(57)【要約】【課題】エアバッグ付き袋のエアバッグ部へ気体を吹き込み、次いで気体をエアバッグ部内に封入する装置の構成を単純化し、エアバッグ付き袋の種類が変更された場合等に行う調整作業を簡単化する。【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内に気体を吹き込み、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。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、該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、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方法において、超音波シール装置のホーンとアンビルが前記エアバッグ付き袋の両側に配置され、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することを特徴とするエアバッグ付き袋への気体封入方法。
【請求項２】
前記気体導入部の両面のフィルムに前記切り込み又は穴が形成され、前記ホーンとアンビルの双方に前記流路が形成され、前記ホーンとアンビルの双方が前記ノズルを兼ね、前記ホーンとアンビルの双方により前記エアバッグ部内に気体を吹き込むことを特徴とする請求項１に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入方法。
【請求項３】
前記エアバッグ部内に気体を吹き込むとき、前記ホーンとアンビルの先端同士を前記気体導入部の両面のフィルムの厚さより大きい所定の間隔を置いて互いに対向させ、前記間隔は気体の吹き込みにより膨張した前記気体導入部の両面のフィルムが前記ホーンとアンビルの先端に密着し、前記気体導入部の膨張形態が扁平形状に規制されるように設定され、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とき、前記ホーンとアンビルを前進させ、前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧することを特徴とする請求項２に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入方法。  
【請求項４】
前記ホーンとアンビルが前記エアバッグ付き袋に対し進退可能とされ、前記ホーンとアンビルを前進させて前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを所定の付勢力で挟圧した状態で前記吹き出し口から気体を吹き出し、気体の圧力により前記ホーンとアンビルを前記付勢力に抗して後退させて先端同士の間隔を広げ、このときの前記ホーンとアンビルの先端同士の間隔は気体の吹き込みにより膨張した前記気体導入部の両面のフィルムが前記ホーンとアンビルの先端に密着し、前記気体導入部の膨張形態が扁平形状に規制されるように設定され、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とき、再度前記ホーンとアンビルを前進させ、前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧することを特徴とする請求項２に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入方法。
【請求項５】
前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧した状態で前記吹き出し口から気体を吹き出すとともに、前記ホーンに縦振動の振動エネルギーを供給することを特徴とする請求項１又は２に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入方法。
【請求項６】
前記ホーンとアンビルの一方又は双方の先端に凹溝が形成され、前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧した状態で前記吹き出し口から気体を吹き出し、前記気体の圧力で前記凹溝の内側において前記エアバッグ部の両面のフィルムの間に隙間を生じさせ、前記隙間を通して前記エアバッグ部内に気体を吹き込み、次いで前記ホーンに振動エネルギーを供給して、前記凹溝の内側の部分を含めて前記切り込み又は穴の周囲のフィルムをシールすることを特徴とする請求項１又は２に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入方法。
【請求項７】
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、該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す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８】
前記袋移送装置が、前記エアバッグ付き袋の両側縁を把持して間欠的に移動し、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左右一対の袋移送用グリッパーを複数組備えることを特徴とする請求項７に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入装置。
【請求項９】
前記エアバッグ付き袋が前記気体導入部の両面のフィルムに前記切り込み又は穴が形成されたもので、前記ホーンとアンビルの双方に前記流路が形成され、前記ホーンとアンビルの双方が前記ノズルを兼ね、前記ホーンとアンビルの双方により前記エアバッグ部内に気体を吹き込むことを特徴とする請求項７又は８に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入装置。
【請求項１０】
前記ホーンとアンビルが前進位置及び退避位置の間で前進又は後退し、前記エアバッグ部内に気体を吹き込むとき前記ホーンとアンビルは前記退避位置から前進して前記前進位置の直前で停止し、このとき前記ホーンとアンビルの先端同士が前記気体導入部の両面のフィルムの厚さより大きい所定の間隔を置いて互いに対向し、前記間隔は気体の吹き込みにより膨張した前記気体導入部の両面のフィルムが前記ホーンとアンビルの先端に密着し、前記気体導入部の膨張形態が扁平形状に規制されるように設定され、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とき前記ホーンとアンビルは前記前進位置に前進して前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧し、超音波シール後、前記ホーンとアンビルは前記退避位置に後退することを特徴とする請求項９に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入装置。
【請求項１１】
