JP2010089126A - Apparatus for manufacturing expand metal for fuel cell - Google Patents
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Abstract
【課題】平板材料にメッシュを成型する金型の磨耗の進行を防ぎ、金型によって成型されるメッシュの形状精度を安定させる。
【解決手段】ダイ34と、ダイ34に対しFD方向下流に隣接する下受刃38と、下受刃38と対をなす上刃40とを含む金型50と、クリアランス保持手段52とを備え、上刃40と下受刃38の切削部との間に、TD方向の全体にわたり、型締め状態で所定のクリアランスSが与えられる。従って、平板材料42を送りながら金型50によって一段づつ切れ込みを入れることによってメッシュ22が成形される際に、上刃40と下受刃38とが、直接的にあるいは平板材料42を介して衝突することがなく、上刃40と下受刃38との磨耗の進行が抑えられる。
【選択図】図1An object of the present invention is to prevent the progress of wear of a mold for molding a mesh on a flat plate material and to stabilize the shape accuracy of the mesh molded by the mold.
SOLUTION: A die 50, a die 50 including a lower receiving blade 38 adjacent downstream of the die 34 in the FD direction, an upper blade 40 paired with the lower receiving blade 38, and a clearance holding means 52 are provided. A predetermined clearance S is given between the upper blade 40 and the cutting portion of the lower receiving blade 38 in the mold clamping state over the entire TD direction. Therefore, when the mesh 22 is formed by making a notch step by step with the mold 50 while feeding the flat plate material 42, the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 collide directly or via the flat plate material 42. The progress of wear between the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 is suppressed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、燃料電池に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell.
燃料電池は、複数種類のセル構成部材が積層されることによって、最小単位であるセル(単セル)が構成され、なおかつ、セルが複数枚積層されたスタック構造となることで、必要な電圧が確保されるものである。かかるスタック構造において、各セルの最外層に位置してスタック内の各セルを区分けする部材として、板状の部品であるセパレータが用いられている。又、セパレータは、アノード側に燃料ガスをカソード側に酸化剤を各々供給する機能、セルで発電された電気の導電機能、セル内で発生する生成水の排出を行う機能等、様々な役目を担っている。 A fuel cell has a stack structure in which a plurality of types of cell constituent members are stacked to form a minimum unit cell (single cell) and a plurality of cells are stacked. It is ensured. In such a stack structure, a separator, which is a plate-like component, is used as a member that is positioned in the outermost layer of each cell and separates each cell in the stack. The separator has various functions such as a function of supplying fuel gas to the anode side and an oxidizing agent to the cathode side, a function of conducting electricity generated by the cell, and a function of discharging generated water generated in the cell. I'm in charge.
さて、図9には、固体高分子型燃料電池のセル構造の一例が示されている。このセル10は、膜・電極接合体12(Membrane Electrode Assembly:以下、「MEA」という。)がセル10の厚み方向の中心部に配置され、その両面に、ガス拡散層14(アノード側/カソード側のガス拡散層14A、14C)、ガス流路16(アノード側/カソード側のガス流路16A、16C)、セパレータ18(アノード側/カソード側のセパレータ18A、18C)が夫々配置された構造となっている。なお、MEA12とガス拡散層14とが一体となった膜電極ガス拡散層接合体(MEGA:Membrane Electrode &Gas Diffusion
Layer Assembly)が用いられる例もある。
そして、図9のようにガス流路16がセパレータ18と別体構造をなすセル10構造においては、ガス流路16を形成する構造物として、例えばエキスパンドメタルが用いられることで、上述の如きセパレータの機能を分担、保持している(例えば、特許文献1参照)。
Now, FIG. 9 shows an example of a cell structure of a polymer electrolyte fuel cell. In this cell 10, a membrane / electrode assembly 12 (hereinafter referred to as “MEA”) is disposed at the center of the cell 10 in the thickness direction, and a gas diffusion layer 14 (anode side / cathode) is formed on both surfaces of the cell 10. Side gas diffusion layers 14A, 14C), gas passages 16 (anode side / cathode side gas passages 16A, 16C), and separators 18 (anode side / cathode side separators 18A, 18C), respectively. It has become. A membrane electrode gas diffusion layer assembly (MEGA: Membrane Electrode & Gas Diffusion) in which the MEA 12 and the gas diffusion layer 14 are integrated.
In some cases, Layer Assembly is used.
In the cell 10 structure in which the gas flow path 16 forms a separate structure from the separator 18 as shown in FIG. 9, for example, an expanded metal is used as the structure forming the gas flow path 16, so that the separator as described above is used. (See, for example, Patent Document 1).
