筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法
【課題】筒体を短時間で精度良く切断することができる筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも一端が開口された容器２を切断する第一切断機１００であって、容器２の外面のうち対向する二箇所にそれぞれ接するダイ側剪断刃部１１２が形成されたダイ１１１と、容器２における開口から容器２内に挿入され、ダイ側剪断刃部１１２よりも容器２の開口側に配置され容器２の内面に接触可能なパンチ側剪断刃部１１４，１１５が形成されたパンチ１１３と、ダイ１１１とパンチ１１３とを相対移動させる相対移動手段１１６と、を備え、相対移動手段１１６は、パンチ１１３に対してダイ１１１を一往復させ、ダイ側剪断刃部１１２とパンチ側剪断刃部１１４，１１５とによって容器２における耳部３の二箇所をそれぞれ剪断することを特徴とする。
【解決手段】少なくとも一端が開口された容器２を切断する第一切断機１００であって、容器２の外面のうち対向する二箇所にそれぞれ接するダイ側剪断刃部１１２が形成されたダイ１１１と、容器２における開口から容器２内に挿入され、ダイ側剪断刃部１１２よりも容器２の開口側に配置され容器２の内面に接触可能なパンチ側剪断刃部１１４，１１５が形成されたパンチ１１３と、ダイ１１１とパンチ１１３とを相対移動させる相対移動手段１１６と、を備え、相対移動手段１１６は、パンチ１１３に対してダイ１１１を一往復させ、ダイ側剪断刃部１１２とパンチ側剪断刃部１１４，１１５とによって容器２における耳部３の二箇所をそれぞれ剪断することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筒体等を切断する方法として、カッター等を用いた切削や、プレス装置等を用いた剪断等の方法が知られている。筒体を切断する方法の例として、例えば特許文献１には、絞り加工により成形された有底円筒状の電池用正極缶のフランジを、カッターを用いて切断する方法が開示されている。特許文献に記載の方法によれば、カッターを用いて電池用正極缶のフランジ部を切断することにより、バリの発生を抑えることができる。
また、特許文献２には、有底角筒状に形成された電池缶の耳部を切断することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１‐２７０５８号公報
【特許文献２】特開２０００‐３０６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の切断方法では、電池用正極缶の中心軸回りにカッターを回転させたり、位置決めして配置されたカッターに対して電池用正極缶をその中心軸回りに回転させたりする必要があり、電池用正極缶の切断に時間がかかってしまう。また、特許文献１に記載の切断方法によって、特許文献２に記載された角筒状の電池缶の耳部を切断しようとすると、角筒とカッターとの位置制御が複雑となり、角筒の切断面に段差が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、筒体を短時間で精度良く切断することができる筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の筒体切断機は、少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断機であって、前記筒体の外面のうち対向する二箇所にそれぞれ接するダイ側剪断刃部が形成されたダイと、前記筒体における一の開口から前記筒体内に挿入され、前記ダイ側剪断刃部よりも前記一の開口側に配置され前記筒体の内面に接触可能なパンチ側剪断刃部が形成されたパンチと、前記ダイと前記パンチとを前記二箇所の対向方向へ相対移動させる相対移動手段と、を備え、前記相対移動手段は、前記パンチに対して前記ダイを一往復させ、前記ダイ側剪断刃部と前記パンチ側剪断刃部とによって前記筒体における前記二箇所をそれぞれ剪断することを特徴とする筒体切断機である。
【０００７】
この発明によれば、相対移動手段がパンチに対してダイを一往復させる相対移動をすることによって、筒体において対向する二箇所をそれぞれ剪断するので、筒体を短時間で精度良く切断することができる。
【０００８】
また、前記筒体は有底筒状に形成され、本発明の筒体切断機は、前記筒体の底部の外面に当接可能であり前記筒体の深さ方向に移動可能且つ位置決め可能なストッパと、前記筒体の底部の内面に当接可能であり、前記底部の外面を前記ストッパに押し付けるプッシャとをさらに備えることが好ましい。
この場合、切断される筒体における切断位置を筒体の外側寸法によって位置決めすることができる。
【０００９】
本発明の筒体切断システムは、少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断システムであって、本発明の筒体切断機であって前記筒体の対向する二箇所を剪断する第一切断機と、本発明の筒体切断機であって前記二箇所と直交する他の二箇所を剪断する第二切断機と、を備えることを特徴とする筒体切断システムである。
【００１０】
この発明によれば、第一切断機と第二切断機とによって筒体を全周にわたって精度よく切断することができる。
【００１１】
本発明の筒体切断方法は、少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断方法であって、前記筒体における対向する二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断する第一剪断工程と、前記二箇所と直交する他の二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断する第二剪断工程と、を有し、前記第一剪断工程と前記第二剪断工程とによって前記筒体を全周にわたって切断することを特徴とする筒体切断方法である。
【００１２】
この発明によれば、単純な動作の組み合わせにより筒体を全周にわたって切断することができる。
【００１３】
また、前記筒体は長方形状に開口され、前記第一剪断工程では前記筒体の開口における短辺側の二辺をそれぞれ切断し、前記第二剪断工程では前記第一剪断工程の後に前記筒体の開口における長辺側の二辺をそれぞれ切断することが好ましい。
この場合、短辺側の二辺を切断するために要する剪断力と、長辺側の二辺を切断するために要する剪断力との差を少なくすることができる。
【００１４】
また、前記第一剪断工程および前記第二剪断工程では、前記筒体の外面にダイを接触させ、前記筒体の一の開口から前記筒体の内部にパンチを挿入し、前記筒体の内面且つ前記ダイよりも前記一の開口側にパンチを接触させて前記筒体を剪断することが好ましい。
この場合、筒体を切断したあとに生じるバリの向きを、筒体の径方向内側あるいは径方向外側のいずれかに揃えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法によれば、筒体を短時間で精度良く切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態の筒体切断システムの構成を示す正面図である。
【図２】同筒体切断システムによって切断される筒体の切断前の形状を示す斜視図である。
【図３】同筒体切断システムにおける第一切断機の構成を示す図で、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図６】同第一切断機におけるダイを示す斜視図である。
【図７】同第一切断機におけるパンチを示す斜視図である。
【図８】同筒体切断システムにおける第二切断機の構成を示す図で、図１のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線における断面図である。
【図１０】図９のＦ−Ｆ線における断面図である。
【図１１】同第二切断機におけるダイを示す斜視図である。
【図１２】同第二切断機におけるパンチを示す斜視図である。
【図１３】本実施形態の筒体切断方法を示すフローチャートである。
【図１４】同第一切断機の使用時の動作を説明するための図である。
【図１５】同第一切断機の使用時の動作を説明するための図である。
【図１６】同第一切断機によって切断された筒体を示す斜視図である。
【図１７】同第二切断機の使用時の動作を説明するための図である。
【図１８】同第二切断機によって切断された筒体と、筒体に固定される蓋体とを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態の筒体切断機および筒体切断システムについて説明する。図１は、本実施形態の筒体切断システムの構成を示す正面図である。図２は、筒体切断システムによって切断される筒体の切断前の形状を示す斜視図である。
