(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に対向するように一対の切欠部が設けられているノズルを用いて被塗布部材上に粘性のシール材料を塗布し、無端状のガスケットを製造するガスケットの製造方法において、
前記一対の切欠部は、第１切欠部と、頂部が前記第１切欠部よりも高い第２切欠部とから構成され、
前記第１切欠部の最大幅は、塗布後の前記シール部材のビード幅よりも大きくなるように形成され、
前記第１切欠部を進行方向前側に配置した状態で前記シール材料を吐出させながら前記ノズルを移動させ、前記ノズルが一周することで前記シール材料の塗布開始部に前記シール材料が接合された後、前記シール材料の吐出を終了し、
その後、前記ノズルを後退させ、前記塗布開始部に前記シール材料が積層されてなる段差部を前記第１切欠部に接触させることによって除去することを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のガスケットの製造方法において、
前記シール材料の吐出を終了させる際に、少なくとも前記第１切欠部及び前記第２切欠部に残らないように前記ノズル内のシール材料を引き込むことを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項３】
先端部に対向するように一対の切欠部が設けられているノズルを用いて被塗布部材上に粘性のシール材料を塗布し、無端状のガスケットを製造するガスケットの製造方法において、
前記一対の切欠部は、第１切欠部と、頂部が前記第１切欠部よりも高い第２切欠部とから構成され、
前記第１切欠部を進行方向前側に配置した状態で前記シール材料を吐出させながら前記ノズルを移動させ、前記ノズルが一周することで前記シール材料の塗布開始部に前記シール材料が接合された後、前記シール材料の吐出を終了し、
その後、前記ノズルを後退させ、前記塗布開始部に前記シール材料が積層されてなる段差部を前記第１切欠部によって除去し、
前記シール材料の吐出が終了してから前記第１切欠部によって前記シール材料を除去するまでに、
前記第１切欠部によって除去するシール材料の分量を考慮して、前記ノズルの先端と前記被塗布部材との距離を調整することを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のガスケットの製造方法において、
前記シール材料の吐出が終了してから前記第１切欠部によって前記シール材料を除去するまでに、
前記シール材料の粘度が高いほど、及び前記ノズルを後退させるときの速度が速いほど、前記ノズルの先端を前記被塗布部材から離間させる方向に移動させることを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスケットの製造方法において、
複数積層されて用いられる燃料電池スタックの一対の平板状部材間に適用され、前記被塗布部材が、前記一対の平板状部材の一方であることを特徴とするガスケットの製造方法。
【請求項６】
先端部に対向する一対の切欠部が設けられたノズルを備え、被塗布部材上に粘性のシール材料を塗布する塗布装置において、
前記一対の切欠部は、第１切欠部と、頂部が前記第１切欠部よりも高い第２切欠部とから構成され、
前記第１切欠部の最大幅は、塗布後の前記シール部材のビード幅よりも大きくなるように形成され、
前記ノズルを含むとともに前記ノズルからの前記シール材料の吐出開始及び終了を切り替えるディスペンシングバルブと、前記ディスペンシングバルブの移動を制御する移動制御手段とを備え、
前記移動制御手段は、前記ディスペンシングバルブを一周するよう移動させ、
前記ディスペンシングバルブは、前記シール材料の塗布開始部に前記シール材料が接合された後、前記シール材料の吐出を終了し、
その後、前記移動制御手段は、前記ディスペンシングバルブを後退させ、前記塗布開始部に前記シール材料が積層されてなる段差部を前記第１切欠部に接触させることによって除去するよう構成されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項７】
請求項６に記載の塗布装置において、
前記ディスペンシングバルブは、前記ノズル内のシール材料を吸引可能なサックバック機能部を備えていることを特徴とする塗布装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の塗布装置において、
前記一対の切欠部は、それぞれ楔状に形成されており、
前記第１切欠部の最大幅は、前記第２切欠部の最大幅よりも大きくなるように形成され、前記ノズルを用いてビード部を有するガスケットを形成することを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端部に対向するように一対の切欠部が設けられているノズルを用いて被塗布部材上に粘性のシール材料を塗布し、無端状のガスケットを製造するガスケットの製造方法及びこれに用いる塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスペンサーのニードルの先端部に、ガスケットの断面形状と類似した切欠部が設けられたノズルを、塗布ロボットに取り付けたディスペンシングシステムによって、例えば燃料電池用セパレータやハードディスク用トップカバーなど、各種被塗布部材に液状シール材料を塗布した後、加硫或いは自然硬化させてガスケットを製造する方法が知られている。
このようなガスケットを製造する方法の例としては、下記特許文献１及び下記特許文献２に開示された方法を挙げることができる。
