JP4966716B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、使い捨ておむつ等の製品の生産に用いられる加工装置であって、製品単位に分断前の連続したワークに所定の加工ピッチで加工処理を行う加工装置に関する。

従来、使い捨ておむつ（以下、おむつと言う）は、連続生産ラインで生産されている。その生産における処理のひとつとして、連続したシートを複数枚重ね合わせた状態で、その連続する方向に製品単位の加工ピッチで溶着処理を施して前記複数枚のシートを接合する処理がある。この処理は、所謂シール装置を用いて行われる（特許文献１を参照）。
特開２００６−１０１９７０号

シール装置は、軸周りに駆動回転するドラムと、このドラムの回転方向の所定位置に配置されて、前記ドラムの外周面に対向する超音波ホーンとを有している。また、ドラムの外周面には、凸部を有するアンビルが前記回転方向に前記加工ピッチで設けられている。
そして、このドラムの外周面に、前記重ね合わせた状態の前記複数枚のシート（以下、ワークとも言う）が巻き付けられつつ、当該ドラムの回転によって該ドラムの回転方向に前記ワークが連続して移動され、その移動の間に、前記超音波ホーンにより、前記ワークに超音波振動が与えられる。すると、アンビルの凸部が超音波ホーンの位置を通過する際に、その超音波振動が選択的に前記凸部に当接する前記ワークの部分に作用して当該部分が部分的に摩擦熱等により溶融し、その結果、前記ワークは所定の加工ピッチで溶着される。

但し、上述の加工ピッチは、おむつの製品サイズ毎に異なり、例えば、Ｓサイズ（小サイズ）のおむつの加工ピッチは小さく、Ｌサイズ（大サイズ）は大きい。
このため、生産ラインによっては、このようなシール装置を製品サイズ毎に保有しているところも有り、その生産ラインでは、サイズ替えの度に、対応するサイズのシール装置に入れ替えて使用している。
しかしながら、製品サイズ毎に専用のシール装置を保有していると、その設備費も製品サイズの区分数倍に膨らむ等してしまい、製造コストの低減を阻む一因になる。
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、連続したワークになされる加工処理の加工ピッチを変更可能な単一の加工装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、
軸周りに回転する回転体の外周面に、連続したワークを巻き付けて前記回転体の回転によって該回転体の回転方向に前記ワークを移動させる間に、前記ワークに対して前記回転方向に所定の加工ピッチで加工処理を行う加工装置であって、
前記回転体の外周面に対向しつつ前記回転方向の所定位置に配置される第１加工処理部と、
前記回転体の外周面に前記回転方向の所定角度おきに設けられて、前記第１加工処理部に対向する際に該第１加工処理部と協働して前記ワークに前記加工処理を行う第２加工処理部と、
前記第２加工処理部同士の間にて前記ワークを支持し、前記加工ピッチに応じて前記ワークの支持位置を変更可能な支持部と、を備えていることを特徴とする加工装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、連続したワークになされる加工処理の加工ピッチを変更可能な単一の加工装置を提供できる。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

軸周りに回転する回転体の外周面に、連続したワークを巻き付けて前記回転体の回転によって該回転体の回転方向に前記ワークを移動させる間に、前記ワークに対して前記回転方向に所定の加工ピッチで加工処理を行う加工装置であって、
前記回転体の外周面に対向しつつ前記回転方向の所定位置に配置される第１加工処理部と、
前記回転体の外周面に前記回転方向の所定角度おきに設けられて、前記第１加工処理部に対向する際に該第１加工処理部と協働して前記ワークに前記加工処理を行う第２加工処理部と、
前記第２加工処理部同士の間にて前記ワークを支持し、前記加工ピッチに応じて前記ワークの支持位置を変更可能な支持部と、を備えていることを特徴とする加工装置。

このような加工装置によれば、加工ピッチ毎に加工装置を保有せずとも、当該加工装置を一台だけ有していれば、前記ワークになされる加工処理の加工ピッチを変更可能となる。詳しくは次の通りである。

上述の加工装置は、前記加工ピッチに応じて前記ワークの支持位置を変更可能な支持部を有している。このため、前記ワークの支持位置の変更を介して、前記第２加工処理部同士の間に渡される前記ワークの部分の長さを変更可能であるが、ここで、加工ピッチは、前記第２加工処理部同士の間に渡される前記ワークの部分の長さに基づいて決定する。よって、前記加工装置によれば、前記ワークへの加工処理の加工ピッチを変更可能となる。

かかる加工装置であって、
前記回転体の外周面における前記第２加工処理部同士の間の部分は、切り欠かれているとともに、当該切り欠かれた部分に前記支持部が配置されて着脱可能に固定されており、
前記支持部を、前記加工ピッチ毎に有し、
前記加工ピッチに応じて前記支持部が交換されるのが望ましい。
このような加工装置によれば、前記支持部の交換という簡単な方法によって、前記加工ピッチを変更可能となる。

かかる加工装置であって、
前記支持部の交換によって、前記ワークの支持位置が、前記回転体の径方向に移動されるのが望ましい。
このような加工装置によれば、前記支持部の交換という簡単な方法によって、前記加工ピッチを変更可能となる。

