(57)【要約】【課題】  パイプにトリムラインを形成する際の作業の効率化、加工装置の簡素化を図る。【解決手段】  パイプ１０の断面形状に対応した断面形状を有するダイス１２と、ダイス１２の断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させつつ自転する切刃１８とを備える。ダイス１２と切刃１８とが各々備える三次元形状刃１６、２０同士の剪断作用により、パイプ１０に多様なトリムラインを形成する。また、矢印Ａのように切刃１８の自転軸を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうち、一軸方向の変位量を、切刃１８の自転軸の偏芯運動によって制御する。よって、直交する二軸方向の変位量の双方を、往復直線運動によって制御する必要がなくなり、パイプ１０にトリムラインを形成する際の作業の効率化を図ると共に、加工装置の簡素化を実現することができる。  【選択図】      図１
2005297153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプの断面形状に対応した断面形状を有するダイスと、当該ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させつつ自転する切刃とを備え、前記ダイスと前記切刃とが各々備える三次元形状刃同士の剪断作用により、パイプにトリムラインを形成するパイプのロール切断装置であって、
前記切刃の自転軸が当該自転軸と平行な公転軸によって軸支されると共に、前記自転軸と前記公転軸とを独立して駆動する駆動手段が設けられていることを特徴とするパイプのロール切断装置。
【請求項２】
前記公転軸に対する前記自転軸のオフセット量は、前記切刃が前記ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうちの、一軸方向の変位量に基づき決定されていることを特徴とする請求項１記載のパイプのロール切断装置。
【請求項３】
前記公転軸は前記自転軸よりも大径の中空軸であり、前記自転軸は前記公転軸内に偏芯して軸支されていることを特徴とする請求項１または２記載のパイプのロール切断装置。
【請求項４】
前記自転軸を駆動するための自転軸駆動モータと、前記公転軸を駆動するための公転軸駆動モータとが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のパイプのロール切断装置。
【請求項５】
前記切刃が前記ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうち、他の一軸方向への直線往復運動を発生させるための、前記ダイスと前記切刃との相対直線往復駆動手段が設けられていることを特徴とする請求項２記載のパイプのロール切断装置。
【請求項６】
前記相対直線往復駆動手段は、前記切刃の公転軸および前記ダイスの少なくとも一方を変位させるための、リニアガイドとリニアアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項５記載のパイプのロール切断装置。
【請求項７】
パイプの断面形状に対応した断面形状を有するダイスと、当該ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させつつ自転する切刃とを用い、前記ダイスと前記切刃とが各々備える三次元形状刃同士の剪断作用により、パイプにトリムラインを形成するパイプのロール切断方法における、切刃の変位量の制御方法であって、
前記ダイスの断面形状をなぞるようにして前記切刃の自転軸を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうち、一軸方向の変位量を前記自転軸の偏芯運動によって制御することを特徴とする切刃の変位量の制御方法。
【請求項８】
