JP6888470B2 - 金属板材のプレス加工装置及びプレス加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属板材のプレス加工装置及びプレス加工方法に関する。

金属板材のプレス加工としては、その金属板材から成形予定のワークの形状に沿った形に同金属板材を変形させたり、上記金属板材からワークを打ち抜いたりすることがあげられる。そして、上記プレス加工は、金属板材を容易に運搬及び加工できるよう、例えば次のように行われる。すなわち水平に延びる金属板材の外縁を支持した枠状のフレーム（特許文献１参照）が、型開きした下型と上型との間に搬送されて下型の上に配置される。その状態で、上型を下型に向けて下方に移動させて型締めすることにより、上記フレームによって外縁が支持された金属板材がプレス加工される。

図９（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ金属板材の外縁を支持する上記フレームの縦断面及び上方から見た状態を示している。これらの図から分かるように、フレーム８１は、金属板材８２の外縁を上下方向に挟む下側枠体８３と上側枠体８４とを備えており、それら下側枠体８３及び上側枠体８４同士をボルト８５で繋いでいる。ボルト８５は、枠状のフレーム８１に沿って、言い換えれば金属板材８２の外縁に沿って多数設けられている。そして、それらボルト８５を締め付けると、下側枠体８３と上側枠体８４とがボルト８５の軸線方向に作用する力（軸力）によって互いに引き寄せられ、金属板材８２の外縁を挟み込んで保持する。

金属板材８２の外縁をフレーム８１の下側枠体８３と上側枠体８４とで挟み込んで保持することにより、金属板材８２を運搬及び加工するときに誤って変形させてしまうことは抑制される。このため、金属板材８２のプレス加工を行う際、その金属板材８２を容易に運搬及び加工することができるようになる。

特開２０１５−１７８１２３号公報

ところで、金属板材８２の外縁をフレーム８１の下側枠体８３と上側枠体８４とで挟み込んで保持することは、それら下側枠体８３と上側枠体８４とを多数のボルト８５の軸力で互いに引き寄せることによって実現される。このため、金属板材８２の外縁にボルト８５が貫通する孔を多数設けなければならず、その外縁と下側枠体８３及び上側枠体８４との接触面の面積を上記保持に必要な値とするためには、金属板材８２の外縁における下側枠体８３と上側枠体８４とに挟み込まれる部分を大きくせざるを得ない。しかし、金属板材８２の外縁における下側枠体８３と上側枠体８４とに挟み込まれる部分を大きくすると、ワークを製造する際に必要とされる金属板材８２の量が多くなり、金属板材８２からワークを製造する際の歩留りが悪くなる。

本発明の目的は、金属板材からワークを製造する際の歩留りの悪化を抑制することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する金属板材のプレス加工装置は、水平に延びる金属板材の外縁を支持する枠状のフレームが型開きした下型と上型との間における下型の上に配置され、その状態で上型を下型に向けて下方に移動させて型締めすることにより、上記フレームによって外縁が支持された金属板材のプレス加工を行う。上記フレームは、金属板材を上に載せることにより同金属板材の外縁を支持するトレイ部と、そのトレイ部の上に載せられた金属板材を同トレイ部に対し位置決めする位置決め部と、を備える。また、上型には、その上型と一体移動して型締めの際に金属板材の外縁を上記フレームのトレイ部との間に挟み込む枠状の押圧部材が設けられる。

上記構成によれば、金属板材の運搬はフレームに載せられた状態で行われる。このとき、金属板材の外縁がフレームのトレイ部によって支持される一方、フレームに対し金属板材が同フレームの位置決め部によって位置決めされる。金属板材を載せたフレームは、型開きした下型と上型との間における下型の上に配置される。この状態で、上型を下方に移動させて型締めすると、上型と一体移動する押圧部材が金属板材の外縁を上記フレームのトレイ部との間に挟み込む。このように金属板材の外縁が押圧部材とフレームのトレイ部との間に挟み込まれて保持された状態のもと、下型と上型との型締めにより上記金属板材に対するプレス加工が行われる。なお、こうした金属板材のプレス加工としては、金属板材から成形予定のワークの形状に沿った形に同金属板材を変形させたり、上記金属板材からワークを打ち抜いたりすることがあげられる。

