JP2002183827A - コーヒー抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コーヒー豆の芳香，風味を損なわずに、同一の
抽出装置で良質なエスプレッソコーヒーおよびレギュラ
ーコーヒーを直接抽出できるようにする。 【解決手段】可動シリンダ１６，ピストン１７と、指令
に基づいてシリンダを原料投入位置，コーヒー抽出位置
に移動するシリンダ駆動機構を組合せ、原料投入位置で
シリンダにコーヒー挽き豆を投入し、コーヒー抽出位置
ではシリンダをピストンに結合させた上で、シリンダに
湯を加圧供給してコーヒーを抽出するブリュア３におい
て、コーヒー抽出位置でピストンをシリンダに押し込ん
で原料を圧搾させるラック／ピニオン，駆動モータ２５
からなるピストン駆動機構、および制御部３１を備え、
コーヒーの選択に合わせて、レギュラーコーヒーを選択
した場合は原料を殆ど圧搾せず、エスプレッソコーヒー
を選択した場合に原料を圧搾するような押し込み位置に
ピストンを移動制御してコーヒー抽出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カップ式自動販売
機に搭載してレギュラーコーヒー，エスプレッソコーヒ
ーを製造するコーヒー抽出装置（コーヒーブリュア）に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、コーヒーの挽き豆を原料
として機内で製造したレギュラーコーヒーを販売するカ
ップ式自動販売機では、機内にコーヒーブリュアと呼ば
れるコーヒー抽出装置を搭載し、コーヒーの挽き豆（焙
煎済みのコーヒー豆をミルで粉状に挽いたもの）を原料
として、コーヒーブリュアに定量のコーヒー挽き豆，湯
を投入してコーヒーを抽出し、これをブリュアからミキ
シングボールに吐出して砂糖，ミルクなどを添加，攪拌
した上でベンドステージに搬出したカップに供給するよ
うにしている。

【０００３】また、最近になり客の嗜好多様化に合わせ
てエスプレッソコーヒーも販売するカップ式自動販売機
が出現しており、次に本発明の出願人がエスプレッソコ
ーヒー用として開発したブリュアを搭載したカップ式自
動販売機の飲料系統図、およびそのコーヒー抽出装置の
構成，抽出動作を図２〜図４で説明する。まず、図２に
カップ式自動販売機の飲料系統を示す。図において、１
はコーヒー豆（焙煎済み）を収容した原料箱、２はコー
ヒー豆を粉に挽くコーヒーミル、３はエスプレッソコー
ヒー抽出用のブリュア（コーヒー抽出装置）、４は温水
タンク、５は砂糖，ミルクなどの粉末原料を収容したパ
ウダキャニスタ、６はミキシングボール、７はベンドス
テージである。

【０００４】ここで、コーヒーの販売指令が与えられる
と、原料箱１から定量のコーヒー豆を搬出し、コーヒー
ミル２で粉に挽いた後に原料シュータ８を通じてコーヒ
ーブリュア３（ブリュアの詳細構造，動作については図
３，図４で後述する）のシリンダに投入した後、ブリュ
アのシリンダとピストンを結合する。続いて湯ポンプ９
が始動し、温水タンク４から湯を給湯管１０，湯再熱器
１１を経てブリュア３のシリンダに加圧供給する。な
お、湯再熱器１１の代わりに給湯管１０と温水タンク４
との間に湯の循環管路を形成し、販売待機中に湯ポンプ
９を運転して温水タンク４に貯留している高温の湯を給
湯管１０に循環させておく方式もある。

【０００５】これにより、販売動作時にはシリンダに加
圧供給された湯が原料に浸透する過程でコーヒーが抽出
され、シリンダから出たコーヒーがミキシングボール６
に送液される。なお、湯の供給量は流量計１２でカウン
トし、所定量になれば湯ポンプ９を停止する。また、湯
ポンプの停止後は、給湯管１０に分岐接続したエアポン
プ１３を始動して加圧エアをシリンダに吹き込み、配
管，シリンダ内に残っている湯，コーヒーをエアブロー
して吐き出す。

【０００６】また、ミキシングボール６は、ブリュア３
から送液されたコーヒーとパウダキャニスタ５から投入
した砂糖，ミルクなどの添加粉末原料とを攪拌した上
で、配管を通じてベンドステージ７に待機するカップ１
４に吐出し供給する。なお、抽出工程の終了後にブリュ
ア３のシリンダ内に残った原料滓は、後記のようにシリ
ンダから押し出して滓回収バケツ１５に排出される。