かかる加工装置であって、
前記ワークは、熱溶着性素材の複数枚のシートが重ね合わされてなり、
前記加工処理は、重ね合わされた前記複数枚のシートを前記加工ピッチで溶着して接合する処理であるのが望ましい。
このような加工装置によれば、前記重ね合わされた複数枚のシートを、前記加工ピッチで溶着して接合することができる。

かかる加工装置であって、
前記第１加工処理部は、前記ワークに超音波振動を与える超音波ホーンを有するとともに、前記第２加工処理部は、前記外周面よりも高く突出された凸部を有するアンビルであっても良い。

かかる加工装置であって、
前記第１加工処理部の前記回転方向の下流側には、前記回転体の外周面に対向させて第３加工処理部が配置されており、
前記第３加工処理部は、前記第２加工処理部が対向する際に該第２加工処理部と協働して、前記ワークを前記加工ピッチで分断するのが望ましい。
このような加工装置によれば、前記重ね合わされた複数枚のシートたるワークを、前記加工ピッチで溶着して接合した後で、更に、当該ワークを、前記溶着の加工ピッチで分断することもできる。

かかる加工装置であって、
前記第３加工処理部は、第３刃部材を有するとともに、前記第２加工処理部は、前記第３刃部材と協働して前記ワークを前記加工ピッチで分断する第４刃部材を有しても良い。

かかる加工装置であって、
前記第１加工処理部と前記第３加工処理部との間には、前記ワークが前記回転体の外周面から離れないように前記ワークを保持するための保持装置が設けられているのが望ましい。
このような加工装置によれば、前記ワークが、前記第３加工処理部によって分断されても、当該第３加工処理部へと前記ワークを安定して移動させることができる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
本発明に係る加工装置２０は、連続生産ラインを走行する連続したワークに所定の加工ピッチで所定の加工処理を施すものである。以下に説明する第１実施形態では、連続したワークとしておむつ１の基材１ａを例に、また、この基材１ａへの加工処理としては、前記基材１ａの前身頃１０と後身頃１１とを溶着する溶着処理を例に説明する。つまり、第１実施形態に係る加工装置は、所謂シール装置である。

＜＜＜おむつ１及びその基材１ａ＞＞＞
先ず、図１Ａ及び図１Ｂを参照しておむつ１について説明する。図１Ａは、おむつ１の完成品を示す斜視図である。また、図１Ｂは、おむつ１の構成部品を説明するための斜視図であって、図１Ａの完成品を股下部１３にて平面に展開し、それを厚み方向の構成部品に分解して示している。

図１Ｂに示す展開状態のおむつ１は、液透過性のトップシート２と、液体を吸収する吸収体４と、液不透過性のバックシート３とを、この順番で重ね合わせたシート積層体である。吸収体４の素材としては、例えば高吸収性ポリマーが混入された粉砕パルプが使用され、またトップシート２及びバックシート３の素材としては、熱溶着性素材としての熱可塑性樹脂等が、不織布や織布またはフィルムなどの形態で使用される。なお、吸収体４は、バックシート３にホットメルト系接着剤等により接着されており、またバックシート３とトップシート２もホットメルト系接着剤等により接着されている。

このシート積層体は、トップシート２を内側にしつつ股下部１３を折り位置として二つ折りにされ、この二つ折りの状態において折り重ねられた一方の側が前身頃１０となり、他方の側が後身頃１１となる。そして、これら前身頃１０と後身頃１１とは、胴周りの側端部１０ａ，１１ａに形成された溶着部１４によって互いに溶着されて接合されており、これによって、図１Ａに示す胴周り開口７及び一対の脚周り開口８，８が形成された完成品の状態となる。なお、各開口７，８には、それぞれに胴周り弾性部材５または脚周り弾性部材６として糸ゴムがバックシート３の内面に伸長下で貼着されており、各開口７，８が着用者の胴や脚に密着するようになっている。

このようなおむつ１は、連続生産ラインにおいて連続的に生産される。すなわち、この連続生産ラインを搬送されるおむつ１の基材１ａは、上述のトップシート２及びバックシート３が搬送方向に連続する連続シートの形態で搬送され、連続生産ラインの各工程において適宜な処理が施された後に、最終工程にて搬送方向に製品単位で分断されて図１Ａに示す完成品１となる。

図２Ａは、前記シール装置２０を備えるシール工程に搬送されるおむつ１の基材１ａの状態を示す斜視図であり、また、図２Ｂは、図２Ａの基材１ａの直前の状態を示す斜視図である。

シール工程に搬送される時点の基材１ａは、図２Ｂに示すようなトップシート２及びバックシート３の両連続シートの間に、その搬送方向に製品ピッチで吸収体４を挟んで貼着したもの１ｂが、その幅方向の略中心である股下部１３を折り位置として二つ折りにされた状態にあり、もって、図２Ａに示すように前身頃１０と後身頃１１とを上下に重ね合わせた状態となっている。ちなみに、この時点では、既に、図２Ｂに示すように、搬送方向に互いに隣り合う吸収体４，４同士の間には、脚周り開口８が形成されており、この脚周り開口８及び股下部１３に沿って、前述の脚周り弾性部材６が貼着されている。また、胴周り開口７に相当する端部に沿っても前記胴周り弾性部材５が貼着されている。

