(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角部及び複数の平板部分を有する鋼管を軸方向に送る送り装置と、
前記送り装置によって送られた鋼管が挿通され、鋼管の挿通された部分を加熱する誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルよりも送り方向下流に配置され、前記誘導加熱コイルによって加熱された部分を冷却する冷却装置と、
鋼管に加工力を付与する加工力付与装置と、
を備える３次元熱間曲げ焼入れ装置であって、
前記誘導加熱コイルの内周は、挿通される鋼管の複数の平板部分それぞれに対し平行に対向する複数の直線部と、隣り合う直線部同士を繋ぐ連結部と、を有し、
前記連結部は、前記隣り合う直線部を延長させてできる角形状よりもコイル外側に広がった形状であり、
前記誘導加熱コイルは、コイル本体と、前記コイル本体の巻き始め部分および巻き終わり部分に設けられた一対の端子と、を備え、
前記コイル本体が一方の端子から他方の端子にかけて分割不能に形成されることで、前記誘導加熱コイルの前記内周の形状が固定されており、
前記コイル本体は、複数巻のコイルである、
３次元熱間曲げ焼入れ装置。
【請求項２】
角部及び複数の平板部分を有する鋼管を軸方向に送る送り装置と、
前記送り装置によって送られた鋼管が挿通され、鋼管の挿通された部分を加熱する誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルよりも送り方向下流に配置され、前記誘導加熱コイルによって加熱された部分を冷却する冷却装置と、
鋼管に加工力を付与する加工力付与装置と、
を備える３次元熱間曲げ焼入れ装置であって、
前記誘導加熱コイルの内周は、挿通される鋼管の複数の平板部分それぞれに対し平行に対向する複数の直線部と、隣り合う直線部同士を繋ぐ連結部と、を有し、
前記連結部は、前記隣り合う直線部を延長させてできる角形状よりもコイル外側に広がった形状であり、
前記誘導加熱コイルは、コイル本体と、前記コイル本体の巻き始め部分および巻き終わり部分に設けられた一対の端子と、を備え、
前記コイル本体が一方の端子から他方の端子にかけて分割不能に形成されることで、前記誘導加熱コイルの前記内周の形状が固定されており、
前記連結部は、前記直線部の端部からコイル外側へ直角に伸びる２つの直角部と、前記直角部のコイル外側端から前記直線部の延長線と平行に延びる２つの平行部と、からなる、
３次元熱間曲げ焼入れ装置。
【請求項３】
前記コイル本体は、複数巻のコイルである、
請求項２に記載の３次元熱間曲げ焼入れ装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の３次元熱間曲げ焼入れ装置を用いて、３次元熱間曲げ焼入れ加工部材を製造する方法であって、
前記送り装置が送る素材は、前記誘導加熱コイルの内周の前記複数の直線部を延長させてできる多角形に略相似する断面形状の鋼管である、
３次元熱間曲げ焼入れ加工部材の製造方法。
【請求項５】
前記誘導加熱コイルにより、鋼管の平板部分及び角部を共にＡｃ３変態点以上９５０℃以下の温度に加熱する、
請求項４に記載の３次元熱間曲げ焼入れ加工部材の製造方法。
【請求項６】
前記直線部の長さは、当該直線部に対向する前記平板部分の長さの８０％〜１００％の長さである、
請求項４又は請求項５に記載の３次元熱間曲げ焼入れ加工部材の製造方法。
【請求項７】
請求項４〜請求項６の何れか一項に記載の３次元熱間曲げ焼入れ加工部材の製造方法による自動車用構造部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元熱間曲げ焼入れ装置、３次元熱間曲げ焼入れ加工部材の製造方法、および自動車用構造部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複雑な形状の鋼管部材を金型を用いずに製造できる３次元熱間曲げ焼入れ(３ＤＱ: 3Dimensional Hot Bending and Quench)技術が知られている。３ＤＱは、例えば、自動車の構造材の製造に用いられる。３ＤＱ加工により製造される構造材は軽量かつ高強度という特長がある。
