(57)【要約】熱可塑性材料で作られた容器（１００）用の無菌状態のボトリング装置（１）であって、外部環境（４）から隔離された汚染制御環境（３）に部分的に位置する少なくとも１つの可動手段、例えばブローノズル（２４）と、可動手段（２４）を作動させるためのリニアモータ（６）であって、シリンダ状のステータ（７）と、可動手段（２４）に一体的に接続されている、ロータまたは磁気シャフト（８）とを備え、シリンダ状のステータ（７）と当該ロータ（８）との間の分離容積が溝付き表面（１４、１５、１８）を通る殺菌流体によって消毒可能である、リニアモータ（６）とを備える。
2021519705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料で作られた容器（１００）用の無菌状態のボトリング装置（１）であって、
外部環境（４）から隔離された汚染制御環境（３）に部分的に位置する少なくとも１つの可動手段（２３；２４；２５）と、
前記少なくとも１つの可動手段（２３；２４；２５）を作動させるための作動デバイス（６）とを備え、
前記作動デバイス（６）はリニアモータを含み、前記リニアモータは、
シリンダ状のステータ（７）と、
前記シリンダ状のステータ（７）内で直線的に摺動するロータまたは磁気シャフト（８）であって、前記シリンダ状のステータ（７）と当該ロータ（８）との間に分離容積が得られるよう前記ステータ（７）に対して間隔を空けて配置され、当該ロータ（８）が前記可動手段（２３；２４；２５）に一体的に接続された、ロータまたは磁気シャフト（８）と、
殺菌流体が前記分離容積に出入りできるようにするために、前記分離容積内に露出する少なくとも１つの溝付き表面（１４、１５、１８）とを備えるボトリング装置（１）。
【請求項２】
前記リニアモータ（６）は、前記分離容積内に位置するガイド部材（７０）をさらに備え、前記少なくとも１つの溝付き表面は、前記ガイド部材の内側面（１４）に対応する、請求項１に記載のボトリング装置（１）。
【請求項３】
前記ガイド部材（７０）の前記内側面（１４）が、螺旋状の展開を有する少なくとも１つの溝（１６ａ）を有する、請求項２に記載のボトリング装置（１）。
【請求項４】
前記ガイド部材（７０）の前記内側面（１４）が、各々が螺旋状の展開を有する複数の溝（１６ａ）を有する、請求項３に記載のボトリング装置（１）。
【請求項５】
前記複数の溝（１６ａ）が、前記ガイド部材（７０）の全長に沿って螺旋状の展開を有する、請求項４に記載のボトリング装置（１）。
【請求項６】
前記複数の溝（１６ａ）の前記螺旋状の展開が区別可能である、すなわち交差しない、請求項４または５に記載のボトリング装置（１）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの溝付き表面は、前記ロータ（８）の側面（１５）に対応する、請求項１に記載のボトリング装置（１）。
【請求項８】
前記ロータ（８）の前記側面（１５）が、螺旋状の展開を有する少なくとも１つの溝（１７ａ）を有する、請求項７に記載のボトリング装置（１）。
【請求項９】
前記ロータ（８）の前記側面（１５）が、各々が螺旋状の展開を有する複数の溝（１７ａ）を有する、請求項８に記載のボトリング装置（１）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの溝付き表面が、前記ロータ（８）の１つの第１の部分（８ａ）のみの側面（１８）に対応する、請求項１に記載のボトリング装置（１）。
【請求項１１】
前記溝付き表面（１８）は、螺旋状の展開を有する少なくとも１つの溝（１９ａ）を有する、請求項１０に記載のボトリング装置（１）。
【請求項１２】
前記溝付き表面（１８）は、少なくとも複数の溝（１９ａ）を有し、前記複数の溝（１９ａ）のそれぞれが螺旋状の展開を有する、請求項１１に記載のボトリング装置（１）。
【請求項１３】
前記可動手段がブローノズル（２４）である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のボトリング装置（１）。
