JP2004213433A - コーヒー抽出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを抽出することができるコーヒー抽出装置を提供する。
【解決手段】コーヒー豆を原料としてコーヒーを抽出するコーヒー抽出装置１であって、供給された所定量の原料Ｇを収容するとともに、コーヒーを抽出するための抽出部２と、供給された所定量の温水Ｗを収容するとともに、抽出部２に連通する温水収容部３と、抽出時に、抽出部３内の原料Ｇからコーヒーを抽出するために、抽出すべきコーヒーの種類に応じた異なるエア圧のエアを、温水収容部３に供給することにより、温水収容部３内の所定量の温水Ｗを抽出部２に圧送するエアポンプ４と、を備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】コーヒー豆を原料としてコーヒーを抽出するコーヒー抽出装置１であって、供給された所定量の原料Ｇを収容するとともに、コーヒーを抽出するための抽出部２と、供給された所定量の温水Ｗを収容するとともに、抽出部２に連通する温水収容部３と、抽出時に、抽出部３内の原料Ｇからコーヒーを抽出するために、抽出すべきコーヒーの種類に応じた異なるエア圧のエアを、温水収容部３に供給することにより、温水収容部３内の所定量の温水Ｗを抽出部２に圧送するエアポンプ４と、を備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーヒーなどの飲料を提供する自動販売機や飲料ディスペンサなどに適用され、例えば一般的なレギュラーコーヒーの他、エスプレッソコーヒーなども抽出可能なコーヒー抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばドリップ式による一般的なレギュラーコーヒー、およびエスプレッソコーヒー（以下、それぞれ「レギュラーコーヒー」および「エスプレッソ」という）のいずれも抽出可能なコーヒー抽出装置として、本出願人が既に開示した特許文献１の原料圧縮タイプの抽出装置と、特許文献２の原料蒸らしタイプの抽出装置が知られている。
【０００３】
原料圧縮タイプのコーヒー抽出装置は、上方に開口し、内部でコーヒーを抽出するシリンダと、このシリンダに開口を介して嵌合するピストンと、所定量の湯を、湯タンクから給湯管を介してシリンダ内に送り出す湯ポンプとを備えている。シリンダの底部には、上記給湯管が接続され、ピストンには、抽出したコーヒーをミキシングボウルなどに搬送するためのコーヒー抽出管が接続されている。
【０００４】
この抽出装置でレギュラーコーヒーを抽出する場合には、開口を介してシリンダ内に原料を投入した後、その開口を介して、ピストンをシリンダに嵌合させる。そして、ピストンが原料に接した状態、あるいはそれよりもピストンを若干押し込み、原料を若干圧縮した状態で、シリンダ内に所定量の湯を湯ポンプで加圧しながら供給する。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、コーヒー抽出管を介して、ミキシングボウルなどに搬送される。一方、エスプレッソを抽出する場合には、上記レギュラーコーヒーの抽出時よりもさらにピストンをシリンダ内に押し込むことで、原料の圧縮量を大きくする。そして、この状態で、レギュラーコーヒーの場合と同様に、シリンダ内に所定量の湯を加圧供給する。これにより、濃厚なエスプレッソが抽出される。
【０００５】
一方、原料蒸らしタイプのコーヒー抽出装置は、上方に開口するとともに下端部にフィルタブロックが係脱し、内部でコーヒーを抽出するシリンダと、このシリンダに開口を介して嵌合するピストンと、湯および蒸気を生成するとともに、シリンダ内に供給するための湯／蒸気生成器と、シリンダ内にエアを供給するためのエアポンプとを備えている。ピストンには、湯／蒸気生成器にチューブなどを介して接続された湯ノズルおよび蒸気ノズルが設けられている。また、シリンダの上部および下部にはそれぞれ、エアポンプにチューブなどを介して接続されたエアノズルが設けられている。
【０００６】
