JP4133305B2

JP4133305B2 - Injection molding method and apparatus

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Publication number: JP4133305B2
Application number: JP2002374818A
Authority: JP
Inventors: 実基彦木村; 慎弥河内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP2004202861A

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１１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２００を型締めすることにより固定型２０１と可動型２０２との間にセパレータ単体（すなわち、板状体）２０３をインサートするとともに、固定型２０１と可動型２０２とでキャビティ２０４を形成する。
【０００５】
キャビティ２０４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２０３の表側２０５に表側シール材（すなわち、成形層）２０６を成形するとともに、セパレータ単体２０３の裏側２０７にシール材を流し込んで裏側シール材２０８を成形する。
【０００６】
表側シール材２０６および裏側シール材２０８とでセパレータ単体２０３の外周部２０３ａを被うシール材２０９を構成する。このように、セパレータ単体２０３の外周部２０３ａにシール材２０９を成形することによりセパレータ２１０を得る。
このセパレータ２１０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２０９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２０４に射出した際に、セパレータ単体２０３の表側２０５に表側シール材２０６を成形するとともに、セパレータ単体２０３の裏側２０７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２１０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】
加えて、キャビティ２０４にシリコーン樹脂を充填する際に、セパレータ単体２０３の表側２０５から裏側２０７にシリコーン樹脂を流し込むために、例えばセパレータ単体２０３の表側２０５側のみにシリコーン樹脂の射出圧がかかることが考えられる。
よって、セパレータ単体２０３が極薄の板材の場合には、セパレータ単体２０３の剛性に対してシリコーン樹脂の射出圧が大きすぎる虞があり、セパレータ単体２０３に過大な射出圧がかからないように、シリコーン樹脂の射出圧を抑える必要がある。
これにより、セパレータ２１０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。
【０００９】
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。
【００１０】
【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、板状体の表面および裏面に射出成形法により成形層を被せる射出成形方法において、前記板状体の表面に対向する表側キャビティ面、この表側キャビティ面に開口させた第１ゲート並びに表側キャビティ面に臨ませた第１圧力センサを有する第１型と、前記板状体の裏面に対向する裏側キャビティ面、この裏側キャビティ面に開口させた第２ゲート、並びに裏側キャビティ面に臨ませた第２圧力センサを有する第２型とを準備し、第１型と第２型とで板状体を挟むことにより、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とともに、第２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し、第１ゲートを通じて表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出するとともに、第２ゲートを通じて裏側キャビティへ成形材を射出し、前記板状体に対して非接触状態に保たれた前記第１圧力センサで前記表側キャビティの内圧を測定し、第１圧力センサの測定値が規定値に達したとき、表側キャビティへの成形材の射出を停止するとともに、前記板状体に対して非接触状態に保たれた前記第２圧力センサで前記裏側キャビティの内圧を測定し、第２圧力センサの測定値が規定値に達したとき、裏側キャビティへの成形材の射出を停止して、表・裏側のキャビティに表・裏側の成形層をそれぞれ成形することを特徴とする。
【００１１】
表側キャビティに第１ゲートを臨ませるとともに裏側キャビティに第２ゲートを臨ませて、第１ゲートから表側キャビティへ成形材を射出するとともに、第２ゲートから裏側キャビティへ成形材を射出する。
このように、表・裏側のキャビティへそれぞれ個別の第１、第２のゲートから成形材を射出することで、表・裏側のキャビティに成形材を効率よく導いて表・裏側のキャビティに迅速に充填することができる。
【００１２】
さらに、表・裏側のキャビティの内圧を第１、第２の圧力センサで検出することにより、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことで、表側キャビティおよび裏側キャビティにそれぞれ成形材を好適に充填することができる。
このように、表・裏側のキャビティに成形材を迅速に、かつ好適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良好に成形することができる。
【００１３】
加えて、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことができるので、成形材の射出の際に、成形材の流量を制御することにより、表・裏側のキャビティの内圧差をなくすことができる。
【００１４】
請求項２は、第１、第２の型で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するとともに、板状体の裏面と第２型とで裏面キャビティを形成し、表・裏側の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するとともに裏面に裏面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に臨む第１ゲート並びに表側キャビティの内圧を前記板状体に対して非接触の状態で測定する第１圧力センサを備え、前記第２型に、前記裏側キャビティに臨む第２ゲート並びに裏側キャビティの内圧を前記板状体に対して非接触の状態で測定する第２圧力センサを備え、前記表側キャビティの内圧が規定値に到達した際に第１圧力センサの信号に基づいて表側キャビティへの成形材の射出を停止させ、前記裏側キャビティの内圧が規定値に到達した際に第２圧力センサの信号に基づいて裏側キャビティへの成形材の射出を停止させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
第１型に表側キャビティに臨む第１ゲートを設けるとともに、第２型に裏側キャビティに臨む第２ゲートを設けた。
これにより、表・裏側のキャビティへ第１、第２のゲートから個別に成形材を射出することができるので、表・裏側のキャビティに成形材を効率よく導いて表・裏側のキャビティに迅速に充填することができる。
【００１６】
さらに、第１型に第１圧力センサを設けるとともに、第２型に第２圧力センサを設け、第１、第２の圧力センサで検出した内圧のデータに基づいて表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つ制御手段を設けた。
これにより、表側キャビティおよび裏側キャビティにそれぞれ成形材を好適に充填することができる。
このように、表・裏側のキャビティに成形材を迅速に、かつ好適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良好に成形することができる。
【００１７】
加えて、第１、第２の圧力センサおよび制御部を設けることで、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことができるので、成形材の射出の際に、成形材の流量を制御することにより、表・裏側のキャビティの内圧差をなくすことができる。
【００１８】
【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（第１実施形態）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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にシール材１８を被せたものである。
具体的には、セパレータ単体１６の外周部１７において、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を成形したものである。
【００２４】
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。
【００２５】
図３は本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）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第１型４１を備え、この第１型４１に第１射出手段４２を備え、第１型４１の下方に配置して第１型４１と型締め可能な第２型４３を備え、この第２型４３に第２射出手段４４を備え、第１、第２の射出手段４２，４４を作動させるエア供給手段４５を備え、このエア供給手段４５からエアを第１、第２の射出手段４２，４４に供給する状態と、供給しない状態とに制御可能な制御手段４６を備える。
【００２６】
第１型４１は、第２型４３に対向する面に表側キャビティ面５０を備える。第１型４１および第２型４３を型締めして、第１型４１と第２型４３とでセパレータ単体１６を挟持することにより、表側キャビティ面５０とセパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５１（図４（ｂ）参照）を形成する。
加えて、第１型４１は、表面キャビティ面５０に開口する第１ゲート５２並びに表側キャビティ５１の内圧を測定する第１圧力センサ５３を備える。
【００２７】
第１ゲート５２には第１射出手段４２が連通されている。この射出手段４２は、第１ゲート５２に連通する供給路５５を備え、この供給路５５に連通する射出シリンダ５６を備え、射出シリンダ５６内にプランジャ５７を移動自在に配置し、このプランジャ５７をロッド５８を介してピストン５９に連結し、このピストン５９をシリンダ６０内に移動自在に配置する。
また、射出シリンダ５６にはホッパ６１の出口を連通し、ホッパ６１内の樹脂材、一例として溶融状態のシリコーンゴム（成形材）６２を射出シリンダ５６内に供給することができる。
【００２８】
ホッパ６１内のシリコーンゴム６２、すなわち溶融状体のシリコーンゴム６２を出口から射出シリンダ５６内に供給した後、エア供給手段４５でピストン５９を矢印の方向に移動することによりプランジャ５７を押し出し、射出シリンダ５６内のシリコーンゴム６２を第１ゲート５２を通して、表側キャビティ５１（図４（ｂ）参照）内に射出することができる。
【００２９】
第２型４３は、第１型４１に対向する面に裏側キャビティ面６５を備える。第１型４１および第２型４３を型締めして、第１型４１と第２型４３とでセパレータ単体１６を挟持することにより、裏側キャビティ面６５とセパレータ単体１６の裏面３３とで裏側キャビティ６６（図４（ｂ）参照）を形成する。
加えて、第２型４３は、裏面キャビティ面６５に開口する第２ゲート６７並びに裏側キャビティ６６の内圧を測定する第２圧力センサ６８を備える。
【００３０】
