(57)【要約】【課題】作業時間を短縮し、成形品の脱型や取出し等を容易にし、金型の接合部等にバリの生じるおそれを有効に排除できる予備成形品用供給具及び本成形金型を提供する。【解決手段】間隔をおいて対向する一対のガイドレール１と、一対のガイドレール１の間の開口２を開閉する予備成形品用の搭載板６とを備える。そして、一対のガイドレール１の間に搭載板６をスライド可能に挿入し、一対のガイドレール１の両端部間に連結板４・４Ａをそれぞれ架設するとともに、連結板４Ａを着脱自在にして搭載板６上の予備成形品のずれや損傷等を規制する。予備成形品用供給具を利用して予備成形品１０を供給するので、材料の投入から加圧開始までの時間を短縮でき、セパレータとしての特性を向上させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備成形品の供給に使用される予備成形品用供給具であって、
間隔をおいて対向する一対のガイドレールと、この一対のガイドレールの間の開口を開閉する予備成形品用の搭載板とを含んでなることを特徴とする予備成形品用供給具。
【請求項２】
一対のガイドレールの間に搭載板を少なくともスライド可能に挿入し、一対のガイドレールの両端部間に連結板をそれぞれ架設し、この一対の連結板の少なくとも一を着脱自在として搭載板上の予備成形品のずれを規制するようにした請求項１記載の予備成形品用供給具。
【請求項３】
一対のガイドレール、搭載板、及び又は一対の連結板を断熱材により形成した請求項１又は２記載の予備成形品用供給具。
【請求項４】
予備成形品を本成形品に成形する本成形金型であって、請求項１、２、又は３記載の予備成形品用供給具の開口より予備成形品が供給される凹型と、この凹型に対して開閉する凸型とを含んでなることを特徴とする本成形金型。
【請求項５】
凹型を、予備成形品を囲む周壁と、この周壁内に嵌められて凸型の開閉方向に往復動する底部とに分割した請求項４記載の本成形金型。
【請求項６】
凹型の周壁に操作孔を凸型の開閉方向に設け、底部の周面から操作孔を貫通して露出する操作バーを突出させた請求項５記載の本成形金型。
【請求項７】
凹型の周壁に、本成形品取出治具用の通し溝を凸型の開閉方向に切り欠いた請求項５又は６記載の本成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気、電子、半導体、燃料電池等の電子電気機器、精密部品、輸送機器の分野等で使用される予備成形品用供給具及び本成形金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板形の成形品を製造する場合には、図示しない所定の材料を金型に充填して圧縮加熱し、板形の成形品を成形して取り出すようにしている。
しかしながら、板形の成形品を単に成形するだけでは、品質の不安定化を招くという問題がある。すなわち、成形品が底の浅い断面Ｕ字形であったり、成形品の周縁部とそれ以外の部分との断面が相違する場合には、例え成形品の肉厚が同一でも密度が一定しないので、品質が安定しないこととなる。このような問題を解消する手段としては、成形品の厚さに応じて材料を充填する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１９２３９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献の技術を採用する場合、材料が飛散して金型の接合部等にバリの生じるおそれが少なくない。また、成形作業に際しては、作業時間の短縮の他、成形品の脱型や取出し等を容易にする必要がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、作業時間を短縮するとともに、成形品の脱型や取出し等を容易にし、金型の接合部等にバリの生じるおそれを有効に排除することのできる予備成形品用供給具及び本成形金型を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を達成するため、予備成形品の供給に使用されるものであって、
間隔をおいて対向する一対のガイドレールと、この一対のガイドレールの間の開口を開閉する予備成形品用の搭載板とを含んでなることを特徴としている。
なお、一対のガイドレールの間に搭載板を少なくともスライド可能に挿入し、一対のガイドレールの両端部間に連結板をそれぞれ架設し、この一対の連結板の少なくとも一を着脱自在として搭載板上の予備成形品のずれを規制することが好ましい。
また、一対のガイドレール、搭載板、及び又は一対の連結板を断熱材により形成することができる。
【０００７】
また、本発明においては、上記課題を達成するため、予備成形品を本成形品に成形するものであって、
請求項１、２、又は３記載の予備成形品用供給具の開口より予備成形品が供給される凹型と、この凹型に対して開閉する凸型とを含んでなることを特徴としている。
