JP3964781B2

JP3964781B2 - Injection molding method and apparatus

Info

Publication number: JP3964781B2
Application number: JP2002373668A
Authority: JP
Inventors: 実基彦木村; 慎弥河内; 敬祐安藤; 忠志西山; 泰介小此木; 直之円城寺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: CN100471642C; CN1726119A; JP2004202806A

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裏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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection molding method and apparatus for molding a molding layer such as a sealing material on both surfaces of a plate-like body.
[0002]
[Prior art]
A separator for a fuel cell is formed with a sealing material made of silicone rubber on the outer periphery (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-309746 (page 3, FIG. 1)
[0004]
The prior art will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional example in which a sealing material is formed on the outer periphery of a fuel cell separator. In addition, the code | symbol was reassigned.
By clamping the injection molding apparatus 100, a separator unit (that is, a plate-like body) 103 is inserted between the fixed mold 101 and the movable mold 102, and a cavity 104 is formed by the fixed mold 101 and the movable mold 102. .
[0005]
The cavity 104 is filled with a molten silicone resin as indicated by an arrow. Thus, the front side sealing material (that is, the molding layer) 106 is formed on the front side 105 of the separator unit 103 and the sealing material is poured into the back side 107 of the separator unit 103 to form the back side sealing material 108.
[0006]
The front-side sealing material 106 and the back-side sealing material 108 constitute a sealing material 109 that covers the outer peripheral portion 103 a of the separator unit 103. Thus, the separator 110 is obtained by molding the sealing material 109 on the outer peripheral portion 103 a of the separator unit 103.
The fuel cell is assembled by sandwiching the electrolyte membrane, the negative electrode, and the positive electrode with the separator 110. Since hydrogen gas, oxygen gas and produced water flow in the fuel cell, it is necessary to form a separator sealing material well.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Here, the sealing material 109 is a molded film made of a thin silicone resin, and when the molten silicone resin is injected into the cavity 104, the front side sealing material 106 is molded on the front side 105 of the separator single body 103, and the separator single body is formed. It takes time for the molten silicone resin to flow well into the back side 107 of 103.
For this reason, it takes time to manufacture the separator 110, which hinders the productivity of the fuel cell.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an injection molding method and apparatus capable of manufacturing a separator having molded layers formed on both sides of a plate-like body without taking time.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, claim 1 is an injection molding method for covering a plate-like body having a through hole reaching from the front surface to the back surface by an injection molding method, and a gate and a plate shape facing the through hole. A first mold having a front cavity surface facing the surface of the body, a second mold having a receiving surface for housing the back surface of the plate-like body and a pin for closing the through-hole, and a back cavity facing the back surface of the plate-like body Preparing a third mold having a surface, sandwiching a plate-like body between the first mold and the second mold, and forming a front-side cavity on the front-side cavity surface of the first mold and the surface of the plate-like body And a step of injecting a molding material such as a resin into the front cavity through the gate to form a front molding layer on the surface of the plate-like body, and replacing the second mold with a third mold. Open the hole and back side of the third mold The back of Yabiti surface and the plate-like body back A step of forming a side cavity and an injection pressure for injecting the molding material through the gate, the front side molding layer is penetrated, the molding material is filled into the back side cavity through the through hole, and the back side of the plate-like body is backside Forming a molding layer, and forming an injection molding method.
[0010]
After the molding material such as resin is injected into the front cavity to mold the front molding layer, the second mold is replaced with the third mold. In this state, by injecting the molding material from the gate, it penetrates the front side molding layer with injection pressure, fills the molding material into the back side cavity through the through hole, and molds the back side molding layer on the back surface of the plate-like body To do.
