JP6981346B2 - Separator manufacturing method - Google Patents

Separator manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP6981346B2
JP6981346B2 JP2018074605A JP2018074605A JP6981346B2 JP 6981346 B2 JP6981346 B2 JP 6981346B2 JP 2018074605 A JP2018074605 A JP 2018074605A JP 2018074605 A JP2018074605 A JP 2018074605A JP 6981346 B2 JP6981346 B2 JP 6981346B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positioning
mold
work
side manifold
manifold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018074605A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019185998A (en
Inventor
大地 宮崎
太一 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018074605A priority Critical patent/JP6981346B2/en
Publication of JP2019185998A publication Critical patent/JP2019185998A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6981346B2 publication Critical patent/JP6981346B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、セパレータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a separator.

特許文献１は、複数のセルを積層したセルスタックを有する燃料電池に関する技術を開示している。具体的には、膜電極アッセンブリを挟むメタルセパレータに酸化ガスや水素ガス、冷却水を流通させるための複数のマニホールドを打ち抜き加工により形成している。 Patent Document 1 discloses a technique relating to a fuel cell having a cell stack in which a plurality of cells are stacked. Specifically, a plurality of manifolds for passing oxidation gas, hydrogen gas, and cooling water are formed by punching in a metal separator sandwiching the membrane electrode assembly.

国際公開第２００６／１３７５７２号International Publication No. 2006/137572

ところで、本願発明者らは、生産効率向上を目的として、セパレータをトランスファー型金型で製造することを検討している。ここで、セパレータには、前述のように、空気ガスや水素ガス、冷却水を流通させるための複数のマニホールドを一定の精度で形成することが求められている。しかしながら、これらすべてのマニホールドを一度のプレス加工で同時に形成することは金型構造上の問題で困難とされ、上記複数のマニホールドは複数の打ち抜き工程に分けて形成せざるを得ないのが実情である。この場合、セパレータが各工程間でトランスファー装置によって搬送されるため、各工程におけるセパレータの位置決めが課題となる。 By the way, the inventors of the present application are considering manufacturing a separator with a transfer mold for the purpose of improving production efficiency. Here, as described above, the separator is required to form a plurality of manifolds for flowing air gas, hydrogen gas, and cooling water with a certain accuracy. However, it is difficult to form all of these manifolds at the same time by one press working due to the problem of the mold structure, and the fact is that the above-mentioned plurality of manifolds must be formed by dividing them into a plurality of punching processes. be. In this case, since the separator is conveyed by the transfer device between each process, positioning of the separator in each process becomes an issue.

そこで、本願発明者らは、前工程で形成したマニホールドそのものを利用してセパレータを位置決めすることを検討している。この手法によれば、セパレータに位置決め専用の孔を設ける必要がないというメリットが得られるからである。この場合、例えば、前工程で形成したマニホールドに位置決めブロックを挿入し、位置決めブロックによるセルフアライメント効果を期待することになる。また、セルフアライメント効果を高精度に実現するには、マニホールドと位置決めブロックとの間の隙間を可及的に小さくすることが求めらる。しかしながら、セパレータは例えば１０マイクロメートル程度の金属箔であってそれ自体の剛性は相当低いので、マニホールドに位置決めブロックを挿入した際、マニホールドの内周縁がめくれ上がるように変形してしまう虞があった。このように異常変形したマニホールドは製品として出荷し得る品質には及ばず、歩留まりの低下を招いていた。 Therefore, the inventors of the present application are considering positioning the separator using the manifold itself formed in the previous step. This method has the advantage that it is not necessary to provide a hole dedicated to positioning in the separator. In this case, for example, the positioning block is inserted into the manifold formed in the previous step, and the self-alignment effect of the positioning block is expected. Further, in order to realize the self-alignment effect with high accuracy, it is required to make the gap between the manifold and the positioning block as small as possible. However, since the separator is, for example, a metal leaf of about 10 micrometers and its own rigidity is considerably low, when the positioning block is inserted into the manifold, there is a risk that the inner peripheral edge of the manifold will be deformed so as to be turned up. .. The abnormally deformed manifold does not reach the quality that can be shipped as a product, resulting in a decrease in yield.

そこで、本発明の目的は、トランスファー型金型にてセパレータを製造するに際し、歩留まりを向上する技術を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for improving the yield when manufacturing a separator in a transfer mold.

本願発明の観点によれば、第１の金型と第２の金型と第３の金型がこの記載順で配置されたトランスファー型プレス加工機を用いたセパレータの製造方法であって、前記第１の金型において、金属箔の第１のマニホールドを形成する領域内に第１の基準孔を形成する第１の工程と、前記第２の金型において、前記第１の金型から搬送された前記金属箔を前記第１の基準孔を用いて位置決めすると共に、前記金属箔に第２のマニホールドを形成する第２の工程と、前記第３の金型において、前記第２の金型から搬送された前記金属箔の前記第２のマニホールドに位置決めブロックを挿入することで前記金属箔を第１の位置決め精度で位置決めすると共に、前記第１の基準孔に位置決めピンを挿入することで前記金属箔を前記第１の位置決め精度よりも高精度な第２の位置決め精度で位置決めし、前記第１のマニホールドを形成する、第３の工程と、を含む、セパレータの製造方法が提供される。 According to the viewpoint of the present invention, there is a method for manufacturing a separator using a transfer die press processing machine in which a first die, a second die and a third die are arranged in this description order. In the first mold, the first step of forming the first reference hole in the region forming the first manifold of the metal foil, and in the second mold, the transfer from the first mold. In the second step of positioning the metal foil with the metal foil using the first reference hole and forming the second manifold in the metal foil, and in the third mold, the second mold. By inserting the positioning block into the second manifold of the metal foil conveyed from the metal foil, the metal foil is positioned with the first positioning accuracy, and by inserting the positioning pin into the first reference hole, the metal foil is positioned. Provided is a method for manufacturing a separator, comprising a third step of positioning a metal foil with a second positioning accuracy higher than the first positioning accuracy to form the first manifold.

