特開 2024-30400 燃料電池用のシール部材の製造方法及び燃料電池用のシール部材の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024030400

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】燃料電池用のシール部材の製造方法及び燃料電池用のシール部材の製造装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20240229BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

B29C45/26

B29C45/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133265

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】坂口 雄太

(72)【発明者】

【氏名】脇本 祐貴

(72)【発明者】

【氏名】永田 達也

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202AH13

4F202CA11

4F202CB01

4F202CM02

4F206AH13

4F206JA07

4F206JL02

4F206JQ81

(57)【要約】

【課題】シール部材の離型性を高めることができる燃料電池用のシール部材の製造方法及び燃料電池用のシール部材の製造装置を提供する。
【解決手段】シール部材の製造方法は、成形工程と、離型工程とを備える。成形工程では、第１突条５６及び第１溝５７が設けられた固定型５０と、第２突条６６及び第２溝６７が設けられた可動型６０との間に樹脂を射出することでシール部材を成形する。成形工程では、第１突条５６、第１溝５７、第２突条６６、及び第２溝６７により形成されるキャビティＣに樹脂を射出することによって櫛歯部を成形する。離型工程では、固定型５０及び可動型６０が型開きされた状態で、可動型６０に対して出没可能に設けられたエジェクタピンによりシール部材を押し出すことで、シール部材を可動型６０から離型させる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を供給または排出する複数のマニホールドと、前記流体が流れる流路とを有する燃料電池用のセパレータに取り付けられる燃料電池用のシール部材の製造方法であって、
前記シール部材は、前記マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、前記枠部から前記流路に向かって片持ち状に延びる櫛歯部と、を有し、前記櫛歯部が、前記マニホールドと前記流路とを連通する連通路を前記セパレータと共に形成するものであり、
第１突条及び第１溝が交互に並んで設けられた固定型と、前記第１溝の底面に接触する第２突条、及び前記第１突条の突端面が接触する第２溝が交互に並んで設けられた可動型と、の間に樹脂を射出することで前記シール部材を成形する成形工程と、
前記成形工程の後に、前記固定型及び前記可動型が型開きされた状態で、前記可動型に対して出没可能に設けられたエジェクタピンにより前記シール部材を押し出すことで、前記シール部材を前記可動型から離型させる離型工程と、を備え、
前記成形工程では、前記第１突条、前記第１溝、前記第２突条、及び前記第２溝により形成されるキャビティに前記樹脂を射出することによって前記櫛歯部を成形する、
燃料電池用のシール部材の製造方法。

【請求項2】

流体を供給または排出する複数のマニホールドと、前記流体が流れる流路とを有する燃料電池用のセパレータに取り付けられる燃料電池用のシール部材の製造装置であって、
前記シール部材は、前記マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、前記枠部から前記流路に向かって片持ち状に延びる櫛歯部と、を有し、前記櫛歯部が、前記マニホールドと前記流路とを連通する連通路を前記セパレータと共に形成するものであり、
第１突条及び第１溝が交互に並んで設けられた固定型と、
前記第１溝の底面に接触する第２突条、及び前記第１突条の突端面が接触する第２溝が交互に並んで設けられた可動型と、を備え、
前記可動型には、前記シール部材を押し出すエジェクタピンが出没可能に設けられており、
前記固定型及び前記可動型が型締めされた状態において、前記第１突条、前記第１溝、前記第２突条、及び前記第２溝により前記櫛歯部を成形するキャビティが形成される、
燃料電池用のシール部材の製造装置。

【請求項3】

流体を供給または排出する複数のマニホールドと、前記流体が流れる流路とを有する燃料電池用のセパレータに取り付けられる燃料電池用のシール部材の製造方法であって、
前記シール部材は、前記マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、前記枠部から前記流路に向かって片持ち状に延びる櫛歯部と、を有し、前記櫛歯部が、前記マニホールドと前記流路とを連通する連通路を前記セパレータと共に形成するものであり、
固定型と、前記シール部材の外周部を成形する外側成形部、及び前記外側成形部とは別体に構成され、前記シール部材のうち前記外周部よりも内周側の部分を成形する内側成形部を有する可動型と、の間に樹脂を射出することで前記シール部材を成形する成形工程と、
前記成形工程の後に、前記固定型及び前記可動型が型開きされた状態で、前記外側成形部を前記固定型に向けて突出させることで、前記外周部を前記固定型に向けて押圧する押圧工程と、
前記押圧工程の後に、前記内側成形部に対して出没可能に設けられたエジェクタピンにより前記シール部材を押し出すことで、前記シール部材を前記可動型から離型させる離型工程と、を備える、
燃料電池用のシール部材の製造方法。

【請求項4】

流体を供給または排出する複数のマニホールドと、前記流体が流れる流路とを有する燃料電池用のセパレータに取り付けられる燃料電池用のシール部材の製造装置であって、
前記シール部材は、前記マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、前記枠部から前記流路に向かって片持ち状に延びる櫛歯部と、を有し、前記櫛歯部が、前記マニホールドと前記流路とを連通する連通路を前記セパレータと共に形成するものであり、
固定型と、
前記シール部材の外周部を成形する外側成形部、及び前記外側成形部とは別体に構成され、前記シール部材のうち前記外周部よりも内周側の部分を成形する内側成形部を有する可動型と、を備え、
前記外側成形部は、前記固定型に対する前記可動型の進退方向において前記内側成形部に対して進退可能に構成されており、
前記内側成形部には、前記シール部材を押し出すエジェクタピンが出没可能に設けられている、
燃料電池用のシール部材の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池用のシール部材の製造方法及び燃料電池用のシール部材の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料電池用のセパレータは、反応ガスが供給される供給マニホールドと、反応ガスが排出される排出マニホールドと、膜電極接合体に対向するとともに反応ガスが流れるガス流路とを有している。