【請求項１４】
前記可動手段は、前記ボトリング装置（１）のブロー成形型（２２）の開閉を駆動する駆動手段である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のボトリング装置（１）。
【請求項１５】
前記可動手段は、前記ボトリング装置（１）の底部（２３）の上昇および下降を駆動する駆動手段である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のボトリング装置（１）。
【請求項１６】
前記可動手段は、廃棄される容器（１００）を排出する押し出し要素（２５）である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のボトリング装置（１）。
【請求項１７】
前記可動手段は、容器（１００）のうちの１つの首部（１００ａ）に動作可能に作動するグリッパである、請求項１から１２のいずれか１項に記載のボトリング装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性材料で作られた容器用の無菌状態のボトリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
知られているように、無菌状態のボトリング装置は、熱可塑性材料で作られたパリソンから容器を形成するためのユニットを含む。
【０００３】
例えば、成形ユニットは、それぞれに成形型が存在する複数のワークステーションを備えた延伸ブローカルーセルを備える。設計のバリエーションは別として、各型は、容器の側面形状を再現する２つの半型と、得られる容器のベース形状を再現する底部とを含む。
【０００４】
事前に加熱されたパリソンは型に導入され、口が閉鎖部材−「シール」またはブローノズル−によって密閉され、閉鎖部材を通ってパリソン自体の内部に圧縮空気が吹き込まれる。
【０００５】
成形プロセスの最初のステップでは、ノズルは中圧（最大１５ｂａｒ）でパリソンに空気を送り、同時に、延伸ロッドが、それが底部に達するまで、パリソンに徐々に導入される。底部に達した後、延伸ロッドは、得られる容器の所望の長さに実質的に達するまで、パリソンを伸ばすために、その線形ストロークを続ける。
【０００６】
続いて、ノズルは、半型のおよび底部の内壁に付着するまでパリソンを膨張させるために、高圧（約４０ｂａｒ）で空気を吹き込む。同時に、延伸ロッドは、容器から出るまで後退する。
【０００７】
成形の最後に、容器は充填ユニットに、続いて閉鎖および／またはキャッピングユニットに移動する。
【０００８】
本発明の参照分野は、いわゆる「センシティブな」食品、すなわち、例えばアイソトニック飲料、ジュース、ネクター、ソフトドリンク、茶、牛乳ベースの飲料、コーヒーベースの飲料など、細菌汚染および酸化に特にセンシティブな製品のボトリングであり、全てのパッケージング段階を通して微生物汚染の可能性の防止が根本的に重要である。
【０００９】
出願人は、汚染制御環境を画定する微生物アイソレータ内でパリソンおよび／または容器の輸送並びに種々の処理ステップ（例えば、成形、充填、閉鎖）が行われる、容器をボトリングするための方法を開発した。アイソレータ内にある可動手段（mobile organs）を作動させるためのすべての手段は、アイソレータ自体の外側に配置される（欧州特許ＥＰ２２７９８５０を参照）。
【００１０】
予備滅菌ステップには、容器またはパリソンと接触する全てのデバイスが関わり、明らかな構造の複雑さおよび時間の無駄が伴う。
【発明の概要】
【００１１】
これに関連して、本発明の基礎となる技術的課題は、上述の先行技術の欠点を除去する、熱可塑性材料で作られた容器用の無菌状態のボトリング装置を提供することである。
【００１２】
特に、本発明の目的は、隔離された環境に位置する可動手段を正確且つ迅速に移動させることができる、熱可塑性材料で作られた容器用の無菌状態のボトリング装置を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、先行技術の解決策に比べて構造的に単純で且つよりコンパクトである、熱可塑性材料で作られた容器用の無菌状態のボトリング装置を提案することである。
【００１４】
定義された技術的課題と特定された目的は、熱可塑性材料で作られた容器用の無菌状態のボトリング装置によって実質的に達成される。当該ボトリング装置は、
外部環境から隔離された汚染制御環境に部分的に位置する少なくとも１つの可動手段と、
前記少なくとも１つの可動手段を作動させるための作動デバイスとを備え、
作動デバイスはリニアモータを含み、当該リニアモータは、
シリンダ状のステータと、
前記シリンダ状のステータ内で直線的に摺動するロータまたは磁気シャフトであって、シリンダ状のステータとロータとの間に分離容積が得られるようにシリンダ状のステータから間隔を空けて配置され、前記ロータが前記可動手段に一体的に接続された、ロータまたは磁気シャフトと、
分離容積の内側に面し、殺菌流体が前記分離容積に出入りすることを可能にする少なくとも１つの溝付き表面と、を備える。
【００１５】
一実施形態によれば、リニアモータは、分離容積内に収容されたガイド要素をさらに備え、溝付き表面は、ガイド要素の内側面に対応する。
【００１６】
好ましくは、ガイド要素の内側面は、螺旋状の展開を有する少なくとも１つの溝を有する。
【００１７】
より好ましくは、ガイド要素の内側面は複数の溝を有し、当該複数の溝のそれぞれは螺旋状の展開を有する。
【００１８】
特に、各溝は、ガイド要素の全長にわたって螺旋状に展開している。
【００１９】
好ましくは、各溝の螺旋状の展開は、区別可能である、すなわち、それらは交差しない。
【００２０】
別の実施形態によれば、溝付き表面は、ロータの側面に対応する。
【００２１】
好ましくは、ロータの側面は、螺旋状の展開を有する少なくとも１つの溝を有する。
【００２２】
より好ましくは、ロータの内側面は複数の溝を有し、複数の溝のそれぞれは螺旋状の展開を有する。
【００２３】
別の実施形態によれば、溝付き表面は、ロータの第１の部分の側面のみに対応する。
【００２４】
好ましくは、溝付き表面は、螺旋状の展開を有する少なくとも１つの溝を有する。
【００２５】
より好ましくは、溝付き表面は少なくとも複数の溝を有し、複数の溝のそれぞれは螺旋状の展開を有する。
【００２６】
可動手段は、
ブローノズル、
ボトリング装置の成形型の開閉を駆動する駆動手段、
ボトリング装置の底部の上昇および下降を駆動する駆動手段、
廃棄すべき容器を排出する押し出し要素、および
複数の容器のうちの１つの首部に動作可能に作動するグリッパの中の１つから選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面に示すように、熱可塑性材料で作られた容器用の無菌状態のボトリング装置の好ましいが排他的ではない実施形態の非限定的な説明からより完全に明らかになるであろう。
【図１】本発明による、熱可塑性材料で作られた容器用の無菌状態のボトリング装置の平面図である。
【図２Ａ−２Ｂ】図１のボトリング装置の成形ステーションのブローノズルを移動させる２つの異なるステップを側断面図で示す。
【図３Ａ−３Ｂ】図１のボトリング装置の成形ステーションの底部を移動させる２つの異なるステップを側断面図で示す。
【図４Ａ−４Ｂ】図３Ａ−３Ｂに示される実施形態の変形例を示す。
【図５Ａ−５Ｂ】図１のボトリング装置のエジェクタを移動させる２つの異なるステップを側断面図で示す。
【図６Ａ−６Ｃ】それぞれ斜視図、断面図および縦断面図で、図１のボトリング装置の可動要素を動かすのに使用できるリニアモータの一部（ガイド要素）を示す。
【図６Ｄ】図６Ａ−６Ｃのガイド要素に作られた溝の螺旋状経路を概略的に示す。
【図７Ａ−７Ｂ】それぞれ斜視図および断面図で、図１のボトリング装置の可動要素を動かすのに使用できるリニアモータの一部（長手方向溝を備えたロータ）を示す。
【図７Ｃ】螺旋状の溝を備えた、図７Ａ−７Ｂのロータの変形例を斜視図で示す。
