特許 6886875 超音波溶着装置

(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】6886875

(24)【登録日】2021年5月19日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】超音波溶着装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/08 20060101AFI20210603BHJP

   B29C 65/80 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/08

   B29C65/80

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-125385(P2017-125385)

(22)【出願日】2017年6月27日

(65)【公開番号】特開2019-6049(P2019-6049A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2020年6月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110044

【氏名又は名称】株式会社リブドゥコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】丸畠 和也

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００５／１０５４１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭６１−０７３５０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１６−１２０２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３０６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１９７３４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６５／００−６５／８２

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

Ｂ２３Ｋ ２０／００−２０／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波溶着装置であって、
中心軸を中心とする円筒状の外周面を有し、前記中心軸を中心として回転するアンビルと、
前記中心軸に平行な方向に延びる先端面が前記アンビルの前記外周面と対向するヘッドを有し、前記ヘッドと前記外周面との間を通過する複数のシート部材を溶着する超音波振動部と、
を備え、
前記アンビルの前記外周面が凹凸を有し、前記外周面において、前記中心軸から一定距離だけ離れた最外領域が、溶着の際に前記複数のシート部材を介して前記ヘッドの前記先端面と接し、
前記外周面において、前記複数のシート部材が溶着されない非溶着範囲と、前記複数のシート部材の溶着が可能な溶着範囲とが、周方向に交互に設けられ、
前記外周面における前記周方向の各位置において、前記複数のシート部材を介して前記先端面と対向する領域のうち、前記最外領域が占める割合を前記最外領域の面積率として、前記溶着範囲における前記最外領域の面積率が、前記非溶着範囲における前記最外領域の面積率よりも低く、
前記ヘッドが、ＯＮ状態を維持しつつ前記溶着範囲および前記非溶着範囲を通過することを特徴とする超音波溶着装置。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波溶着装置であって、
前記溶着範囲において、前記最外領域の一部の周囲が凹部により囲まれることを特徴とする超音波溶着装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の超音波溶着装置であって、
前記アンビルの前記外周面において、溶着の際にシート部材を保持する吸引孔が形成され、
前記吸引孔の縁部が、前記最外領域に含まれることを特徴とする超音波溶着装置。

【請求項4】

請求項３に記載の超音波溶着装置であって、
前記吸引孔が前記溶着範囲に存在することを特徴とする超音波溶着装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１つに記載の超音波溶着装置であって、
前記アンビルの前記外周面において、前記最外領域の面積率が８５％以上である前記周方向の範囲が前記非溶着範囲に含まれ、前記最外領域の面積率が０％よりも大きく、かつ、３５％以下である前記周方向の範囲が前記溶着範囲に含まれることを特徴とする超音波溶着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波溶着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シート部材の溶着に超音波溶着装置が用いられている。例えば、特許文献１の溶接ユニットは、アンビルローラーと、アンビルローラーと協同する超音波溶接ヘッドとを備える。アンビルローラーにおける円筒状の接触面には、複数の吸引部が周方向に間隔を空けて設けられる。各吸引部には、複数の吸引孔および複数の突出歯が設けられる。複数の吸引孔および複数の突出歯は、軸に平行な各列において交互に配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−１２０２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１のように、アンビルにおいて、突出歯が設けられる領域と、突出歯が設けられない領域とを周方向に交互に設定する場合、突出歯が設けられない領域において、ヘッドがアンビルから離れた状態となる。このとき、ヘッドがＯＮ状態を維持すると、ヘッドが損傷する場合があるため、ヘッドが当該領域と対向する間、ＯＦＦ状態とされる。しかしながら、ヘッドでは、ＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替え後、溶着が安定して可能となるまでにある程度の時間を要する。したがって、突出歯が設けられる領域とヘッドが対向する際に、ヘッドをＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える場合、切り替え直後に溶着されるシート部材の部位において、溶着の強度が弱くなることがある。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、シート部材の溶着を安定して行うことを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、超音波溶着装置であって、中心軸を中心とする円筒状の外周面を有し、前記中心軸を中心として回転するアンビルと、前記中心軸に平行な方向に延びる先端面が前記アンビルの前記外周面と対向するヘッドを有し、前記ヘッドと前記外周面との間を通過する複数のシート部材を溶着する超音波振動部とを備え、前記アンビルの前記外周面が凹凸を有し、前記外周面において、前記中心軸から一定距離だけ離れた最外領域が、溶着の際に前記複数のシート部材を介して前記ヘッドの前記先端面と接し、前記外周面において、前記複数のシート部材が溶着されない非溶着範囲と、前記複数のシート部材の溶着が可能な溶着範囲とが、周方向に交互に設けられ、前記外周面における前記周方向の各位置において、前記複数のシート部材を介して前記先端面と対向する領域のうち、前記最外領域が占める割合を前記最外領域の面積率として、前記溶着範囲における前記最外領域の面積率が、前記非溶着範囲における前記最外領域の面積率よりも低く、前記ヘッドが、ＯＮ状態を維持しつつ前記溶着範囲および前記非溶着範囲を通過する。

