JP2004202861A

JP2004202861A - Injection molding method and apparatus therefor

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Publication number: JP2004202861A
Application number: JP2002374818A
Authority: JP
Inventors: Mikihiko Kimura; 実基彦木村; Shinya Kawachi; 慎弥河内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP4133305B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a separator, etc., wherein molded layers are molded on both surfaces of a plate-shaped member, without taking much production time. <P>SOLUTION: This injection molding method is performed as follows. A single separator body 16 is held between first and second molds 41 and 43 while a silicone rubber 62 is injected not only into a cavity 51 on a surface side through a first gate 52 but also into a cavity 66 on a rear side through a second gate 67. When the measured value of a first pressure sensor 53 reaches a prescribed value, the injection of a silicone rubber 62 in the cavity 51 on the surface side is stopped. When the measured value of the second pressure sensor 68 reaches a prescribed value, the injection of a silicone rubber 62 in the cavity 66 on the rear side is stopped to respectively mold surface and rear molded layers 32 and 34 on the upper and rear surfaces 31 and 33 of the single separator body 16. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体の両面にシール材などの成形層を成形する射出成形方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池用セパレータは外周部にシリコーンゴム製のシール材が成形されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１―３０９７４６号公報（第３頁、図１）
【０００４】
以上の特許文献１の図１を再掲して、従来の技術を詳しく説明する。
図１１は燃料電池用セパレータの外周部にシール材を成形する従来例を示す断面図である。なお、符号は振り直した。
射出成形装置２００を型締めすることにより固定型２０１と可動型２０２との間にセパレータ単体（すなわち、板状体）２０３をインサートするとともに、固定型２０１と可動型２０２とでキャビティ２０４を形成する。
【０００５】
キャビティ２０４に溶融状態のシリコーン樹脂を矢印の如く充填する。これにより、セパレータ単体２０３の表側２０５に表側シール材（すなわち、成形層）２０６を成形するとともに、セパレータ単体２０３の裏側２０７にシール材を流し込んで裏側シール材２０８を成形する。
【０００６】
表側シール材２０６および裏側シール材２０８とでセパレータ単体２０３の外周部２０３ａを被うシール材２０９を構成する。このように、セパレータ単体２０３の外周部２０３ａにシール材２０９を成形することによりセパレータ２１０を得る。
このセパレータ２１０で電解質膜、負極および正極を挟持して燃料電池を組み付ける。この燃料電池内には水素ガス、酸素ガスや生成水が流れるためにセパレータのシール材を良好に成形する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、シール材２０９は薄いシリコーン樹脂製の成形膜であり、溶融状体のシリコーン樹脂をキャビティ２０４に射出した際に、セパレータ単体２０３の表側２０５に表側シール材２０６を成形するとともに、セパレータ単体２０３の裏側２０７に溶融状体のシリコーン樹脂を良好に流し込むためには時間がかかる。このため、セパレータ２１０の製造に時間がかかり、そのことが燃料電池の生産性を上げる妨げになっていた。
【０００８】
加えて、キャビティ２０４にシリコーン樹脂を充填する際に、セパレータ単体２０３の表側２０５から裏側２０７にシリコーン樹脂を流し込むために、例えばセパレータ単体２０３の表側２０５側のみにシリコーン樹脂の射出圧がかかることが考えられる。
よって、セパレータ単体２０３が極薄の板材の場合には、セパレータ単体２０３の剛性に対してシリコーン樹脂の射出圧が大きすぎる虞があり、セパレータ単体２０３に過大な射出圧がかからないように、シリコーン樹脂の射出圧を抑える必要がある。
これにより、セパレータ２１０の製造に時間がかかり、そのことが燃料電池の生産性を上げる妨げになっていた。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、板状体の両面に成形層を成形したセパレータなどの製造を時間をかけないで製造することができる射出成形方法およびその装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、板状体の表面および裏面に射出成形法により成形層を被せる射出成形方法において、前記板状体の表面に対向する表側キャビティ面、この表側キャビティ面に開口させた第１ゲート並びに表側キャビティ面に臨ませた第１圧力センサを有する第１型と、前記板状体の裏面に対向する裏側キャビティ面、この裏側キャビティ面に開口させた第２ゲート、並びに裏側キャビティ面に臨ませた第２圧力センサを有する第２型とを準備し、第１型と第２型とで板状体を挟むことにより、第１型の表側キャビティ面および板状体の表面で表側キャビティを形成するとともに、第２型の裏側キャビティ面および板状体の裏面で裏側キャビティを形成する工程と、第１ゲートを通じて表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出するとともに、第２ゲートを通じて裏側キャビティへ成形材を射出し、第１圧力センサの測定値が規定値に達したとき、表側キャビティへの成形材の射出を停止するとともに、第２圧力センサの測定値が規定値に達したとき、裏側キャビティへの成形材の射出を停止して、表・裏側のキャビティに表・裏側の成形層をそれぞれ成形することを特徴とする。
【００１１】
表側キャビティに第１ゲートを臨ませるとともに裏側キャビティに第２ゲートを臨ませて、第１ゲートから表側キャビティへ成形材を射出するとともに、第２ゲートから裏側キャビティへ成形材を射出する。
このように、表・裏側のキャビティへそれぞれ個別の第１、第２のゲートから成形材を射出することで、表・裏側のキャビティに成形材を効率よく導いて表・裏側のキャビティに迅速に充填することができる。
【００１２】
さらに、表・裏側のキャビティの内圧を第１、第２の圧力センサで検出することにより、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことで、表側キャビティおよび裏側キャビティにそれぞれ成形材を好適に充填することができる。
このように、表・裏側のキャビティに成形材を迅速に、かつ好適に充填することができるので、板状体の表面および裏面にそれぞれ表側成形層および裏側成形層を時間をかけないで良好に成形することができる。
【００１３】
加えて、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことができるので、成形材の射出の際に、成形材の流量を制御することにより、表・裏側のキャビティの内圧差をなくすことができる。
【００１４】
請求項２は、第１、第２の型で板状体を挟むことにより板状体の表面と第１型とで表側キャビティを形成するとともに、板状体の裏面と第２型とで裏面キャビティを形成し、表・裏側のキャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の表面に表側成形層を成形するとともに裏面に裏面成形層を成形するように構成した射出成形装置であって、前記第１型に、前記表側キャビティに臨む第１ゲート並びに表側キャビティの内圧を測定する第１圧力センサを備え、前記第２型に、前記裏側キャビティに臨む第２ゲート並びに裏側キャビティの内圧を測定する第２圧力センサを備え、前記表側キャビティの内圧が規定値に到達した際に第１圧力センサの信号に基づいて表側キャビティへの成形材の射出を停止させ、前記裏側キャビティの内圧が規定値に到達した際に第２圧力センサの信号に基づいて裏側キャビティへの成形材の射出を停止させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
第１型に表側キャビティに臨む第１ゲートを設けるとともに、第２型に裏側キャビティに臨む第２ゲートを設けた。
これにより、表・裏側のキャビティへ第１、第２のゲートから個別に成形材を射出することができるので、表・裏側のキャビティに成形材を効率よく導いて表・裏側のキャビティに迅速に充填することができる。
【００１６】
さらに、第１型に第１圧力センサを設けるとともに、第２型に第２圧力センサを設け、第１、第２の圧力センサで検出した内圧のデータに基づいて表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つ制御手段を設けた。
これにより、表側キャビティおよび裏側キャビティにそれぞれ成形材を好適に充填することができる。
このように、表・裏側のキャビティに成形材を迅速に、かつ好適に充填することができるので、板状体の表面および裏面にそれぞれ表側成形層および裏側成形層を時間をかけないで良好に成形することができる。
【００１７】
加えて、第１、第２の圧力センサおよび制御部を設けることで、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことができるので、成形材の射出の際に、成形材の流量を制御することにより、表・裏側のキャビティの内圧差をなくすことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）で成形したセパレータを備えた燃料電池の分解斜視図である。
燃料電池１０は、電解質膜１１の上面１１ａ側と下面１１ｂ側にそれぞれ負極１２と正極１３とを配置し、負極１２に上側のセパレータ１５を重ね合わせるとともに、正極１３に下側のセパレータ１５を重ね合わせたものである。
【００１９】
セパレータ１５は、金属製のセパレータ単体（板状体）１６の外周部１７にシリコーンゴム製のシール材（表側成形層および裏側成形層からなる成形層）１８を備える。
セパレータ単体１６は、外周部１７に水素ガス通路、酸素ガス通路および生成水通路（図示せず）を備える。この外周部１７をシリコーンゴム製のシール材１８で被うことにより、水素ガス通路、酸素ガス通路および生成水通路をシール材１８で被って、水素ガス通路２０・・・、酸素ガス通路２１・・・および生成水通路２２・・・を形成する。
また、シール材１８は、セパレータ１５の中央部１９を囲う突条部２８を一体に形成したものである。
【００２０】
セパレータ単体１６の外周部１７をシール材１８で被うことにより、水素ガス通路２０・・・、酸素ガス通路２１・・・および生成水通路２２・・・をガスや生成水に対して耐食性を備えたものとすることができる。
なお、電解質膜１１は、外周部に水素ガス通路２４・・・、酸素ガス通路２５・・・および生成水通路２６・・・を備える。
【００２１】
この燃料電池１０によれば、水素ガス通路２０・・・，２４・・・を通して水素ガスを矢印Ａの如く供給するとともに、上側のセパレータ１５の中央部１９に向けて矢印Ｂの如く導き、酸素ガス通路２１・・・，２５・・・を通して酸素ガスを矢印Ｃの如く供給するとともに、下側のセパレータ１５の中央部１９に向けて矢印Ｄの如く導くことができる。
