(57)【要約】【課題】樹脂成型部品をインサート部品と一体にモールド成形する際に生じる樹脂，インサート部品間の隙間からの液体の漏れや混入を防止可能とする。【解決手段】電池筐体１２の電池蓋部１０をインサート部品の集電板１Ａと一体にモールド成形すると、樹脂製の電池蓋部１０と金属のインサート部品１Ａとが化学的にまたは物理的に結合しないため、集電板１Ａの一部の外部に突出する端子部と電池蓋部１０との間に隙間１４が生ずるが、この集電板１Ａの端子部にシール剤によるシール機能部６が形成されており、このシール機能部６により、かかる隙間１４が封鎖される。電池筐体１２の内部に液状の燃料８が注入されており、これが隙間１４にも入り込むが、この隙間１４がシール機能部６によって遮蔽されているので、燃料８が外部に漏れ出ることがない。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料の筐体内に、該樹脂材料と化学的又は物理的に接合できないインサート部品が該筐体と一体にモールド成型されてなる成型部品であって、
樹脂材料の該筐体と該インサート部品との間に生じる隙間を閉鎖するシール構造部を設けたことを特徴とするシール構造を備えた成型部品。
【請求項２】
請求項１において、
前記シール構造部は前記インサート部品に設けられていることを特徴とするシール構造を備えた成型部品。
【請求項３】
請求項２において、
前記シール構造部は、モールド成型前のインサート部品に付加されていることを特徴とするシール構造を備えた成型部品構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
前記筐体内の前記シール構造部が液状ガスケットにより形成されていることを特徴とするシール構造を備えた成型部品構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
前記インサート部品は平板状の集電板であって、該集電板の端子部が該筐体の壁部を介して外部に突出し、該端子部の該筐体を通過する部分に前記シール機能部が設けられていることを特徴とするシール構造を備えた成型部品構造。
【請求項６】
樹脂製の成型部品のインサート部品にシール構造を形成する方法であって、
平板状の該インサート部品の表裏及び両側面にわたって液状ガスケットを塗布し、連続したシール機能部を形成することを特徴とするシール構造形成方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記インサート部品の一方の側面から表面，他方の側面にわたって、排出ノズルを、前記液状ガスケットを排出させながら、移動させることにより、前記液状ガスケットを塗布し、次いで、前記インサート部品の一方の側面から裏面，他方の側面にわたって、排出ノズルを、前記液状ガスケットを排出させながら、移動させることにより、前記液状ガスケットを塗布することを特徴とするシール構造形成方法。
【請求項８】
前記インサート部品は、インサート部品固定治具に取り付け固定されて前記液状ガスケットが塗布されるものであって、
該インサート部品固定治具は、前記インサート部品の本体部が嵌め込まれる主嵌込部と前記インサート部品の前記シール機能部が形成される突出部が嵌め込まれる副嵌込部とを有し、
該主嵌込部は前記インサート部品と形状，大きさがほぼ等しく、該副嵌込部は前記インサート部品の該突出部よりも大きく、前記インサート部品の該本体部が該主嵌込部に嵌め込まれ、前記インサート部品の該突出部が該副嵌込部に嵌め込まれたとき、該突出部の両側の側面と該副嵌込部の壁面との間に所定の広さの隙間が生じ、該隙間により、前記インサート部品の該突出部の側面に前記液体ガスケットが塗布されることを特徴とするシール構造形成方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記副嵌込部の深さは、前記主嵌込部の深さよりも深いことを特徴とするシール構造形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液体燃料が注入され、この液体燃料でもって発電を行なう直接メタノール型燃料電池などのインサート部品を備えた樹脂の成型部品に係り、特に、液体漏れの防止のためのシール構造が設けられた成型部品とそのシール構造形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料を使用した直接メタノール型燃料電池は、主に、内部に燃料を保持する領域と、燃料により発電を行なう膜電極接合体と、この膜電極接合体で発電した電気を取り出すための端子となる２つの集電板とが、インサート部品として、筐体内に設けられた構成をなしている。これら集電板は膜電極接合体を挟み込む形で設置され、一方が燃料に接する燃料極側、もう一方が空気に接する空気極側となっている。さらに、集電板の端部は、外部との電気的接合のために、筐体の外部に露出している。
