JP2014046313A - 角形容器のトリミング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】角形容器のトリミングにおいて割れやバリが抑制された良好な切断面を得ることができる角形容器のトリミング方法及び装置を提供する。
【解決手段】最初にパンチカッター６をトリム前の角形容器１ａの角形筒状部１０に切り込ませる際に、該角形筒状部１０の切断領域の厚み方向に対して傾斜した状態で上記パンチカッター６を切り込み、次いで、上記パンチカッター６を該角形筒状部１０のトリムラインＴＬに沿って周回移動させて切断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、角形容器のトリミング方法及び装置に関し、特に、矩形断面の角形容器のトリミング方法及び装置に関する。

絞り加工、或いは絞り−しごき加工等によって成形される角形容器は、上記加工によって形成される角形容器の開口部の不規則な縁を、後工程としてトリミングする必要があり、種々のトリミング方法が知られている（特許文献１〜３）。

特許文献１〜３の他にも、図１３に示すように、角形容器のトリミングにおいては、最初に切断荷重の小さい短辺壁部から除去し（図１３（Ａ））、その後、切断荷重の大きい長辺壁部を除去する（図１３（Ｂ））方法が知られている。このような４辺カットのトリミング方法では、図１４に破線で示す部位に、トリミング後の端面において短辺壁部と長辺壁部との境界に段差が形成され易い。また、一辺毎にパンチカッターをストロークさせてカットする工程となるため、少なくとも４工程必要となる。さらに、トランスファープレスでカットするため、カム寿命の面から生産速度は２０〜５０ｃｐｍ（ｃａｎ ｐｅｒ
ｍｉｎｕｔｅ：１分間当たりの生産個数）程度が限界である。

工程短縮の観点からは、特許文献２、３に記載のように、内型であるカッター（パンチ）を容器に対し相対的に周回移動させてトリミングするトリミング装置が知られている。しかしながら、このようなトリミング装置では、除去部と製品部（残存部）の一部が最後までつながった状態となるため、図１３に示すような矩形断面の角形容器の場合、除去部がカッターの移動によって暴れやすく、除去部と製品部との境目に大きな負荷がかかる。その結果、応力集中によって上記境目の裂けが進行し、製品に割れやバリが発生することがある。

特開昭４９−４５４９１号公報 特公昭４４−８３５７号公報 実開昭５９−８５６２３号公報

本発明の目的は、角形容器のトリミングにおいて加工精度の向上を図ることができる角形容器のトリミング方法及び装置を提供することである。

前記目的を達成するために本発明の角形容器のトリミング方法は、
最初にパンチカッターをトリム前の角形容器の角形筒状部に切り込ませる際に、前記パンチカッターを前記角形筒状部のトリムラインにおける壁部の厚み方向に対して傾斜した状態で切り込み、
次いで、前記パンチカッターを前記角形筒状部のトリムラインに沿って周回移動させて切断することを特徴とする。

本発明の角形容器のトリミング方法は、次のように構成することもできる。
１．前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、前記壁
部に対して非平行である。
２．前記パンチカッターの刃先部全周が、前記壁部に対して非平行である。
３．前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、三角形状である。
４．前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、凸曲線状である。
５．前記傾斜した状態での切り込みが、前記パンチカッターを前記壁部に対し傾斜方向に移動させる切り込みである。
６．前記角形容器が略長方形の矩形断面を有し、最初に、角形筒状部の短辺壁部に前記パンチカッターを切り込ませる。
７．前記パンチカッターの周回移動の軌跡が、湾曲軌道のみからなる。

また、前記目的を達成するために本発明の角形容器のトリミング装置は、
トリム前の角形容器の角形筒状部の製品部の外周を囲繞するダイカッターと、
前記製品部の内側に配置され前記ダイカッターと間で前記製品部を挟持するマンドレルと、
前記ダイカッター及び前記マンドレルに対して相対的に前記角形筒状部の周に沿って周回移動し、前記角形筒状部の除去部を切除するパンチカッターと、
を備え、
最初にパンチカッターをトリム前の角形容器の角形筒状部に切り込ませる際に、該角形筒状部のトリムラインにおける壁部の厚み方向に対して傾斜した状態で前記パンチカッターを切り込み、
次いで、前記パンチカッターを該角形筒状部のトリムラインに沿って周回移動させて切断することを特徴とする。

本発明の角形容器のトリミング装置は、次のように構成することもできる。
１．前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、前記壁部に対して非平行である。
２．前記パンチカッターの刃先部全周が、前記壁部に対して非平行である。
３．前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、三角形状である。
４．前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、凸曲線状である。
５．前記パンチカッターを前記壁部に対し傾斜方向に移動させる。
６．前記角形容器が略長方形の矩形断面を有し、最初に、角形筒状部の短辺壁部に前記パンチカッターを切り込ませる。
７．前記パンチカッターの周回移動の軌跡が、湾曲軌道のみとする。