前記ホーンとアンビルを前進又は後退させる駆動源が設置され、前記ホーンとアンビルが前記駆動源により前進位置及び退避位置の間で前進又は後退し、前記前進位置で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを所定の付勢力で挟圧し、前記エアバッグ部内に気体を吹き込むとき、前記吹き出し口から吹き出す気体の圧力により前記ホーンとアンビルが前記前進位置から前記付勢力に抗して後退し、前記ホーンとアンビルの先端同士の間隔が前記気体導入部の両面のフィルムの厚さより大きい所定の間隔に広がり、前記間隔は気体の吹き込みにより膨張した前記気体導入部の両面のフィルムが前記ホーンとアンビルの先端に密着し、前記気体導入部の膨張形態が扁平形状に規制されるように設定され、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とき、前記ホーンとアンビルが再度前記前進位置に前進し、超音波シール後、前記ホーンとアンビルは前記退避位置に後退することを特徴とする請求項９に記載されたエアバッグ付き袋への気体封入装置。
【請求項１２】
前記ホーンとアンビルが前進位置及び退避位置の間で前進又は後退し、前記前進位置で前記ホーンとアンビルは前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧し、前記前進位置で前記吹き出し口から気体が吹き出され、かつ前記ホーンに縦振動の振動エネルギーが供給され、超音波シール後、前記ホーンとアンビルは前記退避位置に後退することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載されたエアバッグ付き袋への気体封入装置。
【請求項１３】
前記ホーンとアンビルの一方又は双方の先端に凹溝が形成され、前記ホーンとアンビルが前進位置及び退避位置の間で前進又は後退し、前記前進位置で前記ホーンとアンビルは前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧し、その状態で前記吹き出し口から気体が吹き出され、次いで前記ホーンに振動エネルギーが供給され、前記吹き出し口から吹き出す気体の圧力で前記凹溝の内側において前記エアバッグ部の両面のフィルムの間に隙間が生じ、前記凹溝の内側の部分を含めて前記切り込み又は穴の周囲のフィルムが超音波シールされ、超音波シール後、前記ホーンとアンビルは前記退避位置に後退することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載されたエアバッグ付き袋への気体封入装置。
【請求項１４】
ホーンとアンビルが対向配置されて進退し、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ることを特徴とするエアバッグ付き袋への気体封入用超音波シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、側縁のシール部にエアバッグ部を備えたエアバッグ付き袋の前記エアバッグ部に気体を封入する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３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、前記エアバッグ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の前記エアバッグ部に気体を吹き込み、次いで封入する方法が記載されている。なお、エアバッグ付き袋の表裏のフィルムは積層フィルムで、内層がシーラント材からなり、内容物が入る部分及びエアバッグ部では、表裏のフィルムの内層同士がヒートシールされていない。
【０００３】
特許文献１，２では、例えばエアバッグ付き袋の両側縁を左右一対のグリッパーで把持し、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気体吹き込み用ノズルの吹き出し口を前記切り込み又は穴にあてがい、受け部材によりエアバッグ付き袋の背面側を支持し、前記ノズルにより前記切り込み又は穴を通して前記エアバッグ部内に気体を吹き込む。続いて、特許文献１では、吹き込み継続中に前記切り込み又は穴の近傍を一対の熱板でシールし、気体をエアバッグ部内に封入する。特許文献２では、吹き込み継続中に前記切り込み又は穴の近傍を一対の遮断用グリッパーで挟持し、これにより前記切り込み又は穴と前記エアバッグ部内との気体の流通を遮断し、その遮断状態を維持したまま、前記切り込み又は穴の箇所を一対の熱板でシールし、気体をエアバッグ部内に封入する。特許文献３では、特許文献１と同様の方法が採られているものと推測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６８３８９９号公報
【特許文献２】特許第４７７１７８５号公報
【特許文献３】特許第５１０４０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載された気体の封入方法には以下のような問題点がある。
（１）特許文献１の方法では、エアバッグ部内へ気体を吹き込む気体吹き込み用ノズル及び受け部材と、エアバッグ部へ吹き込んだ気体を該エアバッグ部に封入する一対の熱板を必要とし、特許文献２の方法では、さらに前記エアバッグ部に気体を一時的に閉じこめる遮断用グリッパーを必要とする。ノズル及び受け部材はエアシリンダー等の駆動手段により退避位置と前進位置の間を進退し、一対の熱板と遮断用グリッパーはそれぞれ前記ノズル及び受け部材とは別の駆動手段により開閉する。このように、特許文献１，２の方法を実施する装置は、ノズル及び受け部材のほかにも可動部材とその駆動手段を含み、全体の構造が複雑である。
【０００６】
一方、エアバッグ付き袋の両側縁を左右一対のグリッパーで把持し、所定の移送経路に沿って間欠的に移送し、その移送の過程でエアバッグ部への気体の吹き込み及び封入を行う場合において、エアバッグ付き袋の種類が変更されると、前記グリッパーに把持されたエアバッグ付き袋のエアバッグ部に形成された切り込み又は穴の位置（上下方向又は水平方向の位置）がそれ以前のものとは異なることがあり得る。その場合、変更後のエアバッグ付き袋の切り込み又は穴の位置に合わせて、前記ノズル、一対の熱板及び遮断用グリッパーの位置を、それぞれの駆動装置と共に調整する必要があるが、調整箇所が多く、作業が繁雑である。
【０００７】
（２）特許文献１には、エアバッグ部の切り込み又は穴の近傍を熱板でシールした後、シール部の冷却を行うことは記載されていない。しかし、シール部の冷却を行わない場合、シール部及びその近傍にしわ等が生じて見栄えを損なわれたり、シール部の強度が低下するなどの問題が発生することがある。熱板でシールした後、一対の冷却板でシール部を挟持し冷却すれば、これらの問題が発生するのを防止できるが、冷却板（駆動手段を含む）を設置することにより気体封入装置の構造がさらに複雑化する。
【０００８】
