特許 6645654 金属箔シートの加工装置と加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6645654

(24)【登録日】2020年1月14日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】金属箔シートの加工装置と加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 33/00 20060101AFI20200203BHJP

   B26F 1/02 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   B21D33/00

   B26F1/02 Z

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-160676(P2016-160676)

(22)【出願日】2016年8月18日

(65)【公開番号】特開2018-27561(P2018-27561A)

(43)【公開日】2018年2月22日

【審査請求日】2018年10月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】592102940

【氏名又は名称】新潟県

(73)【特許権者】

【識別番号】515178535

【氏名又は名称】株式会社ワイヤード

(74)【代理人】

【識別番号】100080089

【弁理士】

【氏名又は名称】牛木 護

(74)【代理人】

【識別番号】100161665

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 知之

(74)【代理人】

【識別番号】100188994

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 裕介

(72)【発明者】

【氏名】中川 昌幸

(72)【発明者】

【氏名】杣 直彦

【審査官】 豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１５６４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１２２４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０８７０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０００７８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ３３／００

Ｂ２１Ｄ １／００ − １／１０

Ｂ２１Ｄ ７／００ − ７／１６

Ｂ２６Ｆ １／００ − １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫通孔が複数設けられた金属箔シートの加工装置において、
前記金属箔シートに前記貫通孔を形成する貫通孔形成装置と、
前記貫通孔形成装置により前記貫通孔が複数設けられた金属箔シートの歪を修正する歪修正装置と、
前記歪修正装置の搬送路に沿って前記金属箔シートを搬送する搬送手段と、
を備え、
前記歪修正装置は、前記搬送路側に設けた複数の突起部を前記搬送路の搬送方向に間隔を置くと共に前記突起部の間に溝部を設けた一側修正体と、前記搬送路側に複数の突起部を前記搬送路の搬送方向に間隔を置くと共に前記突起部の間に溝部を設けた他側修正体とを前記搬送路を挟んで配置し、
前記一側及び他側修正体の突起部の先端を湾曲状に形成し、
前記一側修正体の前記複数の突起部の間の位置に、前記他側修正体の前記突起部を配置すると共に、前記一側及び他側修正体の前記突起部の先端の位置を前記搬送路の交差方向において重ね合わせ、前記一側修正体の複数の溝部に前記他側修正体の前記突起部の先端が前記一側修正体の前記突起部と非接触状態で配置され、
前記一側及び他側修正体の少なくとも一方に超音波振動を付与して前記一側及び他側修正体の少なくとも一方の前記複数の突起部に超音波振動を付与する超音波発生装置を備えることを特徴とする金属箔シートの加工装置。

【請求項2】

前記金属箔シートに張力を付与する張力付与手段を備えることを特徴とする請求項１記載の金属箔シートの加工装置。

【請求項3】

貫通孔が複数設けられた金属箔シートの加工方法において、
前記金属箔シートに前記貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔が複数形成された金属箔シートが搬送路を搬送中に該金属箔シートの歪を歪修正装置により修正する歪修正工程と、
を備え、
前記歪修正装置は、前記搬送路側に設けた複数の突起部を前記搬送路の搬送方向に間隔を置くと共に前記突起部の間に溝部を設けた一側修正体と、前記搬送路側に複数の突起部を前記搬送路の搬送方向に間隔を置くと共に前記突起部の間に溝部を設けた他側修正体とを前記搬送路を挟んで配置し、前記一側及び他側修正体の突起部の先端を湾曲状に形成し、前記一側修正体の前記複数の突起部の間の位置に、前記他側修正体の前記突起部を配置すると共に、前記一側及び他側修正体の前記突起部の先端の位置を前記搬送路の交差方向において重ね合わせ、前記一側修正体の複数の溝部に前記他側修正体の前記突起部の先端が前記一側修正体の前記突起部と非接触状態で配置され、
前記金属箔シートの搬送中に前記一側及び他側修正体の少なくとも一方に超音波振動を付与して前記一側及び他側修正体の少なくとも一方の前記複数の突起部に超音波振動を付与することを特徴とする金属箔シートの加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属箔シートの歪を修正する金属箔シートの加工装置と加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、二次電池用集電体に主に使用される金属箔シートに係り、所定形状の貫通孔が一定間隔で規則的に配列され、継ぎ目のない連続するエッチング絵柄を有する金属箔シートの製造方法（例えば特許文献１）や、コイル状に巻いた長尺金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細抜き貫通孔を成形し、該微細抜き貫通孔成形後の長尺金属箔を再度コイル状に巻き取る多孔金属箔のロール成形方法（例えば特許文献２）がある。

【0003】

上記製造方法及び成形方法では、貫通孔の成形後、シートに生ずる歪の矯正について考慮されていなかった。

【0004】

これに対して、金属薄板をローラレベラーやテンションレベラーにより矯正する装置（例えば特許文献３及び特許文献４）がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１６３８６６号公報

