超声波密封方法及装置与流程

本发明涉及通过超声波密封装置的喇叭(horn)和砧座(anvil)从两面夹袋并加压，通过从喇叭传递的超声波振动能量，对袋两面的膜彼此，或袋两面的膜和夹在所述膜之间的零件进行密封的超声波密封方法及装置。

背景技术：

在专利文献1～3中记载了旋转式装袋包装机。该旋转式装袋包装机具备沿环状移动路径移动的多对夹子，在所述夹子沿所述移动路径旋转一周的过程中，对所述夹子依次供给袋，并且袋的两侧缘由所述夹子抓持，在使袋口朝上的情况下被悬吊，接着该袋被沿既定的移送路径移送。在该旋转式装袋包装机中，在该移送过程中，依次进行包含袋口的开口工序、被填充物对袋的填充工序、及袋口的密封工序的各种包装工序。在该旋转式装袋包装机中，通过超声波密封装置来进行袋口的密封工序。

在专利文献4中，记载了旋转式管口插入密封装置(带管口袋的制造装置)。该旋转式管口插入密封装置具备沿环状移动路径间歇移动的多个管口保持部件，在所述管口保持部件沿所述移动路径旋转一周的过程中，对管口保持部件依次供给管口，并且该管口由所述管口保持部件保持为垂直状态，接着该管口被沿既定的移送路径移送。在该旋转式管口插入密封装置中，在该移送过程中，依次进行插入·临时密封工序(对被保持于管口保持部件的管口供给袋并将管口下部的被密封部插入袋口，接着临时密封膜和被密封部)、一次以上的正式密封工序(同时进行袋两面的膜彼此及两面的膜和被密封部的密封)、及密封部的冷却工序。另外，在专利文献4中还记载有，在该旋转式管口插入密封装置中，对获得的带管口袋，在上述移送路径上继续填充被包装物。此外，正式密封工序通过利用一对热板从两面夹并加压袋口(在两面的膜之间夹着管口的被密封部)来进行。

在专利文献5～7中记载了，使用在袋侧缘的密封部一体地形成沿纵方向延伸的气囊(airbag)部，且在气囊部的气体导入部的膜形成有使气囊部内与袋外连通的切口或孔的带气囊袋，并对所述气囊部吹入、封入加压气体的气体封入方法及装置。该气体封入装置具备沿环状移动路径间歇地移动的多对夹子，在所述夹子沿所述移动路径旋转一周的过程中，对所述夹子依次供给带气囊袋，并且带气囊袋的两侧缘由所述夹子抓持，在使袋口朝上的情况下被悬吊，接着所述袋被沿既定的移送路径移送。在该移送过程中，依次进行气体吹入工序(将喷嘴贴靠在气体导入部上并对气囊部内吹入加压气体)、隔断工序(隔断气体导入部和气囊部内的气体流通)、及气体封入工序(对气体导入部或其附近进行密封，以将气体封入气囊部内)。气体封入工序通过利用一对热板从两面夹住并加压气体导入部或其附近来进行。

另外，在日本特愿2014-99452(本申请申请时未公开)的说明书及附图中，公开了对与专利文献5～7所记载的带气囊袋同样的袋的气囊部，利用超声波密封装置的喇叭和砧座吹入加压气体，接着对气体导入部的切口或孔附近进行超声波密封，以将加压气体封入所述气囊部的发明。

以下，参照图8～18说明该在先申请所涉及的发明的主要实施方式。

(1)第一实施方式

首先，在图11中示出带气囊袋11(以下，简称为袋11)。袋11是底部角撑(gusset)形式的自立袋，由表里两面的膜和折叠的底部膜构成。在袋11的上部区域X中，在两侧缘处，袋11的表里两面的膜彼此粘接，形成密封部12、13。上缘的表里两面的膜未粘接，为开口的袋口14。在袋11的下部区域Y中，在两侧缘处，表里两面的膜隔着底部的膜而粘接，并且底部的膜自身也在折叠的内侧处粘接，在中央部处表里两面的膜分别与底部的膜粘接(底部的膜彼此未粘接)，从而形成密封部15。在图11中以斜线示出密封部12、13、15。

在密封部12的一部分形成有表里两面的膜彼此未粘接的非粘接部(气囊部)16。

气囊部16是在对袋表里两面的膜(参照图13的17、18)进行热密封时不加压而留着未密封的部位，具有从袋口14(密封部12的上端)附近朝下方细长地延伸且封闭的轮廓，在其上端附近的表里两面的膜形成有使气囊部16内与袋外连通的十字切口19。在气囊部16，与在中心形成有切口19的圆形气体导入部16a连续地遍及既定长度形成缩口的窄宽度部16b，其下方为宽度大的本体部16c。