前記ダイスの断面形状をなぞるようにして前記切刃の自転軸を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうち、他の一軸方向の変位量を、前記自転軸および前記ダイスの少なくとも一方の直線往復運動によって制御することを特徴とする請求項７記載の切刃の変位量の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプに多様なトリムラインを形成するための、ロール切断技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプの端部に曲線状のトリムラインを形成する手法として、レーザー光を用いて曲線上のトリムラインを実現する手法や、ボールエンドミル等の回転工具の回転軸の傾斜角度を変化させて、曲線状のトリムラインを実現する手法等（例えば、特許文献１参照）が用いられていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８０８１４号公報（〔００１３〕〜〔００１９〕、〔図１〕、〔図２〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レーザー光を用いる手法では、トリムラインに付着するドロス（被加工材の溶融物）の除去作業が必要不可欠であると共に、レーザー光の光軸合わせを正確に行うための、多軸制御が困難であるといった問題があった。また、回転工具を用いる手法においても、トリムラインに発生するばりの除去が不可欠であると共に、必要な工具軌跡を得るために、多軸制御を行う必要があることから、加工設備の複雑化を避けることができない等の問題があった。
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、パイプにトリムラインを形成する際の作業の効率化を図ると共に、加工装置の簡素化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための、本発明に係る装置は、パイプの断面形状に対応した断面形状を有するダイスと、当該ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させつつ自転する切刃とを備え、前記ダイスと前記切刃とが各々備える三次元形状刃同士の剪断作用により、パイプにトリムラインを形成するパイプのロール切断装置であって、
前記切刃の自転軸が当該自転軸と平行な公転軸によって軸支されると共に、前記自転軸と前記公転軸とを独立して駆動する駆動手段が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明は、パイプの断面形状に対応した断面形状を有するダイスと、当該ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させつつ自転する切刃とを備え、前記ダイスと前記切刃とが各々備える三次元形状刃同士の剪断作用により、パイプにトリムラインを形成するパイプのロール切断装置であることから、ダイスと切刃とを相対的に変位させることにより、パイプの断面形状に沿って、パイプの肉厚方向に一種のプレス加工を行い、パイプにトリムラインを成形するものである。
しかも、ダイスと切刃とを相対的に変位させるための機構として、前記切刃の自転軸が当該自転軸と平行な公転軸によって軸支されると共に、前記自転軸と前記公転軸とを独立して駆動するための駆動手段が設けられていることから、自転軸を回転させることにより切刃を自転させつつ、必要なタイミングで公転軸を回転させ、切刃を偏芯させることで、切刃にその自転軸と直交する方向の曲線運動を与え、ダイスの断面形状をなぞるように切刃を変位させることが可能となる。
【０００７】
また、本発明において、前記公転軸に対する前記自転軸のオフセット量が、前記切刃が前記ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうちの、一軸方向の変位量に基づき決定されているものとすることが望ましい。
本発明によれば、切刃に求められる二軸方向の変位量のうちの、一軸方向の変位量が、前記公転軸の回転により生ずる切刃の偏芯移動のみによって確保されることとなる。したがって、当該一軸方向については、切刃を直線状に変位させることなく所望の変位量を確保することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の一例として、前記公転軸は前記自転軸よりも大径の中空軸であり、前記自転軸は前記公転軸内に偏芯して軸支されていることとすることも可能である。
この構成によれば、公転軸を回転させることによって、公転軸内に偏芯して軸支されている自転軸に、当該自転軸と直交する方向への偏芯運動を与え、ダイスの断面形状をなぞるように切刃を変位させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明では、前記自転軸を駆動するための自転軸駆動モータと、前記公転軸を駆動するための公転軸駆動モータとが設けられていることが望ましい。
