JP2004181559A - パイプ端部のトリミング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプの端部に軸方向に急激に出入りする複雑な形状の異形トリム端が容易に形成でき、トリミングに要する工数が小さく、設備コストが安価なパイプ端部のトリミング方法を提供することである。
【解決手段】パイプ端部２３２をダイス１０とポンチ２５とでトリミングする。柱形状のダイス１０はパイプ２３０に対応する横断面非円形状を持ち、その外表面に異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部１６が形成されている。このダイス１０をパイプ端部２３２の中空部に挿入する。柱形状のポンチ２５はその外表面に順次第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部３１が形成されている。このポンチ２５をその軸線の周りに自転させつつダイスの外表面の周りに公転させる。これにより、第１切刃部１６と第２切刃部３１とがパイプ端部２３２をトリミングし、異形トリム端２３３を形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプ端部のトリミング方法に関し、詳しくはパイプ端部に周方向の各部において軸方向に出入りした異形トリム端を形成するトリミング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイプを切断するパイプ切断法としては、バイト切断法、ロール切断法、プレス切断法、レーザ切断法等が知られている（非特許文献１参照）。図１２に示す第１従来例（特許文献１参照）は、パイプの端部を軸直角方向に切断する場合であり、上記プレス法を採用している。詳述すると、円筒状の第１主軸２１０の内周面の段部２１１に、環状の切断用ダイス２０８及び環状の矯正用ダイス２１８が軸方向に並べて配置されている。矯正用ダイス２１８の内径は切断用ダイス２０８の内径よりも大きい。一方、円柱状のマンドレル２１６が第２主軸２１４の一端に回転自在（従動自在）に支持され、その軸方向及び軸直角方向に移動可能である。
【０００３】
パイプ２２５の端部２２６の切断（トリミング）は以下のように行う。切断用ダイス２０８及び矯正用ダイス２１８が取り付けられた第１主軸２１０にパイプ２２５をセットし、その中空部にマンドレル２１６を挿入する。第１主軸２１０を回転駆動して切断用ダイス２０８及びパイプ２１８を回転させつつ、マンドレル２１６を第２主軸２１４と共に軸直角方向に移動させ、マンドレル２１６の外周面をパイプ２２５の内周面に圧接させる。これにより、切断用ダイス２０８の内周縁とマンドレル２１６の先端縁とでパイプ２２５がせん断変形されると共に、マンドレル２１６の円柱部によりパイプ２２５の先端部を拡径させて、その端部２２６を切断する。
【０００４】
この他にも、図１１に示すように、パイプ２３０の端部２３２を軸直角平面以外で、即ち周方向の各部において軸方向に出入りした形状でトリミングして、異形トリム端２３３を形成したいことがある。例えば、第１パイプの中間部に形成された接合孔に、第２パイプの端部をＴ字形状に接合するために、第２パイプの端部をトリミングする場合である。第１パイプ及び第２パイプが横断面円形状を持つ場合でも、第１パイプの接合孔の縁部は三次元空間内で（縦方向、横方向及び長さ方向）に複雑に湾曲している。第１パイプ及び／又は第２パイプの横断面形状が非円形状以外の場合、接合孔の形状は更に複雑になる。
【０００５】
接合孔に一致する異端形状のトリム縁を第２パイプの端部に形成するには、切断ローラや等のトリミング手段を第２パイプの周方向に移動させつつ軸方向に移動させることが必要である。第２従来例では、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、パイプ２３５と同じ断面長方円形状のダイス２４０が所定形状の切刃部２４１を持ち、固定されている（回転せず、軸方向に移動もしない）。切断ローラ２４５は、円板形状で縦断面菱形形状を持ち、切刃部２４６を備える。その軸線の回りに自転可能しつつダイス２４０の外表面の周りに公転可能で、しかも半径方向及び軸方向に移動可能である。
【０００６】
端部２３６のトリミング時は、パイプ２３５の中空孔をダイス２４０に挿入し、ポンチ２４５を自転及びダイス２４０の回りに公転させつつ半径方向及び軸方向に移動させる。すると、ダイス２４０の切刃部２４１とポンチ２４５の切刃部２４６とで端部２３６がトリミングされる。
【０００７】
第３従来例では、上記切断ローラ２４５の代わりにレーザ光線を照射するレーザトーチ（不図示）を使用する。このレーザトーチをダイス及びパイプの周りに公転させつつ、軸方向に移動させる。
【０００８】
【非特許文献１】
書籍名：パイプ切断法 著者：中村正信等 出版社：日刊工業新聞社
発行日：１９９８年９月３０日 第２章
【特許文献１】
特開昭５７−６６８０９号公報（第５図及びその説明）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記図１２に示した第２従来例では、第１に、パイプ２４０の異形トリム端が軸方向に急激に出入りするときや、軸方向の出入り量が大きいときはトリミングが困難である。その理由は、異形トリム端を形成するときは切断ローラ２４５を軸方向に移動させるが、切断ローラ２４５はその周縁が直線状にかつ端部２３６の軸線方向と直交する方向に食い込でいるからである。