【0007】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波溶着装置であって、前記溶着範囲において、前記最外領域の一部の周囲が凹部により囲まれる。

【0008】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の超音波溶着装置であって、前記アンビルの前記外周面において、溶着の際にシート部材を保持する吸引孔が形成され、前記吸引孔の縁部が、前記最外領域に含まれる。

【0009】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の超音波溶着装置であって、前記吸引孔が前記溶着範囲に存在する。

【0010】

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の超音波溶着装置であって、前記アンビルの前記外周面において、前記最外領域の面積率が８５％以上である前記周方向の範囲が前記非溶着範囲に含まれ、前記最外領域の面積率が０％よりも大きく、かつ、３５％以下である前記周方向の範囲が前記溶着範囲に含まれる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、シート部材の溶着を安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】超音波溶着装置の構成を示す図である。

【図2】アンビルを示す図である。

【図3】中心軸に沿って見たアンビルを示す図である。

【図4】積層シート部材の溶着領域を示す図である。

【図5】アンビルの他の例を示す図である。

【図6】アンビルの他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、本発明の一の実施の形態に係る超音波溶着装置１の構成を示す図である。超音波溶着装置１は、例えば、不織布を含む複数のシート部材９を互いに超音波溶着する装置であり、吸収性物品の製造に用いられる。

【0014】

超音波溶着装置１は、アンビル（アンビルロールとも呼ばれる。）２と、超音波振動部３と、複数の案内ローラ４とを備える。アンビル２は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状の外周面２１を有する。アンビル２は、回転機構１１に接続されており、回転機構１１によりアンビル２が中心軸Ｊ１を中心として一定速度にて回転する。図１の例では、アンビル２は中心軸Ｊ１を中心として時計回りに回転する。複数の案内ローラ４は、中心軸Ｊ１に平行な回転軸を有し、連続シートである複数のシート部材９を重ねた状態で、アンビル２の外周面２１へと案内する。各シート部材９は、単一のシート、または、複数のシートの積層体である。アンビル２を通過した複数のシート部材９（後述の積層シート部材９０）の各部位は、図１の右側へと送られる。アンビル２の外周面２１では、複数のシート部材９に対して所定の大きさの張力が作用する。アンビル２の詳細については後述する。

【0015】

超音波振動部３は、ヘッド３１と、超音波発振部３２とを備える。超音波発振部３２は超音波に対応する周波数の電圧を発生させ、ヘッド３１に入力する。ヘッド３１は、振動子およびホーンを有する。振動子は超音波発振部３２からの電圧を縦振動に変換して超音波振動を生成する。ホーンは、アンビル２の外周面２１に対向する共鳴体である。超音波振動は、ホーンを介して外周面２１上の複数のシート部材９に伝達される。ヘッド３１では、振動子とホーンとの間にブースターが設けられてもよい。以下の説明では、ヘッド３１において、アンビル２の外周面２１に対向する面、すなわち、シート部材９に接するホーンの端面を、「先端面３１１」という。先端面３１１は、中心軸Ｊ１に平行な軸方向に延びる。図１の例では、先端面３１１は、軸方向に垂直な方向（アンビル２の外周面２１の接線方向）に短い。

