(57)【要約】【課題】成形時の平面部の面歪みを抑えて高品位な成形品を得ることができる凹凸部が形成された金属薄板の製造方法を提供すること。【解決手段】金型１０によるプレス成形によって金属薄板Ｗ’に凹凸部を形成する金属薄板Ｗ’のプレス加工方法において、  成形初期から成形終期直前に至るまでに前記金属薄板Ｗ’を張出成形して該金属薄板Ｗ’に凹凸部の概形を形成する予備張出工程と、  金属薄板Ｗ’の前記溝縦壁部Ｗｃを前記金型１０によって潰して前記予備張出工程時に該溝縦壁部Ｗｃに引き込まれた材料を元に戻すとともに、金属薄板Ｗ’の全体を押圧する潰し工程と、を経て金属薄板Ｗ’に凹凸部を形成する。【選択図】図３
2010167441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属薄板を、金型によるプレス成形によって凹凸部が形成された金属薄板をプレス加工するために、
少なくとも前記金属薄板を張出成形して該金属薄板に凹凸部の概形を形成する予備張出工程と、
金属薄板の前記凹凸部の溝縦壁部を潰して前記予備張出工程時に該溝縦壁部に引き込まれた材料を元に戻すとともに、金属薄板の全体を押圧する潰し工程と、
を経て製造することを特徴とする凹凸部が形成された金属薄板の製造方法。
【請求項２】
前記潰し工程における金属薄板の潰し量が前記予備張出工程における材料の溝縦壁部への引込量と同量となるよう前記金型の溝縦壁部成形部のクリアランスを決定することを特徴とする請求項１記載の凹凸部が形成された金属薄板の製造方法。
【請求項３】
前記予備張出工程と潰し工程の間に、空間が形成された金型により、予備張出工程において成形した金属薄板の溝縦壁部を潰して材料を前記金型の流入させる第２の予備張出工程を経て製造することを特徴とする請求項１又は２記載の凹凸部が形成された金属薄板の製造方法。
【請求項４】
前記第２予備張出工程と潰し工程を複数回繰り返して製造することを特徴とする請求項３記載の凹凸部が形成された金属薄板の製造方法。
【請求項５】
前記予備張出工程において凹凸部概形に必要なボリュームを確保するように前記予備張出工程の前に第３の予備張出工程を経て製造することを特徴とする請求項１又は２記載の凹凸部が形成された金属薄板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型によるプレス成形によって凹凸部が形成された金属薄板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池に使用される金属セパレータは、ステンレス鋼やチタン合金等の金属薄板をプレス加工して高耐食のコーティング等を施して得られるが、これには凹凸部が面方向に交互に連続する断面波状の集電部が形成される。ここで、集電部の凹部はガス流路や反応後の生成水等の流路となり、凸部は電極構造体のガス拡散電極板に接触する部分となる。
【０００３】
ところで、金属セパレータは、プレス加工による張出成形によって成形されるが、成形後の金属セパレータには反り（セパレータ全体の湾曲）と面歪み（集電部周囲の平面の波打ち）が発生することが知られている。金属セパレータにおいては、集電部の凹凸形状を成形する際に弾性回復（スプリングバック）が発生し、これが金属セパレータの反りの原因となる。
【０００４】
又、金属セパレータの製造において、図８に示すように張出成形によって金属薄板Ｗ’に集電部ＷＡを形成すると、集電部ＷＡの周辺部ＷＢの材料が図８に矢印にて示すように集電部ＷＡ方向に引き込まれる材料移動が生じる。この材料移動は集電部ＷＡの縦部分と横部分では多いが、集電部ＷＡのコーナー部（図８にＸにて示す４箇所）では少なく、この材料移動の多少によって金属セパレータＷに面歪みが発生する。
【０００５】
上述のように燃料電池用金属セパレータに反りや面歪みが発生すると、集電部の凸部がガス拡散電極板に十分な面圧をもって接触しなかったり、面圧が不均一となり、接触抵抗が大きくなって発電電圧の低下を招いてしまう。又、金属セパレータを間に挟みながら複数の電極構造体を積層して燃料電池を組み立てる作業においては、金属セパレータの反りや面歪みを矯正しながら組み立てる必要があるため、作業が煩雑で作業効率が悪い他、ガスシール性が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、特許文献１には、燃料電池用金属セパレータ等の製造において、板材の弾性回復に起因する成形品の反りを抑制することができる板材のプレス加工方法が提案されている。この方法を図９（ａ）〜（ｃ）に従って以下に説明する。