金属板材の外縁が押圧部材とフレームのトレイ部との間に挟み込まれて保持された状態での上記プレス加工においては、上記保持のために金属板材の外縁にボルトを貫通するための孔等を設ける必要がない。このため、金属板材の外縁とトレイ部及び押圧部材との接触面の面積を上記保持に必要な値とするために、金属板材の外縁におけるトレイ部と押圧部材との間に挟み込まれる部分を大きくする必要もない。従って、金属板材の外縁におけるトレイ部と押圧部材とに挟み込まれる部分を大きくすることに伴い、ワークを製造する際に必要とされる金属板材の量が多くなることを抑制でき、金属板材からワークを製造する際の歩留りが悪くなることを抑制できる。

上記課題を解決する金属板材のプレス加工方法では、水平方向の延びる金属板材を型開きした下型と上型との間に搬送した後、上型を下型に向けて下方に移動させて型締めすることにより、上記金属板材のプレス加工を行う。詳しくは、金属板材を枠状のフレームの上に載せることにより、同フレームのトレイ部で金属板材の外縁を支持するとともに、同フレームの位置決め部によって金属板材を同フレームに対し位置決めする。このフレームを型開きした下型と上型との間に向けて移動させて下型の上に配置することにより、同フレームのトレイ部によって外縁が支持された金属板材を下型と上型との間に搬送する。そして、型締めの際に上型と一体移動する枠状の押圧部材とフレームのトレイ部との間に上記金属板材の外縁を挟み込み、その金属板材を上記型締めによりプレス加工する。

上記方法によれば、金属板材の外縁が押圧部材とフレームのトレイ部との間に挟み込まれて保持された状態のもと、下型と上型との型締めにより上記金属板材に対するプレス加工が行われる。なお、こうした金属板材のプレス加工としては、金属板材から成形予定のワークの形状に沿った形に同金属板材を変形させたり、上記金属板材からワークを打ち抜いたりすることがあげられる。

金属板材の外縁が押圧部材とフレームのトレイ部との間に挟み込まれて保持された状態での上記プレス加工においては、上記保持のために金属板材の外縁にボルトを貫通するための孔等を設ける必要がない。このため、金属板材の外縁とトレイ部及び押圧部材との接触面の面積を上記保持に必要な値とするために、金属板材の外縁におけるトレイ部と押圧部材との間に挟み込まれる部分を大きくする必要もない。従って、金属板材の外縁におけるトレイ部と押圧部材とに挟み込まれる部分を大きくすることに伴い、ワークを製造する際に必要とされる金属板材の量が多くなることを抑制でき、金属板材からワークを製造する際の歩留りが悪くなることを抑制できる。

本発明によれば、金属板材からワークを製造する際の歩留りの悪化を抑制することができる。

成形工程を行うためのプレス加工装置である成形装置全体を示す略図。 同成形装置の動作態様を示す略図。 成形工程後のフレーム及び金属板材を示す平面図。 図３のフレーム及び金属板材を矢印Ａ−Ａ方向から見た状態を示す断面図。 図３の金属板材における流路溝周りを矢印Ｂ−Ｂ方向から見た状態を示す断面図。 打ち抜き工程を行うためのプレス加工装置である打ち抜き装置全体を示す略図。 同打ち抜き装置の動作態様を示す略図。 同打ち抜き装置の動作態様を示す略図。 （ａ）及び（ｂ）は金属板材の外縁を支持するフレームの従来例を示す縦断面及び平面図。

以下、金属板材のプレス加工装置及びプレス加工方法の一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
金属材料のプレス加工としては、その金属板材から成形予定のワークの形状に沿った形に同金属板材を変形させたり、上記金属板材からワークを打ち抜いたりすることがあげられる。この実施形態では、燃料電池のセルスタックに設けられるセパレータが、ワークとして金属板材のプレス加工を通じて製造される。このときの金属板のプレス加工方法においては、まず金属板材の成形領域をワーク（セパレータ）の形状に沿った形に変形させる成形工程が行われ、その後に上記金属板材の成形領域から上記ワークを打ち抜く打ち抜き工程が行われる。こうした成形工程及び打ち抜き工程を順に行うことにより、ワーク（セパレータ）が製造される。