なお、凹型を、予備成形品を囲む周壁と、この周壁内に嵌められて凸型の開閉方向に往復動する底部とに分割することができる。
また、凹型の周壁に操作孔を凸型の開閉方向に設け、底部の周面から操作孔を貫通して露出する操作バーを突出させることができる。
さらに、凹型の周壁に、本成形品取出治具用の通し溝を凸型の開閉方向に切り欠くこともできる。
【０００８】
ここで特許請求の範囲における予備成形品は、一部凹んだ板体や平坦な板体が主ではあるが、それ以外の形状でも良い。予備成形品が板体の場合には、表裏面に凹凸が形成されていても良いし、表面又は裏面に凹凸が形成されていても良い。また、予備成形品が板体の場合には、矩形の板体、多角形の板体、丸い板体、楕円形の板体等でも良い。これに対応して開口についても、矩形、多角形、円形、楕円形等とすることができる。
【０００９】
ガイドレール、搭載板、連結板は、単一の材料あるいは複数の材料（例えば、断熱材、各種の金属、樹脂シート、合成樹脂フィルム等）を使用して形成することができる。搭載板は、最低限スライドすれば良いが、予備成形品の供給方向や金型の開閉方向に回転（回動、傾斜、揺動含む）するものでも良い。さらに、操作孔、操作バー、通し溝は、単数にも複数にも増減することが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における予備成形品用供給具は、図１や図２に示すように、一対のガイドレール１と、この一対のガイドレール１の間の開口２を開閉する搭載板６とを備え、一対のガイドレール１の間に搭載板６を挿入し、一対のガイドレール１の両端部間に連結板４・４Ａをそれぞれ架設するとともに、連結板４Ａを着脱自在とし、燃料電池セパレータの予備成形品１０を本成形金型２０に供給するようにしている。
【００１１】
一対のガイドレール１、搭載板６、一対の連結板４・４Ａは、少なくとも予備成形品１０と接触する９０％以上の領域が繊維系、発泡プラスチック系、ガラスウール等の断熱材により形成され、予備成形品１０が本成形金型２０に供給される前に予備成形品１０に熱が伝わるのを抑制するよう機能する。一対のガイドレール１は、図１や図２に示すように、それぞれ細長い薄板に形成され、間隔をおいて相互に対向して予備成形品１０よりも大きい平面矩形の開口２を形成しており、この開口２が予備成形品１０を落下させるよう機能する。各ガイドレール１の対向面には、断面Ｕ字形の嵌合ガイド溝３が長手方向に切り欠かれる。
【００１２】
一対のガイドレール１の一端部間には連結板４が一体形成され、この連結板４の内周面には、ガイドレール１の嵌合ガイド溝３に連通する断面Ｕ字形の嵌合ガイド溝３が切り欠かれる。また、一対のガイドレール１の他端部間には、接続板５が一体形成されるとともに、この接続板５上に隙間を介して対向する連結板４Ａがガイドレール１内側の取付溝７を介し着脱自在に装着され、この連結板４Ａが搭載板６の表面に接触し、かつ予備成形品１０のずれや損傷等を規制する。
【００１３】
搭載板６は、図１や図２に示すように、ポリイミドフィルム等を使用して予備成形品１０よりも大きい平面矩形の薄板に形成される。そして、一対のガイドレール１の間に嵌合ガイド溝３を介しスライド可能・着脱可能に挿入支持され、開口２を開閉するとともに、予備成形品１０を搭載するよう機能する。
【００１４】
予備成形品１０は、混合成形材料が予備成形されることにより表面の周縁部以外の大部分が浅く凹んだ平面矩形の薄板に成形され、燃料電池セパレータの本成形時に表裏面に複数の溝がそれぞれ所定のピッチ・方向で並設される。混合成形材料は、例えばカーボンや黒鉛等の無機材料からなる導電性材料と、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等の粉末からなり、バインダー機能を有する熱硬化性樹脂とが混合・混練されることにより、所定質量部（例えば５０質量部、好ましくは８０質量部以上）調製される。この混合成形材料の粘性や流動性は、高くても低くても良い。
【００１５】
本成形金型２０は、図３等に示すように、予備成形品用供給具の開放された開口２より予備成形品１０が落下して供給される固定型である凹型２１と、この凹型２１に対して開閉する可動型である凸型２２とを備えている。凹型２１と凸型２２との対向面には、複数の凹凸が所定のピッチ・方向で並設され、この複数の凹凸が予備成形品１０の表裏面に複数の溝を所定のピッチ・方向で転写する。凹型２１は、予備成形品１０を囲む枠形の周壁２３と、この周壁２３の内底に嵌合されて凸型２２の開閉方向（本実施形態では上下方向）に往復動する底部２４と、これら周壁２３と底部２４とを搭載するベース板２５とに分割され、凸型２２の下方に位置する。
【００１６】