この抽出装置でレギュラーコーヒーを抽出する場合には、開口を介してシリンダ内に原料を投入した後、シリンダの上方にピストンを移動させ、湯ノズルを介して、シリンダ内に所定量の湯を供給する。次いで、シリンダの下側のエアノズルを介して、シリンダ内にエアを供給し、シリンダ内で原料と湯を攪拌する。その後、シリンダに開口を介してピストンを嵌合させ、その状態で、上側のエアノズルを介して、シリンダ内にエアを供給する。これにより、シリンダ内で抽出されたレギュラーコーヒーは、シリンダの内圧により、フィルタブロックを透過し、さらにチューブなどを介して、ミキシングボウルなどに搬送される。一方、エスプレッソを抽出する場合には、シリンダ内への原料投入後、ピストンをシリンダに嵌合させる。次いで、蒸気ノズルを介してシリンダ内の原料に蒸気を吹きかけることにより、原料の蒸らしを行う。次いで、湯ノズルを介してシリンダ内に所定量の湯を供給することによって、シリンダ内で原料と湯を攪拌する。その後、上記レギュラーコーヒーの抽出の場合と同様に、シリンダの上側のエアノズルを介して、シリンダ内にエアを供給する。これにより、エスプレッソが抽出されるとともに、シリンダの外部に搬送される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１８３８２７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１２０４３４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した２つのタイプのコーヒー抽出装置では、レギュラーコーヒーについてはいずれも、同程度の良質のコーヒーを抽出することが可能である。しかし、エスプレッソについてはいずれも、その品質が十分であるとは言えない。本来、本格的な良質のエスプレッソを抽出するためには、原料であるコーヒーの挽き豆に、圧力をかけた湯を短時間で通すことが必要である。しかし、前述したように、原料圧縮タイプの抽出装置では、圧縮した状態の原料に湯を加圧供給するものの、その湯の加圧は、給湯管の途中に設けられた湯ポンプで、湯を送り出しながら行われるため、湯に十分な圧力をかけることができない。一方、原料蒸らしタイプの抽出装置では、原料に蒸気を吹きかけて蒸らした後、レギュラーコーヒーの抽出と同様に原料と湯を攪拌するため、原料に湯を短時間で通すことができず、本格的な良質のエスプレッソが得られない。以上のように、上記２タイプのコーヒー抽出装置には改善の余地がある。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、レギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを抽出することができるコーヒー抽出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るコーヒー抽出装置は、コーヒー豆を原料としてコーヒーを抽出するコーヒー抽出装置であって、供給された所定量の原料を収容するとともに、コーヒーを抽出するための抽出部と、供給された所定量の温水を収容するとともに、抽出部に連通する温水収容部と、抽出時に、抽出部内の原料からコーヒーを抽出するために、抽出すべきコーヒーの種類に応じた異なるエア圧のエアを、温水収容部に供給することにより、温水収容部内の所定量の温水を抽出部に圧送するエア供給手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、供給された所定量の原料および温水をそれぞれ収容するとともに、互いに連通する抽出部および温水収容部において、抽出時に、抽出すべきコーヒーの種類に応じた異なるエア圧のエアを、温水収容部に供給する。それにより、温水収容部内の所定量の温水は、上記エア圧とほぼ同じに加圧されながら抽出部に圧送され、これにより、コーヒーが抽出される。この場合例えば、抽出すべきコーヒーの種類がレギュラーコーヒーである場合に、温水収容部に供給すべきエアのエア圧を所定の低圧に設定し、温水収容部内の温水を、抽出部に比較的ゆっくり送ることにより、ドリップ式と同様にして、レギュラーコーヒーを抽出することができる。一方、抽出すべきコーヒーの種類がエスプレッソである場合に、エア圧を所定の高圧に設定し、温水収容部内の温水を、抽出部に圧送することにより、加圧された温水が原料内を短時間で通る本格的なエスプレッソと同様の手法によって、エスプレッソを抽出することができる。したがって、上記構成のコーヒー抽出装置によれば、レギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを抽出することができる。
【００１２】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１のコーヒー抽出装置において、エア供給手段は、温水収容部へのエアの供給時間に基づいて、エアのエア圧を制御するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、抽出すべきコーヒーの種類に応じて、エアの供給時間を調整することにより、そのコーヒーの種類に適したエア圧のエアを、温水収容部に簡単かつ確実に供給することができる。
