(57)【要約】【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少ない工数及びやすい設備コストで容易に形成でき、トリミング時にパイプ本体から切り離されるスクラップの除去が容易なトリミング方法を提供することである。【解決手段】ダイス１０はパイプ２３０に対応する横断面形状を持ち、その外表面に異形トリム端に対応した環状の第１切刃部１６と、その途中から分岐した第１スクラップカッタ部１８とが形成されている。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はその外表面に第１切刃部に係合する環状の第２切刃部３１と、第１スクラップカッタ部に係合する第２スクラップカッタ部３４とが形成されている。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て、異形トリム端２３３を形成し、スクラップ２３７を除去する。【選択図】図１
2004167647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、所定トリム端を形成するトリミング方法であって、
パイプ端部に対応する所定横断面形状を持ち、その表面に三次元空間内で前記所定トリム端に対応した環状の第１切刃部及びその途中から分岐した第１スクラップカッタ部が形成されパイプ端部を保持する前記ダイス及び／又はその外表面に前記第１切刃部に対応した第２切刃部及びその途中から分岐し前記第１スクラップカッタ部に対応した第２スクラップカッタ部が形成された前記ポンチを所定方向に運動させ、
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前記所定トリム端を形成すると共に、トリミングによりパイプ端部から切り離される筒状のスクラップに該第１スクラップカッタ部及び該第２スクラップカッタ部により軸方向のスリットを入れ該ダイスから離脱させる、
ことを特徴とするパイプ端部のトリミング方法。
【請求項２】
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、
パイプ端部に対応する所定横断面形状を持ち、その表面に三次元空間内で前記異形トリム端に対応した環状の第１切刃部及びその途中から分岐した第１スクラップカッタ部が形成されパイプ端部を保持する前記ダイス及び／又はその外表面に前記第１切刃部に対応した第２切刃部及びその途中から分岐し前記第１スクラップカッタ部に対応した第２スクラップカッタ部が形成された前記ポンチを所定方向に運動させ、
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前記異形トリム端を形成すると共に、トリミングによりパイプ端部から切り離される筒状のスクラップに該第１スクラップカッタ部及び該第２スクラップカッタ部により軸方向のスリットを入れ該ダイスから離脱させる、
ことを特徴とするパイプ端部のトリミング方法。
【請求項３】
円柱形状で横断面円形状の前記ダイスの外側に横断面円形状のパイプ端部が挿入され、該ダイス及び円柱形状の前記ポンチはそれぞれの軸線の回りに自転する請求項２に記載のトリミング方法。
【請求項４】
柱形状で横断面非円形状の前記ダイスの外側に横断面非円形状のパイプ端部が挿入され、円柱形状の前記ポンチはその軸線の回りに自転するとともに該ダイスの外表面の回りに公転する請求項２に記載のトリミング方法。
【請求項５】
筒形状で横断面非円形状の前記ダイスの内側に横断面非円形状のパイプ端部が挿入され、円柱形状の前記ポンチはその軸線の回りに自転するとともに該ダイスの内表面の回りに公転する請求項２に記載のトリミング方法。
【請求項６】
柱形状で横断面非円形状の前記ダイスの外側に横断面非円形状のパイプ端部が挿入され、該ダイスはその軸線と直交する方向に移動するとともに移動端で軸線と平行な軸の回りに反転し、円柱形状の前記ポンチはその軸線の回りに自転する請求項２に記載のトリミング方法。
【請求項７】
前記第１切刃部は前記ダイスの外表面又は内表面に形成された第１凹溝の一方の環状の角縁から成り、前記第２切刃部は前記ポンチの外表面に形成された第１凸条の一方の環状の角縁から成る請求項３，４、５又は６に記載のトリミング方法。
【請求項８】
前記第１スクラップカッタ部は前記第１凹溝よりも狭くて深い第２凹溝の一方の角縁から成り、前記第２スクラップカッタ部は前記第１凸条よりも狭くて高い第２凸条の一方の角縁から成る請求項３，４、５又は６に記載のトリミング方法。
【請求項９】
前記第１スクラップカッタ部は前記第１切刃部上の分岐点から少なくともスクラップの先端縁に対応する位置迄延び、前記第２スクラップカッタ部は前記第２切刃部上の分岐点から少なくともスクラップの先端縁に対応する位置迄延びている請求項３，４、５又は６に記載のトリミング方法。
【発明の詳細な説明】
【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異形トリム端を形成し、その際パイプ端部から切り離される筒形状のスクラップをダイスから離脱させ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１１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。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、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を軸直角方向に移動させ、その外周面をパイプ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１０に示すように、パイプ２３０の端部（以下、必要に応じて「パイプ端部」と呼ぶ）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形トリム端を第２パイプの端部に形成するには、切断ローラ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１２（ａ）（ｂ）に示すように、パイプ２３５と同じ断面長円形状のダイス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。
