WO2015045797A1 - 絞り加工装置 - Google Patents

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die
film
actuator
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笹井英一
中尾治
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株式会社村田製作所
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/04Blank holders; Mounting means therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies

Definitions

  • the present invention relates to a drawing apparatus, and more specifically, when an exterior body (laminate case) for an electricity storage device represented by a lithium ion secondary battery is produced by drawing a film-like material such as a laminate film.
  • the present invention relates to a drawing apparatus used for the above.
  • a laminate case used as an outer layer body of an electricity storage device such as a lithium ion secondary battery is, for example, a molded body formed by drawing (pressing) a laminate film in which an aluminum foil is sandwiched between thermoplastic resin layers. It is manufactured through a process of heat welding.
  • Patent Document 1 As a drawing method, for example, there is a method as described in Patent Document 1. That is, in Patent Document 1, as shown in FIG. 9, a film-like material S is sandwiched between a die 102 that is a concave side of a press-molding die and a crease presser 105, and a concave portion of the die 102 at the center portion thereof. A method is shown in which the punch 101 is plunged into 102a and the film material S is drawn into the recess 102a of the die 102 by sliding at the sandwiched portion, so that the film material S is three-dimensionally formed. Yes.
  • the quality of the drawing process is greatly affected by the pressure applied to suppress the region where the wrinkles of the film-like material S are likely to occur around the recess 102a of the die 102 and the pressure distribution.
  • the pneumatic cylinder 103 is used as a pressure imparting means for wrinkle pressing, and the wrinkle pressing member 105 is attached to the film via the support plate 104 having a plurality of support pins 104a passing through the rod 130 and the base plate 110.
  • Patent Document 2 makes it possible to adjust the pressurization point with respect to the optimal pressurization position and pressure distribution that varies depending on the molding shape and dimensions when the plate material to be molded is molded. For this reason, as shown in FIG. 10, a method has been proposed in which pressing cylinders (actuators) 205 are arranged at a plurality of positions in an adjustment region near the punch 209.
  • Patent Documents 1 and 2 there are problems as described below.
  • the distribution of the optimum wrinkle holding pressure differs depending on the shape and dimensions of the film-like material and requires adjustment.
  • the wrinkle pressing pressure is applied via the support pin, it is not possible to change the pressure position by changing the position of the support pin and adjust the pressure distribution.
  • the support pins 104a are disposed under the base plate 110, it is difficult to change the position of the support pins 104a, and it is not easy to place and remove the mold including the punch and die.
  • Patent Document 1 it is difficult to obtain a molded product having high shape accuracy and no wrinkles by optimally adjusting the wrinkle pressing pressure. Further, in order to increase the degree of freedom of the mounting position of the support pins, it is conceivable to process a plurality of through holes for penetrating the support pins in advance in the base plate, but in that case, the rigidity of the base plate is reduced. There is a problem.
  • the mechanism for adjusting the pressure distribution of the wrinkle presser is provided, but the dimensions of the cylinder (actuator) 205 for pressing a predetermined region are limited.
  • the number of cylinders 205 is limited.
  • the cylinder 205 cannot be disposed at a necessary location, and the pressure distribution of the wrinkle presser cannot be adjusted sufficiently. That is, there is a case where the portion of the molding object to be pressed cannot be pressed from directly above, or the cylinder 205 itself cannot be disposed at a necessary position.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and suppresses and prevents the generation of wrinkles when drawing a film-like material without causing an increase in equipment size or a significant increase in cost.
  • An object of the present invention is to provide a drawing apparatus capable of obtaining a molded body with high shape accuracy.
  • the drawing apparatus of the present invention comprises: A drawing device used for forming a film-like material into a predetermined shape by drawing, Punch and A die having a recess into which a part of the punch enters, A first actuator for generating a first pressing force to perform drawing using the punch and the die; A second actuator that generates a second pressing force to press the film-like material in a peripheral region of the recess of the die; By pressing the film-like material toward the die with the second pressing force, a wrinkle holding member that suppresses generation of wrinkles of the film-like material; A pressing force transmission plate for transmitting the second pressing force to the wrinkle pressing member; A plurality of pressings disposed between the wrinkle pressing member and the pressing force transmission plate and disposed in a region corresponding to the peripheral region of the concave portion of the die when viewed from the pressing direction of the first actuator.
  • a position adjustment block It is characterized by having.
  • the pressing position adjustment block is detachably attached to at least one of the wrinkle pressing member and the pressing force transmission plate.
  • the pressing position adjusting block is configured to be detachably attached to at least one of the wrinkle pressing member and the pressing force transmission plate by a screwing method.
  • the pressing position adjusting block By attaching the pressing position adjusting block by a screwing method, the pressing position adjusting block can be easily and reliably disposed at any position so as to be detachable, and the present invention can be more effectively realized. .
  • the shape of the pressing position adjustment block is preferably one of a circle, a square, and a rectangle when viewed from the pressing direction of the first actuator.
  • the area viewed from the pressing direction of the first actuator is either circular, square, or rectangular so that the pressing position adjustment block is disposed. Therefore, it becomes possible to reliably apply a large pressing force to the film-like material through the wrinkle pressing member, and the present invention can be more effectively realized.
  • a plurality of the second actuators are disposed so as to surround the concave portion of the die when viewed from the pressing direction of the first actuator.
  • a load (wrinkle pressing force) applied to the pressing position adjusting block is obtained by providing a plurality of second actuators so as to surround the concave portion of the die.
  • the drawing apparatus of the present invention can be configured to include a plurality of forming portions that are drawn by the punch and the die.
