JP5902681B2 - 遠心力を加えることによって飲料を調製するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠心力を加えることによって飲料を調製する分野に関する。具体的には、本発明は、容器から飲料を淹出し、抽出するために遠心力を加えることを利用して、コーヒーなどの飲料を調製するための装置に関する。

遠心力を加えることを利用した飲料の調製は、周知である。この原理は、主に、容器内に飲料原材料を供給し、容器内に液体を供給し、および、液体と粉末との相互作用を確実にする一方で、容器内に液体の圧力勾配を形成する（なお、このような圧力は、容器の中心部から周辺部にかけて徐々に高くなる。）ために高速で容器を回転させることを基礎としている。液体が、コーヒーベッドを通過するとき、コーヒー複合物の抽出が行われ、容器の周辺部から流出する液体抽出物が得られる。

国際公開第２００８／１４８６０１号パンフレットは、このような原理を利用した装置の可能な例について記載している。この場合、容器は、使用の前に開封される密封されたカプセルである。温水は、回転軸線上に揃えられた水注入器を備える水接触部品を介して、カプセルの中央に供給される。容器は、回転モータによって回転されるカプセル保持器に保持されている。液体接触部品およびカプセル保持部品の双方が転がり軸受に取り付けられている。飲料は、複数の周辺ニードルが容器の蓋を貫通する開口を形成することによって、カプセルから抽出される。カプセルが、その回転軸線を中心に遠心力を加えられると、温水は、飲料原材料を通過し、この飲料原材料と相互作用して液体抽出物を生成し、結果として得られた液体抽出物は、遠心力の作用を受けて周辺開口を通過し、収集器の衝突壁に噴射される。そして、このようにして飲料を構成した液体抽出物は、装置の飲料ダクトを介して排出され、カップなどの受容器に収集される。

国際公開第２００８／１４８６４６号パンフレットおよび国際公開第２００８／１４８６５０号パンフレットは、飲料調製装置について、さらに記載している。飲料調製装置において、例えば、遠心力を加えられて容器から流れ出る液体によって生成される圧力を受けて開くか、または、拡張する弁システムによって、流量制限部が容器、具体的には、カプセルの下流に形成される。弁システムは、カプセルのリム部に対して弾性的に付勢される、装置の可動制限部品によって形成され得る。

米国特許第５５６６６０５号明細書は、温かい飲料の調製機のための変形可能な封止接合部を有する、遠心力を加えるタイプの抽出セルに関する。セルは、ドラム、および、ドラムと共に内部容積部を形成するカバーを備える。カバーは、ランプ（ｒａｍｐ）と係合する取付け耳によってドラムと連結される。

米国特許第２００３／００５２２０６号明細書は、食品加工機器用の駆動器具のための装置に関する。この機器は、機器内に配置された食品の加工、特に、押圧、切断、すりつぶし、またはスライスを行う。この機器は、具体的には、果物および野菜用のジュース抽出器、または、柑橘類の圧搾器、すりおろし器、もしくは野菜切断ディスクに関する。この装置は、基部と連結されたバスケットを備える。基部は、駆動ヘッドの周囲に取り付けられている。基部と駆動ヘッドとの連結は、遠心力を受けて基部の周辺補強材に向かって移動し得るヘッドの少なくとも２つのスタッドによって行われる。さらに、遠心力が加えられない場合、引っ込み位置に向かってスタッドを押し戻すように、弾性の環状膜が備え付けられている。しかしながら、この発明は、駆動ヘッドへの回転器具の迅速な連結、より詳細には、駆動ヘッドへの、果物または野菜の抽出バスケットの迅速な連結に対応しているにすぎない。具体的には、バスケットは、基本的に開いており、液体接触部品によって係合されていない。具体的には、回転部品の連結に直接的または間接的に影響するように、遠心力を受ける液体（例えば、果物ジュース）の圧力が存在していない。

さらに、米国特許第４７００６２１号明細書は、ジュース抽出器などの高速器械のための迅速／切り離し結合に関する。この場合、バスケットは、機械的な調節がなくても、駆動アセンブリに対し、回転のために積極的に連結されて軸方向にラッチされる。

従来技術の飲料調製装置では、容器に水を供給する水接触部品、および、容器を保持する保持部品が、バヨネットシステムなどの閉鎖機構によって互いに固定される、装置のフレーム部に沿って回転可能である。保持部品は、一般に、少なくとも１つの転がり軸受を介してフレーム部品に取り付けられる。さらに、液体接触部品は、一般に、同様に少なくとも１つの転がり軸受に沿って取り付けられるフレーム部品の一部である。装置が遠心力の作用中に高速で回転するとき、液体抽出物の圧力は、回転部品に対して、これらの回転部品を分離しようとする顕著な軸方向および半径方向の力を生成する。

