JP2000348255A

JP2000348255A - 飲料供給装置

Info

Publication number: JP2000348255A
Application number: JP11158792A
Authority: JP
Inventors: Noboru Chigira; 登千木良
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2019-06-04
Also published as: JP3796066B2

Abstract

(57)【要約】【課題】送水量の調節が容易で、安定した送水特性を
得ることができる飲料供給装置を提供する。【解決手段】所定の駆動間隔で交互に駆動される直流
ポンプ５Ａ，５Ｂを配管３Ａに並列に接続し、抽出機８
に圧送される飲料水に安定した脈動を発生させるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は飲料供給装置に関
し、特に、コーヒー飲料の抽出状態に応じて適切な流量
で抽出用の湯を供給することのできる飲料供給装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の飲料供給装置として、所定の粒度
に粉砕されたコーヒー豆を抽出機に供給し、ポンプで加
圧した所定の高温の湯を抽出機に供給してコーヒー飲料
を高圧で抽出するものがある。

【０００３】図１２は、従来の飲料供給装置を示し、取
水管１に接続されるシスターン２と、シスターン２から
配管３Ａを介して飲料水を供給されるボイラー４と、配
管３Ａに設けられて飲料水を加圧して供給する交流電磁
ポンプ（以下、交流ポンプという）５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、挽き豆供給部７から供給される所定の粒度の挽き豆
をボイラー４から配管６を介して供給される湯で抽出し
てコーヒー飲料を生成し、飲料供給管８Ｂを介してカッ
プ９に供給する抽出機８と、シスターン２から配管３Ｂ
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、砂糖を貯蔵する砂糖容器
１１と、クリームを貯蔵するクリーム容器１２と、砂糖
およびクリームをシュート１３を介して供給されるミキ
シングボウル１４と、湯タンク１０からミキシングボウ
ル１４に湯を供給するための配管１５と、湯タンク１０
からカップ９に湯を供給するための配管１６と、抽出機
８で発生するコーヒー豆の抽出滓を受容する滓バケツ１
７と、カップ９の下部に配置される排水バケツ１８と、
取水管１の設けられる取水弁１Ａと、配管３Ａに設けら
れて飲料水の流量に応じた流量信号を発生する流量計１
９と、配管３Ｂに設けられる電磁弁２０と、ポンプ５の
下流の配管３Ａに設けられる逆止弁２１と、ボイラー４
の下流の配管６に設けられる抽出湯弁２２と、配管１５
に設けられる湯弁２３と、配管１６に設けられる湯弁２
４を有する。

【０００４】シスターン２は、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
信号を発生するフロートスイッチ２Ａを有する。ボイラ
ー４は、飲料水加熱用のヒータＨ_２に電流を供給する電
源部４Ａと、ボイラー内部の水位低下を検出する水位セ
ンサ４Ｂと、ボイラー内部の水温を検出する温度センサ
４Ｃを有し、水位センサ４Ｂは所定の水位レベルに一対
の電極を設け、湯に浸漬された状態で電極間が導通し、
湯面から露出すると非通電となることに基づいて水位の
低下を検出する。ポンプ５は、ポンプ外周に設けられた
コイルに５０／６０Ｈｚの交流電流を供給することで発
生する磁力とポンプ本体内に内蔵されたスプリングの付
勢力に基づいて往復運動するプランジャによって飲料水
を供給方向に圧送する。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で粉砕された挽き豆を受けて
所定の落下方向に導くシュート７Ｄを有する。抽出機８
は、コーヒーミル７から供給される挽き豆を受容する複
数の抽出容器８Ａを有する。湯タンク１０は、飲料水加
熱用のヒータＨ_１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発生するフロートスイッチ１０
Ｂと、タンク内の湯温に応じた温度検出信号を発生する
湯温センサ１０Ｄを有する。抽出湯弁２２は、配管６か
ら分岐した開放側に排水バケツ１８に接続される図示し
ない配管が接続されている。

