JP2004202806A - 射出成形方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】板状体の両面に成形層を成形したセパレータなどの製造を時間をかけないで製造することができる射出成形方法およびその装置を提供する。
【解決手段】射出成形方法は、第１型４１、第２型４６および第３型４７を準備する工程と、第１型４１と第２型４６とでセパレータ単体１６を挟む工程と、ゲート５２を通じて表側キャビティ５０へシリコーンゴム５９を射出して表側成形層３２を成形する工程と、表側成形層３２が軟らかいうちに第２型４６を第３型４７に交換する工程と、ゲート５２を通じてシリコーンゴム５９を射出する射出圧で表側成形層３２を貫通し、貫通孔３０を介して裏側キャビティ６３へシリコーンゴム５９を充填し、裏側成形層３４を成形する工程とからなる。
【選択図】 図３
【解決手段】射出成形方法は、第１型４１、第２型４６および第３型４７を準備する工程と、第１型４１と第２型４６とでセパレータ単体１６を挟む工程と、ゲート５２を通じて表側キャビティ５０へシリコーンゴム５９を射出して表側成形層３２を成形する工程と、表側成形層３２が軟らかいうちに第２型４６を第３型４７に交換する工程と、ゲート５２を通じてシリコーンゴム５９を射出する射出圧で表側成形層３２を貫通し、貫通孔３０を介して裏側キャビティ６３へシリコーンゴム５９を充填し、裏側成形層３４を成形する工程とからなる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体の両面にシール材などの成形層を成形する射出成形方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池用セパレータは外周部にシリコーンゴム製のシール材が成形されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１―３０９７４６号公報（第３頁、図１）
【０００４】
以上の特許文献１の図１を再掲して、従来の技術を詳しく説明する。
図９は燃料電池用セパレータの外周部にシール材を成形する従来例を示す断面図である。なお、符号は振り直した。
射出成形装置１００を型締めすることにより固定型１０１と可動型１０２との間にセパレータ単体（すなわち、板状体）１０３をインサートするとともに、固定型１０１と可動型１０２とでキャビティ１０４を形成する。
【０００５】
キャビティ１０４に溶融状態のシリコーン樹脂を矢印の如く充填する。これにより、セパレータ単体１０３の表側１０５に表側シール材（すなわち、成形層）１０６を成形するとともに、セパレータ単体１０３の裏側１０７にシール材を流し込んで裏側シール材１０８を成形する。
【０００６】
表側シール材１０６および裏側シール材１０８とでセパレータ単体１０３の外周部１０３ａを被うシール材１０９を構成する。このように、セパレータ単体１０３の外周部１０３ａにシール材１０９を成形することによりセパレータ１１０を得る。
このセパレータ１１０で電解質膜、負極および正極を挟持して燃料電池を組み付ける。この燃料電池内には水素ガス、酸素ガスや生成水が流れるためにセパレータのシール材を良好に成形する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、シール材１０９は薄いシリコーン樹脂製の成形膜であり、溶融状体のシリコーン樹脂をキャビティ１０４に射出した際に、セパレータ単体１０３の表側１０５に表側シール材１０６を成形するとともに、セパレータ単体１０３の裏側１０７に溶融状体のシリコーン樹脂を良好に流し込むためには時間がかかる。このため、セパレータ１１０の製造に時間がかかり、そのことが燃料電池の生産性を上げる妨げになっていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、板状体の両面に成形層を成形したセパレータなどの製造を時間をかけないで製造することができる射出成形方法およびその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、表面から裏面に達する貫通孔を有する板状体に射出成形法により成形層を被せる射出成形方法であって、前記貫通孔に臨ませるゲートおよび板状体の表面に対向する表側キャビティ面を有する第１型と、板状体の裏面を収納する受け面並びに前記貫通孔を塞ぐピンを有する第２型と、板状体の裏面に対向する裏側キャビティ面を有する第３型とを準備する工程と、前記第１型と第２型とで板状体を挟むとともに、第１型の表側キャビティ面および板状体の表面で表側キャビティを形成する工程と、この表側キャビティへ前記ゲートを通じて樹脂などの成形材を射出して、板状体の表面に表側成形層を成形する工程と、前記第２型を第３型に交換することにより、前記貫通孔を開くとともに第３型の裏側キャビティ面および板状体の裏面で表側キャビティを形成する工程と、前記ゲートを通じて成形材を射出する射出圧で表側成形層を貫通し、前記貫通孔を介して前記裏側キャビティへ成形材を充填し、前記板状体の裏面に裏側成形層を成形する工程と、から射出成形方法を構成する。
【００１０】
表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出して表側成形層を成形した後、第２型を第３型に交換する。この状態で、ゲートから成形材を射出することにより、射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティへ成形材を充填して、板状体の裏面に裏側成形層を成形する。
このように、射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティ内に成形材を効率よく導くことができ、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができる。
【００１１】
請求項２は、第１、第２の型を型締めするとともに板状体を挟むことにより板状体の表面と第１型とで表側キャビティを形成し、この表側キャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の表面に表側成形層を成形し、第２型を第３型と交換して第３型と第１型とで板状体を挟むことにより板状体の裏面と第３型とで裏側キャビティを形成し、この裏側キャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の裏面に裏側成形層を成形するように構成した射出成形装置であって、前記第１型に、前記表側キャビティおよび裏側キャビティに成形材を射出するゲートを設けるとともに、このゲートを前記板状体に形成した貫通孔に臨ませ、前記第２型に、板状体の裏面に接触する受け面を設けるとともに、受け面に前記貫通孔に嵌込可能なピンを設け、前記第２型を第３型と交換するために、第２、第３の型を第１型に対向する対向位置と第１型から退避した退避位置とに移動する移動手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
第２型にピンを設け、第１、第２の型で板状体を挟むことによりピンを板状体の貫通孔に嵌込して貫通孔を塞ぐようにした。よって、表側キャビティに樹脂などの成形材を充填する際に、成形材が貫通孔に侵入することを防ぐことができる。これにより、第２型を第３型に交換することで、貫通孔からピンを除去して貫通孔を開けることができる。
【００１３】
