JP4876802B2 - Mesh-like through-hole forming device - Google Patents
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Description
金属製の薄板に所望形状の多数の貫通孔を網目状に成形する成形装置に関する。 The present invention relates to a forming apparatus for forming a large number of through holes having a desired shape in a mesh shape on a thin metal plate.
従来から、例えば、下記特許文献１に示すようなエキスパンドメタルの製造法ならびに製造装置は知られている。この従来の製造法および製造装置によれば、上型の山列の肩部を進入可能とする案内型を設けることにより、山列の肩部の形状を板材に正確に転写できる。したがって、形成される網目状の貫通孔を正確に成形することができる。 Conventionally, for example, a manufacturing method and a manufacturing apparatus of an expanded metal as shown in Patent Document 1 below are known. According to this conventional manufacturing method and manufacturing apparatus, the shape of the shoulder portion of the mountain row can be accurately transferred to the plate material by providing the guide mold that allows the shoulder portion of the upper mountain row to enter. Therefore, the network-like through hole to be formed can be accurately formed.
また、従来から、例えば、下記特許文献２に示すような鉛蓄電池用エキスパンドメタル格子体の製造型も知られている。この従来の製造型によれば、複数のＶ字型刃におけるそれぞれの刃先面の角度を異ならせてエキスパンドメタル格子を形成することにより、網目を構成する骨の伸張を均一にすることができる。これにより、骨に生じる応力の不均一を緩和し、骨の破断を減少させることができる。 Further, conventionally, for example, a production type of an expanded metal lattice for a lead storage battery as shown in Patent Document 2 below is also known. According to this conventional manufacturing mold, the expansion of the bones constituting the mesh can be made uniform by forming the expanded metal lattice by varying the angles of the respective blade edge surfaces of the plurality of V-shaped blades. Thereby, the nonuniformity of the stress which arises in a bone can be relieved, and the fracture | rupture of a bone can be reduced.
また、従来から、エキスパンドメタルやメタルラスを燃料電池に採用することも検討されている。例えば、下記特許文献３には、薄平板状の基板と、菱形のスリットが形成されたエキスパンドメタルやメタルラスなどから形成された網目状の導電体とから構成されるセパレータが互いに隣接する単セルの間に配置されることが開示されている。このように、導電体としてエキスパンドメタルやメタルラスを燃料電池の構成部品として採用することにより、空気または燃料ガスを電極拡散層に供給するための流路を形成するとともに、発電された電流を外部に導出できるようになる。
ところで、一般的に、金属製の薄板に対して、塑性変形を伴う機械加工を施す場合には、加工力を除去した後に、弾性力に起因する変形現象すなわちスプリングバックが生じる場合がある。このため、金属性の薄板に対して切れ目を入れて引き伸ばすことによって網目状の貫通孔が多数成形されるエキスパンドメタルやメタルラスにおいても、スプリングバックは発生する。そして、このスプリングバックが加工部位の全体にわたり不均一に生じた場合には、エキスパンドメタルやメタルラスに反りなど好ましくない形状変形が生じる可能性がある。 By the way, in general, when machining with plastic deformation is performed on a thin metal plate, a deformation phenomenon due to elastic force, that is, springback may occur after the processing force is removed. For this reason, spring back also occurs in expanded metal or metal lath in which a large number of mesh-like through-holes are formed by cutting and stretching a metallic thin plate. If this spring back occurs unevenly over the entire processing site, undesirable shape deformation such as warpage of expanded metal or metal lath may occur.
ところが、上記特許文献１または特許文献２には、発生するスプリングバックの抑制に関する具体的な方策は開示されていない。したがって、上記特許文献１または特許文献２に示された製造装置または製造型によって製造されるエキスパンドメタルにおいては、スプリングバックによる好ましくない変形が生じる可能性が高い。 However, the above-mentioned Patent Document 1 or Patent Document 2 does not disclose a specific measure regarding suppression of the generated springback. Therefore, in the expanded metal manufactured by the manufacturing apparatus or the manufacturing mold shown in Patent Document 1 or Patent Document 2, there is a high possibility that undesirable deformation due to the springback occurs.
また、上記特許文献３に示された燃料電池においては、導電体としてのエキスパンドメタルやメタルラスが、導入された空気や燃料ガスを供給するための流路を形成し、また、電極構造体によって発電された電流を外部に導出する機能を担う。この場合、例えば、エキスパンドメタルやメタルラスに反りが生じていれば、適切に流路を形成したり、集電抵抗を小さくして効率よく電流を導出したりすることが難しくなる可能性がある。 In the fuel cell shown in Patent Document 3, expanded metal or metal lath as a conductor forms a flow path for supplying introduced air or fuel gas, and power is generated by the electrode structure. The function to derive the generated current to the outside. In this case, for example, if the expanded metal or the metal lath is warped, it may be difficult to appropriately form a flow path or reduce current collection resistance to efficiently derive current.
このため、エキスパンドメタルやメタルラスに発生した反りを矯正するための工程、例えば、焼鈍工程などを設けて発生した反りを矯正する必要があり、燃料電池を製造するためのコストが増大するなどの新たな問題の発生が懸念される。したがって、燃料電池にエキスパンドメタルやメタルラスを採用する場合には、成形時に反りなどの好ましくない変形を大幅に低減してエキスパンドメタルやメタルラスを製造することが望まれている。 For this reason, it is necessary to correct a warp generated in an expanded metal or a metal lath, for example, an annealing process, and a new process such as an increase in cost for manufacturing a fuel cell. There is concern about the occurrence of new problems. Therefore, when an expanded metal or a metal lath is used for a fuel cell, it is desired to produce an expanded metal or a metal lath while greatly reducing undesirable deformation such as warping during molding.
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、成形後における好ましくない形状変形を効果的に防止して、金属製の薄板に所望形状の多数の貫通孔を網目状に成形する成形装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its object is to effectively prevent undesirable shape deformation after molding, and to form a large number of through holes having a desired shape in a thin metal plate. An object of the present invention is to provide a forming apparatus for forming a mesh.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、金属製の薄板に所望形状の多数の貫通孔を網目状に成形する網目状貫通孔成形装置において、金属製の薄板を所定の加工ピッチずつ供給する供給機構と、前記供給された金属製の薄板を同薄板の板幅方向にて支持可能な刃であって、前記金属製の薄板を支持する支持面が湾曲形状に形成された刃を有する固定型と、前記供給された金属製の薄板の板幅方向に直列に配置された複数の突出した刃から形成される刃列を有して、同刃列を前記金属製の薄板の板厚方向に進退動させて前記固定型の刃とにより前記金属製の薄板をせん断するとともに同せん断した部分を引き伸ばして貫通孔を成形し、前記刃列を前記金属製の薄板の板幅方向に往復動させて前記貫通孔を千鳥配置に成形する可動型とを備えたことにある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that in a mesh-like through-hole forming apparatus that forms a large number of through-holes in a desired shape in a metal thin plate, the metal thin plate is formed at a predetermined processing pitch. A supply mechanism for supplying, and a blade capable of supporting the supplied thin metal plate in the width direction of the thin plate, wherein the support surface for supporting the thin metal plate is formed in a curved shape. A fixed die having a blade row formed from a plurality of protruding blades arranged in series in the plate width direction of the supplied metal thin plate, and the blade row of the metal thin plate The metal thin plate is moved forward and backward in the thickness direction and the metal thin plate is sheared with the fixed type blade, and the sheared portion is stretched to form a through hole, and the blade row is formed in the plate width direction of the metal thin plate. A movable mold that reciprocates to form the through holes in a staggered arrangement It lies in the fact was.
