特許 7591148 成型方法及び金型

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-19

(45)【発行日】2024-11-27

(54)【発明の名称】成型方法及び金型

(51)【国際特許分類】

   B29C 69/02 20060101AFI20241120BHJP

   B29C 33/02 20060101ALI20241120BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20241120BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20241120BHJP

   B29C 39/24 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

B29C69/02

B29C33/02

B29C45/26

B29C45/14

B29C39/24

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023534577

(86)(22)【出願日】2021-07-16

(86)【国際出願番号】 JP2021026894

(87)【国際公開番号】W WO2023286285

(87)【国際公開日】2023-01-19

【審査請求日】2023-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】390035909

【氏名又は名称】興国インテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123559

【弁理士】

【氏名又は名称】梶 俊和

(74)【代理人】

【識別番号】100177437

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 英子

(72)【発明者】

【氏名】西室 真紀也

(72)【発明者】

【氏名】平山 宏司

【審査官】松林 芳輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０９１７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８１５５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６９／０２

Ｂ２９Ｃ ３３／０２

Ｂ２９Ｃ ４５／２６

Ｂ２９Ｃ ４５／１４

Ｂ２９Ｃ ３９／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型する成型方法であって、
前記シール材の原料が注入される溝を有する第１の金型に、前記原料が加硫しない温度で前記溝に前記原料を注入する第１の工程と、
前記溝に前記原料が注入された前記第１の金型と第２の金型との間に前記基材を挟み、前記原料が加硫する温度で前記原料を前記シール材として前記基材に成型する第２の工程と、
を備え、
前記第１の金型は、前記第２の工程において前記基材の前記第１の平面及び前記第２の平面を押さえたときに前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、を有し、
前記第１の金型の前記溝は、前記形状の近傍に設けられる、成型方法。

【請求項2】

前記第２の平面は、前記基材の端部に設けられている、請求項１に記載の成型方法。

【請求項3】

前記基材は、金属、樹脂又は紙である、請求項１又は請求項２に記載の成型方法。

【請求項4】

前記原料は、ゴムである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成型方法。

【請求項5】

第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型するための金型であって、
前記第１の平面、前記傾斜部及び前記第２の平面は、前記基材の中央から端部へ向かう方向に、前記第１の平面、前記傾斜部、前記第２の平面の順に形成されており、
前記傾斜部及び前記第２の平面は、前記端部に設けられており、
加硫しない温度で前記シール材の原料が注入される溝と、
前記溝に注入された前記原料を前記第１の平面に前記シール材として成型するために前記基材を押さえたときに、前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、
前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、
を備え、
前記溝は、前記形状の近傍に設けられる、金型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シール材を基材に成型する成型方法及び金型に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属、樹脂又は紙等の基材にゴム等のシール材を成型する成型方法が提案されている。図６は従来のトランスファー成型を行う成型機１０００の断面図であり、（ａ）は成型機１０００のポット１０２２にゴム生地１０５０が装入されている状態を示す図、（ｂ）は成型機１０００において型締め及びゴム生地１０５０の射出が行われた状態を示す図である。成型機１０００は、熱板１０１０、１０１２、金型１０２０、１０３２を有している。金型１０２０は、ゴム生地１０５０が装入されるポット１０２２、基材１０４０にシール材を成型するための溝１０２６、ゴム生地１０５０を溝１０２６に射出するためのゲート１０２４を有している。金型１０３２は、基材１０４０を配置するための凹部１０３３を有している。成型機１０００は、ゴム生地１０５０の装入及び基材１０４０の配置後、型締めによりゴム生地１０５０に例えば１ＭＰａ～２００ＭＰａの圧力（以下、射出圧という）を加え、溝１０２６にゴム生地１０５０を射出（注入）する。成型機１０００は、熱板１０１０により発生した例えば８０℃～２２０℃の熱によってゴム生地１０５０を架橋することにより、セパレータ等の基材１０４０にシール材を成型する。

