(57)【特許請求の範囲】
【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おり、且つ、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  Ｏ１’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を特徴とするシール装置。
0003553293.tif 000003
Ｌ：Ｏ１  Ｏ１’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）
【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  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  Ｏ１’とベクトルＯ２  Ｏ２’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  Ｏ１’と各ベクトルＯ２１Ｏ２１’，Ｏ２２Ｏ２２’  ・・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。
【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１０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おり、且つ、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  Ｏ１’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】
0003553293.tif 000002
Ｌ：Ｏ１  Ｏ１’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）
【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  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  Ｏ１’とベクトルＯ２  Ｏ２’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  Ｏ１’と各ベクトルＯ２１Ｏ２１’，Ｏ２２Ｏ２２’  ・・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おり、且つ、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  Ｏ１’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。
【００１３】
ベクトルＯ１  Ｘ＝（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）  ）＝ベクトルＯ１  Ｏ１’＋ベクトルＯ１’Ｘ＝Ｌ（ｃｏｓ（−ｎω）ｔ，  ｓｉｎ（−ｎω）ｔ）＋Ｍ（  ｃｏｓωｔ，  ｓｉｎωｔ  ）・・・・・（Ｉ）  Ｌ：Ｏ１  Ｏ１’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）
【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  Ｏ１’とベクトルＯ２  Ｏ２’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’  ・・とが、上記平面Ｐ上において上記ベクトルＯ１  Ｏ１’と各ベクトルＯ２１Ｏ２１’，Ｏ２２Ｏ２２’  ・・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４２，４２・・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Ｏ１  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Ｏ１’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、Ｏ１  Ｏ１’（＝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  Ｏ１’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１１，１１・・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Ｏ２’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３８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Ｏ２  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３２，３２・・の各中心軸体３４の中心に、上記回転軸Ｏ２１〜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３１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Ｏ２  に一致するようになされている。上記サンギア３１、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〜Ｏ２４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３２，３２・・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５２，５２・・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５３，５３・・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５３，５３・・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５４に対応するもののみが示されている。上記プレート５５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Ｏ１  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３１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  周りの回転（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Ｏ２１’  〜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Ｏ１  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５５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ＯＹの向きとベクトルＯ１  Ｏ１’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２０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
【図１】
0003553293.tif 000004
【図２】
0003553293.tif 000005
【図３】
0003553293.tif 000006
【図４】
0003553293.tif 000007
【図５】
0003553293.tif 000008
【図６】
0003553293.tif 000009
【図７】
0003553293.tif 000010
【図８】
0003553293.tif 000011
【図９】
0003553293.tif 000012
【図１０】
0003553293.tif 000013