【００１４】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２のコーヒー抽出装置において、抽出すべきコーヒーの種類に応じて、原料の圧縮量を決定する原料圧縮量決定手段と、エア供給手段による温水収容部へのエアの供給前に、決定された圧縮量に応じて、抽出部内の原料を圧縮する原料圧縮手段と、をさらに備えていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、エア供給手段による温水収容部へのエアの供給前に、原料圧縮手段により、抽出すべきコーヒーの種類に応じて決定された圧縮量に応じて、抽出部内の原料を圧縮する。この場合例えば、抽出すべきコーヒーの種類がエスプレッソである場合に、高圧に加圧した温水を短時間で通すべき原料に対し、その圧縮量を大きくすることにより、原料の旨味成分を温水に十分に溶かすことができ、より一層良質のエスプレッソを抽出することができる。一方、抽出すべきコーヒーの種類がレギュラーコーヒーである場合に、低圧に加圧した温水をゆっくりと通すべき原料に対し、その圧縮量をゼロ、すなわち圧縮しないことによって、ドリップ式と同様に、レギュラーコーヒーを抽出することができる。
【００１６】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のコーヒー抽出装置において、抽出部は、上方に開口した原料投入部を有し、抽出時に原料投入部を介して所定量の原料が投入される抽出部本体を有し、温水収容部は、下方に開口した温水吐出部を有し、この温水吐出部が原料投入部に上方から係合することによって、抽出部本体に連通する連通位置と、この連通位置の上方の待機位置との間で移動自在に構成され、所定量の温水およびエアが供給される収容部本体と、温水吐出部に設けられ、収容部本体内の温水がエアで加圧される水圧よりも小さな所定の水圧以上のときに、温水が透過する温水フィルタと、抽出時に、収容部本体に所定量の温水が供給された後に、収容部本体を連通位置に駆動する収容部駆動手段と、を有していることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、抽出時に、所定量の原料が原料投入部を介して抽出部本体に投入されるとともに、所定量の温水が収容部本体に供給され、その供給後、収容部駆動手段により、収容部本体が上記連通位置に駆動される。これにより、収容部本体の温水吐出部が、抽出部本体の原料投入部に上方から係合することによって、収容部本体が抽出部本体に連通する。したがって、抽出部本体の原料投入部を、収容部本体から圧送される温水の供給部および原料の投入部に兼用することができる。また、収容部本体の温水吐出部に設けられた温水フィルタは、収容部本体内の温水がエアで加圧される水圧よりも小さな所定の水圧（以下「透過水圧」という）以上のときに、その温水が透過するように構成されているので、収容部本体の内圧を透過水圧未満に保持することにより、収容部本体内の温水をその内部で確実に保持することができる。一方、収容部本体にエアを供給し、収容部本体の内圧を透過水圧以上にすることにより、収容部本体内の温水を、温水フィルタを介して透過させ、抽出部本体に確実に圧送することができる。
【００１８】
また、上記温水フィルタとして、例えば収容部本体に所定量の温水が単に供給された状態において、その温水が温水フィルタを透過し、温水のしずくが落下し始めるように、温水フィルタを構成することにより、収容部本体が上記連通位置に到達するまでの間に、温水フィルタを透過した若干量の温水を、原料投入部を介して、抽出部本体に供給することができる。このように、収容部本体へのエアの供給前、すなわち実質的なコーヒー抽出の開始前に、抽出部本体に若干量の温水を供給することにより、抽出部本体内の原料の蒸らしを行うことができる。これにより、より一層良質のコーヒーを抽出することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項４のコーヒー抽出装置において、エア供給手段は、エアポンプを有し、抽出部本体に接続され、抽出部本体内で抽出されたコーヒーを外部に搬送するためのコーヒー搬送チューブと、このコーヒー搬送チューブの途中に設けられ、エアポンプによる収容部本体へのエアの供給時に閉鎖されるとともに、抽出されたコーヒーを搬送するときに開放されるバルブと、をさらに備えていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、エア供給手段としてのエアポンプによる収容部本体へのエアの供給時に、上記バルブが閉鎖されることにより、互いに連通した抽出部本体および収容部本体の内部を気密状態とし、収容部本体の内圧を高め、その収容部本体内の温水を、容易かつ確実に抽出部本体に圧送し、コーヒーを抽出することができる。