(57)【要約】【課題】冷却によるワークの変形を容易に予測する。【解決手段】本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法は、複数の冷却ノズルから冷媒を噴射した場合のワークの変形を、複数の冷却ノズルを層別したグループ毎の変形解析結果に基づいて予測する（Ｓ１０〜Ｓ１００）。すなわち、複数の冷却ノズルから噴射される冷媒によってもたらされる、複雑な冷却作用により発生するワークの変形を、比較的解析が簡単なグループ単位の解析結果に基づいて予測するため、容易に予測することができる。又、ワークの変形に大きく影響する冷却ノズルを、全ての冷却ノズルの中から特定するのではなく、各グループに含まれる冷却ノズルの中から特定すればよいため、容易に特定することが可能となる。従って、ワークを実際に冷却する前の段階から、ワークの変形を抑制するような、複数の冷却ノズルの設置位置、設置角度、噴射量等を見出すことが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱したワークに対して複数の冷却ノズルから冷媒を噴射して冷却する際の、ワークの変形を予測する方法であって、
前記複数の冷却ノズルを複数のグループに分ける層別ステップと、
前記複数のグループ毎に、各グループに含まれる冷却ノズルからワークに対して冷媒を噴射した場合の、ワークの伝熱及び変形に関する解析を行う解析ステップと、
該解析ステップで得られた前記複数のグループ毎の解析結果を、全グループについて統合し、該統合結果に基づいて、全ての前記複数の冷却ノズルから冷媒を噴射した場合の、ワークの変形を予測する予測ステップと、
を含むことを特徴とするワークの変形予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱したワークを冷却する際の、ワークの変形を予測する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加熱したワークの焼入れを行う際に、複数の冷却ノズルから冷媒を噴射し、ワークに冷媒を吹き付けることで、ワークを冷却する方法が行われている（例えば、特許文献１参照）。この焼入れに係る冷却の際に、冷却速度がワークの部位毎に異なること等に起因して、ワークが変形することが懸念されるため、複数の冷却ノズルは、ワークの変形を抑制するような位置や角度に配置されることが求められる。従って、実際にワークを冷却する前に、冷却作用によるワークの変形をある程度予測して、複数の冷却ノズルの配置を検討することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、冷却ノズルの配置を検討するにあたり、複数の冷却ノズルから噴射される冷媒によって、ワークに及ぼされる冷却作用は複雑であるため、ワークの変形を正確に予測することは困難である。更に、複数の冷却ノズルの中から、ワークの変形に大きく影響する冷却ノズルを特定することも容易ではない。従って、ワークを実際に冷却する前の段階で、ワークの変形を抑制するような、複数の冷却ノズルの配置を効率的に見出すことは困難であった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却によるワークの変形を容易に予測することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。そのため、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）加熱したワークに対して複数の冷却ノズルから冷媒を噴射して冷却する際の、ワークの変形を予測する方法であって、前記複数の冷却ノズルを複数のグループに分ける層別ステップと、前記複数のグループ毎に、各グループに含まれる冷却ノズルからワークに対して冷媒を噴射した場合の、ワークの伝熱及び変形に関する解析を行う解析ステップと、該解析ステップで得られた前記複数のグループ毎の解析結果を、全グループについて統合し、該統合結果に基づいて、全ての前記複数の冷却ノズルから冷媒を噴射した場合の、ワークの変形を予測する予測ステップと、を含むワークの変形予測方法（請求項１）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明はこのように構成したので、冷却によるワークの変形を容易に予測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法を適用する事例を説明するためのイメージ図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法の一例を示すフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法に用いる、解析装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法を説明するためのイメージ図であり、（ａ）はグループＡの冷却ノズルから冷媒を噴射している状態、（ｂ）はグループＢの冷却ノズルから冷媒を噴射している状態を示している。
