JPH084869B2 - 金属製角形超薄肉背高ケースの製造方法とそのための金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガム型バッテリーケー
ス等の金属製の有底角形超薄肉背高ケース (本明細書に
おいて単に「金属製角形超薄肉背高ケース」という) の
製造に最適な製造方法とそれに使用する金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、音楽好きの若者を中心にヘッドホ
ーンで聞くよう構成された携帯用超小型カセットデッキ
が急激に普及し、これらの携帯用超小型カセットデッキ
には、軽量化とコンパクト化を意図して、所謂ガム型バ
ッテリー (図４参照) が電源として使用されている。

【０００３】ところで、このガム型バッテリーのケース
は、上述のように軽量であることが要求されることよ
り、四側面の壁厚が極めて薄く（具体的には約0.4mm)、
且つ、携帯用超小型カセットデッキにコンパクトに収容
されるように、上記名称の如く薄板状の一枚の所謂ガム
(嗜好品としてのガムをいう) のような形状、つまり図
４に図示するような背高でしかも平面が極薄厚の角型の
板状をしている。具体的な外形寸法は、厚みｂ＝5.6mm,
幅ａ＝16mm, 背高ｈ＝60mmをしている。

【０００４】また、一方において、ガム型バッテリー自
体、その用途からして、価格的に安価でなけばならず、
当然のことガム型バッテリーケースそのものも安価に製
造できなければならない。

【０００５】さらに、カドミニウム，リチウム等必ずし
も安全でない内容物を収容しているバッテリーケースで
あることより、且つ充電時等と非充電時で温度差が生ず
ることより、一定以上の強度が要求され、このため、バ
ツテリーケースの四側面の壁厚が均等であることが要求
される。具体的には、壁厚が約0.4mm に対して公差が10
％以下であることが要求される。

【０００６】このため、従来から、成形形状の異なる複
数の金型を用いて順次所望の形状に近づくような予備成
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 (特開平1-115052号) 。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような成形方法では、多くのステップの予備成形をおこ
なう必要があるため、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してしまう。

【０００８】さらに、ケースが所謂ガム型の超薄肉背高
であるため、上述のプレス成形がなされると、図５に図
示するように、背方向 (長手方向) に弓なりに湾曲し、
このため、所望の真っ直ぐの形状にするため、所謂『し
ごき』と呼ばれる、真っ直ぐな形状の棒材を弓なりにな
ったケース内に強制的に挿入する修正加工が必要であっ
た。このような修正処理とともに上記プレス成形時の予
備成形工程の存在は、低価格で出荷しなければならない
バツテリーケースにとって、大きな問題となっていた。

【０００９】ところで、プレス成形の一つに、衝撃押出
成形 (衝撃押出加工) と呼ばれる手法があり、この手法
を用いて、上述のような形状のケースを成形することも
考えられるが、この手法の場合、アルミニューム等の延
性の良いものであって、比較的背が低く四側面の壁厚の
公差がある程度許容されるケースは成形できるが、ガム
型バッテリーケースのような背の高い且つ四側面の壁厚
の公差が厳しいもの (公差の小さいもの) は不可能であ
り、また、鋼製のものは比較的背の低いものであっても
不可能であった。即ち、衝撃押出成形時に、安定して、
四側面が均等に伸び上がらずに所望の背高にならず又壁
厚の公差が大きくなるなど、不良品が多数発生し、規定
を満たす製品の歩留りが極めて悪かったのが現状であ
る。

【００１０】さらに、バツテリーケースの如き形状のケ
ース成形には厚み寸法が極めて小さいポンチを使用する
ことになるが、成形時に、厚み寸法が極めて小さいこと
に起因してポンチを厚み方向に屈曲させ、この屈曲によ
って繰り返される荷重 (座屈荷重) によって、ダイスに
対して高速で上下動するポンチの寿命を著しく短くさ
せ、現実の製造に適用できないのが現状であった。

