特許 6450310 超音波ホーン、これを備えた溶着機、及び超音波ホーンを用いた使い捨ておむつの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6450310

(24)【登録日】2018年12月14日

(45)【発行日】2019年1月9日

(54)【発明の名称】超音波ホーン、これを備えた溶着機、及び超音波ホーンを用いた使い捨ておむつの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/08 20060101AFI20181220BHJP

   A61F 13/49 20060101ALI20181220BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/08

   A61F13/49

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-522890(P2015-522890)

(86)(22)【出願日】2014年6月13日

(86)【国際出願番号】JP2014065806

(87)【国際公開番号】WO2014200102

(87)【国際公開日】20141218

【審査請求日】2017年4月12日

(31)【優先権主張番号】特願2013-125941(P2013-125941)

(32)【優先日】2013年6月14日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591040708

【氏名又は名称】株式会社瑞光

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100168321

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 敦

(72)【発明者】

【氏名】藤田 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】中村 秀幸

【審査官】 辰己 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５２２１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１５２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ６５／００−６５／８２

Ａ６１Ｆ１３／１５−１３／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被溶着物を超音波溶着するために用いられる超音波ホーンであって、
超音波振動が入力される入力面を有する入力側端部と、
前記超音波振動の半波長に相当する距離だけ前記入力面から離間して配置されている
とともに前記被溶着物に超音波振動を出力する出力面を有する出力側端部とを備え、
前記出力側端部は、前記被溶着物を予め設定された方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有するとともに、前記長手方向に延びるスリットにより長手方向と直交する幅方向に分岐し、
前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、前記出力面としてそれぞれ機能し、
前記スリットは、超音波振動の節部に相当する位置から前記出力側端部の端面までの範囲に形成されている、超音波ホーン。

【請求項2】

前記超音波ホーンは、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するために、前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を縦方向に二つ折りにした状態で、前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分を超音波溶着するために用いられるものであり、
前記出力側端部は、前記前腹部の側縁部及び前記後背部の側縁部を縦方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有し、
前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、縦方向に延びる切断線に沿って前記連続体を切断するための範囲として予め設定された切断範囲よりも大きい間隔で配置されている、請求項１に記載の超音波ホーン。

【請求項3】

前記出力側端部は、前記前腹部の側縁部及び前記後背部の側縁部を縦方向の全範囲で溶着可能な長手方向の寸法を有する、請求項２に記載の超音波ホーン。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか１項に記載の超音波ホーンと、
前記超音波ホーンに入力される機械的な振動を発生させる超音波振動子とを備えている、超音波溶着機。

【請求項5】

前記超音波振動子は、前記超音波ホーンの入力面に対して直接接続されている、請求項４に記載の超音波溶着機。

【請求項6】

請求項２又は３に記載の超音波ホーンを用いて、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するための方法であって、
前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を準備する準備工程と、
前記連続体を縦方向に二つ折りにする二つ折り工程と、
前記超音波ホーンの一対の出力面が前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分に当接した状態で、前記超音波ホーンの入力面に超音波振動を入力することにより、前記連続体における２箇所を同時に溶着する溶着工程と、
前記溶着工程において形成された２箇所の溶着部の間で前記連続体を切断する切断工程とを含む、使い捨ておむつの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波溶着に用いられる超音波ホーン、これを備えた溶着機、及びこれを用いた使い捨ておむつの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、着用時に、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前腹部から着用者の両脚部の間を通って後背部まで延びる股下部とを備えた使い捨ておむつが知られている。

【0003】

この使い捨ておむつでは、前腹部と後背部とが環状に連結されるように、前腹部の両側縁と後背部の両側縁とは互いに溶着されている。

【0004】

この種の使い捨ておむつを製造する場合、まず、前腹部と後背部とが股下部によって縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を準備する。

【0005】

そして、連続体を縦方向に二つ折りするとともに、この状態で前腹部と後背部との重なり部分を超音波溶着し、この溶着部分が股下部の両側に存在するように連続体を横方向に切断する。

【0006】

ここで、前記超音波溶着には、二つ折りにされた連続体に対して超音波振動を加える超音波ホーンが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