本発明では、自転軸駆動モータと公転軸駆動モータとを各々必要なタイミングで駆動することにより、切刃を自転させつつ、その回転中心をダイスの断面形状をなぞるようにして変位させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明において、前記切刃が前記ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうち、他の一軸方向への直線往復運動を発生させるための、前記ダイスと前記切刃との相対直線往復駆動手段が設けられていることが望ましい。
本発明によれば、前記ダイスと前記切刃との相対直線往復駆動手段によって、切刃に他の一軸方向への直線往復運動を発生させることで、当該他の一方向へと長い断面形状を有するパイプに対しても、その長手方向に切刃を直線移動させ、必要なトリムラインを成形することが可能となる。
なお、前記相対直線往復駆動手段は、前記切刃の公転軸および前記ダイスの少なくとも一方を変位させるための、リニアガイドとリニアアクチュエータとを備えることとすれば、、切刃に所望の直線往復運動を与えることが可能となる。
【００１１】
また、上記課題を解決するための方法は、パイプの断面形状に対応した断面形状を有するダイスと、当該ダイスの断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させつつ自転する切刃とを用い、前記ダイスと前記切刃とが各々備える三次元形状刃同士の剪断作用により、パイプにトリムラインを形成するパイプのロール切断方法における、切刃の変位量の制御方法であって、前記ダイスの断面形状をなぞるようにして前記切刃の自転軸を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうち、一軸方向の変位量を前記自転軸の偏芯運動によって制御することを特徴とするものである。
さらに、前記ダイスの断面形状をなぞるようにして前記切刃の自転軸を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうち、他の一軸方向の変位量を、前記自転軸および前記ダイスの少なくとも一方の直線往復運動によって制御するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明はこのように構成したので、パイプにトリムラインを形成する際の作業の効率化を図ると共に、加工装置の簡素化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
まず、図１には、本発明の実施の形態に係るパイプのロール切断装置（以下、単に「ロール切断装置」ともいう。）の基本原理を示している。図示の例では、曲線状に変位するトリムラインを形成するパイプ１０の断面は、図１（ａ）に示すように、長方形の長手方向端部を円弧でつなげたような、いわゆる長方円形状をなしている。一方、ロール切断装置のダイス１２は、図１（ｂ）に示すように、パイプ１０の断面形状に対応して、パイプ１０の外周面からパイプ１０の全周に密着することが可能な断面形状をなす製品部（穴部）１４を有している。また、ダイス１２には、製品部１４の開口端に沿って、必要なトリムラインに対応した三次元形状刃１６が形成されている。一方、切刃（ロール）１８は、ダイス１２の製品部１４に進入することが可能な範囲にその直径が制限されるものである。そして、切刃１８の先端部にも、ダイス１２の三次元形状刃１６と同様に、必要なトリムラインに対応した三次元形状刃２０が形成されている。
【００１４】
そして、トリム加工を行う際には、図１（ａ）に矢印Ａで示すように、ダイス１２の製品部１４の断面形状をなぞるようにして切刃１８の回転中心を変位させつつ、図１（ａ）に矢印Ｂで示すように切刃１８を自転させることによる、ダイス１２の三次元形状刃１６と切刃１８の三次元形状刃２０との剪断作用により、パイプ１０に多様なトリムラインを形成するものである。なお、図１（ｂ）の符号２２は、パイプ１０から切り出されたスクラップを示している。
図１の例では、切刃１８の三次元形状刃２０は、ダイス１２の三次元形状刃１６の全周長の半分の全周長を有しており、切刃１８が矢印Ａで示すように回転中心を変位させつつ自転を二回転することで、パイプ１０の全周に渡って必要なトリムラインが形成される。なお、図１に示す基本原理を有するロール切断装置は、ダイス１２の内側から切刃１８が当接する態様を有するので、本説明では「内ロール切断装置」という。
【００１５】
