JP2002170157A - 飲料抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダ内の原液抽出圧力を正確に一定にした
り正確に調整可能として、飲料状態のきめ細かな調製が
可能となる飲料抽出装置を提供する。 【解決手段】原料と湯又は湯及び蒸気とを導入するシリ
ンダ１１と、シリンダ１１の下端開口を覆うフィルタ１
３と、シリンダ１１の下端に密着してフィルタ１３を支
持するフィルタブロック１４と、シリンダ１１内を加圧
して原料と湯又は湯及び蒸気とからフィルタ１３を介し
てフィルタブロック１４側に原液を濾過・抽出させる湯
ポンプ４３、蒸気ポンプ４４と、フィルタブロック１４
から延びる抽出原液吐出経路１５とを備えた飲料抽出装
置１０において、抽出原液吐出経路１５の一部に内径を
縮小した縮径部２２を設け、この縮径部２２の流体の通
過に対する抵抗によってシリンダ１１内の原液抽出圧力
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カップ式飲料自動
販売機に搭載される飲料抽出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から飲料抽出装置を搭載したカップ
式飲料自動販売機が知られており、この種の飲料自動販
売機では、飲料抽出装置によってコーヒーの挽き豆原料
と湯あるいは湯及び蒸気（以下「湯等」ともいう。）と
からコーヒー原液を抽出し、このコーヒー原液をそのま
ま、あるいは砂糖、ミルク等を加え、カップに入れてユ
ーザーに提供している。尚、蒸気は、クレマと称される
細かな気泡を生じさせる必要があるエスプレッソコーヒ
ー原液を抽出する際、湯と共に用いられており、このク
レマが無いとエスプレッソとしての商品価値が一般に低
下する。

【０００３】上記飲料抽出装置は、原料と湯等を導入す
るシリンダと、シリンダの下端開口を覆う紙製等のフィ
ルタと、販売動作時に上昇してシリンダの下端に密着
し、フィルタを支持するフィルタブロックと、フィルタ
ブロックから延びる抽出原液吐出管とを備え、ポンプ
式、ピストン式等の加圧手段によってシリンダ内を加圧
することにより、原料と湯等からフィルタを介してフィ
ルタブロック側にコーヒー原液が濾過・抽出される。

【０００４】上記ポンプ式の加圧手段には、湯ポンプや
蒸気ポンプを用いる型と、エアーポンプ型とがあり、前
者は、シリンダ内に原料を投入し、シリンダの上方開口
を密閉した後、湯ポンプや蒸気ポンプによってシリンダ
内に湯等を一定圧にて加圧供給するもので、後者は、シ
リンダ内に原料及び湯を投入し、シリンダの上方開口を
密閉した後、エアーポンプによってシリンダ内にエアー
を加圧供給するものである。尚、レギュラーコーヒー原
液とエスプレッソコーヒー原液とを選択的に生成可能な
飲料抽出装置も知られている。また、上記ピストン式の
加圧手段は、シリンダ内に原料及び湯を投入した後、シ
リンダの上方開口からピストンを押し下げるもので、こ
れはポンプ式と併用される場合もある。

【０００５】フィルタで濾された抽出原液は、次いで抽
出原液吐出管を通って次工程のミキシングボール、カッ
プ等に吐出され、この抽出原液吐出管を通過する過程で
抽出原液の圧力は次第に大気圧まで減圧される。

【０００６】また、上記フィルタは帯状に形成されてロ
ーラに巻かれており、このローラから販売動作毎にフィ
ルタの新たな使用面がシリンダ下に送り出されると共
に、フィルタの使用済み面及び原料滓が廃棄容器に廃棄
されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記飲料抽出装置で
は、原液抽出時に発生するシリンダの内圧（原液抽出圧
力）は、ポンプ能力、給湯量等、加圧手段側の加圧力を
一定にした場合、フィルタの濾過し易さ、即ちフィルタ
の濾過抵抗（以下「フィルタ抵抗」という。）によって
決まる。しかし、このフィルタ抵抗は不安定であり、た
とえ一定の加圧力下であっても、原料の種類、粒度等に
よって大きく変化し、これに伴って原液抽出圧力も大き
く変動する。そのため、原液抽出圧力を正確に一定にし
たり、あるいは正確に調整することができず、例えばレ
ギュラーコーヒーの透明度、エスプレッソコーヒーにお
けるクレマの発生量等をきめ細かく調製することができ
なかった。