【０００７】
即ち、図９（ａ）〜（ｃ）はプレス加工による板材の変形状態を示す部分断面図であり、図示の方法は、図９（ａ）に示す凹型（上型）８１と凸型（下型）８２から成る第１のプレス型８０を用いて板材１００に張出し部１０１を形成する第１工程と、図９（ｂ），（ｃ）に示す凹型（上型）９１と凸型（下型）９２から成る第２のプレス型９０を用いて突起１０２を完成させる第２工程の少なくとも２工程に分けてプレス加工することを特徴とする。
【０００８】
第２工程においては、図９（ｂ）に示すように、凹型９１に形成された凹部９１ａの開口部によって張出し部１０１の周縁部近傍の側壁部分を押圧するようプレス加工が行われる。このため、第１工程において板材１００の表面に張出し部１０１を形成した時点では、該張出し部１０１の近傍には弾性回復の原因となる曲げモーメントが作用した状態となっているが、図９（ｃ）に示すように突起１０２が完成したときには、突起１０２の周縁部の凹型９１側部分に伸び変形が付与される。そして、この伸び変形が、弾性回復の原因と成る曲げモーメントを相殺するに必要且つ十分な大きさとなるようにプレス加工が行われた場合には、板厚方向全体が伸び変形となり、弾性回復に起因する反り等の形状不良が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３１７５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１において提案されたプレス加工方法では、金属セパレータの反りの問題を解決することはできるが、集電部周辺の面歪みの問題は解決することができず、燃料電池の性能や耐久性或いは組み立ての作業効率の低下については一向に解決されていない。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、成形時の面歪みを抑えて高品位な凹凸部が形成された金属薄板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、金属薄板を、金型によるプレス成形によって凹凸部が形成された金属薄板をプレス加工するために、
少なくとも前記金属薄板を張出成形して該金属薄板に凹凸部の概形を形成する予備張出工程と、
金属薄板の前記凹凸部の溝縦壁部を潰して前記予備張出工程時に該溝縦壁部に引き込まれた材料を元に戻すとともに、金属薄板の全体を押圧する潰し工程と、
を経て凹凸部が形成された金属薄板を製造することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記潰し工程における金属薄板の潰し量が前記予備張出工程における材料の溝縦壁部への引込量と同量となるよう前記金型の溝縦壁部成形部のクリアランスを決定することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記予備張出工程と潰し工程の間に、空間が形成された金型により、予備張出工程において成形した金属薄板の溝縦壁部を潰して、材料を前記金型の空間に流入させる第２の予備張出工程を経て金属薄板を製造することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載に発明は、請求項３記載の発明において、前記第２予備張出工程と潰し工程を複数回繰り返して金属薄板を製造することを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記予備張出工程において凹凸部概形に必要なボリュームを確保するように前記予備張出工程の前に第３の予備張出工程を経て製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、予備張出工程における金属薄板の張出成形によって溝周辺部から溝縦壁部に引き込まれた材料は、次の潰し工程において金属薄板の溝縦壁部を潰すことによって元の溝周辺部に戻されるため、金属薄板の溝縦壁部のみが鍛造のように潰して伸ばされる。このため、溝周辺部から溝縦壁部に引き込まれた材料は、逆に溝縦壁部から  溝周辺部へ戻されるために面歪みを抑えた高品位な成形品が得られる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、金型の溝縦壁部成形部のクリアランスを適切に設定することによって、潰し工程における金属薄板の潰し量が予備張出工程における材料の溝縦壁部への引込量と同量となるよう設定することができ、金属薄板の成形部の断面積（体積）を一定に保って成形部以外の周辺部と成形部間での材料の引込量と戻し量が同量となり、材料の移動に伴う面歪みの発生を抑えることができる。
