JPS62154718A

JPS62154718A - コンデンサ巻取機

Info

Publication number: JPS62154718A
Application number: JP60294851A
Authority: JP
Inventors: 古河原　哲也
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-07-09
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0682597B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はコンデンサ巻取機、特に、互いに積層巻回され
る電極箔および誘電体フィルムなどの被巻回物のテンシ
ョンを常に最適に制御し、しわの発生や容量特性の変動
を防止できるコンデンサ巻取機に関する。

〔従来の技術〕

一般に、右同形フィルムコンデンサを製造するためのコ
ンデンサ巻取機では、電極箔としてのアルミシートや誘
電体フィルムとしてのプラスチ。

クフィルムを一定のテンションで重ねるように巻き込ん
で積層巻回することにより形成され、かかるテンション
によって上記アルミシートなどのしわを防ぎ、容量特性
の安定したコンデンサを得ることができる。また、この
コンデンサ巻取機を駆動する直流サーボモータは、ヒー
トシンク上に設置したパワートランジスタを流れる駆動
電力を受けて正逆転方向に駆動制御され、上記テンショ
ンをコントロールしながら上記アルミシートおよびプラ
スチックフィルムを給送する。さらに、この直流サーボ
モータは正逆転駆動回路の制御回路が出力するデユーテ
ィの異なるパルスによって速度制御される。

（発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、かかる直流サーボモータでは、電力供給
がオン状態からオフ状態になったときに、この直流サー
ボモータに瞬時に高い逆起電力を生じ、この逆起電力が
回転制御速度や効率を低下させるほか、上記パワートラ
ンジスタにも流入して、このパワートランジスタの発熱
を促進し、遂にはこれを破壊するに至るという問題点が
あった。

その結果、このようなコンデンサ巻取機では、ロールか
ら巻き取られる電極箔および誘電体フィルムの巻取速度
などが不安定となり、ひいては電極箔および誘電体フィ
ルムへのテンションが不定となるので、電極箔や誘電体
フィルムにしわが発生し、コンデンサ製品の容量特性が
不安定になるなどの問題点を生じるおそれがあった。こ
の問題は、電極箔や誘電体フィルムの厚さが極めて薄い
場合には特に顕著に現れる傾向がある。

本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされた
ものであり、巻回される電極箔および誘電体フィルムな
どを一定のテンションでしわを発生させることなく積層
巻回することができ、容量特性の安定した巻回形コンデ
ンサを得ることのできるコンデンサ巻取機を提供するこ
とを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にかかるコンデンサ巻取機は、電極箔または誘電
体フィルムなどの被巻回物のロールの回転軸に連結され
た直流サーボモータを繰り出し途中のテンションに応じ
て正逆転駆動するものである。また、その正逆転駆動回
路は、パルス幅変調回路が直流サーボモーフの正逆転用
駆動信号をパルス幅変調信号に変換し、このパルス幅変
調信号によってパワートランジスタを駆動して、上記直
流サーボモータに正負いずれかの電流を供給するように
なし、かつ上記直流サーボモータに逆並列に接続した電
力回生用サイリスタを、電力供給遮断時にタイミング回
路が作る信号によってターンオンさせるものである。

〔作用〕

本発明のコンデンサ巻取機は、電極箔または誘電体フィ
ルムのテンションが常に最適の状態に維持されるので、
しわの発生や、それに起因する容量特性の不良を防止で
きる。また、本発明のコンデンサ巻取機における直流サ
ーボモータの正逆転駆動回路を構成する少なくとも２つ
の電力回生用サイリスタは、直流サーボモータに供給さ
れる電力の極性に従って、いずれか一方のみがターンオ
ンするので、駆動電力の遮断時に直流サーボモータに生
じる逆起電力は、そのターンオンしたサイリスタを通じ
て順方向に流出させることができるとともに、上記サイ
リスタのターンオンは、タイミング回路により上記駆動
電力の遮断時にのみ行わせるように作用する。すなわち
、サイリスタはそのゲートにトリガを与えるまでオフし
ており、また、一度トリガを与えてオンさせても順電圧
が零になるとオフするという特性を持っているので、こ
の特性を利用し、直流サーボモータの電源がオフした直
後に直流サーボモータに逆起電力が発生し、サイリスタ
に対して順方向への電圧が印加されるとサイリスタがオ
ンし、その逆起電力が弱まってサイリスタのオン維持電
流を下回るとサイリスタがオフするようにし、これを繰
り返すことにより電力の回生が行われるものである。こ
のため、上記逆起電力は直流サーボモータ駆動回路のパ
ワートランジスタに流入することがなく、これを発熱さ
せることはない。したがって、電極箔または誘電体フィ
ルムを巻回したロールの軸を回転させる直流サーボモー
タの作動速度は上記逆起電力による影響を受けることが
なく、電極箔または誘電体フィルムの少なくとも一方の
テンションは常に一定に保たれるので、しわの発生や、
それに起因するコンデンサ製品の容量特性の変動などを
防止できるものである。

