JP2001046231A - コーヒー飲料の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コーヒー豆の種類、販売するコーヒー飲料の
種類、あるいは抽出条件の変動に応じて挽き豆あるいは
コーヒー豆を微量調整でき、適切な量の挽き豆あるいは
コーヒー豆を正確に供給することのできるコーヒー飲料
の製造装置を提供する。 【解決手段】 コーヒー豆の挽き豆の体積を計量する計
量部５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコーヒー飲料の製造
装置に関し、特に、コーヒー豆の個体差に基づくコーヒ
ー抽出不良、味覚の変動を防止するコーヒー飲料の製造
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コーヒー豆を所定の粒度に挽いた
挽き豆を計量する計量装置を備えたコーヒー飲料の製造
装置として、例えば、特開昭５７―１１０２１６号公報
に開示されるものがある。

【０００３】このコーヒー飲料の製造装置は、挽き豆を
供給される計量室の内部に設けられ、周方向に所定の間
隔で羽根を設けた円盤状の回転部材を有し、計量室の周
壁、および２枚の羽根間によって形成される空間に挽き
豆を供給して計量しており、計量された挽き豆は円盤状
の回転部材の回転に基づいてコーヒー抽出機に供給され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のコーヒ
ー飲料の製造装置によると、計量室の周壁、および２枚
の羽根間によって形成される空間の面積に基づく一定量
の挽き豆を計量するため、例えば、コーヒー豆の種類、
販売するコーヒー飲料の種類、温度や湿度等の環境変化
に伴う抽出条件の変動に基づいて挽き豆を微量調整する
ことができないという問題がある。

【０００５】従って、本発明の目的はコーヒー豆の種
類、販売するコーヒー飲料の種類、あるいは抽出条件の
変動に応じて挽き豆あるいはコーヒー豆を微量調整で
き、適切な量の挽き豆あるいはコーヒー豆を正確に供給
することのできるコーヒー飲料の製造装置を提供するこ
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、所定の粒度の挽き豆を計量してコーヒー抽出
機に供給してコーヒー飲料を供給するコーヒー飲料の製
造装置において、前記挽き豆の体積を計量する計量手段
と、前記計量手段に供給された前記挽き豆が所定の体積
に達したとき前記計量手段への前記挽き豆の供給を停止
する制御手段を有するコーヒー飲料の製造装置を提供す
る。

【０００７】上記するコーヒー飲料の製造装置におい
て、計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体
と、本体の内部を移動して本体との間に収容部を形成
し、挽き豆の所定の体積に対応した位置に停止する容量
可変部材を有する構成が好ましい。制御手段は、所定の
体積に基づく挽き豆の圧力に基づいて投入されるスイッ
チのスイッチ信号を入力して挽き豆の供給を停止するこ
とが好ましい。計量手段は、所定の体積を越えた挽き豆
が供給されたときに過剰分の挽き豆を逃がす構成が好ま
しい。容量可変部材は、挽き豆の供給が要求されたと
き、基準位置から対応した位置へ移動する構成が好まし
く、また、容量可変部材は、駆動モータの回転トルクを
歯車を介して伝達されて容量可変部材を本体の内部で往
復方向に移動させるギヤ部と、ギヤ部が歯車との噛み合
い状態から外れたとき、固定系と接触して歯車との噛み
合い方向への力を発生し、ギヤ部が噛み合い方向に移動
して歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて計
量手段を振動させる弾性部材を有する構成が好ましい。
また、計量手段は、円筒状の本体から挽き豆を吐出する
吐出部に設けられる蓋と、容量可変部材に設けられ、吐
出部側への移動時に蓋と当接することによって蓋を開状
態にする蓋保持部を有することが好ましい。また、計量
手段は、円筒状の本体から挽き豆を吐出する吐出部に設
けられる蓋と、容量可変部材に設けられ、吐出部側への
移動時に蓋と当接することによって蓋を開状態にする蓋
保持部と、蓋が円筒状の本体から開く動作を検出する検
出手段と、検出手段の出力に基づいて容量可変部材を吐
出部側へ移動させる駆動手段を有するようにしても良
く、検出手段として蓋の開状態を光学的に検出する光セ
ンサを用いることが好ましい。

【０００８】上記したコーヒー飲料の製造装置による
と、挽き豆の体積（かさ）を計量してコーヒー抽出機に
供給することによって、例えば、コーヒー豆の良否、焙
煎の度合いによるコーヒー豆毎の重量の個体差等のばら
つきがあっても定量の挽き豆をコーヒー抽出機に供給で
き、このことによって挽き豆の量に起因する抽出不良や
コーヒーの味覚変動が抑制される。

【０００９】また、本発明は上記目的を達成するため、
コーヒー豆を計量してコーヒーミルに供給し、前記コー
ヒーミルで所定の粒度に挽かれた挽き豆によってコーヒ
ー飲料を抽出するコーヒー飲料の製造装置において、前
記コーヒー豆の体積を計量する計量手段と、前記計量手
段に供給された前記コーヒー豆が前記所定の体積に達し
たとき前記計量手段への前記コーヒー豆の供給を停止す
る制御手段を有するコーヒー飲料の製造装置を提供す
る。

