JP4016555B2 - Cup vending machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカップ式自動販売機に関し、特に、コーヒー液の抽出動作が適正か不適正かを表示し、かつ、適正な抽出状態を得るための情報を提供することができるカップ式自動販売機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のカップ式自動販売機として、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆を耐圧構造を有する抽出室に供給し、この挽き豆にポンプで加圧した所定の圧力(5〜10kg/cm2)で所定の温度(90〜100℃)の湯を通過させることによってコーヒー液を抽出するものがある。
【0003】
挽き豆の抽出では、高温の湯を使用することによって旨みや香りといったコーヒー成分の溶出が促進される。また、湯を加圧して供給すると挽き豆の組織内に湯が浸透しやすくなり、その結果、短時間で濃いコーヒー液を抽出することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のカップ式自動販売機によると、湯の供給量、挽き豆の種類、挽き豆の使用量等の抽出条件が同じでも、例えば、挽き豆の吸湿状態に差があると挽き豆の膨潤性が変化し、そのことによってろ過抵抗が変化する。ろ過抵抗が大になると抽出時間が大になって販売性を低下させるだけでなく、抽出圧力が上昇して最悪の場合には抽出不能になる恐れがある。また、ろ過抵抗が小であると、抽出時間が小になり、コーヒー豆に含まれる旨み、香りが充分に溶出されないコーヒー液が抽出される。このろ過抵抗を適正にするために抽出条件を変更する場合、上記した圧力条件下(5〜10kg/cm2)では、僅かな変更量でもろ過抵抗が大きく変化することがあり、抽出条件の変更に熟練を要するという問題がある。
【0005】
従って、本発明の目的は、コーヒー抽出時のろ過抵抗が適正か不適正かを容易に知ることができ、ろ過抵抗が不適正であるときは熟練を要することなくろ過抵抗を適正に設定することのできるカップ式自動販売機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、コーヒー豆を所定の粒度に粉砕した挽き豆を抽出機に供給し、所定の高温の湯を湯タンクから配管を介して前記抽出機に供給することによりコーヒー飲料を生成するカップ式自動販売機において、前記挽き豆を抽出するときのろ過抵抗に基づく抽出動作の適正または不適正を検出する抽出状態検出手段を有し、前記抽出状態検出手段は、前記挽き豆の抽出時における抽出圧力を検出する圧力検出部と、前記挽き豆の抽出時における抽出時間を計測する計測部と、前記抽出圧力と前記抽出時間に基づく前記挽き豆の抽出結果を表示するディスプレイと、前記挽き豆の抽出結果が適正な範囲にあるとき、前記ディスプレイに適正表示を表示させ、前記挽き豆の抽出結果が不適正な範囲にあるとき、前記ディスプレイに不適正表示を表示させる制御手段を有するカップ式自動販売機を提供する。
【0007】
上記したカップ式自動販売機によると、挽き豆を抽出するときのろ過抵抗に基づく抽出動作の適正、不適正を検出することで、抽出動作が安定した状態で行われているか否かを、例えば、カップ式自動販売機の管理者に知らせることが可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のカップ式自動販売機を図面を参照して詳細に説明する。
【0009】
図1(a)は、本発明の実施の形態におけるカップ式自動販売機を示し、取水管1に接続されるシスターン2と、シスターン2に設けられて貯水される飲料水の水位変化を検出し、所定の水位以下となったときに水位低下信号を出力するフロートスイッチ2Aと、取水管1に設けられる取水弁1Aと、シスターン2から配管3Aを介して供給される飲料水を加熱して所定の温度の湯として貯蔵する湯タンク10と、配管3Aに設けられる電磁弁20と、湯タンク10の外周部に固定されて湯を加圧して供給するポンプ60と、ポンプ60と湯タンク10に接続されるバイパス管60Aと、バイパス管60Aを開放することによりポンプ内60の湯を湯タンク10に戻すリリーフ弁60Bと、コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して挽き豆を形成する挽き豆供給部7と、所定の粒度に粉砕された挽き豆を吐出口80Bから吐出して後述する抽出機に供給する挽き豆キャニスタ8と、挽き豆供給部7から落下する挽き豆を受容して計量する計量器5と、計量器5,挽き豆キャニスタ8,あるいはこの両方から供給される所定の粒度の挽き豆を湯で抽出してコーヒー液を生成し、飲料供給管30Aを介してカップ9に供給する抽出機30と、飲料供給管30Aに設けられて所定のタイミングで開閉される圧力調整電磁弁90と、ポンプ60から抽出機30に湯を供給する配管6Aと、配管6Aに設けられて配管内の圧力に応じた圧力信号を出力する圧力センサ25と、配管6Aに設けられて湯の流量に応じた流量信号を出力する流量センサ19と、配管6Aに設けられて上流側への湯の逆流を防止する逆止弁21と、逆止弁21の上流側で配管6Aから分岐して湯タンク10に接続される配管6Bと、配管6Bに設けられる抽出湯弁22と、抽出機30で発生するコーヒー豆の抽出滓を受容する滓バケツ17と、カップ9の下部に配置される排水バケツ18と、砂糖を貯蔵する砂糖容器11と、クリーム原料を貯蔵するクリーム容器12Aと、カプチーノ用のクリーム原料を貯蔵するクリーム容器12Bと、砂糖およびクリームをシュート13を介して受容し、所定量の湯で溶解し、供給管14Aを介してカップ9に供給するミキシングボウル14と、クリーム容器の下部に配置されるミキシングボウル14に湯タンク10から湯を供給する配管15Aと、配管15Aに設けられる湯弁23Aと、砂糖容器11の下部に配置されるミキシングボウル14に湯タンク10から湯を供給する配管15Bと、配管15Bに設けられる湯弁23Bと、逆止弁21の下流側で配管6Aと分岐され、湯弁24を介して排水バケツ18に廃液を排出する配管6Cを有する。
【0010】
挽き豆供給部7は、コーヒー豆を貯蔵する豆貯蔵容器7Aと、コーヒー豆を高速で回転する粉砕刃(図示せず)で粉砕するコーヒーミル7Bと、コーヒーミル7Bの粉砕刃を回転させるミルモータ7Cと、コーヒーミル7Bで粉砕され、体積に基づいて計量された挽き豆を計量器5より供給されて抽出機30に導くシュート7Dを有し、豆貯蔵容器7Aからコーヒーミル7Bにかけて深煎りされたコーヒー豆(例えば、ブラジル)が充填された状態となっている、このコーヒー豆を平均粒度500μmとなるように粉砕して挽き豆としている。
【0011】
挽き豆キャニスタ8は、浅煎りから中煎り程度に焙煎したコーヒー豆(例えば、キリマンジャロ)を予め平均粒度750μmで粉砕した挽き豆を貯蔵している。
【0012】
湯タンク10は、飲料水加熱用のヒータH1に電流を供給する電源部10Aと、タンク内の湯の水位変化を検出し、所定の水位以下となったときに水位低下信号を出力するフロートスイッチ10Bと、タンク内の湯温に応じた温度検出信号を出力する湯温センサ10Dを有する。湯タンク10の貯水量は5リットルであり、ヒータH1の出力は1kwで湯タンク10の湯温は約97℃に保温される。また、湯タンク10は、側部に取り付けられるポンプ60のリリーフ弁60Bが開放したときにポンプ60から湯を還流される。リリーフ弁60Bの動作圧は10kg/cm2に設定されている。