また、第１型にゲートを設け、このゲートを貫通孔に臨むように配置した。よって、第１、第３の型を型締めしてゲートから成形材を射出することにより、発生した射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティへ樹脂を効率よく導くことができる。
【００１４】
さらに、板状体に貫通孔を設け、かつゲートを貫通孔に臨ませることで、第１型に一個のゲートを設けるだけの簡単な構成で、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができるので、経済的な射出成形装置を提供することができる。
【００１５】
請求項３は、第３型に、貫通孔の近傍に当接させることで板状体を支える支持突起を設けたことを特徴とする。
【００１６】
第３型に支持突起を設け、この支持突起を貫通孔の近傍に当接させることで、貫通孔近傍の板状体を支えるようにした。よって、板状体のうちの貫通孔近傍の部位に射出圧が作用しても、その部位が変形することを防ぐことができる。
【００１７】
請求項４は、表側成形層および裏側成形層を前記板状体の外縁まで延ばして両層を接続させるように前記表側キャビティ並びに裏側キャビティを形成したことを特徴とする。
【００１８】
表側成形層および裏側成形層をそれぞれ板状体の外縁まで延ばし、外縁において互いに接続させることで、板状体の外縁を成形層で確実に被うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る射出成形装置で成形したセパレータを備えた燃料電池の分解斜視図である。
燃料電池１０は、電解質膜１１の上面１１ａ側と下面１１ｂ側にそれぞれ負極１２と正極１３とを配置し、負極１２に上側のセパレータ１５を重ね合わせるとともに、正極１３に下側のセパレータ１５を重ね合わせたものである。
【００２０】
セパレータ１５は、金属製のセパレータ単体（板状体）１６の外周部１７にシリコーンゴム製のシール材（表側成形層および裏側成形層からなる成形層）１８を備える。
セパレータ単体１６は、外周部１７に水素ガス通路、酸素ガス通路および生成水通路（図示せず）を備える。この外周部１７をシリコーンゴム製のシール材１８で被うことにより、水素ガス通路、酸素ガス通路および生成水通路をシール材１８で被って、水素ガス通路２０・・・、酸素ガス通路２１・・・および生成水通路２２・・・を形成する。
また、シール材１８は、セパレータ１５の中央部１９を囲う突条部２８を一体に形成したものである。
【００２１】
セパレータ単体１６の外周部１７をシール材１８で被うことにより、水素ガス通路２０・・・、酸素ガス通路２１・・・および生成水通路２２・・・をガスや生成水に対して耐食性を備えたものとすることができる。
なお、電解質膜１１は、外周部に水素ガス通路２４・・・、酸素ガス通路２５・・・および生成水通路２６・・・を備える。
【００２２】
この燃料電池１０によれば、水素ガス通路２０・・・，２４・・・を通して水素ガスを矢印Ａの如く供給するとともに、上側のセパレータ１５の中央部１９に向けて矢印Ｂの如く導き、酸素ガス通路２１・・・，２５・・・を通して酸素ガスを矢印Ｃの如く供給するとともに、下側のセパレータ１５の中央部１９に向けて矢印Ｄの如く導くことができる。
【００２３】
これにより、負極１２に含む触媒に水素ガスを接触させるとともに、正極１３に含む触媒に酸素ガスを接触させて電子ｅ−を矢印の如く流して電流を発生させる。
この際に、水素分子と酸素分子とから生成水が生成され、この生成水をセパレータ１５の中央部から矢印Ｅの如く生成水通路２２・・・，２６・・・に導き、生成水通路２２・・・，２６・・・を矢印Ｆの如く流すことができる。
【００２４】
図２は図１の２−２線断面図であり、セパレータ１５の外周部１７の断面を示す。
セパレータ１５は、セパレータ単体１６の外周部１７に貫通孔３０を設け、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層（シール材１８の表面側の部位）３２を成形するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層（シール材１８の裏面側の部位）３４を成形し、貫通孔３０に充填部（シール材１８の一部）３５を充填したものである。
【００２５】
表側成形層３２は、セパレータ単体１６の中央部１９を囲う突条部２８を一体に備えるとともに、図１に示す水素ガス通路２０、酸素ガス通路２１や生成水通路２２などの通路を構成する隆起３６を備える。
また、裏側成形層３４は、貫通孔３０の近傍に凹部３８・・・を備え、凹部３８・・・に埋込部３９（シール材１８と同じ樹脂材）を埋め込んだものである。
【００２６】
図３は本発明に係る射出成形装置を示す概略断面図である。
射出成形装置４０は、上下に矢印の如く昇降可能に設けた第１型４１と、この第１型４１に設けた射出手段４２と、第１型４１の下方に配置した基台４３と、この基台４３のガイドレール４４に沿ってスライダ４５をスライドさせる移動手段４８と、このスライダ４５に取り付けた第２、第３の型４６，４７とからなる。
【００２７】
この移動手段４８は、基台４３に備えたガイドレール４４と、このガイドレール４４に沿って矢印方向にスライド自在に取り付けたスライダ４５と、スライダ４５をガイドレール４４に沿って移動させるエアシリンダなどのアクチュエータ（図示せず）とからなる。
【００２８】
第１型４１は、第２型４６と型締めした際に、セパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５０（図４（ｂ）参照）を形成するとともに、第３型４７と型締めした際にも、セパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５０を形成する表側キャビティ面５１を備える。
【００２９】
射出手段４２は、第１型４１の表側キャビティ面５１に開口するゲート５２を第１型４１に設け、ゲート５２に連通する射出シリンダ５３を備え、射出シリンダ５３内にプランジャ５４を移動自在に配置し、このプランジャ５４をロッド５５を介してピストン５６に連結し、このピストン５６をシリンダ５７内に移動自在に配置する。
【００３０】
また、射出シリンダ５３にはホッパ５８の出口を連通し、ホッパ５８内の樹脂材、すなわち溶融状態のシリコーンゴム（成形材）５９を射出シリンダ５３内に供給することができる。
【００３１】
ホッパ５８内のシリコーンゴム５９、すなわち、溶融状体のシリコーンゴム５９を出口から射出シリンダ５３内に供給した後、ピストン５６を矢印の方向に移動することにより、プランジャ５４を押し出して射出シリンダ５３内のシリコーンゴム５９をゲート５２を通して、表側キャビティ５０（図４（ｂ）に示す）内に射出することができる。
【００３２】
第２型４６は、スライダ４５に取り付けるとともに、第１型４１と型締めした際に、上部にセパレータ単体１６の裏面３３に接触する受け面６０を備えるとともに、受け面６０に貫通孔３０に嵌込するピン６１を備える。
【００３３】
第３型４７は、スライダ４５に取り付け、第１型４１と型締めした際に、セパレータ単体１６の裏面３３とで裏側キャビティ６３（図６（ｂ）参照）を形成する裏側キャビティ面６４を備えるとともに、裏側キャビティ面６４に、貫通孔３０の近傍に当接させることでセパレータ単体１６を支える支持突起６６・・・を備える。
なお、支持突起６６・・・は、２個図示するが、セパレータ単体１６を効率よく支えるために、一例として３個備えることが好ましい。
【００３４】
移動手段４８は、スライダ４５を矢印方向に移動する手段であって、第２、第３の型４６，４７を第１型４１に対向する対向位置Ｐ１と第１型４１から退避した退避位置Ｐ２とに移動することができる。
【００３５】