【０００５】図１３は、ポンプ５の断面を示し、（ａ）
は非通電状態、（ｂ）は通電状態である。（ｃ）はＡＣ
１００Ｖ波形上での（ａ）および（ｂ）の状態を示して
いる。ポンプ５は、シスターンから飲料水を導入する流
入部５１と、流入部５１の近傍に設けられる第１逆止ボ
ール５２Ａと、本体内に設けられる隔壁部５３との間に
位置して第１逆止ボール５２Ａを飲料水の流入方向に付
勢する押えバネ５４と、隔壁部５３の下流側に内蔵され
るプランジャ５７と、隔壁部５３との間に位置してプラ
ンジャ５７を飲料水の流出方向に付勢する送水バネ５６
と、プランジャ５７に内蔵される第２逆止ボール５２Ｂ
と、プランジャ５７内で第２逆止ボール５２Ｂを飲料水
の流入方向に付勢する押えバネ５４と、本体の外周部に
所定の巻数で巻回された巻線５８と、巻線５８を本体に
固定するための巻線固定フランジ５５と、飲料水を流出
する流出部５９と、巻線５８に接続されるダイオード５
８Ａを有する。このダイオード５８Ａは、ＡＣ１００Ｖ
の（＋）側の電流を通過させるようになっている。

【０００６】図１３（ａ）に示す非通電状態では、ダイ
オード５８Ａの極性に対し逆方向の電圧が印加されるこ
とによって巻線５８は非通電となり、プランジャ５７は
送水バネ５６によって流出部方向に付勢される。

【０００７】図１３（ｂ）に示す非通電状態では、ダイ
オード５８Ａの極性に対し順方向の電圧が印加されるこ
とによって巻線５８が通電され、この通電に基づいて発
生する磁力によってプランジャ５７が送水バネ５６の付
勢力に抗して流入部方向に移動することによりプランジ
ャ５７から隔壁部５３にかけての容積が減少し、加圧さ
れた飲料水が流出部５９から下流側に圧送される。

【０００８】図１４は、ポンプ５の運転制御率１００％
と５０％の場合における通電波形と飲料水の圧力波形を
示し、ＡＣ１００Ｖ波形の半波を前述の構成に基づいて
カットすることにより、圧送される飲料水に所定の脈動
が発生する。一般的に、９０度以上の湯をポンプで圧送
する場合、ポンプの流入側に発生する負圧や、これに起
因する気泡の発生、プランジャーの往復運動に基づくキ
ャビテーションの発生といった不具合が生じる。これら
の不具合を回避する目的でボイラー４に給水する水を加
圧し、所定の高圧の湯として抽出機８に供給している。
圧送量の制御は、周波数を変更することにより行う。

【０００９】上記構成の飲料供給装置において、例え
ば、エスプレッソコーヒー飲料の販売要求があると、ポ
ンプ５は、シスターン２に貯水された飲料水を加圧して
ボイラー４に供給する。ボイラー４に設けられたヒータ
Ｈ_２は、販売要求に基づいて通電されて飲料水を加熱す
ることにより９０〜９５℃の湯を生成する。挽き豆供給
部７は、販売要求に応じたコーヒー豆の挽き豆を形成
し、シュート７Ｄを介して抽出機８の抽出容器８Ａに供
給する。この抽出容器８Ａにボイラー４から配管６を介
して湯を加圧供給することによってエスプレッソコーヒ
ー飲料が抽出される。抽出されたエスプレッソコーヒー
飲料は飲料供給管８Ｂを介してカップ９に供給される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の飲料供
給装置によると、交流電磁ポンプに印加する電圧の周波
数を変更すると、規定の周波数で得られる性能が周波数
の変更量に比例しないため、所望の送水量に調整するこ
とが難しいという問題がある。従って、本発明の目的は
送水量の調節が容易で、安定した送水特性を得ることが
できる飲料供給装置を提供することにある。

【００１１】

【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、飲料水を加熱して得られる湯を配管を介して
抽出機に供給し、前記抽出機に供給される所定の粒度の
挽き豆を前記湯で抽出してコーヒー飲料を生成する飲料
供給装置において、前記配管を分岐した複数の配管に設
けられて交互に駆動されることにより前記抽出機の方向
へ前記飲料水あるいは前記湯を送水する複数の直流ポン
プと、前記複数の直流ポンプの運転率、駆動タイミング
等の駆動条件を制御して前記抽出機の方向へ送水される
前記飲料水あるいは前記湯の脈動を抑制する制御手段を
有する飲料供給装置を提供する。