【0003】

特許文献１には、マニホールドとガス流路とを連通する連通路が設けられたセパレータが開示されている。同連通路は、互いに並列する複数の凹部により形成されている。連通路には、複数の凹部を覆う樹脂製のシーリングプレートが被せられている。これにより、反応ガスが連通路を通じて、マニホールドとガス流路との間を流れる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２６６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１に記載の連通路において、反応ガスの流量を確保するためには、凹部の断面積を大きくする、すなわち、凹部の深さを大きくすることが考えられる。しかしながら、凹部の深さが大きくなると、セパレータの厚さが増大するおそれがある。

【0006】

そこで、本願発明者は、セパレータの厚さの増大を抑えるべく、セパレータに取り付けられることでセパレータと共に連通路を形成する樹脂製のシール部材の構造について検討した。同シール部材は、マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、枠部からガス流路に向かって片持ち状に延びるとともにセパレータと共に連通路を形成する櫛歯部とを有している。しかしながら、こうしたシール部材を射出成形によって成形する場合、以下の不都合が生じるおそれがある。すなわち、シール部材の成形後に射出成形を行う金型を型開きをする際に、櫛歯部が金型に食い付くことで、シール部材の離型が困難となるおそれがある。なお、こうした課題は、櫛歯部の幅や厚さが小さいほど顕著となる。このため、櫛歯部を有するシール部材の離型性を高めることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための燃料電池用のシール部材の製造方法は、流体を供給または排出する複数のマニホールドと、前記流体が流れる流路とを有する燃料電池用のセパレータに取り付けられる燃料電池用のシール部材の製造方法であって、前記シール部材は、前記マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、前記枠部から前記流路に向かって片持ち状に延びる櫛歯部と、を有し、前記櫛歯部が、前記マニホールドと前記流路とを連通する連通路を前記セパレータと共に形成するものであり、第１突条及び第１溝が交互に並んで設けられた固定型と、前記第１溝の底面に接触する第２突条、及び前記第１突条の突端面が接触する第２溝が交互に並んで設けられた可動型と、の間に樹脂を射出することで前記シール部材を成形する成形工程と、前記成形工程の後に、前記固定型及び前記可動型が型開きされた状態で、前記可動型に対して出没可能に設けられたエジェクタピンにより前記シール部材を押し出すことで、前記シール部材を前記可動型から離型させる離型工程と、を備え、前記成形工程では、前記第１突条、前記第１溝、前記第２突条、及び前記第２溝により形成されるキャビティに前記樹脂を射出することによって前記櫛歯部を成形する。

【0008】

同方法によれば、成形工程では、第１突条、第１溝、第２突条、及び第２溝により形成されるキャビティに樹脂が射出されることで櫛歯部が成形される。ここで、上記キャビティは、第１突条の突端面が第２溝に接触するとともに、第１溝の底面に第２突条が接触することで形成されている。このため、キャビティにおける固定型の占める割合と、可動型の占める割合との差を小さくできる。すなわち、櫛歯部における固定型の接触面積と、可動型の接触面積との差を小さくできる。これにより、櫛歯部が可動型に食い付くことを抑制できる。このため、離型工程においてエジェクタピンによりシール部材を押し出すことで、シール部材の離型を円滑に行うことができる。したがって、シール部材の離型性を高めることができる。

【0009】

上記課題を解決するための燃料電池用のシール部材の製造装置は、流体を供給または排出する複数のマニホールドと、前記流体が流れる流路とを有する燃料電池用のセパレータに取り付けられる燃料電池用のシール部材の製造装置であって、前記シール部材は、前記マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、前記枠部から前記流路に向かって片持ち状に延びる櫛歯部と、を有し、前記櫛歯部が、前記マニホールドと前記流路とを連通する連通路を前記セパレータと共に形成するものであり、第１突条及び第１溝が交互に並んで設けられた固定型と、前記第１溝の底面に接触する第２突条、及び前記第１突条の突端面が接触する第２溝が交互に並んで設けられた可動型と、を備え、前記可動型には、前記シール部材を押し出すエジェクタピンが出没可能に設けられており、前記固定型及び前記可動型が型締めされた状態において、前記第１突条、前記第１溝、前記第２突条、及び前記第２溝により前記櫛歯部を成形するキャビティが形成される。

【0010】

同構成によれば、第１突条、第１溝、第２突条、及び第２溝により形成されるキャビティに樹脂が射出されることで櫛歯部が成形される。ここで、上記キャビティは、第１突条の突端面が第２溝に接触するとともに、第１溝の底面に第２突条が接触することで形成されている。このため、キャビティにおける固定型の占める割合と、可動型の占める割合との差を小さくできる。すなわち、櫛歯部における固定型の接触面積と、可動型の接触面積との差を小さくできる。これにより、櫛歯部が可動型に食い付くことを抑制できる。このため、エジェクタピンによりシール部材を押し出すことで、シール部材の離型を円滑に行うことができる。したがって、シール部材の離型性を高めることができる。

