JP5784157B2 - 吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置、及び超音波溶着方法 - Google Patents
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Description
また、同装置120は、超音波処理ユニット160も備えており、同ユニット160は、回転ドラム130と一体となって上記中心軸C130回りに回転する。そして、かかる回転中に、同ユニット160は、シート状部材1aに対して超音波溶着処理を行う。
すなわち、同ユニット160は、回転ドラム130の外周面130sに、搬送方向と直交するCD方向に延びて設けられたレール状のアンビル171と、アンビル171よりも回転ドラム130の回転半径方向の外方に配置されて超音波振動するローラー状のホーン161と、を有している。そして、これらホーン161及びアンビル171の両者が、回転ドラム130及びシート状部材1aと一緒に上記中心軸C130回りに回転している最中に、ローラー状のホーン161は、アンビル171をCD方向に沿って転がってCD方向に往復移動するが、その際に、同ホーン161は、シート状部材1aのうちでアンビル171上に乗っている部分1apに対して超音波エネルギーを投入して、これにより当該部分1apを溶着する。
同図1Bに示すように、先ず、超音波溶着処理中にホーン161はCD方向に移動するので、当該溶着処理に伴ってシート状部材1aから溶融した溶融物は、CD方向に移動するホーン161の進行方向の下流側に押し出される傾向にある。そのため、上述のように復路にてシート状部材1aを越える位置Poutまで、溶着に必要な大きさの超音波エネルギーを投入した場合には、シート状部材1aのCD方向の端縁1aebeを横切り終える際に、シート状部材1aのCD方向の端縁1aebeから溶融物が飛び出し得る。そして、これが固化すると、同端縁1aebeに溶着屑がバリ状に飛び出した状態で残留してしまい、その結果、おむつの見栄えを悪くしてしまう恐れがある。
中心軸回りに回転する回転部材の外周面に巻き付けられながら搬送されるシート状部材に超音波溶着処理を行う超音波溶着装置であって、
前記回転部材と、
前記回転部材と一緒に前記中心軸回りに回転する超音波処理ユニットと、を備え、
前記超音波処理ユニットは、超音波振動するホーンと、前記ホーンとで前記シート状部材を挟み込むアンビルと、を有し、
前記ホーン及び前記アンビルのうちの少なくとも一方の超音波処理部材は、前記シート状部材の搬送方向と交差するCD方向に往復移動可能に案内されているとともに、前記シート状部材において前記回転部材に巻き付けられている部分に対して、前記超音波処理部材は、前記CD方向に往復移動を行い、
前記往復移動においては、前記超音波処理部材は、前記シート状部材における前記CD方向の各端部を越えた位置まで移動するとともに、当該越えた位置においても、前記ホーンと前記アンビルとは互いに対向しており、
前記回転部材の前記外周面は、前記シート状部材の前記各端部が位置すべき各区間をそれぞれ有し、
前記シート状部材の前記CD方向の一方の端部が位置すべき区間を第1区間とし、前記シート状部材の前記CD方向の他方の端部が位置すべき区間を第2区間としたとき、前記往復移動の往路において、前記超音波処理部材は、前記第1区間を通過した後に前記第2区間を通過し、
前記超音波処理部材が前記第2区間を通過しているときに、前記CD方向の単位長さ当たりに投入する超音波エネルギーの大きさ(J/m)を減らし始める超音波エネルギー調整部を有していることを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置である。
また、
中心軸回りに回転する回転部材の外周面に巻き付けられながら搬送されるシート状部材に超音波溶着処理を行う超音波溶着方法であって、
前記回転部材と一緒に超音波処理ユニットを前記中心軸回りに回転することと、
前記超音波処理ユニットが具備するホーンが超音波振動をすることと、
前記ホーンに対向して配置されたアンビルと共同して前記シート状部材を挟み込みながら、前記ホーン及び前記アンビルのうちの少なくとも一方の超音波処理部材が、前記シート状部材において前記回転部材に巻き付けられている部分に対して前記CD方向に往復移動を行うことと、を有し、
前記往復移動においては、前記超音波処理部材は、前記シート状部材における前記CD方向の各端部を越えた位置まで移動するとともに、当該越えた位置においても、前記ホーンと前記アンビルとは互いに対向しており、
前記回転部材の前記外周面は、前記シート状部材の前記各端部が位置すべき各区間をそれぞれ有し、
前記シート状部材の前記CD方向の一方の端部が位置すべき区間を第1区間とし、前記シート状部材の前記CD方向の他方の端部が位置すべき区間を第2区間としたとき、前記往復移動の往路において、前記超音波処理部材は、前記第1区間を通過した後に前記第2区間を通過し、
前記超音波処理部材が前記第2区間を通過しているときに、前記CD方向の単位長さ当たりに投入する超音波エネルギーの大きさ(J/m)を減らし始めることを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着方法である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
