JP2001121584A - 両面リップガスケットの製造方法 - Google Patents
両面リップガスケットの製造方法Info
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板１が脆性材料や低強度、低伸び、低弾性
の材料からなるものであっても、その両面にシールリッ
プを成形する際に、両側のシールリップ成形用キャビテ
ィＣ１，Ｃ２の圧力差による基板１の割れや永久変形が
発生しないようにする。 【解決手段】 基板１に、その両面に衝合される金型
４，５との間に形成されるシールリップ成形用キャビテ
ィＣ１，Ｃ２の間を連通する連通孔１ｃを開設し、この
連通孔１ｃは一方のシールリップ成形用キャビティＣ１
へ開口したゲート４ｃと対応する位置にあってこのゲー
ト４ｃの開口径φ２ よりも大径に形成され、ゲート４
ｃから供給される成形材料を連通孔１ｃを介して両側の
シールリップ成形用キャビティＣ１，Ｃ２へ充填する。
の材料からなるものであっても、その両面にシールリッ
プを成形する際に、両側のシールリップ成形用キャビテ
ィＣ１，Ｃ２の圧力差による基板１の割れや永久変形が
発生しないようにする。 【解決手段】 基板１に、その両面に衝合される金型
４，５との間に形成されるシールリップ成形用キャビテ
ィＣ１，Ｃ２の間を連通する連通孔１ｃを開設し、この
連通孔１ｃは一方のシールリップ成形用キャビティＣ１
へ開口したゲート４ｃと対応する位置にあってこのゲー
ト４ｃの開口径φ２ よりも大径に形成され、ゲート４
ｃから供給される成形材料を連通孔１ｃを介して両側の
シールリップ成形用キャビティＣ１，Ｃ２へ充填する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板用ガスケ
ット、ハードディスク用ガスケットや燃料電池セル用ガ
スケット等、薄板状の基板の両面にエラストマーからな
るリップガスケットを一体に有する両面リップガスケッ
トの成形技術に関するものである。
ット、ハードディスク用ガスケットや燃料電池セル用ガ
スケット等、薄板状の基板の両面にエラストマーからな
るリップガスケットを一体に有する両面リップガスケッ
トの成形技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回路基板や、燃料電池のバイポーラプレ
ート等には、その両面にエラストマーからなるシールリ
ップを備える両面リップガスケットを一体に設けたもの
がある。例えば、前記バイポーラプレートの場合は、燃
料電池セルの積層数を多くして発電性能を向上させるた
めには、可能な限り薄くする必要があり、しかも反応ガ
ス（水素ガス又は空気等）の流路となる多数の溝や、あ
るいは冷却水の流路となる多数の溝を設けたものもあ
る。また、電気抵抗値をできるだけ低くして電気伝導率
を良くする必要があるため、成形カーボンを使用してお
り、脆いものとなっている。
ート等には、その両面にエラストマーからなるシールリ
ップを備える両面リップガスケットを一体に設けたもの
がある。例えば、前記バイポーラプレートの場合は、燃
料電池セルの積層数を多くして発電性能を向上させるた
めには、可能な限り薄くする必要があり、しかも反応ガ
ス（水素ガス又は空気等）の流路となる多数の溝や、あ
るいは冷却水の流路となる多数の溝を設けたものもあ
る。また、電気抵抗値をできるだけ低くして電気伝導率
を良くする必要があるため、成形カーボンを使用してお
り、脆いものとなっている。
【０００３】上述のような両面リップガスケットは、そ
の製造に際して、次のような問題がある。すなわち、シ
ールリップを基板の片面に成形する場合は、基板の背面
を金型で押さえることによって成形圧力に対抗でき、ま
た、両面成形であっても、基板が鉄系のような延性や弾
性の大きい材料からなる場合は問題はないが、成形カー
ボンのような脆性材料からなる薄い基板の両面にシール
