JP6254871B2 - ガスケット成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シール技術に係るガスケット成形品の製造方法に関する。

従来から図４に示すガスケット成形品１１が知られており、この成形品１１は燃料電池用構成部品として用いられるものであって、燃料電池用セパレータを構成する金属プレート３１の外側に樹脂フレーム４１が一体成形されるとともに樹脂フレーム４１の平面上にガスケット５１が一体成形されている。金属プレート３１は燃料ガス等の反応領域３２を設定し、この反応領域３２の周りを囲むようにガスケット５１が配置されている。樹脂フレーム４１はマニホールド穴４２を形成し、このマニホールド穴４２の周りを囲むようにガスケット５１が配置されている。ガスケット５１は所定のゴム状弾性体よりなり、樹脂フレーム４１の厚み方向両面にそれぞれ設けられることが多い。

上記成形品１１を製造するに際しては、金型（図示せず）に金属プレート３１をインサートした状態で樹脂フレーム４１を一体成形する樹脂フレーム成形工程を実施し、次いで金属プレート３１および樹脂フレーム４１の一体品２１（図５）を離型した後、樹脂フレーム４１の平面上にガスケット５１を一体成形するガスケット成形工程を実施するところ、前者の樹脂フレーム成形工程においては金型を用いる都合上、製品部である樹脂フレーム４１に対しゲート部６１（図５）やランナー部が一体につながった状態で成形されるので、これらは成形直後に除去されるのが一般的である。したがって従来の工程全体としては、金属プレートのプレス成形→プレートインサート樹脂成形→ゲート・ランナー除去→ガスケット一体成形→成形品完成となり、必要に応じて表面処理や洗浄の工程などが追加される。

しかしながら上記従来の製造方法には、以下の問題が指摘される。

すなわち、上記後者のガスケット成形工程においては最終製品形状の金属プレート３１を扱うことになるため、金属プレート３１への傷付き防止や成形品１１の保管などのために専用ラックが必要となり、特に樹脂フレーム４１の両面にガスケット５１を成形する場合には、ガスケット５１を浮かせた状態で２次加硫を行なう必要があり、このため従来は図６に示すように、耐熱性を有するとともに金属プレート３１に傷を付ける恐れのない清浄なゴムシート８２を作業台８１上に設置し、ゴムシート８２上に成形品１１を乗せ、ガスケット５１を浮かせた状態で熱処理を行なっている。また成形品１１の自動搬送のためのチャッキング部位が設けられない形状が殆どであり、ガスケット一体成形のコスト低減の障害ともなっている。

特開２００６−１２０６５５号公報 特許第４１３４７３１号公報

本発明は以上の点に鑑みて、ガスケット成形品自らがその製造工程途上において機能部を有し、この機能部が備える機能によってガスケット成形品の製造工程に利便性をもたらすことができるガスケット成形品の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるガスケット成形品の製造方法は、金属プレートの外側に樹脂フレームを一体成形するとともに前記樹脂フレームの平面上にガスケットを一体成形したガスケット成形品を製造する方法であって、金型に前記金属プレートをインサートした状態で前記樹脂フレームを一体成形する樹脂フレーム成形工程と、前記金属プレートおよび樹脂フレームの一体品を離型した後前記樹脂フレームの平面上に前記ガスケットを一体成形するガスケット成形工程とを順次実施し、前記樹脂フレーム成形工程を実施するときに前記金型により前記樹脂フレームに対しゲート部を介して機能部を一体成形し、前記ガスケット成形工程の終了後にゲートカットにより前記ゲート部とともに前記機能部を前記樹脂フレームから切除することを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるガスケット成形品の製造方法は、上記した請求項１記載の製造方法において、前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または前記金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品をその載置面から離間した位置で保持するための脚部であることを特徴とする。

また、本発明の請求項３によるガスケット成形品の製造方法は、上記した請求項１記載の製造方法において、前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品をガスケット成形装置に対し位置決めするための位置決め部であることを特徴とする。

また、本発明の請求項４によるガスケット成形品の製造方法は、上記した請求項１記載の製造方法において、前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または前記金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品を複数積み重ねた状態で保持するためのスペーサ部であることを特徴とする。