  • the behavior during processing of the film-like material may change in a complicated manner, and wrinkles are likely to occur, but according to the present invention, even in such a case, In addition, it is possible to reliably press the wrinkled region of the film-like material to suppress the generation of wrinkles, and highly accurate drawing can be performed.
  • the drawing device of the present invention is particularly significant when the shape of the molding portion when viewed from the pressing direction of the first actuator has any one of a concave portion, a convex portion, and a bent portion. It is.
  • the shape of the forming portion has a concave portion, a convex portion, a bent portion, etc.
  • wrinkles are more likely to occur, but according to the present invention, even in such a case, wrinkles of the film-like material It is possible to perform highly accurate drawing by reliably pressing an area that is likely to occur and suppressing the generation of wrinkles.
  • the second actuator is detachably disposed above the punch holder that holds the punch.
  • the second actuator is detachably disposed above the punch holder that holds the punch, it is easy to place and remove mold components such as punches and dies when the pressing position is adjusted. Thus, it is possible to efficiently adjust the pressing position. It is also advantageous in that a general-purpose press facility can be applied.
  • the drawing apparatus of the present invention includes a first actuator for drawing using a punch and a die, and a second actuator for pressing the film-like material in the peripheral region of the concave portion of the die.
  • a second actuator that generates a pressing force, a wrinkle pressing member that suppresses wrinkling of the film-like material by pressing the film-like material toward the die with the second pressing force, and a second pressing force.
  • a pressing force transmission plate for transmitting the pressure to the wrinkle holding member, and disposed between the wrinkle pressing member and the pressing force transmission plate, and in a region around the concave portion of the die as viewed from the pressing direction of the first actuator.
  • the pressing position adjustment block is provided at a predetermined position where wrinkles are likely to occur.
  • FIG position wrinkle-prone position
  • the present invention it is possible to easily and surely adjust the pressure distribution as necessary so that a predetermined region of the film-like material is pressed reliably, without causing wrinkles. It is possible to provide a drawing apparatus capable of performing drawing with high accuracy.
  • FIG. 1 It is front sectional drawing which shows the structure of the drawing apparatus concerning embodiment (Embodiment 1) of this invention. It is a figure which shows the lithium ion secondary battery using the laminate case formed by heat-welding the molded object (laminated film molded object) shape
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a drawing apparatus (drawing die) according to an embodiment (first embodiment) of the present invention.
  • FIG. 2 shows that a battery element (not shown) is housed together with an electrolyte in a laminate case 51 formed by thermally welding laminate film molded bodies 51a and 51b formed by drawing a laminate film.
  • 2 is a diagram showing a lithium ion secondary battery 50 having a structure in which terminals 52a and 52b are drawn out from a laminate case 51.
  • the drawing apparatus A is a drawing apparatus (drawing die) used for forming laminated film molded bodies 51a and 51b as shown in FIG.
  • a drawing apparatus A forms a pair of laminate films forming the laminate case 51 by drawing a film-like material (laminated film in the first embodiment) 1. It is a drawing apparatus used for forming the bodies 51a and 51b (FIG. 2).
  • the drawing apparatus A includes a punch 11 for drawing and a die 12 having a recess 12a into which a part (lower end portion) 11a of the punch 11 enters.
  • the punch 11 is driven in the vertical direction by the first actuator 10.
  • the first actuator 10 is fixed to a base plate (not shown). By driving the first actuator 10, a first pressing force F1 for performing drawing is generated.
  • the punch 11 and the die 12 form a forming portion for forming (drawing) the film-like material 1 into a predetermined shape.
  • the drawing apparatus A suppresses the generation of wrinkles on the film-like material 1 by pressing the film-like material (laminate film) 1 toward the die 12 in the peripheral region of the recess 12 a of the die 12.
  • a holding member 13 is provided.
  • the wrinkle pressing member 13 is disposed so as to face the peripheral region of the recess 12 a of the die 12.
  • a second pressing force F2 described later is generated.
  • the wrinkle pressing member 13 has a through hole 13a through which the punch 11 passes, and the pressing force transmission plate 15 has a through hole 15a through which the punch 11 passes.
  • the processing apparatus A includes a second actuator 14 that generates a second pressing force F2 that presses the film-like material 1, and a pressing force transmission that transmits the second pressing force F2 to the wrinkle pressing member 13.
  • a plate 15 and a pressing position adjusting block 20 disposed between the wrinkle pressing member 13 and the pressing force transmission plate 15 are provided.
  • the second pressing force F ⁇ b> 2 by the second actuator 14 is transmitted to the pressing force transmission plate 15 through the rod 16, and further from the pressing force transmission plate 15 through the pressing position adjustment block 20 and the wrinkle pressing member 13.
  • the film material 1 is transmitted to the film material 1.
  • the first pressing force F1 and the second pressing force F2 are set so as to have a relationship of F1> (total value of F2).
  • the pressing force adjusting unit block 20 is attached to the wrinkle pressing member 13. Specifically, when viewed from the pressing direction of the first actuator 10, an area corresponding to the peripheral area of the recess 12 a of the die 12 (that is, wrinkle).
  • the pressing member 13 is detachably attached to a plurality of predetermined positions in a region around the through hole 13a through which the punch 11 passes.
  • the pressing position adjustment block 20 has a circular shape (planar shape) viewed from the pressing direction of the first actuator 10.
  • a member having a shape formed in the above is used, and by screwing the screw 21 into an intended position (that is, a predetermined screw hole among the screw holes 22 provided in a plurality of predetermined positions), Removably attached.
  • the die 12, the wrinkle pressing member 13, the pressing position adjustment block 20, and the like for example, hardened steel widely used as a mold material can be used, but is not limited thereto. It is not a thing.