【０００７】次に、前記したエスプレッソコーヒー抽出
用のブリュア３の詳細構造を図３(a),(b) で説明する。
すなわち、ブリュア３は、可動シリンダ１６，ピストン
１７および可動シリンダ１６を後記する原料投入位置，
抽出位置，原料滓排出位置に移動するシリンダ駆動機構
１８をフレーム１９に組付けた構成になる。ここで、可
動シリンダ１６は上面開放形の容器で、その底部側に開
口した給湯口に外部から引き込んだ給湯管１０を接続し
ている。また、シリンダ１５には原料滓排出用のシリン
ダピストン２０を内蔵しており、その操作ロッド２０ａ
をシリンダ１５の底壁を貫通して下方に引き出し、その
軸上に配した圧縮ばね２０ｂでシリンダピストン２０を
下方に付勢している。さらに、シリンダ１６には滓排出
シュータ１６ａを備えている。

【０００８】一方、ピストン１７はピストン支持枠１７
ａに案内支持されており、ピストン１７の先端面（下
面）にはコーヒー抽出口１７ｂが開口し、この排出口１
７ｂに連ねてピストン１７の側面からミキシングボール
６（図２参照）に通じるコーヒー抽出管２１が引出して
ある。さらに、コーヒー抽出口１７ｂの開口端を覆って
ピストン１７の端面にはフィルタ（パンチングメタル）
２２が取付けてある。

【０００９】さらに、ピストン１７は次記のピストン駆
動機構に連結して昇降操作するようにしている。すなわ
ち、ピストン駆動機構はピストン１７に連結したラック
２３，ピニオン２４と、駆動モータ２５からなり、モー
タ駆動によりピストン１７を上下方向に昇降操作するよ
うにしている。一方、シリンダ１６の駆動機構１８は、
駆動モータ（ギヤードモータ）２６と、該モータに結合
したクランク２７と、クランク２７と可動シリンダ１６
との間を連結したリンク２８とからなる。また、可動シ
リンダ１６は上下二箇所に設けたガイドピン１６ｂおよ
び１６ｃをフレーム１９の板面に形成した異形のガイド
溝１９ａ，１９ｂに嵌合している。この構成で、可動シ
リンダ１６を駆動モータ２６により後記する原料投入位
置，コーヒー抽出位置，原料滓排出位置への移動，およ
び姿勢制御を行うようにしている。

【００１０】さらに、前記シリンダピストン２０の操作
ロッド２０ａの先端に対峙して前記ガイド溝１９ｂの終
端位置にストライカ２９が設けてあり、このストライカ
に操作ロッド２０ａを突き当ててシリンダピストン２０
をシリンダ１６の開口端面に向けて突き出すようにして
いる。なお、かかる構成になるコーヒーブリュア３は、
図２で示したようにピストン１７を上にしてやや斜め姿
勢に設置して使用する。

【００１１】次に、前記コーヒーブリュア３のコーヒー
抽出動作を図４(a) 〜(f) で説明する。 (1) 図４(a) は原料投入位置（販売待機状態と同じ）を
表しており、この位置では可動シリンダ１６がピストン
１７と離脱して垂直方向に起立している。ここで、販売
指令が入ると、図２で述べたように原料箱１から搬出し
た定量の原料（コーヒー挽き豆）をコーヒーミル２で粉
砕されてシリンダ１６に投入する。

【００１２】(2) 続いてシリンダ駆動機構の駆動モータ
を始動（反時計方向）し、クランク２７，リンク２８に
連結されている可動シリンダ１６をガイド溝１９ａ，１
９ｂに沿って回転移動させ、図４(b) のようにシリンダ
１６を下方からピストン１７に結合させる。 (3) 次に、シリンダ１６をピストン１７に結合した状態
で、図３に示したピストン駆動機構の駆動モータ２５を
始動してピストン１７を下降駆動し、シリンダ１６に収
容されている原料（コーヒー挽き豆）を加圧して圧搾す
る。