本発明によれば、パンチカッターを角形筒状部の厚み方向に対して傾斜した状態で切り込むことにより、除去部と製品部を最後までつなげる接続部をより大きく残すことができ、接続部の強度の向上を図ることができる。これにより、パンチカッターの周回移動中に接続部の裂けが進行するのを抑制し、製品に割れやバリが発生するのを抑制することができる。したがって、段差のない良好な切断面を得ることができる。

また、本発明によれば、角形筒状部の少なくとも最初に切り込む壁部に対して非平行の刃先部を備えたパンチカッターを切り込むことにより、最初の切り込みの際の裂けの発生を抑制することができる。また、最初の切り込みで形成する境界線の傾斜角度を、刃先部の壁部に対する角度によって容易に調整することができる。

また、本発明によれば、矩形断面を有する角形筒状部において長辺壁部より比較的剛性の高い短辺壁部に最初にパンチカッターを切り込ませることにより、最初の切り込みの際における裂けの発生を抑制することができる。

また、本発明によれば、パンチカッターの周回移動の軌跡を、湾曲軌道のみからとすることにより、パンチカッターの移動を高速化することが可能となる。

本発明の角形容器のトリミング方法、装置により製造される角形容器の構成を示す斜視図であり、図１（Ａ）は、角形容器中間体のトリム前の状態を示す斜視図、図１（Ｂ）は、角形容器中間体のトリム後の状態を示す斜視図である。 本発明の角形容器のトリミング方法に用いられるパンチカッターの構成を示す模式図であり、図２（Ａ）は、パンチカッターと角形容器中間体の切断予定面の模式図、図２（Ｂ）は、パンチカッターの重心点の移動経路の例を示す模式図である。 図２（Ａ）に示す経路Ｃ１〜Ｃ５を辿った場合のパンチカッターと角形容器中間体の切断予定面との位置関係を図示した模式図である。 パンチカッターの短辺刃先部の一部拡大断面図であり、図４（Ａ）は短辺刃先部を傾斜させない場合の断面図、図４（Ｂ）は傾斜させた場合の断面図である。 パンチカッターの変形例１を示す模式図である。 パンチカッターの変形例２を示す模式図である。 パンチカッターの変形例３を示す模式図である。 パンチカッターの変形例４を示す模式図である。 本発明の角形容器のトリミング装置の正面視の概略断面図である。 本発明の角形容器のトリミング装置によるトリムライン近傍の拡大断面図である。 本発明の角形容器のトリミング装置の下型の平面視図である。 他の下型例を示す平面視図である。 従来の４辺カットのトリミングを示す斜視図であり、図１３（Ａ）は短辺壁部を切除した状態、図１３（Ｂ）はその後長辺壁部を切除した状態を示す。 従来の４辺カットのトリミングによる切断面を示す模式図である。

以下に図面を参照して、本発明を実施するための実施形態を説明する。
尚、本実施形態における構成の材質、形状それらの相対配置などは、適宜変更が可能であり、本発明の範囲を以下の本実施形態に限定するものではない。

＜角形容器の概略構成＞
図１に示すように、角形容器１ａは、中間体１から除去部１ｂがトリミング（切除）されることにより製造（製品形状が付与）される。

図１（Ｂ）に示すように、角形容器１ａは、角形筒状部１０と底部１１とが一体に成形された有底筒状の構造を有している。角形筒状部１０は、略長方形の矩形断面を有し、略長方形状の開口端面１２と、略長方形断面の短辺を形成する一対の短辺壁部１３と、略長方形断面の長辺を形成する一対の長辺壁部１４と、を備える。

図１（Ａ）に示すように中間体１は、底部１１、短辺壁部１３、長辺壁部１４を備え、図１（Ｂ）に示す除去部１ｂを有する構成に成形される。中間体１の製造方法は特に限定されるものではなく、従来公知の絞り加工（深絞り加工）、或いは絞り−しごき加工、或いはインパクト加工等を用いて成形すればよいので、加工方法の具体的な説明は省略する。底部１１の反対側である中間体１の開口端は、上記従来公知の加工では縁（高さ）を揃
えにくく、不規則な形状となる。この不規則形状部である除去部１ｂをトリムラインＴＬに沿ってトリムすることで、角形筒状部１０に開口端面１２が形成され、角形容器１ａの最終的な製品形状が得られることになる。

角形容器１ａは、例えば、純アルミニウム、アルミニウム合金や、ＳＰＣＥ（冷間圧延鋼板）、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、鉄ニッケル鋼板等の金属板から製造される。角形容器１ａの用途としては、例えば、電池を構成する種々の発電要素（例えば、電極やセパレータなど）を内部に収納し、開口部を不図示の蓋で封口することで、角形電池の外装缶として使用することができる。