【0013】
抽出機30は、シュート7Dを介して挽き豆を供給されるシリンダ32、シリンダ32内のピストン39を昇降させるピストン駆動モータ33、ピストン駆動モータの駆動トルクをピストン39に伝達するトルク伝達部34、シリンダ32の上部に設けられ、抽出機本体に形成される図示しないガイドレールに係合するスライドガイド(後述)を一体的に形成したシリンダユニットDと、シリンダ32に係合し、配管6Aを介して所定の高温の湯をシリンダ32内に供給するキャップ37と、キャップモータ35の駆動トルクを伝達されてシリンダユニットDを支点34Aを中心に傾斜させるとともにキャップ37をシリンダ32に係合させるギヤ36を有する。シリンダユニットDのシリンダ32の下部には、抽出されたコーヒー液をカップ9に供給する飲料供給管30Aが取り付けられており、飲料供給管30Aには圧力調整電磁弁90が取り付けられている。
【0014】
また、抽出機30は、抽出に用いられる挽き豆がシリンダ32に供給されるとキャップ37およびピストン39の相対移動に基づいて所定の圧縮量となるように抽出前圧縮(以下、タンピングという)を行う。また、湯を供給して抽出が行われた後にピストン39をキャップ37の方向に押し上げることによって抽出後圧縮(以下、パッキングという)を行う。
【0015】
圧力調整電磁弁90は、配管6Aに設けられる圧力センサ25で検出される圧力値、あるいは抽出動作に応じた所定のタイミングに基づいて開閉される。
【0016】
また、上記構成のカップ式自動販売機では、説明を簡単にするために、カップ9を供給するカップ供給部、ミルモータ7Cに電流を供給する電源部、カップ9内の飲料を攪拌する攪拌機、コールド飲料の配管および原料貯蔵部等の構成を図示省略している。
【0017】
図1(b)は、カップ式自動販売機の制御ブロックを示し、自動販売機の各部を制御する制御部100と、コーヒー飲料の販売量のデータ、および抽出動作のプログラム等の情報を格納したメモリ102と、図示しない基準クロック発生部で発生するクロックをカウントして抽出時間を計測するタイマ103と、挽き豆の粒度、使用量等の種々のデータを入力するためのテンキーを備えた入力部104と、入力部104から入力される挽き豆の使用量、コーヒーミル7Bで粉砕される挽き豆の粒度等のデータ、メモリ102に格納された自動販売機の設定値等の情報を表示する液晶表示部を有するディスプレイ105と、計量器5のピストン56D(後述)の移動量、圧力センサ、流量センサ、温度センサ等の種々のセンサの出力信号を制御部100に出力する検出部106と、制御部100から出力される制御信号に基づいて各電磁弁を駆動する弁駆動部107と、制御部100から出力される制御信号に基づいて各モータを駆動するモータ駆動部108を有する。
【0018】
図2は、上記した抽出機30における抽出時間と抽出圧力の関係を示し、抽出時間と抽出圧力の関係から抽出状態を適正、準適正、不適の範囲に分類しており、不適の抽出状態は挽き豆の粒度、および挽き豆の使用量に基づいて不適Aから不適Dに分類される。適正範囲は、抽出圧力が5〜8kg/cm2、抽出時間が8〜12秒、抽出量が40〜60mlである。不適Aでは、挽き豆の粒度が粗すぎて抽出圧力が上昇しない状態である。不適Bでは、挽き豆の粒度は適切であるが、使用量が小であることによってろ過抵抗が小の状態である。不適Cでは、挽き豆の粒度は適切であるが、使用量が大であることによってろ過抵抗が大の状態である。不適Dでは、挽き豆が細かすぎて抽出圧力が上昇した状態である。実用上の目安としては上記した判定基準によって分類することができる。また。より精度の高い分類を行うときはコーヒー液の抽出量を加味する必要があるが、以下の説明では省略する。
【0019】
図3は、コーヒーミル7Bの断面を示し、豆貯蔵容器7A(図示せず)から本体75の内部にかけてコーヒー豆Bが満たされた構造としており、本体75の内部に回転自在に収容されてコーヒー豆を粉砕する粉砕刃76と、粉砕刃76を回転させるミルモータ7Cの回転軸7aと、粉砕刃76と対向するように本体75内に固定される固定刃75Aと、回転軸7aの外周部に螺旋状に取り付けられるコーヒー豆搬送用のワイヤー7bと、ベアリング77を介して粉砕刃76を回転自在に支持する粉砕刃調整部材78と、粉砕刃調整部材78と本体75との間に設けられるシール部材79を有し、粉砕刃調整部材78は本体75の端面に設けられる蓋7dによってカバーされている。
【0020】
粉砕刃76は、回転軸7aとキー結合するキー76Aを有し、回転軸7aの回転に基づいて回転するとともに回転軸7aの長さ方向に摺動自在に結合している。
【0021】
本体75は、コーヒー豆誘導部75Bに連続して設けられる豆導入部75Cと、粉砕刃調整部材78のねじ部78Aとねじ係合するねじ部75Dと、粉砕刃76および固定刃75Aによって粉砕された挽き豆を計量器5の導入部5Aへ排出する挽き豆排出部75Eを有する。
【0022】
粉砕刃調整部材78は、本体75のねじ部75Dとねじ係合するねじ部78Aを有し、端部に形成されるギヤ部78Bを間隔調整モータ(図示せず)でギヤ駆動することによって回転軸4Aの軸方向に粉砕刃76を移動させる。
【0023】
図4は、ポンプ60を示し、一対のギヤ60D,60Eが矢印方向に回転することによって湯タンク10から湯を下流側に供給するギヤポンプを形成している。一対のギヤ60D,60Eは、回転軸60Fをポンプ駆動モータ60Gによって回転駆動することにより回転速度に応じた供給量で湯を配管6Aに送出する。
【0024】
図5は、計量器5を示し、上部に挽き豆を導入する導入部5Aを有する計量室51と、計量室51の端部に前蓋5Bを回動自在に支持するヒンジ部52と、計量室51の内部に摺動可能に収容されるピストン56Dを一体的に形成され、側面にラック部56Aを有するピストンロッド56と、ピストンロッド56の後端に形成されるバネ部56Bと、バネ部56Bの近傍に形成される切り欠き56Cと、計量室51に取り付けられ、バネ部56Bに当接してピストンロッド56の移動を規制する突起部50A、50Bと、バネ部56Bの切り欠き56Cを光学的に検出する光センサ57と、ピストンロッド56のラック部56Aと噛合する駆動ギヤ58Aを有する駆動軸58と、駆動軸58をトルク伝達部59を介して回転駆動する計量モータ59Aと、計量モータ59Aの回転軸に取り付けられて回転量を検出する計量エンコーダ59Bを有する。駆動ギヤ58Aの直径は17.5mmで形成されており、ラック部56Aと噛み合う歯車部分の外周長は約55mmである。蓋支持部材5Cの開放端は計量室51の側部に達し、末端には計量室51の側部に設けられる光センサ5Dと係合する光検出部5Eを有する。
【0025】
図6(a)は、計量器5の前蓋5Bを閉じた状態であり、ヒンジ部52の回動軸を鉛直方向に設け、前蓋5Bが水平方向に回動して計量室51の最前部を開放するように形成されており、ヒンジ部52は挽き豆が付着しないように前蓋5Bの開口部より上方に設けられてなっている。このヒンジ部52から逆「へ」の字型に形成された蓋支持部材5Cを介して前蓋5Bを固定している。
【0026】
