JP2016186327A - プレート一体ガスケットの成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型を必要とせず、フィルム等への成形が可能で、ガスケット寸法精度を確保でき、プレートに凹凸があってもガスケットを成形可能で、塗布の終始点で塗布ラインが重ならずシール性を確保することができるプレート一体ガスケットの成形方法を提供する。
【解決手段】プレートにガスケット本体を一体成形したプレート一体ガスケットを成形する方法であって、インクジェットプリンタを用いてプレートにガスケット本体の成形材料を噴霧することによりガスケット本体を成形することを特徴とする。プレートは凹凸形状を有し、凹凸形状における凹部の底面及び凸部の頂面に、互いに高さを異にするガスケット本体を一体成形することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、プレートにガスケット本体を一体成形したプレート一体ガスケットを成形するための成形方法に関する。

本発明の成形方法は例えば、燃料電池用ガスケットを製造する際に用いられ、またはシリンダヘッドガスケットを製造する際に用いられる。また、本発明の成形方法は例えば、表面処理やコーティングの分野、ゴム成形の分野などで用いられる。

これまで、プレート一体ガスケット、例えばプレートとしてのセパレータにゴム材料よりなるガスケット本体を一体成形した燃料電池用ガスケット（燃料電池用セルシール）を成形するに際しては、金型を用いるＬＩＭ成形やＳＩＭ成形、射出成形が主流とされ、これらの方法によってガスケットを成形している。また、その他の成形方法として、スクリーン印刷法やディスペンサ法を用いる成形方法などがある。

特許第３５１１３７３号公報

しかしながら、ＬＩＭ成形やＳＩＭ成形、射出成形においては、金型の製作が必要であるため、型費用が高額であり、ガスケットの設計変更の都度、金型の追加工や新規製作が必要となる。射出成形では圧力（射出圧や型締め圧）を加える必要があるため、強度の弱いフィルム等への成形が困難である。スクリーン印刷法やディスペンサ法を用いる成形方法では、ガスケットの断面形状や高さについて寸法精度を確保することが困難である。スクリーン印刷法を用いる成形方法では、塗布対象物であるプレートに凹凸があるとスクリーン版が追従できないためにゴム材料を塗布することができない。ディスペンサ法を用いる成形方法では、塗布の終始点で塗布ラインが重なり合うために均一な断面形状を形成することが困難で、ガスケットのシール性を満足できない等の課題がある。

本発明は以上の点に鑑みて、上記従来技術に見られる課題を解消し、すなわち金型を必要とせず、フィルム等への成形が可能で、ガスケット寸法精度を確保でき、プレートに凹凸があってもガスケットを成形可能で、塗布の終始点で塗布ラインが重ならずシール性を確保することができるプレート一体ガスケットの成形方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるプレート一体ガスケットの成形方法は、プレートにガスケット本体を一体成形したプレート一体ガスケットを成形する方法であって、インクジェットプリンタを用いて前記プレートに前記ガスケット本体の成形材料を噴霧することにより前記ガスケット本体を成形することを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるプレート一体ガスケットの成形方法は、上記した請求項１記載の成形方法において、前記プレートは凹凸形状を有し、前記凹凸形状における凹部の底面及び凸部の頂面に、互いに高さを異にするガスケット本体を一体成形することを特徴とする。

本発明は、インクジェットプリンタを用いてガスケットを形成する手法であり、本手法を用いることにより、任意の形状で成形材料（液状ゴム）をヘッドから高精度に噴霧することが可能となる。

噴霧による塗布層は一層でも良いが、複数層を積層するようにしても良く、例えばこのような複数層の積層構造によって凹凸形状における凹部の底面及び凸部の頂面に互いに高さを異にするガスケット本体を一体成形することにより、ガスケット頂部シール面の高さ位置を任意に変更できるガスケット構造を提供することが可能とされる。

本発明によれば、金型を必要としないために、低コストでの生産が可能となることに加えて、成形に際し圧力を加える必要がないために、フィルム等への成形が可能である。また、ガスケットの寸法精度を確保することができ、プレートに凹凸があってもガスケットを成形可能で、塗布の終始点で塗布ラインが重ならないため、シール性を確保することができる。また、インクジェットプリンタによる塗布を繰り返すことでガスケットシール面の高さ位置などを任意に変更できるガスケット構造を提供することができる。

