(57)【要約】【課題】溝部と座面部とを同時に１回で効率良く且つ高精度に成形することができる薄板の電磁成形装置及び流体機器用金属製薄板を提供すること。【解決手段】成形コイルと、該成形コイルに通電するための電源手段と、少なくとも座面を含む成形部を備えた成形金型２を備え、前記成形コイルと前記成形金型２との間に薄板を介在させた状態で前記電源手段から成形コイルに通電して電磁力を発生させ、該電磁力によって前記薄板を前記成形金型２に押圧してこれを成形する薄板の電磁成形装置において、前記成形金型２の座面２ａ底部に、高さが座面２ａの深さに等しい複数の山形突起１１を等間隔に配置する。例えば、複数の前記山形突起１１をハニカム状に配置する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形コイルと、該成形コイルに通電するための電源手段と、少なくとも座面を含む成形部を備えた成形金型を備え、前記成形コイルと前記成形金型との間に薄板を介在させた状態で前記電源手段から成形コイルに通電して電磁力を発生させ、該電磁力によって前記薄板を前記成形金型に押圧してこれを成形する薄板の電磁成形装置において、
前記成形金型の座面底部に、高さが座面深さに等しい複数の山形突起を等間隔に配置したことを特徴とする薄板の電磁成形装置。
【請求項２】
複数の前記山形突起をハニカム状に配置したことを特徴とする請求項１記載の薄板の電磁成形装置。
【請求項３】
前記山形突起又は前記座面周縁部の斜面に複数の溝を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の薄板の電磁成形装置。
【請求項４】
前記成形金型の座面底部の隣接する前記山形突起同士の間又は前記山形突起と前記座面周縁部の間に、該山形突起よりも高さの低い山形突起又はビード状突起を配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の薄板の電磁成形装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の電磁成形装置にて座面形状が成形されたヘッダー部を有して積層構造を成すことを特徴とする流体機器用金属製薄板。
【請求項６】
成形コイルと、該成形コイルに通電するための電源手段と、少なくとも溝形状を含む成形部を備えた成形金型を備え、前記成形コイルと前記成形金型との間に薄板を介在させた状態で前記電源手段から成形コイルに通電して電磁力を発生させ、該電磁力によって前記薄板を前記成形金型に押圧してこれを成形する薄板の電磁成形装置において、
前記成形金型の溝形状底部に、高さが溝形状深さよりも低い山形突起又はビード状突起を配置したことを特徴とする薄板の電磁成形装置。
【請求項７】
前記成形金型の溝周縁部斜面に複数の溝を形成したことを特徴とする請求項６記載の薄板の電磁成形装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の電磁成形装置にて溝形状が成形された流路を有して積層構造を成すことを特徴とする流体機器用金属製薄板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力を利用して薄板を所望の形状に成形するための電磁成形装置及び該装置によって成形された流体機器用金属製薄板に関するものであって、特に材料の跳ね返りを防いで寸法精度の高い薄板製品を効率良く得るための電磁成形装置及び該装置によって成形された流体機器用金属製薄板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等の薄い（板厚０．１〜０．５ｍｍ程度）金属薄板製品は、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た後、プレス成形品に高耐食性のコーティング等を施すことによって得られるが、これには１本又は複数本の溝部が形成され、この溝部内には反応ガスや生成水等流体が流される。
【０００３】
又、プレート式熱交換器は、複数の金属製熱交換器プレート間に１次側流体と２次側流体を交互に流して熱交換を行うものであるが、この熱交換プレートは、ステンレス鋼、チタン合金或いは銅等の薄い金属板（板厚０．４〜０．８ｍｍ）をプレス加工や液圧バルジ加工等によって得ることができ、これには多数の溝形状が波状に連続して成形されている。
