JP2023136119A - Folding device for high-performance material film - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム、ポリオレフィンフィルム、さらにはこれらとアルミ箔などの金属箔とを積層したラミネートフィルムなどの延伸性や遮光性などの機能に優れた高機能材料フィルムを折り曲げる装置に関し、特に二枚重ねに折り曲げるヘミング曲げ(ヘミ曲げ)あるいはアザ折りもしくは潰し曲げなどと称される曲げ加工を行う装置に関するものである。 The present invention relates to a device for folding high-performance material films with excellent stretchability and light shielding properties, such as polyethylene films, polypropylene films, polyolefin films, and laminate films made by laminating these films with metal foils such as aluminum foil. In particular, it relates to a device that performs a bending process called hemming bending (hemi-bending), bruising folding, crushing bending, etc., in which two sheets are folded one on top of the other.
この種の高機能材料フィルムの一例として、アルミ箔とプラスチックとを積層したラミネートフィルムが知られており、そのラミネートフィルムによってリチウムイオン二次電池を収容する容器を構成した例が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されているラミネート板は、アルミニウム薄板の両面にプラスチック層をラミネートしたものであって、二次電池を気密状態に包み込んであり、その周辺の合わせ部では上下のラミネート板が重ね合わせて密着している。その合わせ部を二つ折りするために、特許文献1に記載の方法では、先ず、ワークの側面に沿う部分を押し下げるとともに、その押し下げ部分より先端側を下型などで受け、こうすることによりワークに沿う部分を基点としてV字状に折曲げ、ついで、合わせ部のうち斜め上側に延びている部分を横方向からワーク側に押して、前記基点の部分を更に鋭角に折曲げている。
As an example of this type of high-performance material film, a laminate film in which aluminum foil and plastic are laminated is known, and an example in which a container for accommodating a lithium ion secondary battery is constructed using the laminate film is described in
上述した特許文献1に記載の折曲げ方法では、曲げ加工の際に折り曲げ基点での損傷を防止するために、温間加工を行う、としている。その温度は100℃~110℃、加工時間は約5秒間としている。ラミネート板を加熱すれば、アルミニウム薄板が軟化し、またこれを被覆しているプラスチック層での分子間のずれが促進されるなど、曲げ易くなる。しかしながら、加熱のために時間を要するだけでなく、常温に戻るまでの放熱に時間を要し、結局は、曲げ加工の全体としての時間が長くなってしまい、加工の効率化あるいは迅速化を図ることが困難である。また、加熱のために熱エネルギを消費するから、温室効果ガスの排出など環境負荷を増大させる要因があり、この点での改善を図ることが望まれる。
In the bending method described in
なお、曲げ加工時にワーク(材料)を加熱・昇温しないとすれば、曲げに伴う残留応力(内部応力)が大きくなってスプリングバックが生じ、しかもそのスプリングバックの量が必ずしも均一にならないので、曲げによって生じた稜線(エッジ部)が波打ってしまい、不良品となってしまう可能性がある。また、曲げによって大きく延ばされている表面側のプラスチック層が経時的に変化もしくは劣化すると、曲げ加工時に生じた応力が要因となって亀裂や破断が生じることがある。特許文献1に記載されているように、二次電池を収容しているとすれば、その亀裂もしくは破断の生じた箇所から電解液の漏洩などが生じ、ひいては二次電池の爆発、燃焼などを惹き起こす可能性がある。
Note that if the workpiece (material) is not heated or raised in temperature during bending, the residual stress (internal stress) associated with bending will increase and springback will occur, and the amount of springback will not necessarily be uniform. There is a possibility that the ridge line (edge portion) caused by bending becomes wavy, resulting in a defective product. Furthermore, if the plastic layer on the front side, which has been largely stretched by bending, changes or deteriorates over time, cracks or breaks may occur due to stress generated during bending. As described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、上述したラミネートフィルムもしくはラミネートシートを初めとする各種の高機能材料からなるフィルムあるいはシートを、内部応力を特には残留させずに安定して折り曲げることのできる装置を提供することを目的とするものである。 This invention has been made with a focus on the above-mentioned technical problem, and is intended to produce films or sheets made of various high-performance materials, including the above-mentioned laminate film or sheet, without leaving any internal stress. The object is to provide a device that can be stably bent.
この発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも表面がプラスチックからなる高機能材料フィルムの周辺部を、前記周辺部の先端エッジ部から所定寸法後退した箇所を折曲げ線として谷折りもしくは山折りする高機能材料フィルムの折曲げ装置において、前記周辺部を前記フィルムの厚さ方向に挟み付けて前記谷折りもしくは山折りを行う第1の成形型と第2の成形型とを有し、前記第1の成形型と前記第2の成形型との少なくともいずれか一方に、前記第1の成形型と前記第2の成形型とで挟み付けた前記周辺部に衝撃力を印加する衝撃力発生機が設けられていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention forms a periphery of a high-performance material film whose surface is at least made of plastic, with a valley fold or a crest formed at a bending line that is set back by a predetermined distance from the tip edge of the periphery. A folding device for a high-performance material film to be folded, comprising a first mold and a second mold that sandwich the peripheral portion in the thickness direction of the film to perform the valley fold or mountain fold, an impact force that applies an impact force to at least one of the first mold and the second mold to the peripheral portion sandwiched between the first mold and the second mold; It is characterized by being equipped with a generator.
