JP2021187034A - 気体封入方法及び気体封入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内容物収容部及び気体収容部を備える袋において気体収容部に迅速且つ確実に気体を封入することを可能にする装置及び方法を提供する。【解決手段】気体封入方法は、袋５０を間欠的に移送して気体吹込処理位置Ｐ１に配置する工程と、気体吹込処理位置Ｐ１において、袋５０のうち気体収容部５４に連通する気体案内路５６に吹込ノズル１１を挿入する工程と、気体吹込処理位置Ｐ１において、一対の挟み込み部材１５によって、気体案内路５６に位置している吹込ノズル１１を袋５０の外側から挟む工程と、気体吹込処理位置Ｐ１において、吹込ノズル１１が袋５０を介して一対の挟み込み部材１５により挟まれている状態で、吹込ノズル１１から気体を噴出し、気体収容部５４に気体を送り込む工程と、気体吹込処理位置Ｐ１において、吹込ノズル１１が気体案内路５６に位置している状態で気体案内路５６を気密に閉鎖する工程とを含む。【選択図】図８

Description

本発明は、気体封入方法及び気体封入装置に関する。

内容物を収容するための内容物収容部に加え、気体を収容するための気体収容部を備える袋が知られている。

例えば特許文献１が開示する自立パウチは、内容物を収容するための収納部と、エアーが封入されるエアー層とを備える。このエアー層によって、パウチ全体の形状が崩れにくく、自立性も保たれやすくなっており、エアー層の近傍部分を取っ手として活用することも可能である。

特開２０１５−２４８５５号公報

内容物収容部及び気体収容部の両方を備える袋において、気体収容部への気体の封入処理を迅速且つ確実に行うことが望ましい。

なお、内容物収容部及び気体収容部を備える袋は、特許文献１の自立パウチのような形態には限定されない。袋は様々な形態で内容物収容部及び気体収容部を具備可能である。したがって、様々な形態の内容物収容部及び気体収容部を備える袋に対して幅広く応用可能な気体封入方法及び気体封入装置が有用である。また気体収容部に対する気体の封入に適した袋も有用である。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、内容物収容部及び気体収容部を備える袋において気体収容部に迅速且つ確実に気体を封入することを可能にする装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、内容物収容部及び気体収容部を備える袋のうち気体収容部に気体を封入する気体封入方法であって、袋を間欠的に移送して気体吹込処理位置に配置する工程と、気体吹込処理位置において、袋のうち気体収容部に連通する気体案内路に吹込ノズルを挿入する工程と、気体吹込処理位置において、一対の挟み込み部材によって、気体案内路に位置している吹込ノズルを袋の外側から挟む工程と、気体吹込処理位置において、吹込ノズルが袋を介して一対の挟み込み部材により挟まれている状態で、吹込ノズルから気体を噴出し、気体収容部に気体を送り込む工程と、気体吹込処理位置において、吹込ノズルが気体案内路に位置している状態で気体収容部を気密に閉鎖する工程とを含む気体封入方法に関する。

袋のうち気体案内路を形成するフィルム部材の移動を規制部材によって制限しつつ、気体案内路に吹込ノズルを挿入してもよい。

本発明の他の態様は、内容物収容部及び気体収容部を備える袋のうち気体収容部に気体を封入する気体封入装置であって、袋を間欠的に移送する袋移送機構と、気体を噴出する吹込ノズルと、袋のうち気体収容部に連通する気体案内路に吹込ノズルが配置されないノズル退避位置と、気体案内路に吹込ノズルが配置されるノズル吹込位置とに、吹込ノズルを位置づけるノズル移動機構と、一対の挟み込み部材と、一対の挟み込み部材が気体案内路に位置している吹込ノズルを袋の外側から支持しない挟み込み退避位置と、一対の挟み込み部材が気体案内路に位置している吹込ノズルを袋の外側から挟んで支持する挟み込み支持位置とに、一対の挟み込み部材を位置づける挟み込み移動機構と、気体収容部を気密に閉鎖する閉鎖デバイスと、袋のうち気体案内路を形成するフィルム部材の移動を制限する規制部材とを備える気体封入装置に関する。

吹込ノズルは、扁平形状の先端部を有してもよい。

気体封入装置は、閉鎖デバイスが気体収容部を気密に閉鎖するように閉鎖デバイスを袋に接触させる気密閉鎖位置と、閉鎖デバイスが気体収容部を気密に閉鎖しないように閉鎖デバイスを袋から離間させる閉鎖退避位置とに、閉鎖デバイスを移動させる閉鎖移動機構を備えてもよい。

袋は、本体部と、本体部から突出している突出部とを備え、本体部は、内容物を収容するための内容物収容部と、気体を収容するための気体収容部と、外部及び内容物収容部に連通する内容物案内路とを有し、突出部は、外部及び気体収容部に連通する気体案内路を有してもよい。

本発明によれば、内容物収容部及び気体収容部を備える袋において気体収容部に迅速且つ確実に気体を封入することが可能である。

図１は、前段処理位置に配置されている袋の一例を示す平面図である。 図２は、気体吹込処理位置に配置されている袋の一例を示す平面図である。 図３は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図４は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図５は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図６は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図７は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図８は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図９は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図１０は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図１１は、気体封入方法の一例を説明する図である。 図１２は、吹込ノズルに気体を供給する気体供給回路の一例を示す回路図である。 図１３は、袋の第１変形例の概略構成を示す図である。

