(57)【要約】【課題】板状体の両面に成形層を成形したセパレータなどの製造を時間をかけないで製造することができる射出成形方法およびその装置を提供する。【解決手段】射出成形方法は、第１型４１、第２型４６および第３型４７を準備する工程と、第１型４１と第２型４６とでセパレータ単体１６を挟む工程と、第１ゲート５４を通じて表側キャビティ５０へシリコーンゴム５９を射出して表側成形層３２を成形する工程と、表側成形層３２が軟らかいうちに第２型４６を第３型４７に交換する工程と、第２ゲート４６および連通路７４を通じて裏側キャビティ７１へシリコーンゴム５９を射出して裏側成形層３４を成形する工程とからなる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状体の表面および裏面に射出成形法により成形層を被せる射出成形方法において、
前記板状体の表面を被う表側キャビティ面、表側キャビティ面に開口させた第１ゲート、表側キャビティ面を回避させた第２ゲート並びに第１、第２ゲートのいずれか一方に成形材を導く切換手段を有する第１型と、板状体の裏面を収納する受け面を有する第２型と、板状体の裏面を被う裏側キャビティ面並びに前記第２ゲートを裏側キャビティ面に開口させる連通路を有する第３型とを準備する工程と、
第１型と第２型とで板状体を挟むとともに、第１型の表側キャビティ面および板状体の表面で表側キャビティを形成する工程と、
第１ゲートを通じて表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出して表側成形層を成形する工程と、
前記第２型を第３型に交換することにより、第３型の裏側キャビティ面および板状体の裏面で表側キャビティを形成する工程と、
前記第２ゲートおよび連通路を通じて裏側キャビティへ成形材を射出して裏側成形層を成形する工程と、からなる射出成形方法。
【請求項２】
第１、第２の型を型締めするとともに板状体を挟むことにより板状体の表面と第１型とで表側キャビティを形成し、この表側キャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の表面に表側成形層を成形し、第２型を第３型と交換して第３型と第１型とで板状体を挟むことにより板状体の裏面と第３型とで裏面キャビティを形成し、この裏面キャビティ内に成形材を充填して板状体の裏面に裏側成形層を成形するように構成した射出成形装置であって、
前記第１型に、前記表側キャビティに臨ませた第１ゲート、裏側キャビティを回避させた第２ゲート並びに第１、第２ゲートのいずれか一方に成形材を導く切換手段を設け、
前記第２型に、前記板状体の裏面に接触する受け面を設け、
前記第３型に、前記裏側キャビティに第２ゲートを連通させる連通路を設け、前記第２型を第３型と交換するために、第２、第３の型を第１型に対向する対向位置と第１型から退避した退避位置とに移動する移動手段を備えたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
前記表側成形層および前記裏側成形層を前記板状体の外縁まで延ばして両層を接続させるように前記表側キャビティ並びに裏側キャビティを形成したことを特徴とする請求項２記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体の両面にシール材などの成形層を成形する射出成形方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池用セパレータは外周部にシリコーンゴム製のシール材が成形されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１―３０９７４６号公報（第３頁、図１）
【０００４】
以上の特許文献１の図１を再掲して、従来の技術を詳しく説明する。
図１３は燃料電池用セパレータの外周部にシール材を成形する従来例を示す断面図である。なお、符号は振り直した。
射出成形装置２００を型締めすることにより固定型２０１と可動型２０２との間にセパレータ単体（すなわち、板状体）２０３をインサートするとともに、固定型２０１と可動型２０２とでキャビティ２０４を形成する。
【０００５】
キャビティ２０４に溶融状態のシリコーン樹脂を矢印の如く充填する。これにより、セパレータ単体２０３の表側２０５に表側シール材（すなわち、成形層）２０６を成形するとともに、セパレータ単体２０３の裏側２０７にシール材を流し込んで裏側シール材２０８を成形する。
【０００６】
表側シール材２０６および裏側シール材２０８とでセパレータ単体２０３の外周部２０３ａを被うシール材２０９を構成する。このように、セパレータ単体２０３の外周部２０３ａにシール材２０９を成形することによりセパレータ２１０を得る。
