(57)【要約】【課題】歪みが生じ易い加工材を接合する場合であっても成型時の製造効率を向上させることができる成型方法を提供する。【解決手段】本成型方法では、それぞれ帯状の薄板からなる複数の基材を対向するように搬送しつつ加工して加工材を形成し互いに接合する。本成型方法は、加工工程とカシメ工程とを有する。加工工程では、第１基材を帯状のまま加工して第１加工材を形成し、かつ、第１基材に対向した第２基材を帯状のまま加工して第２加工材を形成する。カシメ工程では、第１加工材と第２加工材とを帯状のまま重ね合わせた状態で仮留めするカシメ部を形成する。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ帯状の薄板からなる複数の基材を対向するように搬送しつつ加工して加工材を形成し互いに接合する成型方法であって、
第１基材を帯状のまま加工して第１加工材を形成し、かつ、前記第１基材に対向した第２基材を帯状のまま加工して第２加工材を形成する加工工程と、
前記第１加工材と前記第２加工材とを帯状のまま重ね合わせた状態で仮留めするカシメ部を形成するカシメ工程と、を有する成型方法。
【請求項２】
前記カシメ工程の後、複数の前記カシメ部を互いに離間する方向に一時的に移動させ、前記第１加工材および前記第２加工材を伸ばす伸長工程を、さらに有する請求項１に記載の成型方法。
【請求項３】
前記カシメ工程の後に、前記第１加工材または前記第２加工材の形状を測定する測定工程と、
前記伸長工程の前に、前記測定工程による測定結果に基づき、前記伸長工程における前記第１加工材および前記第２加工材の伸長方向を決定する制御工程と、をさらに有する請求項２に記載の成型方法。
【請求項４】
前記基材は金属セパレータ用基材からなり、
前記加工工程は、前記金属セパレータ用基材に対して、流路となる孔または凹凸を加工して、金属セパレータとなる前記加工材を形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の成型方法。
【請求項５】
前記カシメ部は、前記金属セパレータのマニホールドの一部から内方に臨むように形成してなる請求項４に記載の成型方法。
【請求項６】
前記カシメ部を切断する切断工程を、さらに有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の成型方法。
【請求項７】
複数の前記伸長工程は、弾性体を介して前記第１加工材および前記第２加工材を伸ばす請求項２〜６のいずれか１項に記載の成型方法。
【請求項８】
それぞれ帯状の薄板からなる複数の基材を対向するように搬送しつつ加工して互いに接合する成型装置であって、
第１基材を帯状のまま加工して第１加工材を形成し、かつ、前記第１基材に対向した第２基材を帯状のまま加工して第２加工材を形成する加工部と、
前記第１加工材と前記第２加工材とを帯状のまま重ね合わせた状態で仮留めするカシメ部を形成するカシメ形成部と、を有する成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型方法およびその成型方法を具現化した成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば燃料電池は、膜電極接合体とセパレータとを交互に積層して構成している（たとえば、特許文献１参照。）。燃料電池は、凹凸を形成した一対のセパレータを重ね合わせて、その凹凸部分で流体の流路を形成している。燃料電池は、膜電極接合体とセパレータとの積層数に応じて高出力を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６―２２８４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、たとえば薄板のように歪みが生じ易い加工材を互いに接合して成型する場合に、歪みが残留した状態で成型すると、成型品の寸法精度に偏りが生じてしまう。一方、歪みを除去しながら接合すると、成型品の寸法精度は維持されるものの、成型時の製造効率が著しく低下することになる。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、歪みが生じ易い加工材を接合する場合であっても成型時の製造効率を向上させることができる成型方法、その成型方法を具現化した成型装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明に係る成型方法では、それぞれ帯状の薄板からなる複数の基材を対向するように搬送しつつ加工して加工材を形成し互いに接合する。本成型方法は、加工工程とカシメ工程とを有する。加工工程では、第１基材を帯状のまま加工して第１加工材を形成し、かつ、第１基材に対向した第２基材を帯状のまま加工して第２加工材を形成する。カシメ工程では、第１加工材と第２加工材とを帯状のまま重ね合わせた状態で仮留めするカシメ部を形成する。
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る成型装置では、それぞれ帯状の薄板からなる複数の基材を対向するように搬送しつつ加工して加工材を形成し互いに接合する。本成型装置は、加工部とカシメ形成部とを有する。加工部では、第１基材を帯状のまま加工して第１加工材を形成し、かつ、第１基材に対向した第２基材を帯状のまま加工して第２加工材を形成する。カシメ形成部では、第１加工材と第２加工材とを帯状のまま重ね合わせた状態で仮留めするカシメ部を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成した本発明の成型方法および成型装置によれば、加工工程および加工部によって、それぞれ歪みが生じ易い第１加工材と第２加工材とをそれぞれ基材から切断することなく加工する。さらに、カシメ工程およびカシメ形成部によって、第１加工材と第２加工材とを重ね合わせて仮留めする。したがって、このような成型方法および成型装置によれば、成型時の製造効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る成型装置を備えた加工機を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る成型装置で加工中のアノード側金属セパレータ用基材およびカソード側金属セパレータ用基材を示す斜視図である。
【図３】図２のアノード側金属セパレータ用基材に形成中のアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータ用基材に形成中のカソード側金属セパレータを示す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る成型方法を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る成型装置の加工部において、一対の上型を降下させている状態を示す部分断面図である。
