JP2005007446A - Hydraulic forming machine, hydraulic forming method, and metal separator for fuel cell formed by using the method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic forming machine and a hydraulic forming method capable of performing preferable hydraulic forming with a simplified die structure. <P>SOLUTION: A working fluid A is filled in a recessed part 21a formed in a base 21 by using the hydraulic forming device 20, and a metallic plate body 11 is placed on a supporting part 21b with a lower die 22 stored therein. Next, a blank holder 24 is lowered and a peripheral edge portion of the placed metallic plate body 11 is fixed thereby together with the supporting part 21b. An upper die 23 is lowered, and the metallic plate body 11 is held between itself and the lower die 22, and pressed down to compress the working fluid A and increase the hydraulic pressure. A stripe-like projecting part 12 is transferred to the metallic plate body 11 with a forming part 23a and the high-pressure working fluid A flowing through a through-hole 22a. Then, the hydraulic pressure is maintained for a predetermined time. Then, the hydraulic pressure of the working fluid A is released to take out a thin-walled metallic plate 10. The thin-walled metal plate 10 is hydraulically formed through the above-described forming steps. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉空間に充填された液体の液圧力を複雑な装置を用いることなく上昇させて液圧成形する液圧成形方法およびその装置並びに液圧成形方法により凸部が成形される燃料電池用メタルセパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、以下の特許文献１に示すような、液圧成形方法は知られている。この従来の液圧成形方法においては、まず、下型に形成された窪み部に液体を満たした状態で、ブランクホルダが薄肉金属板を狭持する。そして、多数の凹部が形成された上型を下降させて薄肉金属板に当接させる。そして、加圧ポンプによって液体の液圧力を上げて、上型に形成された凹部内に突出する凸形状を薄肉金属板に予備成形する。続いて、液体の液圧力を下げるとともに上型を所定位置まで降下させて、上型の凹部と下型に形成された凸部との間に薄肉金属板を挟み、所定の凸形状を薄肉金属板にプレス成形により転写する。そして、液圧弁を完全に解放して液圧力を降下させ、上型が上昇して元の位置に戻る。このように、従来の液圧成形方法によれば、上記動作の実行により、薄肉金属板の表面に多数の凹凸形状が形成されるようになっている。また、このように多数の凹凸形状が形成された薄肉金属板は、燃料電池用メタルセパレータを構成する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２５９７５２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液圧成形方法においては、薄肉金属板を予備成形する際に、加圧ポンプにて液体を加圧する必要がある。このため、液圧成形装置に加圧ポンプを備えなければならず、液圧成形装置全体の構造が複雑になるとともに、高価なものとなる。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、型構造を簡略化して好適な液圧成形を可能とする液圧成形方法および同方法により凸部が成形される燃料電池用メタルセパレータ並びに液圧成形装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の特徴は、液圧成形装置を、液体を収容する窪み部を有した固定型と、前記液体内に収容されて、ワークの一側に当接し同ワークに向けて前記液体を流動させる連通路を有する従動側可動型と、前記ワークの他側に配置されて、前記従動側可動型とにより前記ワークを挟持し前記連通路に対応して形成された成形空間を有する駆動側可動型とを備えていて、前記ワークにてその一側に前記液体を密閉可能としたことにある。
【０００７】
これによれば、駆動側可動型の可動により駆動側可動型と従動側可動型でワークを挟んで液体に押し込めば、液体が圧縮されて加圧されて、液体が従動側可動型の連通路を通してワークに向けて流れる。これにより、ワークが駆動側可動型の成形空間に向けて押されて、膨出成形される。このため、液体を加圧するための加圧ポンプを別途備える必要がなくて、型構造を簡略化することができる。
【０００８】
また、従動側可動型に設けた連通路を通して、加圧した液体をワークに対して選択的に（部分的に）作用させることができる。このため、複雑な凸形状を成形する場合であっても、加圧した液体を作用させる部分を自由に設定することができる。したがって、成形に際して加圧が必要な部分に最適に加圧した液体を作用させることができて、正確に凸形状を転写することができる。
【０００９】
一方、駆動側可動型と従動側可動型とにより挟持された部分（非成形部分）は、液体が圧縮されて加圧される前に既に挟持された状態とされるため、非成形部分は、加圧した液体による変形が防止される。したがって、非成形部分は、ワークの初期の形状（例えば、平形状や曲面形状）を維持することができて、例えば、製品を他部品に組み付ける際の組み付け精度を向上することができる。また、非成形部分は、駆動側可動型と従動側可動型とによって挟持されることにより若干圧延されるため、材料の流動性が確保されて成形部分の凸変形による影響（例えば、成形部分の引張変形によって発生する材料の減肉や湾曲変形など）を防止することができる。また、従来の液圧成形方法に比して、上型と下型によるプレス工程をなくすことができて、成形時間（１サイクル時間）を短縮することができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記駆動側可動型と前記従動側可動型とによって挟持される前記ワークの周縁部を前記固定型とにより挟んで固定するブランクホルダを設けたことにもある。これによれば、ワークを固定型とブランクホルダによって挟んで固定することにより、ワークに成形時に発生するしわの発生を効果的に防止することができる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、前記窪み部の内壁面と前記従動側可動型の側周面間に前記液体の流出を防止するシール部材を設けたことにもある。これによれば、ワークを駆動側可動型と従動側可動型とによって挟持することのみでワークに凸形状を成形するため、ワークの周縁部を挟持するブランクホルダを設ける必要がなく、装置全体の製造コストを大幅に低減することができる。また、ブランクホルダによって挟持される部分をワークに設ける必要がないため、材料の歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記駆動側可動型に設けた成形空間は、複数の凹形状から形成されるものであり、前記従動側可動型に設けた連通孔は、前記成形空間に形成された複数の凹形状に対応して複数形成されることにもある。これによれば、複数の凹凸形状を一度に正確に成形することができるため、生産性を向上することができる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、前記ワークが前記駆動側可動型と前記従動側可動型とによって挟持される前に前記液体を供給して満たし、前記ワークが前記駆動側可動型と前記従動側可動型とによって成形されるときに前記液体を封止し、前記成形後にて前記駆動側可動型が退避動作する前に前記液体を排出する給排封止装置を設けたことにもある。この場合、前記給排封止装置は、液圧供給源から前記下型の窪み部への前記液体の流通を許容する逆止弁と、前記下型の窪み部と前記逆止弁間の通路内に保持可能な圧力を切替操作に応じて変更可能であり、常態ではリリーフ圧が低圧設定値とされ、前記ワークが成形されるときにはリリーフ圧が高圧設定値とされるリリーフ弁との複合弁を備えていて、この複合弁のバルブボデーは前記固定型に直接組み付けられているとよい。また、前記バルブボデーには、圧力センサを脱着可能な取付ポートが設けられているとよい。
【００１４】
これによれば、液圧成形装置には、液体の給排封止装置を設けることができるため、例えば、連続成形により、液体が減少した場合であっても、容易に液体を補充することができる。また、液体を封止することができるため、ワークに所定形状を成形した後、液体の液圧力を所定の時間保持することができる。これにより、ワークの下面に所定時間、高圧の液圧力を均一に作用させることができるため、例えば、成形に伴って発生する歪を除去することができる。したがって、歪除去工程をなくすことができて、成形時間を短縮することができる。また、駆動側可動型が窪み部から退避する前に、液体の液圧力を開放することができるため、駆動側可動型が退避した後に、高圧の液圧力により、ワークが変形することを防止できて、製品の成形精度を向上させることができる。
【００１５】
また、給排封止装置が逆止弁とリリーフ弁の複合弁を備えて、複合弁のバルブボデーを下型に直接組み付けることにより、下型の窪み部と各弁間をそれぞれ連通する連通配管を設ける必要がない。これにより、液体の液圧力が高圧とされたときに、連通配管が拡径することによる圧力降下が生じず、液体の液圧力を高圧で保持することができる。また、逆止弁とリリーフ弁とをそれぞれ組み付けるためのスペースを省略することができて、液圧成形装置をコンパクトに構成することができる。
【００１６】
また、複合弁のバルブボデーの取付ポートには、圧力センサを取り付けることができる。このため、下型に圧力センサを取り付けるための配管を別途設ける必要がなく、圧力降下が生じることがなくて、窪み部内の液体の液圧力を正確に確認することができる。したがって、圧力センサを取付ポートに取り付けることにより、圧力センサから出力される液体の液圧力に基づいて、製品の成形状態の良否を判別することができて、製品の品質を良好に保つことができる。また、取付ポートに取り付けた圧力センサからの液体の液圧力に基づいて、上型が窪み部に侵入する作動量を適宜調整することもできる。したがって、ワークの形状の影響（例えば、厚さの変動など）を最小として成形することができるため、製品の品質を良好に保つことができる。
【００１７】
また、本発明の他の特徴を別の観点から捉えると、ワークの一部に液圧を作用させることにより、ワークの一部に成形を施す液圧成形方法であって、ワークの一側に密閉状態で満たされた液体内にてワークの一側に当接するように配置された従動側可動型とワークの他側に設けられた駆動側可動型間にワークをセットするワークセット工程と、前記ワークセット工程にてセットした前記ワークを前記駆動側可動型と前記従動側可動型によって挟持した状態で、前記駆動側可動型を前記液体に向けて押し込むことにより前記液体を加圧し、前記駆動側可動型に設けた成形空間に対応して前記従動側可動型に設けた連通路を通して前記加圧した液体を前記ワークの一側に向けて流動させて、前記ワークの一部を前記成形空間に向けて変形させて前記セットされたワークに成形を施す加圧成形工程とを備えていることにある。
【００１８】
この場合、前記加圧成形工程終了後、前記加圧された液体の圧力を所定時間保持する圧力保持工程を備えているとよい。また、前記圧力保持工程終了後、前記駆動側可動型が退避動作する前に前記加圧された液体の圧力を開放する圧力開放工程を備えているとよい。
【００１９】
これらによれば、加圧成形工程により、駆動側可動型を液体に向けて押し込んで液体を圧縮して加圧し、液体の液圧力を高めることができる。したがって、別途加圧ポンプを設けなくても、液体の液圧力を高圧とすることができて、型構造を簡略化することができる。また、駆動側可動型の成形空間と従動側可動型に形成された連通路を介して作用する液圧力が高められた液体とにより、ワークに凸形状を正確に転写することができる。このため、従来の液圧成形方法に比して、上型と下型によるプレス工程をなくすことができて、成形時間（１サイクル時間）を短縮することができる。
【００２０】
また、圧力保持工程を備えることにより、ワークの下面に所定時間、高圧の液圧力を均一に作用させることができる。このため、例えば、成形に伴って発生する歪を除去することができる。したがって、歪除去工程をなくすことができて、成形時間を短縮することができる。また、圧力開放工程を備えることにより、上型が退避した後に、高圧の液圧力により、ワークが変形することを防止できて、製品の成形精度を向上させることができる。
【００２１】
さらに、本発明の他の特徴を別の観点から捉えると、多数の凸部が成形されて構成される燃料電池用メタルセパレータであって、セパレータ素材の一側に密閉状態で満たされた液体内にて前記セパレータ素材の一側に当接するように配置された従動側可動型と前記セパレータ素材の他側に設けられた駆動側可動型間に前記セパレータ素材をセットするセパレータ素材セット工程と、前記セパレータ素材セット工程にてセットした前記セパレータ素材を前記駆動側可動型と前記従動側可動型によって挟持した状態で、前記駆動側可動型を前記液体に向けて押し込むことにより前記液体を加圧し、前記駆動側可動型に設けた成形空間に対応して前記従動側可動型に設けた連通路を通して前記加圧した液体を前記セパレータ素材の一側に向けて流動させて、前記セパレータ素材の一部を前記成形空間に向けて変形させて前記セットされたセパレータ素材に成形を施す加圧成形工程とを備えた液圧成形方法により前記凸部が成形されることにある。
【００２２】
この場合、前記凸部を成形する液圧成形方法は、前記加圧成形工程終了後、前記加圧された液体の圧力を所定時間保持する圧力保持工程を備えているとよい。また、前記凸部を成形する液圧成形方法は、前記圧力保持工程終了後、前記駆動側可動型が退避動作する前に前記加圧された液体の圧力を開放する圧力開放工程を備えているとよい。
【００２３】
これらによれば、液圧成形方法の各工程を経て成形された燃料電池用メタルセパレータは、セパレータ素材に凸部形状が正確に転写されるため、例えば、メタルセパレータ同士を接合してスタックを構成した際に、メタルセパレータ間の接触面積を十分に確保することができる。このため、接合したメタルセパレータ間の導電性を高めることができる。また、メタルセパレータ同士を接合することにより凸部によって形成されるガス流路や冷却水流路は、凸部形状が正確に転写されているために、これら流路を流通するガスや冷却水の流出入抵抗を低減することができる。したがって、燃料電池の発電性能を大幅に向上させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１から図４は、本発明の一例に係る表面に多数の筋状凸部を有する薄肉金属板、例えば、燃料電池用メタルセパレータを製造する各工程を示すものである。そして、液圧成形装置２０が、これら各工程を順次進めることにより、図５に示す薄肉金属板１０を製造する。
