专利名称：具备高导电性树脂制通电部的制品及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种马达或燃料电池、通讯仪器、电动装置等具备有电力或电信号流通的通电部的制品及其制造方法。
在对铜等金属进行配线的情况下，通常是使用被绝缘包覆的导线或在基板上实施印刷配线等，例如马达中的定子线圈中使用漆包导线，通过在层叠电磁钢板的铁心上卷绕漆包导线而构成定子。而且，印刷电路板是通过在具有绝缘性的指定基板的背面由铜等导电性高的金属描绘出电路，同时设置用于安装LSI、电容器或晶体管等部品的通孔或插座而构成的。另外，为了将壳体外表面上设置的液晶显示板或开关等与基板连接起来，采用将多条铜线汇总在一起的扁平电缆等。
对其中的马达定子进一步进行说明，定子是在其内侧配置转子，使电磁力作用在其与转子之间的部品，所以呈环状，在其内周一侧具有多极的线圈。各极的线圈是将漆包导线卷绕多层而构成的，并且相互独立，而且同一相的线圈之间是线连接在一起的。由于这种各极的线圈是配置在呈环状的定子内部的，所以其制造和操作性必定不好。例如，以往是将导线卷绕在绕线框上形成线圈，将其从绕线框移入定子铁心上，同时用绝缘纸进行相间的绝缘，并进行整理外形的整形。由于这些均是在整体呈环状的部件内部进行的，所以通常不得不手工操作。然后，将端子安装在各相的引出线端部上，并从轴线方向的两侧插入指定的夹具进行整体的精整形。另外，通过自动绕线固定线圈从定子铁心突出的部分，之后由树脂或漆加固整体。
以往，作为用于提高定子生产率的方法，在特开平6-105487号公报中公开了按各极分割层叠铁心，按分割的极齿进行绝缘并卷绕导线，之后将各极齿组合成环状而构成定子的方法。
在上述的环状定子铁心上按各极形成线圈的现有的方法中，各极之间的绝缘或整形等的操作不得不通过手工操作，不能够提高生产率。而且，在上述公报中记载的方法中，虽然由于按各极齿卷绕线圈，从而可使包括其绝缘的操作自动化而提高生产率，但其后整体的整形或各极齿的一体化的操作则不得不手工操作，在这一点上仍然妨碍了制造操作性。
作为其它具有通电部的制品的例子，对发动机的输出管进行说明，在特开平9-250420号公报中记载了插入成形有引线的树脂制输出管。该公报中记载的引线是通过压力机冲裁金属板制成的。是将其引线收容在树脂制的保持器中的槽的内部，在该状态下将引线与保持器一起设置在成形模的内部，之后通过树脂的注射成形形成输出管的管本体部分。因此，收容在保持器中的引线与保持器一起埋设在管本体部分的内部，引线插入成形在管本体部分中。
在特开平9-250420号公报中记载的输出管中，即使引线的刚性降低，由于引线是在收容于树脂制的保持器中的状态下插入成形的，所以在管本体部分的注射成形时，可避免引线变形、短路等事态的发生。但是，由于引线是埋设在管本体部分中，只能获得较细、刚性低的部件，因此，要通过压力机对其进行冲裁、成形时需要困难的操作，而且材料的成品率低，另外，要将引线设置在树脂制的保持器中也需要困难的操作。其结果，即使管本体部分的注射成形容易，在此之前的操作则需花费相当大的工时和经费，很有可能成为制造成本高的制品。
这样的事情在制造其它电子制品的情况下也基本是一样的，由于通电部分、对其进行安装的支承部或壳体等在电特性、强度或材料等方面所要求的事项不同，所以大多在分别的工序中完成，最终将其组装而作为制品。因此，例如在其组装工序中必须要手工操作等成为结构上阻碍生产率的主要原因。
本发明是以上述事情为背景而提出的，其目的在于通过一种具备通电部、且生产性良好的制品及其制造方法。
本发明的另一目的在于能够注射成形出通电部。
本发明的另一目的在于使马达用的线圈轻量化，并提高其生产性。
本发明的另一目的在于改进燃料电池隔板的生产性。
本发明的其它目的在于使发动机用燃料输出管轻量化，而且降低其成本。
因此，在权利要求1的发明中，用于通电部是树脂化的，所以可实现具备通电部的制品轻量化。
权利要求2的发明特征为，权利要求1所记载的通电部为电流流动的电路是围绕指定的轴线螺旋状地形成的线圈。
因此，在权利要求2的发明中，可通过注射成形等树脂的成形方法形成线圈，提高具有通电部的制品的制造操作性。
权利要求3的发明特征为，在权利要求1所记载的结构中，由具有两端部在接合面上露出的多条线状高导电性树脂构成的上述通电部的多个部品构成，将这些部品接合在一起，以便形成通过使在其接合面上露出的通电部的端部与匹配部品的通电部的端部电导通而其通电部连续的线圈。
因此，在权利要求3的发明中，通过以通常的树脂成形方法制作各部品，并将这些部品接合起来，螺旋状地形成作为连续的电流流动电路的线圈。以此提高具有线圈的制品的制造操作性。