＜角形容器のトリミング方法＞
図２〜図８を参照して、本発明の角形容器のトリミング方法の実施形態について説明する。
ここで、上記トリミング方法は、上述した特許文献２、３に開示されているように、パンチカッターを、筒状部の開口端縁の内周面側から外周面側に向かって切り込ませ、筒状部の周方向に周回移動させることにより、トリミングにより除去すべき開口端縁の除去部を製品部から切り離すトリミング手法である。

＜＜パンチカッター＞＞
本発明の角形容器のトリミング方法に用いるパンチカッター６の刃先部６０の外周形状は、概略、中間体１の角形筒状部１０の内周形状に倣った形状となっている。すなわち、刃先部６０は、角形筒状部１０の一対の短辺壁部１３ａ、１３ｂにそれぞれ対向する短辺刃先部６１ａ、６１ｂと、一対の長辺壁部１４ａ、１４ｂにそれぞれ対向する長辺刃先部６２ａ、６２ｂと、を備える。短辺刃先部６１ａ、６１ｂと長辺刃先部６２ａ、６２ｂとの間は湾曲刃先部でそれぞれ連続的につながっており、図示しないが環状の刃先部６０を形成している。（刃先部６０については図１０を用いて後述する。）

本実施形態に係るパンチカッター６は、刃先部６０のうち一方の短辺壁部１３ａに対向する短辺刃先部６１ａが、短辺壁部１３ａに対して非平行に構成され、それ以外の刃先部においてはそれぞれが対向する壁部に対して平行に構成されている。

＜＜パンチカッターの移動経路＞＞
図２（Ａ）に示す各矢印Ｃ１〜Ｃ６は、パンチカッター６が移動するときのパンチカッター６の重心点が移動する経路（軌跡）を示している。（なお、図２（Ａ）では、パンチカッター６の重心点の移動方向を理解し易くするために、矢印の大きさを重心点の実際の移動量よりも大きく示している。）また、各矢印Ｃ１〜Ｃ６の間の中継点Ｐ０〜Ｐ５は、パンチカッター６の重心点が経由するポイントである。本実施形態においては、Ｐ２〜Ｐ４はパンチカッター６が中間体１の壁部１４ａ，１３ｂ，１４ｂを確実に切断できる切り込み量を得るために、パンチカッター６の重心点が経由すべき各ポイントを示している。例えばパンチカッター６の重心点がＰ２に移動した場合、パンチカッター６の長辺刃先部６２ａは角形容器長辺壁部１４ａの外縁に位置する。

図２（Ｂ）の粗い破線の矢印ＳＣは、ショートカット経路を示している。ショートカット経路ＳＣは、最初の中継点Ｐ１は経由させずにショートカットさせ、各中継点Ｐ０、Ｐ２〜Ｐ５をそれぞれ経由するように、湾曲経路のみで形成されている。最初の中継点Ｐ１は、最初の切り込みによって、後述する斜めの境界線の形成が保障される限りにおいて、近傍を通過すれば辿り着かなくてもよい。これにより、ホームポジションＰ０から中継点Ｐ２までの移動距離を短縮することができる。

なお、パンチカッター６が図２（Ｂ）のショートカット経路ＳＣのような湾曲経路を辿
ると、中継点Ｐ０からの重心点の距離が矢印Ｃ３〜Ｃ５の線より外側に離れた分、ダイカッター３に対するオーバーラップ量（図１０中の寸法Ｌを参照）が増大する。そのため、除去部１ｂのうち中間体１の製品部から切り離された部分がパンチカッター６の移動によって暴れやすくなり、中間体１の除去部１ｂと製品部（角形容器１ａ）との境目に負荷がかかりやすくなる。したがって、応力集中による境目部分の裂けの進行を抑制するため、パンチカッター６の移動経路の湾曲の度合い、すなわち、図２（Ａ）、（Ｂ）の直線軌道Ｃ１〜Ｃ６からどの程度図２（Ｂ）に示すショートカット経路ＳＣのような湾曲軌道に近づけるかは、製品仕様等に応じて適宜設定する。

