トップ :: B 処理操作 運輸 :: B21 本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き

【発明の名称】 有底缶の製造方法及び有底缶の製造装置
【発明者】 【氏名】江口 正美

【氏名】岡野 雅行

【要約】 【課題】側面の壁厚が均等である有底缶を少ない工程数(低コスト)で成形することができる有底缶の製造方法とその製造装置を提供する。

【解決手段】衝撃押出成形(S2)によってペレットを成形し有底中間部材に成形後、深絞り成形(S3)によって有底中間部材を深さ方向に伸長して有底缶にする。この際、衝撃押出成形工程に先立って、素材ペレットに面取り加工や被加工加工面の中央に凹部を形成する予備成形(S1)を実施する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
衝撃押出成形によってペレットを成形し有底中間部材にする衝撃押出成形工程と、
深絞り成形によって該有底中間部材を深さ方向に伸長して有底缶にする深絞り成形工程と、
を有することを特徴とする有底缶の製造方法。
【請求項2】
前記衝撃押出成形工程は、前記ペレットを予備成形する予備成形工程を有する請求項1に記載の有底缶の製造方法。
【請求項3】
前記予備成形工程は、前記ペレットの面取りを行う工程である請求項2に記載の有底缶の製造方法。
【請求項4】
前記予備成形工程は、前記衝撃押出成形工程において押圧される前記ペレットの一面の中央部分を凹ませる工程である請求項2又は3に記載の有底缶の製造方法。
【請求項5】
前記ペレットはアルミニウムである請求項1〜4の何れかに記載の有底缶の製造方法。
【請求項6】
衝撃押出成形によってペレットを成形し有底中間部材にする衝撃押出成形手段と、
深絞り成形によって該有底中間部材を深さ方向に伸長して有底缶にする深絞り成形手段と、
を有することを特徴とする有底缶の製造装置。
【請求項7】
前記衝撃押出成形手段は、前記衝撃押出成形前に前記ペレットを予備成形する予備成形部を有する請求項6に記載の有底缶の製造装置。
【請求項8】
前記予備成形部は、前記ペレットの面取りを行う請求項7に記載の有底缶の製造装置。
【請求項9】
前記予備成形部は、前記衝撃押出成形手段において押圧される前記ペレットの一面の中央部分を凹ませる請求項7又は8に記載の有底缶の製造装置。
【請求項10】
前記ペレットはアルミニウムである請求項6〜8の何れかに記載の有底缶の製造装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、有底缶の製造方法とその製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ノート型コンピューター、小型携帯機器、あるいは自動車のクリーンなエネルギー源として高性能二次電池の開発が盛んである。ここで用いられる二次電池には小型、軽量でありながら大容量・高出力であり、高い歩留り率を有する優れた生産性が求められており、種々の試みがなされている。
【0003】
二次電池の小型・軽量化を目指す試みの1つとして、電池ケースの小型・軽量化が挙げられる。電池ケースに求められる性能としては電池の発電体を安定的に収納することである。そして、電池ケースは電池の発電には関与していないので上記性能を有する限り、体積・質量が小さいことが望ましい。
【0004】
電池ケースの体積・質量を小さくするためには電池ケースの壁厚を薄くすることが有効である。また、図5に示すように、電池ケースの形状を角形形状にすることも行われている。更に、二次電池は大量に用いられるものであり、できるだけ安価に製造できることが望まれる。
【0005】
二次電池の内容物としては、カドミウム、リチウム等などの反応性が高い材料を含んでいる。そして、二次電池の使用状況及び使用環境においては、温度の高低差が生じる。このため、一定以上の強度及び耐久性が必要であり、ケースの側面の壁厚が均等であることが要求される。具体的には、壁厚が0.4mmに対して公差が10%以下である。
【0006】
このため、二次電池のケースのような薄肉背高の金属製ケースは従来から、成形形状の異なる複数の金型を用いて、所望の形状に近づくような多段階の成形を経て、最終形状に成形される深絞り成形によって、製造されていた。