【図６】第１実施形態に係る成型装置の加工部において、一対のパッドをアノード側金属セパレータ用基板およびカソード側金属セパレータ用基板に当接させた状態を示す部分断面図である。
【図７】図６の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータのカシメ部を図３のＡ−Ａ’線に沿った断面で示す斜視図である。
【図８】第１実施形態に係る成型装置の加工部において、アノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータをピアスバーリングしている状態を示す部分断面図である。
【図９】図８の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータのカシメ部を断面で示す斜視図である。
【図１０】図８の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータを示す斜視図である。
【図１１】第１実施形態に係る成型装置のカシメ形成部において、上型を降下させている状態を示す部分断面図である。
【図１２】第１実施形態に係る成型装置のカシメ形成部において、パッドをアノード側金属セパレータに当接させた状態を示す部分断面図である。
【図１３】図１２の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータのカシメ部を断面で示す斜視図である。
【図１４】第１実施形態に係る成型装置のカシメ形成部において、パッドによってアノード側金属セパレータ用基板を付勢して、アノード側金属セパレータ用基板とカソード側金属セパレータ用基板を合体させた状態を示す部分断面図である。
【図１５】図１４の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータのカシメ部を断面で示す斜視図である。
【図１６】第１実施形態に係る成型装置のカシメ形成部において、パッドによってアノード側金属セパレータ用基板を付勢して、アノード側金属セパレータとカソード側金属セパレータ用基板をカシメ処理した状態を示す部分断面図である。
【図１７】図１６の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータのカシメ部を断面で示す斜視図である。
【図１８】図１６の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータを示す斜視図である。
【図１９】第１実施形態に係る成型装置の切断部において、上型を降下させている状態を示す部分断面図である。
【図２０】第１実施形態に係る成型装置の切断部において、アノード側金属セパレータ用基板およびカソード側金属セパレータ用基板のカシメ部を打ち抜いて切断している状態を示す部分断面図である。
【図２１】図２０の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータのカシメ部を断面で示す斜視図である。
【図２２】第１実施形態に係る成型装置の切断部において、アノード側金属セパレータ用基板およびカソード側金属セパレータ用基板を搬出し、かつ、打ち抜いて切断した後のカシメ部を廃棄している状態を示す部分断面図である。
【図２３】図２２の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータのカシメ部を断面で示す斜視図である。
【図２４】図２２の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータを示す斜視図である。
【図２５】第２実施形態に係る成型方法を示すフローチャートである。
【図２６】第２実施形態に係る成型装置の伸長部において、アノード側金属セパレータ用基板およびカソード側金属セパレータ用基板を同時に伸ばしている状態を一の角度から示す部分断面図である。
【図２７】第２実施形態に係る成型装置の伸長部において、アノード側金属セパレータ用基板およびカソード側金属セパレータ用基板を同時に伸ばしている状態を他の角度から示す部分断面図である。
【図２８】図２６の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータを示す斜視図である。
【図２９】第３実施形態に係る成型方法を示すフローチャートである。
【図３０】第３実施形態に係る成型装置の測定部において、カソード側金属セパレータの形状を測定し、かつ、制御部において、カソード側金属セパレータの歪みの状態を算出している状態を示す部分断面図である。
【図３１】図３０の状態におけるアノード側金属セパレータおよびカソード側金属セパレータを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付した図面を参照しながら、本実施形態を説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における各部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る成型方法およびその成型方法を具現化した成型装置について、図１〜図２４を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、成型装置を備えた加工機１を示す模式図である。図２は、成型装置で加工中のアノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’を示す斜視図である。図３は、図２のアノード側金属セパレータ用基材１０’に形成中のアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ用基材２０’に形成中のカソード側金属セパレータ２０を示す斜視図である。図４は、成型方法を示すフローチャートである。図５は、成型装置の加工部１００において、一対の加工用上型１１１および１２１を降下させている状態を示す部分断面図である。図６は、成型装置の加工部１００において、パッド１１３をアノード側金属セパレータ用基板１０’に当接させ、かつ、パッド１２３をカソード側金属セパレータ用基板２０’に当接させた状態を示す部分断面図である。図７は、図６の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部１３および２３を図３のＡ−Ａ’線に沿った断面で示す斜視図である。図８は、成型装置の加工部１００において、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０をピアスバーリングしている状態を示す部分断面図である。図９は、図８の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部１３および２３を断面で示す斜視図である。図１０は、図８の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０を示す斜視図である。
