(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022180736
(43)【公開日】2022-12-07
(54)【発明の名称】絞り成形用金型
(51)【国際特許分類】
B21D 24/00 20060101AFI20221130BHJP
B21D 22/20 20060101ALI20221130BHJP
B21D 37/20 20060101ALI20221130BHJP
B21D 53/00 20060101ALI20221130BHJP
H01M 50/105 20210101ALI20221130BHJP
【ＦＩ】
B21D24/00 H
B21D22/20 G
B21D37/20 Z
B21D53/00 D
H01M50/105
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021087394
(22)【出願日】2021-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】501428187
【氏名又は名称】昭和電工パッケージング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109911
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義仁
(74)【代理人】
【識別番号】100071168
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 久義
(74)【代理人】
【識別番号】100099885
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 健市
(72)【発明者】
【氏名】南堀 勇二
【テーマコード（参考）】
4E050
4E137
5H011
【Ｆターム（参考）】
4E050JA01
4E050JB09
4E050JC02
4E050JD03
4E137AA15
4E137AA23
4E137BA05
4E137BB01
4E137BC04
4E137BC09
4E137CA09
4E137DA13
4E137EA02
4E137GA02
4E137GB08
4E137HA04
5H011AA01
5H011AA09
5H011CC10
5H011DD06
5H011DD26
(57)【要約】
【課題】成形性に優れた絞り成形用金型を提供する。
【解決手段】本発明は、一面側に開口する成形孔１１が設けられたダイス１と、ダイス１の一面側に対応して設けられたパンチ２とを備え、金属箔層６１の少なくとも片面側に樹脂層６２，６３が設けられたラミネート材Ｌをダイス１の一面に配置した状態で、成形孔１１に圧入したパンチ２によってラミネート材Ｌを凹状に絞り加工して絞り成形品５を成形するための絞り成形用金型を対象とする。ラミネート材Ｌと接触するパンチの先端側表面に易滑面２２が形成される。易滑面２２におけるラミネート材Ｌに対する動摩擦係数が０．３以下に設定されるとともに、易滑面２２のビッカース硬さが２００ＨＶ以上に設定される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、一面側に開口する成形孔１１が設けられたダイス１と、ダイス１の一面側に対応して設けられたパンチ２とを備え、金属箔層６１の少なくとも片面側に樹脂層６２，６３が設けられたラミネート材Ｌをダイス１の一面に配置した状態で、成形孔１１に圧入したパンチ２によってラミネート材Ｌを凹状に絞り加工して絞り成形品５を成形するための絞り成形用金型を対象とする。ラミネート材Ｌと接触するパンチの先端側表面に易滑面２２が形成される。易滑面２２におけるラミネート材Ｌに対する動摩擦係数が０．３以下に設定されるとともに、易滑面２２のビッカース硬さが２００ＨＶ以上に設定される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一面側に開口する成形孔が設けられたダイスと、前記ダイスの一面側に対応して設けられたパンチとを備え、金属箔層の少なくとも片面側に樹脂層が設けられたラミネート材を前記ダイスの一面に配置した状態で、前記成形孔に圧入した前記パンチによってラミネート材を凹状に絞り加工して絞り成形品を成形するための絞り成形用金型であって、
ラミネート材と接触する前記パンチの先端側表面に易滑面が形成され、
前記易滑面におけるラミネート材に対する動摩擦係数が０．３以下に設定されるとともに、前記易滑面のビッカース硬さが２００ＨＶ以上に設定されていることを特徴とする絞り成形用金型。
ラミネート材と接触する前記パンチの先端側表面に易滑面が形成され、
前記易滑面におけるラミネート材に対する動摩擦係数が０．３以下に設定されるとともに、前記易滑面のビッカース硬さが２００ＨＶ以上に設定されていることを特徴とする絞り成形用金型。
【請求項2】
前記パンチの先端側表面の少なくとも外周縁部が、前記易滑面に形成されている請求項１に記載の絞り成形用金型。
【請求項3】
前記パンチは、パンチ本体と、そのパンチ本体の先端側表面を覆うように設けられた易滑被膜とを備え、前記易滑被膜の表面によって前記易滑面が形成されている請求項１または２に記載の絞り成形用金型。
【請求項4】
前記易滑被膜は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）被膜によって構成されている請求項３に記載の絞り成形用金型。
【請求項5】
前記易滑被膜の厚さが０．１μｍ～３μｍに設定されている請求項３または４に記載の絞り成形用金型。
【請求項6】
前記ダイスの成形孔内周面におけるビッカース硬さが２００ＨＶ以上に設定され、
前記ダイスの成形孔内周面におけるラミネート材に対する動摩擦係数が、前記易滑面の動摩擦係数よりも大きく設定されている請求項１～５のいずれか１項に記載の絞り成形用金型。