【０００３】
かかる燃料電池の成型方法としては、そのコンパクト化と組立工程の簡略化とを考慮し、電池筐体を絶縁性の樹脂で成型加工し、集電板をインサート部品としてモールド成型する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４６１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の直接メタノール型燃料電池では、筐体のうちの蓋部をモールド成型する場合、この蓋部の型に燃料極側の集電板を取り付け、かかる状態でこの蓋部を樹脂でモールド成型することにより、この燃料極側の集電板が取り付けられた筐体の蓋部を成型する。そして、この蓋部内に、燃料極側の集電板に接するように、燃料が注入され、膜電極接合体や空気極側の集電板が取り付けられてモールド成型された筐体本体と蓋部とが接合されることにより、直接メタノール型燃料電池が得られる。
【０００５】
ところで、このように成型される直接メタノール型燃料電池では、金属性の集電板と筐体をなす樹脂とが化学的又は物理的に接合できないため、この燃料極側の集電板の外部に引き出される端部と筐体の蓋部との間に隙間が生ずる。このため、この燃料電池の内部に保持している燃料がこの燃料極側の集電板と樹脂製の筐体との隙間を伝わり、外部に露出した端子部から漏れ出してしまう。
【０００６】
このように、液体が注入されている樹脂製の筐体に、その内部から外部に導出される突出部を備えた金属などの樹脂とは接合しない材質からなるインサート部品が設けられた成型部品では、この突出部と筐体との間に隙間が生じてしまい、この隙間から筐体内の液体が外部に漏れてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解消し、インサート部品を含む樹脂モールド成型部品の樹脂とインサート部品との隙間からの液体の漏れを防止することができるようにしたシール構造を備えた成型部品とそのシール構造形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、樹脂材料の筐体内に、樹脂材料と化学的または物理的に接合できないインサート部品が筐体と一体にモールド成型されてなる成型部品であって、樹脂材料の筐体とインサート部品との間に生じる隙間を閉鎖するシール構造部を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、シール構造部がインサート部品に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、シール構造部が、モールド成型前のインサート部品に付加されていることを特徴とする。
【００１１】
また、筐体内のシール構造部が液状ガスケットにより形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、インサート部品は平板状の集電板であって、集電板の端子部が筐体の壁部を介して外部に突出し、端子部の筐体を通過する部分にシール機能部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、樹脂製の成型部品のインサート部品にシール構造を形成する方法であって、平板状のインサート部品の表裏及び両側面にわたって液状ガスケットを塗布し、連続したシール機能部を形成することを特徴とする。
【００１４】
また、インサート部品の一方の側面から表面，他方の側面にわたって、排出ノズルを、液状ガスケットを排出させながら、移動させることにより、液状ガスケットを塗布し、次いで、インサート部品の一方の側面から裏面，他方の側面にわたって、排出ノズルを、液状ガスケットを排出させながら、移動させることにより、液状ガスケットを塗布することを特徴とする。
【００１５】
