(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂フィルムの厚さに応じて、巻回長さを調整して、再生器で発生する圧力損失を一定にすることにより、所期の性能を発揮できるようにした。【解決手段】ピストン及びディスプレーサにより圧縮空間と膨脹空間の間で作動ガスを移動させる。これにより高温側伝熱ヘッドは加熱され、低温側伝熱ヘッドは冷却される。圧縮空間と膨脹空間の間に配置される再生器は、所定のフィルム間距離を形成する形で樹脂フィルム７２を巻回した樹脂フィルム巻回積層体７３からなる。再生器巻回装置１２０では、樹脂フィルムの厚さを測定する工程と、測定した樹脂フィルム厚さに基づき巻回する樹脂フィルム長さを決定する工程と、決定された長さだけ樹脂フィルムを巻回する。【選択図】図５
2008292046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムを巻回することにより、圧縮空間と膨脹空間を移動する作動ガスとの間で熱を授受するスターリング機関用再生器を製造する方法であって、
樹脂フィルムの厚さを測定する工程と、測定した樹脂フィルム厚さに基づき巻回する樹脂フィルム長さを決定する工程と、決定された長さだけ樹脂フィルムを巻回する工程と、を含むことを特徴とするスターリング機関用再生器製造方法。
【請求項２】
巻回する樹脂フィルム長さＬは、フィルム厚ｔに対して
ＫＬ2＝（Ａ−Ｌ×ｔ）3
但し
Ｋ：係数
Ａ：再生器の断面積（流路断面積とフィルム断面積の和）
の関係を満足するように決定されることを特徴とする請求項１に記載のスターリング機関用再生器製造方法。
【請求項３】
フィルム厚とフィルム長さの関係を明記するフィルム厚フィルム長さ変換テーブルを備え、上記フィルム長さを決定する工程では、フィルム厚を測定する工程で得られたフィルム厚情報をもとに、前記フィルム厚フィルム長さ変換テーブルを参照することによりフィルム長さを決定することを特徴とする請求項１に記載のスターリング機関用再生器製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの製造方法で製造された再生器を搭載したことを特徴とするスターリング機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスターリング機関用再生器製造方法及びこの製造方法で製造された再生器を搭載したスターリング機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
スターリング機関は、フロンでなくヘリウム、水素、窒素などを作動ガスとして用いるので、オゾン層の破壊を招くことのない熱機関として注目を集めている。冷凍機として用いるスターリング機関では、リニアモータなどの動力源によりピストンを往復運動させ、このピストンに対しディスプレーサを、所定の位相差をもって同期往復運動させる。ピストンとディスプレーサは圧縮空間と膨脹空間の間で作動ガスを移動させる。圧縮空間では作動ガスの温度が上昇し、膨脹空間では作動ガスの温度が低下する。圧縮空間（高温空間）の熱を高温伝熱ヘッドより放熱して等温圧縮変化を実現し、外部の熱を低温伝熱ヘッドより膨脹空間（低温空間）に吸収して等温膨張変化を実現すれば、逆スターリングサイクルが形成される。
【０００３】
スターリング機関では、圧縮空間と膨脹空間の間に配置された再生器が重要な役割を果たす。再生器は、圧縮空間から流れ出た高温の作動ガスから熱を受け取り蓄える（蓄熱）、膨脹空間から流れ出た低温の作動ガスにその熱を伝える（伝熱）という、蓄熱手段及び伝熱手段としての役割を担うものである。再生器には、蓄熱量が大きいことの他、作動ガスとの間で熱を素速く授受できる、すなわち伝熱性が良いことと、作動ガスの流動を極力妨げないことが求められる。
【０００４】