【００２２】
これにより、負極１２に含む触媒に水素ガスを接触させるとともに、正極１３に含む触媒に酸素ガスを接触させて電子ｅ⁻を矢印の如く流して電流を発生させる。
この際に、水素分子と酸素分子とから生成水が生成され、この生成水をセパレータ１５の中央部から矢印Ｅの如く生成水通路２２・・・，２６・・・に導き、生成水通路２２・・・，２６・・・を矢印Ｆの如く流すことができる。
【００２３】
図２は図１の２−２線断面図であり、セパレータ１５の外周部１７の断面を示す。
セパレータ１５は、セパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を被せたものである。
具体的には、セパレータ単体１６の外周部１７において、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層（シール材１８の表面側の部位）３２を成形するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層（シール材１８の裏面側の部位）３４を成形したものである。
【００２４】
表側成形層３２は、セパレータ単体１６の中央部１９を囲う突条部２８を一体に備えるとともに、図１に示す水素ガス通路２０、酸素ガス通路２１や生成水通路２２などの通路を構成する***３６を備える。
【００２５】
図３は本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）を示す概略断面図である。射出成形装置４０は、上下に矢印の如く昇降可能に第１型４１を備え、この第１型４１に第１射出手段４２を備え、第１型４１の下方に配置して第１型４１と型締め可能な第２型４３を備え、この第２型４３に第２射出手段４４を備え、第１、第２の射出手段４２，４４を作動させるエア供給手段４５を備え、このエア供給手段４５からエアを第１、第２の射出手段４２，４４に供給する状態と、供給しない状態とに制御可能な制御手段４６を備える。
【００２６】
第１型４１は、第２型４３に対向する面に表側キャビティ面５０を備える。第１型４１および第２型４３を型締めして、第１型４１と第２型４３とでセパレータ単体１６を挟持することにより、表側キャビティ面５０とセパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５１（図４（ｂ）参照）を形成する。
加えて、第１型４１は、表面キャビティ面５０に開口する第１ゲート５２並びに表側キャビティ５１の内圧を測定する第１圧力センサ５３を備える。
【００２７】
第１ゲート５２には第１射出手段４２が連通されている。この射出手段４２は、第１ゲート５２に連通する供給路５５を備え、この供給路５５に連通する射出シリンダ５６を備え、射出シリンダ５６内にプランジャ５７を移動自在に配置し、このプランジャ５７をロッド５８を介してピストン５９に連結し、このピストン５９をシリンダ６０内に移動自在に配置する。
また、射出シリンダ５６にはホッパ６１の出口を連通し、ホッパ６１内の樹脂材、一例として溶融状態のシリコーンゴム（成形材）６２を射出シリンダ５６内に供給することができる。
【００２８】
ホッパ６１内のシリコーンゴム６２、すなわち溶融状体のシリコーンゴム６２を出口から射出シリンダ５６内に供給した後、エア供給手段４５でピストン５９を矢印の方向に移動することによりプランジャ５７を押し出し、射出シリンダ５６内のシリコーンゴム６２を第１ゲート５２を通して、表側キャビティ５１（図４（ｂ）参照）内に射出することができる。
【００２９】
第２型４３は、第１型４１に対向する面に裏側キャビティ面６５を備える。第１型４１および第２型４３を型締めして、第１型４１と第２型４３とでセパレータ単体１６を挟持することにより、裏側キャビティ面６５とセパレータ単体１６の裏面３３とで裏側キャビティ６６（図４（ｂ）参照）を形成する。
加えて、第２型４３は、裏面キャビティ面６５に開口する第２ゲート６７並びに裏側キャビティ６６の内圧を測定する第２圧力センサ６８を備える。
【００３０】
第２ゲート６７には第２射出手段４４が連通されている。この第２射出手段４４は、第１射出手段４２と同様に、第２ゲート６７に連通する供給路７１を備え、この供給路７１に連通する射出シリンダ７２を備え、射出シリンダ７２内にプランジャ７３を移動自在に配置し、このプランジャ７３をロッド７４を介してピストン７５に連結し、このピストン７５をシリンダ７６内に移動自在に配置する。
また、射出シリンダ７２にはホッパ７７の出口を連通し、ホッパ７７内の樹脂材、一例として溶融状態のシリコーンゴム（成形材）６２を射出シリンダ６２内に供給することができる。
【００３１】
ホッパ６１内のシリコーンゴム６２、すなわち溶融状体のシリコーンゴム６２を出口から射出シリンダ７２内に供給した後、エア供給手段４５でピストン７５を矢印の方向に移動することによりプランジャ７３を押し出し、射出シリンダ７２内のシリコーンゴム６２を第２ゲート６７を通して、裏側キャビティ６６（図４（ｂ）に示す）内に射出することができる。
【００３２】
エア供給手段４５は、エア供給源８０を第１エア流路８１を介して第１射出手段４２のシリンダ６０に連通させ、エア供給源８０を第２エア流路８２を介して第２射出手段４４のシリンダ７６に連通させたものである。
【００３３】
制御手段４６は、第１エア流路８１の途中に第１制御部８５を備え、この第１制御部８５に第１圧力センサ５３をハーネス８７を介して電気的に接続し、第２エア流路８２の途中に第２制御部８６を備え、この第２制御部８６に第２圧力センサ６８をハーネス８８を介して電気的に接続したものである。
【００３４】
第１圧力センサ５３は、表側キャビティ５１（図４（ｂ）参照）の内圧を検出し、第１制御部８５に内圧の検出信号を伝える。
第１制御部８５は、通常状態において第１エア流路８１を開状態に保ち、第１圧力センサ５３からの検出信号に基づいて第１エア流路８１を閉状態に切り換え、または第１エア流路８１の開口率を調整するように構成したものである。
【００３５】
よって、通常状態においてエア供給源８０を駆動することにより、エア供給源８０から吐出したエアを第１エア流路８１の前半、第１制御部８５および第１エア流路８１の後半を経て第１射出手段４２のシリンダ６０に供給する。
これにより、ピストン５９を矢印の方向に移動させてプランジャ５７を押し出し、射出シリンダ５６内のシリコーンゴム６２を第１ゲート５２を通して、表側キャビティ５１（図４（ｂ）に示す）内に射出する。
【００３６】
第２圧力センサ６８は、裏側キャビティ６６（図４（ｂ）参照）の内圧を検出し、第２制御部８６に検出信号を伝える。
第１制御部８６は、通常状態において第２エア流路８２を開状態に保ち、第２圧力センサ６８からの検出信号に基づいて第２エア流路８２を閉状態に切り換え、または第２エア流路８２の開口率を調整するように構成したものである。
【００３７】
よって、通常状態においてエア供給源８０を駆動することにより、エア供給源８０から吐出したエアを第２エア流路８２の前半、第２制御部８６および第２エア流路８２の後半を経て第２射出手段４４のシリンダ７６にエアを供給する。
これにより、ピストン７５を矢印の方向に移動させてプランジャ７３を押し出し、射出シリンダ７２内のシリコーンゴム６２を第２ゲート６７を通して、裏側キャビティ６６（図４（ｂ）に示す）内に射出する。
【００３８】
次に、射出成形装置４０を用いてセパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を成形する射出成形方法について図３〜図５に基づいて説明する。
まず、図３に示す射出成形装置４０、すなわちセパレータ単体１６の表面３１を被う表側キャビティ面５０、表側キャビティ面５０に開口させた第１ゲート５２、並びに表側キャビティ５１（図４（ｂ）参照）の内圧を検出する第１圧力センサ５３を有する第１型４１と、セパレータ単体１６の裏面３３を被う裏側キャビティ面６５、裏側キャビティ面６５に開口させた第２ゲート６７並びに裏側キャビティ６６の内圧を検出する第２圧力センサ６８を有する第２型４３とを準備する。
【００３９】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）を用いた射出成形方法を示す第１説明図である
（ａ）において、第２型４３の裏側キャビティ面６５にセパレータ単体１６を載せ、第１型４１を矢印▲１▼の如く下降させることにより、第１、第２の型４１，４３を型締めする。
【００４０】
（ｂ）において、第１型４１と第２型４３とでセパレータ単体１６を挟むことにより、セパレータ単体１６の表面３１と第１型４１の表側キャビティ面５０とで表側キャビティ５１を形成するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３と第２型４３の裏側キャビティ面６５とで裏側キャビティ６６を形成する。
【００４１】
次に、エア供給手段４５のエア供給源８０を駆動することにより、エア供給源８０から吐出したエアを第１射出手段４２のシリンダ６０に供給する。ピストン５９が矢印の如く移動し、ピストン５９と一体にプランジャ５７が矢印の如く移動する。
これにより、射出シリンダ５６内の溶融状体のシリコーンゴム６２を、供給路５５および第１ゲート５２を通して矢印▲２▼の如く表側キャビティ５１へ射出する。
この際に、第１圧力センサ５３で表側キャビティ５１の内圧を検出する。
【００４２】
同時に、エア供給源８０から吐出したエアを第２射出手段４４のシリンダ７６に供給する。ピストン７５が矢印の如く移動し、ピストン７５と一体にプランジャ７３が矢印の如く移動する。
これにより、射出シリンダ７２内の溶融状体のシリコーンゴム６２を、供給路７１および第２ゲート６７を通して矢印▲３▼の如く裏側キャビティ６６へ射出する。
この際に、第２圧力センサ６８で裏側キャビティ６６の内圧を検出する。
【００４３】
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を第１、第２の圧力センサ５３，６８で検出することで、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つように、第１、第２のエア流路８１，８２のそれぞれの開口率を第１、第２の制御部８５，８６で調整することができる。
【００４４】
よって、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３に一定の射出圧をかけることができるので、セパレータ単体１６が射出圧で変形することを防止できる。これにより、表・裏側のキャビティ５１，６６にシリコーンゴム６２を通常の射出圧で迅速に充填することができる。
【００４５】
加えて、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つことで、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧差がなくなるようにシリコーンゴム６２の流量を制御しながら、シリコーンゴム６２の射出をおこなうことができる。
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧差をなくすことで、セパレータ単体１６にかかる負荷を軽減させることができる。
【００４６】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）を用いた射出成形方法を示す第２説明図である
（ａ）において、溶融状体のシリコーンゴム６２を表側キャビティ５１に規定量充填することにより、表側キャビティ５１の内圧が規定値に達する。このとき、規定値になった内圧を第１圧力センサ５３で検出し、この検出信号を制御手段４５の第１制御部８５に伝える。
【００４７】
この検出信号で第１制御部８５が作動して第１エア流路８１を閉じ、シリンダ６０へのエア供給を停止する。これにより、ピストン５９およびプランジャ５７が停止し、表側キャビティ５１へのシリコーンゴム６２の射出を止める。
これにより、表側キャビティ５１に規定量のシリコーンゴム６２を確実に充填することができ、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を好適に成形することができる。
【００４８】
一方、溶融状体のシリコーンゴム６２を裏側キャビティ６６に規定量充填することにより、裏側キャビティ６６の内圧が規定値に達する。このとき、規定値になった内圧を第２圧力センサ６８で検出し、この検出信号を制御手段４５の第２制御部８６に伝える。
【００４９】
この検出信号で第２制御部８６が作動して第２エア流路８２を閉じ、シリンダ７６へのエア供給を停止する。これにより、ピストン７５およびプランジャ７３が停止し、裏側キャビティ６６へのシリコーンゴム６２の射出を止める。
これにより、裏側キャビティ６６に規定量のシリコーンゴム６２を確実に充填することができ、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を好適に成形することができる。