但し、図２Ａの状態の基材１ａは、その前身頃１０と後身頃１１とが未だ接合されていないので、この基材１ａに対して、シール装置２０は、前記胴周りの側端部１０ａ，１１ａに相当する部分に溶着処理を施して溶着部１４を形成することにより、前記基材１ａの前身頃１０と後身頃１１とを互いに接合し、次工程へ送り出す。なお、溶着部１４は、搬送方向の互いに隣り合う位置に一対形成される。そして、この一対の溶着部１４，１４の間の分断線１５に沿って分断されて前述の完成品１となる。

＜＜＜シール装置２０＞＞＞
図３Ａはシール装置２０の正面図であり、図３Ｂは図３Ａ中のＢ−Ｂ線矢視図であり、図３Ｃはシール装置２０の背面図である。なお、図３Ｂにあっては、一部を破断して示している。また、図４Ａ及び図４Ｂはシール装置２０の回転体３０の説明図であり、図４ＡはＬサイズの基材１ａを溶着処理する場合を示し、図４ＢはＳサイズの基材１ａを溶着処理する場合を示している。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、このシール装置２０は、支持台２２に軸受け部材４１を介して回転自在に支持されて駆動回転する回転体３０と、この回転体３０の回転方向の所定位置に配置されて、前記回転体３０の外周面３０ａに対向する超音波ホーン５０（第１加工処理部に相当）と、を有している。また、回転体３０の外周面３０ａには、回転方向の所定角度おきにアンビル３２（第２加工処理部に相当）が設けられており、各アンビル３２は、前記一対の溶着部１４，１４の形状パターンで前記外周面３０ａよりも径方向の外方に突出する凸部３２ａを有している。

ここで、図３Ａに示すように、この回転体３０の外周面３０ａには、上流側の案内ロール４２ａ及び下流側の案内ロール４２ｂにより、前記おむつ１の基材１ａが所定の巻き付け角度にて巻き付けられる。そして、当該回転体３０の駆動回転によって、その外周面３０ａを概ね滑ることなく該回転体３０の回転方向に基材１ａが移動されると、その移動の間に、基材１ａには超音波ホーン５０から超音波振動が与えられる。この超音波振動は、基材１ａにおけるアンビル３２の前記凸部３２ａと当接する部分に選択的に作用する。よって、上記の回転方向の移動過程においてアンビル３２の凸部３２ａが超音波ホーン５０と対向する際には、その超音波振動によって、前記凸部３２ａに当接する基材１ａの部分が選択的に溶融されて前記一対の溶着部１４，１４が形成される。すなわち、基材１ａには、図４Ａに示すように、回転方向に隣り合うアンビル３２，３２同士の間に渡された基材１ａの長さＤに基づく加工ピッチで、前記一対の溶着部１４，１４が形成されていく。

但し、この加工ピッチは、おむつ１の製品サイズによって異なり、例えば、Ｌサイズの加工ピッチはＳサイズのそれよりも大きい。つまり、サイズ替えに対応させて、上述の加工ピッチを変更する必要がある。

そこで、このシール装置２０では、前記アンビル３２，３２同士の間に渡される基材１ａの長さＤを変更できるようになっている。詳しくは、当該シール装置２０は、図４Ａに示すように、前記アンビル３２，３２同士の間にて基材１ａを支持する支持部３４を備えているとともに、当該支持部３４の交換によって前記基材１ａの支持位置Ｒが、製品サイズに応じて回転体３０の径方向に変更されるようになっている。そして、この支持位置Ｒの変更を通じて、前記アンビル３２，３２同士の間に渡される基材１ａの長さＤが変更され、その結果として加工ピッチの変更が達成される。以下、シール装置２０の各構成要素について説明する。

（１）回転体３０
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、回転体３０は、水平方向を向いた回転軸Ｃ３０周りに回転する部材であり、例えば、断面形状が真円の円柱部材の外周面を、回転方向の所定角度おきに互いに同形の凹状に切り欠いた部材を本体とする。図３Ａの例では、回転方向の三カ所が１２０°おきに略扇形に切り欠かれており、三カ所に切り欠かれていない部分３０ｂが径方向に突出した状態で残っている（図３Ａ中で濃く彩色した部分を参照）。そして、この回転体３０における切り欠かれていない部分３０ｂ（以下では、未切り欠き部３０ｂと言う）の外周面には、それぞれに前記アンビル３２が設けられる一方、切り欠かれた部分３０ｃ（以下では、切り欠き部３０ｃと言う）には、それぞれに前記支持部３４が配置されている。

図５にアンビル３２の斜視図を示す。アンビル３２は、ブロック状部材であり、前記未切り欠き部３０ｂの外周面の凹部に収容されて、ねじ止め等により固定されている。このアンビル３２の表面には、前記一対の溶着部１４，１４の形状パターンに対応させて、ほぼ前記回転軸方向に沿った一対のリブ３２ｂ，３２ｂが形成されている。そして、各リブ３２ｂの表面には、その長手方向に所定ピッチで並ぶ複数の凸部３２ａが形成されており、これら凸部３２ａが超音波ホーンと協働しておむつの基材１ａに前記一対の溶着部１４，１４を形成する。そのため、各凸部３２ａの頂面は、超音波ホーン５０とで基材１ａを挟んで超音波振動を基材１ａに確実に伝えるべく、前記未切り欠き部３０ｂの外周面よりも径方向の外方に突出している。

