(57)【要約】【課題】  簡略化した構成により、薄肉金属板に対して連続的に矩形状の凹凸を有するフィン形状を成形することができるフィン形状成形装置を提供すること。【解決手段】  フィン形状成形装置は、下型１０と上型２０とから構成される。下型１０はテーブル１１、凸条部材としてのパンチ１２及びカム機構１３を備え、上型２０はホイール２１、複数の凹溝２２ａから構成される加工部２２を備えている。これにより、下型１０のパンチ１２がカム機構１３による押圧力によって、ホイール２１と一体的に回転して連続的に変位する加工部２２の凹溝２２ａに対して逐一進退することにより、薄肉金属板はパンチ１２とともに凹溝２２ａに進入する。従って、パンチ１２と凹溝２２ａとによって挟持されて、薄肉金属板に連続的に凹凸が成形され、精密にフィン形状を成形することができる。【選択図】  図２
2014200828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉金属板に筋状の凹凸からなるフィン形状を成形するフィン形状成形装置において、
複数の凹溝によって構成される加工部が外周面上にて周方向に形成される円盤状の回転部材と、
前記回転部材の回転方向に変位不能に設けられて、前記回転部材の回転に伴って回転方向に変位する前記加工部を構成する前記複数の凹溝に対して逐一進退する凸条を有する凸条部材と、
前記回転部材の回転と前記凸条部材の進退とを同期させて駆動する駆動手段とを備え、
前記凸条部材が、
前記駆動手段によって回転する前記回転部材の回転に伴って前記加工部に供給される薄肉金属板とともに前記複数の凹溝に対して逐一進退して、前記薄肉金属板に連続的に筋状の凹凸を形成して前記フィン形状を成形することを特徴とするフィン形状成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載したフィン形状成形装置において、
前記駆動手段は、
前記凸条部材の前記凸条に一体的に形成された押圧部に接触して前記凸条を前記回転部材の前記加工部を構成する前記複数の凹溝に対して逐一進入させるように押圧する山部を有するカムと、前記カムを前記回転部材の回転に同期させて回転させる回転軸と、前記押圧部が前記カムの一般部と接触しているときに前記凸条を前記複数の凹溝から逐一退避させるように付勢する弾性部材とから構成されるカム機構を備えていることを特徴とするフィン形状成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載したフィン形状成形装置において、
前記回転部材の回転中心は、
前記凸条部材の前記凸条の進退方向を延長した仮想延長線上に位置しており、
前記カム機構は、
前記回転部材に形成された前記加工部を構成する前記複数の凹部のうちで前記仮想延長線上に凹部が存在するときに、前記カムの前記山部の頂点にて前記凸条部材の前記押圧部を押圧して前記凸条を前記薄肉金属板とともに前記凹部に進入させることを特徴とするフィン形状成形装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載したフィン形状成形装置において、
前記凸条部材の前記押圧部と前記カム機構の前記カムとの間に、前記カムによる押圧力を倍力する梃子機構を設けたことを特徴とするフィン形状成形装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一つに記載したフィン形状成形装置において、
前記凸条部材を少なくとも２つ設け、
一方の前記凸条部材が、前記薄肉金属板とともに前記回転部材に形成された前記加工部の前記複数の凹溝に対して逐一進退して前記薄肉金属板に筋状の凹形状を予備成形し、
他方の前記凸条部材が、前記回転部材の回転に伴って供給された前記予備成形による前記筋状の凹形状部分とともに対応する凹溝に対して逐一進退して前記薄肉金属板に筋状の凹形状を最終成形することを特徴とするフィン形状成形装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか一つに記載したフィン形状成形装置において、