【００１０】上記するコーヒー飲料の製造装置におい
て、計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体
と、本体の内部を移動して本体との間に収容部を形成
し、コーヒー豆の所定の体積に対応した位置に停止する
容量可変部材を有する構成が好ましい。制御手段は、所
定の体積に基づくコーヒー豆の圧力に基づいて投入され
るスイッチのスイッチ信号を入力してコーヒー豆の供給
を停止することが好ましい。計量手段は、所定の体積を
越えたコーヒー豆が供給されたときに過剰分のコーヒー
豆を逃がす構成が好ましい。容量可変部材は、コーヒー
豆の供給が要求されたとき、基準位置から対応した位置
へ移動する構成が好ましく、また、容量可変部材は、駆
動モータの回転トルクを歯車を介して伝達されて容量可
変部材を本体の内部で往復方向に移動させるギヤ部と、
ギヤ部が歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系
と接触して歯車との噛み合い方向への力を発生し、ギヤ
部が噛み合い方向に移動して歯車と再噛合するとき噛み
合い振動を発生させて計量手段を振動させる弾性部材を
有する構成が好ましい。また、計量手段は、円筒状の本
体からコーヒー豆を吐出する吐出部に設けられる蓋と、
容量可変部材に設けられ、吐出部側への移動時に蓋と当
接することによって蓋を開状態にする蓋保持部を有する
を有することが好ましい。また、計量手段は、円筒状の
本体からコーヒー豆を吐出する吐出部に設けられる蓋
と、容量可変部材に設けられ、吐出部側への移動時に蓋
と当接することによって蓋を開状態にする蓋保持部と、
蓋が円筒状の本体から開く動作を検出する検出手段と、
検出手段の出力に基づいて容量可変部材を吐出部側へ移
動させる駆動手段を有するようにしても良く、検出手段
として蓋の開状態を光学的に検出する光センサを用いる
ことが好ましい。

【００１１】上記したコーヒー飲料の製造装置による
と、コーヒー豆の体積（かさ）を計量することによっ
て、コーヒー豆１粒単位での増減に基づく挽き豆の量の
ばらつきを抑制することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のコーヒー飲料の製
造装置を図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
るコーヒー飲料の製造装置を示し、焙煎されたコーヒー
豆を豆供給部２に供給するコーヒー豆キャニスタ１と、
豆供給部２からコーヒー豆を受けて粉砕刃で所定の粒度
に粉砕するコーヒーミル３と、コーヒーミル３の粉砕刃
を回転させるミルモータ４と、コーヒーミル３で粉砕さ
れたコーヒー豆の粉末（以下、挽き豆という）を導入部
５Ａを介して供給され、挽き豆を体積に基づいて計量
し、計量された挽き豆を前蓋５Ｂの開閉に基づいてシュ
ート６に供給する計量部５と、湯タンク２０の湯弁２１
からチューブ２２を介して供給される湯によってコーヒ
ーミル３で粉砕された挽き豆を抽出し、ロール８から供
給されるぺーパーフィルタでろ過したコーヒー飲料を供
給するコーヒー抽出機９と、コーヒー抽出機９から抽出
後のコーヒー粉末を受けるかすバケツ１０と、コーヒー
抽出機９からチューブ２３を介してコーヒー飲料を供給
される混合器１５と、砂糖を供給口１２Ａから供給する
砂糖キャニスタ１２と、クリームを供給ロ１３Ａから供
給するクリームキャニスタ１３と、砂糖キャニスタ１２
あるいはクリームキャニスタ１３から供給される砂糖あ
るいはクリーム、あるいはこの両者を混合器１５に供給
する粉シュート１４と、混合器１５からカップ１７にコ
ーヒー飲料を供給する供給管１５Ａと、カップ受台１８
上にカップ１７を供給するカップディスペンサ１６と、
カップ１７からこぼれ等を受ける排水バケツ１９より構
成されている。

【００１４】豆供給部２は、コーヒー豆キャニスタ１と
コーヒーミル３とを接続するとともに、内部にコーヒー
豆が常に充填された状態となるように構成されている。

【００１５】図２（ａ）は、計量部５を平面方向より示
し、計量部５を支持部材に固定するための固定部５０
と、固定部５０に取り付けられ、導入部５Ａから供給さ
れる挽き豆を収容する計量室５１と、前蓋５Ｂを計量室
５１の端部に回動自在に支持するヒンジ部５２と、ヒン
ジ部５２に設けられるスプリングフック５３と、固定部
５０に設けられるスプリングフック５４と、スプリング
フック５３とスプリングフック５４との間に張架される
スプリング５５と、計量室５１の内部に摺動可能に収容
されるピストン（後述）と一体的に形成され、側面にラ
ック部５６Ａを形成されるピストンロッド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
光学センサ５７と、ピストンロッド５６のラック部５６
Ａ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モー
タ６０と、モータ６０の回転軸６０Ａに設けられるエン
コーダ板６１と、エンコーダ板６１に形成されるスリッ
ト６１Ａを光学的に検出するエンコーダ６２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５
５ｍｍである。

【００１６】エンコーダ６２は、モータ６０の回転時に
エンコーダ板６１のスリット６１Ａを検出することによ
ってピストンロッド５６の移動量に応じたパルスを発生
する。本実施の形態では、駆動ギヤ５８Ａが１回転する
ことによってエンコーダ６２から５００パルス出力され
るように構成されており、１パルスあたりのピストンロ
ッド５６の移動量は０．１１ｍｍとなる。

【００１７】図２（ｂ）は、（ａ）に示す計量部５の部
分断面を矢印Ｂ方向より示し、ピストンロッド５６は、
前方に計量室５１に挿入されるピストン５６Ｄを一体的
に形成されており、ピストン５６Ｄはアクチュエータ板
５６Ｅの移動に基づいて投入されるスイッチ５６Ｆを内
蔵している。計量室５１の内径は３５ｍｍで形成されて
おり、ピストンロッド５６の往復方向の移動量は３０ｍ
ｍである。

