WO2005085108A1 - ウエブ変速装置 - Google Patents

Abstract

　本発明のウエブ変速装置は、１回転ごとに１回以上周期的に周速度Ｖ（θ）を変化させながら当該周速度Ｖ（θ）と概ね同じ速度で連続ウエブを搬送するドラム３、前記ドラム３の上流に配置され、前記ドラム３に前記連続ウエブＷ１を供給する移動体２、そして、前記ドラムの周速度Ｖ（θ）と概ね同じ速度で搬送されている前記連続ウエブＷ１を前記ドラム上において切断するカッタ４、を備える。前記移動体２は、前記ドラム３に供給される前記連続ウエブＷ１の供給速度と前記ドラムＥにより搬送されている前記連続ウエブＷ１の搬送速度とが概ね同じになるように、前記ドラム３の周速度Ｖ（θ）の変化に応じて移動する。

Description

明 細 書

ウェブ変速装置

技術分野

[0001] 本発明は、搬送中のウェブに所定の加工を行い得るウェブ変速装置に関する。

背景技術

[0002] 搬送中のウェブに接着などの加工を施すためには、所定の時間が必要である。そ のために、ライン全体の速度を小さくすることは、生産性を低下させる力もしれない。 生産性を向上させるために、ライン全体の速度を一定に保ちながら、加工中のウェブ の速度を小さくするウェブ変速装置や、吸収材製品の製造装置は、公知である（例え ば、下記特許文献 1, 2)。

特許文献 1 :U. S. P. 6, 596, 108B2 (要約）

特許文献 2 :特許第 3, 452, 577号明細書 (第 5図，第 19欄） (WO95/012491) [0003] しかし、ウェブに切断や加工を施すドラム自体の速度を変化させることや、当該ドラ ム上でウェブを切断することは開示されて 、な!/、。

発明の開示

[0004] たとえば、一般に、超音波溶着によるウェブの加工はヒートシールによるウェブの加 ェに比べ加工に要する時間が長い。そのため、既設の生産ラインにおいてヒートシ一 ルを超音波溶着に変更すると生産ライン全体のスピードが低下し、生産性の低下を 招く可能性がある。

したがって、本発明の目的は生産ライン全体のスピードを低下させることなく生産ラ インに組み込むことができるウェブ変速装置を提供することである。

[0005] 本発明のあるウェブ変速装置は、 1回転ごとに 1回以上周期的に周速度を変化させ ながら当該周速度と概ね同じ速度で連続ウェブを搬送するドラム、前記ドラムの上流 に配置され、前記ドラムに前記連続ウェブを供給する移動体、そして、前記ドラムの 周速度と概ね同じ速度で搬送されている前記連続ウェブを前記ドラム上において切 断するカツタ、を備える。前記移動体は、前記ドラムに供給される前記連続ウェブの 供給速度と前記ドラムにより搬送されている前記連続ウェブの搬送速度とが概ね同じ になるように、前記ドラムの周速度の変化に応じて移動する。

[0006] これらの変速装置においては、ドラムが回転することで連続ウェブを搬送しながら、 前記ドラムの周速度が周期的に変化する。これにより、ドラムにより搬送されている連 続ウェブの搬送速度が周期的に変更される。さらに、ドラム上の連続ウェブの搬送速 度が小さくなつた時に、連続ウェブの供給速度が小さくなるように、一方、ドラム上の 連続ウェブの搬送速度が大きくなつた時に、連続ウェブの供給速度が大きくなるよう に、前記移動体が周期的に移動する。これにより、ドラム上およびドラムの上流にお いて連続ウェブが大きく弛んだり縮んだりするのを抑制し得る。

[0007] 本発明において、ウェブ変速装置には、 1個の前記ドラムが設けられてもよいし、複 数個の前記ドラムが設けられてもよい。複数個の前記ドラムが設けられる場合、 1つの ドラム上で連続ウェブの加工が行われ、別のドラム上で連続ウェブの切断が行われ てもよい。また、複数個の前記ドラムが設けられる場合、各ドラムの周速度は概ね同じ になるように設定されるのが好ま 、。