このセパレータ２１０で電解質膜、負極および正極を挟持して燃料電池を組み付ける。この燃料電池内には水素ガス、酸素ガスや生成水が流れるためにセパレータのシール材を良好に成形する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、シール材２０９は薄いシリコーン樹脂製の成形膜であり、溶融状体のシリコーン樹脂をキャビティ２０４に射出した際に、セパレータ単体２０３の表側２０５に表側シール材２０６を成形するとともに、セパレータ単体２０３の裏側２０７に溶融状体のシリコーン樹脂を良好に流し込むためには時間がかかる。このため、セパレータ２１０の製造に時間がかかり、そのことが燃料電池の生産性を上げる妨げになっていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、板状体の両面に成形層を成形したセパレータなどの製造を時間をかけないで製造することができる射出成形方法およびその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、板状体の表面および裏面に射出成形法により成形層を被せる射出成形方法において、前記板状体の表面を被う表側キャビティ面、表側キャビティ面に開口させた第１ゲート、表側キャビティ面を回避させた第２ゲート並びに第１、第２ゲートのいずれか一方に成形材を導く切換手段を有する第１型と、板状体の裏面を収納する受け面を有する第２型と、板状体の裏面を被う裏側キャビティ面並びに前記第２ゲートを裏側キャビティ面に開口させる連通路を有する第３型とを準備する工程と、第１型と第２型とで板状体を挟むとともに、第１型の表側キャビティ面および板状体の表面で表側キャビティを形成する工程と、第１ゲートを通じて表側キャビティへ樹脂などの成形材を射出して表側成形層を成形する工程と、前記第２型を第３型に交換することにより、第３型の裏側キャビティ面および板状体の裏面で表側キャビティを形成する工程と、前記第２ゲートおよび連通路を通じて裏側キャビティへ成形材を射出して裏側成形層を成形する工程と、から射出成形方法を構成する。
【００１０】
第１ゲートから表側キャビティへ成形材を射出して表側成形層を成形した後、第２型を第３型に交換する。この状態で、切換手段を切り換えて第２ゲートから成形材を射出することにより、連通路を介して裏側キャビティへ成形材を充填して、板状体の裏面に裏側成形層を成形する。
【００１１】
このように、第２ゲートに導いた成形材を裏側キャビティ内に連通路を通して効率よく導くことができ、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができる。これにより、板状体の表面および裏面にそれぞれ表側成形層および裏側成形層を時間をかけないで成形することができる。
【００１２】
請求項２は、第１、第２の型を型締めするとともに板状体を挟むことにより板状体の表面と第１型とで表側キャビティを形成し、この表側キャビティ内に樹脂などの成形材を充填して板状体の表面に表側成形層を成形し、第２型を第３型と交換して第３型と第１型とで板状体を挟むことにより板状体の裏面と第３型とで裏面キャビティを形成し、この裏面キャビティ内に成形材を充填して板状体の裏面に裏側成形層を成形するように構成した射出成形装置であって、前記第１型に、前記表側キャビティに臨ませた第１ゲート、裏側キャビティを回避させた第２ゲート並びに第１、第２ゲートのいずれか一方に成形材を導く切換手段を設け、前記第２型に、前記板状体の裏面に接触する受け面を設け、前記第３型に、前記裏側キャビティに第２ゲートを連通させる連通路を設け、前記第２型を第３型と交換するために、第２、第３の型を第１型に対向する対向位置と第１型から退避した退避位置とに移動する移動手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第１型の第１ゲートを表側キャビティに臨ませることで、第１ゲートから表側キャビティへ成形材を射出して表側成形層を成形することができる。また、第１型の第２ゲートを第３型の連通路を介して裏側キャビティに連通させることで、裏側キャビティへ成形材を充填して板状体の裏面に裏側成形層を成形することができる。
【００１４】
よって、第２ゲートに導いた成形材を連通路を通して裏側キャビティ内に効率よく導くことができるので、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができる。これにより、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができる。
【００１５】
さらに、第１型に、第１、第２ゲートや切換手段を設け、かつ第３型に連通路を設けるだけの簡単な構成で、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができるので、経済的な射出成形装置を提供することができる。
【００１６】
請求項３は、表側成形層および前記裏側成形層を前記板状体の外縁まで延ばして両層を接続させるように前記表側キャビティ並びに裏側キャビティを形成したことを特徴とする。
【００１７】
表側成形層および裏側成形層をそれぞれ板状体の外縁まで延ばし、外縁において互いに接続させることができるので、板状体の外縁を成形層で確実に被い、板状体に腐食が発生することを確実に防ぐことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る射出成形装置で成形したセパレータを備えた燃料電池の分解斜視図である。