在图8中，示出包含上述在先申请的发明所涉及的气体封入装置的旋转式包装机。图8所示的旋转式包装机具备袋移送装置，在该袋移送装置中，在间歇旋转的台的周围，左右一对的袋移送用夹子21、22以等间隔设置有多对。在该袋移送装置中，袋移送用夹子21、22抓持并悬吊被供给的袋11的两侧缘(密封部12、13)，且沿圆形移送路径间歇地移送。在夹子21、22停止的各停止位置(停止位置I～VIII)中，在对夹子21、22供给袋11之后，接着对由夹子21、22抓持的袋11依次进行包含袋口的开口、被包装物的填充及袋口的密封的各包装工序，并且，实施包括对气囊部16的气体吹入工序及气囊部16的密封工序的气体封入方法。

夹子21、22都由一对夹片构成，夹子21以水平地横越的形状抓持气囊部16的窄宽度部16b。在夹子21的一个夹片23的内侧(抓持面)，如图11所示，形成在上下方向上穿过的浅槽24，在夹子21抓持密封部12时，所述槽24重叠在窄宽度部16b上。

在上述旋转式包装机中，在所述移送路径的停止位置I配置有传送带料斗式供袋装置25，在停止位置II配置有印字装置(仅示出头部26)，在停止位置III配置有开口装置(仅示出一对吸盘27、27及开口头28)，在停止位置IV配置有填充装置(仅示出喷嘴部29)，在停止位置V配置有超声波密封装置(仅示出喇叭31和砧座32)，在停止位置VI配置有对袋口进行密封的第一密封装置(仅示出一对热板33、33)，在停止位置VII配置有对袋口进行密封的第二密封装置(仅示出一对热板34、34)，在停止位置VIII配置有冷却装置(仅示出一对冷却板35、35)。

在图9中示出上述在先申请的发明所涉及的超声波密封装置。该超声波密封装置包含所述喇叭31和砧座32、使喇叭31振动的超声波振动发生装置36、及使喇叭31和砧座32进退的气缸37。在气缸37的活塞杆38、39的前端固定有安装部件41、42，在安装部件41固定有所述超声波振动发生装置36，在安装部件42固定有所述砧座32。此外，超声波密封装置具有未图示的冷却单元，通过该冷却单元来冷却超声波振动发生装置36及喇叭31和砧座32。

喇叭31在内部形成有孔(气体的流路)43，孔43的一端在喇叭31的侧面开口，且经由接头44、布管45及未图示的切换阀等连接于压力气体供给源46，另一端在喇叭31的前端开口，此处为加压气体的吹出口47。砧座32也在内部形成有孔(气体的流路)48，孔48的一端在砧座32的后端开口，且经由接头49及布管51连接于压力气体供给源46，另一端在砧座32的前端开口，此处为加压气体的吹出口52。喇叭31和砧座32兼作气体吹入用的喷嘴。

喇叭31和砧座32隔着袋11的移送路径相向地配置，且通过气缸37而相互对称地，并且相对于所述袋11垂直地，在前进位置和退避位置之间前进(接近所述移送路径)或后退(从所述移送路径远离)。在喇叭31和砧座32处于所述退避位置时(参照图10(a))，喇叭31和砧座32距所述移送路径最远，能够避免与沿所述移送路径移送的袋11的干涉。在喇叭31和砧座32处于所述前进位置时(参照图10(c))，喇叭31和砧座32距所述移送路径最近，喇叭31和砧座32的前端夹压袋11。此时的喇叭31和砧座32的前端彼此的间隔等于气囊部16的气体导入部16a两面的膜的厚度。此外，气缸37为三位置类型，所述喇叭31和砧座32能够在所述后退位置和所述前进位置中间的位置停止。该中间位置(以后，称为吹入位置)是极为接近所述前进位置的位置(参照图10(b)及图13)，通过停止于该位置的喇叭31和砧座32对气囊部16进行气体的吹入。

接着，参照图8～15说明使用图8所示的旋转式包装机的包装方法(包含气体封入方法)的一例。

(a)在停止位置I(供袋工序位置)中，从传送带料斗式供袋装置25对夹子21、22供给袋11，夹子21、22从表里两面抓持密封部12、13的既定位置。此时，气囊部16的窄宽度部16b由夹子21抓持。该状态在图11(a)中示出。

(b)在停止位置II(印字工序位置)中，通过印字装置进行对袋面的印字。

(c)在停止位置III(开口工序位置)中，通过开口装置进行袋的开口。开口装置的一对吸盘27、27朝袋11进退，前进以吸附袋11两面的膜，且在该状态下后退以使袋口14开口。开口头28在袋11的上方升降，在下降时下端从开口的袋口14进入袋内，并将空气吹出到袋内。

(d)在停止位置IV(被包装物填充工序位置)中，通过填充装置进行液状物的填充(参照图11(b)的填充物53)。填充装置的喷嘴部29在袋11的上方升降，在下降时从袋口14插入袋内，并将液状物填充到袋内。

(e)在停止位置V(气体吹入及密封工序位置)中，在袋11的移送路径附近，配置有图9所示的超声波密封装置，进行对袋11的气囊部6吹入气体的气体吹入工序、及对切口19周围的膜进行密封的密封工序。