図１及び図２は、上述した金属板材のプレス加工方法における成形工程を行うための成形装置１を示している。この成形装置１は、上記成形工程を実現するための金属板材のプレス加工装置として機能する。図１に示すように、成形装置１は、固定型である下型２と可動型である上型３とを備えている。上型３は、下型２の上方に位置しており、上下方向に移動することによって下型２に対し接近もしくは離間する。成形装置１の下型２は、同装置１の設置面に固定されている下台５と、その下台５の上面に上方に向かって突出するように固定されているダイ６と、そのダイ６の周りを囲む位置に設けられて下台５に対し上下動可能となっているストリッパ７と、を備えている。また、下台５には、ストリッパ７の上端をダイ６の上端よりも上側に位置させるよう、同ストリッパ７を支持するスプリング７ａが設けられている。

型開きした下型２と上型３との間には、水平方向に延びる四角形板状の金属板材４を載せた四角形枠状のフレーム１１が搬送される。このフレーム１１は、金属板材４の外縁を支持するトレイ部１２と、そのトレイ部１２から上方に突出して金属板材４の外縁を貫通するピン１３と、を備えている。このピン１３は、トレイ部１２の上に載せられた金属板材４を同トレイ部１２に対し位置決めする位置決め部としての役割を担う。また、フレーム１１は、下型２のストリッパ７の上に載せられるものであって、同フレーム１１を下型２及び上型３に対し位置決めする際に用いられる孔１４を備えている。

成形装置１の上型３は、昇降装置により上下動する上台８と、その上台８の下面に固定されて下型２のダイ６と対向しているパンチ９と、そのダイ６の周りを囲む位置に設けられて下台５に対し上下動可能となっている押圧部材１０と、を備えている。また、上台８には、押圧部材１０の下端をパンチ９の下端よりも下側に位置させるよう、同押圧部材１０を支持するスプリング１０ａが設けられている。この押圧部材１０は、下型２のストリッパ７に対応して位置しており、同ストリッパ７と同様に枠状に形成されている。この押圧部材１０の下面には、上記ストリッパ７上に配置されたフレーム１１におけるピン１３の先端を収容するための凹部１０ｂが形成されているとともに、同フレーム１１の孔１４に挿入可能なピン１０ｃが形成されている。また、上型３のパンチ９と下型２のダイ６との対向する部分にはそれぞれ、金属板材４における枠状のフレーム１１の内側に対応する部分（成形領域）を、成形工程においてワーク（セパレータ）の形状に沿った形に変形させる成形面９ａ，６ａが形成されている。

成形装置１においては、金属板材４の外縁をトレイ部１２で支持したフレーム１１が型開きした下型２と上型３との間に搬送され、同フレーム１１が下型２のストリッパ７上に配置された状態で上型３を下方に移動させることにより、成形装置１における下型２と上型３とが型締めされる。このときには、上型３と一体移動する押圧部材１０が、金属板材４の外縁を下型２のストリッパ７上に配置されたフレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込む。

更に、このときにはフレーム１１の孔１４に対し押圧部材１０の下面から下方に突出するピン１０ｃが挿入されることにより、フレーム１１（金属板材４）がストリッパ７（下型２）及び押圧部材１０（上型３）に対し位置決めされる。また、このときにはフレーム１１におけるピン１３の先端が、押圧部材１０の下面に形成されている凹部１０ｂに収容される。

上述したように金属板材４の外縁が押圧部材１０とフレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込まれて保持された状態のもと、更に上型３を下方に移動させると、スプリング７ａ，１０ａが縮みながら、図２に示すように金属板材４における成形領域（枠状のフレーム１１の内側に対応する部分）が、ダイ６とパンチ９との間に挟み込まれる。これにより、金属板材４における成形領域がワーク（セパレータ）の形状に沿った形に変形される。