【００１１】本発明は、上述のような状況に鑑みおこな
われたもので、ガム型バッテリーケースのような金属製
角形超薄肉背高ケースを効率良く且つ歩留り良く製造す
る方法とその製造に使用する金型を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本第１の発明にかかる金
属製角形超薄肉背高ケースの製造方法は、(a).スタッピ
ング用ダイスにケース成形に必要な量の平面がケース断
面に略等しい角形の金 属材料を入れ、底面に位置決め用
の凹部あるいは凸部が形成されているポンチを用いてス
タンピング加工し、(b).このスタッピング加工された金
属材料を衝撃押出成形用のダイス内に挿入し、底面に上
記凹部あるいは凸部に対応する凸部あるいは凹部が形成
されているポンチを用いて衝撃押出成形するガム型バッ
テリーケース等の金属製角形超薄肉背高ケースの製造方
法において、 スタンピング用および衝撃押出成形用のダ
イス底面部分に凹部あるいは凸部等の位置決め手段が施
されているものを用いることを特徴とする。

【００１３】本第２の発明にかかる金型は、第１の発明
にかかる金属製角形超薄肉背高ケースの製造方法に使用
するスタンピング用と衝撃押出成形用の金型であって、
これらの金型を構成するダイス底面に材料の位置決め用
の凹部あるいは凸部等の位置決め手段が形成されている
ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】しかして、本第１の発明にかかる金属製角形超
薄肉背高ケースの製造方法によれば、衝撃押出成形に先
立つスタンピング加工により、金属材料の表面に位置決
めの凹部あるいは凸部が形成され、この凹部あるいは凸
部が形成された金属材料が衝撃押出成形用のダイス内に
挿入されて、上方から底面に上記凹部あるいは凸部に対
応する凸部あるいは凹部のあるポンチが金属材料の所定
の正確な位置に当接して、衝撃押出成形されて、金属材
料がダイス内でポンチの各周囲からそれぞれ均等量だけ
押し出されてケースの四側面を均等に形成するが、上記
スタッピング加工の際に金属材料の底面にも位置決めが
なされるため、金属材料は衝撃押出成形に際しダイス底
部の所定位置に正確に位置決めなされた状態となるた
め、より安定して所望の角形超薄肉背高ケースが製造で
きる。

【００１５】従って、従来のものに比べてより壁厚の薄
い背高のケースを成形するのに適する。

【００１６】また、ポンチも金属材料の所定位置に正確
に当接するため衝撃押出成形時に屈曲 せず、金型の寿命
も飛躍的に延びる。

【００１７】また、本第２の発明にかかる金型によれ
ば、上記第１の発明の製造方法を実施可能ならしめる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例にかかる金属製角形超
薄肉背高ケースの製造方法とその金型を図面を参照しな
がら説明する。本実施例では、図 に示すような有底の
ガム型バツテリーケースを製造する場合を例に挙げて説
明する。

【００１９】図１はスタンピング用の金型を示す側断面
図、図２は衝撃押出成形用の金型を示す側断面図であ
る。

【００２０】図において、１はスタンピング用の金型を
構成するダイスで、２は同じくスタンピング用の金型を
構成するポンチ、11は衝撃押出成形用の金型を構成する
ダイスで、12は同じく衝撃押出成形用の金型を構成する
ポンチである。

【００２１】上記スタンピング用のダイス１の底面1aと
衝撃押出成形用のダイス11の底面11aとは、基本的には
同じように構成され、また、上記スタンピング用のポン
チ２の底面2aと衝撃押出成形用のポンチ12の底面12a と
は、基本的には同じように構成されている。

【００２２】つまり、上記スタンピング用のダイス１と
衝撃押出成形用のダイス11には、本実施例の場合、それ
ぞれの底面1a,11aの中央部位に位置決め手段である台形
体状の突出部1A,11Aが形成されている。また、上記スタ
ンピング用のポンチ２と衝撃押出成形用のポンチ12に
は、それぞれの底面2a,12aに位置決め用の断面山形状の
凹部2A,12Aが形成されている。