【０００６】
パイプ２３５の端部（以下、必要に応じて「パイプ端部」と呼ぶ）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を自転させるとともに半径方向に移動させつつダイス２４０の回りに公転させる。そして、自転及び公転の際、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とでパイプ端部２３６がトリミングされる。
【０００７】
【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（図５及び関連説明）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記図１１に示した第２従来例では、第１に異形トリム端の形成が面倒であり、第２にパイプ端部２３６から切り離される横長円筒形状のスクラップ２３７の処理が困難である。
【０００９】
第１の問題に関し、パイプ２４０の異形トリム端軸方向の出入り量が大きいとき等はトリミングが困難である。その理由は、切断ローラ２４５はその周縁がパイプ端部２３６の軸線方向と直交する方向に食い込んでおり、軸方向の移動が困難だからである。また、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。ダイス２４０の周りに公転するとき、切断ローラ２４５を（半）径方向に移動させる必要があり、その位置調整には細かい制御が必要される。更に、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い。
【００１０】
第２の問題に関し、パイプ端部２３６を切断ローラ２４５によりトリミングすると筒形状のスクラップ２３７が発生し、ダイス２４０の柱部分の外表面に巻き付く。このスクラップをダイスから除去するには、切断工具を使用して一部にスリットを入れる等の作業が必要となり、余分な手間及び時間がかかる。
【００１１】
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小さい工数及び安価な設備で形成でき、しかもトリミングにより発生する筒形状のスクラップをダイスから簡単に除去できる、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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、ダイスとポンチとでパイプ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に対応し環状の切刃部を形成し、ポンチにはダイスの切刃部に対応した切刃部を形成し、両方の切刃部を周方向で順次係合させ、せん断作用によりトリミングすることを思い付いた。その上で、トリミング時スクラップにスリットを入れるスクラップカッタ部をダイス及びポンチに形成することを思い付いた。
【００１３】
本願の第１発明によるパイプ端部のトリミング方法は、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所定トリム端を形成するトリミング方法であって、パイプ端部に対応する所定横断面形状を持ち、その表面に三次元空間内で所定トリム端に対応した環状の第１切刃部及びその途中から分岐した第１スクラップカッタ部が形成されパイプ端部を保持するダイス及び／又はその外表面に第１切刃部に対応した第２切刃部及びその途中から分岐し第１スクラップカッタ部に対応した第２スクラップカッタ部が形成されたポンチを所定方向に運動させ、第１切刃部及び第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所定トリム端を形成すると共に、トリミングによりパイプ端部から切り離される筒状のスクラップに第１スクラップカッタ部及び第２スクラップカッタ部により軸方向のスリットを入れ該ダイスから離脱させることを特徴とする。
【００１４】
このトリミング方法において、ダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とがパイプ端部をトリミングし所定トリム端を形成するとともに、ダイスの第１スクラップカッタ部とポンチの第２スクラップカッタ部とがポンプ本体から分離したスクラップにスリットを入れる。
【００１５】
本願の第２発明によるパイプ端部のトリミング方法は、請求項２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、パイプ端部に対応する所定横断面形状を持ち、その表面に三次元空間内で異形トリム端に対応した環状の第１切刃部及びその途中から分岐した第１スクラップカッタ部が形成されパイプ端部を保持するダイス及び／又はその外表面に第１切刃部に対応した第２切刃部及びその途中から分岐し第１スクラップカッタ部に対応した第２スクラップカッタ部が形成されたポンチを所定方向に運動させ、第１切刃部及び第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と共に、トリミングによりパイプ端部から切り離される筒状のスクラップに第１スクラップカッタ部及び第２スクラップカッタ部により軸方向のスリットを入れ該ダイスから離脱させることを特徴とする。