权利要求4的发明特征为，在权利要求2所记载的结构中，上述线圈构成马达的定子或转子。
因此，在权利要求4的发明中，使马达的定子或转子轻量化，提高其制造操作性。
权利要求5的发明特征为，在权利要求1所记载的结构中，上述通电部为在沿轴线方向配置的铁心外周上形成多重卷绕状态的电路的线圈，该线圈在以上述轴线为中心的圆周方向上等分，并且各线圈由本体部分和端板部构成，其中，所述本体部分内装有向与上述铁心平行的方向延伸、同时两端部在轴线方向两端的接合面上露出并相互绝缘的多条第一导通部，所述端板部内装有接合在其本体部分轴线方向的两端部上、并且与第一导通部露出的端部电导通、将第一导通部连线成一条连续的回路并相互绝缘第二导通部。
因此，在权利要求5的发明中，由于可通过将本体部分的端板部接合起来而获得卷绕在铁心外周的状态下形成通电部的线圈，所以提高其线圈的制造操作性。
权利要求6的发明特征为，在权利要求1所记载的结构中，上述制品为与夹着电解质设置的两个电极中的一个电极电导通的隔板，该隔板与上述电极电导通的部分作为由上述高导电性树脂构成的通电部。
因此，在权利要求6的发明中，由于隔板中至少一部分是树脂化的，所以可实现其轻量化，进而使由多个单电池为一组构成的燃料电池轻量化。
权利要求7的发明特征为，在权利要求1所记载的结构中，上述通电部为表面上配置有电极的夹着电解质配置的燃料电池用隔板，该隔板呈在正反两面上具备朝向其面方向形成的多条通气用槽的平板状，并且在一个面上形成与在该面上形成的各通气用槽的一端部连通的供气部和与另一端部连通的排气部，在另一个面上形成与在该面上形成的各通气用槽的一端部连通的供气部和与另一端部连通的排气部。
因此，在权利要求7的发明中，由高导电性树脂形成燃料电池用隔板，特别是即使为其表面或背面上形成了通气用的槽或与其连通的供气部或排气部等复杂的形状，由于是热可塑性的树脂，也可以通过注射成形或挤压成形等方法制造，提高其制造操作性。
权利要求8的发明为一种制造具有通电部的制品的制造方法，其特征为，通过将高导电性树脂流动成相当于上述通电部的形状后使其固化，形成上述通电部。
因此，在权利要求8的发明中，由于通过高导电性树脂的注射成形或挤压成形等方法形成通电部，所以可容易地制作出通电部，提高具备通电部的制品的制造操作性。
权利要求9的发明特征为，在权利要求8的方法中，在将上述高导电性树脂流动成线状并使其固化而相互接合的多个部品的内部，以端部在这些部品的接合面上露出的状态形成上述通电部，将这些部品接合起来，以便形成使在其接合面上露出的通电部的端部与匹配部品的通电部的端部电导通而形成其通电部连续的线圈。
因此，在权利要求9的发明中，在多个部品的内部分别以指定形状形成通电部，进而通过使这些部品相互接合而形成线圈，因而提高具有线圈的制品的制造操作性。
权利要求10的发明特征为，在权利要求8的方法中，具备下述工序将多条相互隔离的线状体插入成形用模腔的内部并进行合模的工序；将具有电绝缘性的树脂注射到其模腔内，形成绝缘部的工序；将上述高导电性树脂注射到将上述线状体取出并再次合模后由上述线状体形成的中空部，形成相互绝缘的上述通电部的工序。
因此，在权利要求10的发明中，能够通过注射成形制造相互绝缘的通电部，提高内部具有通电部的制品的制造操作性。
权利要求11的发明特征为，权利要求1的发明中上述由高导电性树脂构成的通电部是在埋没于中空轴状或中实轴状的本体部分的表面层的状态下形成的。
因此，在权利要求11的发明中，可实现在轴状的本体部分外周部上沿通电部形成的制品的轻量化，而且由于通电部是由高导电性树脂形成的，所以其制造容易。
相对于权利要求11的发明，权利要求12的发明特征为，上述本体部分形成管状，并在其本体部分的指定部位设置具有金属端子的连接部，上述通电部与其金属端子导通。
因此，在权利要求12的发明中，可提高在管状的本体部分外周部上具有通电部，并具有使其通电部与外部导通的连接部的制品的制造操作性。
权利要求13的发明特征为，在权利要求12的发明中上述本体部分的指定部位形成与该本体部分的内部连通的开口部，在其开口部的附近设置有上述连接部。
因此，在权利要求13的发明中，由电驱动或控制、且与本体部分相连通的部品装卸容易，而且可获得制造操作性良好的制品，并可实现制品的轻量化。
图2为
图1中II-II线的剖视图。
图3为其定子的概略立体图。
图4(A)、(B)、(C)、(D)为表示制造定子本体部的过程的说明图。
图5(A)、(B)、(C)为表示制造定子盖部的过程的说明图。
图6(A)、(B)、(C)为表示本发明方法一例的采用分离铁心制造定子本体部用绝缘部的过程的说明图。