在袋11停止于该停止位置V时，如图10(a)所示，喇叭31和砧座32后退并处于退避位置。接着，气缸37工作，如图10(b)及图13(a)所示，喇叭31和砧座32前进，并在所述前进位置之前的位置(所述吹入位置)处停止。此时，喇叭31和砧座32的前端彼此隔着比气体导入部16a两面的膜的厚度稍大的间隔D相互相向。另外，如图11(b)所示，喇叭31和砧座32的吹出口47、52的内径(直径)以比气囊部16的气体导入部16a的直径小的方式设定。由此，从吹出口47、52吹出的气体集中于气体导入部16a，能够将气体有效率地吹入气囊部16。此外，在气体导入部16a不是圆形的情况下，以比气体导入部的宽度(袋宽方向的宽度)小的方式设定吹出口47、52的内径即可。

在喇叭31和砧座32停止于所述吹入位置的同时或其前后的适当时机，从所述吹出口47、52开始加压气体的吹出。若从吹出口47、52，通过切口19将气体吹入气囊部16的气体导入部16a内，则气体导入部16a两面的膜17、18膨胀，如图13(b)所示，紧贴于喇叭31和砧座32的平坦的前端面54、55(参照图9)。因此，气体导入部16a无法进一步膨胀，其膨胀形态被限制为薄的扁平形状。所述间隔D以气体导入部16a的膨胀形态变为扁平形状的方式设定。

进入气体导入部16a的加压气体将由夹子21抓持的窄宽度部16b的表里两面的膜推开槽24的深度的量，且从在两个膜之间产生的间隙流入本体部16c，以使本体部16c膨胀。本体部16c膨胀的状态在图13(c)中示出。

在喇叭31和砧座32停止于所述吹入位置之后，在既定的时机，气缸37再次工作，喇叭31和砧座32前进并立即到达所述前进位置，如图10(c)所示，喇叭31和砧座32的前端夹压气囊部16的气体导入部16a(切口19周围的膜)，将膨胀为薄的扁平形状的气体导入部16a平坦地完全压塌。

接着，从超声波振动发生器36发出超声波振动以对喇叭31供给振动能量，如图12(a)所示，形成与由喇叭31和砧座32夹压的部位(被夹压部位)的形状(喇叭31的前端面54的形状)一致的环状超声波密封部56(冲压的环状部位)。在气体导入部16a中，虽然切口19自身全部或大部分未被密封，但切口19周围的膜被密封，因而气囊部16内的气体不会从切口19泄漏，气体被封入气囊部16内。

若超声波密封结束(超声波的发出结束)，则因超声波振动引起的摩擦热量的发生停止，由喇叭31和砧座32的前端加压的超声波密封部56由该喇叭31和砧座32立即冷却。在超声波密封结束之后，气缸37在适当的时机相反地工作，喇叭31和砧座32后退，如图10(d)所示，在所述后退位置处停止。

此外，期望从吹出口47、52的加压气体吹出至少持续到喇叭31和砧座32到达所述前进位置且即将夹压气体导入部16a之前。

(f)在停止位置VI(第一密封工序位置)中，一对热板33、33夹压袋口14并热密封，以形成密封部57(参照图12(b))。由于气囊部16的密封已经完成，故在该时间点不需要利用热板33、33来夹压切口19的部位。

(g)在停止位置VII(第二密封工序位置)中，一对热板34、34再次夹压密封部57以进行第二次热密封。

(h)在停止位置VIII(密封部冷却及排出工序位置)中，一对冷却板35、35夹压并冷却密封部57。接着，在冷却时夹子21、22打开，而且冷却板35、35打开，袋11(袋制品)下落，并通过滑槽50排出到装置外。

(2)第二实施方式

在上述第一实施方式中，虽然在带气囊袋11的气体导入部16a两面的膜17、18形成有切口19，但也可以仅在任一个膜形成有切口。在该情况下，喇叭31和砧座32中的一者为对未形成切口一侧的膜进行支撑的支承部件(例如参照日本特开2007-118961号公报的支承部件12)。在为支承部件的一侧，不需要在内部形成气体流路。

(3)第三实施方式

虽然在上述第一实施方式中，喇叭31和砧座32在退避位置和前进位置及吹入位置这三个位置处停止，但还可以仅在退避位置和前进位置处停止。即，在前进位置处进行对气囊部的加压气体吹入和超声波密封这两个工序。在该情况下，气缸37可以是二位置类型的气缸。另外，对喇叭31供给纵振动(相对于熔敷面垂直方向的振动)的振动能量。

以下，在本实施方式中，参照图14、图15(及图8、9)具体地说明。

在袋11停止于停止位置V(参照图8)时，如图14(a)所示，喇叭31和砧座32后退并处于退避位置。

气缸37(参照图9)工作，喇叭31和砧座32从所述退避位置前进，在其中途从喇叭31和砧座32前端的吹出口47、52开始气体的吹出。如图14(b)所示，随着喇叭31和砧座32接近所述前进位置，气体通过切口19流入气囊部16内，气囊部16膨胀。接着，如图14(c)及图15(a)所示，喇叭31和砧座32到达所述前进位置，它们的前端面54、55(参照图9)夹压切口19周围的膜。虽然从吹出口47、52的气体吹出继续，但在该时间点，向气囊部16内的气体流入停止。喇叭31和砧座32在极短时间内从所述退避位置到达所述前进位置，其间向气囊部16内吹入的气体的量不充分，在喇叭31和砧座32到达所述前进位置的时间点，气囊部16的膨胀不足。

