WO2023286285A1 - 成型方法及び金型 - Google Patents

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WO2023286285A1
WO2023286285A1 PCT/JP2021/026894 JP2021026894W WO2023286285A1 WO 2023286285 A1 WO2023286285 A1 WO 2023286285A1 JP 2021026894 W JP2021026894 W JP 2021026894W WO 2023286285 A1 WO2023286285 A1 WO 2023286285A1
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WO
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groove
base material
mold
molding
cavity plate
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PCT/JP2021/026894
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English (en)
French (fr)
Inventor
真紀也 西室
宏司 平山
Original Assignee
興国インテック株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C69/00—Combinations of shaping techniques not provided for in a single one of main groups B29C39/00 - B29C67/00, e.g. associations of moulding and joining techniques; Apparatus therefore
    • B29C69/02—Combinations of shaping techniques not provided for in a single one of main groups B29C39/00 - B29C67/00, e.g. associations of moulding and joining techniques; Apparatus therefore of moulding techniques only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/14—Sealings between relatively-stationary surfaces by means of granular or plastic material, or fluid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a molding method and mold for molding a sealing material on a base material.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a molding machine 1000 that performs conventional transfer molding. is a diagram showing a state in which mold clamping and injection of the rubber fabric 1050 have been performed.
  • the molding machine 1000 has hot plates 1010 and 1012 and molds 1020 and 1032 .
  • the mold 1020 has a pot 1022 into which the rubber cloth 1050 is charged, a groove 1026 for molding the sealing material on the base material 1040, and a gate 1024 for injecting the rubber cloth 1050 into the groove 1026.
  • Mold 1032 has a recess 1033 for placing substrate 1040 .
  • the molding machine 1000 After charging the rubber fabric 1050 and arranging the base material 1040, the molding machine 1000 applies a pressure of, for example, 1 MPa to 200 MPa (hereinafter referred to as injection pressure) to the rubber fabric 1050 by mold clamping, and injects the rubber fabric 1050 into the groove 1026. (inject.
  • the molding machine 1000 molds a sealing material on a base material 1040 such as a separator by cross-linking a rubber fabric 1050 with heat of, for example, 80° C. to 220° C. generated by a hot plate 1010 .
  • Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a gasket-integrated plate used for separators of fuel cells, top covers of hard disk drives, and the like.
  • some substrates have an inclined portion (hereinafter also referred to as a flange shape) at the end, and the sealing material may be molded near the flange shape of the substrate.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a molding method capable of further reducing the distance between the slanted portion of the base material and the sealing material when molding the sealing material on the base material having the slanted portion.
  • An exemplary task is to provide a mold.
  • the present invention has the following configurations.
  • the base material is sandwiched between the first mold and the second mold in which the raw material is injected into the groove, and the raw material is used as the sealing material at a temperature at which the raw material is vulcanized (crosslinked).
  • the first mold has a shape that creates a gap between the base material and the inclined portion of the base material when the base material is pressed against the first plane and the second plane in the second step. , a connecting groove that connects the groove and the shape, The molding method, wherein the groove of the first mold is provided in the vicinity of the shape.
  • the present invention it is possible to provide a molding method and mold capable of further reducing the distance between the slanted portion of the base material and the sealing material when molding the sealing material on the base material having the slanted portion.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the main part of the molding machine in the vulcanization molding process of the embodiment, (a) a diagram showing a state in which a pair of cavity plates and a base material are arranged in the molding machine, and (b) a plurality of molds in the molding machine.
  • FIG. 1 A diagram showing a state in which a pair of cavity plates and a base material are arranged, (c) a cross-sectional view showing the base material after molding, and (d) a diagram showing a state in which the inner region of the base material is sealed with a plate.
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of the cavity plate of the embodiment, (a) a view showing a surface of the cavity plate provided with grooves, (b) a cross-sectional view taken along line AA of (a), (c) (a) Perspective view in the BB arrow cross section (a) A view showing the surface of the sealing material side of the base material having a flange shape formed by molding the sealing material through the preforming process and the vulcanization molding process of the embodiment, (b) CC cross section of (a) (c) Cross-sectional view of the cavity plate, the base material, and the lower mold during the vulcanization molding process corresponding to the C-C cross section of (a), (d) C-C of (a) Sectional view of C (a) A diagram showing a surface of a base material having a flange shape formed by molding a sealing material through a preforming step and a vulcanization molding step of the embodiment, and (b) a DD cross section of (a).
  • (c) Cross-sectional view of the cavity plate, the base material, and the lower mold during the vulcanization molding process corresponding to the DD cross section of (a), (d) The main part near the gap Sp , (e) DD cross-sectional view of (a) It is a cross-sectional view of a conventional molding machine, (a) a diagram showing a state in which rubber dough is charged into a pot of the molding machine, (b) a state in which mold clamping and rubber dough injection are performed in the molding machine. diagram showing
  • molding refers to the process of shaping rubber without cross-linking, regardless of the use of a mold. refers to the process of making
  • the sealing material is rubber
  • the material of the rubber fabric is blended and kneaded.
  • the rubber used include fluororubber, EPDM, NBR, CR, thermosetting elastics such as silicone, thermoplastic elastics, and thermoplastic resins.
  • the kneaded material is then forced into.
  • forcing refers to adding a vulcanization accelerator and a vulcanizing agent to a rubber compound and mixing and kneading them.
  • the rubber compound (rubber fabric) is also the state in which the raw material rubber and compounding agents such as fillers and cross-linking agents (vulcanizing agents) are uniformly mixed.
  • the rubber material is injected (injected) into the grooves of the cavity plate, which will be described later, under a predetermined pressure, and is molded as it is unvulcanized (uncrosslinked). done.
  • a step in which molding is performed in an unvulcanized (uncrosslinked) state is referred to as a preforming step.
  • vulcanization is performed in a state in which the cavity plate and the base material, in which rubber is injected, are laminated to form a pair.
  • a process in which vulcanization (crosslinking) is performed is referred to as a vulcanization molding process.
  • the vulcanization molding step also includes the case where the raw material of the sealing material is molded into the base material at a temperature at which the material is vulcanized (crosslinked).
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a molding machine 100 in the preforming process of the present embodiment
  • FIG. FIG. 4B is a diagram showing a state in which the rubber material is inserted
  • FIG. 4B is a diagram showing a state in which the rubber material 150 is injected into the groove 162 of the cavity plate 160 in the molding machine 100.
  • FIG. 1 the vertical direction is indicated by a double arrow. 1 to 3, for the sake of explanation, the substrate is assumed to be a flat plate, and the cavity plate 160 whose shape is determined according to the substrate is also assumed to be a flat plate.
  • the molding machine 100 has hot plates 110, 112 and molds 120, 130.
  • the mold 120 has a pot 122 into which the rubber dough 150 is charged and a gate 124 for injecting the rubber dough 150 into the groove 162 of the cavity plate 160 .
  • the mold 130 has a recess 133 for arranging the cavity plate 160 .
  • a cavity plate 160 which is a first mold, has grooves 162 into which the rubber material 150 is injected, grooves (hereinafter referred to as escape grooves) 164 for releasing the rubber material 150 from the grooves 162 in the preforming process or the vulcanization molding process. have.