また、図２には、図１の例とは別形式のロール切断装置を示している。図２に示すロール切断装置も、図１の例と同様に、長方円形状の断面を有しているパイプ１０に対し、必要なトリムラインを形成することが可能である。
一方、図１の例との相違点として、ダイス２４は、図２（ｂ）に示すように、パイプ１０の断面形状に対応して、パイプ１０の内周面からパイプ１０の全周に密着することが可能な断面形状をなす製品部（軸部）２６を有している。また、ダイス２４の製品部２６の端部に沿って、必要なトリムラインに対応した三次元形状刃２８が形成されている。そして、切刃（ロール）３０はダイス２４の外周面に当接するものであり、その先端部には、ダイス２４の三次元形状刃２８と同様に、必要なトリムラインに対応した三次元形状刃３２が形成されている。
【００１６】
トリム加工を行う際には、図２（ａ）に矢印Ｃで示すように、ダイス２４の断面形状をなぞるようにして、切刃３０の回転中心を変位させつつ、図２（ａ）に矢印Ｄで示すように、切刃３０を自転させることによる、ダイス２４の三次元形状刃２８と切刃３０の三次元形状刃３２との剪断作用により、パイプ１０に多様なトリムラインを形成するものである。なお、図２（ｂ）の符号３４は、パイプ１０から切り出されたスクラップを示している。
図２の例では、切刃３０がダイス２４の外周面に当接するものであることから、図１の内ロール切断装置と異なり、切刃３０の直径が制限を受けることはない。よって、切刃３０の三次元形状刃３２に、ダイス１２の三次元形状刃１６の全長と同一の全長を持たせることが可能な直径を切刃３０に与えることとすれば、切刃３０が回転中心を変位させつつ一回の自転をすることで、パイプ１０の全周に渡って必要なトリムラインが形成されることとなる。なお、図２に示す基本原理を有するロール切断装置は、ダイス２４の外周面に切刃３０が当接する態様を有するので、本説明では「外ロール切断装置」という。
【００１７】
また、図３には、図１、図２の各ロール切断装置における、切刃１８、３０の変位量の制御方法を、概略的に示している。ここで、ダイス１２、２４の断面形状をなぞるようにして切刃１８、３０の自転軸を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向を、夫々符号Ｘ、Ｙで示し、切刃１８、３０の自転軸を符号Ｚで示している。
さて、図３（ａ）に示す制御方法では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向の変位量のうち、一軸方向、ここでは、実線で示すＸ軸方向の切刃１８、３０の変位量を、切刃１８、３０の自転軸の直線往復運動によって制御する。しかしながら、点線で示すＹ軸方向の切刃１８、３０の変位量については、切刃１８、３０の自転軸Ｚを矢印Ｅで示すように偏芯運動させることによって制御するものである。
一方、図３（ｂ）に示す制御方法は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向の変位量を、何れも、切刃１８、３０の自転軸の直線往復運動によって制御するものである。
【００１８】
図４〜図８には、本発明の実施の形態に係る内ロール切断装置（図１）の具体例を示している。この内ロール切断装置３６は、図３に示した切刃の変位量の制御方法を実現するための、具体的構造を有するものである。
内ロール切断装置３６は、クランプ部３８（図４にのみ示す。）と、ダイス部４０（図４にのみ示す。）と、切刃部４２（図４〜図６に示す。）と、基台４４（図４〜図６に示す。）とに大別される。そして、図示の例では、クランプ部３８、ダイス部４０、切刃部４２の順で、これらの各部が基台４４上の定位置に固定されている。
【００１９】
クランプ部３８は、長方円形状断面を有するパイプ１０を、断面の長手方向が水平となるように保持するクランプ４６を備えている。また、クランプ４６は、パイプ１０を切刃部４２へと向けて保持するものである。さらに、クランプ４６は昇降アクチュエータ４８に支持されており、ダイス１２の開閉に合わせて、保持したパイプ１０を昇降させることができる。
なお、クランプ部３８に対するパイプ１０の搬入、搬出作業は、内ロール切断装置３６に隣接するパイプ搬送装置によって行われる。
【００２０】
ダイス部４０は、上型１２Ａと下型１２Ｂとに分割されたダイス１２と、上型１２Ａを下型１２Ｂに対し昇降させるための昇降アクチュエータ５０とを備えている。
【００２１】