上記要請に応え、また安価で容易に製作できる再生器として、樹脂フィルムの積層体からなる再生器が開発されている。その例を特許文献１−５に見ることができる。
【０００５】
樹脂フィルムを巻回積層する再生器では、樹脂フィルムの表面に突起を形成して作動ガスの通るフィルム間距離を確保する。特許文献１記載の再生器では樹脂フィルムにニードルプレスを押し当てて突起部を形成している。特許文献２記載の再生器では、樹脂フィルムに打針を突き立てて小凸部を形成している。特許文献３にはプレス機やレーザービームで樹脂フィルムに突起部を形成する手法が開示されている。特許文献４には、再生器フィルムの表面に凸部を形成するための第１基体および第２基体に、フォトリソグラフィーで所定の凹凸を形成する方法が開示されている。特許文献５には、フォイルを一定の間隔で巻くフォイル型再生器用フォイル巻き装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２１４１２号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６４４２号公報
【特許文献３】特開２００３−２２２４２２号公報
【特許文献４】特開２００３−２３２５７４号公報
【特許文献５】特開２００３−１８２８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のようにスターリング機関用再生器には、作動ガスの熱エネルギーを蓄える蓄熱性と、蓄えられた熱エネルギーを速やかに放熱する伝熱性の両方が要求される。フリーピストン型のスターリング機関に用いられる、樹脂フィルムを材料とする再生器の場合、１個の再生器に用いられる樹脂フィルムの厚さと長さがスターリング機関に大きな影響を及ぼす。つまり、樹脂フィルムの厚さが設定値よりも大であるにもかかわらず、同じ長さの樹脂フィルムを巻回すると、再生器の外径は変えられないため、樹脂フィルムの層間間隔にしわ寄せが行き、層間間隔が狭くなる。樹脂フィルムのボリュームが増えた分だけ蓄熱性は大きくなるが、層間間隔の変動により圧力損失が変化する。逆に、樹脂フィルムの厚さが設定値よりも小であるにもかかわらず、同じ長さの樹脂フィルムを巻回すると、今度は層間間隔が広くなる。今度は樹脂フィルムのボリュームが減るので蓄熱性が低下し、圧力損失も変化する。いずれのケースにせよ、圧力損失に差異が生じるとピストンとディスプレーサの位相差が最適値からずれることとなり、スターリング機関の性能が低下する。このようにフィルム厚の差異により圧力損失と再生器の蓄熱性の両方に変化が生じるが、前者への影響は後者以上に大きいものであった。
【０００７】
上述のようにフリーピストン型のスターリング機関は各部の微妙なバランスの下で最高の効率を追求するものであり、樹脂フィルムの厚さによって性能が左右されるのは好ましくない。しかしながら、市販の樹脂フィルムでは、厚さに規格値の±１０％程度の変化が生じているのが現状である。樹脂フィルム厚の変化は樹脂フィルムのロット毎に発生する他、同一ロット内でも樹脂フィルムの長さ方向や幅方向に生じている。再生器製造にあたっては、幅広のフィルム原反を所定幅に切断して使用するので、幅広フィルム原反の幅方向における厚さの変化は個々の再生器の性能に直接的に影響を及ぼすことになる。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、樹脂フィルムを巻回してスターリング機関用再生器を製造するにあたり、樹脂フィルムの厚さに応じて、巻回長さを調整して、再生器で発生する圧力損失を一定にすることにより、所期の性能を発揮できるようにすることを目的とする。