JP6915174B2 - 基材一体ガスケット成形用の金型 - Google Patents
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Description
本発明は、基材一体ガスケットを成形するために用いる金型に関する。
燃料電池セルにその構成要素の１つとして組み付けられる基材一体ガスケットは、樹脂フィルムよりなる基材と、基材の平面上に射出成形されたガスケット本体と、基材の平面上に射出成形された独立ゴム部とを一体に有する。（例えば、特開２００２−２３１２７４号公報。）
独立ゴム部は、燃料ガスや冷却水などの流体がマニホールド部から燃料電池反応部へ円滑に流れるよう、また反対に燃料電池反応部からマニホールド部へ円滑に流れるよう、流体の流れを案内するために設けられる。
基材一体ガスケットは、樹脂フィルムよりなる基材をインサート品として射出成形用金型を用いて成形される。
しかし、基材一体ガスケットを一般的な射出成形用金型を用いて成形すると、基材がその一部で独立ゴム部の方へ向けて大きく膨らむように変形し、変形した基材の平面上に独立ゴム部が成形されることがある。ここに、改良すべき成形不良が発生することがある。
本発明は、成形不良の発生を抑制する基材一体ガスケット成形用の金型を提供することを目的とする。
本発明の基材一体ガスケット成形用の金型は、
第１パーティング面に設けられ、基材を保持する基材保持部を有する第１分割型と、
前記第１分割型と互いに組み合わされて型締めおよび型開きされる、第２パーティング面を有する第２分割型であって、
前記第２パーティング面に形成され、前記基材の平面上にガスケット本体を成形するガスケット用キャビティ空間と、
前記第２パーティング面に形成され、前記基材の平面上に前記ガスケット本体とは異なる独立ゴム部を成形する独立ゴム用キャビティ空間と、
前記独立ゴム用キャビティ空間の周りに配置され、型締め時に前記基材を押さえる型押さえ部であって、押さえ面に前記基材の変形を抑制する凹部を有する型押さえ部と、
を有する第２分割型と、
を有する。
第１パーティング面に設けられ、基材を保持する基材保持部を有する第１分割型と、
前記第１分割型と互いに組み合わされて型締めおよび型開きされる、第２パーティング面を有する第２分割型であって、
前記第２パーティング面に形成され、前記基材の平面上にガスケット本体を成形するガスケット用キャビティ空間と、
前記第２パーティング面に形成され、前記基材の平面上に前記ガスケット本体とは異なる独立ゴム部を成形する独立ゴム用キャビティ空間と、
前記独立ゴム用キャビティ空間の周りに配置され、型締め時に前記基材を押さえる型押さえ部であって、押さえ面に前記基材の変形を抑制する凹部を有する型押さえ部と、
を有する第２分割型と、
を有する。
本発明の基材一体ガスケット成形用の金型によれば、成形不良の発生を抑制できる。
実施形態の基材一体ガスケット成形用の金型は、図１および図２に示す基材一体ガスケット１０１を成形するために用いられる。
基材一体ガスケット１０１は、基材１１１の平面上にガスケット本体１２１および独立ゴム部１３１を射出成形したものである。基材一体ガスケット１０１は、基材１１１と、ガスケット本体１２１と、独立ゴム部１３１とを一体的に有する。基材１１１は、樹脂フィルムよりなる。ガスケット本体１２１は、基材１１１の平面上に射出成形される。独立ゴム部１３１は、基材１１１の平面上に射出成形される。
基材１１１は、樹脂フィルムによって平面長方形状に形成される。基材１１１は、その平面中央に中空部（肉抜き部）１１２を有する。中空部１１２には、セル組み立て時に燃料電池反応部が組み込まれる。基材１１１は、その平面四隅にそれぞれ、中空部（肉抜き部）１１３を有する。中空部１１３は、セル組み立て時にマニホールド穴の一部となる。樹脂フィルムは、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）、ＰＡ（ポリアミド）またはＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）等よりなる。