【００２５】
薄肉金属板１０は、ワークとしての金属板本体１１と同金属板本体１１の表面に多数成形された筋状凸部１２とから構成されている。金属板本体１１は、平板状であって、割れや反りがなく、かつ、筋状凸部１２の肩部や基部にだれが発生しにくい特性を有しているステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６Ｌなど）を採用しており、その板厚は、０．５ｍｍ以下とされている。ここで、以下の説明においては、金属板本体１１の板厚を０．１ｍｍとして説明する。なお、金属板本体１１としては、ステンレスに限定されず、他の薄肉鋼板（ＳＣＰ，ＳＨＰ）、アルミニウム板、銅板などを採用可能であることはいうまでもない。
【００２６】
筋状凸部１２は、先端部分から基端部分に向かってわずかに拡開するテーパ状を呈している。そして、先端部分には、所定幅（例えば、０．４ｍｍ程度）の平坦部１２ａが形成されている。また、筋状凸部１２は、２〜３ｍｍの幅、０．４〜０．６ｍｍの高さで成形されるとともに、そのピッチ間隔が２〜５ｍｍで成形される。ここで、以下の説明においては、筋状凸部１２の形状を、幅２．３ｍｍ、高さ０．５ｍｍとして成形し、そのピッチ間隔を２．６〜３．０ｍｍとして説明する。
【００２７】
液圧成形装置２０は、図１から図４に示すように、固定型としてのベース２１、従動側可動型としての下型２２、駆動側可動型としての上型２３およびブランクホルダ２４を備えている。
【００２８】
ベース２１は、下端面にて、床面に固定されたプレスヘッドＰの上面に固定されており、略中央上部にて上方に開口する窪み部２１ａを備えている。また、窪み部２１ａの上端部には、金属板本体１１を載置して支持する支持部２１ｂが形成されている。窪み部２１ａは、下型２２および上型２３を挿入可能な大きさに形成されていて、その内部には、作動液体Ａおよび下型２２を収容している。なお、窪み部２１ａ内には、満たされる作動液体Ａの体積を小さくするためのスペーサＭが設置されている。また、ベース２１には、窪み部２１ａの底部にて開口して、後述する給排封止装置Ｓに接続する通路２１ｃが形成されている。
【００２９】
作動液体Ａは、例えば、グリコールと水とを混合して作製される液体である。このときの混合体積比は、例えば、グリコール：水＝９〜６：１〜４程度とされる。そして、作製された作動液体Ａの圧縮率は、２．８４×１０^−５ｃｍ^２／ｋｇ程度であり、その粘度は、１００〜１５００ｃＳｔ程度とされている。なお、粘度については、粘度が１００ｃＳｔより低いと、繰り返し液圧成形した際に、作動液体Ａの温度が上昇して粘度が低下し、作動液体Ａの液圧力が上昇したときに窪み部２１ａから漏れ出す可能性がある。一方、粘度が１５００ｃＳｔよりも高いと、作動液体Ａの流動性を確保できない可能性がある。
【００３０】
下型２２は、支持部２１ｂに載置された金属板本体１１の下面側に当接するようになっており、その外周寸法が窪み部２１ａの開口寸法に比して所定量小さい寸法とされて、窪み部２１ａ内にて上下方向に変位可能とされている。ここで、所定量小さい寸法とは、金属板本体１１の板厚と同板厚の製造上の誤差を考慮して、決定される寸法である。そして、下型２２は、その下端面と窪み部２１ａの底面との間に設置されたバネＢの付勢力によって、上方（窪み部２１ａの開口方向）に付勢されている。なお、バネＢに代えて、下型２２を段発的に上方へ付勢する部材、例えば、エアークッションなどを採用することも可能である。
【００３１】
また、下型２２には、作動液体Ａを金属板本体１１の一側に向けて流動させる連通路としての貫通孔２２ａが薄肉金属板１０の筋状凸部１２のピッチ間隔に合わせて複数形成されている。ここで、孔径としては、作動液体Ａを流通しやすくするために、例えば、０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００３２】
上型２３は、支持部２１ｂに載置された金属板本体１１の上面側に配置されていて、その上端面にて上下方向に駆動して昇降可能に構成されたインナースライダＩの下面側と一体的に固着されている。また、上型２３の外周寸法は、下型２２の外周寸法と略同一の寸法とされていて、下降動作に伴って、その下端面にて金属板本体１１を下型２２とともに狭持するとともに作動液体Ａを圧縮して加圧するようになっている。また、上型２３の下端面には、下型２２に形成された貫通孔２２ａに対応して形成された成形空間としての成形部２３ａが複数形成されている。成形部２３ａは、薄肉金属板１０の筋状凸部１２の高さに合わせた凹形状から構成されている。
【００３３】
ブランクホルダ２４は、下型２２と上型２３とによって狭持される金属板本体１１の周縁部を支持部２１ｂとにより挟んで固定するものである。このため、ブランクホルダ２４は、その上端面にて上下方向に駆動して昇降可能に構成されたアウタースライダＯの下面側と一体的に固着されており、上型２３の外周に配置されるとともに、その下端面は、支持部２１ｂに対向するようになっている。
【００３４】
また、液圧成形装置２０には、金属板本体１１がベース２１の支持部２１ｂに載置される前にベース２１の窪み部２１ａに作動液体Ａを供給して満たし、金属板本体１１が上型２３と下型２２とによって成形されるときに窪み部２１ａに満たした作動液体Ａを封止し、成形後にて上型２３がベース２１の窪み部２１ａから上方へ退避動作する前に窪み部２１ａから作動液体Ａを排出する給排封止装置Ｓを備えている。給排封止装置Ｓは、複合弁３０、コントロールバルブユニット４０およびポンプユニット５０を備えており、ベース２１に複合弁３０が直接組み付けられるとともに、複合弁３０に管路Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３介してコントロールバルブユニット４０およびポンプユニット５０が接続されている。
【００３５】
複合弁３０は、図６および図７に示すように、チェック弁３７とパイロット式リリーフ弁３８を組み合わせたものであり、バルブボデー３１と、このバルブボデー３１に形成された供給ポート３２、給排ポート３３、排出ポート３４、パイロットポート３５およびセンサ取付ポート３６と、これらポート間を連通する連通路Ｕ１，Ｕ２およびＵ３を備えている。
【００３６】
バルブボデー３１は、機械構造用炭素鋼などのブロック材から形成された本体部分３１ａとカバー部分３１ｂから構成されている。そして、バルブボデー３１は、本体部分３１ａとカバー部分３１ｂが互いに組み付けられた状態において、各ポート３２，３３，３４，３５および３６と連通路Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３およびＵ４が同一平面に形成されていて、扁平形状とされている。
【００３７】
供給ポート３２は、バルブボデー３１のカバー部分３１ｂに形成されていて、管路Ｈ１、コントロールバルブユニット４０が備える可変絞り弁４１および４ポート３位置電磁切替弁４２のＡポートに接続されて作動液体Ａを供給するためのポートである。なお、管路Ｈ１は、高圧ゴムホースおよびカプラーから形成されている。給排ポート３３は、バルブボデー３１の本体部分３１ａに形成されていて、液圧成形装置２０のベース２１の通路２１ｃにダイレクトに接続されて窪み部２１ａへの作動液体Ａの供給と窪み部２１ａ内の作動液体Ａを排出するためのポートである。そして、供給ポート３２と給排ポート３３とは、連通路Ｕ１によって接続されている。
【００３８】
排出ポート３４は、バルブボデー３１の本体部分３１ａに形成されていて、管路Ｈ２を介して、ポンプユニット５０が備えるタンク５２に接続されて窪み部２１ａ内から排出された作動液体Ａをタンク５２へ流すためのポートである。そして、排出ポート３４は、連通路Ｕ２によって給排ポート３３と接続されている。なお、管路Ｈ２は、高圧ゴムホースおよびカプラーから形成されている。
【００３９】
パイロットポート３５は、バルブボデー３１のカバー部分３１ｂに形成されていて、管路Ｈ３、コントロールバルブユニット４０が備える可変絞り弁４１および４ポート３位置電磁切替弁４２のＢポートに接続されおり、連通路Ｕ３を介してパイロット式リリーフ弁３８にパイロット圧を供給するためのポートである。なお、管路Ｈ３は、高圧ゴムホースおよびカプラーから形成されている。
【００４０】
センサ取付ポート３６は、圧力センサＰＳを組み付けるためのポートである。そして、センサ取付ポート３６は、連通路Ｕ１に接続される連通路Ｕ４によって給排ポート３３と接続されている。なお、圧力センサＰＳをセンサ取付ポート３６に取り付けない場合には、センサ取付ポート３６に栓を取り付けるようになっている。
【００４１】
チェック弁３７は、供給ポート３２と給排ポート３３とを互いに接続する連通路Ｕ１の途中に設けられている。そして、チェック弁３７は、作動液体Ａが供給ポート３２を介して連通路Ｕ１に導入されると、給排ポート３３への作動液体Ａの流れを許可する。一方、チェック弁３７は、給排ポート３３から供給ポート３２への流れに対して、作動液体Ａの流れを阻止する。
【００４２】
パイロット式リリーフ弁３８は、給排ポート３２と排出ポート３４とを互いに接続する連通路Ｕ２の途中に設けられている。このパイロット式リリーフ弁３８は、パイロットポート３５および液路Ｕ３を介して伝達されるパイロット圧を受圧するピストン３８ａを備えている。そして、ピストン３８ａには、ポペット弁３８ｂがピストン３８ａの軸線方向にて摺動可能に組み付けられており、ピストン３８ａとポペット弁３８ｂ間に組み付けられたバネ３８ｃの付勢力によって、ポペット弁３８ｂの弁部が弁座方向に付勢されている。
【００４３】
そして、パイロット式リリーフ弁３８は、コントロールバルブユニット４０が備える４ポート３位置電磁切替弁４２の切替動作に応じて、パイロットポート３５を介してポンプユニット５０からパイロット圧が伝達された状態では、リリーフ圧が高圧設定値とされる。一方、４ポート３位置電磁切替弁４２の切替動作に応じて、パイロットポート３５を介してポンプユニット５０からパイロット圧が伝達されない状態では、リリーフ圧が低圧設定値とされる。
【００４４】
圧力センサＰＳは、通路２１ｃおよび連通路Ｕ４を介して伝達される窪み部２１ａ内の作動液体Ａの液圧力を検出するものである。そして、圧力センサＰＳによって検出された検出値は、増幅器を介して、例えば、図示しないパーソナルコンピュータに出力されるようになっている。
【００４５】
コントロールバルブユニット４０は、図７に示すように、可変絞り弁４１、４ポート３位置電磁切替弁４２、リリーフ弁４３，４４を備えている。可変絞り弁４１は、複合弁３０の供給ポート３２およびパイロットポート３５にそれぞれ供給する作動液体Ａの流量を調整するためのニードル弁である。
【００４６】
４ポート３位置電磁切替弁４２（以下、電磁切替弁４２という）は、左右一対のソレノイド４２ａ，４２ｂを備えている。また、電磁切替弁４２のＰポートは、ポンプユニット５０の出力ポート５１に接続されており、Ｒポートは、ポンプユニット５０のタンク５２に接続されている。そして、電磁切替弁４２は、図示しない電気制御装置によってソレノイド４２ａ，４２ｂの作動が制御されることにより、作動液体Ａの流路を切り替えるようになっている。ここで、電気制御装置は、例えば、上型２３やブランクホルダ２３の上下動位置を検出するセンサや窪み部２１ａ内の作動液体Ａの液面を検出するセンサの検出結果に応じて、ソレノイド４２ａ，４２ｂの作動を制御するようになっている。
【００４７】
この電気制御装置による電磁切替弁４２の制御について具体的に説明すると、電気制御装置は、金属板本体１１を支持部２１ｂに載置（セット）する工程およびブランクホルダ２４にて固定する工程（後述する第１の工程および第２の工程に対応）において、ソレノイド４２ａ，４２ｂを非励磁の状態とする。これにより、電磁切替弁４２の弁体の位置は、中央位置（図７に示す状態）とされて、Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｒポートがすべて連通した状態とされる。また、電気制御装置は、加圧成形工程および圧力保持工程（後述する第３の工程および第４の工程に対応）において、ソレノイド４２ｂを励磁する。これにより、電磁切替弁４２の弁体の位置は、電磁切替弁４２のＰ，Ｂポートを介して、ポンプユニット５０の出力ポート５１とパイロットポート３５が連通し、電磁切替弁４２のＲ，Ａポートを介して、タンク５２と供給ポート３２が連通する弁体の位置に切り替えられる。これにより、パイロット式リリーフ弁３８にパイロット圧が伝達される。
【００４８】
また、電気制御装置は、圧力開放工程（後述する第５の工程初期に対応）において、ソレノイド４２ａ，４２ｂを非励磁の状態とする。これにより、電磁切替弁４２の弁体の位置は中央位置とされて、Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｒポートがすべて連通した状態として、窪み部２１ａの作動液体Ａが排出される。また、電気制御装置は、薄肉金属板１０を取り出す工程（後述する第５の工程に対応）から次回金属板本体１１を載置する工程間にて、窪み部２１ａ内の作動液体Ａの液面検出結果に応じて、ソレノイド４２ａを励磁する。これにより、電磁切替弁４２の弁体の位置は、Ｐ，Ａポートを介して、ポンプユニット５０の出力ポート５１および供給ポート３２が連通し、電磁切替弁４２のＲ，Ｂポートを介して、タンク５２とパイロットポート３５が連通する弁体の位置に切り替えられる。これにより、作動液体Ａがポンプユニット５０から窪み部２１ａに供給される。
【００４９】
リリーフ弁４３は、供給ポートに供給される作動液体Ａの液圧力が所定の圧力を超えるとリリーフ作動して、ポンプユニット５０のタンク５２に作動液体Ａを流す（逃がす）ようになっている。リリーフ弁４４は、パイロットポートに供給される作動液体Ａの液圧力が所定の圧力を超えるとリリーフ作動して、ポンプユニット５０のタンク５２に作動液体Ａを流す（逃がす）ようになっている。
【００５０】
ポンプユニット５０は、出力ポート５１から、タンク５２に満たされている作動液体Ａを所定の液圧力で吐出するものである。これにより、ポンプユニット５０は、出力ポート５１から吐出した作動液体Ａを液圧成形装置２０の窪み部２１ａに供給したり、複合弁３０のパイロット式リリーフ弁３８に所定のパイロット圧を伝達したりするようになっている。
【００５１】
次に、上記のように構成した液圧成形装置２０が図１に示す第１の工程から図４に示す第５の工程を経て、薄肉金属板１０を成形する動作を第１の工程から順次詳細に説明する。
【００５２】
図１に示す第１の工程では、金属板本体１１をベース２１の支持部２１ｂに載置する。この第１の工程においては、下型２２は、バネＢの上方への付勢力によって、その上端面が支持部２１ｂの上端面と略面一となる位置（以下、この位置を下型初期位置という）にて維持されている。この下型初期位置においては、作動液体Ａが、下型２２の貫通孔２２ａを介して、下型２２の上端面まで満たされている。これにより、作動液体Ａの液面と金属板本体１１との間には空気が存在しないようになっている。
【００５３】
このように、金属板本体１１が支持部２１ｂおよび下型２２の上端面に載置されると、作動液体Ａは、金属板本体１１の下面、窪み部２１ａ、通路２１ｃおよび複合弁３０とから形成される空間（以下、密閉空間という）に満たされた状態となる。
【００５４】
図２に示す第２の工程では、アウタースライダＯを下降させ、ブランクホルダ２４をベース２１の支持部２１ｂ方向に下降させる。そして、ブランクホルダ２４の下端面と支持部２１ｂとにより、載置した金属板本体１１の周縁部を挟んで固定する。このように、金属板本体１１の周縁部がブランクホルダ２４の下端面と支持部２１ｂとにより固定されると、作動液体Ａは、密閉空間内に密閉された状態となる。
【００５５】