图7(A)、(B)、(C)、(D)为制造安装在其绝缘部上的盖部的过程的说明图。
图8(A)、(B)、(C)、(D)为表示将分离铁心组合、制造定子的过程的说明图。
图9(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)为表示本发明方法一例的采用消失铁心制造定子本体部用绝缘部的过程的说明图。
图10(A)、(B)、(C)、(D)为表示组合由图9(A)～(F)所示工序得到的分离铁心、制造定子的过程的说明图。
图11(A)、(B)为表示作为本发明一例的燃料电池用隔板的一例的立体图。
图12为用于说明其隔板的制造方法的示意图。
图13为组装了该隔板的燃料电池的局部剖视图。
图14为示意性表示本发明所涉及的燃料输出管的立体图。
图15为示意性表示其制造过程中的本体部分的俯视图。
图16为在概念上表示输出管的双色成型机的视图。
图17为示意性表示安装在其本体部分上的罩盖的立体图。
而且，上述电气制品或电子制品是在电气上实行赋予其自身的规定性能地构成的制品，除了电的动力装置、信号的发送装置或接收装置以外，还包括将物理量置换成电气量的传感器、将电气信号置换成光信号等其它形式的信号的转换器或发电装置。
本发明中的通电部是由热可塑性的高导电性树脂形成的。这种高导电性树脂是在加热升温的状态下其整体表示流动性、且体积阻抗低到可供实用程度的树脂，其一例是在ABS树脂中混合了软钎料的树脂。软钎料的混入量越多体积阻抗越低，但将对混合性或流动性产生影响。因此，可根据所要求的特性决定软钎料的混入量。作为其一例，20～60％左右比较合适。如果是这种程度的混入量，则体积阻抗率为10-5Ωcm的等级。
图1至图3示出本发明所涉及的作为电气、电子制品一例的交流马达用定子1。图1为其示意立体图，图2为图1中沿II-II线的剖视图，图3为示意分解立体图。这种定子1如图所示，整体呈环状，是圆环状地均等配置多个线圈2而构成的。
若更进一步地加以说明，定子1是由呈圆筒状的本体部3和在其轴线方向的两端部上接合的上下盖部4、5构成的。其本体部3在朝向轴线方向配置的定子铁心6的外周一侧上形成细线状的多个导体、即通电部7，并且具备其整体由合成树脂模制成圆筒状的结构。其定子铁心6例如为将薄的电磁钢板层叠而构成的铁心，从呈圆环状的部分沿半径方向朝外侧放射状地突出多个平板部分，其平板状的突出部分成为铁心，在其外周上大致平行地配置有通电部7。
通电部7是由上述高导电性树脂制成细线状，各自的通电部7的两端部在本体部3上作为轴线方向的端面的接合面8、9上露出。另外，这些通电部7是相互绝缘的，仅在本体部3中，形成各通电部7分别配置在上述接合面8、9之间、直线状相互独立并流过电流的电路。
另一方面，上下各盖部4、5是整体由具有电绝缘性的合成树脂制成薄板状，并与各接合面8、9一样呈环状，以便接合在上述接合面8、9上而一体化。各盖部4、5的内部以相互绝缘的状态形成有由上述高导电性树脂形成的细线状通电部10、11。这些通电部10、11中，下盖5上形成的通电部11为用于相内连线用的通电部，在上述各定子铁心6的通电部7中，连接在位于隔着定子铁心6而互为反向一侧的预先对应的指定通电部7之间的端部上，使通电部7相互电导通。因此，下盖5上各通电部11的两端部在相对于上述本体部3的接合面12上、与本体部3中通电部7的露出端相对应的位置上露出。
而另一方的盖部4、即上盖4上的通电部10包括用于相内连线的通电部和用于相间连线的通电部。即，用于相内连线的通电部与上述的下盖5上的通电部11一样，形成在其两端部在相对于上述本体部3的接合面13上、与本体部3上的通电部7的露出端相对应的位置上露出的状态下相互电绝缘的细线状。即，通过由各盖部4、5上的通电部10、11对本体部3上的通电部7的各端部进行相内连线，使这些通电部7、10、11作为整体构成卷绕在上述定子铁心6周围的状态下的一个电路、即线圈2。而且，若是三相交流马达用定子的话，则在上盖4的内部形成用于相间连线的通电部，以便使每三个位置的线圈2电导通。
另外，也可以在各盖部4、5的任一个上通过上述高导电性树脂形成用于将各相的线圈2电引出到外部的端子部。而且，若对上述具体实例和本发明的关系加以说明，则上述本体部3相当于权利要求5中的本体部分，而其内部的通电部7相当于权利要求5中的第一导通部，上述各盖部4、5相当于权利要求5中的端板部，其内部的通电部10、11相当于权利要求5中的第二导通部。
