JPH10100256A - シール装置 - Google Patents

シール装置

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JPH10100256A
JPH10100256A JP8260983A JP26098396A JPH10100256A JP H10100256 A JPH10100256 A JP H10100256A JP 8260983 A JP8260983 A JP 8260983A JP 26098396 A JP26098396 A JP 26098396A JP H10100256 A JPH10100256 A JP H10100256A
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axis
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planetary
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隆男 金井
Kazuhiro Tagawa
和弘 田川
Yoshiki Kato
芳樹 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した高速稼働が可能で、且つシール強度
の高いシールを行うことのできるシール装置を提供する
こと。 【解決手段】 アンビルロール1上のアンビルブロック
11と シールロール2上のシールブロック21を有する シール装置に
おいて、平行な固定主軸O及び第1固定軸O1 を設け、
且つ第1固定軸O1 を中心に回動する第1回動軸O1'を
設けると共に、アンビルロール1を固定主軸Oに軸装
し、且つ シールロール2を第1回動軸O1'に軸装し、固定主軸
Oに垂直な平面P内におけるシールブロック21の シール
点Xの軌跡が、次式(I) で示されるペリトロコイド曲線
を描くようになされていることを特徴とする。ベクトル
O1X=(x(t),y(t))=ベクトルO1O1'+ベクトルO1'X=L( cos
(-nω)t, sin(-nω)t)+M( cosωt, sinωt)・・(I) ただ
し、L:O1O1' の長さ,M:O1'Xの長さ,n=1 以上の任意の
整数,ω: 角速度,t: 時間(変数)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シール装置、詳し
くは、安定した高速稼働が可能で、且つシール強度の高
いシールを行うことのできるシール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】使い捨ておむつ等の製造に際し、折り畳
まれたシート状物や重ね合わされた複数枚のシート状物
をヒートシールするシール装置として、図9及び図10
に示されるようなものが一般に知られている。図9及び
図10に示されるシール装置は、アンビルロール1’及
びシールロール2’を備え、該アンビルロール1’上の
アンビルブロック11’と該シールロール2’上のシー
ルブロック21’との間にシート状物を通過させ、該シ
ート状物を間欠的にシールするものである。本シール装
置においては、上記アンビルロール1’の回転軸に対し
て垂直な平面における上記シールブロック21’のシー
ル点X’及び上記アンビルブロック11’のシール点
Y’の軌跡は何れも円形となり、この2つの円形が接す
る点でヒートシールが行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図9及び図1
0に示されるようなシール装置においては、シールされ
る位置が点でしかないために充分なシール強度を得るこ
とが困難であり、高速稼働を行うとシール時間が短くな
ってしまい、更にシール強度が落ちてしまうため高速稼
働を行うことができないという問題があった。また、充
分なシール強度を得ようとしてシール温度を上げると電
熱費等にコストがかかってしまうという問題があった。
【0004】一方、実開昭50-111363号公報や特開昭55-
77520号公報に示される装置のように、ベルト等を用い
てシールされる位置を点ではなく線として、シール時間
を長くすることによりシール強度を向上させようとした
ものがある。しかし、このような装置においては、ベル
ト上にシール点が設けられるためにアンビルブロックと
シールブロックとの間のクリアランスの制御が困難でシ
ール不良を発生させてしまうことがあるという問題や、
ベルト駆動であるために高速稼働させた場合に振動が発
生し易く、振動によりクリアランスが一定せずにシール
不良を発生させてしまうことがあるという問題があっ
た。
【0005】従って、本発明の目的は、安定した高速稼
働が可能で、且つシール強度の高いシールを行うことの
できるシール装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、アンビルロール1及び少なくとも1つのシールロー
ル2を備え、該アンビルロール1上のアンビルブロック
11と該シールロール2上のシールブロック21との間
にシート状物を通過させ、該シート状物を間欠的にシー
ルするシール装置において、平行な固定主軸O及び第1
固定軸O1 を設け、且つ該第1固定軸O1 を中心に回動
する第1回動軸O1'を設けると共に、上記アンビルロー
ル1を上記固定主軸Oに回転可能に軸装し、且つ上記シ