凹型２１の周壁２３は、内周面下部が垂直に形成され、内周面上部２６が徐々に外方向に傾斜形成されており、この内周面上部２６が本成形品１１の脱型を容易化するよう機能する。この凹型２１の周壁２３の上部には、予備成形品用供給具を位置決めしたり、ガイドする機構（図示せず）が配設される。
【００１７】
上記において、燃料電池セパレータの成形品を本成形する場合には、先ず、混合成形材料を調製し、この混合成形材料を図示しない予備成形金型に充填して圧縮し、本成形品１１と略同様の外形寸法を有する中間体である予備成形品１０を予備成形して脱型する。予備成形金型は、混合成形材料が変化、変形、硬化しないよう、例えば１００℃以下の温度に保持する。また、予備成形金型に加える圧力は、本成形金型２０に作用する圧力の１／２以下が好ましいが、必要がなければ、予備成形金型に圧力を加えなくても良い。
【００１８】
予備成形品１０を成形したら、この取り扱いが容易になった単一の予備成形品１０を略枠形を呈した予備成形品用供給具の搭載板６に載せ、この搭載板６を一対のガイドレール１間に嵌合ガイド溝３を介し挿入して開口２を閉塞し、連結板４Ａをガイドレール１の取付溝７に嵌入して搭載板６に接触させ、予備成形品１０の位置ずれや損傷等を規制するようにする。この際、一対のガイドレール１上に、予備成形品１０を覆う蓋体（図示せず）をセットして本成形金型２０の凸型２２の輻射熱を防ぐようにしても良い。
【００１９】
次いで、予め加熱しておいた本成形金型２０を型開きしてその凹型２１と凸型２２との間に予備成形品用供給具を介在するとともに、凹型２１の周壁２３の上部に予備成形品用供給具を機構を介して位置決め固定（図３参照）し、予備成形品用供給具の搭載板６を引き抜いて開口２を開放し、凹型２１内に予備成形品１０を落下供給（図４参照）し、凹型２１から予備成形品用供給具を取り外す（図５参照）。こうして予備成形品用供給具を取り外したら、凹型２１と凸型２２とを型締めして所定時間加熱加圧し、インサートされた予備成形品１０の表裏両面にそれぞれ複数の溝を転写して加圧状態で硬化させ、本成形品１１を成形する。
【００２０】
この際、予備成形品１０は、予備成形の段階で圧縮され、僅かな空気しか含有されていないので、一般的なプレス成形で必要なガス抜きが不要となる。したがって、本成形金型２０の型締め後にガス抜きすることなく、成形時間を短縮することができる。
【００２１】
次いで、本成形金型２０を型開き（図６参照）して本成形品１１を搭載した凹型２１の底部２４を上昇させ（図７参照）、凹型２１の周壁２３の内周面下部から本成形品１１の周縁部を離隔させ、凹型２１の内周面上部２６に本成形品１１の周縁部を支持させ（図８参照）、本成形品１１から離れた凹型２１の底部２４を元の位置に下降復帰させる（図９参照）。
【００２２】
本成形品１１は、残留する内圧で外寸法が少々膨張拡大するので、凹型２１の周壁２３の内周面下部から内周面上部２６との境界付近まで移動すると、傾斜した内周面上部２６に摩擦により支持されることとなる。また、凹型２１の底部２４の上下動に際しては、図１０や図１１に示すエジェクタロッド２７の駆動を利用することができる。その後、凹型２１の底部２４が元の位置に復帰したら、硬化した本成形品１１を取り出し、本成形品１１を得ることができる。
【００２３】
上記構成によれば、予備成形品用供給具を利用して凹型２１内に予備成形品１０を供給するので、材料の投入から加圧開始までの時間を著しく短縮（所定の条件下では１０秒以下）することができ、セパレータとしての特性（体積抵抗率の減少）を大幅に向上させることができる。また、予備成形品用供給具の入る隙間があれば良いから、本成形金型２０の型開きストロークが僅かな量で済み、作業時間の大幅な短縮を図ることができる。
【００２４】
また、連結板４Ａをガイドレール１の取付溝７に嵌入して搭載板６に接触させるので、引き抜きに伴う搭載板６上の予備成形品１０の移動できる範囲が制限され、位置ずれや損傷等を規制することができる。これにより、予備成形品１０の投入時間を短縮するため、例え水平方向に加速度を加えても、予備成形品１０の変形や損傷を抑制防止して安定した取り扱いが可能になる。
【００２５】
また、本成形品１１を搭載した凹型２１の底部２４を上昇させ、凹型２１の内周面上部２６に本成形品１１の周縁部を支持させるので、本成形品１１の脱型が容易になり、自動化が可能になる。また、本成形品１１の取り出しに必要な型開き量が減少し、成形の高速化が可能になる。また、粉末状の混合成形材料を使用して本成形品１１を直ちに製造するのではなく、先ず、混合成形材料により一次成形し、この予め処理した予備成形品１０を本成形金型２０で二次成形して本成形品１１を得るので、作業時間を大幅に短縮することができ、本成形金型２０の稼働率を著しく向上させることができる。
【００２６】
