(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のウエブを搬送しながら、前記ウエブ同士を溶着させる超音波溶着装置を有するウエブの溶着システムであって、
前記超音波溶着装置は、一対のアンビルを有するアンビルローラと、
前記一対のアンビルと協働して前記ウエブに振動エネルギーを印加する第１および第２の超音波ホーンと、
前記アンビルローラと前記第１の超音波ホーンとの間の第１間隙を前記ウエブが通過した後に、前記アンビルローラと前記第２の超音波ホーンとの間の第２間隙を前記ウエブが通過するように前記ウエブを搬送する手段とを備え、
前記一対のアンビルのうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーンに対向し、同時に、前記一対のアンビルのうちの他方が前記第２の超音波ホーンに対向することが可能なように、前記一対の超音波ホーンは配置されており、
前記一対のアンビルのうちの各々が前記第１または第２の超音波ホーンに対向した状態で、前記一対の超音波ホーンが前記ウエブに振動エネルギーを同時に印加し、
ここにおいて、前記一対のアンビルは前記アンビルローラの軸線に対して互い対称に設けられているウエブの溶着システム。
【請求項２】
請求項１に記載のウエブの溶着システムであって、
ウエブの搬送速度を増減する変速装置を更に備え、
前記変速装置により、前記一対の超音波ホーンが前記ウエブに振動エネルギーを印加する際の第１および第２間隙における前記ウエブの搬送速度は、前記ウエブが前記変速装置に導入される搬送速度および／または前記変速装置から導出される搬送速度よりも小さく設定されるウエブの溶着システム。
【請求項３】
請求項２に記載のウエブの溶着システムであって、
前記変速装置は、上流から流入する前記ウエブを受け取ると共に前記第１間隙に向って排出する第１ダンサーローラと、
前記第２間隙から排出された前記ウエブを受け取ると共に下流に向って排出する第２ダンサーローラと、
前記第１および第２ダンサーローラを移動させる移動手段とを備え、
前記移動手段が前記第１および第２ダンサーローラを互いに略反対の方向に移動させることにより、前記ウエブの搬送速度が増減されることができるウエブの溶着システム。
【請求項４】
請求項２に記載のウエブの溶着システムであって、
前記変速装置は、上流から流入する前記ウエブを受け取ると共に前記第１間隙に向って排出する第１ダンサーローラと、
前記第２間隙から排出された前記ウエブを受け取ると共に下流に向って排出する第２ダンサーローラと、
前記第１および第２ダンサーローラを移動させる移動手段と、
前記第１および第２ダンサーローラを回転させる第１駆動手段とを備えるウエブの溶着システム。
【請求項５】
請求項４に記載のウエブの溶着システムであって、
前記第１および第２ダンサーローラ間の距離が前記アンビルローラの直径と略同一またはそれより小さく設定されているウエブの溶着システム。
【請求項６】
請求項４に記載のウエブの溶着システムであって、
前記第１および第２ダンサーローラと駆動ローラとを含む複数のローラに張架され、前記複数のローラを同期させて回転させるタイミングベルトを更に備えるウエブの溶着システム。
【請求項７】
請求項６に記載のウエブの溶着システムであって、
前記タイミングベルトに係合し、前記第１駆動手段により回転駆動される駆動ローラと、
前記調整ローラを回転駆動させる第２駆動手段と、
前記調整ローラおよび駆動ローラの周速度が、前記第１ダンサーローラと第２ダンサーローラとの間のウエブの搬送速度と等しくなるように、前記移動手段、第１および第２駆動手段を制御する制御装置を更に備えたウエブの溶着システム。
【請求項８】
請求項１に記載のウエブの溶着システムであって、
前記一対のアンビルの各々が前記第１または第２の超音波ホーンに対向している場合に、前記一対の超音波ホーンが前記ウエブに振動エネルギーを印加するように、前記一対の超音波ホーンが制御されて、前記ウエブの溶着を行い、
前記ウエブの溶着を行わない時には前記一対の超音波ホーンが前記ウエブに振動エネルギーを印加しないように前記一対の超音波ホーンが制御されるウエブの溶着システム。
【請求項９】
請求項１に記載のウエブの溶着システムであって、
前記ウエブを搬送する手段は、回転可能に支持された調整ローラと、
互いに異なる第１位置または第２位置に前記調整ローラを回転自在に支持する支持手段と、を更に備え、
前記第１間隙を通過したウエブは、前記調整ローラの外周面に沿って流れた後、前記第２間隙に搬送され、
前記ウエブを含む半製品を第１のサイズの着用物品に加工する場合には、前記支持手段により前記調整ローラが前記第１位置に支持され、
前記ウエブを含む半製品を前記第１のサイズと異なる第２のサイズの着用物品に加工する場合には、前記支持手段により前記調整ローラが前記第２位置に支持されるウエブの溶着システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のウエブの溶着システムであって、