【００１３】
図１１は、成型装置のカシメ形成部２００において、カシメ用上型２０１を降下させている状態を示す部分断面図である。図１２は、成型装置のカシメ形成部２００において、パッド２０３をアノード側金属セパレータ１０に当接させた状態を示す部分断面図である。図１３は、図１２の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部１３および２３を断面で示す斜視図である。図１４は、成型装置のカシメ形成部２００において、パッド２０３によってアノード側金属セパレータ用基板１０’を付勢して、アノード側金属セパレータ用基板１０’とカソード側金属セパレータ用基板２０’を合体させた状態を示す部分断面図である。図１５は、図１４の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部１３および２３を断面で示す斜視図である。図１６は、成型装置のカシメ形成部２００において、パッドによってアノード側金属セパレータ用基板１０’を付勢して、アノード側金属セパレータ用基板１０’とカソード側金属セパレータ用基板２０’をカシメ処理した状態を示す部分断面図である。図１７は、図１６の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部１３および２３を断面で示す斜視図である。図１８は、図１６の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０を示す斜視図である。
【００１４】
図１９は、成型装置の切断部３００において、切断用上型３０１を降下させている状態を示す部分断面図である。図２０は、成型装置の切断部３００において、アノード側金属セパレータ用基板１０’およびカソード側金属セパレータ用基板２０’のカシメ部１３および２３を打ち抜いて切断している状態を示す部分断面図である。図２１は、図２０の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部１３および２３を断面で示す斜視図である。図２２は、成型装置の切断部３００において、アノード側金属セパレータ用基板１０’およびカソード側金属セパレータ用基板２０’を搬出し、かつ、打ち抜いて切断した後のカシメ部１３および２３を廃棄している状態を示す部分断面図である。図２３は、図２２の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部１３および２３を断面で示す斜視図である。図２４は、図２２の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０を示す斜視図である。
【００１５】
なお、図１０、図１８、および図２４においては、アノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０の図示を省略し、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のみを示している。実際の成型方法および製造装置において、これらの金属セパレータは、金属セパレータ用基材から未だ打ち抜かれていない状態である。
【００１６】
第１実施形態に係る成型装置を備えた加工機１の構成を、図１〜図３を参照しながら概説する。
【００１７】
加工機１は、図２および図３に示すように、アノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’のうち、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０となる領域内に対して、孔または凹凸を成型する。孔は、たとえば、アノード側金属セパレータ１０のカソードガス供給口１１ａ、冷却流体供給口１１ｂ、アノードガス供給口１１ｃ、アノードガス排出口１１ｄ、冷却流体排出口１１ｅ、カソードガス排出口１１ｆに相当する。ここで、たとえば、アノード側金属セパレータ１０のカソードガス供給口１１ａ、アノードガス供給口１１ｃ、アノードガス排出口１１ｄ、カソードガス排出口１１ｆの一部に設けられた部分は、後述するカシメ部１３に相当する。凹凸は、流体の流路１２に相当する。カソード側金属セパレータ２０の構成は、細部の形状を除いて、アノード側金属セパレータ１０の構成と同様である。
【００１８】
加工機１は、たとえば、上型２、下型３、搬入用フィーダー４、搬出用フィーダー５、および製品搬出コンベア６を含んでいる。加工機１において、それぞれ帯状の薄板からなるアノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’を対向するように搬送しつつ加工する。移動型である上型２は、固定型である下型３に対して付勢した後、その下型３から離間する。加工機１を用いて、アノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’のうち、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０となる領域内に対して、孔または凹凸を成型する。上型２および下型３の搬送方向の上端には、アノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’を装置内に搬入する搬入用フィーダー４を設けている。上型２および下型３の搬送方向の下端には、加工済みで廃棄するアノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’を装置外に搬出する搬出用フィーダー５を設けている。上型２および下型３の搬送方向の下流には、加工済みの製品を搬出する製品搬出コンベア６を設けている。製品は、互いに接合したアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０に相当する。
【００１９】
第１実施形態に係る成型方法およびその成型方法を具現化した成型装置について詳細に説明する。成型方法における加工工程、カシメ工程、および切断工程は、加工部１００、カシメ形成部２００、および切断部３００に対応している。
【００２０】
まず、成型装置の加工部１００、カシメ形成部２００、および切断部３００の構成について説明する。
【００２１】