【０００３】
３ＤＱは、次のような方法である。すなわち、素材となる鋼管を送りながら、誘導加熱装置でＡｃ３変態点以上まで局部的に鋼管を加熱し、誘導加熱装置よりも鋼管の送り方向下流側の冷却装置で鋼管を速やかに冷却（焼入れ）する。このとき、鋼管における誘導加熱装置と冷却装置との間には局部的な高温部が生じる。この高温部に加工力を与えることで鋼管を熱間変形させ、冷却装置による冷却により焼入れと形状の固定を行う。
【０００４】
高温部に加工力を与えるための加工力付与手段としては、特許文献１のように冷却手段の鋼管送り方向下流側に配置された可動ローラーダイス、特許文献２のように鋼管送り方向下流側の鋼管端部に取り付けられたチャックとマニピュレーター、特許文献３のように鋼管送り方向上流側の鋼管端部に取り付けられたチャックとマニピュレーターが例示される。
【０００５】
３ＤＱでは曲げ加工のほか、ねじり加工も可能である。特許文献１と特許文献３には３ＤＱでねじり加工が可能であることが開示されている。特許文献４には３ＤＱによるねじり部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９３００６号
【特許文献２】国際公開第２０１０／０５０４６０号
【特許文献３】国際公開第２０１１／００７８１０号
【特許文献４】国際公開第２０１０／０８４８９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者達は、素材として角形鋼管を用い、図１の３ＤＱ装置で曲げ加工とねじり加工を実施した。
【０００８】
実験と観察を繰り返した結果、鋼管を大きく曲げ加工あるいはねじり加工すると、鋼管の角部が赤熱した状態で冷却手段を通過することがあり、この場合に加工後の部材に機械特性の不均一が生じることがあることに発明者達は気がついた。また、冷却手段を通過後、鋼管が赤熱するほど温度が高くない場合でも、焼入れ部が焼き戻されるあるいは焼き入れされない可能性がある。よって、機械特性の不均一を防止するためには、曲げ加工あるいはねじり加工において鋼管の角部の温度変化を注意して管理する必要があると発明者達は考えた。
【０００９】
もちろん、鋼管の送り速度を低下させ、冷却手段で充分冷却した後、冷却手段から鋼管が出てくるようにすれば、加工後の部材に機械特性の不均一が生じることはない。しかし、それでは鋼管の送り速度が低下した分、製造能率が低下してしまう。
【００１０】
またもちろん、冷却手段による鋼管に対する冷却範囲を長くすれば、充分に冷却することができる。しかし、それでは鋼管に生じる軟化した高温部が冷却手段の内部に向かって長くなり、加工力付与手段による形状コントロールが困難になる。
【００１１】
製造能率を低下させずかつ形状コントロール性を保ったままで加工した鋼管の機械特性の不均一を解消するために、鋼管の角部が赤熱した状態で冷却手段を通過する根源的な原因を発明者達は考えた。
【００１２】
第１の原因は、鋼管の加熱の不均一である。３ＤＱにおいて加熱手段を誘導加熱とした場合、角形鋼管を加熱すると角部が特に加熱される。これはエッジ効果と呼ばれる現象であって、鋼管と誘導加熱装置の誘導加熱コイルとの隙間(クリアランス)が均一であっても、角部、端部、尖った部分(角部等)は特に加熱されるというものである。特に角部等の先端の曲率半径が小さい場合にエッジ効果が顕著になる。
【００１３】
第２の原因は、曲げ加工あるいはねじり加工時の鋼管角部の冷却不良である。
【００１４】
図２は、一般的な冷却装置（冷却手段）の断面図である。図３は、冷却装置を鋼管送り方向下流から上流に向かって見た図である。冷却水同士が衝突して鋼管への冷却水の衝突圧が損なわれることを避けるため、噴き出される冷却水が図３における方向から見て加工対象である鋼管の面に可能な限り直交しかつ冷却水同士が衝突しないように、冷却装置の冷却水噴出口が設けられる。