本発明によれば、製品段階で残らない部分で第２の位置決め精度による位置決めをしているので、製品の歩留まりを改善することができる。 According to the present invention, since positioning is performed by the second positioning accuracy in the portion that does not remain at the product stage, the yield of the product can be improved.

トランスファー型プレス加工機の斜視図である。It is a perspective view of the transfer type press processing machine. セパレータの平面図である。It is a top view of the separator. セパレータの製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method of a separator. 絞り工程後のワークの平面図である。It is a top view of the work after the drawing process. 押し工程後のワークの平面図である。It is a top view of the work after the pushing process. 第１打ち抜き工程後のワークの平面図である。It is a top view of the work after the 1st punching process. 第２打ち抜き工程後のワークの平面図である。It is a top view of the work after the 2nd punching process. 位置決めブロックによる位置決めを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the positioning by the positioning block. 位置決めピンによる位置決めを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the positioning by the positioning pin. 比較例であって、マニホールドを用いて高精度な位置決めを行っている場合の断面図である。It is a comparative example and is sectional drawing in the case of performing high-precision positioning using a manifold.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、トランスファー型プレス加工機１の斜視図である。トランスファー型プレス加工機１は、ボルスタ２と、複数の下型３と、スライド４と、複数の上型５と、搬送機構６と、を備えている。 FIG. 1 is a perspective view of the transfer type press processing machine 1. The transfer type press processing machine 1 includes a bolster 2, a plurality of lower dies 3, a slide 4, a plurality of upper dies 5, and a transfer mechanism 6.

図２は、トランスファー型プレス加工機１によってプレス加工されたワーク７を示している。ワーク７は、例えばステンレス製の金属箔であって、例えば燃料電池に用いられるメタルセパレータである。ワーク７の厚みは例えば約０．１ｍｍとされている。ワーク７は略長方形状であって、その中央には凹凸部８が形成されている。凹凸部８は、酸素ガスや水素ガスのための流路の一部を構成するものである。ワーク７の長手方向における一端部９及び他端部１０には、複数のマニホールド及び組み付け基準孔が形成されている。即ち、一端部９には、水素ガスＩＮ側マニホールド１１、冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３、主組み付け基準孔１４が形成されている。一方、他端部１０には、水素ガスＯＵＴ側マニホールド１５、冷却水ＩＮ側マニホールド１６、酸素ガスＩＮ側マニホールド１７、副組み付け基準孔１８が形成されている。 FIG. 2 shows the work 7 pressed by the transfer type press processing machine 1. The work 7 is, for example, a metal foil made of stainless steel, for example, a metal separator used for a fuel cell. The thickness of the work 7 is, for example, about 0.1 mm. The work 7 has a substantially rectangular shape, and an uneven portion 8 is formed in the center thereof. The uneven portion 8 constitutes a part of the flow path for oxygen gas and hydrogen gas. A plurality of manifolds and assembly reference holes are formed in one end 9 and the other end 10 in the longitudinal direction of the work 7. That is, a hydrogen gas IN side manifold 11, a cooling water OUT side manifold 12, an oxygen gas OUT side manifold 13, and a main assembly reference hole 14 are formed at one end portion 9. On the other hand, the other end portion 10 is formed with a hydrogen gas OUT side manifold 15, a cooling water IN side manifold 16, an oxygen gas IN side manifold 17, and a sub-assembly reference hole 18.

水素ガスＩＮ側マニホールド１１は、水素ガスの供給側のマニホールドである。冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２は、冷却水の排出側のマニホールドである。酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３は、酸素ガスの排出側のマニホールドである。水素ガスＯＵＴ側マニホールド１５は、水素ガスの排出側のマニホールドである。冷却水ＩＮ側マニホールド１６は、冷却水の供給側のマニホールドである。酸素ガスＩＮ側マニホールド１７は、酸素ガスの供給側のマニホールドである。主組み付け基準孔１４及び副組み付け基準孔１８は、セルスタックを組み付けるのに用いられる孔である。 The hydrogen gas IN side manifold 11 is a manifold on the hydrogen gas supply side. The cooling water OUT side manifold 12 is a manifold on the cooling water discharge side. The oxygen gas OUT side manifold 13 is a manifold on the oxygen gas discharge side. The hydrogen gas OUT side manifold 15 is a manifold on the hydrogen gas discharge side. The cooling water IN side manifold 16 is a manifold on the cooling water supply side. The oxygen gas IN side manifold 17 is a manifold on the oxygen gas supply side. The main assembly reference hole 14 and the sub-assembly reference hole 18 are holes used for assembling the cell stack.

水素ガスＩＮ側マニホールド１１、冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３、主組み付け基準孔１４、水素ガスＯＵＴ側マニホールド１５、冷却水ＩＮ側マニホールド１６、酸素ガスＩＮ側マニホールド１７、副組み付け基準孔１８は、何れも、ワーク７を貫通するように形成されている。 Hydrogen gas IN side manifold 11, cooling water OUT side manifold 12, oxygen gas OUT side manifold 13, main assembly reference hole 14, hydrogen gas OUT side manifold 15, cooling water IN side manifold 16, oxygen gas IN side manifold 17, sub-assembly Each of the reference holes 18 is formed so as to penetrate the work 7.

冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２は、水素ガスＩＮ側マニホールド１１と酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３の間に形成されている。冷却水ＩＮ側マニホールド１６は、水素ガスＯＵＴ側マニホールド１５と酸素ガスＩＮ側マニホールド１７の間に形成されている。 The cooling water OUT side manifold 12 is formed between the hydrogen gas IN side manifold 11 and the oxygen gas OUT side manifold 13. The cooling water IN side manifold 16 is formed between the hydrogen gas OUT side manifold 15 and the oxygen gas IN side manifold 17.

図１に戻り、ボルスタ２は、トランスファー型プレス加工機１の図示しないフレームに固定される。 Returning to FIG. 1, the bolster 2 is fixed to a frame (not shown) of the transfer type press processing machine 1.

複数の下型３は、下型３ａ、下型３ｂ、下型３ｃ、下型３ｄ、下型３ｅを含む。下型３ａ〜下型３ｅは、ボルスタ２の上面２ａに配置されている。下型３ａ〜下型３ｅは、この記載順に並んで配置されている。 The plurality of lower molds 3 include a lower mold 3a, a lower mold 3b, a lower mold 3c, a lower mold 3d, and a lower mold 3e. The lower mold 3a to the lower mold 3e are arranged on the upper surface 2a of the bolster 2. The lower molds 3a to 3e are arranged side by side in the order described.

スライド４は、ボルスタ２の上方に配置され、ボルスタ２に対して上下動可能となるように、トランスファー型プレス加工機１のフレームに支持されている。ボルスタ２は、図示しないクランク機構に連結されており、上下に往復駆動される。 The slide 4 is arranged above the bolster 2 and is supported by the frame of the transfer type press processing machine 1 so as to be movable up and down with respect to the bolster 2. The bolster 2 is connected to a crank mechanism (not shown) and is reciprocated up and down.

複数の上型５は、上型５ａ、上型５ｂ、上型５ｃ、上型５ｄ、上型５ｅを含む。上型５ａ〜上型５ｅは、スライド４の下面４ａに配置されている。上型５ａ〜上型５ｅは、この記載順に並んで配置されている。即ち、上型５ａ〜上型５ｅは、下型３ａ〜下型３ｅとそれぞれ上下方向で対向している。 The plurality of upper molds 5 include an upper mold 5a, an upper mold 5b, an upper mold 5c, an upper mold 5d, and an upper mold 5e. The upper mold 5a to the upper mold 5e are arranged on the lower surface 4a of the slide 4. The upper molds 5a to 5e are arranged side by side in the order described. That is, the upper die 5a to the upper die 5e face each other in the vertical direction from the lower die 3a to the lower die 3e.

そして、下型３ａと上型５ａは、金型２５ａを構成している。同様に、下型３ｂと上型５ｂは金型２５ｂを、下型３ｃと上型５ｃは金型２５ｃを、下型３ｄと上型５ｄは金型２５ｄを、下型３ｅと上型５ｅは金型２５ｅを構成している。金型２５ａ、金型２５ｂ、金型２５ｃ、金型２５ｄ、金型２５ｅは、この記載順に列を成して配置されている。 The lower mold 3a and the upper mold 5a constitute a mold 25a. Similarly, the lower mold 3b and the upper mold 5b are the mold 25b, the lower mold 3c and the upper mold 5c are the mold 25c, the lower mold 3d and the upper mold 5d are the mold 25d, and the lower mold 3e and the upper mold 5e are the mold 25e. It constitutes a mold 25e. The mold 25a, the mold 25b, the mold 25c, the mold 25d, and the mold 25e are arranged in a row in the order of description.

搬送機構６は、複数の下型３の間でワーク７を搬送する。搬送機構６は、複数のフィンガー２０が設けられた２つのフィードバー２１と、フィードバー２１を駆動するバー駆動部２２と、により構成されている。バー駆動部２２は、２つのフィードバー２１を上下方向、及び、スライド４の長手方向に往復駆動する。また、バー駆動部２２は、２つのフィードバー２１が互いに近づいたり離れたりするように往復駆動する。２つのフィードバー２１が互いに近づくことで、スライド４の短手方向で対向する２つのフィンガー２０がワーク７を把持する。２つのフィードバー２１が互いに離れることで、スライド４の短手方向で対向する２つのフィンガー２０がワーク７を解放する。以上の構成で、搬送機構６は、下型３ａに載置されたワーク７を把持して下型３ｂに搬送し、下型３ｂに載置する。同様に、搬送機構６は、下型３ｂから下型３ｃへ、下型３ｃから下型３ｄへ、下型３ｄから下型３ｅへ、ワーク７を順番に搬送する。そして、スライド４をボルスタ２に向けて所定量降下させることで、各下型３に載置されたワーク７をプレス加工するようになっている。このようにトランスファー型プレス加工機１では、異なる形状の金型でワーク７を順次自動的にプレス加工していくことができ、高い生産性が確保されている。 The transport mechanism 6 transports the work 7 between the plurality of lower dies 3. The transport mechanism 6 is composed of two feed bars 21 provided with a plurality of fingers 20 and a bar drive unit 22 for driving the feed bars 21. The bar drive unit 22 reciprocates the two feed bars 21 in the vertical direction and in the longitudinal direction of the slide 4. Further, the bar drive unit 22 reciprocates so that the two feed bars 21 approach and separate from each other. When the two feed bars 21 approach each other, the two fingers 20 facing each other in the lateral direction of the slide 4 grip the work 7. When the two feed bars 21 are separated from each other, the two fingers 20 facing each other in the lateral direction of the slide 4 release the work 7. With the above configuration, the transport mechanism 6 grips the work 7 mounted on the lower mold 3a, transports the work 7 to the lower mold 3b, and mounts the work 7 on the lower mold 3b. Similarly, the transport mechanism 6 sequentially transports the work 7 from the lower mold 3b to the lower mold 3c, from the lower mold 3c to the lower mold 3d, and from the lower mold 3d to the lower mold 3e. Then, by lowering the slide 4 toward the bolster 2 by a predetermined amount, the work 7 placed on each lower mold 3 is pressed. As described above, in the transfer type press processing machine 1, the work 7 can be automatically pressed in sequence with dies having different shapes, and high productivity is ensured.