【特許文献2】特開２０１４−１００７８４号公報

【特許文献3】特開２００１−２５９７３６号公報

【特許文献4】特開２００２−１４４０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記ローラレベラーは、金属薄板に残留するひずみに対して噛み合わせた互い違いのローラにより曲げ変形を連続して加えることによって、内部ひずみを均一化して金属薄板を矯正する加工であり、金属薄板とローラの表面との間の摩擦が大きくなるため、その摩擦が矯正の妨げになったり、小径ローラの剛性不足による押付圧の低下の問題など、金属箔などに適用することは難しいという問題がある。

【0007】

即ち、金属箔の厚みに合わせてローラを小径化すると、ローラのたわみによるワーク幅方向の噛み込み量の不均一化、回転抵抗の増大によるワーク送りの安定性の悪化が生じる。

【0008】

さらに具体的には、ローラレベラーにおいて、ローラは金属薄板の板厚に応じて決められ、公知ではないが、薄い金属箔に対しては、より小径のローラが必要となる。しかし、ローラの小径化は、送りの摩擦抵抗が大きくなると同時にローラの剛性が低下し、バックアップローラの支持などの対策が必要となるため、機構が複雑化し、各ローラ間の回転抵抗のばらつきが顕在化するなどの問題がある。

【0009】

そこで、本発明は、貫通孔形成により生じる歪の補修工程において、金属箔シートに加
わる摩擦力を軽減し、金属箔シートの歪を取ることができる金属箔シートの加工装置と加工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、貫通孔が複数設けられた金属箔シートの加工装置において、前記金属箔シートに前記貫通孔を形成する貫通孔形成装置と、前記貫通孔形成装置により前記貫通孔が複数設けられた金属箔シートの歪を修正する歪修正装置と、前記歪修正装置の搬送路に沿って前記金属箔シートを搬送する搬送手段と、を備え、前記歪修正装置は、前記搬送路側に設けた複数の突起部を前記搬送路の搬送方向に間隔を置くと共に前記突起部の間に溝部を設けた一側修正体と、前記搬送路側に複数の突起部を前記搬送路の搬送方向に間隔を置くと共に前記突起部の間に溝部を設けた他側修正体とを前記搬送路を挟んで配置し、前記一側及び他側修正体の突起部の先端を湾曲状に形成し、前記一側修正体の前記複数の突起部の間の位置に、前記他側修正体の前記突起部を配置すると共に、前記一側及び他側修正体の前記突起部の先端の位置を前記搬送路の交差方向において重ね合わせ、前記一側修正体の複数の溝部に前記他側修正体の前記突起部の先端が前記一側修正体の前記突起部と非接触状態で配置され、前記一側及び他側修正体の少なくとも一方に超音波振動を付与して前記一側及び他側修正体の少なくとも一方の前記複数の突起部に超音波振動を付与する超音波発生装置を備えることを特徴とする。

【0011】

請求項２に係る発明は、前記歪修正装置の搬送路において前記金属箔シートに張力を付与する張力付与手段を備えることを特徴とする。

【0012】

請求項３に係る発明は、貫通孔が複数設けられた金属箔シートの加工方法において、前記金属箔シートに前記貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔が複数形成された金属箔シートが搬送路を搬送中に該金属箔シートの歪を歪修正装置により修正する歪修正工程と、を備え、前記歪修正装置は、前記搬送路側に設けた複数の突起部を前記搬送路の搬送方向に間隔を置くと共に前記突起部の間に溝部を設けた一側修正体と、前記搬送路側に複数の突起部を前記搬送路の搬送方向に間隔を置くと共に前記突起部の間に溝部を設けた他側修正体とを前記搬送路を挟んで配置し、前記一側及び他側修正体の突起部の先端を湾曲状に形成し、前記一側修正体の前記複数の突起部の間の位置に、前記他側修正体の前記突起部を配置すると共に、前記一側及び他側修正体の前記突起部の先端の位置を前記搬送路の交差方向において重ね合わせ、前記一側修正体の複数の溝部に前記他側修正体の前記突起部の先端が前記一側修正体の前記突起部と非接触状態で配置され、前記金属箔シートの搬送中に前記一側及び他側修正体の少なくとも一方に超音波振動を付与して前記一側及び他側修正体の少なくとも一方の前記複数の突起部に超音波振動を付与することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

請求項１の構成によれば、貫通孔を形成し、その際、金属箔シートに歪が生じる。この歪が生じた金属箔シートを、位置を重ね合わせた一側及び他側修正体の突起部の先端間を通過させることにより、金属箔シートに繰り返し曲げ変形を与え、金属箔シートの内部歪を均一化することができる。この際、少なくとも一方の突起部に超音波振動を付与することにより、金属箔シートと突起部の先端との間の低摩擦化効果が得られる。

