JP5990568B2 - 超音波シール装置、及び超音波シール方法 - Google Patents

Description

本発明は、使い捨ておむつ等の吸収性物品に係る連続ウエブを溶着する超音波シール装置、及び超音波シール方法に関する。

従来、使い捨ておむつ（以下、おむつと言う）等の吸収性物品の製造ラインでは、不織布等の連続ウエブを複数枚重ねた状態で連続的に搬送しながら、その搬送方向に間隔をおいて複数の溶着部を形成することにより、これら複数枚の連続ウエブを接合することが行われている。そして、そのための装置として、特許文献１には、図１Ａ乃至図１Ｆに概略側面図で示すような超音波シール装置１２０が開示されている。

図１Ａに示すように、この超音波シール装置１２０は、連続ウエブ１ａの直線状搬送経路Ｔｒ１ａの上方に超音波ホーン１３０を有し、下方には、溶着処理の際に上記超音波ホーン１３０とで連続ウエブ１ａを挟持するためのアンビル１６０を有している。そして、平行四辺形リンク機構１３５により支持された同ホーン１３０は、同平行四辺形リンク機構１３５の長辺リンク部１３５Ｌに沿って配された同ホーン１３０の長軸方向を鉛直方向に維持しながら、同平行四辺形リンク機構１３５の短辺リンク部１３５Ｓの回転に応じて鉛直面内を円運動するように構成されており、これにより、同ホーン１３０の下端の挟持面１３０ａが、円運動中、常に下方を向いた状態に維持される（図１Ａ〜図１Ｆを参照）。また、アンビル１６０も、同様の平行四辺形リンク機構１６５によって支持されており、つまり、同平行四辺形リンク機構１６５の長辺リンク部１６５Ｌに沿って配されたアンビル１６０の長軸を鉛直方向に維持しながら、同平行四辺形リンク機構１６５の短辺リンク部１６５Ｓの回転に応じて鉛直面内を円運動するように構成されている。そして、これにより、アンビル１６０の上端の挟持面１６０ａも、円運動中、常に上方を向いた状態に維持される（図１Ａ〜図１Ｆを参照）。

図２に、かかる円運動中のホーン１３０側の挟持面１３０ａの軌道Ｔｒ１３０ａ及びアンビル１６０側の挟持面１６０ａの軌道Ｔｒ１６０ａを示すが、基本的には、どちらの挟持面１３０ａ，１６０ａもほぼ円運動をしている。但し、ホーン１３０側の挟持面１３０ａの円運動とアンビル１６０側の挟持面１６０ａの円運動とは、互いに回転方向が逆向きであり、また連続ウエブ１ａの搬送経路Ｔｒ１ａ上において、これら円運動の軌道Ｔｒ１３０ａ，Ｔｒ１６０ａ同士は交差するようになっている。更に、アンビル１６０側の挟持面１６０ａは、適宜な不図示の弾性部材を介して上記平行四辺形リンク機構１６０の長辺リンク部１６５Ｌに取り付けられており、これにより、挟持面１６０ａは鉛直方向に弾性的に変位可能に支持されている。

よって、両者の軌道Ｔｒ１３０ａ，Ｔｒ１６０ａが交差する交差軌道部分ＴｒＣにおいて、ホーン１３０側の挟持面１３０ａとアンビル１６０側の挟持面１６０ａとが連続ウエブ１ａ越しに対向する際には（図１Ｅ）、これら挟持面１３０ａ，１６０ａ同士で上下から連続ウエブ１ａを挟み込みながら、ホーン１３０によってアンビル１６０側の挟持面１６０ａが下方に押し込められ、これにより、連続ウエブ１ａは、これらホーン１３０側の挟持面１３０ａとアンビル１６０側の挟持面１６０ａとで円滑に挟持される。そして、この挟持中には、ホーン１３０側の挟持面１３０ａから超音波振動が連続ウエブ１ａへ向けて発せられ、これにより、連続ウエブ１ａのうちで挟持されている部分が溶融して溶着部１４が形成される。

特開平７−２０４２２３号公報

ところで、図２に示すように、これら挟持面１３０ａ，１６０ａが上記交差軌道部分ＴｒＣを通過する際には、ホーン１３０側の挟持面１３０ａがアンビル１６０側の挟持面１６０ａを下方へ押し込む旨を前述したが、このとき、ホーン１３０側の挟持面１３０ａの円運動の角速度とアンビル１６０側の挟持面１６０ａの円運動の角速度とは互いに同値である。そのため、上記押し込みに伴うアンビル１６０側の挟持面１６０ａの回転半径Ｒ１６０ａの減少分だけ、アンビル１３０側の挟持面１３０ａの周速は、ホーン１３０側の挟持面１３０ａの周速よりも遅くなる。すると、これら挟持面１３０ａ，１６０ａに挟持された連続ウエブ１ａの部分は、少なくともどちらかの挟持面１３０ａ，１６０ａに対して相対速度をもつことになり、その結果、擦れて微粉が発生したり、連続ウエブ１ａに皺が生じる虞がある。
また、挟持面１３０ａから連続ウエブ１ａへの超音波振動の投入時に、連続ウエブ１ａが、挟持面１３０ａ，１６０ａに対して相対滑りをしていると、その溶着処理が不安定になる虞もある。
更に、図２に示すように、連続ウエブ１ａの搬送経路Ｔｒ１ａは直線軌道であるのに対して、交差軌道部分ＴｒＣでのホーン１３０側の挟持面１３０ａの軌道及びアンビル１６０側の挟持面１６０ａの軌道は、それぞれ下に凸の円弧状及び下に凹の円弧状であり、これら軌道形状の不一致も、連続ウエブ１ａと挟持面１３０ａ，１６０ａとの間の相対滑りの一因となって、上記の微粉や皺の発生、及び溶着処理の不安定化を助長する虞がある。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、溶着処理時の超音波ホーンとアンビルと連続ウエブとの相対速度（相対滑り）を抑制して、微粉や皺の発生を抑えるとともに、溶着部を安定して形成することにある。

上記目的を達成するための主たる発明は、
吸収性物品に係る連続ウエブが所定の直線軌道を搬送される間に、前記連続ウエブに超音波振動を付与することにより、前記連続ウエブの搬送方向に間隔をおいて複数の溶着部を形成する超音波シール装置であって、
前記超音波振動を発する超音波ホーンと、
前記超音波ホーンが前記超音波振動を前記連続ウエブに向けて発する際に、前記超音波ホーンと協働して、前記連続ウエブをその厚み方向から挟持するアンビルと、
前記超音波ホーン及び前記アンビルを、前記直線軌道と平行な往路及び復路に沿って移動させる往復直線移動機構と、を有し、
前記往路には、前記超音波ホーン及び前記アンビルの両者が互いに前記厚み方向に対向しつつ前記連続ウエブの搬送速度値と同じ速度値で移動する等速域が設定されており、
前記等速域を移動中に、前記超音波ホーンと前記アンビルとは、前記連続ウエブの挟持と、前記挟持の解除とを行い、
前記連続ウエブの挟持中に、前記超音波ホーンが前記超音波振動を発するように構成されており、
前記超音波ホーンと前記アンビルと前記往復直線移動機構とを有するモジュールが、前記直線軌道に沿って複数並んで配置されており、
前記複数のモジュールとして少なくとも第１モジュールと第２モジュールとを有し、
前記第１モジュール及び前記第２モジュールを支持する鏡板が設けられており、
前記第１モジュールの往復直線移動機構が往路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構は復路の移動動作を行い、
前記第１モジュールの往復直線移動機構が復路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構は往路の移動動作を行うことを特徴とする超音波シール装置である。

また、吸収性物品に係る連続ウエブが所定の直線軌道を搬送される間に、前記連続ウエブに超音波振動を付与することにより、前記連続ウエブの搬送方向に間隔をおいて複数の溶着部を形成する超音波シール方法であって、
前記超音波振動を発する超音波ホーンと、
前記超音波ホーンが前記超音波振動を前記連続ウエブに向けて発する際に、前記超音波ホーンと協働して、前記連続ウエブをその厚み方向から挟持するアンビルと、
前記超音波ホーン及び前記アンビルを、前記直線軌道と平行な往路及び復路に沿って移動させる往復直線移動機構と、を用い、
前記往路において、前記超音波ホーン及び前記アンビルの両者を互いに前記厚み方向に対向させつつ前記連続ウエブの搬送速度値と同じ速度値で移動することと、
前記同じ速度値で移動することにおいて、前記超音波ホーンと前記アンビルとが、前記連続ウエブの挟持を行うことと、
前記同じ速度値で移動することにおいて、前記挟持の解除をすることと、
前記挟持中に、前記超音波ホーンが前記超音波振動を発することと、を有し、
前記超音波ホーンと前記アンビルと前記往復直線移動機構とを有するモジュールを、前記直線軌道に沿って複数並んで配置し、
前記複数のモジュールとして少なくとも第１モジュールと第２モジュールとを設け、
前記第１モジュール及び前記第２モジュールを支持する鏡板を設け、
前記第１モジュールの往復直線移動機構が往路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構が復路の移動動作を行い、
前記第１モジュールの往復直線移動機構が復路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構が往路の移動動作を行うことを特徴とする超音波シール方法である。
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。

