WO2015098535A1 - 超音波溶着装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ultrasonic welding apparatus for ultrasonic welding of an object to be welded.
- An ultrasonic welding apparatus described in Patent Document 1 has a rotation support mechanism (drum) having an outer surface capable of supporting a continuously supplied object to be welded and capable of rotating around a preset rotation axis, and a rotation shaft. And a horn and an anvil for ultrasonically welding the welding object by sandwiching the welding object supported on the outer surface of the drum so as to be rotatable around the drum.
- drum rotation support mechanism
- horn and an anvil for ultrasonically welding the welding object by sandwiching the welding object supported on the outer surface of the drum so as to be rotatable around the drum.
- the first welder of one of the horn and the anvil is relative to the second welder of the other of the horn and the anvil so as to be able to cross the object to be welded supported on the outer surface of the drum. It is attached to the drum so as to be movable.
- the conveying period of the welding object can be used as the welding period, so the conveying speed of the welding object is increased. Sufficient welding strength can be obtained while maintaining.
- the ultrasonic welding apparatus described in Patent Document 1 includes a fixed shaft and a drive shaft that are arranged on the same axis line, and a slip ring (rotary connector) provided on the drive shaft.
- the fixed shaft rotatably supports the drum and has a tip that protrudes toward the tip of the drum.
- the fixed shaft is supported with respect to the ground at the tip.
- the drive shaft is fixed to the drum for rotationally driving the drum, and has a base end portion projecting to the base end side of the drum, and is supported with respect to the ground at the base end portion. Further, the tip end of the drive shaft is fixed to the base end of the drum.
- the slip ring is attached to the base end of the drive shaft.
- the electric wire connecting the slip ring and the horn is routed via the outside of the drum.
- An object of the present invention is to provide an ultrasonic welding apparatus capable of achieving both suppression of breakage of an electric wire between a rotary connector and a horn, and improvement of maintainability of a rotation support mechanism, a horn and an anvil. .
- the present invention is an ultrasonic welding apparatus for ultrasonically welding an object to be welded, and is capable of rotating around a preset rotation axis and continuously supplied.
- a rotation support mechanism capable of supporting an object to be welded on a circumference around the rotation axis, and attached to the rotation support mechanism so as to be rotatable around the rotation axis, and supported by the rotation support mechanism.
- the rotation support so as to be movable relative to the second welder between a position where the welding object is sandwiched between the second welder and a position away from the second welder.
- a rotation-side terminal fixed to a base end portion of the drive shaft and rotatably provided around the rotation shaft with respect to the fixed-side terminal, and the rotation-side terminal with respect to the fixed-side terminal A rotating connector that maintains the state in which the stationary terminal and the rotating terminal are electrically connected even when the rotating terminal is rotating, and the rotating terminal of the rotating connector and the ultrasonic generator.
- the distal end portion of the drive shaft is disposed at a position between the distal end portion and the proximal end portion of the rotation support mechanism, and the electric wire extends from the proximal end portion to the distal end portion of the drive shaft.
- an ultrasonic welding apparatus that is led from the rotary connector to an ultrasonic generator through a through hole that penetrates.
- FIG. 2 is a front view of the main part of the ultrasonic welding apparatus according to the present invention.
- 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
- FIG. 5 is a front view showing the horn holding mechanism of FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
- FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 2 illustrating a state in which the attachment position of the seat support member is adjusted.
- FIG. 9 is an enlarged side sectional view of the power transmission mechanism of FIG.
- FIG. 10 is a plan view of the power transmission mechanism of FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
- FIG. 13 is an enlarged side cross-sectional view showing the configuration of the distal end side of FIG. 14 is an enlarged side cross-sectional view of the configuration on the base end side in FIG. 3.
- a disposable diaper 70 includes, when worn, a front abdomen 70a disposed on the wearer's abdomen, a back portion 70b disposed on the wearer's buttocks, and both legs of the wearer from the front abdomen 70a. And a crotch portion 70c extending to the back portion 70b.
- Both side edges of the front abdomen 70a and both side edges of the back part 70b are welded to each other by two welding parts S so that the front part 70a and the back part 70b are connected in a ring shape.
- the sheet W includes an inner sheet that faces the body surface of the wearer when worn, an outer sheet that faces the wearer when worn, and an elastic member sandwiched between the inner sheet and the outer sheet. .
- leg hole L is formed at the center position in the vertical direction of the sheet W.
- the area between the two leg holes L in the sheet W is a portion corresponding to the crotch part 70c.
- the positions on both sides in the longitudinal direction of the portion corresponding to the crotch portion 70c in the seat W are portions corresponding to the front abdomen 70a and the back portion 70b, respectively.
- the absorber A includes a permeable sheet having liquid permeability, a water-repellent sheet having water repellency and breathability, and an absorbent core sandwiched between the permeable sheet and the water-repellent sheet.
- seat W can also join by inserting an absorptive core between the inner sheet
- the inner sheet is constituted by a sheet having liquid permeability
- the outer sheet is constituted by a sheet having water repellency and breathability.
- ⁇ Welding process P5> In the welding step P5, a portion corresponding to a side edge of the front abdomen 70a and a side edge of the back portion 70b between two adjacent absorbers A in the folded sheet W (to-be-welded object). The corresponding part is ultrasonically welded.
- the sheet W is ultrasonically welded in a range including a position to be cut in a cutting step P6 described later.
- the welding part S is formed in the welding direction D1 of the vertical direction of the part corresponded to the side edge part of the front part 70a, and the part corresponded to the side edge part of the back part 70b, respectively.
- the sheet W is cut along a cutting line extending in the vertical direction at the center position of the welded portion S formed in the welding step P5. Thereby, the sheet
- the ultrasonic welding apparatus 1 is folded in half in the double folding process P4 and ultrasonically welds the sheet W introduced via the introduction roller F1, and the welded sheet W is transferred to the cutting process P6 via the lead-out roller F2. It is for sending.
- the ultrasonic welding apparatus 1 includes a drive shaft support member 2 erected on a preset work surface, and a cam drum fixed to the drive shaft support member 2. (Drive mechanism) 3, a cam follower (drive mechanism) 23 provided in the cam groove 3a of the cam drum 3, and a drive shaft 4 supported so as to be rotatable with respect to the drive shaft support member 2 around the rotation shaft L1.
- a transmission mechanism 7 (only two are shown in FIG.
- the direction parallel to the rotation axis L1 is referred to as the X direction, the vertical direction in FIG.
- the drive shaft support member 2 supports the configuration of the ultrasonic welding apparatus 1 (excluding the drive shaft support member 2) described above on the work surface.
- the drive shaft support member 2 is a plate-like member in which a through hole 2a penetrating in the X direction is formed.
- the cam drum 3 is fixed to the drive shaft support member 2 with one end in the X direction fitted in the through hole 2a of the drive shaft support member 2. In this state, the axis of the cam drum 3 coincides with the rotation axis L1.
- a cam groove 3 a is formed on the outer peripheral surface of the cam drum 3.
- the cam groove 3a has a shape that allows the cam follower 23 that rotates about the rotation axis L1 to move in the X direction.
- the cam drum 3 and the cam follower 23 correspond to a drive mechanism that drives the anvil 15 so that the anvil 15 described later moves relative to the horn 14.
- the drive shaft 4 is rotationally driven by the motor 10. Specifically, a belt V ⁇ b> 1 is bridged between a pulley 4 a provided in the middle of the drive shaft 4 and a pulley 10 a provided on the output shaft of the motor 10. The power of the motor 10 is transmitted to the drive shaft 4 via the belt V ⁇ b> 1 according to the rotation of the output shaft of the motor 10.
- the motor 10 is fixed to the drive shaft support member 2 via a bracket (not shown).
- the drive shaft 4 penetrates the cam drum 3 in the X direction while being rotatable relative to the cam drum 3. That is, the drive shaft 4 is indirectly supported by the drive shaft support member 2 via the cam drum 3.
- the base end portion of the drive shaft 4 is located on the opposite side of the drive shaft support member 2 from the cam drum 3, and the distal end portion of the drive shaft 4 is located on the opposite side of the cam drum 3 from the drive shaft support member 2.
- the rotating drum 5 includes a disc 5a fixed to the tip of the drive shaft 4, a covering wall 5b extending in the X direction from the peripheral portion of the disc 5a and covering the outer peripheral surface of the cam drum 3, and a covering of the disc 5a.
- An adjustment plate 5c detachably attached to the opposite side to the wall 5b is provided.
- the disc 5a and the adjustment plate 5c correspond to a rotating body that can rotate around the rotation axis L1.
- the screw hole 5e (refer FIG. 4) for attaching the welding unit 6 is formed in the adjustment plate 5c.
- the welding unit 6 includes a horn (second welder) 14 and an anvil (first welder) 15 for welding the sheet W by sandwiching the sheet W, an ultrasonic generator 16 connected to the horn 14, A cooling jacket 17 (cooler) that cools the sound wave generator 16, a mounting portion 18 that allows the welding unit 6 to be attached to the rotary drum 5 (adjustment plate 5 c), and an end of the mounting portion 18 are connected.
- a base 19 extending in the X direction, a horn holding mechanism 20 provided at the distal end of the base 19 and holding the horn 14, and an anvil holding mechanism provided at the proximal end of the base 19 and holding the anvil 15 21.
- the attachment portion 18 allows the attachment of the welding unit 6 to the rotary drum 5 in a state where the horn holding mechanism 20 is disposed on the same circumference around the rotation axis L1. Furthermore, the attachment portion 18 is arranged so that the attachment position of the welding unit 6 to the rotary drum 5 can be adjusted in the radial direction (Z direction in FIGS. 4 to 6) about the rotation axis L1. It can be attached to the plate 5c).
- the attachment portion 18 is provided with four long holes 18a extending in the radial direction (Z direction in FIG. 6) and penetrating in the X direction.
- the attachment portion 18 can be attached to the adjustment plate 5c by screwing the bolt B1 inserted into the long hole 18a into the screw hole 5e of the adjustment plate 5c. Further, the mounting portion 18 is moved in the radial direction with the bolt B1 loosened, and then the bolt B1 is screwed again into the screw hole 5e, whereby the mounting position of the mounting portion 18 (welding unit 6) is set in the radial direction. Can be adjusted.
- the horn holding mechanism 20 holds the horn 14 in a state where the horn 14 is opened outward in the radial direction.
- the horn holding mechanism 20 includes a covering member 42 that covers the horn 14 from one side in the radial direction (the lower side in FIGS. 4 and 5) and both sides in the Y direction, and the horn 14 inside the covering member 42.
- a horn support member 43 to be supported and a pair of sheet support members (welded part support members) 44 fixed to the covering member 42 are provided.
- the covering member 42 includes a bottom plate 42a and a pair of side plates 42b erected on both ends of the bottom plate 42a in the Y direction.
- An insertion hole 42c that penetrates in the Z direction is formed in the bottom plate 42a.
- the ultrasonic generator 16 disposed inside the covering member 42 in the radial direction is connected to the horn 14 through the insertion hole 42c.
- the horn support member 43 is fixed to the covering member 42 and supports an intermediate portion of the horn 14 (a portion corresponding to a vibration node from the ultrasonic generator 16).
- the width dimension in the X direction of the horn 14 corresponds to the width (see FIG. 1) of the welding range D1 of the welding portion S formed on the sheet W.
- Each sheet support member 44 is attached to the end face of each side plate 42b so as to extend on both sides of the front end of the horn 14 in the circumferential direction around the rotation axis L1.
- each sheet support member 44 has a support portion 44a extending in the circumferential direction from the horn 14, and a bent portion 44b bent from an end portion in the circumferential direction.
- the disk 5a, the adjusting plate 5c, the mounting portion 18 and the sheet support member 44 of the rotary drum 5 are rotatable about the rotation axis L1, and the continuously supplied sheets W are centered on the rotation axis L1. This corresponds to a rotation support mechanism that can be supported on the circumference.
- the outer surface in the radial direction of the support portion 44a functions as a support surface for supporting the sheet W.
- the width dimension in the X direction of the support portion 44a corresponds to the width dimension D2 (see FIG. 1) between the waist-side end portion and the crotch-side end portion of the seat W.
- the bent portion 44b is bent from the support portion 44a so as to be positioned on the rotation axis L1 side with respect to the straight line L2 connecting the tip portions of the support portions 44a adjacent to each other between the two horns 14.