【００１２】上記した飲料供給装置によると、複数の直
流ポンプを飲料水を配管に並列に接続して飲料水を圧送
することにより流量を変化させたときの脈動変化を小に
でき、安定した送水が可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の飲料供給装置を図
面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る飲料供給装置を示し、図１２と同一の部分は同一の引
用数字で示しているので重複する説明は省略する。シス
ターン２からボイラー４に飲料水を供給する配管３Ａに
並列に直流電磁ポンプ（以下、直流ポンプという）５
Ａ，５Ｂが接続され、この直流ポンプ５Ａ，５Ｂの下流
側に熱交換コイル１０Ｃが設けられて湯タンク１０の湯
に浸漬されている。湯に浸漬される熱交換コイル１０Ｃ
の長さは約１０ｍであり、湯タンク１０の下部からコイ
ル内に流入した飲料水が湯タンク上部からボイラー４に
流出するようになっている。湯タンク１０の貯水量は１
２リットル、ヒータＨ_１の出力は１ｋｗである。ボイラ
ー４の貯水量は約１リットル、ヒータＨ_２の出力は０．
３５ｋｗである。また、配管３Ａには配管内の圧力に応
じた圧力信号を発生する圧力センサ２５と、配管内に滞
留する空気を除去するための空気弁２６を有する。

【００１５】また、上記構成の飲料供給装置では、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、ポンプ５Ａ，５Ｂに電流を供給する電源部，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。

【００１６】図２は、抽出機８を示し、４つの抽出容器
８Ａを搭載する基部８０と、基部８０の滓廃棄位置に開
口された滓廃棄孔８１と、基部８０の垂直部にピン８２
によって回動自在に支持されるレバー８３と、レバー８
３の略中間部にピン８４によって回動自在に支持される
抽出ヘッド８５と、レバー８３の先端部にピン８４によ
って回動自在に支持される円板部材８６と、レバー８３
にピン８４によって結合され、駆動系のクランク円板８
８に回動自在に接続されるレバー８７と、回転軸８９Ａ
に固定されたクランク円板８８を駆動する抽出モータ８
９を有し、抽出ヘッド８５には配管６が接続されてい
る。円板部材８６は、抽出容器８Ａの内径に略等しい軟
質の弾性部材をロッド部材に固定して形成されている。
４つの抽出容器８Ａは、ステー８Ｂに９０度間隔で固定
されており、ステー８Ｂには移動モータ８Ｄの回転軸８
Ｃが固定されている。移動モータ８Ｄを反時計方向に駆
動させると抽出容器８Ａが挽き豆供給位置（位置ａ）、
抽出位置（位置ｂ）、滓廃棄位置（位置ｃ）、および待
機位置（位置ｄ）の順に移動する。挽き豆供給位置ａに
は、基部８０を貫通して抽出されたコーヒー飲料を供給
するための孔８Ｅが設けられている。

【００１７】図３（ａ）は、図２の線ａ−ａに沿った断
面を示し、抽出位置ｂに挽き豆が供給された抽出容器８
Ａが配置され、滓廃棄位置ｃに抽出滓の入った抽出容器
８Ａが配置されている。この状態で抽出モータ８９を駆
動してクランク円板８８を上死点（点線で示す位置）か
ら下死点に回転させると、レバー８３がピン８２を軸に
してｂ方向に回動し、抽出ヘッド８５および円板部材８
６が図示する位置に配置される。抽出ヘッド８５の係合
部には、配管６（図示せず）から供給される湯を拡散さ
せる拡散板８５ａが設けられており、基部８０の抽出位
置ｂにはフィルタ８５ｂが設けられている。このフィル
タ８５ｂは、耐腐蝕性の薄い金属板に挽き豆の粒を通過
させない微小な孔を複数設けたものである。

【００１８】図３（ｂ）は、（ａ）に示す状態での挽き
豆供給位置ａにおける抽出容器８Ａを示し、シュート７
Ｄを介して容器内部に所定量の挽き豆が供給される。

【００１９】図３（ｃ）は、（ａ）に示す状態での抽出
位置ｂにおける抽出容器８Ａを示し、抽出容器８Ａに抽
出ヘッド８５が係合すると、シール部材８５Ａによって
抽出ヘッド８５と抽出容器８Ａの隙間がシールされる。
また、基部８０に埋設されたガスケット８５ｃと容器下
部が圧接してシールされることによって抽出容器８Ａが
気密化される。この後、配管６から湯を供給して拡散板
８５ａで拡散させることによってコーヒー飲料の抽出を
行う。抽出されたコーヒー飲料は基部８０に設けられた
フィルタ８５ｂで抽出滓と分離され、孔８Ｅから送出す
る。

【００２０】図３（ｄ）は、（ａ）に示す状態での滓廃
棄位置ｃにおける抽出容器８Ａを示し、抽出容器８Ａに
収容された抽出滓Ａは、円板部材８６によって孔８１か
ら外部に押し出される。