  • the cavity plate 160 also has a connection groove (not shown), which will be described later.
  • the rubber dough 150 is loaded into the pot 122, and the cavity plate 160 is placed in the recess 133 of the mold 130. It is assumed that the die 120 (the gate 124) and the die 130 (the groove 162 of the cavity plate 160) are positioned by a known method or the like. Thereafter, as shown in FIG. 1B, pressure (hereinafter also referred to as mold clamping pressure) is applied to the molds 120 and 130 to clamp the molds, and the rubber fabric 150 is injected from the pot 122 through the gate 124. A pressure is applied to inject the rubber cloth 150 into the groove 162 of the cavity plate 160 .
  • mold clamping pressure pressure
  • the pressure required when injecting the rubber fabric 150 is called injection pressure, which is, for example, 1 to 200 MPa.
  • injection pressure which is, for example, 1 to 200 MPa.
  • the temperature of the heat generated in the hot plates 110 and 112 during mold clamping shown in FIG. It is the temperature at which (the substance used as the raw material of the sealing material is not crosslinked) and the fluidity is maintained.
  • the preforming step is performed at a temperature of 80°C.
  • the preforming step can be called an unvulcanized forming step.
  • the temperature in the preforming step is not limited to 80° C., and is set according to the viscosity of the rubber dough 150, for example.
  • the filling rate of the rubber fabric 150 into the grooves 162 of the cavity plate 160 is, for example, 90% to 110%, but the filling rate is not limited to this value either.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the essential parts of the molding machine 200 in the vulcanization molding process of the present embodiment.
  • FIG. (b) is a diagram showing a state in which a plurality of pairs (for example, three pairs) of cavity plates 160 and substrates 140 are arranged in the molding machine 200;
  • (c) is a cross-sectional view showing the substrate 140 after molding;
  • (d) is a diagram showing a state in which the plate 180 seals the inner region of the base material 140.
  • the reference numerals are omitted.
  • the molding machine 200 has hot plates 210 and 212 and a second mold 222 (hereinafter simply referred to as mold 222).
  • the base material 140 is metal, resin, or paper, for example.
  • the substrate 140 has a surface 142 on which the sealing material 172 is molded and a surface 144 opposite to the surface 142 .
  • the surface 142 of the substrate 140 is fitted with the cavity plate 160 having the grooves 162 filled with the rubber material 150 in the preforming process, and the mold 222 is fitted with the surface 144 . That is, the base material 140 is sandwiched between the mold cavity plate 160 and the mold 222 . It is assumed that the cavity plate 160 (the groove 162 filled with the rubber fabric 150) and the base material 140 are positioned by a known method or the like.
  • the temperature at which the rubber fabric 150 is vulcanized (cross-linked) (the raw material of the sealing material is cross-linked), for example, 120° C. to 220° C. is heated by hot plates 210 and 212, and the A pressure (eg 5 MPa) is applied.
  • the predetermined pressure does not include the injection pressure but only the mold clamping pressure. In other words, the injection pressure in the vulcanization molding process is 0 MPa.
  • the rubber fabric 150 in the groove 162 escapes to the escape groove 164 through a connecting groove (not shown), which will be described later.
  • the rubber material 150 in the groove 162 may escape to the escape groove 164 during the preforming process.
  • FIG. 2(a) is an example in which the vulcanization molding process is performed with a pair of the cavity plate 160 and the base material 140 as one pair, but it is not limited to this.
  • three pairs of the cavity plate 160 and the base material 140 may be molded in a single vulcanization molding process to form a plurality of pairs.
  • the cavity plate 160 is on the top and the base material 140 is on the bottom, but the top and bottom may be reversed. When turned upside down, the mold 222 becomes an upper mold.
  • the rubber material 150 injected into the groove 162 of the cavity plate 160 is transferred (molded) to the surface 142 of the base material 140 as the sealing material 172.
  • the sealing material 172 seals the inner area. Gas, liquid, or the like, for example, is retained in the sealed area.
  • the vulcanized (cross-linked) part of the rubber fabric 150 that escapes into the escape groove 164 is hereinafter referred to as a side lip 174 .
  • the sealing material 172 is provided on the surface 142 of the base material 140, but the sealing material 172 is provided on the surface 144 of the base material 140 and both surfaces (surfaces 142 and 144) of the base material 140. may be provided.
  • FIG. AA sectional view (c) is a perspective view in the BB arrow cross section of (a).
  • the cavity plate 160 has grooves 162 , escape grooves 164 and connecting grooves 166 .
  • the groove 162 is a groove into which the rubber fabric 150 is injected as described above.
  • the base material 140 has a rectangular shape with two long sides and two short sides, and the sealing material is molded along the edges of the base material 140 to form a rectangular frame. .
  • the groove 162 of the cavity plate 160 is also formed in a rectangular frame shape.
  • the groove 162 has a predetermined depth D1 (see FIG. 3(c)).
  • the depth D1 of the groove 162 also determines the height of the sealing material molded into the substrate 140.
  • the position of the base material 140 and the length and width of the sealing material to be molded are determined according to the intended use of the base material 140 and/or the sealing material. It is not limited to the shape shown.
  • the escape groove 164 is provided parallel to the groove 162 with a space therebetween, but it does not have to be parallel.
  • the escape groove 164 is formed by the surplus rubber when the rubber material 150 injected into the groove 162 in the vulcanization molding process (or the preforming process) expands during heating and exceeds the volume of the groove 162 to become surplus. It is a groove for escape. That is, by providing the escape groove 164, it is possible to suppress the generation of burrs after the vulcanization molding process.
  • the escape grooves 164 are provided between the grooves 162 and the four sides (ends) of the cavity plate 160.
  • the escape groove 164 is provided continuously and has a rectangular frame shape like the groove 162 .
  • the relief grooves 164 may be provided discontinuously.
  • the escape groove 164 is provided at a position that does not interfere with the purpose of using the base material 140 molded with the sealing material 172 .
  • the base material 140 on which the sealing material 172 is molded using the cavity plate 160 of FIG. Material 172 is molded.
  • an escape groove 164 is provided at a position corresponding to an area outside the sealing material 172 (that is, the edge of the base material 140) where it is not required to maintain hermeticity.
  • the escape groove 164 has a predetermined depth D2 (see FIG. 3(c)).
  • the depth D2 of the relief groove 164 also determines the height of the side lip 174 .
  • the depth D2 of the escape groove 164 is shallower than the depth D1 of the groove 162 (D2 ⁇ D1).
  • the height of the side lip 174 is lower than the height of the sealing material 172 .
  • the depth D2 of the escape groove 164 whether it is continuous or discontinuous, and the length, width, shape, etc. in the case of discontinuity are not limited to those shown in FIG. / Or, it may be set according to the purpose of use of the sealing material 172 , the viscosity of the rubber fabric 150 , the injection amount, the injection pressure, and the like.
  • the connecting groove 166 is a groove for letting the rubber material 150 expanded by heat in the vulcanization molding process (or preforming process) escape to the escape groove 164 .
  • the connecting groove 166 is formed to have a depth d of about 0.005 mm to about 0.2 mm, a length L of about 1 to 6 mm, and to be lower than the touch surface 168, for example.