本発明によれば、溶着処理時の超音波ホーンとアンビルと連続ウエブとの相対速度（相対滑り）を抑制し、これにより、微粉や皺の発生を抑えるとともに、溶着部を安定して形成可能となる。

図１は、一連の（Ａ）乃至（Ｆ）において、溶着処理が行われる様子を示す従来の超音波シール装置１２０の概略側面図である。 従来の超音波シール装置１２０に係り、超音波ホーン１３０の挟持面１３０ａとアンビル１６０の挟持面１６０ａとで基材１ａを挟持した際に、基材１ａ、超音波ホーン１３０およびアンビル１６０が相対速度を有してしまうことの説明図である。 図３Ａは、第１実施形態の超音波シール装置２０を備えるシール部に搬送されるおむつ１の基材１ａの説明図であって、斜視図である。図３Ｂは、第１実施形態の超音波シール装置２０を備えるシール部に搬送されるおむつ１の基材１ａの説明図であって、斜視図である。 図４Ａは、第１実施形態の超音波シール装置２０の概略側面図であり、図４Ｂは、図４Ａ中のＢ−Ｂ矢視図であり、図４Ｃは、図４Ａ中のＣ−Ｃ矢視図である。 退避位置に位置するアンビル６０を一部破断して示す拡大側面図である。 挟持位置に位置するアンビル６０を一部破断して示す拡大側面図である。 アンビル６０の下面６０ｄを斜め下方から見た概略斜視図である。 超音波ホーン３０及びアンビル６０の前後方向の往復移動動作の動作パターンのデータの説明図であり、上段には超音波ホーン３０用のデータを示し、下段にはアンビル６０用のデータを示している。 Ｓサイズ及びＬサイズの動作パターンのデータの説明図であって、上段には超音波ホーン３０用のデータを示し、下段にはアンビル６０用のデータを示している。 第２実施形態の超音波シール装置２０ａの概略側面図である。 後方のモジュール２０Ｍ用の動作パターンのデータ、及び前方のモジュール２０Ｍ用の動作パターンのデータの説明図である。 図１１Ａ乃至図１１Ｊは、第３実施形態の後方のモジュール２０Ｍ及び前方のモジュール２０Ｍの両者が、互いに逆動作をしながら基材１ａに溶着部１４を形成していく様子をコマ送りで示す模式図である。 後方のモジュール２０Ｍ用の動作パターンのデータ、及び前方のモジュール２０Ｍ用の動作パターンのデータの説明図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

吸収性物品に係る連続ウエブが所定の直線軌道を搬送される間に、前記連続ウエブに超音波振動を付与することにより、前記連続ウエブの搬送方向に間隔をおいて複数の溶着部を形成する超音波シール装置であって、
前記超音波振動を発する超音波ホーンと、
前記超音波ホーンが前記超音波振動を前記連続ウエブに向けて発する際に、前記超音波ホーンとで、前記連続ウエブをその厚み方向から挟持するアンビルと、
前記超音波ホーン及び前記アンビルを、前記直線軌道と平行な往路及び復路に沿って移動させる往復直線移動機構と、を有し、
前記往路には、前記超音波ホーン及び前記アンビルの両者が互いに前記厚み方向に対向しつつ前記連続ウエブの搬送速度値と同じ速度値で移動する等速域が設定されており、
前記等速域を移動中に、前記超音波ホーンと前記アンビルとは、前記連続ウエブの挟持と、前記挟持の解除とを行い、
前記連続ウエブの挟持中に、前記超音波ホーンが前記超音波振動を発することを特徴とする超音波シール装置。

このような超音波シール装置によれば、設定された等速域においては、超音波ホーンとアンビルとの両者は、連続ウエブと同じ速度値で同連続ウエブの直線軌道に沿って移動しながら、同連続ウエブへの挟持及びその解除を行う。よって、連続ウエブと超音波ホーンとアンビルとの三者の速度値が揃った状態で、挟持して溶着処理を行うので、これら三者の間の相対速度（相対滑り）を抑制することができる。その結果、擦れや皺の発生を抑制可能になるとともに、溶着部を安定して形成可能となる。

かかる超音波シール装置であって、
前記超音波ホーンと前記アンビルと前記往復直線移動機構とを有するモジュールが、前記直線軌道に沿って複数並んで配置されていても良い。

かかる超音波シール装置であって、
前記複数のモジュールとして少なくとも第１モジュールと第２モジュールとを有し、
前記第１モジュールの往復直線移動機構が往路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構は復路の移動動作を行い、
前記第１モジュールの往復直線移動機構が復路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構は往路の移動動作を行うのが望ましい。
このような超音波シール装置によれば、第１モジュールと第２モジュールとは、超音波ホーン及びアンビルの往復移動に関して、互いに略逆動作を行う関係にある。よって、これら超音波ホーンやアンビルの往復移動に起因して、これら第１モジュールや第２モジュールを支持している鏡板の如き支持部材に作用し得る慣性力を互いに相殺させることができて、その結果、上記支持部材の如き、第１モジュールや第２モジュールの周囲に配される部材に生じ得る機械的振動を低減可能となる。

かかる超音波シール装置であって、
前記複数のモジュールとして少なくとも第１モジュールと第２モジュールとを有し、
前記第１モジュールの往復直線移動機構が往路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構は往路の移動動作を行い、
前記第１モジュールの往復直線移動機構が復路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構は復路の移動動作を行っても良い。

かかる超音波シール装置であって、
前記挟持中に、前記超音波ホーンは前記超音波振動のエネルギーを一定量だけ前記連続ウエブに付与するのが望ましい。
このような超音波シール装置によれば、挟持中に超音波ホーンは超音波振動のエネルギーを一定量だけ連続ウエブに付与する。よって、連続ウエブの搬送速度の変動起因で溶着部毎に溶融レベルがばらつくことを有効に防ぐことができて、その結果、所定の溶着強度を有した溶着部を安定して形成可能となる。

かかる超音波シール装置であって、
前記往復直線移動機構を制御するコントローラを有し、
前記コントローラの制御によって、前記往復直線移動機構は、前記超音波ホーンと前記アンビルとを、規定の動作パターンに基づいて前記往路及び前記復路に沿って繰り返し移動し、
前記コントローラは、互いに異なる前記動作パターンのデータを複数有し、
前記コントローラは、形成すべき前記溶着部の前記搬送方向の形成ピッチの大きさに対応する動作パターンのデータを前記複数の動作パターンのデータのなかから選択して、前記往復直線移動機構の制御に用いることが望ましい。
このような超音波シール装置によれば、コントローラは、形成すべき溶着部の形成ピッチの大きさに対応する動作パターンのデータを選択して、この選択された動作パターンのデータに基づいて往復直線移動機構を制御する。よって、溶着部の形成ピッチを容易に変更可能となる。

かかる超音波シール装置であって、
超音波シール装置の上下方向は、前記直線軌道に対して直交しており、
前記アンビルは、前記上下方向において前記超音波ホーンの上方に位置するのが望ましい。

このような超音波シール装置によれば、アンビルをメンテナンスし易くなる。

かかる超音波シール装置であって、
前記アンビルは、前記上下方向に移動可能に構成され、前記超音波ホーンは前記上下方向に移動不能に構成されているのが望ましい。

このような超音波シール装置によれば、超音波ホーンは上下方向に移動不能に構成されているので、挟持動作に係る可動部の数を少なくすることができる。

かかる超音波シール装置であって、
前記アンビルは、前記上下方向に移動不能に構成され、前記超音波ホーンは前記上下方向に移動可能に構成されているのが望ましい。

このような超音波シール装置によれば、アンビルは上下方向に移動不能に構成されているので、挟持動作に係る可動部の数を少なくすることができる。

かかる超音波シール装置であって、
前記アンビル及び前記超音波ホーンの両方が、前記上下方向に移動可能に構成されていても良い。

また、
吸収性物品に係る連続ウエブが所定の直線軌道を搬送される間に、前記連続ウエブに超音波振動を付与することにより、前記連続ウエブの搬送方向に間隔をおいて複数の溶着部を形成する超音波シール方法であって、
前記超音波振動を発する超音波ホーンと、
前記超音波ホーンが前記超音波振動を前記連続ウエブに向けて発する際に、前記超音波ホーンとで、前記連続ウエブをその厚み方向から挟持するアンビルと、
前記超音波ホーン及び前記アンビルを、前記直線軌道と平行な往路及び復路に沿って移動させる往復直線移動機構と、を用い、
前記往路において、前記超音波ホーン及び前記アンビルの両者を互いに前記厚み方向に対向させつつ前記連続ウエブの搬送速度値と同じ速度値で移動することと、
前記同じ速度値で移動することにおいて、前記超音波ホーンと前記アンビルとが、前記連続ウエブの挟持を行うことと、
前記同じ速度値で移動することにおいて、前記挟持の解除をすることと、
前記挟持中に、前記超音波ホーンが前記超音波振動を発することと、を有することを特徴とする超音波シール方法。
このような超音波シール方法によれば、連続ウエブの搬送速度値と同じ速度値で超音波ホーン及びアンビルの両者が移動することにおいては、これら両者は、同連続ウエブの直線軌道に沿って移動しながら、同連続ウエブへの挟持及びその解除を行う。よって、連続ウエブと超音波ホーンとアンビルとの三者の速度値が揃った状態で、挟持して溶着処理を行うので、これら三者の間の相対速度（相対滑り）を抑制することができる。その結果、擦れや皺の発生を抑制可能になるとともに、溶着部を安定して形成可能となる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
本発明に係る超音波シール装置２０は、連続生産ラインで搬送される連続ウエブ１ａに対して、連続ウェブ１ａの搬送方向に所定ピッチＰ１で間隔をおいて複数の溶着部１４を形成する装置である。そして、この第１実施形態では、連続ウエブ１ａとしてパンツ型おむつ１の基材１ａを例示している。
図３Ａ及び図３Ｂは、超音波シール装置２０を備えるシール部に搬送されるおむつ１の基材１ａの説明図であって、両図とも斜視図である。なお、図３Ｂには、シール部に搬送される直前の状態を示しており、図３Ａには、図３Ｂの直前の状態を示している。