本実施形態の筒体切断システム１は、少なくとも一端が開口された筒体を切断するシステムである。以下では、切断される筒体の例として、深絞り加工により成形された有底筒状の筒体、具体的にはリチウムイオン電池などの乾電池の容器を挙げて説明する。
【００１８】
図２に示すように、容器２は、たとえば金属板を材料として深絞り加工された有底角筒状に形成されている。また、容器２は、一端が長方形状に開口されており、全体として直方体状の外形形状を有している。深絞り加工直後における容器２の深さ方向の外寸は、容器２の設計上の外寸ｄ１よりも大きい。これにより、容器２の開口近傍において深絞り加工により歪みが生じている部分（以下、「耳部３」と称する。）を切断（トリミング）して容器２の開口端部を平坦にできる。
【００１９】
図１に示すように、筒体切断システム１は、二台の筒体切断機（第一切断機１００、第二切断機２００）を備える。筒体切断システム１において、第一切断機１００は容器２の開口における短辺側の二辺３ａをそれぞれ切断し、第二切断機２００は容器２の開口における長辺側の二辺３ｂをそれぞれ切断するために設けられている。以下、第一切断機１００と第二切断機２００の構成について順に説明する。
【００２０】
図３は、筒体切断システム１における第一切断機１００の構成を示す図で、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。図５は、図４のＣ−Ｃ線における断面図である。
図３ないし図５に示すように、第一切断機１００は、床あるいは作業台上に固定されるベース１０１と、ベース１０１に対して相対移動できるようにベース１０１上に設けられた容器支持部１０２と、容器支持部１０２に固定されたダイ１１１と、ベース１０１に固定されたパンチ１１３と、容器支持部１０２をベース１０１に対して相対移動させる相対移動手段１１６とを備える。
【００２１】
図４および図５に示すように、容器支持部１０２は、容器２が内部に収容される枠体１０３と、枠体１０３の上部に設けられたストッパ１０４とを備える。
枠体１０３は、上下方向に開口された角筒状に形成されており、枠体１０３の内寸は、内部に容器２を出し入れできる程度のクリアランスを有する大きさに設定されている。本実施形態では、外形が直方体形状をなす容器２を内部に収容するために、枠体１０３は、枠体１０３を平面視したときに略長方形状となる開口が上端に形成されている。枠体１０３には、耳部３を下側にし底部を上側にした状態で容器２が挿入されるようになっている。
【００２２】
図４および図５に示すように、ストッパ１０４は、枠体１０３の上部開口から枠体１０３の内部に挿入される当接部１０５と、当接部１０５を枠体１０３の上下方向に進退動作させる位置決め手段１０６とを有している。
当接部１０５は、枠体１０３に挿入された容器２の底部の外面４ａに当接可能な当接面１０５ａを有している。
【００２３】
位置決め手段１０６は、当接部１０５に連結されており、当接部１０５を枠体１０３の上下方向へ移動させる例えばサーボモータを有する図示しない移動機構と、当接部１０５の下端と後述するダイ側剪断刃部１１２との上下方向の距離を測定する図示しないエンコーダとを有している。
位置決め手段１０６は、枠体１０３内に収容された容器２の深さ方向に当接部１０５を進退動作可能とし、容器２の深さ方向における任意の位置で当接部１０５を位置決めして固定することができる。
【００２４】
プッシャ１０７は、容器２の底部４の内面４ｂに当接可能な先端部材１０８と、先端部材１０８に連結された緩衝部材１０８ａと、緩衝部材１０８ａを支持するシャフト１０９とを有する。
【００２５】
先端部材１０８は、枠体１０３を平面視したときの長辺方向に長い棒状に形成されている。
緩衝部材１０８ａは、枠体１０３の内部に配置されており、枠体１０３の上下方向、すなわち枠体１０３内に挿入された容器２の深さ方向に伸縮可能であり先端部材１０８を上側へ付勢する部材である。緩衝部材１０８ａは、先端部材１０８の長手方向の両端にそれぞれ取り付けられている。本実施形態では、緩衝部材１０８ａとしてコイルスプリングが採用されている。
【００２６】
シャフト１０９は、２つの緩衝部材１０８ａの下端にそれぞれ固定された２本の棒状部材であり、後述するパンチ１１３を貫通してベース１０１に連結されている。また、本実施形態では、シャフト１０９は、パンチ１１３に固定された略長方形状の支持体１１０に挿通され、支持体１１０の上端からシャフト１０９の上端が突出している。支持体１１０は、容器２の内部に挿入できる大きさに形成されている。
シャフト１０９は、図示しないサーボモータによって上下方向へ進退移動される。シャフト１０９が上下方向へ進退移動されることによって、先端部材１０８を上下に移動させることができる。
【００２７】
プッシャ１０７は、枠体１０３内に挿入された容器２を下から支え、容器２の底部４の外面４ａが当接部１０５の当接面１０５ａに当たるまで容器２を押し上げるようになっている。これにより、枠体１０３内に挿入された容器２の底部４の外面４ａは、ストッパ１０４の当接部１０５に常に押し付けられた状態となる。
【００２８】
図３および図４に示すように、ダイ１１１は、枠体１０３の下端に配置されており、枠体１０３を平面視したときの短辺の二箇所にそれぞれ設けられている。二箇所に設けられたダイ１１１は、互いに同形同大に形成されて対向配置されている。
【００２９】
図６は、第一切断機１００におけるダイ１１１を示す斜視図である。
図に示すように、ダイ１１１は、容器２の側面のうち短辺の外面に沿った形状に形成されているとともに、短辺側の側壁の中間部を剪断により切り取るためのダイ側剪断刃部１１２が形成されている。
【００３０】
図７は、第一切断機１００におけるパンチ１１３を示す斜視図である。
図４および図７に示すように、パンチ１１３は、ベース１０１に下端が固定されており枠体１０３の内部へ向かう略直方体状の部材である。パンチ１１３の上部には、ダイ側剪断刃部１１２との間に僅かなクリアランスを有するパンチ側剪断刃部１１４，１１５が形成されている。
図４に示すように、パンチ側剪断刃部１１４，１１５は、枠体１０３内に挿入された容器２の開口から容器２内に挿入され、ダイ側剪断刃部１１２が接する位置よりも僅かに容器２の開口側における容器２の内面に接触可能となっている。
【００３１】
図３ないし図５に示すように、相対移動手段１１６は、出力軸を一方向に回転動作させるモータ１１７と、モータ１１７の出力軸に連結されたエキセン軸１１８と、エキセン軸１１８が摺動可能に嵌合する板状の移動子１１９と、移動子１１９に連結され容器支持部１０２に固定されたスライダ１２０と、ベース１０１に固定されスライダ１２０を一方向にスライド移動可能に支持するガイドレール１２１とを有する。
【００３２】
モータ１１７は、図示しない制御部によって回転動作が制御され、一工程につきエキセン軸１１８を一回転させる。
エキセン軸１１８は、モータ１１７の出力軸と連結された主軸１１８ｂと、主軸１１８ｂの回転軸に対して偏心された円板状のエキセン１１８ａとを有する。
移動子１１９は、エキセン１１８ａの直径と略同形の貫通孔１１９ａが形成された矩形形状の板状部材であり、貫通孔１１９ａの内部にエキセン軸１１８が挿入されている。
【００３３】
スライダ１２０は、移動子１１９が摺動可能に嵌合する矩形形状の貫通孔１２０ａが形成された略板状の部材である。第一切断機１００を平面視したときにガイドレール１２１が延びる方向（図３において符号Ｐで示す方向）において、貫通孔１２０ａの内寸は移動子１１９の外寸と略同じであり、第一切断機１００を平面視したときにガイドレール１２１が延びる方向と直交する方向（図３において符号Ｑで示す方向）において、スライダ１２０に形成された貫通孔１２０ａの内寸は移動子１１９の外寸よりも大きい。
なお、スライダ１２０の初期位置は、枠体１０３内に挿入された容器２の開口内にパンチ１１３の上部が収まる位置に設定されている。
【００３４】
エキセン軸１１８が回転軸１１８ｂ回りに回転したときには、移動子１１９は、主軸１１８ｂ回りに一方向に円を描くように平行移動する。さらに、平行移動する移動子１１９によってスライダ１２０が押され、スライダ１２０はガイドレール１２１が延びる方向に沿って一方向の往復運動をする。
【００３５】
図５に示すように、ガイドレール１２１は、スライダ１２０を間に挟んで一対設けられており、スライダ１２０の進退方向を一方向に規制するものである。ガイドレール１２１とスライダ１２０との間は、ガイドレール１２１とスライダ１２０とを軽い力で相対移動させる目的で摩擦が低減されている。
【００３６】