その後、型締めされた状態から上型３を上方に移動させると、成形装置１における下型２と上型３とが型開きされる。このように型開きされるときには、上型３のパンチ９が下型２のダイ６から離れるとともに、上型３の押圧部材１０が下型２のストリッパ７上に配置されたフレーム１１におけるトレイ部１２との間で挟み込んでいた金属板材４の外縁から離れる。その結果、金属板材４を載せたフレーム１１を下型２のストリッパ７上から取り外し、上述した金属板材のプレス加工方法における打ち抜き工程を行うべく搬送することが可能となる。

次に、フレーム１１及び金属板材４について詳しく説明する。
図３は、上述した成形工程の後に図１の成形装置１から取り外されたフレーム１１を示している。このフレーム１１において上記孔１４、すなわち上型３における押圧部材１０のピン１０ｃ（図１）が貫通する孔１４は、同フレーム１１における四隅の外角にそれぞれ形成されている。また、フレーム１１の上面は、金属板材４の外縁を支持する上記トレイ部１２となっている。更に、フレーム１１の上記ピン１３は、同フレーム１１における四隅の内角にそれぞれ形成されている。

図４は、図３のフレーム１１及び金属板材４を矢印Ａ−Ａ方向から見た状態を示している。図４から分かるように、金属板材４の外縁における四隅には、バーリング加工が施されるとともにフレーム１１のピン１３が貫通する孔１５が形成されている。この孔１５は、金属板材４の外縁における四隅にピン１３よりも小さい孔を形成した後、その孔にピン１３を挿入して同孔周りを変形させることによって形成されている。このように孔１５を形成することにより、その孔１５に挿入されたピン１３が同孔１５から抜けにくくなり、フレーム１１に対する金属板材４の位置決めがより確実に行われるようになる。

金属板材４の成形領域（枠状のフレーム１１の内側に対応する部分）には、上述した成形工程によって流路溝１６が形成されている。この流路溝１６は、燃料電池のセルスタックに燃料ガス、酸化ガス、及び冷却液といった流体を流す流路を形成するためのものである。図５は、図３の金属板材４における流路溝１６周りを矢印Ｂ−Ｂ方向から見た状態を示している。図５に示すように、流路溝１６は、成形工程を通じて金属板材４を湾曲させることによって形成されており、その際には金属板材４における成形領域が流路溝１６の幅方向に縮もうとするため、同金属板材４の外縁が図５の矢印Ｙ１方向に引っ張られるようになる。

ただし、こうした金属板材４の外縁に対する上記矢印Ｙ１方向への力の作用は、成形工程における成形装置１の下型２と上型３との型開きによって解除される。これは、上記型開きに伴い上型３の押圧部材１０とフレーム１１のトレイ部１２とによる金属板材４の外縁の挟み込みが解除され、それによって上記矢印Ｙ１方向への力の作用に伴う金属板材４の外縁の変位が許容されるためである。なお、このように金属板材４の外縁の変位が許容されるのは、金属板材４がその四隅でピン１３及び孔１５によりフレーム１１に対し位置決めされているためである。

仮に、従来のフレーム（図９）のように金属板材４の外縁を常に挟み込んでいるとすると、成形装置１の型開きが行われた後も金属板材４の外縁に対し矢印Ｙ１方向への力が作用したままとなる。このため、金属板材４の外縁に対し上記力が作用したまま打ち抜き工程を行うことになり、その打ち抜き工程で上記金属板材４の成形領域からワーク（セパレータ）を打ち抜いたとき、上記金属板材４の外縁に対する上記力の作用が急に解除されるようになる。このように金属板材４の外縁に対する上記力の作用が急に解除されると、そのことが金属板材４からのワークの打ち抜きに悪影響を及ぼし、打ち抜き後の同ワークに歪み等の問題が生じるおそれがある。しかし、こうした問題が生じることは、上述したように金属板材４の四隅をフレーム１１に対しピン１３及び孔１５で位置決めすることによって抑制される。