【００１９】
請求項３及び４記載の発明によれば、予備張出工程の前工程において金属薄板に溝縦壁部を通常の張出加工によって成形可能な高さまで成形し、予備張出工程の後工程（第２の予備張出工程）において金型に空間を形成し、前工程において成形した金属薄板の溝縦壁部を潰して材料を空間に流入させることによって、潰し工程で使用するための余肉を形成する。予備張出工程の後工程を追加することによって、材料の流出が可能な限り、より高い凹凸部、或いは伸びが小さい材料であっても成形することができる。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、請求項１の予備張出工程で張出成形ができない場合、予備張出工程の前工程において予備張出工程で凹凸部の概形の成形に必要なボリュームを確保するように金属薄板を張出成形し、次工程（潰し工程）において前工程において金属薄板の溝縦壁部に流入した材料を用いて張出成形を行うことによって所望の高さの凹凸部を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る凹凸部が形成された金属薄板の製造方法によって成形された燃料電池用金属セパレータの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る製造方法の予備張出工程と潰し工程をそれぞれ示す金型の部分断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る製造方法における金属薄板の溝縦壁部成形部（中間直線部）の成形前後の断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る製造方法における金属薄板の溝縦壁部成形部（端部曲面部）の成形前後の斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態２に係る製造方法の予備張出工程の前工程、予備張出工程の後工程（第２の予備張出工程及び潰し工程をそれぞれ示す金型の部分断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３に係る製造方法の予備張出工程の前工程（第３の予備張出工程）、予備張出工程の後工程及び潰し工程をそれぞれ示す金型の部分断面図である。
【図８】金属薄板のプレス加工時の材料の移動状況を示す斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は特許文献１において提案されたプレス加工方法による板材の変形状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明に係る凹凸部が形成された金属薄板の製造方法によって成形された燃料電池用金属セパレータの斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００２４】
図１に示す燃料電池用金属セパレータＷは、例えばステンレス鋼を素材とする厚さ０．１〜０．２ｍｍの金属薄板Ｗ’（図３（ａ）参照）をプレス加工することによって得られ、その中央部には集電部ＷＡが形成され、該集電部ＷＡの周囲は平坦な周辺部ＷＢで囲まれている。
【００２５】
上記集電部ＷＡは、図２に詳細に示すように、複数の溝縦壁部Ｗｃによって形成された凹部Ｗａと凸部Ｗｂが面方向に交互に連続する断面波状の波板部を構成しており、凹部Ｗａはガス流路や反応後の生成水等の流路となり、凸部Ｗｂは不図示の電極構造体のガス拡散電極板に接触する部分となる。尚、図１に示す燃料電池用金属セパレータＷは、固体高分子型燃料電池に使用されるものであって、これらを間に挟みながら複数の電極構造体を積層して燃料電池スタックが組み立てられる。
【００２６】
而して、図１に示す燃料電池用金属セパレータＷは、本発明に係る製造方法によって成形されるが、以下、本発明に係る製造方法の実施の形態について説明する。
【００２７】
＜実施の形態１＞