【００２１】図４は、飲料供給装置の制御ブロックを示
し、販売制御部１０１、流量計１９、圧力センサ２５、
シスターンのフロートスイッチ２Ａ、湯タンクのフロー
トスイッチ１０Ａ、ボイラーの水位センサ４Ｂおよび温
度センサ４Ｃから入力する信号に基づいて各部を制御す
る主制御部１０１と、飲料供給装置の各部の制御データ
を格納するメモリ１０２と、基準クロック発生部（図示
せず）で発生するクロックをカウントして時間を計測す
るタイマー１０３を有する。

【００２２】図５（ａ）は、ポンプ５Ａ，５Ｂの運転制
御率１００％とＮ％の場合における通電波形を示し、主
制御部１００から出力される通電信号に基づいてＤＣ２
４Ｖの矩形波をポンプ５Ａ，５Ｂに交互に印加してい
る。同図においてＲは１Ｈｚ当たりの時間であり、Ｓは
通電時間である。Ｒを変化させることなくＳを０〜１／
２まで変化させることによってポンプ５Ａ，５Ｂから送
水される流量を０〜１００％まで変化させることができ
る。コーヒー抽出の実用面からポンプ５Ａ，５Ｂの能力
を絞り込むのは３０％程度までである。このようにポン
プ５Ａ，５ＢをＤＣで並列に配管３Ａに接続する場合、
単体で配管３Ａに接続する場合の半分の送水能力で同等
の耐圧性を有するものを使用する。

【００２３】図５（ｂ）は、運転制御率１００％におけ
る飲料水の圧力波形を示し、ポンプ５Ａ，５Ｂによって
規則的な脈動が得られており、安定した流量の飲料水を
供給することができる。

【００２４】図５（ｃ）は、運転制御率Ｎ％における飲
料水の圧力波形を示し、運転制御率１００％の場合と同
様にポンプ５Ａ，５Ｂによって規則的な脈動が得られて
いる

【００２５】図６は、飲料供給装置のタイミングチャー
トを示し、販売制御部１０１からコーヒーの販売要求信
号が主制御部１００に出力されると、主制御部１００は
ミルモータ７Ｃの電源部に通電信号を出力する。この通
電信号に基づいてミルモータ７Ｃが回転し、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で粉
砕して挽き豆を形成する。また、カップ供給装置からカ
ップが分与される。挽き豆は図示しない計量器によって
計量され、所定の計量値になると主制御部１００に通電
停止信号が出力されることによってミルモータ７Ｃの回
転が停止する。挽き豆供給部７で形成された所定量の挽
き豆はシュート７Ｄを介して抽出機８の挽き豆供給位置
ａに配置された抽出容器８Ａに投入される。挽き豆の投
入後、移動モーター８Ｄが駆動されて４個の抽出容器８
Ａが反時計方向に９０度回転する。この回転に基づいて
挽き豆供給位置ａで挽き豆を投入された抽出容器８Ａが
抽出位置ｂに、抽出滓Ａを有する抽出容器８Ａが滓廃棄
位置ｃに、空の抽出容器８Ａが挽き豆供給位置ａにそれ
ぞれ移動する。移動後、主制御部１００は抽出モータ８
９を駆動してレバー８３を下降させる。このことによっ
て滓廃棄位置ｃの抽出容器８Ａに円板部材８６が挿入さ
れて抽出滓Ａが孔８１を介して押し出される。また、抽
出位置ｂの抽出容器８Ａに抽出ヘッド２５が気密的に係
合し、抽出湯弁２２が開かれてポンプ５Ａ，５Ｂで加圧
された高温の湯が配管６を介して抽出容器８Ａに供給さ
れる。

【００２６】湯タンク１０は、シスターン２から供給さ
れる飲料水の水温が１０℃であるとき、熱交換コイル１
０Ｃを介してボイラー４に湯タンク１０の温度より６℃
低い温度の湯８０ｇを３杯／分で連続２５杯供給するこ
とができる蓄熱性を有する。湯タンク１０の湯温は湯温
センサ１０Ｄから出力される温度検出信号に基づいてヒ
ータＨ_１の通電を制御することにより約８０〜８５℃に
保持される。シスターン２から供給される１０℃の飲料
水を熱交換コイル１０Ｃを通過させることで８５℃に加
熱した場合、熱交換コイル１０Ｃでの温度上昇分は７５
℃で、２５杯分の熱エネルギーに換算すると１５０ｋｃ
ａｌ、ヒータ出力に換算して１．２６ｋｗとなる。連続
２５杯の販売に要する時間は約８．３分である。このこ
とから、湯タンク１０の湯温が約８０〜８５℃であると
き、ヒータＨ_１への通電を行わずに約７４℃の湯を連続
２５杯ボイラー４に供給することができる。このヒータ
Ｈ _１への通電は、例えば、販売動作が行われない販売待
機時、あるいは主制御部１００に内蔵されるタイマー１
０３で設定された時刻に行うことができる。

