(57)【要約】【課題】測定対象物の良不良を容易に且つ高精度に測定することができる肉厚測定装置及び肉厚測定方法を提供する。【解決手段】一実施形態に係る肉厚測定装置は、測定対象物Ｔの肉厚を測定する肉厚測定装置１０であって、測定対象物Ｔを成形する金型１と、金型１において測定対象物Ｔが成形されているときに測定対象物Ｔの肉厚を測定する肉厚測定センサ１１と、を備え、金型１は、測定対象物Ｔが入り込む凹部１Ａを有し、肉厚測定センサ１１は、凹部１Ａの隅部１ａに配置されている。【選択図】図４
2020076713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の肉厚を測定する肉厚測定装置であって、
前記測定対象物を成形する金型と、
前記金型において前記測定対象物が成形されているときに前記測定対象物の肉厚を測定する肉厚測定センサと、
を備え、
前記金型は、前記測定対象物が入り込む凹部を有し、
前記肉厚測定センサは、前記凹部の隅部に配置されている、
肉厚測定装置。
【請求項２】
前記肉厚測定センサは、成形されている前記測定対象物の湾曲部の中央に向けられる、
請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項３】
前記肉厚測定センサは、成形されている前記測定対象物の湾曲部に対向する箇所に設けられる、
請求項１又は２に記載の肉厚測定装置。
【請求項４】
前記肉厚測定センサは、前記凹部の底面に設けられている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の肉厚測定装置。
【請求項５】
前記金型において前記測定対象物が成形されているときに前記測定対象物の皺を測定する皺測定センサを更に備え、
前記皺測定センサは、平面視における前記金型の凹部の外側に配置される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の肉厚測定装置。
【請求項６】
測定対象物の肉厚を測定する肉厚測定方法であって、
金型の凹部に前記測定対象物を押し込んで前記測定対象物を成形する工程と、
前記凹部の隅部に配置された肉厚測定センサによって、前記凹部に入り込んでいる前記測定対象物の肉厚を測定する工程と、
を備える肉厚測定方法。
【請求項７】
平面視における前記金型の前記凹部の外側に配置された皺測定センサによって、前記測定対象物の皺を測定する工程を更に備える、
請求項６に記載の肉厚測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形される測定対象物の肉厚を測定する肉厚測定装置及び肉厚測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型によって成形される成形品において、成形品の不良を監視したり評価したりすることは従来から行われている。特許文献１には、加圧力を受けるフレーム及びプレス台と、下金型が固定されたボルスタと、上金型が取り付けられると共に上下移動を行うスライドと、スライドを駆動するスライド駆動機構とを備えたプレス装置が記載されている。このプレス装置では、下金型の上に被成形素材を載せた状態でスライドを降下することにより、下金型及び上金型の間で被成形素材を成形する。
【０００３】
プレス装置には、被成形素材のプレス不良を検出するためのプレス監視システムが設けられる。プレス監視システムは、成形加工時に発生するアコースティック・エミッション（以下では「ＡＥ）とする）を計測し、ＡＥから得られる情報に基づいてプレス不良を検出する。ＡＥは、被成形素材の亀裂の発生又は伸展を含む被成形素材の破壊等に伴って発生する振動又は音波等の弾性波である。
【０００４】
プレス監視システムは、ＡＥセンサと、ＡＥ計測手段と、数値処理手段と、評価手段と、評価基準決定手段と、圧力測定手段と、摩擦係数測定手段とを備える。ＡＥセンサはＡＥを検出し、ＡＥの検出信号はＡＥ変形に変換される。評価手段は、予め定められた評価基準となるＡＥ波形と、ＡＥセンサの計測によって得られたＡＥ波形とを比較演算し、当該比較演算を経てプレス不良の有無を判定する。
【０００５】
具体的には、評価手段は、評価基準となるＡＥ波形と、計測によって得られたＡＥ波形とのそれぞれのＡＥエネルギー値を算出する。そして、評価手段は、評価基準のＡＥ波形から算出したＡＥエネルギー値と、計測によって得られたＡＥ波形から算出したＡＥエネルギー値との差分が許容範囲内であればプレス良と判定し、当該差分が許容範囲外であればプレス不良と判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３２８４４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、前述したように下金型及び上金型の間で被成形素材を成形するときに、成形の良不良を判定するにあたり、成形された被成形素材の肉厚を測定することがある。被成形素材の肉厚を測定することにより、成形された被成形素材の肉厚が一定値以上であれば良、成形された被成形素材の肉厚が一定値未満であれば不良、というように測定対象物の良不良を評価することが可能である。