また、本発明の請求項５によるガスケット成形品の製造方法は、上記した請求項１記載の製造方法において、前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または前記金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品を搬送時にチャッキングするためのチャッキング部であることを特徴とする。

更にまた、本発明の請求項６によるガスケット成形品の製造方法は、上記した請求項１記載の製造方法において、前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品を離型時に突き出すための突き出し部であることを特徴とする。

上記構成を備える本発明の製造方法においては、樹脂フレーム成形工程を実施するときに金型により樹脂フレームに対しゲート部を介して機能部を一体成形するため、この機能部が備える機能によってガスケット成形品の製造工程に各種の利便性をもたらすことが可能とされる。機能部の具体例は以下のとおりである。

機能部を、金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品をその載置面から離間した位置で保持するための脚部として利用する。この場合は一体品または成形品が自ら載置面に対し立脚する脚部を備えるため、上記従来技術におけるゴムシート（図６）などを必要としない。

機能部を、金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品をガスケット成形装置に対し位置決めするための位置決め部として利用する。この場合は一体品が自らガスケット成形装置に対する位置決め部を備えるため、別途位置決め構造を設定する必要がない。

機能部を、金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品を複数積み重ねた状態で保持するためのスペーサ部として利用する。この場合は一体品または成形品が自ら一体品同士または成形品同士を上下に離間させるスペーサ部を備えるため、別途スペーサ部品を設置する必要がない。

機能部を、金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品を搬送時にチャッキングするためのチャッキング部として利用する。この場合は一体品または成形品が自らチャッキングされるためのチャッキング部を備えるため、別途チャッキング構造を設定する必要がない。また、チャッキング部がチャッキングされ、一体品または成形品自体はチャッキングされないため、一体品または成形品にチャッキングによる傷付きが生じることがない。

機能部を、金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品を離型時に突き出すための突き出し部として利用する。この場合は一体品が自ら突き出しされるための突き出し部を備えるため、別途突き出し構造を設定する必要がない。また、突き出し部が突き出しされ、一体品自体は突き出しされないため、一体品に突き出しによる傷付きが生じることがない。

そして、これらの機能部は何れもガスケット成形工程の終了後にゲートカットによりゲート部とともに樹脂フレームから切除される。したがって成形品完成状態では機能部は既に切除されているため、従来と変わらぬ形状ないし構造の成形品が提供されることになる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち本発明においては以上説明したように、樹脂フレーム成形工程を実施するときに金型により樹脂フレームに対しゲート部を介して機能部を一体成形するため、機能部が備える機能によってガスケット成形品の製造工程に各種の、例えば脚部、位置決め部、スペーサ部、チャッキング部または突き出し部としての利便性をもたらすことが可能とされる。したがってガスケット成形品の製造工程を容易化、簡素化、円滑化することができる。

本発明の実施例に係る製造方法における機能部の一例を示す説明図であって、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその断面図 本発明の実施例に係る製造方法における機能部の他の例を示す説明図 本発明の実施例に係る製造方法における機能部の他の例を示す説明図 ガスケット成形品の説明図であって、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はそのＣ−Ｃ線断面図 従来例に係る製造方法の説明図 従来例に係る製造方法の説明図であって、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。

従来技術において樹脂成形直後にカットしていた注入口部を残した状態でガスケット成形工程を行ない、その注入口や樹脂ランナーを活用してガスケット成形工程を行ない、ガスケット成形後にゲートカットを行ない、製品を完成させる。特にガスケットが両面にある場合は、注入口部やランナー部に足（脚）の様なもの設けることで、ガスケットを浮かせた状態にできることから、工程の簡素化・品質向上（キズ付き防止など）・自動化が容易になる。燃料電池の場合、発電反応領域となる金属プレートの表層は、高い清浄度が必要であり、水の濡れ性が電池性能に影響を及ぼしたりする。そのため、図６中のゴムシート８２はアウトガスの少ない清浄な材料を用いる必要があるが、その清浄度を保ち続けることもコストアップの要因となっている。また、最終的には除去する注入口部やランナー部を製品の搬送やガスケット成形時などの位置合わせ、離型突き出し部に用いることも可能となり、工程の簡素化・品質向上・自動化が容易となる。必要に応じては、最終的には除去する注入口部やランナー部に穴を設けて、より位置合わせ精度を向上させたり、製品を積層させてストック（工程間の一時保管）させたり、２次加硫を行なったりすることも可能となる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

