WO2021172242A1 - 冷却装置及び冷却方法 - Google Patents

Abstract

この冷却装置は、第１冷却機構及び第２冷却機構を備える。前記第１冷却機構は、加熱コイルの下流側に並んで配置され、冷却媒体の噴射方向が第１噴射方向である第１ノズルと；前記第１ノズルの下流側に並んで配置され、前記冷却媒体の噴射方向が前記第１噴射方向に対して交差する第２噴射方向である第２ノズルと；前記冷却媒体の供給先を、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの一方及び他方間で択一的に切り換える第１弁と、前記第１弁を制御する第１制御部と、を有する。前記第２冷却機構は、前記延長線を間に挟んで前記第１ノズル及び前記第２ノズルとは反対側に配置され、前記冷却媒体の噴射方向が屈曲部の屈曲内周面に対して２０度以上７０度以下をなす第３噴射方向である第３ノズルを有する。

Description

冷却装置及び冷却方法

　本発明は、冷却装置及び冷却方法に関する。
　本願は、２０２０年２月２７日に、日本国に出願された特願２０２０－０３２０５８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　周知のように、自動車や各種機械等に用いられる、中空の屈曲し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には、軽量かつ高強度であること等が求められる。従来、この種の中空屈曲部品は、例えば、冷間の曲げ加工、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中空屈曲部品の軽量化および高強度化には限界があり、その実現は容易なことではなかった。

　近年では、例えば非特許文献１に開示されるように、いわゆるチューブハイドロフォーミング工法によりこの種の中空屈曲部品を製造することも積極的に検討されている。しかし、非特許文献１の２８頁にも記載されているように、チューブハイドロフォーミング工法には、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課題があり、今後より一層の開発が必要である。

　このような現状に鑑み、本発明者らは、先に特許文献１により曲げ加工装置に係る発明を開示した。図１５は、この曲げ加工装置１００の概略を模式的に示す説明図である。
　図１５に示すように、この曲げ加工装置１００では、一対の支持手段１０１，１０１によりその軸方向へ移動自在に支持された鋼管（以下、中空素材Ｐｍ）を上流側から下流側へ向けて矢印Ｆ方向へ図示しない送り装置により送りながら、支持手段１０１，１０１の下流位置で曲げ加工を行って、鋼製の中空屈曲部品Ｐｐを製造する。すなわち、支持手段１０１，１０１の下流位置で高周波加熱コイル１０２によって中空素材Ｐｍを部分的に焼入れ可能な温度域に急速加熱するとともに、高周波加熱コイル１０２の下流に配置される水冷装置１０３により中空素材Ｐｍを急冷する。そして、中空素材Ｐｍを支持しながら送るロール対１０４ａ，１０４ａを少なくとも一組有する可動ローラダイス１０４の位置を三次元方向（場合によっては二次元方向）に変更して中空素材Ｐｍの加熱された部分に曲げモーメントを付与することにより、中空素材Ｐｍに曲げ加工を行う。この曲げ加工装置１００によれば、高い作業効率で高強度の中空屈曲部品Ｐｐを製造することが可能になる。

国際公開第２００６／０９３００６号 国際公開第２０１１／０２４７４１号 日本国特許第６０１５８７８号公報

自動車技術　Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．６，２００３　２３～２８頁 チューブフォーミング，コロナ社，初版第3刷 2002年11月25日, ５１～５５頁

　自動車や各種機械等に用いられる中空屈曲部品には、種々の形状を持つものが存在する。中でも、曲げ部の曲げ半径が例えば金属管の直径（金属管が矩形断面の場合には、その長手方向に垂直な断面において、屈曲内周面の側縁及び屈曲外周面の側縁間を繋ぐ一辺の長さ）の１～２倍あるいは、それ以下の、極めて小さな曲げ部を有する中空屈曲部品が多く存在する。

　しかしながら、特許文献１の方法により、曲げ半径が例えば金属管の直径（金属管が矩形断面の場合には前記一辺の長さ）の１～２倍あるいはそれ以下の曲げ半径を持つように曲げ加工をした場合、曲げ部の内周側にしわや折れこみを生じたり、あるいは曲げ部の外周側の板厚が大きく減少して破断が発生したりするおそれがある。そのため、小さな曲げ部を有する中空屈曲部品を製造することは困難であった。
　さらに、中空屈曲部品の冷間曲げ加工においては、非特許文献２に記載されているように、曲げ部の外周側に引張応力が作用するため、板厚が減少する。特許文献１の方法も曲げ加工であるため、曲げ部の外周側の板厚減少は避けらない。

　そこで、これらの課題解決に応えるために、本発明者らは、特許文献２によりせん断曲げ加工装置に係る発明を開示した。
　図１６に示すように、このせん断曲げ加工装置２００は、第１の支持手段２０１と、加熱手段２０２と、冷却手段２０３と、把持手段２０４と、を備える。第１の支持手段２０１は、金属製の中空素材Ｐｍを、その長手方向へ相対的に送りながら、第１の位置Ａにおいて支持する。加熱手段２０２は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿った第１の位置Ａよりも下流にある第２の位置Ｂにおいて中空素材Ｐｍを部分的に加熱する。冷却手段２０３は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿った第２の位置Ｂよりも下流にある第３の位置Ｃにおいて中空素材Ｐｍの加熱部分を冷却（強制冷却または自然冷却）する。把持手段２０４は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿った第３の位置Ｃよりも下流にある第４の位置Ｄにおいて中空素材Ｐｍを位置決めしながら二次元方向または三次元方向に移動させることによって、中空素材Ｐｍの加熱部分にせん断力を与える。よって、このせん断曲げ加工装置２００によれば、中空素材Ｐｍの加熱部分に対してせん断加工と熱処理とを加えることが可能になる。そして、このせん断曲げ加工装置２００によれば、金属管の直径（金属管が矩形断面の場合には前記一辺の長さ）の１～２倍、あるいは、それ以下の曲げ半径の曲げ部を有する高強度の中空屈曲部品を、低コストで量産することが可能である。

　この特許文献２の発明により、高強度でありながら小さな曲げ半径を有する部品の製造が可能となり、多数の自動車をはじめとする機械部品の大幅な軽量化がなされた。

　特許文献２の発明では、良好な製品を得るために周方向および軸方向の均一冷却が重要である。この均一冷却に着目し、特許文献３により、図１７に示す鋼材の冷却装置が開示された。この鋼材の冷却装置は、長尺の鋼材Ｐｍの一端部を把持した状態で鋼材Ｐｍをその長手方向に送りながら鋼材Ｐｍの前記長手方向の一部分を加熱しつつ前記一端部を二次元又は三次元方向に移動させることで曲げを含む所定の形状に形成した後、前記曲げを含む被加熱部を冷却する冷却装置であって、前記被加熱部に対して第１の冷却媒体を噴射する一次冷却装置２２と；鋼材Ｐｍの送り方向に沿って見た場合に一次冷却装置２２よりも下流側に設けられ、前記被加熱部に対して第２の冷却媒体を噴射する二次冷却装置２３と；を備え、二次冷却装置２３が、前記送り方向に沿って複数配置され、かつ互いに独立して前記第２の冷却媒体の流量が制御可能であり；鋼材Ｐｍの周方向に沿って複数配置されてかつ、それぞれが相互に独立して前記第２の冷却媒体を流量制御可能に噴射する冷却機構を備える。

　この特許文献３に記載の鋼材の冷却装置によれば、特許文献２に示される曲げ加工法における比較的大きな曲げ半径を有する曲げ鋼材Ｐｍの硬度の不均一を低減することが可能である。しかしながら、特許文献３に記載の冷却装置を特許文献２に記載のせん断曲げ加工に適用する場合、加工条件によっては、均一冷却を得るための更なる改良が求められる場合がある。

　すなわち、金属管の直径（金属管が矩形断面の場合には前記一辺の長さ）の１～２倍、あるいは、それ以下の極めて小さい曲げ半径の曲げ部を有する中空屈曲部品では、曲げ部の曲げ角が直角に近い場合もある。このような極めて小さい曲げ半径で大きな曲げ角を形成する場合、急激に加工方向が変化することから、二次冷却装置の構成の変更だけでは対応できない。この原因は、加熱直後の曲げ部に一次冷却装置からの冷却媒体が当たらない部分が発生したり、あるいは、冷却媒体が中空素材Ｐｍの送り方向とは逆方向に流れたりするためである。この問題は、通常の曲げ加工よりもせん断曲げ加工を行う際に生じやすい。

　せん断加工がなされる際に、せん断変形を受ける領域は高温であり、変形抵抗が低下している。一次冷却装置は、加熱直後の冷却であり、周方向において十分かつ均一な冷却を与えないと、変形領域の変形抵抗が周方向において不均一になる。この場合、良好なせん断変形を得ることが困難となる。また、出来上がった製品も周方向で硬度が不均一となる。また、いわゆる焼きむらを生じてしまうことがある。

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、極めて小さい曲げ半径の曲げ部を有する中空屈曲部品を得る場合でも、冷却媒体の衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、製品の周方向における硬度の不均一を抑制する均一な冷却を可能とする、冷却装置及び冷却方法の提供を目的とする。

　上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用している。
（１）本発明の一態様は、
　金属製の中空素材をその長手方向である送り方向に沿って第１の位置で支持しながら送る送り機構と、
　前記中空素材を、前記第１の位置よりも下流の第２の位置で加熱する加熱コイルと、
　前記中空素材を、前記第２の位置よりも下流の第３の位置で冷却媒体の噴射により冷却する冷却装置と、
　前記中空素材を、前記第３の位置よりも下流の第４の位置で把持し、把持位置を二次元方向又は三次元方向に移動させて前記中空素材に屈曲部を形成する曲げ力付与部と、
を備える中空屈曲部品製造装置に用いられる、前記冷却装置であって、
　第１冷却機構及び第２冷却機構を備え；
　前記第１冷却機構が、
　　前記第１の位置における前記中空素材の前記送り方向に沿った軸線の延長線を含む第１仮想平面で見て、前記加熱コイルの下流側に並んで配置され、前記冷却媒体の噴射方向が第１噴射方向である第１ノズルと、
　　前記第１仮想平面で見て、前記第１ノズルの下流側に並んで配置され、前記冷却媒体の噴射方向が前記第１噴射方向に対して交差する第２噴射方向である第２ノズルと、
　　前記冷却媒体の供給先を、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの一方及び他方間で択一的に切り換える第１弁と、
　　前記第１弁を制御する第１制御部と、を有し；
　前記第２冷却機構が、
　　前記第１仮想平面で見て、前記延長線を間に挟んで前記第１ノズル及び前記第２ノズルとは反対側に配置され、前記冷却媒体の噴射方向が前記屈曲部の屈曲内周面に対して２０度以上７０度以下をなす第３噴射方向である第３ノズルを有する。

（２）上記（１）において、以下の構成を採用してもよい：
　前記第２冷却機構が、
　　前記第３ノズルを構成する第１分割ノズル及び第２分割ノズルと、
　　前記冷却媒体の供給先を、前記第１分割ノズル及び前記第２分割ノズルの一方及び他方間で択一的に切り換える第２弁と、
　　前記第２弁を制御する第２制御部と、
を有し；
　前記第１仮想平面で見た前記第１分割ノズルからの前記冷却媒体の噴射方向が、前記延長線に対して２０度以上７０度以下であり；
　前記第１仮想平面で見た前記第２分割ノズルからの前記冷却媒体の噴射方向が、前記第３噴射方向である。

（３）上記（１）または上記（２）において、以下の構成を採用してもよい：
　前記第１仮想平面に対し前記延長線を交線として直交する第２仮想平面に配置された第４ノズル及び第５ノズルを有する第３冷却機構をさらに備え；
　前記第４ノズルの、前記第１仮想平面で見た前記冷却媒体の噴射方向が、前記延長線に沿った第４噴射方向であり；
　前記第５ノズルの、前記第１仮想平面で見た前記冷却媒体の噴射方向が、前記第４噴射方向に交差する第５噴射方向である。

（４）上記（３）において、以下の構成を採用してもよい：
　前記第３冷却機構が、
　　前記冷却媒体の供給先を、前記第４ノズル及び前記第５ノズルの一方及び他方間で択一的に切り換える第３弁と、
　　前記第３弁を制御する第３制御部と、をさらに備える。

（５）上記（１）～上記（４）の何れか１項において、以下の構成を採用してもよい：
　前記第１仮想平面に対し前記延長線を交線として直交する第２仮想平面に配置された第６ノズルを有する第４冷却機構をさらに備え；
　前記第１仮想平面で見た前記第６ノズルの噴射方向が、前記送り方向に対し、前記屈曲部の剪断角度θの略１／２をなす第６噴射方向である。

（６）本発明の他の態様は、
　金属製の中空素材をその長手方向である送り方向に沿って第１の位置で支持しながら送る工程と、
　前記中空素材を、前記第１の位置よりも下流の第２の位置で加熱する工程と、
　前記中空素材を、前記第２の位置よりも下流の第３の位置で冷却媒体の噴射により冷却する工程と、
　前記中空素材を、前記第３の位置よりも下流の第４の位置で把持し、把持位置を二次元方向又は三次元方向に移動させて前記中空素材に屈曲部を形成する工程と、
を有する中空屈曲部品の製造方法に用いられる、冷却方法であって、
　第１冷却工程及び第２冷却工程を有し；
　前記第１冷却工程が、
　　前記第１の位置における前記中空素材の前記送り方向に沿った軸線の延長線を含む第１仮想平面で見て、第１噴射方向に向けて前記第３の位置より前記冷却媒体を噴射する第１工程と、
　　前記第１仮想平面で見て、前記第１噴射方向に対して交差する第２噴射方向に向けて前記第３の位置より前記冷却媒体を噴射する第２工程と、
　前記第１工程の実施時には前記第２工程を停止し、前記第２工程の実施時には前記第１工程を停止する第３工程と、を有し；
　前記第２冷却工程が、
　　前記第１仮想平面で見て、前記屈曲部の屈曲内周面に対して２０度以上７０度以下である第３噴射方向に向けて前記第３の位置より前記冷却媒体を噴射する。