リップを同時に成形する場合は、基板の両側のシールリ
ップ成形用キャビティへエラストマー成形材料が充填さ
れる過程で、両キャビティ間に圧力差を生じ、この圧力
差によって基板に割れや永久変形が発生しやすい。この
ため従来は、射出や注入による成形方法を採用すること
ができず、成形生地を２つ用意して低圧での圧縮成形を
行うといった方法を採らざるを得なかった。
の製造に際して、次のような問題がある。すなわち、シ
ールリップを基板の片面に成形する場合は、基板の背面
を金型で押さえることによって成形圧力に対抗でき、ま
た、両面成形であっても、基板が鉄系のような延性や弾
性の大きい材料からなる場合は問題はないが、成形カー
ボンのような脆性材料からなる薄い基板の両面にシール
リップを同時に成形する場合は、基板の両側のシールリ
ップ成形用キャビティへエラストマー成形材料が充填さ
れる過程で、両キャビティ間に圧力差を生じ、この圧力
差によって基板に割れや永久変形が発生しやすい。この
ため従来は、射出や注入による成形方法を採用すること
ができず、成形生地を２つ用意して低圧での圧縮成形を
行うといった方法を採らざるを得なかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題と
するところは、基板が脆性材料や、低強度、低伸び、低
弾性の材料からなるものであっても、その両面にシール
リップを成形する際に、成形圧力による基板の割れや永
久変形の生じにくい両面リップガスケットの製造方法を
提供することにある。
な問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題と
するところは、基板が脆性材料や、低強度、低伸び、低
弾性の材料からなるものであっても、その両面にシール
リップを成形する際に、成形圧力による基板の割れや永
久変形の生じにくい両面リップガスケットの製造方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するための手段として、本発明に係る両面リッ
プガスケットの製造方法は、基板の両面にエラストマー
からなるシールリップが一体に成形された両面リップガ
スケットの製造において、前記基板に、その両面に衝合
される金型との間に形成されるシールリップ成形用キャ
ビティの間を連通する連通孔を開設し、前記連通孔は前
記両シールリップ成形用キャビティの一方へ開口したゲ
ートと対応する位置にあってこのゲートよりも大径に形
成され、前記ゲートから供給される成形材料を前記連通
孔を介して前記両シールリップ成形用キャビティへ充填
するものである。
効に解決するための手段として、本発明に係る両面リッ
プガスケットの製造方法は、基板の両面にエラストマー
からなるシールリップが一体に成形された両面リップガ
スケットの製造において、前記基板に、その両面に衝合
される金型との間に形成されるシールリップ成形用キャ
ビティの間を連通する連通孔を開設し、前記連通孔は前
記両シールリップ成形用キャビティの一方へ開口したゲ
ートと対応する位置にあってこのゲートよりも大径に形
成され、前記ゲートから供給される成形材料を前記連通
孔を介して前記両シールリップ成形用キャビティへ充填
するものである。
【０００６】本発明の方法によれば、ゲートから供給さ
れる成形材料は、ゲートの直下に位置して基板に開設さ
れた連通孔を介して、両側のシールリップ成形用キャビ
ティへ充填される。このとき、前記連通孔がゲートの開
口径よりも大径であるため、ゲートが開口された側の成
形用キャビティで先に成形圧力が立上ることがなく、こ
のため両キャビティ間での圧力差の発生が有効に防止さ
れる。このゲートは、ガスケットの形状によって１つ以
上設けられる。
れる成形材料は、ゲートの直下に位置して基板に開設さ
れた連通孔を介して、両側のシールリップ成形用キャビ