また、抽出後に、バルブを開放するだけで、抽出されたコーヒーを、抽出部本体および収容部本体の内圧により、コーヒー搬送チューブを介して外部に搬送することができる。さらに、エアポンプの作動時間を調整することにより、収容部本体に供給するエアのエア圧を簡単に調整することができる。
【００２１】
本発明の請求項６に係る発明は、請求項４または５のコーヒー抽出装置において、収容部本体には、収容部本体に供給された温水を加熱するヒータが設けられていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、収容部本体に供給された温水をヒータで加熱することにより、抽出直前の温水の温度をより高めることができ、その高温の温水で抽出を行うことによって、より一層良質のコーヒーを得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるコーヒー抽出装置を示している。このコーヒー抽出装置１は、カップ式自動販売機や飲料ディスペンサなどに適用され、コーヒー豆を原料として、レギュラーコーヒーおよびエスプレッソのいずれも抽出可能ないわゆるハイブリッドタイプのものである。
【００２４】
同図に示すように、コーヒー抽出装置１は、抽出時に供給された原料を収容するとともに、コーヒーを抽出するための抽出部２と、抽出時に供給された温水を収容するとともに、その温水を抽出部２に圧送するための温水収容部３と、この温水収容部３にエアを供給するエアポンプ４（エア供給手段）と、抽出部２で抽出されたコーヒーを外部に搬送するコーヒー搬送チューブＴ１の途中に設けられた閉止弁５（バルブ）と、これらを含め、コーヒー抽出装置１の各種機器を制御するマイクロコンピュータを有する図示しない制御装置（原料圧縮量決定手段）とを備えている。また、抽出部２や温水収容部３などは、所定のフレーム６に取り付けられている。
【００２５】
抽出部２は、上下方向に延びる円筒状のシリンダ１１（抽出部本体）と、シリンダ１１内で上下方向に摺動自在のピストン１２（原料圧縮手段）と、これと一体のピストンロッド１３を介して、ピストン１２を摺動させるピストン駆動機構１４と、これら全体を左右方向にスライド駆動する抽出部駆動機構１５とを有している。
【００２６】
シリンダ１１の上端部には、上方に開口した原料投入部１１ａが設けられる一方、シリンダ１１の閉じた底部には、ピストンロッド１３およびコーヒー搬送チューブＴ１がそれぞれ貫通している。なお、シリンダ１１の側壁には、抽出時のコーヒーの温度低下を防止するためのヒータ１１ｂが設けられている。
【００２７】
ピストン１２は、シリンダ１１の内径とほぼ同じ外径を有するとともに、所定の厚さを有し、円柱状に形成されている。より具体的には、このピストン１２は、上面が開口するとともに、内部に漏斗状の抽出流路２０ａを有し、下面の中心部にピストンロッド１３が連なったピストン本体２０と、このピストン本体２０の上面を覆うように取り付けられ、抽出時に、抽出されたコーヒーと、抽出後の原料である抽出滓とを分離するための金属製の抽出フィルタ２１とで構成されている。この抽出フィルタ２１は、平面形状が円形に形成されており、多数の細孔（例えば、直径０．３ｍｍ、４００個）が形成されている。また、ピストン本体１７の抽出流路２０ａの下端部（下流端部）には、上記コーヒー搬送チューブＴ１の先端部が接続されている。
【００２８】
ピストン駆動機構１４は、ピストン駆動モータ２２と、その動力をピストンロッド１３に伝達し、ピストン１２を昇降させる昇降機構（図示せず）とを有している。また、ピストンロッド１３の付近には、上下方向に互いに所定間隔を隔てたピストン昇降センサ２４、２４が配置されている。これらの上側および下側のピストン昇降センサ２４、２４によってそれぞれ、昇降するピストン１２が、上限位置（図４（ａ）に示す位置）および下限位置（図４（ｃ）に示す位置）に到達したことが検出されるようになっている。
【００２９】