（７）上記（６）において、以下の工程を採用してもよい：
　前記第２冷却工程が、
　　前記第１仮想平面で見て、前記延長線に対して２０度以上７０度以下の噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第４工程と、
　　前記第１仮想平面で見て、前記第３噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第５工程と、
　　前記第４工程の実施時には前記第５工程を停止し、前記第５工程の実施時には前記第４工程を停止する第６工程と、を有する。

（８）上記（６）または上記（７）において、以下の工程を採用してもよい：
　前記第１仮想平面に対し前記延長線を交線として直交する第２仮想平面において、第４噴射方向及び第５噴射方向より前記冷却媒体を前記中空素材に向けて噴射する第３冷却工程をさらに有し；
　前記第３冷却工程が、
　　前記第１仮想平面で見て、前記延長線に沿った第４噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第７工程と、
　前記第１仮想平面で見て、前記第４噴射方向に交差する第５噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第８工程と、を有する。

（９）上記（８）において、以下の工程を採用してもよい：
　前記第３冷却工程が、
　　前記第７工程の実施時には前記第８工程を停止し、前記第８工程の実施時には前記第７工程を停止する第９工程をさらに有する。

（１０）上記（６）～上記（９）の何れか１項において、以下の工程を採用してもよい：
　前記第１仮想平面に対し前記延長線を交線として直交する第２仮想平面において、前記冷却媒体を前記中空素材に向けて噴射する第４冷却工程をさらに有し；
　前記第４冷却工程が、前記第１仮想平面で見て、前記送り方向に対して前記冷却媒体の噴射方向がなす角度が前記屈曲部のせん断角度θの略１／２である第６噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第１０工程を有する。

　上記各態様に係る冷却装置及び冷却方法によれば、極めて小さい曲げ半径の曲げ部を有する中空屈曲部品を得る場合でも、冷却媒体の衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、製品の周方向における硬度の不均一を抑制する均一な冷却が可能となる。

本発明の一実施形態に係る冷却装置を備えた製造装置を、模式的に示す平面図である。 同冷却装置の要部を示す図であって、図１のＸ部の拡大平面図である。 中空素材にせん断曲げ加工をせずに送る際の従来の冷却方法を示す図であって、図１のＸ部に対応する部分の拡大平面図である。 中空素材にせん断曲げ加工を行う際の従来の冷却方法を示す図であって、図１のＸ部に対応する部分の拡大平面図である。 図１のＸ部に対応する部分の拡大平面図であり、中空素材にせん断曲げ加工を行う際の冷却媒体の噴射方向を変えた場合を示す。 中空素材にせん断曲げ加工をせずに送る際の従来の冷却方法を示す図であって、図１のＸ部に対応する部分の拡大平面図である。 中空素材にせん断曲げ加工を行う際の従来の冷却方法を示す図であって、図１のＸ部に対応する部分の拡大平面図である。 中空素材にせん断曲げ加工をせずに送る際の本実施形態の冷却方法を示す図であって、図１のＸ部の拡大平面図である。 中空素材にせん断曲げ加工を行う際の本実施形態の冷却方法を示す図であって、図１のＸ部の拡大平面図である。 本実施形態の冷却装置の要部を示す図であって、図２のＰ－Ｐ矢視図である。 同実施形態の変形例を示す図であって、図６Ａに対応する図である。 同実施形態の変形例を示す図であって、図２のＱ部に対応する部分を示す拡大平面図である。 本実施形態の冷却装置の要部を示す図であって、図２のＹ１－Ｙ１矢視図である。 同冷却装置による冷却方法を示す図であって、中空素材のせん断曲げ加工部を図８の矢視Ｒより見た拡大平面図である。 従来の冷却方法により中空素材のせん断曲げ加工部の上面を冷却する場合を示す拡大平面図である。 本実施形態の冷却方法により中空素材のせん断曲げ加工部の上面を冷却する図であって、図１０Ａに対応する拡大平面図である。 本実施形態の冷却装置の変形例を示す図であって、図２のＹ１－Ｙ１矢視図である。 同変形例を示す図であって、中空素材を図１１の矢視Ｕより見た底面図である。 本実施形態の変形例を示す図であって、図２のＹ１－Ｙ１矢視図である。 同変形例でせん断曲げ加工を加えずに中空素材を送る場合を示す図であって、図１３の矢視Ｔより見た拡大平面図である。 同変形例でせん断曲げ加工を加えた際の中空素材を示す図であって、図１３の矢視Ｔより見た拡大平面図である。 特許文献１に開示された従来の曲げ加工装置の概略構成を示す説明図である。 特許文献２に開示された従来のせん断曲げ加工装置の概略構成を示す説明図である。 特許文献３に開示された従来の冷却装置の概略構成を示す説明図である。

　以下、本発明の一実施形態及びその各種変形例について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、製造される中空屈曲部品が、鋼製であって矩形の横断面形状を有する中空の角管を素材（以下、中空素材Ｐｍ）とし、自動車や各種機械に用いられる強度部品、補強部品または構造部品等の製品（以下、中空屈曲部品Ｐｐ）を製造する場合を例示する。まず、中空屈曲部品の製造装置（以下、製造装置１０）を説明し、続いて中空屈曲部品の製造方法を説明する。製造装置１０には、本実施形態に係る冷却装置が備わっている。
　なお、本実施形態及びその変形例において共通する構成要素には同一符号を付してそれらの重複説明を省略する場合がある。

［中空屈曲部品の製造装置］
　図１は、本実施形態に係る中空屈曲部品の製造装置１０を模式的に示す平面図である。なお、本発明の冷却装置は、通常の曲げ加工とせん断曲げ加工との両方を行えるが、以下の説明では、せん断曲げ加工を行う場合を例示する。ここで、通常の曲げ加工とせん断曲げ加工（せん断加工）との双方を包含するものとして、単に屈曲加工と呼ぶ場合がある。

　製造装置１０により、中空素材Ｐｍをせん断曲げ加工して中空屈曲部品Ｐｐを得る。中空素材Ｐｍは、その長手方向に垂直な断面が中空矩形の閉断面形状を有する長尺な角管である。なお、本実施形態の加工対象は、角管に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形、さらには各種異形の横断面形状を有するその他の鋼管にも適用可能である。また、矩形断面を持つ中空素材Ｐｍとしては、その横断面形状が正方形、長方形の何れにも適用可能である。さらに言うと、鋼管以外の金属管を中空素材Ｐｍとしてもよい。すなわち、中空素材Ｐｍは、チタンあるいはステンレスなど、鋼以外の金属からなる金属管であってもよい。

　図１に示すように、この製造装置１０は、支持装置１１と、加熱装置１２と、冷却装置５０と、せん断力付与装置１４と、を備える。なお、図１は平面図を示している。本実施形態の中空素材Ｐｍは角管であるため、図１の紙面に平行な２面を上面及び下面（紙面手間側が上面ａであり、その裏面側が下面ｂ）と呼び、これら上面ａ及び下面ｂ間を繋ぐ２側面を左側面ｃ及び右側面ｄと呼ぶ場合がある。

（１）支持装置１１
　図１の矢印Ｆに示すように、支持装置１１においては、中空素材Ｐｍを図示しない送り装置によりその長手方向へ送る。図１に示す符号ＣＬは、支持装置１１の位置における中空素材Ｐｍの中心軸線である。支持装置１１の位置では、まだせん断曲げ加工を加えていないので、中心軸線ＣＬは直線をなしている。中空素材Ｐｍは、せん断曲げ加工を加えられることにより、中心軸線ＣＬも屈曲する。そのため、以下の説明においては、中心軸線ＣＬの代わりに、この中心軸線ＣＬの延長線ＥＸを、方向を示す際の基準として用いる。具体的には、図１のＸＹＺ座標軸に示すように、延長線ＥＸに沿った中空素材Ｐｍの送り方向（図１の紙面左方向）を＋Ｘ方向とする。そして、以下の説明では、＋Ｘ方向を単に送り方向あるいは下流方向、－Ｘ方向を単に上流方向という場合もある。また、支持装置１１の位置より延長線ＥＸに沿った下流方向を見て、左方向（図１の紙面下方向）を＋Ｙ方向とする。さらに、Ｘ方向及びＹ方向の双方に対して直交してかつ鉛直方向上方（図１の紙面手前側）を＋Ｚ方向とする。図１以降の各図にも、ＸＹＺ座標軸を付して方向に関する情報を共通化する。

　前記送り装置は、電動サーボシリンダーを用いたタイプが例示されるが、特定型式のものに限らず、ボールネジを用いたタイプやタイミングベルトやチェーンを用いたタイプ等、公知のものが採用できる。

　中空素材Ｐｍは、前記送り装置によって所定の送り速度で＋Ｘ方向（矢印Ｆに沿って紙面左手に向かう送り方向）へ送られる。中空素材Ｐｍは、第１の位置Ａにおいて支持装置１１により支持される。すなわち、支持装置１１は、前記送り装置によって＋Ｘ方向へ送られる中空素材Ｐｍを、第１の位置Ａにおいて支持する。

　本実施形態では、支持装置１１としてブロックを用いている。ブロックは、中空素材Ｐｍが隙間を有して挿通することができる貫通穴１１ａを有する。図示を省略するが、ブロックを複数分割し、油圧シリンダーやエアシリンダーを接続し、中空素材Ｐｍを挟持して支持する構成としてもよい。また、支持装置１１は、特定型式のものに限定されず、この種の支持装置として公知のものが採用できる。例えばその他の構成として、互いに対向配置される一対の孔型のロールを１組もしくは２組以上並設して用いることが可能である。
　支持装置１１は、図示されない搭載台上に固定配置されている。しかし、この態様のみに限定されるものではなく、支持装置１１を産業用ロボットのエンドエフェクター（図示略）によって支持してもよい。
　中空素材Ｐｍは、支持装置１１が設置された第１の位置Ａを通過した後、さらに＋Ｘ方向へ送られる。

（２）加熱装置１２
　加熱装置１２は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿った第１の位置Ａよりも下流にある第２の位置Ｂに配置されている。加熱装置１２は、支持装置１１から送られてくる中空素材Ｐｍの長手方向の一部分における横断面の全周を加熱する。加熱装置１２として誘導加熱装置を用いる。この誘導加熱装置は、中空素材Ｐｍを例えば高周波誘導加熱するコイルを有するものであればよく、公知のものが採用できる。
　加熱装置１２の加熱コイル１２ａは、中空素材Ｐｍの外表面から所定の距離だけ離れて、中空素材Ｐｍの長手方向の一部における横断面の全周を囲むように、配置される。中空素材Ｐｍは、加熱装置１２により部分的に急速加熱される。

　加熱装置１２の設置手段（不図示）は、加熱コイル１２ａの傾斜角度を第２の位置Ｂにおいて調整可能である。すなわち、加熱装置１２の前記設置手段は、加熱コイル１２ａを、中空素材Ｐｍの送り方向に対して設定した角度に傾斜させることができる。図１の例では、中空素材Ｐｍの＋Ｘ方向（矢印Ｆに示す、中空素材Ｐｍの送り方向）に対し、側面視で傾斜角度αをもって交差するように、加熱コイル１２ａが傾斜配置されている。この傾斜角度αを９０°以下とすることで、加熱コイル１２ａを傾斜配置することができる。

　加熱装置１２の設置手段としては、例えば周知慣用の産業用ロボットのエンドエフェクターを例示することができるが、前記傾斜角度αを指定通り調整可能であればよく、公知のものが採用できる。加熱装置１２の設置手段による傾斜角度αの調整は、製造装置１０に備わる制御装置１５からの制御信号を前記設置手段が受けて、自動制御する構成としてもよい。この場合、中空素材Ｐｍの長手方向において、せん断曲げ加工を行う位置と、同位置において設定すべき傾斜角度αとの関係を予め制御装置１５に保存しておき、中空素材Ｐｍの送り量が所定の送り量に達した際の加熱コイル１２ａの傾斜角度αが、所定の角度をなすように制御することが、一例として考えられる。

　図示を省略するが、中空素材Ｐｍの送り方向に沿った加熱装置１２の上流側位置に、中空素材Ｐｍを予熱できる予熱装置（例えば小型の高周波加熱装置）を一つ以上配置しておき、この予熱手段を加熱装置１２と併用して中空素材Ｐｍを加熱することもできる。この場合、中空素材Ｐｍを複数回、加熱することが可能になる。

（３）冷却装置５０
　冷却装置５０は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って第２の位置Ｂよりも下流にある第３の位置Ｃに配置される。冷却装置５０は、中空素材Ｐｍのうち、第２の位置Ｂで加熱された部分を急速に冷却する。中空素材Ｐｍは、冷却装置５０で冷却されることによって、加熱装置１２により加熱された第１の部分と、冷却装置５０により冷却された第２の部分との間の領域ｓｈが、高温であって変形抵抗が大幅に低下した状態となる。冷却装置５０は、加熱コイル１２ａの下流側直後に隣接配置されている。必要に応じて、この冷却装置５０を一次冷却装置とし、そして冷却装置５０の下流側に二次冷却装置として他の冷却装置を併設してもよい。もちろん、図１に示すように冷却装置５０のみを備えてもよい。

