CN108368937A - 密封垫及其制作方法和操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种密封垫，在由纯橡胶型密封垫主体以及保持密封垫主体的载体膜组合而成的具有载体膜的密封垫中，从密封垫主体拆卸载体膜时，即使密封垫主体粘附在载体膜上，也能够容易地拆卸载体膜。为了达到这一目的，密封垫由纯橡胶型密封垫主体和保持所述密封垫主体的载体膜组合而成。将扩大密封垫主体的平面面积的突片与密封垫主体一体设置。作为密封垫的操作方法，从密封垫主体拆卸载体膜时，在通过突片将密封垫主体固定于基座的状态下，从密封垫主体拆卸载体膜，或者将载体膜固定于基座的状态下，使用突片从密封垫主体拆卸载体膜。

Description

密封垫及其制作方法和操作方法
技术领域
本发明涉及一种密封技术相关的密封垫，更具体而言，涉及由纯橡胶型密封垫主体和保持该密封垫主体的载体膜组合而成的具有载体膜的密封垫、以及其制作方法和操作方法。本发明的密封垫例如用作燃料电池密封垫，或者用作其他用途的一般密封垫。
背景技术
用于燃料电池的密封垫有橡胶状弹性体(橡胶)制成的密封垫单件形成的纯橡胶型密封垫、橡胶状弹性体制成的密封垫与隔板一体成型的隔板一体密封垫、橡胶状弹性体制成的密封垫与GDL(气体扩散层)一体成型的GDL一体密封垫等各种结构的密封垫。
虽然这些密封垫具有各自特色，但近年来，由于低成本化的要求强烈，能够满足此种要求的纯橡胶型密封垫得到关注。
例如，纯橡胶型密封垫的结构如图8所示。
即，密封垫11整体呈平面状(平板状)，用于将燃料电池反应面的周围全面密封的外周密封部12设置为平面矩形框状。另外，为了将各歧管部的周围密封，在外周密封部12的长度方向两端部分别一体设置有歧管用密封部13。密封垫11的截面形状如图8(B)所示，呈截面圆形。
专利文献
专利文献1：日本特开2014-60133号公报(参见图1等中的密封垫3)
然而，该纯橡胶型的燃料电池用密封垫11中还存在如下进一步改进之处。
即，该燃料电池用密封垫的平面外形大小一般为400mm×300mm左右，而其截面形状(线径)较小地设定为1mm到数mm左右。因此在运输时或堆叠时，密封垫11单件容易发生扭曲，其操作性(操控性)不佳。
于是，本申请申请人提出了如图9所示的具有载体膜的密封垫21，该密封垫由纯橡胶型密封垫主体31和将该密封垫主体31以非粘附状态保持的树脂制载体膜41组合而成，通过该具有载体膜的密封垫21，纯橡胶型密封垫主体31由比其强度更高的载体膜41保持，因此不易发生扭曲，由此提高了操作性。
密封垫主体31与图8中的密封垫11同样，整体呈平面状(平板状)，对燃料电池反应面的周围全面密封的外周密封部32设置为平面矩形框状。另外，为了将各歧管部的周围密封，外周密封部32的长度方向两端部分别一体设置有歧管用密封部33。如图9(B)所示，密封垫主体31的截面形状为截面圆形。另一方面，载体膜41是由比密封垫主体31大一圈的呈平面矩形的树脂膜形成，在其平面上，成型有用于保持密封垫主体31的立体形状构成的密封垫保持部42。
该具有载体膜的密封垫21如下所述进行制造。为了制造，可以使用对纯橡胶型密封垫主体31进行注射成形的模具。
作为工序，首先，准备剪裁为规定大小平面形状的平面状载体膜41，如图10(A)所示，在将该载体膜41夹入模具51的分型部54中的状态下闭合模具51。模具51是由上模(一个分模)52和下模(另一个分模)53组合而成，两个分模52、53的分型部54上分别各自对应地设置有型腔部55。由于最初其整面为平面状，因此载体膜41为横穿型腔部55内部的状态。
而后，如图10(B)所示，向型腔部55填充用于将密封垫主体31成型的成型材料，并通过加热等，使密封垫主体31成型。在向型腔部55填充成型材料时，载体膜41在平面上的一部分由于成型材料填充压力而压靠于下模53的型腔部55的内面，变形(塑性变形)为沿型腔部55内面的形状，由此形成立体形状构成的密封垫保持部42。
之后，如图10(C)所示，密封垫主体31成型后，打开模具，如图10(D)所示，将密封垫主体31和载体膜41同时从模具51取出。取出的密封垫主体31和载体膜41呈密封垫主体31由载体膜41保持的组合状态，以该组合状态进行产品的搬运以及保管等。
在将密封垫主体31安装在燃料电池堆上时，将载体膜41从密封垫主体31拆卸下来，仅安装密封垫主体31。