図３（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１に係るプレス加工方法の予備張出工程と潰し工程をそれぞれ示す金型の部分断面図、図４（ａ），（ｂ）は金属薄板の溝縦壁部成形部（中間直線部）の成形前後の断面図、図５（ａ），（ｂ）は金属薄板の溝縦壁部成形部（端部曲面部）の成形前後の斜視図である。尚、図３〜図５は説明の便宜上から金型又は金属薄板の一部を示すものであって、図１に示す実際の燃料電池用金属セパレータＷの集電部ＷＡに形成された凹凸部Ｗａ，Ｗｂの数には対応していない。
【００２８】
本発明に係る製造方法は、予備張出工程と潰し工程を経て金属薄板に凹凸部を形成する方法であって、予備張出工程は、成形初期から成形終期直前に至るまでに金属薄板を張出成形して該金属薄板に凹凸部の概形を形成する工程であり、潰し工程は、成形終期において金属薄板の溝縦壁部を潰して予備張出工程時に該溝縦壁部に引き込まれた材料を元に戻すとともに、金属薄板の全体を押圧する工程である。以下、予備張出工程と潰し工程を具体的に説明する。
【００２９】
１）予備張出工程：
本実施の形態に係る製造方法には図３に示す上型１１と下型１２とから成る金型１０が使用され、上型１１には、図１に示す燃料電池用金属セパレータＷの集電部ＷＡの凸部Ｗｂ（図２参照）の形状に対応する横断面台形状の凹部１１ａが形成され、下型１２には、同金属セパレータＷの集電部ＷＡの凹部Ｗａ（図２参照）の形状に対応する横断面台形状の凸部１２ａが形成されている。
【００３０】
而して、予備張出工程においては、図３（ａ）に示すように、上型１１と下型１２の間に素材である金属薄板Ｗ’が挿入セットされ、この状態で上型１１が不図示のプレス機構によって下降する。
【００３１】
図３（ａ）は成形初期の状態を示し、この状態では金属薄板Ｗ’に対して材料そのものの伸びによる通常の張出成形が行われ、上型１１の下降に伴って金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃを形成する部分の材料は伸び変形し、これに伴って周辺の材料が矢印にて示すように溝縦壁部Ｗｃに引き込まれる。そして、予備張出工程が完了し、次工程の潰し工程に移行するとき、金属薄板Ｗ’は金属薄板Ｗの凹凸部Ｗａ，Ｗｂ（図２参照）の概形の形成が完了している。
【００３２】
２）潰し工程：
潰し工程では、図３（ｂ）に示すように、上型１１が下死点付近まで下降する成形終期において金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃが上型１１と下型１２によって潰されて予備張出工程時に該溝縦壁部Ｗｃに引き込まれた材料が元の溝周辺部に戻されるとともに、金属薄板Ｗ’の全体が押圧され、図１に示す燃料電池用金属セパレータＷが得られる。
【００３３】
ここで、上型１１と下型１２の溝縦壁部成形部のクリアランスは、潰し工程における金属薄板Ｗ’の潰し量が予備張出工程における材料の溝縦壁部Ｗｃへの引込量と同量となるよう決定される。具体的には、図４（ａ）に示す金属薄板Ｗ’の溝縦壁部成形部（中間直線部）の成形前の断面積が図４（ｂ）に示す金属薄板Ｗ’の成形後の溝縦壁部Ｗｃの断面積に等しくなるように上型１１と下型１２の溝縦壁部成形部のクリアランス（成形後の溝縦壁部Ｗｃの板厚）を決定すれば良い。
【００３４】
即ち、金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃの成形範囲をａ、成形前の金属薄板Ｗ’の板厚をｔａとすると、図４（ａ）に示す金属薄板Ｗ’の溝縦壁部成形部（中間直線部）の成形前の断面積Ｓａは次式にて求められる。
【００３５】
Ｓａ＝ａ×ｔａ                  …（１）
又、金属薄板Ｗ’の成形後の溝縦壁部Ｗｃの板厚をｔｂ、高さをｃとすると、成形後の金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃの断面積Ｓｂは次式にて求められる。
【００３６】
Ｓｂ＝√（ａ２＋ｃ２）×ｔｂ    …（２）
Ｓａ＝Ｓｂ＝Ｓを満足する金属薄板の成形後の溝縦壁部の板厚をｔｂは、（１），（２）式より次のように求められる。
【００３７】
ｔｂ＝（ａ×ｔａ）／√（ａ２＋ｃ２）    …（３）
従って、上型１１と下型１２の溝縦壁部成形部のクリアランスを（３）式にて求められるｔｂに、且つ、溝縦壁部Ｗｃ以外のクリアランスを成形前の金属薄板Ｗ’の板厚ｔａに設定すれば、潰し工程における金属薄板Ｗ’の潰し量が予備張出工程における材料の溝縦壁部Ｗｃへの引込量と同量となるようにすることができる。