【０００８】本発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、シリンダ内の原液抽出圧力を正確に
一定にしたり正確に調整可能として、飲料状態のきめ細
かな調製が可能となる飲料抽出装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の本発明では、原料と湯又は湯及び蒸気と
を導入するシリンダと、シリンダの下端開口を覆うフィ
ルタと、シリンダの下端に密着してフィルタを支持する
フィルタブロックと、シリンダ内を加圧して原料と湯又
は湯及び蒸気とからフィルタを介してフィルタブロック
側に原液を濾過・抽出させる加圧手段と、フィルタブロ
ックから延びる抽出原液吐出経路とを備えた飲料抽出装
置において、抽出原液吐出経路の一部に内径を縮小した
縮径部を設け、この縮径部の流体の通過に対する抵抗に
よってシリンダ内の原液抽出圧力を生成するようにした
ことを特徴としている。

【００１０】本発明によれば、抽出原液吐出経路の一部
を縮径部によって絞り、この縮径部に流体の通過に対す
る抵抗を与えることにより、フィルタ抵抗ではなく、こ
の縮径部の抵抗によってシリンダ内の原液抽出圧力を実
質的に発生させることができる。この縮径部の抵抗は、
加圧手段側の加圧力が一定の場合、原料の種類、粒度等
にかかわらず一定となるため、原液抽出圧力を正確に一
定にしたり、あるいは加圧力を加減するなどして正確に
調整することが可能となる。尚、シリンダの内圧上昇に
対するフィルタ抵抗の寄与を低減すべく、フィルタの面
積を拡大することができる。

【００１１】請求項２の本発明では、請求項１の本発明
において、前記縮径部の開度を調整可能としたことを特
徴としている。本発明によれば、縮径部の開度を調整す
ることにより、加圧手段側の加圧力を加減することな
く、簡易に原液抽出圧力を調整することができる。

【００１２】請求項３の本発明では、請求項１又は２の
本発明において、前記シリンダには湯又は湯及び蒸気が
選択的に導入されることを特徴としている。本発明によ
れば、湯によってレギュラーコーヒー原液を、湯及び蒸
気によってエスプレッソコーヒー原液を選択的に生成可
能な飲料抽出装置が提供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の一実施形
態に係るもので、図１は飲料抽出装置を一部断面にて概
略的に示す説明図、図２は縮径部材（２０）の縦断面図
である。

【００１４】図１中、符号１０は、カップ式飲料自動販
売機（図示せず）に搭載され、レギュラーコーヒー原液
とエスプレッソコーヒー原液とを選択的に生成可能な飲
料抽出装置である。この飲料抽出装置１０は、コーヒー
の挽き豆原料と湯等が導入される円筒状（上部を除
く。）のシリンダ１１と、シリンダ１１の上方開口を密
閉可能なピストン１２と、シリンダ１１の下端開口を覆
う紙製で帯状のフィルタ１３と、販売動作時に上昇して
シリンダ１１の下端に密着し、フィルタ１３を支持する
フィルタブロック１４と、フィルタブロック１４から延
びる抽出原液吐出管（以下単に「吐出管」という。）１
５とを備えている。尚、符号１６は、販売動作毎にフィ
ルタ１３の新たな使用面をシリンダ１１下に供給するフ
ィルタ供給ローラ、１７はフィルタ１３の使用済み面及
び原料滓を廃棄する廃棄容器である。

【００１５】また、符号３０はコーヒー豆が収納される
原料キャニスタ、３１はコーヒー豆を挽くコーヒーミ
ル、３２は挽き豆原料をシリンダ１１に投入する原料シ
ュートである。尚、シリンダ１１の上部は水平方向に一
部拡大して原料シュート３２と連通している。