【0007】

前記連続体は、不織布シート、防水性シート、及び弾性体を含むものであり、連続体の重なり部分の厚み寸法は大きく、不均一である。

【0008】

そのため、このような被溶着物に超音波振動による熱エネルギーを有効に発生させるために超音波ホーンから出力される超音波振動の振幅（以下、出力振幅という）を大きくしたいという要請がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第４５９２６９０号公報

【発明の概要】

【0010】

本発明の目的は、出力振幅を大きくすることができる超音波ホーン、これを備えた溶着機及び超音波ホーンを用いた使い捨ておむつの製造方法を提供することにある。

【0011】

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に用いられる超音波ホーンであって、超音波振動が入力される入力面を有する入力側端部と、前記超音波振動の半波長に相当する距離だけ前記入力面から離間して配置されているとともに前記被溶着物に超音波振動を出力する出力面を有する出力側端部とを備え、前記出力側端部は、前記被溶着物を予め設定された方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有するとともに、前記長手方向に延びるスリットにより長手方向と直交する幅方向に分岐し、前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、前記出力面としてそれぞれ機能する、超音波ホーンを提供する。

【0012】

また、本発明は、前記超音波ホーンと、前記超音波ホーンに入力される機械的な振動を発生させる超音波振動子とを備えている、超音波溶着機を提供する。

【0013】

また、本発明は、前記超音波ホーンを用いて、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するための方法であって、前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を準備する準備工程と、前記連続体を縦方向に二つ折りにする二つ折り工程と、前記超音波ホーンの一対の出力面が前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分に当接した状態で、前記超音波ホーンの入力面に超音波振動を入力することにより、前記連続体における２箇所を同時に溶着する溶着工程と、前記溶着工程において形成された２箇所の溶着部の間で前記連続体を切断する切断工程とを含む、使い捨ておむつの製造方法を提供する。

【0014】

本発明によれば、出力振幅を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明に係る使い捨ておむつの製造方法を説明するための工程図である。

【図2】図２は、図１に示す溶着工程及び切断工程を行なうための第１実施形態に係る溶着装置の概略構成を示す側面図である。

【図3】図３は、図２の溶着機を拡大して示す正面図である。

【図4】図４は、図３に示す超音波ホーンの側面図である。

【図5】図５は、本発明の第２実施形態に係る溶着装置の概略構成を示す側面図である。

【図6】図６は、本発明の第３実施形態に係る溶着装置の正面図である。

【図7】図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【図8】図８は、図６に示す溶着ユニットの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

図１を参照して、使い捨ておむつ２０は、着用時に、着用者の腹部に配置される前腹部２０ａと、着用者の臀部に配置される後背部２０ｂと、前腹部２０ａから着用者の両脚部の間を通って後背部２０ｂまで延びる股下部２０ｃとを備えている。

【0018】

前腹部２０ａの両側縁部及び後背部２０ｂの両側縁部は、前腹部２０ａと後背部２０ｂ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。

【0019】

以下、使い捨ておむつ２０の製造方法について説明する。

【0020】

＜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。

【0021】

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。

【0022】

内側シートは、液体透過性を有する不織布シート及び／又はメッシュシートにより構成されている。外側シートは、内側シートと同材質、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、又は撥水性及び通気性を有する不織布により構成されている。

【0023】

弾性部材は、ポリウレタン、天然ゴム、熱可塑性樹脂からなるシート又は糸を用いて構成される。

【0024】

＜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。

【0025】

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２０ｃに相当する部分である。また、シートＷにおける股下部２０ｃに相当する部分の縦方向の両側位置は、それぞれ前腹部２０ａ及び後背部２０ｂに相当する部分である。

【0026】

つまり、搬送工程Ｐ１及びレッグホール形成工程Ｐ２は、前腹部２０ａと後背部２０ｂとが股下部２０ｃを介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体（被溶着物）を準備する準備工程に相当する。

【0027】

＜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。

【0028】

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。

【0029】

透過性シートは、液体透過性を有する不織布シート及び／又はメッシュシートにより構成されている。撥水シートは、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、又は撥水性及び通気性を有する不織布により構成されている。