特許文献２には、エアバッグ部の切り込み又は穴の箇所を袋口と一緒に熱板でシールした後、冷却板で前記切り込み又は穴の箇所を含むシール部全体を挟持し、冷却することが記載されている。この方法によれば、シール部（エアバッグ部の切り込み又は穴の箇所）に前記問題が発生するのを防止できる。しかし、この方法は、袋口と一緒にシール及び冷却する関係上、前記切り込み又は穴が袋の上部（左右一対のグリッパーより上の位置）に形成されている場合にしか適用できない。また、この方法は、エアバッグ部への気体の封入を、包装処理工程（袋口の開口、被包装物の充填等）に続いて行う場合にしか適用できない。
【０００９】
（３）特許文献１に記載された気体封入方法では、エアバッグ部への気体吹き込みを継続中に、膨張した状態のエアバッグ部（切り込み又は穴の近傍）を熱板で挟圧し、気体をエアバッグ部内に封入する。このとき、熱板で挟圧したエアバッグ部（シール部）の表裏のフィルムが平らに潰れず、シール部に縦しわができて見栄えを損ねたり、シールが不完全となって内部に隙間が生じ、前記隙間を通してエアバッグ部内の気体が漏れるという問題が生じる。
特許文献２に記載された気体封入方法では、エアバッグ部への気体吹き込みを継続中に、膨張した状態のエアバッグ部（切り込み又は穴の近傍）を遮断用グリッパーで挟持し、切り込み又は穴とエアバッグ部内との気体の流通を遮断する。このとき、遮断用グリッパーで挟持したエアバッグ部（遮断部位）の表裏のフィルムが平らに潰れず、エアバッグ部の内部に隙間が生じて、次に切り込み又は穴の箇所を熱板で挟圧してシールするまでの間に、エアバッグ部内の気体が漏れるという問題が生じる。
【００１０】
上記の問題を図１２，１３を参照して説明する。まず、図１２（ａ）において、１はエアバッグ付き袋（特許文献２の図１参照）の一部である片側の側縁のシール部、２はシール部１において表裏面を構成するフィルム３，４の間に上下方向に形成されたエアバッグ部、５，５は遮断用グリッパー、６は気体吹き込み用のノズル、７は受け部材である。
図１２（ａ）に示すエアバッグ付き袋は、特許文献２に記載されたエアバッグ付き袋１、エアバッグ部２は同じくエアバッグ部５（いずれも特許文献２の図１参照）に対応し、遮断用グリッパー５，５、ノズル６及び受け部材７は、それぞれ特許文献２に記載されたサブグリッパー７，７、ノズル１１及び受け部材１２（いずれも特許文献２の図２〜４参照）に対応する。図１２（ａ）に示すエアバッグ付き袋は、その両側縁が特許文献２の図４に示す形態で図示しない袋移送用グリッパー（特許文献２のグリッパー８，８に対応）に把持されている。
【００１１】
図１２（ｂ）は、ノズル６及び受け部材７が図１２（ａ）に示す退避位置から前進し、ノズル６の先端（吹き出し口）がエアバッグ部２に形成された切り込み又は穴にあてがわれ、受け部材７がノズル６に対向してエアバッグ部２の背面を支持し、エアバッグ部２内に気体が吹き込まれている状態を示す。エアバッグ部２は気体圧により自由膨張し、それに伴い、シール部１の端１ａが引っ張られ、エアバッグ付き袋の中心に向けて距離Ｍだけ移動している。
【００１２】
図１３（ａ）は、ノズル６による気体の吹き込み継続中に、遮断用グリッパー５が図１２（ａ）に示す退避位置から前進し、エアバッグ部２に形成された切り込み又は穴の近傍（遮断部位）を、エアバッグ付き袋の両面から挟持する途中の状態を示す。膨張したエアバッグ部２を扁平に潰す過程で、余ったフィルムがエアバッグ部２の幅方向外側に膨らみ、これによりエアバッグ部２の両側に縦ジワ８が生じている。
図１３（ｂ）は、遮断用グリッパー５が互いに最も近づき、エアバッグ部２を潰した状態を示す。図１３（ａ）に示す縦ジワ８の箇所でエアバッグ部２のフィルムがシール部１に折り重なり、遮断用グリッパー５がエアバッグ部２の前記遮断部位を平らに潰し切ることができず、前記遮断部位の内部にごく薄い扁平な隙間９が生じている。
【００１３】
本発明は、従来技術に関わる上記の問題点に鑑みてなされたもので、エアバッグ付き袋のエアバッグ部へ気体を吹き込み、次いで気体をエアバッグ部内に封入する装置の構成を単純化し、エアバッグ付き袋の種類が変更された場合等に行う調整作業を簡単化することを主たる目的とする。また、本発明は、エアバッグ部のシール不良又は遮断不良に基づくエアバッグ部からの気体の漏れを防止することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るエアバッグ付き袋への気体封入方法は、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、該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、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もので、超音波シール装置のホーンとアンビルが前記エアバッグ付き袋の両側に配置され、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することを特徴とする。
【００１５】
上記気体封入方法において、前記切り込み又は穴は前記気体導入部の表裏両面のフィルムに形成されていてもよく、また片面のフィルムにのみ形成されていてもよい。前記切り込み又は穴が前記気体導入部の表裏両面のフィルムに形成されている場合、前記ホーンとアンビルの双方が前記ノズルを兼ねることが望ましいが、前記ホーンとアンビルの片方だけが前記ノズルを兼ねていてもよい。前記切り込み又は穴が前記気体導入部の片面のフィルムにのみ形成されている場合、前記ホーンとアンビルの片方（切り込み又は穴が形成されたフィルムに面する側）だけが前記ノズルを兼ねる。前記ホーンとアンビルの片方だけが前記ノズルを兼ねる場合、もう片方は前記エアバッグ付き袋の背面を支持する受け部材（特許文献１，２に記載された受け部材参照）となる。
【００１６】
上記気体封入方法は次のような実施の形態を取ることができる。
（１）前記エアバッグ部内に気体を吹き込むとき、前記ホーンとアンビルの先端同士を前記気体導入部の両面のフィルムの厚さより大きい所定の間隔を置いて互いに対向させ、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とき、前記ホーンとアンビルを前進させ、前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧する。前記間隔は、気体の吹き込みにより膨張した前記気体導入部の両面のフィルムが前記ホーンとアンビルの先端に密着し、前記気体導入部の膨張形態が扁平形状に規制される（それ以上に大きく膨張することが妨げられる）ように、前記気体導入部の両面のフィルムの厚さよりわずかに大きい程度に設定されることが望ましい。
【００１７】