【００１６】更に、符号４０は湯を約９５度で貯留する
湯タンクであり、この湯タンク４０は湯のみならず湯か
ら発生する蒸気をも貯留して、湯及び蒸気の供給源とな
る。４１は湯タンク４０の湯をシリンダ１１に供給する
給湯管であり、この給湯管４１には給湯電磁弁４１ａと
湯ポンプ４３とが介設されると共に、下流側端部に湯ノ
ズル４５が接続されている。４２は湯タンク４０の蒸気
をシリンダ１１に供給する蒸気供給管であり、この蒸気
供給管４２には、蒸気供給電磁弁４２ａと蒸気ポンプ４
４とが介設されると共に、下流側端部に蒸気ノズル４６
が接続されている。湯ノズル４５及び蒸気ノズル４６は
ピストン１２にこれを気密に貫通するように取り付けら
れている。尚、湯ポンプ４３及び蒸気ポンプ４４は本実
施形態における加圧手段を成す。

【００１７】飲料抽出装置１０の吐出管１５には、次の
ような縮径部材２０が介設されている。即ち、この縮径
部材２０は、図２に縦断面にて示すように、円筒状の外
径部２１と、外径部２１から径方向内側に突出し、吐出
管１５の内径を局部的に縮小する縮径部２２とを有し、
フィルタブロック１４側の吐出管１５ａと、下流側の吐
出管１５ｂとをカップラー状に接続している。尚、符号
２３は縮径部２２が形成する孔（以下「縮径孔」とい
う。）である。

【００１８】次に、以上の飲料抽出装置１０によってレ
ギュラーコーヒー原液を抽出する工程を説明する。ま
ず、ユーザーがレギュラーコーヒーの選択ボタン（図示
せず）を押すと、原料キャニスタ３０から所定量のコー
ヒー豆がコーヒーミル３１に搬出され、ここでコーヒー
豆が挽かれ、この挽き豆原料が原料シュート３２を介し
て、開放状態のシリンダ１１の上方開口からシリンダ１
１内に投入される。次いで、ピストン１２が降下され、
シリンダ１１の上方開口が密閉される。次いで、給湯電
磁弁４１ａが所定時間開放され、湯タンク４０から所定
量の湯が湯ポンプ４３に送られる。尚、この際、湯は湯
タンク４０から一旦湯貯めボウル（図示せず）に所定量
貯められた後、湯ポンプ１３に送られる。湯ポンプ４３
はこの湯を湯ノズル４５を介してシリンダ１１内に一定
圧にて加圧供給する。これによってシリンダ１１の内圧
が上昇し、挽き豆原料と湯からフィルタ１３を介してレ
ギュラーコーヒー原液がシリンダブロック１４側に濾過
・抽出される。

【００１９】上記湯ポンプ４３の作動時、即ち原液抽出
時の初期段階において、シリンダ１１の内圧はフィルタ
抵抗によって高められるが、フィルタ１３を透過した流
体（シリンダ１１内に存在した空気や抽出原液）が吐出
管１５における縮径部材２０の縮径孔２３に達すると、
この縮径孔２３が流体の通過に対する抵抗となる（以下
この抵抗を「縮径抵抗」という。）ため、フィルタブロ
ック１４側の内圧が高まり、これがシリンダ１１の内圧
を、上記フィルタ抵抗による昇圧作用を超えて更に上昇
させて、シリンダ１１内に原液抽出圧力を発生させる。
従って、シリンダ１１の内圧上昇に対するフィルタ抵抗
の寄与は少なく、原液抽出圧力は実質的に縮径抵抗によ
って生成される。そのためフィルタ１３は専ら濾過機能
を果たす。

【００２０】また、上記縮径抵抗は、湯ポンプ１３の加
圧能力及び給湯量が一定の場合、原料の種類、粒度等に
かかわらず一定となるため、原液抽出圧力も正確に一定
となり、そのため、湯ポンプ４３の能力を加減するなど
により、所望する原液抽出圧力を生成することが可能と
なる。尚、上記飲料抽出装置１０においては、縮径抵抗
によるシリンダ１１の昇圧作用を高めるため、フィルタ
１１の面積、即ちシリンダ１１の下端開口面積を従来装
置に較べ拡大して、シリンダ１１の内圧上昇に対するフ
ィルタ抵抗の寄与を低減している。

【００２１】フィルタ１３で濾されたレギュラーコーヒ
ー原液は、次いで吐出管１５を通って次工程のミキシン
グボール（図示せず）等に給送されるが、この際、縮径
孔２３を通過することによって減圧され、次第に大気圧
まで戻される。