この場合、前記固定型の刃の湾曲形状は、前記金属製の薄板の板幅方向の略中央部分にて、前記供給された金属製の薄板と前記刃の支持面との間の前記金属製の薄板の板厚方向の距離が最大となる湾曲形状であるとよい。 In this case, the curved shape of the fixed-type blade is such that the metal thin plate between the supplied metal thin plate and the support surface of the blade is substantially at the center in the plate width direction of the metal thin plate. It is preferable that the thin plate has a curved shape that maximizes the distance in the thickness direction.
また、本発明の他の特徴は、金属製の薄板に所望形状の多数の貫通孔を千鳥配置に成形する網目状貫通孔成形装置において、金属製の薄板を所定の加工ピッチずつ供給する供給機構と、前記供給された金属製の薄板を同薄板の板幅方向にて支持可能な直線状の刃を有する固定型と、前記供給された金属製の薄板の板幅方向にて直列に配置された複数の突出した刃から形成される刃列であって、前記複数の突出した刃の突出量が前記金属製の薄板の板厚方向にて順に湾曲状に変化する刃列を有して、同刃列を前記金属製の薄板の板厚方向に進退動させて前記固定型の刃とにより前記金属製の薄板をせん断するとともに同せん断した部分を引き伸ばして貫通孔を成形し、前記刃列を前記金属製の薄板の板幅方向に往復動させて前記貫通孔を千鳥配置に成形する可動型とを備えたことにもある。 Another feature of the present invention is a supply mechanism for supplying metal thin plates by a predetermined processing pitch in a mesh-like through-hole forming apparatus that forms a large number of through holes having a desired shape in a staggered arrangement on a metal thin plate. And a fixed mold having a linear blade capable of supporting the supplied thin metal plate in the width direction of the thin plate, and arranged in series in the width direction of the supplied thin metal plate. A blade row formed from a plurality of protruding blades, wherein the protruding amount of the plurality of protruding blades has a blade row that changes in a curved shape in order in the thickness direction of the metal thin plate, The blade row is moved forward and backward in the thickness direction of the metal thin plate to shear the metal thin plate with the fixed blade, and the sheared portion is stretched to form a through hole, and the blade row Are reciprocated in the plate width direction of the metal thin plate so that the through holes are arranged in a staggered manner. There is also the fact that a movable die for molding the.
この場合、前記可動型の刃列は、前記刃列を形成する複数の突出した刃のうち、前記金属製の薄板の板幅方向の両端部に対応する位置に配置された刃の突出量が最大となるように湾曲状に変化する刃列であるとよい。 In this case, the movable blade row has a protruding amount of blades arranged at positions corresponding to both ends in the plate width direction of the metal thin plate among the plurality of protruding blades forming the blade row. It is preferable that the blade row bends so as to be maximized.
これらによれば、金属製の薄板の板幅方向にて、固定型の刃と可動型の刃列とによる金属製の薄板に対する加工量を変化させることができる。特に、金属製の薄板においては、板幅方向の両端部分近傍の加工部位におけるスプリングバックが大きくなる傾向を有する。このため、固定型の刃の湾曲形状を、金属製の薄板の板幅方向の略中央部分にて刃の支持面との間の距離が最大となる湾曲形状としたり、可動型の刃列を、金属製の薄板の板幅方向の両端部に対応する位置に配置された刃の突出量が最大となるように湾曲状に変化する刃列としたりすることによって、金属製の薄板の板幅方向の両端部分近傍における加工量を大きくすることができる。 According to these, the processing amount with respect to the metal thin plate by the fixed blade and the movable blade row can be changed in the plate width direction of the metal thin plate. In particular, in a metal thin plate, there is a tendency that the spring back at the processing site near both end portions in the plate width direction becomes large. For this reason, the curved shape of the fixed blade is changed to a curved shape in which the distance from the support surface of the blade is the maximum at a substantially central portion in the plate width direction of the thin metal plate, or the movable blade row is The width of the metal thin plate is obtained by forming a blade row that changes in a curved shape so that the protrusion amount of the blade disposed at the position corresponding to both ends in the plate width direction of the metal thin plate is maximized. The machining amount in the vicinity of both end portions in the direction can be increased.
これにより、大きなスプリングバックの発生を抑制したり、スプリングバックを加工部位の全体にわたり均一に生じさせたりすることが可能となる。したがって、網目状の貫通孔を成形した成形品（例えば、メタルラスなど）における好ましくない形状変化の発生を効果的に防止することができる。また、網目状の貫通孔を成形することにより、好ましくない形状変化の発生を防止することができるため、成形品に対する矯正工程を設定する必要がない。これにより、製造コストを大幅に低減することができ、成形品を安価に提供することもできる。 Thereby, generation | occurrence | production of a big spring back can be suppressed or it becomes possible to produce a spring back uniformly over the whole process site | part. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of an undesirable shape change in a molded product (for example, a metal lath) formed with a mesh-like through hole. In addition, by forming the mesh-like through-hole, it is possible to prevent an undesirable change in shape, and thus it is not necessary to set a correction process for the molded product. Thereby, a manufacturing cost can be reduced significantly and a molded article can also be provided at low cost.
ａ．第１実施形態
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る成形装置、すなわち、金属製の薄板に対して多数の小径の貫通孔を網目状に成形する（以下、この金属製の薄板をメタルラスＭＲという）メタルラス成形装置Ｒの主要な構成のみを概略的に示している。
a. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a molding apparatus according to a first embodiment of the present invention, that is, a large number of small-diameter through-holes are formed in a mesh shape with respect to a metal thin plate (hereinafter, this metal thin plate is referred to as a metal lath MR). Only the main structure of the metal lath forming apparatus R is schematically shown.
メタルラス成形装置Ｒは、図１（ａ）に示すように、素材としての金属製の薄板Ｚを順次所定の加工ピッチずつ送り供給するための供給機構としての送りローラＯＲと、成形時に金属製の薄板Ｚを適切に固定するための押え機構ＯＫと、供給された金属製の薄板Ｚに順次せん断加工するとともに引き伸ばし加工して網目状の貫通孔を千鳥配置に成形する刃型Ｈとを備えている。なお、金属製の薄板Ｚは、所定の長さに予め切断された板材であってもよいし、コイル状に巻き取られたコイル材であってもよい。 As shown in FIG. 1 (a), the metal lath forming apparatus R includes a feed roller OR as a supply mechanism for sequentially feeding and feeding a metal thin plate Z as a raw material by a predetermined processing pitch, and a metal roller at the time of molding. A presser mechanism OK for appropriately fixing the thin plate Z, and a blade die H that sequentially shears and stretches the supplied metal thin plate Z to form mesh-like through holes in a staggered arrangement. Yes. In addition, the metal thin plate Z may be a plate material cut in advance to a predetermined length, or may be a coil material wound in a coil shape.