燃料電池１０は、電解質膜１１の上面１１ａ側と下面１１ｂ側にそれぞれ負極１２と正極１３とを配置し、負極１２に上側のセパレータ１５を重ね合わせるとともに、正極１３に下側のセパレータ１５を重ね合わせたものである。
【００１９】
セパレータ１５は、金属製のセパレータ単体（板状体）１６の外周部１７にシリコーンゴム製のシール材（表側成形層および裏側成形層からなる成形層）１８を備える。
セパレータ単体１６は、外周部１７に水素ガス通路、酸素ガス通路および生成水通路（図示せず）を備える。この外周部１７をシリコーンゴム製のシール材１８で被うことにより、水素ガス通路、酸素ガス通路および生成水通路をシール材１８で被って、水素ガス通路２０・・・、酸素ガス通路２１・・・および生成水通路２２・・・を形成する。
また、シール材１８は、セパレータ１５の中央部１９を囲う突条部２８を一体に形成したものである。
【００２０】
セパレータ単体１６の外周部１７をシール材１８で被うことにより、水素ガス通路２０・・・、酸素ガス通路２１・・・および生成水通路２２・・・をガスや生成水に対して耐食性を備えたものとすることができる。
なお、電解質膜１１は、外周部に水素ガス通路２４・・・、酸素ガス通路２５・・・および生成水通路２６・・・を備える。
【００２１】
この燃料電池１０によれば、水素ガス通路２０・・・，２４・・・を通して水素ガスを矢印Ａの如く供給するとともに、上側のセパレータ１５の中央部１９に向けて矢印Ｂの如く導き、酸素ガス通路２１・・・，２５・・・を通して酸素ガスを矢印Ｃの如く供給するとともに、下側のセパレータ１５の中央部１９に向けて矢印Ｄの如く導くことができる。
【００２２】
これにより、負極１２に含む触媒に水素ガスを接触させるとともに、正極１３に含む触媒に酸素ガスを接触させて電子ｅ−を矢印の如く流して電流を発生させる。
この際に、水素分子と酸素分子とから生成水が生成され、この生成水をセパレータ１５の中央部から矢印Ｅの如く生成水通路２２・・・，２６・・・に導き、生成水通路２２・・・，２６・・・を矢印Ｆの如く流すことができる。
【００２３】
図２は図１の２−２線断面図であり、セパレータ１５の外周部１７の断面を示す。
セパレータ１５は、セパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８を被せたものである。
具体的には、セパレータ単体１６の外周部１７において、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層（シール材１８の表面側の部位）３２を成形するとともに、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層（シール材１８の裏面側の部位）３４を成形したものである。
【００２４】
表側成形層３２は、セパレータ単体１６の中央部１９を囲う突条部２８を一体に備えるとともに、図１に示す水素ガス通路２０、酸素ガス通路２１や生成水通路２２などの通路を構成する隆起３６を備える。
【００２５】
図３は本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）を示す概略断面図である。射出成形装置４０は、上下に矢印の如く昇降可能に設けた第１型４１と、この第１型４１に設けた射出手段４２と、第１型４１の下方に配置した基台４３と、この基台４３のガイドレール４４に沿ってスライダ４５をスライドさせる移動手段４８と、このスライダ４５に取り付けた第２、第３の型４６，４７とからなる。
【００２６】
この移動手段４８は、基台４３に備えたガイドレール４４と、このガイドレール４４に沿って矢印方向にスライド自在に取り付けたスライダ４５と、スライダ４５をガイドレール４４に沿って移動させるエアシリンダなどのアクチュエータ（図示せず）とからなる。
【００２７】
第１型４１は、第２型４６と型締めした際に、セパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ５０（図４（ｂ）参照）を形成する表側キャビティ面５１を備える。
【００２８】
さらに、第１型４１は、上面４１ａに開口したランナ５２を設けるとともに、このランナ５２に切換手段（切換弁）５３を介して連通する第１、第２ゲート５４，５５を備える。
第１ゲート５４は、表側キャビティ面５１に出口を開口させた流路である。一方、第２ゲート５５は、表側キャビティ面５１を回避させて、出口５５ａを第１型４１の下面４１ｂに開口させた流路である。
【００２９】
第１ゲート５４と第２ゲート５５との分岐部には切換弁５３を備える。
この切換弁５３は、一例として弁体５６を第１型４１に回転可能に備え、弁体５６にＴ字形の流路５７を形成し、この弁体５６をモータ５８などのアクチュエータで回転することにより、第１、第２ゲート５４，５５のいずれか一方のゲートをランナ５２に連通させるように構成したバルブである。
【００３０】
よって、切換弁５２の弁体５６をモータ５８で操作することにより、ランナ５２を第１ゲート５４を連通させて射出手段４２から第１ゲート５４に成形材を導く状態と、ランナ５２を第２ゲート５５を連通させて射出手段４２から第２ゲート５５に成形材を導く状態とに切り換えることができる。
【００３１】