前記ダイスの成形孔内周面におけるラミネート材に対する動摩擦係数が、前記易滑面の動摩擦係数よりも大きく設定されている請求項１～５のいずれか１項に記載の絞り成形用金型。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載の絞り成形用金型を用いて、ラミネート材を凹状に絞り加工することよって、凹部が形成された絞り成形品を製造するようにしたことを特徴とする絞り成形品の製造方法。
【請求項8】
請求項１～６のいずれか１項に記載の絞り成形用金型を用いて、ラミネート材を凹状に絞り加工することよって、凹部が形成された蓄電モジュール用包材を製造するようにしたことを特徴とする蓄電モジュール用包材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、金属箔層および樹脂層を含むラミネート材を成形素材として得られる深絞り成形品、例えば蓄電モジュール用の包材、食品用の容器、ブリスターパック等の薬品用の包材等を製造する際に用いられる絞り成形用金型、絞り成形品の製造方法および蓄電モジュール用包材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車等の蓄電モジュール（バッテリー装置）用のケーシングとしての包材（筐体）には、内部に電池等の蓄電デバイスを収納するための空間部（電池収納凹部）が設けられている。このような蓄電モジュール用の包材を製作するに際して、ラミネートシート（ラミネート材）を成形素材とする凹部付きの絞り成形品を利用する技術が提案されている。この包材は、冷間成形等によって凹部（電池収納部）を成形するものであるが、電池収納凹部の空間容量を大きくして、高容量タイプやハイパワーに対応する蓄電デバイスを収納することが望まれている。包材の電池収納凹部の空間容量を大きくするには、包材の成形性を向上させる方法が挙げられる。特に１枚のラミネート材に対し、２つの電池収納凹部を同時に成形するようなダブルカップ形状の成形品を作製する際には、２つの絞り加工部間にシワ等の成形不良が生じ易く、成形性をさらに向上させる必要がある。
【0003】
従来、ラミネート材を成形素材として成形品を成形する場合、成形性を向上させるには、下記特許文献１に示すようにラミネート材の保護層（樹脂層）にフィラーを添加したり、下記特許文献２に示すように熱融着層（樹脂層）に滑材を添加して、ラミネート材自体の表面改質を行うことにより、ラミネート材表面の滑り性をコントールして成形性を向上させるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６８２８７７７号
【特許文献2】特許第６８０８９１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１，２に示す従来の成形方法においては、ラミネート材によって、あるいはラミネート材の部位（場所）によって、表面改質状態にバラツキがあり、安定した成形性を得ることが困難であるという課題があった。
【0006】
また成形素材としてのラミネート材は多種多様であるため、全てが同じ処理条件で製造されるものではなく例えば、エージング等の処理条件によっては良好な成形性を得ることができないという課題もあった。
【0007】
その一方、ラミネート材を絞り加工するには、絞り成形用金型を用いているが、当然のことながら、金型の繰り返し使用による短期間での劣化を防止して耐久性の向上を図ることも切望されている。
【0008】
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、十分な耐久性を確保しつつ、良好な成形性を安定して得ることができる絞り成形用金型、絞り成形品の製造方法および蓄電モジュール用包材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。
【0010】
［１］一面側に開口する成形孔が設けられたダイスと、前記ダイスの一面側に対応して設けられたパンチとを備え、金属箔層の少なくとも片面側に樹脂層が設けられたラミネート材を前記ダイスの一面に配置した状態で、前記成形孔に圧入した前記パンチによってラミネート材を凹状に絞り加工して絞り成形品を成形するための絞り成形用金型であって、
ラミネート材と接触する前記パンチの先端側表面に易滑面が形成され、
前記易滑面におけるラミネート材に対する動摩擦係数が０．３以下に設定されるとともに、前記易滑面のビッカース硬さが２００ＨＶ以上に設定されていることを特徴とする絞り成形用金型。
ラミネート材と接触する前記パンチの先端側表面に易滑面が形成され、
前記易滑面におけるラミネート材に対する動摩擦係数が０．３以下に設定されるとともに、前記易滑面のビッカース硬さが２００ＨＶ以上に設定されていることを特徴とする絞り成形用金型。
【0011】
［２］前記パンチの先端側表面の少なくとも外周縁部が、前記易滑面に形成されている前項１に記載の絞り成形用金型。
【0012】
［３］前記パンチは、パンチ本体と、そのパンチ本体の先端側表面を覆うように設けられた易滑被膜とを備え、前記易滑被膜の表面によって前記易滑面が形成されている前項１または２に記載の絞り成形用金型。
【0013】
［４］前記易滑被膜は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）被膜によって構成されている前項３に記載の絞り成形用金型。
【0014】
［５］前記易滑被膜の厚さが０．１μｍ～３μｍに設定されている前項３または４に記載の絞り成形用金型。
【0015】
［６］前記ダイスの成形孔内周面におけるビッカース硬さが２００ＨＶ以上に設定され、
前記ダイスの成形孔内周面におけるラミネート材に対する動摩擦係数が、前記易滑面の動摩擦係数よりも大きく設定されている前項１～５のいずれか１項に記載の絞り成形用金型。
前記ダイスの成形孔内周面におけるラミネート材に対する動摩擦係数が、前記易滑面の動摩擦係数よりも大きく設定されている前項１～５のいずれか１項に記載の絞り成形用金型。