[0008] 本発明の好ま 、態様にぉ 、ては、ウェブ変速装置は、前記ドラム上で前記連続 ウェブに力卩ェを施すカ卩ェ装置を更に備えて 、る。

[0009] この場合、ドラムの周速度が小さくなつた際、すなわち、連続ウェブの搬送速度が 小さくなつた際にドラム上の連続ウェブに加工を施すことで、加工時間を稼ぐことがで きる。一方、前記加工が行われていない場合にドラムの周速度を大きくして連続ゥェ ブの搬送速度を大きくすることで、ウェブの平均的な搬送速度を生産ラインの搬送速 度に合わせることが可能となる。

かかる観点から、前記ドラムの平均周速度よりも小さ!ヽ速度で前記ドラムが前記連 続ウェブを搬送している際に、前記加工装置が前記連続ウェブに加工を施すのが好 ましい。前記加工装置は、前記連続ウェブを溶着する溶着装置であってもよい。

[0010] 本発明の別の好ましい態様においては、前記ドラムの平均周速度よりも小さい速度 で前記ドラムが前記連続ウェブを搬送して 、る際に、前記カツタが前記連続ウェブを 切断する。これにより、切断の精度が向上し得る。

[0011] 本発明の別の好ましい態様においては、ウェブ変速装置は前記カツタによる切断 で生成された切断ウェブを前記ドラム力 受け取って搬送する受取装置を更に備え る。前記受取装置が前記切断ウェブを受け取った際に、当該切断ウェブを前記受取 装置が搬送する速度が、前記切断の際の前記連続ウェブの搬送速度よりも大きく設 定されている。これにより、前記連続ウェブの先端と前記切断ウェブの後端とが互い に離間される。

[0012] この場合、前記カツタにより前記連続ウェブが切断されて、切断により形成された切 断ウェブを切断時のドラムの周速度よりも大きな速度で搬送する (移動させる)ことが できる。更に、受取装置が切断ウェブをかかる大きな速度で搬送する (移動させる)こ とにより、連続ウェブの先端と切断ウェブの後端とを離間させることができる。これによ り、この離間後には前記連続ウェブの搬送速度を切断ウェブの搬送速度よりも大きく しても、連続ウェブの先端が切断ウェブの後端に干渉するのを防止し得る。

[0013] 本発明において、ドラムの周速度の変化のサイクルはドラムの 1回転当たりに、 1回 でもよいし複数回であってもよぐ加工を施す箇所に応じた回数や、製造する製品に 応じた回数としてもよい。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]図 1 (a)は本発明のウェブ変速装置の第 1実施例を示す概略構成図であり、図 1 (b)，図 1 (c)は移動ローラの移動軌跡の例を示す概略側面図である。

[図 2]図 2は本発明のウェブ変速装置の変形例を示す概略構成図である。

[図 3]図 3は本発明のウェブ変速装置の第 2実施例を示す概略構成図である。

[図 4]図 4は本発明のウェブ変速装置の第 3実施例を示す概略構成図である。

[図 5]図 5は本発明のウェブ変速装置の第 4実施例を示す概略構成図である。

[図 6]図 6は本発明のウェブ変速装置の第 5実施例を示す概略構成図である。

[図 7]図 7はドラムの周速度の変化を示す特性図である。

符号の説明

[0015] 2 :移動ローラ (移動体）

3, 3A:ワークドラム

4 :カツタローラ

6 :加工装置

50 :受取装置 Wl :連続ウェブ

W2 :切断ウェブ

WS :ウェブ変速装置

ν( θ ) :周速度

Va :平均周速度

発明を実施するための最良の形態

[0016] 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 範囲は請求の範囲のみに基づいて定められる。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。

[0017] 笫 1 ¾細1

以下、本発明の実施例が図面を参照して説明される。

図 1は、第 1実施例を示す。

ウェブ変速装置 WSは、移動ローラ (移動体の一例） 2、ワークドラム 3およびカツタロ ーラ 4を備えて 、る。移動ローラ 2の上流には固定ローラ 1が配置されて 、てもよ 、。 ワークドラム 3の上流の移動ローラ 2から連続ウェブ W1がワークドラム 3に連続的に供 給される。前記カツタローラ 4の外周面には 2つの刃 41が設けられている。ワークドラ ム 3には前記カツタローラ 4の刃 41を受ける 1以上の刃受けが設けられていてもよい。