In this way, it is possible to penetrate the front side molding layer with the injection pressure, efficiently guide the molding material into the back side cavity through the through hole, and quickly fill the back side cavity with the molding material.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, a front side cavity is formed by the surface of the plate-like body and the first mold by clamping the first and second molds and sandwiching the plate-like body, and molding of resin or the like in the front-side cavity. The back surface of the plate-like body is formed by filling the material and forming a front molding layer on the surface of the plate-like body, exchanging the second mold with the third mold and sandwiching the plate-like body between the third mold and the first mold. And a third mold, and an injection molding apparatus configured to form a back side molding layer on the back surface of the plate-like body by forming a back side cavity in the back side cavity and filling a molding material such as resin in the back side cavity. The first mold is provided with a gate for injecting a molding material into the front side cavity and the back side cavity, and this gate faces a through-hole formed in the plate-like body, and the second mold is placed on the back surface of the plate-like body. Provide a receiving surface that comes into contact with a pin that can be fitted into the through hole on the receiving surface. In order to replace the second mold with the third mold, there is provided a moving means for moving the second and third molds to a facing position facing the first mold and a retreat position retracted from the first mold. It is characterized by that.
[0012]
Pins were provided in the second mold, and the plate-like body was sandwiched between the first and second molds, so that the pin was fitted into the through-hole of the plate-like body to close the through-hole. Accordingly, when the front side cavity is filled with a molding material such as a resin, the molding material can be prevented from entering the through hole. Thereby, the pin can be removed from the through hole and the through hole can be opened by exchanging the second mold with the third mold.
[0013]
Further, a gate was provided in the first mold, and the gate was disposed so as to face the through hole. Therefore, by clamping the first and third molds and injecting the molding material from the gate, the front side molding layer is penetrated by the generated injection pressure, and the resin is efficiently guided to the back side cavity through the through hole. Can do.
[0014]
Furthermore, by providing a through-hole in the plate-like body and having the gate face the through-hole, a simple configuration in which only one gate is provided in the first mold does not take time on the front and back surfaces of the plate-like body. Since a molding layer can be shape | molded by this, an economical injection molding apparatus can be provided.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, the third mold is provided with a support protrusion that supports the plate-like body by being brought into contact with the vicinity of the through hole.
[0016]
A support protrusion is provided on the third mold, and the support protrusion is brought into contact with the vicinity of the through hole so as to support the plate-like body in the vicinity of the through hole. Therefore, even if an injection pressure acts on a portion of the plate-like body near the through hole, the portion can be prevented from being deformed.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, the front-side cavity and the back-side cavity are formed so that the front-side molding layer and the back-side molding layer are extended to the outer edge of the plate-like body to connect the two layers.
[0018]
By extending the front side molding layer and the back side molding layer to the outer edge of the plate-like body and connecting them to each other at the outer edge, the outer edge of the plate-like body can be reliably covered with the molding layer.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a fuel cell provided with a separator molded by an injection molding apparatus according to the present invention.
In the fuel cell 10, the negative electrode 12 and the positive electrode 13 are arranged on the upper surface 11 a side and the lower surface 11 b side of the electrolyte membrane 11, respectively, and the upper separator 15 is overlapped on the negative electrode 12 and the lower separator 15 is overlapped on the positive electrode 13. It is a combination.
[0020]
The separator 15 includes a silicone rubber sealing material (molded layer formed of a front-side molded layer and a back-side molded layer) 18 on an outer peripheral portion 17 of a metal separator alone (plate-shaped body) 16.
The separator unit 16 includes a hydrogen gas passage, an oxygen gas passage, and a generated water passage (not shown) in the outer peripheral portion 17. By covering the outer peripheral portion 17 with a sealing material 18 made of silicone rubber, the hydrogen gas passage, the oxygen gas passage and the generated water passage are covered with the sealing material 18, and the hydrogen gas passage 20..., The oxygen gas passage 21. .. and formed water passages 22 ... are formed.
Further, the sealing material 18 is formed by integrally forming a protrusion 28 surrounding the central portion 19 of the separator 15.
[0021]
By covering the outer peripheral portion 17 of the separator 16 with the sealing material 18, the hydrogen gas passage 20..., The oxygen gas passage 21... And the generated water passage 22. It can be provided.