接着对喇叭31供给纵振动的超声波振动能量，喇叭31在微小的振幅(数10μm～一百数10μm左右)及高频率下振动(相对于砧座32前进或后退)，开始超声波密封。喇叭31的振动方向在图15(b)中以双箭头示出。在喇叭31后退上述振幅的大小，喇叭31与砧座32的间隔变大时，通过从吹出口47、52吹出的气体的压力将被夹压部位(由喇叭31和砧座32的前端面54、55加压的部位)两面的膜推开以产生微小的间隙，在该瞬间，气体通过所述间隙流入气囊部16内。

随着时间经过，流入气囊部16内的气体的量增加，与此对应地，气囊部16膨胀(参照图14(d)、15(b))，接着，膜内层的密封剂因摩擦热量而熔融以堵塞所述间隙(在该时间点对气囊部16内的气体流入再次停止)，从而密封所述被夹压部位两面的膜。虽然对喇叭31供给超声波振动能量的时间一般是极短时间(1.0秒以内，通常为0.2～0.4秒左右)，但其间进行对气囊部16的气体吹入、以及接下来的气囊部16的超声波密封，气体被封入气囊部16内。在超声波密封之后，停止从吹出口47、52的气体吹出。超声波密封部与图12(a)所示的超声波密封部56同样，为与喇叭31的前端面54的形状相同的环状。

若对喇叭31的振动能量供给停止，超声波密封结束，则在膜的超声波密封部，摩擦热量的产生停止，由喇叭31和砧座32的前端夹压的超声波密封部由该喇叭31和砧座32立即冷却。在超声波密封结束之后，气缸37在适当的时机相反地工作，喇叭31和砧座32后退，如图14(e)所示，在所述后退位置处停止。

由于超声波密封的时间一般为极短时间，故其间流入气囊部16内的气体的量不多。但是，如前所述，在喇叭31和砧座32夹压切口19周围的膜之前，虽然不充分但一定程度的量的气体被吹入气囊部16内，因而总的来说充分的量的气体被吹入气囊部16内，能够使气囊部16充分膨胀。

(4)第四实施方式

在本实施方式中，也与所述第三实施方式同样，喇叭31和砧座32仅在退避位置和前进位置处停止。但是，在上述第三实施方式中喇叭31和砧座32的前端面54、55是平坦的，与此相对，在本实施方式中，在所述前端面54、55中的一者或二者形成有微小的凹槽这一点上不同。

以下，参照图16～18具体地说明本实施方式。

如图17、18所示，在喇叭31和砧座32的前端面54、55的整个面，形成有两端穿过内周(吹出口47、52)或/和外周的小格子状的凹槽58、59。利用该喇叭31和砧座32的对气囊部16内的气体吹入及气囊部16的超声波密封例如如下地进行。

在袋11停止于停止位置V(参照图8)时，如图16(a)所示，喇叭31和砧座32后退并处于退避位置。

气缸37(参照图9)工作，喇叭31和砧座32从所述退避位置前进，到达所述前进位置，如图16(b)所示，利用前端夹压在气囊部16的气体导入部16a形成的切口19周围的膜，接着从前端的吹出口47、52吹出气体。

从切口19进入气体导入部16a内的气体在凹槽58、59的内侧将气体导入部16a的膜向凹槽58、59内推开，使得在两面的膜之间产生多个小的间隙。气体通过所述间隙流入其前方的窄宽度部16b，进一步向其前方的本体部16c流入，以使气囊部16膨胀。但是，切口19周围的膜在被喇叭31和砧座32的前端夹压的状态下不膨胀，仅是稍微被向凹槽58、59内推开。

接着，在既定的时机从超声波振动发生器36发出超声波振动，对喇叭31供给超声波振动能量，以对由喇叭31和砧座32的前端夹压的部位(切口19的周围)两面的膜进行超声波密封。在该超声波密封中，在凹槽58、59的内侧，在两面的膜之间产生小的间隙，因而不产生摩擦热量，内层的密封剂不熔融，但其附近的熔融的密封剂堵塞所述间隙(在该时间点对气囊部16内的气体流入停止)，包含凹槽58、59内侧的膜进行密封，气体被封入气囊部16内。此外，在对喇叭31供给的振动能量为纵振动的振动能量的情况下，还同时获得在上述第三实施方式中阐述的作用(通过喇叭31振动，在被夹压部位两面的膜之间产生微小的间隙，气体通过所述间隙流入气囊部16内的作用)。