  • length L is the length in the direction parallel to groove 162 .
  • the depth d of the connecting groove 166 is shallower than the depth D1 of the groove 162 and the depth D2 of the relief groove 164 (d ⁇ D2 ⁇ D1).
  • the connecting grooves 166 are discretely provided between the grooves 162 and the relief grooves 164, as shown in FIG. 3(a).
  • the position, the number, the width (in other words, the distance between the groove 162 and the escape groove 164), the length L, and the depth d of the connection groove 166 are determined depending on the purpose of using the base material 140 and/or the sealing material 172 and the grooves. 162 and the escape groove 164, the viscosity of the rubber material 150, the position of the gate 124, and the like.
  • the cavity plate 160 As a material for the cavity plate 160, a material that can withstand the vulcanization temperature (hereinafter referred to as vulcanization (crosslinking) temperature) in the vulcanization molding process and has good thermal conductivity, such as iron, SUS, aluminum, etc. Metals such as copper are preferred.
  • vulcanization (crosslinking) temperature a material that can withstand the vulcanization temperature
  • thermal conductivity such as iron, SUS, aluminum, etc.
  • Metals such as copper are preferred.
  • the material of the cavity plate 160 for example, ceramics, resins, etc. can be used as long as they satisfy the above conditions.
  • the cavity plate 160 has a thickness that prevents deformation and maintains rigidity in the preforming process and the vulcanizing process.
  • the volumes of the grooves 162 and the relief grooves 164 of the cavity plate 160 are known values when the cavity plate 160 is designed, the amount of excess rubber can be controlled by the relief grooves 164, thereby reducing the occurrence of burrs. can do. Further, since the rubber material 150 is injected in the preforming process, there is no injection pressure when the rubber material 150 is molded into the base material 140 in the vulcanization molding process. Therefore, deformation and breakage of the base material 140 caused by the injection pressure can be reduced. In addition, since injection pressure is not applied in the vulcanization molding process, it is possible to reduce the amount of pressure that is conventionally added to the mold clamping pressure to suppress the occurrence of burrs.
  • gate traces remain in transfer molding, injection molding, etc., for example, in the preforming process of the present embodiment, the unvulcanized rubber material 150 is injected into the grooves 162 of the cavity plate 160, so the gate traces can be reduced or eliminated. can be done.
  • FIG. 4(a) is a diagram showing the surface of the flange-shaped base material 300 on which the sealing material 172 is formed after the preforming process and the vulcanization process described above
  • FIG. 10(a) is a sectional view of the cavity plate 410 corresponding to the CC section
  • (c) is a vulcanization molding process corresponding to the CC section of (a).
  • FIG. 4D is a sectional view of the mold 420
  • (d) is a CC sectional view of (a).
  • the substrate 300 includes a first plane 302 (hereinafter simply referred to as plane 302), an inclined portion 304 continuing from plane 302, and a second plane 306 continuing from inclined portion 304 (hereinafter simply referred to as 306).
  • the inclined portion 304 is indicated by a double dashed line.
  • the flange shape of the base material 300 is formed by a flat surface 302 , an inclined portion 304 and a flat surface 306 .
  • the sealing material 172 and the side lip 174 are formed (or formed in the case of the side lip 174) in a region inside the inclined portion 304 indicated by the double dashed line in the base material 300. be done.
  • the plane 306 is higher than the plane 302 when the plane 302 is used as a reference (FIG. 4C). , (d)). Also, the plane 306 is provided at the end of the substrate 300 . That is, when the plane 306 is used as a reference for height, the base material 300 has a recessed shape inside the flange shape. A sealing material 172 is provided to keep the recessed area airtight.
  • the cavity plate 410 has a groove 462, an escape groove 464, a connecting groove (not shown), and a pressing portion (touch surface portion) 412.
  • the groove 462 is a groove for filling (injecting) the rubber fabric 150 that becomes the sealing material 172 .
  • the release groove 464 is a groove for releasing the rubber fabric 150 from the groove 462 .
  • a connecting groove (not shown) has the same configuration as the connecting groove 166 described in FIG.
  • the vulcanized (cross-linked) rubber fabric 150 filling the connecting groove (not shown) is shown as a connecting portion 176 in FIG. 4(a).
  • the pressing portion (touch surface portion) 412 is a portion that presses the base material 300 in the vulcanization molding process.
  • the mold 420 has a pressing portion (touch surface portion) 422 .
  • the pressing portion (touch surface portion) 422 is a portion that presses the base material 300 in the vulcanization molding process.
  • the base material 300 is sandwiched between the cavity plate 410 and the mold 420 (which is also the lower mold) and clamped to perform molding.
  • the cavity plate 410 and the mold 420 avoid the inclined portion 304 and press the plane 302 inside the inclined portion 304 (dashed ellipse).
  • the side lip 174 is formed in a region outside the sealing material 172, which does not affect the performance of the equipment to be assembled and the maintenance of the airtightness.
  • a distance S1 (hereinafter referred to as distance S1) is required as a distance from the flange shape of the base material 300, specifically, the connection portion between the flat surface 302 and the inclined portion 304 to the central portion of the sealing material 172.
  • the sealing material 172 is formed on the base material 300 by the method shown in FIG.
  • the area of the entire substrate 300 must be increased.
  • increasing the area of the entire substrate 300 may lead to an increase in the size of the fuel cell. Therefore, it is required to increase the area of the concave region inside the sealing material 172 without increasing the area of the entire base material 300 .
  • FIG. 5(a) is a view showing the surface of the flange-shaped base material 300 on which the sealing material 172 is formed after the preforming step and the vulcanization molding step of the present embodiment.
  • ) is a sectional view of the cavity plate 510 corresponding to the DD section of (a).
  • 5(c) is a cross-sectional view of the cavity plate 510, the base material 300, and the mold 520 during the vulcanization molding process corresponding to the DD cross section of (a), and (d) is a main part near the gap Sp. , and (e) is a DD cross-sectional view of (a).
  • a cavity plate 510 which is the first mold of the present embodiment, has a groove 562, a gap forming portion 564, a connecting groove (not shown), and a pressing portion (touch surface portion) 512, as shown in FIG. 5(b). are doing.
  • the groove 562 is a groove for filling (injecting) the rubber fabric 150 that becomes the sealing material 172 .
  • the gap forming part 564 functions in the same manner as the escape groove 464 in FIG. 4B, and forms a gap Sp, which will be described later, for letting the rubber fabric 150 escape from the groove 562 in the vulcanization molding process (or preforming process). Part to form.
  • a connecting groove (not shown) has the same configuration as the connecting groove 166 described in FIG. The connecting groove (not shown) allows the rubber fabric 150 protruding from the groove 562 to escape to the gap Sp generated by the gap forming portion 564 .
  • the pressing portion (touch surface portion) 512 is a portion that presses the flat surface 306 of the base material 300 in the vulcanization molding process.
  • the pressing portion (touch surface portion) 512 is configured to press the flat surface 306 of the base material 300, but the present invention is not limited to this.
  • the position to be arranged and the area in contact with the base material 300 can be set according to the purpose of using the base material 300 and the cavity plate 510, the shape, etc., and the position to arrange the sealing material 172. good.