前記加工される着用物品のサイズに合わせて、前記第１間隙において前記一対のアンビルのうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーンに対向し、同時に、前記第２間隙において前記一対のアンビルのうちの他方が前記第２の超音波ホーンに対向するように、前記アンビルローラの角速度が制御されることができるウエブの溶着システム。
【請求項１１】
請求項１に記載のウエブの溶着システムであって、
前記一対のアンビルのうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーンに対向する際に、前記第１の超音波ホーンがウエブの所定の部位に振動エネルギーを印加し、
前記一対のアンビルのうちのいずれか一方が前記第２の超音波ホーンに対向する際に、前記第２の超音波ホーンが、前記第１の超音波ホーンにより振動エネルギーが印加されたウエブの所定の部位に重ねて振動エネルギーを印加するウエブの溶着システム。
【請求項１２】
請求項１に記載のウエブの溶着システムであって、
前記一対のアンビルのうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーンに対向する際に、前記第１の超音波ホーンがウエブの所定の部位に振動エネルギーを印加し、当該第１の超音波ホーンにより振動エネルギーが印加されたウエブの所定の部位については前記第２の超音波ホーンは振動エネルギーを印加せず、
前記ウエブのうちの前記第１の超音波ホーンにより振動エネルギーを印加されていない部位について、前記一対のアンビルのうちのいずれか一方が前記第２の超音波ホーンに対向する際に、前記第２の超音波ホーンが振動エネルギーを印加するウエブの溶着システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚のウエブ同士を溶着（“シール”とも云われる）する溶着システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１つのアンビルローラの外周に複数の超音波ホーンが設けられた溶着システムが知られている。
【特許文献１】特開２００４−３３０６２２号公報  （要約書）
【発明の開示】
【０００３】
しかし、かかる従来の溶着システムは、１つのアンビルローラに対し複数の超音波ホーンが設けられているので、超音波のエネルギーによる負荷が大きい。そのため、アンビルローラなどの耐久性が損なわれる。また、各超音波ホーンが略同時に超音波振動を印加してシールを行うと、振動によりアンビルの位置ズレが生じる。そのため、溶着位置の精度が低下したり、溶着部分の品質が低下する。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、溶着システムにおいて、溶着位置の精度や溶着部分の品質の向上を図ると共にアンビルローラの耐久性の向上を図ることである。
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明のある溶着システムは、複数枚のウエブを搬送しながら、前記ウエブ同士を溶着させる超音波溶着装置を有する。
前記超音波溶着装置は、一対のアンビルを有するアンビルローラと、前記一対のアンビルと協働して前記ウエブに振動エネルギーを印加する第１および第２の超音波ホーン（振動具）とを備える。前記一対のアンビルは、前記アンビルローラの軸線に対して互いに対称に設けられている。
前記一対のアンビルのうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーンに対向し、同時に、前記一対のアンビルのうちの他方が前記第２の超音波ホーンに対向することが可能なように、前記一対の超音波ホーンは配置されている。
本システムは、前記アンビルローラと前記第１の超音波ホーンとの間の第１間隙を前記ウエブが通過した後に、前記アンビルローラと前記第２の超音波ホーンとの間の第２間隙を前記ウエブが通過するように前記ウエブを搬送する手段を備えている。
前記一対のアンビルのうちの各々が、前記第１または第２の超音波ホーンに対向した状態で、前記一対の超音波ホーンが前記ウエブに振動エネルギーを同時に印加する。
【０００６】
本システムにおいては、２箇所において同時にウエブの溶着がなされる。この際、前記アンビルローラは、前記アンビルローラの略中心に向かう互いに反対の方向の２つの力を、前記ウエブを介して、前記超音波ホーンから同時に受ける。
アンビルローラが互いに反対の方向からの力を同時に受けるので、超音波エネルギーの衝撃によるアンビルローラの負荷が小さくなると共に、超音波ホーンが振動エネルギーをアンビルローラに印加しても、アンビルが位置ズレしにくくなる。したがって、溶着の位置精度が向上する。
【０００７】
本発明の好ましい実施例では、ウエブの溶着システムは、ウエブの搬送速度を増減する変速装置を更に備える。当該変速装置により、前記一対の超音波ホーンが前記ウエブに振動エネルギーを印加する際の第１および第２間隙における前記ウエブの搬送速度は、前記ウエブが前記変速装置に導入される搬送速度および／または前記変速装置から導出される搬送速度よりも小さく設定される。
このようにすれば、振動エネルギーを受ける時間が長くなるので、単位面積当たりのウエブの受ける振動エネルギーが大きくなるから、溶着の信頼性が高まる。