[0018] ワークドラム 3は、周期的に周速度 V ( 0 )を変更しながら、回転することができる。こ のため、ワークドラム 3上に加工装置が設けられている場合、ワークドラム 3は力卩ェ装 置の加工処理能力に見合った速度で連続ウェブ W1を移動させることができる。また 、ワークドラム 3は、連続ウェブ W1を吸着して保持できる構造を有していてもよい。た とえば、バキュームによりウェブ W1が吸引される構造の場合、ワークドラム 3には図示 しない吸引口が設けられてもよい。

[0019] ワークドラム 3は、例えばサーボモータのようなモータにより回転される。モータの回 転速度をワークドラム 3の位相に応じて変化させることにより、ワークドラム 3の周速度 を加工装置の位置に合わせて変化させることができる。 なお、ワークドラム 3の周速度を変化させる方法としては、ワークドラム 3を回転させ る主モータと速度を変化させるサーボモータとを組み合わせて変化させる方法が採 用されてもよい（たとえば特開 2003— 145485号参照）。

[0020] カツタローラ 4は、加工後の連続ウェブ W1をワークドラム 3上で切断することができ る。カツタローラ 4が連続ウェブ W1を切断するので、切断箇所 31から下流にある切 断ウェブ W2は、切断箇所 31から上流にある連続ウェブ W1の速度と異なる速度で 移動することが可能となる。

[0021] 例えば、連続ウェブ W1が切断される際、当該連続ウェブ W1のワークドラム 3上の 周速度が、 VIであるとすると、その後、切断箇所 31から上流にある連続ウェブ W1の 速度が VIよりも小さいまたは大きい速度 V2となっても、切断箇所 31から下流にある 切断ウェブ W2の移動速度は、カゝかる速度 V2に影響されない。すなわち、切断ゥェ ブ W2の移動速度は、ドラムの周速度 (連続ウェブ W1の搬送速度）に依存しない。こ の場合、下流にある切断ウェブ W2が、ワークドラム 3の周速度 VIと異なる速度で移 動するためには、切断ウェブ W2が前記ワークドラム 3から離れ別の移動装置により 移動されている力、あるいは、切断ウェブ W2がワークドラム 3から離れないまでも別 の移動装置により力を受けて 、るのが好ま 、。

[0022] 切断の際の連続ウェブ W1の速度 VIよりも切断ウェブ W2の移動速度の方が大き い場合は、連続ウェブ W1の先端と切断ウェブ W2の後端とが互いに離間する。これ により、この離間後には前記連続ウェブの搬送速度を切断ウェブの搬送速度よりも 大きくしても、連続ウェブの先端が切断ウェブの後端に干渉するのを防止し得る。

[0023] そのような移動装置の一例として、例えば、図 3 (a)や図 3 (b)に示す受取装置 50が 用いられ得る。受取装置 50は、カツタローラ 4による切断の直後に吸引又は機械的 手段により、切断ウェブ W2をワークドラム 3から受け取る。ワークドラム 3が受取装置 5 0に切断ウェブ W2を渡す際に、ワークドラム 3は吸引を解除して切断ウェブ W2がヮ ークドラム 3から離れ易くしてもよい。

[0024] 図 1 (a)に示す移動ローラ 2が連続ウェブ W1を供給する速度 V3よりも、ドラムの周 速度 V ( 0 )が小さい周速度 V4になると、連続ウェブ W1が移動ローラ 2とワークドラム 3の間で弛む。この弛みは、連続ウェブ W1の走行 (搬送）に悪影響を与える。例えば 、弛む長さが長いと、弛み部分で連続ウェブ W1が絡み付くからである。この弛みを 抑制するため、移動ローラ 2がワークドラム 3の周速度の変化に合わせて往復移動す る。これにより、連続ウェブ W1のワークドラム 3への供給速度がワークドラム 3の周速 度 (すなわち、ワークドラム 3上での連続ウェブ W1の搬送速度）とが概ね同じになるよ うに保たれる。