特許文献１及び特許文献２には、ノズルの先端部に対向するように一対の切欠部を形成し、ノズルの進行方向前側に形成された切欠部を他方よりも小さく形成したものが記載されている。これによれば、シール材料の塗布開始部と塗布終点部の接合部分にはみ出しや隙間が発生せず、また、密封液や気体の漏れのない、均一なビード状のガスケットを形成することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−７５８７９号公報
【特許文献２】特開２００８−２４６４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１及び特許文献２に記載の方法は、いずれも上述の接合部分に、はみ出しや隙間が生じることを防ぐことはできても、塗布完了後、ノズルがシール材料から離れる際に、シール材料の塗布開始部の上にシール材料が乗り上げて段差部が形成され、ガスケットの高さのバラツキが生じてしまうことが考えられる。このようにガスケットの高さにバラツキが生じると、それが原因で密封液や気体の洩れが生じたり、ガスケット締結時に、段差部分に起因する局部的な反力上昇や過剰圧縮によりガスケットの劣化が進んで破壊されるなどといった不具合が生じてしまう。特に、燃料電池スタックは、セパレータ、エンドプレート、ターミナルプレート等数多くの平板状部材が積層されることで構成されるため、それらのプレート間に介在するガスケット全体の高さが不均一であると、その影響が顕著に現れる。
そこで、ガスケットの高さのバラツキを解消する方法として、塗布したシール材料の上に、平面精度の良いフラット板を、ガスケット高さ設定用のスペーサーを挟んで載せ、ガスケットの段差部分を潰し矯正させた状態で加硫させ、その後フラット板を取り除き使用する方法が考えられる、また、シール材料を加硫後、ガスケットの段差部分を研磨機等で削り取る方法も考えられる。しかしながら、これらは、いずれも製造工程の増加によるコストアップ等の問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、塗布開始部に前記シール材料が積層されてなる段差部を効率的に除去するガスケットの製造方法と、これに用いる塗布装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係るガスケットの製造方法は、先端部に対向するように一対の切欠部が設けられているノズルを用いて被塗布部材上に粘性のシール材料を塗布し、無端状のガスケットを製造するガスケットの製造方法において、前記一対の切欠部は、第１切欠部と、頂部が前記第１切欠部よりも高い第２切欠部とから構成され、前記第１切欠部の最大幅は、塗布後の前記シール部材のビード幅よりも大きくなるように形成され、前記第１切欠部を進行方向前側に配置した状態で前記シール材料を吐出させながら前記ノズルを移動させ、前記ノズルが一周することで前記シール材料の塗布開始部に前記シール材料が接合された後、前記シール材料の吐出を終了し、その後、前記ノズルを後退させ、前記塗布開始部に前記シール材料が積層されてなる段差部を前記第１切欠部に接触させることによって除去することを特徴とする。なお、「段差部を除去する」とは、段差部を削り取る場合に限らず、ガスケットが全周に亘って均一な高さになるように、段差部をならす場合も含む。
【０００７】
本発明のガスケットの製造方法によれば、第１切欠部を進行方向前側に配置した状態で前記シール材料を吐出させながら前記ノズルを移動させるから、この移動の際に進行方向後側に位置する第２切欠部よりシール材料が連続的に吐出される。連続的に吐出されるシール材料は、断面形状がその粘性により第２切欠部の形状から多少変形するが、連続した突条形状を保って被塗布部材上を一周して塗布され、塗布開始部に接合されて無端状のガスケットの原形が形成される。そして、この接合の後、シール材料の吐出を終了させて、前記ノズルを後退させるが、この際、第１切欠部はその頂部が第２切欠部の頂部より低く形成されているから、前記塗布開始部に積層されたシール材料が、ノズルの後退に伴い第１切欠部によって除去される。これによって、前記ガスケットの原形は、全周に亘って高さが均一化される。従って、このガスケットの原形を加硫或いは自然硬化させて形成されるガスケットは、繋ぎ部の形状乱れや、高さのばらつきがなく、シール性が向上し、ガスケット圧縮時に生じる段差部に起因した局部的な反力上昇や過剰圧縮による破壊等の懸念を有さないものとなる。また、シール材料の塗布工程に引続き前記段差部を除去することができ、ガスケット製造の効率化が図られる。
【０００８】
本発明のガスケットの製造方法において、前記シール材料の吐出を終了させる際に、少なくとも前記第１切欠部及び前記第２切欠部に残らないように前記ノズル内のシール材料を引き込むようにしても良い。
これによれば、除去されたシール材料をノズル内に収め易くなり、除去されたシール材料が前記ガスケットの原形に再付着することを抑制することができる。
【０００９】
本発明のガスケットの製造方法は、先端部に対向するように一対の切欠部が設けられているノズルを用いて被塗布部材上に粘性のシール材料を塗布し、無端状のガスケットを製造するガスケットの製造方法において、前記一対の切欠部は、第１切欠部と、頂部が前記第１切欠部よりも高い第２切欠部とから構成され、前記第１切欠部を進行方向前側に配置した状態で前記シール材料を吐出させながら前記ノズルを移動させ、前記ノズルが一周することで前記シール材料の塗布開始部に前記シール材料が接合された後、前記シール材料の吐出を終了し、その後、前記ノズルを後退させ、前記塗布開始部に前記シール材料が積層されてなる段差部を前記第１切欠部によって除去し、前記シール材料の吐出が終了してから前記第１切欠部によって前記シール材料を除去するまでに、前記第１切欠部によって除去するシール材料の分量を考慮して、前記ノズルの先端と前記被塗布部材との距離を調整するようにしても良い。