若对上述的定子1的制造方法加以说明，则在上述定子1中，由于流过电流的通电部7、10、11均是由热可塑性的高导电性树脂，或在成型时表示流动性、且固化后保持其刚性的高导电性树脂形成的，所以能够利用注射成形的插入成形进行制造。图4(A)、(B)、(C)、(D)示意性表示本体部3的制造过程，首先，将电磁钢板层叠，制成在环状部分的外周上使沿轴线方向的多个平板部分放射状突出的一体型定子铁心6。然后将其定子铁心6插入、保持在双色成型用金属模具20的模腔内，进行合模。在这种情况下，为在定子铁心6外周一侧的空间部分上确保多个通电部7用的通路，将相当于其通电部7的线状体21作为芯子配置。在该状态下将绝缘性树脂22注射到模腔内。
注射到模腔内的绝缘性树脂在流入定子铁心6或作为上述芯子的线状体21之间形成的空间部分后固化，获得与模腔的形状相符的模制品。之后，将金属模具20打开，拔出作为芯子的线状体21。这样获得的模制品24的一部分示于图4(A)、(B)、(C)、(D)中。在此所表示的例子是以截面为六边形的线状体21作为芯子使用的例子。因此，用于注射成形出通电部7而形成的线状空间部形成蜂窝形状。
在进行开模，除去作为芯子的线状体21的情况下，以其设置状态不变地将绝缘性树脂22制成的模制品24留在金属模具20的内部，将线状体21除去后再次关闭金属模具20。合模后，将上述的高导电性树脂25注射到金属模具20的内部进行成形。注射到金属模具20内部的高导电性树脂25流入在金属模具20内形成的模腔、即空间部分，充满其空间并固化，由于在这一阶段金属模具20内部产生的模腔为除去上述线状体21而产生的蜂窝状、并贯通上述模制品24的轴线方向两端面的多条相互独立的线状空间部，所以高导电性树脂25成形出其模腔的形状并固化，形成相互电绝缘的多个通电部7。另外，这种通电部7的形状与模腔的形状相符，在上述例子中，由于作为芯子的线状体21是与定子铁心6平行地配置在定子铁心6之间，所以通电部7隔着其定子铁心6，并形成与定子铁心6大致平行的形状，并且是其两端部在本体部3的轴线方向的两端面、即接合面上露出的形状。
另外，也可以取代作为上述的可装拆的芯子的线状体21，而将形状大致与其相同的滑动芯子配置在成形模具的内部，通过该滑动芯子形成通电部7用的中空部。在这种情况下，该滑动芯子是通过由设置在成形模具中的适当的凸轮机构、液压或电气等动作的促动器驱动的结构即可。
而且，图5(A)、(B)、(C)中示意性地示出上述盖部4、5的制造过程。该盖部4、5也可以通过使用了绝缘性树脂和高导电性树脂的双色成形制造。首先，准备具有相当于盖部4、5整体形状的模腔的双色成形用金属模具30，在对其进行了合模的状态下将绝缘性树脂22注射到其内部。然后，将应形成上述通电部10、11的高导电性树脂25注射到相当于接合面的侧面上。另外，关于上盖4，将应形成用于相间连线的通电部的高导电性树脂注射到与其接合面相反一侧的面(背面)上，形成其通电部。
若如上所述，以各自的接合面将这样形成的本体部3和各盖部4、5接合在一起的话，则本体部3中的通电部7的两端部通过盖部4、5的通电部10、11而电连接，同时形成多个以定子铁心6为中心的线圈2。即在图4(A)、(B)、(C)、(D)和图5(A)、(B)、(C)中所示的方法中，不需要为了作成线圈2而将导线卷绕成环状，并对其形状进行整形的操作，而是可分成注射成形和多个部件的接合两大部分，以两次操作制造具备线圈的定子1。而且，通过将上述本体部3上的通电部7的截面形状制成六边形或八边形等适当的形状，可增大本体部3的截面积中线圈2所占的截面积，使采用此通电部的马达的效率提高。
若对上述的方法和本发明的关系加以说明，则图4(B)中所示的工序相当于权利要求10的发明中插入线状体、进行合模的工序，而(C)中所示的工序相当于权利要求10的发明中注射成形出绝缘部的工序，(D)中所示的工序相当于权利要求10的发明中注射成形高导电性树脂、形成通电部的工序。
上述的例子为使用了一体型定子铁心6的例子。但以本发明的方法，可使用分离型的定子铁心制造定子。其例子示意性地示于图6(A)、(B)、(C)中。图6(A)中所示的分离型定子铁心6a是将图4(A)、(B)、(C)、(D)中所示的一体型定子铁心6按极数，分割具有从1/6圆弧状的部分沿半径方向朝外侧突出、并沿轴线方向延伸的板状部分。将这种分离型定子铁心6a设置在双色成形用金属模具40的内部，并进行合模，在该状态下进行注射成形绝缘性树脂22的插入成形。这是在分离型定子铁心6a上隔着板状部分的两侧形成内包有朝向轴线方向的多个细的中空部的大致扇形的绝缘部41的工序，由于预先使模腔的形状为与其绝缘部41相对应的形状，所以能够形成这种中空部。而且，为了确保使成为通电部的高导电性树脂流入的上述中空部，在上述的插入成形之际，也可以与上述的具体实例同样地在隔着上述板状部分的两侧配置沿轴线方向延伸的细的线状体。这样形成的绝缘部41的形状为例如图4(A)、(B)、(C)、(D)中所示的蜂窝形状。
