JP7256900B2

JP7256900B2 - 使い捨て衛生用品の折畳装置

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Publication number: JP7256900B2
Application number: JP2021560731A
Authority: JP
Inventors: 毅徐; 安紀白石; 英生藤田
Original assignee: Zuiko Corp
Current assignee: Zuiko Corp
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2023-04-12
Anticipated expiration: 2040-04-10
Also published as: US20220192892A1; JP2022528784A; WO2020207461A1; US12004928B2; EP3954637A1; EP3954637B1; EP3954637A4

Description

本発明は、使い捨て衛生用品の製造装置の分野に属し、特に紙おむつや婦人衛生パンティ等の製造装置の分野、具体的には使い捨て衛生用品の折畳装置に関する。

従来の使い捨て衛生用品の折畳方法及び装置では、同一方向に移動する一対の搬送面によって形成された搬送部が使い捨て衛生用品を搬送し、折畳部材が搬送されている使い捨て衛生用品の中央部を押し込むことによって使い捨て衛生用品を折り畳んでいる。

中国特許公開番号ＣＮ２０３５６８５６５Ｕの特許文献「シート状構造物の折畳装置」は、折畳部材が板部材であり、当該折畳部材は、回転軸の回転軸心と同軸に配置された円盤部と、円盤部からその径方向の外側に突出する一対のブレードとを有し、両ブレードが回転軸の回転軸心周りで１８０°の間隔を開けて配置され、折畳部材が駆動機構によって退避位置と折畳位置とを順次経由するように回転駆動されることを開示している。退避位置は、両ベルトユニット（第１搬送部）の導出口から導出されたシート状物品との接触を避ける位置である。折畳位置は、導出口から導出されたシート状物品に対する両ベルトユニット（第２搬送部）とは反対側の位置（上側の位置）から導入口内に折畳部材の一部（ブレード）を押し込むことによりシート状物品を折り畳むとともに、折り畳まれたシート状物品を導入口内に案内する位置である。

折畳部材はブレードであり、ブレードは、第２搬送部に垂直な方向の回転軸の周りを回転し、折り畳むときにシート状物品の中央部に当接する。シート状物品は搬送部に押し込まれるため、ブレードの回転に伴って、シート状物品とブレードは、搬送方向と交差する方向に相対移動して摩擦力を発生させ、シート状物品におけるしわ発生の原因となって、折り畳まれたシート状物品の美観が損なわれる。

上述のように、上記特許文献に開示されたシート状構造物の折畳装置では、折畳部材と折り畳まれるシート状物品とで摩擦が生じるため、シート状物品にしわが発生し、折り畳まれたシート状物品の外観に影響を及ぼす。そして、ブレードが回転軸の回転軸心周りで１８０°の間隔を開けて配置されており、即ち２枚のブレード（折畳部材）がシート状物品を交互に折り畳むため、折り畳む速度が限られ、高速に折り畳むことができない。

そこで、本発明は、使い捨て衛生用品が折り畳まれるときにしわが発生して、折り畳まれたシート状物品の外観に影響を及ぼすことを回避可能な使い捨て衛生用品の折畳装置を提供する。

そして、本発明は、高速折り畳みを実現できる使い捨て衛生用品の折畳装置を提供する。

本発明は、さらに、折畳装置に対して簡単な調整を行うことで、異なるサイズの使い捨て衛生用品に対応できる使い捨て衛生用品の折畳装置を提供する。

そして、本発明は、さらに、高速折り畳み中であっても折畳装置の揺れを回避できる使い捨て衛生用品の折畳装置を提供する。

本発明は、使い捨て衛生用品を表裏両側から挟んだ状態で第１経路に沿って当該使い捨て衛生用品を搬送するとともに、前記第１経路の終端に設けられた導出口を有する第１搬送部と、前記使い捨て衛生用品を表裏両側から挟んだ状態で前記第１経路の終端から前記第１経路と交差する方向に延びる第２経路に沿って前記使い捨て衛生用品を搬送するとともに、前記第２経路の始端に設けられた導入口を有する第２搬送部と、折畳部材を有する折畳機構であって、前記第１搬送部と前記第２搬送部との間で前記使い捨て衛生用品を折り畳むための折畳機構と、前記折畳部材に連結され、前記折畳部材が折畳位置と退避位置との間で前記第２経路に沿って往復直線運動するように前記折畳部材を駆動するための駆動機構であって、前記折畳位置は、前記第２経路の方向に沿って前記折畳部材の一部を前記導入口に押し込むことにより前記導出口から送り出された前記使い捨て衛生用品を折り畳むとともに、折り畳んだ使い捨て衛生用品を前記導入口内に案内する位置であり、前記退避位置は、前記折畳部材が前記第２経路と反対の方向に直線運動した後に前記折畳部材を前記導入口から離脱させる位置である駆動機構と、前記使い捨て衛生用品の基端部が前記第１搬送部によって表裏両側から挟まれた状態で、前記第１経路の延長方向にて、又は前記第１経路の延長線を基準にして、前記導出口から導出された前記使い捨て衛生用品の先端部を前記第２搬送部の反対側へ案内する案内機構と、を備える使い捨て衛生用品の折畳装置を提供している。前記駆動機構は、複数のプーリと、当該複数のプーリのいずれかに直接連結された少なくとも１つのサーボモータと、環状の経路に沿って前記複数のプーリの外周に架け渡された同期ベルトと、を備え、前記折畳機構は、前記同期ベルトと前記折畳部材を連結する連動部材と、前記環状の経路の外側で、且つ、前記折畳部材を基準として前記同期ベルト及び前記プーリと反対側に配置されて、前記折畳部材の直線往復運動と協動するための複数のローラとを有し、前記複数のローラは、前記折畳部材と正接して転動するとともに、前記折畳部材の直線往復運動の方向において前記連動部材から離れた位置に設けられたローラを含む。

上記「表裏両側」とは、使い捨て衛生用品の外を向いた側のうち、一方側及びその反対側の両側をいう。

上記駆動機構は、前記折畳部材を直線往復運動させることができる構成であればよく、通常、ばね等の押圧部材と押圧力に応じて折畳部材を移動させるモータとの組合せ、及び、モータと連結機構の組合せ等であればよい。本発明では、駆動装置としてサーボモータを使用することにより、使い捨て衛生用品のサイズ変更時に折畳部材の往復移動のタイミングや移動範囲等の変更により容易に対応でき、高速化を実現できる。高速化については、後述する。