また、１つの変速装置に対し、２つの超音波ホーンを同時に作動させるので、変速時に生じる原動機（サーボモータ）の負荷の回数を減らすことができると共に、ダンサーローラの揺動回数を半分に減らすことができる。したがって、装置の耐久性が向上する。
【０００８】
この場合、前記変速装置は、上流から流入する前記ウエブを受け取ると共に前記第１間隙に向って排出する第１ダンサーローラと、前記第２間隙から排出された前記ウエブを受け取ると共に下流に向って排出する第２ダンサーローラと、前記第１および第２ダンサーローラを移動させる移動手段とを更に備えていてもよい。かかる構成では、前記移動手段が前記第１および第２ダンサーローラを互いに略反対の方向に移動させることにより、前記ウエブの搬送速度が増減されてもよい。
【０００９】
本発明の別の好ましい実施例では、ウエブの溶着システムは、ウエブの搬送速度を増減する変速装置を備える。前記変速装置は、上流から流入する前記ウエブを受け取ると共に前記第１間隙に向って前記ウエブを排出する第１ダンサーローラと、前記第２間隙から排出された前記ウエブを受け取ると共に前記ウエブを下流に向って排出する第２ダンサーローラと、前記第１および第２ダンサーローラを移動させる移動手段と、前記第１および第２ダンサーローラを回転させる第１駆動手段とを備える。
【００１０】
この場合、前記第１および第２ダンサーローラ間の距離は、前記アンビルローラの直径と略同一またはそれよりも小さく設定されてもよい。２つのダンサーローラ間の距離が互いに大きく離れていると、変速装置を含む装置全体が大型化する。これに対し、本実施例のシステムでは、２つのダンサーローラ間の距離がアンビルローラの直径と同一またはそれよりも小さいので、装置が小型化される。
【００１１】
また、この実施例のウエブの溶着システムは、前記第１および第２ダンサーローラを含む複数のローラに張架され、前記複数のローラを同期させて回転させるタイミングベルトを更に備えるのが好ましい。
この場合、一対のダンサーローラ間の距離が短いので、前記タイミングベルトの短縮化が図られる。したがって、市販のタイミングベルトを用いることが可能となる。
【００１２】
さらに、ウエブの溶着システムは、前記タイミングベルトに係合し、前記第１駆動手段により回転駆動される駆動ローラと、前記調整ローラを回転駆動させる第２駆動手段と、制御装置とを更に備えていてもよい。前記制御装置は、前記調整ローラおよび駆動ローラの周速度が、前記第１ダンサーローラと第２ダンサーローラとの間のウエブの搬送速度と等しくなるように、前記移動手段、第１および第２駆動手段を制御する。
【００１３】
本発明の別の好ましい実施例では、前記一対のアンビルの各々が前記第１または第２の超音波ホーンに対向している場合に、前記一対の超音波ホーンが前記ウエブに振動エネルギーを印加するように前記一対の超音波ホーンが制御されて、前記ウエブの溶着を行う。一方、前記ウエブの溶着を行わない時には、前記一対の超音波ホーンが前記ウエブに振動エネルギーを印加しないように前記一対の超音波ホーンが制御される。
【００１４】
この実施例では、前記ホーンを常時作動させる必要がなくなるので、電力コストの削減が図られる。また、ウエブのうちの溶着の不要な部分に振動エネルギーが印加されないので、当該部分に皺の生じるおそれがない。
【００１５】
本発明の別の好ましい実施例では、前記ウエブを搬送する手段は、回転可能に支持された調整ローラと、互いに異なる第１位置または第２位置に前記調整ローラを回転自在に支持する支持手段とを備える。前記第１間隙から排出されたウエブは、前記調整ローラの外周面に沿って流れた後、前記第２間隙に搬送される。
前記ウエブを含む半製品を第１のサイズの着用物品に加工する場合には、前記支持手段により前記調整ローラが前記第１位置に支持される。一方、前記ウエブを含む半製品を前記第１のサイズと異なる第２のサイズの着用物品に加工する場合には、前記支持手段により前記調整ローラが前記第２位置に支持される。
【００１６】
一対の超音波ホーンは、個々の着用物品の端部を各々溶着するので、前記第１間隙と第２間隙との間のウエブの長さは、着用物品の製品の長さと同じであるか、あるいは、その複数倍に相当する長さとなる。したがって、調整ローラの支持位置を変更することで、前記着用物品の製品の長さを変更することができる。つまり、調整ローラの支持位置を変更することにより、ウエブにおける溶着位置の間隔が調整可能となるから、互いに異なるサイズの着用物品が生成可能となる。
【００１７】
この場合、前記加工される着用物品のサイズに合わせて、前記第１間隙において前記一対のアンビルのうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーンに対向し、同時に、前記第２間隙において前記一対のアンビルのうちの他方が前記第２の超音波ホーンに対向するように、前記アンビルローラの角速度が制御される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例にかかる溶着システムを示す概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は変速装置の概略側面図、図２（ｂ）はアンビルロールの他の例を示す概略側面図である。