（２）前記ホーンとアンビルが前記エアバッグ付き袋に対し進退可能とされ、前記ホーンとアンビルを前進させて前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを所定の付勢力で挟圧した状態で前記吹き出し口から気体を吹き出し、気体の圧力により前記ホーンとアンビルを前記付勢力に抗して後退させて先端同士の間隔を広げ、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とき、再度前記ホーンとアンビルを前進させ、前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧する。後退したときの前記ホーンとアンビルの先端同士の間隔は、上記（１）に記載したと同じく、前記気体導入部の両面のフィルムの厚さよりわずかに大きい程度に設定することが望ましい。これにより、前記気体導入部の膨張形態が扁平形状に規制される。前記付勢力は、前記ホーンとアンビルが上記のように気体の圧力で後退し、かつ後退したときの前記ホーンとアンビルの先端同士の間隔が上記のようになるように設定される。
前記ホーンとアンビルを進退させる駆動源として、エアシリンダーを用いた場合、前記エアシリンダーの推力を上記付勢力に充てることができる。この場合、前記エアシリンダーの推力を上昇させるか、あるいは前記ホーンとアンビルからの加圧気体の吹き出しを止め又は加圧気体の圧力を低下させることにより、前記ホーンとアンビルを再度前進させることができる。
【００１８】
（３）前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧した状態で前記吹き出し口から気体を吹き出し、併せて前記ホーンに縦振動（溶着面に対し垂直方向の振動）の振動エネルギーを供給して超音波シールを行う。
前記フィルムを挟圧したホーンに超音波振動エネルギーを供給すると、前記ホーンは微細な振幅で前記アンビルに対し前進及び後退し、前記ホーンが後退してアンビルとホーンの間隔が広がったとき、前記吹き出し口から吹き出す気体の圧力で挟圧部（アンビルとホーンの先端面で挟圧された部位）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内に流入する。時間経過とともにエアバッグ部が膨張し、次いでフィルム内側のシーラントが溶融して前記隙間が塞がり（この時点でエアバッグ部内への気体の流入はストップする）、前記挟圧部の両面のフィルムがシールされる。前記ホーンに超音波振動エネルギーが供給される時間はごく短時間であるが、その間にエアバッグ部への気体の吹き込みと、続くエアバッグ部のシールが達成される。
この実施の形態において、前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧する前に、適宜のタイミングで前記吹き出し口からの気体の吹き出しを開始し、前記エアバッグ部内に気体を吹き込むことが望ましい。
【００１９】
（４）前記ホーンとアンビルの一方又は双方の先端に微細な凹溝が形成され、前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧した状態で前記吹き出し口から気体を吹き出し、次いで前記ホーンに振動エネルギーを供給する。この場合、前記吹き出し口から吹き出す気体の圧力で前記凹溝の内側において前記エアバッグ部の両面のフィルムの間に隙間が生じ、前記隙間を通して前記エアバッグ部内に気体が吹き込まれる。前記凹溝の幅と深さは、前記吹き出し口から吹き出す気体の圧力で前記隙間が生じ、続いて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。
【００２０】
本発明に係るエアバッグ付き袋への気体封入装置は、上記気体封入方法を実施するための装置であり、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することを特徴とする。
【００２１】
上記気体封入装置において、前記袋移送装置は、好ましくは、前記エアバッグ付き袋の両側縁を把持して間欠的に移動し、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左右一対の袋移送用グリッパーを複数組備える。
上記気体封入装置において、前記切り込み又は穴は前記気体導入部の表裏両面のフィルムに形成されていてもよく、また片面のフィルムにのみ形成されていてもよい。前記切り込み又は穴が前記気体導入部の表裏両面のフィルムに形成されている場合、前記ホーンとアンビルの双方が前記ノズルを兼ねることが望ましいが、前記ホーンとアンビルの片方だけが前記ノズルを兼ねていてもよい。前記切り込み又は穴が前記気体導入部の片面のフィルムにのみ形成されている場合、前記ホーンとアンビルの片方（切り込み又は穴が形成されたフィルムに面する側）だけが前記ノズルを兼ねる。前記ホーンとアンビルの片方だけが前記ノズルを兼ねる場合、もう片方は前記エアバッグ付き袋の背面を支持する受け部材（特許文献１，２に記載された受け部材参照）となる。
【００２２】
上記気体封入装置は次のような実施の形態を取ることができる。
（１）前記ホーンとアンビルが前進位置及び退避位置の間で前進又は後退し、前記エアバッグ部内に気体を吹き込むとき前記ホーンとアンビルは前記退避位置から前進して前記前進位置の直前で停止し、このとき前記ホーンとアンビルの先端同士が前記気体導入部の両面のフィルムの厚さより大きい所定の間隔を置いて互いに対向し、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とき前記ホーンとアンビルは前記前進位置に前進して前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧し、超音波シール後、前記ホーンとアンビルは前記退避位置に後退する。前記間隔は、気体の吹き込みにより膨張した前記気体導入部の両面のフィルムが前記ホーンとアンビルの先端に密着し、前記気体導入部の膨張形態が扁平形状に規制される（それ以上に大きく膨張することが妨げられる）ように、前記気体導入部の両面のフィルムの厚さよりわずかに大きい程度に設定されることが望ましい。
【００２３】
（２）前記ホーンとアンビルを前進又は後退させる駆動源が設置され、前記ホーンとアンビルが前記駆動源により前進位置及び退避位置の間で前進又は後退し、前記前進位置で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを所定の付勢力で挟圧し、前記エアバッグ部内に気体を吹き込むとき、気体の圧力により前記ホーンとアンビルが前記前進位置から前記付勢力に抗して後退し、前記ホーンとアンビルの先端同士の間隔が前記気体導入部の両面のフィルムの厚さより大きい所定の間隔に広がり、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とき、前記ホーンとアンビルが再度前記前進位置に前進し、超音波シール後、前記ホーンとアンビルは前記退避位置に後退する。気体の圧力で後退したときの前記ホーンとアンビルの先端同士の前記間隔は、上記（１）に記載したと同じく、前記気体導入部の両面のフィルムの厚さよりわずかに大きい程度に設定することが望ましい。これにより、前記気体導入部の膨張形態が扁平形状に規制される。前記付勢力は、前記ホーンとアンビルが上記のように気体の圧力で後退し、かつ後退後の前記ホーンとアンビルの先端同士の間隔が上記の大きさになるように設定される。