在喇叭31或砧座32的前端面54、55形成的凹槽58、59的宽度w和深度d设定为在向气囊部16内吹入气体时产生所述间隙，且在超声波密封时所述间隙由周围的熔融的密封剂填补的程度的大小。

超声波密封部与图12(a)所示的超声波密封部56同样，为与喇叭31的前端面54的形状相同的环状。

若超声波密封结束(超声波的发出结束)，则因超声波振动引起的摩擦热量的发生停止，由喇叭31和砧座32的前端夹压的超声波密封部由该喇叭31和砧座32立即冷却。在超声波密封结束之后，气缸37在适当的时机相反地工作，喇叭31和砧座32后退，如图16(c)所示，在所述后退位置处停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-331109号公报；

专利文献2：日本特开2010-23887号公报；

专利文献3：日本特开2015-6915号公报；

专利文献4：日本特开2004-255742号公报；

专利文献5：日本特开2014-139090号公报；

专利文献6：日本特开2014-169117号公报；

专利文献7：日本特开2014-181064号公报。

技术实现要素：

发明要解决的问题

在专利文献1～3所示的例子中，在被填充物填充后的袋的袋口的密封中利用超声波密封。在进行超声波密封(利用超声波密封装置的喇叭和砧座夹压袋的密封预定部，并对喇叭供给超声波振动能量)时，使一对夹子的间隔张开，并使密封预定部及其附近张紧且平坦地合拢(例如参照专利文献1的图1)。在此种袋口的密封的情况下，不会发生因超声波密封而在袋产生损伤等问题。

另一方面，在如日本特愿2014-99452的发明那样，对通过加压气体而膨胀的气囊部16进行超声波密封的情况下，产生如下问题。

如图6(a)所示，在对袋11的气囊部16吹入加压气体，且喇叭31和砧座32到达前进位置时，推压被喇叭31和砧座32夹着的部位的膜17、18并使其变平坦，该部位下方的部位(气囊部16的窄宽度部16b)因加压气体而膨胀，在两个膜17、18之间产生间隙。

若在该状态下进行超声波密封，则存在在与被喇叭31和砧座32夹着的部位(被夹压部位)邻接的区域，在膨胀的气囊部16的窄宽度部16b的膜18(喇叭31侧的膜)产生损伤、或开孔的情况。所述区域(图6(a)中以A示出)大体上为从所述被夹压部位的下端(膨胀部分的上端)向下方数mm左右的范围。

此外，如图6(b)所示，在不对袋11的气囊部16吹入加压气体，在同一部位处仅进行超声波密封的情况下，不产生上述问题。

另外，在如专利文献4所记载的发明那样，作为基于热板的密封的代替利用超声波密封来进行袋和管口的正式密封工序的情况下，也产生同样的问题。

如图7所示，对由管口保持部件61保持的管口62供给袋63，将管口62下部的被密封部62a(俯视视图船型/参照日本特开2009-132001号公报的被密封部4)插入袋口，喇叭64和砧座65在被密封部62a的位置处夹压袋63两面的膜66、67。在被密封部62a的下方，在两个膜66、67之间产生了间隙。

若在该状态下进行超声波密封，则虽然袋63两面的膜66、67彼此，以及膜66、67和被密封部62a被密封，但存在在与被喇叭64和砧座65夹着的部位(被夹压部位)邻接的区域，在膜67(喇叭64侧的膜)产生损伤或开孔的情况。所述区域(图7(a)、(b)中以B示出)大体上为从所述被夹压部位的下端向下方数mm左右的范围。

根据本发明人的见解，上述问题仅在在与所述被夹压部位邻接的区域中在两面的膜之间形成有间隙的情况下产生。在气囊部的超声波密封中，在膨胀的气囊部两面的膜之间产生间隙，在管口的超声波密封中，在管口密封部的下方在两个膜之间产生间隙。虽然仅在在与所述被夹压部位邻接的区域中在两面的膜之间形成有间隙的情况下产生上述问题点的理由不明确，但本发明人推测原因可能是所述区域的膜与喇叭前端的下端部接触并振动，或者喇叭的振动集中地传递到喇叭侧的膜的所述区域，所述区域的膜引起共振并被加热，该膜不仅是内层的密封剂软化，而且熔融。该现象特别是在层叠有铝箔的膜的情况下容易发生。

本发明是鉴于在对袋两面的膜彼此或袋两面的膜和夹在膜之间的零件进行超声波密封的情况下产生的上述问题点而完成的，其目的在于防止在与由喇叭和砧座夹着的部位邻接的区域中在喇叭侧的膜产生损伤，或者开孔的问题。

用于解决问题的方案

本发明的特征在于，在利用超声波密封装置的喇叭和砧座从两面夹袋并加压，通过从喇叭传递的超声波振动能量，对袋两面的膜彼此或袋两面的膜和夹在所述膜之间的零件进行密封的超声波密封方法中，在与喇叭和砧座夹着的部位(被夹压部位)邻接的区域在两面的膜间形成间隙的情况下，使接触部件从喇叭侧朝所述区域前进以推抵于喇叭侧的膜，在该状态下对喇叭供给超声波振动能量。