【００２２】飲料抽出装置１０ではまた、シリンダ１１
に原料を投入し、シリンダ１１の上方開口をピストン１
２で密閉後、湯ポンプ４３及び蒸気ポンプ４４を作動さ
せて、シリンダ１１内に湯及び蒸気を加圧供給すること
により、エスプレッソコーヒー原液を抽出することがで
き、この場合も、上述したように原液抽出圧力を正確に
一定にしたり調整することができるため、クレマの発生
量等を所望に調製することができる。

【００２３】図３は縮径部材の別の例を示す縦断面図、
図４は図３のＡ−Ａ線断面図であり、これらにおいて、
上述した実施形態と共通する部分は同じ符号を用い、そ
の説明は省略する（後述する図５及び図６についても同
じ。）。

【００２４】この縮径部材５０は、吐出管１５に介設さ
れるほぼ円筒カップラー状の本体５１と、本体５１を直
径方向に沿って貫通する横穴５１ａ内に後述するように
回転可能に収容した円柱状の弁棒５２とを備えている。
尚、本体５１の内径は吐出管１５の内径１５ａと一致
し、弁棒５２の直径は吐出管１５の内径１５ａを若干上
回っている。また、弁棒５２の中央には、十字状に直交
する第１縮径孔５３ａと第２縮径孔５３ｂとが、それぞ
れ弁棒５２を直径方向に沿って貫通するように設けられ
ている。これら第１及び第２縮径孔５３ａ、５３ｂは径
がいずれも吐出管１５の内径１５ａよりも小さく、ま
た、第１縮径孔５３ａの径は第２縮径孔５３ｂの径より
も小さく設定されている。

【００２５】図３及び図４において、弁棒５２は、第１
縮径孔５３ａが吐出管１５の軸線に沿う回転位置（以下
「第１回転位置」という。）にあり、従って、この第１
回転位置では、第１縮径孔５３ａが吐出管１５を局部的
に絞り、これによって上記縮径抵抗（以下「第１縮径抵
抗」という。）が発生する。第１回転位置から、弁棒５
２をその軸線を中心に９０度回転させると、図示はしな
いが第２縮径孔５３ｂが吐出管１５の軸線に沿い（以
下、この弁棒５２の回転位置を「第２回転位置」とい
う。）、この第２回転位置では、第２縮径孔５３ｂによ
って縮径抵抗（以下「第２縮径抵抗」という。）が発生
する。

【００２６】第１縮径孔５３ａの径は上述したように第
２縮径孔５３ｂの径よりも小さいため、これらを通過し
ようとする流体圧が同じ場合、第１縮径抵抗は第２縮径
抵抗よりも大きくなる。従って、シリンダ１１に対する
加圧力を一定にした場合、原液抽出圧力は、弁棒５２を
第１回転位置にすれば第２回転位置よりも高く、第２回
転位置にすれば第１回転位置よりも低くすることができ
る。このように、縮径部材５０では、湯ポンプ４３、蒸
気ポンプ４４等の加圧側を加減することなく、簡易且つ
正確に原液抽出圧力の高低を調整することができる。そ
のため、例えば、同じ原料から、原液抽出圧力を高くし
てクレマを有するエスプレッソコーヒーを、原液抽出圧
力を低くして透明感のあるレギュラーコーヒーを生成す
ること等が可能となる。

【００２７】弁棒５２の回転位置は、選択飲料に応じ
て、モータ（図示せず）等を用いて制御することがで
き、図３、４中、符号５４はモータ等の出力を弁棒５２
に伝達する駆動伝達部である。また、５２はシールリン
グである。

【００２８】以上の縮径部材５０では、弁棒５２を回転
させて縮径孔の径を変えたが、図５に示す縮径部材６０
のように、弁棒６２を横穴５１ａに沿ってスライド移動
させることにより、縮径孔の径を変えるようにすること
もできる。尚、図５において図３と共通する部分は同じ
参照番号を用いている。即ち、弁棒６２には、径の小さ
い第１縮径孔６３ａと径の大きい第２縮径孔６３ｂと
が、弁棒６２の軸方向に間隔をおき、かつ吐出管１５の
軸方向にそれぞれ沿って互いに平行となるように設けら
れている。従って、弁棒６２を駆動伝達部５４を介しソ
レノイド等によって左右にスライド移動させて、縮径抵
抗を発生させる孔を、第１縮径孔６３ａ又は第２縮径孔
６３ｂに設定することにより、シリンダ１１内の原液抽
出圧力の高低を調整することができる。尚、図示はしな
いが、弁棒６２に第１及び第２縮径孔６３ａ、６３ｂの
他に更に径の異なる縮径孔を付設して、原液抽出圧力の
調整の自由度を高めることができる。