この発明においては、前記衝撃力発生機は、予め定めた時間の間前記周辺部を加圧し、かつ予め定めた所定時間を空けて前記予め定めた時間の間前記周辺部を加圧する衝撃力を印加する動作を繰り返し行うように構成されていてよい。 In this invention, the impact force generator applies impact force to pressurize the peripheral portion for a predetermined time, and to pressurize the peripheral portion for the predetermined time after a predetermined time interval. It may be configured to repeatedly perform the application operation.
この発明においては、前記高機能材料フィルムは、金属フィルムとプラスチックフィルムとを積層したフィルムを含み、前記谷折りもしくは山折りは、前記プラスチックフィルムが外側となる曲げであってよい。 In this invention, the high-performance material film includes a film in which a metal film and a plastic film are laminated, and the valley fold or mountain fold may be a bend in which the plastic film is on the outside.
この発明においては、前記第1の成形型に、前記周辺部のうち前記折曲げ線の箇所を押し込む窪み部が設けられるとともに、前記第2の成形型に、前記周辺部のうち前記折曲げ線の箇所を前記窪み部の内部に向けて押圧する突起部が設けられ、少なくとも、前記窪み部と前記突起部とによって挟み付けられている前記折曲げ線の箇所に前記衝撃力が加わるように構成されていてよい。 In this invention, the first mold is provided with a recess into which the bending line in the peripheral part is pushed, and the second mold is provided with a recess into which the bending line in the peripheral part is pushed. A protrusion is provided to press the portion toward the inside of the recess, and the impact force is applied at least to a portion of the bending line that is sandwiched between the recess and the protrusion. It's good that it has been done.
この発明においては、前記第1の成形型と前記第2の成形型とは、前記周辺部を90°より大きい角度まで曲げる第1工程用第1成形型および第1工程用第2成形型と、前記90°より大きい角度まで曲げられた箇所を前記周辺部を互いに重なる二つ折りになるまで曲げる第2工程用第1成形型と第2工程用第2成形型とを含み、前記衝撃力発生機は、前記第1工程用第1成形型と前記第1工程用第2成形型と前記第2工程用第1成形型と前記第2工程用第2成形型との少なくともいずれか一つの成形型に設けられていてよい。 In this invention, the first mold and the second mold are a first mold for a first step and a second mold for a first step that bend the peripheral portion to an angle greater than 90°. , comprising a first mold for a second step and a second mold for a second step, which bend the portion bent to an angle greater than 90° until the peripheral portion is folded in half overlapping each other, and the impact force is generated. The machine molds at least one of the first mold for the first step, the second mold for the first step, the first mold for the second step, and the second mold for the second step. It may be provided in the mold.
この発明においては、第1の成形型と第2の成形型とによって高機能材料フィルムの周辺部を挟み付けることにより、当該フィルムの周辺部が、それらの成形型の形状に従って曲げられる。それらの成形型が前記周辺部を挟み付けて加圧している状態で、衝撃力発生機で発生した衝撃力が、前記周辺部のうち少なくとも折曲げ線の箇所に印加される。その結果、折曲げ線の箇所すなわち曲げの発生している箇所での残留応力(内部応力)が減少し、曲げ加工後のスプリングバック量が小さくなる。また、折曲げ線上の各部分での残留応力が均一化されるので、曲げによって生じた稜線あるいは曲げられた箇所のエッジ部が折曲げ線と平行な直線状になり、意図した通りの曲げ加工が可能になる。さらに、曲げ加工に伴う残留応力が小さくなるので、例えば表面層をプラスチック層とした場合であっても、経時変化による亀裂や破断などの欠陥を未然に防止することができる。 In this invention, by sandwiching the periphery of the high-performance material film between the first mold and the second mold, the periphery of the film is bent according to the shape of the molds. With the molds sandwiching and pressurizing the peripheral portion, the impact force generated by the impact force generator is applied to at least the bending line of the peripheral portion. As a result, the residual stress (internal stress) at the bending line, that is, the location where bending occurs, is reduced, and the amount of springback after bending is reduced. In addition, since the residual stress at each part on the bending line is equalized, the ridge line caused by bending or the edge of the bent part becomes a straight line parallel to the bending line, so that the bending process can be performed as intended. becomes possible. Furthermore, since the residual stress associated with bending is reduced, defects such as cracks and breaks due to changes over time can be prevented even when the surface layer is a plastic layer, for example.
この発明を図に示す実施形態を参照して説明する。なお、以下に掲げる実施形態はこの発明を実施した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。 The present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the embodiments listed below are merely examples of implementing this invention, and do not limit this invention.
