ロータリーダイカッターのダイカットロール
【課題】ダイカットロールの刃型を、電極シートを貫通して樹脂フィルム厚さの途中まで切り込ませて切断する場合に、電極シートを確実に製品となるワーク側で切断できるとともに、切断されたワークにヒゲを生じさせない。
【解決手段】ダイカットロール１の刃型２の断面が、ダイロール本体３外周側に向かうに従いダイ軸線に直交する刃型中心線Ｃに向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面２Ａ、２Ｂと、その外周側に連なって刃型中心線Ｃに直交するフラット面２Ｃとを備えた山型をなし、ワークＷ側を向くワーク側傾斜面２Ａのワーク側角度αをトリムＴ側を向くトリム側傾斜面２Ｂのトリム側角度βより小さくし、ワーク側角度αは１°〜１５°、トリム側角度βは１０°〜４５°の範囲内とし、フラット面幅Ｄは５．０ｍｍ以下とし、フラット面２Ｃとワーク側傾斜面２Ａとを角度をもって交差させる。
【解決手段】ダイカットロール１の刃型２の断面が、ダイロール本体３外周側に向かうに従いダイ軸線に直交する刃型中心線Ｃに向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面２Ａ、２Ｂと、その外周側に連なって刃型中心線Ｃに直交するフラット面２Ｃとを備えた山型をなし、ワークＷ側を向くワーク側傾斜面２Ａのワーク側角度αをトリムＴ側を向くトリム側傾斜面２Ｂのトリム側角度βより小さくし、ワーク側角度αは１°〜１５°、トリム側角度βは１０°〜４５°の範囲内とし、フラット面幅Ｄは５．０ｍｍ以下とし、フラット面２Ｃとワーク側傾斜面２Ａとを角度をもって交差させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンビルロールとともにロータリダイカッターを構成するダイカットロールであって、円柱状のダイロール本体の外周面に刃型が形成され、この刃型と、上記アンビルロールのアンビルロール本体外周面とによって、これらダイロール本体とアンビルロール本体との間に挿通されるシート状の被加工物に、この被加工物から製品とされるワークを抜出可能に剪断加工を施すロータリーダイカッターのダイカットロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンや携帯電話等に広く使用されているリチウムイオン２次電池においては、アルミニウムや銅などからなる金属箔の表面にカーボンやマンガン酸リチウムなどの電極材料が塗布された電極シートが用いられている。そして、このような電極シートを所定形状に切断するのに、ダイカットロールとアンビルロールよりなるロータリーダイカッターを用いることが特許文献１、２に記載されている。
【０００３】
このうち、特許文献１に記載されたロータリーダイカッターでは、アンビルロールの外周面に樹脂フィルム層を形成して、ダイカットロールに形成された刃型を、アンビルロールの樹脂フィルム層にまで切り込ませることで、金属箔を有する電極シートを刃型形状に確実に切り抜くとともに、刃型の先端のフラット部で押し潰された電極シートの欠片を樹脂フィルム層に押し込むことにより、電極シートから切断されて製品とされるワークの切断面にこの欠片が付着するのを防いで、ヒゲやバリ、カエリの発生を抑制するようにしている。
【０００４】
ところが、このようにアンビルロールの外周面に樹脂フィルム層を形成してダイカットロールの刃型を切り込ませながらワークの切断を行うと、切断を続けるうちに樹脂フィルム層が切り刻まれて損傷してしまい、ダイカットロールの刃型の切れ味が劣化するおそれがある。また、電極シートの欠片が樹脂フィルム層に押し込まれて取り残されると、刃型が１周して次のワークを切断する際にこの取り残された欠片が刃型に当たって摩耗や欠損を招くおそれもある。
【０００５】
そこで、最近では、例えば特許文献３に記載されたようなキャリアフィルム上に保持されたセラミックスグリーンシートを切断する手法を利用して、電極シートを樹脂フィルム上に貼り付けて一体にダイカットロールとアンビルロールとの間に挿通し、ダイカットロールの刃型を、電極シートを貫通して樹脂フィルムの厚さの途中まで切り込ませることにより、電極シートの製品となるワークを切断して樹脂フィルムから剥離する一方、ワークを剥離した後の電極シートの端物はトリムとして樹脂フィルムとともに回収する切断方法が採られるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６６６７６号公報
【特許文献２】特開２００９−１０７０４７号公報
【特許文献３】特開平７−５２０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような切断方法によって電極シートを切断する場合においても、電極シートの製品となるワークに切断の際の欠片が残されてヒゲを生じることは、電極のショートの原因となるため勿論許されない。また、ショートの原因となることのない僅かな細かいバリやカエリは、多少は許容されるが、加工品位の観点からやはり発生しないことが望ましい。
【０００８】
このため、ダイカットロールの刃型は、そのワーク側を向く面による切れ味ができるだけ鋭くなるようにするのが望ましいが、特許文献１に記載されているように刃型がフラット部を備えてその中心線に関して対称形状であると、たとえ刃型が鋭利であっても、被加工物がフラット部のトリム側で切断されるおそれがあって、製品となるワーク側で確実に切断することができなくなってしまう。
【０００９】
その一方で、例えば特許文献２、３に記載されているように、このワーク側を向く面をダイカットロールのダイロール本体の回転軸線であるダイ軸線に垂直な面としてしまうと、該ダイ軸線に対する径方向外周側の刃型の先端において、ワーク側を向く面と刃型先端のフラット部や刃型のトリム側を向く面との交差角が小さくなり、このワーク側を向く面の先端側において早期に刃型の摩耗を生じて却って切れ味が損なわれ、ヒゲやバリ、カエリを生じ易くなってしまう。
【００１０】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように電極シートを樹脂フィルム上に貼り付けて一体にダイカットロールとアンビルロールとの間に挿通し、ダイカットロールの刃型を、電極シートを貫通して樹脂フィルムの厚さの途中まで切り込ませるようにして電極シートを切断するような場合でも、電極シートを確実に製品となるワーク側で切断することができるとともに、こうして切断されたワークにヒゲは勿論、バリやカエリも極力生じさせることがないロータリーダイカッターのダイカットロールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、ダイ軸線回りに回転される円柱状のダイロール本体の外周面に、この外周面から突出して該外周面上に延びるように刃型が形成され、この刃型と、上記ダイ軸線と平行なアンビル軸線回りに回転されるアンビルロールの円柱状のアンビルロール本体の外周面とによって、これらダイロール本体とアンビルロール本体との間に挿通されるシート状の被加工物に、該被加工物から製品とされるワークを抜出可能に剪断加工を施すロータリーダイカッターのダイカットロールであって、上記刃型は、上記ダイロール本体の外周面において該刃型が延びる方向に直交する断面が、該ダイロール本体の外周側に向かうに従い上記ダイ軸線に直交する刃型中心線に向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面と、これら一対の傾斜面の外周側に連なって上記刃型中心線に直交するフラット面とを備えた山型をなしており、上記断面において、上記一対の傾斜面が上記刃型中心線に対してなす角度は、上記被加工物における上記ワーク側を向くワーク側傾斜面のワーク側角度が、これとは反対の上記被加工物において上記ワークが抜き出された後の端物とされるトリム側を向くトリム側傾斜面のトリム側角度よりも小さくされるとともに、上記ワーク側角度は１°〜１５°の範囲内とされ、上記トリム側角度は１０°〜４５°の範囲内とされ、さらに上記ワーク側傾斜面と上記フラット面との交点と、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との交点または該トリム側傾斜面と上記フラット面との延長線同士の交点との間のフラット面幅が５．０ｍｍ以下とされて、このフラット面と上記ワーク側傾斜面とが角度をもって交差させられていることを特徴とする。
【００１２】
このように構成されたダイカットロールでは、ダイロール本体の刃型が、ダイロール本体の外周面において該刃型が延びる方向に直交する断面において山型をなしていて、ダイロール本体の外周側に向かうに従いダイ軸線に直交する刃型中心線に向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面と、これらの傾斜面の外周側に連なって上記刃型中心線に直交するフラット面とを備えており、すなわちこの刃型のワーク側を向く面がダイロール本体の外周側に向かうに従い刃型中心線側に向かう傾斜面とされているので、このワーク側を向くワーク側傾斜面と刃型先端のフラット面との交差角が小さくなるのを防いで、早期の摩耗による切れ味の低下を防ぐことができる。
【００１３】
そして、さらに上記構成のダイカットロールでは、これら一対の傾斜面のうちワーク側を向くワーク側傾斜面が刃型中心線に対してなすワーク側角度が１°〜１５°の範囲内とされて、トリム側を向くトリム側傾斜面の１０°〜４５°の範囲内とされたトリム側角度よりも小さくされていて、しかもフラット面とワーク側傾斜面とが角度をもって交差させられているので、これらフラット面とワーク側傾斜面との交差角は、トリム側傾斜面とフラット面との交点またはトリム側傾斜面とフラット面との延長線同士の交点における交差角よりも小さくなる。