【0016】
［７］前項１～６のいずれか１項に記載の絞り成形用金型を用いて、ラミネート材を凹状に絞り加工することよって、凹部が形成された絞り成形品を製造するようにしたことを特徴とする絞り成形品の製造方法。
【0017】
［８］前項１～６のいずれか１項に記載の絞り成形用金型を用いて、ラミネート材を凹状に絞り加工することよって、凹部が形成された蓄電モジュール用包材を製造するようにしたことを特徴とする蓄電モジュール用包材の製造方法。
【発明の効果】
【0018】
発明［１］の絞り成形用金型によれば、パンチ先端側表面に易滑面を形成してその表面の動摩擦係数を低下させているため、成形時にラミネート材がパンチ先端側表面に沿って無理なく回り込むように変形し、引張応力等が局部的に集中して作用するような不具合がなく、ラミネート材を所望の形状に精度良く適確に加工でき、良好な成形性を安定して得ることができる。またパンチ先端側表面に十分な強度を確保しているため、耐久性の向上を図ることができる。
【0019】
発明［２］の絞り成形用金型によれば、ラミネート材において成形時に特に応力が集中し易い部分に対応する、パンチ先端側表面の外周縁部に易滑面を形成しているため、成形性をより一層向上させることができる。
【0020】
発明［３］～［５］の絞り成形用金型によれば、パンチ本体に易滑被膜を形成するだけで簡単に易滑面を形成でき、ひいては金型製作を簡単かつ効率良く行うことができる。
【0021】
発明［６］の絞り成形用金型によれば、ダイス内周面におけるラミネート材に対するグリップ力を確保できるため、成形時にラミネート材が位置ずれするのを防止できて、安定した成形性をより確実に得ることができる。
【0022】
発明［７］の絞り成形品の製造方法によれば、上記発明の絞り成形用金型を用いるものであるため、上記と同様の効果を得ることができる。
【0023】
発明［８］の蓄電モジュール用包材の製造方法によれば、上記発明の絞り成形用金型を用いるものであるため、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
＜第１実施形態＞
図１はこの発明の第１実施形態である絞り成形用金型を示す正面断面図である。同図に示すように本第１実施形態の絞り成形用金型は、ダイス１と、パンチ２と、ブランクホルダー３とを備え、図５Ａに示すようにラミネート材（ラミネートシート）Ｌである成形素材に対し凹状に絞り加工することによって、図５Ｂに示すように凹部５１が形成された絞り成形品５を成形するものである。
図１はこの発明の第１実施形態である絞り成形用金型を示す正面断面図である。同図に示すように本第１実施形態の絞り成形用金型は、ダイス１と、パンチ２と、ブランクホルダー３とを備え、図５Ａに示すようにラミネート材（ラミネートシート）Ｌである成形素材に対し凹状に絞り加工することによって、図５Ｂに示すように凹部５１が形成された絞り成形品５を成形するものである。
【0026】
図５Ａに示すように本実施形態で用いられる成形素材としてのラミネート材Ｌは、アルミニウム箔等の金属箔層６１と、その金属箔の一面（内面）に積層された熱融着性の樹脂層６２と、金属箔層の他面（外面）に積層された耐熱性の樹脂層６３とを備えている。本実施形態の絞り成形品５においては、ラミネート材Ｌにおける一面側の熱融着性樹脂層（一面側樹脂層）６２が凹部５１の内周面側に配置されるように成形されている。
【0027】
なお本実施形態においては、ラミネート材Ｌとして３層構造のものを採用しているが、それだけに限られず、本発明においては、金属箔層の少なくとも片面に樹脂層が設けられてさえいれば、２層構造のものでも、４層以上の構造のものでも用いることができる。もっとも本発明においては、金属箔層を含み、かつ一面側（内面側）および他面側（外面側）の両側に樹脂層が設けられた３層以上の構造のものを用いるのが好ましい。
【0028】
【0029】
ダイス１の一面側（図１の下面側）には、ブランクホルダー３が設けられている。ブランクホルダー３は、軸心方向に貫通し、かつダイス１の成形孔１１に対応する平面視矩形状のパンチ挿通孔３１を有している。このブランクホルダー３は、そのパンチ挿通孔３１を成形孔１１に対し軸心を一致させた状態でダイス１の一面に対し接離可能に構成されている。これにより成形素材としてのラミネート材Ｌの中間部をダイス１の成形孔１１に対応させて配置した状態で、ラミネート材Ｌの外周縁部をダイス１およびブランクホルダー３によって挟持することにより、ラミネート材Ｌを保持できるように構成されている。
【0030】
図１および図３に示すようにダイス１の一面側（下面側）に対応して配置されるパンチ２は、ダイス１の成形孔１１に対応して平面視矩形状に形成されており、成形孔１１に対し軸心を一致させた状態で可動軸２５によって軸心に沿って移動自在となるように支持されている。そして可動軸２５が軸心に沿って移動することにより、パンチ２がブランクホルダー３のパンチ挿通孔３１を通じてダイス１の成形孔１１にその一面側（下面側）から圧入されるように構成されている。
【0031】
従ってパンチ２およびブランクホルダー３によって図５Ａに示すラミネート材Ｌを挟持した状態で、パンチ２を成形孔１１内に圧入させると、そのパンチ２によって、ラミネート材Ｌが一面側（下面側）から凹状に絞り加工されて、絞り成形品５が製作される。この絞り成形品５は既述した通り（図５Ｂ参照）、凹部５１の開口縁部に外方に張り出すように形成されたフランジ部５２を備え、例えばフランジ部５２が適当なサイズに切断されて、蓄電モジュールのケーシングである包材（筐体）として用いられる。
【0032】
本実施形態の絞り成形用金型におけるパンチ２は、ダイス１の成形孔１１に対応する側（図１の上面側）を先端側として、先端側表面（先端面および外周側面）が易滑面２２に形成されている。具体的には図４に示すように、パンチ２は、パンチ本体２０と、パンチ本体２０の先端面から外周側面にかけての領域全域に連続して設けられ、かつその領域全域を覆う易滑被膜（易滑層）２１とによって構成されており、この易滑被膜２１の表面によって易滑面２２が形成されている。