図１は、前段処理位置Ｐ０に配置されている袋５０の一例を示す平面図である。図２は、気体吹込処理位置Ｐ１に配置されている袋５０の一例を示す平面図である。図３〜図１１は、気体吹込処理位置Ｐ１に配置されている袋５０及び気体封入装置１０の概略構成を例示し、気体封入方法の一例を説明する図である。図１及び図２では、紙面の手前側は実際の気体封入装置１０及び袋５０の上側に対応し、紙面の奥側は実際の気体封入装置１０及び袋５０の下側に対応し、紙面に平行な方向は実際の気体封入装置１０及び袋５０の水平方向に対応する。図３〜図１１では、紙面の左側は実際の気体封入装置１０及び袋５０の上側に対応し、紙面の右側は実際の気体封入装置１０及び袋５０の下側に対応し、紙面の上下方向や紙面に垂直な方向は実際の気体封入装置１０及び袋５０の水平方向に対応する。

本説明において、特にことわりがない限り、水平方向は重力が作用する鉛直方向と直角を成す方向を意味し、上下方向は水平方向と直角を成す方向を意味する。

［袋］
袋５０は、本体部５１と、本体部５１から突出している突出部５２とを備える。図示の袋５０において、本体部５１は全体として概ね上下方向に延在し、突出部５２は全体として概ね水平方向に延在する。

本体部５１は、お互いに向かい合うように配置されている表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８と、スパウト６１とを有する。スパウト６１は、袋移送機構２５の一部を構成する袋保持部２４によって保持される。図示のスパウト６１は水平方向に延びる円環状の鍔６１ａを有し、当該鍔６１ａが袋保持部２４に対して水平方向に挿入されることによって、袋５０は袋保持部２４により吊り下げ保持される。そして袋５０は、袋移送機構２５によって袋保持部２４とともに移動される。本実施形態の袋移送機構２５は、袋５０を間欠的に移送し、前段処理位置Ｐ０（図１参照）及び気体吹込処理位置Ｐ１（図２参照）を含む複数の処理位置に袋５０を順次配置する。

突出部５２は、上側に位置する表側フィルム部材５７と、下側に位置する裏側フィルム部材５８とを有し、表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８はお互いに向かい合うように配置されている。図示の突出部５２では、単一の表側フィルム部材５７及び単一の裏側フィルム部材５８が、お互いに向かい合うように配置され、お互いに両側縁部において接合されている。本実施形態では、突出部５２のうち外部側の先端部の少なくとも一部において、表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８のうちの一方が他方よりも突出している。図示の例では、突出部５２を形成する裏側フィルム部材５８の外部側の先端部のうち、両側縁部（すなわちエッジシール部６２）以外の部分が四角形状に切り欠かれており、当該切り欠かれた部分が切欠部６５を構成する。したがって表側フィルム部材５７は、切欠部６５に対応する箇所において、裏側フィルム部材５８よりも突出している。

袋５０の本体部５１及び突出部５２において、お互いに向かい合うように配置されている表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８はお互いに縁部において接合され、接合された縁部によりエッジシール部６２が構成されている。ただし、突出部５２のうちの外部側縁部の少なくとも一部では、表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８がお互いに接合されず、気体案内路５６の開閉自在な開口部６８（図４参照）が形成されている。エッジシール部６２を形成するための接合方法は限定されない。表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８は、例えば接着剤等の他の部材を介して接合されてもよいし、熱圧着等によって直接的に接合されてもよい。

本体部５１は、内容物を収容するための内容物収容部５３と、気体を収容するための気体収容部５４の少なくとも一部と、外部及び内容物収容部５３に連通する内容物案内路５５とを有する。突出部５２は、外部及び気体収容部５４に連通する気体案内路５６を有する。内容物収容部５３、気体収容部５４及び気体案内路５６は、表側フィルム部材５７と裏側フィルム部材５８との間の空間によって形成される。内容物案内路５５は、スパウト６１が有する貫通孔によって形成される。

図示の袋５０において、内容物収容部５３は、気体収容部５４により外側から覆われている。図７〜図１１に示すように、本体部５１のうち内容物収容部５３及び気体収容部５４が重なり合って形成される部分では、表側フィルム部材５７はインナー表側フィルム部材５７ａ及びアウター表側フィルム部材５７ｂを有し、裏側フィルム部材５８はインナー裏側フィルム部材５８ａ及びアウター裏側フィルム部材５８ｂを有する。インナー表側フィルム部材５７ａ及びインナー裏側フィルム部材５８ａは、お互いに向かい合うように配置され、お互いに縁部において接合されている。アウター表側フィルム部材５７ｂ及びアウター裏側フィルム部材５８ｂは、インナー表側フィルム部材５７ａ及びインナー裏側フィルム部材５８ａの外側において、お互いに向かい合うように配置され、お互いに縁部において接合されている。インナー表側フィルム部材５７ａは、アウター表側フィルム部材５７ｂに接合されていてもよいし、接合されていなくてもよい。インナー裏側フィルム部材５８ａは、アウター裏側フィルム部材５８ｂに接合されていてもよいし、接合されていなくてもよい。