前記回転部材に形成される前記加工部の前記複数の凹溝、及び、前記凸条部材の前記凸条は、それぞれ、前記回転部材の回転軸に直交する直交断面における断面形状が矩形であることを特徴とするフィン形状成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の筋状の凹凸からなるフィン形状を成形するフィン形状成形装置に関し、特に、薄肉金属板にフィン形状を連続的に成形するフィン形状成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンパクトであり、かつ、発電効率の高い燃料電池の開発が求められている。例えば、固体高分子型燃料電池は、燃料ガス流路を有するセパレータ、燃料極、固体高分子膜、空気極及び酸化剤ガス流路を有するセパレータからなるサンドイッチ構造の単セルを多数積層したスタックから構成される燃料電池である。この固体高分子型燃料電池において、電池自体のコンパクト化及び発電効率の高効率化を達成する手段としては、例えば、２枚のセパレータを薄肉化することが挙げられる。又、発電効率を高める手段としては、例えば、燃料ガスと酸化剤ガスとの反応を促進するために、燃料ガス及び酸化剤ガスの流路を細かく画成することが挙げられる。
【０００３】
これらの手段を実現するために、従来から、例えば、下記特許文献１に示すように、多数の筋状の凹凸部分が形成された固定高分子型燃料電池用セパレータの製造装置及び同製造装置を用いた固体高分子型燃料電池用セパレータの製造方法は知られている。この従来の製造装置は、予備成形として材料に連続的な凹部と凸部の繰り返し断面形状を成形するために凹凸加工された上下一対の予備成形用圧下ロールを前段工程に備えるとともに、最終的な凸部と凹部の繰り返し断面形状を成形するために凹凸加工された上下一対の最終成形用圧下ロールを後段工程に備えている。そして、この従来の製造装置は、上下一対の予備成形用圧下ロール及び上下一対の最終成形用圧下ロールを回転させることにより、凹凸形状が材料に転写されて、連続的な凹部と凸部の繰り返し断面形状を有するセパレータを製造するようになっている。
【０００４】
又、薄肉金属板にフィン形状を成形することについては、従来から、例えば、下記特許文献２に示すように、噛み合って回転する１対の歯車の間に金属製薄板を通過させて金属製薄板に波付け加工する金属製薄板の波付け加工方法及び装置も知られている。この従来の波付け加工装置は、歯車の先端部断面形状が滑らかな曲線をもって、或いは、面取りされて形成されており、１対の歯車が噛み合うことによって、噛みあった歯車の歯形にそって金属製薄板が塑性加工されて波形形状が成形されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１３３５４号公報
【特許文献２】特許２００１−１１３３２５号公報
【発明の概要】
【０００６】
薄肉金属板にフィン形状を連続的に成形する場合、上述した特許文献１に示された製造装置及び特許文献２に示された波付け加工装置にように、１対の圧下ロールや１対の歯車を回転させてこれらロールや歯車間に薄肉金属板を通すことにより、連続的にかつ高速にフィン形状を成形することができる。ここで、特に、上記特許文献２に示された波付け加工装置を用いて薄肉金属板にフィン形状を成形する場合には、１対の歯車同士を互いに回転可能に噛み合わせる必要がある。そして、この場合、上記特許文献２にも開示されているように、一般に、歯の断面形状は、矩形状とすることはできず、滑らかに噛みあって回転することができる曲線を有する形状となる。従って、成形されるフィン形状は、歯車の歯の断面形状が転写された形状となる、言い換えれば、矩形状の凹凸を有するフィン形状にはならない。
【０００７】
ところで、フィン形状を成形した薄肉金属板を、例えば、固体高分子型燃料電池のセパレータに採用する場合には、上述したように、燃料ガスと酸化剤ガスとをそれぞれ燃料極と空気極に供給して反応を促進させて発電効率を高めるために、燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路を細かく整然と矩形状の凹凸を有するように画成することが要求される。この要求に対し、上記特許文献１に示された製造装置及び特許文献２に示された波付け加工装置によってフィン形状を成形した場合には、上述したように、矩形状の凹凸を有するフィン形状の成形が不能である。従って、この場合には、圧下ロールや歯車を用いることなく、例えば、雄型と雌型とを備えたプレス加工装置等を別途用いて、最終的に矩形状の凹凸を有するフィン形状をプレス成形する必要がある。