【０００４】
ところが、燃料電池用金属セパレータの溝部をプレス加工によって成形すると、金属薄板には絞りや伸びによって内部に歪が発生するため、成形後の燃料電池用金属セパレータに反りや波打ちが発生する。そして、燃料電池用金属セパレータに反りや波打ちが発生すると、集電部が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、セパレータを間に挟みながら複数の電極構造体（セル）を積層して燃料電池本体（セルスタック）を組み立てる作業においては、燃料電池用金属セパレータの反りや波打ち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。
【０００５】
又、プレート式熱交換器の熱交換プレートも同様にプレートの溝形状の周囲はシールされるために高い平面度が要求されるが、加工時の歪によって流体の漏れが発生するという問題がある。
【０００６】
そこで、成形コイルに大電流を瞬時に流して衝撃的な電磁力を発生させ、この電磁力によって金属薄板等の加工を行う電磁成形法が提案されており、この電磁成形法によれば歪みの少ない成形を高速で行うことができる。この電磁成形法は、例えばパイプやシャフトのカシメ、胴部の張り出し成形、フランジ加工等に応用され、主に比較的厚い（板厚１〜２ｍｍ程度）アルミニウム材に対して用いられてきた。
【０００７】
又、特許文献１には、３次元パターンを有するディッシュを成形する方法として、３次元パターンに対応する形状を有するモールドと、成形コイル装置及び電気放電回路を用いて強いパルス磁力（ＰＭＦ）を発生させ、このパルス磁力によって平坦な金属プレートを所望の形状に成形するパルス電磁成形装置と方法が提案されている。
【０００８】
ところで、前記燃料電池用金属セパレータやプレート式熱交換器の熱交換プレート等の金属薄板成形品においては、薄板の中央に形成された溝部の内部に反応ガスや冷却水等の流体が流されるが、溝部を流れる流体の出入口にはヘッダーと称される流体を分配するための座面部が形成される。
【０００９】
上記燃料電池用金属セパレータやプレート式熱交換器の熱交換プレート等のように溝部と座面部を併せ持つ金属薄板成形品を電磁成形によって得る場合、座面部において成形途中に材料が成形型底面に衝突して跳ね返る現象が発生し、この跳ね返り現象のために製品の座面部の中央部が窪みとなって残り、所望の形状の製品が得られないという問題があった。
【００１０】
非特許文献１，２には、皿状（平面座形状）の金型を用いた電磁成形について行った実験の結果が報告されている。これらの文献には、皿状の型においてエネルギー（充電電圧）を増大させると跳ね返り現象が発生するとの記載があり、この問題の解決方法として複数回の成形を行うことによって成形形状が改善されたとの報告がなされている。
【００１１】
又、非特許文献１には、溝形状の金型を用いると、エネルギーを大きくしても良好な成形結果が得られたとの報告がなされている。
【特許文献１】特表２００１−５２６９６３号公報
【非特許文献１】「塑性と加工」vol.19 no.206(1978-3) P.220
【非特許文献２】「塑性と加工」vol.18 no.194(1977-3) P.197
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、複数回の成形を行う方法には次のような問題がある。即ち、電磁成形は高速度成形ではあるが、加工前にコンデンサに成形用電荷を充電しなければならず、その充電のための時間を要する。そして、複数回成形は充電と放電（通電）を成形回数分だけ繰り返す必要があるために生産効率が悪いという問題がある。
【００１３】
又、複数回成形においては、成形しようとする座面部の深さや面積毎に各回の成形エネルギーが異なるため、複数の異なる座面部が同一の製品内に存在する場合には、各成形エネルギーの大きさや回数等の成形条件の設定が極めて困難である。
【００１４】
尚、他の成形法として、座面部のみを一般的なプレス加工で成形し、電磁成形と併せて加工する方法や、座面部を別部品として独立して成形し、この座面部を事後的に接合する方法等が考えられるが、何れの方法も生産性、品質、管理等の面で満足な結果を期し難いという問題がある。