内容物収容部５３は、インナー表側フィルム部材５７ａ及びインナー裏側フィルム部材５８ａによって区画される。インナー表側フィルム部材５７ａ及びインナー裏側フィルム部材５８ａはスパウト６１に対して気密に接合しており、スパウト６１の貫通孔（すなわち内容物案内路５５）が内容物収容部５３に連通する。一方、気体収容部５４の一部は、インナー表側フィルム部材５７ａ、アウター表側フィルム部材５７ｂ、インナー裏側フィルム部材５８ａ及びアウター裏側フィルム部材５８ｂにより区画されており、インナー表側フィルム部材５７ａ及びインナー裏側フィルム部材５８ａを介して内容物収容部５３に隣り合うように配置されている。アウター表側フィルム部材５７ｂ及びアウター裏側フィルム部材５８ｂは、突出部５２の裏側フィルム部材５８につながっている。気体収容部５４は、気体案内路５６には連通するが、内容物収容部５３には連通しない。

［気体封入装置］
気体封入装置１０は、気体吹込処理位置Ｐ１（図２参照）に位置づけられている上述の袋５０の気体収容部５４に気体を封入する。

本実施形態の気体封入装置１０は、吹込ノズル１１、ノズル移動機構１２、一対の挟み込み部材１５、挟み込み移動機構１６及び閉鎖デバイス２０を備える。

吹込ノズル１１は気体を噴出する。すなわち吹込ノズル１１は、ノズル先端部１１ａと、ノズル先端部１１ａに形成されるノズル噴出口１１ｂと、ノズル噴出口１１ｂに連通するノズルエアー通路１１ｃとを有する。吹込ノズル１１に供給された気体は、ノズルエアー通路１１ｃを介してノズル噴出口１１ｂに送られ、ノズル噴出口１１ｂから噴出される。吹込ノズル１１から噴出される気体は限定されず、例えば空気、不活性ガス（窒素等）、二酸化炭素、或いはその他の気体が吹込ノズル１１から噴出される。吹込ノズル１１は、気体封入装置１０が作動している間、気体を噴出し続けてもよいし、吹込ノズル１１の配置位置及び／又は他の条件に応じて吹込ノズル１１からの気体の噴出のオン／オフが切り替えられてもよい。また吹込ノズル１１から噴出される気体の圧力は、基本的に一定であってもよいし、変えられてもよい。本実施形態では、吹込ノズル１１から噴出される気体の圧力は、相対的に高い圧力である第１調整気圧と、相対的に低い圧力である第２調整気圧とに切り替え可能である。

本実施形態のノズル先端部１１ａは、扁平形状を有する。すなわちノズル先端部１１ａは、上下方向サイズ（図２の紙面に垂直な方向のサイズ）よりも大きな幅方向サイズ（図２の左右方向サイズ）を有する。ノズル先端部１１ａは袋５０の気体案内路５６に挿入可能な形状及びサイズを有しており、ノズル先端部１１ａの幅方向サイズは気体案内路５６の幅方向サイズよりも小さい。ノズル先端部１１ａが扁平形状を有することによって、後述のようにノズル先端部１１ａが気体案内路５６に位置している状態で気体を噴出させる際（図７参照）、袋５０とノズル先端部１１ａとの間に形成される隙間を小さくすることができ、気体の吹き込み効率を高く維持することができる。

ノズル移動機構１２は吹込ノズル１１を移動させる。ノズル移動機構１２の具体的な構成は限定されない。例えば、電気駆動装置（例えばソレノイドやモータ）を具備するアクチュエータ、圧力装置（例えばエアーシリンダなどの動力シリンダ）を具備するアクチュエータ、或いは他のデバイスによってノズル移動機構１２を構成可能である。本実施形態のノズル移動機構１２は、吹込ノズル１１をノズル退避位置Ｐｎ１及びノズル吹込位置Ｐｎ２に位置づけることができる。ノズル退避位置Ｐｎ１は、気体吹込処理位置Ｐ１に位置づけられている袋５０の気体案内路５６の内側に、吹込ノズル１１が配置されないような位置である（図２参照）。ノズル吹込位置Ｐｎ２は、気体吹込処理位置Ｐ１に位置づけられている袋５０の気体案内路５６の内側に、吹込ノズル１１が配置されるような位置である（図５参照）。

各挟み込み部材１５は移動可能に設けられている。挟み込み部材１５間には、気体吹込処理位置Ｐ１に配置される袋５０の突出部５２（気体案内路５６を含む）が位置づけられる。図示の２つの挟み込み部材１５は、上下方向へ対称的に移動し、ノズル吹込位置Ｐｎ２に配置される吹込ノズル１１のノズル先端部１１ａからお互いに等距離に配置される。図示の各挟み込み部材１５は、袋５０の突出部５２の幅方向サイズ（すなわち図２の左右方向サイズ）よりも大きい。

一対の挟み込み部材１５は、後述のように袋５０の外側から吹込ノズル１１を挟んで支持することによって（図６及び図７参照）、吹込ノズル１１から噴出される気体を効率的に気体収容部５４に導く働きを有する。そのため、一対の挟み込み部材１５が袋５０の外側から吹込ノズル１１を挟んで支持している状態で、各挟み込み部材１５と吹込ノズル１１との間の隙間は小さい方が好ましい。したがって各挟み込み部材１５の支持面の形状は、吹込ノズル１１（特に各挟み込み部材１５によって直接的に支持される部分）の表面形状に適合することが好ましい。ただし、各挟み込み部材１５の支持面の形状は、吹込ノズル１１の表面形状と必ずしも一致していなくてもよく、一対の挟み込み部材１５が袋５０の外側から吹込ノズル１１を挟んで支持している状態で、各挟み込み部材１５と吹込ノズル１１との間に隙間が存在していてもよい。