　冷却装置５０は、中空素材Ｐｍを曲げ加工あるいはせん断曲げ加工して、極めて小さい曲げ半径で大きな曲げ角の曲げ部を有する中空屈曲部品を得る場合にも、効果的な冷却を行える。具体的には、従来の冷却機構であると中空素材Ｐｍの送り方向で最も下流側に位置する冷却水吐出孔から噴射された冷却水が変形後の中空素材Ｐｍの外周に衝突しないような小さい曲げ半径でかつ、大きな曲げ角度の加工条件であっても、本実施形態によれば、冷却媒体の逆流を伴うことなく効果的な冷却を実施できる。

　本実施形態の冷却装置５０は、図２に示すように、第１冷却媒体噴射装置５１（第１冷却機構）と、第２冷却媒体噴射装置５２（第１冷却機構）と、弁Ｖ１（第１弁）と、第３冷却媒体噴射装置５３（第２冷却機構）と、図８以降を用いて後述する上側冷却媒体噴射装置及び下側冷却媒体噴射装置と、を備える。図２では、説明を明確にするために、前記上側冷却媒体噴射装置及び前記下側冷却媒体噴射装置の図示を省略している。

　中空素材Ｐｍをその長手方向に垂直な断面で見た場合、上面ａを前記上側冷却媒体噴射装置が冷却し、下面ｂを前記下側冷却媒体噴射装置が冷却し、右側面を第１冷却媒体噴射装置５１及び第２冷却媒体噴射装置５２が冷却し、左側面ｃを第３冷却媒体噴射装置５３が冷却する。よって、中空素材Ｐｍの外周４面は、それぞれ個別に冷却媒体の噴射を受けて均等に冷却される。

　まず、中空素材Ｐｍの左側面ｃ及び右側面ｂを冷却する第１冷却媒体噴射装置５１、第２冷却媒体噴射装置５２、第３冷却媒体噴射装置５３について説明する。
　第１冷却媒体噴射装置５１は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って見て、加熱コイル１２ａの下流側に隣接配置されたノズル５１ａを有する。ノズル５１ａは、配管を介して弁Ｖ１に接続されている。平面視で見て、ノズル５１ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、第１方向（第１噴射方向）Ｗ１となっている。この第１方向Ｗ１は、ノズル５１ａから噴射される冷却媒体の中心線であり、図２の仮想線に示すように中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行わずに矢印Ｆに沿ってそのまま送るＸ方向を基準（０度）とした鋭角である角度ψ１をなす方向である。すなわち、ノズル５１ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、図２に示す平面視において、矢印Ｆに平行なベクトル成分が、送り方向を向く正方向（＋Ｘ方向）となっている。さらに、角度ψ１を２０度以上７０度以下とすることにより、冷却媒体の衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、冷却媒体が送り方向に対して逆流するのを防ぐことができる。なお、冷却媒体としては、例えば冷却水を用いることができる。

　第２冷却媒体噴射装置５２は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って見て、第１冷却媒体噴射装置５１のノズル５１ａの隣りに並んで配置されたノズル５２ａを有する。すなわち、送り方向に沿って見て、加熱コイル１２ａ、ノズル５１ａ、ノズル５２ａの順に並んでいる。
　ノズル５２ａは、他の配管を介して弁Ｖ１に接続されている。平面視で見て、ノズル５２ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、第２方向（第２噴射方向）Ｗ２となっている。この第２方向Ｗ２は、第１方向Ｗ１に対して交点ｘで交差している。この交点ｘは、図２に示す平面視で、ノズル５１ａ，５２ａの各ノズル出口からの距離が、曲げ部Ｐｂの屈曲外周面よりも近い手前側にある。

　第２方向Ｗ２は、ノズル５２ａから噴射される冷却媒体の中心線であり、図２の実線に示すように、せん断曲げ加工により形成された曲げ部Ｐｂにおける右側面ｄに向けられている。すなわち、ノズル５２ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、図２に示す平面視において、矢印Ｆに平行なベクトル成分が、送り方向とは逆である負方向（－Ｘ方向）を向いている。

　さらに、第２方向Ｗ２は、右側面ｄとの交点における接線ｔａとなす角度ψ２が２０度以上７０度以下なしている。角度ψ２を２０度以上にすることで、冷却媒体の衝突圧力を確保して、中空素材Ｐｍの外表面に冷却媒体が形成する膜沸騰により形成される蒸気膜（boiling bubble membrane）を破壊できる。これにより、中空素材Ｐｍの外面に蒸気膜が形成されるのを防いで、十分な冷却能力を得ることができる。角度ψ２を大きくするほど冷却媒体の衝突圧力を高められるが、７０度を超えると冷却媒体が送り方向に対して逆流するおそれが生じる。そのため、角度ψ２を７０度以下に制限することで冷却媒体の逆流を防止する。

　ノズル５２ａは、ノズル出口が複数形成されたノズル面５２ａ１を有する。このノズル面５２ａ１は、図２の二点鎖線に示すように、曲げ部Ｐｂの凸曲面に合わせて凹曲面としてもよい。この場合、各ノズル出口から曲げ部Ｐｂの外周面までの距離を、より均等に揃えられる。

　弁Ｖ１は、第１冷却媒体噴射装置５１からの配管と、第２冷却媒体噴射装置５２からの配管とが接続されている。この弁Ｖ１には、さらに、冷却媒体を供給する前記冷却媒体供給ポンプからの主配管が接続されている。
　弁Ｖ１は、制御装置（第１制御部）１５からの指示を受けて、前記冷却媒体供給ポンプから送られてくる冷却媒体の供給先を、ノズル５１ａ及びノズル５２ａの一方及び他方間で択一的に切り換える。これにより、ノズル５１ａから冷却媒体を噴射しているときはノズル５２ａからの冷却媒体噴射が止められ、逆に、ノズル５２ａから冷却媒体を噴射しているときはノズル５１ａからの冷却媒体噴射が止められる。

　より具体的には、図２の仮想直線に示すように中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行わずにそのまま送り方向に送る場合には、制御装置１５から弁Ｖ１に指示を送り、ノズル５２ａからの冷却媒体噴射を停止させた状態で、ノズル５１ａから冷却媒体を噴射する。一方、図２の実線に示すように中空素材Ｐｍのせん断曲げ加工を行った場合には、制御装置１５から弁Ｖ１に指示を送り、ノズル５１ａからの冷却媒体噴射を停止させた状態で、ノズル５２ａから冷却媒体を噴射する。これら何れの場合においても、右側面ｄに向けて適切な傾斜の吹き付け角度をもって冷却媒体を当てることができる。その結果、極めて小さい曲げ半径の曲げ部Ｐｂを有する中空屈曲部品Ｐｐをせん断曲げ加工により得る場合でも、冷却媒体の衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、製品の特に右側面ｄにおける硬度の不均一を抑制した均一な一次冷却が可能となる。

　前記第３冷却媒体噴射装置５３は、図２に示すように、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って見て、加熱コイル１２ａの下流側に並んで配置されたノズル５３ａを有する。ノズル５３ａは、平面視で、中空素材Ｐｍを間に挟んでノズル５１ａ，５２ａと対向する位置に配置されている。

　ノズル５３ａは、図示されない配管を介して前記冷却媒体供給ポンプに接続されている。ノズル５３ａは、曲げ部Ｐｂの曲げ内周面（左側面ｃ）の曲面形状に合わせた曲率を持つノズル面５３ａ１を有している。このノズル面５３ａ１は、曲げ部Ｐｂの内周面（左側面ｃ）に対向しており、せん断曲げ加工後の中空素材Ｐｍの左側面ｃに対し、干渉を生じないように隙間を設けた配置とされている。ノズル面５３ａ１には、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って複数のノズル孔が形成されている。各ノズル孔からは冷却媒体が第３方向Ｗ３に向かって噴出され、主に左側面ｃを冷却する。第３方向Ｗ３は、各ノズル孔から噴射される冷却媒体の中心線であり、左側面ｃとなす角度ψ３が２０度以上７０度以下となっている。これにより、冷却媒体の蒸気膜破壊に必要な衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、左側面ｃに当たった冷却媒体が送り方向に対して逆流するのを防ぐことができる。

　以上説明の第１冷却媒体噴射装置５１と、第２冷却媒体噴射装置５２と、第３冷却媒体噴射装置５３とによれば、曲げ部Ｐｂの左側面ｃ及び右側面ｄの双方を、むらなく冷却することが可能になる。その理由について、図３Ａ～図５Ｂを用いて詳細に説明する。ここでは、ノズル５１ａ、５２ａ、５３ａによる左側面ｃ及び右側面ｄの冷却を中心に説明する。実際には、これらノズル５１ａ、５２ａ、５３ａによる冷却に加えて、前記上側冷却媒体噴射装置及び前記下側冷却媒体噴射装置による冷却も同時に行う。しかし、説明を明瞭にするために、前記上側冷却媒体噴射装置及び前記下側冷却媒体噴射装置による冷却の説明は、後述で行うものとする。

　図３Ａ及び図３Ｂは、図１のＸ部に対応する部分を示す。具体的には、図３Ａが中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工をせずに送る際の従来の冷却方法を示す図であり、図３Ｂが中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行う際の従来の冷却方法を示す図であり、図３Ｃが中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行う際の冷却媒体の噴射方向を変えた場合を示す図である。

　また、図４Ａ及び図４Ｂは、図１のＸ部に対応する部分を示す。具体的には、図４Ａが中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工をせずに送る際の従来の冷却方法を示す図であり、図４Ｂが中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行う際の従来の冷却方法を示す。また、図５Ａ及び図５Ｂは、図１のＸ部を示す本実施形態の図である。具体的には、図５Ａが中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工をせずに送る際の冷却方法を示す図であり、図５Ｂが中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行う際の冷却方法を示す図である。

　図３Ａに示すように加熱コイル１２ａが傾斜角度αに傾け、そして、図３Ｂに示すようにせん断角度θのせん断曲げ加工を行う場合を説明する。
　図３Ａにおいて、中空素材Ｐｍを送りつつ、加熱コイル１２ａにより局部的に加熱し、その直後に冷却装置５０から送り方向に対して入射角度ψ＝ψ_０で中空素材Ｐｍに冷却媒体が噴射され、中空素材Ｐｍが冷却される。冷却装置５０から噴射される冷却媒体は、中空素材Ｐｍの進行方向に対して入射角度ψ_０で中空素材Ｐｍに衝突する。

　良好な冷却のためには、中空素材Ｐｍに対する冷却媒体の衝突圧力を確保して蒸気膜を破壊することが必要である。すなわち、入射角度ψが９０度に近いほど良好となる。一方、入射角度ψが大き過ぎると、中空素材Ｐｍの表面に沿って冷却媒体が逆流してしまう可能性がある。冷却媒体が逆流すると、十分な冷却能力が得られないことに加え、加熱領域と冷却領域との境界線が周方向で一定にならないため、中空屈曲部品Ｐｐの硬度分布が不均一となるばかりではなく、せん断力による曲げ加工が不均一となる。良好なせん断曲げ加工を行うためには、加熱領域と冷却領域との境界線が周方向において一定とするよう、冷却媒体の逆流を防止する必要がある。

　本発明者らは、中空素材Ｐｍの送り速度や冷却装置の構成を変更しながら、数々の実験を繰り返した。その結果、せん断曲げ加工において衝突圧力を確保しつつ冷却媒体の逆流を発生させない良好な入射角度ψは、下記の式１の範囲であることが判明した。
　２０度≦ψ≦７０度・・・（式１）

　続いて、図３Ｂに示すように、せん断角度θでせん断曲げ加工を行った場合について説明する。この場合、曲げ部Ｐｂの外周側における冷却媒体の入射角度をψ’と、曲げ部Ｐｂの内周側における冷却媒体の入射角度ψ”は、それぞれ以下の（式２）及び（式３）の関係となる。式２から明らかなように、中空素材Ｐｍの曲げ部Ｐｂの外周側における入射角度ψ’は減少するため、衝突圧力が低下し、冷却不良が発生するおそれがある。
　ψ’＝ψ_０－θ・・・（式２）
　ψ”＝ψ_０＋θ・・・（式３）

　特に、曲げ半径が、例えば直径（中空素材Ｐｍが矩形断面の場合には、その長手方向に垂直な断面において、屈曲内周面の側縁及び屈曲外周面の側縁間を繋ぐ一辺の長さ）の１～２倍あるいは、それ以下の、極めて小さい急激な曲げ部Ｐｂを有する中空屈曲部品Ｐｐを製造する場合には、この問題が顕著になる。すなわち、式１と式２から、たとえばψ_０＝３０度の場合，せん断角度θが１０度を超えると入射角度ψ’が２０度を下回り、冷却能力が低下するおそれがある。せん断角度θがさらに大きくなり３０度を超えると幾何学的に、中空素材Ｐｍの曲げ部Ｐｂの外周側に冷却媒体が直接当たらずに冷却出来なくなるおそれがある。
　そこで、図３Ｃに示す様に、急激に曲げられた中空素材Ｐｍの曲げ部Ｐｂの外周側に式１を満たすように入射角度ψを設定することで、良好な冷却が可能になる。そのためには、コンパクトな冷却装置が必要となる。

　一方、中空素材Ｐｍの曲げ部Ｐｂの内周側における入射角ψ”は、式３より明らかなように増加するため、逆流が発生しやすくなる。式１と式３より、せん断角度θが４０度超えになると入射角ψ”が７０度を超え、逆流が発生するおそれが高い。そこで、急激に曲げられた中空素材Ｐｍの曲げ部Ｐｂの内周側において式１が満たされるように入射角度ψを設定することで、良好な冷却が可能になる。そのためには、コンパクトな冷却装置が必要となる。