【００１４】
このため、上記ワーク側傾斜面とフラット面との交差稜線を切刃エッジとして鋭い切れ味を与えることができ、フラット面とトリム側傾斜面とで被加工物を押さえ付けるようにしながら、この切刃エッジによって被加工物を鋭く切り裂くように切断することが可能となる。従って、被加工物が上述のような樹脂フィルムに貼り付けられた電極シートであっても、この被加工物を確実にワーク側で切断することができるとともに、こうして切断されたワークのヒゲの発生を防止することができるのは勿論、バリやカエリの発生も極力防ぐことができる。
【００１５】
ここで、上記ワーク側角度が１５°を上回ると、このような鋭い切れ味を上記切刃エッジに与えることができなくなる。その一方で、このワーク側角度が１°を下回っても、切刃エッジが早期に摩耗して鋭い切れ味を維持することができなくなり、いずれも被加工物をワーク側で切断することができなくなるとともに、ヒゲやバリ、カエリも発生し易くなる。
【００１６】
また、トリム側角度が１０°を下回るほど小さくなると、トリム側傾斜面とフラット面との交差角が鋭利になってその交差稜線部でも被加工物が切断されてしまうことになる。さらに、このトリム側角度が４５°を上回ったり、上記フラット面幅が５．０ｍｍを上回ったりすると、これらフラット面やトリム側傾斜面による押さえ付けが逆に強くなりすぎて、被加工物が上記電極シートである場合にその金属箔を引き延ばすように作用してワーク側にヒゲやバリ、カエリが発生し易くなってしまう。
【００１７】
なお、このような被加工物の押さえ付けすぎによるヒゲやバリ、カエリの発生を確実に防ぎつつ、押さえ付け不足によるバリやカエリの発生も十分に防ぐには、上記フラット面幅は０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内とされるのが望ましい。
【００１８】
一方、上述のようにトリム側傾斜面とフラット面との交差稜線部でも被加工物が切断されてしまうのを防いで、より確実にワーク側で被加工物を切断するには、上記断面において、これらトリム側傾斜面とフラット面との交差稜線部分を、該トリム側傾斜面とフラット面とに接する凸曲線状部として、該交差稜線部分における切れ味を鈍くするのが望ましい。
【００１９】
ただし、この凸曲線状部の曲率半径が小さすぎると切れ味を十分に鈍くすることができない一方、曲率半径が大きすぎてもフラット面による押さえ付けが不十分となってヒゲやバリ、カエリの発生を招くおそれが生じるので、この凸曲線状部の曲率半径は、上記ワーク側傾斜面と上記フラット面との交点と、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との延長線同士の交点との間のフラット面幅以下であって、かつ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内とされるのが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、被加工物が樹脂フィルムに貼り付けられた電極シートであっても、このような被加工物から製品となるワークを刃型のワーク側で確実に切断することができるとともに、こうして切断されたワークにショートの原因となるヒゲが生じるのを防ぐことができ、またバリやカエリの発生も極力抑えて、製品歩留まりの高い効率的かつ経済的な切断加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係わるロータリーダイカッターを説明する斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における刃型の断面図である。
【図３】本発明の実施例に用いたロータリーダイカッターの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係わるロータリーダイカッターの斜視図であり、図２は、このようなロータリーダイカッターにおける本発明の一実施形態のダイカットロール１の刃型２の断面図である。すなわち、ロータリーダイカッターは、いずれも円柱状をなすダイカットロール１とアンビルロール１１とから構成され、これらダイカットロール１とアンビルロール１１とを図中に符号Ｒ１、Ｒ２で示す回転方向に回転させながら、その間にシート状の被加工物Ｓを挿通して図中に符号Ｆで示す送り方向に送り出し、このとき、ダイカットロール１の外周面に形成された上記刃型２により、被加工物Ｓに該被加工物Ｓから製品とされるワークＷを抜出可能に剪断加工を施してゆく。
【００２３】
ここで、本実施形態のダイカットロール１により加工が施される被加工物Ｓは、図２に示すようにフッ素樹脂等の樹脂フィルムＡの上に、アルミニウムや銅、ステンレス鋼などからなる金属箔の表面にカーボンやマンガン酸リチウムなどの電極材料が塗布された電極シートＢが貼り付けられたものであり、電極シートＢをダイカットロール１側に向けてアンビルロール１１との間に挿通させられて、上記刃型２がこの電極シートＢを貫通して樹脂フィルムＡの厚さの途中まで切り込まれることにより、刃型２の形状に電極シートＢのワークＷを剪断して樹脂フィルムＡから剥離することにより抜出可能とする一方、このワークＷが抜き出された後の電極シートＢの残りの部分は被加工物Ｓの端物とされて、トリムＴとして樹脂フィルムＡとともに回収される。
【００２４】
上記ダイカットロール１は、その回転軸線となるダイ軸線Ｏ１を中心とした円柱状のダイロール本体３と、このダイロール本体３の両端部に同軸となるように一体に突設された、ダイロール本体３よりも小径の一対の回転軸部４とを備えており、これらの回転軸部４が図示されないベアリングボックスに支持されて、やはり図示されない駆動装置により回転方向Ｒ１に回転駆動される。なお、ダイカットロール１は、少なくともそのダイロール本体３の外周面が超硬合金等の硬質材料により形成されている。
【００２５】
また、このダイカットロール１のダイロール本体３の外周面における両端部には、互いに等しい外径で、これら両端部の間の外周面よりは僅かに一段大きな外径のダイ軸線Ｏ１を中心とした円筒面状の外周面を有するように突出した一定幅の帯状のベアラー部５が形成されており、これらのベアラー部５がアンビルロール１１の円柱状をなすアンビルロール本体１２の外周面に当接させられながらダイカットロール１は回転させられる。
【００２６】
なお、アンビルロール１１は、アンビル軸線Ｏ２を中心としてこのように円柱状をなすアンビルロール本体１２と、その両端部に同軸となるように一体に突設された小径の一対の回転軸部１３とを備えて、やはりこれら回転軸部１３が図示されないベアリングボックスにアンビル軸線Ｏ２がダイ軸線Ｏ１と平行となるように支持され、同じく図示されない駆動装置により上記回転方向Ｒ１とは逆向きの回転方向Ｒ２に回転駆動される。ここで、アンビルロール本体１２の外周面はアンビル軸線Ｏ２を中心とした円筒面とされ、ダイカットロール１のダイロール本体３のような刃型２やべアラー部５は形成されていない。
【００２７】
ダイカットロール１の刃型２は、ダイロール本体３の外周面のうち上記ベアラー部５の間の部分に、この部分の外周面から突出して該外周面上に延びるように形成されており、この刃型２の上記外周面からの突出高さは、刃型２が被加工物Ｓに切り込まれた際に電極シートＢは貫通して樹脂フィルムＡは貫通せずにその厚さの途中まで切り込まれるように、ベアラー部５の突出高さよりも樹脂フィルムＡの厚さの範囲内で僅かに小さくされている。
【００２８】
このダイカットロール１の刃型２は、ダイロール本体３の上記外周面において該刃型２が延びる方向に直交する断面が、図２に示すようにダイロール本体３の外周側（図２において下側）に向かうに従い、当該断面における刃型２のダイ軸線Ｏ１に直交する刃型中心線Ｃに向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面２Ａ、２Ｂと、これらの傾斜面２Ａ、２Ｂの外周側に連なって刃型中心線Ｃに直交するフラット面２Ｃとを備えた山型をなしている。
【００２９】
そして、同断面において、これらの傾斜面２Ａ、２Ｂが刃型中心線Ｃに対してなす角度は、被加工物ＳにおけるワークＷ側を向くワーク側傾斜面２Ａのワーク側角度αが、これとは反対の被加工物Ｓにおいて上記トリムＴ側を向くトリム側傾斜面２Ｂのトリム側角度βよりも小さくされており、ワーク側角度αは１°〜１５°の範囲内とされるとともに、トリム側角度は１０°〜４５°の範囲内とされている。
【００３０】
さらに、ワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐと、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交点またはトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの延長線同士の交点Ｑとの間のフラット面幅Ｄは、５．０ｍｍ以下、望ましくは０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内とされている。そして、このフラット面２Ｃとワーク側傾斜面２Ａとは角度をもって交差するように形成されている。
【００３１】