次に、射出成形装置４０を用いてセパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を成形する射出成形方法について図３〜図８に基づいて説明する。
まず、図３に示す射出成形装置４０、すなわち貫通孔３０に臨ませるゲート５２およびセパレータ単体１６の表面３１を被う表側キャビティ面５１を有する第１型４１と、キャビティは有さずにセパレータ単体１６の裏面３３を収納する受け面６０並びに貫通孔３０を塞ぐピン６１を有する第２型４６と、セパレータ単体１６の裏面３３を被う裏側キャビティ面６４並びにセパレータ単体３０を支える支持突起６６・・・を有する第３型４７とを準備する。
【００３６】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第１説明図である
（ａ）において、移動手段４８でスライダ４５を移動することにより、第２型４６を対向位置Ｐ１にセットして、第２型４６を第１型４１に対向させる。
【００３７】
次に、第２型４６の受け面６０にセパレータ単体１６を収納することにより、受け面６０にセパレータ単体１６の裏面３３を接触させるとともに、貫通孔３０にピン６１を差し込むことにより貫通孔３０をピン６１で塞ぐ。
この状態で、第１型４１を矢印▲１▼の如く下降させることにより、第１、第２の型４１，４６を型締めする。
【００３８】
（ｂ）において、第１型４１と第２型４６とでセパレータ単体１６を挟むことにより、セパレータ単体１６の表面３１と第１型４１の表側キャビティ面５１とで表側キャビティ５０を形成する。
次に、射出手段４２のピストン５６でプランジャ５４を矢印▲２▼の如く移動する。これにより、射出シリンダ５３内の溶融状体のシリコーンゴム５９をゲート５２を通じて矢印▲３▼の如く表側キャビティ５０へ射出する。
【００３９】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第２説明図である
（ａ）において、溶融状体のシリコーンゴム５９を表側キャビティ５０に充填することにより、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を成形する。
ピン６１をセパレータ単体１６の貫通孔３０に嵌込して、貫通孔３０を塞いでいるので、シリコーンゴム５９が貫通孔３０に侵入することを防ぐことができる。
次に、第１型４１を矢印▲４▼の如く移動して型開きする。
【００４０】
（ｂ）において、第１型４１を型開きする際に、セパレータ単体１６を第１型４１と一緒に移動することにより、セパレータ単体１６を第２型４６から離す。これにより、貫通孔３０をピン６１から外して貫通孔３０を開けることができる。
次に、移動手段４８を作動させてスライダ４５を矢印▲５▼の如く移動する。
【００４１】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第３説明図である。
（ａ）において、第３型４７を対向位置Ｐ１にセットして、第３型４７を第１型４１に対向させる。
次に、第１型４１を矢印▲６▼の如く下降させることにより、表側成形層３２が軟らかいうちに第２型を第３型に交換して、第１、第３の型４１，４７を型締めする。
【００４２】
（ｂ）において、第１型４１と第３型４７とでセパレータ単体１６を挟むことにより、セパレータ単体１６の裏面３３と第３型４７の裏側キャビティ面６４とで裏側キャビティ６３を形成する。
同時に、セパレータ単体１６のうちの貫通孔３０近傍の部位に支持突起６６・・・を当接する。
次に、ピストン５６でプランジャ５４を矢印▲７▼の如く移動することにより、射出シリンダ５３内の溶融状態のシリコーンゴム５９をゲート５２から表側成形層３２に向けて矢印の如く射出する。
【００４３】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第４説明図である
（ａ）において、ゲート５２を貫通孔３０に臨むように配置している。よって、溶融状態のシリコーンゴム５９をゲート５２から表側成形層３２に向けて矢印の如く射出することで、軟らかい表側成形層３２に射出圧がかかり、表側成形層３２のうちの貫通孔３０に臨む部位３２ａが延びて貫通孔３０内に入り込む。
このように、表側成形層３２の部位３２ａが延びることにより、部位３２ａが徐々に薄くなる。
【００４４】
（ｂ）において、表側成形層３２の部位３２ａが薄くなることで、その部位３２ａが射出圧で開口する。これにより、ゲート５２から射出したシリコーンゴム５９を貫通孔３０を通じて裏側キャビティ６３まで矢印の如く導くことができる。
【００４５】
この際に、セパレータ単体１６のうちの貫通孔３０の近傍の裏面３３に、支持突起６６・・・を当接させている。これにより、貫通孔３０近傍のセパレータ単体１６を支えることができるので、セパレータ単体１６のうちの貫通孔３０近傍の部位に射出圧が作用しても、その部位が変形することを防ぐことができる。
これにより、セパレータ単体１６が極薄の場合でも、射出成形装置４０を適用することが可能になり、射出成形装置４０の用途の拡大を図ることができる。
【００４６】
（ｃ）において、裏側キャビティ６３まで到達したシリコーンゴム５９を裏側キャビティ６３へ矢印▲８▼の如く導くことができる。
このように、表側成形層３２を射出圧で貫通させ、貫通孔３０を介して裏側キャビティ６３へ溶融状態のシリコーンゴム５９を導くことで、シリコーンゴム５９を裏側キャビティ６３へ効率よく充填することができる。
【００４７】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第５説明図である
（ａ）において、溶融状態のシリコーンゴム５９を裏側キャビティ６３に充填して、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を成形する。同時に、溶融状態のシリコーンゴム５９を貫通孔３０に充填する。
【００４８】
ここで、セパレータ単体１６の外縁１６ａは、第１型４１の表側キャビティ面５１から所定の間隔をおいて配置されるとともに、第２型４７の裏面キャビティ面６４から所定の間隔をおいて配置されている。
よって、第１、第３の型４１，４７を型締めした際に、第１型４１およびセパレータ単体１６で形成する表側キャビティ５０と、第３型４７およびセパレータ単体１６で形成する裏側キャビティ６３とは、セパレータ単体１６の外縁１６ａまで回り込んで、互いに連通している。
これにより、裏側成形層３４をセパレータ単体１６の外縁１６ａまで導いて、セパレータ単体１６の外縁１６ａまで延びている表側成形層３２に接続させることができる。
【００４９】
セパレータ単体１６の外縁１６ａを表側成形層３２および裏側成形層３４、すなわちシール材１８で被うことができるので、セパレータ単体１６に腐食が発生することを防ぐことができる。
セパレータ単体１６を表側成形層３２および裏側成形層３４で被った後、第１型４１を矢印▲９▼の如く移動して型開きする。
【００５０】
（ｂ）において、セパレータ単体１６にシール材１８を被せて得たセパレータ１５を第１、第３型４１，４７から離型する。
この際、支持突起６６・・・をセパレータ単体１６から離すことにより、裏側成形層３４に凹部３８・・・が形成される。
よって、凹部３８・・・に埋込部３９（図２参照）を埋め込むことにより、セパレータ１５の製造工程が完了する。
【００５１】
以上説明したように、本発明に係る射出成形方法によれば、シリコーンゴム５９の射出圧で表側成形層３２を貫通し、貫通孔３０を介して裏側キャビティ６３内にシリコーンゴム５９を効率よく導くことができる。