　続いて、特許文献２に示したせん断曲げ加工を用いて、長手方向に垂直な断面が矩形断面でかつ９０度に曲がる中空屈曲部品Ｐｐを製造する場合を、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。
　図４Ａに示すように、せん断曲げ加工を行わない場合には、中空素材Ｐｍは、せん断力付与装置１４により先端が把持されたまま矢印Ｆの方向に移動する。中空素材Ｐｍは、送り方向に対して傾斜角度αに配置された加熱コイル１２ａにより急速加熱され、冷却媒体噴射ノズル５０１，５０２から噴射される冷却媒体を受けて冷却される。

　一方、図４Ｂに示すように、せん断曲げ加工を行う場合には、曲げ部Ｐｂの外周面（右側面ｄ）のうちの部分ｄ１には冷却媒体が直接当たらない。したがって、この部分で冷却能力が不足し、中空屈曲部品Ｐｐにおける強度不均一が生じる場合がある。加えて、曲げ部Ｐｂの内周面（左側面ｃ）のうちの部分ｃ１では入射角度ψが７０度を超えてしまうため、冷却媒体の逆流が生じるおそれがある。

　以上説明の従来構成に対し、本実施形態の冷却装置は、図５Ａ及び図５Ｂに示す構成を採用している。その詳細構成は図２において既に説明したので、ここでは重複説明を省略する。

　まず、図５Ａに示すように、中空素材Ｐｍを送りつつ、加熱コイル１２ａにより局部的に加熱し、その直後に冷却装置のノズル５１ａ，５３ａから送り方向に対して入射角度ψ＝ψ_０で冷却媒体を噴射する。この冷却媒体を受けて、中空素材Ｐｍが冷却される。この時、ノズル５２ａからの冷却媒体噴射は止められているため、ノズル５１ａからの冷却媒体噴射を妨げない。
　冷却装置のノズル５１ａ，５３ａから噴射される冷却媒体は、中空素材Ｐｍの進行方向に対して入射角度ψ_０で中空素材Ｐｍに衝突する。このとき、各ノズル５１ａ，５３ａから噴射される冷却媒体の入射角度ψは全て２０度以上７０度以下を満たしている。そのため、衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、冷却媒体の逆流を伴うことなく、むらなく冷却することが可能である。

　また、図５Ｂに示すように、直角にせん断曲げ加工を行う場合には、本実施形態のノズル５３ａからの冷却媒体噴射は継続して行われる。一方、ノズル５１ａからの冷却媒体噴射を止めると共にノズル５２ａからの冷却媒体噴射を開始する。この時、ノズル５１ａからの冷却媒体噴射は止められているため、ノズル５２ａからの冷却媒体噴射を妨げない。

　その結果、図４Ｂに示した従来の冷却媒体噴射ノズル５０１では冷却出来なかった部分ｄ１を、図５Ｂに示すノズル５２ａからの冷却媒体により冷却することが可能になる。加えて、図４Ｂに示した従来の冷却媒体噴射ノズル５０２では逆流のおそれがあった部分ｃ１を、図５Ｂに示すノズル５３ａからの冷却媒体によって逆流を伴うことなく冷却することが可能になる。従って、本実施形態によれば、膜蒸気膜破壊に必要な衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、冷却媒体の逆流を伴うことなく、むらなく冷却することが可能となる。

　なお、図６Ａに示すように、延長線ＥＸに垂直な断面における中空素材Ｐｍの外形が本実施形態のように矩形状である場合には、ノズル５１ａ，５２ａにおいて各ノズル孔が形成されて中空素材Ｐｍの面するノズル面５１ａ１，５２ａ１を、平坦面としてもよい。あるいは、図６Ｂの変形例に示すように、延長線ＥＸに垂直な断面における中空素材Ｐｍの外形が円形である場合には、ノズル面５１ａ１，５２ａ１を、凹型の湾曲面としてもよい。これら図６Ａ，図６Ｂの何れの場合も、各ノズル孔から中空素材Ｐｍの外面（上面）までの距離を等しくして前記外面における水圧をより均等にすることができる。

　また、本実施形態では、図２に示した第３冷却媒体噴射装置５３が単体のノズル５３ａを備える場合を例示したが、本発明はこの構成のみに限られない。例えば図７の変形例に示すように、ノズル５３ａの代わりに分割ノズル１５３ａ１，１５３ａ２の組み合わせを採用してもよい。

　分割ノズル１５３ａ１（第１分割ノズル）は、分割ノズル１５３ａ１よりも相対的に延長線ＥＸに近く、各ノズル孔から噴射される冷却媒体の噴射方向が、前記延長線ＥＸに対して２０度以上７０度以下となっている。
　分割ノズル１５３ａ２（第２分割ノズル）は、分割ノズル１５３ａ１に並んで配置され、各ノズル孔から噴射される冷却媒体の噴射方向が、屈曲加工後における中空素材Ｐｍの左側面ｃに対して２０度以上７０度以下の角度ψ３をなしている。

　分割ノズル１５３ａ１，１５３ａ２は、それぞれ、個別の配管を介して弁Ｖ３に接続されている。弁Ｖ３には、前記弁Ｖ１と同様に、冷却媒体を供給する主配管が接続されている。前記主配管より供給された冷却媒体は、弁Ｖ３の切り換え動作により、分割ノズル１５３ａ１，１５３ａ２への供給先が切り換えられる。
　具体的には、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行わずに延長線ＥＸに沿って下流方向に真っ直ぐ送る場合には、弁Ｖ３の切り換えにより冷却媒体の供給先を分割ノズル１５３ａ１とする。この場合、分割ノズル１５３ａ２からは冷却媒体が噴射されず、分割ノズル１５３ａ１のみから冷却媒体が中空素材Ｐｍの左側面ｃに噴射される。

　一方、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行う場合には、弁Ｖ３の切り換えにより冷却媒体の供給先を分割ノズル１５３ａ２とする。この場合、分割ノズル１５３ａ１からは冷却媒体が噴射されず、分割ノズル１５３ａ２のみから冷却媒体が中空素材Ｐｍの左側面ｃに噴射される。これにより、図７に示す部分ｃ１を効果的に冷却できる上に、分割ノズル１５３ａ１から噴射される冷却媒体が上流側に向かって逆流するのをより効果的に防止できる。

　中空素材Ｐｍに対する冷却媒体の噴射角度が３０度を超えて直角に近付くと冷却効率は高くなるが、逆流のおそれも高くなる。図７に例示したようにせん断曲げ加工で９０度に曲げる場合、曲げの内周面を冷却する部分で逆流が生じやすい。特に、元の直線形状から曲がり始める部分では逆流が生じて冷却媒体が加熱コイル１２ａに向かいやすい。これに対し、本変形例では、せん断曲げ加工時に分割ノズル１５３ａ１からの冷却媒体の噴射を止めるため、逆流が生じない。このように、本変形例では、逆流を防止するために弁Ｖ３を設けて冷却媒体の供給先を切り換えるものであるが、冷却媒体の噴射先が行き届くようにするために切り換える前記弁Ｖ１（図１参照）とは、その役目が異なる。
　なお、弁Ｖ３の切り換えタイミングは、前記弁Ｖ１の切り換えタイミングと同期させてもよいし、あるいは、中空素材Ｐｍの曲げ具合に応じて別々のタイミングで切り替えてもよい。弁Ｖ１，Ｖ３の切り替えは、共に制御装置１５により行われる。

　続いて、前記上側冷却媒体噴射装置及び前記下側冷却媒体噴射装置について説明する。
　本実施形態は、前記冷却装置５０が、図８に示す上下冷却装置７０を備えている。図８は、図２のＹ１－Ｙ１矢視図であるが、説明のために、前記第１冷却媒体噴射装置５１～第３冷却媒体噴射装置５３の図示を省略している。
　上下冷却装置７０は、前記上側冷却媒体噴射装置７１，７２と、前記下側冷却媒体噴射装置７３，７４と、弁Ｖ２（第２弁）と、を備える。

　上側冷却媒体噴射装置（第５冷却媒体噴射装置）７１は、中空素材Ｐｍの送り方向（矢印Ｆに沿った方向）に沿って見て、加熱コイル１２ａの下流側に隣接配置されたノズル７１ａを有する。ノズル７１ａは、配管を介して弁Ｖ２に接続されている。図８に示す側面視で、ノズル７１ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、第６方向（第３噴射方向）Ｗ６となっている。図８に示す曲がり面ａ１は、上面ａのうち、曲げ部Ｐｂとなる部分である。
　第６方向Ｗ６は、ノズル７１ａから噴射される冷却媒体の中心線であり、この中心線を平面視で上面ａに投影した際の直線を基準（０度）とした鋭角である角度ψ６をなす方向である。ここで、角度ψ６を２０度以上７０度以下とすることにより、冷却媒体が送り方向に対して逆流することを防げる。第６方向Ｗ６は、図８に示す－Ｙ方向に沿った視線では、曲がり面ａ１に対して傾斜している。一方、この第６方向Ｗ６は、図９に示すように、曲がり面ａ１に対向する視線では、送り方向に対して傾斜している。

　上側冷却媒体噴射装置（第６冷却媒体噴射装置）７２は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って見て、ノズル７１ａの隣りに並んで配置されたノズル７２ａを有する。すなわち、送り方向に沿って見て、加熱コイル１２ａ、ノズル７１ａ、ノズル７２ａの順に並んでいる。

　ノズル７２ａは、他の配管を介して弁Ｖ２に接続されている。ノズル７２ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、第７方向（第４噴射方向）Ｗ７となっている。この第７方向Ｗ７は、ノズル７２ａから噴射される冷却媒体の中心線であり、図８の実線に示すように、曲がり面ａ１に向けられている。ここで、第７方向Ｗ７は、その中心線を平面視で上面ａに投影した際の直線を基準（０度）とした鋭角をなす方向である。第７方向の前記角度を２０度以上７０度以下とすることにより、蒸気膜破壊に必要な衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、冷却媒体が送り方向に対して逆流するのを防ぐことができる。そして、曲がり面ａ１に対向する図９の視線では、冷却媒体の噴射方向である第６方向（第３噴射方向）Ｗ６と第７方向（第４噴射方向）Ｗ７とが交点ｙにおいて交差している。

　下側冷却媒体噴射装置７３，７４は、図８に示すように中空素材Ｐｍの下方に配置されている。すなわち、下側冷却媒体噴射装置７３，７４は、側面視で、中空素材Ｐｍを間に挟んで上側冷却媒体噴射装置７１，７２と対向している。
　下側冷却媒体噴射装置（第５冷却媒体噴射装置）７３は、中空素材Ｐｍの送り方向（矢印Ｆに沿った方向）に沿って見て、加熱コイル１２ａの下流側に隣接配置されたノズル７３ａを有する。ノズル７３ａは、配管を介して弁Ｖ２に接続されている。図８に示すように－Ｙ方向に沿って見た場合、ノズル７３ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、第８方向（第３噴射方向）Ｗ８となっている。この第８方向Ｗ８は、ノズル７３ａから噴射される冷却媒体の中心線であり、この中心線を底面視で下面ｂに投影した際の直線を基準（０度）とした鋭角である角度ψ８をなす方向である。ここで、角度ψ８を２０度以上７０度以下とすることにより、蒸気膜破壊に必要な衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得てかつ、逆流も防止可能である。第８方向Ｗ８は、図８に示すように－Ｙ方向に沿って見た場合、曲がり面ｂ１に対して傾斜している。ここで、曲がり面ｂ１とは、下面ｂのうち、曲げ部Ｐｂとなる部分を言う。
　一方、この第８方向Ｗ８は、曲がり面ｂ１に対向する視線では、送り方向に対して傾斜している。

　下側冷却媒体噴射装置（第６冷却媒体噴射装置）７４は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って見て、ノズル７３ａの隣りに並んで配置されたノズル７４ａを有する。すなわち、送り方向に沿って見て、加熱コイル１２ａ、ノズル７３ａ、ノズル７４ａの順に並んでいる。

　ノズル７４ａは、他の配管を介して弁Ｖ２に接続されている。ノズル７４ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、第９方向（第４噴射方向）Ｗ９となっている。この第９方向Ｗ９は、ノズル７４ａから噴射される冷却媒体の中心線であり、図８の実線に示すように、曲がり面ｂ１に向けられている。ここで、第９方向Ｗ９は、その中心線を底面視で下面ｂに投影した際の直線を基準（０度）とした鋭角をなす方向である。第９方向Ｗ９の前記角度を２０度以上７０度以下とすることにより、冷却媒体が送り方向に対して逆流するのを防ぐことができる。そして、曲がり面ｂ１に対向する視線では、冷却媒体の噴射方向である第８方向（第３噴射方向）Ｗ８と第９方向（第４噴射方向）Ｗ９とが交差している。

　弁Ｖ２は、上側冷却媒体噴射装置７１，７２からの配管と、下側冷却媒体噴射装置７３，７４からの配管と、が接続されている。
　弁Ｖ２は、制御装置（第２制御部）１５からの指示を受けて、前記冷却媒体供給ポンプから送られてくる冷却媒体の供給先を、ノズル７１ａ，７２ａの一方及び他方間で択一的に切り換える。同時に、この弁Ｖ２は、前記冷却媒体供給ポンプから送られてくる冷却媒体の供給先を、ノズル７３ａ，７４ａの一方及び他方間で択一的に切り換える。
　これにより、ノズル７１ａ，７３ａから冷却媒体を噴射しているときはノズル７２ａ，７４ａからの冷却媒体噴射は止められ、逆に、ノズル７２ａ，７４ａから冷却媒体を噴射しているときはノズル７１ａ，７３ａからの冷却媒体噴射は止められる。

　より具体的に言うと、図８及び図９の仮想線に示すように、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行わずにそのまま送り方向に送る場合には、制御装置１５から弁Ｖ２に指示を送り、ノズル７２ａ，７４ａからの冷却媒体噴射を停止させた状態で、ノズル７１ａ，７３ａから冷却媒体を噴射する。
　一方、図８及び図９の実線に示すように中空素材Ｐｍのせん断曲げ加工を行った場合には、制御装置１５から弁Ｖ２に指示を送り、ノズル７１ａ，７３ａからの冷却媒体噴射を停止させた状態で、ノズル７２ａ，７４ａから冷却媒体を噴射する。