【００１５】
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、溝部と座面部とを同時に１回で効率良く且つ高精度に成形することができる薄板の電磁成形装置及び流体機器用金属製薄板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、成形コイルと、該成形コイルに通電するための電源手段と、少なくとも座面を含む成形部を備えた成形金型を備え、前記成形コイルと前記成形金型との間に薄板を介在させた状態で前記電源手段から成形コイルに通電して電磁力を発生させ、該電磁力によって前記薄板を前記成形金型に押圧してこれを成形する薄板の電磁成形装置において、前記成形金型の座面底部に、高さが座面深さに等しい複数の山形突起を等間隔に配置したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、複数の前記山形突起をハニカム状に配置したことを特徴とする。
【００１８】
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、前記山形突起又は前記座面周縁部の斜面に複数の溝を形成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記成形金型の座面底部の隣接する前記山形突起同士の間又は前記山形突起と前記座面周縁部の間に、該山形突起よりも高さの低い山形突起又はビード状突起を配置したことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の流体機器用金属製薄板は、請求項１〜４の何れかに記載の電磁成形装置にて座面形状が成形されたヘッダー部を有して積層構造を成すことを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、成形コイルと、該成形コイルに通電するための電源手段と、少なくとも溝形状を含む成形部を備えた成形金型を備え、前記成形コイルと前記成形金型との間に薄板を介在させた状態で前記電源手段から成形コイルに通電して電磁力を発生させ、該電磁力によって前記薄板を前記成形金型に押圧してこれを成形する薄板の電磁成形装置において、前記成形金型の溝形状底部に、高さが溝形状深さよりも低い山形突起又はビード状突起を配置したことを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記成形金型の溝周縁部斜面に複数の溝を形成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の流体機器用金属製薄板は、請求項６記載の発明において、請求項６又は７記載の電磁成形装置にて溝形状が成形された流路を有して積層構造を成すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、成形金型の座面底部に、高さが座面深さに等しい複数の山形突起を等間隔に配置したため、成形時に座面周辺部と各山形突起の頂部によって薄板材料を拘束することができ、成形の形態が溝成形と同様となって材料の跳ね返り現象の発生が抑えられ、従って、薄板に溝部と座面部とを同時に１回で効率良く且つ高精度に成形することができる。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、複数の山形突起をハニカム状に配置したため、山形突起同士の間隔が最も均等、つまり密となり、座面内の材料を最も効率良く拘束することができ、材料の跳ね返り現象の発生を抑えて薄板に溝部と座面部を高精度に成形することができる。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、成形力が強くなって材料が山形突起や座面周縁部の斜面に衝突しても、該斜面に形成された複数の溝に材料が順次衝突して塑性変形し、運動エネルギーが成形の進行と共に段階的に吸収されるため、材料の跳ね返り現象の発生が効果的に抑えられて薄板に座面部が高精度に成形される。
【００２７】