【0030】

吸収性コアは、粉砕されたパルプ又はこれに高吸水性ポリマーを混合したものを積層して成型される。

【0031】

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不織布シート及び／又はメッシュシートにより構成されている。外側シートは、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、又は撥水性及び通気性を有する不織布により構成されている。

【0032】

＜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（連続体）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２０ａに相当する部分と後背部２０ｂに相当する部分とが重ね合わされる。

【0033】

＜溶着工程Ｐ５＞
溶着工程Ｐ５では、二つ折りにされたシートＷにおける前腹部２０ａの側縁部に相当する部分と後背部２０ｂの側縁部に相当する部分とを超音波溶着する。

【0034】

具体的に、溶着工程Ｐ５では、後述する切断工程Ｐ６で切断する範囲として予め設定された切断範囲Ｄ２（例えば、１０ｍｍ）よりも広い間隔を空けて、シートＷの２箇所を同時に超音波溶着する。

【0035】

なお、２つの溶着部Ｓは、前腹部２０ａの側縁部に相当する部分及び後背部２０ｂの側縁部に相当する部分の縦方向の全範囲Ｄ１にそれぞれ形成されている。

【0036】

＜切断工程Ｐ６＞
切断工程Ｐ６では、溶着工程Ｐ５で形成された２つの溶着部Ｓの間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２０ごとに切り分けられる。

【0037】

以下、図２を参照して、溶着工程Ｐ５及び切断工程Ｐ６を行なう、第１実施形態に係る溶着装置１について説明する。

【0038】

溶着装置１は、二つ折り工程Ｐ４が行なわれた後のシートＷを導入する導入ローラ２と、導入ローラ２から導入されたシートＷを搬送するドラム３と、ドラム３との間でシートＷを溶着する溶着機４と、ドラム３との間でシートＷを切断するロータリカッタ５と、ドラム３からシートＷを導出する導出ローラ６とを備えている。

【0039】

ドラム３は、回転中心Ｃ１回りで図２の反時計回りに回転可能である。また、ドラム３は、その外周面にシートＷを吸着可能なドラム本体３ａと、ドラム本体３ａの外周面から窪む凹部内に設けられているとともにドラム本体３ａに吸着されたシートＷを内側から支持する５つのアンビル３ｂとを備えている。

【0040】

各アンビル３ｂは、回転中心Ｃ１回りで等間隔に配置されている。

【0041】

溶着機４は、シートＷを挟むようにドラム３の外側に設けられ、ドラム３の回転に伴い溶着機４と順次対向するアンビル３ｂとの間でシートＷの超音波溶着を行なう。

【0042】

以下、図３を参照して、溶着機４の構成について説明する。

【0043】

溶着機４は、高周波の電気的エネルギーを発振する超音波発振機１２と、超音波発振機１２から出力された電気的エネルギーを機械的な振動に変換して出力する超音波振動子７と、超音波振動子７に接続されているとともに超音波振動子７から超音波振動が入力された振動を増幅する増幅器８と、増幅器８に接続されているとともに増幅器８から超音波振動が入力される超音波ホーン９とを備えている。

【0044】

増幅器８は、超音波振動子７から入力される超音波振動の半波長に相当する距離だけ離間した入力面と出力面とを有し、入力面が前記超音波振動子７に接続されている一方、出力面が超音波ホーン９に接続されている。

【0045】

図３及び図４を参照して、超音波ホーン９は、前記増幅器８から超音波振動が入力される入力面９ｃを有する入力側端部９ａと、入力面９ｃに入力される超音波振動の半波長（１／２λ）に相当する距離だけ入力面９ｃから離間して配置されているとともにシートＷに超音波振動を出力する一対の出力面９ｅを有する出力側端部９ｂとを備えている。

【0046】

なお、超音波ホーン９に入力される超音波振動は、出力面９ｅと直交する方向の縦波であるが、図３のグラフでは説明の便宜上横波として記されている。

【0047】

出力側端部９ｂは、シートＷにおける前腹部２０ａの側縁部に相当する部分及び後背部２０ｂの側縁部に相当する部分の縦方向の全範囲Ｄ１（図１参照）を溶着可能な長手方向（図４の左右方向）の寸法Ｄ３を有する。