【００１５】
図４に、冷却装置を通過する鋼管断面を示す。細線長方形は、ねじり加工も曲げ加工もしない場合の鋼管断面の位置である。点線長方形は、ねじり加工をした場合の鋼管断面の位置である。太線長方形はねじり加工と曲げ加工をした場合の鋼管断面の位置である。鋼管の冷却むらの発生する鋼管角部の位置の変化は、ねじり加工による位置の変化と曲げ加工による位置の変化の合計である。図３のＵ部に相当する角部では角部の位置がずれた結果、角部に冷却水が衝突する前に冷却水同士が干渉し、角部に冷却水が所定の圧力で衝突しないため、冷却能力が低い。図３のＬ部に相当する角部では、側面からの冷却水が角部に当たらず、下からの冷却水は鋼管角部の側面側に当たるものの鋼管の側面とのなす角が小さく、冷却水が鋼管表面の水蒸気膜を突破して鋼管を直接冷却できないため冷却能力が低い。
【００１６】
以上のように、鋼管の角部は、ねじり加工や曲げ加工をしたときに冷却水が適切に当たらないことがあり、冷却不足となる懸念がある。
【００１７】
つまり、第１の原因により鋼管の角部が過剰に加熱されていて、第２の原因により曲げ加工あるいはねじり加工したときに鋼管の角部の過加熱が顕在化する。発明者達は、当初第１の原因に気が付いていなかったが、第２の原因の調査のため、鋼管の平板部分と角部に熱電対を取り付け温度変化を調査するなかで、第１の原因の存在とその影響が無視できないほど大きくなる場合があることに気がついた。第１の原因は、３ＤＱにおいて曲げ加工やねじり加工をしなくても発生しているため、鋼管の角部が過加熱されないよう対策をとり、鋼管角部に過加熱が無い状態で鋼管の適切な送り速度を見直せば、３ＤＱ加工全体の製造能率の底上げになる。
【００１８】
また、３ＤＱ加工した鋼管を疲労試験にかけると疲労破壊することがある。この場合、疲労破壊の起点にＣｕ（銅）が検出されることが多い。この現象について発明者達は次のように考えている。
【００１９】
すなわち、素材となる鋼管の表面にＣｕが付着することがある。表面にＣｕが付着した鋼管を１０００℃程に誘導加熱すると、Ｃｕが溶融し鋼管表面から鋼管の結晶粒界に溶け込む。Ｃｕが結晶粒界に溶け込むと結晶粒界が弱くなる。Ｃｕが溶け込んで結晶粒界が弱くなった鋼管に曲げ加工力が与えられると結晶粒界に沿って微細な亀裂が生じる。微細な亀裂を抱えたままの鋼管に繰り返し負荷が与えられると微細な亀裂が起点になり、疲労破壊が生じる。Ｃｕの融点は１０８５℃であるが、これより低い加熱温度でこの現象が生じるのは、Ｃｕの供給源が鋼管の搬送ラインで使用されるＣｕより融点の低い黄銅であるためであると発明者達は推測している。
【００２０】
振動が伝わる箇所に適用される部材、例えば自動車用構造部材（特に足回り部品）などの耐疲労性が必要な部材に３ＤＱ加工部材を適用するためには、この疲労問題を解決する必要がある。
【００２１】
そこで、対策としては、誘導加熱による加熱をＣｕが溶融しない温度範囲に抑えることが考えられる。しかしながら、上述のように、角形鋼管を誘導加熱する場合は角部が過加熱され、それ以外の部分（平板部分）との温度差ができてしまうため、例えば平板部分の加熱温度をＣｕが溶融しない温度範囲に抑えるように制御しても、角部においてはＣｕが溶融する温度まで加熱されてしまう。その結果、角形鋼管の角部において疲労破壊が起こりやすい鋼管が製造される懸念がある。
【００２２】