【0014】

請求項１の構成によれば、金属箔シートと突起部の摩擦を軽減できる。

【0015】

請求項１の構成によれば、複数の突起部を備えることにより、効率よく金属箔シートに繰り返し曲げ変形を与えることができる。

【0016】

請求項２の構成によれば、テンションを付与することにより金属箔シートを矯正することができる。

【0017】

請求項３の構成によれば、金属箔シートに繰り返し曲げ変形を与え、金属箔シートの内部歪を均一化することができ、この際、少なくとも一方の突起部に超音波振動を付与することにより、金属箔シートと突起部の先端との間の低摩擦化効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施例１を示す全体概略説明図である。

【図2】同上、歪補修装置の斜視図である。

【図3】同上、補修体を拡大した加工装置の説明斜視図である。

【図4】同上、突起部の断面図である。

【図5】同上、他の先端部の説明図である。

【図6】同上、金属箔シートの平面図であり、図６（Ａ）は歪修正工程前、図６（Ｂ）は歪修正工程後を示す。

【図7】同上、金属箔シートの平面図であり、図７（Ａ）は歪修正工程前、図７（Ｂ）は他の先端部を使用した歪修正工程後を示す。

【図8】同上、非接触三次元測定機による測定結果を示す図であり、図８（Ａ）は歪修正工程前、図８（Ｂ）は歪修正工程後を示す。

【図9】同上、張力付勢手段を設けた加工装置の斜視図である。

【図10】同上、パウダークラッチの加電圧と金属箔シートに生じる張力との関係を示すグラス図である。

【図11】同上、一側及び他側修正体の側面図である。

【図12】同上、搬送路における金属箔シートの側面図である。

【図13】同上、レーザー入射側の金属箔シートの拡大図（顕微鏡写真）であり、図１３（Ａ）（Ｂ）は吸引なし、図１３（Ｃ）（Ｄ）は吸引ありの場合を示す。

【図14】同上、レーザー出射側の金属箔シートの拡大図であり、図１４（Ａ）（Ｂ）は吸引なし、図１３（Ｃ）（Ｄ）は吸引ありの場合を示す。

【図15】同上、吸引なしで重ね合わせ寸法が０．５ｍｍの金属箔シートの拡大図である。

【図16】同上、吸引なしで重ね合わせ寸法が０．７５ｍｍの金属箔シートの拡大図である。

【図17】同上、吸引なしで重ね合わせ寸法が１．０ｍｍの金属箔シートの拡大図である。

【図18】同上、吸引ありで重ね合わせ寸法が０．５ｍｍの金属箔シートの拡大図である。

【図19】同上、吸引ありで重ね合わせ寸法が０．７５ｍｍの金属箔シートの拡大図である。

【図20】同上、吸引ありで重ね合わせ寸法が１．０ｍｍの金属箔シートの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる金属箔シートの加工装置と加工方法を採用することにより、従来にない金属箔シートの加工装置と加工方法が得られ、その金属箔シートの加工装置と加工方法について記述する。

【実施例1】

【0020】

以下、本発明の実施例１について、図１〜図２０を参照して説明する。同図に示すように、金属箔シート１の加工装置２は、金属箔シート１に複数の貫通孔３を形成する貫通孔形成装置４と、この貫通孔形成装置４により複数の貫通孔３が穿設された金属箔シート１の歪を矯正して修正する歪修正装置５と、金属箔シート１を巻いたロール１Ｒから、該金属箔シート１を引出し、この引き出した金属箔シート１を前記貫通孔形成装置４の搬送路４Ｈと、歪修正装置５の搬送路５Ｈに沿って連続して搬送する搬送手段６と、前記歪修正装置５の部材に超音波振動を付与する超音波発生装置７を備える。また、歪修正装置５を通過した金属箔シート１を検査する検査装置９を備える。この検査装置９は金属箔シート１に非接触状態で画像処理などにより状態を検出するものなどを用いることができる。

【0021】

尚、本発明は、金属箔シート１にレーザー加工、パンチング、エッチングなどの加工により生じる金属箔シート１の歪、たわみを修正する加工装置と加工方法に係るものであり、前記貫通孔形成装置４は、以下の実施例に示すレーザー加工以外でも、パンチングやエッジングなどにより、搬送方向及び幅方向にそれぞれ略等間隔で複数の貫通孔３を形成するものを用いることができる。

【0022】

前記金属箔シート１は、一例として、厚さが１００μｍ以下のものが用いられ、幅は加工装置２の幅により対応可能である。

【0023】

前記貫通孔形成装置４は、複数のレーザー加工部４Ｋ，４Ｋ・・・を有し、搬送路４Ｈを搬送される金属箔シート１にレーザー光線を照射して複数の貫通孔３を搬送方向に所定間隔で形成するものである。また、複数のレーザー加工部４Ｋ，４Ｋ・・・は金属箔シート１の幅方向に所定の間隔を置いて貫通孔３を形成する。