一方、本実施形態では、フラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部は、上記断面において、これらトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとに接する円弧よりなる凸曲線状部２Ｄとされており、上記フラット面幅Ｄは上述のように上記交点Ｐと、図２に破線で示したトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの延長線同士の交点Ｑとの幅とされている。なお、上記断面におけるこの凸曲線状部２Ｄの曲率半径ｒは、上記フラット面幅Ｄ以下であり、かつ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内とされている。
【００３２】
なお、上記刃型中心線Ｃは、ダイ軸線Ｏ１に直交して例えば図２に示すようにこのフラット面２Ｃのフラット面幅Ｄの中心を通る直線とされていればよい。ただし、この刃型中心線Ｃは上記ワーク側角度αとトリム側角度βを規定するものであるから、上記断面においてワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐを通る直線であったり、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交点、またはその延長線の上記交点Ｑを通る直線であったり、あるいはワーク側傾斜面２Ａとトリム側傾斜面２Ｂとの延長線の交点を通る直線であったりしてもよい。
【００３３】
このように形成された刃型２が図２に示すように被加工物Ｓに切り込まれると、この刃型２のうちトリムＴ側を向くトリム側傾斜面２Ｂの傾斜角度であるトリム側角度βが、ワークＷ側を向くワーク側傾斜面２Ａの傾斜角度であるワーク側角度αよりも大きくされていて、ワーク側傾斜面２Ａよりもトリム側傾斜面２Ｂが被加工物Ｓの電極シートＢに接触する接触面積が大きくなるとともに、これらワーク側傾斜面２Ａとトリム側傾斜面２Ｂの外周側には刃型中心線Ｃに直交するフラット面２Ｃが形成されているので、電極シートＢはこれらフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとに押さえ付けられるようにして樹脂フィルムＡ内に凹入させられる。
【００３４】
そして、これとは逆に、ワークＷ側を向くワーク側傾斜面２Ａは、そのワーク側角度αがトリム側角度βよりも小さくされており、さらにフラット面２Ｃと角度をもって交差するようにされていて、その上記交点Ｐにおいて切れ味の鋭い切刃エッジを形成するようにされているので、上述のように刃型２が被加工物Ｓに切り込まれて樹脂フィルムＡ内に凹入させられると、図２に示すようにこの切刃エッジから電極シートＢが切り裂かれるように剪断されることになる。
【００３５】
従って、このような構成のダイカットロールによれば、この電極シートＢを刃型２の製品となるワークＷ側のワーク側傾斜面２Ａに沿って確実に切断することができ、さらにこのとき電極シートＢの金属箔が変形してヒゲが生じても、電極シートＢがトリム側傾斜面２Ｂやフラット面２Ｃによって押さえ付けられることにより、ヒゲはすべて電極シートＢのトリムＴ側に発生することになって製品となるワークＷには残ることはない。このため、このようなワークＷとされる電極シートＢを用いたリチウムイオン２次電池などにおいてヒゲにより致命的な欠陥が生じるのを防ぐことができ、さらにバリやカエリの発生も極力小さく抑えることができて、製品歩留まりの向上を図って効率的かつ経済的な被加工物Ｓの切断加工を行うことが可能となる。
【００３６】
さらに、上記構成のダイカットロールにおいては、ワーク側角度は１°〜１５°の範囲内とされるとともにトリム側角度は１０°〜４５°の範囲内とされているので、後述する実施例でも実証されるように被加工物Ｓの電極シートＢを一層確実にワークＷ側で切断することが可能となる。すなわち、ワーク側角度αが１５°を上回ると、上述のように切刃エッジとされる上記交点Ｐにおいて鋭い切れ味を確保することができなくなって、ワークＷ側で確実に電極シートＢを切断することができなくなるおそれがある。一方、逆にワーク側角度αが１°を下回っても、切断加工の当初は鋭い切れ味であっても、上記切刃エッジが早期に摩耗してしまって丸みを帯びることにより切れ味が鈍り、やはり被加工物ＳをワークＷ側で切断することができなくなるとともに、ワークＷ側にヒゲやバリ、カエリも発生し易くなる。
【００３７】
また、トリム側角度βが１０°を下回るほど小さくなると、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差角が小さくなってその交差稜線部が鋭利になり、この交差稜線部も切刃エッジとして作用してしまってトリムＴ側でも被加工物Ｓの電極シートＢが切断されてしまうおそれがある。一方、逆にこのトリム側角度βが４５°を上回るほど大きくなると、刃型２が被加工物Ｓに切り込まれて樹脂フィルムＡ内に凹入されるときの電極シートＢとの接触面積が大きくなりすぎて該電極シートＢを押さえ付ける作用も強くなりすぎ、上述のような金属箔よりなる電極シートＳが引き延ばされてしまって、切断されるワークＷ側にヒゲやバリ、カエリが発生し易くなってしまう。
【００３８】
これは、フラット面２Ｃの上記フラット面幅Ｄについても同様であり、すなわちこのフラット面幅Ｄが大きすぎると、やはり刃型２が樹脂フィルムＡ内に凹入されるときにフラット面２Ｃが電極シートＢを押さえ付ける作用が強くなりすぎて、ヒゲ等が発生し易くなってしまう。このため、上記構成のダイカットロールではこのフラット面幅Ｄを５．０ｍｍ以下としており、バリやカエリも確実に防止するには望ましくは３．０ｍｍ以下とされるが、逆にこのフラット面幅Ｄが小さくなりすぎても、電極シートＢを押さえ付ける作用が不足して却ってバリやカエリが発生し易くなるので、フラット面幅Ｄは０．３ｍｍ以上とされるのが望ましい。
【００３９】
一方、本実施形態では、このフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部に、これらフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂに接する断面円弧等の凸曲線状部２Ｄが形成されており、この交差稜線部分の切れ味を鈍くして切刃エッジとして作用するのを防ぎ、これによってもより確実に電極シートＢをワークＷ側で切断することができる。
【００４０】
ただし、こうしてフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部に凸曲線状部２Ｄを形成する場合には、その曲率半径ｒが小さすぎると、このような効果を奏することができない。その一方で、この曲率半径ｒが大きすぎると、上述のようにフラット面幅Ｄが５．０ｍｍ以下とされたフラット面２Ｃにおいて凸曲線状部２Ｄが占める部分が大きくなりすぎてフラット面２Ｃによる電極シートＢの押さえ付けが不十分となるおそれがあるので、この凸曲線状部２Ｄの上記断面における曲率半径ｒは、上記フラット面幅Ｄ以下で、なおかつ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内とされるのが望ましい。
【００４１】
なお、本実施形態では、このようにフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部に凸曲線状部２Ｄを形成していて、そのときのフラット面幅Ｄを、図２に示した断面においてワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐと、同図２に破線で示したフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂの延長線の交点Ｑとの間の幅としているが、このような凸曲線状部２Ｄを形成せずに、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとが角度をもって交差していてもよい。
【００４２】
すなわち、本発明のダイカットロールでは、上記ワーク側角度αがトリム側角度βよりも小さくされて、ワーク側角度αが１°〜１５°、トリム側角度βが１０°〜４５°の範囲内とされ、さらにフラット面幅Ｄが５．０ｍｍ以下でフラット面２Ｃとワーク側傾斜面２Ａとが角度をもって交差させられていれば、上述の効果を奏することができる。なお、こうして凸曲線状部２Ｄが形成されない場合のフラット面幅Ｄは、上記断面においてワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐと、フラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂの交点との間の幅となる。
【実施例】
【００４３】
次に、実施例を挙げて本発明の効果について実証する。本実施例では、まず実験用のダイカットロールとして、図３に示すような刃型２がダイロール本体３の周方向に向けて一定の周期、振幅でダイ軸線Ｏ１方向に矩形に凹凸しつつ延びるように形成されたダイカットロール１を複数種用意し、これらのダイカットロール１において刃型２のワーク側角度αを１°〜２０°の範囲で、またトリム側角度βを１°〜５０°の範囲で、それぞれ互いに種々に変化させながら、被加工物Ｓのテストピースに上述のような切断加工を施して、その際に切断されたワークＷが刃型２の上記交点Ｐを切刃エッジとして切断されたものか、それ以外の、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部などで切断されたものかを確認して評価した。
【００４４】
ここで、図３に示す刃型２によりワークＷに形成される矩形の凹凸の周期Ｘは２０ｍｍ、この周期Ｘのうち凸部の長さＹは１２ｍｍ、高さＺは１３ｍｍであり、ダイロール本体３が１周する間にワークＷに２５個の凹凸が形成されるように刃部２が形成されている。また、テストピースは厚さ７０μｍのフッ素樹脂フィルムに厚さ２０μｍのＡｌ箔、Ｃｕ箔、ステンレス鋼箔を各々貼り付けた３種のものであって、それぞれに対して１０ｍ／ｍｉｎの送り速度でダイカットロール１とアンビルロール１１の間に挿通されるようにして切断加工を施した。
