JP2006102765A

JP2006102765A - 溝成形装置と溝成形方法

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Publication number: JP2006102765A
Application number: JP2004290920A
Authority: JP
Inventors: Ryuhei Isogawa; 竜平五十川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】板状のワークに複数本の溝を精度良く加工可能な技術を提供する。
【解決手段】溝成形装置１０は、板状のワーク２７に複数本の溝を成形する。その溝成形装置１０は、開閉可能な第１型１４と第２型１５を有する成形型１２と、成形型１２とワーク２７を溝長手方向に相対移動させる移動手段１６を備えている。第１型１４には、複数本の溝に対応する複数個の凹部２０が列状に配されているとともに、移動方向後方側の側壁には各凹部２０と型外を連通する切欠きが設けられている。第２型１５には、凹部２０の深さ方向を向いた凸部２４が複数個の凹部２０に対応して複数個が列状に配されている。第１型１４と第２型１５の間に板状のワーク２７が介在した状態で第１型１４と第２型１５を閉じ、その後に移動手段１６が成形型１２とワーク２７を溝長手方向に相対移動させることによって、複数本の溝が成形される。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状のワークに複数本の溝を成形する装置と方法に関するものである。

板状のワークに複数本の溝を成形する技術が知られている。特許文献１にはプレス加工によって、また特許文献２にはロール加工によって、ワークに複数本の溝を成形する技術が記載されている。

特開２００３−１４２１１９号公報特開２００４−９００７８号公報

プレス加工でワークに複数本の溝を成形する場合、成形後のワークに反りが発生することがある。プレス加工では、ワークの広い面積を一度に成形するので、残留応力のアンバランスが大きくなるからである。また、ロール加工では、ロールとロールの間にワークを送り込むが、一方のロール軸と他方のロール軸の位置関係に誤差が生じやすい。ロール軸間の位置関係の誤差は、ロール外周面ではより大きくなる。このため、ロール加工でワークに複数本の溝を精度良く成形するのが難しい。
本発明は、その問題を解決するためになされたものであり、ワークに複数本の溝を同時に精度良く加工することが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明の溝成形装置は、板状のワークに複数本の溝を成形する。その溝成形装置は、開閉可能な第１型と第２型を有する成形型と、成形型とワークを溝長手方向に相対移動させる移動手段を備えている。第１型には、複数本の溝に対応する複数個の凹部が列状に配されているとともに、移動方向後方側の側壁には各凹部と型外を連通する切欠きが設けられている。第２型には、凹部の深さ方向を向いた凸部が複数個の凹部に対応して複数個が列状に配されている。第１型と第２型の間に板状のワークが介在した状態で第１型と第２型を閉じると、第１型の各凹部に第２型の各凸部が入り込むことによって複数本の溝の成形開始端での成形を開始する。その後に移動手段が成形型とワークを溝長手方向に相対移動させることによって、複数本の溝が長手方向に成形される。
この溝成形装置によれば、プレス加工やロール加工とは異なり、ワークに複数本の溝を同時に精度良く加工することが可能になる。

上記の溝成形装置において、成形型とワークの相対移動方向が移動中に変化することが好ましい。
成形型とワークの相対移動方向が移動中に変化すると、延びる方向が変化した複数本の溝をワークに形成することができる。

上記の溝成形装置において、第１型の各凹部と第２型の各凸部の横断面形状が台形であることが好ましい。
この溝成形装置によれば、横断面が台形状の溝を成形することができる。

本発明の溝成形方法は、板状のワークに複数本の溝を成形する。その成形方法は、第１工程と、第２工程を備えている。第１工程では、複数本の溝に対応する複数個の凹部が列状に配されているとともに、一方側の側壁には各凹部と型外を連通する切欠きが設けられている第１型と、凹部の深さ方向を向いた凸部が複数個の凹部に対応して複数個が列状に配されている第２型との間に板状のワークが介在した状態で、第１型と第２型を閉じる。第２工程では、第１型と第２型が閉じた状態で、第１型と第２型に対してワークを相対移動させる。
この溝成形方法によれば、ワークに複数本の溝を同時に精度良く加工することが可能になる。

本発明の好適な実施形態を記載する。
（第１実施形態）
第１型の凹部開口周縁にアールが付けられており、第２型の凸部の軸直角断面は円形状であるとともに、凸部先端は半球状であることを特徴とする請求項１または２に記載の溝成形装置。

本発明の溝成形装置に係る一実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、溝成形装置１０は、成形型１２、支持機１７、プレス機１６を備えている。成形型１２は、下型１４と上型１５から構成されている。図２に示すように、下型１４には、水平方向に並んだ複数の凹部２０が形成されている。凹部２０は、側壁２１によって三方が囲まれている（四方の内、一方の側壁が切り欠かれている）。図３に良く示すように、凹部２０の上端縁２２には、アールが付けられている。図３、図４に示すように、凹部２０の底部２３は、側壁２１によって囲まれていない側を除いて、球に対応した形状に形成されている。
図５に示すように、上型１５は、本体２６と、本体２６から下方に向かって突設した複数の凸部２４を有している。凸部２４の軸直角断面は円形状に形成されている。凸部２４の先端部２５は半球状に形成されている。図６に示すように、凸部２４は、凹部２０の上方に配されている。
図１、図６に示すように、下型１４と上型１５の間には、板状のワーク２７が配置されている。ワーク２７は、支持機１７によって、水平、かつ面が張った状態に支持されている。
プレス機１６は、成形型１２を開閉するとともに、閉じた状態の成形型１２をその長手直角方向に水平移動させる。図１は、下型１４と上型１５が分離し、成形型１２が開いた状態を示している。図７は、成形型１２が閉じ、下型１４と上型１５がワーク２７をプレスした状態を示している。