【0011】

上記課題を解決するための燃料電池用のシール部材の製造方法は、流体を供給または排出する複数のマニホールドと、前記流体が流れる流路とを有する燃料電池用のセパレータに取り付けられる燃料電池用のシール部材の製造方法であって、前記シール部材は、前記マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、前記枠部から前記流路に向かって片持ち状に延びる櫛歯部と、を有し、前記櫛歯部が、前記マニホールドと前記流路とを連通する連通路を前記セパレータと共に形成するものであり、固定型と、前記シール部材の外周部を成形する外側成形部、及び前記外側成形部とは別体に構成され、前記シール部材のうち前記外周部よりも内周側の部分を成形する内側成形部を有する可動型と、の間に前記樹脂を射出することで前記シール部材を成形する成形工程と、前記成形工程の後に、前記固定型及び前記可動型が型開きされた状態で、前記外側成形部を前記固定型に向けて突出させることで、前記外周部を前記固定型に向けて押圧する押圧工程と、前記押圧工程の後に、前記内側成形部に対して出没可能に設けられたエジェクタピンにより前記シール部材を押し出すことで、前記シール部材を前記可動型から離型させる離型工程と、を備える。

【0012】

同方法によれば、成形工程において成形されたシール部材の外周部が、押圧工程において外側成形部によって固定型に向けて押圧される。これにより、櫛歯部を含むシール部材の一部が、内側成形部から離型する。その後、離型工程においてエジェクタピンによってシール部材を押し出すことで、シール部材の全体が可動型から離型する。このようにして、櫛歯部を可動型から段階的に離型することで、シール部材の離型を円滑に行うことができる。したがって、シール部材の離型性を高めることができる。

【0013】

上記課題を解決するための燃料電池用のシール部材の製造装置は、流体を供給または排出する複数のマニホールドと、前記流体が流れる流路とを有する燃料電池用のセパレータに取り付けられる燃料電池用のシール部材の製造装置であって、前記シール部材は、前記マニホールドに取り付けられる環状の枠部と、前記枠部から前記流路に向かって片持ち状に延びる櫛歯部と、を有し、前記櫛歯部が、前記マニホールドと前記流路とを連通する連通路を前記セパレータと共に形成するものであり、固定型と、前記シール部材の外周部を成形する外側成形部、及び前記外側成形部とは別体に構成され、前記シール部材のうち前記外周部よりも内周側の部分を成形する内側成形部を有する可動型と、を備え、前記外側成形部は、前記固定型に対する前記可動型の進退方向において前記内側成形部に対して進退可能に構成されており、前記内側成形部には、前記シール部材を押し出すエジェクタピンが出没可能に設けられている。

【0014】

同構成によれば、固定型及び可動型の型開き後に、内側成形部に対して外側成形部を固定型に向かって移動させることで、シール部材の外周部が外側成形部によって固定型に向けて押圧される。これにより、櫛歯部を含むシール部材の一部が、内側成形部から離型する。その後、エジェクタピンによってシール部材を固定型に向けて押圧することで、シール部材の全体が可動型から離型する。このようにして、櫛歯部を段階的に可動型から離型することができる。したがって、シール部材の離型性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、第１実施形態における発電セルを示す分解斜視図である。

【図2】図２は、第１実施形態におけるシール部材を示す平面図である。

【図3】図３は、第１実施形態におけるシール部材の製造装置を示す分解斜視図である。

【図4】図４は、第１実施形態における固定型を示す斜視図である。

【図5】図５は、第１実施形態における可動型を示す斜視図である。

【図6】図６は、第１実施形態における櫛歯部を成形するキャビティを示す断面図である。

【図7】図７は、第１実施形態におけるシール部材の製造方法の成型工程を示す断面図である。

【図8】図８は、第１実施形態におけるシール部材の製造方法の離型工程を示す斜視図である。

【図9】図９は、第２実施形態におけるシール部材の製造装置を示す分解斜視図である。

【図10】図１０は、第２実施形態における固定型を示す斜視図である。

【図11】図１１は、第２実施形態における可動型を示す斜視図である。

【図12】図１２は、第２実施形態における可動型の外側成形部が突出した状態を示す斜視図である。

【図13】図１３は、第２実施形態における櫛歯部を成形するキャビティを示す断面図である。

【図14】図１４は、第２実施形態におけるシール部材の製造方法の押圧工程を示す断面図である。

【図15】図１５は、第２実施形態におけるシール部材の製造方法の離型工程を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜第１実施形態＞
以下、図１～図８を参照して、燃料電池用のシール部材の製造方法及び燃料電池用のシール部材の製造装置の第１実施形態について説明する。

【0017】

まず、シール部材３０が適用される発電セル１０について説明する。
（発電セル１０）
図１及び図２に示すように、固体高分子形燃料電池は、複数の発電セル１０が積層されることにより構成されている。発電セル１０は、平面視において、例えば、長辺及び短辺を有する長方形状をなしている。

【0018】

以降において、発電セル１０の長辺方向及び短辺方向をそれぞれ単に長辺方向及び短辺方向と称する。
発電セル１０は、シート状の膜電極ガス拡散層接合体１１と、膜電極ガス拡散層接合体１１の外周を保持する枠状のフレーム１２と、膜電極ガス拡散層接合体１１及びフレーム１２を挟持する２つのセパレータ２０とを備えている。

【0019】

発電セル１０の長辺方向における両端部には、流体が供給または排出される複数のマニホールド２１が設けられている。マニホールド２１は、発電セル１０の両端部に３つずつ設けられている。上記３つのマニホールド２１は、短辺方向に互いに間隔をおいて設けられている。マニホールド２１は、フレーム１２と２つのセパレータ２０とを貫通している。なお、流体としては、例えば、空気や水素などの反応ガス、及び冷却水が挙げられる。

【0020】

空気は、例えば、マニホールド２１Ａから供給されて、マニホールド２１Ｂから排出される。水素は、例えば、マニホールド２１Ｃから供給されて、マニホールド２１Ｄから排出される。冷却水は、例えば、マニホールド２１Ｅから供給されて、マニホールド２１Ｆから排出される。