スライダ１２０がガイドレール１２１に沿って進退することにより、スライダ１２０上に固定された容器支持部１０２もガイドレール１２１に沿って進退する。ガイドレール１２１に沿ったスライダ１２０の進退移動距離は、エキセン軸１１８の偏心量と直径とによって定まる。モータ１１７によってエキセン軸１１８が一回転すると、容器支持部１０２はガイドレール１２１が延びる方向の一方へ初期位置から移動し、その後ガイドレール１２１が延びる方向の他方へ初期位置を越えて移動し、その後初期位置へ戻る。
【００３７】
次に、第二切断機２００の構成について説明する。図８は、筒体切断システム１における第二切断機２００の構成を示す図で、図１のＤ−Ｄ線における断面図である。図９は、図８のＥ−Ｅ線における断面図である。図１０は、図９のＦ−Ｆ線における断面図である。
第二切断機２００は、第一切断機１００と同様の原理で容器２の耳部３（図２参照）を切断する装置であり、具体的には容器２の耳部３における長辺側の二辺３ｂ（図２参照）を切断するものである。以下、第二切断機２００について、第一切断機１００と構成が異なる点について説明する。なお、第一切断機１００と同様の機能を有する構成については、第一切断機１００において相当する構成の符号に枝番号「‐２」を追加した符号を付すことにより説明を省略する。
【００３８】
図８ないし図１０に示すように、第二切断機２００は、床あるいは作業台上に固定されるベース１０１‐２と、ベース１０１‐２上に設けられた容器支持部２０２と、容器支持部２０２に固定されたダイ２１１と、ベース１０１‐２に固定されたパンチ２１３と、容器支持部２０２をベース１０１‐２に対して相対移動させる相対移動手段１１６‐２とを備える。
【００３９】
第二切断機２００の容器支持部２０２は、第一切断機１００の枠体１０３に対して平面視で向きを９０°ずらした状態で配置された枠体２０３を有する。枠体２０３は、上下方向に開口された筒状であり、内部に容器２を挿入することができる。枠体２０３の下端には、第一切断機１００の枠体１０３に設けられたダイ１１１とは形状が異なるダイ２１１が固定されている。
【００４０】
図１１は、第二切断機２００におけるダイ２１１を示す斜視図である。
図９および図１１に示すように、ダイ２１１は、枠体２０３の下端であって枠体２０３を平面視したときの長辺側の二箇所にそれぞれ設けられている。２つのダイ２１１は互いに同形同大に形成されており、対向配置されている。ダイ２１１は、容器２の耳部３のうち長辺側の二辺３ｂ（図２参照）の外面と、長辺と短辺との間の角部とに沿った形状に形成されているとともに、容器の耳部３における長辺および角部の側壁を剪断するためのダイ側剪断刃部２１２が形成されている。
【００４１】
図１２は、第二切断機２００におけるパンチ２１３を示す斜視図である。
図１２に示すように、パンチ２１３は、第一切断機１００のパンチ１１３と異なり、平面視したときの長辺側にパンチ側剪断刃部２１４，２１５が形成されている。
【００４２】
次に、本発明の一実施形態の筒体切断方法について、上述の筒体切断システム１を用いた場合を例に説明する。なお、本発明の筒体切断方法は、上述の筒体切断システム１以外にも適用することができる。図１３は、本実施形態の筒体切断方法を示すフローチャートである。図１４および図１５は、第一切断機１００の使用時の動作を説明するための図である。
【００４３】
図１に示す筒体切断システム１の使用時には、図１３に示すように、第一切断機１００によって容器２の短辺側の二辺３ａを剪断する第一剪断工程Ｓ１と、第二切断機２００によって容器２の長辺側の二辺３ｂを剪断する第二剪断工程Ｓ２とがこの順に行われる。
【００４４】
第一剪断工程Ｓ１では、まず、図示しない深絞り成形装置によって有底角筒状に成形された容器２が図示しない搬送手段によって第一切断機１００（図３ないし図５参照）へ搬送される。このとき、第一切断機１００においては、枠体１０３の上部開口から退避した位置にストッパ１０４が移動され、枠体１０３の上部開口は、容器２を挿入することができるように開放される。
第一切断機１００へ搬送された容器２は、開口が下向きとされた状態で枠体１０３の内部に上端から挿入される。
【００４５】
枠体１０３の内部に容器２が挿入されると、容器２の底部４の内面４ｂとプッシャ１０７とが接触し、容器２はプッシャ１０７によって支持される。
その後、ストッパ１０４の当接部１０５が枠体１０３の上部開口から下方へ移動し、当接部１０５の当接面１０５ａが容器２の底部４の外面４ａに当接する（図４参照）。当接部１０５は、図示しない制御機構により、ストッパ１０４のエンコーダが測定した距離に基づいて移動される。当接部１０５の当接面１０５ａによって容器２の底部４の外面４ａは下方に押され、これにより緩衝部材１０８ａは圧縮される。その結果、当接部１０５と先端部材１０８とによって容器２の底部４が挟み込まれる。エンコーダによって測定された距離が、容器２の設計上の外寸ｄ１（図２参照）と一致したときに当接部１０５は停止し、この状態で当接部１０５は位置決めされる。
【００４６】
続いて、エキセン軸１１８が一回転する分だけモータ１１７が駆動される。これにより、スライダ１２０は、初期位置から移動して再び初期位置に戻るまでの一周期（一往復）の進退動作をする（図１４および図１５参照）。このとき、第一切断機１００は、容器２の外面にダイ１１１を接触させ、容器２の内面且つダイ側剪断刃部１１２よりも僅かに開口側にずれた位置にパンチ側剪断刃部１１４，１１５を当てる（図４参照）。これにより、容器２の耳部３の短辺側の側壁におけるバリが容器２の外側へ向くバリとなるように容器２は剪断される。
【００４７】
スライダ１２０が一周期の進退動作をすると、第一切断機１００のパンチ１１３とダイ１１１とによって、図１６に示すように容器２の耳部３の短辺側の二辺３ａに位置する側壁が両方とも矩形状に切り取られる。
スライダ１２０が初期位置に戻ったら、モータ１１７の駆動は停止され、ストッパ１０４の当接部１０５の位置決めは解除される。さらに当接部１０５は枠体１０３の上部開口から退避した位置へ移動し、枠体１０３から容器２を取り出すことができるようになる。
【００４８】
このように、第一剪断工程Ｓ１では、容器２における対向する二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断することができる。
【００４９】
これで第一切断機１００による工程は終了し、第二切断機２００による工程へ進む。
図１７は、第二切断機２００の使用時の動作を説明するための図である。図１８は、第二切断機２００によって切断された容器２と、容器２に固定される蓋体５とを示す斜視図である。
【００５０】
第一切断機１００による工程が終了した後、図示しない搬送手段によって、耳部３の短辺側の二辺３ａが切り取られた容器２（図１６参照）が第一切断機１００の枠体１０３における上部開口から引き抜かれる。さらに、容器２は第二切断機２００まで搬送される。第二切断機２００においては、枠体２０３の上部開口から退避した位置にストッパ１０４‐２の当接部１０５‐２が移動されている。これにより、枠体２０３の上部開口は、容器２を挿入することができるように開放されている。図９に示すように、第二切断機２００へと搬送された容器２は、底部４が上向きで開口が下向きとされた状態で枠体２０３の内部に上端から挿入される。
【００５１】
その後、第一切断機１００と同様にモータ１１７‐２が駆動され、スライダ１２０‐２が一周期（一往復）されることにより、図１７に示すように、第二切断機２００のダイ２１１とパンチ２１３とによって容器２の耳部３の長辺側の二辺３ｂが角部とともに切り取られる。
このとき、第二切断機２００のダイ２１１とパンチ２１３との相対移動は、第一切断機１００において切断された切断面Ｘ（図１６参照）に、パンチ２１３の両端部２１３ａが当接した状態で開始される。これにより、第一切断機１００と第二切断機２００とによって切断された耳部３の切断面Ｘ、Ｙ（図１８参照）は面一となる。
【００５２】
また、第二切断機２００は、第一切断機１００と同様に、容器２の外面にダイ２１１を接触させ、容器２の内面且つダイ側剪断刃部２１２よりも僅かに開口側にずれた位置にパンチ側剪断刃部２１４，２１５を当てる。これにより、容器２の耳部３の長辺側の二辺３ｂに生じるバリは、容器２の外側へ向くバリとなる。
【００５３】
このように、第二剪断工程Ｓ２では、第一剪断工程Ｓ１において切り取った耳部３と直交する他の耳部３を、一周期の往復動作によりそれぞれ剪断することができる。
第一剪断工程Ｓ１と第二剪断工程Ｓ２とがこの順に行われることによって、図１８に示すように、第一剪断工程Ｓ１において切断された切断面Ｘと、第二剪断工程Ｓ２において切断された切断面Ｙとは、全周にわたって面一となっている。
【００５４】