ールロール2を該第1回動軸O1'に回転可能に軸装し、
上記固定主軸Oに垂直な平面P内における上記シールブ
ロック21のシール点Xの軌跡が、x−y軸を上記平面
P上における上記第1固定軸O1 を原点とする直交座標
軸とした場合に、次式(I) で示されるペリトロコイド曲
線を描くようになされていることを特徴とするシール装
置を提供することにより、上記目的を達成したものであ
る。
【0007】 ベクトルO1 X=(x(t),y(t) ) =ベクトルO1 1'+ベクトルO1'X =L(cos(-nω)t, sin(-nω)t)+M( cosωt, sinωt ) ・・・・・(I) L:O1 1'の長さ(定数) M:O1'X の長さ
(定数) n:1以上の任意の整数 ω:角速度 t:時間(変
数)
【0008】ただし、上記平面Pにおける上記軸O,O
1 ,O1'、上記シール点X及び上記アンビルブロック1
のシール点Yに関し、ベクトルOO1 の向きとベクトル
OYの向きとが等しくなったときに、ベクトルOYの向
きとベクトルO1 1'の向きとが同一で且つベクトルO
Yの向きとベクトルO1'Xの向きとが反対となるように
なされている。
【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、上記第1固定軸O 1 に平行で且つ該第
1固定軸O1 の回転に連動して回転する第2固定軸O2
を設け、該第2固定軸O2 をサンギア31の回転軸とす
るプラネタリーギア機構3を設け、該プラネタリーギア
機構3に並列させてプラネタリーベアリング機構4を設
け、上記プラネタリーギア機構3の上記第2固定軸O2
と上記プラネタリーベアリング機構4のサンベアリング
41の第2回動軸O2'とを、上記平面P上において上記
ベクトルO1 1'とベクトルO2 2'とが等しくなるよ
うに配置し、上記プラネタリーギア機構3の各プラネタ
リーギア32,32・・の回転軸O21,O22・・と上記
プラネタリーベアリング機構4の各プラネタリーベアリ
ング42,42・・の回転軸O21',O22' ・・とを、上
記平面P上において上記ベクトルO1 1'と各ベクトル
2121',O2222' ・・とがそれぞれ等しくなるよう
に配置し、且つ該各プラネタリーギア32,32・・と
該各プラネタリーベアリング42,42・・とをそれぞ
れカム結合させ、上記プラネタリーベアリング機構4の
偏心ギア43により上記シールロール2が回転されるよ
うになしてある、ことを特徴とするシール装置を提供す
るものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明のシール装置の一実
施形態について図面を参照して説明する。図1〜7は本
実施形態のシール装置を示しており、図1は全体断面
図、図2は図1におけるA−A線断面図、図3はプラネ
タリーギア機構及びプラネタリーベアリング機構の拡大
断面図、図4は図3におけるB−B線断面図、図5は図
3におけるC−C線断面図、図6はスリップリング機構
の拡大断面図、図7は図6におけるD−D線断面図であ
る。
【0011】本実施形態のシール装置は、図1及び図2
に示されるように、アンビルロール1及び少なくとも1
つのシールロール2を備え、該アンビルロール1上のア
ンビルブロック11と該シールロール2上のシールブロ
ック21との間にシート状物を通過させ、該シート状物
を間欠的にシールするものであり、この点に関しては従
来のシール装置と何等変わるところはない。
【0012】而して、本実施形態のシール装置において
は、平行な固定主軸O及び第1固定軸O1 が設けられ、
且つ該第1固定軸O1 を中心に回動する第1回動軸O1'
が設けられると共に、上記アンビルロール1が上記固定
主軸Oに回転可能に軸装され、且つ上記シールロール2
が該第1回動軸O1'に回転可能に軸装されている。そし
て、上記固定主軸Oに垂直な平面P内における上記シー
ルブロック21のシール点Xの軌跡が、x−y軸を上記
平面P上における上記第1固定軸O1 を原点とする直交
座標軸とした場合に、次式(I) で示されるペリトロコイ
ド曲線を描くようになされている。
【0013】 ベクトルO1 X=(x(t),y(t) ) =ベクトルO1 1'+ベクトルO1'X =L(cos(-nω)t, sin(-nω)t)+M( cosωt, sinωt ) ・・・・・(I) L:O1 1'の長さ(定数) M:O1'X の長さ(定
数) n:1以上の任意の整数 ω:角速度 t:時間(変
数)
【0014】ただし、上記平面Pにおける上記軸O,O
1 ,O1'、上記シール点X及び上記アンビルブロック1
のシール点Yに関し、ベクトルOO1 の向きとベクトル
OYの向きとが等しくなったときに、ベクトルOYの向
きとベクトルO1 1'の向きとが同一で且つベクトルO
Yの向きとベクトルO1'Xの向きとが反対となるように
なされている。
【0015】また、本実施形態のシール装置において
は、偏心されて回転される上記シールロール2を駆動す
るための機構として、上記第1固定軸O1 に平行で且つ
該第1固定軸O1 の回転に連動して回転する第2固定軸
2 を設け、該第2固定軸O2をサンギア31の回転軸
とするプラネタリーギア機構3を設け、該プラネタリー
ギア機構3に並列させてプラネタリーベアリング機構4
を設けてある。
【0016】そして、上記プラネタリーギア機構3の上
記第2固定軸O2 と上記プラネタリーベアリング機構4
のサンベアリング41の第2回動軸O2'とが、上記平面
P上において上記ベクトルO1 1'とベクトルO2 2'
とが等しくなるように配置され、上記プラネタリーギア
機構3の各プラネタリーギア32,32・・の回転軸O
21,O22・・と上記プラネタリーベアリング機構4の各
プラネタリーベアリング42,42・・の回転軸O21',
22' ・・とが、上記平面P上において上記ベクトルO
1 1'と各ベクトルO2121',O2222' ・・とがそれ
ぞれ等しくなるように配置され、且つ該各プラネタリー
ギア32,32・・と該各プラネタリーベアリング4
2,42・・とがそれぞれカム結合され、上記プラネタ
リーベアリング機構4の偏心ギア43により上記シール
ロール2が回転されるようになしてある。
【0017】本実施形態のシール装置について更に詳し
く説明する。本実施形態のシール装置は、上述したよう
に、上記シールブロック21の上記シール点Xの側方か
ら見た軌跡を、ペリトロコイド曲線とすることにより、
該シールブロック21と上記アンビルブロック11との
接触時間、即ちシール時間をより長くしてシール強度を
向上させるものである。また、そのための機械的機構も
高速稼働に充分対応したものである。
【0018】まず、ペリトロコイド曲線について簡単に
説明する。ペリトロコイド曲線とは、平面P上の原点を
1 とするx−y軸座標平面において、上記式(I) で表
される点X=(x,y)の軌跡を言う。即ち、原点O1
を中心に回転する点O1'とO 1'を中心に回転する点Xと
があるとき、点Xが点O1'の周りをある方向に一周する
間に、点O1'が原点O1 点の周りを逆方向にn周する時
の点Xの軌跡である。本発明の場合は、nを1以上の任
意の整数とし、特に本実施形態においてはn=4で、O
1 1'(=L):O1'X(=M)=3:50の場合であ
る。
【0019】図8には、n=4,5,3で、L:M=
3:50の時のペリトロコイド曲線を示した。LとMと
がこのような比の時は、図8に示されるように、各ペリ
トロコイド曲線は、(n+1)角形の角を丸くしたよう
な形状となる。そして、それぞれ円形の円周よりも直線
に近い軌跡を描く部分を有している。また、LをMの長
さにより近くしていくと、上述の直線に近い部分は図形
の中心側に湾曲する。このように図形の中心側に湾曲さ
せた場合でシール装置に適用すると、上記シールブロッ
ク21の上記シール点Xの軌跡の一部を、上記アンビル
ブロック11の上記シール点Yの円形の軌跡の一部によ
り近いものとすることができる。
【0020】尚、上記式(I) のみによっては、上記シー
ルブロック21の位置と上記アンビルブロック11の位
置との同期関係が明白でないが、上述したように、ベク
トルOO1 の向きとベクトルOYの向きとが等しくなっ
たときに、ベクトルOYの向きとベクトルO1 1'の向
きとが同一で且つベクトルOYの向きとベクトルO1'X
の向きとが反対となるようになされていることから、そ
の同期関係が明白となる。
【0021】次に、上記シール点Xを上記平面P上にお
いて上述のペリトロコイド曲線を描かせるための機構を
以下に説明する。図1に示されるように、上記アンビル
ロール1は円柱状の軸体10に固定的に取り付けられて
おり、該固定主軸10は、その両端が基台12にベアリ
ングを介して取り付けられている。上記軸体10の一端
が図示されない駆動源に接続されている。上記軸体10
の中心には上記固定主軸Oが位置しており、上記アンビ
ルロール1は該固定主軸Oを中心として回転する。
【0022】上記アンビルロール1には、図2に示され
るように、その周面上に上記アンビルブロック11が均
等に5つ配設されている。上記アンビルブロック11,
11・・には、図示されないヒーターが配設されてお
り、上記シート状物をヒートシールするのに必要な温度
まで加熱され、その温度を保持し得るようになしてあ
る。上記アンビルブロック11,11・・には、温度セ
ンサー等が組み込まれても良く、これらのヒーターやセ
ンサーへの電気の供給は、上記アンビルロール1の内
部、上記軸体10及び通常のスリップリング等を介して
供給される。
【0023】上記シールロール2は、図1及び図3に示
されるように、第1偏心軸体20にベアリングを介して
回転自在に取り付けられている。上記第1偏心軸体20
の両端は、上記基台12にベアリングを介して取り付け
られている。上記第1偏心軸体20は、中央の円柱状部
の両端に、その中心軸を偏心させて他の円柱状部を結合
させた形態を有しており、その一端が図示されない駆動
源に接続されている。上記第1偏心軸体20の中央部の
円柱状部の中心に上記第1回動軸O1'が位置すると共
に、該第1偏心軸体20の両端の円柱状部の中心に上記
第1固定軸O1 が位置している。上記シールロール2は
該第1固定軸O1 の周りを回動する該第1回動軸O1'を
中心として回転される。上記第1偏心軸体20の一方の
端部は、上記基台12から突出されてギア部22が形成
されている。
【0024】上記シールロール2には、図2に示される
ように、その周面上に上記シールブロック21が均等に
2つ配設されている。また、上記シールロール2の上記
プラネタリーギア機構3側の外周面上には、ギア部24
が形成されている。上記シールロール2の上記プラネタ
リーギア機構3側とは反対側の外周面上には、後述する
スリップリング機構5が配設されている。上記シールブ
ロック21,21・・には、上記アンビルブロック1
1,11・・と同様に、図示されないヒーターが配設さ
れており、上記シート状物をヒートシールするのに必要
な温度まで加熱され、その温度を保持し得るようになし
てある。上記アンビルブロック21,21・・にも、温
度センサー等が組み込まれても良い。
【0025】上記第1固定軸O1 周りに回動する上記第
1回動軸O1'を中心軸として上記シールロール2を回転
されるための特別な駆動機構である上記プラネタリーギ
ア機構3及び上記プラネタリーベアリング機構4につい
て説明する。上記プラネタリーギア機構3は、図3及び
図4に示されるように、いわゆる通常良く知られている
プラネタリーギア機構と同様に、上記サンギア31、上
記プラネタリーギア32及び上記リングギア33を有し
ている。
【0026】上記サンギア31は、第2偏心軸体30と
一体的に該第2偏心軸体30の周上の一部に形成されて
いる。上記第2偏心軸体30は、2つの円柱状部をそれ
らの中心軸を偏心させて結合させた形態を有しており、
その一方の円柱状部の中心に上記第2固定軸O2 が位置
すると共に、他方の円柱状部の中心に上記第2回動軸O
2'が位置している。上記サンギア31は、上記第2固定
軸O2 を中心として回転される。上記第2偏心軸体30
の一方の端部は、上記基台12から延設された支持部3
8によりベアリングを介して保持され、更に外方に突出
されてギア部37が形成されている。
【0027】上記ギア部37は、中間ギア23を介して
上記第1偏心軸体20の上記ギア部22と連動するよう
になしてある。上記ギア部37、上記中間ギア23及び
上記ギア部22の歯数比は、1:1:1とされており、
上記第1偏心軸体20が上記第1固定軸O1 周りに1回
転したときに、上記第2偏心軸30も上記第2固定軸O
2 周りに同一方向に1回転する。
【0028】上記プラネタリーギア32,32・・は、
上記サンギア31外周と上記リングギア33内周と噛み
合うようにして、該サンギア31を中心にして4つ均等
に配設されている。各プラネタリーギア32は、ベアリ
ングを介して中心軸体34と互いに回転自在となるよう
に組み付けられている。4つの上記プラネタリーギア3
2,32・・の各中心軸体34の中心に、上記回転軸O
21〜O24がそれぞれ位置している。各中心軸体34の上
記プラネタリーベアリング機構4側の端部には、該中心
軸体34に対して回転可能なカムフォロワ36がそれぞ
れ取り付けられており、該カムフォロワ36の回転軸は
上記回転軸O21〜O24にそれぞれ一致されている。
【0029】また、4つの上記プラネタリーギア32,
32・・は、上記中心軸体34,34・・と一体的に形
成されているキャリア35により互いの位置関係が保た
れている。上記キャリア35と上記第2偏心軸体30外
周及び上記リングギア33内周との間にはベアリングが
配され、円滑に摺動するようになされている。4つの上
記プラネタリーギア32,32・・は、上記サンギア3
1の回転に伴って、それぞれが自転しながら互いの位置
関係を保ったまま該サンギア31の周囲を公転するよう
になしてある。
【0030】上記リングギア33は、上記基台12に固
定的に取り付けられており、その中心は上記第2固定軸
2 に一致するようになされている。上記サンギア3
1、各プラネタリーギア32及び上記リングギア33の
歯数比は、本実施形態の場合、1:1:3とされてお
り、上記第2偏心軸体30が上記第2固定軸O2 周りに
4回転したときに、各プラネタリーギア32が該第2固
定軸O2 周りを同一方向に1回公転するようになされて
いる。尚、上記第2偏心軸体30が上記第2固定軸O2
周りに4回転するとき、各プラネタリーギア32自身は
上記回転軸O21〜O 24周りに逆方向にそれぞれ2回転す
ることになる。
【0031】上記プラネタリーベアリング機構4は、図
3及び図5に示されるように、上記プラネタリーギア機
構3に準じた構成とされており、上記サンギア31に対
応する上記サンベアリング41、上記プラネタリーギア
32に相当する上記プラネタリーベアリング42及び上
記リングギア33に相当する上記偏心ギア43を有して
いる。
【0032】上記サンベアリング41は、上記第2偏心
軸体30の端部に嵌挿されて上記第2回動軸O2'を中心
として回転するようにされると共に、該サンベアリング
41に上記偏心ギア43中央の孔が嵌挿されている。上
記偏心ギア43に嵌挿された上記サンベアリング41の
周囲には、上記サンギア31に対する上記プラネタリー
ギア32の位置に対応して、4対の上記プラネタリーベ
アリング42,42・・が均等に配置されている。各プ
ラネタリーベアリング42の内部には、それぞれ偏心ピ
ン44が回転自在に嵌挿されている。4対の上記プラネ
タリーベアリング42,42・・の各偏心ピン44の中
心に、上記回転軸O21' 〜O24' がそれぞれ位置してい
る。
【0033】各偏心ピン44の上記プラネタリーギア機
構3側の端部には、上記カムフォロワ36が回転自在に
それぞれ取り付けられている。しかし、上述した上記プ
ラネタリーギア機構3側の各回転軸O21〜O24に対する
上記プラネタリーベアリング機構4側の各回転軸O21'
〜O24' の位置は、上記第2固定軸O2 に対する上記第
2回動軸O2'の位置(即ち、上記第1固定軸O1 に対す
る上記第1回動軸O1'の位置)と同様にそれぞれ偏心さ
れている。
【0034】このように、上記第2固定軸O2 に対する
上記第2回動軸O2'の位置、及び上記回転軸O21〜O24
に対する上記回転軸O21' 〜O24' の位置が、全て同じ
ように偏心されているため、上記プラネタリーギア3
2,32・・の上記第2固定軸O2 周りの公転を、上記
プラネタリーベアリング42,42・・の上記第2回動
軸O2'周りの公転、即ち上記偏心ギア43の回転に変換
することができる。
【0035】上記偏心ギア43は、上述の説明から明ら
かなように、その中央に上記サンベアリング41が嵌挿
され且つ該サンベアリング41の周囲に4対の上記プラ
ネタリーベアリング42,42・・が均等に嵌挿された
ギアである。そして、上記偏心ギア43が、上記シール
ロール2の上記ギア部24と噛み合わされている。上記
偏心ギア43と上記シールロール2の上記ギア部24と
の歯数比は1:1とされており、該偏心ギア43が1回
転したときに、該シールロール2は逆方向に1回転す
る。
【0036】上記シールブロック21,21・・に配さ
れるヒーターや温度センサーへの電気の供給に用いられ
る上記スリップリング機構5について説明する。上記ス
リップリング機構5は、図6及び図7に示されるよう
に、上記基台12側から上下一対にして配設された端子
台51,51及び端子ブラシ53,53・・と、上記シ
ールロール2の外周面上に配設された端子リング54,
54・・、プレート55,55・・、スペーサー56,
56・・、リング台57,57・・及びインナーリング
58とからなる。
【0037】上記端子ブラシ53,53・・は、上記端
子台51,51にビス52,52・・により固定されて
おり、上下2つの該ブラシ53,53・・が一対で機能
する。上記端子リング54,54・・は、一対の上記端
子部ブラシ53,53・・にそれぞれ対応して配されて
いる。上記プレート55,55・・は、1つの上記端子
リング54,54・・にそれぞれ対応して上下2つを一
対として配されている(図6,7は、図6における最左
方の端子リング54に対応するプレート55,55のみ
が図示されている状態である)。上記スぺーサー56,
56・・及び上記リング台57,57・・は、それぞれ
一組で機能している上記端子リング54及び上記プレー
ト55,55と他の一組で機能している上記端子リング
54及び上記プレート55,55との間を絶縁するよう
に配されている。上記インナーリング58は、これらと
上記シールロール2自体との間を絶縁するように配され
ている。
【0038】これらの構成部材のうち、上記端子ブラシ
53,53・・、上記端子リング54,54・・及び上
記プレート55,55・・は、導電性の材料で形成さ
れ、一方、上記端子台51、上記スペーサー56,56
・・、上記リング台57,57・・及び上記インナーリ
ング58は、樹脂等の絶縁材で形成されている。
【0039】上記端子台51は、上記基台12から上記
シールロール2側に突設されており、該シールロール2
の上方及び下方に一対として配設されている。一対の上
記端子台51,51の先端部は上記シールロール2と重
なり合う位置まで延設されており、該先端部にはそれぞ
れ4つずつ上記端子ブラシ53,53・・が上記ビス5
2,52・・により上記シールロール2の中心に向けて
固定されている。
【0040】上記端子ブラシ53,53・・は、弓状の
円弧を描いた形状を有しており、その両端にはコンタク
ト用の球状部が形成されており、容易にたわませること
ができる弾性復元力を有している。上記端子ブラシ5
3,53・・は、上下一対で1つの配線を担当してお
り、図7に示されるように、上記第1固定軸O1 から等
距離に配置されている。一対の上記端子ブラシ53,5
3・・の上記シールロール2に対する距離は、該シール
ロール2が上側に偏心されているときは主として上側の
該端子ブラシ53と接触し且つ下側に偏心しているとき
は下側の該端子ブラシ53と接触するような距離とされ
ており、4つの上記球状部うちの少なくとも1つが常に
上記端子リング54と接触するようになしてある。ま
た、上記シールロール2が偏心されて回転されても、上
記端子ブラシ53,53・・は容易にたわむため、この
偏心運動を吸収することができる。
【0041】上記端子リング54,54・・は、上記シ
ールロール2の回転中心である上記第1回動軸O1'を中
心にして配設されており、隣り合う該端子リング54,
54同士は上記スペーサー56,56により絶縁される
と共に、上記プレート55,55・・とは上記リング台
57,57・・により絶縁されている。上記端子リング
54,54・・は、一対の上記端子ブラシ53,53に
つき1つずつ配設されている。
【0042】上記プレート55,55・・は、1つの上
記端子リング54につき2つずつ配設されており、図6
及び図7には、図6において最も左方の該端子リング5
4に対応するもののみが示されている。上記プレート5
5の一端は、対応する上記端子リング54と結合され、
その他端は、上記シールブロック21のヒーター等に接
続される。上記プレート55は、上記シールロール2の
外周面上に配設された上記インナーリング58上に取り
付けられており、該インナーリング58により該シール
ロール2と絶縁されている。尚、図示されていないが、
残りの3つの上記端子リング54,54・にそれぞれ対
応する上記プレート55,55・・も、1つの該端子リ
ング54につき2つずつ同様に配されており、これらの
計8個の上記プレート55,55・・は、上記シールロ
ール2の周面上に等間隔をおいて配置されている。
【0043】次に、上述した構成を有するシール装置に
よりシート状物をシールする際の該シール装置の動作を
説明する。上記軸体10及び上記第1偏心軸体20が、
図示されない駆動源により、それぞれ同一方向に回転さ
れる。このとき、上記軸体10の回転と上記第1偏心軸
体20の回転とは同期が取られており、本実施形態にお
いては、該軸体10が1回転したときに、該第1偏心軸
体20が10回転するように同期が取られている。上記
アンビルロール1は上記軸体10に固定されているた
め、該アンビルロール1の回転数と該軸体10の回転数
とは一致する。
【0044】上記第1偏心軸体20が回転されると、そ
の回転に従って上記第1回動軸O1'が上記第1固定軸O
1 周りに同一方向に回動され、その回転(回動)数は該
第1偏心軸体20の回転数に一致する。また、上記第1
偏心軸体20が回転されると、その端部に形成された上
記ギア部22、上記中間ギア23及び上記ギア部37を
介して、上記第2偏心軸体30も同一方向に回転され
る。上記ギア部22、上記中間ギア23及び上記ギア部
37の歯数比が1:1:1であるため、上記第1偏心軸
体20の回転数と上記第2偏心軸体30の回転数とは一
致する。
【0045】上記第2偏心軸体30が回転されると、該
第2偏心軸体30に一体的に形成された上記サンギア3
1が同一方向に回転され、その回転数は該第2偏心軸体
30の回転数に一致する。上記サンギア31が回転され
ると、上記プラネタリーギア32,32・・が上記第2
固定軸O2 を中心に同一方向に公転する。上記サンギア
31、上記プラネタリーギア32,32・・及び上記リ
ングギア33の歯数比が1:1:3であるため、上記プ
ラネタリーギア32,32・・の上記第2固定軸O2
りの回転(公転)数は上記第2偏心軸体30の回転数の
1/4に減じられる。
【0046】また、上記第2偏心軸体30が回転される
と、その回転に従って上記第2回動軸O2'が上記第2固
定軸O2 周りに同一方向に回動され、その回転(回動)
数は該第2偏心軸体30の回転数に一致する。これと同
時に、上記第2固定軸O2 に対する上記第2回動軸O2'
の位置関係と上記回転軸O21〜O24に対する上記回転軸
21' 〜O24' の位置関係とが等しいため、上記中間軸
体34,34・・及び上記偏心ピン44,44・・の双
方に回転自在に取り付けられた上記カムフォロワ36,
36・・により、上記プラネタリーギア32,32・・
の上記第2固定軸O2 周りの公転が、上記プラネタリー
ベアリング42,42・・の上記第2回動軸O2'周りの
公転に変換される。上記プラネタリーベアリング42,
42・・の上記第2回動軸O2'周りの公転により、上記
偏心ギア43が該プラネタリーギア32,32・・の公
転方向と同一方向に回転される。上記偏心ギア43の回
転数は、上記第2固定軸O2 周りの回転(公転)数に一
致する。
【0047】上記第2固定軸O2 に対する上記第2回動
軸O2'の位置関係と上記第1固定軸O1 に対する上記第
1回動軸O1'の位置関係とが等しいため、上記第2偏心
軸体30による該偏心ギア43の偏心運動と上記第1偏
心軸体20による上記シールロール2の偏心運動とは全
く等しくなり、上記偏心ギア43と上記シールロール2
の上記ギア部24とは常時噛み合った状態となり、該偏
心ギア43の回転により、上記シールロール2が逆方向
に回転される。上記偏心ギア43及び上記ギア部24の
歯数比が1:1であるため、該偏心ギア43の回転数と
上記シールロール2の回転数とは一致する。
【0048】ここで、上記軸体10がある方向に2/5
回転された場合を例に、各構成部位の回転数及び回転方
向をまとめると以下のようになる。 軸体10=アンビルロール1 基準方向に 2/5回転 第1偏心軸体 同一方向に 4回転 第1回動軸O1'の第1固定軸O1 周りの回動 同一方向に 4回転 第2偏心軸体=サンギア31 同一方向に 4回転 第2回動軸O2'の第2固定軸O2 周りの回動 同一方向に 4回転 プラネタリーギア32の公転 同一方向に 1回転 偏心ギア43 同一方向に 1回転 シールロール2 逆方向に 1回転
【0049】このようにして、上記アンビルロール1を
ある(基準)方向に2/5回転させると、上記シールロ
ール2を逆方向に1回転させることができ、且つ、上記
シールロール2を逆方向に1回転させる間に、該シール
ロール2の回転中心である第1回動軸O1'を第1固定軸
1 周りに該シールロール2の回転方向とは逆方向、即
ち基準方向に4回転させることができる。この結果、上
記平面P上において上記シールブロック21のシール点
Xに上述したペリトロコイド曲線を描かせることができ
ると共に、上記アンビルロール1と上記シールロール2
とを円滑に同期させて回転させることができ、該アンビ
ルロール1と該シールロール2との間にシート状物を送
り込んでやることで該シート状物をシールすることがで
きる。
【0050】また、上述のようにして上記シールロール
2を回転させる間、上記スリップリング機構5により、
該シールロール2のヒーターやセンサー等に常時電気が
供給されている。図外の電源から上記ビス52、上記端
子ブラシ53、上記端子リング54及び上記プレート5
5を介してヒーター等に供給される。このとき、ある上
記端子リング54をプラス側に割り当て、他の上記端子
リング54をマイナス側に割り当てることで、上述のヒ
ーター等にプラス側・マイナス側の双方の配線を行うこ
とができる。本実施形態の場合、4つの上記端子リング
を有しているため、2系統の電源供給が行える。この場
合、例えば、1つの系統に1つのヒーターを対応させて
合計2つのヒーターを配設したり、2系統の電源供給路
を上記ヒートシール2内で更に分岐させて、ヒーターと
センサーを2つずつ配設すること等が考えられる。
【0051】本実施形態のシール装置は上述の如く構成
されており、本実施形態のシール装置によれば、上記平
面Pにおける上記シールブロック21の上記シール点X
の軌跡を上述したようなペリトロコイド曲線とすること
で、上記アンビルブロック11の上記シール点Yの軌跡
の形状に近いものとし、該シール点X,Yによるシール
時間を長くとれるようにし、ヒーターの温度を上げなく
てもシール強度を向上させることができる。また、シー
ル強度を向上させることができるため、その分高速稼働
を行ってもシール不良を起こすことなく、確実にシール
することができる。
【0052】また、本実施形態のシール装置は、上記プ
ラネタリーギア機構3及び上記プラネタリーベアリング
機構4により、上記シールロール2の上記シール点Xに
ペリトロコイド曲線を描かせることを容易にすることが
できると共に、上記機構を高速稼働に適した高剛性の構
造とすることができる。また、高剛性の構造であるため
に高速稼働を行っても振動等を殆ど発生させず、装置全
体の耐久性を向上させ、且つ振動に左右されずに均一な
品質でシールを行うことができる。更に、高剛性の構造
であるため、上記シール点X,Y間のクリアランスの制
御が行い易く、ベルト駆動のもののように稼働中に該ク
リアランスを変動させてしまうこともないため、この点
からも均一な品質でシールを行うことができる。
【0053】更に、本実施形態のシール装置によれば、
上述のスリップリング機構5により、偏心運動をする上
記シールブロックに対して、常時、安定的に電気を供給
することができる。
【0054】尚、上記アンビルブロック11や上記シー
ルブロック21が直線でなく湾曲している場合も考えら
れるが、この場合は、該アンビルブロック11及び該シ
ールブロック21上に、上述の関係を満たす上記シール
点X及び上記シール点Yが存在すればよい。即ち、上記
アンビルブロック11及び上記シールブロック21の中
央付近では上述の関係が成立するが、それらの両端付近
では上述の関係が成立していない場合であっても、中央
付近で成立している以上、このようなものも本発明の範
囲内である。
【0055】また、上記実施形態においては、上記アン
ビルブロックが5つ、上記シールブロック21が2つ配
設されている。請求項1の記載は、このような場合に、
ある1つの上記シール点Xと「5つ全ての」上記シール
点Yとが上記式(I) に示す関係を保ち、且つ「5つ全て
の」該シール点Yに関して、ベクトルOO1 の向きとベ
クトルOYの向きとが等しくなったときに、ベクトルO
Yの向きとベクトルO 1 1'の向きとが同一で且つベク
トルOYの向きとベクトルO1'Xの向きとが反対となる
ようになされているということを意味するのではなく、
対応し合う1つの上記シール点Xと1つの上記シール点
Yとの間に上述する関係があると言うことを意味してい
る。
【0056】また、上記実施形態においては、上記式
(I) におけるnの値を4としたときの装置について説明
したが、その他の値を取る場合であっても、各ギアの歯
数比を変更してやることによって、上記第1偏心軸体2
0の回転数と上記シールロール2の回転数とを同期させ
ることが可能であることは言うまでもない。また、上記
式(I) における角速度ωは必ずしも一定である必要はな
く、上述したように各構成部位の回転が同期されていれ
ば良い。実際に上述の装置を駆動させる場合も、最初は
低速(小さい角速度)で駆動された後に徐々に速度(角
速度)を上げて高速稼働(大きい角速度)に移行するよ
うに運転され、これらの過程で各構成部位の同期が保た
れていれば何等問題無い。
【0057】尚、本実施形態は、n=4の場合であるた
め、図2に示されるように、180°隔てて配設された
2つの上記シールブロック21,21上の上記シール点
X,Xは、全く同一の軌跡を描くため、上記シールロー
ル2が1回転する間に等間隔に2回シールを行うことが
できる。n=2の場合も、180°隔てて配設された2
つのシールブロック上のシール点が全く同一の軌跡を描
くようにできるため、シールロールが1回転する間に等
間隔に2回シールすることが可能である。しかし、n=
3,5の場合は、180°隔てて配設された2つのシー
ルブロック上のシール点が全く同一の軌跡を描くようす
ることはできないため、シールロールが1回転する間に
等間隔に2回シールすることはできない。このようなと
きは、シールロールが1回転する間に1回シールできる
ような機構とすればよい。nが他の値をとるときも、上
述したn=2〜5の場合に準じて対応することができ
る。
【0058】本発明のシール装置は上記実施形態に制限
されるものではなく、例えば、上記実施形態において
は、1つのアンビルロール1に対して1つのシールロー
ル2を配置したが、1つのアンビルロール1に対して2
つ以上のシールロール2を配設しても良い。また、上記
実施形態においては、アンビルロール1上のアンビルブ
ロック11が5つとされ、シールロール2上のシールブ
ロック21が2つとされたが、互いの同期を取るように
すればこれらの数を変更しても良い。更に、上述したL
やMの値も、種々の値とすることができる。その他の点
に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更可
能である。
【0059】
【発明の効果】本発明のシール装置によれば、安定した
高速稼働が可能で、且つシール強度の高いシールを行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシール装置の一実施形態の全体断面図
である。
【図2】図1におけるA−A線断面図である。
【図3】本発明のシール装置の一実施形態におけるプラ
ネタリーギア機構及びプラネタリーベアリング機構の拡
大断面図である。
【図4】図3におけるB−B線断面図である。
【図5】図3におけるC−C線断面図である。
【図6】本発明のシール装置の一実施形態におけるスリ
ップリング機構の拡大断面図である。
【図7】図6におけるD−D線断面図である。
【図8】ペリトロコイド曲線の例を示す説明図である。
【図9】従来のシール装置の全体断面図である。
【図10】図9におけるA’−A’線断面図である。
【符号の説明】
1 アンビルロール 10 軸体 11 アンビルブロック 12 基台 2 シールロール 20 第1偏心軸体 21 シールブロック 22 ギア部 23 中間ギア 24 ギア部 3 プラネタリーギア機構 30 第2偏心軸体 31 サンギア 32 プラネタリーギア 33 リングギア 34 中心軸体 35 キャリア 36 カムフォロワ 37 ギア部 38 支持部 4 プラネタリーベアリング機構 41 サンベアリング 42 プラネタリーベアリング 43 偏心ギア 44 偏心ピン 5 スリップリング機構 51 端子台 52 ビス 53 端子ブラシ 54 端子リング 55 プレート 56 スペーサー 57 端子リング台 58 インナーリング O 固定主軸 O1 第1固定軸 O1' 第1回動軸 O2 第2固定軸 O21〜O24 回転軸 O2' 第2回動軸 O21' 〜O24' 回転軸 P (軸Oに垂直な)平面 X (シールブロックの)シール点 Y (アンビルブロックの)シール点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンビルロール1及び少なくとも1つの
    シールロール2を備え、該アンビルロール1上のアンビ
    ルブロック11と該シールロール2上のシールブロック
    21との間にシート状物を通過させ、該シート状物を間
    欠的にシールするシール装置において、 平行な固定主軸O及び第1固定軸O1 を設け、且つ該第
    1固定軸O1 を中心に回動する第1回動軸O1'を設ける
    と共に、上記アンビルロール1を上記固定主軸Oに回転
    可能に軸装し、且つ上記シールロール2を該第1回動軸
    1'に回転可能に軸装し、 上記固定主軸Oに垂直な平面P内における上記シールブ
    ロック21のシール点Xの軌跡が、x−y軸を上記平面
    P上における上記第1固定軸O1 を原点とする直交座標
    軸とした場合に、次式(I) で示されるペリトロコイド曲
    線を描くようになされていることを特徴とするシール装
    置。 ベクトルO1 X=(x(t),y(t) ) =ベクトルO1 1'+ベクトルO1'X =L(cos(-nω)t, sin(-nω)t)+M( cosωt, sinωt ) ・・・・・(I) L:O1 1'の長さ(定数) M:O1'X の長さ(定数) n:1以上の任意の整数 ω:角速度 t:時間(変数) 〔ただし、上記平面Pにおける上記軸O,O1 ,O1'、
    上記シール点X及び上記アンビルブロック1のシール点
    Yに関し、ベクトルOO1 の向きとベクトルOYの向き
    とが等しくなったときに、ベクトルOYの向きとベクト
    ルO1 1'の向きとが同一で且つベクトルOYの向きと
    ベクトルO1'Xの向きとが反対となるようになされてい
    る。〕
  2. 【請求項2】 上記第1固定軸O1 に平行で且つ該第1
    固定軸O1 の回転に連動して回転する第2固定軸O2
    設け、該第2固定軸O2 をサンギア31の回転軸とする
    プラネタリーギア機構3を設け、該プラネタリーギア機
    構3に並列させてプラネタリーベアリング機構4を設
    け、 上記プラネタリーギア機構3の上記第2固定軸O2 と上
    記プラネタリーベアリング機構4のサンベアリング41
    の第2回動軸O2'とを、上記平面P上において上記ベク
    トルO1 1'とベクトルO2 2'とが等しくなるように
    配置し、 上記プラネタリーギア機構3の各プラネタリーギア3
    2,32・・の回転軸O 21,O22・・と上記プラネタリ
    ーベアリング機構4の各プラネタリーベアリング42,
    42・・の回転軸O21',O22' ・・とを、上記平面P上
    において上記ベクトルO1 1'と各ベクトルO2121',
    2222' ・・とがそれぞれ等しくなるように配置し、
    且つ該各プラネタリーギア32,32・・と該各プラネ
    タリーベアリング42,42・・とをそれぞれカム結合
    させ、 上記プラネタリーベアリング機構4の偏心ギア43によ
    り上記シールロール2が回転されるようになしてある、
    請求項1に記載のシール装置。
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