射出手段４２は、第１型４１のランナ５２に連通する供給路６１を備え、この供給路６１に連通する射出シリンダ６２を備え、射出シリンダ６２内にプランジャ６３を移動自在に配置し、このプランジャ６３をロッド６４を介してピストン６５に連結し、このピストン６５をシリンダ６６内に移動自在に配置する。
【００３２】
また、射出シリンダ６２にはホッパ６７の出口を連通し、ホッパ６７内の樹脂材、すなわち溶融状態のシリコーンゴム（成形材）６９を射出シリンダ６２内に供給することができる。
【００３３】
ホッパ６７内のシリコーンゴム５９、すなわち、溶融状体のシリコーンゴム５９を出口から射出シリンダ６２内に供給した後、ピストン６５を矢印の方向に移動することにより、プランジャ６３を押し出して射出シリンダ６２内のシリコーンゴム５９をランナ５２、切換弁５３の流路５７および第１ゲート５４を通して、表側キャビティ５０（図４（ｂ）に示す）内に射出することができる。
【００３４】
第２型４６は、スライダ４５に取り付けるとともに、第１型４１と型締めした際に、上部にセパレータ単体１６の裏面３３に接触する受け面７０を備える。
第３型４７は、スライダ４５に取り付け、第１型４１と型締めした際に、セパレータ単体１６の裏面３３とで裏側キャビティ７１（図６（ｂ）参照）を形成する裏側キャビティ面７２を備えるとともに、第２ゲート５５を裏側キャビティ７１に連通させる連通路７４を備える。
【００３５】
連通路７４は、入口７４ａを第３型４７の上面４７ａに開口させ、出口７４ｂを裏側キャビティ面７２に開口させた略Ｊ字形の流路で、第１型４１と第３型４７とを型締めした際に、第２ゲート５５の出口５５ａに入口７４ａを臨ませることができるものである。
よって、第１型４１と第３型４７とを型締めした際に、第２ゲート５５を連通路７４を介して裏側キャビティ７１に連通することができる。
【００３６】
これにより、射出手段４２のピストン６５を矢印の方向に移動することによりプランジャ６３を押し出して、射出シリンダ６２内のシリコーンゴム５９をランナ５２、切換弁５３の流路５７、第２ゲート５５および連通路７４を通して、裏側キャビティ７１（図６（ｂ）に示す）内に射出することができる。
【００３７】
移動手段４８は、スライダ４５を矢印方向に移動する手段であって、第２、第３の型４６，４７を第１型４１に対向する対向位置Ｐ１と第１型４１から退避した退避位置Ｐ２とに移動することができる。
【００３８】
次に、射出成形装置４０を用いてセパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８（図２参照）を成形する射出成形方法について図３〜図７に基づいて説明する。
まず、図３に示す射出成形装置４０を準備する。すなわち、セパレータ単体１６の表面３１を被う表側キャビティ面５１、表側キャビティ面５１に開口した第１ゲート５４、表側キャビティ面５１を回避させた第２ゲート５５並びに第１、第２ゲート５４，５５のいずれか一方に溶融状態のシリコーンゴム５９を導く切換弁５３を有する第１型４１を準備し、キャビティは有せずにセパレータ単体１６の裏面３３を収納する受け面７０を有する第２型４６を準備し、セパレータ単体１６の裏面３３を被う裏側キャビティ面７２並びに第２ゲート５５を裏側キャビティ７１（図６（ｂ）参照）に連通する連通路７４を有する第３型４７を準備する。
【００３９】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第１実施形態）を示す第１説明図である。
（ａ）において、移動手段４８でスライダ４５を移動することにより、第２型４６を対向位置Ｐ１にセットして、第２型４６を第１型４１に対向させる。
【００４０】
次に、第２型４６の受け面７０にセパレータ単体１６を収納することにより、受け面７０にセパレータ単体１６の裏面３３を接触させる。
この状態で、第１型４１を矢印▲１▼の如く下降させることにより、第１、第２の型４１，４６を型締めする。
【００４１】
（ｂ）において、第１型４１と第２型４６とでセパレータ単体１６を挟むことにより、セパレータ単体１６の表面３１と第１型４１の表側キャビティ面５１とで表側キャビティ５０を形成する。
次に、射出手段４２のピストン６５でプランジャ６３を矢印▲２▼の如く移動する。これにより、射出シリンダ６２内の溶融状体のシリコーンゴム５９を、供給路６１、ランナ５２、切換弁５３の流路５７および第１ゲート５４を通して矢印▲３▼の如く表側キャビティ５０へ射出する。
【００４２】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第１実施形態）を示す第２説明図である。
（ａ）において、溶融状体のシリコーンゴム５９を表側キャビティ５０に充填することにより、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を成形する。
次に、第１型４１を矢印▲４▼の如く移動して型開きする。
【００４３】
（ｂ）において、第１型４１を型開きする際に、セパレータ単体１６を第１型４１と一緒に移動することにより、セパレータ単体１６を第２型４６から離す。
次に、移動手段４８を作動させてスライダ４５を矢印▲５▼の如く移動する。
【００４４】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第１実施形態）を示す第３説明図である。
（ａ）において、第３型４７を対向位置Ｐ１にセットして、第３型４７を第１型４１に対向させる。
次に、第１型４１を矢印▲６▼の如く下降させることにより、表側成形層３２が軟らかいうちに第２型を第３型に交換して、第１、第３の型４１，４７を型締めする。
【００４５】
（ｂ）において、第１型４１と第３型４７とでセパレータ単体１６を挟んで型締めすることにより、セパレータ単体１６の裏面３３と第３型４７の裏側キャビティ面７２とで裏側キャビティ７１を形成する。
この際に、第２ゲート５５の出口５５ａに入口７４ａを臨ませて、第２ゲート５５を連通路７４を介して裏側キャビティ７１に連通する。
【００４６】
次に、切換弁５３のモータ５８で弁体５６を反時計回り方向に９０°回転することにより、弁体５６の流路５７でランナ５２を第２ゲート５５に連通する。
次いで、射出手段４２のピストン６５でプランジャ６３を矢印▲７▼の如く移動することにより、射出シリンダ６２内の溶融状態のシリコーンゴム５９を、供給路６１、ランナ５２、切換弁５３の流路５７、第２ゲート５５および連通路７４を通して、裏側キャビティ７１内に矢印▲８▼の如く射出する。
【００４７】
このように、第２ゲート５５に導いた溶融状態のシリコーンゴム５９を連通路７４を通して裏側キャビティ７１内に導くことで、溶融状態のシリコーンゴム５９を裏側キャビティ７１内に効率よく迅速に充填することができる。
【００４８】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第１実施形態）を示す第４説明図である。
（ａ）において、溶融状態のシリコーンゴム５９を裏側キャビティ７１に充填して、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を成形する。
ここで、セパレータ単体１６の外縁１６ａは、第１型４１の表側キャビティ面５１から所定の間隔をおいて配置されるとともに、第２型４７の裏面キャビティ面７２から所定の間隔をおいて配置されている。
【００４９】
よって、第１、第３の型４１，４７を型締めした際に、第１型４１およびセパレータ単体１６で形成する表側キャビティ５０と、第３型４７およびセパレータ単体１６で形成する裏側キャビティ７１とは、セパレータ単体１６の外縁１６ａまで回り込んで、互いに連通している。
これにより、裏側成形層３４をセパレータ単体１６の外縁１６ａまで導いて、セパレータ単体１６の外縁１６ａまで延びている表側成形層３２に接続させることができる。
【００５０】
セパレータ単体１６の外縁１６ａを表側成形層３２および裏側成形層３４、すなわちシール材１８で被うことができるので、セパレータ単体１６に腐食が発生することを防ぐことができる。
セパレータ単体１６を表側成形層３２および裏側成形層３４で被った後、第１型４１を矢印▲９▼の如く移動して型開きする。
【００５１】
（ｂ）において、セパレータ単体１６にシール材１８を被せて得たセパレータ１５を第１、第３型４１，４７から離型して、セパレータ１５の製造工程が完了する。
【００５２】
以上説明したように、第１実施形態の射出成形方法によれば、第２ゲート５５に導いた溶融状態のシリコーンゴム５９を裏側キャビティ７１内に連通路７４を通して効率よく導くことができ、裏側キャビティ７１内にシリコーンゴム５９を迅速に充填することができる。これにより、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３にそれぞれ表側成形層３２および裏側成形層３４を時間をかけないで成形することができる。
【００５３】
さらに、第１型４１に、第１、第２ゲート５４，５５や切換弁５３を設け、かつ第３型４７に連通路７４を設けるだけの簡単な構成で、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３に時間をかけないでシール材（成形層）１８を成形することができる。
これにより、経済的な射出成形装置４０を提供することができる。
【００５４】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同じ部材については同一符号を付して説明を省略する。
図８は本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を示す概略断面図である。第２実施形態の射出成形装置８０は、第１型８１が第１実施形態の第１型４１と異なるだけで、その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００５５】
すなわち、射出成形装置８０は、上下に矢印の如く昇降可能に設けた第１型８１と、この第１型８１に設けた射出手段４２と、第１型８１の下方に配置した基台４３と、この基台４３のガイドレール４４に沿ってスライダ４５をスライドさせる移動手段４８と、このスライダ４５に取り付けた第２、第３の型４６，４７とからなる。
【００５６】
第１型８１は、第２型４６と型締めした際に、セパレータ単体１６の表面３１とで表側キャビティ８２（図９（ｂ）参照）を形成する表側キャビティ面８３を備える。