以上の事情を鑑み、本発明が解決しようとする課題は、第１の原因の解消することで、製造能率および形状コントロール性を低下させずに、３ＤＱ加工部材の機械特性の不均一を抑制し、また、３ＤＱ加工部材の疲労破壊を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る３ＤＱ装置は、角部及び複数の平板部分を有する鋼管を軸方向に送る送り装置と、前記送り装置によって送られた鋼管が挿通され、鋼管の挿通された部分を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルよりも送り方向下流に配置され、前記誘導加熱コイルによって加熱された部分を冷却する冷却装置と、鋼管に加工力を付与する加工力付与装置と、を備える３次元熱間曲げ焼入れ装置であって、前記誘導加熱コイルの内周は、挿通される鋼管の複数の平板部分それぞれに対し平行に対向する複数の直線部と、隣り合う直線部同士を繋ぐ連結部と、を有し、前記連結部は、前記隣り合う直線部を延長させてできる角形状よりもコイル外側に広がった形状である。
【００２４】
この３ＤＱ装置では、誘導加熱コイルの内周の連結部が、隣り合う直線部を延長させてできる角形状よりもコイル外側に広がった形状とされている。このため、誘導加熱コイルに挿通される鋼管と、誘導加熱コイルとのクリアランスが、鋼管の角部において大きくなる。その結果、誘導加熱コイルによる鋼管の角部の過加熱を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明に係る３次元熱間曲げ焼入れ加工部材の製造方法は、上記の３次元熱間曲げ焼入れ装置を用いて、３次元熱間曲げ焼入れ加工部材を製造する方法であって、前記送り装置が送る素材は、前記誘導加熱コイルの内周の前記複数の直線部を延長させてできる多角形に略相似する断面形状の鋼管である。
【００２６】
また、本発明の他の態様に係る３次元熱間曲げ焼入れ加工部材の製造方法は、前記誘導加熱コイルにより、鋼管の平板部分及び角部を共にＡｃ３変態点以上９５０℃以下の温度に加熱する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る３ＤＱ装置は、製造能率および形状コントロール性を低下させずに、３ＤＱ加工部材の機械特性の不均一を抑制し、また、３ＤＱ加工部材の疲労破壊を抑制することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】３ＤＱ装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】角形鋼管を冷却するための一般的な冷却装置の断面図である。
【図３】図２の冷却装置を鋼管送り方向下流から上流に向かって見た図である。
【図４】曲げ加工やねじり加工した際に冷却装置を通過する鋼管断面の位置を説明するための図である。
【図５】素材となる角形鋼管の横断面図である。
【図６】本実施形態の誘導加熱コイルを鋼管送り方向下流から上流に向かってみた様子を、挿通される鋼管の断面と共に示す図である。
【図７】従来の誘導加熱コイルを鋼管送り方向下流から上流に向かってみた様子を、挿通される鋼管の断面と共に示す図である。
【図８】従来の誘導加熱コイルを用いて鋼管を加熱した際の、角部外側曲率半径と、角部と平板部分との温度差と、の関係を示すグラフである。
【図９】図６におけるクリアランスの差Ｃ２（コイル間隙差Ｃ２）と、角部と平板部分との温度差と、の関係を示すグラフである。
【図１０】（Ａ）は変形例１に係る誘導加熱コイルの内周の一部を示し、（Ｂ）は変形例２に係る誘導加熱コイルの内周の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を用いて、本発明に係る３次元熱間曲げ焼入れ装置（以下、３ＤＱ装置と略記する。）の実施形態について説明する。
【００３０】
＜３ＤＱ装置＞
図１には、３ＤＱ装置１０の全体構成が示されている。この図に示されるように、本実施形態の３ＤＱ装置１０は、送り装置１２と、誘導加熱コイル３０と、冷却装置１４と、加工力付与装置１５としての可動ローラーダイス１６及び支持ローラー１８と、を備えている。
【００３１】
（送り装置）