该超声波密封方法例如能够采用如下实施方式。

(1) 所述袋是在袋的侧缘的密封部一体地形成有沿纵方向延伸的气囊部，在气囊部的气体导入部的膜形成使气囊部内与袋外连通的切口或孔的带气囊袋，在所述喇叭和砧座中的一者或二者形成气体的流路，所述流路的一端连接于压力气体供给源且另一端在前端开口，所述流路的另一端为加压气体的吹出口，在利用所述喇叭和砧座中的一者或二者通过所述气体导入部对气囊部内吹入气体以使气囊部膨胀之后，对所述切口或孔周围的膜进行超声波密封。在该情况下，所述间隙是通过气囊部膨胀而在该气囊部的两个膜之间产生的间隙。

(2) 在上述(1)的情况下，在使气囊部膨胀之前，使接触部件前进至既定位置，在气囊部膨胀时喇叭侧的膜被推抵于接触部件。本发明包含如此在两个膜膨胀时喇叭侧的膜被推抵于所述接触部件，以膨胀为与自然膨胀时的形状不同的形状的情况。

(3) 所述零件为管口，在将管口的被密封部插入所述袋的袋口之后，利用喇叭和砧座从两面夹所述袋的袋口并加压，并对袋两面的膜彼此及两面的膜和夹在所述膜之间的所述被密封部进行超声波密封。在该情况下，所述间隙是通过将管口的被密封部插入袋的袋口而在袋口的下部产生的两个膜之间的间隙。

另外，本发明所涉及的超声波密封装置是用于实施上述超声波密封方法的装置，除了喇叭和砧座之外，具备接触部件，该接触部件配置在喇叭的附近且在推抵位置和从其后退的后退位置之间进退。所述接触部件在对喇叭供给超声波振动能量时位于所述推抵位置，在所述推抵位置中被推抵于与喇叭侧的膜的喇叭和砧座夹着的部位(被夹压部位)邻接的区域。

该超声波密封装置例如能够采用如下实施方式。

(1) 所述接触部件与喇叭一同进退。

(2) 所述袋是在袋的侧缘的密封部一体地形成有沿纵方向延伸的气囊部，在气囊部的气体导入部的膜形成使气囊部内与袋外连通的切口或孔的带气囊袋，在所述喇叭和砧座中的一者或二者形成气体的流路，所述流路的一端连接于压力气体供给源且另一端在前端开口，所述流路的另一端为加压气体的吹出口，在利用所述喇叭和砧座中的一者或二者通过所述气体导入部对气囊部内吹入气体以使气囊部膨胀之后，对所述切口或孔周围的膜进行超声波密封，所述接触部件在所述推抵位置中被推抵于气囊部的喇叭侧的膜。

(3) 所述零件为管口，利用喇叭和砧座从两面夹所述袋的袋口并加压，并对袋两面的膜彼此及袋两面的膜和夹在所述膜之间的所述管口的被密封部进行超声波密封。所述接触部件被推抵于袋口下部的喇叭侧的膜。

上述超声波密封装置能够适合地适用于对带气囊袋的气体封入装置(参照图8)、带管口袋的制造装置(参照专利文献4)。

发明效果

根据本发明，当在对袋两面的膜彼此或袋两面的膜和夹在膜之间的零件进行超声波密封的情况下，在与由喇叭和砧座夹着的部位(被夹压部位)邻接的区域中在袋两面的膜之间产生间隙时，也能够防止发生在该区域中在喇叭侧的膜产生损伤，或者开孔的问题。使接触部件从喇叭侧朝所述区域前进，并将接触部件的前端推抵于喇叭侧的膜(在所述区域中喇叭侧的膜被推入接触部件并变形，或者膨胀的喇叭侧的膜被推抵于接触部件，且膨胀为与自然膨胀时的形状不同的形状)，从而防止发生上述问题的理由虽然不清楚，但推测可能是因为通过接触部件如上所述地接触喇叭侧的膜，缓和了喇叭的前端下部角部与喇叭侧的膜的直接接触，或者在喇叭侧的膜中抑制了超声波振动的共振。