[0025] 前記移動ローラ 2の移動と前記ワークドラム 3の周速度 V ( Θ )の変化 (加速度）との 関係は、下記の (1)式で表される。

2-dx/dt=dV( 0 ) - --(1)

dt:微小時間

dx:ワークドラム 3に対する微小時間当たりの移動ローラ 2の変位量

dV( Θ )：微小時間当たりのワークドラム 3の周速度の変化量 (加速度） すなわち、ワークドラム 3に対する微小時間 dt当たりの移動ローラ 2の変位量 dxを当 該微小時間 dtで除した値の 2倍力 ワークドラム 3の加速度 dV ( 0 )と概ね等しい。

[0026] 例えば、移動ローラ 2がワークドラム 3に近づく（連続ウェブ W1の供給方向 A1に向 つて移動する、 dx>0)ことにより、連続ウェブ W1の供給速度が大きくなり、該大きく された供給速度に合わせて、ワークドラム 3の周速度 V( Θ )を大きくすることができる 。一方、移動ローラ 2がワークドラム 3から遠ざかる（連続ウェブ W1の供給方向 A1と は逆方向 A2に向って移動する、 dx< 0)ことにより、連続ウェブ W1の供給速度が小 さくなり、該小さくされた供給速度に合わせて、ワークドラム 3の周速度 V ( Θ )を小さく することができる。

[0027] なお、図 1 (b)に示すように、移動ローラ 2の移動は、移動ローラ 2に取り付けたァー ムの摇動により行ってもよい。また、図 1 (c)に示すように、移動ローラ 2の回転中心 O とは異なる回転移動中心 Rが偏心して設けられた移動ローラ 2を該回転移動中心 Rを 中心に回転させることで、移動ローラが移動されてもよい。

また、図 2のように固定ローラ 1と移動ローラ 2とを配置することにより、移動ローラ 2 の移動方向と連続ウェブ W1の供給速度およびワークドラム 3の周速度との関係が前 述の図 1 (a)の変速装置と逆になつてもよい。

[0028] 第 2実施例 本発明の変速装置は、加工装置を備えていてもよい。該加工装置は、例えば、切 断、穴開け、シール、貼り付け又は塗布等の工程を行うことが可能である。例えば、 連続ウェブ W1を溶着ないしシールする場合、超音波溶着、ヒートシール等が採用さ れ得る。以下、図 3を参照して、超音波溶着を用いた第 2実施例が説明される。

[0029] ワークドラム 3の回りには、加工装置 6の本体が少なくとも 1つ配置されている。図 3 ( a) ,図 3 (b)において、ワークドラム 3は複数のアンビル（のこ台） 30を有していてもよ い。また、ワークドラム 3は、前記アンビル 30の部分および Zまたはアンビル 30以外 の部分において吸引又は機械的手段により連続ウェブ W1を保持してもよい。

[0030] 図 3 (a)に示すように、連続ウェブ W1はワークドラム 3上の受取位置 P1においてヮ ークドラム 3に受け取られ、加工位置 P2, P2において加工装置 6により加工が施され る。前記連続ウェブ W1のうちアンビル 30上に載置された部分のうちの一部が加工 装置 6により加工される。その後、連続ウェブ W1は切断位置 P3においてカツタロー ラ 4により切断される。なお、この切断を行う際のカツタローラ 4の周速度は、ワークドラ ム 3の周速度と概ね同じ速度であってもよ 、。

[0031] 図 3 (b)に示すように、前記切断により形成された切断ウェブ W2は、渡 Lf立置 P5に おいて受取装置 50に受け取られ、その後、コンペャ 51上に載せられる。

[0032] ここで、超音波溶着による加工を施す場合、一般にヒートシールによる加工を施す 場合に比べ、加工位置でのライン速度（ウェブの移動速度）を小さくする必要がある。 このため、ヒートシールを使用していた生産ラインにヒートシール装置の代わりに超音 波溶着装置を組み入れる場合、加工位置でのウェブの速度を小さくする必要がある