【図８】図１のボトリング装置の可動要素を動かすのに使用できるリニアモータの一部（ロータ）を斜視図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図を参照すると、番号１は、熱可塑性材料で作られた容器１００用の無菌状態のボトリング装置を示す。
【００２９】
この文脈において、容器１００という用語は、成形された容器と熱可塑性材料で作られたパリソンとの両方を指す。
【００３０】
ボトリング装置１は、例えば、
複数の成形ステーション２１を有する延伸ブロー用の成形ユニット２０であって、複数の成形ステーション２１の各々に成形型２２、底部２３、およびブローノズル２４（シールとしても知られる）を備えることができる、成形ユニット２０と、
成形された容器１００を充填するための充填ユニット４０であって、それぞれに充填ノズルが配置された複数の充填ステーションを有する充填ユニット４０と、
充填された容器１００を閉鎖するための閉鎖ユニット５０であって、それぞれに閉鎖またはキャッピングヘッドが配置された複数の閉鎖またはキャッピングステーションを有する閉鎖ユニット５０と、を備える。
【００３１】
ボトリング装置１は、汚染制御環境３に部分的に位置する少なくとも１つの可動手段と、可動手段を作動させるための作動デバイス６とを備える。
【００３２】
可動手段は、図２Ａ−２Ｂに示されるように、複数の成形ステーション２１のうちの１つのブローノズル２４であってもよい。
【００３３】
可動手段は、複数の成形型２２のうちの１つの開閉を駆動する駆動手段であってもよい。
【００３４】
可動手段は、図３Ａ−３Ｂまたは４Ａ−４Ｂに示されるように、複数の底部２３のうちの１つの上昇および下降を駆動する駆動手段であってもよい。
【００３５】
可動手段は、図５Ａ−５Ｂに示されるように、ボトリング装置１から廃棄される容器１００を排出する押し出し要素またはエジェクタ２５であってもよい。
【００３６】
可動手段は、複数の容器１００のうちの１つの首部１００ａに動作可能に作動するグリッパであってもよい。
【００３７】
汚染制御環境３は隔離されている、すなわち、隔離デバイスによって、外部（汚染）環境４に対して物理的に分離されている。そのような隔離デバイスは本発明の主題ではないので、これ以上説明も図示もされない。例として、特許ＥＰ２２４６１７６に記載され且つ図示されている隔離デバイスを使用することができる。
【００３８】
図２Ａ−２Ｂ、３Ａ−３Ｂ、４Ａ−４Ｂでは、汚染制御環境３と外部環境４との間の分離は、ラインＬによって概略的に表されている。
【００３９】
作動デバイス６はリニアモータを備え、リニアモータは、
シリンダ状のステータ７（一次）と、
シリンダ状のステータ７内で直線的に摺動するロータまたは磁気シャフト８（二次）とを備える。
【００４０】
全てのリニアモータと同様に、ステータ７は巻線を収容し、ロータ８は複数の永久磁石を収容する。
【００４１】
ロータ８はシリンダ状の展開を有し、ステータ７は中空シリンダ形状を有し、ロータ８と同軸であり且つロータ８から所定の距離に配置されて、分離容積がシリンダ状のステータ７とロータ８との間に画定される。
【００４２】
例えば、ステータ７の内側面とロータ８の側面との間の所定の距離は、０．５から３ｍｍの間に含まれる。
【００４３】
ロータ８は、ステータ７に対してより長い長さを有する。好ましくは、ロータ８は、ステータ７の約２倍の長さを有する。
【００４４】
ロータ８は可動手段、例えば底部２３またはブローノズル２４またはエジェクタ２５に一体的に接続されている。
【００４５】
有利には、リニアモータ６は、分離容積の内側に面する少なくとも１つの溝付き表面１４、１５、１８を備え、殺菌流体がそのような容積に出入りできるようにする。
【００４６】
図６Ａから６Ｃに示される第１の実施形態によれば、リニアモータ６は、分離容積内に収容されたガイド要素７０（「ブッシュ」としても知られる）を含む。
【００４７】
ガイド要素７０は、実質的に中空シリンダのような形状である。
【００４８】
ロータ８とステータ７との間の所定の距離により、実際にガイド要素７０の介在が可能になることに留意されたい。
【００４９】