上記第１および第２の工程においては、複合弁３０は、電磁切替弁４２の弁体の位置が中央位置に切り替えられているため、パイロット式リリーフ弁３８のリリーフ圧が低圧設定値とされていて、作動液体Ａは、金属板本体１１の下面、窪み部２１ａ、通路２１ｃおよび複合弁３０とから形成される空間に密閉された状態となる。ここで、上記第１の工程において、金属板本体１１を支持部２１ｂに載置する前に、作動液体Ａの補充が必要な場合には、一旦電磁切替弁４２の弁体の位置を供給位置に切り替える。これにより、図８（ｃ）に示すように、ポンプユニット５０から窪み部２１ａに作動液体Ａを補充することができる。なお、作動液体Ａを補充した後は、電磁切替弁４２の弁体の位置が中央位置に切り替えられる。
【００５６】
図３に示す第３の工程では、インナースライダＩを下降させ、上型２３を初期位置から下型２２方向に下降させて、上型２３をベース２１の窪み部２１ａ内に挿入して金属板本体１１に筋状凸部１２を成形する。以下、この第３の工程を、図９に実線によって示した上型２３のスライド量と時間の関係に基づいて、詳細に説明する。まず、インナースライダＩを下降させて、上型２３を、初期位置から金属板本体１１に近接する第１所定位置まで、第１下降スピードにて下降させる。
【００５７】
続いて、インナースライダＩをさらに下降させて、上型２３を第１所定位置から第２所定位置まで、第１下降スピードに比して低速の第２下降スピードにてさらに下降させる。このように、上型２３を第１所定位置から第２所定位置まで下降させる途中において、上型２３の成形部２３ａと金属板本体１１の上面側とが当接し、金属板本体１１を上型２３の成形部２３ａと下型２２の上端面とによって挟持する。このとき、下型２２は、バネＢによって上方（上型２３方向）に付勢されているため、金属板本体１１は、上型２３と下型２２とによって確実に挟持された状態とされる。
【００５８】
そして、上型２３は、金属板本体１１を下型２２と挟持した状態でさらに下降を続け、金属板本体１１を押圧変形するとともに下型２２をバネＢの付勢力に抗して下方に押し下げしながら、窪み部２１ａ内に挿入を開始する。なお、上型２３の外周寸法が窪み部２１ａの開口寸法に比して金属板本体１１の板厚以上小さい寸法とされているため、上型２３を窪み部２１ａ内に挿入する際には、金属板本体１１が上型２３と支持部２１ｂとに挟まれて、切断されることがない。
【００５９】
上型２３が窪み部２１ａ内へ挿入を開始すると、金属板本体１１が押圧変形されて密閉空間内の体積が減少することにより作動液体Ａが圧縮されて、図９に破線によって示すように、作動液体Ａの液圧力が上型２３のスライド量に比例して上昇し始める。これは、作動液体Ａの圧縮率が小さいためである。このように、液圧力が上昇を開始した作動液体Ａは、下型２２の貫通孔２２ａを介して、金属板本体１１の下面側に流動する。これにより、金属板本体１１は、図１０に示すように、上型２３の成形部２３ａ側に凸状に変形を開始する。
【００６０】
さらに、インナースライダＩを下降させて、上型２３を、第２所定位置から下降最下点である第３所定位置まで、第２下降スピードに比して低速の第３下降スピードにて下降させる。ここで、本実施形態において、第３所定位置は、上型２３の成形部２３ａが、支持部２１ｂの上端部分から筋状凸部１２の高さすなわち０．５ｍｍ挿入された地点をいう。そして、上型２３が第３所定位置まで下降すると、金属板本体１１はさらに押圧変形されて、作動液体Ａがさらに圧縮されるため、その液圧力はさらに上昇する。このときの液圧力は、３００〜４００ＭＰａ程度まで上昇する。
【００６１】
このように、上型２３が第３所定位置まで下降して、作動液体Ａの液圧力が上昇すると、金属板本体１１の表面には、図１１に示すように、成形部２３ａの凹状部が転写された状態すなわち筋状凸部１２が正確に形成される。一方、上型２３の成形部２３ａと下型２２の上端面とによって金属板本体１１が挟持された部分は、上型２３の凸平面部分と下型２２の上端平面部分とによって、平坦部１２ａが正確に形成される。なお、上記第１〜第３所定位置は、例えば、ベース２１とインナースライダＩの所定位置に取り付けられた複数の近接スイッチなどによって検知するようにすることも可能である。
【００６２】
第４の工程では、第３の工程にて、金属板本体１１に筋状凸部１２が転写された後、図９に示すように、上型２３を第３所定位置に維持するとともに、作動液体Ａの上昇した液圧力を所定時間（例えば、０．５秒）保持する。
【００６３】
上記第３および第４の工程において、複合弁３０は、電磁切替弁４２の弁体の位置がパイロット位置に切り替えられているため、図８（ａ）に示すように、チェック弁３７およびパイロット式リリーフ弁３８が作動液体Ａの流れを禁止する。このとき、パイロット式リリーフ弁３８のリリーフ圧は、高圧設定値とされている。
【００６４】
そして、第４の工程にて所定時間だけ作動液体Ａの液圧力を保持した後、図８に示すように、上型２３を第３所定位置に維持した状態で、作動液体Ａの液圧力を開放する。この液圧力の開放において、複合弁３０は、電磁切替弁４２の弁体の位置が中央位置に切り替えられているため、図８（ｂ）に示すように、作動液体Ａが管路Ｈ２を介して、ポンプユニット５０のタンク５２へ排出される。したがって、窪み部２１ａ内の液圧力は開放される。
【００６５】
図４に示す第５の工程では、インナースライダＩが軸線方向に上昇し、上型２３は、第１上昇スピードにて退避を開始し、第３所定位置から第２所定位置まで上昇する。そして、上型２３は、第２所定位置まで上昇した後、第１上昇スピードに比して高速の第２上昇スピードにて、初期位置まで上昇する。また、上型２３が第２所定位置まで上昇すると、アウタースライダＯが上昇し、ブランクホルダ２４は上方へ退避する。これにより、金属板本体１１に多数の筋状凸部１２が形成された薄肉金属板１０を取り出すことができて、液圧成形が終了する。このように、第１の工程から第５の工程（１サイクル）を経ることにより、薄肉金属板１０が完成する。
【００６６】
また、第５の工程において薄肉金属板１０を取り出した後、次回第１の工程前に作動液体Ａの補充が必要な場合には、複合弁３０は、電磁切替弁４２の弁体の位置が供給位置に切り替えられて、図８（ｃ）に示すように、供給ポート３２から給排ポート３３への流れが許可される。これにより、ポンプユニット５０から供給された作動液体Ａを、通路２１ｃを介して、窪み部２１ａ内に補充することができる。
【００６７】
また、下型２２は、バネＢの付勢力によって上方に付勢されているが、作動液体Ａが所定の粘度を有しているため、下型２２の上方への移動速度は遅くなる。しかしながら、下型２２の下端面方向から作動液体Ａを補充することにより、作動液体Ａの増加した体積によって、下型２２が上方へ付勢されて、下型２２の上方への移動速度が若干速くなる。これにより、第５の工程後、下型２２を下型初期位置まで早期に復帰させることができ、第１の工程開始までの時間を短縮することができて、薄肉金属板１０の成形サイクルを早めることができる。
【００６８】
このように、１サイクルを経て完成した薄肉金属板１０は、図１２に実線により示すように、特に、下型２２の上端平坦面に接触する側の筋状凸部１２において、平坦部１２ａが十分に確保される。これは、金属板本体１１が上型２３の成形部２３ａと下型２２の上端部によって挟持されることにより、液圧成形による変形が防止されて、金属板本体１１の初期の平坦部分が維持されるためであると考えられる。また、金属板本体１１が挟持されると、挟持された部分が若干圧延されて材料の流動性が確保される。これにより、筋状凸部１２の肩部における割れや破れが防止されるとともに、肩部における部分的な引張変形に伴う材料の減肉（ダレ）が小さくなる。これによっても、下型２２側の筋状凸部１２の平坦部１２ａが十分に確保されると考えられる。
【００６９】
一方、図１２に破線により示す形状は、金属板本体１１を上型２３の成形部２３ａと下型２２の上面によって挟持しないで成形した場合の筋状凸部１２の形状を参考として示している。このように、金属板本体１１を挟持しないで筋状凸部１２を形成すると、作動液体Ａに接触する側の筋状凸部１２の肩部には、ダレが発生する。これにより、作動液体Ａに接触する側の筋状凸部１２の平坦部１２ａは小さくなっている。
【００７０】
また、１サイクルを経て完成した薄肉金属板１０は、図１３にて要部を拡大して概略的に示すように、２枚の薄肉金属板１０の一側にてアノード電極ＡＥ、電解質膜ＥＦおよびカソード電極ＣＥから構成される膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ）を挟んで接合されて燃料電池用メタルセパレータを構成する。このように、２枚の薄肉金属板１０が一側にてＭＥＡを介して接合されることにより、水素が流通供給される水素ガス通路ＨＣと酸素剤ガス（例えば、空気）が流通供給される酸化剤ガス通路ＯＣが形成される。また、薄肉金属板１０は、その他側にて薄肉金属板１０同士が直接接合されて冷却水が流通供給される冷却水通路ＣＣが形成される。
【００７１】
このとき、薄肉金属板１０の筋状凸部１２は、正確に成形されているため、各通路ＨＣ，ＯＣ，ＣＣの開口面積を広く確保することができる。このため、水素ガス通路ＨＣ、酸化剤ガス通路ＯＣおよび冷却水通路ＣＣは、水素ガス、酸化剤ガスおよび冷却水が流出入する際の流出入抵抗の増加を低減することができる。したがって、水素ガス、酸化剤ガスおよび冷却水を効率よく供給できて、燃料電池の性能を向上させることができる。また、薄肉金属板１０の筋状凸部１２の平坦部１２ａは十分に確保されているため、薄肉金属板１０同士を接合する際の接触面積を大きくすることもできる。したがって、薄肉金属板１０間の導電性を高めることができて、燃料電池の性能を向上させることができる。
【００７２】
ところで、複合弁３０のセンサ取付ポート３６には、圧力センサＰＳを取付可能となっているため、圧力センサＰＳを取り付けた場合には、同センサＰＳから出力された検出値を、例えば、図示しないパーソナルコンピュータの表示器上に窪み部２１ａ内の液圧力として表示することができる。これにより、液圧成形装置２０の作動状態を監視する作業者は、窪み部２１ａ内の液圧力が所定の圧力まで液圧力が上昇したか否かを確認することができて、薄肉金属板１０が所定の成形条件で成形されたか否かを確認することができる。
【００７３】
このため、圧力センサＰＳから出力される作動液体Ａの液圧力に基づいて、製品の成形状態の良否を判別することができて、製品の品質を良好に保つことができる。また、圧力センサＰＳから出力された作動液体Ａの液圧力に基づいて、例えば、液圧成形装置２０の作動量すなわち上型２３がベース２１の窪み部２１ａに侵入する作動量を適宜調整することも可能である。これにより、金属板本体１１の形状の影響（例えば、厚さの変動など）を最小として成形することができるため、製品の品質を良好に保つことができる。
【００７４】
以上の説明からも理解できるように、この第１実施形態によれば、上型２３の可動により上型２３と下型２２で金属板本体１１を挟んで作動液体Ａに押し込めば、作動液体Ａが圧縮されて加圧されて、作動液体Ａが下型２２の貫通孔２２ａを通して金属板本体１１に向けて流れる。これにより、金属板本体１１が上型２３の成形部２３ａに向けて押されて、膨出成形される。このため、作動液体Ａを加圧するための加圧ポンプを別途備える必要がなくて、型構造を簡略化することができる。
【００７５】
また、下型２２に設けた貫通孔２２ａを通して、加圧した作動液体Ａを金属板本体１１に対して選択的に（部分的に）作用させることができる。このため、複雑な筋状凸部１２を成形する場合であっても、加圧した作動液体Ａを作用させる部分を自由に設定することができる。したがって、成形に際して加圧が必要な部分に最適に加圧した作動液体Ａを作用させることができて、正確に筋状凸部１２を転写することができる。
【００７６】
一方、上型２３と下型２２とにより挟持された部分（非成形部分）は、作動液体Ａが圧縮されて加圧される前に既に挟持された状態とされるため、非成形部分は、加圧した作動液体Ａによる変形が防止される。したがって、非成形部分は、金属板本体１１の初期の形状（平形状）を維持することができて、例えば、製品を他部品に組み付ける際の組み付け精度を向上することができる。また、非成形部分は、上型２３と下型２２とによって挟持されることにより若干圧延されるため、材料の流動性が確保されて筋状凸部１２の成形による影響（例えば、成形部分の引張変形によって発生する材料の減肉や湾曲変形など）を防止することができる。また、従来の液圧成形方法に比して、上型と下型によるプレス工程をなくすことができて、成形時間（１サイクル時間）を短縮することができる。
【００７７】
また、金属板本体１１をベース２１の支持部２１ｂとブランクホルダ２４によって挟んで固定することにより、金属板本体１１に成形時に発生するしわの発生を効果的に防止することができる。また、金属板本体１１に複数の筋状凸部１２を一度に正確に成形することができるため、生産性を向上することができる。
【００７８】
さらに、液圧成形装置２０に給排封止装置Ｓを設けることにより、連続成形により、作動液体Ａが減少した場合であっても、容易に作動液体Ａを補充することができる。また、作動液体Ａを封止することができるため、金属板本体１１に筋状凸部１２を成形した後、作動液体Ａの液圧力を所定の時間保持することができる。これにより、金属板本体１１の下面に所定時間、高圧の液圧力を均一に作用させることができるため、例えば、成形に伴って発生する歪を除去することができる。したがって、歪除去工程をなくすことができて、成形時間を短縮することができる。また、上型２３がベース２１の窪み部２１ａから退避する前に、作動液体Ａの液圧力を開放することができるため、上型２３が退避した後に、高圧の液圧力により、金属板本体１１が変形することを防止できて、製品の成形精度を向上させることができる。
【００７９】
このため、薄肉金属板１０を燃料電池のメタルセパレータに採用した場合には、メタルセパレータの凹凸形状を極めて正確に成形することができる。これにより、複数のメタルセパレータを互いに凸形状部分にて接合して燃料電池のスタックを構成した場合には、メタルセパレータ間の接着面積を十分に確保することができる。このため、接合強度を高めることができるとともに、メタルセパレータ間の導電性を高めることができる。
【００８０】
上記第１実施形態においては、上型２３の外周にアウタースライダＯおよびブランクホルダ２４を設けて、第１の工程にてベース２１の支持部２１ｂとの間で金属板本体１１を挟んで固定して実施した。しかしながら、下型２２と上型２３間で金属板本体１１を挟持して液圧成形することにより、図１４に示すように、アウタースライダＯおよびブランクホルダ２４を省略した液圧成形装置１２０を利用して実施することも可能である。以下、この第２実施形態について詳細に説明する。なお、上記第１実施形態と同一部分には、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８１】
この第２実施形態に係る液圧成形装置１２０においては、上記第１実施形態の液圧成形装置２０からベース２１の支持部２１ｂ、アウタースライダＯおよびブランクホルダ２４が省略されている。そして、下型２２の側周面に作動液体Ａの流出を防止するシール部材６０（例えば、Ｏリングなど）が装着されている。シール部材６０は、下型２２の側周面に形成された凹溝１２２ｂに装着されており、凹溝１２２ｂの底面と窪み部２１ａの内壁面との間で、所定のつぶし率を有する状態とされている。これにより、下型２２の下降に伴って、下型２２の側周面と窪み部２１ａの内壁面間から、作動液体Ａが流出することを防止するようになっている。
【００８２】
そして、この第２実施形態においては、第１の工程により、金属板本体１１は、下型２２の上端面に載置される。このとき、支持部２１ｂとブランクホルダ２４とにより狭持する部分が必要でないため、金属板本体１１は、下型２２の上端面の寸法と略同一の寸法とされて、下型２２の上端面に載置される。
【００８３】
第３の工程では、上型２３が下型２２の上端面に載置された金属板本体１１が挟持されて、作動液体Ａは、金属板本体１１の下面、窪み部２１ａ、シール部材６０、管路Ｈ１および複合弁３０とから形成される空間内に密閉された状態となる。そして、インナースライダＩを下降させて、上型２３を下型２２とにより金属板本体１１を狭持した状態で、窪み部２１ａ内に挿入する。このとき、シール部材６０によって作動液体Ａの流出を防止することができ、作動液体Ａの液圧力を高めることができて、図５に示す、筋状凸部１２が正確に形成された薄肉金属板１０を成形することができる。