在这样注射成形出绝缘部41后，在同一个金属模具40的内部进行通电部7的注射成形。即，在将绝缘部41保持在与先前相同的位置上的状态下，将上述的高导电性树脂25注射到该金属模具40的内部。这种高导电性树脂25流入上述绝缘部41中产生的细线状中空部中并固化，形成使各端部在绝缘部41的轴线方向双方的端面、即接合面上露出的通电部7。
另一方面，制成形状与上述的绝缘部41的端面(接合面)形状相对应的上下盖部(分离盖)42。这可与上述的具体实例中制造各盖部4、5的情况一样地通过双色成形法制造。即如图7(A)、(B)、(C)、(D)所示，首先将绝缘性树脂22注射到具有形状与所获得的分离盖42相对应的模腔的金属模具43的内部。然后，通过在将其绝缘性树脂制的成形体配置在金属模具43内部的状态下注射高导电性树脂25，在其一个面上形成通电部10。这相当于上述的盖部4、5上的通电部10、11，因此，其通电部10的两端部与上述绝缘部41上的通电部7相对应地在接合面上露出。另外，关于相当于上盖的一个分离盖42，由高导电性树脂在其另一面(背面)上通过注射成形形成用于相间连线的通电部11。
将这样获得的分离盖42接合在上述绝缘部41的两端面上，作成分离铁心44。这种分离铁心44在此处所示的例子中为具有6极线圈的铁心，成为1/6弧长的部件。而且，上述绝缘部41具备朝向轴线方向的多个通电部7，其通电部7的端部通过在分离盖42上形成的通电部10而电连接，构成作为整体是一条连续电路的线圈。
准备这样制造的6个分离铁心44，如图8(A)、(B)、(C)、(D)所示将其排列在圆周上，成为整体呈环状的定子铁心2。即，将圆环状排列的6个分离铁心44相互稍稍隔开地配置在注射成形金属模具45的内部，将绝缘性树脂22注入其金属模具45的内部。其结果，绝缘性树脂进入各线圈之间使相间绝缘，并且整体为一体化。另外，在这种情况下，通过金属模具45或适当的填充物确保用于相间连线的空间。之后，将高导电性树脂25注入用于相间连线的空间内，形成用于相间连线的通电部46。
上述的任一种方法均是形成隔着定子铁心的两侧上形成的通电部以接合在其轴线方向的两端部上的盖部上形成的通电部相连接、整体为连续的线圈的方法，但在本发明中，除此之外还可以由高导电性树脂直接形成线圈。以下对这一例子加以说明，以下所说明的方法是使通电部中相当于定子的部件消失的所谓铁心消除法。
首先，如图9(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)所示，准备6个分离定子铁心6a，分别将由低熔点合金构成的细线卷绕在线圈上，形成消失铁心50。这种消失铁心50是由熔点比例如上述绝缘性树脂22的注射成形温度稍高的合金构成，并包覆有与绝缘性树脂22相同材料的绝缘物。
将形成上述消失铁心50的分离定子铁心6a收容在注射成形金属模具51的内部，将绝缘性树脂22注入其内部而形成绝缘部53。这种绝缘部53的形状为与上述的图6(A)、(B)、(C)中所示的绝缘部41的形状相同。而且，消失铁心50的端部露出到外部。
将这样获得的绝缘部53从金属模具51中取出，将其加热到消失铁心50的熔点以上的温度。其结果消失铁心50熔融而被除去，在绝缘部53的内部形成线圈状的中空部。然后，将使消失铁心50熔融而消失的绝缘部53、即具有线圈状中空部的绝缘部53收容在注射成形用金属模具54的内部，将高导电性树脂25注入到该金属模具54中。该高导电性树脂25流入绝缘部53中线圈状的中空部中，将该中空部充满并固化，从而形成通电部。即形成由高导电性树脂构成的线圈。
准备6个这样作成的分离铁心55，如图10(A)、(B)、(C)、(D)所示，及其稍稍隔开地排列成圆环状，在这一状态下收容在注射成形用金属模具56的内部，将绝缘性树脂22注入到该金属模具56的内部。其结果绝缘性树脂进入到各线圈之间，相间被绝缘，并且整体为一体化。在这种情况下，通过金属模具56或适当的填充物确保用于相间连线的空间。之后，将高导电性树脂25注入到该用于相间连线的空间内，形成用于相间连线的通电部57。图10(A)、(B)、(C)、(D)中所示的过程与图8(A)、(B)、(C)、(D)中所示的过程相同。
通过上述图6(A)、(B)、(C)至图8(A)、(B)、(C)、(D)中所示的分离铁心双色成形接合法或图9(A)～(F)和图10(A)、(B)、(C)、(D)中所示的消失铁心一体双色成形法，能够以树脂的注射成形为主要方法制造线圈或具备线圈的定子铁心。在这种情况下，由于能够解除以往所必须的最终整形等手工操作，所以可提高制造操作性。