また、インサート部品が、インサート部品固定治具に取り付け固定されて液状ガスケットが塗布されるものであって、インサート部品固定治具は、インサート部品の本体部が嵌め込まれる主嵌込部とインサート部品のシール機能部が形成される突出部が嵌め込まれる副嵌込部とを有し、主嵌込部はインサート部品と形状，大きさがほぼ等しく、副嵌込部はインサート部品の突出部よりも大きく、インサート部品の本体部が主嵌込部に嵌め込まれ、インサート部品の突出部が副嵌込部に嵌め込まれたとき、突出部の両側の側面と副嵌込部の壁面との間に所定の広さの隙間が生じ、隙間により、インサート部品の突出部の側面に液体ガスケットが塗布されることを特徴とする。
【００１６】
また、副嵌込部の深さが、主嵌込部の深さよりも深いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、インサート部品へのシール機能の付加により、このインサート部品と一体に成型する成型部品の樹脂のモールド成型時に生ずる隙間をなくすことができて、成型部品からの液体漏れを防止することができ、コンパクトで組立性の良い成型部品の設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明によるシール構造形成方法の一実施形態を示す工程図であり、１はインサート部品、２はインサート部品固定治具、３は液状ガスケット、４は排出ノズル、５は隙間である。  
図２は図１に示すシール構造の形成対象となるインサート部品１の一具体例を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は前部側面図であり、１ａは本体部、１ｂは突出部である。  
図３は図１におけるインサート部品固定治具２の一具体例を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の分断線Ａ−Ａに沿う断面図であり、２ａは部品嵌込部、２ｂは主嵌込部、２ｃは副嵌込部である。  
図４は図３に示すインサート部品固定治具２に図１に示すインサート部品１を嵌め込んだ状態を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）での副嵌込部２ｃを通る分断線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。  
なお、図２，図３，図４では、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２０】
シール構造の形成対象となるインサート部品１は金属性であって、図２（ａ），（ｂ）に示すように、本体部１ａと突出部１ｂとからなり、本体部１ａから突出部１ｂを通る中心線Ｙに関して左右対称で均一な厚みの平板状をなしている。この実施形態では、かかるインサート部品１の突出部１ｂにシール構造を形成するものである。
【００２１】
一方、かかるインサート部品１にシール構造を形成するインサート部品固定治具２は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、台状をなして、その上面に窪み状の部品嵌込部２ａが設けられている。この部品嵌込部２ａは、図２に示すインサート部品１の本体部１ａが嵌め込まれる主嵌込部２ｂと突出部１ｂが嵌め込まれる副嵌込部２ｃとからなり、主嵌込部２ｂはインサート部品１の本体部１ａと大きさ，形状がほぼ等しく、その深さは一定でインサート部品１の厚さ程度に設定されている。また、副嵌込部２ｂは、インサート部品１の突出部１ｂと同様の形状をなしているが、この突出部１ｂよりも若干大きく形成されている。即ち、この副嵌込部２ｃの少なくとも横幅ｄ2（即ち、図３（ａ）での副嵌込部２ｃの図示する左右方向の幅）が、インサート部品１の突出部１ｂの幅ｄ1（図２）よりも若干大きく設定されている。
【００２２】
図３に示すインサート部品固定治具２の部品嵌込部２ａに図１に示すインサート部品１を嵌め込んで取り付けると、図４（ａ），（ｂ）に示すように、インサート部品１の本体部１ａがこの部品嵌込部２ａの主嵌込部２ｂにほぼぴったりと嵌まり込み、このインサート部品１の上面側が部品嵌込部２ａからわずかに突出する。また、突出部１ｂは副嵌込部２ｃに嵌まり込むが、図２に示したように、インサート部品１は中心線Ｙに対して左右対称形をなしているので、この突出部１ｂの両側に、副嵌込部２ｃの壁面との間に、夫々（ｄ2−ｄ1)/２の隙間５が生ずる。また、この突出部１ｂとこれに対向する副嵌込部２ｃの壁面との間には、例えば、指先が充分入り込むだけの大きな隙間があり、この隙間に指先を差し込んで突出部１ｂを引き上げるようにすることにより、この部品嵌込部２ａに嵌め込まれたインサート部品１を引き出すことができる。
【００２３】