切刃部４２は、後述のごとく、ダイス１２の製品部の断面形状をなぞるようにして切刃の回転中心を変位させつつ自転させるための駆動機構が集約された、駆動ユニット５２を備えている。この駆動ユニット５２は、基台４４に固定された固定フレーム５４に対し、パイプ１０と直交する水平方向へと移動自在に支持された可動フレーム５６の内部に、さらに、パイプ１０に対し離間接近する方向に移動自在に支持されている。ここで、固定フレーム５４に対し可動フレーム５６を移動させるための手段として、リニアガイド（ＬＭガイド）５８と、ボールネジ機構を用いたリニアアクチュエータ６０とを備えている。また、可動フレーム５６に対し駆動ユニット５２を移動させるための手段として、リニアガイド（ＬＭガイド）６２と、シリンダーユニットからなるリニアアクチュエータ６４とを備えている。
【００２２】
図８には、駆動ユニット５２の要部構造と、駆動ユニット５２により駆動される切刃とを示している。内ロール切断装置３６には、図示のごとく、パイプ１０の断面の右半分をトリム加工するために用いられる切刃１８Ｒと、パイプ１０の断面の左半分をトリム加工するために用いられる切刃１８Ｌとが設けられている。また、駆動ユニット５２は、切刃１８Ｒ、切刃１８Ｌを駆動するための駆動軸６６Ｒ、６６Ｌを備えている。この駆動軸６６Ｒ、６６Ｌは、切刃１８Ｒ、切刃１８Ｌが直接装着される自転軸６８Ｒ、６８Ｌと、自転軸６８Ｒ、６８Ｌよりも大径の中空軸であって、自転軸６８Ｒ、６８Ｌをその内部に偏芯させて軸支する公転軸７０Ｒ、７０Ｌとで構成されている。ここで、公転軸７０Ｒ、７０Ｌの内部に自転軸６８Ｒ、６８Ｌを偏芯させて、かつ、自転軸６８Ｒ、６８Ｌと公転軸７０Ｒ、７０Ｌとが平行となるように軸支するため、公転軸７０Ｒ、７０Ｌの内周壁と、自転軸６８Ｒ、６８Ｌの外周壁との間に、偏芯軸受を配置することが望ましい。
なお、公転軸７０Ｒ、７０Ｌに対する自転軸６８Ｒ、６８Ｌのオフセット量は、後述のごとく切刃１８Ｒ、１８Ｌがダイス１２の断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうちの、一軸方向の変位量に基づき決定される。具体的には、パイプ１０の長方円断面の長手方向と直交する方向（本説明では、「短手方向」という。）に対して、切刃１８Ｒ、１８Ｌの自転軸６８Ｒ、６８Ｌに求められる変位量を得ることができるように、上記オフセット量を決定するものとする。
【００２３】
また、自転軸６８Ｒの、切刃１８Ｒが装着された端部とは反対側の端部には、従動プーリ７２およびタイミングプーリ７４Ｒが固定されている。また、自転軸６８Ｌの、切刃１８Ｌが装着された端部とは反対側の端部には、タイミングプーリ７４Ｌが固定されている。そして、従動プーリ７２には、図４、図６に示すように、駆動ユニット５２のハウジング５３に固定された自転軸駆動モータ７６に駆動される、駆動プーリ７８との間に、駆動ベルト８０が掛け回される。また、タイミングプーリ７４Ｒ、７４Ｌ間には、図６に示すようにタイミングプーリ８２が掛け回される。よって、自転軸６８Ｒ、６８Ｌは、自転軸駆動モータ７６に駆動され同期回転するものである。
一方、図８に示すように、公転軸７０Ｒ、７０Ｌには外歯車８４Ｒ、８４Ｌが固定されている。また、外歯車８４Ｒ、８４Ｌには、中間歯車８６を介して、図４、図６に示すように、駆動ユニット５２のハウジング５３に固定された公転軸駆動モータ８８に駆動される、駆動歯車９０の回転が伝達される。したがって、公転軸７０Ｒ、７０Ｌは、公転軸駆動モータ８８に駆動され同期回転するものである。なお、公転軸７０Ｒ、７０Ｌは、何れも駆動ユニット５２のハウジング５３に対し、軸受を介して回転自在に取り付けられている。
【００２４】
図７には、中間歯車８６、公転軸７０Ｌ、外歯車８４Ｌおよび自転軸６８Ｌを模式的に示している。また、図７には、自転軸６８Ｌの自転方向を矢印Ｚで示し、外歯車８４Ｌが中間歯車８６に駆動され、公転軸７０Ｌが回転することによる、自転軸６８Ｌの中心の偏芯軌道を矢印Ｅで示している。そして、図７と図３（ａ）との対比から明らかなように、切刃１８Ｌ（１８Ｒ）の自転運動は、自転軸６８Ｌ（６８Ｒ）によって与えられ、切刃１８Ｌ（１８Ｒ）の公転運動は公転軸７０Ｌ（７０Ｒ）によって与えられるものである。
なお、図３（ａ）における切刃１８Ｒ、１８ＬのＸ軸方向の直線運動は、駆動ユニット５２を内部に備える可動フレーム５６の、パイプ１０と直交する水平方向への移動により与えられる。
【００２５】
ここで、内ロール切断装置３６によってパイプ１０にトリムラインを形成する手順の一例を、図４〜図９を参照しながら説明する。なお、図９（ａ）は、パイプ１０の断面形状を示し、図９（ｂ）は、パイプ１０の端部に形成されるトリムラインを側面視した状態を図示している。そして、図９（ａ）、（ｂ）には、パイプ１０の断面形状とトリムラインとの互いに対応する位置を、符号ａ〜ｕで示している。