从密封垫主体31拆卸载体膜41时，例如，如图11(A)(B)所示，将密封垫主体31设置于作为基座的真空吸引装置61的吸附部62上，进行真空吸引(箭头S)的同时保持对密封垫主体31的吸附(固定)，以此状态将载体膜41从密封垫主体31拆卸下来(箭头M)。或者相反地，如图12(A)(B)所示，将载体膜41设置于作为基座的真空吸引装置61的吸附部62上，进行真空吸引(箭头S)的同时保持对载体膜41的吸附(固定)，在此状态下使用夹持夹具71等将载体膜41从密封垫主体31相对地拆卸下来(箭头M)。
在进行上述拆卸时，由于载体膜41未粘附于密封垫主体31，因此会易于拆卸。然而，密封垫主体31由于其材质，如果表面具有粘附性而粘附在载体膜41上，则必须强力才能将载体膜41从密封垫主体31剥离，不易拆卸。
发明内容
因此，本发明鉴于上述情况，目的是提供一种密封垫、以及其制作方法和操作方法，在由纯橡胶型密封垫主体以及保持密封垫主体的载体膜组合而成的具有载体膜的密封垫中，从密封垫主体拆卸载体膜时，即使密封垫主体粘附在载体膜上，也能够容易地拆卸载体膜。
为了实现上述目的，本发明的密封垫是由纯橡胶型密封垫主体和保持所述密封垫主体的载体膜组合而成的具有载体膜的密封垫，其特征在于，将扩大所述密封垫主体的平面面积的突片与所述密封垫主体一体设置。
在具有上述结构的本发明的密封垫中，由于在密封垫主体上设置有突片，扩大了密封垫主体的平面面积，使用该突片能够从密封垫主体拆卸载体膜,具体地例如，可以在通过突片将密封垫主体固定于基座上的状态下，将载体膜从密封垫主体拆卸，或者在将载体膜固定于基座的状态下，使用突片将载体膜从密封垫主体拆卸。在密封垫主体例如用作组装在燃料电池堆中的燃料电池用密封垫时，密封垫主体如上所述由于线径纤细，难于通过真空吸引进行固定或利用夹持夹具进行抓取。于是，通过取代密封垫主体将突片作为对象，或者将突片与密封垫主体一起作为对象进行真空吸引或夹持，可以使拆卸作业更加容易。
载体膜在与密封垫主体在平面上重叠的部位，可以设置沿密封垫主体外形形状变形的立体形状构成的密封垫保持部。
密封垫主体如上所述例如用作组装于燃料电池堆中的燃料电池用密封垫。
作为密封垫的制造方法，其特征在于，依次进行如下工序：在将平面状的载体膜夹入对密封垫主体成型的模具的分型部的状态下闭合模具的工序；通过模具使密封垫主体成型，此时以成型材料填充压力使载体膜在平面上的一部分沿模具型腔内面变形而成型立体形状构成的密封垫保持部的工序；密封垫主体成型之后，打开模具，而后将密封垫主体与载体膜同时从模具取出的工序。作为模具，使用具有用于密封垫主体成型的型腔部以及用于突片成型的突片成型用型腔部的模具。
作为密封垫操作方法，即将载体膜从密封垫主体拆卸的方法如上所述，可以考虑在通过突片将密封垫主体固定于基座的状态下，从密封垫主体拆卸载体膜，或者在将载体膜固定于基座的状态下，使用突片将载体从密封垫主体拆卸。
发明效果
如上所述，通过本发明，在从密封垫主体拆卸载体膜时，即使密封垫主体粘附在载体膜上，也可以易于拆卸载体膜。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的具有载体膜的密封垫的视图，(A)是其平面图，(B)是其主要部分的截面图，也是(A)中C-C线的截面放大图；
图2的(A)至(D)均为表示该密封垫制造方法的说明图；
图3的(A)至(B)均为表示该密封垫的操作方法的说明图；
图4的(A)至(B)均为表示该密封垫的操作方法的说明图；
图5是表示本发明第二实施例的具有载体膜的密封垫的视图，(A)是其平面图，(B)是其主要部分的截面图，也是(A)中D-D线的截面放大图；
图6的(A)以及(B)均是表示该密封垫的操作方法的说明图；
图7的(A)以及(B)均是表示该密封垫的操作方法的说明图；
图8是表示现有技术的纯橡胶型密封垫的视图，(A)是其平面图，(B)是其主要部分的截面图，也是(A)中E-E线的截面放大图；
图9是表示参考例的具有载体膜的密封垫的视图，(A)是其平面图，(B)是其主要部分的截面图，也是(A)中F-F线的截面放大图；
图10的(A)至(D)均是表示该密封垫制造方法的说明图；
图11的(A)以及(B)均是表示该密封垫的操作方法的说明图；
图12的(A)以及(B)均是表示该密封垫的操作方法的说明图。
符号说明
21 具有载体膜的密封垫