セル10のガス流路16を形成する構造物として用いられるエキスパンドメタル20は、例えば、図10に示されるような亀甲形のメッシュ22が、いわゆる千鳥配置された連続構造をなしている。このエキスパンドメタル20は、平板材料を送りながら金型によって一段づつ切れ込みを入れることによってメッシュ22が成形されるという製造手順(後述する)に起因して、各メッシュ22が、材料送り方向〔(Materials)Forwarding Direction:以下、本説明において「FD方向」ともいう。〕に、階段状に連なった構造となっている。
そして、図9に示されたセル10において、エキスパンドメタル20は、図11に示されるようにメッシュ22がガス拡散層14とセパレータ18との間に傾斜面を構成するようにして配置されることで、千鳥配置されたメッシュ22と、ガス拡散層14表面及びセパレータ18表面との間に、図11に斜線部で示される三角形状の空間24が、千鳥状に構成される。従って、ガス流路16を流れるガスは、千鳥状に配置された三角形状の空間24を順に伝ってFD方向へと流れ、この際、ガス流GFは図10に示されるように、FD方向と直交する方向〔Transverse Direction又はTool Direction:以下、本説明において「ツール送り方向」又は「TD方向」ともいう。〕に揺動し、ターンを繰り返す態様の流れが形成される。
The expanded metal 20 used as a structure forming the gas flow path 16 of the cell 10 has a continuous structure in which, for example, a turtle shell-shaped mesh 22 as shown in FIG. This expanded metal 20 is produced by a manufacturing procedure (described later) in which meshes 22 are formed by cutting one step at a time while feeding a flat plate material. ) Forwarding Direction: Hereinafter, also referred to as “FD direction” in this description. ], It has a structure connected in a staircase pattern.
In the cell 10 shown in FIG. 9, the expanded metal 20 is arranged so that the mesh 22 forms an inclined surface between the gas diffusion layer 14 and the separator 18 as shown in FIG. Thus, between the meshes 22 arranged in a staggered manner, and the surfaces of the gas diffusion layer 14 and the separator 18, triangular spaces 24 indicated by hatched portions in FIG. 11 are configured in a staggered manner. Therefore, the gas flowing through the gas flow path 16 sequentially flows in the FD direction through the triangular spaces 24 arranged in a staggered manner, and at this time, the gas flow GF is changed to the FD direction as shown in FIG. The direction orthogonal [Transverse Direction or Tool Direction: hereinafter, also referred to as “tool feed direction” or “TD direction”. ] To form a flow that repeats the turn.
従って、メッシュ22の形状の精度は、ガス流路24の圧損の増大等の不具合と関係す
るものであり、燃料電池セルの発電性能にも影響を与えるものである。しかしながら、平板材料にメッシュ22を成型する金型の磨耗が進行すると、メッシュ22の形状が崩れ、又は、メッシュ22の端部にバリが生じるといった不具合が生じる。その結果、ガス流路16を流れるガスの圧損上昇や、セル内で電気化学反応が生じる際にカソード側電極に発生する生成水の滞留が生じ、排水性が悪化し(その結果、流路断面積の減少とそれに伴うガス圧損の上昇を来す。)、燃料電池の性能低下を招くこととなる。
Therefore, the accuracy of the shape of the mesh 22 is related to problems such as an increase in the pressure loss of the gas flow path 24, and affects the power generation performance of the fuel cell. However, when wear of the mold for forming the mesh 22 on the flat plate material proceeds, there is a problem that the shape of the mesh 22 collapses or burrs occur at the end of the mesh 22. As a result, the pressure loss of the gas flowing through the gas flow path 16 increases, and the generated water stays at the cathode side electrode when an electrochemical reaction occurs in the cell, and the drainage performance deteriorates (as a result, the flow path is cut off). This results in a decrease in area and a corresponding increase in gas pressure loss.) This leads to a decrease in fuel cell performance.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、平板材料にメッシュを成型する金型の磨耗の進行を防ぎ、金型によって成型されるメッシュの形状精度を安定させることで、燃料電池の性能の安定化を図るものである。又、金型のメンテナンスコストを削減して、燃料電池用エキスパンドメタルの製造コストの上昇を抑えることにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to prevent the progress of wear of a mold for molding a mesh on a flat plate material and to stabilize the shape accuracy of the mesh molded by the mold. Thus, the performance of the fuel cell is stabilized. Another object of the present invention is to reduce mold maintenance costs and suppress an increase in manufacturing cost of expanded metal for fuel cells.
(発明の態様)
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(Aspect of the Invention)
The following aspects of the present invention exemplify the configuration of the present invention, and will be described separately for easy understanding of various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention, and some of the components of each section are replaced, deleted, or further while referring to the best mode for carrying out the invention. Those to which the above components are added can also be included in the technical scope of the present invention.