中心軸回りに回転する回転部材の外周面に巻き付けられながら搬送されるシート状部材に超音波溶着処理を行う超音波溶着装置であって、
前記回転部材と、
前記回転部材と一緒に前記中心軸回りに回転する超音波処理ユニットと、を備え、
前記超音波処理ユニットは、超音波振動するホーンと、前記ホーンとで前記シート状部材を挟み込むアンビルと、を有し、
前記ホーン及び前記アンビルのうちの少なくとも一方の超音波処理部材は、前記シート状部材の搬送方向と交差するCD方向に往復移動可能に案内されているとともに、前記シート状部材において前記回転部材に巻き付けられている部分に対して、前記超音波処理部材は、前記CD方向に往復移動を行い、
前記往復移動においては、前記超音波処理部材は、前記シート状部材における前記CD方向の各端部を越えた位置まで移動するとともに、当該越えた位置においても、前記ホーンと前記アンビルとは互いに対向しており、
前記回転部材の前記外周面は、前記シート状部材の前記各端部が位置すべき各区間をそれぞれ有し、
前記各区間のうちで、前記超音波処理部材が前記CD方向に前記シート状部材を横切り始めるときに通過する区間を第1区間とし、横切り終えるときに通過する区間を第2区間とした場合に、
前記超音波処理部材が前記第2区間を通過しているときに、前記CD方向の単位長さ当たりに投入する超音波エネルギーの大きさ(J/m)を減らし始める超音波エネルギー調整部を有していることを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置である。
また、第2区間で超音波エネルギーを減らし始めることによって、第2区間を越えた位置では、超音波振動するホーンがアンビルを直接叩くことが軽減される。よって、ホーン及びアンビルの摩耗や破損、摩耗粉によるシート状部材の汚損を防ぐことができる。
前記超音波処理部材は、前記第2区間よりも前記CD方向の外側に位置する外側区間まで通過した後に、前記越えた位置を折り返し位置として折り返し、
前記超音波処理部材が前記折り返し位置で折り返す前に前記外側区間を通過しているときに、前記超音波エネルギー調整部は、前記超音波エネルギーの大きさ(J/m)を更に減らすのが望ましい。
前記超音波エネルギー調整部は、前記単位長さ当たりに投入される超音波エネルギーの大きさ(J/m)の変更を、前記ホーンの超音波振動の振幅の変更で行うのが望ましい。
前記ホーンと前記アンビルとで前記シート状部材を挟み込むべく、前記ホーン及び前記アンビルのうちの一方の超音波処理部材を他方の超音波処理部材に押し付け力で押し付ける押し付け機構を有し、
前記押し付け機構は、前記振幅が減少している最中に、前記押し付け力を減らし始めるのが望ましい。
前記ホーンと前記アンビルとの間の間隔を変更する間隔変更機構を有し、
前記間隔変更機構は、前記振幅が減っている最中に、前記間隔を拡大し始めるのが望ましい。
前記回転部材の前記外周面において前記超音波処理部材が前記シート状部材を横切る区間を横切り区間とした場合に、
前記横切り区間は、前記往復移動の往路において前記超音波処理部材が最初に通過する一番目区間と、前記往路において前記一番目区間の後に通過する二番目区間とを有し、
前記往復移動の往路において前記超音波処理部材が前記二番目区間を通過する際に、前記シート状部材において前記二番目区間に対応する第二部分に、前記超音波エネルギーを投入することによって、前記第二部分を溶着し、
前記往復移動の復路において前記超音波処理部材が前記一番目区間を通過する際に、前記シート状部材において前記一番目区間に対応する第一部分に、前記超音波エネルギーを投入することによって、前記第一部分を溶着するのが望ましい。
前記ホーンと前記アンビルとで前記シート状部材を挟み込むべく、前記ホーン及び前記アンビルのうちの一方の超音波処理部材を他方の超音波処理部材に押し付け力で押し付ける押し付け機構を有し、
前記超音波エネルギー調整部は、前記単位長さ当たりに投入される超音波エネルギーの大きさ(J/m)の変更を、前記押し付け力の大きさを変更することで行うのが望ましい。
前記超音波エネルギー調整部は、前記単位長さ当たりに投入される超音波エネルギーの大きさ(J/m)の変更を、前記ホーンと前記アンビルとの間の隙間の大きさを変更することで行うのが望ましい。
前記超音波エネルギー調整部は、前記単位長さ当たりに投入される超音波エネルギーの大きさ(J/m)の変更を、前記超音波処理部材の前記CD方向の移動速度値を変更することで行うのが望ましい。
前記ホーン及び前記アンビルのうちの前記一方の超音波処理部材は、前記回転部材の前記外周面よりも外方に配置されつつ回転可能に設けられたローラー部材を有し、
前記ローラー部材は、他方の超音波処理部材として前記回転部材の前記外周面に相対移動不能に前記CD方向に延びて設けられたレール状部材を転がりながら前記CD方向に移動するのが望ましい。
前記ホーンと前記アンビルとが前記シート状部材を挟み込んだ状態で、前記ホーン及び前記アンビルの両方が前記CD方向に往復移動するのが望ましい。
中心軸回りに回転する回転部材の外周面に巻き付けられながら搬送されるシート状部材に超音波溶着処理を行う超音波溶着方法であって、
前記回転部材と一緒に超音波処理ユニットを前記中心軸回りに回転することと、
前記超音波処理ユニットが具備するホーンが超音波振動をすることと、