【００４５】
さらに、刃部２の外周側の先端にはフラット面幅Ｄが０．３ｍｍのフラット面２Ｃを形成するとともに、フラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部には曲率半径ｒが０．０５ｍｍの凸曲線状部２Ｄを形成し、このフラット部２Ｃがベアラー部５よりもダイ軸線Ｏ１に対する径方向に４５μｍ内周側に位置するようにした。
【００４６】
なお、評価方法は、切断加工を施したワークＷを、ダイロール本体３の１周分の上記凹凸に沿った全長（フォーム長）についてＣＣＤカメラで観察し、この全長においてワークＷがワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐを切刃エッジとして切断されたものと確認された場合だけを丸印とし、それ以外の、部分的にでもトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部側で切断された箇所があったものや、切断されていない箇所があったもの、およびヒゲの発生があったものは全てバツ印とした。この結果を、ワーク側角度α（°）を横に、トリム側角度β（°）を縦にした一覧表として次表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
この表１の結果より、ワーク側角度αが１°〜１５°の範囲内で、トリム側角度βが１０°〜４５°の範囲内であり、しかもα＜βであるものでは評価が全て丸印であって、ヒゲが発生することがなかったのは勿論、ワークＷがその全長（フォーム長）に亙ってワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐを切刃エッジとして切断されたものであるのが確認された。
【００４９】
これに対し、ワーク側角度αとトリム側角度βの少なくとも一方が上記範囲外であったり、範囲内であってもα≧βであるものは、上記フォーム長の一部または全部がトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部側で切断されていたり、切断されていない箇所があったり、またはヒゲの発生があったりしているのが確認された。
【００５０】
次に、図３に示したのと同様の実験用のダイカットロール１において、刃型２のワーク側角度αを５°、トリム側角度βを３０°、凸曲線状部２Ｄの曲率半径ｒを０．０５ｍｍで一定として、フラット面幅Ｄを０．１ｍｍ〜６．０ｍｍの間で種々に変化させた複数種のダイカットロール１を用意し、これらによって表１に示したのと同様の条件によりテストピースに切断加工を施した。
【００５１】
なお、このときの評価方法は、上記と同じく切断加工を施したワークＷをＣＣＤカメラで観察し、ダイロール本体３の１周分の上記凹凸に沿った全長（フォーム長）について、ワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐを切刃エッジとして切断されたものであっても、ヒゲの付着があったものを△印、ヒゲの付着はなかったものの細かいバリやカエリがあったものを丸印、ヒゲが付着していないのは勿論、細かいバリやカエリも認められなかったものを二重丸印とした。この結果を次表２に示す。
【００５２】
【表２】
【００５３】
この表２の結果より、フラット面幅Ｄが５．０ｍｍ以下のものについては、細かなバリやカエリが発生しているものがあったものの、ヒゲが付着していたものは認められず、特にフラット面幅Ｄは０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内のものではバリやカエリも認められずに、良好な品質のワークＷを製造可能であることが確認された。
【００５４】
これに対して、フラット面幅Ｄが５．０ｍｍを越えるものでは切断されたワークＷにヒゲの付着があり、製品としては不適であることが認められた。なお、このときの実施例において、上記フォーム長の一部または全部がトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部側で切断されていたり、切断されていない箇所があったりしたものは認められなかった。
【００５５】
さらに、やはり図３に示したのと同様の実験用のダイカットロール１において、刃型２のワーク側角度αを５°、トリム側角度βを３０°、フラット面幅Ｄを０．５ｍｍで一定として、フラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部に形成した凸曲線状部２Ｄの曲率半径ｒを０．０５ｍｍ〜０．７ｍｍの間で種々に変化させたものと、凸曲線状部２Ｄを形成せずにフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂを角度をもって交差させたもの（曲率半径ｒ＝０ｍｍのもの）との複数種のダイカットロール１を用意し、これらによって表１に示したのと同様の条件によりテストピースに切断加工を施した。なお、このときの評価方法は、フラット面幅Ｄを変化させたときと同じである。この結果を次表３に示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】
この表３に示した実施例は、凸曲線状部２Ｄの曲率半径ｒが０ｍｍであって、すなわち凸曲線状部２Ｄが形成されずにフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂを角度をもって交差させられているものも含めて、ワーク側角度αが１°〜１５°、トリム側角度βが１０°〜４５°の範囲内とされて、フラット面幅Ｄが５．０ｍｍ以下であり、さらにフラット面２Ｃとワーク側傾斜面２Ａとが角度をもって交差させられているので、ワークＷにバリが発生したものは勿論、電極シートＢが部分的にでもトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部側で切断されていたり、切断されていない箇所があったりしたものも認められなかった。
【００５８】
さらに、凸曲線状部２Ｄが形成されずにフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂを角度をもって交差させられているものや、凸曲線状部２Ｄが形成されていてもその曲率半径ｒが０．５ｍｍを越えるものでは細かいバリやカエリが認められたのに対し、曲率半径ｒが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内にあるものでは、このような細かいバリやカエリの発生も認められず、高品位の製品となるワークＷを切断加工することが可能であった。なお、表１〜表３の結果は、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、ステンレス鋼箔のいずれを貼り付けたテストピースでも同じであった。
【符号の説明】
【００５９】
１ ダイカットロール
２ 刃型
２Ａ ワーク側傾斜面
２Ｂ トリム側傾斜面
２Ｃ フラット面
２Ｄ 凸曲線状部
３ ダイロール本体
１１ アンビルロール
１２ アンビルロール本体
Ｓ 被加工物
Ｗ ワーク
Ｔ トリム
Ａ 樹脂フィルム
Ｂ 電極シート
Ｃ 刃型中心線
Ｏ１ ダイ軸線
Ｏ２ アンビル軸線
α ワーク側角度
β トリム側角度
Ｄ フラット面幅
ｒ 凸曲線状部２Ｄの曲率半径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンビルロールとともにロータリダイカッターを構成するダイカットロールであって、円柱状のダイロール本体の外周面に刃型が形成され、この刃型と、上記アンビルロールのアンビルロール本体外周面とによって、これらダイロール本体とアンビルロール本体との間に挿通されるシート状の被加工物に、この被加工物から製品とされるワークを抜出可能に剪断加工を施すロータリーダイカッターのダイカットロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンや携帯電話等に広く使用されているリチウムイオン２次電池においては、アルミニウムや銅などからなる金属箔の表面にカーボンやマンガン酸リチウムなどの電極材料が塗布された電極シートが用いられている。そして、このような電極シートを所定形状に切断するのに、ダイカットロールとアンビルロールよりなるロータリーダイカッターを用いることが特許文献１、２に記載されている。
【０００３】
このうち、特許文献１に記載されたロータリーダイカッターでは、アンビルロールの外周面に樹脂フィルム層を形成して、ダイカットロールに形成された刃型を、アンビルロールの樹脂フィルム層にまで切り込ませることで、金属箔を有する電極シートを刃型形状に確実に切り抜くとともに、刃型の先端のフラット部で押し潰された電極シートの欠片を樹脂フィルム層に押し込むことにより、電極シートから切断されて製品とされるワークの切断面にこの欠片が付着するのを防いで、ヒゲやバリ、カエリの発生を抑制するようにしている。
【０００４】
ところが、このようにアンビルロールの外周面に樹脂フィルム層を形成してダイカットロールの刃型を切り込ませながらワークの切断を行うと、切断を続けるうちに樹脂フィルム層が切り刻まれて損傷してしまい、ダイカットロールの刃型の切れ味が劣化するおそれがある。また、電極シートの欠片が樹脂フィルム層に押し込まれて取り残されると、刃型が１周して次のワークを切断する際にこの取り残された欠片が刃型に当たって摩耗や欠損を招くおそれもある。