この発明に係る装置は、高機能材料フィルムの周辺部をいわゆる二つ折りする装置である。その加工対象物である高機能材料フィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィンなどのフィルム、少なくとも二種類のプラスチックを複合させたフィルム、さらにはガスバリア性を付与するために金属フィルムとプラスチックフィルムとをラミネートしたラミネートフィルムなどである。また、高機能材料フィルムの周辺部は、例えば高機能材料フィルムを袋状に構成し、その開口部を閉じるために合わされる部分であり、したがって高機能材料フィルムの全周に亘る周辺部であってもよく、あるいは開口部となっている一辺の閉じ代部のみであってもよい。さらに、この発明における折曲げは、平坦な高機能材料フィルムを所定の折曲げ線に沿って谷折りもしくは山折りすることであり、特に上記のラミネートフィルムにあってはプラスチックフィルムが外側となる折曲げである。その折曲げ角度は特には限定しないが、折曲げ箇所に掛かる負荷は、いわゆる二つ折り(曲げ角度が180°の折曲げ)で最も厳しくなるから、この発明に係る装置はそのような二つ折りを行う場合に特に有効である。なお、二つ折りとは、金属加工の技術分野でヘミング曲げ(ヘミ曲げ)あるいはアザ折りもしくは潰し曲げなどと称される折曲げであり、折曲げ線を挟んだ両側の部分を互いに重ね合わせて密着させる形態の曲げである。 The device according to the present invention is a device for folding the peripheral portion of a high-performance material film in half. The high-performance material films that are processed are films made of polyethylene, polypropylene, polyolefin, etc., films made of composites of at least two types of plastics, and even laminated metal films and plastic films to provide gas barrier properties. Such as laminated film. In addition, the peripheral part of the high-performance material film is, for example, a part that is assembled to close the opening of a bag-shaped high-performance material film, and is therefore a peripheral part that covers the entire circumference of the high-performance material film. Alternatively, it may be only the closing margin on one side that is an opening. Furthermore, the folding in this invention involves valley-folding or mountain-folding a flat high-performance material film along a predetermined folding line, and especially in the case of the above-mentioned laminate film, the plastic film is on the outside. It is bending. The bending angle is not particularly limited, but since the load applied to the bending point is the most severe in so-called double-folding (bending with a bending angle of 180°), the device according to the present invention can handle such double-folding. This is particularly effective when Note that bi-folding is a type of bending that is called hemming bending (hemi-bending), bruising bending, or crushing bending in the technical field of metal processing. This is a form of bending that causes
図1はこの発明において曲げ加工を施す対象物の一例としての高機能材料フィルム(以下、包装フィルムと記す)1を模式的に示す部分図であり、ここに示す包装フィルム1は、アルミ箔(アルミニウムフィルム)をポリエチレンなどのプラスチックフィルムで表裏両面側から挟み込んで一体化した、厚さが一例として0.32mのラミネートフィルムであり、袋状に形成されてその内部にリチウムイオン電池などの二次電池2を収容している。その包装フィルム1の開口部では、ラミネートフィルム同士が合わされて溶着され、二次電池2を密封している。その互いに溶着されて閉じている部分がこの発明における折曲げ対象箇所である閉じ代部3である。この閉じ代部3がこの発明における周辺部に相当し、この閉じ代部3は板状をなしていて側方に突き出しているので、ハンドリング時や積層時などに邪魔にならないようにするために、またスペースを取らないようにするために折り曲げる。また確実に気密状態とするために、その折曲げは、上述したようにヘミ折りなどの二つ折りとする。
FIG. 1 is a partial view schematically showing a highly functional material film (hereinafter referred to as packaging film) 1 as an example of an object to be bent in the present invention. It is a laminate film with a thickness of, for example, 0.32 m, which is made by sandwiching an aluminum film (aluminum film) between the front and back sides of plastic films such as polyethylene. It houses the