次に、図３以降を参照して、セパレータの製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the separator will be described with reference to FIGS. 3 and later.

（アイドル工程：ステップＳ１００）
先ず、外部から金型２５ａにワーク７が供給される。金型２５ａに供給されたワーク７は、搬送機構６によって金型２５ｂに搬送される。 (Idle process: step S100)
First, the work 7 is supplied to the mold 25a from the outside. The work 7 supplied to the mold 25a is conveyed to the mold 25b by the transfer mechanism 6.

（絞り工程：ステップＳ１１０）
図４に示すように、金型２５ｂにおいては、絞り工程が実施される。本絞り工程では、ワーク７に対して絞り加工が施される。この絞り加工は、ワーク７に凹凸部８を形成する工程の一部である。また、本絞り工程においては、主組み付け基準孔１４及び副組み付け基準孔１８を打ち抜き加工により形成する。更に、本絞り工程においては、次工程である押し工程の際にワーク７を位置決めするための位置決め孔３０ａ及び位置決め孔３０ｂを打ち抜き加工により形成する。位置決め孔３０ａ及び３位置決め孔３０ｂは、製品出荷前に打ち抜かれて除去される領域に形成するとよい。本実施形態では、位置決め孔３０ａは、冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２が形成される領域１２Ｘの内側に形成される。位置決め孔３０ｂは、酸素ガスＩＮ側マニホールド１７が形成される領域１７Ｘの内側に形成される。その後、ワーク７は、搬送機構６によって金型２５ｃに搬送される。 (Aperture process: step S110)
As shown in FIG. 4, in the mold 25b, a drawing step is carried out. In this drawing step, the work 7 is drawn. This drawing process is a part of the process of forming the uneven portion 8 on the work 7. Further, in the main drawing step, the main assembly reference hole 14 and the sub-assembly reference hole 18 are formed by punching. Further, in the main drawing step, the positioning holes 30a and the positioning holes 30b for positioning the work 7 in the pushing step, which is the next step, are formed by punching. The positioning holes 30a and 3 positioning holes 30b may be formed in a region to be punched out and removed before shipping the product. In the present embodiment, the positioning hole 30a is formed inside the region 12X where the cooling water OUT side manifold 12 is formed. The positioning hole 30b is formed inside the region 17X where the oxygen gas IN side manifold 17 is formed. After that, the work 7 is conveyed to the mold 25c by the conveying mechanism 6.

（押し工程：ステップＳ１２０）
図５に示すように、金型２５ｃにおいては、押し工程が実施される。本押し工程では、ワーク７に対して押し加工が施される。この押し加工は、ワーク７に凹凸部８を形成する最終工程である。また、本押し工程では、前工程である絞り工程において形成した位置決め孔３０ａ及び位置決め孔３０ｂを用いてワーク７を位置決めする。また、本押し工程においては、次工程である第１打ち抜き工程の際にワーク７を位置決めするための位置決め孔３１ａ及び位置決め孔３１ｂを打ち抜き加工により形成する。位置決め孔３１ａ及び位置決め孔３１ｂは、製品出荷前に打ち抜かれて除去される領域に形成するとよい。本実施形態では、位置決め孔３１ａは、領域１２Ｘの内側に形成される。位置決め孔３１ｂは、冷却水ＩＮ側マニホールド１６が形成される領域１６Ｘの内側に形成される。その後、ワーク７は、搬送機構６によって金型２５ｄに搬送される。 (Pushing process: step S120)
As shown in FIG. 5, in the mold 25c, the pushing step is carried out. In the main pushing process, the work 7 is pushed. This pushing process is the final step of forming the uneven portion 8 on the work 7. Further, in the final pushing step, the work 7 is positioned using the positioning holes 30a and the positioning holes 30b formed in the drawing step which is the previous step. Further, in the final pushing step, the positioning hole 31a and the positioning hole 31b for positioning the work 7 in the first punching step, which is the next step, are formed by punching. The positioning hole 31a and the positioning hole 31b may be formed in a region to be punched out and removed before shipping the product. In this embodiment, the positioning hole 31a is formed inside the region 12X. The positioning hole 31b is formed inside the region 16X where the cooling water IN side manifold 16 is formed. After that, the work 7 is conveyed to the mold 25d by the conveying mechanism 6.