【0033】
なお図４においては発明の理解を容易にするため、易滑被膜２１の厚さを誇張して示しているが、実質的には易滑被膜２１の厚さは無視できる程度の厚さであり、パンチ２のサイズとパンチ本体２０のサイズとはほぼ同じと考えて良い（以下の図６においても同じ）。
【0034】
本実施形態において、易滑面２２におけるラミネート材Ｌの一面側（内面側）の熱融着性樹脂層６２に対する動摩擦係数を０．３以下に設定する必要があり、好ましくは０．２以下に設定するのが良い。すなわちパンチ２の易滑面２２の動摩擦係数を上記の規定値のように低く設定する場合には、ラミネート材Ｌの表面状態にかかわらず、成形時にパンチ２の外表面（易滑面２２）がラミネート材Ｌの熱融着性樹脂層６２に対し密着固定せず適度に滑り接触するため、成形時に成形素材としてのラミネート材Ｌがパンチ先端側表面に沿ってスムーズに回り込むように変形し、ラミネート材Ｌに作用する引張応力が適度に分散されて、多大な変形応力が局部的に集中して作用するのを防止することができる。このためラミネート材Ｌを所望の形状に無理なく加工でき、良好な成形性を安定して得ることができる。
【0035】
本発明においては、パンチ２のラミネート材Ｌの接触面である先端側表面のうち少なくとも一部に易滑被膜２１を形成するようにすれば良い。
【0036】
もっとも本発明では特に成形時に、ラミネート材Ｌにおいて、パンチ２の先端側表面における外周縁部（先端面および外周側面とのコーナー部）に対応する位置に応力が集中し易いため、少なくともこのコーナー部を易滑面２２に形成するのが好ましい。例えば図６に示すようにパンチ本体２０の先端側表面の外周縁部のみに易滑被膜２１を形成したパンチ２を採用することも可能である。このパンチ２を用いた場合においても上記と同様に、絞り成形によってラミネート材Ｌを無理なく加工できて、良好な成形性を安定して得ることができる。その上さらに、易滑被膜２１をパンチ先端側表面の外周縁部のみに部分的に形成する場合には、易膜被膜２１の形成領域を少なくでき、その分、コストを削減できるとともに、効率良く簡単に易滑被膜２１を形成することができ、ひいてはパンチ２を低コストで効率良く簡単に作製することができる。
【0037】
なお図６に示すパンチ２においては、パンチ本体２０の先端面中央部に、空気抜き等を考慮して凹部２６が形成されている。
【0038】
本実施形態において、易滑被膜２１の種類（被膜種）としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）被膜、ニッケル－フッ素樹脂共析被膜、フッ素樹脂含浸クロムメッキ被膜等を好適例として挙げることができ、中でも特にＤＬＣ被膜を用いるのが好ましい。
【0039】
ＤＬＣの成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、イオン化蒸着法、スパッタ法、真空アーク蒸着法等を用いることができ、中でもプラズマＣＶＤ法、真空アーク蒸着法を用いるが好ましい。
【0040】
また、ニッケル－フッ素樹脂共析被膜、フッ素樹脂含浸クロムメッキ被膜の形成方法としては、メッキ処理を用いることができる。
【0041】
本実施形態において易滑被膜２１の厚さは、０．１μｍ～１０μｍに調整するのが好ましい。特にＤＬＣ被膜の場合には０．１μｍ～３μｍに調整するのが好ましい。この膜厚が薄過ぎる場合には、十分な強度や十分な滑り性を確保することができず、耐久性の低下や成形性の低下を来すおそれがある。また膜厚が厚過ぎる場合には、金型の寸法精度に悪影響を及ぼすことがあり、高精度の成形品を作製するのが困難になるばかりか、被膜材料の使用料が増えるため、コストも増大するおそれがある。
【0042】
また本実施形態においては、パンチ２の易滑面２２におけるビッカース硬さ（ＪＩＳ Ｚ２２４４：２００９の「ビッカース測定法」に準拠）を２００ＨＶ（ｋｇｆ／ｍｍ２）に設定する必要がる。すなわち易滑面２２の強度を上記の規定値のように高く設定する場合には、パンチ２がプレス加工（絞り加工）に対して十分な強度を確保でき、金型の繰り返し使用による短期間での劣化を有効に防止でき、耐久性を向上でき、ひいてはコストを削減することができる。
【0043】
参考までに、従来のパンチ２における先端側表面のビッカース硬さは、３００ＨＶ（ｋｇｆ／ｍｍ２）～５００ＨＶ（ｋｇｆ／ｍｍ２）程度に設定されている。
【0044】
一方、本実施形態において、パンチ本体２０の材質は、プリハードン鋼または炭素工具鋼等の加工し易い鋼材によって構成されている。このような鋼材によって構成されたパンチ本体２０の表面に、上記のように易滑被膜２１を形成することによってパンチ２が形成されている。
【0045】
ところで本実施形態において、ダイス１の成形孔１１の内周面においても、ラミネート材Ｌに対しある程度の滑り性は必要であるが、滑り性よりもグリップ性を優先して、成形時にラミネート材Ｌに位置ずれが生じないようにするのが好ましい。従ってダイス１の成形孔内周面にけるラミネート材Ｌに対する動摩擦係数をあえて低下させる必要がなく、さらに成膜によるにコストの増大や、成膜による寸法精度の低下等を考慮すると、ダイス１側には上記のような易滑被膜２１等の被膜を形成しない方が良い。
【0046】
具体的にダイス１の成形孔内周面におけるラミネート材Ｌの耐熱性樹脂層（外面側樹脂層）６３に対する動摩擦係数は、０．４以上１．５以下（０．４～１．５）であるのが良く、より好ましくは１以下であるのが良い。
【0047】
特に本実施形態においてはダイス１の成形孔内周面の動摩擦係数を、パンチ２の易滑面２２の動摩擦係数よりも大きく設定している。換言すると、ダイス１の成形孔内周面の動摩擦係数を「μｄ」とし、パンチ２の易滑面２２の動摩擦係数を「μｐ」としたとき、「μｄ＞μｐ」の関係を成立させるのが好ましい。