挟み込み移動機構１６は各挟み込み部材１５を移動させる。挟み込み移動機構１６の具体的な構成は限定されず、任意のアクチュエータや他のデバイスによって挟み込み移動機構１６を構成可能である。本実施形態の挟み込み移動機構１６は、２つの挟み込み部材１５を対称的に上下方向に移動させて、各挟み込み部材１５を挟み込み退避位置Ｐｃ１及び挟み込み支持位置Ｐｃ２の各々に位置づける。挟み込み退避位置Ｐｃ１に配置されている一対の挟み込み部材１５は、気体案内路５６に位置している吹込ノズル１１を袋５０の外側から支持しない（図５参照）。一方、挟み込み支持位置Ｐｃ２に配置されている一対の挟み込み部材１５は、気体案内路５６に位置している吹込ノズル１１を袋５０の外側から挟んで支持する（図６〜図８参照）。

閉鎖デバイス２０は、気体収容部５４を気密に閉鎖する。本実施形態の閉鎖デバイス２０は、上下方向に移動可能に設けられた２つのシーリング部材により構成されている。これらの２つのシーリング部材は、表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８を挟んで密着させた状態で、表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８をお互いに対して溶着させる。これにより、密着箇所（図１１に示す「接合部Ｓ」参照）において表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８を気密に接合し、気体収容部５４と気体案内路５６との間の連通を遮断する。閉鎖デバイス２０のシーリング方式は限定されず、例えば超音波シール方式やヒートシール方式を閉鎖デバイス２０は採用可能である。

閉鎖移動機構２１は閉鎖デバイス２０（すなわち２つのシーリング部材）を移動させる。閉鎖移動機構２１の具体的な構成は限定されず、任意のアクチュエータや他のデバイスによって閉鎖移動機構２１を構成可能である。本実施形態の閉鎖移動機構２１は、２つのシーリング部材を対称的に上下方向に移動させて、各シーリング部材を閉鎖退避位置Ｐｈ１及び気密閉鎖位置Ｐｈ２の各々に位置づける。閉鎖退避位置Ｐｈ１に配置されている一対のシーリング部材は、気体収容部５４を気密に閉鎖しないように袋５０から離間して、突出部５２の表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８を密着させない（図７参照）。一方、気密閉鎖位置Ｐｈ２に配置されている一対のシーリング部材は、気体収容部５４を気密に閉鎖するように袋５０の突出部５２に接触して、突出部５２の表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８を密着させて気密に接合する。（図８参照）。

本実施形態の気体封入装置１０は、更に、規制部材２８及び開口デバイス２９（図４参照）を備える。

規制部材２８は、袋５０のうち気体案内路５６を形成するフィルム部材の移動を制限する。本実施形態の規制部材２８は、突出部５２の表側フィルム部材５７に対して上方向から向かい合う位置に設けられており、表側フィルム部材５７の上方向への移動を制限する。図示の規制部材２８は２つの固定部材により構成されている。これらの固定部材は、図２に示すように、幅方向に離間した位置に固定的に設けられており、突出部５２の両サイドのエッジシール部６２には接触しうるが、表側フィルム部材５７のうち気体案内路５６を区画する箇所の少なくとも一部とは接触しない。

なお規制部材２８は、移動可能に設けられていてもよい。この場合、規制部材２８は、袋５０のうち気体案内路５６を形成するフィルム部材の移動を制限する制限位置（例えば図３に示される規制部材２８の位置）と、当該フィルム部材の移動を制限しない退避位置（図示省略）とに配置しうる。後述の気体封入方法において、袋５０のうち気体案内路５６を形成するフィルム部材の移動を制限することが求められている工程においてのみ規制部材２８が制限位置に配置され、他の工程では規制部材２８が退避位置に配置されてもよい。

開口デバイス２９は、袋５０の気体案内路５６の開口部６８を開いた状態にして、開口部６８の開状態を維持する。図４に示す開口デバイス２９は、突出部５２の裏側フィルム部材５８を吸引保持可能な吸盤を具備する。開口デバイス２９は、気体吹込処理位置Ｐ１に位置づけられている袋５０の突出部５２の裏側フィルム部材５８を吸盤によって吸引保持しつつ、当該吸盤をチルト動作させることにより、気体案内路５６の開口部６８を開く。開口デバイス２９は、吸盤の吸引のオン及びオフを切り替えることができ、吸盤の吸引をオフにすることで裏側フィルム部材５８から吸盤を離すことができる。

［気体封入方法］
次に、上述の袋５０の気体収容部５４に気体を封入する気体封入方法の一例について説明する。

袋移送機構２５は処理対象の袋５０を間欠的に移送して気体吹込処理位置Ｐ１に配置する。すなわち処理対象の袋５０は、袋保持部２４により保持された状態で、袋移送機構２５によって前段処理位置Ｐ０（図１参照）から気体吹込処理位置Ｐ１（図２参照）に移動させられる。袋移送機構２５は、一度に１つの袋５０のみを移送してもよいし、一度に複数の袋５０を移送してもよい。例えば、袋移送機構２５は、水平方向に等間隔に並べられた複数の袋保持部２４を具備し、これらの袋保持部２４に保持されている複数の袋５０が複数の処理位置に間欠的に移動し、各袋５０はそれぞれの処理位置において処理を受けてもよい。