【0016】

図２は、アンビル２を示す図であり、中心軸Ｊ１に垂直な方向から見た外周面２１を示している。図２では、シート部材９が存在する軸方向の範囲を同じ符号９を付す矢印にて示している。また、既述のヘッド３１も図示している。図３は、中心軸Ｊ１に沿って見たアンビル２を示す図である。図２に示すアンビル２の外周面２１では、ヘッド３１の先端面３１１と対向しない（法線方向に重ならない）軸方向の範囲は、シート部材９の溶着に影響を及ぼさず、先端面３１１と対向する軸方向の範囲（以下、「有効範囲」という。）が、溶着に有効となる。以下の説明において、単に外周面２１という場合は、有効範囲に含まれる外周面２１の領域を意味するものとする。

【0017】

アンビル２は、複数の矩形の凹部２２を備え、複数の凹部２２は外周面２１に形成される。凹部２２の配列の詳細については後述する。アンビル２の外周面２１は、中心軸Ｊ１から一定距離だけ離れた円筒面であり（図３参照）、複数の凹部２２は、例えば当該外周面２１に対する孔加工または溝加工（バリ取り加工を含む。）により形成される。複数の凹部２２のうちの一部の凹部２２は、アンビル２の内部空間を介して減圧機構に接続される。減圧機構に接続された凹部２２は、溶着の際にシート部材９を保持する吸引孔となる。アンビル２では、全ての凹部２２が減圧機構に接続されてもよい。すなわち、複数の凹部２２の少なくとも一部が、吸引孔として形成される。

【0018】

外周面２１において複数の凹部２２を除く領域を非凹部領域２４と呼ぶと、非凹部領域２４は、外周面２１において中心軸Ｊ１から最も離れた最外領域となる。正確には、非凹部領域２４は、外周面２１の有効範囲において最外領域であればよい。非凹部領域２４では、中心軸Ｊ１からの距離がいずれの位置においても同じである。複数の凹部２２は離散的に（互いに孤立して）設けられるため、非凹部領域２４は、外周面２１の全周に亘って連続する。

【0019】

図２の例では、２以上の凹部２２が軸方向に一定間隔で並ぶことにより、凹部列２３が形成される。中心軸Ｊ１を中心とする周方向に互いに隣接する複数の（図２では、２つの）凹部列２３の集合を凹部列群２３０として、外周面２１には、複数の凹部列群２３０が周方向に等角度間隔で設けられる（図３参照）。複数の凹部列群２３０は、例えば、９０度間隔で配置される。典型的には、周方向における２つの凹部列群２３０間のスペースの幅は、各凹部２２の周方向の長さよりも十分に大きい。また、各凹部列群２３０において互いに隣接する凹部列２３間の隙間は、各凹部２２の周方向の長さよりも小さい。凹部列群２３０において、軸方向における複数の凹部列２３の位置が、周方向に沿って変動してもよい。また、凹部列群２３０は、１つの凹部列２３であってもよい。

【0020】

後述するように、２つの凹部列群２３０間の上記スペースでは、複数のシート部材９の溶着が不能となり、凹部列群２３０が設けられる領域（互いに隣接する凹部列２３間の隙間を除く。）では、複数のシート部材９の溶着が可能となる。すなわち、アンビル２では、外周面２１において複数のシート部材９が溶着されない非溶着範囲Ａ１と、複数のシート部材９の溶着が可能な溶着範囲Ａ２とが、周方向に交互に設けられる。図２および図３では、非溶着範囲Ａ１を符号Ａ１を付す矢印にて示し、溶着範囲Ａ２を符号Ａ２を付す矢印にて示す。