(1)セル内部にガス流路を形成するために、燃料電池のセル構成部材間に配置されるエキスパンドメタルの製造装置であって、材料送り手段と、該材料送り手段により送り込まれる平板材料に対し千鳥状に並ぶ切込みを複数成形し、各切込みを押し広げて所定形状の切り起しを成形するための金型を備え、該金型は、ダイと、該ダイに対し平板材料の送り方向下流に隣接する下受刃と、該下受刃と対をなす上刃とを含み、なおかつ、前記上刃と前記下受刃との間に、平板材料の送り方向と直交する方向の全体にわたり、型締め状態で所定のクリアランスを与えるクリアランス保持手段を備える燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置(請求項1)。
本項に記載の燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置は、ダイと、該ダイに対し平板材料の送り方向下流に隣接する下受刃と、下受刃と対をなす上刃とを含む金型と、クリアランス保持手段とを備えることにより、上刃と下受刃との間に、平板材料の送り方向と直交する方向の全体にわたり、型締め状態で所定のクリアランスが与えられる。従って、平板材料を送りながら金型によって一段づつ切れ込みを入れることによってメッシュが成形される際に、上刃及び下受刃の切削部が、直接的にあるいは平板材料を介して衝突することがなく、上刃と下受刃との磨耗の進行が抑えられる。
(1) An expanded metal manufacturing apparatus disposed between cell constituent members of a fuel cell in order to form a gas flow path inside a cell, comprising a material feeding means and a flat plate material fed by the material feeding means A plurality of cuts arranged in a staggered pattern are formed, and each die is provided with a mold for forming a cut and raised in a predetermined shape by expanding the cut, and the mold includes a die and a feed direction of the flat plate material with respect to the die A lower receiving blade adjacent to the downstream and an upper blade that forms a pair with the lower receiving blade, and between the upper blade and the lower receiving blade, over the entire direction perpendicular to the feed direction of the flat plate material. An apparatus for manufacturing an expanded metal for a fuel cell, comprising clearance holding means for providing a predetermined clearance in a mold-clamped state (Claim 1).
An apparatus for producing an expanded metal for a fuel cell according to the present section includes a die, a lower receiving blade adjacent to the die downstream in the feed direction of the flat plate material, and an upper blade that is paired with the lower receiving blade. By providing the clearance holding means, a predetermined clearance is given between the upper blade and the lower receiving blade in a mold-clamped state over the entire direction perpendicular to the feeding direction of the flat plate material. Therefore, when the mesh is formed by cutting one step at a time while feeding the flat plate material, the cutting parts of the upper blade and the lower receiving blade do not collide directly or via the flat plate material. The progress of wear between the upper blade and the lower receiving blade is suppressed.
(2)上記(1)項において、前記クリアランス保持手段は、前記上刃の下死点調整用位置決め部材と、該下死点調整用位置決め部材を手掛かりに前記上刃の下死点を調整するための、前記上刃に設けられた突起部とが含まれる燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置(請求項2)。
本項に記載の燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置は、クリアランス保持手段に、上刃の下死点調整用位置決め部材と、該下死点調整用位置決め部材を手掛かりに上刃の下死点を調整するための、上刃に設けられた突起部とが含まれることで、平板材料を送りながら金型によって一段づつ切れ込みを入れることによってメッシュが成形される際に、上刃及び下受刃の切削部が、直接的にあるいは平板材料を介して衝突することがなく、上刃と下受刃との磨耗の進行が抑えられるものである。
(2) In the above item (1), the clearance holding means adjusts the bottom dead center adjustment positioning member of the upper blade and the bottom dead center of the upper blade by using the positioning member for bottom dead center adjustment. An apparatus for manufacturing an expanded metal for a fuel cell, including a protrusion provided on the upper blade.
The apparatus for manufacturing an expanded metal for a fuel cell described in this section provides the clearance holding means with the bottom dead center adjustment positioning member of the upper blade and the bottom dead center of the upper blade as a clue to the positioning member for bottom dead center adjustment. When the mesh is formed by cutting one step at a time with the mold while feeding the flat plate material by including the protrusions provided on the upper blade for adjustment, the upper blade and the lower receiving blade The cutting part does not collide directly or via the flat plate material, and the progress of wear between the upper blade and the lower blade is suppressed.
(3)上記(2)項において、前記上刃の下死点調整用位置決め部材は、前記上刃の材料送り方向上流側に配置され前記ダイと共に平板材料を挟持するパッドである燃料電池用
エキスパンドメタルの製造装置(請求項3)。
本項に記載の燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置は、上刃の材料送り方向上流側に配置されダイと共に平板材料を挟持するパッドに対し、上刃に設けられた突起部が、平板材料の送り方向と直交する方向の全体にわたり当接する。従って、平板材料を送りながら金型によって一段づつ切れ込みを入れることによってメッシュが成形される際に、上刃及び下受刃の切削部が、平板材料の送り方向と直交する方向の全体にわたり、直接的にあるいは平板材料を介して衝突することがなく、上刃と下受刃との磨耗の進行が抑えられる。
(3) In the above item (2), the bottom dead center adjusting positioning member for the upper blade is a pad that is disposed on the upstream side in the material feeding direction of the upper blade and sandwiches the flat plate material together with the die. Metal manufacturing apparatus (Claim 3).
