特開 2024-41184 超音波溶着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024041184

(43)【公開日】2024-03-27

(54)【発明の名称】超音波溶着装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/08 20060101AFI20240319BHJP

【ＦＩ】

B29C65/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022145848

(22)【出願日】2022-09-14

(71)【出願人】

【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

【テーマコード（参考）】

4F211

【Ｆターム（参考）】

4F211AC03

4F211AD16

4F211AF01

4F211AG01

4F211AG03

4F211AH63

4F211AR12

4F211TA01

4F211TC03

4F211TD11

4F211TN22

4F211TQ03

(57)【要約】

【課題】広い範囲における溶着を容易に行う。
【解決手段】超音波溶着装置１は、アンビル２と、ヘッド３１を有する超音波振動部３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を有し、アンビル２の外周面２１は、対向するヘッド３１との間で複数のシート部材９を溶着する溶着面を有し、溶着面の最小幅は５ｍｍ以上である。最小幅が５ｍｍ以上の溶着面は、最大幅が１ｍｍ以下の凹部を有する。凹部の一例では、凹部は一様に分散して存在する粒状の微小凹部の集合である。
【選択図】図１

【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、前記ヘッドとの間で前記複数のシート部材を溶着する溶着面を有し、
前記溶着面の最小幅が５ｍｍ以上であり、
前記溶着面が、最大幅が１ｍｍ以下の凹部を有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、
前記アンビルの前記外周面に対向する方向から前記溶着面を見た場合に、前記溶着面が前記凹部の全周に存在す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、
前記溶着面が、前記アンビルの前記外周面が有する突起部の先端面であり、
前記アンビルの前記外周面が、前記突起部と高さが同じであって最大幅が２ｍｍ以下の他の突起部を含み、前記突起部と前記他の突起部とが前記中心軸に平行な方向に並ぶことを特徴とする超音波溶着装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載の超音波溶着装置であって、
巨視的に見た場合に、前記凹部が前記溶着面に均一に存在し、
前記溶着面の外縁部を除いて、前記中心軸に平行な直線上における凹部間の長さが、当該直線上における凹部の長さの５倍以上５００倍以下であることを特徴とする超音波溶着装置。

【請求項5】

請求項４に記載の超音波溶着装置であって、
前記凹部が、一様に分散して存在する粒状の微小凹部の集合であることを特徴とする超音波溶着装置。

【請求項6】

請求項１または２に記載の超音波溶着装置であって、
前記凹部の深さが、０．０５ｍｍ以上であ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、超音波を用いて複数のシート部材を溶着する超音波溶着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、超音波振動するヘッドと略円柱状のアンビルとの間に、重ね合わされた複数のシート部材を挟むことにより、これらのシート部材を溶着させる技術が様々な分野で利用されている。例えば、使い捨て吸収性物品や使い捨てマスクの製造において、複数の不織布シートの接合の際に超音波溶着が利用される。特許文献１では、アンビルの外周面に設けられた突起部の先端に吸引孔が設けられる。これにより、溶着の際にシート部材が軸方向に撓むことが抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－６０６０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、超音波溶着を利用する接合では、従来より微小な領域で接合が行われる。これは、大きな領域において接合を行おうとした場合、接合箇所に孔が生じやすいためである。すなわち、広範囲でシート部材を溶着により接合する場合、シート部材に熱が蓄積される等の理由により、一様に接合することが困難となる。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、広い範囲における溶着を容易に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】

本発明の態様１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、前記ヘッドとの間で前記複数のシート部材を溶着する溶着面を有し、前記溶着面の最小幅が５ｍｍ以上であり、前記溶着面が、最大幅が１ｍｍ以下の凹部を有する。

【0007】

本発明の態様２は、態様１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対向する方向から前記溶着面を見た場合に、前記溶着面が前記凹部の全周に存在する。

【0008】

本発明の態様３は、態様１または２の超音波溶着装置であって、前記溶着面が、前記アンビルの前記外周面が有する突起部の先端面であり、前記アンビルの前記外周面が、前記突起部と高さが同じであって最大幅が２ｍｍ以下の他の突起部を含み、前記突起部と前記他の突起部とが前記中心軸に平行な方向に並ぶ。

【0009】

本発明の態様４は、態様１または２（態様１ないし３のいずれか１つであってもよい。）の超音波溶着装置であって、巨視的に見た場合に、前記凹部が前記溶着面に均一に存在し、前記溶着面の外縁部を除いて、前記中心軸に平行な直線上における凹部間の長さが、当該直線上における凹部の長さの５倍以上５００倍以下である。