折畳機構における折畳部材は駆動機構に連結しており、駆動機構は、いずれかのプーリに直接連結されたサーボモータと環状の経路に沿ってプーリの外周に架け渡された同期ベルトとの組合せであることが好ましい。この場合、同期ベルトのプーリのうちの少なくとも１つがサーボモータによって駆動し、駆動機構は同期ベルトの形式を採用しているので、折畳部材を第２搬送部と一致する方向に沿って素早く往復直線運動させることができ、これにより、折畳機構全体が摩耗せず、且つ構造が簡単でコストが低くなる。

駆動機構はいずれかのプーリに直接連結されたサーボモータを採用しているので、サーボモータを正転及び逆転させることで、プーリの外周に設置された同期ベルトによって折畳部材を第２搬送部と一致する方向において直線往復運動させることができる。そして、サーボモータの回転範囲を制御することで、同期ベルトに臨む折畳部材の協動位置を変更することができ、折畳部材の往復直線運動の範囲を変更することができ、そして、衛生用品のサイズの変更により対応しやすくなる。

前記同期ベルトは歯付きベルトであり、これに対応して、プーリも歯付きプーリを採用することが好ましい。前記同期ベルトの芯線は炭素繊維材料を用いることがさらに好ましく、高速状態での軽量化特性を満たす。又、前記駆動機構は、環状の経路における同期ベルト側の幅方向の両側にそれぞれ設けられ、折畳部材の直線往復運動中に前記同期ベルトのズレを補正するように誘導するための誘導ローラをさらに備えることが好ましい。

前記複数のローラは、前記折畳部材の直線運動の方向において互いに異なる位置に２組配置されており、各組がそれぞれ複数のローラを含むことが好ましい。

前記折畳機構は、前記同期ベルトと前記折畳部材を連結する連動部材をさらに有することが好ましい。前記連動部材には被検知部がさらに取り付けられ、前記折畳機構は被検知部を通して前記折畳部材の位置を検出できる第１センサ、第２センサ及び第３センサをさらに有し、前記第１センサは前記折畳部材の下限位置を検出するためのものであり、前記第２センサは前記折畳部材の上限位置を検出するためのものであり、前記第３センサは前記折畳部材の原点回帰位置を検出するためのものである。この場合、第１センサ、第２センサ及び第３センサによって被検知部の位置を検出してもよいし、折畳部材の先端部等を直接検出してもよい。被検知部は、往復移動する材料上に設けてもよいし、協動部材以外の、折畳部材又は同期ベルトの適切な位置に設けてもよい。このような構成により、折畳部材はサーボモータの駆動によって、第２経路の方向に沿った往復直線運動での正確な位置決めが行われ、折畳位置と退避位置との間での第２経路方向に沿った往復直線運動が実現される。

前記折畳部材は、Ｙ字型の板状構造であり、前記同期ベルトに取付けられる取付部と、前記導入口内に押し込まれて前記使い捨て衛生用品を折り畳む折畳部と、を備え、前記取付部の幅が前記折畳部の幅よりも小さいことが好ましい。この特殊な設置は、前記折畳部材が運動するときのバランス問題を考慮したものであり、高速運動時には揺れが発生しない。

前記駆動機構はエンコーダの同期信号又はカム曲線を用いて制御されることが好ましい。

前記第２経路は前記第１経路に対して垂直であり、前記使い捨て衛生用品は、フラットな状態で前記折畳部材によって折り畳まれることが好ましい。これにより、しわ発生が容易に起こらず、使い捨て衛生用品の折り畳みに有利であるとともに、しわによって生じる使い捨て衛生用品の非対称的な折り畳みや寸法偏りの問題を回避することができる。

本発明の使い捨て衛生用品の折畳装置によれば、使い捨て衛生用品の折り畳み中に生じるしわを回避することができ、折り畳み効果が有効に保たれる。そして、当該折畳装置は構造が簡単で制御しやすく、且つ折畳位置と退避位置との間での折畳機構の迅速な変換を実現できる。そして、サーボモータによる調整によって異なるサイズの使い捨て衛生用品に対応でき、製品のサイズ変更が簡便になる。それと同時に、折り畳み効率が効果的に確保され、高速折り畳みに適している。

図１は、本発明の実施例１における折畳装置の全体構成を示す模式図である。図２は、本発明における使い捨て衛生用品としてのパンツタイプ紙おむつの構成を示す図である。図３は、図２に示すパンツタイプ紙おむつが本発明の折畳装置によって折り畳まれた状態の図である。図４は、実施例１における折畳機構の正面図である。図５は、実施例１における折畳機構の側面図である（主にローラ部分を表す）。図６は、実施例１における折畳機構の側面図である（主に折畳部材とセンサ部分を表す）。図７は、図６の連動部材と折畳部材の取付関係及び構成を示す図である。図８は、実施例１における折畳機構部分の部分図である。図９は、実施例１の折畳装置において、折畳部材が退避位置の１つに駆動された状態の図である（当該位置の折畳部材は、まさに折畳位置に進入しようとしている）。図１０は、実施例１の折畳装置において、折畳部材が折畳位置に駆動された状態の図である。図１１は、実施例１における折畳機構の斜視図である。図１２は、本発明の実施例２における折畳装置の全体構成の模式図である。図１３は、実施例２における折畳機構部分の部分図である。図１４は、実施例２の折畳装置において、折畳部材が退避位置の１つに駆動された状態の図である（当該位置の折畳部材は、まさに折畳位置に進入しようとしている）。図１５は、実施例２の折畳装置において、折畳部材が折畳位置に駆動された状態の図である。

図２及び図３は、本発明の折畳装置によって折り畳まれる使い捨て衛生用品の例示としてのパンツタイプ紙おむつＳを示す。使い捨て衛生用品はパンツタイプ紙おむつに限定されず、テープタイプ紙おむつ、婦人衛生パンティ等の使い捨て衛生用品であってもよい。