【００２７】ボイラー４に設けられるヒータＨ_２は、発
熱効率７５％として８０ｇの飲料水を約１５〜１６℃上
昇させることが可能であり、このことによって湯タンク
１０から供給される約７４℃の湯を８９〜９０℃に加熱
して配管６を介して抽出機８の抽出容器８Ａに供給す
る。

【００２８】抽出容器８Ａに供給された湯は、挽き豆を
通過する際にコーヒー成分を溶解してコーヒー飲料とな
り、飲料供給管８Ｂを介してカップ９に注がれる。主制
御部１００は、流量計１９から入力する流量信号が所定
の値になるとポンプ５を停止し、抽出湯弁２２を閉じ
る。販売するコーヒー飲料がブラックコーヒー飲料であ
るとき、抽出されたコーヒー飲料がカップ９に注がれて
いる間に希釈湯弁２４が開かれて所定量の湯を加えて飲
料濃度を調整する。そして顧客に提供される。また、販
売されるコーヒー飲料が砂糖、クリーム等の補助原料を
添加するものであるとき、抽出されたコーヒー飲料がカ
ップ９に注がれている間に砂糖又はクリームをミキシン
グボウル１４に分与して湯タンク１０から湯弁２３を介
して供給される湯で溶解し、供給管１４Ａを介してカッ
プ９に注ぐことにより砂糖又はクリームの添加されたコ
ーヒー飲料が作られて顧客に提供される。コーヒー飲料
の抽出動作が終了すると、主制御部１００は抽出モータ
８９を回転させてレバー８３を上昇させ、抽出ヘッド８
５および円板部材８６が抽出容器８Ａと分離された状態
で販売待機する。

【００２９】上記した飲料供給装置によると、配管３Ａ
に並列に接続された直流ポンプ５Ａ，５Ｂを通電制御し
て飲料水を供給することによって適切な送水量の飲料水
を抽出機８に安定して供給することができる。一般に、
コーヒー飲料の抽出では、挽き豆が水分を含まない状態
の抽出抵抗は小であり、蒸らし湯として少量の湯を供給
すると挽き豆の粒子の軟化・膨潤が起こる。これによ
り、コーヒー成分が溶出しやすくなる、しかし、粒子の
軟化・膨潤によって粒子間の隙間が減少し、抽出抵抗が
大きくなる。この抽出抵抗は時間にほぼ比例して増加し
５〜８気圧に到達する。このような理由により所要時間
内で所定の量のコーヒー飲料を得るために抽出抵抗の増
加に応じてポンプ５Ａ，５Ｂの送水量を増強する必要が
ある。具体的には、抽出開始から最初の２秒間は運転率
を３０％、次の３秒間は５０〜７０％、残りの４秒間を
８０〜１００％で運転するように設定することで適切な
抽出動作を実行させることができる。

【００３０】また、ポンプ５Ａ，５Ｂが規定の電圧で駆
動されることによって脈動が安定し、配管内の圧力を検
出する流量計の検出感度の低下が防止され、正確な流量
を把握することができる。

【００３１】上記した実施の形態では、販売要求信号に
基づいて挽き豆供給装置７で挽き豆を形成し、抽出容器
８Ａに供給しているが、例えば、販売待機時に予め挽き
豆を形成して抽出容器８Ａに投入しておくようにしても
良い。この場合には、販売動作に要する時間を短縮する
ことができる。また、挽き豆を投入された抽出容器８Ａ
を抽出位置ｂに配置し、抽出ヘッド８５を抽出容器８Ａ
に係合させた状態で待機させても良く、この場合には、
販売動作に要する時間を更に短縮することができる。ま
た、抽出容器８Ａについても４個に限定されず、３個を
１２０度間隔で配置する構成としても良い。

【００３２】また、配管６に設けられる圧力センサ、流
量計の検出信号に基づいて、表１に示す制御内容をテー
ブルとしてメモリ１０２に格納し、抽出制御を行うよう
にしても良い。