このように、パンチカッター６の移動経路を湾曲経路のみで構成し、パンチカッター６の急激な方向転換をなくす、あるいは少なくすることで、パンチカッター６の駆動の高速化を図ることができる。パンチカッター６の移動経路を直線経路のみで構成し、例えば、高速で直角にパンチカッター６を方向転換させる場合、衝撃による装置破損等が懸念され、また、装置駆動箇所の慣性質量上、急停止後に向きを変えての急加速も加減速に限界がある。一方、曲線軌道で移動させる場合には、Ｘ−Ｙの２方向同時に無理なく効率よく加速減速が可能となる。例えば、Ｘ方向を緩やかに減速させている間にＹ方向を穏やかに加速させることにより、向きの変更が自在である。したがって、直線軌道で移動させる場合よりも多少遠回りになるとしても、湾曲軌道の方が駆動機構７に機械的な負荷をかけずに済み、高速化を図ることができる。なお、直線軌道と湾曲軌道を組み合わせた経路としてもよい。すなわち、パンチカッター６の急激な方向転換がない経路が形成されれば、直線軌道と湾曲軌道を適宜組み合わせた経路とすればよい。

図３は、図２（Ａ）に示す経路Ｃ１〜Ｃ５を辿った場合のパンチカッター６と中間体１との位置関係を図示した模式図である。なお、図３では、中間体１の角形筒状部１０の外形とダイカッター３の内周面形状とが略同一で、両者の間にクリアランスがないものとして図示している。実際には設計上のクリアランスが設けられる。

図３（Ａ）は、パンチカッター６の重心点がホームポジションＰ０にあるときのパンチカッター６と中間体１との位置関係を図示している。すなわち、中間体１がトリミングのための所定位置にセットされた状態である。

図３（Ｂ）は、パンチカッター６の重心点が中継点Ｐ１にあるときのパンチカッター６と中間体１との位置関係を図示している。すなわち、パンチカッター６の重心点が、ホームポジションＰ０から図２（Ａ）の経路Ｃ１を辿って右方向に移動し、中継点Ｐ１まで到達した状態を示している。この移動によって、短辺刃先部６１ａが短辺壁部１３ａに切り込まれる。短辺刃先部６１ａは短辺壁部１３ａに対して傾斜しているため、パンチカッター６はトリムライン上の短辺壁部１３ａ厚み方向に対して傾斜した状態で切り込まれ、また、短辺刃先部６１ａを短辺壁部１３ａに貫通させないことにより、短辺壁部１３ａに形成される切り口は、トリムラインに沿った断面において略山型となる。すなわち、トリムラインに沿った断面において、短辺刃先部６１ａによって形成される短辺壁部１３ａの切断領域と非切断領域との境界線（切り込み線）の一方は、短辺壁部１３ａの厚み方向に対して傾斜した方向に延びる境界線９となる。この境界線９は、本実施形態のパンチカッター６によるトリミングプロセスにおいて、除去部１ｂを中間体１の製品部から完全に切り離す最後の切断工程まで残されることになる。

図３（Ｃ）は、パンチカッター６の重心点が中継点Ｐ２にあるときのパンチカッター６と中間体１との位置関係を図示している。すなわち、パンチカッター６の重心点が、中継点Ｐ１から図２（Ａ）の経路Ｃ２を辿って奥方向に移動し、中継点Ｐ２まで到達した状態を示している。この移動によって、長辺壁部１４ａの大部分と、長辺壁部１４ａと短辺壁部１３ａとの接続部が切断される。すなわち、最初のパンチカッター６の切り込みによっ
て形成された切り口が、境界線９を残して長辺壁部１４ａの大部分の領域に拡げられる（他方の境界線が短辺壁部１３ｂ近傍まで移動する）。

図３（Ｄ）は、パンチカッター６の重心点が中継点Ｐ３にあるときのパンチカッター６と中間体１との位置関係を図示している。すなわち、パンチカッター６の重心点が、中継点Ｐ２から図２（Ａ）の経路Ｃ３を辿って左方向に移動し、中継点Ｐ３まで到達した状態を示している。この移動によって、長辺壁部１４ａの残りの部分と、長辺壁部１４ａと短辺壁部１３ｂとの接続部と、短辺壁部１３ｂの大部分が切断される。すなわち、最初のパンチカッター６の切り込みによって形成された切り口が、境界線９を残してさらに短辺壁部１３ｂの大部分の領域まで拡げられる（他方の境界線が長辺壁部１４ｂ近傍まで移動する）。

図３（Ｅ）は、パンチカッター６の重心点が中継点Ｐ４にあるときのパンチカッター６と中間体１との位置関係を図示している。すなわち、パンチカッター６の重心点が、中継点Ｐ３から図２（Ａ）の経路Ｃ４を辿って手前方向に移動し、中継点Ｐ５まで到達した状態を示している。この移動によって、短辺壁部１３ｂの残りの部分と、短辺壁部１３ｂと長辺壁部１４ｂとの接続部と、長辺壁部１４ｂの大部分が切断される。すなわち、最初のパンチカッター６の切り込みによって形成された切り口が、境界線９を残してさらに長辺壁部１４ｂの大部分の領域まで拡げられる（他方の境界線が短辺壁部１３ａ近傍まで移動する）。この時点で、除去部１ｂと中間体１の製品部（角形容器１ａ）との間に残された接続部分は、長辺壁部１４ｂの残りの僅かな部分と、長辺壁部１４ｂと短辺壁部１３ａとの接続部と、短辺壁部１３ａの境界線９を境に残された接続領域になる。