図2の(a)ないし(d)は折曲げ手順を模式的な断面図で示しており、先ず、図2の(a)に示すように、閉じ代部3における幅方向(図1および図2での左右方向)での基端部から先端側の部分を斜め下側に折曲げ、併せて閉じ代部3の先端エッジ部から所定寸法後退した箇所すなわち幅方向でのほぼ中央部を折曲げ線4として谷折りする。その場合、折曲げ線4より先端側の部分が上下方向を向くように、すなわち折曲げ前の閉じ代部3(すなわち水平面)に対してほぼ垂直となるように、折り曲げる。これは、折曲げ線4を挟んだ両側の部分、すなわち先端側部分3Aと基端側部分3Bとのなす角度を、90°未満の鋭角にするためである。言い換えれば、折曲げ角度は、90°以上である。
2(a) to 2(d) are schematic cross-sectional views showing the folding procedure. First, as shown in FIG. 2), bend the part from the proximal end to the distal end side diagonally downward, and also fold the part that is set back by a predetermined distance from the distal edge part of the
ついで、図2の(b)に示すように、閉じ代部3の基端部から折曲げ線4までの基端側部分3Bを含む部分を水平もしくはそれよりわずか斜め上向きにまで曲げる。この状態では、先端側部分3Aが基端側部分3Bに対して鋭角になっているので、先端側部分3Aは水平面側に倒れた向きになる。したがって、先端側部分3Aを単純に上側から基端側部分3Bに向けて押しつぶすことにより、図2の(c)に示すように、先端側部分3Aが基端側部分3Bに重ね合わされて二つ折りされる。すなわち、いわゆるヘミ折りされる。
Then, as shown in FIG. 2B, the portion including the
このようにヘミ折りされた部分を下側から突き上げて、図2の(d)に示すように上向きに折り曲げる。包装フィルム1で包装した二次電池2の全体としての形状を、二次電池2の輪郭に沿わせた形状とするためである。
Push up the hemi-folded portion from below and bend it upward as shown in FIG. 2(d). This is because the overall shape of the
上述した図2に示す曲げ加工を行うこの発明に係る装置を次に説明すると、図3は、平坦な前記閉じ代部3を図2の(a)に示す形状に加工するいわゆる第1工程に用いる装置を模式的に示している。図3に示すように、前記閉じ代部3を図2の(a)に示す形状とするための下パンチ5と上パンチ6とが設けられており、その下パンチ5の上面(加工面)は、前記閉じ代部3のうち基端部から折曲げ線4付近までの部分を載せる幅であって、折曲げ線4に対応する部分は、断面形状が、中心角度θoが120°程度の円弧状となる凹部(窪み部)5Aとされている。また、加工面のうち、下パンチ5の幅方向で凹部5Aとは反対側の端部、すなわち前記閉じ代部3のうち基端部側の一部に対応する箇所は、幅の狭い平坦面となっており、この部分が閉じ代部3を載せて固定する受け面5Bとなっている。そして、これら凹部5Aと受け面5Bとの間の部分が、受け面5Bから凹部5Aに向けて滑らかに下降する傾斜面5Cとなっている。この傾斜面5Cが、上記の図2の(a)に示す基端側部分3Bを加工する面である。
Next, the apparatus according to the present invention that performs the bending process shown in FIG. 2 will be described. FIG. The apparatus used is schematically shown. As shown in FIG. 3, a
下パンチ5のうち前記凹部5A側に、その側面に接触して上下動する上曲げパンチ7が設けられている。この上曲げパンチ7は、下パンチ5から突き出ている前記閉じ代部3(図2の(a)に示す先端側部分3A)を、上端コーナ部で押し上げる曲げ加工を行うパンチであり、ほぼ直角の上端コーナ部を形成している上面はほぼ平坦な面になっている。
An upper bending punch 7 that contacts the side surface of the
上パンチ6は、下パンチ5における傾斜面5Cと凹部5Aとの間に加工対象物である前記閉じ代部3を挟み付けて、図2の(a)に示す形状に曲げ加工するように構成されている。すなわち、上パンチ6の下面である加工面は、下パンチ5における傾斜面5Cと対称形状である傾斜面6Aと、凹部5Aと対称形状であって凹部5Aに向けて突出した突起部6Bとによって構成されている。また、下パンチ5における受け面5Bに向けて昇降する材料押え8が上パンチ6に隣接しかつ上パンチ6と共に上下動するように配置されている。
The
下パンチ5を昇降させるための機構について説明すると、下パンチ5の下側にリフタ9が配置されている。リフタ9は、下パンチ5を昇降させるとともに、曲げ加工の荷重を受ける機構であって、適宜のアクチュエータを主体として構成されている。例えば、水平な回転中心軸線を中心に回転するカムと、そのカムのガイド溝もしくは外周面であるカム面などによって押し上げられ、また引き下げられるカムフォロアなどのカム機構、あるいはトグル機構を主体としたトグルジャッキ、油圧シリンダなどの適宜の機構によってリフタ9を構成することができる。
To explain the mechanism for raising and lowering the
リフタ9の上側に、リフタ9によって上下方向に動かされるホルダ10が設けられている。そのホルダ10の上に衝撃力発生機11が取り付けられており、その衝撃力発生機11の可動部に上記の下パンチ5が取り付けられている。したがって、下パンチ5は、リフタ9によって、ホルダ10ならびに衝撃力発生機11と共に昇降させられるように構成されている。
A
衝撃力発生機11は、下パンチ5と上パンチ6とによって挟み付けられている前記閉じ代部3をその挟み付け方向に衝撃力を印加するためのものであり、磁歪素子や圧電素子(PZT圧電素子)などを主体として構成され、電気的に変形を生じさせて加圧力を発生するように構成されている。この衝撃力発生機11は、要は、加工対象物に対する加圧力を、短時間の間に繰り返し印加できるように構成されていればよい。その加圧力(衝撃力)は、上述した曲げ加工にあっては、主として折曲げ線4に沿う箇所もしくはその近辺に印加し、その加圧力の大きさは、加工対象物の剛性や材質などに応じて実験的に定めることができる。例えば、磁歪素子を用いた構成で有れば、電圧によって加圧力(衝撃力)を調整できる。また、衝撃力は、単純に繰り返して印加してもよいが、所定時間加圧力を維持し、所定のインターバルを空けて再度印加するサイクルを繰り返すこととしてもよい。その場合、加圧維持時間を例えば20ms(ミリ秒)程度、インターバルを例えば10ms程度とすることができる。さらに、衝撃力を繰り返し印加する時間は、3s(秒)程度であってよい。