これによれば、前記ノズルの先端と前記被塗布部材との距離を調整することにより、シール材料が余分に除去されてガスケットの高さが低下するようなおそれを回避することができる。
【００１０】
本発明のガスケットの製造方法において、前記シール材料の吐出が終了してから前記第１切欠部によって前記シール材料を除去するまでに、前記シール材料の粘度が高いほど、及び前記ノズルを後退させるときの速度が速いほど、前記ノズルの先端を前記被塗布部材から離間させる方向に移動させるようにしても良い。
これによれば、シール材料の粘度及びノズルの後退速度に基づいて、ノズルの先端と前記被塗布部材との距離を調整することで、シール材料を余分に除去するおそれを回避できる。
【００１１】
本発明のガスケットの製造方法が、複数積層されて用いられる燃料電池スタックの一対の平板状部材間に適用されるものとし、前記被塗布部材を、前記一対の平板状部材の一方としても良い。
燃料電池スタックは、セパレータ、エンドプレート、ターミナルプレート等数多くの平板状部材が積層されることで構成されるため、それらのプレート間に介在するガスケットの全体高さが不均一であると、その影響が顕著に現れる。この発明では、ガスケットの高さを均一化できるため、複数積層されて用いられる燃料電池スタックの平板状部材間に介在するガスケットに好適に適用できる。
【００１２】
第２の発明に係るガスケットの塗布装置は、先端部に対向する一対の切欠部が設けられたノズルを備え、被塗布部材上に粘性のシール材料を塗布する塗布装置において、前記一対の切欠部は、第１切欠部と、頂部が前記第１切欠部よりも高い第２切欠部とから構成され、前記第１切欠部の最大幅は、塗布後の前記シール部材のビード幅よりも大きくなるように形成され、前記ノズルを含むとともに前記ノズルからの前記シール材料の吐出開始及び終了を切り替えるディスペンシングバルブと、前記ディスペンシングバルブの移動を制御する移動制御手段とを備え、前記移動制御手段は、前記ディスペンシングバルブを一周するよう移動させ、前記ディスペンシングバルブは、前記シール材料の塗布開始部に前記シール材料が接合された後、前記シール材料の吐出を終了し、その後、前記移動制御手段は、前記ディスペンシングバルブを後退させ、前記塗布開始部に前記シール材料が積層されてなる段差部を前記第１切欠部に接触させることによって除去するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の塗布装置によれば、ディスペンシングバルブからノズルを介してシール材料を吐出しながら、ディスペンシングバルブを移動制御手段によって被塗布部材上を一周するよう移動制御することによって、被塗布部材上には無端状のガスケットの原形が形成される。このガスケットの原形は、第２切欠部の形状に基づく連続した突条形状とされる。前記移動制御手段は、ディスペンシングバルブが一周して塗布開始部に至って塗布開始部に前記シール材料が接合された後は、ディスペンシングバルブを後退させるよう移動制御するから、前記塗布開始部に前記シール材料が積層されてなる段差部を第１切欠部によって除去することができる。これによって、前記ガスケットの原形を、全周に亘って高さを均一化することができる。
【００１４】
本発明の塗布装置において、前記ディスペンシングバルブは、前記ノズル内のシール材料を吸引可能なサックバック機能部を備えているものとしても良い。
これによれば、シール材料の吐出を終了した時、サックバック機能が働くことによって、シール材料は引き込まれ、第１切欠部及び第２切欠部に残らない。したがって、ノズルを後退させる際に、前記ガスケットの原形に再付着することを抑制することができる。
【００１５】
本発明の塗布装置において、前記一対の切欠部は、それぞれ楔状に形成されており、前記第１切欠部の最大幅は、前記第２切欠部の最大幅よりも大きくなるように形成され、前記ノズルを用いてビード部を有するガスケットを形成し得るよう構成しても良い。
これによれば、一対の切欠部は、それぞれ楔状に形成されているから、塗布後の前記シール材料によるガスケットの原形は、第２切欠部の楔状の形状に基づき形成されるビード部を有する突条体とされる。そして、楔状の一対の切欠部における第１切欠部の最大幅は、第２切欠部の最大幅よりも大きくなるように形成されるから、シール材料を、吐出の終端部において塗布開始部に至るまで吐出して接合した後、ノズルを後退させる際に第１切欠部がビード部に干渉することは防止される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のガスケットの製造方法及び塗布装置によれば、塗布開始部にシール材料が積層されてなる段差部を、効率的に除去することができ、全周に亘って均一な高さのガスケットが簡易且つ確実に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明のガスケットの製造方法によってガスケットを形成した燃料電池セパレータの一例を示す概略的平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線矢視拡大断面図である。
【図２】本発明のガスケットの製造方法を概念的に示す模式的斜視図である。
【図３】同製造方法に用いられるガスケット形成用のノズルのシール材料吐出部の模式的正面図である。
【図４】同ノズルのシール材料吐出部の模式的部分破断側面図である。