従来技術の飲料調製装置には、液体の遠心圧力によって生成される軸方向および半径方向の力に適切に抵抗するように容器の周辺の装置を閉鎖することが困難であるという問題がある。液体の遠心圧力は、液体接触部品を押圧して開こうとするのと同時に、部品の連結部に伝達される。遠心圧力に抵抗して部品の十分な閉鎖を維持するために、通常は、容器を正確に保持し、かつこれと係合する長い公差チェーンを形成する複合閉鎖システムが必要とされる。さらに、回転する容器内に存在する液圧により、軸方向の力は、転がり軸受などの、装置の基本的な支持手段に対する過大な荷重を生み出す傾向にある。結果として、軸受および装置の他の荷重支持機械部品は、早くに摩耗する可能性がある。これらの問題を防止するために、装置は、頑丈に作られなければならず、このことが、装置のコストに影響を与えてしまう。

本発明は、上記した問題を解決することを目的としている。

このために、本発明は、請求項１に記載の装置に関する。従属請求項は、本発明をさらに展開している。

具体的には、本発明は、容器を駆動して遠心力を加えることによって、容器に含まれる飲料原材料から飲料を調製するための装置であって、
容器を回転縦軸線に沿って回転駆動することを可能にする位置に容器を保持するために配置された保持部品と、
容器と係合するために、ならびに、容器内に水を供給するために、および／または、容器から飲料を抽出するために配置された液体接触部品と、
容器内での飲料原材料と水との相互作用によって得られた飲料を収集するための収集部品とを備え、
保持部品および液体接触部品が、遠心力の作用中に容器と共に回転するような仕方で連結手段によって互いに連結されており、連結手段が、少なくとも、保持部品の第１の係合面と、液体接触部品の第２の係合面とを備え、保持部品および液体接触部品が、互いに離れる方向に、少なくとも回転縦軸線の方向に移動することを防止するような仕方で、第１の係合面および第２の係合面が、連結時に互いに接触係合し、連結手段が、少なくとも１つの慣性質量体をさらに備え、少なくとも１つの慣性質量体が、遠心力の増加の結果として２つの係合面間の係合力が増加することを可能とするために、少なくとも１つの半径方向に少なくとも１つの自由度を有しながら、上記部品の少なくとも一方に移動可能に連結されるように配置されている装置に関する。

したがって、従来の装置に反して、本発明の装置は、装置の主要な回転部品間の閉鎖連結を遠心力の作用によってより強固にする。部品間の係合力は、容器内で遠心力を受ける液体の作用により部品間を開こうとする開放力（具体的には、液体接触部品に対して作用する）に打ち勝つほどに、遠心力を受けて増加する。

具体的には、装置は、容器が保持部品と液体接触部品との間に保持されるように配置される。液体接触部品は、容器が保持部品内に保持される際に、容器と係合するように配置される。これにより、液体接触部品は、容器内の液圧の勾配の影響を受ける。したがって、本発明によって、連結がこのような圧力に抵抗すること、および、液体接触部品が飲料抽出中に容器と係合し続けることが確実になる。

本発明の態様によれば、少なくとも１つの慣性質量体が、液体接触部品または保持部品の一方と、摺動配置または回転配置において移動可能に結合される。例えば、慣性質量体は、ラッチピンもしくはフック部材の一部または全体であってもよい。このようなラッチピンまたはフック部材の一部は、他の部品の少なくとも１つの凹部と係合する。

装置の２つの部品の係合面は、少なくとも、回転縦軸線の方向に対して傾斜または湾曲した、部品の方向に延在するようになっている。この結果として、遠心力は、係合面に加わる軸線方向の力の成分を生成して、遠心力を加える動作の最中に部品間の連結を強くする。

第１の係合面が突出部材の一部であり、第２の係合面が少なくとも１つの凹部材の一部であることによって、全体として連結手段の相互ラッチ係合部が形成されるか、または、反対に、第１の係合面が少なくとも１つの凹部材の一部であり、第２の係合面が少なくとも１つの突出部材の一部であることによって、全体として連結手段の相互ラッチ係合部が形成されることが好ましい。

突出部材は、異なる半径方向に延在し、かつ、他の部品の少なくとも１つの凹部と係合する弾性的に付勢された複数のピンから形成されてもよい。弾性的に付勢されたピンが、ロッキング係合の際に、カプセル保持部品の周囲溝に入り込むことが好ましい。

一般に、ピンは、液体接触部品に設けられたハウジング内に案内される。螺旋ばねなどのばね付勢手段は、各ハウジングの当接面とピンとの間の凹部内に収容される。このような配置は、他の部品の凹部との組合せにおいて、ラッチを構成する。