【００２３】ただ、上記スタンピング用のダイス１と衝
撃押出成形用のダイス11とは、前者が、ペレット状の金
属材料（本実施例では、アルミニューム金属材料）５を
衝撃押出成形のために単に形状を整えればよいため、軸
長が短く構成されているのに対して、後者は、塊状のも
のから背高のケースを押出成形するため、軸長が非常に
長く構成されている点において、根本的に相違する。

【００２４】そして、上記各ダイス１，11とポンチ２，
12は、ガム型バツテリーケースの製造に際し、周知のと
おり、竪型あるいは横型の機械式又は液圧式プレス（単
にプレスという）に取り付けられて使用される。

【００２５】つまり、製造工程について具体的に説明す
ると、金属材料５であるアルミニュームの平面角形のペ
レット状の角形塊（図３(a) 参照；通称スラグとも言わ
れる) は、上記ペレット状の角形塊の平面と同じ断面を
有するフラットバーを切断することによってつくられ
る。

【００２６】そして、このように作られた金属材料５
は、プレスに取着された図１に二点鎖線で図示するよう
にダイス１内に載置される。

【００２７】そして、この状態で、上方からスタンピン
グ用のポンチ２が下降して上記金属材料５は押圧され、
この金属材料５にスタンピング加工が施され、この結
果、図３(b) に図示するように、上方に山形の突出部5a
と、底面に台形の凹部5bが形成される。

【００２８】次に、上記スタンピング加工がなされた金
属材料５′は、スタンピング用の金型から取り出され、
別のプレスに取着されている（あるいはスタンピング加
工の後に同じプレスに取着されてもよい）図２に図示す
るような衝撃押出成形用のダイス11の底部に挿入され
る。この際、上述のように、金属材料５′の底部に台形
の凹部5bが形成されているため、ダイス11内の所定位
置、つまりダイス11内に形成されている台形の凸部11A
がある位置に正確にセットされる。

【００２９】そして、この状態において、上方からポン
チ12が高速で下降して、ポンチ12の底面12a が金属材料
５′の上面に当接するが、ポンチ12の底面12a に山形の
凹部12A が又金属材料５′の上面にはスタンピング加工
により山形の突出部5aが形成されているため、しかも金
属材料５′の底面が上記凹部5bと上記突出部11A によっ
てダイス11に平面的に位置決めされた状態で固定されて
いるため、金属材料５′とポンチ12のセンターが所望の
状態、即ち極めて正確に一致した状態で当接する。特
に、上述のように凹部12と突出部11A が上方で狭くなっ
たテーパ状になっているため、上方からの押圧力が作用
するとよりしっかりした位置決めがなされるとともに、
金属材料５′がポンチ12とダイス11との間に形成される
四側面側に円滑に押し出されることになる。

【００３０】従って、ポンチ12が上述のように軸長が長
く且つ厚みｂが狭くても、屈曲することなく衝撃押出成
形が可能となる。

【００３１】従って、この成形時に、ポンチ12とダイス
11との間の隙間は、正確に所望の状態が保たれるため、
ポンチ12とダイス11を正確に成形し且つこれらをプレス
に正確に取付さえしておけば、四側面の壁厚が極めて均
等なガム型バツテリーケースが成形できる。勿論、ガム
型バツテリーケースの各側面の壁厚の公差も10％以下
(本発明者の実施結果によると、携帯用小型カセットデ
ッキ用のガム型バッテリーケースの場合で４〜５％程
度）に容易に抑えることが可能となる。

【００３２】そして、上述のように座屈し易い衝撃押出
成形用のポンチ12が厳格な意味において湾曲することが
なく、ポンチ12がダイス11に接触すること（所謂金型の
かじり現象）がないため、この方法で製造した場合に
は、一の金型によって100 万個程度の製品を容易に製造
することが可能となる。