  • the second mold 520 (hereinafter simply referred to as the mold 520) has a shape along the flange shape while providing a clearance with the inclined portion 304 of the base material 300, for example.
  • a pressing portion (touch surface portion) 522 is provided at a position facing the pressing portion (touch surface portion) 512 of 510 .
  • the shape of the mold 520 is not limited to the shape shown in FIG. 5, and is determined according to the shape of the base material 300 and the cavity plate 510, the pressure during mold clamping in the vulcanization molding process, the temperature during heating, and the like. do it.
  • the base material 300 is sandwiched between the cavity plate 510 and the mold 520 (which is also the lower mold) and clamped to perform molding.
  • the cavity plate 510 avoids the inclined portion 304 and presses the flat surface 306 outside the inclined portion 304 with the pressing portion 512 (broken-line ellipse).
  • the cavity plate 510 is pressing the base material 300, as shown in FIG. An enclosed void Sp results.
  • the rubber fabric 150 filled in the grooves 562 expands and escapes into the gap Sp through the connecting grooves (not shown).
  • the cavity forming portion 564 is provided in the cavity plate 510, and the flange shape (specifically, the inclined portion 304) of the base material 300 is used to function as an escape groove.
  • the rubber material 150 that escapes into the gap Sp becomes the side lip 190 after the vulcanization molding process. Since the side lip 190 is formed on part of the sloped portion 304 and the flat surface 302 of the base material 300 , the sealing material 172 can also be molded at a position closer to the sloped portion 304 .
  • the distance S2 is smaller than the distance S1 described in FIG. 4 (S2 ⁇ S1).
  • S2 ⁇ S1 the distance S1 described in FIG. 4
  • FIG. 5 it is possible to increase the area of the recessed region inside the sealing material 172 of the base material 300 without increasing the overall area of the base material 300 .
  • the molding method and the cavity plate 510 are applied to the base material 300 having a flange shape at the end, but the invention is not limited to this.
  • the invention is not limited to this.
  • it can be applied to the one or more inclined portions. be.
  • the present invention includes the following gists.
  • the molding method of the present invention is Sealing to said first planar surface of a substrate having a first planar surface, a sloped portion contiguous with said first planar surface, and a second planar surface contiguous with said sloped portion higher than said first planar surface.
  • a molding method for molding a material a first step of injecting the raw material into the groove at a temperature at which the raw material is not vulcanized (cross-linked) into a first mold having a groove into which the raw material of the sealing material is injected;
  • the base material is sandwiched between the first mold and the second mold in which the raw material is injected into the groove, and the raw material is used as the sealing material at a temperature at which the raw material is vulcanized (crosslinked).
  • a second step of molding into a substrate with The first mold has a shape that creates a gap between the base material and the inclined portion of the base material when the base material is pressed against the first plane and the second plane in the second step. , a connecting groove that connects the groove and the shape, The groove of the first mold is provided near the shape.
  • the second plane may be provided at an end of the base material.
  • the substrate may be metal, resin or paper.
  • the raw material may be rubber.