図３Ａの時点では、おむつ１の基材１ａは、着用者の肌側に位置すべき表面シート２となる連続ウエブ２ａと、非肌側に位置すべき裏面シート３となる連続ウエブ３ａと、これら連続ウエブ２ａ，３ａ同士の間に介装されつつ、搬送方向に製品ピッチＰ１で間隔をおいて配されたパルプ繊維等の吸収体４，４…と、を有する。そして、これら三つの構成要素２ａ，３ａ，４が、互いに隣接するもの同士で貼り合わされ、且つ展開された状態にある。なお、本発明は、これら３つの構成要素２ａ，３ａ，４の使用に限定されない。

また、この時点では、既に、搬送方向に互いに隣り合う吸収体４，４同士の間には、脚周り開口部８が形成されている。また、この脚周り開口部８及び股下部１３に沿って、脚周り開口部８に伸縮性を付与する弾性部材６が貼着されている。更には、胴周りに相当する端部に沿っても、胴周りに伸縮性を付与する胴周り弾性部材５が貼着されている。なお、本発明は、これの構成要素５，６の使用に限定されない。

そして、シール部の直前においては、この図３Ａの展開状態の基材１ａが、その幅方向の略中央部たる股下部１３を折り位置として二つ折りにされることにより、同基材１ａは、図３Ｂのような二つ折り状態でシール部に送り込まれる。つまり、おむつ１の前身頃１０に相当する部位と、後身頃１１に相当する部位とが、上下に重ね合わされた状態で、シール部へ送り込まれる。

但し、この時点のおむつ１の基材１ａにあっては、互いに重ね合わされた前身頃１０に相当する部分と後身頃１１に相当する部分とが、未だ未接合の状態にある。そのため、当該基材１ａに対して、シール部の超音波シール装置２０が、おむつ１の胴周りの側端部１ｅに相当する部位１ｅに溶着処理を施して溶着部１４を形成することにより、基材１ａの前身頃１０と後身頃１１とを互いに接合する。なお、本発明は、基材１ａを溶着すること、又は、この位置で溶着することに限定されない。

ここで、この溶着対象部位１ｅ、つまりおむつ１の胴周りの側端部に相当する部位１ｅは、基材１ａ上において搬送方向に製品ピッチＰ１で吸収体４の両脇に現れる。よって、超音波シール装置２０は、基材１ａのうちで吸収体４の両脇の部位１ｅに、搬送方向に製品ピッチＰ１で溶着部１４を形成する。なお、このとき、図３Ｂに示すように、かかる溶着部１４にあっては、一箇所１ｅにつき、搬送方向の互いに隣り合う位置に少なくとも一対１４，１４が並んで形成される。そして、かかる溶着部１４が形成された基材１ａは下工程へと送られて、下工程では一対の溶着部１４，１４同士の間の位置１ｃで順次基材１ａが分断されて、これにより、胴周りの開口部や一対の脚周り開口部８，８を有したおむつ１が生成される。

ちなみに、表面シート２の連続ウエブ２ａ及び裏面シート３の連続ウエブ３ａの素材例としては、熱可塑性樹脂等の熱溶着性素材からなる不織布や織布、フィルムなどが挙げられるが、超音波溶着可能な素材であれば、何等これに限らない。また、本発明は、おむつ１の製造における本プロセスでの使用に限定されない。

図４Ａは、超音波シール装置２０の概略側面図であり、図４Ｂは、図４Ａ中のＢ−Ｂ線矢視図であり、図４Ｃは、図４Ａ中のＣ−Ｃ矢視図である。なお、図４Ａでは、アンビル保持部７２等を破断して示しており、また、図４Ｂ及び図４Ｃ中では、図の錯綜を防ぐべく、本来断面部に示すべきハッチングを一部の部材に対しては省略して示している。

また、以下の説明では、製造ラインの幅方向のことを「ＣＤ方向」又は「左右方向」とも言う。なお、ＣＤ方向は水平方向を向いている。また、ＣＤ方向と直交する２方向のうちで、鉛直方向のことを「上下方向」とも言い、同水平方向のことを「前後方向」とも言う。ちなみに、左右方向、上下方向、及び前後方向の三者は、互いに直交関係にある。

この超音波シール装置２０においては、基材１ａは、搬送ローラー９０等の搬送装置９０により、搬送方向に所定の搬送速度値Ｖ１ａで連続的に搬送されている。この例では、基材１ａは、厚み方向を上下方向に向け、幅方向を左右方向に向けた姿勢で、前後方向を搬送方向とする直線軌道Ｔｒ１ａに沿って搬送されている。つまり、前後方向の直線軌道Ｔｒ１ａを搬送軌道Ｔｒ１ａとして基材１ａは搬送されている。

なお、搬送装置９０を制御するコントローラ（不図示）は、製造ラインの他の装置との同期を取るべく同期信号を受信して、この同期信号に基づいて搬送動作を行っている。この同期信号は、例えば製造ラインの基準となる装置（例えば、脚周り開口部８を打ち抜き形成するロータリーダイカッター装置など）での基材１ａの搬送量を計測するロータリーエンコーダ等のセンサーから出力される。そして、当該同期信号は、例えば製品たるおむつ一つ分の搬送量（つまり製品ピッチＰ１）を単位搬送量として０°〜３６０°の各回転角度値を、搬送量に比例して割り当ててなる回転角度信号である。つまり、おむつ一つ分だけ搬送されると、０°から３６０°までの回転角度値が出力され、当該一つ分の搬送の都度、０°から３６０°までの回転角度値の出力が周期的に繰り返される。但し、同期信号は、何等回転角度信号に限るものではない。例えば上記単位搬送量に０〜８１９１の各デジタル値を、搬送量に比例して割り当ててなるデジタル信号を、同期信号として用いても良い。また、同期信号として搬送量に比例した数のパルスを有するパルス信号を用い、同信号のパルスの数をカウントして回転角度を検知しても良い。

図４Ａに示すように、超音波シール装置２０は、基材１ａの直線状の搬送軌道Ｔｒ１ａの下方に配置された超音波ホーン３０と、同搬送軌道Ｔｒ１ａの上方に配置されたアンビル６０と、これら超音波ホーン３０及びアンビル６０を、基材１ａの搬送軌道Ｔｒ１ａと平行な往路及び復路に沿って移動させる前後方向往復直線移動機構と、これら超音波ホーン３０とアンビル６０とに基材１ａを厚み方向たる上下方向から挟持させる挟持駆動機構と、これら機構を制御するコントローラ８０と、を有する。

ここで、上記の往路は、基材１ａの搬送方向の下流側たる前方を向いているとともに、当該往路のうちの略中央の領域には、超音波ホーン３０及びアンビル６０の両者が互いに厚み方向に対向した状態で基材１ａの搬送速度値Ｖ１ａと同じ速度値で移動する等速域Ｒｅが設定されている。また、この等速域Ｒｅを移動中に、超音波ホーン３０とアンビル６０とは、基材１ａの挟持及び挟持の解除を行い、更に、この挟持中には、超音波ホーン３０が超音波振動を発するようになっている。

よって、この超音波シール装置２０によれば、基材１ａと超音波ホーン３０とアンビル６０との三者の前後方向の移動速度値が揃った状態で、基材１ａを挟持して溶着処理を行うことができる。つまり、溶着処理の際のこれら三者３０，６０，１ａの間の相対速度（相対滑り）を抑制できるので、擦れや基材１ａの皺の発生を抑えつつ溶着部１４を安定して形成可能となる。

ちなみに、上述の溶着処理後には、超音波ホーン３０及びアンビル６０が等速域Ｒｅから出る前に順次超音波振動の停止及び挟持の解除がなされ、しかる後に超音波ホーン３０とアンビル６０とは前進限Ｐｆにおいて速やかに移動方向を往路方向から復路方向へ反転して、復路の移動動作を開始する。そして、同復路の移動において往路の始端位置たる後退限Ｐｂに到達したら、再度移動方向を復路方向から往路方向へ反転して、往路の移動動作を開始し、以降、既述の往路の移動動作から始まる一連の溶着処理に係る動作を行う。そして、これらを繰り返すことにより、基材１ａには、搬送方向たる前後方向に製品ピッチＰ１で間隔をおいて複数の溶着部１４が形成される。