刃型Ｈは、供給された金属製の薄板Ｚを支持可能な下刃ＳＨを有して図示省略のベースに固定される固定型としての下型と、複数の突出した刃の刃列として形成される上刃ＵＨを有して金属製の薄板Ｚの板厚方向（図１（ａ）にて上下方向）および金属製の薄板Ｚの板幅方向（図１（ａ）にて紙面垂直方向）に移動可能な可動型としての上型とから構成される。そして、図１（ｂ）に示すように、下刃ＳＨは、後述するように、上刃ＵＨによる金属製の薄板Ｚの引き伸ばし加工量を金属製の薄板Ｚの板幅方向にて異ならせるために、その上面すなわち支持面が下に凸となる湾曲形状に形成されている。また、上刃ＵＨは、金属製の薄板Ｚに対して、せん断加工により千鳥配置に切れ目を形成するとともに引き伸ばし加工により略菱形の貫通孔を形成するために、複数の突出した略三角形状の刃を直列に配置した刃列から形成されている。 The blade mold H is formed as a lower mold as a fixed mold having a lower blade SH capable of supporting the supplied metal thin plate Z and fixed to a base (not shown) and a blade row of a plurality of protruding blades. The metal thin plate Z having the upper blade UH is formed in the plate thickness direction (vertical direction in FIG. 1 (a)) and the metal thin plate Z in the plate width direction (FIG. 1 (a) perpendicular to the paper surface). ) And a movable upper mold as a movable mold. As shown in FIG. 1 (b), the lower blade SH is used to vary the amount of stretching of the metal thin plate Z by the upper blade UH in the plate width direction of the metal thin plate Z, as will be described later. In addition, the upper surface, that is, the support surface is formed in a curved shape that protrudes downward. The upper blade UH has a plurality of protruding substantially triangular blades in order to form cuts in a staggered arrangement by shearing on the thin metal plate Z and to form substantially rhomboid through holes by stretching. Are formed from blade rows arranged in series.
そして、このように構成されるメタルラス成形装置Ｒを用いたメタルラス成形工程を経ることによって、図２（ａ）に示すように、メタルラスＭＲが成形される。このメタルラスＭＲは、図２（ａ）に示すように、板幅方向の両端部近傍における貫通孔の開口寸法が板幅方向の略中央部近傍における貫通孔の開口寸法よりも大きくなっている。ここで、成形されるメタルラスＭＲは、例えば、板厚が０．１ｍｍ程度の金属製の薄板から形成されるものであり、多数形成される貫通孔の孔径は０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度とされている。 Then, through a metal lath forming process using the metal lath forming apparatus R configured as described above, the metal lath MR is formed as shown in FIG. In the metal lath MR, as shown in FIG. 2A, the opening size of the through hole in the vicinity of both ends in the plate width direction is larger than the opening size of the through hole in the vicinity of the substantially central portion in the plate width direction. Here, the metal lath MR to be formed is formed from, for example, a thin metal plate having a plate thickness of about 0.1 mm, and the diameters of the through holes to be formed are about 0.1 mm to 1 mm. Yes.
また、メタルラスＭＲは、図２（ｂ）にて図２（ａ）における左右方向の側面視を示すように、網目状の貫通孔を形成している部分が順次重なるように連結されて、その断面形状が階段形状とされている。以下、このメタルラス成形工程を具体的に説明する。 Further, as shown in FIG. 2B, the metal lath MR is connected so that the portions where the mesh-like through holes are formed sequentially overlap as shown in the side view in the left-right direction in FIG. The cross-sectional shape is a staircase shape. Hereinafter, this metal lath forming process will be specifically described.
メタルラス成形装置Ｒを用いたメタルラス成形工程は、第１工程と第２工程の２つの工程から構成される。すなわち、第１工程は、上刃ＵＨが金属製の薄板Ｚの板幅方向における所定位置（以下、この所定位置を第１加工位置という）にある状態で金属製の薄板Ｚに略三角形状の貫通孔を成形する工程である。また、第２工程は、上刃ＵＨが第１加工位置から所定量（例えば、略三角形状の刃からなる刃列の形成間隔の半分）だけ金属製の薄板Ｚの板幅方向に移動した位置（以下、この位置を第２加工位置という）にある状態で金属製の薄板Ｚに略三角形状の貫通孔を成形する工程である。以下、図３および図４を用いて、このメタルラス成形工程を具体的に説明する。 The metal lath forming process using the metal lath forming apparatus R includes two processes, a first process and a second process. That is, in the first step, the upper blade UH has a substantially triangular shape on the metal thin plate Z in a state where the upper blade UH is in a predetermined position in the plate width direction of the metal thin plate Z (hereinafter, this predetermined position is referred to as a first processing position). This is a step of forming a through hole. The second step is a position where the upper blade UH has moved in the plate width direction of the thin metal plate Z by a predetermined amount (for example, half of the formation interval of the blade row consisting of substantially triangular blades) from the first processing position. This is a step of forming a substantially triangular through hole in the metal thin plate Z in a state where this position is (hereinafter referred to as a second processing position). Hereinafter, the metal lath forming process will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
まず、第１工程においては、図３（ａ）に示すように、上刃ＵＨが第１加工位置にある状態で、送りローラＯＲによって金属製の薄板Ｚが所定の加工長さ（加工ピッチ）だけ刃型Ｈに送られる。そして、図３（ｂ）に示すように、上刃ＵＨは、下刃ＳＨ方向すなわち金属製の薄板Ｚの板厚方向へ降下し、下刃ＳＨとともにその略三角形状の刃によって金属製の薄板Ｚの一部をせん断して千鳥配置となる切れ目を加工する。さらに続けて、上刃ＵＨは最下点位置まで降下し、同上刃ＵＨの刃と接触している金属製の薄板Ｚを下方に引き伸ばす。その後、図３（ｃ）に示すように、上方の原位置すなわち第１加工位置まで復帰する。これにより、金属製の薄板Ｚの加工部分は、上刃ＵＨの刃形状が転写された状態となる。 First, in the first step, as shown in FIG. 3A, the metal thin plate Z is moved to a predetermined processing length (processing pitch) by the feed roller OR while the upper blade UH is in the first processing position. Only the blade type H is sent. Then, as shown in FIG. 3 (b), the upper blade UH descends in the direction of the lower blade SH, that is, in the plate thickness direction of the thin metal plate Z, and the thin metal plate is formed by the substantially triangular blade together with the lower blade SH. A part of Z is sheared to cut a zigzag cut. Furthermore, the upper blade UH descends to the lowest point position, and the metal thin plate Z in contact with the blade of the upper blade UH is stretched downward. Then, as shown in FIG.3 (c), it returns to an upper original position, ie, a 1st process position. Thereby, the processing part of the metal thin plate Z is in a state where the blade shape of the upper blade UH is transferred.
このように、第１工程が実行されると、引き続き、第２工程が実行される。すなわち、第２工程においては、図４（ａ）に示すように、まず、上刃ＵＨが第２加工位置に移動する。そして、上刃ＵＨが第２加工位置にある状態で、送りローラＯＲによって金属製の薄板Ｚが加工ピッチだけ刃型Ｈに送られる。そして、図４（ｂ）に示すように、上刃ＵＨは、下刃ＳＨ方向すなわち金属製の薄板Ｚの板厚方向へ降下し、下刃ＳＨとともにその略三角形状の刃によって金属製の薄板Ｚの一部をせん断して千鳥配置となる切れ目を加工する。さらに続けて、上刃ＵＨは最下点位置まで降下し、同上刃ＵＨの刃と接触している金属製の薄板Ｚを下方に引き伸ばす。その後、図４（ｃ）に示すように、上方の原位置すなわち第２加工位置まで復帰する。これにより、金属製の薄板Ｚの加工部分は、上刃ＵＨの刃形状が転写された状態となる。 Thus, when the first step is executed, the second step is subsequently executed. That is, in the second step, as shown in FIG. 4A, first, the upper blade UH moves to the second machining position. Then, with the upper blade UH in the second processing position, the metal thin plate Z is fed to the blade mold H by the processing roller OR by the processing pitch. Then, as shown in FIG. 4B, the upper blade UH descends in the lower blade SH direction, that is, in the plate thickness direction of the metal thin plate Z, and the metal thin plate is formed by the substantially triangular blade together with the lower blade SH. A part of Z is sheared to cut a zigzag cut. Furthermore, the upper blade UH descends to the lowest point position, and the metal thin plate Z in contact with the blade of the upper blade UH is stretched downward. Then, as shown in FIG.4 (c), it returns to an upper original position, ie, a 2nd process position. Thereby, the processing part of the metal thin plate Z is in a state where the blade shape of the upper blade UH is transferred.
そして、第２工程における加工サイクルが実行された後、上刃ＵＨは、図４（ａ）に示した第２加工位置から図３（ａ）に示した第１加工位置に移動し、再び、第１工程が実行される。また、第１工程において、上述した加工サイクルが実行されると、上刃ＵＨは、図３（ａ）に示した第１加工位置から図４（ａ）に示した第２加工位置に移動し、再び、第２工程の加工サイクルが実行される。このようにして、第１工程と第２工程とが繰り返し実行されることにより、図２（ａ），（ｂ）に示したようなメタルラスＭＲが成形される。 Then, after the machining cycle in the second step is executed, the upper blade UH moves from the second machining position shown in FIG. 4 (a) to the first machining position shown in FIG. 3 (a), and again, The first step is performed. In the first step, when the above-described machining cycle is executed, the upper blade UH moves from the first machining position shown in FIG. 3A to the second machining position shown in FIG. 4A. Again, the processing cycle of the second step is executed. In this manner, the metal lath MR as shown in FIGS. 2A and 2B is formed by repeatedly executing the first step and the second step.
ところで、メタルラスＭＲの成形に際しては、引き伸ばし加工後（除荷後）の弾性力による形状変化すなわちスプリングバックが発生することを考慮する必要がある。すなわち、成形したメタルラスＭＲにスプリングバックが発生すると、成形品としてのコレクタ１２に反りが生じる。そして、この反りを矯正するためには、例えば、焼鈍工程などを設ける必要がある。
By the way, when forming the metal lath MR, it is necessary to consider that a shape change, that is, a spring back, occurs due to the elastic force after the stretching process (after unloading). That is, when springback occurs in the molded metal lath MR, the
このように、メタルラスに発生するスプリングバックに関し、本願発明者等は、種々の実験を繰り返すことによって、成形したメタルラスに発生するスプリングバックを詳細に調査した。その結果、下型に設けた刃の形状を平面状としてメタルラスを成形すると、金属製の薄板の板幅方向すなわち成形したメタルラスの板幅方向に沿って、成形部位のスプリングバック量が大きくなることを見出した。 Thus, regarding the spring back generated in the metal lath, the inventors of the present application investigated various details of the spring back generated in the molded metal lath by repeating various experiments. As a result, if the metal lath is formed with the shape of the blade provided on the lower mold as a flat shape, the amount of springback at the forming portion increases along the plate width direction of the metal thin plate, that is, the plate width direction of the formed metal lath. I found.
これは、メタルラス成形時において、金属製の薄板の板幅方向に沿って同板を拘束する力が次第に小さく（弱く）なり、上刃による引き伸ばし加工力に差異が生じているためと推定される。このため、メタルラスの両端位置における成形部位においては、引き伸ばし量が小さくなって弾性変形し易くなり、言い換えれば、塑性変形量が小さくなり、その結果、スプリングバック量が大きくなると考えられる。そして、このようにスプリングバック量が不均一になると、例えば、図５に示すように、メタルラスの板幅方向に沿って反りが発生する。 This is presumably because, during metal lath forming, the force for restraining the metal thin plate along the plate width direction becomes gradually smaller (weaker), and there is a difference in the drawing force by the upper blade. . For this reason, it is considered that the stretched portion becomes small and is easily elastically deformed at the molding portions at both ends of the metal lath, in other words, the plastic deformation amount becomes small, and as a result, the springback amount becomes large. When the amount of spring back becomes uneven in this way, for example, as shown in FIG. 5, warpage occurs along the plate width direction of the metal lath.
このことに基づき、本実施形態のメタルラス成形装置Ｒにおいては、下型の支持面すなわち刃形状として、金属製の薄板Ｚの板幅方向の略中央部分が最下点となるような湾曲形状を採用する。これにより、図６に概略的に示すように、金属製の薄板Ｚの板幅方向の略中央部分における引き伸ばし加工量が相対的に小さく、金属製の薄板Ｚの板幅方向端部に向けて引き伸ばし加工量が相対的に大きくなる。ここで、引き伸ばし加工量の相対差は、実験的に確認されたスプリングバック量を考慮して決定されるものである。 Based on this, in the metal lath forming apparatus R of the present embodiment, the lower mold support surface, that is, the blade shape, has a curved shape in which the substantially central portion in the plate width direction of the thin metal plate Z is the lowest point. adopt. Thereby, as shown schematically in FIG. 6, the amount of stretch processing at the substantially central portion in the plate width direction of the metal thin plate Z is relatively small, and toward the end in the plate width direction of the metal thin plate Z. The stretch processing amount becomes relatively large. Here, the relative difference in the amount of stretch processing is determined in consideration of the amount of springback confirmed experimentally.
そして、上刃ＵＨによる金属製の薄板Ｚの引き伸ばし加工の加工量を金属製の薄板Ｚの板幅方向にて異ならせることにより、スプリングバック量が大きくなる板幅方向端部における加工量を大きくすることができる。このため、弾性力による変形量を小さくでき、スプリングバックの発生に伴う反りを生じにくくできる。これにより、メタルラスＭＲの成形後に、反りを矯正するための工程、例えば、焼鈍工程などを廃止することができる。したがって、メタルラスＭＲの成形に係るコストを大幅に低減することができる。 And the amount of processing at the end in the plate width direction where the amount of spring back is increased is increased by varying the amount of processing of the metal thin plate Z by the upper blade UH in the plate width direction of the metal thin plate Z. can do. For this reason, the amount of deformation due to the elastic force can be reduced, and the warp associated with the occurrence of springback can be made difficult to occur. Thereby, after shaping | molding metal lath MR, the process for correcting curvature, for example, an annealing process etc., can be abolished. Therefore, the cost for forming the metal lath MR can be significantly reduced.
そして、このように成形されたメタルラスＭＲは、例えば、固体高分子型燃料電池のセパレータを構成するコレクタとして採用することができる。以下、メタルラスＭＲを固体高分子型燃料電池に採用した場合を具体的に説明する。 The metal lath MR formed in this way can be employed as a collector constituting a separator of a polymer electrolyte fuel cell, for example. Hereinafter, the case where the metal lath MR is employed in the polymer electrolyte fuel cell will be specifically described.
図７は、燃料電池用セパレータ１０（以下、単にセパレータ１０という）を用いて構成された単セルを概略的に示した断面図である。この単セルは、２つのセパレータ１０と、これらセパレータ１０間に配置されて積層されるフレーム２０およびＭＥＡ３０（Membrane−Electrode Assembly：膜−電極アッセンブリ）とから構成される。そして、この単セルを複数積層することによって固体高分子型燃料電池のスタックが形成され、各単セルに対して例えば水素ガスと空気が導入されと、ＭＥＡ３０にて電極反応が進行する。これにより、固体高分子型燃料電池は、電気を発電して外部に出力することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a single cell configured using a fuel cell separator 10 (hereinafter simply referred to as a separator 10). The single cell includes two
セパレータ１０は、例えば、略正方形の平板状に形成されて燃料電池スタック内に導入されたガスの混流を防ぐセパレータ本体１１と、外部から供給された燃料ガスまたは酸化剤ガスを適切に拡散させてＭＥＡ３０に導入するとともに電極反応によって発電された電気を集電するコレクタ１２とから構成される。ここで、コレクタ１２は、上述したメタルラス成形装置Ｒによって成形されたメタルラスＭＲを所定の寸法となるように切断されたものである。
For example, the
そして、コレクタ１２は、その一面側にて、セパレータ本体１１に対して一体的に固設されて、セパレータ１０を形成する。このコレクタ１２の固設について、以下に簡単に説明する。コレクタ１２は、セパレータ本体１１の略中央部分に配置される。そして、セパレータ本体１１とコレクタ１２との接触部分は、例えば、ロー付け工法により、金属的に接合されて一体的に固設される。
And the
具体的に説明すると、まず、コレクタ１２に対して、例えば、銅やニッケルなどのペースト状のロー材を塗布する。そして、ロー材を塗布したコレクタ１２をセパレータ本体１１の所定位置に仮止めする。このとき、コレクタ１２は、上述したように、スプリングバックの発生が極めて効果的に抑制されたメタルラスＭＲから形成されるものであり、反りが少ないため、セパレータ本体１１に対して極めて良好に接触した状態で仮止めされる。次に、還元ガス雰囲気中にて、仮止めしたセパレータ本体１１とコレクタ１２とを所定温度で所定時間だけ加熱し、その後冷却する。これにより、セパレータ本体１１とコレクタ１２とが金属的に接合されて一体的に固設される。
More specifically, first, a paste-like brazing material such as copper or nickel is applied to the
一方、コレクタ１２は、単セル形成時において、その他面側にて、フレーム２０に形成された貫通孔を介してＭＥＡ３０と接触する。このＭＥＡ３０との接触においても、コレクタ１２は、反りの小さいメタルラスＭＲから形成されるため、ＭＥＡ３０に対して極めて良好に接触することができる。したがって、ＭＥＡ３０で発電された電気を集電する際の抵抗（集電抵抗）を極めて小さくすることができ、発電された電気を効率よくすなわち集電効率を向上させて集電することができる。
On the other hand, the
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、金属製の薄板Ｚに対して網目状の貫通孔を成形する際に発生するスプリングバックを考慮して、メタルラス成形装置Ｒの下刃ＳＨを湾曲形状とし、メタルラスＭＲを成形することができる。これにより、スプリングバックの発生に起因して生じるメタルラスＭＲの好ましくない変形、例えば、反りの発生などを良好に低減することができる。したがって、発生した好ましくない変形を矯正するために、別途工程（例えば、焼鈍工程など）を設けて実施する必要がなくなり、その結果、メタルラスＭＲの製造に係るコストを大幅に低減することができる。 As can be understood from the above description, according to the first embodiment, the metal lath forming apparatus R is considered in consideration of the spring back generated when the mesh-like through hole is formed on the metal thin plate Z. The lower blade SH can be formed into a curved shape, and the metal lath MR can be formed. Thereby, undesired deformation of the metal lath MR caused by the occurrence of the spring back, for example, the occurrence of the warp can be satisfactorily reduced. Therefore, there is no need to provide a separate process (for example, an annealing process) in order to correct the undesirable deformation that has occurred, and as a result, the cost for manufacturing the metal lath MR can be greatly reduced.
また、このように製造されるメタルラスＭＲを燃料電池の構成部品（コレクタ１２）に採用することにより、燃料電池の製造コストを低減可能であることはいうまでもなく、燃料電池の発電効率を向上させることができる。すなわち、メタルラスＭＲを用いることによって、コレクタ１２自体の反りを極めて小さくすることができる。このため、セパレータ本体１１との金属的な接合状態を極めて良好に確保できるとともに、ＭＥＡ３０との接触状態も極めて良好に確保できる。したがって、ＭＥＡ３０によって発電された電気を効率よく集電して外部に出力することができるため、燃料電池の発電効率を大幅に向上させることができる。
Further, it is needless to say that the manufacturing cost of the fuel cell can be reduced by adopting the metal lath MR manufactured in this way as a component (collector 12) of the fuel cell, thereby improving the power generation efficiency of the fuel cell. Can be made. That is, the warp of the
ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について詳細に説明する。上記第１実施形態においては、メタルラス成形装置Ｒの下刃ＳＨにおける金属製の薄板Ｚの支持面を湾曲形状として実施した。これにより、スプリングバック量が大きくなる金属製の薄板Ｚの板幅方向の端部近傍の引き伸ばし加工量を大きく確保でき、スプリングバックの発生に伴うメタルラスＭＲの反りなど好ましくない変形を極めて小さくするようにした。
b. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail. In the first embodiment, the support surface of the metal thin plate Z in the lower blade SH of the metal lath forming apparatus R is formed in a curved shape. As a result, it is possible to secure a large amount of stretch processing in the vicinity of the end in the plate width direction of the thin metal plate Z in which the amount of spring back increases, and to extremely reduce undesirable deformation such as warping of the metal lath MR due to the occurrence of spring back. I made it.
これに対して、この第２実施形態においては、スプリングバック量が大きくなる金属製の薄板Ｚの板幅方向の端部近傍の引き伸ばし加工量を大きく確保するために、可動型が有する刃列を形成する各刃の突出量を湾曲状に変化させて実施する。以下、この第２実施形態を具体的に説明するが、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 On the other hand, in this second embodiment, in order to ensure a large amount of stretch processing in the vicinity of the end in the plate width direction of the metal thin plate Z that increases the spring back amount, the blade row of the movable mold is provided. The projecting amount of each blade to be formed is changed to a curved shape. Hereinafter, the second embodiment will be described in detail, but the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この第２実施形態に係るメタルラス成形装置Ｒ’も、図８（ａ）に示すように、金属製の薄板Ｚを順次所定の加工ピッチずつ送り供給するための送りローラＯＲと、成形時に金属製の薄板Ｚを適切に固定するための押え機構ＯＫとを備えている。そして、メタルラス成形装置Ｒ’においては、供給された金属製の薄板Ｚに順次せん断加工するとともに引き伸ばし加工して網目状の貫通孔を千鳥配置に成形する刃型Ｈ’を備えている。なお、この第２実施形態においても、金属製の薄板Ｚは、所定の長さに予め切断された板材であってもよいし、コイル状に巻き取られたコイル材であってもよい。 As shown in FIG. 8A, the metal lath forming apparatus R ′ according to the second embodiment also includes a feed roller OR for sequentially feeding and feeding the metal thin plates Z at a predetermined processing pitch, and a metal roller at the time of molding. And a presser mechanism OK for appropriately fixing the thin plate Z. The metal lath forming apparatus R ′ includes a blade die H ′ that sequentially shears and stretches the supplied metal thin plate Z to form mesh-like through holes in a staggered arrangement. Also in the second embodiment, the thin metal plate Z may be a plate material cut in advance to a predetermined length, or may be a coil material wound in a coil shape.
