JP3779226B2 - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使い捨ておむつ、生理用ナプキンなどの軟質物品を製造するための連続する軟質ワークに対してシール部を形成するシール装置に係わり、特に簡易な動作で確実なシール動作が行えるシール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
連続するウエッブに対し、一定間隔で超音波シールすることによってオムツなどの軟質物品を連続したものとして製造する装置は、例えば特表平10−513128号公報(PCT/US96/00618)に記載されている。
【0003】
前記公報に記載された発明では、回転作業ドラムに複数の超音波ホーンとアンビルからなる超音波シール機構が設けられており、回転作業ドラムと一緒に回転する。ウエッブは、回転作業ドラムの外周面に巻き付けられており、前記回転作業ドラムが回転することにより、ウエッブが上流側から下流方向へ送られる。前記超音波ホーンは、カムに駆動されて、回転作業ドラムの外周面上を幅方向に往復移動できるように設けられ、ドラムの内側には前記超音波ホーンに対向するアンビルが設けられている。そして、連続するウエッブが、前記回転作業ドラムの回転により送られる際に、超音波ホーンが一定の距離だけ前記ウエッブ上を幅方向に横切ることにより、ウエッブに対し線状の超音波シール部が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特表平10−513128号公報のシール装置では、回転作業ドラムの外周面に幅方向に沿って前記超音波ホーンを往復移動させる動作をカム駆動によって行っているため、ドラムの回転速度が変化するとそれに従って超音波ホーンの往復移動速度も変化させることが必要となる。よって、超音波ホーンの移動速度が、生産速度に応じて変化することになり、シール条件の圧力と時間のうちの前記時間が変化することとなって、良好なシール条件でシールを行うことが困難となる。すなわち、上記公報に記載されたシール装置では、カム形状やドラム径などの制約を受けるため、これらに見合った生産速度しか実現できない。したがって、装置製作後に生産速度を変更しようとした場合には、変更できる許容範囲が狭いという構造上の問題がある。
【0005】
またオムツなどの吸収性物品を連続シールする場合は、ウエッブ内にゴムやギャザーなどが設けられ、これらが一緒に超音波シールされるのが一般的である。前記ゴムやギャザーなどを有する製品ではウエッブ内に起伏が形成されるため、、このようなウエッブを特表平10−513128号公報のシール装置でシールしようとすると、前記のように往復移動する超音波ホーンが前記起伏に応じて上下動するようになり、ウエッブに対する加圧力がシール中に変化しやすい。よって、ウエッブを均一に超音波シールすることが困難であり、シール部分の仕上がりや強度にばらつきが生じやすいという問題がある。
【0006】
さらに、超音波ホーンがウエッブに接触するときには空気シリンダを制御して超音波ホーンに加圧力を与え、またウエッブから離れるときには空気シリンダを制御して前記加圧力を解除する必要があり、複雑な制御が必要になる。
【0007】
また、前記吸収性物品などを製造するためのウエッブにシールを行う場合に、シール箇所においてウエッブの厚みが相違していることが多い。この場合に、前記超音波ホーンと前記アンビルとを単一の加圧手段で挟圧した場合、ウエッブの厚みの大きい部分が厚みの小さい部分よりも大きな力で加圧されるため、前記厚みの大きい部分でのウエッブの溶融が厚みの小さい部分よりも優先的に進行する。そのため、厚みの大きい部分でウエッブが固くなったり、シール箇所において場所によってシール強度や仕上がりの風合いにばらつきが生じるという問題がある。
【0008】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、簡単な構成で量産性に優れ、且つ均一なシールも可能なシール装置を提供することを目的としている。
【0009】
また本発明は異なる厚み寸法を有する軟質ワークであっても、シール箇所を均一に溶融させて、シール強度や仕上がりの風合いが相違する部分が発生するのを防止できるようにしたシール装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転部と、前記回転部を回転させる回転駆動手段と、前記回転部の回転方向に沿って配置された複数のシール機構とを有し、前記シール機構に軟質ワークを挟持して前記軟質ワークにシール部を形成する第1の挟持部材と第2の挟持部材とが設けられ、前記シール機構に供給される連続する軟質ワークが、前記シール機構の周回軌跡の所定範囲内で前記第1の挟持部材と第2の挟持部材とで挟持されてシール部が形成されるシール装置において、
前記シール機構では、前記第1の挟持部材が前記回転部の回転中心側に位置してそのシール対向面が前記回転中心からの法線方向の外側に向けられており、それぞれの第1の挟持部材に対応する前記第2の挟持部材が、前記第1の挟持部材よりも法線方向の外側に配置されているとともに、前記第2の挟持部材は、そのシール対向面が第1の挟持部材の前記シール対向面に向けて加圧される挟持位置と、前記第1の挟持部材から離れる退避位置とへ回動できるように前記回転部に支持されており、
前記回転部が回転する際に前記所定の範囲で、前記第2の挟持部材を前記挟持位置へ回動させるとともに、少なくとも前記シール機構への前記軟質ワークの供給部および前記シール機構からの前記軟質ワークの排出部で、前記第2の挟持部材を前記退避位置へ回動させる揺動駆動手段が設けられていることを特徴とするものである。
【0011】
前記本発明では、シール機構を構成する第2の挟持部材を、放射状に配置された第1の挟持部材から放射方向へ離れるように回動させて退避位置としているため、単純な揺動動作のみで、第2の挟持部材を、シール状態および連続する軟質ワークの移送を妨げない退避位置に移動させることができる。また第1の挟持部材と第2の挟持部材が接離する動作でシールが行われるため、高速にてシールを行うことができる。
【0012】
例えば、前記連続する軟質ワークは、少なくとも溶着可能なシートを有するものであり、また、前記連続する軟質ワークは、その供給方向に間隔を開けて配置された液吸収体と、前記液吸収体を支持する溶着可能なシートとを有するものであり、前記液吸収体が前記シール機構とシール機構との間に位置した状態で、前記シートが重ねられた状態でシールされるものである。
【0013】
液吸収体がシール機構の間に介在することにより、液吸収体の無い部分でシートを確実にシールすることができる。
【0014】
また、前記回転部には、回転ドラムが設けられ、前記第1の挟持部材は、前記回転ドラムの内側に配置されて前記第1の挟持部材のシール対向面が前記回転ドラムの外周面から突出する位置にあることが好ましい。
【0015】
この構造では、前記液吸収体を、シール機構の間で且つ回転ドラムの外周面に設置した状態で、シートどうしを確実にシールできるようになる。
【0016】
また、前記退避位置に回動したときの前記第2の挟持部材のシール対向面は、前記回転部の回転中心の軸に対してほぼ90度の角度まで回動させられることが好ましい。
【0017】
退避位置にある前記第2の挟持部材を前記角度まで回動させることにより、連続する軟質ワークの供給部と排出部で、前記第2の挟持部材を前記軟質ワークと干渉しない位置へ確実に退避させることが可能である。
【0018】
例えば、前記揺動駆動手段として、前記回転部が対向する位置に固定されたカム軌跡が設けられ、前記回転部が回転する際に、前記カム軌跡に沿って移動し前記第2の挟持部材を前記挟持位置に回動させまた前記退避位置へ回動させるフォロワーが設けられているものである。
【0019】
この場合、前記カム軌跡は、前記回転部の回転中心の周囲全周を囲む連続カム溝である。
【0020】
例えば、前記フォロワーは、前記第2の挟持部材を支持する揺動支持部材に取り付けられており、前記フォロワーが前記カム軌跡に沿って移動することにより、前記揺動支持部材が前記挟持位置と前記退避位置へ回動させられるものであり、あるいは、前記第2の挟持部材を支持する揺動支持部材と前記フォロワーとの間にリンク機構が設けられており、前記フォロワーが前記カム軌跡に沿って移動する際に、前記リンク機構を介して前記揺動支持部材が前記挟持位置と前記退避位置へ回動させられるものである。
【0021】
このように固定されたカム軌跡を設け、回転部の回転動作を駆動源として、前記第2の挟持部材を回動動作させることにより、ぞれぞれのシール機構ごとに前記第2の挟持部材を回動させるためのシリンダ機構などの駆動源を設ける必要がなくなる。
【0022】
また、前記回転部には、前記揺動軸によって揺動自在に支持された揺動支持部材が設けられ、前記第2の挟持部材は前記揺動支持部材に弾性部材を介して支持されており、前記第2の挟持部材が挟持位置に回動したときに、前記第2の挟持部材が前記弾性部材で発揮させる弾性力を介して第1の挟持部材へ向けて加圧されるものが好ましい。
【0023】
第2の挟持部材を弾性部材を介して第1の挟持部材へ向けて加圧することにより、軟質ワークが凹凸を有する構造であっても、第2の挟持部材のシール対向面と第1の挟持部材のシール対向面とで、前記軟質ワークの各部位に対して均一な加圧力を作用させやすくなる。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
【0046】
図1は本発明のシール装置の第1の実施の形態を示す縦断面図(図3のI−I線の矢視断面図)、図2はシール装置の回転ドラムおよびその内部構造を示す斜視図、図3はシール装置の動作状態を示す説明図、図4は揺動支持部の構成を示す分解斜視図、図5は固定部側のカム部材の正面図、図6はシール機構を構成するホーン(第1の挟持部材)に対してアンビル(第2の挟持部材)が退避位置へ回動している状態を示す側面図、図7(A)(B)は前記アンビルが挟持位置へ回動する過程を示す側面図である。