加工部１００は、第１基材（たとえばアノード側金属セパレータ用基材１０’に相当）を帯状のまま加工して第１加工材（たとえばアノード側金属セパレータ１０に相当）を形成し、かつ、第１基材に対向した第２基材（たとえばカソード側金属セパレータ用基材２０’に相当）を帯状のまま加工して第２加工材（たとえばカソード側金属セパレータ２０に相当）を形成する。
【００２２】
具体的には、加工部１００について、図５を参照しながら説明する。加工部１００は、たとえば、一対の加工用上型１１１および１２１、一対の加工用下型１１２および１２２、一対のパッド１１３および１２３、一対の付勢バネ１１４および１２４、一対の加工用凸状部材１１５および１２５、および一対の加工用凹状部材１１６および１２６を含んでいる。加工用上型１１１と加工用下型１１２との間に、アノード側金属セパレータ用基材１０’を配置している。同様に、加工用上型１２１と加工用下型１２２との間に、カソード側金属セパレータ用基材２０’を配置している。アノード側金属セパレータ用基材１０’とカソード側金属セパレータ用基材２０’は、上下方向に並行して搬送する。加工用上型１１１には、伸縮自在な付勢バネ１１４を介してパッド１１３を吊り下げている。同様に、加工用上型１２１には、伸縮自在な付勢バネ１２４を介してパッド１２３を吊り下げている。
【００２３】
加工用上型１１１の下部に加工用凸状部材１１５を装着している。その加工用凸状部材１１５に対向するように、加工用下型１１２の上部に加工用凹状部材１１６を埋設している。パッド１１３を押し下げて、加工用凸状部材１１５を加工用凹状部材１１６に挿入すると、アノード側金属セパレータ用基材１０’の一部が、切断されずに下方に押し延ばされるように開口する。同様に、加工用上型１２１の下部に加工用凸状部材１２５を装着している。その加工用凸状部材１２５に対向するように、加工用下型１２２の上部に加工用凹状部材１２６を埋設している。パッド１２３を押し下げて、加工用凸状部材１２５を加工用凹状部材１２６に挿入すると、カソード側金属セパレータ用基材２０’の一部が、打ち抜かれて開口する。
【００２４】
カシメ形成部２００は、第１加工材（たとえばアノード側金属セパレータ１０に相当）と第２加工材（たとえばカソード側金属セパレータ２０に相当）とを帯状のまま重ね合わせた状態で仮留めするカシメ部を形成する。
【００２５】
具体的には、カシメ形成部２００について、図１１を参照しながら説明する。カシメ形成部２００は、たとえば、カシメ用上型２０１、カシメ用下型２０２、パッド２０３、付勢バネ２０４、カシメ用凹状部材２０５、カシメ用凸状部材２０６を含んでいる。カシメ用上型２０１とカシメ用下型２０２との間に、互いに近接させたアノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’を配置している。カシメ用上型２０１には、伸縮自在な付勢バネ２０４を介してパッド２０３を吊り下げている。カシメ用上型２０１の下部にカシメ用凹状部材２０５を装着している。そのカシメ用凹状部材２０５に対向するように、カシメ用下型２０２の上部にカシメ用凸状部材２０６の先端部分を除き埋設している。パッド２０３を押し下げて、カシメ用凹状部材２０５にカシメ用凸状部材２０６を挿入すると、アノード側金属セパレータ用基材１０’の一部とカソード側金属セパレータ用基材２０’の一部がカシメ処理されて仮留めが完了する。
【００２６】
切断部３００は、第１加工材（たとえばアノード側金属セパレータ１０に相当）および第２加工材（たとえばカソード側金属セパレータ２０に相当）のカシメ部を切断する。
【００２７】
具体的には、切断部３００について、図１９を参照しながら説明する。切断部３００は、たとえば、切断用上型３０１、切断用下型３０２、パッド３０３、付勢バネ３０４、および切断用凸状部材３０５を含んでいる。切断用上型３０１と切断用下型３０２との間に、仮留めしたアノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’を配置している。切断用上型３０１には、伸縮自在な付勢バネ３０４を介してパッド３０３を吊り下げている。切断用上型３０１の下部に切断用凸状部材３０５を装着している。その切断用凸状部材３０５に対向するように、切断用下型３０２に凹状部を形成している。パッド３０３を押し下げて、切断用凸状部材３０５を切断用下型３０２の凹状部に挿入すると、アノード側金属セパレータ用基材１０’とカソード側金属セパレータ用基材２０’のカシメ処理された部分が打ち抜かれる。
【００２８】
つぎに、成型装置の加工部１００、カシメ形成部２００、および切断部３００の動作について、図４のフローチャートに加えて図５〜図２４を参照しながら説明する。
【００２９】
成型装置による成型を開始（スタート）すると、まず、加工部１００において、図５に示すように、一対の加工用上型１１１および１２１をそれぞれ降下させて、一対の加工用下型１１２および１２２に近接させる（ステップＳ１）。
【００３０】
一対の加工用上型１１１および１２１をそれぞれ降下させた結果、加工部１００において、図６に示すように、パッド１１３がアノード側金属セパレータ用基材１０’に当接し、かつ、パッド１２３がカソード側金属セパレータ用基材２０’に当接する。この段階では、図７に示すように、アノード側金属セパレータ１０のカシメ部１３、およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部２３には、未だ加工が施されていない（ステップＳ２）。
【００３１】
つぎに、加工部１００において、一対の加工用上型１１１および１２１をそれぞれさらに降下させると、図８に示すように、パッド１１３がさらに押し下げられて、加工用凸状部材１１５が加工用凹状部材１１６に挿入される。この結果、アノード側金属セパレータ用基材１０’の一部が、切断されずに下方に押し延ばされるように開口する。一方、パッド１２３も押し下げられて、加工用凸状部材１２５が加工用凹状部材１２６に挿入される。この結果、カソード側金属セパレータ用基材２０’の一部が、打ち抜かれて開口する。この段階で、図９および図１０に示すように、アノード側金属セパレータ１０のカシメ部１３に、下方に一部突出した突出孔１３ａが形成される。かつ、カソード側金属セパレータ２０のカシメ部２３に、孔２３ａが形成されると共に切断片２３ｂが発生する（ステップＳ３）。
【００３２】
さらに、カシメ形成部２００において、図１１に示すように、カシメ用上型２０１を降下させて、カシメ用下型２０２に近接させる（ステップＳ４）。
【００３３】
カシメ用上型２０１を降下させた結果、カシメ形成部２００において、図１２に示すように、パッド２０３がアノード側金属セパレータ用基材１０’に当接する。この段階では、図１３に示すように、アノード側金属セパレータ１０のカシメ部１３、およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部２３は未だカシメ処理されていない（ステップＳ５）。