【０００８】
しかしながら、このような雄型と雌型とを備えて従来から広く知られたプレス加工装置では、例えば、上記特許文献２に示された波付け加工装置によって波形形状が成形された薄肉金属板を雄型と雌型との間に順次供給して固定し、最終的に矩形状の凹凸を有するフィン形状をプレス成形しなければならない。このため、上記特許文献２に示された波付け加工装置を用いることによって波形形状を連続的に高速に成形することができるにもかかわらず、プレス加工装置に対して波形形状の成形された薄肉金属板が不連続的に供給されるため、連続的に矩形状の凹凸を有するフィン形状を成形することが難しくなる。すなわち、生産性を高めて、適切なフィン形状を有するセパレータ、具体的には、矩形状の凹凸が筋状に成形されたセパレータを製造することが難しくなる。又、セパレータを製造するにあたり、例えば、上記特許文献２に示された波付け加工装置とプレス加工装置とを連動させるために、波形形状の成形された薄肉金属板の排出や供給をタイミングよく実行する必要があり、製造ラインが複雑になるとともに設備コストが増大する可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡略化した構成により、薄肉金属板に対して連続的に矩形状の凹凸を有するフィン形状を成形することができるフィン形状成形装置を提供することにある。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、薄肉金属板に筋状の凹凸からなるフィン形状を成形するフィン形状成形装置において、複数の凹溝によって構成される加工部が外周面上にて周方向に形成される円盤状の回転部材と、前記回転部材の回転方向に変位不能に設けられて、前記回転部材の回転に伴って回転方向に変位する前記加工部を構成する前記複数の凹溝に対して逐一進退する凸条を有する凸条部材と、前記回転部材の回転と前記凸条部材の進退とを同期させて駆動する駆動手段とを備え、前記凸条部材が、前記駆動手段によって回転する前記回転部材の回転に伴って前記加工部に供給される薄肉金属板とともに前記複数の凹溝に対して逐一進退して、前記薄肉金属板に連続的に筋状の凹凸を形成して前記フィン形状を成形することにある。
【００１１】
これによれば、回転部材に形成された加工部を構成して回転部材の回転に伴って回転方向に連続的に変位する複数の凹溝に対し、凸条部材を逐一進退させることにより、薄肉金属板に連続的にフィン形状を成形することができる。具体的に、回転部材の回転によって薄肉金属板を連続的に加工部の複数の凹溝に供給することができ、連続的に供給される薄肉金属板とともに、回転部材の回転と同期して凸条部材の凸条が凹溝内に進入することにより凹形状（凸形状）を成形することができる。そして、凹形状（凸形状）を成形した後に、凸条が凹溝から退避することに伴って、連続的に回転を継続している回転部材の回転により薄肉金属板が供給されて、再び、凸条部材の凸条が薄肉金属板とともに隣接する凹溝に進入し凹形状（凸形状）を成形する。これにより、薄肉金属板に対して連続的に凹凸、言い換えれば、フィン形状を成形することができる。ここで、回転部材と凸条部材とを一体的に設けることができて小型化を達成することができるため、例えば、製造工場内における製造ラインに対してインライン化したり、専用ラインとして設定したりすることが容易である。
【００１２】
又、継続して回転している回転部材、より具体的には、加工部を構成する複数の凹溝に対して凸条部材の凸条が逐一進退して連続的にフィン形状をすることができるため、極めて高速に薄肉金属板を供給しながら、良好な生産性及び構造の簡略化に伴う良好な耐久性を確保してフィン形状を成形することができる。又、凸条部材の凸条が対向する凹溝に対して進退して凹形状（凸形状）を成形することにより、薄肉金属板を凹溝と凸条とによって挟持して凹溝と凸条の形状、すなわち、凹形状（凸形状）を転写することができる。これにより、フィン形状に要求される寸法形状を良好に確保することができて、極めて精密な凹凸からなるフィン形状を成形することができる。一方で、例えば、固定高分子型燃料電池用セパレータ等として採用する際の製品要求に応じて、回転部材の回転に対して駆動手段による凸条部材の進退を止めることにより、薄肉金属板にフィン形状の成形されていない平坦部を極めて容易に設けることもできる。
【００１３】