ティへ充填される。このとき、前記連通孔がゲートの開
口径よりも大径であるため、ゲートが開口された側の成
形用キャビティで先に成形圧力が立上ることがなく、こ
のため両キャビティ間での圧力差の発生が有効に防止さ
れる。このゲートは、ガスケットの形状によって１つ以
上設けられる。
【０００７】両面リップガスケットの基板としては、成
形カーボンのような脆性材料のほかにも、例えば低強度
材料であるプラスチック、セラミック、あるいは金属の
多孔質材料や、低伸びであるセラミックス、フェノール
樹脂等の熱硬化性樹脂、熱可塑性エンジニアリングプラ
スチックや、低弾性である熱可塑性エラストマー等の材
料からなるものが挙げられる。
形カーボンのような脆性材料のほかにも、例えば低強度
材料であるプラスチック、セラミック、あるいは金属の
多孔質材料や、低伸びであるセラミックス、フェノール
樹脂等の熱硬化性樹脂、熱可塑性エンジニアリングプラ
スチックや、低弾性である熱可塑性エラストマー等の材
料からなるものが挙げられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る両面リップガ
スケットの製造方法の好適な実施形態を、図面を参照し
ながら説明する。まず図１に示される両面リップガスケ
ットは、燃料電池用バイポーラプレート１の両面に、本
発明の方法によって、例えばシリコーンゴム等のエラス
トマー材料よりなるシールリップ２，３を一体的に形成
したものである。
スケットの製造方法の好適な実施形態を、図面を参照し
ながら説明する。まず図１に示される両面リップガスケ
ットは、燃料電池用バイポーラプレート１の両面に、本
発明の方法によって、例えばシリコーンゴム等のエラス
トマー材料よりなるシールリップ２，３を一体的に形成
したものである。
【０００９】詳しくは、バイポーラプレート１は、ガス
を通さない緻密質の成形カーボンによって、板状に成形
されたもので、その両面におけるガスケット装着部に
は、それぞれ帯状溝１ａ，１ｂが形成され、その溝底間
を貫通する連通孔１ｃが、前記帯状溝１ａ，１ｂの長手
方向所定間隔で形成されている。そして、シールリップ
２，３の基部２ａ，３ａは前記帯状溝１ａ，１ｂを埋め
るように形成されると共に、前記連通孔１ｃ内を延びる
部分を介して互いに連続しており、各シールリップ２，
３における山形のリップ本体２ｂ，３ｂは、前記連通孔
１ｃから帯状溝１ａ，１ｂの幅方向一側へずれた位置に
形成されている。
を通さない緻密質の成形カーボンによって、板状に成形
されたもので、その両面におけるガスケット装着部に
は、それぞれ帯状溝１ａ，１ｂが形成され、その溝底間
を貫通する連通孔１ｃが、前記帯状溝１ａ，１ｂの長手
方向所定間隔で形成されている。そして、シールリップ
２，３の基部２ａ，３ａは前記帯状溝１ａ，１ｂを埋め
るように形成されると共に、前記連通孔１ｃ内を延びる
部分を介して互いに連続しており、各シールリップ２，
３における山形のリップ本体２ｂ，３ｂは、前記連通孔
１ｃから帯状溝１ａ，１ｂの幅方向一側へずれた位置に
形成されている。
【００１０】燃料電池は、よく知られているように、電
解質膜（イオン交換膜）の厚さ方向両側に燃料極及び空
気極としての電極板をそれぞれ配置し、これを単セルと
して、バイポーラプレート１を介して多数積層した構造
を有する。バイポーラプレート１は、各セルを直列に接
続するための電子導電体としての機能のほか、バイポー
ラプレート１の両面より突出したシールリップ２，３の
山形のリップ本体２ｂ，３ｂが、前記電解質膜側に対し
て適当な潰し代をもって密接されることによりシールを
行い、前記燃料極へ供給される水素ガスの流路中へ、他
側の空気極へ供給される空気（酸素）が混入したり、逆
に空気流路中に水素ガスが混入するのを防止して、発電
効率の低下を防止する機能を有するものである。
解質膜（イオン交換膜）の厚さ方向両側に燃料極及び空