【００３４】
つぎに、カシメ形成部２００において、カシメ用上型２０１をさらに降下させると、図１４に示すように、パッド２０３がさらに押し下げられて、アノード側金属セパレータ用基材１０’とカソード側金属セパレータ用基材２０’が合体する。この段階で、図１５に示すように、アノード側金属セパレータ１０のカシメ部１３の突出孔１３ａが、カソード側金属セパレータ２０のカシメ部２３の孔２３ａに挿入されて合体する（ステップＳ６）。
【００３５】
つぎに、カシメ形成部２００において、カシメ用上型２０１を引き続き降下させると、図１６に示すように、パッド２０３が引き続き押し下げられる。この結果、アノード側金属セパレータ１０のカシメ部１３の突出孔１３ａの先端が、カシメ用凹状部材２０５とカシメ用凸状部材２０６とによって挟み込まれて、水平方向に押し広げられる。この段階で、図１７および図１８に示すように、アノード側金属セパレータ１０のカシメ部１３の突出孔１３ａの先端に形成された変形部１３ｂによって、アノード側金属セパレータ１０とカソード側金属セパレータ２０とのカシメ処理が完了する（ステップＳ７）。
【００３６】
さらに、切断部３００において、図１９に示すように、切断用上型３０１を降下させて、切断用下型３０２に対して近接させる（ステップＳ８）。
【００３７】
切断用上型３０１を降下させた結果、切断部３００において、図２０に示すように、切断用凹状部材３０５が、切断用下型３０２の凹状部に挿入され、アノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０’を打ち抜く。この段階で、図２１に示すように、アノード側金属セパレータ１０のカシメ部１３、およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部２３が、打ち抜かれている（ステップＳ９）。
【００３８】
最後に、切断部３００において、図２２に示すように、切断用上型３０１を上昇させて、接合されたアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０を搬出する。この段階で、図２３および図２４に示すように、アノード側金属セパレータ１０のカシメ部１３、およびカソード側金属セパレータ２０のカシメ部２３が、自然落下して廃棄される（ステップＳ１０）。
【００３９】
上述した第１実施形態に係る成型方法およびその成型方法を具現化した成型装置によれば、以下の作用効果を奏する。
【００４０】
本成型方法では、それぞれ帯状の薄板からなる複数の基材（たとえばアノード側金属セパレータ用基材１０’やカソード側金属セパレータ用基材２０’に相当）を対向するように搬送しつつ加工して加工材（たとえばアノード側金属セパレータ１０やカソード側金属セパレータ２０に相当）を形成し互いに接合する。本成型方法は、加工工程とカシメ工程とを有する。加工工程では、第１基材（たとえばアノード側金属セパレータ用基材１０’に相当）を帯状のまま加工して第１加工材（たとえばアノード側金属セパレータ１０に相当）を形成し、かつ、第１基材に対向した第２基材（たとえばカソード側金属セパレータ用基材２０’に相当）を帯状のまま加工して第２加工材（たとえばカソード側金属セパレータ２０に相当）を形成する。カシメ工程では、第１加工材と第２加工材とを帯状のまま重ね合わせた状態で仮留めするカシメ部を形成する。
【００４１】
同様に、本成型装置では、それぞれ帯状の薄板からなる複数の基材を対向するように搬送しつつ加工して加工材を形成し互いに接合する。本成型装置は、加工部１００とカシメ形成部２００とを有する。加工部１００では、第１基材を帯状のまま加工して第１加工材を形成し、かつ、第１基材に対向した第２基材を帯状のまま加工して第２加工材を形成する。カシメ形成部２００では、第１加工材と第２加工材とを帯状のまま重ね合わせた状態で仮留めするカシメ部を形成する。
【００４２】
このように構成した成型方法および成型装置によれば、加工工程および加工部１００によって、それぞれ歪みが生じ易い第１加工材と第２加工材とをそれぞれ基材から切断することなく加工する。さらに、カシメ工程およびカシメ形成部２００によって、第１加工材と第２加工材とを重ね合わせて仮留めする。したがって、このような成型方法および成型装置によれば、成型時の製造効率を向上させることができる。
【００４３】
さらに、本成型方法では、基材は金属セパレータ用基材からなり、加工工程は、金属セパレータ用基材に対して、流路となる孔または凹凸を加工して、金属セパレータとなる加工材を形成する構成としてもよい。同様に、本成型装置は、基材は金属セパレータ用基材からなり、加工部１００は、金属セパレータ用基材に対して、流路となる孔または凹凸を加工して、金属セパレータとなる加工材を形成する構成としてもよい。
【００４４】
このように構成した成型方法および成型装置によれば、孔または凹凸の加工に伴って歪みが生じ易い一方、積層時の累積誤差を抑制するために高い接合精度が要求される金属セパレータの成型に好適に用いることができる。
【００４５】
さらに、本成型方法および成型装置では、カシメ部は、金属セパレータのマニホールドの一部から内方に臨むように形成する構成としてもよい。
【００４６】
このような構成の成型方法および成型装置によれば、金属セパレータの内部に備えられるマニホールドの内方の一部にカシメ部を形成することによって、金属セパレータの基材に無駄な切り代が発生せず、金属セパレータの基材の歩留まりを確保することができる。
【００４７】
さらに、本成型方法では、カシメ部を切断する切断工程を有する構成としてもよい。同様に、本成型装置では、カシメ部を切断する切断部３００を有する構成としてもよい。
【００４８】
このような構成の成型方法および成型装置によれば、切断工程および切断部３００によって、成型品として使用する時に不要となるカシメ部を除去し、成型後の加工材を小型化および軽量化することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る成型方法およびその成型方法を具現化した成型装置について、図２５〜図２８を参照しながら説明する。
【００５０】
図２５は、成型方法を示すフローチャートである。図２６は、成型装置の伸長部４００において、アノード側金属セパレータ用基板１０’およびカソード側金属セパレータ用基板２０’を同時に伸ばしている状態を一の角度から示す部分断面図である。図２７は、成型装置の伸長部４００において、アノード側金属セパレータ用基板１０’およびカソード側金属セパレータ用基板２０’を同時に伸ばしている状態を他の角度から示す部分断面図である。図２８は、図２６の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０を示す斜視図である。