【００１０】
第２に、パイプ２３５の径方向における切断ローラ２４５の位置の調整が面倒である。パイプ２３５の横断面が非円形状のとき、切断ローラ２４５を（半）径方向に移動させる必要がある。切断ローラ２４５の位置調整には細かい制御が必要され、制御が不十分であると切り込み深さが不足することになる。
【００１１】
第３に、切断ローラ２４５の周縁の刃先角（一対の側面が成す角度）は小さく、強度が小さい。そのため、パイプ端部２３６のトリミングを繰り返す間に破損し易く、１つの切断ローラ２４５でトリミングできるパイプ２３５の本数は少ない。
【００１２】
また、第３実施例では、第１に、トリミングの作業効率が悪い。パイプのロットの交換毎にレーザ加工装置の光軸合わせが必要であり、トリミング時に形成されるドロス（残灰）の除去する作業が必要だからである。第２に、トリミングに要する設備コストが高い。トリミング装置の他に、ドロス除去装置が必要だからである。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、パイプ端部に軸方向に急激に出入りする等の複雑な形状の異形トリム端が良好に形成でき、トリミングに要する工数が小さく、設備コストが安価なパイプ端部のトリミング方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、先ずパイプが押しつけられるダイスとパイプを押し付けるポンチとでパイプの端部をトリミングすることを考えた。その上で、ダイスには異形トリム端の形状に対応し環状の角縁から成る切刃部を形成し、ポンチにはダイスの切刃部に対応し環状の角縁から成る切刃部を形成し、両方の切刃部を周方向で順次係合させることにより、せん断作用によりトリミングすることを思い付いて、本発明を完成した。
【００１５】
本願の第１発明によるトリミング方法は、請求項１に記載したように、所定横断面形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りする異形トリム端を形成するトリミング方法であって、パイプの横断面形状に対応する所定横断面形状を持ち、その外表面に三次元空間内で異形トリム端に対応して環状の第１切刃部が形成されたダイス、及びその外表面に第１切刃部に対応して第２切刃部が形成されたポンチの少なくとも一方を所定方向に運動させることにより、第１切刃部及び第２切刃部の周方向の各部分でパイプ端部の周方向の各部分を順次トリミングし、異形トリム端を形成することを特徴とする。
【００１６】
第２発明によるトリミング方法は、請求項５に記載したように、横断面円形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りする異形トリム端を形成するトリミング方法であって、パイプの横断面形状に対応する横断面円形状を持ち、その外表面に三次元空間内で異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部が形成されその軸線の回りに自転可能な円柱形状のダイスを、パイプ端部の中空部に挿入する工程と；ダイスと平行に配置され、その外表面に順次前記第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部が形成された円柱形状のポンチを、その軸線の周りに自転させ、第１切刃部と第２切刃部とでパイプ端部をトリミングして異形トリム端を形成する工程と；から成ることを特徴とする
第３発明によるトリミング方法は、請求項８に記載したように、横断面非円形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りする異形トリム端を形成するトリミング方法であって、パイプの横断面形状に対応する横断面非円形状を持ち、その外表面に三次元空間内で異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部が形成された柱形状のダイスを、パイプの端部の中空部に挿入する工程と；ダイスと平行に配置され、その外表面に順次第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部が形成された柱形状のポンチを、その軸線の周りに自転させつつ前記ダイスの外表面の周りに公転させ、第１切刃部と第２切刃部とでパイプ端部をトリミングして異形トリム端を形成する工程と；から成ることを特徴とする
第４発明によるトリミング方法は、請求項１３に記載したように、横断面非円形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りする異形トリム端を形成するトリミング方法であって、パイプの横断面形状に対応する横断面非円形状を持ち、その内表面に三次元空間内で異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部が形成された筒形状のダイスの中空部に、パイプの端部を挿入する工程と；ダイスと平行に配置され、順次第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部が形成された円柱形状のポンチを、その軸線の周りに自転させつつダイスの内表面の周りに公転させ、第１切刃部と第２切刃部とでパイプ端部をトリミングして異形トリム端を形成する工程と；から成ることを特徴とする。
【００１７】
本願の第５発明によるトリミング方法は、請求項１７に記載したように、横断面非円形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りした異形トリム端を形成するトリミング方法であって、パイプの横断面形状と同じ横断面非円形状を持ち、外表面に三次元空間内で異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部が形成された柱形状のダイスをパイプの端部を挿入する工程と；ダイスを軸直角方向に移動させつつ外表面に順次前記第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部が形成された柱形状のパンチをその軸線の周りに自転させ、ダイスの移動端でポンチを自転させつつダイスをパイプの軸線と平行な軸の周りに反転させ、第１切刃部と該第２切刃部とで前記パイプ端部をトリミングして異形トリム端を形成する工程と；から成ることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜パイプ＞
パイプは押出し（加工）やハイドロフォーミングにより成形され、材質には 鋼板、アルミニウム、鉄及びステンレス等が含まれる。長さ、内外径及び板厚に特別の制約はない。
【００１９】
断面形状に関し、第１発明のトリミング方法は横断面円形状又は非円形状のパイプの端部をトリミングする。第２発明のトリミング方法は横断面円形状のパイプの端部をトリミングし、第３から第５発明のトリミング方法は横断面非円形状のパイプの端部をトリミングする。本発明で「非円形状」には長方円形状が含まれる。長方円形状は長手方向中間部の矩形部分とその両側の一対の半円形部分とを含むことが望ましい。
【００２０】
円形状の場合と非円形状との場合では、ダイスの横断面形状や、ダイス及び／又はポンチの運動方向が異なる（詳細は後述する）。尚、トリミングされるパイプの端部（以下、必要に応じて「パイプ端部」又は「端部」と呼ぶ）の外径及び内径は、所定長さ部分が均一でも良いし、変化（増減）していても良い。
＜ダイス＞
▲１▼全体
本発明で「ダイス」とは、トリミング時にパイプ端部を保持し該端部が押し付けられる部材を言う。第１発明では、所定形状の外表面又は内表面を持てば、柱形状でも筒形状でも良い。第２、第３及び第５発明では柱形状を持ち、第４発明では筒形状を持つ。柱又は筒の横断面形状はパイプの横断面形状と同じである。
▲２▼第１切刃部
第１切刃部は全体として環状で、三次元空間内における軌跡は、パイプの端部異形トリム端の軌跡に一致している。つまり、パイプの縦方向（第１径方向）、横方向（第２径方向）及び長さ方向において、異形トリム端と同様に湾曲している。
【００２１】
第１発明では、第１切刃部は少なくともダイスの外表面又は内表面に形成された環状の角縁を持てば良い。第２，第３及び第５発明では、第１切刃部は少なくともダイスの外表面に形成された環状の角縁を持てば良い。そのためには、例えばダイスの軸方向中間部に形成した所定幅及び深さの凹溝の少なくとも一方の角縁で第１切刃部を形成できる（実施例で詳述する）。また、図８に示すように、ダイス１５０の外表面に形成した大径部１５１と小径部１５２との境界部の環状の段部１５３、又は図９に示すようにダイス１６５の一端部の環状の角縁１６６で第１切刃部を形成することもできる。
【００２２】
これに対して、第４発明では、第１切刃部は少なくともダイスの内表面に形成された環状の角縁を持てば良い。この場合、第１切刃部はダイスの軸方向中間部に形成した所定幅及び深さの凸条の少なくとも一方の角縁で第１切刃部を形成できる。また、ダイスの外表面に形成した大径部と小径部との境界部の環状の段部、又はダイスの一端部の環状の角縁の第１切刃部を形成することもできる。
▲３▼回転・移動
ダイスは、第１発明では固定されていても良いし、所定方向に運動しても良い。第２発明ではその軸線の回りに自転し、第３発明及び第４発明では固定されている。第５発明では軸直角方向で横断面形状の長手方向に移動（前進）し、移動端（前進端）で後方中心の回りに１８０度反転する。但し、第１から第５発明において、ダイスは軸方向及び半径方向には移動しない。
＜ポンチ＞
本発明で「ポンチ」とは、トり７ミング時にパイプ端部をダイスに押し付ける部材を言い、第１から第５発明において円柱形状を持つ。第１、第２、第３及び第５発明ではその円周長さはダイスの円周長さ又は周長さに等しい。第４発明ではその円周長さはダイスの周長さの数分の一（例えば二分の一）である。
▲２▼第２切刃部
第２切刃部はダイス及び／又はポンチが所定の運動をしたとき、順次ダイスの第１切刃部と係合するように湾曲している。環状であることが望ましいが、環状であることは必須ではなく、例えば半環状でも良い。第２切刃部が順次第１切れ歯部に係合するためには、第２切刃部を平面状に展開した展開図が、同じく平面状に展開したダイスの第１切刃部の展開図と一致するようになっていれば良い。
【００２３】