ところで、山形突起間の配置間隔が或る程度広くなると成形金型の座面底部も広くなり、広くなった座面底部にて材料の跳ね返り現象が発生するが、請求項４記載の発明によれば、成形金型の座面底部の隣接する山形突起同士の間又は山形突起と座面周縁部の間に、該山形突起よりも高さの低い山形突起又はビード状突起を配置したため、成形途中の前記山形突起間の材料が座面底に衝突する前に該低い山形突起又はビード状突起に衝突して塑性変形する。これによって運動エネルギーが吸収されるため、材料の跳ね返りが抑えられて所望の形状の薄板製品を高精度に得ることができる。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、座面部にて成形時の跳ね返りを抑えることができるため、製品精度の高いヘッダー部を有する流体機器用金属製薄板を得ることができる。
【００２９】
請求項６記載の発明によれば、成形金型の溝形状底部に、高さが溝形状深さよりも低い山形突起又はビード状突起を配置したため、薄板に幅の広い溝部を成形する場合であっても、成形途中の溝内の材料が溝底に衝突する前に該低い山形突起又はビード状突起に衝突して塑性変形する。これによって運動エネルギーが吸収されるため、材料の跳ね返りが抑えられて薄板に所望の形状の溝部を高精度に成形することができる。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、成形力が強くなって材料が溝周縁部の斜面に衝突しても、該斜面に形成された複数の溝に材料が順次衝突して運動エネルギーが成形の進行と共に段階的に吸収されるため、材料の跳ね返り現象の発生が効果的に抑えられて薄板に溝形状を高精度に成形することができる。
【００３１】
請求項８記載の発明によれば、溝形状部にて成形時の跳ね返りを抑えることができるため、製品精度の高い流路を有する流体機器用金属製薄板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
図１は本発明に係る電磁成形装置の断面図（図２のＡ−Ａ線断面図）、図２は同電磁成形装置の固定部材を外した状態の平面図、図３は本発明に係る電磁成形装置によって成形された燃料電池用金属セパレータの部分斜視図である。
【００３４】
本発明に係る電磁成形装置１は、電磁力を利用して薄板を成形する装置であって、例えば図３に示す燃料電池用金属セパレータＷに溝部ＷＡと座面部ＷＢとを同時に１回で成形する装置である。
【００３５】
而して、図３に示す燃料電池用金属セパレータＷの成形に際しては、図１及び図２に示すように、ブロック状の成形金型２の上に被成形材としてのアルミニウム製の薄板３、Ｅ字状の金属平板で構成されたワンターンコイル４及び厚さが比較的厚くワンターンコイル４が薄板３から受ける反力に耐え得る適切な強度と剛性を有する矩形平板状の固定部材５を順次積み重ねるとともに、成形金型２と薄板３との間及び薄板３とワンターンコイル４との間にポリイミド製の耐熱シート６、絶縁シート７をそれぞれ介在させる。これらの成形金型２、耐熱シート６、薄板３、絶縁シート７、ワンターンコイル４及び固定部材５は、順次積層され、ワンターンコイル４に発生する電磁力によってその積層構造が崩れないように、図示しない上下方向の拘束手段（例えば、油圧シリンダ機構等）により固定されている。
【００３６】
ところで、上記電磁成形装置１によって成形される図３に示す燃料電池用金属セパレータＷの中央部には複数本の溝部ＷＡと、該溝部ＷＡ内を流れる流体の出入口であるヘッダーと称される座面部ＷＢが形成される。尚、図３に示す燃料電池用金属セパレータＷは、固体高分子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（セル）を積層して燃料電池本体（セルスタック）が組み立てられる。
【００３７】
而して、図１に示すように、前記成形金型２の上面の中央部には成形部２Ａが形成され、その周囲には平坦な周辺部２Ｂが形成されている。そして、成形部２Ａには、図３に示す燃料電池用金属セパレータＷの溝部ＷＡと座面部ＷＢ、更に座面部ＷＢ内には凹部Ｗａと孔Ｗｂが形成されている。
【００３８】
又、被成形材として薄板３は、説明を簡略化するため導電率が大きい（電気抵抗が小さい）アルミニウム材（例えばＡ１０５０）を例に構成されている。例えば、被成形材が導電率の小さいステンレス鋼やチタン合金の場合は、アルミニウム材や銅等の導電率の大きな材料をドライバとしてコイル４と薄板３の間に介在させ、更にコイル４、ドライバ、薄板３の相互間に絶縁シート７を入れて積層させれば良い。