気極としての電極板をそれぞれ配置し、これを単セルと
して、バイポーラプレート１を介して多数積層した構造
を有する。バイポーラプレート１は、各セルを直列に接
続するための電子導電体としての機能のほか、バイポー
ラプレート１の両面より突出したシールリップ２，３の
山形のリップ本体２ｂ，３ｂが、前記電解質膜側に対し
て適当な潰し代をもって密接されることによりシールを
行い、前記燃料極へ供給される水素ガスの流路中へ、他
側の空気極へ供給される空気（酸素）が混入したり、逆
に空気流路中に水素ガスが混入するのを防止して、発電
効率の低下を防止する機能を有するものである。
【００１１】図２は、上述の構成を備える両面リップガ
スケットの製造方法を概略的に示すものである。この図
２において、参照符号４，５はバイポーラプレート１の
両面にシールリップ２，３を成形するための射出成形用
金型の一部であって、前記バイポーラプレート１は、図
における下側の金型５に形成された凹部内に保持され、
型締め時に、バイポーラプレート１の両面は金型４の下
面（衝合面４ａ）及び金型５の凹部底面（衝合面５ａ）
と所定の面圧で密接衝合されるようになっている。な
お、バイポーラプレート１には、予め帯状溝１ａ，１ｂ
及び連通孔１ｃが形成されている。
スケットの製造方法を概略的に示すものである。この図
２において、参照符号４，５はバイポーラプレート１の
両面にシールリップ２，３を成形するための射出成形用
金型の一部であって、前記バイポーラプレート１は、図
における下側の金型５に形成された凹部内に保持され、
型締め時に、バイポーラプレート１の両面は金型４の下
面（衝合面４ａ）及び金型５の凹部底面（衝合面５ａ）
と所定の面圧で密接衝合されるようになっている。な
お、バイポーラプレート１には、予め帯状溝１ａ，１ｂ
及び連通孔１ｃが形成されている。
【００１２】金型４，５におけるバイポーラプレート１
との衝合面４ａ，５ａには、それぞれ、このバイポーラ
プレート１に形成された帯状溝１ａ，１ｂに対向する山
形溝４ｂ，５ｂが形成されている。この山形溝４ｂ，５
ｂは、図１に示された山形のリップ本体２ｂ，３ｂと対
応するもので、前記帯状溝１ａ，１ｂよりも溝幅が小さ
く、かつ連通孔１ｃの開口位置に対して帯状溝１ａ，１
ｂの幅方向一側へずれた位置に形成されている。したが
って、図示の型締め状態では、前記帯状溝１ａと山形溝
４ｂによってシールリップ成形用キャビティＣ１が画成
され、前記帯状溝１ｂと山形溝５ｂによって反対側のシ
ールリップ成形用キャビティＣ２が画成される。
との衝合面４ａ，５ａには、それぞれ、このバイポーラ
プレート１に形成された帯状溝１ａ，１ｂに対向する山
形溝４ｂ，５ｂが形成されている。この山形溝４ｂ，５
ｂは、図１に示された山形のリップ本体２ｂ，３ｂと対
応するもので、前記帯状溝１ａ，１ｂよりも溝幅が小さ
く、かつ連通孔１ｃの開口位置に対して帯状溝１ａ，１
ｂの幅方向一側へずれた位置に形成されている。したが
って、図示の型締め状態では、前記帯状溝１ａと山形溝
４ｂによってシールリップ成形用キャビティＣ１が画成
され、前記帯状溝１ｂと山形溝５ｂによって反対側のシ
ールリップ成形用キャビティＣ２が画成される。
【００１３】一方の金型４には、型締めによって画成さ
れるシールリップ成形用キャビティＣ１へ向けて開口す
るゲート４ｃが開設されている。このゲート４ｃは、金
型装置における図示されていないランナ及びスプルを介
して、成形材料射出装置からの成形材料の供給経路を構
成するもので、バイポーラプレート１の帯状溝１ａの底
部における連通孔１ｃの開口位置と対応して前記衝合面
４ａに開口している。また連通孔１ｃの内径φ１ は実
寸で１ｍｍ程度であり、ゲート４ｃの開口径φ ２に比較
して大径に形成されている。
れるシールリップ成形用キャビティＣ１へ向けて開口す
るゲート４ｃが開設されている。このゲート４ｃは、金
型装置における図示されていないランナ及びスプルを介