この場合、前記駆動手段は、前記凸条部材の前記凸条に一体的に形成された押圧部に接触して前記凸条を前記回転部材の前記加工部を構成する前記複数の凹溝に対して逐一侵入させるように押圧する山部を有するカムと、前記カムを前記回転部材の回転に同期させて回転させる回転軸と、前記押圧部が前記カムの一般部と接触しているときに前記凸条を前記複数の凹溝から逐一退避させるように付勢する弾性部材とから構成されるカム機構を備えることができる。
【００１４】
そして、この場合には、例えば、前記回転部材の回転中心は、前記凸条部材の前記凸条の進退方向を延長した仮想延長線上に位置しており、前記カム機構は、前記回転部材に形成された前記加工部を構成する前記複数の凹部のうちで前記仮想延長線上に凹部が存在するときに、前記カムの前記山部の頂点にて前記凸条部材の前記押圧部を押圧して前記凸条を前記薄肉金属板とともに前記凹部に進入させることができる。
【００１５】
これらによれば、極めて簡略化した構造によって、回転部材の回転に同期させて凸条部材の凸条を加工部の複数の凹溝に対して逐一進退させることができる。これにより、良好な生産性及び耐久性を確保しつつ、極めて精密な凹凸からなるフィン形状を成形することができる。
【００１６】
又、これらの場合、例えば、前記凸条部材の前記押圧部と前記カム機構の前記カムとの間に、前記カムによる押圧力を倍力する梃子機構を設けることができる。これによれば、カム機構のカムが直接的に凸条部材を押圧するときの押圧力に比して、梃子機構がカムによる押圧力を倍力することができるため、凸条部材の押圧部をより大きな押圧力により押圧することができる。その結果、例えば、薄肉金属板が高張力鋼板であっても、スプリングバック等の発生を抑制して寸法精度を良好に確保した凹凸を形成することができ、極めて精密なフィン形状を成形することができる。
【００１７】
又、これらの場合、前記凸条部材を少なくとも２つ設けることができる。そして、例えば、一方の前記凸条部材が、前記薄肉金属板とともに前記回転部材に形成された前記加工部の前記複数の凹溝に対して逐一進退して前記薄肉金属板に筋状の凹形状を予備成形し、他の前記凸条部材が、前記回転部材の回転に伴って供給された前記予備成形による前記筋状の凹形状部分とともに対応する凹溝に対して逐一進退して前記薄肉金属板に筋状の凹形状を最終成形することができる。これにより、例えば、深い（高い）凹凸からなるフィン形状を成形する場合であっても、予備成形を実施することによって適切な材料の伸び（材料の局所的な流動性）を確保することが可能となり、極めて精密なフィン形状を成形することができる。
【００１８】
更に、これらの場合、例えば、前記回転部材に形成される前記加工部の前記複数の凹溝、及び、前記凸条部材の前記凸条は、それぞれ、前記回転部材の回転軸に直交する直交断面における断面形状を矩形とすることができる。すなわち、上述したように、回転部材に形成された加工部の複数の凹溝に対して凸条部材が逐一進退するため、回転方向に変位する凹溝に対して凸条を噛み合わせる必要がなく、直交断面における断面形状を矩形とすることができる。これにより、製品形状としてフィン形状が矩形状の凹凸から形成されることが要求される場合であっても、矩形とされた凹溝に対して薄肉金属板とともに矩形とされた凸条を進入させて凹形状を成形することのみで、矩形状の凹凸からなるフィン形状を極めて効率よくかつ精密に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のフィン形状成形装置の構成を概略的に示す概略図である。
【図２】図１の主要部を拡大して示す概略的な拡大図である。
【図３】薄肉金属板のセットを説明するための図である。
【図４】下型のパンチが上型の凹溝に進入して凹形状（凸形状）を成形することを説明するための図である。
【図５】凹形状（凸形状）の成形後、下型のパンチが上型の凹溝から退避することを説明するための図である。
【図６】凹形状（凸形状）の成形後、薄肉金属板の供給を説明するための図である。
【図７】上型のホイールの回転に伴って、凹形状（凸形状）の成形された薄肉金属板が凹溝から外れることを説明するための図である。
【図８】本発明の変形例に係り、複数のパンチ及びカム機構を設けて多軸化したフィン形状成形装置を説明するための図である。