前記ホーンに対向して配置されたアンビルと共同して前記シート状部材を挟み込みながら、前記ホーン及び前記アンビルのうちの少なくとも一方の超音波処理部材が、前記シート状部材において前記回転部材に巻き付けられている部分に対して前記CD方向に往復移動を行うことと、を有し、
前記往復移動においては、前記超音波処理部材は、前記シート状部材における前記CD方向の各端部を越えた位置まで移動するとともに、当該越えた位置においても、前記ホーンと前記アンビルとは互いに対向しており、
前記回転部材の前記外周面は、前記シート状部材の前記各端部が位置すべき各区間をそれぞれ有し、
前記各区間のうちで、前記超音波処理部材が前記CD方向に前記シート状部材を横切り始めるときに通過する区間を第1区間とし、横切り終えるときに通過する区間を第2区間とした場合に、
前記超音波処理部材が前記第2区間を通過しているときに、前記CD方向の単位長さ当たりに投入する超音波エネルギーの大きさ(J/m)を減らし始めることを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着方法である。
また、第2区間で超音波エネルギーを減らし始めることによって、第2区間を越えた位置では、超音波振動するホーンがアンビルを直接叩くことが軽減される。よって、ホーン及びアンビルの摩耗や破損、摩耗粉によるシート状部材の汚損を防ぐことができる。
本発明に係る超音波溶着装置20は、製造ラインで搬送される連続したシート状部材1aに対して、その搬送方向に間隔をあけながら例えば所定ピッチP1で溶着部14を形成する装置である。そして、ここでは、当該シート状部材1aとしてパンツ型使い捨ておむつ1の基材1aを例示している。
また、この時点の基材1aには、搬送方向に互いに隣り合う吸収性本体4,4同士の間の位置に脚回り開口部1LHが形成されている。そして、この脚回り開口部1LHに沿って、脚回り開口部1LHに伸縮性を付与する脚回り弾性部材6が貼着され、更には、胴回り開口部1BHとなるべき各端縁部1ae,1aeに沿っても、胴回り開口部1BHに伸縮性を付与する胴周り弾性部材7が貼着されている。
ここで、ホーン61は、CD方向に延設されてレール状をなしているとともに、かかるレール状のホーン61(レール状部材に相当)に対して、ローラー状のアンビル71(以下、アンビルローラー71とも言う)が、CD方向に沿って転動可能とされており、これにより、基材1aのうちでホーン61上に乗っている部分1apに対して、同アンビルローラー71はCD方向に往復移動可能となっている。よって、かかる往復移動の最中に、基材1aのうちでアンビルローラー71とホーン61とで挟み込まれる部分1apに対して選択的にホーン61から超音波エネルギーが投入されて、これにより、基材1aのうちの上記部分1apに溶着部14が形成される。
図3に示すように、回転ドラム30は、CD方向を法線方向とする断面での形状が例えば正円形状の円筒体を本体する。この断面形状の図心たる円心には、上記の中心軸C30と同心に軸部材31が一体に設けられているとともに、当該軸部材31の軸心方向をCD方向に向けた姿勢で、図6の軸受け部材31brgによって当該軸部材31は回転可能に支持されている。そして、これにより、回転ドラム30は、上記の中心軸C30回りに回転可能となっている。
例えば、図6の例では、回転力伝達機構として所謂巻き掛け伝動装置が使用されている。すなわち、当該巻き掛け伝動装置は、上記の軸部材31の一端部31ebに同心且つ一体に設けられたプーリー31PLと、サーボモータ30Mの駆動回転軸と同心且つ一体に設けられたプーリー30MPLとの両者に無端状のタイミングベルト30TBを巻き掛けることによって、サーボモータ30Mが生成する駆動回転力を回転ドラム30の中心軸C30をなす上記軸部材31に伝達する。そして、これにより、回転ドラム30はサーボモータ30Mによって駆動回転される。但し、回転力伝達機構は、何等これに限らない。例えば、上記の各プーリー31PL,30MPLに代えてそれぞれ歯車を設け、これにより、上記回転力伝達機構を一群の歯車によって構成しても良い。また、この例では、回転ドラム30の断面形状を正円形状としているが、何等これに限らず、例えば、超音波処理ユニット60の配置数以上の数の角部を有した正多角形等の多角形形状としても良い。
図7Bに示すように、エアシリンダー75は、シリンダー部75cと、同シリンダー部75c内に二つの圧力室を区画形成しつつ、同シリンダー部75c内を摺動可能に設けられたピストン(不図示)と、同ピストンに一体且つシリンダー部75cから出没可能に設けられたピストンロッド75prと、を有する。そして、シーソー状部材73ssの後端部73ssebには、ピストンロッド75prの先端部が連結されているとともに、ベース部73bには、シリンダー部75cが固定されている。よって、二つの圧力室へ供給される圧縮エアーの供給圧力(MPa)をそれぞれ操作すれば、ピストンロッド75prの出没動作を通して、アンビルローラー71をホーン61の発振面61sに押し付けたり、同発振面61sからアンビルローラー71を離間させたりすることができる。
例えば、一方の圧力室を大気開放し、他方の圧力室に圧縮エアーを供給すれば、アンビルローラー71とホーン61の発振面61sとで基材1aを挟み込むことができて、更に、圧縮エアーの供給圧力(MPa)を変更すれば、基材1aの挟み込み力の大きさ(N)を調整することができる。なお、エアシリンダー75へ供給する圧縮エアーの供給圧力(MPa)を調整する機構の一例としては、例えば、各圧力室への圧縮エアーの供給経路にそれぞれ圧力調整弁(不図示)を設けるとともに、各供給経路を圧縮エアー源(不図示)に接続及び非接続に切り替える電磁弁等の切り替え弁(不図示)を設けた構成等を例示できるが、何等これに限らない。