【００１６】
このトリミング方法において、ダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とがパイプ端部をトリミングし、周方向の各部分で軸方向に出入りした異形トリム端を形成するとともに、ダイスの第１スクラップカッタ部とポンチの第２スクラップカッタ部とがパイプ本体から分離したスクラップにスリットを入れる。
【００１７】
請求項３のトリミング方法は、請求項２において、円柱形状で横断面円形状のダイスの外側に横断面円形状のパイプ端部が挿入され、ダイス及び円柱形状のポンチはそれぞれの軸線の回りに自転する。請求項４のトリミング方法は、請求項２において  柱形状で横断面非円形状のダイスの外側に横断面非円形状のパイプ端部が挿入され、円柱形状のポンチはその軸線の回りに自転するとともにダイスの外表面の回りに公転する。
【００１８】
請求項５のトリミング方法は、請求項２において、筒形状で横断面非円形状のダイスの内側に横断面非円形状のパイプ端部が挿入され、円柱形状のポンチはその軸線の回りに自転するとともに該ダイスの内表面の回りに公転する。請求項６のトリミング方法は、請求項２において、柱形状で横断面非円形状のダイスの外側に横断面非円形状のパイプ端部が挿入され、ダイスはその軸線と直交する方向に移動するとともに移動端で軸線と平行な軸の回りに反転し、円柱形状のポンチはその軸線の回りに自転する。
【００１９】
請求項７のトリミング方法は、請求項３，４，５又は６において、第１切刃部はダイスの外表面又は内表面に形成された第１凹溝の一方の環状の角縁から成り、第２切刃部はポンチの外表面に形成された第１凸条の一方の環状の角縁から成る。請求項８のトリミング方法は、請求項３，４，５又は６において、第１スクラップカッタ部は第１凹溝よりも狭くて深い第２凹溝の一方の角縁から成り、第２スクラップカッタ部は第１凸条よりも狭くて高い第２凸条の一方の角縁から成る。
【００２０】
請求項９のトリミング方法は、請求項３，４，５又は６において、第１スクラップカッタ部は第１切刃部上の分岐点から少なくともスクラップの先端縁に対応する位置迄延び、第２スクラップカッタ部は第２切刃部上の分岐点から少なくともスクラップの先端縁に対応する位置迄延びている。
【００２１】
【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  鉄、アルミニウム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。
【００２２】
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）の横断面形状は円形状でも非円形状でも良い。本発明で「非円形状」には長円形状や楕円形状が含まれる。なお、長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。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。
【００２３】
パイプ端部のトリミング（せん断）は周方向の各部分が軸方向に出入りしても、しなくても良い。但し、軸方向に出入りしている場合に本発明が良好に適用され、出入りした端部を「異形トリム端」と呼ぶ（後に詳述する）。また、パイプ端部の外径及び内径は均一でも良いし、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。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。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り、その（円）周長さはパイプ端部の（円）周長さに等しい。
▲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。
【００２４】
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。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第１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。また、ダイスの外表面又は内表面に形成した大径部と小径部との境界の環状の段部、又はダイスの端部の環状の角縁で第１切刃部を形成することもできる。
▲３▼第１スクラップカッタ部
ダイスが柱形状でも筒形状でも、第１スクラップカッタ部は第１切刃部の途中から分岐し、スクラップの先端縁側に伸びている。分岐点は軸方向の出入り量が多い部分や、スクラップの先端縁からの距離が短い部分であることが望ましい。題すの外表面の展開図において、第１スクラップカッタの延長線が第１切刃部の延長線に対して成す角度を所定範囲で選択する。これにより、（円）周方向において、スクラップにスリットを入れる場合のせん断抵抗の増加を抑制することができ、また異形トリム端側から先にスリットが入ることになる。
【００２５】