【図９】本発明の変形例に係り、カム機構による押圧力を倍力してパンチに伝達する梃子機構を設けたフィン形状成形装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１及び図２は、本発明に係り、薄肉金属板Ｚに筋状の凹凸からなるフィン形状を連続的に成形するフィン形状成形装置Ａを示している。このフィン形状成形装置Ａは、ベースに固設された下型１０と、下型１０の上方に配設された上型２０とを備えている。
【００２１】
下型１０は、ベースに固定されたテーブル１１と、凸条部材としてのパンチ１２と、駆動機構を構成するカム機構１３及びサーボモータ１４とを備えている。テーブル１１は、図２に具体的に示すように、供給された薄肉金属板Ｚを載置するものであり、パンチ１２を挿通させるためのスリット１１ａが形成されている。ここで、テーブル１１は、図２に示すように、薄肉金属板Ｚが供給される方向にて、スリット１１ａよりも下流側の載置面はスリット１１ａよりも上流側の載置面よりも上型２０方向に接近するように（隙間が小さくなるように）形成されている。尚、図示を省略するが、テーブル１１は、ベースに対し、弾性部材（バネやゴム材料等）を介して支持されて、上型２０に向けて付勢されるように設けることも可能である。
【００２２】
パンチ１２は、図２に示すように、紙面垂直方向に延びる凸条としての断面矩形状の先端部１２ａと、押圧部としての断面尖頭状の基端部１２ｂとから構成されている。カム機構１３は、図２に示すように、カム１３ａとシャフト１３ｂとバネ１３ｃとから構成されている。ここで、カム１３ａは、パンチ１２の基端部１２ｂと接触する山部１３ａ１と一般部１３ａ２とを有している。バネ１３ｃは、カム１３ａの山部１３ａ１によって上型２０に向けて変位したパンチ１２を戻す方向に付勢するものである。サーボモータ１４は、カム機構１３のシャフト１３ｂに連結されており、シャフト１３ｂ、すなわち、カム１３ａを回転させて、パンチ１２を進退させる。
【００２３】
上型２０は、図１に示すように、回転部材としての円盤状のホイール２１を備えている。ホイール２１は、駆動手段としてのサーボモータ２１ａによってその回転が制御されるようになっている。ここで、サーボモータ２１ａは、下型１０に設けられるサーボモータ１４と同期して駆動するようになっており、その結果、カム機構１３のカム１３ａすなわちパンチ１２の進退とホイール２１の回転とが同期するようになっている。
【００２４】
又、ホイール２１の外周面には、周方向に加工部２２が形成されている。加工部２２は、図２に具体的に拡大して示すように、円盤状のホイール２１の厚さ方向（図２において紙面垂直方向）に延びる複数の凹溝２２ａから構成される。これにより、凹溝２２ａ内に下型１０のパンチ１２が薄肉金属板Ｚとともに進入すると、薄肉金属板Ｚに凹形状（又は凸形状）が転写されてフィン形状を成形することができる。又、ホイール２１の回転に対して、下型１０のパンチ１２を凹溝２２ａ内に進入させない、すなわち、カム機構１３を駆動させないことにより、薄肉金属板Ｚに凹形状（又は凸形状）の成形されない平坦部を薄肉金属板Ｚの供給方向にて任意の位置及び長さで設けることができる。尚、凹溝２２ａの溝幅は、パンチ１２の凸条幅と薄肉金属板Ｚの板厚とを勘案し、凹形状（凸形状）の成形に伴って薄肉金属板Ｚが破断しない幅寸法に設定される。又、パンチ１２の先端部１２ａを進入させて薄肉金属板Ｚに矩形状の凹形状（凸形状）を成形する、所謂、直角曲げにより凹形状（凸形状）を成形するため、詳細な図示を省略するが、凹溝２２ａには抜き勾配（１〜３°程度）が設定されることは言うまでもない。
【００２５】
次に、上記のように構成したフィン形状成形装置Ａを用いて、薄肉金属板Ｚに筋状の凹凸からなるフィン形状を連続的に成形するフィン形状成形方法について、図３〜図７を用いて説明する。ここで、以下の説明においては、フィン形状成形装置Ａを用いたフィン形状成形方法によって薄肉金属板Ｚから成形される製品として、燃料電池用メタルセパレータを例示する。尚、以下の説明において採用する薄肉金属板Ｚは、その表面に潤滑皮膜が形成された潤滑鋼板であるとし、例えば、その板厚が０．１ｍｍであるとして説明する。そして、本実施形態においては、製品寸法に合わせて所定幅に切断されてコイルに巻き取られた帯状の薄肉金属板Ｚをアンコイルしながらフィン形状成形装置Ａに供給されるものとして説明する。
【００２６】