そして、このように製造された再生器を搭載することにより、一定の性能を確保したスターリング機関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】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために本発明は、樹脂フィルムを巻回することにより、圧縮空間と膨脹空間を移動する作動ガスとの間で熱を授受するスターリング機関用再生器を製造する方法であって、樹脂フィルムの厚さを測定する工程と、測定した樹脂フィルム厚さに基づき巻回する樹脂フィルム長さを決定する工程と、決定された長さだけ樹脂フィルムを巻回する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
この構成によると、樹脂フィルムの厚さに応じて巻回する樹脂フィルム長さが決定されるから、樹脂フィルムの厚さと長さのバランスを自動調整することができる。
【００１１】
（２）また本発明では、上記構成のスターリング機関用再生器製造方法において、巻回する樹脂フィルム長さＬは、フィルム厚ｔに対して
ＫＬ2＝（Ａ−Ｌ×ｔ）3
但し
Ｋ：係数
Ａ：再生器の断面積（流路断面積とフィルム断面積の和）
の関係を満足するように決定されることを特徴としている。
【００１２】
この構成によると、樹脂フィルムの厚さに基づき樹脂フィルムの長さを適切に決定することができる。
【００１３】
（３）また本発明では、上記構成のスターリング機関用再生器製造方法において、フィルム厚とフィルム長さの関係を明記するフィルム厚フィルム長さ変換テーブルを備え、上記フィルム長さを決定する工程では、フィルム厚を測定する工程で得られたフィルム厚情報をもとに、前記フィルム厚フィルム長さ変換テーブルを参照することによりフィルム長さを決定することを特徴としている。
【００１４】
この構成によると、樹脂フィルムの厚さに基づき樹脂フィルムの長さをフィルム厚フィルム長さ変換テーブルで適切に決定することができる。
【００１５】
（４）また本発明は、上記のいずれかの製造方法で製造された再生器を搭載したスターリング機関であることを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、一定性能の再生器を使用することにより、スターリング機関の能力あるいは運転効率を安定させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、樹脂フィルムの厚さと長さのバランスを自動調整して圧力損失を一定とすることにより、ピストンとディスプレーサの位相差を最適値に保ち、スターリング機関に高い能力を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
最初に、本発明再生器の使用対象であるフリーピストン型のスターリング機関の構造を図１に基づき説明する。図１はスターリング機関の断面図である。
【００１９】
スターリング機関１は冷凍機として用いられるフリーピストンタイプのものであり、その組立の中心となるのはシリンダ１０、１１である。シリンダ１０、１１の軸線は同一直線上に並ぶ。シリンダ１０にはピストン１２が挿入され、シリンダ１１にはディスプレーサ１３が挿入される。ピストン１２及びディスプレーサ１３は、スターリング機関１の運転中、ガスベアリングの仕組みによりシリンダ１０、１１の内壁に接触することなく往復運動する。ピストン１２とディスプレーサ１３は所定の位相差を備えて動く。
【００２０】
ピストン１２の一方の端にはカップ状のマグネットホルダ１４が固定される。ディスプレーサ１３の一方の端からはディスプレーサ軸１５が突出する。ディスプレーサ軸１５はピストン１２及びマグネットホルダ１４を軸線方向に自由にスライドできるように貫通する。
【００２１】