【０００５】
そこで、最近では、例えば特許文献３に記載されたようなキャリアフィルム上に保持されたセラミックスグリーンシートを切断する手法を利用して、電極シートを樹脂フィルム上に貼り付けて一体にダイカットロールとアンビルロールとの間に挿通し、ダイカットロールの刃型を、電極シートを貫通して樹脂フィルムの厚さの途中まで切り込ませることにより、電極シートの製品となるワークを切断して樹脂フィルムから剥離する一方、ワークを剥離した後の電極シートの端物はトリムとして樹脂フィルムとともに回収する切断方法が採られるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６６６７６号公報
【特許文献２】特開２００９−１０７０４７号公報
【特許文献３】特開平７−５２０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような切断方法によって電極シートを切断する場合においても、電極シートの製品となるワークに切断の際の欠片が残されてヒゲを生じることは、電極のショートの原因となるため勿論許されない。また、ショートの原因となることのない僅かな細かいバリやカエリは、多少は許容されるが、加工品位の観点からやはり発生しないことが望ましい。
【０００８】
このため、ダイカットロールの刃型は、そのワーク側を向く面による切れ味ができるだけ鋭くなるようにするのが望ましいが、特許文献１に記載されているように刃型がフラット部を備えてその中心線に関して対称形状であると、たとえ刃型が鋭利であっても、被加工物がフラット部のトリム側で切断されるおそれがあって、製品となるワーク側で確実に切断することができなくなってしまう。
【０００９】
その一方で、例えば特許文献２、３に記載されているように、このワーク側を向く面をダイカットロールのダイロール本体の回転軸線であるダイ軸線に垂直な面としてしまうと、該ダイ軸線に対する径方向外周側の刃型の先端において、ワーク側を向く面と刃型先端のフラット部や刃型のトリム側を向く面との交差角が小さくなり、このワーク側を向く面の先端側において早期に刃型の摩耗を生じて却って切れ味が損なわれ、ヒゲやバリ、カエリを生じ易くなってしまう。
【００１０】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように電極シートを樹脂フィルム上に貼り付けて一体にダイカットロールとアンビルロールとの間に挿通し、ダイカットロールの刃型を、電極シートを貫通して樹脂フィルムの厚さの途中まで切り込ませるようにして電極シートを切断するような場合でも、電極シートを確実に製品となるワーク側で切断することができるとともに、こうして切断されたワークにヒゲは勿論、バリやカエリも極力生じさせることがないロータリーダイカッターのダイカットロールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、ダイ軸線回りに回転される円柱状のダイロール本体の外周面に、この外周面から突出して該外周面上に延びるように刃型が形成され、この刃型と、上記ダイ軸線と平行なアンビル軸線回りに回転されるアンビルロールの円柱状のアンビルロール本体の外周面とによって、これらダイロール本体とアンビルロール本体との間に挿通されるシート状の被加工物に、該被加工物から製品とされるワークを抜出可能に剪断加工を施すロータリーダイカッターのダイカットロールであって、上記刃型は、上記ダイロール本体の外周面において該刃型が延びる方向に直交する断面が、該ダイロール本体の外周側に向かうに従い上記ダイ軸線に直交する刃型中心線に向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面と、これら一対の傾斜面の外周側に連なって上記刃型中心線に直交するフラット面とを備えた山型をなしており、上記断面において、上記一対の傾斜面が上記刃型中心線に対してなす角度は、上記被加工物における上記ワーク側を向くワーク側傾斜面のワーク側角度が、これとは反対の上記被加工物において上記ワークが抜き出された後の端物とされるトリム側を向くトリム側傾斜面のトリム側角度よりも小さくされるとともに、上記ワーク側角度は１°〜１５°の範囲内とされ、上記トリム側角度は１０°〜４５°の範囲内とされ、さらに上記ワーク側傾斜面と上記フラット面との交点と、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との交点または該トリム側傾斜面と上記フラット面との延長線同士の交点との間のフラット面幅が５．０ｍｍ以下とされて、このフラット面と上記ワーク側傾斜面とが角度をもって交差させられていることを特徴とする。
【００１２】
このように構成されたダイカットロールでは、ダイロール本体の刃型が、ダイロール本体の外周面において該刃型が延びる方向に直交する断面において山型をなしていて、ダイロール本体の外周側に向かうに従いダイ軸線に直交する刃型中心線に向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面と、これらの傾斜面の外周側に連なって上記刃型中心線に直交するフラット面とを備えており、すなわちこの刃型のワーク側を向く面がダイロール本体の外周側に向かうに従い刃型中心線側に向かう傾斜面とされているので、このワーク側を向くワーク側傾斜面と刃型先端のフラット面との交差角が小さくなるのを防いで、早期の摩耗による切れ味の低下を防ぐことができる。
【００１３】
そして、さらに上記構成のダイカットロールでは、これら一対の傾斜面のうちワーク側を向くワーク側傾斜面が刃型中心線に対してなすワーク側角度が１°〜１５°の範囲内とされて、トリム側を向くトリム側傾斜面の１０°〜４５°の範囲内とされたトリム側角度よりも小さくされていて、しかもフラット面とワーク側傾斜面とが角度をもって交差させられているので、これらフラット面とワーク側傾斜面との交差角は、トリム側傾斜面とフラット面との交点またはトリム側傾斜面とフラット面との延長線同士の交点における交差角よりも小さくなる。
【００１４】
このため、上記ワーク側傾斜面とフラット面との交差稜線を切刃エッジとして鋭い切れ味を与えることができ、フラット面とトリム側傾斜面とで被加工物を押さえ付けるようにしながら、この切刃エッジによって被加工物を鋭く切り裂くように切断することが可能となる。従って、被加工物が上述のような樹脂フィルムに貼り付けられた電極シートであっても、この被加工物を確実にワーク側で切断することができるとともに、こうして切断されたワークのヒゲの発生を防止することができるのは勿論、バリやカエリの発生も極力防ぐことができる。
【００１５】
ここで、上記ワーク側角度が１５°を上回ると、このような鋭い切れ味を上記切刃エッジに与えることができなくなる。その一方で、このワーク側角度が１°を下回っても、切刃エッジが早期に摩耗して鋭い切れ味を維持することができなくなり、いずれも被加工物をワーク側で切断することができなくなるとともに、ヒゲやバリ、カエリも発生し易くなる。
【００１６】
また、トリム側角度が１０°を下回るほど小さくなると、トリム側傾斜面とフラット面との交差角が鋭利になってその交差稜線部でも被加工物が切断されてしまうことになる。さらに、このトリム側角度が４５°を上回ったり、上記フラット面幅が５．０ｍｍを上回ったりすると、これらフラット面やトリム側傾斜面による押さえ付けが逆に強くなりすぎて、被加工物が上記電極シートである場合にその金属箔を引き延ばすように作用してワーク側にヒゲやバリ、カエリが発生し易くなってしまう。
【００１７】
なお、このような被加工物の押さえ付けすぎによるヒゲやバリ、カエリの発生を確実に防ぎつつ、押さえ付け不足によるバリやカエリの発生も十分に防ぐには、上記フラット面幅は０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内とされるのが望ましい。
【００１８】
一方、上述のようにトリム側傾斜面とフラット面との交差稜線部でも被加工物が切断されてしまうのを防いで、より確実にワーク側で被加工物を切断するには、上記断面において、これらトリム側傾斜面とフラット面との交差稜線部分を、該トリム側傾斜面とフラット面とに接する凸曲線状部として、該交差稜線部分における切れ味を鈍くするのが望ましい。
【００１９】
ただし、この凸曲線状部の曲率半径が小さすぎると切れ味を十分に鈍くすることができない一方、曲率半径が大きすぎてもフラット面による押さえ付けが不十分となってヒゲやバリ、カエリの発生を招くおそれが生じるので、この凸曲線状部の曲率半径は、上記ワーク側傾斜面と上記フラット面との交点と、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との延長線同士の交点との間のフラット面幅以下であって、かつ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内とされるのが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、被加工物が樹脂フィルムに貼り付けられた電極シートであっても、このような被加工物から製品となるワークを刃型のワーク側で確実に切断することができるとともに、こうして切断されたワークにショートの原因となるヒゲが生じるのを防ぐことができ、またバリやカエリの発生も極力抑えて、製品歩留まりの高い効率的かつ経済的な切断加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係わるロータリーダイカッターを説明する斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における刃型の断面図である。