まず、ワークセット工程について説明する。このワークセット工程は、図３に示すように、上型２０のホイール２１に形成された加工部２２の凹部２２ａから下型１０のパンチ１２がテーブル１１の上面よりも下方に退避して原位置に戻った状態で行われる。そして、このワークセット工程では、アンコイルされた帯状の薄肉金属板Ｚを下型１０のテーブル１１の上面と上型２０のホイール２１の外周面との間に挿通する。このとき、帯状の薄肉金属板Ｚの先端が、テーブル１１に形成されたスリット１１ａを超えた位置まで挿通される。
【００２７】
尚、上述したように、テーブル１１においては、スリット１１ａよりも薄肉金属板Ｚの供給方向にて下流側におけるホイール２１までの距離（隙間）が小さくなるように設定されている。これにより、スリット１１ａよりも下流側においては、テーブル１１の載置面とホイール２１の外周面とによって薄肉金属板Ｚが強く挟持され、その結果、ホイール２１の回転に伴って薄肉金属板Ｚがコイルから自動的に引き出されて加工部２２に供給されるとともに、後述するように凹形状（凸形状）が形成された後に強く挟持されることにより形状安定性を確保することも可能である。
【００２８】
次に、薄肉金属板Ｚに対して、その幅方向に延びて断面形状が矩形状の凹凸となるフィン形状を連続的に成形する（所謂、直角曲げ）成形工程について説明する。この成形工程は、図４及び図５に示すように、上型２０のホイール２１の回転に同期して下型１０のパンチ１２が加工部２２の凹溝２２ａごとに逐一進退することにより行われる。以下、詳細に説明する。
【００２９】
上記ワークセット工程を経て薄肉金属板Ｚがセットされた後、フィン形状成形装置Ａが起動されると、上型２０のホイール２１を回転させるサーボモータ２１ａ及び下型１０のパンチ１２を進退させるカム機構１３のシャフト１３ｂを回転させるサーボモータ１４が同期して回転駆動を開始する。このように、サーボモータ２１ａが回転駆動を開始すると、ホイール２１の外周面上にて周方向に形成された加工部２２は、図４及び図５に示す矢印方向に回転する。一方、サーボモータ１４が回転駆動を開始すると、カム機構１３のシャフト１３ｂの回転とともにカム１３ａが図４及び図５に示す矢印方向に回転する。これにより、下型１０のパンチ１２は、周期的にカム１３ａの山部１３ａ１によって押圧されることによりホイール２１に接近する方向に変位し、カム１３ａの一般部１３ａ２によって押圧が解除されるとバネ１３ｃの付勢力によりホイール２１から離間する方向に変位する。
【００３０】
ここで、上型２０に設けられるホイール２１の回転中心は、図４にて一点鎖線により示すように、下型１０に設けられるパンチ１２の進退方向を延長した仮想延長線上（以下、この仮想延長線を加工軸線とも称呼する。）に存在する。このため、カム機構１３のカム１３ａは、図４に示すように、連続的に回転しているホイール２１の回転中心から放射状に形成される凹溝２２ａの幅方向の中心が加工軸線（仮想延長線）上に位置することに合わせて、山部１３ａ１の頂点によりパンチ１２を押圧するように、サーボモータ１４によって回転制御される。すなわち、加工軸線（仮想延長線）上に、凹部２２ａの幅方向の中心と、カム１３ａの山部１３ａ１の頂点とが位置するように、サーボモータ２１ａ及びサーボモータ１４の回転が同期される。これにより、加工軸線（仮想延長線）上に凹部２２ａの幅方向の中心が位置するときには、パンチ１２の先端部１２ａが薄肉金属板Ｚとともに最も深く凹部２２ａ内に進入することができ、その結果、凹部２２ａの内周面とパンチ１２の外周面との間で薄肉金属板Ｚを適切に挟持して断面矩形状の凸形状（凹形状）を成形する、所謂、直角曲げを行うことができる。
【００３１】
又、このようにパンチ１２の先端部１２ａが薄肉金属板Ｚとともに加工部２２の凹部２２ａ内に進入するときには、材料供給側（上流側）にて薄肉金属板Ｚがテーブル１１とホイール２１との間で挟持されないため、パンチ１２は薄肉金属板Ｚを引き込みながら（流し込みながら）進入することができる。これにより、凹形状（凸形状）の成形に必要な材料の伸びが不足して破断等の発生により成形が不能となる状況を回避することができて、極めて正確に矩形状の凸形状（凹形状）を成形することができる。又、テーブル１１におけるスリット１１ａよりも下流側では、テーブル１１の載置面とホイール２１の外周面（外周一般部）とによって強く挟持される。これによっても、極めて正確に矩形状の凸形状（凹形状）を成形することができる。