31 密封垫主体
32 外周密封部
33 歧管用密封部
34 突片
35 密封唇
41 载体膜
42 密封垫保持部
51 模具
52 上模
53 下模
54 分型部
55、55a 型腔部
61 真空吸引装置
62 吸附部
71 夹持夹具
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例进行说明。
第一实施例
如图1所示，该实施例的密封垫21由纯橡胶型密封垫主体31以及由保持该密封垫主体31的树脂膜形成的载体膜41组合而成。密封垫主体31与载体膜41相互不具有粘性，但由于密封垫主体31的材质特性等原因，密封垫主体31有时也会粘附在载体膜41上。密封垫主体31例如用作燃料电池的密封垫。载体膜41也可称之为载体片材或者密封垫保持部件。
密封垫主体31由规定的橡胶状弹性体(例如，VMQ、PIB、EPDM、FKM等)整体成型为平面状(平板状)，燃料电池反应面的周围全面密封的外周密封部32设置为平面矩形框状。另外，为了将各歧管部的周围密封，在外周密封部32的长度方向两端部，分别一体地设置有歧管用密封部(内侧密封部)33。密封垫主体31的截面形状如图1(B)所示为截面圆形，但也可以是其他截面形状。
另外，用于扩大该密封垫主体31的平面面积的突片34与密封垫主体31一体成型，在密封垫主体31(外周密封部32)的周围(外周侧)设置有多个突片34(图中有14处)。突片34呈平面矩形，并且设置在密封垫主体31(外周密封部32)的厚度方向中间(中央或者大致中央)。
载体膜41由规定的树脂膜成型为平面状(平板状)，并成型为比密封垫主体31大一圈的平面矩形。作为树脂膜，使用例如厚度为0.2mm的聚丙烯膜，并将其裁剪为上述大小的平面形状使用。作为树脂膜可以使用除聚丙烯以外的聚乙烯、聚苯乙烯等一般树脂材料。另外，优选使用由聚酰胺(PA)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等的工程塑料制造的膜，基于这种由工程塑料制造的膜，密封垫主体31与载体膜41不易粘附，并且即使粘附在一起也易于剥离。膜的厚度取决于密封垫主体31的线径或截面形状，优选为0.1mm～0.3mm左右。
作为载体膜41平面的一部分，在与密封垫主体31平面上重叠部位，设置有沿密封垫主体31的外形形状(密封垫主体31截面形状中的轮廓线)变形的形状的立体形状的密封垫保持部(立体部)42，密封垫主体31的部分或全部(图中为部分)被放入该立体形状的密封垫保持部42中。突片34没有被放入该立体形状的密封垫保持部42中，而是呈与载体膜41的平面部在厚度方向上重叠的状态。
在上述结构的密封垫21中，由于纯橡胶型密封垫主体31通过由树脂膜形成的载体膜41保持，因此在密封垫21的搬运过程中，密封垫主体31不易产生扭曲，易于搬运。因此，能够提高密封垫21的操作性。
另外，载体膜41上设置有立体形状的密封垫保持部42，由于密封垫主体31的部分或全部被放入该密封垫保持部42内，因此密封垫主体31相对于载体膜41在平面上被定位。由此，在搬运密封垫21时，密封垫主体31相对于载体膜41不会产生移位，因此通过载体膜41能够牢固地保持密封垫主体31。
以下，对上述密封垫21的制造方法进行说明。在制造过程中，使用将纯橡胶型密封垫主体31注射成型的模具(橡胶成型模具)。
作为工序，首先，准备剪裁为规定大小平面形状的平面状载体膜41，如图2(A)所示，在将该载体膜41夹入模具51的分型部54中的状态下闭合模具51。模具51是由上模(一个分模)52和下模(另一个分模)53组合而成，两个分模52、53的分型部54上分别设置有用于将密封垫主体31成型的型腔部(密封垫成型用型腔部)55，同时作为其一部分，在上模52的分型部54设置有用于将突片34成型的突片成型用型腔部55a。载体膜41由于最初其整面为平面状，因此为横穿型腔部55内部的状态。
接着，如图2(B)所示，向型腔部55填充用于将密封垫主体31和突片34成型的成型材料，并通过加热等，使密封垫主体31和突片34一体成型。向型腔部55填充成型材料时，在其平面上的一部分由于成型材料填充压力而压靠于下模53的型腔部55的内面，载体膜41沿型腔部55的内面形状发生变形(塑性变形)，由此形成立体形状的密封垫保持部42。