一般に、弾性的に付勢されたピンのそれぞれは、慣性質量体を形成するか、慣性質量体を支持するか、または慣性質量体と結合されてもよい。好ましい態様では、突出部材、例えば、ピンは、それ自体で慣性質量体を構成する。このために、ピンは、金属などの高密度材料から作製される。例えば、ピンは、鋼、銅、真鍮、およびリードなどから作製される。

別の選択肢として、慣性質量体は、突出部材と係合して協働する別の要素であってもよい。また、慣性質量体は、機械的リンク機構を介して突出部材と結合される要素であってもよい。一般に、液体接触部品は、容器の中央に液体を注入するための手段を備えてもよい。具体的には、液体注入手段は、容器の蓋を穿孔するか、または、容器の蓋に形成された入口を貫通する中空ニードルによって形成されてもよい。また、液体注入手段は、容器の入口の周囲に適合するノズルであってもよい。

液体接触部品は、容器から飲料を抽出するための手段を備えてもよい。飲料抽出手段は、容器の上壁に出口開口を穿孔するための一連の穿孔部材を備えてもよい。穿孔部材は、液体接触部品の円形パターンに沿って分散された複数の小さな円錐形部材またはピラミッド形部材であってもよい。これらの部材によって、容器の蓋を穿孔して貫通させてもよい。蓋は、気密膜、有孔膜、織布、濾過紙、またはこれらの組合せであってもよい。場合によっては、蓋の厚さの一部が、部材による穿孔に耐えるようになっていてもよい。

容器内の液体抽出物によって生成される遠心圧力を制御するために、装置は、容器のリム部と係合する押圧部を備える流量制限弁を備える。このような弁手段およびその機能については、例えば、国際公開第２００８／１４８６４６号パンフレットに記載されている。弁の機能は、基本的に、容器内での液体の滞留時間の制御、および、容器から流出する遠心力を受けた液体の流量の制御を可能とする背圧を与えることである。

装置の押圧部は、弾性付勢手段の荷重を受けて容器のリム部と係合し、遠心力の作用中に、液体接触部品の押圧部が、十分な回転速度に達したときに遠心力を受けた飲料によって弁に対して形成される圧力によって容器のリム部から離れる方向に移動し、これにより、押圧部と容器のリム部との間に少なくとも１つの流路が形成されることが好ましい。容器は、押圧部と係合する際のリム部の選択された厚さによって決まる予備的制約によって弁が決定されるように、特定の厚さを有するリム部を有するもののなかから選択されてもよい。通常、厚さが大きくなればなるほど、弁手段に対する予備的制約は大きくなり、所定の流量に必要とされる回転速度が大きくなる。このような弁制御の原理については、「ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｃａｐｓｕｌｅｓ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ａ ｂｅｖｅｒａｇｅ ｂｙ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ」という名称の、同時係属中の欧州特許出願公開第０９１７８４００．９号明細書にさらに記載されている。本発明の利点として、流量制限弁によって制御される飲料の流れが、より確実に制御され得ることが挙げられる。

可能な態様では、連結手段は、容器の上方に配置される。このような態様では、保持部品は、半径方向の貫通開口を備え、遠心力を受けた液体が、保持部品を囲む収集部品の壁に衝突する前に保持部品を横断することを可能とするために、貫通開口が、容器のリム部と実質的に同じ高さに配置されてもよい。

さらに、装置は、保持部品または液体接触部品の一方と共に配置される自己アライメント装置を備え、自己アライメント装置が、部品の回転心棒の軸受とフレームとの間に弾性手段を備えてもよい。この自己アライメント装置は、弾性によって、閉じられる回転部品間の不整合を補正する。また、この自己アライメント装置は、他の連結手段との相乗効果によって閉鎖に関して装置の柔軟性および効率に関与する。

装置は、部品が互いに十分に離されていて、保持部品への容器の配置を可能とする開放位置から、連結手段の係合が可能となる閉鎖位置まで、上記部品の少なくとも一方を他方に対して案内し、移動させることによって、液体接触部品と保持部品との連結係合を行う閉鎖実行機構をさらに備える。また、閉鎖実行手段は、装置からの容器の取外しを可能とするために、部品の開放を実行するように配置される。このような閉鎖実行機構は、カムシステム、回転バヨネット式の閉鎖システム、または、膝継手手段、または、液圧手段、または、モータの付いたスピンドルタイプの機構、または、これらのシステムの組合せであってもよい。