よって、裏側キャビティ６３内にシリコーンゴム５９を迅速に充填することができるので、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３４に表・裏側の成形層３２，３４、すなわちシール材１８を時間をかけないで成形することができる。
【００５２】
さらに、セパレータ単体１６に貫通孔３０を設け、かつゲート５２を貫通孔３０に臨ませることで、第１型４１に一個のゲート５２を設けるだけの簡単な構成で、上述したようにセパレータ単体１６の表面３１および裏面３４に時間をかけないでシール材１８を成形することが可能になる。
これにより、経済的な射出成形装置４０を提供することができる。
【００５３】
なお、前記実施形態では、成形材としてシリコーンゴム５９を使用する例について説明したが、これに限らないで、その他のゴム材や樹脂材などを成形材として使用することも可能である。
また、前記実施形態では、板状体としてセパレータ単体１６を例に説明したが、板状体はこれに限らないで、その他の板材に適用することも可能である。
【００５４】
さらに、前記実施形態では、第３型４７の裏側キャビティ面６４に、一例として３個の支持突起６６を備えた例について説明したが、支持突起６６の個数は任意に選択することが可能である。
【００５５】
また、前記実施形態では、第１〜第３の型４１，４６，４７を水平に配置し、第１型４１を上下方向に移動して型締め・型開きをおこなう射出成形装置４０に本発明を適用した例について説明したが、これに限らないで、第１〜第３の型４１，４６，４７を垂直に配置し、第１型４１を横方向に水平に移動することで、型締め・型開きをおこなう射出成形装置に適用することも可能である。
【００５６】
さらに、前記実施形態では、第２型４６や第３型４７をスライダ４５に取り付け、スライダ４５をガイドレール４４に沿って移動させて第２型４６や第３型４７を所望位置に移動する例について説明したが、その他の例として、第２型４６や第３型４７を回転板に取り付け、回転板の回転で第２型４６や第３型４７を所望位置に移動することも可能である。
【００５７】
また、前記実施形態では、移動手段４８のアクチュエータとしてエアシリンダを使用する例について説明したが、これに限らないで、油圧シリンダ、ボールねじ、モータなどのその他のアクチュエータを使用することも可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出して表側成形層を成形した後、第２型を第３型に交換する。この状態で、ゲートから成形材を射出することにより、射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティへ成形材を充填して裏側成形層を成形する。
【００５９】
このように、射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティ内に成形材を効率よく導くことができる。よって、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができるので、板状体の表面および裏面にそれぞれ表側成形層および裏側成形層を時間をかけないで成形することができ、生産性を高めることができる。
【００６０】
請求項２は、第２型にピンを設け、第１、第２の型で板状体を挟むことによりピンを板状体の貫通孔に嵌込して貫通孔を塞ぐようにした。よって、表側キャビティに樹脂などの成形材を充填する際に、成形材が貫通孔に侵入することを防ぐことができる。これにより、第２型を第３型に交換することで、貫通孔からピンを除去して貫通孔を開けることができる。
【００６１】
また、第１型にゲートを設け、このゲートを貫通孔に臨むように配置した。よって、第１、第３の型を型締めしてゲートから成形材を射出することにより、発生した射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティへ成形材を効率よく導くことができる。
これにより、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができるので、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができ、生産性を高めることができる。
【００６２】
さらに、板状体に貫通孔を設け、かつゲートを貫通孔に臨ませることで、第１型に一個のゲートを設けるだけの簡単な構成で、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができる。
これにより、経済的な射出成形装置を提供することができ、設備費を抑えることができる。
【００６３】
請求項３は、第３型に支持突起を設け、この支持突起を貫通孔の近傍に当接させることで、貫通孔近傍の板状体を支えるようにした。よって、板状体のうちの貫通孔近傍の部位に射出圧が作用しても、その部位が変形することを防ぐことができる。
これにより、射出成形装置を極薄の板状体に適用することが可能になり、用途の拡大を図ることができる。
【００６４】
請求項４は、表側成形層および裏側成形層をそれぞれ板状体の外縁まで延ばし、外縁において互いに接続させることで、板状体の外縁を成形層で確実に被うことができるので、板状体に腐食が発生することを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形装置で成形したセパレータを備えた燃料電池の分解斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】本発明に係る射出成形装置を示す概略断面図
【図４】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第１説明図
【図５】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第２説明図
【図６】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第３説明図
【図７】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第４説明図
【図８】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第５説明図
【図９】燃料電池用セパレータの外周部にシール材を成形する従来例を示す断面図
【符号の説明】
１５…セパレータ、１６…セパレータ単体（板状体）、１６ａ…セパレータ単体の外縁（板状体の外縁）、１８…シール材（表側成形層および裏側成形層からなる成形層）、３０…貫通孔、３１…表面、３２…表側成形層、３３…裏面、３４…裏側成形層、４０…射出成形装置、４１…第１型、４６…第２型、４７…第３型、４８…移動手段、５０…表側キャビティ、５１…表側キャビティ面、５２…ゲート、５９…溶融状態のシリコーンゴム（成形材）、６０…受け面、６１…ピン、６３…裏側キャビティ、６４…裏側キャビティ面、６６…支持突起、Ｐ１…対向位置、Ｐ２…退避位置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体の両面にシール材などの成形層を成形する射出成形方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池用セパレータは外周部にシリコーンゴム製のシール材が成形されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１―３０９７４６号公報（第３頁、図１）
【０００４】
以上の特許文献１の図１を再掲して、従来の技術を詳しく説明する。