[0033] そこで、前述のように、移動ローラ 2およびワークドラム 3により、連続ウェブ W1の加 ェ時の移動速度が小さくされている。すなわち、図 3 (a)に示すように、加工時には、 移動ローラ 2が前記逆方向 A2に向って移動して連続ウェブの供給速度が小さくなる と共に、ワークドラム 3の周速度が小さくなり、これに伴ってワークドラム 3上での連続 ウェブ W1の搬送速度が小さくなる。一方、加工後には、移動ローラ 2が供給方向 A1 に移動して連続ウェブ W1の供給速度が大きくなると共に、ワークドラム 3の周速度が 大きくなり、これに伴ってワークドラム 3上での連続ウェブ W1の搬送速度が大きくなる 。したがって、ウェブ変速装置を^ aみ込むことにより、生産ラインの全体としての速度 を落とすことなく超音波溶着装置を既存のラインに組み入れることができる。

なお、ワークドラム 3の周りに複数の加工装置 6, 6を配置すれば、ウェブの溶着す べき領域に与える超音波エネルギーを効率的に与えることができるため、一層の速 度アップが望める。

[0034] ワークドラム 3の周速度 V ( 0 )は、例えば、図 7 (a)—（c)に示すように、ワークドラム 3の位相 Θに応じて周期的に変化する。前記周速度 V( Θ )と位相 Θとの関係として は、種々の関数が採用され得る。例えば、図 7 (a)に示すように、周速度 V( Θ )は単 純な正弦曲線に沿って変化してもよい。また、移動ローラ 2が移動中心（図 3 (a)の移 動ローラ 2の実線で示す位置）において一時的に停止する場合には、図 7 (b)のよう に平均速度 Vaにお ヽて一時的に定速度となるように変速されてもよ!、。移動ローラ 2 が移動端（図 3 (a)の移動ローラ 2の 2点鎖線で示す位置）において一時的に停止す る場合には、図 7 (c)のように、周速度 V ( 0 )が最大および最小となったときに一時的 に一定速となってもよい。

[0035] 前記加工装置 6による加工は、ワークドラム 3の周速度 V( Θ )がワークドラム 3の平 均周速度 Vaよりも小さい間に行われてもよい。該加工は、前記周速度 V ( Θ )が前記 平均周速度 Vaよりも小さい間に加え、前記周速度 V( Θ )が前記平均周速度 Vaと同 等な ヽし前記平均周速度 Vaよりも若干大き ヽときにも行われてもよ!/ヽ。

[0036] 一方、カツタローラ 4による連続ウェブ W1の切断は、図 7 (a)に示すように、前記カロ ェが行われているタイミングで行われてもよいし、図 7 (b) ,図 7 (c)のように、加工が 行われていないタイミングで行われてもよい。切断の精度の観点から、カツタローラ 4 による連続ウェブ W1の切断は、ワークドラム 3の周速度 V( 0 )がワークドラムの平均 周速度 Vaよりも小さ 、ときに行われるのが好ま 、。

[0037] 前記ワークドラム 3の変速のサイクル (周期）当たりの回転角 2 π ΖΝは、たとえば、 2 πをワークドラム 3に設けたアンビルの数 mで除した角度であってもよい。加工装置 6 を複数個設ける場合には、前記回転角 2 π ΖΝは、たとえば、アンビルの数 mと加工 装置 6の数 nの積で除した角度であってもよい。すなわち、前記回転角 2 π ΖΝは、 下記の (2)ズ3)式で表される数であってもよい。 2 π /Ν = 2 π /πι · '·(2)

2 π /Ν = 2 π / (πι·η) · '·(3)

[0038] 図 3の前記受取装置 50はワークドラム 3の周速度 V( Θ )が最大速である際に、切断 ウェブ W2を受け取ってもよい。このようにすることで、切断ウェブ W2の渡し位置 Ρ5 において、切断ウェブ W2に弛みを生じることなぐ受取装置 50が切断ウェブ W2をヮ ークドラム 3から受け取ることができる。

[0039] 第 3実施例

図⁴は第³実施例を示す。

本実施例では、受取装置 50として、図 4に示すように、複数のパッド 55を周速度を 変化させながら回転させることで各パッド間の間隔を調整する調整ドラムが採用され ている。たとえば、受取装置 50のパッド 55の周速度は、渡し位置 Ρ5において最大速 とされ、その後、コンペャ 51に切断ウェブ W2を移載する際に、コンペャ 51の速度に 合った速度まで減速されてもよい。前記調整ドラムとしては、たとえば、特開 2002-3 45889号に開示された構造が採用され得る。