【００５１】
なお、図２８においては、アノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０の図示を省略し、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のみを示している。実際の成型方法および製造装置において、これらの金属セパレータは、金属セパレータ用基材から未だ打ち抜かれていなくても、金属セパレータ用基材から既に打ち抜かれていてもよい。
【００５２】
第２実施形態に係る成型方法および成型装置は、カシメ済みの第１加工材（アノード側金属セパレータ１０）および第２加工材（カソード側金属セパレータ２０）を伸ばして歪みを除去する構成が、前述した第１実施形態に係る成型方法および成型装置の構成と異なる。
【００５３】
第２実施形態においては、前述した第１実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。
【００５４】
第２実施形態において、成型方法における伸長工程は、伸長部４００に対応している。以下、第２実施形態について、成型方法を具現化した成型装置に基づいて説明する。
【００５５】
まず、成型装置の伸長部４００の構成について、図２６〜図２８を参照しながら説明する。
【００５６】
伸長部４００は、カシメ形成部２００によるカシメ処理の後、複数のカシメ部を互いに離間する方向に一時的に移動させ、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０を伸ばす。
【００５７】
具体的には、伸長部４００は、たとえば、支持部材４０１、伸長部材４０２、押圧部材４０３、および弾性部材４０４を含んでいる。支持部材４０１は、たとえば、金属からなり、棒状に形成している。支持部材４０１は、カソード側金属セパレータ２０の下方であって、カシメ部２３よりもカソード側金属セパレータ２０の内側に位置するように、起立した状態で配設している。伸長部材４０２は、たとえば、一軸の電動式または空気圧式の駆動ステージから構成している。伸長部材４０２は、その全長を伸縮させることができる。伸長部材４０２の一端は、支持部材４０１に取り付けている。押圧部材４０３は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。押圧部材４０３の裏面は、支持部材４０１の他端に接合している。弾性部材４０４は、たとえば、ゴムからなり、円柱形状に形成している。弾性部材４０４の外周面に、押圧部材４０３の表面を当接させている。弾性部材４０４は、その上部にカシメ用凸状部材２０６を接合している。
【００５８】
つぎに、成型装置の伸長部４００の動作について、図２５を参照しながら説明する。
【００５９】
伸長部４００は、図２５に示すフローチャートのステップＳ２１の動作を実行する。図２５に示すフローチャートは、図２のフローチャートを参照しながら前述したステップＳ１〜ステップＳ１０において、そのステップ７とステップ８の間に、ステップＳ２１を設けたものに相当する。
【００６０】
伸長部４００は、ステップＳ２１において、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０の歪みを除去する。すわなち、伸長部４００は、図２８に示すように、４個のカシメ用凸状部材２０６を互いに離間させることによって、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０の四隅を、外方に向かって伸長する。したがって、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０は、加工部１００による孔開け加工や凹凸を形成する加工に起因して部分的に応力が掛かり歪んでいても、その歪みを伸ばして除去する。
【００６１】
上述した第２実施形態に係る成型方法およびその成型方法を具現化した成型装置によれば、前述した第１実施形態に係る作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。
【００６２】
本成型方法では、カシメ工程の後、複数のカシメ部を互いに離間する方向に一時的に移動させ、第１加工材（たとえばアノード側金属セパレータ１０に相当）および第２加工材（たとえばカソード側金属セパレータ２０に相当）を伸ばす伸長工程を、さらに有する。同様に、本成型装置では、複数のカシメ部を互いに離間する方向に一時的に移動させ、第１加工材および第２加工材を伸ばす伸長部４００を、さらに有する。
【００６３】
このように構成した成型方法および成型装置によれば、伸長工程および伸長部によって、加工材（たとえば金属セパレータに相当）に生じている歪みを除去することができる。したがって、この成型方法および成型装置によれば、成型精度を向上させることができる。
【００６４】
さらに、本成型方法では、伸長工程および伸長部４００が、弾性体４０４を介して第１加工材および第２加工材を伸ばす構成としてもよい。同様に、本成型装置では、複数の伸長部が、弾性体を介して第１加工材および第２加工材を伸ばす構成としてもよい。
【００６５】
このように構成した成型方法および成型装置によれば、第１加工材または第２加工材に生じている歪みを除去するときに、弾性体を介することによって、第１加工材および第２加工材に対して加わる衝撃を緩和し、その第１加工材および第２加工材が損傷することを防止できる。
【００６６】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る成型方法およびその成型方法を具現化した成型装置について、図２９〜図３１を参照しながら説明する。
【００６７】
図２９は、成型方法を示すフローチャートである。図３０は、成型装置の測定部５００において、カソード側金属セパレータ２０の形状を測定し、かつ、制御部６００において、カソード側金属セパレータ２０の歪みの状態を算出している状態を示す部分断面図である。図３１は、図３０の状態におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０を示す斜視図である。
【００６８】
なお、図３１においては、アノード側金属セパレータ用基材１０’およびカソード側金属セパレータ用基材２０の図示を省略し、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０のみを示している。実際の成型方法および製造装置において、それらの金属セパレータは、金属セパレータ用基材から未だ打ち抜かれていなくても、金属セパレータ用基材から既に打ち抜かれていてもよい。
【００６９】