【００１３】(4) 続いて、図４(c) で表すように給湯管
１０を通じて図２に示した温水タンクから湯をシリンダ
１６に加圧供給する。この湯の供給量は流量計１２でカ
ウントし、所定量になれば湯ポンプ９を停止する。これ
により、湯がシリンダ内を通過する過程で圧搾状態にあ
る原料から濃厚なコーヒー（エスプレッソコーヒー）が
抽出され、これがピストン１７の端面に装着したフィル
タ２２を透過し、コーヒー抽出口１７ｂ，抽出管２１を
通じて図１に示したミキシングボール６に送液され、こ
こで砂糖，ミルクを選択的に添加した上で、図２で述べ
たようにベンドステージ７に待機しているカップ１４に
供給される。また、湯ポンプ９の停止後は、給湯管路１
０に接続したエアポンプ９を始動して加圧エアをシリン
ダ１６に吹き込み、配管，シリンダ内に残っている湯，
コーヒーをエア圧で排出すようにしている。

【００１４】(5) その後に、シリンダ駆動機構の回転動
作により可動シリンダ１６をガイド溝に沿って図４(d)
の位置に下降移動し、ピストン１７との結合を切り離
す。 (6) 続いて、シリンダ駆動機構の回転がさらに進むと、
可動シリンダ１６がガイド溝に誘導されて時計方向に揺
動して図４(e) で示す滓排出位置に移動すると、可動シ
リンダ１６に内蔵したシリンダピストン２０の操作ロッ
ド２０ａの先端がストライカ２９に突き当たるようにな
る。

【００１５】(7) そして、前記(6) の位置からシリンダ
駆動機構のクランク２７の回転がさらに進むと、図４
(f) のように可動シリンダ１６が下方に引下げられ、こ
の動きと相対してシリンダピストン２０がシリンダ内の
底部に溜まっている原料滓を載せたままシリンダ１６か
ら突き出すようになる。続いて原料滓スクレーパ（図示
せず）がシリンダピストン２０の上から原料滓を掻き出
し、シリンダ１６に設けた滓排出シュータ１６ａを経て
図２に示した滓回収バケツ１５に落として回収する。

【００１６】そして前記の原料滓回収工程が済むと、再
びシリンダ駆動機構が駆動モータが始動し、クランク２
７が丁度１回転したところで、可動シリンダ１６が図４
(a)の位置に復帰し、ここで駆動モータを停止して販売
待機状態に戻る。なお、前記は濃厚なエスプレッソコー
ヒーを抽出して販売する場合の販売動作について述べた
が、このカップ式自動販売機でエスプレッソコーヒーよ
りは濃度の低いレギュラーコーヒーを販売する場合に
は、前記したブリュア３のコーヒー抽出装置で濃度の濃
いエスプレッソコーヒーを抽出した後、ミキシングボー
ルに湯を注ぎたしてコーヒーを希釈し、所定量のレギュ
ラーコーヒーに仕上げてカップに供給するようにしてい
る。具体的には、１回の販売動作で製造するエスプレッ
ソコーヒーの量を５０ｃｃとし、レギュラーコーヒーを
販売する場合にはブリュア３で抽出した５０ｃｃの濃厚
なコーヒーに９０ｃｃの希釈湯を注ぎたして仕上がり量
が１４０ｃｃになるように薄め、これをレギュラーコー
ヒーとしてカップ１４に供給して販売するようにしてい
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カップ式自
動販売機に搭載するコーヒー抽出装置として、コーヒー
挽き豆の原料を圧搾した状態で湯を供給して濃厚なコー
ヒーを抽出するようにしたブリュアを採用し、前記した
販売方式でエスプレッソコーヒーおよびレギュラーコー
ヒーを併売する場合には次記のような課題が残る。

【００１８】すなわち、直接ブリュアで抽出したコーヒ
ーに後から希釈湯を加えて薄めると、コーヒー豆がもつ
本来の芳香，風味が損なわれてコーヒーの味が低下する
と言われており、前記販売方式のようにエスプレッソコ
ーヒー抽出用のブリュアを使って抽出した濃厚なコーヒ
ーに後から希釈湯を注ぎたして仕上げたレギュラーコー
ヒーはコーヒー豆のもつ本来の芳香，風味を十分に生か
すことかできない。