図３（Ｆ）は、パンチカッター６の重心点が中継点Ｐ５にあるときのパンチカッター６と中間体１との位置関係を図示している。すなわち、パンチカッター６の重心点が、中継点Ｐ４から図２（Ａ）の経路Ｃ５を辿って右方向に移動し，切断終点Ｐ５まで到達した状態を示しており、パンチカッター６が、除去部１ｂを中間体１の製品部（角形容器１ａ）から完全に切り離す最後の切断工程となる。なお、図３（Ｆ）においてパンチカッター６は、長辺壁部１４ｂと短辺壁部１３ａとの接続部を完全に突っ切る僅か手前まで移動し、そのときの衝撃で除去部１ｂの最後に切れ残った部分を切り離しているが、材料、パンチカッター等の条件によっては、パンチカッター６を完全に突っ切らせて除去部１ｂを切り離してもよい。最後の切断が終わると、パンチカッター６は、切断終点Ｐ５から図２（Ａ）の経路Ｃ６を辿ってホームポジションＰ０まで戻る。

本実施形態において、パンチカッター６は中間体１に対し角度を変えずに相対移動するため、短辺刃先部６１ａの傾斜角度と、境界線９の傾斜角度は、トリミング工程において終始一致する。したがって、この最後の切断工程において、パンチカッター６は、移動の途中で短辺刃先部６１ａが境界線９と重なる。そして、最初の切り込みによって短辺壁部１３ａに形成した切り口を、短辺刃先部６１ａ（経路によっては、さらに短辺刃先部６１ａと長辺刃先部６２ａとの間の湾曲刃先部）によって、これまでとは逆方向からも切り拡げ、残された接続部分を全て切断する。

図４は、パンチカッター６の短辺刃先部６１ａを傾斜させた場合と傾斜させない場合を比較するためのパンチカッター６の一部拡大断面図である。図４（Ａ）に示すように、短辺刃先部６１ａを傾斜させない場合は、短辺壁部１３ａにおける切断領域と非切断領域の境界線９´は、短辺壁部１３ａの厚み方向に略沿って形成される。この場合、短辺壁部１３ａは大部分の領域が切断され、非切断領域がほとんど残らない。また、除去部１ｂにおいて切断された部分１ｂ´は、パンチカッター６の切り込み量（ダイカッター３に対するオーバーラップ量）に応じて製品部に対して大きく変位するとともに、境界線９´の近傍において製品部に対して大きく変形する。

一方、図４（Ｂ）に示すように、短辺刃先部６１ａを傾斜させた場合は、境界線９は、短辺壁部１３ａの厚み方向に対して、パンチカッター６の周回方向（短辺壁部１３ａの周面に沿った方向）に大きく傾いて延びる。この場合、短辺刃先部６１ａを傾斜させない場合よりも広い範囲で非切断領域が短辺壁部１３ａに残される。また、パンチカッター６のダイカッター３に対するオーバーラップ量が大きくなるのは切り込み線９よりも先の領域となるため、切断部分１ｂ´の製品部に対する変位は小さくなり、製品部に対する変形の方向も切り込み線９に沿ってなだらかとなる。

このように非切断領域を、より大きく短辺壁部１３ａに残すことにより、切断部と製品部をつなぐ接続部の強度を高めることができる。また、このような接続部を除去部１ｂの最後の切り離し工程まで維持することにより、パンチカッター６の移動に伴う除去部１ｂの切断部分１ｂ´の暴れによる接続部に対する応力集中を緩和し、接続部における裂けの進行を抑制することができる。

さらに、傾斜した短辺刃先部６１ａを短辺壁部１３ａに対して略垂直に切り込む構成、すなわち、短辺刃先部６１ａにいわゆるシャー角（剪断角）を有する構成とすることで、最初の切り込みにおける切断荷重が低減され、切り込みの際の裂けの発生を抑制することができる。

図５は、前述したパンチカッター６の変形例１を示す模式図で、パンチカッター６_１は、短辺刃先部６１ａだけでなく、短辺刃先部６１ｂ_１、長辺刃先部６２ａ_１、６２ｂ_１にもシャー角を有する構成になっている。すなわち、各短辺刃先部及び長辺刃先部が、中間体１の各短辺壁部及び長辺壁部に対して全て非平行に構成されている。これにより中間体１の略全周にわたって切断荷重の低減を図ることができる。なお、上記構成に限らず、平行の刃先部と非平行の刃先部とを種々に組み合わせた構成としてもよい。