【0048】
ここでダイス１の内周面およびパンチ２の易滑面２２の動摩擦係数の測定は、ＪＩＳ Ｋ７１２５に準拠して行うことができる。この際、ダイス１やパンチ２は立体形状であるため、試験片として、縦８０ｍｍ×横２００ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのダイス鋼における動摩擦係数測定面に、必要に応じて所定の条件で被膜（易滑被膜等）を形成したものを準備する。一方、その試験片の相手材として、必要に応じてラミネート材をその測定対象面が外表面となるように巻き付けた滑り片を準備する。そして上記試験片の測定面に対する滑り片の動摩擦係数を、ＪＩＳ Ｋ７１２５に準拠して測定するものである。なお、後に説明する実施例および比較例においても同様に動摩擦係数を測定している（ただし、比較例１、３についてはパンチ側の試験片に被膜は形成せず、また実施例１，３～６，比較例１，２についてはダイス側の試験片に被膜は形成していない）。
【0049】
また本実施形態では、ダイス１においてもパンチ２と同様、成形孔内周面におけるビッカース硬さ（ＪＩＳ Ｚ２２４４：２００９の「ビッカース測定法」に準拠）を２００ＨＶ（ｋｇｆ／ｍｍ２）以上に設定するのが好ましい。この場合には、プレス加工（絞り加工）に対して十分な強度を確保でき、金型の繰り返し使用による短期間での劣化を有効に防止でき、耐久性を向上でき、ひいてはコストを削減することができる。
【0050】
以上のように本実施形態の絞り成形用金型においては、パンチ先端側表面に易滑面２２を形成してパンチ先端側表面の動摩擦係数を低下させているため、成形時にラミネート材Ｌがパンチ先端側表面に沿って無理なく回り込むように変形し、引張応力等の変形応力が局部的に集中して作用するような不具合がなく、ラミネート材Ｌを所望の形状に精度良く確実に加工でき、良好な成形性を安定して得ることができる。
【0051】
さらに本実施形態においては、パンチ本体２０の表面に易滑被膜２１を形成するだけで簡単に易滑面２２を形成することができる。
【0052】
また本実施形態においては、ダイス内周面およびパンチ表面に十分な強度を確保しているため、耐久性の向上およびコストの削減を図ることができる。
【0053】
また本実施形態においては、ダイス内周面の動摩擦係数μｄをパンチ表面の動摩擦係数μｐよりも大きく設定しているため、成形時においてラミネート材Ｌの位置ずれを防止しつつラミネート材Ｌを無理なく絞り加工でき、寸法精度の高い高品質の絞り成形品５を確実に得ることができる。
【0054】
なお上記実施形態においては、ダイス１として、成形孔１１が貫通したものを採用しているが、それだけに限られず、本発明においては、ダイスとして、成形孔が底壁（天壁）を有する凹部状に形成されたものを採用するようにしても良い（以下の第２実施形態においても同じ）。
【0055】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態の絞り成形用金型（図１～図３参照）は、１回のプレス加工によって１枚のラミネート材Ｌから１つの絞り成形品５を成形するようにした、いわゆるシングルカップ成形用金型であるが、図７～図９に示すように本第２実施形態の絞り成形用金型は、１回のプレス加工によって１枚のラミネート材Ｌから２つの絞り成形品５を同時に成形できるようにした、いわゆるダブルカップ成形用金型である。
上記第１実施形態の絞り成形用金型（図１～図３参照）は、１回のプレス加工によって１枚のラミネート材Ｌから１つの絞り成形品５を成形するようにした、いわゆるシングルカップ成形用金型であるが、図７～図９に示すように本第２実施形態の絞り成形用金型は、１回のプレス加工によって１枚のラミネート材Ｌから２つの絞り成形品５を同時に成形できるようにした、いわゆるダブルカップ成形用金型である。
【0056】
すなわち図７～図９に示すように本第２実施形態の絞り成形用金型においては、ダイス１に２つの成形孔１１が互いの短辺同士が向かい合うように並列配置に形成されるとともに、ダイス１の一面（下面）に接離可能なブランクホルダー３に、ダイス１の２つの成形孔１１に対応して、２つのパンチ挿通孔３１が並列配置に形成されている。さらにダイス１の一面側（下面側）における２つの成形孔１１に対応して、２つのパンチ２が設けられている。
【0057】
この第２実施形態の絞り成形用金型において他の構成は、上記第１実施形態の絞り成形用金型と実質的に同様であるため、同一または相当部分に同一符号を付して重複説明は省略する。
【0058】
この第２実施形態の絞り成形用金型においては、ダイス下面側に２つの成形孔１１にまたがって１枚のラミネート材Ｌが配置されるようにして、そのラミネート材Ｌをダイス１およびブランクホルダー３によって挟持して保持する。その状態で、２つのパンチ２をブランクホルダー３の２つのパンチ挿通孔３１を介してダイス１の２つの成形孔１１に圧入して、１枚のラミネート材Ｌの２か所に絞り加工することにより、２つの絞り加工部（２つの絞り成形品５）が連接された絞り素形材を成形する。そしてこの絞り素形材を、絞り加工部間の連接部を切断することによって、互いに独立した２つの絞り成形品５を製作するものである。
【0059】
この第２実施形態の絞り成形用金型においても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0060】
その上さらに本実施形態のダブルカップ成形用金型では、成形直後の絞り素形材における２つの絞り加工部間の連接部にシワ等の成形不良が生じ易いが、本第２実施形態の成形用金型においては上記第１実施形態と同様、成形性に優れているため、連接部にシワ等の成形不良が発生するのを有効に防止でき、寸法精度が高い高品質の絞り素形材、ひいては高品質の絞り成形品５を確実に得ることができる。
【0061】
なお言うまでもなく、本発明においては１回の成形によって３つ以上の絞り加工部を成形するようにした絞り成形用金型にも適用することができる。