【図５】本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法による予測結果の一例を示すプロット図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法による予測結果の活用方法の一例を示すプロット図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、図面の全体にわたって、同一部分又は対応する部分は、同一符号で示している。
本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法は、例えば図１に示すように、加熱されたワーク１４に対して、複数の冷却ノズル１０から水等の冷媒１２を噴射することで、ワーク１４を冷却する際の、ワーク１４の変形を予測するものである。ここで、本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法は、予測するワーク１４の変形として、ワーク１４の変形量、変形角度、変形方向、変形傾向等の予測を可能とするものである。
【００１１】
図１の例において、ワーク１４は、比較的厚肉の円板状の上部１４ａと、この上部１４ａの周端部から、下方へ向かうに従い、上部１４ａの中心軸を中心とする外側へ向かってテーパ状に延びる、比較的薄肉の下部１４ｂとから構成されている。すなわち、ワーク１４は、内部が円錐台状に繰り抜かれた椀型の如き形状を有しており、円板状の上部１４ａの中心軸を回転軸とした回転対称形状を成している。このような形状のワーク１４は、加熱後の冷却によって、例えば、上部１４ａに対する下部１４ｂの延在角度が変化するようにして変形することが懸念される。
【００１２】
又、図１の例では、冷媒１２を噴射する複数の冷却ノズル１０として、１２本の冷却ノズル１０ａ〜１０ｍが設置されている。１２本の冷却ノズル１０ａ〜１０ｍのうち、７本の冷却ノズル１０ａ〜１０ｇが、上部１４ａの中心軸を基準として、ワーク１４の外表面へ向かって冷媒１２を噴射するように設置されている。又、５本の冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍが、ワーク１４の内表面へ向かって冷媒１２を噴射するように設置されている。なお、図１において、各冷却ノズル１０の位置は簡略化して示しており、実際には、紙面と直交する方向に互いにズレて配置されていてもよいものである。例えば、冷却ノズル１０ｃ〜１０ｅが、ワーク１４の上部１４ａに対して上方から冷媒１２を噴射するように互いに等間隔に配置され、冷却ノズル１０ｉ〜１０ｋが、ワーク１４の上部１４ａに対して下方から冷媒１２を噴射するように互いに等間隔に配置される。又、ワーク１４の下部１４ｂに対して、上部１４ａの中心軸を基準とした外側から冷媒１２を噴射するように、冷却ノズル１０ａ、１０ｂ、１０ｆ、１０ｇが下部１４ｂの周囲に配置され、上部１４ａの中心軸を基準とした内側から冷媒１２を噴射するように、冷却ノズル１０ｈ、１０ｍが配置される。又、１２本の冷却ノズル１０ａ〜１０ｍの各々は、設置位置、ワーク１４に対する向き（角度）、噴射量等が調整可能なものである。
【００１３】
次に、本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法について、図１に示した態様でワーク１４を冷却する場合を例にして、図２に示すフロー図の流れに沿って詳細に説明する。なお、下記の各ステップで行う解析や計算は、例えば、図３に模式的に示した解析装置２０を用いて実行する。この解析装置２０は、機能的な構成部位として、流体解析部２２、冷却分布解析部２４、熱伝達係数算出部２６、伝熱計算部２８、変形解析部３０、及び、解析結果統合部３２を含んでいる。又、解析装置２０は、各構成部位の機能を実現するための、複数のソフトウェアが組み込まれた１台のコンピュータで構成されていてもよく、複数のソフトウェアのうちの１つ以上が各々に組み込まれた、複数のコンピュータで構成されていてもよい。
【００１４】