して、成形材料射出装置からの成形材料の供給経路を構
成するもので、バイポーラプレート１の帯状溝１ａの底
部における連通孔１ｃの開口位置と対応して前記衝合面
４ａに開口している。また連通孔１ｃの内径φ１ は実
寸で１ｍｍ程度であり、ゲート４ｃの開口径φ ２に比較
して大径に形成されている。
【００１４】図２に示される型締めに先立って、シール
リップ成形用キャビティＣ１，Ｃ２内は、図示されてい
ない真空ポンプ等によって真空引きが行われる。そし
て、型締め後、射出成形装置からの液状のエラストマー
成形材料をゲート４ｃから射出すると、この成形材料
は、前記ゲート４ｃの直下に位置する連通孔１ｃを介し
てバイポーラプレート１の両側のシールリップ成形用キ
ャビティＣ１，Ｃ２へほぼ同時に充填される。
リップ成形用キャビティＣ１，Ｃ２内は、図示されてい
ない真空ポンプ等によって真空引きが行われる。そし
て、型締め後、射出成形装置からの液状のエラストマー
成形材料をゲート４ｃから射出すると、この成形材料
は、前記ゲート４ｃの直下に位置する連通孔１ｃを介し
てバイポーラプレート１の両側のシールリップ成形用キ
ャビティＣ１，Ｃ２へほぼ同時に充填される。
【００１５】このとき、φ１ ＞φ２ であることによっ
て、前記連通孔１ｃにおける流動抵抗による減圧作用が
起こらず、その結果、シールリップ成形用キャビティＣ
１，Ｃ２間に差圧が殆ど発生しない。このため、バイポ
ーラプレート１における帯状溝１ａ，１ｂ間の薄肉部分
に、両キャビティＣ１，Ｃ２の差圧による割れが発生す
るのを有効に防止できる。
て、前記連通孔１ｃにおける流動抵抗による減圧作用が
起こらず、その結果、シールリップ成形用キャビティＣ
１，Ｃ２間に差圧が殆ど発生しない。このため、バイポ
ーラプレート１における帯状溝１ａ，１ｂ間の薄肉部分
に、両キャビティＣ１，Ｃ２の差圧による割れが発生す
るのを有効に防止できる。
【００１６】［実施例］図２に示された形状（肉厚Ｔ１
＝２ｍｍ、帯状溝１ａ，１ｂの幅Ｗ＝５ｍｍ、帯状溝
１ａ，１ｂ間の肉厚Ｔ２ ＝１ｍｍ）を有する曲げ強度
１０ＭＰａの成形カーボンプレートを用いて、その両面
にシールリップを成形する試験を行った。この試験にお
いて、ゲート４ｃの開口径φ２ は０．５ｍｍとしたの
に対し、実施例のカーボンプレートは、連通孔１ｃの内
径φ１ をφ２ より大径の１ｍｍとし、比較例のカーボ
ンプレートは、連通孔１ｃの内径φ１ をφ２ より小径
の０．３ｍｍとした。表１はその試験結果を示すもので
ある。
＝２ｍｍ、帯状溝１ａ，１ｂの幅Ｗ＝５ｍｍ、帯状溝
１ａ，１ｂ間の肉厚Ｔ２ ＝１ｍｍ）を有する曲げ強度
１０ＭＰａの成形カーボンプレートを用いて、その両面
にシールリップを成形する試験を行った。この試験にお
いて、ゲート４ｃの開口径φ２ は０．５ｍｍとしたの
に対し、実施例のカーボンプレートは、連通孔１ｃの内
径φ１ をφ２ より大径の１ｍｍとし、比較例のカーボ
ンプレートは、連通孔１ｃの内径φ１ をφ２ より小径
の０．３ｍｍとした。表１はその試験結果を示すもので
ある。
【表１】
【００１７】上記試験の結果、実施例によるものは、３
０ＭＰａの標準的な成形圧力でも成形カーボンプレート
に割れが発生せず、通常の射出成形が採用可能であるこ
とが確認された。
０ＭＰａの標準的な成形圧力でも成形カーボンプレート
に割れが発生せず、通常の射出成形が採用可能であるこ
とが確認された。
【００１８】なお、上述の実施形態では、燃料電池用バ
イポーラプレートに両面リップガスケットを設ける場合
についてのみ説明したが、本発明は、ガラスエポキシ樹
脂やＦＰＣよりなる回路基板や、その他、低強度、低伸
び、低弾性の材料からなる基板に両面リップガスケット
を成形する場合についても有効に適用される。
イポーラプレートに両面リップガスケットを設ける場合
についてのみ説明したが、本発明は、ガラスエポキシ樹