【００３２】
そして、このようにパンチ１２の先端部１２ａが加工部２２の凹溝２２ａ内に進入して薄肉金属板Ｚに凹形状（凸形状）を成形すると、カム機構１３のカム１３ａが連続的に回転しているため、図５に示すように、パンチ１２の基端部１２ｂはカム１３ａの一般部１３ａ２と接触するようになる。従って、パンチ１２は、カム機構１３のバネ１３ｃの付勢力により、加工部２２の凹溝２２ａから退避する方向に変位し、これにより、ホイール２１はその回転が阻害されることなく、回転を継続する。このとき、ホイール２１は、上述したように形成された凹形状（凸形状）を凹溝２２ａに引っ掛けた状態で回転するため、薄肉金属板Ｚが引き出され、図６に示すように、次の（隣接する）加工部２２の凹溝２２ａに薄肉金属板Ｚが供給される。従って、パンチ１２は、上述したように薄肉金属板Ｚに矩形状の凹形状（凸形状）を成形することができ、その結果、連続的にフィン形状を成形することができる。又、このように薄肉金属板Ｚが供給されている状態でカム機構１３のカム１３ａの回転を停止させると、パンチ１２は加工部２２の凹溝２２ａに対して進入しない。これにより、薄肉金属板Ｚに対して凹形状（凸形状）の成形されない平坦部を極めて容易に設けることができる。
【００３３】
ところで、加工部２２の凹溝２２ａには、上述したように、抜き勾配が設定されている。このため、図７に示すように、パンチ１２の進入により凹溝２２ａ内に形成された凹形状（凸形状）すなわち薄肉金属板Ｚは、ホイール２１が回転することによって、例えば、自重や遠心力によって凹溝２２ａから自動的に外れるようになる。従って、凹形状（凸形状）の成形された薄肉金属板Ｚを別途ホイール２１から脱する工程を設定する必要がなく、ホイール２１が回転を継続する限り、自動的に薄肉金属板Ｚを供給し、連続的にフィン形状を成形した後に自動的にホイール２１から排出することができる。これにより、フィン形状成形装置Ａを効率よく稼働させることができて、生産性を大幅に向上させることができる。
【００３４】
以上の説明からも理解できるように、上記実施形態に係るフィン形状成形装置Ａによれば、上型２０のホイール２１に形成された加工部２２を構成してホイール２１の回転に伴って回転方向に連続的に変位する複数の凹溝２２ａに対し、下型１０のパンチ１２を逐一進退させることにより、薄肉金属板Ｚに連続的にフィン形状を成形することができる。従って、極めて高速に薄肉金属板Ｚを供給しながら、良好な生産性及び構造の簡略化に伴う耐久性を確保してフィン形状を成形することができる。又、パンチ１２が対向する凹溝２２ａに対して進退して凹形状（凸形状）を成形することにより、薄肉金属板Ｚを凹溝２２ａとパンチ１２の先端部１２ａとによって挟持して凹形状を正確に転写することができる。これにより、フィン形状に要求される寸法形状を良好に確保することができて、極めて精密な凹凸からなるフィン形状を成形することができる。
【００３５】
上記実施形態においては、下型１０にパンチ１２及びカム機構１３を１つずつ設けて実施した。この場合、図８に示すように、下型１０に複数のパンチ１２及びカム機構１３を設けて、言い換えれば、多軸化して実施することも可能である。このように、複数のパンチ１２及びカム機構１３を設けるように変更して実施する場合には、例えば、薄肉金属板Ｚの供給方向にて最も上流側に配置されたパンチ１２及びカム機構１３によって凹形状（凸形状）の第１予備成形を行い、続くパンチ１２及びカム機構１３によって凹形状（凸形状）の第２予備成形を行うように実施することができる。そして、例えば、薄肉金属板Ｚの供給方向にて最も下流側に配置されたパンチ１２及びカム機構１３によって最終的な凹形状（凸形状）を成形するように実施することができる。これにより、例えば、より深い凹凸からなるフィン形状を成形する場合には、より適切な材料の伸び（材料の局所的な流動性）を確保して成形することが可能となり、要求を満足する極めて精密な矩形状の凹凸からなるフィン形状を成形することができる。又、このように、多軸化する場合であっても、上型２０のホイール２１の回転を阻害することなく各パンチ１２が薄肉金属板Ｚに凹形状（凸形状）を連続的に成形することができるため、上記実施形態と同等の極めて良好な生産性を確保することもできる。
【００３６】