図９は燃料電池用セパレータの外周部にシール材を成形する従来例を示す断面図である。なお、符号は振り直した。
射出成形装置１００を型締めすることにより固定型１０１と可動型１０２との間にセパレータ単体（すなわち、板状体）１０３をインサートするとともに、固定型１０１と可動型１０２とでキャビティ１０４を形成する。
【０００５】
キャビティ１０４に溶融状態のシリコーン樹脂を矢印の如く充填する。これにより、セパレータ単体１０３の表側１０５に表側シール材（すなわち、成形層）１０６を成形するとともに、セパレータ単体１０３の裏側１０７にシール材を流し込んで裏側シール材１０８を成形する。
【０００６】
表側シール材１０６および裏側シール材１０８とでセパレータ単体１０３の外周部１０３ａを被うシール材１０９を構成する。このように、セパレータ単体１０３の外周部１０３ａにシール材１０９を成形することによりセパレータ１１０を得る。
このセパレータ１１０で電解質膜、負極および正極を挟持して燃料電池を組み付ける。この燃料電池内には水素ガス、酸素ガスや生成水が流れるためにセパレータのシール材を良好に成形する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、シール材１０９は薄いシリコーン樹脂製の成形膜であり、溶融状体のシリコーン樹脂をキャビティ１０４に射出した際に、セパレータ単体１０３の表側１０５に表側シール材１０６を成形するとともに、セパレータ単体１０３の裏側１０７に溶融状体のシリコーン樹脂を良好に流し込むためには時間がかかる。このため、セパレータ１１０の製造に時間がかかり、そのことが燃料電池の生産性を上げる妨げになっていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、板状体の両面に成形層を成形したセパレータなどの製造を時間をかけないで製造することができる射出成形方法およびその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、表面から裏面に達する貫通孔を有する板状体に射出成形法により成形層を被せる射出成形方法であって、前記貫通孔に臨ませるゲートおよび板状体の表面に対向する表側キャビティ面を有する第１型と、板状体の裏面を収納する受け面並びに前記貫通孔を塞ぐピンを有する第２型と、板状体の裏面に対向する裏側キャビティ面を有する第３型とを準備する工程と、前記第１型と第２型とで板状体を挟むとともに、第１型の表側キャビティ面および板状体の表面で表側キャビティを形成する工程と、この表側キャビティへ前記ゲートを通じて樹脂などの成形材を射出して、板状体の表面に表側成形層を成形する工程と、前記第２型を第３型に交換することにより、前記貫通孔を開くとともに第３型の裏側キャビティ面および板状体の裏面で表側キャビティを形成する工程と、前記ゲートを通じて成形材を射出する射出圧で表側成形層を貫通し、前記貫通孔を介して前記裏側キャビティへ成形材を充填し、前記板状体の裏面に裏側成形層を成形する工程と、から射出成形方法を構成する。
【００１０】
表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出して表側成形層を成形した後、第２型を第３型に交換する。この状態で、ゲートから成形材を射出することにより、射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティへ成形材を充填して、板状体の裏面に裏側成形層を成形する。
このように、射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティ内に成形材を効率よく導くことができ、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができる。
【００１１】
請求項２は、第１、第２の型を型締めするとともに板状体を挟むことにより板状体の表面と第１型とで表側キャビティを形成し、この表側キャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の表面に表側成形層を成形し、第２型を第３型と交換して第３型と第１型とで板状体を挟むことにより板状体の裏面と第３型とで裏側キャビティを形成し、この裏側キャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の裏面に裏側成形層を成形するように構成した射出成形装置であって、前記第１型に、前記表側キャビティおよび裏側キャビティに成形材を射出するゲートを設けるとともに、このゲートを前記板状体に形成した貫通孔に臨ませ、前記第２型に、板状体の裏面に接触する受け面を設けるとともに、受け面に前記貫通孔に嵌込可能なピンを設け、前記第２型を第３型と交換するために、第２、第３の型を第１型に対向する対向位置と第１型から退避した退避位置とに移動する移動手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
第２型にピンを設け、第１、第２の型で板状体を挟むことによりピンを板状体の貫通孔に嵌込して貫通孔を塞ぐようにした。よって、表側キャビティに樹脂などの成形材を充填する際に、成形材が貫通孔に侵入することを防ぐことができる。これにより、第２型を第３型に交換することで、貫通孔からピンを除去して貫通孔を開けることができる。
【００１３】
また、第１型にゲートを設け、このゲートを貫通孔に臨むように配置した。よって、第１、第３の型を型締めしてゲートから成形材を射出することにより、発生した射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティへ樹脂を効率よく導くことができる。
【００１４】
さらに、板状体に貫通孔を設け、かつゲートを貫通孔に臨ませることで、第１型に一個のゲートを設けるだけの簡単な構成で、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができるので、経済的な射出成形装置を提供することができる。
【００１５】
請求項３は、第３型に、貫通孔の近傍に当接させることで板状体を支える支持突起を設けたことを特徴とする。
【００１６】
第３型に支持突起を設け、この支持突起を貫通孔の近傍に当接させることで、貫通孔近傍の板状体を支えるようにした。よって、板状体のうちの貫通孔近傍の部位に射出圧が作用しても、その部位が変形することを防ぐことができる。
【００１７】
請求項４は、表側成形層および裏側成形層を前記板状体の外縁まで延ばして両層を接続させるように前記表側キャビティ並びに裏側キャビティを形成したことを特徴とする。
【００１８】
表側成形層および裏側成形層をそれぞれ板状体の外縁まで延ばし、外縁において互いに接続させることで、板状体の外縁を成形層で確実に被うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る射出成形装置で成形したセパレータを備えた燃料電池の分解斜視図である。
燃料電池１０は、電解質膜１１の上面１１ａ側と下面１１ｂ側にそれぞれ負極１２と正極１３とを配置し、負極１２に上側のセパレータ１５を重ね合わせるとともに、正極１３に下側のセパレータ１５を重ね合わせたものである。
【００２０】
セパレータ１５は、金属製のセパレータ単体（板状体）１６の外周部１７にシリコーンゴム製のシール材（表側成形層および裏側成形層からなる成形層）１８を備える。