【００５０】
このように、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を好適に成形するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を好適に成形することにより、表・裏側の成形層３２，３４でシール材１８を好適に成形することができる。
シール材１８の成形後、第１型４１を矢印▲４▼の如く移動して、第１、第２型４１，４３を型開きする。
【００５１】
（ｂ）において、第１、第２型４１，４３を型開きすることにより、セパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を被せて得たセパレータ１５を第１、第２型４１，４３から離型する。
これにより、セパレータ１５の製造工程が完了する。
【００５２】
以上説明したように、本発明に係る第１実施形態によれば、第１ゲート５２から表側キャビティ５１へ溶融状態のシリコーンゴム６２を射出するとともに、第２ゲート６７から裏側キャビティ６６へシリコーンゴム６２を射出することができる。
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６へ第１、第２のゲート５２，６７から個別にシリコーンゴム６２を射出することで、表・裏側のキャビティ５１，６６にシリコーンゴム６２を効率よく導いて表・裏側のキャビティ５１，６６に迅速に充填することができる。
【００５３】
加えて、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を第１、第２の圧力センサ５３，６８で検出することにより、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つことができる。
よって、表側キャビティ５１および裏側キャビティ６６にそれぞれシリコーンゴム６２を好適に充填することができる。
これにより、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３にそれぞれ表側成形層３２および裏側成形層３４を時間をかけないで良好に成形することができる。
【００５４】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の射出成形装置において第１実施形態と同一部材については
図６は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を示す概略断面図である。
射出成形装置１００は、上下に矢印の如く昇降可能に第１型１０１を備え、この第１型１０１の下方に配置して第１型１０１と型締め可能な第２型１０２を備え、第１型１０１の第１ゲート１０３および第２型１０２の第２ゲート１０４に連通する射出手段１０５を備え、第１、第２のゲート１０３，１０４を開閉する制御手段１０６を備える。
【００５５】
第１型１０１は、第２型１０２に対向する面に表側キャビティ面５０を備える。第１型１０１および第２型１０２を型締めして、第１型１０１と第２型１０２とでセパレータ単体１６を挟持することにより、表側キャビティ面５０とセパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５１（図５（ａ）参照）を形成する。
加えて、第１型１０１は、表面キャビティ面５０に開口する第１ゲート１０３並びに表側キャビティ５１の内圧を測定する第１圧力センサ１０７を備える。
【００５６】
第２型１０２は、第１型１０１に対向する面に裏側キャビティ面６５を備える。第１型１０１および第２型１０２を型締めして、第１型１０１と第２型１０２とでセパレータ単体１６を挟持することにより、裏側キャビティ面６５とセパレータ単体１６の裏面３３とで裏側キャビティ６６（図７（ｂ）参照）を形成する。
加えて、第２型１０２は、裏面キャビティ面６５に開口する第２ゲート１０４並びに裏側キャビティ６６の内圧を測定する第２圧力センサ１０８を備える。
【００５７】
第１、第２ゲート１０３，１０４には射出手段１０５が連通されている。この射出手段１０５は、第１ゲート１０３に連通する第１供給路１１０を備え、第２ゲート１０４に連通する第２供給路１１１を備え、第１、第２の供給路１１０，１１１に連通する射出シリンダ１１２を備え、射出シリンダ１１２内にプランジャ１１３を移動自在に配置し、このプランジャ１１３をロッド１１４を介してピストン１１５に連結し、このピストン１１５をシリンダ１１６内に移動自在に配置する。
【００５８】
また、射出シリンダ１１２にはホッパ１１７の出口を連通し、ホッパ１１７内の樹脂材、すなわち溶融状態のシリコーンゴム（成形材）６２を射出シリンダ１１２内に供給することができる。
ホッパ６１内のシリコーンゴム６２、すなわち溶融状体のシリコーンゴム６２を出口から射出シリンダ５６内に供給した後、ピストン１１５を矢印の方向に移動することによりプランジャ１１３を押し出る。
【００５９】
これにより、射出シリンダ１１２内のシリコーンゴム６２を第１ゲート１０３を通して、表側キャビティ５１（図５（ａ）に示す）内に射出するとともに、第２ゲート１０４を通して、裏側キャビティ６６（図５（ａ）に示す）内に射出することができる。
【００６０】
制御手段１０６は、第１ゲート１０３を開閉する第１開閉部１２０を備え、第２ゲート１０４を開閉する第２開閉部１２１を備え、第１、第２の開閉部１２０，１２１にそれぞれ第１、第２のエア流路１２２，１２３を介して制御部１２４を接続し、この制御部１２４にエア供給路１２５を介してエア供給源１２６を接続し、制御部１２４にハーネス１２７，１２８を介して第１、第２の圧力センサ１０７，１０８を電気的に接続したものである。
【００６１】
第１開閉部１２０は、第１ゲート１０３内に第１開閉弁１３１を矢印の如く昇降自在に配置し、第１開閉弁１３１から上方にロッド１３２を延ばし、ロッド１３２の上端にピストン１３３を取り付け、ピストン１３３を摺動自在にシリンダ１３４内に収納したものである。
【００６２】
第２開閉部１２１は、第２ゲート１０４内に第２開閉弁１３６を矢印の如く昇降自在に配置し、第２開閉弁１３６から上方にロッド１３７を延ばし、ロッド１３７の上端にピストン１３８を取り付け、ピストン１３８を摺動自在にシリンダ１３９内に収納したものである。
【００６３】
第１圧力センサ１０７は、表側キャビティ５１（図７（ｂ）参照）の内圧を検出して制御部１２４に検出信号を伝えるものである。
第２圧力センサ１０８は、裏側キャビティ６６（図７（ｂ）参照）の内圧を検出して制御部１２４に検出信号を伝えるものである。
【００６４】
制御部１２４は、通常状態においてエア供給路１２５と第１エア流路１２２とを非連通状態に保つことで、第１開閉弁１３１を待機位置Ｐ１にセットして第１ゲート１０３を開くとともに、エア供給路１２５と第２エア流路１２３とを非連通状態に保つことで、第２開閉弁１３６を待機位置Ｐ２にセットして第２ゲート１０４を開くように構成したものである。
【００６５】
また、制御部１２４は、第１圧力センサ１０７からの検出信号に基づいてエア供給路１２５と第１エア流路１２２とを連通状態に切り換えることで、エア供給源１２６からのエアをシリンダ１３４に導いてピストン１３３を作動させ、第１開閉弁１３１を待機位置Ｐ１から下降させて第１ゲート１０３を閉じるように構成したものである。
【００６６】
さらに、制御部１２４は、第２圧力センサ１０８からの検出信号に基づいてエア供給路１２５と第２エア流路１２３とを連通状態に切り換えることで、エア供給源１２６からのエアをシリンダ１３９に導いてピストン１３８を作動させ、第２開閉弁１３６を待機位置Ｐ２から上昇させて第２ゲート１０４を閉じるように構成したものである。
【００６７】
加えて、制御部１２４は、第１、第２の圧力センサ１０７，１０８からの検出信号に基づいて、表側キャビティ５１および裏側キャビティ６６（図７（ｂ）参照）の内圧が一定になるように、第１、第２の開閉弁１３１，１３６で第１、第２ゲート１０３，１０４の開口率を調整するように構成したものである。
【００６８】
次に、射出成形装置１００を用いてセパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を成形する射出成形方法について図６〜図１０に基づいて説明する。
まず、図６に示す射出成形装置１００、すなわちセパレータ単体１６の表面３１を被う表側キャビティ面５０、表側キャビティ面５０に開口させた第１ゲート１０３、並びに表側キャビティ５１（図７（ｂ）参照）の内圧を検出する第１圧力センサ１０７を有する第１型１０１と、セパレータ単体１６の裏面３３を被う裏側キャビティ面６５、裏側キャビティ面６５に開口させた第２ゲート１０４並びに裏側キャビティ６６の内圧を検出する第２圧力センサ１０８を有する第２型１０２とを準備する。
【００６９】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第１説明図である
（ａ）において、第２型１０２の裏側キャビティ面６５にセパレータ単体１６を載せ、第１型１０１を矢印▲５▼の如く下降させることにより、第１、第２の型１０１，１０２を型締めする。
【００７０】
（ｂ）において、第１型１０１と第２型１０２とでセパレータ単体１６を挟むことにより、セパレータ単体１６の表面３１と第１型４１の表側キャビティ面５０とで表側キャビティ５１を形成するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３と第２型１０２の裏側キャビティ面６５とで裏側キャビティ６６を形成する。
【００７１】
図８は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第２説明図である
次に、射出手段１０５のピストン１１５を矢印の如く移動して、ピストン５９とともにプランジャ１１３を矢印の如く移動する。
【００７２】
これにより、射出シリンダ１１２内の溶融状体のシリコーンゴム６２を、第１供給路１１０、第１ゲート１０３および第１ゲート１０３の先端流路１０３ａを通して矢印▲６▼の如く表側キャビティ５１へ射出する。
この際に、第１圧力センサ１０７で表側キャビティ５１の内圧を検出する。
同時に、射出シリンダ１１２内の溶融状体のシリコーンゴム６２を、第２供給路１１１、第２ゲート１０４および第２ゲート１０４の先端流路１０４ａを通して矢印▲７▼の如く裏側キャビティ６６へ射出する。
この際に、第２圧力センサ１０８で裏側キャビティ６６の内圧を検出する。
【００７３】
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を第１、第２の圧力センサ１０７，１０８で検出することで、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つように、第１、第２のゲート１０３，１０４のそれぞれの開口率を制御部１２４で調整することができる。
【００７４】
よって、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３に一定の射出圧をかけることができるので、セパレータ単体１６が射出圧で変形することを防止できる。これにより、表・裏側のキャビティ５１，６６にシリコーンゴム６２を通常の射出圧で迅速に充填することができる。
【００７５】
加えて、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つことで、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧差がなくなるようにシリコーンゴム６２の流量を制御しながら、シリコーンゴム６２の射出をおこなうことができる。
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧差をなくすことで、セパレータ単体１６にかかる負荷を軽減させることができる。
【００７６】
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第３説明図である
（ａ）において、溶融状体のシリコーンゴム６２を表側キャビティ５１に規定量充填することにより、表側キャビティ５１の内圧が規定値に達する。このとき、規定値になった内圧を第１圧力センサ１０７で検出し、この検出信号を制御手段１０６の制御部１２４に伝える。
【００７７】
この検出信号で制御部１２４が作動してエア供給路１２５と第１エア流路１２２とを連通状態に切り換える。エア供給源１２６からのエアをエア供給路１２５および第１エア流路１２２を経てシリンダ１３４に導き、ピストン１３３を作動させる。
【００７８】
ピストン１３３とともにロッド１３２を作動することにより、第１開閉弁１３１を待機位置Ｐ１（図６参照）から下降させて、第１開閉弁１３１で第１ゲート１０３を閉じる。