  • the die 12 is disposed on the lower base member 31, and the second actuator 14 penetrates the upper base member 32 from the upper side of the upper base member 32. It is arranged like this.
  • the punch 11 is mounted on the upper base member 32 via a punch holder 11b for holding the punch 11.
  • the pressing position adjustment block 20 is attached to the wrinkle pressing member 13, but the pressing position adjustment block 20 is not the wrinkle pressing member 13 but a predetermined plurality of pressing force transmission plates 15. It is also possible to configure so that it can be detachably attached to any position among the individual positions.
  • a part of the plurality of pressing position adjustment blocks 20 may be attached to the wrinkle pressing member 13 and the other may be attached to the pressing force transmission plate 15.
  • the attachment method of the pressing position adjustment block 20 is not limited to the above-described screwing method, and can be attached by other methods.
  • a plurality of second actuators 14 are disposed so as to surround the recess 12 a of the die 12.
  • the load (wrinkle pressing force) applied to the pressing position adjustment block 20 can be set for each second actuator 14, and highly accurate drawing can be performed while preventing the generation of wrinkles with higher accuracy.
  • the second actuator 14 is detachably disposed above the punch holder 11b that holds the punch 11. Thereby, it is easy to place and lower mold components such as the punch 11 and the die 12 accompanying the adjustment of the pressing position, and the pressing position can be adjusted efficiently.
  • the punch 11 and the die 12 shown in FIG. As described above, the punch 11 is lowered so that the punch 11 and the die 12 are engaged and the film-like material 1 is drawn, and the pressing force is applied by the second actuator 14.
  • the transmission plate 15 is pressed, the second pressing force F2 is transmitted to the wrinkle pressing member 13 via the pressing position adjustment block 20, and the wrinkle pressing member 13 is used to form a film located in the peripheral region of the recess 12a of the die 12. Press material 1.
  • the end of the film material 1 moves to the concave portion 12 a side of the die 12 during the drawing process.
  • wrinkles are likely to occur at the periphery of the film material 1.
  • the film-like material 1 passes through the wrinkle pressing member 13 in the area corresponding to the area where the pressing position adjusting block 20 is disposed and in the vicinity thereof. Since a large pressing force is applied to 1, the drawing position adjustment block 20 is arranged in a region where wrinkles are likely to occur, and drawing is performed, so that generation of wrinkles can be suppressed and highly accurate drawing can be performed. .
  • the pressing position adjusting block 20 is detachably attached to a predetermined position of the wrinkle pressing member 13, so that wrinkles are generated according to the molding shape of the film-like material 1. It is possible to attach the pressing position adjustment block 20 to a region where a large pressing force is to be applied to suppress the pressure, and the pressure distribution can be easily and reliably adjusted to a mode necessary for suppressing the generation of wrinkles. .
  • the position where the pressing position adjusting block 20 is disposed on the wrinkle pressing member 13 is adjusted to adjust the position to be strongly pressed.
  • the intended position is pressed by changing the position of the actuator 14, there is no restriction on the pressing position due to the size and shape of the second actuator 14, and the arrangement position of the pressing position adjustment block 20 is adjusted. It is possible to press the intended region from right above with certainty. Regardless of the shape, dimensions, molding shape, etc. of the film-like material 1 It can be carried out.
  • the second actuator 14 that generates the wrinkle pressing force is detachably disposed on the upper side of the mold constituent member.
  • the accompanying members such as the punch 11 and the die 12 can be easily put down, and the pressing position can be adjusted efficiently in this respect.
  • ⁇ Modification 1> In the first embodiment, there is a single forming portion where drawing is performed by the punch 11 and the die 12, and there is one through hole 13 a through which the recess 12 a of the die 12 and the punch 11 of the wrinkle holding member 13 pass.
  • the drawing apparatus of the present invention can also be applied to a case where there are a plurality of forming portions where drawing is performed by the punch 11 and the die 12.
  • FIG. 6 is a view showing the wrinkle pressing member 13 used when there are a plurality (four) of the forming portions.
  • the wrinkle holding member 13 is formed with four through holes 13a through which punches pass, corresponding to the number of forming portions.
  • the pressing position adjustment block 20 having a circular planar shape is attached to and detached from a plurality of predetermined positions in the surrounding area of each through-hole 13a, that is, in the area corresponding to the surrounding area of the recess 12a (see FIG. 1) of the die 12. It is arranged to be possible.
  • the configuration includes a plurality of forming portions, it is considered that the behavior during processing of the film-like material changes in a complicated manner, and wrinkles are more likely to occur. By doing so, it is possible to reliably press the wrinkled region of the film-like material, suppress wrinkling, and perform highly accurate drawing.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the wrinkle pressing member 13 in a case where the forming portion has a bent portion and there are a plurality (two) of forming portions.
  • the wrinkle pressing member 13 is formed with two through holes 13a through which the punch passes corresponding to the number of forming portions.
  • a pressing position adjustment block 20 having a circular planar shape is provided at a plurality of predetermined positions in the surrounding area of each through-hole 13a, that is, in the area corresponding to the surrounding area of the recess 12a (see FIG. 1) of the die 12. It is detachably arranged.
  • the shape of the molded portion has a concave portion, a convex portion, a bent portion, or the like, it is considered that wrinkles are more likely to occur. It is possible to reliably press a region where wrinkles are easily generated and suppress wrinkling and perform highly accurate drawing.
  • the pressing position adjustment block 20 having a circular planar shape has been described.
  • the pressing position adjustment block 20 is not limited to a circular shape having a planar shape,
  • the region where wrinkles of the film-like material are likely to be generated is reliably pressed, Occurrence can be suppressed.