【実施例0062】
以下の手順（１）～（４）で成形素材としてのラミネート材（ラミネートシート）Ｌを準備した。
【0063】
（２）ＪＩＳ Ｈ４１６０で規定したＡ８０２１－Ｏのアルミニウム合金からなる厚さ４０μｍの金属箔（金属箔層）６１の両面に、リン酸、ポリアクリル酸（アクリル系樹脂）、クロム(III)塩化合物、水、アルコールからなる化成処理液を塗布した後、１８０℃で乾燥を行って、クロム付着量が片面当たり１０ｍｇ／ｍ２化成被膜を形成した。
【0064】
（２）上記の金属箔層の外面（他面）に、耐熱性樹脂層（他面側樹脂層）６３として２軸延伸ナイロンフィルム(２５μｍ)を２液硬化型ウレタン系接着剤(２μｍ)を介して積層した。
【0065】
（３）上記の金属箔層の内面（一面）に、熱融着性樹脂層（一面側樹脂層）６２としてＣＰＰフィルム（４０μｍ）を２液硬化型オレフィン系接着剤(２μｍ)を介して積層した。
【0066】
（４）こうして得られた積層体（ラミネート素材）に対し、４０℃環境下で１０日間ヒートエージング処理を行って、成形素材サンプルとしてのラミネート材Ｌを作製した。
【0067】
【0068】
すなわちダイス１として、矩形状の成形孔１１が１つ設けられ、その成形孔１１における短辺Ｌｄ１（図２参照）が４０．５ｍｍ、長辺Ｌｄ２が６０．５ｍｍ、コーナーの曲率半径Ｒｄ２が２．２５ｍｍ、開口縁部（肩部）の曲率半径Ｒｄ１（図１参照）が１ｍｍのものを準備した。
【0069】
【0070】
ブランクホルダー３として、パンチ挿通孔３１がダイス成形孔１１よりも少し大きいものを準備した。
【0071】
なおダイス１、パンチ本体２０、ブランクホルダー３は、ステンレス鋼の削り出し加工によってそれぞれ作製した。
【0072】
【表1】
【0073】
【表2】
【0074】
パンチ本体２０の先端面から外周側面にかけての領域（先端側正面）に連続状に易滑被膜２１を形成した。表１に示すように、この易滑被膜２１は、厚さ１μｍのＤＬＣ被膜によって構成されており、高周波プラズマＣＶＤによってブタジエンガスをベースとした原料ガスを用いて成膜したものである。
【0075】
こうしてパンチ本体２０の表面に易滑被膜２１を形成してパンチ２を作製した。表１に示すようにこのパンチ２の表面（易滑被膜２１による易滑面２２）は、ラミネート材Ｌの内面側樹脂層（熱融着性樹脂層）に対する動摩擦係数は０．１であり、ビッカース硬さは３０００ＨＶである。
【0076】
また表２に示すようにダイス１には、被膜等を形成しておらず、成形孔内周面におけるラミネート材Ｌの外面側樹脂層（耐熱性樹脂層）に対する動摩擦係数は０．５であり、ビッカース硬さは４００ＨＶである。
【0077】
このシングルカップ成形用金型を、２５ｔのプレス機に取り付けた成形装置を用いて、１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズのラミネート材（成形素材）Ｌに対し、成形高さ（絞り深さ）を異ならせるように複数回の深絞り成形を行った。つまり、成形高さを５ｍｍから０．５ｍｍ単位で徐々に高くなるようにして複数回の深絞り成形を行った。
【0078】
そして成形高さが８ｍｍ以上でも高い寸法精度の凹部（絞り加工部）が安定して得られた場合には「◎」と評価し、８ｍｍ未満（６ｍｍ以上）であれば高い寸法精度の凹部（絞り加工部）が安定して得られた場合には「〇」と評価し、６ｍｍ未満でしか、高い寸法精度の凹部（絞り加工部）が得られなかった場合には「×」と評価した。
【0079】
この実施例１のシングルカップ成形用金型においては表１の成形性（Ｓ）の欄に示すように「◎」の評価結果が得られた。
【0080】
またこの実施例１のシングルカップ成形用金型において、１０００回プレス（絞り成形）を行った後、パンチ２の表面状態を観察した。そして使用前（プレス前）と比較して変化が認められなかった場合には「〇」と評価し、使用前に比べて、傷や凹み等の劣化が認められた場合には「×」と評価した。
【0081】
表１に示すようにこの実施例１のシングルカップ成形用金型においては「〇」の評価結果が得られた。
【0082】
【0083】
すなわちダイス１として、成形孔１１が互いの短辺同士が向かい合うように２つ並列に設けられ、各成形孔１１における短辺Ｌｄ１（図８参照）が４０．５ｍｍ、長辺Ｌｄ２が６０．５ｍｍ、コーナーの曲率半径Ｒｄ２が２．２５ｍｍ、開口縁部（肩部）の曲率半径Ｒｄ１（図７参照）が１ｍｍのものを準備した。
【0084】
またダイス１の２つの成形孔１１に対応して２つのパンチ本体２０を準備した。各パンチ本体２０における短辺Ｌｐ１（図９参照）は４０ｍｍ、長辺Ｌｐ２は６０ｍｍ、コーナー部の曲率半径Ｒｐ２は２ｍｍ、先端面および外周側面間の肩部の曲率半径Ｒｐ１（図７参照）は１ｍｍである。なおダイス１の２つの成形孔１１の間隔は、２つのパンチ本体２０の間隔Ｌ３（図９参照）が１０ｍｍとなるように調整されている。
【0085】
さらにパンチ本体２０の先端面から外周側面にかけて上記と同様にＤＬＣ被膜（易滑被膜）２１を形成してパンチ２を作製した。
【0086】
またブランクホルダー３は、２つのダイス成形孔１１に対応して２つのパンチ挿通孔３１が形成されている。
【0087】
このダブルカップ成形用金型において、他の構成は上記シングルカップ成形用金型と同様である。
【0088】
このダブルカップ成形用金型を、２５ｔのプレス機に取り付けた成形装置を用いて、１００ｍｍ×２００ｍｍのサイズのラミネート材（成形素材）Ｌに対し、上記と同様に成形高さを０．５ｍｍ単位で徐々に高くなるようにして複数回の深絞り成形を行い、上記と同様の評価を行った。
【0089】
この実施例１のダブルカップ成形用金型においても表１の成形性（Ｗ）の欄に示すように「◎」の評価結果が得られた。
【0090】
このダブルカップ成形用金型においても上記シングルカップ成形用金型と同様に１０００回のプレス後の耐久性を評価したところ、上記と同様「〇」の評価結果が得られた。
【0091】
＜実施例２＞