〔実施例１〕第１図は本発明の一実施例であるコンデンサ巻取機の概
略説明図、第２図はこのコンデンサ巻取機に組み込まれ
る直流サーボモータの正逆転駆動回路のブロック図、第
３図はその各部における出力信号を示す波形図である。

第１図に示すコンデンサ巻取機において、符号１はたと
えばアルミニウムまたは錫などの箔よりなる電極箔、２
はこの電極箔と互いに積層巻回されてフィルム巻回形コ
ンデンサを形成するためポリエステル、ポリプロピレン
、ポリエチレンなどのプラスチックよりなる誘電体フィ
ルムである。

これらの電極箔１と誘電体フィルム２とは交互に２枚ず
つ、合計４枚互いに積層巻回されるので、電極箔巻取機
構Ａと誘電体巻取機構Ｂとは上下各一対、合計二対設け
られている。ただし、電極箔巻取機構Ａと誘電体巻取機
構Ｂとは、電極箔ｌと誘電体フィルム２とを１枚ずつ交
互に巻回する必要上、下側の対と上側の対とでは左右逆
に配置されているが、機能はいずれも実質的に同じであ
るので、各巻取機構Ａ、　　Ｂ毎に対応部品には同一符
号を付して説明し、各巻取機構ＡまたはＢのうちの各一
方（第１図の下段側）の説明をもって他方の説明に代え
る。

電極箔１はロール３に、誘電体フィルム２は４にそれぞ
れ巻かれている。この電極ｆＩｊ１および誘電体フィル
ム２の各ロール３．４からの繰り出しは各ロールの軸５
，６にそれぞれ連結された直流サーボモータ（ＤＣサー
ボモータ）７．８により行われる。これらのＤＣサーボ
モータ７．８の駆動はそれぞれ正逆転駆動回路９．１０
を介して行われる。

ロール３．４からそれぞれ繰り出された上記電極７Ｆ３
１と誘電体フィルム２とを交互に積層巻回するため、こ
れらを挟持する上下各一対のローラ１１．１２および巻
芯１３が設けられている。

一方、ロール３，４からローラ１１，１２に至る途中に
は、それぞれ電極箔ｌと誘電体フィルム２のテンション
を検出し、かつ調整してしわの発生や容量特性の変動な
どを防止するためのテンション検出・調整機構１４，１
４８が設けられている。テンション検出・調整機構１４
と１４８は実質的に同じ構造であるので、そのうちの一
方、ここでは１４について説明し、他方については同一
符号に接尾記号ａを付して重複説明を省略する。

すなわち、テンション検出・調整機構１４はロール３か
ら繰り出される電極箔１のテンションを検出して一定に
調整するためのものであり、揺動軸１５の回りで破線矢
印の如く揺動可能なアーム１６と、このアーム１６をテ
ンション付加方向すなわち第１図の時計方向に引っ張る
ばね１７と、揺動軸１５の上に設けられ、該揺動軸１５
およびアーム１６の拍動位置から電極箔ｌのテンション
を検出してＤＣサーボモータ７の正転または逆転駆動信
号を正逆転駆動回路９に印加する、たとえばポテンショ
メータなどからなるテンションセンサ１８と、電極箔１
の繰り出しを容易に行うようアーム１６の先端に回転自
在に取付けられ、かつ電極箔１の一側面と部分的に接触
して該電極箔１へのテンションの付与および調整を行う
ローラ１９とからなる。一方、テンション検出・調整機
構１４ａは揺動軸１５ａと、アーム１６ａと、ばね１７
ａと、テンションセンサ１８ａと、ローラ１９ａとから
なり、アーム１６ａの揺動方向が異なる以外は上記テン
ション検出・調整機構１４と実質的に同様であり、それ
によりロール４から繰り出される誘電体フィルム２のテ
ンションを一定に調整できる。

次に、上記ＤＣサーボモータ７または８を駆動する正逆
転駆動回路９または１０について説明するが、回路９と
１０はＤＣサーボモータ７と８の正転と逆転の方向が上
下各対ごとに互いに逆になること以外は実質的に同じで
あるので、一方の回路９についてのみ説明する。