Ｓ１０（ノズル層別）：ワーク１４を冷却するための複数の冷却ノズル１０を、複数のグループに分ける。この際、各冷却ノズル１０により冷媒１２を噴射するワーク１４の部位等を考慮して層別を行う。例えば、ワーク１４の同一部位に対して、異なる変形の影響を与えるような位置関係にある冷却ノズル１０同士は、異なるグループに分けるようにする。本実施例では、図１に示すように、１２本の冷却ノズル１０ａ〜１０ｍを、７本の冷却ノズル１０ａ〜１０ｇを含むグループＡと、５本の冷却ノズル１０ｇ〜１０ｍを含むグループＢとの、２つのグループに分けることとする。すなわち、ワーク１４の外表面に対して冷媒１２を噴射する冷却ノズル１０ａ〜１０ｇをグループＡとし、ワーク１４の内表面に対して冷媒１２を噴射する冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍをグループＢとする。なお、本ステップＳ１０は、解析装置２０の支援を受けて、作業者が行ってもよく、本ステップＳ１０を実行可能な機能を組み込んだ上で、解析装置２０により行ってもよい。
【００１５】
Ｓ２０（グループ選択）：上記Ｓ１０で層別した複数のグループのうち、解析が未実施の１つのグループを、後述するＳ３０〜Ｓ７０における解析対象のグループとして選択する。本実施例では、グループＡ、Ｂのうち、まずグループＡを選択することとする。なお、本ステップＳ２０は、解析装置２０の支援を受けて、作業者が行ってもよく、本ステップＳ２０を実行可能な機能を組み込んだ上で、解析装置２０により行ってもよい。何れの場合であっても、選択したグループの情報を、解析装置２０の流体解析部２２に対して入力する。
Ｓ３０（流体解析）：上記Ｓ２０で選択したグループの流体解析を、解析装置２０の流体解析部２２によって実行する。具体的には、ワーク１４の冷却に用いる各冷却ノズル１０の、流量、塗布分布、粒径分布等を予め測定し、それらを入力値として、図４（ａ）に示すように、上記Ｓ２０で選択したグループＡに含まれる冷却ノズル１０ａ〜１０ｇから、実際に冷媒１２を噴射する。これによって、ワーク１４の表面に、冷媒１２のミスト粒子を付着させる。
【００１６】
Ｓ４０（冷却分布出力）：上記Ｓ３０でワーク１４に付着させた冷媒１２による、ワーク１４における冷却分布を、解析装置２０の冷却分布解析部２４により出力する。具体的には、予め測定した各冷却ノズル１０の流量、塗布分布、粒径分布、上記Ｓ３０で冷媒１２を噴射した際の、各冷却ノズル１０の設置位置や設置角度、及び、ワーク１４の大きさや形状等に基づいて、ワーク１４の表面に付着した冷媒１２の、ミスト粒子の付着濃度分布を出力する。この付着濃度分布が、冷媒１２による冷却の強弱を示す冷却分布となる。
Ｓ５０（熱伝達係数算出）：上記Ｓ４０で出力したワーク１４の冷却分布（冷媒１２の付着濃度分布）と、ワーク１４の材質等とに基づき、解析装置２０の熱伝達係数算出部２６により、熱伝達係数を算出する。例えば、ワーク１４の表面を複数のメッシュに分割し、各メッシュにおける冷媒１２の付着濃度に応じて、メッシュ毎に熱伝達係数を算出する。
【００１７】
Ｓ６０（伝熱：変形解析）：上記Ｓ５０で算出した熱伝達係数に基づいて、解析装置２０の伝熱計算部２８により、ワーク１４における伝熱計算を行う。更に、伝熱計算の結果として得られる、時系列の温度を入力値として、解析装置２０の変形解析部３０により、ワーク１４の熱変形解析を実行する。
Ｓ７０（変形結果出力）：解析装置２０の変形解析部３０により、上記Ｓ６０で実行した熱変形解析の結果として、例えば、ワーク１４に設定した複数の評価ポイント毎に、変形量をプロットして出力する。
【００１８】
Ｓ８０（解析済グループ判定）：上記Ｓ１０で層別した全グループについて、上記Ｓ３０〜Ｓ７０の解析を実行したか否かを判定する。そして、全グループについて解析を行ったと判定した場合（ＹＥＳ）は、Ｓ９０へ移行し、解析が未実施のグループが残っていると判定した場合（ＮＯ）は、上記Ｓ２０へ復帰する。すなわち、層別した全グループの解析が終了するまで、上記Ｓ２０〜Ｓ７０を繰り返し実行する。本実施例では、上記Ｓ２０でグループＡを選択して解析を行ったため、グループＢの解析が未実施である。従って、上記Ｓ２０に復帰してグループＢを選択し、上記Ｓ３０において、図４（ｂ）に示すように、グループＢに含まれる冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍから冷媒１２を噴射して、グループＢについての流体解析を行う。その後、上記Ｓ４０〜Ｓ７０において、グループＢの解析をグループＡと同様に行い、本ステップＳ８０を経て、Ｓ９０へ移行することとなる。なお、本ステップＳ８０は、解析装置２０の支援を受けて、作業者が行ってもよく、本ステップＳ８０を実行可能な機能を組み込んだ上で、解析装置２０により行ってもよい。
【００１９】