送り装置１２は、鋼管６０の後端（送り方向の上流側の端部）を把持するチャック１３を備えており、このチャック１３が押し出されることで鋼管６０が軸方向に送られる。チャック１３は、鋼管６０の断面形状に応じた構造とされており、本実施形態のチャック１３は、後に説明する断面矩形の角形鋼管（鋼管６０）の端部を把持可能な構造とされている。
【００３２】
（誘導加熱コイル）
送り装置１２によって送られる鋼管６０が挿通するように、誘導加熱コイル３０が設けられている。鋼管６０が誘導加熱コイル３０に挿通されると、鋼管６０における誘導加熱コイル３０に挿通された部分が誘導加熱コイル３０によって急速に加熱される。本実施形態の誘導加熱コイル３０の詳細な構造については、後に詳述する。
【００３３】
（冷却装置）
誘導加熱コイル３０の送り方向下流には、誘導加熱コイル３０と近接して、冷却装置１４が設けられている。冷却装置１４は、誘導加熱コイル３０で急速加熱された鋼管６０を急速に冷却する。これにより、鋼管６０を焼入れして強度を向上させる。冷却装置１４の具体的な構造としては、例えば、すでに説明した図２および図３に示される冷却装置を用いることができる。
【００３４】
（加工力付与装置）
加工力付与装置１５は、可動ローラーダイス１６と支持ローラー１８とで構成されている。支持ローラー１８は、誘導加熱コイル３０の送り方向上流に誘導加熱コイル３０に近接して設けられており、鋼管６０を軸方向の移動可能に支持する。他方、可動ローラーダイス１６は、冷却装置１４の送り方向下流に設けられており、鋼管６０を保持しつつ、自らが移動可能に構成されている。可動ローラーダイス１６が移動して鋼管６０に加工力を与え、支持ローラー１８が鋼管６０から加工反力を受けることで、鋼管６０に生じている軟化した高温部が変形する。
【００３５】
（素材となる鋼管）
図５には、素材となる鋼管６０の横断面形状が示されている。この図に示されるように、鋼管６０は、断面形状が矩形の角形鋼管であり、４つの平板部分６２と、平板部分６２同士を接続する４つの角部６４と、から成っている。隣り合った平板部分６２の成す角度は９０度とされている。鋼管６０は、例えば、電縫鋼管（電気抵抗溶接鋼管）が用いられる。
【００３６】
（誘導加熱コイル）
次に、本実施形態の誘導加熱コイル３０について説明する。
【００３７】
図６には、本実施形態の誘導加熱コイル３０を、鋼管送り方向下流から上流に向かってみた様子が鋼管６０の断面と共に示されている。この図に示されるように、誘導加熱コイル３０は、素材となる鋼管６０の断面に略相似する形状である矩形状のコイル本体３２と、コイル本体３２の巻き始め部分および巻き終わり部分に設けられた一対の端子３４と、を含んで構成されている。一対の端子３４の間には、図示しない絶縁体が設けられている。なお、図６に図示されているコイル本体３２は１回巻のコイルであるが、複数回巻のコイルであってもよい。
【００３８】
（要部：内周の形状：エッジ効果を抑制する形状）
誘導加熱コイル３０は、その内周５０の形状に特徴を有している。すなわち、鋼管６０の外側面６０Ａと誘導加熱コイル３０の内周５０とのクリアランスＣが鋼管６０の角部６４において広くなるように、誘導加熱コイル３０の内周５０の形状が決められている。なお、ここでいう内周５０とは、鋼管送り方向（図６に示される方向）から誘導加熱コイル３０を見たときに誘導加熱コイル３０の最もコイル内側の縁部を指している。
【００３９】
具体的には、誘導加熱コイル３０の内周５０は、４つの直線部５２と、隣り合う直線部５２同士を繋ぐ４つの連結部５４と、から成っている。このうち直線部５２は、挿通される鋼管６０の平板部分６２と平行に対向する部分である。したがって、４つの直線部５２を延長させた形状を想定すると、その形状は、挿通される鋼管６０の断面形状と略相似する形状となる。また、直線部５２の長さは、それぞれ対向する鋼管６０の平板部分６２の長さ（図６に示す断面で見たときの長さ）と略一致する長さ、または平板部分６２の長さよりも少し短い長さ（約８０％〜１００％の長さ）とされている。
【００４０】