【００２９】図６は縮径部材の更に別の例を示す縦断面
図である。この縮径部材７０は、円筒カップラー状の本
体７１と、本体７１の一の半径部分に設けた横穴７１ａ
内に収容した円柱状の弁棒７２とを備えている。そし
て、弁棒７２を左右に移動させて、この弁棒５２の吐出
管１５内への突出量を変えることにより、突出管１５を
絞る縮径孔７３の開度をフレキシブルに調整することが
できるようになっている。これにより、シリンダ１１内
の原液抽出圧力を自由に所望する値に設定することがで
きる。尚、弁棒７２の移動方式としては、図５の弁棒６
２と同様のスライド移動の他、横孔７１ａ内周面と弁棒
７２外周面とに雄−雌ネジ部を螺刻し、モータ等で駆動
伝達部７４を介して弁棒７２を回転させて、弁棒７２を
進退させるようにしてもよい。

【００３０】以上では、加圧手段として湯ポンプ、蒸気
ポンプを用いる例を挙げたが、本発明は、エアーポン
プ、ピストン等を用いる飲料抽出装置に対しても同様に
適用することができる。また、シリンダーに原料の他、
蒸気のみを導入して原液を抽出するようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の本発明に
よれば、抽出原液吐出経路を縮径部によって局部的に絞
って流体の通過に対する抵抗を与えることにより、フィ
ルタ抵抗ではなく、この縮径部の抵抗によってシリンダ
内の原液抽出圧力を生成することができる。そのため、
原料の種類、粒度等にかかわらず、原液抽出圧力を正確
に一定にしたり、あるいは加圧力の加減等により正確に
調整して、コーヒー原液の濃淡、透明度、クレマの有無
・発生量等をきめ細かく調製することが可能となる。

【００３２】請求項２の本発明によれば、縮径部の開度
を調整することにより、加圧手段側の加圧力を加減する
ことなく、簡易且つ正確に原液抽出圧力を調整すること
ができ、これにより、所望する飲料状態を一層容易に生
成することができる。

【００３３】請求項３の本発明によれば、湯によってレ
ギュラーコーヒー原液を、湯及び蒸気によってエスプレ
ッソコーヒー原液を選択的に生成可能な飲料抽出装置が
提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】飲料抽出装置を一部断面にて概略的に示す説明
図

【図２】縮径部材の縦断面図

【図３】縮径部材の他の例を示す縦断面図

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図

【図５】縮径部材の他の例を示す縦断面図

【図６】縮径部材の他の例を示す縦断面図

【符号の説明】

１０…飲料抽出装置、１１…シリンダ、１２…ピスト
ン、１３…フィルタ、１４…フィルタブロック、１５…
抽出原液吐出管、２０、５０、６０、７０…縮径部材、
２２…縮径部、２３、７３…縮径孔、第１縮径孔…５３
ａ、６３ａ、第２縮径孔…５３ｂ、６３ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料と湯又は湯及び蒸気とを導入するシ
   リンダと、シリンダの下端開口を覆うフィルタと、シリ
   ンダの下端に密着してフィルタを支持するフィルタブロ
   ックと、シリンダ内を加圧して原料と湯又は湯及び蒸気
   とからフィルタを介してフィルタブロック側に原液を濾
   過・抽出させる加圧手段と、フィルタブロックから延び
   る抽出原液吐出経路とを備えた飲料抽出装置において、 抽出原液吐出経路の一部に内径を縮小した縮径部を設
   け、この縮径部の流体の通過に対する抵抗によってシリ
   ンダ内の原液抽出圧力を生成するようにしたことを特徴
   とする飲料抽出装置。
2. 【請求項２】 前記縮径部の開度を調整可能としたこと
   を特徴とする請求項１記載の飲料抽出装置。
3. 【請求項３】 前記シリンダには湯又は湯及び蒸気が選
   択的に導入されることを特徴とする請求項１又は２記載
   の飲料抽出装置。