セパレータ単体１６は、外周部１７に水素ガス通路、酸素ガス通路および生成水通路（図示せず）を備える。この外周部１７をシリコーンゴム製のシール材１８で被うことにより、水素ガス通路、酸素ガス通路および生成水通路をシール材１８で被って、水素ガス通路２０・・・、酸素ガス通路２１・・・および生成水通路２２・・・を形成する。
また、シール材１８は、セパレータ１５の中央部１９を囲う突条部２８を一体に形成したものである。
【００２１】
セパレータ単体１６の外周部１７をシール材１８で被うことにより、水素ガス通路２０・・・、酸素ガス通路２１・・・および生成水通路２２・・・をガスや生成水に対して耐食性を備えたものとすることができる。
なお、電解質膜１１は、外周部に水素ガス通路２４・・・、酸素ガス通路２５・・・および生成水通路２６・・・を備える。
【００２２】
この燃料電池１０によれば、水素ガス通路２０・・・，２４・・・を通して水素ガスを矢印Ａの如く供給するとともに、上側のセパレータ１５の中央部１９に向けて矢印Ｂの如く導き、酸素ガス通路２１・・・，２５・・・を通して酸素ガスを矢印Ｃの如く供給するとともに、下側のセパレータ１５の中央部１９に向けて矢印Ｄの如く導くことができる。
【００２３】
これにより、負極１２に含む触媒に水素ガスを接触させるとともに、正極１３に含む触媒に酸素ガスを接触させて電子ｅ−を矢印の如く流して電流を発生させる。
この際に、水素分子と酸素分子とから生成水が生成され、この生成水をセパレータ１５の中央部から矢印Ｅの如く生成水通路２２・・・，２６・・・に導き、生成水通路２２・・・，２６・・・を矢印Ｆの如く流すことができる。
【００２４】
図２は図１の２−２線断面図であり、セパレータ１５の外周部１７の断面を示す。
セパレータ１５は、セパレータ単体１６の外周部１７に貫通孔３０を設け、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層（シール材１８の表面側の部位）３２を成形するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層（シール材１８の裏面側の部位）３４を成形し、貫通孔３０に充填部（シール材１８の一部）３５を充填したものである。
【００２５】
表側成形層３２は、セパレータ単体１６の中央部１９を囲う突条部２８を一体に備えるとともに、図１に示す水素ガス通路２０、酸素ガス通路２１や生成水通路２２などの通路を構成する隆起３６を備える。
また、裏側成形層３４は、貫通孔３０の近傍に凹部３８・・・を備え、凹部３８・・・に埋込部３９（シール材１８と同じ樹脂材）を埋め込んだものである。
【００２６】
図３は本発明に係る射出成形装置を示す概略断面図である。
射出成形装置４０は、上下に矢印の如く昇降可能に設けた第１型４１と、この第１型４１に設けた射出手段４２と、第１型４１の下方に配置した基台４３と、この基台４３のガイドレール４４に沿ってスライダ４５をスライドさせる移動手段４８と、このスライダ４５に取り付けた第２、第３の型４６，４７とからなる。
【００２７】
この移動手段４８は、基台４３に備えたガイドレール４４と、このガイドレール４４に沿って矢印方向にスライド自在に取り付けたスライダ４５と、スライダ４５をガイドレール４４に沿って移動させるエアシリンダなどのアクチュエータ（図示せず）とからなる。
【００２８】
第１型４１は、第２型４６と型締めした際に、セパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５０（図４（ｂ）参照）を形成するとともに、第３型４７と型締めした際にも、セパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５０を形成する表側キャビティ面５１を備える。
【００２９】
射出手段４２は、第１型４１の表側キャビティ面５１に開口するゲート５２を第１型４１に設け、ゲート５２に連通する射出シリンダ５３を備え、射出シリンダ５３内にプランジャ５４を移動自在に配置し、このプランジャ５４をロッド５５を介してピストン５６に連結し、このピストン５６をシリンダ５７内に移動自在に配置する。
【００３０】
また、射出シリンダ５３にはホッパ５８の出口を連通し、ホッパ５８内の樹脂材、すなわち溶融状態のシリコーンゴム（成形材）５９を射出シリンダ５３内に供給することができる。
【００３１】
ホッパ５８内のシリコーンゴム５９、すなわち、溶融状体のシリコーンゴム５９を出口から射出シリンダ５３内に供給した後、ピストン５６を矢印の方向に移動することにより、プランジャ５４を押し出して射出シリンダ５３内のシリコーンゴム５９をゲート５２を通して、表側キャビティ５０（図４（ｂ）に示す）内に射出することができる。
【００３２】
第２型４６は、スライダ４５に取り付けるとともに、第１型４１と型締めした際に、上部にセパレータ単体１６の裏面３３に接触する受け面６０を備えるとともに、受け面６０に貫通孔３０に嵌込するピン６１を備える。
【００３３】
第３型４７は、スライダ４５に取り付け、第１型４１と型締めした際に、セパレータ単体１６の裏面３３とで裏側キャビティ６３（図６（ｂ）参照）を形成する裏側キャビティ面６４を備えるとともに、裏側キャビティ面６４に、貫通孔３０の近傍に当接させることでセパレータ単体１６を支える支持突起６６・・・を備える。
なお、支持突起６６・・・は、２個図示するが、セパレータ単体１６を効率よく支えるために、一例として３個備えることが好ましい。
【００３４】
移動手段４８は、スライダ４５を矢印方向に移動する手段であって、第２、第３の型４６，４７を第１型４１に対向する対向位置Ｐ１と第１型４１から退避した退避位置Ｐ２とに移動することができる。
【００３５】
次に、射出成形装置４０を用いてセパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を成形する射出成形方法について図３〜図８に基づいて説明する。
まず、図３に示す射出成形装置４０、すなわち貫通孔３０に臨ませるゲート５２およびセパレータ単体１６の表面３１を被う表側キャビティ面５１を有する第１型４１と、キャビティは有さずにセパレータ単体１６の裏面３３を収納する受け面６０並びに貫通孔３０を塞ぐピン６１を有する第２型４６と、セパレータ単体１６の裏面３３を被う裏側キャビティ面６４並びにセパレータ単体３０を支える支持突起６６・・・を有する第３型４７とを準備する。
【００３６】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第１説明図である
（ａ）において、移動手段４８でスライダ４５を移動することにより、第２型４６を対向位置Ｐ１にセットして、第２型４６を第１型４１に対向させる。
【００３７】
次に、第２型４６の受け面６０にセパレータ単体１６を収納することにより、受け面６０にセパレータ単体１６の裏面３３を接触させるとともに、貫通孔３０にピン６１を差し込むことにより貫通孔３０をピン６１で塞ぐ。
この状態で、第１型４１を矢印▲１▼の如く下降させることにより、第１、第２の型４１，４６を型締めする。
【００３８】
（ｂ）において、第１型４１と第２型４６とでセパレータ単体１６を挟むことにより、セパレータ単体１６の表面３１と第１型４１の表側キャビティ面５１とで表側キャビティ５０を形成する。
次に、射出手段４２のピストン５６でプランジャ５４を矢印▲２▼の如く移動する。これにより、射出シリンダ５３内の溶融状体のシリコーンゴム５９をゲート５２を通じて矢印▲３▼の如く表側キャビティ５０へ射出する。
【００３９】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第２説明図である
（ａ）において、溶融状体のシリコーンゴム５９を表側キャビティ５０に充填することにより、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を成形する。
ピン６１をセパレータ単体１６の貫通孔３０に嵌込して、貫通孔３０を塞いでいるので、シリコーンゴム５９が貫通孔３０に侵入することを防ぐことができる。
次に、第１型４１を矢印▲４▼の如く移動して型開きする。
【００４０】
（ｂ）において、第１型４１を型開きする際に、セパレータ単体１６を第１型４１と一緒に移動することにより、セパレータ単体１６を第２型４６から離す。これにより、貫通孔３０をピン６１から外して貫通孔３０を開けることができる。
次に、移動手段４８を作動させてスライダ４５を矢印▲５▼の如く移動する。
【００４１】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第３説明図である。
（ａ）において、第３型４７を対向位置Ｐ１にセットして、第３型４７を第１型４１に対向させる。
次に、第１型４１を矢印▲６▼の如く下降させることにより、表側成形層３２が軟らかいうちに第２型を第３型に交換して、第１、第３の型４１，４７を型締めする。
【００４２】
（ｂ）において、第１型４１と第３型４７とでセパレータ単体１６を挟むことにより、セパレータ単体１６の裏面３３と第３型４７の裏側キャビティ面６４とで裏側キャビティ６３を形成する。
同時に、セパレータ単体１６のうちの貫通孔３０近傍の部位に支持突起６６・・・を当接する。
次に、ピストン５６でプランジャ５４を矢印▲７▼の如く移動することにより、射出シリンダ５３内の溶融状態のシリコーンゴム５９をゲート５２から表側成形層３２に向けて矢印の如く射出する。
【００４３】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第４説明図である
（ａ）において、ゲート５２を貫通孔３０に臨むように配置している。よって、溶融状態のシリコーンゴム５９をゲート５２から表側成形層３２に向けて矢印の如く射出することで、軟らかい表側成形層３２に射出圧がかかり、表側成形層３２のうちの貫通孔３０に臨む部位３２ａが延びて貫通孔３０内に入り込む。
このように、表側成形層３２の部位３２ａが延びることにより、部位３２ａが徐々に薄くなる。
【００４４】
（ｂ）において、表側成形層３２の部位３２ａが薄くなることで、その部位３２ａが射出圧で開口する。これにより、ゲート５２から射出したシリコーンゴム５９を貫通孔３０を通じて裏側キャビティ６３まで矢印の如く導くことができる。
【００４５】
この際に、セパレータ単体１６のうちの貫通孔３０の近傍の裏面３３に、支持突起６６・・・を当接させている。これにより、貫通孔３０近傍のセパレータ単体１６を支えることができるので、セパレータ単体１６のうちの貫通孔３０近傍の部位に射出圧が作用しても、その部位が変形することを防ぐことができる。
これにより、セパレータ単体１６が極薄の場合でも、射出成形装置４０を適用することが可能になり、射出成形装置４０の用途の拡大を図ることができる。
【００４６】
（ｃ）において、裏側キャビティ６３まで到達したシリコーンゴム５９を裏側キャビティ６３へ矢印▲８▼の如く導くことができる。
このように、表側成形層３２を射出圧で貫通させ、貫通孔３０を介して裏側キャビティ６３へ溶融状態のシリコーンゴム５９を導くことで、シリコーンゴム５９を裏側キャビティ６３へ効率よく充填することができる。
【００４７】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第５説明図である
（ａ）において、溶融状態のシリコーンゴム５９を裏側キャビティ６３に充填して、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を成形する。同時に、溶融状態のシリコーンゴム５９を貫通孔３０に充填する。
【００４８】
ここで、セパレータ単体１６の外縁１６ａは、第１型４１の表側キャビティ面５１から所定の間隔をおいて配置されるとともに、第２型４７の裏面キャビティ面６４から所定の間隔をおいて配置されている。
よって、第１、第３の型４１，４７を型締めした際に、第１型４１およびセパレータ単体１６で形成する表側キャビティ５０と、第３型４７およびセパレータ単体１６で形成する裏側キャビティ６３とは、セパレータ単体１６の外縁１６ａまで回り込んで、互いに連通している。
これにより、裏側成形層３４をセパレータ単体１６の外縁１６ａまで導いて、セパレータ単体１６の外縁１６ａまで延びている表側成形層３２に接続させることができる。
【００４９】
セパレータ単体１６の外縁１６ａを表側成形層３２および裏側成形層３４、すなわちシール材１８で被うことができるので、セパレータ単体１６に腐食が発生することを防ぐことができる。
セパレータ単体１６を表側成形層３２および裏側成形層３４で被った後、第１型４１を矢印▲９▼の如く移動して型開きする。
【００５０】
（ｂ）において、セパレータ単体１６にシール材１８を被せて得たセパレータ１５を第１、第３型４１，４７から離型する。
この際、支持突起６６・・・をセパレータ単体１６から離すことにより、裏側成形層３４に凹部３８・・・が形成される。
よって、凹部３８・・・に埋込部３９（図２参照）を埋め込むことにより、セパレータ１５の製造工程が完了する。
【００５１】
以上説明したように、本発明に係る射出成形方法によれば、シリコーンゴム５９の射出圧で表側成形層３２を貫通し、貫通孔３０を介して裏側キャビティ６３内にシリコーンゴム５９を効率よく導くことができる。
よって、裏側キャビティ６３内にシリコーンゴム５９を迅速に充填することができるので、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３４に表・裏側の成形層３２，３４、すなわちシール材１８を時間をかけないで成形することができる。
【００５２】
さらに、セパレータ単体１６に貫通孔３０を設け、かつゲート５２を貫通孔３０に臨ませることで、第１型４１に一個のゲート５２を設けるだけの簡単な構成で、上述したようにセパレータ単体１６の表面３１および裏面３４に時間をかけないでシール材１８を成形することが可能になる。
これにより、経済的な射出成形装置４０を提供することができる。
【００５３】
なお、前記実施形態では、成形材としてシリコーンゴム５９を使用する例について説明したが、これに限らないで、その他のゴム材や樹脂材などを成形材として使用することも可能である。
また、前記実施形態では、板状体としてセパレータ単体１６を例に説明したが、板状体はこれに限らないで、その他の板材に適用することも可能である。
【００５４】
さらに、前記実施形態では、第３型４７の裏側キャビティ面６４に、一例として３個の支持突起６６を備えた例について説明したが、支持突起６６の個数は任意に選択することが可能である。
【００５５】
また、前記実施形態では、第１〜第３の型４１，４６，４７を水平に配置し、第１型４１を上下方向に移動して型締め・型開きをおこなう射出成形装置４０に本発明を適用した例について説明したが、これに限らないで、第１〜第３の型４１，４６，４７を垂直に配置し、第１型４１を横方向に水平に移動することで、型締め・型開きをおこなう射出成形装置に適用することも可能である。
【００５６】
さらに、前記実施形態では、第２型４６や第３型４７をスライダ４５に取り付け、スライダ４５をガイドレール４４に沿って移動させて第２型４６や第３型４７を所望位置に移動する例について説明したが、その他の例として、第２型４６や第３型４７を回転板に取り付け、回転板の回転で第２型４６や第３型４７を所望位置に移動することも可能である。
【００５７】
また、前記実施形態では、移動手段４８のアクチュエータとしてエアシリンダを使用する例について説明したが、これに限らないで、油圧シリンダ、ボールねじ、モータなどのその他のアクチュエータを使用することも可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出して表側成形層を成形した後、第２型を第３型に交換する。この状態で、ゲートから成形材を射出することにより、射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティへ成形材を充填して裏側成形層を成形する。
【００５９】
このように、射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティ内に成形材を効率よく導くことができる。よって、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができるので、板状体の表面および裏面にそれぞれ表側成形層および裏側成形層を時間をかけないで成形することができ、生産性を高めることができる。
【００６０】
請求項２は、第２型にピンを設け、第１、第２の型で板状体を挟むことによりピンを板状体の貫通孔に嵌込して貫通孔を塞ぐようにした。よって、表側キャビティに樹脂などの成形材を充填する際に、成形材が貫通孔に侵入することを防ぐことができる。これにより、第２型を第３型に交換することで、貫通孔からピンを除去して貫通孔を開けることができる。
【００６１】
また、第１型にゲートを設け、このゲートを貫通孔に臨むように配置した。よって、第１、第３の型を型締めしてゲートから成形材を射出することにより、発生した射出圧で表側成形層を貫通し、貫通孔を介して裏側キャビティへ成形材を効率よく導くことができる。
これにより、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができるので、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができ、生産性を高めることができる。
【００６２】
さらに、板状体に貫通孔を設け、かつゲートを貫通孔に臨ませることで、第１型に一個のゲートを設けるだけの簡単な構成で、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができる。
これにより、経済的な射出成形装置を提供することができ、設備費を抑えることができる。
【００６３】
請求項３は、第３型に支持突起を設け、この支持突起を貫通孔の近傍に当接させることで、貫通孔近傍の板状体を支えるようにした。よって、板状体のうちの貫通孔近傍の部位に射出圧が作用しても、その部位が変形することを防ぐことができる。
これにより、射出成形装置を極薄の板状体に適用することが可能になり、用途の拡大を図ることができる。
【００６４】
請求項４は、表側成形層および裏側成形層をそれぞれ板状体の外縁まで延ばし、外縁において互いに接続させることで、板状体の外縁を成形層で確実に被うことができるので、板状体に腐食が発生することを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形装置で成形したセパレータを備えた燃料電池の分解斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】本発明に係る射出成形装置を示す概略断面図
【図４】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第１説明図
【図５】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第２説明図
【図６】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第３説明図
【図７】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第４説明図
【図８】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法を示す第５説明図
【図９】燃料電池用セパレータの外周部にシール材を成形する従来例を示す断面図
【符号の説明】
１５…セパレータ、１６…セパレータ単体（板状体）、１６ａ…セパレータ単体の外縁（板状体の外縁）、１８…シール材（表側成形層および裏側成形層からなる成形層）、３０…貫通孔、３１…表面、３２…表側成形層、３３…裏面、３４…裏側成形層、４０…射出成形装置、４１…第１型、４６…第２型、４７…第３型、４８…移動手段、５０…表側キャビティ、５１…表側キャビティ面、５２…ゲート、５９…溶融状態のシリコーンゴム（成形材）、６０…受け面、６１…ピン、６３…裏側キャビティ、６４…裏側キャビティ面、６６…支持突起、Ｐ１…対向位置、Ｐ２…退避位置。
Claims (4)
- 表面から裏面に達する貫通孔を有する板状体に射出成形法により成形層を被せる射出成形方法であって、
前記貫通孔に臨ませるゲートおよび板状体の表面に対向する表側キャビティ面を有する第１型と、板状体の裏面を収納する受け面並びに前記貫通孔を塞ぐピンを有する第２型と、板状体の裏面に対向する裏側キャビティ面を有する第３型とを準備する工程と、
前記第１型と第２型とで板状体を挟むとともに、第１型の表側キャビティ面および板状体の表面で表側キャビティを形成する工程と、
この表側キャビティへ前記ゲートを通じて樹脂などの成形材を射出して、板状体の表面に表側成形層を成形する工程と、
前記第２型を第３型に交換することにより、前記貫通孔を開くとともに第３型の裏側キャビティ面および板状体の裏面で表側キャビティを形成する工程と、
前記ゲートを通じて成形材を射出する射出圧で表側成形層を貫通し、前記貫通孔を介して前記裏側キャビティへ成形材を充填し、前記板状体の裏面に裏側成形層を成形する工程と、からなる射出成形方法。 - 第１、第２の型を型締めするとともに板状体を挟むことにより板状体の表面と第１型とで表側キャビティを形成し、この表側キャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の表面に表側成形層を成形し、第２型を第３型と交換して第３型と第１型とで板状体を挟むことにより板状体の裏面と第３型とで裏側キャビティを形成し、この裏側キャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の裏面に裏側成形層を成形するように構成した射出成形装置であって、
前記第１型に、前記表側キャビティおよび裏側キャビティに成形材を射出するゲートを設けるとともに、このゲートを前記板状体に形成した貫通孔に臨ませ、
前記第２型に、板状体の裏面に接触する受け面を設けるとともに、受け面に前記貫通孔に嵌込可能なピンを設け、
前記第２型を第３型と交換するために、第２、第３の型を第１型に対向する対向位置と第１型から退避した退避位置とに移動する移動手段を備えたことを特徴とする射出成形装置。 - 前記第３型に、前記貫通孔の近傍に当接させることで板状体を支える支持突起を設けたことを特徴とする請求項２記載の射出成形装置。
- 前記表側成形層および前記裏側成形層を前記板状体の外縁まで延ばして両層を接続させるように前記表側キャビティ並びに裏側キャビティを形成したことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の射出成形装置。
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