- the portion including the welded portion S in the sheet W can be supported by the support portion 44a and the tip of the horn 14, and the portion including the absorber A thicker than the welded portion S in the sheet W. Can be disposed between the bent portions 44b adjacent to each other. Therefore, unlike the case where the sheet W is supported on the same surface, the portion other than the absorber A in the sheet W can be suppressed from being lifted by the thickness of the absorber A.
- the position of the seat support member 44 can be moved by adjusting the mounting position of the mounting portion 18 with respect to the adjusting plate 5c described above. Specifically, for example, by changing the mounting position of the horn holding mechanism 20 by the mounting portion 18 to the outside in the radial direction with the rotation axis L1 as the center, as shown by a two-dot chain line in FIG.
- the length (peripheral length) of the sheet W supported by can be changed longer.
- the attachment portion 18 and the adjustment plate 5c allow the attachment of the sheet support member 44 to the rotary drum 5 in a state where the plurality of sheet support members 44 are arranged on the same circumference around the rotation axis L1, and This corresponds to an attachment mechanism that can adjust the attachment position of the sheet support member 44 to the rotary drum 5 in the radial direction about the rotation axis L1.
- the anvil holding mechanism 21 holds the anvil 15 so as to be movable in the X direction with respect to the horn holding mechanism 20 (horn 14).
- the anvil holding mechanism 21 is erected on the base 19 and has a pair of rail holding plates 45 facing each other in the Y direction, a pair of rails 46 held by the rail holding plates 45, and an X direction.
- a pair of sliders 47 respectively engaged with the rail 46 so as to be movable, a main body 48 to which both sliders 47 are fixed, three rotating shafts 49 to 51 provided in the main body 48, Four timing pulleys 52 to 55 that can rotate around shafts 49 to 51, timing belts V2 and V3 spanning the timing pulleys 52 to 55, and a connecting member that connects the timing belt V2 and the rail holding plate 45 (See FIG. 4) 59.
- the main body 48 is attached to the rail holding plate 45 (base 19) so as to be movable in the X direction by the engagement of the rail 46 and the slider 47.
- the rotation shafts 49 to 51 are provided so as to be able to rotate with respect to the main body 48 about an axis parallel to the Y direction while extending in the Y direction and aligned in the X direction.
- a timing pulley 52 is provided at one end of the rotating shaft 49.
- a timing pulley 53 is provided at the end of the rotating shaft 50 on the same side as the timing pulley 52, and a timing pulley 54 is provided at the end of the rotating shaft 50 opposite to the timing pulley 53.
- a timing pulley 55 is provided at the end of the rotating shaft 51 on the same side as the timing pulley 54, and an anvil 15 is provided at the end of the rotating shaft 51 opposite to the timing pulley 55.
- the timing belt V2 is stretched over the timing pulley 52 and the timing pulley 53.
- the timing belt V ⁇ b> 3 is stretched over the timing pulley 54 and the timing pulley 55.
- the connecting member 59 connects the rail holding plate 45 and a part of the timing belt V2 positioned on the rotation axis L1 side with the timing pulleys 52 and 53 as a reference.
- the anvil 15 rotates with the movement in the X direction with respect to the horn 14.
- the same position of the outer peripheral surface of the anvil 15 can be brought into contact with the same position on the seat W in the forward path and the return path of the reciprocation of the anvil 15. . Therefore, when a predetermined welding pattern is formed on the outer peripheral surface of the anvil 15, a welding portion corresponding to the welding pattern can be reliably formed on the sheet W.
- the power transmission mechanism 7 is attached to the outer peripheral surface of the covering wall 5 b of the rotating drum 5.
- the covering wall 5b is formed with a long hole 5d that allows the cam follower 23 to move along the cam groove 3a.
- the power transmission mechanism 7 is provided on the rail 25, a holding member 24 that holds the cam follower 23, a rail 25 that supports the holding member so as to be movable in the X direction, and the rail 25.
- the holding member 24 includes a holding member main body 24a fixed to the cam follower 23, sliders 24b attached to both side surfaces in the Y direction of the holding member main body 24a, and the holding member main body 24a. And a clamping piece 24c for sandwiching the timing belt 30.
- the cam follower 23 and the holding member 24 fixed to the cam follower 23 preferably have the same weight as the main body 48 including the anvil 15, but may be lighter than this. As will be described later, the cam follower 23 and the holding member 24 function as weights for reducing vibrations associated with the operation of the anvil 15 by operating in the opposite direction to the anvil 15.
- the slider 24b is engaged with the rail 25 so as to be movable in the X direction.
- the clamping piece 24c holds the timing belt 30 with the holding member main body 24a by tightening a bolt B3 in a screw hole (not shown) formed in the holding member main body 24a.
- the base 26 has a through hole 26a penetrating the base 26 in the Z direction, and the holding member 24 is inserted into the through hole 26a so as to be movable in the X direction.
- the two brackets 27 are provided on one side of the base 26 in the X direction and face the Y direction, and the remaining two brackets 27 are the other of the base 26 in the X direction. It is provided on the side and faces the Y direction.
- a support shaft 28 extending in the Y direction is provided between the two brackets 27 facing each other, and a timing pulley 29 is provided on each support shaft 28.
- the holding member 24 described above is connected to a part of the timing belt 30 positioned on the side closer to the rotation axis L1 with respect to the timing pulley 29, and the connection mechanism 22 is on the side farther from the rotation axis L1 with respect to the timing pulley 29. It is connected to a part of the timing belt 30 located.
- the coupling mechanism 22 includes a pair of first and second clamping members 57 and 58 that sandwich the timing belt 30, the first clamping member 57, and the main body portion 48 of the anvil holding mechanism 21 described above. And a connection plate 56 for connection.
- the first clamping member 57 has an attached portion 57a for attaching the connecting plate 56, and the attached portion 57a has an insertion hole 57b penetrating in the Y direction.
- the main body portion 48 of the anvil holding mechanism 21 described above has an attached portion 48a for attaching the connecting plate 56, and the attached portion 48a has an insertion hole 48b penetrating in the Y direction.
- the connecting plate 56 has a pair of screw holes 56a for screwing the bolts B2 respectively inserted into the insertion holes 57b of the first clamping member 57 and the insertion holes 48b of the main body 48. Therefore, the timing belt 30 and the anvil holding mechanism 21 can be connected via the connecting plate 56 by tightening the bolt B2 in the screw hole 56a.
- the attachment position of the welding unit 6 can be adjusted in the radial direction around the rotation axis L1 by moving the attachment position of the attachment portion 18 along the elongated hole 18a (see FIG. 6 and FIG. 6). (See FIG. 8).
- the attachment position of the welding unit 6 is changed, the distance between the timing belt 30 and the anvil holding mechanism 21 changes in the radial direction. Therefore, by preparing in advance an adjustment connecting plate 56A having a different pitch of the screw holes 56a with respect to the connecting plate 56, the timing belt 30 and the anvil holding mechanism 21 can be connected even after the attachment position of the welding unit 6 is adjusted. It becomes possible to connect.
- the cam follower 23 and the holding member 24 that holds the cam follower 23 move in the same direction as the X direction.
- the connecting mechanism 22 connected to the holding member 24 via the timing belt 30, that is, the anvil holding mechanism 21 moves in the direction opposite to the cam follower 23 and the holding member 24 in the X direction.
- the timing belt 30 and the timing pulley 29 correspond to a power distribution mechanism.
- the movement range of the anvil 15 is set as follows by the cam groove 3a.
- the anvil 15 is moved from the horn 14 to the X-direction cam drum 3 side at an initial position (the position shown in FIG. 3), and from the horn 14 to the X-direction cam drum 3 on the opposite side to the X-direction cam drum 3 side. It is possible to move within the movement range between the position shown below).
- the introduction roller F1 and the lead-out roller F2 are disposed between a rotation position R1 and a rotation position R9 around the rotation axis L1.
- the angle between the rotational position R1 and the rotational position R9 is 36 degrees.
- the anvil 15 is disposed at the initial position (the position shown in FIG. 3).
- the anvil 15 accelerates from the initial position toward the intermediate position (hereinafter, this direction is referred to as a forward direction).
- the angle between the rotational position R1 and the rotational position R2 is 36 degrees.
- the anvil 15 moves forward at a constant speed. During this movement, the sheet W is welded between the horn 14 and the anvil 15.
- the angle between the rotational position R2 and the rotational position R4 is 108 degrees.
- the anvil 15 decelerates so as to stop at the intermediate position (the position shown in the lower part of FIG. 3) at the rotational position R5 (giving a backward acceleration to the anvil 15).
- the angle between the rotational position R4 and the rotational position R5 is 18 degrees.
- the anvil 15 accelerates backward from the intermediate position toward the initial position.
- the angle between the rotational position R5 and the rotational position R6 is 18 degrees.
- the anvil 15 moves backward at a constant speed. During this movement, the sheet W is welded again between the horn 14 and the anvil 15.
- the angle between the rotational position R6 and the rotational position R8 is 108 degrees.
- the anvil 15 decelerates so as to stop at the initial position at the rotational position R9 (giving a forward acceleration to the anvil 15).
- the angle between the rotational position R8 and the rotational position R9 is 36 degrees.
- the movements of the two anvils 15 provided at positions that are 180 degrees symmetrical about the rotation axis L1 are not synchronized in opposite directions, particularly during acceleration / deceleration.
- the vibration of the entire ultrasonic welding apparatus 1 can be reduced.
- the relationship between the rotation position around the rotation axis L1 and the movement position of the anvil 15 can be set by the cam groove 3a as follows.
- the anvil 15 accelerates forward in the rotation range between the rotation position R1 and the rotation position R2, and the anvil 15 moves forward at a constant speed in the rotation range between the rotation position R2 and the rotation position R3.
- the angle between the rotational position R2 and the rotational position R3 is 72 degrees.
- the anvil 15 decelerates so as to stop at the intermediate position at the rotational position R4.
- the angle between the rotational position R3 and the rotational position R4 is 36 degrees.
- the anvil 15 stops at an intermediate position. Thereby, the operation of the anvil 15 from the rotational position R9 to the rotational position R1 (stopped at the initial position) and the operation of the anvil 15 from the rotational position R4 to the rotational position R6 (stopped at the intermediate position) are synchronized in opposite directions. To do.
- the anvil 15 accelerates backward from the intermediate position.
- the angle between the rotational position R6 and the rotational position R7 is 36 degrees.
- the anvil 15 moves backward at a constant speed.
- the angle between the rotational position R7 and the rotational position R8 is 72 degrees.
- the anvil 15 decelerates so as to stop at the initial position at the rotation position R9.
- the vibration of the entire ultrasonic welding apparatus 1 can be reduced. Can do.
- the above-described weight (cam follower 23 and holding member 24) is configured to move in the direction opposite to the anvil 15, vibrations in the individual welding units 6 can also be reduced, so that the ultrasonic welding apparatus can be more effectively performed. The vibration of the whole 1 can be reduced.
- the two anvils 15 at the positions that are symmetrical by 180 degrees are not synchronized in the opposite directions, but the stop time of the anvil 15 can be shortened. Can be set longer.
- the power transmission mechanism 7 is attached to the covering wall 5b of the rotating drum 5 in a state where the long hole 5d is covered.
- the power transmission mechanism 7 includes a pair of top plates 31 and a pair of side plates 32 provided between the brackets 27 described above, and a covering plate 33 provided between the top plates 31. Yes.
- the above-described base 26 covers both ends in the X direction of the long hole 5d of the covering wall 5b, and opens an intermediate portion of the long hole 5d through the through hole 26a.
- the top plate 31, the side plate 32, and the covering plate 33 cover the part opened through the through hole 26a in the long hole 5d.
- the pair of side plates 32 are erected on both ends of the base 26 in the X direction.
- Each side plate 32 is formed with an insertion hole 32a through which the timing belt 30 passes.
- Each top plate 31 extends from the end of each side plate 32 in a direction approaching each other (X direction).
- the base 26, the bracket 27, the top plate 31, the side plate 32, and the covering plate 33 are attached to the covering wall 5b in a state of covering the long hole 5d, and the holding mechanism that holds the timing belt 30 and the timing pulley 29 is used. Equivalent to.
- the slip ring 8 allows a power source (not shown) to be electrically connected to the ultrasonic generator 16 that rotates about the rotation axis L1.
- the slip ring 8 is fixed to the drive shaft support member 2 and the fixed side terminal holding portion 34, and is fixed to the drive shaft 4, and can rotate around the rotation axis L ⁇ b> 1 with respect to the fixed side terminal holding portion 34.