図6(b)は、計量器5の前蓋5Bを開いた状態であり、導入部5Aから計量室51に挽き豆が供給され、挽き豆によって計量室51が満たされると、前蓋5Bが僅かに回動する。この回動に基づいて光検出部5Eで遮光されていた光センサ5Dの発光部5aから光が出射されて受光部5bで受光されると、前述したミルモータ7Cへの通電が停止して計量室51への挽き豆の供給が停止する。停止後、計量モータ59Aが通電されて駆動ギヤ58Aが回転し、ピストンロッド56を前方に移動させる。ピストン56Dの先端には、前蓋5Bに当接する突起部56aが設けられており、挽き豆を押し出した後に前蓋5Bを開放状態で保持する。
【0027】
図7は、計量室51を図示省略した状態のピストンロッド56を示し、前蓋5Bは、ピストン56Dの突起部56aが当接した状態でピストンロッド56が前方に移動することにより、ヒンジ部52を軸として同軸的に設けられるスプリング55Aの反力に抗して紙面上における反時計方向に回動する。このとき、前蓋5Bと計量室51の先端部は離れ、挽き豆は前蓋5Bと計量室51との間に挟まれることなく容易に落下する。
【0028】
図8は、挽き豆キャニスタ8を示し、(a)は斜視図、(b)は(a)のA方向断面である。この挽き豆キャニスタ8は、下部本体80Aと、下部本体80Aから挽き豆を吐出する吐出口80Bと、下部本体80Aと分割可能に設けられる上部本体80Cと、上部本体80Cに設けられて下部本体80Aを一体的に固定する係合爪81と、上部本体80Cにヒンジ82によって開閉自在に取り付けられるキャップ83と、キャップ83を開状態で固定するための爪84と、下部本体80Aと上部本体80Cの接合部分に介在するガスケット85と、下部本体80Aの内部に設けられ、オーガモータ(図示せず)によって回転する挽き豆オーガ86と、上部本体80Cの内部に取り付けられる挽き豆攪拌用のアジテータ89と、挽き豆オーガ86の羽根部分と接触する歯車部を有し、挽き豆オーガ86の回転に基づいて回転する第1ホイール87と、側面に所定の間隔で配置されるピン88Aを備え、第1ホイール87と接触することにより回転する第2ホイール88を有し、アジテータ89は、第2ホイール88の回転時にピン88Aと接触することによって上下に揺動し、キャニスタ内に貯蔵されている挽き豆(図示せず)を攪拌する。
【0029】
図9は、シリンダユニットDを示し、(a)は正面側、(b)は背面側を示す。キャップ37は、シリンダ32への挿入時に隙間をシールするシール部材37Aを有し、ロッド38によってギヤ36と結合されている。また、ロッド38の固定部には所定のガイドパターンを有するガイド溝gを形成されたガイドプレート31が固定されており、ガイド溝gの下部には、シリンダ32の側壁外部に形成された係合突起32Aが係合している。シリンダ32に収容されたピストン39の下部には抽出されたコーヒー液をカップに供給するための飲料供給管30Aが接続されている。シュート7Dの下部側壁には、ピストン39によって上方に押し上げられた抽出滓(図示せず)をピストン39から分離させるワイパWが設けられており、ワイパWによって分離された抽出滓をスライドガイド40の傾斜部Sに沿って落下させる。キャップ37の開閉状態は、図示しない光センサからなる上死点センサ、下死点センサ、および滓廃棄位置センサのセンサ出力に基づいて検出される。ピストン39の位置についても同様に、図示しない光センサからなる上死点センサ、下死点センサのセンサ出力に基づいて検出される。
【0030】
このシリンダユニットDは、キャップモータ35の駆動トルクをギヤ35Aを介して伝達してギヤ36をr1方向に駆動すると、ガイド溝gのガイドパターンに基づいて支点34Aを中心にr2方向に約30度傾斜するとともにキャップ37がr3方向に変位してシリンダ32に挿入される。
【0031】
図10は、トルク伝達部34を示し、(a)は側面、(b)は正面を示す。ピストン駆動モータ33の駆動トルクは、ピストン駆動モータ33の回転軸に取り付けられたギヤ341からギヤ342Aに伝達され、ギヤ342Aに同軸状に設けられるギヤ(図示せず)を介して軸343のギヤ344Aに伝達される。軸343の下部にはウォームギヤ344Bが設けられている。ギヤ344Aに伝達された駆動トルクはウォームギヤ344Bから軸343に直交する方向に配置される軸345のギヤ345Aに伝達され、ギヤ345Aに同軸状に設けられるギヤ345Bに伝達される。ギヤ345Bに伝達された駆動トルクは軸346のギヤ346Aからギヤ346Bに伝達されるとともにギヤ346Aと噛合するギヤ347Aに伝達され、ギヤ347Aに同軸状に設けられるギヤ347Bに伝達される。ピストン39の下部にはラック部348が取り付けられており、ラック部348の両面にはギヤ346Bおよび347Bが噛合している。このギヤ346Bおよび347Bはラック部348を挟持しており、ピストン駆動モータ33の回転方向に応じた駆動トルクを受けて相反する方向に回転することによりピストン39をシリンダ32内で上下させる。
【0032】
軸343に設けられるウォームギヤ344Bは、ピストン39を下降させる方向の外力が加えられた場合、外力によってピストン39が下降することを防止する。
【0033】
ピストン39は、所定の耐圧強度を有するピストンヘッド39Aと、ピストンヘッド39Aにネジ39Cによって係止され、ラック部348に固定されるピストンベース39Bと、ピストンヘッド39Aに取り付けられてシリンダ32内からコーヒー液を飲料供給管30Aに送出する送出部39Dと、ピストンヘッド39Aの外周部に装着されるOリング39Eと、耐腐蝕性の薄い金属板で形成されてピストンヘッド39Aの上部に装着されるフィルタ39Fを有し、ピストンヘッド39Aとピストンベース39Bは、ピストンヘッド39Aに圧力が作用しない状態で所定のクリアランスを有するように係止されている。
【0034】
図11は、シリンダユニットDが傾斜した状態を示し、直立状態からキャップモータ35を駆動してギヤ36を回転させるとシリンダユニットDが支点34Aを中心に反時計方向に傾斜する。この傾斜動作に同期してキャップ37が下降してシリンダ32に挿入される。同図においては図示されないが、シリンダ32には傾斜前にシュート7Dを介して予め計量された所定量の挽き豆が供給される。
【0035】
図12は、ピストン駆動モータ33に供給される電流を検出する電流検出回路74を示し、(a)は回路図、(b)は検出される電流値とピストン39に加わる圧縮荷重の関係を示す。電源線(DC24V)71にピストン駆動モータ33の回転を制御するモータ駆動回路70が接続され、制御部(後述)からの通電信号を入力する信号端子A,Bを有する。ピストン駆動モータ33は検知抵抗72を介して接地電位に固定されるとともにA/D変換器73を介して電流検出回路74に接続されている。モータ駆動回路70の信号端子Aに入力する通電信号がHで信号端子Bに入力する通電信号がLであるときピストン駆動モータ33は正転方向に回転し、信号端子Aに入力する通電信号がLで信号端子Bに入力する通電信号がHであるときピストン駆動モータ33は逆転方向に回転し、信号端子AおよびBに入力する通電信号がLであるときピストン駆動モータ33は停止し、信号端子AおよびBに入力する通電信号がHであるときピストン駆動モータ33にブレーキがかかるようになっている。挽き豆を圧縮することによってピストン39にかかる負荷が大になると、(b)に示すようにピストン駆動モータ33に通電される電流が増大する。
【0036】