第２ゲート６７には第２射出手段４４が連通されている。この第２射出手段４４は、第１射出手段４２と同様に、第２ゲート６７に連通する供給路７１を備え、この供給路７１に連通する射出シリンダ７２を備え、射出シリンダ７２内にプランジャ７３を移動自在に配置し、このプランジャ７３をロッド７４を介してピストン７５に連結し、このピストン７５をシリンダ７６内に移動自在に配置する。
また、射出シリンダ７２にはホッパ７７の出口を連通し、ホッパ７７内の樹脂材、一例として溶融状態のシリコーンゴム（成形材）６２を射出シリンダ６２内に供給することができる。
【００３１】
ホッパ６１内のシリコーンゴム６２、すなわち溶融状体のシリコーンゴム６２を出口から射出シリンダ７２内に供給した後、エア供給手段４５でピストン７５を矢印の方向に移動することによりプランジャ７３を押し出し、射出シリンダ７２内のシリコーンゴム６２を第２ゲート６７を通して、裏側キャビティ６６（図４（ｂ）に示す）内に射出することができる。
【００３２】
エア供給手段４５は、エア供給源８０を第１エア流路８１を介して第１射出手段４２のシリンダ６０に連通させ、エア供給源８０を第２エア流路８２を介して第２射出手段４４のシリンダ７６に連通させたものである。
【００３３】
制御手段４６は、第１エア流路８１の途中に第１制御部８５を備え、この第１制御部８５に第１圧力センサ５３をハーネス８７を介して電気的に接続し、第２エア流路８２の途中に第２制御部８６を備え、この第２制御部８６に第２圧力センサ６８をハーネス８８を介して電気的に接続したものである。
【００３４】
第１圧力センサ５３は、表側キャビティ５１（図４（ｂ）参照）の内圧を検出し、第１制御部８５に内圧の検出信号を伝える。
第１制御部８５は、通常状態において第１エア流路８１を開状態に保ち、第１圧力センサ５３からの検出信号に基づいて第１エア流路８１を閉状態に切り換え、または第１エア流路８１の開口率を調整するように構成したものである。
【００３５】
よって、通常状態においてエア供給源８０を駆動することにより、エア供給源８０から吐出したエアを第１エア流路８１の前半、第１制御部８５および第１エア流路８１の後半を経て第１射出手段４２のシリンダ６０に供給する。
これにより、ピストン５９を矢印の方向に移動させてプランジャ５７を押し出し、射出シリンダ５６内のシリコーンゴム６２を第１ゲート５２を通して、表側キャビティ５１（図４（ｂ）に示す）内に射出する。
【００３６】
第２圧力センサ６８は、裏側キャビティ６６（図４（ｂ）参照）の内圧を検出し、第２制御部８６に検出信号を伝える。
第１制御部８６は、通常状態において第２エア流路８２を開状態に保ち、第２圧力センサ６８からの検出信号に基づいて第２エア流路８２を閉状態に切り換え、または第２エア流路８２の開口率を調整するように構成したものである。
【００３７】
よって、通常状態においてエア供給源８０を駆動することにより、エア供給源８０から吐出したエアを第２エア流路８２の前半、第２制御部８６および第２エア流路８２の後半を経て第２射出手段４４のシリンダ７６にエアを供給する。
これにより、ピストン７５を矢印の方向に移動させてプランジャ７３を押し出し、射出シリンダ７２内のシリコーンゴム６２を第２ゲート６７を通して、裏側キャビティ６６（図４（ｂ）に示す）内に射出する。
【００３８】
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５に基づいて説明する。
まず、図３に示す射出成形装置４０、すなわちセパレータ単体１６の表面３１を被う表側キャビティ面５０、表側キャビティ面５０に開口させた第１ゲート５２、並びに表側キャビティ５１（図４（ｂ）参照）の内圧を検出する第１圧力センサ５３を有する第１型４１と、セパレータ単体１６の裏面３３を被う裏側キャビティ面６５、裏側キャビティ面６５に開口させた第２ゲート６７並びに裏側キャビティ６６の内圧を検出する第２圧力センサ６８を有する第２型４３とを準備する。
【００３９】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）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、第２型４３の裏側キャビティ面６５にセパレータ単体１６を載せ、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４１，４３を型締めする。
【００４０】
（ｂ）において、第１型４１と第２型４３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５０とで表側キャビティ５１を形成するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３と第２型４３の裏側キャビティ面６５とで裏側キャビティ６６を形成する。
【００４１】
次に、エア供給手段４５のエア供給源８０を駆動することにより、エア供給源８０から吐出したエアを第１射出手段４２のシリンダ６０に供給する。ピストン５９が矢印の如く移動し、ピストン５９と一体にプランジャ５７が矢印の如く移動する。
これにより、射出シリンダ５６内の溶融状体のシリコーンゴム６２を、供給路５５および第１ゲート５２を通して矢印▲２▼の如く表側キャビティ５１へ射出する。
この際に、第１圧力センサ５３で表側キャビティ５１の内圧を検出する。
【００４２】
同時に、エア供給源８０から吐出したエアを第２射出手段４４のシリンダ７６に供給する。ピストン７５が矢印の如く移動し、ピストン７５と一体にプランジャ７３が矢印の如く移動する。
これにより、射出シリンダ７２内の溶融状体のシリコーンゴム６２を、供給路７１および第２ゲート６７を通して矢印▲３▼の如く裏側キャビティ６６へ射出する。
この際に、第２圧力センサ６８で裏側キャビティ６６の内圧を検出する。
【００４３】
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を第１、第２の圧力センサ５３，６８で検出することで、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つように、第１、第２のエア流路８１，８２のそれぞれの開口率を第１、第２の制御部８５，８６で調整することができる。
【００４４】
よって、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３に一定の射出圧をかけることができるので、セパレータ単体１６が射出圧で変形することを防止できる。これにより、表・裏側のキャビティ５１，６６にシリコーンゴム６２を通常の射出圧で迅速に充填することができる。
【００４５】
加えて、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つことで、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧差がなくなるようにシリコーンゴム６２の流量を制御しながら、シリコーンゴム６２の射出をおこなうことができる。
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧差をなくすことで、セパレータ単体１６にかかる負荷を軽減させることができる。
【００４６】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）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６２を表側キャビティ５１に規定量充填することにより、表側キャビティ５１の内圧が規定値に達する。このとき、規定値になった内圧を第１圧力センサ５３で検出し、この検出信号を制御手段４５の第１制御部８５に伝える。
【００４７】
この検出信号で第１制御部８５が作動して第１エア流路８１を閉じ、シリンダ６０へのエア供給を停止する。これにより、ピストン５９およびプランジャ５７が停止し、表側キャビティ５１へのシリコーンゴム６２の射出を止める。
これにより、表側キャビティ５１に規定量のシリコーンゴム６２を確実に充填することができ、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を好適に成形することができる。
【００４８】
一方、溶融状体のシリコーンゴム６２を裏側キャビティ６６に規定量充填することにより、裏側キャビティ６６の内圧が規定値に達する。このとき、規定値になった内圧を第２圧力センサ６８で検出し、この検出信号を制御手段４５の第２制御部８６に伝える。
【００４９】
この検出信号で第２制御部８６が作動して第２エア流路８２を閉じ、シリンダ７６へのエア供給を停止する。これにより、ピストン７５およびプランジャ７３が停止し、裏側キャビティ６６へのシリコーンゴム６２の射出を止める。
これにより、裏側キャビティ６６に規定量のシリコーンゴム６２を確実に充填することができ、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を好適に成形することができる。
【００５０】
このように、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を好適に成形するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を好適に成形することにより、表・裏側の成形層３２，３４でシール材１８を好適に成形することができる。
シール材１８の成形後、第１型４１を矢印▲４▼の如く移動して、第１、第２型４１，４３を型開きする。
【００５１】
（ｂ）において、第１、第２型４１，４３を型開きすることにより、セパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を被せて得たセパレータ１５を第１、第２型４１，４３から離型する。
これにより、セパレータ１５の製造工程が完了する。
【００５２】
以上説明したように、本発明に係る第１実施形態によれば、第１ゲート５２から表側キャビティ５１へ溶融状態のシリコーンゴム６２を射出するとともに、第２ゲート６７から裏側キャビティ６６へシリコーンゴム６２を射出することができる。
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６へ第１、第２のゲート５２，６７から個別にシリコーンゴム６２を射出することで、表・裏側のキャビティ５１，６６にシリコーンゴム６２を効率よく導いて表・裏側のキャビティ５１，６６に迅速に充填することができる。
【００５３】
加えて、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を第１、第２の圧力センサ５３，６８で検出することにより、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つことができる。
よって、表側キャビティ５１および裏側キャビティ６６にそれぞれシリコーンゴム６２を好適に充填することができる。
これにより、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３にそれぞれ表側成形層３２および裏側成形層３４を時間をかけないで良好に成形することができる。
【００５４】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の射出成形装置において第１実施形態と同一部材については
図６は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を示す概略断面図である。
射出成形装置１００は、上下に矢印の如く昇降可能に第１型１０１を備え、この第１型１０１の下方に配置して第１型１０１と型締め可能な第２型１０２を備え、第１型１０１の第１ゲート１０３および第２型１０２の第２ゲート１０４に連通する射出手段１０５を備え、第１、第２のゲート１０３，１０４を開閉する制御手段１０６を備える。
【００５５】
第１型１０１は、第２型１０２に対向する面に表側キャビティ面５０を備える。第１型１０１および第２型１０２を型締めして、第１型１０１と第２型１０２とでセパレータ単体１６を挟持することにより、表側キャビティ面５０とセパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５１（図５（ａ）参照）を形成する。