The apparatus for manufacturing expanded metal for a fuel cell described in this section is configured such that the protrusion provided on the upper blade is made of a flat plate material with respect to a pad that is disposed upstream of the upper blade in the material feeding direction and sandwiches the flat plate material together with the die. It abuts over the entire direction orthogonal to the feed direction. Therefore, when the mesh is formed by making a notch step by step with the mold while feeding the flat plate material, the cutting part of the upper blade and the lower receiving blade is directly over the entire direction perpendicular to the feed direction of the flat plate material. Thus, there is no collision through the flat plate material, and the progress of wear between the upper blade and the lower receiving blade can be suppressed.
(4)上記(2)項において、前記上刃の下死点調整用位置決め部材は、前記上刃の突起部が平板材料の送り方向と直交する方向の全体にわたり当接する、前記金型を駆動する成型機に固定された位置決めブロックである燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置(請求項4)。
本項に記載の燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置は、金型を駆動する成型機に固定された位置決めブロックに、上刃の突起部が平板材料の送り方向と直交する方向の全体にわたり当接する。従って、平板材料を送りながら金型によって一段づつ切れ込みを入れることによってメッシュが成形される際に、上刃及び下受刃の切削部が、平板材料の送り方向と直交する方向の全体にわたり、直接的にあるいは平板材料を介して衝突することがなく、上刃と下受刃との磨耗の進行が抑えられる。
(4) In the above item (2), the positioning member for adjusting the bottom dead center of the upper blade drives the mold, in which the protrusion of the upper blade abuts over the entire direction perpendicular to the feed direction of the flat plate material. An apparatus for producing expanded metal for fuel cells, which is a positioning block fixed to a molding machine.
In the expanded metal manufacturing apparatus for a fuel cell described in this section, the protrusion of the upper blade is in contact with the positioning block fixed to the molding machine that drives the mold over the entire direction perpendicular to the feed direction of the flat plate material. . Therefore, when the mesh is formed by making a notch step by step with the mold while feeding the flat plate material, the cutting part of the upper blade and the lower receiving blade is directly over the entire direction perpendicular to the feed direction of the flat plate material. Thus, there is no collision through the flat plate material, and the progress of wear between the upper blade and the lower receiving blade can be suppressed.
(5)上記(2)から(4)項において、前記上刃に設けられた突起部は、前記上刃の下死点調整用位置決め部材の表面に対し、直接的に若しくはシムを介して当接することで、前記上刃の下死点を調整することが可能な形状を有している燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置(請求項5)。
本項に記載の燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置は、上刃に設けられた突起部が、前記上刃の下死点調整用位置決め部材の表面に対し、直接的に若しくはシムを介して当接することで、シムの有無又はシムの厚みを変更することにより、上刃の下死点を調整するものである。
(5) In the above items (2) to (4), the protrusion provided on the upper blade contacts the surface of the bottom dead center adjustment positioning member of the upper blade directly or through a shim. An apparatus for manufacturing an expanded metal for a fuel cell, having a shape capable of adjusting the bottom dead center of the upper blade by contacting the fuel cell (Claim 5).
In the apparatus for manufacturing an expanded metal for a fuel cell described in this section, the protrusion provided on the upper blade contacts the surface of the positioning member for adjusting the bottom dead center of the upper blade directly or through a shim. By touching, the bottom dead center of the upper blade is adjusted by changing the presence or absence of the shim or the thickness of the shim.
本発明はこのように構成したので、平板材料にメッシュを成型する金型の磨耗の進行を防ぎ、金型によって成型されるメッシュの形状精度を安定させることで、燃料電池の性能の安定化を図ることができる。又、金型のメンテナンスコストを削減して、燃料電池用エキスパンドメタルの製造コストの上昇を抑えることが可能となる。 Since the present invention is configured as described above, the progress of wear of the mold for forming the mesh on the flat plate material is prevented, and the shape accuracy of the mesh formed by the mold is stabilized, thereby stabilizing the performance of the fuel cell. Can be planned. In addition, it is possible to reduce the mold maintenance cost and suppress the increase in the manufacturing cost of the expanded metal for fuel cells.
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略する。
まず、本発明を実施するための最良の形態を説明するにあたり、予め、図8を参照しながらエキスパンドメタルの各部名称を明らかにする。エキスパンドメタルは、一般的には、既に説明した亀甲形のメッシュ22(図10、図8(c)参照)や、図8(a)に示されるような、菱形のメッシュ26が、いわゆる千鳥配置された連続構造をなしている。そして、メッシュの交差部をボンド部BO、メッシュのボンド部BO間をつなぐ部分をストランド部STという。又、ボンド部BOのTD方向の長さをボンド長さBOl、ストランド部STの厚みを刻み幅(送り幅)Wという。図中、符号tは素材の板厚、符号Dはエキスパンドメタルの全厚であり、この全厚Dが、セル構成部材間に配置された状態における、エキスパンドメタルの厚みとなる。なお、図8には、併せてFD方向(材料送り方向)、TD方向(ツール送り方向)及びWD方向(メッシュの刻み幅方向)を示している。
各部名称から明らかなように、亀甲形のメッシュ22は、ボンド部BOのボンド長さBOlの長いメッシュ形状であり、菱形のメッシュ26は、ボンド部BOのボンド長さBO
lの短いメッシュ形状である。そして、菱形のメッシュ26のFD方向断面形状(A−A断面形状)と、亀甲形のメッシュ22のFD方向断面形状(A’−A’断面図)とは同一であることから、図8(b)に両者のFD方向断面形状を示している。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Detailed description of the same or corresponding parts as those of the prior art will be omitted.