The
また一方、下パンチ5に隣接して配置してある上曲げパンチ7は、リフタ12によって昇降させられるホルダ13に取り付けられている。この上曲げパンチ7は、下パンチ5とは昇降のタイミングが異なっているので、リフタ12は、下パンチ5のためのリフタ9とは別に設けられていてよい。あるいは下パンチ5のためのリフタ9を例えばカム機構で構成する場合、下パンチ5のためのカムプロフィールとは異なる、上曲げパンチ7用のカムプロフィールを設けた構成とすれば、下パンチ5用のリフタ9を上曲げパンチ7のためのリフタとして使用することができる。
On the other hand, the upper bending punch 7 disposed adjacent to the
上パンチ6は、プッシャ14で吊り下げたホルダ15の下面に取り付けられている。このプッシャ14は、上パンチ6を下パンチ5に向けて押し下げるための機構であり、サーボモータや油圧シリンダなどのアクチュエータを主体として構成されている。材料押え8は、この上パンチ6と同様に、ホルダ15に取り付けられている。なお、材料押え8は、上パンチ6と独立して昇降するように構成されていてもよく、その場合、材料押え8は、図示しない適宜のプッシャで吊り下げたホルダの下面に取り付ければよい。また、材料押え8は、スプリングなどの弾性部材(図示せず)を介して、上パンチ6用のホルダ15に取り付けてもよい。すなわち、材料押え8は、折曲げ加工の前後に亘って、前記閉じ代部3を前述した下パンチ5の受け面5Bに押し付けて固定しておくためのものであるから、上パンチ6に先行して下降して前記閉じ代部3を押さえ付け、弾性部材を圧縮しつつ上パンチ6を更に下降させることにより、前記閉じ代部3を固定しておくことができる。また、上パンチ6を上昇させる場合、弾性部材が規定寸法、伸びるまで間は、材料押え8が弾性部材によって下パンチ5に向けて押されるから、前記閉じ代部3を固定した状態に維持できる。
The
図4は、前述した図2の(b)ないし(c)に示す曲げ加工を行うための成形型を模式的に示している。この成形型は、図3に示す各パンチがいわゆる第1工程を行うのに対して、いわゆる第2工程を行う成形型であり、下パンチ21と、上パンチ22と、材料押え23とを備えている。下パンチ21は、図2の(b)に示す基端側部分3Bを水平面に対して斜め上向きに押し上げる傾斜面21Aと、前記閉じ代部3の基端部を載せる受け面21Bとを備えている。また、上パンチ22は、図2の(b)に示すいわゆる開いた状態にある先端側部分3Aをいわゆる二つ折りとなるように押し曲げるものであり、したがって下面である加工面は、下パンチ21における傾斜面21Aと平行な傾斜面22Aを備えている。その傾斜面22Aは、前述した先端側部分3Aのうち折曲げ線4から所定寸法先端側の部分を押圧する長さ(幅)の面である。なお、その傾斜面22Aのうち、前記折曲げ線4の近傍に対向する部分は、上側に窪んでいて、断面形状が円弧状をなす曲面になっている。すなわち、基端側部分3Bと先端側部分3Aとの境界部分であるいわゆる折曲げ部は、前記閉じ代部3の厚さなどに応じた所定半径(一例として、外径(半径)400μm、内径(半径)100μm)の湾曲部となり、この部分を平面化するように押し潰すと、亀裂が生じたり、破断したりする。そこで、所定半径の湾曲形状を維持するように、上側に円弧状に窪んでいる凹部22Bを形成してある。なお、凹部22Bの外形半径は、600μm以上で苛烈が生じなくなり、亀裂や破断などの欠陥を回避できる。
FIG. 4 schematically shows a mold for performing the bending process shown in FIGS. 2(b) to 2(c) described above. This mold is a mold that performs a so-called second process, whereas each punch shown in FIG. 3 performs a so-called first process, and includes a
材料押え23は、下パンチ21における受け面21Bの上方に昇降可能に配置されている。材料押え23の下端面(先端面)が押え面であって、下パンチ21における受け面21Bとほぼ同形状で互いに対向している。したがって、下パンチ21が前記閉じ代部3の下面まで上昇し、かつ材料押え23が下パンチ21に向けて下降することにより、閉じ代部3における基端部を、下パンチ21の受け面21Bと材料押え23とによって挟み付けて閉じ代部3を固定するようになっている。
The
なお、図4に示す各パンチ21,22や材料押え23を昇降させる機構は、図3に示す機構と同様であってよく、あるいは従来プレス機などに用いられている各種の機構と同様の構成であってもよい。また、図4に示すいわゆる第2工程として曲げ加工を行う成形型においても、折曲げ線4の近傍を加圧するので、前述した衝撃力発生機を下パンチ21もしくは上パンチ22に設けてもよい。
Note that the mechanism for raising and lowering each
図5は、既に二つ折りした部分を図2の(d)に示す形状に曲げ加工するための成形型を模式的に示している。この成形型はいわゆる第3工程を行う成形型であり、材料受け31と、材料押え32と、上曲げパンチ33とを備えている。材料受け31は、前記閉じ代部3における基端部を下側から支えるための成形型であり、その受け面(上端面)は、上側への曲げを生じやすくするために、図5の右側が上側になるように傾斜している。これに対して、材料押え32の下端部(先端部)は、材料受け31における上端面の幅方向でのほぼ中央部に閉じ代部3の基端部を押し付けるようにとがった形状になっている。
FIG. 5 schematically shows a mold for bending the already folded portion into the shape shown in FIG. 2(d). This mold is a mold for performing a so-called third step, and includes a
そして、上曲げパンチ33は、材料受け31の側面に沿って昇降するように配置されており、その上面(加工面)は、水平面に対して傾斜している前記基端側部分3Bの下面に対向するように傾斜している。すなわち、いわゆる二つ折りされている部分を更に上向きに曲げる加工の当初は、前述した基端側部分3Bの下面をそのほぼ全体に接触する面で押し上げるためである。
The
なお、図5に示す成形型についても、それぞれを昇降させる機構は図3に示す構成の機構や従来知られている機構であってよい。 Note that the mechanism for raising and lowering each of the molds shown in FIG. 5 may be a mechanism configured as shown in FIG. 3 or a conventionally known mechanism.