　上記構成によれば、図９に示す平面視（あるいはその裏面より見た底面視）において、冷却媒体の噴射方向を、曲げ部Ｐｂの曲がりに応じて第６方向Ｗ６（第８方向Ｗ８）から第７方向Ｗ７（第９方向Ｗ９）に変更することができる。
　これらにより、曲がり面ａ１，ｂ１の曲がり先の奥まで冷却媒体を噴射することができる。その理由について、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて詳細に説明する。

　図１０Ａは、従来の一次冷却方法を示す模式図であり、矩形断面の中空素材Ｐｍ（鋼管）を、せん断角度θが９０度となるようにせん断曲げ加工しながら焼入れする際の上面ａの冷却状況を示している。従来の一次冷却方法では、冷却媒体の噴射方向が矢印Ｆに示す送り方向に平行であった。そのため、急激な曲がりを持つ曲がり面ａ１の曲がり先（部分ｐ）まで冷却媒体が直接当たりにくい。その結果、部分ｐに対する冷却能力が不足し、中空屈曲部品Ｐｐの製品強度が不均一になるおそれがある。

　一方、図１０Ｂは、本実施形態の一次冷却方法を示す模式図であり、矩形断面の中空素材Ｐｍ（鋼管）を、せん断角度θが９０度となるようにせん断曲げ加工しながら焼入れする際の上面ａの冷却状況を示している。本実施形態の一次冷却方法では、せん断角度θに応じて噴射方向の角度を設定し、第７方向Ｗ７及び第９方向Ｗ９の方向を、曲がり面ａ１，ｂ１の曲がり先（部分ｐ）まで冷却媒体が直接当たるように傾斜させている。これにより、曲がり面ａ１，ｂ１の曲がり先（部分ｐ）まで冷却媒体が直接当たるようになる。したがって、部分ｐに対する冷却能力が十分に確保され、中空屈曲部品Ｐｐの製品所定の均一な強度が得られる。

　以上説明の上下冷却装置７０を備える冷却装置５０によれば、左側面ｃ及び右側面ｄに加えて、上面ａ及び下面ｂも第３の位置Ｃで冷却する。中空素材Ｐｍの鋼種にもよるが、冷却時の冷却速度を１００℃／秒以上とすることにより、曲げ部Ｐｂに焼入れを行ってその強度を高めることができる。

　中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を加えず真っ直ぐのまま送る場合には、ノズル７１ａから第６方向Ｗ６に向かって、上面ａに冷却媒体を噴射する。同様に、ノズル７３ａから第８方向Ｗ８に向かって、下面ｂに冷却媒体を噴射する。この時、ノズル７２ａ，７４ａからの冷却媒体噴射は止められている。

　続いて、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を加える場合には、制御装置１５が弁Ｖ２を切り換える。その結果、ノズル７２ａから第７方向Ｗ７に向かって、上面ａに冷却媒体を噴射する。同様に、ノズル７４ａから第９方向Ｗ９に向かって、下面ｂに冷却媒体を噴射する。この時、ノズル７１ａ，７３ａからの冷却媒体噴射は止められている。従って、ノズル７１ａ，７３ａからの冷却媒体による妨げを受けることなく、ノズル７２ａ，７４ａからの冷却媒体噴射を行える。したがって、せん断角度θが直角に近いせん断曲げ加工を行う場合であっても、曲がり先の奥側まで届くように冷却媒体を噴射することができる。したがって、均一で十分な一次冷却が可能となる。

　本実施形態では、長尺の中空素材（鋼材）Ｐｍの一端部を把持位置ｇ（図１参照）で把持した状態で中空素材Ｐｍをその送り方向に送りながら中空素材Ｐｍの送り方向の一部分を加熱しつつ把持位置ｇを二次元又は三次元方向に移動させることで曲げ部Ｐｂを含む所定の形状に形成した直後に、曲げ部Ｐｂの左側面（曲げ内周面）ｃ及び右側面（曲げ外周面）ｄ間を繋ぐ曲がり面ａ１，ｂ１を含む被加熱部を冷却媒体によって冷却する上下冷却装置７０を、冷却装置５０が備える。

　この上下冷却装置７０は、図８に示す－Ｙ方向に沿う視線では、曲がり面ａ１，ｂ１に対する冷却媒体の噴射方向（第６方向Ｗ６、第８方向Ｗ８）が傾斜し、図９に示す曲がり面ａ１，ｂ１に対向する視線では、冷却媒体の噴射方向（第６方向Ｗ６、第８方向Ｗ８）が送り方向に対して傾斜する第３噴射方向（第６方向Ｗ６、第８方向Ｗ８）である上側冷却媒体噴射装置７１及び下側冷却媒体噴射装置７３（第５冷却媒体噴射装置）と、送り方向に沿って上側冷却媒体噴射装置７１及び下側冷却媒体噴射装置７３の下流側に並んで配置され、図８に示す－Ｙ方向に沿う視線では、曲がり面ａ１，ｂ１に対する冷却媒体の噴射方向が傾斜し、図９に示す曲がり面ａ１，ｂ１に対向する視線では、冷却媒体の噴射方向が第６方向Ｗ６、第８方向Ｗ８に対して交差する第７方向Ｗ７、第９方向Ｗ９である上側冷却媒体噴射装置７２及び下側冷却媒体噴射装置７４（第６冷却媒体噴射装置）と、冷却媒体の供給先を、前記第５冷却媒体噴射装置及び前記第６冷却媒体噴射装置の一方及び他方間で択一的に切り換える弁（第２弁）Ｖ２と、弁Ｖ２を制御する制御装置（第２制御部）１５と、を備える。

　上記構成によれば、制御装置１５により弁Ｖ２を制御することで、冷却媒体の供給先を、上側冷却媒体噴射装置７１及び下側冷却媒体噴射装置７３と、上側冷却媒体噴射装置７２及び下側冷却媒体噴射装置７４との間で、切り換えることができる。これにより、曲がり面ａ１，ｂ１における曲がり先の奥側まで届くように冷却媒体を噴射することができる。したがって、均一で十分な一次冷却が可能となる。

　別の観点より、本実施形態の一次冷却方法は、送り方向に沿った第１の位置で、図８に示す－Ｙ方向に沿う視線では曲がり面ａ１，ｂ１に対して傾斜し、図９に示す曲がり面ａ１，ｂ１に対向する視線では送り方向に対して傾斜する、第６方向Ｗ６及び第８方向Ｗ８（第３噴射方向）に向かって、冷却媒体を噴射する工程（第３工程）と、送り方向に沿って前記第１の位置に並ぶ第２の位置で、図８に示す－Ｙ方向に沿う視線では曲がり面ａ１，ｂ１に対して傾斜し、図９に示す曲がり面ａ１，ｂ１に対向する視線では前記第３噴射方向に対して交差する、第７方向Ｗ７及び第９方向Ｗ９（第４噴射方向）に向かって、冷却媒体を噴射する工程（第４工程）と、を有する。そして、前記第３工程の実施時には前記第４工程を停止し、前記第４工程の実施時には前記第３工程を停止する。

　この一次冷却方法によれば、冷却媒体の供給先を、第３工程及び第４工程間で切り換えることができる。これにより、曲がり面ａ１，ｂ１における曲がり先の奥側まで届くように冷却媒体を噴射することができる。したがって、均一で十分な一次冷却が可能となる。

　本実施形態の図８に示した構成に代えて、図１１に示す変形例も採用可能である。図１１は、図２のＹ１－Ｙ１矢視図であり、図８に対応する図である。
　この変形例では、図８に示した前記上下冷却装置７０に代えて、図１１に示す上下冷却装置１７０を備えている。上下冷却装置１７０は、上側冷却媒体噴射装置１７１と、前記下側冷却媒体噴射装置７３，７４と、前記弁（第２弁）Ｖ２と、を備える。

　上側冷却媒体噴射装置１７１は、中空素材Ｐｍの送り方向（矢印Ｆに沿った方向）に沿って見て、加熱コイル１２ａの下流側に隣接配置されたノズル１７１ａを有する。ノズル１７１ａは、中空素材Ｐｍの直上に配置されている。ノズル１７１ａは、弁Ｖ２を介さずに前記主配管に直接接続されている。ノズル１７１ａは、前記ノズル７１ａと前記ノズル７２ａとが一体に構成されたものである。
　ノズル１７１ａは、前記ノズル７１ａが有するノズル孔と同じノズル孔を有する。よって、図１１に示す－Ｙ方向に沿って見たとき、ノズル１７１ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、前記第６方向（第３噴射方向）Ｗ６となっている。この第６方向Ｗ６の詳細は上述した通りであるので、ここではその重複説明を省略する。

　ノズル１７１ａは、上記のノズル孔に加えて、前記ノズル７２ａが有するノズル孔と同じノズル孔も有する。このノズル孔から噴射される冷却媒体の噴射方向は、第７方向（第４噴射方向）Ｗ７となっている。この第７方向Ｗ７の詳細は上述した通りであるので、ここではその重複説明を省略する。
　ただし、本変形例では、第６方向Ｗ６に向けて噴射される冷却媒体と第７方向Ｗ７に向けて噴射される冷却媒体とが互いに干渉しないように各ノズル孔の相対位置が調整されている。具体的には、第６方向Ｗ６に向けて噴射される冷却媒体の間を縫って第７方向Ｗ７に向かう冷却媒体が噴射される。

　図１１に示すように、ノズル１７１ａは、中空素材Ｐｍの送り方向（矢印Ｆに沿った方向）に沿って見て、冷却媒体の噴射方向が第６方向Ｗ６であるノズル孔の下流側に、冷却媒体の噴射方向が第７方向Ｗ７であるノズル孔が並んで配置されている。冷却媒体の噴射方向が第６方向Ｗ６であるノズル孔に通じる流路と、冷却媒体の噴射方向が第７方向Ｗ７であるノズル孔に通じる流路との両方が、前記主配管に直接接続されている。すなわち、ノズル１７１ａからの配管は、弁Ｖ２を介することなく主配管に接続されている。したがって、主配管から供給される冷却媒体は、ノズル１７１ａの全てのノズル孔より、同時に、第６方向Ｗ６及び第７方向Ｗ７へと噴射される。ここで、第６方向Ｗ６へ噴射される冷却媒体と第７方向Ｗ７へと噴射される冷却媒体とが互いに干渉しないので、シンプルで安価な装置構成でありながらも、中空素材Ｐｍの上面ａを冷却することができる。

　中空素材Ｐｍの直上に配置されたノズル１７１ａとは反対側、すなわち、中空素材Ｐｍの真下には、上述した構成、位置、向きを有する前記ノズル７３ａ，７４ａが同様に配置されている。
　これらノズル７３ａ，７４ａは、それぞれ、個別の配管を介して弁Ｖ２に接続されている。弁Ｖ２は、前記主配管に接続されている。よって、主配管から供給される冷却媒体は、弁Ｖ２の切り換え動作により、その供給先が、ノズル７３ａ，７４ａの一方または他方に切り換えられる。

　ここで、弁Ｖ２の切り換え動作により、ノズル７３ａ，７４ａの一方から冷却媒体を噴射している際には、他方からの冷却媒体の噴射が止められる。逆に、弁Ｖ２の切り換え動作により、ノズル７３ａ，７４ａの前記他方から冷却媒体を噴射している際には、前記一方からの冷却媒体の噴射が止められる。

　より具体的に言うと、図１１及び図１２の仮想線に示したように、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行わずにそのまま送り方向に送る場合には、制御装置１５から弁Ｖ２に指示を送り、ノズル７４ａからの冷却媒体噴射を停止させた状態で、ノズル７３ａから第３噴射方向Ｗ８に沿って冷却媒体を噴射する。一方、図１１及び図１２の実線に示すように中空素材Ｐｍのせん断曲げ加工を行った場合には、制御装置１５から弁Ｖ２に指示を送り、ノズル７３ａからの冷却媒体噴射を停止させた状態で、ノズル７４ａから第４噴射方向Ｗ９に沿って冷却媒体を噴射する。なお、これら切り替えを弁Ｖ２で行う前後において、ノズル１７１ａからは、第６方向Ｗ６及び第７方向Ｗ７の２方向に沿って、中空素材Ｐｍの上面ａに冷却媒体が吹き付けられる。

　よって、ノズル７３ａ，７４ａ間における冷却媒体の干渉を生じることなく、冷却媒体を中空素材Ｐｍの下面ｂに向けてその下方より吹き付けることができる。これらノズル７３ａ，７４ａは、中空素材Ｐｍの下面ｂに向かって、重力に逆らいながら上に向けて冷却媒体を吹き付けるので、冷却媒体を下方に向けて吹き付けるノズル１７１ａに比べると、水圧が不足気味になりやすい。しかし、本構成では、冷却媒体の供給先をノズル７３ａ，７４ａのどちらか一方に集中させることができるので、水圧低下が生じない。よって、中空素材Ｐｍの下面ｂを上面ａに劣らない冷却能力をもって冷却することが可能である。

　さらに他の変形例として、本実施形態の図８に示した構成に代えて、図１３に示す構成も採用可能である。図１３は、図２のＹ１－Ｙ１矢視図であり、図８と同じ視線からの図である。
　この変形例では、図８に示した前記上下冷却装置７０に代えて、図１３に示す上下冷却装置６０を備えている。なお、図１３は、図１のＸ部に対応する部分の側面図であるが、説明のために、前記第１冷却媒体噴射装置５１～第３冷却媒体噴射装置５３の図示を省略している。
　上下冷却装置６０は、第４冷却媒体噴射装置６１（上側冷却媒体噴射装置）と第５冷却媒体噴射装置６２（下側冷却媒体噴射装置）とを備える。