【００３９】
前記ワンターンコイル４は、例えば厚さ１．０ｍｍのクロム銅板で構成されており、２本のスリット４ａによって前述のように平面視Ｅ字状に成形されている。このワンターンコイル４の中央部には幅の狭い電流集中部４Ａが形成されており、スリット４ａを隔ててその左右には幅の広いリターン部４Ｂが形成されている。ここで、ワンターンコイル４の電流集中部４Ａの長さａは成形金型２と薄板３の長さよりも長く設定されており、幅ｂは成形金型２の成形部２Ａの幅よりも広く設定されている。つまり、ワンターンコイル４の電流集中部４Ａは、図１に示すように、金型２の成形部２Ａとその周囲の周辺部２Ｂの一部を上方から覆う大きさを有している。
【００４０】
又、前記固定部材５としては、電気絶縁性の材料、例えば大理石等の石材、ガラスエポキシ樹脂等が用いられる。
【００４１】
更に、前記耐熱シート６及び絶縁シート７には、耐熱性と電気絶縁性が高い厚さ０．０５ｍｍのポリイミドシートが使用されている。尚、本実施の形態では、耐熱シート６と絶縁シート７に同じ材質のものを用いたが、耐熱シート６には耐熱性の高い他のエンジニアプラスチックを用いることができる。
【００４２】
ところで、図２に示すように、ワンターンコイル４の電流集中部４Ａとその両側のリターン部４Ｂには電源手段としてのコンデンサ８が接続されており、このコンデンサ８とワンターンコイル４の電流集中部４Ａとの間には放電ギャップスイッチ９が直列に接続されている。更に、コンデンサ８には直流高圧電源１０が並列に接続されている。尚、本実施の形態では、直流高圧電源１０としては定格電圧３０００Ｖ〜６０００Ｖのものが使用され、コンデンサ８としては容量２００μＦのものが使用されており、コンデンサ８は直流高圧電源１０によって成形の度に充電される。
【００４３】
次に、以上の構成を有する電磁成形装置１によって図３に示す燃料電池用金属セパレータＷを成形する方法について説明する。
【００４４】
図１に示すように、耐熱シート６と成形金型２の上に被成形材として薄板３、絶縁シート７、ワンターンコイル４及び固定部材５を順次積み重ね、これらの積層構造が成形時のワンターンコイル４に発生する電磁力により崩れないように固定した状態、例えば成形金型２を油圧シリンダ機構等により上下方向を固定し、放電ギャップスイッチ９を閉じると、予め充電されていたコンデンサ８からワンターンコイル４へと数１０μｓｅｃ程度の時間で放電する。ワンターンコイル４においては、電流集中部４Ａに図２の矢印方向に電流が流れ、この電流は左右のリターン部４Ｂを逆方向に流れる。
【００４５】
ここで、ワンターンコイル４の電流集中部４Ａは厚さ１ｍｍの薄い平面状としたため、その断面積が小さく、コイルがワンターンであるためにインダクタンスも小さい。このため、この電流集中部４Ａを大電流が衝撃的に流れ、大きな磁界が電流集中部４Ａに瞬間的且つ均一に発生し、この磁界によりフレミングの左手の法則に従って図１の矢印方向（下向き）に電磁力が発生する。
【００４６】
又、ワンターンコイル４の電流集中部４Ａは薄い平面状を成し、これに発生する磁界はワンターンコイル４の電流集中部４Ａの領域において均一に分布する。従って、ワンターンコイル４に発生する均一な磁界と薄板３に発生する渦電流によって発生する電磁力もワンターンコイル４の電流集中部４Ａの領域に亘って均一となる。
【００４７】
而して、前述のように大きな電磁力が発生すると、薄板３は、この電磁力を受けて成形金型２に押し付けられ、薄板３の成形金型２の周辺部２Ｂに対応する部分は拘束されて塑性変形は起こらず、薄板３の成形金型２の成形部２Ａに対応する部分は成形部２Ａ内へ張り出し成形され、図３に示すような溝部ＷＡと座面部ＷＢを備えた燃料電池用金属セパレータＷが得られる。このとき、成形金型２と薄板３との間、薄板３とワンターンコイル４との間にはそれぞれ耐熱シート６、絶縁シート７が介在しているため、薄板３の成形金型２への溶着とワンターンコイル５から薄板３への電流の短絡が耐熱シート６、絶縁シート７によってそれぞれ確実に防がれる。
【００４８】
而して、本発明に係る電磁成形装置１は、例えば図３に示す燃料電池用金属セパレータＷの座面部ＷＢを成形するための成形金型２に特徴を有しており、該成形金型２の成形部２Ａの構造についての実施の形態を以下に説明する。