刃型Ｈ’は、供給された金属製の薄板Ｚを支持可能な直線状の下刃ＳＨ’を有して図示省略のベースに固定される固定型としての下型と、複数の突出した刃の刃列として形成される上刃ＵＨ’を有して金属製の薄板Ｚの板厚方向（図８（ａ）にて上下方向）および金属製の薄板Ｚの板幅方向（図８（ａ）にて紙面垂直方向）に移動可能な可動型としての上型とから構成される。そして、図８（ｂ）に示すように、上刃ＵＨ’は、金属製の薄板Ｚに対して、せん断加工により千鳥配置に切れ目を形成するとともに引き伸ばし加工により略菱形の貫通孔を形成するために、複数の略三角形状とされた刃を直列に配置した刃列から形成されている。そして、刃列を形成する略三角形状の刃の突出量は、図８（ｂ）に示すように、金属製の薄板Ｚの板幅方向の両端部に対応する位置に配置された刃の突出量が最大となる湾曲状に変化するようになっている。 The blade mold H ′ has a linear lower blade SH ′ capable of supporting the supplied metal thin plate Z and is fixed to a base (not shown) as a fixed mold, and a plurality of protruding blades The blade thickness direction of the metal thin plate Z (vertical direction in FIG. 8A) and the plate width direction of the metal thin plate Z (FIG. 8A). ) And an upper mold as a movable mold movable in the direction perpendicular to the paper surface). Then, as shown in FIG. 8B, the upper blade UH ′ is formed on the metal thin plate Z by forming a slit in a staggered arrangement by shearing and forming a substantially rhomboid through-hole by stretching. In addition, a plurality of blades having a substantially triangular shape are formed from a blade row arranged in series. And the protrusion amount of the substantially triangular blade which forms a blade row | line | column is the protrusion of the blade arrange | positioned in the position corresponding to the both ends of the sheet width direction of the metal thin plate Z, as shown in FIG.8 (b). It changes to a curved shape that maximizes the amount.
そして、この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、メタルラス成形装置Ｒ’がメタルラス成形工程の第１工程および第２工程を順次繰り返し行うことによって、図２に示したメタルラスＭＲを成形する。すなわち、メタルラス成形装置Ｒ’は、図９（ａ）に示す第１工程において、上刃ＵＨ’が第１加工位置にある状態で、送りローラＯＲによって金属製の薄板Ｚが所定の加工ピッチだけ刃型Ｈ’に送られる。そして、図９（ｂ）に示すように、上刃ＵＨ’は、下刃ＳＨ’方向すなわち金属製の薄板Ｚの板厚方向へ降下し、下刃ＳＨ’とともにその略三角形状の刃によって金属製の薄板Ｚの一部をせん断して千鳥配置となる切れ目を加工する。さらに続けて、上刃ＵＨ’は最下点位置まで降下し、同上刃ＵＨ’の刃と接触している金属製の薄板Ｚを下方に引き伸ばす。その後、図９（ｃ）に示すように、上方の原位置すなわち第１加工位置まで復帰する。これにより、金属製の薄板Ｚの加工部分は、上刃ＵＨ’の刃形状が転写された状態となる。 Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the metal lath forming apparatus R ′ sequentially repeats the first step and the second step of the metal lath forming step so that the metal lath MR shown in FIG. Is molded. That is, in the first step shown in FIG. 9 (a), the metal lath forming apparatus R ′ is configured such that the metal thin plate Z is moved by a predetermined processing pitch by the feed roller OR while the upper blade UH ′ is in the first processing position. It is sent to the blade type H ′. Then, as shown in FIG. 9B, the upper blade UH ′ descends in the direction of the lower blade SH ′, that is, in the plate thickness direction of the thin metal plate Z, and the lower blade SH ′ and the substantially triangular blade make the metal A part of the thin plate Z is sheared to process the cuts in a staggered arrangement. Subsequently, the upper blade UH 'descends to the lowest point position, and the metal thin plate Z in contact with the blade of the upper blade UH' is stretched downward. Thereafter, as shown in FIG. 9 (c), the upper original position, that is, the first machining position is returned. As a result, the processed portion of the thin metal plate Z is in a state where the blade shape of the upper blade UH ′ is transferred.
また、メタルラス成形装置Ｒ’は、第１工程を実行すると、引き続き、第２工程を実行する。すなわち、第２工程においては、図１０（ａ）に示すように、まず、上刃ＵＨ’が第２加工位置に移動する。そして、上刃ＵＨ’が第２加工位置にある状態で、送りローラＯＲによって金属製の薄板Ｚが加工ピッチだけ刃型Ｈ’に送られる。そして、図１０（ｂ）に示すように、上刃ＵＨ’は、下刃ＳＨ’方向すなわち金属製の薄板Ｚの板厚方向へ降下し、下刃ＳＨ’とともにその略三角形状の刃によって金属製の薄板Ｚの一部をせん断して千鳥配置となる切れ目を加工する。さらに続けて、上刃ＵＨ’は最下点位置まで降下し、同上刃ＵＨ’の刃と接触している金属製の薄板Ｚを下方に引き伸ばす。その後、図１０（ｃ）に示すように、上方の原位置すなわち第２加工位置まで復帰する。これにより、金属製の薄板Ｚの加工部分は、上刃ＵＨ’の刃形状が転写された状態となる。 Further, when the metal lath forming apparatus R ′ executes the first step, the metal lath forming device R ′ continues to execute the second step. That is, in the second step, as shown in FIG. 10A, first, the upper blade UH ′ is moved to the second machining position. Then, in a state where the upper blade UH ′ is at the second processing position, the metal thin plate Z is fed to the blade mold H ′ by the processing pitch by the feed roller OR. Then, as shown in FIG. 10B, the upper blade UH ′ descends in the lower blade SH ′ direction, that is, in the plate thickness direction of the thin metal plate Z, and the substantially triangular blade together with the lower blade SH ′ A part of the thin plate Z is sheared to process the cuts in a staggered arrangement. Subsequently, the upper blade UH 'descends to the lowest point position, and the metal thin plate Z in contact with the blade of the upper blade UH' is stretched downward. Thereafter, as shown in FIG. 10C, the upper original position, that is, the second machining position is returned. As a result, the processed portion of the thin metal plate Z is in a state where the blade shape of the upper blade UH ′ is transferred.
そして、この第２実施形態においても、第２工程における加工サイクルが実行された後、上刃ＵＨ’は、図１０（ａ）に示した第２加工位置から図９（ａ）に示した第１加工位置に移動し、再び、第１工程が実行される。また、第１工程において、上述した加工サイクルが実行されると、上刃ＵＨ’は、図９（ａ）に示した第１加工位置から図１０（ａ）に示した第２加工位置に移動し、再び、第２工程の加工サイクルが実行される。このようにして、第１工程と第２工程とが繰り返し実行されることにより、図２（ａ），（ｂ）に示したようなメタルラスＭＲが成形される。 Also in the second embodiment, after the machining cycle in the second step is executed, the upper blade UH ′ is moved from the second machining position shown in FIG. 10A to the second machining position shown in FIG. 9A. It moves to 1 processing position and the 1st process is performed again. In the first step, when the above-described machining cycle is executed, the upper blade UH ′ moves from the first machining position shown in FIG. 9A to the second machining position shown in FIG. Then, the machining cycle of the second process is executed again. In this manner, the metal lath MR as shown in FIGS. 2A and 2B is formed by repeatedly executing the first step and the second step.