【0024】

前記歪修正装置５は、修正装置側搬送手段１１として、搬出側に上下一対の駆動ローラ１２，１２Ａと、搬入側に上下一対の従動ローラ１３，１３Ａを備え、これら駆動ローラ１２，１２Ａと従動ローラ１３，１３Ａの間に前記搬送路５Ｈが設けられ、前記駆動ローラ１２，１２Ａを回転駆動する駆動手段１４を備える。

【0025】

また、前記修正装置側搬送手段１１には、搬送中の金属箔シート１に張力を付与する張力付与手段たるパウダークラッチ１５を備え、このパウダークラッチ１５を前記従動ローラ１３，１３Ａの一方である下の従動ローラ１３Ａの回転軸に設けている。前記パウダークラッチ１５は、加電圧を上げることにより、クラッチが繋がって回転抵抗が増加するように構成されており、これにより駆動ローラ１２，１２Ａにより送られる金属箔シート１の張力を調整することができる。

【0026】

また、前記歪修正装置５は、前記搬送路５Ｈの上下の一方に一側修正体２１を配置すると共に、上下の他方に他側修正体２２を配置しており、この例では、一側修正体２１を搬送路５Ｈの上側に配置すると共に、他側修正体２２を搬送路５Ｈの下側に配置している。尚、一側及び他側修正体２１，２２は金属製である。

【0027】

前記一側修正体２１及び他側修正体２２の本体２１Ａ，２２Ａには、それぞれ前記搬送路５Ｈ側に突起部２３を設け、この例では、複数の突起部２３，２３・・・を搬送路５Ｈの長さ方向に所定の間隔Ｋを置いて配置している。また、下側の一側修正体２１の突起部２３は上向きで、上側の他側修正体２２の突起部２３は下向きであり、一側修正体２１と他側修正体２２は対向して配置される。

【0028】

そして、前記一側修正体２１の複数の突起部２３，２３・・・の間の位置に、他側修正体２２の複数の突起部２３，２３・・・を配置すると共に、一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３，２３の先端の位置を搬送路５Ｈの交差方向（前記間隔Ｋの交差方向）において重ね合わせ、先端同士を噛み合わせている。前記重ね合わせ寸法Ｒは、後述する実験例では、３ｍｍ以下、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍとした。尚、一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３，２３同士は、非接触状態で、間隔を置いて設けられる。

【0029】

前記突起部２３は前記搬送路５Ｈに対して略直交して設けられ、図４に示す断面が搬送路５Ｈの幅方向に連続して形成されている。前記突起部２３は、基端部２４が略一定厚さに形成され、この基端部２４の先端側に、図５のものでは、先端側向かって細くなるテーパー部２５を設け、このテーパー部２５の先端に、円弧状に湾曲した先端部２６が設けられている。この先端部２６の曲率は、半径５ｍｍ程度以下の小径においては、同径のローラレベラーよりも優位と考えられ、後述する実験例では、０．４ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍを用いた。また、隣り合う突起部２３，２３の間には、溝部２７が設けられ、この溝部２７は、前記突起部２３の先端側が挿入可能な幅を有し、この例では溝部２７の幅は、突起部２３の最大幅寸法である基端部２４の厚さよりも広い。

【0030】

前記間隔Ｋが狭い程、矯正効果が得られるが、一側と他側の先端部２６，２６が重ね合わせ寸法Ｒを持って接触しないように取り付けための手間及び取付精度等を考慮すると、先端部２６の厚さと溝部２７の幅を加えた寸法以上に前記間隔Ｋをすることが好ましい。

【0031】

また、先端部２６の変形例としては、図５に示すように、半径２ｍｍの半円状先端部の中心に、ボールエンドミルにより直径１．５ｍｍの円弧状の凹部２８を形成し、この凹部２８の両側にそれぞれ形成された部分により先端部２６Ａ，２６Ａを構成することもできる。

【0032】

前記加工装置２は、前記一側及び他側修正体２１，２２の少なくとも一方に超音波振動を付与する前記超音波発生装置７を備え、この例では、超音波発生装置７は上側に配置する一側修正体２１に略上下方向（搬送路５Ｈと交差方向）の超音波振動を付与する。

【0033】

次に、前記加工装置２による加工方法について説明する。まず、搬送手段６によりロール１Ｒから引き出された金属箔シート１は、貫通孔形成装置４の搬送路４Ｈを搬送される間に、レーザー加工部４Ｋ，４Ｋ・・・により複数の貫通孔３が形成される（貫通孔形成工程）。

【0034】

次の歪修正工程において、貫通孔３が形成された金属箔シート１は、歪修正装置５の搬送路５Ｈを搬送され、駆動ローラ１２，１２Ａと従動ローラ１３，１３Ａの間で、パウダークラッチ１５により所定の張力を保った状態で搬送され、このように金属箔シート１に張力を付与することにより歪を矯正することができる。