これにより、表側キャビティ５１に規定量のシリコーンゴム６２を確実に充填することができ、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を好適に成形することができる。
【００７９】
一方、溶融状体のシリコーンゴム６２を裏側キャビティ６６に規定量充填することにより、裏側キャビティ６６の内圧が規定値に達する。このとき、規定値になった内圧を第２圧力センサ１０８で検出し、この検出信号を制御手段１０６の制御部１２４に伝える。
【００８０】
この検出信号で制御部１２４が作動してエア供給路１２５と第２エア流路１２３とを連通状態に切り換える。エア供給源１２６からのエアをエア供給路１２５および第２エア流路１２３を経てシリンダ１３９に導き、ピストン１３８を作動させる。
【００８１】
ピストン１３８とともにロッド１３７を作動することにより、第２開閉弁１３６を待機位置Ｐ２（図６参照）から上昇させて、第２開閉弁１３６で第２ゲート１０４を閉じる。
これにより、裏側キャビティ６６に規定量のシリコーンゴム６２を確実に充填することができ、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を好適に成形することができる。
【００８２】
このように、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を好適に成形するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を好適に成形することにより、表・裏側の成形層３２，３４でシール材１８を好適に成形することができる。
シール材１８の成形後、第１型１０１を矢印▲８▼の如く移動して、第１、第２型１０１，１０２を型開きする。
【００８３】
図１０は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第４説明図である
第１、第２型１０１，１０２を型開きすることにより、セパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を被せて得たセパレータ１５を第１、第２型１０１，１０２から離型する。
これにより、セパレータ１５の製造工程が完了する。
【００８４】
以上説明したように、本発明に係る第２実施形態によれば、第１ゲート１０３から表側キャビティ５１へ溶融状態のシリコーンゴム６２を射出するとともに、第２ゲート１０４から裏側キャビティ６６へシリコーンゴム６２を射出することができる。
【００８５】
このように、表・裏側のキャビティ５１，６６へ第１、第２のゲート１０３，１０４から個別にシリコーンゴム６２を射出することで、表・裏側のキャビティ５１，６６にシリコーンゴム６２を効率よく導いて表・裏側のキャビティ５１，６６に迅速に充填することができる。
【００８６】
加えて、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を第１、第２の圧力センサ１０７，１０８で検出することにより、表・裏側のキャビティ５１，６６の内圧を一定に保つことができる。
よって、表側キャビティ５１および裏側キャビティ６６にそれぞれシリコーンゴム６２を好適に充填することができる。
これにより、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３にそれぞれ表側成形層３２および裏側成形層３４を時間をかけないで良好に成形することができる。
【００８７】
なお、前記実施形態では、成形材としてシリコーンゴム５９を使用する例について説明したが、これに限らないで、その他のゴム材や樹脂材などを使用することも可能である。
また、前記実施形態では、板状体としてセパレータ単体１６を例に説明したが、板状体はこれに限らないで、その他の板材に適用することも可能である。
【００８８】
さらに、前記実施形態では、第１〜第２の型４１，４３を水平に配置し、第１型４１を上下方向に移動して型締め・型開きをおこなう射出成形装置４０に本発明を適用した例について説明したが、これに限らないで、第１〜第２の型４１，４３を垂直に配置し、第１型４１を横方向に水平に移動することで、型締め・型開きをおこなう射出成形装置に適用することも可能である。
【００８９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、表側キャビティに第１ゲートを臨ませるとともに裏側キャビティに第２ゲートを臨ませて、第１ゲートから表側キャビティへ成形材を射出するとともに、第２ゲートから裏側キャビティへ成形材を射出する。
このように、表・裏側のキャビティへそれぞれ個別の第１、第２のゲートから成形材を射出することで、表・裏側のキャビティに成形材を効率よく導いて表・裏側のキャビティに迅速に充填することができる。
【００９０】
さらに、表・裏側のキャビティの内圧を第１、第２の圧力センサで検出することにより、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことができる。よって、表側キャビティおよび裏側キャビティにそれぞれ成形材を好適に充填することができる。
このように、表・裏側のキャビティに成形材を迅速に、かつ好適に充填することができるので、板状体の表面および裏面にそれぞれ表側成形層および裏側成形層を時間をかけないで良好に成形することができ、生産性を高めることができる。
【００９１】
加えて、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことで、表・裏側のキャビティの内圧差がなくなるように成形材の流量を制御しながら、成形材の射出をおこなうことができる。
このように、表・裏側のキャビティの内圧差をなくすことで、板状体にかかる負荷を軽減させることができる。
【００９２】
請求項２は、第１型に表側キャビティに臨む第１ゲートを設けるとともに、第２型に裏側キャビティに臨む第２ゲートを設けた。
これにより、表・裏側のキャビティへ第１、第２のゲートから個別に成形材を射出することができるので、表・裏側のキャビティに成形材を効率よく導いて表・裏側のキャビティに迅速に充填することができる。
【００９３】
さらに、第１型に第１圧力センサを設けるとともに、第２型に第２圧力センサを設け、第１、第２の圧力センサで検出した内圧のデータに基づいて表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つ制御手段を設けた。
これにより、表側キャビティおよび裏側キャビティにそれぞれ成形材を好適に充填することができる。
【００９４】
このように、表・裏側のキャビティに成形材を迅速に、かつ好適に充填することができるので、板状体の表面および裏面にそれぞれ表側成形層および裏側成形層を時間をかけないで良好に成形することができ、生産性を高めることができる。
【００９５】
加えて、第１、第２の圧力センサおよび制御部を設けることで、表・裏側のキャビティの内圧を一定に保つことができるので、表・裏側のキャビティの内圧差がなくなるように成形材の流量を制御しながら、成形材の射出をおこなうことができる。
このように、表・裏側のキャビティの内圧差をなくすことで、板状体にかかる負荷を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）で成形したセパレータを備えた燃料電池の分解斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）を示す概略断面図
【図４】本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）を用いた射出成形方法を示す第１説明図
【図５】本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）を用いた射出成形方法を示す第２説明図
【図６】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を示す概略断面図
【図７】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第１説明図
【図８】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第２説明図
【図９】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第３説明図
【図１０】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を用いた射出成形方法を示す第４説明図
【図１１】燃料電池用セパレータの外周部にシール材を成形する従来例を示す断面図
【符号の説明】
１５…セパレータ、１６…セパレータ単体（板状体）、１７…外周部、１８…シール材（表側成形層及び裏側成形層からなる成形層）、３１…表面、３２…表側成形層、３３…裏面、３４…裏側成形層、４０，１００…射出成形装置、４１，１０１…第１型、４３，１０２…第２型、４６，１０６…制御手段、５０…表側キャビティ面、５０…表側キャビティ、５２，１０３…第１ゲート、５３，１０７…第１圧力センサ、６２…溶融状態のシリコーンゴム（成形材）、６５…裏側キャビティ面、６６…裏側キャビティ、６７，１０４…第２ゲート、６８，１０８…第２圧力センサ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection molding method for forming a molding layer such as a sealing material on both surfaces of a plate-like body and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
The fuel cell separator has a sealing material made of silicone rubber formed on the outer periphery thereof (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-309746 (page 3, FIG. 1)
[0004]
The prior art will be described in detail with reference to FIG. 1 of Patent Document 1 described above.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional example in which a sealing material is formed on an outer peripheral portion of a fuel cell separator. The reference numerals have been re-assigned.
By clamping the injection molding apparatus 200, a single separator (that is, a plate-like body) 203 is inserted between the fixed mold 201 and the movable mold 202, and a cavity 204 is formed by the fixed mold 201 and the movable mold 202. .
[0005]
The cavity 204 is filled with a molten silicone resin as shown by the arrow. As a result, a front-side sealing material (that is, a molding layer) 206 is formed on the front side 205 of the separator unit 203, and a sealing material is poured into the back side 207 of the separator unit 203 to form a back-side sealing material 208.
[0006]
The front seal member 206 and the back seal member 208 constitute a seal member 209 that covers the outer peripheral portion 203a of the separator 203 alone. Thus, the separator 210 is obtained by molding the sealing material 209 on the outer peripheral portion 203a of the separator 203 alone.