【０００８】
成形された測定対象物の肉厚を測定する方法として、マイクロメータを用いて測定対象物の肉厚を測定する方法がある。しかしながら、マイクロメータを用いた方法では、成形された測定対象物を取り出した後に切断して肉厚を測定する必要があるため、肉厚の測定が煩雑である上に、測定に用いた測定対象物を製品とすることはできない。また、成形された測定対象物の肉厚を測定する方法として、顕微鏡によって測定対象物の断面を観察する方法がある。しかしながら、この断面を観察する方法では、顕微鏡等の設備が必要であって観察による測定が煩雑である上に、この場合も測定に用いた測定対象物を製品とすることはできない。
【０００９】
一方、前述したように、ＡＥによってプレス不良を検出する場合、ＡＥセンサ、ＡＥ計測手段、数値処理手段、評価手段及び評価基準決定手段等を含む専用の設備が必要となる。更に、評価基準決定手段等によって亀裂が生じる不良判定のための信号を評価基準として予め作成する必要がある。従って、良不良の判定が予め作成された不良判定のための信号に依存するので、良不良の判定の精度において改善の余地がある。更に、ＡＥによってプレス不良を検出する場合、音響信号のデータ量が非常に多いため、ＡＥセンサからの信号の抽出が困難となる場合がある。また、音響信号は金型の種類又は周囲の環境等によってパターンが異なることにより、音響信号を精度よく抽出できないことがある。
【００１０】
更に、成形された測定対象物に光源から光を照射して測定対象物から漏れた光の有無を受光センサによって監視する方法が考えられる。しかしながら、漏れた光の有無によって良不良を判定する場合、実際に亀裂が生じていても光が漏れないこともあるので、良不良の判定の精度において改善の余地がある。以上の事情に鑑みて、測定対象物の良不良を容易に且つ高精度に測定できることが求められる。
【００１１】
本発明は、測定対象物の良不良を容易に且つ高精度に測定することができる肉厚測定装置及び肉厚測定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】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明者が鋭意検討した結果、金型の凹部の隅部に肉厚測定センサを配置して、肉厚測定センサによって成形時の測定対象物の肉厚を測定することにより、測定対象物の肉厚を容易に且つ高精度に測定できることを見い出した。本発明の一側面は、かかる知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
すなわち、本発明の一形態に係る肉厚測定装置は、測定対象物の肉厚を測定する肉厚測定装置であって、測定対象物を成形する金型と、金型において測定対象物が成形されているときに測定対象物の肉厚を測定する肉厚測定センサと、を備え、金型は、測定対象物が入り込む凹部を有し、肉厚測定センサは、凹部の隅部に配置されている。
【００１４】
この肉厚測定装置の金型では、測定対象物が凹部に押し込まれて測定対象物の成形が行われる。この測定対象物の成形時に、測定対象物の凹部に押し込まれる部分は測定対象物の他の部分よりも薄くなりやすい。特に、測定対象物の凹部の隅部に対向する部分が薄くなりやすく、この部分は他の部分と比較して亀裂等が生じる可能性が高い箇所である。従って、前述したように、肉厚測定センサが凹部の隅部に配置され、この肉厚測定センサによって成形時の測定対象物の肉厚を測定することにより、測定対象物の亀裂が生じやすい箇所の肉厚を直接測定することができる。すなわち、肉厚測定センサが凹部の隅部に配置されることによって亀裂等が生じやすい箇所の肉厚を直接且つ自動的に測定することができる。よって、薄く且つ亀裂が生じる可能性が高い部分の肉厚を肉厚測定センサが成形時に直接且つ自動的に測定することにより、測定対象物の肉厚を容易に且つ高精度に測定することができる。また、肉厚測定センサが成形時に測定対象物の厚さを測定することにより、測定対象物の切断が不要となるため、測定対象物をそのまま製品にすることができる。そして、一つ一つの測定対象物に対して成形の度に肉厚を測定することができるので肉厚の測定精度をより高めることが可能である。更に、肉厚測定センサは、顕微鏡又はＡＥによってプレス不良を検出する装置と比較して構成が簡易であるため、簡易な構成で測定対象物の良不良を容易に且つ高精度に測定することができる。
【００１５】
また、肉厚測定センサは、成形されている測定対象物の湾曲部の中央に向けられてもよい。この場合、成形によって薄くなりやすい部分に肉厚測定センサが向けられるので、測定対象物の肉厚の測定精度をより高めることができる。
【００１６】