【0048】

また、出力側端部９ｂは、長手方向に延びるスリット９ｄにより長手方向と直交する幅方向（図３の左右方向）に分岐している。つまり、一対の出力面９ｅは、スリット９ｄにより分断された出力側端部９ｂの端面によって構成されている。なお、一対の出力面９ｅの幅寸法は、例えば、１２ｍｍである。

【0049】

ここで、スリット９ｄの幅寸法は、シートＷを横方向に切断するための切断範囲Ｄ２（図１参照）よりも広い寸法Ｄ４（各出力面９ｅの間隔：例えば、１２ｍｍ）に設定されている。

【0050】

なお、上記の例では、切断範囲Ｄ２の幅寸法が１０ｍｍであり、かつ、スリット９ｄの幅寸法Ｄ４が１２ｍｍの場合について説明した。ここで、スリット９ｄの幅寸法が小さいほど使い捨ておむつ２０のピッチを短くできるため、例えば、切断範囲Ｄ２の幅寸法を６ｍｍとし、スリット９ｄの幅寸法Ｄ４を８ｍｍとすることもできる。

【0051】

また、スリット９ｄの幅寸法Ｄ４は、切断範囲Ｄ２の幅寸法よりも小さくすることも可能である。ただし、この場合、切断面に溶着部が存在して使い捨ておむつ２０の端面が硬くなり、見栄えも悪くなるため、上述のようにスリット９ｄの幅寸法Ｄ４を切断範囲Ｄ２の幅寸法よりも大きくすることが好ましい。

【0052】

また、スリット９ｄは、入力面９ｃから入力される超音波振動の節部に相当する位置から出力側端部９ｂの端面（出力面９ｅ）までの範囲に形成されている。

【0053】

また、超音波ホーン９は、入力面９ｃから入力される超音波振動の節部に相当する位置から出力面９ｅに向けて幅方向に先窄まりの形状を有する。

【0054】

なお、図４において上下方向に延びるとともに左右方向に離間して配置された一対の貫通穴９ｆは、出力面９ｅから出力される超音波振動が出力面９ｅの長手方向（図４の左右方向）で均一となるように超音波振動の伝達を調整するためのものである。各貫通穴９ｆは、それぞれスリット９ｄと連通している。

【0055】

ロータリカッタ５は、前記回転中心Ｃ１と平行な軸回りに回転可能なローラと、ローラの外周面に設けられた切断刃とを有している。そして、ローラ及び前記ドラム本体３ａの回転に応じて、切断刃とアンビル３ｂとが対向したときに、両者の間でシートＷが切断される。

【0056】

図１及び図３を参照して、前記溶着装置１を用いて溶着工程Ｐ５を行なう場合、超音波ホーン９の一対の出力面９ｅがシートＷにおける前腹部２０ａの側縁部に相当する部分と後背部２０ｂの側縁部に相当する部分との重なり部分に当接した状態で、超音波ホーン９の入力面９ｃに超音波振動を入力する。

【0057】

これにより、超音波ホーン９とアンビル３ｂ（図２参照）との間でシートＷにおける２箇所を同時に溶着することができる。

【0058】

そして、このように形成された２箇所の溶着部Ｓ間でシートＷは、ロータリカッタ５とアンビル３ｂとの間で切断される（切断工程Ｐ６）。

【0059】

以上説明したように、出力側端部９ｂに対して長手方向に延びるスリット９ｄを形成するとともに、このスリット９ｄの両側に位置する一対の出力面９ｅの間隔を切断範囲Ｄ２よりも大きくしている。

【0060】

そのため、スリット９ｄにより出力側端部９ｂの質量を低減して出力振幅を大きくすることができるとともに、このスリット９ｄにより画定されるシートＷの非溶着範囲を切断範囲Ｄ２として利用することができる。