【００２６】
まず、ダイス１２を型開きした状態で、クランプ４６にパイプ１０を搬入し、クランプ４６によるパイプ１０の把持と、ダイス１２の型締めとを行う。すると、図１（ａ）に示すように、パイプ１０の外周面の全周にわたって、ダイス１２の製品部１４が密着した状態となる。
続いて、可動フレーム５６をパイプ１０と直交する水平方向にスライドさせて、切刃１８Ｒをパイプ１０に対面させ、駆動ユニット５２を前進させることにより、切刃１８Ｒをパイプ１０内に挿入する。そして、公転軸７０Ｒを回転させて、切刃１８Ｒが備える三次元形状刃と、ダイス１２が備える三次元形状刃とで、パイプ１０の切断を開始する。この、切断開始位置を、図９のａ点とする。続いて、自転軸６８Ｒを自転させつつ可動フレーム５６を水平移動させることにより、パイプ１０の長方円断面形状の直線部分を切断する。図９では、ａ点からｃ点までの切断工程がこれに該当する。
【００２７】
さらに、切刃１８Ｒがパイプ１０の長方円断面形状の円弧部に差しかかったとき、自転軸６８Ｒを自転させつつ公転軸７０Ｒを回転させて、自転軸６８Ｒを矢印Ｅのごとく偏芯回転運動させることにより、切刃１８Ｒに図３（ａ）のＹ軸方向の変位を与え、パイプ１０の長方円断面形状の円弧部の切断を行う。図９では、ｃ点からｉ点までの切断工程がこれに該当する。
パイプ１０の長方円断面形状の、円弧部の切断が終了した後、自転軸６８Ｒを自転させつつ可動フレーム５６を先程と逆の方向へと水平移動させることにより、パイプ１０の長方円断面形状の円弧部に続く直線部分を切断する。図９では、ｉ点からｋ点までの切断工程がこれに該当する。なお、図９のａ点〜ｋ点までの切断工程は、連続して行われるものである。
そして、切刃１８Ｒに形成された三次元形状刃の全長部分が、パイプ１０の断面の右半分の切断に寄与した時点で、公転軸７０Ｒを回転させ、自転軸６８Ｒを偏芯移動させて、切刃１８Ｒが備える三次元形状刃と、ダイス１２が備える三次元形状刃とを離間させる。その後、駆動ユニット５２を後退させ、パイプ１０内から切刃１８Ｒを抜き出すことで、パイプ１０の断面の右半分に対するトリム加工工程が完了する。
【００２８】
続いて、可動フレーム５６をスライドさせて、切刃１８Ｌをパイプ１０に対面させ、駆動ユニット５２を前進させることにより、切刃１８Ｌをパイプ１０内に挿入する。そして、パイプ１０の断面の右半分に対するトリム加工工程と同様の手順により、パイプ１０の断面の左半分に対するトリム加工を行う。図９の例では、ａ点からｔ点までの長方円断面形状の直線部分の切断工程、それに続く、ｔ点からｎ点までの長方円断面形状の円弧部の切断工程、さらにその後のｎ点からｋ点までの、直線部分の切断工程を連続して行った後、駆動ユニット５２を後退させ、パイプ１０内から切刃１８Ｌを抜き出すことで、パイプ１０の断面の左半分に対するトリム加工工程が完了する。以上の手順により、パイプ１０の断面の全周に対するトリム加工工程を終了する。
最後に、ダイス１２を型開きすると共にクランプ４６を開放する。パイプ１０の一端部に対してのみトリム加工を行う場合には、この時点でパイプ１０はクランプ４６から搬出される。一方、パイプ１０の他端部にもトリム加工を行う場合には、パイプ１０の向きを反転させて、パイプ１０の他端部に対し上記と同様のトリム加工を行った後、パイプ１０はクランプ４６から搬出される。
【００２９】
上記構成をなす、本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、本発明の実施の形態に係る内ロール切断装置３６は、パイプ１０の断面形状に対応した断面形状を有するダイス１２と、ダイス１２の断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させつつ自転する切刃１８Ｒ、１８Ｌとを備え、ダイス１２と切刃１８Ｒ、１８Ｌとが各々備える三次元形状刃同士の剪断作用により、パイプ１０に多様なトリムラインを形成するパイプのロール切断装置であることから、ダイス１２と切刃１８Ｒ、１８Ｌとを、図１（ａ）に示すように相対的に変位させることにより、パイプ１０の断面形状に沿って、パイプの肉厚方向に一種のプレス加工を行い、パイプ１０に多様なトリムラインを成形することが可能となる。したがって、大量のパイプ１０に対し、多様なトリムラインを、高精度にかつ、高い再現性をもって形成することが可能である。
