本發(fā)明涉及制造板材一體襯墊的方法，所述板材一體襯墊通過(guò)在例如構(gòu)成燃料電池單元的隔板等板材的周緣部一體地設(shè)置有由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的襯墊主體而形成。

背景技術(shù)：

就燃料電池而言，在于電解質(zhì)膜的兩面設(shè)有一對(duì)電極層的膜電極復(fù)合體(MEA：Membrane Electrode Assembly)的厚度方向兩側(cè)配置氣體擴(kuò)散層，并且在該氣體擴(kuò)散層上層疊隔板而形成燃料電池單元，進(jìn)一步，形成層疊多個(gè)該燃料電池單元的堆疊構(gòu)造(スタック構(gòu)造)。在各燃料電池單元中使用用于密封燃料氣體和氧化氣體等的襯墊，作為這種襯墊，先前以來(lái)已知有如圖5以及圖6所示的板材一體襯墊100。

在圖5以及圖6所示的板材一體襯墊100中，在金屬制隔板等板材101的周緣部中的厚度方向單側(cè)，一體地設(shè)置有由橡膠狀彈性材料(橡膠材料或者具有橡膠狀彈性的合成樹(shù)脂材料)構(gòu)成的襯墊主體102，襯墊主體102具有山形的隆起形狀的密封唇102a。

在這種板材一體襯墊100的制造中，當(dāng)使用模具在板材101的周緣部101a、101b的單面分別一體成形襯墊主體102時(shí)，板材101以其周緣部101a、101b位于成形用液狀橡膠材料的賦形空間即型腔內(nèi)的方式配置，所述周緣部101a、101b之間的中間部分101c被夾持在模具的內(nèi)面之間，因此，在板材101如燃料電池的金屬制隔板等那樣薄且柔軟的情況下，填充至型腔內(nèi)的液狀橡膠材料的一部分向板材101的周緣部101a、101b的背側(cè)迂回，如圖7所示，可能在所述周緣部101a、101b由于液狀橡膠材料的流入壓力而彎曲變形的狀態(tài)下成形襯墊主體102(參照專利文獻(xiàn)1)。最壞的情況是，可能發(fā)生已變形的板材101的一部分從襯墊主體102露出的不良情況，并且襯墊主體102的密封性受損。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2011-96419號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(發(fā)明要解決的問(wèn)題)

本發(fā)明為鑒于以上各點(diǎn)而完成，其技術(shù)問(wèn)題在于提供一種板材一體襯墊的制造方法，能夠有效地防止當(dāng)在柔軟的板材的周緣部的厚度方向單側(cè)一體成形襯墊主體時(shí)，位于型腔內(nèi)的板材的周緣部的變形。

(解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案)

作為有效地解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案所涉及的板材一體襯墊的制造方法如下：在板材一體襯墊的制造中，在板材的周緣部中的厚度方向一側(cè)，一體地設(shè)置有由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的襯墊主體，在所述板材的周緣部中的厚度方向一側(cè)，以位于所述襯墊主體的成形區(qū)域的方式，以相對(duì)于所述襯墊主體的延長(zhǎng)方向的適當(dāng)?shù)拈g隔形成由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的多個(gè)封裝部，接著，將所述板材定位配置在模具內(nèi)并進(jìn)行合模，由此，將由所述板材的周緣部以及所述封裝部構(gòu)成的部分夾持在所述模具的襯墊成形用型腔的內(nèi)面之間，使所述周緣部中的厚度方向另一側(cè)緊密接觸于所述型腔的一方的內(nèi)面，向所述型腔內(nèi)填充液狀橡膠材料并使其固化。