Ｓ９０（解析結果統合）：上記Ｓ７０を複数のグループ毎に実行することで出力した、全グループについての変形結果を、解析装置２０の解析結果統合部３２により、例えば図５に示す如く重ね合わせて統合する。図５には、本実施例で層別したグループＡ、Ｂの変形結果を重ね合わせたプロット図を示している。ここで、グループＡに含まれる冷却ノズル１０ａ〜１０ｇによって冷媒１２を付着させるワーク１４の外表面と、グループＢに含まれる冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍによって冷媒１２を付着させるワーク１４の内表面とは、表裏関係にある。このため、変形結果を統合する際には、表裏関係で対応する評価ポイント同士を一致させて重ね合わせることとする。なお、図５において、変形量がプラス側（０よりも上側）の場合は、ワーク１４が外側（外表面側）へ変形することを示し、変形量がマイナス側（０よりも下側）の場合は、ワーク１４が内側（内表面側）へ変形することを示している。
【００２０】
Ｓ１００（ワーク変形予測）：上記Ｓ９０で統合した解析結果に基づき、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍから冷媒１２を噴射した場合の、ワーク１４の変形を予測する。例えば、図５を参照すると、符号Ｘで示す領域に含まれる評価ポイントでは、グループＡの解析結果としての変形量と、グループＢの解析結果としての変形量とに、大きな差がないことが読み取れる。すなわち、グループＡの冷却ノズル１０ａ〜１０ｇから噴射される冷媒１２による、冷却作用を受けての変形量と、グループＢの冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍから噴射される冷媒１２による、冷却作用を受けての変形量とに、大差がないことが分かる。このような評価ポイントでは、グループＡに含まれる冷却ノズル１０ａ〜１０ｇと、グループＢに含まれる冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍとが、ワーク１４の変形に同程度に影響することが予測される。更に、グループＡ、Ｂの双方の結果とも、変形量が小さいことから、符号Ｘで示す領域に含まれる評価ポイントは、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍから冷媒１２を噴射しても、大きく変形することはない安定部位であると予測される。
【００２１】
又、図５の符号Ｙで示す領域に含まれる評価ポイントでは、グループＡの解析結果としての変形量と、グループＢの解析結果としての変形量とに、大きな差があることが読み取れる。すなわち、グループＡの冷却ノズル１０ａ〜１０ｇから噴射される冷媒１２による、冷却作用を受けての変形量と、グループＢの冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍから噴射される冷媒１２による、冷却作用を受けての変形量とに、大きな差があることが分かる。更に、グループＡ、Ｂの双方の結果とも、変形量が大きいことから、このような評価ポイントでは、グループＡに含まれる冷却ノズル１０ａ〜１０ｇと、グループＢに含まれる冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍとが、異なる傾向でワーク１４の変形に大きく影響することが予測される。従って、符号Ｙで示す領域に含まれる評価ポイントは、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍから冷媒１２を噴射すると、大きく変形してしまう変形懸念部位であると予測される。
【００２２】
又、図５の符号Ｚで示す線上の評価ポイントでは、グループＡの解析結果としての変形と、グループＢの解析結果としての変形とに、異なる傾向があることが読み取れる。すなわち、グループＡの冷却ノズル１０ａ〜１０ｇから噴射される冷媒１２による、冷却作用を受けての変形と、グループＢの冷却ノズル１０ｈ〜１０ｍから噴射される冷媒１２による、冷却作用を受けての変形とに、異なる傾向があることが分かる。従って、このような評価ポイントでは、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍから冷媒１２を噴射すると、各グループの冷却作用の影響度に応じた変形が発生することが予測される。
すなわち、本ステップＳ１００では、図５に示すような結果から読み取ることができる、グループ間の変形量の差や変形傾向の相違等から、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍから冷媒１２を噴射した場合の、ワーク１４の変形量や変形傾向を予測する。なお、本ステップＳ１００は、解析装置２０の支援を受けて、作業者が行ってもよく、本ステップＳ１００を実行可能な機能を組み込んだ上で、解析装置２０により行ってもよい。
【００２３】