耳部３が切断された容器２には、たとえばリチウムイオン電池の発電要素など所定の収容対象物が収容され、図１８に示すように、開口を封止する蓋体５が固定される。容器２の開口と蓋体５との固定方法としては、例えばレーザー溶接などを挙げることができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の筒体切断機（第一切断機１００、第二切断機２００）、筒体切断システム１、及び筒体切断方法によれば、パンチ１１３，２１３に対してダイ１１１，２１１を一周期（一往復）だけ動作させることにより容器２の耳部３における対向する側壁をそれぞれ剪断することができる。これにより、筒体を短時間で精度良く切断することができる。
【００５６】
また、ストッパ１０４，１０４‐２の当接部１０５が容器２の底部４の外面４ａに当接し、当接部１０５，１０５‐２の位置によって容器２の耳部３の切断位置が規定されるので、容器２の外側寸法を直接計測して容器２の外側寸法に基づいて容器２が切断される。これにより、容器２の板厚によらず容器２の外側を基準とした寸法精度を高めることができる。
【００５７】
また、第二切断機２００に設けられたパンチ２１３が、第一切断機１００において切断された容器２の切断面Ｘに当接するように形成されているので、第二切断機２００における切断面Ｙを第一切断機１００における切断面Ｘと面一にすることができる。この場合、切断面Ｘと切断面Ｙとを面一にするための位置センサーや段差検出手段等を設ける必要がなく、簡易な構成で精度良く容器２を切断することができる。
【００５８】
また、本実施形態の筒体切断システム１は、容器２の耳部３の短辺側の二辺３ａを切断する第一切断機１００と、容器２の長辺側の二辺３ｂを切断する第二切断機２００とを備えるので、容器２を回転させながら切断したりする位置制御を必要とせず、簡易な構造で精度良く容器２の耳部３を切断することができる。
【００５９】
また、第一剪断工程Ｓ１および第二剪断工程Ｓ２では、容器２の外側にバリが向くようにダイ１１１，２１１とパンチ１１３，２１３との位置関係が定められているので、容器２内に収容された収容対象物がバリによって傷つくことがない。特に、本実施形態の場合には、容器２の開口に蓋体５を溶接するので、容器２の外側に向けられたバリは溶接等によって消失し、バリを除去するための容器２を研磨する工程が不要となる。
【００６０】
（変形例）
次に、上述の実施形態で説明した筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法の変形例について説明する。
本変形例では、上述の実施形態とは異なる制御によって第二切断機２００が容器２を切断する点が異なっている。
本変形例の第二切断機２００は、図１６に示すように、容器２の長辺側の二辺３ｂにおいて、切断面Ｙよりもさらに開口側に位置する予備切断位置Ｙａにおいて容器２の長辺側の二辺３ｂをそれぞれ切断し、その後、切断面Ｙにおいて容器２の長辺側の二辺３ｂをそれぞれ切断するようになっている。
【００６１】
本変形例では、まず、第二切断機２００のストッパ１０４−２は、上述の実施形態で説明した位置より上に当接部１０５−２を位置決めする。具体例を挙げれば、当接部１０５−２の当接面１０５ａ−２の位置は、上述の実施形態で説明した位置よりも２ｍｍだけ上側となるように調整して位置決めされる。この場合、ダイ２１１およびパンチ２１３による容器２の切断位置は、切断面Ｙよりも２ｍｍだけ開口側にずれた予備切断位置Ｙａとなる。
この状態で、第二切断機２００は、まず、予備切断位置Ｙａに沿って、容器２の長辺側の二辺３ａを切断する。
続いて、ストッパ１０４−２によって当接部１０５−２が２ｍｍ押し下げられ、ダイ２１１およびパンチ２１３によって容器２の長辺側の二辺３ｂは切断面Ｙにおいて剪断される。
【００６２】
本変形例では、予備切断位置Ｙａにおいて容器２を剪断した後に切断面Ｙにおいて容器２を剪断する二段階の剪断工程を有している。これにより、切断面Ｙの近傍で容器２のコーナーに引張応力が発生するのを軽減し、容器２の切断面を平滑にすることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、筒体の例として有底筒状の深絞り成形品を示したが、切断対象がこのような成形品に限定されることはない。たとえば、両端が開口された筒体を切断する場合にも、本発明の筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法を適用することができる。
【００６４】
また、本発明において、筒体は円筒に限らず、径方向断面の輪郭形状が多角形状のいわゆる角筒を含む。また、径方向に対向する側壁がない例えば断面三角形、五角形、七角形等の角筒であっても、パンチおよびダイの形状を適宜設計変更することにより、本発明の筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法を適用することができる。
【００６５】
また、上述の実施形態では、長方形状に開口された容器の耳部を２台の筒体切断機によって切断する例を示したが、例えば断面六角形、八角形等径方向に対向する側壁が２組以上ある角筒の場合には、対向する側壁の組数と同数の筒体切断機を備えてこれらの筒体を全周にわたって切断することもできる。
【００６６】
また、上述の実施形態では、容器の外側へバリが向くように容器を切断する例を示したが、容器の内側へバリが向くようにする必要がある場合には、容器の深さ方向におけるダイとパンチとの位置関係を上述の実施形態と逆にすればよい。
【００６７】
また、上述の変形例において、予備切断位置は切断面より２ｍｍだけ開口側に設定する例を示したが、予備切断位置と切断面との距離は２ｍｍには限られない。
【符号の説明】
【００６８】
１ システム
２ 容器
３ 耳部
３ａ 短辺側の二辺
３ｂ 長辺側の二辺
４ 底部
４ａ （底部の）外面
４ｂ （底部の）内面
５ 蓋体
１００ 第一切断機
１０１ ベース
１０２ 容器支持部
１０３ 枠体
１０４ ストッパ
１０５ 当接部
１０５ａ 当接面
１０６ 位置決め手段
１０７ プッシャ
１０８ 先端部材
１０９ シャフト
１１０ 支持体
１１１ ダイ
１１２ ダイ側剪断刃部
１１３ パンチ
１１４ パンチ側剪断刃部
１１６ 相対移動手段
１１７ モータ
１１８ エキセン軸
１１８ａ エキセン
１１８ｂ 主軸
１１９ 移動子
１１９ａ 貫通孔
１２０ スライダ
１２０ａ 貫通孔
１２１ ガイドレール
２００ 第二切断機
２０２ 容器支持部
２０３ 枠体
２１１ ダイ
２１２ ダイ側剪断刃部
２１３ パンチ
２１４ パンチ側剪断刃部
Ｘ 切断面
Ｙ 切断面
Ｓ１ 第一剪断工程
Ｓ２ 第二剪断工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筒体等を切断する方法として、カッター等を用いた切削や、プレス装置等を用いた剪断等の方法が知られている。筒体を切断する方法の例として、例えば特許文献１には、絞り加工により成形された有底円筒状の電池用正極缶のフランジを、カッターを用いて切断する方法が開示されている。特許文献に記載の方法によれば、カッターを用いて電池用正極缶のフランジ部を切断することにより、バリの発生を抑えることができる。
また、特許文献２には、有底角筒状に形成された電池缶の耳部を切断することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１‐２７０５８号公報
【特許文献２】特開２０００‐３０６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の切断方法では、電池用正極缶の中心軸回りにカッターを回転させたり、位置決めして配置されたカッターに対して電池用正極缶をその中心軸回りに回転させたりする必要があり、電池用正極缶の切断に時間がかかってしまう。また、特許文献１に記載の切断方法によって、特許文献２に記載された角筒状の電池缶の耳部を切断しようとすると、角筒とカッターとの位置制御が複雑となり、角筒の切断面に段差が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、筒体を短時間で精度良く切断することができる筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の筒体切断機は、少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断機であって、前記筒体の外面のうち対向する二箇所にそれぞれ接するダイ側剪断刃部が形成されたダイと、前記筒体における一の開口から前記筒体内に挿入され、前記ダイ側剪断刃部よりも前記一の開口側に配置され前記筒体の内面に接触可能なパンチ側剪断刃部が形成されたパンチと、前記ダイと前記パンチとを前記二箇所の対向方向へ相対移動させる相対移動手段と、を備え、前記相対移動手段は、前記パンチに対して前記ダイを一往復させ、前記ダイ側剪断刃部と前記パンチ側剪断刃部とによって前記筒体における前記二箇所をそれぞれ剪断することを特徴とする筒体切断機である。