第１スクラップカッタ部の深さは第１切刃部の深さよりも深いことが望ましい。その理由は、スクラップの異形トリム端（後端部）側はダイスの第１凹溝内に入り込んでおり、第１切刃部と同じ深さではスリットが確実に入らないおそれがあるからである。そのためには、第１凹溝の溝底面に第１凹溝よりも狭い第２凹溝を形成すればよい。
【００２６】
第１スクラップカッタ部の本数１本又は２本とできる。第１スクラップカッタ部が１本の場合、横断面円形状のダイスの外表面の任意の場所から分岐でき、横断面非円形状の外表面又は内表面の半円部分以外の部分から分岐できる。２本の第１スクラップカッタ部は、横断面円形状のダイスの外周面の直径方向で対向する２つの部分から分岐でき、横断面非円形状のダイスの外表面又は内表面の半円形部以外の部分で半径方向で対向する２つの場所から分岐できる。
▲４▼ダイスの回転・移動
ダイスは固定されていても良いし、所定方向に運動しても良い。運動には、その軸線の回りに自転する場合や、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度反転する場合がある。但し、何れの場合もダイスは軸方向及び半径方向には移動しない。
＜ポンチ＞
▲１▼全体
本発明で「ポンチ」とは、トリ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、円柱形状を持つ。その円周長さはダイスの円周長さ又は周長さに等しい場合と、ダイスの周長さの数分の一（例えば二分の一）の場合とがある。
▲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い。第２切刃部が順次第１切刃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していれば良い。
【００２７】
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第１凸条の少なくとも一方の環状の角縁で第２切刃部を形成できる。また、ポンチの外表面に形成した大径部と小径部との境界の環状の段部、又はポンチの端部の環状の周縁で第２切刃部を形成することもできる。
▲３▼第２スクラップカッタ部
第２スクラップカッタ部は第２切刃部の途中から分岐し、スクラップの先端縁側に向かって伸びる。分岐点は軸方向の出入り量が多い部分や、スクラップの先端縁からの距離が短い部分であることが望ましい。ポンチの外表面の展開図において、第２スクラップカッタの延長方向が第２切刃部の延長方向に対して成す角度を所定範囲で選定するできる。これにより、（円）周方向において異形トリム端側から先にスリットが入ることになる。
【００２８】
第２スクラップカッタ部の深さは第２切刃部の高さよりも高いことが望ましい。その理由は、上述したように、第１スクラップカッタ部は第１切刃部よりも深いからである。そのためには、第１凸条の外表面に第１凸条よりも狭い第２凸条を形成すればよい。
【００２９】
第２スクラップカッタ部の本数１本又は２本とできる。第２スクラップカッタ部が１本の場合、横断面円形状のポンチの外表面の任意の場所から分岐できる。２本の第２スクラップカッタ部は、横断面円形状のダイスの外周面の直径方向で対向する２つの部分から分岐できる。
▲４▼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。ダイス及びポンチをパイプ端部に対して同じ側に配置することもでき、反対側に配置することもできる。
▲５▼回転・移動
ポンチは固定されていても良いし、所定方向に運動しても良い。運動には、その軸線の回りに自転する場合や、その軸線の回りに自転しつつダイスの外表面又は内表面の回りに公転する場合がある。この場合、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、例えば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。
▲６▼切刃部間の隙間
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端部の板厚の１から３割程度とすることが望ましい。この隙間が１割よりも小さくなると押潰し又は二重せん断となり、３割よりも大きくなるとダレが発生したり曲加工となり、何れも望ましくない。
＜トリミング方法＞
本発明のトリミング方法は４つの実施の形態を含む。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）  異形トリム端の形成
▲１▼第１の実施の形態のトリミング方法では、ダイス及びポンチは横断面円形状で、各軸線の回りに自転可能である。円柱形状のダイスの外側に横断面円形状のパイプ端部を挿入し、その回転に同期してポンチを回転させる。すると、第１切刃部と第２切刃部とがパイプ端部を内向きにトリミングし、異形トリム端が形成される。
【００３０】
本発明で「トリミング」とは、ダイスの環状で角縁状の第１切刃部とポンチの角縁状の第２切刃部とにより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。第１切刃部及び第２切刃部によるトリミング位置はパイプ端部上を周方向に順次移動する。これは、次述する第２，第３及び第４の実施の形態でも同様である。
【００３１】
また、「所定トリム端」とは、トリミングされたパイプの縁部が周方向の各部分において軸方向で出入りしているかどうかを問わない。これに対して、「異形トリム端」とは、パイプの縁部が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。