【００３０】
また、内ロール切断装置３６には、ダイス１２と切刃１８Ｒ、１８Ｌとを相対的に変位させるための機構として、切刃の自転軸６８Ｒ、６８Ｌが、自転軸６８Ｒ、６８Ｌと平行な公転軸７０Ｒ、７０Ｌによって軸支される機構が設けられている。加えて、内ロール切断装置３６には、自転軸６８Ｒ、６８Ｌと公転軸７０Ｒ、７０Ｌとを独立して駆動するための駆動手段として、従動プーリ７２、タイミングプーリ７４Ｒ、７４Ｌ、駆動プーリ７８、自転軸駆動モータ７６からなる自転軸駆動手段と、外刃８４Ｒ、８４Ｌ、中間歯車８６、駆動歯車９０、公転軸駆動モータ８８からなる公転軸駆動手段とが設けられている。すなわち、内ロール切断装置３６には、自転軸６８Ｒ、６８Ｌと公転軸７０Ｒ、７０Ｌとを独立して駆動するための駆動手段が設けられていることから、自転軸６８Ｒ、６８Ｌを回転させることにより切刃１８Ｒ、１８Ｌを自転させつつ、必要なタイミングで公転軸７０Ｒ、７０Ｌを回転させ、切刃１８Ｒ、１８Ｌを偏芯させることで、切刃１８Ｒ、１８Ｌにその自転軸の回転方向（図３（ａ）の矢印Ｚ）と直交する方向の曲線運動（図３（ａ）の矢印Ｅ）を与え、ダイス１２の断面形状をなぞるように切刃１８Ｒ、１８Ｌを変位させることが可能となる。
したがって、図３（ｂ）に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向の変位量を、何れも、切刃１８の自転軸の直線往復運動によって制御する必要がなくなり、Ｘ軸、Ｙ軸方向毎の各々について、複雑な制御パラメータの設定が不用となり、かつ、切刃の軌道設定も容易となり、低コストに、高精度の内ロール切断装置３６を提供することが可能となる。
【００３１】
また、公転軸７０Ｒ、７０Ｌに対する自転軸６８Ｒ、６８Ｌのオフセット量は、切刃１８Ｒ、１８Ｌがダイス１２の断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量のうちの、一軸方向の変位量に基づき決定されている。よって、切刃１８Ｒ、１８Ｌに求められる二軸（図３（ａ）のＸ軸、Ｙ軸）方向の変位量のうちの、一軸（図３（ａ）のＹ軸）方向の変位量が、公転軸７０Ｒ、７０Ｌの回転により生ずる切刃１８Ｒ、１８Ｌの偏芯移動のみによって確保されることとなる。したがって、当該一軸方向については、切刃１８Ｒ、１８Ｌを直線状に変位させることなく所望の変位量を確保することが可能となる。その結果として、図３（ａ）のＹ軸方向の制御パラメータの設定が不用となり、かつ、切刃の軌道設定も容易となり、低コストに高精度の内ロール切断装置を提供することが可能となる。
【００３２】
また、内ロール切断装置３６の公転軸７０Ｒ、７０Ｌは、自転軸６８Ｒ、６８Ｌよりも大径の中空軸であり、自転軸６８Ｒ、６８Ｌは公転軸内７０Ｒ、７０Ｌに偏芯して軸支されている構造を有するので、公転軸７０Ｒ、７０Ｌを回転させることによって、公転軸７０Ｒ、７０Ｌ内に偏芯して軸支されている自転軸６８Ｒ、６８Ｌに、自転軸６８Ｒ、６８Ｌと直交する方向への偏芯運動（図３（ａ）の矢印Ｅ）を与え、ダイス１２の断面形状をなぞるように切刃１８Ｒ、１８Ｌを変位させることが可能となる。
【００３３】
さらに、内ロール切断装置３６には、自転軸６８Ｒ、６８Ｌを駆動するための自転軸駆動モータ７６と、公転軸７０Ｒ、７０Ｌを駆動するための公転軸駆動モータ８８とが設けられており、自転軸駆動モータ７６と公転軸駆動モータ８８とを必要なタイミングで駆動することにより、切刃１８Ｒ、１８Ｌを自転させつつ、その回転中心をダイス１２の断面形状をなぞるようにして変位させ、必要なトリムラインを形成することが可能となる。
【００３４】
また、内ロール切断装置３６には、切刃１８Ｒ、１８Ｌがダイス１２の断面形状をなぞるようにして回転中心を変位させる際に求められる、互いに直交する二軸（図３（ａ）のＸ軸、Ｙ軸）方向の変位量のうち、他の一軸方向（図３（ａ）のＸ軸）への直線往復運動を発生させるための、ダイス１２と切刃１８Ｒ、１８Ｌとの相対直線往復駆動手段（リニアガイド５８、リニアアクチュエータ６０）が設けられている。
具体的には、ダイス１２と切刃１８Ｒ、１８Ｌとの相対直線往復駆動手段によって、切刃１８Ｒ、１８Ｌに図３（ａ）のＸ軸方向への直線往復運動を発生させることで、図３（ａ）のＹ軸方向へと長い断面形状を有するパイプ１０に対しても、その長手方向に切刃１８Ｒ、１８Ｌを直線移動させ（図９（ａ）のａ点〜ｃ点間、ｉ点〜ｋ点間、ａ点〜ｔ点間、ｎ点〜ｋ点間の移動。）、パイプ１０に必要なトリムラインを成形することが可能となる。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態に係る内ロール切断装置３６は、前記相対直線往復駆動手段として、切刃１８Ｒ、１８Ｌの公転軸７０Ｒ、７０Ｌが軸支された駆動ユニット５２を変位させるためのリニアガイド５８、リニアアクチュエータ６０を備えているが、駆動ユニット５２を固定し、ダイス１２を相対直線往復駆動することとしても、同様の作用効果を得ることができる。