【００８４】
このように、この第２実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、金属板本体１１を上型２３と下型２２とによって挟持することのみで金属板本体１１に筋状凸部１２を成形することができる。このため、金属板本体１１の周縁部を挟持する支持部２１ｂ、ブランクホルダ２４およびアウタースライダＯを設ける必要がなく、装置全体の製造コストを大幅に低減することができる。また、支持部２１ｂとブランクホルダ２４とによって挟持される部分を金属板本体１１に設ける必要がないため、材料の歩留まりを向上させることができる。さらに、上記第１実施形態における第２の工程を省略することができるため、薄肉金属板１０を成形するための成形サイクルを大幅に短縮することができる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り種々の変更が可能である。
【００８６】
例えば、上記各実施形態においては、金属板本体１１に互いに平行な筋状凸部１２を複数成形するように実施したが、金属板本体１１を上型２３の成形部２３ａ側へ凸形状を成形することが可能であるため、平行以外の筋状凸部１２を成形することも可能である。また、上記各実施形態においては、所定長さの平坦部１２ａを先端部分に有する筋状凸部１２を成形して実施したが、先端部分の形状を円形や凹状に成形することも可能である。さらに、金属板本体１１に成形する凸形状は、筋状（溝状）には限られず、例えば、球状の凸形状や矩形状の凸形状として成形可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液圧成形装置が行う第１の工程を説明するための概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液圧成形装置が行う第２の工程を説明するための概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液圧成形装置が行う第３の工程および第４の工程を説明するための概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る液圧成形装置が行う第５の工程を説明するための概略図である。
【図５】第１の工程から第４の工程を経て成形される薄肉金属板を概略的に示す斜視図である。
【図６】液圧成形装置に組み付けられる給排封止装置の複合弁の構成を説明するための概略図である。
【図７】図６の複合弁、コントロールバルブユニットおよびポンプユニットを示す油圧回路図である。
【図８】図６に示す複合弁の作動を説明するための説明概略図である。
【図９】金属板本体の成形工程（１サイクル）における上型のスライド量および作動液体の液圧力を概略的に示すグラフである。
【図１０】図３に示す第３の工程にて金属板本体に形成される凸形状を説明するための説明図である。
【図１１】図３に示す第３の工程にて金属板本体に形成される筋状凸部を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の液圧成形装置によって成形された薄肉金属板の筋状凸部の形状を説明するための説明概略図である。
【図１３】図５に示した薄肉金属板を採用して構成した燃料電池の概略的な要部断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る液圧成形装置の構成を概略的に示した図である。
【符号の説明】
１０…薄肉金属板、１１…金属板本体、１２…筋状凸部、２０…液圧成形装置、２１…ベース、２１ａ…窪み部、２１ｂ…支持部、２２…下型、２２ａ…貫通孔、２３…上型、２３ａ…成形部、２４…ブランクホルダ、３０…複合弁、４０…コントロールバルブユニット、５０…ポンプユニット、Ａ…作動液体、Ｐ…プレスベッド、Ｉ…インナースライダ、Ｏ…アウタースライダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid pressure molding method and a fuel cell in which convex portions are formed by the fluid pressure molding method and the fluid pressure molding method for increasing the fluid pressure of the liquid filled in the sealed space without using a complicated device. It relates to a metal separator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a hydraulic forming method as shown in Patent Document 1 below is known. In this conventional hydraulic forming method, first, the blank holder sandwiches the thin metal plate in a state in which the recess formed in the lower mold is filled with the liquid. Then, the upper mold in which a large number of recesses are formed is lowered and brought into contact with the thin metal plate. And the liquid pressure of a liquid is raised with a pressurization pump, and the convex shape which protrudes in the recessed part formed in the upper mold | type is preformed to a thin metal plate. Subsequently, the liquid pressure of the liquid is lowered and the upper die is lowered to a predetermined position, and a thin metal plate is sandwiched between the concave portion of the upper die and the convex portion formed on the lower die, and the predetermined convex shape is thin metal. Transfer to a plate by press molding. Then, the hydraulic pressure valve is completely released to lower the hydraulic pressure, and the upper mold is raised to return to the original position. As described above, according to the conventional hydraulic forming method, a large number of concave and convex shapes are formed on the surface of the thin metal plate by executing the above operation. Moreover, the thin metal plate in which many uneven | corrugated shapes were formed in this way comprises the metal separator for fuel cells.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-259752 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional hydraulic forming method, it is necessary to pressurize the liquid with a pressure pump when preforming the thin metal plate. For this reason, it is necessary to provide the hydraulic molding apparatus with a pressure pump, which makes the structure of the entire hydraulic molding apparatus complicated and expensive.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention has been made in order to cope with the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic molding method that enables a suitable hydraulic molding by simplifying the mold structure, and a convex portion is molded by the same method. An object of the present invention is to provide a fuel cell metal separator and a hydroforming apparatus.
[0006]
A feature of the present invention is that a hydroforming apparatus includes a fixed mold having a recess for containing a liquid, and a liquid that is accommodated in the liquid, abuts against one side of the work, and flows toward the work. A driven-side movable type having a communicating path and a driven-side movable type disposed on the other side of the work and having a molding space formed in correspondence with the communicating path by sandwiching the work by the driven-side movable mold. And the liquid can be sealed on one side of the workpiece.
[0007]
According to this, when the drive side movable type is moved and the drive side movable type and the driven side movable type sandwich the work and are pushed into the liquid, the liquid is compressed and pressurized, and the liquid is driven side movable type communication path It flows toward the work through. As a result, the workpiece is pushed toward the drive-side movable mold forming space and bulge-formed. For this reason, it is not necessary to separately provide a pressurizing pump for pressurizing the liquid, and the mold structure can be simplified.
[0008]
Further, the pressurized liquid can be selectively (partially) acted on the workpiece through the communication path provided in the driven side movable mold. For this reason, even if it is a case where a complicated convex shape is formed, the part which makes the pressurized liquid act can be set up freely. Accordingly, it is possible to apply the optimally pressurized liquid to the portion that needs to be pressurized during molding, and it is possible to accurately transfer the convex shape.
[0009]
On the other hand, since the portion (non-molded portion) sandwiched between the driving side movable mold and the driven side movable mold is already sandwiched before the liquid is compressed and pressurized, the non-molded portion is Deformation by the pressurized liquid is prevented. Therefore, the non-molded part can maintain the initial shape (for example, a flat shape or a curved surface shape) of the workpiece, and can improve the assembly accuracy when the product is assembled to other parts, for example. In addition, the non-molded part is slightly rolled by being sandwiched between the driving side movable mold and the driven side movable mold, so that the fluidity of the material is ensured and the influence of the convex deformation of the molded part (for example, the molding part It is possible to prevent the material from being thinned or deformed due to tensile deformation. Further, as compared with the conventional hydraulic forming method, the pressing step by the upper die and the lower die can be eliminated, and the molding time (one cycle time) can be shortened.