第１の実施形態では、溝付き表面は、ガイド要素７０の内側面１４に対応する。ガイド要素７０の内側面１４は、ガイド要素７０を構成する中空シリンダの内伸展面を意味する。
【００５０】
例えば、ガイド要素７０の内側面１４は、螺旋状の展開を有する少なくとも１つの溝１６ａを有する。好ましくは、ガイド要素７０の内側面１４は複数の溝１６ａを有し、複数の溝１６ａのそれぞれは螺旋状の展開を有する。
【００５１】
例えば、図６Ａから図６Ｃは、ガイド要素７０のベース７０ａから始まり、（内側面１４における）ガイド要素７０の全長にわたって螺旋状の展開を有し、ガイド要素７０自体の反対側のベース７０ｂで終わる６つの溝１６ａを有するガイド要素７０を示す。
【００５２】
そのような溝１６ａの各々は、他から独立している、すなわち、別個の螺旋状経路に沿って延びる、すなわち、それらは交差しない。例えば、図６Ｄは、６つの溝１６ａの螺旋状経路（文字Ｅで示される）を概略的に示す。
【００５３】
一代替形態（図示せず）では、ガイド要素７０の内側面１４は、ガイド要素７０の長手方向の展開に従う１つ以上の溝を有する。
【００５４】
図２Ａ−２Ｂ、３Ａ−３Ｂ、４Ａ−４Ｂ、５Ａ−５Ｂは、この第１の実施形態によるリニアモータを示す。
【００５５】
図７Ａ−７Ｃに示される第２の実施形態では、溝付き表面はロータ８の側面１５に対応する。ロータ８の側面１５は、ロータ８を構成するシリンダの伸展表面を意味する。
【００５６】
例えば、ロータ８の側面１５は、ロータ８の長手方向の伸展に従う少なくとも１つの溝１７ａを有する。
【００５７】
好ましくは、ロータ８の側面１５は、ロータ８の長手方向の伸展に従う複数の平行な溝１７ａを有する（図７Ａを参照）。
【００５８】
図７Ｃに示される一代替形態では、ロータ８の側面１５は、螺旋状の展開を有する１つ以上の溝１７ａを有する。
【００５９】
図２Ａ−２Ｂ、３Ａ−３Ｂ、４Ａ−４Ｂ、５Ａ−５Ｂの用途では、第１の実施形態によるリニアモータを第２の実施形態によるリニアモータで置き換えることが可能である。
【００６０】
図８に示される第３の実施形態では、溝付き表面は、ロータ８の第１の部分８ａの側面１８のみに対応する。
【００６１】
図８に示されるように、ロータ８は２つの部分、すなわち第１の部分８ａと第２の部分８ｂとにより形成される。第２の部分８ｂは、第１のグループの永久磁石を収容し且つ滑らかな側面を有する、すなわち、溝がない。第１の部分８ａは、第１のグループの永久磁石に対してより小さい直径を有する第２のグループの永久磁石を収容する。上述のように、ロータ８の第１の部分８ａは、溝付き側面１８を有する。
【００６２】
ロータ８の第１の部分８ａは、可動手段に一体的に接続されている。
【００６３】
特に、溝付き表面１８は、螺旋状の展開を有する少なくとも１つの溝１９ａを有する。
【００６４】
好ましくは、溝付き表面１８は複数の溝１９ａを有し、複数の溝１９ａのそれぞれは螺旋状の展開を有する（図８を参照）。
【００６５】
一代替形態（図示せず）では、溝付き表面１８は、ロータ８の長手方向の展開に従う１つ以上の溝を有する。
【００６６】
図２Ａ−２Ｂ、３Ａ−３Ｂ、４Ａ−４Ｂ、５Ａ−５Ｂの用途において、第１の実施形態によるリニアモータを第３の実施形態によるリニアモータで置き換えることが可能である。
【００６７】
本発明による、熱可塑性材料で作られた容器用の無菌状態でのボトリング装置の動作が以下に説明される。
【００６８】
ステータ７の巻線に流れる電流によって生じる電磁場は、ロータ８の滑りを引き起こす。可動手段はロータ８と一体であるので、可動手段は結果的に移動する。
【００６９】
第１および第２の実施形態に関して、分離容積は、可動手段の通常の動作サイクル中に殺菌流体を挿入することにより消毒することができる。
【００７０】
代替的に、消毒は、可動手段の通常の動作に関して明確に異なるステップとして実行することもできる。
【００７１】
その場合には、消毒中に、ロータ８は、ストロークを再開する前に、動作中に減速または停止する可能性がある。このようにして、接触面の消毒が促進される。
【００７２】
