切割装置和片材制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种切割装置和片材制造方法。下模具有第一下模边缘和多个第二下模边缘，第一下模边缘沿着片材的轮廓形状延伸，第二下模边缘设置在第一下模边缘的竖向下方，并且每个第二下模边缘沿着穿过片状基材的在冲裁出片材之后留下的边料的方向延伸。上模具有第一上模边缘和多个第二上模边缘，第一上模边缘沿着第一下模边缘延伸，片状基材在第一上模边缘与第一下模边缘之间被剪切以冲裁出片材，第二上模边缘设置成能够突出至第二下模边缘的竖向下方，边料在第二上模边缘与第二下模边缘之间被剪切并被分割。

Cutting device and sheet manufacturing method

The invention provides a cutting device and a sheet manufacturing method. The lower die has the first lower die edge and several second lower die edges. The first lower die edge extends along the contour shape of the sheet. The second lower die edge is set vertically downward at the first lower die edge, and each second lower die edge extends along the direction of the edge left behind after punching the sheet through the sheet substrate. The upper die has the first upper die edge and several second upper die edges. The first upper die edge extends along the first lower die edge. The sheet base material is cut between the first upper die edge and the first die edge to punch out the sheet. The second upper die edge is set vertically downward to protrude to the second lower die edge, and the blank is cut between the second upper die edge and the second lower die edge. Division.

【技术实现步骤摘要】
切割装置和片材制造方法
本专利技术涉及片材切割装置和片材制造方法。
技术介绍
常规已知的是与制造用于燃料电池的膜电极组件的技术有关的专利技术(参见日本专利申请公开No.2013-178993(JP2013-178993A))。JP2013-178993A公开了一种膜电极组件制造方法，在该方法中，对包括气体扩散层的膜电极组件进行切割，使得切割表面沿着堆叠方向形成。该常规的制造方法的特征在于具有以下步骤。首先，具有平行于切割表面的第一平坦表面的上模设置成使得第一平坦表面位于包括切割表面的平面的位置的一侧。具有平行于切割表面的第二平坦表面的下模设置成使得第二平坦表面位于包括切割表面的平面的位置的另一侧。然后，上模沿堆叠方向相对于下模移动。因此，切割表面在膜电极组件中通过沿着膜电极组件的堆叠方向的剪切过程形成。根据该常规的膜电极组件制造方法，切割通过使用上模和下模的剪切过程来执行。尽管通过上模和下模的相应的边缘的组合来执行剪切过程，但是这些边缘不需要是尖锐的。因此，该方法可以减慢刀片部件的磨损，从而延长使用寿命。
技术实现思路