すなわち、精密な本成形品１１を製造するためには、金型内の必要個所に混合成形材料を過不足なく充填するのが必要不可欠となるが、この充填作業には長時間を要することが少なくない。この点、本実施形態によれば、本成形金型２０に取り扱いの容易な固体の予備成形品１０をインサートするだけで良い。したがって、準備時間を短縮して本成形金型２０の稼働率を向上させることができる。また、粒径が１０μｍに満たない微細な粉末を含む混合成形材料を金型内に充填する場合、高温加熱された金型内に上昇気流が生じている関係上、混合成形材料が飛散して成形部分以外の個所に付着硬化し、バリの原因となって金型の寿命を縮める等の不具合を招くことが少なくない。
【００２７】
これに対し、本実施形態によれば、本成形金型２０に予備成形品１０を供給するので、バリの原因となることがなく、長期にわたり本成形金型２０を使用することができ、しかも、加圧に基づく製品形状の転写にも何ら悪影響を及ぼすことがない。さらに、凹型２１の周壁２３の内周面上部２６が徐々に外方向に傾斜しているので、予備成形品１０が引っかかったり、破損する等、インサート作業に支障を来たすことがない。
【００２８】
次に、図１２ないし図１７は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、予備成形品用供給具を、一対のガイドレール１と、この一対のガイドレール１の間の開口２を開閉する搭載板６と、一対のガイドレール１の一端部間に一体的に架設される連結板４と、一対のガイドレール１の他端部間に一体的に架設される接続板５と、この接続板５上に隙間を介して対向する着脱自在の連結板４Ａとから構成し、搭載板６をスライド可能とするとともに、凸型２２の開閉方向、換言すれば、予備成形品１０の供給方向に傾斜可能とするようにしている。
【００２９】
係る予備成形品用供給具を使用して燃料電池セパレータの成形品を本成形する場合には、予備成形品１０を略枠形を呈した予備成形品用供給具の搭載板６に載せ、この搭載板６を一対のガイドレール１間に嵌合ガイド溝３を介し挿入して開口２を閉塞し、連結板４Ａをセットして搭載板６に接触させ、予備成形品１０の位置ずれや損傷等を規制するようにする。
【００３０】
そして、予め加熱しておいた本成形金型２０を型開きしてその凹型２１と凸型２２との間に予備成形品用供給具を介在するとともに、凹型２１の周壁２３上部に予備成形品用供給具を機構を介して位置決め固定（図１２参照）し、予備成形品用供給具の搭載板６を下方に傾けながら徐々に引き抜いて凹型２１内に予備成形品１０を供給（図１３ないし図１６参照）し、その後、傾斜させた搭載板６を元の水平位置に復帰させて凹型２１から予備成形品用供給具を取り外す（図１７参照）。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３１】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、予備成形品１０を下方に傾けながら供給するので、予備成形品１０の落下距離を大幅に減少させることができ、予備成形品１０の損傷のおそれを未然に排除することができるのは明らかである。
【００３２】
次に、図１８ないし図２１は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、凹型２１の両側壁下部に所定の間隔をおいて複数の操作孔３０を凸型２２の開閉方向に穿孔し、底部２４の両側面から各操作孔３０を貫通して外部に露出する操作バー３１をそれぞれ伸ばして突出させ、この複数の操作バー３１を活用して凹型２１の底部２４を上下動させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、エジェクタロッド２７を省略することができるので、構成の簡素化が期待できるのは明らかである。
【００３３】
次に、図２２ないし図２５は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、凹型２１の一側壁上部に、本成形品取出治具４０用の通し溝３２を凸型２２の開閉方向に向けて複数並べて切り欠くようにし、各通し溝３２に薄板形の本成形品取出治具４０を挿通し、凹型２１の内周面上部２６に支持されている本成形品１１を搭載して下方から取り出すようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果が期待できるのは明白である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、作業時間を短縮し、成形品の脱型や取出し等を容易にすることができるという効果がある。また、金型の接合部等にバリの生じるおそれを有効に排除することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る予備成形品用供給具の実施形態を示す全体斜視説明図である。
【図２】本発明に係る予備成形品用供給具の実施形態を示す分解斜視説明図である。