Ｓ１１０（予測結果活用）：上記Ｓ１００での予測結果を、必要に応じて様々な内容に活用する。例えば、予測結果に基づいて、複数の冷却ノズル１０ａ〜１０ｍの設置位置、ワーク１４に対する設置角度、各冷却ノズル１０からの噴射量等を検討する。より具体的に、図５を例にして説明すると、例えば図５の符号Ｙで示す領域に含まれる評価ポイントでは、グループＡ、Ｂの双方の結果とも、変形量が大きいことが予測される。このため、グループＡに含まれる冷却ノズル１０ａ〜１０ｇのうち、図５の符号Ｙで示す領域に含まれるワーク１４の評価ポイントに対して、大きく影響を与えると考えられる冷却ノズル１０を、ワーク１４に対する設置位置や設置角度等に基づいて特定する。グループＢについても、グループＡと同様に、大きく影響を与えると考えられる冷却ノズル１０を特定する。そして、特定した冷却ノズル１０の設置位置、設置角度、噴射量等を、ワーク１４の変形量が小さくなるように検討する。
又、予測結果に基づいて、ワーク１４の変形懸念部位に対して、肉厚の増加やリブの追加等を行うことで、変形懸念部位の剛性を向上させる等の対策を施してもよい。
【００２４】
次に、図６には、図５に示したプロット図に、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍから冷媒１２を噴射した場合の、実際の変形量を重ね合わせたプロット図を示している。本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法は、このようなプロット図を作成して利用してもよい。図５の符号Ｘで示す領域では、グループＡ、Ｂによる冷却作用が同程度に影響し、双方の影響による変形量が小さいことが予測されたが、それに対応する図６の符号Ｕで示す領域を参照すると、実際の変形量も小さいことが分かる。又、図５の符号Ｙで示す領域では、グループＡ、Ｂによる冷却作用が異なる傾向で影響し、変形量が大きくなることが予測されたが、それに対応する図６の符号Ｖで示す領域を参照すると、実際に大きく変形していることが分かる。更に、図５の符号Ｚで示す線上の評価ポイントでは、グループＡ、Ｂによる冷却作用が異なる傾向で影響することが予測されたが、それに対応する図６の符号Ｗで示す領域を参照すると、実際の変形は、グループＢによる影響が大きいことが読み取れる。このように、本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法は、ワーク１４の実際の変形量や変形傾向に、概ね近い予測を行えることが分かる。
【００２５】
なお、本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法が対象とするワーク１４の形状は、図１に示した形状に限定されるものではなく、より複雑或いはより単純な、様々な形状を有し得るものである。又、複数の冷却ノズル１０の数量も、１２本に限定されるものではなく、ワーク１４の形状や大きさ等に応じて、様々な数量の冷却ノズル１０を設置することとしてよい。更に、複数の冷却ノズル１０は、ワーク１４の形状や、各冷却ノズル１０がワーク１４に与える変形の影響等を考慮して、任意数のグループに分けることができ、各グループに含める冷却ノズル１０の本数も任意に設定可能である。
【００２６】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法は、図１に示すように、加熱したワーク１４を、複数の冷却ノズル１０（１０ａ〜１０ｍ）から冷媒１２を噴射することで冷却する際の、ワーク１４の変形を予測する方法である。具体的に、図２に示すように、層別ステップ（ノズル層別Ｓ１０）、解析ステップ（流体解析Ｓ３０〜変形結果出力Ｓ７０）、予測ステップ（解析結果統合Ｓ９０、ワーク変形予測Ｓ１００）を含んでいる。層別ステップＳ１０では、ワーク１４の冷却に用いる複数の冷却ノズル１０を、複数のグループに分ける。このグループ分けの際に考慮する点として、ワーク１４に対する各冷却ノズル１０の位置関係が挙げられる。
【００２７】
例えば、ワーク１４のある部位に対して、その部位の表側と裏側とに向けて冷媒１２を噴射する２つの冷却ノズル１０がある場合、それら２つの冷却ノズル１０によって異なる変形の影響を与えることが想定されるため、そのような２つの冷却ノズル１０は異なるグループに分けるようにする。すなわち、図１に示すように、ワーク１４の上部１４ａに対して、上方から冷媒１２を噴射する冷却ノズル１０ｃ〜１０ｅと、下方から冷媒１２を噴射する冷却ノズル１０ｉ〜１０ｋとがある場合を例に説明する。この場合、冷却ノズル１０ｃ〜１０ｅと冷却ノズル１０ｉ〜１０ｋとによって、異なる変形の影響を与えることが想定されるため、冷却ノズル１０ｃ〜１０ｅと冷却ノズル１０ｉ〜１０ｋとは、異なるグループＡ、Ｂに分けるようにする。
【００２８】
又、ワーク１４の近接した部位に対して、略同じ方向から冷媒１２を噴射するような冷却ノズル１０同士は、ワーク１４に対して類似した変形の影響を与えることが想定されるため、同じグループに分けてもよい。例えば、図１に示すように、冷却ノズル１０ｃ〜１０ｅは、何れも、ワーク１４の上部１４ａに対して上方から冷媒１２を噴射するため、ワーク１４に対して類似した変形の影響を与えることが想定される。このような位置関係の冷却ノズル１０は、同じグループＡに分けることとする。このように、各冷却ノズル１０からの冷媒１２の噴射によって、ワーク１４に与える変形の影響をある程度見越して、複数の冷却ノズル１０を層別することが望ましい。
