密封部件的制造方法及其金属模技术

本发明专利技术提供一种密封部件的制造方法及其金属模，其目的在于能够适当地保持成形用橡胶材料(4)填充时型腔(3)内的成形压力，有效地防止成形不良的发生。为此，将基材(11)放置在金属模(2)的分开模(22、23)之间并合模，向界定在所述基材(11)的表面和与其相对向的分开模(22、23)的内面之间的无端形状的型腔(3)注射成形用橡胶材料(4)，该注射量设定为在成形用橡胶材料(4)充满型腔(3)之后，从在该型腔(3)内的成形用橡胶材料(4)的合流位置(3a)开口的通气孔(36)向设置在其下游侧的剩余材料积存室(38)流入的同时，未充满该剩余材料积存室(38)的量，使在从通气孔(36)向剩余材料积存室(38)流入的成形用橡胶材料(4)中产生因流动阻力引起的压力下降，由于该压力下降，将型腔(3)的内压保持在垫圈(12)成形所需要的压力的下限值以上，并且未满从型腔(3)发生泄漏的压力的下限值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将形成于例如燃料电池组的各燃料电池单元的流路密封的燃料电池用密封件等，将由橡胶材料或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料构成的垫圈一体成形于薄膜、薄片或者板状的基框上的密封部件的制造方法以及用于该制造方法的金属模。
技术介绍
燃料电池具有利用分离器(separator)将发电体夹持作为燃料电池单元，并且将该燃料电池单元多个层叠的层叠构造，其中发电体包括在电解质膜的两面设有一对电极层的薄膜电极组件(MEA :Membrane Electrode Assembly)。并且，空气(氧气)从形成在各分离器的一个面上的空气流路供给一个催化剂电极层(空气极)，燃料气体(氢气)从形成在各个分离器的另一个面上的燃料气体流路供给另一个催化剂电极层(燃料极)，通过作为水的电分解的逆反应的电化学反应，即从氢气和氧气生成水的反应，从而产生电力。因此，在各燃料电池单元中设置有密封部件，用于防止燃料气体、空气、由上述电化学反应所产生的水、剩余空气等的泄漏。并且，作为这种密封部件，已知有在分离器或者如合成树脂薄膜等薄膜状、薄片状或者板状的基材上将由橡胶材料或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料制成的垫圈一体化的密封部件。在这种密封部件的制造中，如图7所示，现有技术使用由分开模101-103构成的金属模100，将基材200定位固定在分开模102、103之间，在通过合模而在界定在该基材 200与分开模102的内面之间的环状的型腔110内，经过形成于分开模101、102的直浇道 (sprue) 100a、横浇道(runner) IOOb以及浇口(gate) IOOc填充液状的成形用橡胶材料，通过交联硬化，从而在将橡胶状弹性材料构成的垫圈成形的同时，一体化于基材200上。这里，垫圈为连续形成无端形状的物体，由于将其成形的型腔110也具有相同形状，因此，填充于该型腔110的液状的成形用橡胶材料从浇口 IOOc向其两侧分支流动，在浇口 IOOc的相反侧的位置IlOa处合流。并且，在该合流位置110a，由于因混入残留空气或者来自成形用橡胶材料的挥发气体而容易产生成形不良，因此，在分开模102上形成通气孔 IOOd,该通气孔IOOd用于将这种残留空气或者挥发气体放掉，并且使合流的成形用橡胶材料良好地混合。该通气孔IOOd的一端在型腔110中的所述合流位置IlOa处开口，另一端在分开模101、102的接合面处开口(参照下述专利文献)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2008-168448号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的问课题)可是，如图8所示，在上述现有技术中，当在型腔110中的合流位置1 IOa合流并向通气孔IlOd流入的成形用橡胶材料300的一部分301未充满于该通气孔IOOd内的情况，不能够适当地保持型腔110内的成形压力，因此，可能会产生由于压力不足而导致垫圈材质的物理特性降低、或由于成形收缩而导致垫圈尺寸偏差、或在型腔110中的合流位置IlOa 以外的部分残留空气等成形不良。此外，如图9所示，当在型腔110中的合流位置IlOa合流并向通气孔IlOd流入的成形用橡胶材料300的一部分301充满于该通气孔IOOd内的情况，由于剩余的成形用橡胶材料没有去处，因此，在其瞬间型腔110内的成形压力急剧上升。因此，在该情况下，可能会型腔110内的成形用橡胶材料300的一部分向基材200与分开模102的接合面之间漏出， 产生较薄的溢料302，或者由于基材200的材质，该基材200由于过大的成形压力而受到损坏。