【図３】本発明に係る予備成形品用供給具及び本成形金型の実施形態における本成形金型を型開きしてその凹型と凸型との間に予備成形品用供給具を介在した状態を示す断面説明図である。
【図４】図３の予備成形品用供給具の搭載板を引き抜いて凹型内に予備成形品を供給する状態を示す断面説明図である。
【図５】図４の凹型から予備成形品用供給具を取り外した状態を示す断面説明図である。
【図６】本発明に係る本成形金型の実施形態における本成形金型を成形後に型開きした状態を示す断面説明図である。
【図７】図６の凹型の底部を上昇させた状態を示す断面説明図である。
【図８】図７の凹型の周壁内周面上部に膨張した本成形品の周縁部を支持させる状態を示す断面説明図である。
【図９】図８の凹型の底部を元の位置に復帰させた状態を示す断面説明図である。
【図１０】本発明に係る本成形金型の実施形態における底部をエジェクタロッドで上昇させた状態を示す断面説明図である。
【図１１】本発明に係る本成形金型の実施形態における底部をエジェクタロッドで下降させた状態を示す断面説明図である。
【図１２】本発明に係る予備成形品用供給具及び本成形金型の第２の実施形態における本成形金型を型開きしてその凹型と凸型との間に予備成形品用供給具を介在した状態を示す断面説明図である。
【図１３】図１２の予備成形品用供給具の搭載板を斜めに傾けて凹型内に予備成形品を斜めに供給する状態を示す断面説明図である。
【図１４】図１３の予備成形品用供給具の搭載板を引き抜き始めた状態を示す断面説明図である。
【図１５】図１４の予備成形品用供給具の搭載板を完全に引き抜き、凹型内に予備成形品を完全に供給する状態を示す断面説明図である。
【図１６】図１５の予備成形品用供給具の搭載板を元の位置に復帰させた状態を示す断面説明図である。
【図１７】図１６の予備成形品用供給具を凹型から取り外した状態を示す断面説明図である。
【図１８】本発明に係る予備成形品用供給具及び本成形金型の第３の実施形態を示す断面説明図である。
【図１９】図１８の側面図である。
【図２０】本発明に係る予備成形品用供給具及び本成形金型の第３の実施形態における凹型の底部を下降させた状態を示す断面説明図である。
【図２１】図２０の側面図である。
【図２２】本発明に係る予備成形品用供給具及び本成形金型の第４の実施形態を示す断面説明図である。
【図２３】図２２の側面図である。
【図２４】本発明に係る予備成形品用供給具及び本成形金型の第４の実施形態における本成形品を凹型から取り出した状態を示す断面説明図である。
【図２５】図２４の側面図である。
【符号の説明】
１          ガイドレール
２          開口
４          連結板
４Ａ        連結板
６          搭載板
１０        予備成形品
１１        本成形品
２０        本成形金型
２１        凹型
２２        凸型
２３        周壁
２４        底部
３０        操作孔
３１        操作バー
３２        通し溝
４０        本成形品取出治具
【図１】
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【図２】
2005001233.tif 000004
【図３】
2005001233.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005001233.tif 000008
【図７】
2005001233.tif 000009
【図８】
2005001233.tif 000010
【図９】
2005001233.tif 000011
【図１０】
2005001233.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2005001233.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2005001233.tif 000016
【図１５】
2005001233.tif 000017
【図１６】
2005001233.tif 000018
【図１７】
2005001233.tif 000019
【図１８】
2005001233.tif 000020
【図１９】
2005001233.tif 000021
【図２０】
2005001233.tif 000022
【図２１】
2005001233.tif 000023
【図２２】
2005001233.tif 000024
【図２３】
2005001233.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
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