袋５０が気体吹込処理位置Ｐ１に位置づけられている状態で、吹込ノズル１１は、図３に示す第１ノズル退避位置Ｐｎ１−ａに位置づけられる。これによりノズル先端部１１ａは、袋５０（特に突出部５２）とは基本的に接触しない位置であって、切欠部６５を介して表側フィルム部材５７と向かう位置に配置される。

そして吹込ノズル１１は、第１ノズル退避位置Ｐｎ１−ａから移動させられ、図４に示す第２ノズル退避位置Ｐｎ１−ｂに位置づけられる。これにより吹込ノズル１１（特にノズル先端部１１ａ）は、表側フィルム部材５７（特に切欠部６５と向かい合う部分）に接触しつつ、表側フィルム部材５７（特にノズル先端部１１ａと接触している部分）を裏側フィルム部材５８から離れる方向（本例では上方向）に移動させる。この際、表側フィルム部材５７は規制部材２８により移動が制限される。その一方で、裏側フィルム部材５８は開口デバイス２９によって保持され、表側フィルム部材５７から離れる方向（本例では下方向）に裏側フィルム部材５８（特に開口デバイス２９によって保持されている部分）が移動させられる。

この際、突出部５２に対する規制部材２８及び開口デバイス２９の配置位置は限定されない。気体案内路５６への吹込ノズル１１のスムーズな挿入を可能にする観点からは、規制部材２８及び開口デバイス２９は、突出部５２のうち開口部６８の近傍の部分を支持（すなわち接触）するように設置されることが好ましい。図示の開口デバイス２９は、裏側フィルム部材５８のうち規制部材２８と向かい合う部分であって、突出部５２の裏側フィルム部材５８の外部側先端部分を保持する。

本実施形態の吹込ノズル１１は、図４に示す状態において気体を噴出し、開口部６８に当該気体を吹き付けて、開口部６８の開口を促すことができる。このように本実施形態では、吹込ノズル１１、規制部材２８及び開口デバイス２９が一体的にそれぞれの機能を発揮することによって、気体案内路５６の開口部６８が適切に開かれる。

そして吹込ノズル１１は、第２ノズル退避位置Ｐｎ１−ｂから水平方向に移動させられて、図５に示すノズル吹込位置Ｐｎ２に位置づけられる。これにより、吹込ノズル１１の先端側の部分（ノズル先端部１１ａを含む）が気体案内路５６に挿入され、ノズル先端部１１ａは、挟み込み退避位置Ｐｃ１に配置されている挟み込み部材１５間に位置づけられる。特に本実施形態では、気体案内路５６の開口部６８が開口デバイス２９（図４参照）により開かれている状態で、気体案内路５６を形成するフィルム部材（すなわち表側フィルム部材５７）の移動が規制部材２８によって制限されつつ、開口部６８を介して気体案内路５６に吹込ノズル１１が挿入される。これにより、気体吹込処理位置Ｐ１において、吹込ノズル１１は、スムーズ且つ確実に気体案内路５６に挿入される。

なお開口デバイス２９による裏側フィルム部材５８の吸引保持は、吹込ノズル１１の一部が気体案内路５６に進入した後に解放される。例えば、吹込ノズル１１がノズル吹込位置Ｐｎ２に向かって移動している間、或いは、吹込ノズル１１がノズル吹込位置Ｐｎ２に位置づけられた後に、開口デバイス２９の吸盤は裏側フィルム部材５８の保持を解放して退避位置（図示省略）に位置づけられてもよい。

また本実施形態では、少なくとも第２ノズル退避位置Ｐｎ１−ｂ（図４参照）からノズル吹込位置Ｐｎ２（図５参照）に移動する間、一時的に又は全体を通して、吹込ノズル１１から気体が噴出される。これにより、気体案内路５６を形成する表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８の分離が促され、気体案内路５６において吹込ノズル１１のための進行スペースを確保することができる。この場合に吹込ノズル１１から噴出される気体の圧力は、気体収容部５４に気体を充填するための後述の工程（図７参照）において吹込ノズル１１から噴出される気体の圧力よりも小さい。このように低圧（すなわち第２調整気圧）の気体を吹込ノズル１１から噴出させることによって、表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８の過度のばたつきを抑えつつ、吹込ノズル１１を気体案内路５６に適切に挿入することができる。

なお吹込ノズル１１から気体を噴出させつつ気体案内路５６の開口部６８に吹込ノズル１１を近づけることによって、開口部６８の開放を促すことができる。吹込ノズル１１から噴出される気体のみによって、吹込ノズル１１が十分に進入可能な程度に開口部６８を開くことができる場合には、開口デバイス２９が省略されてもよい。

そして、吹込ノズル１１がノズル吹込位置Ｐｎ２に位置づけられている状態で、各挟み込み部材１５は挟み込み退避位置Ｐｃ１から移動させられて、図６に示す挟み込み支持位置Ｐｃ２に位置づけられる。これにより、気体吹込処理位置Ｐ１において、気体案内路５６に位置している吹込ノズル１１は、袋５０（特に突出部５２）の外側から、一対の挟み込み部材１５により挟まれて支持される。その結果、袋５０（すなわち表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８）と吹込ノズル１１（特にノズル先端部１１ａ）との間のスペースが小さくなり、当該スペースを介した気体のリークを抑えることができる。また吹込ノズル１１（特にノズル先端部１１ａ）と袋５０との間の位置ずれを防ぐことができる。