【０００７】
この発明によれば、相対移動手段がパンチに対してダイを一往復させる相対移動をすることによって、筒体において対向する二箇所をそれぞれ剪断するので、筒体を短時間で精度良く切断することができる。
【０００８】
また、前記筒体は有底筒状に形成され、本発明の筒体切断機は、前記筒体の底部の外面に当接可能であり前記筒体の深さ方向に移動可能且つ位置決め可能なストッパと、前記筒体の底部の内面に当接可能であり、前記底部の外面を前記ストッパに押し付けるプッシャとをさらに備えることが好ましい。
この場合、切断される筒体における切断位置を筒体の外側寸法によって位置決めすることができる。
【０００９】
本発明の筒体切断システムは、少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断システムであって、本発明の筒体切断機であって前記筒体の対向する二箇所を剪断する第一切断機と、本発明の筒体切断機であって前記二箇所と直交する他の二箇所を剪断する第二切断機と、を備えることを特徴とする筒体切断システムである。
【００１０】
この発明によれば、第一切断機と第二切断機とによって筒体を全周にわたって精度よく切断することができる。
【００１１】
本発明の筒体切断方法は、少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断方法であって、前記筒体における対向する二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断する第一剪断工程と、前記二箇所と直交する他の二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断する第二剪断工程と、を有し、前記第一剪断工程と前記第二剪断工程とによって前記筒体を全周にわたって切断することを特徴とする筒体切断方法である。
【００１２】
この発明によれば、単純な動作の組み合わせにより筒体を全周にわたって切断することができる。
【００１３】
また、前記筒体は長方形状に開口され、前記第一剪断工程では前記筒体の開口における短辺側の二辺をそれぞれ切断し、前記第二剪断工程では前記第一剪断工程の後に前記筒体の開口における長辺側の二辺をそれぞれ切断することが好ましい。
この場合、短辺側の二辺を切断するために要する剪断力と、長辺側の二辺を切断するために要する剪断力との差を少なくすることができる。
【００１４】
また、前記第一剪断工程および前記第二剪断工程では、前記筒体の外面にダイを接触させ、前記筒体の一の開口から前記筒体の内部にパンチを挿入し、前記筒体の内面且つ前記ダイよりも前記一の開口側にパンチを接触させて前記筒体を剪断することが好ましい。
この場合、筒体を切断したあとに生じるバリの向きを、筒体の径方向内側あるいは径方向外側のいずれかに揃えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法によれば、筒体を短時間で精度良く切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態の筒体切断システムの構成を示す正面図である。
【図２】同筒体切断システムによって切断される筒体の切断前の形状を示す斜視図である。
【図３】同筒体切断システムにおける第一切断機の構成を示す図で、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図６】同第一切断機におけるダイを示す斜視図である。
【図７】同第一切断機におけるパンチを示す斜視図である。
【図８】同筒体切断システムにおける第二切断機の構成を示す図で、図１のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線における断面図である。
【図１０】図９のＦ−Ｆ線における断面図である。
【図１１】同第二切断機におけるダイを示す斜視図である。
【図１２】同第二切断機におけるパンチを示す斜視図である。
【図１３】本実施形態の筒体切断方法を示すフローチャートである。
【図１４】同第一切断機の使用時の動作を説明するための図である。
【図１５】同第一切断機の使用時の動作を説明するための図である。
【図１６】同第一切断機によって切断された筒体を示す斜視図である。
【図１７】同第二切断機の使用時の動作を説明するための図である。
【図１８】同第二切断機によって切断された筒体と、筒体に固定される蓋体とを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態の筒体切断機および筒体切断システムについて説明する。図１は、本実施形態の筒体切断システムの構成を示す正面図である。図２は、筒体切断システムによって切断される筒体の切断前の形状を示す斜視図である。
本実施形態の筒体切断システム１は、少なくとも一端が開口された筒体を切断するシステムである。以下では、切断される筒体の例として、深絞り加工により成形された有底筒状の筒体、具体的にはリチウムイオン電池などの乾電池の容器を挙げて説明する。
【００１８】
図２に示すように、容器２は、たとえば金属板を材料として深絞り加工された有底角筒状に形成されている。また、容器２は、一端が長方形状に開口されており、全体として直方体状の外形形状を有している。深絞り加工直後における容器２の深さ方向の外寸は、容器２の設計上の外寸ｄ１よりも大きい。これにより、容器２の開口近傍において深絞り加工により歪みが生じている部分（以下、「耳部３」と称する。）を切断（トリミング）して容器２の開口端部を平坦にできる。
【００１９】
図１に示すように、筒体切断システム１は、二台の筒体切断機（第一切断機１００、第二切断機２００）を備える。筒体切断システム１において、第一切断機１００は容器２の開口における短辺側の二辺３ａをそれぞれ切断し、第二切断機２００は容器２の開口における長辺側の二辺３ｂをそれぞれ切断するために設けられている。以下、第一切断機１００と第二切断機２００の構成について順に説明する。
【００２０】
図３は、筒体切断システム１における第一切断機１００の構成を示す図で、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。図５は、図４のＣ−Ｃ線における断面図である。
図３ないし図５に示すように、第一切断機１００は、床あるいは作業台上に固定されるベース１０１と、ベース１０１に対して相対移動できるようにベース１０１上に設けられた容器支持部１０２と、容器支持部１０２に固定されたダイ１１１と、ベース１０１に固定されたパンチ１１３と、容器支持部１０２をベース１０１に対して相対移動させる相対移動手段１１６とを備える。
【００２１】
図４および図５に示すように、容器支持部１０２は、容器２が内部に収容される枠体１０３と、枠体１０３の上部に設けられたストッパ１０４とを備える。
枠体１０３は、上下方向に開口された角筒状に形成されており、枠体１０３の内寸は、内部に容器２を出し入れできる程度のクリアランスを有する大きさに設定されている。本実施形態では、外形が直方体形状をなす容器２を内部に収容するために、枠体１０３は、枠体１０３を平面視したときに略長方形状となる開口が上端に形成されている。枠体１０３には、耳部３を下側にし底部を上側にした状態で容器２が挿入されるようになっている。
【００２２】
図４および図５に示すように、ストッパ１０４は、枠体１０３の上部開口から枠体１０３の内部に挿入される当接部１０５と、当接部１０５を枠体１０３の上下方向に進退動作させる位置決め手段１０６とを有している。
当接部１０５は、枠体１０３に挿入された容器２の底部の外面４ａに当接可能な当接面１０５ａを有している。
【００２３】
位置決め手段１０６は、当接部１０５に連結されており、当接部１０５を枠体１０３の上下方向へ移動させる例えばサーボモータを有する図示しない移動機構と、当接部１０５の下端と後述するダイ側剪断刃部１１２との上下方向の距離を測定する図示しないエンコーダとを有している。
位置決め手段１０６は、枠体１０３内に収容された容器２の深さ方向に当接部１０５を進退動作可能とし、容器２の深さ方向における任意の位置で当接部１０５を位置決めして固定することができる。
【００２４】
プッシャ１０７は、容器２の底部４の内面４ｂに当接可能な先端部材１０８と、先端部材１０８に連結された緩衝部材１０８ａと、緩衝部材１０８ａを支持するシャフト１０９とを有する。
【００２５】
先端部材１０８は、枠体１０３を平面視したときの長辺方向に長い棒状に形成されている。
緩衝部材１０８ａは、枠体１０３の内部に配置されており、枠体１０３の上下方向、すなわち枠体１０３内に挿入された容器２の深さ方向に伸縮可能であり先端部材１０８を上側へ付勢する部材である。緩衝部材１０８ａは、先端部材１０８の長手方向の両端にそれぞれ取り付けられている。本実施形態では、緩衝部材１０８ａとしてコイルスプリングが採用されている。