The fuel cell is assembled with the separator 210 sandwiching the electrolyte membrane, the negative electrode, and the positive electrode. Since hydrogen gas, oxygen gas and generated water flow in this fuel cell, it is necessary to form the sealing material of the separator well.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Here, the sealing material 209 is a molded film made of a thin silicone resin. When the molten silicone resin is injected into the cavity 204, the front sealing material 206 is formed on the front surface 205 of the separator 203, and the sealing material 206 is formed on the separator 205. It takes time to pour the molten silicone resin into the back side 207 of the 203 well. For this reason, it takes time to manufacture the separator 210, which hinders an increase in the productivity of the fuel cell.
[0008]
In addition, when the cavity 204 is filled with the silicone resin, the silicone resin is poured from the front side 205 to the back side 207 of the separator unit 203, so that, for example, the injection pressure of the silicone resin may be applied only to the front side 205 side of the separator unit 203. Conceivable.
Therefore, when the separator 203 is an extremely thin plate, the injection pressure of the silicone resin may be too large with respect to the rigidity of the separator 203, and the silicone resin may be pressed so as not to apply an excessive injection pressure to the separator 203. Injection pressure must be suppressed.
As a result, it takes time to manufacture the separator 210, which has hindered an increase in the productivity of the fuel cell.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an injection molding method and apparatus capable of producing a separator or the like having molded layers formed on both surfaces of a plate-like body without taking much time.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is an injection molding method in which a molding layer is formed on a front surface and a back surface of a plate by an injection molding method, wherein a front cavity surface facing the surface of the plate, A first mold having a first gate opened to the front side and a first pressure sensor facing the front side cavity surface, a back side cavity surface facing the back surface of the plate-like body, and a second gate opening to the back side cavity surface And a second mold having a second pressure sensor facing the back cavity surface, and a plate-shaped body is sandwiched between the first mold and the second mold, so that the front cavity surface and the plate shape of the first mold are provided. Forming a front cavity on the surface of the body, forming a back cavity on the back cavity surface of the second mold and the back surface of the plate-like body, and molding resin or the like into the front cavity through the first gate When the measured value of the first pressure sensor reaches a specified value, the injection of the molding material into the front cavity is stopped and the second pressure sensor is injected. When the measured value reaches the prescribed value, the injection of the molding material into the back cavity is stopped, and the front and back molding layers are formed in the front and back cavities, respectively.
[0011]
With the first gate facing the front cavity and the second gate facing the back cavity, the molding material is injected from the first gate into the front cavity, and the molding material is injected from the second gate into the back cavity.
In this way, by injecting the molding material from the first and second gates respectively into the front and back cavities, the molding material is efficiently guided to the front and back cavities, and quickly into the front and back cavities. Can be filled.
[0012]
Further, by detecting the internal pressures of the front and back cavities by the first and second pressure sensors, by keeping the internal pressures of the front and back cavities constant, the molding material can be suitably applied to the front and back cavities, respectively. Can be filled.
As described above, the molding material can be quickly and suitably filled into the front and back cavities, so that the front and back molding layers can be formed on the front and back surfaces of the plate-shaped body without taking time. Can be molded.
[0013]
In addition, since the internal pressure of the front and back cavities can be kept constant, by controlling the flow rate of the molding material during injection of the molding material, the internal pressure difference between the front and back cavities can be eliminated. .
[0014]
The front side cavity is formed by the surface of the plate-shaped body and the first mold by sandwiching the plate-shaped body between the first and second molds, and the back surface of the plate-shaped body and the back surface by the second mold. An injection molding device that forms a cavity, fills the molding material such as resin into the front and back cavities, forms a front molding layer on the surface of the plate, and forms a back molding layer on the back. The first mold has a first gate facing the front cavity and a first pressure sensor for measuring an internal pressure of the front cavity. The second mold has a second gate facing the back cavity and a back pressure of the back cavity. A second pressure sensor for measuring an internal pressure, wherein when the internal pressure of the front side cavity reaches a prescribed value, the injection of the molding material into the front side cavity is stopped based on a signal of the first pressure sensor, and the internal pressure of the back side cavity is reduced. But Characterized by comprising a control means for stopping the injection of molding material into the rear side cavity on the basis of the signal of the second pressure sensor when it reaches the value.
[0015]
The first mold was provided with a first gate facing the front cavity, and the second mold was provided with a second gate facing the back cavity.
As a result, the molding material can be individually injected from the first and second gates into the front and back cavities, so that the molding material can be efficiently guided to the front and back cavities to quickly enter the front and back cavities. Can be filled.
[0016]
Further, a first pressure sensor is provided in the first mold, and a second pressure sensor is provided in the second mold, and the internal pressures of the front and rear cavities are determined based on the internal pressure data detected by the first and second pressure sensors. Control means to keep it constant was provided.
Thus, the molding material can be suitably filled in the front side cavity and the back side cavity.
As described above, the molding material can be quickly and suitably filled into the front and back cavities, so that the front and back molding layers can be formed on the front and back surfaces of the plate-shaped body without taking time. Can be molded.
[0017]
In addition, by providing the first and second pressure sensors and the control unit, the internal pressure of the front and rear cavities can be kept constant, so that the flow rate of the molding material is controlled when the molding material is injected. Thereby, the internal pressure difference between the front and rear cavities can be eliminated.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a fuel cell provided with a separator molded by an injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
In the fuel cell 10, the negative electrode 12 and the positive electrode 13 are disposed on the upper surface 11a side and the lower surface 11b side of the electrolyte membrane 11, respectively, and the upper separator 15 is superimposed on the negative electrode 12, and the lower separator 15 is superimposed on the positive electrode 13. It is a combination.
[0019]
The separator 15 includes a silicone rubber sealing material (a molding layer composed of a front molding layer and a rear molding layer) 18 on an outer peripheral portion 17 of a metal separator unit (plate-like body) 16.
The separator unit 16 includes a hydrogen gas passage, an oxygen gas passage, and a generated water passage (not shown) in the outer peripheral portion 17. By covering the outer peripheral portion 17 with a sealing material 18 made of silicone rubber, the hydrogen gas passage, the oxygen gas passage, and the generated water passage are covered with the sealing material 18, and the hydrogen gas passages 20,. .. And the formed water passages 22 are formed.
The sealing member 18 is formed by integrally forming a ridge 28 surrounding the central portion 19 of the separator 15.
[0020]
By covering the outer peripheral portion 17 of the separator 16 with the sealing material 18, the hydrogen gas passages 20,..., The oxygen gas passages 21,. Can be provided.
The electrolyte membrane 11 is provided with hydrogen gas passages 24,..., Oxygen gas passages 25,.
[0021]
According to the fuel cell 10, the hydrogen gas is supplied through the hydrogen gas passages 20,..., 24,. The oxygen gas can be supplied through the gas passages 21, 25,... As shown by an arrow C, and can be guided as shown by an arrow D toward the central portion 19 of the lower separator 15.
[0022]
Thereby, the hydrogen gas is brought into contact with the catalyst contained in the negative electrode 12, and the oxygen gas is brought into contact with the catalyst contained in the positive electrode 13 so that electrons e. ⁻ To generate a current.
At this time, generated water is generated from the hydrogen molecules and the oxygen molecules, and the generated water is guided from the center of the separator 15 to the generated water passages 22..., 26. .., 26,...
[0023]
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1 and shows a cross section of the outer peripheral portion 17 of the separator 15.
The separator 15 is obtained by covering an outer peripheral portion 17 of a single separator 16 with a sealing material 18.
Specifically, in the outer peripheral portion 17 of the separator unit 16, a front-side molding layer (a portion on the front side of the sealing material 18) 32 is formed on the surface 31 of the separator unit 16, and a back-side molding layer is formed on the back surface 33 of the separator unit 16. (The part on the back surface side of the sealing material 18) 34 is formed.
[0024]
The front-side molding layer 32 integrally includes a ridge portion 28 surrounding the central portion 19 of the separator unit 16, and a ridge that forms a passage such as the hydrogen gas passage 20, the oxygen gas passage 21, and the generated water passage 22 shown in FIG. 1. 36.
[0025]
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention. The injection molding apparatus 40 includes a first mold 41 that can be moved up and down as indicated by arrows, and the first mold 41 includes a first injection unit 42. The second mold 43 includes a second mold 43 that can be clamped, the second mold 43 includes a second injection unit 44, and an air supply unit 45 that operates the first and second injection units 42 and 44. There is provided a control means 46 capable of controlling air supply from 45 to the first and second injection means 42 and 44 and a state in which air is not supplied.
[0026]
The first mold 41 includes a front-side cavity surface 50 on a surface facing the second mold 43. By clamping the first mold 41 and the second mold 43 and clamping the separator 16 between the first mold 41 and the second mold 43, the front cavity surface 50 and the surface 31 of the separator 16 form the front cavity. 51 (see FIG. 4B).
In addition, the first mold 41 includes a first gate 52 that opens to the front cavity surface 50 and a first pressure sensor 53 that measures the internal pressure of the front cavity 51.
[0027]
The first injection means 42 is connected to the first gate 52. The injection means 42 includes a supply path 55 communicating with the first gate 52, an injection cylinder 56 communicating with the supply path 55, and a plunger 57 movably disposed in the injection cylinder 56. It is connected to a piston 59 via a rod 58, and this piston 59 is movably disposed in a cylinder 60.
The outlet of the hopper 61 communicates with the injection cylinder 56, so that the resin material in the hopper 61, for example, a silicone rubber (molded material) 62 in a molten state can be supplied into the injection cylinder 56.
[0028]
After the silicone rubber 62 in the hopper 61, that is, the molten silicone rubber 62 is supplied from the outlet into the injection cylinder 56, the plunger 57 is pushed out by moving the piston 59 by the air supply means 45 in the direction of the arrow, and the injection is performed. The silicone rubber 62 in the cylinder 56 can be injected into the front side cavity 51 (see FIG. 4B) through the first gate 52.