附图说明

图1是本发明所涉及的超声波密封装置的侧视图；

图2是按照工序顺序说明使用图1所示的超声波密封装置的气体封入方法(包含超声波密封方法)的侧视图(a)～(d)；

图3是说明图2所示的气体封入方法(超声波密封方法)中的接触部件的工作的一个方式的放大侧视图；

图4是说明图2所示的气体封入方法(超声波密封方法)中的接触部件的工作的其他方式的放大侧视图；

图5是说明将本发明所涉及的超声波密封方法适用于带管口袋的制造时的接触部件的工作的侧视图(a)及正视图(b)；

图6是说明在先申请所涉及的发明的问题点的图；

图7是说明专利文献4所记载的发明的问题点的图；

图8是包含在先申请的发明所涉及的气体封入装置的旋转式包装机的示意立体图；

图9是在先申请的发明所涉及的超声波密封装置的侧视图；

图10是以工序顺序说明在先申请的发明所涉及的气体封入方法的侧视图(a)～(d)；

图11是以工序顺序说明在先申请的发明所涉及的气体封入方法的正视图(a)、(b)；

图12是以工序顺序说明图11所示的气体封入方法的后续工序的正视图(a)、(b)；

图13是说明在先申请的发明所涉及的气体封入方法的主要部分放大侧视图(a)～(c)；

图14是以工序顺序说明在先申请的发明所涉及的其他气体封入方法的侧视图(a)～(d)；

图15是在图14所示的气体封入方法中喇叭和砧座夹压在气囊部的气体导入部形成的切口周围的膜时的所述喇叭和砧座的截面图，(a)是对喇叭供给超声波振动能量之间，(b)是供给开始后的截面图；

图16是以工序顺序说明在先申请的发明所涉及的又一其他气体封入方法的侧视图(a)～(c)；

图17是图16所示的气体封入方法所使用的喇叭和砧座的正视图(a)及其部分放大侧视图(b)；

图18是在图16所示的气体封入方法中喇叭和砧座夹压在气囊部的气体导入部形成的切口周围的膜时的所述喇叭和砧座的截面图。

具体实施方式

下面主要参照图1～5具体地说明本发明所涉及的超声波密封方法及装置。

在图1中示出本发明所涉及的超声波密封装置。该超声波密封装置是将图9所示的超声波密封装置进行了改良的装置，仅在具备接触部件71这一点上与图9所示的超声波密封装置不同。在图1中，对与图9所示的超声波密封装置实质上相同的部位赋予相同号码。

接触部件71经由安装板72固定于喇叭31侧的安装部件41，在喇叭31的正下方位置与喇叭31一同沿与喇叭31相同的方向进退。安装部件41的位置的超声波振动的振幅为零(节点(nodal point))，接触部件71自身不振动。此外，接触部件71由板状的金属或塑料形成，在与袋11接触的前端部，为了防止袋11的损伤，根据需要安装橡胶材料。

参照图2及图3说明在将图1所示的超声波密封装置代替图9所示的超声波密封装置设置在图8所示的旋转式包装机的停止位置V附近的情况下的气体封入方法(包括超声波密封方法)。此外，图1～3所示的袋11具有与图11所示的袋11相同的构造，由所述旋转式包装机的袋移送用夹子21、22抓持两侧缘并悬吊，且被沿着圆形的移送路径间歇地移送。在所述旋转式包装机中，在各停止位置依次进行和与图8关联地说明的一样的各包装工序，同时在停止位置V实施包括对气囊部16的气体吹入工序及气囊部16的密封工序的气体封入方法。

在袋11停止于停止位置V时，如图2(a)所示，喇叭31和砧座32后退并处于退避位置。接着，气缸37工作，如图2(b)及图3(a)所示，喇叭31和砧座32前进，并在所述前进位置之前的位置(所述吹入位置)处停止。此时，喇叭31和砧座32的前端彼此隔着比气体导入部16a两面的膜的厚度稍大的间隔D相互相向。另外，接触部件71与喇叭31一同前进。此外，在图2、3所示的气体封入方法中，喇叭31和砧座32的动作及加压气体的吹出、超声波密封等的时机与之前参照图10说明的一样。

在喇叭31和砧座32停止于所述吹入位置的同时或其前后的适当时机，从所述吹出口47、52开始加压气体的吹出。若从吹出口47、52，通过切口19将气体吹入气囊部16的气体导入部16a内，则气体导入部16a两面的膜17、18膨胀，如图3(b)所示，紧贴于喇叭31和砧座32的平坦的前端面54、55。

进入气体导入部16a的加压气体将由夹子21抓持的窄宽度部16b的表里两面的膜推开槽24的深度的量，从在两个膜之间产生的间隙流入本体部16c，以使本体部16c膨胀。在本例中，接触部件71的前端稍微接触膨胀的窄宽度部16b的膜18(喇叭31侧的膜)。接触部件71所接触的位置为与喇叭31和砧座32夹着的部位(被夹压部位)邻接的区域(正下方位置)，为图6所示的区域A。但是，在该时间点，接触部件71的前端也可以未接触膜18。

在喇叭31和砧座32停止于所述吹入位置之后，在既定的时机，气缸37再次工作，喇叭31和砧座32前进并立即到达所述前进位置，如图2(c)及图3(c)所示，喇叭31和砧座32的前端夹压气囊部16的气体导入部16a(切口19周围的膜)，将膨胀为薄的扁平形状的气体导入部16a平坦地压塌。此时，接触部件71与喇叭31一同前进，其前端被推抵于膨胀的窄宽度部16b的膜18。由此，膨胀的膜18在所述区域A向内侧变形。此外，优选地，接触部件71在俯视视图中具有窄宽度部16b的宽度以上的宽度，以遍及窄宽度部16b的整个宽度被推抵于膜18。