【００１９】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、エスプレッソコーヒー抽出用として前記のように構
成した原料圧搾式のブリュアをベースに、コーヒー豆が
もつ本来の芳香，風味を損なわずに良質なエスプレッソ
コーヒーおよびレギュラーコーヒーを直接抽出できるよ
うに改良したコーヒー抽出装置を提供することを目的と
する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、底面側に給湯口を開口した上面開
放形の可動シリンダと、下面にコーヒー抽出口を開口し
て前記シリンダの上方側に対向配置したピストンと、指
令に基づいて前記シリンダを原料投入位置，コーヒー抽
出位置に移動するシリンダ駆動機構を組合せた構成にな
り、ピストンから切り離した原料投入位置でシリンダに
コーヒー挽き豆を投入し、コーヒー抽出位置ではシリン
ダをピストンに結合させた上で、シリンダに湯を加圧供
給してコーヒー抽出を行うようにしたコーヒー抽出装置
において、前記のコーヒー抽出位置でピストンをシリン
ダに押し込んで原料を圧搾させるピストン駆動機構、お
よびレギュラーコーヒーを選択した場合にはシリンダ内
の原料を殆ど圧搾させず、エスプレッソコーヒーを選択
した場合に原料を圧搾するような押し込み位置にピスト
ンを移動制御する前記ピストン駆動機構の制御部を備え
てレギュラーコーヒー，エスプレッソコーヒーの抽出を
行うようにする（請求項１）。

【００２１】また、その具体的な態様として、ピストン
駆動機構がモータ駆動式の昇降機構になり、該機構の駆
動モータに付設した回転数センサの検出信号を制御部に
取り込んで原料の圧搾状態を検知し、これを基にピスト
ンをレギュラーコーヒー，エスプレッソコーヒーの選択
に対応した押し込み位置へ移動制御するようにする（請
求項２）。

【００２２】上記のように、シリンダ／ピストン結合位
置で、ピストンをエスプレッソコーヒー，レギュラーコ
ーヒーの選択指令に合わせた押し込み位置に移動制御す
ることにより、エスプレッソコーヒーの選択時には原料
（コーヒー挽き豆）を圧搾して濃厚なエスプレッソコー
ヒーを抽出でき、またレギュラーコーヒーを選択した場
合には、原料を殆ど圧搾しない状態でレギュラーコーヒ
ーを低圧抽出することができる。したがって、従来の販
売方式のようにコーヒー抽出装置で抽出した濃厚なコー
ヒーに後から希釈湯を加えてレギュラーコーヒーに仕上
げる必要がなく、これによりコーヒー豆のもつ本来の芳
香，風味を損なうことなく、良質なエスプレッソコーヒ
ーおよびレギュラーコーヒーを抽出できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
(a) 〜(c) に示す実施例に基づいて説明する。なお、実
施例の図中で図３に対応する部材には同じ符号を付して
その説明は省略する。図示実施例においては、図４(b)
で述べたシリンダ／ピストン結合位置で、ピストン１７
をシリンダ１６に押し込んでシリンダ内に収容した原料
を圧搾させるようにしたピストン駆動機構に対し、次記
のような制御機能の制御部３１を備えるものとする。

【００２４】すなわち、ピストン駆動機構は、図１(a)
で示すようにピストン１７に連結したラック２３，ピニ
オン２５，および駆動モータ２５からなる。ここ、駆動
モータ２５には回転数センサ（パルス式回転計）３０を
付設した上で、該センサ３０の検出信号を制御部３１に
取り込んで原料の圧搾状態を検知する（駆動モータ２５
はモータの負荷トルクによって回転数が変化する）よう
にするとともに、一方では選択ボタン３２に入力したレ
ギュラーコーヒー，エスプレッソコーヒーの選択信号を
制御部３１に取り込み、この選択信号に合わせてピスト
ン１７を次記のように駆動制御するようにしている。

【００２５】まず、選択ボタン３２でレギュラーコーヒ
ーを選択した場合には、図１(b) で表すように、シリン
ダ１６とピストン１７との結合位置で、ピストン１７が
シリンダ内に収容した原料を全く圧搾しないか、ないし
は僅か数ｋｇ程度の力で圧搾する位置に止めるような押
し込み位置に止めるように移動制御する。なお、この位
置でピストン１７とシリンダ１６の底部との間の距離を
Ａとする。そして、この状態で給湯管１０よりシリンダ
１６に湯を加圧供給してコーヒー抽出を行うと、原料が
殆ど圧搾されなてない低圧でのコーヒー抽出となる。こ
れにより、濃度が中程度のレギュラーコーヒーが抽出さ
れ、ピストン１７のコーヒー抽出穴１７ｂを通じて後段
のミキシングボール（図２参照）に送液される。