そして、気体吹込処理位置Ｐ１において、吹込ノズル１１が袋５０を介して一対の挟み込み部材１５により挟まれて支持されている状態で、吹込ノズル１１から気体が噴出され、気体収容部５４に気体が送り込まれる。これにより気体収容部５４は図７に示すように膨らむ。この際、吹込ノズル１１から噴出される気体は高圧（すなわち第１調整気圧）を有する。

そして、気体吹込処理位置Ｐ１において、吹込ノズル１１が気体案内路５６に位置しつつ気体が気体収容部５４において十分な圧力を有するように充填されている状態で、図８に示すように気体収容部５４が閉鎖デバイス２０によって閉鎖される。図示の例では、閉鎖デバイス２０の２つのシーリング部材が、本体部５１及び突出部５２の両方に跨がって表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８を気密に接合する。このように袋５０の本体部５１及び突出部５２の両方に接合部Ｓ（図１１参照）を形成することによって、後の工程で突出部５２が本体部５１から切り離されたとしても、気体収容部５４に気体を封入した状態を適切に維持することができる。

気体収容部５４に気体を適切に充填する観点からは、少なくとも閉鎖デバイス２０が気体案内路５６の閉鎖を完了する前までは、吹込ノズル１１からの気体の噴出を継続することが好ましい。閉鎖デバイス２０が気体案内路５６の閉鎖を完了した後、吹込ノズル１１からの気体の噴出は、継続されてもよいし、止められてもよい。

その後、挟み込み部材１５が挟み込み退避位置Ｐｃ１に移動させられ（図９参照）、吹込ノズル１１がノズル退避位置Ｐｎ１に移動させられ（図１０及び図１１参照）、閉鎖デバイス２０が閉鎖退避位置Ｐｈ１に移動させられる（図１１参照）。

このようにして気体収容部５４に気体が封入された袋５０は、袋移送機構２５によって、後段に送られてもよいし、気体吹込処理位置Ｐ１において他の処理（例えば内容物収容部５３に内容物を導入する処理）が行われてもよい。

［噴出気体の圧力調整機構］

次に、吹込ノズル１１に気体を供給する気体供給回路の一例について説明する。

図１２は、吹込ノズル１１に気体を供給する気体供給回路の一例を示す回路図である。

本実施形態の気体供給回路は、吹込ノズル１１に気体を供給する気体配管８０と、圧縮気体を気体配管８０に供給する気体供給源７１と、気体配管８０を流れる気体の圧力を調整する圧力調整デバイス７６とを有する。

気体配管８０は、気体供給源７１に接続される上流気体配管８０ａと、吹込ノズル１１に接続される下流気体配管８０ｄと、上流気体配管８０ａ及び下流気体配管８０ｄの各々に対して並列に接続される第１分岐気体配管８０ｂ及び第２分岐気体配管８０ｃとを含む。

図１２に示す圧力調整デバイス７６は、第１分岐気体配管８０ｂに取り付けられる第１圧力レギュレータ７２及び第１開閉弁デバイス７４と、第２分岐気体配管８０ｃに取り付けられる第２圧力レギュレータ７３及び第２開閉弁デバイス７５とを有する。

第１圧力レギュレータ７２は、第１分岐気体配管８０ｂを流れる気体の圧力を、環境圧（例えば大気圧）よりも高い第１調整気圧に調整する。第２圧力レギュレータ７３は、第２分岐気体配管８０ｃを流れる気体の圧力を、環境圧よりも高く且つ第１調整気圧よりも低い第２調整気圧に調整する。第１開閉弁デバイス７４は、第１分岐気体配管８０ｂの流路を開閉する。第２開閉弁デバイス７５は、第２分岐気体配管８０ｃの流路を開閉する。気体配管８０の流路を開閉することによって吹込ノズル１１への気体の供給を調整する供給調整デバイスが、第１開閉弁デバイス７４及び第２開閉弁デバイス７５の組み合わせに基づき構成されている。

気体供給源７１は、環境圧、第１調整気圧及び第２調整気圧よりも高い圧力を有する圧縮気体を、上流気体配管８０ａに送り出す。気体供給源７１から上流気体配管８０ａに送り出された高圧の気体は、第１圧力レギュレータ７２及び第２圧力レギュレータ７３のそれぞれにおいて第１調整気圧及び第２調整気圧に調整された後、下流に向けて流される。第１圧力レギュレータ７２及び第２圧力レギュレータ７３は、供給される気体の圧力を所望圧に調整可能な任意の構成を有することができる。本例の第１圧力レギュレータ７２及び第２圧力レギュレータ７３は、供給される気体の圧力を所望圧まで低下させる機器で構成されている。ただし気体供給源７１から上流気体配管８０ａに送り出される気体の圧力が、第１調整気圧及び第２調整気圧よりも低い場合、第１圧力レギュレータ７２及び第２圧力レギュレータ７３は、供給される気体の圧力を所望圧まで上昇させる機器で構成されていてもよい。

