(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に送りながら、加熱装置により前記鋼管を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、
前記送り装置の鋼管把持部は、前記鋼管の軸方向へ所定の値以上の荷重が前記鋼管に発生した場合に前記鋼管の軸方向へ相対的に変位することによって前記加熱された部分と前記マニピュレータを結ぶ方向へ発生する前記荷重を抑制すること
を特徴とする曲げ部材の製造方法。
【請求項２】
前記鋼管は支持手段により軸方向へ移動自在に支持されていて、前記鋼管の軸方向への前記荷重は、前記送り装置が前記鋼管を送り出すために必要な荷重を超える値の荷重である請求項１に記載された曲げ部材の製造方法。
【請求項３】
鋼管を加熱装置へ送る送り装置と、前記鋼管を急速に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曲げ部材を製造する装置において、さらに、
前記送り装置の鋼管把持部は、前記鋼管の軸方向へ所定の値以上の荷重が前記鋼管に発生した場合に前記鋼管の軸方向へ相対的に変位することによって前記加工中における前記加熱された部分と前記マニピュレータを結ぶ方向へ発生する前記荷重を抑制する機能を有すること
を特徴とする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４は、特許文献２により開示された三次元熱間曲げ焼入れ装置０の一例の概略を示す説明図である。
【０００６】
図４に示すように、三次元熱間曲げ焼入れ装置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６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６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６を急冷し、かつ（ｃ）鋼管６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６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。このように三次元熱間曲げ焼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６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６に与えられる曲げモーメントとは別に、鋼管６の軸方向への荷重が発生する場合がある。鋼管６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６の軸方向への荷重が顕著に発生する。
【０００８】
この荷重は、鋼管６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６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６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〜Ｉ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）曲げ加工時の鋼管の軸方向への荷重の発生原因となるマニピュレータの軌道のずれは、目標の軌道に対して加熱装置と冷却装置の間の鋼管の高温部を中心とした略同心円状に内側または外側にずれるものであり、曲げ加工に必要な軌道の円周方向の位置や角度は、殆ど変化しない。このため、曲げ加工に必要な加熱装置と冷却装置の間の鋼管の高温部とマニピュレータを結ぶ方向（以降、マニピュレータから高温部に向かう方向と高温部からマニピュレータに向かう方向を「中心方向」という）に対して垂直な方向（以降、「加工方向」という）の変位や角度の拘束を維持しつつ、曲げ加工には寄与しない中心方向の位置の変化を、マニピュレータの先端部ないしは送り装置と鋼管とを、軌道のずれ分だけ相対的に変位可能とすることによってマニピュレータの軌道のずれを機械的な方法によって逃がすことにより、鋼管の断面変形やしわ、座屈などの形状不良を防止し、曲げ部材の加工形状には影響を与えずに加工精度を維持しながら、中心方向への荷重の発生を抑制することができる。
【００２５】
（Ｇ）マニピュレータの軌道のずれを機械的な方法によって逃がすことにより、多関節型の産業用ロボットのマニミュレータや送り装置に対する過負荷を抑制でき、設備の劣化、損傷などの防止に対しても効果がある。
【００２６】
（Ｈ）マニピュレータの軌道のずれを機械的な方法によって逃がすことにより、中心方向への荷重の測定や、マニピュレータの軌道の測定の必要がなく、各種センサーを用いたり複雑な制御を行ったりする必要がないため、設備のコンパクト化や安価化を図ることもできる。
【００２７】
（Ｉ）知見Ｆに関して、簡便な方法として、マニピュレータの鋼管把持部が鋼管軸方向に変位可能としても中心方向成分の軌道のずれを緩和することができ、中心方向の荷重を緩和することができる。
【００２８】
本発明は以下に列記の通りである。
（１）本発明は、鋼管を送り装置により加熱装置に送りながら、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（前記加熱装置と前記冷却装置の間の前記鋼管の高温部）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、
前記マニピュレータの鋼管把持部は、前記加熱された部分と前記マニピュレータを結ぶ方向（中心方向）へ所定の値以上の荷重が発生した場合に前記中心方向へ相対的に変位することによって前記中心方向へ発生する荷重を抑制すること
を特徴とする曲げ部材の製造方法。
【００２９】
（２）本発明は、鋼管を送り装置により加熱装置に送りながら、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、
前記送り装置の鋼管把持部は、前記鋼管の軸方向へ所定の値以上の荷重が発生した場合に前記鋼管の軸方向へ相対的に変位することによって前記加熱された部分と前記マニピュレータを結ぶ方向（中心方向）へ発生する荷重を抑制すること
を特徴とする曲げ部材の製造方法。
【００３０】
（３）前記鋼管は支持手段により軸方向へ移動自在に支持されていて、前記荷重は、前記送り装置が前記鋼管を送り出すために必要な荷重（支持手段との摩擦や抗力）を超える値の荷重である２項に記載された曲げ部材の製造方法。