（第１打ち抜き工程：Ｓ１３０）
図６に示すように、金型２５ｄにおいては、第１打ち抜き工程が実施される。本第１打ち抜き工程では、ワーク７に水素ガスＩＮ側マニホールド１１、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３、水素ガスＯＵＴ側マニホールド１５、酸素ガスＩＮ側マニホールド１７を打ち抜き加工により形成する。本第１打ち抜き工程では、前工程である押し工程において形成した位置決め孔３１ａ及び位置決め孔３１ｂを用いてワーク７を高精度に位置決めする。また、本第１打ち抜き工程においては、ワーク７の外周の図示しないスクラップ部を部分的に除去する。その後、ワーク７は、搬送機構６によって金型２５ｅに搬送される。 (First punching process: S130)
As shown in FIG. 6, in the die 25d, the first punching step is carried out. In the first punching step, a hydrogen gas IN side manifold 11, an oxygen gas OUT side manifold 13, a hydrogen gas OUT side manifold 15, and an oxygen gas IN side manifold 17 are formed on the work 7 by punching. In the first punching step, the work 7 is positioned with high accuracy by using the positioning holes 31a and the positioning holes 31b formed in the pushing step which is the previous step. Further, in the first punching step, a scrap portion (not shown) on the outer periphery of the work 7 is partially removed. After that, the work 7 is conveyed to the mold 25e by the conveying mechanism 6.

（第２打ち抜き工程：Ｓ１４０）
図７に示すように、金型２５ｅにおいては、第２打ち抜き工程が実施される。本第２打ち抜き工程では、ワーク７に冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２及び冷却水ＩＮ側マニホールド１６を打ち抜き加工により形成する。本第２打ち抜き工程では、前工程である第１打ち抜き工程において形成した位置決め孔３１ａ及び位置決め孔３１ｂ、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３、酸素ガスＩＮ側マニホールド１７を用いてワーク７を高精度に位置決めする。具体的には以下の通りである。 (Second punching process: S140)
As shown in FIG. 7, in the die 25e, the second punching step is carried out. In the second punching step, the cooling water OUT side manifold 12 and the cooling water IN side manifold 16 are formed on the work 7 by punching. In the second punching step, the work 7 is positioned with high accuracy by using the positioning holes 31a and the positioning holes 31b, the oxygen gas OUT side manifold 13, and the oxygen gas IN side manifold 17 formed in the first punching step which is the previous step. .. Specifically, it is as follows.

先ず、図８に示すように、金型２５ｅの下型３ｅには、上方に突出する位置決めブロック４０が設けられている。位置決めブロック４０は、平面視において酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３よりも一回り小さくなるように形成されている。具体的には、位置決めブロック４０が酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３に挿入された場合、位置決めブロック４０と酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３との間に少なくとも２ｍｍの隙間が全周にわたって形成されるようになっている。従って、ワーク７の酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３に位置決めブロック４０が挿入されると、ワーク７は、位置決めブロック４０の先端に形成された湾曲面４０ａによって水平方向にガイドされることで、ワーク７が下型３ｅに対して大まかに位置決めされる。位置決めブロック４０による水平方向の位置決め精度はプラスマイナス２ｍｍの精度となる。このように、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３に位置決めブロック４０を挿入することで行われる位置決めの精度が低く抑えられていることで、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３に位置決めブロック４０を挿入した状態で、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３の内周縁１３ｄがめくれ上がるように湾曲状に変形したままとなっていることがない。 First, as shown in FIG. 8, the lower mold 3e of the mold 25e is provided with a positioning block 40 projecting upward. The positioning block 40 is formed so as to be one size smaller than the oxygen gas OUT side manifold 13 in a plan view. Specifically, when the positioning block 40 is inserted into the oxygen gas OUT side manifold 13, a gap of at least 2 mm is formed between the positioning block 40 and the oxygen gas OUT side manifold 13 over the entire circumference. There is. Therefore, when the positioning block 40 is inserted into the oxygen gas OUT side manifold 13 of the work 7, the work 7 is guided in the horizontal direction by the curved surface 40a formed at the tip of the positioning block 40, so that the work 7 is guided. It is roughly positioned with respect to the lower mold 3e. The horizontal positioning accuracy of the positioning block 40 is plus or minus 2 mm. In this way, the accuracy of positioning performed by inserting the positioning block 40 into the oxygen gas OUT side manifold 13 is suppressed to a low level, so that oxygen can be obtained with the positioning block 40 inserted into the oxygen gas OUT side manifold 13. The inner peripheral edge 13d of the gas OUT side manifold 13 does not remain deformed in a curved shape so as to be turned up.

酸素ガスＩＮ側マニホールド１７においても、上記酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３と同様に、低い位置決め精度による位置決めが行われる。 Similarly to the oxygen gas OUT side manifold 13, the oxygen gas IN side manifold 17 is also positioned with low positioning accuracy.

また、図９には、冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２を打ち抜き加工する様子を示している。即ち、下型３ｅに円筒状のダイ４１を設け、上型５ｅに円筒状のストリッパ４２を設けている。上型５ｅには、更に、円筒状のパンチ４３と、位置決めピン４４と、を設けている。ダイ４１とストリッパ４２は上下方向で対向関係である。パンチ４３は、ストリッパ４２の内側で上下動可能に配置されている。位置決めピン４４はパンチ４３の内側で上下動可能に配置されている。ただし、パンチ４３と位置決めピン４４は相対的に移動不能であってもよい。 Further, FIG. 9 shows a state in which the cooling water OUT side manifold 12 is punched. That is, the lower die 3e is provided with a cylindrical die 41, and the upper die 5e is provided with a cylindrical stripper 42. The upper mold 5e is further provided with a cylindrical punch 43 and a positioning pin 44. The die 41 and the stripper 42 are opposed to each other in the vertical direction. The punch 43 is arranged so as to be vertically movable inside the stripper 42. The positioning pin 44 is arranged so as to be vertically movable inside the punch 43. However, the punch 43 and the positioning pin 44 may be relatively immovable.