すなわち、第２図はＤＣサーポモーク７の正逆転駆動回
路９のブロック図であり、第３図はその各部の信号波形
図である。この正逆転駆動回路９において、２１はラン
ダムに変化する正逆転駆動信号（第３図にＡで示す）の
入力端子、２２はパルス幅変調回路、２３はモータ駆動
回路、２４はサイリスタ制御用のタイミング回路である
。パルス幅変調回路２２は３つの電圧比較器２５．　２
６゜２７と、抵抗２Ｂ、２９，３０．３１と、発振回路
３２とを図示のように接続したものからなり、発振回路
３２はプログラマブルユニジャンクショントランジスタ
やタイマ用ＩＣなどからなり、第３図に示すような三角
波Ｂおよび方形波Ｃを出力する。また、モータ駆動回路
２３は、正負の駆動電力入力端子に接続された２つのパ
ワートランジスタ３３．３４と、逆流防止ダイオード３
５゜３６と、直流サーボモータ３７と、この直流サーボ
モータ３７に並列に入れた逆並列の電力回生用サイリス
タ３８．３９とからなる。これらの電力回生用サイリス
タのうち、３８は正転用、３９は逆転用のものである。

さらに、タイミング回路２４はフリップフロップ回路を
構成する２つのＮＯＲゲート４０．４１と、インバータ
４２．４３．４４と、一致論理としての２つの入力否定
のＡ　Ｎ　Ｄゲート４５．４６と、それぞれ上記インバ
ータ４２．４３に接続され、上記サイリスタ３８．３９
へのトリガ用ゲート回路として働くフォトサイリスタカ
プラ４７，４８とからなる。

次に、本実施例の動作について具体的に説明する。

まず、ＤＣサーボモータ７．８をそれぞれ反時計方向ま
たは時計方向に駆動し、各ロール３，４からそれぞれ電
極箔１、誘電体フィルム２を繰り出すと共に、これらの
電極箔Ｉと誘電体フィルム２とを巻芯１３の回転により
、一対のローラ１１゜１２の間を経て互いに積層巻回し
、巻回形コンデンサを形成する。

この時、ロール３，４から繰り出された電極箔１、誘電
体フィルム２はロール１１．１２に至る途中でテンシラ
ン検出・調整機構１４．１４ａのローラ１９，１９ａと
接触し、該ローラ１９，１９ａの回転につれて実線矢印
の方向にそれぞれ繰り出される。したがって、この繰り
出し操作において、ロール３，４の各々の繰出速度と巻
芯１３の巻取速度とが最適な相互関係にないと、？ｉ電
極箔と誘電体フィルム２のテンションが変動し、その一
方または両方にたるみもしくは過大テンションが生じ、
電極箔１および誘電体フィルム２にしわなどが発生する
結果、巻回形コンデンサの容量特性が不安定となり、特
性不良を生じるなどの問題が起こる。

そこで本実施例では、電極箔１と誘電体フィルム２との
テンションの変化をテンション調整ａ横１４または１４
ａのアーム１６または１６ａの揺動位置の変化としてと
らえ、これに基づいてＤＣサーボモータ７または８を正
転または逆転させ、あるいはその回転速度を最適に制御
することによりロール３．４からの電極ｆＩ１１−、　
！電体フィルム２の繰り出し速度を巻芯１３の巻取速度
と常に最適な関係に保つよう制御するものである。

すなわち、たとえば巻芯１３の巻取速度がロール３から
の電極ＶＪ１の繰出速度よりも速くなった場合について
説明すると、この場合には、電極箔１の巻き取りにより
アーム１６がばね１７の引張力に抗して第１図の上側方
向に揺動する。このアーム１６の１１動位置は揺動軸１
５上のテンションセンサ１Ｂにより検出され、その検出
信号は正逆転駆動回路９に対して正逆転駆動信号Ａ（第
３図）として入力される。たとえば、ロール３を電極箔
ｌの繰出方向に回転させる場合を正転とすると、上記の
場合にはＤＣサーボモータ７をその電極箔繰出方向すな
わち正転方向に回転させる必要がある。したがって、こ
の場合には、正逆転駆動信号Ａｂよ正転駆動信号として
テンションセンサ１８から正逆転駆動回路９に印加され
る。反対に、巻芯１３の巻取速度よりもロール３の繰出
速度が速い場合には、電極箔１はたるむ方向となり、上
記とは逆にアーム１６は第２図の時計方向に揺動するの
で、ロール３の回転を遅くするかあるいは逆転させて電
極箔１のテンションを大きくする必要がある。したがっ
て、この場合には正逆転駆動信号Ａは逆転信号（または
正転速度減速信号）として正逆転駆動回路９に印加され
る。