他方、支持部３４は、図３Ａに示すように、前記切り欠き部３０ｃを覆って設けられた略円弧状の部材であり、その円弧状の外周面を、回転体３０の径方向の外方に向けて配されている。そして、支持部３４の回転方向の両端部は、前記切り欠き部３０ｃの両隣りの各未切り欠き部３０ｂにねじ止め等により固定されており、もって、当該支持部３４は、回転体３０に着脱可能である。なお、この固定状態においては、図５に示すように支持部３４の外周面は、前記未切り欠き部３０ｂの外周面とほぼ段差無く連続している。

このような支持部３４は、製品サイズ毎に予め用意されており、おむつ１の生産計画に基づいてこれから加工予定の基材１ａの製品サイズに応じて交換される。例えば、この第１実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、Ｌサイズ用の支持部３４ＬとＳサイズ用の支持部３４Ｓとが交換可能に用意されている。図４Ａに示すＬサイズ用の支持部３４Ｌは、その外形輪郭の曲率半径が、前記回転体３０における未切り欠き部３０ｂの半径と略同径の円弧状部材であり、他方、図４Ｂに示すＳサイズ用の支持部３４Ｓは、その外形輪郭の曲率半径が、前記Ｌサイズ用の支持部３４Ｌの曲率半径よりも大径の円弧状部材である。よって、これら図４Ａ及び図４Ｂの対比から明らかなように、Ｓサイズ用の支持部３４Ｓによる基材１ａの支持位置ＲＳは、Ｌサイズ用の支持部３４Ｌによる基材１ａの支持位置ＲＬよりも径方向の内方に位置するようになり、これによって、Ｓサイズ用の支持部３４Ｓが回転体３０に装着された場合には、アンビル３２，３２同士の間に渡される基材１ａの長さＤＳは、Ｌサイズ用の支持部３４Ｌが装着された場合の長さＤＬよりも短くなり、その結果として、ＬサイズからＳサイズへの加工ピッチの変更が達成される。

なお、この図示例の支持部３４Ｌ，３４Ｓは、何れも金属平板を円弧状に曲げ加工等して形成されているが、何等これに限るものではなく、例えば、回転体３０の前記切り欠き部３０ｃに嵌め込み可能なブロック状部材でも構わない。また、その素材についても、前記回転体３０に基材１ａが巻き付いた際の巻き締め力にて変形しないだけの剛性を有するものであれば、金属に限らず、例えば樹脂等でも良い。

このような回転体３０の駆動は、図３Ｃの背面図に示すように、駆動源としてのモーター４４と、このモーター４４の回転動力を回転体３０に伝達するための巻き掛け伝動装置とによって行われる。すなわち、モーター４４の回転軸Ｃ４４にはプーリ−４６が設けられるとともに、回転体３０の回転軸Ｃ３０にもプーリー３６が設けられており、これらプーリー４６，３６には、無端ベルト４５が掛け回されている。よって、モーター４４の回転軸Ｃ４４が回転すると、この回転動作が無端ベルト４５等を介して回転体３０に伝達されて回転体３０は回転する。ちなみに、このモーター４４は、後述の超音波ホーン５０の揺動動作の駆動源としても機能し、そのため、同図３Ｃに示すように、無端ベルト４５は、超音波ホーン５０の揺動駆動機構５２のプーリー５６にも掛け回されている。これについては後述する。

ところで、この溶着処理の定常状態においては、図３Ａに示すように、シール装置２０には、その上流側から一定の搬送速度で基材１ａが連続して供給される一方、シール装置２０の回転体３０の回転数（ｒｐｍ）は、前記搬送速度に対応する一定の角速度で回転するように制御されることが多いが、この場合、特にＳサイズ用の基材１ａを溶着処理している際に、シール装置２０の上流側にて、前記基材１ａが周期的に弛むことがある。その原因は次の通りである。上述のように回転体３０が一定の角速度で回転していても、図４Ｂに示すＳサイズの場合には、回転体３０の外周面に巻き付けられる基材１ａの巻き付き半径が、アンビル３２の部位と支持部３４Ｓの部位とで互いに異なっており、その結果、回転体３０に巻き付くべく引き込まれる際の基材１ａの移動速度が周期的に変動してしまうためである。このような移動速度の周期的変動は、基材１ａの伸縮変形で自然に吸収されて上記の弛みとして顕在化しない場合もある。しかし、望ましくは、このシール装置２０の上流側に、基材１ａの弛みを吸収する装置を配置すると良く、このような装置の一例としては、所謂ダンサーロール（並進移動可能に案内されたロールであって、このロールに巻き付いた基材１ａの張力が所期張力となるように並進動作をするロール）等が挙げられる。

（２）超音波ホーン５０
図３Ａに示すように、超音波ホーン５０は、回転体３０の上方（図３Ａでは時計の文字盤の１２時の位置）に配置されている。そして、この超音波ホーン５０において前記回転体３０の外周面３０ａと対向する下面５０ａには、超音波振動の発振面５０ａが配されており、この発信面５０ａからは基材１ａへ向けて超音波振動が連続して発される。よって、この発振面５０ａの位置を前記アンビル３２の凸部３２ａが回転方向に沿って通過する際には、当該発振面５０ａと前記凸部３２ａとで挟まれた基材１ａの部分が前記超音波振動によって選択的に溶融し、これによって基材１ａには前記一対の溶着部１４，１４が形成される。