【００３１】
（４）鋼管を加熱装置へ送る送り装置と、前記鋼管を（焼入れする場合は焼入れが可能な温度域に）急速に加熱する前記加熱装置（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、
前記マニピュレータの鋼管把持部は、前記加熱された部分と前記マニピュレータを結ぶ方向（中心方向）へ所定の値以上の荷重が発生した場合に該方向へ相対的に変位することによって該方向へ発生する荷重を抑制する機能を有すること
を特徴とする曲げ部材の製造装置。
【００３２】
（５）鋼管を加熱装置へ送る送り装置と、前記鋼管を（焼入れする場合は焼入れが可能な温度域に）急速に加熱する前記加熱装置（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、
前記送り装置の鋼管把持部は、前記鋼管の軸方向へ所定の値以上の荷重が発生した場合に前記鋼管の軸方向へ相対的に変位することによって前記加工中における前記加熱された部分と前記マニピュレータを結ぶ方向（中心方向）へ発生する荷重を抑制する機能を有すること
を特徴とする曲げ部材の製造装置。
【００３３】
（６）鋼管を加熱装置へ送る送り装置と、前記鋼管を（焼入れする場合は焼入れが可能な温度域に）急速に加熱する前記加熱装置（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、
前記マニピュレータの鋼管把持部は、前記鋼管の把持部の軸方向へ所定の値以上の荷重が発生した場合に前記鋼管の把持部の軸方向へ相対的に変位することによって前記加工中における前記加熱された部分と前記マニピュレータを結ぶ方向（中心方向）へ発生する荷重を抑制する機能を有すること
を特徴とする曲げ部材の製造装置。
【発明の効果】
【００３４】
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前記中心方向への荷重を、目標値（加工精度に悪影響を及ぼさない所定の範囲）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。
【００３５】
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】
【００３６】
【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、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３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明に係る製造装置におけるマニピュレータの鋼管把持部を示す二面図である。
【図４】図４は、三次元熱間曲げ焼入れ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】
【００３７】
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が、長方形の横断面形状を有する角管である場合を例にとるが、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。
【００３８】
１．本発明に係る製造装置１０−１，１０−２
図１，２は、いずれも、本発明に係る製造装置１０−１，１０−２の構成を概念的に示す説明図である。製造装置１０−１，１０−２の相違点は、加工中の鋼管１６の軸方向へ発生する荷重を抑制する機能が、マニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａあるいは送り装置１２の鋼管把持部１２ａに与えられている点である。そこで、製造装置１０−１，１０−２をまとめて説明する。
【００３９】
製造装置１０−１，１０−２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とを備える。
【００４０】
支持手段１１は、素材である鋼管１６を、鋼管１６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。
【００４１】
送り装置１２は、鋼管１６の軸方向の後端部１６ａを把持（固定して支持）する鋼管把持部１２ａを有する。送り装置１２は、鋼管１６を加熱装置１３に送る。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（図示しない）により駆動されるボールねじ１７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。
【００４２】
加熱装置、例えば高周波誘導加熱装置１３は、支持手段１１よりも鋼管１６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１６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。このような高周波誘導加熱装置１３として製造装置１０では、鋼管１６の周囲に鋼管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。
【００４３】
冷却装置１４は、高周波誘導加熱装置１３よりも鋼管１６の送り方向の下流に配置される。冷却装置１４は、鋼管１６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１６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。
【００４４】
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。
【００４５】
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である鋼管把持部１５ａを介して鋼管１６の先端部１６ｂを把持する。マニピュレータ１５は、二次元又は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１６の加熱された部分（加熱装置と冷却装置の間の鋼管の高温部）１６ｃに曲げモーメントを付与して曲げ加工を行う。
【００４６】
製造装置１０は、このようにして、少なくとも曲部を有する曲げ部材１８を製造する。