　第４冷却媒体噴射装置６１は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って見て、加熱コイル１２ａの下流側に隣接配置されたノズル６１ａを有する。ノズル６１ａは、図示されない配管を介して前記冷却媒体供給ポンプに接続されている。図１３に示すように、－Ｙ方向に沿って見たとき、ノズル６１ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、第４方向Ｗ４となっている。この第４方向Ｗ４は、ノズル６１ａから噴射される冷却媒体の中心線であり、この中心線を平面視で上面ａに投影した際の直線を基準（０度）とした鋭角である角度ψ４をなす方向である。ここで、角度ψ４を２０度以上７０度以下とすることにより、蒸気膜破壊に必要な衝突圧力を確保して十分な冷却能力が得られるとともに、冷却媒体が送り方向に対して逆流するのを防ぐことができる。このように、第４冷却媒体噴射装置６１は、－Ｙ方向に沿う視線で見て、せん断曲げ加工を行った場合の曲がり面ａ１に対する冷却媒体の噴射方向が傾斜している。

　図１４Ａ及び図１４Ｂは、図１３を平面視した図である。図１４Ａは、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工をせずに送る際の冷却状態を示す。図１４Ｂは、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行った際の冷却状態を示す。
　ノズル６１ａから噴射される冷却媒体の第４方向Ｗ４は、図１４Ｂに示すように曲がり面ａ１に対向する視線で見た場合、送り方向（矢印Ｆに沿った方向）を基準（０度）としてなす角度βが、前記せん断角度θの略１／２となっている。すなわち、せん断角度θが９０度（直角）のせん断曲げ加工を行う場合には、９０度の１／２である４５度が角度βとなる。ただし、角度βは、厳密に１／２である必要はなく、プラス２０度からマイナス２０度の範囲内であればずれていてもよい。すなわち、角度βは、（１／２）×θ（度）－２０（度）を下限とし、（１／２）×θ（度）＋２０（度）を上限とする。例えばせん断角度θが９０度であれば、角度βの下限は２５度であり上限は６５度となる（β＝２５度～６５度）。

　このような角度βは、ノズル６１ａを角度調整可能に保持する支持機構（不図示）により行うようにしてもよい。この場合、制御装置１５は、せん断角度θを変化させると同時に、前記支持機構に対してノズル６１ａの角度βが上記範囲内となるように指示を送る。この指示を受けた前記支持機構が、ノズル６１ａの向きを変えて角度βが上記範囲内となるようにする。
　または、ノズル６１ａを加熱コイル１２ａに対して一体に固定してもよい。この場合、加熱コイル１２ａの傾斜角度αの変化に応じて自動的に角度βも変更される。

　第５冷却媒体噴射装置６２は、第４冷却媒体噴射装置６１と同じ構成を有する。図１３に示すように、第５冷却媒体噴射装置６２は、中空素材Ｐｍを間に挟んで第４冷却媒体噴射装置６１と対向する位置に配置されている。すなわち、第４冷却媒体噴射装置６１は中空素材Ｐｍの上方に配置され、第５冷却媒体噴射装置６２は中空素材Ｐｍの下方に配置されている。

　第５冷却媒体噴射装置６２は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿って見て、加熱コイル１２ａの下流側に隣接配置されたノズル６２ａを有する。ノズル６２ａは、図示されない配管を介して前記冷却媒体供給ポンプに接続されている。送り方向に沿って見て、ノズル６２ａから噴射される冷却媒体の噴射方向は、第５方向Ｗ５となっている。この第５方向Ｗ５は、ノズル６２ａから噴射される冷却媒体の中心線であり、この中心線を底面視で下面ｂに投影した際の直線を基準（０度）とした鋭角である角度ψ５をなす方向である。ここで、角度ψ５を２０度以上７０度以下とすることにより、蒸気膜破壊に必要な衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、冷却媒体が送り方向に対して逆流するのを防ぐことができる。このように、第５冷却媒体噴射装置６２は、－Ｙ方向に沿って側面視して、せん断曲げ加工を行った場合の曲がり面ｂ１に対する冷却媒体の噴射方向が傾斜している。

　ノズル６２ａを底面視した場合における第５方向Ｗ５は、第４方向Ｗ４と一致している。ノズル６２ａから噴射される冷却媒体の第５方向Ｗ５は、曲がり面ｂ１に対向する視線で見た場合、送り方向（矢印Ｆに沿った方向）を基準（０度）としてなす角度βが、前記せん断角度θの略１／２となっている。角度βは、厳密に１／２である必要はなく、プラス２０度からマイナス２０度の範囲内であればずれていてもよい。すなわち、角度βは、（１／２）×θ（度）－２０（度）を下限とし、（１／２）×θ（度）＋２０（度）を上限とする。
　なお、角度βの調整方法は第４冷却媒体噴射装置６１と同じであるため、ここでは説明を省略する。

　以上説明の第４冷却媒体噴射装置６１と第５冷却媒体噴射装置６２とによれば、図１４Ｂに示すように、直角に近いせん断角度θでせん断曲げ加工を行った場合においても、曲がり面ａ１，ｂ１をむらなく冷却することが可能になる。その理由は、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて上述した通りである。

　続いて、本変形例による装置構成を用いた場合の冷却方法について、以下に説明する。
　中空素材Ｐｍの送り方向に沿った第２の位置Ｂよりも下流にある第３の位置Ｃに配置された上下冷却装置６０のノズル６１ａ，６２ａから、冷却媒体を中空素材Ｐｍへ向けて噴射する。これにより、加熱された部分を第３の位置Ｃで冷却する。中空素材Ｐｍの鋼種にもよるが、この冷却時の冷却速度を１００℃／秒以上とすることにより、曲げ部Ｐｂに焼入れを行ってその強度を高めることができる。

　ここで、図１４Ａに示すように、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を加えず真っ直ぐのまま送る場合には、平面視で送り方向に対し角度βをなす第４方向Ｗ４に向かって、上面ａに冷却媒体を噴射する。同様に、角度βをなす第５方向Ｗ５に向かって、下面ｂに冷却媒体を噴射する。
　加えて、左側面ｃ及び右側面ｄへも冷却媒体噴射を行うが、その具体的な方法については上記実施形態で説明済みであるためここでは説明を省略する。

　続いて、図１４Ｂに示すように、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を加える場合にも、平面視で送り方向に対し角度βをなす第４方向Ｗ４に向かって、上面ａに冷却媒体を噴射する。同様に、角度βをなす第５方向Ｗ５に向かって、下面ｂに冷却媒体を噴射する。この時、角度βはせん断角度θに応じて調整される。この角度βの調整により、曲がり面ａ１，ｂ１それぞれにおける曲がり先の奥側まで届くように冷却媒体を噴射することができる。したがって、均一で十分な一次冷却が可能となる。
　加えて、左側面ｃ及び右側面ｄへも冷却媒体噴射を行うが、その具体的な方法については上記第１実施形態で説明済みであるためここでは説明を省略する。

　以下に本変形例の骨子を述べる。
　本変形例は、長尺の中空素材Ｐｍ（鋼材）の一端部を把持位置ｇで把持した状態で中空素材Ｐｍをその送り方向に送りながら中空素材Ｐｍの送り方向の一部分を加熱しつつ把持位置ｇを二次元又は三次元方向に移動させることでせん断角度θの曲げ部Ｐｂを含む所定の形状に形成した直後に、曲げ部Ｐｂの左側面ｃ（曲げ内周面）及び右側面ｄ（曲げ外周面）間を繋ぐ曲がり面ａ１を含む被加熱部を冷却媒体によって冷却する上下冷却装置６０を、冷却装置５０が備える。

　この上下冷却装置６０は、－Ｙ方向に沿う視線で見た図１３の視線では、曲がり面ａ１に対する冷却媒体の第４方向Ｗ４が傾斜し、曲がり面ａ１に対向する図１４Ｂの視線では、送り方向に対して冷却媒体の第４方向Ｗ４がなす角度がせん断角度θの略１／２である第４冷却媒体噴射装置６１を備える。
　さらに、上下冷却装置６０は、－Ｙ方向に沿う視線で見た図１３の視線では、曲がり面ｂ１に対する冷却媒体の第５方向Ｗ５が傾斜し、曲がり面ｂ１に対向する視線では、送り方向に対して冷却媒体の第５方向Ｗ５がなす角度がせん断角度θの略１／２である第５冷却媒体噴射装置６２を備える。

　別の観点より、本実施形態は、－Ｙ方向に沿う視線で見た図１３の視線では、曲がり面ａ１に対して傾斜し、曲がり面ａ１に対向する視線では送り方向に対してせん断角度θの略１／２となる、第４方向Ｗ４に向かって、冷却媒体を噴射する工程を有する一次冷却方法を採用している。
　加えて、この一次冷却方法では、－Ｙ方向に沿う視線で見た図１３の視線では、曲がり面ｂ１に対して傾斜し、曲がり面ｂ１に対向する視線では送り方向に対してせん断角度θの略１／２となる、第５方向Ｗ５に向かって、冷却媒体を噴射する工程も有する。

　上記の上下冷却装置６０及び一次冷却方法によれば、送り方向に対する冷却媒体の噴射方向がせん断角度θの略１／２であるため、曲がり面ａ１，ｂ１それぞれにおける曲がり先の奥側まで届くように冷却媒体を噴射することができる。したがって、均一で十分な一次冷却が可能となる。

　図１に示す本実施形態の説明に戻る。
　冷却装置５０の設置手段は、冷却装置５０を第３の位置Ｃに配置できる手段であればよく、特定の設置手段のみに限定されない。ただし、本実施形態の製造装置１０により高い寸法精度を有する中空屈曲部品Ｐｐを製造するためには、第２の位置Ｂ及び第３の位置Ｃ間の距離をできる限り短く設定することによって、加熱装置１２により加熱された第１の部分と、冷却装置５０により冷却された第２の部分との間の領域ｓｈをできるだけ小さく設定することが望ましい。このためには、冷却装置５０を加熱コイル１２ａに近接配置することが望ましい。そのため、図２に示したように、ノズル５１ａ、５２ａ、５３ａを加熱コイル１２ａの直後の位置に配置することが望ましい。さらには、前記加熱装置１２の設置手段に対し、冷却装置５０を固定してもよい。この場合、ノズル５１ａ、５２ａ、５３ａと加熱コイル１２ａとの相対位置関係を保ったまま、これらノズル５１ａ、５２ａ、５３ａと加熱コイル１２ａとの双方を同じ傾斜角度αで傾斜させることが可能になる。
　しかし、この構成のみに限らず、冷却装置５０の設置手段を、前記加熱装置１２の設置手段とは別に備えてもよい。この場合の冷却装置５０の設置手段としては、例えば周知慣用の産業用ロボットのエンドエフェクターなど、公知のものが採用できる。

（４）せん断力付与装置１４
　せん断力付与装置（曲げ力付与部）１４は、中空素材Ｐｍの送り方向に沿った第３の位置Ｃよりも下流にある第４の位置Ｄに配置される。せん断力付与装置１４は、把持位置ｇにおいて中空素材Ｐｍを把持するアーム（不図示）を有し、このアームの動作により把持位置ｇを二次元方向または三次元方向に移動させる。例えば、把持位置ｇは、送り方向に直交する平面に沿って移動することで、送り方向に沿った移動を伴わない二次元方向の移動をする。また、把持位置ｇは、三次元空間の任意の方向に沿って移動することで、送り方向に沿った移動を伴う三次元方向の移動をする。これにより、せん断力付与装置１４は、中空素材Ｐｍにおける、加熱装置１２により加熱された第１の部分と、冷却装置５０により冷却された第２の部分との間の領域ｓｈに、せん断力を与えて中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を行う。

　せん断力付与装置１４は、前記アームの先端に接続された一対の把持手段１４ａ，１４ｂを備える。これら把持手段１４ａ，１４ｂは、中空素材Ｐｍの外表面あるいは内表面に接触することによって中空素材Ｐｍの支持位置を決めながらその位置を移動する。そして、その支持位置の調整により、図１に示すせん断角度θを調整することができる。このせん断角度θは、中空素材Ｐｍの送り方向と、冷却装置５０を経た後の中空素材Ｐｍの外表面との間の角度である。
　なお、中空素材Ｐｍを把持する手段としては、上記一対の把持手段１４ａ，１４ｂのみに限定されるものではなく、その他の構成を代わりに採用することも可能である。例えば、前記アームの先端に接続された複数本の爪を備え、これら爪を中空素材Ｐｍの開口先端内に挿入後に開くことで、中空素材Ｐｍをその内方より保持する内面チャックを採用してもよい。あるいは、同様に前記アームの先端に接続された環状体を備え、この環状体内に中空素材Ｐｍを通し、その外周面を全周において環状体で拘束する外面チャックを採用してもよい。

　中空素材Ｐｍの長手方向の一部における横断面は、加熱装置１２により加熱されて変形抵抗が大幅に低下する。このため、中空素材Ｐｍの送り方向に沿った第３の位置Ｃよりも下流にある第４の位置Ｄにおいて一対の把持手段１４ａ，１４ｂによる把持位置ｇを三次元方向に移動させることによって、図１に示すように、中空素材Ｐｍにおける、加熱装置１２により加熱された第１の部分と、冷却装置５０により冷却された第２の部分との間の領域ｓｈにせん断力Ｗｓを与えることができる。