図6に示すように、かかるカム機構は、例えば、コラム41の内周側に同軸に挿入された円筒部材51を有し、当該円筒部材51は、地面GND側の適宜な支持部材55に回転不能に固定されている。そして、円筒部材51の外周面51sには、リブ状のカム51rが設けられており、他方、支持ユニット73のベース部73bには、一対のカムフォロワ53,53が設けられており、これら一対のカムフォロワ53,53同士は、上記のリブ状のカム51rを前後から挟み込んで係合している。また、リブ状のカム51rは、回転ドラム30の回転方向Dc30に連続した無端状に設けられており、更に、かかるカム51rのCD方向の位置は、同回転方向Dc30の位置に対応させて変化していて、これにより、カム曲線が設定されている。そして、かかるカム曲線の設定によって支持ユニット73の往復移動動作が規定されている。
詳しくは、図8の概略正面図に示すように、先ず、基材1aが回転ドラム30に巻き付いている巻き付き範囲Rwには、互いに同じ角度の大きさで重複なく第1角度範囲Rw1と第2角度範囲Rw2とが設定されている。そして、カム曲線における第1角度範囲Rw1に対応する部分に対して往路の移動動作たる前進動作を割り付けるべく、当該部分の形状は、リブ状のカム51rのCD方向の位置が回転方向Dc30の位置の変化に比例して前方へ変位するような形状とされている。よって、支持ユニット73が第1角度範囲Rw1を通過する際には、同ユニット73及び付属のアンビルローラー71は、CD方向の後方に設定された後退限Pb(図6)から前方に設定された前進限Pf(図6)へと一定の移動速度値(m/分)で移動する。また、カム曲線における第2角度範囲Rw2に対応する部分に対して復路の移動動作たる後退動作を割り付けるべく、当該部分の形状は、リブ状のカム51rのCD方向の位置が回転方向Dc30の位置の変化に比例して後方へ変位するような形状とされている。よって、支持ユニット73が第2角度範囲Rw2を通過する際には、同ユニット73及び付属のアンビルローラー71は、前進限Pfから後退限Pbへと往路の場合と同値の移動速度値(m/分)で移動する。
すなわち、アンビルローラー71の円心と同心且つ一体に設けられた軸部71Aには、プーリー71APLが固定されており、他方、シーソー状部材73ssの支持軸73sspにもプーリー73sspPLが回転可能に支持されている。そして、これらプーリー71APL,73sspPL同士には、無端状のタイミングベルト73TB1が掛け回されている。また、後者のプーリー73sspPLには、別のプーリー73sspPL2が同心且つ一体に固定されており、更に別のプーリー73bebPLが支持ユニット73のベース部73bの後端部73bebに回転可能に支持されている。そして、これら別のプーリー73sspPL2,73bebPL同士にも、別途無端状のタイミングベルト73TB2が掛け回されており、更に、当該タイミングベルト73TB2の一部は、不図示の連結部材を介してコラム41に連結されている。
よって、コラム41に対して支持ユニット73がCD方向に移動すると、この移動量分だけアンビルローラー71が自転する。すなわち、支持ユニット73が前進すれば、その前進の移動量と同じ自転量でアンビルローラー71は前進方向に自転し、他方、支持ユニット73が後退すれば、その後退の移動量と同じ自転量で後退方向に自転する。そのため、アンビルローラー71は、CD方向の往復移動の際に、基材1aに対してほぼ相対滑りをすることなく基材1a上を確実に転がることができる。
図10Aに示すように、回転ドラム30の外周面30sにおいてアンビルローラー71がCD方向に沿って基材1aを横切る区間を「横切り区間A1a」と定義した場合に、アンビルローラー71の往復移動に係る往路及び復路の各経路長は、当然ながら、それぞれ、上記の横切り区間A1aよりもCD方向の両側からはみ出すような長さに設定されている。また、この装置20では、上述のようにアンビルローラー71が往路を移動中に、超音波溶着処理が行われる。そのため、基材1aから溶融した溶融物は、CD方向の前方に移動するアンビルローラー71の前方に押し出される傾向にある。
先ず、図10Aに示すように、横切り区間A1aにおいて基材1aのCD方向の一方の端部1aebたる後端部1aebが位置すべき区間を「後方内側区間A1aeb」(第1区間に相当)と定義し、また、同横切り区間A1aにおいて基材1aのCD方向の他方の端部1aefたる前端部1aefが位置すべき区間を「前方内側区間A1aef」(第2区間に相当)と定義している。そして、このように定義した場合には、往路を移動するアンビルローラー71は、後退限Pbから後方外側区間Aebを通る。次に、当該後方外側区間Aebに隣接する後方内側区間A1aebを通ることによって、基材1aの一方の端部1aebたる後端部1aebを横切り、そのまま基材1aのCD方向の中央部を横切って前方内側区間A1aefに至る。そして、かかる前方内側区間A1aefを通ることによって基材1aの他方の端部1aefたる前端部1aefを横切って、最後に前方内側区間A1aefに隣接する前方外側区間Aefを通って前進限Pfに到達する。