第１の実施形態を参照すると、殺菌流体はロータ８上を流れ、ガイド要素７０の内側面１４に得られた（例えば、螺旋状の展開を有する）溝１６ａを通って、可動手段に到達する。
【００７３】
第２の実施形態を参照すると、殺菌流体はロータ８の上を流れ、ロータ８の側面１５に得られた（例えば、螺旋状の展開を有する）溝１７ａを通って、可動手段に到達する。
【００７４】
第３の実施形態に関して、代わりに、可動手段の通常動作中に、ロータ８の第２の部分８ｂはステータ７に出入りし、一方、ロータ８の第１の部分８ａ（溝付き部分）は常にステータ７の外側に残る。
【００７５】
このように、ロータ８の第２の部分８ｂは溝を有さず且つより大きな寸法の永久磁石を有するので、可動手段の通常動作中のリニアモータ６の性能は最適である。
【００７６】
この実施形態では、消毒サイクルは、可動手段の通常動作とは別に実行される。
【００７７】
実際、消毒中、ロータ８の第１の部分８ａ（溝付き部分）は、ステータ７にもたらされる。殺菌流体は、ロータ８の第１の部分８ａ上を流れ、ロータ８の第１の部分８ａの側面１８に得られた（例えば、螺旋状の展開を有する）溝１９ａを介して、可動手段に到達する。
【００７８】
本発明による、熱可塑性材料で作られた容器の無菌状態でのボトリング装置の特徴および利点は、提供された説明において明確に示されることがわかる。
【００７９】
特に、可動手段を動かすためにリニアモータを使用すると、負荷の直接駆動が可能になり、運動変換部材を設ける必要がなくなり、結果として精度の点で有利になる。
【００８０】
リニアモータに溝を作成することにより、殺菌流体の通過と、摩擦にさらされるモータの表面の洗浄が可能になる。
【００８１】
ガイド要素（第１の実施形態）またはロータ（第２の実施形態）の溝の螺旋形状は、消毒のための最適な選択を表す。
【００８２】
特に、螺旋状の溝を備えたガイド要素（第１の実施形態）は、そのストロークがステータの長さの２倍ではない場合でも、ロータの完全な消毒を可能にする。螺旋状の溝を備えたロータ（第２の実施形態）は、ガイド要素の完全な消毒を可能にする。
【００８３】
他方、ガイド要素（第１の実施形態）またはロータ（第２の実施形態）に長手方向の溝を形成することは、技術的により簡単で安価な解決策を表す。
【００８４】
第２の実施形態では、ロータに螺旋状の溝を形成することは、可動手段の動作中にロータがステータに対して並進するときの、消毒のための最も効率的な解決策を表す。
【００８５】
したがって、殺菌流体はより広い領域にわたって流れることができる。
【００８６】
次に、第３の実施形態は、可動手段の通常動作中にリニアモータの性能を損なうことなく消毒を促進するという利点を兼ね備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】ＥＰ２２７９８５０
【特許文献２】ＥＰ２２４６１７６
【図１】
2021519705.tif 000003
【図２Ａ】
2021519705.tif 000004
【図２Ｂ】
2021519705.tif 000005
【図３Ａ】
2021519705.tif 000006
【図３Ｂ】
2021519705.tif 000007
【図４Ａ】
2021519705.tif 000008
【図４Ｂ】
2021519705.tif 000009
【図５Ａ】
2021519705.tif 000010
【図５Ｂ】
2021519705.tif 000011
【図６Ａ】
2021519705.tif 000012
【図６Ｂ】
2021519705.tif 000013
【図６Ｃ】
2021519705.tif 000014
【図６Ｄ】
2021519705.tif 000015
【図７Ａ】
2021519705.tif 000016
【図７Ｂ】
2021519705.tif 000017
【図７Ｃ】
2021519705.tif 000018
【図８】
2021519705.tif 000019
【国際調査報告】
2021519705.tif 000020
2021519705.tif 000021