加工中の鋼管１６の軸方向に発生する荷重を抑制する機能が、図１に示す製造装置１０−１ではマニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａに与えられている。製造装置１０−１では加工中の鋼管１６の軸方向に発生する荷重を抑制するために鋼管把持部１５ａが軸方向に変位した際、中心方向成分にも鋼管把持部１５ａが変位するため、中心方向に発生する荷重を緩和することができる。また図２に示す製造装置１０−２では送り装置１２の鋼管把持部１２ａに与えられている。
【００４７】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、製造装置１０−１におけるマニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａを示す二面図である。なお、製造装置１０−２における送り装置１２の鋼管把持部１２ａも、マニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａと同様に構成されるので、以降の説明は、図３（ａ）および図３（ｂ）を参照しながらマニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａについて行い、送り装置１２の鋼管把持部１２ａの説明は省略する。
【００４８】
マニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａは、外側チャック２０と内側チャック２１とを有する。外側チャック２０は、マニピュレータ１５の先端部に固定配置される。また、内側チャック２１は、鋼管１６の外面を把持して固定配置される。外側チャック２０には油圧機構等の適当な加圧機構により把持力（変位）が付与されている。
【００４９】
内側チャック２１は、外側チャック２０に対して鋼管１６の軸方向に摺動可能に、外側チャック２０に取り付けられる。
【００５０】
また、内側チャック２１と外側チャック２０は、鋼管１６の軸方向へ加圧力を発生するばね２２により連結される。これにより、鋼管把持部１５ａは、鋼管１６を把持していない時の内側チャック２１を定位置に保つ。
【００５１】
なお、送り装置１２の鋼管把持部１２ａも、マニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａと略同様の構造を有するが、送り装置１２が鋼管１６を送り出す際に、支持手段１１から与えられる抵抗があるため、鋼管把持部１２ａのばねは支持手段１１の摺動抵抗よりも強いものである。
【００５２】
このように、マニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａは、ばね２２により鋼管１６の軸方向へ相対的に変位可能に構成されるが、例えばローラや滑り軸受を用いて鋼管１６の軸方向への変位をより円滑にしてもよい。
【００５３】
以上のように、製造装置１０−１におけるマニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａ，製造装置１０−２における送り装置１２の鋼管把持部１２ａは、いずれも、鋼管１６の軸方向へ所定の値以上の荷重が発生した場合に鋼管１６の軸方向へ相対的に変位し、これにより、加工中の鋼管１６の加熱された部分とマニピュレータ１５を結ぶ方向（中心方向）に発生する荷重を抑制する機能を有する。
【００５４】
以上の説明とは異なり、一つの製造装置が、鋼管１６の軸方向へ所定の値以上の荷重が発生した場合に鋼管１６の軸方向に相対的に変位する鋼管把持部１５ａおよび鋼管把持部１２ａを共に有していてもよいことは言うまでもない。
【００５５】
製造装置１０−１，１０−２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。
【００５６】
２．本発明に係る製造方法
製造装置１０−１，１０−２は、支持手段１１により軸方向へ移動自在に支持された鋼管１６の軸方向の後端部１６ａを把持する送り装置１２により、鋼管１６を加熱装置に向けて送る。
【００５７】
鋼管１６を上記方向へ向けて送りながら、加熱装置、例えば高周波誘導加熱装置１３により鋼管１６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冷却装置１４により鋼管１６を急冷する。
【００５８】
さらに、鋼管１６の先端部１６ｂ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１６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１８を製造する。
【００５９】
製造装置１０−１におけるマニピュレータ１５の鋼管把持部１５ａ，製造装置１０−２における送り装置１２の鋼管把持部１２ａは、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１２自体の長さの変化によって鋼管１２の軸方向へ所定の値以上の荷重が発生した場合に、鋼管１６の軸方向へ相対的に変位することによって、加工中の鋼管１６の中心方向へ発生する過剰な荷重を抑制する。
【００６０】
本発明では、このように鋼管１６に３ＤＱによる曲げ加工を行っている際に、曲げ加工中の中心方向へ発生する荷重を制御して、３ＤＱ加工中の鋼管１６の中心方向に過大な荷重が発生することを防止することができ、加工中における鋼管１６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、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。
【００６１】
さらに、本発明によれば、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。
【符号の説明】
【００６２】
１０  本発明に係る製造装置
１１  支持手段
１２  送り装置
１２ａ  鋼管把持部
１３  高周波誘導加熱装置
１４  冷却装置
１５  マニピュレータ
１５ａ  鋼管把持部
１６  鋼管
１６ａ  後端部
１６ｂ  先端部
１７  ボールねじ
１８  曲げ部材
２０  外側チャック
２１  内側チャック
２２  ばね
【図１】
0006406063.tif 000002
【図２】
0006406063.tif 000003
【図３】
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【図４】
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