なお、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、この超音波ホーン５０は、前記回転体３０の回転軸Ｃ３０とほぼ回転中心を揃えて旋回可能に、支持台２２の軸受け部材４３に支持されている。そして、前記加工ピッチ分だけ回転体３０が回転する度に、一回だけ回転方向に往復揺動するように構成されている。この目的は、溶着時間を長く確保するためである。すなわち、アンビル３２の凸部３２ａが超音波ホーン５０を通過する際に、超音波ホーン５０を回転体３０の回転方向と同方向に移動させることによって、アンビル３２の凸部３２ａと超音波ホーン５０との間の回転方向の相対速度差を小さくし、これにより溶着時間を稼ぐためである。よって、アンビル３２の凸部３２ａが超音波ホーン５０を追い越す際には、超音波ホーン５０は回転方向の順方向に移動するが、追い越し終わったら、移動方向を反転して逆方向に移動して次の順方向の移動開始位置まで戻るようになっており、このような往復揺動動作を、回転体３０が具備する各アンビル３２（図示例では３つのアンビル３２）に対して繰り返し行うようになっている。

この揺動動作を行うための揺動駆動機構５２としては、例えば、図３Ａに示すように、回転運動を往復運動に変換するクランク機構が使用される。すなわち、この揺動駆動機構５２は、駆動回転する回転板５３と、この回転板５３の回転中心Ｃ５３から偏心した位置Ｐａに一端部５４ａが連結された連結ロッド５４とを有している。そして、この連結ロッド５４の他端部５４ｂは、超音波ホーン５０の上端部５０ｂに連結されている。よって、回転板５３が一回転すると、連結ロッド５４はその長手方向に一回だけ往復移動され、この往復移動により、超音波ホーン５０は往復揺動動作を一回だけ行う。

なお、この回転板５３の駆動源は、前記回転体３０を駆動するモーター４４と同一である。ここで、このように駆動源を同一としているのは、回転体３０の回転動作との間で超音波ホーン５０の往復陽動動作の同期をとる必要があるためである。よって、図３Ｃに示すように、回転板５３にはプーリー５６が固定されており、このプーリー５６には前述の回転体３０の駆動用の無端ベルト４５が掛け回されている。そして、回転体３０が一回転する間に、回転体３０に設置されたアンビル３２の数だけ超音波ホーン５０が往復揺動動作を周期的に行うように、回転体３０のプーリー３６の直径に対する回転板５３のプーリー５６の直径の比率は、アンビル３２の設置数の逆数の値に設定されている。例えば、ここでは、回転体３０におけるアンビル３２の設置数は３ヶなので、回転板５３のプーリー５６の直径は、回転体３０のプーリー３６の直径の３分の１の大きさに設定されている。そして、これにより、各アンビル３２に対して、超音波ホーン５０の往復揺動動作が確実に行われる。なお、本実施形態においては同期を取る手段として駆動用の無端ベルト４５が掛け回されているが、サーボモーター等でそれぞれ独立に駆動され、電気的に同期されても良い。

（３）作用効果
ここで、このシール装置２０の作用効果について説明する。
先ず、このシール装置２０によれば、図３Ａに示す前記支持部３４のみを交換するだけでサイズ替えに対応できて、つまり、シール装置２０自体を交換せずに済む。その結果、（ａ）製品サイズ毎にシール装置２０を保有せずに済んで設備費を削減でき、（ｂ）また、サイズ替えの作業負荷を軽減でき、（ｃ）更には、異なる製品サイズのシール装置２０の保管スペースの削減を図れ、（ｄ）また、シール装置２０の交換作業を簡便に行うための装置（例えば、スライド式の架台やホイストクレーン、あるいはリフト装置等）が不要になる。

また、サイズ替えによらず回転体３０のアンビル３２の凸部３２ａの頂面の回転半径は不変なので、回転体３０が一定の角速度で回転している場合には、アンビル３２の凸部３２ａの周速は、サイズ替えによらず一定となる。また、その回転体３０のアンビル３２の凸部３２ａの頂面の径方向の位置や、回転体３０の回転動作と超音波ホーン５０の往復揺動動作との位相関係も不変である。よって、製品サイズによらず、溶着処理の条件（例えば、アンビル３２が超音波ホーン５０を通過する際の相対速度差といった溶着時間に係る条件等）が同一になり、その結果、サイズ替えに伴うアンビル３２と超音波ホーン５０の調整作業（例えば、上記の相対速度差に関する調整作業等）を不要にできる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図６Ａは第２実施形態のシール装置２０ａの正面図であり、図６Ｂは図６Ａ中のＢ−Ｂ線矢視図であり、図６Ｃはシール装置２０ａの背面図である。なお、図６Ｂにあっては、一部を破断して示している。

