KR102307972B1 - 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치 - Google Patents

롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 금속분리판을 구성하는 유로의 성형, 천공부 가공 뿐만아니라 박판형판재의 가장자리를 절취하여 완제품 형태의 금속분리판을 제작하는 전체 공정을 회전하는 롤러를 이용한 롤 성형 방식으로 할 수 있어 제품의 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만아니라 신속하게 대량의 제품을 생산할 수 있고, 특히, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로 뿐만아니라 성형이 용이하지 않은 경사진 형태의 유로도 한 번의 롤 성형으로 동시에 성형이 가능하며, 완성품 형태의 금속분리판을 제작할 때, 로봇이나 트렌스퍼 등을 포함한 별도의 이송장치 없이 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 금속분리판(200)을 제작하기 위한 박판형소재(2)가 권취되어 있는 코일홀더(10); 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성되며, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레에는 양각 또는 음각 형태로 성형부가 각 형성되며, 코일홀더(10)에서 풀리는 박판형소재(2)가 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부의 형상이 박판형소재(2)에 압인되어 형성되도록 성형작업을 수행하는 금형롤러(20); 상부롤러와 하부롤러로 구성되며, 각 롤러의 외주면 둘레에 박판형소재(2)에 다수의 천공부(112)를 형성할 수 있도록 양각 또는 음각 형태로 천공부 모양이 형성되고, 각 롤러 사이에 삽입된 박판형소재에 롤러 회전 방식으로 천공부(112)를 형성하는 피어싱롤러(30); 상부롤러와 하부롤러로 구성되며, 각 롤러의 외주면 둘레에 박판형소재의 외곽 가장자리를 절취할 수 있도록 양각 또는 음각 형태로 절취 모양이 형성되고, 각 롤러 사이로 삽입된 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 롤러 회전 방식으로 절취하여 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)이 완제품 형태로 취출될 수 있도록 하는 트림롤러(40); 및 트림롤러(40)에 의해 금속분리판(200) 형태의 제품이 절취된 후 남은 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분의 스크랩(300)을 권취하는 스크랩홀더(50)를 포함하는 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 제공한다.

Description

롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치 {Fuel cell metal separator manufacturing device by roll forming method}
본 발명은 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 금속분리판을 구성하는 유로의 성형, 천공부 가공 뿐만아니라 박판형판재의 가장자리를 절취하여 완제품 형태의 금속분리판을 제작하는 전체 공정을 회전하는 롤러를 이용한 롤 성형 방식으로 할 수 있어 제품의 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만아니라 신속하게 대량의 제품을 생산할 수 있고, 특히, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로 뿐만아니라 성형이 용이하지 않은 경사진 형태의 유로도 한 번의 롤 성형으로 동시에 성형이 가능하며, 완성품 형태의 금속분리판을 제작할 때, 로봇이나 트렌스퍼 등을 포함한 별도의 이송장치 없이 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치에 관한 것이다.
연료전지(Cell)는 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이며, 연료전지의 스택(stack)은 약 440개의 셀로 구성되며, 각 셀은 금속분리판과 이를 밀폐시키는 가스켓, 기체확산층(GDL), 막전극접합체(MEA)를 포함하여 구성된다.
이중 금속분리판은 연료전지의 핵심부품으로서 기체확산층과 막전극접합체를 지지하는 지지대 기능을 수행하는 동시에 외부에서 공급된 수소와 산소가 서로 섞이지 않고, 각 전극 내부로 균일하게 공급되도록 하는 기능을 수행한다.
금속분리판에 형성되는 구성 중 수소 또는 산소 등의 유체가 유동하는 유로는 그 형상이 매우 미세하여 이러한 유로 형상을 두께가 얇은 박판형의 소재에 성형하는 과정은 고도의 정밀성이 요구된다.