- a rotating cylinder portion 35 a rotating cylinder portion 35.
- the fixed-side terminal holding part 34 has a plurality of fixed-side terminals 34a connected to a power supply (not shown).
- the rotating cylinder portion 35 has a plurality of rotating side terminals 35 a that maintain a state of being electrically connected to the plurality of fixed side terminals 34 a even in a state of rotating with respect to the fixed side terminal holding portion 34.
- the stationary terminal 34a and the rotating terminal 35a are electrically connected one-on-one.
- the fixed side terminal holding part 34 has a conductive contact part (not shown) electrically connected to the fixed side terminal 34a, and the rotary cylinder part 35 is electrically connected to the rotary side terminal 35a.
- the rotary cylinder portion 35 is rotatable with respect to the fixed-side terminal holding portion 34 in a state in which the contact portions (not shown) connected to each other are in contact with each other.
- An electric wire C1 is connected to each rotation side terminal 35a, and an ultrasonic generator 16 is connected to each electric wire C1.
- the some fixed side terminal 34a comprises a fixed side to-be-connected part
- the some rotation side terminal 35a comprises the rotation side to-be-connected part.
- the rotary joint 9 allows an unillustrated air source to be connected to the cooling jacket 17 that rotates about the rotation axis L1.
- the rotary joint 9 is fixed to the drive shaft support member 2 through the cover 60, and fixed to the drive shaft 4, and is rotatable about the rotation axis L1 with respect to the fixed body 36. And a rotating body 37.
- the fixed body 36 is fixed to the fixed side terminal holding portion 34 of the slip ring 8 through the cover 60. Further, the fixed body 36 has a fixed-side connection portion 36a connected to an air source (not shown).
- the rotating body 37 is fixed to the rotating cylinder portion 35 of the slip ring 8 via a support 61.
- the rotating body 37 includes a rotating side connection portion 37 a that maintains the state of being connected to the fixed side connecting portion 36 a even when the rotating body 37 is rotating with respect to the fixed body 36.
- the fixed body 36 has a passage (not shown) connected to the fixed-side connection portion 36a
- the rotary body 37 has a passage (not shown) connected to the rotation-side connection portion 37a.
- the rotary body 37 can rotate with respect to the fixed body 36 in a state where the passages are in communication with each other.
- An air pipe C2 is connected to the rotation side connection portion 37a.
- the electric wire C1 and the air pipe C2 are routed from the proximal end portion to the distal end portion of the drive shaft 4 through the through hole 4b that penetrates the drive shaft 4 along the rotation axis L1. .
- the distal end portion of the drive shaft 4 is disposed at a position between the distal end portion E1 and the proximal end portion E2 of the rotation support mechanism (the disk 5a, the adjustment plate 5c, the attachment portion 18, and the sheet support member 44). ing.
- an electric wire guide member 11 and a pipe connection member 12 are provided at the tip of the drive shaft 4.
- the electric wire guide member 11 guides the electric wire C1 led out from the tip of the drive shaft 4 toward each of the ten ultrasonic generators 16 to which the electric wire C1 is connected. Moreover, the electric wire guide member 11 is arrange
- the wire guide member 11 protrudes radially outward from the base end portion of the guide member main body 38 and the guide member main body 38, and is attached to the drive shaft 4 by the bolt B ⁇ b> 4. And a fixed portion 39 to be fixed.
- the guide member main body 38 is provided with ten guide holes 38a provided at positions corresponding to the ultrasonic generator 16 in the circumferential direction around the rotation axis L1.
- the guide hole 38a is provided only in the range from the base end portion of the guide member body 38 to the middle portion in the direction along the rotation axis L1.
- the electric wire C1 is guided to the ultrasonic generator 16 to which the electric wire C1 is connected through the guide hole 38a.
- the pipe connecting member 12 is connected to the air pipe C2 led out from the distal end portion of the drive shaft 4 and leads to the air pipe C3 that distributes the air supplied from the air pipe C2. That is, the pipe connecting member 12 and the air pipes C2 and C3 correspond to an air circuit that connects the cooling jacket 17 and the rotation side connecting portion 37a of the rotary joint 9.
- the pipe connecting member 12 is disposed at a position between the distal end E1 and the proximal end E2 of the rotation support mechanism.
- the pipe connecting member 12 includes a connecting member main body 40 fitted from the front end side to the guide member main body 38, and a radial direction centering on the rotation axis L ⁇ b> 1 from the connecting member main body 40. And ten connecting cylinders 41 projecting outward.
- the pipe connection member 12 is provided with a plurality of connection cylinders in addition to the ten connection cylinders 41, but illustration of connection cylinders other than the connection cylinder 41 is omitted in FIG. 16.
- connection member main body 40 is connected to the communication passage 40a connected to the air pipe C2 guided through the guide member main body 38.
- the connection member main body 40 extends from the communication passage 40a to the outside in the radial direction around the rotation axis L1 and communicates with the connection cylinder 41. And an individual passage 40b.
- the connecting cylinder 41 is provided at a position that matches the cooling jacket 17 in the circumferential direction centered on the rotation axis L1.
- the air guided through the air pipe C2 is distributed by the communication passage 40a, the individual passage 40b, and the connection cylinder 41, and is guided to the cooling jacket 17 through the air pipe C3 connected to the connection cylinder 41.
- one of the two pipe connection portions provided in the cooling jacket 17 is an air supply connection portion, and the other is an air discharge connection portion.
- the connection part for air discharge is opened to the atmosphere as it is or through a silencer (not shown).
- the power (mechanism follower 23 and the holding member 24) is driven by the power transmission mechanism 7 so that the power of the drive mechanism (cam drum 3 and cam follower 23) is reversed. And since it is distributed to the anvil 15, the holding member main body 24a can be driven in the opposite direction in synchronization with the anvil 15.
- the timing belt 30 is used to connect the cam follower 23 and the anvil holding mechanism 21, the flexibility of the timing belt 30 is used as a damper and the anvil 15 is braked and started. Can absorb the impact of time. Thereby, the vibration accompanying the said impact can be reduced.
- the endless belt 30 may be a loop belt.
- the endless belt includes not only a belt originally formed in a loop shape but also one formed in a loop shape by bonding both ends of an open belt to each other by bonding, welding, or a joint member.
- the long hole 5d can be covered using the holding mechanism (the base 26, the bracket 27, the top plate 31, the side plate 32, and the covering plate 33) that holds the timing belt 30 and the timing pulley 29. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from entering the cam groove 3a.
- the “long hole” means a hole in which the dimension of the cam follower 23 in the moving direction (X direction) is longer than the dimension in the direction perpendicular to the moving direction.
- the long hole may have a track shape or a substantially rectangular planar shape.
- the rotation axis L1 is the center.
- the two anvils 15 provided at positions that are 180 degrees symmetrical to each other can cancel the accelerations of the anvils 15 and the accelerations of the holding member main body 24a.
- the vibration of the entire ultrasonic welding apparatus 1 can be more effectively reduced.
- the sheet W is supported on the circumference around the rotation axis L1 by the plurality of sheet support members 44 arranged on the same circumference around the rotation axis L1. can do.
- the attachment positions of the plurality of sheet support members 44 can be adjusted in the radial direction around the rotation axis L1 by the attachment mechanism (adjustment plate 5c and attachment portion 18), the circle on which the sheet support member 44 is disposed.
- the circumference of the circumference can be easily changed.
- the interval between the welding positions with respect to the sheet W can be changed by an easy operation of adjusting the mounting position of the sheet support member 44.
- the sheet support member 44 is attached to the horn holding mechanism 20 and the attachment portion 18 can adjust the attachment position of the horn holding mechanism 20.
- the attachment position of the sheet support member 44 can be adjusted with the adjustment of the attachment position of the horn holding mechanism 20, the interval between the welding positions can be adjusted more easily.
- the horn holding mechanism 20 and the anvil holding mechanism 21 are connected via the base 19, the mounting positions of the anvil 15, the horn 14, and the seat support member 44 are collectively adjusted. Therefore, it is very easy to adjust the interval between the welding positions.
- the surface of the support portion 44a of the sheet support member 44 is provided on both sides of the horn 14 in the circumferential direction around the rotation axis L1.
- the sheet support member 44 includes the support portion 44a and the bent portion 44b.
- seat support members 44 can be formed between the bending parts 44b of the sheet
- the sheet W can be more reliably supported by the sheet support member 44.
- the drive shaft 4 is provided with a rotation support mechanism (a disk 5a, an adjustment plate 5c, a mounting portion 18, a seat). It extends from the position on the base end side of the support member 44) to a position between the front end E1 and the base end E2 of the rotation support mechanism.
- the rotary support mechanism can be rotatably supported by supporting the intermediate portion of the drive shaft 4 by the drive shaft support member 2 while omitting the conventional fixed shaft provided to support the drum. it can.
- the distal end portion of the drive shaft 4 is retracted to the proximal end side with respect to the distal end surface of the rotation support member.
- the rotation support mechanism, the horn 14, and the anvil 15 can be easily accessed from the front end side of the rotation support mechanism.
- the slip ring 8 provided at the base end portion of the drive shaft 4 extends to the position between the tip end portion E1 and the base end portion E2 of the rotation support mechanism as described above (through the through shaft).
- the hole 4b) is used as a wiring route for the electric wire C1.
- the slip ring 8 that maintains the state in which the fixed side terminal 34a and the rotary side terminal 35a are electrically connected to each other by contacting the conductive contact portions.
- the rotary connector is not limited to the slip ring 8.
- a rotary connector in which a conductive liquid metal is provided between the fixed-side terminal holding part 34 and the rotary cylinder part 35 can also be adopted.
- the ultrasonic generator 16 is provided in a region closer to the rotation axis L1 (inner side) than the support portion 44a of the sheet support member 44.
- the sheet W can be held by a plurality of sheet support members 44 arranged on the same circumference around the rotation axis L1 instead of the conventional drum, the sheet support member 44
- the inner space can be used as a space for routing the electric wire C1.
- the electric wire guide member 11 since the electric wire guide member 11 is provided, the electric wire C1 led out from the distal end portion of the drive shaft 4 can be guided to the connection destination of the electric wire C1. Thereby, a plurality of electric wires C1 can be arranged and guided to the ultrasonic generator 16.
- a plurality of electric wires C1 can be arranged without affecting the maintainability of the support mechanism, the horn 14, and the anvil 15.
- the air pipe C2 that constitutes a part of the air circuit that connects the cooling jacket 17 and the rotary joint 9 passes through the drive shaft 4 together with the electric wire C1 from the proximal end portion to the distal end portion of the drive shaft 4. Can lead.
- the horn 14 is fixed to the rotating drum 5 and the anvil 15 is movable with respect to the horn 14.
- the anvil 15 is fixed to the rotating drum 5 and the horn 14 is fixed to the anvil 15. It can also be set as the structure which can move with respect to it.
- timing belt 30 and the timing pulley 29 are employed as the configuration for connecting the cam follower 23 and the anvil holding mechanism 21 .
- the cam follower 23 and the anvil holding mechanism 21 are connected via a link. You can also.
- the sheet support member 44 can be directly attached to the rotary drum 5.
- attachment of the sheet support member 44 is permitted between the rotary drum 5 and the sheet support member 44 on the same circumference around the rotation axis L 1, and the attachment of the sheet support member 44 to the rotary drum 5 is allowed.
- an attachment mechanism capable of adjusting the position in the radial direction about the rotation axis L1 is provided.
- the support surface may be provided only on one side of the horn 14 in the circumferential direction.
- the ultrasonic generator 16 may be disposed outside the support portion 44a.
- the electric wire C4 led out from the electric wire guide member 11 is connected between the adjacent welding units 6 as shown by the broken line in FIG. It is also possible to connect to the ultrasonic generator 16 through.
- the cam follower 23 and the holding member 24 function as a weight
- this weight may be provided separately from the holding member 24.
- only the cam follower 23 can be configured to function as a weight.
- the present invention is an ultrasonic welding apparatus for ultrasonically welding an object to be welded, which is rotatable about a preset rotation axis and continuously rotates the object to be welded.
- a rotation support mechanism that can be supported on a circumference around an axis, and the welded object that is attached to the rotation support mechanism so as to be rotatable about the rotation axis and is supported by the rotation support mechanism At least a pair of horns and anvils for welding the object to be welded by sandwiching the first and second welders of the horn and the anvil, the second weld of the other of the horn and the anvil.