【0021】

図１の超音波溶着装置１が複数のシート部材９を溶着する際には、超音波振動部３の連続的な駆動により超音波振動が連続的に生成されるとともに、アンビル２が回転する。換言すると、ヘッド３１がＯＮ状態を維持しつつ、アンビル２の外周面２１における溶着範囲Ａ２および非溶着範囲Ａ１を交互に通過する。また、複数の案内ローラ４により複数のシート部材９が互いに重なった状態でアンビル２の外周面２１に案内され、ヘッド３１と外周面２１との間を通過する。これにより、ヘッド３１の先端面３１１と対向する複数のシート部材９の各部位に、超音波振動が付与される。このとき、溶着範囲Ａ２では、減圧機構に接続された凹部２２（吸引孔）により複数のシート部材９が、外周面２１上に保持される。すなわち、ヘッド３１とアンビル２との間において、複数のシート部材９が外周面２１と同じ方向に同じ速度で移動する。その結果、複数のシート部材９において、溶着範囲Ａ２内の非凹部領域２４と対向する領域が、超音波振動により溶着（接合）する。以下の説明では、溶着により互いに接合された複数のシート部材９を、「積層シート部材」という。図１では、積層シート部材に符号９０を付している。

【0022】

図４は、積層シート部材９０の溶着領域９１を示す図である。溶着領域９１は、複数のシート部材９が互いに溶着する領域であり、図４では、溶着領域９１に平行斜線を付している。複数の溶着領域９１が示すパターンは、溶着パターンとも呼ばれる。積層シート部材９０では、溶着範囲Ａ２において非凹部領域２４とおよそ重なる領域が溶着領域９１となる。超音波溶着装置１では、積層シート部材９０に対して長手方向に間欠的に図４の溶着パターンが形成される。例えば、パンツタイプの使い捨ておむつの製造において、使い捨ておむつの前方部に対応する部位が連続するシート部材と、後方部に対応する部位が連続するシート部材との間欠的な接合（サイドシール）等において、図２のアンビル２を利用した積層シート部材９０の形成が行われる。

【0023】

図２の例では、周方向において互いに隣接する凹部列２３の間に隙間が設けられる。すなわち、外周面２１の有効範囲の全体に亘って軸方向に延びる線状領域が、溶着範囲Ａ２内の非凹部領域２４に含まれる。図２では、符号Ｌ１を付す二点鎖線の矩形にて線状領域を示している。超音波溶着装置１において、ヘッド３１の先端面３１１が上記線状領域Ｌ１と対向する際には、先端面３１１の大部分が複数のシート部材９を介して非凹部領域２４と接する。この場合、振動エネルギーが分散するため、複数のシート部材９の溶着がほとんど生じない。その結果、図４に示す溶着パターンでは、シート部材９の長手方向に対応する図４の上下方向において、互いに隣接する溶着領域９１の間に、上記線状領域Ｌ１に対応する非溶着領域が存在する。また、非溶着範囲Ａ１では、上記線状領域Ｌ１が周方向に連続していると捉えることができ、同様の理由により、複数のシート部材９が溶着されない。

【0024】

ここで、アンビル２の外周面２１における周方向の各位置において、複数のシート部材９を介してヘッド３１の先端面３１１と対向する領域のうち、非凹部領域２４が占める割合を「非凹部領域２４の面積率」と呼ぶ。非凹部領域２４の面積率は、外周面２１の最外領域の面積率として捉えることもできる。超音波溶着装置１の一例では、非凹部領域２４の面積率が８５％以上である場合、複数のシート部材９の溶着が不能である。また、非凹部領域２４の面積率が０％よりも大きく、かつ、３５％以下である場合、複数のシート部材９の溶着が可能である。

【0025】

実際には、複数のシート部材９の溶着の可否は、超音波発振部３２がヘッド３１に付与する電圧の大きさや周波数等にも依存するため、溶着が不能である面積率の下限、および、溶着が可能である面積率の上限は、ヘッド３１に対する入力電圧等により変動する。したがって、超音波溶着装置１の一例では、非凹部領域２４の面積率が、３５％よりも大きく、８５％よりも小さい範囲内となる場合、溶着の可否は、入力電圧等に依存する。例えば、入力電圧が比較的大きい場合には、非凹部領域２４の面積率が６０％以下であるときに、複数のシート部材９の溶着が可能であり、非凹部領域２４の面積率が８５％以上であるときに、複数のシート部材９の溶着が不能である。入力電圧が比較的小さい場合には、非凹部領域２４の面積率が３５％以下であるときに、複数のシート部材９の溶着が可能であり、非凹部領域２４の面積率が６０％以上であるときに、複数のシート部材９の溶着が不能である。