【００１８】ピストン５６Ｄの最前部には、前蓋５Ｂの
内側に当接する当接部５６Ｇが設けられており、ピスト
ン５６Ｄが前蓋方向に最も移動した状態で当接部５６Ｇ
が前蓋５Ｂを計量室５１側から支持して僅かに開いた状
態で保持するように構成されている。

【００１９】図２（ｃ）は、（ｂ）に示す計量部５を矢
印Ｃ方向より示し、前蓋５Ｂは、計量室５１の内部に収
容された挽き豆の供給動作に基づいてヒンジ部５２を軸
として回動することにより開放され、供給後にスプリン
グ５５の張力に基づいて閉じられる。

【００２０】図３は、本発明の実施の形態における制御
ブロックを示し、エンコーダ６２から入力するパルスを
カウントするカウンタ６２Ａと、コーヒー飲料の販売信
号を発生する販売制御部６３と、挽き豆の種類に応じた
ピストン５６Ｄの移動量、および計量室５１の容積デー
タを格納するメモリ６４と、販売制御部６３から入力す
るコーヒー飲料の種類に応じてピストン５６Ｄの移動量
を演算する演算回路６５と、スイッチ５６Ｆ、光学セン
サ５７、カウンタ６２Ａ、および演算回路６５の出力に
基づいてモータ６０をＯＮ／ＯＦＦする駆動回路６６を
有する。

【００２１】図４（ａ）は、ある種類のコーヒー豆の挽
き豆について、計量室５１に収容された挽き豆によって
ピストン５６Ｄに内蔵されるスイッチ５６ＦがＯＮにな
るときの原点Ｏからの移動量Ａおよび計量室５１の容積
Ｖの関係を示し、挽き豆を４．５ｇ、６ｇ、７ｇ、８
ｇ、９ｇについて５回計量し、その平均重量を算出して
各計量値における原点Ｏからのピストン５６Ｄの移動量
Ａおよび容積Ｖを算出した結果である。

【００２２】図４（ｂ）は、挽き豆の平均重量に基づい
て近似されるピストン５６Ｄの移動量Ａを示し、挽き豆
の体積を変更する場合、この近似関係に基づいてピスト
ン５６Ｄの移動量Ａを算出する。

【００２３】図４（ｃ）は、挽き豆の平均重量に基づい
て近似される容積Ｖを示し、挽き豆の体積を変更する場
合、この近似関係に基づいて容積Ｖを算出する。

【００２４】以上の構成において、動作を説明する。

【００２５】以下の動作において、砂糖入りコーヒー飲
料の販売要求があったものと仮定する。ピストン５６Ｄ
は、非販売時に前蓋５Ｂ側の端部（原点）で待機してい
る。

【００２６】演算回路６５は、販売制御部６３から販売
信号を入力すると、入力されたコーヒー飲料に応じた挽
き豆のデータをメモリ６４より入力し、ピストン５６Ｄ
の原点Ｏからの移動量Ａに基づくパルスカウント値を算
出して駆動回路６６に出力する。駆動回路６６はパルス
カウント値の入力に基づいてモータ６０に通電し、駆動
ギヤ５８Ａを時計方向に回転させることによってピスト
ンロッド５６を計量室５１と反対の方向に移動させる。
エンコーダ６２は、モータ６０の回転軸６０Ａに取り付
けられたエンコーダ板６１のスリット６１Ａを検出して
１回転あたり２個のパルスをカウンタ６２Ａに出力す
る。カウンタ６２Ａは、エンコーダ６２から入力するパ
ルスをカウントして駆動回路６６に出力する。駆動回路
６６は、カウンタ６２Ａから入力するパルスが演算回路
６５で算出されたパルスカウント値になったときモータ
６０への通電を停止する。ピストン５６Ｄは計量室５１
の所定の位置に配置され、このことによってコーヒー飲
料に応じた体積の挽き豆を収容する容積が確保される。

【００２７】次に、カップディスペンサ１６からカップ
受台１８にカップ１７が分与される。ミルモータ４は販
売要求と略同時に回転を始め、それによって豆供給部２
を介してコーヒー豆が充填されているコーヒーミル３の
内部に設けられた粉砕刃（図示せず）はコーヒー豆を挽
いて粉末状にする。

【００２８】図５（ａ）は、挽き豆が送り込まれた計量
部５を平面方向より示し、コーヒーミル３によって挽か
れた挽き豆は、導入部５Ａを介して計量室５１に供給さ
れる。

【００２９】図５（ｂ）は、（ａ）に示す挽き豆が送り
込まれた計量部５の部分断面を矢印Ｂ方向より示し、計
量室５１に所定の体積の挽き豆が送り込まれると、その
圧力に基づいてアクチュエータ板５６Ｅが移動してスイ
ッチ５６Ｆが投入される。スイッチ５６Ｆが投入される
と駆動回路６６はミルモータ４への通電を停止する。

【００３０】ここで、計量室５１に過剰な挽き豆が供給
された場合には、前蓋５Ｂが挽き豆に圧力によって押し
開かれて過剰分を逃がすことにより計量部５が破損する
ことを防止する。