上述の第１実施形態に係るシール装置２０は、加工処理として溶着処理だけを行うものであったが、この第２実施形態に係るシール装置２０ａは、溶着処理に加えて、当該溶着処理後のおむつ１の基材１ａを製品単位に分断する分断処理も行う点で相違する。すなわち、超音波ホーン５０よりも回転方向の下流側の所定位置（図６Ａ中では時計の文字盤の６時の位置）には、分断処理用にカッターロール６０（第３加工処理部に相当）が追設されており、また、その下方には、分断処理されて落下する製品単位のおむつ１を受け取るベルトコンベアＣＶが追設されている。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、カッターロール６０は、断面形状が真円の円柱体を本体とし、その円心を回転中心Ｃ６０として回転自在に支持台２２の軸受け４７に支持されている。そして、この回転中心Ｃ６０の向きは前記回転体３０の回転軸Ｃ３０と平行であり、図６Ａに示すように、カッターロール６０は、基材１ａを回転体３０の回転方向の下流側に送り出す方向に駆動回転する。また、カッターロール６０の外周面６０ａには、回転方向の所定角度おきに回転軸Ｃ３０に沿った平刃６２（第３刃部材に相当）が突設されている一方、回転体３０の方には、前記平刃６２を受けるための刃受け部材６４（第４刃部材に相当）が、各アンビル３２における前記一対の凸部３２ａ，３２ａ同士の間の部分に固定されている。

よって、カッターロール６０が回転体３０と共に駆動回転する間に、カッターロール６０の平刃６２は、前記アンビル３２の刃受け部材６４と対向し、これによって、前記回転体３０に巻き付いた基材１ａは、前記一対の溶着部１４，１４同士の間の部分で製品単位に分断される。

なお、回転体３０とカッターロール６０とが、それぞれに駆動回転するなかで、上記のように回転体３０のアンビル３２の刃受け部材６４とカッターロール６０の平刃６２とをぴたりと対向させるには、カッターロール６０及び回転体３０が、平刃６２やアンビル３２の設置数等に関して以下の２つの条件を満足する必要がある。

先ず、カッターロール６０の平刃６２の刃先の回転半径に基づくピッチ円の周長を、カッターロール６０の外周面６０ａの平刃６２の設置数で除算した寸法と、前記アンビル３２の刃受け部材６４の回転半径に基づくピッチ円の周長を、回転体３０の外周面３０ａのアンビル３２の設置数で除算した寸法とがほぼ一致していることが必要である。

また、カッターロール６０は、回転体３０と同期して回転することも必要であり、ここでは、カッターロール６０の駆動源として前記回転体３０の回転動作が使用されている。つまり、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、前記回転体３０には、その回転軸Ｃ３０と同軸にプーリー３７が設けられるとともに、前記カッターロール６０にも、その回転軸Ｃ６０と同軸にプーリー６６が設けられている。そして、これらプーリー３７，６６には無端ベルト６５が所謂Ｓ掛けに掛け回されており、これにより、回転体３０の回転動作が無端ベルト６５を介してカッターロール６０に伝達され、もって、カッターロール６０は駆動回転する。

但し、ここで、回転体３０の各アンビル３２の刃受け部材６４に対応させて、カッターロール６０の平刃６２を対向させるには、アンビル３２の設置数と平刃６２の設置数との比に基づいて、回転体３０の回転角に対するカッターロール６０の回転角の比率を調整しなければならない。この調整は、上述の回転体３０のプーリー３７の直径に対するカッターロール６０のプーリー６６の直径の比率の設定により行われ、当該比率は、前記アンビル３２の設置数を前記平刃６２の設置数で除算した値に設定される。例えば、ここでは、アンビル３２の設置数は３ヶであり、平刃６２の設置数は１ヶなので、カッターロール６０のプーリー６６の直径は、回転体３０のプーリー３７の直径の３分の１の大きさに設定されている。

そして、以上の２つの条件を満足することにより、回転体３０とカッターロール６０とが互いに駆動回転するなかで、回転体３０のアンビル３２の刃受け部材６４とカッターロール６０の平刃６２とは互いにぴたりと対向するようになる。

ところで、図６Ａに示すように、カッターロール６０で基材１ａを分断すると、基材１ａが回転体３０に巻き付くために必要な張力が失われ、超音波ホーン５０からカッターロール６０までの間において基材１ａが回転体３０から離れてしまう結果、基材１ａをカッターロール６０の位置まで安定して送れなくなる虞がある。このため、望ましくは、図７に示すように、回転体３０の回転方向における超音波ホーン５０とカッターロール６０との間の部分に押さえベルト装置７０を配置すると良く、そうすれば、回転体３０の外周面３０ａに基材１ａは押し付けられて、カッターロール６０まで安定して搬送されるようになる。

この押さえベルト装置７０は、回転体３０の回転軸Ｃ３０と平行な回転軸Ｃ７２周りに回転可能な３つのローラー７２と、これら３つのローラー７２に掛け回された無端ベルト７４とを有する。そして、これらローラー７２のうちの一つが前記回転方向の超音波ホーン５０側に配され、もう一つのローラー７２が前記回転方向のカッターロール６０側に配され、これにより、これらのローラー７２，７２同士の間に位置する無端ベルト７４の部分７４ａが、回転体３０の方に押し付けられて、基材１ａは回転体３０の外周面３０ａから離間不可能に当該外周面３０ａに当接される。なお、３つのローラー７２は何れも従動回転するローラーであり、もって、無端ベルト７４は、これが当接する回転体３０及び基材１ａから回転動力を得てこれらと一緒に回転する。