【図５】（ａ）は同ノズルの第２切欠部と塗布後のシール部材の形状との関係を示す部分破断模式的正面図であり、（ｂ）は同ノズルの第１切欠部と塗布後のシール部材の形状との関係を示す部分破断模式的背面図である。
【図６】同製造方法において、同ノズルが塗布開始部に至る直前の状態を示す模式的縦断側面図である。
【図７】同製造方法において、同ノズルが塗布開始部に至った直後の状態を示す模式的縦断側面図である。
【図８】同製造方法において、同ノズルからの吐出が停止され、シール材料がサックバックされた状態を示す模式的縦断側面図である。
【図９】同製造方法において、塗布開始部にシール材料が積層されてなる段差部が形成された状態と同ノズルの位置関係を示す模式的縦断側面図である。
【図１０】同製造方法において、同ノズルが後退し、第１切欠部が段差部に至った状態を示す模式的縦断側面図である。
【図１１】同製造方法において、同ノズルの後退が進行し、段差部が第１切欠部によって除去された状態を示す模式的縦断側面図である。
【図１２】同製造方法において、同ノズルが塗布されたシール材料から離れる状態を示す模式的縦断側面図である。
【図１３】（ａ）は本発明の塗布装置の一部であって、本塗布装置を構成するディスペンシングバルブの一例とその周辺部分を概略的に示す模式的縦断面図であり、（ｂ）は同他の例とその周辺部分を概略的に示す模式的縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１（ａ）（ｂ）は、燃料電池用スタックを構成する平板状部材の一例としてのセパレータ１に本発明の製造方法によってガスケット２が形成された例を示す。図１（ａ）（ｂ）に示すセパレータ１は、不図示の高分子電解質膜（ＭＥＡ）と合体されて燃料電池用セル（不図示）が構成される。セパレータ１は、平板状のカーボンプレート或いはＳＵＳ等のメタルプレート等からなり、適所に、冷媒、水素及び酸素（空気）等の媒体流通用開口部１ａを複数備え、セパレータ１の板面にはこれら開口部１ａ…のいずれかと連通する媒体流通路帯１ｂが形成されている。これら開口部１ａ…及び媒体流通路帯１ｂの各周囲の所定位置にゴム製のガスケット２が無端状（ループ状）に一体に固着されている。図例のガスケット２は、断面が山形（略二等辺三角形状）のビード部２ａと、その底辺部の両側に形成された平坦な裾部２ｂ，２ｂとよりなる。燃料電池用セルやハードディスク用トップカバーのガスケットは、締結時に生じる反力を極力低く、且つ省スペースの関係から、高さを極力低く抑える必要がある。また、積層される複数のセパレータ１，１…間には所定の隙間が設定されるが、この隙間公差のバラつきが大きいことが多々あり、シール性が低下する要因になるにもかかわらず、なおかつガスケットの高さにばらつきがあると、各媒体のマニホールドから漏れるおそれがある。このような観点から、燃料電池用セルやハードディスク用トップカバー用のガスケットの断面形状は、締代のわりに反力が低い図１（ｂ）に示すような形状が一般的に採用されている。このようにガスケット２が所定の位置に固着されたセパレータ１と前記ＭＥＡとが組み合わさった前記セルが複数合体され、これにエンドプレート及びターミナルプレート等の他の部品がさらに合体され、全体を締結することによって燃料電池が構成される。このように複数の部品が締結されて構成される燃料電池において、前記開口部１ａ…は、締結方向に連なって、前記媒体毎のマニホールドが形成される。そして、各セル間に存在する前記ガスケット２のシール機能により、前記各媒体のマニホールドからの漏出が防止される。
【００１９】
前記のようなガスケット２を、セパレータ１の所定の部位に形成する要領について、以下詳述する。図２は、前記のようなガスケットを製造する要領を概念的に示している。図２には、図１３（ａ）（ｂ）で説明するディスペンシングバルブ６（７）の先端部に取付けられるガスケット形成用のノズル３の形状と、吐出されて形成されるシール材料４によるガスケットの原形２０との関係が示されている。ノズル３は、被塗布部材としてのセパレータ１の上方に位置するとともに、その下端がセパレータ１の表面より所定距離離間した状態で、所定の、即ち設計上のシールラインＬに沿って矢印ａ方向（以下、進行方向ａと言う）に移動する。この移動に伴い、ノズル３から粘性のシール材料（液状ゴム）４を連続的に吐出してセパレータ１の表面に塗布し、前記ガスケットの原形（以下、原形ガスケットと言う）２０を形成する。ノズル３は、中空円筒状であって、下端の開口部がシール材料４を吐出する吐出口３０とされる。ノズル３の先端部（下端部）には、対向するように一対の切欠部３１，３２が設けられており、この一対の切欠部３１，３２は、後記するように第１切欠部３１と、頂部３２ａが第１切欠部３１よりも高い第２切欠部３２とから構成されている。即ち、前記吐出口３０の筒壁には、前記進行方向ａに沿って前後に対向する楔形状（略二等辺三角形状）の第１及び第２切欠部３１，３２が形成されており、進行方向ａの後側に位置する第２切欠部３２は、前記原形ガスケット２０を形成する。従って、第２切欠部３２の形状及び寸法は、前記原形ガスケット２０を加硫硬化させた後に、所定のガスケット形状及び寸法となるよう、塗布条件に合ったシール材料４の形状変化、硬化後の収縮代、チクソ度などを考慮して定められる。またノズル３の第１切欠部３１を進行方向ａの前側（第２切欠部３２に対し１８０°反対側）に配置した状態で、シール材料４を吐出させながら移動させ、ノズル３が一周することでシール材料４の塗布開始部４ａにシール材料４が接合された後、シール材料４の吐出を終了する。その後、ノズル３を後退させ、第１切欠部３１によって塗布開始部４ａにシール材料４が積層されてなる段差部４ｃ（図１０参照）を除去する。以下、詳しく説明する。