次に、上述した金属板材のプレス加工方法における打ち抜き工程を行うための打ち抜き装置について説明する。
図６〜図８は、上記打ち抜き装置及びその動作態様を示している。なお、同装置は、上記打ち抜き工程を実現するための金属板材のプレス加工装置として機能する。図６に示すように、打ち抜き装置２１は、固定型である下型２２と可動型である上型２３とを備えている。上型２３は、下型２２の上方に位置しており、上下方向に移動することによって下型２に対し接近もしくは離間する。打ち抜き装置２１の下型２２は、同装置２１の設置面に固定されている下台２５と、その下台２５の上面に上方に向かって突出するように固定されているダイ２６と、そのダイ２６の周りを囲む位置に設けられて下台２５に対し上下動可能となっているストリッパ２７と、を備えている。また、下台２５には、ストリッパ２７を支持するスプリング２７ａが設けられている。なお、ダイ２６には複数の打ち抜き穴３１が形成されている。

型開きした下型２２と上型２３との間には、成形工程が行われた後の金属板材４を載せた四角形枠状のフレーム１１が搬送される。そして、フレーム１１は下型２２のストリッパ２７の上に載せられる。

打ち抜き装置２１の上型２３は、昇降装置により上下動する上台２８と、その上台２８の下側に設けられてスプリング２９を介して上記上台２８に繋がる押え部材３０と、その押え部材３０を囲むように枠状に形成されて上台２８の下面に固定されたパンチ３２と、上台２８の下面に固定されて押え部材３０を貫通する棒状のパンチ３３と、を備えている。上記押え部材３０は、下型２２のストリッパ２７上に配置されたフレーム１１上の金属板材４の成形領域に対応して位置しており、その金属板材４の成形領域から打ち抜かれるワーク（セパレータ）に対応して四角形状に形成されている。更に、上記押え部材３０の下面には、上記金属板材４の成形領域における流路溝１６に対応する部分を収納するための凹部３０ａが形成されている。

上記パンチ３２は、下型２２のストリッパ２７上に配置されたフレーム１１上の金属板材４の成形領域からセパレータを打ち抜く際に用いられるものであり、上記ストリッパ２７と対向している。このパンチ３２の下面には、ストリッパ７上に配置されたフレーム１１のピン１３の先端を収容するための凹部３２ａが形成されているとともに、同フレーム１１の孔１４に挿入可能なピン３２ｂが形成されている。

一方、上記パンチ３３は、下型２２におけるダイ２６の打ち抜き穴３１と対向している。このパンチ３３は、上記金属板材４の成形領域から打ち抜かれるセパレータに、図３に二点鎖線で示すように流路穴３４を形成するためのものである。なお、このように形成される流路穴３４は、燃料電池のセルスタックに燃料ガス、酸化ガス、及び冷却液といった流体を流す流路として用いられる。

打ち抜き装置２１においては、金属板材４の外縁をトレイ部１２で支持したフレーム１１が型開きした下型２２と上型２３との間に搬送され、同フレーム１１が下型２２のストリッパ２７上に配置された状態で上型２３を下方に移動させることにより、打ち抜き装置２１における下型２２と上型２３とが型締めされる。このときには、上型２３と一体移動するパンチ３２が、図７に示すように金属板材４の外縁を下型２２のストリッパ２７上に配置されたフレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込む。

更に、このときにはフレーム１１の孔１４に対しパンチ３２の下面から下方に突出するピン３２ｂが挿入されることにより、フレーム１１（金属板材４）がストリッパ２７（下型２２）及びパンチ３２（上型２３）に対し位置決めされる。また、このときにはフレーム１１におけるピン１３の先端が、パンチ３２の下面に形成されている凹部３２ａに収容される。

このように上記パンチ３２は、型締めの際に金属板材４の外縁を上記トレイ部１２との間に挟み込む押圧部材としての機能を兼ね備えている。また、このときには押え部材３０の下面及びパンチ３３の下面が金属板材４の成形領域に当たるとともに、押え部材３０の下面に形成された凹部３０ａに金属板材４の成形領域における流路溝１６に対応する部分が収納される。

上述したように金属板材４の外縁がパンチ３２とフレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込まれて保持された状態のもと、更に上型２３を下方に移動させると、図８に示すようにパンチ３２がスプリング２７ａを縮ませながら金属板材４の上記外縁を押し下げる。これにより、下型２２のダイ２６と上記パンチ３２との間で上記金属板材４の成形領域からワーク（セパレータ）が打ち抜かれる。また、このときには上記パンチ３３が上記金属板材４の成形領域のうち打ち抜き穴３１に対応する部分を打ち抜き、それによってセパレータに流路穴３４（図３）が形成される。