【0061】

したがって、本発明によれば、シートＷの折り返し部分における２箇所（隣り合う２つの使い捨ておむつ２０の溶着箇所）を同時にかつ確実に溶着することが可能となる。

【0062】

また、前記実施形態によれば、次の効果を奏する。

【0063】

前記実施形態によれば、出力側端部９ｂが前腹部２０ａの側縁部及び後背部２０ｂの側縁部を縦方向の全範囲Ｄ１で溶着可能な長さ寸法Ｄ３を有するため、前記全範囲Ｄ１においてシートＷを溶着する機能を担保しながら、上述のように出力振幅を大きくすることができる。

【0064】

前記実施形態によれば、超音波ホーン９における超音波振動の節部よりも出力面９ｅ側の部分のみを軽量化して、出力振幅を確実に大きくすることができる。

【0065】

特に、スリット９ｄが超音波振動の節部に相当する位置から出力側端部９ｂの端面までの範囲に形成されているため、スリット９ｄによる超音波ホーンの軽量化を最大限行なうことができる。

【0066】

以下、図５を参照して、第２実施形態に係る溶着装置１０について説明する。第１実施形態に係る溶着装置１と同様の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0067】

溶着装置１０は、前記ドラム３とともに回転中心Ｃ１回りに回転可能で、かつ、溶着機４を回転中心Ｃ１に沿った方向にスライド可能に保持する保持部１１を有している。

【0068】

保持部１１は、導入ローラ２、ロータリカッタ５及び導出ローラ６との接触を避けるために、これらから回転中心Ｃ１に沿った方向に回避した位置に設けられている。

【0069】

また、回転中心Ｃ１回りの角度範囲θにおいて溶着機４がアンビル３ｂに対向する溶着位置にスライドするとともに、これ以外の角度範囲において溶着機４が導入ローラ２、ロータリカッタ５及び導出ローラ６から回避する回避位置にスライドするように、溶着機４は、保持部１１に保持されている。

【0070】

具体的に、溶着機４は、ドラム３の回転に応じて前記溶着位置と回避位置との間でスライドするように、図外のカム機構を介してドラム３に連結されている。

【0071】

したがって、溶着装置１０によれば、角度範囲θをドラム３が回転する期間を溶着する期間として利用することができるので、より確実にシートＷを溶着することができる。

【0072】

なお、溶着装置１０よりも下流側でシートＷを切断する場合（ドラム３にロータリカッタ５を設けない場合）、溶着位置と回避位置との間の溶着機４のスライドと同期してアンビル３ｂをスライドさせることもできる。

【0073】

また、ドラム３の内側に溶着機４を設けるとともにドラム３の外側にアンビル３ｂを設け、これら溶着機４及びアンビル３ｂの少なくとも一方をスライドさせることもできる。

【0074】

図６〜図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。

【0075】

第３実施形態の溶着装置３０は、回転ドラム３５の内側（中心から近い側）に超音波ホーン９が設けられているとともに回転ドラム３５の外側（中心から遠い側）にアンビル３８が設けられ、超音波ホーン９に対してアンビル３８がスライド可能である。

【0076】

また、溶着装置３０は、二つ折り工程Ｐ４で二つ折れにされた後に導入ローラ５０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５１を介して切断工程Ｐ６に送るためのものである。

【0077】

具体的に、溶着装置３０は、図６及び図７に示すように、駆動軸支持部材３１と、駆動軸支持部材３１に固定されたカムドラム３２と、カムドラム３２のカム溝３２ａ内に設けられたカムフォロア３３と、回転軸Ｌ１を中心として駆動軸支持部材３１に対して回転可能に支持された駆動軸３４と、駆動軸３４に固定された回転ドラム３５と、回転ドラム３５に固定された１０個の溶着ユニット３６と、カムドラム３２及びカムフォロア３３からの動力を溶着ユニット３６に伝達するための１０個の動力伝達機構３７とを備えている。

【0078】

なお、図６において回転軸Ｌ１と平行する方向をＸ方向とし、図６において上下方向をＺ方向とし、Ｘ−Ｚ平面と直交する方向をＹ方向として説明する。

【0079】

カムドラム３２は、そのＸ方向の一端が駆動軸支持部材３１の貫通穴３１ａに嵌合した状態で、駆動軸支持部材３１に固定されている。この状態で、カムドラム３２の軸線は、回転軸Ｌ１と合致している。