- Attached to the rotation support mechanism so as to be relatively movable with respect to the second welder between a position where the welded object is sandwiched between the welder and a position away from the second welder was At least a pair of horns and anvils, at least one ultrasonic generator connected to each of the horns, and fixed to the rotation support mechanism for rotationally driving the rotation support mechanism and based on the rotation support mechanism
- a drive shaft extending to the end side, a drive shaft support member that rotatably supports the drive shaft at a position between the rotation support mechanism and the base end portion of the drive shaft, and fixed to the drive shaft support member
- a rotary connector that maintains the state in which the fixed side connected portion and the rotating side connected portion are electrically connected even when the rotating side connected portion is rotating with respect to the fixed side connected
- the rotation side of the rotary connector At least one electric wire connecting the connecting portion and each of the ultrasonic generators, the distal end portion of the drive shaft is disposed at a position between the distal end portion and the proximal end portion of the rotation support mechanism,
- an ultrasonic welding apparatus in which at least one electric wire is led from the rotary connector to the at least one ultrasonic generator through a through hole penetrating from a proximal end portion to a distal end portion of the drive shaft.
- the drive shaft is positioned between the base end side of the rotation support mechanism and the tip end portion and the base end portion of the rotation support mechanism. Has been extended.
- the rotary support mechanism can be rotatably supported by supporting the intermediate portion of the drive shaft by the drive shaft support member while omitting the conventional fixed shaft provided to support the drum.
- the distal end portion of the drive shaft is retracted closer to the proximal end side than the distal end surface of the rotation support member. Accordingly, the rotation support mechanism, the horn, and the anvil can be easily accessed from the front end side of the rotation support mechanism.
- the inner side (through hole) of the drive shaft extended from the rotary connector provided at the base end portion of the drive shaft to the position between the tip end portion and the base end portion of the rotation support mechanism as described above, It is used as a cable routing route. This makes it possible to guide at least a part of the electric wire to the ultrasonic generator through the inside of the rotation support mechanism, unlike the case where the electric wire is guided from the outer peripheral side of the drum to the horn as in the prior art.
- welding the object to be welded includes welding a plurality of objects to be welded facing each other, and welding the parts facing each other by folding the objects to be welded.
- the ultrasonic generator may be arranged outside the surface for supporting the object to be welded of the rotation support mechanism, but in this case, the tip of the electric wire is disposed outside the rotation support mechanism. It must be.
- the at least one ultrasonic generator is provided in a region inside a surface for supporting the object to be welded of the rotation support mechanism.
- the tip of the electric wire can also be accommodated in the region inside the rotation support mechanism, the breakage of the electric wire can be more effectively suppressed.
- the rotation support mechanism includes a rotating body fixed to the drive shaft, a plurality of welding object support members each having a support surface for supporting the welding object, and the plurality of welding objects.
- the attachment object support member is allowed to be attached to the rotating body, and the welded object support member is attached to the rotating body. It is preferable to have an attachment mechanism capable of adjusting the attachment position in the radial direction around the rotation axis.
- the object to be welded can be supported on the circumference around the rotation axis by the plurality of object support members arranged on the same circumference around the rotation axis.
- the mounting position of the plurality of workpiece support members can be adjusted in the radial direction around the rotation axis by the mounting mechanism, the circumference of the rotary support mechanism on which the workpiece support member is arranged can be easily set. Can be changed. Therefore, it is possible to change the interval between the welding positions with respect to the welding object by an easy operation of adjusting the mounting position of the welding object supporting member.
- the space inside the plurality of welded object support members can be used as a space for routing the electric wire led out from the tip end portion of the drive shaft.
- the ultrasonic welding apparatus further includes an electric wire guide member that guides the electric wire led out from the tip end portion of the drive shaft in a direction of an ultrasonic generator to which the electric wire is connected.
- the wire guide member is preferably disposed at a position between the distal end portion and the proximal end portion of the rotation support mechanism.
- the electric wire led out from the tip end portion of the drive shaft by the electric wire guide member can be guided to the connection destination of the electric wire, a plurality of electric wires can be arranged and guided to the ultrasonic generator. it can.
- the wire guide member is disposed at a position between the distal end portion and the proximal end portion of the rotation support mechanism, a plurality of wire guide members are provided without affecting the maintainability of the rotation support mechanism, the horn, and the anvil. You can organize the wires in the book.
- the ultrasonic welding apparatus is attached to the at least one ultrasonic generator and is provided with a cooler capable of cooling the at least one ultrasonic generator by being supplied with air.
- a fixed-side connection portion fixed to the drive shaft support member, and a rotation-side connection fixed to the base end portion of the drive shaft and rotatably provided around the rotation shaft with respect to the fixed-side connection portion A rotary joint having a portion, and an air circuit that leads from the rotary joint to the tip end portion of the drive shaft through a through hole of the drive shaft, and that connects the cooler and the rotation side connection portion. Furthermore, it is preferable to provide.