【0047】
図1に示すシール装置1では、固定部である固定テーブル4に軸受部3が設けられており、この軸受部3に保持されたボールベアリング3b,3bによって回転軸3aが回転自在に支持されている。図1では前記回転軸3aの回転中心線をO−Oで示している。前記回転軸3aの図示右側の基端部には、周囲に歯を有するタイミングホイール2が固定されており、前記タイミングホイール2には歯付きベルトが掛けられている。図示しないモータを有する駆動源からの動力は前記歯付きベルトから前記タイミングホイールに与えられて、前記回転軸3aが図1の左側から見た状態で反時計方向へ一定の角速度で連続回転させられる。この実施の形態では、前記駆動源、歯付きベルトおよびタイミングホイール2によって回転駆動手段が構成されている。
【0048】
前記回転軸3aには、回転部となる回転ベース6が固定され、この回転ベース6に回転ドラム5が固定されている。前記回転ベース6は、固定テーブル4に平行な状態で対向している。
【0049】
図1および図2に示すように、回転ドラム5の外周面5Aには、前記回転中心線O−Oと平行に延びる長方形状の窓5aが複数形成されている。各窓5aは回転ドラム5の円周方向へ等ピッチで形成されており、本実施の形態では、各窓5aが回転中心線O−Oに対して60度の配置角度で6箇所設けられている。
【0050】
回転部にはシール機構が設けられている。このシール機構は第1の挟持部材と第2の挟持部材とで連続する軟質ワークを挟持してシールするものであり、この実施の形態ではシール機構が超音波シール機構であり、このシール機構を構成する第1の挟持部材がホーン8、第2の挟持部材がアンビル14である。
【0051】
前記ホーン8とアンビル14は、共に回転部に設けられて、回転ベース6および回転ドラム5とともに回転するものであるが、前記ホーン8は、回転ドラム5の内側において前記回転ベース6に固定されている。前記ホーン8およびこれに接続された超音波発生手段7は、それぞれが前記回転中心線O−Oを中心として放射状に配置されており、その配置角度は前記窓5aの配置角度と一致している。そしてそれぞれの前記ホーン8は前記回転ドラム5の窓5aから外側へ突出しており、ホーン8の先端のシール対向面8aは、前記回転中心線O−Oからの法線方向(半径方向)の外側へ向けられ、また前記シール対向面8aは前記中心軸O−Oと平行に位置している。また前記シール対向面8aの回転ドラム5の外周面からの突出高さはhとなっている。
【0052】
回転ベース6は六角形状であり、回転ベース6の外周部には、揺動支持部材9が設けられている。前記揺動支持部材9は、揺動部10と保持部11とから構成され、前記揺動部10と保持部11は固定されている。前記揺動部10は略扇形をしており扇形状の曲率中心に位置する揺動軸10Aによって、前記揺動部10は前記回転ベース6の外周部に対し揺動自在に支持されている。前記揺動軸10Aは、前記回転中心線O−Oと90度の向きであり、揺動支持部材9は、前記揺動軸10Aを中心として前記回転中心線O−Oを中心とする放射方向の外側へ回動できるようになっている。
【0053】
前記固定テーブル4の、前記回転ベース6と対向する表面には、カム部材15が固定されている。図5に示すように、前記カム部材15を正面から見たときに、このカム部材15は円盤の一部を切り欠いた形状であり、この切欠部を破線の欠損部15aとして示している。
【0054】
前記カム部材15の中心は前記回転部の回転中心線O−Oに一致している。カム部材15の表面には、回転中心線O−Oを曲率中心とする内半径R1と外半径R2との間に溝部15bが形成されている(図5参照)。図1に示すように、この溝部15bの断面形状は、前記揺動部10の揺動中心(揺動軸10Aの中心)に対して半径r1の円弧軌跡となっている。図5に示すように、前記溝部15bの凹表面は、回転中心線O−Oを中心として、回転中心線O−Oの周囲全周を囲むドーナツ表面形状となっている。また図1の下部に示すように、前記カム部材15の欠損部15aでは、前記溝部15bの外周側が切り取られた形状である。
【0055】
前記溝部15bの凹表面には、カム軌跡となるカム溝15cが形成されている。図1に示すように、このカム溝15cは、溝部15bの凹表面の円筒面の接線L−Lに対して垂直方向へ(揺動軸10Aの軸中心に対して半径方向へ向けて)凹状に形成されている。前記揺動部10の扇状表面にはフォロワー10aが設けられている。このフォロワー10aは回転ローラである。または前記フォロワー10aは回転しない凸状体であってもよい。回転ベース6が回転すると、前記フォロワー10aが前記カム溝15cに沿って移動する。そしてこの実施の形態では、前記カム部材15とフォロワー10aとで揺動支持部材9を揺動させる揺動駆動手段が構成されている。
【0056】
図5に示すように、前記カム溝15cは、回転位置A2からA3の間では、前記回転中心線O−Oから離れた位置で且つ前記回転中心線O−Oを中心とする一定半径の円弧軌跡であり、回転位置A0からA1の範囲では、前記回転中心線O−Oに接近した位置で且つ回転中心線O−Oを中心とする一定半径の円弧軌跡となっている。
【0057】
よって、前記フォロワー10aが前記回転位置A2からA3を移動する間、図1の上部に示されるように、揺動支持部材9が回転ドラム5の外周面5Aへ向けて回動して挟持位置に至る。また、フォロワー10aが前記回転位置A0からA1を移動する間、図1の下部に示すように、揺動支持部材9が固定テーブル4の方向へ向けてほぼ90度回動させられて退避位置となる。
【0058】
図4は、前記保持部11を、回転ドラム5との対向側から示したものである。前記保持部11の内部には弾性部材13が取付けられており、この弾性部材13に前記シール機構の第2の挟持部材であるアンビル14が支持されている。
【0059】
保持部11には、両側に開口部11C,11Cが形成されている。前記回転ドラム5との対向側には鉤形状に切り欠かれた開口部11Dが形成され、前記開口部11Dの両側部には受け部となる枠部11a,11aが設けられている。前記保持部11の開口部11Dが形成されていない側面が固定面11Aであり、この固定面11Aに前記揺動部10が固定されている。図4に示すように、揺動部10には、前記揺動軸10Aにより回動自在に支持される支持穴10A1が形成されている。
【0060】
前記保持部11の底面は、弾性部材13を固定する取付け面11Bである。前記弾性部材13は、ゴムなどの弾性変形が可能な素材、またはゴムに補強材が組み込まれた素材で、柔軟に変形可能であり且つ弾性変形可能な袋体(ケーシング)を有しており、前記袋体の中空部に流体としてエアーが供給されているエアーダンパーまたはエアースプリングであり、前記エアー圧により内部が所定の圧力に設定される。
【0061】
弾性部材13の上下両面には、円盤形状の支持板13Aおよび固定板13Bが取り付けられており、支持板13Aと固定板13Bには上下方向に延びるタップ孔13a,13aがそれぞれ設けられている。また固定板13Bには、ノズル13bが設けられており、このノズル13bにエアーパイプが接続されている。このエアーパイプおよびノズル13bを介して弾性部材13の内部圧力を設定可能となっている。前記弾性部材13の内部圧力の設定手段は、後に説明する実施の形態に関して図14において説明するのと同種の構造となっている。すなわち、複数設けられた各シール機構に設けられたそれぞれの弾性部材13のそれぞれに供給されるエアー圧力を個別に調整して設定可能となっている。
【0062】
前記弾性部材13は、径方向の膨らみ部分が前記開口部11C,11Cから幅方向にはみ出た状態で前記保持部11の内部に設置される。そして固定板13Bに設けられたタップ孔13a,13aに、前記保持部11の取付け面11Bに形成された取付け孔11b,11bに挿通された図示しないボルトによって保持部11の外部から締め付けられ、弾性部材13が保持部11の内部に固定される。
【0063】
弾性部材13の支持板13Aの直径dは、前記開口部11Dの幅寸法Wよりも大きく設定されており、弾性部材13が保持部11の内部に固定されたときに、支持板13Aが前記枠部11a,11aの内面11c,11cに対向する。よって、弾性部材13が膨張している状態では、前記支持板13Aの表面が前記内面11c,11cに圧接させられた状態となる。
【0064】
ここで、前記枠部11a,11aの内面11c,11cは、取付け面11Bと平行ではなく、内面11c,11cは揺動部10から離れるにしたがって前記取付け面11Bから遠ざかる方向へ傾斜角θにて傾斜している。なお、揺動部10が固定される前記固定面11Aと前記取付け面11Bは互いに直角である。
【0065】
よって、保持部11内で弾性部材13が膨張し、支持板13Aの表面が前記枠部11a,11aの内面11c,11cに圧接させられた状態で、前記支持板13Aの表面は前記取付け面11Bと平行ではなく、前記支持板13Aの表面は、揺動部10から離れるにしたがって前記取付け面11Bから遠ざかるように傾斜角θで傾斜した状態となる。
【0066】
前記アンビル14は、長手方向への厚みが一定寸法の基台14Aを有し、基台14Aの表面に長手方向に平行に延びる一対の凸部14B,14Bが形成されたものである。前記凸部14B,14Bの表面が、前記ホーン8に対向するシール対向面14aであり、このシール対向面14aが、連続する軟質ワークに形成されるシール部のパターン形状を設定するパターン面となっている。
【0067】
前記アンビル14の基台14Aには、長手方向の両端の2ヶ所に貫通孔14A1,14A1が設けられ、図示しないボルトによって基台14Aが支持ベース14Cに取り付けられている。さらに支持ベース14Cには図示しない貫通孔が2ヶ所形成されており、上述したタップ孔13a,13aに挿通される図示しないボルトをこの貫通孔に締結することにより、基台14A及び支持ベース14Cが、前記支持板13Aの表面に密着して固定される。
【0068】
前記アンビル14の支持ベース14Cと、前記シール対向面14aは平行である。よって、前記アンビル14が保持部11内の弾性部材13の支持板13Aに固定された状態で、前記シール対向面14aは、揺動部10(揺動軸10A)から離れるにしたがって前記取付け面11Bから遠ざかるように前記傾斜角θで傾斜している。