また、肉厚測定センサは、成形されている測定対象物の湾曲部に対向する箇所に設けられてもよい。この場合、成形によって薄くなりやすい部分の近くに肉厚測定センサが設けられるので、測定対象物の肉厚の測定精度を高めることができる。
【００１７】
また、肉厚測定センサは、凹部の底面に設けられていてもよい。この場合、金型の凹部に肉厚測定センサを容易に配置することができると共に、肉厚測定センサの配置を高精度に行うことができるので、測定対象物の肉厚測定を更に高精度に行うことができる。
【００１８】
また、前述した肉厚測定装置は、金型において測定対象物が成形されているときに測定対象物の皺を測定する皺測定センサを更に備え、皺測定センサは、平面視における金型の凹部の外側に配置されてもよい。ところで、この金型では、測定対象物が凹部に押し込まれて測定対象物の成形が行われるときに、金型の凹部の外側の部分において皺が生じやすい。成形品となる測定対象物に皺が生じると、皺によって他の成形品に対する接触面積が低下することにより、成形品の接合時等に高い応力がかかって耐圧等において問題が生じる可能性がある。従って、上記のように、皺測定センサが金型の凹部の外側に配置され、この皺測定センサによって成形時の測定対象物の皺を測定することにより肉厚の測定と共に皺を測定することができるので、成形品となる測定対象物の品質を更に高めることができる。
【００１９】
本発明の一形態に係る肉厚測定方法は、測定対象物の肉厚を測定する肉厚測定方法であって、金型の凹部に測定対象物を押し込んで測定対象物を成形する工程と、凹部の隅部に配置された肉厚測定センサによって、凹部に入り込んでいる測定対象物の肉厚を測定する工程と、を備える。
【００２０】
この肉厚測定方法では、測定対象物を金型の凹部に押し込んで測定対象物の成形を行い、このときに、凹部の隅部に配置された肉厚測定センサが測定対象物の肉厚を測定する。従って、測定対象物の凹部の隅部に対向する部分の肉厚を成形時に肉厚測定センサが測定するので、測定対象物の亀裂が生じやすい箇所の肉厚を直接測定することができる。すなわち、凹部の隅部に配置された肉厚測定センサが測定対象物の肉厚を測定することによって、亀裂等が生じやすい箇所の肉厚を直接且つ自動的に測定することができる。よって、前述した肉厚測定装置と同様、薄く且つ亀裂が生じる可能性が高い部分の肉厚を肉厚測定センサが成形時に直接且つ自動的に測定することにより、測定対象物の肉厚を容易に且つ高精度に測定することができる。また、肉厚測定センサが成形時に肉厚を直接且つ自動的に測定することにより、測定対象物の切断が不要となるため、測定対象物をそのまま製品にすることができる。更に、一つ一つの測定対象物に対して成形と共に肉厚測定を行うことができるので、肉厚の測定精度をより高めることができる。また、肉厚測定センサとしては、顕微鏡又はＡＥによってプレス不良を検出する装置よりも構成が簡易なものを用いることができるため、簡易な構成で測定対象物の良不良を容易に且つ高精度に測定することができる。
【００２１】
また、前述した肉厚測定方法は、平面視における金型の凹部の外側に配置された皺測定センサによって、測定対象物の皺を測定する工程を更に備えてもよい。この場合、金型の凹部の外側に配置された皺測定センサが成形時の測定対象物の皺を測定する。従って、肉厚測定センサによって測定対象物の肉厚を測定すると共に、皺測定センサによって測定対象物の皺を測定することができるので、成形品となる測定対象物の品質を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、測定対象物の良不良を容易に且つ高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る肉厚測定装置を備える例示的な金型を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の金型の下金型の一部を示す平面図である。
【図３】図３は、図１の金型によって成形されると共に肉厚が測定される測定対象物の肉厚の分布の例を示す平面図である。
【図４】図４は、図１の金型による成形時の測定対象物の状態を示す縦断面図である。
【図５】図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、図１の金型によって成形されると共に皺が測定される測定対象物の皺の分布を示す平面図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る肉厚測定方法を実行する前の初期状態の金型を示す縦断面図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る肉厚測定方法の一工程を示す縦断面図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る肉厚測定方法の図８の工程の続きの工程を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る肉厚測定方法の図９の工程の続きの工程を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る肉厚測定装置における肉厚測定センサの配置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る肉厚測定装置及び肉厚測定方法の実施形態について詳細に説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解を容易にするため一部を誇張又は簡略化して描いている場合があり、寸法比率及び角度等は図面に記載のものに限定されない。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る肉厚測定装置１０を示す縦断面図である。図１に示されるように、肉厚測定装置１０は、肉厚を測定する対象物である測定対象物Ｔを成形する金型１に組み込まれている。金型１は、絞り加工を行って測定対象物Ｔを成形する下絞りの成形金型であり、例えば、測定対象物Ｔはラミネートフィルムである。本実施形態において、測定対象物Ｔは、例えば、（一例として車載用の）リチウムイオン電池又は全固体電池等、ラミネート型電池を包装する外装材として用いられる。
【００２６】
例えば、測定対象物Ｔは、電池本体等の包装対象物を収容する凹状の本体部Ｔ１と、平面視における本体部Ｔ１の外側において他の測定対象物Ｔと接合される枠状（フランジ状）の接合部Ｔ２とを有する。一例として、測定対象物Ｔは、三層構造とされており、測定対象物Ｔの外面Ｔ３を構成する第１樹脂層と、測定対象物Ｔの内面Ｔ４を構成する第２樹脂層と、第１樹脂層及び第２樹脂層の間に設けられる金属層とを有する。
【００２７】
外面Ｔ３を成す第１樹脂層は耐熱温度が高い樹脂によって構成されており、第１樹脂層の耐熱温度は内面Ｔ４を成す第２樹脂層の耐熱温度よりも高い。例えば、内面Ｔ４は接合部Ｔ２においてヒートシールされるため、内面Ｔ４を成す第２樹脂層の融点は第１樹脂層の融点よりも低い。一例として、外面Ｔ３を成す第１樹脂層の材料はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はナイロンであり、内面Ｔ４を成す第２樹脂層の材料はポリプロピレン（ＰＰ）である。
【００２８】
第１樹脂層と第２樹脂層の間に設けられる金属層の材料は、例えば、アルミニウム又はステンレスである。当該金属層の材料がステンレスである場合、当該金属層の耐熱性をより高めることが可能である。一例として、測定対象物Ｔの厚さは、１００μｍ以上且つ２００μｍ以下であり、１１０μｍ以上且つ１８０μｍ以下、又は１１０μｍ以上且つ１５０μｍ以下であってもよい。なお、測定対象物Ｔの用途、厚さ及び材料は、前述した例に限られず適宜変更可能である。
【００２９】
金型１は、上金型２と下金型３とを含んでいる。例えば、金型１は、絞りパンチ４と、ストリッパ５と、ストリッパプレート押圧部材６と、絞りダイ７と、下死点位置決め手段９とを備える。絞りパンチ４、ストリッパ５及びストリッパプレート押圧部材６は上金型２に設けられ、絞りダイ７は下金型３に設けられ、下死点位置決め手段９は上金型２及び下金型３の双方に設けられる。ストリッパプレート押圧部材６は、例えば、ストリッパ５を押さえるエアシリンダを含んでいる。また、金型１は、測定対象物Ｔが入り込む凹部１Ａを有し、凹部１Ａは、例えば、絞りダイ７の側面７ａと底面７ｃとによって画成されている。
【００３０】
ところで、測定対象物Ｔの成形では、例えば、測定対象物Ｔの絞り深さが深いこと、及び測定対象物Ｔの隅部Ｔ５（例えば四隅）のＳＲ形状の丸みが小さいことに加えて、測定対象物Ｔの肉厚が均一であることが要求される。測定対象物Ｔの肉厚は金型１の評価の要素となることがあり測定対象物Ｔの製品としての安全性の確保に繋がることから、測定対象物Ｔの肉厚を測定することは重要となりうる。
【００３１】
このような事情に鑑みて、本実施形態に係る金型１には肉厚測定装置１０が組み込まれており、成形時における測定対象物Ｔの肉厚測定を行う。肉厚測定装置１０が成形時における測定対象物Ｔの肉厚を測定することにより、金型１では、成形条件の設定（例えば、ラミネート仕様の設定、絞り深さ、ラミネート前の素材の寸法、又はストリッパ５の押さえ力等）、測定対象物Ｔの製品としての量産時における不良品検出（例えば肉厚不足）、及びトレーサビリティを確保しうる。
【００３２】
図２は、肉厚測定装置１０の平面図である。図１及び図２に示されるように、肉厚測定装置１０は、例えば、前述した金型１と、金型１による成形時の測定対象物Ｔの肉厚を測定する肉厚測定センサ１１と、金型１による成形時の測定対象物Ｔの皺を測定する皺測定センサ１２とを備える。ところで、測定対象物Ｔの皺の高さは測定対象物Ｔの押さえ方又は押さえ荷重によって変化するものであって、測定対象物Ｔの皺の高さを逐一測定することは困難であった。従来、測定対象物Ｔの皺の高さは、測定対象物Ｔの成形後に工数をかけて行うため、効率よく且つ精度よく測定することが困難であった。これに対し、本実施形態では、皺測定センサ１２を備えることにより、成形時における測定対象物Ｔの皺を効率よく且つ精度よく測定することが可能である。