【図３】制御システムを示す概略構成図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は製品に切り放す前の着用物品の一例を示す概略正面図である。
【図５】溶着システムの他の例を示す概略構成図である。
【図６】溶着システムの更に他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００１９】
１：第１間隙
２：第２間隙
３：搬送手段
４：変速装置
５：制御装置
１０：アンビルローラ
１１，１２：アンビル
２１：第１の超音波ホーン
２２：第２の超音波ホーン
３１：支持手段
３２：第２駆動手段
４０：移動手段
４１：第１駆動手段
Ｐ１：第１の位置
Ｐ２：第２の位置
Ｒ１：第１ダンサーローラ
Ｒ２：第２ダンサーローラ
Ｒ３：調整ローラ
Ｒ４：駆動ローラ
ＴＢ：タイミングベルト
Ｗ：ウエブ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲によってのみ定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
以下の説明では、第１実施例において、まず、本発明の溶着システムの要部について説明し、その後に、前記溶着システムに設けられた変速装置について説明する。【００２２】
図１〜図３は第１実施例を示す。
本システムは、互いに重ねられた複数枚のウエブＷを搬送しながら、前記ウエブＷ同士を溶着させる超音波溶着装置を有する。
前記超音波溶着装置は、一対のアンビル１１，１２を有するアンビルローラ１０と、前記一対のアンビル１１，１２と協働して前記ウエブＷに振動エネルギーを印加する第１および第２の超音波ホーン２１，２２と、前記超音波ホーン２１，２２に各々超音波振動を発生させる一対のソニック装置２０，２０とを備える。【００２３】
前記ホーン２１，２２には周波数の高い機械的振動が負荷されて、前記超音波ホーン２１，２２とアンビル１１，１２との間を通過する複数枚のウエブＷ同士を摩擦熱で互いに溶着する。
前記超音波ホーン２１，２２としては、たとえば、特表平１０−５１３１２８号に記載の超音波ホーンが用いられてもよい。周知のように、ホーン２１，２２の表面には、たとえば、多数の凸部からなるシールパターンが形成されていてもよい。また、ホーン２１，２２の表面にシールパターンを形成する代わりに、アンビル１１，１２の表面にシールパターンが形成されていてもよい。【００２４】
ウエブＷは、互いに溶着が必要な複数枚の熱可塑性のウエブが重ねられて、形成されている。また、前記ソニック装置２０，２０によってシールされるウエブＷの溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３は、たとえば、図４（ａ）〜図４（ｃ）の使い捨てパンツ（着用物品の一例）のような製品の端部である。各溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３の間のピッチは予め所定のピッチＳｐｍ，Ｓｐｌに設定されている。【００２５】
前記一対のアンビル１１，１２は、前記アンビルローラ１０の軸線（アンビル１１の回転中心Ｏに沿って延びる線）に対して互い対称に設けられている。すなわち、前記一対のアンビル１１，１２は、アンビルローラ１０に１８０°のピッチで設けられている。
前記第１の超音波ホーン２１と第２の超音波ホーン２２とは前記アンビル１１の回転中心Ｏを中心として対称に配置されている。すなわち、前記一対のアンビル１１，１２のうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーン２１に対向し、同時に、前記一対のアンビル１１，１２のうちの他方が前記第２の超音波ホーン２２に対向することが可能なように、前記一対の超音波ホーン２１，２２は配置されている。【００２６】
前記一対のアンビル１１，１２のうちの各々が、前記第１または第２の超音波ホーン２１，２２に対向した状態で、前記一対の超音波ホーン２１，２２が前記ウエブＷに振動エネルギーを同時に印加する。したがって、２箇所において同時にウエブＷの溶着がなされる。この際、前記アンビルローラ１０は、前記アンビルローラ１０の中心Ｏに向かう互いに反対の方向の２つの力を、前記ウエブＷを介して、前記超音波ホーン２１，２２から同時に受ける。このように、アンビルローラ１０が同時に互いに反対の方向からの力を同時に受けるので、超音波ホーン２１，２２が大きな振動エネルギーをアンビルローラ１０に印加しても、アンビル１１，１２が位置ズレしにくくなる。【００２７】
なお、図２（ｂ）に示すように、前記アンビルローラ１０には、前記一対のアンビル１１，１２に加え、別の一対または別の複数対のアンビル１３，１４が設けられていてもよい。【００２８】