一方、隣り合う直線部５２を繋ぐ連結部５４は、直線部５２の端部からコイル外側へ直角に延びる２つの直角部５６と、直角部５６のコイル外側端から直線部５２の延長線と平行に延びる２つの平行部５８と、から成っている。
【００４１】
このように形成されていることで、連結部５４は、隣り合う直線部５２を延長させてできる角形状Ｓよりもコイル外側に広がった形状になっている（図６の右下に示された連結部５４と一点破線Ｓを参照）。
【００４２】
＜作用・効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４３】
まず、エッジ効果と角部外側曲率半径Ｒ（以下、角Ｒと略記する。）との関係を調べるため、図５に示す素材鋼管６０を図７に示す従来の誘導加熱コイル３００を用いて加熱し、角部６４と平板部分６２との温度差を測定した。
【００４４】
図７に、従来の誘導加熱コイル３００と鋼管６０とのクリアランスを示す。鋼管断面の辺と対向する誘導加熱コイル３００とのクリアランスを所定の値(例えば３ｍｍ)とし、角部６４については角形鋼管の断面の辺と対向する誘導加熱コイルの内周の辺を延長している。鋼管の幅Ｗは５０ｍｍ、高さＨは４０ｍｍ、肉厚ｔは１．４ｍｍで、誘導加熱コイル３００と鋼管６０とのクリアランスは３ｍｍである。加熱温度は平板部分６２の温度が１１００℃となるように設定した。
【００４５】
図８に、角Ｒと、角部６４と平板部分６２との温度差と、の関係を示す。この図に示されるように、鋼管６０の角Ｒが小さいほど角部６４の温度が高くなり、エッジ効果が大きくなった。角Ｒが５ｍｍのとき温度差が約１５０℃であり、加熱目標温度（１１００℃）に対して１５％程度の過加熱となった。
【００４６】
次に、エッジ効果が無視できないほど大きい条件（角Ｒが小さい）の場合、どの程度角部のコイルを逃がせば良いのかを検証するため、角Ｒが５ｍｍの素材（鋼管）を用いて、図６に示す本発明による誘導加熱コイル３０を用いて加熱を行った。
【００４７】
具体的には、鋼管６０の平板部分６２に対向する部分（直線部５２）に対する、角部６４の位置に対向する部分（連結部５４）のクリアランスの差Ｃ２（コイル間隙差Ｃ２）を変化させて、角部６４と平板部分６２との温度差を測定した。結果を図９に示す。
【００４８】
この図に示されるように、Ｃ２＝１ｍｍのときは温度差が約１１０℃であり、Ｃ２＝２ｍｍのときは温度差が約８０℃であり、Ｃ３＝３ｍｍのときは約６０℃であった。このように、角部６４に対向する部分のクリアランスを大きくしていくことによって、角部６４と平板部分６２との温度差は減少した。
【００４９】
以上の実験結果からも判るように、本実施形態の３ＤＱ装置１０によれば、誘導加熱コイル３０の内周５０の連結部５４の形状を適切に設定することで、鋼管６０の平板部分６２と角部６４との温度差を減少させることができる。さらに言うと、Ａｃ３変態点は鋼材の組成にもよるがおおよそ８００〜９００℃であるため、誘導加熱コイル３０による鋼管６０の加熱温度を、平板部分６２及び角部６４について共にＡｃ３変態点以上９５０℃以下の温度に設定することも可能である。このような加熱温度によれば、鋼管６０表面に付着したＣｕが融解することが抑制されるので、疲労破壊が起こり難い３ＤＱ加工部材を製造することができる。
【００５０】
（制御装置）
なお、３ＤＱ装置１０は図示しない制御装置を備えており、制御装置は、送り装置１２による鋼管送り速度、誘導加熱コイル３０に流れる高周波電流、および加工力付与装置１５により鋼管６０に付与される加工力などを制御する。誘導加熱コイル３０の内周５０の形状を適切に設定し、かつ、制御装置により高周波電流や送り速度などを制御することにより、鋼管の加熱温度を設定することができる。
【００５１】
〔誘導加熱コイルの変形例〕
なお、上記実施形態の誘導加熱コイル３０は、複数の直線部５２を延長させてできる形状が矩形状であり、また、連結部５４が直角部５６と平行部５８とから成るものであったが、本発明の「誘導加熱コイル」はこれに限定されない。例えば、以下で説明する変形例に係る誘導加熱コイル１３０、２３０であってもよい。
