本發(fā)明涉及一種制造板材一體襯墊的方法，就所述板材一體襯墊而言，在例如構(gòu)成燃料電池單元的隔板等板材的周緣部的兩面，一體地設(shè)置有由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的襯墊主體。

背景技術(shù)：

就燃料電池而言，在于電解質(zhì)膜的兩面設(shè)有一對電極層的膜電極復(fù)合體(MEA：Membrane Electrode Assembly，膜電極復(fù)合體)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襯墊用于密封燃料氣體和氧化氣體等，作為這種襯墊，先前以來已知有如圖7所示的板材一體襯墊100。

在圖7所示的板材一體襯墊100中，在沿著作為燃料電池單元的隔板的碳板101的周緣的部分中的厚度方向兩側(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脂材料)構(gòu)成的襯墊主體102、103。襯墊主體102、103具有基部102a、103a和密封唇102b、103b。所述基部102a、103a以填充狀態(tài)形成于在碳板101的兩面形成的帶狀槽101a、101b，所述密封唇102b、103b從所述基部102a、103a的寬度方向中間部隆起形成山形。厚度方向兩側(cè)的基部102a、103a經(jīng)由開設(shè)于碳板101的帶狀槽101a、101b間的薄壁部101c的貫通孔101d而彼此一體地連續(xù)。

在這種板材一體襯墊100的制造中，碳板101和襯墊主體102、103的一體成形使用如圖8以及圖9所示的模具200進(jìn)行。也就是說，首先，將碳板101定位配置在模具200的分開模具201、202間，并且向通過合模而在碳板101的兩面的帶狀槽101a、101b和分開模具201、202之間形成的型腔203、204填充成形用液狀橡膠材料。作為液狀橡膠材料的供給口的澆口205僅在一個(gè)型腔203上開口，而如圖9所示，由于型腔203、204經(jīng)由開設(shè)于碳板101的貫通孔101d而彼此連通，因此，從澆口205向型腔203射出的液狀橡膠材料也從該型腔203經(jīng)由貫通孔101d向型腔204流入并被賦形(參照下述的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-245341號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2001-121584號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(發(fā)明要解決的技術(shù)問題)

但是，由于碳板101易碎，因此，擔(dān)心帶狀槽101a、101b之間的薄壁部101c由于來自澆口205的液狀橡膠材料的射出壓力而產(chǎn)生裂紋C。特別是，擔(dān)心在薄壁部101c中與澆口205的開口部相對向的位置的附近，由于直接受到來自澆口205的液狀橡膠材料的射出壓力而容易產(chǎn)生裂紋C，并且，如圖9所示，在貫通孔101d存在的部分產(chǎn)生以該貫通孔101d為起點(diǎn)的裂紋C。

本發(fā)明為鑒于以上各點(diǎn)而完成，其技術(shù)問題在于提供一種板材一體襯墊的制造方法，當(dāng)在由碳等易碎的材質(zhì)構(gòu)成的板材的兩面一體成形由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的襯墊主體時(shí)，能夠有效地防止板材的裂紋。

(解決技術(shù)問題的技術(shù)方案)

作為有效地解決上述技術(shù)問題的技術(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：板材一體襯墊在沿著板材的周緣的部分中的厚度方向兩側(cè)一體地設(shè)置有由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的襯墊主體，在板材一體襯墊的制造中，使所述板材中位于襯墊成形用型腔之間的區(qū)域，在與向所述型腔注入成形材料的澆口的開口的對向位置及其附近，以相對地成為厚壁的方式形成，所述襯墊成形用型腔通過將該板材夾持在模具的分開模具間并且合模而形成。