抽出部駆動機構１５は、シリンダ１１、ピストンロッド１３、ピストン駆動機構１４およびピストン昇降センサ２４、２４などを支持した抽出部支持部材２５と、これに取り付けられた図示しないローラなどを介して抽出部支持部材２５に係合し、この抽出部支持部材２５を左右方向に案内する互いに平行な上下２つの案内レール２６、２６と、抽出部スライドモータ２７と、このモータ２７の動力により、抽出部支持部材２５を左右方向にスライドさせるスライド機構２８などを有している。この抽出部駆動機構１５により、抽出部支持部材２５に支持されたシリンダ１１は、抽出時に原料が投入される原料投入位置（図１、図２（ａ）などに示す位置）と、抽出を行う抽出位置（図２（ｂ）などに示す位置）との間で、左右方向に移動することができる。なお、上記フレーム６の下部には、左右方向に互いに所定間隔を隔てた抽出部スライドセンサ２９、２９が配置されており、これらの左側および右側の抽出部スライドセンサ２９、２９によってそれぞれ、シリンダ１１が上記抽出位置および原料投入位置に到達したことが検出されるようになっている。
【００３０】
温水収容部３は、上記シリンダ１１に温水を圧送するための加圧タンク３１（収容部本体）と、この加圧タンク３１を昇降駆動するタンク駆動機構３２とを有している。加圧タンク３１は、上下方向に延びかつ横断面が円形で、壺を逆さにしたような形状を有している。この加圧タンク３１の上部には、抽出時に所定量の温水およびエアをそれぞれ内部に供給するための温水導入口３１ａおよびエア導入口３１ｂが設けられている。温水導入口３１ａには、温水搬送チューブＴ２が接続されており、この温水搬送チューブＴ２を介して、所定温度（例えば９４℃）の多量の温水が貯留されている温水タンク７から、１杯分のコーヒーの抽出に必要な所定量（例えば１５０ｍｌ）の温水が加圧タンク３１に供給される。一方、エア導入口３１ｂには、エア搬送チューブＴ３が接続されており、このエア搬送チューブＴ３を介して、エアポンプ４からエアが加圧タンク３１に供給される。
【００３１】
また、加圧タンク３１の下端部には、下方に開口した温水吐出部３１ｃが形成されている。この温水吐出部３１ｃは、上記シリンダ１１の原料投入部１１ａよりも一回り小さく、原料投入部１１ａに気密に係合可能に構成されている。また、温水吐出部３１ｃには、加圧タンク３１内の温水が所定の透過水圧（例えば１気圧）以上のときに、その温水が透過する温水フィルタ３３が取り付けられている。
【００３２】
この温水フィルタ３３は、所定メッシュ（例えば２５０メッシュ）のメッシュフィルタ３３ａと、多数の細孔（直径０．３ｍｍ、４００個）を有する金属製の多孔フィルタ３３ｂとで構成されており、これらが重なった状態で、温水吐出部３１ｃに取り付けられている。
【００３３】
さらに、加圧タンク３１内には、常時は温水吐出部３１ｃ側に位置することで、加圧タンク３１内の温水が温水吐出部３１ｃから全く漏れないように、温水吐出部３１ｃを閉鎖し、後述するように、加圧タンク３１が下降するのに伴い、温水吐出部３１ｃを開放するとともに温水導入口３１ａを閉鎖する栓部材３４が設けられている。この栓部材３４は、所定形状の栓本体部３４ａと、この栓本体部３４ａの上端から上方に延び、加圧タンク３１の天井部を貫通した栓支持部３４ｂとで構成されている。なお、栓支持部３４ｂの上端部は、加圧タンク３１の上方に設けられた図示しない支持部材に固定されており、したがって、加圧タンク３１の昇降に伴い、加圧タンク３１に対し、相対的に昇降する。
【００３４】
さらにまた、加圧タンク３１の側壁の下部には、温水を加熱するためのヒータ３５が設けられている。このヒータ３５は、常時、通電されており、抽出時に加圧タンク３１内に供給された温水が、より高い温度に直ちに加熱される。
【００３５】
タンク駆動機構３２は、タンク昇降モータ３６と、加圧タンク３１を支持するタンク支持部材３７と、タンク昇降モータ３６の動力をタンク支持部材３７に伝達し、加圧タンク３１を昇降させる昇降機構（図示せず）とを有している。また、タンク支持部材３７の上端部付近には、上下方向に互いに所定間隔を隔てたタンク昇降センサ３８、３８が配置されている。これらの上側および下側のタンク昇降センサ３８、３８によってそれぞれ、昇降する加圧タンク３１が、待機位置（図１、図２（ａ）などに示す位置）、およびシリンダ１１に連通する連通位置（図２（ｃ）などに示す位置）に到達したことが検出されるようになっている。
【００３６】