第３実施形態に係る成型方法および成型装置は、カシメ済みの第１加工材（アノード側金属セパレータ１０）または第２加工材（カソード側金属セパレータ２０）の形状を測定し、その測定結果に基づき第１加工材および第２加工材の伸長方向を決定する構成が、前述した第２実施形態に係る成型方法および成型装置の構成と異なる。
【００７０】
第３実施形態においては、前述した第１または第２実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。
【００７１】
第３実施形態において、成型方法における測定工程、制御工程、および伸長工程は、測定部５００、制御部６００、および伸長部７００に対応している。以下、第３実施形態について、成型方法を具現化した成型装置に基づいて説明する。
【００７２】
まず、成型装置の測定部５００、制御部６００、および伸長部７００の構成について、図３０および図３１を参照しながら説明する。
【００７３】
測定部５００は、カシメ形成部２００による処理の後に、アノード側金属セパレータ１０またはカソード側金属セパレータ２０の形状を測定する。
【００７４】
具体的には、測定部５００は、たとえば、ＣＣＤカメラ５０１を含んでいる。ＣＣＤカメラ５０１は、カソード側金属セパレータ２０の下方であって、そのカソード側金属セパレータ２０の端部に位置するように配設している。ＣＣＤカメラ５０１は、カソード側金属セパレータ２０から反射される反射光Ｒ１に基づき、カソード側金属セパレータ２０の形状を測定する。一方、ＣＣＤカメラ５０１を、アノード側金属セパレータ１０の上方に配設し、アノード側金属セパレータ１０から反射される反射光に基づき、アノード側金属セパレータ１０の形状を測定する構成としてもよい。さらに、測定部５００は、図示せぬレーザ光源によってカソード側金属セパレータ２０にレーザ光を照射し、そのカソード側金属セパレータで反射した反射光を図示せぬ検出器で検出する構成としてもよい。
【００７５】
制御部６００は、測定部５００による測定結果に基づき、伸長部７００におけるアノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０の伸長方向を決定する。
【００７６】
具体的には、制御部６００は、たとえば、コントローラ６０１および通信ケーブル６０２を含んでいる。測定部５００で測定されたカソード側金属セパレータ２０の形状に係る測定データは、通信ケーブル６０２を介して、コントローラ６０１に送信される。コントローラ６０１は、たとえば、図示せぬＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭから構成している。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）は、所定のプログラムに基づき、伸長部７００の伸長方向を決定する。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、伸長部７００の伸長方向を決定するためのプログラムや、標準的なカソード側金属セパレータ２０の形状データを格納している。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、測定部５００によって測定されたカソード側金属セパレータ２０の形状データ等を一時的に記憶する。コントローラ６０１は、予めＲＯＭに格納しておいた標準的なカソード側金属セパレータ２０の形状データと、測定部５００によって測定されたカソード側金属セパレータ２０の形状データとを比較して、カソード側金属セパレータ２０に生じている歪みの状態を算出する。さらに、制御部６００は、カソード側金属セパレータ２０に生じている歪みが偏っている場合、伸長部７００を介して、その歪みの偏りが是正されることになる伸長部７００の伸長方向を決定する。
【００７７】
伸長部７００は、カシメ形成部２００による処理の後、制御部６００における歪みの算出結果に基づき、複数のカシメ部を互いに離間する方向に一時的に移動させ、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０を伸ばす。
【００７８】
具体的には、伸長部７００は、たとえば、前述した伸長部４００の支持部材４０１、伸長部材４０２、押圧部材４０３、および弾性部材４０４に加えて、回動部材７０１を含んでいる。回動部材７０１は、たとえば、一軸の回転ステージから構成している。回動部材７０１は、支持部材４０１を載置した状態で、カシメ用凸状部材２０６を回転中心として、時計方向または反時計に回動する。
【００７９】
つぎに、成型装置の測定部５００、制御部６００、および伸長部７００の動作について、図２９に加えて図３０および図３１を参照しながら説明する。
【００８０】
測定部５００、制御部６００、および伸長部７００は、図２９に示すフローチャートのステップＳ３１、Ｓ３２、およびＳ３３の動作をそれぞれ実行する。図２９に示すフローチャートは、図２のフローチャートを参照しながら前述したステップＳ１〜ステップＳ１０において、そのステップ７とステップ８の間に、ステップＳ３１、Ｓ３２、およびＳ３３を設けたものに相当する。
【００８１】
測定部５００は、ステップＳ３１において、カソード側金属セパレータ２０の形状を測定する。すなわち、ＣＣＤカメラ５０１を用いて、カソード側金属セパレータ２０から反射される反射光Ｒ１に基づき、カソード側金属セパレータ２０の形状を測定する。その測定結果は、制御部６００に送信する。
【００８２】
制御部６００は、ステップＳ３２において、カソード側金属セパレータ２０の歪みを算出する。すなわち、制御部６００は、予め登録しておいたカソード側金属セパレータ２０の形状データと、測定部５００によって測定されたカソード側金属セパレータ２０の形状データを比較して、カソード側金属セパレータ２０に生じている歪みの状態を算出する。さらに、制御部６００は、たとえば、カソード側金属セパレータ２０に生じている歪みが相対的に一方の方向に偏っている場合、伸長部７００を介して、カソード側金属セパレータ２０を一方と対向した他の方向に向かって伸長させることを決定する。
【００８３】
伸長部７００は、ステップＳ３３において、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０の歪みを除去する。すなわち、伸長部７００は、図３１に示すように、４個のカシメ用凸状部材２０６を互いに離間させるように、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０の四隅を、外方に向かって伸長する。ここで、伸長部７００は、制御部６００によって算出されたカソード側金属セパレータ２０の歪みの算出結果に基づき、その歪みが最も小さくなる方向に回動部材７０１を回動し、押圧部材４０３による弾性部材４０４の押圧方向を変更した上で伸長する。たとえば、伸長部７００は、カソード側金属セパレータ２０に生じている歪みが相対的に一方の方向に偏っている場合、その一方と対向した他の方向に向かって伸長するように、回動部材７０１を回動させる。したがって、アノード側金属セパレータ１０およびカソード側金属セパレータ２０は、加工部１００による孔開け加工や凹凸を形成する加工に起因して部分的に応力が掛かり歪んでいても、その歪みが有効に除去される方向に伸ばされ、その歪みが効果的に除去される。