シリンダ１０はピストン１２の動作領域にあたる部分の外側にリニアモータ２０を保持する。リニアモータ２０は、コイル２１を備えた外側ヨーク２２と、シリンダ１０の外周面に接するように設けられた内側ヨーク２３と、外側ヨーク２２と内側ヨーク２３の間の環状空間に挿入されたリング状のマグネット２４と、外側ヨーク２２を囲む管体２５と、外側ヨーク２２、内側ヨーク２３、及び管体２５を所定の位置関係に保持する合成樹脂製エンドブラケット２６、２７とを備える。マグネット２４はマグネットホルダ１４に固定されている。
【００２２】
マグネットホルダ１４のハブの部分にはスプリング３０の中心部が固定される。ディスプレーサ軸１５にはスプリング３１の中心部が固定される。スプリング３０、３１の外周部はエンドブラケット２７に固定される。スプリング３０、３１の外周部同士の間にはスペーサ３２が配置されており、これによりスプリング３０、３１は一定の距離を保つ。スプリング３０、３１は円板形の素材にスパイラル状の切り込みを入れたものであり、ディスプレーサ１３をピストン１２に対し所定の位相差（一般的には約９０゜の位相差）をもたせて共振させる役割を果たす。
【００２３】
シリンダ１１のうち、ディスプレーサ１３の動作領域にあたる部分の外側には高温側伝熱ヘッド４０と低温側伝熱ヘッド４１が配置される。高温側伝熱ヘッド４０はリング状、低温側伝熱ヘッド４１はキャップ状であって、いずれも銅や銅合金など熱伝導の良い金属からなる。高温側伝熱ヘッド４０の内周面にはリング状の高温側内部熱交換器４２が装着され、低温側伝熱ヘッド４１の内周面には同じくリング状の低温側内部熱交換器４３が装着される。高温側内部熱交換器４２と低温側内部熱交換器４３はそれぞれ通気性を有し、内部を通り抜ける作動ガスの熱を高温側伝熱ヘッド４０と低温側伝熱ヘッド４１に伝える。高温側内部熱交換器４２と低温側内部熱交換器４３は、例えば銅や銅合金の薄板をコルゲート加工し、圧縮する等して形成することができる。
【００２４】
高温側伝熱ヘッド４０と低温側伝熱ヘッド４１はこのように高温側内部熱交換器４２と低温側内部熱交換器４３を介在させた形でシリンダ１１の外側に支持される。そして高温側伝熱ヘッド４０にはシリンダ１０及び胴体部５０が連結される。
【００２５】
高温側伝熱ヘッド４０、シリンダ１０、１１、ピストン１２、ディスプレーサ１３、ディスプレーサ軸１５、及び高温側内部熱交換器４２で囲まれる環状の空間は圧縮空間４５となる。低温側伝熱ヘッド４１、シリンダ１１、ディスプレーサ１３、及び低温側内部熱交換器４３で囲まれる空間は膨張空間４６となる。
【００２６】
高温側内部熱交換器４２と低温側内部熱交換器４３の間には再生器７０が配置される。再生器７０の構造は後で詳述する。再生器７０の外側を再生器チューブ４８が包み、高温側伝熱ヘッド４０と低温側伝熱ヘッド４１の間に気密通路を構成する。再生器チューブ４８は、例えばステンレス鋼で形成することができる。
【００２７】
リニアモータ２０、シリンダ１０、及びピストン１２を覆う筒状の圧力容器が胴体部５０を形成する。胴体部５０の内部は背圧空間５１となる。
【００２８】
胴体部５０の構造は次のようになっている。すなわち胴体部５０は、高温側伝熱ヘッド４０に接合されるリング状部５２と、このリング状部５２に接合されるキャップ状部５３とに２分割されている。リング状部５２、キャップ状部５３ともステンレス鋼製である。リング状部５２の一端はテーパ状に絞り込まれ、高温側伝熱ヘッド４０にロウ付けされる。キャップ状部５３はパイプの内面に鏡板５３ａを溶接した構造である。
【００２９】
リング状部５２の他端と、これに向かい合うキャップ状部５３の開口端には、フランジ形状部５４、５５が設けられる。フランジ形状部５４、５５はいずれもステンレス鋼製のリングをリング状部５２とキャップ状部５３に溶接して形成されるものであり、最終的にはフランジ形状部５４、５５を溶接して密閉状態の胴体部５０を形成する。
【００３０】
胴体部５０には、リニアモータ２０に電力を供給するための端子部２８と、内部に作動ガスを封入するためのパイプ５０ａが配置される。これらはいずれもキャップ状部５３の外周面から放射方向に突出するように設けられる。