그러나, 종래에 이러한 금속분리판을 제작하기 위한 전체 공정은 연속적이지 않아 생산성이 현저히 떨어지고, 성형 과정에서 불량률이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로는 성형이 용이하나, 경사진 형태로 기울기가 있는 유로의 경우, 한 번의 성형과정으로 용이하게 형성할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 금속분리판을 제작하는 전체 과정을 연속적으로 진행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 동시에 성형 과정에서 발생하는 제품 불량률을 낮출 수 있는 새로운 방식의 제조장치가 필요하다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1371496호(2014.03.03. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 금속분리판을 구성하는 유로의 성형, 천공부 가공 뿐만아니라 박판형판재의 가장자리를 절취하여 완제품 형태의 금속분리판을 제작하는 전체 공정을 회전하는 롤러를 이용한 롤 성형 방식으로 할 수 있어 제품의 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만아니라 신속하게 대량의 제품을 생산할 수 있고, 특히, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로 뿐만아니라 성형이 용이하지 않은 경사진 형태의 유로도 한 번의 롤 성형으로 동시에 성형이 가능하며, 완성품 형태의 금속분리판을 제작할 때, 로봇이나 트렌스퍼 등을 포함한 별도의 이송장치 없이 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치는 금속분리판(200)을 제작하기 위한 박판형소재(2)가 권취되어 있는 코일홀더(10); 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성되며, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레에는 양각 또는 음각 형태로 성형부가 각 형성되며, 코일홀더(10)에서 풀리는 박판형소재(2)가 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부의 형상이 박판형소재(2)에 압인되어 형성되도록 성형작업을 수행하는 금형롤러(20); 상부롤러와 하부롤러로 구성되며, 각 롤러의 외주면 둘레에 박판형소재(2)에 다수의 천공부(112)를 형성할 수 있도록 양각 또는 음각 형태로 천공부 모양이 형성되고, 각 롤러 사이에 삽입된 박판형소재에 롤러 회전 방식으로 천공부(112)를 형성하는 피어싱롤러(30); 상부롤러와 하부롤러로 구성되며, 각 롤러의 외주면 둘레에 박판형소재의 외곽 가장자리를 절취할 수 있도록 양각 또는 음각 형태로 절취 모양이 형성되고, 각 롤러 사이로 삽입된 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 롤러 회전 방식으로 절취하여 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)이 완제품 형태로 취출될 수 있도록 하는 트림롤러(40); 및 트림롤러(40)에 의해 금속분리판(200) 형태의 제품이 절취된 후 남은 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분의 스크랩(300)을 권취하는 스크랩홀더(50)를 포함한다.
또한, 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레를 따라 형성된 성형부는 박판형소재(2)에 다수의 유입부(102), 다수의 상방경사유로(104), 다수의 직선유로(106), 다수의 하방경사유로(108) 및 다수의 배출부(110)를 하나의 성형단위로 하여 형성하는 유로성형부와 박판형소재(2)에 성형이 이루어지지 않는 비성형부로 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 코일홀더(10)에서 풀려나는 박판형소재(2)가 금형롤러(20)에 삽입될 때 박판형소재(2)에 장력을 부여하고, 박판형소재(2)의 위치를 관리하기 위한 구비되는 피더(60)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 금속분리판을 제작하기 위한 전체 공정을 회전하는 롤러를 이용한 롤 성형 방식으로 할 수 있어 제품의 정밀도를 향상시키고, 신속하게 대량의 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 별도의 이송장치 없이 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 도시한 도면,
도 2는 금형롤러에 의해 박판형소재에 유로가 형성된 상태를 도시한 도면,
도 3은 금형롤러에 의해 박판형소재에 병렬적으로 다수 형성된 유로의 세로 방향의 단면을 도시한 도면,
도 4는 피어싱롤러에 의해 박판형소재에 천공부(112)가 형성된 상태를 도시한 도면,
도 5는 트림롤러에 의해 금속분리판이 분리된 상태를 도시한 도면,
도 6은 트림롤러에 의해 금속분리판이 분리되고 스크랩만 남은 박판형소재를 도시한 도면,
도 7은 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치에서 레벨러가 위치한 상태를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 도시한 도면, 도 2는 금형롤러에 의해 박판형소재에 유로가 형성된 상태를 도시한 도면, 도 3은 금형롤러에 의해 박판형소재에 병렬적으로 다수 형성된 유로의 세로 방향의 단면을 도시한 도면, 도 4는 피어싱롤러에 의해 박판형소재에 천공부(112)가 형성된 상태를 도시한 도면, 도 5는 트림롤러에 의해 금속분리판이 분리된 상태를 도시한 도면, 도 6은 트림롤러에 의해 금속분리판이 분리되고 스크랩만 남은 박판형소재를 도시한 도면, 도 7은 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치에서 레벨러가 위치한 상태를 도시한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치는, 도 1 내지 도 9를 참조하면, 코일홀더(10), 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)를 포함하는 금형롤러(20), 피어싱롤러(30), 트림롤러(40), 스크랩홀더(50), 피더(60), 레벨러(70)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치는 금속분리판을 구성하는 유로의 성형, 천공부 가공 뿐만아니라 박판형판재의 가장자리를 절취하여 완제품 형태의 금속분리판을 제작하는 전체 공정을 회전하는 롤러를 이용한 롤 성형 방식으로 제작할 수 있어 신속하게 대량의 제품을 생산할 수 있는 데 그 특징이 있다.