第１開閉弁デバイス７４及び第２開閉弁デバイス７５は噴出圧制御装置７０に電気的に接続されている。第１開閉弁デバイス７４及び第２開閉弁デバイス７５は、それぞれ噴出圧制御装置７０の制御下で、第１分岐気体配管８０ｂ及び第２分岐気体配管８０ｃの流路の開閉を行う。

吹込ノズル１１から噴出させる気体の圧力を上述の第１調整気圧に調整する場合、噴出圧制御装置７０は、第１開閉弁デバイス７４を開状態にし、第２開閉弁デバイス７５を閉状態にする。これにより、基本的に第２分岐気体配管８０ｃから下流気体配管８０ｄに気体が積極的に送られることはなく、第１圧力レギュレータ７２により圧力調整された後の気体が、第１分岐気体配管８０ｂから下流気体配管８０ｄに流れ込んで、吹込ノズル１１に供給される。

一方、吹込ノズル１１から噴出させる気体の圧力を上述の第２調整気圧に調整する場合、噴出圧制御装置７０は、第１開閉弁デバイス７４を閉状態にし、第２開閉弁デバイス７５を開状態にする。これにより、基本的に第１分岐気体配管８０ｂから下流気体配管８０ｄに気体が積極的に送られることはなく、第２圧力レギュレータ７３により圧力調整された後の気体が、第２分岐気体配管８０ｃから下流気体配管８０ｄに流れ込んで、吹込ノズル１１に供給される。

以上説明したように本実施形態の気体封入装置１０及び気体封入方法によれば、吹込ノズル１１は、気体案内路５６にスムーズ且つ高精度に配置され、当該気体案内路５６において高圧の気体を噴出することができる。これにより、気体収容部５４に対して高圧の気体を確実且つ迅速に充填することができ、気体案内路５６を気密に閉鎖することによって高圧の気体を気体収容部５４に封入することができる。

また本実施形態の袋５０は、気体収容部５４に気体を封入する処理に適した構造を有しており、上述の気体封入装置１０及び気体封入方法によって迅速且つ確実に気体収容部５４に所望圧の気体を封入することができる。

［第１変形例］
図１３は、袋５０の第１変形例の概略構成を示す図である。図１３において、気体封入装置１０を構成する要素の一部（例えば吹込ノズル１１等）の図示が省略されている。

袋５０が有する切欠部６５の形状は、上述の四角形状（図１及び図２参照）には限定されず、任意の形状を有しうる。図１３に示す切欠部６５は、長方形及び半円が組み合わされた形状を有する。

吹込ノズル１１（特にノズル先端部１１ａ（少なくとも先端側部分を含む一部））は、切欠部６５を通過可能な形状及びサイズを有することが好ましい。上述のように、気体案内路５６に吹込ノズル１１を挿入するのに先立って開口部６８を開くために、吹込ノズル１１は、表側フィルム部材５７を裏側フィルム部材５８から遠ざけるように表側フィルム部材５７を押すことが好ましい（図３及び図４参照）。そのために、吹込ノズル１１は、切欠部６５を通過し、表側フィルム部材５７のうち切欠部６５から露出する部分を押すように移動することで、表側フィルム部材５７を裏側フィルム部材５８から遠ざけることができる。

なお開口デバイス２９（図４参照）は、切欠部６５を覆わないように、裏側フィルム部材５８を保持してもよいし、切欠部６５を覆いつつ裏側フィルム部材５８を保持してもよい。ただし、開口デバイス２９が負圧を利用して裏側フィルム部材５８を保持する場合、開口デバイス２９（例えば上述の吸盤）は、切欠部６５を覆わないように裏側フィルム部材５８を保持することが好ましい。

［他の変形例］
本発明は、上述の実施形態及び変形例には限定されない。例えば、上述の実施形態及び変形例の各要素に各種の変形が加えられてもよい。また上述の実施形態及び変形例の構成が、全体的に又は部分的に組み合わせられてもよい。

例えば、上述の実施形態では、吹込ノズル１１が切欠部６５を介して第１ノズル退避位置Ｐｎ１−ａ（図３参照）から第２ノズル退避位置Ｐｎ１−ｂ（図４参照）に移動することで、気体収容部５４の開口部６８の開放が促されている。吹込ノズル１１から噴出される気体のみによって開口部６８を十分に開放することが可能な場合、袋５０は切欠部６５を持たなくてもよい。

吹込ノズル１１から噴出される気体の圧力の強さは、上述の実施形態では２段階（すなわち第１調整気圧及び第２調整気圧）で切り替えられるが、３段階以上で切り替えられてもよいし、１段階のみであってもよい。

上述の実施形態では、気体収容部５４が袋５０の本体部５１にのみ設けられているが、気体収容部５４は、本体部５１及び突出部５２の両方において設けられていてもよい。この場合、閉鎖デバイス２０は、突出部５２のうち本体部５１から離れた位置において、表側フィルム部材５７及び裏側フィルム部材５８を気密に接合し、気体収容部５４と気体案内路５６との間の連通を遮断してもよい。

袋５０において、内容物収容部５３及び気体収容部５４の相対的な配置関係は限定されない。例えば、上述の特許文献１の自立パウチのように、内容物収容部５３は気体収容部５４の外側に位置していてもよい。内容物収容部５３が気体収容部５４の内側に位置していない場合にも、上述の気体封入方法及び気体封入装置１０を用いて気体収容部５４に所望圧の気体を迅速に封入することが可能である。このように上述の気体封入方法及び気体封入装置１０は、様々な形態の内容物収容部５３及び気体収容部５４を備える袋５０に対し、幅広く応用することが可能である。