容器は、１回分の飲料原材料を含むカプセルであることが好ましい。カプセルは、拡張側壁と、外側に突出するリム部と、本体を覆う蓋とを備えるカップ形状の本体を備えてもよい。リム部は、カプセル保持部品と液体接触部品との間に介挿されるように設計されている。具体的には、リム部は、一方の側では、液体接触部品の制限弁の押圧部と係合し、他方の側では、保持部品上に保持される。

「カプセル」という用語は、可撓性、剛性、または半剛性の、飲料原材料を含む任意の容器を示す。カプセルは、本発明の装置から分離可能であり、通常は装置での使用後に処分される（例えば、リサイクルされるか、堆肥にされるか、または焼却処分される）。カプセルの他の同義語に、「ポッド」、「パッド」、「カートリッジ」、または「小袋」がある。カプセルは、使い捨てであってもよい。また、容器には、使用の直前にカプセルを用意するために、使用者によって原材料が充填されてもよい。

飲料原材料は、液体、具体的には、温水との相互作用の際に飲料または液体食品を生成する、任意の適切な食品または飲料の原材料であってもよい。具体的には、飲料原材料は、焙煎して挽いたコーヒー、可溶性コーヒー、未焙煎コーヒー、葉茶、可溶性茶、ハーブティー、チコリー、ココア、ミルク、スープ粉末、乳児用調製粉乳、およびこれらの組合せからなる群から選択される。飲料原材料は、基本的には、焙煎して挽いたコーヒー粉末であることが好ましい。

本明細書において、軸線方向および半径方向への言及は、通常、回転部品または容器の回転縦軸線に関して行われている。軸線方向は、このような軸線の方向、または、このような軸線と平行な方向を示している。半径方向は、軸線に垂直な任意の可能な方向を指示している。

本発明のさらなる特徴、利点、および目的は、添付の図面と共に記載される際の、好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を考慮することによって、明らかとなる。

淹出ユニットが閉じた状態にある、本発明の装置を示している。 容器を含む図１の装置の部分分解図を示している。 本発明の装置の容器の周辺に閉じられた際の装置の部分断面図を示している。 図３の詳細図である。 本発明の装置の斜視図を示している。 断面Ａ−Ａにおける、本発明の装置の詳細を示しており、具体的には、装置の様々な部品のアライメントを確実とする装置の適合モジュールを示している。 液体接触部品および保持部品の異なる連結段を示す様々な淹出ユニットの概略図を示している。 液体接触部品および保持部品の異なる連結段を示す様々な淹出ユニットの概略図を示している。 液体接触部品および保持部品の異なる連結段を示す様々な淹出ユニットの概略図を示している。 液体接触部品および保持部品の異なる連結段を示す様々な淹出ユニットの概略図を示している。

以下、例として、図１〜図４に関連する第１の実施形態について説明する。

本発明の装置１は、一般に、後により詳細に説明する取外し可能なカプセル１７などの容器を受け入れ、これに遠心力を加えるための、「それ自体」知られている、遠心力を利用した淹出ユニット２を備える。遠心力を利用した淹出ユニットは、容器内に含まれる飲料原材料および容器内に注入される水の双方から、コーヒーなどの飲料を調製するために設計されている。注入される水が（混合などによって）飲料原材料と完全に相互作用し、遠心力によって、容器の周辺部から流出させられる飲料が得られる。ユニット２は、リザーバ４からユニット２に加熱された液体、好ましくは、水を供給するための液体供給ライン３と液体連通するように配置されている。液体は、ポンプ５によってライン３を介して流れる。ポンプ５は、例えばピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、または蠕動ポンプなど、任意の適切なタイプのものである。加熱器６は、周囲温度より高い温度に液体を加熱するために液体供給ラインの途中に備え付けられている。温度は、抽出される飲料に応じて変更されてもよい。例えば、コーヒーの場合、水は、摂氏約７０〜１００度に加熱されてもよい。

淹出ユニット２は、互いに連結された２つの回転部品、具体的には、液体接触部品８および下部保持部品１６を備える。２つの部品は、飲料原材料を含むカプセルなどの容器を保持するために設計されている。この装置は、結合手段７（簡潔にするためにここでは機械的な詳細は省く。）を介して、保持部品１６などの、淹出モジュールの回転部品の一方と結合された、回転モータ８６などの回転駆動手段をさらに備える。回転部品は、回転縦軸線「I」に沿って閉鎖された状態に配置されている。回転軸線「I」は、必ずしも鉛直である必要はなく、鉛直に対して特定の角度に傾斜していてもよいことに留意すべきである。さらに、制御ユニット５０が、淹出動作、具体的には、モータ８６の回転速度、加熱器によって供給される液体の温度、ならびにポンプによって供給される液体の流量および量などの他の動作を制御するために備えられている。