【0069】
次に、前記シール装置1に供給される連続する軟質ワーク30の一例を図8により説明する。この軟質ワーク30は、図8(B)のように折り畳まれた状態で前記シール装置1に供給される。図9は、シール部が形成されている状態を示すもので、図8(B)のIX−IX断面を示し、図10は図8(B)および図9のX−X断面を示している。
【0070】
そして、図8(B)では、シール装置1によって、連続する軟質ワーク30に、前記ホーン8とアンビル14とでシール部Sが形成された状態を示している。この連続する軟質ワーク30にシール部Sを形成した後に、隣接するシール部Sとシール部Sとの間の切断線C1−C1で切断することにより、軟質の吸収性物品であるパンツ型の使い捨ておむつが製造される。また図8(A)は、前記連続する軟質ワーク30が展開された状態を示している。
【0071】
図8(A)に示す展開された帯状体では、図示裏側に第1のシート32が位置し、その上に第2のシート31が重ねられている。第1のシート32は第2のシート31よりも幅寸法が広いものであり、図8(A)に示す一方の側30Aでは、第1のシート32の側縁32aが第2のシート31の上に重ねられるように折り畳まれている。同様に他方の側30Bでも、第1のシート32の側縁32bが、第2のシート31の上に重ねられるように折り畳まれている。この折り畳み状態は図10に示されている。
【0072】
そして、図10に示すように、帯状体の一方の側30Aでは、第1のシート32と第2のシート31との間に、複数本のウエストバンド35が挟まれている。また帯状体の他方の側30Bでは、第1のシート32と第2のシート31との間にウエストバンド36が挟まれている。ウエストバンド35とウエストバンド36はそれぞれ複数本ずつ設けられており、それぞれのウエストバンドは平行に配置されて、帯状体の送り方向に直線状に延びて配置されている。
【0073】
さらに、前記第1のシート32と第2のシート31との間には、レッグバンド37と38とが設けられている。レッグバンド37とレッグバンド38は、それぞれが複数本ずつ設けられている。レッグバンド37とレッグバンド38はそれぞれが波形状に湾曲する状態で帯状体の送り方向へ延びている。そして、図8(A)に示すように、前記レッグバンド37とレッグバンド38とで囲まれた領域に、パンツとなったときの脚挿通部となるレッグ穴34が形成されている。
【0074】
前記ウエストバンド35,36およびレッグバンド37,38は、帯状体の送り方向へ所定の倍率で伸ばされた状態で、第1のシート32と第2のシート31との間に挟まれている。そして、前記第1のシート32と第2のシート31、およびこれに挟まれた前記ウエストバンド35,36およびレッグバンド37,38は、ホットメルト型接着剤などで互いに接着されている。
【0075】
前記第1のシート32と第2のシート31は、通気性で且つ液遮断性であり、且つ熱による融着が可能なものである。例えば、熱可塑性の合成繊維で形成されたスパンボンド不織布やメルトブローン不織布、または前記不織布の積層体である。または、前記第1のシート32と第2のシート31の一方が前記不織布で、他方が通気性のプラスチックフィルムであってもよい。
【0076】
前記ウエストバンド35,36と、レッグバンド37,38は、糸状またはバンド状のゴム、合成ゴムなどの弾性伸縮部材である。
【0077】
前記第2のシート31の表面では、前記レッグ穴34とレッグ穴34との間に前記液吸収体33が設置されている。この液吸収体33は砂時計形状または長方形状であり、前記帯状体の送り方向へ向けて一定の間隔を開けて配置されている。液吸収体は、粉砕パルプ、粉砕パルプと吸水性ポリマー(SAP)との混合体、親水性不織布の積層体、エアーレイドパルプなどである。これら吸収材は、液透過性のトップシートで包まれている。そしてそれぞれの液吸収体33は、前記第2のシート31の表面にホットメルト型接着剤などで接着されている。
【0078】
前記トップシートは、スパンレース不織布、エアースルー不織布、液透過孔が形成されたプラスチックフィルムなどで形成されている。
【0079】
図8(A)に示す帯状体が長手方向に延びる中心線O1−O1によって2枚重ねに折られたのが図8(B)に示す連続する軟質ワーク30である。前記シール装置1に前記軟質ワーク30が供給されると、液吸収体33と33との間で、前記第1のシート32と前記第2のシート31とが重ねられた状態で、前記ホーン8とアンビル14とで挟圧され、超音波シールされる。図10に示すように、ホーン8とアンビル14とで挟まれる軟質ワーク30では、中間部分で2枚の第1のシート32と2枚の第2のシート31との4枚のシートが重ねられて最も厚みが小さくなっている。
【0080】
また、ウエストサイドとなる側では、前記4枚のシートに、さらに第1のシート32,32の側縁32a,32bの重なりが生じ、さらにウエストバンド35,36が介在して最も厚みが大きくなっている。前記レッグ穴34側であるレッグサイドでは、前記4枚のシートおよびレッグバンド37と38が介在しており、このレッグサイドでの厚みは、前記中間部分よりも大きく、且つ前記ウエストサイドよりも小さくなっている。
【0081】
前記第1のシート32と第2のシート31は熱融着性の素材で形成され、ホーン8から与えられる振動により内部発熱し、各シートが前記アンビル14のシール対向面14aに形成された微小凸パターンの形状に応じて溶着され、シール部Sが形成される。
【0082】
図8(B)の例では、前記微小凸パターンで形成されたシール部Sのパターンが、細かなシール線が列を成すように形成されている。前記シール装置1によって前記シール部Sが形成された後に、隣接するシール部Sとシール部Sとの間で、切断線C1−C1で切断され、軟質の吸収性物品であるパンツ型の使い捨ておむつが完成する。
【0083】
なお、本発明のシール装置1により製造される軟質の吸収性物品は、生理用ナプキンやパンティライナーなどであってもよい。
【0084】
以下、前記シール装置1の動作を説明する。
図2に示すように、前記連続する軟質ワーク30は、供給部(i)に設けられた供給ロール21に巻き掛けられて、前記回転ドラム5の外周面5Aに供給される。前記連続する軟質ワーク30は、回転ドラム5の外周面5A(さらに詳しくは外周面5Aから突出するホーン8のシール対向面8a)に対し、約180度の角度で巻き付けられ、排出部(ii)において前記回転ドラム5から離れ、排出ロール22の巻き掛けられて外部へ引き出される。
【0085】
前記連続する軟質ワーク30は、供給部(i)へ一定の速度で連続して送り込まれ、シール装置1では、タイミングホイール2に回転動力が伝達されて、前記回転軸3aおよび回転部である回転ベース6および回転ドラム5が一定の角速度で、図2と図3において反時計方向へ回転する。
【0086】
ここで、前記連続する軟質ワーク30は、回転ドラム5の外周面5Aから突出している前記ホーン8のシール対向面8aに接触し、この状態で回転ドラム5が回転する。そこでこの実施の形態では、前記シール対向面8aの回転周速度が連続する軟質ワーク30の供給速度と一致するように前記回転部の角速度が設定されている。したがって、回転ドラム5の外周面5Aでは、ホーン8のシール対向面8aと連続する軟質ワーク30とが互いに滑ることなく、一緒に周回するようになっている。
【0087】
また、回転ドラム5の外周面5Aに突出するホーン8の周方向の配列ピッチは、図8(B)に示す連続する軟質ワーク30の液吸収体33の配列ピッチおよび前記レッグ穴34の配列ピッチに一致している。よって回転ドラム5の外周面5Aに連続する軟質ワーク30が供給されると、図9に示すように、液吸収体33が、ホーン8とホーン8との間(シール機構とシール機構との間)に位置し、ホーン8のシール対向面8aには、液吸収体33が存在していない部分が設置される。
【0088】
回転ベース6および回転ドラム5が反時計方向へ一定の速度で回転する間、揺動支持部材9の揺動部10に設けられたフォロワー10aが、固定テーブル4に設けられたカム部材15のカム溝15cに沿って移動する。
【0089】
図3および図5に示すように、回転ベース6の回転により、フォロワー10aが、カム溝15c内を回転位置A0からA1の間を移動する際、前記カム溝15cによって、フォロワー10aが、回転中心線O−Oに接近する方向へ移動させられている。よって、この間は、図1の下部および図6に示すように、揺動支持部材9は、揺動軸10Aを中心として放射方向の外側に向けて回動させられ、揺動支持部材9に保持されている前記アンビル14は、回転中心線O−Oに対してほぼ90度の角度にて外側へ向けられる。なお、このとき揺動支持部材9は、カム部材15の欠損部15a内で回動しているため、アンビル14のシール対向面14aが、回転中心線O−Oに対して90度となるまで前記揺動支持部材9が回動することができる。
【0090】
前記連続する軟質ワーク30の供給部(i)と排出部(ii)は、前記回転位置A0からA1の間に位置している。この間では、回転ドラム5に供給される連続する軟質ワーク30の走行路と、回転ドラム5から排出される連続する軟質ワーク30の走行路において、前記アンビル14は連続する軟質ワーク30と干渉しない退避位置へ回動している。よって連続する軟質ワーク30の供給と排出がアンビル14により妨げられることがない。
【0091】
前記フォロワー10aが回転位置A1からA2へ移動する間、フォロワー10aはカム溝15cに案内されて外周方向へ移動させられる。よって揺動支持部材9が回転ドラム5の外周面5Aに向けて回動させられ、回転位置A2を越えると、図9に示すように、連続する軟質ワーク30の液吸収体33が設けられていない領域において、図10に示す第1のシート32と第2のシート31およびウエストバンド35,36とレッグバンド37,38の積層体が、ホーン8のシール対向面8aと、アンビル14のシール対向面14aとで挟持される。そしてこの状態が回転位置A3の手前まで続く。