本実施の形態の抽出機30において、電流検出回路74で0.5Aの電流が検出されたときピストン39にかかる圧縮荷重は12.5kgfであり、2Aの電流が検出されたときピストン39にかかる圧縮荷重は50kgfである。一般的に、挽き豆の圧縮量が大であると挽き豆粒子間の間隔が小になり、湯の通過速度は小になって濃いコーヒー液が抽出され、圧縮量が小であると挽き豆粒子間の間隔が大になり、湯の通過速度は大になって薄いコーヒー液が抽出される。この電流値と圧縮荷重の関係に基づいてピストン駆動モータ33の通電を制御することにより販売されるコーヒー液に応じた挽き豆の圧縮量を設定する。
【0037】
図13は、ピストン駆動モータ33の通電特性を示し、モータが停止状態から回転を始めるまでの通電初期の電流値が大になっており、回転後は電流値が低下して負荷に応じた電流値を示す。このようなモータの電流立ち上がり特性はモータ毎に異なるものであり、ピストン39にかかる負荷に応じた電流変化の検出性を阻害する。例えば、挽き豆のタンピング(抽出前の圧縮)時では時刻t1に通電を開始してΔt秒後に電流値の測定を開始することにより通電初期の電流立ち上がり特性を回避している。本実施の形態ではΔtを0.1秒として、パッキング(抽出中の圧縮)、滓押上げの各通電時についても同様の測定を行っている。また、ピストン39に装着されるOリング39Eとシリンダ32の摺動抵抗によって通電量が増加することから、電流検出回路74は摺動抵抗分の電流値を差し引いた電流値を制御部100に出力する。
【0038】
図14(a)から(h)は、抽出機30の抽出動作を簡略的に示す。以下の動作では、ブレンドコーヒー用のコーヒー液を抽出する場合について説明する。
【0039】
図14(a)は、挽き豆の供給工程を示し、シリンダユニットDは直立しており、計量器5から供給される挽き豆をシュート7Dを介してシリンダ32に供給する。
【0040】
図14(b)は、抽出準備工程の第1の状態を示し、挽き豆をシリンダ32に供給後、キャップモータ35に通電してギヤ36を矢印方向に駆動し、シリンダユニットDを支点34Aを中心に反時計方向に回動させる。
【0041】
図14(c)は、抽出準備工程の第2の状態を示し、シリンダユニットDの傾斜に同期してキャップ37を下降させてシリンダ32に挿入し、キャップモータ35の駆動を停止する。このとき、ギヤ36は(a)に示す状態から180度回転した位置で停止する。
【0042】
図14(d)は、抽出工程の第1の状態を示し、キャップ37がシリンダ32に挿入されると、ピストン駆動モータ33が通電されてピストン39を矢印方向に上昇させることにより挽き豆をタンピングする。このとき、圧力調整電磁弁90は閉じられており、タンピング時に飲料供給管30A内の液体分がカップ9側に流れ出ないようにしている。挽き豆の圧縮が進むにつれてピストン39にかかる負荷が大になることによりピストン駆動モータ33の電流値が増加する。この電流値が所定値となったときにピストン駆動モータ33を制動し、その後、通電を停止してピストン39を停止させることにより挽き豆を所望の圧縮状態にする。圧縮後、配管6Aを介してシリンダ32の内部に湯を供給する。
【0043】
圧力調整電磁弁90は、湯の供給開始後も閉じられているので、シリンダ32内が所定の圧力に高められた状態で挽き豆の抽出動作が行われる。そして、配管6A内の圧力が所定圧になると、圧力調整電磁弁90が開かれて高圧のコーヒー液がカップ9(図示せず)に注がれる。この挽き豆の抽出時にピストン39に圧力が加わると、ピストンヘッド39Aが圧力作用方向に移動し、この移動に基づいてピストンベース39Bとの間に設けられるOリング39Eが弾性変形してピストン39とシリンダ32に圧接することによってシリンダ32の気密が保持される。
【0044】
図14(e)は、抽出工程の第2の状態を示し、配管6Aを大気開放して大気圧とした後、ピストン駆動モータ33を駆動してピストン39をシリンダ32内で上昇させてコーヒー液を含んだ抽出滓をパッキングする。このパッキング時に飲料供給管30Aに設けられる圧力調整電磁弁90を開いておくことにより、絞られたコーヒー液を飲料供給管30Aに送出する。
【0045】
図14(f)は、シリンダ32に空気を吸引する吸引工程を示し、ピストン駆動モータ33を逆転駆動してピストン39を下降させる。このピストン39の下降動作によって飲料供給管30Aに滞留するコーヒー液がシリンダ32内に吸引されて抽出滓に吸収される。このとき、シリンダ32内が負圧になることによって配管6Aに滞留している湯も吸引される。
【0046】
図14(g)は、抽出滓の廃棄準備工程を示し、キャップモータ35を駆動してギヤ36を(c)に示す状態から矢印方向に90度回転させることによってキャップ37がシリンダ32から分離する。分離後、ピストン39を上昇させることによりシリンダ32内に残留した抽出滓を押し上げて停止する。
【0047】
図14(h)は、抽出滓Cの廃棄工程を示し、キャップモータ35を駆動してギヤ36を更に矢印方向に90度回転することによってシリンダユニットDが回動し、直立状態で停止する。この回動時にピストン39によって押し上げられた抽出滓Cはシュート7Dの下部側壁に設けられたワイパWによってかき落とされて矢印で示すように落下し、滓バケツ(図示せず)に入る。
【0048】
図15は、上記したカップ式自動販売機でブレンドコーヒーを販売する場合のタイミングチャートを示す。同図において、キャップ37の上死点センサ、下死点センサ、滓廃棄位置センサ、およびピストン39の上死点センサ、下死点センサの出力は受光時をON(H)とし、遮光時をOFF(L)としている。
【0049】
購買者がコインを投入すると、販売制御部(図示せず)から制御部100に制御信号が出力されて抽出湯弁22が開かれるとともに、ポンプ60が低速で駆動されて配管6Aに少量の湯が送出される。このとき、ポンプ60は、配管6Aに設けられる逆止弁21を押し開くことのない圧送量の湯を送出するように低速で駆動される。このことによって配管6A内に滞留する湯を配管6Bに圧送して湯タンク10に戻すとともに、湯タンク10から供給される約90〜95℃の高温の湯で配管6Aを暖気する。
【0050】
配管6Aの暖気が終了するとポンプ60を駆動停止し、一定時間後に抽出湯弁22を閉じる。抽出湯弁22を閉じるタイミングを遅延させる理由は、ポンプ停止と同時、あるいはポンプ60を停止する前に抽出湯弁22を閉じると配管6A内の圧力が上昇し、逆止弁21が押し開かれて湯が抽出機30に供給され、シリンダ32内の挽き豆に吸収されることを防止するためである。
【0051】
ポンプ60を低速で駆動する他に、例えば、抽出湯弁22を含む配管6Bの配管抵抗が配管6Aの配管抵抗より小になるように管路を形成し、ポンプ60の駆動開始時に抽出湯弁22を開くようにしても良い。
【0052】
ここで、ポンプ60の駆動停止後、抽出湯弁22を閉じるまでの間に購買者が砂糖およびクリーム入りブレンドコーヒーの選択ボタンを押した場合には、制御部100に販売信号が出力される。制御部100は、販売信号の入力に基づいて抽出湯弁22を閉じて販売動作を開始する。
【0053】
抽出湯弁22が閉じられた後に購買者が砂糖およびクリーム入りブレンドコーヒーの選択ボタンを押すと、制御部100に販売信号が出力され、制御部100は計量モータ59Aの電源部に通電信号を出力する。この通電信号に基づいて計量モータ59Aが回転し、計量室51に収容された平均粒径500μmの挽き豆がピストン56Dによって押し出されてシュート7Dを介して抽出機30のシリンダ32に供給される。ピストン56Dは最前部を基準位置(計量原点)として次販売時に使用する挽き豆を計量するために体積(かさ)に応じた移動量だけ後退する。この移動量は計量エンコーダ59Bから出力されるパルスをカウントし、所定のカウント値となったときに計量モータ59Aの回転を停止することにより設定される。