[0029]
The second mold 43 has a back cavity surface 65 on a surface facing the first mold 41. The first mold 41 and the second mold 43 are clamped, and the separator body 16 is sandwiched between the first mold 41 and the second mold 43, so that the back cavity surface 65 and the back surface 33 of the separator body 16 form the back cavity. 66 (see FIG. 4B).
In addition, the second mold 43 includes a second gate 67 that opens to the back cavity surface 65 and a second pressure sensor 68 that measures the internal pressure of the back cavity 66.
[0030]
The second injection means 44 communicates with the second gate 67. Like the first injection means 42, the second injection means 44 includes a supply path 71 that communicates with the second gate 67, includes an injection cylinder 72 that communicates with the supply path 71, and has a plunger 73 in the injection cylinder 72. Is movably disposed, the plunger 73 is connected to a piston 75 via a rod 74, and the piston 75 is movably disposed in a cylinder 76.
The outlet of the hopper 77 communicates with the injection cylinder 72, and the resin material in the hopper 77, for example, the silicone rubber (molded material) 62 in a molten state can be supplied into the injection cylinder 62.
[0031]
After the silicone rubber 62 in the hopper 61, that is, the silicone rubber 62 in the molten state is supplied from the outlet into the injection cylinder 72, the plunger 73 is pushed out by moving the piston 75 in the direction of the arrow by the air supply means 45, and the injection is performed. The silicone rubber 62 in the cylinder 72 can be injected through the second gate 67 into the back cavity 66 (shown in FIG. 4B).
[0032]
The air supply means 45 connects the air supply source 80 to the cylinder 60 of the first injection means 42 via the first air flow path 81, and connects the air supply source 80 to the second injection means via the second air flow path 82. This is in communication with 44 cylinders 76.
[0033]
The control means 46 includes a first control section 85 in the middle of the first air flow path 81, and electrically connects the first pressure sensor 53 to the first control section 85 via a harness 87, and A second controller 86 is provided in the middle of the road 82, and the second pressure sensor 68 is electrically connected to the second controller 86 via a harness 88.
[0034]
The first pressure sensor 53 detects the internal pressure of the front cavity 51 (see FIG. 4B) and transmits a detection signal of the internal pressure to the first control unit 85.
The first control unit 85 keeps the first air flow path 81 open in the normal state, switches the first air flow path 81 to the closed state based on a detection signal from the first pressure sensor 53, or The configuration is such that the aperture ratio of the flow path 81 is adjusted.
[0035]
Therefore, by driving the air supply source 80 in the normal state, the air discharged from the air supply source 80 passes through the first half of the first air flow path 81, the first control unit 85, and the second half of the first air flow path 81. 1 It supplies to the cylinder 60 of the injection means 42.
Thereby, the piston 59 is moved in the direction of the arrow to push out the plunger 57, and the silicone rubber 62 in the injection cylinder 56 is injected into the front side cavity 51 (shown in FIG. 4B) through the first gate 52.
[0036]
The second pressure sensor 68 detects the internal pressure of the back cavity 66 (see FIG. 4B) and transmits a detection signal to the second control unit 86.
The first control unit 86 keeps the second air flow path 82 open in the normal state, switches the second air flow path 82 to the closed state based on the detection signal from the second pressure sensor 68, or The configuration is such that the aperture ratio of the flow path 82 is adjusted.
[0037]
Therefore, by driving the air supply source 80 in the normal state, the air discharged from the air supply source 80 passes through the first half of the second air flow path 82, the second control unit 86, and the second half of the second air flow path 82. (2) Supply air to the cylinder 76 of the injection means 44.
Thus, the piston 75 is moved in the direction of the arrow to push out the plunger 73, and the silicone rubber 62 in the injection cylinder 72 is injected into the back cavity 66 (shown in FIG. 4B) through the second gate 67.
[0038]
Next, an injection molding method for molding the sealing material 18 on the outer peripheral portion 17 of the separator 16 using the injection molding device 40 will be described with reference to FIGS.
First, the injection molding apparatus 40 shown in FIG. 3, that is, the front side cavity surface 50 covering the surface 31 of the separator unit 16, the first gate 52 opened in the front side cavity surface 50, and the front side cavity 51 (see FIG. 4B) A) a first mold 41 having a first pressure sensor 53 for detecting the internal pressure, a back cavity surface 65 covering the back surface 33 of the separator 16, a second gate 67 opened on the back cavity surface 65, and a back cavity 66. A second mold 43 having a second pressure sensor 68 for detecting an internal pressure is prepared.
[0039]
FIGS. 4A and 4B are first explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
In (a), the separator 16 is placed on the back cavity surface 65 of the second mold 43, and the first mold 41 is lowered as indicated by the arrow (1), thereby clamping the first and second molds 41 and 43. I do.
[0040]
In (b), by sandwiching the separator body 16 between the first mold 41 and the second mold 43, the front side cavity 51 is formed by the surface 31 of the separator body 16 and the front side cavity surface 50 of the first mold 41, A back cavity 66 is formed by the back surface 33 of the separator 16 and the back cavity surface 65 of the second mold 43.
[0041]
Next, the air discharged from the air supply source 80 is supplied to the cylinder 60 of the first injection means 42 by driving the air supply source 80 of the air supply means 45. The piston 59 moves as shown by the arrow, and the plunger 57 moves integrally with the piston 59 as shown by the arrow.
As a result, the molten silicone rubber 62 in the injection cylinder 56 is injected into the front side cavity 51 through the supply path 55 and the first gate 52 as shown by the arrow (2).
At this time, the internal pressure of the front cavity 51 is detected by the first pressure sensor 53.
[0042]
At the same time, the air discharged from the air supply source 80 is supplied to the cylinder 76 of the second injection means 44. The piston 75 moves as indicated by an arrow, and the plunger 73 moves integrally with the piston 75 as indicated by an arrow.
As a result, the molten silicone rubber 62 in the injection cylinder 72 is injected into the back cavity 66 through the supply path 71 and the second gate 67 as shown by the arrow (3).
At this time, the internal pressure of the back cavity 66 is detected by the second pressure sensor 68.
[0043]
As described above, by detecting the internal pressures of the front and rear cavities 51 and 66 by the first and second pressure sensors 53 and 68, the internal pressures of the front and rear cavities 51 and 66 are kept constant. The opening ratio of each of the first and second air flow paths 81 and 82 can be adjusted by the first and second control units 85 and 86.
[0044]
Therefore, since a fixed injection pressure can be applied to the front surface 31 and the back surface 33 of the separator unit 16, it is possible to prevent the separator unit 16 from being deformed by the injection pressure. As a result, the silicone rubber 62 can be quickly filled into the front and rear cavities 51 and 66 at a normal injection pressure.
[0045]
In addition, by keeping the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 constant, the injection of the silicone rubber 62 is controlled while controlling the flow rate of the silicone rubber 62 so that the internal pressure difference between the front and back cavities 51 and 66 is eliminated. Can be performed.
Thus, by eliminating the internal pressure difference between the front and rear cavities 51 and 66, the load applied to the separator unit 16 can be reduced.
[0046]
FIGS. 5A and 5B are second explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
In (a), the inside pressure of the front side cavity 51 reaches a predetermined value by filling the front side cavity 51 with a prescribed amount of the molten silicone rubber 62. At this time, the internal pressure that has reached the specified value is detected by the first pressure sensor 53, and this detection signal is transmitted to the first control unit 85 of the control unit 45.
[0047]
The first control unit 85 is operated by this detection signal to close the first air flow path 81 and stop the air supply to the cylinder 60. As a result, the piston 59 and the plunger 57 are stopped, and the injection of the silicone rubber 62 into the front side cavity 51 is stopped.
Thereby, the front cavity 51 can be reliably filled with the specified amount of the silicone rubber 62, and the front molding layer 32 can be suitably molded on the surface 31 of the separator 16.
[0048]
On the other hand, by filling the backside cavity 66 with a prescribed amount of the molten silicone rubber 62, the internal pressure of the backside cavity 66 reaches a prescribed value. At this time, the internal pressure that has reached the specified value is detected by the second pressure sensor 68, and this detection signal is transmitted to the second control unit 86 of the control unit 45.
[0049]
The second control section 86 is operated by this detection signal to close the second air flow path 82 and stop the air supply to the cylinder 76. Accordingly, the piston 75 and the plunger 73 stop, and the injection of the silicone rubber 62 into the back cavity 66 is stopped.
As a result, the back cavity 66 can be reliably filled with the prescribed amount of the silicone rubber 62, and the back molding layer 34 can be suitably molded on the back 33 of the separator 16.
[0050]
As described above, the front molding layer 32 is preferably formed on the front surface 31 of the separator unit 16 and the back molding layer 34 is suitably molded on the back surface 33 of the separator unit 16, thereby forming the front and back molding layers 32, 34. Thus, the sealing material 18 can be suitably molded.
After the formation of the sealing material 18, the first mold 41 is moved as shown by the arrow (4) to open the first and second molds 41 and 43.
[0051]
In (b), the first and second dies 41 and 43 are opened to separate the separator 15 obtained by covering the outer peripheral portion 17 of the separator 16 with the sealing material 18 from the first and second dies 41 and 43. Release mold.
Thereby, the manufacturing process of the separator 15 is completed.
[0052]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the silicone rubber 62 in the molten state is injected from the first gate 52 to the front cavity 51 and the silicone rubber 62 is injected from the second gate 67 to the back cavity 66. Can be injected.
In this manner, the silicone rubber 62 is individually injected from the first and second gates 52, 67 into the front and back cavities 51, 66, so that the silicone rubber 62 is efficiently injected into the front and back cavities 51, 66. It is possible to quickly fill the cavities 51 and 66 on the front and back sides by guiding the cavities.
[0053]
In addition, by detecting the internal pressure of the front and back cavities 51 and 66 with the first and second pressure sensors 53 and 68, the internal pressure of the front and back cavities 51 and 66 can be kept constant.
Therefore, the front side cavity 51 and the back side cavity 66 can be suitably filled with the silicone rubber 62, respectively.
Thereby, the front side molding layer 32 and the back side molding layer 34 can be satisfactorily formed on the front surface 31 and the back surface 33 of the separator unit 16 without taking time.