根據(jù)上述方法，從澆口向通過將板材夾持在模具的分開模具間并且進(jìn)行合模而在沿著板材的周緣的部分中的厚度方向兩側(cè)形成的襯墊成形用的型腔注入成形材料，由此，在沿著板材的周緣的部分中的厚度方向兩側(cè)一體成形由橡膠狀彈性材料構(gòu)成襯墊主體。合模時(shí)，所述板材中位于型腔之間的區(qū)域在與澆口的開口部的對向位置及其附近以相對地成為厚壁的方式形成，因此，所述板材中，由位于型腔之間的區(qū)域中相對地成為厚壁的部分承受來自所述澆口的成形材料的射出壓力。并且，由于該部分相對地成為厚壁，因此機(jī)械強(qiáng)度變高，因而，即使所述板材由易碎的材質(zhì)構(gòu)成，也難以產(chǎn)生由于成形材料的射出壓力而導(dǎo)致的裂紋。

本發(fā)明技術(shù)方案所涉及的板材一體襯墊的制造方法，其特征在于，在上述的本發(fā)明技術(shù)方案所記載的一體襯墊的制造方法中，將板材的厚度方向兩側(cè)的型腔彼此連通的貫通孔以位于相對地成為厚壁的部分的方式開設(shè)。

根據(jù)上述方法，由于開設(shè)有貫通孔的部分相對地成為厚壁，因此，難以產(chǎn)生以貫通孔為起點(diǎn)的裂紋。

本發(fā)明技術(shù)方案所涉及的板材一體襯墊的制造方法，其特征在于，在上述的本發(fā)明技術(shù)方案所記載的一體襯墊的制造方法中，相對地成為厚壁的部分從被夾持在模具的分開模具間的被夾持部延伸。

根據(jù)上述方法，由于相對地成為厚壁的部分支承于被夾持在模具的分開模具間的被夾持部，因此，更加難以產(chǎn)生由于成形材料的射出壓力而導(dǎo)致的裂紋。

本發(fā)明技術(shù)方案所涉及的板材一體襯墊的制造方法，其特征在于，在上述的本發(fā)明技術(shù)方案所記載的一體襯墊的制造方法中，在型腔的延長方向的局部，形成有該型腔向?qū)挾确较驍U(kuò)展的擴(kuò)展部，并且，使?jié)部诔蛩鰯U(kuò)展部開口，使板材中位于型腔之間的區(qū)域中的相對地成為厚壁的部分以位于所述擴(kuò)展部的方式形成。

根據(jù)上述方法，板材中位于型腔之間的區(qū)域中的相對地成為厚壁的部分的機(jī)械強(qiáng)度更加提高。

(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，當(dāng)在由碳等易碎的材質(zhì)構(gòu)成的板材的兩面一體成形由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的襯墊主體時(shí)，能夠有效地防止由于來自澆口的成形材料的射出壓力而導(dǎo)致的板材的裂紋。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的第一實(shí)施方式的模具的合模狀態(tài)的部分截面圖。

圖2是示出通過第一實(shí)施方式制造的板材一體襯墊的部分截面圖。

圖3是示出本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的第二實(shí)施方式的模具的合模狀態(tài)的部分截面圖。

圖4是示出本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的第三實(shí)施方式的說明圖。

圖5是在圖4的A-A’線位置切斷示出的截面圖。

圖6是示出圖4所示的第三實(shí)施方式的部分的變更例的說明圖。

圖7是示出通過現(xiàn)有的技術(shù)制造的板材一體襯墊的部分截面圖。

圖8是示出現(xiàn)有技術(shù)所涉及的板材一體襯墊的制造方法的一例的模具的合模狀態(tài)的部分截面圖。

圖9是在與圖8不同的位置切斷的模具的合模狀態(tài)的部分截面圖。

符號說明

1 板材

11、12 帶狀槽

15a 厚壁部

16 被夾持部

17 貫通孔

2 模具

21、22 分開模具

23、24 型腔

233、243 擴(kuò)展部

25 澆口

3、4 襯墊主體

33、43 突出部。

具體實(shí)施方式

以下，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖1是示出第一實(shí)施方式的圖，圖2是示出利用第一實(shí)施方式的方法制造的板材一體襯墊的圖，首先，在圖1中，參照符號1為在燃料電池單元中作為隔板插入的板材，參考符號2為用于在該板材1的周緣部中的厚度方向兩側(cè)如圖2所示將由橡膠狀彈性材料(橡膠材料或者具有橡膠狀彈性的合成樹脂材料)構(gòu)成的襯墊主體3、4一體地射出成形的模具。