ガスケット本体１２１は、外側ガスケット本体１２２と、内側ガスケット本体１２３とを有する。外側ガスケット本体１２２は、枠状に成形される。外側ガスケット本体１２２は、燃料電池の稼働時に、燃料電池反応部に供給することになる燃料ガスや冷却水などの流体がセル外部へ漏れることがないよう、燃料電池反応部（中空部１１２）の周りを取り囲む。内側ガスケット本体１２３は、各マニホールド穴（中空部１１３）と燃料電池反応部（中空部１１２）との間を仕切る。
内側ガスケット本体１２３は、切欠き状の開口部１２４を有する。独立ゴム部１３１は、開口部１２４を経由して、中空部１１３から中空部１１２へ、また反対に中空部１１２から中空部１１３へ、燃料ガスや冷却水などの流体が円滑に流れるよう、案内部または整流部として機能する。
図１に示す例では、複数（例えば４本）の所定の長さを有するブロック状の独立ゴム部１３１が互いに平行に設けられる。各独立ゴム部１３１は、開口部１２４よりも中空部１１２側に位置する。互いに隣り合う独立ゴム部１３１の間には、溝状の流路１３２が設けられる。流路１３２は、開口部１２４の延長線上に配置される。
したがって、中空部１１３から開口部１２４および流路１３２を経由して、中空部１１２へ燃料ガスなどの流体が円滑に流れる。反対に、中空部１１２から流路１３２および開口部１２４を経由して、中空部１１３へ燃料ガスなどの流体が円滑に流れる。
ガスケット本体１２１および独立ゴム部１３１を成形するゴム材料は、例えば、ＶＭＱ（ビニルメチルシリコーンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）またはＰＩＢ（ポリイソブチレン）である。また、ガスケット本体１２１および独立ゴム部１３１を成形するゴム材料は、接着性を有するゴム材料でも良い。
基材一体ガスケット１０１は、樹脂フィルムよりなる基材１１１をインサート品として射出成形用の金型を用いて成形される。
図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、射出成形用の金型１は、第１分割型１１と、第２分割型２１とを有する。第１分割型１１と第２分割型２１は、一対であり、互いに組み合わされて型締めおよび型開きされる。
第１分割型１１のパーティング面（第１パーティング面）には、基材保持部１２が設けられる。基材保持部１２は、基材１１１をインサート品として定位置に保持する。
第２分割型２１のパーティング面（第２パーティング面）には、ガスケット用キャビティ空間２２と、独立ゴム用キャビティ空間２３が設けられる。ガスケット用キャビティ空間２２は、基材１１１の平面上にガスケット本体１２１を成形するためのものである。独立ゴム用キャビティ空間２３は、基材１１１の平面上にガスケット本体１２１とは別個に独立ゴム部１３１を成形するためのものである。キャビティ空間２２，２３に対して、不図示のスプルーやゲートを介して成形用のゴム材料が注入され、ガスケット本体１２１や独立ゴム部１３１が成形される。
また、第２分割型２１のパーティング面には、型押さえ部２４が設けられる。型押さえ部２４は、独立ゴム用キャビティ空間２３の周りに位置し、型締め時に基材１１１を押さえる。型押さえ部２４の押さえ面２５には、基材変形抑制用の凹部２６が掘り込み部として設けられる。
尚、図１および図２に示した基材一体ガスケット１０１では、複数（例えば４本）の独立ゴム部１３１が互いに平行に設けられる。そのため、独立ゴム部１３１を成形する複数（例えば４本）の独立ゴム用キャビティ空間２３が互いに平行に設けられる。この場合、互いに隣り合う独立ゴム用キャビティ空間２３の間に、それぞれ型押さえ部２４が設けられる。そのため、型押さえ部２４の押さえ面２５に、それぞれ凹部２６が設けられる。この場合、凹部２６は直線状の溝として、独立ゴム用キャビティ空間２３と平行に設けられる。
図４（Ａ）に示す比較例の型押さえ部２４は、独立ゴム用キャビティ空間２３を独立ゴム部１３１の形状に画成すべく独立ゴム用キャビティ空間２３の周りを全周に亙って取り囲むよう設けられる。これに対し、図４（Ｂ）に示す実施形態の型押さえ部２４では、型押さえ部２４の押さえ面２５に凹部２６が直線状の溝として独立ゴム用キャビティ空間２３と平行に設けられる。そのため、型押さえ部２４が独立ゴム用キャビティ空間２３ごとに分断して設けられる。