【００５２】
図１０（Ａ）には、変形例１に係る誘導加熱コイル１３０の内周５０の一部が示されている。変形例１では、隣り合う直線部５２の成す角度は９０度でなく、約１２０度とされている。なお、挿通される鋼管６０においても、隣り合う平板部分６２の成す角度が１２０度とされており、直線部５２と平板部分６２とが平行に対向される。また、変形例１における連結部５４は、上記実施形態のような角張った形状ではなく、丸みを帯びた形状とされている。
【００５３】
図１０（Ｂ）には、変形例２に係る誘導加熱コイル２３０の内周５０の一部が示されている。変形例２においては、連結部５４の一部（図の点Ｐ）で、隣り合った直線部５２を延長してできる角形状Ｓと重なっているものの、連結部５４全体としては、隣り合う直線部５２を延長してできる角形状Ｓよりもコイル外側に広がった形状とされている。連結部５４がこのようなの形状とされたものも、同様の効果を奏し、本発明に含まれる。
【００５４】
〔上記実施形態の補足説明〕
上記実施形態の送り装置１２は、チャック１３により鋼管６０の後端を押し出し、位置が固定された誘導加熱コイル３０に鋼管６０を挿通させるものであったが、本発明の「送り装置」はこれに限定されない。送り装置は、誘導加熱コイル３０に対して鋼管６０を軸方向に移動（相対移動）させる装置であればよく、例えば、鋼管６０の後端を把持するチャック１３が移動せずに誘導加熱コイル３０が移動することにより、誘導加熱コイル３０に対して鋼管６０を軸方向に送るものであってもよい。
【００５５】
また、鋼管に加工力を与えるための加工力付与装置は、特に限定されない。加工力付与装置は、鋼管送り方向下流側の鋼管端部に取り付けられたチャックとマニピュレーターであってもよいし、鋼管送り方向上流側の鋼管後端に取り付けられたチャックとマニピュレーターであってもよい。
【００５６】
また、本発明の送り装置及び加工力付与装置は、各々が協調して制御される３台のマニピュレーターで構成されているものであってもよい。具体的には、鋼管の後端を把持するマニピュレーターが１台、誘導加熱コイルと冷却装置を保持するマニピュレーターが１台、鋼管の先端を把持するマニピュレーターが１台で、送り装置及び加工力付与装置が構成されていてもよい。
【００５７】
また、本発明の３ＤＱ装置を用いれば、様々な自動車用構造部材を製造することができる。例えば、車両前端部および後端部に車幅方向に沿って設けられるバンパー補強部材や、フロントピラー、ドア内に配置されるドアビーム、シート補強材が挙げられる。特に、本発明に係る３ＤＱ装置によれば、疲労破壊の発生が低減された３ＤＱ加工部材を製造することができるので、サスペンションのロアアームなど足回り部品となる車両構造部材の製造に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０   ３ＤＱ装置（３次元熱間曲げ焼入れ装置）
１２   送り装置
１４   冷却装置
１５   加工力付与装置
３０   誘導加熱コイル
５０   内周
５２          直線部
５４          連結部
６０   鋼管
６２          平板部分
６４          角部
Ｓ     隣り合う直線部を延長させてできる角形状
２３０ 誘導加熱コイル
３００ 誘導加熱コイル
【図１】
0006750226.tif 000002
【図２】
0006750226.tif 000003
【図３】
0006750226.tif 000004
【図４】
0006750226.tif 000005
【図５】
0006750226.tif 000006
【図６】
0006750226.tif 000007
【図７】
0006750226.tif 000008
【図８】
0006750226.tif 000009
【図９】
0006750226.tif 000010
【図１０】
0006750226.tif 000011