【００３３】ところで、上記実施例では、金属材料がア
ルミニュームである場合について説明したが、銅の場
合、上記アルミニューム同様に可能であるとともに、鋼
の場合にも又はステンレス鋼であっても、ケース断面が
同じであれば、背高は多少小さくなるが、同様に実施で
きる。

【００３４】また、上記説明において、なんら言及して
いないが、成形に際し周知の潤滑剤が使用されることが
好ましいことは言うまでもない。

【００３５】また、上記実施例では、ガム型バッテリー
ケースの製造について説明したが、クレジットカード形
のメモリカード等この種形状の他の製品についても、本
発明が適用できることは言うまでもない。

【００３６】また、上記ポンチ２の底面2aの凹部2Aは、
凹部2Aに代えて凸部であってもよく、同様に、ポンチ12
の底面12a の凹部12A は、凹部12A に代えて凸部であっ
てもよいことは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】本発明にかかる製造方法と金型によれ
ば、従来不可能であった金属製角形超薄肉背高ケースが
従来の深絞りに比べて10倍以上の製造効率で且つ容易に
製造でき、しかも損傷により新しい金型に交換すること
なく一の金型で 100万個以上のもの量産が簡単に可能に
なる。

【００３８】また、従来全く不可能であった鋼あるいは
もステンレス鋼であっても、アルミニュームあるいは銅
ほど薄肉背高でないにしても、同様に成形することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 スタンピング用の金型を示す側断面図であ
る。

【図２】 衝撃押出成形用の金型を示す側断面図であ
る。

【図３】 (a) はフラットバーを単にペレット状に切断
したスタッピング加工前の金属材料、(b) は(a) の金属
材料をスタンピング加工することにより得られた衝撃押
出成形前の金属材料、(c) は(b) の金属材料を衝撃押出
成形することにより得られたガム型バツテリーケースの
側断面図である。

【図４】 ガム型バツテリーの形状を示す斜視図であ
る。

【図５】 従来の深絞り成形により形成されたしごき処
理前のガム型バツテリーケースの形状を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…スタンピング用のダイス 1a…スタンピング用のダイスの底面 1A…スタンピング用のダイスの突出部 (位置決め手段) ２…スタンピング用のポンチ 2a…スタンピング用のポンチの底面 2A…スタンピング用のダイスの凹部 11…衝撃押出成形用のダイス 11a …衝撃押出成形用のダイスの底面 11A …衝撃押出成形用のダイスの突出部 (位置決め手
段) 12…衝撃押出成形用のポンチ 12a …衝撃押出成形用のダイスの底面 12A …衝撃押出成形用のダイスの突出部 (位置決め手
段) ５…金属材料 ５′…スタンピング加工後の金属材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 (a).スタッピング用ダイスにケース成形
   に必要な量の平面がケース断面に略等しい角形の金属材
   料を入れ、底面に位置決め用の凹部あるいは凸部が形成
   されているポンチを用いてスタンピング加工し、(b).こ
   のスタッピング加工された金属材料を衝撃押出成形用の
   ダイス内に挿入し、底面に上記凹部あるいは凸部に対応
   する凸部あるいは凹部が形成されているポンチを用いて
   衝撃押出成形するガム型バッテリーケース等の金属製角
   形超薄肉背高ケースの製造方法において、 スタンピング用および衝撃押出成形用のダイス底面部分
   に凹部あるいは凸部等の位置決め手段が施されているも
   のを用いることを特徴とする金属製角形超薄肉背高ケー
   スの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の金属製角形超薄肉背高ケ
   ースの製造方法に使用するスタンピング用と衝撃押出成
   形用の金型であって、 これらの金型を構成するダイス底面に材料の位置決め用
   の凹部あるいは凸部等の位置決め手段が形成されている
   ことを特徴とする金型。