板材1由碳成形，在厚度方向兩面，沿著周緣(外周緣以及開口緣)延伸的帶狀槽11、12以彼此厚度方向?qū)ΨQ的截面形狀形成，在該帶狀槽11、12的內(nèi)側(cè)的區(qū)域的厚度方向兩面，形成有用于使反應(yīng)氣體(燃料氣體以及氧化劑氣體)等在燃料電池中流通的多個(gè)流路槽13、14。

模具2具備能夠夾持板材1的分開模具21、22，也就是說，通過將板材1定位配置并夾持在分開模具21、22間而進(jìn)行合模，能夠在板材1的周緣部中的厚度方向兩側(cè)的帶狀槽11、12和分開模具21、22之間分別形成襯墊成形用的型腔23、24。型腔23、24具有與圖2所示的襯墊主體3、4凹凸對應(yīng)的截面形狀，也就是說，由基部成形部231、241和密封唇成形部232、242構(gòu)成。所述基部成形部231、241分別與向板材1的帶狀槽11、12內(nèi)填充的基部31、41相對應(yīng)。所述密封唇成形部232、242分別與從所述基部31、41的寬度方向中間部隆起成山形的密封唇32、42相對應(yīng)。兩個(gè)型腔23、24經(jīng)由開設(shè)于兩型腔23、24間的未圖示的貫通孔而彼此連通。

另外，在一個(gè)分開模具21上開設(shè)有作為成形用液狀橡膠材料的供給口的澆口25，該澆口25的下游端部的開口部25a位于面對一個(gè)型腔23中的基部成形部231的外周部231a的位置。所述一個(gè)型腔23通過模具2的合模而形成在所述分開模具21和板材1的帶狀槽11之間。

板材1在通過夾持在模具2的分開模具21、22之間并進(jìn)行合模而形成的型腔23、24之間的區(qū)域，換言之，在帶狀槽11、12之間的部分15，在與澆口25的開口部25a的對向位置及其附近，形成有相對地成為厚壁的厚壁部15a。該厚壁部15a以在型腔23、24(帶狀槽11、12)的外周側(cè)從被分開模具21、22夾持的被夾持部16突出的方式形成，可以向型腔23、24(帶狀槽11、12)的延長方向即與圖示的截面正交的方向連續(xù)。

并且，當(dāng)向板材1一體成形襯墊主體3、4時(shí)，在圖1所示的合模狀態(tài)下，向在板材1的厚度方向兩側(cè)形成的型腔23、24注入成形用液狀橡膠材料。詳細(xì)而言，首先，從開設(shè)于一個(gè)分開模具21的澆口25向一個(gè)型腔23填充液狀橡膠材料，進(jìn)一步，經(jīng)由開設(shè)于帶狀槽11、12之間的部分15的未圖示的貫通孔向另一個(gè)型腔23填充液狀橡膠材料。

此時(shí)，板材1由型腔23、24(帶狀槽11、12)之間的部分15中的厚壁部15a承受來自澆口25的開口部25a的液狀橡膠材料的射出壓力。并且，該厚壁部15a為型腔23、24(帶狀槽11、12)之間的部分15中機(jī)械強(qiáng)度相對高的部分，并且，被在型腔23、24(帶狀槽11、12)的外周側(cè)由分開模具21、22夾持的被夾持部16支承，因此，即使板材1由碳成形，也能夠有效地防止由于液狀橡膠材料的射出壓力而產(chǎn)生裂紋。