加えて、第１型１０１は、表面キャビティ面５０に開口する第１ゲート１０３並びに表側キャビティ５１の内圧を測定する第１圧力センサ１０７を備える。
【００５６】
第２型１０２は、第１型１０１に対向する面に裏側キャビティ面６５を備える。第１型１０１および第２型１０２を型締めして、第１型１０１と第２型１０２とでセパレータ単体１６を挟持することにより、裏側キャビティ面６５とセパレータ単体１６の裏面３３とで裏側キャビティ６６（図７（ｂ）参照）を形成する。
加えて、第２型１０２は、裏面キャビティ面６５に開口する第２ゲート１０４並びに裏側キャビティ６６の内圧を測定する第２圧力センサ１０８を備える。
【００５７】
第１、第２ゲート１０３，１０４には射出手段１０５が連通されている。この射出手段１０５は、第１ゲート１０３に連通する第１供給路１１０を備え、第２ゲート１０４に連通する第２供給路１１１を備え、第１、第２の供給路１１０，１１１に連通する射出シリンダ１１２を備え、射出シリンダ１１２内にプランジャ１１３を移動自在に配置し、このプランジャ１１３をロッド１１４を介してピストン１１５に連結し、このピストン１１５をシリンダ１１６内に移動自在に配置する。
【００５８】
また、射出シリンダ１１２にはホッパ１１７の出口を連通し、ホッパ１１７内の樹脂材、すなわち溶融状態のシリコーンゴム（成形材）６２を射出シリンダ１１２内に供給することができる。
ホッパ６１内のシリコーンゴム６２、すなわち溶融状体のシリコーンゴム６２を出口から射出シリンダ５６内に供給した後、ピストン１１５を矢印の方向に移動することによりプランジャ１１３を押し出る。
【００５９】
これにより、射出シリンダ１１２内のシリコーンゴム６２を第１ゲート１０３を通して、表側キャビティ５１（図５（ａ）に示す）内に射出するとともに、第２ゲート１０４を通して、裏側キャビティ６６（図５（ａ）に示す）内に射出することができる。
【００６０】
制御手段１０６は、第１ゲート１０３を開閉する第１開閉部１２０を備え、第２ゲート１０４を開閉する第２開閉部１２１を備え、第１、第２の開閉部１２０，１２１にそれぞれ第１、第２のエア流路１２２，１２３を介して制御部１２４を接続し、この制御部１２４にエア供給路１２５を介してエア供給源１２６を接続し、制御部１２４にハーネス１２７，１２８を介して第１、第２の圧力センサ１０７，１０８を電気的に接続したものである。
【００６１】
第１開閉部１２０は、第１ゲート１０３内に第１開閉弁１３１を矢印の如く昇降自在に配置し、第１開閉弁１３１から上方にロッド１３２を延ばし、ロッド１３２の上端にピストン１３３を取り付け、ピストン１３３を摺動自在にシリンダ１３４内に収納したものである。
【００６２】
第２開閉部１２１は、第２ゲート１０４内に第２開閉弁１３６を矢印の如く昇降自在に配置し、第２開閉弁１３６から上方にロッド１３７を延ばし、ロッド１３７の上端にピストン１３８を取り付け、ピストン１３８を摺動自在にシリンダ１３９内に収納したものである。
【００６３】
第１圧力センサ１０７は、表側キャビティ５１（図７（ｂ）参照）の内圧を検出して制御部１２４に検出信号を伝えるものである。
第２圧力センサ１０８は、裏側キャビティ６６（図７（ｂ）参照）の内圧を検出して制御部１２４に検出信号を伝えるものである。
【００６４】
制御部１２４は、通常状態においてエア供給路１２５と第１エア流路１２２とを非連通状態に保つことで、第１開閉弁１３１を待機位置Ｐ１にセットして第１ゲート１０３を開くとともに、エア供給路１２５と第２エア流路１２３とを非連通状態に保つことで、第２開閉弁１３６を待機位置Ｐ２にセットして第２ゲート１０４を開くように構成したものである。
【００６５】
また、制御部１２４は、第１圧力センサ１０７からの検出信号に基づいてエア供給路１２５と第１エア流路１２２とを連通状態に切り換えることで、エア供給源１２６からのエアをシリンダ１３４に導いてピストン１３３を作動させ、第１開閉弁１３１を待機位置Ｐ１から下降させて第１ゲート１０３を閉じるように構成したものである。
【００６６】
さらに、制御部１２４は、第２圧力センサ１０８からの検出信号に基づいてエア供給路１２５と第２エア流路１２３とを連通状態に切り換えることで、エア供給源１２６からのエアをシリンダ１３９に導いてピストン１３８を作動させ、第２開閉弁１３６を待機位置Ｐ２から上昇させて第２ゲート１０４を閉じるように構成したものである。
【００６７】
加えて、制御部１２４は、第１、第２の圧力センサ１０７，１０８からの検出信号に基づいて、表側キャビティ５１および裏側キャビティ６６（図７（ｂ）参照）の内圧が一定になるように、第１、第２の開閉弁１３１，１３６で第１、第２ゲート１０３，１０４の開口率を調整するように構成したものである。
【００６８】
次に、射出成形装置１００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６〜図１０に基づいて説明する。
まず、図６に示す射出成形装置１００、すなわちセパレータ単体１６の表面３１を被う表側キャビティ面５０、表側キャビティ面５０に開口させた第１ゲート１０３、並びに表側キャビティ５１（図７（ｂ）参照）の内圧を検出する第１圧力センサ１０７を有する第１型１０１と、セパレータ単体１６の裏面３３を被う裏側キャビティ面６５、裏側キャビティ面６５に開口させた第２ゲート１０４並びに裏側キャビティ６６の内圧を検出する第２圧力センサ１０８を有する第２型１０２とを準備する。
【００６９】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）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、第２型１０２の裏側キャビティ面６５にセパレータ単体１６を載せ、第１型１０１を矢印▲５▼の如く下降させることにより、第１、第２の型１０１，１０２を型締めする。
【００７０】
（ｂ）において、第１型１０１と第２型１０２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５０とで表側キャビティ５１を形成するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３と第２型１０２の裏側キャビティ面６５とで裏側キャビティ６６を形成する。
【００７１】
図８は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第２説明図である
次に、射出手段１０５のピストン１１５を矢印の如く移動して、ピストン５９とともにプランジャ１１３を矢印の如く移動する。
【００７２】
これにより、射出シリンダ１１２内の溶融状体のシリコーンゴム６２を、第１供給路１１０、第１ゲート１０３および第１ゲート１０３の先端流路１０３ａを通して矢印▲６▼の如く表側キャビティ５１へ射出する。
この際に、第１圧力センサ１０７で表側キャビティ５１の内圧を検出する。
同時に、射出シリンダ１１２内の溶融状体のシリコーンゴム６２を、第２供給路１１１、第２ゲート１０４および第２ゲート１０４の先端流路１０４ａを通して矢印▲７▼の如く裏側キャビティ６６へ射出する。
この際に、第２圧力センサ１０８で裏側キャビティ６６の内圧を検出する。
【００７３】
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を第１、第２の圧力センサ１０７，１０８で検出することで、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つように、第１、第２のゲート１０３，１０４のそれぞれの開口率を制御部１２４で調整することができる。
【００７４】
よって、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３に一定の射出圧をかけることができるので、セパレータ単体１６が射出圧で変形することを防止できる。これにより、表・裏側のキャビティ５１，６６にシリコーンゴム６２を通常の射出圧で迅速に充填することができる。
【００７５】
加えて、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つことで、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧差がなくなるようにシリコーンゴム６２の流量を制御しながら、シリコーンゴム６２の射出をおこなうことができる。
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧差をなくすことで、セパレータ単体１６にかかる負荷を軽減させることができる。
【００７６】
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）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、溶融状体のシリコーンゴム６２を表側キャビティ５１に規定量充填することにより、表側キャビティ５１の内圧が規定値に達する。このとき、規定値になった内圧を第１圧力センサ１０７で検出し、この検出信号を制御手段１０６の制御部１２４に伝える。
【００７７】
この検出信号で制御部１２４が作動してエア供給路１２５と第１エア流路１２２とを連通状態に切り換える。エア供給源１２６からのエアをエア供給路１２５および第１エア流路１２２を経てシリンダ１３４に導き、ピストン１３３を作動させる。
【００７８】
ピストン１３３とともにロッド１３２を作動することにより、第１開閉弁１３１を待機位置Ｐ１（図６参照）から下降させて、第１開閉弁１３１で第１ゲート１０３を閉じる。
これにより、表側キャビティ５１に規定量のシリコーンゴム６２を確実に充填することができ、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を好適に成形することができる。
【００７９】
一方、溶融状体のシリコーンゴム６２を裏側キャビティ６６に規定量充填することにより、裏側キャビティ６６の内圧が規定値に達する。このとき、規定値になった内圧を第２圧力センサ１０８で検出し、この検出信号を制御手段１０６の制御部１２４に伝える。
【００８０】
この検出信号で制御部１２４が作動してエア供給路１２５と第２エア流路１２３とを連通状態に切り換える。エア供給源１２６からのエアをエア供給路１２５および第２エア流路１２３を経てシリンダ１３９に導き、ピストン１３８を作動させる。
【００８１】
ピストン１３８とともにロッド１３７を作動することにより、第２開閉弁１３６を待機位置Ｐ２（図６参照）から上昇させて、第２開閉弁１３６で第２ゲート１０４を閉じる。
これにより、裏側キャビティ６６に規定量のシリコーンゴム６２を確実に充填することができ、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を好適に成形することができる。
【００８２】
このように、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を好適に成形するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を好適に成形することにより、表・裏側の成形層３２，３４でシール材１８を好適に成形することができる。
シール材１８の成形後、第１型１０１を矢印▲８▼の如く移動して、第１、第２型１０１，１０２を型開きする。
【００８３】
図１０は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第４説明図である
第１、第２型１０１，１０２を型開きすることにより、セパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を被せて得たセパレータ１５を第１、第２型１０１，１０２から離型する。
これにより、セパレータ１５の製造工程が完了する。
【００８４】
以上説明したように、本発明に係る第２実施形態によれば、第１ゲート１０３から表側キャビティ５１へ溶融状態のシリコーンゴム６２を射出するとともに、第２ゲート１０４から裏側キャビティ６６へシリコーンゴム６２を射出することができる。