また、図６は、パンチカッター６の変形例２を示す模式図で、パンチカッター６_２は、一方の短辺刃先部６１ａ_２が三角形状に構成されている。この短辺刃先部６１ａ_２を最初に切り込むことにより、中間体１に２本の傾斜した境界線９_２が形成される。これにより、パンチカッターを左回りだけでなく、右回りにも切り進めてトリミング可能となる。また、短辺刃先部６１ａ_２は図６のような二等辺三角形状がより好ましい。なお、三角形の頂点（角隅）は適宜落としても良い。また、短辺刃先部６１ｂ_２、長辺刃先部６２ａ_２、６２ｂ_２の構成は特に限定されない。

また、図７は、パンチカッター６の変形例３を示す模式図で、パンチカッター６_３は、一方の短辺刃先部６１ａ_３が凸曲線状に構成されている。この短辺刃先部６１ａ_３で最初に短辺壁部１３ａに切り込むことにより、中間体１に２本の弧状に傾斜した境界線９_３が形成される。これにより、パンチカッターを左回りだけでなく、右回りにも切り進めてトリミング可能となる。なお、６１ａ_３の凸曲線状形状は図７のような円弧状や楕円弧、２次曲線等であってもよい。また、短辺刃先部６１ｂ_３、長辺刃先部６２ａ_３、６２ｂ_３の構成は特に限定されない。

さらに、図８は、パンチカッター６の変形例４とその使用法を示す模式図で、パンチカッター６_４は、前述した図２に係るパンチカッター６よりも薄い構成となっている。すなわち、長辺刃先部６２ａ_４、６２ｂ_４の構成を、図２に係るパンチカッター６と同様とし、短辺刃先部６１ａ_４、６１ｂ_４の幅をも狭く構成したものである。そして、最初にパンチカッター６_４で中間体１の短辺壁部１３ａを切り込む際、パンチカッター６_４を短辺壁部１３ａに対し、略斜め方向に移動させ切り込むことにより、中間体１に傾斜した境界線９_４を形成する。

＜角形容器のトリミング装置＞
次いで、図９〜１２を参照して、本発明の角形容器のトリミング装置の実施形態について説明する。本実施形態に係る角形容器のトリミング装置は、パンチカッターの周回移動により中間体１のトリミングを行うための装置である。

本発明の角形容器のトリミング装置２は、図９に示すように、概略、上型２ａと下型２ｂで構成されている。上型２ａは、ダイカッター３と、ボトムパッド４と、を備える。下型２ｂは、マンドレル５と、パンチカッター６と、パンチカッター６をマンドレル５に対して相対移動させる駆動機構７と、製品にマンドレル５を挿入する時にはバキュームし引き抜く際にはエアーを送るためのエア・バキューム孔８と、を備える。

上型２ａと下型２ｂは、上下方向に互いに接離移動可能に構成されている。前述の中間体１は、除去部１ｂを下にして上型２ａに保持され、上型２ａと下型２ｂが接近して、下型２ｂのマンドレル５に被せられる。

ボトムパッド４は、ピン４０が上型２ａのフレームに設けられたガイド４１によって上下ストロークを案内され、エアシリンダ４２によって押圧力を調整されながら中間体１の底部１１の下面に押し当てられる。これにより、トリミング中に中間体１が上下に位置ずれするのを防止する。また、ピン４０にはトリミング後に製品（角形容器１ａ）をマンドレル５から引き抜くためのバキューム孔４３が設けられている。

マンドレル５は、中間体１をマンドレル５に被せる際に中間体１の内周面を案内する案内部５ａと、角形筒状部１０の内周面のトリムラインよりも中間体内方側（底部１１側）の領域を支持する支持部５ｂと、を備える。支持部５ｂは、角形筒状部１０の内周面との間に所定のクリアランス（例えば、０．１ｍｍ）が形成されるように設計されるが、トリミング中に中間体１がつぶれや傷、異常変形するのを防ぐため、可能な限りクリアランスは小さく設定される。

マンドレル５の支持部５ｂの下面とパンチカッター６の上面は、互いに摺動自在に当接しており、両者の境界線の高さは中間体１のトリムラインと一致する。マンドレル５は、後述する駆動機構７によってパンチカッター６が水平方向に移動する際には、中間体１を介してダイカッター３により移動が規制される。