而后，如图2(C)所示，密封垫主体31成型后，打开模具，如图2(D)所示，将密封垫主体31和载体膜41同时从模具51取出。取出的密封垫主体31和载体膜41呈密封垫主体31由载体膜41保持的组合状态，以该组合状态进行产品的搬运以及保管等。通过载体膜41保持的密封垫主体31不易产生扭曲等，由此与密封垫主体31单件操作的情形相比，可以提高操作性。
虽然密封垫主体31与载体膜41彼此不具有粘性，但由于密封垫主体31的材质上的特性，或因模具51而引起的成型时的状况等原因，密封垫主体31在其表面具有粘附性，由于该粘附性，密封垫主体31有可能会粘附在载体膜41上。于是，在本实施例中，如上所述将突片34与密封垫主体31一体设置，使得即使像上述那样密封垫主体31与载体膜41粘附在一起，之后也易于操作。
该密封垫21的操作方法、即将载体膜41从密封垫主体31拆卸的方法如下所述。
即，如图3(A)所示，将密封垫主体31和突片34分别设置于作为基座的真空吸引装置61的吸附部62，进行真空吸引(箭头S)使密封垫主体31吸附(固定)。而后，如图3(B)所示，在如此吸附状态下，使用夹持夹具(图中未示出)等夹持(抓取)载体膜41并将其拿起，将载体膜41从密封垫主体31拆卸下来(箭头M)。
或者，如图4(A)所示，将载体膜41设置于作为基座的真空吸引装置61的吸附部62，进行真空吸引(箭头S)使载体膜41吸附(固定)。而后，如图4(B)所示，在如此吸附状态下，使用夹持夹具71等夹持(抓取)突片34并将其拿起，由此将载体膜41从密封垫主体31相对地拆卸下来(箭头M)。
由于能够将突片34的宽度或平面面积设定为比密封垫主体31的宽度(线径)或平面面积(对应于突片长度的部分的平面面积)更大，将突片34吸附于真空吸引装置61时(图3)，扩大了吸附面积，因此能够扩大了吸附力，使用夹持夹具71夹持时(图4)，扩大了夹持面积，因此能够增大夹持夹具所产生的牵引力。由此，通过如此使用突片34进行拆卸作业，即使密封垫主体31粘附在载体膜41上，载体膜41也能够容易地拆卸。由真空吸引装置61进行的吸附可以仅以突片34为对象进行。
第二实施例
密封垫主体31的截面形状可以为各种形状，例如图5所示第二实施例中，密封垫主体31为截面矩形，在其平面上一体成型有密封唇35。
突片34的平面形状、大小、数量、配置等也可以是各种各样的，例如图5所示的示例中，密封垫主体31(外周密封部32)的外周侧以及内周侧分别设置有多个成对的突片34。于是在这种情形中，使外周侧的突片34以及内周侧的突片34分别吸附在真空吸引装置61上(图6)，或者通过夹持夹具71夹持(图7)。

Claims (6)

1.一种密封垫，所述密封垫是由纯橡胶型的密封垫主体和保持所述密封垫主体的载体膜组合而成的具有载体膜的密封垫，其特征在于，
将扩大所述密封垫主体的平面面积的突片与所述密封垫主体一体设置。
2.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，
在所述载体膜中的与所述密封垫主体在平面上重叠的部位，设置有沿所述密封垫主体的外形形状变形的立体形状构成的密封垫保持部。
3.根据权利要求1或2所述的密封垫，其特征在于，
所述密封垫主体用作组装在燃料电池堆中的燃料电池用密封垫。
4.一种密封垫的制造方法，所述密封垫为权利要求1、2或3所述的密封垫，其特征在于，依次进行以下工序：
在将平面状的所述载体膜夹入使所述密封垫主体成型的模具的分型部中的状态下闭合所述模具；
通过所述模具使所述密封垫主体成型，此时以成型材料填充压力使所述载体膜在平面上的一部分沿模具型腔内面变形，由此成型所述立体形状构成的密封垫保持部；以及
所述密封垫主体成型之后，打开模具，而后将所述密封垫主体与所述载体膜同时从所述模具中取出，
所述模具具有用于将所述突片成型的突片成型用型腔部。
5.一种密封垫的操作方法，所述密封垫为权利要求1、2或3所述的密封垫，其特征在于，
从所述密封垫主体拆卸所述载体膜时，在通过所述突片将所述密封垫主体固定于基座的状态下，从所述密封垫主体拆卸所述载体膜。
6.一种密封垫的操作方法，所述密封垫为权利要求1、2或3所述的密封垫，其特征在于，
从所述密封垫主体拆卸所述载体膜时，在所述载体膜固定于基座的状态下，使用所述突片从所述密封垫主体拆卸所述载体膜。
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