【００８５】
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６へ第１、第２のゲート１０３，１０４から個別にシリコーンゴム６２を射出することで、表・裏側のキャビティ５１，６６にシリコーンゴム６２を効率よく導いて表・裏側のキャビティ５１，６６に迅速に充填することができる。
【００８６】
加えて、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を第１、第２の圧力センサ１０７，１０８で検出することにより、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つことができる。
よって、表側キャビティ５１および裏側キャビティ６６にそれぞれシリコーンゴム６２を好適に充填することができる。
これにより、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３にそれぞれ表側成形層３２および裏側成形層３４を時間をかけないで良好に成形することができる。
【００８７】
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。
【００８８】
さらに、前記実施形態では、第１〜第２の型４１，４３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２の型４１，４３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。
【００８９】
【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、表側キャビティに第１ゲートを臨ませるとともに裏側キャビティに第２ゲートを臨ませて、第１ゲートから表側キャビティへ成形材を射出するとともに、第２ゲートから裏側キャビティへ成形材を射出する。
このように、表・裏側のキャビティへそれぞれ個別の第１、第２のゲートから成形材を射出することで、表・裏側のキャビティに成形材を効率よく導いて表・裏側のキャビティに迅速に充填することができる。
【００９０】
さらに、表・裏側のキャビティの内圧を第１、第２の圧力センサで検出することにより、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことができる。よって、表側キャビティおよび裏側キャビティにそれぞれ成形材を好適に充填することができる。
このように、表・裏側のキャビティに成形材を迅速に、かつ好適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良好に成形することができ、生産性を高めることができる。
【００９１】
加えて、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことで、表・裏側のキャビティの内圧差がなくなるように成形材の流量を制御しながら、成形材の射出をおこなうことができる。
このように、表・裏側のキャビティの内圧差をなくすことで、板状体にかかる負荷を軽減させることができる。
【００９２】
請求項２は、第１型に表側キャビティに臨む第１ゲートを設けるとともに、第２型に裏側キャビティに臨む第２ゲートを設けた。
これにより、表・裏側のキャビティへ第１、第２のゲートから個別に成形材を射出することができるので、表・裏側のキャビティに成形材を効率よく導いて表・裏側のキャビティに迅速に充填することができる。
【００９３】
さらに、第１型に第１圧力センサを設けるとともに、第２型に第２圧力センサを設け、第１、第２の圧力センサで検出した内圧のデータに基づいて表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つ制御手段を設けた。
これにより、表側キャビティおよび裏側キャビティにそれぞれ成形材を好適に充填することができる。
【００９４】
このように、表・裏側のキャビティに成形材を迅速に、かつ好適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良好に成形することができ、生産性を高めることができる。
【００９５】
加えて、第１、第２の圧力センサおよび制御部を設けることで、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことができるので、表・裏側のキャビティの内圧差がなくなるように成形材の流量を制御しながら、成形材の射出をおこなうことができる。
このように、表・裏側のキャビティの内圧差をなくすことで、板状体にかかる負荷を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）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（第１実施形態）を示す概略断面図
【図４】本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）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（第１実施形態）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（第２実施形態）を示す概略断面図
【図７】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第１説明図
【図８】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第２説明図
【図９】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第３説明図
【図１０】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第４説明図
【図１１】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）、１７…外周部、１８…シール材（表側成形層及び裏側成形層からなる成形層）、３１…表面、３２…表側成形層、３３…裏面、３４…裏側成形層、４０，１００…射出成形装置、４１，１０１…第１型、４３，１０２…第２型、４６，１０６…制御手段、５０…表側キャビティ面、５０…表側キャビティ、５２，１０３…第１ゲート、５３，１０７…第１圧力センサ、６２…溶融状態のシリコーンゴム（成形材）、６５…裏側キャビティ面、６６…裏側キャビティ、６７，１０４…第２ゲート、６８，１０８…第２圧力センサ。[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. 11 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 200, a separator unit (that is, a plate-like body) 203 is inserted between the fixed mold 201 and the movable mold 202, and a cavity 204 is formed by the fixed mold 201 and the movable mold 202. .
[0005]
The cavity 204 is filled with a molten silicone resin as shown by an arrow. Thus, the front side sealing material (that is, the molding layer) 206 is formed on the front side 205 of the separator unit 203 and the sealing material 208 is poured into the back side 207 of the separator unit 203 to form the back side sealing member 208.
[0006]
The front-side sealing material 206 and the back-side sealing material 208 constitute a sealing material 209 that covers the outer peripheral portion 203a of the separator unit 203. In this manner, the separator 210 is obtained by molding the sealing material 209 on the outer peripheral portion 203a of the separator unit 203.
The fuel cell is assembled by sandwiching the electrolyte membrane, the negative electrode and the positive electrode with the separator 210. 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 209 is a molded film made of a thin silicone resin. When the molten silicone resin is injected into the cavity 204, the front sealing material 206 is molded on the front side 205 of the separator unit 203, and the separator unit 209 It takes time for the molten silicone resin to flow well into the back side 207 of 203.
For this reason, it takes time to manufacture the separator 210, which hinders the productivity of the fuel cell.
[0008]
In addition, when the cavity 204 is filled with the silicone resin, in order to flow the silicone resin from the front side 205 of the separator unit 203 to the back side 207, for example, the injection pressure of the silicone resin may be applied only to the front side 205 side of the separator unit 203. Conceivable.
Therefore, when the separator unit 203 is an extremely thin plate material, there is a possibility that the injection pressure of the silicone resin may be too large for the rigidity of the separator unit 203, and the silicone resin is not applied to the separator unit 203 so that an excessive injection pressure is applied. It is necessary to reduce the injection pressure.
Accordingly, it takes time to manufacture the separator 210, which hinders the productivity of the fuel cell.