【００２０】
前記ノズル３を前記シールラインＬに沿って進行方向ａに移動させながら、ノズル３の先端部から粘性のシール材料４を連続的に吐出させることによって、セパレータ１の表面にはシール材料４が塗布されて、図示のような形状の原形ガスケット２０が連続的に形成される。この原形ガスケット２０は、吐出直後の形状から若干嵩低くなったビード部２０ａとその両側の裾部２０ｂ，２０ｂとよりなる。そして、前記シールラインＬの終端において、塗布開始部４ａにシール材料４が接合されて原形ガスケット２０は、所定のシールラインＬの形状に整合した無端形状とされる。このようなシールラインＬに沿ったノズル３の移動制御は、後記する塗布装置５のディスペンシングバルブ６（７）を移動制御する移動制御手段５０（図１３（ａ）（ｂ）参照）によってなされる。
なお、前記所定のシールラインＬは、図１（ｂ）に示すようなガスケット２においては、意図するシール機能の主体となるビード部２ａの頂部が連なる無端状のラインに重なるように設計されるものである。従って、このシールラインＬに沿って前記ビード部（以下、原形ビード部と言う）２０ａの頂部が形成されるように、前記ノズル３の移動及びシール材料の吐出がなされる。
【００２１】
前記第１切欠部３１及び第２切欠部３２の形状的特性について、図３〜図５も参照して説明する。第１切欠部３１の頂部３１ａの高さｈ１は、前記原形ガスケット２０の原形ビード部２０ａの高さに対し０〜２５％高くされ、また、第１切欠部３１の最大幅（底辺部幅）ｄ１は、前記原形ビード部２０ａの最大幅に対し１０％以上大とされている。これによって、ノズル３が一周して前記塗布開始部４ａにまで戻る際に、第１切欠部３１が塗布開始部４ａに干渉することが防止される。また、第２切欠部３２の頂部３２ａの高さｈ２は、第１切欠部３１の前記高さｈ１より高くしている。加えて、頂部３２ａの高さｈ２は、吐出直後のシール材料４が後記するように嵩低くなること（図２及び図６参照）を勘案し、図５（ａ）に示すように原形ビード部２０ａよりｈ３（以下、隙間ｈ３と言う）分高くしている。第２切欠部３２の幅を原形ビード部２０ａの幅より大とすることによって、後記するように、シール材料４を、吐出の終端部において塗布開始部４ａに至るまで吐出して接合した後、ノズル３を後退させる際に第２切欠部３２が、原形ビード部２０ａに干渉することが防止される。さらに、前述のように、ノズル３は、セパレータ１の上方に位置するとともに、その下端をセパレータ１の表面より所定距離ｈ４分離間した状態で移動しながらシール材料４を吐出するから、原形ビード部２０ａの底辺部の両側に、図５（ｂ）に示すように、厚さがほぼ一定した平坦な裾部（以下、原形裾部と言う）２０ｂ，２０ｂが形成される。
【００２２】
次に、塗布開始部４ａにシール材料４が積層されてなる段差部４ｃを除去する要領について、図６〜図１２も参照して説明する。図６は、ノズル３が、吐出口３０からシール材料４を吐出しながら所定のシールラインＬ（図２参照）に沿って進行方向ａに移動し、シール材料４の塗布開始部４ａに至る直前の状態を示している。シール材料４の連続する吐出によって、シール材料４は、前述のように原形ガスケット２０の形状となるようセパレータ１の上に塗布される。第２切欠部３２から吐出されるシール材料４は、被塗布部材としてのセパレータ１に接すると摩擦抵抗が生じ、ノズル３の移動速度によって引っ張られる形となり、その結果、図２及び図６に示すように高さ低下部４ｂを経て嵩低くなる。その後、ほぼ一定した高さの原形ビード部２０ａを含む原形ガスケット２０として安定化する。
【００２３】
このような高さ低下部４ｂの低下度合いは、ガスケット形状が、丸や四角と比べ、図１（ｂ）に示すような圧縮時に反力が低い山形形状のガスケット２を、第２切欠部３２を有したノズル３からシール材料４を吐出して形成する場合に顕著となる。また、この低下度合いは、第２切欠部３２の頂部３２ａの角度が狭くなるほど大きくなる。シール材料４の観点からは、そのチクソ度が低いほど、また、粘度が低いものほど、垂れにより形状が崩れ易く、前記低下度合いが大きくなる傾向となる。さらに、塗布条件の観点からは、ノズル３による塗布速度が速いほど、また、塗布温度が高いほど、前記低下度合いが大きくなる傾向となる。シール材料４の連続的な吐出による塗布が、後記するような塗布開始部４ａでの接合時に段差部４ｃを発生させる要因となる。
【００２４】
図６に示す状態から、ノズル３の移動及びシール材料４の吐出が継続され、図７に示すように、ノズル３から吐出されてセパレータ１の表面に塗布されるシール材料４が、前記塗布開始部４ａに接合されて原形ガスケット２０が無端状に形成される。シール材料４が前記塗布開始部４ａに接合されると、ノズル３の進行方向ａへの移動を継続したまま、シール材料４の供給及び吐出を停止する。引き続き、図８に示すように、後記するディスペンシングバルブ６（７）のサックバック機能或いは真空引きによって、ノズル３内に滞留するシール材料４をなくしつつ、自然にシール材料４の吐出が完了するまで、ノズル３の移動を継続する。そして、第２切欠部３２の頂部３２ａからシール材料４が途切れる。このとき、原形ビード部２０ａの頂部に図９に示すように、シール材料４が塗布開始部４ａに乗り上げるように積層されることによって段差部４ｃが形成される。この段差部４ｃは、前記隙間ｈ３（図５（ａ）参照）が大きいほど大きくなる。
【００２５】