并且，通過被填充至型腔23、24的液狀橡膠材料產(chǎn)生交聯(lián)固化，由此，如圖2所示，與板材1一體化的由橡膠狀彈性材料構(gòu)成的襯墊主體3、4被成形。

圖3是示出本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的第二實(shí)施方式的圖，與上述的第一實(shí)施方式不同的點(diǎn)在于，將板材1的厚度方向兩側(cè)的型腔23、24彼此連通的貫通孔17開設(shè)于相對的厚壁部15a。另外，該貫通孔17位于與澆口25的開口部25a相對向的位置。這樣的話，能夠有效地防止由于來自澆口25的液狀材料的射出壓力而產(chǎn)生以貫通孔17為起點(diǎn)的裂紋。

圖4以及圖5示出本發(fā)明所涉及的板材一體襯墊的制造方法的第三實(shí)施方式，與先前說明的第一實(shí)施方式不同的點(diǎn)在于，在型腔23、24的延長方向的局部形成有該型腔23、24向?qū)挾确较蛲鈧?cè)擴(kuò)展的擴(kuò)展部233、243，并且使?jié)部?5的開口部25a向一個(gè)擴(kuò)展部233開口，使板材1中型腔23、24之間的部分15中的相對的厚壁部15a以位于所述擴(kuò)展部233、243之間的方式形成。并且，如圖5所示，通過在板材1的帶狀槽11、12的延長方向側(cè)局部以規(guī)定間隔形成朝向板材1的周緣側(cè)較淺凹切的凹切部11a、12a，合模時(shí)，所述擴(kuò)展部233、243形成在所述凹切部11a、12a和模具的內(nèi)面之間，厚壁部15a形成為所述凹切部11a、12a之間的部分。

另外，將板材1的厚度方向兩側(cè)的型腔23、24彼此連通的貫通孔17開設(shè)于厚壁部15a，換言之，以位于擴(kuò)展部233、243內(nèi)的方式開設(shè)。另外，該貫通孔17位于與澆口25的開口部25a相對向的位置。

根據(jù)該方法，當(dāng)成形時(shí)，流入型腔23、24的擴(kuò)展部233、243的液狀橡膠材料發(fā)生交聯(lián)固化的部分成為襯墊主體3、4中從填充至板材1的帶狀槽11、12內(nèi)的基部31、41向?qū)挾确较蛲怀龅耐怀霾?3、43。并且，與澆口25的開口部25a相對向的板材1的厚壁部15a以被擴(kuò)展部233、243(凹切部11a、12a)的立起面包圍的方式換言之以被被夾持部16包圍的方式形成，因此，相對于來自澆口25的液狀橡膠材料的射出壓力的機(jī)械強(qiáng)度更加提高，而且，在貫通孔17附近，即使由于交聯(lián)固化導(dǎo)致的橡膠材料的體積收縮而產(chǎn)生“縮痕”等，由于該“縮痕”在從襯墊主體3、4的基部31、41向?qū)挾确较蛲怀龅耐怀霾?3、43產(chǎn)生，因此，能夠有效地防止這樣的“縮痕”導(dǎo)致的對基部31、41和密封唇32、42的不利影響。

并且，由于突出部33、43以外的部分均為如圖5所示的截面形狀，因此，成形的板材一體襯墊能夠?qū)崿F(xiàn)均一的密封性。

圖6示出上述的第三實(shí)施方式的部分的變更例，也就是說，在先前說明的圖4的例子中，將板材1的厚度方向兩側(cè)的型腔23、24彼此連通的貫通孔17開設(shè)于厚壁部15a(擴(kuò)展部233、243)的中間部分，與之相對，在變更例中，靠近擴(kuò)展部233、243的立起面開設(shè)貫通孔17。這樣，厚壁部15a相對于來自澆口25的液狀橡膠材料的射出壓力的機(jī)械強(qiáng)度更加提高，能夠有效地防止由于來自澆口25的液狀橡膠材料的射出壓力而產(chǎn)生以貫通孔17為起點(diǎn)的裂紋。