第１発明では第２切刃部は少なくともポンチの外表面に形成された環状の角縁を持てば良く、第２から第５発明では少なくともポンチの外周面に形成された環状の角縁を持てば良い。そのためには、例えばポンチの軸方向中間部に形成した所定幅及び高さの凸条の少なくとも一方の角縁で第２切刃部を形成できる（これについては実施例で詳述する）。また、図８に示すように、ポンチ１５５の外表面に形成した大径部１５６と小径部１５７との境界部の環状の段部１５８、又は図９に示すようにポンチ１７０の先端部の環状の周縁１７１で第２切刃部を形成することもできる。
▲３▼配置関係
上記ダイスとポンチとはそれぞれの軸線即ち外表面又は内表面同士が互いに平行となるように配置する。尚、図８に示すように、ダイス１５０とポンチ１６０とをパイプの端部に対して同じ側に位置することができる（これについては実施例で詳述する）。また、図８に示すダイス１５０及びポンチ１５５、図９のダイス１６５及びポンチ１７０はパイプ端部に対して反対側に位置している。
▲４▼回転・移動
ポンチは、第１発明では固定されていても良いし、所定方向に運動しても良い。第２発明ではその軸線の回りに自転する。第３発明ではその軸線の回りに自転しつつダイスの外表面の回りに公転し、第４発明ではその軸線の回りに自転しつつダイスの内表面の回りに公転する。第５発明では自転するのみで公転はしない。
【００２４】
尚、ポンチが運動する場合は、運動するダイスと同期して回転、移動等する。
本発明で「同期して」とは、ポンチの第１切刃部の周方向に所定部分と、ダイスの第２切刃部の周方向の所定部分とが対向、係合するという意味である。そのためには、ダイスに取り付けた歯車と、ポンチに取り付けた歯車とを噛み合わせれば良い。但し、第１から第５発明において、ポンチは軸方向及び半径方向には移動しない。
▲５▼切刃部間の隙間
第１から第５発明で、ダイス及びポンチの軸方向における第１切刃部と第２切刃部との間の隙間はパイプの板厚の０から３割程度とすることが望ましい。この隙間が０割よりも小さくなると押しつぶしとなり、３割よりも大きくなるとダレが発生したり曲げ加工となり、何れも望ましくない。
＜トリミング方法＞
本発明は５つのトリミング方法を含む。それらはパイプの横断面形状、ダイス及び／又はポンチの運動方向等が異なる。
▲１▼パイプの横断面形状
上述したように、パイプの横断面形状は、第１発明では、円形状でも非円形状でも良い。第２発明では円形状であり、第３から第５発明では非円形状である。
▲１▼ダイス及び／又はポンチの運動
第２発明のトリミング方法では、図１０に示すように、ダイス１７５及びポンチ１８０は横断面円形状で、各軸線の回りに自転可能である。柱形状のダイス１７５の外側にパイプ端部（不図示）を挿入し、その回転に同期してポンチ１８０を回転させる。すると、ダイス１７５の第１切刃部１７６とポンチ１８０の第２切刃部１８１とにより、パイプ端部がトリミングされ、所望の異形トリム端が形成される。
【００２５】
本発明で「トリミング」とは、パイプ端部を全周に亘ってその板厚方向に、即ち外面側から内面側に又は内面側から外面側にせん断することを言う。また、「異形トリム端」とは、トリミングされたパイプの縁部が円周方向の各部分において軸方向に出入りしている（凹凸状態になっている）ことを言い、パイプ端部の横断面形状は問題にしない。
【００２６】
第２発明のトリミング方法では、柱形状のダイスは横断面非円形状（例えば長方円形状）、ポンチは横断面円形状である。ポンチはその軸線の回りに自転可能であると共に、ダイスの外表面に沿って公転可能である。
【００２７】
ダイスの外側にパイプ端部を挿入し、ポンチを自転させつつダイスの回りに公転させる。すると、ダイスに挿入されたパイプ端部がダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とによりトリミングされ、所望の異形トリム端が形成される。
【００２８】
第４発明のトリミング方法では、筒形状のダイスは横断面非円形状（例えば長方円形状）、ポンチは横断面円形状である。ポンチはその軸線の回りに自転可能であると共にダイスの内表面に沿って公転可能である。
【００２９】
ダイスをパイプ端部の内側に挿入し、ポンチを自転させつつダイスの回りに公転させる。すると、ダイスに挿入されたパイプ端部がダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とによりトリミングされ、所望の異形トリム端が形成される。
【００３０】
第５発明のトリミング方法では、柱形状のダイスは横断面非円形状（例えば長方円形状）、ポンチは横断面円形状である。ダイスは軸線と直交しかつ横断面の長手方向に移動可能であると共に、移動端で後端中心の回りに反転可能である。
ポンチはその軸線の回りに自転可能である。本発明で「反転」とは、軸線又は軸線と平行な直線の周りに１８０度回動して、前端部と後端部とが反対になるとともに、表面（上面）と裏面（下面）とが反対になることを言う。
【００３１】
ダイスの外側にパイプ端部を挿入し、ダイスを移動させつつポンチを自転させると、ダイスの第１切刃部及びポンチの第２切刃部により端部が内向きにトリミングされる。ダイスが移動端に達したならば、後端中心の回りに反転させる。ダイスの反転時も第１切刃部及び第２切刃部により端部がトリミングされる。これにより端部の半分のトリミングが達成される。よって、この運動を２回繰り返すことにより１サイクルが完了し、所望の異形トリム端が形成される。