在上述的制造方法中，在板材的周緣部中的厚度方向一側(cè)，位于襯墊主體的成形區(qū)域形成的由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的封裝部，通過(guò)將所述板材定位配置在模具內(nèi)并進(jìn)行合模而與板材的周緣部一起被夾持在襯墊成形用型腔的內(nèi)面之間，將板材的周緣部的厚度方向另一側(cè)按壓于所述型腔的一方的內(nèi)面，從而能夠有效地防止填充至所述型腔的液狀橡膠材料的賦形時(shí)板材的周緣部的彎曲變形和隨之發(fā)生的液狀橡膠材料的一部分向板材的周緣部的厚度方向另一側(cè)迂回進(jìn)入這些情況的發(fā)生。

在此，由于封裝部沿著板材的周緣部中的襯墊主體的成形區(qū)域以適當(dāng)?shù)拈g隔形成多個(gè)，因此，沒(méi)有將襯墊成形用型腔截?cái)啵瑥亩鴽](méi)有像連續(xù)形成封裝部的情況那樣遮斷型腔內(nèi)的液狀橡膠材料的流動(dòng)，所以不需要增加液狀橡膠向型腔內(nèi)的注入口。另外，所述封裝部與通過(guò)填充至所述型腔的液狀橡膠材料固化而成形的襯墊主體一體化，成為該襯墊主體的一部分。

(發(fā)明的效果)

根據(jù)本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法，通過(guò)形成于板材的周緣部的厚度方向一側(cè)的封裝部將所述周緣部的厚度方向另一側(cè)按壓于型腔的內(nèi)面，因此，即使在如燃料電池的金屬制隔板等薄且柔軟的情況下，也能夠防止由于向型腔內(nèi)填充的液狀橡膠材料的流入壓力而使板材的周緣部彎曲變形，以及液狀橡膠材料的一部分向板材的周緣部的厚度方向另一側(cè)迂回進(jìn)入的情況，并且能夠提高板材一體襯墊的品質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1是在本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的優(yōu)選的實(shí)施方式中，示出形成于板材的周緣部的封裝部(ポッティング部)的配置的一例的部分俯視圖。

圖2是在本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的優(yōu)選的實(shí)施方式中，在圖1的A-A’位置將板材切斷示出的截面圖。

圖3是在本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的優(yōu)選的實(shí)施方式中，在與圖2對(duì)應(yīng)的位置切斷示出將板材定位配置在模具內(nèi)并合模的狀態(tài)的截面圖。

圖4是在本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的優(yōu)選的實(shí)施方式中，將成形的板材一體襯墊在與圖2對(duì)應(yīng)的位置切斷示出的截面圖。

圖5是示出通過(guò)現(xiàn)有的技術(shù)制造的板材一體襯墊的俯視圖。

圖6是將通過(guò)現(xiàn)有的技術(shù)制造的板材一體襯墊在圖5的A-A’位置切斷示出的截面圖。

圖7是在通過(guò)現(xiàn)有的技術(shù)制造的板材一體襯墊中，在圖5的A-A’位置切斷示出在板材的周緣部產(chǎn)生變形的狀態(tài)的截面圖。

符號(hào)說(shuō)明

1 板材

11 外周緣部(周緣部)

12 開(kāi)口周緣部(周緣部)

2、3 襯墊主體

23、33 封裝部

4 模具

41、42 分開(kāi)模具

41a、42a 模具按壓面

43、44 型腔。

具體實(shí)施方式

以下，一邊參照附圖一邊對(duì)將本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法應(yīng)用于燃料電池單元中的隔板一體襯墊的制造的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖4示出通過(guò)本發(fā)明制造的板材一體襯墊(燃料電池單元中的隔板一體襯墊)的一例，參考符號(hào)1是作為構(gòu)成燃料電池單元的金屬隔板的板材，參考符號(hào)2、3是分別一體成形于板材1的外周緣部11以及在該板材1中作為燃料電池單元的氣體流路等而開(kāi)設(shè)的開(kāi)口1a的周緣部(以下稱為開(kāi)口周緣部)12的襯墊主體。此外，外周緣部11以及開(kāi)口周緣部12相當(dāng)于技術(shù)方案中記載的周緣部。