【特許文献1】特開平1−115052号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上述のような成形方法では、多くのステップの成形を行う必要があるので加工工数が多くなり、加工時間とともに製造コストが増加する。
【0008】
上述のようなケースを成形する方法としては、衝撃押出成形による有底缶の製造方法がある。衝撃押出成形は、比較的背が低く、側面の壁厚がある程度許容される有底缶であれば簡単に成形できるが、背が高く壁厚が薄く、公差が小さい有底缶の成形は難しかった。具体的には、衝撃押出成形では、側面が均等に伸び上がらず波打つ等、歩留まりが悪かった。
【0009】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、側面の壁厚が薄い有底缶を低コストで製造できる有底缶の製造方法及び製造装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の有底缶の製造方法は、衝撃押出成形によってペレットを成形し有底中間部材にする衝撃押出成形工程と、
深絞り成形によって該有底中間部材を深さ方向に伸長して有底缶にする深絞り成形工程と、
を有することを特徴とする。
【0011】
本発明の有底缶の製造方法は、衝撃押出成形によって最終形状に近づけた後、深絞り成形によって形状と壁厚とを整える、という2工数によって有底缶を成形する。
【0012】
本発明の有底缶の製造方法によれば、衝撃押出成形と深絞り成形との2工数によって、所定の深さ及び壁厚を有する有底缶を成形することができるため、加工工数が少なくなる。結果、加工時間が減り、製造コストを下げることができる。
【0013】
本発明の有底缶の製造方法において用いられる前記衝撃押出成形工程は、前記ペレットを予備成形する予備成形工程を有することが好ましい。衝撃押出成形工程において予備成形を行うことで、衝撃押出成形によって成形された有底中間部材の端部が波打ちにくい。その結果、その後の深絞り成形工程で、より確実に歩留まりの良い有底缶を製造することができる。
【0014】
本発明の有底缶の製造方法において用いられる前記予備成形工程は、前記ペレットの面取りを行う工程であることが好ましい。つまり、ペレットの面取りを行い、角や辺などをなだらかにすることで、衝撃押出成形時に、ペレットの角や辺からの伸長が均一に進行するものと考えられる。特に、側面が均等になるので、後の深絞り成形工程で、より確実に歩留まりの良い有底缶を製造することができる。
【0015】
本発明の有底缶の製造方法において用いられる前記予備成形工程は、さらに前記衝撃押出成形工程において押圧される前記ペレットの一面の中央部分を凹ませる工程であることが好ましい。ペレットの中央部分を凹ませることで、衝撃押出成形の際、側面が均等に伸び上がり、波打たず歩留まりの良い有底中間部材とすることができる。そして、後の工程である深絞り成形が行いやすくなる。
【0016】
本発明の有底缶の製造方法において用いられる前記ペレットはアルミニウムであることが好ましい。
【0017】
本発明の有底缶の製造装置は、衝撃押出成形によってペレットを成形し有底中間部材にする衝撃押出成形手段と、
深絞り成形によって該有底中間部材を深さ方向に伸長して有底缶にする深絞り成形手段と、
を有することを特徴とする。
【0018】
本発明の有底缶の製造装置は、衝撃押出成形によって最終形状に近づけ、深絞り成形によって形状と壁厚とを整え、という2工数によって有底缶を成形する手段をそれぞれ有する。
【0019】
本発明の有底缶の製造装置によれば、衝撃押出成形手段で衝撃押出成形を行い、深絞り成形手段で深絞り成形を行い、2工程で所定の深さ及び壁厚を有する有底缶を成形することができるため、加工工数が少なくなる。結果、加工時間が減り、製造コストを下げることができる。
【0020】
本発明の有底缶の製造装置において用いられる前記衝撃押出成形手段は、前記衝撃押出成形前に前記ペレットを予備成形する予備成形部を有することが好ましい。衝撃押出成形手段の前に予備成形を行うことで、ペレットを衝撃押出成形手段でより最終形状に近づけることができるため、後の深絞り成形を行う深絞り成形手段でより確実に歩留まりの良い有底缶を製造することができる。