【００２６】
シャフト１０９は、２つの緩衝部材１０８ａの下端にそれぞれ固定された２本の棒状部材であり、後述するパンチ１１３を貫通してベース１０１に連結されている。また、本実施形態では、シャフト１０９は、パンチ１１３に固定された略長方形状の支持体１１０に挿通され、支持体１１０の上端からシャフト１０９の上端が突出している。支持体１１０は、容器２の内部に挿入できる大きさに形成されている。
シャフト１０９は、図示しないサーボモータによって上下方向へ進退移動される。シャフト１０９が上下方向へ進退移動されることによって、先端部材１０８を上下に移動させることができる。
【００２７】
プッシャ１０７は、枠体１０３内に挿入された容器２を下から支え、容器２の底部４の外面４ａが当接部１０５の当接面１０５ａに当たるまで容器２を押し上げるようになっている。これにより、枠体１０３内に挿入された容器２の底部４の外面４ａは、ストッパ１０４の当接部１０５に常に押し付けられた状態となる。
【００２８】
図３および図４に示すように、ダイ１１１は、枠体１０３の下端に配置されており、枠体１０３を平面視したときの短辺の二箇所にそれぞれ設けられている。二箇所に設けられたダイ１１１は、互いに同形同大に形成されて対向配置されている。
【００２９】
図６は、第一切断機１００におけるダイ１１１を示す斜視図である。
図に示すように、ダイ１１１は、容器２の側面のうち短辺の外面に沿った形状に形成されているとともに、短辺側の側壁の中間部を剪断により切り取るためのダイ側剪断刃部１１２が形成されている。
【００３０】
図７は、第一切断機１００におけるパンチ１１３を示す斜視図である。
図４および図７に示すように、パンチ１１３は、ベース１０１に下端が固定されており枠体１０３の内部へ向かう略直方体状の部材である。パンチ１１３の上部には、ダイ側剪断刃部１１２との間に僅かなクリアランスを有するパンチ側剪断刃部１１４，１１５が形成されている。
図４に示すように、パンチ側剪断刃部１１４，１１５は、枠体１０３内に挿入された容器２の開口から容器２内に挿入され、ダイ側剪断刃部１１２が接する位置よりも僅かに容器２の開口側における容器２の内面に接触可能となっている。
【００３１】
図３ないし図５に示すように、相対移動手段１１６は、出力軸を一方向に回転動作させるモータ１１７と、モータ１１７の出力軸に連結されたエキセン軸１１８と、エキセン軸１１８が摺動可能に嵌合する板状の移動子１１９と、移動子１１９に連結され容器支持部１０２に固定されたスライダ１２０と、ベース１０１に固定されスライダ１２０を一方向にスライド移動可能に支持するガイドレール１２１とを有する。
【００３２】
モータ１１７は、図示しない制御部によって回転動作が制御され、一工程につきエキセン軸１１８を一回転させる。
エキセン軸１１８は、モータ１１７の出力軸と連結された主軸１１８ｂと、主軸１１８ｂの回転軸に対して偏心された円板状のエキセン１１８ａとを有する。
移動子１１９は、エキセン１１８ａの直径と略同形の貫通孔１１９ａが形成された矩形形状の板状部材であり、貫通孔１１９ａの内部にエキセン軸１１８が挿入されている。
【００３３】
スライダ１２０は、移動子１１９が摺動可能に嵌合する矩形形状の貫通孔１２０ａが形成された略板状の部材である。第一切断機１００を平面視したときにガイドレール１２１が延びる方向（図３において符号Ｐで示す方向）において、貫通孔１２０ａの内寸は移動子１１９の外寸と略同じであり、第一切断機１００を平面視したときにガイドレール１２１が延びる方向と直交する方向（図３において符号Ｑで示す方向）において、スライダ１２０に形成された貫通孔１２０ａの内寸は移動子１１９の外寸よりも大きい。
なお、スライダ１２０の初期位置は、枠体１０３内に挿入された容器２の開口内にパンチ１１３の上部が収まる位置に設定されている。
【００３４】
エキセン軸１１８が回転軸１１８ｂ回りに回転したときには、移動子１１９は、主軸１１８ｂ回りに一方向に円を描くように平行移動する。さらに、平行移動する移動子１１９によってスライダ１２０が押され、スライダ１２０はガイドレール１２１が延びる方向に沿って一方向の往復運動をする。
【００３５】
図５に示すように、ガイドレール１２１は、スライダ１２０を間に挟んで一対設けられており、スライダ１２０の進退方向を一方向に規制するものである。ガイドレール１２１とスライダ１２０との間は、ガイドレール１２１とスライダ１２０とを軽い力で相対移動させる目的で摩擦が低減されている。
【００３６】
スライダ１２０がガイドレール１２１に沿って進退することにより、スライダ１２０上に固定された容器支持部１０２もガイドレール１２１に沿って進退する。ガイドレール１２１に沿ったスライダ１２０の進退移動距離は、エキセン軸１１８の偏心量と直径とによって定まる。モータ１１７によってエキセン軸１１８が一回転すると、容器支持部１０２はガイドレール１２１が延びる方向の一方へ初期位置から移動し、その後ガイドレール１２１が延びる方向の他方へ初期位置を越えて移動し、その後初期位置へ戻る。
【００３７】
次に、第二切断機２００の構成について説明する。図８は、筒体切断システム１における第二切断機２００の構成を示す図で、図１のＤ−Ｄ線における断面図である。図９は、図８のＥ−Ｅ線における断面図である。図１０は、図９のＦ−Ｆ線における断面図である。
第二切断機２００は、第一切断機１００と同様の原理で容器２の耳部３（図２参照）を切断する装置であり、具体的には容器２の耳部３における長辺側の二辺３ｂ（図２参照）を切断するものである。以下、第二切断機２００について、第一切断機１００と構成が異なる点について説明する。なお、第一切断機１００と同様の機能を有する構成については、第一切断機１００において相当する構成の符号に枝番号「‐２」を追加した符号を付すことにより説明を省略する。
【００３８】
図８ないし図１０に示すように、第二切断機２００は、床あるいは作業台上に固定されるベース１０１‐２と、ベース１０１‐２上に設けられた容器支持部２０２と、容器支持部２０２に固定されたダイ２１１と、ベース１０１‐２に固定されたパンチ２１３と、容器支持部２０２をベース１０１‐２に対して相対移動させる相対移動手段１１６‐２とを備える。
【００３９】
第二切断機２００の容器支持部２０２は、第一切断機１００の枠体１０３に対して平面視で向きを９０°ずらした状態で配置された枠体２０３を有する。枠体２０３は、上下方向に開口された筒状であり、内部に容器２を挿入することができる。枠体２０３の下端には、第一切断機１００の枠体１０３に設けられたダイ１１１とは形状が異なるダイ２１１が固定されている。
【００４０】
図１１は、第二切断機２００におけるダイ２１１を示す斜視図である。
図９および図１１に示すように、ダイ２１１は、枠体２０３の下端であって枠体２０３を平面視したときの長辺側の二箇所にそれぞれ設けられている。２つのダイ２１１は互いに同形同大に形成されており、対向配置されている。ダイ２１１は、容器２の耳部３のうち長辺側の二辺３ｂ（図２参照）の外面と、長辺と短辺との間の角部とに沿った形状に形成されているとともに、容器の耳部３における長辺および角部の側壁を剪断するためのダイ側剪断刃部２１２が形成されている。
【００４１】
図１２は、第二切断機２００におけるパンチ２１３を示す斜視図である。
図１２に示すように、パンチ２１３は、第一切断機１００のパンチ１１３と異なり、平面視したときの長辺側にパンチ側剪断刃部２１４，２１５が形成されている。
【００４２】
次に、本発明の一実施形態の筒体切断方法について、上述の筒体切断システム１を用いた場合を例に説明する。なお、本発明の筒体切断方法は、上述の筒体切断システム１以外にも適用することができる。図１３は、本実施形態の筒体切断方法を示すフローチャートである。図１４および図１５は、第一切断機１００の使用時の動作を説明するための図である。
【００４３】
図１に示す筒体切断システム１の使用時には、図１３に示すように、第一切断機１００によって容器２の短辺側の二辺３ａを剪断する第一剪断工程Ｓ１と、第二切断機２００によって容器２の長辺側の二辺３ｂを剪断する第二剪断工程Ｓ２とがこの順に行われる。
【００４４】
第一剪断工程Ｓ１では、まず、図示しない深絞り成形装置によって有底角筒状に成形された容器２が図示しない搬送手段によって第一切断機１００（図３ないし図５参照）へ搬送される。このとき、第一切断機１００においては、枠体１０３の上部開口から退避した位置にストッパ１０４が移動され、枠体１０３の上部開口は、容器２を挿入することができるように開放される。
第一切断機１００へ搬送された容器２は、開口が下向きとされた状態で枠体１０３の内部に上端から挿入される。
【００４５】
枠体１０３の内部に容器２が挿入されると、容器２の底部４の内面４ｂとプッシャ１０７とが接触し、容器２はプッシャ１０７によって支持される。