【0054】
挽き豆の供給後、キャップモータ35を駆動して抽出機30のシリンダユニットDを抽出位置まで傾斜させる。この傾斜時に同期して圧力調整電磁弁90が閉じられて湯弁24が開かれた後、シリンダ32にキャップ37が挿入される。このことによって光センサ36CがONになり、制御部100はモータ駆動回路70に通電信号を出力してピストン駆動モータ33を駆動する。ピストン39はピストン駆動モータ33によって駆動されることによりシリンダ32内で上昇して挽き豆をタンピングする。このタンピング時のピストン駆動モータ33の電流値を電流検出回路74で検出し、販売するコーヒー液に応じた所定の電流値が検出されたときにピストン駆動モータ33を制動し、その後、通電を停止する。
【0055】
また、挽き豆供給部7は、豆貯蔵容器7Aから供給されるコーヒー豆をコーヒーミル7Bで平均粒度500μmとなるように粉砕し、次販売時の抽出動作で使用する挽き豆として計量器5に供給する。
【0056】
挽き豆のタンピング後、湯タンク10に接続される配管15Aの湯弁23Aを開いてミキシングボウル14に湯を供給し、砂糖容器11から供給される砂糖を湯で溶解する。ブレンドコーヒーの場合、砂糖を溶解する湯の量は約95mlである。同様に、配管15Bの湯弁23Bを開いてミキシングボウル14に湯を供給し、クリーム容器12Aから供給されるクリーム原料を湯で溶解する。
【0057】
続いて、ポンプ60を駆動し、約90〜95℃に加熱された高温の湯を約8気圧で毎秒10mlの圧送量でシリンダ32に供給する。このとき、飲料供給管30Aに設けられた圧力調整電磁弁90が閉じられているので、シリンダ32内の挽き豆は所定の圧力に昇圧された湯に曝される。このことによって抽出初期からコーヒー成分を充分に溶出したコーヒー液が抽出される。抽出開始後、圧力センサ25で所定の圧力値が検出されると、圧力調整電磁弁90が開かれることによって飲料供給管30Aを介してカップ9に約40mlのコーヒー液が注がれる。制御部100は、流量センサ19から入力する流量信号が所定値となるとポンプ60の駆動を停止する。カップ9に注がれたコーヒー液には、砂糖供給系のミキシングボウル14から砂糖を溶解した湯が供給され、更に、クリーム供給系のミキシングボウル14からクリームを溶解した湯が供給されて混合される。この砂糖およびクリームを溶解した湯を混合することによって販売量(約150ml)に応じた希釈比率のコーヒー飲料が生成される。
【0058】
また、購買者が砂糖およびクリームを入れないブレンドコーヒーを選択した場合には、配管15Bから砂糖供給系のミキシングボウル14を介して約95mlの希釈湯のみがカップ9に注がれる。
【0059】
ポンプ60の停止後、所定の時間(0.5秒)の経過後に湯弁24を開き、ピストン駆動モータ33を駆動してピストン39を更に上昇させる。このピストン39の上昇動作に基づいて抽出滓をパッキングする。このパッキングによって挽き豆に含まれるコーヒー液が絞られて飲料供給管30Aに流出するとともに締め固められた抽出滓が形成される。続いて湯弁24を閉じ、ピストン駆動モータ33を逆転駆動してピストン39を下降させる。このことによって飲料供給管30Aに滞留しているコーヒー液がシリンダ32内に吸引される。吸引されたコーヒー液は抽出滓に吸収される。
【0060】
抽出滓の廃棄は、キャップモータ35を駆動してキャップ37をシリンダ32から分離した後、ピストン駆動モータ33を正転駆動してピストン39を上昇させることにより、パッキングによって締め固められた抽出滓を上方に押し上げてシリンダ32の頂上部より露出させ、この状態でキャップモータ35を駆動してシリンダユニットDを直立位置へ回動させる。この回動時に抽出滓はシュート7Dの下部側壁に設けられたワイパWに当接してシリンダユニットDから払い落とされる。抽出滓の除去後、ピストン駆動モータ33を逆転駆動してピストン39を下降させることによって販売動作が終了する。
【0061】
図16(a)は、上記した販売動作に基づくディスプレイ105の表示を示し、抽出動作の終了後、抽出時間(X軸)と抽出圧力(Y軸)を有するグラフ上に抽出状態に応じたドットAが表示される。図示されたドットAによると、抽出時間が約10秒であり、抽出圧力が約8kg/cm2で適正範囲105a内にあり、グラフ右側には、抽出状態を示す表示(ここでは「テキセイ」)105Aと、抽出時間表示105B、抽出圧力表示105Cが表示される。例えば、適正範囲105aの部分を緑で表示して識別し易いようにしても良い。
【0062】
図16(b)は、適正範囲を外れたときのディスプレイ105の表示を示し、図示されたドットBによると、抽出時間が約17秒であり、抽出圧力が約7kg/cm2で不適Cの範囲内にあり、グラフ右側には、抽出状態表示(ここでは「フテキC」)105Aと、抽出時間表示105B、抽出圧力表示105C、挽き豆の使用量の増減表示(ここでは「コナリョウ」)105D、および挽き豆の粒度表示(ここでは「コナアラサ」)105Eが表示される。このようにドットBが不適正範囲に表示されるとき、例えば、ドットBを赤で表示して適正範囲外にあることを識別し易いようにしても良い。
【0063】
「コナアラサ」には、挽き豆を粗くする意味を示す「アラク」、挽き豆を細かくする意味を示す「コマカク」が表示され、「コナリョウ」には、挽き豆の増量を促す「+」、挽き豆の原料を促す「−」が表示される。不適Cの場合、挽き豆の粒度は調整しないので「コナアラサ」に表示は無く、「コナリョウ」に挽き豆の使用量を減じるように「−」が表示される。
【0064】
上記したカップ式自動販売機によると、抽出動作に基づく抽出時間および抽出圧力をディスプレイ表示することにより、自動販売機の操作に不慣れな人であっても抽出時のろ過抵抗が適正か不適正かを容易に把握することができる。また、ろ過抵抗が不適正の場合には、適正範囲に設定するための情報として挽き豆の使用量の増減表示と挽き豆の粒度表示が表示されるので、抽出条件の変更を容易に行うことができる。
【0065】
図16(c)は、抽出状態を表示する表示部の他の構成を示し、抽出状態に応じて、例えば、2個ずつ点灯する6個のLED106を直線状に配列して表示部を形成しており、抽出が良好でろ過抵抗が適正であるときは6個を点灯し、抽出が不良でろ過抵抗が不適正であるときは上記した不適の状態(不適A〜C)に応じた個数のLEDを点滅させるようにしても良い。このことによって抽出状態を簡易的に表示することができる。また、液晶表示部を用いたディスプレイ105では、画面上の表示としてLEDを形成し、このLEDの点灯表示または点滅表示に基づいて抽出状態を簡易的に表示させることも可能である。
【0066】
上記した実施の形態では、抽出圧力と抽出時間に基づいて挽き豆の粒度および使用量を可変させる構成について説明したが、本実施の形態では、リリーフ弁60B(動作圧10kg/cm2)を有するポンプ60を使用しており、湯の供給圧を所定の圧力(5〜8kg/cm2)に保つことが可能である。このことから、一定量のコーヒー液を抽出するとき、配管6Aを圧送される湯の流量を流量センサ19で検出した流量データから抽出圧力の換算値を求めることができる。例えば、湯の圧送に基づいて回転する風車を有し、流量に比例したパルスを出力する流量センサ19で抽出時の流量を検出する。この場合、ろ過抵抗は流量に反比例することから、出力パルスの逆数を求めることで抽出圧力が換算される。