【0092】
さらに、フォロワー10aが回転位置A3からA0へ至る間に、カム溝15cによってフォロワー10aが回転中心線O−O側へ案内され、アンビル14がホーン8および連続する軟質ワーク30から離れる方向へ回動する。そして回転位置A0に至ると、再び図6に示すように、アンビル14は回転中心線O−Oに対してほぼ90度の角度まで回動して退避位置となる。
【0093】
そして各揺動支持部材9のフォロワー10aが回転位置A2からA3に至る間において、超音波発生手段7に所定時間通電され、ホーン8が所定時間発振して、図8(B)に示すように、連続する軟質ワーク30にシール部S,Sが形成され、このシール部S,Sで軟質ワーク30が融着させられる。そして図8(B)に示すシールが完了した連続する軟質ワーク30が、排出ロール22により排出させられる。そして、排出ロール22から出た後に、シール部Sとシール部Sとの間で、図8(B)に示す切断線C1−C1で切断されて、個々のパンツ型おむつが製造される。
【0094】
図6は、揺動支持部材9が退避位置へ回動した状態を示している。この状態で、前記ホーン8の先端のシール対向面8aは、前記回転中心線O−Oおよび回転ドラム5の外周面5Aと平行な面Lhと一致しており、また揺動支持部材9の揺動中心(揺動軸10Aの中心)は、前記面Lh上に位置している。図6では、前記揺動中心を通り且つ前記面Lhと直角の面をLvで表している。図6の状態では、揺動支持部材9の保持部11の取付け面11Bが前記面Lvと平行である。
【0095】
図6の状態では、退避位置へ回動しているアンビル14のシール対向面14aが、前記面Lvよりもホーン8側へわずかに突出している。この突出量が、挟持位置へ至ってアンビル14がホーン8に加圧されたときの弾性部材13の収縮しろである。
【0096】
前記ノズル13bを介して前記弾性部材13には所定の内圧となるようにエアー供給が制御されている。図6の状態では、弾性部材13の前記内圧により弾性部材13の支持板13Aが、保持部11の枠部11aの傾斜している内面11cに加圧されている。そのため、アンビル14のシール対向面14aは、揺動軸10Aから離れるにしたがって、前記面Lvからの突出量が多くなるように前記面Lvに対して傾斜角θにて傾斜している。
【0097】
フォロワー10aが図3と図5に示す回転位置A1からA2へ至る間に、揺動支持部材9が回転ドラム5の外周面5Aに向けて回動し、この回動動作の最終段階において、図7(A)に示すように、アンビル14のシール対向面14aが、連続する軟質ワーク30を挟んでホーン8のシール対向面8aに当たる。
【0098】
ここで、図6において、アンビル14のシール対向面14aは、揺動中心から離れるにしたがってホーン8との接触方向へ向けて傾斜しているため、図7(A)に示すように、揺動支持部材9が図6の状態から(90度−θ)だけ回動したときに、アンビル14のシール対向面14aが、ホーン8のシール対向面8aとほぼ平行になる。
【0099】
そして、さらにフォロワー10aが回転位置A2に至り、揺動支持部材9が図7(B)に示すように、面Lvから90度回動した状態では、弾性部材13の支持板13Aの表面が保持部11の枠部11aの内面11cから離れ、取付け面11Bと支持板13A及びシール対向面14aが平行または略平行の状態でアンビル14は前記弾性部材13の弾性力を受けてホーン8に向けて弾性的に加圧される。
【0100】
このように、図6の状態でアンビル14のシール対向面14aが、傾斜角θを有して前記面Lvから突出しているため、図7(A)の状態で、ホーン8のシール対向面8aとアンビル14のシール対向面14aが平行または平行に近い状態で接触し、その後に弾性部材13からの弾性加圧力が前記アンビル14に作用するようになる。したがって、回動動作によりアンビル14がホーン8に圧接される際に、ホーン8のシール対向面8aに対してアンビル14のシール対向面14aが面Lhに沿ってずれる動作が生じにくくなる。
【0101】
これは、アンビル14のシール対向面14aとホーン8のシール対向面8aとが当り始める際に、平行な面どうしとして当接するためであり、シール対向面8a,14aの表面も損傷し難い。また連続する軟質ワーク30の挟み付けが平面で行われるので、連続する軟質ワーク30がシール対向面8aとシール対向面14aとで確実に挟持されるようになる。
【0102】
また、連続する軟質ワーク30が、パンツ型の使い捨ておむつの連続体である場合に、図10に示すように、ホーン8とアンビル14とでシール部Sを形成する部分では、連続する軟質ワーク30が平坦ではない。すなわちウエストサイドで最も厚みが大きく、中間で厚みが薄く、さらにレッグサイドで厚みが大きくなっている。したがってシールしようとする軟質ワーク30は、部分的に厚みが相違し、またその表面が凹凸形状である。
【0103】
このようにシール部Sを形成する箇所が、均一な厚さではなく、局部的に厚さが変化しているが、アンビル14は、袋状の弾性体の内部にエアー(流体)が封入されたエアーダンパーによりホーン8に向けて加圧されるため、連続する軟質ワーク30の厚みの変化に対してアンビル14のシール対向面14aが柔軟に対応できる。しかも弾性部材13の内部の圧力により、ホーン8とアンビル14とで、連続する軟質ワーク30がシール部Sの各場所においてほぼ均一に加圧される。よってシール部Sのシール品質を均一にできるようになる。
【0104】
また前記弾性部材13の袋体内の内圧は、ノズル13bからのエアー圧の供給により制御できる。よってシールしようとする連続する軟質ワーク30の素材や構造に応じて、前記弾性部材13の袋体内の内圧を変更する制御が容易にできる。したがって、連続する軟質ワーク30の構造が変更されて、それに伴ないアンビル14のシール対向面14aのシールパターンを変更するような場合であっても、弾性部材13の内圧を変化させるだけで、その段取りの設定を完了でき、常に最適な条件でシール作業を行うことができる。
【0105】
さらに、シール機構では連続する軟質ワーク30を挟持してからシールを行う機構を採用しているので、超音波発生手段7への通電時間を所定の時間に設定することと、シール圧力を所定の大きさに設定することで、如何なる生産回転数でもシール条件を一定に確保することができ、多様な生産スピードを実現することが可能になる。
【0106】
さらに、回転ドラム5の外周面5Aからのホーン8の先端の突出高さhを変更できるように、超音波発生手段7を回転ドラム5に対して法線方向(半径方向)へ位置を可変できるように取り付けておくことが好ましい。このように構成すると、前記突出高さhを、軟質ワーク30の液吸収体33の厚みに応じて変更することができ、液吸収体が設けられたどのような製品であっても、シートどうしを確実にシールできる。
【0107】
また、連続する軟質ワーク30が図8(B)に示すように各シートとともに液吸収体33が2枚に折られたものである場合には、図9に示す前記突出高さhは、液吸収体33が設けられている部分での連続する軟質ワーク30の厚みTのほぼ1/2であること、すなわち前記突出高さhが、展開した状態の液吸収体33の厚みとほぼ等しいことが好ましい。
【0108】
このように設定すると、液吸収体33が設けられていない部分で、シート31,32が、ホーン8とアンビル14とで、前記液吸収体33の厚みの影響を受けることなく確実に挟持できるようになる。
【0109】
また、前記実施の形態では、ホーン8が回転中心線O−O側に固定され、アンビル14が外側において揺動自在に設けられているが、逆にアンビル14が回転中心線O−O側に固定され、ホーン8が揺動動作するように設けられていてもよい。またシール機構は、第1の挟持部材と第2の挟持部材を加熱して両部材で連続する軟質ワークを挟圧してシールする熱シール機構であってもよい。
【0110】
また、揺動駆動手段として、前記第1の実施の形態では、揺動支持部材9に凸部となるフォロワー10aが設けられ、カム部材15にカム溝15cが形成されているが、逆に前記カム部材に凸条のカム軌跡が形成され、揺動支持部材に前記凸条のカム軌跡に案内される凹部が形成されたものであってもよい。
【0111】
また揺動支持部材9を揺動させる揺動駆動手段として、シリンダー機構などや以下に説明する第2の実施の形態のようにリンク機構を用いたものであってもよい。
【0112】
また、アンビルを加圧する弾性部材13がコイルスプリングなどであってもよい。
【0113】
図11ないし図14は本発明のシール装置の第2の実施の形態を示すものであり、図11は縦断面図、図12はカム部材の構造を示す正面図、図13でのアンビル14の支持状態を示す側面図、図14は弾性部材の内圧を設定する管路の構成図である。
【0114】
図11に示すシール装置40は、上記第1の実施の形態に示したシール装置1と、揺動駆動手段、超音波発生手段、アンビル14を支持する弾性部材の配置数、および図14に示す管路を用いた各弾性部材への内圧の設定条件が相違するだけであり、他の構成は実質的に同じである。
【0115】
すなわち、供給される軟質ワーク30は、図8ないし図10に示すものと同じである。またシール機構のシールのタイミングA0、A1、A2、A3は、シール装置1と同じであり、揺動支持部材の回動中心の位置や、揺動支持部材が退避位置へ回動したときのアンビル14の前記角度θ、およびアンビル14が回動してホーン8に当たるときのアンビル14とホーン8との相対動作、回転ドラム5からのホーン8の突出高さhの最適値などは、前記シール装置1と同じである。
【0116】
なお、以下においては第1の実施の形態のシール装置1と同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0117】
図11および図12に示すシール装置40でのシール機構は、第1の挟持部材であるホーン8と、第2の挟持部材であるアンビル14とからなる超音波シール装置である。第1の実施の形態とは異なり、前記ホーン8は複数の超音波発生手段7により振動させられるものであり、この実施の形態では、図11に示すように、回転ドラム5において放射状に配置されたそれぞれのシール機構に、2台の超音波発生手段7A,7Bが設けられている。2台の超音波発生手段7A,7Bは、回転ドラム5の幅方向すなわち回転ドラム5の回転中心線O−Oの延びる向きに並んでいる。このように並べられた超音波発生手段7A,7Bで前記ホーン8に振動が与えられると、ホーン8から軟質ワーク30に与えられる超音波振動の出力を高くできる。
【0118】
図10に示すように、前記軟質ワーク30のシール部Sを形成する部分では、ウエストサイドとレッグサイドにおいて積層体の厚みが大きくなっている。したがって、2つの超音波発生手段7A,7Bを、前記回転中心線O−Oに沿って配置することにより、軟質ワーク30の前記厚みの大きい部分に対して超音波振動を効率よく与えることができ、軟質ワーク30のシール領域の全域を均一に溶融させることができる。
【0119】
なお、各シール機構において、2台の超音波発生手段7A,7Bで、共通のホーン8に超音波振動が与えられるが、それぞれの超音波発生手段7A,7Bに別々のホーンが支持されているものであってもよい。
【0120】
前記回転ドラム5は、図12に示す正面形状が正六角形の回転ベース6に固定されている。そして前記回転ベース6の正六角形の各辺の中心部に、揺動支持部材50が支持されている。したがって、前記揺動支持部材50の配置角度は60度間隔である。前記揺動支持部材50は、揺動部51と保持部52とから構成され、前記揺動部51と保持部52は固定されている。それぞれの前記揺動部51は、揺動軸51Aによって前記回転ベース6の前記辺に揺動自在に支持されている。なお、前記揺動軸51Aは、前記回転中心線O−Oと直交する向きである。
【0121】
前記回転ベース6と対向する前記固定テーブル4の表面に、揺動駆動手段を構成するカム部材60が固定されている。このカム部材60は、所定の厚み寸法を有する平板形状であり、その正面にカム軌跡となるカム溝61が形成されている。このカム溝61は、前記回転中心線O−Oの周囲にて連続しており、またカム溝61の凹部の深さ方向は、前記回転中心線O−Oと平行な向きである。
【0122】
図11に示すように、それぞれの前記揺動部51とカム部材60との間にはリンク機構が設けられている。このリンク機構では、前記揺動部51に、前記回転中心線O−Oと直交する向きに設けられた連結軸51Bを介して駆動リンク53が回動自在に支持されている。
【0123】
前記回転ベース6の裏面には、回動リンク54の基部54Aが支持軸54aによって回動自在に支持されている。前記支持軸54aの軸方向は、前記回転中心線O−Oと平行な向きである。前記駆動リンク53の先端部は、前記回動リンク54の腕部54Bの先端部に、連結軸55を介して回動自在に連結されている。この連結軸55の軸方向は前記回転中心線O−Oと平行である。
【0124】
前記回動リンク54には駆動部材56が取り付けられている。この駆動部材56は、前記回動リンク54の中腹部に回動しないように固定された駆動支持体56aと、この駆動支持体56aに設けられたフォロワー56bを有している。そして、このフォロワー56bが、前記カム溝61内を移動できるようになっている。フォロワー56bは前記カム溝61内を転動するもの、あるいは転動することなく摺動するものである。
【0125】
図12では、前記駆動支持体56aの図示を省略しており、前記回動リンク54と前記フォロワー56b、および駆動リンク53の相対位置関係を示している。
【0126】
回転ベース6が回転すると、前記フォロワー56bが前記カム溝61に沿って移動する。このとき、カム溝61の形状に応じてフォロワー56bと回転中心線O−Oとの距離が変化する。この変化に応じて回動リンク54が回動させられ、さらに駆動リンク53を介して揺動支持部材50が回動させられる。この実施の形態では、カム部材60とフォロワー56bとで、揺動駆動手段が構成されている。
【0127】
前記カム溝61により、前記揺動支持部材50が回動させられるが、この回動のタイミングは第1の実施の形態のシール装置1と同じである。フォロワー56bが、A2からA3の間を移動するときに、揺動支持部材50が揺動軸51Aを中心に回転ドラム5の外周面5Aへ向けて回動して挟持位置に至る。また、フォロワー56bが、A0からA1の間を移動する間は、揺動支持部材50が揺動軸51Aを中心に固定テーブル4の方向へ向けてほぼ90度回動させられた退避位置となる。
【0128】
図11および図13に示すように、第2の実施の形態では、それぞれの保持部52に、2個の弾性部材71,72が設けられている。この2個の弾性部材71,72は、回転ドラム5の幅方向すなわち回転中心線O−Oに沿う向きに並んでいる。
【0129】
前記弾性部材71,72は、図4に示す弾性部材13と同じであり、弾性変形可能な袋体に流体としてエアーが供給されるものである。
【0130】
前記保持部52の基本的な構造は、図4に示す保持部11と同じであり、2つの弾性部材71,72は、固定板71Aと71Bを介して、前記保持部52の取付け面52Bに固定されている。また前記取付け面52Bと対向する部分には、図4に示した枠部11a,11aと同様の枠部51a,51aが形成されており、この枠部51a,51aの内面51c,51cは、前記取付け面52Bと平行な面に対して傾斜角θを有しており、前記内面51c,51cは、前記揺動軸51Aから離れるにしたがって、ホーン8の方向へ接近するように、傾斜している。
【0131】
前記弾性部材71,72の先部には支持板70が固定されており、この支持板70にアンビル14が固定されている。前記アンビル14がホーン8に接触していない状態では、前記弾性部材71,72の内部の流体圧力により、前記支持板70が前記内面51c,51cに押し付けられており、その結果、アンビル14の表面は前記傾斜角θを有している。この傾斜角θを設けたことの効果は、前記第1の実施の形態のシール装置1と同じである。
【0132】
前記固定板71A,72Aには、ノズル73,74が設けられており、このノズル73,74にエアーパイプ75,76が接続されている。このエアーパイプ75,76およびノズル73,74を介して、弾性部材71と弾性部材72の内部圧力を個別に設定できるようになっている。
【0133】
図10に示すように、前記軟質ワーク30においてホーン8とアンビル14とで挟持されるシール領域では、ウエストサイドの厚みが、レッグサイドの厚みよりも大きくなっている。よって、この実施の形態では、ウエストサイド側で前記アンビル14を押圧する前記弾性部材71の内部圧力よりも、レッグサイド側で前記アンビル14を押圧する弾性部材72の内部圧力の方をわずかに高く設定する。
【0134】
その結果、レッグサイド側でアンビル14がホーン8に対して比較的強く押圧され、ウエストサイド側でアンビル14がホーン8に対して比較的弱く押圧される。その結果、厚みの違いのある前記軟質ワーク30が、ウエストサイド側からレッグサイド側への全長においてほぼ同じような溶融状態となる。その結果、部分的に過剰溶融されることがなく、完成した吸収性物品においてシール部Sの一部分がごわごわと硬くなって風合いを低下させるような現象を避けることができる。
【0135】
また厚みの相違する部分に均一なシールが形成されるため、弾性部材71と弾性部材72の両部材の内部圧力を過大にしなくても、シール不良が発生しにくい。よって軟質ワークに過大な圧力が作用して、シートが溶断されるなどの不良の発生を防止しやすい。
【0136】
複数の弾性部材71,72における内部圧力の個別の設定は、前記のように軟質ワーク30が厚みの相違する部分を有している場合に有効であるが、これに代えて、またはこれに加えて、シール部に材質の異なる素材が分布している場合にも有効である。例えばシール部に、場所によって溶融温度の相違する素材が位置している場合には、溶融温度の高い素材に対向する部分で弾性部材の内部圧力を高めにし、溶融温度の低い素材に対向する部分で弾性部材の内部圧力を弱くする。これにより、均一なシール部が形成されるようになる。
【0137】
なお、この実施の形態では、アンビル14が単一のものであるが、弾性部材71で加圧されるアンビルと、弾性部材72で加圧されるアンビルを別々に設けてもよい。または単一のアンビルを用い、弾性部材71で支持される部分と弾性部材72で支持される部分の中間を薄肉に形成するなどして、弾性部材71で押圧される部分と、弾性部材72で押圧される部分が、個別に動作しやすいようにしてもよい。
【0138】
図14は、各シール機構にそれぞれ設けられた各弾性部材71と各弾性部材72の内部圧力を変化させて設定できる圧力設定手段となる管路を示している。
【0139】
エアポンプなどのエアー圧発生部80から高い圧力のエアーが、2つの圧力設定部81と82に与えられる。一方の圧力設定部81は、軟質ワーク30に対してシール作業を行うときに、弾性部材71,72への供給圧力を所定の値に設定するためのものである。他方の圧力設定部82は、弾性部材71,72内のエアーを抜いて、弾性部材71,72による支持板70の押圧を解除するためのものである。これは例えばシール作業の開始時にシール装置40へ軟質ワーク30を供給し、回転ドラム5を所定時間回転させるなどの段取り作業の際に設定されるものである。前記圧力設定部81と82は、ダイアフラムを用いたレギュレータなどで構成されている。
【0140】
そして、前記圧力設定部81と前記圧力設定部82は、切換え弁84によって切り換えられる。また、切換え弁84の先には圧力センサー85が設けられている。この圧力センサー85は管路内の圧力が所定値よりも下がったときに電気信号85aを発生するものであり、この電気信号85aが得られたときに、シール装置40によるシール作業が停止させられる。
【0141】
各シール機構では、パイプ75を介して弾性部材71の内部に連通する減圧調整弁86と、パイプ76を介して弾性部材72の内部に連通する減圧調整弁87が設けられている。シール作業中に前記圧力設定部81で設定された圧力が、前記減圧調整弁86で減圧されて弾性部材71に供給され、前記減圧調整弁87で減圧されて弾性部材72に供給される。
【0142】
前記減圧調整弁86と87は、弁の開度を調整することで、弾性部材71,72に供給される圧力を個別に調整して設定できる。これにより、前述のように、例えば弾性部材71の内部圧力がやや低く、弾性部材72の内部圧力がやや高く設定される。
【0143】
なお、各シール機構に設けられた複数の弾性部材71に供給されるエアー圧力を全て同時に調整する減圧調整弁と、複数の弾性部材72に供給されるエアー圧を全て同時に調整する減圧調整弁を設けてもよい。
【0144】
また、図14に示す管路のうち、圧力センサー85と減圧調整弁86,87が回転ベース6に搭載されており、切換え弁84と圧力センサー85を結ぶ管路は、回転中心線O−Oに沿って配管されて、さらに回動継ぎ手を介してシール装置40の外部に延びるように構成されている。
【0145】
なお、前記第1の実施の形態のシール装置1においても、図14に示すのと同様の管路が用いられている。ただし前記シール装置1では、各シール機構に対応する減圧調整弁は1個ずつ設けられている。
【0146】
なお、上記第2の実施の形態では、保持部52に2つの弾性部材71,72を設けたものを示したが、本発明はこれに限られるものではなく3つ以上の弾性部材を設けたものであってもよい。
【0147】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、連続する軟質ワークに対し高速で間欠箇所にシール部を形成することができる。また、シール機構の第2の挟持部材を放射方向の外側に向けて回動させ、第1の挟持部材から離しているため、第1の挟持部材と第2の挟持部材による連続する軟質ワークの挟持と挟持解除を迅速に且つ確実に行うことができる。また第2の挟持部材を揺動させる動作のみで前記挟持と挟持解除ができるので、装置の動作を単純にでき、機構構造を簡潔なものにできる。
【0148】
特に前記第2の挟持部材をカム部材で回動させると、回転部の回転動力を用いて前記第2の挟持部材を挟持および挟持解除方向へ動作させることができ、動力源を最少にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシール装置の実施の形態を示しており、図3のI−I線の矢視断面図、
【図2】シール装置の回転部を説明する斜視図、
【図3】シール装置の動作状態を示す説明図、
【図4】揺動支持部材の構造を示す分解斜視図、
【図5】固定部側のカム部材の形状を示す正面図、
【図6】アンビルがホーンから離れた退避位置に移動した状態を示す側面図、
【図7】(A)は揺動支持部材が回動してアンビルがホーンに接した状態を示す側面図、(B)は弾性部材が収縮してアンビルがホーンに加圧された状態を示す側面図、
【図8】(A)は連続する軟質ワークの展開状態を示す斜視図、(B)はシール装置に供給される状態の連続する軟質ワークを示す斜視図、
【図9】連続する軟質ワークが、ホーンとアンビルとで挟持された状態を示す断面図であり、軟質ワークの断面方向は図8(B)のIX−IX断面である、
【図10】連続する軟質ワークが、ホーンとアンビルとで挟持された状態を示す断面図であり、軟質ワークの断面方向は図8(B)のX−X断面である、
【図11】本発明のシール装置の第2の実施の形態を示す縦断面図、
【図12】カム部材の構造を示す正面図、
【図13】揺動支持部の側面図、
【図14】弾性部材にエアーを供給するための管路の説明図、
【符号の説明】
1 シール装置
2 タイミングホイール
3 軸受部
3a 回転軸
4 固定テーブル
5 回転ドラム
6 回転ベース
7 超音波発生手段
8 ホーン(第1の挟持部材)
8a シール対向面
9 揺動支持部材
10 揺動部
10a フォロワー
11 保持部
13 弾性部材
14 アンビル
14a シール対向面
15 カム部材
15a 欠損部
15b 溝部
15c カム溝
21 供給ロール
22 排出ロール
30 連続する軟質ワーク
31 第2のシート
32 第1のシート
33 液吸収体
35,36 ウエストバンド
37,38 レッグバンド
40 シール装置
50 揺動支持部材
51 揺動部
52 保持部
53 駆動リンク
54 回動リンク
56 駆動部材
56b フォロワー
60 カム部材
61 カム溝
71,72 弾性部材
75,76 エアーパイプ
80 エアー供給源
81,82 圧力設定部
84 切換え弁
85 圧力センサー
86,87 減圧調整弁
O−O 回転中心線
(i) 供給部
(ii) 排出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device for forming a sealing portion for a continuous soft work for manufacturing soft articles such as disposable diapers and sanitary napkins. In In particular, a sealing device that can perform reliable sealing operations with simple operation. In Related.
[0002]
[Prior art]
An apparatus for producing a continuous soft article such as a diaper by ultrasonically sealing a continuous web at a constant interval is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 10-513128 (PCT / US96 / 00618). Yes.
[0003]
In the invention described in the publication, an ultrasonic sealing mechanism including a plurality of ultrasonic horns and anvils is provided on the rotating work drum, and rotates together with the rotating work drum. The web is wound around the outer peripheral surface of the rotating work drum, and the web is sent in the downstream direction from the upstream side as the rotating work drum rotates. The ultrasonic horn is driven by a cam so as to be able to reciprocate in the width direction on the outer peripheral surface of the rotating work drum, and an anvil facing the ultrasonic horn is provided inside the drum. Then, when a continuous web is sent by the rotation of the rotating work drum, the ultrasonic horn crosses the web in the width direction by a certain distance, thereby forming a linear ultrasonic seal portion with respect to the web. Is done.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the sealing device disclosed in JP 10-513128 A, the operation of reciprocating the ultrasonic horn along the width direction on the outer peripheral surface of the rotating work drum is performed by cam driving, so the rotational speed of the drum Therefore, it is necessary to change the reciprocating speed of the ultrasonic horn accordingly. Therefore, the moving speed of the ultrasonic horn will change according to the production speed, the time of the pressure and time of the sealing conditions will change, and sealing can be performed under good sealing conditions. It becomes difficult. In other words, the sealing device described in the above publication is limited by cam shapes, drum diameters, and the like, so that only a production speed corresponding to these can be realized. Therefore, when an attempt is made to change the production speed after manufacturing the device, there is a structural problem that the allowable range that can be changed is narrow.