▲２▼第２の実施の形態のトリミング方法では、柱形状のダイスは横断面非長円形状（例えば長円形状）、円柱形状のポンチは横断面円形状である。ポンチはダイスの径方向外側に配置され、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。
【００３２】
ダイスの外側に横断面非円形状の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を第１切刃部と第２切刃部とがトリミングし、異形トリム端が形成される。
▲３▼第３の実施の形態のトリミング方法では、筒形状のダイスは横断面非長円形状（例えば長円形状）、円柱形状のポンチは横断面円形状である。ポンチはダイスの径方向内側（中空部）に配置され、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。
【００３３】
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をダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とがトリミングし、異形トリム端が形成される。
▲４▼第４の実施の形態のトリミング方法では、柱形状のダイスは横断面非長円形状（例えば長円形状）、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。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。ポンチはその軸線の回りに自転可能である。
【００３４】
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、第１切刃部及び第２切刃部がパイプ端部をトリミングする。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切刃部がパイプ端部をトリミングする。これによりパイプ端部の半分のトリミングが達成される。よって、この運動を複数回（例えば２回）繰り返すことにより１サイクルが完了し、異形トリム端が形成される。
（２）  スクラップの除去
第１切刃部及び第２切刃部によるパイプ端部のトリミングに伴い、異形トリム端よりも先端側が筒形状のスクラップとなり、ダイスの外表面又は内表面に巻き付く。本発明では、このスクラップをダイスの第１スクラップカッタ部及びポンチの第２スクラップカッタ部により除去する。
▲１▼第１の実施の形態
共に自転するダイスの第１切刃部とポンチの第２切刃部とによるパイプ端部のトリミングの所定時期、ポンチの第２スクラップカッタ部の各部分がダイスの第１スクラップカッタ部の各部分に順次に係合する。その結果、円筒形状のスクラップは外周面上の一カ所又は二箇所において外周面から内周面側にせん断され、板厚方向に貫通し軸方向に延びる１本又は２本のスリットが形成される。
【００３５】
スリットは異形トリム端と所定角度を成し、スクラップの軸線と平行に延びても、軸線に対して所定角度を成しても良く、その延長方向は第１及び第２スクラップカッタ部の延長方向により決まる。これは次述する第２，第３及び第４の実施の形態においても同様である。
▲２▼第２の実施の形態
固定されたダイスの第１切刃部と、自転及びダイスの外表面周りに公転するポンチの第２切刃部とによるパイプ端部のトリミングの所定時期、ポンチの第２スクラップカッタ部の各部分がダイスの第１スクラップカッタ部の各部分に順次に係合する。その結果、横長円筒形状のスクラップは周面上の一カ所又は二箇所において外周面から内周面側にせん断され、板厚方向に貫通し軸方向に延びる１本又は２本のスリットが形成される。
【００３６】
尚、スリットは長手方向中間部の平坦面に形成されても、両側の一対の湾曲面に形成されても良い。これは、次述する第３及び第４の実施の形態でも同様である。
▲３▼第３の実施の形態
固定されたダイスの第１切刃部と、自転及びダイスの内表面周りに公転するポンチの第２切刃部とによるパイプ端部のトリミングの所定時期、ポンチの第１スクラップカッタ部の各部分がダイスの第２スクラップカッタ部の各部分に順次に係合する。その結果、横長円筒形状のスクラップは周面上の一カ所又は二箇所において内周面から外周面側にせん断され、板厚方向に貫通し軸方向に延びる１本又は２本のスリットが形成される。
▲４▼第４の実施の形態
ダイスの軸線と直交する方向に移動可能でしかも移動端において軸線と平行な軸の周りに反転可能なダイスの第１切刃部と、自転するポンチ第２切刃部とによるパイプ端部のトリミングの所定時期、ポンチの第２スクラップカッタ部の各部分がダイスの第１スクラップカッタ部の各部分に順次に係合する。その結果、横長円筒形状のスクラップは周面上の一カ所又は二箇所において外周面から内周面側にせん断され、板厚方向に貫通し軸方向に延びる１本又は２本のスリットが形成される。
【００３７】
【実施例】
＜第１実施例＞
（構成）
図１、図２、図３、図４及び図５に第１実施例を示す。トリミング装置は、パイプ２３０保持及び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。
【００３８】
前記図１０に示したように、パイプ２３０は横断面長円形状で、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。そして、トリミング時に発生するスクラップ２３７をダイス１０から離脱させる。
【００３９】