▲２▼トリミング方向、位置
トリミングは、ダイスの環状で角縁状の第１切刃部とポンチの環状で角縁状の第２切刃部とによるせん断である。トリミング時、ポンチの第２切刃部がダイスの第１切刃部に対してせん断作用を成し、パイプ端部をその板厚方向にせん断する。よって、トリミング方向は、第２切刃部がパイプ端部を間にして第１切刃部に対して径方向外側にある第２発明、第３発明及び第５発明のトリミング方法では、径方向で内向きである。これに対して、第２切刃部がパイプ端部を間にして第１切刃部に対して径方向内側にある第４発明のトリミング方法では、径方向で外向きである。
【００３２】
第１から第５発明において、第１切刃部及び第２切刃部は、ダイス及びポンチの運動につれて、パイプの端部を周方向に順次トリミングする。即ち、トリミング位置はパイプ端部上を順次移動する。
【００３３】
【実施例】
＜第１実施例＞
（構成）
図１、図２及び図３に、第１発明及び第３発明に対応する第１実施例を示す。
このトリミング装置は、パイプ２３０が押し付けられるダイス１０と、パイプ２３０をダイス１０に押し付けるポンチ２５とから成る。
【００３４】
前記図 に示したように、パイプ２３０は横断面長方円形状で、板厚は軸方向全長及び円周方向全体にわたってほぼ一定である。軸方向の一端部２３２をトリミングして円周方向の各部において軸方向に出入りした異形トリム端２３３を形成する。
【００３５】
図１、図２においてダイス１０は所定長さで横断面長方円形状の柱部材１２と、その一端のフランジ部１８とを含む。柱部分１２の横断面形状は長手方向中間部の矩形部分と、その両側の半円形状部とを備え、パイプ２３０の横断面形状と一致している。図３（ｂ）（ｃ）において、柱部分１２の外表面には所定の幅及び深さの環状の凹溝１３が形成されている。凹溝１３は一対の側壁１４及び底壁１５により区画され、三次元空間内で前記異形トリム端２３３と同様に湾曲している。そして、凹溝１３の一方の角縁が切刃部１６を構成している。よって、切刃部１６は周方向の各部において、軸方向に突出した部分と入り込んだ部分とを持つ。
【００３６】
また、図１において柱部分１２の外表面には長方円形状のギヤー部１９が形成されている。尚、ダイス１０はフランジ部１８において取付部材（不図示）に取り付けられ回転せず、半径方向にも軸方向に移動もしない。
【００３７】
ポンチ２５は所定長さで横断面円形状の円柱部材から成る。外表面に所定の幅及び高さ凸条２７が形成されている。図３（ｂ）（ｃ）において凸条２７は一対の側壁２８及び外壁２９により区画され、その幅は上記凹溝１３の幅よりも少し小さい。凸条２７の一方の角縁が切刃部３１を構成している。
【００３８】
切刃部３１の外周長さはダイス１０の切刃部１６の周長さと等しく、周方向の各部において切刃部１６に対応して軸方向に突出した部分と入り込んだ部分とを持つ。また、外表面に形成された環状のギヤー部３３が、前記ダイス１０のギヤー部１９に噛合い可能である。
【００３９】
ポンチ２５は駆動装置（不図示）に取り付けられ、その軸線の回りに自転可能であるとともに、ダイス１０に接近及び離間すべく昇降可能である。また、ダイス１０の柱部分１２の外表面の回りに公転可能である。但し、自転時も公転時も半径方向にも軸方向にも移動しない。
（作用）
次に、上記ダイス１０及びポンチ２５によるパイプ端部２３２のトリミングについて、図３を参照しつつ説明する。
【００４０】
ポンチ２５が上昇した状態で、ダイス１０の柱部分１２にパイプ端部２３２を軸方向に挿入して嵌合させ、その後ポンチ２５を下降させると、ダイス１０の切刃部１６とポンチ２５の切刃部３１とでパイプ端部２３２が挟まれる。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、ポンチ２５をその軸線の周りに自転させると、ギヤー部３３とギヤー部１９との噛合いによりポンチ２５はダイス１０の回りを長方円形状の軌跡に沿って公転する。このとき、ポンチ２５の切刃部３１の各部分が三次元空間内でダイス１０の切刃部１６の各部分に順次係合する。詳述すると、ポンチ２５が上方位置から右方位置まで公転することにより、パイプ２３０右上方の四分の一が半径方向及び軸方向の異なる位置で、順次外面側から内面側にせん断（トリミング）される。
【００４２】
続いて、ポンチ２５が右方位置から下方位置まで公転することにより、パイプ２３０の右下方の四分の一が半径方向及び軸方向の異なる位置で順次内向きにトリミングされる。こうしてパイプ２３０の右半分のトリミングが終了する。更に、ポンチ２５がダイス１０の下方位置から左方位置を経過して上方位置に戻ることにより、パイプ２３２の左半分が順次トリミングされる。こうして、端部２３２に所定の異形トリム端２３３が形成される。
（効果）
以上詳述した第１実施例によれば、以下の効果が得られる。
【００４３】
第１に、たとえパイプ端部２３２の異形トリム端２３３が軸方向に急激に出入りしている場合でも、所望形状にトリミングすることができる。ダイス１０が異形トリム端２３３に対応する切刃部１６を持ち、ポンチ２５が切刃部１６に対応する切刃部３１を持つからである。
【００４４】