[0009]
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.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is directed to an injection molding method in which a molding layer is applied to the front and back surfaces of a plate-like body by an injection molding method, and a front-side cavity surface facing the surface of the plate-like body, the front-side cavity surface A first gate having a first pressure sensor opened to the front side and a first pressure sensor facing the front side cavity surface, a back side cavity surface facing the back side of the plate-like body, and a second gate opened to the back side cavity surface And a second mold having a second pressure sensor facing the back cavity surface, and sandwiching a plate-like body between the first mold and the second mold, the front cavity surface and the plate shape of the first mold The front side cavity is formed on the surface of the body, and the back side cavity is formed on the back side cavity surface of the second mold and the back side of the plate-like body. Shi Injecting a molding material such as resin into the front cavity through the first gate, and injecting the molding material into the back cavity through the second gate, Measuring the internal pressure of the front cavity with the first pressure sensor maintained in a non-contact state with respect to the plate-like body; When the measured value of the first pressure sensor reaches the specified value, the injection of the molding material into the front cavity is stopped, Measuring the internal pressure of the backside cavity with the second pressure sensor maintained in a non-contact state with respect to the plate-like body; When the measured value of the second pressure sensor reaches a specified value, the injection of the molding material into the back side cavity is stopped, and the front and back side molding layers are respectively molded in the front and back side cavities.
[0011]
The first gate faces the front cavity and the second gate faces the back cavity, and the molding material is injected from the first gate to the front cavity, and the molding material is injected from the second gate to the back cavity.
In this way, by injecting the molding material from the first and second gates separately into the front and back cavities, the molding material is efficiently guided to the front and back cavities and quickly into the front and back cavities. Can be filled.
[0012]
Furthermore, by detecting the internal pressures of the front and back cavities with the first and second pressure sensors, the internal pressures of the front and back cavities are kept constant, so that molding materials are suitably used for the front and back cavities, respectively. Can be filled.
In this way, the front and back cavities can be filled quickly and suitably with the molding material, so that the front and back molding layers can be satisfactorily applied to the front and back surfaces of the plate-like body without taking time. Can be molded.
[0013]
In addition, because the internal pressure of the front and back cavities can be kept constant, the internal pressure difference between the front and back cavities can be eliminated by controlling the flow rate of the molding material during injection of the molding material. .
[0014]
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 die by sandwiching the plate-like body between the first and second molds, and the back surface of the plate-like body by the back surface and the second mold. An injection molding device configured to form cavities, fill the front and back cavities with a molding material such as resin, mold the front molding layer on the surface of the plate, and mold the back molding layer on the back In the first mold, the first gate facing the front cavity and the internal pressure of the front cavity are set. In a non-contact state with respect to the plate-like body A first pressure sensor for measuring, and a second gate facing the back cavity and the internal pressure of the back cavity in the second mold. In a non-contact state with respect to the plate-like body A second pressure sensor for measuring is provided, and when the internal pressure of the front cavity reaches a specified value, injection of the molding material into the front cavity is stopped based on the signal of the first pressure sensor, and the internal pressure of the back cavity is specified. Control means is provided for stopping injection of the molding material into the back cavity based on the signal of the second pressure sensor when the value is reached.
[0015]
A first gate facing the front cavity is provided on the first mold, and a second gate facing the back cavity is provided on the second mold.
As a result, the molding material can be individually injected from the first and second gates into the front and back cavities, so that the molding material can be efficiently guided to the front and back cavities and quickly into the front and back cavities. Can be filled.
[0016]
Furthermore, a first pressure sensor is provided in the first mold, and a second pressure sensor is provided in the second mold. Based on the internal pressure data detected by the first and second pressure sensors, the internal pressures of the front and back cavities are determined. Control means to keep constant was provided.
Thereby, a molding material can be suitably filled in a front side cavity and a back side cavity, respectively.
In this way, the front and back cavities can be filled quickly and suitably with the molding material, so that the front and back molding layers can be satisfactorily applied to the front and back surfaces of the plate-like body without taking time. Can be molded.
[0017]
In addition, by providing the first and second pressure sensors and the control unit, the internal pressure of the front and back cavities can be kept constant, so that the flow rate of the molding material is controlled when the molding material is injected. Thus, the internal pressure difference between the front and back cavities can be eliminated.
[0018]
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 including a separator molded by an injection molding apparatus (first embodiment) 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.
[0019]
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.
[0020]
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.
[0021]
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.
[0022]
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...
[0023]
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 obtained by covering the outer peripheral portion 17 of the separator 16 with a sealing material 18.
Specifically, in the outer peripheral portion 17 of the separator unit 16, a front side molding layer (a part on the surface side of the sealing material 18) 32 is formed on the surface 31 of the separator unit 16, and the back side molding layer is formed on the back surface 33 of the separator unit 16. (Part on the back side of the sealing material 18) 34 is formed.
[0024]
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 ridge 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.
[0025]
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an injection molding apparatus (first embodiment) 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, and the first mold 41 includes a first injection means 42. The first mold 41 is disposed below the first mold 41. A second mold 43 that can be clamped is provided, the second mold 43 is provided with a second injection means 44, and an air supply means 45 for operating the first and second injection means 42, 44 is provided. The control means 46 which can be controlled to the state which supplies air to the 1st, 2nd injection means 42 and 44 from 45, and the state which does not supply is provided.
[0026]
The first mold 41 includes a front cavity surface 50 on a surface facing the second mold 43. The first mold 41 and the second mold 43 are clamped, and the separator 16 is sandwiched between the first mold 41 and the second mold 43, so that the front cavity is formed by the front cavity surface 50 and the surface 31 of the separator 16. 51 (see FIG. 4B).
In addition, the first mold 41 includes a first gate 52 that opens to the surface cavity surface 50 and a first pressure sensor 53 that measures the internal pressure of the front cavity 51.
[0027]
The first injection means 42 communicates with the first gate 52. The injection means 42 includes a supply path 55 that communicates with the first gate 52, an injection cylinder 56 that communicates with the supply path 55, and a plunger 57 that is movably disposed in the injection cylinder 56. The piston 59 is connected to the piston 59 via the rod 58, and the piston 59 is movably disposed in the cylinder 60.
Further, the outlet of the hopper 61 is communicated with the injection cylinder 56, and a resin material in the hopper 61, for example, a molten silicone rubber (molding material) 62 can be supplied into the injection cylinder 56.
[0028]
After supplying the silicone rubber 62 in the hopper 61, that is, the molten silicone rubber 62 into the injection cylinder 56 from the outlet, the plunger 59 is pushed out by moving the piston 59 in the direction of the arrow by the air supply means 45. Silicone rubber 62 in the cylinder 56 can be injected into the front cavity 51 (see FIG. 4B) through the first gate 52.
[0029]
The second mold 43 includes a back-side cavity surface 65 on the surface facing the first mold 41. The first mold 41 and the second mold 43 are clamped, and the separator 16 is sandwiched between the first mold 41 and the second mold 43, so that the back cavity is formed by the back cavity surface 65 and the back surface 33 of the separator 16. 66 (see FIG. 4B).
In addition, the second mold 43 includes a second gate 67 that opens to the back cavity surface 65 and a second pressure sensor 68 that measures the internal pressure of the back cavity 66.
[0030]
The second injection means 44 communicates with the second gate 67. Similar to the first injection means 42, the second injection means 44 includes a supply path 71 that communicates with the second gate 67, an injection cylinder 72 that communicates with the supply path 71, and a plunger 73 in the injection cylinder 72. The plunger 73 is connected to the piston 75 via the rod 74, and the piston 75 is movably disposed in the cylinder 76.
Further, the outlet of the hopper 77 is communicated with the injection cylinder 72, and a resin material in the hopper 77, for example, a molten silicone rubber (molding material) 62 can be supplied into the injection cylinder 62.
[0031]
After supplying the silicone rubber 62 in the hopper 61, that is, the molten silicone rubber 62 into the injection cylinder 72 from the outlet, the plunger 73 is pushed out by moving the piston 75 in the direction of the arrow by the air supply means 45. The silicone rubber 62 in the cylinder 72 can be injected through the second gate 67 into the backside cavity 66 (shown in FIG. 4B).
[0032]
The air supply means 45 causes the air supply source 80 to communicate with the cylinder 60 of the first injection means 42 via the first air flow path 81, and the air supply source 80 to the second injection means via the second air flow path 82. 44 cylinders 76 communicated with each other.
[0033]
The control means 46 includes a first control unit 85 in the middle of the first air flow path 81, and the first pressure sensor 53 is electrically connected to the first control unit 85 via a harness 87, and the second air flow A second control unit 86 is provided in the middle of the path 82, and a second pressure sensor 68 is electrically connected to the second control unit 86 via a harness 88.
[0034]
The first pressure sensor 53 detects the internal pressure of the front cavity 51 (see FIG. 4B) and transmits a detection signal of the internal pressure to the first control unit 85.