【0003】

また例えば、特許文献１には、燃料電池用セルのセパレータやハードディスクドライブにおけるトップカバー等に用いられるガスケット一体型プレートの製造方法が開示されている。なお、基材には、平板だけでなく、端部に傾斜部（以下、フランジ形状ともいう）を有するものがあり、基材のフランジ形状の近傍にシール材を成型する場合もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－２２５７２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の成型方法では、端部にフランジ形状を有する基材のフランジ形状の近傍にシール材を成形する際には、フランジ形状とシール材との間にある程度の距離が必要となる。このため、基材におけるシール材より内側の領域の面積を大きくするためには、基材全体の面積を大きくしなければならない。基材全体の面積を大きくすることは、基材を部品として用いる製品の大型化を招くおそれがある。このため、端部にフランジ形状を有する基材の全体の面積を大きくすることなく、シール材よりも内側の領域の面積を大きくするようにシール材を成型することが求められている。すなわち、シール材を可能な限りフランジ形状の近傍に成型することが求められている。

【0006】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、傾斜部を有する基材にシール材を成型する際に、基材の傾斜部とシール材との距離をより縮めることができる成型方法及び金型を提供することを例示的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
（１）第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型する成型方法であって、
前記シール材の原料が注入される溝を有する第１の金型に、前記原料が加硫（架橋）しない温度で前記溝に前記原料を注入する第１の工程と、
前記溝に前記原料が注入された前記第１の金型と第２の金型との間に前記基材を挟み、前記原料が加硫（架橋）する温度で前記原料を前記シール材として前記基材に成型する第２の工程と、
を備え、
前記第１の金型は、前記第２の工程において前記基材の前記第１の平面及び前記第２の平面を押さえたときに前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、を有し、
前記第１の金型の前記溝は、前記形状の近傍に設けられる、成型方法。

【0008】

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、傾斜部を有する基材にシール材を成型する際に、基材の傾斜部とシール材との距離をより縮めることができる成型方法及び金型を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の予備成形工程を示す断面図であり、（ａ）成形機のポットにゴム生地が装入されている状態を示す図、（ｂ）成形機において型締め及びゴム生地の注入が行われた状態を示す図

【図2】実施形態の加硫成型工程における成型機の要部を示す断面図であり、（ａ）成型機に１対のキャビプレート及び基材が配置された状態を示す図、（ｂ）成型機に複数対のキャビプレート及び基材が配置された状態を示す図、（ｃ）成型後の基材を示す断面図、（ｄ）プレートで基材の内側の領域を密閉した状態を示す図

【図3】実施形態のキャビプレートの構成を示す図であり、（ａ）キャビプレートの溝が設けられている面を示す図、（ｂ）（ａ）のＡ－Ａ断面図、（ｃ）（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面における斜視図

【図4】実施形態の（ａ）予備成形工程及び加硫成型工程を経てシール材を成型したフランジ形状を有する基材のシール材がある側の面を示す図、（ｂ）（ａ）のＣ－Ｃ断面に対応するキャビプレートの断面図、（ｃ）（ａ）のＣ－Ｃ断面に対応する加硫成型工程時のキャビプレート、基材、下型の断面図、（ｄ）（ａ）のＣ－Ｃ断面図

【図5】実施形態の（ａ）予備成形工程及び加硫成型工程を経てシール材を成型したフランジ形状を有する基材のシール材がある側の面を示す図、（ｂ）（ａ）のＤ－Ｄ断面に対応するキャビプレートの断面図、（ｃ）（ａ）のＤ－Ｄ断面に対応する加硫成型工程時のキャビプレート、基材、下型の断面図、（ｄ）空隙Ｓｐ近傍の要部を示す図、（ｅ）（ａ）のＤ－Ｄ断面図

【図6】従来例の成型機の断面図であり、（ａ）成型機のポットにゴム生地が装入されている状態を示す図、（ｂ）成型機において型締め及びゴム生地の射出が行われた状態を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、図面を参照しながら実施形態について説明する。ここで、「成形」とは金型の使用を問わず架橋させない状態でゴムの形を作る工程をいい、「成型」とは金型を使用し架橋反応まで行ってゴムの形（架橋ゴム）を作る工程をいう。

【0012】

［実施形態］
＜シール材付きの基材が完成するまでの流れ＞
本実施形態の成形方法の基本的な流れを説明する。シール材が例えばゴムの場合、ゴム生地の材料が配合され混練される。使用されるゴムには、例えば、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、シリコーン等の熱硬化性弾性体、熱可塑性弾性体、熱可塑性樹脂等が用いられる。次に、混練された材料に促入れが行われる。ここで促入れとは、加硫促進剤、加硫剤をゴムコンパウンドに入れ、混ぜて練ることをいう。なお、原料となるゴムと充填材や架橋剤（加硫剤）等の配合剤が均一に混合された状態もゴムコンパウンド（ゴム生地）という。次に、促入れが行われたゴム生地が分出・成形された後、後述するキャビプレートの溝にゴム生地が所定の圧力で注入（射出）され未加硫（未架橋）のまま成形が行われる。以下の説明において、未加硫（未架橋）のまま成形が行われる工程を予備成形工程という。

【0013】

予備成形工程においてゴムが注入されたキャビプレートと基材とが積層され一対となった状態で加硫（架橋）が行われる。以下の説明において加硫（架橋）が行われる工程を加硫成型工程という。なお、加硫成型工程には、シール材の原料となる物質が加硫（架橋）する温度で基材に成型される場合も含まれる。加硫（架橋）が終了し、シール材が転写（成型）された基材に例えば２次加硫が行われた後、最後に仕上げと検査等が行われ、一連の作業が終了し、シール材付きの基材が製品として完成する。

【0014】

（予備成形工程）
第１の工程である予備成形工程について説明する。図１は、本実施形態の予備成形工程における成形機１００を示す断面図であり、（ａ）は成形機１００のポット１２２に、基材に成形されるシール材の原料であるゴム生地１５０が装入されている状態を示す図、（ｂ）は成形機１００においてキャビプレート１６０の溝１６２にゴム生地１５０の注入が行われた状態を示す図である。図１には、上下方向を両矢印で示している。なお、図１～図３では、説明のため基材は平板であるものとし、基材に応じて形状が決定するキャビプレート１６０も平板であるものとする。

【0015】

成形機１００は、熱板１１０、１１２、金型１２０、１３０を有している。金型１２０は、ゴム生地１５０が装入されるポット１２２、ゴム生地１５０をキャビプレート１６０の溝１６２に注入するためのゲート１２４を有している。金型１３０は、キャビプレート１６０を配置するための凹部１３３を有している。

【0016】

第１の金型であるキャビプレート１６０は、ゴム生地１５０が注入される溝１６２、予備成形工程又は加硫成型工程において溝１６２からゴム生地１５０を逃がすための溝（以下、逃がし溝という）１６４を有している。また、キャビプレート１６０は後述する連結溝（不図示）も有している。

【0017】

成形機１００では、図１（ａ）に示すように、ゴム生地１５０がポット１２２に装入され、金型１３０の凹部１３３にキャビプレート１６０が配置される。なお、金型１２０（ゲート１２４）と金型１３０（キャビプレート１６０の溝１６２）との位置決めは、公知の方法等によって実施されているものとする。その後、図１（ｂ）に示すように、金型１２０、１３０に圧力（以下、型締め圧ともいう）が加えられて型締めされ、ポット１２２からゲート１２４を介してゴム生地１５０を注入するための圧力が加えられてキャビプレート１６０の溝１６２にゴム生地１５０が注入される。ゴム生地１５０の注入時に要する圧力を注入圧といい、例えば１～２００ＭＰａである。また、図１（ｂ）に示す型締め時の熱板１１０、１１２において発生する熱の温度は、ゴム生地１５０が加硫（架橋）せず（言い換えれば、未加硫（未架橋）で）（シール材の原料となる物質が架橋せず）、かつ、流動性が維持される温度である。例えば、本実施形態では、予備成形工程を８０℃の温度で実施する。この点、予備成形工程は未加硫成形工程ともいえる。なお、予備成形工程における温度は８０℃に限定されず、例えばゴム生地１５０の粘度に応じて設定される。キャビプレート１６０の溝１６２へのゴム生地１５０の充填率は例えば９０％～１１０％とするが、充填率もこの値に限定されない。