【0080】

また、カムドラム３２の外周面には、カム溝３２ａが形成されている。カム溝３２ａ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３３がＸ方向に移動するのを許容する形状を有する。

【0081】

駆動軸３４は、カムドラム３２に対して相対的に回転可能な状態でカムドラム３２をＸ方向に貫通する。つまり、駆動軸３４は、カムドラム３２を介して間接的に駆動軸支持部材３１に支持されている。

【0082】

回転ドラム３５は、カムドラム３２から突出する駆動軸３４の先端部に固定されたものであり、当該駆動軸３４の回転に伴い回転軸Ｌ１回りに回転する。また、回転ドラム３５は、カムドラム３２の外周面を被覆する筒状のドラムである。

【0083】

１０個の溶着ユニット３６は、回転軸Ｌ１回りで等間隔（３６°間隔）に配置された状態で回転ドラム３５に固定されている。なお、１０個の溶着ユニット３６の構成は同一であるため、１個の溶着ユニット３６の構成のみについて説明する。

【0084】

溶着ユニット３６は、シートＷを挟むことにより当該シートＷを溶着する超音波ホーン９及びアンビル３８と、超音波ホーン９に接続された超音波振動子７と、回転ドラム３５に固定されているとともに超音波ホーン９を保持するホーン保持機構３９と、回転ドラム３５に固定されているとともにアンビル３８を保持するアンビル保持機構４０とを備えている。

【0085】

アンビル３８は、当該アンビル３８が後述のように超音波ホーン９に対してスライドすることにより、超音波ホーン９上に支持されたシートＷに対して転がり接触可能となるように回転可能に支持されたローラ状の部材である。

【0086】

また、アンビル３８の外周面には、図８に示すように、超音波ホーン９の２つの出力面９ｅと対向する位置に２本の溶着パターン３８ａが形成されている。溶着パターン３８ａは、アンビル３８の外周面から半径方向の外側に突出する複数の突起により構成されている。このように複数の突起によりシートＷの重なり部分を間欠的に溶着することができる。

【0087】

また、突起は、アンビル３８の回転軸と平行な方向に対して傾斜するとともに互いに平行に延びる。これにより、出力面９ｅ（シートＷ）に対するアンビル３８の接触圧（接触面積）がアンビル３８の回転位置にかかわらず略均一となる。

【0088】

図７及び図８を参照して、ホーン保持機構３９は、超音波ホーン９の出力面９ｅが回転ドラム３５の半径方向の外側に向いた状態で当該超音波ホーン９を保持する。

【0089】

アンビル保持機構４０は、ホーン保持機構３９（超音波ホーン９）に対してＸ方向に移動可能となるようにアンビル３８を保持する。具体的に、アンビル保持機構４０は、図７に示すように、回転ドラム３５に固定されているとともにＸ軸方向に延びるレール４０ａと、レール４０ａに対してＸ軸方向に沿ってスライド可能に取り付けられているとともにアンビル３８を保持する保持部４０ｂとを備えている。

【0090】

動力伝達機構３７は、カムフォロア３３の移動に応じてアンビル保持機構４０の保持部４０ｂがＸ軸方向に移動するようにカムフォロア３３と保持部４０ｂとを連結する。

【0091】

具体的に、動力伝達機構３７は、一対のタイミングプーリ３７ａと、タイミングプーリ３７ａ間に掛け渡されたタイミングベルト３７ｂとを備えている。タイミングベルト３７ｂの両タイミングプーリ３７ａ間に延びる２つ部分の一方にはカムフォロア３３が固定され、他方にはアンビル保持機構４０の保持部４０ｂが固定されている。

【0092】

これにより、カムフォロア３３がＸ方向の一方の側に移動するとアンビル保持機構４０がＸ方向においてカムフォロア３３と逆向きに移動する。

【0093】

ここで、アンビル３８の移動範囲は、カム溝３２ａにより次のように設定されている。

【0094】

アンビル３８は、超音波ホーン９からＸ方向のカムドラム３２側に外れた初期位置（図７の上に示される位置）と、超音波ホーン９からＸ方向のカムドラム３２の反対側に外れた中間位置（図７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。