【００４９】
＜実施の形態１＞
図４は本発明の実施の形態１に係る成形型の座面部分の斜視図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図であり、本実施の形態は、成形金型２の座面２ａ底部に、高さｈが座面２ａの深さｄに等しい（ｈ＝ｄ）円錐台状の複数の山形突起１１を等間隔にハニカム状に配置したことを特徴とする。
【００５０】
ここで、隣接する山形突起１１同士の間隔Ｐは該山形突起１１の高さｈ（成形金型２の座面２ａの深さｄ）の約３倍以内（Ｐ≦３ｈ）に設定され、山形突起１１の斜面角度αは４５°程度に設定されている。又、山形突起１１の頂部の面積は小さいほど座面２ａ全体に占める山形突起１１の比率が小さくなるために製品の機能上は望ましいが、余り小さくすると山形突起１１の頂部が鋭利となり、成形時に薄板３の破断を招く可能性があるため、山形突起１１の頂部の面積は薄板３の破断を招くことがない程度の大きさに設定される。
【００５１】
更に、成形金型２においては、座面２ａの斜面状の周辺部の形状は直線が望まれるが、各山形突起１１から等距離にあることが本発明の効果上好ましいため、座面２ａの周縁部の形状は山形突起１１の形状に合わせて円弧曲面を連ねた形状とされている。
【００５２】
而して、本実施の形態によれば、成形金型２の座面２ａ底部に、高さｈが座面２ａの深さｄに等しい複数の山形突起１１を等間隔に配置したため、成形時に座面２ａの周辺部と各山形突起１１の頂部によって薄板３を拘束することができ、成形の形態が溝成形と同様となって材料の跳ね返り現象の発生が抑えられ、従って、薄板３に図３に示す溝部ＷＡと座面部ＷＢとを同時に１回で効率良く且つ高精度に成形することができる。
【００５３】
又、本実施の形態では、複数の山形突起１１をハニカム状に配置したため、山形突起１１同士の間隔Ｐが最も均等、つまり密となり、座面２ａ内の材料を最も効率良く拘束することができ、この結果、材料の跳ね返り現象の発生が効果的に抑えられて薄板３の座面部ＷＢを高精度に成形することができる。
【００５４】
以上のように電磁成形によって得られる図３に示す燃料電池用金属セパレータＷにおいては、材料の跳ね返り現象の発生が抑えられるために座面部ＷＢには従来発生していた窪みが発生せず、座面部ＷＢは窪みの無い平坦面を構成するが、その平坦面には成形金型２の山形突起１１の形状に対応する円錐台状の複数の凹部Ｗａが形成される。この場合、座面部ＷＢの一部には凹部Ｗａの形状に沿って孔Ｗｂが形成され、該座面部ＷＢがヘッダーとして使用されるが、座面部ＷＢに孔Ｗｂを部分的に形成して図示のように凹部Ｗａを残せば、この残った凹部Ｗａが流体を整流する機能を果たし、複数の溝ＷＡに均等な流量を分配すルことができるという効果が得られる。
【００５５】
尚、本実施の形態では、山形突起１１として円錐台状のものを採用したが、山形突起１１としては任意の形状のものを採用することができ、例えば図６に示す六角錐台状のものも採用することができる。
【００５６】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図７及び図８に基づいて説明する。
【００５７】
図７は本発明の実施の形態２に係る成形型の座面部分の斜視図、図８は図７のＣ−Ｃ線断面図であり、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に、成形金型２の座面２ａの底部に、高さが座面２ａの深さに等しい円錐台状の複数の山形突起１１を等間隔にハニカム状に配置しているが、成形金型２の座面２ａ底部の隣接する山形突起１１同士の間及び山形突起１１と座面２ａの斜面状周縁部との間に、山形突起１１よりも高さの低いビード状突起１２を配置している。
【００５８】
而して、本実施の形態によれば、前記実施の形態１と同様に薄板３に図３に示す溝部ＷＡと座面部ＷＢとを同時に１回で効率良く且つ高精度に成形することができるが、山形突起１１間の配置間隔が或る程度広くなる（Ｐ＞３ｈ）と成形金型２の座面２ａ底部も広くなり、広くなった座面２ａ底部にて材料の跳ね返り現象が発生する可能性がある。
【００５９】