また、円形断面を有するパイプに、曲線状のトリムラインを形成する場合には、切刃１８Ｒ、１８Ｌの偏芯運動のみによって、パイプにトリムラインを形成することが可能となる場合がある。また、断面形状が長方円のパイプであっても、断面形状の長手方向と短手方向との寸法差が小さいものや、真円に近い楕円形状を有するパイプの場合も同様である。従って、相対直線往復駆動手段については、断面形状の長手方向と短手方向との寸法差が大きい長方円のパイプ等、当該他の一方向に、切刃の最大偏芯量を越える長さの断面形状を有するパイプに対してトリム加工を行う場合に、特に必要とされるものである。
【００３６】
以上のごとく、本発明の実施の形態に係る内ロール切断装置３６は、ダイス１２の断面形状をなぞるようにして切刃１８Ｒ、１８Ｌの自転軸６８Ｒ、６８Ｌを変位させる際に求められる、互いに直交する二軸方向の変位量（図３（ａ）のＸ、Ｙ）のうち、一軸方向の変位量（図３（ａ）Ｙ）を自転軸６８Ｒ、６８Ｌの偏芯運動（図３（ａ）の矢印Ｅ）によって制御することで、パイプ１０にトリムラインを形成する際の作業の効率化を図ると共に、加工装置の簡素化を実現することが可能となる。
また、必要に応じ、他の一軸（図３（ａ）のＸ軸）方向の変位量を、自転軸６８Ｒ、６８Ｌおよびダイス１２の少なくとも一方の直線往復運動によって制御することにより、断面形状の長手方向と短手方向との寸法差が大きい長方円のパイプ等、当該他の一方向に、切刃１８Ｒ、１８Ｌの最大偏芯量を越える長さの断面形状を有するパイプに対しても、上記作用効果を得ることが可能となる。
【００３７】
なお、本発明は、切刃、自転軸および公転軸を一つのみ有する内ロール切断装置にも適用することが可能である。また、本発明の実施の形態では、内ロール切断装置３６への適用例を開示したが、これを外ロール切断装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る、内ロール切断装置の基本原理を示す模式図であり、（ａ）にはパイプの断面形状に沿って切刃が移動してトリム加工を行う状態を示し、（ｂ）には（ａ）の縦断面図を示している。
【図２】本発明の実施の形態に係る、外ロール切断装置の基本原理を示す模式図であり、（ａ）にはパイプの断面形状に沿って切刃が移動してトリム加工を行う状態を示し、（ｂ）には（ａ）の縦断面図を示している。
【図３】図１、図２に示すロール切断装置における、切刃の変位量の制御方法を概略的に示すものであり、（ａ）はその好適例を、（ｂ）に別例を示している。
【図４】図１に示す内ロール切断装置の具体的構造例を示す縦断面図である。
【図５】図４に示す内ロール切断装置の正面図である。
【図６】図４に示す内ロール切断装置の後面図である。
【図７】図５に示す中間歯車と、外歯車と、自転軸とを示す模式図である。
【図８】図４に示す内ロール切断装置の、駆動ユニットの要部構造と切刃とを示す斜視図である。
【図９】図４に示す内ロール切断装置によるトリム加工手順を示す説明図であり、（ａ）はパイプの断面形状を、（ｂ）にはパイプの端部に形成されるトリムラインを側面視した状態を示している。
【符号の説明】
【００３９】
１０：パイプ、１２：ダイス、１２Ａ：上型、１２Ｂ：下型、  １８、１８Ｒ、１８Ｌ：切刃、  ３６：内ロール切断装置、３８：クランプ部、４０：ダイス部、４２：切刃部、  ４４：基台、４６：クランプ、５２：駆動ユニット、５６：可動フレーム、  ５８、６２：リニアガイド、  ６０、６４：リニアアクチュエータ、  ６６Ｒ、６６Ｌ：駆動軸、  ６８Ｒ、６８Ｌ：自転軸、  ７０Ｒ、７０Ｌ：公転軸、７２：従動プーリ、  ７４Ｒ、７４Ｌ：タイミングプーリ、７６：自転軸駆動モータ、７８：駆動プーリ、８０：駆動ベルト、８２：タイミングプーリ、  ８４Ｒ、８４Ｌ：外歯車、８６：中間歯車、８８：公転軸駆動モータ、９０：駆動歯車
【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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