- the air pipe constituting a part of the air circuit connecting the cooler and the rotary joint can be guided from the proximal end portion to the distal end portion of the drive shaft through the drive shaft together with the electric wires.
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Abstract
超音波溶着装置(1)は、回転軸(L1)を中心として回転可能な回転支持機構と、回転支持機構に支持されているシート(W)を挟むことにより当該シート(W)を溶着するホーン(14)及びアンビル(15)と、ホーン(14)に接続された超音波発生器(16)と、回転支持機構から基端側に延びる駆動軸(4)と、駆動軸(4)の基端部に設けられたスリップリング(8)と、スリップリング(8)の回転側端子(35a)と超音波発生器(16)とを接続する電線(C1)と、回転支持機構とスリップリング(8)との間の位置で駆動軸(4)を回転可能に支持する駆動軸支持部材(2)とを備えている。駆動軸(4)の先端部は、回転支持機構の先端部(E1)と基端部(E2)との間の位置に配置され、電線(C1)は、駆動軸(4)の貫通穴(4b)を通じて、スリップリング(8)から超音波発生器(16)まで導かれている。
Description
本発明は、被溶着物を超音波溶着するための超音波溶着装置に関するものである。
従来から、例えば使い捨ておむつを構成するために被溶着物(ウェブ)を超音波溶着するための超音波溶着装置が知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1に記載の超音波溶着装置は、連続供給される被溶着物を支持可能な外側面を有するとともに予め設定された回転軸を中心として回転可能な回転支持機構(ドラム)と、回転軸を中心として回転可能となるようにドラムに取り付けられ、ドラムの外側面に支持された被溶着物を挟み込むことにより当該被溶着物を超音波溶着するためのホーン及びアンビルとを備えている。
ホーン及びアンビルのうちの一方の第1溶着器は、ドラムの外側面に支持された被溶着物を横断可能となるように、ホーン及びアンビルのうちの他方の第2溶着器に対して相対的に移動可能となるようにドラムに取り付けられている。
特許文献1に記載の超音波溶着装置によれば、ドラムとホーン及びアンビルとが一体に回転するため、ドラムの回転により被溶着物を搬送しながら当該被溶着物をホーンとアンビルとの間で溶着することができる。
したがって、ある位置に固定されたホーンとアンビルとの間に被溶着物を送り込む場合と異なり、被溶着物の搬送期間を溶着期間としても利用することができるため、被溶着物の搬送速度を高く維持したまま十分な溶着強度を得ることができる。
また、特許文献1に記載の超音波溶着装置は、互いに同一軸線上に配置された固定軸及び駆動軸と、駆動軸に設けられたスリップリング(回転接続器)とを備えている。
固定軸は、ドラムを回転可能に支持するとともに、ドラムの先端側に突出する先端部を有する。固定軸は、その先端部において地面に対して支持されている。
駆動軸は、ドラムを回転駆動するためにドラムに固定されているとともに、ドラムの基端側に突出する基端部を有し、基端部において地面に対して支持されている。また、駆動軸の先端部は、ドラムの基端部に固定されている。
スリップリングは、駆動軸の基端部に取り付けられている。スリップリングとホーンとを接続する電線は、ドラムの外側を経由して配索されている。
しかし、特許文献1に記載の超音波溶着装置では、電線がスリップリングから駆動軸及びドラムの外側を経由してホーンに接続されているため、駆動軸及びドラムの回転中に周囲の物と接触して電線が破損するおそれがある。
また、固定軸がドラムの先端側に突出するとともに駆動軸がドラムの基端側に突出するため、ドラム、ホーン及びアンビルに対して先端側及び基端側からのアクセスが規制される。これにより、ドラム、ホーン及びアンビルをメンテナンスするための作業性が悪いという問題もある。
本発明の目的は、回転接続器とホーンとの間の電線の破損の抑制と回転支持機構、ホーン及びアンビルのメンテナンス性の向上とを両立することができる超音波溶着装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、被溶着物を超音波溶着するための超音波溶着装置であって、予め設定された回転軸を中心として回転可能で、かつ、連続供給される前記被溶着物を前記回転軸を中心とする円周上で支持可能な回転支持機構と、前記回転軸を中心として回転可能となるように前記回転支持機構に取り付けられ、前記回転支持機構に支持されている前記被溶着物を挟むことにより当該被溶着物を溶着するホーン及びアンビルであって、前記ホーン及び前記アンビルのうちの一方の第1溶着器は、前記ホーン及び前記アンビルのうちの他方の第2溶着器との間で前記被溶着物を挟んだ位置と前記第2溶着器から離れた位置との間で前記第2溶着器に対して相対的に移動可能となるように前記回転支持機構に取り付けられた、ホーン及びアンビルと、前記ホーンに接続された少なくとも1つの超音波発生器と、前記回転支持機構を回転駆動するために当該回転支持機構に固定されているとともに前記回転支持機構から基端側に延びる駆動軸と、前記回転支持機構と前記駆動軸の基端部との間の位置で前記駆動軸を回転可能に支持する駆動軸支持部材と、前記駆動軸支持部材に固定された固定側端子と、前記駆動軸の基端部に固定され、前記固定側端子に対して前記回転軸を中心として回転可能に設けられた回転側端子とを有し、前記固定側端子に対して前記回転側端子が回転している状態においても前記固定側端子と前記回転側端子とが電気的に接続された状態を維持する回転接続器と、前記回転接続器の回転側端子と前記超音波発生器とを接続する少なくとも1つの電線とを備え、前記駆動軸の先端部は、前記回転支持機構の先端部と基端部との間の位置に配置され、前記電線は、前記駆動軸の基端部から先端部までを貫通する貫通穴を通じて、前記回転接続器から超音波発生器まで導かれている、超音波溶着装置を提供する。
本発明によれば、回転接続器とホーンとの間の電線の破損の抑制と回転支持機構、ホーン及びアンビルのメンテナンス性の向上とを両立することができる。
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図1を参照して、使い捨ておむつ70は、着用時に、着用者の腹部に配置される前腹部70aと、着用者の臀部に配置される後背部70bと、前腹部70aから着用者の両脚部の間を通って後背部70bまで延びる股下部70cとを備えている。
前腹部70aの両側縁部及び後背部70bの両側縁部は、前腹部70aと後背部70bとが環状に連結されるように2箇所の溶着部Sによって互いに溶着されている。
以下、使い捨ておむつ70の製造方法について説明する。
<搬送工程P1>
搬送工程P1では、特定方向に延びるシートWをその長手方向に沿って搬送する。以下、シートWの流れ方向を横方向とし、図1において横方向と直交する方向を縦方向として説明する。
搬送工程P1では、特定方向に延びるシートWをその長手方向に沿って搬送する。以下、シートWの流れ方向を横方向とし、図1において横方向と直交する方向を縦方向として説明する。
シートWは、着用時に着用者の体表側に向く内側シートと、着用時に着用者の外側を向く外側シートと、これら内側シートと外側シートとの間に挟まれた弾性部材とを有している。
<レッグホール形成工程P2>
レッグホール形成工程P2では、シートWの縦方向の中央位置にレッグホールLを形成する。
レッグホール形成工程P2では、シートWの縦方向の中央位置にレッグホールLを形成する。
シートWにおける2つのレッグホールLの間の領域は、股下部70cに相当する部分である。また、シートWにおける股下部70cに相当する部分の縦方向の両側位置は、それぞれ前腹部70a及び後背部70bに相当する部分である。
<吸収体接合工程P3>
吸収体接合工程P3では、シートWにおける2つのレッグホールLの間の位置に吸収体Aを接合する。
吸収体接合工程P3では、シートWにおける2つのレッグホールLの間の位置に吸収体Aを接合する。
吸収体Aは、液体透過性を有する透過性シートと、撥水性及び通気性を有する撥水シートと、透過性シートと撥水シートとの間に挟まれた吸収性コアとを備えている。
なお、シートW上に吸収体Aを接合する方法について説明しているが、シートWの内側シートと外側シートとの間に吸収性コアを挟んで接合することもできる。この場合、内側シートは、液体透過性を有するシートにより構成され、外側シートは、撥水性及び通気性を有するシートにより構成されている。
<二つ折り工程P4>
二つ折り工程P4では、吸収体Aが載置されたシートWを縦方向に二つ折りにする。これにより、シートWにおける前腹部70aに相当する部分と後背部70bに相当する部分とが重ね合わされる。
二つ折り工程P4では、吸収体Aが載置されたシートWを縦方向に二つ折りにする。これにより、シートWにおける前腹部70aに相当する部分と後背部70bに相当する部分とが重ね合わされる。
<溶着工程P5>
溶着工程P5では、二つ折りにされたシートW(被溶着物)における、互いに隣り合う2つの吸収体A間で、前腹部70aの側縁部に相当する部分と後背部70bの側縁部に相当する部分とを超音波溶着する。
溶着工程P5では、二つ折りにされたシートW(被溶着物)における、互いに隣り合う2つの吸収体A間で、前腹部70aの側縁部に相当する部分と後背部70bの側縁部に相当する部分とを超音波溶着する。
具体的に、溶着工程P5では、後述する切断工程P6で切断する位置を含む範囲についてシートWを超音波溶着する。
なお、溶着部Sは、前腹部70aの側縁部に相当する部分及び後背部70bの側縁部に相当する部分の縦方向の溶着範囲D1にそれぞれ形成されている。
<切断工程P6>
切断工程P6では、溶着工程P5で形成された溶着部Sの中央位置で縦方向に延びる切断線に沿ってシートWを切断する。これにより、シートW(連続体)が使い捨ておむつ70ごとに切り分けられる。
切断工程P6では、溶着工程P5で形成された溶着部Sの中央位置で縦方向に延びる切断線に沿ってシートWを切断する。これにより、シートW(連続体)が使い捨ておむつ70ごとに切り分けられる。
以下、図2を参照して、溶着工程P5を行なう超音波溶着装置1について説明する。
超音波溶着装置1は、二つ折り工程P4で二つ折りにされ、導入ローラF1を介して導入されたシートWを超音波溶着し、溶着されたシートWを導出ローラF2を介して切断工程P6に送るためのものである。
具体的に、超音波溶着装置1は、図2及び図3に示すように、予め設定された作業面上に立設された駆動軸支持部材2と、駆動軸支持部材2に固定されたカムドラム(駆動機構)3と、カムドラム3のカム溝3a内に設けられたカムフォロア(駆動機構)23と、回転軸L1を中心として駆動軸支持部材2に対して回動可能に支持された駆動軸4と、駆動軸4に固定された回転ドラム5と、回転ドラム5に固定された10個の溶着ユニット6と、カムドラム3及びカムフォロア23からの動力を溶着ユニット6に伝達するための10個の動力伝達機構7(図3では2つのみ示す)と、駆動軸4の基端部に設けられたスリップリング(回転接続器)8及びロータリジョイント9と、駆動軸4の先端部に設けられた電線案内部材11及び配管接続部材12と、駆動軸4を回転駆動するモータ10とを備えている。
なお、図3において回転軸L1と平行する方向をX方向とし、図3の上下方向をZ方向として、X-Z平面と直交する方向をY方向として説明する。
図3及び図4を参照して、駆動軸支持部材2は、上述した超音波溶着装置1の構成(駆動軸支持部材2を除く)を作業面上に支持する。具体的に、駆動軸支持部材2は、X方向に貫通する貫通穴2aが形成された板状の部材である。
カムドラム3は、そのX方向の一端が駆動軸支持部材2の貫通穴2aに嵌合した状態で、駆動軸支持部材2に固定されている。この状態で、カムドラム3の軸線は、回転軸L1と合致している。
また、カムドラム3の外周面には、カム溝3aが形成されている。カム溝3aは、詳しくは後述するが、回転軸L1を中心として回転するカムフォロア23がX方向に移動するのを許容する形状を有する。なお、カムドラム3及びカムフォロア23は、後述するアンビル15がホーン14に対して相対的に移動するようにアンビル15を駆動する駆動機構に相当する。
駆動軸4は、モータ10により回転駆動される。具体的に、駆動軸4の途中部に設けられたプーリ4aとモータ10の出力軸に設けられたプーリ10aとの間には、ベルトV1が架け渡されている。モータ10の出力軸の回転に応じてベルトV1を介してモータ10の動力が駆動軸4に伝達される。なお、モータ10は、図外のブラケットを介して駆動軸支持部材2に固定されている。
また、駆動軸4は、カムドラム3に対して相対的に回転可能な状態でカムドラム3をX方向に貫通する。つまり、駆動軸4は、カムドラム3を介して間接的に駆動軸支持部材2に支持されている。駆動軸4の基端部は、駆動軸支持部材2のカムドラム3と反対側に位置し、駆動軸4の先端部は、カムドラム3の駆動軸支持部材2と反対側に位置する。
回転ドラム5は、駆動軸4の先端部に固定された円板5aと、円板5aの周縁部からX方向に延びるとともにカムドラム3の外周面を被覆する被覆壁5bと、円板5aの被覆壁5bと反対側に着脱可能に取り付けられた調整板5cとを備えている。なお、円板5a及び調整板5cは、回転軸L1を中心として回転可能な回転体に相当する。
調整板5cには、溶着ユニット6を取り付けるためのねじ穴5e(図4参照)が形成されている。
以下、図4~図7を参照して、溶着ユニット6について説明する。なお、10個の溶着ユニット6の構成は同一であるため、図4~図7に示される1個の溶着ユニット6の構成のみについて説明する。
溶着ユニット6は、シートWを挟むことにより当該シートWを溶着するホーン(第2溶着器)14及びアンビル(第1溶着器)15と、ホーン14に接続された超音波発生器16と、超音波発生器16を冷却する冷却ジャケット17(冷却器)と、溶着ユニット6を回転ドラム5(調整板5c)に対する取り付けを許容する取付部18と、取付部18の端部に連結されているとともにX方向に延びるベース19と、ベース19の先端部に設けられているとともにホーン14を保持するホーン保持機構20と、ベース19の基端部に設けられているとともにアンビル15を保持するアンビル保持機構21とを備えている。