[0054]
Next, a second embodiment will be described. In the injection molding apparatus of the second embodiment, the same members as those of the first embodiment are described.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
The injection molding apparatus 100 includes a first mold 101 that can be moved up and down as indicated by arrows, and a second mold 102 that can be disposed below the first mold 101 and can be clamped to the first mold 101. An injection unit 105 communicating with the first gate 103 of the mold 101 and a second gate 104 of the second mold 102 is provided, and a control unit 106 for opening and closing the first and second gates 103 and 104 is provided.
[0055]
The first mold 101 includes a front-side cavity surface 50 on a surface facing the second mold 102. By clamping the first mold 101 and the second mold 102 and sandwiching the separator 16 between the first mold 101 and the second mold 102, the front cavity surface 50 and the surface 31 of the separator 16 form the front cavity. 51 (see FIG. 5A).
In addition, the first mold 101 includes a first gate 103 opening on the front cavity surface 50 and a first pressure sensor 107 for measuring the internal pressure of the front cavity 51.
[0056]
The second mold 102 has a back cavity surface 65 on a surface facing the first mold 101. By clamping the first mold 101 and the second mold 102 and holding the separator 16 between the first mold 101 and the second mold 102, the back cavity surface 65 and the back surface 33 of the separator 16 form a back cavity. 66 (see FIG. 7B).
In addition, the second mold 102 includes a second gate 104 opening to the back cavity surface 65 and a second pressure sensor 108 for measuring the internal pressure of the back cavity 66.
[0057]
An injection means 105 is connected to the first and second gates 103 and 104. The injection means 105 includes a first supply path 110 communicating with the first gate 103, a second supply path 111 communicating with the second gate 104, and communication with the first and second supply paths 110 and 111. An injection cylinder 112 is provided. A plunger 113 is movably disposed in the injection cylinder 112. The plunger 113 is connected to a piston 115 via a rod 114, and the piston 115 is movably disposed in a cylinder 116.
[0058]
The outlet of the hopper 117 is communicated with the injection cylinder 112, and the resin material in the hopper 117, that is, the molten silicone rubber (molded material) 62 can be supplied into the injection cylinder 112.
After the silicone rubber 62 in the hopper 61, that is, the melted silicone rubber 62 is supplied from the outlet into the injection cylinder 56, the plunger 113 is pushed out by moving the piston 115 in the direction of the arrow.
[0059]
Thus, the silicone rubber 62 in the injection cylinder 112 is injected into the front cavity 51 (shown in FIG. 5A) through the first gate 103, and is injected through the second gate 104 into the back cavity 66 (FIG. 5A). )).
[0060]
The control means 106 includes a first opening / closing section 120 for opening / closing the first gate 103, a second opening / closing section 121 for opening / closing the second gate 104, and the first and second opening / closing sections 120, 121 each have a first opening / closing section. , A control unit 124 is connected via the second air flow paths 122, 123, an air supply source 126 is connected to the control unit 124 via an air supply path 125, and the control unit 124 is connected via harnesses 127, 128. And the first and second pressure sensors 107 and 108 are electrically connected.
[0061]
The first opening / closing unit 120 arranges the first opening / closing valve 131 in the first gate 103 so as to be able to move up and down as indicated by an arrow, extends the rod 132 upward from the first opening / closing valve 131, and attaches the piston 133 to the upper end of the rod 132. And the piston 133 are slidably housed in the cylinder 134.
[0062]
The second opening / closing section 121 arranges the second opening / closing valve 136 in the second gate 104 so as to be able to move up and down as shown by the arrow, extends the rod 137 upward from the second opening / closing valve 136, and attaches the piston 138 to the upper end of the rod 137. , And a piston 138 are slidably housed in a cylinder 139.
[0063]
The first pressure sensor 107 detects the internal pressure of the front side cavity 51 (see FIG. 7B) and transmits a detection signal to the control unit 124.
The second pressure sensor 108 detects the internal pressure of the back cavity 66 (see FIG. 7B) and transmits a detection signal to the control unit 124.
[0064]
The controller 124 sets the first on-off valve 131 to the standby position P1 and opens the first gate 103 by keeping the air supply path 125 and the first air flow path 122 in a non-communication state in the normal state, By keeping the air supply path 125 and the second air flow path 123 in a non-communicating state, the second opening / closing valve 136 is set to the standby position P2 and the second gate 104 is opened.
[0065]
Further, the control unit 124 switches the air supply path 125 and the first air flow path 122 to a communication state based on a detection signal from the first pressure sensor 107, thereby transmitting the air from the air supply source 126 to the cylinder 134. The first gate 103 is closed by operating the piston 133 to lower the first on-off valve 131 from the standby position P1.
[0066]
Further, the control unit 124 switches the air supply path 125 and the second air flow path 123 to a communication state based on a detection signal from the second pressure sensor 108, thereby transmitting air from the air supply source 126 to the cylinder 139. The second opening / closing valve 136 is lifted from the standby position P2 by operating the piston 138 to guide the piston 138 to close the second gate 104.
[0067]
In addition, the control unit 124 controls the internal pressures of the front cavity 51 and the rear cavity 66 (see FIG. 7B) based on the detection signals from the first and second pressure sensors 107 and 108 so as to be constant. , The first and second on-off valves 131 and 136 adjust the aperture ratios of the first and second gates 103 and 104.
[0068]
Next, an injection molding method for molding the sealing material 18 on the outer peripheral portion 17 of the separator 16 using the injection molding apparatus 100 will be described with reference to FIGS.
First, the injection molding apparatus 100 shown in FIG. 6, that is, the front side cavity surface 50 covering the surface 31 of the separator unit 16, the first gate 103 opened in the front side cavity surface 50, and the front side cavity 51 (see FIG. 7B) A) a first mold 101 having a first pressure sensor 107 for detecting an internal pressure, a back cavity surface 65 covering the back surface 33 of the separator unit 16, a second gate 104 opened in the back cavity surface 65, and a back cavity 66. A second mold 102 having a second pressure sensor 108 for detecting an internal pressure is prepared.
[0069]
FIGS. 7A and 7B are first explanatory views showing an injection molding method using an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
In (a), the separator 16 is placed on the cavity surface 65 on the back side of the second mold 102, and the first mold 101 is lowered as shown by the arrow (5), thereby clamping the first and second molds 101 and 102. I do.
[0070]
In (b), by sandwiching the separator body 16 between the first mold 101 and the second mold 102, the front side cavity 51 is formed by the surface 31 of the separator body 16 and the front side cavity surface 50 of the first mold 41, A back cavity 66 is formed by the back surface 33 of the separator unit 16 and the back cavity surface 65 of the second mold 102.
[0071]
FIG. 8 is a second explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
Next, the piston 115 of the injection means 105 is moved as shown by the arrow, and the plunger 113 is moved together with the piston 59 as shown by the arrow.
[0072]
As a result, the molten silicone rubber 62 in the injection cylinder 112 is injected into the front side cavity 51 through the first supply path 110, the first gate 103, and the front end channel 103a of the first gate 103 as shown by an arrow (6). .
At this time, the first pressure sensor 107 detects the internal pressure of the front cavity 51.
Simultaneously, the molten silicone rubber 62 in the injection cylinder 112 is injected into the back cavity 66 through the second supply path 111, the second gate 104, and the front end flow path 104a of the second gate 104 as shown by an arrow {circle around (7)}.
At this time, the internal pressure of the back cavity 66 is detected by the second pressure sensor 108.
[0073]
As described above, by detecting the internal pressure of the front and rear cavities 51 and 66 by the first and second pressure sensors 107 and 108, the internal pressure of the front and rear cavities 51 and 66 is kept constant. The aperture ratio of each of the first and second gates 103 and 104 can be adjusted by the control unit 124.
[0074]
Therefore, since a fixed injection pressure can be applied to the front surface 31 and the back surface 33 of the separator unit 16, it is possible to prevent the separator unit 16 from being deformed by the injection pressure. As a result, the silicone rubber 62 can be quickly filled into the front and rear cavities 51 and 66 at a normal injection pressure.
[0075]
In addition, by keeping the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 constant, the injection of the silicone rubber 62 is controlled while controlling the flow rate of the silicone rubber 62 so that the internal pressure difference between the front and back cavities 51 and 66 is eliminated. Can be performed.
Thus, by eliminating the internal pressure difference between the front and rear cavities 51 and 66, the load applied to the separator unit 16 can be reduced.
[0076]
FIGS. 9A and 9B are third explanatory views showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
In (a), the inside pressure of the front side cavity 51 reaches a predetermined value by filling the front side cavity 51 with a prescribed amount of the molten silicone rubber 62. At this time, the first pressure sensor 107 detects the specified internal pressure, and transmits the detection signal to the control unit 124 of the control unit 106.
[0077]
The control section 124 is operated by this detection signal to switch the air supply path 125 and the first air flow path 122 to a communication state. The air from the air supply source 126 is guided to the cylinder 134 via the air supply path 125 and the first air flow path 122 to operate the piston 133.
[0078]
By operating the rod 132 together with the piston 133, the first on-off valve 131 is lowered from the standby position P1 (see FIG. 6), and the first gate 103 is closed by the first on-off valve 131.
Thereby, the front cavity 51 can be reliably filled with the specified amount of the silicone rubber 62, and the front molding layer 32 can be suitably molded on the surface 31 of the separator 16.
[0079]
On the other hand, by filling the backside cavity 66 with a prescribed amount of the molten silicone rubber 62, the internal pressure of the backside cavity 66 reaches a prescribed value. At this time, the internal pressure that has reached the specified value is detected by the second pressure sensor 108, and this detection signal is transmitted to the control unit 124 of the control unit 106.
[0080]
The control section 124 is operated by this detection signal to switch the air supply path 125 and the second air flow path 123 to a communication state. Air from the air supply source 126 is guided to the cylinder 139 via the air supply path 125 and the second air flow path 123 to operate the piston 138.
[0081]
By operating the rod 137 together with the piston 138, the second on-off valve 136 is raised from the standby position P2 (see FIG. 6), and the second gate 104 is closed by the second on-off valve 136.