【0018】

（加硫成型工程）
第２の工程である加硫成型工程について説明する。図２は、本実施形態の加硫成型工程における成型機２００の要部を示す断面図であり、（ａ）は成型機２００に１対のキャビプレート１６０及び基材１４０が配置された状態を示す図、（ｂ）は成型機２００に複数対（例えば３対）のキャビプレート１６０及び基材１４０が配置された状態を示す図、（ｃ）は成型後の基材１４０を示す断面図、（ｄ）はプレート１８０で基材１４０の内側の領域を密閉した状態を示す図である。図２には、上下方向を両矢印で示している。なお、図２（ｂ）では２対目、３対目は１対目と同じ構成であるため符号を省略している。

【0019】

成型機２００は、熱板２１０、２１２、第２の金型２２２（以下、単に金型２２２という）を有している。基材１４０は、例えば金属、樹脂又は紙である。基材１４０は、シール材１７２が成形される面１４２と、面１４２とは反対側の面１４４とを有している。基材１４０の面１４２には、予備成形工程においてゴム生地１５０が溝１６２に注入されたキャビプレート１６０が合わせられ、面１４４には金型２２２が合わせられる。すなわち、基材１４０は金型としてのキャビプレート１６０と金型２２２との間に挟まれる。なお、キャビプレート１６０（ゴム生地１５０が充填された溝１６２）と基材１４０との位置決めは、公知の方法等によって実施されているものとする。

【0020】

この状態で、ゴム生地１５０が加硫（架橋）する（シール材の原料となる物質が架橋する）温度、例えば１２０℃～２２０℃で熱板２１０、２１２により加熱するとともに、上下方向に所定の圧力（例えば５ＭＰａ）が加えられる。ここで、ゴム生地１５０の溝１６２への注入は予備成形工程において完了しているため、所定の圧力には注入圧は含まれず型締め圧のみとなる。言い換えれば、加硫成型工程における注入圧は０ＭＰａである。また、所定の圧力と熱が加えられたときに、溝１６２内のゴム生地１５０が後述する連結溝（不図示）を介して逃がし溝１６４に逃げる。なお、溝１６２内のゴム生地１５０は、予備成形工程時に逃がし溝１６４に逃げてもよい。

【0021】

なお、図２（ａ）はキャビプレート１６０と基材１４０の対を１対として加硫成型工程を実施した例であるが、これに限定されない。例えば、図２（ｂ）に示すように、３対のキャビプレート１６０及び基材１４０を一度の加硫成型工程において成型する等、複数の対としてもよい。また、図２では、上にキャビプレート１６０、下に基材１４０としているが、上下が逆であってもよい。上下を逆にした場合、金型２２２は上型となる。

【0022】

以上のようにして、図２（ｃ）に示すように、キャビプレート１６０の溝１６２に注入されていたゴム生地１５０がシール材１７２として基材１４０の面１４２に転写（成型）される。また、図２（ｄ）に示すように、基材１４０のシール材１７２が成型された面１４２に対向するようにプレート１８０を合わせることで、シール材１７２によって内側の領域が密閉される。密閉された領域には、例えば気体や液体等が保持される。なお、逃がし溝１６４に逃げたゴム生地１５０部分が加硫（架橋）したものを、以下、サイドリップ１７４という。ここで、図１、図２では、基材１４０の面１４２にシール材１７２を設けているが、基材１４０の面１４４や基材１４０の両面（面１４２及び面１４４）にシール材１７２を設けてもよい。

【0023】

（キャビプレート）
キャビプレート１６０の構成について説明する。図３はキャビプレート１６０の構成を示す図であり、（ａ）はキャビプレート１６０の溝１６２が設けられている面（以下、タッチ面という）１６８を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面における斜視図である。キャビプレート１６０は、溝１６２、逃がし溝１６４、連結溝１６６を有している。

【0024】

溝１６２は、上述したようにゴム生地１５０が注入される溝である。例えば本実施形態では、基材１４０を２つの長辺と２つの短辺を有する矩形状とし、基材１４０の端部に沿って矩形の枠状となるようにシール材を成型するものとする。このため、図３（ａ）に示すように、キャビプレート１６０の溝１６２も同様に矩形の枠状となるように設けられている。溝１６２は、所定の深さＤ１（図３（ｃ）参照）を有している。溝１６２の深さＤ１は、基材１４０に成型されるシール材の高さを決めるものでもある。なお、シール材を基材１４０のどの位置に、どのくらいの長さ、幅で成型するかについては、基材１４０及び／又はシール材の使用の目的に応じて決定されるものとし、図３に示した形状等に限定されない。