  • the mold of the present invention is Sealing to said first planar surface of a substrate having a first planar surface, a sloped portion contiguous with said first planar surface, and a second planar surface contiguous with said sloped portion higher than said first planar surface.
  • a mold for molding material a groove into which the raw material of the sealing material is injected at a temperature that does not vulcanize (crosslink); a shape that creates a gap between the base material and the inclined portion when the base material is pressed to mold the raw material injected into the groove as the sealing material on the first plane; a connecting groove that connects the groove and the shape; with The groove is provided near the shape.

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Abstract

傾斜部を有する基材にシール材を成型する際に、基材の傾斜部とシール材との距離をより縮めることができる成型方法及び金型を提供すること。ゴム生地１５０が注入される溝５６２を有するキャビプレート５１０に、ゴム生地１５０が加硫しない温度で溝５６２にゴム生地１５０を注入する予備成形工程と、溝５６２にゴム生地１５０が注入されたキャビプレート５１０と金型５２０との間に基材３００を挟み、ゴム生地１５０が加硫する温度でゴム生地１５０をシール材１７２として基材３００に成型する加硫成型工程と、を備え、キャビプレート５１０は、加硫成型工程において基材３００の平面３０２及び平面３０６を押さえたときに基材３００の傾斜部３０４との間に空隙Ｓｐを生じる空隙形成部５６４と、溝５６２と空隙形成部５６４とを連結する連結溝と、を有し、キャビプレート５１０の溝５６２は、空隙形成部５６４の近傍に設けられる。

Description

成型方法及び金型
　本発明は、シール材を基材に成型する成型方法及び金型に関する。
　従来、金属、樹脂又は紙等の基材にゴム等のシール材を成型する成型方法が提案されている。図６は従来のトランスファー成型を行う成型機１０００の断面図であり、（ａ）は成型機１０００のポット１０２２にゴム生地１０５０が装入されている状態を示す図、（ｂ）は成型機１０００において型締め及びゴム生地１０５０の射出が行われた状態を示す図である。成型機１０００は、熱板１０１０、１０１２、金型１０２０、１０３２を有している。金型１０２０は、ゴム生地１０５０が装入されるポット１０２２、基材１０４０にシール材を成型するための溝１０２６、ゴム生地１０５０を溝１０２６に射出するためのゲート１０２４を有している。金型１０３２は、基材１０４０を配置するための凹部１０３３を有している。成型機１０００は、ゴム生地１０５０の装入及び基材１０４０の配置後、型締めによりゴム生地１０５０に例えば１ＭＰａ～２００ＭＰａの圧力（以下、射出圧という）を加え、溝１０２６にゴム生地１０５０を射出（注入）する。成型機１０００は、熱板１０１０により発生した例えば８０℃～２２０℃の熱によってゴム生地１０５０を架橋することにより、セパレータ等の基材１０４０にシール材を成型する。
　また例えば、特許文献１には、燃料電池用セルのセパレータやハードディスクドライブにおけるトップカバー等に用いられるガスケット一体型プレートの製造方法が開示されている。なお、基材には、平板だけでなく、端部に傾斜部（以下、フランジ形状ともいう）を有するものがあり、基材のフランジ形状の近傍にシール材を成型する場合もある。
特開２００４－２２５７２１号公報
　しかしながら、従来の成型方法では、端部にフランジ形状を有する基材のフランジ形状の近傍にシール材を成形する際には、フランジ形状とシール材との間にある程度の距離が必要となる。このため、基材におけるシール材より内側の領域の面積を大きくするためには、基材全体の面積を大きくしなければならない。基材全体の面積を大きくすることは、基材を部品として用いる製品の大型化を招くおそれがある。このため、端部にフランジ形状を有する基材の全体の面積を大きくすることなく、シール材よりも内側の領域の面積を大きくするようにシール材を成型することが求められている。すなわち、シール材を可能な限りフランジ形状の近傍に成型することが求められている。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、傾斜部を有する基材にシール材を成型する際に、基材の傾斜部とシール材との距離をより縮めることができる成型方法及び金型を提供することを例示的課題とする。
　上述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
（１）第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型する成型方法であって、
　前記シール材の原料が注入される溝を有する第１の金型に、前記原料が加硫（架橋）しない温度で前記溝に前記原料を注入する第１の工程と、
　前記溝に前記原料が注入された前記第１の金型と第２の金型との間に前記基材を挟み、前記原料が加硫（架橋）する温度で前記原料を前記シール材として前記基材に成型する第２の工程と、
を備え、
　前記第１の金型は、前記第２の工程において前記基材の前記第１の平面及び前記第２の平面を押さえたときに前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、を有し、
　前記第１の金型の前記溝は、前記形状の近傍に設けられる、成型方法。
　本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
　本発明によれば、傾斜部を有する基材にシール材を成型する際に、基材の傾斜部とシール材との距離をより縮めることができる成型方法及び金型を提供することができる。
実施形態の予備成形工程を示す断面図であり、（ａ）成形機のポットにゴム生地が装入されている状態を示す図、（ｂ）成形機において型締め及びゴム生地の注入が行われた状態を示す図 実施形態の加硫成型工程における成型機の要部を示す断面図であり、（ａ）成型機に１対のキャビプレート及び基材が配置された状態を示す図、（ｂ）成型機に複数対のキャビプレート及び基材が配置された状態を示す図、（ｃ）成型後の基材を示す断面図、（ｄ）プレートで基材の内側の領域を密閉した状態を示す図 実施形態のキャビプレートの構成を示す図であり、（ａ）キャビプレートの溝が設けられている面を示す図、（ｂ）（ａ）のＡ－Ａ断面図、（ｃ）（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面における斜視図 実施形態の（ａ）予備成形工程及び加硫成型工程を経てシール材を成型したフランジ形状を有する基材のシール材がある側の面を示す図、（ｂ）（ａ）のＣ－Ｃ断面に対応するキャビプレートの断面図、（ｃ）（ａ）のＣ－Ｃ断面に対応する加硫成型工程時のキャビプレート、基材、下型の断面図、（ｄ）（ａ）のＣ－Ｃ断面図 実施形態の（ａ）予備成形工程及び加硫成型工程を経てシール材を成型したフランジ形状を有する基材のシール材がある側の面を示す図、（ｂ）（ａ）のＤ－Ｄ断面に対応するキャビプレートの断面図、（ｃ）（ａ）のＤ－Ｄ断面に対応する加硫成型工程時のキャビプレート、基材、下型の断面図、（ｄ）空隙Ｓｐ近傍の要部を示す図、（ｅ）（ａ）のＤ－Ｄ断面図 従来例の成型機の断面図であり、（ａ）成型機のポットにゴム生地が装入されている状態を示す図、（ｂ）成型機において型締め及びゴム生地の射出が行われた状態を示す図
　以下に、図面を参照しながら実施形態について説明する。ここで、「成形」とは金型の使用を問わず架橋させない状態でゴムの形を作る工程をいい、「成型」とは金型を使用し架橋反応まで行ってゴムの形（架橋ゴム）を作る工程をいう。
　［実施形態］
　＜シール材付きの基材が完成するまでの流れ＞
　本実施形態の成形方法の基本的な流れを説明する。シール材が例えばゴムの場合、ゴム生地の材料が配合され混練される。使用されるゴムには、例えば、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、シリコーン等の熱硬化性弾性体、熱可塑性弾性体、熱可塑性樹脂等が用いられる。次に、混練された材料に促入れが行われる。ここで促入れとは、加硫促進剤、加硫剤をゴムコンパウンドに入れ、混ぜて練ることをいう。なお、原料となるゴムと充填材や架橋剤（加硫剤）等の配合剤が均一に混合された状態もゴムコンパウンド（ゴム生地）という。次に、促入れが行われたゴム生地が分出・成形された後、後述するキャビプレートの溝にゴム生地が所定の圧力で注入（射出）され未加硫（未架橋）のまま成形が行われる。以下の説明において、未加硫（未架橋）のまま成形が行われる工程を予備成形工程という。
　予備成形工程においてゴムが注入されたキャビプレートと基材とが積層され一対となった状態で加硫（架橋）が行われる。以下の説明において加硫（架橋）が行われる工程を加硫成型工程という。なお、加硫成型工程には、シール材の原料となる物質が加硫（架橋）する温度で基材に成型される場合も含まれる。加硫（架橋）が終了し、シール材が転写（成型）された基材に例えば２次加硫が行われた後、最後に仕上げと検査等が行われ、一連の作業が終了し、シール材付きの基材が製品として完成する。
　　（予備成形工程）
　第１の工程である予備成形工程について説明する。図１は、本実施形態の予備成形工程における成形機１００を示す断面図であり、（ａ）は成形機１００のポット１２２に、基材に成形されるシール材の原料であるゴム生地１５０が装入されている状態を示す図、（ｂ）は成形機１００においてキャビプレート１６０の溝１６２にゴム生地１５０の注入が行われた状態を示す図である。図１には、上下方向を両矢印で示している。なお、図１～図３では、説明のため基材は平板であるものとし、基材に応じて形状が決定するキャビプレート１６０も平板であるものとする。
　成形機１００は、熱板１１０、１１２、金型１２０、１３０を有している。金型１２０は、ゴム生地１５０が装入されるポット１２２、ゴム生地１５０をキャビプレート１６０の溝１６２に注入するためのゲート１２４を有している。金型１３０は、キャビプレート１６０を配置するための凹部１３３を有している。
　第１の金型であるキャビプレート１６０は、ゴム生地１５０が注入される溝１６２、予備成形工程又は加硫成型工程において溝１６２からゴム生地１５０を逃がすための溝（以下、逃がし溝という）１６４を有している。また、キャビプレート１６０は後述する連結溝（不図示）も有している。
　成形機１００では、図１（ａ）に示すように、ゴム生地１５０がポット１２２に装入され、金型１３０の凹部１３３にキャビプレート１６０が配置される。なお、金型１２０（ゲート１２４）と金型１３０（キャビプレート１６０の溝１６２）との位置決めは、公知の方法等によって実施されているものとする。その後、図１（ｂ）に示すように、金型１２０、１３０に圧力（以下、型締め圧ともいう）が加えられて型締めされ、ポット１２２からゲート１２４を介してゴム生地１５０を注入するための圧力が加えられてキャビプレート１６０の溝１６２にゴム生地１５０が注入される。ゴム生地１５０の注入時に要する圧力を注入圧といい、例えば１～２００ＭＰａである。また、図１（ｂ）に示す型締め時の熱板１１０、１１２において発生する熱の温度は、ゴム生地１５０が加硫（架橋）せず（言い換えれば、未加硫（未架橋）で）（シール材の原料となる物質が架橋せず）、かつ、流動性が維持される温度である。例えば、本実施形態では、予備成形工程を８０℃の温度で実施する。この点、予備成形工程は未加硫成形工程ともいえる。なお、予備成形工程における温度は８０℃に限定されず、例えばゴム生地１５０の粘度に応じて設定される。キャビプレート１６０の溝１６２へのゴム生地１５０の充填率は例えば９０％～１１０％とするが、充填率もこの値に限定されない。
　　（加硫成型工程）
　第２の工程である加硫成型工程について説明する。図２は、本実施形態の加硫成型工程における成型機２００の要部を示す断面図であり、（ａ）は成型機２００に１対のキャビプレート１６０及び基材１４０が配置された状態を示す図、（ｂ）は成型機２００に複数対（例えば３対）のキャビプレート１６０及び基材１４０が配置された状態を示す図、（ｃ）は成型後の基材１４０を示す断面図、（ｄ）はプレート１８０で基材１４０の内側の領域を密閉した状態を示す図である。図２には、上下方向を両矢印で示している。なお、図２（ｂ）では２対目、３対目は１対目と同じ構成であるため符号を省略している。
　成型機２００は、熱板２１０、２１２、第２の金型２２２（以下、単に金型２２２という）を有している。基材１４０は、例えば金属、樹脂又は紙である。基材１４０は、シール材１７２が成形される面１４２と、面１４２とは反対側の面１４４とを有している。基材１４０の面１４２には、予備成形工程においてゴム生地１５０が溝１６２に注入されたキャビプレート１６０が合わせられ、面１４４には金型２２２が合わせられる。すなわち、基材１４０は金型としてのキャビプレート１６０と金型２２２との間に挟まれる。なお、キャビプレート１６０（ゴム生地１５０が充填された溝１６２）と基材１４０との位置決めは、公知の方法等によって実施されているものとする。
　この状態で、ゴム生地１５０が加硫（架橋）する（シール材の原料となる物質が架橋する）温度、例えば１２０℃～２２０℃で熱板２１０、２１２により加熱するとともに、上下方向に所定の圧力（例えば５ＭＰａ）が加えられる。ここで、ゴム生地１５０の溝１６２への注入は予備成形工程において完了しているため、所定の圧力には注入圧は含まれず型締め圧のみとなる。言い換えれば、加硫成型工程における注入圧は０ＭＰａである。また、所定の圧力と熱が加えられたときに、溝１６２内のゴム生地１５０が後述する連結溝（不図示）を介して逃がし溝１６４に逃げる。なお、溝１６２内のゴム生地１５０は、予備成形工程時に逃がし溝１６４に逃げてもよい。
　なお、図２（ａ）はキャビプレート１６０と基材１４０の対を１対として加硫成型工程を実施した例であるが、これに限定されない。例えば、図２（ｂ）に示すように、３対のキャビプレート１６０及び基材１４０を一度の加硫成型工程において成型する等、複数の対としてもよい。また、図２では、上にキャビプレート１６０、下に基材１４０としているが、上下が逆であってもよい。上下を逆にした場合、金型２２２は上型となる。
　以上のようにして、図２（ｃ）に示すように、キャビプレート１６０の溝１６２に注入されていたゴム生地１５０がシール材１７２として基材１４０の面１４２に転写（成型）される。また、図２（ｄ）に示すように、基材１４０のシール材１７２が成型された面１４２に対向するようにプレート１８０を合わせることで、シール材１７２によって内側の領域が密閉される。密閉された領域には、例えば気体や液体等が保持される。なお、逃がし溝１６４に逃げたゴム生地１５０部分が加硫（架橋）したものを、以下、サイドリップ１７４という。ここで、図１、図２では、基材１４０の面１４２にシール材１７２を設けているが、基材１４０の面１４４や基材１４０の両面（面１４２及び面１４４）にシール材１７２を設けてもよい。
　　（キャビプレート）
　キャビプレート１６０の構成について説明する。図３はキャビプレート１６０の構成を示す図であり、（ａ）はキャビプレート１６０の溝１６２が設けられている面（以下、タッチ面という）１６８を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面における斜視図である。キャビプレート１６０は、溝１６２、逃がし溝１６４、連結溝１６６を有している。
　溝１６２は、上述したようにゴム生地１５０が注入される溝である。例えば本実施形態では、基材１４０を２つの長辺と２つの短辺を有する矩形状とし、基材１４０の端部に沿って矩形の枠状となるようにシール材を成型するものとする。このため、図３（ａ）に示すように、キャビプレート１６０の溝１６２も同様に矩形の枠状となるように設けられている。溝１６２は、所定の深さＤ１（図３（ｃ）参照）を有している。溝１６２の深さＤ１は、基材１４０に成型されるシール材の高さを決めるものでもある。なお、シール材を基材１４０のどの位置に、どのくらいの長さ、幅で成型するかについては、基材１４０及び／又はシール材の使用の目的に応じて決定されるものとし、図３に示した形状等に限定されない。
　逃がし溝１６４は、溝１６２に離間して平行に設けられているが、平行でなくともよい。逃がし溝１６４は、加硫成型工程（又は予備成形工程）において溝１６２に注入されたゴム生地１５０が、加熱時に膨張して溝１６２の体積を上回り余剰となった場合に、余剰となったゴムを逃がすための溝である。すなわち、逃がし溝１６４を設けることで、加硫成型工程後のバリの発生を抑制することができる。図３（ａ）に示すように、例えば本実施形態では、逃がし溝１６４は、溝１６２とキャビプレート１６０の４つの辺（端部）との間に設けられている。本実施形態では、逃がし溝１６４は連続して設けられ、溝１６２と同様に矩形の枠状である。