図１、図２においてダイス１０は所定長さで横断面長円形状の柱部材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）及び図４（ａ）（ｂ）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第１凹溝１３が形成されている。第１凹溝１３は一対の側壁１４ａ及び底壁１４ｂ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。第１凹溝１３の一方の角縁により構成される第１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。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、矩形状部の一対の平坦面１１ａ、１１ｂ上の第１凹溝１３上の軸方向の出入り量が大きい２つの部分から２本の第２凹溝１７が分岐し、その延長方向は第１凹溝１３の延長方向に対してほぼ直交している。図４（ｂ）に示すように、第２凹溝１７は深さは第１凹溝１３よりも深く幅は狭い。その結果、深さ方向の途中に段部から成る第１スクラップカッタ部１８が形成されている。
【００４１】
また、図１において柱部分１２の外表面には長円形状のギヤー部２２が形成されている（図４（ａ）では図示を省略している）。尚、ダイス１０はフランジ部２１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。
【００４２】
図１、図２及び図５（ａ）（ｂ）において、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の第１凸条２７が形成されている。図３（ｂ）（ｃ）及び図５（ａ）（ｂ）において、第１凸条２７は一対の側壁２８ａ及び外壁２８ｂにより区画され、その幅は上記第１凹溝１３の幅よりも少し小さく、その一方の角縁が第２切刃部３１を構成している。
【００４３】
第２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第１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。
【００４４】
ポンチ２５の第１凸条２７上の軸方向の出入り量が大きい２つの部分から２本の第２凸条３３が分岐し、その延長方向は第１凸条２７の延長方向に対してほぼ直交している。図５（ａ）（ｂ）に示すように、第２凸条３３は高さは第１凸条２７よりも高く幅は狭い。その結果、高さ方向の途中に段部から成る第２スクラップカッタ部３４が形成されている。また、外表面に形成された環状のギヤー部３６が、前記ダイス１０のギヤー部２２に噛合い可能である。
【００４５】
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、及びスクラップの除去について説明する。
【００４６】
図１，図２において、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。
【００４７】
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３６とギヤー部２２との噛合いによりポンチ２５はダイス１０の回りを長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。
【００４８】
詳述すると、ポンチ２５がダイス１０の上方に位置している一方平坦面１１ａ上を右方向に公転することにより、パイプ２３０の上方にある一方平坦部２３１ａ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。それに伴い、ポンチ２５の第２スクラップカッタ部３４の各部分がダイス１０の第１スクラップカッタ部１８の各部分に順次係合し、スクラップ２３７（図１０参照）の一方の平坦部を外面から内面に向かってせん断し、一方スリット２３８を入れる。
【００４９】
続いて、ポンチ２５がダイス１０の右方に位置している一方半円部１１ｃの回りを統計方向に公転することにより、パイプ２３０の右方に位置している一方の半円部２３１ｃが第１切刃部１６及び第２切刃部３１により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。尚、この間は第２スクラップカッタ部３４は第１スクラップカッタ部１８に係合しない。
【００５０】
更に、ポンチ２５がダイス１０の下方に位置している他方平坦面１１ｂ上を左方向に公転し、下方にある他方平坦部２３１ｂが第１切刃部１６及び第２切刃部３１により半径方向及び軸方向の異なる位置で、内向きにトリミングされる。それに伴い、ポンチ２５の第２スクラップカッタ部３４の各部分がダイス１０の第１スクラップカッタ部１８の各部分に順次係合し、スクラップ２３７の他方平坦部を外面から内面に向かってせん断し、他方スリット２３９を入れる。
【００５１】
続いて、ポンチ２５がダイス１０の左方に位置している他方半円部１１ｄの回りを時計方向に公転し、左方に位置している他方半円部２３１ｄが半径方向及び軸方向の異なる位置で内向きにトリミングされる。尚、この間は第２スクラップカッタ部３４は第１スクラップカッタ部１８に係合しない。
【００５２】
こうして、パイプ端部２３２に所定形状の異形トリム端２３３が形成されると共に、横長円筒形状のスクラップ２３７がパイプ本体から切り離される。そして、スクラップ２３７は２本のスリット２３８、２３９により二分割されダイス１０から離脱し、下方に落下して除去される。
（効果）
以上詳述した第１実施例によれば、異形トリム端２３３の形成に関し、以下の効果が得られる。先ず、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。
【００５３】