　中空素材Ｐｍにせん断力Ｗｓが作用することにより、曲げ部が形成される。本実施形態では、特許文献１により開示された発明のように中空素材Ｐｍの加熱された部分に曲げモーメントを与えるのではなく、せん断力を与える。このため、曲げ半径が曲げ部の内周側の外形曲線と外周側の外形曲線との間の間隔である幅Ｗ（製品幅）の１～２倍、あるいは、それ以下の極めて小さい曲げ半径の曲げ部を持つ中空屈曲部品Ｐｐを製造することができる。

　本実施形態の製造装置１０を用いた製造方法は、せん断角度θと傾斜角度αの組み合わせを適宜設定することにより、曲げ半径の加工可能範囲を広くとることができる。そのため、前記曲げ半径が２倍を超える大きな曲げ半径の加工も可能である。一方、製品設計上の理由により小さな曲げ半径が求められる場合も、従来技術では難しかった、金属管の直径（金属管が矩形断面の場合には、その長手方向に垂直な断面において、屈曲内周面の側縁及び屈曲外周面の側縁間を繋ぐ一辺の長さ）の１～２倍、あるいは、それ以下の極めて小さい曲げ半径を得ることも可能としている。

　せん断力付与装置１４は、一対の把持手段１４ａ，１４ｂを、上述したアームのように二次元方向または三次元方向に移動自在に配置できる機構を介して、設置されればよい。そのような機構は特に限定を要さない。例えば、周知の産業用ロボットのエンドエフェクターにより、把持手段１４ａ，１４ｂを保持してもよい。例えば、図示しないリニアガイドとサーボモータを組み合わせた移動装置などを利用してもよい。

［中空屈曲部品の製造方法］
　続いて、上記した本実施形態の製造装置１０を用いて、中空素材Ｐｍより中空屈曲部品Ｐｐを製造する方法について以下に説明する。
　すなわち、図１において、始めに、鋼製で長尺な中空素材Ｐｍを、送り装置によりその長手方向へ相対的に送りながら、第１の位置Ａに配置された支持装置１１により支持する。

　次に、加熱装置１２により、送られてくる中空素材Ｐｍを部分的に急速加熱する。
　中空素材Ｐｍの加熱温度は、鋼を素材とした場合には、中空素材Ｐｍを構成する鋼のＡｃ３点以上とすることが望ましい。Ａｃ３点以上とすることにより、加熱に続いて行われる冷却時の冷却速度を適宜設定することによって中空素材Ｐｍの曲げ部Ｐｂを焼入れすることができる。しかも、中空素材Ｐｍの前記第１の部分と前記第２の部分との間の領域ｓｈの変形抵抗を、所望の小さな曲げ半径を有する加工を行うことができる程度に、十分に低下させることが可能になる。

　中空素材Ｐｍの送り方向に沿った第２の位置Ｂよりも下流にある第３の位置Ｃに配置された冷却装置５０のノズル５１ａ、５２ａ、５３ａから、冷却媒体を中空素材Ｐｍへ向けて噴射する。これにより、加熱された部分を第３の位置Ｃで冷却する。中空素材Ｐｍの鋼種にもよるが、この冷却時の冷却速度を１００℃／秒以上とすることにより、曲げ部Ｐｂに焼入れを行ってその強度を高めることができる。

　なお、上述したように、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を加えず真っ直ぐのまま送る場合には、ノズル５２ａの冷却媒体を止めた上でノズル５１ａからの冷却媒体を中空素材Ｐｍの右側面ｄに向けて吹き付ける。一方、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工を加えて曲げ部Ｐｂを形成する場合には、ノズル５１ａの冷却媒体を止めた上でノズル５２ａからの冷却媒体を曲げ部Ｐｂの外周面である右側面ｄに向けて吹き付ける。

　この冷却によって、中空素材Ｐｍに、加熱装置１２により加熱された第１の部分と、冷却装置５０により冷却された第２の部分とが形成される。中空素材Ｐｍの第１の部分と第２の部分との間の領域ｓｈは、高温状態にあってその変形抵抗が大幅に低下する。

　中空素材Ｐｍのせん断曲げ加工予定部の先端部が、せん断力付与装置１４の一対の把持手段１４ａ，１４ｂに到達した時に、把持手段１４ａ，１４ｂを、その原位置を起点として、中空素材Ｐｍの送り方向、および、加熱装置１２により加熱された中空素材Ｐｍの長手方向における横断面と略平行な方向の２方向が合成された方向（図１における紙面下方向）へ、一対の把持手段１４ａ，１４ｂを移動させる。この時、せん断力付与装置１４によるせん断角度がθとなるようにする。
　このようにして、中空素材Ｐｍの前記第１の部分と前記第２の部分との間の領域ｓｈに、せん断力Ｗｓが与えられ、中空素材Ｐｍにせん断曲げ加工が行われ、中空屈曲部品Ｐｐが得られる。

　以下に本実施形態の骨子を述べる。
　本実施形態は、長尺の鋼材（中空素材Ｐｍ）の一端部を把持した状態で中空素材Ｐｍをその送り方向に送りながら中空素材Ｐｍの送り方向の一部分を加熱しつつ前記一端部を二次元又は三次元方向に移動させることで曲げ部Ｐｂを含む所定の形状に形成した直後に、曲げ部Ｐｂの曲げ外周面を含む被加熱部を冷却媒体によって冷却する冷却装置５０を採用している。そして、送り方向に対する直交方向より見た冷却媒体の噴射方向が、第１方向Ｗ１である第１冷却媒体噴射装置５１と、送り方向に沿って第１冷却媒体噴射装置５１に並んで配置され、前記直交方向より見た冷却媒体の噴射方向が第１方向Ｗ１に対して交差する第２方向Ｗ２である第２冷却媒体噴射装置５２と、冷却媒体の供給先を、第１冷却媒体噴射装置５１及び第２冷却媒体噴射装置５２の一方及び他方間で択一的に切り換える前記弁（第１弁）と、前記弁を制御する制御装置１５と、を備える。

　上記構成によれば、制御装置１５により前記弁を制御することで、冷却媒体の供給先を、第１冷却媒体噴射装置５１及び第２冷却媒体噴射装置５２間で切り換えることができる。これにより、曲げ部Ｐｂの外周面を適切な方向より冷却できるので、均一で十分な一次冷却が可能となる。

　さらに、本実施形態は、送り方向に沿って見て、冷却媒体の噴射方向が中空素材Ｐｍの曲げ内周面に対してなす角度が、２０度以上７０度以下である第３冷却媒体噴射装置５３を備える。
　この構成によれば、冷却媒体の噴射方向が曲げ内周面に対して２０度以上７０度以下であるので、衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、冷却媒体が送り方向に対し逆流するのを効果的に防げる。したがって、均一な一次冷却が可能となる。

　別の観点より、本実施形態は、長尺の鋼材（中空素材Ｐｍ）の一端部を把持した状態で中空素材Ｐｍをその送り方向に送りながら中空素材Ｐｍの送り方向の一部分を加熱しつつ前記一端部を二次元又は三次元方向に移動させることで曲げ部Ｐｂを含む所定の形状に形成した直後に、曲げ部Ｐｂの曲げ外周面を含む被加熱部を冷却媒体（冷却媒体）によって冷却する一次冷却方法を採用している。
　そして、この一次冷却方法は、送り方向に沿って見て加熱コイル１２ａの下流側である第１の位置で、第１方向Ｗ１に向かって冷却媒体を噴射する第１工程と、送り方向に沿って見て、前記第１の位置のさらに下流側に並ぶ第２の位置で、第１方向Ｗ１に対して交差する第２方向Ｗ２に向かって冷却媒体を噴射する第２工程と、を有する。そして、せん断曲げ加工を行わない場合には、前記第１工程を実施すると共に前記第２工程を停止する。一方、せん断曲げ加工を行う場合には、前記第２工程を実施すると共に前記第１工程を停止する。

　上記方法によれば、せん断曲げ加工の有無に応じて、冷却媒体の供給先を、第１工程及び第２工程間で切り換えることができる。これにより、曲げ部Ｐｂの外周面（右側面ｄ）を、適切な方向から冷却できるので、均一で十分な一次冷却が可能となる。

　さらに、本実施形態は、送り方向に沿って見て、中空素材Ｐｍの曲げ内周面（左側面ｃ）に対し２０度以上７０度以下の噴射方向に冷却媒体を噴射する工程を有する。
　上記方法によれば、冷却媒体が送り方向に対し逆流するのを効果的に防げる。したがって、均一で十分な一次冷却が可能となる。

　なお、以上の説明では、せん断変形を、矩形断面を有する金属製の中空素材Ｐｍに与える場合を例示したが、本発明はこの態様のみに限定されない。すなわち、金属製の中空素材の断面形状が矩形以外である丸管や多角形管あるいは任意の曲面形状を持つ管であっても、同様に、各実施形態によれば、良好な中空屈曲部品Ｐｐを得ることができる。

　本実施形態及び各種変形例の冷却方法を含む製造方法により製造された中空屈曲部品Ｐｐは、せん断力による加工と同時に熱処理（例えば焼入れ）が行われて製造される。そのため、冷間でせん断曲げ加工が行われてその後に熱処理（例えば焼入れ）を行った中空屈曲部品に比較して、例えば１４７０ＭＰａ以上の高強度の部分を有する中空屈曲部品Ｐｐを、より単純な工程かつ高い加工精度で製造することができる。

　本実施形態及び各種変形例の冷却方法を含む製造方法により製造される中空屈曲部品Ｐｐは、例えば以下に例示する用途（ｉ）～（ｖｉｉ）に対して適用可能である。
（ｉ）例えば、フロントサイドメンバー、クロスメンバー、サイドメンバー、サスペンションメンバー、ルーフメンバー、Ａピラーのレインフォース、Ｂピラーのレインフォース、バンパーのレインフォース等といった自動車車体の構造部材
（ｉｉ）例えば、シートフレーム、シートクロスメンバー等といった自動車の強度部材や補強部材
（ｉｉｉ）自動車の排気管等の排気系部品
（ｉｖ）自転車や自動二輪車のフレームやクランク
（ｖ）電車等の車輛の補強部材、台車部品（台車枠、各種梁等）
（ｖｉ）船体等のフレーム部品、補強部材
（ｖｉｉ）家電製品の強度部材、補強部材または構造部材

　以上説明の実施形態に各種変形例を含めた骨子を、改めて以下に纏める。
（１）図１に示したように、本発明の一態様に係る冷却装置５０は、金属製の中空素材Ｐｍをその長手方向である送り方向（＋Ｘ方向）に沿って第１の位置Ａで支持しながら送る送り機構と；中空素材Ｐｍを、第１の位置Ａよりも下流の第２の位置Ｂで加熱する加熱コイル１２ａと；中空素材Ｐｍを、第２の位置Ｂよりも下流の第３の位置Ｃで冷却媒体の噴射により冷却する冷却装置５０と；中空素材Ｐｍを、第３の位置Ｃよりも下流の第４の位置Ｄで把持し、把持位置ｇを二次元方向又は三次元方向に移動させて中空素材Ｐｍに屈曲部Ｐｂを形成する前記アーム（曲げ力付与部）と；を備える中空屈曲部品製造装置に用いられる。

　図２に示したように、冷却装置５０は、第１冷却機構である第１冷却媒体噴射装置５１及び第２冷却媒体噴射装置５２と、第２冷却機構である第３冷却媒体噴射装置５３とを備える。

　前記第１冷却機構は、第１の位置Ａにおける中空素材Ｐｍの送り方向に沿った軸線の延長線ＥＸを含む第１仮想平面（図２）で見て、加熱コイル１２ａの下流側に並んで配置され、冷却媒体の噴射方向が第１噴射方向Ｗ１であるノズル（第１ノズル）５１ａと；前記第１仮想平面で見て、ノズル５１ａの下流側に並んで配置され、冷却媒体の噴射方向が第１噴射方向Ｗ１に対して交差する第２噴射方向Ｗ２であるノズル（第２ノズル）５２ａと；冷却媒体の供給先を、ノズル５１ａ及びノズル５２ａの一方及び他方間で択一的に切り換える弁（第１弁）Ｖ１と；弁Ｖ１を制御する制御装置（第１制御部）１５と；を有する。
　前記第２冷却機構は、前記第１仮想平面で見て、延長線ＥＸを間に挟んでノズル５１ａ及びノズル５２ａとは反対側に配置され、冷却媒体の噴射方向が屈曲部Ｐｂの屈曲内周面である左側面ｃに対して２０度以上７０度以下をなす第３噴射方向Ｗ３であるノズル（第３ノズル）５３ａを有する。

（２）図７に示したように、上記（１）において、以下の構成を採用してもよい。
　すなわち、前記第２冷却機構が、前記第３ノズルを構成する分割ノズル（第１分割ノズル）１５３ａ１及び分割ノズル（第２分割ノズル）１５３ａ２と；冷却媒体の供給先を、分割ノズル１５３ａ１及び分割ノズル１５３ａ２の一方及び他方間で択一的に切り換える弁（第２弁）Ｖ３と；弁Ｖ３を制御する制御装置（第２制御部）１５と；を有する。
　前記第１仮想平面で見た分割ノズル１５３ａ１からの冷却媒体の噴射方向が、延長線ＥＸに対して２０度以上７０度以下であり；前記第１仮想平面で見た分割ノズル１５３ａ２からの冷却媒体の噴射方向が、前記第３噴射方向Ｗ３である。

（３）図８に示したように、上記（１）または上記（２）において、前記第１仮想平面に対し延長線ＥＸを交線として直交する第２仮想平面に配置されたノズル（第４ノズル）７１ａ，７３ａ及びノズル（第５ノズル）７２ａ，７４ａを有する上下冷却装置（第３冷却機構）７０をさらに備えてもよい。
　ノズル７１ａ，７３ａの、前記第１仮想平面で見た冷却媒体の噴射方向が、延長線ＥＸに沿った第４噴射方向Ｗ６，Ｗ８である。そして、ノズル７２ａ，７４ａの、前記第１仮想平面で見た冷却媒体の噴射方向が、第４噴射方向Ｗ６，Ｗ８に交差する第５噴射方向Ｗ７，Ｗ９である。