[0005]
In the case of continuously sealing absorbent articles such as diapers, rubber or gathers are generally provided in the web, and these are generally ultrasonically sealed together. In products having rubber or gathers, undulations are formed in the web. Therefore, when such a web is sealed with the sealing device disclosed in Japanese Patent Publication No. 10-513128, the super-reciprocating movement as described above is performed. The sonic horn moves up and down in accordance with the undulations, and the pressure applied to the web is likely to change during sealing. Therefore, it is difficult to uniformly ultrasonically seal the web, and there is a problem that the finish and strength of the seal portion are likely to vary.
[0006]
Furthermore, it is necessary to control the air cylinder to apply pressure to the ultrasonic horn when the ultrasonic horn contacts the web, and to release the pressure by controlling the air cylinder when leaving the web. Is required.
[0007]
In addition, when sealing a web for manufacturing the absorbent article or the like, the thickness of the web is often different at the seal location. In this case, when the ultrasonic horn and the anvil are clamped by a single pressurizing means, the thick part of the web is pressed with a larger force than the thin part, so The web melts in a large portion preferentially over a portion having a small thickness. For this reason, there is a problem that the web becomes hard at a thick portion, and the seal strength and the texture of the finish vary depending on the location at the seal location.
[0008]
The present invention is intended to solve the above-described conventional problems, and has a simple structure that is excellent in mass productivity and capable of uniform sealing. The It is intended to provide.
[0009]
Further, the present invention provides a sealing device capable of preventing occurrence of a portion having a different sealing strength or finishing texture by uniformly melting a sealing portion even for a soft work having different thickness dimensions. The It is intended to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention Has a rotating part, a rotation driving means for rotating the rotating part, and a plurality of seal mechanisms arranged along the rotation direction of the rotating part, and sandwiches a soft work in the seal mechanism to A first clamping member and a second clamping member that form a seal portion on the workpiece are provided, and the continuous soft workpiece supplied to the sealing mechanism is within the predetermined range of the circular trajectory of the sealing mechanism. In the sealing device in which the sealing portion is formed by being sandwiched between the sandwiching member and the second sandwiching member,
In the sealing mechanism, the first clamping member is positioned on the rotation center side of the rotating portion, and the seal facing surface is directed outward in the normal direction from the rotation center. The second sandwiching member corresponding to the member is disposed on the outer side in the normal line direction than the first sandwiching member, and the second sandwiching member has a seal-opposing surface of the first sandwiching member. Is supported by the rotating portion so as to be able to rotate to a sandwiching position where pressure is applied toward the seal-facing surface and a retracted position away from the first sandwiching member,
When the rotating portion rotates, the second holding member is rotated to the holding position within the predetermined range, and at least the soft work supply portion to the seal mechanism and the soft from the seal mechanism A swing driving means for rotating the second clamping member to the retracted position is provided at the work discharge portion.
[0011]
Said The present invention Then, since the second clamping member constituting the seal mechanism is rotated away from the radially arranged first clamping member in the radial direction to be in the retracted position, the simple swaying motion can be used for the first clamping member. The two clamping members can be moved to a retracted position that does not interfere with the sealed state and the transfer of the continuous soft workpiece. Further, since the sealing is performed by the operation in which the first clamping member and the second clamping member are brought into contact with each other, the sealing can be performed at a high speed.
[0012]
For example, the continuous soft workpiece has at least a weldable sheet, and the continuous soft workpiece includes a liquid absorber disposed at intervals in the supply direction, and the liquid absorber. And a weldable sheet to be supported, and the liquid absorber is sealed in a state in which the sheets are stacked with the liquid absorber positioned between the seal mechanism and the seal mechanism.
[0013]
By interposing the liquid absorber between the sealing mechanisms, the sheet can be reliably sealed at a portion where there is no liquid absorber.
[0014]
The rotating portion is provided with a rotating drum, and the first clamping member is disposed inside the rotating drum, and a seal facing surface of the first clamping member protrudes from an outer peripheral surface of the rotating drum. It is preferable that it exists in the position to do.
[0015]
With this structure, the sheets can be reliably sealed with the liquid absorber between the sealing mechanisms and on the outer peripheral surface of the rotating drum.
[0016]
Moreover, it is preferable that the seal-facing surface of the second holding member when rotated to the retracted position is rotated to an angle of approximately 90 degrees with respect to the rotation center axis of the rotating portion.
[0017]
By rotating the second sandwiching member in the retracted position to the angle, the second sandwiching member is reliably retracted to a position where it does not interfere with the soft work in the continuous soft work supply unit and discharge unit. It is possible to make it.
[0018]
For example, as the swing driving means, a cam locus fixed at a position where the rotating portion faces is provided, and when the rotating portion rotates, it moves along the cam locus and moves the second clamping member. A follower that is rotated to the clamping position and is rotated to the retracted position is provided.
[0019]
In this case, the cam locus is a continuous cam groove that surrounds the entire circumference of the rotation center of the rotating portion.
[0020]
For example, the follower is attached to a swing support member that supports the second sandwiching member, and when the follower moves along the cam trajectory, the swing support member is moved from the sandwiched position to the sandwiching position. A link mechanism is provided between the swing support member that supports the second clamping member and the follower, and the follower is moved along the cam locus. When moving, the swing support member is rotated to the clamping position and the retracted position via the link mechanism.
[0021]
The second pinching member is provided for each seal mechanism by providing the cam locus fixed in this way and rotating the second pinching member using the rotation operation of the rotating portion as a drive source. There is no need to provide a drive source such as a cylinder mechanism for rotating the.
[0022]
The rotating portion is provided with a swing support member that is swingably supported by the swing shaft, and the second clamping member is supported by the swing support member via an elastic member. It is preferable that when the second clamping member is rotated to the clamping position, the second clamping member is pressurized toward the first clamping member via an elastic force exerted by the elastic member. .
[0023]
By pressing the second clamping member toward the first clamping member via the elastic member, even if the soft work has a structure with unevenness, the seal facing surface of the second clamping member and the first clamping It becomes easy to apply a uniform pressing force to each part of the soft workpiece with the seal-facing surface of the member.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings.
[0046]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a sealing device of the present invention (a sectional view taken along the line I-I in FIG. 3), and FIG. 2 is a perspective view showing a rotating drum of the sealing device and its internal structure. 3 is an explanatory view showing the operating state of the seal device, FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the swing support portion, FIG. 5 is a front view of the cam member on the fixed portion side, and FIG. 7A and 7B are side views showing a state in which the anvil (second clamping member) is rotated to the retracted position with respect to the horn (first clamping member), and FIGS. 7A and 7B show the anvil to the clamping position. It is a side view which shows the process in which it rotates.
[0047]
In the sealing device 1 shown in FIG. 1, a bearing portion 3 is provided on a stationary table 4 that is a stationary portion, and a
[0048]
A rotating base 6 serving as a rotating portion is fixed to the
[0049]
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
[0050]
The rotating part is provided with a seal mechanism. This sealing mechanism is to sandwich and seal a continuous soft workpiece between the first clamping member and the second clamping member. In this embodiment, the sealing mechanism is an ultrasonic sealing mechanism, and this sealing mechanism is The first sandwiching member to be configured is the
[0051]
The
[0052]
The rotation base 6 has a hexagonal shape, and a
[0053]
A
[0054]
The center of the
[0055]
A
[0056]
As shown in FIG. 5, the
[0057]
Therefore, while the
[0058]
FIG. 4 shows the holding
[0059]
The holding
[0060]
The bottom surface of the holding
[0061]
A disc-shaped
[0062]
The
[0063]
The diameter d of the
[0064]
Here, the
[0065]
Accordingly, the
[0066]
The
[0067]
The base 14A of the
[0068]
The
[0069]
Next, an example of a continuous
[0070]
FIG. 8B shows a state in which the sealing portion 1 is formed by the
[0071]
In the developed belt-like body shown in FIG. 8A, the
[0072]
As shown in FIG. 10, a plurality of
[0073]
Further,
[0074]
The
[0075]
The
[0076]
The
[0077]
On the surface of the
[0078]
The top sheet is formed of a spunlace nonwoven fabric, an air-through nonwoven fabric, a plastic film in which liquid permeation holes are formed, or the like.
[0079]
A continuous
[0080]
Also, on the side that becomes the waist side, First The side edges 32a and 32b of the
[0081]
The
[0082]
In the example of FIG. 8B, the pattern of the seal portion S formed by the minute convex pattern is formed such that fine seal lines form a row. After the sealing part S is formed by the sealing device 1, a pants-type disposable diaper that is a soft absorbent article is cut between the adjacent sealing part S and the sealing part S along a cutting line C1-C1. Is completed.