【0025】

逃がし溝１６４は、溝１６２に離間して平行に設けられているが、平行でなくともよい。逃がし溝１６４は、加硫成型工程（又は予備成形工程）において溝１６２に注入されたゴム生地１５０が、加熱時に膨張して溝１６２の体積を上回り余剰となった場合に、余剰となったゴムを逃がすための溝である。すなわち、逃がし溝１６４を設けることで、加硫成型工程後のバリの発生を抑制することができる。図３（ａ）に示すように、例えば本実施形態では、逃がし溝１６４は、溝１６２とキャビプレート１６０の４つの辺（端部）との間に設けられている。本実施形態では、逃がし溝１６４は連続して設けられ、溝１６２と同様に矩形の枠状である。

【0026】

なお、逃がし溝１６４は、不連続に設けられていてもよい。また、逃がし溝１６４は、シール材１７２が成型された基材１４０が使用される目的を阻害しない位置に設けられる。例えば、図３（ａ）のキャビプレート１６０を用いてシール材１７２が成型される基材１４０の場合、溝１６２により成型されるシール材１７２よりも内側の領域の密閉性を保持するためにシール材１７２が成型される。このため、キャビプレート１６０では、密閉性の保持が求められていないシール材１７２よりも外側の領域（すなわち、基材１４０の端部）に相当する位置に、逃がし溝１６４が設けられている。

【0027】

逃がし溝１６４は、所定の深さＤ２（図３（ｃ）参照）を有している。逃がし溝１６４の深さＤ２は、サイドリップ１７４の高さを決めるものでもある。ここで、逃がし溝１６４の深さＤ２は溝１６２の深さＤ１よりも浅い（Ｄ２＜Ｄ１）。言い換えれば、サイドリップ１７４の高さはシール材１７２の高さよりも低い。これは、シール材１７２の高さをサイドリップ１７４の高さよりも高くすることで、基材１４０にプレート１８０を合わせたときに、シール材１７２よりも内側の領域の密閉性を保持するためである（図２（ｄ）参照）。逃がし溝１６４の深さＤ２や、連続とするか不連続とするか、不連続とする場合の長さ、幅、形状等については、図３に示したものに限定されず、基材１４０及び／又はシール材１７２の使用の目的やゴム生地１５０の粘度、注入量、注入圧等に応じて設定してもよい。

【0028】

連結溝１６６は、加硫成型工程（又は予備成形工程）において熱によって膨張したゴム生地１５０を逃がし溝１６４に逃がすための溝である。連結溝１６６は、例えば深さｄが約０．００５ｍｍ～約０．２ｍｍ、長さＬが約１～６ｍｍでタッチ面１６８よりも低くなるように形成されている。ここで、長さＬは溝１６２に平行な方向の長さである。なお、連結溝１６６の深さｄは溝１６２の深さＤ１及び逃がし溝１６４の深さＤ２よりも浅い（ｄ＜Ｄ２＜Ｄ１）。

【0029】

連結溝１６６は、図３（ａ）に示すように、溝１６２と逃がし溝１６４との間に、離散的に設けられている。連結溝１６６を設ける位置、個数、幅（言い換えれば、溝１６２と逃がし溝１６４との間隔）、長さＬ、深さｄは、基材１４０及び／又はシール材１７２の使用の目的や、溝１６２及び逃がし溝１６４の構成、ゴム生地１５０の粘性、ゲート１２４の位置等に応じて設定すればよい。

【0030】

キャビプレート１６０の材料としては、加硫成型工程における加硫時の温度（以下、加硫（架橋）温度という）に耐えることができ、かつ、熱伝導性の良い、例えば鉄、ＳＵＳ、アルミ、銅等の金属が好適である。また、キャビプレート１６０の材料として、例えばセラミックや樹脂等も上述した条件を満たすものであれば使用することができる。また、キャビプレート１６０は、予備成形工程及び加硫成型工程において、変形を防ぎかつ剛性が保てる程度の厚さであるものとする。

【0031】

キャビプレート１６０の溝１６２及び逃がし溝１６４の体積は、キャビプレート１６０の設計時に既知の値であるため、余剰となるゴムの量を逃がし溝１６４で制御することが可能となり、バリの発生を低減することができる。また、予備成形工程においてゴム生地１５０の注入が行われるため、加硫成型工程においてゴム生地１５０を基材１４０に成型する際には注入圧がない。このため注入圧を起因とする基材１４０の変形や破損を低減することができる。また、加硫成型工程において注入圧がかからないため、従来バリの発生を抑えるために型締め圧に加えていた分の圧力を低減することができる。さらに、例えばトランスファー成型やインジェクション成型等ではゲート痕が残るが、本実施形態の予備成形工程では未加硫でゴム生地１５０をキャビプレート１６０の溝１６２に注入するためゲート痕を小さくする又は無くすことができる。

【0032】

＜フランジ形状を有する基材について＞
フランジ形状を有する基材にシール材を成型する場合について図４を用いて説明する。図４（ａ）は上述した予備成形工程及び加硫成型工程を経てシール材１７２を成形したフランジ形状を有する基材３００のシール材１７２がある側の面を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ－Ｃ断面に対応するキャビプレート４１０の断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＣ－Ｃ断面に対応する加硫成型工程時のキャビプレート４１０、基材３００、金型４２０の断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。

【0033】

図４に示すように、基材３００は、第１の平面３０２（以下、単に平面３０２という）、平面３０２に連続する傾斜部３０４、傾斜部３０４に連続する第２の平面３０６（以下、単に平面３０６という）を有している。なお、図４（ａ）では、傾斜部３０４を二重破線で示している。基材３００のフランジ形状は、平面３０２、傾斜部３０４、平面３０６によって形成されている。また、図４（ａ）に示すように、シール材１７２及びサイドリップ１７４は、基材３００における二重破線で示す傾斜部３０４よりも内側の領域に成形（又はサイドリップ１７４の場合は形成）される。

【0034】

ここで、シール材１７２が成型されている面が上になるように基材３００を置いたとき、平面３０６は、平面３０２を基準とすると平面３０２よりも高くなっている（図４（ｃ）、（ｄ）参照）。また平面３０６は、基材３００の端部に設けられている。すなわち、基材３００は、平面３０６を高さの基準とすると、フランジ形状よりも内側の領域が凹形状となっている。シール材１７２はこの凹形状の領域の密閉性を保持するために設けられている。

【0035】

図４（ｂ）に示すように、キャビプレート４１０は、溝４６２、逃がし溝４６４、連結溝（不図示）、押圧部（タッチ面部）４１２を有している。溝４６２は、シール材１７２となるゴム生地１５０を充填（注入）するための溝である。逃がし溝４６４は、溝４６２からゴム生地１５０を逃がすための溝である。連結溝（不図示）は、図３で説明した連結溝１６６と同様の構成であり、溝４６２から逃がし溝４６４にゴム生地１５０を逃がすための溝である。なお、連結溝（不図示）を埋めたゴム生地１５０が加硫（架橋）したものを図４（ａ）には連結部１７６として示している。押圧部（タッチ面部）４１２は、加硫成型工程において基材３００を押さえる部分である。

【0036】

図４（ｃ）に示すように、金型４２０は、押圧部（タッチ面部）４２２を有している。押圧部（タッチ面部）４２２は、加硫成型工程において基材３００を押さえる部分である。上述した加硫成型工程において、基材３００はキャビプレート４１０と金型４２０（下型でもある）との間に挟まれて型締めされ成型が行われる。このとき、図４（ｃ）に示すように、キャビプレート４１０及び金型４２０は、傾斜部３０４を避け、傾斜部３０４よりも内側、すなわち平面３０２を押さえる（破線楕円）。

【0037】

図４（ｄ）に示すように、サイドリップ１７４は密閉性の保持や組付けられる機器の性能に影響を与えない領域、すなわちシール材１７２よりも外側の領域に形成される。このように、基材３００がフランジ形状を有する場合には、傾斜部３０４の位置、キャビプレート４１０及び金型４２０の押さえ位置、サイドリップ１７４の位置を考慮する必要がある。これにより、基材３００のフランジ形状、具体的には平面３０２と傾斜部３０４との接続部からシール材１７２の中央部までの距離としてＳ１（以下、距離Ｓ１とする）が必要となる。

【0038】

このため、図４に示す方法でシール材１７２を基材３００に成形する場合に、基材３００のシール材１７２より内側の凹形状の領域の密閉性を保持しつつ、シール材１７２より内側の凹形状の領域の面積を大きくするためには、基材３００全体の面積を大きくしなければならない。例えば、基材３００が燃料電池等のセパレータとして使用される場合、基材３００全体の面積を大きくすることは、燃料電池の大型化を招くおそれがある。このため、基材３００全体の面積を大きくすることなく、シール材１７２より内側の凹形状の領域の面積を大きくすることが求められる。

【0039】

＜本実施形態のキャビプレートについて＞
基材３００全体の面積を大きくすることなく、シール材１７２より内側の凹形状の領域の面積を大きくすることができる成型方法及びキャビプレートについて図５を用いて説明する。なお、フランジ形状を有する基材３００、シール材１７２、連結部１７６の構成は図４と同様であり、同じ符号を用い説明を省略する。図５（ａ）は本実施形態の予備成形工程及び加硫成型工程を経てシール材１７２を成型したフランジ形状を有する基材３００のシール材１７２がある側の面を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ－Ｄ断面に対応するキャビプレート５１０の断面図である。図５（ｃ）は（ａ）のＤ－Ｄ断面に対応する加硫成型工程時のキャビプレート５１０、基材３００、金型５２０の断面図であり、（ｄ）は空隙Ｓｐ近傍の要部を示す図、（ｅ）は（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。

【0040】

本実施形態の第１の金型であるキャビプレート５１０は、図５（ｂ）に示すように、溝５６２、空隙形成部５６４、連結溝（不図示）、押圧部（タッチ面部）５１２を有している。溝５６２は、シール材１７２となるゴム生地１５０を充填（注入）するための溝である。空隙形成部５６４は、図４（ｂ）の逃がし溝４６４と同様に機能するものであり、加硫成型工程（又は予備成形工程）において溝５６２からゴム生地１５０を逃がすための後述する空隙Ｓｐを形成するための部分である。連結溝（不図示）は、図３で説明した連結溝１６６と同様の構成であり、溝５６２と空隙形成部５６４とを連結する溝である。連結溝（不図示）は、溝５６２からはみ出したゴム生地１５０を、空隙形成部５６４によって生じた空隙Ｓｐに逃がす。

【0041】

押圧部（タッチ面部）５１２は、加硫成型工程において基材３００の平面３０６を押さえる部分である。なお、本実施形態では、押圧部（タッチ面部）５１２が基材３００の平面３０６を押さえる構成としているが、これに限定されない。押圧部５１２は、基材３００及びキャビプレート５１０を使用する目的、形状等、並びに、シール材１７２を配置する位置等に応じて、配置する位置や基材３００と接触する面積等を設定すればよい。

【0042】

第２の金型５２０（以下、単に金型５２０という）は、例えば基材３００の傾斜部３０４との間にクリアランスを設けつつフランジ形状に沿った形状であり、基材３００を挟んでキャビプレート５１０の押圧部（タッチ面部）５１２に対向する位置に押圧部（タッチ面部）５２２を有している。なお、金型５２０の形状は、図５に示した形状に限定されず、基材３００及びキャビプレート５１０の形状や加硫成型工程における型締め時の圧力や加熱時の温度等に応じて決定すればよい。

【0043】

上述した加硫成型工程において、基材３００はキャビプレート５１０と金型５２０（下型でもある）との間に挟まれて型締めされ成型が行われる。このとき、図５（ｃ）に示すように、キャビプレート５１０は、傾斜部３０４を避け、傾斜部３０４よりも外側、すなわち平面３０６を押圧部５１２によって押さえる（破線楕円）。キャビプレート５１０が基材３００を押さえた状態のとき、図５（ｄ）に示すように、空隙形成部５６４と基材３００（具体的には、傾斜部３０４と平面３０２の一部）とによって囲まれた空隙Ｓｐが生じる。加硫成型工程（又は予備成形工程）時に、溝５６２に充填されていたゴム生地１５０が膨張し、連結溝（不図示）を介して空隙Ｓｐに逃げる。このように、本実施形態では、キャビプレート５１０に空隙形成部５６４を設け、基材３００のフランジ形状（具体的には傾斜部３０４）を利用することで、逃がし溝として機能させる。空隙Ｓｐに逃げたゴム生地１５０は加硫成型工程後にサイドリップ１９０となる。サイドリップ１９０は基材３００の傾斜部３０４及び平面３０２の一部に形成されるため、シール材１７２も傾斜部３０４により近い位置に成型することが可能となる。

【0044】

本実施形態の成型方法及びキャビプレート５１０を用いた場合、図５（ｄ）に示すように、基材３００のフランジ形状、具体的には平面３０２と傾斜部３０４との接続部からシール材１７２の中央部までの距離はＳ２（以下、距離Ｓ２とする）となる。距離Ｓ２は、図４で説明した距離Ｓ１よりも小さくなる（Ｓ２＜Ｓ１）。これにより、図５に示すように、基材３００の全体の面積を大きくすることなく、基材３００のシール材１７２よりも内側の凹形状の領域の面積を大きくすることが可能となる。

【0045】

以上、本実施形態によれば、傾斜部を有する基材にシール材を成型する際に、基材の傾斜部とシール材との距離をより縮めることができる成型方法及び金型を提供することができる。

【0046】

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。

【0047】

例えば上述した実施形態では、端部にフランジ形状を有する基材３００に対して成型方法及びキャビプレート５１０を適用したが、これに限定されない。例えば、基材３００に成型されたシール材１７２よりも内側の凹形状の領域に、１つ又は複数の傾斜部がある場合に、１つ又は複数の傾斜部に対して適用することも可能である。

【0048】

また、例えば、本発明は以下の趣旨を含むものとする。
［趣旨１］
本発明の成型方法は、
第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型する成型方法であって、
前記シール材の原料が注入される溝を有する第１の金型に、前記原料が加硫（架橋）しない温度で前記溝に前記原料を注入する第１の工程と、
前記溝に前記原料が注入された前記第１の金型と第２の金型との間に前記基材を挟み、前記原料が加硫（架橋）する温度で前記原料を前記シール材として前記基材に成型する第２の工程と、
を備え、
前記第１の金型は、前記第２の工程において前記基材の前記第１の平面及び前記第２の平面を押さえたときに前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、を有し、
前記第１の金型の前記溝は、前記形状の近傍に設けられる。

【0049】

［趣旨２］
前記第２の平面は、前記基材の端部に設けられていてもよい。

【0050】

［趣旨３］
前記基材は、金属、樹脂又は紙であってもよい。

【0051】

［趣旨４］
前記原料は、ゴムであってもよい。

【0052】

［趣旨５］
本発明の金型は、
第１の平面と、前記第１の平面に連続する傾斜部と、前記傾斜部に連続する前記第１の平面よりも高い第２の平面と、を有する基材の前記第１の平面にシール材を成型するための金型であって、
加硫（架橋）しない温度で前記シール材の原料が注入される溝と、
前記溝に注入された前記原料を前記第１の平面に前記シール材として成型するために前記基材を押さえたときに、前記基材の前記傾斜部との間に空隙を生じる形状と、
前記溝と前記形状とを連結する連結溝と、
を備え、
前記溝は、前記形状の近傍に設けられる。

【符号の説明】

【0053】

１００、２００、１０００ 成形機
１１０、１１２、２１０、２１２、１０１０、１０１２ 熱板
１２０、１３０、２２２、４２０、５２０、１０２０、１０３２ 金型
１２２、１０２２ ポット
１３３、１０３３ 凹部
１２４、１０２４ ゲート
１４０、３００、１０４０ 基材
１４２、１４４ 面
１５０、１０５０ ゴム生地
１６０、４１０、５１０ キャビプレート（第１の金型）
１６２、４６２、５６２、１０２６ 溝
１６４、４６４ 逃がし溝
１６６ 連結溝
１６８ タッチ面
１７２ シール材
１７４、１９０ サイドリップ
１７６ 連結部
１８０ プレート
３０２、３０６ 平面
３０４ 傾斜部
４１２、４２２、５１２、５２２ 押圧部
５６４ 空隙形成部
Ｓｐ 空隙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】