脂やＦＰＣよりなる回路基板や、その他、低強度、低伸
び、低弾性の材料からなる基板に両面リップガスケット
を成形する場合についても有効に適用される。
【００１９】また、図示の実施形態においては、シール
リップ２，３の基部２ａ，３ａが帯状溝１ａ，１ｂ内に
形成されているが、このような帯状溝１ａ，１ｂを形成
しないものについても、本発明を適用することができ
る。
リップ２，３の基部２ａ，３ａが帯状溝１ａ，１ｂ内に
形成されているが、このような帯状溝１ａ，１ｂを形成
しないものについても、本発明を適用することができ
る。
【００２０】
【発明の効果】本発明に係る両面リップガスケットの製
造方法によれば、基板にその両側のキャビティを連通す
るように、ゲートよりも大径の連通孔を開設したことに
よって、ゲートから供給される成形材料は、前記連通孔
を介して両側のシールリップ成形用キャビティへ充填さ
れ、このとき、一方の成形用キャビティで先に成形圧力
が立上ることによる圧力差が小さく抑えられ、この圧力
差による基板の割れや永久変形の発生を防止することが
でき、したがって、例えば燃料電池用バイポーラプレー
ト等のように脆性材料等からなる基板に両面リップガス
ケットを形成する場合等について有効に適用可能であ
る。
造方法によれば、基板にその両側のキャビティを連通す
るように、ゲートよりも大径の連通孔を開設したことに
よって、ゲートから供給される成形材料は、前記連通孔
を介して両側のシールリップ成形用キャビティへ充填さ
れ、このとき、一方の成形用キャビティで先に成形圧力
が立上ることによる圧力差が小さく抑えられ、この圧力
差による基板の割れや永久変形の発生を防止することが
でき、したがって、例えば燃料電池用バイポーラプレー
ト等のように脆性材料等からなる基板に両面リップガス
ケットを形成する場合等について有効に適用可能であ
る。
【図１】本発明の方法により成形された両面リップガス
ケットを備える燃料電池用バイポーラプレートの概略的
な断面図である。
ケットを備える燃料電池用バイポーラプレートの概略的
な断面図である。
【図２】上記両面リップガスケットを成形するための本
発明の一実施形態を示す概略的な説明図である。
発明の一実施形態を示す概略的な説明図である。
１ バイポーラプレート（基板） １ａ，１ｂ 帯状溝 １ｃ 連通孔 ２，３ シールリップ ２ａ，３ａ 基部 ２ｂ，３ｂ リップ本体 ４，５ 金型 ４ａ，５ａ 衝合面 ４ｂ，５ｂ 山形溝 ４ｃ ゲート Ｃ１，Ｃ２ シールリップ成形用キャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 707:04 Ｂ２９Ｋ 707:04 Ｂ２９Ｌ 31:26 Ｂ２９Ｌ 31:26
Claims (1)
- 【請求項１】 基板（１）の両面にエラストマーからな
るシールリップ（２，３）を一体に備える両面リップガ
スケットの製造において、前記基板（１）に、その両面
に衝合される金型（４，５）との間に形成されるシール
リップ成形用キャビティ（Ｃ１，Ｃ２）の間を連通する
連通孔（１ｃ）を開設し、 前記連通孔（１ｃ）は前記両シールリップ成形用キャビ
ティ（Ｃ１，Ｃ２）の一方へ開口したゲート（４ｃ）と
対応する位置にあってこのゲート（４ｃ）よりも大径に
形成され、 前記ゲート（４ｃ）から供給される成形材料を前記連通
孔（１ｃ）を介して前記両シールリップ成形用キャビテ
ィ（Ｃ１，Ｃ２）へ充填することを特徴とする両面リッ
プガスケットの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30842499A JP4051517B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 両面リップガスケットの製造方法 |
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