　なお、逃がし溝１６４は、不連続に設けられていてもよい。また、逃がし溝１６４は、シール材１７２が成型された基材１４０が使用される目的を阻害しない位置に設けられる。例えば、図３（ａ）のキャビプレート１６０を用いてシール材１７２が成型される基材１４０の場合、溝１６２により成型されるシール材１７２よりも内側の領域の密閉性を保持するためにシール材１７２が成型される。このため、キャビプレート１６０では、密閉性の保持が求められていないシール材１７２よりも外側の領域（すなわち、基材１４０の端部）に相当する位置に、逃がし溝１６４が設けられている。
　逃がし溝１６４は、所定の深さＤ２（図３（ｃ）参照）を有している。逃がし溝１６４の深さＤ２は、サイドリップ１７４の高さを決めるものでもある。ここで、逃がし溝１６４の深さＤ２は溝１６２の深さＤ１よりも浅い（Ｄ２＜Ｄ１）。言い換えれば、サイドリップ１７４の高さはシール材１７２の高さよりも低い。これは、シール材１７２の高さをサイドリップ１７４の高さよりも高くすることで、基材１４０にプレート１８０を合わせたときに、シール材１７２よりも内側の領域の密閉性を保持するためである（図２（ｄ）参照）。逃がし溝１６４の深さＤ２や、連続とするか不連続とするか、不連続とする場合の長さ、幅、形状等については、図３に示したものに限定されず、基材１４０及び／又はシール材１７２の使用の目的やゴム生地１５０の粘度、注入量、注入圧等に応じて設定してもよい。
　連結溝１６６は、加硫成型工程（又は予備成形工程）において熱によって膨張したゴム生地１５０を逃がし溝１６４に逃がすための溝である。連結溝１６６は、例えば深さｄが約０．００５ｍｍ～約０．２ｍｍ、長さＬが約１～６ｍｍでタッチ面１６８よりも低くなるように形成されている。ここで、長さＬは溝１６２に平行な方向の長さである。なお、連結溝１６６の深さｄは溝１６２の深さＤ１及び逃がし溝１６４の深さＤ２よりも浅い（ｄ＜Ｄ２＜Ｄ１）。
　連結溝１６６は、図３（ａ）に示すように、溝１６２と逃がし溝１６４との間に、離散的に設けられている。連結溝１６６を設ける位置、個数、幅（言い換えれば、溝１６２と逃がし溝１６４との間隔）、長さＬ、深さｄは、基材１４０及び／又はシール材１７２の使用の目的や、溝１６２及び逃がし溝１６４の構成、ゴム生地１５０の粘性、ゲート１２４の位置等に応じて設定すればよい。
　キャビプレート１６０の材料としては、加硫成型工程における加硫時の温度（以下、加硫（架橋）温度という）に耐えることができ、かつ、熱伝導性の良い、例えば鉄、ＳＵＳ、アルミ、銅等の金属が好適である。また、キャビプレート１６０の材料として、例えばセラミックや樹脂等も上述した条件を満たすものであれば使用することができる。また、キャビプレート１６０は、予備成形工程及び加硫成型工程において、変形を防ぎかつ剛性が保てる程度の厚さであるものとする。
　キャビプレート１６０の溝１６２及び逃がし溝１６４の体積は、キャビプレート１６０の設計時に既知の値であるため、余剰となるゴムの量を逃がし溝１６４で制御することが可能となり、バリの発生を低減することができる。また、予備成形工程においてゴム生地１５０の注入が行われるため、加硫成型工程においてゴム生地１５０を基材１４０に成型する際には注入圧がない。このため注入圧を起因とする基材１４０の変形や破損を低減することができる。また、加硫成型工程において注入圧がかからないため、従来バリの発生を抑えるために型締め圧に加えていた分の圧力を低減することができる。さらに、例えばトランスファー成型やインジェクション成型等ではゲート痕が残るが、本実施形態の予備成形工程では未加硫でゴム生地１５０をキャビプレート１６０の溝１６２に注入するためゲート痕を小さくする又は無くすことができる。
　＜フランジ形状を有する基材について＞
　フランジ形状を有する基材にシール材を成型する場合について図４を用いて説明する。図４（ａ）は上述した予備成形工程及び加硫成型工程を経てシール材１７２を成形したフランジ形状を有する基材３００のシール材１７２がある側の面を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ－Ｃ断面に対応するキャビプレート４１０の断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＣ－Ｃ断面に対応する加硫成型工程時のキャビプレート４１０、基材３００、金型４２０の断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。
　図４に示すように、基材３００は、第１の平面３０２（以下、単に平面３０２という）、平面３０２に連続する傾斜部３０４、傾斜部３０４に連続する第２の平面３０６（以下、単に平面３０６という）を有している。なお、図４（ａ）では、傾斜部３０４を二重破線で示している。基材３００のフランジ形状は、平面３０２、傾斜部３０４、平面３０６によって形成されている。また、図４（ａ）に示すように、シール材１７２及びサイドリップ１７４は、基材３００における二重破線で示す傾斜部３０４よりも内側の領域に成形（又はサイドリップ１７４の場合は形成）される。
　ここで、シール材１７２が成型されている面が上になるように基材３００を置いたとき、平面３０６は、平面３０２を基準とすると平面３０２よりも高くなっている（図４（ｃ）、（ｄ）参照）。また平面３０６は、基材３００の端部に設けられている。すなわち、基材３００は、平面３０６を高さの基準とすると、フランジ形状よりも内側の領域が凹形状となっている。シール材１７２はこの凹形状の領域の密閉性を保持するために設けられている。
　図４（ｂ）に示すように、キャビプレート４１０は、溝４６２、逃がし溝４６４、連結溝（不図示）、押圧部（タッチ面部）４１２を有している。溝４６２は、シール材１７２となるゴム生地１５０を充填（注入）するための溝である。逃がし溝４６４は、溝４６２からゴム生地１５０を逃がすための溝である。連結溝（不図示）は、図３で説明した連結溝１６６と同様の構成であり、溝４６２から逃がし溝４６４にゴム生地１５０を逃がすための溝である。なお、連結溝（不図示）を埋めたゴム生地１５０が加硫（架橋）したものを図４（ａ）には連結部１７６として示している。押圧部（タッチ面部）４１２は、加硫成型工程において基材３００を押さえる部分である。
　図４（ｃ）に示すように、金型４２０は、押圧部（タッチ面部）４２２を有している。押圧部（タッチ面部）４２２は、加硫成型工程において基材３００を押さえる部分である。上述した加硫成型工程において、基材３００はキャビプレート４１０と金型４２０（下型でもある）との間に挟まれて型締めされ成型が行われる。このとき、図４（ｃ）に示すように、キャビプレート４１０及び金型４２０は、傾斜部３０４を避け、傾斜部３０４よりも内側、すなわち平面３０２を押さえる（破線楕円）。
　図４（ｄ）に示すように、サイドリップ１７４は密閉性の保持や組付けられる機器の性能に影響を与えない領域、すなわちシール材１７２よりも外側の領域に形成される。このように、基材３００がフランジ形状を有する場合には、傾斜部３０４の位置、キャビプレート４１０及び金型４２０の押さえ位置、サイドリップ１７４の位置を考慮する必要がある。これにより、基材３００のフランジ形状、具体的には平面３０２と傾斜部３０４との接続部からシール材１７２の中央部までの距離としてＳ１（以下、距離Ｓ１とする）が必要となる。
　このため、図４に示す方法でシール材１７２を基材３００に成形する場合に、基材３００のシール材１７２より内側の凹形状の領域の密閉性を保持しつつ、シール材１７２より内側の凹形状の領域の面積を大きくするためには、基材３００全体の面積を大きくしなければならない。例えば、基材３００が燃料電池等のセパレータとして使用される場合、基材３００全体の面積を大きくすることは、燃料電池の大型化を招くおそれがある。このため、基材３００全体の面積を大きくすることなく、シール材１７２より内側の凹形状の領域の面積を大きくすることが求められる。
　＜本実施形態のキャビプレートについて＞
　基材３００全体の面積を大きくすることなく、シール材１７２より内側の凹形状の領域の面積を大きくすることができる成型方法及びキャビプレートについて図５を用いて説明する。なお、フランジ形状を有する基材３００、シール材１７２、連結部１７６の構成は図４と同様であり、同じ符号を用い説明を省略する。図５（ａ）は本実施形態の予備成形工程及び加硫成型工程を経てシール材１７２を成型したフランジ形状を有する基材３００のシール材１７２がある側の面を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ－Ｄ断面に対応するキャビプレート５１０の断面図である。図５（ｃ）は（ａ）のＤ－Ｄ断面に対応する加硫成型工程時のキャビプレート５１０、基材３００、金型５２０の断面図であり、（ｄ）は空隙Ｓｐ近傍の要部を示す図、（ｅ）は（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。