The first control unit 85 keeps the first air flow path 81 open in the normal state and switches the first air flow path 81 to the closed state based on the detection signal from the first pressure sensor 53, or the first air The opening ratio of the flow path 81 is adjusted.
[0035]
Therefore, by driving the air supply source 80 in the normal state, the air discharged from the air supply source 80 passes through the first half of the first air flow path 81, the first control unit 85, and the second half of the first air flow path 81. 1 is supplied to the cylinder 60 of the injection means 42.
Accordingly, the piston 59 is moved in the direction of the arrow to push out the plunger 57, and the silicone rubber 62 in the injection cylinder 56 is injected into the front side cavity 51 (shown in FIG. 4B) through the first gate 52.
[0036]
The second pressure sensor 68 detects the internal pressure of the back cavity 66 (see FIG. 4B) and transmits a detection signal to the second control unit 86.
The first control unit 86 keeps the second air flow path 82 open in the normal state and switches the second air flow path 82 to the closed state based on the detection signal from the second pressure sensor 68, or the second air flow The opening ratio of the flow path 82 is adjusted.
[0037]
Therefore, by driving the air supply source 80 in the normal state, the air discharged from the air supply source 80 passes through the first half of the second air flow path 82, the second control unit 86, and the second half of the second air flow path 82. 2. Air is supplied to the cylinder 76 of the injection means 44.
Accordingly, the piston 75 is moved in the direction of the arrow to push out the plunger 73, and the silicone rubber 62 in the injection cylinder 72 is injected into the back side cavity 66 (shown in FIG. 4B) through the second gate 67.
[0038]
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, the injection molding apparatus 40 shown in FIG. 3, that is, the front side cavity surface 50 covering the surface 31 of the separator 16 alone, the first gate 52 opened in the front side cavity surface 50, and the front side cavity 51 (see FIG. 4B). ) Of the first die 41 having the first pressure sensor 53 for detecting the internal pressure of the separator 16, the back cavity surface 65 covering the back surface 33 of the separator 16, the second gate 67 opened in the back cavity surface 65, and the back cavity 66 A second mold 43 having a second pressure sensor 68 for detecting the internal pressure is prepared.
[0039]
4 (a) and 4 (b) are first explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
In (a), the first and second molds 41 and 43 are clamped by placing the separator 16 on the back cavity surface 65 of the second mold 43 and lowering the first mold 41 as shown by the arrow (1). To do.
[0040]
In (b), by sandwiching the separator unit 16 between the first mold 41 and the second mold 43, the front side cavity 51 is formed by the surface 31 of the separator unit 16 and the front side cavity surface 50 of the first mold 41, A back-side cavity 66 is formed by the back surface 33 of the separator 16 and the back-side cavity surface 65 of the second mold 43.
[0041]
Next, the air supplied from the air supply source 80 is supplied to the cylinder 60 of the first injection means 42 by driving the air supply source 80 of the air supply means 45. The piston 59 moves as indicated by an arrow, and the plunger 57 moves together with the piston 59 as indicated by an arrow.
As a result, the molten silicone rubber 62 in the injection cylinder 56 is injected into the front cavity 51 through the supply passage 55 and the first gate 52 as indicated by the arrow (2).
At this time, the internal pressure of the front cavity 51 is detected by the first pressure sensor 53.
[0042]
At the same time, the air discharged from the air supply source 80 is supplied to the cylinder 76 of the second injection means 44. The piston 75 moves as indicated by an arrow, and the plunger 73 moves integrally with the piston 75 as indicated by an arrow.
As a result, the molten silicone rubber 62 in the injection cylinder 72 is injected into the back side cavity 66 through the supply path 71 and the second gate 67 as shown by the arrow (3).
At this time, the internal pressure of the back side cavity 66 is detected by the second pressure sensor 68.
[0043]
As described above, the first and second pressure sensors 53 and 68 detect the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 so that the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 are kept constant. The aperture ratios of the first and second air flow paths 81 and 82 can be adjusted by the first and second control units 85 and 86, respectively.
[0044]
Therefore, since a constant injection pressure can be applied to the front surface 31 and the back surface 33 of the separator unit 16, the separator unit 16 can be prevented from being deformed by the injection pressure. As a result, the front and back cavities 51 and 66 can be quickly filled with the silicone rubber 62 at a normal injection pressure.
[0045]
In addition, by keeping the internal pressure of the front and back cavities 51 and 66 constant, the flow rate of the silicone rubber 62 is controlled so that the internal pressure difference between the front and back cavities 51 and 66 is eliminated, and the silicone rubber 62 is injected. Can be done.
Thus, by eliminating the internal pressure difference between the front and back cavities 51 and 66, the load applied to the separator 16 can be reduced.
[0046]
5 (a) and 5 (b) are second explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
In (a), by filling the front side cavity 51 with a prescribed amount of molten silicone rubber 62, the internal pressure of the front side cavity 51 reaches a prescribed value. At this time, the internal pressure that has reached the specified value is detected by the first pressure sensor 53, and this detection signal is transmitted to the first control unit 85 of the control means 45.
[0047]
With this detection signal, the first control unit 85 operates to close the first air flow path 81 and stop the air supply to the cylinder 60. Thereby, the piston 59 and the plunger 57 are stopped, and the injection of the silicone rubber 62 into the front side cavity 51 is stopped.
Thereby, the front side cavity 51 can be reliably filled with the prescribed amount of the silicone rubber 62, and the front side molding layer 32 can be suitably molded on the surface 31 of the separator unit 16.
[0048]
On the other hand, by filling the back side cavity 66 with a predetermined amount of molten silicone rubber 62, the internal pressure of the back side cavity 66 reaches a specified value. At this time, the internal pressure that has reached the specified value is detected by the second pressure sensor 68, and this detection signal is transmitted to the second control unit 86 of the control means 45.
[0049]
In response to this detection signal, the second control unit 86 operates to close the second air flow path 82 and stop the air supply to the cylinder 76. Accordingly, the piston 75 and the plunger 73 are stopped, and the injection of the silicone rubber 62 into the back side cavity 66 is stopped.
Thereby, the back side cavity 66 can be reliably filled with the prescribed amount of the silicone rubber 62, and the back side molding layer 34 can be suitably molded on the back surface 33 of the separator 16.
[0050]
In this way, the front side molding layer 32 is suitably molded on the front surface 31 of the separator unit 16 and the back side molding layer 34 is suitably molded on the back side 33 of the separator unit 16, thereby forming the front and back molding layers 32, 34. Thus, the sealing material 18 can be suitably formed.
After the molding of the sealing material 18, the first mold 41 is moved as indicated by the arrow (4), and the first and second molds 41 and 43 are opened.
[0051]
In (b), by opening the first and second molds 41 and 43, the separator 15 obtained by covering the outer peripheral portion 17 of the separator unit 16 with the sealing material 18 is removed from the first and second molds 41 and 43. Release.
Thereby, the manufacturing process of the separator 15 is completed.
[0052]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the molten silicone rubber 62 is injected from the first gate 52 to the front cavity 51 and the silicone rubber 62 is injected from the second gate 67 to the back cavity 66. Can be injected.
Thus, by injecting the silicone rubber 62 individually from the first and second gates 52 and 67 into the front and back cavities 51 and 66, the silicone rubber 62 is efficiently put into the front and back cavities 51 and 66. The front and back cavities 51 and 66 can be quickly filled.
[0053]
In addition, by detecting the internal pressure of the front and back cavities 51 and 66 by the first and second pressure sensors 53 and 68, the internal pressure of the front and back cavities 51 and 66 can be kept constant.
Therefore, each of the front-side cavity 51 and the back-side cavity 66 can be preferably filled with the silicone rubber 62.
Thereby, the front side molding layer 32 and the back side molding layer 34 can be satisfactorily molded without taking time on the front surface 31 and the back surface 33 of the separator 16, respectively.
[0054]
Next, a second embodiment will be described. In the injection molding apparatus of the second embodiment, the same members as those of the first embodiment
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
The injection molding apparatus 100 includes a first mold 101 that can be moved up and down as indicated by arrows, and includes a second mold 102 that is disposed below the first mold 101 and can be clamped with the first mold 101. An injection means 105 communicating with the first gate 103 of the mold 101 and the second gate 104 of the second mold 102 is provided, and a control means 106 for opening and closing the first and second gates 103 and 104 is provided.
[0055]
The first mold 101 includes a front cavity surface 50 on a surface facing the second mold 102. The first mold 101 and the second mold 102 are clamped, and the separator 16 is sandwiched between the first mold 101 and the second mold 102, so that the front cavity is formed by the front cavity surface 50 and the surface 31 of the separator 16. 51 (see FIG. 5A).