【図３】本発明の実施例に用いたロータリーダイカッターの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係わるロータリーダイカッターの斜視図であり、図２は、このようなロータリーダイカッターにおける本発明の一実施形態のダイカットロール１の刃型２の断面図である。すなわち、ロータリーダイカッターは、いずれも円柱状をなすダイカットロール１とアンビルロール１１とから構成され、これらダイカットロール１とアンビルロール１１とを図中に符号Ｒ１、Ｒ２で示す回転方向に回転させながら、その間にシート状の被加工物Ｓを挿通して図中に符号Ｆで示す送り方向に送り出し、このとき、ダイカットロール１の外周面に形成された上記刃型２により、被加工物Ｓに該被加工物Ｓから製品とされるワークＷを抜出可能に剪断加工を施してゆく。
【００２３】
ここで、本実施形態のダイカットロール１により加工が施される被加工物Ｓは、図２に示すようにフッ素樹脂等の樹脂フィルムＡの上に、アルミニウムや銅、ステンレス鋼などからなる金属箔の表面にカーボンやマンガン酸リチウムなどの電極材料が塗布された電極シートＢが貼り付けられたものであり、電極シートＢをダイカットロール１側に向けてアンビルロール１１との間に挿通させられて、上記刃型２がこの電極シートＢを貫通して樹脂フィルムＡの厚さの途中まで切り込まれることにより、刃型２の形状に電極シートＢのワークＷを剪断して樹脂フィルムＡから剥離することにより抜出可能とする一方、このワークＷが抜き出された後の電極シートＢの残りの部分は被加工物Ｓの端物とされて、トリムＴとして樹脂フィルムＡとともに回収される。
【００２４】
上記ダイカットロール１は、その回転軸線となるダイ軸線Ｏ１を中心とした円柱状のダイロール本体３と、このダイロール本体３の両端部に同軸となるように一体に突設された、ダイロール本体３よりも小径の一対の回転軸部４とを備えており、これらの回転軸部４が図示されないベアリングボックスに支持されて、やはり図示されない駆動装置により回転方向Ｒ１に回転駆動される。なお、ダイカットロール１は、少なくともそのダイロール本体３の外周面が超硬合金等の硬質材料により形成されている。
【００２５】
また、このダイカットロール１のダイロール本体３の外周面における両端部には、互いに等しい外径で、これら両端部の間の外周面よりは僅かに一段大きな外径のダイ軸線Ｏ１を中心とした円筒面状の外周面を有するように突出した一定幅の帯状のベアラー部５が形成されており、これらのベアラー部５がアンビルロール１１の円柱状をなすアンビルロール本体１２の外周面に当接させられながらダイカットロール１は回転させられる。
【００２６】
なお、アンビルロール１１は、アンビル軸線Ｏ２を中心としてこのように円柱状をなすアンビルロール本体１２と、その両端部に同軸となるように一体に突設された小径の一対の回転軸部１３とを備えて、やはりこれら回転軸部１３が図示されないベアリングボックスにアンビル軸線Ｏ２がダイ軸線Ｏ１と平行となるように支持され、同じく図示されない駆動装置により上記回転方向Ｒ１とは逆向きの回転方向Ｒ２に回転駆動される。ここで、アンビルロール本体１２の外周面はアンビル軸線Ｏ２を中心とした円筒面とされ、ダイカットロール１のダイロール本体３のような刃型２やべアラー部５は形成されていない。
【００２７】
ダイカットロール１の刃型２は、ダイロール本体３の外周面のうち上記ベアラー部５の間の部分に、この部分の外周面から突出して該外周面上に延びるように形成されており、この刃型２の上記外周面からの突出高さは、刃型２が被加工物Ｓに切り込まれた際に電極シートＢは貫通して樹脂フィルムＡは貫通せずにその厚さの途中まで切り込まれるように、ベアラー部５の突出高さよりも樹脂フィルムＡの厚さの範囲内で僅かに小さくされている。
【００２８】
このダイカットロール１の刃型２は、ダイロール本体３の上記外周面において該刃型２が延びる方向に直交する断面が、図２に示すようにダイロール本体３の外周側（図２において下側）に向かうに従い、当該断面における刃型２のダイ軸線Ｏ１に直交する刃型中心線Ｃに向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面２Ａ、２Ｂと、これらの傾斜面２Ａ、２Ｂの外周側に連なって刃型中心線Ｃに直交するフラット面２Ｃとを備えた山型をなしている。
【００２９】
そして、同断面において、これらの傾斜面２Ａ、２Ｂが刃型中心線Ｃに対してなす角度は、被加工物ＳにおけるワークＷ側を向くワーク側傾斜面２Ａのワーク側角度αが、これとは反対の被加工物Ｓにおいて上記トリムＴ側を向くトリム側傾斜面２Ｂのトリム側角度βよりも小さくされており、ワーク側角度αは１°〜１５°の範囲内とされるとともに、トリム側角度は１０°〜４５°の範囲内とされている。
【００３０】
さらに、ワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐと、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交点またはトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの延長線同士の交点Ｑとの間のフラット面幅Ｄは、５．０ｍｍ以下、望ましくは０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内とされている。そして、このフラット面２Ｃとワーク側傾斜面２Ａとは角度をもって交差するように形成されている。
【００３１】
一方、本実施形態では、フラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部は、上記断面において、これらトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとに接する円弧よりなる凸曲線状部２Ｄとされており、上記フラット面幅Ｄは上述のように上記交点Ｐと、図２に破線で示したトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの延長線同士の交点Ｑとの幅とされている。なお、上記断面におけるこの凸曲線状部２Ｄの曲率半径ｒは、上記フラット面幅Ｄ以下であり、かつ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内とされている。
【００３２】
なお、上記刃型中心線Ｃは、ダイ軸線Ｏ１に直交して例えば図２に示すようにこのフラット面２Ｃのフラット面幅Ｄの中心を通る直線とされていればよい。ただし、この刃型中心線Ｃは上記ワーク側角度αとトリム側角度βを規定するものであるから、上記断面においてワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐを通る直線であったり、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交点、またはその延長線の上記交点Ｑを通る直線であったり、あるいはワーク側傾斜面２Ａとトリム側傾斜面２Ｂとの延長線の交点を通る直線であったりしてもよい。
【００３３】
このように形成された刃型２が図２に示すように被加工物Ｓに切り込まれると、この刃型２のうちトリムＴ側を向くトリム側傾斜面２Ｂの傾斜角度であるトリム側角度βが、ワークＷ側を向くワーク側傾斜面２Ａの傾斜角度であるワーク側角度αよりも大きくされていて、ワーク側傾斜面２Ａよりもトリム側傾斜面２Ｂが被加工物Ｓの電極シートＢに接触する接触面積が大きくなるとともに、これらワーク側傾斜面２Ａとトリム側傾斜面２Ｂの外周側には刃型中心線Ｃに直交するフラット面２Ｃが形成されているので、電極シートＢはこれらフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとに押さえ付けられるようにして樹脂フィルムＡ内に凹入させられる。
【００３４】
そして、これとは逆に、ワークＷ側を向くワーク側傾斜面２Ａは、そのワーク側角度αがトリム側角度βよりも小さくされており、さらにフラット面２Ｃと角度をもって交差するようにされていて、その上記交点Ｐにおいて切れ味の鋭い切刃エッジを形成するようにされているので、上述のように刃型２が被加工物Ｓに切り込まれて樹脂フィルムＡ内に凹入させられると、図２に示すようにこの切刃エッジから電極シートＢが切り裂かれるように剪断されることになる。
【００３５】
従って、このような構成のダイカットロールによれば、この電極シートＢを刃型２の製品となるワークＷ側のワーク側傾斜面２Ａに沿って確実に切断することができ、さらにこのとき電極シートＢの金属箔が変形してヒゲが生じても、電極シートＢがトリム側傾斜面２Ｂやフラット面２Ｃによって押さえ付けられることにより、ヒゲはすべて電極シートＢのトリムＴ側に発生することになって製品となるワークＷには残ることはない。このため、このようなワークＷとされる電極シートＢを用いたリチウムイオン２次電池などにおいてヒゲにより致命的な欠陥が生じるのを防ぐことができ、さらにバリやカエリの発生も極力小さく抑えることができて、製品歩留まりの向上を図って効率的かつ経済的な被加工物Ｓの切断加工を行うことが可能となる。
【００３６】