また、ダイス１０及びポンチ２５の細かい位置調整が不要である。ダイス１０を所定位置に固定し、ポンチ２５はそのギヤー部３６をダイス１０のギヤー部２２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く、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。更に、パイプ端部２３２を外方から内方に内向きにせん断するのでせん断面が外面側となり、外面の精度の保証が容易になる。
【００５４】
一方、スクラップ２３７の除去に関する効果は以下の通りである。まず、異形トリム端２３３の形成後スクラップ２３７を除去するための作業が不要となる。異形トリム端２３３のトリミング時に入る２本のスリット２３８，２３９によりスクラップ２３７が二分割され、ダイス１０から離脱するからである。
【００５５】
また、スクラップ２３７のダイス１０からの離脱が確実である。第１スクラップカッタ部１８は第１切刃部１６よりも深く、第２スクラップカッタ部３４は第２切刃部３１よりも高いため、トリミングでパイプ本体から切り離され浮遊状態にあるスクラップ２３７にスリット２３８，２３９が確実に入るからである。更に、ダイス１０の形状に融通性が生ずる。ダイス１０がスクラップ２３７の先端縁側（トリミングされるのとは反対側）に長く延びているが、スクラップ２３７は二分割されるので、軸方向に抜き出すことを考慮してダイス１０を設計しなくて良いからである。
＜第２実施例＞
図６，図７に第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を外向きにトリミングする点が異なる。
【００５６】
詳述すると、ダイス５０はパイプ端部２３２の横断面長円形状と同じ横長筒形状を持つ。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が第１切刃部を構成している。第１切刃部５３は上下で同じ形状を持つ。つまり、図６において上半分と下半分とに同じ形状の第１切刃部５３が形成されている。一方平坦面５４ａ及び他方平坦面５４ｂ上の第１切刃部５３の途中からそれぞれ第１スクラップカッタ部（不図示）が分岐している。尚、ダイス５０は取付部材（不図示）に固定されている。
【００５７】
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。第２切刃部６１はダイス６０の上半分及び下半分の第１切刃部５３と対応する形状とされている。第２切刃部の途中から２本の第２スクラップカッタ部（一方６３のみ図示）が分岐して延びている。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。
【００５８】
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、パイプ端部２３２の中空部にポンチ６０を挿入する。パイプ端部２３２がダイス５０の第１切刃部５３とポンチ６０の第１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、第２切刃部６１の各部分が順次ダイス５０の第１切刃部５３の各部分に係合し、パイプ端部２３２の周方向の各部分を内側から外側に向かってトリミングする。なお、ポンチ６０の一回転によりパイプ端部２３２の右半分（図６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、パイプ端部２３２のトリミングの間にポンチ６０は２回自転する。
【００５９】
また、ポンチがダイスの一方平坦面５４ａ及び他方平坦面５４ｂ上を公転しているとき、スクラップ２３７にスリット２３８，２３９が入る。
【００６０】
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し、スクラップ２３７に径方向外向きにスリットを入れるので、拡径に必要な荷重を抑えることができ、またスクラップ２３７が落下し易くなる効果が得られる。
＜第３実施例＞
図８，図９に第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、しかも移動端で軸線１０７と平行な回転中心１０４，１０６の回りに反転可能とされている点が異なる。
【００６１】
詳述すると、図８において円柱形状のダイス１００は、一方平坦面１０１ａ及び他方平坦面１０１ｂを備えた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８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。
【００６２】
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実施例の第１切刃部１６及び第１スクラップカッタ部１８（図４参照）と同様の切刃部及びスクラップカッタ部（不図示）が形成されている。
【００６３】
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。外周面には第２切刃部１１２と、その途中から分岐した第２スクラップカッタ部（不図示）が形成されている。
【００６４】
トリミング時、図９（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、ダイス１００の一方平坦面１０１ａの第１切刃部（不図示）とポンチ１１０の第２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。また、ポンチ１１０の第２スクラップカッタ部がダイス１００の第１スクラップカッタ部に係合し、スクラップ２３７にスリットが入る。そして、図９（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。