  • the shape of the pressing position adjustment block having a high degree of freedom can be adopted as the pressing position adjustment block in accordance with an area to be sufficiently pressed (an area where wrinkles are easily generated).
  • the pressing position adjustment block may have another planar shape such as a square or an ellipse.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment and modifications, and is not limited to the above-described embodiment in other points as well, and the shape of the punch or die is the size, wrinkle pressing member, or pressure transmission.
  • the shape of the punch or die is the size, wrinkle pressing member, or pressure transmission.
  • Various applications and modifications can be made within the scope of the invention with respect to the specific structure of the plate and constituent materials.

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Abstract

 フィルム状材料を絞り加工する場合のしわの発生を抑制、防止することが可能な、形状精度の高い成形体を得ることができる絞り加工装置を提供する。 パンチ(11)と、ダイ(12)と、絞り加工を行なうために第1の押圧力(F1)を発生させる第1のアクチュエータ(10)と、ダイの凹部の周囲領域において、フィルム状材料(1)を押圧するために第2の押圧力(F2)を発生させる第2のアクチュエータ(14)と、ダイの凹部の周囲領域において、フィルム状材料をダイに向かって押圧することにより、フィルム状材料へのしわの発生を抑制するしわ押さえ部材(13)と、第2の押圧力をしわ押さえ部材に伝達するための押圧力伝達プレート(15)と、しわ押さえ部材と押圧力伝達プレートの間に配設され、かつ、第1のアクチュエータの押圧方向から見て、ダイの凹部の周囲領域に対応する領域に複数配設される押圧位置調整ブロック(20)とを備えた構成とする。

Description

絞り加工装置
 本発明は、絞り加工装置に関し、詳しくは、リチウムイオン二次電池などに代表される蓄電デバイス用の外装体(ラミネートケース)を、ラミネートフィルムなどのフィルム状材料を絞り加工して製造する場合などに用いられる絞り加工装置に関する。
 リチウムイオン二次電池などの蓄電デバイスの外層体として用いられるラミネートケースは、例えば、熱可塑性樹脂層間にアルミニウム箔が挟み込まれたラミネートフィルムを絞り加工(プレス加工)することにより形成された成形体を熱溶着する工程を経て製造されている。
 ところで、この絞り加工の方法としては、例えば、特許文献1に記載されているような方法がある。
 すなわち、特許文献1には、図9に示すように、プレス成形金型の凹側であるダイ102と、しわ押さえ105との間にフィルム状材料Sを挟み込み、その中央部のダイ102の凹部102aに対しパンチ101を突入させ、挟み込み部分での滑りによりフィルム状材料Sがダイ102の凹部102aへ引き込まれることによって、フィルム状材料Sが立体的に成形されるようにした方法が示されている。
 ところで、フィルム状材料Sがダイ102の凹部102aに引き込まれる状態が進行すると、それに伴って、ダイ102の凹部102a周辺のフィルム状材料Sが凹部102aに向かって寄せ集められ、パンチ101が突入するダイ102の凹部102a周辺には、フィルム状材料Sが波打つことにより形成されるしわが発生しやすい。
 そのため、絞り加工の成形の良否は、ダイ102の凹部102a周辺の、フィルム状材料Sのしわが発生しやすい領域を押さえるために加える圧力の大きさや、圧力分布に大きな影響を受ける。
 そして、特許文献1では、しわ押さえの圧力付与手段として空気圧シリンダー103を用い、ロッド130、ベースプレート110を通過する複数本の支持ピン104aを有する支持板104を介して、しわ押さえ部材105を、フィルム状材料Sのしわの発生しやすい領域に押し付けることで、全体に均等なしわ押さえ圧を加えることを可能にし、かつ、空気圧を利用することにより、しわ押さえ圧を容易に調整できるようにして、しわの少ない加工を行うことができるようにしている。
 また、特許文献2には、成形加工の対象である板材を成形加工する際に、成形形状や寸法によって異なる最適な加圧位置や圧力分布に対し、加圧点を調整することを可能にするため、図10に示すように、パンチ209の近傍の調整領域の複数の位置に押圧用のシリンダー(アクチュエータ)205を配置する方法が提案されている。
 しかしながら、上記特許文献1および2の場合、以下に説明するような問題点がある。
 上記特許文献1の方法の場合、フィルム状材料の成形形状や寸法によって、最適なしわ押さえ圧の分布が異なり、調整を要する。これに対し、特許文献1の構造の場合、支持ピンを介してしわ押さえ圧を加えているので、支持ピンの位置を変えることで加圧位置を変更し、圧力分布を調整することは可能ではあるが、ベースプレート110の下に支持ピン104aが配設されているため、支持ピン104aの位置変更は困難であり、また、パンチやダイなどを含む金型の乗せ降ろし作業も容易ではない。