かかる間隔Gを拡大する操作は、例えば、ホーン61とアンビルローラー71との間の間隔Gを変更する間隔変更機構によってなされる。間隔変更機構は、例えばカム機構であり、そして、前方外側区間Aefに到達したアンビルローラー71を、回転ドラム30の回転半径方向Dr30の外方に移動する機能を有する。
より詳しくは、当該カム機構は、既述のシーソー状部材73ssの前端部73ssefに設けられたカムフォロワ(不図示)と、回転ドラム30の外周面30sに固定されたカム部材(不図示)と、を有する。そして、カム部材は、CD方向の外方へ進むに従って回転半径方向Dr30の外方への突出量が大きくなった形状の傾斜面をカム面として有している。また、かかるカム部材の設置位置は、アンビルローラー71が前方内側区間A1aefに到達した際にカム部材のカム面に上記のカムフォロワが乗り上げるような位置とされている。よって、基材1aの中央部を通過したアンビルローラー71が前方内側区間A1aefを通過する際には、上記のカムフォロアがカム面に乗り上げることによって、シーソー状部材73ssの前端部73ssefが回転ドラム30の回転半径方向Dr30の外方に移動するようにシーソー状部材73ssが揺動されて、これにより、前端部73ssefのアンビルローラー71も回転半径方向Dr30の外方に移動される。その結果、ホーン61とアンビルローラー71との間の間隔Gは徐々に拡大されていき、そして、これに伴って、押し付け力の大きさ(N)は減っていく。なお、この例では、アンビルローラー71が、前方内側区間A1aefよりもCD方向の外側に位置する前方外側区間Aefを通過する際には、アンビルローラー71とホーン61とは互いに離間した状態になる。そして、このように離間すれば、当該前方外側区間Aefで起こり得るホーン61とアンビルローラー71との金属接触による摩耗や破損、金属摩耗粉の発生による基材1aの汚損などをより効果的に防ぐことができる。なお、同様のカム部材を、後方外側区間Aebに対して設けても良い。
すなわち、復路では、次のようにしても良い。先ず、アンビルローラー71が前進限Pfから後退して前方外側区間Aefを通過しているときに、第1振幅から第2振幅へと振幅を増やし始める。そして、同アンビルローラー71が前方内側区間A1aef及び基材1aの中央部を横切っているときは、当該振幅を第2振幅に維持する。しかる後に、後方内側区間A1aebを通過しているときには、当該振幅を第2振幅から第1振幅へと減らし始め、そして、後方外側区間Aebを通過しているときには、かかる減少を継続して、最終的に、後退限Pbに到達するまでに、第1振幅まで減らすようにする。
上述の第1実施形態では、超音波振動の振幅を変更することによって、往路における後方外側区間Aebで超音波エネルギーの大きさ(J/m)を第1所定値(J/m)から第2所定値(J/m)へと増やし始めるとともに、往路の前方内側区間A1aefで超音波エネルギーの大きさ(J/m)を第2所定値(J/m)から第1所定値(J/m)へと減らし始めていた。この点につき、この第1変形例では、往路の全長に亘って振幅を変更せず一定値に維持し、その代わりに、上述の挟み込み力の大きさ(N)、つまりアンビルローラー71をホーン61の発振面61sに押し付ける押し付け力の大きさ(N)を変更することによって、上述のような変更パターンで超音波エネルギーの大きさ(J/m)を変更している点で主に相違する。
なお、これ以外の点は、概ね上述の第1実施形態と同様である。そのため、以下では、この相違点について主に説明し、同様の構成については、同じ符号を付して、その説明については省略する。
すなわち、先ず、図10Aに示す往路においてアンビルローラー71が後退限Pfから前進して後方外側区画Aebを通過しているときには、溶着不能な大きさたる第1荷重値(N)の押し付け力を溶着可能な大きさたる第2荷重値(N)まで増やし始める。そして、その隣の後方内側区間A1aebを経て更に基材1aの中央部を横切って前方内側区間A1aefに至るまでは、押し付け力の大きさを同第2荷重値(N)に維持する。そして、これにより、基材1aの中央部を含む基材1aの大半の部分を横断する形で溶着部14が形成される。
すなわち、復路では、次のようにしても良い。先ず、アンビルローラー71が前進限Pfから後退して前方外側区間Aefを通過しているときに、第1荷重値から第2荷重値へと押し付け力の大きさ(N)を増やし始める。そして、同アンビルローラー71が前方内側区間A1aef及び基材1aの中央部を横切っているときは、当該押し付け力の大きさ(N)を第2荷重値に維持する。しかる後に、後方内側区間A1aebを通過しているときには、当該押し付け力の大きさ(N)を第2荷重値から第1荷重値へと減らし始め、そして、後方外側区間Aebを通過しているときには、かかる減少を継続して、最終的に、後退限Pbに到達するまでに、第1荷重値まで減らすようにする。
図11は、第2変形例に係る超音波処理ユニット60aを回転ドラム30の回転方向Dc30から見た場合の概略図である。この第2変形例では、ホーン61の発振面61sとアンビルローラー71との間の隙間Gの大きさを変更することによって、超音波エネルギーの大きさ(J/m)を往路における後方外側区間Aebで第1所定値(J/m)から第2所定値(J/m)へと増やし始めるとともに、同往路の前方内側区間A1aefでは、第2所定値(J/m)から第1所定値(J/m)へと減らし始めるようにしている。