さらに、上記構成のダイカットロールにおいては、ワーク側角度は１°〜１５°の範囲内とされるとともにトリム側角度は１０°〜４５°の範囲内とされているので、後述する実施例でも実証されるように被加工物Ｓの電極シートＢを一層確実にワークＷ側で切断することが可能となる。すなわち、ワーク側角度αが１５°を上回ると、上述のように切刃エッジとされる上記交点Ｐにおいて鋭い切れ味を確保することができなくなって、ワークＷ側で確実に電極シートＢを切断することができなくなるおそれがある。一方、逆にワーク側角度αが１°を下回っても、切断加工の当初は鋭い切れ味であっても、上記切刃エッジが早期に摩耗してしまって丸みを帯びることにより切れ味が鈍り、やはり被加工物ＳをワークＷ側で切断することができなくなるとともに、ワークＷ側にヒゲやバリ、カエリも発生し易くなる。
【００３７】
また、トリム側角度βが１０°を下回るほど小さくなると、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差角が小さくなってその交差稜線部が鋭利になり、この交差稜線部も切刃エッジとして作用してしまってトリムＴ側でも被加工物Ｓの電極シートＢが切断されてしまうおそれがある。一方、逆にこのトリム側角度βが４５°を上回るほど大きくなると、刃型２が被加工物Ｓに切り込まれて樹脂フィルムＡ内に凹入されるときの電極シートＢとの接触面積が大きくなりすぎて該電極シートＢを押さえ付ける作用も強くなりすぎ、上述のような金属箔よりなる電極シートＳが引き延ばされてしまって、切断されるワークＷ側にヒゲやバリ、カエリが発生し易くなってしまう。
【００３８】
これは、フラット面２Ｃの上記フラット面幅Ｄについても同様であり、すなわちこのフラット面幅Ｄが大きすぎると、やはり刃型２が樹脂フィルムＡ内に凹入されるときにフラット面２Ｃが電極シートＢを押さえ付ける作用が強くなりすぎて、ヒゲ等が発生し易くなってしまう。このため、上記構成のダイカットロールではこのフラット面幅Ｄを５．０ｍｍ以下としており、バリやカエリも確実に防止するには望ましくは３．０ｍｍ以下とされるが、逆にこのフラット面幅Ｄが小さくなりすぎても、電極シートＢを押さえ付ける作用が不足して却ってバリやカエリが発生し易くなるので、フラット面幅Ｄは０．３ｍｍ以上とされるのが望ましい。
【００３９】
一方、本実施形態では、このフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部に、これらフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂに接する断面円弧等の凸曲線状部２Ｄが形成されており、この交差稜線部分の切れ味を鈍くして切刃エッジとして作用するのを防ぎ、これによってもより確実に電極シートＢをワークＷ側で切断することができる。
【００４０】
ただし、こうしてフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部に凸曲線状部２Ｄを形成する場合には、その曲率半径ｒが小さすぎると、このような効果を奏することができない。その一方で、この曲率半径ｒが大きすぎると、上述のようにフラット面幅Ｄが５．０ｍｍ以下とされたフラット面２Ｃにおいて凸曲線状部２Ｄが占める部分が大きくなりすぎてフラット面２Ｃによる電極シートＢの押さえ付けが不十分となるおそれがあるので、この凸曲線状部２Ｄの上記断面における曲率半径ｒは、上記フラット面幅Ｄ以下で、なおかつ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内とされるのが望ましい。
【００４１】
なお、本実施形態では、このようにフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部に凸曲線状部２Ｄを形成していて、そのときのフラット面幅Ｄを、図２に示した断面においてワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐと、同図２に破線で示したフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂの延長線の交点Ｑとの間の幅としているが、このような凸曲線状部２Ｄを形成せずに、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとが角度をもって交差していてもよい。
【００４２】
すなわち、本発明のダイカットロールでは、上記ワーク側角度αがトリム側角度βよりも小さくされて、ワーク側角度αが１°〜１５°、トリム側角度βが１０°〜４５°の範囲内とされ、さらにフラット面幅Ｄが５．０ｍｍ以下でフラット面２Ｃとワーク側傾斜面２Ａとが角度をもって交差させられていれば、上述の効果を奏することができる。なお、こうして凸曲線状部２Ｄが形成されない場合のフラット面幅Ｄは、上記断面においてワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐと、フラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂの交点との間の幅となる。
【実施例】
【００４３】
次に、実施例を挙げて本発明の効果について実証する。本実施例では、まず実験用のダイカットロールとして、図３に示すような刃型２がダイロール本体３の周方向に向けて一定の周期、振幅でダイ軸線Ｏ１方向に矩形に凹凸しつつ延びるように形成されたダイカットロール１を複数種用意し、これらのダイカットロール１において刃型２のワーク側角度αを１°〜２０°の範囲で、またトリム側角度βを１°〜５０°の範囲で、それぞれ互いに種々に変化させながら、被加工物Ｓのテストピースに上述のような切断加工を施して、その際に切断されたワークＷが刃型２の上記交点Ｐを切刃エッジとして切断されたものか、それ以外の、トリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部などで切断されたものかを確認して評価した。
【００４４】
ここで、図３に示す刃型２によりワークＷに形成される矩形の凹凸の周期Ｘは２０ｍｍ、この周期Ｘのうち凸部の長さＹは１２ｍｍ、高さＺは１３ｍｍであり、ダイロール本体３が１周する間にワークＷに２５個の凹凸が形成されるように刃部２が形成されている。また、テストピースは厚さ７０μｍのフッ素樹脂フィルムに厚さ２０μｍのＡｌ箔、Ｃｕ箔、ステンレス鋼箔を各々貼り付けた３種のものであって、それぞれに対して１０ｍ／ｍｉｎの送り速度でダイカットロール１とアンビルロール１１の間に挿通されるようにして切断加工を施した。
【００４５】
さらに、刃部２の外周側の先端にはフラット面幅Ｄが０．３ｍｍのフラット面２Ｃを形成するとともに、フラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部には曲率半径ｒが０．０５ｍｍの凸曲線状部２Ｄを形成し、このフラット部２Ｃがベアラー部５よりもダイ軸線Ｏ１に対する径方向に４５μｍ内周側に位置するようにした。
【００４６】
なお、評価方法は、切断加工を施したワークＷを、ダイロール本体３の１周分の上記凹凸に沿った全長（フォーム長）についてＣＣＤカメラで観察し、この全長においてワークＷがワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐを切刃エッジとして切断されたものと確認された場合だけを丸印とし、それ以外の、部分的にでもトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部側で切断された箇所があったものや、切断されていない箇所があったもの、およびヒゲの発生があったものは全てバツ印とした。この結果を、ワーク側角度α（°）を横に、トリム側角度β（°）を縦にした一覧表として次表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
この表１の結果より、ワーク側角度αが１°〜１５°の範囲内で、トリム側角度βが１０°〜４５°の範囲内であり、しかもα＜βであるものでは評価が全て丸印であって、ヒゲが発生することがなかったのは勿論、ワークＷがその全長（フォーム長）に亙ってワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐを切刃エッジとして切断されたものであるのが確認された。
【００４９】
これに対し、ワーク側角度αとトリム側角度βの少なくとも一方が上記範囲外であったり、範囲内であってもα≧βであるものは、上記フォーム長の一部または全部がトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部側で切断されていたり、切断されていない箇所があったり、またはヒゲの発生があったりしているのが確認された。
【００５０】
次に、図３に示したのと同様の実験用のダイカットロール１において、刃型２のワーク側角度αを５°、トリム側角度βを３０°、凸曲線状部２Ｄの曲率半径ｒを０．０５ｍｍで一定として、フラット面幅Ｄを０．１ｍｍ〜６．０ｍｍの間で種々に変化させた複数種のダイカットロール１を用意し、これらによって表１に示したのと同様の条件によりテストピースに切断加工を施した。
【００５１】
なお、このときの評価方法は、上記と同じく切断加工を施したワークＷをＣＣＤカメラで観察し、ダイロール本体３の１周分の上記凹凸に沿った全長（フォーム長）について、ワーク側傾斜面２Ａとフラット面２Ｃとの交点Ｐを切刃エッジとして切断されたものであっても、ヒゲの付着があったものを△印、ヒゲの付着はなかったものの細かいバリやカエリがあったものを丸印、ヒゲが付着していないのは勿論、細かいバリやカエリも認められなかったものを二重丸印とした。この結果を次表２に示す。
【００５２】
【表２】
【００５３】
この表２の結果より、フラット面幅Ｄが５．０ｍｍ以下のものについては、細かなバリやカエリが発生しているものがあったものの、ヒゲが付着していたものは認められず、特にフラット面幅Ｄは０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内のものではバリやカエリも認められずに、良好な品質のワークＷを製造可能であることが確認された。
