の加熱された部分１７ｃに曲げモーメントを付与して曲げ加工を行う。
【００４５】
マニピュレータ１５の先端部には、鋼管１７からマニピュレータ１５が受ける荷重を検出できる荷重センサー１５ｂが装着されている。
【００４６】
製造装置１０は、このようにして、少なくとも焼入れされた曲部を有する焼入れ曲げ部材１８を製造する。
【００４７】
製造装置１０は、さらに、荷重制御装置１９を有する。荷重制御装置１９は、送り装置１１による曲げ加工中の鋼管１７の送り速度を制御することによって曲げ加工中の鋼管１７の軸方向へ発生する荷重を制御する。
【００４８】
荷重制御装置１９は、
（ａ）予め求めた、曲げ加工中の鋼管１７の軸方向へ発生する荷重の発生パターンを製造する焼入れ曲げ部材１８毎に実験又は計算により予め求めておき、この荷重の発生パターンに基づいて指令部からの指示により、
（ｂ）マニピュレータ１５の先端部に配置された荷重センサー１５ｂの出力に基づいて演算部により演算し、演算結果を指令部へ伝達し、指令部からの指示により、または
（ｃ）送り装置１２の駆動軸１２ｂないしは送り装置１２における鋼管１７を把持する部分と鋼管１７との間に配置された荷重センサー１２ｃの出力に基づいて演算部により演算し、演算結果を指令部へ伝達し、指令部からの指示により、
送り装置１２による曲げ加工中の鋼管１７の送り速度を、制御する。
【００４９】
さらに、荷重制御装置１９は、演算部および指令部により、曲げ加工中の鋼管１７の軸方向へ発生する荷重が、引張荷重となる場合は送り装置１２による鋼管１７の送り速度を増加するように制御し、圧縮荷重となる場合には送り装置１２による鋼管１７の送り速度を減速するように制御する。
【００５０】
図２は、荷重制御装置１９における制御フローを示す説明図である。
図２に示すように、ステップ（以下Ｓと略記する）１において、荷重センサー１５ｂまたは荷重センサー１２ｃにより曲げ加工中の荷重が測定され、Ｓ２へ移行する。
【００５１】
Ｓ２において、荷重制御装置１９の演算部により荷重の測定値に基づいて鋼管１７の軸方向へ発生する荷重が演算され、Ｓ３へ移行する。
【００５２】
Ｓ３において、荷重制御装置１９の演算部により送り装置１２の速度補正量が演算され、Ｓ４へ移行する。
【００５３】
さらに、Ｓ４において、荷重制御装置１９の指令部により送り装置１２へ変更された速度パターンが指示されて、送り装置１２による曲げ加工中の鋼管１７の送り速度が修正される。
【００５４】
製造装置１０は、以上のように構成される。次に、本発明に係る製造方法を説明する。
【００５５】
２．本発明に係る製造方法
図１に示すように、支持手段１１により軸方向へ移動自在に支持された鋼管１７の軸方向の後端部１７ａを把持する送り装置１２により、鋼管の後端部１７ａを押して支持手段１１の下流にある高周波加熱装置１３に送り続ける。その結果、鋼管の先端部１７ｂは押し出される。
【００５６】
支持手段１１よりも下流に配置された高周波誘導加熱装置１３により鋼管１７を（焼き入れする場合は焼入れが可能な温度域に）急速に加熱するとともに高周波誘導加熱装置１３よりも下流に配置された冷却装置１４により鋼管１７を急冷（焼き入れ）する。
【００５７】
さらに、鋼管１７の先端部１７ｂを把持するマニピュレータ１５に二次元又は三次元の所定の軌道を与えて鋼管１７の加熱された部分１７ｃに曲げモーメントを付与して曲げ加工を行う。
【００５８】
このようにして、少なくとも曲部を有する焼入れ曲げ部材１８を製造する。
本発明では、このように鋼管１７に３ＤＱによる曲げ加工を行っている際に、送り装置１２による鋼管１７の送り速度を制御することによって曲げ加工中の鋼管１７の軸方向へ発生する荷重を制御して、３ＤＱ加工中の鋼管１７の軸方向に過大な荷重（過大な軸方向力）が発生することを防止する。
【００５９】
本発明に係る製造方法および製造装置１０によれば、３ＤＱ加工中の鋼管１７の軸方向に発生する荷重を制御でき、焼入れ曲げ部材１８の加工形状を所望の状態とすることができる。
【００６０】
また、本発明に係る製造方法および製造装置１０によれば、マニピュレータ１５の軌道のずれによるマニピュレータ１５の先端部に装着される効果器１５ａと送り装置１２の相対的な位置の変化や、熱的要因や相変態による膨張や収縮、曲げによる伸び等といった鋼管１７自体の長さの変化によって不可避的に発生する鋼管１７の軸方向への荷重を、送り装置１２の速度を制御することにより目標値（加工精度を悪化させない範囲）に保つことができる。これにより、加工中における鋼管１７の断面変形やしわ、座屈などの形状不良といった、管軸方向の過大な荷重による有害な変形を防止し、成形品の加工精度を改善して所望の加工形状を得ることができる。
【００６１】
さらに、本発明に係る製造方法および製造装置１０によれば、マニピュレータ１５や送り装置１２に対する過負荷を抑制でき、設備の劣化や損傷などを未然に防止できる。
【実施例】
【００６２】
図３に示す本発明に係る製造装置２０を用いて、以下に列記の条件で鋼管１７に３ＤＱによる曲げ加工を行った。なお、図３における符号は、図１に示す製造装置１０に付けた符号と同じである。
【００６３】
鋼管１７：断面の幅４５．５ｍｍ，高さ１３ｍｍ，肉厚２．４ｍｍの角管
鋼管１７の送り速度：７０ｍｍ／ｓｅｃで一定
焼入れ曲げ部材１８の平面視形状：曲げ半径６０ｍｍ，曲げ角度６０°の円弧形状
この製造装置２０による焼入れ曲げ部材１８の製造では、送り装置１２に装着したロードセル１２ｃの出力値には、マニピュレータ１５による曲げ力の水平方向成分は付加されているため、曲げ加工が進行するに伴って、鋼管１７には軸方向への圧縮力が発生している。
【００６４】
そこで、この圧縮力を低下するために、送り装置１２による鋼管１７の送り速度を低下して、本発明の効果を検証した。すなわち、鋼管１７の軸方向への荷重の測定値に基づいて、送り装置１２による鋼管１７の送り速度の送り速度を２．５％，６．０％低下したものをそれぞれ本発明例１，２とし、送り装置１２による鋼管１７の送り速度を変更しなかったものを従来例とした。
【００６５】
結果を図４にグラフで示す。図４（ａ）は、加工開始時からの経過時間と、荷重センサー１５ｂが検出した軸方向力との関係を示すグラフであり、図４（ｂ）は、加工開始時からの経過時間と、荷重センサー１２ｃが検出した荷重との関係を示すグラフである。
【００６６】
図４（ａ）および図４（ｂ）のグラフに示すように、本発明例１，２は、比較例に対して、鋼管１７に生じる軸方向への荷重を顕著に低下できたことがわかる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  本発明に係る製造装置
１１  支持手段
１２  送り装置
１３  高周波誘導加熱装置
１４  冷却装置
１７  鋼管
１７ａ  後端部
１７ｂ  先端部
１８  焼入れ曲げ部材
【図１】
0006657568.tif 000002
【図２】
0006657568.tif 000003
【図３】
0006657568.tif 000004
【図４】
0006657568.tif 000005
【図５】
0006657568.tif 000006