パンツタイプ紙おむつＳは、尿を吸収するための吸収本体Ｓ１と、吸収本体Ｓ１につながる弾性ウェストＳ２とを備える。後述する折畳装置１は、パンツタイプ紙おむつＳの長手方向の中央位置に設定された折り線Ｓ３に沿って、パンツタイプ紙おむつＳを折り畳むためのものである。本明細書では、折り線Ｓ３がパンツタイプ紙おむつＳの長手方向の中央位置に設定される場合を例として説明するが、具体的に実施する際には、折り線Ｓ３を使い捨て衛生用品の任意の位置に設定することができる。図３は、パンツタイプ紙おむつＳが折畳装置１によって折り畳まれた状態を示す。尚、パンツタイプ紙おむつＳを図２から図３に折り畳む過程において、パンツタイプ紙おむつＳの弾性ウェストＳ２の両側の折り畳みは、本折畳装置１の前段の工程で行われるのであって、本発明の折畳装置１によって折り畳まれて形成されるのではない。本発明の折畳装置１は、折り線Ｓ３に従ってパンツタイプ紙おむつＳを折り畳む。

図１は、本発明の実施例１における折畳装置の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の折畳装置１は、パンツタイプ紙おむつＳを搬送する搬送機構２と、搬送機構２によって搬送されたパンツタイプ紙おむつＳを折り畳む折畳機構３と、折畳機構３によって折り畳み易い姿勢となるようにパンツタイプ紙おむつＳを案内する案内機構４と、搬送機構２、折畳機構３及び案内機構４を支持する支持部５とを備える。

搬送機構２は、第１ベルトユニット６と、第１ベルトユニット６との間でパンツタイプ紙おむつＳを搬送する第２ベルトユニット７と、第２ベルトユニットとの間でパンツタイプ紙おむつＳを搬送する第３ベルトユニット８と、第３ベルトユニット８との間でパンツタイプ紙おむつＳを搬送する第４ベルトユニット９と、第４ベルトユニット９との間でパンツタイプ紙おむつＳを搬送する第５ベルトユニット１０とを備える。

第１ベルトユニット６は、第１ベルト６ａと、環状の経路に沿って第１ベルト６ａを架け渡すための複数の第１プーリ６ｂ～６ｅとを備える。第１ベルト６ａは、第１プーリ６ｂ～６ｅに架け渡された状態において、水平方向と平行な第１経路Ｒ１に沿って配置された部分を有する。ここで、平行とは、第１経路Ｒ１が水平方向とほぼ平行又は実質的に平行なことも含む。

第２ベルトユニット７は、第２ベルト７ａと、環状の経路に沿って第２ベルト７ａを架け渡すための複数の第２プーリ７ｂ～７ｅとを備える。第２ベルト７ａは、第２プーリ７ｂ～７ｅに架け渡された状態において、第１経路Ｒ１に沿って配置された部分と、第１経路Ｒ１に対して傾斜する第２経路Ｒ２に沿って配置された部分とを有する。ここで、図８に示すように、第２経路Ｒ２は、第１経路Ｒ１の終端から第１経路Ｒ１と交差する方向に延びる経路である。第２経路Ｒ２と、第１経路Ｒ１に直交する直交線Ｒ１２とがなす挟み角は傾斜角度Ａである。

図１を参照して、第３ベルトユニット８は、第３ベルト８ａと、環状の経路に沿って第３ベルト８ａを架け渡すための複数の第３プーリ８ｂ～８ｆとを備える。第３ベルト８ａは、第３プーリ８ｂ～８ｆに架け渡された状態において、第２経路Ｒ２に沿って配置された部分と、第２経路Ｒ２に対して傾斜する第３経路Ｒ３に沿って配置された部分とを有する。ここで、第３経路Ｒ３は第１経路Ｒ１と平行であり、ここでの平行も、両者がほぼ平行又は実質的に平行なことを含む。即ち、第３経路Ｒ３は、第２経路Ｒ２に対して角度Ｃ（＝角度Ａ＋９０°）だけ傾斜している。

第４ベルトユニット９は、第４ベルト９ａと、環状の経路に沿って第４ベルト９ａを架け渡すための複数の第４プーリ９ｂ～９ｄとを備える。第４ベルト９ａは、第４プーリ９ｂ～９ｄに架け渡された状態において、第３経路Ｒ３に沿って配置された部分を有する。

第５ベルトユニット１０は、第５ベルト１０ａと、環状の経路に沿って第５ベルト１０ａを架け渡すための複数の第５プーリ１０ｂ～１０ｄとを備える。第５ベルト１０ａは、第５プーリ１０ｂ～１０ｄに架け渡された状態において、第３経路Ｒ３に沿って配置された部分を有する。

第１ベルトユニット６及び第２ベルトユニット７は、第１搬送部２Ａを構成し、第１搬送部２Ａは、パンツタイプ紙おむつＳが表裏両側から挟まれた状態でパンツタイプ紙おむつＳを第１経路Ｒ１に沿って搬送する。ここで、第１ベルトユニット６と第２ベルトユニット７との間には、第１経路Ｒ１の終端に相当する位置に導出口１１ａが形成されている。

第２ベルトユニット７及び第３ベルトユニット８は、第２搬送部２Ｂを構成し、第２搬送部２Ｂは、パンツタイプ紙おむつＳが表裏両側から挟まれた状態で、導入口１１ｂから第２経路Ｒ２に沿ってパンツタイプ紙おむつＳを搬送する。ここで、第２ベルトユニット７と第３ベルトユニット８との間には、第２経路Ｒ２の始端に相当する位置に導入口１１ｂが形成されているとともに、第２経路Ｒ２の終端に相当する位置に導出口１１ｃが形成されている。

第３ベルトユニット８、第４ベルトユニット９及び第５ベルトユニット１０は、第３搬送部２Ｃを構成し、当該第３搬送部２Ｃは、第２搬送部２Ｂから引き受けたパンツタイプ紙おむつＳを第３経路Ｒ３に沿って搬送する。ここで、第３経路Ｒ３は、その延長線が第２経路Ｒ２と交差するように配置されているため、第３搬送部２Ｃは、第２搬送部２Ｂの導出口１１ｃから導出されたパンツタイプ紙おむつＳを導入口１１ｄから第３経路Ｒ３に沿って搬送することができる。これにより、搬送機構２は、パンツタイプ紙おむつＳを第１経路Ｒ１、第２経路Ｒ２及び第３経路Ｒ３の順に搬送する。

図４及び図５は、本実施例における折畳機構の正面図と側面図をそれぞれ表している。図４及び図５から分かるように、折畳機構３は、第１搬送部２Ａの導出口１１ａと第２搬送部２Ｂの導入口１１ｂとの間でパンツタイプ紙おむつＳを折り畳むためのものである。具体的に、折畳機構３は、パンツタイプ紙おむつＳを折り畳むための折畳部材１８と、折畳部材１８を第２経路Ｒ２の方向に沿って往復直線運動するように駆動する駆動機構３０とを備える。

駆動機構３０は、固定部１１によって支持部５に固定されたサーボモータ１２と、固定部１１を介して前記サーボモータ１２の出力軸に連結された第１プーリ１３と、同様に固定部１１におけるサーボモータ１２に遠い側に固定された第２プーリ１４とを備える。もちろん、第２プーリ１４は、サーボモータ１２とは独立した別のサーボモータによって直接駆動されることもできるが、本実施例では、１つのサーボモータ１２によって駆動する場合のみを例示する。具体的に、第２プーリ１４は、支持部１６を介して固定部１１におけるサーボモータ１２に遠い側に取り付けられ、第２プーリ１４は、固定部１１に対する支持部１６の位置を上下に調整することによって同期ベルト１５に張力を与えることもできる。第１プーリ１３と第２プーリ１４は、同期ベルト１５によって環状の経路として連結され、一緒に連動する。同期ベルトは歯付きベルトが好ましく、これに対応して、プーリも歯付きプーリを採用している。高速状態での軽量化特性を満たすように、同期ベルトの芯線は炭素繊維材料を含むことが好ましい。駆動機構３０は、誘導ローラ２１をさらに備え、誘導ローラ２１は、環状の経路における同期ベルト１５側の幅方向の両側に１つずつ設けられ、２つの誘導ローラ２１は固定座によって固定部１１に取り付けられ、前記折畳部材１８の直線往復運動中に同期ベルト１５のズレを補正するように誘導する。

本発明では、折り畳みの高速化を実現させるために、駆動機構３０に採用される駆動モータ１２は、通常のモータではなく、高回転速度で低慣性質量のモータであり、高周波変速、正転及び逆転による往復運動に適している。

そして、駆動機構３０における第１プーリ１３、第２プーリ１４はアルミ材料を採用している。本発明で用いるプーリは、相対的に小さいプーリであり、その歯数は８０未満であり、相対的に小さいプーリの歯数も相対的に少なく、その質量は相対的に軽い。一般に鉄材料が採用されているが、歯数が８０よりも多い相対的に大きいプーリの場合にはアルミ材料が採用される。プーリサイズによる材料の選択は、一般に例えば歯数８０を基準に分けられる。即ち、本発明で使用される相対的に小さいプーリは、通常採用される鉄材料ではなく、アルミ材料を採用している。アルミ材料の密度は鉄材料の３分の１しかないので、本発明はタイミングプーリの重量を大幅に軽減し、伝送精度を向上させ、軽量化を実現し、高速運転の場合により適合している。

そして、本発明では、環状の経路に従って設けられた同期ベルト１５は、層状材料で設計されたものを採用することも考えられ、例えば、本体は高強度のポリウレタンゴム（ＵＲ）を、芯線は炭素繊維材料を、歯部は高強度のナイロン帆布を用いることができる。ここで、芯線に炭素繊維材料を用いることも、軽量化を実現して高速化運転に対応するためである。

上述のように、駆動機構３０において運動に関与する各部材の選択及び材料等は、従来の駆動機構とは異なり、その設置はより軽量化しており、特に高速運転の場合に適合しており、これにより、すばやい往復直線運動が実現される。それと同時に、軽量化設計により、高速運転中に折畳機構全体が摩耗することなく、且つ当該装置は従来の伝動構造に比べて簡単でありコストが低い。

折畳部材１８は、駆動機構３０に連結されており、具体的に、折畳部材１８は、同期ベルト１５側（ガイドローラ２１の反対側）に固定されている。上記の構成により、駆動機構３０におけるサーボモータ１２が正転及び逆転することによって、折畳部材１８は下向き及び上向きの直線運動が実現される。サーボモータ１２が時計回りに回転すると、第１プーリ１３も時計回りに回転し、折畳部材１８は下向きに直線運動して折畳位置に到達し、折畳部材１８の一部が第２経路Ｒ２の方向に沿って導入口１１ｂ内に押し込まれることによって導出口１１ａから送り出されたパンツタイプ紙おむつＳを折り畳み、そして折り畳んだパンツタイプ紙おむつＳを導入口１１ｂ内の位置に案内し、図１０に示す状態となる。サーボモータ１２が反時計回りに回転すると、第１プーリ１３も反時計回りに回転し、折畳部材１８は上向きに直線運動して退避位置に到達でき、折畳部材１８が第２経路Ｒ２の方向に沿って反対方向に直線運動した後、折畳部材１８は導入口１１ｂの位置を離れ、図８に示す状態となる。

折畳機構３は、同期ベルト１５の内側に配置され、前記折畳部材１８に連結された連動部材１７をさらに備える。当該連動部材１７は同期ベルト１５に連結されているため、当該連動部材１７における同期ベルト１５と連結される側にも歯形が設けられており、当該歯形は同期ベルト１５の歯形とマッチングしている。図４及び図６に具体的に示す。折畳部材１８は、連動部材１７を介して同期ベルト１５に連結されている。連動部材１７には被検知部２７がさらに取り付けられており、被検知部２７は後述するセンサによって検知されることが可能である。

本発明では、連動部材１７は同期ベルト１５を臨む面に同期ベルト１５の歯形に対応する歯形を有し、連動部材１７は、歯形を介して同期ベルト１５と結合されるとともに、同期ベルト１５を挟んで折畳部材１８とともに固定されている。即ち、折畳部材１８は、連動部材１７上の歯形を介して同期ベルト１５に固定され、サーボモータ１２に追随して往復運動する。一般的な螺子連結では、高速往復運動時に緩みが発生するが、本発明で採用された歯形マッチング伝動方式では、折畳部材１８と同期ベルト１５の連結が高速往復運動時に完全に固定されており、高速下で固定が堅牢でないために緩みが発生することはなく、折畳部材１８自体の位置がずれないので、高速往復運動時の伝動安定性を確保でき、よって折畳部材１８の位置を正確に制御することができる。

そして、折畳部材１８は、連動部材１７を介して同期ベルト１５と完全に固定されており、これにより折畳部材１８と同期ベルト１５が一体として形成されており、サーボモータ１２が正転又は逆転すると、一体となった折畳部材１８と同期ベルト１５が上昇又は下降するので、両者の間に摩耗が発生することもない。

図７は、連動部材１７と折畳部材１８の取り付け関係及び構造を示しており、両者の間にある同期ベルト１５を図示していない。図７に示すように、折畳部材１８は、Ｙ字型の板状構造であり、取付部１８ａと、折畳部１８ｂとを備え、同期ベルトに取付られる取付部１８ａの幅は、導入口１１ｂ内に押し込まれることによりパンツタイプ紙おむつＳを折り畳む折畳部１８ｂの幅よりも小さい。折畳部１８ｂの幅は、少なくともパンツタイプ紙おむつＳの幅の１／２よりも大きく、好ましくはパンツタイプ紙おむつＳ全体の幅よりも小さくないことである。もちろん、軽量化の要求を満たすために、折畳部１８ｂの幅は大き過ぎてはならない。折畳部１８ｂの幅は、パンツタイプ紙おむつＳの幅より大きく、且つパンツタイプ紙おむつＳの幅の１．５倍より小さいことが好ましい。

折畳部材１８がＹ字型の板状構造であるため、高周波往復運動中には、折畳部材１８が高速による揺れ発生を防げるように、パンツタイプ紙おむつＳに接触して当該パンツタイプ紙おむつＳを折り畳む折畳部１８ｂの幅を少し広く設定することで、折畳部材１８の動的バランスを保つことができる。折畳部材１８上の取付部位は長孔構造を採用しているので、第２経路Ｒ２と同じ方向又は反対方向において同期ベルト１５に対する折畳部材１８の位置調整が容易になり、異なるサイズのパンツタイプ紙おむつＳを折り畳むときの調整も容易になる。

図５に示すように、折畳機構３は、折畳部材１８における同期ベルト１５の歯形に遠い側に配置され、折畳部材１８の直線往復運動と協動するための複数のローラ２０をさらに備える。ローラ２０は上下に２組配置され、各組はいずれも複数のローラを備える。ローラ２０の具体的な数量は折畳部材１８の長さ及び幅に応じて決めることができ、２組のローラ２０は板部材１９を介して固定部１１に固定されている。ローラ２０と折畳部材１８は正接関係にあるため転動することができ、高速運転の場合には、折畳部材１８をより安定してスムーズに運転させることができる。

図１１は、折畳機構３の斜視図である。当該図から、サーボモータ１２と、第１プーリ１３及び第２プーリ１４と、同期ベルト１５と、連動部材１７と、折畳部材１８と、ローラ２０の位置関係及び連結関係を直観的に見ることができる。

折畳機構３は、曲げ部材２８によって板部材１９に取り付けられた第１センサ２４、第２センサ２５及び第３センサ２６をさらに備える。第１センサ２４は、折畳部材１８の下限位置を検出するためのものである。第２センサ２５は、折畳部材１８の上限位置を検出するためのものである。第３センサ２６は、折畳部材１８の原点回帰位置を検出するためのものである。図１及び図１０に示すように、パンツタイプ紙おむつＳを折り畳むとき、サーボモータ１２の時計回りの駆動によって、連動部材１７上の被検知部２７は、同期ベルト１５とともに第２経路Ｒ２の方向に沿って折畳位置に到達するまで移動し、到達したときに、サーボモータ１２の回転が停止する。第１センサ２４は、折畳位置よりもわずかに第２経路Ｒ２の下流側に位置する下限位置に設けられ、正常な場合には、被検知部２７は折畳位置に到達すると停止して、第１センサ２４によって検出されない。もし被検知部２７が第１センサ２４に検出されれば、それは被検知部２７が折畳位置を超えたことを意味し、このとき、第１センサ２４の検出信号を警報信号として、サーボモータ１２を停止させる。図１及び図８に示すように、パンツタイプ紙おむつＳの折畳が終了した後、サーボモータ１２は反時計回りに回転して、連動部材１７上の被検知部２７は、同期ベルト１５とともに第２経路Ｒ２の方向と反対の方向に沿って退避位置に到達するまで移動し、到達したときに、サーボモータ１２は回転を停止する。第２センサ２５は、退避位置よりもわずかに第２経路Ｒ２から離れた上限位置に設けられ、正常な場合には、被検知部２７は退避位置に到達すると停止して、第２センサ２５によって検出されない。もし被検知部２７が第２センサ２５に検出されれば、それは被検知部２７が退避位置を超えたことを意味し、このとき、第２センサ２５の検出信号を警報信号として、サーボモータ１２を停止させる。図１及び図４に示すように、装置を再起動するか、又は折畳機構３をリセットする必要があるときには、連動部材１７上の被検知部２７は、第３センサ２６によって検出されるまで同期ベルト１５とともに第２経路Ｒ２の方向又は反対の方向に沿って移動し、検出されたときに、折畳機構３の折畳部材１８は、初期設定位置に回帰している。この場合、被検知部２７がどの方向に沿って移動するかは、リセットする前の折畳部材１８の位置によって決まる。

駆動機構３０は、折畳部材１８を駆動して折畳位置と退避位置との間で往復直線運動を行うようにし、当該駆動機構３０の制御方式は、エンコーダの同期信号方式又はカム曲線方式を採用することができる。エンコーダの同期信号制御方式を採用したときには、制御システムに折畳位置と退避位置の始動同期信号の値がそれぞれ設定される。サイズが異なる使い捨て衛生用品に対応する同期信号の値は異なっており、折畳装置１が折畳位置の始動同期信号の値を受信したときには、サーボモータ１２を起動して時計回りに回転させ、折畳部材１８は下向きに直線運動し、つまり、折畳位置に向かう。製造装置の運転速度に合わせて、導出口１１ａから送り出されたパンツタイプ紙おむつＳの折り線Ｓ３が第２経路Ｒ２の導入口１１ｂに到達するのと同時に、折畳部材１８の一部を第２経路Ｒ２の方向に沿って導入口１１ｂに押し込むことによって、パンツタイプ紙おむつＳを折り畳むとともに、折り畳んだパンツタイプ紙おむつＳを導入口１１ｂ内の位置に案内する。この場合、折畳部材１８の一部が導入口１１ｂに押し込まれる程度は、実際の製品のサイズに応じて調整することができる。パンツタイプ紙おむつＳの折り畳みが終了し、折畳装置１が退避位置の始動同期信号の値を受信したときには、サーボモータ１２を起動して反時計回りに回転させ、折畳部材１８は上向きに直線運動し、つまり、退避位置に向かう。折畳部材１８が第２経路の方向とは反対の方向に直線運動した後、折畳部材を導入口１１ｂの位置から離脱させる。折畳機構３を折畳装置１全体のペースに完全に同期させるために、カム曲線制御方式を採用することができ、製品サイズに合うように設計された曲線を制御システムに導入し、サーボモータ１２を完全に当該曲線の運動軌跡に従って動作させる。このときのサーボモータ１２は折り畳み中に変速する。実際の運転では、必要に応じて当該制御方式を設定することができる。カム曲線を用いた制御方式は、従来のエンコーダの同期信号制御方式よりも正確でシンプルではあるが、カム曲線の設計は煩雑で、製品サイズに合う曲線は異なるサイズの使い捨て衛生用品を折り畳むたびに設計が異なり、つまり、１つのサイズの製品に１つのカム曲線が対応している。

又、折畳機構３は、機構全体の第２経路Ｒ２に垂直な方向における位置を調整するための調整部２２と、機構の先端に取り付けられた保護カバー２３とをさらに備える。

図８、図９は、折畳装置１の部分図を示している。図８、図９に示すように、案内機構４は、第１取付部４２を介して支持部５に固定されたＬ字板４１と、第２取付部４５を介して支持部５に固定された被覆部材４４と、Ｌ字板４１に固定された方向変換部材４３とを備える。被覆部材４４は、方向変換部材４３の上方に位置する。Ｌ字板４１は、第１経路Ｒ１の延長線Ｒ１１に対して上向きに角度Ｂだけ傾斜しており、第１経路Ｒ１の終端から延びる傾斜線Ｒ１３に沿って設けられ、即ち、延長線Ｒ１１と傾斜線Ｒ１３のなす角度は角度Ｂである。

Ｌ字板４１は、傾斜線Ｒ１３に沿って第１取付部４２に固定された傾斜部４１ａと、傾斜部４１ａの上端部から傾斜線Ｒ１３と交差するように延びる屈曲部４１ｂとを備える。

図９に示すように、方向変換部材４３は傾斜部４１ａ上に固定されており、第１搬送部２Ａの導出口１１ａから導出されたパンツタイプ紙おむつＳの先端部に接触することにより、パンツタイプ紙おむつＳの先端部の移動方向を変換する第１変換面４３ａと、傾斜線Ｒ１３に沿って第１変換面４３ａの上端部から延びるとともに、パンツタイプ紙おむつＳを下方から支持する支持面４３ｂとを備える。

導出口１１ａから導出され、第１ベルトユニット６と第２ベルトユニット７によって形成された第１搬送部２Ａにより表裏両側から基端部が挟まれた状態のパンツタイプ紙おむつＳは、その先端部が第１変換面４３ａによって第１経路Ｒ１の延長線Ｒ１１を基準として第２ベルトユニット７と第３ベルトユニット８によって形成された第２搬送部２Ｂから離れる方向に案内される。このような機能を実現するために、第１変換面４３ａと導出口１１ａとの間の距離は、パンツタイプ紙おむつＳの全長よりも短く設定されている。そして、第１変換面４３ａは、第１経路Ｒ１の延長線Ｒ１１（図８では左を向く方向）から上向きに傾斜した湾曲面であり、延長線Ｒ１１と交差している。このため、導出口１１ａから導出されたパンツタイプ紙おむつＳの先端部は第１変換面４３ａに接触し、図９に示すように、第１経路Ｒ１の延長線Ｒ１１の上側、即ち第１ベルトユニット６及び第２ベルトユニット７の反対側へ案内される。そして、延長線Ｒ１１の上側に案内されたパンツタイプ紙おむつＳの先端部は、支持面４３ｂ上に支持されており、これにより、パンツタイプ紙おむつＳの先端部は傾斜線Ｒ１３の方向に配置され、これにより、導入口１１ｂの外側に位置するパンツタイプ紙おむつＳに湾曲部分Ｗが形成される。

図８に示すように、被覆部材４４は、方向変換部材４３を上方から覆う。具体的に、被覆部材４４は第２取付部４５により支持部５に固定された板部材であり、支持部５は、傾斜線Ｒ１３に垂直な方向に沿って移動して、方向変換部材４３に対する被覆部材４４の距離を調節することができる。被覆部材４４は、第１搬送部２Ａの導出口１１ａから導出されたパンツタイプ紙おむつＳの先端部に接触することにより、パンツタイプ紙おむつＳの先端部の移動方向を変換する第２変換面４４ａをさらに備え、第２変換面４４ａは方向変換部材４３から離れる方向に曲げられており、当該曲げによって、パンツタイプ紙おむつＳの先端部は厳密に傾斜線Ｒ１３に沿って被覆部材４４と方向変換部材４３との間に進入し、折畳機構３の折り畳みを容易にしている。第２変換面４４ａは、導出口１１ａが存在する位置にあり、折畳機構３は、第１搬送部２Ａの導出口１１ａが存在する位置、且つ第２変換面４４ａの上方に位置する。

本実施例では、被検知部２７と、第１センサ２４、第２センサ２５及び第３センサ２６とによって折畳部材１８の位置を検出するようにしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、サーボモータ１２の回転軸の回転角度から折畳部材１８の位置を検出することも可能である。

実施例１に対する本実施例の相違点は、搬送機構２’及び案内規制機構４’である。図１２は、実施例２における折畳装置の全体構成の模式図である。図１２に示すように、本実施例の搬送機構２’は実施例１と同様に、第１ベルトユニット６’と、第１ベルトユニット６’との間でパンツタイプ紙おむつＳを搬送する第２ベルトユニット７’と、第２ベルトユニットとの間でパンツタイプ紙おむつＳを搬送する第３ベルトユニット８と、第３ベルトユニット８との間でパンツタイプ紙おむつＳを搬送する第４ベルトユニット９と、第４ベルトユニット９との間でパンツタイプ紙おむつＳを搬送する第５ベルトユニット１０とを備える。

これらの中で、実施例１と相違する第１ベルトユニット６’は、第１ベルト６ａ’と、環状の経路に沿って第１ベルト６ａ’を架け渡すための複数の第１プーリ６ｂ’～６ｆ’とを備える。図１２に示すように、第１ベルト６ａ’における第１プーリ６ｄ’と６ｅ’との間の部分は、第１経路Ｒ１’に沿うのではなく、第１経路Ｒ１’と角度Ｅをなして傾斜するように設けられている。このように傾斜して設けることは、パンツタイプ紙おむつＳが折畳装置１に進入する最上流側の第１経路Ｒ１’に１つの導入開口を開設したことに相当し、これにより、パンツタイプ紙おむつＳの先端はより簡単に折畳装置１に進入することができる。そして、第１ベルト６ａ’は、第１プーリ６ｂ’～６ｆ’に架け渡された状態において、折畳機構３の折畳部材１８に垂直な第１経路Ｒ１’に沿って配置された部分を有し、図１３に示すように、第１経路Ｒ１’と折畳部材１８とによって形成される角度Ｄ＝９０°である。ここで、垂直とは、第１経路Ｒ１’と折畳部材１８がほぼ垂直又は実質的に垂直であることも含む。第１経路Ｒ１’に沿って延びる延長線Ｒ１３’のように、パンツタイプ紙おむつＳが導入口１１ｂに位置する折畳位置に進入したときに直線状態となる。第１経路Ｒ１’が折畳部材１８に垂直であるため、直線状態にあるパンツタイプ紙おむつＳを垂直な方向から折り畳むことは、折り畳みに対してさらに有利である。このような状態を図１４に示す。

以下、直線状態にあるパンツタイプ紙おむつＳを垂直な方向から折り畳むことが、折り畳みに対してさらに有利である理由を説明する。まず、本発明の折畳装置１に進入する前に、使い捨て衛生用品（本実施例ではパンツタイプ紙おむつＳ）は既に形成され、且つ１つずつ並べられている。即ち、使い捨て衛生用品は間をおいて並べられている。次に、使い捨て衛生用品は、複数の不織布等の材料を複合して形成され、ある程度の柔軟性を有するシート状織物であり、紙等のある程度の硬さを有する物品とは異なり、伝送中に装置の設置角度の影響を受ける可能性がある。例えば、実施例１では、使い捨て衛生用品の先端は、第１経路Ｒ１を通過した後に、案内機構４の方向変換部材４３上に進入して張り付くが、第１経路Ｒ１と方向変換部材４３は同一水平線上に存在するのではなく、ある程度の角度を有しており、使い捨て衛生用品は柔らかいため、その先端が案内機構４の方向変換部材４３に進入したとき、軌道を変えることは難しく、しわが発生しやすくなったり、未伸展状態になったりするので、折畳装置によって曲げられた後に、折り畳まれた使い捨て衛生用品の折り畳みが非対称になる状況を引き起こす場合がある。即ち、使い捨て衛生用品の２つの縁が揃わず、一方の縁が長く、他方の縁が短くなる状況を引き起こす場合がある。実施例２の上記の方式を採用すれば、第１経路Ｒ１’と案内規制機構４’の方向変換部材４３とは同一の水平線上にあるため、製品は第１経路Ｒ１’及び方向変換部材４３上に「ライ・ストレート」しているので、上記の折り畳みの非対称状況を回避又は少なくとも改善することができる。

当該実施例２は、実施例１との相違点として、案内規制機構４’をさらに有する。図１３に示すように、案内規制機構４’は、第１取付部４２を介して支持部５に固定されたＬ字板４１と、Ｌ字板４１に固定された方向変換部材４３及びブラケット４４’と、規制部材４５’とを備える。Ｌ字板４１は、第１経路Ｒ１’の延長線Ｒ１３’と平行に設けられている。

Ｌ字板４１は、第１経路Ｒ１’の延長線Ｒ１３’に沿って第１取付部４２に固定された傾斜部４１ａと、傾斜部４１ａの上端部から延長線Ｒ１３’と交差するように延びる屈曲部４１ｂとを備える。

方向変換部材４３は、傾斜部４１ａに固定されている。方向変換部材４３は、第１搬送部２Ａの導出口１１ａから導出されたパンツタイプ紙おむつＳの先端部に接触することにより、パンツタイプ紙おむつＳの先端部の移動方向を変換する第１変換面４３ａと、延長線Ｒ１３’に沿って第１変換面４３ａの上端部から延びるとともに、パンツタイプ紙おむつＳを下方から支持する支持面４３ｂとを備える。

ブラケット４４’は、Ｌ字板４１の屈曲部４１ｂに連結された被取付部４４ａ’と、被取付部４４ａ’に垂直な第３取付部４４ｂ’とを備え、被取付部４４ａ’は、導入口１１ｂの位置に面しており、即ち、ブラケット４４’もＬ字構造であり、Ｌ字板４１の屈曲部４１ｂに固定されている。

規制部材４５’は、調整取付部４５ａ’と、接触部４５ｂ’とを備える。規制部材４５’は、調整可能にブラケット４４’に取り付けられており、具体的には、調整取付部４５ａ’は、ブラケット４４’の第３取付部４４ｂ’に連結されている。調整取付部４５ａ’と接触部４５ｂ’はＬ字の屈曲形状を呈しており、接触部４５ｂ’は方向変換部材４３の位置に向かって折り曲げられている。調整取付部４５ａ’には長穴を設けることができる。導入口１１ｂに位置する折り畳まれる前のパンツタイプ紙おむつＳは直線状態であり、接触部４５ｂ’はパンツタイプ紙おむつＳの先端位置に接触して、パンツタイプ紙おむつＳの先端位置を規制する。規制部材４５’上の調整取付部４５ａ’の長穴の位置を調整することによって、異なるサイズのパンツタイプ紙おむつＳの先端位置に対応する。これにより、例えば、パンツタイプ紙おむつＳがＭサイズからＬサイズに生産が変更されたときには、規制部材４５’は、折畳機構３から離れた位置に調整されることにより、Ｌサイズのパンツタイプ紙おむつＳに対応することができる。

図１４は、本実施例の折畳装置における折畳部材が退避位置の１つに駆動されたときの状態の図を示す。図９に示す実施例１における状態と同様に、この位置において、折畳部材はまさに折畳位置に進入しようとしているが、まだ進入していない。

図１５は、本実施例の折畳装置１における折畳部材１８が折畳位置に駆動されたときの状態の図を示す。図１５に示すように、導入口１１ｂから送り出されたパンツタイプ紙おむつＳを、第２経路Ｒ２の方向に沿って折畳部材１８の一部を導入口１１ｂ内に押し込むことによって折り畳むとともに、折り畳んだパンツタイプ紙おむつＳを導入口１１ｂ内の位置に案内して、折畳位置に到達する。

本発明によって提供される使い捨て衛生用品の折畳装置は、使い捨て衛生用品の折り畳み中に生じるしわを回避でき、折り畳み効果を有効に確保するとともに、サーボモータによる調整によって異なるサイズの使い捨て衛生用品に対応でき、異なるサイズの製品の製造を簡便にするとともに、折り畳み効率を効果的に確保し、高速の折り畳みの場合に適し、例えばパンツタイプ及びテープタイプの紙おむつ、婦人衛生パンティ等の使い捨て衛生用品の生産ラインにおいて産業上の応用性を有する。

Claims

使い捨て衛生用品を表裏両側から挟んだ状態で第１経路に沿って当該使い捨て衛生用品を搬送するとともに、前記第１経路の終端に設けられた導出口を有する第１搬送部と、
前記使い捨て衛生用品を表裏両側から挟んだ状態で前記第１経路の終端から前記第１経路と交差する方向に延びる第２経路に沿って前記使い捨て衛生用品を搬送するとともに、前記第２経路の始端に設けられた導入口を有する第２搬送部と、
折畳部材を有する折畳機構であって、前記第１搬送部と前記第２搬送部との間で前記使い捨て衛生用品を折り畳むための折畳機構と、
前記折畳部材に連結され、前記折畳部材が折畳位置と退避位置との間で前記第２経路に沿って往復直線運動するように前記折畳部材を駆動するための駆動機構であって、前記折畳位置は、前記第２経路の方向に沿って前記折畳部材の一部を前記導入口に押し込むことにより前記導出口から送り出された前記使い捨て衛生用品を折り畳むとともに、折り畳んだ使い捨て衛生用品を前記導入口内に案内する位置であり、前記退避位置は、前記折畳部材が前記第２経路と反対の方向に直線運動した後に前記折畳部材を前記導入口から離脱させる位置である駆動機構と、
前記使い捨て衛生用品の基端部が前記第１搬送部によって表裏両側から挟まれた状態で、前記第１経路の延長方向にて、又は前記第１経路の延長線を基準にして、前記導出口から導出された前記使い捨て衛生用品の先端部を前記第２搬送部の反対側へ案内する案内機構と、を備え、
前記駆動機構は、複数のプーリと、当該複数のプーリのいずれかに直接連結された少なくとも１つのサーボモータと、環状の経路に沿って前記複数のプーリの外周に架け渡された同期ベルトと、を備え、
前記折畳機構は、前記同期ベルトと前記折畳部材を連結する連動部材と、前記環状の経路の外側で、且つ、前記折畳部材を基準として前記同期ベルト及び前記プーリと反対側に配置されて、前記折畳部材の直線往復運動と協動するための複数のローラとを有し、
前記複数のローラは、前記折畳部材と正接して転動するとともに、前記折畳部材の直線往復運動の方向において前記連動部材から離れた位置に設けられたローラを含む、使い捨て衛生用品の折畳装置。
前記同期ベルトは歯付きベルトであり、前記プーリは歯付きプーリである請求項１に記載の使い捨て衛生用品の折畳装置。
前記同期ベルトの芯線は炭素繊維材料を用いた請求項１又は２に記載の使い捨て衛生用品の折畳装置。
前記駆動機構は、前記環状の経路における前記同期ベルト側の幅方向の両側にそれぞれ設けられ、前記折畳部材の直線往復運動中に前記同期ベルトのズレを補正するように誘導するための誘導ローラをさらに備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の使い捨て衛生用品の折畳装置。
前記複数のローラは、前記折畳部材の直線運動の方向において互いに異なる位置に２組配置されており、各組がそれぞれ複数のローラを含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載の使い捨て衛生用品の折畳装置。
前記連動部材には被検知部がさらに取り付けられ、
前記折畳機構は前記被検知部を通して前記折畳部材の位置を検出できる第１センサ、第２センサ及び第３センサをさらに有し、前記第１センサは前記折畳部材の下限位置を検出するためのものであり、前記第２センサは前記折畳部材の上限位置を検出するためのものであり、前記第３センサは前記折畳部材の原点回帰位置を検出するためのものである請求項１乃至５のいずれか一項に記載の使い捨て衛生用品の折畳装置。
前記折畳部材は、Ｙ字型の板状構造であり、前記同期ベルトに取付けられる取付部と、
前記導入口内に押し込まれて前記使い捨て衛生用品を折り畳む折畳部と、を備え、前記取付部の幅が前記折畳部の幅よりも小さい請求項１乃至６のいずれか一項に記載の使い捨て衛生用品の折畳装置。
前記駆動機構はエンコーダの同期信号又はカム曲線を用いて制御される請求項１乃至７のいずれか一項に記載の使い捨て衛生用品の折畳装置。
前記第２経路は前記第１経路に対して垂直であり、前記使い捨て衛生用品はフラットな状態で前記折畳部材によって折り畳まれる請求項１乃至８のいずれか一項に記載の使い捨て衛生用品の折畳装置。