本発明者等は、シール材料４の前記各種塗布条件を最適化することによって、このような段差部４ｃを発生させないように試みたが、完全に段差部４ｃを解消することは不可能であった。また、段差部４ｃが生じる手前で、ノズル３を前記隙間ｈ３分下げる方法も試みたが、ノズル３の下端とセパレータ１との隙間に相当する前記所定距離ｈ４（図５（ｂ）参照）が狭くなり、最悪の場合ノズル３の下端とセパレータ１とが接触することにもなる。このような接触により、セパレータ１を傷付ける危険性が生じることはもとより、原形ガスケット２０の全体形状に崩れを生じさせることになることも知見した。
【００２６】
本発明では、前記段差部４ｃの発生が不可避であるという知見を元に、以下の工程によって、段差部４ｃを除去するようにしている。即ち、塗布開始部４ａにシール材料４を接合させた後、ノズル３の進行方向ａへの移動を停止し、図９に示すように、ノズル３を軸回転させることなく反進行方向ｂへ後退させる。この後退に伴い、図１０に示すように、前記第２切欠部３２は、前記段差部４ｃ及び原形ビード部２０ａに干渉することなく通過するが、第１切欠部３１は、前記頂部３１ａ及びその近傍部の切欠縁部が前記段差部４ｃに接触する。このように第１切欠部３１の切欠縁部が段差部４ｃに接触した後も、ノズル３の後退を継続すると、図１１に示すように、第１切欠部３１の切欠縁部によって前記段差部４ｃが削ぎ取られたり、原形ガスケット２０の側部に逃げるようにならされたりして、段差部４ｃが除去される。なお、シール材料４の吐出が終了した後、ノズル３内のシール材料４は第１切欠部３１及び第２切欠部３２に残られないように引き込まれるため、シール材料４を削ぎ取る際に、第１切欠部３１の切欠縁部にはシール材料４が付着し易くなっている。また、ノズル３を反進行方向ｂへ後退させる際、前記除去されるシール材料４の分量を考慮して、前記所定距離ｈ４を調整することが望ましい。過剰にシール材料４を除去した場合、原形ガスケット２０の高さが部分的に低下し、全周に亘っての高さの均一化が図れないからである。つまり、所定距離ｈ４の調整を行わなければ、前記のように、第１切欠部３１が前記段差部４ｃに接触した後も後退を継続する際、塗布されたシール材料４は、第１切欠部３１に引っ張られ、原形ビード部２０ａの高さが低くなる傾向となる。そのため、所定距離ｈ４がシール材料４の吐出終了時点のままシール材料４の段差部４ｃを除去すると、ガスケット２０の高さが部分的に低下することが予想される場合には、予想される低下分に応じて吐出終了後にノズル３を上昇させる必要がある。
【００２７】
図１２は、ノズル３を後退させつつ上昇させて（矢印ｃ方向）、ノズル３の下端を原形ガスケット２０及びセパレータ１の表面から離間させる状態を示している。ノズル３の適正な上昇度合いは、シール材料４の物性（例えば、粘度等）やノズル３の後退速度等の条件によって左右されるので、これらの条件を適宜調整する必要がある。特に、シール材料４の粘度が高いほど、また、ノズル３の後退速度が速いほど、ノズル３の上昇度合いを大きくすることが望ましい。このように、ノズル３を、後退させつつ原形ガスケット２０から離間させることによって、シール材料４の塗布プロセスが完了する。その後、原形ガスケット２０が形成されたセパレータ１を、所定の温度に設定されたオーブン（不図示）内で所定時間加熱し、シール材料４としての液状ゴムを加硫硬化させる。なお、シール材料４を加硫硬化させることでガスケット２０を成形する代わりに、自然硬化やＵＶ硬化する材質をシール材料４に用いてガスケット２０を成形してもよい。これによって、図１（ａ）（ｂ）に示すように、所定部位にガスケット２が固着された燃料電池スタックのセパレータ１が得られる。
前記所定距離ｈ４の調整やノズル３を後退させながら上昇させる移動制御は、前記移動制御手段５０によってなされる。
【００２８】
このように形成されたガスケット２は、前述のように繋ぎ部の形状乱れや、高さのばらつきがなく、シール性が向上し、ガスケット圧縮時に生じる段差部に起因した局部的な反力上昇、過剰圧縮による破壊等の懸念を有さないものとなる。特に、セパレータ、エンドプレート、ターミナルプレート等多数の平板状部材が合体されてなる燃料電池スタックでは、セパレータ対間、セパレータとエンドプレートとの間等にガスケットが介在するため、それぞれのガスケットの高さが不均一であると、それらのばらつきが積算されることになる。したがって、燃料電池スタックにおいて用いられるガスケットの高さが不均一であると、燃料電池スタックには、高さのばらつきの影響が積算されたうえで及ぼされるため、局部的な反力上昇等の影響がより顕著に現れるが、本ガスケット２を備えたセパレータ１ではこのような懸念が払拭される。また、本実施形態による段差部４ｃの除去工程は、研磨による後加工によって前記段差部４ｃを除去する工程ではないので、研磨粉の付着等、清浄度が低下することによる品質の低下を来たす懸念もない。また、本実施形態による段差部４ｃの除去工程は、フラット板によりガスケット２の段差部分を潰して矯正する工程ではないので、ガスケット形状が変形する懸念もない。
【００２９】
前記のようなガスケット２の製造方法に用いられる塗布装置５においては、微小断面のガスケットを精度良く形成するため、シール材料の吐出精度が高い塗布装置の構造が重要であり、これはシール材料を吐出制御する方式により大きく左右される。このような制御方式としては、下記の３とおりの方式が一般的である。
（１）シリンジ内に充填したシール材料に空圧をかけて吐出制御をする方式。
（２）スクリューの回転で吐出制御する方式。
（３）ディスペンシングバルブで吐出制御する方式。
【００３０】
（１）の方式は、シリンジ内の水頭差に吐出精度が左右され易く、かつ、シリンジ内のシール材料を介してノズルの先端に真空を利かすため、前記サックバック機能が即座に働き難い欠点がある。