[0010]
Another feature of the present invention resides in that a blank holder is provided for fixing a peripheral portion of the workpiece sandwiched between the drive-side movable mold and the driven-side movable mold by the fixed mold. . According to this, generation | occurrence | production of the wrinkle which generate | occur | produces at the time of shaping | molding to a workpiece | work can be effectively prevented by pinching | interposing and fixing a workpiece | work with a fixed mold and a blank holder.
[0011]
Another feature of the present invention is that a seal member for preventing the liquid from flowing out is provided between an inner wall surface of the recess and a side peripheral surface of the driven-side movable type. According to this, since the convex shape is formed on the workpiece only by clamping the workpiece between the drive side movable type and the driven side movable type, it is not necessary to provide a blank holder for clamping the peripheral edge of the workpiece, Manufacturing costs can be greatly reduced. Moreover, since it is not necessary to provide the workpiece | work between the blank holders, the yield of materials can be improved.
[0012]
Another feature of the present invention is that the molding space provided in the drive-side movable mold is formed of a plurality of concave shapes, and the communication hole provided in the driven-side movable mold is formed in the molding space. A plurality of concave shapes may be formed corresponding to the formed concave shapes. According to this, since a plurality of uneven shapes can be accurately formed at a time, productivity can be improved.
[0013]
Another feature of the present invention is that the liquid is supplied and filled before the workpiece is sandwiched between the drive side movable type and the driven side movable type, and the workpiece is filled with the drive side movable type and the driven side. There is also provided a supply / discharge sealing device that seals the liquid when molded by the side movable mold and discharges the liquid after the molding and before the drive side movable mold is retracted. In this case, the supply / discharge sealing device includes a check valve that allows the liquid to flow from a hydraulic pressure supply source to the lower mold recess, and a passage between the lower mold recess and the check valve. The pressure that can be held inside can be changed according to the switching operation, and the relief pressure is normally set to a low pressure set value when the workpiece is molded. The valve body of the composite valve may be directly assembled to the fixed mold. The valve body may be provided with a mounting port to which the pressure sensor can be attached and detached.
[0014]
According to this, since the liquid pressure molding device can be provided with a liquid supply / discharge sealing device, for example, even when the liquid is reduced by continuous molding, the liquid can be easily replenished. it can. Further, since the liquid can be sealed, the liquid pressure of the liquid can be maintained for a predetermined time after the predetermined shape is formed on the workpiece. As a result, a high hydraulic pressure can be uniformly applied to the lower surface of the workpiece for a predetermined time, and therefore, for example, distortion generated with molding can be removed. Therefore, the distortion removing step can be eliminated and the molding time can be shortened. In addition, since the liquid pressure of the liquid can be released before the drive side movable mold is retracted from the recess, it is possible to prevent the workpiece from being deformed by the high pressure after the drive side movable mold is retracted. Thus, the molding accuracy of the product can be improved.
[0015]
In addition, the supply / discharge sealing device is equipped with a composite valve of check valve and relief valve, and by connecting the valve body of the composite valve directly to the lower mold, communication piping that connects the lower mold recess and each valve respectively There is no need to provide. Thereby, when the liquid pressure of the liquid is set to a high pressure, a pressure drop due to the expansion of the communication pipe does not occur, and the liquid pressure of the liquid can be maintained at a high pressure. Moreover, the space for assembling the check valve and the relief valve can be omitted, and the hydraulic forming apparatus can be configured compactly.
[0016]
Moreover, a pressure sensor can be attached to the attachment port of the valve body of the composite valve. For this reason, it is not necessary to separately provide a pipe for attaching the pressure sensor to the lower mold, and a pressure drop does not occur, and the liquid pressure of the liquid in the recess can be accurately confirmed. Therefore, by attaching the pressure sensor to the attachment port, the quality of the product can be determined based on the liquid pressure of the liquid output from the pressure sensor, and the product quality can be kept good. . Further, based on the liquid pressure of the liquid from the pressure sensor attached to the attachment port, it is possible to appropriately adjust the operation amount of the upper mold entering the recess. Therefore, since the influence of the shape of the workpiece (for example, variation in thickness) can be minimized, the product quality can be kept good.
[0017]
Further, another aspect of the present invention is a hydraulic forming method for forming a part of a work by applying a hydraulic pressure to a part of the work. A work setting step of setting a work between a driven side movable mold disposed so as to contact one side of the work in a liquid filled in a sealed state and a drive side movable mold provided on the other side of the work; In the state where the work set in the work setting step is sandwiched between the drive side movable mold and the driven side movable mold, the liquid is pressurized by pushing the drive side movable mold toward the liquid, and the drive The pressurized liquid is caused to flow toward one side of the workpiece through a communication path provided in the driven-side movable die corresponding to the molding space provided in the side movable die, and a part of the workpiece is parted in the molding space. Before deformed toward In that it includes a pressure molding step of subjecting the molding to set the workpiece.
[0018]
In this case, it is good to provide the pressure holding process which hold | maintains the pressure of the said pressurized liquid for a predetermined time after completion | finish of the said pressure forming process. Moreover, it is good to provide the pressure release process of releasing the pressure of the pressurized liquid after the said pressure holding process is complete | finished before the said drive side movable mold | type carries out retraction | saving operation | movement.
[0019]
According to these, it is possible to increase the liquid pressure of the liquid by pressing the driving side movable mold toward the liquid and compressing and pressurizing the liquid by the pressure forming step. Therefore, even if a separate pressurizing pump is not provided, the liquid pressure of the liquid can be increased and the mold structure can be simplified. Further, the convex shape can be accurately transferred to the workpiece by the molding space of the driving side movable mold and the liquid having an increased fluid pressure that acts through the communication path formed in the driven movable mold. For this reason, compared with the conventional hydraulic forming method, the pressing process by the upper mold and the lower mold can be eliminated, and the molding time (one cycle time) can be shortened.
[0020]
Further, by providing the pressure holding step, a high liquid pressure can be applied uniformly to the lower surface of the work for a predetermined time. For this reason, the distortion which generate | occur | produces with shaping | molding, for example can be removed. Therefore, the distortion removing step can be eliminated and the molding time can be shortened. Further, by providing the pressure release step, it is possible to prevent the workpiece from being deformed by the high liquid pressure after the upper mold is retracted, and to improve the molding accuracy of the product.
[0021]
Furthermore, when another feature of the present invention is seen from another viewpoint, it is a fuel cell metal separator formed by forming a large number of convex portions, and is in a liquid filled in a sealed state on one side of the separator material. A separator material setting step for setting the separator material between a driven side movable mold disposed so as to contact one side of the separator material and a drive side movable mold provided on the other side of the separator material; In the state where the separator material set in the separator material setting step is sandwiched between the drive side movable mold and the driven side movable mold, the liquid is pressurized by pushing the drive side movable mold toward the liquid, The pressurized liquid flows toward one side of the separator material through the communication path provided in the driven movable mold corresponding to the molding space provided in the driven movable mold. The convex portion is formed by a hydraulic forming method including a pressure forming step of forming a part of the separator material toward the forming space and forming the set separator material. It is in.
[0022]
In this case, the hydraulic forming method for forming the convex portion may include a pressure holding step for holding the pressure of the pressurized liquid for a predetermined time after the pressure forming step. Further, the hydraulic pressure molding method for molding the convex portion includes a pressure release step of releasing the pressure of the pressurized liquid after the pressure holding step and before the drive side movable mold is retracted. Good.
[0023]
According to these, the metal separator for a fuel cell formed through each step of the hydraulic forming method is accurately transferred with the convex shape on the separator material. For example, the metal separator is joined to form a stack. In this case, a sufficient contact area between the metal separators can be secured. For this reason, the electrical conductivity between the joined metal separators can be increased. In addition, the gas flow path and the cooling water flow path formed by the convex portions by joining the metal separators are accurately transferred to the outflow of the gas and cooling water flowing through these flow paths. Input resistance can be reduced. Therefore, the power generation performance of the fuel cell can be greatly improved.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show respective steps for producing a thin metal plate having a large number of streaky convex portions on the surface, for example, a metal separator for a fuel cell, according to an example of the present invention. And the hydraulic forming apparatus 20 manufactures the thin metal plate 10 shown in FIG. 5 by advancing each of these processes sequentially.
[0025]
The thin metal plate 10 is composed of a metal plate main body 11 as a workpiece and a line-shaped convex portion 12 formed in large numbers on the surface of the metal plate main body 11. The metal plate body 11 is made of stainless steel (for example, SUS316L) that has a flat plate shape, has no cracks or warpage, and has a characteristic that the shoulder portion and the base portion of the streak-like convex portion 12 are less likely to be bent. The plate thickness is 0.5 mm or less. Here, in the following description, the thickness of the metal plate main body 11 is described as 0.1 mm. Needless to say, the metal plate body 11 is not limited to stainless steel, and other thin steel plates (SCP, SHP), aluminum plates, copper plates and the like can be used.
[0026]
The streak-like convex portion 12 has a tapered shape that slightly expands from the distal end portion toward the proximal end portion. And the flat part 12a of predetermined width (for example, about 0.4 mm) is formed in the front-end | tip part. The streak-shaped convex portion 12 is formed with a width of 2 to 3 mm and a height of 0.4 to 0.6 mm, and is formed with a pitch interval of 2 to 5 mm. Here, in the following description, the shape of the streaky convex portion 12 is formed with a width of 2.3 mm and a height of 0.5 mm, and the pitch interval is 2.6 to 3.0 mm.
[0027]
As shown in FIGS. 1 to 4, the hydroforming apparatus 20 includes a base 21 as a fixed mold, a lower mold 22 as a driven-side movable mold, an upper mold 23 as a driving-side movable mold, and a blank holder 24. Yes.
[0028]
The base 21 is fixed to the upper surface of the press head P fixed to the floor surface at the lower end surface, and includes a hollow portion 21a that opens upward at a substantially central upper portion. Moreover, the support part 21b which mounts and supports the metal plate main body 11 is formed in the upper end part of the hollow part 21a. The hollow portion 21a is formed in such a size that the lower mold 22 and the upper mold 23 can be inserted therein, and the working liquid A and the lower mold 22 are accommodated therein. In addition, the spacer M for making the volume of the working liquid A with which it fills small is installed in the hollow part 21a. The base 21 is formed with a passage 21c that opens at the bottom of the recess 21a and connects to the supply / discharge sealing device S described later.
[0029]
The working liquid A is a liquid prepared by, for example, mixing glycol and water. The mixing volume ratio at this time is, for example, about glycol: water = 9 to 6: 1 to 4. And the compression rate of the produced working liquid A is 2.84 × 10. ^-5 cm ² The viscosity is about 100-1500 cSt. As for the viscosity, when the viscosity is lower than 100 cSt, the temperature of the working liquid A is increased and the viscosity is lowered when the hydraulic pressure molding is repeatedly performed. There is a possibility of leakage. On the other hand, if the viscosity is higher than 1500 cSt, the fluidity of the working liquid A may not be ensured.
[0030]
The lower die 22 comes into contact with the lower surface side of the metal plate main body 11 placed on the support portion 21b, and the outer peripheral dimension thereof is smaller than the opening dimension of the recessed portion 21a by a predetermined amount. In the hollow portion 21a, it can be displaced in the vertical direction. Here, the dimension smaller by a predetermined amount is a dimension determined in consideration of the plate thickness of the metal plate main body 11 and the manufacturing error of the same plate thickness. And the lower mold | type 22 is urged | biased upwards (opening direction of the hollow part 21a) by the biasing force of the spring B installed between the lower end surface and the bottom face of the hollow part 21a. Instead of the spring B, a member that urges the lower mold 22 upward stepwise, such as an air cushion, may be employed.
[0031]
The lower mold 22 is formed with a plurality of through holes 22a as communication passages for allowing the working liquid A to flow toward one side of the metal plate body 11 in accordance with the pitch interval of the streaky protrusions 12 of the thin metal plate 10. Has been. Here, the hole diameter is preferably 0.5 mm or more in order to facilitate the circulation of the working liquid A, for example.
[0032]
The upper mold 23 is disposed on the upper surface side of the metal plate main body 11 placed on the support portion 21b, and is driven on the upper end surface thereof in the vertical direction so that it can be moved up and down. It is fixed integrally. The outer dimension of the upper die 23 is substantially the same as the outer dimension of the lower die 22, and the metal plate main body 11 is held together with the lower die 22 at the lower end surface in accordance with the lowering operation. The working liquid A is compressed and pressurized. In addition, a plurality of forming portions 23 a as forming spaces formed corresponding to the through holes 22 a formed in the lower die 22 are formed on the lower end surface of the upper die 23. The forming portion 23a is formed of a concave shape that matches the height of the streaky convex portion 12 of the thin metal plate 10.
[0033]
The blank holder 24 fixes the peripheral part of the metal plate main body 11 sandwiched between the lower mold 22 and the upper mold 23 with the support part 21b. For this reason, the blank holder 24 is integrally fixed to the lower surface side of the outer slider O configured to be movable up and down at the upper end surface thereof, and is disposed on the outer periphery of the upper mold 23. The lower end surface of the support portion 21b faces the support portion 21b.
[0034]
In addition, before the metal plate main body 11 is placed on the support portion 21 b of the base 21, the hydraulic forming apparatus 20 is filled with the working liquid A to fill the hollow portion 21 a of the base 21. When the mold 23 and the lower mold 22 are molded, the working liquid A filled in the recess 21a is sealed, and after the molding, the recess 23 is formed before the upper mold 23 is retracted upward from the recess 21a of the base 21. A supply / discharge sealing device S that discharges the working liquid A from 21a is provided. The supply / discharge sealing device S includes a composite valve 30, a control valve unit 40, and a pump unit 50. The composite valve 30 is directly assembled to the base 21, and the composite valve 30 is connected to the composite valve 30 via pipe lines H1, H2, and H3. A control valve unit 40 and a pump unit 50 are connected.
[0035]
As shown in FIGS. 6 and 7, the composite valve 30 is a combination of a check valve 37 and a pilot-type relief valve 38. A valve body 31, a supply port 32 formed on the valve body 31, a supply / discharge port The port 33, the discharge port 34, the pilot port 35, the sensor mounting port 36, and communication paths U1, U2, and U3 communicating between these ports are provided.
[0036]
The valve body 31 includes a main body portion 31a and a cover portion 31b formed from a block material such as carbon steel for machine structure. In the valve body 31, the ports 32, 33, 34, 35 and 36 and the communication paths U1, U2, U3 and U4 are formed on the same plane in a state where the main body portion 31a and the cover portion 31b are assembled to each other. The shape is flat.
[0037]
The supply port 32 is formed in the cover portion 31b of the valve body 31, and is connected to the A port of the pipe H1, the variable throttle valve 41 provided in the control valve unit 40, and the four-port three-position electromagnetic switching valve 42, so that the working liquid A port for supplying A. The pipe line H1 is formed from a high-pressure rubber hose and a coupler. The supply / discharge port 33 is formed in the main body portion 31a of the valve body 31, and is directly connected to the passage 21c of the base 21 of the hydroforming apparatus 20 to supply the working liquid A to the recess portion 21a and the recess portion 21a. It is a port for discharging the working liquid A inside. The supply port 32 and the supply / discharge port 33 are connected by a communication path U1.
[0038]
The discharge port 34 is formed in the main body portion 31a of the valve body 31, and is connected to the tank 52 provided in the pump unit 50 via the pipe H2, so that the working liquid A discharged from the hollow portion 21a is discharged to the tank 52. It is a port for flowing to. The discharge port 34 is connected to the supply / discharge port 33 by the communication path U2. The pipe line H2 is formed of a high pressure rubber hose and a coupler.
[0039]
The pilot port 35 is formed in the cover part 31b of the valve body 31, and is connected to the B port of the conduit H3, the variable throttle valve 41 provided in the control valve unit 40, and the 4-port 3-position electromagnetic switching valve 42. This is a port for supplying pilot pressure to the pilot type relief valve 38 via the passage U3. The pipe line H3 is formed from a high-pressure rubber hose and a coupler.
[0040]
The sensor attachment port 36 is a port for assembling the pressure sensor PS. The sensor mounting port 36 is connected to the supply / discharge port 33 by a communication path U4 connected to the communication path U1. When the pressure sensor PS is not attached to the sensor attachment port 36, a stopper is attached to the sensor attachment port 36.
[0041]
The check valve 37 is provided in the middle of the communication path U1 that connects the supply port 32 and the supply / discharge port 33 to each other. The check valve 37 permits the flow of the working liquid A to the supply / discharge port 33 when the working liquid A is introduced into the communication path U1 via the supply port 32. On the other hand, the check valve 37 blocks the flow of the working liquid A with respect to the flow from the supply / discharge port 33 to the supply port 32.
[0042]
The pilot type relief valve 38 is provided in the middle of the communication path U2 that connects the supply / discharge port 32 and the discharge port 34 to each other. The pilot type relief valve 38 includes a piston 38a that receives the pilot pressure transmitted through the pilot port 35 and the liquid passage U3. A poppet valve 38b is assembled to the piston 38a so as to be slidable in the axial direction of the piston 38a. The biasing force of a spring 38c assembled between the piston 38a and the poppet valve 38b causes the valve of the poppet valve 38b. The part is biased in the valve seat direction.
[0043]
The pilot-type relief valve 38 is in a state where the pilot pressure is transmitted from the pump unit 50 via the pilot port 35 in accordance with the switching operation of the four-port three-position electromagnetic switching valve 42 provided in the control valve unit 40. The pressure is set to a high pressure set value. On the other hand, when the pilot pressure is not transmitted from the pump unit 50 via the pilot port 35 according to the switching operation of the 4-port 3-position electromagnetic switching valve 42, the relief pressure is set to the low pressure set value.
[0044]
The pressure sensor PS detects the hydraulic pressure of the working liquid A in the hollow portion 21a transmitted through the passage 21c and the communication passage U4. The detected value detected by the pressure sensor PS is output to, for example, a personal computer (not shown) via an amplifier.
[0045]
As shown in FIG. 7, the control valve unit 40 includes a variable throttle valve 41, a 4-port 3-position electromagnetic switching valve 42, and relief valves 43 and 44. The variable throttle valve 41 is a needle valve for adjusting the flow rate of the working liquid A supplied to the supply port 32 and the pilot port 35 of the composite valve 30, respectively.
[0046]
The 4-port 3-position electromagnetic switching valve 42 (hereinafter referred to as the electromagnetic switching valve 42) includes a pair of left and right solenoids 42a and 42b. The P port of the electromagnetic switching valve 42 is connected to the output port 51 of the pump unit 50, and the R port is connected to the tank 52 of the pump unit 50. The electromagnetic switching valve 42 switches the flow path of the working liquid A by controlling the operations of the solenoids 42a and 42b by an electric control device (not shown). Here, the electric control device, for example, according to the detection result of the sensor that detects the vertical movement position of the upper mold 23 and the blank holder 23 and the sensor that detects the liquid level of the working liquid A in the recess 21a, the solenoid 42a. , 42b are controlled.
[0047]
Specifically, the control of the electromagnetic switching valve 42 by the electric control device will be described. The electric control device places (sets) the metal plate body 11 on the support portion 21b and fixes it with the blank holder 24 (described later). In the first step and the second step), the solenoids 42a and 42b are brought into a non-excited state. Thereby, the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 is set to the center position (the state shown in FIG. 7), and the A, B, P, and R ports are all in communication. The electric control device excites the solenoid 42b in the pressure forming step and the pressure holding step (corresponding to a third step and a fourth step described later). Thereby, the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 is such that the output port 51 and the pilot port 35 of the pump unit 50 communicate with each other via the P and B ports of the electromagnetic switching valve 42, and the R and A of the electromagnetic switching valve 42 are connected. The valve 52 is switched to a position where the tank 52 and the supply port 32 communicate with each other via the port. As a result, the pilot pressure is transmitted to the pilot type relief valve 38.
[0048]
Further, the electric control device puts the solenoids 42a and 42b in a non-excited state in the pressure release process (corresponding to the initial stage of a fifth process described later). Thereby, the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 is set to the center position, and the working liquid A in the recessed portion 21a is discharged in a state where all the A, B, P, and R ports are in communication. In addition, the electric control device has a liquid level of the working liquid A in the recess 21a between the step of taking out the thin metal plate 10 (corresponding to a fifth step described later) and the step of placing the metal plate main body 11 next time. The solenoid 42a is excited according to the detection result. As a result, the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 communicates with the output port 51 and the supply port 32 of the pump unit 50 via the P and A ports, and via the R and B ports of the electromagnetic switching valve 42. The valve 52 is switched to the position where the tank 52 and the pilot port 35 communicate with each other. Thereby, the working liquid A is supplied from the pump unit 50 to the hollow portion 21a.
[0049]
The relief valve 43 performs a relief operation when the hydraulic pressure of the working liquid A supplied to the supply port exceeds a predetermined pressure, and causes the working liquid A to flow (release) into the tank 52 of the pump unit 50. The relief valve 44 performs a relief operation when the liquid pressure of the working liquid A supplied to the pilot port exceeds a predetermined pressure, and causes the working liquid A to flow (release) into the tank 52 of the pump unit 50.
[0050]
The pump unit 50 discharges the working liquid A filled in the tank 52 from the output port 51 at a predetermined liquid pressure. As a result, the pump unit 50 supplies the working liquid A discharged from the output port 51 to the recess 21a of the hydraulic pressure forming device 20, or transmits a predetermined pilot pressure to the pilot type relief valve 38 of the composite valve 30. It is supposed to be.
[0051]
Next, the operation of forming the thin metal plate 10 from the first step shown in FIG. 1 through the fifth step shown in FIG. 4 by the hydraulic forming apparatus 20 configured as described above is sequentially performed from the first step. This will be described in detail.
[0052]
In the first step shown in FIG. 1, the metal plate main body 11 is placed on the support portion 21 b of the base 21. In this first step, the lower die 22 is positioned so that the upper end surface thereof is substantially flush with the upper end surface of the support portion 21b by the upward biasing force of the spring B (hereinafter, this position is referred to as the lower die initial position). Is maintained). In this lower mold initial position, the working liquid A is filled up to the upper end surface of the lower mold 22 through the through hole 22 a of the lower mold 22. Thereby, air does not exist between the liquid level of the working liquid A and the metal plate main body 11.
[0053]
As described above, when the metal plate main body 11 is placed on the upper end surfaces of the support portion 21 b and the lower mold 22, the working liquid A is removed from the lower surface of the metal plate main body 11, the recessed portion 21 a, the passage 21 c, and the composite valve 30. It will be in the state filled with the space (henceforth sealed space) formed.
[0054]
In the second step shown in FIG. 2, the outer slider O is lowered and the blank holder 24 is lowered in the direction of the support portion 21 b of the base 21. And it fixes with the lower end surface of the blank holder 24, and the support part 21b pinching | interposing the peripheral part of the mounted metal plate main body 11. FIG. As described above, when the peripheral edge portion of the metal plate main body 11 is fixed by the lower end surface of the blank holder 24 and the support portion 21b, the working liquid A is sealed in the sealed space.
[0055]
In the first and second steps, in the composite valve 30, the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 is switched to the center position, so that the relief pressure of the pilot type relief valve 38 is set to a low pressure set value. Thus, the working liquid A is in a state of being sealed in a space formed by the lower surface of the metal plate main body 11, the recess 21 a, the passage 21 c and the composite valve 30. Here, in the first step, when the working liquid A needs to be replenished before the metal plate body 11 is placed on the support portion 21b, the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 is temporarily set to the supply position. Switch to. Thereby, as shown in FIG.8 (c), the working liquid A can be replenished from the pump unit 50 to the hollow part 21a. In addition, after replenishing the working liquid A, the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 is switched to the center position.
[0056]
In the third step shown in FIG. 3, the inner slider I is lowered, the upper die 23 is lowered from the initial position toward the lower die 22, and the upper die 23 is inserted into the recessed portion 21 a of the base 21 to form a metal plate. A streak-like convex portion 12 is formed on the main body 11. Hereinafter, this third step will be described in detail based on the relationship between the slide amount of the upper mold 23 and the time indicated by the solid line in FIG. First, the inner slider I is lowered to lower the upper mold 23 from the initial position to the first predetermined position close to the metal plate body 11 at the first lowering speed.
[0057]
Subsequently, the inner slider I is further lowered, and the upper die 23 is further lowered from the first predetermined position to the second predetermined position at a second lowering speed that is lower than the first lowering speed. Thus, in the middle of lowering the upper mold 23 from the first predetermined position to the second predetermined position, the molding part 23a of the upper mold 23 and the upper surface side of the metal plate body 11 come into contact with each other, and the metal plate body 11 is moved to the upper mold. It is clamped by the molding part 23 a of 23 and the upper end surface of the lower mold 22. At this time, since the lower die 22 is urged upward (in the direction of the upper die 23) by the spring B, the metal plate body 11 is securely held between the upper die 23 and the lower die 22. .
[0058]
The upper mold 23 continues to descend while holding the metal plate body 11 with the lower mold 22, presses and deforms the metal plate body 11, and pushes the lower mold 22 downward against the urging force of the spring B. However, the insertion is started in the hollow portion 21a. In addition, since the outer periphery dimension of the upper mold | type 23 is made into the dimension smaller than the plate | board thickness of the metal plate main body 11 compared with the opening dimension of the hollow part 21a, when inserting the upper mold | type 23 in the hollow part 21a, The metal plate body 11 is not cut by being sandwiched between the upper mold 23 and the support portion 21b.
[0059]
When the upper mold 23 starts to be inserted into the recessed portion 21a, the working fluid A is compressed by the pressure deformation of the metal plate body 11 and the volume in the sealed space is reduced. As shown by the broken line in FIG. The hydraulic pressure of the working liquid A starts to increase in proportion to the slide amount of the upper mold 23. This is because the compression ratio of the working liquid A is small. Thus, the working liquid A whose liquid pressure has started to rise flows to the lower surface side of the metal plate main body 11 through the through hole 22 a of the lower mold 22. Thereby, as shown in FIG. 10, the metal plate main body 11 starts to be deformed in a convex shape toward the molding portion 23a side of the upper mold 23.