本システムは搬送装置（搬送する手段）３を備えている。該搬送装置３は、前記アンビルローラ１０と前記第１の超音波ホーン２１との間の第１間隙１を前記ウエブＷが通過した後に、前記アンビルローラ１０と前記第２の超音波ホーン２１との間の第２間隙２を前記ウエブＷが通過するように、前記ウエブＷを搬送する。前記搬送装置３は、調整ローラＲ３および後に詳述する変速装置４などを備えている。前記第１間隙１を通過したウエブＷは、前記調整ローラＲ３の外周面に沿って流れた後、前記第２間隙２に搬送される。なお、本システムにおいて、前記ソニック装置２０，２０、搬送装置４等は、上流側と下流側とが概ね互いに面対称になるように、配置されている。【００２９】
前記調整ローラＲ３は支持手段３１によって回転可能に支持されている。前記支持手段３１は互いに異なる第１位置Ｐ１または第２位置Ｐ２に前記調整ローラＲ３を回転自在に支持する。
図４（ａ）の第１のサイズ（たとえばＭサイズ）の着用物品を製造する場合には、図１の前記支持手段３１により、前記調整ローラＲ３が実線で示す前記第１位置Ｐ１に支持される。一方、図４（ｃ）の第２のサイズ（たとえばＬサイズ）の着用物品を製造する場合には、図１の前記支持手段３１により、前記調整ローラＲ３が二点鎖線で示す前記第２位置Ｐ２に支持される。【００３０】
図４（ａ）〜図４（ｃ）の着用物品Ｎの溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３は、図１の第１間隙１および第２間隙２をウエブＷが通過する際に溶着される。一方、前記溶着は前記第１および第２間隙１，２において同時になされる。したがって、ウエブＷにおける第１間隙１から第２間隙２までの部分の長さは、図４（ａ）〜図４（ｃ）の着用物品ＮのピッチＳｐｍ，Ｓｐｌの整数倍に設定される必要がある。そのため、前述のように、図１の調整ローラＲ３が第１位置Ｐ１または第２位置Ｐ２において選択的に支持されることにより、２種以上のサイズの着用物品を製造することができる。【００３１】
前記支持手段３１の具体的構造は限定されないが、たとえば、支持手段３１は、調整ローラＲ３の回転中心Ｏ３がアームのまわりに回転自在に設けられ、当該アームが異なる２つの角度において固定されるような構造にしてもよい。あるいは、支持手段３１は、支持手段３１の軸受を異なる２つ以上の位置で固定できるような構造にしてもよい。また、支持手段３１は３種以上のサイズの着用物品を製造できるような構造にしてもよい。【００３２】
変速装置４は、第１および第２ダンサーローラＲ１，Ｒ２と、図２（ａ）の移動手段４０と第１駆動手段４１とを備えている。図１の前記第１ダンサーローラＲ１は上流から流入する前記ウエブＷを受け取ると共に前記第１間隙１に向って前記ウエブＷを排出する。前記第２ダンサーローラＲ２は前記第２間隙２から排出された前記ウエブＷを受け取ると共に下流に向って前記ウエブＷを排出する。【００３３】
前記移動手段４０（図２）は、前記第１および第２ダンサーローラＲ１，Ｒ２を仮想線および実線で示すように往復移動（揺動）させる。前記第１駆動手段４１は前記第１および第２ダンサーローラＲ１，Ｒ２を互いに同じ回転速度（周速度）で回転させる。【００３４】
前記第１ダンサーローラＲ１の上流には、第１ガイドローラＧ１が回転可能に設けられている。前記第２ダンサーローラＲ２の下流には、第２ガイドローラＧ２が回転可能に設けられている。前記第１ガイドローラＧ１は、前記第１ダンサーローラＲ１に向って流れるウエブＷを案内する。一方、前記第２ガイドローラＧ２は前記第２ダンサーローラＲ２から流れ出るウエブＷを案内する。前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２の間の上方の位置には、第１駆動ローラＲ４が配置されている。図２（ａ）に示すように、前記５つのローラＲ１，Ｒ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｒ４およびテンションローラＲｔ等には、タイミングベルトＴＢが張架されている。したがって、前記第１駆動ローラＲ４の回転駆動により、前記タイミングベルトＴＢを介して前記５つのローラは互いに同期して回転する。【００３５】
前記変速装置４は、ウエブＷの高速搬送および低速搬送を交互に繰り返し行う。前記高速搬送において、ダンサーローラＲ１，Ｒ２間の前記ウエブＷの移動速度は、前記第１ダンサーローラＲ１に流入するウエブＷの速度Ｖよりも大きい。一方、前記低速搬送において、前記ダンサーローラＲ１，Ｒ２間の前記ウエブＷの移動速度は、前記速度Ｖよりも小さい。【００３６】
すなわち、高速搬送においては、実線の矢印Ｄ１で示すように、前記第１ダンサーローラＲ１が前記アンビルローラ１０に近づき、同時に、前記第２ダンサーローラＲ２が前記アンビルローラ１０から遠ざかるように前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２を移動させることで、前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２間においてウエブＷが高速で搬送される。一方、前記低速搬送においては、破線の矢印Ｄ２で示すように、前記第１ダンサーローラＲ１が前記アンビルローラ１０から遠ざかり、同時に、前記第２ダンサーローラＲ２が前記アンビルローラ１０に近づくように前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２が移動されることで、前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２間においてウエブＷが低速で搬送される。【００３７】