First, in describing the best mode for carrying out the present invention, names of each part of the expanded metal will be clarified in advance with reference to FIG. The expanded metal generally has a so-called staggered arrangement of the turtle shell-shaped mesh 22 described above (see FIGS. 10 and 8C) and the diamond-shaped mesh 26 as shown in FIG. 8A. It has a continuous structure. The crossing portion of the mesh is referred to as a bond portion BO, and the portion connecting the mesh bond portions BO is referred to as a strand portion ST. Further, the length of the bond portion BO in the TD direction is referred to as a bond length BOl, and the thickness of the strand portion ST is referred to as a step width (feed width) W. In the figure, the symbol t is the thickness of the material, and the symbol D is the total thickness of the expanded metal. The total thickness D is the thickness of the expanded metal in a state where it is disposed between the cell constituent members. FIG. 8 also shows the FD direction (material feed direction), the TD direction (tool feed direction), and the WD direction (mesh width direction).
As is clear from the names of the respective parts, the turtle shell-shaped mesh 22 has a long mesh shape with a bond length BO1 of the bond portion BO, and the diamond-shaped mesh 26 has a bond length BO of the bond portion BO.
It is a short mesh shape of l. And since the FD direction cross-sectional shape (AA cross-sectional shape) of the rhombus mesh 26 and the FD cross-sectional shape (A'-A 'cross-sectional view) of the turtle shell-shaped mesh 22 are the same, FIG. The cross-sectional shape of both of them is shown in b).
続いて、図1〜図7を参照しながら、エキスパンドメタル28の製造手順を説明する。
エキスパンドメタル28の製造金型は、図5、図6に示されるダイ34、パッド36、下受刃38及び上刃40を含む金型50を備えている。ここで、下受刃38及び上刃40は、いずれもTD方向(FD方向と直交する方向)にシフトし、かつ、上刃40のみWD方向(上下方向)に昇降するように駆動されるものである。又、上刃40の下面には、所定形状の突起40aがTD方向に一定間隔を空けて形成され、下受刃38の上面にも、上刃40の所定形状の突起40aと噛合うように一定間隔を空けて、台形状突起38aが形成されている。本例では、亀甲形のメッシュ22(図10、図8(c)参照)を成形する金型を例示していることから、上刃40aの所定形状の突起40aは台形状の突起である。一方、下受刃38の所定形状の突起38aは、必ずしも台形状である必要は無く、図1(a)に示されるように、矩形の突起であっても良い。
Then, the manufacturing procedure of the expanded metal 28 is demonstrated, referring FIGS.
The manufacturing mold of the expanded metal 28 includes a mold 50 including a die 34, a pad 36, a lower receiving blade 38 and an upper blade 40 shown in FIGS. 5 and 6. Here, the lower receiving blade 38 and the upper blade 40 are both driven to shift in the TD direction (direction orthogonal to the FD direction) and to move up and down only in the WD direction (vertical direction). It is. In addition, protrusions 40a having a predetermined shape are formed on the lower surface of the upper blade 40 at regular intervals in the TD direction, and the upper surface of the lower blade 38 is engaged with the protrusion 40a having a predetermined shape on the upper blade 40. Trapezoidal protrusions 38a are formed at regular intervals. In this example, a mold for forming the turtle shell-shaped mesh 22 (see FIGS. 10 and 8C) is illustrated, so that the protrusion 40a having a predetermined shape of the upper blade 40a is a trapezoidal protrusion. On the other hand, the protrusion 38a having a predetermined shape of the lower receiving blade 38 does not necessarily have a trapezoidal shape, and may be a rectangular protrusion as shown in FIG.
平板材料42は、図5に示されるように、ローラ39を備えた材料送り手段によって、所定の刻み幅W(図8(b)参照)で金型へと送り込まれ、この平板材料42の送り込みのタイミングに合わせて、パッド36は、平板材料42が通過可能となるようWD方向に昇降する。そして、図6に示されるように、ダイ34とパッド36により平板材料42が挟持された状態で、上刃40及び下受刃38が開閉し、上刃40の所定形状の突起40aとダイ34とによって、平板材料42は一定間隔に部分的にせん断され、かつ、下方向に突出する所定形状(台形状)の切り起しが成形される。この際、せん断されずに残る部分は、下受刃38aの所定形状の突起38aに支えられ、不要な変形が抑えられる。 As shown in FIG. 5, the flat plate material 42 is fed into the mold with a predetermined step width W (see FIG. 8B) by the material feed means including the roller 39, and the flat plate material 42 is fed in. The pad 36 moves up and down in the WD direction so that the flat plate material 42 can pass through. As shown in FIG. 6, the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 open and close in a state where the flat plate material 42 is sandwiched between the die 34 and the pad 36, and the projection 40 a having a predetermined shape of the upper blade 40 and the die 34. Thus, the flat plate material 42 is partially sheared at regular intervals, and a predetermined shape (trapezoidal) cut and raised protruding downward is formed. At this time, the portion that remains without being sheared is supported by the protrusion 38a having a predetermined shape of the lower receiving blade 38a, and unnecessary deformation is suppressed.