另外，本发明也可以适用于燃料电池用隔板。这种隔板60的一例如图11(A)、(B)所示。即该隔板60整体呈平板状，其一个面(图1(A)中所示的面)上相互平行地形成有多个通气用的槽61，而且，发挥使各槽61相互连通的功能的供气槽62和排气槽63是在通气槽61的长度方向的端部上朝向与这些通气槽61垂直的方向形成的。而且，在供气槽62的一端部上形成有在板厚方向上贯穿隔板60的供气孔64，而在排气槽63的一端部上也同样贯穿地形成有排气孔65。
而且，在隔板60另一面(图11(B)中所示的面)上相互平行地形成有朝向与上述通气槽61垂直方向的多个通气槽66。在这些通气槽66长度方向的两端部上，朝向与通气槽66垂直的方向形成有使这些通气槽66相互连通的供气槽67和排气槽68。而且，在供气槽67的一端部与上述一个面上形成的任一个槽均不干涉(不连通)的位置上形成有在板厚方向上贯穿隔板60的供气孔69，而在排气槽63的一端部与上述一个面上形成的任一个槽均不干涉(不连通)的位置上同样贯通地形成有排气孔70。另外，上述供气孔64和排气孔65也形成在与另一个面上形成的各槽66、67、68均不干涉(不连通)的位置上。
因此，一个面上形成的各槽62、61、63形成从供气孔64至排气孔65的通气路，而另一面上形成各槽67、66、68形成从供气孔69至排气孔70的通气路，另外，各孔64、65、69、70不与相反一侧的面上的槽相连通。因此，由于各面的通气路是不连通地相互独立的，所以能够在各自的通气路中同时流过不同的气体。另外，上述供气孔64、69和与其连通的供气槽62、67相当于权利要求7中的供气部，而上述排气孔65、70和与其连通的排气槽63、68相当于权利要求7中的排气部。
这种隔板60是由上述的高导电性树脂形成的。具体地说，如图12所示，可通过将高导电性树脂注入到在相当于上述各槽或孔的部分上具备突出部、突起或芯子的成形用金属模具72中而制造隔板60。
图13中示意性示出这种隔板60的使用形式。这种隔板60例如用在固体高分子型燃料电池中，夹着由具有质子透过性的高分子构成的电解质膜71配置，通过将其直列配置多个，形成燃料电池组。在其电解质膜71的表面上设置具有铂等触媒粒子的多孔结构的电极，各隔板60与其电极密合。因此，隔板中的各槽61、62、63、66、67、68通过电解质膜71将开口端关闭，贯穿隧道状的通气路。当在这种状态下将氢气等燃料气体供给到燃料极一侧的通气路中，将空气等氧化气体供给到与此相反一侧的空气极一侧的通气路中时，由于氢的电离而产生的质子透过电解质膜71，向空气极一侧移动，同时电子从燃料极输出到外部。即获得电动势。
燃料电池是将这样的由一对隔板60和夹在其中的电解质膜71构成的单电池串联多个而构成的，由于上述隔板60是由高导电性树脂构成的，其重量轻，所以能够减轻燃料电池整体的重量。而且，由于可通过注射成形制造隔板，所以能够提高制造操作性。
另外，由于隔板60整体呈平板状，所以可通过对由高导电性树脂构成的板状材料进行压力加工而进行制造。而且，若如上所述使正反两面一侧的槽相不连通，则成为用于将燃料电池串联连接的隔板，但本发明并不仅限于，也可以由供气孔和排气孔使正反两面一侧的槽相连通，并使同种气体在各自的槽中流通，这样构成的隔板可在并联连接单电池而构成电池组的情况下使用。而且，燃料电池的电解质不限于上述的固体高分子膜。
以上表示了本发明的具体实例，但本发明并不仅限于上述的例子，还可适用于其它电气、电子制品中。例如，可将用于向在较低温度动作的加热器中发热用的通电部或发热体提供电力的通电部由高导电性树脂制造，并且可由高导电性树脂成形出连接器或开关的接点部分。另外，还可以适用于使棒形天线或印制式天线等为高导电性树脂的制品或壳体的内面直接由高导电性树脂形成回路的制品，使线圈部分为高导电性树脂的电磁离合器等中。而且，本发明并不仅限于马达的定子，也可适用于具备线圈的转子中。
对本发明所涉及的其它制品的例子加以说明。图14示意性示出本发明所涉及的燃料输出管(以下称为输出管)80，这种输出管80为安装有按发动机的各气缸(未图示)准备的喷射器81，通过这些喷射器81向各气缸供给燃料的制品。图14所示的输出管80具备管状的本体部分82，在其一个端部上形成与未图示的燃料管连接的接合部83。在其本体部分82的轴线方向上隔开指定间隔的部位形成有使喷射器81嵌合的开口部84。另外，本体部分82的另一端部是密闭的或连接有回流管(未图示)。