襯墊主體2、3分別由橡膠狀彈性材料(橡膠材料或者具有橡膠狀彈性的合成樹(shù)脂材料)構(gòu)成，其中，襯墊主體2由沿著板材1的外周緣部11的厚度方向一側(cè)11a以及端緣部11b延伸的板狀的基部21和從其寬度方向中間部隆起成山形的密封唇22構(gòu)成，襯墊主體3由沿著開(kāi)口周緣部12的厚度方向一側(cè)12a以及端緣部12b延伸的板狀的基部31和從其寬度方向中間部隆起成山形的密封唇32構(gòu)成。

上述構(gòu)成的板材一體襯墊作為構(gòu)成燃料電池單元的層疊部件使用，襯墊主體2、3中的密封唇22、32在適當(dāng)?shù)膲嚎s狀態(tài)下與其他的層疊部件緊密接觸，由此，實(shí)現(xiàn)對(duì)于供給至燃料電池單元的燃料氣體和氧化氣體、通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)生成的水等的密封功能。

并且，在該板材一體襯墊的制造中，首先，在板材1的外周緣部11以及開(kāi)口周緣部12中的厚度方向一側(cè)11a、12a分別形成由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的多個(gè)封裝部23、23。詳細(xì)而言，該封裝部23、33中沿著板材1的外周緣部11的兩列封裝部23以位于先前說(shuō)明的圖4的隔板一體襯墊中的襯墊主體2的成形區(qū)域的方式形成，并且，沿著開(kāi)口周緣部12的兩列封裝部33以位于圖4的隔板一體襯墊中的襯墊主體3的成形區(qū)域的方式形成。

就封裝部23、33而言，能夠通過(guò)在板材1的外周緣部11以及開(kāi)口周緣部12中的厚度方向一側(cè)11a、12a，利用絲網(wǎng)印刷法(シルクスクリーン印刷法)、分配法(ディスペンサー法)或者刮刀涂布法(ブレード法)以例如半球狀的突起形狀以規(guī)定間隔點(diǎn)存在的方式涂布低粘度的液狀橡膠材料并使其固化而形成。

接著，如圖3所示，將通過(guò)上述工序形成有封裝部23、33的板材1定位配置在襯墊成形用的模具4內(nèi)。模具4具有彼此接合/分離的分開(kāi)模具41、42，在其對(duì)向面之間，通過(guò)形成于一個(gè)分開(kāi)模具41的內(nèi)面的槽狀凹部41b、41c而形成有合模時(shí)沿著板材1的外周緣部11的型腔43和沿著開(kāi)口周緣部12的型腔44。型腔43、44為填充用于成形圖4所示的襯墊主體2、3的液狀橡膠材料的空間，形成為與襯墊主體2、3對(duì)應(yīng)的形狀。另外，在所述型腔43、44之間，形成能夠夾持板材1中的外周緣部11和開(kāi)口周緣部12之間的部分13的模具按壓面41a、42a。

在一個(gè)分開(kāi)模具41上開(kāi)設(shè)有分別用于向型腔43、44填充液狀橡膠材料的注入澆口45、46。該注入澆口45、46在型腔43、44的內(nèi)面中在與圖4所示的襯墊主體2、3的基部21、31對(duì)應(yīng)的位置并且不與封裝部23、33接觸的位置開(kāi)口。

并且，將板材1定位在分開(kāi)模具41、42之間后，對(duì)模具4(分開(kāi)模具41、42)進(jìn)行合模，由此，由板材1的外周緣部11及其厚度方向一側(cè)11a的封裝部23構(gòu)成的部分被夾持在型腔43的內(nèi)面之間，同時(shí)，由板材1的開(kāi)口周緣部12及其厚度方向一側(cè)12a的封裝部33構(gòu)成的部分被夾持在型腔44的內(nèi)面之間，并且所述外周緣部11和開(kāi)口周緣部12之間的部分13被夾持在分開(kāi)模具41、42的按壓面41a、42a之間。因此，板材1的外周緣部11的厚度方向另一側(cè)11c以緊密接觸的狀態(tài)被與型腔43的內(nèi)面中分開(kāi)模具41側(cè)的面接觸的封裝部23按壓于型腔43的內(nèi)面中分開(kāi)模具42側(cè)的面，板材1的開(kāi)口周緣部12的厚度方向另一側(cè)12c以緊密接觸的狀態(tài)被與型腔44的內(nèi)面中分開(kāi)模具41側(cè)的面接觸的封裝部33按壓于型腔44的內(nèi)面中分開(kāi)模具42側(cè)的面。