より詳細には図２に見ることができるように、液体接触部品８は、転がり軸受アセンブリによって上部フレーム９内に支持されており、下部保持部品１６も同様に、転がり軸受アセンブリによって支持されている。液体接触部品８は、転がり軸受１０によって、および、上部フレームと転がり軸受との間に介挿された弾性付勢手段１１の力を受けて、上部フレーム９内に取り付けられる。上部フレーム９は、弾性付勢手段を構成する螺旋ばね１１を受け入れる、断面が小さくなった内部ハウジング１２を備える。ばね１１は、軸受１０に隣接して配置されたリング１３を押圧する。ばね１１は、軸線方向に装置を閉鎖するとき、遊びおよび交差を補償する働きをする。液体接触部品８は、転がり軸受１０の内側を通過して係合するように設計された中央部を備えるベースプレート１４をさらに備え、一方、転がり軸受の外面は、内部ハウジング１２内に収まる。淹出ユニットの下側には、カプセル１７を支持するための保持部品１６を受け入れるための下部フレーム１５が配置されている。保持部品１６は、断面の小さくなった、下部フレームの下部ハウジング１９に収まる下部転がり軸受１８によって、下部フレーム１５を貫通して回転可能に取り付けられている。

飲料原材料を含むカプセル１７は、２つの回転部品８、１６間に配置されている。カプセルは、保持部品１６によって保持され、液体接触部品８によって上方から係合されるように設計され、大きさを調整されている。カプセルは、底部３４と、リム部３８が外側に延出した拡張側壁３９とを有する本体を備える。蓋などの上壁３７によって、本体は覆われている。蓋は、気密膜および／または有孔壁であってもよい。

液体接触部品８は、カプセル１７内に液体を注入するために設計された注入器３５を備える。注入器は、ベースプレート１４を貫通し、穿孔先端で終端しているチューブから形成されてもよい。注入器の上端は、液体供給ライン３と液体連通している。逆止弁などの付加的な液体制御手段が、先端の前に備え付けられてもよい。液体接触部品の下面の周辺部には、複数の飲料出口を設けるためにカプセルの上壁３７の複数のゾーンを穿孔するように設計された一連の飲料抽出手段３６が配置されている。これにより、遠心力が最も高くなる、カプセルのリム３８の近くの上壁３７に、周辺出口が形成される。あるいは、カプセルの側壁３９に出口を設けること、または、カプセルの上壁３７および側壁３９の双方に出口を設けることを考えることもできる。さらに、出口は、装置内にカプセルを挿置する前に、カプセルに予め形成されてもよい。また、リムが、遠心力を受ける液体のための複数の出口として形成されることがあってもよい。

図３および図３Ａに明らかなように、カプセル１７のリム３８と液体接触部品のばね付勢押圧部４１との間に流量制限部またはベンチュリ部を形成するために、国際公開第２００８／１４８６４６号パンフレットに記載されているような弁手段４０が備え付けられてもよい。ばね付勢押圧部４１は、例えば、ベースプレートの周辺凹部４２に取り付けられた、ゴムまたはプラスチックの環状舌であってもよい。舌は、ばね付勢要素４３によって軸線「I」方向に付勢される。ばね付勢要素４３は、弾性ブレードなどの任意の適切なばねであってもよい。弁手段は、中央ばね１１によってさらに圧力を加えられる。押圧部４１およびばね付勢要素４３が一体部品として形成され得ることに留意すべきである。したがって、カプセルのリム３８は、弁手段の固定部を形成し、ばね付勢押圧部４１は、遠心力を受けた液体の圧力を受けてリムから離れる方向に移動する可動部を形成する。しかしながら、これは逆であってもよい。例えば、カプセルのリムは、リムの内側または下側に配置された弾性手段の力を受けて強制的に開く部分から形成されてもよい。別の選択肢として、弁手段は、国際公開第２００８／１４８６０１号パンフレットに記載されているようなカプセルと完全に一体化されてもよい。

保持部品１６は、保持部品の段部を形成する、リムの支持部６０と、この支持部６０から上方に延在する上部側壁２９とを備える。支持部６０は、カプセルのリム３８の少なくとも一部をしっかりと支持するように構成されている。さらに、側壁２９を貫通する複数の開口６１が、遠心力を受ける飲料が下部回転部品１６を横断し得ることを確実にするために、弁手段と実質的に同じ高さに設けられている。これらの開口の形状は、円形または楕円形など、様々であってもよい。また、これらの開口は、細長いスロットであってもよい。