当該実施例に係るガスケット成形品の製造方法は、最終的には上記従来技術と同じく図４に示すガスケット成形品１１を製造するものである。図４に示すガスケット成形品１１は上記したように燃料電池用構成部品（燃料電池用ガスケット）として用いられるものであって、燃料電池用セパレータを構成する金属プレート３１の外側（周縁部）に樹脂フレーム４１が一体成形されるとともに樹脂フレーム４１の平面上にガスケット５１が一体成形されている。金属プレート３１は燃料ガス等の反応領域３２を設定し、この反応領域３２の周りを囲むようにガスケット５１が配置されている。樹脂フレーム４１はマニホールド穴４２を形成し、このマニホールド穴４２の周りを囲むようにガスケット５１が配置されている。ガスケット５１は所定のゴム状弾性体により成形され、樹脂フレーム４１の厚み方向両面にそれぞれ設けられているが、厚み方向一方の面のみに設けられても良い。

上記成形品１１を製造するに際しては、金型（図示せず）に金属プレート３１をインサートした状態で樹脂フレーム４１を一体成形する樹脂フレーム成形工程を実施し、次いで金属プレート３１および樹脂フレーム４１の一体品２１（図５）を離型した後、樹脂フレーム４１の平面上にガスケット５１を一体成形するガスケット成形工程を実施するが、図１に示すように前者の樹脂フレーム成形工程を実施するときに金型により樹脂フレーム４１に対しゲート部６１を介して機能部７１を一体成形し、後者のガスケット成形工程の終了後にゲートカットによりゲート部６１とともに機能部７１を樹脂フレーム４１から切除する。

図１に示す機能部７１は、金属プレート３１、樹脂フレーム４１およびガスケット５１よりなる成形品１１をその載置面８３（作業台８１上面）から上方へ離間した位置で保持するための脚部として利用されるものであって、その形状ないし構造としてゲート部６１から下方へ向けて延びる柱状体とされている。また機能部７１はその脚部としての機能上、成形品１１の周りに３箇所以上図では４箇所に亙って設けられている。したがってこのような機能部７１を備える構造によれば成形品１１が自ら載置面８３に対し立脚する脚部を備えるため、上記従来技術におけるゴムシート（図６）のような支持部品を設けなくてもガスケット５１の２次加硫等の工程を実施することができる。

機能部７１としてはこのほか、以下のようなものであっても良い。

図２の例で、機能部７１は金属プレート３１、樹脂フレーム４１およびガスケット５１よりなる成形品１１をその載置面８３（図１）から上方へ離間した位置で保持するための脚部として利用されるものであって、その形状ないし構造としてゲート部６１から下方へ向けて延びる柱状体とされている。また機能部７１とともに第２機能部７２が併せ設けられ、この第２機能部７２はガスケット成形工程の開始前に、金属プレート３１および樹脂フレーム４１よりなる一体品２１（図５）をガスケット成形装置（図示せず）に対し位置決めするための位置決め部として利用されるものであって、その形状ないし構造として円盤状などを呈する駒体とされ、その平面中央に相手方の位置決めピン（図示せず）が係合可能な位置決め穴７３が設けられている。第２機能部７２はその位置決め部としての機能上、成形品１１の周りに２箇所以上図では４箇所に亙って設けられている。また第２機能部７２は同じく機能部の一部としてのランナー状の連結部７４を介してゲート部７１に対し一体成形されている。したがってこのような第２機能部７２を備える構造によれば成形品１１が自らガスケット成形装置に対する位置決め部を備えるため、別途位置決め構造を設けなくても一体品２１をガスケット成形装置に対し正確に位置決めすることができる。