【００３８】
又、金属薄板Ｗ’の溝縦壁部成形部のうちの端部曲面部においても、潰し工程における金属薄板Ｗ’の潰し量が予備張出工程における材料の溝縦壁部Ｗｃへの引込量と同量となるように、上型１１と下型１２の溝縦壁部成形部のクリアランスが決定される。即ち、図５（ａ）に示す金属薄板Ｗ’の溝縦壁部成形部（ハッチングを付して示す端部曲面部）の成形前の体積Ｖａが図５（ｂ）に示す金属薄板Ｗ’の溝縦壁部成形部（ハッチングを付して示す端部曲面部）の成形後の体積Ｖｂに等しくなる（Ｖａ＝Ｖｂ）ように上型１１と下型１２の溝縦壁部成形部のクリアランスが決定される。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る製造方法によれば、予備張出工程における金属薄板Ｗ’の張出成形によって金属薄板Ｗ’の溝周辺部から溝縦壁部Ｗｃに引き込まれた材料は、次の潰し工程において金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃを潰すことによって元の溝周辺部に戻されるため、金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃのみが鍛造のように潰して伸ばされる。このため、材料の移動は金属薄板Ｗ’の溝周辺部を含む成形部の範囲内でのみ行われることとなり、成形部の断面積（体積）は変化せず、従って、成形部以外の周辺部と成形部との間で材料の流出入はなく、材料の流出入に伴う面歪みの発生が抑えられ、高品位な燃料電池用金属セパレータＷ（図１参照）が得られる。
【００４０】
具体的には、金型１０の上型１１と下型１２の溝縦壁部成形部のクリアランスを適切に設定することによって、潰し工程における金属薄板Ｗ’の潰し量が予備張出工程における材料の溝縦壁部Ｗｃへの引込量と同量となるよう設定することができ、金属薄板Ｗ’の成形部の断面積（体積）を一定に保って成形部以外の周辺部と成形部間での材料の流出入を無くし、材料の流出入に伴う面歪みの発生を抑えることができる。
【００４１】
そして、本実施の形態では、１つの金型で面歪みの無い高品位な燃料電池用金属セパレータＷを効率良く短時間で成形することができる。尚、本発明方法は、金属薄板Ｗ’の材質や成形すべき凹凸部Ｗａ，Ｗｂの寸法を問わず適用することができ、ステンレス、アルミニウム、チタン等の任意の材質の金属薄板Ｗ’に任意のサイズの凹凸部Ｗａ，Ｗｂを形成することができる。尚、本実施の形態では１つの金型で成形を行ったが、予備張出工程と潰し工程を別の金型にて加工を行っても同様の効果が得られる。
【００４２】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図６（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００４３】
図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態２に係る製造方法の予備張出工程の前工程、予備張出工程の後工程（第２の予備張出工程）及び潰し工程をそれぞれ示す金型の部分断面図である。
【００４４】
本実施の形態に係る製造方法は、予備張出工程と潰し工程の間に、予備張出工程の後工程（第２の予備張出工程）を追加する方法であって、予備張出工程の後工程において金属薄板を成形可能な高さまで張出成形し、予備張出工程の後工程において金型に空間を形成し、前工程において成形した金属薄板の溝縦壁部を潰して材料を前記空間に流入させることを特徴とする。又、予備張出工程の後工程と潰し工程を複数回繰り返して加工することもできる。以下、その方法を図６（ａ）〜（ｃ）に従って具体的に説明する。
【００４５】
１）予備張出工程（前工程）：
この予備張出工程（前工程）では、図６（ａ）に示すように、図１に示す最終成形品である燃料電池用金属セパレータＷの図２に示す凹凸部Ｗａ，Ｗｂ（溝縦壁部Ｗｃ）の高さ（深さ）よりも低い（浅い）凹部２１ａが形成された上型２１と凸部２２ａが形成された下型２２から成る金型２０が使用され、上型２１と下型２２の間に素材である金属薄板Ｗ’が挿入セットされ、この状態で上型２１が不図示のプレス機構によって下降する。
【００４６】