先ず、往路の後方外側区間Aebでは、隙間Gの大きさ(ミクロン)を、第1隙間値たる溶着されないような大きな大きさ(ミクロン)から、第2隙間値たる溶着されるような小さな大きさ(ミクロン)へと減らし始める。そして、その隣の後方内側区間A1aebを経て更に基材1aの中央部を横切って前方内側区間A1aefに至るまでは、隙間Gの大きさを同第2隙間値に維持する。そして、これにより、基材1aの中央部を含む基材1aの大半の部分を横断する形で溶着部14が形成される。
詳しくは、空気ばね76は、略密閉された袋体76bを有し、かかる袋体76bは、エアーの供給により内部を加圧すると膨張する一方、エアーの排出により内部を減圧すると収縮する。そして、かかる袋体76bは、支持ユニット73aのベース部73baとシーソー状部材73ssの後端部73ssebとの間に介挿され、これにより、同後端部73ssebに対して回転ドラム30の回転半径方向Dr30の内方から当接している。また、板ばね77は、同回転半径方向Dr30の外方からシーソー状部材73ssの後端部73ssebに当接するように、支持ユニット73aのベース部73baに付設された適宜なステイ部材73basに支持されている。そして、これにより、板ばね77は、シーソー状部材73ssの後端部73ssebに対して回転半径方向Dr30の内方を向いた弾性力を付与している。
第3変形例では、アンビルローラー71のCD方向の移動速度値(m/分)を変更することによって、前述したような変更パターンで超音波エネルギーの大きさ(J/m)を変更している。すなわち、アンビルローラー71が後退限Pbに停留しているとき以外は、振幅及び押し付け力の大きさ(N)については、それぞれ、往路及び復路のほぼ全長に亘って変更せずに、それぞれ既述の第2振幅及び第2荷重値に維持している。しかし、アンビルローラー71の移動速度値(m/分)にあっては、前述したような変更パターンで超音波エネルギーが変更されるように、所定の変更パターンで変更している。詳しくは次の通りである。
先ず、往路の後方外側区間Aebでは、アンビルローラー71の移動速度値(m/分)を、溶着されないような大きな第1移動速度値(m/分)から、溶着されるような小さな第2移動速度値(m/分)へと減らし始め、そして、後方内側区間A1aebを経て基材1aの中央部を横切って前方内側区間A1aefに至るまでは、かかる第2移動速度値(m/分)に維持する。そして、これにより、基材1aの中央部を含む基材1aの大半の部分を横断する形で溶着部14が形成される。
また、前進限Pfに到達したアンビルローラー71は、前進限Pfを折り返し位置として即座に復路の移動動作を開始し、すなわち、CD方向の後方へ向けて移動するが、かかる復路では、後退限Pbに到達するまで、移動速度値(m/分)は、第1移動速度値(m/分)に概ね維持される。よって、復路においては、基材1aを横切る時間もごく短時間となるため、当該復路では超音波溶着処理は行われない。また、当該復路での前方外側区間Aef及び後方外側区間Aebの通過時間もごく短時間になるため、ホーン61及びアンビルローラー71の大きな摩耗や破損は抑制される。
ちなみに、アンビルローラー71が、かかる後退限Pbに到達して当該後退限Pbに停留しているときには、振幅及び押し付け力は、摩耗や破損の不具合が生じないレベルの一例たる既述の第1振幅及び第1荷重値まで減らされ、そして、再度往路の移動動作を開始する前までに、上記の第2振幅及び第2荷重値まで増やされる。そして、これにより、後退限Pbで起こり得るホーン61及びアンビルローラー71の摩耗や破損についても抑制することができる。
先ず、図8を参照して既述のように、当該カム51rのカム曲線には、回転ドラム30の回転方向Dc30における第1角度範囲Rw1に対応させて前進動作たる往路の移動動作が設定されている。また、図10Aに示すように、かかる前進動作には、後方外側区間Aebでの移動動作、後方内側区間A1aebでの移動動作、基材1aのうちで両端部1aef,1aeb以外の部分に対応する中央区間A1acでの移動動作、前方内側区間A1aefでの移動動作、及び前方外側区間Aefでの移動動作がそれぞれ含まれており、そして、図12の概略正面図に示すように、各移動動作に対応させて、第1角度範囲Rw1のうちの一部の角度範囲θAeb,θA1aeb,θA1ac,θA1aef,θAefがそれぞれ重複無く割り当てられている。そして、後方外側区間Aebの角度範囲θAebには、アンビルローラー71が第1移動速度値から第2移動速度値へと変速するようなパターンでカム曲線が形成され、また、後方内側区間A1aebの角度範囲θA1aeb及び中央区間A1acの角度範囲θA1acには、アンビルローラー71が第2移動速度値で移動するようなパターンでカム曲線が形成され、更に、前方内側区間A1aefの角度範囲θA1aef及び前方外側区間Aefの角度範囲θAefには、アンビルローラー71が第2移動速度値から第1移動速度値へと変速するようなパターンでカム曲線が形成されている。
図13乃至図17Bは、第2実施形態の超音波溶着装置20bの説明図である。なお、図13は、超音波溶着装置20bを上方斜め前方から見た概略斜視図であり、図14は、図13中のXIV−XIV矢視の概略側面図であり、図15は、図13中のXV−XV矢視の概略正面図である。また、図16は、図14において基材1aと回転ドラム30とを取り外して示す概略側面図である。更に、図17Aは、超音波処理ユニット60bを回転半径方向Dr30の外方斜め前方から見た概略斜視図であり、図17Bは、同ユニット60bを同外方斜め後方から見た概略斜視図である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。