【００３１】
胴体部５０には振動抑制装置６０が取り付けられる。振動抑制装置６０は、胴体部５０に固定されるベース６１と、ベース６１に支持される板状のスプリング６２と、スプリング６２に支持されるバランスウェイト６３とから成る。
【００３２】
スターリング機関１は次のように動作する。リニアモータ２０のコイル２１に交流電流を供給すると外側ヨーク２２と内側ヨーク２３の間にマグネット２４を貫通する磁界が発生し、マグネット２４は軸方向に往復する。ピストン系（ピストン１２、マグネットホルダ１４、マグネット２４、及びスプリング３０）の総質量と、スプリング３０のバネ定数とにより定まる共振周波数に一致する周波数の電力を供給することにより、ピストン系は滑らかな正弦波状の往復運動を開始する。
【００３３】
ディスプレーサ系（ディスプレーサ１３、ディスプレーサ軸１５、及びスプリング３１）にあっては、その総質量と、スプリング３１のバネ定数とにより定まる共振周波数がピストン１２の駆動周波数に共振するよう設定する。
【００３４】
ピストン１２の往復運動により、圧縮空間４５では圧縮、膨脹が繰り返される。この圧力の変化に伴って、ディスプレーサ１３も往復運動を行う。このとき、圧縮空間４５と膨脹空間４６との間の流動抵抗、例えば再生器７０の圧力損失等により、ディスプレーサ１３とピストン１２との間には位相差が生じる。このようにしてフリーピストン構造のディスプレーサ１３はピストン１２と所定の位相差を有して同期して振動する。
【００３５】
上記の動作により、圧縮空間４５と膨脹空間４６との間に逆スターリングサイクルが形成される。圧縮空間では作動ガスの温度が上昇し、膨脹空間４６では作動ガスの温度が低下する。このため、圧縮空間４５の温度は上昇し、膨張空間４６の温度は下降する。
【００３６】
運転中に圧縮空間４５と膨張空間４６の間を移動する作動ガスは、高温側内部熱交換器４２と低温側内部熱交換器４３を通過する際に、その有する熱を高温側内部熱交換器４２と低温側内部熱交換器４３を通じて高温側伝熱ヘッド４０と低温側伝熱ヘッド４１に伝える。圧縮空間４５から再生器７０へ流れ込む作動ガスは高温であるため高温側伝熱ヘッド４０は加熱され、高温側伝熱ヘッド４０はウォームヘッドとなる。膨張空間４６から再生器７０へ流れ込む作動ガスは低温であるため低温側伝熱ヘッド４１は冷却され、低温側伝熱ヘッド４１はコールドヘッドとなる。高温側伝熱ヘッド４０より熱を大気へ放散し、低温側伝熱ヘッド４１で特定空間の温度を下げることにより、スターリング機関１は冷凍機関としての機能を果たす。
【００３７】
再生器７０は、圧縮空間４５と膨張空間４６の熱を相手側の空間には伝えず、作動ガスだけを通す働きをする。圧縮空間４５から高温側内部熱交換器４２を経て再生器７０に入った高温の作動ガスは、再生器７０を通過するときにその熱を再生器７０に与え、温度が下がった状態で膨張空間４６に流入する。膨張空間４６から低温側内部熱交換器４３を経て再生器７０に入った低温の作動ガスは、再生器７０を通過するときに再生器７０から熱を回収し、温度が上がった状態で圧縮空間４５に流入する。すなわち再生器７０は蓄熱手段としての役割を果たす。
【００３８】
ピストン１２とディスプレーサ１３が往復運動し、作動ガスが移動すると、スターリング機関１に振動が生じる。振動抑制装置６０がこの振動を抑える。
【００３９】
続いて再生器７０の構成を図２、３に基づき説明する。図２は再生器の断面図、図３は樹脂フィルム巻回積層体の斜視図である。
【００４０】
再生器７０の組立の基礎となるのは円筒形の巻芯７１である。巻芯７１はシリンダ１１の外周面に対ししまりばめとなる内径を有する。巻芯７１の材料は、作動ガスのもたらす温熱又は冷熱に耐えて長期間使用できるものであれば何でもよいが、強度、断熱性、製造コスト等を総合判断すれば、合成樹脂を選択するのが現実的である。巻芯７１は必須のものではなく、シリンダ１１に直接樹脂フィルムを巻回する構成も可能である。
【００４１】
巻芯７１の外周面に樹脂フィルム７２を巻回し、樹脂フィルム巻回積層体７３を形成する。樹脂フィルム７２としてはＰＥＮ（polyethylene naphthalate：ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）、ポリイミド、ポリスチレン、ナイロン、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene：４フッ化エチレン）、ＰＢＴ（polybutylene terephthalate：ポリブチレンテレフタレート）等のフィルムが使用可能である。樹脂フィルム巻回積層体７３の層間に作動ガスを通す間隙を確保するため、樹脂フィルム７２の表面には片面に突起７４が点在している。
【００４２】
突起７４を形成するにあたっては様々な手法が採用可能である。図４に突起形成装置の一例を示す。図４の突起形成装置１００は、フィルムフィーダ１０１から繰り出した樹脂フィルム７２にニードルニードルプレス機１１０で突起を形成し、突起形成後の樹脂フィルムをフィルムワインダ１０２で巻き取る。フィルムフィーダ１０１からフィルムワインダ１０２までの各所には送りローラ１０３、１０４、１０５が配置され、樹脂フィルム７２に所定の間欠送りを与える。送りローラ１０３、１０４、１０５はそれぞれ２本一組で樹脂フィルム７２を上下から挟む。
【００４３】
ニードルプレス機１１０は、樹脂フィルム７２を下から支えるプラテン１１１と、プラテン１１１に支えられた樹脂フィルム７２に対し所定タイミングで上方より接近するラム１１２を備える。ラム１１２の下面からは複数のニードルピン１１３が突出する。ニードルピン１１３は樹脂フィルム７２の送り方向と直交する方向に一列に並ぶ。プラテン１１１にはニードルピン１１３に対応する位置に孔が設けられており、ニードルピン１１３が降下するとその孔の中に樹脂フィルム７２が押し込まれ、突起７４が形成されることになる。
【００４４】
送りローラ１０４と送りローラ１０５の間にはレベリングブロック１１５が配置される。レベリングブロック１１５は上ブロック１１５ａと下ブロック１１５ｂを所定間隔で向かい合わせに配置したものであり、突起形成後の樹脂フィルム７２を上ブロック１１５ａと下ブロック１１５ｂの間に通すことにより、突起７４の高さが一定に揃う。樹脂フィルム巻回積層体７３のフィルム間距離を均一にするため、このような処理を行う。
【００４５】
フィルムワインダ１０２に巻き取られた樹脂フィルム７２は、その後の工程で再生器巻回装置により巻芯７１に巻かれて樹脂フィルム巻回積層体７３となり、図２の再生器７０が形成される。続いて図５により再生器巻回装置１２０の構成を説明する。
【００４６】
突起形成装置１００のフィルムワインダ１０２から外された樹脂フィルム７２は再生器巻回装置１２０のフィルムフィーダ１２１にかけられ、図示しないスピンドルに保持された巻芯７１に端部を接続され、所定外径の樹脂フィルム巻回積層体７３が形成されるまで巻回される。
【００４７】
フィルムフィーダ１２１から巻芯７１までの間には次の構成要素が配置される。すなわちガイドローラ１２２、ダンサーローラ１２３、ガイドローラ１２４、送りローラ１２５、１２６、１２７である。送りローラ１２５、１２６、１２７はそれぞれ２本一組で樹脂フィルム７２を上下から挟む。送りローラ１２５の一本には送り速度制御用の電動機１２８が連結され、もう一本にはエンコーダ等からなる送り量検出装置１２９が連結される。
【００４８】
送りローラ１２６と１２７の間にはカッター装置１３０が配置される。フィルムフィーダ１２１とガイドローラ１２２の間には樹脂フィルム厚測厚装置１３１が配置される。樹脂フィルム厚測定装置１３１はオンラインで樹脂フィルム７２の厚さを測定する。
【００４９】
樹脂フィルム厚測定装置１３１としては、反射式あるいは透過式のレーザ測厚装置や、赤外線またはＸ線透過式の厚さ測定器（例えば株式会社山文の販売に係るＮＳＷ−Ｘ）などを用いることができる。
【００５０】
樹脂フィルム厚測定装置１３１による樹脂フィルム７２の厚さ測定結果は制御装置１３２に伝えられる。制御装置１３２は再生器巻回装置１２０全体の制御も司るものである。
【００５１】
続いて再生器巻回装置１２０の動作を説明する。樹脂フィルム７２の端部を接続した巻芯７１が回転を開始すると、樹脂フィルム７２は巻芯７１に巻回される。ダンサーローラ１２３は樹脂フィルム７２の張力に応じて変動し、樹脂フィルム７２の張力を一定に保つ。
送り量検出装置１２９の検出する樹脂フィルム７２の送り量が設定値に達したところでカッター装置１３０が動作し、樹脂フィルム７２を切断する。樹脂フィルム巻回積層体７３はスピンドルから取り外されて次工程に送られる。その後スピンドルに新たな巻芯７１がセットされ、次の巻き取り作業が開始される。
【００５２】
１個の樹脂フィルム巻回積層体７３を形成する樹脂フィルム７２の長さは図６のフローチャートに基づき決定される。以下これにつき説明する。
【００５３】
図６のステップ＃１４１では樹脂フィルム厚測定装置１３１により樹脂フィルム７２の厚さが測定される。測定は巻き取りが最終局面を迎える前の適当なタイミングで行うこととすれば良いが、巻き取り工程中の時間軸に沿って複数回数測定を行い、その平均をとるようにすればより測定精度が高まる。
【００５４】
ステップ＃１４２では制御装置１３２が樹脂フィルム７２の巻回長さを決定する。ここでフィルム厚と樹脂フィルム７２の長さの関係を求めたところ、次式の関係を満足することが導き出された。つまり樹脂フィルムの厚さをｔ、フィルムの巻回長さをＬとすると、
ＫＬ2＝（Ａ−Ｌ×ｔ）3        …（１）
ここでＫは係数であって、一定としたい再生器の圧力損失をΔＰとすると、次式で導出される。
Ｋ＝ＣfρνｌwＱ／ΔＰ      …（２）
但し
Ａ：再生器の断面積（流路断面積とフィルム断面積の和）
Ｃf：作動ガスとフィルム表面の間の摩擦等によって定まる係数
ρ：作動ガスの密度
ν：作動ガスの動粘度係数
ｌw：再生器の軸方向長さ
Ｑ：作動ガスの単位時間当たり流量
【００５５】
このようにＫはＣfという不定要素があるため、予め所定条件の下で上記（１）式のＬ、ｔ、ΔＰを定め、その条件下で実験的に係数Ｋを算出する。この係数Ｋを上記（１）式に代入すると、上記条件下で（１）式によりフィルム厚さｔよりフィルム長さＬを算出することができる。
【００５６】
ステップ＃１４３では制御装置１３２がカッター装置１３０を動作させ、決定された長さのところで樹脂フィルム７２を切断する。
【００５７】
ステップ＃１４４では制御装置１３２が巻芯７１に樹脂フィルム７２を最後まで巻回させる。これにて樹脂フィルム巻回積層体７３の完成となる。
【００５８】
上記フローによれば、樹脂フィルム７２の厚さに基づき樹脂フィルム７２の長さを適切に決定することができる。
【００５９】
係数Ｋを実験的に求めたところ、次のような結果を得ることができた。
Ｋ＝８．２４×１０-12
【００６０】
上記実験時の諸条件は次のようなものであった。
再生器最外径：68mm
再生器内径：  54mm
フィルム材質：ＰＥＴ（突起の密度：約1個／3mm2）
フィルム厚：  23.0μm
フィルム長：  12.085m
作動ガス：    空気（常温）
作動ガス流量：0.3m3／min
設定圧力損失：7.45Pa
【００６１】
再生器７０の製造を別手法で行うこともできる。それを図７、８に基づき説明する。図７は再生器巻回装置の概略図、図８は樹脂フィルム長さ決定のフローチャートである。
【００６２】