ところで、この第２実施形態においては、上刃ＵＨ’の刃列を形成する刃の突出量が金属製の薄板Ｚの板幅方向にて湾曲状に変化するように、より具体的には、金属製の薄板Ｚの板幅方向の両端部に対応する位置に配置された刃の突出量が最大となる湾曲状に変化するように形成されている。これにより、メタルラス成形装置Ｒ’においても、図１１に概略的に示すように、金属製の薄板Ｚの板幅方向の略中央部分における引き伸ばし加工量が相対的に小さく、金属製の薄板Ｚの板幅方向に向けて引き伸ばし加工量が相対的に大きくなる。ここで、引き伸ばし加工量の相対差は、実験的に確認されたスプリングバック量を考慮して決定されるものである。 By the way, in the second embodiment, more specifically, the protruding amount of the blade forming the blade row of the upper blade UH ′ changes in a curved shape in the plate width direction of the thin metal plate Z. The metal thin plate Z is formed so that the protruding amount of the blades arranged at positions corresponding to both ends in the plate width direction of the thin metal plate Z changes to a curved shape that maximizes. Thereby, also in the metal lath forming apparatus R ′, as shown schematically in FIG. 11, the amount of stretch processing at the substantially central portion in the plate width direction of the metal thin plate Z is relatively small, and the metal thin plate Z The amount of stretching process becomes relatively large in the plate width direction. Here, the relative difference in the amount of stretch processing is determined in consideration of the amount of springback confirmed experimentally.
そして、上刃ＵＨ’による金属製の薄板Ｚの引き伸ばし加工の加工量を金属製の薄板Ｚの板幅方向にて異ならせることにより、スプリングバックの発生に伴う反りを生じにくくし、焼鈍工程などの反り矯正工程を廃止することができる。したがって、この第２実施形態においても、メタルラスＭＲの成形に係るコストを大幅に低減することができる。 And by making the amount of processing of the metal thin plate Z stretched by the upper blade UH 'different in the plate width direction of the metal thin plate Z, it becomes difficult to cause warp due to the occurrence of springback, and the annealing process, etc. The warp correction process can be abolished. Therefore, also in the second embodiment, the cost for forming the metal lath MR can be significantly reduced.
また、この第２実施形態におけるメタルラス成形装置Ｒ’によって成形されるメタルラスＭＲも、上記第１実施形態と同様に、固体高分子型燃料電池のセパレータ１０を構成するコレクタ１２として採用することができる。そして、この場合も、メタルラスＭＲを用いたコレクタ１２の反りが極めて小さいため、セパレータ本体１１とコレクタ１２との接触状態およびＭＥＡ３０とコレクタ１２との接触状態を極めて良好に確保できる。したがって、この場合においても、ＭＥＡ３０で発電された電気を集電する際の集電抵抗を極めて小さくすることができ、発電された電気を効率よくすなわち集電効率を向上させて集電することができる。
Further, the metal lath MR molded by the metal lath molding apparatus R ′ in the second embodiment can also be adopted as the
以上の説明からも理解できるように、この第２実施形態によれば、金属製の薄板Ｚに対して網目状の貫通孔を成形する際に発生するスプリングバックを考慮して、メタルラス成形装置Ｒ’の湾曲状の刃列を有する上刃ＵＨ’を用いてメタルラスＭＲを成形することができる。これにより、この第２実施形態においても、スプリングバックの発生に起因して生じるメタルラスＭＲの好ましくない変形、例えば、反りの発生などを良好に低減することができる。したがって、発生した好ましくない変形を矯正するために、別途工程（例えば、焼鈍工程など）を設けて実施する必要がなくなり、その結果、この第２実施形態においても、メタルラスＭＲの製造に係るコストを大幅に低減することができる。 As can be understood from the above description, according to the second embodiment, the metal lath forming apparatus R is considered in consideration of the spring back generated when the mesh-like through-hole is formed on the metal thin plate Z. The metal lath MR can be formed using the “upper blade UH” having a curved blade row of “. Thereby, also in the second embodiment, it is possible to satisfactorily reduce the undesirable deformation of the metal lath MR caused by the occurrence of springback, for example, the occurrence of warping. Therefore, there is no need to provide a separate process (for example, an annealing process) in order to correct the undesired deformation that has occurred, and as a result, also in the second embodiment, the cost for manufacturing the metal lath MR is reduced. It can be greatly reduced.
また、この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、メタルラスＭＲを燃料電池の構成部品（コレクタ１２）に採用することにより、燃料電池の製造コストを低減可能であることはいうまでもなく、燃料電池の発電効率を向上させることができる。すなわち、メタルラスＭＲを用いてコレクタ１２を製造することによってコレクタ１２自体の反りを極めて小さくすることができるため、セパレータ本体１１との金属的な接合状態を極めて良好に確保できるとともに、ＭＥＡ３０との接触状態も極めて良好に確保できる。したがって、ＭＥＡ３０によって発電された電気を効率よく集電して外部に出力することができるため、燃料電池の発電効率を大幅に向上させることができる。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the manufacturing cost of the fuel cell can be reduced by adopting the metal lath MR as the component (collector 12) of the fuel cell. Needless to say, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved. That is, by manufacturing the
本発明の実施にあたっては、上記第１および第２実施形態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において種々の変更が可能である。 In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the first and second embodiments, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記第１および第２実施形態においては、金属製の薄板Ｚの板幅方向の両端部分における引き伸ばし加工量が大きくなるように、下刃ＳＨを湾曲形状としたり、上刃ＵＨ’の刃列を湾曲状として実施した。これは、０．１ｍｍ程度の板厚を有する金属製の薄板Ｚを用いてメタルラスＭＲを成形する場合には、金属製の薄板Ｚの板幅方向の両端部分におけるスプリングバックが大きくなることから、このスプリングバックを小さくしてメタルラスＭＲの反りなどを低減するためである。したがって、成形条件の変更に伴って、スプリングバックが大きく発生する部位が予め想定される場合には、同想定される部位の引き伸ばし加工量が大きくなるように、下刃ＳＨの湾曲形状や湾曲状の上刃ＵＨ’の刃列を適宜変更して実施することも可能である。 For example, in the first and second embodiments, the lower blade SH is curved or the blade of the upper blade UH ′ so that the amount of stretch processing at both end portions in the plate width direction of the thin metal plate Z is increased. The rows were implemented as curved. This is because when a metal lath MR is formed using a metal thin plate Z having a plate thickness of about 0.1 mm, the springback at both end portions in the plate width direction of the metal thin plate Z increases. This is because the springback is reduced to reduce the warp of the metal lath MR. Therefore, when a part where spring back is largely generated is assumed in advance in accordance with a change in the molding condition, the curved shape or curved shape of the lower blade SH is increased so that the amount of stretch processing of the assumed part is increased. It is also possible to carry out by appropriately changing the blade row of the upper blade UH ′.