【表１】上記した制御内容を温度・湿度条件、原料、あるいは抽
出機の構成に基づいて適宜設定することによって抽出条
件の最適化を図ることができる。

【００３３】図６は、本発明の第２の実施の形態におけ
る飲料供給装置を示し、図１と同一の部分は同一の引用
数字で示しているので重複する説明は省略する。挽き豆
供給部７から挽き豆を供給されてコーヒー飲料を抽出す
る抽出機３０を有する。この抽出機３０は、シュート７
Ｄ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４０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６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、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飲料をカップ９に供給する飲料
供給管３０Ａが取り付けられている。

【００３４】図７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。シュート７Ｄの下部側壁には、ピストン３
９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。

【００３５】このシリンダユニットＤは、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ｒ
_１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ｒ_２方向に約３０度傾斜する
とともにキャップ３７がｒ_３方向に変位してシリンダ３
２に挿入される。

【００３６】図８は、トルク伝達部３４を示し、（ａ）
は左側面、（ｂ）は正面、（ｃ）は右側面を示す。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３
４２Ａに伝達され、ギヤ３４２Ａに同軸状に設けられる
ギヤ３４２Ｂに伝達され、ギヤ３４２Ｂから軸３４３に
設けられるギヤ３４４Ａに伝達される。軸３４３の下部
にはウォームギヤ３４４Ｂが設けられており、ギヤ３４
４Ａから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に取
り付けられたギヤ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３
４５Ｂから伝達された駆動トルクは軸３４６に取り付け
られたギヤ３４６Ａに伝達され、ギヤ３４６Ａに同軸状
に設けられるギヤ３４６Ｂに伝達されるとともにギヤ３
４６Ａと噛合するギヤ３４７Ａに伝達され、ギヤ３４７
Ａ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３
４７Ｂが噛合している。このギヤ３４６Ｂおよび３４７
Ｂは、ピストン駆動モータ３３の回転方向に応じた駆動
トルクを伝達されると、ラック部３４８を挟持した状態
で相反する方向に回転することによってピストン３９を
シリンダ３２内で上下させる。

【００３７】軸３４３に設けられるウォームギヤ３４４
Ｂは、コーヒー飲料の抽出過程においてピストン３９側
から圧力が加えられたときにピストン３９が下降するこ
とを防止する。

【００３８】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内からコーヒー飲料を送出させ
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。

【００３９】図９は、シリンダユニットＤが傾斜した状
態を示し、モータ３５の回転に基づいて支点３４Ａを中
心に反時計方向に傾斜するとともにキャップ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
して所定量の挽き豆が供給される。

【００４０】図１０（ａ）から（ｈ）は、第２の実施の
形態におけるコーヒー飲料の抽出動作を簡略的に示す。
図１０（ａ）は、挽き豆の供給工程を示し、シリンダユ
ニットＤは垂直状態にあり、挽き豆供給部７（図示せ
ず）から供給される挽き豆Ｐはシュート７Ｄを介してシ
リンダ３２に供給される。

【００４１】図１０（ｂ）は、抽出準備工程の第１の状
態を示し、シリンダ３２に挽き豆が供給されると、モー
タ３５が通電されてシリンダユニットＤが支点３４Ａを
中心に反時計方向に回動する。

【００４２】図１０（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が下降してシリンダ３２に挿入され、モータ３５
の駆動が停止される。

【００４３】図１０（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
方向に上昇させて挽き豆を圧縮する。圧縮量上限まで圧
縮されるとピストン３９がロックし、ピストン駆動モー
タ３３の電流値に変化が生じる。この電流値の変化に基
づいてピストン駆動モータ３３の通電が停止される。こ
のようにすることで挽き豆に湯を均一に浸透させること
が可能になる。圧縮後、配管６を介してシリンダ３２の
内部に湯が供給される。

【００４４】図１０（ｅ）は、抽出工程の第２の状態を
示し、湯の供給後にモータ３５が通電されてキャップ３
７がシリンダ３２内に更に挿入され、このことによって
コーヒー飲料を含んだ抽出滓が絞られる。キャップ３７
の挿入によってピストン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。シリンダ３２内に供給された湯は、挽き豆を通過す
る際にコーヒー成分を溶解してコーヒー飲料となり、飲
料供給管３０Ａを介してカップ９（図示せず）に注がれ
る。

【００４５】図１０（ｆ）は、シリンダ３２に空気を吸
引する吸引工程を示し、抽出湯弁２２を開放して配管６
を大気圧とした後、ピストン駆動モータ３３が通電され
てピストン３９をシリンダ３２内で上昇させた後に下降
させる。ピストン３９の上昇動作によって抽出滓の液体
分が絞り込まれ、続くピストン３９の下降動作によって
シリンダ３２内に空気が吸引される。

【００４６】図１０（ｇ）は、飲料供給管３０Ａに残留
したコーヒー飲料の除去工程を示し、シリンダ３２内に
空気を吸引した後、ピストン３９を再び上昇させること
によってシリンダ３２内の空気が飲料供給管３０Ａに残
留したコーヒー飲料の液体分とともに放出される。

【００４７】図１０（ｈ）は、抽出滓Ａの廃棄工程を示
し、モータ３５が通電されてキャップ３７がシリンダ３
２から分離する。この分離動作に同期してシリンダユニ
ットＤが矢印方向に回動する。また、シリンダ３２内に
残留した抽出滓Ａは、ピストン３９の上昇動作に基づい
て押し上げられ、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ピストン３９から分離
される。分離された抽出滓Ａは矢印で示すように落下し
て滓バケツ（図示せず）に入る。

【００４８】上記した飲料供給装置によると、１つの抽
出容器でコーヒー飲料の抽出動作を行うことで抽出機を
小型化できるとともに、抽出時の挽き豆の圧縮量や滓廃
棄のタイミングを個別に制御することができ、抽出条件
設定時の自由度が大になる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の飲料供給装
置によると、配管を分岐した複数の配管に設けられて交
互に駆動されることにより抽出機の方向へ飲料水あるい
は湯を送水する複数の直流ポンプと、複数の直流ポンプ
の運転率、駆動タイミング等の駆動条件を制御して抽出
機の方向へ送水される飲料水あるいは湯の脈動を抑制す
るようにしたため、送水量の調節が容易で、安定した送
水特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置
を示す説明図

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る抽出機の斜視
図

【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る抽
出機の断面図（ｂ）は、挽き豆供給位置における抽出容器の断面図（ｃ）は、抽出位置における抽出容器の断面図（ｃ）は、滓廃棄位置における抽出容器の断面図

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置
の制御ブロック

【図５】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るポ
ンプの運転制御の説明図（ｂ）は、ポンプの運転に基づいて発生する圧力波形を
示す説明図（ｃ）は、ポンプの運転に基づいて発生する圧力波形を
示す説明図

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置
のタイミングチャート

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る飲料供給装置
の説明図

【図８】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽
出機の正面図（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の背
面図

【図９】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るト
ルク伝達部の側面図（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達
部の正面図（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達
部の側面図