その後、ストッパ１０４の当接部１０５が枠体１０３の上部開口から下方へ移動し、当接部１０５の当接面１０５ａが容器２の底部４の外面４ａに当接する（図４参照）。当接部１０５は、図示しない制御機構により、ストッパ１０４のエンコーダが測定した距離に基づいて移動される。当接部１０５の当接面１０５ａによって容器２の底部４の外面４ａは下方に押され、これにより緩衝部材１０８ａは圧縮される。その結果、当接部１０５と先端部材１０８とによって容器２の底部４が挟み込まれる。エンコーダによって測定された距離が、容器２の設計上の外寸ｄ１（図２参照）と一致したときに当接部１０５は停止し、この状態で当接部１０５は位置決めされる。
【００４６】
続いて、エキセン軸１１８が一回転する分だけモータ１１７が駆動される。これにより、スライダ１２０は、初期位置から移動して再び初期位置に戻るまでの一周期（一往復）の進退動作をする（図１４および図１５参照）。このとき、第一切断機１００は、容器２の外面にダイ１１１を接触させ、容器２の内面且つダイ側剪断刃部１１２よりも僅かに開口側にずれた位置にパンチ側剪断刃部１１４，１１５を当てる（図４参照）。これにより、容器２の耳部３の短辺側の側壁におけるバリが容器２の外側へ向くバリとなるように容器２は剪断される。
【００４７】
スライダ１２０が一周期の進退動作をすると、第一切断機１００のパンチ１１３とダイ１１１とによって、図１６に示すように容器２の耳部３の短辺側の二辺３ａに位置する側壁が両方とも矩形状に切り取られる。
スライダ１２０が初期位置に戻ったら、モータ１１７の駆動は停止され、ストッパ１０４の当接部１０５の位置決めは解除される。さらに当接部１０５は枠体１０３の上部開口から退避した位置へ移動し、枠体１０３から容器２を取り出すことができるようになる。
【００４８】
このように、第一剪断工程Ｓ１では、容器２における対向する二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断することができる。
【００４９】
これで第一切断機１００による工程は終了し、第二切断機２００による工程へ進む。
図１７は、第二切断機２００の使用時の動作を説明するための図である。図１８は、第二切断機２００によって切断された容器２と、容器２に固定される蓋体５とを示す斜視図である。
【００５０】
第一切断機１００による工程が終了した後、図示しない搬送手段によって、耳部３の短辺側の二辺３ａが切り取られた容器２（図１６参照）が第一切断機１００の枠体１０３における上部開口から引き抜かれる。さらに、容器２は第二切断機２００まで搬送される。第二切断機２００においては、枠体２０３の上部開口から退避した位置にストッパ１０４‐２の当接部１０５‐２が移動されている。これにより、枠体２０３の上部開口は、容器２を挿入することができるように開放されている。図９に示すように、第二切断機２００へと搬送された容器２は、底部４が上向きで開口が下向きとされた状態で枠体２０３の内部に上端から挿入される。
【００５１】
その後、第一切断機１００と同様にモータ１１７‐２が駆動され、スライダ１２０‐２が一周期（一往復）されることにより、図１７に示すように、第二切断機２００のダイ２１１とパンチ２１３とによって容器２の耳部３の長辺側の二辺３ｂが角部とともに切り取られる。
このとき、第二切断機２００のダイ２１１とパンチ２１３との相対移動は、第一切断機１００において切断された切断面Ｘ（図１６参照）に、パンチ２１３の両端部２１３ａが当接した状態で開始される。これにより、第一切断機１００と第二切断機２００とによって切断された耳部３の切断面Ｘ、Ｙ（図１８参照）は面一となる。
【００５２】
また、第二切断機２００は、第一切断機１００と同様に、容器２の外面にダイ２１１を接触させ、容器２の内面且つダイ側剪断刃部２１２よりも僅かに開口側にずれた位置にパンチ側剪断刃部２１４，２１５を当てる。これにより、容器２の耳部３の長辺側の二辺３ｂに生じるバリは、容器２の外側へ向くバリとなる。
【００５３】
このように、第二剪断工程Ｓ２では、第一剪断工程Ｓ１において切り取った耳部３と直交する他の耳部３を、一周期の往復動作によりそれぞれ剪断することができる。
第一剪断工程Ｓ１と第二剪断工程Ｓ２とがこの順に行われることによって、図１８に示すように、第一剪断工程Ｓ１において切断された切断面Ｘと、第二剪断工程Ｓ２において切断された切断面Ｙとは、全周にわたって面一となっている。
【００５４】
耳部３が切断された容器２には、たとえばリチウムイオン電池の発電要素など所定の収容対象物が収容され、図１８に示すように、開口を封止する蓋体５が固定される。容器２の開口と蓋体５との固定方法としては、例えばレーザー溶接などを挙げることができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の筒体切断機（第一切断機１００、第二切断機２００）、筒体切断システム１、及び筒体切断方法によれば、パンチ１１３，２１３に対してダイ１１１，２１１を一周期（一往復）だけ動作させることにより容器２の耳部３における対向する側壁をそれぞれ剪断することができる。これにより、筒体を短時間で精度良く切断することができる。
【００５６】
また、ストッパ１０４，１０４‐２の当接部１０５が容器２の底部４の外面４ａに当接し、当接部１０５，１０５‐２の位置によって容器２の耳部３の切断位置が規定されるので、容器２の外側寸法を直接計測して容器２の外側寸法に基づいて容器２が切断される。これにより、容器２の板厚によらず容器２の外側を基準とした寸法精度を高めることができる。
【００５７】
また、第二切断機２００に設けられたパンチ２１３が、第一切断機１００において切断された容器２の切断面Ｘに当接するように形成されているので、第二切断機２００における切断面Ｙを第一切断機１００における切断面Ｘと面一にすることができる。この場合、切断面Ｘと切断面Ｙとを面一にするための位置センサーや段差検出手段等を設ける必要がなく、簡易な構成で精度良く容器２を切断することができる。
【００５８】
また、本実施形態の筒体切断システム１は、容器２の耳部３の短辺側の二辺３ａを切断する第一切断機１００と、容器２の長辺側の二辺３ｂを切断する第二切断機２００とを備えるので、容器２を回転させながら切断したりする位置制御を必要とせず、簡易な構造で精度良く容器２の耳部３を切断することができる。
【００５９】
また、第一剪断工程Ｓ１および第二剪断工程Ｓ２では、容器２の外側にバリが向くようにダイ１１１，２１１とパンチ１１３，２１３との位置関係が定められているので、容器２内に収容された収容対象物がバリによって傷つくことがない。特に、本実施形態の場合には、容器２の開口に蓋体５を溶接するので、容器２の外側に向けられたバリは溶接等によって消失し、バリを除去するための容器２を研磨する工程が不要となる。
【００６０】
（変形例）
次に、上述の実施形態で説明した筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法の変形例について説明する。
本変形例では、上述の実施形態とは異なる制御によって第二切断機２００が容器２を切断する点が異なっている。
本変形例の第二切断機２００は、図１６に示すように、容器２の長辺側の二辺３ｂにおいて、切断面Ｙよりもさらに開口側に位置する予備切断位置Ｙａにおいて容器２の長辺側の二辺３ｂをそれぞれ切断し、その後、切断面Ｙにおいて容器２の長辺側の二辺３ｂをそれぞれ切断するようになっている。
【００６１】
本変形例では、まず、第二切断機２００のストッパ１０４−２は、上述の実施形態で説明した位置より上に当接部１０５−２を位置決めする。具体例を挙げれば、当接部１０５−２の当接面１０５ａ−２の位置は、上述の実施形態で説明した位置よりも２ｍｍだけ上側となるように調整して位置決めされる。この場合、ダイ２１１およびパンチ２１３による容器２の切断位置は、切断面Ｙよりも２ｍｍだけ開口側にずれた予備切断位置Ｙａとなる。
この状態で、第二切断機２００は、まず、予備切断位置Ｙａに沿って、容器２の長辺側の二辺３ａを切断する。
続いて、ストッパ１０４−２によって当接部１０５−２が２ｍｍ押し下げられ、ダイ２１１およびパンチ２１３によって容器２の長辺側の二辺３ｂは切断面Ｙにおいて剪断される。
【００６２】
本変形例では、予備切断位置Ｙａにおいて容器２を剪断した後に切断面Ｙにおいて容器２を剪断する二段階の剪断工程を有している。これにより、切断面Ｙの近傍で容器２のコーナーに引張応力が発生するのを軽減し、容器２の切断面を平滑にすることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、筒体の例として有底筒状の深絞り成形品を示したが、切断対象がこのような成形品に限定されることはない。たとえば、両端が開口された筒体を切断する場合にも、本発明の筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法を適用することができる。