【００５７】
さらに、第１型８１は、上面８１ａに開口したランナ８５を設けるとともに、このランナ８５から分岐させた第１、第２ゲート８６，８７を備える。
第１ゲート８６は、表側キャビティ面８３に出口８６ａを開口させた流路である。一方、第２ゲート８７は、表側キャビティ面８３を回避させて、第１型８１の下面８１ｂに出口８７ａを開口させた流路である。
【００５８】
第１ゲート８６と第２ゲート８７には、それぞれの出口８６ａ，８７ａを開閉する切換手段９０を備える。
この切換手段９０は、第１ゲート８６の出口８６ａを開閉する第１切換部９１と、第２ゲート８７の出口８７ａを開閉する第２切換部９２とからなる。
【００５９】
第１切換部９１は、第１ゲート８６内に第１弁体９４を設け、この第１弁体９４に第１シリンダユニット９５を連結したものである。
具体的には、第１切換部９１は、第１シリンダユニット９５のピストン９６にロッド９７を介して第１弁体９４を連結し、ピストン９６を上下方向に移動させることで、第１弁体９４を、出口８６ａを閉じる閉位置と、出口８６ａを開ける開位置との間で移動させるように構成されている。
【００６０】
第２切換部９２は、第２ゲート８７内に第２弁体１０１を設け、この第２弁体１０１に第２シリンダユニット１０２を連結したものである。
具体的には、第２切換部９２は、第２シリンダユニット１０２のピストン１０３にロッド１０４を介して第２弁体１０１を連結し、ピストン１０３を上下方向に移動させることで、第２弁体１０１を、出口８７ａを閉じる閉位置と、出口８７ａを開ける開位置との間で移動させるように構成されている。
【００６１】
この切換手段９０の第１、第２のシリンダユニット９５，１０２を操作することにより、第１ゲート８６の出口８６ａを開くととともに第２ゲート８７の出口８７ａを閉じた状態と、第１ゲート８６の出口８６ａを閉じるとともに第２ゲート８７の出口８７ａを開いた状態とに切り換える。
【００６２】
次に、射出成形装置８０を用いてセパレータ単体１６の外周部１７にシール材１８（図２参照）を成形する射出成形方法について図８〜図１２に基づいて説明する。
まず、図８に示す射出成形装置８０を準備する。すなわち、セパレータ単体１６の表面３１を被う表側キャビティ面８３、表側キャビティ面８３に開口した第１ゲート８６、表側キャビティ面８３を回避させた第２ゲート８７並びに第１ゲート８６の出口８６ａおよび第２ゲート８７の出口８７ａのいずれか一方を開く切換手段９０を有する第１型８１を準備し、キャビティは有せずにセパレータ単体１６の裏面３３を収納する受け面７０を有する第２型４６を準備し、セパレータ単体１６の裏面３３を被う裏側キャビティ面７２並びに第２ゲート８７を裏側キャビティ７１（図１１（ｂ）参照）に連通する連通路７４を有する第３型４７を準備する。
【００６３】
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第２実施形態）を示す第１説明図である。
（ａ）において、移動手段４８でスライダ４５を移動することにより、第２型４６を対向位置Ｐ１にセットして、第２型４６を第１型８１に対向させる。
【００６４】
次に、第２型４６の受け面７０にセパレータ単体１６を収納することにより、受け面７０にセパレータ単体１６の裏面３３を接触させる。
この状態で、第１型８１を矢印ａの如く下降させることにより、第１、第２の型８１，４６を型締めする。
この際、切換手段９０の第１、第２のシリンダユニット９５，１０２を操作することにより、第１ゲート８６の出口８６ａを開くととともに第２ゲート８７の出口８７ａを閉じた状態にする。
【００６５】
（ｂ）において、第１型８１と第２型４６とでセパレータ単体１６を挟むことにより、セパレータ単体１６の表面３１と第１型８１の表側キャビティ面８３とで表側キャビティ８２を形成する。
次に、射出手段４２のピストン６５でプランジャ６３を矢印ｂの如く移動する。これにより、射出シリンダ６２内の溶融状体のシリコーンゴム５９を、供給路６１、ランナ８５、第１ゲート８６を通して矢印ｃの如く出口８６ｃから表側キャビティ８２へ射出する。
【００６６】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第２実施形態）を示す第２説明図である。
（ａ）において、溶融状体のシリコーンゴム５９を表側キャビティ８２に充填することにより、セパレータ単体１６の表面３１に表側成形層３２を成形する。次に、切換手段９０で第１シリンダユニット９５を操作して第１ゲート８６の出口８６ａを閉じた後、第１型８１を矢印ｄの如く移動して型開きする。
【００６７】
（ｂ）において、第１型８１を型開きする際に、セパレータ単体１６を第１型８１と一緒に移動することにより、セパレータ単体１６を第２型４６から離す。
次に、移動手段４８を作動させてスライダ４５を矢印ｅの如く移動する。
【００６８】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第２実施形態）を示す第３説明図である。
（ａ）において、第３型４７を対向位置Ｐ１にセットして、第３型４７を第１型８１に対向させる。