また、上記第１および第２実施形態においては、上刃ＳＨおよび上刃ＳＨ’の刃列を形成する刃の形状を略三角形状とし、メタルラスＭＲの成形される貫通孔形状を略菱形として実施した。しかし、メタルラスの成形される貫通孔形状は、例えば、図１２，１３に示すような他の多角形形状を採用可能であることはいうまでもない。この場合には、メタルラスの貫通孔形状に合わせて、上刃ＳＨおよび上刃ＳＨ’の刃列を形成する刃の形状を、例えば、台形状などとして実施すればよい。 In the first and second embodiments, the shape of the blades forming the blade rows of the upper blade SH and the upper blade SH ′ is substantially triangular, and the shape of the through-hole in which the metal lath MR is formed is substantially diamond-shaped. did. However, it goes without saying that other polygonal shapes such as those shown in FIGS. In this case, the shape of the blade forming the blade row of the upper blade SH and the upper blade SH ′ may be implemented as, for example, a trapezoidal shape in accordance with the shape of the through hole of the metal lath.
そして、このような多角形形状の貫通孔を成形する場合であっても、板幅方向の両端部近傍における貫通孔の開口寸法が板幅方向の略中央部近傍における貫通孔の開口寸法よりも大きくすることができる。これにより、スプリングバックの発生による反りなどの好ましくない変形を大幅に低減することができる。 And even when molding such a polygonal through hole, the opening size of the through hole in the vicinity of both ends in the plate width direction is larger than the opening size of the through hole in the vicinity of the substantially central portion in the plate width direction. Can be bigger. Thereby, undesired deformation such as warpage due to the occurrence of springback can be greatly reduced.
さらに、上記第１および第２実施形態においては、メタルラスＭＲを燃料電池のコレクタ１２に採用可能であることを説明した。そして、この場合、セパレータ本体１１に対してコレクタ１２を金属的に接合して実施することを説明した。しかし、メタルラス成形装置Ｒおよびメタルラス成形装置Ｒ’によって成形されるメタルラスＭＲすなわちコレクタ１２は、反りなど好ましくない変形が効果的に低減されるため、セパレータ本体１１とコレクタ１２との金属的な接合を省略することが可能である。このように、金属的な接合を省略した場合であっても、セパレータ本体１１とコレクタ１２との接触状態を極めて良好に確保できるため、ＭＥＡ３０によって発電された電気を効率よく外部に出力することができる。
Furthermore, in the said 1st and 2nd embodiment, it demonstrated that metal lath MR was employable as the
１０…燃料電池用セパレータ、１１…セパレータ本体、１２…コレクタ、２０…フレーム、３０…ＭＥＡ、Ｒ，Ｒ’…メタルラス成形装置、ＳＨ，ＳＨ’…下刃、ＵＨ，ＵＨ’…上刃、ＯＲ…送りローラ、ＯＫ…押さ機構、Ｚ…金属製の薄板、ＭＲ…メタルラス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
金属製の薄板を所定の加工ピッチずつ供給する供給機構と、
前記供給された金属製の薄板を同薄板の板幅方向にて支持可能な刃であって、前記金属製の薄板を支持する支持面が湾曲形状に形成された刃を有する固定型と、
前記供給された金属製の薄板の板幅方向に直列に配置された複数の突出した刃から形成される刃列を有して、同刃列を前記金属製の薄板の板厚方向に進退動させて前記固定型の刃とにより前記金属製の薄板をせん断するとともに同せん断した部分を引き伸ばして貫通孔を成形し、前記刃列を前記金属製の薄板の板幅方向に往復動させて前記貫通孔を千鳥配置に成形する可動型とを備えた網目状貫通孔成形装置。 In a mesh-like through-hole forming device for forming a large number of through-holes of a desired shape into a mesh shape on a metal thin plate,
A supply mechanism for supplying metal thin plates by a predetermined processing pitch;
A fixed die having a blade capable of supporting the supplied thin metal plate in the width direction of the thin plate, the support surface supporting the thin metal plate formed in a curved shape;
It has a blade row formed from a plurality of protruding blades arranged in series in the plate width direction of the supplied metal thin plate, and the blade row is advanced and retracted in the plate thickness direction of the metal thin plate. Then, the metal thin plate is sheared by the fixed blade and the sheared portion is stretched to form a through hole, and the blade row is reciprocated in the plate width direction of the metal thin plate. A mesh-like through-hole forming device provided with a movable mold for forming through-holes in a staggered arrangement.
前記固定型の刃の湾曲形状は、
前記金属製の薄板の板幅方向の略中央部分にて、前記供給された金属製の薄板と前記刃の支持面との間の前記金属製の薄板の板厚方向の距離が最大となる湾曲形状であることを特徴とする網目状貫通孔成形装置。 In the mesh-like through-hole forming device according to claim 1,
The curved shape of the fixed blade is:
A curve in which the distance in the thickness direction of the metal thin plate between the supplied metal thin plate and the support surface of the blade is maximized at a substantially central portion in the plate width direction of the metal thin plate. A mesh-like through-hole forming device having a shape.
金属製の薄板を所定の加工ピッチずつ供給する供給機構と、
前記供給された金属製の薄板を同薄板の板幅方向にて支持可能な直線状の刃を有する固定型と、
前記供給された金属製の薄板の板幅方向にて直列に配置された複数の突出した刃から形成される刃列であって、前記複数の突出した刃の突出量が前記金属製の薄板の板厚方向にて順に湾曲状に変化する刃列を有して、同刃列を前記金属製の薄板の板厚方向に進退動させて前記固定型の刃とにより前記金属製の薄板をせん断するとともに同せん断した部分を引き伸ばして貫通孔を成形し、前記刃列を前記金属製の薄板の板幅方向に往復動させて前記貫通孔を千鳥配置に成形する可動型とを備えた網目状貫通孔成形装置。 In a mesh-like through-hole forming device that forms a large number of through-holes of a desired shape in a staggered arrangement on a thin metal plate,
A supply mechanism for supplying metal thin plates by a predetermined processing pitch;
A fixed mold having a linear blade capable of supporting the supplied thin metal plate in the width direction of the thin plate;
It is a blade row formed from a plurality of protruding blades arranged in series in the plate width direction of the supplied metal thin plate, and the protruding amount of the plurality of protruding blades is that of the metal thin plate. It has a blade row that changes in a curved shape in the plate thickness direction, and moves the blade row forward and backward in the plate thickness direction of the metal thin plate to shear the metal thin plate with the fixed blade. And forming a through-hole by stretching the sheared portion, and moving the blade row back and forth in the plate width direction of the metal thin plate to form a mesh-shaped mesh having the through-hole in a staggered arrangement Through-hole forming device.
前記可動型の刃列は、
前記刃列を形成する複数の突出した刃のうち、前記金属製の薄板の板幅方向の両端部に対応する位置に配置された刃の突出量が最大となるように湾曲状に変化する刃列であることを特徴とする網目状貫通孔成形装置。 In the mesh-like through-hole forming device according to claim 3 ,
The movable blade row is
Of the plurality of protruding blades forming the blade row, a blade that changes in a curved shape so that the protruding amount of the blade disposed at a position corresponding to both ends in the plate width direction of the metal thin plate is maximized. A mesh-like through-hole forming apparatus characterized by being in a row.
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