以下、この超音波シール装置２０について詳説する。
超音波シール装置２０は、例えば、製造ラインに壁面の如く立設された支持部材としての鏡板１９に片持ち状態で支持されている。すなわち、鏡板１９は、製造ラインのＣＤ方向の一方側（例えば左側）において、上下方向及び前後方向に延在して配されており、その鉛直面１９ａを支持面として、超音波シール装置２０を支持している。

ここで、この超音波シール装置２０は、前述した構成要素の区分以外に、次のような構成要素に区分することができる。すなわち、超音波シール装置２０は、超音波ホーン３０を具備する超音波ホーンユニット３０Ｕと、アンビル６０を具備するアンビルユニット６０Ｕと、コントローラ８０と、を有する。そして、以下の説明では、説明の都合上、この構成要素３０Ｕ，６０Ｕ，８０の区分で説明する。なお、前述の構成要素の区分の「前後方向往復直線移動機構」や「挟持駆動機構」に相当する構成要素については、その相当する構成要素が登場したときに、随時説明する。

＜＜＜超音波ホーンユニット３０Ｕ＞＞＞
超音波ホーンユニット３０Ｕは、当該超音波ホーンユニット３０Ｕに係る各種機器を支持すべく鏡板１９に相対移動不能に固定された水平な床板３２と、床板３２の上面に設けられて、超音波ホーン３０を前後方向の直線軌道に沿って往復移動可能に案内するガイド部材４０と、同床板３２の上面に設けられて、超音波ホーン３０に前後方向の往復移動に係る駆動力を付与する前後方向駆動機構５０と、を有する。なお、上述のガイド部材４０と前後方向駆動機構５０とが、「前後方向往復直線移動機構」に相当する。

床板３２は、ＣＤ方向の一端縁（左端縁）にて鏡板１９に固定され、これにより片持ち状態で支持されている。

ガイド部材４０は、例えばリニアガイド４０である。すなわち、床板３２の上面に相対移動不能に固定され、前後方向に沿って延在する左右一対のレール４２，４２と、各レール４２，４２に対してそれぞれ設けられ、前後方向にのみ相対移動可能に係合するスライダ４４，４４と、を有する。そして、これらスライダ４４，４４に適宜な支持台４６を介して超音波ホーン３０が相対移動不能に固定されており、これにより、超音波ホーン３０はスライダ４４，４４と一体となって前後方向に往復移動可能に案内されている。

前後方向駆動機構５０は、モータ５２と送りねじ機構５６とを有する。送りねじ機構５６は、モータ５２の駆動回転軸５２ａの回転動作を、前後方向の直線移動動作に変換して超音波ホーン３０に伝達するものであり、ここでは、ボールねじ機構５６が使用されている。すなわち、ボールねじ機構５６のねじシャフト５７は、その軸方向を前後方向に沿わせて配されており、この状態においてねじシャフト５７は、その両端部を床板３２の上面の軸受け部材５９，５９により回転自在に支持されている。また、ねじシャフト５７の外周面の螺旋溝（不図示）には、多数のボール状の転動体（不図示）を介してナット部材５８が螺合し、且つこのナット部材５８には、既述の支持台４６を介して超音波ホーン３０が固定されている。更には、モータ５２の駆動回転軸５２ａとねじシャフト５７とは、適宜な軸継手５５を介して同芯に連結されている。よって、モータ５２の駆動回転軸５２ａの回転動作が、ねじシャフト５７に伝達されてねじシャフト５７が回転されると、ナット部材５８と一体に超音波ホーン３０は前後方向に移動する。

モータ５２は、例えばサーボモータ５２であり、外部から送信される位置指令信号（制御信号）に基づいて位置制御を行う。すなわち、サーボモータ５２は、その実績位置を検出可能な位置検出要素を具備したアンプ（不図示）を有している。よって、前後方向の任意の位置を目標位置として与えられれば、サーボモータ５２は、アンプの位置検出要素からの実績位置のフィードバック信号等に基づいて、前後方向の目標位置へと超音波ホーン３０を移動することができる。なお、かかる目標位置は、コントローラ８０から位置指令信号の形でサーボモータ５２に送信され、サーボモータ５２は、この位置指令信号に基づいて動作する。

超音波ホーン３０は、図５Ａ及び図５Ｂの拡大側面図に示すように、基材１ａをその厚み方向からアンビル６０とで挟持すべく、基材１ａの下面に近接対向する水平且つ平坦な挟持面３０ａを有している。そして、この挟持面３０ａには、付属の超音波振動発生装置３１により発生された超音波振動が伝達され、これにより、図５Ｂに示すように、アンビル６０とで挟持した基材１ａに超音波振動が投入される。そして、基材１ａにおける挟持された部分は、超音波振動の摩擦発熱等の作用で溶融して同部分には溶着部１４が形成される。

この超音波振動の発生開始は、適宜なトリガー信号に基づいて行われるが、発生停止については、予め設定された所定のエネルギー量（ジュール）が投入されことを検知した超音波振動発生装置３１が行う。これにより、基材１ａの搬送速度値Ｖ１ａの変動起因で溶着部１４毎に溶融レベルがばらつくのを防ぎ、その結果、所定の溶着強度を有した溶着部１４を安定して形成可能となる。なお、発生開始タイミングを規定する上記トリガー信号については、例えばコントローラ８０が生成して、超音波振動発生装置３１へと送信しても良いし、あるいは、同期信号を受信する超音波振動発生装置３１が、同期信号からトリガー信号の発生開始タイミングを自己判断して自身で発生しても良い。なお、本第１実施形態では、コントローラ８０が、トリガー信号として超音波発生指令信号を生成し、超音波振動発生装置３１に送信している。この超音波発生指令信号の送信タイミングについては後述する。

＜＜＜アンビルユニット６０Ｕ＞＞＞
アンビルユニット６０Ｕは、当該アンビルユニット６０Ｕに係る各種機器を支持すべく鏡板１９に相対移動不能に固定された水平な天板６２と、天板６２の下面に設けられて、アンビル６０を前後方向の直線軌道に沿って往復移動可能に案内するガイド部材４０ＡＮと、同天板６２の下面に設けられて、アンビル６０に前後方向の往復移動に係る駆動力を付与する前後方向駆動機構５０ＡＮと、超音波ホーン３０とで基材１ａを挟持すべくアンビル６０を基材１ａの厚み方向たる上下方向に往復移動させる上下方向往復移動機構７０と、を有する。なお、上述のガイド部材４０ＡＮと前後方向駆動機構５０ＡＮとが、「前後方向往復直線移動機構」に相当し、上下方向往復移動機構７０が、「挟持駆動機構」に相当する。

天板６２は、ＣＤ方向の一端縁（左端縁）にて鏡板１９に固定され、これにより片持ち支持状態で支持されている。そして、この天板６２の下面にガイド部材４０ＡＮや前後方向駆動機構５０ＡＮが設けられている。これらガイド部材４０ＡＮや前後方向駆動機構５０ＡＮの基本構造は、前述の超音波ホーンユニット３０Ｕのそれら４０，５０と概ね同じである。すなわち、既述の超音波ホーンユニット３０Ｕのガイド部材４０たるリニアガイド４０や、前後方向駆動機構５０の送りねじ機構たるボールねじ機構５６を、上下反転して天板６２の下面に固定したものが、ほぼそのままアンビルユニット６０Ｕでのガイド部材４０ＡＮや前後方向駆動機構５０ＡＮになっている。よって、超音波ホーンユニット３０Ｕのガイド部材４０や前後方向駆動機構５０とは、上記の点で主に異なり、それ以外の点では概ね同構造なので、アンビルユニット６０Ｕのガイド部材４０ＡＮや前後方向駆動機構５０ＡＮに係る各種構成については、既にそうしているように、超音波ホーンユニット３０Ｕの各種構成と同一の符号の末尾に更に「ＡＮ」を付けた符号で示し、その説明については省略する。

図４Ａに示すように、アンビルユニット６０Ｕのリニアガイド４０ＡＮ及びボールねじ機構５６ＡＮは、それぞれ、超音波ホーンユニット３０Ｕのリニアガイド４０及びボールねじ機構５６とで、基材１ａの搬送軌道Ｔｒ１ａを上下から（厚み方向から）挟むように、これら超音波ホーンユニット３０Ｕのリニアガイド４０及びボールねじ機構５６の直上に配置されている。よって、このアンビルユニット６０Ｕのリニアガイド４０ＡＮのスライダ４４ＡＮに吊下支持されるアンビル６０は、基材１ａの上方の位置において、基材１ａ越しに超音波ホーン３０と対向して配されている。そのため、アンビルユニット６０Ｕのボールねじ機構５６ＡＮのサーボモータ５２ＡＮを、超音波ホーンユニット３０Ｕのボールねじ機構５６のサーボモータ５２と連動して動作するように制御すれば、超音波ホーン３０との対向状態を維持しつつ、アンビル６０を超音波ホーン３０に連動させて前後方向に往復移動することができる。