また、フレーム１５には、カプセルから流出して弁手段４０および開口６１を通過する、遠心力を受ける飲料を受け取るための収集器４４が備え付けられている。収集器は、下部フレーム１５と保持部品１６との間に配置された、Ｕ字形状の環状壁を備える。外側のこの環状壁は、開口６１よりも高く上方に延在していて、カプセルから出てくる遠心力を受ける液体のための衝突壁を形成している。収集器については、飲料出口４６の近くにおいて、環状壁の角度の付いた部分（ａｎｇｕｌａｒ ｐｏｒｔｉｏｎ）がさらに延在している。このような出口は、下部フレーム１５に設けられた開口４７を横断している。したがって、遠心力を加えている最中に、飲料は、収集器４４に収集され、出口の下方に配置された受容器（例えば、カップ）を満たすために、出口を介して放出される。

本発明の一般的態様によれば、双方ともに装置の回転部品である液体接触部品８および保持部品１６は、連結手段によって互いに連結される。回転部品８、１６の連結手段は、全体としてラッチ手段を形成することが好ましい。後により詳細に述べるように、ラッチ手段は、遠心力を加えたことの効果によって外側にある程度移動可能であり、これによって、このような状況下でラッチ要素のラッチ力を強くすることができる少なくとも１つの別個の慣性質量体を形成するか、これの一部であるか、または、これと結合された少なくとも１つのラッチ要素を備える。

本発明の図示されている態様では、装置は、ピン２０、２１を含む一連のラッチを備え、ピン２０、２１のそれぞれは、丸みを帯びた形状の表面などの係合面２３を形成している。より正確には、図示されている態様では、４つのラッチが、９０度の間隔をあけて上記部品の周辺部に分散されている（図４）。ピンは、液体接触部品８のハウジング２４内に収容される。より詳細には、ピンは、ベースプレート１４の外周壁４６内に配置される。ピンおよびハウジングは、部品に沿って半径方向に配置されることが好ましい。さらに、ピンは、２つの回転部品間の確実な連結を行うために、部品の半径方向の異なる位置に分散される。弾性手段２５は、この弾性手段２５が連結操作時に半径方向の内側に向けて押し込まれた際に弾性的に付勢されるように、ピンとハウジングの後方当接面２６との間に介挿される。より詳細には、ピンは、前方のより大きい部分３１、段部３２、および断面のより小さい後方部分３３を有する。なお、後方部分３３は、当接面２６の開口を貫通し、また、保持リング２７によって係合される。より大きい前方部分３１は、ピンに関する有効な慣性質量体を形成している。これにより、好ましくは螺旋ばねである弾性手段２５は、ピンの後方部分３３の周囲に取り付けられつつ、一方の側はピンの段部３２に、他方の側はハウジングの当接面２６に当接する。保持リング２７は、ハウジング内のピンの一部の制御を維持する。

保持部品１６の内側に、ラッチ手段は、溝２８などの周辺凹部をさらに備える。この溝は、相補的な形状をしており、また、複数のピンによって係合される保持部品の側壁４９の管状内面４７の内周に延在している。より正確には、この溝は、容器が保持部品の適切な位置にはめ込まれた際に容器１７よりも上方に位置するよう内面４７に設けられている。連続的な凹部２８の利点は、連結操作時に液体接触部品８を特定の方向に配置することを、必ずしも必要としないことである。

図３および図３Ａは、液体接触部品８が、保持部品の溝２８に係合されたピンによって、保持部品１６と連結された際の装置を示している。ピンの相補的な凸面２３と係合する、溝の保持凹面４８が、設けられている。溝の湾曲した保持面４８は、上方および内側に延在しており、ピンの相補的な湾曲面２３と係合する。装置が、図３に示されているように淹出状況に置かれたとき、カプセル１７は、ラッチ手段によって閉じられた２つの部分８、１６によって、回転駆動される。動的液圧がカプセル内に形成される。このような圧力は、圧力曲線３０によって示されているように、中心軸線Iから周辺部に向かって次第に高くなっている。この液圧は、カプセルの最も周辺の点において最大値に達する。圧力は、液体接触部品に対して軸線方向に加えられて、弁手段４０が開かれ、これにより、遠心力を受けた飲料のための制限された流路が形成される。例えば、弁手段４０は、圧力が弁手段、例えば、複数のバーの上流において閾値に達したときに開く。弁手段の開口は、先に言及したように上方に屈折する舌４１によって行われる。なぜなら、溝の湾曲した保持面４８が、上方および内側に延在しており、板ばね４３を変形させ、これにより、ピンの湾曲面２３と共に、縦軸線Iの方向に加えられる液体の分離力に対抗する当接手段を形成するからである。これらの軸線方向の力が２つの部品８、１６を分離させるように加わるとき、これらの表面２３、４８は、このような分離に抵抗するように互いに係合して協働する。