【００３３】
肉厚測定センサ１１は、金型１の凹部１Ａの隅部１ａに配置されており、例えば、絞りダイ７に組み込まれている。一例として、肉厚測定装置１０は１つの肉厚測定センサ１１を備える。具体例として、下金型３の下面３ｂには上金型２側に窪む凹部３ｃが形成されており、肉厚測定センサ１１は絞りダイ７に埋め込まれると共に凹部３ｃに固定される。肉厚測定センサ１１の位置は、例えば、絞りパンチ４が下死点に到達したときの絞りパンチ４の先端部４ａに対向する位置である。皺測定センサ１２は、平面視における凹部１Ａの外側に配置されており、例えば、絞りダイ７のストリッパ５との対向位置であって平面視における測定対象物Ｔの外側に設けられる。
【００３４】
図３は、１５０μｍの肉厚を有する測定対象物Ｔに対して絞り加工を行ったときの測定対象物Ｔの肉厚の分布の例を示す図である。図３の複数の一点鎖線のそれぞれは測定対象物Ｔの肉厚の等高線を示しており、線Ｌ１は１４５μｍ、線Ｌ２は１４０μｍ、線Ｌ３は１３５μｍ、線Ｌ４は１３０μｍ、線Ｌ５は１２５μｍ、の等高線をそれぞれ示している。図３に示されるように、例えば、長方形状を成す測定対象物Ｔの肉厚は、測定対象物Ｔの外縁Ｔ６において最も厚く、外縁Ｔ６の肉厚は概ね１４５μｍ以上である。
【００３５】
測定対象物Ｔの肉厚は、外縁Ｔ６から測定対象物Ｔの内側に向かうにつれて徐々に薄くなり、平面視における測定対象物Ｔの中央に位置する本体部Ｔ１の肉厚は概ね１４０μｍ以上且つ１４５μｍ以下である。測定対象物Ｔの本体部Ｔ１と接合部Ｔ２との境界部Ｔ７における肉厚は概ね１３５μｍ以上且つ１４０μｍ以下である。そして、測定対象物Ｔの隅部Ｔ５（例えば四隅）に向かうにつれて測定対象物Ｔの肉厚は徐々に薄くなり、隅部Ｔ５には測定対象物Ｔの肉厚が１２５μｍ以下の箇所も存在する。このように、成形時の測定対象物Ｔでは、隅部Ｔ５に肉厚が最も薄い箇所が存在する。
【００３６】
図４は、絞りパンチ４及びストリッパ５と、絞りダイ７との間に挟み込まれると共に金型１の凹部１Ａに入り込んだ測定対象物Ｔを示す縦断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。図４及び図５に示されるように、測定対象物Ｔの本体部Ｔ１と接合部Ｔ２との間に位置する境界部Ｔ７では、接合部Ｔ２から隅部Ｔ５に向かうにつれて測定対象物Ｔの厚さが徐々に薄くなっている。
【００３７】
より具体的には、測定対象物Ｔの厚さは隅部Ｔ５の絞りパンチ４の先端部４ａとの接触境界Ｂにおいて最も薄くなっており、測定対象物Ｔの薄い箇所は接触境界Ｂから隅部Ｔ５の湾曲部Ｔ８（例えばＳＲ形状部）にわたって存在する。そして、測定対象物Ｔの肉厚は、凹部１Ａの底面１ｂ（絞りダイ７の底面７ｃ）に沿って湾曲部Ｔ８から離れるに従って徐々に厚くなっている。
【００３８】
以上の点を鑑みて、本実施形態では、金型１の隅部１ａに肉厚測定センサ１１が配置されており、肉厚測定センサ１１は成形されている測定対象物Ｔの湾曲部Ｔ８の中央に向けられる。すなわち、肉厚測定センサ１１は、成形されている測定対象物Ｔの湾曲部Ｔ８に対向する箇所に設けられている。
【００３９】
肉厚測定センサ１１は、例えば、デジタル式の距離読み取りセンサ（距離センサ）である。一例として、肉厚測定センサ１１は、金型１の開き量を測定する埋め込み式のセンサである。肉厚測定センサ１１は、例えば、測定対象物Ｔが存在しないときの下死点到達時における絞りパンチ４との距離と、測定対象物Ｔが存在するときの下死点到達時における絞りパンチ４との距離の差分を算出することによって成形時の測定対象物Ｔの肉厚（減肉量）を測定する。肉厚測定センサ１１は、例えば、測定対象物Ｔに接触しない非接触式の距離センサであってもよく、一例として、ファイバ同軸変位センサであってもよい。肉厚測定センサ１１が非接触式のセンサである場合、肉厚測定センサ１１が測定対象物Ｔに接触しないので、肉厚測定時に測定対象物Ｔに傷等がつく可能性をより低減させることが可能となる。
【００４０】
肉厚測定センサ１１は、例えば、上金型２及び下金型３が並ぶ方向（一例として鉛直方向）に対して斜めを向くように配置されている。肉厚測定センサ１１の向きは、平面視における凹部１Ａの内側に傾斜している。このように、肉厚測定センサ１１の向きは、上金型２及び下金型３が並ぶ方向に対して凹部１Ａの内側に傾斜している。上金型２及び下金型３が並ぶ方向に対する肉厚測定センサ１１の傾斜角度は、例えば、３０°以上且つ６０°以下であり、一例として４５°であってもよい。
【００４１】
図６は、測定対象物Ｔに対して絞り加工を行ったときの測定対象物Ｔの皺の分布の例を示す図である。図６の斜線が付された領域Ａは皺が生じやすい領域を示している。ところで、金型１では、測定対象物Ｔが凹部１Ａに押し込まれて測定対象物Ｔの成形が行われるときに、金型１の凹部１Ａの外側の部分（接合部Ｔ２）において測定対象物Ｔの皺が生じやすい。成形品となる測定対象物Ｔに皺が生じると、他の成形品に対する接触面積が低下することにより、成形品の接合時等に高い応力がかかって耐圧等において問題が生じる可能性がある。