【００５４】
これに対して、フラット面幅Ｄが５．０ｍｍを越えるものでは切断されたワークＷにヒゲの付着があり、製品としては不適であることが認められた。なお、このときの実施例において、上記フォーム長の一部または全部がトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部側で切断されていたり、切断されていない箇所があったりしたものは認められなかった。
【００５５】
さらに、やはり図３に示したのと同様の実験用のダイカットロール１において、刃型２のワーク側角度αを５°、トリム側角度βを３０°、フラット面幅Ｄを０．５ｍｍで一定として、フラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂとの交差稜線部に形成した凸曲線状部２Ｄの曲率半径ｒを０．０５ｍｍ〜０．７ｍｍの間で種々に変化させたものと、凸曲線状部２Ｄを形成せずにフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂを角度をもって交差させたもの（曲率半径ｒ＝０ｍｍのもの）との複数種のダイカットロール１を用意し、これらによって表１に示したのと同様の条件によりテストピースに切断加工を施した。なお、このときの評価方法は、フラット面幅Ｄを変化させたときと同じである。この結果を次表３に示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】
この表３に示した実施例は、凸曲線状部２Ｄの曲率半径ｒが０ｍｍであって、すなわち凸曲線状部２Ｄが形成されずにフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂを角度をもって交差させられているものも含めて、ワーク側角度αが１°〜１５°、トリム側角度βが１０°〜４５°の範囲内とされて、フラット面幅Ｄが５．０ｍｍ以下であり、さらにフラット面２Ｃとワーク側傾斜面２Ａとが角度をもって交差させられているので、ワークＷにバリが発生したものは勿論、電極シートＢが部分的にでもトリム側傾斜面２Ｂとフラット面２Ｃとの交差稜線部側で切断されていたり、切断されていない箇所があったりしたものも認められなかった。
【００５８】
さらに、凸曲線状部２Ｄが形成されずにフラット面２Ｃとトリム側傾斜面２Ｂを角度をもって交差させられているものや、凸曲線状部２Ｄが形成されていてもその曲率半径ｒが０．５ｍｍを越えるものでは細かいバリやカエリが認められたのに対し、曲率半径ｒが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内にあるものでは、このような細かいバリやカエリの発生も認められず、高品位の製品となるワークＷを切断加工することが可能であった。なお、表１〜表３の結果は、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、ステンレス鋼箔のいずれを貼り付けたテストピースでも同じであった。
【符号の説明】
【００５９】
１ ダイカットロール
２ 刃型
２Ａ ワーク側傾斜面
２Ｂ トリム側傾斜面
２Ｃ フラット面
２Ｄ 凸曲線状部
３ ダイロール本体
１１ アンビルロール
１２ アンビルロール本体
Ｓ 被加工物
Ｗ ワーク
Ｔ トリム
Ａ 樹脂フィルム
Ｂ 電極シート
Ｃ 刃型中心線
Ｏ１ ダイ軸線
Ｏ２ アンビル軸線
α ワーク側角度
β トリム側角度
Ｄ フラット面幅
ｒ 凸曲線状部２Ｄの曲率半径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ軸線回りに回転される円柱状のダイロール本体の外周面に、この外周面から突出して該外周面上に延びるように刃型が形成され、この刃型と、上記ダイ軸線と平行なアンビル軸線回りに回転されるアンビルロールの円柱状のアンビルロール本体の外周面とによって、これらダイロール本体とアンビルロール本体との間に挿通されるシート状の被加工物に、該被加工物から製品とされるワークを抜出可能に剪断加工を施すロータリーダイカッターのダイカットロールであって、上記刃型は、上記ダイロール本体の外周面において該刃型が延びる方向に直交する断面が、該ダイロール本体の外周側に向かうに従い上記ダイ軸線に直交する刃型中心線に向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面と、これら一対の傾斜面の外周側に連なって上記刃型中心線に直交するフラット面とを備えた山型をなしており、上記断面において、上記一対の傾斜面が上記刃型中心線に対してなす角度は、上記被加工物における上記ワーク側を向くワーク側傾斜面のワーク側角度が、これとは反対の上記被加工物において上記ワークが抜き出された後の端物とされるトリム側を向くトリム側傾斜面のトリム側角度よりも小さくされるとともに、上記ワーク側角度は１°〜１５°の範囲内とされ、上記トリム側角度は１０°〜４５°の範囲内とされ、さらに上記ワーク側傾斜面と上記フラット面との交点と、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との交点または該トリム側傾斜面と上記フラット面との延長線同士の交点との間のフラット面幅が５．０ｍｍ以下とされて、このフラット面と上記ワーク側傾斜面とが角度をもって交差させられていることを特徴とするロータリーダイカッターのダイカットロール。
【請求項２】
上記フラット面幅が０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載のロータリーダイカッターのダイカットロール。
【請求項３】
上記断面において、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との交差稜線部分が、これらトリム側傾斜面と上記フラット面とに接する凸曲線状部とされており、この凸曲線状部の曲率半径が、上記ワーク側傾斜面と上記フラット面との交点と、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との延長線同士の交点との間のフラット面幅以下であり、かつ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーダイカッターのダイカットロール。
【請求項１】
ダイ軸線回りに回転される円柱状のダイロール本体の外周面に、この外周面から突出して該外周面上に延びるように刃型が形成され、この刃型と、上記ダイ軸線と平行なアンビル軸線回りに回転されるアンビルロールの円柱状のアンビルロール本体の外周面とによって、これらダイロール本体とアンビルロール本体との間に挿通されるシート状の被加工物に、該被加工物から製品とされるワークを抜出可能に剪断加工を施すロータリーダイカッターのダイカットロールであって、上記刃型は、上記ダイロール本体の外周面において該刃型が延びる方向に直交する断面が、該ダイロール本体の外周側に向かうに従い上記ダイ軸線に直交する刃型中心線に向けて互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面と、これら一対の傾斜面の外周側に連なって上記刃型中心線に直交するフラット面とを備えた山型をなしており、上記断面において、上記一対の傾斜面が上記刃型中心線に対してなす角度は、上記被加工物における上記ワーク側を向くワーク側傾斜面のワーク側角度が、これとは反対の上記被加工物において上記ワークが抜き出された後の端物とされるトリム側を向くトリム側傾斜面のトリム側角度よりも小さくされるとともに、上記ワーク側角度は１°〜１５°の範囲内とされ、上記トリム側角度は１０°〜４５°の範囲内とされ、さらに上記ワーク側傾斜面と上記フラット面との交点と、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との交点または該トリム側傾斜面と上記フラット面との延長線同士の交点との間のフラット面幅が５．０ｍｍ以下とされて、このフラット面と上記ワーク側傾斜面とが角度をもって交差させられていることを特徴とするロータリーダイカッターのダイカットロール。
【請求項２】
上記フラット面幅が０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載のロータリーダイカッターのダイカットロール。
【請求項３】
上記断面において、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との交差稜線部分が、これらトリム側傾斜面と上記フラット面とに接する凸曲線状部とされており、この凸曲線状部の曲率半径が、上記ワーク側傾斜面と上記フラット面との交点と、上記トリム側傾斜面と上記フラット面との延長線同士の交点との間のフラット面幅以下であり、かつ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーダイカッターのダイカットロール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２０６２１３（Ｐ２０１２−２０６２１３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３９６０（Ｐ２０１１−７３９６０）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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