インサート部品１がインサート部品固定治具２の部品嵌込部２ａに嵌め込まれた図４に示す状態で、このインサート部品１の突出部１ｂにシール構造が形成されるのであるが、以下、図１により、このシール構造の形成方法について説明する。
【００２４】
図４に示す状態で、まず、図１（ａ）に示すように、排出ノズル４を、その先端の排出口から液状ガスケット（シール剤）３を排出しながら、インサート部品１の突出部１ｂを横切るように、矢印Ｃ方向に移動させる。これにより、このインサート部品１の突出部１ｂの一方の表面に、これを横切って排出ノズル４の吐出口の幅でライン状に液状ガスケット３が塗布されるが、これとともに、この吐出された液状ガスケット３が突出部１ｂとインサート部品固定治具２の副嵌込部２ｃの壁面との間の隙間５にも流れ込み、これにより、この突出部１ｂの両側面にも液状ガスケット３が塗布されることになる。
【００２５】
以上の塗布処理が終了すると、次に、図１（ｂ）に示すように、インサート部品１をインサート部品固定治具２から取りはずし、図１（ｃ）に示すように、上下を反転して（即ち、裏返しにして）再びインサート部品固定治具２の部品嵌込部２ａに嵌め込んで取り付ける。そして、図１（ｄ）に示すように、図１（ａ）に示した処理と同様、排出ノズル４を、その先端の排出口から液状ガスケット３を排出しながら、インサート部品１の突出部１ｂを横切るように、矢印Ｃ方向に移動させる。これにより、このインサート部品１の突出部１ｂの他方の表面にも、これを横切って排出ノズル４の吐出口の幅でライン状に液状ガスケット３が塗布されるが、これとともに、この吐出された液状ガスケット３が突出部１ｂとインサート部品固定治具２の副嵌込部２ｃの壁面との間の隙間５にも流れ込み、これにより、この突出部１ｂの両側面にも、液状ガスケット３が塗布されることになる。
【００２６】
以上の塗布処理が終了すると、図１（ｅ）に示すように、インサート部品１をインサート部品固定治具２から取りはずし、液状ガスケットを乾燥させる。
【００２７】
図５は以上の処理がなされたインサート部品１を示すものであって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は前部側面図であり、６はシール機能部である。なお、図２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２８】
図５（ａ），（ｂ）において、インサート部品１の突出部１ｂには、この突出部１ｂの表裏と両側面とにわたって塗布された液状ガスケットにより、ひとまわりの連続するシール機能部６が形成されている。
【００２９】
なお、このシール構造形成方法の実施形態では、インサート部品１の表裏の液状ガスケットの塗布を同じインサート部品固定治具を用いて行なうようにしたが、インサート部品１の表面側と裏面側との液状ガスケット３の塗布を異なるインサート部品固定治具を用いて行なうようにしてもよい。例えば、インサート部品１の形状が図２に示すような中心線Ｙに関して左右対称な形状でない場合には、インサート部品１をその一方の面を上側にして嵌め込むことができる部品嵌込部が設けられたインサート部品固定治具と、インサート部品１をそのもう一方の面を上側にして嵌め込むことができる部品嵌込部が設けられたインサート部品固定治具とを用いるようにすればよい。
【００３０】
次に、このようにシール機能部６が形成されたシール構造をもつインサート部品を用いた本発明による成型部品について説明する。
【００３１】
図６はシール構造を持たないインサート部品を、直接メタノール型燃料電池を例として、示す断面図であって、１Ａは燃料極側の集電板、１Ｂは空気極側の集電板、７はこの直接メタノール型燃料電池、８は液状の燃料、９は膜電極接合体、１０は電池蓋部、１１は電池ケース部、１２は筐体、１３は壁部、１４は隙間である。
【００３２】
同図において、電池蓋部１０と電池ケース部１１とは、直接メタノール型燃料電池７の筐体を構成するものであって、これらは樹脂製のモールド成型されたものであって、一体化されて内部が密閉されている。
【００３３】
この筐体の内部には、燃料極側集電板１Ａと空気極側集電板１Ｂと膜電極接合体９とがインサート部品としてインサートされており、燃料極側集電板１Ａが電池蓋部１０側に、空気極側集電板１Ｂが電池ケース部１１側に夫々あって、膜電極接合体９を挟んで配置されている。膜電極接合体９では、その電池蓋部１０側の面上の周辺部全体に沿ってシール剤による壁部１３が設けられており、この壁部１３の頂部が電池蓋部１０の壁部の端面に当接している。かかる壁部１３と膜電極接合体９の電池蓋部１０側の面と電池蓋部１０の内面とで密閉空間が形成され、この密閉空間内に液状の燃料８が注入されている。