 したがって、特許文献1の方法では、しわ押さえ圧を最適に調整して、形状精度が高く、しわのない成形体を得ることは困難であるのが実情である。
 また、支持ピンの取付位置の自由度を高めるため、ベースプレートに、支持ピンを貫通させるための貫通孔を予め複数加工しておくことが考えられるが、その場合には、ベースプレートの剛性が低下するという問題点がある。
 また、特許文献2の方法の場合、上述のように、しわ押さえの圧力分布を調整する機構を有してはいるが、所定の領域を押圧するためのシリンダー(アクチュエータ)205の寸法上の制約などにより、シリンダー205の配設数には制約がある。また、整形すべき材料の成形形状や寸法によっては、必要な箇所にシリンダー205を配することができず、しわ押さえの圧力分布を十分に調整できない場合が生じる。すなわち、成型対象物の押圧したい部分を真上から押圧できない場合や、そのため必要な位置にシリンダー205を配置すること自体ができない場合がある。
 また、シリンダー(アクチュエータ)を金型と一体的に配置するようにしているため、金型が大型化し、構造が複雑になるという問題点がある。
特開2008-212995号公報 特開2008-207251号公報
 本発明は、上記課題を解決するものであり、設備の大型化や、大幅なコストの増大を招いたりすることなく、フィルム状材料を絞り加工する際に、しわの発生を抑制、防止して、形状精度の高い成形体を得ることが可能な絞り加工装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の絞り加工装置は、
 フィルム状材料を、絞り加工により、所定の形状に形成するために用いられる絞り加工装置であって、
 パンチと、
 前記パンチの一部が入り込む凹部を備えたダイと、
 前記パンチおよび前記ダイを用いて絞り加工を行なうために第1の押圧力を発生させる第1のアクチュエータと、
 前記ダイの前記凹部の周囲領域において、前記フィルム状材料を押圧するために第2の押圧力を発生させる第2のアクチュエータと、
前記フィルム状材料を前記ダイに向かって前記第2の押圧力で押圧することにより、前記フィルム状材料のしわの発生を抑制するしわ押さえ部材と、
 前記第2の押圧力を前記しわ押さえ部材に伝達するための押圧力伝達プレートと、
 前記しわ押さえ部材と前記押圧力伝達プレートの間に配設され、かつ、前記第1のアクチュエータの押圧方向から見て、前記ダイの前記凹部の周囲領域に対応する領域に複数配設される押圧位置調整ブロックと、
 を備えることを特徴としている。
 また、本発明の絞り加工装置においては、前記押圧位置調整ブロックが、前記しわ押さえ部材および前記押圧力伝達プレートの少なくとも一方に、着脱可能に取り付けられるように構成されていることが好ましい。
 上記構成とすることにより、アクチュエータの配設位置などによる制約を受けずに、しわが発生しやすく、絞り加工で重要なダイの凹部周囲領域、すなわち、大きな押圧力を加えたい位置に押圧位置調整ブロックを配置することが可能になり、しわの発生を抑制して、精度の高い絞り加工を行うことが可能な絞り加工装置を提供することが可能になる。
 また、前記押圧位置調整ブロックが、螺合の方法により、前記しわ押さえ部材および前記押圧力伝達プレートの少なくとも一方に着脱可能に取り付けられるように構成されていることが好ましい。
 螺合の方法で押圧位置調整ブロックを取り付けることにより、押圧位置調整ブロックを容易かつ確実に、着脱可能に任意の位置の配設することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。
 また、前記押圧位置調整ブロックの形状は、前記第1のアクチュエータの押圧方向から見たとき、円形、正方形、長方形のいずれかであることが好ましい。
 押圧位置調整ブロックの形状には特別の制約はないが、第1のアクチュエータの押圧方向から見た形状を、円形、正方形、長方形のいずれかとすることにより、押圧位置調整ブロックが配設された領域において、しわ押さえ部材を介してフィルム状材料に確実に大きな押圧力を加えることが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。
 また、前記第1のアクチュエータの押圧方向から見たときに、前記第2のアクチュエータが、前記ダイの前記凹部を囲むように複数配設されていることが好ましい。
 第1のアクチュエータの押圧方向から見たときに、第2のアクチュエータが、ダイの凹部を囲むように複数配設された構成とすることにより、押圧位置調整ブロックに加える荷重(しわ押さえ力)を、複数配設された第2のアクチュエータごとに(部分的に)設定することが可能になり、より精度よくしわの発生を防止しつつ絞り加工を行うことが可能になる。
 また、本発明の絞り加工装置においては、前記パンチと前記ダイとにより絞り加工が行われる成形加工部を複数備えた構成とすることができる。
 成形加工部を複数備えた構成とした場合、フィルム状材料の加工時の挙動が複雑に変化して、しわが発生しやすくなる場合があるが、本発明によれば、そのような場合にも、フィルム状材料のしわの生じやすい領域を確実に押圧してしわの発生を抑制することが可能になり、精度の高い絞り加工を行うことができる。
 また、本発明の絞り加工装置は、前記第1のアクチュエータの押圧方向から見た場合における前記成形加工部の形状が、凹部、凸部、曲折部のいずれかを有するものである場合に特に有意義である。
 成形加工部の形状が、凹部、凸部、曲折部などを有するものである場合、しわがより発生しやすくなるが、本発明によれば、そのような場合にも、フィルム状材料のしわの生じやすい領域を確実に押圧して、しわの発生を抑制して、精度の高い絞り加工を行うことが可能になる。
 また、前記第2のアクチュエータが、前記パンチを保持するパンチホルダーよりも上側に着脱可能に配設されていることが好ましい。
 第2のアクチュエータが、パンチを保持するパンチホルダーよりも上側に着脱可能に配設された構成とすることにより、押圧位置の調整などに伴うパンチやダイなどの金型構成部材の乗せ降ろしを容易にして、押圧位置の調整を効率よく行うことが可能になる。また、汎用のプレス設備を適用することが可能になる点でも有利である。