エアポンプ４は、上記エア搬送チューブＴ３を介して、加圧タンク３１内に単位時間当たり、所定量（例えば３００ｃｍ３／秒）のエアを送り込むように構成されている。また、上述したように、コーヒー搬送チューブＴ１の途中には、そのチューブＴ１を開閉する閉止弁５が設けられている。後述するように、上記シリンダ１１と加圧タンク３１とを気密な状態で連通するとともに、閉止弁５を閉鎖した状態で、エアポンプ４を作動させることにより、加圧タンク３１に所定のエア圧のエアを供給し、加圧タンク３１の内圧を上昇させることができる。したがって、閉止弁５を閉鎖した状態で、エアポンプ４の作動時間を前記図示しない制御装置で制御することにより、加圧タンク３１内の圧力を、所定の範囲（例えば０．２〜０．８ＭＰａ）内で設定することができる。なお、エア搬送チューブＴ３の途中には、抽出後に、加圧タンク３１内の加圧エアを抜くためのエア抜き弁４１が設けられている。
【００３７】
また、上記フレーム６の抽出部２の上方には、上下方向に延び、抽出時に、シリンダ１１に原料を投入するための原料シュート４２が設けられている。この原料シュート４２には、その上方から、図示しない原料キャニスタに収納されていたコーヒーの挽き豆、あるいは抽出時に図示しないミルで挽かれたコーヒーの挽き豆が供給され、原料投入部１１ａを介してシリンダ１１に投入される。また、コーヒーの購入者などによって、エスプレッソが選択された場合には、エスプレッソ用のコーヒー豆、例えば深煎りのコーヒー豆を細かく挽いたものがシリンダ１１に投入される。一方、レギュラーコーヒーが選択された場合には、レギュラーコーヒー用のコーヒー豆、例えば浅煎りのコーヒー豆を粗く挽いたものがシリンダ１１に投入される。
【００３８】
また、原料シュート４２の下端部付近には、抽出後のシリンダ１１内の抽出滓を払い出すためのスクレーパ４３が設けられている。このスクレーパ４３は、その下端が上限位置まで上昇したピストン１２の抽出フィルタ２１に接触可能な高さに位置するように配置されている。
【００３９】
次に、図２〜図４を参照しながら、上記コーヒー抽出装置１によるコーヒーの抽出動作について説明する。また、抽出動作開始前の前提として、待機状態のコーヒー抽出装置１では、抽出部２のシリンダ１１は原料投入位置に位置するとともに、ピストン１２は下限位置に位置している。一方、温水収容部３の加圧タンク３１は待機位置に位置しており、これにより、温水吐出部３１ｃが栓本体部３４ａで閉鎖されている。なお、以下の説明では、エスプレッソの抽出動作について説明し、レギュラーコーヒーの抽出動作については、エスプレッソと異なる動作部分のみ、適宜説明するものとする。
【００４０】
まず、図２（ａ）に示すように、原料投入位置のシリンダ１１に、原料シュート４２を介して、所定量（例えば９ｇ）の原料Ｇを投入するとともに、待機位置の加圧タンク３１に、温水タンク７から温水搬送チューブＴ２を介して、所定量（例えば８０ｍｌ）の温水Ｗを供給する。この場合、加圧タンク３１に供給された温水Ｗは、ヒータ３５によって、所定温度（例えば１００℃）まで加熱される。
【００４１】
次いで、図２（ｂ）に示すように、抽出部駆動機構１５により、抽出部２が左方の抽出位置に駆動された後、タンク駆動機構３２により、待機位置の加圧タンク３１が下方のシリンダ１１に向かって下降する。この場合、加圧タンク３１の下降に伴い、栓部材３４が加圧タンク３１に対して相対的に上昇する。これにより、栓部材３４で閉鎖されていた加圧タンク３１の温水吐出部３１ｃが開放される。そして、この加圧タンク３１の下降中に、その内部の温水Ｗが、温水フィルタ３３を介してシリンダ１１内に若干量落下し、これにより、シリンダ１１内の原料の蒸らしが行われる。
【００４２】
上記のように加圧タンク３１が下降し、図２（ｃ）に示す連通位置に到達すると、加圧タンク３１の温水吐出部３１ｃが、シリンダ１１の原料投入部１１ａに嵌合し、これにより、加圧タンク３１がシリンダ１１に連通する。またこの場合、栓部材３４の栓本体部３４ａが、加圧タンク３１内の天井面に密着することによって、温水導入口３１ａを閉鎖する。
【００４３】
そして、この状態から、図３（ａ）に示すように、ピストン駆動機構１４により、ピストン１２が所定高さ（例えば２０ｍｍ）上昇する。これにより、原料Ｇは、加圧タンク３１の温水フィルタ３３とピストン１２の抽出フィルタ２１との間で、上下から挟まれ、圧縮される。このように、原料Ｇを圧縮することによって、原料の旨味成分が十分に溶けた良質のエスプレッソを抽出することが可能となる。なお、レギュラーコーヒーを抽出する場合には、ピストン１２による原料Ｇの圧縮は行わず、原料Ｇは、シリンダ１１内に投入されたときの状態のまま保たれる。
【００４４】
なお、エスプレッソの抽出ではもちろんのこと、レギュラーコーヒーを抽出する場合であっても、抽出すべきコーヒーの種類やシリンダ１１に投入された原料量などに応じて、ピストン１２による上昇高さを変更し、原料Ｇを適正な圧縮量で圧縮することが好ましい。