マンドレル５とパンチカッター６の摺動面には、従来周知の位置決めピン構造が設けられており、マンドレル５がダイカッター３による移動制限を解除された際、マンドレル５とパンチカッター６とが平面視ほぼ同位置に重なるホームポジション（原点）に復帰するよう自動的に互いに位置決めされる。本実施形態では、パンチカッター６の摺動面に、スプリング等の付勢手段によってマンドレル５の摺動面に向けて付勢したピン４４を設け、ホームポジションでのマンドレル５の摺動面のピン４４先端に対向する位置に、ピン先端の球頭部よりも断面曲率が大きくピン径よりも大径の皿状の凹部を設けた構成としている。水平方向に外力がない状態では、付勢手段の付勢力によってピン先端が凹部の最深部（中央部）に当接する状態となるようにマンドレル５とパンチカッター６が相対移動し、マンドレル５とパンチカッター６の中心が一致する。なお、当該構成はあくまで一例であり、他の従来技術を適宜適用してよい。

パンチカッター６は、図１０に示すように、外方にわずかに突出する刃先部６０を有している。刃先部６０は、パンチカッター６の外周面におけるマンドレル５の支持部５ｂとの境目となる縁部の全周にわたって設けられている。パンチカッター６は、後述する駆動機構７により、マンドレル５に対して水平方向（トリムラインに沿った方向）に相対移動
されることで、中間体１から除去部１ｂをトリミングすることができる。

＜パンチカッターの駆動機構＞
図９及び図１１に示すように、駆動機構７は、回転運動と往復動とを組み合わせることで、固定されたダイカッター３（上型２ａ）及びマンドレル５に対し、パンチカッター６を相対的に水平方向に移動させる。駆動機構７は、概略、マンドレル５とパンチカッター６を支持する上台７１と、上台７１を回転運動自在に支持する下台７２と、上台７１を下台７２に対して相対的に回転運動させる回転機構７３と、下台７２を水平方向に往復動させる直動機構７４と、を備える。

回転機構７３は、サーボモータ７５に連結されたギア７３ａと、ギア７３ａを介して伝達される動力で回転する一対の偏心ピン７３ｂと、を備える。一対の偏心ピン７３ｂは、それぞれギア７３ａと噛み合う同径、同ピッチのギア７３ｃを有している。上台７１は、一対の偏心ピン７３ｂのそれぞれに回動可能に支持されている。上台７１は、一対の偏心ピン７３ｂのそれぞれに対して同位相の偏心位置７３ｄで支持されており、これにより角度（向き）を変えずに回転運動する。また、上台７１は、下台７２に設けられた押え部７６により、水平方向の移動を許容されつつ下台７２との間で上下方向（鉛直方向）に押えられている。

直動機構７４は、いわゆるリンク機構（クランク機構）を利用した直動機構であり、サーボモータ７７による偏心ピン７４ａ（クランク軸）の軸回転運動を下台７２の左右往復運動に変換するリンク部７４ｂと連接部材７４ｃと、を備える。下台７２は、下型２ｂの不図示のフレームに設けられた押え部７８によってフレームとの間で上下方向（鉛直方向）に移動しないよう押えられつつ、前後方向（図の上下方向）の移動方向が規制される。

駆動機構７は、サーボモータ７５，７７のギア７３ａ，偏心ピン７４ａの回転角度を細かく制御することで、パンチカッターの軌道をＸ−Ｙ水平方向自在に制御することができる。また、パンチカッターに湾曲軌跡を描かせることで、高速化が可能であり、さらに、各偏心ピンの偏心量を変更することで、パンチカッターの移動量を任意に変更することができる。なお、本実施形態においては、下型２ｂにパンチカッター６の駆動機構を設けてマンドレル５とパンチカッター６を相対移動させる構成としているが、上型２ａにダイカッター３の駆動機構を設け、ダイカッター３の移動によってマンドレル５とパンチカッター６を相対移動させる構成としてもよい。

図１２は、本発明の角形容器のトリミング装置における他の下型例を示す平面視図で、駆動機構７´を、上述した直動機構７４を２つ組み合わせた構成としたものである。すなわち、駆動機構７´は、概略、マンドレル５とパンチカッター６を支持する上台７１´と、上台７１´を支持する下台７２´と、上台７１´を下台７２´に対して水平方向に相対的に往復動させる直動機構７３´と、下台７２´を水平方向に往復動させる直動機構７４´と、を備える。そして、この直動機構７３´は、下台７２´上に設けられ、上台７１´を下台７２´に対して図１２の平面視方向において左右方向に往復動させ、一方、直動機構７４´は、下台７２´を図４の平面視方向において前後方向（図の上下方向）に往復動させる。