【0026】

非溶着範囲Ａ１では、非凹部領域２４の面積率が高くなるため、複数のシート部材９の溶着が不能となる。一方、溶着範囲Ａ２では、非凹部領域２４の面積率が低くなるため、複数のシート部材９の溶着が可能となる。既述のように、各凹部列群２３０において互いに隣接する凹部列２３間の隙間、すなわち線状領域Ｌ１では、複数のシート部材９の溶着が不能となるが、周方向における線状領域Ｌ１の幅は僅かであるため、ここでは、線状領域Ｌ１も溶着範囲Ａ２に含めている。アンビル２では、溶着範囲Ａ２における線状領域Ｌ１を例外として、溶着範囲Ａ２における非凹部領域２４の面積率は、非溶着範囲Ａ１における非凹部領域２４の面積率よりも低い。

【0027】

既述の例では、非凹部領域２４の面積率が８５％以上である場合、複数のシート部材９の溶着が不能であり、非凹部領域２４の面積率が０％よりも大きく、かつ、３５％以下である場合、複数のシート部材９の溶着が可能である。この場合、アンビル２の外周面２１において、非凹部領域２４の面積率が８５％以上である周方向の範囲は非溶着範囲Ａ１に含まれ、非凹部領域２４の面積率が０％よりも大きく、かつ、３５％以下である周方向の範囲は溶着範囲Ａ２に含まれるといえる。

【0028】

ここで、特開２０１６−１２０２７５号公報（特許文献１）のように、外周面に複数の突出歯および複数の吸引孔を設けた比較例のアンビルを想定する。比較例のアンビルでは、中心軸に平行な各列において突出歯および吸引孔が交互に配置される。また、突出歯（および吸引孔）が設けられる領域と、突出歯が設けられない領域とが周方向に交互に設定される。比較例のアンビルでは、突出歯が設けられない領域において、ヘッドがアンビルから離れた状態となる。このとき、ヘッドがＯＮ状態を維持すると、ヘッドが損傷する場合があるため、ヘッドが当該領域と対向する間、ＯＦＦ状態とされる。しかしながら、ヘッドでは、ＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替え後、溶着が安定して可能となるまでにある程度の時間を要する。したがって、突出歯が設けられる領域とヘッドが対向する際に、ヘッドをＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える場合、切り替え直後に溶着されるシート部材の部位において、溶着の強度が弱くなることがある。

【0029】

これに対し、図２のアンビル２を含む超音波溶着装置１では、アンビル２の外周面２１において、最外領域である非凹部領域２４の面積率が相対的に高い非溶着範囲Ａ１と、非凹部領域２４の面積率が相対的に低い溶着範囲Ａ２とが、周方向に交互に設けられる。そして、ヘッド３１が、ＯＮ状態を維持しつつ溶着範囲Ａ２および非溶着範囲Ａ１を通過する。これにより、シート部材９を挟んでヘッド３１がアンビル２に接した状態を常時維持してヘッド３１の損傷を防止するとともに、溶着範囲Ａ２において複数のシート部材９の溶着を安定して行うことが実現される。

【0030】

また、比較例のアンビルの作製では、外周面への吸引孔の形成に加えて、外周面に複数の突出歯を取り付ける煩雑な加工が必要となる。その結果、比較例のアンビルを用いる超音波溶着装置の製造コストが増大してしまう。また、複数の突出歯の高さ（突出歯の頂部とアンビルの中心軸との間の距離）がばらつくため、超音波振動部のヘッドを、アンビルに対して適切な位置（安定した溶着が可能となる位置）に配置する調整作業が極めて煩雑となる。

【0031】

これに対し、超音波溶着装置１のアンビル２では、外周面２１に複数の凹部２２が設けられ、外周面２１における非凹部領域２４が、中心軸Ｊ１から一定距離だけ離れた最外領域となる。そして、当該非凹部領域２４が、溶着の際に複数のシート部材９を介してヘッド３１の先端面３１１と接する。上記構造を有するアンビル２は、円筒部材に対する孔加工または溝加工により容易に作製可能であるため、超音波溶着装置１の製造コストを削減することができる。また、アンビル２の最外領域である非凹部領域２４と中心軸Ｊ１との間の距離が全周に亘って一定であるため、アンビル２に対してヘッド３１の位置を調整する作業も容易に行うことができる。

【0032】

比較例のアンビルでは、吸引孔の縁部と中心軸との間の距離が、突出歯の頂部と中心軸との間の距離よりも小さくなる。すなわち、シート部材の溶着の際に、シート部材を介してヘッドと接する当該頂部と、吸引孔の縁部との間に高低差が生じる。その結果、例えば、シート部材が上記高低差に倣って弛んだ状態で溶着が行われ、積層シート部材に皺が生じることがある。これに対し、図２のアンビル２では、吸引孔である凹部２２の縁部が、外周面２１の最外領域に含まれる。これにより、積層シート部材に皺が生じることを抑制または防止することができる。さらに、当該凹部２２が溶着範囲Ａ２に設けられることにより、溶着の際におけるシート部材９の弛みを抑制することができる。

【0033】

図５は、アンビル２の他の例を示す図である。図５のアンビル２では、図２のアンビル２と同様に、外周面２１において複数のシート部材９が溶着されない非溶着範囲Ａ１と、複数のシート部材９の溶着が可能な溶着範囲Ａ２とが、周方向に交互に設けられる。溶着範囲Ａ２では、軸方向に一定間隔で並ぶ２以上の凹部２２が凹部列２３として設けられる。図５の例では、１つの凹部列２３が凹部列群２３０となる。また、周方向における凹部列２３の両側のそれぞれには、軸方向に延びる補助凹部２２ａが形成される。図５では、各補助凹部２２ａの外形を二点鎖線にて示している。各補助凹部２２ａは、凹部列２３の全ての凹部２２との間において、非凹部領域２４を挟むことなく、これらの凹部２２と連続する。換言すると、凹部列２３において互いに隣接する２つの凹部２２の間に存在する非凹部領域２４の部位では、その周囲が当該２つの凹部２２および２つの補助凹部２２ａに囲まれ、当該部位が、非凹部領域２４の他の部位から孤立する。当該部位は、凸部２５として捉えることができる。

【0034】

溶着範囲Ａ２では、補助凹部２２ａの位置を除き、非凹部領域２４の面積率が、比較的小さくなる。なお、補助凹部２２ａの位置では、非凹部領域２４の面積率が０となり、複数のシート部材９が溶着されないが、図２の凹部列２３の間の隙間（線状領域Ｌ１）と同様に、説明の便宜上、補助凹部２２ａも溶着範囲Ａ２に含めている。なお、周方向における補助凹部２２ａの幅は僅かであり、また、張力により緊張した状態の複数のシート部材９にヘッド３１が接するため、補助凹部２２ａを通過する際にヘッド３１の損傷は生じない。

【0035】

非溶着範囲Ａ１では、数個の凹部２２ｂが設けられる。これらの凹部２２ｂは、減圧機構に接続された吸引孔である。図５の例では、４個の凹部２２ｂが十分な隙間を空けて軸方向に並ぶ。非溶着範囲Ａ１における非凹部領域２４の面積率は、溶着範囲Ａ２における非凹部領域２４の面積率よりも十分に高く、非溶着範囲Ａ１では、複数のシート部材９の溶着が不能となる。