図５Ａ及び図５Ｂにアンビル６０及び超音波ホーン３０の拡大側面図を示す。
アンビル６０を上下方向に往復移動させる上下方向往復移動機構７０（厚み方向往復移動機構に相当）は、図５Ａに示すように、アンビル６０を上下方向に相対移動可能に保持するアンビル保持部７２を有している。そして、このアンビル保持部７２は、適宜な支持台７６を介してリニアガイド４０ＡＮのスライダ４４ＡＮ，４４ＡＮに相対移動不能に固定されており、これにより、同保持部７２はアンビル６０を保持しながら、スライダ４４ＡＮ，４４ＡＮと一体となって前後方向に往復移動する。

このアンビル保持部７２は、例えば箱部材７２を本体とし、その内部の空間には、上下方向に上記往復移動に相応する遊びをもってアンビル６０を収容している。また、同箱部材７２の下面壁部７２ｄには、アンビル６０の挟持面６０ａに係る下面６０ｄを外方に突出させるべくアンビル６０の横断面形状よりも若干大きい貫通孔７２ｈが形成されている。更に、アンビル６０の方は、その上端部から側方に環状に突出した鍔部６０ｆを有しており、この鍔部６０ｆは、上記箱部材７２の下面壁部７２ｄの貫通孔７２ｈの周縁部と係合するようになっている。そして、この係合により、アンビル６０の下方への移動量が所定量に制限されており、つまり、アンビル６０は、所定の上限位置と下限位置との間だけ、上下移動が許容されている。
ここで、図５Ａに示すように、上限位置では、アンビル６０は、下方の基材１ａとは所定の間隔をもって対向した状態になる。つまり基材１ａとは接触していない。一方、白い矢印で示すようにこの上限位置から下限位置へと下降する際には、図５Ｂに示すように、アンビル６０は、基材１ａに接触するとともに、更に若干下方に基材１ａを押し込み、これにより、アンビル６０は、超音波ホーン３０の挟持面３０ａとで基材１ａを所定の挟持力で挟持した状態となる。そして、この挟持状態になったら、これ以上の下方への移動は、超音波ホーン３０によって止められ、実際にはアンビル６０が下限位置までは下降することはない。以下では、上限位置のことを「退避位置」といい、下限位置へ向かう途中で挟持状態になる位置のことを「挟持位置」とも言う。

一方、図５Ａに示すように、かかるアンビル保持部７２の上面壁部７２ｕの下面７２ｕｄとアンビル６０の上面６０ｕ（アンビル６０の下面６０ｄの挟持面６０ａとは逆側の面）との間には、アンビル６０を上下移動する駆動源として例えば空気ばね７４が介装されている。空気ばね７４は、密閉された袋体７４を本体とする。そして、この袋体７４は、空気供給により内部を加圧すると膨張する一方、空気排出により内部を減圧すると収縮する。また、アンビル保持部７２の下面壁部７２ｄと、アンビル６０の鍔部６０ｆとの間には圧縮ばね７５が介装されており、その復元力によってアンビル６０は常に上面壁部７２ｕ側へと（つまり上方へと）押し付けられている。よって、この圧縮ばね７５と協働しながら空気ばね７４に空気を給排することにより、アンビル６０をアンビル保持部７２に対して上下方向に往復移動させることができる。すなわち、空気ばね７４に空気供給して加圧すると、同空気ばね７４の膨張によりアンビル６０は下方に移動して挟持位置に達し、これにより、下方の超音波ホーン３０とで基材１ａを挟持する（図５Ｂ）。一方、空気ばね７４から空気排出して減圧すると、アンビル６０は圧縮ばね７５の復元力によって上方へ押し戻され、これにより上限位置たる退避位置に戻る（図５Ａ）。

かかる空気ばね７４に対する空気の給排制御を実現する機構の一例としては、配管等の空気流路を介して不図示のコンプレッサ等の圧縮空気源を空気ばね７４に連結するとともに、この圧縮空気源と空気ばね７４との間の上記空気流路に、圧力調整弁等の不図示のレギュレータを配置した構成などが挙げられる。

なお、この空気の給排動作は、適宜な制御信号に基づいて行われる。この制御信号については、例えばコントローラ８０が生成して、上記のレギュレータに送信しても良いし、あるいは、同期信号を受信するレギュレータが、同期信号から給排動作タイミングを自己判断して自身で生成しても良い。本第１実施形態では、コントローラ８０が、制御信号としての給排指令信号を生成し、レギュレータに送信している。この給排信号は、例えばＯＮＯＦＦ信号である。そして、ＯＮ状態を受信したら、レギュレータは加圧状態にして、ＯＮ状態の受信中に亘りこれを維持し、他方、ＯＦＦ状態を受信したら、減圧状態にしてＯＦＦ状態の受信中に亘りこれを維持する。なお、このことは、言い換えると、「給排指令信号のＯＮ状態では、アンビル６０は基材１ａを挟持する挟持状態となり、給排指令信号のＯＦＦ状態では、アンビル６０は基材１ａの挟持を解除した退避状態になる」と表現することもできる。そのため、以下では、かかる給排指令信号のことを「挟持指令信号」とも言う。

ところで、アンビル６０の挟持面６０ａは、下方の超音波ホーン３０の挟持面３０ａと対向可能なように、アンビル６０の下面６０ｄに設定されている旨を簡単に前述したが、ここでこの挟持面６０ａについて詳しく説明する。図６は、アンビル６０の下面６０ｄを斜め下方から見た概略斜視図である。当該アンビル６０の下面６０ｄには、基材１ａに形成すべき前後一対の溶着部１４，１４の形状パターン（図３）に対応させて、ＣＤ方向たる左右方向に沿った前後一対のリブ６１，６１が形成されている。そして、各リブ６１の表面には、その長手方向に所定ピッチで並ぶ複数の凸部６１ａ，６１ａ…が形成されており、これら凸部６１ａ，６１ａ…の各頂面が、それぞれアンビル６０の挟持面６０ａとなる。但し、これは一例であって、これ以外の形態の挟持面６０ａを採用しても良い。

＜＜＜コントローラ８０＞＞＞
コントローラ８０は、適宜なコンピュータやシーケンサであり、不図示のプロセッサとメモリとを有している。このコントローラ８０には、前述の同期信号が入力される。そして、この同期信号に基づいて、コントローラ８０は、超音波ホーンユニット３０Ｕ及びアンビルユニット６０Ｕの各前後方向駆動機構５０，５０ＡＮや、アンビル６０の上下方向往復移動機構７０などを制御する。例えば、超音波ホーンユニット３０Ｕ及びアンビルユニット６０Ｕの各前後方向駆動機構５０，５０ＡＮのサーボモータ５２，５２ＡＮのアンプに向けて、制御信号として位置指令信号を送信する一方、アンビルユニット６０Ｕの上下方向往復移動機構７０の空気ばね７４のレギュレータに向けては、制御信号として挟持指令信号（給排指令信号）を送信し、更には、超音波ホーンユニット３０Ｕの超音波振動発生装置３１に向けて、制御信号として超音波発生指令信号を送信する。
ちなみに、コントローラ８０のメモリには、上述の制御に係る制御プログラムが予め格納されている。また、同メモリには、超音波ホーン３０及びアンビル６０の前後方向の往復移動動作を規定する動作パターンのデータ、挟持指令信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を規定するデータ、及び、超音波発生指令信号の送信タイミングを規定するデータも予め格納されている。そして、プロセッサがメモリから随時対応する制御プログラムやデータを適宜読み出して実行することにより、上述の超音波ホーンユニット３０Ｕ及びアンビルユニット６０Ｕに係る各前後方向駆動機構５０，５０ＡＮの制御や、アンビルユニット６０Ｕに係る上下方向往復移動機構７０の制御、並びに超音波ホーンユニット３０Ｕに係る超音波振動発生装置３１の制御が実現される。

図７は、超音波ホーン３０及びアンビル６０の前後方向の往復移動動作の動作パターン（超音波ホーン３０及びアンビル６０の前後方向の目標位置と、同期信号の回転角度値との対応関係を示すパターン）のデータの説明図であり、上段には超音波ホーン３０のデータを示し、下段にはアンビル６０のデータを示している。縦軸には、前後方向の目標位置を取っており、前方には前進限Ｐｆが設定され、後方には後退限Ｐｂが設定されている。そして、勿論、往路では、後退限Ｐｂから前進限Ｐｆへと移動し、復路では前進限Ｐｆから後退限Ｐｂへと移動する。また、横軸は、同期信号に対応する回転角度値であり、つまり基材１ａの製品ピッチＰ１分の搬送量たる単位搬送量を０°〜３６０°の各値に割り当てたものである。なお、３６０°は、０°でもある。
更に、同図７中には、アンビル６０の上下往復移動に係る挟持指令信号（給排指令信号）のＯＮ／ＯＦＦ状態や、超音波ホーン３０に係る超音波発生指令信号の送信タイミングを規定するデータたる第１回転角度値についても併記している。