【0067】
図17は、コーヒー液の抽出量を50mlとして抽出圧力の換算値(以下、換算値という)と抽出時間の関係を示し、換算値と抽出時間の関係から抽出状態を適正、準適正、不適の範囲に分類しており、不適の抽出状態は挽き豆の粒度、および挽き豆の使用量に基づいて不適Aから不適Cに分類される。適正範囲は、抽出時間が8〜10秒、抽出量が40〜60mlである。不適Aから不適Cについての説明は図2で説明した内容と同じである。
【0068】
上記した構成によると、湯の供給圧が所定の圧力に保たれる状態では、配管内を圧送される湯の流量データに基づいて抽出圧力を換算できることから、部品コストの大なる圧力センサを排除することができ、その結果、装置コストを安価にすることができる。
【0069】
上記した実施の形態では、カップ式自動販売機でホットコーヒーを製造する場合の動作を説明したが、コーヒーメーカー等の機器に適用することもできる。
【0070】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のカップ式自動販売機によると、挽き豆を抽出するときのろ過抵抗に基づく抽出動作の適正または不適正を検出するようにしたため、コーヒー抽出時のろ過抵抗が適正か不適正かを容易に知ることができ、ろ過抵抗が不適正であるときは熟練を要することなくろ過抵抗を適正に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機を示す説明図
(b)は、本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機の制御ブロック
【図2】抽出時間と抽出圧力の関係を示す説明図
【図3】本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機のコーヒーミルを示す断面図
【図4】本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機に装着されるポンプの説明図
【図5】本発明の実施の形態に係る計量器の斜視図
【図6】(a)は、計量器の前面部(閉状態)の説明図
(b)は、計量器の前面部(開状態)の説明図
【図7】本発明の実施の形態に係る計量器の平面図
【図8】(a)は、本発明の実施の形態に係る挽き豆キャニスタの斜視図
(b)は、(a)のA方向断面図
【図9】(a)は、本発明の実施の形態に係る抽出機の一部を切り欠いた正面図
(b)は、本発明の実施の形態に係る抽出機の背面図
【図10】(a)は、本発明の実施の形態に係るトルク伝達部の側面図
(b)は、本発明の実施の形態に係るトルク伝達部の一部を切り欠いた正面図
【図11】本発明の実施の形態に係る抽出機の説明図
【図12】(a)は、本発明の実施の形態に係る電流検出回路を示す説明図
(b)は、圧縮荷重とモータの電流値の関係を示す説明図
【図13】ピストン駆動モータの通電特性を示す説明図
【図14】(a)から(h)は、本発明の実施の形態に係る抽出機の動作を示す説明図
【図15】本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機のタイミングチャート
【図16】(a)は、本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機の第1のディスプレイ表示を示す説明図
(b)は、本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機の第2のディスプレイ表示を示す説明図
(c)は、抽出状態を表示する表示部の他の構成を示す説明図
【図17】抽出圧力(換算値)と抽出時間の関係を示す説明図
【符号の説明】
1 取水管
1A 取水弁
2 シスターン
2A フロートスイッチ
3A 配管
4A 回転軸
5 計量器
5A 導入部
5B 前蓋
5C 蓋支持部材
5D 光センサ
5E 光検出部
5a 発光部
5b 受光部
6A 配管
6B 配管
6C 配管
7 豆供給部
7A 豆貯蔵容器
7B コーヒーミル
7C ミルモータ
7D シュート
7a 回転軸
7b ワイヤー
7d 蓋
8 豆キャニスタ
9 カップ
10 湯タンク
10A 電源部
10B フロートスイッチ
10D 湯温センサ
11 砂糖容器
12A クリーム容器
12B クリーム容器
13 シュート
14 ミキシングボウル
14A 供給管
15A 配管
15B 配管
17 滓バケツ
18 排水バケツ
19 流量センサ
20 電磁弁
21 逆止弁
22 抽出湯弁
23A 湯弁
23B 湯弁
24 湯弁
25 圧力センサ
30 抽出機
30A 飲料供給管
31 ガイドプレート
32 シリンダ
32A 係合突起
33 ピストン駆動モータ
34 トルク伝達部
34A 支点
35 キャップモータ
35A ギヤ
36 ギヤ
36C 光センサ
37 キャップ
37A シール部材
38 ロッド
39 ピストン
39A ピストンヘッド
39B ピストンベース
39C ネジ
39D 送出部
39F フィルタ
39E リング
75E 豆排出部
40 スライドガイド
50A 突起部
51 計量室
52 ヒンジ部
55A スプリング
56 ピストンロッド
56A ラック部
56B バネ部
56D ピストン
56a 突起部
57 光センサ
58 駆動軸
58A 駆動ギヤ
59 トルク伝達部
59A 計量モータ
59B 計量エンコーダ
60 ポンプ
60A バイパス管
60B リリーフ弁
60D ギヤ
60E ギヤ
60F 回転軸
60G ポンプ駆動モータ
70 モータ駆動回路
72 検知抵抗
73 変換器
74 電流検出回路
75 本体
75A 固定刃
75B コーヒー豆誘導部
75C 豆導入部
75D ねじ部
76 粉砕刃
76A キー
77 ベアリング
78 粉砕刃調整部材
78A ねじ部
78B ギヤ部
79 シール部材
80A 下部本体
80B 吐出口
80C 上部本体
81 係合爪
82 ヒンジ
83 キャップ
84 爪
85 ガスケット
86 豆オーガ
87 ホイール
88 ホイール
88A ピン
89 アジテータ
90 圧力調整電磁弁
100 制御部
102 メモリ
103 タイマ
104 入力部
105 ディスプレイ
105A 抽出状態表示
105B 抽出時間表示
105C 抽出圧力表示
105D 増減表示
105E 粒度表示
105a 適正範囲
106 検出部
107 弁駆動部
108 モータ駆動部
341 ギヤ
342A ギヤ
343 軸
344A ギヤ
344B ウォームギヤ
345 軸
345A ギヤ
345B ギヤ
346 軸
346A ギヤ
346A ギヤ
346B ギヤ
346B ギヤ
347A ギヤ
347B ギヤ
348 ラック部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cup-type vending machine, and more particularly, to a cup-type vending machine capable of displaying whether a coffee liquid extraction operation is appropriate or inappropriate and providing information for obtaining an appropriate extraction state. .