【0095】

また、回転軸Ｌ１を中心とした回転位置と、アンビル３８の移動位置との関係は、カム溝３２ａにより次のように設定されている。

【0096】

図６に示すように、導入ローラ５０及び導出ローラ５１は、回転軸Ｌ１を中心とする回転位置Ｒ１と回転位置Ｒ７との間に配置されている。回転位置Ｒ７から回転位置Ｒ１までの範囲において、アンビル３８は、初期位置（図７の上に示す位置）に配置されている。

【0097】

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３８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Ｒ２から回転位置Ｒ３までの範囲において、アンビル３８は、前向きに等速で移動する。この移動の間、シートＷは、超音波ホーン９とアンビル３８との間で溶着される。

【0098】

回転位置Ｒ３から回転位置Ｒ４までの範囲において、アンビル３８は、回転位置Ｒ４において中間位置（図７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３８に後ろ向きの加速度を与える）。

【0099】

回転位置Ｒ４から回転位置Ｒ５までの範囲おいて、アンビル３８は、中間位置から初期位置に向けて後ろ向きに加速する。

【0100】

回転位置Ｒ５から回転位置Ｒ６までの範囲において、アンビル３８は、後ろ向きに等速で移動する。この移動の間、シートＷは、超音波ホーン９とアンビル３８との間で再度溶着される。

【0101】

回転位置Ｒ６から回転位置Ｒ７までの範囲において、アンビル３８は、回転位置Ｒ７において初期位置で停止するように、減速する（アンビル３８に前向きの加速度を与える）。

【0102】

なお、前記各実施形態では、図３に示すように、スリット９ｄが超音波振動の節部に相当する位置から出力側端部９ｂの端面（出力面９ｅ）に向けて延びている。しかし、スリット９ｄは、節部よりも出力面９ｅ側の位置から出力側端部９ｂの端面に向けて延びていれば、超音波ホーン９における節部よりも入力面９ｃ側の質量に対する出力面９ｅ側の質量の比を小さくすることができ、出力振幅を大きくすることができる。

【0103】

また、前記各実施形態では、超音波振動子７と超音波ホーン９との間に増幅器８が設けられているが、上述のようにスリット９ｄによって出力振幅を大きくすることができるため、増幅器８を省略することもできる。

【0104】

つまり、超音波振動子７を超音波ホーン９の入力面９ｃに対して直接接続することもできる。

【0105】

これにより、超音波溶着機のコンパクト化を図ることができる。

【0106】

さらに、前記各実施形態では、出力側端部９ｂが前腹部２０ａの側縁部及び後背部２０ｂの側縁部の縦方向の全範囲Ｄ１を溶着可能な長さ寸法Ｄ３を有しているが、全範囲Ｄ１のうちの一部のみを溶着可能な長さ寸法を有していてもよい。

【0107】

また、前記各実施形態では、使い捨ておむつ２０の連続体を溶着するための超音波ホーン９について説明したが、溶着の対象となる被溶着物は、使い捨ておむつの連続体に限定されない。

【0108】

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。

【0109】

すなわち、本発明は、被溶着物を超音波溶着するために用いられる超音波ホーンであって、超音波振動が入力される入力面を有する入力側端部と、前記超音波振動の半波長に相当する距離だけ前記入力面から離間して配置されているとともに前記被溶着物に超音波振動を出力する出力面を有する出力側端部とを備え、前記出力側端部は、前記被溶着物を予め設定された方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有するとともに、前記長手方向に延びるスリットにより長手方向と直交する幅方向に分岐し、前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、前記出力面としてそれぞれ機能する、超音波ホーンを提供する。

【0110】

一般に、超音波ホーンにおいては、入力される超音波振動の節部を基準として入力面側の部分の質量に対する出力面側の部分の質量の比が小さいほど、出力振幅が大きくなることが知られている。

【0111】

ここで、出力面を有する出力側端部を長手方向に小さくすることが考えられるが、出力側端部には被溶着物に予め設定された方向に沿った広い範囲で溶着可能な長手寸法が要求されるため、出力側端部を長手方向に小さくするのには限界がある。