取付部18は、図2と図3に示すようにホーン保持機構20が回転軸L1を中心とする同一円周上に配置された状態で溶着ユニット6の回転ドラム5に対する取り付けを許容する。さらに、取付部18は、溶着ユニット6の回転ドラム5に対する取付位置が回転軸L1を中心とする半径方向(図4~図6ではZ方向)に調整可能となるように、回転ドラム5(調整板5c)に取付可能である。
具体的に、取付部18には、図6に示すように、前記半径方向(図6のZ方向)に延びるとともにX方向に貫通する4つの長孔18aが設けられている。長孔18aに挿入されたボルトB1を調整板5cのねじ穴5eに螺合することにより、取付部18を調整板5cに取り付けることができる。また、ボルトB1を緩めた状態で取付部18を半径方向に移動させた上で、再びボルトB1をねじ穴5eに螺合することにより、取付部18(溶着ユニット6)の取付位置を半径方向に調整することができる。
なお、取付部18の長孔18aの範囲以上における取付位置の調整が必要な場合、ねじ穴5eが半径方向の別の位置に設けられた別の調整板5cを円板5aに取り付けることにより、溶着ユニット6の取付位置の調整範囲を広げることができる。
図4及び図5を参照して、ホーン保持機構20は、半径方向の外側に向けてホーン14を開放した状態で当該ホーン14を保持する。
具体的に、ホーン保持機構20は、半径方向の一方側(図4及び図5の下側)及びY方向の両側からホーン14を被覆する被覆部材42と、被覆部材42の内側でホーン14を支持するホーン支持部材43と、被覆部材42に固定された一対のシート支持部材(被溶着部支持部材)44とを備えている。
被覆部材42は、底板42aと、底板42aのY方向の両端部に立設された一対の側板42bとを備えている。底板42aには、Z方向に貫通する挿通穴42cが形成されている。被覆部材42の半径方向の内側に配置された超音波発生器16は、挿通穴42cを通じてホーン14に接続されている。
ホーン支持部材43は、被覆部材42に固定されているとともにホーン14の途中部(超音波発生器16からの振動の節部に相当する部分)を支持する。なお、ホーン14のX方向の幅寸法は、シートWに形成される溶着部Sの溶着範囲D1の幅(図1参照)に相当する。
各シート支持部材44は、回転軸L1を中心とする周方向においてホーン14先端の両側に延びるように各側板42bの端面に取り付けられている。具体的に、各シート支持部材44は、ホーン14から前記周方向に延びる支持部44aと、周方向の端部から屈曲する屈曲部44bとを有する。なお、回転ドラム5の円板5a、調整板5c、取付部18及びシート支持部材44は、回転軸L1を中心として回転可能で、かつ、連続供給されるシートWを回転軸L1を中心とする円周上で支持可能な回転支持機構に相当する。
支持部44aの半径方向の外側の面は、シートWを支持するための支持面として機能する。具体的に、支持部44aのX方向の幅寸法は、シートWにおけるウェスト側の端部と股下部側の端部との間の幅寸法D2(図1参照)に相当する。
屈曲部44bは、図5に示すように、2つのホーン14間において互いに隣接する支持部44aの先端部同士を結ぶ直線L2よりも回転軸L1側に位置するように支持部44aから屈曲する。
これにより、シートW(図1参照)における溶着部Sを含む部分を支持部44aとホーン14の先端とにより支持することができるとともに、シートWにおける溶着部Sよりも厚い吸収体Aを含む部分を、互いに隣接する屈曲部44b同士の間に配置することができる。そのため、同一面上にシートWを支持する場合と異なり、吸収体Aの厚みによってシートWにおける吸収体A以外の部分が浮き上がるのを抑制することができる。
また、シート支持部材44の位置は、上述した調整板5cに対する取付部18の取付位置の調整によって移動することができる。具体的に、例えば、取付部18によるホーン保持機構20の取付位置を回転軸L1を中心とする半径方向の外側に変更することにより、図8の二点鎖線で示すように、シート支持部材44により支持されるシートWの長さ(周長)を長く変えることができる。
つまり、取付部18及び調整板5cは、複数のシート支持部材44が回転軸L1を中心とする同一円周上に配置された状態でシート支持部材44の回転ドラム5に対する取り付けを許容し、かつ、回転ドラム5に対するシート支持部材44の取付位置を回転軸L1を中心とする半径方向に調整可能な取付機構に相当する。
図4~図7を参照して、アンビル保持機構21は、ホーン保持機構20(ホーン14)に対してX方向に移動可能となるようにアンビル15を保持する。
具体的に、アンビル保持機構21は、ベース19上に立設されているとともにY方向に対向する一対のレール保持板45と、レール保持板45にそれぞれ保持された一対のレール46と、X方向に移動可能となるようにレール46にそれぞれ係合する一対のスライダ47と、両スライダ47が固定された本体部48と、本体部48に設けられた3本の回転軸49~51と、回転軸49~51を中心として回転可能な4つのタイミングプーリ52~55と、タイミングプーリ52~55に架け渡されたタイミングベルトV2、V3と、タイミングベルトV2とレール保持板45とを連結する連結部材(図4参照)59とを備えている。
本体部48は、レール46とスライダ47との係合によってX方向に移動可能な状態でレール保持板45(ベース19)に取り付けられている。
回転軸49~51は、それぞれY方向に延びてX方向に並ぶとともにY方向と平行な軸を中心として本体部48に対して回転可能に設けられている。回転軸49の一端には、タイミングプーリ52が設けられている。回転軸50のタイミングプーリ52と同じ側の端部には、タイミングプーリ53が設けられ、回転軸50のタイミングプーリ53と反対側の端部にはタイミングプーリ54が設けられている。回転軸51のタイミングプーリ54と同じ側の端部には、タイミングプーリ55が設けられ、回転軸51のタイミングプーリ55と反対側の端部には、アンビル15が設けられている。
タイミングベルトV2は、タイミングプーリ52及びタイミングプーリ53に架け渡されている。タイミングベルトV3は、タイミングプーリ54及びタイミングプーリ55に架け渡されている。また、連結部材59は、タイミングプーリ52、53を基準として回転軸L1側に位置するタイミングベルトV2の一部とレール保持板45とを連結する。
本体部48がレール保持板45(ベース19)に対してX方向に移動すると、レール保持板45から連結部材59を通じてタイミングベルトV2をX方向に移動させる力が伝わる。これにより、両タイミングプーリ52、53が回転し、タイミングプーリ53の回転に伴いタイミングプーリ54が回転する。その結果、タイミングベルトV3の移動によりタイミングプーリ55が回転し、これに伴いアンビル15が回転する。
つまり、アンビル15は、ホーン14に対するX方向の移動に伴い回転する。これにより、アンビル15をホーン14に対して往復動作させる場合に、アンビル15の往復動作の往路及び復路において、アンビル15の外周面の同じ位置をシートW上の同じ位置に当接させることができる。したがって、アンビル15の外周面に所定の溶着パターンが形成されている場合に、シートW上に溶着パターンに相当する溶着部を確実に形成することができる。
図4及び図9を参照して、動力伝達機構7は、回転ドラム5の被覆壁5bの外周面に取り付けられている。なお、被覆壁5bには、カム溝3aに沿ったカムフォロア23の移動を許容する長孔5dが形成されている。
動力伝達機構7は、図9~図11に示すように、カムフォロア23を保持する保持部材24と、X方向に移動可能となるように保持部材を支持するレール25と、レール25上に設けられたベース26と、ベース26上に立設された4枚のブラケット27と、ブラケット27同士の間に架け渡された支持軸28を中心として回転可能に支持された一対のタイミングプーリ29と、タイミングプーリ29間に架け渡されたタイミングベルト(無端ベルト)30と、上述したアンビル保持機構21の本体部48に連結された連結機構22とを備えている。
保持部材24は、図11に示すように、カムフォロア23に固定された保持部材本体24aと、保持部材本体24aのY方向の両側面に取り付けられたスライダ24bと、保持部材本体24aとの間でタイミングベルト30を挟むための挟持片24cとを備えている。
カムフォロア23及びこれに固定された保持部材24は、アンビル15を含む本体部48と同等の重量を有すると好ましいが、これより軽量であってもよい。後述するように、カムフォロア23及び保持部材24は、アンビル15と逆向きに動作することにより当該アンビル15の動作に伴う振動を低減するための錘として機能する。
スライダ24bは、X方向に移動可能となるようにレール25に係合している。
挟持片24cは、保持部材本体24aに形成された図外のねじ穴にボルトB3を締め付けることにより当該保持部材本体24aとの間でタイミングベルト30を挟んで保持する。
ベース26は、当該ベース26をZ方向に貫通する貫通穴26aを有し、貫通穴26aには、X方向に移動可能となるように保持部材24が挿入されている。
図9及び図10を参照して、2枚のブラケット27は、ベース26のX方向の一方側に設けられてY方向に対向し、残る2枚のブラケット27は、ベース26のX方向の他方側に設けられてY方向に対向する。互いに対向する2枚のブラケット27間にそれぞれY方向に延びる支持軸28が設けられ、各支持軸28には、それぞれタイミングプーリ29が設けられている。
上述した保持部材24は、タイミングプーリ29を基準として回転軸L1に近い側に位置するタイミングベルト30の一部に連結され、連結機構22は、タイミングプーリ29を基準として回転軸L1から遠い側に位置するタイミングベルト30の一部に連結されている。
図12に示すように、連結機構22は、タイミングベルト30を挟み込む一対の第1挟持部材57及び第2挟持部材58と、第1挟持部材57と上述したアンビル保持機構21の本体部48とを連結するための連結板56とを備えている。
第1挟持部材57は、連結板56を取り付けるための被取付部57aを有し、被取付部57aは、Y方向に貫通する挿通穴57bを有する。一方、上述したアンビル保持機構21の本体部48は、連結板56を取り付けるための被取付部48aを有し、被取付部48aは、Y方向に貫通する挿通穴48bを有する。
連結板56は、第1挟持部材57の挿通穴57b及び本体部48の挿通穴48bにそれぞれ挿入されたボルトB2を螺合するための一対のねじ穴56aを有する。したがって、ボルトB2をねじ穴56aに締め付けることにより、連結板56を介してタイミングベルト30とアンビル保持機構21とを連結することができる。
なお、上述のように、溶着ユニット6の取付位置は、取付部18の取付位置を長孔18aに沿って移動させることにより回転軸L1を中心とする半径方向に調整可能である(図6及び図8参照)。溶着ユニット6の取付位置が変更されると、タイミングベルト30とアンビル保持機構21との距離が前記半径方向に変化する。そのため、連結板56に対してねじ穴56aのピッチの異なる調整用連結板56Aを予め準備しておくことにより、溶着ユニット6の取付位置の調整後においてもタイミングベルト30とアンビル保持機構21とを連結することが可能となる。
このように動力伝達機構7によってカムフォロア23とアンビル保持機構21とを連結することにより、アンビル15及び錘(カムフォロア23及び保持部材24)は次のように動作する。
図3及び図9を参照して、駆動軸4(モータ10)の回転駆動によりカムドラム3に対して回転ドラム5が回転すると、カムフォロア23は、カム溝3aに沿ってX方向に移動する。
カムフォロア23及びこれを保持する保持部材24は、X方向の同方向に移動する。一方、保持部材24とタイミングベルト30を介して連結された連結機構22、つまり、アンビル保持機構21は、X方向においてカムフォロア23及び保持部材24と逆方向に移動する。
したがって、タイミングベルト30とタイミングプーリ29とが動力分配機構に相当する。
これにより、錘(カムフォロア23及び保持部材24)及びアンビル保持機構21(アンビル15)は、同期して逆向きに移動するため、アンビル15の移動に伴い発生する振動を低減することができる。
ここで、アンビル15の移動範囲は、カム溝3aにより次のように設定されている。
アンビル15は、ホーン14からX方向のカムドラム3側に外れた初期位置(図3の上に示される位置)と、ホーン14からX方向のカムドラム3の反対側に外れた中間位置(図3の下に示される位置)との間の移動範囲において移動可能である。
また、回転軸L1を中心とした回転位置と、アンビル15の移動位置との関係は、カム溝3aにより次のように設定されている。
図2に示すように、導入ローラF1及び導出ローラF2は、回転軸L1を中心とする回転位置R1と回転位置R9との間に配置されている。回転位置R1と回転位置R9との間の角度は、36度である。また、回転位置R9から回転位置R1までの範囲において、アンビル15は、初期位置(図3の上に示す位置)に配置されている。
回転位置R1から回転位置R2までの範囲において、アンビル15は、初期位置から中間位置に向けて加速する(以下、この向きを前向きと称す)。回転位置R1と回転位置R2との間の角度は、36度である。
回転位置R2から回転位置R4までの範囲において、アンビル15は、前向きに等速で移動する。この移動の間、シートWは、ホーン14とアンビル15との間で溶着される。回転位置R2と回転位置R4との間の角度は、108度である。
回転位置R4から回転位置R5までの範囲において、アンビル15は、回転位置R5において中間位置(図3の下に示される位置)で停止するように、減速する(アンビル15に後ろ向きの加速度を与える)。回転位置R4と回転位置R5との間の角度は、18度である。
回転位置R5から回転位置R6までの範囲おいて、アンビル15は、中間位置から初期位置に向けて後ろ向きに加速する。回転位置R5と回転位置R6との間の角度は、18度である。
回転位置R6から回転位置R8までの範囲において、アンビル15は、後ろ向きに等速で移動する。この移動の間、シートWは、ホーン14とアンビル15との間で再度溶着される。回転位置R6と回転位置R8との間の角度は、108度である。
回転位置R8から回転位置R9までの範囲において、アンビル15は、回転位置R9において初期位置で停止するように、減速する(アンビル15に前向きの加速度を与える)。回転位置R8と回転位置R9との間の角度は、36度である。
なお、本実施形態では、回転軸L1を中心として180度対称となる位置に設けられた2つのアンビル15の、特に加減速時の動きが互いに逆向きに同期していない。
ここで、例えば、回転軸L1を中心として180度対称となる位置に設けられた2つのアンビル15が互いに逆向きに同期して動作するように、回転位置に対するアンビル15の動作時期を設定した場合、上述した錘(カムフォロア23及び保持部材24)の有無にかかわらず、超音波溶着装置1全体の振動を低減することができる。