【００６５】
その後、図９（ｂ）（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が右方に、他方半円部１０５が左方に移り、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の第１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。
【００６６】
図９（ｃ）（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、この時点で他方平坦部１０１ｂの第１切刃部とポンチ１１０の第２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。また、ポンチ１１０の第２スクラップカッタ部がダイス１００の第１スクラップカッタ部に係合し、スクラップ２３７にスリットが入る。
【００６７】
そして、図９（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。
【００６８】
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。
【００６９】
【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、第１切刃部及び第１スクラップカッタ部が形成されたダイス及び／又は第２切刃部及び第２スクラップカッタ部が形成されたポンチを所定方向に運動させることにより、第１切刃部と第２切刃部とがパイプ端部をトリミングし所定トリム端が形成される。これと同時に、第１スクラップカッタ部と第２スクラップカッタ部とがポンプ本体から分離したスクラップにスリットを入れ、スクラップがダイスから除去できる。
【００７０】
第２発明のパイプ端部のトリミング方法によれば、第１切刃部及び第１スクラップカッタ部が形成されたダイス及び／又は第２切刃部及び第２スクラップカッタ部が形成されたポンチを所定方向に運動させることにより、第１切刃部と第２切刃部とがパイプ端部をトリミングし所望の異形トリム端が形成される。これと同時に、第１スクラップカッタ部と第２スクラップカッタ部とがポンプ本体から分離したスクラップにスリットを入れ、スクラップがダイスから除去できる。
【００７１】
請求項３のトリミング方法によれば、自転するダイスと自転するポンチとにより横断面円形状のパイプ端部に所望の異形トリム端が形成できるとともに、スクラップが除去できる。
【００７２】
請求項４及び５のトリミング方法によれば、固定されたダイスと自転及び公転するポンチより横断面非円形状のパイプ端部に所望の異形トリム端が形成できるとともに、スクラップが除去できる。請求項６のトリミング方法によれば、移動及び反転可能なダイスと自転するポンチより横断面非円形状のパイプ端部に所望の異形トリム端が形成できるとともに、スクラップが除去できる。
【００７３】
請求項７のトリミング方法によれば、第１切刃部及び第２切刃部の形成が容易で、異形トリム端の形成が確実になる。請求項８のトリミング方法によれば、第１スクラップカッタ部及び第２スクラップカッタ部の形成が容易で、スクラップへのスリットの形成が確実になる。請求項９のトリミング方法によれば、第１スクラップカッタ部及び第２スクラップカッタ部によりスクラップの先端縁まで確実にスリットが形成される。
【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、上記実施例の作動を説明する説明図である。
【図４】（ａ）は上記第１実施例のダイスの正面図、（ｂ）は同じく側面図である。
【図５】（ａ）は上記実施例のポンチの正面図で、（ｂ）は同じく側面図である。
【図６】本発明の第２実施例で使用するトリミング装置の縦断面図である。
【図７】同じく横断面図である。
【図８】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９】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）及び（ｅ）は上記第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１０】（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１１】第１従来例を示す正面断面図である。
【図１２】（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：第１凹溝
１６：第１切刃部                                        １７：第２凹溝
１８：第１スクラップカッタ部
２５：ポンチ
２７：第１凸条                      ３１：第２切刃部
３３：第２凹条                                            ３４：第２スクラップカッタ部
２３０：パイプ
２３２：端部                        ２３３：異形トリム端
２３７：スクラップ                    ２３８，２３９：スリット
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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