図７に示す再生器巻回装置１２０は、制御装置１３２に変換テーブル１３３が付属している。変換テーブル１３３にはＫＬ2＝（Ａ−Ｌ×ｔ）3の関係を満足するフィルム厚ｔとフィルム長さＬを予め数値解析等で求め、格納しておく。この場合のＫも上述した方法で事前に所定の条件下で算出しておくのは同じである。図９に、上記条件で求められるフィルム厚とフィルム長さの変換テーブルの例を示す。このテーブルに従えば、フィルム厚の測定結果が24μmとなった場合、フィルム長さは11.939mと決定される。
【００６３】
図９の変換テーブルは数式（１）に基づいて算出したものであるが、数式（１）によらず、フィルム厚を異ならせた複数種類の再生器７０を製作し、各再生器７０で発生する圧力損失が一定となるフィルム長さを実測した上で、フィルム厚フィルム長さ変換テーブルを作成してもよい。
【００６４】
図８のフローでは、ステップ＃１５１では樹脂フィルム厚測定装置１３１により樹脂フィルム７２の厚さが測定される。測定は巻き取りが最終局面を迎える前の適当なタイミングで行うこととすれば良いが、巻き取り工程中の時間軸に沿って複数回数測定を行い、その平均をとるようにすればより測定精度が高まる。
【００６５】
ステップ＃１５２ではフィルム厚ｔに対応するフィルム長さＬを制御装置１３２が変換テーブル１３３から読み出す。このフィルム長さＬをフィルム巻回長さとして決定する。
【００６６】
ステップ＃１５３では制御装置１３２がカッター装置１３０を動作させ、決定された長さのところで樹脂フィルム７２を切断する。
【００６７】
ステップ＃１５４では制御装置１３２が巻芯７１に樹脂フィルム７２を最後まで巻回させる。これにて樹脂フィルム巻回積層体７３の完成となる。
【００６８】
上記フローによれば、樹脂フィルム７２の厚さに基づき樹脂フィルム７２の長さを適切に決定することができ、フィルム厚の差異によらず再生器で発生する圧力損失がほぼ一定となる。そのため、本再生器を搭載したスターリング機関においてはディスプレーサとピストンとの位相差を最適状態に維持可能となり、スターリング機関の性能の安定化が図られる。
【００６９】
以上本発明の実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することができる。例えば、上記実施形態ではオンラインでフィルム厚を測定し、変換式あるいは変換テーブルを用いてフィルム長さを決定したが、オフラインでフィルム厚を測定した後、フィルムの巻き取り工程時に変換式あるいは変換テーブルを用いてフィルム長さを決定し巻き取る方法等も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、スターリング機関全般に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】スターリング機関の断面図
【図２】再生器の断面図
【図３】樹脂フィルム巻回積層体の斜視図
【図４】樹脂フィルムに突起を形成する装置の概略図
【図５】再生器巻回装置の概略図
【図６】樹脂フィルム長さ決定のフローチャート
【図７】再生器巻回装置の他例の概略図
【図８】図７の再生器巻回装置における樹脂フィルム長さ決定のフローチャート
【図９】フィルム厚とフィルム長さの変換テーブル
【符号の説明】
【００７２】
１    スターリング機関
１０、１１  シリンダ
１２  ピストン
１３  ディスプレーサ
２０  リニアモータ
４０  高温側伝熱ヘッド
４１  低温側伝熱ヘッド
４５  圧縮空間
４６  膨脹空間
７０  再生器
７１  巻芯
７２  樹脂フィルム
７３  樹脂フィルム巻回積層体
７４  突起
１２０  再生器巻回装置
１３０  カッター装置
１３１  樹脂フィルム厚測定装置
１３２  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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