図３の例で、機能部７１は金属プレート３１、樹脂フレーム４１およびガスケット５１よりなる成形品１１を複数積み重ねた状態で保持するためのスペーサ部として利用されるものであって、その形状ないし構造としてゲート部６１から下方へ向けて延びる柱状体と、ゲート部６１の上面に設けられた受け皿状の凹み部との組み合わせとされている。また機能部７１はそのスペーサ部としての機能上、成形品１１の周りに３箇所以上（図では４箇所を想定）に亙って設けられている。したがってこのような機能部７１を備える構造によれば成形品１１が自ら成形品１１同士を上下に離間させるスペーサ部を備えるため、別途スペーサ部品を設けなくても複数の成形品１１を適宜間隔をあけて上下に積み重ねることができる。

また、図示はしないが、機能部７１は、金属プレート３１および樹脂フレーム４１よりなる一体品２１または金属プレート３１、樹脂フレーム４１およびガスケット５１よりなる成形品１１を搬送時にチャッキングするためのチャッキング部として利用することも考えられ、この場合は一体品２１または成形品１１が自らチャッキングされるためのチャッキング部を備えるため、別途チャッキング構造を設けなくても一体品２１または成形品１１をチャッキングすることができる。また、チャッキングされるのは機能部７１であって一体品２１または成形品１１自体はチャッキングされないため、一体品２１または成形品１１にチャッキングによる傷付きが生じることがない。

また、図示はしないが、機能部７１は、金属プレート３１および樹脂フレーム４１よりなる一体品２１を離型時に金型から突き出すための突き出し部として利用することも考えられ、この場合は一体品２１が自ら突き出しされるための突き出し部を備えるため、別途突き出し構造を設けなくても一体品２１を離型時に金型から突き出すことができる。また、突き出しピン（図示せず）によって突き出しされるのは機能部７１であって一体品２１自体は突き出しされないため、一体品２１に突き出しによる傷付きが生じることがない。

１１ ガスケット成形品
２１ 一体品
３１ 金属プレート
３２ 反応領域
４１ 樹脂フレーム
４２ マニホールド穴
５１ ガスケット
６１ ゲート部
７１ 機能部
７２ 第２機能部
７３ 位置決め穴
７４ 連結部
８１ 作業台
８２ ゴムシート
８３ 載置面

Claims (6)

1. 金属プレートの外側に樹脂フレームを一体成形するとともに前記樹脂フレームの平面上にガスケットを一体成形したガスケット成形品を製造する方法であって、
   金型に前記金属プレートをインサートした状態で前記樹脂フレームを一体成形する樹脂フレーム成形工程と、前記金属プレートおよび樹脂フレームの一体品を離型した後前記樹脂フレームの平面上に前記ガスケットを一体成形するガスケット成形工程とを順次実施し、
   前記樹脂フレーム成形工程を実施するときに前記金型により前記樹脂フレームに対しゲート部を介して機能部を一体成形し、前記ガスケット成形工程の終了後にゲートカットにより前記ゲート部とともに前記機能部を前記樹脂フレームから切除することを特徴とするガスケット成形品の製造方法。
2. 請求項１記載の製造方法において、
   前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または前記金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品をその載置面から離間した位置で保持するための脚部であることを特徴とするガスケット成形品の製造方法。
3. 請求項１記載の製造方法において、
   前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品をガスケット成形装置に対し位置決めするための位置決め部であることを特徴とするガスケット成形品の製造方法。
4. 請求項１記載の製造方法において、
   前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または前記金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品を複数積み重ねた状態で保持するためのスペーサ部であることを特徴とするガスケット成形品の製造方法。
5. 請求項１記載の製造方法において、
   前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品または前記金属プレート、樹脂フレームおよびガスケットよりなる成形品を搬送時にチャッキングするためのチャッキング部であることを特徴とするガスケット成形品の製造方法。
6. 請求項１記載の製造方法において、
   前記機能部は、前記金属プレートおよび樹脂フレームよりなる一体品を離型時に突き出すための突き出し部であることを特徴とするガスケット成形品の製造方法。

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