前記駆動源としてエアシリンダーを用いた場合、前記エアシリンダーの推力を上記付勢力に充てることができる。前記エアシリンダーは、例えば途中で推力の切り換えが可能とされ、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ときの推力が当初の推力（この推力が前記付勢力に充てられる）より大きく設定される。この場合、前記エアシリンダーの推力を上昇させることにより、前記ホーンとアンビルを再度前記前進位置に前進させることができる。
【００２４】
（３）前記ホーンとアンビルが前進位置及び退避位置の間で前進又は後退し、前記前進位置で前記ホーンとアンビルは前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧し、前記前進位置で前記吹き出し口から気体が吹き出され、かつ前記ホーンに縦振動の振動エネルギーが供給され、超音波シール後、前記ホーンとアンビルは前記退避位置に後退する。
前記フィルムを挟圧したホーンに超音波振動エネルギーを供給すると、前記ホーンは微細な振幅で前記アンビルに対し前進又は後退し、前記ホーンが後退してアンビルとホーンの間隔が広がったとき、前記吹き出し口から吹き出す気体の圧力で挟圧部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内に流入する。時間経過とともにエアバッグ部が膨張し、次いでフィルム内側のシーラントが溶融して前記隙間が埋められ（この時点でエアバッグ部内への気体の流入はストップする）、前記挟圧部の両面のフィルムがシールされる。
この実施の形態において、前記ホーンとアンビルの先端で前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧する前に、適宜のタイミングで前記吹き出し口からの気体の吹き出しを開始し、前記エアバッグ部内に気体が吹き込まれるようにすることが望ましい。
【００２５】
（４）前記ホーンとアンビルの一方又は双方の先端に凹溝が形成され、前記ホーンとアンビルが前進位置及び退避位置の間で前進又は後退し、前記前進位置で前記ホーンとアンビルは前記切り込み又は穴の周囲のフィルムを挟圧し、その状態で前記吹き出し口から気体が吹き出され、次いで前記ホーンに振動エネルギーが供給され、前記吹き出し口から吹き出す気体の圧力で前記凹溝の内側において前記エアバッグ部の両面のフィルムの間に隙間が生じ、前記凹溝の内側の部分を含めて前記切り込み又は穴の周囲のフィルムが超音波シールされ、超音波シール後、前記ホーンとアンビルは前記退避位置に後退する。
【００２６】
上記気体封入装置は、特許文献１，２にも記載されたように、包装機の一部として構成することができる。この場合、前記移送経路上においてエアバッグ付き袋の袋口の開口、被包装物の充填、袋口のシール等の各包装工程を順次行う通常の包装処理装置に対し、前記移送経路の近傍の適宜位置に、前記超音波シール装置が付加される。むろん、上記気体封入装置を包装機の一部としてではなく、単独の気体封入装置として構成することもできる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、従来の気体封入方法で用いた気体吹き込み用ノズルと熱板、さらには遮断用グリッパーを、１つの超音波シール装置に置き換え、気体封入装置の構成を単純化することができる。また、気体封入装置の構成が単純化されたことで、エアバッグ付き袋の種類が変更された場合等に行う装置の調整作業を簡単化することができ、作業効率が向上する。
超音波シール装置では、一般にホーンは空冷され、アンビルは水冷又は空冷されているから、超音波発信を停止すると、シール部はホーンとアンビルにより挟圧された状態で直ちに冷却される。このため、シール部及びその近傍にしわ等が生じて見栄えが損なわれたり、シール部の強度が低下するなどの問題が発生するのを防止できる。
【００２８】
また、本発明において、エアバッグ部に気体を吹き込むとき、ホーンとアンビルの先端同士の間隔を気体導入部の両面のフィルムの厚さよりわずかに大きい程度に設定することにより、気体導入部の膨張形態が扁平形状になるように規制し、又はホーンとアンビルの先端で気体導入部の両面のフィルムを挟圧した状態でエアバッグ部に気体を吹き込む場合、続いてエアバッグ部をシールするとき、図１２，１３で説明した縦じわ８の発生を防止できる。これにより、シール部の見栄えが損なわれることがなく、シール後のエアバッグ部からの気体の漏れも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本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２】本発明に係る超音波シール装置の側面図である。
【図３】本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４】上記気体封入方法を工程順に説明する正面図（ａ），（ｂ）である。
【図５】上記気体封入方法の続きの工程を工程順に説明する正面図（ａ），（ｂ）である。
【図６】上記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７】本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）〜（ｅ）である。
【図８】図７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９】本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。
【図１０】図９に示す気体封入方法に用いるホーンとアンビルの正面図（ａ）及びその一部拡大側面図（ｂ）である。
【図１１】図９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る。
【図１２】特許文献２に記載された気体封入方法において、気体吹き込み前（ａ）、及び気体吹き込み中（ｂ）の要部拡大断面図である。
【図１３】特許文献２に記載された気体封入方法において、さらに、遮断用グリッパーによる挟持途中（ａ）、及び挟持後（ｂ）の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図１〜１１を参照して、本発明に係る気体封入方法及び装置に含まれる複数の実施の形態について具体的に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図４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４に斜線で示す。
【００３１】
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６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。
【００３２】
図１に、本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１に示すロータリー式包装機は、特許文献１の図５に記載されたロータリー式包装機と同様に、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等の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本発明の気体封入方法が実施される。