然るに、本実施の形態では、成形金型２の座面２ａ底部の隣接する山形突起１１同士の間及び山形突起１１と座面２ａの斜面状周縁部との間に、山形突起１１よりも高さの低いビード状突起１２を配置したため、成形途中の山形突起１１間の材料が座面２ａ底部よりも先にビード状突起１２に衝突する。そして、衝突した材料は突起形状により塑性変形するために運動エネルギーが吸収され、これによって材料の跳ね返りが抑えられて所望の形状の図３に示すような燃料電池用金属セパレータＷ等の薄板製品を高精度に得ることができる。
【００６０】
尚、本実施の形態では、成形金型２の座面２ａ底部の隣接する山形突起１１同士の間及び山形突起１１と座面２ａの斜面状周縁部との間に、山形突起１１よりも高さの低い１本のビード状突起１２を配置したが、ビード状突起１２は複数であっても良い。更に、ビード状突起１２に代えて山形突起１１よりも高さの低い山形突起を連続して配置しても良い。
【００６１】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図９及び図１０に基づいて説明する。
【００６２】
図９は本発明の実施の形態３に係る成形型の座面部分の斜視図、図１０は図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【００６３】
本実施の形態においては、前記実施の形態２と同様に、成形金型２の座面２ａ底部に、高さが座面２ａの深さに等しい円錐台状の複数の山形突起１１を等間隔にハニカム状に配置するとともに、成形金型２の座面２ａ底部の隣接する山形突起１１同士の間及び山形突起１１と座面２ａの斜面状周縁部との間に、山形突起１１よりも高さの低いビード状突起１２を配置しているが、山形突起１２の斜面と成形金型２の座面２ａ周縁部の斜面に複数の溝１３を形成したことを特徴としている。
【００６４】
而して、本実施の形態によれば、前記実施の形態２によって得られる効果に加えて次のような効果が更に得られる。
【００６５】
即ち、成形力が強くなって材料が山形突起１１と成形金型２の座面２ａ周縁部の斜面に衝突しても、該斜面に形成された複数の溝１３に材料が順次衝突して塑性変形して運動エネルギーが成形の進行と共に段階的に吸収されるため、材料の跳ね返り現象の発生が効果的に抑えられて図３に示すような座面部ＷＢが高精度に成形される。
【００６６】
以上のように、図９に示す座面２ａ部分を成形金型２にて電磁成形を行って得られる熱交換器用の熱交換プレートは表面に小さな溝が成形されているため、表面積が増えて熱交換効率が高められるという効果が得られる。
【００６７】
尚、本実施の形態において、成形金型１１の座面２ａ底部の隣接する山形突起１１同士の間及び山形突起１１と座面２ａの斜面状周縁部との間に、山形突起１１よりも高さの低い２本のビード状突起１２と連続的な山形突起１４を併設した例を図１１に示す。
【００６８】
＜実施の形態４＞
次に、本発明の実施の形態４を図１２に基づいて説明する。
【００６９】
図１２は本発明の実施の形態４に係る成形型の座面部分の斜視図であり、本実施の形態においては、前記実施の形態２と同様に、成形金型２の座面２ａ底部に、高さが座面２ａの深さに等しい円錐台状の複数の山形突起１１を等間隔にハニカム状に配置するとともに、前記実施の形態３と同様に山形突起１１の斜面と成形金型２の座面２ａ周縁部の斜面に複数の溝１３を形成している。
【００７０】
従って、本実施の形態によれば、前記実施の形態１によって得られる効果に加えて前記実施の形態３と同様の効果が得られる。即ち、成形力が強くなって材料が山形突起１１と成形金型２の座面２ａ周縁部の斜面に衝突しても、該斜面に形成された複数の溝１３に材料が順次衝突して衝撃エネルギーが成形の進行と共に段階的に吸収されるため、材料の跳ね返り現象の発生が効果的に抑えられて図３に示すような座面部ＷＢが高精度に成形される。
【００７１】
＜実施の形態５＞
次に、本発明の実施の形態５を図１３及び図１４に基づいて説明する。
【００７２】
図１３は本発明の実施の形態５に係る成形型の溝部分の斜視図、図１４は図１３のＥ−Ｅ線断面図であり、本実施の形態は、薄板３に溝部ＷＡを形成するため、成形金型２の溝２ｂの溝底部２ｃに溝２ｂの深さより低いビード状突起１２を配置するとともに、溝２ｂの周縁部の斜面に複数の溝１３を形成したことを特徴としている。
【００７３】
ところで、成形金型２の溝２ｂが広い場合（溝幅が溝深さの３倍より大きい場合）には、溝底部２ｃにて材料の跳ね返り現象が発生する可能性がある。