成形の手順としては、まず、型開きの状態で第１分割型１１のパーティング面に設けた基材保持部１２にフィルム状の基材１１１をセットし、型締めする。次いで、各キャビティ空間２２，２３にゴム材料を注入してガスケット本体１２１や独立ゴム部１３１を成形する。成形後、型開きして、成形品を取り外す。
実施形態の金型１は、型押さえ部２４の押さえ面２５に凹部２６が設けられているため、以下の作用効果が発揮される。
金型１を用いて基材一体ガスケット１０１を成形すると、好ましくは、図５（Ａ）に示すように、変形せず平坦なままの基材１１１の平面上に独立ゴム部１３１が射出成形される。ここで、型押さえ部２４の押さえ面２５に凹部２６が設けられていないと、基材１１１が成形時の高熱を受けて、図５（Ｂ）に示すように、独立ゴム部１３１の方へ向けて大きく膨らむように変形し、変形部１１１Ａが生じる。そして、変形部１１１Ａの平面上に独立ゴム部１３１が成形されると、改良すべき成形不良が発生することがある。
これに対し、実施形態の金型１は、型押さえ部２４の押さえ面２５に凹部２６が設けられている。そのため、基材１１１は、独立ゴム用キャビティ空間２３に面する部分のみでなく凹部２６に面する部分でも変形可能である。したがって、独立ゴム用キャビティ空間２３に面する部分と凹部２６に面する部分で基材１１１の変形が分散して発生するため、この分、独立ゴム用キャビティ空間２３に面する部分での変形度合が低減される。したがって、成形時に基材１１１が独立ゴム部１３１の方へ向けて大きく膨らむよう変形するのを抑制し、成形不良の発生を抑制できる。
また、独立ゴム用キャビティ空間２３が複数設けられ、複数の独立ゴム用キャビティ空間２３の間に位置する型押さえ部２４の押さえ面２５に凹部２６が設けられている。そのため、凹部２６を１箇所設けることにより、その両側２箇所の独立ゴム用キャビティ空間２３にてそれぞれ発生する虞のある基材１１１の変形を同時に抑制できる。
１ 金型
１１ 第１分割型
２１ 第２分割型
１２ 基材保持部
２２ ガスケット用キャビティ空間
２３ 独立ゴム用キャビティ空間
２４ 型押さえ部
２５ 押さえ面
２６ 凹部
１０１ 基材一体ガスケット
１１１ 基材
１１２，１１３ 中空部
１２１ ガスケット本体
１２２ 外側ガスケット本体
１２３ 内側ガスケット本体
１２４ 開口部
１３１ 独立ゴム部
１３２ 流路
１１ 第１分割型
２１ 第２分割型
１２ 基材保持部
２２ ガスケット用キャビティ空間
２３ 独立ゴム用キャビティ空間
２４ 型押さえ部
２５ 押さえ面
２６ 凹部
１０１ 基材一体ガスケット
１１１ 基材
１１２，１１３ 中空部
１２１ ガスケット本体
１２２ 外側ガスケット本体
１２３ 内側ガスケット本体
１２４ 開口部
１３１ 独立ゴム部
１３２ 流路
Claims (2)
- 第１パーティング面に設けられ、基材を保持する基材保持部を有する第１分割型と、
前記第１分割型と互いに組み合わされて型締めおよび型開きされる、第２パーティング面を有する第２分割型であって、
前記第２パーティング面に形成され、前記基材の平面上にガスケット本体を成形するガスケット用キャビティ空間と、
前記第２パーティング面に形成され、前記基材の平面上に前記ガスケット本体とは異なる独立ゴム部を成形する独立ゴム用キャビティ空間と、
前記独立ゴム用キャビティ空間の周りに配置され、型締め時に前記基材を押さえる型押さえ部であって、押さえ面に前記基材の変形を抑制する凹部を有する型押さえ部と、
を有する第２分割型と、
を有する基材一体ガスケット成形用の金型。 - 前記第２分割型は、複数の前記独立ゴム用キャビティ空間を有し、
前記複数の独立ゴム用キャビティ空間の間に位置する前記型押さえ部の前記押さえ面に前記凹部が設けられる、
請求項１に記載の基材一体ガスケット成形用の金型。
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