コントローラ８０は、所定の制御周期で、同期信号の回転角度値に対応する目標位置を、メモリ内の上記動作パターンのデータから取得し、取得した目標位置のデータを位置指令信号として超音波ホーンユニット３０Ｕ及びアンビルユニット６０Ｕの各前後方向駆動機構５０，５０ＡＮのサーボモータ５２，５２ＡＮのアンプに送信する。すると、各サーボモータ５２，５２ＡＮのアンプは、この位置指令信号の目標位置に超音波ホーン３０やアンビル６０を移動すべくサーボモータ５２，５２ＡＮを制御し、これにより、図７の動作パターンで、超音波ホーン３０とアンビル６０との両者は往復移動する。

ここで、図７の上段のグラフと下段のグラフとの対比からわかるように、この例では、前後方向の往復移動動作に関して、０°〜３６０°の回転角度値の全域に亘り、超音波ホーン３０の動作パターンとアンビル６０の動作パターンとは、互いの間に回転角度値の位相のずれもない完全な同一パターンとなっている。よって、超音波ホーン３０とアンビル６０とは、基材１ａ越しに互いの挟持面３０ａ，６０ａを上下に対向した状態を維持しながら、互いに完全に連動して前後方向に往復移動することができる。

また、同図７に示すように、往路には、第１加減速域と、一定の速度値で移動する定速域と、第２加減速域とが設定されており、復路にも、同様の第３加減速域と定速域と第４加減速域とが設定されている。ここで、往路の定速域の速度値は、基材１ａの前後方向の搬送速度値Ｖ１ａと同値に設定されている。つまり、この定速域は、超音波ホーン３０及びアンビル６０の速度値が基材１ａの搬送速度値Ｖ１ａと等しくなる等速域Ｒｅである。また、かかる等速域Ｒｅの略中央の領域内には、挟持指令信号のＯＮ状態が、所定の回転角度値の範囲ＲＯＮに亘って設定されている。更に、このＯＮ状態が対応付けられた上記回転角度値の範囲ＲＯＮ内には、超音波発生指令信号を超音波振動発生装置３１に送信する第１回転角度値が設定されている。

よって、同期信号が示す回転角度値が、上記の範囲ＲＯＮ内に入ったら、コントローラ８０は、アンビルユニット６０Ｕの上下方向往復移動機構７０への挟持指令信号をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換える。これにより、上限位置たる退避位置に位置するアンビル６０は下降して、超音波ホーン３０の挟持面３０ａとで基材１ａを挟持する。そして、同期信号の回転角度値が上記の第１回転角度値を超えたら、コントローラ８０は、超音波振動発生装置３１へ向けて超音波発生指令信号を送信する。これにより、超音波ホーン３０の挟持面３０ａから超音波振動が発せられ、超音波ホーン３０の挟持面３０ａとアンビル６０の挟持面６０ａとで挟持された基材１ａの部分が溶融して溶着部１４が形成される。なお、この超音波振動の停止は、前述したように、超音波振動発生装置３１によって自動的に行われる。例えば、同超音波振動発生装置３１は、投入したエネルギー量（ジュール）を溶着処理毎に累積計測しており、当該投入したエネルギー量が規定の設定値に達したことを検知したら停止する。一方、同期信号の回転角度値が、上記範囲ＲＯＮから外れたら、コントローラ８０は、挟持指令信号をＯＦＦ状態にする。これにより、アンビル６０は上昇し、そして、基材１ａの挟持状態の解除を経て、最終的には上限位置たる退避位置まで戻り、次に挟持指令信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わるまで待機する。

ここで、上述したことや図７から明らかなように、上記の回転角度値の範囲ＲＯＮは、完全に往路の等速域Ｒｅに包含されている。よって、基材１ａの挟持及びその解除は、完全に、超音波ホーン３０及びアンビル６０の前後方向の速度値と基材１ａの搬送速度値Ｖ１ａとが等しい状態で行われる。そして、その結果として、互いの間に相対速度は発生せず、擦れや皺の発生は抑制され、溶着部１４を安定して形成可能となる。

ところで、図７の例では、往路の動作パターンと復路との動作パターンとは、１８０°の回転角度値を境界とする鏡像関係になっている。つまり、向きが逆転している点を除けば、これら動作パターン同士は、パターン形状の点で同一になっているが、何等これに限らない。例えば、回転角度値が３６０°になるまでに、超音波ホーン３０とアンビル６０とが、後退限Ｐｂに復位可能であれば、復路の動作パターンが、往路の動作パターンと鏡像関係になっていなくても良い。

また、図７の例では、前後方向の往復移動動作の動作パターンを、超音波ホーンユニット３０Ｕとアンビルユニット６０Ｕとで同一にしていたが、何等これに限るものでない。すなわち、往路において、超音波ホーン３０及びアンビル６０の前後方向の速度値が基材１ａの搬送速度値Ｖ１ａと同値になるような等速域Ｒｅが、所定範囲の回転角度値として確保できるのであれば、何等超音波ホーンユニット３０Ｕの動作パターンとアンビルユニット６０Ｕの動作パターンとを完全同一にしなくても良い。

更には、本第１実施形態では、コントローラ８０は、前後方向の往復移動の動作パターンのデータを、超音波ホーンユニット３０Ｕ用とアンビルユニット６０Ｕ用とで別々に有していたが、何等これに限るものではなく、これら両者で一つの動作パターンのデータを共用しても良い。そして、その場合には、この単一の動作パターンのデータに基づいて生成された位置指令信号を、コントローラ８０は、超音波ホーンユニット３０Ｕとアンビルユニット６０Ｕとの両者に対して送信することになる。これにより、超音波ホーン３０とアンビル６０とを、完全同期で往復移動させることができる。

ところで、一般に使い捨ておむつ１の製造ラインでは、製造すべきおむつ１の製品サイズを変更する所謂サイズ替えを行うことがあるが、本第１実施形態では、このサイズ替えにも、容易に対処可能である。例えば、コントローラ８０のメモリには、図７で例示した動作パターンが、Ｓ、Ｍ、Ｌ等の製品サイズ毎にそれぞれ予め格納されている。図８に、その一例としてＳサイズ及びＬサイズの動作パターンのデータを示すが、同図８からわかるように、これらＳサイズとＬサイズとの間では、前進限Ｐｆと後退限Ｐｂとの間の距離ＤＳ，ＤＬが異なっており、つまり、Ｓサイズよりも大きい製品サイズのＬサイズの方が、上記距離Ｄが大きくなっている。

そして、この距離Ｄが変化すれば、前後方向に隣り合って形成される溶着部１４，１４同士の間の間隔が変化する。よって、当該動作パターンのデータを、これから製造予定の製品サイズに応じてコントローラ８０が選択するように構成すれば、溶着部１４の前後方向の形成ピッチの大きさ（つまり、前後方向に隣り合う溶着部１４，１４同士の間隔寸法）の変更を通して、サイズ替えに容易に対処可能となる。

また、製品サイズに応じて、溶着部１４の溶着強度を変更したい場合には、前述した超音波振動発生装置３１が、超音波振動に係り投入すべきエネルギー量（ジュール）の設定値を、Ｓ、Ｍ、Ｌ等の製品サイズ毎に設定可能に有し、同超音波振動発生装置３１が、製品サイズに応じて設定値を選択するように構成すれば良い。なお、Ｓサイズよりも溶着部１４の総面積の大きいＬサイズの方が、エネルギー量の設定値が大きな値になっているのは言うまでもない。

なお、上述の製品サイズに応じて溶着強度を変更する別の方法としては、例えば超音波ホーン３０とアンビル６０とで基材１ａを挟持する際の挟持力の大きさを製品サイズ毎に変更することが挙げられる。この挟持力は、既述のように空気ばね７４の加圧力によって生じている。よって、これを実現するには、例えば、空気ばね７４の加圧力を、互いの値が異なる複数の設定値で設定可能にレギュレータを構成し、そして、当該レギュレータが、製品サイズに応じて、上記複数の設定値のなかから一つの設定値を選択するように構成すれば良い。ちなみに、この製品サイズに応じた加圧力の変更と、上述の製品サイズに応じて超音波振動のエネルギー量の設定値を変更することとの両者を行うようにしても良い。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図９は、第２実施形態の超音波シール装置２０ａの概略側面図である。
前述の第１実施形態では、超音波シール装置２０として、超音波ホーンユニット３０Ｕと、アンビルユニット６０Ｕとを組とするモジュール２０Ｍを１組だけ有していたが、何等これに限るものではなく、例えば複数のモジュール２０Ｍ，２０Ｍ…を基材１ａの搬送軌道Ｔｒ１ａに沿って並べて配置しても良い。図９の例では、複数の一例として二つのモジュール２０Ｍ，２０Ｍが前後方向に並んで配置されている。なお、これ以外の点は、第１実施形態とほぼ同じなので、同一の構成には同一の符号を付して、その説明については省略する。