【００８４】
上述した第３実施形態に係る成型方法およびその成型方法を具現化した成型装置によれば、前述した第１および第２実施形態に係る作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。
【００８５】
本成型方法では、測定工程と制御工程とをさらに有する。測定工程では、カシメ工程の後に、第１加工材（たとえばアノード側金属セパレータ１０に相当）または第２加工材（たとえばカソード側金属セパレータ２０に相当）の形状を測定する。制御工程では、伸長工程の前に、測定工程による測定結果に基づき、伸長工程における第１加工材および第２加工材の伸長方向を決定する。同様に、本成型装置では、測定部５００と制御部６００とをさらに有する。測定部５００では、カシメ形成部２００の後に、第１加工材または第２加工材の形状を測定する。制御部６００では、測定部５００による測定結果に基づき、伸長部７００における第１加工材および第２加工材の伸長方向を決定する。
【００８６】
このように構成した成型方法および成型装置によれば、測定工程および測定部５００によって加工材の形状を測定し、その測定結果に基づき制御工程および制御部６００によって加工材の伸長方向を決定することから、歪みを精度良く除去することが可能である。したがって、この成型方法および成型装置によれば、成型精度を一定に維持することができる。
【００８７】
そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。
【００８８】
具体的には、基材は、第１基材（たとえばアノード側金属セパレータ用基材１０’に相当）と第２基材（たとえばカソード側金属セパレータ用基材２０’に相当）の２枚からなる構成として説明したが、このような構成に限定されることはなく、３枚以上の基材からなる構成としてもよい。
【００８９】
第１基材と第２基材は、上下方向に並行して搬送する構成として説明したが、このような構成に限定されることはなく、水平方向に並行して搬送する構成としてもよい。
【００９０】
カシメ工程において、第１加工材と第２加工材とを仮留めできるものであれば、カシメの方法については限定されない。
【００９１】
成型装置において、一対の下型を固定型とし一対の上型を移動型として説明したが、一対の下型を移動型とし一対の上型を固定型として構成してもよい。
【００９２】
成型装置において、第２および第３実施形態では、伸長部４００および７００の弾性部材４０４を４個のカシメ用凸状部材２０６にそれぞれ備えているが、このような構成に限定されることはなく、１個の弾性部材４０４を１個のカシメ用凸状部材２０６に備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１  加工機、
２  上型、
３  下型、
４  搬入用フィーダー、
５  搬出用フィーダー、
６  製品搬出コンベア、
１０  アノード側金属セパレータ（第１加工材に相当）、
１０’  アノード側金属セパレータ用基材（第１基材に相当）、
２０  カソード側金属セパレータ（第２加工材に相当）、
２０’  カソード側金属セパレータ用基材（第２基材に相当）、
１１ａ，２１ａ  カソードガス供給口（孔に相当）、
１１ｂ，２１ｂ  冷却流体供給口（孔に相当）、
１１ｃ，２１ｃ  アノードガス供給口（孔に相当）、
１１ｄ，２１ｄ  アノードガス排出口（孔に相当）、
１１ｅ，２１ｅ  冷却流体排出口（孔に相当）、
１１ｆ，２１ｆ  カソードガス排出口（孔に相当）、
１２，２２  流路（凹凸に相当）、
１３，２３  カシメ部、
１３ａ  突出孔、
１３ｂ  変形部、
２３ａ  孔、
２３ｂ  切断片、
１００  加工部、
１１１，１２１  加工用上型、
１１２，１２２  加工用下型、
１１３，１２３  パッド、
１１４，１２４  付勢バネ、
１１５，１２５  加工用凸状部材、
１１６，１２６  加工用凹状部材、
２００  カシメ形成部、
２０１  カシメ用上型、
２０２  カシメ用下型、
２０３  パッド、
２０４  付勢バネ、
２０５  カシメ用凹状部材、
２０６  カシメ用凸状部材、
３００  切断部、
３０１  切断用上型、
３０２  切断用下型、
３０３  パッド、
３０４  付勢バネ、
３０５  切断用凸状部材、
４００，７００  伸長部、
４０１  支持部材、
４０２  伸長部材、
４０３  押圧部材、
４０４  弾性部材、
７０１  回動部材、
５００  測定部、
５０１  ＣＣＤカメラ、
６００  制御部、
６０１  コントローラ、
６０２  通信ケーブル。
【図１】
2014123530.tif 000003
【図２】
2014123530.tif 000004
【図３】
2014123530.tif 000005
【図４】
2014123530.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014123530.tif 000008
【図７】
2014123530.tif 000009
【図８】
2014123530.tif 000010
【図９】
2014123530.tif 000011
【図１０】
2014123530.tif 000012
【図１１】
2014123530.tif 000013
【図１２】
2014123530.tif 000014
【図１３】
2014123530.tif 000015
【図１４】
2014123530.tif 000016
【図１５】
2014123530.tif 000017
【図１６】
2014123530.tif 000018
【図１７】
2014123530.tif 000019
【図１８】
2014123530.tif 000020
【図１９】
2014123530.tif 000021
【図２０】
2014123530.tif 000022
【図２１】
2014123530.tif 000023
【図２２】
2014123530.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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