【0010】

本発明の態様５は、態様４（態様１ないし４のいずれか１つであってもよい。）の超音波溶着装置であって、前記凹部が、一様に分散して存在する粒状の微小凹部の集合である。

【0011】

本発明の態様６は、態様１または２（態様１ないし５のいずれか１つであってもよい。）の超音波溶着装置であって、前記凹部の深さが、０．０５ｍｍ以上である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、広い範囲における溶着を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】超音波溶着装置の構成を示す図である。

【図2】ヘッドの構成を示す図である。

【図3】アンビルの外周面を展開して示す図である。

【図4】接合後の積層シート部材を示す図である。

【図5】幅広溶着面と、その一部を拡大して下方に示す図である。

【図6】幅広溶着面の一部をさらに拡大して示す図である。

【図7】幅広溶着面の他の例を示す図である。

【図8】幅広溶着面のさらに他の例を示す図である。

【図9】幅広溶着面のさらに他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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を超音波溶着する装置であり、使い捨て吸収性物品や使い捨てマスク等の製造に用いられる。

【0015】

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を通過した接合後の複数のシート部材９（以下、「積層シート部材９０」という。）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、各シート部材９に対して所定の大きさの張力が、その長手方向に作用する。

【0016】

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し、ヘッド３１に入力する。超音波振動部３により、ヘッド３１と外周面２１との間を通過する複数のシート部材９が溶着される。図２は、ヘッド３１の構成を示す図である。ヘッド３１はアンビル２の外周面２１と対向する。図２の紙面に垂直な方向が図１の左右方向に対応する。ヘッド３１は、振動子３１１、ブースター３１２およびホーン３１３を有する。振動子３１１は超音波発振部３２からの電圧を図２の上下方向の縦振動に変換して超音波振動を生成する。超音波振動は、ブースター３１２を介して所望の振幅となってホーン３１３に伝達される。ホーン３１３は、アンビル２の外周面２１に対向する共鳴体である。ホーン３１３と外周面２１との間にシート部材９が挟まれる力の大きさは設定等により制御することができる。

【0017】

超音波振動は、ホーン３１３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。複数のシート部材９は、ホーン３１３とアンビル２の外周面２１との間に接触するように挟まれるが、図２では、ホーン３１３、複数のシート部材９およびアンビル２の外周面２１を離間して示している。なお、ブースター３１２は省略されてもよく、他の構成要素に置き換えられてもよい。ホーン３１３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３１３の端面は、中心軸Ｊ１（図１参照）に平行な軸方向に細長く、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。

【0018】

図３は、アンビル２の外周面２１を展開して示す図であり、左右方向が中心軸Ｊ１に平行な方向であり、上下方向が周方向に対応する。図３は、展開図であることから、外周面２１に対向する方向から外周面２１を見た図でもある。すなわち、図３はアンビル２の径方向外方から中心軸Ｊ１に向かう方向に外周面２１を見た図である。図３では、外周面２１に対向するホーン３１３の端面を二点鎖線にて示している。図４は、接合後の積層シート部材９０を示す図である。図３では、図の上側から下側に向かってホーン３１３の端面が相対的に移動する。図４は、接合された領域をアンビル２側から見た様子、すなわち、図１の下方から見た様子を示している。図３の右側は図４の左側に対応し、図３の上下方向は図４の上下方向に対応する。図４において積層シート部材９０は、下から上に向かって搬送される。

【0019】

図３に示す例では、アンビル２の外周面２１は、１つの幅広突起部２２と多数の幅狭突起部２３とを有する。幅狭突起部２３は周方向に２列になって並ぶ。幅広突起部２２の高さと幅狭突起部２３の高さとは同じである。換言すれば、中心軸Ｊ１から幅広突起部２２の先端面までの距離と、中心軸Ｊ１から幅狭突起部２３の先端面までの距離は同じである。これにより、アンビル２の製作時に幅広突起部２２と幅狭突起部２３とを容易に形成することができる。幅広突起部２２の先端面と幅狭突起部２３の先端面は、ヘッド３１との間で複数のシート部材９を溶着する溶着面である。以下、幅広突起部２２の先端面を「幅広溶着面２２１」、幅狭突起部２３の先端面を「幅狭溶着面２３１」という。

【0020】

幅広溶着面２２１の最小幅は５ｍｍ以上である。ここで、「最小幅」とは、図３の展開図において、様々な方向から平行な２つの直線で対象を挟んだ場合の最小幅である。例えば、展開図において溶着面が円形の場合、最小幅はその直径である。展開図において溶着面が長方形の場合、最小幅はその短辺の長さである。幅狭溶着面２３１の最大幅は２ｍｍ以下である。ここで、「最大幅」とは、図３の展開図において、様々な方向から平行な２つの直線で対象を挟んだ場合の最大幅である。例えば、展開図において溶着面が円形の場合、最大幅はその直径である。展開図において溶着面が長方形の場合、最大幅は対角線の長さである。

【0021】

図３の外周面２１を有するアンビル２を用いて複数のシート部材９を溶着することにより、図４に示すように、多数の幅狭溶着領域９３１と、間隔を空けて存在する幅広溶着領域９２１とを有する積層シート部材９０が得られる。幅広溶着領域９２１と幅狭溶着領域９３１において複数のシート部材９が溶着されている。幅広溶着領域９２１は、幅広突起部２２とヘッド３１との間にて行われた溶着の痕である。幅狭溶着領域９３１は、幅狭突起部２３とヘッド３１との間にて行われた溶着の痕である。図４では、アンビル２の１周分毎に破線を示している。

【0022】

図５は、幅広突起部２２の幅広溶着面２２１と、その一部（符号２２ａを付す。）を拡大して下方に示す図である。図５において横方向（左右方向）は中心軸Ｊ１に平行な方向であり、縦方向（上下方向）は外周面２１の周方向である。拡大図に示すように、幅広溶着面２２１には無数の微小凹部２２２が形成されている。図５の例の場合、各微小凹部２２２の外形は円形であり、微小凹部２２２は略円柱状の空間である。微小凹部２２２の底部の形状は、平坦でもよく、球面でもよく、円錐面でもよい。各微小凹部２２２の最大幅は１ｍｍ以下である。ここでの「最大幅」は、幅狭溶着面２３１の最大幅の定義と同様である。図５では、横方向に並ぶ微小凹部２２２の中心を結ぶ一点鎖線を２つだけ描いており、一点鎖線に符号２２３を付している。以下、横方向に並ぶ微小凹部２２２の列を「列２２３」という。また、縦方向に並ぶ微小凹部２２２の中心を結ぶ一点鎖線を２つだけ描いており、一点鎖線に符号２２４を付している。以下、縦方向に並ぶ微小凹部２２２の列を「列２２４」という。横方向に微小凹部２２２が並ぶ列２２３、および、縦方向に微小凹部２２２が並ぶ列２２４は、等間隔で多数存在する。

【0023】

なお、後述するように、幅広溶着面２２１には様々な形態にて凹部が設けられてよい。図５の例の場合、一様に分散して存在する粒状の微小凹部２２２の集合が幅広溶着面２２１に設けられた凹部である。以下、幅広溶着面２２１に設けられる凹部全体を「凹部２２０」と呼ぶ。

【0024】

図６は、幅広溶着面２２１の一部（図５において符号２２ｂを付す。）をさらに拡大して示す図である。図６に示す例では、横方向に並ぶ微小凹部２２２の１つの列２２３の中心線（符号２２３を付す一点鎖線）と、この列２２３に縦方向に隣接する列２２３の中心線（同上）との間の縦方向の距離２２５は、微小凹部２２２の直径よりも小さい。すなわち、横方向に沿って見た場合、縦方向に隣接する２つの列２２３は部分的に重なる。これにより、本実施の形態において、横方向に長いホーン３１３の端面が幅広溶着面２２１と対向する際には、いずれかの微小凹部２２２と必ず対向する。図６の例の場合、微小凹部２２２の直径は０．０６ｍｍであり、横方向に延設されて縦方向に隣接する２つの列のそれぞれの中心線間の縦方向の距離２２５は０．０５ｍｍである。また、各列２２３における微小凹部２２２のピッチは、１．１ｍｍである。

【0025】

縦方向に並ぶ微小凹部２２２の１つの列２２４の中心線（符号２２４を付す一点鎖線）と、この列２２４に横方向に隣接する列２２４の中心線（同上）との間の横方向の距離２２６も、微小凹部２２２の直径よりも小さい。すなわち、縦方向に沿って見た場合、横方向に隣接する２つの列２２４は部分的に重なる。図６の例の場合、縦方向に延設されて横方向に隣接する２つの列の中心線間の横方向の距離２２６は０．０５ｍｍである。また、各列２２４における微小凹部２２２のピッチは、１．１ｍｍである。

【0026】

微小凹部２２２の深さは０．０５ｍｍ以上であり、幅広突起部２２の高さ以下である。好ましくは、微小凹部２２２の深さは５ｍｍ以下である。微小凹部２２２の深さを０．０５ｍｍ以上とすることにより、微小凹部２２２の領域で溶着が防止または抑制される。

【0027】

以上のように、図５および図６に示す例では、巨視的に見た場合に、多数の微小凹部２２２が幅広溶着面２２１に一様に分散して存在する。ただし、幅広溶着面２２１の外周のエッジと重なる位置には微小凹部２２２は形成されない。すなわち、アンビル２の外周面２１に対向する方向から幅広溶着面２２１を見た場合に、幅広溶着面２２１が各微小凹部２２２の全周に存在する。さらに換言すれば、微小凹部２２２の集合である凹部２２０の全周に幅広溶着面２２１が存在する。これにより、幅広溶着領域９２１の輪郭を明瞭とすることができる。「凹部２２０の全周に幅広溶着面２２１が存在する」とは、凹部２２０の全てのエッジが幅広溶着面２２１との境界、すなわち、外周面２１のうち溶着に寄与する最外周の面との境界であることを意味する。

【0028】

ここで、「幅広溶着面２２１が凹部２２０を有する」、あるいは、「幅広溶着面２２１に凹部２２０が設けられる」という表現は、凹部２２０を幅広溶着面２２１の一部であるものとみなす、あるいは、凹部２２０が幅広溶着面２２１に含まれるものとみなす表現である。一方、「凹部２２０の全周に幅広溶着面２２１が存在する」という表現は、凹部２２０が幅広溶着面２２１とは別のものとみなす表現である。このように、説明の都合上、凹部２２０の存在位置を説明する際には、凹部２２０を幅広溶着面２２１の一部とみなし、凹部２２０の領域と幅広溶着面２２１の凹部２２０以外の領域との関係を説明する際には、凹部２２０と幅広溶着面２２１とを別領域として区別するものとする。以下の説明においても同様である。

【0029】

図１の超音波溶着装置１では、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に案内される。複数のシート部材９は、ヘッド３１と外周面２１との間を通過する。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がアンビル２の外周面２１が回転するのと同じ速度で移動する。また、超音波振動部３により、幅広溶着面２２１がヘッド３１の下方を通過する際に、超音波振動がヘッド３１と幅広溶着面２２１との間で複数のシート部材９に付与され、幅広溶着面２２１と対向する領域が溶着する。これにより、図４に示す幅広溶着領域９２１が形成される。また、幅狭溶着面２３１がヘッド３１の下方を通過する際に、超音波振動がヘッド３１と幅狭溶着面２３１との間で複数のシート部材９に付与され、幅狭溶着面２３１と対向する領域が溶着する。これにより、図４に示す幅狭溶着領域９３１が形成される。

【0030】

既述のように、幅広溶着面２２１には多数の微小凹部２２２が設けられる。仮に微小凹部２２２が存在しないアンビル２を用いた場合、シート部材９に熱が蓄積される等してシート部材９に孔が開き、幅広溶着領域９２１を一様に形成するが困難となる。一方、幅広溶着面２２１に微小凹部２２２を設けると、微小凹部２２２の領域でシート部材９に超音波振動が伝わらないため、シート部材９の溶融を適度に抑制することができる。これにより、積層シート部材９０に孔が開いてしまうことを容易に抑制することができ、広い範囲における溶着を容易に行うことができる。

【0031】

特に、図３の例のように、幅広溶着面２２１と幅狭溶着面２３１とが中心軸Ｊ１に平行な方向に並ぶ場合、すなわち、幅広突起部２２と幅狭突起部２３とが中心軸Ｊ１に平行な方向に並ぶ場合、微小凹部２２２が存在しないと適切な幅広溶着領域９２１および幅狭溶着領域９３１を形成するようにヘッド３１とアンビル２との間の距離を調整することが困難となる。超音波溶着装置１では、微小凹部２２２を幅広溶着面２２１に設けることにより、幅広溶着面２２１と幅狭溶着面２３１とが中心軸Ｊ１に平行な方向に並ぶ場合であっても、溶着不足や孔が開いてしまうことを抑制しつつ適切な幅広溶着領域９２１および幅狭溶着領域９３１を同時に容易に形成することができる。

【0032】

図７は幅広溶着面２２１の他の例を示す図である。図７の幅広溶着面２２１には、図５の微小凹部２２２に代えて複数の溝状凹部２２７が設けられる。幅広溶着面２２１に設けられる凹部は、溝状凹部２２７の集合である。各溝状凹部２２７は、中心軸Ｊ１に平行な方向に対して交差する方向に伸びる。なお、溝状凹部２２７の数は図７に示す例よりも多くてもよく、幅広溶着面２２１が小さい場合は、図７のように数本の溝状凹部２２７が設けられるのみでもよい。凹部２２０が溝の集合の場合、凹部２２０の最大幅は溝の幅として定めるものとする。幅広溶着面２２１の最小幅は５ｍｍ以上であり、溝状凹部２２７の最大幅は、１ｍｍ以下である。

【0033】

図８は幅広溶着面２２１のさらに他の例を示す図である。図８の幅広溶着面２２１には、図５の微小凹部２２２に代えて格子状の凹部２２０が設けられる。格子を構成する各溝は、中心軸Ｊ１に平行な方向に対して交差する方向に伸びる。なお、凹部２２０の格子は図８に示す例よりも密でもよい。凹部２２０が格子状の場合、凹部２２０の最大幅は格子を構成する溝の幅として定めるものとする。幅広溶着面２２１の最小幅は５ｍｍ以上であり、凹部２２０の最大幅は、１ｍｍ以下である。

【0034】

図９は、図７の各溝状凹部２２７が幅広溶着面２２１の外周のエッジと重ならない例を示す図である。図９では、外周面２１に対向する方向から幅広溶着面２２１を見た場合に、幅広溶着面２２１が凹部２２０の全周に存在する。これにより、幅広溶着領域９２１の輪郭を明瞭とすることができる。図８の格子状の凹部２２０においても、凹部２２０が幅広溶着面２２１の外周のエッジと重ならないようにして幅広溶着面２２１が凹部２２０の全周に存在するようにしてもよい。

【0035】

超音波溶着装置１に関する上記説明は例示にすぎず、超音波溶着装置１は様々に変形されてよい。

【0036】

上記実施の形態では、アンビル２の外周面２１が、幅広突起部２２と高さが同じであって最大幅が２ｍｍ以下の幅狭突起部２３を含み、幅広突起部２２と他の突起部である幅狭突起部２３とが中心軸Ｊ１に平行な方向に並ぶ。「中心軸Ｊ１に平行な方向に並ぶ」とは、中心軸Ｊ１に平行な直線であって幅広突起部２２と幅狭突起部２３との両方と交差する直線が存在することを意味する。幅広突起部２２と他の突起部である幅狭突起部２３とは中心軸Ｊ１に平行な方向に並ばなくてもよく、さらには、幅狭突起部２３は存在しなくてもよい。このような場合であっても、幅広突起部２２の先端面である幅広溶着面２２１に凹部２２０を設けることにより、広い領域を安定して溶着することができる。

【0037】

広い範囲の適切な溶着を容易に実現するためには、図５ないし図９に例示したように、巨視的に見た場合に、凹部２２０は幅広溶着面２２１に均一に存在するように設けられる。「巨視的」とは、凹部２２０のパターンを広範囲に含むように見ることをいう。また、図６を参照して説明したように、幅広溶着面２２１上に中心軸Ｊ１の平行な直線を引いた場合に、この直線が凹部２２０（微小凹部２２２）と常に、かつ、間欠的に重なるように、凹部２２０が形成される。図７ないし図９に例示する他の凹部２２０の場合も同様である。ここで、幅広溶着面２２１の外縁部を除いて、中心軸Ｊ１に平行な任意の直線上における凹部２２０間の長さ（凹部２２０と重ならない各線分の長さ）は、当該直線上における凹部２２０の長さ（凹部２２０と重なる各線分の長さ）の５倍以上５００倍以下であることが好ましい。これにより、広い領域を安定して容易に溶着することができる。さらに好ましくは、凹部２２０間の長さは、当該直線上における凹部２２０の長さの１０倍以上５０倍以下である。なお、図６の例では、凹部２２０間の長さは、中心軸Ｊ１に平行な直線上における凹部２２０の長さのおよそ約１５倍以上約２５倍以下である。

【0038】

また、既に説明したように、凹部２２０の最大幅は１ｍｍ以下であり、加工上の技術的な観点からは、凹部２２０の最大幅は０．０１ｍｍ以上である。幅広溶着領域９２１において凹部２２０の痕跡が認識されにくくするために、凹部２２０の最大幅は好ましくは、０．１ｍｍ以下であり、様々な条件下において凹部２２０の痕跡が認識困難とするために、好ましくは、凹部２２０の最大幅は、０．０７ｍｍ以下である。また、技術的観点からは、凹部２２０の最大幅は、０．０３ｍｍ以上である。

【0039】

幅広溶着面２２１の最小幅は、好ましくは５ｍｍ以上であるが、上限は特に限定されない。振動子３１１の出力にもよるが、薄いシート部材９の接合、特に、不織布同士の接合では、幅広溶着面２２１の最小幅の上限は３０ｍｍ程度である。しかし、出力が大きい振動子３１１を用いることにより、アンビル２の中心軸Ｊ１方向の長さ（シート部材９に平行かつ搬送方向に垂直な方向の長さ）まで、中心軸Ｊ１方向における幅広溶着面２２１の最小幅を増大することができる。なお、アンビル２の外周面２１の周方向に関しては、幅広溶着面２２１を連続させることができる。実施の形態に応じて、アンビル２の中心軸Ｊ１方向に複数のホーンを並置することもできる。

【0040】

幅広溶着面２２１はアンビル２の外周面２１全体に設けることも可能である。この場合、外周面２１において幅広突起部２２という概念は無くなり、外周面２１全体に凹部２２０（例えば、図５ないし図９に例示される凹部２２０）が形成される。すなわち、外周面２１に幅広溶着面２２１を設けるに際し、幅広突起部２２の存在は必須ではない。アンビル２の外周面２１には、幅広突起部２２の有無に関係なく、ヘッド３１との間で複数のシート部材９を溶着する（幅広）溶着面２２１が設けられる。

【0041】

凹部２２０の深さは、０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。「凹部２２０の深さ」とは、中心軸Ｊ１から幅広溶着面２２１までの距離と、中心軸Ｊ１から凹部２２０の底までの距離との差である。凹部２２０の深さを０．０５ｍｍ以上とすることにより、凹部２２０におけるシート部材９の溶着を安定して抑制することができる。凹部２２０の深さは一定である必要はない。幅広溶着面２２１が幅広突起部２２の先端面である場合、凹部２２０の深さは、幅広突起部２２の高さ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ以下である。「幅広突起部２２の高さ」とは、中心軸Ｊ１から幅広溶着面２２１までの距離と、中心軸Ｊ１から幅広突起部２２の周囲の領域までの距離との差である。通常、幅広突起部２２の高さは１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

【0042】

アンビル２の外周面２１には幅広突起部２２や凹部２２０が設けられるため、外周面２１は厳密な意味での円筒状ではなく、略円筒状である。複数のシート部材９は、重ね合わされた状態で外周面２１とヘッド３１との間を通過し、外周面２１の最外周面、すなわち、溶着面とホーン３１３の端面との間に複数のシート部材９が挟まれて溶着が行われる。最外周面の移動速度と複数のシート部材９の搬送速度とは同じとなるように制御される。これにより、ホーン３１３の端面と対向する溶着面が幅広および／または幅狭溶着面を含んでいる場合でも、正確に（幅広および幅狭）溶着領域が形成される。この場合、好ましくは、溶着面は、アンビル２の外周面２１が有する突起部の先端面である。アンビル２の外周面２１の中心軸Ｊ１方向の長さは、一般的には複数のシート部材９の幅よりも大きく、ホーン３１３の幅よりも大きいが、これには限定されない。ホーン３１３の幅は、複数のシート部材９の幅よりも大きくても小さくてもよい。

【0043】

複数のシート部材９は、典型的には不織布またはプラスチックフィルムである。複数のシート部材９は超音波振動により溶着することができる他の種類のシートでもよい。一般的に、シート部材９は樹脂シートである。好ましくは、複数のシート部材９には不織布が含まれる。上記説明における不織布およびプラスチックフィルムは樹脂であり、超音波振動により発生する熱により溶融する。

【0044】

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】

【0045】

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 幅広突起部（突起部）
２３ 幅狭突起部（他の突起部）
３１ ヘッド
２２０ 凹部
２２１ 幅広溶着面
２２２ 微小凹部
Ｊ１ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】