【００３１】ミルモータ４の停止後、駆動回路６６はモ
ータ６０に通電して駆動軸５８を反時計方向に回転させ
る。このことによってピストン５６Ｄが前蓋５Ｂの方向
に移動する。ピストン５６Ｄの移動に基づいて計量室５
１内の挽き豆が前蓋５Ｂを押し開いて下方に供給され、
シュート６を介してコーヒー抽出機９に供給される。

【００３２】図６（ａ）は、ピストンロッド５６が前蓋
５Ｂ側の最前部まで移動した状態を平面方向より示し、
光学センサ５７は、ピストンロッド５６の後部に形成さ
れた切り欠き５６Ｃを検出すると、駆動回路６６に駆動
停止信号を出力する。このことによってモータ６０を非
通電にする。

【００３３】図６（ｂ）は、ピストン５６Ｄが前蓋５Ｂ
側の最前部まで移動した状態を矢印ｂ方向より示し、ピ
ストン５６Ｄは、計量室５１に収容された挽き豆を押し
出すとともに当接部５６Ｇによって前蓋５Ｂを計量室５
１の内側から押し開いた状態で保持する。この位置で待
機状態となる。

【００３４】図７（ａ）は、ラック部５６Ａの後端が駆
動ギヤ５８Ａとの噛み合い範囲から外れた第１の状態を
示し、モータ停止のタイミングのずれ等によってラック
部５６Ａが駆動ギヤ５８Ａより後方に移動し、噛み合い
位置から外れると、ピストンロッド５６は、後端に形成
されたバネ部５６Ｂが突起部５０Ｂに当接し、バネ部５
６Ｂのばね力に基づいて押し戻される。このことによっ
てラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａが再噛合する。

【００３５】図７（ｂ）は、ラック部５６Ａの後端が駆
動ギヤ５８Ａとの噛み合い範囲から外れた第１の状態の
ピストン５６Ｄの位置を示し、ピストン５６Ｄの一部が
一時的に計量室５１の後方から露出するが、バネ部５６
Ｂのばね力に基づいて計量室５１内に押し戻される。

【００３６】図８（ａ）は、ラック部５６Ａの前端が駆
動ギヤ５８Ａとの噛み合い範囲から外れた第２の状態を
示し、モータ停止のタイミングのずれ等によってラック
部５６Ａが駆動ギヤ５８Ａより前方に移動し、噛み合い
位置から外れると、ピストンロッド５６は、後端に形成
されたバネ部５６Ｂが突起部５０Ａに当接し、バネ部５
６Ｂのばね力に基づいて引き戻される。このことによっ
てラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａが再噛合する。この
再噛合時にラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａが接触する
ことによって計量室５１が振動し、前蓋５Ｂ等に付着し
た挽き豆が振るい落とされる。

【００３７】図８（ｂ）は、ラック部５６Ａの後端が駆
動ギヤ５８Ａとの噛み合い範囲から外れた第２の状態の
ピストン５６Ｄの位置を示し、ピストン５６Ｄの先端部
が計量室５１の前方から飛び出すことを防止する。

【００３８】コーヒー抽出機９で抽出されたコーヒー飲
料は、チューブ２３を介して混合器１５に供給され、砂
糖キャニスタ１２から所定量（１杯分で通常６〜８ｇ）
の砂糖が分与され、コーヒー飲料に砂糖が溶解されて砂
糖入りコーヒー飲料となり、カップ１７に注がれる。

【００３９】上記したコーヒー飲料の製造装置による
と、コーヒーミル３で挽かれた挽き豆を計量部５で体積
に基づいて計量することによって、コーヒー抽出機９に
一定量の体積の挽き豆を供給できるとともに、コーヒー
豆の種類、販売するコーヒー飲料の種類、温度や湿度等
の環境変化に伴う抽出条件の変更時に挽き豆の量を微
量、かつ、正確に増減することができる。

【００４０】また、コーヒー抽出時の圧力を検出する圧
力センサや抽出されたコーヒー液を電極間の通電状態に
基づいて検出する液センサを備えたコーヒー抽出機で
は、これらのセンサの検出信号に基づいて挽き豆の体積
を調節する構成とすることも可能である。例えば、抽出
時の圧力が異常に高くなった場合や、抽出に要した時間
が所定の時間より大になった場合にピストン５６Ｄを増
減する挽き豆の量に応じて所定量移動させることで微量
調整が可能になる。

【００４１】図９は、本発明の第２の実施の形態におけ
る計量部５を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は、前蓋５
Ｂを設けられる前面部である。第１の実施の形態で説明
した構成と同一の部分のついては共通の引用数字を付し
ているので重複する説明は省略する。この計量部５は、
ヒンジ部５２の回動軸を垂直方向に設け、計量室５１の
端部に支持される前蓋５Ｂが水平方向に回動することに
よって計量室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は前蓋５Ｂの開口部より上方に設け
られて挽き豆が付着しないようになっている。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。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。

【００４２】図１０は、計量部５の前蓋５Ｂを開いた状
態を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は、前蓋５Ｂを設け
られる前面部である。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。この回動を発光部５ａ
および受光部５ｂを有する光センサ５Ｄで検出すると、
駆動回路６６はモータ６０に通電することによって駆動
ギヤ５８Ａが回転し、ピストンロッド５６を前方に移動
させる。ピストンロッド５６に一体的に形成されるピス
トン５６Ｄの先端には、前蓋５Ｂに当接する突起部５６
ａが設けられている。

【００４３】図１１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５
６Ｄの突起部５６ａが当接した状態でピストンロッド５
６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５５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５
Ｂ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。