[0002]
[Prior art]
As a conventional cup-type vending machine, coffee beans ground to a predetermined particle size are supplied to an extraction chamber having a pressure-resistant structure, and a predetermined pressure (5 to 10 kg / cm) is applied to the ground beans with a pump. 2 ) To extract coffee liquid by passing hot water at a predetermined temperature (90 to 100 ° C.).
[0003]
In the extraction of ground beans, elution of coffee components such as umami and aroma is promoted by using hot water. Moreover, when hot water is supplied under pressure, the hot water can easily penetrate into the ground bean structure, and as a result, a dark coffee liquid can be extracted in a short time.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to conventional cup-type vending machines, even if extraction conditions such as hot water supply, type of ground beans, and amount of ground beans used are the same, for example, if there is a difference in the moisture absorption state of ground beans, Swellability changes, thereby changing the filtration resistance. When the filtration resistance increases, not only does the extraction time increase and the sales performance decreases, but also the extraction pressure increases, and in the worst case, there is a possibility that the extraction becomes impossible. Moreover, when filtration resistance is small, extraction time will become short and the coffee liquid from which the umami | flavor contained in coffee beans and a fragrance will not fully elute is extracted. When changing the extraction conditions to make this filtration resistance appropriate, the above-mentioned pressure conditions (5-10 kg / cm 2 ), The filtration resistance may change greatly even with a slight change, and there is a problem that skill is required to change the extraction conditions.
[0005]
Therefore, the object of the present invention is to easily know whether the filtration resistance at the time of coffee extraction is appropriate or inappropriate, and to set the filtration resistance appropriately without requiring skill when the filtration resistance is inappropriate. It is to provide a cup-type vending machine that can be used.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention supplies ground beans obtained by grinding coffee beans to a predetermined particle size to an extractor. And place In a cup-type vending machine that generates a coffee beverage by supplying a constant high temperature hot water from a hot water tank to the extractor via a pipe, the extraction operation based on the filtration resistance when extracting the ground beans or Has extraction status detection means to detect improperness The extraction state detection means includes a pressure detection unit that detects an extraction pressure at the time of extraction of the ground beans, a measurement unit that measures an extraction time at the time of extraction of the ground beans, and the extraction pressure and the extraction time. When the ground bean extraction result is based on the display and when the ground bean extraction result is in an appropriate range, the display shows an appropriate display, and the ground bean extraction result is in an inappropriate range And a control means for displaying an inappropriate display on the display. Provide cup-type vending machines.
[0007]
According to the cup type vending machine described above, whether or not the extraction operation is performed in a stable state by detecting the appropriateness and inappropriateness of the extraction operation based on the filtration resistance when extracting ground beans, for example, It becomes possible to inform the administrator of the cup type vending machine.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the cup type vending machine of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 (a) shows a cup-type vending machine according to an embodiment of the present invention, which detects a
[0010]
The ground
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
Further, when the ground beans used for extraction are supplied to the
[0015]
The pressure adjusting
[0016]
In the cup-type vending machine having the above-described configuration, for the sake of simplicity, a cup supply unit that supplies the
[0017]
FIG. 1B shows a control block of the cup type vending machine, which stores information such as a
[0018]
FIG. 2 shows the relationship between the extraction time and the extraction pressure in the above-described
[0019]
FIG. 3 shows a cross section of the
[0020]
The crushing
[0021]
The
[0022]
The crushing
[0023]
FIG. 4 shows the
[0024]
FIG. 5 shows a measuring
[0025]
FIG. 6A shows a state in which the
[0026]
FIG. 6B shows a state in which the
[0027]
FIG. 7 shows the
[0028]
FIG. 8 shows the
[0029]
FIG. 9 shows the cylinder unit D, where (a) shows the front side and (b) shows the back side. The
[0030]
The cylinder unit D transmits the driving torque of the
[0031]
FIG. 10 shows the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
FIG. 11 shows a state in which the cylinder unit D is tilted. When the
[0035]
FIG. 12 shows a
[0036]
In the
[0037]
FIG. 13 shows the energization characteristics of the
[0038]
14 (a) to 14 (h) simply show the extraction operation of the
[0039]
FIG. 14A shows a ground bean supply process, in which the cylinder unit D stands upright, and the ground beans supplied from the measuring
[0040]
FIG. 14 (b) shows a first state of the extraction preparation step. After supplying the ground beans to the
[0041]
FIG. 14C shows a second state of the extraction preparation step. The
[0042]
FIG. 14 (d) shows a first state of the extraction process. When the
[0043]
Since the pressure adjusting
[0044]
FIG. 14 (e) shows a second state of the extraction process. After the
[0045]
FIG. 14 (f) shows a suction step for sucking air into the
[0046]
FIG. 14 (g) shows a process for preparing the disposal of the extraction basket, and the
[0047]
FIG. 14 (h) shows the disposal process of the extraction basket C. When the
[0048]
FIG. 15 is a timing chart when blended coffee is sold by the cup type vending machine described above. In the figure, the output of the top dead center sensor, bottom dead center sensor, spear disposal position sensor of the
[0049]
When the purchaser inserts a coin, a control signal is output from the sales control unit (not shown) to the
[0050]
When the warming of the
[0051]
In addition to driving the
[0052]
Here, if the purchaser presses the selection button for blended coffee containing sugar and cream after the
[0053]
When the buyer presses the selection button for blended coffee containing sugar and cream after the extraction
[0054]
After supplying the ground beans, the
[0055]
The ground
[0056]
After tamping the ground beans, the
[0057]
Subsequently, the
[0058]
When the purchaser selects a blended coffee that does not contain sugar and cream, only about 95 ml of diluted hot water is poured into the
[0059]
After the
[0060]
For disposal of the extraction basket, after the
[0061]
FIG. 16A shows a display on the
[0062]
FIG. 16 (b) shows the display on the
[0063]
“Karaarasa” displays “Araku”, which indicates the meaning of coarsening the ground beans, and “Komakaku”, which indicates the meaning of making the ground beans fine. A “-” prompting the user to use the beans is displayed. In the case of Inappropriate C, the grain size of the ground beans is not adjusted, so there is no indication in “Kona Arasa”, and “−” is displayed in “Kona Ryo” so as to reduce the amount of ground beans used.
[0064]
According to the cup-type vending machine described above, by displaying the extraction time and extraction pressure based on the extraction operation on the display, even if the person is unfamiliar with the operation of the vending machine, is the filtration resistance at the time of extraction appropriate or inappropriate? Can be easily grasped. In addition, when the filtration resistance is not appropriate, the increase / decrease display of the amount of ground beans and the particle size display of the ground beans are displayed as information for setting the appropriate range, so the extraction conditions can be easily changed. Can do.
[0065]
FIG. 16C shows another configuration of the display unit that displays the extraction state. For example, according to the extraction state, six
[0066]
In the above-described embodiment, the configuration in which the grain size and amount of ground beans are changed based on the extraction pressure and the extraction time has been described. However, in the present embodiment, the
[0067]
FIG. 17 shows the relationship between the extraction value of the extraction pressure (hereinafter referred to as the conversion value) and the extraction time when the extraction amount of the coffee liquid is 50 ml, and the extraction state is appropriate, semi-appropriate or inappropriate from the relationship between the conversion value and the extraction time. The unsuitable extraction state is classified from unsuitable A to unsuitable C based on the particle size of ground beans and the amount of ground beans used. The appropriate range is that the extraction time is 8 to 10 seconds and the extraction amount is 40 to 60 ml. The explanation of improper A to improper C is the same as that described in FIG.
[0068]
According to the configuration described above, when the hot water supply pressure is maintained at a predetermined pressure, the extraction pressure can be converted based on the flow rate data of the hot water being pumped through the pipe, thus eliminating the pressure sensor having a large component cost. As a result, the apparatus cost can be reduced.
[0069]
In the above-described embodiment, the operation in the case of producing hot coffee with a cup-type vending machine has been described, but it can also be applied to a device such as a coffee maker.
[0070]
【The invention's effect】
As explained above, according to the cup type vending machine of the present invention, since the appropriateness or inappropriateness of the extraction operation based on the filtration resistance when extracting ground beans is detected, the filtration resistance at the time of coffee extraction is appropriate. It is possible to easily know whether or not the filtration resistance is appropriate, and when the filtration resistance is inappropriate, the filtration resistance can be set appropriately without requiring skill.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an explanatory view showing a cup-type vending machine according to an embodiment of the present invention.
(B) is a control block of the cup-type vending machine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between extraction time and extraction pressure
FIG. 3 is a sectional view showing a coffee mill of a cup type vending machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a pump mounted on a cup type vending machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a measuring instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6A is an explanatory diagram of the front surface portion (closed state) of the measuring instrument.
(B) is explanatory drawing of the front part (open state) of a measuring instrument.
FIG. 7 is a plan view of a measuring instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8A is a perspective view of a ground bean canister according to an embodiment of the present invention.
(B) is a sectional view in the A direction of (a).
FIG. 9A is a front view in which a part of the extractor according to the embodiment of the present invention is cut away.
(B) is a rear view of the extractor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 (a) is a side view of the torque transmission unit according to the embodiment of the present invention.
(B) is the front view which notched some torque transmission parts which concern on embodiment of this invention
FIG. 11 is an explanatory diagram of an extractor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12A is an explanatory diagram showing a current detection circuit according to an embodiment of the present invention.
(B) is explanatory drawing which shows the relationship between a compressive load and the electric current value of a motor.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing energization characteristics of a piston drive motor.
FIGS. 14A to 14H are explanatory diagrams showing the operation of the extractor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a timing chart of the cup type vending machine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 16A is an explanatory view showing a first display display of the cup-type vending machine according to the embodiment of the present invention.
(B) is explanatory drawing which shows the 2nd display display of the cup-type vending machine which concerns on embodiment of this invention.
(C) is explanatory drawing which shows the other structure of the display part which displays an extraction state.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing the relationship between extraction pressure (converted value) and extraction time
[Explanation of symbols]
1 Intake pipe
1A Intake valve
2 Sistern
2A float switch
3A piping
4A Rotating shaft
5 Weighing instrument
5A introduction
5B Front lid
5C Lid support member
5D optical sensor
5E Photodetector
5a Light emitting part
5b Light receiver
6A piping
6B piping
6C piping
7 Bean supply department
7A Bean storage container
7B coffee mill
7C Mill motor
7D shoot
7a Rotating shaft
7b wire
7d lid
8 Bean canister
9 cups
10 Hot water tank
10A power supply
10B Float switch
10D hot water temperature sensor
11 Sugar container
12A cream container
12B cream container
13 Shoot
14 Mixing bowl
14A supply pipe
15A piping
15B piping
17 滓 Bucket
18 Drainage bucket
19 Flow sensor
20 Solenoid valve
21 Check valve
22 Extraction hot water valve
23A hot water valve
23B hot water valve
24 hot water valve
25 Pressure sensor
30 Extractor
30A Beverage supply pipe
31 Guide plate
32 cylinders
32A engagement protrusion
33 Piston drive motor
34 Torque transmission
34A fulcrum
35 Cap motor
35A gear
36 gear
36C optical sensor
37 cap
37A Seal member
38 rods
39 Piston
39A Piston head
39B Piston base
39C screw
39D sending section
39F filter
39E ring
75E Bean discharge part
40 Slide guide
50A protrusion
51 Weighing room
52 Hinge
55A Spring
56 piston rod
56A rack
56B Spring part
56D piston
56a Protrusion
57 Optical sensor
58 Drive shaft
58A Drive gear
59 Torque transmission
59A Weighing motor
59B Weighing encoder
60 pumps
60A bypass pipe
60B relief valve
60D gear
60E gear
60F rotation axis
60G pump drive motor
70 Motor drive circuit
72 Sensing resistance
73 Converter
74 Current detection circuit
75 body
75A fixed blade
75B coffee bean guidance part
75C Bean introduction part
75D thread
76 Grinding blade
76A key
77 Bearing
78 Grinding blade adjustment member
78A Screw part
78B Gear section
79 Seal member
80A Lower body
80B discharge port
80C upper body
81 engaging claw
82 Hinge
83 cap
84 nails
85 Gasket
86 Bean Ogre
87 wheels
88 wheels
88A pin
89 Agitator
90 Pressure regulating solenoid valve
100 Control unit
102 memory
103 timer
104 Input section
105 display
105A Extraction status display
105B Extraction time display
105C Extraction pressure display
105D Increase / decrease display
105E Grain size display
105a Suitable range
106 Detection unit
107 Valve drive
108 Motor drive unit
341 Gear
342A gear
343 axes
344A gear
344B Worm gear
345 axes
345A gear
345B gear
346 axes
346A Gear
346A Gear
346B gear
346B gear
347A gear
347B gear
348 rack
Claims (4)
前記挽き豆を抽出するときのろ過抵抗に基づく抽出動作の適正または不適正を検出する抽出状態検出手段を有し、
前記抽出状態検出手段は、前記挽き豆の抽出時における抽出圧力を検出する圧力検出部と、前記挽き豆の抽出時における抽出時間を計測する計測部と、前記抽出圧力と前記抽出時間に基づく前記挽き豆の抽出結果を表示するディスプレイと、前記挽き豆の抽出結果が適正な範囲にあるとき、前記ディスプレイに適正表示を表示させ、前記挽き豆の抽出結果が不適正な範囲にあるとき、前記ディスプレイに不適正表示を表示させる制御手段を有することを特徴とするカップ式自動販売機。 In a cup-type vending machine for supplying coffee beans by supplying ground beans obtained by pulverizing coffee beans to a predetermined particle size to an extractor and supplying predetermined hot water from a hot water tank to the extractor via a pipe ,
Having an extraction state detecting means for detecting appropriate or inappropriate extraction operation based on filtration resistance when extracting the ground beans,
The extraction state detection means includes a pressure detection unit that detects an extraction pressure during extraction of the ground beans, a measurement unit that measures an extraction time during extraction of the ground beans, and the extraction pressure and the extraction time based on the extraction time. When the display of the ground bean extraction result and the extraction result of the ground bean are in an appropriate range, the proper display is displayed on the display, and when the extraction result of the ground bean is in an inappropriate range, A cup-type vending machine comprising control means for displaying an inappropriate display on a display.
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