図８に示すように、成形型１２が閉じて下型１４と上型１５がワーク２７をプレスすると、凸部２４が凹部２０内にワーク２７を押し込む。凸部２４が凹部２０内にワーク２７を押し込むと（張り出し成形すると）、ワーク２７に窪み２８が形成される。そして、図９に示すように、プレス機１６は、閉じたままの状態で、成形型１２をワーク２７の一方側端部３１から他方側端部３２に向けて移動させる。すると、図１０に示すように、凹部２０にワーク２７が引きずり込まれながら、ワーク２７が凸部２４に接触することによって、ワーク２７に溝３０が形成される。図１１は、成形型１２がワーク２７の他方側端部３２に達した状態を示している。その後、図１２に示すように、成形型１２が開く。このようにして、ワーク２７に、一方側端部３１から他方側端部３２に至る平行な溝３０が複数形成される。
図１３に示すように、成形型１２は、閉じた状態のままワーク２７の一方側端部３１から他方側端部３２に移動しながら、その直角方向に往復移動しても良い。このように成形型１２が移動すると、ワーク２７に互いに平行な曲線状の溝３０が形成される。
成形型１２を移動せずに、成形型１２を閉じたまま支持機１７がワーク２７を水平方向に移動させてもよい。このようにしても、ワーク２７に溝３０を形成することができる。
下型１４の凹部２０と上型１５の凸部２４の形状は、上述したものに限られない。例えば、図１４に示すように、台形状に形成した凹部２０と凸部２４を有する成形型１２を用いて、ワーク２７に溝を成形することもできる。
溝成形装置１０が加工したワークは、例えば、燃料電池のセパレータや、熱交換器のフィンに用いることができる。
以上では、便宜上、上下方向を設定して溝成形装置１０を説明したが、もちろん、溝成形装置１０の上下方向は、それに限られるものではない。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

溝成形装置の斜視図（成形型が開いた状態）。下型の斜視図。図２のIII−III線断面図。図２のIV−IV線断面図。上型の外形図。下型と上型の間にワークが配された状態の断面図。溝成形装置の斜視図（成形型が閉じた状態）。下型と上型がワークをプレスした状態の断面図。溝成形装置の斜視図（成形型が直線状の溝を成形している状態）。成形型がワークに溝を成形している状態の断面図。溝成形装置の斜視図（溝を成形した状態）。溝成形装置の斜視図（溝成形後に成形型が開いた状態）。溝成形装置の斜視図（曲線状の溝を成形している状態）。凹部と凸部が台形状の成形型の断面図。

符号の説明

１０：溝成形装置
１２：成形型
１４：下型
１５：上型
１６：プレス機
１７：支持機
２０：凹部
２１：側壁
２２：上端縁
２３：底部
２４：凸部
２５：先端部
２６：本体
２７：ワーク
２８：窪み
３１：一方側端部
３２：他方側端部

Claims

板状のワークに複数本の溝を成形する装置であり、
開閉可能な第１型と第２型を有する成形型と、
成形型とワークを溝長手方向に相対移動させる移動手段を備えており、
第１型には、複数本の溝に対応する複数個の凹部が列状に配されているとともに、移動方向後方側の側壁には各凹部と型外を連通する切欠きが設けられており、
第２型には、凹部の深さ方向を向いた凸部が複数個の凹部に対応して複数個が列状に配されており、
第１型と第２型の間に板状のワークが介在した状態で第１型と第２型を閉じると、第１型の各凹部に第２型の各凸部が入り込むことによって複数本の溝の成形開始端での成形を開始し、
その後に移動手段が成形型とワークを溝長手方向に相対移動させることによって、複数本の溝が長手方向に成形されることを特徴とする溝成形装置。
成形型とワークの相対移動方向が、移動中に変化することを特徴とする請求項１に記載の溝成形装置。
第１型の各凹部と第２型の各凸部の横断面形状が台形であることを特徴とする請求項１に記載の溝成形装置。
板状のワークに複数本の溝を成形する方法であり、
複数本の溝に対応する複数個の凹部が列状に配されているとともに、一方側の側壁には各凹部と型外を連通する切欠きが設けられている第１型と、凹部の深さ方向を向いた凸部が複数個の凹部に対応して複数個が列状に配されている第２型との間に板状のワークが介在した状態で、第１型と第２型を閉じる第１工程と、
第１型と第２型が閉じた状態で、第１型と第２型に対してワークを相対移動させる第２工程を備える溝成形方法。