ここで、上記正逆転駆動回路９の動作について説明する
と、たとえばその入力端子１に正から負に変化する第３
図に示すような正逆転信号Ａが入力されると、この信号
Ａはレベル調整されて、電圧比較器２６．２７に入力さ
れる。一方、発振回路３２は第３図に示すサンプリング
用三角波Ｂを出力していて、これが上記電圧比較器２６
．２７に入力される。したがってこれらの電圧比較器２
６．２７は正逆転駆動回路八と三角波Ｂとを比較して第
３図に示す正転用および逆転用のパルス幅変調した駆動
信号り、　Ｅをそれぞれ出力する。

一方、その駆動信号り、　　Ｅのいずれかを受けて、２
つのパワートランジスタ３３．３４がそれぞれオン・オ
フ制御され、これらの出力として第３図に示すモータ駆
動電力Ｆが得られ、これがＤＣサーボモータフに入力さ
れる。すなわち、このＤＣＣサーボモークツは正または
負のモータ駆動電力Ｆを受けて正転または逆転する。

また、このとき発振回！３２ば第３図に示すトリガ用方
形波Ｃを出力し、この方形波Ｃと正転駆動信号りにより
上記フリップフロップ回路が第３図の出ノＩＧを出力す
る。そして、この出力Ｇを上記ＡＮＤゲート４５．４６
およびインバータ４２゜４３．４４を通して正転用トリ
ガ信号Ｈおよび逆転用トリガ信号■とし、さらにこれら
の信号Ｈ１Ｉをフォトサイリスタカプラ４７，４８を介
して、それぞれサイリスタ３８．３９の各ゲートに入力
する。

このため、ＤＣサーボモータフの回転中に駆動電源が急
にオフとなった場合に、そのＤＣサーボモータ７の巻線
には逆起電力が発生するが、この逆起電力に対して順方
向に入れた正転用または逆転用のサイリスタ３８または
３９の一方がターンオンされているので、その逆起電力
はそのターンオンしたサイリスタ３８または３９を通じ
て流出し、パワートランジスタ３３または３４に逆流す
ることはない。このようにして逆起電力が弱まると、こ
れがそのサイリスタ３８または３９のオン維持電流を下
回り、そのサイリスタ３８または３９はオフする。この
ときのサイリスタ３８．３９の回生電流Ｊ、　Ｋは第３
図に示すようになる。このように、逆起電力をパワート
ランジスタ３３゜３４に流入させないようにすることで
、このパワートランジスタ３３．３４の温度上昇を抑え
ることができ、さらに上記サイリスタ３８．３９により
逆起電力を回生しているため、ＤＣサーボモータ７がス
ムーズに回転することになる。

また、上記電力回生用のサイリスタ３８．３９へのトリ
ガ用ゲート回路としてフォトサイリスタカプラ４７．４
８を用いているので、サイリスタ３８．３９へのトリガ
を有効に行うことができ、トランジスタやフォトカプラ
をトリガ用ゲート回路として用いた場合のように逆電圧
による素子の破壊などの問題を生じることを阻止できる
。

それにより、上記のようにテンション検出・調整機構１
４のテンシランセンサＩ８により検出された電極箔１の
テンションの状態に応じてＤＣサーボモータ７が正転ま
たは逆転方向に安定して駆動され、電極Ｖ４１は常に最
適なテンションで繰り出されることができる。

一方、誘電体フィルム２の繰出用のＤＣサーボモータ８
についても上記とほぼ同様にして正逆転駆動し、誘電体
フィルム２を常に最適なテンションで繰り出すことがで
きる。

その結果、しわや容量特性不良などのない良好な巻回形
コンデンサを安定して確実に得ることができるゆ〔実施例２〕第４図は本発明の他の実施例であるコンデンサ巻取機を
示す概略説明図である。

この実施例２では、ＤＣＣサーボモーフよびその正逆転
駆動回路ならびにテンションセンサを電極箔巻取機構Ａ
のみに設け、誘電体フィルム巻取機構Ｂにはこれらを設
けていない構造としている。

この場合、誘電体フィルム２は巻芯１３の回転によって
繰り出される。この構造は、−ＩＩに電極箔１の方が誘
電体フィルム２よりも薄くてしわになり易いので、その
ような場合に適用することにより所期の効果を得ること
ができる。