【００３３】
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４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。
【００３４】
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に本発明に係る超音波シール装置（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。
【００３５】
図２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、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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３（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３（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３（ｂ）及び図６参照）、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。
【００３８】
図１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１〜６を参照して説明する。
（１）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４（ａ）に示されている。
（２）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。
【００３９】
（３）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。
（４）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４（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。
【００４０】
（５）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２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３（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３（ｂ）及び図６（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４（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。
【００４１】
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６（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２参照）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６（ｃ）に示されている。
【００４２】
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）を挟圧する。このとき、気体導入部１６ａの膨張形態は薄い扁平形状であるから、従来のようなしわ（図１３参照）を発生させることなく、気体導入部１６ａを平らに潰し切ることができる。
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５（ａ）に示すように、ホーン３１とアンビル３２により挟圧された部位（挟圧部）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。
【００４３】
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３（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。また、加圧気体の吹き出しは、ホーン３１とアンビル３２が後退を開始するまでの適宜のタイミングで停止することが望ましい。
【００４４】
（６）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５（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。
（７）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。
（８）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。
【００４５】
［第２の実施の形態］
上記［第１の実施の形態］では、超音波シール装置のエアシリンダー３７は３ポジションタイプであり、ホーン３１とアンビル３２は前記退避位置、吹込位置及び前進位置の３位置で停止するようになっていた。一方、エアシリンダー３７を２ポジションタイプとし、ホーン３１とアンビル３２を前進させる推力（使用するエア圧）を、切り換え可能とすることで、エアバッグ部１６への気体の吹き込み及びエアバッグ部１６（気体導入部１６ａ）のシールを、上記第１の形態と同様に行うことができる。
この第２の実施の形態では、エアバッグ部１６への気体の吹き込み及びエアバッグ部１６のシールは、例えば次のように行われる。
【００４６】
ホーン３１とアンビル３２が、エアシリンダー３７の作動により前進して前進位置に達し、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、エアシリンダーの推力（当初の推力）に対応する付勢力で挟圧する。
ホーン３１とアンビル３２が吹き出し口４７，５２から加圧気体を吹き出すと、吹き出し口４７，５２が気体導入部１６ａのフィルムに塞がれているため気体の圧力が高まり、ホーン３１とアンビル３２が前記前進位置からエアシリンダー３７の推力（エアバッグ部１６の気体導入部１６ａを挟圧する付勢力）に抗して後退し、ホーン３１とアンビル３２の先端同士の間隔が、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よりわずかに大きい程度に広がる。この間隔は、［気体封入方法の第１の形態］に記載した間隔Ｄと同程度でよい。言い換えれば、ホーン３１とアンビル３２が自ら吹き出す気体の圧力で後退し、かつ後退後のホーン３１とアンビル３２の先端同士の間隔が前記間隔Ｄと同程度の大きさになるように、エアシリンダー３７の当初の推力を設定する。
【００４７】