そして、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３及び酸素ガスＩＮ側マニホールド１７を用いた低い精度の位置決めが実施された後、位置決めピン４４が位置決め孔３１ａに挿入される。このとき、ワーク７は、位置決めピン４４の先端に形成された湾曲面４４ａによって水平方向にガイドされることで、ワーク７が下型３ｅに対して高精度に位置決めされる。位置決めピン４４による水平方向の位置決め精度は、プラスマイナス０．５ｍｍの精度となる。このように、位置決め孔３１ａに位置決めピン４４を挿入することで行われる位置決めの精度が高いので、位置決め孔３１ａに位置決めピン４４を挿入した状態で、位置決め孔３１ａの内周縁が下方に湾曲するように変形している場合がある。この場合でも、位置決め孔３１ａの内周縁は、冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２を形成する際に同時に切り落とされるので、上記の変形が製品出荷時における製品の品質に悪い影響を与えることはない。 Then, after low-precision positioning is performed using the oxygen gas OUT side manifold 13 and the oxygen gas IN side manifold 17, the positioning pin 44 is inserted into the positioning hole 31a. At this time, the work 7 is guided in the horizontal direction by the curved surface 44a formed at the tip of the positioning pin 44, so that the work 7 is positioned with high accuracy with respect to the lower mold 3e. The horizontal positioning accuracy of the positioning pin 44 is plus or minus 0.5 mm. As described above, since the accuracy of positioning performed by inserting the positioning pin 44 into the positioning hole 31a is high, the inner peripheral edge of the positioning hole 31a is curved downward with the positioning pin 44 inserted into the positioning hole 31a. It may be transformed into. Even in this case, since the inner peripheral edge of the positioning hole 31a is cut off at the same time when the cooling water OUT side manifold 12 is formed, the above deformation does not adversely affect the quality of the product at the time of product shipment.

次に、ダイ４１とストリッパ４２でワーク７を上下方向で挟み、その後、パンチ４３を降下させる。このパンチ４３の降下により、ワーク７に冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２が形成されることになる。そして、このとき、位置決め孔３１ａの内周縁も同時に切り落とされることになる。位置決めピン４４によりワーク７の高精度な位置決めが達成されているので、第１打ち抜き工程において形成した水素ガスＩＮ側マニホールド１１及び酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３に対する、冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２の位置精度は高い精度で実現される。 Next, the work 7 is sandwiched between the die 41 and the stripper 42 in the vertical direction, and then the punch 43 is lowered. Due to the descent of the punch 43, the cooling water OUT side manifold 12 is formed on the work 7. At this time, the inner peripheral edge of the positioning hole 31a is also cut off at the same time. Since the highly accurate positioning of the work 7 is achieved by the positioning pin 44, the position accuracy of the cooling water OUT side manifold 12 with respect to the hydrogen gas IN side manifold 11 and the oxygen gas OUT side manifold 13 formed in the first punching step is high. Realized with high accuracy.

冷却水ＩＮ側マニホールド１６についても同様である。 The same applies to the cooling water IN side manifold 16.

上記の本第２打ち抜き工程においては、ワーク７の外周のスクラップ部を完全に除去する。金型２５ｅにおける第２打ち抜き工程が完了したら、ワーク７は、ＦＣセルの組み付け工程へと搬送機構６により搬出される。 In the second punching step described above, the scrap portion on the outer periphery of the work 7 is completely removed. When the second punching process in the die 25e is completed, the work 7 is carried out by the transfer mechanism 6 to the assembly process of the FC cell.

図１０には、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３に位置決めブロック５０を挿入することで、ワーク７の水平方向における位置精度を高いレベルで達成しようとする比較例を示している。前述したようにワーク７は、厚みが０．１ｍｍ程度の金属箔であるから、それ自体の剛性は極めて低いものであり、図１０に示すように、位置決めブロック５０と酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３との間の隙間が極めて小さい場合は、位置決めブロック５０の周面５０ａに酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３の内周縁１３ｄが引っ掛かって、酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３の内周縁１３ｄが十分には降りていかず、内周縁１３ｄが上方にめくれ上がるように変形してしまう。この変形はワーク７の製品品質を低下させるものに他ならない。従って、本実施形態のように実際の製品段階で残る酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３の内周縁１３ｄでは高精度な位置決めを行わず、実際の製品段階では切り落とされる位置決め孔３１ａにて高精度な位置決めを行うことで、結果としてワーク７の製品品質を向上し、もって、歩留まりを向上することが可能となる。 FIG. 10 shows a comparative example in which the positioning block 50 is inserted into the oxygen gas OUT side manifold 13 to achieve a high level of horizontal position accuracy of the work 7. As described above, since the work 7 is a metal foil having a thickness of about 0.1 mm, its own rigidity is extremely low, and as shown in FIG. 10, the positioning block 50 and the oxygen gas OUT side manifold 13 When the gap between the two is extremely small, the inner peripheral edge 13d of the oxygen gas OUT side manifold 13 is caught on the peripheral surface 50a of the positioning block 50, and the inner peripheral edge 13d of the oxygen gas OUT side manifold 13 is not sufficiently lowered. The inner peripheral edge 13d is deformed so as to be turned up. This deformation is nothing but a deterioration of the product quality of the work 7. Therefore, unlike the present embodiment, the inner peripheral edge 13d of the oxygen gas OUT side manifold 13 remaining in the actual product stage does not perform high-precision positioning, and the positioning hole 31a cut off in the actual product stage performs high-precision positioning. As a result, the product quality of the work 7 can be improved, and thus the yield can be improved.

また、図８及び図９に示すように、先ず、位置決めブロック４０で低い精度の位置決めを実行し、次に、位置決めピン４４で高い精度の位置決めを実行している。このように、１つの工程で複数回、異なる精度で、徐々に高精度となるように位置決めを実行することで、ワーク７の水平方向の位置決めが段階的に実現され、もって、位置決めピン４４による高精度な位置決めを問題なく実行することができるようになる。 Further, as shown in FIGS. 8 and 9, first, the positioning block 40 performs low-precision positioning, and then the positioning pin 44 performs high-precision positioning. In this way, by performing positioning multiple times in one process with different accuracy and gradually increasing accuracy, the horizontal positioning of the work 7 is realized step by step, and the positioning pin 44 is used. High-precision positioning can be performed without problems.

以上に、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は以下の特徴を有する。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment has the following features.

金型２５ｃ（第１の金型）と金型２５ｄ（第２の金型）と金型２５ｅ（第３の金型）がこの記載順で配置されたトランスファー型プレス加工機１を用いたセパレータの製造方法は、以下の工程を含む。 Separator using a transfer die press processing machine 1 in which a die 25c (first die), a die 25d (second die), and a die 25e (third die) are arranged in this description order. The manufacturing method of is included in the following steps.

（１）金型２５ｃにおいて、ワーク７（金属箔）の冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２（第１のマニホールド）を形成する領域１２Ｘ内に位置決め孔３１ａ（第１の基準孔）を形成する押し工程（第１の工程）。
（２）金型２５ｄにおいて、金型２５ｃから搬送されたワーク７を位置決め孔３１ａを用いて位置決めすると共に、ワーク７に酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３を形成する第１打ち抜き工程（第２の工程）。
（３）金型２５ｅにおいて、金型２５ｄから搬送されたワーク７の酸素ガスＯＵＴ側マニホールド１３に位置決めブロック４０を挿入することでワーク７を第１の位置決め精度で位置決めすると共に、位置決め孔３１ａに位置決めピン４４を挿入することでワーク７を第１の位置決め精度よりも高精度な第２の位置決め精度で位置決めし、冷却水ＯＵＴ側マニホールド１２を形成する第２打ち抜き工程（第３の工程）。 (1) In the mold 25c, a pushing step of forming a positioning hole 31a (first reference hole) in the region 12X forming the cooling water OUT side manifold 12 (first manifold) of the work 7 (metal foil) (1). First step).
(2) In the die 25d, a first punching step (second step) in which the work 7 conveyed from the die 25c is positioned using the positioning hole 31a and the oxygen gas OUT side manifold 13 is formed in the work 7. ..
(3) In the mold 25e, the work 7 is positioned with the first positioning accuracy by inserting the positioning block 40 into the oxygen gas OUT side manifold 13 of the work 7 conveyed from the mold 25d, and the work 7 is positioned in the positioning hole 31a. A second punching step (third step) in which the work 7 is positioned with a second positioning accuracy higher than the first positioning accuracy by inserting the positioning pin 44, and the cooling water OUT side manifold 12 is formed.

以上の方法によれば、製品段階で残らない部分で第２の位置決め精度による位置決めをしているので、製品の歩留まりを改善することができる。 According to the above method, the yield of the product can be improved because the positioning is performed by the second positioning accuracy in the portion that does not remain at the product stage.

１ トランスファー型プレス加工機
２ ボルスタ
２ａ 上面
３ 下型
３ａ 下型
３ｂ 下型
３ｃ 下型
３ｄ 下型
３ｅ 下型
４ スライド
４ａ 下面
５ 上型
５ａ 上型
５ｂ 上型
５ｃ 上型
５ｄ 上型
５ｅ 上型
６ 搬送機構
７ ワーク
８ 凹凸部
９ 一端部
１０ 他端部
１１ 水素ガスＩＮ側マニホールド
１２ 冷却水ＯＵＴ側マニホールド
１２Ｘ 領域
１３ 酸素ガスＯＵＴ側マニホールド
１３ｄ 内周縁
１４ 主組み付け基準孔
１５ 水素ガスＯＵＴ側マニホールド
１６ 冷却水ＩＮ側マニホールド
１６Ｘ 領域
１７ 酸素ガスＩＮ側マニホールド
１７Ｘ 領域
１８ 副組み付け基準孔
２０ フィンガー
２１ フィードバー
２２ バー駆動部
２５ａ 金型
２５ｂ 金型
２５ｃ 金型
２５ｄ 金型
２５ｅ 金型
３０ａ 位置決め孔
３０ｂ 位置決め孔
３１ａ 位置決め孔
３１ｂ 位置決め孔
４０ 位置決めブロック
４０ａ 湾曲面
４１ ダイ
４２ ストリッパ
４３ パンチ
４４ 位置決めピン
４４ａ 湾曲面
５０ 位置決めブロック
５０ａ 周面 1 Transfer type press processing machine 2 Bolster 2a Upper surface 3 Lower die 3a Lower die 3b Lower die 3c Lower die 3d Lower die 3e Lower die 4 Slide 4a Lower surface 5 Upper die 5a Upper die 5b Upper die 5c Upper die 5d Upper die 5e Upper die 6 Transport mechanism 7 Work 8 Concavo-convex part 9 One end 10 One end 11 Hydrogen gas IN side manifold 12 Cooling water OUT side manifold 12X region 13 Oxygen gas OUT side manifold 13d Inner peripheral edge 14 Main assembly reference hole 15 Hydrogen gas OUT side manifold 16 Cooling water IN side manifold 16X area 17 Oxygen gas IN side manifold 17X area 18 Sub-assembly reference hole 20 Finger 21 Feed bar 22 Bar drive part 25a Mold 25b Mold 25c Mold 25d Mold 25e Mold 30a Positioning hole 30b Positioning hole 31a Positioning hole 31b Positioning hole 40 Positioning block 40a Curved surface 41 Die 42 Stripper 43 Punch 44 Positioning pin 44a Curved surface 50 Positioning block 50a Peripheral surface