ここで、前後に並ぶモジュール２０Ｍ，２０Ｍ同士は、それぞれの超音波ホーン３０，３０及びアンビル６０，６０の前後方向の往復移動動作に関して、互いに同じ動作をするようになっている。すなわち、後方のモジュール２０Ｍに係る超音波ホーン３０及びアンビル６０が、前後方向の往路を移動する際には、前方のモジュール２０Ｍに係る超音波ホーン３０及びアンビル６０も、往路を移動し、他方、後方のモジュール２０Ｍに係る超音波ホーン３０及びアンビル６０が、前後方向の復路を移動する際には、前方のモジュール２０Ｍに係る超音波ホーン３０及びアンビル６０も、復路を移動するように構成されている。以下では、これを「順動作」とも言う。

このような二つのモジュール２０Ｍ，２０Ｍが互いに順動作を行う第２実施形態に係る超音波シール装置２０ａは、例えば、次のように構成することで実現される。先ず、コントローラ８０のメモリは、図１０に示すような後方のモジュール２０Ｍ用の動作パターンのデータと前方のモジュール２０Ｍ用の動作パターンのデータとを有する。そして、これら動作パターンのデータ同士は、互いの間に回転角度値の位相ずれも無い完全に同一のものである。また、挟持指令信号のＯＮ状態に係る回転角度値の範囲ＲＯＮや、超音波振動の発生開始を規定する第１回転角度値についても、後方のモジュール２０Ｍと前方のモジュール２０Ｍとの両者で同じに設定されている。

また、この第２実施形態では、モジュール２０Ｍ，２０Ｍが二つなので、動作パターンの１周期には、おむつ二つ分の搬送量に相当する０°から７２０°までの回転角度値が対応付けられている。そして、これにより、これら二つのモジュール２０Ｍ，２０Ｍは互いに協働して、おむつ１の基材１ａに対し製品ピッチＰ１で溶着部１４を形成することができる。

ところで、この第２実施形態では、モジュール２０Ｍの数が二つの場合を例示したが、三つ以上並べて配置しても良いのは言うまでもない。

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図１１Ａ乃至図１１Ｊは、第３実施形態の説明図であり、詳しくは、後方のモジュール２０Ｍ及び前方のモジュール２０Ｍの両者が、基材１ａに溶着部１４を形成していく様子をコマ送りで示す模式図である。なお、同図中では、後方のモジュール２０Ｍが形成する溶着部１４を○印で示し、前方のモジュール２０Ｍが形成する溶着部１４を△印で示している。

前述の第２実施形態では、図１０に示すように、二つのモジュール２０Ｍ，２０Ｍ同士が、前後方向の往復移動動作に関して同一の動作たる順動作をしていたが、この第３実施形態では、逆動作を行う点で相違する。

すなわち、図１１Ａ乃至図１１Ｊに示すように、この第３実施形態では、後方のモジュール２０Ｍ（第１モジュールに相当）に係る超音波ホーン３０及びアンビル６０が、前後方向の往路を移動する際には、前方のモジュール２０Ｍ（第２モジュールに相当）に係る超音波ホーン３０及びアンビル６０は、復路を移動し、他方、後方のモジュール２０Ｍに係る超音波ホーン３０及びアンビル６０が、前後方向の復路を移動する際には、前方のモジュール２０Ｍに係る超音波ホーン３０及びアンビル６０は、往路を移動するように構成されている。

そして、このような構成によれば、超音波ホーン３０及びアンビル６０の前後方向の往復移動に起因して、これら後方のモジュール２０Ｍ及び前方のモジュール２０Ｍを支持している鏡板１９に作用し得る慣性力を互いに相殺させることができて、その結果、鏡板１９に生じ得る機械的振動を低減可能となる。

なお、このような二つのモジュール２０Ｍ，２０Ｍが互いに逆動作を行う本第３実施形態に係る超音波シール装置２０ｂは、例えば、次のように構成することで実現される。図１２は、その説明図であって、各モジュール２０Ｍ，２０Ｍの動作パターンなどのデータの図である。

先ず、コントローラ８０のメモリには、図１２に示すような、後方のモジュール２０Ｍ用の動作パターンのデータと、前方のモジュール２０Ｍ用の動作パターンのデータとが格納されている。そして、これら動作パターンのデータ同士にあっては、互いのパターン形状は同一であるが、互いの回転角度値の位相は、半周期たる３６０°（１周期は７２０°）だけずれたものになっている。これにより、上述の逆動作が実現される。
また、同図１２の下段に示す前方モジュール２０Ｍの動作パターンの回転角度値の位相が、後方モジュール２０Ｍに対して半周期（３６０°）だけずれているのに伴って、同前方モジュール２０Ｍの挟持指令信号のＯＮ状態に係る回転角度値の範囲ＲＯＮや、超音波振動の発生開始を規定する第１回転角度値についても、後方のモジュール２０Ｍの回転角度値の範囲ＲＯＮ及び第１回転角度値から、それぞれ半周期たる３６０°だけ位相がずれたものになっている。そして、これにより、前方モジュール２０Ｍにあっても、往路の等速域Ｒｅにおいて溶着処理を行うようになっている。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
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。

上述の実施形態では、吸収性物品の一例として、着用対象に装着されてその排泄液を吸収する使い捨ておむつ１を挙げたが、尿や経血等の排泄液を吸収するものであれば何等これに限るものではなく、例えば生理用ナプキンやペットの排泄液を吸収するペットシート等でも良い。

上述の実施形態では、超音波ホーン３０及びアンビル６０の前後方向往復直線移動機構に係るガイド部材４０，４０ＡＮ及び前後方向駆動機構５０，５０ＡＮとして、それぞれリニアガイド４０，４０ＡＮ及びボールねじ機構５６，５６ＡＮを例示したが、基材１ａの直線状搬送軌道Ｔｒ１ａに沿って超音波ホーン３０及びアンビル６０を往復移動可能であれば、何等上述に限らない。例えば、リニアガイド４０，４０ＡＮのレール４２，４２ＡＮの代わりに、床板３２や天板６２に形成した直線溝（不図示）に、スライダ４４，４４ＡＮを摺動可能に係合させても良いし、ボールねじ機構５６，５６ＡＮの代わりに適宜なカム機構を用いることにより、サーボモータ５２，５２ＡＮの回転動作を直線移動動作に変換しても良い。なお、カム機構を用いた場合には、カムのカム曲線の設定によって、前述の動作パターンを実現することもできるので、場合によっては、コントローラ８０のメモリ内に格納された動作パターンのデータを省略することもできる。また、サーボモータ５２，５２ＡＮの駆動回転軸５２ａ，５２ＡＮと、ねじシャフト５７，５７ＡＮとの連結も、何等軸継手５５，５５ＡＮに限らず、例えば、タイミングベルトとプーリとを有する巻掛け伝導装置を用いて連結しても良い。

上述の実施形態では、超音波ホーン３０の上方にアンビル６０を配置していたが、この上下配置関係は逆でも良い。つまり、超音波ホーン３０を有する超音波ホーンユニット３０Ｕの下方に、アンビル６０を有するアンビルユニット６０Ｕを配置しても良い。但し、メンテナンス性の観点からは、この構成よりも、図４Ａや図５Ａに示す第１実施形態の方が好ましい。理由は次の通りである。
例えば、第１実施形態の場合には、超音波ホーン３０は上下方向に往復移動しないが、アンビル６０は上下方向に往復移動し、その上下駆動に係り空気ばね７４等の多くの可動部を有しており、必然、これら可動部はメンテナンスの対象になる。ここで、図４Ａや図５Ａの第１実施形態の構成によれば、超音波シール装置２０の稼働停止状態において、アンビル６０は基材１ａよりも上方に位置しており、超音波ホーン３０のように上方から基材１ａに覆われた状態になっておらず、概ね全体が露出した状態になっている。よって、整備作業者は、アンビル６０の可動部のメンテナンスを行い易くなる。

上述の実施形態では、基材１ａの前後方向の搬送軌道Ｔｒ１ａは水平であったが、何等これに限るものではなく、水平から所定の傾き角でもって上方又は下方に傾いていても良い。但し、その場合には、超音波ホーン３０の前後方向の往復移動に係る直線軌道及びアンビル６０の前後方向の往復移動に係る直線軌道も、上述の搬送軌道Ｔｒ１ａの傾き角に対応させて同じ傾き角分、水平から傾いて設定されることになる。

上述の実施形態では、挟持駆動機構の一例として、超音波ホーン３０については上下方向には移動不能に構成し、アンビル６０の方を上下方向に往復移動する構成を示したが、何等これに限らない。例えば、アンビル６０の方を上下方向に移動不能に構成し、超音波ホーン３０の方を上下方向往復移動機構によって上下に往復移動させても良いし、更には、超音波ホーン３０とアンビル６０との両者を、それぞれ上下方向に往復移動するように構成しても良い。但し、超音波ホーン３０及びアンビル６０のうちのどちらか一方を上下方向に移動不能に構成している方が、挟持動作に係る可動部の数を少なくできるので、その方が望ましい。

上述の実施形態では、挟持駆動機構たる上下方向往復移動機構７０の駆動源として、空気ばね７４を例示したが、何等これに限らない。例えば、エアシリンダーや油圧シリンダーを用いても良いし、送りねじ機構を適用しても良い。