装置が静止している場合、つまり、装置が縦軸線Iの周囲を回転していない場合は、ラッチ手段の、軸線方向の保持力のみが、同じ表面２３、４８に加わる力によって得られているが、この保持力は、溝内にピンを維持する弾性手段２５のみに由来している。このような保持力は、遠心力と比較すると相対的に低い。しかしながら、装置の静止時に保持力がより低いことの利点は、液体接触部品および保持部品の連結および分離が容易であることである。

弁手段を正しく機能させるために、ラッチ手段によって行われる連結は、動的液圧に抵抗しなければならない。具体的には、回転によって生成される遠心力Ｆｃは、遠心力を受けるピンの質量に起因する軸線方向の動的閉鎖力Ｆｄを生成する。これらの力および係合面２３、４８の方向の結果として、閉鎖力は、システムの静止状態にある場合の弾性手段のみによって生成される閉鎖力と比べて、大幅に大きくなる。例えば、力Ｆｄは、約１００００ｒｐｍの最大回転速度では、８００Ｎに近い値に達する場合がある。この値は、回転が停止されている場合、約５０〜１００Ｎまで減少する。

液体接触部品と保持部品との連結の実行は、例えば、図１に示されているような上部フレームに働きかける閉鎖実行機構４５によって行われる。閉鎖機構は、図示されているようなカムシステム、または、回転バヨネット式の閉鎖システム、または、膝継手手段、または、液圧手段、または、モータの付いたスピンドルタイプの機構、または、これらのシステムの組合せであってもよい。言うまでもなく、この閉鎖機構は、下部フレーム１５、または、部品間の相対的な閉鎖動作のためにフレーム９、１５の双方と関連付けられてもよい。

図５は、保持部品と液体接触部品との自己アライメントを確実にするための、装置の下部軸受連結部の可能な詳細について示している。一般的な原理上、保持部品の回転心棒７０は、半径方向「Ｒ」にばね付勢されているが、軸線「I」方向には動きにくくなっている。この特定の態様では、心棒７０は、軸受１８に固定されており、一方、軸受１８は、一連の螺旋板ばね７１によって下部フレーム部のハウジング１９と結合されている。この自己アライメント装置によって、遠心力が加えられている最中の振動がさらに低減される。言うまでもなく、弾性手段７１は、半径方向に弾性的に変位する、例えばゴム要素などの任意の同等の手段によって置き換えられてもよい。さらに、この自己アライメントシステムは、同様に上部軸受アセンブリに配置されてもよい。

本発明のラッチ原理は、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な設計を採用することができる。図６〜図７の実施形態に示されているように、保持部品１６は、保持部品に枢動可能に取り付けられたフック部材８０によって、液体接触部品８と連結される。フック部材８０は、係合ヘッド８１を備える。液体接触部品は、周辺溝８２を有する周辺部を備え、フック部材８０は、弾性付勢部材８３によって外側へ付勢されている。弾性付勢部材８３は、例えばフック部材と保持部品の側壁８４との間に配置されてもよい。複数のフック部材が、保持部品と液体接触部品との確実な連結を行うために、保持部品の半径方向の異なる位置に分散されてもよい。フック部材８０は、枢動軸８８を中心に移動可能な個別の慣性質量体を形成している。係合時に溝８２へフック部材８０を導入するために、部品８、１６は、ヘッド８１がカム部８５を通過して溝８２と係合するために弾性付勢部材８３に抗して内側に押されるまで、互いに対して軸方向に移動させられる（図７）。フック部材は、溝８２の係合面８７と係合する係合面８６をさらに備える。係合面８６、８７は、遠心力が生成されるか、または、大きくなるときに大きくなる軸線方向の力の成分を得るために、横方向に対してわずかに傾斜している。

静止時、これらの連結手段は、弾性付勢部材８３の力によって決定される、適度な軸方向の成分の閉鎖力Ｆｓをもたらす（図８）。淹出ユニットの２つの部品８、１６が縦軸線Iの周囲を一緒に回転駆動されるとき、動的な力の軸方向の成分Ｆｄは、保持部品に対する枢動配置によって可動であるフック部材に遠心力が作用するため、大きくなる。

Claims (15)