【0021】
本発明の有底缶の製造装置において用いられる前記予備成形部は、前記ペレットの面取りを行うのが好ましい。予備成形部でペレットの面取りを行うことで、衝撃押出成形手段での衝撃押出成形の際、側面が均等に伸び上がり、波打たず歩留まりの良い有底中間部材を成形することができる。そして、後の工程である深絞り成形が行いやすくなる。
【0022】
本発明の有底缶の製造装置において用いられる前記予備成形部は、前記衝撃押出成形手段において押圧される前記ペレットの一面の中央部分を凹ませるのが好ましい。予備成形部でペレットの中央部分を凹ませることで、衝撃押出成形手段での衝撃押出成形の際、側面が均等に伸び上がり、波打たず歩留まりの良い有底中間部材を成形することができる。そして、後の工程である深絞り成形が行いやすくなる。
【0023】
本発明の有底缶の製造装置において用いられる前記ペレットはアルミニウムであることが好ましい。
【発明の効果】
【0024】
本発明の有底缶の製造方法及びその製造装置によれば、衝撃押出成形と深絞り成形との2工程という少ない工数で、所定の深さ及び壁厚を有する有底缶を成形することができる。結果、加工時間が減り、製造コストを下げることができる。
【0025】
そして、衝撃押出成形の前にペレットの面取りと中央部分を凹ませるという予備成形を行うことで衝撃押出成形によって成形された有底中間部材の端部の伸張具合を均等にできる。よって、後の深絞り成形では、最終形状にするための工程が少なくでき、全体としても工程数が少なくてすむ。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
実施例では、図5に示すような有底缶を製造する場合を例に挙げて、本発明を具体的に説明する。
【0027】
(実施例)
本実施例の有底缶の製造装置は、衝撃押出成形手段2(図1)と深絞り成形手段3(図2)とを有する。
【0028】
衝撃押出成形手段2は、図3に示されるようなペレット11に対して衝撃押出成形を行い有底中間部材12を成形する手段である。衝撃押出成形手段2は、ダイス21とポンチ22とからなる。ペレット11は、ダイス21の底面211にセットされ、ポンチ22がセットされたペレット1に向けて押圧されることでペレット1を押出成形する手段である。ダイス21及びポンチ22は、ペレット1を背高の有底缶にするため、軸長が長く構成されている。このダイス21及びポンチ22には、竪型あるいは横型の機械式又は液圧式プレスなどの公知のプレス装置に取り付けられて使用される。
【0029】
深絞り成形手段3は、衝撃押出成形手段2で成形された有底中間部材12を最終形状である有底缶13に成形する手段である。深絞り成形手段3は、ダイス31とポンチ32とからなる。有底中間部材12がポンチ32の先端部分にセットされ、ダイス31に先端部分から挿入される。深絞り成形手段3も公知のプレス装置に取り付けて用いられる。
【0030】
本実施例の有底缶の製造方法は、図4に示すように、ペレットを予備成形する予備成形工程S1と、予備成形されたペレットを衝撃押出成形によって有底中間部材12にする衝撃押出成形工程S2と、有底中間部材を深絞り成形する深絞り成形工程S3とを有する。
【0031】
ペレットは、アルミニウムの線材を所定の長さにカットした長方形状である。ペレットは予備成形工程S1の前に別工程として製造しても良いし、予備成形工程S1と同時に製造しても良い。予備成形工程S1と同時に製造するには予備成形工程S1を行うポンチ及びダイスの組み合わせに加えて線材を切断する機構(例えばポンチ及びダイスによって線材を切断できるようにする)を設ける。
【0032】
予備成形工程S1は、ペレットの面取りと中央部分を凹ませる予備成形を行い、図2に示すように、予備成形されたペレット11に成形する。面取りと中央部分を凹ませるのは、予備成形手段によって同時に行う。予備成形手段において、これら2つの予備成形を別々に行うことも可能である。
【0033】