[0060]
Further, the inner slider I is lowered to lower the upper mold 23 from the second predetermined position to the third predetermined position that is the lowest point of lowering at a third lowering speed that is lower than the second lowering speed. . Here, in the present embodiment, the third predetermined position refers to a point where the molding portion 23a of the upper mold 23 is inserted from the upper end portion of the support portion 21b to the height of the streaky convex portion 12, that is, 0.5 mm. When the upper mold 23 is lowered to the third predetermined position, the metal plate main body 11 is further pressed and deformed, and the working liquid A is further compressed, so that the liquid pressure further rises. The liquid pressure at this time rises to about 300 to 400 MPa.
[0061]
Thus, when the upper mold 23 is lowered to the third predetermined position and the liquid pressure of the working liquid A is increased, the concave portion of the forming portion 23a is formed on the surface of the metal plate body 11 as shown in FIG. The transferred state, that is, the streak-like convex portion 12 is accurately formed. On the other hand, the portion where the metal plate main body 11 is sandwiched between the forming portion 23 a of the upper mold 23 and the upper end surface of the lower mold 22 is a flat portion 12 a by the convex flat portion of the upper mold 23 and the upper end flat portion of the lower mold 22. Is formed accurately. The first to third predetermined positions can be detected by, for example, a plurality of proximity switches attached to predetermined positions of the base 21 and the inner slider I.
[0062]
In the fourth step, after the streak-like convex portion 12 is transferred to the metal plate main body 11 in the third step, the upper mold 23 is maintained at the third predetermined position as shown in FIG. The increased liquid pressure of the liquid A is maintained for a predetermined time (for example, 0.5 seconds).
[0063]
In the third and fourth steps, since the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 is switched to the pilot position, the composite valve 30 has the check valve 37 and the pilot type as shown in FIG. The relief valve 38 inhibits the flow of the working liquid A. At this time, the relief pressure of the pilot type relief valve 38 is set to a high pressure set value.
[0064]
And after hold | maintaining the liquid pressure of the working liquid A only for the predetermined time in a 4th process, as shown in FIG. 8, the liquid pressure of the working liquid A is maintained in the state which maintained the upper mold | type 23 in the 3rd predetermined position. Open. In releasing the fluid pressure, since the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42 is switched to the center position in the composite valve 30, as shown in FIG. 8 (b), the working liquid A passes through the pipe H 2. And discharged to the tank 52 of the pump unit 50. Therefore, the liquid pressure in the recess 21a is released.
[0065]
In the fifth step shown in FIG. 4, the inner slider I rises in the axial direction, and the upper mold 23 starts to retract at the first raising speed and rises from the third predetermined position to the second predetermined position. Then, after the upper mold 23 is raised to the second predetermined position, the upper mold 23 is raised to the initial position at a second rising speed that is higher than the first rising speed. Moreover, when the upper mold | type 23 raises to a 2nd predetermined position, the outer slider O will raise and the blank holder 24 will evacuate upwards. Thereby, the thin metal plate 10 in which a large number of strip-like convex portions 12 are formed on the metal plate main body 11 can be taken out, and the hydraulic forming is completed. Thus, the thin metal plate 10 is completed through the first step to the fifth step (one cycle).
[0066]
In addition, after the thin metal plate 10 is taken out in the fifth step, if it is necessary to replenish the working liquid A before the first step next time, the composite valve 30 has the position of the valve body of the electromagnetic switching valve 42. By switching to the supply position, the flow from the supply port 32 to the supply / discharge port 33 is permitted as shown in FIG. Thereby, the working liquid A supplied from the pump unit 50 can be replenished into the hollow portion 21a through the passage 21c.
[0067]
The lower mold 22 is urged upward by the urging force of the spring B. However, since the working liquid A has a predetermined viscosity, the upward movement speed of the lower mold 22 is slow. However, by replenishing the working liquid A from the lower end surface direction of the lower mold 22, the lower mold 22 is urged upward by the increased volume of the working liquid A, and the moving speed of the lower mold 22 is slightly increased. Get faster. Thereby, after the fifth step, the lower die 22 can be quickly returned to the lower die initial position, the time until the first step can be shortened, and the molding cycle of the thin metal plate 10 can be reduced. You can expedite.
[0068]
In this way, the thin metal plate 10 completed through one cycle has a flat portion 12a, particularly in the streaky convex portion 12 on the side contacting the upper flat surface of the lower mold 22, as shown by a solid line in FIG. Sufficiently secured. This is because the metal plate body 11 is sandwiched between the forming portion 23a of the upper mold 23 and the upper end portion of the lower mold 22, so that deformation due to hydraulic forming is prevented, and the initial flat portion of the metal plate body 11 is maintained. It is thought that it is to be done. Further, when the metal plate main body 11 is sandwiched, the sandwiched portion is slightly rolled to ensure the fluidity of the material. This prevents cracks and tears at the shoulders of the streak-like convex portions 12, and reduces material thinning (sagging) due to partial tensile deformation at the shoulders. It is considered that the flat portion 12a of the streak-like convex portion 12 on the lower mold 22 side is sufficiently secured also by this.
[0069]
On the other hand, the shape shown by a broken line in FIG. 12 shows the shape of the streaky convex portion 12 when the metal plate body 11 is formed without being sandwiched between the forming portion 23a of the upper mold 23 and the upper surface of the lower mold 22 as a reference. . As described above, when the streak-like convex portion 12 is formed without sandwiching the metal plate body 11, sagging occurs in the shoulder portion of the streaky convex portion 12 on the side in contact with the working liquid A. Thereby, the flat part 12a of the streaky convex part 12 on the side in contact with the working liquid A is small.
[0070]
Further, the thin metal plate 10 completed through one cycle has an anode electrode AE and an electrolyte membrane EF on one side of the two thin metal plates 10 as schematically shown in FIG. The fuel cell metal separator is formed by being joined with a membrane-electrode assembly (MEA) composed of the cathode electrode CE. As described above, the two thin metal plates 10 are joined on one side via the MEA, whereby the hydrogen gas passage HC through which hydrogen is supplied and the oxygen agent gas (for example, air) are supplied through the supply. An oxidant gas passage OC is formed. Further, the thin metal plate 10 is formed with a cooling water passage CC in which the thin metal plates 10 are directly joined to each other on the other side, and the cooling water is circulated and supplied.
[0071]
At this time, since the streaky convex portion 12 of the thin metal plate 10 is accurately formed, it is possible to secure a wide opening area of each passage HC, OC, CC. For this reason, the hydrogen gas passage HC, the oxidant gas passage OC, and the cooling water passage CC can reduce an increase in inflow / outflow resistance when the hydrogen gas, the oxidant gas, and the cooling water flow in / out. Therefore, hydrogen gas, oxidant gas, and cooling water can be supplied efficiently, and the performance of the fuel cell can be improved. Moreover, since the flat part 12a of the stripe-shaped convex part 12 of the thin metal plate 10 is fully ensured, the contact area at the time of joining the thin metal plates 10 can also be enlarged. Therefore, the electrical conductivity between the thin metal plates 10 can be increased, and the performance of the fuel cell can be improved.
[0072]
By the way, since the pressure sensor PS can be attached to the sensor attachment port 36 of the composite valve 30, when the pressure sensor PS is attached, the detection value output from the sensor PS is not illustrated, for example. It can be displayed on the display of the personal computer as the liquid pressure in the recess 21a. Thereby, the operator who monitors the operating state of the hydraulic forming apparatus 20 can confirm whether or not the liquid pressure in the hollow portion 21a has increased to a predetermined pressure. It can be confirmed whether or not is molded under predetermined molding conditions.
[0073]
For this reason, the quality of the molded state of the product can be determined based on the hydraulic pressure of the working liquid A output from the pressure sensor PS, and the quality of the product can be kept good. Further, based on the hydraulic pressure of the working liquid A output from the pressure sensor PS, for example, the operating amount of the hydraulic forming device 20, that is, the operating amount of the upper mold 23 entering the hollow portion 21 a of the base 21 is appropriately adjusted. Is also possible. Thereby, since it can shape | mold with the influence (for example, thickness fluctuation | variation etc.) of the shape of the metal plate main body 11 being the minimum, the quality of a product can be kept favorable.
[0074]
As can be understood from the above description, according to the first embodiment, when the upper mold 23 is moved and the metal plate body 11 is sandwiched between the upper mold 23 and the lower mold 22 and pushed into the working liquid A, the working liquid A Is compressed and pressurized, and the working liquid A flows toward the metal plate body 11 through the through hole 22a of the lower mold 22. As a result, the metal plate main body 11 is pushed toward the molding portion 23a of the upper mold 23 and is bulged. For this reason, it is not necessary to separately provide a pressurizing pump for pressurizing the working liquid A, and the mold structure can be simplified.
[0075]
Further, the pressurized working liquid A can be selectively (partially) acted on the metal plate body 11 through the through hole 22 a provided in the lower mold 22. For this reason, even if it is a case where the complicated streak-like convex part 12 is shape | molded, the part to which the pressurized working liquid A acts can be set freely. Therefore, the working liquid A that is optimally pressurized can be applied to a portion that needs to be pressurized during molding, and the streak-shaped convex portion 12 can be accurately transferred.
[0076]
On the other hand, since the portion (non-molded portion) sandwiched between the upper mold 23 and the lower mold 22 is already sandwiched before the working liquid A is compressed and pressurized, the non-molded portion is Deformation by the pressurized working liquid A is prevented. Therefore, the non-molded portion can maintain the initial shape (flat shape) of the metal plate main body 11, and for example, the assembly accuracy when the product is assembled to other parts can be improved. Further, since the non-molded portion is slightly rolled by being sandwiched between the upper mold 23 and the lower mold 22, the fluidity of the material is ensured and the influence of the molding of the streaky convex portion 12 (for example, the molding portion) It is possible to prevent the material from being thinned or deformed due to tensile deformation. Further, as compared with the conventional hydraulic forming method, the pressing step by the upper die and the lower die can be eliminated, and the molding time (one cycle time) can be shortened.
[0077]
Further, by fixing the metal plate main body 11 by sandwiching it between the support portion 21b of the base 21 and the blank holder 24, it is possible to effectively prevent the generation of wrinkles generated in the metal plate main body 11 during molding. Moreover, since the several streaky convex part 12 can be correctly shape | molded at once to the metal plate main body 11, productivity can be improved.
[0078]
Furthermore, by providing the hydraulic pressure forming apparatus 20 with the supply / discharge sealing device S, the working liquid A can be easily replenished even when the working liquid A is reduced by continuous molding. In addition, since the working liquid A can be sealed, the fluid pressure of the working liquid A can be maintained for a predetermined time after the stripe-shaped convex portion 12 is formed on the metal plate body 11. As a result, a high hydraulic pressure can be uniformly applied to the lower surface of the metal plate main body 11 for a predetermined time, so that, for example, distortion generated with molding can be removed. Therefore, the distortion removing step can be eliminated and the molding time can be shortened. Further, since the hydraulic pressure of the working liquid A can be released before the upper mold 23 is retracted from the recess 21a of the base 21, the metal plate main body 11 is subjected to a high pressure after the upper mold 23 is retracted. Can be prevented from being deformed, and the molding accuracy of the product can be improved.
[0079]
For this reason, when the thin metal plate 10 is adopted as the metal separator of the fuel cell, the uneven shape of the metal separator can be formed very accurately. Thereby, when a stack of fuel cells is formed by joining a plurality of metal separators at convex portions, a sufficient bonding area between the metal separators can be secured. For this reason, while being able to raise joint strength, the electroconductivity between metal separators can be raised.
[0080]
In the first embodiment, the outer slider O and the blank holder 24 are provided on the outer periphery of the upper mold 23, and the metal plate main body 11 is sandwiched and fixed between the support portion 21b of the base 21 in the first step. Carried out. However, as shown in FIG. 14, by forming the metal plate body 11 between the lower mold 22 and the upper mold 23 and performing hydraulic forming, a hydraulic forming apparatus 120 in which the outer slider O and the blank holder 24 are omitted is used. It is also possible to carry out. Hereinafter, the second embodiment will be described in detail. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0081]
In the hydraulic forming apparatus 120 according to the second embodiment, the support portion 21b of the base 21, the outer slider O, and the blank holder 24 are omitted from the hydraulic forming apparatus 20 of the first embodiment. A sealing member 60 (for example, an O-ring or the like) that prevents the working liquid A from flowing out is attached to the side peripheral surface of the lower mold 22. The seal member 60 is mounted in a recessed groove 122b formed on the side peripheral surface of the lower mold 22, and has a predetermined crushing ratio between the bottom surface of the recessed groove 122b and the inner wall surface of the recessed portion 21a. Has been. Accordingly, the working liquid A is prevented from flowing out between the side peripheral surface of the lower mold 22 and the inner wall surface of the recessed portion 21a as the lower mold 22 is lowered.
[0082]
And in this 2nd Embodiment, the metal plate main body 11 is mounted in the upper end surface of the lower mold | type 22 by a 1st process. At this time, since the portion sandwiched between the support portion 21b and the blank holder 24 is not necessary, the metal plate body 11 is approximately the same size as the upper end surface of the lower die 22 and the upper end surface of the lower die 22 Placed on.
