金屬隔板的成形裝置和成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬隔板的成形裝置和成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池用金屬隔板是利用沖壓機(jī)和模具通過沖壓成形而形成的(參照例如專利文獻(xiàn)I) ο通過將兩張金屬隔板重疊在一起，來形成分別供燃料氣體、氧化性氣體和冷卻水(制冷劑)流通的各流路。
_3] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利f獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008 - 84843號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

_6] 發(fā)明要解決的問題
[0007]但是，通常，燃料電池用金屬隔板是通過對(duì)板厚比較薄且為長(zhǎng)條狀的基材進(jìn)行沖壓成形而形成的，因此容易產(chǎn)生褶皺等形變。殘留有形變的金屬隔板無法得到充分的位置精度，難以進(jìn)行與膜電極接合體重疊并層疊于膜電極接合體時(shí)的定位。而且，在金屬隔板的基材的厚度方向上殘留有形變，因此，在將金屬隔板與膜電極接合體堆疊而組裝成電池模塊之后，會(huì)導(dǎo)致電池模塊變形。因此，在金屬隔板的成形中如何除去形變成為重要的問題。
[0008]本發(fā)明是為了解決伴隨所述以往技術(shù)的問題而做成的，其目的在于提供一種能夠除去在沖壓成形時(shí)產(chǎn)生的形變并且能夠不會(huì)殘留有形變地成形金屬隔板的金屬隔板的成形裝置和成形方法。
[0009]用于解決問題的方案
[0010]用于實(shí)現(xiàn)所述目的的本發(fā)明的金屬隔板的成形裝置利用被設(shè)為相對(duì)地靠近自如并且分離自如的第I模和第2模對(duì)薄板狀基材進(jìn)行沖壓成形，具有加熱部、加工部和控制部。加熱部用于對(duì)薄板狀基材進(jìn)行加熱。加工部用于利用第I模和第2模對(duì)被加熱部加熱了的薄板狀基材進(jìn)行擠壓而形成供介質(zhì)流通的流路。控制部用于控制加熱部和加工部這兩者的動(dòng)作。
[0011]用于實(shí)現(xiàn)所述目的的本發(fā)明的金屬隔板的成形方法利用被設(shè)為相對(duì)地靠近自如并且分離自如的第I模和第2模對(duì)薄板狀基材進(jìn)行沖壓成形，具有加熱工序和加工工序。加熱工序用于對(duì)薄板狀基材進(jìn)行加熱。加工工序用于利用第I模和第2模對(duì)被加熱了的薄板狀基材進(jìn)行擠壓而形成供介質(zhì)流通的流路。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示實(shí)施方式的金屬隔板的成形裝置的示意圖。
[0013]圖2是表示利用實(shí)施方式的成形裝置實(shí)施了各種成形加工的薄板狀基材的示意圖。
[0014]圖3是表示利用實(shí)施方式的成形裝置成形的金屬隔板的立體圖。
[0015]圖4是表示實(shí)施方式的成形裝置的預(yù)加工部的結(jié)構(gòu)的端視圖。
[0016]圖5是表示實(shí)施方式的成形裝置的流路加工部、第2加熱部和隔熱部這三者的結(jié)構(gòu)的端視圖。
[0017]圖6是表示實(shí)施方式的金屬隔板的成形方法的流程圖。
[0018]圖7是表示實(shí)施方式的成形裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0019]圖8是表示從實(shí)施方式的成形裝置的預(yù)加工部輸出預(yù)成形體的成形結(jié)束了的薄板狀基材的狀態(tài)的端視圖。
[0020]圖9是表示向?qū)嵤┓绞降某尚窝b置的流路加工部輸入預(yù)成形后的薄板狀基材的狀態(tài)的端視圖。
[0021]圖10是表示利用實(shí)施方式的成形裝置的流路加工部、第2加熱部和隔熱部在薄板狀基材形成著流路的狀態(tài)的端視圖。
[0022]圖11是表示從實(shí)施方式的成形裝置的流路加工部輸出流路的成形結(jié)束了的薄板狀基材的狀態(tài)的端視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下，參照【附圖說明】本申請(qǐng)發(fā)明的實(shí)施方式。為了便于說明，附圖中的各構(gòu)件的大小、比例有所夸張，存在與實(shí)際的大小、比例不同的情況。
[0024]參照?qǐng)D1?圖11說明本實(shí)施方式的金屬隔板91的成形裝置100。
[0025]首先，參照?qǐng)D1?圖5說明金屬隔板91的成形裝置100的結(jié)構(gòu)。
[0026]圖1是表示金屬隔板91的成形裝置100的示意圖。圖2是表示利用成形裝置100實(shí)施了各種成形加工的薄板狀基材90的示意圖。圖3是表示利用成形裝置100成形的金屬隔板91的立體圖。圖4是表示成形裝置100的預(yù)加工部20的結(jié)構(gòu)的端視圖。圖5是表示成形裝置100的流路加工部30、第2加熱部40和隔熱部50這三者的結(jié)構(gòu)的端視圖。