【００６４】
また、本発明において、筒体は円筒に限らず、径方向断面の輪郭形状が多角形状のいわゆる角筒を含む。また、径方向に対向する側壁がない例えば断面三角形、五角形、七角形等の角筒であっても、パンチおよびダイの形状を適宜設計変更することにより、本発明の筒体切断機、筒体切断システム、および筒体切断方法を適用することができる。
【００６５】
また、上述の実施形態では、長方形状に開口された容器の耳部を２台の筒体切断機によって切断する例を示したが、例えば断面六角形、八角形等径方向に対向する側壁が２組以上ある角筒の場合には、対向する側壁の組数と同数の筒体切断機を備えてこれらの筒体を全周にわたって切断することもできる。
【００６６】
また、上述の実施形態では、容器の外側へバリが向くように容器を切断する例を示したが、容器の内側へバリが向くようにする必要がある場合には、容器の深さ方向におけるダイとパンチとの位置関係を上述の実施形態と逆にすればよい。
【００６７】
また、上述の変形例において、予備切断位置は切断面より２ｍｍだけ開口側に設定する例を示したが、予備切断位置と切断面との距離は２ｍｍには限られない。
【符号の説明】
【００６８】
１ システム
２ 容器
３ 耳部
３ａ 短辺側の二辺
３ｂ 長辺側の二辺
４ 底部
４ａ （底部の）外面
４ｂ （底部の）内面
５ 蓋体
１００ 第一切断機
１０１ ベース
１０２ 容器支持部
１０３ 枠体
１０４ ストッパ
１０５ 当接部
１０５ａ 当接面
１０６ 位置決め手段
１０７ プッシャ
１０８ 先端部材
１０９ シャフト
１１０ 支持体
１１１ ダイ
１１２ ダイ側剪断刃部
１１３ パンチ
１１４ パンチ側剪断刃部
１１６ 相対移動手段
１１７ モータ
１１８ エキセン軸
１１８ａ エキセン
１１８ｂ 主軸
１１９ 移動子
１１９ａ 貫通孔
１２０ スライダ
１２０ａ 貫通孔
１２１ ガイドレール
２００ 第二切断機
２０２ 容器支持部
２０３ 枠体
２１１ ダイ
２１２ ダイ側剪断刃部
２１３ パンチ
２１４ パンチ側剪断刃部
Ｘ 切断面
Ｙ 切断面
Ｓ１ 第一剪断工程
Ｓ２ 第二剪断工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断機であって、
前記筒体の外面のうち対向する二箇所にそれぞれ接するダイ側剪断刃部が形成されたダイと、
前記筒体における一の開口から前記筒体内に挿入され、前記ダイ側剪断刃部よりも前記一の開口側に配置され前記筒体の内面に接触可能なパンチ側剪断刃部が形成されたパンチと、
前記ダイと前記パンチとを前記二箇所の対向方向へ相対移動させる相対移動手段と、
を備え、
前記相対移動手段は、前記パンチに対して前記ダイを一往復させ、前記ダイ側剪断刃部と前記パンチ側剪断刃部とによって前記筒体における前記二箇所をそれぞれ剪断する
ことを備えることを特徴とする筒体切断機。
【請求項２】
前記筒体は有底筒状に形成され、
前記筒体の底部の外面に当接可能であり前記筒体の深さ方向に移動可能且つ位置決め可能なストッパと、
前記筒体の底部の内面に当接可能であり前記底部の外面を前記ストッパに押し付けるプッシャと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の筒体切断機。
【請求項３】
少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断システムであって、
請求項１または２に記載の筒体切断機であって前記筒体の対向する二箇所を剪断する第一切断機と、
請求項１または２に記載の筒体切断機であって前記二箇所と直交する他の二箇所を剪断する第二切断機と、
を備えことを特徴とする筒体切断システム。
【請求項４】
少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断方法であって、
前記筒体における対向する二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断する第一剪断工程と、
前記二箇所と直交する他の二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断する第二剪断工程と、
を有し、
前記第一剪断工程と前記第二剪断工程とによって前記筒体を全周にわたって切断することを特徴とする筒体切断方法。
【請求項５】
前記筒体は長方形状に開口され、
前記第一剪断工程では前記筒体の開口における短辺側の二辺をそれぞれ切断し、
前記第二剪断工程では前記第一剪断工程の後に前記筒体の開口における長辺側の二辺をそれぞれ切断する
ことを特徴とする請求項４に記載の筒体切断方法。
【請求項６】
前記第一剪断工程および前記第二剪断工程では、前記筒体の外面にダイを接触させ、前記筒体の一の開口から前記筒体の内部にパンチを挿入し、前記筒体の内面且つ前記ダイよりも前記一の開口側にパンチを接触させて前記筒体を剪断することを特徴とする請求項４または５に記載の筒体切断方法。
【請求項１】
少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断機であって、
前記筒体の外面のうち対向する二箇所にそれぞれ接するダイ側剪断刃部が形成されたダイと、
前記筒体における一の開口から前記筒体内に挿入され、前記ダイ側剪断刃部よりも前記一の開口側に配置され前記筒体の内面に接触可能なパンチ側剪断刃部が形成されたパンチと、
前記ダイと前記パンチとを前記二箇所の対向方向へ相対移動させる相対移動手段と、
を備え、
前記相対移動手段は、前記パンチに対して前記ダイを一往復させ、前記ダイ側剪断刃部と前記パンチ側剪断刃部とによって前記筒体における前記二箇所をそれぞれ剪断する
ことを備えることを特徴とする筒体切断機。
【請求項２】
前記筒体は有底筒状に形成され、
前記筒体の底部の外面に当接可能であり前記筒体の深さ方向に移動可能且つ位置決め可能なストッパと、
前記筒体の底部の内面に当接可能であり前記底部の外面を前記ストッパに押し付けるプッシャと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の筒体切断機。
【請求項３】
少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断システムであって、
請求項１または２に記載の筒体切断機であって前記筒体の対向する二箇所を剪断する第一切断機と、
請求項１または２に記載の筒体切断機であって前記二箇所と直交する他の二箇所を剪断する第二切断機と、
を備えことを特徴とする筒体切断システム。
【請求項４】
少なくとも一端が開口された筒体を切断する筒体切断方法であって、
前記筒体における対向する二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断する第一剪断工程と、
前記二箇所と直交する他の二箇所を往復動作によりそれぞれ剪断する第二剪断工程と、
を有し、
前記第一剪断工程と前記第二剪断工程とによって前記筒体を全周にわたって切断することを特徴とする筒体切断方法。
【請求項５】
前記筒体は長方形状に開口され、
前記第一剪断工程では前記筒体の開口における短辺側の二辺をそれぞれ切断し、
前記第二剪断工程では前記第一剪断工程の後に前記筒体の開口における長辺側の二辺をそれぞれ切断する
ことを特徴とする請求項４に記載の筒体切断方法。
【請求項６】
前記第一剪断工程および前記第二剪断工程では、前記筒体の外面にダイを接触させ、前記筒体の一の開口から前記筒体の内部にパンチを挿入し、前記筒体の内面且つ前記ダイよりも前記一の開口側にパンチを接触させて前記筒体を剪断することを特徴とする請求項４または５に記載の筒体切断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１５７９５９（Ｐ２０１２−１５７９５９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６７９（Ｐ２０１１−２０６７９）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（５０８０９２８２０）瑞穂テクノ株式会社 (2)
【出願人】（５０８０６１９０７）株式会社メガテック (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（５０８０９２８２０）瑞穂テクノ株式会社 (2)
【出願人】（５０８０６１９０７）株式会社メガテック (2)
【Ｆターム（参考）】
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