또한, 금속분리판에 형성된 유로를 성형할 때, 회전하는 금형롤러를 이용하여 압인하는 방식으로 유로를 성형할 수 있어 성형의 정밀도를 향상시킬 수 있는데 그 특징이 있다.
특히, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로 뿐만아니라 성형이 용이하지 않은 경사진 형태의 기울기가 있는 유로도 한 번의 롤 성형으로 동시에 성형할 수 있는 데 그 특징이 있다.
또한, 완성품 형태의 금속분리판을 제작할 때, 로봇이나 트렌스퍼 등을 포함한 별도의 이송장치 없이 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 데 그 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
코일홀더(10)는 도 1을 참조하면, 금속분리판(200)을 제작하기 위한 스테인리스 강 등의 박판형소재(2)가 코일형태로 권취되어 있다.
코일홀더(10)에 권취된 박판형소재(2)는 코일홀더(10)가 회전함에 따라 아래에 서술된 금형롤러(20)가 위치한 방향으로 연속적으로 풀려나며 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입하게 된다.
금형롤러(20)는 도 1을 참조하면, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성되며, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레에는 양각 또는 음각 형태로 성형부가 각 형성된다.
금형롤러(20)에서는 코일홀더(10)에서 풀리는 박판형소재(2)가 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부의 형상이 박판형소재(2)에 압인되어 형성되도록 성형작업을 수행하게 된다.
여기서, 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레를 따라 형성된 성형부는 도 2에 도시한 바와 같이 박판형소재(2)에 가스 상태의 유체가 유입되는 다수의 유입부(102), 유체가 유동하는 다수의 상방경사유로(104), 상방경사유로(104)와 일측이 연결되고 다수 개가 병렬적으로 위치하는 직선유로(106), 직선유로(106)의 타측과 연결되는 다수의 하방경사유로(108), 및 유체가 배출되는 배출부(110)를 하나의 성형단위로 하여 성형하는 유로성형부와 박판형소재(2)에 성형이 이루어지지 않는 비성형부로 구성된다.
따라서, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성된 금형롤러(20)가 회전하면, 금형롤러(20)의 외주면 둘레를 따라 형성된 성형부의 형상과 같은 형상이 박판형소재(2)에 압인이 되어 형성되며, 비성형부에는 성형이 이루어지지 않게 된다.
특히, 본 발명에서는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레를 따라 직선유로(106) 뿐만아니라 상방경사유로(104)와 하방경사유로(108) 같이 기울기가 형성된 유로를 성형하기 위한 성형부가 함께 형성되어 박판형소재에 직선 형태의 유로 및 직선 형태의 유로와 동시에 성형이 용이하지 않은 기울기가 있는 형태의 유로를 한 번의 롤 성형에 의해 동시에 성형을 할 수 있게 된다.
또한, 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부 중에서 직선유로(106)를 형성하는 성형부는 도 3에 도시한 바와 같이 그 폭과 형상이 불규칙적인 모양으로 형성되어 금속분리판(200)에 직선유로(106)가 성형될 때, 폭과 형상이 불규칙적인 형상으로 성형이 이루어지게 된다.
한편, 금형롤러(20)는 도 1에 도시한 바와 같이 하나 이상의 금형롤러(20)가 순차적으로 위치하여 박판형소재가 각 금형롤러(20)를 순차적으로 통과할 수록 박판형소재에 형성되는 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108) 및 배출부(110)에 대한 성형 정밀도를 점진적으로 높일 수 있게 된다.
즉, 박판형소재에 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108) 및 배출부(110)를 성형할 때, 각 유로 또는 유입부 또는 배출부의 폭이나 깊이, 단면의 형상을 포함한 모양이 일시에 성형되지 않고, 점진적으로 성형이 될 수 있도록 한다.