前記第１および第２のアンビル１１，１２が、前記アンビルロール１０の前記第１および第２の超音波ホーン２１，２２以外の部分に対向している状態である場合に、第１ダンサーローラＲ１と前記第２ダンサーローラＲ２との間の前記ウエブＷの速度Ｖが、前記第１ダンサーローラＲ１に流入する前記ウエブＷの速度Ｖよりも大きくなるように制御される。
一方、前記アンビル１１，１２が、それぞれ、前記第１および第２の超音波ホーン２１，２２に対向している状態である場合に、第１ダンサーローラＲ１と前記第２ダンサーローラＲ２との間の前記ウエブＷの速度が、前記第１ダンサーローラＲ１に流入する前記ウエブＷの速度Ｖよりも小さくなるように制御されると共に、前記超音波エネルギーによる溶着がなされる。【００３８】
このように、ホーン２１，２２が振動エネルギーをウエブＷに印加する際に、ホーン２１，２２とアンビル１１，１２の間を通過するウエブＷの速度が小さいので、振動エネルギーを受ける時間が長くなるから、単位面積あたりのウエブＷの受けるエネルギーが大きくなる。従って、溶着の信頼性が高まる。
また、一対のアンビル１１，１２およびホーン２１，２２が設けられているので、１製品あたりのサーボモータの変速回数は１つのアンビルおよび１つのホーンの場合の半分になる。したがって、周期変速する各サーボモータの負荷が軽減される。さらに、１製品あたりのダンサーローラＲ１，Ｒ２の揺動回数は、１つのアンビルおよび１つのホーンの場合の半分になる。したがって、機械への負担が減らされるから、機械寿命が延びる。【００３９】
ここで、図２（ａ）の変速装置４は、第１駆動手段４１により前記一対のダンサーローラＲ１，Ｒ２を互いに同じ回転速度で、かつ、ウエブの搬送速度と同じ周速度で回転させるので、一対のローラＲ１，Ｒ２間におけるウエブＷの張力の変動が生じない。しかも、２つのダンサーローラＲ１，Ｒ２が互いに等しい移動速度で移動すると、ウエブＷにおける２つのダンサーローラＲ１，Ｒ２間の長さが、一定に保たれる。これにより、ウエブＷの伸びや縮みが発生しない。【００４０】
つぎに、両ダンサーローラＲ１，Ｒ２の配置について説明する。
図１の実線で示すように、前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２が前記移動の中心に在る場合に、前記第１ダンサーローラＲ１から前記アンビルローラ１０までの距離が、前記第２ダンサーローラＲ２から前記アンビルローラ１０までの距離と概ね同じである。前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２が移動の中心に在る場合に、前記第１ダンサーローラＲ１の前記ウエブＷのリリースポイントと前記第２ダンサーローラＲ２の前記ウエブＷのレシーブポイントとの間の距離は、前記アンビルローラ１０の直径と概ね同じか、あるいは、前記直径よりも小さくなるように、前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２は配置されている。これにより、前記変速装置４がコンパクトな構造になる。【００４１】
つぎに、移動手段４０の一例が図２（ａ）にしたがって説明される。
この移動手段４０においては、たとえば５つのプーリ４２に揺動用のベルト４３が巻回されている。前記揺動用のベルト４３には、第１および第２取付具４４，４５を介して、各々、第１および第２ダンサーローラＲ１，Ｒ２が回転可能に取り付けられている。本移動手段４０は、２組の前記５つのプーリ４２および揺動用のベルト４３を備え、各組は両ダンサーローラＲ１，Ｒ２の軸方向の両端部に配置されている。【００４２】
前記プーリ４２のうち１つは駆動プーリである。この駆動プーリは、図示しないサーボモータにより正逆回転される。前記サーボモータの正回転により、前記揺動ベルト４３が実線で示される第１方向Ｄ１に回転すると、第１および第２ダンサーローラＲ１，Ｒ２が第１方向Ｄ１に移動する。一方、前記サーボモータの逆回転により、前記揺動ベルト４３が破線で示される第２方向Ｄ２に回転すると、第１および第２ダンサーローラＲ１，Ｒ２が第２方向Ｄ２に移動する。【００４３】
前記両ダンサーローラＲ１，Ｒ２が矢印Ｄ１，Ｄ２方向に往復移動（揺動）を繰り返すことにより、前記高速搬送と前記低速搬送とが繰り返し行われる。【００４４】
つぎに、本システムの制御が説明される。
図３に示すように、本システムでは、制御装置５によって超音波溶着装置のソニック装置２０と、アンビルローラ１０、第１駆動手段４１、第２駆動手段３２および移動手段４０の各サーボモータとが制御される。なお、前記第２駆動手段３２は前記サーボモータを介して図１の調整ローラＲ３を回転駆動させる。【００４５】
前記制御装置５は、図１のソニック装置２０の作動タイミングと前記アンビルローラ１０のアンビル１１，１２の位置とが以下の関係となるように、前記ソニック装置２０およびアンビルローラ１０のサーボモータを制御する。【００４６】
図４（ａ）および図４（ｃ）の前記着用物品Ｎのサイズ（Ｍ，Ｌ）に合わせて、つまり、シール領域Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３のピッチに合わせて、図１の前記第１間隙１において前記一対のアンビル１１，１２のうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーン２１に対向し、同時に、前記第２間隙２において前記一対のアンビル１１，１２のうちの他方が前記第２の超音波ホーン２２に対向するように、前記アンビルローラ１０の角速度が制御される。【００４７】
前記一対のアンビル１１，１２の各々が前記第１または第２の超音波ホーン２１，２２に対向しているときに、前記一対の超音波ホーン２１，２２が前記ウエブＷに振動エネルギーを印加するように前記ソニック装置２０が制御されて、前記ウエブＷの溶着が行われる。一方、前記ウエブＷの溶着を行わない時には前記一対の超音波ホーン２１，２２が前記ウエブＷに振動エネルギーを印加しないように前記ソニック装置２０が制御される。【００４８】
前記第１駆動ローラＲ４は前記第１ダンサーローラＲ１から前記第１間隙１に向って搬送されるウエブＷに接すると共に、前記第２間隙２から前記第２ダンサーローラＲ２に向って搬送されるウエブＷに接する。前記第１および第２ダンサーローラＲ１，Ｒ２と前記第１駆動ローラＲ４とにタイミングベルトＴＢ（図２（ａ））を張架することにより、前記第１駆動ローラＲ４と前記各ダンサーローラＲ１，Ｒ２とが同期して変速される。したがって、前記第１駆動ローラＲ４の周速度が所定値に制御されることで、前記第１および第２ダンサーローラＲ１，Ｒ２のウエブＷのリリースポイントおよびレシーブポイントにおける周速度が所定の速度曲線に従って変速されるように制御される。【００４９】
また、前記第１駆動ローラＲ４の周速度と前記調整ローラＲ３の周速度は互いに同一となるように前記第１駆動ローラＲ４および調整ローラＲ３が互いに同期して変速される。また、前記ウエブＷの溶着時において、前記アンビルローラ１０の周速度が前記第１駆動ローラＲ４の周速度と同一となるように、前記第１駆動ローラＲ４およびアンビルローラ１０が周期変速される。こうして、ダンサーローラＲ１，Ｒ２の移動に合わせて、第１駆動ローラＲ４および前記調整ローラＲ３の周速度や、前記ウエブＷの溶着時のアンビルローラ１０の周速度と、前記第１ダンサーローラＲ１と第２ダンサーローラＲ２との間のウエブＷの搬送速度とが等しくなるように、図３の前記移動手段４０、第１および第２駆動手段４１，３２およびアンビルローラ１０が制御される。【００５０】
つぎに、本システムの動作が説明される。
図１の前記ウエブＷは、概ね一定の速度Ｖで第１ガイドローラＧ１から前記第１ダンサーローラＲ１の外周面に沿って流れた後、前記第１および第２間隙１，２を経由して、前記第２ダンサーローラＲ２の外周面に沿って流れ、その後、概ね一定の速度Ｖで第２ガイドローラＧ２に沿って搬送される。【００５１】
前記第１ダンサーローラＲ１と前記第１間隙１との間のウエブＷの長さが大きくなるように前記第１ダンサーローラＲ１が矢印Ｄ２方向へ移動すると共に、前記第２ダンサーローラＲ２と前記第２間隙２との間のウエブＷの長さが小さくなるように第２ダンサーローラＲ２が矢印Ｄ２方向へ移動する。これにより、前記第１ダンサーローラＲ１と前記第２ダンサーローラＲ２との間の前記ウエブＷの速度が、前記第１ダンサーローラＲ１に流入する前記ウエブＷの速度Ｖよりも小さくなる。【００５２】
前記ウエブＷが低速で搬送されているときに、前記アンビルローラ１０のアンビル１１，１２が前記超音波ホーン２１，２２に対向し、前記ソニック装置２０が作動して、図４（ａ）のウエブＷにおける互いに隣接する溶着領域Ｓａ３，Ｓａ３が同時に溶着（シール）される。【００５３】
図１の前記第１ダンサーローラＲ１と前記第１間隙１との間のウエブＷの長さが小さくなるように前記第１ダンサーローラＲ１が矢印Ｄ１方向へ移動すると共に、前記第２ダンサーローラＲ２と前記第２間隙２との間のウエブＷの長さが大きくなるように第２ダンサーローラＲ２が矢印Ｄ１方向へ移動する。これにより、前記第１ダンサーローラＲ１と前記第２ダンサーローラＲ２との間の前記ウエブＷの速度が、前記第１ダンサーローラＲ１に流入する前記ウエブＷの速度よりも大きくなる。【００５４】
前記溶着については、図４（ａ）のように、１つの溶着領域Ｓａ３がに前記超音波ホーン２１および２２の双方によって重ねて溶着されてもよい。すなわち、前記一対のアンビル１１，１２のうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーン２１に対向する際に、前記第１の超音波ホーン２１がウエブＷの所定の部位（図４（ａ）の溶着領域Ｓａ３）に振動エネルギーを印加し、その後、前記一対のアンビル１１，１２のうちのいずれか一方が前記第２の超音波ホーン２２に対向する際に、前記第２の超音波ホーン２２が、前記第１の超音波ホーン２１により振動エネルギーが印加されたウエブＷの所定の部位（前記溶着領域Ｓａ３）に重ねて振動エネルギーを印加する。この溶着領域Ｓａ３は着用物品などの製品の端部となる。
この場合、第１間隙１において第１の超音波ホーン２１によって溶着された溶着領域Ｓａ３が、続いて、第２間隙２において第２の超音波ホーン２２によって溶着されるように、ウエブＷの搬送速度およびアンビルローラ１０の角速度が制御される。
かかる溶着の場合、ウエブの１箇所に２回にわたり振動エネルギーが印加されるので、溶着の信頼性が高くなる。【００５５】
一方、図４（ｂ）のように、各溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２が前記超音波ホーン２１または２２のいずれか一方のみによって溶着されてもよい。すなわち、前記一対のアンビル１１，１２のうちのいずれか一方が前記第１の超音波ホーン２１に対向する際に、前記第１の超音波ホーン２１がウエブの所定の部位（図４（ｂ）の溶着領域Ｓａ１）に振動エネルギーを印加し、当該第１の超音波ホーン２１により振動エネルギーが印加されたウエブの所定の部位（前記溶着領域Ｓａ１）については前記第２の超音波ホーン２２は振動エネルギーを印加しない。また、前記ウエブＷのうちの前記第１の超音波ホーン２１により振動エネルギーを印加されていない部位（図４（ｂ）の溶着領域Ｓａ２）について、前記一対のアンビル１１，１２のうちのいずれか一方が前記第２の超音波ホーン２２に対向する際に、前記第２の超音波ホーン２２が振動エネルギーを印加する。
この場合、図４（ｂ）のように、ウエブＷには、第１の超音波ホーン２１による溶着領域Ｓａ１と、第２の超音波ホーンによる溶着領域Ｓａ２とが交互に現れる。各溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２間のピッチはＳｐｍであり、したがって、第１の超音波ホーン２１による溶着領域Ｓａ１，Ｓａ１間のピッチ、および、第２の超音波ホーンによる溶着領域Ｓａ２，Ｓａ２間のピッチはＳｐｍの２倍となる。この溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２は着用物品などの製品の端部となる。この場合、第１および第２間隙１，２において、溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２が溶着された後、ウエブＷがＳｐｍの２倍だけ搬送された後、別の溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２が溶着されるように、ウエブＷの搬送速度およびアンビルローラ１０の角速度が制御される。
かかる溶着の場合、各溶着領域Ｓａ１，Ｓａ２において２回にわたり振動エネルギーを印加する場合に生じ得る溶着のズレが生じにくい。従って、見た目が美しく、製品不良が低減するため、製造効率が向上する。また、１つの溶着領域に一度しか溶着を行わないので、ダンサーローラの揺動回数を減らすことができ、機械寿命が向上する。【００５６】
図５は第２実施例を示す。
この図に示すように、前記第１駆動ローラＲ４はウエブＷに接している必要はない。【００５７】
図６は第３実施例を示す。
この図に示すように、３つのローラＲ１〜Ｒ３の少なくとも１つの外周側にウエブＷの流れを規制するガイドＴ１〜Ｔ３が設けられていてもよい。同様に、第１及び第２ガイドローラＧ１，Ｇ２の少なくとも１つの外周側にウエブＷの流れを規制するガイドＴ８，Ｔ９が設けられていてもよい。更に、第１駆動ローラＲ４に流入するウエブＷの流れを規制するガイドＴ４，Ｔ５や、第１駆動ローラＲ４から流出するウエブＷの流れを規制するガイドＴ６，Ｔ７が設けられていてもよい。これらのガイドＴ１〜Ｔ９は、例えば、ウエブＷが吸収体を含む複数のウエブの積層体である場合など、ウエブＷの重量バランスが悪いときに、当該ウエブＷがスムースに搬送されるのに役立つ。【００５８】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、調整ローラや変速装置は必ずしも設けられる必要はない。
また、調整ローラに代えて固定ローラが設けられてもよい。
更に、前記調整ローラは第１位置および第２位置において各々軸心の位置を微調整することができる手段を介して前記支持手段に支持されていてもよい。
また、変速装置を設ける場合、変速の方法は前記方法に限定されない。
また、タイミングベルトに代えて、他のベルトやチェーンが用いられてもよい。
また、ダンサーローラは上下ではなく左右に揺動してもよい。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の溶着システムは、使い捨てパンツ、オムツ、生理用品などの使い捨て着用物品の生産設備に利用されることができる他、医療用の創傷被覆材などの生産設備などに利用されることができる。
【図１】
0004361562.tif 000002
【図２】
0004361562.tif 000003
【図３】
0004361562.tif 000004
【図４】
0004361562.tif 000005
【図５】
0004361562.tif 000006
【図６】
0004361562.tif 000007