ホーン３１とアンビル３２の先端同士の間隔が広がることにより、切り込み１９から気体導入部１６ａ内に気体が吹き込まれ、気体導入部１６ａの両面のフィルム１７，１８が膨張してフィルム間に隙間ができ、気体は挟幅部１６ｂへ流入し、さらに本体部１６ｃ内に流入し本体部１６ｃを膨張させる。気体導入部１６ａの両面のフィルムは、ホーン３１とアンビル３２の平坦な先端面５４，５５に密着し（図６（ｂ）参照）、気体導入部１６ａの膨張形態は薄い扁平形状に規制される。
【００４８】
適宜のタイミングでエアシリンダー３７の推力が切り換えられ（当初の推力より大きい推力へ切り換え）、ホーン３１とアンビル３２が前進して再度前記前進位置に達し、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）を挟圧する。次いで超音波振動発生器３６から超音波振動が発信され、リング状の超音波シール部５６（図５（ａ）参照）が形成される。
超音波シールの終了後、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、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を停止するタイミングは、上記第１の形態と同じでよい。
【００４９】
［第３の実施の形態］
上記［第２の実施の形態］では、超音波シールを行うとき、エアシリンダー３７の推力を高推力に切り換えて、ホーン３１とアンビル３２を再度前進させ、エアバッグ部１６の気体導入部１６ａを挟圧した。しかし、このような推力の切り換えを行う代わりに、加圧気体の吹き出しを止めた場合も、同様にホーン３１とアンビル３２を再度前進させて、エアバッグ部１６の気体導入部１６ａを挟圧することができる。
加圧気体の吹き出しを止めると、エアシリンダー３７の推力によりホーン３１とアンビル３２が直ちに前進して気体導入部１６ａを挟圧し、切り込み１９からの気体の漏れが止まる。また、エアバッグ部１６には挟幅部１６ｂが形成され、しかも挟幅部１６ｂの表裏両面のフィルム間にできた隙間は狭い（グリッパー２１の溝２４の深さ分しか広がらない）から、本体部１６ｃ内の気体の漏れは一気には進まない。このため、続いて気体導入部１６ａを超音波シールすることにより、気体をエアバッグ部１６内に封入することができる。加圧気体の吹き出しを止める代わりに、気体の圧力を低下させてもよい。
【００５０】
［第４の実施の形態］
上記［第３の実施の形態］では、ホーン３１とアンビル３２を進退させる駆動源としてエアシリンダー３７を用い、その推力をエアバッグ部１６の気体導入部１６ａを挟圧する付勢力に充てたが、前記ホーン３１とアンビル３２を前方に付勢する圧縮ばね（例えば特許文献１に記載されたノズル１７及び圧縮ばね１９参照）を設け、前記圧縮ばねの弾発力を前記付勢力に充てることができる。この場合、ホーン３１とアンビル３２を進退させる駆動源はエアシリンダーでなくてもよい。
前記ホーンとアンビルからの加圧気体の吹き出しを止めるか、加圧気体の圧力を低下させたとき、前記圧縮ばねの弾発力によりホーン３１とアンビル３２を前進させることができる。
【００５１】
［第５の実施の形態］
上記［第１の実施の形態］では、超音波シール装置のエアシリンダー３７は３ポジションタイプとされ、エアバッグ部１６内に気体を吹き込むとき、ホーン３１とアンビル３２は先端同士が互いに所定の間隔（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）を置いて対向する前記吹込位置に停止した。一方、この第５の実施の形態では、ホーン３１とアンビル３２は前進位置及び退避位置でのみ停止し、前記吹込位置（前進位置の直前位置）で停止しない。従って、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、第５の実施の形態を、図７，８（及び図１，２）を参照して具体的に説明する。
【００５２】
袋１１が停止位置Ｖ（図１参照）に停止したとき、図７（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２参照）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７（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７（ｃ）及び図８（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２参照）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。
【００５３】
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８（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挟圧部（ホーン３１とアンビル３２の先端面５４，５５により挟圧された部位）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。
【００５４】
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７（ｄ），８（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）、前記挟圧部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５（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。
【００５５】
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７（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。
この第５の実施の形態によれば、気体導入部１６ａをホーン３１とアンビル３２で挟圧した時点での前記気体導入部１６ａの膨張形態は扁平形状（大きく膨張していない）であるため、図１２，１３で説明した縦じわ８が発生するのを防止できる。
【００５６】
なお、超音波シールの時間を比較的長くとることができれば、超音波シールの時間内だけで、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。この場合、吹き出し口４７，５２からの気体の吹き出しは、超音波シールの開始から終了までの期間の前半（エアバッグ部１６への気体の流入がストップするまで）に行えばよい。例えば超音波シールの開始とタイミングを合わせて（同時に）気体の吹き出しを開始し、超音波シールの終了前に終了することができる。しかし、先に述べたとおり、超音波シールの時間は一般に極めて短時間であるため、上記のように、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の適宜のタイミングで気体の吹き出しを開始し、超音波シールが終了するまで継続するのが現実的である。
【００５７】
［第６の実施の形態］
上記［第５の実施の形態］では、ホーン３１とアンビル３２の先端面５４，５５が平坦である。一方、この第６の実施の形態では、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。以下、第６の実施の形態を、図９〜１１を参照して具体的に説明する。