【００４２】
上記の皺は、ストリッパ５による測定対象物Ｔへの押圧力が小さいときに生じやすい。例えば、長方形状を成す測定対象物Ｔでは、測定対象物Ｔの接合部Ｔ２の角部Ｔ９（四隅）、及び接合部Ｔ２の長手方向の端部（図６では左右方向の両端部）に皺が生じやすい。角部Ｔ９、及び接合部Ｔ２の長手方向の端部では、測定対象物Ｔの成形時に大きな絞り込みの力が発生することがあり、ストリッパ５の押圧力が小さい場合には当該絞り込みの力が顕著となるため、領域Ａに皺が発生しやすくなると考えられる。
【００４３】
前述したように、接合部Ｔ２は他の測定対象物Ｔとの接合部となるため、平坦であることが求められる。そこで、本実施形態では、図１に示されるように、平面視における凹部１Ａの外側に皺測定センサ１２が配置されており、例えば、皺測定センサ１２は絞りダイ７に埋め込まれると共にストリッパ５に向けられている。具体的には、下金型３の下面３ｂの隅部には、下金型３の内側に窪む凹部３ｄが形成されており、皺測定センサ１２は絞りダイ７に埋め込まれると共に凹部３ｄに固定される。一例として、皺測定センサ１２のセンサの種類は肉厚測定センサ１１のセンサの種類と同一である。
【００４４】
皺測定センサ１２は、例えば、測定対象物Ｔが存在しないときの絞りパンチ４の下死点到達時におけるストリッパ５との距離と、測定対象物Ｔが存在するときの絞りパンチ４の下死点到達時におけるストリッパ５との距離の差分を算出することによって測定対象物Ｔ（接合部Ｔ２）の皺の高さを測定する。皺測定センサ１２は、例えば、上金型２及び下金型３が並ぶ方向（一例として鉛直方向）を向くように配置されている。
【００４５】
次に、本実施形態に係る肉厚測定方法について図７〜図１０を参照しながら説明する。前述したように、肉厚測定装置１０では測定対象物Ｔの成形時に測定対象物Ｔの肉厚及び測定対象物Ｔの皺の高さを測定する。まず、図７に示されるように、測定対象物Ｔの成形を行う前に、肉厚測定センサ１１及び皺測定センサ１２のゼロ設定を行う（センサのゼロ設定を行う工程）。具体的には、測定対象物Ｔが存在しない状態で下死点位置決め手段９同士を突き合わせて絞りパンチ４を下死点に移動させる。このとき、肉厚測定センサ１１が絞りパンチ４との距離をゼロとして設定すると共に、皺測定センサ１２がストリッパ５との距離をゼロとして設定する。
【００４６】
次に、図８に示されるように、下金型３から上金型２を上昇させて型開き状態とし、絞りダイ７の上面７ｂに成形、肉厚測定及び皺高さ測定の対象となる測定対象物Ｔを載せる（測定対象物を載せる工程）。このとき、上金型２が下金型３の上方に離間した状態で、シート状（平坦状）の測定対象物Ｔが絞りダイ７及びストリッパ５の間に介在すると共に凹部１Ａ及び絞りパンチ４の間に介在する。
【００４７】
続いて、図９に示されるように、下金型３に向かって上金型２を降下させ、絞りパンチ４及びストリッパ５を測定対象物Ｔに当接させて絞り加工を開始する。そして、図１０に示されるように、下死点位置決め手段９同士を突き合わせて絞りパンチ４を下死点に移動させて測定対象物Ｔの成形を行う（測定対象物を成形する工程）。例えば、肉厚測定センサ１１が測定対象物Ｔの隅部Ｔ５の肉厚を測定すると共に、皺測定センサ１２が測定対象物Ｔの接合部Ｔ２の皺の高さ（接合部Ｔ２の肉厚）を測定する（測定対象物の肉厚を測定する工程、測定対象物の皺を測定する工程）。
【００４８】
具体的には、肉厚測定センサ１１は、測定対象物Ｔの成形時における絞りパンチ４との距離からゼロとして設定した距離を減算することにより、測定対象物Ｔの肉厚を測定する。また、皺測定センサ１２は、測定対象物Ｔの成形時におけるストリッパ５との距離からゼロとして設定した距離を減算することにより、測定対象物Ｔ（接合部Ｔ２）の皺の高さを測定する。
【００４９】
以上のように、成形と共に、肉厚測定センサ１１による測定対象物Ｔの肉厚測定、及び皺測定センサ１２による測定対象物Ｔの皺高さの測定を行った後には、図１に示されるように、下金型３から上金型２を上昇させて測定対象物Ｔを取り出す（測定対象物を取り出す工程）。また、肉厚測定センサ１１が測定した測定対象物Ｔの肉厚、及び皺測定センサ１２が測定した測定対象物Ｔの皺の高さは、例えば、金型１の制御部に出力される。金型１の制御部は、測定対象物Ｔの肉厚及び皺の高さから適切なストリッパ５の押圧強さを自動的に設定してもよい（押圧強さを設定する工程）。
【００５０】