【００４５】
次いで、原料Ｇの圧縮後、図３（ａ）に示すように、閉止弁５およびエア抜きバルブ４１を閉鎖した状態で、エアポンプ４が所定時間（例えば１０秒）、作動する。これにより、エアポンプ４からエア搬送チューブＴ３を介して加圧タンク３１内に送り込まれたエアにより、加圧タンク３１内が所定の高圧（例えば０．７〜０．８ＭＰａ）に加圧される。そして、この加圧により、加圧タンク３１内の温水Ｗが、温水フィルタ３３を透過し、シリンダ１１内に圧送され、原料Ｇおよび抽出フィルタ２１を順にかつ短時間で通過する。これにより、エスプレッソが抽出され、この抽出されたエスプレッソは、ピストン１２内の抽出流路２０ａ、およびピストン１２と閉止弁５との間のコーヒー搬送チューブＴ１内に一時的に貯留される。なお、レギュラーコーヒーを抽出する場合には、エアポンプ４の作動時間を、エスプレッソを抽出する場合よりも短くすることで、加圧タンク３１内が所定の低圧（例えば０．１〜０．２ＭＰａ）に加圧される。これにより、加圧タンク３１内の温水Ｗは、温水フィルタ３３を透過し、原料Ｇおよび抽出フィルタ２１を順にかつ比較的ゆっくりと通過する。
【００４６】
その後、図３（ｂ）に示すように、閉止弁５を開放し、抽出されたコーヒーを、コーヒー搬送チューブＴ１を介して、図示しないミキシングボウルなどに搬送する。その後、同図（ｃ）に示すように、エア抜きバルブ４１を開放し、加圧タンク３１およびシリンダ１１内の高圧のエアが抜かれる。なお、ミキシングボウルに搬送されたコーヒーは、砂糖やクリームなどとともに攪拌された後、カップに注がれ、購入者に提供される。
【００４７】
以上のコーヒー抽出の終了後、図４（ａ）に示すように、タンク駆動機構３２により、連通位置の加圧タンク３１が待機位置まで上昇するとともに、ピストン駆動機構１４により、ピストン１２が上限位置まで上昇する。これにより、シリンダ１１内の抽出滓Ｇが、シリンダ１１上に押し上げられる。そして、この状態から、同図（ｃ）に示すように、抽出部駆動機構１５により、抽出位置の抽出部２が右方の原料投入位置まで駆動され、次回のコーヒー抽出に備える。また、抽出部２の抽出位置から原料投入位置までの移動途中において、同図（ｂ）に示すように、シリンダ１１上の抽出滓Ｇは、スクレーパ４３に当接することで、シリンダ１１から払い出され、図示しない滓バケツに回収される。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態のコーヒー抽出装置１によれば、抽出すべきコーヒーの種類が、レギュラーコーヒーであるか、あるいはエスプレッソであるかに応じて、適切なエア圧および原料圧縮量で抽出を行うことにより、良質のレギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを得ることができる。また、加圧タンク３１へのエアの供給前、すなわち実質的なコーヒー抽出の開始前に、原料Ｇの蒸らしを行うので、より一層良質のコーヒーを得ることができる。さらに、エアポンプ４の作動時間を調整することにより、加圧タンク３１に供給するエアのエア圧を簡単に調整することができる。
【００４９】
なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、シリンダ１１を左右方向にスライドするように構成する一方、加圧タンク３１を昇降するように構成したが、シリンダ１１の原料投入部１１ａと加圧タンク３１の温水吐出部３１ｃが、抽出時に互いに係合し、シリンダ１１および加圧タンク３１が互いに連通するように構成されていれば、それらの可動方向は何ら限定されるものではない。また、シリンダ１１と加圧タンク３１が互いに連通した後に、所定時間が経過してから、加圧タンク３１にエアを供給するようにしてもよい。この場合には、その所定時間を、適宜設定することにより、原料Ｇの蒸らし時間を調整することができる。さらに、実施形態では、温水を用い、ホットコーヒーを抽出する場合について説明したが、温水に代えて冷水を用い、アイスコーヒーを抽出することも可能である。
【００５０】
また、実施形態で示したコーヒー抽出装置１の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のコーヒー抽出装置は、レギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを抽出することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるコーヒー抽出装置を示す正面図である。