次に、第１型８１を矢印ｆの如く下降させることにより、表側成形層３２が軟らかいうちに第２型を第３型に交換して、第１、第３の型８１，４７を型締めする。
【００６９】
（ｂ）において、第１型８１と第３型４７とでセパレータ単体１６を挟んで型締めすることにより、セパレータ単体１６の裏面３３と第３型４７の裏側キャビティ面７２とで裏側キャビティ７１を形成する。
この際に、第２ゲート８７の出口８７ａに入口７４ａを臨ませて、第２ゲート８７を連通路７４を介して裏側キャビティ７１に連通する。
【００７０】
次に、切換手段９０で第２シリンダユニット１０２を操作することにより、第２ゲート８７の出口８７ａを開いた状態に切り換える。
次いで、射出手段４２のピストン６５でプランジャ６３を矢印ｇの如く移動することにより、射出シリンダ６２内の溶融状態のシリコーンゴム５９を、供給路６１、ランナ８５、第２ゲート８７および連通路７４を通して、裏側キャビティ７１内に矢印ｈの如く射出する。
【００７１】
このように、第２ゲート８７に導いた溶融状態のシリコーンゴム５９を連通路７４を通して裏側キャビティ７１内に導くことで、溶融状態のシリコーンゴム５９を裏側キャビティ７１内に効率よく迅速に充填することができる。
【００７２】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第２実施形態）を示す第４説明図である。
（ａ）において、溶融状態のシリコーンゴム５９を裏側キャビティ７１に充填して、セパレータ単体１６の裏面３３に裏側成形層３４を成形する。
ここで、セパレータ単体１６の外縁１６ａは、第１型８１の表側キャビティ面８３から所定の間隔をおいて配置されるとともに、第２型４７の裏面キャビティ面７２から所定の間隔をおいて配置されている。
【００７３】
よって、第１、第３の型４１，４７を型締めした際に、第１型８１およびセパレータ単体１６で形成する表側キャビティ８２と、第３型４７およびセパレータ単体１６で形成する裏側キャビティ７１とは、セパレータ単体１６の外縁１６ａまで回り込んで互いに連通される。
これにより、裏側成形層３４をセパレータ単体１６の外縁１６ａまで導いて、セパレータ単体１６の外縁１６ａまで延びている表側成形層３２に接続させることができる。
【００７４】
セパレータ単体１６の外縁１６ａを表側成形層３２および裏側成形層３４、すなわちシール材１８で被うことができるので、セパレータ単体１６に腐食が発生することを防ぐことができる。
セパレータ単体１６を表側成形層３２および裏側成形層３４で被った後、切換手段９０で第２シリンダユニット１０２を操作して第２ゲート８７の出口８７ａを閉じる。この状態で、第１型８１を矢印ｉの如く移動して型開きする。
【００７５】
（ｂ）において、セパレータ単体１６にシール材１８を被せて得たセパレータ１５を第１、第３型８１，４７から離型して、セパレータ１５の製造工程が完了する。
【００７６】
以上説明したように、第２実施形態の射出成形方法によれば、第１実施形態と同様に、第２ゲート８７に導いた溶融状態のシリコーンゴム５９を裏側キャビティ７１内に連通路７４を通して効率よく導くことができ、裏側キャビティ７１内にシリコーンゴム５９を迅速に充填することができる。
これにより、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３にそれぞれ表側成形層３２および裏側成形層３４を時間をかけないで成形することができる。
【００７７】
さらに、第１型８１に、第１、第２ゲート８６，８７や切換手段９０を設け、かつ第３型４７に連通路７４を設けるだけの簡単な構成で、セパレータ単体１６の表面３１および裏面３３に時間をかけないでシール材（成形層）１８を成形することができる。
これにより、経済的な射出成形装置８０を提供することができる。
【００７８】
なお、前記実施形態では、成形材としてシリコーンゴム５９を使用する例について説明したが、これに限らないで、その他のゴム材や樹脂材などを使用することも可能である。
また、前記実施形態では、板状体としてセパレータ単体１６を例に説明したが、板状体はこれに限らないで、その他の板材に適用することも可能である。
【００７９】
さらに、第１実施形態においては、切換弁５３としてモータの操作で切り換えるものを例に説明したが、切替弁はこれに限るものではなく、ソレノイドバルブなどのその他の切換弁を使用することも可能である。
【００８０】
また、前記実施形態では、第１型４１，８１および第２〜第３の型４６，４７を水平に配置し、第１型４１，８１を上下方向に移動して型締め・型開きをおこなう射出成形装置４０，８０に本発明を適用した例について説明したが、これに限らないで、第１型４１，８１および第２〜第３の型４６，４７を垂直に配置し、第１型４１を横方向に水平に移動することで、型締め・型開きをおこなう射出成形装置に適用することも可能である。
【００８１】
さらに、前記実施形態では、第２型４６や第３型４７をスライダ４５に取り付け、スライダ４５をガイドレール４４に沿って移動させて第２型４６や第３型４７を所望位置に移動する例について説明したが、その他の例として、第２型４６や第３型４７を回転板に取り付け、回転板の回転で第２型４６や第３型４７を所望位置に移動することも可能である。
