[发明专利]切割装置和片材制造方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及片材切割装置和片材制造方法。

背景技术

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发明(参见日本专利申请公开No.2013-178993(JP2013-178993A))。JP 2013-178993A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。

发明内容

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。

本发明提供一种片材切割装置和片材制造方法。

本发明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。