【００４４】上記した構成によると、計量室５１に供給
された挽き豆によって前蓋５Ｂが僅かに開く開動作を光
センサで検出し、この開動作に基づいてピストン５６Ｄ
の先端に設けられる突起部５６ａで前蓋５Ｂを押し開い
て計量室５１の先端部から分離することによって、計量
室５１に収容された挽き豆の分与を確実に行うことがで
きる。本実施の形態では、挽き豆を収容する計量室５１
として説明したが、計量室５１にコーヒー豆を収容する
構成とすることも可能である。

【００４５】図１２は、計量部５に収容されるピストン
の他の実施の形態を示し、（ａ）は平面、（ｂ）はピス
トン端面方向より見た側面、（ｃ）はラック部５６Ａ形
成面より見た側面、（ｄ）は（ｃ）のＹ−Ｙ部の断面で
あり、計量室（図示せず）内での摺動摩擦を減じるため
にピストン５６Ｄの外周部に形成される凹部５６Ｎと、
ラック部５６Ａの終端に鋭角歯５６Ａ’を形成されたピ
ストンロッド５６Ｈと、ピストン５６Ｄとピストンロッ
ド５６Ｈを所定の移動範囲で移動可能に結合するビス５
６Ｍと、ピストンロッド５６Ｈの断面内に収容され、ラ
ック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａの噛み合いを復活させる
ばね力をピストンロッド５６Ｈに付与するコイルスプリ
ング５６Ｋと、ピストンロッド５６Ｈのセンサ検出部５
６Ｉを光学的に検出する一対の受光素子および発光素子
からなる光学センサ５７を有する。ラック部５６Ａと噛
み合う駆動ギヤ５８Ａおよび突起部５６ａに基づく前蓋
（図示せず）の開閉機構については、図１１に示す第２
の実施の形態で説明した計量部の構成と同一の作動原理
に基づいて動作することから重複する説明を省略する。

【００４６】ピストンロッド５６Ｈは、前端部にピスト
ン５６Ｄを押圧する固定部５６Ｌを有し、ピストン５６
Ｄに対して１ｍｍの可動量を有するようにビス５６Ｍで
結合している。駆動ギヤ５８Ａが反時計方向に回転する
と、ピストンロッド５６Ｈが前進してピストン５６Ｄに
面接触することによりピストン５６Ｄを前進させる。

【００４７】コイルスプリング５６Ｋは、ピストンロッ
ド５６Ｈを補強する仕切り部５６Ｊと固定部５０と一体
的に形成されたばね支持部５０’との間に挟持されてお
り、ピストンロッド５６Ｈの移動量に応じて弾性変形す
ることによってばね定数に応じたばね力を発生する。

【００４８】鋭角歯５６Ａ’は、駆動ギヤ５８Ａとの接
触面積が小になるように、歯先端が尖状の三角形で形成
されている。ピストン５６Ｄが挽き豆の押し出し方向に
移動することによってラック部５６Ａの終端に形成され
た鋭角歯５６Ａ’が駆動ギヤ５８Ａとの噛み合いを外れ
ると、ピストンロッド５６Ｈは断面内に収容されている
コイルスプリング５６Ｋのばね力に基づいて駆動ギヤ５
８Ａとの噛み合い方向に付勢されることにより再噛合す
る。この再噛合時に鋭角歯５６Ａ’は駆動ギヤ５８Ａと
線接触することによってピストンロッド５６Ｈの前後移
動量を最小限にする。

【００４９】光学センサ５７は、一対の受光素子および
発光素子の間にセンサ検出部５６Ｉが配置されると、発
光素子の光がセンサ検出部５６Ｉで遮光されることに基
づいてモータ６０の停止信号を出力する。

【００５０】凹部５６Ｎは、ピストン５６Ｄの中心から
下部にかけての外周部に所定の幅ｌを有して形成されて
いる。

【００５１】以下に、図１２に示すピストンの動作につ
いて説明する。同図においては説明を簡単にするために
ピストン部分のみ図示しており、計量室および駆動ギヤ
等の他の部分の図示を省略している。

【００５２】図１３（ａ）は、ピストン５６Ｄが待機位
置にある状態を示し、ピストン５６Ｄの前端部は計量室
（図示せず）に充填された挽き豆によって紙面右方向に
押し付けられている。

【００５３】図１３（ｂ）は、挽き豆の押し出し動作を
示し、ピストンロッド５６Ｈが挽き豆の押し出し方向に
移動すると、ピストン５６Ｄがピストン待機位置から紙
面左方向（前進方向）に移動する。ピストン５６Ｄの前
進動作によってセンサ検出部５６Ｉが光学センサ５７を
遮ると、モータが非通電となって駆動ギヤが停止する。
このとき、ラック部５６Ａの鋭角歯５６Ａ’は駆動ギヤ
との噛み合い状態から外れて非噛合になる。このとき、
コイルスプリング５６Ｋはばね力に基づいてピストンロ
ッド５６Ｈを駆動ギヤに付勢する。駆動ギヤ停止後、モ
ータを同じ回転方向に０．６秒回転させる。この回転に
基づいて鋭角歯５６Ａ’が駆動ギヤのピッチに基づく移
動量で前後移動する。この前後移動によってピストン５
６Ｄの前端に付着した挽き豆を振るい落とす。