１０ 気体封入装置、１１ 吹込ノズル、１１ａ ノズル先端部、１１ｂ ノズル噴出口、１１ｃ ノズルエアー通路、１２ ノズル移動機構、１５ 挟み込み部材、１６ 挟み込み移動機構、２０ 閉鎖デバイス、２１ 閉鎖移動機構、２４ 袋保持部、２５ 袋移送機構、２８ 規制部材、２９ 開口デバイス、５０ 袋、５１ 本体部、５２ 突出部、５３ 内容物収容部、５４ 気体収容部、５５ 内容物案内路、５６ 気体案内路、５７ 表側フィルム部材、５７ａ インナー表側フィルム部材、５７ｂ アウター表側フィルム部材、５８ 裏側フィルム部材、５８ａ インナー裏側フィルム部材、５８ｂ アウター裏側フィルム部材、６１ スパウト、６１ａ 鍔、６２ エッジシール部、６５ 切欠部、６８ 開口部、７０ 噴出圧制御装置、７１ 気体供給源、７２ 第１圧力レギュレータ、７３ 第２圧力レギュレータ、７４ 第１開閉弁デバイス、７５ 第２開閉弁デバイス、７６ 圧力調整デバイス、８０ 気体配管、８０ａ 上流気体配管、８０ｂ 第１分岐気体配管、８０ｃ 第２分岐気体配管、８０ｄ 下流気体配管、Ｐ０ 前段処理位置、Ｐ１ 気体吹込処理位置、Ｐｃ１ 挟み込み退避位置、Ｐｃ２ 挟み込み支持位置、Ｐｈ１ 閉鎖退避位置、Ｐｈ２ 気密閉鎖位置、Ｐｎ１ ノズル退避位置、Ｐｎ１−ａ 第１ノズル退避位置、Ｐｎ１−ｂ 第２ノズル退避位置、Ｐｎ２ ノズル吹込位置

Claims (6)

1. 内容物収容部及び気体収容部を備える袋のうち前記気体収容部に気体を封入する気体封入方法であって、
   前記袋を間欠的に移送して気体吹込処理位置に配置する工程と、
   前記気体吹込処理位置において、前記袋のうち前記気体収容部に連通する気体案内路に吹込ノズルを挿入する工程と、
   前記気体吹込処理位置において、一対の挟み込み部材によって、前記気体案内路に位置している前記吹込ノズルを前記袋の外側から挟む工程と、
   前記気体吹込処理位置において、前記吹込ノズルが前記袋を介して前記一対の挟み込み部材により挟まれている状態で、前記吹込ノズルから前記気体を噴出し、前記気体収容部に前記気体を送り込む工程と、
   前記気体吹込処理位置において、前記吹込ノズルが前記気体案内路に位置している状態で前記気体収容部を気密に閉鎖する工程とを含む気体封入方法。
2. 前記袋のうち前記気体案内路を形成するフィルム部材の移動を規制部材によって制限しつつ、前記気体案内路に前記吹込ノズルを挿入する請求項１に記載の気体封入方法。
3. 内容物収容部及び気体収容部を備える袋のうち前記気体収容部に気体を封入する気体封入装置であって、
   前記袋を間欠的に移送する袋移送機構と、
   前記気体を噴出する吹込ノズルと、
   前記袋のうち前記気体収容部に連通する気体案内路に前記吹込ノズルが配置されないノズル退避位置と、前記気体案内路に前記吹込ノズルが配置されるノズル吹込位置とに、前記吹込ノズルを位置づけるノズル移動機構と、
   一対の挟み込み部材と、
   前記一対の挟み込み部材が前記気体案内路に位置している前記吹込ノズルを前記袋の外側から支持しない挟み込み退避位置と、前記一対の挟み込み部材が前記気体案内路に位置している前記吹込ノズルを前記袋の外側から挟んで支持する挟み込み支持位置とに、前記一対の挟み込み部材を位置づける挟み込み移動機構と、
   前記気体収容部を気密に閉鎖する閉鎖デバイスと、
   前記袋のうち前記気体案内路を形成するフィルム部材の移動を制限する規制部材とを備える気体封入装置。
4. 前記吹込ノズルは、扁平形状の先端部を有する請求項３に記載の気体封入装置。
5. 前記閉鎖デバイスが前記気体収容部を気密に閉鎖するように前記閉鎖デバイスを前記袋に接触させる気密閉鎖位置と、前記閉鎖デバイスが前記気体収容部を気密に閉鎖しないように前記閉鎖デバイスを前記袋から離間させる閉鎖退避位置とに、前記閉鎖デバイスを移動させる閉鎖移動機構を備える請求項３又は４に記載の気体封入装置。
6. 前記袋は、本体部と、前記本体部から突出している突出部とを備え、
   前記本体部は、
   内容物を収容するための内容物収容部と、
   気体を収容するための気体収容部と、
   外部及び前記内容物収容部に連通する内容物案内路とを有し、
   前記突出部は、外部及び前記気体収容部に連通する気体案内路を有する請求項３〜５のいずれか一項に記載の気体封入装置。

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