在上述接合部83一侧的端部上与本体部分82一体地形成有发动机缆线一侧的连接部。图14所示的例子中，这种发动机缆线一侧的连接部85为矩形的中空状形状，在其内部以指定的形态排列固定有与喷射器81的数量相对应的多个金属制端子86。而在上述各开口部84的附近与本体部分82一体地形成有喷射器一侧的连接部87。在该喷射器一侧的连接部87的内部以指定的形态排列固定有正极和负极用的至少两个金属端子88。另外，该喷射器一侧的连接部87和开口部84的相对位置与安装在此的喷射器81中的连接部89和接合部90的相对位置相一致，而各金属端子88的排列与喷射器81中的连接部89的端子排列相一致。因此，通过使喷射器81的接合部90嵌合在开口部84中，各连接部喷射器一侧的连接部87、89的端子之间接触而导通。
上述输出管80中发动机缆线一侧的连接部85的金属端子86和喷射器一侧的连接部87的金属端子88通过数条细线状的通电部91以一对一的关系连接在一起。上述本体部分82是由绝缘性的合成树脂形成的，而其通电部91是由上述的具体实例中所说明的高导电性树脂形成的。另外，这些通电部91是在实际上埋设在本体部分82中的状态下形成的。而且，如图15所示，在本体部分82上一体地形成有用于通过保持器固定在发动机上的安装环部92。
以下，对上述的输出管80的制造方法加以说明。上述的输出管80中，金属端子86、88以外是合成树脂制，因此，能够通过插入成形法或双色成形法制造。具体地说，在双色成形用金属模具一方的模腔中指定的位置上配置金属端子用的金属片，在该状态下通过将本体部分82用的合成树脂注射到模腔内，注射成形出整体具备接合部83、开口部84、发动机缆线一侧连接部85和安装环部92的本体部分82。图15中示意性示出其中间状态的本体部分82，在发动机缆线一侧连接部85上的各金属端子86至喷射器一侧连接部87上的各金属端子88之间形成有细槽93，以便连接这些金属端子86、88。因此，成为各金属端子86、88的后端部分露出到外部的状态。然后，变更金属模具，将高导电性树脂注射到上述细槽93中，成形出通电部91。这样，正极端子之间和负极端子之间相互导通。
另外，在上述的本体部分82和通电部91成形时，如图16所示，可使用金属模具旋转式双色注射成形机94，若是这种成型机94，则能够在由第一成形部95进行本体部分82的成形的同时由第二成形部96进行通电部91的成形，可使本体部分82和通电部91的成形同时进行。
这样形成了通电部91的本体部分82成为其通电部91露出到外部的状态，因此，为了将其遮蔽，将以其它工序制造、准备的盖体97安装在本体部分82的外表面上。图17中示意性示出了其盖体97的一例，由覆盖一部分本体部分82的外表面的圆弧状断面部98和覆盖喷射器一侧连接部87的上部地在圆弧状断面部98的侧部突出的多个盖部99一体制成。这种盖体97可通过与本体部分82相同的树脂形成，因此，本体部分82和盖体97的接合可通过一般的合成树脂粘接剂或通过熔敷进行。另外，在将用于使本体部分82为中空结构的铁心(芯子)从与接合部83相反一侧的端部插入的金属模具结构的情况下，由于成形出的本体部分82中与接合部83相反一侧的端部为开口的形状，所以为了将其密闭，将适当的盖100安装在本体部分82另一方的端部上。
因此，由于上述输出管80除了仅有的金属端子86、86之外均是由合成树脂成形的，所以能够实现轻量化，而且，由于较细、刚性低和弯曲的通电部91为高导电性树脂，不必对其进行插入成形而通过通常的树脂成形法即可形成，所以制造性好。其结果，可成为轻量、低成本的输出管。
另外，可使在本体部分的表面层上具有通电部的各种制品为与上述的输出管同样的结构，而且作为其制造方法，可采用上述的成形方法。例如，在具有通电部的支柱或框用轴部件中，可由绝缘性的合成树脂制造其本体部分，并在其表面层上设置高导电性树脂制的通电部，而且通过双色成形法连续地注射成形出其本体部分和通电部。
在此，将本发明所获得的效果概括起来说，则如下所述。
如以上所说明的，根据权利要求1的发明，由于通电部是树脂化的，所以能够使制品轻量化，而且可通过注射成形等一般的树脂成形方法形成通电部，能够提高其制造操作性。
根据权利要求2的发明，由于使作为通电部的线圈的部分树脂化，并通过注射成形等一般的树脂成形方法形成这一部分，所以能够使制品轻量化，并提高其制造操作性。
根据权利要求3的发明，通过将具有由高导电性树脂构成的相互绝缘的多条线状通电部、和具有将其线状通电部之间顺次电连接的多条高导电性树脂构成的通电部的其它制品接合起来，由这些通电部形成线圈，所以能够使具备线圈的制品轻量化，并容易制造线圈，进而能够提高制品的制造操作性。
根据权利要求4的发明，使马达的定子或转子的线圈部分树脂化，可实现其轻量化，同时提高其制造操作性。