【0112】

そこで、本発明では、出力側端部に対して長手方向に延びるスリットを形成するとともに、このスリットの両側に位置する一対の端面（出力面）の間隔を切断範囲よりも大きくしている。

【0113】

そのため、本発明によれば、スリットにより出力側端部の質量を低減して出力振幅を大きくすることができる。

【0114】

前記超音波ホーンは、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するために、前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を縦方向に二つ折りにした状態で、前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分を超音波溶着するために用いられるものであり、前記出力側端部は、前記前腹部の側縁部及び前記後背部の側縁部を縦方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有し、前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、縦方向に延びる切断線に沿って前記連続体を切断するための範囲として予め設定された切断範囲よりも大きい間隔で配置されていることが好ましい。

【0115】

この態様によれば、上述のようにスリットにより出力側端部の質量を低減して出力振幅を大きくしながら、このスリットにより画定される連続体の非溶着範囲を切断範囲として利用することができる。

【0116】

したがって、連続体の重なり部分における２箇所（隣り合う２つの使い捨ておむつの溶着箇所）を同時にかつ確実に溶着することが可能となり、これら溶着部分の間で連続体を切り分けることにより使い捨ておむつを製造することができる。

【0117】

前記超音波ホーンにおいて、前記出力側端部は、前記前腹部の側縁部及び前記後背部の側縁部を縦方向の全範囲で溶着可能な長手方向の寸法を有することが好ましい。

【0118】

この態様によれば、前腹部の側縁部及び後背部の側縁部の縦方向の全範囲を溶着する機能を担保しながら、上述のように出力振幅を大きくすることができる。

【0119】

前記超音波ホーンにおいて、前記スリットは、超音波振動の節部に相当する位置又はこれよりも前記出力面側の位置から前記出力側端部の端面までの範囲に形成されていることが好ましい。

【0120】

この態様によれば、超音波ホーンにおける超音波振動の節部よりも出力面側の部分のみを軽量化して、出力振幅を確実に大きくすることができる。

【0121】

特に、スリットが超音波振動の節部に相当する位置から出力側端部の端面までの範囲に形成されている場合には、スリットによる超音波ホーンの軽量化を最大限行なうことができる。

【0122】

なお、前記『節部』とは、超音波振動の波形において振幅が最小（０）となる位置である。

【0123】

また、本発明は、前記超音波ホーンと、前記超音波ホーンに入力される機械的な振動を発生させる超音波振動子とを備えている、超音波溶着機を提供する。

【0124】

前記超音波溶着機において、前記超音波振動子は、前記超音波ホーンの入力面に対して直接接続されていることが好ましい。

【0125】

つまり、前記超音波ホーンでは、スリットにより出力振幅を大きくすることができるため、超音波振動子からの超音波振動を増幅するための増幅器を省略することができる。これにより、超音波溶着機のコンパクト化を図ることができる。

【0126】

ただし、超音波ホーンと超音波振動子との間に増幅器を設けることを本発明から除外する趣旨ではない。

【0127】

また、本発明は、前記超音波ホーンを用いて、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するための方法であって、前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を準備する準備工程と、前記連続体を縦方向に二つ折りにする二つ折り工程と、前記超音波ホーンの一対の出力面が前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分に当接した状態で、前記超音波ホーンの入力面に超音波振動を入力することにより、前記連続体における２箇所を同時に溶着する溶着工程と、前記溶着工程において形成された２箇所の溶着部の間で前記連続体を切断する切断工程とを含む、使い捨ておむつの製造方法を提供する。

【0128】

本発明に係る製造方法によれば、スリットを有する超音波ホーンを用いることにより出力振幅を大きくした状態で連続体を溶着することができるとともに、スリットにより画定される連続体の非溶着範囲（２箇所の溶着部の間の範囲）で連続体を切断することができる。

【0129】

したがって、本発明に係る製造方法によれば、連続体の重なり部分における２箇所を同時にかつ確実に溶着することができるとともに、各溶着箇所の間で連続体を切断して使い捨ておむつを製造することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】