そして、上刃40及び下受刃38の上昇の都度、上刃40及び下受刃38がTD方向にシフトすることで、台形状の切り起し42aが千鳥状に一段づつ成形され、階段状のメッシュ22を有するラスカットメタル28’が成形されるものである。
その後、階段状のメッシュを有するラスカットメタル28’が、図7に示される圧延ローラ43によって圧延されることにより、必要な全厚D(図8(b)参照)のエキスパンドメタル28が成形される。
Each time the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 are raised, the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 are shifted in the TD direction, so that the trapezoidal cut and raised portions 42a are formed step by step in a staggered manner. A lath cut metal 28 'having a mesh 22 is formed.
Thereafter, the lath-cut metal 28 ′ having a stepped mesh is rolled by the rolling roller 43 shown in FIG. 7, thereby forming the expanded metal 28 having a necessary full thickness D (see FIG. 8B). .
更に、本発明の実施の形態に係る燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置は、金型50に、図1に示されるような特徴を備えている。すなわち、上刃40と下受刃38との間に、FD方向と直交する方向(TD方向)の全体にわたり、型締め状態で所定のクリアランスを与えるためのクリアランス保持手段52を備えるものである。図1の例では、クリアランス保持手段52は、上刃40の下死点調整用位置決め部材としても機能するパッド36と、パッド36を手掛かりに上刃40の下死点を調整するための、上刃40に設けられた突起部40bとが含まれるものである。
図2に示されるように、上刃40の突起40bは、上刃40のFD方向上流側にて、パッド36の上面へと覆い被さるようにして突出するように、形成されている。なお、パッド36は、ダイ34のTD方向の全体に渡って設けられており、上刃40の突起40bも、ダイ34のTD方向の全体に渡って設けられている。図示の例では、突起40bは上刃40と一体に形成されているが、別体構造であっても良い。そして、必要に応じ、パッド36の上面と、上刃40の突起40bとの間には、シム54が配置される。シム54は、パッド36の上面又は上刃40の突起40bに、ねじ止め等適切な固定手段によって固定されるものであり、上刃40の下死点調整の自由度を高めるために、様々な厚みのものが用意されることが望ましい。
Further, the fuel cell expanded metal manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention includes the mold 50 as shown in FIG. That is, a clearance holding means 52 is provided between the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 to provide a predetermined clearance in a mold-clamped state over the entire direction (TD direction) orthogonal to the FD direction. In the example of FIG. 1, the clearance holding means 52 includes a pad 36 that also functions as a bottom dead center adjustment positioning member for the upper blade 40, and an upper blade for adjusting the bottom dead center of the upper blade 40 using the pad 36 as a clue. The protrusion 40b provided in the blade 40 is included.
As shown in FIG. 2, the protrusion 40 b of the upper blade 40 is formed to protrude so as to cover the upper surface of the pad 36 on the upstream side of the upper blade 40 in the FD direction. Note that the pad 36 is provided over the entire TD direction of the die 34, and the protrusion 40 b of the upper blade 40 is also provided over the entire TD direction of the die 34. In the illustrated example, the protrusion 40b is formed integrally with the upper blade 40, but may have a separate structure. A shim 54 is disposed between the upper surface of the pad 36 and the protrusion 40b of the upper blade 40 as necessary. The shim 54 is fixed to the upper surface of the pad 36 or the protrusion 40b of the upper blade 40 by an appropriate fixing means such as screwing. It is desirable to prepare a thickness.