（４）同じく図８に示したように、上記（３）において、以下の構成を採用してもよい。
　すなわち、前記第３冷却機構が、冷却媒体の供給先を、ノズル７１ａ，７３ａ及びノズル７２ａ，７４ａの一方及び他方間で択一的に切り換える弁（第３弁）Ｖ２と；弁Ｖ２を制御する制御装置（第３制御部）１５と；をさらに備える。

（５）図１３に示したように、上記（１）～上記（４）の何れか１項において、以下の構成を採用してもよい。
　前記第１仮想平面に対し延長線ＥＸを交線として直交する第２仮想平面に配置されたノズル（第６ノズル）６１ａ，６２ａを有する冷却装置（第４冷却機構）６０をさらに備える。そして、前記第１仮想平面で見たノズル６１ａ，６２ａの噴射方向が、送り方向に対し、屈曲部Ｐｂの剪断角度θの略１／２をなす第４方向Ｗ４及び第５方向Ｗ５（第６噴射方向）である。

（６）図１に示したように、本発明の一態様に係る冷却方法は、金属製の中空素材Ｐｍをその長手方向である送り方向（＋Ｘ方向）に沿って第１の位置Ａで支持しながら送る工程と；中空素材Ｐｍを、第１の位置Ａよりも下流の第２の位置Ｂで加熱する工程と；中空素材Ｐｍを、第２の位置Ｂよりも下流の第３の位置Ｃで冷却媒体の噴射により冷却する工程と；中空素材Ｐｍを、第３の位置Ｃよりも下流の第４の位置Ｄで把持し、把持位置ｇを二次元方向又は三次元方向に移動させて中空素材Ｐｍに屈曲部Ｐｂを形成する工程と；を有する中空屈曲部品Ｐｐの製造方法に用いられる。

　そして、この冷却方法は、第１冷却工程及び第２冷却工程を有する。
　図２に示すように、第１冷却工程は、第１の位置Ａにおける中空素材Ｐｍの送り方向に沿った軸線ＣＬの延長線ＥＸを含む第１仮想平面で見て、第１噴射方向Ｗ１に向けて第３の位置Ｃより冷却媒体を噴射する第１工程と；前記第１仮想平面で見て、第１噴射方向Ｗ１に対して交差する第２噴射方向Ｗ２に向けて第３の位置Ｃより冷却媒体を噴射する第２工程と；第１工程の実施時には第２工程を停止し、第２工程の実施時には第１工程を停止する第３工程と；を有する。
　そして、前記第２冷却工程は、前記第１仮想平面で見て、屈曲部Ｐｂの屈曲内周面である左側面ｃに対して２０度以上７０度以下である第３噴射方向Ｗ３に向けて第３の位置Ｃより冷却媒体を噴射する。

（７）図７に示したように、上記（６）において、以下の工程を採用してもよい。
　すなわち、前記第２冷却工程が、前記第１仮想平面で見て、延長線ＥＸに対して２０度以上７０度以下の噴射方向に向けて冷却媒体を噴射する第４工程と；前記第１仮想平面で見て、第３噴射方向Ｗ３に向けて冷却媒体を噴射する第５工程と；前記第４工程の実施時には前記第５工程を停止し、前記第５工程の実施時には前記第４工程を停止する第６工程と；を有する。

（８）図８に示したように、上記（６）または上記（７）において、以下の工程を採用してもよい。
　すなわち、前記冷却方法が、前記第１仮想平面に対し延長線ＥＸを交線として直交する第２仮想平面において、第４噴射方向Ｗ６，Ｗ８及び第５噴射方向Ｗ７，Ｗ９より冷却媒体を中空素材Ｐｍに向けて噴射する第３冷却工程をさらに有する。
　この第３冷却工程は、図９に示す前記第１仮想平面で見て、延長線ＥＸに沿った第４噴射方向Ｗ６，Ｗ８に向けて冷却媒体を噴射する第７工程と；前記第１仮想平面で見て、第４噴射方向Ｗ６，Ｗ８に交差する第５噴射方向Ｗ７，Ｗ９に向けて冷却媒体を噴射する第８工程と；を有する。

（９）図８に示したように、上記（８）において、以下の工程を採用してもよい。
　前記第３冷却工程が、前記第７工程の実施時には前記第８工程を停止し、前記第８工程の実施時には前記第７工程を停止する第９工程をさらに有する。

（１０）図１３に示したように、上記（６）～上記（９）の何れか１項において、以下の工程を採用してもよい。
　すなわち、前記冷却方法が、前記第１仮想平面に対し延長線ＥＸを交線として直交する第２仮想平面において、冷却媒体を中空素材Ｐｍに向けて噴射する第４冷却工程をさらに有する。
　前記第４冷却工程は、前記第１仮想平面で見て、送り方向に対して冷却媒体の噴射方向がなす角度が屈曲部Ｐｂのせん断角度θの略１／２である第６噴射方向Ｗ４に向けて冷却媒体を噴射する第１０工程を有する。

　本発明の冷却装置及び冷却方法によれば、極めて小さい曲げ半径の曲げ部を有する中空屈曲部品を得る場合でも、冷却媒体の衝突圧力を確保して十分な冷却能力を得るとともに、製品の周方向における硬度の不均一を抑制する均一な冷却が可能となる。

　１０　製造装置（中空屈曲部品製造装置）
　１２ａ　加熱コイル
　１５　制御装置（第１制御部、第２制御部、第３制御部）
　５０　冷却装置
　５１　第１冷却媒体噴射装置（第１冷却機構）
　５１ａ　ノズル（第１ノズル）
　５２　第２冷却媒体噴射装置（第１冷却機構）
　５２ａ　ノズル（第２ノズル）
　５３　第３冷却媒体噴射装置（第２冷却機構）
　５３ａ　ノズル（第３ノズル）
　６０　上下冷却装置（第４冷却機構）
　６１ａ，６２ａ　ノズル（第６ノズル）
　７０　上下冷却装置（第３冷却機構）
　７１ａ，７３ａ　ノズル（第４ノズル）
　７２ａ，７４ａ　ノズル（第５ノズル）
　１５３ａ１　分割ノズル（第１分割ノズル）
　１５３ａ２　分割ノズル（第２分割ノズル）
　１７０　上下冷却装置（第３冷却機構）
　Ａ　第１の位置
　Ｂ　第２の位置
　Ｃ　第３の位置
　ｃ　左側面（屈曲内周面）
　Ｄ　第４の位置
　ＥＸ　延長線
　Ｆ　矢印（送り方向）
　ｇ　把持位置
　Ｐｂ　屈曲部
　Ｐｍ　中空素材
　Ｖ１　弁（第１弁）
　Ｖ２　弁（第３弁）
　Ｖ３　弁（第２弁）
　Ｗ１　第１噴射方向
　Ｗ２　第２噴射方向
　Ｗ３　第３噴射方向
　Ｗ６，Ｗ８　第４噴射方向
　Ｗ７，Ｗ９　第５噴射方向

Claims (10)

1. 　金属製の中空素材をその長手方向である送り方向に沿って第１の位置で支持しながら送る送り機構と、
   　前記中空素材を、前記第１の位置よりも下流の第２の位置で加熱する加熱コイルと、
   　前記中空素材を、前記第２の位置よりも下流の第３の位置で冷却媒体の噴射により冷却する冷却装置と、
   　前記中空素材を、前記第３の位置よりも下流の第４の位置で把持し、把持位置を二次元方向又は三次元方向に移動させて前記中空素材に屈曲部を形成する曲げ力付与部と、
   を備える中空屈曲部品製造装置に用いられる、前記冷却装置であって、
   　第１冷却機構及び第２冷却機構を備え；
   　前記第１冷却機構が、
   　　前記第１の位置における前記中空素材の前記送り方向に沿った軸線の延長線を含む第１仮想平面で見て、前記加熱コイルの下流側に並んで配置され、前記冷却媒体の噴射方向が第１噴射方向である第１ノズルと、
   　　前記第１仮想平面で見て、前記第１ノズルの下流側に並んで配置され、前記冷却媒体の噴射方向が前記第１噴射方向に対して交差する第２噴射方向である第２ノズルと、
   　　前記冷却媒体の供給先を、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの一方及び他方間で択一的に切り換える第１弁と、
   　　前記第１弁を制御する第１制御部と、を有し；
   　前記第２冷却機構が、
   　　前記第１仮想平面で見て、前記延長線を間に挟んで前記第１ノズル及び前記第２ノズルとは反対側に配置され、前記冷却媒体の噴射方向が前記屈曲部の屈曲内周面に対して２０度以上７０度以下をなす第３噴射方向である第３ノズルを有する；
   ことを特徴とする冷却装置。
2. 　前記第２冷却機構が、
   　　前記第３ノズルを構成する第１分割ノズル及び第２分割ノズルと、
   　　前記冷却媒体の供給先を、前記第１分割ノズル及び前記第２分割ノズルの一方及び他方間で択一的に切り換える第２弁と、
   　　前記第２弁を制御する第２制御部と、
   を有し；
   　前記第１仮想平面で見た前記第１分割ノズルからの前記冷却媒体の噴射方向が、前記延長線に対して２０度以上７０度以下であり；
   　前記第１仮想平面で見た前記第２分割ノズルからの前記冷却媒体の噴射方向が、前記第３噴射方向である；
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 　前記第１仮想平面に対し前記延長線を交線として直交する第２仮想平面に配置された第４ノズル及び第５ノズルを有する第３冷却機構をさらに備え；
   　前記第４ノズルの、前記第１仮想平面で見た前記冷却媒体の噴射方向が、前記延長線に沿った第４噴射方向であり；
   　前記第５ノズルの、前記第１仮想平面で見た前記冷却媒体の噴射方向が、前記第４噴射方向に交差する第５噴射方向である；
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
4. 　前記第３冷却機構が、
   　　前記冷却媒体の供給先を、前記第４ノズル及び前記第５ノズルの一方及び他方間で択一的に切り換える第３弁と、
   　　前記第３弁を制御する第３制御部と、をさらに備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
5. 　前記第１仮想平面に対し前記延長線を交線として直交する第２仮想平面に配置された第６ノズルを有する第４冷却機構をさらに備え；
   　前記第１仮想平面で見た前記第６ノズルの噴射方向が、前記送り方向に対し、前記屈曲部の剪断角度θの略１／２をなす第６噴射方向である；
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の冷却装置。
6. 　金属製の中空素材をその長手方向である送り方向に沿って第１の位置で支持しながら送る工程と、
   　前記中空素材を、前記第１の位置よりも下流の第２の位置で加熱する工程と、
   　前記中空素材を、前記第２の位置よりも下流の第３の位置で冷却媒体の噴射により冷却する工程と、
   　前記中空素材を、前記第３の位置よりも下流の第４の位置で把持し、把持位置を二次元方向又は三次元方向に移動させて前記中空素材に屈曲部を形成する工程と、
   を有する中空屈曲部品の製造方法に用いられる、冷却方法であって、
   　第１冷却工程及び第２冷却工程を有し；
   　前記第１冷却工程が、
   　　前記第１の位置における前記中空素材の前記送り方向に沿った軸線の延長線を含む第１仮想平面で見て、第１噴射方向に向けて前記第３の位置より前記冷却媒体を噴射する第１工程と、
   　　前記第１仮想平面で見て、前記第１噴射方向に対して交差する第２噴射方向に向けて前記第３の位置より前記冷却媒体を噴射する第２工程と、
   　前記第１工程の実施時には前記第２工程を停止し、前記第２工程の実施時には前記第１工程を停止する第３工程と、を有し；
   　前記第２冷却工程が、
   　　前記第１仮想平面で見て、前記屈曲部の屈曲内周面に対して２０度以上７０度以下である第３噴射方向に向けて前記第３の位置より前記冷却媒体を噴射する；
   ことを特徴とする冷却方法。
7. 　前記第２冷却工程が、
   　　前記第１仮想平面で見て、前記延長線に対して２０度以上７０度以下の噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第４工程と、
   　　前記第１仮想平面で見て、前記第３噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第５工程と、
   　　前記第４工程の実施時には前記第５工程を停止し、前記第５工程の実施時には前記第４工程を停止する第６工程と、を有する；
   ことを特徴とする請求項６に記載の冷却方法。
8. 　前記第１仮想平面に対し前記延長線を交線として直交する第２仮想平面において、第４噴射方向及び第５噴射方向より前記冷却媒体を前記中空素材に向けて噴射する第３冷却工程をさらに有し；
   　前記第３冷却工程が、
   　　前記第１仮想平面で見て、前記延長線に沿った第４噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第７工程と、
   　前記第１仮想平面で見て、前記第４噴射方向に交差する第５噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第８工程と、を有する
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の冷却方法。
9. 　前記第３冷却工程が、
   　　前記第７工程の実施時には前記第８工程を停止し、前記第８工程の実施時には前記第７工程を停止する第９工程をさらに有する
   ことを特徴とする請求項８に記載の冷却方法。
10. 　前記第１仮想平面に対し前記延長線を交線として直交する第２仮想平面において、前記冷却媒体を前記中空素材に向けて噴射する第４冷却工程をさらに有し；
    　前記第４冷却工程が、前記第１仮想平面で見て、前記送り方向に対して前記冷却媒体の噴射方向がなす角度が前記屈曲部のせん断角度θの略１／２である第６噴射方向に向けて前記冷却媒体を噴射する第１０工程を有する
    ことを特徴とする請求項６～９の何れか１項に記載の冷却方法。

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