このように金型１の制御部がストリッパ５の押圧強さを設定することにより、例えば、ストリッパ５を押さえるストリッパプレート押圧部材６のエアシリンダへの供給圧力を設定することができる。その結果、測定対象物Ｔの肉厚が薄くなること、及び測定対象物Ｔの皺の高さが高くなることを抑制することができ、更には測定対象物Ｔの亀裂の発生を抑制することが可能となる。また、金型１の制御部は、例えば、肉厚測定センサ１１が測定した測定対象物Ｔの肉厚、及び皺測定センサ１２が測定した測定対象物Ｔの皺の高さ、を用いて測定対象物Ｔの肉厚及び皺の高さが正常であるか否かを判定してもよい（測定対象物を判定する工程）。
【００５１】
例えば、金型１の制御部は、測定対象物Ｔの肉厚が所定の肉厚閾値よりも薄い場合、又は測定対象物Ｔの皺の高さが所定の皺高さ閾値よりも高い場合、当該測定対象物Ｔを異常（不良品）として排除してもよい。一例として、金型１の制御部は測定対象物Ｔを搬送する送り装置と連動してもよく、金型１の制御部が異常と判定した測定対象物Ｔを当該送り装置が自動的に排除してもよい。なお、測定対象物Ｔの異常検出時には、例えば、パトライト（登録商標）等の表示手段による表示、又はスピーカ等の音声出力手段による音声出力がなされてもよく、更に金型１の動作を停止してもよく、適宜変更可能である。
【００５２】
次に、本実施形態に係る肉厚測定装置１０及び肉厚測定方法から得られる作用効果について詳細に説明する。例えば図４に示されるように、この肉厚測定方法及び肉厚測定装置１０の金型１では、測定対象物Ｔが凹部１Ａに押し込まれて測定対象物Ｔの成形が行われる。この測定対象物Ｔの成形時に、測定対象物Ｔの凹部１Ａに押し込まれる部分が測定対象物Ｔの他の部分よりも薄くなりやすい。特に、測定対象物Ｔの凹部１Ａの隅部１ａに対向する部分が薄くなりやすく、この部分は他の部分と比較して亀裂等が生じる可能性が高い箇所である。
【００５３】
従って、前述したように、肉厚測定センサ１１が凹部１Ａの隅部１ａに配置され、肉厚測定センサ１１によって成形時の測定対象物Ｔの肉厚を測定することにより、測定対象物Ｔの亀裂が生じやすい箇所の肉厚を直接測定することができる。すなわち、肉厚測定センサ１１が凹部１Ａの隅部１ａに配置されることによって亀裂等が生じやすい箇所の肉厚を直接且つ自動的に測定することができる。
【００５４】
よって、薄く且つ亀裂が生じる可能性が高い部分の肉厚を肉厚測定センサ１１が成形時に直接且つ自動的に測定することにより、測定対象物Ｔの肉厚を容易に且つ高精度に測定することができる。また、肉厚測定センサ１１が成形時に測定対象物Ｔの厚さを測定することにより、測定対象物Ｔの厚さ測定のための取り出し、及び測定対象物Ｔの切断が不要となるため、肉厚等が不良でない場合には測定対象物Ｔをそのまま製品にすることができる。そして、一つ一つの測定対象物Ｔに対して成形の度に肉厚を測定することができるので肉厚の測定精度をより高めることが可能である。更に、肉厚測定センサ１１は、顕微鏡又はＡＥによってプレス不良を検出する装置と比較して構成が簡易であるため、簡易な構成で測定対象物Ｔの肉厚を容易に且つ高精度に測定することができる。
【００５５】
本実施形態に係る肉厚測定センサ１１は、成形されている測定対象物Ｔの湾曲部Ｔ８の中央に向けられている。従って、成形によって薄くなりやすい部分に肉厚測定センサ１１が向けられるので、測定対象物Ｔの肉厚の測定精度を高めることができる。
【００５６】
本実施形態に係る肉厚測定センサ１１は、成形されている測定対象物Ｔの湾曲部Ｔ８に対向する箇所に設けられる。よって、成形によって薄くなりやすい部分の近くに肉厚測定センサ１１が設けられるので、測定対象物Ｔの肉厚の測定精度を高めることができる。
【００５７】
本実施形態に係る肉厚測定装置１０及び肉厚測定方法では、例えば図１に示されるように、金型１において測定対象物Ｔが成形されているときに測定対象物Ｔの皺を測定する皺測定センサ１２を更に備え、皺測定センサ１２は、平面視における金型１の凹部１Ａの外側に配置される。従って、皺測定センサ１２が金型１の凹部１Ａの外側に配置され、皺測定センサ１２によって成形時の測定対象物Ｔの皺を測定することにより、肉厚の測定と共に皺を測定することができるので、成形品となる測定対象物Ｔの品質を更に高めることができる。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る肉厚測定装置２０について図１１を参照しながら説明する。図１１に示されるように、肉厚測定装置２０は絞りダイ２７及びノックアウト２８を有する金型２１を備え、ノックアウト２８に肉厚測定センサ３１が設けられる点が第１実施形態と異なっている。以降の説明では、第１実施形態と重複する説明を適宜省略する。ノックアウト２８は、例えば、可動式のノックアウトであり、絞りダイ２７に対して成形の都度上昇することによって成形された測定対象物Ｔを上方に押し出す。
【００５９】
絞りダイ２７は測定対象物Ｔの一部が載せられるダイプレート２７ａを含んでおり、測定対象物Ｔはダイプレート２７ａの上面２７ｂに載せられる。金型２１は、ダイプレート２７ａの側面２７ｃ、及びノックアウト２８の上面２８ａによって画成される凹部２１Ａを有する。凹部２１Ａには測定対象物Ｔが入り込み、肉厚測定センサ３１は凹部２１Ａの隅部２１ａに配置されている。肉厚測定センサ３１は、凹部２１Ａの底面２１ｂ（ノックアウト２８の上面２８ａ）に設けられており、例えば、ノックアウト２８に組み込まれている。