As a result, the back cavity 66 can be reliably filled with the prescribed amount of the silicone rubber 62, and the back molding layer 34 can be suitably molded on the back 33 of the separator 16.
[0082]
As described above, the front molding layer 32 is preferably formed on the front surface 31 of the separator unit 16 and the back molding layer 34 is suitably molded on the back surface 33 of the separator unit 16, thereby forming the front and back molding layers 32, 34. Thus, the sealing material 18 can be suitably molded.
After the formation of the sealing material 18, the first mold 101 is moved as shown by the arrow (8) to open the first and second molds 101 and 102.
[0083]
FIG. 10 is a fourth explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
By opening the first and second dies 101 and 102, the separator 15 obtained by covering the outer peripheral portion 17 of the separator 16 with the sealing material 18 is released from the first and second dies 101 and 102.
Thereby, the manufacturing process of the separator 15 is completed.
[0084]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the molten silicone rubber 62 is injected from the first gate 103 to the front cavity 51 and the silicone rubber 62 is injected from the second gate 104 to the back cavity 66. Can be injected.
[0085]
In this manner, the silicone rubber 62 is individually injected from the first and second gates 103 and 104 into the front and back cavities 51 and 66, so that the silicone rubber 62 is efficiently injected into the front and back cavities 51 and 66. It is possible to quickly fill the cavities 51 and 66 on the front and back sides by guiding the cavities.
[0086]
In addition, by detecting the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 with the first and second pressure sensors 107 and 108, the internal pressures of the front and back cavities 51 and 66 can be kept constant.
Therefore, the front side cavity 51 and the back side cavity 66 can be suitably filled with the silicone rubber 62, respectively.
Thereby, the front side molding layer 32 and the back side molding layer 34 can be satisfactorily formed on the front surface 31 and the back surface 33 of the separator unit 16 without taking time.
[0087]
In the above-described embodiment, an example in which the silicone rubber 59 is used as the molding material has been described. However, the present invention is not limited to this, and other rubber materials and resin materials can be used.
Further, in the above-described embodiment, the separator 16 is described as an example of the plate-shaped body. However, the plate-shaped body is not limited to this, and may be applied to other plate materials.
[0088]
Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the injection molding apparatus 40 in which the first and second dies 41 and 43 are arranged horizontally, and the first dies 41 are moved up and down to perform mold clamping and mold opening. However, the present invention is not limited to this, and the first and second dies 41 and 43 are arranged vertically, and the first dies 41 are moved horizontally in the horizontal direction, so that mold clamping and mold opening can be performed. It is also possible to apply the present invention to an injection molding apparatus.
[0089]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects by the above configuration.
Claim 1 has the first gate facing the front side cavity and the second gate facing the back side cavity, and injects the molding material from the first gate to the front side cavity, and injects the molding material from the second gate to the back side cavity. Inject.
In this way, by injecting the molding material from the first and second gates respectively into the front and back cavities, the molding material is efficiently guided to the front and back cavities, and quickly into the front and back cavities. Can be filled.
[0090]
Further, by detecting the internal pressure of the front and back cavities with the first and second pressure sensors, the internal pressure of the front and back cavities can be kept constant. Therefore, the molding material can be suitably filled into the front side cavity and the back side cavity.
In this way, the molding material can be quickly and suitably filled into the front and back cavities, so that the front molding layer and the back molding layer can be satisfactorily applied to the front and back surfaces of the plate-shaped body without taking time. It can be molded, and productivity can be increased.
[0091]
In addition, by keeping the internal pressures of the front and rear cavities constant, it is possible to inject the molding material while controlling the flow rate of the molding material so that the internal pressure difference between the front and back cavities is eliminated.
Thus, by eliminating the internal pressure difference between the front and rear cavities, the load applied to the plate-shaped body can be reduced.
[0092]
In the second aspect, the first mold is provided with a first gate facing the front cavity, and the second mold is provided with a second gate facing the back cavity.
As a result, the molding material can be individually injected from the first and second gates into the front and back cavities, so that the molding material can be efficiently guided to the front and back cavities to quickly enter the front and back cavities. Can be filled.
[0093]
Further, a first pressure sensor is provided in the first mold, and a second pressure sensor is provided in the second mold, and the internal pressures of the front and rear cavities are determined based on the internal pressure data detected by the first and second pressure sensors. Control means to keep it constant was provided.
Thus, the molding material can be suitably filled in the front side cavity and the back side cavity.
[0094]
In this way, the molding material can be quickly and suitably filled into the front and back cavities, so that the front molding layer and the back molding layer can be satisfactorily applied to the front and back surfaces of the plate-shaped body without taking time. It can be molded, and productivity can be increased.
[0095]
In addition, by providing the first and second pressure sensors and the control unit, the internal pressure of the front and back cavities can be kept constant, so that the difference in the internal pressure of the front and back cavities is eliminated. The injection of the molding material can be performed while controlling the flow rate.
Thus, by eliminating the internal pressure difference between the front and rear cavities, the load applied to the plate-shaped body can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a fuel cell provided with a separator molded by an injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
FIG. 4 is a first explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
FIG. 5 is a second explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (first embodiment) according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 7 is a first explanatory view showing an injection molding method using an injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 8 is a second explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 9 is a third explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 10 is a fourth explanatory view showing an injection molding method using the injection molding apparatus (second embodiment) according to the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional example in which a sealing material is formed on an outer peripheral portion of a fuel cell separator.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 15: Separator, 16: Separator alone (plate-like body), 17: Outer peripheral portion, 18: Seal material (molded layer composed of a front molded layer and a back molded layer), 31: Front surface, 32: Front molded layer, 33: Back surface .., 34: Back molding layer, 40, 100: Injection molding apparatus, 41, 101: First mold, 43, 102: Second mold, 46, 106: Control means, 50: Front cavity surface, 50: Front cavity, 52 103, a first gate, 53, 107, a first pressure sensor, 62, silicone rubber (molded material) in a molten state, 65, a back cavity surface, 66, a back cavity, 67, 104, a second gate, 68, 108 ... Second pressure sensor.

Claims

板状体の表面および裏面に射出成形法により成形層を被せる射出成形方法において、
前記板状体の表面に対向する表側キャビティ面、この表側キャビティ面に開口させた第１ゲート並びに表側キャビティ面に臨ませた第１圧力センサを有する第１型と、前記板状体の裏面に対向する裏側キャビティ面、この裏側キャビティ面に開口させた第２ゲート、並びに裏側キャビティ面に臨ませた第２圧力センサを有する第２型とを準備し、
第１型と第２型とで板状体を挟むことにより、第１型の表側キャビティ面および板状体の表面で表側キャビティを形成するとともに、第２型の裏側キャビティ面および板状体の裏面で裏側キャビティを形成する工程と、
第１ゲートを通じて表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出するとともに、第２ゲートを通じて裏側キャビティへ成形材を射出し、
第１圧力センサの測定値が規定値に達したとき、表側キャビティへの成形材の射出を停止するとともに、第２圧力センサの測定値が規定値に達したとき、裏側キャビティへの成形材の射出を停止して、表・裏側のキャビティに表・裏側の成形層をそれぞれ成形することを特徴とする射出成形方法。In the injection molding method of covering the molding layer on the front and back surfaces of the plate-like body by the injection molding method,
A first mold having a front-side cavity surface facing the surface of the plate-like body, a first gate opened to the front-side cavity surface, and a first pressure sensor facing the front-side cavity surface; and a back surface of the plate-like body. Preparing a second mold having an opposed back cavity surface, a second gate opened to the back cavity surface, and a second pressure sensor facing the back cavity surface;
By sandwiching the plate-like body between the first mold and the second mold, a front-side cavity is formed by the front-side cavity surface of the first mold and the surface of the plate-like body, and the backside cavity surface of the second mold and the plate-like body are formed. Forming a backside cavity on the backside;
Inject molding material such as resin into the front cavity through the first gate, and inject molding material into the back cavity through the second gate,
When the measured value of the first pressure sensor reaches a specified value, the injection of the molding material into the front side cavity is stopped, and when the measured value of the second pressure sensor reaches the specified value, the molding material is injected into the back side cavity. An injection molding method, wherein injection is stopped and front and back molding layers are formed in front and back cavities, respectively.

第１、第２の型で板状体を挟むことにより板状体の表面と第１型とで表側キャビティを形成するとともに、板状体の裏面と第２型とで裏面キャビティを形成し、表・裏側のキャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の表面に表側成形層を成形するとともに裏面に裏面成形層を成形するように構成した射出成形装置であって、
前記第１型に、前記表側キャビティに臨む第１ゲート並びに表側キャビティの内圧を測定する第１圧力センサを備え、
前記第２型に、前記裏側キャビティに臨む第２ゲート並びに裏側キャビティの内圧を測定する第２圧力センサを備え、
前記表側キャビティの内圧が規定値に到達した際に第１圧力センサの信号に基づいて表側キャビティへの成形材の射出を停止させ、前記裏側キャビティの内圧が規定値に到達した際に第２圧力センサの信号に基づいて裏側キャビティへの成形材の射出を停止させる制御手段を備えたことを特徴とする射出成形装置。By sandwiching the plate-shaped body between the first and second molds, a front-side cavity is formed by the surface of the plate-shaped body and the first mold, and a back-side cavity is formed by the back surface of the plate-shaped body and the second mold. An injection molding apparatus configured to fill a molding material such as resin into the front and back cavities to form a front molding layer on the surface of the plate-like body and to form a back molding layer on the back surface,
The first mold includes a first gate facing the front cavity and a first pressure sensor for measuring an internal pressure of the front cavity,
The second mold includes a second gate facing the back cavity and a second pressure sensor for measuring an internal pressure of the back cavity,
When the internal pressure of the front side cavity reaches a specified value, the injection of the molding material into the front side cavity is stopped based on the signal of the first pressure sensor, and when the internal pressure of the back side cavity reaches a specified value, the second pressure is reduced. An injection molding apparatus comprising control means for stopping injection of a molding material into a back cavity based on a signal of a sensor.