[0040] 笫 4¾細1

図 5は第 4実施例を示す。

本実施例では、図 5に示すように、カツタローラ 4はワークドラム 3から離れた連続ゥ エブ W1が受取装置 50のパッド 55上で切断される。

連続ウェブ W1の切断位置は力かる例に限定されない。たとえば、ワークドラム 3か ら連続ウェブ W1を受け取る受取装置 50とワークドラム 3との間において、ワークドラ ム 3から離れた連続ウェブ W1がカツタローラ 4により、切断されてもよい。

[0041] 第 5実施例

図 6は第 5実施例を示す。

図 6に示すように、本実施例の変速装置は、第 1ワークドラム 3と当該第 1ワークドラ ムの下流の第 2ワークドラム 3Αとを備えて 、る。前記第 2ワークドラム 3Αはアンビル口 ーラであり、前記第 1ワークドラム力 連続ウェブ W1を受け取る。該第 2ワークドラム 3 Α上においてカツタローラ 4により連続ウェブ W1が切断される。

[0042] この場合、前記第 2ワークドラム 3Aは前記第 1ワークドラム 3と同期して、周期的に 周速度を変化させながら、回転するのが好ましい。すなわち、第 2ワークドラム 3Aの 周速度は、第 1ワークドラム 3の周速度と概ね同じになるように制御されるのが好まし い。この場合、第 1ワークドラム 3上での連続ウェブ W1の搬送速度と第 2ワークドラム 3A上での連続搬送速度は概ね同じとなる。

第 2ワークドラム 3Aで切断されて形成された切断ウェブ W2は受取装置であるコン べャ 51に渡されて下流に搬送される。

[0043] 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、 3つ以上の周期変速するワークドラムが用いられてもよい。また、移動体 はロールでなくてもよい。また、ウェブを円滑に搬送するためのウェブガイダが設けら れてもよい。

したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲力 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

[0044] 本発明は、使い捨て着用物品、建築用資材、医療用資材などのようにウェブを連 続的に加工する設備に好適に利用されることができる。

Claims

請求の範囲

[1] ウェブの変速装置であって、

1回転ごとに 1回以上周期的に周速度を変化させながら当該周速度と概ね同じ速 度で連続ウェブを搬送するドラム、

前記ドラムの上流に配置され、前記ドラムに前記連続ウェブを供給する移動体、該 移動体は前記ドラムに供給される前記連続ウェブの供給速度と前記ドラムにより搬送 されている前記連続ウェブの搬送速度とが概ね同じになるように前記ドラムの周速度 の変化に応じて移動し、そして、

前記ドラムの周速度と概ね同じ速度で搬送されている前記連続ウェブを前記ドラム 上において切断するカツタ、を備えたウェブ変速装置。

[2] 請求項 1にお 、て、前記ドラム上で前記連続ウェブに加工を施す加工装置を更に 備えたウェブ変速装置。

[3] 請求項 2において、前記加工装置が前記連続ウェブを溶着する溶着装置であるゥ エブ変速装置。

[4] 請求項 3において、前記ドラムの平均周速度よりも小さい速度で前記ドラムが前記 連続ウェブを搬送して ヽる際に、前記加工装置が前記連続ウェブに加工を施すゥェ ブ変速装置。

[5] 請求項 4にお 、て、前記ドラムの平均周速度よりも小さ!/、速度で前記ドラムが前記 連続ウェブを搬送して 、る際に、前記カツタが前記連続ウェブを切断するウェブ変速 装置。

[6] 請求項 5において、前記カツタによる切断で生成された切断ウェブを前記ドラムから 受け取って搬送する受取装置を更に備え、

前記受取装置が前記切断ウェブを受け取った際に、当該切断ウェブを前記受取 装置が搬送する速度が、前記切断の際の前記連続ウェブの搬送速度よりも大きぐ これにより、前記連続ウェブの先端と前記切断ウェブの後端とが互いに離間される ウェブ変速装置。