【００２９】
又、解析ステップＳ３０〜Ｓ７０では、層別ステップＳ１０で分けた複数のグループＡ、Ｂ毎に、各グループに含まれる冷却ノズル１０からワーク１４に対して冷媒１２を噴射した場合（図４参照）の、ワーク１４の伝熱及び変形に関する解析を行う。例えば、流量や塗布分布等の各冷却ノズル１０の性能、ワーク１４に対する各冷却ノズル１０の位置や角度、ワーク１４の形状や材質といった、複数のパラメータに基づいて、熱伝達係数を算出した上で、ワーク１４の伝熱解析を行う。更に、伝熱解析の結果に基づいて、ワーク１４の変形解析を行い、例えば、ワーク１４に設定した複数の評価ポイント毎の変形量として、変形解析結果を算出する。なお、解析ステップＳ３０〜Ｓ７０は、例えば図３に示すような構成を有する解析装置２０を用いて実行する。
【００３０】
又、予測ステップＳ９０、Ｓ１００では、解析ステップで得られた複数のグループＡ、Ｂ毎の解析結果を、全グループについて統合し、その統合した結果に基づいて、全グループに含まれる全ての冷却ノズル１０から冷媒１２を噴射した場合の、ワーク１４の変形を予測する。この際、ワーク１４の変形として予測するものは、ワーク１４の変形量や変形角度であってもよく、ワーク１４の変形態様（変形傾向）であってもよい。例えば、解析ステップにおいて、ワーク１４に設定した複数の評価ポイント毎の変形量を算出した場合には、それをグループＡ、Ｂ毎にプロットし、評価ポイントを対応させながら全グループのプロット結果を重ね合わせて統合する（図５、図６参照）。そして、統合した結果から、グループＡ、Ｂ間の変形量の差や、グループＡ、Ｂ毎の変形傾向等を読み取り、それに基づいて、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍから冷媒１２を噴射した場合の、ワーク１４の変形を予測するものである。
【００３１】
このように、本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法は、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍから冷媒１２を噴射した場合のワーク１４の変形を、複数の冷却ノズル１０を層別したグループＡ、Ｂ毎の変形解析結果に基づいて予測するものである。すなわち、複数の冷却ノズル１０から噴射される冷媒１２によってもたらされる、複雑な冷却作用により発生するワーク１４の変形を、比較的解析が簡単なグループ単位の解析結果に基づいて予測するため、容易に予測することができる。又、例えば、ある冷却ノズル１０のグループによって、大きく変形されると予測される評価ポイントが存在する場合（図５の符号Ｙ参照）、そのグループに含まれる冷却ノズル１０の中で、大きな変形が予測された評価ポイントに向けて冷媒１２を噴射している冷却ノズル１０が、変形に大きく影響していると予測できる。すなわち、ワーク１４の変形に大きく影響する冷却ノズル１０を、全ての冷却ノズル１０ａ〜１０ｍの中から特定するのではなく、各グループＡ、Ｂに含まれる冷却ノズル１０の中から特定すればよいため、容易に特定することが可能となる。更に、上記のような予測結果や、ワーク１４の変形に大きく影響する冷却ノズル１０の特定結果等に基づいて、各冷却ノズル１０の設置位置等を検討することで、ワーク１４を実際に冷却する前の段階から、ワーク１４の変形を抑制するような、複数の冷却ノズル１０の設置位置、設置角度、噴射量等を見出すことが可能となる。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態に係るワークの変形予測方法は、図２のＳ１１０で活用した結果を反映して、再度、図２のＳ１０〜Ｓ１１０を行うこととしてもよい。すなわち、図２のＳ１１０において、各冷却ノズル１０の設置位置等を検討した結果、それらを調整する必要があると判断した場合は、その調整を反映した条件で、Ｓ１０〜Ｓ１１０を再度実行する。更に、そのようにして、Ｓ１０〜Ｓ１１０を繰り返し実行することとしてもよい。これによって、ワーク１４の変形をより一層抑制するような、冷却ノズル１０の設置位置等を見出すことが可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１０（１０ａ〜１０ｍ）：冷却ノズル、１２：冷媒、１４：ワーク、Ａ、Ｂ：グループ
【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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