図６（ａ）は予備張出工程の前工程の加工完了状態を示し、この状態では材料そのものの伸びによる通常の張出成形が行われ、上型２１の下降に伴って金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃを形成する部分の材料は伸び変形し、これに伴って周辺の材料が矢印にて示すように溝縦壁部Ｗｃに引き込まれる。この予備張出工程の前工程においては、金属薄板に溝縦壁部Ｗｃが通常の張出加工によって成形可能な高さまで成形されて凹凸部Ｗａ，Ｗｂ（図２参照）の概形が形成される。尚、本予備張出工程の前工程は前記実施の形態１の予備張出工程に相当する。
【００４７】
２）予備張出工程（後工程）：
予備張出工程の後工程においては、図６（ｂ）に示すように、前工程で使用された上型２１の凹部２１ａよりも深い凹部３１ａが形成された上型３１を備える金型３０が使用され、この金型３０の上型３１と下型３２の間には空間Ｖが形成されている。そして、この工程では、前工程において成形した金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃを潰して材料を空間Ｖに流入させることによって、次の潰し工程で使用するための余肉が形成される。
【００４８】
３）潰し工程：
潰し工程では、図６（ｃ）に示すように、最終製品である図１に示す燃料電池用金属セパレータＷの凹凸部Ｗａ，Ｗｂ（溝縦壁部Ｗｃ）の高さ（深さ）と同等の凹部４１ａが形成された上型４１と凸部４２ａが形成された下型４２から成る金型４０が使用され、前工程で金属薄板Ｗ’に形成された余肉を含む溝縦壁部Ｗｃが、上型４１が下死点付近まで下降する成形終期において上型４１と下型４２によって潰され、予備張出工程時に該溝縦壁部Ｗｃに引き込まれた材料が元の溝周辺部に戻されるとともに、金属薄板Ｗ’の全体が押圧され、図１に示す燃料電池用金属セパレータＷが得られる。
【００４９】
ここで、上型４１と下型４２の溝縦壁部成形部のクリアランスは、前記実施の形態１と同様に、潰し工程における金属薄板Ｗ’の潰し量が予備張出工程における材料の溝縦壁部Ｗｃへの引込量と同量となるよう決定される。
【００５０】
而して、本実施の形態においても、予備張出工程における金属薄板Ｗ’の張出成形によって該金属薄板Ｗ’の溝周辺部から溝縦壁部Ｗｃに引き込まれた材料は、次の潰し工程において金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃを潰すことによって元の溝周辺部に戻されるため、成形部以外の周辺部と成形部との間で材料の流出入はなく、材料の流出入に伴う面歪みの発生が抑えられ、高品位な燃料電池用金属セパレータＷが得られる。
【００５１】
特に、本実施の形態では、予備張出工程の前工程において金属薄板Ｗ’に溝縦壁部Ｗｃを通常の張出加工によって亀裂やネックが発生しない成形可能な高さまで成形し、次工程において金型３０に空間Ｖを形成し、前工程において成形した金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃを潰して材料を空間Ｖに流入させることによって、潰し工程で使用するための余肉を形成し、材料の流出が可能な限り、より高い凹凸部Ｗａ，Ｗｂ（図２参照）を成形できたり、伸びの少ない材料でも成形することができる。
【００５２】
又、予備張出工程の後工程と潰し工程の金型をそれぞれ複数用意し、先ず予備張出工程の前工程を実施し、次に予備張出工程の前工程と潰し工程を複数回行い加工することもできる。この場合は更に高い凹凸部の成形、或いは材料の伸びが少ない難成形材であっても成形が可能となる。
【００５３】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００５４】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３に係る製造方法の予備張出工程の前工程の前工程（第３の予備張出工程）、予備張出工程の後工程及び潰し工程をそれぞれ示す金型の部分断面図である。
【００５５】
本実施の形態に係る製造方法は、予備張出工程の前工程において凹凸部概形の成形に必要なボリュームを確保するように前記予備張出工程の前に第３の予備張出工程（予備張出工程の前工程）を経て製造することを特徴とする。以下、その方法を図７（ａ）〜（ｃ）に従って具体的に説明する。
【００５６】
１）予備張出工程（前工程）：
この予備張出工程（前工程）では、図７（ａ）に示す上型５１と下型５２から成る金型５０を用いて金属薄板Ｗ’に対する通常の張出成形がなされるが、この張出成形は次工程で必要なボリュームが確保される。この張出成形では、上型５１の下降に伴って金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃを形成する部分の材料が伸び変形し、これに伴って周辺の材料が矢印にて示すように溝縦壁部Ｗｃに引き込まれる。