根据权利要求5的发明，由于在铁心的周围具备通电部的线圈为将多个零件接合进行制造的结构，而且其通电部或回路是由高导电性树脂形成的，所以可消除制造线圈时的手工操作，提高制造操作性，而且可实现其制品的轻量化。
根据权利要求6的发明，由于能够使燃料电池用的隔板中的一部分、即与电极导通的部分树脂化，所以能够使隔板轻量化。
根据权利要求7的发明，使燃料电池的隔板树脂化，可实现其轻量化，同时可通过注射成形等合成树脂的一般的成形方法制造隔板，可提高其制品的制造操作性。
根据权利要求8、权利要求9、权利要求10的发明，将高导电性树脂流入指定形状的中空部分而形成通电部或线圈的部分，因此，作为其方法，可采用注射成形等一般的树脂成形方法，可提高制品的制造操作性。
根据权利要求11至权利要求13的发明，可使燃料输出管等在轴状的本体部分的外周一侧具备通电部的制品轻量化，而且提高其制造操作性，实现成本的低廉化。工业上用于的可能性本发明可应用于制造、使用输送电力或电信号的、具备通电部的制品的各种工业中，特别是在要使金属制品树脂化、轻量化和低成本化的工业中是非常有用的。
权利要求
1.一种制品，为具有通电部的制品，其特征为，由高导电性树脂形成上述通电部。
2.根据权利要求1所述的制品，其特征为，上述通电部为电流流动的电路是围绕指定的轴线螺旋状地形成的线圈。
3.根据权利要求1所述的制品，其特征为，由具有两端部在接合面上露出的多条线状高导电性树脂构成的上述通电部的多个部品构成，将这些部品接合在一起，以便形成通过使在其接合面上露出的通电部的端部与匹配部品的通电部的端部电导通而其通电部连续的线圈。
4.根据权利要求2所述的制品，其特征为，上述线圈构成马达的定子或转子。
5.根据权利要求1所述的制品，其特征为，上述通电部为在沿轴线方向配置的铁心外周上形成多重卷绕状态的电路的线圈，该线圈在以上述轴线为中心的圆周方向上等分，并且各线圈由本体部分和端板部构成，其中，所述本体部分内装有向与上述铁心平行的方向延伸、同时两端部在轴线方向两端的接合面上露出并相互绝缘的多条第一导通部，所述端板部内装有接合在其本体部分轴线方向的两端部上、并且与第一导通部露出的端部电导通、将第一导通部连线成一条连续的回路并相互绝缘第二导通部。
6.根据权利要求1所述的制品，其特征为，上述制品为与夹着电解质设置的两个电极中的一个电极电导通的隔板，上述隔板与上述电极电导通的部分作为由上述高导电性树脂构成的通电部。
7.根据权利要求1所述的制品，其特征为，上述通电部为表面上配置有电极的夹着电解质配置的燃料电池用隔板，该隔板呈在正反两面上具备朝向其面方向形成的多条通气用槽的平板状，并且在一个面上形成与在该面上形成的各通气用槽的一端部连通的供气部和与另一端部连通的排气部，在另一个面上形成与在该面上形成的各通气用槽的一端部连通的供气部和与另一端部连通的排气部。
8.一种制品的制造方法，为制造具有通电部的制品的制造方法，其特征为，通过将高导电性树脂流动成相当于上述通电部的形状后使其固化，形成上述通电部。
9.根据权利要求8所述的制品的制造方法，其特征为，在将上述高导电性树脂流动成线状并使其固化而相互接合的多个部品的内部，以端部在这些部品的接合面上露出的状态形成通电部，将这些部品接合起来，以便形成使在其接合面上露出的通电部的端部与匹配部品的通电部的端部电导通而其通电部连续的线圈。
10.根据权利要求8所述的制品的制造方法，其特征为，具备下述工序将多条相互隔离的线状体插入成形用模腔的内部并进行合模的工序；将具有电绝缘性的树脂注射到其模腔内，形成绝缘部的工序，将上述高导电性树脂注射到将上述线状体取出并再次合模后由上述线状体形成的中空部，形成相互绝缘的上述通电部的工序。
11.根据权利要求1所述的制品，其特征为，所述高导电性树脂构成的通电部是在埋没于中空轴状或中实轴状的本体部分的表面层的状态下形成的。
12.根据权利要求11所述的制品，其特征为，上述本体部分形成管状，并在其本体部分的指定部位设置具有金属端子的连接部，上述通电部与其金属端子导通。
13.根据权利要求12所述的制品，其特征为，在上述本体部分的指定部位形成与该本体部分的内部连通的开口部，在其开口部的附近设置有上述连接部。
全文摘要
一种具有通电部7、10、11的制品1,由高导电性树脂形成上述通电部。其通电部既可以是线圈2,也可以是燃料电池用隔板那样的平板体,还可以是电接点、通电而发热的部分等。
文档编号H02K3/50GK1353855SQ00808525
公开日2002年6月12日 申请日期2000年4月12日 优先权日1999年4月12日
发明者村上克哉, 镰田祐子, 近藤猛男, 大竹知之 申请人:丰田自动车株式会社