その後、型締めされた状態から上型２３を上方に移動させると、打ち抜き装置２１における下型２２と上型２３とが型開きされる。このように型開きされるときには、上型２３のパンチ３２が下型２２のストリッパ２７上に配置されたフレーム１１におけるトレイ部１２との間で挟み込んでいた金属板材４の外縁から離れるとともに、上型２３の押え部材３０が同上型２３に張り付いたワーク（セパレータ）をスプリング２９の力によって下方に排出する。その後、下型２２と上型２３との間から上記セパレータが搬送されるとともに、下型２２のストリッパ２７上に載せられているフレーム１１に残った金属板材４の外縁が取り外されるとともに、ストリッパ２７からフレーム１１が取り外される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（１）金属板材４からワーク（セパレータ）を製造する際の同金属板材４の運搬は、その金属板材４をフレーム１１に載せた状態で行われる。このとき、金属板材４の外縁がフレーム１１のトレイ部１２によって支持される一方、フレーム１１に対し金属板材４がピン１３及び孔１５によって位置決めされる。

そして、成形工程においては、金属板材４を載せた上記フレーム１１が、型開きした成形装置１における下型２と上型３との間に搬送され、下型２のストリッパ７上に配置される。この状態で、上型３を下方に移動させて型締めすると、上型３と一体移動する押圧部材１０が金属板材４の外縁を上記フレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込む。このように金属板材４の外縁が押圧部材１０とフレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込まれて保持された状態のもと、下型２と上型３との型締めにより上記金属板材４の成形領域をワーク（セパレータ）の形状に沿った形に変形させるためのプレス加工が行われる。

また、成形工程後の打ち抜き工程では、成形領域が上述したように変形した金属板材４を載せた上記フレーム１１が、型開きした打ち抜き装置２１における下型２２と上型２３との間に搬送され、下型２２のストリッパ２７上に配置される。この状態で、上型２３を下方に移動させて型締めすると、上型２３と一体移動するパンチ３２が金属板材４の外縁を上記フレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込む。このように金属板材４の外縁がパンチ３２とフレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込まれて保持された状態のもと、下型２２と上型２３との型締めにより上記金属板材４の成形領域からワーク（セパレータ）を打ち抜くためのプレス加工が行われる。

成形装置１及び打ち抜き装置２１では、金属板材４の外縁が押圧部材（押圧部材１０またはパンチ３２）とフレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込まれて保持された状態で、上述したプレス加工が行われるため、従来のように上記保持のために金属板材４の外縁にボルトを貫通するための孔等を設ける必要がない。このため、金属板材４の外縁とトレイ部１２及び押圧部材との接触面の面積を上記保持に必要な値とするために、金属板材４の外縁におけるトレイ部１２と押圧部材との間に挟み込まれる部分（成形領域以外の部分）を大きくする必要もない。従って、金属板材４の外縁におけるトレイ部１２と押圧部材とに挟み込まれる部分を大きくすることに伴い、ワーク（セパレータ）を製造する際に必要とされる金属板材４の量が多くなることを抑制でき、金属板材４からワークを製造する際の歩留りが悪くなることを抑制できる。

（２）従来のフレームでは、同フレームに対し金属板材を取り付けたり取り外したりする際には、下側枠体と上側枠体とを繋ぐ多数のボルトをそれぞれ締め付けたり緩めたりしなければならず、そのための手間が無視できない問題となる。しかし、本実施形態のフレーム１１においては、トレイ部１２に金属板材４を載せるとともに同金属板材４をフレーム１１に対しピン１３及び孔１５で位置決めしているため、フレーム１１に対する金属板材４の取り付け及び取り外しを簡単に行うことができる。また、このようなフレーム１１であっても、プレス加工の際に金属板材４の外縁をトレイ部１２と押圧部材（押圧部材１０、パンチ３２）との間に挟み込んで保持することができるため、同プレス加工の安定した実施が妨げられることはない。

（３）打ち抜き工程を行う打ち抜き装置２１においては、上型２３を下方に移動させて型締めすると、押圧部材を兼ねたパンチ３２が金属板材４の外縁をフレーム１１のトレイ部１２との間に挟み込んで保持するとともに、下型２２に設けられたダイ２６とパンチ３２との間で上記金属板材４の成形領域からワーク（セパレータ）が打ち抜かれる。上記パンチ３２は押圧部材を兼ねているため、ダイ２６との間で金属板材４からワークが打ち抜かれるときの同金属板材４の切断箇所（図３の破線）を枠状のフレーム１１における内縁に近い位置とすることができ、金属板材４におけるワークを形成する部分以外の部分を可能な限り小さくすることができる。従って、金属板材４からワークを製造する際の歩留りが悪くなることを一層効果的に抑制することができる。

（４）成形工程を行う成形装置１において、金属板材４の成形領域に流路溝１６を形成する際には、金属板材４における成形領域が流路溝１６の幅方向に縮もうとするため、その縮もうとする方向に金属板材４の外縁が引っ張られる。しかし、こうした金属板材４の外縁に対する力の作用は、成形装置１の型開きによって解除される。これは、金属板材４がその四隅でピン１３及び孔１５によりフレーム１１に対し位置決めされており、型開きに伴い上型３の押圧部材１０とフレーム１１のトレイ部１２とによる金属板材４の外縁の挟み込みが解除されると、上記力の作用に伴う金属板材４の外縁の変位が許容されるためである。従って、金属板材４に対し上記力が作用したまま打ち抜き装置２１による打ち抜き工程が行われ、同金属板材４の成形領域からワーク（セパレータ）を打ち抜いたときに、金属板材４の外縁に対する上記力の作用が急に解除されるという状況が生じることはない。このため、ワークの打ち抜きに伴って金属板材４の外縁に対する上記力の作用が急に解除されることが同金属板材４からのワークの打ち抜きに悪影響を及ぼし、打ち抜き後の同ワークに歪み等の問題が生じることを抑制できる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・金属板材４から製造されるワークは、燃料電池のセルスタックに設けられるセパレータ以外のものであってもよい。

・ピン１３は、フレーム１１における四隅以外の箇所に設けられていてもよい。この場合の金属板材４における孔１５の位置は、フレーム１１のピン１３に対応した位置とされる。

・孔１５は、フレーム１１における四隅以外の箇所に設けられていてもよい。この場合の成形装置１における押圧部材１０のピン１０ｃの位置、及び、打ち抜き装置２１におけるパンチ３２のピン３２ｂの位置は、それぞれフレーム１１の孔１５に対応した位置とされる。

１…成形装置、２…下型、３…上型、４…金属板材、５…下台、６…ダイ、６ａ…成形面、７…ストリッパ、７ａ…スプリング、８…上台、９…パンチ、９ａ…成形面、１０…押圧部材、１０ａ…スプリング、１０ｂ…凹部、１０ｃ…ピン、１１…フレーム、１２…トレイ部、１３…ピン、１４…孔、１５…孔、１６…流路溝、２１…打ち抜き装置、２２…下型、２３…上型、２５…下台、２６…ダイ、２７…ストリッパ、２７ａ…スプリング、２８…上台、２９…スプリング、３０…押え部材、３０ａ…凹部、３１…打ち抜き穴、３２…パンチ、３２ａ…凹部、３２ｂ…ピン、３３…パンチ、３４…流路穴。

Claims (4)