なお、ここで、Ｌサイズの場合には、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、カッターロール６０の外周面６０ａと回転体３０の外周面３０ａとの間に大きな隙間Ｇが形成されることはないが、Ｓサイズの場合には、図９Ｂに示すように、カッターロール６０の外周面６０ａと回転体３０の外周面３０ａとの間に大きな隙間Ｇが形成される場合がある。これは、図８Ａ及び図８Ｂに示すＬサイズの場合は、未切り欠き部３０ｂ及び支持部３４Ｌの部位によらずに、回転体３０の全周に亘って外周面の回転半径がほぼ一定であったが、他方、図９Ａ及び図９Ｂに示すＳサイズの場合には、支持部３４Ｓにおける回転半径が未切り欠き部３０ｂよりも小さいためである。つまり、図９Ｂに示すように、支持部３４Ｓがカッターロール６０の外周面６０ａと対向した際に、両者の間に大きな隙間Ｇが生じる。

そして、このような隙間Ｇが生じると、基材１ａは回転体３０の外周面３０ａから離れてしまい、上記押さえベルト装置７０のところで述べたのと同様に、カッターロール６０までの基材１ａの安定搬送を阻害する。よって、望ましくは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、カッターロール６０の外周面６０ａに、Ｓサイズ用の支持部３４Ｓが対向する範囲の回転半径が大きくなるような偏心スリーブ部材６８をねじ止め等により着脱可能に取り付けると良い。そうすれば、図１０Ａに示すように、Ｓサイズの支持部３４Ｓがカッターロール６０の外周面６０ａに対向する際の両者間の隙間Ｇは埋められて、カッターロール６０までの基材１ａの安定搬送は確保される。この偏心スリーブ部材６８の素材としては、柔軟に変形可能なスポンジ状のゴム等が好ましい。

ちなみに、Ｌサイズの場合にも、カッターロール６０の外周面６０ａに同素材のスリーブ部材を取り付けて、これにより図８Ｂに現れている小さな隙間Ｇを完全に無くしても良い。但し、この場合には、Ｓサイズの偏心スリーブ部材６８のように断面中心がカッターロール６０の回転中心から偏心したものではなく、断面中心がカッターロール６０の回転中心Ｃ６０と一致した同心のスリーブ部材が用いられる。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形が可能である。

上述の実施形態では、加工装置２０，２０ａが行う加工処理の一例として溶着処理及び分断処理を示したが、何等これに限るものでない。例えば、第２実施形態のカッターロール６０の平刃６２に代えてミシン刃を設け、これにより、基材１ａにミシン目を形成するようにしても良い。

上述の実施形態は、製品サイズの区分数をＬサイズとＳサイズの二水準としたが、何等これに限るものではなく、例えば、ＬサイズとＳサイズとの間にこれらの中間サイズとしてのＭサイズを設定して三水準にしても良い。なお、その場合には、シール装置２０の前記支持部３４も、外形輪郭の曲率半径が三水準で用意されるのは言うまでもない。

上述の実施形態では、製品サイズに応じて支持部３４を交換するようにしていたが、前記基材１ａの支持位置Ｒを変更可能であれば、何等これに限るものではない。例えば、回転体３０の切り欠き部３０ｃ毎に、所謂油圧シリンダーの如き、作動流体により回転体３０の径方向に伸縮可能なピストンロッドを備えたシリンダー部材を設けるとともに、ピストンロッドの先端にプレート部材を固定して、当該プレート部材に基材１ａを支持させても良い。なお、この場合には、例えば、ピストンロッドの伸長限においてプレート部材はＬサイズの支持位置ＲＬに位置する一方、ピストンロッドの短縮限においてＳサイズの支持位置ＲＳに位置することになる。

上述の実施形態では、超音波ホーン５０を往復揺動させていたが、超音波ホーン５０は往復揺動させなくても良く、すなわち、回転体３０の上方に移動不能に配置されていても良い。

上述の実施形態では、押さえベルト装置７０で回転体３０の外周面３０ａに基材１ａを押し付けて、カッターロール６０まで安定して搬送されるようにしていたが、回転体３０の外周面３０ａにサクション装置を組み込んで、基材１ａを外周面３０ａに吸引して保持しても良い。