因此，需要高精度地控制成形用橡胶材料300的注射量的计量、注射压力，以便在使成形用橡胶材料300的一部分301向通气孔IOOd充满的同时，将型腔110内的成形压力保持在适当的值。特别是，在浇口数较多的制品中，需要将成形用橡胶材料同时填充于全部浇口间的合流位置的通气孔中，但是，由于像这样的控制非常困难，因此，其结果不能防止较薄的溢料302的产生，需要进行较薄的溢料302的去除工作，并且成为降低成本的障碍。本专利技术为鉴于上述状况而作出的，其技术课题是适当地保持成形用橡胶材料填充时型腔内的成形压力，并且有效地防止成形不良以及由于成形用橡胶材料的漏出而产生较薄的溢料。(用于解决技术课题的手段)作为有效解决上述技术课题的手段，本专利技术第一方面所涉及的密封部件的制造方法如下，在制造将由橡胶状弹性材料构成的无端形状的垫圈一体成形于基材上的密封部件中，其特征在于，将所述基材放置在金属模的分开模之间并合模，向界定在所述基材的表面和与其相对向的分开模的内面之间的无端形状的型腔注射成形用橡胶材料，该注射量设定为在所述成形用橡胶材料充满所述型腔之后，从在该型腔内的成形用橡胶材料的合流位置开口的通气孔向设置在其下游侧的剩余材料积存室流入的同时，未充满该剩余材料积存室的量，使在从所述通气孔向剩余材料积存室流入的成形用橡胶材料中产生因流动阻力引起的压力下降，由于该压力下降，将所述型腔的内压保持在所述垫圈成形所需要的压力的下限值以上，并且未满从所述型腔发生泄漏的压力的下限值。并且，本专利技术第二方面所涉及的密封部件的制造用金属模的特征在于，包括无端形状的垫圈成形用型腔，界定在金属模的分开模之间放置的基材的表面和与其相对向的分开模的内面之间；通气孔，在该型腔内的成形用橡胶材料的合流位置开口 ；以及剩余材料积存室，在所述通气孔的下游侧经由孔道(orifice)延伸；该孔道以及剩余材料积存室沿着所述型腔与相对侧的分开模的接合面而形成，所述孔道使在从所述通气孔向所述剩余材料积存室流入的成形用橡胶材料中产生由于流动阻力引起的压力下降。(专利技术的效果)根据本专利技术第一方面所涉及的密封部件的制造方法，在填充于型腔的成形用橡胶材料在该型腔中的合流位置合流并向通气孔流入，并且在充满该通气孔之后进一步向其下游侧的剩余材料积存室流入的过程中，产生因流动阻力引起的压力下降，由于与此相应型腔内的成形压力上升，因此，防止由于成形压力不足所产生的成形不良，由于所述成形压力被抑制在小于成形用橡胶材料从所述型腔发生泄漏的压力，因此，也防止了由于成形用橡胶材料的泄漏而产生较薄的溢料。此外，为此，在成形后，由于能够确认橡胶材料存在于剩余材料积存室，因此，不仅能够容易地判断成形压力被适当地保持、而且能够容易地判断成形的垫圈的物理特性是适合的。此外，根据本专利技术第二方面所涉及的密封部件的制造用金属模，能够实现本专利技术第一方面所涉及的密封部件的制造方法。附图说明图1是示出通过本专利技术所涉及的密封部件的制造方法将由橡胶状弹性材料构成的垫圈一体成形于基材的单面的密封部件的截面图。图2是示出本专利技术所涉及的密封部件的制造方法的第一实施方式中所使用的金属模的浇口、型腔以及通气孔与基材的关系的俯视图。图3是示出本专利技术所涉及的密封部件的制造方法的第一实施方式中所使用的金属模的浇口、型腔以及通气孔与基材的关系的截面图。图4是示出利用本专利技术所涉及的密封部件的制造方法的第一实施方式中所使用的金属模的成形过程的截面图。图5是示出本专利技术所涉及的密封部件的制造方法的第二实施方式中所使用的金属模的浇口、型腔以及通气孔与基材的关系的截面图。图6是示出本专利技术所涉及的密封部件的制造方法的第三实施方式中所使用的金属模的浇口、型腔以及通气孔与基材的关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种密封部件的制造方法，在制造将由橡胶状弹性材料构成的无端形状的垫圈一体成形于基材上的密封部件中，其特征在于，将所述基材放置在金属模的分开模之间并合模，向界定在所述基材的表面和与其相对向的分开模的内面之间的无端形状的型腔注射成形用橡胶材料，该注射量设定为在所述成形用橡胶材料充满所述型腔之后，从在该型腔内的成形用橡胶材料的合流位置开口的通气孔向设置在其下游侧的剩余材料积存室流入的同时，未充满该剩余材料积存室的量，使在从所述通气孔向剩余材料积存室流入的成形用橡胶材料中产生因流动阻力引起的压力下降，由于该压力下降，将所述型腔的内压保持在所述垫圈成形所需要的压力的下限值以上，并且未满从所述型腔发生泄漏的压力的下限值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡部茂，
申请(专利权)人：NOK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP