JP5404274B2 - フィルムのしわ取り装置、フィルムの張力調整方法及びフィルムのしわ取り方法並びにフィルムの巻取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用されるフィルムを用いたコンデンサや電池等を製造する際に使用可能なフィルムのしわ取り装置等に関する。更に詳しくは、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用として最適な金属化フィルムコンデンサ等を製造する際に使用可能なフィルムのしわ取り装置、フィルムの張力調整方法及びフィルムのしわ取り方法並びにフィルムの巻取り装置に関するものである。

近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。このようなハイブリッド車に用いられる電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、このような電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されている。この種の金属化フィルムコンデンサは、樹脂からなる誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した帯状の金属化フィルムを一対の金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回することによりコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子の両端面に金属溶射によるメタリコンからなる取り出し電極を夫々形成することによって作られる。

従来、このようなコンデンサ素子を製造する装置として、帯状の金属化フィルムが巻回されたボビン又はリールを装填可能な巻き出し軸を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置では、２組の金属化フィルムを夫々装填できるように巻き出し軸が２本設けられ、２本の巻き出し軸からそれぞれ繰り出された帯状の金属化フィルムを２枚１組として重ね合わせて巻回する巻取り部と、捲き出し軸と巻取り部の中間に設けられて金属化フィルムをそれぞれ搬送する複数の搬送ローラが設けられる。そして、この複数の搬送ローラは、金属化フィルムの搬送をガイドするガイドローラ、位置変動により巻き出し軸の回転速度を制御してフィルムに一定の張力を与えるダンサーローラ、及び巻取り部に巻回されたフィルムを外部から加圧する加圧ローラを含むものである。

この従来のコンデンサ素子製造装置では、ダンサーローラにより回転速度が制御された２本の巻き出し軸から繰り出される帯状の金属化フィルムを複数の搬送ローラにより搬送して巻取り部に巻回させ、加圧ローラがその巻取り部に巻回されたフィルムを外部から加圧するようにしている。この加圧ローラの加圧により、薄い金属化フィルムを用いた場合でも、巻回されたフィルム間にエアが入り込むことを防止することができるので、その金属化フィルムにしわが入ることがなく、安定した性能のコンデンサ素子を製造することができるとしている。

特開２００９−９４１８８号公報

しかし、上記従来の装置では、巻き出し軸から繰り出される帯状のフィルムは複数の搬送ローラにより搬送されて巻取り部に巻回されるため、搬送方向における一定の張力がフィルムに生じるけれども、その搬送方向に直交するフィルムの幅方向には張力が生じないのでフィルムの幅方向に生じるしわを防止することはできなかった。このフィルムの幅方向に生じるしわは巻取り部に巻回した後に加圧ローラが巻回されたフィルムを外部から加圧することにより解消しているけれども、そのしわを解消するためには巻回されたフィルム間にエアが入り込むことを確実に防止する必要がある。このエアの入り込みは、フィルムを巻回する巻取り部の回転速度と関係しており、生産性向上のためにその回転速度を上昇させると、フィルムの幅方向におけるしわを解消する以前にフィルムが加圧ローラにより押しつぶされてそのフィルム間にエアが入り込む危険性が増大することになる。このため、巻取り部にフィルムを巻回する速度を上昇させるには限界があり、１８００ｒｐｍ程度がその限界と言われている。よって、従来の装置では、巻取り部の巻回速度を上昇させてその生産性を向上させるには一定の制限があった。

本発明の目的は、フィルムの主に幅方向に生じるしわを解消しうるフィルムのしわ取り装置及び方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、フィルムに適度な張力を与えるとともにフィルムの主に幅方向に生じるしわを解消してフィルムの巻回速度を上昇し得るフィルムの張力調整方法及びフィルムの巻取り装置を提供することにある。

本発明のフィルムのしわ取り装置は、長手方向に移動する帯状フィルムが沿う又は帯状フィルムが掛け回される第１部材と、その第１部材とともにフィルムを挟む第２部材と、その第２部材に形成された空気孔と、空気孔からエアを帯状フィルムに吹き付けて帯状フィルムを第１部材に押しつけるエア吹き付け手段とを備える。そして、第１部材と第２部材は方形状の板材から成り、対向面の両側に帯状フィルムの幅より広い間隔を空けて設けられたスペーサ板材を介して重ね合わされる。ここで、第１部材のフィルムに対向する面は粗面加工されていることが好ましい。

本発明のフィルムの張力調整方法は、方形状の板材から成る第１部材と方形状の板材から成り空気孔を備えた第２部材が、対向面の両側に帯状フィルムの幅より広い間隔を空けて設けられたスペーサ板材を介して重ね合わされたフィルムのしわ取り装置を用いる。そして、第１部材に沿って長手方向に移動する帯状フィルムに空気孔からエアを吹き付けて帯状フィルムを第１部材に押しつけ、第１部材に押しつけられて摺動するフィルムの摺動抵抗によりフィルムに張力を生じさせ、フィルムの張力をフィルムに吹き付けるエアの圧力により制御することを特徴とする。

本発明のフィルムのしわ取り方法は、方形状の板材から成る第１部材と方形状の板材から成り空気孔を備えた第２部材が、対向面の両側に帯状フィルムの幅より広い間隔を空けて設けられたスペーサ板材を介して重ね合わされたフィルムのしわ取り装置を用いる。そして、第１部材に沿って長手方向に移動する帯状フィルムに空気孔からエアを吹き付けて帯状フィルムを第１部材に押しつけ、フィルムに吹き付けられてフィルムの表面に流れるエアによりフィルムのしわを伸ばすことを特徴とする。

本発明のフィルムの巻取り装置は、ボビン又はリールに巻回されたフィルムを送り出す供給部と、供給部から送り出されるフィルムを巻回する巻取り部と、供給部と巻取り部の間のフィルム搬送経路に設けられた複数の搬送ローラと、巻取り部近傍に設けられた上記しわ取り装置を備える。

このフィルムの巻取り装置における供給部が一対設けられ、巻取り部は一対の供給部からそれぞれ供給されるフィルムを重ね合わせて巻回するように構成され、複数の搬送ローラが巻取り部に巻回されたフィルムから成るコンデンサ素子の周面に付勢状態で当接する加圧ローラを含むようなものである場合には、重ね合わされた２枚のフィルムを巻取り部に巻回される以前に加圧ローラとともに圧縮する補助ローラ又は加圧ローラと別に設けられて重ね合わされた２枚のフィルムを巻取り部に巻回される以前に圧縮する一対の重合ローラを備えることが好ましい。

また、このフィルムの巻取り装置における複数の搬送ローラの全部又は一部は、外周から吹き出すエアにより掛け回されたフィルムを浮上可能に構成された筒部と、筒部の両側に設けられ筒部に掛け回されて浮上するフィルムの幅方向の移動を制限する壁部材とを備えることが好ましい。

本発明のフィルムのしわ取り装置では、第１部材に沿って又は第１部材に掛け回されて長手方向に移動する帯状フィルムにエアを吹き付けることにより帯状フィルムを第１部材に押しつけることができる。このため、そのフィルムは第１部材に押しつけられて摺動することになり、そのフィルムの摺動抵抗によりフィルムに張力を生じさせることができる。このフィルムの張力はフィルムに吹き付けるエアの圧力に比例するので、その張力をエアの吹き付け圧力により制御することが可能となる。

また、帯状フィルムを第１部材に押しつけたエアは、第１部材とともにフィルムを挟む第２部材によりフィルムの表面を流れ、そのフィルムをその長手方向及び幅方向の両側に引っ張る。このため、フィルムが第１部材に押しつけられて摺動する場合のみならず、フィルムが沿い又は掛け回される第１部材がフィルムとともに移動又は回転したとしても、その長手方向に移動する帯状フィルムに生じるしわを伸ばすことができる。

このようなしわ取り装置を備える本発明のフィルムの巻取り装置では、長手方向のみならず幅方向のしわが伸ばされた状態のフィルムを巻取り部に巻回することができるため、巻取り部の回転速度を上昇させたとしても、フィルム間にエアが入り込むことはない。即ち、フィルムの主に幅方向に生じるしわを解消することにより生産性向上のために巻取り部によるフィルムの巻回速度を上昇させることが可能になる。このため、本発明の巻取り装置により、安定した性能のコンデンサ素子の製造効率を従来よりも著しく向上させることができる。

また、フィルムの巻取り装置がコンデンサ素子の周面に付勢状態で当接する加圧ローラとともに重ね合わされた２枚のフィルムを圧縮する補助ローラ又は加圧ローラと別に設けられた一対の重合ローラを備える場合、巻取り部に巻き取る前に予め重ね合わされた２枚のフィルム間のエアを取り除くことができ、その後、密着した２枚のフィルムを巻取り部に加圧ローラにて押しつけながら巻取る事により、エアの巻き込みを確実に減らすとともに、巻取られるフィルム間のズレを防止することもできる。

本発明実施形態のフィルムの巻取り装置の構成を示した概念図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 吹き付けるエアにより幅方向のしわが解消された状態を示す図２に対応する断面図である。 図２のＣ−Ｃ線断面図である。 搬送ローラの構成を示す図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図５のＤ−Ｄ線断面図である。 別の搬送ローラの構成を示す図５に対応する断面図である。 図７のＥ−Ｅ線断面図である。 本発明の別のしわ取り装置の構成を示す図３に対応する断面図である。 図９のＦ−Ｆ線断面図である。 本発明の更に別のしわ取り装置の構成を示す図３に対応する断面図である。 図１１のＧ−Ｇ線断面図である。 円柱状部材を有するしわ取り装置の構成を示す断面図である。 図１３のＨ−Ｈ線断面図である。 加圧ローラに補助ローラを当接させたフィルムの巻取り装置の構成を示す概念図である。 加圧ローラと別に一対の重合ローラを設けた図１５に対応する概念図である。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の実施の形態によるフィルムの巻取り装置１０を示す。この巻取り装置１０は、図示しないボビン又はリールに巻回された帯状フィルム１１を送り出す供給部１２を備える。この実施の形態における供給部１２とは、図示しないボビン又はリールに巻回された金属化フィルム１１を装填可能に構成された巻き出し軸であり、本実施の形態では、この帯状の金属化フィルム１１を２枚１組として一対で重ね合わせて巻回する構成のものであるため、２組の帯状金属化フィルム１１を夫々装填できるように、供給部としての巻き出し軸１２も一対、即ち２本備えられる。なお、この金属化フィルム１１としては、コンデンサ用のものとしては、ポリプロピレンからなる誘電体フィルムの片面に金属蒸着電極を形成することによって構成された、幅８０ｍｍ、厚さ３μｍのものが例示される。

また、巻取り装置１０には、供給部１２から送り出されるフィルム１１を巻回する巻取り部１３が備えられる。フィルム１１を巻回する巻取り部は巻芯１３により構成され、供給部である巻き出し軸１２と巻取り部である巻芯１３の間のフィルム１１の搬送経路には複数の搬送ローラ１６，１７，１８，１９が設けられる。図における搬送ローラは、ガイドローラ１６、ダンサーローラ１７、アイドルローラ１８及び加圧ローラ１９から成る場合を示す。ここで、ガイドローラ１６は、金属化フィルム１１の搬送経路に複数本固定して設けられて金属化フィルム１１の搬送をガイドするものである。また、ダンサーローラ１７はガイドローラ１６間にある揺動片１７ａの揺動端に枢支され、この揺動片１７ａが揺動することにより移動可能に設けられる。揺動片１７ａの揺動は図示しないポテンショメータ又はエンコーダ等の検出器により検出され、ポテンショメータ等の検出出力により巻き出し軸１２の回転速度を制御可能に構成される。

ここで、図１では巻取り部である巻芯１３に巻回された金属化フィルム１１から成るコンデンサ素子を符号１４で示す。加圧ローラ１９は、このコンデンサ素子１４の周面に付勢状態で当接し、フィルム１１を巻芯１３に巻回する際にそのフィルム１１間にエアが巻き込まれることを防止するローラであり、ウレタンゴム製のものが例示されるけれども、ウレタンゴム製のものに限定するものではない。なお、複数の搬送ローラ１６，１７，１８，１９により、金属化フィルム１１に形成された図示しない金属蒸着電極が加圧ローラ１９の周面に接するようにして金属化フィルム１１が搬送されるものとする。そして、加圧ローラ１９はスライド板２１に回転自在に取付けられ、スライド板２１は巻芯１３に対して移動可能に設けられる。具体的に、スライド板２１の下面には複数の溝から成るラックギヤ２１ａが形成され、そのラックギヤ２１ａと噛み合うピニオンギヤ２２が設けられる。このピニオンギヤ２２は図示しないエンコーダにより回転し、ピニオンギヤ２２の回転によりスライド板２１は図１の左右方向に移動可能に構成される。

図示しないが、巻取り装置１０には、コンデンサ素子１４の外径を検出するセンサが設けられる。一対の金属化フィルム１１を巻回してコンデンサ素子１４を作製すると、その巻取り作業が進むに連れてコンデンサ素子１４の外径は徐々に大きくなり、これに伴ってコンデンサ素子１４の周面に当接して付勢している加圧ローラ１９は外方へ押されることになるけれども、このような外径の増大は図示しないセンサによって検知され、この結果に基づいてピニオンギヤ２２を回転させてスライド板２１をコンデンサ素子１４から遠ざかる方向（図中の右側）に移動可能に構成される。これにより、そのスライド板２１とともに加圧ローラ１９もコンデンサ素子１４から遠ざかる方向に移動し、コンデンサ素子１４の周面を加圧ローラ１９が付勢する力を常に一定にするように構成される。アイドルローラ１８は、このスライド板２１に設けられ、スライド板２１が移動することにより加圧ローラ１９とともにアイドルローラ１８も移動可能に構成される。

複数の搬送ローラ１６，１７，１８，１９の全部又は一部は、フィルム１１が掛け回される外周から吹き出すエアによりフィルム１１を浮上させてそのフィルム１１を搬送するように構成される。この実施の形態では、加圧ローラ１９を除く、ガイドローラ１６、ダンサーローラ１７及びアイドルローラ１８の全てがフィルム１１を浮上させて搬送するものである場合を示す。これらは同一構造であり、図１におけるダンサーローラ１７の下流側に設けられたガイドローラ１６を代表して説明すると、図５及び図６に示すように、このローラ１６は、外周から吹き出すエアにより掛け回されたフィルム１１を浮上可能に構成された筒部２３と、その筒部２３の両側に設けられて筒部２３に掛け回されて浮上するフィルム１１の幅方向の移動を制限する壁部材２４，２５とを備える。

図５及び図６に示すガイドローラ１６は、金属又は樹脂等からなる固形物を切削加工することにより筒部２３と壁部材２４，２５がそれぞれ一体となって形成されたものを例示し、筒部２３は、中心軸に沿って貫通孔２３ａが形成された円筒状をなし、その軸方向の両端を封止するように壁部材２４，２５が設けられる。図５に示すように、壁部材２４，２５は筒部２３の外径より大きな外径を有し、その筒部２３の両側にフィルム１１の幅より僅かに広い間隔を空けてその筒部２３と同軸に設けられる。筒部２３の一端側における壁部材２４には、筒部２３と同軸の雄ねじ２４ａが形成され、巻取り装置１０のパネル１０ａにはこの雄ねじ２４ａを取付ける挿通孔１０ｂが形成される。パネル１０ａに形成された挿通孔１０ｂにこの雄ねじ２４ａを挿通し、ワッシャ２６ａを介してナット２６ｂを螺合することにより、このローラ１６は巻取り装置１０のパネル１０ａに固定される。

また、この一端側の壁部材２４には、貫通孔２３ａに連通する連通孔２４ｂが中心軸に貫通して形成され、その連通孔２４ｂの一端側にはエア供給用の第１エアチューブ２７を固定可能な第１カプラ２８が設けられる。なお、筒部２３の他端側における壁部材２５には、筒部２３における貫通孔２３ａの他端側を封止する蓋板２９ａが雄ねじ２９ｂにより取付けられる。壁部材２４，２５間における筒部２３には貫通孔２３ａに一端が連通する複数のエア孔２３ｃが、その他端を外周面に開口させるようにその中心軸から放射状に形成される。この複数のエア孔２３ｃはフィルム１１が掛け回される部分に形成され、第１エアチューブ２７により供給され第１カプラ２８を介して貫通孔２３ａの内部に供給された圧縮エアは、一点鎖線矢印で示すように、貫通孔２３ａを通過した後この複数のエア孔２３ｃからローラ１６の筒部２３における外表面に吹き出され、この吹き出されたエアによりこのローラ１６に掛け回されたフィルム１１を図６に示すように浮上可能に構成される。そして、筒部２３の両側に設けられた壁部材２４，２５は筒部２３に掛け回されて浮上するフィルム１１の幅方向の両側に位置し、そのフィルム１１の幅方向の移動を制限した状態で搬送可能に構成される。

図１に戻って、加圧ローラ１９が設けられたスライド板２１には帯状フィルム１１の主に幅方向のしわを取るしわ取り装置３０が設けられ、アイドルローラ１８に掛け回されたフィルム１１がこのしわ取り装置３０を通過した後に加圧ローラ１９に達するように構成される。図１の拡大図及び図２〜図４に示すように、このしわ取り装置３０は、長手方向に移動する帯状フィルム１１が沿う第１部材３１と、その帯状フィルム１１に所定の間隔を空けて対向してその第１板材３１とともにフィルム１１を挟む第２部材３２とを備える。この実施の形態における第１及び第２部材３１，３２はそれぞれ所定の厚みを持った方形状の板材から成り、この対向面の両側にフィルム１１の幅より広い間隔を空けて設けられたスペーサ板材３３を介して重ね合わされる場合を示す。

第１部材である第１板材３１の四隅には雌ねじ孔３１ａが形成され、雌ねじ孔３１ａに対向する第２部材である第２板材３２及びスペーサ板材３３にはそれぞれ取付孔３２ａ，３３ａが形成される。そして、ボルト３４の雄ねじ部３４ａをこれらの取付孔３２ａ，３３ａに挿入させて雌ねじ孔３１ａに螺合させることにより第２板材３２を、スペーサ板材３３の厚さに相当する所定の隙間を空けて第１板材３１に対向させ、その状態で固定される。なお、所定の隙間はその第１及び第２板材３１，３２が挟むフィルム１１の厚さによって異なり、厚さが３μｍのフィルム１１を用いるこの実施の形態における隙間は１５０μｍである。１５０μｍとする理由は、後述するフィルム１１の張力のコントロールがしやすい事による。即ち、この隙間が狭いとエアが外部に流れ出し難く、結果、内部圧力が上がりやすいため、フィルム１１の張力が上昇する。その一方、この隙間が広いと、エアが外部に漏れ出し、内部圧力が上がらないため、フィルム１１の張力を上げにくいからである。適度な隙間としては１００〜１５０μｍ程度と考えられる。

第２部材である第２板材３２には、フィルム１１に臨むようにそのフィルム１１の幅方向の中間にエアを吹き付け可能な空気孔３２ｂが形成される。この空気孔３２ｂは第２板材３２の中央にこの第２板材３２を貫通して設けられ、フィルム１１に対向する第２板材３２の内面は、その空気孔３２ｂに連通してフィルム１１の幅方向に延びる凹溝３２ｃが形成される。第２板材３２の外面側には第２エアチューブ３６を固定する第２カプラ３７が設けられ、この第２エアチューブ３６はエア供給源である図示しないエアタンクに接続される。そして、この図示しないエアタンクから第２エアチューブ３６を介して供給された圧縮エアは、第２カプラ３７を通過して空気孔３２ｂからフィルム１１に吹き付けられ、そのエア圧により帯状フィルム１１を第１部材である第１板材３１に押しつけるように構成される。よって、図示しないエアタンク、第２エアチューブ３６及び第２カプラ３７は空気孔３２ｂからエアを帯状フィルム１１に吹き付けてその帯状フィルム１１を第１部材３１に押しつけるエア吹き付け手段として機能するものである。

一方、第１部材である第１板材３１のフィルム１１に対向する面は粗面加工される。具体的な加工方法としてはサンドブラスト加工が挙げられ、粗面の程度は中心線平均あらさ（Ｒａ）で６．３〜２５μｍ程度が好ましい。この粗面加工する目的としては、フィルム１１と第１板材３１の密着を防ぐ事にある。即ち、板材３１が鏡面である場合には、フィルム１１が一度密着してしまうと、その板材３１とフィルム１１間にエアが入らない為、その板材３１とフィルム１１を引き剥がすのは困難になる。この点で、粗面で接していれば、点接触となり、板材３１とフィルム１１間にエアが存在することになり、密着を防ぐ効果がある。なお、平均あらさに関する数値は例示であって、サンドブラスト加工以外の加工方法であっても第１板材３１とフィルム１１間の密着を防ぐ方法であれば可能である。

次に、このように構成された本実施の形態におけるフィルムの巻取り装置の動作について説明する。

図１に示すように、ボビン又はリールに巻回されて巻き出し軸１２に装填された帯状の金属化フィルム１１は、巻き出し軸１２が回転することによりそのボビン又はリールから巻き出され、ガイドローラ１６、ダンサーローラ１７、ガイドローラ１６、アイドルローラ１８及びしわ取り装置３０を経て、図中の左方向の巻取り部である巻芯１３へと搬送される。２本の巻き出し軸２１からそれぞれ繰り出された金属化フィルム１１，１１は加圧ローラ１９において重ね合わされ、巻取り部である巻芯１３には重ね合わせた状態の２枚の金属化フィルム１１，１１を一対としてその巻芯１３上の周囲に巻回する。巻芯１３は回転することによりそれぞれの金属化フィルム１１，１１を、一対の金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回し、加圧ローラは巻芯１３に巻回されたフィルム１１を外部から加圧して巻回された金属化フィルム１１から成るコンデンサ素子１４を作製する。

金属化フィルム１１を巻回してコンデンサ素子１４を作製するとその外径は徐々に大きくなるけれども、この外径の増大は図示しないセンサによって検知され、この結果に基づいてスライド板２１はコンデンサ素子１４から遠ざかる方向に移動し、コンデンサ素子１４の周面を加圧ローラ１９が付勢する力を常に一定に制御する。一方、回転することにより金属化フィルム１１を送り出す巻き出し軸１２では、巻回されたフィルム１１の外径は減少し、ダンサーローラ１７に掛け回されてガイドローラ１６間にあるフィルム１１の全長は徐々に縮まって、そのダンサーローラ１７は図１の上方に移動する。この移動は揺動片１７ａの回転角度として図示しないポテンショメータ等によって検出され、この検出信号により巻き出し軸１２の回転速度は増加され、フィルム１１の供給量を必要とする量に一致させる。

そして、巻き出し軸１２と巻芯１３との間の搬送経路における、ガイドローラ１６、ダンサーローラ１７、ガイドローラ１６及びアイドルローラ１８にあっては、帯状のフィルム１１が掛け回される外周から吹き出すエアによりフィルム１１を浮上させてそのフィルム１１を供給部１２から巻取り部１３まで搬送する。これにより、これらのローラ１６，１７，１８においてフィルム１１の搬送抵抗を著しく低下させることができる。そして、筒部２３の両側に設けられた壁部材２４，２５は筒部２３に掛け回されて浮上するフィルム１１の幅方向の移動を制限して、そのフィルム１１が搬送経路から逸脱するようなことを防止する。このとき、フィルム１１を浮上させて搬送するこれらの搬送ローラ１６，１７，１８では、フィルム１１の搬送抵抗が著しく低下するので、フィルム１１に触れただけでその移動を制限可能であり、フィルム１１を浮上させないで接触させ回転することによりそのフィルムを搬送する従来のローラに比較して、フィルム１１の幅方向の移動の制限は容易となる。このため、接触するフィルムを回転することにより搬送する従来のローラでは、フィルムが接触する接触抵抗により、壁部材による幅方向の移動の制限が効かずにフィルムが壁部材の周囲に乗り上げてしまうようなこともあるけれども、フィルム１１を浮上させる本発明の搬送ローラ１６〜１８では、フィルム１１が壁部材２４，２５に乗り上げてしまうようなことを有効に防止することができる。

一方、しわ取り装置３０にあっては、第１板材３１と第２板材３２の間を長手方向に移動する金属化帯状フィルム１１に、第２板材３２の空気孔３２ｂからエアが吹き付けられる。そのエアは第２板材からフィルム１１に吹き付けられるので、そのフィルム１１は第１板材３１に押しつけられる。このため、その帯状フィルム１１は第１板材３１に押しつけられた状態で巻芯１３方向に移動することになり、このフィルム１１には第１板材３１に摺動することに起因する摺動抵抗が移動しようとする方向と反対方向に生じる。即ち、回転することによりフィルム１１を巻取る巻芯１３としわ取り装置３０の間におけるフィルム１１に摺動抵抗に略等しい張力が生じる。ここで、粗面加工された第１板材３１の内面における動摩擦係数は一定であるので、摺動抵抗はフィルム１１を第１板材３１に押しつける力、即ちフィルム１１に吹き付けるエアの圧力に比例することになる。よって、このしわ取り装置３０を巻取り部である巻芯１３の近傍に設けることにより、回転する巻芯１３に巻回される直前のフィルム１１に生じる摺動抵抗に略等しい張力をフィルム１１に吹き付けるエアの圧力により制御することが可能になる。

このフィルム１１に生じる張力が小さすぎた場合、フィルム１１にシワが無くても、このフィルム１１を巻回する巻芯１３のに回転数を上げていくと、巻き上げたフィルム１１の外径が大きくなる傾向があり、フィルム１１間にエアが巻き込まれたと思われる現象を生じることになる。幅８０ｍｍ、厚さが３μｍのフィルム１１を用いるこの実施の形態では、フィルムの張力を２００ｇと設定した場合はこのような現象はかなり少なくなる。このことから、フィルム１１の張力は、フィルムの幅が７０〜８０ｍｍでは、１５０〜２００ｇ程度が適切と思われる。なお、第１板材３１のフィルム１１が押しつけられる内面は粗面加工されているので、粗面加工された内面における凹凸によりそのフィルム１１と第１板材３１の間に常にエアを介在させることができ、そのフィルム１１と第１板材３１の間が真空になってフィルム１１が大気圧により第１板材３１に接着されるような事態は防止される。

また、このしわ取り装置３０にあっては、第１及び第２板材３１，３２は所定の間隔を空けて対向してフィルム１１を挟むので、空気孔３２ｂからフィルム１１に吹き付けられたエアは、その後フィルム１１の表面に流れ、その流れるエアによりフィルム１１を周囲に押し広げてしわを伸ばし、移動方向でないフィルム１１の幅方向におけるしわまでも伸ばす。特に、この実施の形態では凹溝３２ｃを形成したので、図３及び図４に示すように、吹き付けられたエアは凹溝３２ｃに従ってフィルム１１の幅方向に導かれる。このため、その幅方向に流れるエアは空気孔３２ｂからフィルムの幅方向両側に広がるように流れてそのフィルムを幅方向の両側に押し広げて幅方向に生じるしわを効果的に解消する。このため、図２に示すようにエアの吹き付けがない場合に、搬送方向の直交する横方向の断面において蛇行するような幅方向のしわが生じたフィルム１１は、空気孔３２ｂからエアを吹き付けることにより、図３に示すように幅方向のしわが解消された状態で第１板材３１に押し付けられる。

図１に戻って、上述のようにしわ取り装置３０によってその長手方向の張力が調整されかつ幅方向のしわが解消されたそれぞれの帯状の金属化フィルム１１，１１は、その状態で加圧ローラ１９の外周に掛け回されて重ね合わされ、直ちに巻芯１３に巻回される。そして、巻芯１３へのフィルム１１，１１の巻回作業中は、その巻芯１３に巻回されたフィルム１１，１から成るコンデンサ素子１４の周面を加圧ローラ１９により常時付勢することにより、薄い金属化フィルム１１を用いた場合でも、金属化フィルム１１，１１にしわが入ることがなくなり、安定した性能のコンデンサ素子１４を製造する。

本発明のフィルムの巻取り装置では、上述のようにフィルム１１のしわを解消するしわ取り装置３０を備えるので、長手方向のみならず幅方向のしわまでもが伸ばされた状態のフィルム１１を巻芯１３に巻回することができる。このため、そのフィルム１１は巻芯１３に先に巻回されたフィルム１１の外表面にしわが伸ばされた幅方向の大部分が当初から密着し、加圧ローラ１９によりその全部を先に巻回されたフィルム１１の外周面に確実に密着させることができる。よって、巻芯１３の回転速度を上昇させたとしても、フィルム１１間にエアが入り込むことを回避することができる。即ち、フィルム１１のしわを解消することにより生産性向上のために巻芯１３によるフィルム１１の巻回速度を上昇させることが可能になる。具体的には、巻取り部である巻芯１３のフィルム１１を巻回する速度を従来の２倍又は３倍程度まで著しく上昇させることができ、例えば、従来から困難とされた６０００ｒｐｍの回転速度で巻芯１３を回転させたとしても、巻回されたフィルム１１のしわを抑えつつフィルム１１間にエアが入り込むことを防止することができる。このため、しわ取り装置３０を備えた本発明の巻取り装置１０により、安定した性能のコンデンサ素子１４の製造効率を従来よりも著しく向上させることができる。

なお、上述した実施の形態では、第１板材３１と第２板材３２がスペーサ板材３３を介して重ね合わされたしわ取り装置３０を説明したが、第１板材３１に所定の間隔を空けて第２板材３２が対向し、その第２板材３２が第１板材３１とともにフィルム１１を挟むようなものである限り、スペーサ板材３３は必ずしも設けることを必要としない。例えば、図示しないが、第１板材及び第２板材のいずれか一方又は双方の両側を残してフィルムを挟む中央部分を切削し、その切削された部分の両側に所定の厚さのスペーサ部を形成し、このスペーサ部を介して両者を重ね合わせることにより、第１板材３１に所定の間隔を空けて第２板材３２を対向させてもよい。

また、上述した実施の形態では、貫通孔２３ａに一端が連通する複数のエア孔２３ｃが筒部２３に形成されたローラ１６を例示したが、外周から吹き出すエアにより掛け回されたフィルム１１を浮上可能である限り、筒部２３にエア孔２３ｃを形成することを要しない。例えば、図７及び図８に示すように、貫通孔２３ａから外周面にエアが通過可能な多孔質材料から筒部２３を形成し、その筒部２３の両側に壁部材２４，２５を接着するようにしても良い。この場合、壁部材２４，２５はエアを通過不能な金属又は樹脂により形成し、筒部２３のフィルム１１が掛け回されることのない外周部分をシールド部材３８により封止することが考えられる。このようなローラ１６であっても、貫通孔２３ａに供給された圧縮エアはその貫通孔２３ａからシールド部材３８により封止されていない筒部２３を一点鎖線矢印で示すように通過して、フィルム１１が掛け回された外周から矢印で示すように吹き出し、その筒部２３に掛け回されたフィルムを浮上させることができる。そして、壁部材２４，２５によりその筒部２３に掛け回されて浮上するフィルム１１の幅方向の移動を制限することができる。

また、上述した実施の形態では、第２部材である第２板材３２の幅方向の中間に単一の空気孔３２ｂを形成し、この空気孔３２ｂに連通してフィルム１１の幅方向に延びる凹溝３２ｃが形成される場合を例示したが、凹溝３２ｃを必ずしも設けることは必要とせず、空気孔３２ｂも単一である必要はない。例えば、図９〜図１２に示すように、凹溝を設けることなく、複数の空気孔３２ｂを第２部材である第２板材３２に形成しても良い。この場合、エアを帯状フィルム１１に吹き付けてその帯状フィルム１１を第１部材３１である第１板材３１に押しつけることができる限り、図９及び図１０に示すように、エア吹き付け手段として機能する第２エアチューブ３６及び第２カプラ３７を複数の空気孔３２ｂにそれぞれ設けても良く、図１１及び図１２に示すように、第２部材である第２板材３２に別部材から成る空気室形成部材４１を重合させて空気室４２を形成し、その空気室形成部材４１にエア吹き付け手段である単一の第２エアチューブ３６及び第２カプラ３７を接続してその空気室４２に図示しないエアタンクからの圧縮エアを供給し、その空気室４２に複数の空気孔３２ｂを連通させることにより、複数の空気孔３２ｂからエアを帯状フィルム１１に吹き付けるようにしても良い。このようにしても、フィルム１１に生じる摺動抵抗に略等しい張力をフィルム１１に吹き付けるエアの圧力により制御することが可能になり、フィルム１１の表面に流れるエアによりフィルム１１のしわを伸ばすことができる。

また、上述した実施の形態では、第１部材３１として帯状フィルム１１が沿う所定の厚みを持った方形状の板材から成り、その板材からなる第１板材３１に帯状フィルム１１が押しつけられて摺動する場合を説明したが、第１部材は帯状フィルム１１が掛け回されるものであっても良い。例えば、図１３及び図１４に示すように、第１部材として帯状フィルム１１が外周に掛け回される断面が円形を成す円柱状部材６１を第１部材として用いても良い。この場合であっても、第２部材は、フィルム１１に所定の間隔を空けて対向してその第１部材６１とともにフィルム１１を挟むものであることを必要とする。このため、図１３及び図１４に示す第２部材６２は、その円柱状部材６１のフィルム１１が掛け回された部分を所定の間隔を空けて覆うように断面において半円状に湾曲した内面を有する覆い部６２ａと、その覆い部６２ａの両端に円柱状部材６１の両端を支持する支持部６２ｂ，６２ｃを備える。そして、その支持部６２ｂ，６２ｃに円柱状部材６１が雄ねじ６４を介して取付けられる。なお、図では帯状フィルム１１が３６０度折り返されて掛け回されて覆い部６２ａが半円を成す場合を示すけれども、掛け回しの程度は３６０度に限らず、３６０度未満であって第２部材６２における覆い部６２ａの断面が半円に満たないようなものであっても良い。

ここで、図における符号６２ｅはその空気孔６２ｄに連通してフィルム１１の幅方向に延びる凹溝６２ｅであり、その作用及び効果は上述した実施の形態における第２板材３２に形成された凹溝３２ｃと同一であるので繰り返しての説明を省略する。ただし、この凹溝６２ｅを必ずしも設けることは必要とせず、空気孔６２ｄも単一である必要がない点は上述した実施の形態と同一である。

また、図１３及び図１４に示すように、円柱状部材のように帯状フィルム１１が掛け回される第１部材６１であっても、その第１部材６１を第２部材６２に回転不能の状態で取付け、その第１部材６１に帯状フィルム１１を摺動させるようにしても良い。掛け回された帯状フィルム１１を第１部材６１に摺動させる場合には、その第１部材６１は断面が円形を成す円柱状であることを要せず、図示しないが、フィルム１１が掛け回される円弧状部分を有する断面が半円状または扇状を成す棒状部材であっても良い。このようにフィルム１１が掛け回されて移動不能の第１部材６１及び覆い部６２ａを有する第２部材６２を備えたしわ取り装置６０であっても、その第２部材６２の覆い部６２ａに形成された空気孔６２ｄからエア吹き付け手段によりエアを帯状フィルム１１に吹き付けることにより、その帯状フィルム１１を第１部材に押しつけることができ、フィルム１１の張力をそのフィルム１１に吹き付けるエアの圧力により制御することが可能になり、そのフィルム１１に吹き付けられて表面に流れるエアによりそのフィルム１１のしわを伸ばすことができる。

また、上述した実施の形態では、このコンデンサ素子１４の周面に単一の加圧ローラ１９が付勢状態で当接するフィルムの巻取り装置１０を説明したが、図１５に示すように、フィルム１１間にエアが巻き込まれることを確実に防止するために、この加圧ローラ１９にウレタンゴム製のローラから成る補助ローラ７１を付勢状態で当接させ、この加圧ローラ１９と補助ローラ７１間に２枚のフィルム１１を重ね合わされた状態で通過させ、巻芯１３に巻回する以前に重ね合わされたフィルム１１を圧縮してそのフィルム１１の間に存在するエアを外部に排出するようにしても良い。また、図１６に示すように、２枚のフィルム１１を重ね合わせて、その重ね合わされた２枚のフィルム１１を巻取り部である巻芯１３に巻回される以前に圧縮し、その間に存在するエアを排出させるための一対の重合ローラ７２，７３を、コンデンサ素子１４の周面に付勢状態で当接する単一の加圧ローラ１９と別に設けても良い。

即ち、シワとフィルム１１間にエアが入るのは別問題とする考えもあり、当然、シワが入ればエアは入るのだが、シワが無くとも、巻芯１３の巻回速度を上昇させるとフィルム１１間にエアが入るという問題がある。エアが入る要因としては、フィルム１１の張力と加圧ローラ１９の圧力及び構造と考えられるけれども、加圧ローラ１９とともに重ね合わされたフィルム１１を圧縮する補助ローラ７１、又は一対の重合ローラ７２，７３を備えれば、巻芯１３に巻回される以前に重ね合わされたフィルム１１間のエアを効果的に排除できるので、加圧ローラ１９によりその全部をコンデンサ素子１４の外周面に確実に密着させることができる。よって、巻芯１３の回転速度を上昇させたとしても、フィルム１１間にエアが入り込むことを確実に回避するとともに、巻取られるフィルム間のズレを防止することができる。よって、生産性向上のために巻芯１３によるフィルム１１の巻回速度を更に上昇させることができ、より安定した性能のコンデンサ素子１４の製造効率を著しく向上させることができる。

また、上述した実施の形態では、金属化フィルム１１として、ポリプロピレンからなる誘電体フィルム１１の片面に金属蒸着電極を形成することによって構成された、幅８０ｍｍ、厚さ３μｍのものを用いた例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、誘電体フィルム１１の両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルム１１とセパレータフィルム１１とを２枚１組として一対で用いたり、幅や厚みが異なる金属化フィルム１１を用いることも可能であり、金属蒸着電極を有しない帯状のフィルムであっても同様の効果が得られるものである。

また、上述した実施の形態では、巻芯１３に対して移動可能に設けられたスライド板２１に加圧ローラ１９が回転自在に取付けられた例を示したが、コンデンサ素子１４の外径の変化にかかわらず、コンデンサ素子１４の周面を加圧ローラ１９が付勢する力を常に一定にしうる限り、加圧ローラ１９をスライド板２１に設けることを必要としない。例えば、図示しないが、揺動片の揺動端に加圧ローラを設け、揺動片を揺動付勢して加圧ローラをコンデンサ素子１４の周面に押しつけるようにしても良い。又は、加圧ローラ１９を動かすことなく、巻芯１３を動かす構造として加圧ローラ１９が付勢する力を常に一定に制御するようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、ボルト３４を雌ねじ孔３１ａに螺合させることにより第２板材３２を第１板材３１に対向させた状態で固定する例を示したが、マグネットを用いて、所定の隙間を空けて第２板材３２を第１板材３１に対向させた状態で固定するようにしても良い。この場合その固定作業を容易にし得るものと考えられる。

更に、上述した実施の形態では、加圧ローラ１９を除く、ガイドローラ１６、ダンサーローラ１７及びアイドルローラ１８の全てがフィルム１１を浮上させて搬送するものである場合を例示したが、ガイドローラ１６、ダンサーローラ１７及びアイドルローラ１８のいずれか１つ又は２つがフィルム１１を浮上させて搬送するものであっても良く、フィルム１１を搬送経路から逸脱させない限り、これらのローラはフィルム１１を浮上させて搬送するものでなくても良い。

１０ フィルムの巻取り装置
１１ 帯状フィルム
１２ 巻き出し軸（供給部）
１３ 巻芯（巻取り部）
１４ コンデンサ素子
１６ ガイドローラ（搬送ローラ）
１７ ダンサーローラ（搬送ローラ）
１８ アイドルローラ（搬送ローラ）
１９ 加圧ローラ（搬送ローラ）
２３ 筒部
２４，２５ 壁部材
３０ フィルムのしわ取り装置
３１ 第１板材（第１部材）
３２ 第２板材（第２部材）
３２ｂ 空気孔
６０ フィルムのしわ取り装置
６１ 円柱状部材（第１部材）
６２ 第２部材
６２ｄ 空気孔
７１ 補助ローラ
７２，７３ 重合ローラ

Claims (7)

1. 長手方向に移動する帯状フィルム(11)が沿う第１部材(31)と、
   前記第１部材(31)とともに前記フィルム(11)を挟む第２部材(32)と、
   前記第２部材(32)に形成された空気孔(32b)と、
   前記空気孔(32b)からエアを前記帯状フィルム(11)に吹き付けて前記帯状フィルム(11)を前記第１部材(31)に押しつけるエア吹き付け手段とを備え、
   前記第１部材(31)と前記第２部材(32)は方形状の板材から成り、対向面の両側に前記帯状フィルム(11)の幅より広い間隔を空けて設けられたスペーサ板材(33)を介して重ね合わされる
   ことを特徴とするフィルムのしわ取り装置。
2. 第１部材(31)のフィルム(11)に対向する面は粗面加工されていることを特徴とする請求項１記載のフィルムのしわ取り装置。
3. 方形状の板材から成る第１部材(31)と方形状の板材から成り空気孔(32b)を備えた第２部材(32)が、対向面の両側に帯状フィルム(11)の幅より広い間隔を空けて設けられたスペーサ板材(33)を介して重ね合わされたフィルムのしわ取り装置を用いたフィルムの張力調整方法であって、
   前記第１部材(31)に沿って長手方向に移動する前記帯状フィルム(11)に前記空気孔(32b)からエアを吹き付けて前記帯状フィルム(11)を前記第１部材(31)に押しつけ、
   前記第１部材(31)に押しつけられて摺動する前記フィルム(11)の摺動抵抗により前記フィルム(11)に張力を生じさせ、
   前記フィルム(11)の張力を前記フィルム(11)に吹き付けるエアの圧力により制御する
   ことを特徴とするフィルムの張力調整方法。
4. 方形状の板材から成る第１部材(31)と方形状の板材から成り空気孔(32b)を備えた第２部材(32)が、対向面の両側に帯状フィルム(11)の幅より広い間隔を空けて設けられたスペーサ板材(33)を介して重ね合わされたフィルムのしわ取り装置を用いたフィルムのしわ取り方法であって、
   前記第１部材(31)に沿って長手方向に移動する前記帯状フィルム(11)に前記空気孔(32b)からエアを吹き付けて前記帯状フィルム(11)を前記第１部材(31)に押しつけ、
   前記フィルム(11)に吹き付けられて前記フィルム(11)の表面に流れるエアにより前記フィルム(11)のしわを伸ばす
   ことを特徴とするフィルムのしわ取り方法。
5. ボビン又はリールに巻回されたフィルム(11)を送り出す供給部(12)と、
   前記供給部(12)から送り出されるフィルム(11)を巻回する巻取り部(13)と、
   前記供給部(12)と前記巻取り部(13)の間のフィルム搬送経路に設けられた複数の搬送ローラ(16〜19)と、
   前記巻取り部(13)近傍に設けられた請求項１又は２記載のしわ取り装置(30,60)と
   を備えたフィルムの巻取り装置。
6. 供給部(12)が一対設けられ、巻取り部(13)は一対の前記供給部(12)からそれぞれ供給されるフィルム(11)を重ね合わせて巻回するように構成され、複数の搬送ローラ(16〜19)が前記巻取り部(13)に巻回された前記フィルム(11)から成るコンデンサ素子(14)の周面に付勢状態で当接する加圧ローラ(19)を含み、
   重ね合わされた２枚の前記フィルム(11)を前記巻取り部(13)に巻回される以前に前記加圧ローラ(19)とともに圧縮する補助ローラ(71)又は前記加圧ローラ(19)と別に設けられて重ね合わされた２枚の前記フィルム(11)を前記巻取り部(13)に巻回される以前に圧縮する一対の重合ローラ(72,73)を備えた請求項５記載のフィルムの巻取り装置。
7. 複数の搬送ローラ(16〜19)の全部又は一部は、外周から吹き出すエアにより掛け回されたフィルム(11)を浮上可能に構成された筒部(23)と、前記筒部(23)の両側に設けられ前記筒部(23)に掛け回されて浮上する前記フィルム(11)の幅方向の移動を制限する壁部材(24,25)とを備える請求項６記載のフィルムの巻取り装置。

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