The electrolyte membrane 11 includes a hydrogen gas passage 24, an oxygen gas passage 25, and a generated water passage 26 on the outer periphery.
[0022]
According to the fuel cell 10, hydrogen gas is supplied through the hydrogen gas passages 20 ..., 24 ... as shown by the arrow A, and is guided toward the central portion 19 of the upper separator 15 as shown by the arrow B, so that oxygen Oxygen gas can be supplied as indicated by arrow C through the gas passages 21, 25, and so on, and can be guided as indicated by arrow D toward the central portion 19 of the lower separator 15.
[0023]
As a result, the hydrogen gas is brought into contact with the catalyst included in the negative electrode 12, and the oxygen gas is brought into contact with the catalyst included in the positive electrode 13 to thereby form an electron e. ⁻ Is caused to flow as shown by an arrow to generate a current.
At this time, generated water is generated from hydrogen molecules and oxygen molecules, and this generated water is guided from the center of the separator 15 to the generated water passages 22... .., 26...
[0024]
2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1 and shows a cross section of the outer peripheral portion 17 of the separator 15.
The separator 15 is provided with a through-hole 30 in the outer peripheral portion 17 of the separator unit 16, and a front side molding layer (portion on the surface side of the sealing material 18) 32 is formed on the surface 31 of the separator unit 16, and the back surface 33 of the separator unit 16. The back side molding layer (part on the back side of the sealing material 18) 34 is molded, and the through hole 30 is filled with a filling portion (a part of the sealing material 18) 35.
[0025]
The front molding layer 32 is integrally provided with a protrusion 28 that surrounds the central portion 19 of the separator 16, and is a bulge that constitutes a passage such as the hydrogen gas passage 20, the oxygen gas passage 21, and the generated water passage 22 shown in FIG. 1. 36.
Moreover, the back side molding layer 34 includes concave portions 38.
[0026]
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an injection molding apparatus according to the present invention.
The injection molding apparatus 40 includes a first mold 41 that can be moved up and down as indicated by arrows, an injection means 42 provided on the first mold 41, a base 43 disposed below the first mold 41, The moving means 48 slides the slider 45 along the guide rail 44 of the base 43, and the second and third molds 46 and 47 attached to the slider 45.
[0027]
The moving means 48 includes a guide rail 44 provided on the base 43, a slider 45 attached so as to be slidable in the arrow direction along the guide rail 44, an air cylinder that moves the slider 45 along the guide rail 44, and the like. Actuator (not shown).
[0028]
When the first mold 41 is clamped with the second mold 46, the front side cavity 50 (see FIG. 4B) is formed with the surface 31 of the separator 16, and the first mold 41 is clamped with the third mold 47. In addition, a front cavity surface 51 that forms a front cavity 50 with the surface 31 of the separator 16 is provided.
[0029]
The injection means 42 is provided with a gate 52 that opens in the front cavity surface 51 of the first mold 41 in the first mold 41, and includes an injection cylinder 53 that communicates with the gate 52, and a plunger 54 is movably disposed in the injection cylinder 53. The plunger 54 is connected to a piston 56 through a rod 55, and the piston 56 is disposed in a cylinder 57 so as to be movable.
[0030]
Further, the outlet of the hopper 58 is communicated with the injection cylinder 53, and the resin material in the hopper 58, that is, molten silicone rubber (molding material) 59 can be supplied into the injection cylinder 53.
[0031]
After supplying the silicone rubber 59 in the hopper 58, that is, the molten silicone rubber 59 into the injection cylinder 53 from the outlet, the plunger 56 is pushed out by moving the piston 56 in the direction of the arrow, and the inside of the injection cylinder 53. The silicone rubber 59 can be injected through the gate 52 into the front cavity 50 (shown in FIG. 4B).
[0032]
The second mold 46 is attached to the slider 45 and has a receiving surface 60 that contacts the back surface 33 of the separator 16 when the mold is clamped to the first mold 41, and is fitted into the through hole 30 in the receiving surface 60. A pin 61 is provided.
[0033]
The third die 47 is provided with a back side cavity surface 64 that forms the back side cavity 63 (see FIG. 6B) with the back surface 33 of the separator 16 when the third die 47 is attached to the slider 45 and clamped with the first die 41. In addition, the rear side cavity surface 64 is provided with support protrusions 66... For supporting the separator unit 16 by being brought into contact with the vicinity of the through hole 30.
In addition, although two support protrusions 66 are illustrated, it is preferable that three support protrusions 66 are provided as an example in order to efficiently support the separator 16.
[0034]
The moving means 48 is means for moving the slider 45 in the direction of the arrow, and the second and third molds 46 and 47 are opposed to the first mold 41 and the retracted position P2 is retracted from the first mold 41. And can move on.
[0035]
Next, an injection molding method for molding the sealing material 18 on the outer peripheral portion 17 of the separator unit 16 using the injection molding apparatus 40 will be described with reference to FIGS.
First, an injection molding apparatus 40 shown in FIG. 3, that is, a first mold 41 having a gate 52 facing the through-hole 30 and a front cavity surface 51 covering the surface 31 of the separator 16, and a separator without a cavity. The second mold 46 having a receiving surface 60 for accommodating the back surface 33 of the 16 and the pin 61 for closing the through hole 30, the back side cavity surface 64 covering the back surface 33 of the separator unit 16, and the support protrusion 66 for supporting the separator unit 30. Prepare a third mold 47 having
[0036]
4A and 4B are first explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
In (a), by moving the slider 45 by the moving means 48, the second mold 46 is set at the facing position P1, and the second mold 46 is opposed to the first mold 41.
[0037]
Next, the separator 16 is accommodated in the receiving surface 60 of the second mold 46 so that the back surface 33 of the separator 16 is brought into contact with the receiving surface 60, and the pin 61 is inserted into the through hole 30 to form the through hole 30. Close with pin 61.
In this state, the first and second molds 41 and 46 are clamped by lowering the first mold 41 as shown by the arrow (1).
[0038]
In (b), the separator cavity 16 is sandwiched between the first mold 41 and the second mold 46, whereby the front cavity 50 is formed by the surface 31 of the separator element 16 and the front cavity surface 51 of the first mold 41.
Next, the plunger 54 is moved by the piston 56 of the injection means 42 as shown by the arrow (2). As a result, the molten silicone rubber 59 in the injection cylinder 53 is injected into the front cavity 50 through the gate 52 as indicated by the arrow (3).
[0039]
5A and 5B are second explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
In (a), the front side molding layer 32 is molded on the surface 31 of the separator unit 16 by filling the front side cavity 50 with the silicone rubber 59 in a molten state.
Since the pin 61 is fitted into the through hole 30 of the separator 16 and the through hole 30 is blocked, the silicone rubber 59 can be prevented from entering the through hole 30.
Next, the first mold 41 is moved as shown by the arrow (4) to open the mold.
[0040]
In (b), when the first mold 41 is opened, the separator 16 is moved away from the second mold 46 by moving the separator 16 together with the first mold 41. Thereby, the through hole 30 can be removed from the pin 61 and the through hole 30 can be opened.
Next, the moving means 48 is operated to move the slider 45 as shown by the arrow (5).
[0041]
FIGS. 6A and 6B are third explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
In (a), the 3rd type | mold 47 is set to the opposing position P1, and the 3rd type | mold 47 is made to oppose the 1st type | mold 41. FIG.
Next, by lowering the first mold 41 as indicated by arrow (6), the second mold is replaced with the third mold while the front-side molding layer 32 is soft, and the first and third molds 41 and 47 are replaced. Clamp the mold.
[0042]
In FIG. 5B, the back side cavity 63 is formed by the back surface 33 of the separator 16 and the back side cavity surface 64 of the third die 47 by sandwiching the separator 16 with the first die 41 and the third die 47.
At the same time, the support protrusions 66 are brought into contact with a portion of the separator 16 in the vicinity of the through hole 30.
Next, the plunger 54 is moved by the piston 56 as indicated by the arrow (7), whereby the molten silicone rubber 59 in the injection cylinder 53 is injected from the gate 52 toward the front molding layer 32 as indicated by the arrow.
[0043]
7 (a) to 7 (c) are fourth explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
In (a), the gate 52 is disposed so as to face the through hole 30. Therefore, by injecting the molten silicone rubber 59 from the gate 52 toward the front side molding layer 32 as shown by an arrow, an injection pressure is applied to the soft front side molding layer 32, and it faces the through hole 30 in the front side molding layer 32. The part 32 a extends to enter the through hole 30.
Thus, the site | part 32a of the front side shaping | molding layer 32 extends, and the site | part 32a becomes thin gradually.
[0044]
In (b), the site | part 32a of the front side molding layer 32 becomes thin, and the site | part 32a opens with injection pressure. Thereby, the silicone rubber 59 injected from the gate 52 can be guided to the back side cavity 63 through the through hole 30 as indicated by an arrow.
[0045]
At this time, the support protrusions 66 are brought into contact with the back surface 33 in the vicinity of the through hole 30 of the separator 16. Thereby, since the separator simple substance 16 of the through-hole 30 vicinity can be supported, even if an injection pressure acts on the site | part of the separator single body 16 vicinity of the through-hole 30, it can prevent that site | part deform | transforming. .
Thereby, even when the separator simple substance 16 is very thin, the injection molding apparatus 40 can be applied, and the use of the injection molding apparatus 40 can be expanded.
[0046]
In (c), the silicone rubber 59 reaching the back side cavity 63 can be guided to the back side cavity 63 as shown by an arrow (8).
Thus, the silicone rubber 59 can be efficiently filled into the back cavity 63 by penetrating the front molding layer 32 with the injection pressure and guiding the molten silicone rubber 59 to the back cavity 63 through the through-hole 30. it can.
[0047]
8A and 8B are fifth explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
In (a), the molten silicone rubber 59 is filled in the back side cavity 63, and the back side molding layer 34 is formed on the back surface 33 of the separator 16. At the same time, the molten silicone rubber 59 is filled into the through holes 30.
[0048]
Here, the outer edge 16 a of the separator 16 is disposed at a predetermined interval from the front cavity surface 51 of the first mold 41 and is disposed at a predetermined interval from the back cavity surface 64 of the second mold 47. ing.
Therefore, when the first and third molds 41 and 47 are clamped, the front cavity 50 formed by the first mold 41 and the separator 16, and the back cavity 63 formed by the third mold 47 and the separator 16 16 Wrap around to the outer edge 16a of the separator 16 and communicate with each other.
Thereby, the back side molding layer 34 can be led to the outer edge 16a of the separator unit 16 and connected to the front side molding layer 32 extending to the outer edge 16a of the separator unit 16.
[0049]
Since the outer edge 16a of the separator 16 can be covered with the front-side molding layer 32 and the back-side molding layer 34, that is, the sealing material 18, it is possible to prevent the separator 16 from being corroded.
After the separator 16 is covered with the front side molding layer 32 and the back side molding layer 34, the first die 41 is moved as shown by the arrow (9) to open the die.
[0050]
In (b), the separator 15 obtained by covering the separator 16 with the sealing material 18 is released from the first and third molds 41 and 47.
At this time, by separating the support protrusions 66 from the separator 16, the recesses 38 are formed in the back-side molding layer 34.
Therefore, the manufacturing process of the separator 15 is completed by embedding the embedding part 39 (see FIG. 2) in the recesses 38.
[0051]
As described above, according to the injection molding method of the present invention, the front side molding layer 32 is penetrated by the injection pressure of the silicone rubber 59, and the silicone rubber 59 is efficiently guided into the back side cavity 63 through the through hole 30. be able to.
Therefore, since the silicone rubber 59 can be quickly filled in the back side cavity 63, the front and back molding layers 32, 34, that is, the sealing material 18 are not spent on the front surface 31 and the back surface 34 of the separator 16 alone. Can be molded.
[0052]
Further, by providing the separator single body 16 with the through hole 30 and the gate 52 facing the through hole 30, the first mold 41 has a simple configuration in which only one gate 52 is provided. It becomes possible to mold the sealing material 18 without spending time on the front surface 31 and the back surface 34.
Thereby, the economical injection molding apparatus 40 can be provided.
[0053]
In the embodiment, the example in which the silicone rubber 59 is used as the molding material has been described. However, the present invention is not limited to this, and other rubber materials, resin materials, and the like can be used as the molding material.
In the above-described embodiment, the separator 16 is described as an example of the plate-like body. However, the plate-like body is not limited to this and can be applied to other plate materials.
[0054]
Further, in the above-described embodiment, the example in which the back side cavity surface 64 of the third mold 47 is provided with the three support protrusions 66 as an example, but the number of the support protrusions 66 can be arbitrarily selected. .
[0055]
In the embodiment, the present invention is applied to the injection molding apparatus 40 in which the first to third molds 41, 46, 47 are arranged horizontally, and the first mold 41 is moved in the vertical direction to perform mold clamping and mold opening. However, the present invention is not limited to this, but the first to third molds 41, 46, 47 are arranged vertically, and the first mold 41 is moved horizontally in the lateral direction, thereby clamping the mold. -It is also possible to apply to an injection molding apparatus that performs mold opening.
[0056]
Further, in the embodiment, the second mold 46 and the third mold 47 are attached to the slider 45, and the slider 45 is moved along the guide rail 44 to move the second mold 46 and the third mold 47 to a desired position. As another example, the second mold 46 and the third mold 47 can be attached to the rotating plate, and the second mold 46 and the third mold 47 can be moved to a desired position by rotating the rotating plate. .
[0057]
In the above-described embodiment, an example in which an air cylinder is used as the actuator of the moving unit 48 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and other actuators such as a hydraulic cylinder, a ball screw, and a motor can be used. .
[0058]
【The invention's effect】
The present invention exhibits the following effects by the above configuration.
According to the first aspect, after the molding material such as resin is injected into the front cavity to mold the front molding layer, the second mold is replaced with the third mold. In this state, by injecting the molding material from the gate, the front-side molding layer is penetrated by the injection pressure, and the molding material is filled into the back-side cavity through the through hole to mold the back-side molding layer.
[0059]
As described above, the molding material can be efficiently guided into the back side cavity through the through hole through the front side molding layer with the injection pressure. Therefore, since the molding material can be quickly filled in the back side cavity, the front side molding layer and the back side molding layer can be molded on the front surface and the back surface of the plate-like body, respectively, without taking time, thereby increasing productivity. be able to.
[0060]
According to a second aspect of the present invention, a pin is provided in the second mold, and the plate-like body is sandwiched between the first and second molds so that the pin is fitted into the through-hole of the plate-like body to close the through-hole. Accordingly, when the front side cavity is filled with a molding material such as a resin, the molding material can be prevented from entering the through hole. Thereby, the pin can be removed from the through hole and the through hole can be opened by exchanging the second mold with the third mold.
[0061]
Further, a gate was provided in the first mold, and the gate was disposed so as to face the through hole. Therefore, by clamping the first and third molds and injecting the molding material from the gate, it penetrates the front molding layer with the generated injection pressure and efficiently guides the molding material to the back cavity through the through hole. be able to.
Thereby, since a molding material can be rapidly filled in the back side cavity, the molding layer can be molded without taking time on the front surface and the back surface of the plate-like body, and productivity can be improved.
[0062]
Furthermore, by providing a through-hole in the plate-like body and having the gate face the through-hole, a simple configuration in which only one gate is provided in the first mold does not take time on the front and back surfaces of the plate-like body. The molding layer can be molded with
Thereby, an economical injection molding apparatus can be provided and equipment costs can be reduced.
[0063]
According to a third aspect of the present invention, a support protrusion is provided on the third mold, and the support protrusion is brought into contact with the vicinity of the through hole, thereby supporting the plate-like body in the vicinity of the through hole. Therefore, even if an injection pressure acts on a portion of the plate-like body near the through hole, the portion can be prevented from being deformed.
Thereby, it becomes possible to apply an injection molding apparatus to an ultra-thin plate-like body, and an application can be expanded.
[0064]
Since the outer edge of the plate-like body can be reliably covered with the molding layer by extending the front-side molding layer and the back-side molding layer to the outer edge of the plate-like body and connecting them to each other at the outer edge, It is possible to reliably prevent the body from corroding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a fuel cell including a separator molded by an injection molding apparatus according to the present invention.
2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an injection molding apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a first explanatory view showing an injection molding method using an injection molding apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a second explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a third explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a fourth explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a fifth explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional example in which a sealing material is formed on the outer periphery of a fuel cell separator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Separator, 16 ... Separator single-piece | unit (plate-shaped body), 16a ... Outer edge of separator single-piece | unit (outer edge of plate-shaped body), 18 ... Sealing material (molding layer which consists of a front side molding layer and a back side molding layer), 30 ... Through-hole , 31 ... front surface, 32 ... front side molding layer, 33 ... back side, 34 ... back side molding layer, 40 ... injection molding device, 41 ... first type, 46 ... second type, 47 ... third type, 48 ... moving means, DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Front side cavity, 51 ... Front side cavity surface, 52 ... Gate, 59 ... Molten silicone rubber (molding material), 60 ... Receiving surface, 61 ... Pin, 63 ... Back side cavity, 64 ... Back side cavity surface, 66 ... Support Projection, P1... Opposite position, P2.

Claims

An injection molding method for covering a plate-like body having a through hole reaching from the front surface to the back surface by an injection molding method,
A first mold having a gate facing the through-hole and a front-side cavity surface facing the surface of the plate-shaped body, a second mold having a receiving surface for housing the back surface of the plate-shaped body and a pin for closing the through-hole, Preparing a third mold having a back cavity surface facing the back surface of the plate-like body;
Sandwiching a plate-like body between the first mold and the second mold, and forming a front-side cavity on the front-side cavity surface of the first mold and the surface of the plate-like body;
A step of injecting a molding material such as a resin through the gate into the front cavity, and molding a front molding layer on the surface of the plate-like body;
By replacing the second type to a type 3, forming a back-side cavity on the back of the third type rear cavity surface and the plate-like body with opening the through hole,
A step of penetrating the front side molding layer with an injection pressure for injecting the molding material through the gate, filling the back side cavity with the molding material through the through hole, and molding the back side molding layer on the back surface of the plate-like body; An injection molding method comprising:

A front side cavity is formed by the surface of the plate-like body and the first die by clamping the first and second molds and sandwiching the plate-like body, and a molding material such as resin is filled in the front side cavity. Forming a front molding layer on the surface of the plate-like body, replacing the second mold with the third mold, and sandwiching the plate-like body between the third mold and the first mold, the back surface of the plate-like body and the third mold An injection molding apparatus configured to form a back side molding layer on the back surface of the plate-like body by forming a back side cavity with the molding material such as resin in the back side cavity,
The first mold is provided with a gate for injecting a molding material into the front-side cavity and the back-side cavity, and the gate is exposed to a through-hole formed in the plate-like body,
The second mold is provided with a receiving surface that contacts the back surface of the plate-like body, and a pin that can be fitted into the through hole is provided on the receiving surface.
In order to replace the second mold with the third mold, there is provided moving means for moving the second and third molds to a facing position facing the first mold and a retreat position retracted from the first mold. Characteristic injection molding device.

The injection molding apparatus according to claim 2, wherein the third mold is provided with a support protrusion that supports the plate-like body by being brought into contact with the vicinity of the through hole.

The injection according to claim 2 or 3, wherein the front side cavity and the back side cavity are formed so that the front side molding layer and the back side molding layer are extended to an outer edge of the plate-like body to connect both layers. Molding equipment.