第２に、トリミングのためのダイス１０及びポンチ２５の細かい調整が不要である。ダイス１０を所定位置に固定し、ポンチ２５はそのギヤー部３３をダイス１０のギヤー部１９に噛み合わせて、自転させつつダイス１０の周りに公転させるだけで良い。即ち、ダイス１０が全く運動しないので調整不要であり、またポンチ２５の半径方向及び軸方向での位置調整は一切不要である。ダイス１０の切刃部１６は異形トリム端２３２に対応し、ポンチ２５の切刃部３１は切刃部１６に対応しているからである。
【００４５】
第３に、端部２３２を外方から内方に内向きにせん断するので、外側にせん断面が発生し、外側の加工精度の管理が容易になる。
＜第２実施例＞
図４，図５に第４発明に対応する第２実施例のトリミング方法を示す。この第２実施例は、上記第１実施例と比較して、円柱形状のポンチ６０が筒形状のダイス５０の内周面に沿って自転しつつ公転し、パイプ端部２３２を内面側から外面側にトリミングする点が異なる。
【００４６】
詳述すると、筒形状のダイス５０はパイプ端部２３２の横断面形状と同じ横断面形状を持つ。その一端に所定長さの大径部５１が形成され、大径部５１と小径部５２との境界の段部５３が切刃部を構成している。切刃部５３は同じ形状の２つの切刃部分から成る。ダイス５０は取付部材（不図示）に固定されている。
【００４７】
円柱形状のポンチ６０はダイス５０の中空部に挿入できる程度の細い外径を持つ。先端部６１により形成される切刃部はダイス６０の右半分及び左半分の切刃部５３と同じ形状である。ポンチ６０はその軸線の回りに自転可能であると共に、ダイス５０の内周面に沿って公転可能である。
【００４８】
トリミング時、ダイス５０の中空部にパイプ端部２３２を挿入し、端部２３２の中空部にポンチ６０を挿入する。端部２３２がダイス５０の切刃部５３とポンチ６０の切刃部６１とで挟まれる。ポンチ６０を自転させつつ公転させると、切刃部６１の各部分が順次ダイス５０の切刃部５３の各部分に係合し、端部２３２の周方向の各部分を内側から外側に向かってせん断（トリミング）する。
【００４９】
なお、ポンチ６０の一回転により端部２３２の右半分（図４において）がトリミングされ、もう一回転により左半分がトリミングされる。つまり、端部２３２のトリミングの間にポンチ６０は２回自転する。
【００５０】
第２実施例によれば、上記第１実施例の効果に加えて、パイプ端部２３２を径方向外向きにトリミングするので、内側にせん断面が発生し、内側の加工精度の管理が容易になる効果が得られる。
＜第３実施例＞
図６，図７に第５発明に対応する第３実施例のトリミング方法を示す。この第３実施例は、上記第１実施例と比較して、ポンチ１１０は自転するのみで公転せず、その代わりにダイス１００が長手方向に移動可能で、しかも移動端（前進端）で軸線１０７と平行な回転中心１０４，１０６の回りに反時計方向に反転可能とされている点が異なる。
【００５１】
詳述すると、図６において円柱形状のダイス１００は、長手方向中間の矩形状１０２と、その両側の一方半円部分１０３及び他方半円部分１０５とから成る横断面長方円形状を持つ。その軸線１０７と直交する方向で横断面の長手方向（図６で左右方向）に移動可能である。移動ストロークは一方中心１０４と他方中心１０６との間隔と等しい。
【００５２】
前進（左方）位置において、そのとき右方に位置している他方中心１０６又は一方中心１０４の回りに反時計方向に反転可能である。外周面には前記第１実施例の切刃部１６（図３参照）と同様の切刃部（不図示）が形成されている。円柱形状のポンチ１１０はその軸線の回りに自転可能である。外周面には切刃部１１２が形成されている。
【００５３】
トリミング時、図７（ａ）に示すように、ダイス１００が右方位置から左方位置に前進すると共にポンチ１１２が時計方向に自転し、矩形部１０２の上面の切刃部（不図示）と切刃部１１２とでパイプ端部２３２を外面から内面にトリミングする。図７（ｂ）に示すように、ダイス１００が左方位置に至ったとき、他方中心１０６がポンチ１１０の真下に来る。
【００５４】
その後、図７（ｃ）に示すように、ダイス１００が他方中心１０６の回りに反時計方向に反転し、一方半円部１０３が右半分に移り、他方半円部１０５が左方に宇上面と下面とも反転する。ダイス１００の反転中も、他方部分１０５の切刃部（不図示）と切刃部１１２とでパイプ端部２３２の右方半円部分がトリミングされる。
【００５５】
図７（ｄ）に示すように、右方位置にあるダイス１００は再度左方位置に前進し、この時点で矩形部１０２の上面にある切刃部と切刃部１１２でパイプ端部２３２をトリミングし、一方中心１０４がポンチ１１０の真下に来る。そして、図７（ｅ）に示すように、左方位置において、この時点で右方にある一方中心１０４の回りに他方半円部１０５が反時計方向に反転して一サイクルが終了する。
【００５６】
第３実施例によれば、上記第１実施例の効果に加えて、ポンチ１１０の構成が簡単になる。ポンチ１１０は自転するのみで公転しないからである。尚、ダイス１００の運動は、移動と反転との組合せであり、それほど複雑な運動ではない。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本願の第１発明のパイプ端部のトリミング方法によれば、パイプ端部が第１切刃部を備えたダイスと第２切刃部を備えたポンチとにより周方向で順次トリミングされ、所望の異形トリム端を形成することができる。