【0021】

セパレータ２０は、例えば、長方形板状をなしている。セパレータ２０の材料としては、例えば、ステンレス鋼などの金属材料、または導電性粒子及び樹脂材料を含む複合材料を用いることができる。

【0022】

セパレータ２０は、３つのマニホールド２１Ａ,２１Ｆ,２１Ｄと、３つのマニホールド２１Ｃ,２１Ｅ,２１Ｂとの間に位置するとともに流体が流れる流路２２を有している。
流路２２は、セパレータ２０の中央部に位置する主流路２３と、主流路２３の両端からマニホールド２１に向かって延びる２つの接続流路２４とを有している。

【0023】

主流路２３は、セパレータ２０の中央部においてセパレータ２０の長辺方向に延びる複数の溝により構成されている。主流路２３は、膜電極ガス拡散層接合体１１に対向している。接続流路２４は、主流路２３から上記短辺方向の一方または他方に位置するマニホールド２１に向かって延びている。

【0024】

マニホールド２１には、シール部材３０が取り付けられている。シール部材３０は、セパレータ２０及びフレーム１２、またはセパレータ２０及び他の発電セル１０のセパレータ２０により挟み込まれることで、これらの間からの流体の流出を阻止している。

【0025】

シール部材３０は、例えば、反応ガスが流れるマニホールド２１Ａ,２１Ｂ,２１Ｃ,２１Ｄのそれぞれに取り付けられている。なお、シール部材３０は、冷却水が流れるマニホールド２１Ｅ,２１Ｆにそれぞれ取り付けられていてもよい。

【0026】

（シール部材３０）
シール部材３０は、マニホールド２１に取り付けられる枠部３１と、枠部３１から流路２２に向かって片持ち状に延びる櫛歯部３２とを有している。シール部材３０は、薄板状をなしている。

【0027】

図２に示すように、枠部３１は、マニホールド２１に連通する貫通孔３１ａを有している。枠部３１は、貫通孔３１ａの一部を構成するとともに櫛歯部３２の基端が接続される接続部３１ｂを有している。

【0028】

枠部３１には、厚さ方向の両側に突出する凸部３６が設けられている。凸部３６は、例えば、貫通孔３１ａの周縁のうち接続部３１ｂを除く部分を取り囲んでいる。なお、凸部３６は、貫通孔３１ａの周方向に間隔をおいて複数設けられていてもよい。凸部３６は、フレーム１２または他のセパレータ２０に接触することで発電セル１０からの流体の流出を阻止する機能を有している。

【0029】

図２に破線にて示すように、接続部３１ｂにおけるセパレータ２０に対向する部分には、貫通孔３１ａから櫛歯部３２に向かって延びる複数の連通溝３３が互いに間隔をおいて設けられている。

【0030】

櫛歯部３２は、接続部３１ｂから片持ち状に延びる複数の延在部３４を有している。複数の延在部３４は、貫通孔３１ａの周方向に互いに間隔をおいて設けられている。複数の延在部３４同士の間には、スリット３５が形成されている。各スリット３５は、連通溝３３に連なっている。

【0031】

シール部材３０がマニホールド２１に取り付けられた状態において、連通溝３３及びスリット３５と、セパレータ２０とにより仕切られた空間は、流体が流れる空間として機能する。すなわち、連通溝３３及びスリット３５がセパレータ２０と共に、接続流路２４に連通する連通路３７を形成する。連通路３７によって、マニホールド２１から流路２２に向かう流体が分配される。

【0032】

図示は省略するが、シール部材３０は、例えば、枠部３１から厚さ方向の一方に突出するとともにマニホールド２１に挿入される複数の突出片を有している。同突出片がセパレータ２０に対して熱かしめされることにより、シール部材３０がセパレータ２０に対して固定されている。

【0033】

（シール部材３０の製造装置４０）
図３に示すように、シール部材３０の製造装置（以下、製造装置４０と称する）は、固定型５０と、固定型５０に対して進退可能に構成された可動型６０とを備えている。

【0034】

図４に示すように、固定型５０は、固定側プレート５１と、固定側プレート５１に収容されたキャビティブロック５２とを有している。
固定側プレート５１は、シール部材３０の材料である熱可塑性の樹脂が射出されるスプルー５１ａを有している（図３参照）。

【0035】

キャビティブロック５２は、シール部材３０の厚さ方向における一方側の面を成形する第１成形面５３を有している。第１成形面５３は、後述するシール部材３０の連結部３８及び枠部３１を成形する第１枠成形部５４と、櫛歯部３２を成形する第１櫛歯成形部５５とを有している。

【0036】

第１枠成形部５４は、凸部３６を成形する成形凹部５４ａと、キャビティブロック５２を貫通するとともにスプルー５１ａに連通する連通孔５４ｂとを有している。
第１櫛歯成形部５５は、第１枠成形部５４の周方向に交互に並ぶ第１突条５６と第１溝５７とを有している。

【0037】

図６に示すように、第１突条５６の幅は、第１溝５７の幅よりも小さい。第１突条５６は、後述する第２溝６７の第２底面６７ａに接触する第１突端面５６ａを有している。第１溝５７は、後述する第２突条６６の第２突端面６６ａが接触する第１底面５７ａを有している。第１突端面５６ａ及び第１底面５７ａは、平面状をなしている。

【0038】

図４に示すように、第１櫛歯成形部５５は、平面状をなす第１平面部５５ａを有している。第１突条５６は、第１平面部５５ａから突出している。第１溝５７は、第１平面部５５ａにおける互いに隣り合う２つの第１突条５６同士の間に形成されている。すなわち、第１溝５７の第１底面５７ａは、第１平面部５５ａの一部である。