피어싱롤러(30)는 도 1을참조하면, 상부롤러와 하부롤러로 구성되며, 각 롤러의 외주면 둘레에는 도 4에 도시한 바와 같이 박판형소재(2)에 다수의 천공부(112)를 형성할 수 있도록 양각 또는 음각 형태로 천공부 모양이 형성된다.
따라서, 금형롤러(20)에 의해 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108) 및 배출부(110)가 형성된 박판형소재(2)가 피어싱롤러(30)의 상부롤러와 하부롤러 사이에 삽입되어 롤러 회전 방식으로 박판형소재(2)에 천공부(112)를 성형하게 된다.
트림롤러(40)는 도 2을 참조하면, 피어싱롤러와 같이 상부롤러와 하부롤러로 구성되며, 트림롤러(40)를 구성하는 각 롤러의 외주면 둘레에는 도 5에 도시한 바와 같이 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 절취할 수 있도록 양각 또는 음각 형태로 절취 모양이 형성된다.
따라서, 피어싱롤러(30)에 의해 천공부가 형성된 박판형소재가 트림롤러의 상부롤러와 하부롤러 사이로 삽입되어 롤러 회전 방식으로 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 절취하여 도 5에 도시한 바와 같이 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)이 완제품 형태로 취출될 수 있도록 한다.
즉, 트림롤러(40)에서는 박판형소재(2)에 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 형성된 부분을 제외한 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분을 롤러 회전 방식으로 잘라내어 완제품 형태의 금속분리판(200)이 박판형소재(2)로부터 분리되고, 금속분리판이 분리된 박판형소재는 도 6에 도시된 바와 같이 스크랩(300) 형태로 남게 된다.
트림롤러(40)에서 절취된 완제품 형태의 금속분리판(200)은 하방으로 낙하하여 취출된다.
스크랩홀더(50)는 도 1 및 도 6을 참조하면, 트림롤러(40)에 의해 금속분리판(200) 형태의 제품이 절취된 후 남은 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분의 스크랩(300)을 롤러 방식으로 권취한다.
한편, 본 발명에 따른 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 사용하여 금속분리판(200)이 제작되는 과정을 정리하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 코일홀더(10)에 권취된 박판형소재(2)가 풀리면서 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)사이에 삽입되고, 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 각 형성된 성형부에 의해 박판형소재(2)에는 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 및 배출부(110)가 압인되어 성형된다.
이후, 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 및 배출부(110)가 형성된 박판형소재(2)가 피어싱롤러(30)로 이동하면, 피어싱롤러(30)에서는 롤러 회전 방식으로 박판형소재(2)에 천공부(112)를 형성한다.
이후, 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 형성된 박판형소재(2)는 트림롤러(40)로 이동하게 되며, 트림롤러(40)에서 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)를 제외한 박판형소재(2)의 가장자리를 롤러 회전 방식으로 절취하여 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)을 완제품 형태으로 취출하게 된다.
피더(60)는 도 1을 참조하면, 코일홀더(10)와 금형롤러(20) 사이에 위치할 수 있으며, 코일홀더(10)에서 풀려나는 박판형소재(2)가 금형롤러(20)에 삽입될 때, 처짐이 발생하지 않고 팽팽한 상태로 삽입될 수 있도록 박판형소재(2)에 장력을 부여하고, 박판형소재(2)가 직진하는 진행 방향에 대해 다른 방향 비스듬하게 치우치지 않도록 박판형소재(2)의 위치를 관리하기 위해 구비된다.
또한, 피더(60)는 금속분리판(200) 형태의 제품이 박판형소재(2)로부터 분리되고 남은 박판형소재(2)의 스크랩이 스크랩홀더(50)에 권취될 때 장력을 부여하고, 박판형소재(2)의 위치를 관리하기 위해 트림롤러(40)와 스크랩홀더(50)의 사이에도 위치할 수 있다.
즉, 피더(60)는 코일홀더(10)와 금형롤러(20) 사이 또는 트림롤러(40)와 스크랩홀더(50)의 사이 중 어느 하나의 위치에 구비되거나 코일홀더(10)와 금형롤러(20) 사이 또는 트림롤러(40)와 스크랩홀더(50)의 사이 모두에 위치하며 구비될 수 있다.)
레벨러(70)는 도 7을 참조하면, 코일홀더(10)와 금형롤러(20) 사이에 위치하며, 코일홀더(10)에서 풀려진 박판형소재(2)가 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 성형이 이루어지기 전에 박판형소재(2)에 굴곡면이 생기지 않도록 박판형소재(2)의 평탄도를 높이기 위해 구비된다.
한편, 금형롤러(20)에 형성되는 유로성형부와 비성형부로 구성된 성형부는 두 개 이상이 금형롤러(20)에 형성되어 금형롤러(20)가 일 회전할 때, 비성형부를 간극으로 하여 두 개 이상의 유로성형부가 박판형소재(2)에 동시에 형성되어 다수의 금속분리판(200)을 동시에 제작할 수 있다.
즉, 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108) 및 배출부(110)를 하나의 성형단위로 성형하기 위해 금형롤러(20)에 형성되는 유로성형부와 비성형부가 금형롤러(20)의 둘레를 따라 다수 개가 형성되어 금형롤러(20)가 일 회전할 때, 비성형부를 유로성형부 간의 간격으로 하여 다수 개의 유로성형부를 박판형소재(2)에 동시에 압인함으로서 다수 개의 금속분리판(200)이 금형롤러(20)의 일 회전으로 제작될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 코일홀더 20 - 금형롤러
22 - 상부금형롤러 24 - 하부금형롤러
30 - 피어싱롤러 40 - 트림롤러
50 - 스크랩홀더 60 - 피더
70 - 레벨러

Claims (3)

  1. 금속분리판(200)을 제작하기 위한 박판형소재(2)가 권취되어 있는 코일홀더(10);
    상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성되며, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레에는 양각 또는 음각 형태로 성형부가 각 형성되며, 코일홀더(10)에서 풀리는 박판형소재(2)가 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부의 형상이 박판형소재(2)에 압인되어 형성되도록 성형작업을 수행하는 금형롤러(20);
    상부롤러와 하부롤러로 구성되며, 각 롤러의 외주면 둘레에 박판형소재(2)에 다수의 천공부(112)를 형성할 수 있도록 양각 또는 음각 형태로 천공부 모양이 형성되고, 각 롤러 사이에 삽입된 박판형소재에 롤러 회전 방식으로 천공부(112)를 형성하는 피어싱롤러(30);
    상부롤러와 하부롤러로 구성되며, 각 롤러의 외주면 둘레에 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 절취할 수 있도록 양각 또는 음각 형태로 절취 모양이 형성되고, 각 롤러 사이로 삽입된 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 롤러 회전 방식으로 절취하여 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)이 완제품 형태로 취출될 수 있도록 하는 트림롤러(40); 및
    트림롤러(40)에 의해 금속분리판(200) 형태의 제품이 절취된 후 남은 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분의 스크랩(300)을 권취하는 스크랩홀더(50)
    를 포함하며,
    금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레를 따라 형성된 성형부는 박판형소재(2)에 다수의 유입부(102), 다수의 상방경사유로(104), 다수의 직선유로(106), 다수의 하방경사유로(108) 및 다수의 배출부(110)를 하나의 성형단위로 하여 형성하는 유로성형부와 박판형소재(2)에 성형이 이루어지지 않는 비성형부로 구성되는 것
    을 포함하고,
    코일홀더(10)에서 풀려나는 박판형소재(2)가 금형롤러(20)에 삽입될 때 박판형소재(2)에 장력을 부여하고, 박판형소재(2)의 위치를 관리하기 위한 구비되는 피더(60)
    를 포함하며
    금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부 중에서 직선유로(106)를 형성하는 성형부는 폭과 형상이 불규칙적인 모양으로 형성되어 금속분리판(200)에 직선유로(106)가 성형될 때, 폭과 형상이 불규칙적인 형상으로 성형이 이루어지는 것
    을 포함하는, 롤 성형 방식에 의한 연료전지용 금속분리판 제조장치.
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  3. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297384A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Mitsubishi Materials Corp 燃料電池用のセパレータの成形装置
JP2007172874A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池セパレータ
JP2014078336A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータを製造する方法および装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297384A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Mitsubishi Materials Corp 燃料電池用のセパレータの成形装置
JP2007172874A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池セパレータ
JP2014078336A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータを製造する方法および装置

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