JP6479544B2 - ガスケットの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、シール技術に係るガスケットの製造方法に関する。本発明のガスケットは例えば、燃料電池用ガスケットとして用いられる。
例えば燃料電池用ガスケットとして用いられるガスケットには、イオン交換膜をシールする膜面シールと、冷却側をシールする冷媒シールがある。スタックに対するガスケットの組付け方法としては、セパレータプレートやＭＥＡ、ＧＤＬと云ったセル部材にガスケットを一体成形する方式、粘着材付きの樹脂補強体にガスケットを一体成形してＭＥＡやセパレータ等のセル部材に貼り付ける方式、ガスケットを単体で成形してセル部材に組み付ける方式等がある。
ガスケットを単体で成形してセル部材に組み付ける方式の場合、ガスケットに剛性がない状態のため、組付け時の取扱い性に課題がある。
この課題に対する改善案として、図３（Ａ）に示すように剛性を持つ補強体５２をガスケット５１に対し一体成形することが挙げられる。
しかしながらこの場合は、図３（Ｂ）に示すように金型６１を用いてガスケット５１を成形する際に、金型６１内で補強体５２が動かないように、補強体５２の平面上に型締め部６２を設定する必要がある。
このため、補強体５２の厚み寸法ｔ１のバラつきにより、型締め時に金型６１の分割型６３，６４同士の間に隙間ｃが生じることがあり、このように隙間ｃが生じると、バリが発生することが懸念され、また、ガスケット５１の厚み寸法ｔ２のバラつきが大きくなることが懸念される。
本発明は以上の点に鑑みて、補強体の厚み寸法にバラつきがあっても型締め時に金型の分割型同士の間に隙間が生じにくく、もって隙間によりバリが発生したり、ガスケットの厚み寸法のバラつきが大きくなったりするのを抑制することができるガスケット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によるガスケットの製造方法は、ゴム状弾性体よりなるガスケット本体と、前記ガスケット本体より剛性の高い材質よりなる補強体とを有し、
前記ガスケット本体は、平板状の基部と、前記基部の幅方向端部に設けられたシール部とを一体に有し、
前記補強体は、平板状に形成され、その厚みを前記基部の厚みより小さく設定され、前記基部の厚み方向一面で表面露出するかたちにて前記基部に埋設され、
前記補強体には、前記ガスケット本体を成形する金型に対する当該補強体の平面上の位置決めをなすための位置決め用穴が設けられているガスケットを製造する方法であって、
前記金型は、前記ガスケット本体を成形するキャビティと、前記キャビティに成形材料を注入する成形材料注入口とを有し、
前記成形材料注入口を、前記位置決め用穴をもって前記キャビティ内の定位置にセットされた前記補強体と平面上重なる位置に開口し、
前記成形材料注入口から前記キャビティへ成形材料を注入するときの注入圧によって前記補強体を前記キャビティの内面に押し付けながら成形材料の注入を行なうことを特徴とする。
前記ガスケット本体は、平板状の基部と、前記基部の幅方向端部に設けられたシール部とを一体に有し、
前記補強体は、平板状に形成され、その厚みを前記基部の厚みより小さく設定され、前記基部の厚み方向一面で表面露出するかたちにて前記基部に埋設され、
前記補強体には、前記ガスケット本体を成形する金型に対する当該補強体の平面上の位置決めをなすための位置決め用穴が設けられているガスケットを製造する方法であって、
前記金型は、前記ガスケット本体を成形するキャビティと、前記キャビティに成形材料を注入する成形材料注入口とを有し、
前記成形材料注入口を、前記位置決め用穴をもって前記キャビティ内の定位置にセットされた前記補強体と平面上重なる位置に開口し、
前記成形材料注入口から前記キャビティへ成形材料を注入するときの注入圧によって前記補強体を前記キャビティの内面に押し付けながら成形材料の注入を行なうことを特徴とする。
上記構成を備える本発明においては、ガスケット本体と組み合わされる剛性の補強体が、平板状に形成され、その厚みをガスケット本体における基部の厚みより小さく設定され、基部の厚み方向一面で表面露出するかたちにて基部に埋設されるものとされているため、このような構成の補強体を金型のキャビティにセットすると、セットされた補強体は金型の一方の分割型（補強体が表面露出する向きの分割型）のみに接触し、他方の分割型に対しては接触しない状態とされる。したがってこれに伴い、金型の型締め部が補強体の平面上から外れた位置に設定されるため、補強体の厚み寸法のバラつきが、型締め時に金型の分割型同士の間に隙間が生じるか否かに対して影響を及ぼさないことになる。したがって本発明所期の目的どおり、補強体の厚み寸法にバラつきがあっても型締め時に金型の分割型同士の間に隙間が生じにくく、もってこの隙間によりバリが発生したり、ガスケットの厚み寸法のバラつきが大きくなったりするのを抑制することができる。