図１０，１１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。
【００５８】
袋１１が停止位置Ｖ（図１参照）に停止したとき、図９（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２参照）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９（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。
【００５９】
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５の実施の形態］に述べた作用（ホーン３１が振動することにより、挟圧部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。
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５（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。
【００６０】
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９（ｃ）に示すように、前記後退位置で停止する。吹き出し口４７，５２からの気体の吹き出しは、上記［第５の実施の形態］で述べたと同様に、超音波シールが終了する前に終了することができるが、超音波シールが終了するまで継続するのが現実的である。
【００６１】
この第６の実施の形態によれば、膨張する前のエアバッグ部１６をホーン３１とアンビル３２で挟圧し、挟圧を継続したままエアバッグ部に気体を吹き込み、そのまま超音波シールを行うので、図１２，１３で説明した縦じわ８が発生する余地がない。
また、この第６の実施の形態の場合、上記［第５の実施の形態］と異なり、前記ホーン３１に供給される超音波振動エネルギーは、縦振動だけでなく横振動やねじり振動等、他の振動モードであってもよい。その点は、上記［第１の実施の形態］〜［第４の実施の形態］でも同様である。
なお、この第６の実施の形態において、吹き出し口４７，５２からの気体の吹き出しは、［第５の実施の形態］と同様に、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の適宜のタイミングで開始することができる。
【００６２】
以上、図１〜１１を参照して、本発明の第１〜第６の実施の形態について説明したが、そのほかにも次のような実施の形態が考えられる。
（１）以上の説明では、ホーン３１とアンビル３２の双方が気体吹き込み用のノズルを兼ねていたが、エアバッグ部１６内に気体を吹き込むとき、いずれか一方のみをノズルとして用い（気体を吹き出す）、他方を受け部材（例えば特許文献２に記載された受け部材１２参照）として用いる（気体を吹き出さない）こともできる。なお、ホーン３１とアンビル３２のうち受け部材となる側には、気体の流路（吹き出し口を含む）が形成されていなくてもよい。
前記［第１の実施の形態］においてホーン３１とアンビル３２のいずれか一方を前記受け部材とした場合、当該受け部材となった側は、吹き込み工程の初めから前進位置（前記移送経路に最も近い位置）に前進させ、吹き込み工程及びシール工程を通して前記前進位置に位置させておくことができる。また、前記［第２の実施の形態］〜［第４の実施の形態］においてホーン３１とアンビル３２のいずれか一方を前記受け部材とした場合、当該受け部材となった側は、吹き込み工程の間前進位置（前記移送経路に最も近い位置）から後退させず、吹き込み工程及びシール工程を通して前記前進位置に位置させておくことができる。
【００６３】
（２）以上の説明では、エアバッグ部１６の表裏両面のフィルム１７，１８に切り込み１９が形成された袋１１を用いたが、一方のフィルムにのみ切り込み１９が形成されたエアバッグ付き袋を用いることもできる。この場合、エアバッグ部１６内に気体を吹き込むとき、ホーン３１とアンビル３２のうち切り込み１９の側に配置されている方がノズルとして用いられ、他方が前記受け部材（上記（１）参照）として用いられる。
（３）以上の説明では、エアバッグ部１６の上端に切り込み１９を形成していたが、切り込み１９は上端以外に形成することができ、また、切り込み１９の代わりに穴を形成することもできる。
【００６４】
（４）以上の説明では、エアバッグ部１６に挟幅部１６ｂを形成していたが、特許文献１，２に記載されたエアバッグ付き袋のように、エアバッグ部１６全体を同じ幅としてもよい。
（５）以上の説明では、エアバッグ部１６が形成されたシール部１２を把持するグリッパー１１が、エアバッグ部１６を横切るように前記シール部１２を把持していたが、特許文献１，２に記載された袋移送用グリッパーのように、エアバッグ部１６の外側のみを把持するようにしてもよい。
【００６５】
（６）以上の説明では、超音波シール装置によりエアバッグ部１６のみをシールしたが、ホーン３１とアンビル３２で同時に袋口１４を挟圧し、エアバッグ部１６と袋口１４を同時にシールすることもできる。
（７）以上の説明では、超音波シール装置のホーン３１とアンビル３２を進退させる駆動源がエアシリンダー３７であったが、駆動源としてサーボモータを用いることもできる。
（８）以上の説明では、気体封入方法及び装置は、包装方法及び包装機の一部として構成されていたが、袋口の開口や被包装物の充填とは切り離し、単独の気体封入方法及び気体封入装置として構成することもできる。この場合、エアバッグ付き袋１６を移送する移送部材として、左右一対の袋移送用グリッパー２１，２２の代わりに、エアバッグ付き袋１６の袋面を吸着する吸盤、あるいは袋口を把持するチャック等を用いることができる。
【００６６】
（９）以上の説明では、本発明に係る気体封入方法及び装置を、エアバッグ付き袋を間欠移送する場合に適用したが、本発明はエアバッグ付き袋を一定速度で連続移送する場合（例えば特開２００９−１６１２３０号公報参照）にも適用できる。エアバッグ付き袋を連続移送する場合、例えば超音波シール装置は、エアバッグ付き袋の移動に追従して移動した後復帰移動し、追従して移動する過程で所要の処理を行うことになる。
【符号の説明】
【００６７】
１１  エアバッグ付き袋
１２，１３  側縁のシール部
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
２１，２２  袋移送用のグリッパー
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
３７  エアシリンダー
４３，４８  穴（気体の流路）
４７，５２  吹き出し口
５８，５９  凹溝  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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