【0039】

図５に示すように、可動型６０は、可動側プレート６１と、可動側プレート６１に収容されたコアブロック６２とを有している。
コアブロック６２は、シール部材３０の厚さ方向における他方側の面を成形する第２成形面６３を有している。第２成形面６３は、枠部３１を成形する第２枠成形部６４と、櫛歯部３２を成形する第２櫛歯成形部６５と、第２枠成形部６４に連なるとともに連結部３８を成形するランナー部７０とを有している。

【0040】

第２枠成形部６４は、第１枠成形部５４と共に枠部３１を成形するための図示しないキャビティを形成する。
第２櫛歯成形部６５は、第２枠成形部６４の周方向に交互に並ぶ第２突条６６と第２溝６７とを有している。

【0041】

図６に示すように、第２突条６６の幅は、第２溝６７の幅よりも小さい。第２突条６６は、第１溝５７の第１底面５７ａに接触する第２突端面６６ａを有している。第２溝６７は、第１突条５６の第１突端面５６ａが接触する第２底面６７ａを有している。第２突端面６６ａ及び第２底面６７ａは、平面状をなしている。

【0042】

図５に示すように、第２櫛歯成形部６５は、平面状をなす第２平面部６５ａを有している。第２溝６７は、第２平面部６５ａに形成されている。第２突条６６は、第２平面部６５ａにおける互いに隣り合う２つの第２溝６７同士の間に形成されている。すなわち、第２突条６６の第２突端面６６ａは、第２平面部６５ａの一部である。

【0043】

図６に示すように、固定型５０と可動型６０とが型締めされた状態において、第１突条５６の第１突端面５６ａが第２溝６７の第２底面６７ａに接触するとともに、第２突条６６の第２突端面６６ａが第１溝５７の第１底面５７ａに接触する。これにより、第１櫛歯成形部５５と第２櫛歯成形部６５との間に、櫛歯部３２が成形されるキャビティＣが形成される。キャビティＣが形成された状態において、第１突条５６と第２突条６６とは、交互に並んでいる。

【0044】

第１突条５６のピッチと、第２突条６６のピッチとは同一である。第１突条５６の長さ方向に直交する断面形状と、第２突条６６の長さ方向に直交する断面形状とは略同一である。

【0045】

以上のことから、キャビティＣにおける第１櫛歯成形部５５の占める割合と、第２櫛歯成形部６５の占める割合とが略同一となる。すなわち、櫛歯部３２における第１櫛歯成形部５５の接触面積と、櫛歯部３２における第２櫛歯成形部６５の接触面積とが略同一となる。

【0046】

図５に示すように、ランナー部７０は、キャビティブロック５２の連通孔５４ｂに連通する凹部７１と、凹部７１から分岐して延びる３つのランナー７３とを有している。ランナー部７０には、シール部材３０を成形するための樹脂が流れる。

【0047】

凹部７１には、上記樹脂の一部が固化したコールドスラグを溜めるコールドスラグウェル７２が設けられている。
３つのランナー７３のうち１つのランナー７３は、第２櫛歯成形部６５のうち接続部３１ｂを成形する部分に連なっている。３つのランナー７３のうち２つのランナー７３は、第２枠成形部６４のうち接続部３１ｂを成形する部分を除く部分に連なっている。

【0048】

可動型６０は、シール部材３０を可動型６０から離型するための複数のエジェクタピン８０Ａ,８０Ｂを有している。可動型６０は、例えば、第２枠成形部６４に出没可能に設けられた４つのエジェクタピン８０Ａと、ランナー部７０に出没可能に設けられた３つのエジェクタピン８０Ｂとを有している。

【0049】

４つのエジェクタピン８０Ａは、第２枠成形部６４の周方向に互いに間隔をおいて設けられている。エジェクタピン８０Ａは、第２枠成形部６４のうち接続部３１ｂを成形する部分を除く部分に配置されている。

【0050】

シール部材３０の成形時には、第２枠成形部６４の表面と、各エジェクタピン８０Ａの先端面とが面一となる。すなわち、各エジェクタピン８０Ａの先端面は、枠部３１を成形するキャビティの一部を構成している。

【0051】

３つのエジェクタピン８０Ｂは、３つのランナー７３の底面にそれぞれ出没可能に設けられている。エジェクタピン８０Ｂは、ランナー７３のうち凹部７１よりも第２枠成形部６４に近い位置に配置されている。シール部材３０の成形時には、各エジェクタピン８０Ｂは、ランナー７３の底面に対して固定型５０とは反対側に退避する。

【0052】

（シール部材３０の製造方法）
シール部材３０の製造方法は、シール部材３０を成形する成形工程と、シール部材３０を可動型６０から離型させる離型工程とを備えている。

【0053】

（成形工程）
図７に示すように、成形工程では、まず、固定型５０と可動型６０とを型締めした後、加熱した熱可塑性の樹脂Ｒを、スプルー５１ａを通じて固定型５０と可動型６０との間に射出する。その後、固定型５０及び可動型６０を冷却することで、固定型５０と可動型６０との間に充填された樹脂Ｒを固化させる。

【0054】

成形工程では、スプルー５１ａに連なるランナー部７０を通じて、第１枠成形部５４と、第２枠成形部６４との間に形成されるキャビティに樹脂Ｒを充填することで、枠部３１を成形する。また、第１櫛歯成形部５５と、第２櫛歯成形部６５との間に形成されるキャビティＣ（図６参照）に樹脂Ｒを充填することで、櫛歯部３２を成形する。また、第１枠成形部５４と、ランナー部７０との間に形成されるキャビティに樹脂Ｒを充填することで、枠部３１の内縁同士を連結する連結部３８（図８参照）を成形する。

【0055】

（離型工程）
図８に示すように、離型工程では、まず、固定型５０と可動型６０とを型開きする。その後、エジェクタピン８０Ａ,８０Ｂを可動型６０から固定型５０に向けて突出させることで、エジェクタピン８０Ａ,８０Ｂによりシール部材３０を可動型６０から押し出す。これにより、シール部材３０を可動型６０から離型させる。

【0056】

離型工程では、エジェクタピン８０Ａによって、枠部３１が第２枠成形部６４から押し出されるとともに、エジェクタピン８０Ｂによって、連結部３８がランナー部７０から押し出される。

【0057】

図示は省略するが、離型工程の後、シール部材３０の連結部３８が枠部３１から切断される切断工程が行われる。
本実施形態の作用について説明する。

【0058】

成形工程では、第１突条５６、第１溝５７、第２突条６６、及び第２溝６７により形成されるキャビティＣに樹脂Ｒが射出されることで櫛歯部３２が成形される。ここで、キャビティＣは、第１突条５６の第１突端面５６ａが第２溝６７の第２底面６７ａに接触するとともに、第１溝５７の第１底面５７ａに第２突条６６の第２突端面６６ａが接触することで形成されている。このため、キャビティＣにおける第１櫛歯成形部５５の占める割合と、第２櫛歯成形部６５の占める割合との差を小さくできる。すなわち、櫛歯部３２における第１櫛歯成形部５５の接触面積と、第２櫛歯成形部６５の接触面積との差を小さくできる。これにより、櫛歯部３２が第２櫛歯成形部６５に食い付くこと、ひいてはシール部材３０が可動型６０に食い付くことを抑制できる。

【0059】

本実施形態の効果について説明する。
（１－１）シール部材３０の製造方法は、成形工程と、離型工程とを備える。成形工程では、第１突条５６及び第１溝５７が設けられた固定型５０と、第２突条６６及び第２溝６７が設けられた可動型６０との間に樹脂Ｒを射出することでシール部材３０を成形する。成形工程では、第１突条５６、第１溝５７、第２突条６６、及び第２溝６７により形成されるキャビティＣに樹脂Ｒを射出することによって櫛歯部３２を成形する。離型工程では、固定型５０及び可動型６０が型開きされた状態で、可動型６０に対して出没可能に設けられたエジェクタピン８０Ａ,８０Ｂによりシール部材３０を押し出すことで、シール部材３０を可動型６０から離型させる。

【0060】

こうした方法によれば、上述した作用を奏するため、離型工程においてエジェクタピン８０Ａ,８０Ｂによりシール部材３０を押し出すことで、シール部材３０の離型を円滑に行うことができる。したがって、シール部材３０の離型性を高めることができる。

【0061】

（１－２）シール部材３０の製造装置４０は、第１突条５６及び第１溝５７が設けられた固定型５０と、第２突条６６及び第２溝６７が設けられた可動型６０とを備える。可動型６０には、シール部材３０を押し出すエジェクタピン８０Ａ,８０Ａが出没可能に設けられている。固定型５０及び可動型６０が型締めされた状態において、第１突条５６、第１溝５７、第２突条６６、及び第２溝６７により櫛歯部３２を成形するキャビティＣが形成される。

【0062】

こうした構成によれば、上述した作用と同様の作用を奏するため、エジェクタピン８０Ａ,８０Ｂによりシール部材３０を押し出すことで、シール部材３０の離型を円滑に行うことができる。したがって、シール部材３０の離型性を高めることができる。

【0063】

＜第２実施形態＞
以下、図９～図１５を参照して、燃料電池用のシール部材の製造方法及び燃料電池用のシール部材の製造装置の第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【0064】

第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付すとともに、第１実施形態と対応する構成については、第１実施形態の符号「＊＊」に「２００」を加算した符号「２＊＊」を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。

【0065】

図９に示すように、製造装置２４０は、固定型２５０と、固定型２５０に対して進退可能に構成された可動型２６０とを備えている。
図１０に示すように、固定型２５０は、固定側プレート２５１と、固定側プレート２５１に収容されたキャビティブロック２５２とを有している。

【0066】

キャビティブロック２５２は、シール部材３０の厚さ方向における一方側の面を成形する第１成形面２５３を有している。第１成形面２５３は、シール部材３０の連結部３８及び枠部３１を成形する第１枠成形部２５４と、櫛歯部３２を成形する第１櫛歯成形部２５５とを有している。

【0067】

第１枠成形部２５４は、凸部３６を成形する成形凹部２５４ａと、キャビティブロック２５２を貫通するとともに固定側プレート２５１のスプルー２５１ａに連通する連通孔２５４ｂとを有している。

【0068】

第１櫛歯成形部２５５は、平面状をなす第１平面部２５５ａを有している。第１平面部２５５ａは、後述する突条２６６の突端面２６６ａに接触する。
図１１に示すように、可動型２６０は、可動側プレート２６１と、可動側プレート２６１に収容されたコアブロック２６２とを有している。

【0069】

コアブロック２６２は、シール部材３０の厚さ方向における他方側の面を成形する第２成形面２６３を有している。第２成形面２６３は、枠部３１を成形する第２枠成形部２６４と、櫛歯部３２を成形する第２櫛歯成形部２６５と、第２枠成形部２６４に連なるとともに連結部３８を成形するランナー部２７０とを有している。

【0070】

第２櫛歯成形部２６５は、第２枠成形部２６４の周方向に交互に並ぶ突条２６６と溝２６７とを有している。
図１３に示すように、突条２６６の幅は、溝２６７の幅と略同一である。突条２６６は、第１平面部２５５ａに接触する突端面２６６ａを有している。溝２６７は、第１平面部２５５ａに対向する底面２６７ａを有している。突端面２６６ａ及び底面２６７ａは、平面状をなしている。

【0071】

図１１に示すように、第２櫛歯成形部２６５は、平面状をなす第２平面部２６５ａを有している。溝２６７は、第２平面部２６５ａに形成されている。突条２６６は、第２平面部２６５ａにおける互いに隣り合う２つの溝２６７同士の間に形成されている。すなわち、突条２６６の突端面２６６ａは、第２平面部２６５ａの一部である。

【0072】

図１３に示すように、固定型２５０と可動型２６０とが型締めされた状態において、突条２６６の突端面２６６ａが第１平面部２５５ａに接触する。これにより、第１櫛歯成形部２５５と第２櫛歯成形部２６５との間に、櫛歯部３２が成形されるキャビティＣ２が形成される。

【0073】

図１１に示すように、ランナー部２７０は、キャビティブロック２５２の連通孔２５４ｂに連通する凹部２７１と、凹部２７１から分岐して延びる３つのランナー２７３とを有している。

【0074】

コアブロック２６２は、互いに分割して構成された外側成形部２９０と内側成形部２９１とを備えている。
外側成形部２９０は、可動側プレート２６１に隣り合うとともに環状をなしている。外側成形部２９０は、櫛歯部３２の先端部を含むシール部材３０の外周部を成形する。外側成形部２９０は、櫛歯部３２のうち、櫛歯部３２の長さ方向における中央部分よりも先端側の範囲を成形する。外側成形部２９０は、固定型２５０に対する可動型２６０の進退方向において内側成形部２９１に対して進退可能に構成されている。

【0075】

内側成形部２９１は、外側成形部２９０とは別体に構成されている。内側成形部２９１は、互いに分割して構成された第１部分２９２と第２部分２９３とを有している。
第１部分２９２は、外側成形部２９０の内周側に位置するとともに環状をなしている。第１部分２９２は、シール部材３０のうち上記外周部よりも内周側の部分を成形する。より詳しくは、第１部分２９２は、シール部材３０の外周部及び内周部を除くシール部材３０の中間部を成形する。

【0076】

第２部分２９３は、第１部分２９２の内周側に位置している。第２部分２９３は、シール部材３０の内周部、及び連結部３８を成形する。
第２枠成形部２６４及び第２櫛歯成形部２６５は、外側成形部２９０、及び内側成形部２９１によって構成されている。ランナー部２７０は、第２部分２９３によって構成されている。なお、第２枠成形部２６４は、第１実施形態の第２枠成形部６４と同様の構成を有している。また、ランナー部２７０は、第１実施形態のランナー部７０と同様の構成を有している。

【0077】

可動型２６０は、シール部材３０を可動型２６０から離型するための複数のエジェクタピン２８０Ａ,２８０Ｂを有している。可動型２６０は、例えば、第２枠成形部２６４に出没可能に設けられた４つのエジェクタピン２８０Ａと、ランナー部２７０に出没可能に設けられた３つのエジェクタピン２８０Ｂとを有している。４つのエジェクタピン２８０Ａは、第１部分２９２に出没可能に設けられている。３つのエジェクタピン２８０Ｂは、第２部分２９３に出没可能に設けられている。

【0078】

図９に示すように、可動型２６０は、可動側プレート２６１に隣り合う第１プレート３００と、第１プレート３００に隣り合う第２プレート３１０とを備えている。
第１プレート３００は、上記進退方向において可動側プレート２６１に隣接している。第１プレート３００は枠状をなしている。内側成形部２９１は、第１プレート３００を貫通している。

【0079】

第２プレート３１０は、上記進退方向において第１プレート３００を挟んで可動側プレート２６１とは反対側に位置している。内側成形部２９１は、第２プレート３１０に固定されている。

【0080】

第１プレート３００との第２プレート３１０との間には、複数のスプリング３２０が設けられている。第１プレート３００は、スプリング３２０によって固定型２５０に向けて常時付勢されている。このため、固定型２５０と可動型２６０とが型開きした際に、スプリング３２０の付勢力によって、第１プレート３００が可動側プレート２６１と共に固定型２５０に向かって移動する。これにより、図１２に示すように、外側成形部２９０が内側成形部２９１に対して、固定型２５０に向かって突出した状態となる。

【0081】

（シール部材３０の製造方法）
シール部材３０の製造方法は、シール部材３０を成形する成形工程と、シール部材３０の外周部を固定型２５０に向けて押圧する押圧工程と、シール部材３０を可動型２６０から離型させる離型工程とを備える。成形工程、押圧工程、及び離型工程は、この順で行われる。

【0082】

（成形工程）
成形工程では、まず、固定型２５０と可動型２６０とを型締めした後、加熱した熱可塑性の樹脂Ｒを、スプルー２５１ａを通じて固定型２５０と可動型２６０との間に射出する。その後、固定型２５０及び可動型２６０を冷却することで、固定型２５０と可動型２６０との間に充填された樹脂Ｒを固化させる。

【0083】

成形工程では、スプルー２５１ａに連なるランナー部２７０を通じて、第１枠成形部２５４と、第２枠成形部２６４との間に形成されるキャビティに樹脂Ｒを充填することで、枠部３１を成形する。また、第１櫛歯成形部２５５と、第２櫛歯成形部２６５との間に形成されるキャビティＣ２（図１３参照）に樹脂Ｒを充填することで、櫛歯部３２を成形する。また、第１枠成形部２５４と、ランナー部２７０との間に形成されるキャビティに樹脂Ｒを充填することで、枠部３１の内縁同士を連結する連結部３８（図１５参照）を成形する。

【0084】

（押圧工程）
図１４に示すように、押圧工程では、固定型２５０と可動型２６０とを型開きすることで、スプリング３２０（図９参照）の不勢力によって外側成形部２９０が固定型２５０に向かって移動する。これにより、外側成形部２９０が内側成形部２９１に対して固定型２５０に向かって突出する。このため、シール部材３０の外周部が、固定型２５０に向けて押圧される。こうして、シール部材３０の外周部を含む部分が、外側成形部２９０及び第１部分２９２から部分的に離型される。

【0085】

（離型工程）
図１５に示すように、離型工程では、エジェクタピン２８０Ａ,２８０Ｂを可動型２６０から固定型２５０に向けて突出させることで、エジェクタピン２８０Ａ,２８０Ｂによりシール部材３０を可動型２６０から押し出す。これにより、シール部材３０を可動型２６０から離型させる。

【0086】

離型工程では、エジェクタピン２８０Ａによって、枠部３１が第２枠成形部２６４から押し出されるとともに、エジェクタピン２８０Ｂによって、連結部３８がランナー部２７０から押し出される。

【0087】

図示は省略するが、離型工程の後、シール部材３０の連結部３８が枠部３１から切断される切断工程が行われる。
本実施形態の作用について説明する。

【0088】

成形工程において成形されたシール部材３０の外周部が、押圧工程において外側成形部２９０によって固定型２５０に向けて押圧される。これにより、櫛歯部３２を含むシール部材３０の一部が、内側成形部２９１の第１部分２９２から離型する。その後、離型工程においてエジェクタピン２８０Ａ,２８０Ｂによりシール部材３０を押し出すことで、シール部材３０の全体が可動型２６０から離型する。

【0089】

（２－１）シール部材３０の製造方法は、成形工程と、押圧工程と、離型工程とを備える。成形工程では、固定型２５０と、外側成形部２９０及び内側成形部２９１を有する可動型２６０との間に樹脂Ｒを射出することでシール部材３０を成形する。押圧工程では、固定型２５０及び可動型２６０が型開きされた状態で、外側成形部２９０を固定型２５０に向けて突出させることで、シール部材３０の外周部を固定型２５０に向けて押圧する。離型工程では、内側成形部２９１に対して出没可能に設けられたエジェクタピン２８０Ａ,２８０Ｂによってシール部材３０を押し出すことで、シール部材３０を可動型２６０から離型させる。

【0090】

こうした方法によれば、上述した作用を奏するため、櫛歯部３２を可動型２６０から段階的に離型することで、シール部材３０の離型を円滑に行うことができる。したがって、シール部材３０の離型性を高めることができる。

【0091】

（２－２）製造装置２４０は、固定型２５０と、外側成形部２９０及び内側成形部２９１を有する可動型２６０とを備える。外側成形部２９０は、固定型２５０に対する可動型２６０の進退方向において内側成形部２９１に対して進退可能に構成されている。内側成形部２９１には、シール部材３０を押し出すエジェクタピン２８０Ａ,２８０Ｂが出没可能に設けられている。

【0092】

こうした構成によれば、固定型２５０及び可動型２６０の型開き後に、内側成形部２９１に対して外側成形部２９０を固定型２５０に向かって移動させることで、シール部材３０の外周部が外側成形部２９０によって固定型２５０に向けて押圧される。これにより、櫛歯部３２を含むシール部材３０の一部が、内側成形部２９１から離型する。その後、エジェクタピン２８０Ａ,２８０Ｂによってシール部材３０を固定型２５０に向けて押圧することで、シール部材３０の全体が可動型２６０から離型する。このようにして、櫛歯部３２を段階的に可動型２６０から離型することができる。したがって、シール部材３０の離型性を高めることができる。

【0093】

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0094】

・第２実施形態において、内側成形部２９１は、第１部分２９２と第２部分２９３とが一体化されたものであってもよい。
・第２実施形態において、外側成形部２９０は、櫛歯部３２の長さ方向における中央部分を含む範囲を成形するものであってもよい。

【0095】

・第２実施形態において、スプリング３２０に代えて、例えば、電動アクチュエータによって、外側成形部２９０を固定型２５０に向けて突出させてもよい。
・第１実施形態において、キャビティＣが形成された状態において、第１突条５６と第２突条６６とは、交互に並んでいなくてもよい。キャビティＣは、例えば、第１溝５７の内部に複数の第２突条６６が収容されることで形成されるものであってもよい。また、キャビティＣは、第２溝６７の内部に複数の第１突条５６が収容されることで形成されるものであってもよい。

【0096】

・第１実施形態において、櫛歯部３２の形状に応じて、第１突条５６、第１溝５７、第２突条６６、及び第２溝６７の形状は適宜変更されてもよい。
・各実施形態において、エジェクタピンの数及び配置は適宜変更されてもよい。

【符号の説明】

【0097】

Ｃ,Ｃ２…キャビティ
Ｒ…樹脂
２０…セパレータ
２１…マニホールド
２２…流路
３０…シール部材
３１…枠部
３２…櫛歯部
３７…連通路
４０,２４０…製造装置
５０,２５０…固定型
５６…第１突条
５６ａ…第１突端面
５７…第１溝
５７ａ…第１底面
６０,２６０…可動型
６６…第２突条
６６ａ…第２突端面
６７…第２溝
６７ａ…第２底面
８０Ａ,８０Ｂ,２８０Ａ,２８０Ｂ…エジェクタピン
２９０…外側成形部
２９１…内側成形部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】