尚、上記したように金型の型締め部が補強体の平面上から外れた位置に設定されると、補強体は分割型同士の間に挟み込まれないので、補強体がキャビティ内で動かないように別途工夫する必要がある。そこで、本発明では、補強体がキャビティ内で動かないようにする手段として、金型における成形材料注入口からキャビティへ成形材料を注入するときの注入圧を利用することにし、この注入圧によって補強体をキャビティの内面（上記一方の分割型の内面）に押し付けながら成形材料の注入を行なうことにより、補強体がキャビティ内で補強体の厚み方向に動かないようにした。補強体の平面方向については、補強体に位置決め用穴が設けられているので、この位置決め用穴をもって補強体を金型に係合することにより、補強体がキャビティ内で平面方向に動くことが抑制される。
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、補強体の厚み寸法のバラつきが、型締め時に金型の分割型同士の間に隙間が生じるか否かに対して影響を及ぼさない。したがって補強体の厚み寸法にバラつきがあっても型締め時に金型の分割型同士の間に隙間が生じにくく、もってこの隙間によりバリが発生したり、ガスケットの厚み寸法のバラつきが大きくなったりするのを抑制することができる。
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１（Ａ）および図２は、本発明の実施例に係るガスケット１を示している。当該実施例に係るガスケット１は、燃料電池セルの内部において燃料や冷媒などをシールするための燃料電池用ガスケットとして用いられるものであって、ゴム状弾性体よりなるガスケット本体１１と、このガスケット本体１１よりも剛性の高い材質よりなる補強体２１とを有している。
ガスケット本体１１は、平板状の基部１２と、この基部１２の幅方向端部に設けられたシール部１３とを一体に有している。シール部１３は断面円形の両面リップ形状とされ、このシール部１３の厚み方向中ほどに平板状の基部１２が一体成形されている。ガスケット本体１１はその全体として例えば、平面長方形の燃料電池セルにおける平面中央の反応面の周囲を囲むべく枠体状に形成されている。
一方、補強体２１は、平板状に形成され、その厚み寸法ｔ３を基部１２の厚み寸法ｔ４より小さく設定され、基部１２の厚み方向一面（図では下面）で表面露出するかたちにて基部１２に埋設されている。またこの補強体２１は、その幅寸法ｗ１を基部１２の幅寸法ｗ２より小さく設定されているので、補強体２１は、基部１２から外部へ突出する部位を有さず、その全体が基部１２に埋設されている。補強体２１の材質は具体的には、薄板状の金属もしくは樹脂とされ、その厚み寸法ｔ３は実寸で０．０５〜０．５ｍｍ程度とされることが多い。補強体２１はその全体として例えばガスケット本体１１に対応して、平面長方形の燃料電池セルにおける平面中央の反応面の周囲を囲むべく枠体状に形成されるが、短冊状のものを複数並べる態様としても良く、このように短冊状とされる場合、その幅は実寸で２〜６ｍｍ程度、長さは２０〜５００ｍｍ程度とされることが多い。
また、補強体２１の平面上に、ガスケット本体１１を成形する金型３１に対する当該補強体２１の平面上の位置決めをなすための位置決め用穴２２が所要数設けられ、これに対応して基部１２にも穴１４が所要数設けられ、両穴２２，１４は、補強体２１および基部１２を厚み方向に貫通する貫通穴をなしている。
図１（Ｂ）は、上記ガスケット１を成形するための金型３１を示している。金型３１は一方の分割型（下型）３２および他方の分割型（上型）３３の組み合わせよりなり、両分割型３２，３３のパーティング部３４に、ガスケット本体１１を成形するためのキャビティ３５が設けられている。キャビティ３５は、基部１２を成形するための基部成形部３６と、シール部１３を成形するためのシール部成形部３７とを有し、後者のシール部成形部３７は両分割型３２，３３に跨って凹設されているが、前者の基部成形部３６は一方の分割型３２のみに凹設されている。
一方の分割型３２におけるキャビティ３５内面であって基部成形部３６の平面上に、当該金型３１に対する補強体２１の平面上の位置決めをなすための位置決め用凸部３８が設けられ、この位置決め用凸部３８に位置決め用穴２２が嵌め込まれることにより、当該金型３１に対する補強体２１の平面上の位置決めがなされるよう構成されている。位置決め用凸部３８の高さ寸法は、基部成形部３６の深さ寸法と同等に設定されており、よって型締め時、位置決め用凸部３８はその先端面にて他方の分割型３３に接触する。
また、他方の分割型３３に、キャビティ３５に成形材料を注入するための成形材料注入口３９が設けられており、この成形材料注入口３９は、位置決め用凸部３８に対する位置決め用穴２２の係合をもってキャビティ３５内の定位置にセットされた状態の補強体２１に対し平面上重なる位置に開口するように配置されている。
上記構成を備えるガスケット１においては、ゴム状弾性体製のガスケット本体１１と組み合わされる剛性の補強体２１が、平板状に形成され、その厚み寸法ｔ３をガスケット本体１１における基部１２の厚み寸法ｔ４より小さく設定され、基部１２の厚み方向一面で表面露出するかたちにて基部１２に埋設されるものとされているために、このような構成の補強体２１を金型３１のキャビティ３５にセットして型締めすると図１（Ｂ）に示すように、セットされた補強体２１は金型３１の一方の分割型３２のみに接触し、他方の分割型３３に対しては接触しない状態とされ、よって金型３１における型締め部（型締め荷重を受ける部位）が、キャビティ３５の外側ポイントＰ１と、キャビティ３５の内側ポイントＰ２との２箇所となる。したがってこれに伴い、この型締め部が補強体２１の平面上から外れた位置に設定されるため、補強体２１の厚み寸法ｔ３にバラつきがあっても、このバラつきは、型締め時に金型３１の分割型３２，３３同士の間に隙間が生じるか否かに対して影響を及ぼさず、すなわち補強体２１の厚み寸法ｔ３にバラつきがあっても分割型３２，３３同士の間に隙間が生じないことになる。したがって、補強体２１の厚み寸法ｔ３にバラつきがあっても型締め時に金型３１の分割型３２，３３同士の間に隙間が生じにくく、よってこの隙間によりバリが発生したり、ガスケット１の厚み寸法のバラつきが大きくなったりするのを抑制することができる。
尚、上記したように金型３１における一方の分割型３２に設けた位置決め用凸部３８がその先端面にて他方の分割型３３に接触するものであると、ここに型締め部の第３ポイントＰ３が設定されることになるが、この第３ポイントＰ３の下方には補強体２１の位置決め用穴２２が位置しているので、この第３ポイントＰ３も補強体２１の平面上から外れた位置に設定されていることになる。
また、上記ガスケット１を製造する方法としては上記したように、金型３１における成形材料注入口３９が補強体２１に対し平面上重なる位置に開口するように配置されているため、成形材料注入口３９からキャビティ３５へ成形材料を注入すると、その注入圧が補強体２１をキャビティ３５の内面であって一方の分割型３２の内面に押し付けることになる。したがって補強体２１は型締め時に両分割型３２，３３によって挟み込まれないにもかかわらず、補強体２１がキャビティ３５内で厚み方向に移動してしまうのを抑制することができる。また、補強体２１の平面方向については、補強体２１に位置決め用穴２２が設けられているので、この位置決め用穴２２をもって補強体２１を金型３１に係合することにより、補強体２１がキャビティ３５内で平面方向に動くことが抑制される。したがってキャビティ３５内で補強体２１が厚み方向にも平面方向にも移動しないので、ガスケット本体１１における正確な位置に補強体２１が埋設されたガスケット１を製造することができる。
１ ガスケット
１１ ガスケット本体
１２ 基部
１３ シール部
１４ 穴
２１ 補強体
２２ 位置決め用穴
３１ 金型
３２ 一方の分割型
３３ 他方の分割型
３４ パーティング部
３５ キャビティ
３６ 基部成形部
３７ シール部成形部
３８ 位置決め用凸部
３９ 成形材料注入口
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 型締め部ポイント
１１ ガスケット本体
１２ 基部
１３ シール部
１４ 穴
２１ 補強体
２２ 位置決め用穴
３１ 金型
３２ 一方の分割型
３３ 他方の分割型
３４ パーティング部
３５ キャビティ
３６ 基部成形部
３７ シール部成形部
３８ 位置決め用凸部
３９ 成形材料注入口
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 型締め部ポイント
Claims (1)
- ゴム状弾性体よりなるガスケット本体と、前記ガスケット本体より剛性の高い材質よりなる補強体とを有し、
前記ガスケット本体は、平板状の基部と、前記基部の幅方向端部に設けられたシール部とを一体に有し、
前記補強体は、平板状に形成され、その厚みを前記基部の厚みより小さく設定され、前記基部の厚み方向一面で表面露出するかたちにて前記基部に埋設され、
前記補強体には、前記ガスケット本体を成形する金型に対する当該補強体の平面上の位置決めをなすための位置決め用穴が設けられているガスケットを製造する方法であって、
前記金型は、前記ガスケット本体を成形するキャビティと、前記キャビティに成形材料を注入する成形材料注入口とを有し、
前記成形材料注入口を、前記位置決め用穴をもって前記キャビティ内の定位置にセットされた前記補強体と平面上重なる位置に開口し、
前記成形材料注入口から前記キャビティへ成形材料を注入するときの注入圧によって前記補強体を前記キャビティの内面に押し付けながら成形材料の注入を行なうことを特徴とするガスケットの製造方法。
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