1. 容器を駆動して遠心力を加えることによって、前記容器（１７）に含まれる飲料原材料から飲料を調製するための装置であって、
   前記容器を回転縦軸線（I）に沿って回転駆動することを可能にする位置に前記容器を保持するために配置された保持部品（１６）と、
   前記容器（１７）と係合するために配置された液体接触部品（８）と、
   前記容器内での前記飲料原材料と水との相互作用によって得られた前記飲料を収集するための収集部品（４４）とを備え、
   前記保持部品および前記液体接触部品（８、１６）が、遠心力の作用中に前記容器と共に回転するような仕方で連結手段によって互いに連結されており、前記連結手段が、少なくとも、前記保持部品（１６）の第１の係合面（４８、８６）と、前記液体接触部品（８）の第２の係合面（２３、８７）とを備え、前記保持部品（１６）および前記液体接触部品（８）が、互いに離れる方向に、少なくとも回転縦軸線（I）の方向に移動することを防止するような仕方で、前記第１の係合面（４８、８６）および前記第２の係合面（２３、８７）が、連結時に互いに接触係合し、前記連結手段が、少なくとも１つの慣性質量体（２０、２１、３１、８０）をさらに備え、前記少なくとも１つの慣性質量体（２０、２１、３１、８０）が、遠心力の増加の結果として２つの前記係合面間の係合力が増加することを可能とするために、少なくとも１つの半径方向に少なくとも１つの自由度を有しながら、前記保持部品（１６）及び前記液体接触部品（８）の少なくとも一方に移動可能に連結されるように配置されている装置において、
   前記液体接触部品（８）は、前記液体接触部品（８）と前記保持部品（１６）との間で前記容器が保持されるように前記容器が前記保持部品（１６）内に保持される際に前記容器と係合するために配置され、かつ、前記液体接触部品（８）は、前記容器内に水を供給するために、および／または、前記容器から前記飲料を抽出するために配置されており、
   前記連結手段が、異なる半径方向に延在し、かつ、前記保持部品の少なくとも１つの溝（２８）と係合する弾性的に付勢された複数のピン（２０、２１）を含み、前記少なくとも１つの溝（２８）は前記第１の係合面を形成し、前記複数のピンの各々は前記第２の係合面を形成し、前記第１の係合面と前記第２の係合面とは互いに相補的な形状を有している、装置。
2. 前記少なくとも１つの慣性質量体（２０、２１、３１、８０）が、前記液体接触部品（８）または前記保持部品（１６）の一方と、摺動配置または回転配置において移動可能に結合されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置の前記保持部品（１６）の前記第１の係合面（４８、８６）及び前記液体接触部品（８）の前記第２の係合面（２３、８７）が、少なくとも、回転縦軸線の方向に対して傾斜または湾曲した方向に延在するようになっている、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記弾性的に付勢されたピン（２０、２１）が、ラッチ係合の際に、前記保持部品（１６）の周囲溝（２８）に入り込む、請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
5. 前記弾性的に付勢されたピン（２０〜２２）のそれぞれが、前記慣性質量体を形成するか、前記慣性質量体を支持するか、または前記慣性質量体と結合される、請求項１〜４の何れか一項に記載の装置。
6. 前記保持部品または前記液体接触部品の一方と共に配置される自己アライメント装置（１９）を備え、該自己アライメント装置が、前記保持部品または前記液体接触部品の回転心棒（７０）の軸受（１８）とフレーム（１５）との間に弾性手段（７１）を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記液体接触部品（８）が、前記容器（１７）の中央に液体を注入するための手段（３５）を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記液体接触部品（８）が、前記容器から前記飲料を抽出するための手段（３６）を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記飲料抽出手段（３６）が、前記容器の上壁および／または側壁に出口開口を穿孔するための一連の穿孔部材を備える、請求項８に記載の装置。
10. 前記容器のリム部（３８）と係合する押圧部（４１）を備える流量制限弁（４０）を備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記流量制限弁の前記押圧部（４１）が、弾性付勢手段による荷重を受けて前記容器のリム部（３８）と係合し、遠心力の作用中に、前記押圧部が、遠心力を受けた前記飲料の圧力によって、前記リム部から離れる方向に移動させられ、これにより、前記押圧部と前記容器の前記リム部との間に少なくとも１つの流路が形成される、請求項１０に記載の装置。
12. 前記連結手段（２０、２１、２５、２８）が、前記容器（１７）の上方に配置される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記保持部品（１６）が、半径方向の貫通開口（６１）を備え、遠心力を受けた前記液体が、前記保持部品（１６）を囲む前記収集部品（４４）の壁に衝突する前に前記保持部品を横断することを可能とするために、前記貫通開口が、前記容器の前記リム部（３８）と実質的に同じ高さに配置されている、請求項１０又は１１を引用する請求項１２に記載の装置。
14. 前記容器が１回分の飲料原材料を含むカプセル（１７）であり、該カプセルがカップ形状の本体を備え、該本体が、底部（３４）と、拡張側壁（３９）と、外側に突出するリム部（３８）と、前記本体を覆う上壁（３７）とを有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記飲料原材料が、焙煎して挽いたコーヒー粉末である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。

Images