[0083]
In the third step, the metal plate main body 11 having the upper mold 23 placed on the upper end surface of the lower mold 22 is sandwiched, and the working liquid A is transferred to the lower surface of the metal plate main body 11, the recess 21a, the seal member 60, It will be in the state sealed in the space formed from the pipe line H1 and the compound valve 30. FIG. Then, the inner slider I is lowered, and the upper die 23 is inserted into the recess portion 21a with the metal plate main body 11 held between the lower die 22 and the upper die 23. At this time, the seal member 60 can prevent the working liquid A from flowing out, increase the pressure of the working liquid A, and the thin metal in which the streak-shaped convex portions 12 are accurately formed as shown in FIG. The plate 10 can be formed.
[0084]
As described above, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the metal plate body can be obtained only by holding the metal plate body 11 between the upper mold 23 and the lower mold 22. The streak-shaped convex part 12 can be shape | molded to 11. FIG. For this reason, it is not necessary to provide the support part 21b which clamps the peripheral part of the metal plate main body 11, the blank holder 24, and the outer slider O, and the manufacturing cost of the whole apparatus can be reduced significantly. Moreover, since it is not necessary to provide in the metal plate main body 11 the part pinched by the support part 21b and the blank holder 24, the yield of material can be improved. Furthermore, since the 2nd process in the said 1st Embodiment can be abbreviate | omitted, the shaping | molding cycle for shape | molding the thin metal plate 10 can be shortened significantly.
[0085]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
[0086]
For example, in each of the above embodiments, the metal plate main body 11 is formed so as to form a plurality of parallel protrusions 12 parallel to each other. However, the metal plate main body 11 is formed with a convex shape toward the forming portion 23a of the upper mold 23. Therefore, it is also possible to form the streak-like convex portions 12 other than parallel. Further, in each of the above embodiments, the streak-shaped convex portion 12 having the flat portion 12a having a predetermined length at the tip portion is formed, but the shape of the tip portion can be formed into a circular shape or a concave shape. . Furthermore, the convex shape to be formed on the metal plate body 11 is not limited to a streak shape (groove shape), and it goes without saying that it can be formed as, for example, a spherical convex shape or a rectangular convex shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view for explaining a first step performed by a hydroforming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view for explaining a second step performed by the hydroforming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a third step and a fourth step performed by the hydraulic forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view for explaining a fifth step performed by the hydroforming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a thin metal plate formed through a first step to a fourth step.
FIG. 6 is a schematic view for explaining a configuration of a composite valve of a supply / discharge sealing device assembled to a hydraulic forming device.
7 is a hydraulic circuit diagram showing the composite valve, control valve unit, and pump unit of FIG. 6. FIG.
8 is an explanatory schematic diagram for explaining the operation of the composite valve shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 9 is a graph schematically showing the amount of sliding of the upper die and the hydraulic pressure of the working liquid in the metal plate main body forming step (one cycle).
10 is an explanatory diagram for explaining a convex shape formed on the metal plate main body in the third step shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining streaky convex portions formed on the metal plate main body in the third step shown in FIG. 3;
FIG. 12 is an explanatory schematic view for explaining the shape of the streak-shaped convex portion of the thin metal plate formed by the hydraulic forming apparatus of the present invention.
13 is a schematic cross-sectional view of a main part of a fuel cell configured by adopting the thin metal plate shown in FIG.
FIG. 14 is a diagram schematically showing a configuration of a hydroforming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Thin metal plate, 11 ... Metal plate main body, 12 ... Streaky convex part, 20 ... Hydraulic forming apparatus, 21 ... Base, 21a ... Depression part, 21b ... Support part, 22 ... Lower mold | type, 22a ... Through-hole, DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Upper mold | type, 23a ... Molding part, 24 ... Blank holder, 30 ... Composite valve, 40 ... Control valve unit, 50 ... Pump unit, A ... Working liquid, P ... Press bed, I ... Inner slider, O ... Outer slider

Claims (13)

液体を収容する窪み部を有した固定型と、
前記液体内に収容されて、ワークの一側に当接し同ワークに向けて前記液体を流動させる連通路を有する従動側可動型と、
前記ワークの他側に配置されて、前記従動側可動型とにより前記ワークを挟持し前記連通路に対応して形成された成形空間を有する駆動側可動型とを備えていて、
前記ワークにてその一側に前記液体を密閉可能としたことを特徴とする液圧成形装置。A fixed mold having a recess for containing liquid;
A driven-side movable type that is housed in the liquid and has a communication path that abuts on one side of the work and causes the liquid to flow toward the work;
A drive-side movable mold that is disposed on the other side of the workpiece and has a molding space formed in correspondence with the communication path by sandwiching the workpiece with the driven-side movable mold;
A hydraulic forming apparatus characterized in that the liquid can be sealed on one side of the workpiece. 請求項１に記載した液圧成形装置において、
前記駆動側可動型と前記従動側可動型とによって挟持される前記ワークの周縁部を前記固定型とにより挟んで固定するブランクホルダを設けたことを特徴とする液圧成形装置。In the hydroforming apparatus according to claim 1,
A hydraulic forming apparatus, comprising: a blank holder for fixing a peripheral portion of the work sandwiched between the drive side movable mold and the driven side movable mold by the fixed mold. 請求項１に記載した液圧成形装置において、
前記窪み部の内壁面と前記従動側可動型の側周面間に前記液体の流出を防止するシール部材を設けたことを特徴とする液圧成形装置。In the hydroforming apparatus according to claim 1,
A hydraulic forming apparatus, wherein a seal member for preventing the liquid from flowing out is provided between an inner wall surface of the recess and a side peripheral surface of the driven movable type. 請求項１ないし請求項３に記載した液圧成形装置において、
前記従動側可動型に設けた連通孔は、複数形成されており、前記駆動側可動型に設けた成形空間は、前駆複数形成された連通孔に対応して複数の凹形状が形成されることを特徴とする液圧成形装置。In the hydroforming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of communication holes provided in the driven-side movable mold are formed, and the molding space provided in the drive-side movable mold is formed with a plurality of concave shapes corresponding to the plurality of precursor-formed communication holes. A hydraulic forming apparatus characterized by the above. 請求項１ないし請求項４に記載した液圧成形装置において、
前記ワークが前記駆動側可動型と前記従動側可動型とによって挟持される前に前記液体を供給して満たし、前記ワークが前記駆動側可動型と前記従動側可動型とによって成形されるときに前記液体を封止し、前記成形後にて前記駆動側可動型が退避動作する前に前記液体を排出する給排封止装置を設けたことを特徴とする液圧成形装置。In the hydroforming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
When the work is formed by the drive side movable mold and the driven side movable mold, the liquid is supplied and filled before the work is sandwiched between the drive side movable mold and the driven side movable mold. A hydraulic forming apparatus characterized in that a supply / discharge sealing device is provided for sealing the liquid and discharging the liquid after the molding and before the driving side movable mold is retracted. 請求項５に記載した液圧成形装置において、
前記給排封止装置は、液圧供給源から前記下型の窪み部への前記液体の流通を許容する逆止弁と、前記下型の窪み部と前記逆止弁間の通路内に保持可能な圧力を切替操作に応じて変更可能であり、常態ではリリーフ圧が低圧設定値とされ、前記ワークが成形されるときにはリリーフ圧が高圧設定値とされるリリーフ弁との複合弁を備えていて、この複合弁のバルブボデーは前記固定型に直接組み付けられていることを特徴とする液圧成形装置。In the hydroforming apparatus according to claim 5,
The supply / discharge sealing device is held in a check valve that allows the liquid to flow from a hydraulic pressure supply source to the lower mold recess, and in a passage between the lower mold recess and the check valve. It is possible to change the possible pressure according to the switching operation, and it has a composite valve with a relief valve in which the relief pressure is set to a low pressure set value in a normal state and the relief pressure is set to a high pressure set value when the workpiece is molded. The hydraulic pressure molding apparatus is characterized in that the valve body of the composite valve is directly assembled to the fixed mold. 前記請求項６に記載した液圧成形装置において、
前記バルブボデーには、圧力センサを脱着可能な取付ポートが設けられていることを特徴とする液圧成形装置。In the hydroforming apparatus according to claim 6,
The valve body is provided with a mounting port to which a pressure sensor can be attached and detached. ワークの一部に液圧を作用させることにより、ワークの一部に成形を施す液圧成形方法であって、
ワークの一側に密閉状態で満たされた液体内にてワークの一側に当接するように配置された従動側可動型とワークの他側に設けられた駆動側可動型間にワークをセットするワークセット工程と、
前記ワークセット工程にてセットした前記ワークを前記駆動側可動型と前記従動側可動型によって挟持した状態で、前記駆動側可動型を前記液体に向けて押し込むことにより前記液体を加圧し、前記駆動側可動型に設けた成形空間に対応して前記従動側可動型に設けた連通路を通して前記加圧した液体を前記ワークの一側に向けて流動させて、前記ワークの一部を前記成形空間に向けて変形させて前記セットされたワークに成形を施す加圧成形工程とを備えていることを特徴とする液圧成形方法。A hydraulic forming method for forming a part of a work by applying a hydraulic pressure to a part of the work,
The work is set between a driven-side movable mold disposed so as to contact one side of the work in a liquid filled in a sealed state on one side of the work and a drive-side movable mold provided on the other side of the work. The work setting process;
In the state where the work set in the work setting step is sandwiched between the drive side movable mold and the driven side movable mold, the liquid is pressurized by pushing the drive side movable mold toward the liquid, and the drive The pressurized liquid is caused to flow toward one side of the workpiece through a communication path provided in the driven-side movable die corresponding to the molding space provided in the side movable die, and a part of the workpiece is parted in the molding space. And a pressure forming step of forming the set work by being deformed toward the pressure. 請求項８に記載した液圧成形方法において、
前記加圧成形工程終了後、
前記加圧された液体の圧力を所定時間保持する圧力保持工程を備えていることを特徴とする液圧成形方法。In the hydroforming method according to claim 8,
After completion of the pressure molding process,
A hydraulic forming method comprising a pressure holding step of holding the pressure of the pressurized liquid for a predetermined time. 請求項９に記載した液圧成形方法において、
前記圧力保持工程終了後、
前記駆動側可動型が退避動作する前に前記加圧された液体の圧力を開放する圧力開放工程を備えていることを特徴とする液圧成形方法。In the hydroforming method according to claim 9,
After completion of the pressure holding step,
A fluid pressure molding method comprising: a pressure release step of releasing the pressure of the pressurized liquid before the driving side movable mold is retracted. 多数の凸部が成形されて構成される燃料電池用メタルセパレータであって、
セパレータ素材の一側に密閉状態で満たされた液体内にて前記セパレータ素材の一側に当接するように配置された従動側可動型と前記セパレータ素材の他側に設けられた駆動側可動型間に前記セパレータ素材をセットするセパレータ素材セット工程と、
前記セパレータ素材セット工程にてセットした前記セパレータ素材を前記駆動側可動型と前記従動側可動型によって挟持した状態で、前記駆動側可動型を前記液体に向けて押し込むことにより前記液体を加圧し、前記駆動側可動型に設けた成形空間に対応して前記従動側可動型に設けた連通路を通して前記加圧した液体を前記セパレータ素材の一側に向けて流動させて、前記セパレータ素材の一部を前記成形空間に向けて変形させて前記セットされたセパレータ素材に成形を施す加圧成形工程とを備えた液圧成形方法により前記凸部が成形されることを特徴とする燃料電池用メタルセパレータ。A metal separator for a fuel cell formed by molding a number of convex portions,
Between a driven-side movable mold disposed so as to contact one side of the separator material in a liquid filled in a sealed state on one side of the separator material and a drive-side movable mold provided on the other side of the separator material A separator material setting step for setting the separator material to
In the state where the separator material set in the separator material setting step is sandwiched between the drive side movable mold and the driven side movable mold, the liquid is pressurized by pushing the drive side movable mold toward the liquid, A part of the separator material is made to flow toward the one side of the separator material through the communication passage provided in the driven side movable die corresponding to the molding space provided in the drive side movable die. A metal separator for a fuel cell, wherein the convex portion is formed by a hydraulic forming method including a pressure forming step of forming the separator material into a shape by deforming it toward the forming space. . 請求項１１に記載した燃料電池用メタルセパレータにおいて、
前記凸部を成形する液圧成形方法は、
前記加圧成形工程終了後、前記加圧された液体の圧力を所定時間保持する圧力保持工程を備えていることを特徴とする燃料電池用メタルセパレータ。The metal separator for a fuel cell according to claim 11,
The hydraulic forming method for forming the convex portion is:
A metal separator for a fuel cell, comprising a pressure holding step for holding the pressure of the pressurized liquid for a predetermined time after the pressure forming step. 請求項１２に記載した燃料電池用メタルセパレータにおいて、
前記凸部を成形する液圧成形方法は、
前記圧力保持工程終了後、前記駆動側可動型が退避動作する前に前記加圧された液体の圧力を開放する圧力開放工程を備えていることを特徴とする燃料電池用メタルセパレータ。In the fuel cell metal separator according to claim 12,
The hydraulic forming method for forming the convex portion is:
A metal separator for a fuel cell, comprising: a pressure release step of releasing the pressure of the pressurized liquid after the pressure holding step and before the driving side movable mold is retracted.

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