合模后，穿過(guò)注入澆口45、46向型腔43、44射出液狀橡膠材料。該液狀橡膠材料使用與封裝部23、33的成形所使用的材料相同材質(zhì)的材料。

射出至型腔43的液狀橡膠材料穿過(guò)向該型腔43的延長(zhǎng)方向以規(guī)定間隔點(diǎn)存在的封裝部23之間，向型腔43內(nèi)的整個(gè)區(qū)域賦形，射出至型腔44的液狀橡膠材料穿過(guò)向該型腔44的延長(zhǎng)方向以規(guī)定間隔點(diǎn)存在的封裝部33之間，向型腔44的整個(gè)區(qū)域賦形。

此時(shí)，如上所述，位于型腔43內(nèi)的板材1的外周緣部11的厚度方向另一側(cè)11c以緊密接觸的狀態(tài)被封裝部23按壓于型腔43的內(nèi)面中分開(kāi)模具42側(cè)的面，位于型腔44內(nèi)的板材1的開(kāi)口周緣部12以緊密接觸的狀態(tài)被封裝部33按壓于型腔44的內(nèi)面中分開(kāi)模具42側(cè)的面，因此，能夠有效地防止由于液狀橡膠材料的壓力等使板材1的外周緣部11和開(kāi)口周緣部12鼓起而彎曲變形、液狀橡膠材料的一部分迂回進(jìn)入所述外周緣部11以及開(kāi)口周緣部12的厚度方向另一側(cè)11c、12c這些情況發(fā)生。

并且，通過(guò)在型腔43、44內(nèi)使液狀橡膠材料交聯(lián)固化，如圖4所示，成形與板材1一體化的由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的襯墊主體2、3。此時(shí)，如圖4中虛線所示，由相同的橡膠狀彈性材料構(gòu)成的封裝部23、33作為襯墊主體2、3的一部分被一體化。并且，如上所述，在襯墊主體2、3的成形過(guò)程中，板材1的外周緣部11和開(kāi)口周緣部12不會(huì)鼓起而彎曲變形，因此也不會(huì)發(fā)生所述外周緣部11和開(kāi)口周緣部12從襯墊主體2、3露出這種成形不良的情況，因此，能夠得到高品質(zhì)的板材一體襯墊。

此外，優(yōu)選的是，封裝部23、33在板材1的外周緣部11或者開(kāi)口周緣部12直線狀延伸的部分以等間隔(例如30mm以下)配置，并且在呈曲線狀的部分(角部)比直線狀延伸的部分緊密地配置(例如20mm以下)。其理由是，薄壁且柔軟的板材1在夾持于模具4的按壓面41a、42a之間時(shí)在曲線部產(chǎn)生變形的情況較多。因此，通過(guò)使封裝部23、33的間隔在曲線部緊密能夠有效地抑制變形。

此外，在圖示的實(shí)施方式中，對(duì)封裝部23、33呈半球狀的突起形狀的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是封裝部23、33也可以向沿著板材1的外周緣部11以及開(kāi)口周緣部12的方向(圖1的點(diǎn)劃線示出的方向)具有適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度而斷續(xù)，在這種情況下，可以考慮呈半圓柱體狀(かまぼこ狀)、或者山形的截面形狀。

另外，作為板材1，除了燃料電池單元的金屬隔板之外，也能夠適用燃料電池單元的膜電極復(fù)合體或者設(shè)置于膜電極復(fù)合體的外周的合成樹(shù)脂薄膜等。