そして、上刃40と下受刃38の切削部が衝突しないように、具体的には、上刃40の
下死点において、上刃40の切込み深さvに対し、上刃40の突起部40aが下受刃38の一般部(谷部)38bに直接的に当接せず、なおかつ、下受刃38の突起部38aが上刃の一般部(谷部)40cと直接当接しないよう、上刃40の切込み深さv、上刃40の突起部40aの高さc、及び、下受刃38の突起部38aの高さdの関係が、c>vかつd>vとなるように、各部寸法が設定されている。なお、パッド36の高さをa、シム54の厚みをuとすると、上刃40の突起部40aの下面から上刃40の突起40bの下面までの距離bは、b=u+a+vの関係が成り立つ。加えて、メッシュ22のボンド長さBOlに対し、下受刃38の突起部38aの幅38lが小さく(38l<BOl)なるように、形成されている。
従って、図3にも模式的に示されるように、型開き状態の上刃40(図3(a))が型締めされると(図3(b))、パッド36及び上刃40の突起40b(必要に応じてシム54)が接触して(符号P参照)上刃40の下死点が定められ、上刃40と下受刃38との間には、符号Sで示される隙間が形成される。なお、各部寸法値の一例として、a=9.65mm、b=10mm、c=0.4mm、d=0.4mm、u=0.05mm、v=0.3mm、BOl=0.5mm、38l=0.48mmとなっている。
In order to prevent the cutting portion of the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 from colliding, specifically, at the bottom dead center of the upper blade 40, the protrusion of the upper blade 40 with respect to the cutting depth v of the upper blade 40. 40a does not directly contact the general part (valley part) 38b of the lower receiving blade 38, and the protrusion 38a of the lower receiving blade 38 does not directly contact the general part (valley part) 40c of the upper blade. The relationship between the cutting depth v of the upper blade 40, the height c of the protrusion 40a of the upper blade 40, and the height d of the protrusion 38a of the lower blade 38 is such that c> v and d> v. The dimensions of each part are set. When the height of the pad 36 is a and the thickness of the shim 54 is u, the distance b from the lower surface of the protrusion 40a of the upper blade 40 to the lower surface of the protrusion 40b of the upper blade 40 satisfies the relationship b = u + a + v. . In addition, the width 38l of the projection 38a of the lower receiving blade 38 is smaller than the bond length BOl of the mesh 22 (38l <BOl).
Therefore, as schematically shown in FIG. 3, when the upper blade 40 (FIG. 3A) in the mold open state is clamped (FIG. 3B), the protrusions of the pad 36 and the upper blade 40. 40b (the shim 54 if necessary) comes into contact (see symbol P), the bottom dead center of the upper blade 40 is determined, and a gap indicated by symbol S is formed between the upper blade 40 and the lower receiving blade 38. It is formed. In addition, as an example of each part dimension value, a = 9.65mm, b = 10mm, c = 0.4mm, d = 0.4mm, u = 0.05mm, v = 0.3mm, BOl = 0.5mm, 38l = 0.48 mm.
又、パッド36を上刃40の下死点調整用位置決め部材として用いる代わりに、図4に示されるように、金型を駆動する成型機に固定される位置決めブロック56を、上刃40の下死点調整用位置決め部材として用いることも可能である。この場合、上刃40の突起部40bが、上刃40のTD方向の全体にわたり当接するように、位置決めブロック56の突起部56aが、上刃40のTD方向の全体にわたって延設されていることが望ましい。なお、図4の例においても、必要に応じ、パッド36の上面と、上刃40の突起40bとの間には、シム54が配置される。又、各部寸法についても図1で説明した通りであることから詳しい説明を省略するが、寸法aについては、パッド36の下面から、位置決めブロック56の突起部56aの、突起部40bとの当接面までの高さとなる。 Further, instead of using the pad 36 as a positioning member for adjusting the bottom dead center of the upper blade 40, as shown in FIG. 4, a positioning block 56 fixed to a molding machine for driving the mold is provided below the upper blade 40. It can also be used as a positioning member for adjusting the dead point. In this case, the protrusion 56a of the positioning block 56 extends over the entire TD direction of the upper blade 40 so that the protrusion 40b of the upper blade 40 abuts over the entire TD direction of the upper blade 40. Is desirable. Also in the example of FIG. 4, a shim 54 is disposed between the upper surface of the pad 36 and the protrusion 40 b of the upper blade 40 as necessary. Further, since the dimensions of the respective parts are the same as described with reference to FIG. 1, detailed description thereof will be omitted. Regarding the dimension a, the projection 56 a of the positioning block 56 contacts the projection 40 b from the lower surface of the pad 36. It becomes the height to the surface.
さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。即ち、本発明の実施の形態に係る、燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置によれば、ダイ34と、ダイ34に対しFD方向下流に隣接する下受刃38と、下受刃38と対をなす上刃40とを含む金型50と、クリアランス保持手段52とを備えることにより、上刃40と下受刃38の切削部との間に、TD方向の全体にわたり、型締め状態で所定のクリアランスSが与えられる。従って、平板材料42を送りながら金型50によって一段づつ切れ込みを入れることによってメッシュ22が成形される際に、上刃40と下受刃38とが、直接的にあるいは平板材料42を介して衝突することがなく、上刃40と下受刃38との磨耗の進行が抑えられる。
ここで、図1の例では、上刃40のFD方向上流側に配置されダイ34と共に平板材料を挟持するパッド36に対し、上刃40に設けられた突起部40bが、TD方向の全体にわたり当接することで、上記作用効果が得られるものである。又、図4の例では、金型を駆動する成型機に固定された位置決めブロック56に、上刃40の突起部40bがTD方向の全体にわたり当接することで、上記作用効果が得られるものである。
Now, according to the embodiment of the present invention configured as described above, the following operational effects can be obtained. That is, according to the fuel cell expanded metal manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, the die 34, the lower receiving blade 38 adjacent to the die 34 downstream in the FD direction, and the lower receiving blade 38 are paired. By providing the mold 50 including the formed upper blade 40 and the clearance holding means 52, a predetermined mold-clamped state is provided between the upper blade 40 and the cutting portion of the lower receiving blade 38 in the TD direction. A clearance S is given. Therefore, when the mesh 22 is formed by making a notch step by step with the mold 50 while feeding the flat plate material 42, the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 collide directly or via the flat plate material 42. The progress of wear between the upper blade 40 and the lower receiving blade 38 is suppressed.