【００７４】
然るに、本実施の形態では、成形金型２の溝底部２ｃに溝２ｂの深さより低いビード状突起１２を配置したため、成形途中の溝２ｂ内の材料が溝底部２ｃよりも先にビード状突起１２に衝突する。そして、衝突した材料はビード状突起１２により塑性変形して運動エネルギーが吸収されるため、材料の跳ね返りが抑えられて薄板３に所望の形状の溝ＷＡを高精度に形成することができる。
【００７５】
尚、本実施の形態では、成形金型２の溝底部２ｃに溝２ｂの深さより低いビード状突起１２を配置したが、ビード状突起１２に代えて溝２ｂの深さより低い連続する山形突起を配置しても良い。
【００７６】
又、本実施の形態で成形されたプレート式熱交換器の熱交換プレートは表面積が増えるために実施の形態３と同様に熱交換効率が高められるという効果が得られる。
【００７７】
尚、本発明に係る電磁成形装置によって成形される薄板の用途は、燃料電池用金属セパレータ又はプレート式熱交換器用の熱交換プレートのみに限定される訳ではなく、座面形状又は溝形状を備えた金属製薄板を複数積層し、薄板間に流体を流して使用される流体機器用金属製薄板全般に広げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る電磁成形装置の断面図（図２のＡ−Ａ線断面図）である。
【図２】本発明に係る電磁成形装置の固定部材を外した状態の平面図である。
【図３】本発明に係る電磁成形装置によって成形された燃料電池用金属セパレータの部分斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る成形型の座面部分の斜視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例に係る成形型の座面部分の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る成形型の座面部分の斜視図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る成形型の座面部分の斜視図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の変形例に係る成形型の座面部分の斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る成形型の座面部分の斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る成形型の溝部分の斜視図である。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ線断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１        電磁成形装置
２        成形金型
２Ａ      成形金型の成形部
２Ｂ      成形金型の周辺部
２ａ      成形金型の座面
２ｂ      成形金型の溝
２ｃ      成形金型の溝底部
３        薄板
４        ワンターンコイル（成形コイル）
４Ａ      ワンターンコイルの電流集中部
４Ｂ      ワンターンコイルのリターン部
４ａ      ワンターンコイルのスリット
５        固定部材
６        耐熱シート
７        絶縁シート
８        コンデンサ
９        放電ギャップスイッチ
１０      直流高圧電源（電源手段）
１１      山形突起
１２      ビード状突起
１３      溝
１４      山形突起
Ｗ        燃料電池用金属セパレータ
ＷＡ      燃料電池用金属セパレータの溝部
ＷＢ      燃料電池用金属セパレータの座面部
Ｗａ      座面部の凹部
Ｗｂ      座面部の孔
ｄ        成形金型の座面深さ
ｈ        山形突起の高さ
Ｐ        山形突起の間隔
α        山形突起の斜面角度
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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