表１および表２に示すように、厚さ３μｍのＤＬＣ被膜（易滑被膜２１）が形成され、その表面の動摩擦係数が０．０５のパンチと、成形孔内周面に厚さ０．５μｍのＤＬＣ被膜が形成され、その内周面におけるラミネート材Ｌの外面側樹脂層（耐熱性樹脂層）に対する動摩擦係数が０．１５のダイス１とを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例２のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、厚さ３μｍのＤＬＣ被膜（易滑被膜２１）が形成され、その表面の動摩擦係数が０．０５のパンチと、成形孔内周面に厚さ０．５μｍのＤＬＣ被膜が形成され、その内周面におけるラミネート材Ｌの外面側樹脂層（耐熱性樹脂層）に対する動摩擦係数が０．１５のダイス１とを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例２のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0092】
この実施例２のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性が「◎」、耐久性が「○」の評価が得られた。
【0093】
＜実施例３＞
表１および表２に示すように、厚さ０．５μｍのＤＬＣ被膜（易滑被膜２１）が形成され、その表面の動摩擦係数が０．１５のパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例３のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、厚さ０．５μｍのＤＬＣ被膜（易滑被膜２１）が形成され、その表面の動摩擦係数が０．１５のパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例３のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0094】
この実施例３のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性が「◎」、耐久性が「○」の評価が得られた。
【0095】
＜実施例４＞
表１および表２に示すように、易滑被膜２１として厚さ１０μｍのフッ素含有ニッケル（Ｎｉ－ＰＴＦＥ）被膜がメッキ処理により形成され、その表面の動摩擦係数が０．２、ビッカース硬さが３００ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例４のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、易滑被膜２１として厚さ１０μｍのフッ素含有ニッケル（Ｎｉ－ＰＴＦＥ）被膜がメッキ処理により形成され、その表面の動摩擦係数が０．２、ビッカース硬さが３００ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例４のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0096】
この実施例４のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性が「○」、耐久性が「○」の評価が得られた。
【0097】
＜実施例５＞
表１および表２に示すように、易滑被膜２１として厚さ１０μｍのフッ素含有ニッケル（Ｎｉ－ＰＴＦＥ）被膜がメッキ処理により形成され、その表面の動摩擦係数が０．１、ビッカース硬さが８００ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例５のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、易滑被膜２１として厚さ１０μｍのフッ素含有ニッケル（Ｎｉ－ＰＴＦＥ）被膜がメッキ処理により形成され、その表面の動摩擦係数が０．１、ビッカース硬さが８００ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例５のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0098】
この実施例５のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性が「○」、耐久性が「○」の評価が得られた。
【0099】
＜実施例６＞
表１および表２に示すように、易滑被膜２１として厚さ１０μｍのフッ素含有クロム（Ｃｒ－ＰＴＦＥ）被膜がメッキ処理により形成され、その表面の動摩擦係数が０．３、ビッカース硬さが５００ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例６のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、易滑被膜２１として厚さ１０μｍのフッ素含有クロム（Ｃｒ－ＰＴＦＥ）被膜がメッキ処理により形成され、その表面の動摩擦係数が０．３、ビッカース硬さが５００ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例６のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0100】
この実施例６のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性が「○」、耐久性が「○」の評価が得られた。
【0101】
＜実施例７＞