【００５８】
第２発明のパイプ端部のトリミング方法によれば、自転するダイスと同期してポンチを自転させることにより、ダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とにより横断面円形状のパイプ端部を円周方向に順次トリミングし、所望の異形トリム端を形成することができる。
【００５９】
第３発明のパイプ端部のトリミング方法によれば、固定した柱形状のダイスに対してポンチを自転させつつダイスの外表面の周りを公転させることにより、ダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とで横断面非円形状のパイプ端部を円周方向に順次トリミングし、所望の異形トリム端を形成することができる。
【００６０】
第４発明のパイプ端部のトリミング方法によれば、固定した筒形状のダイスに対してポンチを自転させつつダイスの内表面の周りを公転させることにより、ダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とで、横断面非円形状のパイプ端部を円周方向に順次トリミングし、所望の異形トリム端を形成することができる。
【００６１】
第５発明のパイプ端部のトリミング方法によれば、横断面形状の長手方向に移動可能であるとともに移動端で軸線と平行な軸の周りに反転可能なダイスと自転可能なポンチとにより、ダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とで横断面非円形状のパイプ端部を円周方向に順次トリミングし、所望の異形トリム端を形成することができる。
【００６２】
請求項３、６、１２、１６及び２２のトリミング方法によれば、ポンチがパイプ端部の径方向にも軸方向にも移動しないので、その駆動の調整、制御が簡単である。請求項４，７，１０及び２０のトリミング方法によれば、第１切刃部の長さと第２切刃部の長さとが等しいので、双方の切刃部によりパイプ端部が確実にトリミングできる。
【００６３】
請求項５，９及び１９のトリミング方法によれば、ダイスが横断面長方円形状で、ポンチが横断面形状であるので、ポンチのダイスの周りの公転、ダイスの移動及び反転が容易である。請求項１１のトリミング方法によれば、第１切刃部と第２切刃部との間の軸方向に隙間が所定の大きさに維持されているので、パイプ端部が良好に切断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例で使用するトリミング装置の正面断面図図である。
【図２】図１のトリミング装置の側面図である。
【図３】（ａ）は上記第１実施例の側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は要部拡大図に相当し、上記第１実施例の作動を説明する説明図である。
【図４】本発明の第２実施例で使用するトリミング装置の側面図である。
【図５】図４のトリミング装置の要部正面断面図である。
【図６】本発明の第３実施例で使用するトリミング装置の側面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）及び（ｅ）は第３実施例の側面図に相当し、作動を説明する説明図である。
【図８】発明の第１実施の形態を示す説明図である。
【図９】発明の第２実施の形態を示す説明図である。
【図１０】発明の第３実施の形態を示す説明図である
【図１１】（ａ）は本発明のトリミング方法でトリミングされるパイプの
斜視図、（ｂ）は同じく正面図である。
【図１２】第１従来例を示す正面断面図である。
【図１３】（ａ）は第２従来例を示す側面図、（ｂ）は同じく正面断面図である。
【符号の説明】
１０：ダイス
１２：柱状部 １３：凹溝
１６：第１切刃部
２５：ポンチ
２７：凸条 ３１：第２切刃部
２３０：パイプ
２３２：端部 ２３３：異形トリム端

Claims (22)

1. 所定横断面形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りする異形トリム端を形成するトリミング方法であって、
   パイプに対応する所定横断面形状を持ち、その外表面に三次元空間内で前記異形トリム端に対応して環状の第１切刃部が形成されパイプを保持する前記ダイス、及びその外表面に前記第１切刃部に対応して第２切刃部が形成された前記ポンチの少なくとも一方を所定方向に運動させることにより、該第１切刃部及び該第２切刃部の各部分でパイプ端部の周方向の各部分を順次トリミングし、異形トリム端を形成することを特徴とするパイプ端部のトリミング方法。
2. 前記第２切刃部は環状である請求項１に記載のトリミング方法。
3. 前記ダイス及び前記ポンチはパイプ端部の半径方向及び軸方向に移動しない請求項１に記載のトリミング方法。
4. 前記第１切刃部の長さと、前記第２切刃部の長さとは等しい請求項３に記載のトリミング方法。
5. 横断面円形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りする異形トリム端を形成するトリミング方法であって、