また、図3ないし図5に示す各パンチや材料押えなどは、曲げ加工を施す前記閉じ代部3に対して面で接触するために、閉じ代部3における折曲げ線4の方向に測った寸法である長さと同等もしくはそれ以上の長さを有している。
In addition, each punch, material presser, etc. shown in FIGS. 3 to 5 are measured in the direction of the
上述した第1ないし第3の行程での曲げ加工について、次に説明する。先ず、加工対象物である前記閉じ代部3を図3に示す下パンチ5と上パンチ6との間にほぼ水平にセットし、その状態で下パンチ5をリフタ9によって閉じ代部3にまで上昇させる。その状態では、下パンチ5の受け面5Bが閉じ代部3における基端部の下面に接触している。ついで、上パンチ6をプッシャ14によって下降させると、先ず,突起部6Bが閉じ代部3の上面に接触してこれを押し下げるとともに下パンチ5における凹部5Aに折曲げ線4の部分を押し込む。同時に、基端側部分3Bが水平面に対して斜め下向きに曲げられる。その結果、折曲げ線4の部分で谷折りされ、先端側部分3Aが水平方向もしくはそれより幾分上向きになるように曲げられる。
The bending process in the first to third steps described above will be explained next. First, the
下パンチ5と上パンチ6とで閉じ代部3を挟み付け、特に下パンチ5の凹部5Aに上パンチ6の突起部6Bが、閉じ代部3のうち折曲げ線4の箇所を押し込んでいる状態で衝撃力発生機11が衝撃力を発生する。その結果、折曲げ線4に沿っている箇所には、曲げ荷重が繰り返し作用しているのと同様の状態が生じ、折曲げ線4に沿う箇所の全体が、下パンチ5と上パンチ6との加工面に馴染んでその加工面と同様の形状に曲げ加工される。なお、衝撃力は、前述したように、衝撃力を印加した状態を所定時間(例えば20ms)維持し、その後に所定のインターバル(例えば10ms)をおいて再度衝撃力を印加するとともに維持し、このような維持とインターバルとを複数回、もしくは所定の時間(例えば3秒)の間、繰り返す。
The
その後、衝撃力の印加を停止してから上曲げパンチ7を上昇させることにより、下パンチ5と上パンチ6との間から突き出ている先端側部分3Aを上曲げパンチ7によって上側に折り曲げる。この折曲げは、実質的に上パンチ6と上曲げパンチ7とによる曲げ加工であり、先端側部分3Aは、上パンチ6の側面に沿うように上向きに折り曲げられる。
Thereafter, by lifting the upper bending punch 7 after stopping the application of the impact force, the
こうしていわゆる第1工程の曲げ加工を行った後、上パンチ6および材料押さえ8を上昇させるとともに、上曲げパンチ7および下パンチ5を下降させて、閉じ代部3を解放し、ついで図4に示すいわゆる第2工程の成形型にセットする。この成形型においては、材料押え23が下降してその先端部で閉じ代部3における基端部の上下方向での位置を規定し、その状態で下パンチ21が上昇することにより、閉じ代部3における先端側部分3Aを押し上げて斜め上向きに曲げる。同時に、下パンチ21における受け面21Bが閉じ代部3の下面に接触して、その基端部が材料押さえ23と下パンチ21の受け面21Bとの間に挟み付けられて固定される。この状態では、先端側部分3Aは、基端側部分3Bに幾分覆い被さった状態になっている。したがって、この状態で上パンチ22が下降することにより、その傾斜面22Aによって先端側部分3Aが、基端側部分3Bに対して面合わせするように更に折り曲げられる。すなわち、ヘミ折りされる。なおその場合、折曲げ線4に沿う部分は、上パンチ22に形成されている断面円弧状の凹部22Bの内部に位置するので、所定の曲率半径の湾曲状態を維持する。こうして曲げ加工された形状は、上記の図2の(c)に示す通りである。
After performing the so-called first step of bending in this manner, the
そして、ヘミ折りを完了した閉じ代部3を、図5に示すいわゆる第3工程の成形型にセットする。この第3行程では、閉じ代部3における基端部が材料受け31と材料押え32とによって上下方向から挟み付けられて固定される。その状態では、ヘミ折りされた部分が上曲げパンチ33の上方に突き出ており、したがって上曲げパンチ33が上昇することにより、ヘミ折りされた部分が上向きに折り曲げられる。その曲げ加工後の形状を図2の(d)に示してある。
Then, the
上述したようにこの発明に係る上記の折曲げ装置では、下パンチ5と上パンチ6とで包装フィルム1の閉じ代部3を挟み付けて谷折りした際に、下パンチ5と上パンチ6とで閉じ代部3を挟み付けている状態のまま、前述した衝撃力を印加するので、折曲げ線4に沿う箇所の全体が、下パンチ5および上パンチ6の加工面に正確に、もしくは密着して倣った形状に曲げ加工される。その結果、曲げ加工後の折曲げ線4に沿ういわゆるエッジとなる部分や上記の先端側部分3Aの全体を直線状あるいは平坦面状に成形できる。
As described above, in the folding device according to the present invention, when the
この発明の発明者らが実験を行ったところ、衝撃力を印加しないで曲げ加工を行った場合には、折曲げ線4に沿ういわゆるエッジとなる部分が波打った状態に曲がったものが複数発生した。また先端側部分3Aと基端側部分3Bとのなす角度が、折曲げ線4に沿う方向の複数箇所で異なり、その結果、先端側部分3Aが折曲げ線4に沿う方向で波打っており、あるいは先端側部分3Aのエッジが波打っているものが複数発生した。これは、曲げ加工の程度が部分ごとに異なり、その結果、スプリングバックにばらつきが生じたことによるものと考えられる。これに対して、上述した衝撃力を印加して曲げ加工を行った場合には、折曲げ線4に沿ういわゆるエッジとなる部分が所期通りに直線状を維持しており、また先端側部分3Aが平板状を維持するとともに、そのエッジも直線状を維持していた。さらに、先端側部分3Aと基端側部分3Bとのなす角度は、衝撃力を印加した曲げ加工を行った場合の方が、衝撃力を印加しない場合に比較して小さい角度になっており、衝撃力を印加することによりスプリングバックが小さいことが認められた。総じて、衝撃力を印加することにより、欠陥のない曲げ加工を行うことが可能なことが認められた。
The inventors of this invention conducted an experiment and found that when bending was performed without applying impact force, the so-called edges along the