表１および表２に示すように、易滑被膜２１として厚さ３μｍのＤＬＣ被膜が形成され、その表面の動摩擦係数が０．１、ビッカース硬さが３０００ＨＶのパンチと、成形孔内周面に厚さ３μｍのＤＬＣ被膜が形成され、その内周面の動摩擦係数が０．０５、ビッカース硬さが３０００ＨＶのダイス１とを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例７のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、易滑被膜２１として厚さ３μｍのＤＬＣ被膜が形成され、その表面の動摩擦係数が０．１、ビッカース硬さが３０００ＨＶのパンチと、成形孔内周面に厚さ３μｍのＤＬＣ被膜が形成され、その内周面の動摩擦係数が０．０５、ビッカース硬さが３０００ＨＶのダイス１とを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、実施例７のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0102】
この実施例７のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性がシングルカップ成形用金型では「◎」、ダブルカップ成形用金型では「○」、耐久性は共に「○」の評価が得られた。
【0103】
＜比較例１＞
表１および表２に示すように、被膜が形成されず、表面の動摩擦係数が０．５、ビッカース硬さが４００ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、比較例１のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、被膜が形成されず、表面の動摩擦係数が０．５、ビッカース硬さが４００ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、比較例１のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0104】
この比較例１のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性が「×」、耐久性が「○」の評価が得られた。
【0105】
＜比較例２＞
表１および表２に示すように、厚さ５μｍのフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）被膜が形成され、その表面の動摩擦係数が０．１、ビッカース硬さが５ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、比較例２のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、厚さ５μｍのフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）被膜が形成され、その表面の動摩擦係数が０．１、ビッカース硬さが５ＨＶのパンチを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、比較例２のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0106】
この比較例２のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性が「◎」、耐久性が「×」の評価が得られた。
【0107】
＜比較例３＞
表１および表２に示すように、被膜が形成されず、表面の動摩擦係数が０．５、ビッカース硬さが４００ＨＶのパンチと、成形孔内周面に厚さ０．５μｍのＤＬＣ被膜が形成され、その内周面の動摩擦係数が０．１５のダイス１とを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、比較例３のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
表１および表２に示すように、被膜が形成されず、表面の動摩擦係数が０．５、ビッカース硬さが４００ＨＶのパンチと、成形孔内周面に厚さ０．５μｍのＤＬＣ被膜が形成され、その内周面の動摩擦係数が０．１５のダイス１とを用い、それ以外は上記実施例１と同様にして、比較例３のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型を作製した。
【0108】
この比較例３のシングルカップ成形用金型およびダブルカップ成形用金型において上記実施例１と同様に、成形性および耐久性を評価したところ、表１に示すように成形性が「×」、耐久性が「○」の評価が得られた。
【0109】
＜総評＞
表１に示すように、本発明に関連した実施例１～７の金型においては、成形性および耐久性として良好な評価が得られた。特に易滑被膜２１としてＤＬＣ被膜を用いた実施例１～３，７の金型においては、より一層優れた成形性が得られた。
表１に示すように、本発明に関連した実施例１～７の金型においては、成形性および耐久性として良好な評価が得られた。特に易滑被膜２１としてＤＬＣ被膜を用いた実施例１～３，７の金型においては、より一層優れた成形性が得られた。
【0110】
これに対し、本発明の要旨を逸脱する比較例１～３の金型においては、成形性および耐久性のいずれかの評価が劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【0111】
この発明の絞り成形用金型は、金属箔層に樹脂層が積層されたラミネート材を成形素材として得られる絞り成形品、例えば蓄電モジュール用の包材等を製造する際に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0112】
１：ダイス
１１：成形孔
２：パンチ
２０：パンチ本体
２１：易滑被膜
２２：易滑面
５：絞り成形品
５１：凹部
６１：金属箔層
６２，６３：樹脂層
Ｌ：ラミネート材
１１：成形孔
２：パンチ
２０：パンチ本体
２１：易滑被膜
２２：易滑面
５：絞り成形品
５１：凹部
６１：金属箔層
６２，６３：樹脂層
Ｌ：ラミネート材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】