[0027]成形裝置100用于在長(zhǎng)條狀的薄板狀基材90的要成為圖3所示的金屬隔板91的區(qū)域形成開口和凹凸等。開口例如相當(dāng)于后述的定位孔90a、歧管孔90d?90i。凹凸相當(dāng)于后述的預(yù)成形體90b的凹凸、流路90c。如圖1所示，成形裝置100包括上模110、下模120、輸入輸送機(jī)130、輸出傳送機(jī)140、輸出輸送機(jī)150以及控制部180。
[0028]上模110和下模120具有用于在薄板狀基材90上成形開口和凹凸等的多種沖壓模。多種沖壓模沿著薄板狀基材90的輸送方向配置。如圖2所示，利用多種沖壓模在薄板狀基材90上成形定位用的定位孔90a、凹凸?fàn)畹念A(yù)成形體90b、供介質(zhì)流通的流路90c以及用于供給和排出介質(zhì)的歧管孔90d?90i。之后，對(duì)金屬隔板91的外緣部分進(jìn)行沖孔，而開設(shè)通孔90j。如圖3所示，歧管孔90d?90i為陽(yáng)極氣體供給口 90d、冷卻流體供給口 90e、陰極氣體供給口 90f、陰極氣體排出口 90g、冷卻流體排出口 90h、陽(yáng)極氣體排出口 90i。陽(yáng)極氣體為燃料氣體(氫)，陰極氣體為氧化性氣體(空氣)。
[0029]輸入輸送機(jī)130用于將加工前的薄板狀基材90輸入上模110與下模120之間。輸入輸送機(jī)130設(shè)在上模110和下模120這兩者的上游側(cè)。輸出傳送機(jī)140用于輸出自薄板狀基材90沖裁出的金屬隔板91。輸出輸送機(jī)150用于將薄板狀基材90的沖裁出金屬隔板91之后的廢棄的部分從上模110與下模120之間輸出。輸出輸送機(jī)150設(shè)在上模110和下模120這兩者的下游側(cè)?？刂撇?80用于控制利用輸入輸送機(jī)130輸入薄板狀基材90的輸入速度、時(shí)機(jī)以及利用輸出輸送機(jī)150輸出薄板狀基材90的輸出速度、時(shí)機(jī)?？刂撇?80進(jìn)行控制使作為移動(dòng)模的上模110在對(duì)作為固定模的下模120施力之后與該下模120分開。
[0030]接著，參照?qǐng)D1、圖2、圖4和圖5說明金屬隔板91的成形裝置100的特征結(jié)構(gòu)。
[0031]成形裝置100用于對(duì)薄板狀基材90進(jìn)行加熱和加工而在薄板狀基材90上形成流路90c。成形裝置100利用被設(shè)為相對(duì)地靠近自如并且分離自如的流路加工用上模31 (相當(dāng)于第I模)和流路加工用下模32 (相當(dāng)于第2模)對(duì)薄板狀基材90進(jìn)行沖壓成形。成形裝置100具有第I加熱部10 (相當(dāng)于加熱部)和流路加工部30 (相當(dāng)于加工部)。第I加熱部10用于對(duì)薄板狀基材90進(jìn)行加熱。流路加工部30用于利用流路加工用上模31和流路加工用下模32擠壓被加熱后的薄板狀基材90而形成供介質(zhì)流通的流路90c。控制部180用于控制第I加熱部10和流路加工部30這兩者的動(dòng)作。
[0032]設(shè)置第I加熱部10的目的在于，在利用流路加工部30對(duì)薄板狀基材90進(jìn)行沖壓成形而形成流路90c之前對(duì)薄板狀基材90進(jìn)行充分加熱。如圖1和圖2所示，第I加熱部10具有用于對(duì)薄板狀基材90加熱的第I加熱構(gòu)件11。第I加熱構(gòu)件11包括能夠如例如高頻線圈、遠(yuǎn)紅外線加熱器、蒸汽加熱器、熱風(fēng)器等那樣瞬間且均勻地對(duì)薄板狀基材90進(jìn)行加熱的部件。
[0033]如圖1所示，為了對(duì)薄板狀基材90的上表面和下表面進(jìn)行加熱，而將第I加熱構(gòu)件11分別設(shè)在上模110與薄板狀基材90之間以及下模120與薄板狀基材90之間。第I加熱部10在控制部180的控制下在開始利用成形裝置100輸送薄板狀基材90的同時(shí)開始加熱。第I加熱部10對(duì)利用成形裝置100輸送來的薄板狀基材90中的用于形成流路90c的區(qū)域(第I區(qū)域al)進(jìn)行加熱。利用第I加熱部10進(jìn)行加熱，從而使薄板狀基材90的第I區(qū)域al充分軟化。
[0034]成形裝置100還具有預(yù)加工部20，該預(yù)加工部20用于在利用流路加工部30對(duì)因加熱而軟化的薄板狀基材90進(jìn)行沖壓成形而形成流路90c之前預(yù)成形出薄板狀基材90的第I區(qū)域al而形成預(yù)成形體90b。利用預(yù)加工部20進(jìn)行的預(yù)成形在利用第I加熱部10進(jìn)行的加熱處理之后進(jìn)行。
[0035]設(shè)置預(yù)加工部20的目的在于，在薄板狀基材90成形流路90c之前，對(duì)薄板狀基材90進(jìn)行賦予薄板狀基材90預(yù)備的形狀的預(yù)成形而形成預(yù)成形體90b，之后再成形流路90c。如圖4所示，預(yù)加工部20具有與上模110的動(dòng)作聯(lián)動(dòng)的預(yù)加工用上模21和與下模120同樣地固定著的預(yù)加工用下模22。預(yù)加工部20利用預(yù)加工用上模21和預(yù)加工用下模22擠壓因第I加熱部10的加熱而軟化的薄板狀基材90，從而形成預(yù)成形體90b。薄板狀基材90的所述預(yù)備的形狀是指例如利用流路加工部30容易加工流路90c的凹凸形狀。