   パイプに対応する横断面円形状を持ち、その外表面に三次元空間内で前記異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部が形成されその軸線の回りに自転可能な円柱形状の前記ダイスを、パイプ端部の中空部に挿入する工程と、
   前記ダイスと平行に配置され、その外表面に順次前記第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部が形成された円柱形状の前記ポンチを、該ダイスの自転と同期してその軸線の周りに自転させ、該第１切刃部と該第２切刃部とでパイプ端部をトリミングして異形トリム端を形成する工程と、
   から成ることを特徴とするパイプ端部のトリミング方法。
6. 前記ダイス及び前記ポンチはパイプ端部の半径方向及び軸方向に移動しない請求項５に記載のトリミング方法。
7. 前記第１切刃部の長さと、前記第２切刃部の長さとは等しい請求項５に記載のトリミング方法。
8. 横断面非円形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りする異形トリム端を形成するトリミング方法であって、
   パイプに対応する横断面非円形状を持ち、その外表面に三次元空間内で前記異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部が形成された柱形状の前記ダイスを、パイプの端部の中空部に挿入する工程と、
   前記ダイスと平行に配置され、その外表面に順次前記第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部が形成された柱形状の前記ポンチを、その軸線の周りに自転させつつ前記ダイスの外表面の周りに公転させ、該第１切刃部と該第２切刃部とでパイプ端部をトリミングして異形トリム端を形成する工程と、
   から成ることを特徴とするパイプ端部のトリミング方法。
9. 前記ダイスはパイプの横断面形状と一致する横断面長方円形状、前記ポンチは横断面円形状である請求項８に記載のトリミング方法。
10. 前記ダイスの第１切刃部の周長さと、前記ポンチの第２切刃部の周長さとは等しい請求項８に記載のトリミング方法。
11. 前記第１切刃部と前記第２切刃部とはパイプの軸方向において一定間隔で対向している請求項８に記載のトリミング方法。
12. 前記ダイス及び前記ポンチはパイプ端部の半径方向及び軸方向に移動しない請求項８に記載のトリミング方法。
13. 横断面非円形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りする異形トリム端を形成するトリミング方法であって、
    パイプに対応する横断面非円形状を持ち、その内表面に三次元空間内で前記異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部が形成された筒形状の前記ダイスの中空部に、パイプの端部を挿入する工程と、
    前記ダイスと平行に配置され、順次前記第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部が形成された円柱形状の前記ポンチを、その軸線の周りに自転させつつ該ダイスの内表面の周りに公転させ、該第１切刃部と該第２切刃部とで前記パイプ端部をトリミングして異形トリム端を形成する工程と、
    から成ることを特徴とするパイプ端部のトリミング方法。
14. 前記ポンチは１回公転する間に複数回自転する請求項１３に記載のトリミング方法。
15. 前記ダイスはパイプの横断面形状と一致する横断面長方円形状、前記ポンチは横断面円形状である請求項１３に記載のトリミング方法。
16. 前記ダイス及び前記ポンチはパイプ端部の半径方向及び軸方向に移動しない請求項１３に記載のトリミング方法。
17. 横断面非円形状のパイプ端部に、ダイスとポンチとにより、周方向の各部分において軸方向に出入りした異形トリム端を形成するトリミング方法であって、
    パイプに対応する横断面非円形状形状を持ち、外表面に三次元空間内で異形トリム端に対応して湾曲した環状の第１切刃部が形成された柱形状の前記ダイスをパイプ端部に挿入し、
    前記ダイスを軸直角方向に移動させつつ外表面に順次前記第１切刃部に係合するように湾曲した環状の第２切刃部が形成された柱形状のパンチをその軸線の周りに自転させ、該ダイスの移動端で該ポンチを自転させつつ該ダイスをパイプの軸線と平行な軸の周りに反転させ、該第１切刃部と該第２切刃部とで前記パイプ端部をトリミングして異形トリム端を形成する工程と、
    から成ることを特徴とするパイプ端部のトリミング方法。
18. 前記ダイスは移動及び反転を２回繰り返す請求項１７に記載のトリミング方法。
19. 前記ダイスはパイプの横断面形状と一致する横断面長方円形状、前記ポンチは横断面円形状である請求項１７に記載のトリミング方法。
20. 前記ダイスの第１切刃部の周長さと、前記ポンチの第２切刃部の周長さとは等しい請求項１７に記載のトリミング方法。
21. 前記第１切刃部と前記第２切刃部とはパイプの軸方向において一定間隔で対向している請求項１７に記載のトリミング方法。
22. 前記ダイス及び前記ポンチはパイプ端部の半径方向及び軸方向に移動しない請求項１７に記載のトリミング方法。

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