【００８２】
また、前記実施形態では、移動手段４８のアクチュエータとしてエアシリンダを使用する例について説明したが、これに限らないで、油圧シリンダ、ボールねじ、モータなどのその他のアクチュエータを使用することも可能である。
【００８３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、第１ゲートから表側キャビティへ成形材を射出して表側成形層を成形した後、第２型を第３型に交換する。この状態で、切換手段を切り換えて第２ゲートから成形材を射出することにより、連通路を介して裏側キャビティへ成形材を充填して、板状体の裏面に裏側成形層を成形する。
【００８４】
このように、第２ゲートに導いた成形材を裏側キャビティ内に連通路を通して効率よく導くことができ、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができる。これにより、板状体の表面および裏面にそれぞれ表側成形層および裏側成形層を時間をかけないで成形することができ、生産性を高めることができる。
【００８５】
請求項２は、第１型の第１ゲートを表側キャビティに臨ませることで、第１ゲートから表側キャビティへ成形材を射出して表側成形層を成形することができる。また、第１型の第２ゲートを第３型の連通路を介して裏側キャビティに連通させることで、裏側キャビティへ成形材を充填して板状体の裏面に裏側成形層を成形することができる。
【００８６】
よって、第２ゲートに導いた成形材を連通路を通して裏側キャビティ内に効率よく導くことができるので、裏側キャビティ内に成形材を迅速に充填することができる。これにより、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができ、生産性を高めることができる。
【００８７】
さらに、第１型に、第１、第２ゲートや切換手段を設け、かつ第３型に連通路を設けるだけの簡単な構成で、板状体の表面および裏面に時間をかけないで成形層を成形することができる。
これにより、経済的な射出成形装置を提供することができ、設備費を抑えることができる。
【００８８】
請求項３は、表側成形層および裏側成形層をそれぞれ板状体の外縁まで延ばし、外縁において互いに接続させることができる。これにより、板状体の外縁を成形層で確実に被うことができ、板状体に腐食が発生することを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形装置で成形したセパレータを備えた燃料電池の分解斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】本発明に係る射出成形装置（第１実施形態）を示す概略断面図
【図４】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第１実施形態）を示す第１説明図
【図５】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第１実施形態）を示す第２説明図
【図６】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第１実施形態）を示す第３説明図
【図７】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第１実施形態）を示す第４説明図
【図８】本発明に係る射出成形装置（第２実施形態）を示す概略断面図
【図９】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第２実施形態）を示す第１説明図
【図１０】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第２実施形態）を示す第２説明図
【図１１】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第２実施形態）を示す第３説明図
【図１２】本発明に係る射出成形装置を用いた射出成形方法（第２実施形態）を示す第４説明図
【図１３】燃料電池用セパレータの外周部にシール材を成形する従来例を示す断面図
【符号の説明】
１５…セパレータ、１６…セパレータ単体（板状体）、１６ａ…セパレータ単体の外縁（板状体の外縁）、１８…シール材（表側成形層および裏側成形層からなる成形層）、３１…表面、３２…表側成形層、３３…裏面、３４…裏側成形層、４０，８０…射出成形装置、４１，８１…第１型、４６…第２型、４７…第３型、４８…移動手段、５０，８２…表側キャビティ、５１，８３…表側キャビティ面、５３…切替弁（切換手段）、５４，８６…第１ゲート、５５，８７…第２ゲート、５９…溶融状態のシリコーンゴム（成形材）、７０…受け面、７１…裏側キャビティ、７２…裏側キャビティ面、７４…連通路、９０…切換手段、Ｐ１…対向位置、Ｐ２…退避位置。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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