在上述常规的膜电极组件制造方法中，通过驱动输送辊将长带状片材堆叠件输送到切割位置，并且通过剪切过程连续地冲裁出包括阴极侧催化剂层的矩形区域，从而留下具有多个矩形开口的阶梯状边料。如果试图通过卷起边料来收集该边料，则边料下垂并在卷起期间变得不均匀地张紧，这可能导致诸如卷绕未对准和边料断裂的问题。为了通过输送辊输送如上所述的具有多个矩形开口的阶梯状边料，需要使在从带状片材堆叠件冲裁出矩形区域之后留在开口两侧的部分足够宽以承受运输过程中的张力。由于这个原因，作为边料而留下的部分增加，其中，留下了包含昂贵的电解质膜和贵金属的大量催化剂层，从而导致制造成本增加。本专利技术提供一种片材切割装置和片材制造方法。本专利技术的第一方面涉及一种切割装置，该切割装置包括能够相对于彼此移动的下模和上模，并且该切割装置通过剪切从片状基材中切割出片材。下模具有第一下模边缘和多个第二下模边缘，第一下模边缘沿着片材的轮廓形状延伸，所述多个第二下模边缘设置在第一下模边缘的竖向下方，并且每个第二下模边缘沿穿过片状基材的在冲裁出片材之后留下的边料的方向延伸。上模具有第一上模边缘和多个第二上模边缘，第一上模边缘沿着第一下模边缘延伸，所述多个第二上模边缘设置成能够突出至第二下模边缘的竖向下方。片状基材在第一上模边缘与第一下模边缘之间被剪切以冲裁出片材。边料在第二上模边缘与第二下模边缘之间被剪切并被分割。在根据该方面的切割装置中，首先，在下模与上模释放并彼此分开的状态下将片状基材设置在下模与上模之间。在这种状态下，下模和上模相对于彼此移动，使得下模和上模彼此靠近。因此，片状基材夹置在第一下模边缘与第一上模边缘之间，其中，第一下模边缘沿着待从片状基材冲裁出的片材的轮廓形状延伸，第一上模边缘沿着该第一下模边缘延伸。例如，第一下模边缘的延伸方向和第一上模边缘的延伸方向是与上模和下模的相对运动方向大致正交的方向。当下模和上模在该状态下沿彼此靠近的方向相对于彼此进一步移动时，剪切应力施加在夹置于第一下模边缘与第一上模边缘之间的片状基材上，使得片状基材在第一下模边缘与第一上模边缘之间被剪切。因此，从片状基材冲裁出的片材保持在第一下模边缘上，而作为片状基材的在冲裁出片材之后留下的剩余部分的边料与片材分开并移动至第一下模边缘的下方。片状基材的边料移动至第一下模边缘的下方并设置在第二下模边缘上，第二下模边缘设置在第一下模边缘下方，并且每个第二下模边缘沿穿过边料的方向延伸。此时，边料夹置在第二下模边缘与第二上模边缘之间。当第二上模边缘在该状态下突出至第二下模边缘下方时，剪切应力施加在夹置于第二下模边缘与第二上模边缘之间的边料上，使得边料被剪切并分段成多个小部段。例如，每个第二下模边缘的延伸方向是与邻近于该第二下模边缘的第一下模边缘的延伸方向相交的方向，并且例如，每个第二下模边缘的延伸方向是正交于与该第二下模边缘相邻的第一下模边缘延伸方向的方向。每个第二上模边缘的延伸方向是沿着面向该第二上模边缘的第二下模边缘的延伸方向上的方向，并且例如每个第二上模边缘的延伸方向是与面向该第二上模边缘的第二下模边缘的延伸方向平行的方向。例如，第二下模边缘的延伸方向和第二上模边缘的延伸方向是与上模和下模的相对移动方向大致正交的方向。因此，根据本专利技术的切割装置的上述方面，紧接在从片状基材冲裁片材出之后，片状基材的边料可以被分段成多个小部段，这可以有助于收集边料并降低制造成本。特别地，当片状基材是用于制造用于燃料电池的膜电极组件(MEA)的堆叠件并且包括气体扩散层(GDL)、微孔层(MPL)、催化剂层和聚合物电解质膜(PEM)中的两者或更多者时，可以减少包含昂贵材料的边料的产生量，从而降低燃料电池的制造成本。在本专利技术的切割装置的上述方面中，下模可以具有支承部分，支承部分支承从片状基材冲裁出的片材。支承部分的上端表面的外边缘可以包括第一下模边缘。上模可以具有框架状部分，框架状部分设置成围绕第一下模边缘。框架状部分的下端表面的内边缘可以包括第一上模边缘。在这种情况下，当下模与上模相对于彼此移动使得上模的框架状部分在片状基材设置在下模与上模之间的状态下更靠近下模的支承部分时，片状基材夹置在下模的支承部分的上端表面与上模的框架状部分的下端表面之间。当下模和上模的框架状部分在该状态下沿彼此靠近的方向相对于彼此进一步移动时，下模的支承部分的上端表面进入上模的框架状部分的下端表面的内边缘的内侧。此时，片状基材在设置于下模的支承部分的上端表面的外边缘处的第一下模边缘与设置于上模的框架状部分的下端表面的内边缘处的第一上模边缘之间被剪切。已经被冲裁出的片材保持在下模的支承部分的上端表面上，而片状基材的在冲裁出片材之后留下的边料移动至下模的支承部分的上端表面下方。下模的支承部分的上端表面的轮廓形状是与待从片状基材冲裁出的片材的轮廓形状对应的形状。例如，当片材的轮廓形状是矩形形状时，下模的支承部分的上端表面的轮廓形状也是矩形形状，并且支承部分具有大致棱柱形形状。上模的框架状部分的形状是与下模的支承部分的形状对应的形状。