接着，从超声波振动发生器36发出超声波振动以对喇叭31供给振动能量，切口19的周围被超声波密封，气体被封入气囊部16内。在该超声波密封期间，通过将接触部件71推抵于窄宽度部16b的膜18来防止窄宽度部16b的膜18损伤或开孔。

若超声波密封结束(超声波振动能量的供给结束)，则因超声波振动引起的摩擦热量的发生停止，由喇叭31和砧座32的前端夹压的超声波密封部56(参照图12)由该喇叭31和砧座32立即冷却。在超声波密封结束之后，气缸37在适当的时机相反地工作，喇叭31和砧座32后退，如图2(d)所示，在所述后退位置处停止。接触部件71与喇叭31一同后退。

虽然在图2、3所示的例子中，接触部件71在气囊部16膨胀之后到达推抵位置(前进最多的位置)，但还可以如图4所示，在气囊部16膨胀之前预先到达推抵位置。在该情况下，需要通过与喇叭31独立的驱动单元来使接触部件71进退，而非使接触部件71与喇叭31一同进退(并非设置于安装部件41)。

在图4中，喇叭31和砧座32的动作及加压气体的吹出、超声波密封等的时机与图2、3相同。另一方面，接触部件71在喇叭31和砧座32到达所述吹入位置的时间点如图4(a)所示，前进并到达推抵位置。因此，若加压气体被吹入气囊部16内，气囊部16(窄宽度部16b)膨胀，则在所述区域A中，膜18接触并被推抵于接触部件71，在不能够自由膨胀的情况下向内侧变形。

接着，在喇叭31和砧座32前进并到达所述前进位置时，也如图4(c)所示，接触部件71处于所述推抵位置，在该状态下对喇叭31供给超声波振动能量，以进行超声波密封。

此外，在图2～4所示的例子中，是将本发明所涉及的气体封入方法(使用接触部件71的方法)适用于本申请说明书所公开的日本特愿2014-99452所涉及的发明的第一实施方式(图8～15)的例子，但也能够适用于第二实施方式、第三实施方式(图14、15)、第四实施方式(图16～18)。而且，还能够适用于日本特愿2014-99452的说明书及附图所公开的其他所有的实施方式。

接着，参照图5说明将本发明所涉及的超声波密封装置适用于专利文献4所记载的旋转式管口插入密封装置(带管口袋的制造装置)的正式密封工序的情况的超声波密封方法。在图5中，对与图7所示的管口、袋及超声波密封装置(喇叭和砧座)实质上相同的部位赋予相同的号码。

上述带管口袋的制造装置具有管口移送装置，该管口移送装置具备多组抓持管口62的上端并沿环状移动路径间歇地移动的管口保持部件61，和之前说明的一样，在该管口保持部件61沿所述移动路径旋转一周的过程中，依次对管口保持部件61供给管口62，并且该管口62由所述管口保持部件61保持为垂直状态，并沿既定的移送路径被移送。在移送管口62的过程中，依次进行袋63的插入·临时密封工序、一次以上的正式密封工序、及密封部的冷却工序。

上述带管口袋的制造装置在进行正式密封工序的停止位置附近具备超声波密封装置。该超声波密封装置除了喇叭64和砧座65之外，在喇叭64的正下方位置具备接触部件73。接触部件73固定于喇叭64的安装部件(参照图1的安装部件41)，在喇叭64的正下方位置与喇叭64一同沿与喇叭64相同的方向进退。在接触部件73的前端，为了防止袋11的损伤，根据需要安装橡胶材料。

若管口保持部件61停止于所述停止位置，则喇叭64和砧座65前进，在被密封部62a的位置处，夹压袋63两面的膜66、67，同时接触部件73前进，其前端在喇叭64和砧座65夹着的部位(被夹压部位)的正下方位置处接触并被推抵于喇叭64侧的膜67。接触部件73所接触的位置为与上述被夹压部位邻接的区域(图7所示的区域B)。由此，喇叭64侧的膜67在所述被夹压部位的正下方从自然地打开的形状(参照图7)变为向内侧变形的形状。此外，优选地，接触部件73在俯视视图中具有袋63的未密封部的宽度S以上的宽度，且遍及所述未密封部的大致整个宽度被推抵于膜67。

接着，从超声波振动发生器(参照图1的超声波振动发生器36)发出超声波振动以对喇叭64供给超声波振动能量，以密封袋63两面的膜66、67彼此、以及膜66、67和管口62的被密封部62a。在该超声波密封期间，通过将接触部件73在所述区域B中推抵于喇叭64侧的膜67来防止膜67损伤或开孔。

符号说明

11 带气囊袋

16 气囊部

16a 气囊部的气体导入部

16b 气囊部的窄宽度部

16c 气囊部的本体部

17、18 构成袋的表里面的膜

19 切口

31 超声波密封机的喇叭

32 超声波密封机的砧座

43、48 孔(气体的流路)

47、52 吹出口

62 管口

63 安装管口的袋

64 超声波密封机的喇叭

65 超声波密封机的砧座

71、73 接触部件