この場合、例えば、回転軸L1を中心とした回転位置と、アンビル15の移動位置との関係を、カム溝3aにより次のように設定することができる。
図2の回転位置R1と回転位置R2との間の回転範囲においてアンビル15は、前向きに加速し、回転位置R2と回転位置R3との間の回転範囲においてアンビル15は、等速で前向きに移動させる。なお、回転位置R2と回転位置R3との間の角度は、72度である。
回転位置R3と回転位置R4との間の回転範囲において、アンビル15は、回転位置R4において中間位置で停止するように減速する。回転位置R3と回転位置R4との間の角度は、36度である。
回転位置R4と回転位置R6との間の回転範囲において、アンビル15は、中間位置で停止する。これにより、回転位置R9から回転位置R1までのアンビル15の動作(初期位置で停止)と、回転位置R4から回転位置R6までのアンビル15の動作(中間位置で停止)とが、逆向きで同期する。
回転位置R6と回転位置R7との間の回転範囲において、アンビル15は、中間位置から後ろ向きに加速する。回転位置R6と回転位置R7との間の角度は、36度である。
回転位置R7と回転位置R8との回転範囲において、アンビル15は、後ろ向きに等速で移動する。回転位置R7と回転位置R8との間の角度は72度である。
そして、回転位置R8と回転位置R9との回転範囲において、アンビル15は、回転位置R9において初期位置で停止するように減速する。
このようにすれば、回転軸L1を中心として180度対称となる位置に設けられた2つのアンビル15が互いに逆向きに同期して動作するため、超音波溶着装置1全体の振動を低減することができる。しかも、上述した錘(カムフォロア23及び保持部材24)をアンビル15と逆向きに移動させる構成とすることにより、個々の溶着ユニット6における振動も低減することができるので、より有効に超音波溶着装置1全体の振動を低減することができる。
これに対し、本実施形態では、180度対称となる位置の2つのアンビル15が互いに逆向きに同期していないが、アンビル15の停止時間が短く済むので、その分シートWを溶着する期間を長く設定することができる。
再び図9及び図10を参照して、動力伝達機構7は、長孔5dを被覆した状態で回転ドラム5の被覆壁5bに取り付けられている。
具体的に、動力伝達機構7は、上述したブラケット27同士の間に設けられた一対の天板31及び一対の側板32と、天板31同士の間に設けられた被覆板33とを備えている。
上述のベース26は、被覆壁5bの長孔5dのX方向の両端部を被覆し、貫通穴26aを通じて長孔5dの中間部分を開放している。天板31、側板32及び被覆板33は、長孔5dにおける貫通穴26aを通じて開放された部分を被覆する。
具体的に、一対の側板32は、ベース26のX方向の両端部にそれぞれ立設されている。各側板32には、タイミングベルト30を通すための挿通穴32aが形成されている。
各天板31は、各側板32の端部からそれぞれ互いに近づく方向(X方向)に延びる。
このように、長孔5d(ベース26の貫通穴26a)が被覆されることにより、長孔5d内に異物が侵入するのを抑制することができる。
なお、ベース26、ブラケット27、天板31、側板32、及び被覆板33が長孔5dを被覆した状態で被覆壁5bに取り付けられているとともにタイミングベルト30及びタイミングプーリ29を保持する保持機構に相当する。
以下、図3、図13及び図14を参照して、超音波発生器16及び冷却ジャケット17に対する電力及び冷却用のエアを供給するための構成について説明する。
スリップリング8は、図3と図14に示すように、図外の電源を回転軸L1を中心として回転する超音波発生器16に対して電気的に接続するのを許容する。具体的に、スリップリング8は、駆動軸支持部材2に固定された固定側端子保持部34と、駆動軸4に固定され、固定側端子保持部34に対して回転軸L1を中心として回転可能な回転筒部35とを備えている。
固定側端子保持部34は、図外の電源に接続された複数の固定側端子34aを有する。回転筒部35は、固定側端子保持部34に対して回転している状態においても複数の固定側端子34aと電気的に接続された状態を維持する複数の回転側端子35aを有する。固定側端子34aと回転側端子35aとは、一対一で電気的に接続されている。具体的に、固定側端子保持部34は、固定側端子34aと電気的に接続された導電性の接触部(図示せず)を有し、回転筒部35は、回転側端子35aに電気的に接続された接触部(図示せず)を有し、両接触部が互いに接触した状態で、回転筒部35は、固定側端子保持部34に対して回転可能である。各回転側端子35aには、それぞれ電線C1が接続され、各電線C1には、それぞれ超音波発生器16が接続されている。なお、複数の固定側端子34aは、固定側被接続部を構成し、複数の回転側端子35aは、回転側被接続部を構成する。
ロータリジョイント9は、図外のエア源を回転軸L1を中心として回転する冷却ジャケット17に接続するのを許容する。具体的に、ロータリジョイント9は、カバー60を介して駆動軸支持部材2に固定された固定本体36と、駆動軸4に固定され、固定本体36に対して回転軸L1を中心として回転可能な回転本体37とを備えている。
固定本体36は、カバー60を介してスリップリング8の固定側端子保持部34に固定されている。また、固定本体36は、図外のエア源に接続された固定側接続部36aを有する。回転本体37は、支柱61を介してスリップリング8の回転筒部35に固定されている。また、回転本体37は、固定本体36に対して回転している状態においても固定側接続部36aに接続された状態を維持する回転側接続部37aを有する。具体的に、固定本体36は、固定側接続部36aに接続された通路(図示せず)を有し、回転本体37は、回転側接続部37aに接続された通路(図示せず)を有し、両通路が互いに連通された状態で、回転本体37は、固定本体36に対して回転可能である。回転側接続部37aには、エア配管C2が接続されている。
図13及び図14に示すように、電線C1及びエア配管C2は、回転軸L1に沿って駆動軸4を貫通する貫通穴4bを通じて駆動軸4の基端部から先端部まで配索されている。
ここで、駆動軸4の先端部は、回転支持機構(円板5a、調整板5c、取付部18、及びシート支持部材44)の先端部E1と基端部E2との間の位置に配置されている。
また、駆動軸4の先端部には、電線案内部材11及び配管接続部材12が設けられている。
電線案内部材11は、駆動軸4の先端部から導出された電線C1を当該電線C1の接続先である10個の超音波発生器16のそれぞれに向けて案内する。また、電線案内部材11は、回転支持機構の先端部E1と基端部E2との間の位置に配置されている。
具体的に、電線案内部材11は、図15に示すように、円筒状の案内部材本体38と、案内部材本体38の基端部から半径方向の外側に突出するとともにボルトB4によって駆動軸4に固定される固定部39とを備えている。
案内部材本体38には、回転軸L1を中心とする周方向において超音波発生器16に合致する位置に設けられた10個の案内穴38aが設けられている。案内穴38aは、回転軸L1に沿った方向において案内部材本体38の基端部から途中部までの範囲のみに設けられている。電線C1は、案内穴38aを通じて当該電線C1の接続先となる超音波発生器16に案内されている。
配管接続部材12は、駆動軸4の先端部から導出されたエア配管C2に接続されるとともに、エア配管C2から供給されたエアを分配したエア配管C3に導くためのものである。つまり、配管接続部材12及びエア配管C2、C3は、冷却ジャケット17とロータリジョイント9の回転側接続部37aとを接続するエア回路に相当する。また、配管接続部材12は、回転支持機構の先端部E1と基端部E2との間の位置に配置されている。
具体的に、配管接続部材12は、図16に示すように、案内部材本体38に対して先端側から嵌合した接続部材本体40と、接続部材本体40から回転軸L1を中心とする径方向の外側に突出する10本の接続筒41とを備えている。なお、配管接続部材12には、10本の接続筒41以外に複数の接続筒が設けられているが、図16では、接続筒41以外の接続筒の図示を省略している。
接続部材本体40は、案内部材本体38を通じて導かれたエア配管C2に接続された連通通路40aと、連通通路40aから回転軸L1を中心とする径方向の外側に延びるとともに接続筒41に連通する個別通路40bとを備えている。
接続筒41は、回転軸L1と中心とする周方向において冷却ジャケット17に合致する位置に設けられている。
したがって、エア配管C2を通じて導かれたエアは、連通通路40a、個別通路40b、及び接続筒41により分配され、接続筒41に接続されたエア配管C3を通じて冷却ジャケット17に導かれる。
なお、冷却ジャケット17に設けられた2つの配管接続部のうちの一方は、エア供給用の接続部であり、他方は、エア排出用の接続部である。エア排出用の接続部は、このまま、あるいは図示しない消音器を介して大気に開放される。
以上説明したように、前記実施形態により具体化された発明によれば、動力伝達機構7により駆動機構(カムドラム3及びカムフォロア23)による動力が逆向きの動力として錘(カムフォロア23及び保持部材24)及びアンビル15に分配されるため、アンビル15と同期して逆向きに保持部材本体24aを駆動することができる。
これにより、アンビル15の駆動時に当該アンビル15の加速度の変化を保持部材本体24aの逆向きの加速度の変化によって相殺することができるため、超音波溶着装置1に生じる振動を低減することができる。
したがって、アンビル15の移動に伴う騒音を低減することができる。
前記実施形態によれば、カムフォロア23とアンビル保持機構21とを連結するためにタイミングベルト30を採用しているため、タイミングベルト30の可撓性をダンパとして利用してアンビル15の制動時及び始動時の衝撃を吸収することができる。これにより、前記衝撃に伴う振動を低減することができる。
なお、前記実施形態では無端ベルトの一例としてタイミングベルト30を説明したが、無端ベルトはループ状のベルトであればよい。無端ベルトは、元々ループ状に形成されたベルトだけでなく、オープンベルトの両端部を接着、溶着、又はジョイント部材によって互いに結合することによりループ状に形成されたものも含む。
前記実施形態によれば、タイミングベルト30及びタイミングプーリ29を保持する保持機構(ベース26、ブラケット27、天板31、側板32、及び被覆板33)を用いて長孔5dを被覆することができるため、カム溝3aに対する異物の侵入を防止することができる。
なお、『長孔』はカムフォロア23の移動方向(X方向)の寸法が前記移動方向と直交する方向の寸法よりも長い孔を意味する。例えば、長孔は、トラック型、又は略長方形型の平面形状を有することができる。
上述したように、回転軸L1を中心として180度対称となる位置に設けられた2つのアンビル15同士が互いに逆向きに同期して動作するようにカムドラム3を形成した場合、回転軸L1を中心として180度対称となる位置に設けられた2つのアンビル15の間で当該アンビル15の加速度同士の相殺及び保持部材本体24aの加速度同士の相殺を図ることができる。
したがって、上述したアンビル15の加速度と保持部材本体24aの加速度との相殺と相俟って、超音波溶着装置1全体の振動をより効果的に低減することができる。
前記実施形態により具体化された発明によれば、回転軸L1を中心とする同一円周上に配置された複数のシート支持部材44によってシートWを回転軸L1を中心とする円周上に支持することができる。
さらに、取付機構(調整板5c及び取付部18)により複数のシート支持部材44の取付位置を回転軸L1を中心とする半径方向に調整することができるため、シート支持部材44が配置される円周の周長を容易に変更することができる。
したがって、シート支持部材44の取付位置の調整という容易な作業でシートWに対する溶着位置の間隔を変更することができる。
前記実施形態によれば、ホーン保持機構20にシート支持部材44が取り付けられているとともに取付部18がホーン保持機構20の取付位置を調整可能である。これにより、ホーン保持機構20の取付位置の調整に伴いシート支持部材44の取付位置の調整も行うことができるので、溶着位置の間隔の調整をより容易に行うことができる。
さらに、前記実施形態では、ホーン保持機構20とアンビル保持機構21とがベース19を介して連結されているため、アンビル15、ホーン14、及びシート支持部材44の取付位置を一括して調整することができるので、溶着位置の間隔の調整は、極めて容易となる。
前記実施形態では、シート支持部材44の支持部44aの表面が回転軸L1を中心とする周方向におけるホーン14の両側に設けられている。これにより、溶着位置の間隔を広げた場合(互いに隣接するホーン14同士が離れる場合)であっても、ホーン14の両側で、かつホーン14の隣接位置でシートWを支持することができる。これにより溶着時におけるシートWの姿勢が安定するため、溶着の精度が向上する。
前記実施形態では、シート支持部材44が支持部44aと屈曲部44bとを有している。これにより、互いに隣接するシート支持部材44の屈曲部44b同士の間に両シート支持部材44の支持部44aよりも窪んだ凹部を形成することができる。そのため、シートWの溶着対象位置(溶着部S:図1参照)同士の間の厚みの大きな部分(吸収体Aが配置された部分:図1参照)を凹部内に収めることにより、当該シートWの厚みの大きな部分によってシートWの全体がシート支持部材44から浮き上がるのを抑制することができる。
したがって、シート支持部材44によってシートWをより確実に支持することが可能となる。
前記実施形態により具体化された発明によれば、ドラムの基端側に設けられた従来の駆動軸と異なり、駆動軸4が回転支持機構(円板5a、調整板5c、取付部18、シート支持部材44)の基端側の位置から回転支持機構の先端部E1と基端部E2との間の位置まで延長されている。これにより、ドラムを支持するために設けられた従来の固定軸を省略しながら、駆動軸4の途中部を駆動軸支持部材2によって支持することにより、回転支持機構を回転可能に支持することができる。
また、従来の固定軸と異なり、駆動軸4の先端部が回転支持部材の先端面よりも基端側に退避している。これにより、回転支持機構、ホーン14、及びアンビル15に対して回転支持機構の先端側から容易にアクセスすることができる。
さらに、駆動軸4の基端部に設けられたスリップリング8から、上述のように回転支持機構の先端部E1と基端部E2との間の位置まで延長された駆動軸4の内側(貫通穴4b)を、電線C1の配索経路として利用している。これにより、従来のようにドラムの外周側からホーンに電線を導く場合と異なり、電線C1の少なくとも一部を回転支持機構の内側を通して超音波発生器16まで導くことができる。
したがって、スリップリング8とホーン14との間の電線C1の破損の抑制と回転支持機構、ホーン及びアンビルのメンテナンス性の向上とを両立することができる。