因此，当下模的支承部分的上端表面的轮廓形状是矩形时，上模的框架状部分的下端表面的轮廓形状是矩形框架形状。上模的框架状部分的将下模的支承部分容纳在其中的至少一部分具有矩形管状形状。在本专利技术的上述方面中，下模可以具有第三下模边缘，第三下模边缘延伸成围绕第一下模边缘。上模可以具有沿着第三下模边缘延伸的第三上模边缘。当第二上模边缘竖向向下突出时，第二上模边缘可以插入到第一下模边缘与第三下模边缘之间的间隙中，使得框架状的边料在第二上模边缘与第二下模边缘之间被剪切及分段。在这种情况下，当下模和上模在片状基材设置在下模与上模之间的状态下相对于彼此移动以更靠近彼此时，沿着延伸成围绕第一下模边缘的第三下模边缘延伸的第三上模边缘进入该第三下模边缘的内侧。例如，第三下模边缘的延伸方向和第三上模边缘的延伸方向是与上模和下模的相对运动方向大致正交的方向。当下模和上模在该状态下在彼此靠近的方向上相对于彼此进一步移动时，上模的从第三上模边缘向上延伸的壁表面由下模的从第三下模边缘向下延伸的壁表面引导。此时，如上所述，剪切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种切割装置，所述切割装置通过剪切从片状基材中切割出片材，所述切割装置的特征在于包括：下模；和能够相对于所述下模移动的上模，其中：所述下模具有第一下模边缘和多个第二下模边缘，所述第一下模边缘沿着所述片材的轮廓形状延伸，所述多个第二下模边缘设置在所述第一下模边缘的竖向下方，并且每个所述第二下模边缘沿着穿过所述片状基材的在冲裁出所述片材之后留下的边料的方向延伸；所述上模具有第一上模边缘和多个第二上模边缘，所述第一上模边缘沿着所述第一下模边缘延伸，所述多个第二上模边缘设置成能够突出至所述第二下模边缘的竖向下方；所述片状基材在所述第一上模边缘与所述第一下模边缘之间被剪切以冲裁出所述片材；以及所述边料在所述第二上模边缘与所述第二下模边缘之间被剪切并被分割。

【技术特征摘要】
2017.12.08 JP 2017-2364461.一种切割装置，所述切割装置通过剪切从片状基材中切割出片材，所述切割装置的特征在于包括：下模；和能够相对于所述下模移动的上模，其中：所述下模具有第一下模边缘和多个第二下模边缘，所述第一下模边缘沿着所述片材的轮廓形状延伸，所述多个第二下模边缘设置在所述第一下模边缘的竖向下方，并且每个所述第二下模边缘沿着穿过所述片状基材的在冲裁出所述片材之后留下的边料的方向延伸；所述上模具有第一上模边缘和多个第二上模边缘，所述第一上模边缘沿着所述第一下模边缘延伸，所述多个第二上模边缘设置成能够突出至所述第二下模边缘的竖向下方；所述片状基材在所述第一上模边缘与所述第一下模边缘之间被剪切以冲裁出所述片材；以及所述边料在所述第二上模边缘与所述第二下模边缘之间被剪切并被分割。2.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于：所述下模具有支承部分，所述支承部分支承从所述片状基材冲裁出的所述片材，并且所述支承部分的上端表面的外边缘包括所述第一下模边缘；以及所述上模具有框架状部分，所述框架状部分设置成围绕所述第一下模边缘，并且所述框架状部分的下端表面的内边缘包括所述第一上模边缘。3.根据权利要求2所述的切割装置，其特征在于：所述下模具有第三下模边缘，所述第三下模边缘延伸成围绕所述第一下模边缘；所述上模具有沿着所述第三下模边缘延伸的第三上模边缘；以及当所述第二上模边缘竖向向下突出时，所述第二上模边缘插入到所述第一下模边缘与所述第三下模边缘之间的间隙中，使得具有框架形状的所述边料在所述第二上模边缘与所述第二下模边缘之间被剪切及分段。4.根据权利要求3所述的切割装置，其特征在于：所述下模具有多个桥状部和外周部分，每个所述桥状部沿着与所述第一下模边缘的延伸方向相交的方向延伸并且定位在所述第一下模边缘的竖向下方，所述外周部分围绕所述支承部分；在所述第一下模边缘的延伸方向上面向彼此的一对所述桥状部的上端表面的面向彼此的侧边缘包括所述第二下模边缘；所述外周部分的上端表面的内边缘包括所述第三下模边缘；所述框架状部分包括主体部和可突出部分；所述框架状部分的下端表面的外边缘包括所述第三上模...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀喜博，植山恭行，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP