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(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】特開2017-100774(P2017-100774A)
(43)【公開日】2017年6月8日
(54)【発明の名称】超音波シール方法及び装置
(51)【国際特許分類】
B65B 51/10 20060101AFI20170512BHJP
【ＦＩ】
B65B51/10 G
B65B51/10 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2015-235304(P2015-235304)
(22)【出願日】2015年12月2日
(71)【出願人】
【識別番号】000222727
【氏名又は名称】東洋自動機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100974
【弁理士】
【氏名又は名称】香本 薫
(72)【発明者】
【氏名】本田 康之
(72)【発明者】
【氏名】吉兼 徹
【テーマコード（参考）】
3E094
【Ｆターム（参考）】
3E094AA12
3E094CA22
3E094DA06
3E094EA06
3E094FA16
3E094GA09
(57)【要約】
【課題】ホーン３１とアンビル３２に挟圧される箇所に隣接する領域Ａ（ホーン３１の直下位置）において、超音波振動エネルギーによりホーン３１側のフィルム１８に傷が付いたり、穴が開くのを防止する。【解決手段】超音波シール装置のホーン３１とアンビル３２の先端に圧力気体の吹き出し口４７，５２を設け、気体吹き込み用のノズルとして用いる。ホーン３１とアンビル３２の先端を切り込み１９にあてがい、エアバッグ部１６内に気体を吹き込んで膨張させ、吹き込み継続中にホーン３１とアンビル３２で切り込み１９の周囲のフィルムを挟圧し、次いで超音波シールして気体をエアバッグ部１６内に封入する。ホーン３１の直下位置に接触部材７１が設置され、この接触部材７１を膨張したフィルム１８に押し付け、その状態でホーン３１に超音波振動エネルギーを供給する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
超音波シール装置のホーンとアンビルで袋を両面から挟んで加圧し、ホーンから伝達される超音波振動エネルギーにより、袋の両面のフィルム同士、又は袋の両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた部品をシールする超音波シール方法において、ホーンとアンビルが挟んだ箇所に隣接する領域において両面のフィルム間に隙間が形成される場合に、ホーン側から前記領域に向けて接触部材を前進させてホーン側のフィルムに押し付け、その状態でホーンに超音波振動エネルギーを供給することを特徴とする超音波シール方法。
【請求項2】
前記袋がエアバッグ付き袋であり、袋の側縁のシール部に縦方向に延びるエアバッグ部が一体的に形成され、エアバッグ部の気体導入部のフィルムにエアバッグ部内と袋外を連通させる切り込み又は穴が形成され、前記隙間はエアバッグ部が膨張することによってエアバッグ部にできる隙間であり、前記ホーンとアンビルの一方又は双方に一端が圧力気体供給源に接続され他端が先端に開口する気体の流路が形成され、前記流路の他端が加圧気体の吹き出し口となっており、前記ホーンとアンビルの一方又は双方により前記気体導入部を通してエアバッグ部内に気体を吹き込みエアバッグ部を膨張させた後、前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを超音波シールすることを特徴とする請求項１に記載された超音波シール方法。
【請求項3】
エアバッグ部を膨張させる前に、接触部材を所定位置に前進させておき、エアバッグ部が膨張するときホーン側のフィルムが接触部材に押し付けられることを特徴とする請求項２に記載された超音波シール方法。
【請求項4】
前記部品がスパウトであり、前記隙間は前記袋の袋口にスパウトの被シール部が挿入されたことによって袋口の下方にできる隙間であり、前記袋の袋口にスパウトの被シール部を挿入した後、ホーンとアンビルで前記袋の袋口を両面から挟んで加圧し、袋の両面のフィルム同士及び両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた前記被シール部を超音波シールすることを特徴とする請求項１に記載された超音波シール方法。
【請求項5】
対向配置されて進退するホーンとアンビルを有し、ホーンとアンビルで袋を両面から挟んで加圧し、ホーンから伝達される超音波振動エネルギーにより、袋の両面のフィルム同士、又は袋の両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた部品をシールする超音波シール装置において、ホーンの近傍に配置されて押し付け位置とそこから後退した後退位置の間で進退する接触部材を備え、前記接触部材はホーンに超音波振動エネルギーが供給されるとき前記押し付け位置に位置し、前記押し付け位置においてホーン側のフィルムのホーンとアンビルが挟んだ箇所に隣接する領域に押し付けられることを特徴とする超音波シール装置。
【請求項6】
前記接触部材がホーンと共に進退することを特徴とする請求項５に記載された超音波シール装置。
【請求項7】
前記袋がエアバッグ付き袋で、袋の側縁のシール部に縦方向に延びるエアバッグ部が一体的に形成され、エアバッグ部の気体導入部のフィルムにエアバッグ部内と袋外を連通させる切り込み又は穴が形成されており、ホーンとアンビルの一方又は双方に一端が圧力気体供給源に接続され他端が先端に開口する気体の流路が形成され、前記流路の他端が加圧気体の吹き出し口となっており、前記ホーンとアンビルの一方又は双方により前記気体導入部を通してエアバッグ部内に気体を吹き込みエアバッグ部を膨張させた後、前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを超音波シールし、前記接触部材は前記押し付け位置においてエアバッグ部のホーン側のフィルムに押し付けられることを特徴とする請求項５又は６に記載された超音波シール装置。
【請求項8】
前記部品がスパウトであり、ホーンとアンビルで前記袋の袋口を両面から挟んで加圧し、袋の両面のフィルム同士及び袋の両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた前記スパウトの被シール部を超音波シールし、前記接触部材は前記押し付け位置において袋口の下部のホーン側のフィルムに押し付けられることを特徴とする請求項５又は６に記載された超音波シール装置。
【請求項9】
袋の側縁のシール部に縦方向に延びるエアバッグ部が一体的に形成され、エアバッグ部の気体導入部のフィルムにエアバッグ部内と袋外を連通させる切り込み又は穴が形成されたエアバッグ付き袋を、所定の移送経路に沿って間欠的に移送し、その移送の過程で圧力気体供給源に接続されたノズルの吹き出し口を前記気体導入部にあてがい、前記切り込み又は穴から前記エアバッグ部内に気体を吹き込んで前記エアバッグ部を膨張させ、次いで前記切り込み又は穴の近傍をシールして前記エアバッグ部内に気体を封入するエアバッグ付き袋への気体封入装置において、前記エアバッグ付き袋を前記移送経路に沿って間欠的に移送する袋移送装置と、前記移送経路上の所定の停止位置近傍に配置された超音波シール装置を備え、前記超音波シール装置のホーンとアンビルが前記移送経路を挟んで対向して配置され、前記停止位置に停止した前記エアバッグ付き袋に向けて共に前進又は後退し、前記ホーンとアンビルの一方又は双方に一端が前記圧力気体供給源に接続され他端が先端に開口する気体の流路が形成され、前記流路が形成された前記ホーンとアンビルの一方又は双方が前記ノズルを兼ね、前記流路の他端が前記吹き出し口とされ、前記超音波シール装置は接触部材を備え、前記接触部材は前記ホーンの直下位置に配置され、前記エアバッグ付き袋に向けて前進又は後退し、前記ホーンとアンビルの一方又は双方により前記エアバッグ部内に気体を吹き込むとともに、前記ホーンとアンビルで前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを超音波シールし、前記接触部材は前進したときホーンとアンビルが挟んだ箇所に隣接する領域において膨張したエアバッグ部のホーン側のフィルムに押し付けられることを特徴とするエアバッグ付き袋への気体封入装置。
【請求項10】
スパウトを垂直姿勢に保持して所定の移送経路に沿って間欠的に移送し、その移送の過程で袋が供給されてスパウトの下部の被シール部が袋口に挿入され、次いで袋の両面のフィルム同士及び両面のフィルムと前記被シール部のシールが行われるスパウト付き袋の製造装置において、前記スパウトを前記移送経路に沿って間欠的に移送するスパウト移送装置と、前記移送経路上の所定の停止位置近傍に配置された超音波シール装置を備え、前記超音波シール装置のホーンとアンビルが前記移送経路を挟んで対向して配置され、前記停止位置に停止した前記袋に向けて共に前進又は後退し、前記超音波シール装置は前記ホーンの直下位置に接触部材を備え、前記接触部材は前記ホーンの直下位置に配置され、前記袋に向けて前進又は後退し、前記ホーンとアンビルで前記袋の袋口を両面から挟んで加圧し、袋の両面のフィルム同士及び袋の両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた前記スパウトの被シール部を超音波シールし、前記接触部材は前進したときホーンとアンビルが挟んだ箇所に隣接する領域においてホーン側のフィルムに押し付けられることを特徴とするスパウト付き袋の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超音波シール装置のホーンとアンビルで袋を両面から挟んで加圧し、ホーンから伝達される超音波振動エネルギーにより、袋の両面のフィルム同士、又は袋の両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた部品をシールする超音波シール方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１〜３には、ロータリー式袋詰め包装機が記載されている。このロータリー式袋詰め包装機は、環状の移動経路に沿って移動する複数対のグリッパーを備え、前記グリッパーが前記移動経路に沿って一回転する過程で、前記グリッパーに順次袋が供給されるとともにその両側縁が前記グリッパーで把持され、袋口を上に向けて吊り下げられ、続いてその袋は所定の移送経路に沿って移送される。このロータリー式袋詰め包装機では、その移送の過程で、袋口の開口工程、袋への被充填物の充填工程、及び袋口のシール工程を含む各種包装工程が順次行われる。このロータリー式袋詰め包装機において、袋口のシール工程は超音波シール装置により行われている。
【0003】
特許文献４には、ロータリー式スパウト挿入シール装置（スパウト付き袋の製造装置）が記載されている。このロータリー式スパウト挿入シール装置は、環状の移動経路に沿って間欠移動する複数のスパウト保持部材を備え、前記スパウト保持部材が前記移動経路に沿って一回転する過程で、スパウト保持部材に順次スパウトが供給されると共にそのスパウトが前記スパウト保持部材で垂直状態に保持され、続いてそのスパウトは所定の移送経路に沿って移送される。このロータリー式スパウト挿入シール装置では、その移送の過程で、挿入・仮シール工程（スパウト保持部材に保持されたスパウトに対して袋が供給されてスパウトの下部の被シール部が袋口に挿入され、次いでフィルムと被シール部が仮シールされる）、１回以上の本シール工程（袋の両面のフィルム同士及び両面のフィルムと被シール部のシールを同時に行う）、及びシール部の冷却工程が順次行われる。また、特許文献４には、このロータリー式スパウト挿入シール装置において、得られたスパウト付き袋に対し、上記移送経路上で続いて被包装物を充填することも記載されている。なお、本シール工程は、一対の熱板で袋口を両面から挟み加圧（両面のフィルム間にスパウトの被シール部が挟まれている）することにより行われる。
【0004】
特許文献５〜７には、袋の側縁のシール部に縦方向に延びるエアバッグ部が一体的に形成され、エアバッグ部の気体導入部のフィルムにエアバッグ部内と袋外を連通させる切り込み又は穴が形成されたエアバッグ付き袋を用い、前記エアバッグ部に加圧気体を吹き込み、封入する気体封入方法及び装置が記載されている。この気体封入装置は、環状の移動経路に沿って間欠的に移動する複数対のグリッパーを備え、前記グリッパーが前記移動経路に沿って一回転する過程で、前記グリッパーに順次エアバッグ付き袋が供給されるとともにその両側縁が前記グリッパーで把持され、袋口を上に向けて吊り下げられ、続いて前記袋は所定の移送経路に沿って移送される。その移送の過程で、気体吹き込み工程（気体導入部にノズルが宛がわれて加圧気体がエアバッグ部内に吹き込まれる）、遮断工程（気体導入部とエアバッグ部内の気体の流通が遮断される）、及び気体封入工程（気体導入部又はその近傍がシールされ、気体がエアバッグ部内に封入される）が順次行われる。気体封入工程は、一対の熱板で気体導入部又はその近傍を両面から挟み加圧することにより行われる。
【0005】
また、特願２０１４−９９４５２（本願出願時未公開）の明細書及び図面には、特許文献５〜７に記載されたエアバッグ付き袋と同様の袋のエアバッグ部に、超音波シール装置のホーンとアンビルを用いて加圧気体を吹き込み、続いて気体導入部の切り込み又は穴の近傍を超音波シールして、加圧気体を前記エアバッグ部に封入する発明が開示されている。以下、この先行出願に係る発明の主要な実施形態について、図８〜１８を参照して説明する。
【0006】
（１）第１の実施形態まず、図１１にエアバッグ付き袋１１（以下、単に袋１１という）を示す。袋１１は底ガセット方式の自立袋であり、表裏両面のフィルムと折りたたまれた底部のフィルムからなる。袋１１の上部領域Ｘでは、両側縁において袋１１の表裏両面のフィルム同士が接着し、シール部１２，１３が形成されている。上縁は表裏両面のフィルムが接着されておらず、開口した袋口１４となっている。袋１１の下部領域Ｙでは、両側縁において表裏両面のフィルムが底部のフィルムを挟んで接着し、かつ底部のフィルム自体も折り込まれた内側で接着し、中央部において表裏両面のフィルムがそれぞれ底部のフィルムと接着し（底部のフィルム同士は接着していない）、シール部１５が形成されている。シール部１２，１３，１５を図１１に斜線で示す。
【0007】
シール部１２の一部に表裏両面のフィルム同士が接着していない非接着部（エアバッグ部）１６が形成されている。エアバッグ部１６は、袋の表裏両面のフィルム（図１３の１７，１８参照）を熱シールする際に加圧せずシールし残した箇所であり、袋口１４（シール部１２の上端）近傍から下方に細長く延びて閉じた輪郭を有し、その上端近傍の表裏両面のフィルムにエアバッグ部１６内と袋外を連通させる十字の切り込み１９が形成されている。エアバッグ部１６には、中心に切り込み１９が形成された円形の気体導入部１６ａに続いて所定長さにわたり、くびれた挟幅部１６ｂが形成され、その下方が幅広の本体部１６ｃとなっている。
【0008】
図８に、上記先行出願の発明に係る気体封入装置を含むロータリー式包装機を示す。図８に示すロータリー式包装機は、間欠回転するテーブルの周囲に左右一対の袋移送用グリッパー２１，２２が複数対、等間隔で設置された袋移送装置を備える。この袋移送装置において、袋移送用グリッパー２１，２２は、供給された袋１１の両側縁（シール部１２，１３）を把持して吊り下げ、円形の移送経路に沿って間欠的に移送する。グリッパー２１，２２が停止する各停止位置（停止位置Ｉ〜ＶＩＩＩ）では、グリッパー２１，２２に対する袋１１の供給に続き、グリッパー２１，２２に把持された袋１１に対し、袋口の開口、被包装物の充填及び袋口のシールを含む各包装工程が順次行われ、併せて、エアバッグ部１６への気体の吹き込み工程及びエアバッグ部１６のシール工程からなる気体封入方法が実施される。
【0009】
グリッパー２１，２２はいずれも一対のグリップ片からなり、グリッパー２１はエアバッグ部１６の挟幅部１６ｂを水平に横断する形で把持する。グリッパー２１の一方のグリップ片２３の内側（把持面）には、図１１に示すように、上下方向に抜ける浅い溝２４が形成され、グリッパー２１がシール部１２を把持したとき、前記溝２４が挟幅部１６ｂの上に重なるようになっている。
【0010】
上記ロータリー式包装機において、前記移送経路の停止位置Ｉにコンベアマガジン式給袋装置２５が配置され、停止位置ＩＩに印字装置（ヘッド部２６のみ示す）が配置され、停止位置ＩＩＩに開口装置（一対の吸盤２７，２７及び開口ヘッド２８のみ示す）が配置され、停止位置ＩＶに充填装置（ノズル部２９のみ示す）が配置され、停止位置Ｖに超音波シール装置（ホーン３１とアンビル３２のみ示す）が配置され、停止位置ＶＩに袋口をシールする第１シール装置（一対の熱板３３，３３のみ示す）が配置され、停止位置ＶＩＩに袋口をシールする第２シール装置（一対の熱板３４，３４のみ示す）が配置され、停止位置ＶＩＩＩに冷却装置（一対の冷却板３５，３５のみ示す）が配置されている。
【0011】
図９に、上記先行出願の発明に係る超音波シール装置を示す。この超音波シール装置は、前記ホーン３１とアンビル３２、ホーン３１を振動させる超音波振動発生装置３６、及びホーン３１とアンビル３２を進退させるエアシリンダー３７を含む。エアシリンダー３７のピストンロッド３８，３９の先端に取付部材４１，４２が固定され、取付部材４１に前記超音波振動発生装置３６が固定され、取付部材４２に前記アンビル３２が固定されている。なお、超音波シール装置は図示しない冷却手段を有し、この冷却手段により超音波振動発生装置３６及びホーン３１とアンビル３２が冷却される。
【0012】
ホーン３１は内部に穴（気体の流路）４３が形成され、穴４３の一端はホーン３１の側面に開口し、継ぎ手４４、配管４５及び図示しない切換弁等を介して圧力気体供給源４６に接続され、他端はホーン３１の先端に開口し、そこが加圧気体の吹き出し口４７となっている。アンビル３２も内部に穴（気体の流路）４８が形成され、穴４８の一端はアンビル３２の後端に開口し、継ぎ手４９及び配管５１を介して圧力気体供給源４６に接続され、他端はアンビル３２の先端に開口し、そこが加圧気体の吹き出し口５２となっている。ホーン３１とアンビル３２は、気体吹き込み用のノズルを兼ねている。
【0013】
ホーン３１とアンビル３２は、袋１１の移送経路を挟んで対向して配置され、エアシリンダー３７により互いに対称的に、かつ前記袋１１に対し垂直に、前進位置と退避位置の間で前進（前記移送経路に近づく）又は後退（前記移送経路から遠ざかる）する。ホーン３１とアンビル３２が前記退避位置にあるとき（図１０（ａ）参照）、ホーン３１とアンビル３２は前記移送経路から最も離れ、前記移送経路に沿って移送される袋１１との干渉を避けることができる。ホーン３１とアンビル３２が前記前進位置にきたとき（図１０（ｃ）参照）、ホーン３１とアンビル３２は前記移送経路に最も近づき、ホーン３１とアンビル３２の先端が袋１１を挟圧する。このときのホーン３１とアンビル３２の先端同士の間隔は、エアバッグ部１６の気体導入部１６ａの両面のフィルムの厚さに等しい。なお、エアシリンダー３７は３ポジションタイプであり、前記ホーン３１とアンビル３２は、前記後退位置と前記前進位置の中間の位置で停止可能である。この中間の位置（以後、吹込位置という）は前記前進位置にごく近接した位置であり（図１０（ｂ）及び図１３参照）、この位置に停止したホーン３１とアンビル３２により、エアバッグ部１６に対し気体の吹き込みが行われる。
【0014】
次に、図８に示すロータリー式包装機を用いた包装方法（気体封入方法を含む）の一例を、図８〜１５を参照して説明する。（ａ）停止位置Ｉ（給袋工程位置）において、コンベアマガジン式給袋装置２５から袋１１がグリッパー２１，２２に供給され、グリッパー２１，２２がシール部１２，１３の所定位置を表裏両面から把持する。このときエアバッグ部１６は、その挟幅部１６ｂがグリッパー２１により把持される。その状態が図１１（ａ）に示されている。
（ｂ）停止位置ＩＩ（印字工程位置）において、印字装置により袋面への印字が行われる。
【0015】
（ｃ）停止位置ＩＩＩ（開口工程位置）において、開口装置により袋の開口が行われる。開口装置の一対の吸盤２７，２７は袋１１に向けて進退し、前進して袋１１の両面のフィルムを吸着し、そのまま後退して袋口１４を開口する。開口ヘッド２８は袋１１の上方で昇降し、下降したとき下端が開口した袋口１４から袋内に入り、エアを袋内に吹き出す。（ｄ）停止位置ＩＶ（被包装物充填工程位置）において、充填装置により液状物の充填が行われる（図１１（ｂ）の充填物５３参照）。充填装置のノズル部２９は袋１１の上方で昇降し、下降したとき袋口１４から袋内に挿入され、液状物を袋内に充填する。
【0016】
（ｅ）停止位置Ｖ（気体吹き込み及びシール工程位置）には、袋１１の移送経路の近傍に、図９に示す超音波シール装置が配置され、袋１１のエアバッグ部６に気体を吹き込む気体吹き込み工程、及び切り込み１９の周囲のフィルムをシールするシール工程が行われる。袋１１がこの停止位置Ｖに停止したとき、図１０（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２は後退して退避位置にある。続いてエアシリンダ３７が作動して、図１０（ｂ）及び図１３（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２が前進し、前記前進位置の直前の位置（前記吹込位置）で停止する。このとき、ホーン３１とアンビル３２の先端同士が気体導入部１６ａの両面のフィルムの厚さよりわずかに大きい間隔Ｄを置いて互いに対向している。また、図１１（ｂ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２の吹き出し口４７，５２の内径（直径）は、エアバッグ部１６の気体導入部１６ａの直径より小さく設定されている。これにより、吹き出し口４７，５２から吹き出される気体が気体導入部１６ａに集中し、エアバッグ部１６に効率的に気体を吹き込むことができる。なお、気体導入部１６ａが円形でない場合、吹き出し口４７，５２の内径を気体導入部の幅（袋幅方向の幅）より小さく設定すればよい。
【0017】
ホーン３１とアンビル３２が前記吹込位置に停止すると同時に又はその前後の適当なタイミングで、前記吹き出し口４７，５２から加圧気体の吹き出しが開始される。吹き出し口４７，５２から、切り込み１９を通してエアバッグ部１６の気体導入部１６ａ内に気体が吹き込まれると、気体導入部１６ａの両面のフィルム１７，１８が膨張し、図１３（ｂ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２の平坦な先端面５４，５５（図９参照）に密着する。このため、気体導入部１６ａはそれ以上膨張できず、その膨張形態は薄い扁平形状に規制される。前記間隔Ｄは、気体導入部１６ａの膨張形態が扁平形状になるように設定されている。気体導入部１６ａに入った加圧気体は、グリッパー２１に把持された挟幅部１６ｂの表裏両面のフィルムを溝２４の深さ分だけ押し広げ、両フィルム間にできた隙間から本体部１６ｃに流入し、本体部１６ｃを膨張させる。本体部１６ｃが膨張した状態が、図１３（ｃ）に示されている。
【0018】
ホーン３１とアンビル３２が前記吹込位置に停止後、所定のタイミングで再度エアシリンダ３７が作動し、ホーン３１とアンビル３２が前進して直ちに前記前進位置に達し、図１０（ｃ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２の先端が、エアバッグ部１６の気体導入部１６ａ（切り込み１９の周囲のフィルム）を挟圧し、薄い扁平形状に膨張していた気体導入部１６ａを平らに潰し切る。次いで超音波振動発生器３６から超音波振動が発信されて振動エネルギーがホーン３１に供給され、図１２（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２により挟圧された箇所（被挟圧箇所）の形状（ホーン３１の先端面５４の形状）に一致するリング状の超音波シール部５６（ハッチングされたリング状の箇所）が形成される。気体導入部１６ａは、切り込み１９自体は全部又は大部分がシールされないが、切り込み１９の周囲のフィルムがシールされるため、エアバッグ部１６内の気体が切り込み１９から漏れることはなく、気体はエアバッグ部１６内に封入される。
【0019】
超音波シールが終了（超音波の発信が終了）すると、超音波振動による摩擦熱の発生がなくなり、ホーン３１とアンビル３２の先端で挟圧された超音波シール部５６は、該ホーン３１とアンビル３２により直ちに冷却される。超音波シールが終了後、適宜のタイミングでエアシリンダ３７が逆に作動し、ホーン３１とアンビル３２が後退し、図１０（ｄ）に示すように、前記後退位置で停止する。なお、吹き出し口４７，５２からの加圧気体の吹き出しは、少なくともホーン３１とアンビル３２が前記前進位置に達して気体導入部１６ａを挟圧する直前まで継続することが望ましい。
【0020】
（ｆ）停止位置ＶＩ（第１シール工程位置）において、一対の熱板３３，３３が袋口１４を挟圧して熱シールし、シール部５７が形成される（図１２（ｂ）参照）。エアバッグ部１６のシールはすでに完了しているから、この時点で熱板３３，３３で切り込み１９の箇所を挟圧する必要はない。（ｇ）停止位置ＶＩＩ（第２シール工程位置）において、一対の熱板３４，３４がシール部５７を再度挟圧して２回目の熱シールを行う。
（ｈ）停止位置ＶＩＩＩ（シール部冷却及び排出工程位置）において、一対の冷却板３５，３５がシール部５７を挟圧して冷却する。続いて、冷却中にグリッパー２１，２２が開き、さらに冷却板３５，３５が開き、袋１１（袋製品）が落下し、シュート５０により装置外に排出される。
【0021】
（２）第２の実施形態上記第１の実施形態では、エアバッグ付き袋１１の気体導入部１６ａの両面のフィルム１７，１８に切り込み１９が形成されていたが、どちらか一方のフィルムにのみ切り込みが形成されていてもよい。この場合、ホーン３１とアンビル３２のうち一方が、切り込みが形成されていない側のフィルムを支持する受け部材（例えば特開２００７−１１８９６１号公報の受け部材１２参照）となる。受け部材となる側には、内部に気体の流路を形成する必要がない。
【0022】
（３）第３の実施形態上記第１の実施形態では、ホーン３１とアンビル３２が退避位置と前進位置及び吹込位置の３位置で停止するようになっていたが、退避位置と前進位置のみで停止するようになっていてもよい。すなわち、前進位置においてエアバッグ部への加圧気体の吹き込みと超音波シールの両方の工程が行われる。この場合、エアシリンダー３７は２ポジションタイプのものでよい。また、ホーン３１には縦振動（溶着面に対し垂直方向の振動）の振動エネルギーが供給される。
以下、この実施形態について、図１４，１５（及び図８，９）を参照して具体的に説明する。
【0023】
袋１１が停止位置Ｖ（図８参照）に停止したとき、図１４（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２は後退して退避位置にある。エアシリンダ３７（図９参照）が作動して、ホーン３１とアンビル３２が前記退避位置から前進し、その途上でホーン３１とアンビル３２の先端の吹き出し口４７，５２から気体の吹き出しが開始される。図１４（ｂ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２が前記前進位置に接近するのに伴い、切り込み１９を通してエアバッグ部１６内に気体が流入し、エアバッグ部１６が膨張する。続いて、図１４（ｃ）及び図１５（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２が前記前進位置に達し、それらの先端面５４，５５（図９参照）が切り込み１９の周囲のフィルムを挟圧する。吹き出し口４７，５２からの気体の吹き出しは継続しているが、この時点でエアバッグ部１６内への気体の流入がストップする。ホーン３１とアンビル３２は前記退避位置から前記前進位置にごく短時間で達し、その間にエアバッグ部１６内へ吹き込まれる気体の量は不十分であり、ホーン３１とアンビル３２が前記前進位置に達した時点で、エアバッグ部１６の膨張が不足している。
【0024】
次いでホーン３１に縦振動の超音波振動エネルギーが供給され、ホーン３１が微細な振幅（数１０μｍ〜百数１０μｍ程度）及び高い周波数で振動（アンビル３２に対し前進又は後退）し、超音波シールが開始される。ホーン３１の振動方向を図１５（ｂ）に両矢印で示す。ホーン３１が上記振幅の大きさだけ後退してホーン３１とアンビル３２の間隔が広がったとき、吹き出し口４７，５２から吹き出す気体の圧力で被挟圧箇所（ホーン３１とアンビル３２の先端面５４，５５により挟圧された箇所）の両面のフィルムが押し広げられて微細な隙間ができ、その瞬間に前記隙間を通して気体がエアバッグ部１６内に流入する。
【0025】
時間経過とともにエアバッグ部１６内に流入する気体の量が増加し、それに応じてエアバッグ部１６が膨張し（図１４（ｄ），１５（ｂ）参照）、次いでフィルム内層のシーラントが摩擦熱で溶融して前記隙間が塞がれ（この時点でエアバッグ部１６内への気体の流入は再びストップする）、前記被挟圧箇所の両面のフィルムがシールされる。ホーン３１に超音波振動エネルギーが供給される時間は一般にごく短時間（１．０秒以内、通常は０．２〜０．４秒程度）であるが、その間にエアバッグ部１６への気体の吹き込みと、続くエアバッグ部１６の超音波シールが行われ、気体はエアバッグ部１６内に封入される。超音波シール後、吹き出し口４７，５２からの気体の吹き出しを停止する。超音波シール部は、図１２（ａ）に示す超音波シール部５６と同様に、ホーン３１の先端面５４の形状と同じリング状となる。
【0026】
ホーン３１への振動エネルギーの供給が停止して超音波シールが終了すると、フィルムの超音波シール部に摩擦熱の発生がなくなり、ホーン３１とアンビル３２の先端で挟圧された超音波シール部は、該ホーン３１とアンビル３２により直ちに冷却される。超音波シールが終了後、適宜のタイミングでエアシリンダ３７が逆に作動し、ホーン３１とアンビル３２が後退し、図１４（ｅ）に示すように、前記後退位置で停止する。超音波シールの時間は一般的にごく短時間であるため、その間にエアバッグ部１６内に流入する気体の量は多くない。しかし、前記のとおり、ホーン３１とアンビル３２が切り込み１９の周囲のフィルムを挟圧する前に、不十分ながらある程度の量の気体がエアバッグ部１６内に吹き込まれているため、トータルとしてエアバッグ部１６内に十分な量の気体を吹き込み、エアバッグ部１６を十分膨張させることができる。
【0027】
（４）第４の実施形態この実施形態でも、上記第３の実施形態と同様に、ホーン３１とアンビル３２は退避位置と前進位置のみで停止する。しかし、上記第３の実施形態ではホーン３１とアンビル３２の先端面５４，５５が平坦であったのに対し、この実施形態では、前記先端面５４，５５の一方又は双方に微細な凹溝が形成されている点で異なる。
以下、この実施形態について、図１６〜１８を参照して具体的に説明する。
図１７，１８に示すように、ホーン３１とアンビル３２の先端面５４，５５の全面に、両端が内周（吹き出し口４７，５２）又は／及び外周に抜ける細かい格子状の凹溝５８，５９が形成されている。このホーン３１とアンビル３２を用いたエアバッグ部１６内への気体の吹き込み及びエアバッグ部１６の超音波シールは、例えば次のように行われる。
【0028】
袋１１が停止位置Ｖ（図８参照）に停止したとき、図１６（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２は後退して退避位置にある。エアシリンダ３７（図９参照）が作動して、ホーン３１とアンビル３２が前記退避位置から前進し、前記前進位置に達して、図１６（ｂ）に示すように、先端でエアバッグ部１６の気体導入部１６ａに形成された切り込み１９の周囲のフィルムを挟圧し、次いで先端の吹き出し口４７，５２から気体を吹き出す。
切り込み１９から気体導入部１６ａ内に入った気体は、凹溝５８，５９の内側において気体導入部１６ａのフィルムを凹溝５８，５９内に押し広げ、両面のフィルムの間に多数の小さい隙間を生じさせる。気体は前記隙間を通ってその先の挟幅部１６ｂに流入し、さらにその先の本体部１６ｃへ流入し、エアバッグ部１６を膨張させる。ただし、切り込み１９の周囲のフィルムは、ホーン３１とアンビル３２の先端で挟圧されたままで膨張せず、わずかに凹溝５８，５９内に押し広げられるだけである。
【0029】
次いで、所定のタイミングで超音波振動発生器３６から超音波振動が発信され、ホーン３１に超音波振動エネルギーが供給され、ホーン３１とアンビル３２の先端で挟圧された箇所（切り込み１９の周囲）の両面のフィルムが超音波シールされる。この超音波シールにおいて、凹溝５８，５９の内側では、両面のフィルムの間に小さい隙間が生じているため摩擦熱が発生せず、内層のシーラントが溶融しないが、その近傍の溶融したシーラントにより前記隙間が塞がれ（この時点でエアバッグ部１６内への気体の流入はストップする）、凹溝５８，５９の内側のフィルムを含めてシールが行われ、気体はエアバッグ部１６内に封入される。なお、ホーン３１に供給される振動エネルギーが縦振動の振動エネルギーの場合、上記第３の実施形態に述べた作用（ホーン３１が振動することにより、被挟圧箇所の両面のフィルム間に微細な隙間ができ、前記隙間を通して気体がエアバッグ部１６内に流入する作用）も同時に得られる。
【0030】
ホーン３１又はアンビル３２の先端面５４，５５に形成される凹溝５８，５９の幅ｗと深さｄは、エアバッグ部１６内への気体を吹き込むとき前記隙間が生じ、超音波シールのとき前記隙間が周囲の溶融したシーラントで埋まる程度の大きさに設定される。超音波シール部は、図１２（ａ）に示す超音波シール部５６と同様に、ホーン３１の先端面５３の形状と同じリング状となる。
超音波シールが終了（超音波の発信が終了）すると、超音波振動による摩擦熱の発生がなくなり、ホーン３１とアンビル３２の先端で挟圧された超音波シール部は、該ホーン３１とアンビル３２により直ちに冷却される。超音波シールが終了後、適宜のタイミングでエアシリンダ３７が逆に作動し、ホーン３１とアンビル３２が後退し、図１６（ｃ）に示すように、前記後退位置で停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0031】
【特許文献1】特開２００４−３３１１０９号公報
【特許文献2】特開２０１０−２３８８７号公報
【特許文献3】特開２０１５−６９１５号公報
【特許文献4】特開２００４−２５５７４２号公報
【特許文献5】特開２０１４−１３９０９０号公報
【特許文献6】特開２０１４−１６９１１７号公報
【特許文献7】特開２０１４−１８１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0032】
特許文献１〜３に示す例では、被充填物充填後の袋の袋口のシールに超音波シールが利用されている。超音波シールが行われる（超音波シール装置のホーンとアンビルで袋のシール予定部が挟圧され、ホーンに超音波振動エネルギーが供給される）とき、一対のグリッパーの間隔が広げられ、シール予定部及びその近傍は緊張し平らに閉じられている（例えば特許文献１の図１参照）。このような袋口のシールの場合、超音波シールによって袋に損傷が発生する等の問題は特に生じない。
【0033】
一方、特願２０１４−９９４５２の発明のように、加圧気体により膨張したエアバッグ部１６を超音波シールする場合、次のような問題が生じる。図６（ａ）に示すように、袋１１のエアバッグ部１６に加圧気体が吹き込まれ、ホーン３１とアンビル３２が前進位置に達したとき、ホーン３１とアンビル３２に挟まれた箇所のフィルム１７，１８は押圧されて平らになり、当該箇所より下の部分（エアバッグ部１６の挟幅部１６ｂ）は加圧気体により膨張し、両フィルム１７，１８の間に隙間ができている。
この状態で超音波シールを行うと、ホーン３１とアンビル３２に挟まれた箇所（被挟圧箇所）に隣接する領域において、膨らんだエアバッグ部１６の挟幅部１６ｂのフィルム１８（ホーン３１側のフィルム）に傷が付いたり、穴が開いたりすることがある。前記領域（図６（ａ）にＡで示す）は、概ね、前記被挟圧箇所の下端（膨らんだ部分の上端）から下方へ数ｍｍ程度までの範囲である。
なお、図６（ｂ）に示すように、袋１１のエアバッグ部１６に加圧気体を吹き込むことなく、同一箇所で超音波シールのみを行った場合、上記問題は生じない。
【0034】
また、特許文献４に記載された発明のように、袋とスパウトの本シール工程を、熱板によるシールに代えて超音波シールで行う場合にも、同様の問題が生じる。図７に示すように、スパウト保持部材６１に保持されたスパウト６２に対し袋６３が供給され、袋口にスパウト６２の下部の被シール部６２ａ（平面視舟形／特開２００９−１３２００１号公報の被シール部４参照）が挿入され、ホーン６４とアンビル６５が、被シール部６２ａの位置で、袋６３の両面のフィルム６６，６７を挟圧している。シール部６２ａの下方では、両フィルム６６，６７間に隙間ができている。
この状態で超音波シールを行うと、袋６３の両面のフィルム６６，６７同士、及びフィルム６６，６７と被シール部６２ａがシールされるが、ホーン６４とアンビル６５に挟まれた箇所（被挟圧箇所）に隣接する領域において、フィルム６７（ホーン６４側のフィルム）に傷が付いたり、穴が開いたりすることがある。前記領域（図７（ａ），（ｂ）にＢで示す）は、概ね、前記被挟圧箇所の下端から下方へ数ｍｍ程度までの範囲である。
【0035】
本発明者らの知見によれば、上記問題は、前記被挟圧箇所に隣接する領域において両面のフィルム間に隙間が形成されている場合に限って生じる。エアバッグ部の超音波シールでは、膨張したエアバッグ部の両面のフィルム間に隙間ができ、スパウトの超音波シールでは、スパウトのシール部の下方において両フィルム間に隙間ができている。前記被挟圧箇所に隣接する領域において両面のフィルム間に隙間が形成されている場合に限って上記問題点が生じる理由は明らかではないが、本発明者らは、前記領域のフィルムがホーンの先端の下端部に接触して振動し、あるいはホーンの振動がホーン側のフィルムの前記領域に集中して伝達され、前記領域のフィルムが共振を起こして加熱され、同フィルムが内層のシーラントのみならず軟化し、さらには溶融することが原因ではないかと推測している。この現象は、特にアルミ箔を積層したフィルムの場合に起きやすい。
【0036】
本発明は、袋の両面のフィルム同士又は袋の両面のフィルムとフィルム間に挟まれた部品を超音波シールする場合に生じる上記問題点に鑑みてなされたもので、ホーンとアンビルに挟まれた箇所に隣接する領域においてホーン側のフィルムに傷が付いたり、穴が開くという問題が生じるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0037】
本発明は、超音波シール装置のホーンとアンビルで袋を両面から挟んで加圧し、ホーンから伝達される超音波振動エネルギーにより、袋の両面のフィルム同士、又は袋の両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた部品をシールする超音波シール方法において、ホーンとアンビルが挟んだ箇所（被挟圧箇所）に隣接する領域において両面のフィルム間に隙間が形成される場合に、ホーン側から前記領域に向けて接触部材を前進させてホーン側のフィルムに押し付け、その状態でホーンに超音波振動エネルギーを供給することを特徴とする。
【0038】
この超音波シール方法は、例えば次のような実施の形態をとり得る。（１）前記袋が、袋の側縁のシール部に縦方向に延びるエアバッグ部が一体的に形成され、エアバッグ部の気体導入部のフィルムにエアバッグ部内と袋外を連通させる切り込み又は穴が形成されたエアバッグ付き袋であり、前記ホーンとアンビルの一方又は双方に一端が圧力気体供給源に接続され他端が先端に開口する気体の流路が形成され、前記流路の他端が加圧気体の吹き出し口となっていて、前記ホーンとアンビルの一方又は双方により前記気体導入部を通してエアバッグ部内に気体を吹き込みエアバッグ部を膨張させた後、前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを超音波シールする。この場合、前記隙間は、エアバッグ部が膨張することによって該エアバッグ部の両フィルム間にできる隙間である。
【0039】
（２）上記（１）の場合において、エアバッグ部を膨張させる前に、接触部材を所定位置に前進させておき、エアバッグ部が膨張するときホーン側のフィルムが接触部材に押し付けられるようにする。本発明は、このように、両フィルムが膨張したときホーン側のフィルムが前記接触部材に押し付けられ、自然膨張時の形状とは異なる形状に膨張する場合を含む。（３）前記部品がスパウトであり、前記袋の袋口にスパウトの被シール部を挿入した後、ホーンとアンビルで前記袋の袋口を両面から挟んで加圧し、袋の両面のフィルム同士及び両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた前記被シール部を超音波シールする。この場合、前記隙間は、袋の袋口にスパウトの被シール部が挿入されたことによって袋口の下部にできる両フィルム間の隙間である。
【0040】
また、本発明に係る超音波シール装置は、上記超音波シール方法を実施するためのものであり、ホーンとアンビルのほか、ホーンの近傍に配置されて押し付け位置とそこから後退した後退位置の間で進退する接触部材を備える。前記接触部材はホーンに超音波振動エネルギーが供給されるとき前記押し付け位置に位置し、前記押し付け位置においてホーン側のフィルムのホーンとアンビルが挟んだ箇所（被挟圧箇所）に隣接する領域に押し付けられる。
【0041】
この超音波シール装置は、例えば次のような実施の形態をとり得る。（１）前記接触部材がホーンと共に進退する。
（２）前記袋が、袋の側縁のシール部に縦方向に延びるエアバッグ部が一体的に形成され、エアバッグ部の気体導入部のフィルムにエアバッグ部内と袋外を連通させる切り込み又は穴が形成されたエアバッグ付き袋であり、前記ホーンとアンビルの一方又は双方に一端が圧力気体供給源に接続され他端が先端に開口する気体の流路が形成され、前記流路の他端が加圧気体の吹き出し口となっていて、前記ホーンとアンビルの一方又は双方により前記気体導入部を通してエアバッグ部内に気体を吹き込みエアバッグ部を膨張させた後、前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを超音波シールし、前記接触部材は前記押し付け位置においてエアバッグ部のホーン側のフィルムに押し付けられる。
（３）前記部品がスパウトであり、ホーンとアンビルで前記袋の袋口を両面から挟んで加圧し、袋の両面のフィルム同士及び袋の両面のフィルムと前記フィルム間に挟まれた前記スパウトの被シール部を超音波シールする。前記接触部材は袋口の下部のホーン側のフィルムに押し付けられる。
【0042】
上記超音波シール装置は、エアバッグ付き袋への気体封入装置（図８参照）や、スパウト付き袋の製造装置（特許文献４参照）に好適に適用し得る。
【発明の効果】
【0043】
本発明によれば、袋の両面のフィルム同士又は袋の両面のフィルムとフィルム間に挟まれた部品を超音波シールする場合に、ホーンとアンビルに挟まれた箇所（被挟圧箇所）に隣接する領域において袋の両面のフィルム間に隙間が生じているときでも、当該領域においてホーン側のフィルムに傷が付いたり、穴が開くという問題が生じるのを防止できる。ホーン側から前記領域に向けて接触部材を前進させ、接触部材の先端をホーン側のフィルムに押し付ける（前記領域においてホーン側のフィルムが接触部材に押し込まれて変形する、又は膨張するホーン側のフィルムが接触部材に押し付けられ、自然膨張時の形状とは異なる形状に膨張する）ことにより、上記問題が生じるのを防止できる理由は不明であるが、接触部材がホーン側のフィルムに上記のように接触することで、ホーンの先端下部コーナーとホーン側のフィルムとの直接的な接触が緩和され、あるいはホーン側のフィルムにおいて超音波振動の共振が抑制されるためではないかと推測される。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明に係る超音波シール装置の側面図である。
【図5】本発明に係る超音波シール方法をスパウト付き袋の製造に適用したときの接触部材の作動について説明する側面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図6】先行出願に係る発明の問題点を説明する図である。
【図7】特許文献４に記載された発明の問題点を説明する図である。
【図8】先行出願の発明に係る気体封入装置を含むロータリー式包装機の模式的斜視図である。
【図9】先行出願の発明に係る超音波シール装置の側面図である。
【図10】先行出願の発明に係る気体封入方法を工程順に説明する側面図（ａ）〜（ｄ）である。
【図11】先行出願の発明に係る気体封入方法を工程順に説明する正面図（ａ），（ｂ）である。
【図13】先行出願の発明に係る気体気体封入方法を説明する要部拡大平面図（ａ）〜（ｃ）である。
【図14】先行出願の発明に係る別の気体封入方法を工程順に説明する側面図（ａ）〜（ｄ）である。
【図15】図１４に示す気体封入方法においてホーンとアンビルがエアバッグ部の気体導入部に形成された切り込みの周囲のフィルムを挟圧したときの前記ホーンとアンビルの断面図であり、（ａ）は超音波振動エネルギーをホーンに供給する前、（ｂ）は供給開始後の断面図である。
【図16】先行出願の発明に係るさらに別の気体封入方法を工程順に説明する側面図（ａ）〜（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【0045】
以下、主として図１〜５を参照し、本発明に係る超音波シール方法及び装置について具体的に説明する。図１に、本発明に係る超音波シール装置を示す。この超音波シール装置は、図９に示す超音波シール装置を改良したもので、接触部材７１を備える点でのみ、図９に示す超音波シール装置と異なる。図１において、図９に示す超音波シール装置と実質的に同じ部位には、同じ番号を付与している。
接触部材７１は、取付プレート７２を介してホーン３１側の取付部材４１に固定され、ホーン３１の直下位置においてホーン３１と共にホーン３１と同方向に進退する。取付部材４１の位置は超音波振動の振幅がゼロ（ノーダルポイント）であり、接触部材７１自体は振動しない。なお、接触部材７１は板状の金属又はプラスチックからなり、袋１１と接触する先端部には、袋１１の損傷を防止するため、必要に応じてゴム材が取り付けられる。
【0046】
図１に示す超音波シール装置を、図８に示すロータリー式包装機の停止位置Ｖの近傍に、図９に示す超音波シール装置に代えて設置した場合の、気体封入方法（超音波シール方法を含む）について、図２及び図３を参照して説明する。なお、図１〜３に示す袋１１は、図１１に示す袋１１と同じ構造を有し、前記ロータリー式包装機の袋移送用グリッパー２１，２２に両側縁を把持されて吊り下げられ、円形の移送経路に沿って間欠的に移送される。前記ロータリー式包装機では、各停止位置において図８に関連して説明したとおりの各包装工程が順次行われ、併せて、停止位置Ｖにおいてエアバッグ部１６への気体の吹き込み工程及びエアバッグ部１６のシール工程からなる気体封入方法が実施される。
【0047】
袋１１が停止位置Ｖに停止したとき、図２（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２は後退して退避位置にある。続いてエアシリンダ３７が作動して、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２が前進し、前記前進位置の直前の位置（前記吹込位置）で停止する。このとき、ホーン３１とアンビル３２の先端同士が気体導入部１６ａの両面のフィルムの厚さよりわずかに大きい間隔Ｄを置いて互いに対向している。また、接触部材７１がホーン３１と共に前進している。なお、図２，３に示す気体封入方法において、ホーン３１とアンビル３２の動き及び加圧気体の吹き出しや超音波シール等のタイミングは、先に図１０を参照して説明したとおりのものである。
【0048】
ホーン３１とアンビル３２が前記吹込位置に停止すると同時に又はその前後の適当なタイミングで、前記吹き出し口４７，５２から加圧気体の吹き出しが開始される。吹き出し口４７，５２から、切り込み１９を通してエアバッグ部１６の気体導入部１６ａ内に気体が吹き込まれると、気体導入部１６ａの両面のフィルム１７，１８が膨張し、図３（ｂ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２の平坦な先端面５４，５５に密着する。気体導入部１６ａに入った加圧気体は、グリッパー２１に把持された挟幅部１６ｂの表裏両面のフィルムを溝２４の深さ分だけ押し広げ、両フィルム間にできた隙間から本体部１６ｃに流入し、本体部１６ｃを膨張させる。この例では、接触部材７１の先端が、膨張した挟幅部１６ｂのフィルム１８（ホーン３１側のフィルム）にわずかに接触している。接触部材７１が接触する位置は、ホーン３１とアンビル２３が挟んだ箇所（被挟圧箇所）に隣接する領域（直下位置）であり、図６に示す領域Ａである。ただし、この時点で接触部材７１の先端がフィルム１８に接触していなくてもよい。
【0049】
ホーン３１とアンビル３２が前記吹込位置に停止後、所定のタイミングで再度エアシリンダ３７が作動し、ホーン３１とアンビル３２が前進して直ちに前記前進位置に達し、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２の先端が、エアバッグ部１６の気体導入部１６ａ（切り込み１９の周囲のフィルム）を挟圧し、薄い扁平形状に膨張していた気体導入部１６ａを平らに押し潰す。このとき、ホーン３１と共に接触部材７１が前進し、その先端が膨張した挟幅部１６ｂのフィルム１８に押し付けられる。これにより膨張していたフィルム１８は、前記領域Ａにおいて、内側に変形する。なお、接触部材７１は平面視で挟幅部１６ｂの幅以上の幅を有し、挟幅部１６ｂの全幅にわたりフィルム１８に押し付けられることが好ましい。次いで超音波振動発生器３６から超音波振動が発信されて振動エネルギーがホーン３１に供給され、切り込み１９の周囲のフィルムが超音波シールされ、気体はエアバッグ部１６内に封入される。この超音波シールの間、接触部材７１が膨張した挟幅部１６ｂのフィルム１８に押し付けられていることにより、挟幅部１６ｂのフィルム１８に傷が付いたり、穴が開いたりすることが防止される。
【0050】
超音波シールが終了（超音波振動エネルギーの供給が終了）すると、超音波振動による摩擦熱の発生がなくなり、ホーン３１とアンビル３２の先端で挟圧された超音波シール部５６（図１２参照）は、該ホーン３１とアンビル３２により直ちに冷却される。超音波シールが終了後、適宜のタイミングでエアシリンダ３７が逆に作動し、ホーン３１とアンビル３２が後退し、図３（ｄ）に示すように、前記後退位置で停止する。接触部材７１のホーン３１と共に後退する。
【0051】
図２，３に示す例では、接触部材７１が、エアバッグ部１６が膨張してから押し付け位置（最も前進した位置）に達したが、図４に示すように、エアバッグ部１６が膨張する前に予め押し付け位置に達しておくようにしてもよい。この場合、接触部材７１はホーン３１と共に進退させるのではなく（取付部材４１に設置するのではなく）、ホーン３１とは独立した駆動手段により進退させる必要がある。図４において、ホーン３１とアンビル３２の動き及び加圧気体の吹き出しや超音波シール等のタイミングは、図２，３と同じである。一方、接触部材７１は、ホーン３１とアンビル３２が前記吹込位置に達した時点で、図４（ａ）に示すように、前進して押し付け位置に達している。このため、加圧気体がエアバッグ１６内に吹き込まれ、エアバッグ部１６（挟幅部１６ｂ）が膨張すると、前記領域Ａにおいてフィルム１８が接触部材７１に接触し押し付けられ、自由膨張できないで内側に変形する。
続いてホーン３１とアンビル３２が前進して前記前進位置に達したときも、図４（ｃ）に示すように、接触部材７１は前記押し付け位置にあり、この状態でホーン３１に超音波振動エネルギーが供給され、超音波シールが行われる。
【0052】
なお、図２〜４に示した例では、本発明に係る気体封入方法（接触部材７１を用いる方法）を、本願明細書に開示した特願２０１４−９９４５２に係る発明の第１の実施の形態（図８〜１５）に適用したものだが、第２の実施の形態、第３の実施形態（図１４，１５）、第４の実施形態（図１６〜１８）に適用することもできる。さらに、特願２０１４−９９４５２の明細書及び図面に開示された他の全ての実施形態に適用することもできる。
【0053】
次に、本発明に係る超音波シール装置を、特許文献４に記載されたロータリー式スパウト挿入シール装置（スパウト付き袋の製造装置）の本シール工程に適用した場合の超音波シール方法について、図５を参照して説明する。図５において、図７に示すスパウト、袋及び超音波シール装置（ホーンとアンビル）と実質的に同じ部位には、同じ番号を付与している。上記スパウト付き袋の製造装置は、スパウト６２の上端を把持し環状の移動経路に沿って間欠的に移動するスパウト保持部材６１を複数組備えるスパウト移送装置を有し、先に説明したとおり、このスパウト保持部材６１が前記移動経路に沿って一回転する過程で、スパウト保持部材６１に順次スパウト６２が供給されると共にそのスパウト６２が前記スパウト保持部材６１で垂直状態に保持され、所定の移送経路に沿って移送される。スパウト６２が移送される過程で、袋６３の挿入・仮シール工程、１回以上の本シール工程、及びシール部の冷却工程が順次行われる。
【0054】
上記スパウト付き袋の製造装置は、本シール工程が行われる停止位置の近傍に超音波シール装置を備える。この超音波シール装置は、ホーン６４とアンビル６５のほか、ホーン６４の直下位置に接触部材７３を備える。接触部材７３は、ホーン６４の取付部材（図１の取付部材４１参照）に固定され、ホーン６４の直下位置においてホーン６４と共にホーン６４と同方向に進退する。接触部材７２の先端には、袋１１の損傷を防止するため、必要に応じてゴム材が取り付けられる。
【0055】
前記停止位置にスパウト保持部材６１が停止すると、ホーン６４とアンビル６５が前進して、被シール部６２ａの位置で、袋６３の両面のフィルム６６，６７を挟圧し、同時に接触部材７３が前進して、その先端がホーン６４とアンビル６５が挟んだ箇所（被挟圧箇所）の直下位置において、ホーン６４側のフィルム６７に接触し押し付けられる。接触部材７３が接触する位置は、上記被挟圧箇所に隣接する領域（図７に示す領域Ｂ）である。これによりホーン６４側のフィルム６７は、前記被挟圧箇所の直下において、自然に開いた形状（図７参照）から内側に変形した形状となる。なお、接触部材７３は平面視で袋６３の未シール部の幅Ｓ以上の幅を有し、前記未シール部のほぼ全幅にわたりフィルム６７に押し付けられることが好ましい。
【0056】
次いで超音波振動発生器（図１の超音波振動発生器３６参照）から超音波振動が発信されて超音波振動エネルギーがホーン６４に供給され、袋６３の両面のフィルム６６，６７同士、及びフィルム６６，６７とスパウト６２の被シール部６２ａがシールされる。この超音波シールの間、接触部材７３が前記領域Ｂにおいてホーン６４側のフィルム６７に押し付けられていることにより、フィルム６７に傷が付いたり、穴が開いたりすることが防止される。
【符号の説明】
【0057】
１１ エアバッグ付き袋１６ エアバッグ部
１６ａ エアバッグ部の気体導入部
１６ｂ エアバッグ部の挟幅部
１６ｃ エアバッグ部の本体部
１７，１８ 袋の表裏面を構成するフィルム
１９ 切り込み
３１ 超音波シール機のホーン
３２ 超音波シール機のアンビル
４３，４８ 穴（気体の流路）
４７，５２ 吹き出し口
６２ スパウト
６３ スパウトを取り付ける袋
６４ 超音波シール機のホーン
６５ 超音波シール機のアンビル
７１，７３ 接触部材