【００５４】図１３（ｃ）は、ピストンロッド５６Ｈの
後退動作を示し、鋭角歯５６Ａ’の前後動作後、モータ
が０．４秒停止する。停止後、モータが逆回転し、コイ
ルスプリング５６Ｋのばね力によって鋭角歯５６Ａ’と
駆動ギヤが再噛合する。このとき、ピストン５６Ｄは移
動せず、ピストンロッド５６Ｈのみが後退方向に長さＬ
だけ移動する。

【００５５】図１３（ｄ）は、ピストン５６Ｄの後退動
作を示し、駆動ギヤの回転に基づいてピストンロッド５
６Ｈとともにピストン５６Ｄが後退する。センサ検出部
５６Ｉが光学センサ５７から外れると、モータに取りつ
けられたエンコーダがＯＮになる。エンコーダの出力パ
ルスはカウンタに入力し、カウンタはパルスカウント値
を駆動回路に出力する。駆動回路はパルスカウント値が
所定の値になったときにモータへの通電を停止する。ピ
ストンロッド５６Ｈはモータの停止によってピストン５
６Ｄとともに所定の位置で停止する。

【００５６】図１３（ｅ）は、ピストン５６Ｄが待機位
置に配置された状態を示し、ピストン５６Ｄは計量室
（図示せず）に挽き豆が充填されると、その重量に基づ
いて後退方向に移動する。このことによってピストン５
６Ｄが待機位置に配置される。

【００５７】図１４は、ピストンロッド５６Ｈの前後移
動を示し、（ａ）に示すように駆動ギヤ５８Ａがｒ方向
に回転すると、ピストンロッド５６Ｈは鋭角歯５６Ａ’
に当接したギヤによって矢印方向の位置Ｐ₁まで前進す
る。また、（ｂ）に示すように駆動ギヤ５８Ａがさらに
ｒ方向に回転すると、ピストンロッド５６Ｈは矢印方向
の位置Ｐ₂に後退する。位置Ｐ₁とＰ₂の移動量Ｄは、駆
動ギヤ５８Ａのピッチおよび回転速度、コイルスプリン
グ５６Ｋ（図示せず）のばね力に基づいて定まり、本実
施の形態では、ピストン５６Ｄ（図示せず）に対するピ
ストンロッド５６Ｈの可動量（１ｍｍ）より大になるよ
うに設定される。移動量Ｄをピストンロッド５６Ｈの可
動量より大にするのは、噛み合いを外れた鋭角歯５６
Ａ’と駆動ギヤ５８Ａとの衝突に伴うピストンロッド５
６Ｈの前後移動を可能にするためであり、前後移動時に
発生する振動がピストン５６Ｄに伝わることによって、
ピストン前端に付着した挽き豆が振るい落とされる。

【００５８】上記した構成によると、ピストン５６Ｄの
中心から下部にかけての外周部に所定の幅ｌを有した凹
部５６Ｎを設けているので、ピストン５６Ｄと計量室５
１の接触面積が減少し、そのことによってピストン移動
時の摺動摩擦を小にすることができる。

【００５９】また、ピストン５６Ｄとピストンロッド５
６Ｈをビス５６Ｍで所定の移動範囲で移動可能に結合す
ることによって、ラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａとの
再噛合に必要な最小限のばね力を有するコイルスプリン
グ５６Ｋを用いれば良く、そのことによってピストン５
６Ｄから挽き豆を振るい落とす際に発生するラック部５
６Ａと駆動ギヤ５８Ａとの衝突音に基づく騒音を低減す
ることができる。

【００６０】また、ラック部５６Ａの終端に歯先端が尖
状の鋭角歯５６Ａ’を設けることによって、駆動ギヤ５
８Ａとの噛み合い性が向上する。また、ピストン５６Ｄ
の前進動作に伴って駆動ギヤ５８Ａがラック部５６Ａか
ら外れた後に再噛合させるためのラック部５６Ａの移動
量が最小になることから、上記したコイルスプリング５
６Ｋを併用することによって、騒音レベルを大にするこ
となしに駆動ギヤ５８Ａとの噛み合い性を向上させるこ
とができる。

【００６１】図１５は、本発明の第３の実施の形態にお
けるコーヒー飲料の製造装置を示し、コーヒー豆キャニ
スタ１から導入部２Ａを介して計量部５にコーヒー豆を
供給し、計量部５で計量されたコーヒー豆をコーヒーミ
ル３に供給するように構成されている。その他の構成お
よび機能については第１および第２の実施の形態で説明
したコーヒー飲料の製造装置と同様であるので重複する
説明を省略する。

【００６２】上記した構成によると、計量部５の計量室
およびピストン（いずれも図示せず）によって設定され
る容積に基づいてコーヒー豆の体積を計量することによ
り、コーヒー豆１粒単位でのばらつきを生じることな
く、コーヒーミル３に正確な量のコーヒー豆を供給する
ことができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のコーヒー飲
料の製造装置によると、挽き豆あるいはコーヒー豆の体
積を計量してコーヒー抽出機に供給するようにしたた
め、コーヒー豆の種類、販売するコーヒー飲料の種類、
あるいは抽出条件の変動に応じて挽き豆あるいはコーヒ
ー豆を微量調整でき、適切な量の挽き豆あるいはコーヒ
ー豆を正確に供給することができる。

【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コーヒー飲料
の製造装置を示す斜視図

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図、（ｃ）は前
蓋側より見た側面図

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る計量部の制御
ブロック図

【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る挽
き豆の計量値、ピストンの原点からの移動量、および容
積の関係を示す説明図 （ｂ）は、計量された挽き豆の平均値とピストンの原点
からの移動量の関係を示す説明図 （ｃ）は、計量された挽き豆の平均値と計量室の容積の
関係を示す説明図