【0035】

また、歪修正工程において、金属箔シート１は一側修正体２１と他側修正体２２の突起部２３，２３の間を通過し、他側修正体２２には超音波発生装置７により超音波振動が付与されており、突起部２３，２３を通過する間に金属箔シート１の歪や皺が矯正される。この場合、一側修正体２１と他側修正体２２の突起部２３，２３は、櫛形断面形状をなし、突起部２３，２３の先端位置が重ね合されており、ローララベラーのように金属箔シート１に繰り返し曲げ変形を与えることにより、金属箔シート１の内部歪を均一化することができる。また、突起部２３，２３間を通過する際、一方の突起部２３に超音波振動を付与することにより、金属箔シート１と先端部２６とにおける低摩擦化効果が得られる。即ち、超音波振動を付与することにより、金属箔シート１が先端部２６に密着せず、金属箔シート１が先端部２６を通る際に、超音波振動により、先端部２６に付いたり離れたりするように振動し、摩擦が低減する。

【0036】

以下、実験例について説明する。先端部２６の半径が２ｍｍの一側及び他側修正体２１，２２を試作し、加工装置２による矯正基礎実験を行った。図２に試験状況を示す。超音波発生装置７である超音波振動子に一側修正体２１を接続し、他側修正体２２は固定した状態とし、他側修正体２２に位置を調整することにより、前記重ね合わせ寸法Ｒを設定した。

【0037】

［実験例１］
この実験例１では、先端部２６の半径が２ｍｍで、突起部２３の幅が１５０ｍｍ、重ね合わせ寸法Ｒが３ｍｍ、超音波周波数が１９．５ｋＨｚ、超音波出力が出力１でホーン先端（先端部２６）振動速度０．３８ｍ/ｓ、レーザー加工エリアは、幅８０ｍｍ、長さ２００ｍｍで、金属箔シート１の送り速度を１．７６ｍ/minとした。また、図３に示すように、上の一側修正体２１は４箇所の突起部２３を備え、下の他側修正体２２は３箇所の突起部２３を備える。また、銅の金属箔シート１の厚さは１０μｍで、レーザー加工により直径１００μｍの貫通孔３を複数形成し、貫通孔３の開口率を１０％とした。

【0038】

実験例１の結果を図６に示す。歪修正工程前の図６（Ａ）に示すように、貫通孔３を形成した金属箔シート１は、レーザー加工による熱変形の影響でシワやひずみが発生し、一方、被髄修正工程後の図６（Ｂ）に示すように、歪修正工程により金属箔シート１の凹凸が低減させることが確認できた。図６（Ｂ）では、レーザー加工の熱ひずみに対して歪修正工程による曲げひずみによるひずみ均一化が不十分と考えられ、これには先端部２６の半径の小径化が有効ではないかと考えられる。また、貫通孔３を加工した周囲のシワ部において耳波の状態の矯正効果は小さかった。これにはテンションによる矯正が必要と考えられる。

【0039】

［実験例２］
上記実験例１を踏まえて、先端部２６を小径化するため、上述した図５に示した先端部２６Ａを用いて実験例２を行った。非接触三次元測定機により、歪修正工程の前後の金属箔シート１の形状測定を行った。尚、実験例２が実験例１と相違するのは、先端部２６の形状である。図７（Ａ）（Ｂ)に歪修正工程の前後の金属箔シート１の外観をそれぞれ示す。金属箔シート１の全体の曲り、うねりがあり、基準高さを決められないため、しわの絶対高さ値を評価することはできないが図８（Ａ）に示すように加工エリア（貫通孔３を設けたエリア）内に生じたシワ、加工エリア外に見られる耳波の凹凸は図８（Ａ）（Ｂ）のコンター（等高線）図に示すように改善していることが見てとれる。すなわち低い方から紫→青→緑→黄→橙→赤である。これは図７（Ａ）の歪処理工程前の写真の状態と良く対応していることが分かる。一方、図８（Ｂ）に示す歪処理工程後の状態では、加工エリアの内、外ともにコンターの色の変化がなだらかとなり、加工前に見られたシワ、耳波が除去されているのが確認できる。この実験例２では、レーザー加工によるシワ、耳波が金属箔シート１から除去された。

【0040】

上記の実験例等から、金属箔シート１の平坦化に寄与すると考えられるもう一つの加工条件としてテンションの付与が挙げられる。そこで、以下に説明する実験例３では、上述したように下の従動ローラ１３Ａの回転軸に前記パウダークラッチ１５を設けた。その装置を図９に示す。それら従動ローラ１３，１３Ａ間のクリアランスおよびパウダークラッチ１５への加電圧調整により従動ローラ１３，１３Ａの回転抵抗を調整することで、テンション調整を行った。