上記直動機構７３´は、上記直動機構７４と同様、いわゆるリンク機構を利用した直動機構であり、サーボモータ７５´による偏心ピン７３ａ´の軸回転運動を上台７１´の左右往復運動に変換するリンク部７３ｂ´と連接部材７３ｃ´と、を備える。直動機構７４´も、上記直動機構７４、７３´と同様の機構であり、サーボモータ７７´による偏心ピン７４ａ´の軸回転運動を下台７２´の前後往復運動（図１２による平面視では上下往復運動）に変換するリンク部７４ｂ´と連接部材７４ｃ´と、を備える。また、上台７１´
は、下台７２´に設けられた押え部７６´により、下台７２´との間で上下方向（鉛直方向）に移動しないよう押えられつつ、前後方向（図の上下方向）の移動方向が規制される。また、下台７２´は、下型２ｂ´の不図示のフレームに設けられた押え部７８´により、フレームとの間で上下方向（鉛直方向）に移動しないよう押えられつつ、左右方向の移動方向が規制される。
駆動機構７´も駆動機構７同様、サーボモータ７５´，７７´の偏心ピン７３ａ´，７４ａ´の回転角度を細かく制御することで、パンチカッターの軌道をＸ−Ｙ水平方向自在に制御することができる。

本発明においては、角形容器の説明として略長方形状の矩形断面の容器を挙げたが、例えば、正方形断面の容器であってもよいし、それらの断面に類似する断面形状であってもよい。

１ 角形容器中間体
１ａ 角形容器（製品）
１ｂ 除去部
１０ 角形筒状部
１１ 底部
１２ 開口端面
１３ 短辺壁部
１４ 長辺壁部
２ 角形容器トリマー
２ａ 上型
２ｂ 下型
３ ダイカッター
４ ボトムパッド
５ マンドレル
６ パンチカッター
６０ 刃先部
６１ 短辺刃先部
６２ 長辺刃先部
７ 駆動機構
８ エア・バキューム孔
９ 境界線

Claims (16)

1. 角形容器のトリミング方法において、
   最初にパンチカッターをトリム前の角形容器の角形筒状部に切り込ませる際に、前記パンチカッターを前記角形筒状部のトリムラインにおける壁部の厚み方向に対して傾斜した状態で切り込み、
   次いで、前記パンチカッターを前記角形筒状部のトリムラインに沿って周回移動させて切断することを特徴とする角形容器のトリミング方法。
2. 前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、前記壁部に対して非平行であることを特徴とする、請求項１に記載の角形容器のトリミング方法。
3. 前記パンチカッターの刃先部全周が、前記壁部に対して非平行であることを特徴とする、請求項１に記載の角形容器のトリミング方法。
4. 前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、三角形状であることを特徴とする、請求項１に記載の角形容器のトリミング方法。
5. 前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、凸曲線状であることを特徴とする、請求項１に記載の角形容器のトリミング方法。
6. 前記傾斜した状態での切り込みが、前記パンチカッターを前記壁部に対し傾斜方向に移動させる切り込みであることを特徴とする、請求項１に記載の角形容器のトリミング方法。
7. 前記角形容器が略長方形の矩形断面を有し、最初に、角形筒状部の短辺壁部に前記パンチカッターを切り込ませることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の角形容器のトリミング方法。
8. 前記パンチカッターの周回移動の軌跡が、湾曲軌道のみからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の角形容器のトリミング方法。
9. 角形容器のトリミング装置において、
   トリム前の角形容器の角形筒状部の製品部の外周を囲繞するダイカッターと、
   前記製品部の内側に配置され前記ダイカッターと間で前記製品部を挟持するマンドレルと、
   前記ダイカッター及び前記マンドレルに対して相対的に前記角形筒状部の周に沿って周回移動し、前記角形筒状部の除去部を切除するパンチカッターと、
   を備え、
   最初にパンチカッターをトリム前の角形容器の角形筒状部に切り込ませる際に、該角形筒状部のトリムラインにおける壁部の厚み方向に対して傾斜した状態で前記パンチカッターを切り込み、
   次いで、前記パンチカッターを該角形筒状部のトリムラインに沿って周回移動させて切断することを特徴とする角形容器のトリミング装置。
10. 前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、前記壁部に対して非平行であることを特徴とする、請求項９に記載の角形容器のトリミング装置。
11. 前記パンチカッターの刃先部全周が、前記壁部に対して非平行であることを特徴とする、請求項９に記載の角形容器のトリミング装置。
12. 前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、三角形状であることを特徴とする、請求項９に記載の角形容器のトリミング装置。
13. 前記パンチカッターの少なくとも前記角形筒状部に最初に切り込む刃先部が、凸曲線状であることを特徴とする、請求項９に記載の角形容器のトリミング装置。
14. 前記パンチカッターを前記壁部に対し傾斜方向に移動させることを特徴とする、請求項９に記載の角形容器のトリミング装置。
15. 前記角形容器が略長方形の矩形断面を有し、最初に、角形筒状部の短辺壁部に前記パンチカッターを切り込ませることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の角形容器のトリミング装置。
16. 前記パンチカッターの周回移動の軌跡を、湾曲軌道のみとしたことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項に記載の角形容器のトリミング装置。

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