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図

【図８】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る計量部を示
し、（ａ）は全体図、（ｂ）は前面部方から見た側面図

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る計量部を示
し、（ａ）は全体図、（ｂ）は前面部方から見た側面図

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る計量部を示
す説明図

【図１２】計量部に収容されるピストンの他の実施の形
態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はピストン端面方向
より見た側面図、（ｃ）はラック部５６Ａ形成面より見
た側面図、（ｄ）は（ｃ）のＹ−Ｙ部の断面図

【図１３】図１２に示すピストンの動作説明図を示し、
（ａ）はピストン５６Ｄが待機位置にある状態、（ｂ）
は挽き豆の押し出し動作、（ｃ）はピストンロッド５６
Ｈの後退動作、（ｄ）はピストン５６Ｄの後退動作、
（ｅ）はピストン５６Ｄが待機位置に配置された状態

【図１４】ピストンロッド５６Ｈの前後移動を示す動作
説明図

【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るコーヒー飲
料の製造装置を示す斜視図

【符号の説明】

１ コーヒー豆キャニスタ ２ 豆供給部 ２Ａ 導入部 ３ コーヒーミル ４ ミルモータ ５ 計量部 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 ６ シュート ８ ロール ９ コーヒー抽出機 １０ バケツ １２ 砂糖キャニスタ １２Ａ 供給口 １３ クリームキャニスタ １３Ａ 供給ロ １４ 粉シュート １５ 混合器 １５Ａ 供給管 １６ カップディスペンサ １７ カップ １８ カップ受台 １９ 排水バケツ ２０ 湯タンク ２１ 湯弁 ２２ チューブ ２３ チューブ ５０ 固定部 ５０’ ばね支持部 ５０Ａ 突起部 ５０Ｂ 突起部 ５１ 計量室 ５２ ヒンジ部 ５３ スプリングフック ５４ スプリングフック ５５ スプリング ５６ ピストンロッド ５６Ａ ラック部 ５６ａ 突起部 ５６Ａ’鋭角歯 ５６Ｂ バネ部 ５６Ｄ ピストン ５６Ｅ アクチュエータ板 ５６Ｆ スイッチ ５６Ｇ 当接部 ５６Ｈ ピストンロッド ５６Ｉ センサ検出部 ５６Ｊ 仕切り部 ５６Ｋ コイルスプリング ５６Ｌ 固定部 ５６Ｍ ビス ５６Ｎ 凹部 ５７ 光学センサ ５８ 駆動軸 ５８Ａ 駆動ギヤ ５９ トルク伝達部 ６０ モータ ６０Ａ 回転軸 ６１ エンコーダ板 ６１Ａ スリット ６２ エンコーダ ６２Ａ カウンタ ６３ 販売制御部 ６４ メモリ ６５ 演算回路 ６６ 駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 廣 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式 会社内 (72)発明者 水野 裕吉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式 会社内 (72)発明者 上原 一博 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式 会社内 Ｆターム(参考） 4B004 AA13 BA01 BA21 CA02 CA08 4B027 FB21 FB24 FQ06 FQ19 FR09 FR17