1a 基材(シート状部材)、1ae 端縁部、
1aef 前端部(端部)、1aefe 前端縁、
1aeb 後端部(端部)、1aebe 後端縁、
1ap 部分、1c 部分、
1e 側端部(溶着対象部分)、
2a 連続シート、2a1 内層シート、2a2 外層シート、
4 吸収性本体、
6 脚回り弾性部材、7 胴回り弾性部材、
10 前身頃、11 後身頃、13 股下部、
14 溶着部、
20 超音波処理装置、20b 超音波溶着装置、
30 回転ドラム(回転部材、円筒部)、30s 外周面、30SL 切り欠き部、
30M サーボモータ(駆動源)、
30MPL プーリー、30TB タイミングベルト、
31 軸部材、31brg 軸受け部材、
31PL プーリー、31eb 一端部、
41 コラム、41eb 一端部、41w 壁部、
45 リニアガイド、45R レール、45SB スライドブロック、
51 円筒部材、51s 外周面、
51r リブ状のカム、53 カムフォロワ、
55 地面側の支持部材、
60 超音波処理ユニット、60a 超音波処理ユニット、
60b 超音波処理ユニット、60c 超音波処理ユニット、
61 ホーン(レール状部材、超音波処理部材)、61s 発振面、
61b ホーン(レール状部材、超音波処理部材)、61bs 端面(発振面)、
71 アンビルローラー(アンビル、超音波処理部材)、
71A 軸部、71APL プーリー、
71s 周面、71r リブ、71rs 頂面、
71p 突部、71ps 頂面、
73 支持ユニット、73a 支持ユニット、
73TB1 タイミングベルト、73TB2 タイミングベルト、
73b ベース部、73ba ベース部、
73bas ステイ部材、
73beb 後端部、73bebPL プーリー、
73bh 張り出し部、
73ss シーソー状部材、73ssef 前端部、73sseb 後端部、
73ssp 支持軸、
73sspPL 別のプーリー、73sspPL2 別のプーリー、
75 エアシリンダー、75c シリンダー部、75pr ピストンロッド、
76 空気ばね、76b 袋体、
90a 案内ロール、90b 案内ロール、
A1a 横切り区間、A1ac 中央区間、
A1aeb 後方内側区間(第1区間)、Aeb 後方外側区画、
A1aef 前方内側区間(第2区間)、Aef 前方外側区間(外側区間)、
A1af 前側半区間(二番目区間)、A1ab 後側半区間(一番目区間)、
Pb 後退限(端部を越えた位置、折り返し位置)、
Pf 前進限(端部を越えた位置、折り返し位置)、
Rw 巻き付き範囲、Rw1 第1角度範囲、Rw2 第2角度範囲、
Rw3 第1及び第2角度範囲以外の角度範囲、
Pws 巻き付き開始位置、Pwe 巻き付き終了位置、
Poutf 位置、PBL 境界位置、
C30 中心軸、C71 回転軸、
G 隙間(間隔)、GND 地面、
Claims (11)
- 中心軸回りに回転する回転部材の外周面に巻き付けられながら搬送されるシート状部材に超音波溶着処理を行う超音波溶着装置であって、
前記回転部材と、
前記回転部材と一緒に前記中心軸回りに回転する超音波処理ユニットと、を備え、
前記超音波処理ユニットは、超音波振動するホーンと、前記ホーンとで前記シート状部材を挟み込むアンビルと、を有し、
前記ホーン及び前記アンビルのうちの少なくとも一方の超音波処理部材は、前記シート状部材の搬送方向と交差するCD方向に往復移動可能に案内されているとともに、前記シート状部材において前記回転部材に巻き付けられている部分に対して、前記超音波処理部材は、前記CD方向に往復移動を行い、
前記往復移動においては、前記超音波処理部材は、前記シート状部材における前記CD方向の各端部を越えた位置まで移動するとともに、当該越えた位置においても、前記ホーンと前記アンビルとは互いに対向しており、
前記回転部材の前記外周面は、前記シート状部材の前記各端部が位置すべき各区間をそれぞれ有し、
前記シート状部材の前記CD方向の一方の端部が位置すべき区間を第1区間とし、前記シート状部材の前記CD方向の他方の端部が位置すべき区間を第2区間としたとき、前記往復移動の往路において、前記超音波処理部材は、前記第1区間を通過した後に前記第2区間を通過し、
前記超音波処理部材が前記第2区間を通過しているときに、前記CD方向の単位長さ当たりに投入する超音波エネルギーの大きさ(J/m)を減らし始める超音波エネルギー調整部を有していることを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項1に記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記超音波処理部材は、前記第2区間よりも前記CD方向の外側に位置する外側区間まで通過した後に、前記越えた位置を折り返し位置として折り返し、