 本発明の絞り加工装置は、上述のように、パンチおよびダイを用いて絞り加工を行なうために第1のアクチュエータと、ダイの凹部の周囲領域において、フィルム状材料を押圧するために第2の押圧力を発生させる第2のアクチュエータと、フィルム状材料をダイに向かって第2の押圧力で押圧することにより、フィルム状材料のしわの発生を抑制するしわ押さえ部材と、第2の押圧力をしわ押さえ部材に伝達するための押圧力伝達プレートと、しわ押さえ部材と押圧力伝達プレートの間に配設され、かつ、第1のアクチュエータの押圧方向から見て、ダイの凹部の周囲領域に対応する領域に複数配設される押圧位置調整ブロックとを備えているので、押圧位置調整ブロックを、しわの生じやすい所定の位置に配設して、フィルム状材料の意図する位置(しわの生じやすい位置)に、上方から大きな押圧力(第2の押圧力)を加えることが可能になる。
 したがって、本発明によれば、フィルム状材料の所定の領域が確実に押圧されるように、必要に応じた圧力分布の調整を容易かつ確実に行うことが可能になり、しわを発生させることなく、精度の高い絞り加工を行うことが可能な絞り加工装置を提供することができる。
本発明の実施形態(実施形態1)にかかる絞り加工装置の構成を示す正面断面図である。 本発明の絞り加工装置を用いて成形された成形体(ラミネートフィルム成形体)を熱溶着することにより形成されたラミネートケース用いたリチウムイオン二次電池を示す図である。 本発明の絞り加工装置を構成するしわ押さえ部材を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は平面図である。 本発明の絞り加工装置を構成する押圧位置調整ブロックを示す図であって、(a)は正面断面図、(b)は平面図である。 本発明の実施形態(実施形態1)にかかる絞り加工装置を用いてフィルム状材料の絞り加工を行う方法を説明する図である。 変形例にかかるしわ押さえ部材の構成を示す平面図である。 他の変形例にかかるしわ押さえ部材の構成を示す平面図である。 さらに他の変形例にかかる押圧位置調整ブロックの構成を示す平面図である。 従来の絞り加工の方法(電池ケースの成形方法)を示す図である。 スタンピング用プレス内での板押え力を調整するためのシステムにおいて用いられている板押さえ保持ピースを示す図である。
 以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
[実施形態1]
 図1は本発明の実施形態(実施形態1)にかかる絞り加工装置(絞り金型)の構成を示す図である。
 また図2は、ラミネートフィルムを絞り加工して形成した、ラミネートフィルム成形体51a,51bを熱溶着することにより形成されたラミネートケース51内に、特に図示しない電池要素が電解液とともに収容され、電極端子52a,52bがラミネートケース51から外部に引き出された構造を有するリチウムイオン二次電池50を示す図である。
 そして、この実施形態1にかかる絞り加工装置Aは、図2に示すような、ラミネートフィルム成形体51a,51bを成形するために用いられる絞り加工装置(絞り金型)である。
 なお、図1に示す、この実施形態1にかかる絞り加工装置Aは、フィルム状材料(この実施形態1ではラミネートフィルム)1を絞り加工して、上記ラミネートケース51を構成する一対のラミネートフィルム成形体51a,51b(図2)を形成するために用いられる絞り加工装置である。
 この絞り加工装置Aは、絞り加工を行うためのパンチ11と、このパンチ11の一部(下端部)11aが入り込む凹部12aを備えたダイ12とを備えている。パンチ11は、第1のアクチュエータ10により上下方向に駆動する。第1のアクチュエータ10は、図示しないベース板に固定されている。この第1のアクチュエータ10の駆動により、絞り加工を行なうための第1の押圧力F1が発生する。なお、このパンチ11とダイ12がフィルム状材料1を所定の形状に成形(絞り加工)する成形加工部を形成する。
 また、絞り加工装置Aは、ダイ12の凹部12aの周囲領域において、フィルム状材料(ラミネートフィルム)1をダイ12に向かって押圧することにより、フィルム状材料1へのしわの発生を抑制するしわ押さえ部材13を備えている。しわ押さえ部材13は、ダイ12の凹部12aの周囲領域に対向して配置される。絞り加工装置Aでは、フィルム状材料1をダイ12に向かって押圧するために、後述する第2の押圧力F2が発生させられる。
 なお、しわ押さえ部材13には、パンチ11が通過する貫通孔13aが形成され、押圧力伝達プレート15にも、パンチ11が通過する貫通孔15aが形成されている。
 そして、この加工装置Aは、フィルム状材料1を押圧する第2の押圧力F2を発生させる第2のアクチュエータ14と、第2の押圧力F2をしわ押さえ部材13に伝達するための押圧力伝達プレート15と、しわ押さえ部材13と押圧力伝達プレート15の間に配設される押圧位置調整ブロック20とを備えている。
 すなわち、第2のアクチュエータ14による第2の押圧力F2は、ロッド16を介して押圧力伝達プレート15に伝えられ、さらに、押圧力伝達プレート15から押圧位置調整ブロック20およびしわ押さえ部材13を介してフィルム状材料1に伝えられるように構成されている。第1の押圧力F1および第2の押圧力F2は、F1>(F2の合計値)、という関係となるように設定される。
 押圧力調整部ブロック20は、しわ押さえ部材13に取り付けられており、具体的には第1のアクチュエータ10の押圧方向から見て、ダイ12の凹部12aの周囲領域に対応する領域(すなわち、しわ押さえ部材13の、パンチ11が通過する貫通孔13aの周囲領域)における所定の複数の位置に着脱可能に取り付けられている。
 具体的には、この実施形態1では、押圧位置調整ブロック20として、図4(a),(b)に示すように、第1のアクチュエータ10の押圧方向から見た形状(平面形状)が円形に形成された形状の部材が用いられており、意図する位置(すなわち、所定の複数の位置に設けられたねじ穴22のうちの所定のねじ穴)に、ねじ21を螺合させることにより、着脱可能に取り付けられている。