上述の実施形態では、連続したワークの一例としておむつの基材１ａを例示したが、何等これに限るものではなく、クッキングペーパー等の衛生材料の基材であっても良い。

上述の第２実施形態では、平刃６２と刃受け部材６４とで基材１ａを挟んで分断していたが、分断方法は何等これに限るものではなく、例えば剪断や突っ切りでも良い。

図１Ａはおむつ１の完成品を示す斜視図であり、図１Ｂはおむつ１の構成部品を説明するための斜視図である。 図２Ａは、シール装置２０を備えるシール工程に搬送されるおむつ１の基材１ａの状態を示す斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａの基材１ａの直前の状態を示す斜視図である。 第１実施形態のシール装置２０の正面図である。 図３Ａ中のＢ−Ｂ線矢視図である。 シール装置２０の背面図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、シール装置２０の回転体３０の説明図であり、図４ＡはＬサイズの基材１ａを溶着処理する場合を示し、図４ＢはＳサイズの基材１ａを溶着処理する場合を示している。 アンビル３２の斜視図である。 第２実施形態のシール装置２０ａの正面図である。 図６Ａ中のＢ−Ｂ線矢視図である。 シール装置２０ａの背面図である。 押さえベルト装置７０を備えたシール装置２０ａの正面図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、Ｌサイズの溶着処理の際に、カッターロール６０の外周面６０ａと回転体３０の外周面３０ａとの間に生じ得る隙間Ｇの説明図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、Ｓサイズの溶着処理の際に、カッターロール６０の外周面６０ａと回転体３０の外周面３０ａとの間に生じ得る隙間Ｇの説明図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、Ｓサイズの溶着処理の際に、カッターロール６０の外周面６０ａに偏心スリーブ部材４８を取り付けた様子を示す図である。

符号の説明

１ おむつ、１ａ 基材、
２ トップシート、３ バックシート、４ 吸収体、５ 胴周り弾性部材、
６ 脚周り弾性部材、７ 胴周り開口、８ 脚周り開口、
１０ 前身頃、１０ａ 側端部、１１ 後身頃、１１ａ 側端部、
１３ 股下部、１４ 溶着部、１５ 分断線、
２０ シール装置（加工装置）、２０ａ シール装置、２２ 支持台、
３０ 回転体、３０ａ 外周面、３０ｂ 未切り欠き部、３０ｃ 切り欠き部、
３２ アンビル、３２ａ 凸部、３２ｂ リブ、
３４ 支持部、３４Ｌ Ｌサイズ用の支持部、３４Ｓ Ｓサイズ用の支持部、
３６ プーリー、３７ プーリー、４１ 軸受け部材、
４２ａ 案内ロール、４２ｂ 案内ロール、
４３ 軸受け部材、４４ モーター、４５ 無端ベルト、
４６ プーリー、４７ 軸受け部材、
５０ 超音波ホーン、５０ａ 発振面、５０ｂ 上端部、
５２ 揺動駆動機構、５３ 回転板、５４ 連結ロッド、
５４ａ 一端部、５４ｂ 他端部、５６ プーリー、
６０ カッターロール、６０ａ 外周面、６２ 平刃、６４ 刃受け部材、
６８ 偏心スリーブ部材、７０ 押さえベルト装置、
７２ ローラー、７４ 無端ベルト、
ＣＶ ベルトコンベア、Ｒ 支持位置、ＲＬ 支持位置、ＲＳ 支持位置、Ｇ 隙間

Claims (8)

1. 軸周りに回転する回転体の外周面に、連続したワークを巻き付けて前記回転体の回転によって該回転体の回転方向に前記ワークを移動させる間に、前記ワークに対して前記回転方向に所定の加工ピッチで加工処理を行う加工装置であって、
   前記回転体の外周面に対向しつつ前記回転方向の所定位置に配置される第１加工処理部と、
   前記回転体の外周面に前記回転方向の所定角度おきに設けられて、前記第１加工処理部に対向する際に該第１加工処理部と協働して前記ワークに前記加工処理を行う第２加工処理部と、
   前記第２加工処理部同士の間にて前記ワークを支持し、前記加工ピッチに応じて前記ワークの支持位置を変更可能な支持部と、を備えていることを特徴とする加工装置。
2. 請求項１に記載の加工装置であって、
   前記回転体の外周面における前記第２加工処理部同士の間の部分は、切り欠かれているとともに、当該切り欠かれた部分に前記支持部が配置されて着脱可能に固定されており、
   前記支持部を、前記加工ピッチ毎に有し、
   前記加工ピッチに応じて前記支持部が交換されることを特徴とする加工装置。
3. 請求項２に記載の加工装置であって、
   前記支持部の交換によって、前記ワークの支持位置が、前記回転体の径方向に移動されることを特徴とする加工装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の加工装置であって、
   前記ワークは、熱溶着性素材の複数枚のシートが重ね合わされてなり、
   前記加工処理は、重ね合わされた前記複数枚のシートを前記加工ピッチで溶着して接合する処理であることを特徴とする加工装置。
5. 請求項４に記載の加工装置であって、
   前記第１加工処理部は、前記ワークに超音波振動を与える超音波ホーンを有するとともに、前記第２加工処理部は、前記外周面よりも高く突出された凸部を有するアンビルであることを特徴とする加工装置。
6. 請求項４又は５に記載の加工装置であって、
   前記第１加工処理部の前記回転方向の下流側には、前記回転体の外周面に対向させて第３加工処理部が配置されており、
   前記第３加工処理部は、前記第２加工処理部が対向する際に該第２加工処理部と協働して、前記ワークを前記加工ピッチで分断することを特徴とする加工装置。
7. 請求項６に記載の加工装置であって、
   前記第３加工処理部は、第３刃部材を有するとともに、前記第２加工処理部は、前記第３刃部材と協働して前記ワークを前記加工ピッチで分断する第４刃部材を有することを特徴とする加工装置。
8. 請求項６又は７に記載の加工装置であって、
   前記第１加工処理部と前記第３加工処理部との間には、前記ワークが前記回転体の外周面から離れないように前記ワークを保持するための保持装置が設けられていることを特徴とする加工装置。