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の説
明図

【図１１】（ａ）から（ｈ）は、本発明の第２の実施の
形態に係る抽出機の動作を示す説明図

【図１２】従来の飲料供給装置を示す説明図

【図１３】（ａ）は、従来のポンプを示す断面図（ｂ）は、従来のポンプを示す断面図（ｃ）は、従来のポンプの通電状態を示す断面図

【図１４】従来のポンプの運転制御の説明図

【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３Ｂ，配管４，ボイラー４Ａ，電源部４Ｂ，水位センサ４Ｃ，温度センサ５，交流電磁ポンプ５Ａ，直流電磁ポンプ５Ｂ，直流電磁ポンプ６，配管７，挽き豆供給部７Ａ，豆貯蔵容器７Ｂ，コーヒーミル７Ｃ，ミルモータ７Ｄ，シュート８，抽出機８Ａ，抽出容器８Ｂ，飲料供給管８Ｃ，回転軸８Ｄ，移動モータ８Ｅ，孔９，カップ１０，湯タンク１０Ａ，電源部１０Ｂ，フロートスイッチ１０Ｃ，熱交換コイル１０Ｄ，湯温センサ１１，砂糖容器１２，クリーム容器１３，シュート１４，ミキシングボウル１４Ａ，供給管１５，配管１６，配管１７，滓バケツ１８，排水バケツ１９，流量計２０，電磁弁２１，逆止弁２２，抽出湯弁２３，湯弁２４，湯弁２５，圧力センサ２６，空気弁３０，抽出機３０Ａ，飲料供給管３１，ガイドプレート３２，シリンダ３３，ピストン駆動モータ３４，トルク伝達部３４Ａ，支点３５，モータ３５Ａ，ギヤ３６，ギヤ３６Ａ，回転軸３７，キャップ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３９Ｅ，Ｏリング３９Ｆ，フィルタ４０，スライドガイド５１，流入部５２Ａ，第１逆止ボール５２Ｂ，第２逆止ボール５３，隔壁部５３Ａ，通過孔５４，押えバネ５５，巻線固定フランジ５６，送水バネ５７，プランジャ５８，巻線５８Ａ，ダイオード５９，流出部８０，基部８１，滓廃棄孔８２，ピン８３，レバー８４，ピン８５，抽出ヘッド８５Ａ，シール部材８５ａ，拡散板８５ｂ，フィルタ８５ｃ，ガスケット８６，円板部材８７，レバー８８，クランク円板８９，抽出モータ８９Ａ，回転軸１００，主制御部１０１，販売制御部１０２，メモリ１０３，タイマー３４１，ギヤ３４２Ａ，ギヤ３４２Ｂ，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３４６Ｂ，ギヤ３４７Ａ，ギヤ３４７Ｂ，ギヤ３４８，ラック部Ａ，抽出滓Ｄ，シリンダユニットＷ，ワイパＰ，挽き豆ｇ，ガイド溝Ｓ，傾斜部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】飲料水を加熱して得られる湯を配管を介
して抽出機に供給し、前記抽出機に供給される所定の粒
度の挽き豆を前記湯で抽出してコーヒー飲料を生成する
飲料供給装置において、前記配管を分岐した複数の配管に設けられて交互に駆動
されることにより前記抽出機の方向へ前記飲料水あるい
は前記湯を送水する複数の直流ポンプと、前記複数の直流ポンプの運転率、駆動タイミング等の駆
動条件を制御して前記抽出機の方向へ送水される前記飲
料水あるいは前記湯の脈動を抑制する制御手段を有する
ことを特徴とする飲料供給装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記配管に設けられた
流量センサから出力される流量信号に基づいて前記駆動
条件を制御する構成の請求項第１項記載の飲料供給装
置。
【請求項３】前記抽出機は、前記挽き豆を供給する供
給位置、前記挽き豆と湯を混合してコーヒー飲料を抽出
する抽出位置、抽出後の前記挽き豆の滓を廃棄する滓廃
棄位置、および前記供給位置の手前の待機位置を環状に
配置して設けられる基台部と、前記基台部上の前記供給位置、前記抽出位置、前記滓廃
棄位置、および前記待機位置に回転駆動される複数の抽
出容器と、前記抽出位置に配置される前記抽出容器と気密的に係合
する抽出ヘッドと、前記滓廃棄位置に配置される前記抽出容器から抽出滓を
除去する滓除去部材を有する構成の請求項第１項記載の
飲料供給装置。
【請求項４】前記抽出機は、前記挽き豆を収容するシ
リンダ、前記シリンダ内に昇降自在に設けられるピスト
ン、および前記ピストンを駆動する駆動手段を有するシ
リンダユニットと、前記シリンダユニットを第１の姿勢から第２の姿勢に傾
斜させる傾斜手段と、前記第２の姿勢において前記シリンダと相対的に係合
し、前記加熱手段から前記シリンダ内に前記所定の温度
の湯を供給するキャップを有する構成の請求項第１項記
載の飲料供給装置。
【請求項５】前記キャップは、前記第１の姿勢から前
記第２の姿勢に変位する過程で前記シリンダに気密的に
係合し、前記シリンダに供給された前記挽き豆を圧縮す
る構成の請求項第４項記載の飲料供給装置。
【請求項６】前記駆動手段は、前記ピストンに結合さ
れたピストンロッドと噛合し、回転運動を往復運動に変
換する歯車伝達部と、前記歯車伝達部を回転駆動するモータと、前記ピストンに付与される圧力に基づく前記歯車伝達部
の逆回転を防止する逆転防止機構を有する構成の請求項
第４項記載の飲料供給装置。
【請求項７】前記ピストンは、前記駆動手段に固定さ
れる支持部と、前記支持部に固定されるピストンベースと、前記ピストンベースに所定の間隔を有して可動自在に係
止されるピストンヘッドと、前記ピストンヘッドと前記ピストンベースに挟持されて
前記シリンダ内壁に当接するシール部材を有し、前記ピストンヘッドは、抽出時の圧力に基づいて前記ピ
ストンヘッドの方向に可動することによって前記シール
部材を弾性変形させる構成の請求項第４項記載の飲料供
給装置。