Here, in the example of FIG. 1, the protrusion 40 b provided on the upper blade 40 extends over the entire TD direction with respect to the pad 36 that is disposed on the upstream side of the upper blade 40 in the FD direction and sandwiches the flat plate material together with the die 34. The above-mentioned effects can be obtained by contacting. In the example of FIG. 4, the above-described effects can be obtained by bringing the protrusion 40 b of the upper blade 40 into contact with the positioning block 56 fixed to the molding machine that drives the mold over the entire TD direction. is there.
しかも、上刃40に設けられた突起部40bが、上刃40の下死点調整用位置決め部材であるパッド36又は位置決めブロック56の表面(上面)に対し、直接的に若しくはシム54を介して当接することで、シム54の有無又はシム54の厚みuを変更することにより、上刃40の下死点を精度良く調整することができる。又、上刃40の突起部40bは、パッド36又は位置決めブロック56の表面(上面)あるいはシム54との接触面の精度と、必要な強度とが確保されていれば、突起部40bの形状に制約は無いため、突起部40bの寸法が磨耗等によって変化しても、突起部40bの研磨あるいはシム54による調整により、上刃40の下死点調整の精度精度を維持することが容易である。 Moreover, the protrusion 40 b provided on the upper blade 40 is directly or via a shim 54 with respect to the surface (upper surface) of the pad 36 or the positioning block 56 that is the bottom dead center adjusting positioning member of the upper blade 40. By making contact, the bottom dead center of the upper blade 40 can be accurately adjusted by changing the presence or absence of the shim 54 or the thickness u of the shim 54. Further, the protrusion 40b of the upper blade 40 has the shape of the protrusion 40b as long as the accuracy of the contact surface with the surface (upper surface) of the pad 36 or the positioning block 56 or the shim 54 and the necessary strength are ensured. Since there is no restriction, even if the size of the protrusion 40b changes due to wear or the like, it is easy to maintain the accuracy of the bottom dead center adjustment of the upper blade 40 by polishing the protrusion 40b or adjusting with the shim 54. .
10:セル、12:MEA、 14、14A、14C:ガス拡散層、 16、16A、16C:ガス流路、 18、18A、18C:セパレータ、22:亀甲形のメッシュ、28:エキスパンドメタル、34:ダイ、36:パッド、38:下受刃、 38a、40a:所定形状の突起、38b:一般部、40:上刃、40b:突起部、42:平板素材、50:金型、52:クリアランス保持手段 10: Cell, 12: MEA, 14, 14A, 14C: Gas diffusion layer, 16, 16A, 16C: Gas flow path, 18, 18A, 18C: Separator, 22: Tortoise shell mesh, 28: Expanded metal, 34: Die, 36: Pad, 38: Lower receiving blade, 38a, 40a: Projection of predetermined shape, 38b: General part, 40: Upper blade, 40b: Projection part, 42: Flat plate material, 50: Mold, 52: Clearance holding means
Claims (5)
材料送り手段と、該材料送り手段により送り込まれる平板材料に対し千鳥状に並ぶ切込みを複数成形し、各切込みを押し広げて所定形状の切り起しを成形するための金型を備え、
該金型は、ダイと、該ダイに対し平板材料の送り方向下流に隣接する下受刃と、該下受刃と対をなす上刃とを含み、なおかつ、前記上刃と前記下受刃との間に、平板材料の送り方向と直交する方向の全体にわたり、型締め状態で所定のクリアランスを与えるクリアランス保持手段を備えることを特徴とする燃料電池用エキスパンドメタルの製造装置。 In order to form a gas flow path inside the cell, an expanded metal manufacturing apparatus disposed between the cell constituent members of the fuel cell,
A material feeding means, a plurality of cuts arranged in a zigzag pattern with respect to the flat plate material fed by the material feeding means, and a mold for forming a cut and raised in a predetermined shape by expanding each notch,
The mold includes a die, a lower receiving blade adjacent to the die downstream in the feed direction of the flat plate material, and an upper blade paired with the lower receiving blade, and the upper blade and the lower receiving blade And a clearance holding means for giving a predetermined clearance in a clamped state over the entire direction perpendicular to the feed direction of the flat plate material.
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|---|---|---|---|---|
| KR101770109B1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-08-22 | 박근숙 | Filters molding apparatus for a vehicle engine cooler |
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2008
- 2008-10-08 JP JP2008261888A patent/JP2010089126A/en active Pending
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