【0041】

前記パウダークラッチ１５による加電圧によるワーク（金属箔シート）のテンション調整の機能を確認するため、ダミーのワークとして幅６０ｍｍ、厚さ９μｍの電解銅箔シートを用い、曲げひずみを除去するため表裏にひずみゲージを張り付けた２ゲージ法によるテンション測定を行った。このときローラ間のクリアランスは−１．０ｍｍとした(マイナスは従動ローラ１３，１３Ａの押し込み量)。図１０にパウダークラッチ１５の加電圧（Ｖ）とひずみゲージにより測定したテンション（Ｎ）を示す。ローラ間クリアランス（−１．０）による従動ローラ１３，１３Ａの回転抵抗により生じるテンションは５４．３Ｎであり、パウダークラッチ１５の加電圧調整により、最大７４．１Ｎ程度まで付加することができる。そして、ローラ間クリアランス調整によりさらに広い範囲でテンション調整を行うことができる。

【0042】

歪修正工程における平坦化効果は先端部２６の半径を小さくすることにより大きくなることを実験例２で確認した。そこで、この結果を踏まえ、先端部２６の半径を０.４ｍｍにした一側修正体２１と他側修正体２２を設計、製作した。図１１に組み立て状態の一側修正体２１と他側修正体２２の外観写真を示す。

【0043】

さらに、貫通孔形成工程において、レーザー加工により貫通孔３を形成した。レーザー加工においては、ナノ秒レーザーがピコ秒レーザーに比べ、加工速度が速くて有利であるが、ピコ秒レーザーに比べ、ナノ秒レーザーを用いた孔加工では、ワンショットのビームエネルギーが大きいため、加工バリが大きくなることやワーク（金属箔シート１）にヒュームが再付着することが懸念される。ヒュームの再付着を防ぐため、図１に示したように、開発しているレーザー加工部４Ｋにはダストの吸引装置８が設置され、この吸引装置８の吸引ノズル８Ａをワークのレーザー入射側に配置し、入射側からの吸引を行う。この吸引装置８による吸引の効果を比較するため、吸引の有無におけるレーザー加工表面を観察した。また、歪修正工程後のワークの貫通孔３周りのバリをはじめ、表面状態をＳＥＭ観察により微視的に評価した。

【0044】

この実験例３では、図１１に示すように、上の一側修正体２１は８箇所の突起部２３を備え、下の他側修正体２２は上よりも多い９箇所の突起部２３を備える。また、先端部２６の半径は０．４ｍｍで、重ね合わせ寸法Ｒを０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１．０ｍｍとした。超音波振動レベルは重ね合わせ寸法Ｒが０．５ｍｍ、０．７５ｍｍの場合に出力２としたが、重ね合わせ寸法Ｒが１ｍｍでは金属箔シート１が破断したため、摩擦抵抗をより低減させるため出力３に上げて加工した。尚、レーザー加工エリアは、幅２０ｍｍ、長
さ１２０ｍｍで、金属箔シート１の送り速度を１ｍ／minとした。尚、超音波振動レベルは出力１ではホーン先端振動速度０．３８ｍ/ｓ、出力２ではホーン先端振動速度０．５９ｍ/ｓ、出力３ではホーン先端振動速度０．８０ｍ/ｓである。また、搬送路５Ｈにおける金属箔シート１を図１２に示す。

【0045】

レーザー加工時の吸引有り／無しの場合のレーザー入射側表面ＳＥＭ写真を図１３に示し、同出射側の写真を図１４に示す。

【0046】

図１３（Ａ）の低倍率(x50)では、貫通孔３の周辺に白く見える領域が出来ており加工時の酸化と思われる。吸引の有無で違いは見られない。また、図１３（Ｂ）の1500倍の観察では、貫通孔３の周辺にレーザー加工によりバリが広がっているのが見てとれる。

【0047】

図１４でもレーザー入射側と同様、出射側においても吸引による違いは見られない。また、出射側では入射側に見られたような貫通孔３の周辺の酸化は見られない。入射側と比較すると非常に小さいが、出射側には加工バリが見られた。

【0048】

歪補修工程で、（１）重ね合わせ寸法Ｒが０．５ｍｍ、超音波の出力２の場合（図１５及び図１８）、（２）重ね合わせ寸法Ｒが０．７５ｍｍ、超音波の出力２の場合（図１６及び図１９）、（３）重ね合わせ寸法Ｒが１．０ｍｍ、超音波の出力３の場合（図１７及び図２０）の各加工条件における金属箔シート１の表面のＳＥＭ写真を図１５〜図２０に示す。但し、図１５〜図１７は吸引装置８による吸引無しの場合、図１８〜図２０は吸引装置８による吸引有りの場合である。