もっとも、誘電体フィルム２のみの厚さが極めて薄くな
ったような場合には、誘電体フィルム巻取機構にのみ前
記ＤＣサーボモータ等を設けてもよく、本発明はこのよ
うな場合をも含むものである。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
他の様々な変形が可能である。

たとえば、本発明は電極箔と誘電体フィルム以外に保護
フィルムをその間に巻装する場合などにも適用できる。

また、テンション検出・調整機構を他の構造としてもよ
く、そのセンサとしてポテンショメータ以外のものを使
用することなども可能である。

さらに、ロールの回転軸と直流サーボモータを直結する
ものの他、ベルトなどを介して両者を間接的に連結して
もよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、直流サーボモータを正逆転駆動して電
極箔および誘電体フィルムなどの被巻回物のテンション
を常に最適状態に維持できるので、電極箔や誘電体フィ
ルムなどのテンションの変動に起因するしわの発生など
を防止し、容量特性の安定した巻回形コンデンサを得る
ことができる。

また、本発明のコンデンサ巻取機における直流サーボモ
ータの正逆転駆動回路は、直流サーボモータに対し逆並
列接続した各１の一対の電力回生用サイリスタを、直流
サーボモータへの電力供給遮断時に選択的にターンオン
させる構成とすることにより、パワートランジスタの逆
起電力による発熱を有効に防止できるほか、逆起電力を
回生電力として利用できるので、この直流サーボモータ
の回転を安定かつスムーズに正逆転制御および速度制御
することができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるコンデンサ巻取機の概
略説明図、第２図はそれに用いられる直流サーボモータ
の正逆転駆動回路のブロック図、第３図はこのブロック
図の各部の信号波形図、第４図は本発明の他の実施例で
あるコンデンサ巻取機の概略説明図である。Ａ・・・・・・電極箔巻取機構、Ｂ・・・・・・誘電体フィルム巻取機構、１・・・・・
・電極箔、２・・・・・・誘電体フィルム、３．４・・・・ロール、５．６・・・・回転軸、７．８・・・・直流（Ｄ　Ｃ）サーボモータ、９．１０
・・・正逆転駆動回路、１１．１２・・・ローラ、１３・・・・・・巻芯、１４．１４ａ・・テンション検出・調整機構、１５．１
５３・・揺動軸、１６．１６３・・アーム、１７．１７ａ・・ばね、１８．１８ａ・・テンシランセンサ、１９．１９ａ・・ローラ、２１・・・・・・正逆転駆動信号の入力端子、２２・・
・・・・パルス幅変調回路、２３・・・・・・モータ駆動回路、２４・・・・・・タイミング回路、３２・・・・・・発振回路、３３．３４・・・パワートランジスタ、３８．３９・・
・電力回生用サイリスタ、４７．４８・・・フォトサイ
リスタカプラ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれのロールから繰り出した電極箔と誘電体
フィルムなどを交互に積層して巻回するコンデンサ巻取
機であって、上記電極箔または誘電体フィルムの少なく
とも一方のロールの回転軸に連結された直流サーボモー
タと、この直流サーボモータを連結されたロールから繰
り出される電極箔または誘電体フィルムの繰り出し途中
のテンションを検出して可変制御するテンション検出・
調整機構と、このテンション検出・調整機構からの信号
に基づいて上記直流サーボモータを正逆転駆動する正逆
転駆動回路とを備えてなることを特徴とするコンデンサ
巻取機。
（２）上記正逆転駆動回路は、ランダムに変化する直流
サーボモータ用の正逆転駆動信号を、その正逆転方向に
応じた正負のパルス幅変調信号に変換するパルス幅変調
回路と、この正負それぞれのパルス幅変調信号によって
上記直流サーボモータに正負いずれかの電力を供給する
各１のパワートランジスタと、上記直流サーボモータに
対し逆並列接続した一対の電力回生用サイリスタと、上
記直流サーボモータに対する電力供給の遮断時に発生す
る逆起電力を順方向に流すために、上記サイリスタのい
ずれか一方をターンオン制御するタイミング回路とから
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコン
デンサ巻取機。
（３）上記テンション検出・調整機構は、上記電極箔ま
たは誘電体フィルムの各々の繰り出し途中の一部と回転
可能に接触するローラと、各ローラを取付ける揺動可能
なアームと、各アームの揺動量を検出するセンサとを有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコン
デンサ巻取機。