In addition, the first mold 101 includes a first gate 103 that opens in the surface cavity surface 50 and a first pressure sensor 107 that measures the internal pressure of the front-side cavity 51.
[0056]
The second mold 102 includes a back cavity surface 65 on the surface facing the first mold 101. The first mold 101 and the second mold 102 are clamped, and the separator 16 is sandwiched between the first mold 101 and the second mold 102, whereby the back cavity is formed by the back cavity surface 65 and the back surface 33 of the separator 16. 66 (see FIG. 7B).
In addition, the second mold 102 includes a second gate 104 that opens to the back cavity surface 65 and a second pressure sensor 108 that measures the internal pressure of the back cavity 66.
[0057]
An injection means 105 communicates with the first and second gates 103 and 104. The injection means 105 includes a first supply path 110 that communicates with the first gate 103, a second supply path 111 that communicates with the second gate 104, and communicates with the first and second supply paths 110 and 111. An injection cylinder 112 is provided, a plunger 113 is movably disposed in the injection cylinder 112, the plunger 113 is connected to a piston 115 via a rod 114, and the piston 115 is movably disposed in the cylinder 116.
[0058]
The injection cylinder 112 can communicate with the outlet of the hopper 117, and the resin material in the hopper 117, that is, molten silicone rubber (molding material) 62 can be supplied into the injection cylinder 112.
After the silicone rubber 62 in the hopper 61, that is, the molten silicone rubber 62 is supplied into the injection cylinder 56 from the outlet, the piston 113 is pushed out by moving the piston 115 in the direction of the arrow.
[0059]
Thereby, the silicone rubber 62 in the injection cylinder 112 is injected into the front side cavity 51 (shown in FIG. 5A) through the first gate 103, and the back side cavity 66 (see FIG. 5A) through the second gate 104. It can be injected into
[0060]
The control means 106 includes a first opening / closing part 120 that opens and closes the first gate 103, and includes a second opening / closing part 121 that opens and closes the second gate 104. The control unit 124 is connected via the second air flow paths 122 and 123, the air supply source 126 is connected to the control unit 124 via the air supply path 125, and the harnesses 127 and 128 are connected to the control unit 124. Thus, the first and second pressure sensors 107 and 108 are electrically connected.
[0061]
The first opening / closing part 120 has a first opening / closing valve 131 disposed in the first gate 103 so as to be movable up and down as shown by an arrow, a rod 132 extending upward from the first opening / closing valve 131, and a piston 133 attached to the upper end of the rod 132. The piston 133 is slidably accommodated in the cylinder 134.
[0062]
The second opening / closing part 121 arranges the second opening / closing valve 136 in the second gate 104 so as to be movable up and down as indicated by an arrow, extends a rod 137 upward from the second opening / closing valve 136, and attaches a piston 138 to the upper end of the rod 137. The piston 138 is slidably accommodated in the cylinder 139.
[0063]
The first pressure sensor 107 detects an internal pressure of the front cavity 51 (see FIG. 7B) and transmits a detection signal to the control unit 124.
The second pressure sensor 108 detects the internal pressure of the back cavity 66 (see FIG. 7B) and transmits a detection signal to the control unit 124.
[0064]
The control unit 124 keeps the air supply path 125 and the first air flow path 122 in a non-communication state in a normal state, thereby setting the first on-off valve 131 to the standby position P1 and opening the first gate 103, By maintaining the air supply path 125 and the second air flow path 123 in a non-communication state, the second on-off valve 136 is set at the standby position P2 and the second gate 104 is opened.
[0065]
Further, the control unit 124 switches the air supply path 125 and the first air flow path 122 to the communication state based on the detection signal from the first pressure sensor 107, so that the air from the air supply source 126 is transferred to the cylinder 134. The first opening / closing valve 131 is lowered from the standby position P1 and the first gate 103 is closed by guiding the piston 133.
[0066]
Further, the control unit 124 switches the air supply path 125 and the second air flow path 123 to the communication state based on the detection signal from the second pressure sensor 108, so that the air from the air supply source 126 is transferred to the cylinder 139. The second opening / closing valve 136 is raised from the standby position P2 by closing the second gate 104 by operating the piston 138.
[0067]
In addition, the control unit 124 makes the internal pressure of the front side cavity 51 and the back side cavity 66 (see FIG. 7B) constant based on the detection signals from the first and second pressure sensors 107 and 108. The aperture ratios of the first and second gates 103 and 104 are adjusted by the first and second on-off valves 131 and 136.
[0068]
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 100 will be described with reference to FIGS.
First, the injection molding apparatus 100 shown in FIG. 6, that is, the front cavity surface 50 covering the surface 31 of the separator 16, the first gate 103 opened in the front cavity surface 50, and the front cavity 51 (see FIG. 7B). ) Of the first die 101 having the first pressure sensor 107 for detecting the internal pressure of the separator 16, the back side cavity surface 65 covering the back surface 33 of the separator 16, the second gate 104 opened in the back side cavity surface 65, and the back side cavity 66. A second mold 102 having a second pressure sensor 108 for detecting the internal pressure is prepared.
[0069]
FIGS. 7A and 7B are first explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
In (a), the first and second molds 101 and 102 are clamped by placing the separator 16 on the back cavity surface 65 of the second mold 102 and lowering the first mold 101 as shown by the arrow (5). To do.
[0070]
In (b), by sandwiching the separator unit 16 between the first mold 101 and the second mold 102, the surface side cavity 51 is formed by the surface 31 of the separator unit 16 and the front side cavity surface 50 of the first mold 41, and A back side cavity 66 is formed by the back surface 33 of the separator 16 and the back side cavity surface 65 of the second mold 102.
[0071]
FIG. 8 is a second explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
Next, the piston 115 of the injection means 105 is moved as shown by the arrow, and the plunger 113 is moved together with the piston 59 as shown by the arrow.
[0072]
As a result, the molten silicone rubber 62 in the injection cylinder 112 is injected into the front cavity 51 through the first supply path 110, the first gate 103, and the tip flow path 103a of the first gate 103 as shown by the arrow (6). .
At this time, the internal pressure of the front cavity 51 is detected by the first pressure sensor 107.
At the same time, the molten silicone rubber 62 in the injection cylinder 112 is injected into the back cavity 66 as shown by the arrow (7) through the second supply path 111, the second gate 104, and the front end flow path 104a of the second gate 104.
At this time, the internal pressure of the back side cavity 66 is detected by the second pressure sensor 108.
[0073]
As described above, the first and second pressure sensors 107 and 108 detect the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 so that the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 are kept constant. The aperture ratios of the first and second gates 103 and 104 can be adjusted by the control unit 124.
[0074]
Therefore, since a constant injection pressure can be applied to the front surface 31 and the back surface 33 of the separator unit 16, the separator unit 16 can be prevented from being deformed by the injection pressure. As a result, the front and back cavities 51 and 66 can be quickly filled with the silicone rubber 62 at a normal injection pressure.
[0075]
In addition, by keeping the internal pressure of the front and back cavities 51 and 66 constant, the flow rate of the silicone rubber 62 is controlled so that the internal pressure difference between the front and back cavities 51 and 66 is eliminated, and the silicone rubber 62 is injected. Can be done.
Thus, by eliminating the internal pressure difference between the front and back cavities 51 and 66, the load applied to the separator 16 can be reduced.
[0076]
FIGS. 9A and 9B are third explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
In (a), by filling the front side cavity 51 with a prescribed amount of molten silicone rubber 62, the internal pressure of the front side cavity 51 reaches a prescribed value. At this time, the first pressure sensor 107 detects the internal pressure that has reached the specified value, and transmits this detection signal to the control unit 124 of the control means 106.
[0077]
With this detection signal, the control unit 124 operates to switch the air supply path 125 and the first air flow path 122 to the communication state. Air from the air supply source 126 is guided to the cylinder 134 through the air supply path 125 and the first air flow path 122, and the piston 133 is operated.
[0078]
By operating the rod 132 together with the piston 133, the first on-off valve 131 is lowered from the standby position P1 (see FIG. 6), and the first on-off valve 131 closes the first gate 103.
Thereby, the front side cavity 51 can be reliably filled with the prescribed amount of the silicone rubber 62, and the front side molding layer 32 can be suitably molded on the surface 31 of the separator unit 16.
[0079]
On the other hand, by filling the back side cavity 66 with a predetermined amount of molten silicone rubber 62, the internal pressure of the back side cavity 66 reaches a specified value. At this time, the internal pressure that has reached the specified value is detected by the second pressure sensor 108, and this detection signal is transmitted to the control unit 124 of the control means 106.
[0080]
With this detection signal, the control unit 124 operates to switch the air supply path 125 and the second air flow path 123 to the communication state. Air from the air supply source 126 is guided to the cylinder 139 through the air supply path 125 and the second air flow path 123, and the piston 138 is operated.
[0081]
By operating the rod 137 together with the piston 138, the second on-off valve 136 is raised from the standby position P2 (see FIG. 6), and the second gate 104 is closed by the second on-off valve 136.
Thereby, the back side cavity 66 can be reliably filled with the prescribed amount of the silicone rubber 62, and the back side molding layer 34 can be suitably molded on the back surface 33 of the separator 16.
[0082]
In this way, the front side molding layer 32 is suitably molded on the front surface 31 of the separator unit 16 and the back side molding layer 34 is suitably molded on the back side 33 of the separator unit 16, thereby forming the front and back molding layers 32, 34. Thus, the sealing material 18 can be suitably formed.
After the sealing material 18 is molded, the first mold 101 is moved as indicated by the arrow (8), and the first and second molds 101 and 102 are opened.
[0083]
FIG. 10 is a fourth explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
By opening the first and second molds 101 and 102, the separator 15 obtained by covering the outer peripheral portion 17 of the separator unit 16 with the sealing material 18 is released from the first and second molds 101 and 102.
Thereby, the manufacturing process of the separator 15 is completed.
[0084]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the molten silicone rubber 62 is injected from the first gate 103 to the front side cavity 51, and the silicone rubber 62 is supplied from the second gate 104 to the back side cavity 66. Can be injected.
[0085]
In this way, by injecting the silicone rubber 62 individually from the first and second gates 103 and 104 into the front and back cavities 51 and 66, the silicone rubber 62 is efficiently put into the front and back cavities 51 and 66. The front and back cavities 51 and 66 can be quickly filled.
[0086]
In addition, by detecting the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 by the first and second pressure sensors 107 and 108, the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 can be kept constant.
Therefore, each of the front-side cavity 51 and the back-side cavity 66 can be preferably filled with the silicone rubber 62.
Thereby, the front side molding layer 32 and the back side molding layer 34 can be satisfactorily molded without taking time on the front surface 31 and the back surface 33 of the separator 16, respectively.
[0087]
In the above embodiment, an 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.
In the above-described embodiment, the separator 16 is described as an example of the plate-like body, but the plate-like body is not limited to this, and can be applied to other plate materials.
[0088]
Furthermore, in the said embodiment, this invention is applied to the injection molding apparatus 40 which arrange | positions the 1st-2nd type | molds 41 and 43 horizontally, and moves the 1st type | mold 41 to an up-down direction, and performs mold clamping and mold opening. However, the present invention is not limited to this, and the first and second molds 41 and 43 are arranged vertically, and the first mold 41 is moved horizontally in the lateral direction, thereby clamping and opening the mold. It is also possible to apply to an injection molding apparatus.
[0089]
【The invention's effect】
The present invention exhibits the following effects by the above configuration.
In the first aspect, the first gate faces the front cavity and the second gate faces the back cavity, the molding material is injected from the first gate to the front cavity, and the molding material is injected from the second gate to the back cavity. Eject.
In this way, by injecting the molding material from the first and second gates separately into the front and back cavities, the molding material is efficiently guided to the front and back cavities and quickly into the front and back cavities. Can be filled.
[0090]
Further, by detecting the internal pressures of the front and back cavities with the first and second pressure sensors, the internal pressures of the front and back cavities can be kept constant. Therefore, it is possible to suitably fill the front side cavity and the back side cavity with the molding material.
In this way, the front and back cavities can be filled quickly and suitably with the molding material, so that the front and back molding layers can be satisfactorily applied to the front and back surfaces of the plate-like body without taking time. It can shape | mold and productivity can be improved.
[0091]
In addition, by keeping the internal pressure of the front and back cavities constant, the molding material can be injected while controlling the flow rate of the molding material so as to eliminate the internal pressure difference between the front and back cavities.
Thus, by eliminating the internal pressure difference between the front and back cavities, the load on the plate-like body can be reduced.
[0092]
According to a second aspect of the invention, the first die is provided with the first gate facing the front side cavity, and the second die is provided with the second gate facing the back side cavity.
As a result, the molding material can be individually injected from the first and second gates into the front and back cavities, so that the molding material can be efficiently guided to the front and back cavities and quickly into the front and back cavities. Can be filled.
[0093]
Furthermore, a first pressure sensor is provided in the first mold, and a second pressure sensor is provided in the second mold. Based on the internal pressure data detected by the first and second pressure sensors, the internal pressures of the front and back cavities are determined. Control means to keep constant was provided.
Thereby, a molding material can be suitably filled in a front side cavity and a back side cavity, respectively.
[0094]
In this way, the front and back cavities can be filled quickly and suitably with the molding material, so that the front and back molding layers can be satisfactorily applied to the front and back surfaces of the plate-like body without taking time. It can shape | mold and productivity can be improved.
[0095]
In addition, by providing the first and second pressure sensors and the control unit, the internal pressure of the front and back cavities can be kept constant, so that there is no difference in the internal pressure between the front and back cavities. The molding material can be injected while controlling the flow rate.
Thus, by eliminating the internal pressure difference between the front and back cavities, the load on the plate-like body can be reduced.
[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 (first embodiment) 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 (first embodiment) according to the present invention.
FIG. 4 is a first explanatory view showing an injection molding method using an injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
FIG. 5 is a second explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 7 is a first explanatory view showing an injection molding method using an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 8 is a second explanatory view showing an injection molding method using an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 9 is a third explanatory view showing an injection molding method using an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 10 is a fourth explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 11 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 simple substance (plate-shaped body), 17 ... Outer peripheral part, 18 ... Sealing material (molding layer which consists of a front side molding layer and a back side molding layer), 31 ... Surface, 32 ... Front side molding layer, 33 ... Back surface 34 ... Back side molding layer, 40, 100 ... Injection molding device, 41, 101 ... First mold, 43, 102 ... Second mold, 46, 106 ... Control means, 50 ... Front cavity surface, 50 ... Front cavity, 52 , 103 ... 1st gate, 53, 107 ... 1st pressure sensor, 62 ... Molten silicone rubber (molding material), 65 ... Back side cavity surface, 66 ... Back side cavity, 67, 104 ... 2nd gate, 68, 108 ... second pressure sensor.

Claims

In the injection molding method of covering the front and back surfaces of the plate-shaped body with a molding layer by an injection molding method,
A first mold having a front cavity surface facing the surface of the plate-like body, a first gate opened to the front-side cavity surface, and a first pressure sensor facing the front cavity surface, and a back surface of the plate-like body A second mold having an opposing back cavity surface, a second gate opened in the back cavity surface, and a second pressure sensor facing the back cavity surface;
By sandwiching the plate-shaped body between the first mold and the second mold, a front-side cavity is formed on the front-side cavity surface of the first mold and the surface of the plate-shaped body, and the back-side cavity surface of the second mold and the plate-shaped body Forming a back cavity on the back,
While injecting a molding material such as resin into the front cavity through the first gate, injecting the molding material into the back cavity through the second gate,
When the internal pressure of the front side cavity is measured by the first pressure sensor maintained in a non-contact state with respect to the plate-like body, and the measured value of the first pressure sensor reaches a specified value, the molding material to the front side cavity While stopping the injection of
When the internal pressure of the back side cavity is measured by the second pressure sensor maintained in a non-contact state with respect to the plate-like body, and the measured value of the second pressure sensor reaches a specified value, the molding material to the back side cavity The injection molding method is characterized in that the injection is stopped and the front and back molding layers are respectively formed in the front and back cavities.

A front side cavity is formed by the surface of the plate body and the first mold by sandwiching the plate body by the first and second molds, and a back surface cavity is formed by the back surface of the plate body and the second mold, An injection molding apparatus configured to fill the front and back cavities with a molding material such as a resin to form a front molding layer on the surface of the plate-like body and to mold a back molding layer on the back surface,
The first mold includes a first gate that faces the front cavity and a first pressure sensor that measures an internal pressure of the front cavity in a non-contact state with respect to the plate-like body ,
The second mold includes a second gate that faces the back cavity and a second pressure sensor that measures the internal pressure of the back cavity in a non-contact state with respect to the plate-like body ,
When the internal pressure of the front side cavity reaches a specified value, injection of the molding material to the front side cavity is stopped based on the signal of the first pressure sensor, and when the internal pressure of the back side cavity reaches the specified value, the second pressure An injection molding apparatus comprising control means for stopping injection of a molding material into a back cavity based on a sensor signal.