前述した衝撃力を印加することにより上記の作用・効果を奏する理由は必ずしも明らかではないが、衝撃力を印加することにより、材料の流動、分子の配向の変化、結晶界面でのズレなどが生じ、それに伴って曲げ加工による残留応力が解消もしくは低減されていることが要因と考えられる。このような要因で折曲げ線4の箇所の残留応力を低減もしくは解消できるので、プラスチック層を外層とした包装フィルム1の場合、そのプラスチック層の経時的な変化もしくは劣化が生じても、その折曲げ箇所に亀裂や破断が生じることを回避もしくは抑制することができる。特に、リチウムイオン二次電池を包装している場合には、経時的変化によって電解液が漏洩するなどの事故を回避もしくは抑制することが可能になる。
It is not necessarily clear why the application of the aforementioned impact force achieves the above effects and effects, but the application of impact force causes material flow, changes in molecular orientation, shifts at crystal interfaces, etc. This is thought to be due to the fact that residual stress due to bending is eliminated or reduced accordingly. These factors can reduce or eliminate the residual stress at the
なお、この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、衝撃力発生機は、上パンチと下パンチとの少なくともいずれか一方に設けてあればよい。また、衝撃力発生機を設ける成形型は、前述したいわゆる第1工程で使用する成形型に限らず、いわゆる第2工程で使用する成形型に設けてもよい。したがって、図3に示す下パンチ5と、上パンチ6と、図4に示す下パンチ21と、上パンチ22とのいずれかがこの発明における第1の成形型に相当し、他のいずれかが第2の成形型に相当する。また、図3に示す下パンチ5と上パンチ6とのいずれか一方がこの発明における第1工程用第1成形型に相当し、他方が第1工程用第2成形型に相当する。図4に示す下パンチ21と上パンチ22とのいずれか一方がこの発明における第2工程用第1成形型に相当し、他方が第2工程用第2成形型に相当する。さらに、上述した実施形態ではいわゆる第1工程で谷折りを行う例を示したが、この発明では谷折りに替えて山折りを行うこととしてもよい。またさらに、この発明における折曲げは、要は、ヘミ折りなどと称される折曲げであればよく、その曲げ手順は、前述した図2に示す手順に限られない。そして、この発明における曲げ加工の対象物である高機能材料フィルムは、二次電池を収容するための包装フィルム以外のフィルムであってよく、何らかの構造材の一部もしくは表面を形成しているフィルムであってもよい。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and the impact force generator may be provided in at least one of the upper punch and the lower punch. Further, the mold provided with the impact force generator is not limited to the mold used in the so-called first step described above, but may be provided in the mold used in the so-called second step. Therefore, any one of the
1 包装フィルム
2 二次電池
3 閉じ代部(周辺部)
3A 先端側部分
3B 基端側部分
4 折曲げ線
5 下パンチ
5A 凹部
5B 受け面
5C 傾斜面
6 上パンチ
6A 傾斜面
6B 突起部
7 パンチ
8 材料押え
9 リフタ
10 ホルダ
11 衝撃力発生機
12 リフタ
13 ホルダ
14 プッシャ
15 ホルダ
21 下パンチ
21A 傾斜面
21B 受け面
22 上パンチ
22A 傾斜面
22B 凹部
23 材料押え
31 材料受け
32 材料押え
33 パンチ
1
3A
Claims (5)
前記周辺部を前記フィルムの厚さ方向に挟み付けて前記谷折りもしくは山折りを行う第1の成形型と第2の成形型とを有し、
前記第1の成形型と前記第2の成形型との少なくともいずれか一方に、前記第1の成形型と前記第2の成形型とで挟み付けた前記周辺部に衝撃力を印加する衝撃力発生機が設けられている
ことを特徴とする高機能材料フィルムの折曲げ装置。 A folding device for a high-performance material film, which folds a peripheral portion of a high-performance material film having at least a surface made of plastic, with a bending line set at a point set back by a predetermined distance from a leading edge portion of the peripheral portion. ,
comprising a first mold and a second mold that sandwich the peripheral portion in the thickness direction of the film and perform the valley fold or mountain fold;
an impact force that applies an impact force to at least one of the first mold and the second mold to the peripheral portion sandwiched between the first mold and the second mold; A highly functional material film folding device characterized by being equipped with a generator.