【００２６】一方、エスプレッソコーヒーを選択した場
合には、図１(c) で表すように、シリンダ１６とピスト
ン１７との結合位置で、ピストン１７がシリンダ内に収
容した原料を２０ｋｇ程度の力で圧搾するような押し込
み位置に移動制御する。なお、この位置でピストン１７
とシリンダ１６の底部との間の距離をＢ（Ｂ＜Ａ）で表
す。そして、この状態でシリンダ１６に湯を加圧供給し
てコーヒー抽出を行うと、原料が圧搾された高圧でのコ
ーヒー抽出となり、これにより濃厚なエスプレッソコー
ヒーがピストン１７のコーヒー抽出穴１７ｂを通じてミ
キシングボールに送液される。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、シリ
ンダとピストンを組合せた原料圧搾式のコーヒー抽出装
置に対し、そのコーヒー抽出位置でピストンをシリンダ
に押し込んで原料を圧搾させるピストン駆動機構と、レ
ギュラーコーヒーを選択した場合にはシリンダ内の原料
を殆ど圧搾させず、エスプレッソコーヒーを選択した場
合に原料を圧搾するような押し込み位置にピストンを移
動制御する前記ピストン駆動機構の制御部を備えたこと
により、レギュラーコーヒー，および濃厚なエスプレッ
ソコーヒーを同じ抽出装置を用いて直接抽出することが
できる。

【００２８】したがって、従来におけるカップ式自動販
売機の販売方式のように、コーヒー抽出装置で抽出した
濃厚なコーヒーに、後から希釈湯を注ぎたしてレギュラ
ーコーヒーに仕上げる調理工程が不要となり、これによ
りコーヒー豆のもつ本来の芳香，風味を損なうことなし
に、良質なレギュラーコーヒー，エスプレッソコーヒー
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるコーヒー抽出装置の構
成，動作の説明図であり、(a) はピストン駆動機構，お
よびの制御部を含めた構成図、(b）はレギュラーコーヒ
ーの抽出状態を表す図、(c) はエスプレッソコーヒーの
抽出状態を表す図

【図２】本発明の実施対象となるコーヒー抽出装置を搭
載したカップ式自動販売機の飲料系統図

【図３】図１におけるコーヒー抽出装置の詳細構造図で
あり、(a),(b) はそれぞれ正面図，および側視断面図

【図４】図２のコーヒー抽出装置の動作説明図であり、
(a) 〜(f) はそれぞれ原料投入，シリンダ／ピストンの
結合，コーヒー抽出，シリンダ／ピストン離脱，滓排出
位置に移動，および原料滓排出の順に表した各工程の動
作状態を表す図

【符号の説明】

３ コーヒーブリュア（コーヒー抽出装置） １０ 給湯管 １６ 可動シリンダ １７ ピストン １７ｂ コーヒー抽出穴 ２３ ラック ２４ ピニオン ２５ ピストン昇降機構の駆動モータ ３０ 回転数センサ ３１ 制御部 ３２ 選択ボタン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コーヒー挽き豆を原料としてこれに湯を加
   えてコーヒーを製造するコーヒー抽出装置であって、底
   面側に給湯口を開口した上面開放形の可動シリンダと、
   下面にコーヒー抽出口を開口して前記シリンダの上方側
   に対向配置したピストンと、指令に基づいて前記シリン
   ダを原料投入位置，コーヒー抽出位置に移動するシリン
   ダ駆動機構を組合せた構成になり、ピストンから切り離
   した原料投入位置でシリンダにコーヒー挽き豆を投入
   し、コーヒー抽出位置ではシリンダをピストンに結合さ
   せた上で、シリンダに湯を加圧供給してコーヒー抽出を
   行うようにしたものにおいて、 前記のコーヒー抽出位置でピストンをシリンダに押し込
   んで原料を圧搾させるピストン駆動機構、およびレギュ
   ラーコーヒーを選択した場合にはシリンダ内の原料を殆
   ど圧搾させず、エスプレッソコーヒーを選択した場合に
   原料を圧搾するような押し込み位置にピストンを移動制
   御する前記ピストン駆動機構の制御部を備えたことを特
   徴とするコーヒー抽出装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のコーヒー抽出装置におい
   て、ピストン駆動機構がモータ駆動式の昇降機構にな
   り、該機構の駆動モータに付設した回転数センサの検出
   信号を制御部に取り込んで原料の圧搾状態を検知し、こ
   れを基にピストンをレギュラーコーヒー，エスプレッソ
   コーヒーの選択に対応した押し込み位置へ移動制御する
   ようにしたことを特徴とするコーヒー抽出装置。