前記超音波処理部材が前記折り返し位置で折り返す前に前記外側区間を通過しているときに、前記超音波エネルギー調整部は、前記超音波エネルギーの大きさ(J/m)を更に減らすことを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項1又は2に記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記超音波エネルギー調整部は、前記単位長さ当たりに投入される超音波エネルギーの大きさ(J/m)の変更を、前記ホーンの超音波振動の振幅の変更で行うことを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項3に記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記ホーンと前記アンビルとで前記シート状部材を挟み込むべく、前記ホーン及び前記アンビルのうちの一方の超音波処理部材を他方の超音波処理部材に押し付け力で押し付ける押し付け機構を有し、
前記押し付け機構は、前記振幅が減少している最中に、前記押し付け力を減らし始めることを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項3又は4に記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記ホーンと前記アンビルとの間の間隔を変更する間隔変更機構を有し、
前記間隔変更機構は、前記振幅が減っている最中に、前記間隔を拡大し始めることを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項1又は2に記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記ホーンと前記アンビルとで前記シート状部材を挟み込むべく、前記ホーン及び前記アンビルのうちの一方の超音波処理部材を他方の超音波処理部材に押し付け力で押し付ける押し付け機構を有し、
前記超音波エネルギー調整部は、前記単位長さ当たりに投入される超音波エネルギーの大きさ(J/m)の変更を、前記押し付け力の大きさを変更することで行うことを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項1又は2に記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記超音波エネルギー調整部は、前記単位長さ当たりに投入される超音波エネルギーの大きさ(J/m)の変更を、前記ホーンと前記アンビルとの間の隙間の大きさを変更することで行うことを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項1又は2に記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記超音波エネルギー調整部は、前記単位長さ当たりに投入される超音波エネルギーの大きさ(J/m)の変更を、前記超音波処理部材の前記CD方向の移動速度値を変更することで行うことを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項1乃至8の何れかに記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記ホーン及び前記アンビルのうちの前記一方の超音波処理部材は、前記回転部材の前記外周面よりも外方に配置されつつ回転可能に設けられたローラー部材を有し、
前記ローラー部材は、他方の超音波処理部材として前記回転部材の前記外周面に相対移動不能に前記CD方向に延びて設けられたレール状部材を転がりながら前記CD方向に移動することを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 請求項1乃至8の何れかに記載の吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置であって、
前記ホーンと前記アンビルとが前記シート状部材を挟み込んだ状態で、前記ホーン及び前記アンビルの両方が前記CD方向に往復移動することを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着装置。 - 中心軸回りに回転する回転部材の外周面に巻き付けられながら搬送されるシート状部材に超音波溶着処理を行う超音波溶着方法であって、
前記回転部材と一緒に超音波処理ユニットを前記中心軸回りに回転することと、
前記超音波処理ユニットが具備するホーンが超音波振動をすることと、
前記ホーンに対向して配置されたアンビルと共同して前記シート状部材を挟み込みながら、前記ホーン及び前記アンビルのうちの少なくとも一方の超音波処理部材が、前記シート状部材において前記回転部材に巻き付けられている部分に対して前記CD方向に往復移動を行うことと、を有し、
前記往復移動においては、前記超音波処理部材は、前記シート状部材における前記CD方向の各端部を越えた位置まで移動するとともに、当該越えた位置においても、前記ホーンと前記アンビルとは互いに対向しており、
前記回転部材の前記外周面は、前記シート状部材の前記各端部が位置すべき各区間をそれぞれ有し、
前記シート状部材の前記CD方向の一方の端部が位置すべき区間を第1区間とし、前記シート状部材の前記CD方向の他方の端部が位置すべき区間を第2区間としたとき、前記往復移動の往路において、前記超音波処理部材は、前記第1区間を通過した後に前記第2区間を通過し、
前記超音波処理部材が前記第2区間を通過しているときに、前記CD方向の単位長さ当たりに投入する超音波エネルギーの大きさ(J/m)を減らし始めることを特徴とする吸収性物品に係るシート状部材の超音波溶着方法。
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