面取りは、ペレットの全ての角ではなく、任意の一カ所乃至数カ所あるいは片面の四カ所等でも良い。また、角だけでなく辺についての面取りを行うこともできる。角だけ、辺だけ、角と辺の両方等の面取りを行うこともできる。衝撃押出成形時に上になる角及び/又は辺について、面取りを行うことで、工程S2の衝撃押出成形の際に、その面取りを行った部位における側面の盛り上がりが均等になる。なお、面取りは、ペレットの全ての角(八カ所)に行うことが望ましい。
【0034】
中央部分は、ペレットの長方形状に合わせて、片面側を楕円形に凹ませることが好まし
ましい。この片面は、工程S2の衝撃押出手段2にセットされる際、衝撃を受ける面側を凹ませるのがより好ましい。また、片面だけでなく両面を凹ませることも可能である。凹ませる形状も楕円形ではなく、円形や長方形など別の形状でも良い。凹ませることにより、工程S2の衝撃押出の際に、側面が均等に伸張しやすくなり、成形された有底中間部材の側面の上方が波打ちにくい。
【0035】
次に衝撃押出成形工程S2では、衝撃押出成形手段2を用いて、ペレット11に対して衝撃押出成形を行い、有底中間部材12を成形する。
【0036】
そして、深絞り成形工程S3では、深絞り成形手段3を用いて、有底中間部材12を最終形状である図5に示すような有底缶13に成形する。
【0037】
まず、予備成形工程S1でペレットに予備成形を行う。有底缶の原材料となるペレットは、別工程(別の場所)で所定の長さにカットされたものを使用する。ペレットは、所定の長さにカットされる前の線材の状態を使用し、予備成形工程S1において、所定の長さにカットすると同時に面取り及び中央部分を凹ませることもできる。次に、予備成形されたペレット11を衝撃押出成形手段2のダイス21の底面211にセットし、衝撃押出成形工程S2を行い、有低中間部材12に成形する。そして、深絞り成形工程S3において、深絞り成形手段3のポンチ32に有低中間部材12をセットし最終形状の有底缶13を成形する。
【0038】
本実施例の有底缶の製造装置で使用される有底缶の製造方法によれば、衝撃押出成形工程で最終形状に近づけ、深絞り成形工程で壁厚を薄くかつ交差の小さい有底缶とすることができる。そして、衝撃押出成形工程でより確実に最終形状に近づけさせるためには、ペレットに簡単な予備成形を行うだけで良い。結果、不良品の成形もされにくい。
【0039】
所望の背高薄肉である有底缶を大量に製造することを考えた場合、工程数が少ないと加工時間及び製造コストを大幅に減少させることができる。
【0040】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、衝撃押出成形工程で使用される衝撃押出成形手段は、公知の手段で所定の背高薄肉の最終形状に近い有底缶が作成できればよい。同様に、深絞り成形工程で使用される深絞り手段も中間有底部材を最終形状に加工することができるものであれば良い。そして、なんら言及していないが、成形に際し潤滑剤が使用されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本実施例の有底缶の製造装置で用いられる衝撃押出成形手段の一部断面図である。
【図2】本実施例の有底缶の製造装置で用いられる深絞り成形手段の断面図である。
【図3】本実施例の有底缶の製造装置で予備成形されたペレットの斜視図である。
【図4】本実施例の有底缶の製造装置で使用される有底缶の製造方法のフローチャート図である。
【図5】有底缶の一例を示す断面図及び斜視図である。
【符号の説明】
【0042】
2:衝撃押出成形手段 3:深絞り成形手段
11:ペレット 12:有底中間部材 13:有底缶
21、31:ダイス 22、32:ポンチ 211:底面
【出願人】 【識別番号】000241485
【氏名又は名称】豊田通商株式会社
【識別番号】593055306
【氏名又は名称】岡野工業株式会社
【出願日】 平成18年12月28日(2006.12.28)
【代理人】 【識別番号】100081776
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 宏


【公開番号】 特開2008−161923(P2008−161923A)
【公開日】 平成20年7月17日(2008.7.17)
【出願番号】 特願2006−356482(P2006−356482)