【００６０】
具体例として、肉厚測定センサ３１はノックアウト２８に埋め込まれると共にノックアウト２８の下面２８ｂに固定される。肉厚測定センサ３１は成形時の測定対象物Ｔの湾曲部Ｔ８に対向する箇所に設けられており、例えば、肉厚測定センサ３１は鉛直方向に向けられる。また、肉厚測定センサ３１の種類としては、例えば、前述した肉厚測定センサ１１又は皺測定センサ１２の種類と同様とすることが可能である。
【００６１】
以上、第２実施形態に係る肉厚測定装置２０では、肉厚測定センサ３１が金型２１の凹部２１Ａの隅部２１ａに配置され、肉厚測定センサ３１によって成形時の測定対象物Ｔの肉厚を測定することにより、測定対象物Ｔの亀裂が生じやすい箇所を直接測定することができる。従って、薄く且つ亀裂が生じやすい箇所の肉厚を直接且つ自動的に測定することにより、測定対象物Ｔの肉厚を容易に且つ高精度に測定することができるので第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６２】
また、第２実施形態に係る肉厚測定装置２０において、肉厚測定センサ３１は、凹部２１Ａの底面２１ｂに設けられている。従って、金型２１の凹部２１Ａに肉厚測定センサ３１を容易に配置することができると共に、肉厚測定センサ３１の配置を高精度に行うことができるので、測定対象物Ｔの肉厚測定を更に高精度に行うことができる。
【００６３】
以上、本発明に係る肉厚測定装置及び肉厚測定方法の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨を変更しない範囲において種々の変形が可能である。すなわち、肉厚測定装置の各部の形状、大きさ、材料、数及び配置態様、並びに、肉厚測定方法の各工程の内容及び順序は、上記の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６４】
前述の実施形態では、例えば図１及び図２に示されるように、金型１の凹部１Ａの隅部１ａに肉厚測定センサ１１が配置されており、肉厚測定装置１０が１つの肉厚測定センサ１１を備える例について説明した。しかしながら、肉厚測定装置１０は複数の肉厚測定センサ１１を備えていてもよく、例えば、金型１の凹部１Ａの隅部１ａのそれぞれに肉厚測定センサ１１（合計４つの肉厚測定センサ１１）が設けられてもよい。このように、肉厚測定センサ１１の数及び配置態様は適宜変更可能であり、皺測定センサ１２の数及び配置態様についても適宜変更可能である。
【００６５】
また、前述の実施形態では、下絞りの成形金型である金型１を備える肉厚測定装置１０について説明した。しかしながら、金型の種類は、下絞りの成形金型に限られず適宜変更可能である。例えば、金型は深絞りの成形金型であってもよい。また、金型は上絞りの成形金型であってもよい。この場合、前述した各実施形態の各部品の配置が上下反転した状態となる。深絞りの成形金型、又は上絞りの成形金型を備える肉厚測定装置及び肉厚測定方法であっても、前述した各実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６６】
また、前述の実施形態では、測定対象物Ｔがラミネートフィルムである例について説明した。しかしながら、測定対象物はラミネートフィルム以外の成形品であってもよい。例えば、測定対象物は鋼板であってもよく、測定対象物の種類は適宜変更可能である。また、測定対象物は、ラミネート型電池を包装する外装材に限られず、例えば、燃料タンクの容器、又は食品容器として用いられるものであってもよく、測定対象物の用途についても適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…金型、１Ａ…凹部、１ａ…隅部、１ｂ…底面（絞りダイ７の底面７ｃ）、２…上金型、３…下金型、３ｂ…下面、３ｃ…凹部、３ｄ…凹部、４…絞りパンチ、４ａ…先端部、５…ストリッパ、６…ストリッパプレート押圧部材、７…絞りダイ、７ａ…側面、７ｂ…上面、７ｃ…底面、９…下死点位置決め手段、１０…肉厚測定装置、１１…肉厚測定センサ、１２…皺測定センサ、２０…肉厚測定装置、２１…金型、２１Ａ…凹部、２１ａ…隅部、２１ｂ…底面、２７…絞りダイ、２７ａ…ダイプレート、２７ｂ…上面、２７ｃ…側面、２８…ノックアウト、２８ａ…上面、２８ｂ…下面、３１…肉厚測定センサ、Ａ…領域、Ｂ…接触境界、Ｌ１…線、Ｌ２…線、Ｌ３…線、Ｌ４…線、Ｌ５…線、Ｔ…測定対象物、Ｔ１…本体部、Ｔ２…接合部、Ｔ３…外面、Ｔ４…内面、Ｔ５…隅部、Ｔ６…外縁、Ｔ７…境界部、Ｔ８…湾曲部、Ｔ９…角部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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