【0049】

上記（１）〜（３）のいずれの条件においても、出射側のバリは除去された。入射側のバリは除去されず、潰れたような平坦な部分３１ができている。これは先端部２６との摩擦によるものと考えられる。また、重ね合わせ寸法Ｒが大きくなると、入射面においては酸化した白い部分に擦れたようなコントラスト３２が見られ、出射面では、ワークの送り方向に表面のひずみと思われる縞状のパターンが見られた。

【0050】

このように本実施例では、金属箔シート１の歪を修正する歪修正装置５を備えた金属箔シート１の加工装置において、歪修正装置５は、複数の突起部２３，２３を間隔Ｋを置いて設けた一側修正体２１と、この一側修正体２１側に突起部２３を設けた他側修正体２２とを備え、一側修正体２１の複数の突起部２３，２３の間の位置に、他側修正体２２の突起部２３を配置すると共に、前記一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３，２３の先端の位置を間隔Ｋの交差方向において重ね合わせ、金属箔シート１に接した一側及び他側修正体２１，２２の少なくとも一方に超音波振動を付与する超音波発生装置７を備えるから、位置を重ね合わせた一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３，２３の先端間において、金属箔シート１に繰り返し曲げ変形を与え、金属箔シート１の内部歪を均一化することができる。この際、少なくとも一方の突起部２３に超音波振動を付与することにより、低摩擦化効果が得られる。

【0051】

このように本実施例では、請求項１に対応して、貫通孔３が複数設けられた金属箔シート１の加工装置において、金属箔シート１に貫通孔３を形成する貫通孔形成装置４と、貫通孔形成装置４により貫通孔３が複数設けられた金属箔シート１の歪を修正する歪修正装置５と、歪修正装置５の搬送路５Ｈに沿って金属箔シート１を搬送する搬送手段６と、を備え、歪修正装置５は、搬送路５Ｈ側に設けた複数の突起部２３，２３を搬送路５Ｈの搬送方向に間隔を置くと共に突起部２３，２３の間に溝部２７を設けた一側修正体２１と、搬送路５Ｈ側に複数の突起部２３，２３を搬送方向に間隔を置くと共に突起部２３，２３の間に溝部２７を設けた他側修正体２２とを搬送路５Ｈを挟んで配置し、一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３の先端を湾曲状に形成し、一側修正体２１の複数の突起部２３，２３の間の位置に、他側修正体２２の突起部２３を配置すると共に、一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３，２３の先端の位置を搬送路５Ｈの交差方向において重ね合わせ、一側修正体２１の複数の溝部２７，２７に他側修正体２２の突起部２３の先端が一側修正体２１の突起部２３と非接触状態で配置され、一側及び他側修正体２１，２２の少なくとも一方に超音波振動を付与して一側及び他側修正体２１，２２の少なくとも一方の複数の突起部２３，２３に超音波振動を付与する超音波発生装置７を備えるから、レーザー加工により効率よく貫通孔３を形成し、その際、金属箔シート１に歪が生じるが、この歪が生じた金属箔シート１を、位置を重ね合わせた一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３，２３の先端間を通過させることにより、金属箔シート１に繰り返し曲げ変形を与え、金属箔シート１の内部歪を均一化することができる。この際、少なくとも一方の突起部２３に超音波振動を付与することにより、低摩擦化効果が得られる。

【0052】

このように本実施例では、請求項１に対応して、突起部２３の先端を湾曲状に形成したから、金属箔シート１と突起部２３の摩擦を軽減できる。

【0053】

このように本実施例では、請求項１に対応して、他側修正体２２に突起部２３を複数設けたから、複数の突起部２３を備えることにより、効率よく金属箔シート１に繰り返し曲げ変形を与えることができる。

【0054】

このように本実施例では、請求項２に対応して、歪修正装置５の搬送路５Ｈにおいて金属箔シート１に張力を付与する張力付与手段たるパウダークラッチ１５を備えるから、テンションを付与することにより金属箔シート１を矯正することができる。

【0055】

このように本実施例では、金属箔シートの歪を歪修正装置５により修正する歪修正工程を備えた金属箔シートの加工方法において、歪修正装置５は、複数の突起部２３，２３を間隔Ｋを置いて設けた一側修正体２１と、この一側修正体２１側に突起部２３を設けた他側修正体２２とを備え、一側修正体２１の複数の突起部２３，２３の間の位置に、他側修正体２２の突起部２３を配置すると共に、前記一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３，２３の先端の位置を間隔Ｋの交差方向において重ね合わせ、前記金属箔シート１に接した前記一側及び他側修正体２１，２２の少なくとも一方に超音波振動を付与するから、金属箔シート１に繰り返し曲げ変形を与え、金属箔シート１の内部歪を均一化することができ、この際、少なくとも一方の突起部２３に超音波振動を付与することにより、低摩擦化効果が得られる。