1. 水平に延びる金属板材の外縁が枠状のフレームによって支持されており、そのフレームが成形装置における型開きした下型と上型との間における前記下型の上に移動され、その状態で前記上型を前記下型に向けて下方に移動させて型締めすることにより、前記フレームによって外縁が支持された前記金属板材を、燃料電池のセルスタックに設けられるセパレータの形状に沿った形に変形させ、前記成形装置が型開きしたときに前記フレームが打ち抜き装置の型開きした下型と上型との間における前記下型の上に移動され、その状態で前記上型を前記下型に向けて下方に移動させて型締めすることにより、前記フレームによって外縁が支持された前記金属板材からの前記セパレータの打ち抜きを行う金属板材のプレス加工装置において、
   前記フレームは、前記金属板材を上に載せることにより同金属板材の外縁を支持するトレイ部と、そのトレイ部の上に載せられた前記金属板材を同トレイ部に対し位置決めする位置決め部と、を備えており、
   前記成形装置及び前記打ち抜き装置の上型にはそれぞれ、上型と一体移動して型締めの際に前記金属板材の外縁を前記フレームの前記トレイ部との間に挟み込む枠状の押圧部材が設けられていることを特徴とする金属板材のプレス加工装置。
2. 前記成形装置の下型と上型との対向する部分にはそれぞれ、型締めの際に前記金属板材を挟み込んで同金属板材から成形する予定の前記セパレータの形状に沿った形に前記金属板材を変形させる成形面が形成されており、
   前記成形装置の押圧部材は前記上型の前記成形面を囲むように設けられており、
   前記打ち抜き装置の下型には型締めの際に同装置の上型との間に前記金属板材を挟むダイが設けられている一方、前記上型には前記打ち抜き装置の型締めの際に前記金属板材からの前記セパレータの打ち抜きを行うためのパンチが設けられており、
   前記パンチは、前記打ち抜き装置の押圧部材を兼ねており、同装置の型締めの際に前記金属板材の外縁を前記フレームの前記トレイ部との間に挟み込む枠状に形成されている請求項１に記載の金属板材のプレス加工装置。
3. 水平方向に延びる金属板材を成形装置の型開きした下型と上型との間に搬送した後、前記成形装置の上型を下型に向けて下方に移動させて型締めすることにより、前記金属板材を燃料電池のセルスタックに設けられるセパレータの形状に沿った形に変形させ、前記成形装置が型開きしたときに前記金属板材を打ち抜き装置の型開きした下型と上型との間に搬送した後、前記打ち抜き装置の上型を下型に向けて下方に移動させて型締めすることにより、前記金属板材からの前記セパレータの打ち抜きを行う金属板材のプレス加工方法において、
   前記金属板材を枠状のフレームの上に載せることにより、同フレームのトレイ部で前記金属板材の外縁を支持するとともに、同フレームの位置決め部によって前記金属板材を同フレームに対し位置決めし、
   前記フレームを前記成形装置の型開きした下型と上型との間に向けて移動させて前記下型の上に配置することにより、前記フレームのトレイ部によって外縁が支持された前記金属板材を前記下型と前記上型との間に搬送し、前記成形装置の型締めの際に同装置の上型と一体移動する枠状の押圧部材と前記フレームの前記トレイ部との間に前記金属板材の外縁を挟み込み、
   前記成形装置が型開きしたときに前記フレームを前記打ち抜き装置の型開きした下型と上型との間に向けて移動させて前記下型の上に配置することにより、前記フレームのトレイ部によって外縁が支持された前記金属板材を前記下型と前記上型との間に搬送し、前記打ち抜き装置の型締めの際に同装置の上型と一体移動する枠状の押圧部材と前記フレームの前記トレイ部との間に前記金属板材の外縁を挟み込むことを特徴とする金属板材のプレス加工方法。
4. 前記成形装置の下型と上型との対向する部分にはそれぞれ、型締めの際に前記金属板材を挟み込んで同金属板材から成形する予定の前記セパレータの形状に沿った形に前記金属板材を変形させる成形面が形成されており、
   前記成形装置の押圧部材は前記上型の前記成形面を囲むように設けられており、
   前記打ち抜き装置の下型には型締めの際に同装置の上型との間に前記金属板材を挟むダイが設けられている一方、前記上型には前記打ち抜き装置の型締めの際に前記金属板材からの前記セパレータの打ち抜きを行うためのパンチが設けられており、
   前記パンチは、前記打ち抜き装置の押圧部材を兼ねており、同装置の型締めの際に前記金属板材の外縁を前記フレームの前記トレイ部との間に挟み込む枠状に形成されている請求項３に記載の金属板材のプレス加工方法。

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