本発明の実施例に係る成形方法を示す説明図 同成形方法に係る成形品の他の例を示す説明図であって、（Ａ）はその断面図、（Ｂ）はその側面図

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１に示すように、当該実施例に係るプレート一体ガスケットの成形方法は、プレートとしての金属または樹脂よりなるセパレータ２１に、燃料や冷媒などをシールするためのゴム状弾性体よりなるガスケット本体３１を一体成形した燃料電池用ガスケット（燃料電池用セルシール）１１を成形するための方法であって、インクジェットプリンタ４１を用い、そのヘッド４２からセパレータ２１の厚み方向一方の面２２へ向けてガスケット本体３１の成形材料（液状ゴム）を噴霧により塗布し（噴霧の方向を矢印にて示している）、これを固化させることによってガスケット本体３１を成形する。インクジェットプリンタ４１はインクジェット塗布機である。インクジェットプリンタ４１による塗布によれば、成形材料（液状ゴム）の配合や塗布条件、ヘッド仕様などにより若干異なるものの、ガスケット本体３１の厚みについて５〜５０μｍ程度と薄く成形することが可能とされ、塗布厚み及び塗布位置の精度について±３〜１０μｍ程度で塗布することが可能とされる。

セパレータ２１には、図示するように凹凸形状２３が設けられており、この凹凸形状２３における凹部の底面２４及び凸部の頂面２５の任意箇所にそれぞれ、任意高さのガスケット本体３１が一体成形される。

噴霧による塗布層は一層でも良いが、複数層を積層するようにしても良く、セパレータ２１の凹凸形状２３における凹部の底面２４及び凸部の頂面２５に互いに高さを異にするガスケット本体３１を一体成形することにより、ガスケット頂部シール面の高さ位置についてバリエーションに富むガスケット構造を提供することが可能とされる。図２に示す例では、凹部の底面２４に成形されるガスケット本体３１が５層であるのに対し、凸部の頂面２５に成形されるガスケット本体３１は３層とされ、これにより凹凸形状２３とは異なる高低差がガスケット本体３１間に設定されている。

積層構造については、図２（Ａ）に示すように下側の層よりも上側の層の幅を狭くしたり、図２（Ｂ）に示すように下側の層よりも上側の層の長さを狭くしたりすることも考えられ、これらによっても形状的なバリエーションに富むガスケット構造を提供することが可能とされる。尚、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＢ方向矢視図である。

また、以下の点について、考慮が必要とされる。

インクジェット方式においては、ヘッドの詰まりが問題となることがあり、このため詰まりにくい、ヘッド内を循環するタイプのヘッドを選択するのが好適である。すなわち液状ゴムを用いるインクジェット塗布方式によるゴムの形成方法において、インクジェット方式を用いるゴム塗布成形について、ヘッド及び配管内にゴム溶液を循環させるインクジェット塗布装置を用いることが好ましい。

また、塗布時に被着液に含まれる有機溶剤が作業環境へ洩れることを防ぐために塗布ブース内を排気したほうが良いが、排気による気流の乱れによって塗布状態が安定しない等の不具合が発生することが懸念される。そこで、塗布時は排気を停止し、ワーク取出し時のみ排気して作業者が被爆しないようにするのが好適である。

また、上記した５〜５０μｍは１回塗布時の膜厚であって、複数回塗布することで必要な膜厚を確保することできる。設備的にヘッドを複数個並べることにより１パスで塗布できる膜厚はヘッド数に比例して厚くなる。よってヘッドを直列でセットすることで膜厚を厚くすることが可能である。また、塗布と同時にゴムの加硫工程（使用する材料によって加温やＵＶ照射など）を併せ行うことで、より効果的に積層することが可能となる。

１１ 燃料電池用ガスケット（プレート一体ガスケット）
２１ セパレータ（プレート）
２２ 厚み方向一方の面
２３ 凹凸形状
２４ 凹部底面
２５ 凸部頂面
３１ ガスケット本体
４１ インクジェットプリンタ
４２ ヘッド

Claims (2)

1. プレートにガスケット本体を一体成形したプレート一体ガスケットを成形する方法であって、
   インクジェットプリンタを用いて前記プレートに前記ガスケット本体の成形材料を噴霧することにより前記ガスケット本体を成形することを特徴とするプレート一体ガスケットの成形方法。
2. 請求項１記載の成形方法において、
   前記プレートは凹凸形状を有し、
   前記凹凸形状における凹部の底面及び凸部の頂面に、互いに高さを異にするガスケット本体を一体成形することを特徴とするプレート一体ガスケットの成形方法。

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