　本実施形態の第１の金型であるキャビプレート５１０は、図５（ｂ）に示すように、溝５６２、空隙形成部５６４、連結溝（不図示）、押圧部（タッチ面部）５１２を有している。溝５６２は、シール材１７２となるゴム生地１５０を充填（注入）するための溝である。空隙形成部５６４は、図４（ｂ）の逃がし溝４６４と同様に機能するものであり、加硫成型工程（又は予備成形工程）において溝５６２からゴム生地１５０を逃がすための後述する空隙Ｓｐを形成するための部分である。連結溝（不図示）は、図３で説明した連結溝１６６と同様の構成であり、溝５６２と空隙形成部５６４とを連結する溝である。連結溝（不図示）は、溝５６２からはみ出したゴム生地１５０を、空隙形成部５６４によって生じた空隙Ｓｐに逃がす。
　押圧部（タッチ面部）５１２は、加硫成型工程において基材３００の平面３０６を押さえる部分である。なお、本実施形態では、押圧部（タッチ面部）５１２が基材３００の平面３０６を押さえる構成としているが、これに限定されない。押圧部５１２は、基材３００及びキャビプレート５１０を使用する目的、形状等、並びに、シール材１７２を配置する位置等に応じて、配置する位置や基材３００と接触する面積等を設定すればよい。
　第２の金型５２０（以下、単に金型５２０という）は、例えば基材３００の傾斜部３０４との間にクリアランスを設けつつフランジ形状に沿った形状であり、基材３００を挟んでキャビプレート５１０の押圧部（タッチ面部）５１２に対向する位置に押圧部（タッチ面部）５２２を有している。なお、金型５２０の形状は、図５に示した形状に限定されず、基材３００及びキャビプレート５１０の形状や加硫成型工程における型締め時の圧力や加熱時の温度等に応じて決定すればよい。
　上述した加硫成型工程において、基材３００はキャビプレート５１０と金型５２０（下型でもある）との間に挟まれて型締めされ成型が行われる。このとき、図５（ｃ）に示すように、キャビプレート５１０は、傾斜部３０４を避け、傾斜部３０４よりも外側、すなわち平面３０６を押圧部５１２によって押さえる（破線楕円）。キャビプレート５１０が基材３００を押さえた状態のとき、図５（ｄ）に示すように、空隙形成部５６４と基材３００（具体的には、傾斜部３０４と平面３０２の一部）とによって囲まれた空隙Ｓｐが生じる。加硫成型工程（又は予備成形工程）時に、溝５６２に充填されていたゴム生地１５０が膨張し、連結溝（不図示）を介して空隙Ｓｐに逃げる。このように、本実施形態では、キャビプレート５１０に空隙形成部５６４を設け、基材３００のフランジ形状（具体的には傾斜部３０４）を利用することで、逃がし溝として機能させる。空隙Ｓｐに逃げたゴム生地１５０は加硫成型工程後にサイドリップ１９０となる。サイドリップ１９０は基材３００の傾斜部３０４及び平面３０２の一部に形成されるため、シール材１７２も傾斜部３０４により近い位置に成型することが可能となる。
　本実施形態の成型方法及びキャビプレート５１０を用いた場合、図５（ｄ）に示すように、基材３００のフランジ形状、具体的には平面３０２と傾斜部３０４との接続部からシール材１７２の中央部までの距離はＳ２（以下、距離Ｓ２とする）となる。距離Ｓ２は、図４で説明した距離Ｓ１よりも小さくなる（Ｓ２＜Ｓ１）。これにより、図５に示すように、基材３００の全体の面積を大きくすることなく、基材３００のシール材１７２よりも内側の凹形状の領域の面積を大きくすることが可能となる。
　以上、本実施形態によれば、傾斜部を有する基材にシール材を成型する際に、基材の傾斜部とシール材との距離をより縮めることができる成型方法及び金型を提供することができる。
　以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
　例えば上述した実施形態では、端部にフランジ形状を有する基材３００に対して成型方法及びキャビプレート５１０を適用したが、これに限定されない。例えば、基材３００に成型されたシール材１７２よりも内側の凹形状の領域に、１つ又は複数の傾斜部がある場合に、１つ又は複数の傾斜部に対して適用することも可能である。
　また、例えば、本発明は以下の趣旨を含むものとする。
［趣旨１］
　本発明の成型方法は、
　第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型する成型方法であって、
　前記シール材の原料が注入される溝を有する第１の金型に、前記原料が加硫（架橋）しない温度で前記溝に前記原料を注入する第１の工程と、
　前記溝に前記原料が注入された前記第１の金型と第２の金型との間に前記基材を挟み、前記原料が加硫（架橋）する温度で前記原料を前記シール材として前記基材に成型する第２の工程と、
を備え、
　前記第１の金型は、前記第２の工程において前記基材の前記第１の平面及び前記第２の平面を押さえたときに前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、を有し、
　前記第１の金型の前記溝は、前記形状の近傍に設けられる。
　［趣旨２］
　前記第２の平面は、前記基材の端部に設けられていてもよい。
　［趣旨３］
　前記基材は、金属、樹脂又は紙であってもよい。
　［趣旨４］
　前記原料は、ゴムであってもよい。
　［趣旨５］
　本発明の金型は、
　第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型するための金型であって、
　加硫（架橋）しない温度で前記シール材の原料が注入される溝と、
　前記溝に注入された前記原料を前記第１の平面に前記シール材として成型するために前記基材を押さえたときに、前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、
　前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、
を備え、
　前記溝は、前記形状の近傍に設けられる。
１００、２００、１０００　成形機
１１０、１１２、２１０、２１２、１０１０、１０１２　熱板
１２０、１３０、２２２、４２０、５２０、１０２０、１０３２　金型
１２２、１０２２　ポット
１３３、１０３３　凹部
１２４、１０２４　ゲート
１４０、３００、１０４０　基材
１４２、１４４　　面
１５０、１０５０　ゴム生地
１６０、４１０、５１０　キャビプレート（第１の金型）
１６２、４６２、５６２、１０２６　溝
１６４、４６４　　逃がし溝
１６６　　　　　　連結溝
１６８　　　　　　タッチ面
１７２　　　　　　シール材
１７４、１９０　　サイドリップ
１７６　　　　　　連結部
１８０　　　　　　プレート
３０２、３０６　　平面
３０４　　　　　　傾斜部
４１２、４２２、５１２、５２２　押圧部
５６４　　　　　　空隙形成部
Ｓｐ　　　　　　　空隙

Claims (5)

  1. 　第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型する成型方法であって、
    　前記シール材の原料が注入される溝を有する第１の金型に、前記原料が加硫しない温度で前記溝に前記原料を注入する第１の工程と、
    　前記溝に前記原料が注入された前記第１の金型と第２の金型との間に前記基材を挟み、前記原料が加硫する温度で前記原料を前記シール材として前記基材に成型する第２の工程と、
    を備え、
    　前記第１の金型は、前記第２の工程において前記基材の前記第１の平面及び前記第２の平面を押さえたときに前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、を有し、
    　前記第１の金型の前記溝は、前記形状の近傍に設けられる、成型方法。
     
  2. 　前記第２の平面は、前記基材の端部に設けられている、請求項１に記載の成型方法。
  3. 　前記基材は、金属、樹脂又は紙である、請求項１又は請求項２に記載の成型方法。
  4. 　前記原料は、ゴムである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成型方法。
  5. 　第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型するための金型であって、
    　加硫しない温度で前記シール材の原料が注入される溝と、
    　前記溝に注入された前記原料を前記第１の平面に前記シール材として成型するために前記基材を押さえたときに、前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、
    　前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、
    を備え、
    　前記溝は、前記形状の近傍に設けられる、金型。
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