【0036】

図５のアンビル２を含む超音波溶着装置１においても、ヘッド３１が、ＯＮ状態を維持しつつ、最外領域を含む非溶着範囲Ａ１および溶着範囲Ａ２を通過する。これにより、複数のシート部材９の溶着を安定して行うことができる。また、溶着範囲Ａ２において、最外領域である非凹部領域２４の一部（凸部２５）の周囲が凹部２２，２２ａにより囲まれる。これにより、積層シート部材９０において、凸部２５の表面形状（最外領域に含まれる面の形状）に対応する明確な溶着領域のパターンを形成することができる。さらに、外周面２１において凹部２２，２２ａ，２２ｂを除く非凹部領域２４が、中心軸Ｊ１から一定距離だけ離れた最外領域となる。これにより、アンビル２を容易に作製して、超音波溶着装置１の製造コストを削減することができる。また、アンビル２に対するヘッド３１の位置を調整する作業も容易に行うことができる。

【0037】

アンビル２では、非溶着範囲Ａ１に設けられる凹部２２ｂによるシート部材９の吸引により、シート部材９を適切に保持することができる。さらに、凹部２２ｂの縁部が、外周面２１の最外領域に含まれることにより、積層シート部材９０に皺が生じることを抑制または防止することができる。なお、シート部材９の幅が、軸方向における補助凹部２２ａの長さよりも大きくされてもよい。この場合、長手方向に沿うシート部材９の両縁部が、外周面２１において、軸方向における補助凹部２２ａの両外側の部分と接するため、溶着の際にシート部材９の当該両縁部近傍が弛むことが抑制される。

【0038】

吸引孔である凹部２２ｂは、溶着範囲Ａ２に設けることも可能である。図６では、凹部列２３において互いに隣接する２つの凹部２２の間に存在する凸部２５に、凹部２２ｂが設けられる。この場合も、凹部２２ｂの縁部が、外周面２１の最外領域に含まれる。図６のアンビル２では、溶着範囲Ａ２に設けられる凹部２２ｂが、溶着の際にシート部材９を保持する。このように、吸引孔が溶着範囲Ａ２に存在することにより、溶着の際におけるシート部材９の弛みを抑制することができる。

【0039】

上記超音波溶着装置１では様々な変形が可能である。

【0040】

アンビル２において凹部２２の形状は適宜変更されてよい。既述のように、積層シート部材９０における溶着領域の形状は、凹部２２の形状に依存するため、凹部２２の形状を変更することにより、様々な形状の溶着領域を実現することができる。もちろん、凹部２２の個数やサイズ、配置についても様々に変更されてよい。また、アンビル２において、吸引孔が省略され、シート部材９に作用する張力のみを利用してシート部材９がアンビル２の外周面に保持されてもよい。

【0041】

アンビル２の作製手法によっては、溶着範囲Ａ２において、多数の小さい凸部が軸方向および周方向に配列形成され、非溶着範囲Ａ１において、軸方向および周方向の双方に広がる大きな凸部が形成されてもよい。この場合も、これらの凸部の高さがおよそ一定であることにより、ヘッド３１のＯＮ状態を維持して、溶着範囲Ａ２におけるシート部材９の溶着を安定して行うことができる。以上のように、超音波溶着装置１では、外周面２１が凹凸を有する様々なアンビル２を用いることが可能である。

【0042】

アンビル２の外周面２１では、１つの非溶着範囲Ａ１および１つの溶着範囲Ａ２のみが設けられてもよい。この場合も、外周面２１において、非溶着範囲Ａ１と溶着範囲Ａ２とが周方向に交互に設けられていると捉えることができる。

【0043】

上記実施の形態では、２つのシート部材９が溶着されるが、３以上のシート部材９が互いに溶着されてもよい。

【0044】

超音波溶着装置１は、吸収性物品の製造以外に用いられてもよい。また、シート部材９は、不織布以外のシートにより形成されてよい。

【0045】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 超音波溶着装置
２ アンビル
３ 超音波振動部
９ シート部材
２１ 外周面
２２，２２ａ，２２ｂ 凹部
２４ 非凹部領域
２５ 凸部
３１ ヘッド
３１１ 先端面
Ａ１ 非溶着範囲
Ａ２ 溶着範囲
Ｊ１ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】