 これにより、押圧位置調整ブロック20が配設された位置およびその近傍領域においては、しわ押さえ部材13を介して、他の領域よりも大きな押圧力が、ダイ12の凹部12aの周囲領域に位置するフィルム状材料1に加わり、しわの発生が抑制されることになる。
 なお、パンチ11、ダイ12、しわ押さえ部材13、押圧位置調整ブロック20などの構成材料としては、例えば、金型材料として広く用いられている焼入鋼を用いることができるが、これに限られるものではない。
 また、この実施形態1の絞り加工装置Aにおいては、ダイ12が下側ベース部材31上に配設されており、第2のアクチュエータ14が上側ベース部材32の上側から上側ベース部材32を貫通するように配設されている。また、パンチ11は、パンチ11を保持するためのパンチホルダー11bを介して、上側ベース部材32上に取り付けられている。
 なお、この実施形態1では、押圧位置調整ブロック20をしわ押さえ部材13に取り付けるようにしているが、押圧位置調整ブロック20はしわ押さえ部材13ではなくて、押圧力伝達プレート15の、所定の複数個の位置のうちの任意の位置に着脱可能に取り付けることができるように構成することも可能である。
 また、場合によっては、複数の押圧位置調整ブロック20のうちの一部をしわ押さえ部材13に取り付け、他を押圧力伝達プレート15に取り付けるように構成することも可能である。
 押圧位置調整ブロック20の取り付け方法についても、上述のような螺合の方法に限らず、他の方法により取り付けることも可能である。
 さらに、この実施形態1の絞り加工装置Aでは、第1のアクチュエータ10の押圧方向から見たときに、第2のアクチュエータ14が、ダイ12の凹部12aを囲むように複数配設されている。これにより、押圧位置調整ブロック20に加える荷重(しわ押さえ力)を、第2のアクチュエータ14ごとに設定して、より精度よくしわの発生を防止しつつ、精度の高い絞り加工を行うことができる。
 また、第2のアクチュエータ14は、パンチ11を保持するパンチホルダー11bよりも上側に着脱可能に配設されている。これにより、押圧位置の調整などに伴うパンチ11やダイ12などの金型構成部材の乗せ降ろしが容易で、押圧位置の調整を効率よく行うことができる。
 上述のように構成された絞り加工装置Aを用いて絞り加工を行うにあたっては、図1に示したパンチ11とダイ12が係合していない「金型開」の状態から、図5に示すように、パンチ11とダイ12が係合し、フィルム状材料1が絞り加工される「金型閉」の状態となるように、パンチ11を降下させるともに、第2のアクチュエータ14により、押圧力伝達プレート15を押圧し、押圧位置調整ブロック20を介して、しわ押さえ部材13に第2の押圧力F2を伝達し、しわ押さえ部材13により、ダイ12の凹部12aの周囲領域に位置するフィルム状材料1を押圧する。
 図5に示すように、絞り加工の際に、フィルム材料1の端部がダイ12の凹部12a側に移動する。このとき、フィルム材料1の周縁において、しわが発生しやすくなる。しかし、実施形態1の絞り加工装置Aでは、フィルム状材料1の、押圧位置調整ブロック20が配設されている領域に対応する領域とその近傍において、しわ押さえ部材13を介して、フィルム状材料1に大きな押圧力が加わることから、しわの生じやすい領域に押圧位置調整ブロック20を配置して絞り加工を行うことにより、しわの発生を抑制して、精度の高い絞り加工を行うことができる。
 この実施形態1の絞り加工装置Aにおいては、押圧位置調整ブロック20がしわ押さえ部材13の所定の位置に、着脱可能に取り付けられているため、フィルム状材料1の成形形状に応じてしわの発生を抑制するために大きな押圧力を加えるべき領域に押圧位置調整ブロック20を取り付けることが可能で、圧力分布をしわの発生を抑制するのに必要な態様に、容易かつ確実に調整することができる。
 また、この実施形態1の絞り加工装置Aでは、しわ押さえ部材13への押圧位置調整ブロック20の配設位置を調整することにより、強く押圧したい位置を調整するようにしているので、第2のアクチュエータ14の位置を変えて意図する位置を押圧するようにした場合のように、第2のアクチュエータ14の大きさや形状による押圧位置の制約がなく、押圧位置調整ブロック20の配設位置を調整するだけで、意図する領域を、真上から確実に押圧することが可能で、フィルム状材料1の形状や寸法、成形形状などに関わらず、しわの発生を抑制して、精度の高い絞り加工を行うことができる。
 また、この実施形態1の絞り加工装置Aでは、しわ押さえ力を発生する第2のアクチュエータ14が、金型構成部材の上側に、着脱可能に配設されているので、押圧位置の調整などに伴うパンチ11やダイ12などの部材の乗せ降ろしが容易で、その点でも押圧位置の調整を効率よく行うことができる。
 <変形例1>
 上記実施形態1では、パンチ11とダイ12とにより絞り加工が行われる成形加工部が単一で、ダイ12の凹部12a、しわ押さえ部材13のパンチ11が通過する貫通孔13aがそれぞれ一つである場合について説明したが、本発明の絞り加工装置は、パンチ11とダイ12とにより絞り加工が行われる成形加工部が複数である場合にも適用することができる。
 図6は、成形加工部が複数(4つ)である場合に用いられるしわ押さえ部材13を示す図である。このしわ押さえ部材13には、パンチが通過する貫通孔13aが成形加工部の数に対応して4つ形成されている。そして、各貫通孔13aの周囲領域、すなわち、ダイ12の凹部12a(図1参照)の周囲領域に対応する領域の所定の複数の位置には、平面形状が円形の押圧位置調整ブロック20が着脱可能に配設されている。
 このように、成形加工部を複数備えた構成とした場合、フィルム状材料の加工時の挙動が複雑に変化して、よりしわが発生しやすくなることが考えられるが、上述のような構成とすることにより、フィルム状材料のしわの生じやすい領域を確実に押圧して、しわの発生を抑制し、精度の高い絞り加工を行うことが可能になる。
 <変形例2>
 上記実施形態1および変形例1では、パンチ11とダイ12とにより絞り加工が行われる成形加工部の平面形状が方形である場合を例にとって説明したが、本発明の絞り加工装置は、パンチ11とダイ12とにより絞り加工が行われる成形加工部の形状が、凹部、凸部、曲折部のいずれかを有する異形状である場合にも適用することができる。