（２）の方式は、超高粘度のシール材料には有効であるが、スクリューまではシリンジ等に充填したシール材料を加圧して供給するため、その加圧のコントロールとスクリューの回転とのバランスが難しい。また、スクリューを回転させるモータを必要とするため装置が大きくかつ重量が大となるため、位置精度が低下する等の欠点がある。
（３）の方式におけるバルブのシャット方式としては、スプール弁タイプ、ポペット弁タイプ及びニードル弁タイプ等がある。ニードル弁タイプは、吐出シャット時にシール材料を僅かながらも押し出すので、サックバック機能が働き難く、前記段差部４ｃの解消対策や、吐出停止時の塗布量コントロールが難しいため、採用不可である。これに対し、スプール弁タイプやポペット弁タイプはシール材料を引く方向にシール材料の流路を閉じるため、シール材料を押し出すことがなく、サックバック機能も即座に働き、有効である。従って、本発明の塗布装置として、スプール弁タイプやポペット弁タイプが望ましく採用されるが、コントロール性の点ではスプール弁タイプの方が優れており、スプール弁タイプのディスペンシングバルブを備えた塗布装置がより望ましく採用される。
【００３１】
以下、望ましく採用される塗布装置の二例について、図１３（ａ）（ｂ）を参照して略述する。図１３（ａ）は、スプール弁タイプのディスペンシングバルブを備えた塗布装置を示している。図１３（ａ）に示す塗布装置５は、ディスペンシングバルブ６と、該ディスペンシングバルブ６に取付けられる前記ノズル３と、ディスペンシングバルブ６を移動制御するロボットアーム及びロボットアームを制御するＣＰＵ等からなる移動制御手段５０とを含んで構成される。前記ノズル３は、該ディスペンシングバルブ６のシール材料アウトポート（ノズル取り付け部）６ａに同心的に一体に取付けられる。移動制御手段５０は、ディスペンシングバルブ６及びノズル３が、前記所定のシールラインＬ（図２参照）に沿って、移動するように移動制御する。また移動制御手段５０は、曲線部では、ノズル３を軸心回転させながらディスペンシングバルブ６を当該曲線部の曲率中心を中心として移動するよう移動制御する。このような移動制御は、ＣＰＵに記憶されている予め定められたプログラムに基づきなされる。そして、このプログラムでは、移動制御手段５０が、前記段差部４ｃの除去工程では、前記のようにノズル３を後退及び上昇移動するように設定されている。また、予め定められたプログラムでは、吐出されるシール材料４の粘度や、ノズル３の後退速度に基づいて、移動制御手段５０がノズル３の上昇度を制御するように設定されている。  より具体的には、シール材料４の粘度が高いほど、また、ノズル３の後退速度が速いほど、移動制御手段５０がノズル３の上昇度合いを大きくするように設定されている。ディスペンシングバルブ６は、前記シール材料アウトポート６ａに通じるシール材料供給管路６ｂを開閉するスプール６ｃ及び弁座６ｄと、シール材料インポート６ｅと、エアインポート６ｆとを備えている。シール材料インポート６ｅには、シール材料供給元５１に繋がるシール材料供給管（不図示）が接続される。また、エアインポート６ｆには、前記スプール６ｃを上下動させて弁座６ｄに接離させ、前記シール材料供給管路６ｂを開閉動作するための圧縮空気供給元（不図示）に繋がる圧縮空気供給管（不図示）が接続される。前記スプール６ｃは、圧縮ばね６ｇによって上方に付勢されており、前記圧縮空気が供給されないときには、スプール6ｃが弁座６ｄに摺接してシール材料供給管路６ｂを閉状態とする。前記圧縮空気が供給されると、圧縮ばね６ｇの付勢力に抗した圧縮空気の圧力によってスプール６ｃが押下げられ、スプール６ｃが弁座６ｄから離れてシール材料供給管路６ｂを開状態とする。これによって、シール材料供給元５１からのシール材料４が、シール材料供給管路６ｂ及びノズル３を経て吐出口３０より吐出される。
【００３２】
前記スプール６ｃが前記圧縮ばね６ｇの上向きの付勢力により上昇し、前記シール材料供給管路６ｂが閉状態に移行してシール材料４の供給を停止するとき、該スプール６ｃがシール材料供給管路６ｂ及び前記ノズル３内のシール材料４を引き込むように作用する。この引き込み作用によって、ノズル３内のシール材料４が前記シール材料供給管路６ｂ内に戻され、図８等に示すように、少なくとも、前記第１切欠部３１及び第２切欠部３２にシール材料４が残らない状態とされる。従って、スプール６ｃ、弁座６ｄ及び圧縮ばね６ｇがサックバック機能部を兼ね、これによって、当該ディスペンシングバルブ６は、サックバックバルブの機能も備えたものとして位置付けられることになる。図１３（ａ）において、ナット６ｈ及び雄ねじ付当止部材６ｉは、前記圧縮ばね６ｇの圧縮量を調整し、前記スプール６ｃの上下ストローク幅を可変とするものである。これによって、前記サックバック量の調整が可能とされる。
【００３３】
図１３（ｂ）は、ポペット弁タイプのディスペンシングバルブを備えた塗布装置を示している。図１３（ｂ）に示す塗布装置５は、ディスペンシングバルブ７と、該ディスペンシングバルブ７に取付けられる前記ノズル３と、ディスペンシングバルブ７を移動制御するロボットアーム等からなる移動制御手段５０とを含んで構成される。前記ノズル３は、該ディスペンシングバルブ７のシール材料アウトポート（ノズル取り付け部）７ａに同心的に一体に取付けられる。移動制御手段５０は、ディスペンシングバルブ７及びノズル３を前記と同様に移動制御する。このような移動制御は、予め定められたプログラムに基づきなされる。また、この例のディスペンシングバルブ７は、前記シール材料アウトポート７ａに通じるシール材料供給管路７ｂを開閉するポペット７ｃ及び弁座７ｄと、シール材料インポート７ｅと、エアインポート７ｆとを備えている。シール材料インポート７ｅには、シール材料供給元５１に繋がるシール材料供給管（不図示）が接続される。また、エアインポート７ｆには、前記ポペット７ｃを上下動させて弁座７ｄに接離させ、前記シール材料供給管路７ｂを開閉動作するための圧縮空気供給元（不図示）に繋がる圧縮空気供給管（不図示）が接続される。前記ポペット７ｃは、圧縮ばね７ｇによって上方に付勢されており、前記圧縮空気が供給されないときには、ポペット７ｃが弁座７ｄに当接してシール材料供給管路７ｂを閉状態とする。前記圧縮空気が供給されると、圧縮ばね７ｇの付勢力に抗した圧縮空気の圧力によってポペット７ｃが押下げられ、ポペット７ｃが弁座７ｄから離れてシール材料供給管路７ｂを開状態とする。これによって、シール材料供給元５１からのシール材料４が、シール材料供給管路７ｂ及びノズル３を経て吐出口３０より吐出される。
【００３４】
前記ポペット７ｃが前記圧縮ばね７ｇの上向きの付勢力により上昇し、前記シール材料供給管路７ｂが閉状態に移行してシール材料４の供給を停止するとき、該ポペット７ｃがシール材料供給管路７ｂ及び前記ノズル３内のシール材料４を引き込むように作用する。この引き込み作用によって、ノズル３内のシール材料４が前記シール材料供給管路７ｂ内に戻され、図８等に示すように、少なくとも、前記第１切欠部３１及び第２切欠部３２にシール材料４が残らない状態とされる。従って、この場合も、ポペット７ｃ、弁座７ｄ及び圧縮ばね７ｇがサックバック機能部を兼ね、これによって、当該ディスペンシングバルブ７は、サックバックバルブの機能も備えたものとして位置付けられることになる。図１３（ｂ）に示す例においても、説明を省略するが、前記サックバック量の調整が可能とされる。
【００３５】
なお、前記の実施形態では、シール材料４の吐出を終了させる際、第１切欠部３１及び第２切欠部３２に残らなくなるまでシール材料４を引き込んだが、この形態に限らない。少なくとも、シール材料４の吐出終了後に、ノズル３からシール材料４が垂れない程度に引き込めばよく、例えば、シール材料４を引き込んだ際に第２切欠部３２に若干残っていてもよい。また、燃料電池スタックを構成する平板状部材（セパレータ）を被塗布部材とする例について述べたが、これに限らず、燃料電池スタックのエンドプレート、ターミナルプレート、或いは、ハードディスク用トップカバー、内燃機関を構成する各種カバー等であっても良い。また、粘性のシール材料として、液状ゴムを例示したが、塗布後にガスケット機能を奏するように形成されるものであれば、他の粘性を有するシール材料であっても良い。さらに、図１３（ａ）（ｂ）に示す塗布装置５においては、ディスペンシングバルブ６,７に同心的にノズル３が一体に取付けられ、ディスペンシングバルブ６（７）及びノズル３が、前記所定のシールラインＬに沿って一体に移動する。そして、曲線部ではディスペンシングバルブ６（７）は軸心回転することなく、ノズル３のみ軸心回転しながら移動する。しかし、例えば、ディスペンシングバルブ６（７）に対してノズル３を固定し、曲線部ではディスペンシングバルブ６（７）及びノズル３が一体に軸心回転しつつ前記シールラインＬに沿って移動するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１                        セパレータ（被塗布部材、平板状部材）
２                        ガスケット
２ａ                      ビード部
３                        ノズル
３１                      第１切欠部
３１ａ                    頂部
３２                      第２切欠部
３２ａ                    頂部
４                        シール材料（液状ゴム）
４ａ                      塗布開始部
４ｃ                      段差部
５                        塗布装置
５０                      移動制御手段
６                        スプール弁タイプのディスペンシングバルブ
６ｃ，６ｄ，６ｇ          サックバック機能部
７                        ポペット弁タイプのディスペンシングバルブ
７ｃ，７ｄ，７ｇ          サックバック機能部
ａ                        進行方向
ｈ４                      ノズルの先端と被塗布部材との距離
【図１】
0005881243.tif 000002
【図２】
0005881243.tif 000003
【図３】
0005881243.tif 000004
【図４】
0005881243.tif 000005
【図５】
0005881243.tif 000006
【図６】
0005881243.tif 000007
【図７】
0005881243.tif 000008
【図８】
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【図９】
0005881243.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0005881243.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0005881243.tif 000014