Claims (1)

第１の金型と第２の金型と第３の金型がこの記載順で配置されたトランスファー型金型を用いたセパレータの製造方法であって、
前記第１の金型において、金属箔の第１のマニホールドを形成する領域内に第１の基準孔を形成する第１の工程と、
前記第２の金型において、前記第１の金型から搬送された前記金属箔を前記第１の基準孔を用いて位置決めすると共に、前記金属箔に第２のマニホールドを形成する第２の工程と、
前記第３の金型において、前記第２の金型から搬送された前記金属箔の前記第２のマニホールドに位置決めブロックを挿入することで前記金属箔を第１の位置決め精度で位置決めすると共に、前記第１の基準孔に位置決めピンを挿入することで前記金属箔を前記第１の位置決め精度よりも高精度な第２の位置決め精度で位置決めし、前記第１のマニホールドを形成する、第３の工程と、
を含む、
セパレータの製造方法。 A method for manufacturing a separator using a transfer mold in which the first mold, the second mold, and the third mold are arranged in this description order.
In the first mold, the first step of forming the first reference hole in the region forming the first manifold of the metal foil, and
In the second mold, the second step of positioning the metal foil conveyed from the first mold using the first reference hole and forming a second manifold in the metal foil. When,
In the third mold, the metal foil is positioned with the first positioning accuracy by inserting the positioning block into the second manifold of the metal foil conveyed from the second mold, and the metal foil is positioned with the first positioning accuracy. A third step of inserting the positioning pin into the first reference hole to position the metal foil with a second positioning accuracy higher than that of the first positioning accuracy and forming the first manifold. When,
including,
Manufacturing method of separator.
JP2018074605A 2018-04-09 2018-04-09 Separator manufacturing method Active JP6981346B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018074605A JP6981346B2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Separator manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018074605A JP6981346B2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Separator manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019185998A JP2019185998A (en) 2019-10-24
JP6981346B2 true JP6981346B2 (en) 2021-12-15

Family

ID=68341705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018074605A Active JP6981346B2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Separator manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6981346B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7322739B2 (en) * 2020-02-12 2023-08-08 トヨタ紡織株式会社 Progressive press machine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5858947A (en) * 1981-10-02 1983-04-07 Toyota Motor Corp Transfer device
JP4553101B2 (en) * 2003-11-25 2010-09-29 トヨタ自動車株式会社 FUEL CELL SEPARATOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND FUEL CELL AND VEHICLE USING THE SEPARATOR
JP6056347B2 (en) * 2012-10-09 2017-01-11 日産自動車株式会社 Fuel cell manufacturing method and fuel cell manufacturing apparatus
JP7031455B2 (en) * 2018-04-06 2022-03-08 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of metal separator for fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019185998A (en) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4879588B2 (en) Metal plate press molding method for automobile parts having a tensile strength of 440 MPa or more for suppressing spring back
JP6315537B2 (en) Method for manufacturing laminated iron core and apparatus for manufacturing the same
JP7368295B2 (en) Method for manufacturing a fuel cell separator and apparatus for manufacturing a fuel cell separator
JP2015178123A (en) Press molding method and press molding equipment for metal plate material
EP2172284A1 (en) Blank for metallic can, and method for manufacturing the metallic can
JP4707440B2 (en) Method for processing metal thin plate by press progressive die device and press progressive die device
JP6981346B2 (en) Separator manufacturing method
CN113523061B (en) Continuous feed press device and manufacturing device for fuel cell separator
US10406588B2 (en) Apparatus for inserting flattened tubes into heat exchanger fins
KR100772170B1 (en) Mold device for forming eyelet and eyelet manufactureing for method
JP3555982B2 (en) Vulcanized sheet for producing rubber annular article, method for producing rubber annular article, and apparatus for producing rubber annular article
JP2014193478A (en) Forming method
JP7409940B2 (en) Method for manufacturing a fuel cell separator and apparatus for manufacturing a fuel cell separator
CN213617124U (en) Die cutting processing jig
CN205309094U (en) Whole stamping forming cold -working mould of trapezoidal gauge apron
JP6652460B2 (en) Laminated core manufacturing apparatus and laminated core manufacturing method
JP2006340938A (en) Inner blade for electric shaver, and manufacturing method thereof
JP2015077621A (en) Press work method
JP2018083220A (en) Progressive metal mold, and method for manufacturing lead frame
JP7426276B2 (en) Progressive press method, progressive press device, method for manufacturing separators for fuel cells, and device for manufacturing separators for fuel cells
JP2006043719A (en) Element for continuously variable transmission and method for manufacturing the same
JP2006205240A (en) Transfer type press forming device
CN218903274U (en) One-out multi-hole die for cylindrical battery shell blanking cup body
KR100479917B1 (en) Press which carries out forming and piercing process simult aneously and manufacturing method of cooling plate of heatexchangor by using the same
CN212944833U (en) Pressing mechanism for forming corrugated ring

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211014

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211019

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211101

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6981346

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151