 図7は、成形加工部が曲折部を有する形状である場合であって、成形加工部が複数(2つ)である場合におけるしわ押さえ部材13の構成を示す図である。このしわ押さえ部材13には、パンチが通過する貫通孔13aが成形加工部の数に対応して2つ形成されている。そして、各貫通孔13aの周囲領域、すなわち、ダイ12の凹部12a(図1参照)の周囲領域に対応する領域の、所定の複数の位置には、平面形状が円形の押圧位置調整ブロック20が着脱可能に配設されている。
 このように、成形加工部の形状が、凹部、凸部、曲折部などを有するものである場合、しわがより発生しやすくなることが考えられるが、上述のような構成とすることにより、フィルム状材料のしわの生じやすい領域を確実に押圧して、しわの発生を抑制し、精度の高い絞り加工を行うことができる。
 <変形例3>
 上記実施形態1および変形例1,2では、平面形状が円形の押圧位置調整ブロック20を用いた場合について説明したが、押圧位置調整ブロック20は、平面形状が円形の形状ものに限定されず、例えば、図8に示すように、平面形状が長方形の押圧位置調整ブロック20を用いることも可能であり、その場合にも、フィルム状材料のしわの生じやすい領域を確実に押圧して、しわの発生を抑制することができる。
 すなわち、本発明においては、押圧位置調整ブロックは、十分に押圧したい領域(しわの発生しやすい領域)に応じて、自由度の高い押圧位置調整ブロックの形状を採用することができる。
 なお、押圧位置調整ブロックは、具体的には、正方形や、楕円形など、さらに他の平面形状を有するものとすることも可能である。
 本発明は、上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、パンチやダイの形状は寸法、しわ押さえ部材や押圧力伝達プレートの具体的な構造や、構成材料などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
 A        絞り加工装置
 1        フィルム状材料(ラミネートフィルム)
 10       第1のアクチュエータ
 11       パンチ
 11a      パンチの下端部
 11b      パンチホルダー
 12       ダイ
 12a      ダイの凹部
 13       しわ押さえ部材
 13a      しわ押さえ部材のパンチが通過する貫通孔
 14       第2のアクチュエータ
 15       押圧力伝達プレート
 15a      押圧力伝達プレートのパンチが通過する貫通孔
 16       ロッド
 20       押圧位置調整ブロック
 21       ねじ
 22       ねじ穴
 31       下側ベース金型
 32       上側ベース金型
 50       リチウムイオン二次電池
 51       ラミネートケース
 51a,51b  ラミネートフィルム成形体
 52a,52b  電極端子
 F1       第1の押圧力
 F2       第2の押圧力

Claims (8)

  1.  フィルム状材料を、絞り加工により、所定の形状に形成するために用いられる絞り加工装置であって、
     パンチと、
     前記パンチの一部が入り込む凹部を備えたダイと、
     前記パンチおよび前記ダイを用いて絞り加工を行なうために第1の押圧力を発生させる第1のアクチュエータと、
     前記ダイの前記凹部の周囲領域において、前記フィルム状材料を押圧するために第2の押圧力を発生させる第2のアクチュエータと、
    前記フィルム状材料を前記ダイに向かって前記第2の押圧力で押圧することにより、前記フィルム状材料のしわの発生を抑制するしわ押さえ部材と、
     前記第2の押圧力を前記しわ押さえ部材に伝達するための押圧力伝達プレートと、
     前記しわ押さえ部材と前記押圧力伝達プレートの間に配設され、かつ、前記第1のアクチュエータの押圧方向から見て、前記ダイの前記凹部の周囲領域に対応する領域に複数配設される押圧位置調整ブロックと、
     を備えることを特徴とする絞り加工装置。
  2.  前記押圧位置調整ブロックが、前記しわ押さえ部材および前記押圧力伝達プレートの少なくとも一方に、着脱可能に取り付けられるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の絞り加工装置。
  3.  前記押圧位置調整ブロックが、螺合の方法により、前記しわ押さえ部材および前記押圧力伝達プレートの少なくとも一方に着脱可能に取り付けられるように構成されていることを特徴とする請求項2記載の絞り加工装置。
  4.  前記押圧位置調整ブロックの形状は、前記第1のアクチュエータの押圧方向から見たとき、円形、正方形、長方形のいずれかであることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の絞り加工装置。
  5.  前記第1のアクチュエータの押圧方向から見たときに、前記第2のアクチュエータが、前記ダイの前記凹部を囲むように複数配設されていることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の絞り加工装置。
  6.  前記パンチと前記ダイとにより絞り加工が行われる成形加工部を複数備えていることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の絞り加工装置。
  7.  前記第1のアクチュエータの押圧方向から見た場合における前記成形加工部の形状が、凹部、凸部、曲折部のいずれかを有するものであることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の絞り加工装置。
  8.  前記第2のアクチュエータが、前記パンチを保持するパンチホルダーよりも上側に着脱可能に配設されていることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の絞り加工装置。
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