なお、前記実施形態では、回転接続器の一例として、導電性を有する接触部同士が接触することにより固定側端子34aと回転側端子35aとが電気的に接続された状態を維持するスリップリング8を説明したが、回転接続器はスリップリング8に限定されない。例えば、回転接続器として、固定側端子保持部34と回転筒部35との間に導電性の液体金属が設けられたものを採用することもできる。
前記実施形態では、超音波発生器16がシート支持部材44の支持部44aよりも回転軸L1側(内側)の領域に設けられている。これにより、電線C1の全体を回転支持機構の内側の領域に収めることができるので、より有効に電線C1の破損を抑制することができる。
前記実施形態では、従来のようなドラムではなく、回転軸L1を中心とする同一円周上に配置された複数のシート支持部材44によってシートWを保持することができるため、シート支持部材44の内側のスペースを電線C1を配索するためのスペースとして利用することができる。
前記実施形態によれば、電線案内部材11が設けられているため、駆動軸4の先端部から導出された電線C1を当該電線C1の接続先に案内することができる。これにより、複数本の電線C1を整理して超音波発生器16に導くことができる。
しかも、電線案内部材11が回転支持機構(円板5a、調整板5c、取付部18、シート支持部材44)の先端部E1と基端部E2との間の位置に配置されているため、回転支持機構、ホーン14、及びアンビル15のメンテナンス性に影響を与えることなく複数本の電線C1を整理することができる。
前記実施形態によれば、冷却ジャケット17とロータリジョイント9とを接続するエア回路の一部を構成するエア配管C2を、電線C1とともに駆動軸4内を通して駆動軸4の基端部から先端部まで導くことができる。
そのため、エア配管C2を回転支持機構の外側を通して配索する場合と比較して、エア配管C2の破損を抑制することができる。
なお、前記実施形態では、ホーン14を回転ドラム5に固定し、アンビル15をホーン14に対して移動可能な例について説明したが、アンビル15を回転ドラム5に固定し、ホーン14をアンビル15に対して移動可能な構成とすることもできる。
前記実施形態では、カムフォロア23とアンビル保持機構21とを連結する構成としてタイミングベルト30及びタイミングプーリ29を採用した例について説明したが、カムフォロア23とアンビル保持機構21とをリンクを介して連結することもできる。
前記実施形態では、ホーン保持機構20にシート支持部材44を取り付けた例について説明したが、回転ドラム5に直接シート支持部材44を取り付けることもできる。この場合、回転ドラム5とシート支持部材44との間に、回転軸L1を中心とする同一円周上にシート支持部材44の取り付けを許容し、かつ、回転ドラム5に対するシート支持部材44の取付位置を回転軸L1を中心とする半径方向に調整可能な取付機構が設けられていることが好ましい。
前記実施形態では、支持部44aの表面(以下、支持面という)が回転軸L1を中心とする周方向におけるホーン14の両側に設けられている例について説明した。しかし、支持面は、周方向におけるホーン14の一方の側のみに設けられていてもよい。
前記実施形態では、周方向におけるホーン14の両側にそれぞれ1つのシート支持部材44が設けられている例について説明した。しかし、ホーン14を開放するための穴が形成された1つのシート支持部材によって、周方向の両側に支持面を配置することもできる。
前記実施形態では、超音波発生器16がシート支持部材44の支持部44aよりも回転軸L1側(内側)の領域に設けられている例について説明した。しかし、超音波発生器16は、支持部44aよりも外側に配置されていてもよい。例えば、前記実施形態におけるアンビル15の位置に超音波発生器16を配置した場合、図13の破線に示すように、電線案内部材11から導出された電線C4を互いに隣接する溶着ユニット6同士の間を通して超音波発生器16に接続することもできる。
前記実施形態では、カムフォロア23及び保持部材24が錘として機能する例について説明した。しかし、この錘は、保持部材24とは別に設けられていてもよい。また、カムフォロア23のみが錘として機能するように構成することもできる。
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
すなわち、本発明は、被溶着物を超音波溶着するための超音波溶着装置であって、予め設定された回転軸を中心として回転可能で、かつ、連続供給される前記被溶着物を前記回転軸を中心とする円周上で支持可能な回転支持機構と、前記回転軸を中心として回転可能となるように前記回転支持機構に取り付けられ、前記回転支持機構に支持されている前記被溶着物を挟むことにより当該被溶着物を溶着する少なくとも一対のホーン及びアンビルであって、前記ホーン及び前記アンビルのうちの一方の第1溶着器は、前記ホーン及び前記アンビルのうちの他方の第2溶着器との間で前記被溶着物を挟んだ位置と前記第2溶着器から離れた位置との間で前記第2溶着器に対して相対的に移動可能となるように前記回転支持機構に取り付けられた、少なくとも一対のホーン及びアンビルと、前記各ホーンに接続された少なくとも1つの超音波発生器と、前記回転支持機構を回転駆動するために当該回転支持機構に固定されているとともに前記回転支持機構から基端側に延びる駆動軸と、前記回転支持機構と前記駆動軸の基端部との間の位置で前記駆動軸を回転可能に支持する駆動軸支持部材と、前記駆動軸支持部材に固定された固定側被接続部と、前記駆動軸の基端部に固定され、前記固定側被接続部に対して前記回転軸を中心として回転可能に設けられた回転側被接続部とを有し、前記固定側被接続部に対して前記回転側被接続部が回転している状態においても前記固定側被接続部と前記回転側被接続部とが電気的に接続された状態を維持する回転接続器と、前記回転接続器の回転側被接続部と前記各超音波発生器とを接続する少なくとも1つの電線とを備え、前記駆動軸の先端部は、前記回転支持機構の先端部と基端部との間の位置に配置され、前記少なくとも1つの電線は、前記駆動軸の基端部から先端部までを貫通する貫通穴を通じて、前記回転接続器から前記少なくとも1つの超音波発生器まで導かれている、超音波溶着装置を提供する。
本発明によれば、ドラムの基端側に設けられた従来の駆動軸と異なり、駆動軸が回転支持機構の基端側の位置から回転支持機構の先端部と基端部との間の位置まで延長されている。これにより、ドラムを支持するために設けられた従来の固定軸を省略しながら、駆動軸の途中部を駆動軸支持部材によって支持することにより、回転支持機構を回転可能に支持することができる。
また、従来の固定軸と異なり、駆動軸の先端部が回転支持部材の先端面よりも基端側に退避している。これにより、回転支持機構、ホーン、及びアンビルに対して回転支持機構の先端側から容易にアクセスすることができる。
さらに、駆動軸の基端部に設けられた回転接続器から、上述のように回転支持機構の先端部と基端部との間の位置まで延長された駆動軸の内側(貫通穴)を、電線の配索経路として利用している。これにより、従来のようにドラムの外周側からホーンに電線を導く場合と異なり、電線の少なくとも一部を回転支持機構の内側を通して超音波発生器まで導くことができる。
したがって、本発明によれば、回転接続器とホーンとの間の電線の破損の抑制と回転支持機構、ホーン及びアンビルのメンテナンス性の向上とを両立することができる。
なお、本発明において『被溶着物を溶着』は、互いに対向する複数の被溶着物同士を溶着すること、及び、被溶着物を折り返して互いに対向する部分同士を溶着することを含む。
ここで、超音波発生器が回転支持機構の被溶着物を支持するための面よりも外側に配置されていてもよいが、この場合、電線の先端部を回転支持機構の外側に配設せざるを得なくなる。
そこで、前記超音波溶着装置において、前記少なくとも1つの超音波発生器は、前記回転支持機構の前記被溶着物を支持するための面よりも内側の領域に設けられていることが好ましい。
この態様によれば、電線の先端部についても回転支持機構の内側の領域に収めることができるので、より有効に電線の破損を抑制することができる。
前記超音波溶着装置において、前記回転支持機構は、前記駆動軸に固定された回転体と、前記被溶着物を支持する支持面をそれぞれ有する複数の被溶着物支持部材と、前記複数の被溶着物支持部材が前記回転軸を中心とする同一円周上に配置された状態で前記被溶着物支持部材の前記回転体に対する取り付けを許容し、かつ、前記回転体に対する前記被溶着物支持部材の取付位置を前記回転軸を中心とする半径方向に調整可能な取付機構とを有していることが好ましい。
この態様によれば、回転軸を中心とする同一円周上に配置された複数の被溶着物支持部材によって被溶着物を回転軸を中心とする円周上に支持することができる。
また、取付機構により複数の被溶着物支持部材の取付位置を回転軸を中心とする半径方向に調整することができるため、被溶着物支持部材が配置される回転支持機構の周長を容易に変更することができる。そのため、被溶着物支持部材の取付位置の調整という容易な作業で被溶着物に対する溶着位置の間隔を変更することができる。
さらに、前記態様によれば、前記駆動軸の先端部から導出された電線を配索するためのスペースとして、複数の被溶着物支持部材の内側のスペースを利用することができる。
前記超音波発生器及び前記電線が複数設けられているとともに、前記複数の超音波発生器が前記回転軸を中心とする同一円周上に配置されている構成を採用した場合、複数本の電線が駆動軸の先端部から導出される。
この場合、複数の電線をそのまま超音波発生器に接続すると、電線同士が絡まる等の不具合が生じるおそれがある。
そこで、前記構成を前提として、前記超音波溶着装置は、前記駆動軸の先端部から導出された前記電線を当該電線の接続先である超音波発生器の方向に案内する電線案内部材をさらに備え、前記電線案内部材は、前記回転支持機構の先端部と基端部との間の位置に配置されていることが好ましい。
この態様によれば、電線案内部材により駆動軸の先端部から導出された電線を当該電線の接続先に案内することができるので、複数本の電線を整理して超音波発生器に導くことができる。
しかも、前記態様では、電線案内部材が回転支持機構の先端部と基端部との間の位置に配置されているため、回転支持機構、ホーン、及びアンビルのメンテナンス性に影響を与えることなく複数本の電線を整理することができる。
前記超音波溶着装置において、前記超音波溶着装置は、前記少なくとも1つの超音波発生器に取り付けられているとともにエアが供給されることにより前記少なくとも1つの超音波発生器を冷却可能な冷却器と、前記駆動軸支持部材に固定された固定側接続部と、前記駆動軸の基端部に固定され、前記固定側接続部に対して前記回転軸を中心として回転可能に設けられた回転側接続部とを有するロータリジョイントと、前記駆動軸の貫通穴を通じて前記ロータリジョイントから前記駆動軸の先端部まで導かれるエア配管を含み、前記冷却器と前記回転側接続部とを接続するエア回路とをさらに備えていることが好ましい。
前記態様によれば、冷却器とロータリジョイントとを接続するエア回路の一部を構成するエア配管を、電線とともに駆動軸内を通して駆動軸の基端部から先端部まで導くことができる。
そのため、エア配管を回転支持機構の外側を通して配索する場合と比較して、エア配管の破損を抑制することができる。
Claims (5)
- 被溶着物を超音波溶着するための超音波溶着装置であって、
予め設定された回転軸を中心として回転可能で、かつ、連続供給される前記被溶着物を前記回転軸を中心とする円周上で支持可能な回転支持機構と、
前記回転軸を中心として回転可能となるように前記回転支持機構に取り付けられ、前記回転支持機構に支持されている前記被溶着物を挟むことにより当該被溶着物を溶着する少なくとも一対のホーン及びアンビルであって、前記ホーン及び前記アンビルのうちの一方の第1溶着器は、前記ホーン及び前記アンビルのうちの他方の第2溶着器との間で前記被溶着物を挟んだ位置と前記第2溶着器から離れた位置との間で前記第2溶着器に対して相対的に移動可能となるように前記回転支持機構に取り付けられた、少なくとも一対のホーン及びアンビルと、
前記各ホーンに接続された少なくとも1つの超音波発生器と、
前記回転支持機構を回転駆動するために当該回転支持機構に固定されているとともに前記回転支持機構から基端側に延びる駆動軸と、
前記回転支持機構と前記駆動軸の基端部との間の位置で前記駆動軸を回転可能に支持する駆動軸支持部材と、
前記駆動軸支持部材に固定された固定側被接続部と、前記駆動軸の基端部に固定され、前記固定側被接続部に対して前記回転軸を中心として回転可能に設けられた回転側被接続部とを有し、前記固定側被接続部に対して前記回転側被接続部が回転している状態においても前記固定側被接続部と前記回転側被接続部とが電気的に接続された状態を維持する回転接続器と、
前記回転接続器の回転側被接続部と前記各超音波発生器とを接続する少なくとも1つの電線とを備え、
前記駆動軸の先端部は、前記回転支持機構の先端部と基端部との間の位置に配置され、
前記少なくとも1つの電線は、前記駆動軸の基端部から先端部までを貫通する貫通穴を通じて、前記回転接続器から前記少なくとも1つの超音波発生器まで導かれている、超音波溶着装置。 - 前記少なくとも1つの超音波発生器は、前記回転支持機構の前記被溶着物を支持するための面よりも内側の領域に設けられている、請求項1に記載の超音波溶着装置。
- 前記回転支持機構は、前記駆動軸に固定された回転体と、前記被溶着物を支持する支持面をそれぞれ有する複数の被溶着物支持部材と、前記複数の被溶着物支持部材が前記回転軸を中心とする同一円周上に配置された状態で前記被溶着物支持部材の前記回転体に対する取り付けを許容し、かつ、前記回転体に対する前記被溶着物支持部材の取付位置を前記回転軸を中心とする半径方向に調整可能な取付機構とを有している、請求項1又は2に記載の超音波溶着装置。
- 前記超音波発生器及び前記電線は、複数設けられているとともに、前記複数の超音波発生器は、前記回転軸を中心とする同一円周上に配置され、
前記超音波溶着装置は、前記駆動軸の先端部から導出された前記電線を当該電線の接続先である超音波発生器の方向に案内する電線案内部材をさらに備え、
前記電線案内部材は、前記回転支持機構の先端部と基端部との間の位置に配置されている、請求項1~3の何れか1項に記載の超音波溶着装置。 - 前記超音波溶着装置は、
前記少なくとも1つの超音波発生器に取り付けられているとともにエアが供給されることにより前記少なくとも1つの超音波発生器を冷却可能な冷却器と、
前記駆動軸支持部材に固定された固定側接続部と、前記駆動軸の基端部に固定され、前記固定側接続部に対して前記回転軸を中心として回転可能に設けられた回転側接続部とを有するロータリジョイントと、
前記駆動軸の貫通穴を通じて前記ロータリジョイントから前記駆動軸の先端部まで導かれるエア配管を含み、前記冷却器と前記回転側接続部とを接続するエア回路とをさらに備えている、請求項1~4の何れか1項に記載の超音波溶着装置。
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