上述の実施形態では、超音波振動発生装置３１の超音波振動の発生停止は、投入した超音波振動のエネルギー量（ジュール）が設定値に達したことを同装置３１が検知して、行われていた。但し、場合によっては、超音波ホーン３０とアンビル６０とによる基材１ａの挟持の解除後に、上記のエネルギー量が設定値に達することも想定され、その場合には、非挟持状態で超音波振動が投入された分だけ溶着不足になって、その結果、溶着部１４が強度不足になる虞がある。そのため、望ましくは、次のように構成すると良い。先ず、コントローラ８０は、超音波振動の発生停止の度に超音波振動発生装置３１から発生停止に係る信号を受信する。そして、コントローラ８０は、この信号から得られる発生停止の時刻と、挟持の解除を行った時刻とを比較し、発生停止の時刻の方が挟持の解除の時刻よりも遅い場合には、溶着不良発生の警報を適宜な警報装置に出力して、作業者に報知する。

上述の実施形態の説明では、図５Ａの拡大側面図に示す挟持の解除状態での超音波ホーン３０及びアンビル６０の基材１ａに対する遠近関係について詳しく述べていなかったので、この点について説明する。この解除状態においては、超音波ホーン３０の挟持面３０ａの方が、アンビル６０の挟持面６０ａよりも基材１ａに近接している。そして、このような配置関係によれば、基材１ａを挟持すべくアンビル６０が下降して基材１ａを超音波ホーン３０の方へ押し込む際の押し込み量を少なくできる。そして、これにより、当該押し込みに伴う基材１ａの搬送軌道Ｔｒ１ａの乱れを抑制可能となり、結果、溶着部１４をより安定して形成可能となる。

１ 使い捨ておむつ（吸収性物品）、１ａ 基材（連続ウエブ）、
１ｃ 位置、１ｅ 部位、
２ 表面シート、２ａ 連続ウエブ、３ 裏面シート、３ａ 連続ウエブ、
４ 吸収体、５ 弾性部材、６ 弾性部材、８ 脚周り開口部、
１０ 前身頃、１１ 後身頃、１３ 股下部、１４ 溶着部、
１９ 鏡板、１９ａ 鉛直面、
２０ 超音波シール装置、２０ａ 超音波シール装置、２０ｂ 超音波シール装置、
２０Ｍ 後方のモジュール（第１モジュール）、
２０Ｍ 前方のモジュール（第２モジュール）、
３０ 超音波ホーン、３０Ｕ 超音波ホーンユニット、
３０ａ 挟持面、３１ 超音波振動発生装置、３２ 床板、
４０ リニアガイド（ガイド部材）、４０ＡＮ リニアガイド（ガイド部材）、
４２ レール、４２ＡＮ レール、４４ スライダ、４４ＡＮ スライダ、
４６ 支持台、
５０ 前後方向駆動機構、５０ＡＮ 前後方向駆動機構、
５２ サーボモータ、５２ＡＮ サーボモータ、
５２ａ 駆動回転軸、５２ａＡＮ 駆動回転軸、
５５ 軸継手、５５ＡＮ 軸継手、
５６ ボールねじ機構（送りねじ機構）、５６ＡＮ ボールねじ機構（送りねじ機構）、
５７ ねじシャフト、５７ＡＮ ねじシャフト、
５８ ナット部材、５８ＡＮ ナット部材、
５９ 軸受け部材、５９ＡＮ 軸受け部材、
６０ アンビル、６０Ｕ アンビルユニット、
６０ａ 挟持面、６０ｄ 下面、６０ｆ 鍔部、６０ｕ 上面、
６１ リブ、６１ａ 凸部、
６２ 天板、
７０ 上下方向往復移動機構（厚み方向往復移動機構）、
７２ 箱部材（アンビル保持部）、７２ｄ 下面壁部、７２ｈ 貫通孔、
７２ｕ 上面壁部、７２ｕｄ 下面、
７４ 空気ばね、７６ 支持台、
８０ コントローラ、
９０ 搬送ローラー（搬送装置）、
Ｐｂ 後退限、Ｐｆ 前進限、
Ｒｅ 等速域、ＲＯＮ 範囲、Ｔｒ１ａ 搬送軌道（直線軌道）、

Claims (8)

1. 吸収性物品に係る連続ウエブが所定の直線軌道を搬送される間に、前記連続ウエブに超音波振動を付与することにより、前記連続ウエブの搬送方向に間隔をおいて複数の溶着部を形成する超音波シール装置であって、
   前記超音波振動を発する超音波ホーンと、
   前記超音波ホーンが前記超音波振動を前記連続ウエブに向けて発する際に、前記超音波ホーンと協働して、前記連続ウエブをその厚み方向から挟持するアンビルと、
   前記超音波ホーン及び前記アンビルを、前記直線軌道と平行な往路及び復路に沿って移動させる往復直線移動機構と、を有し、
   前記往路には、前記超音波ホーン及び前記アンビルの両者が互いに前記厚み方向に対向しつつ前記連続ウエブの搬送速度値と同じ速度値で移動する等速域が設定されており、
   前記等速域を移動中に、前記超音波ホーンと前記アンビルとは、前記連続ウエブの挟持と、前記挟持の解除とを行い、
   前記連続ウエブの挟持中に、前記超音波ホーンが前記超音波振動を発するように構成されており、
   前記超音波ホーンと前記アンビルと前記往復直線移動機構とを有するモジュールが、前記直線軌道に沿って複数並んで配置されており、
   前記複数のモジュールとして少なくとも第１モジュールと第２モジュールとを有し、
   前記第１モジュール及び前記第２モジュールを支持する鏡板が設けられており、
   前記第１モジュールの往復直線移動機構が往路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構は復路の移動動作を行い、
   前記第１モジュールの往復直線移動機構が復路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構は往路の移動動作を行うことを特徴とする超音波シール装置。
2. 請求項１に記載の超音波シール装置であって、
   前記挟持中に、前記超音波ホーンは前記超音波振動のエネルギーを一定量だけ前記連続ウエブに付与することを特徴とする超音波シール装置。
3. 請求項１又は２に記載の超音波シール装置であって、
   前記往復直線移動機構を制御するコントローラを有し、
   前記コントローラの制御によって、前記往復直線移動機構は、前記超音波ホーンと前記アンビルとを、規定の動作パターンに基づいて前記往路及び前記復路に沿って繰り返し移動し、
   前記コントローラは、互いに異なる前記動作パターンのデータを複数有し、
   前記コントローラは、形成すべき前記溶着部の前記搬送方向の形成ピッチの大きさに対応する動作パターンのデータを前記複数の動作パターンのデータのなかから選択して、選択した前記データを前記往復直線移動機構の制御に用いることを特徴とする超音波シール装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の超音波シール装置であって、
   超音波シール装置の上下方向は、前記直線軌道に対して直交しており、
   前記アンビルは、前記上下方向において前記超音波ホーンの上方に位置することを特徴とする超音波シール装置。
5. 請求項４に記載の超音波シール装置であって、
   前記アンビルは、前記上下方向に移動可能に構成され、前記超音波ホーンは前記上下方向に移動不能に構成されていることを特徴とする超音波シール装置。
6. 請求項４に記載の超音波シール装置であって、
   前記アンビルは、前記上下方向に移動不能に構成され、前記超音波ホーンは前記上下方向に移動可能に構成されていることを特徴とする超音波シール装置。
7. 請求項４に記載の超音波シール装置であって、
   前記アンビル及び前記超音波ホーンの両方が、前記上下方向に移動可能に構成されていることを特徴とする超音波シール装置。
8. 吸収性物品に係る連続ウエブが所定の直線軌道を搬送される間に、前記連続ウエブに超音波振動を付与することにより、前記連続ウエブの搬送方向に間隔をおいて複数の溶着部を形成する超音波シール方法であって、
   前記超音波振動を発する超音波ホーンと、
   前記超音波ホーンが前記超音波振動を前記連続ウエブに向けて発する際に、前記超音波ホーンと協働して、前記連続ウエブをその厚み方向から挟持するアンビルと、
   前記超音波ホーン及び前記アンビルを、前記直線軌道と平行な往路及び復路に沿って移動させる往復直線移動機構と、を用い、
   前記往路において、前記超音波ホーン及び前記アンビルの両者を互いに前記厚み方向に対向させつつ前記連続ウエブの搬送速度値と同じ速度値で移動することと、
   前記同じ速度値で移動することにおいて、前記超音波ホーンと前記アンビルとが、前記連続ウエブの挟持を行うことと、
   前記同じ速度値で移動することにおいて、前記挟持の解除をすることと、
   前記挟持中に、前記超音波ホーンが前記超音波振動を発することと、を有し、
   前記超音波ホーンと前記アンビルと前記往復直線移動機構とを有するモジュールを、前記直線軌道に沿って複数並んで配置し、
   前記複数のモジュールとして少なくとも第１モジュールと第２モジュールとを設け、
   前記第１モジュール及び前記第２モジュールを支持する鏡板を設け、
   前記第１モジュールの往復直線移動機構が往路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構が復路の移動動作を行い、
   前記第１モジュールの往復直線移動機構が復路の移動動作を行う際に、前記第２モジュールの往復直線移動機構が往路の移動動作を行うことを特徴とする超音波シール方法。

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