[0083]
The soft absorbent article manufactured by the sealing device 1 of the present invention may be a sanitary napkin or a panty liner.
[0084]
Hereinafter, the operation of the sealing device 1 will be described.
As shown in FIG. 2, the continuous
[0085]
The continuous
[0086]
Here, the continuous
[0087]
Further, the arrangement pitch in the circumferential direction of the
[0088]
While the rotating base 6 and the
[0089]
As shown in FIGS. 3 and 5, when the
[0090]
The supply part (i) and the discharge part (ii) of the continuous
[0091]
While the
[0092]
Further, while the
[0093]
Then, while the
[0094]
FIG. 6 shows a state where the
[0095]
In the state of FIG. 6, the
[0096]
Air supply is controlled to the
[0097]
While the
[0098]
Here, in FIG. 6, the
[0099]
When the
[0100]
Thus, since the
[0101]
This is because the
[0102]
Moreover, when the continuous
[0103]
As described above, the portion where the seal portion S is formed is not uniform in thickness but locally changes in thickness, but the
[0104]
The internal pressure of the
[0105]
Further, since the sealing mechanism employs a mechanism that performs sealing after sandwiching the continuous
[0106]
Furthermore, the position of the
[0107]
Further, when the continuous
[0108]
With this setting, the
[0109]
Moreover, in the said embodiment, although the
[0110]
In the first embodiment, the
[0111]
Further, as a swing driving means for swinging the
[0112]
The
[0113]
11 to 14 show a second embodiment of the sealing device of the present invention. FIG. 11 is a longitudinal sectional view, FIG. 12 is a front view showing the structure of the cam member, and FIG. FIG. 14 is a side view showing the support state, and FIG. 14 is a configuration diagram of a pipe line for setting the internal pressure of the elastic member.
[0114]
The sealing device 40 shown in FIG. 11 is the same as the sealing device 1 shown in the first embodiment, the number of vibration driving means, ultrasonic wave generating means, the number of elastic members that support the
[0115]
That is, the supplied
[0116]
In addition, below, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the sealing device 1 of 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0117]
The sealing mechanism in the sealing device 40 shown in FIGS. 11 and 12 is an ultrasonic sealing device including a
[0118]
As shown in FIG. 10, in the part which forms the seal part S of the said soft workpiece |
[0119]
In each sealing mechanism, ultrasonic vibration is applied to the
[0120]
The
[0121]
A
[0122]
As shown in FIG. 11, a link mechanism is provided between each swinging
[0123]
On the back surface of the rotation base 6, a
[0124]
A driving
[0125]
In FIG. 12, the
[0126]
When the rotary base 6 rotates, the
[0127]
The swing support member 50 is rotated by the
[0128]
As shown in FIGS. 11 and 13, in the second embodiment, two
[0129]
The
[0130]
The basic structure of the holding
[0131]
A
[0132]
The fixing
[0133]
As shown in FIG. 10, in the seal region sandwiched between the
[0134]
As a result, the
[0135]
In addition, since uniform seals are formed at portions having different thicknesses, poor sealing hardly occurs even if the internal pressures of both the
[0136]
Individual setting of the internal pressure in the plurality of
[0137]
In this embodiment, the
[0138]
FIG. 14 shows conduits serving as pressure setting means that can be set by changing the internal pressure of each
[0139]
High pressure air is supplied to the two
[0140]
The pressure setting unit 81 and the
[0141]
Each sealing mechanism is provided with a pressure reducing
[0142]
The pressure reducing
[0143]
In addition, a pressure reducing adjustment valve that simultaneously adjusts all the air pressures supplied to the plurality of
[0144]
14, the pressure sensor 85 and the pressure reducing
[0145]
In the sealing device 1 of the first embodiment, the same pipe line as shown in FIG. 14 is used. However, in the sealing device 1, one decompression adjusting valve corresponding to each sealing mechanism is provided.
[0146]
In the second embodiment, the holding
[0147]
【The invention's effect】
According to the present invention described in detail above, it is possible to form a seal portion at an intermittent portion at a high speed with respect to a continuous soft workpiece. In addition, since the second clamping member of the seal mechanism is rotated outward in the radial direction and separated from the first clamping member, the continuous soft work by the first clamping member and the second clamping member It is possible to quickly and reliably perform clamping and releasing. Further, since the clamping and releasing can be performed only by swinging the second clamping member, the operation of the apparatus can be simplified and the mechanism structure can be simplified.
[0148]
In particular, when the second clamping member is rotated by the cam member, the second clamping member can be operated in the clamping and releasing directions using the rotational power of the rotating portion, and the power source is minimized. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of a sealing device of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a rotating part of the sealing device;
FIG. 3 is an explanatory view showing an operating state of the sealing device;
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the structure of a swing support member;
FIG. 5 is a front view showing the shape of the cam member on the fixed portion side;
FIG. 6 is a side view showing a state where the anvil has moved to a retracted position away from the horn;
7A is a side view showing a state where the swing support member is rotated and the anvil is in contact with the horn, and FIG. 7B is a state where the elastic member is contracted and the anvil is pressed against the horn. Side view,
8A is a perspective view showing a developed state of a continuous soft work, FIG. 8B is a perspective view showing a continuous soft work being supplied to a sealing device,
9 is a cross-sectional view showing a state in which a continuous soft work is sandwiched between a horn and an anvil, and the cross-sectional direction of the soft work is a IX-IX cross section of FIG. 8B.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which a continuous soft work is sandwiched between a horn and an anvil, and the cross-sectional direction of the soft work is the XX cross section of FIG.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the sealing device of the present invention,
FIG. 12 is a front view showing the structure of a cam member;
FIG. 13 is a side view of the swing support part;
FIG. 14 is an explanatory diagram of a conduit for supplying air to the elastic member;
[Explanation of symbols]
1 Sealing device
2 Timing wheel
3 Bearing part
3a Rotating shaft
4 fixed table
5 Rotating drum
6 Rotating base
7 Ultrasonic wave generation means
8 Horn (first clamping member)
8a Seal facing surface
9 Swing support member
10 Swing part
10a Followers
11 Holding part
13 Elastic member
14 Anvil
14a Seal facing surface
15 Cam member
15a missing part
15b groove
15c Cam groove
21 Supply roll
22 Discharge roll
30 continuous soft workpieces
31 Second sheet
32 First sheet
33 Liquid absorber
35, 36 waistband
37, 38 leg bands
40 Sealing device
50 Swing support member
51 Oscillating part
52 Holding part
53 Drive link
54 Rotating link
56 Drive member
56b Followers
60 Cam member
61 Cam groove
71, 72 Elastic member
75,76 Air pipe
80 Air supply source
81,82 Pressure setting part
84 Switching valve
85 Pressure sensor
86,87 Pressure reducing adjustment valve
OO rotation center line
(I) Supply section
(Ii) Discharge unit
Claims (10)
前記シール機構では、前記第1の挟持部材が前記回転部の回転中心側に位置してそのシール対向面が前記回転中心からの法線方向の外側に向けられており、それぞれの第1の挟持部材に対応する前記第2の挟持部材が、前記第1の挟持部材よりも法線方向の外側に配置されているとともに、前記第2の挟持部材は、そのシール対向面が第1の挟持部材の前記シール対向面に向けて加圧される挟持位置と、前記第1の挟持部材から離れる退避位置とへ回動できるように前記回転部に支持されており、
前記回転部が回転する際に前記所定の範囲で、前記第2の挟持部材を前記挟持位置へ回動させるとともに、少なくとも前記シール機構への前記軟質ワークの供給部および前記シール機構からの前記軟質ワークの排出部で、前記第2の挟持部材を前記退避位置へ回動させる揺動駆動手段が設けられていることを特徴とするシール装置。A rotation unit; a rotation driving unit that rotates the rotation unit; and a plurality of seal mechanisms arranged along a rotation direction of the rotation unit. The soft work is sandwiched between the seal mechanism and the soft work. A first clamping member and a second clamping member that form a seal portion are provided, and the continuous soft workpiece supplied to the seal mechanism is capable of causing the first clamp member to fall within a predetermined range of the circular trajectory of the seal mechanism. In the sealing device in which the seal portion is formed by being sandwiched between the member and the second sandwiching member,
In the sealing mechanism, the first clamping member is positioned on the rotation center side of the rotating portion, and the seal facing surface is directed outward in the normal direction from the rotation center. The second sandwiching member corresponding to the member is disposed on the outer side in the normal line direction than the first sandwiching member, and the second sandwiching member has a seal-opposing surface of the first sandwiching member. Is supported by the rotating portion so as to be able to rotate to a sandwiching position where pressure is applied toward the seal-facing surface and a retracted position away from the first sandwiching member,
When the rotating portion rotates, the second holding member is rotated to the holding position within the predetermined range, and at least the soft work supply portion to the seal mechanism and the soft from the seal mechanism A sealing device characterized in that a swing driving means for rotating the second clamping member to the retracted position is provided at a work discharge portion.
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