尚、この場合、上述したような予備成形を行うことに代えて、下型１０に設けた複数のパンチ１２のそれぞれの先端部１２ａの断面形状を断面矩形状以外の形状とすることにより、薄肉金属板Ｚに対して種々の断面形状を有する凹形状（又は凸形状）を連続して成形することができる。すなわち、例えば、今、２つのパンチ１２を下型１０が備えている場合、それぞれのパンチ１２の先端部１２ａの形状を互いに異ならせることにより、一のパンチ１２によって薄肉金属板Ｚに所定の凹形状（又は凸形状）を成形した後（すなわち、一のパンチ１２の先端部１２ａの形状を転写した後）、この成形部位に隣接するように他のパンチ１２によって薄肉金属板Ｚに所定の凹形状（又は凸形状）を成形する（すなわち、他のパンチ１２の先端部１２ａの形状を転写する）。言い換えれば、下型１０が２つのパンチ１２を備えている場合には、薄肉金属板Ｚに対して、一のパンチ１２による凹形状（又は凸形状）と他のパンチ１２による異なる断面形状を有する凹形状（又は凸形状）とを交互に成形することができる。従って、下型１０が３つ以上のパンチ１２を備えている場合には、これらパンチ１２による凹形状（又は凸形状）を順に薄肉金属板Ｚに成形することができる。
【００３７】
又、上記実施形態及び上記変形例においては、カム機構１３のカム１３ａがパンチ１２の基端部１２ｂ（押圧部）に直接接触して進退させるように実施した。この場合、図９に示すように、カム機構１３とパンチ１２の間に梃子機構１５を配置するように変形して実施することも可能である。これによれば、図９にて二点鎖線により示すように、梃子機構１４がカム機構１３のカム１３ａによる押圧力を倍力してパンチ１２に伝達して進退させることができる。従って、例えば、フィン形状を成形する薄肉金属板Ｚが高張力鋼板等であり、変形に対する抗力の大きな金属製薄板であっても、梃子機構１４によって倍力された押圧力によってパンチ１２が加工部２２の凹溝２２ａに進入することにより、スプリングバック等の寸法精度の確保への影響を最小限に抑えることができて、極めて精密なフィン形状を成形することができる。
【００３８】
本発明の実施にあたっては、上記各実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態及び各変形例においては、下型１０のカム機構１３を回転駆動するサーボモータ１４を設けるととともに、上型２０のホイール２１を回転駆動するサーボモータ２１ａを設けて実施した。この場合、上述したように、カム機構１３すなわちパンチ１２の進退とホイール２１の回転とを同期させることが可能であれば、別個のサーボモータを設けることなく、共通のサーボモータを設けて実施することも可能である。
【００４０】
又、上記実施形態及び各変形例においては、サーボモータ１４，２１ａを設け、パンチ１２とホイール２１とを同期させるように実施した。しかしながら、他の手法によりパンチ１２の進退とホイール２１の回転とを同期させることができれば、サーボモータを採用することなく通常の電動モータ等を採用して実施可能であることは言うまでもない。この場合には、設備コストを低減することができる。
【００４１】
更に、上記実施形態及び各変形例においては、フィン形状成形装置Ａとして、鉛直方向にて、下型１０を設置し、下型１０の上方に上側２０を配置するように実施した。この場合、フィン形状成形装置Ａとしては、鉛直方向にてパンチ１２とホイール２１とを配置して実施することに限定されず、例えば、工場内におけるレイアウトに合わせて、水平方向にてパンチ１２とホイール２１を配置して実施することとも可能である。この場合であっても、上記実施形態及び各変形例と同等の効果が期待できる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…下型、１１…テーブル、１１ａ…スリット、１２…パンチ（凸条部材）、１２ａ…先端部（凸条）、１２ｂ…基端部（押圧部）、１３…カム機構、１３ａ…カム、１３ａ１…山部、１３ａ２…一般部、１３ｂ…シャフト、１３ｃ…バネ、１４…サーボモータ（駆動手段）、１５…梃子機構、２０…上型、２１…ホイール（回転部材）、２１ａ…サーボモータ（駆動手段）２２…加工部、２２ａ…凹溝
【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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