前記衝撃力発生機は、予め定めた時間の間前記周辺部を加圧し、かつ予め定めた所定時間を空けて前記予め定めた時間の間前記周辺部を加圧する衝撃力を印加する動作を繰り返し行うように構成されていることを特徴とする高機能材料フィルムの折曲げ装置。 A folding device for a high-performance material film according to claim 1,
The impact force generator repeatedly applies an impact force that pressurizes the peripheral portion for a predetermined time, and applies impact force that pressurizes the peripheral portion for the predetermined time after a predetermined time interval. A high-performance material film folding device characterized in that the folding device is configured to fold a high-performance material film.
前記高機能材料フィルムは、金属フィルムとプラスチックフィルムとを積層したフィルムを含み、前記谷折りもしくは山折りは、前記プラスチックフィルムが外側となる曲げである
ことを特徴とする高機能材料フィルムの折曲げ装置。 A folding device for a high-performance material film according to claim 1 or 2,
The high-performance material film includes a laminated film of a metal film and a plastic film, and the valley fold or mountain fold is a bending with the plastic film on the outside. Device.
前記第1の成形型に、前記周辺部のうち前記折曲げ線の箇所を押し込む窪み部が設けられるとともに、
前記第2の成形型に、前記周辺部のうち前記折曲げ線の箇所を前記窪み部の内部に向けて押圧する突起部が設けられ、
少なくとも、前記窪み部と前記突起部とによって挟み付けられている前記折曲げ線の箇所に前記衝撃力が加わるように構成されている
ことを特徴とする高機能材料フィルムの折曲げ装置。 A high-performance material film folding device according to any one of claims 1 to 3,
The first mold is provided with a recessed portion into which a portion of the bending line of the peripheral portion is pushed;
The second mold is provided with a protrusion that presses the bending line in the peripheral portion toward the inside of the recess,
A folding device for a high-performance material film, characterized in that the impact force is applied to at least a portion of the bending line sandwiched between the recess and the protrusion.
前記第1の成形型と前記第2の成形型とは、前記周辺部を90°より大きい角度まで曲げる第1工程用第1成形型および第1工程用第2成形型と、前記90°より大きい角度まで曲げられた箇所を前記周辺部を互いに重なる二つ折りになるまで曲げる第2工程用第1成形型と第2工程用第2成形型とを含み、
前記衝撃力発生機は、前記第1工程用第1成形型と前記第1工程用第2成形型と前記第2工程用第1成形型と前記第2工程用第2成形型との少なくともいずれか一つの成形型に設けられている
ことを特徴とする高機能材料フィルムの折曲げ装置。 A high-performance material film folding device according to any one of claims 1 to 3,
The first mold and the second mold are a first mold for the first step and a second mold for the first step that bend the peripheral portion to an angle greater than 90°, and a second mold for the first step that bends the peripheral portion to an angle greater than 90°. A first mold for a second step and a second mold for a second step, which bend the portion bent to a large angle until the peripheral portion is folded in two overlapping each other;
The impact force generator includes at least one of the first mold for the first step, the second mold for the first step, the first mold for the second step, and the second mold for the second step. A folding device for a high-performance material film, characterized in that it is provided in one mold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022041571A JP2023136119A (en) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | Folding device for high-performance material film |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117601408A (en) * | 2023-11-28 | 2024-02-27 | 江阴长庚高科技材料有限公司 | CPP plastic-aluminum complex film processing hem device of soft packet of lithium cell |
CN117601408B (en) * | 2023-11-28 | 2024-05-31 | 江阴长庚高科技材料有限公司 | CPP plastic-aluminum complex film processing hem device of soft packet of lithium cell |
-
2022
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CN117601408B (en) * | 2023-11-28 | 2024-05-31 | 江阴长庚高科技材料有限公司 | CPP plastic-aluminum complex film processing hem device of soft packet of lithium cell |
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