【0056】

このように本実施例では、請求項３に対応して、貫通孔３が複数設けられた金属箔シート１の加工方法において、金属箔シート１に貫通孔３を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔３が複数形成された金属箔シート１が搬送路５Ｈを搬送中に該金属箔シート１の歪を歪修正装置５により修正する歪修正工程と、を備え、歪修正装置５は、搬送路５Ｈ側に設けた複数の突起部２３，２３を搬送路５Ｈの搬送方向に間隔を置くと共に突起部２３，２３の間に溝部２７を設けた一側修正体２１と、搬送路５Ｈ側に複数の突起部２３，２３を搬送方向に間隔を置くと共に突起部２３，２３の間に溝部２７を設けた他側修正体２２とを搬送路５Ｈを挟んで配置し、一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３の先端を湾曲状に形成し、一側修正体２１の複数の突起部２３，２３の間の位置に、他側修正体２２の突起部２３を配置すると共に、一側及び他側修正体２１，２２の突起部２３，２３の先端の位置を搬送路５Ｈの交差方向において重ね合わせ、一側修正体２１の複数の溝部２７，２７に他側修正体２２の突起部２３の先端が一側修正体２１の突起部２３と非接触状態で配置され、金属箔シート１の搬送中に一側及び他側修正体２１，２２の少なくとも一方に超音波振動を付与して一側及び他側修正体２１，２２の少なくとも一方の複数の突起部２３，２３に超音波振動を付与するから、金属箔シート１に繰り返し曲げ変形を与え、金属箔シート１の内部歪を均一化することができ、この際、少なくとも一方の突起部２３に超音波振動を付与することにより、低摩擦化効果が得られる。

【0057】

実施例上の効果として、搬送中の金属箔シート１に張力を付与する張力付与手段たるパウダークラッチ１５を備えるから、搬送中の金属箔シート１に張力を付与することにより歪を矯正することができる。また、突起部２３は、基端部２４から先端側向かって細くなる部分であるテーパー部２５を設け、このテーパー部２５の先端に先端部２６を設けたから、先端部２６の半径を小さくしても、基端部２４を厚くできるから、突起部２３の強度を確保することができる。さらに、貫通孔形成装置４はレーザー加工により貫通孔３を形成するものであるから、パンチングやエッジングなどに比べて、貫通孔３の加工速度を上げることでき、効率よく貫通孔３を形成することができ、特にナノ秒レーザーを使用することにより、貫通孔３の加工を速く行うことができる。また、今回の実験では、厚さが約１０μｍの銅製金属箔シート１に対して、重ね合わせ寸法Ｒが０．５〜３．０ｍｍ、先端部２６の半径が０．４〜２．０ｍｍのもので、矯正効果が確認されたが、重ね合わせ寸法Ｒと先端部２６の半径寸法の条件を設定すると共に、金属箔シート１の送り速度、付与する張力、超音波の出力などを適宜設定することにより、１０μｍ未満及び１０μｍを超える厚さの金属箔シートの加工に適用できることは言うまでもない。

【0058】

尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、一側と他側修正体の突起部の数はどちらが多くてもよい。また、実施例では、突起部を全て同じ構成としたが、一側と他側修正体で突起部や先端部の大きさを変え、適宜組み合わせてもよい。また、実施例では、金属箔シートを横方向に搬送したが、金属箔シートを上下方向に搬送しながら歪修正工程を行ってもよく、この場合は、突起部を横向きに配置すればよい。さらに、貫通孔形成装置及び貫通孔形成工程を従来例のものを用いてもよく、例えば、貫通孔形成装置は、実施例で示したレーザー加工によるもの以外でも、パンチング（特許文献２）やエッジング（特許文献１）などにより貫通孔を形成するものを用いてもよく、特に、金属箔シートを搬送しながら貫通孔を連続して形成できる装置を用いることが好ましい。また、実施例では、銅製の金属箔を例に説明したが、他の金属製のものにも適用可能である。さらに、本発明は、圧延銅の金属箔シートに好適であるが、実験例で示したように、電解銅箔シートにも適用可能である。また、実施例では、金属箔シートを連続搬送しながら歪修正装置により歪を修正するように構成したが、断続的に搬送しても良いし、或いは歪処理装置に金属箔シートをセットし、歪を修正した後、金属箔シートを歪処理装置から取り外すといったバッチ処理を行ってもよい。

【符号の説明】

【0059】

１ 金属箔シート
２ 加工装置
３ 貫通孔
４ 貫通孔成形装置
４Ｋ レーザー加工部
５ 歪修正装置
５Ｈ 搬送路
６ 搬送手段
７ 超音波発生装置
１５ パウダークラッチ（張力付与手段）
２１ 一側修正体
２２ 他側修正体
２３ 突起部
２６ 先端部
２７ 溝部
Ｋ 間隔
Ｒ 重ね合わせ寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】