【００３４】
燃料極側の集電板１Ａは、図２に示すインサート部品１と同様の構成をなしており、その本体部１ａとしての電極部がこの燃料８が注入されている密閉空間内に設けられ、その突出部１ｂとしての端子部が電極蓋部１０を通して外部に突出している。空気極側の集電板１１も、図２に示すインサート部品１と同様の構成をなしており、その本体部１ａとしての電極部が電池ケース部１１内の空気が密閉された空間内の底部に取り付けられ、その突出部１ｂとしての端子部が電池ケース部１１を通して外部に突出している。燃料極側の集電板１Ａは、電池蓋部１０をモールド成型する際に、この電池蓋部１０に組み合わされたものであり、空気極側の集電板１１も、同様に、電池ケース部１１をモールド成型する際に、この電池ケース部１１に組み合わされたものである。
【００３５】
かかる構成の直接メタノール型燃料電池７では、膜電極接合体９が燃料８によって発電を行ない、これによって発生した電気が燃料極側集電板１Ａと空気極側集電板１Ｂとによって外部に取り出される。
【００３６】
ところで、樹脂製の電池蓋部１０と金属性の燃料極側の集電板１Ａとは、化学的にも、また、物理的にも、接合しない。このため、電池蓋部１０を通る燃料極側の集電板１Ａの端子１ｂと電池蓋部１０との間で隙間１４が生じ、この隙間１４から、矢印Ｅで示すように、内部の燃料８が漏れ出てしまうことになる。
【００３７】
図７はかかる問題を解消する本発明によるシール構造を備えた成型部品の一実施形態を示す断面図であって、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。この実施形態は、図６と同様の構成の直接メタノール型燃料電池を例としている。
【００３８】
同図において、燃料極側の集電板１Ａは、図１に示すシール構造形成方法により、図５に示すように、突出部１ｂとしての端子部にシール機能部６が形成されたものであって、このシール機能部６がこの端子部の電池蓋部１０を貫通する部分に配置される。
【００３９】
このシール機能部６により、電池蓋部１０と集電板１Ａの端子部との間の隙間１４が封鎖され、これにより、燃料８の外部への漏れがなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明した実施形態は、直接メタノール型燃料電池を例としたが、本発明は、これに限るものではない。即ち、樹脂成型部品において、化学的または物理的に接合できないインサート部品を樹脂材料とモールド成型した場合に生じる、樹脂材料とインサート部品間の隙間から液体の漏れや混入を防止したい部品構造に適用できる。
【００４１】
特に、モールド成型する部品のシール剤を形成したい箇所が板状であり、かつそこにシール剤を巻きつける必要がある場合においても、かかるシール剤を容易に形成可能な方法を提供しており、燃料電池における集電板や電子部品におけるリードフレームへ適用することができる。
【００４２】
また、インサート部品を用いる樹脂モールド成型品で、ガスや液体をシールする必要がある構造全てに応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるシール構造形成方法の一実施形態を示す工程図である。
【図２】シール構造の形成対象となるインサート部品の一具体例を示す図である。
【図３】インサート部品固定治具の一具体例を示す図である。
【図４】図３に示すインサート部品固定治具に図１に示すインサート部品を嵌め込んだ状態を示す図である。
【図５】図１に示す処理がなされたインサート部品の一具体例を示す図である。
【図６】シール構造を持たないインサート部品を、直接メタノール型燃料電池を例として、示す断面図である。
【図７】本発明によるシール構造を備えた成型部品の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  インサート部品
１ａ  本体部
１ｂ  突出部
２  インサート部品固定治具
２ａ  部品嵌込部
２ｂ  主嵌込部
２ｃ  副嵌込部
３  液状ガスケット
４  排出ノズル
５  隙間
６  シール機能
７  直接メタノール型燃料電池
８  燃料
９  膜電極接合体
１０  電池蓋部
１１  電池ケース部
１２  筐体
１３  壁部
１４  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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