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の粒度の挽き豆を計量してコーヒー
   抽出機に供給してコーヒー飲料を供給するコーヒー飲料
   の製造装置において、 前記挽き豆の体積を計量する計量手段と、 前記計量手段に供給された前記挽き豆が所定の体積に達
   したとき前記計量手段への前記挽き豆の供給を停止する
   制御手段を有することを特徴とするコーヒー飲料の製造
   装置。
2. 【請求項２】 前記計量手段は、所定の断面積を有する
   円筒状の本体と、 前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形
   成し、前記挽き豆の前記所定の体積に対応した位置に停
   止する容量可変部材を有する構成の請求項第１項記載の
   コーヒー飲料の製造装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記所定の体積に基づ
   く前記挽き豆の圧力に基づいて投入されるスイッチのス
   イッチ信号を入力して前記挽き豆の供給を停止する構成
   の請求項第１項記載のコーヒー飲料の製造装置。
4. 【請求項４】 前記計量手段は、前記所定の体積を越え
   た挽き豆が供給されたときに過剰分の挽き豆を逃がす構
   成の請求項第１項記載のコーヒー飲料の製造装置。
5. 【請求項５】 前記容量可変部材は、前記挽き豆の供給
   が要求されたとき、基準位置から前記対応した位置へ移
   動する構成の請求項第２項記載のコーヒー飲料の製造装
   置。
6. 【請求項６】 前記容量可変部材は、駆動モータの回転
   トルクを歯車を介して伝達されて前記容量可変部材を前
   記本体の内部で往復方向に移動させるギヤ部と、 前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたと
   き、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力
   を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前
   記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記
   計量手段を振動させる弾性部材を有する構成の請求項第
   ２項記載のコーヒー飲料の製造装置。
7. 【請求項７】 前記容量可変部材は、前記本体に摺動自
   在に収容されて前記挽き豆を前記本体から排出するピス
   トンと、 前記ピストンの摺動方向に所定の可動量をもって固定さ
   れ、駆動モータから歯車を介して伝達される回転トルク
   を往復方向の駆動力に変換するギヤ部と、 前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたと
   き、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力
   を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前
   記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記
   ピストンを振動させる弾性部材を有する構成の請求項第
   ２項記載のコーヒー飲料の製造装置。
8. 【請求項８】 前記ピストンは、外周部に前記本体と非
   接触となる非接触部を有する構成の請求項第７項記載の
   コーヒー飲料の製造装置。
9. 【請求項９】 前記ギヤ部は、前記歯車との噛み合いが
   外れる部分に尖状の先端形状を有した鋭角歯を設けられ
   る構成の請求項第７項記載のコーヒー飲料の製造装置。
10. 【請求項１０】 前記計量手段は、前記円筒状の本体か
    ら前記挽き豆を吐出する吐出部に設けられる蓋と、 前記容量可変部材に設けられ、前記吐出部側への移動時
    に前記蓋と当接することによって前記蓋を開状態にする
    蓋保持部を有する構成の請求項第２項記載のコーヒー飲
    料の製造装置。
11. 【請求項１１】 前記計量手段は、前記円筒状の本体か
    ら前記挽き豆を吐出する吐出部に設けられる蓋と、 前記容量可変部材に設けられ、前記吐出部側への移動時
    に前記蓋と当接することによって前記蓋を開状態にする
    蓋保持部と、 前記蓋が前記円筒状の本体から開く動作を検出する検出
    手段と、 前記検出手段の出力に基づいて前記容量可変部材を吐出
    部側へ移動させる駆動手段を有する構成の請求項第２項
    記載のコーヒー飲料の製造装置。
12. 【請求項１２】 前記検出手段は、前記蓋の開状態を光
    学的に検出する光センサである構成の請求項第１１項記
    載のコーヒー飲料の製造装置。
13. 【請求項１３】 コーヒー豆を計量してコーヒーミルに
    供給し、前記コーヒーミルで所定の粒度に挽かれた挽き
    豆によってコーヒー飲料を抽出するコーヒー飲料の製造
    装置において、 前記コーヒー豆の体積を計量する計量手段と、 前記計量手段に供給された前記コーヒー豆が前記所定の
    体積に達したとき前記計量手段への前記コーヒー豆の供
    給を停止する制御手段を有することを特徴とするコーヒ
    ー飲料の製造装置。
14. 【請求項１４】 前記計量手段は、所定の断面積を有す
    る円筒状の本体と、 前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形
    成し、前記コーヒー豆の前記所定の体積に対応した位置
    に停止する容量可変部材を有する構成の請求項第１３項
    記載のコーヒー飲料の製造装置。
15. 【請求項１５】 前記制御手段は、前記所定の体積に基
    づく前記コーヒー豆の圧力に基づいて投入されるスイッ
    チのスイッチ信号を入力して前記コーヒー豆の供給を停
    止する構成の請求項第１３項記載のコーヒー飲料の製造
    装置。
16. 【請求項１６】 前記計量手段は、前記所定の体積を越
    えたコーヒー豆が供給されたときに過剰分のコーヒー豆
    を逃がす構成の請求項第１３項記載のコーヒー飲料の製
    造装置。
17. 【請求項１７】 前記容量可変部材は、前記コーヒー豆
    の供給が要求されたとき、基準位置から前記対応した位
    置へ移動する構成の請求項第１４項記載のコーヒー飲料
    の製造装置。
18. 【請求項１８】 前記容量可変部材は、駆動モータの回
    転トルクを歯車を介して伝達されて前記容量可変部材を
    前記本体の内部で往復方向に移動させるギヤ部と、 前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたと
    き、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力
    を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前
    記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記
    計量手段を振動させる弾性部材を有する構成の請求項第
    １４項記載のコーヒー飲料の製造装置。
19. 【請求項１９】 前記容量可変部材は、前記本体に摺動
    自在に収容されて前記コーヒー豆を前記本体から排出す
    るピストンと、 前記ピストンの摺動方向に所定の可動量をもって固定さ
    れ、駆動モータから歯車を介して伝達される回転トルク
    を往復方向の駆動力に変換するギヤ部と、 前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたと
    き、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力
    を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前
    記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記
    ピストンを振動させる弾性部材を有する構成の請求項第
    １４項記載のコーヒー飲料の製造装置。
20. 【請求項２０】 前記ピストンは、外周部に前記本体と
    非接触となる非接触部を有する構成の請求項第１９項記
    載のコーヒー飲料の製造装置。
21. 【請求項２１】 前記ギヤ部は、前記歯車との噛み合い
    が外れる部分に尖状の先端形状を有した鋭角歯を設けら
    れる構成の請求項第１９項記載のコーヒー飲料の製造装
    置。
22. 【請求項２２】 前記計量手段は、前記円筒状の本体か
    ら前記コーヒー豆を吐出する吐出部に設けられる蓋と、 前記容量可変部材に設けられ、前記吐出部側への移動時
    に前記蓋と当接することによって前記蓋を開状態にする
    蓋保持部を有する構成の請求項第１４項記載のコーヒー
    飲料の製造装置。
23. 【請求項２３】 前記計量手段は、前記円筒状の本体か
    ら前記コーヒー豆を吐出する吐出部に設けられる蓋と、 前記容量可変部材に設けられ、前記吐出部側への移動時
    に前記蓋と当接することによって前記蓋を開状態にする
    蓋保持部と、 前記蓋が前記円筒状の本体から開く動作を検出する検出
    手段と、 前記検出手段の出力に基づいて前記容量可変部材を吐出
    部側へ移動させる駆動手段を有する構成の請求項第１４
    項記載のコーヒー飲料の製造装置。
24. 【請求項２４】 前記検出手段は、前記蓋の開状態を光
    学的に検出する光センサである構成の請求項第２３項記
    載のコーヒー飲料の製造装置。