【００５７】
２）予備張出工程（後工程）：
予備張出工程の後工程では、図７（ｂ）に示す上型６１と下型６２から成る金型６０が使用され、前工程において金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃに流入した材料を用いて張出成形が行われる。この後工程では、前工程で溝縦壁部Ｗｃに流入した材料をそのまま用いて張出成形がなされるため、材料の流出入はないが、前工程での材料の溝縦壁部Ｗｃへの流入に伴い、溝縦壁部Ｗｃの外周（平坦部）には面歪みが発生したままとなっている。尚、本予備張出工程の前工程は前記実施の形態１の予備張出工程に相当する。
【００５８】
３）潰し工程：
潰し工程では、図７（ｃ）に示すように、最終製品である図１に示す燃料電池用金属セパレータＷの図２に示す凹凸部Ｗａ，Ｗｂ（溝縦壁部Ｗｃ）の高さ（深さ）と同等の凹部が形成された上型７１と凸部７２ａが形成された下型７２から成る金型７０が使用されて溝縦壁部Ｗｃが潰され、予備張出工程（前工程）において溝縦壁部Ｗｃに流入した材料と同量の材料が溝縦壁部Ｗｃの外周の平坦部に流出して両者が相殺され、図１に示す燃料電池用金属セパレータＷが成形される。
【００５９】
ここで、上型７１と下型７２の溝縦壁部成形部のクリアランスは、前記実施の形態１，２と同様に、潰し工程における金属薄板Ｗ’の潰し量が予備張出工程における材料の溝縦壁部Ｗｃへの引込量と同量となるよう決定される。
【００６０】
而して、本実施の形態においても、予備張出工程における金属薄板Ｗ’の張出成形によって該金属薄板Ｗｃの溝周辺部から溝縦壁部Ｗｃに引き込まれた材料は、次の潰し工程において金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃを潰すことによって元の溝周辺部に戻されるため、成形部以外の周辺部と成形部との間で材料の流出入はなく、材料の流出入に伴う面歪みの発生が抑えられ、反りや波打ち等の無い高品位な燃料電池用金属セパレータＷが得られる。
【００６１】
特に、本実施の形態では、材料の伸び限界により１工程で張出成形ができない場合、予備張出工程の前工程において次工程で必要なボリュームを確保するように金属薄板Ｗ’を張出成形し、次工程において前工程において金属薄板Ｗ’の溝縦壁部Ｗｃに流入した材料を用いて張出成形を行うようにしたため、燃料電池用金属セパレータＷに所望の高さの凹凸部Ｗａ，Ｗｂを成形することができる。
【００６２】
尚、以上は燃料電池用金属セパレータの成形に本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、金属薄板に凹凸部を形成して成る他の任意の成形品のプレス加工に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１０      金型
１１      上型
１１ａ    上型の凹部
１２      下型
１２ａ    下型の凸部
２０      金型
２１      上型
２１ａ    上型の凹部
２２      下型
２２ａ    下型の凸部
３０      金型
３１      上型
３１ａ    上型の凹部
３２      下型
３２ａ    下型の凸部
４０      金型
４１      上型
４１ａ    上型の凹部
４２      下型
４２ａ    下型の凸部
５０      金型
５１      上型
５２      下型
６０      金型
６１      上型
６２      下型
７０      金型
７１      上型
７１ａ    上型の凹部
７２      下型
７２ａ    下型の凸部
Ｖ        空間
Ｗ        燃料電池用金属セパレータ
Ｗ’      金属薄板
ＷＡ      燃料電池用金属セパレータの集電部（凹凸部）
ＷＢ      燃料電池用金属セパレータの周辺部
Ｗａ      集電部の凹部
Ｗｂ      集電部の凸部
Ｗｃ      集電部の溝縦壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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