【図２】コーヒー抽出装置による抽出動作を順に示す図である。
【図３】図２に続く抽出動作を順に示す図である。
【図４】図３に続く抽出動作を順に示す図である。
【符号の説明】
１ コーヒー抽出装置
２ 抽出部
３ 温水収容部
４ エアポンプ（エア供給手段）
５ 閉止弁（バルブ）
１１ シリンダ（抽出部本体）
１１ａ 原料投入部
１２ ピストン（原料圧縮手段）
１４ ピストン駆動機構
１５ 抽出部駆動機構
３１ 加圧タンク（収容部本体）
３１ｃ 温水吐出部
３２ タンク駆動機構（収容部駆動手段）
３３ 温水フィルタ
３３ａ メッシュフィルタ
３３ｂ 多孔フィルタ
３４ 栓部材
３５ ヒータ
Ｔ１ コーヒー搬送チューブ
Ｇ 原料
Ｗ 温水
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーヒーなどの飲料を提供する自動販売機や飲料ディスペンサなどに適用され、例えば一般的なレギュラーコーヒーの他、エスプレッソコーヒーなども抽出可能なコーヒー抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばドリップ式による一般的なレギュラーコーヒー、およびエスプレッソコーヒー（以下、それぞれ「レギュラーコーヒー」および「エスプレッソ」という）のいずれも抽出可能なコーヒー抽出装置として、本出願人が既に開示した特許文献１の原料圧縮タイプの抽出装置と、特許文献２の原料蒸らしタイプの抽出装置が知られている。
【０００３】
原料圧縮タイプのコーヒー抽出装置は、上方に開口し、内部でコーヒーを抽出するシリンダと、このシリンダに開口を介して嵌合するピストンと、所定量の湯を、湯タンクから給湯管を介してシリンダ内に送り出す湯ポンプとを備えている。シリンダの底部には、上記給湯管が接続され、ピストンには、抽出したコーヒーをミキシングボウルなどに搬送するためのコーヒー抽出管が接続されている。
【０００４】
この抽出装置でレギュラーコーヒーを抽出する場合には、開口を介してシリンダ内に原料を投入した後、その開口を介して、ピストンをシリンダに嵌合させる。そして、ピストンが原料に接した状態、あるいはそれよりもピストンを若干押し込み、原料を若干圧縮した状態で、シリンダ内に所定量の湯を湯ポンプで加圧しながら供給する。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、コーヒー抽出管を介して、ミキシングボウルなどに搬送される。一方、エスプレッソを抽出する場合には、上記レギュラーコーヒーの抽出時よりもさらにピストンをシリンダ内に押し込むことで、原料の圧縮量を大きくする。そして、この状態で、レギュラーコーヒーの場合と同様に、シリンダ内に所定量の湯を加圧供給する。これにより、濃厚なエスプレッソが抽出される。
【０００５】
一方、原料蒸らしタイプのコーヒー抽出装置は、上方に開口するとともに下端部にフィルタブロックが係脱し、内部でコーヒーを抽出するシリンダと、このシリンダに開口を介して嵌合するピストンと、湯および蒸気を生成するとともに、シリンダ内に供給するための湯／蒸気生成器と、シリンダ内にエアを供給するためのエアポンプとを備えている。ピストンには、湯／蒸気生成器にチューブなどを介して接続された湯ノズルおよび蒸気ノズルが設けられている。また、シリンダの上部および下部にはそれぞれ、エアポンプにチューブなどを介して接続されたエアノズルが設けられている。
【０００６】
この抽出装置でレギュラーコーヒーを抽出する場合には、開口を介してシリンダ内に原料を投入した後、シリンダの上方にピストンを移動させ、湯ノズルを介して、シリンダ内に所定量の湯を供給する。次いで、シリンダの下側のエアノズルを介して、シリンダ内にエアを供給し、シリンダ内で原料と湯を攪拌する。その後、シリンダに開口を介してピストンを嵌合させ、その状態で、上側のエアノズルを介して、シリンダ内にエアを供給する。これにより、シリンダ内で抽出されたレギュラーコーヒーは、シリンダの内圧により、フィルタブロックを透過し、さらにチューブなどを介して、ミキシングボウルなどに搬送される。一方、エスプレッソを抽出する場合には、シリンダ内への原料投入後、ピストンをシリンダに嵌合させる。次いで、蒸気ノズルを介してシリンダ内の原料に蒸気を吹きかけることにより、原料の蒸らしを行う。次いで、湯ノズルを介してシリンダ内に所定量の湯を供給することによって、シリンダ内で原料と湯を攪拌する。その後、上記レギュラーコーヒーの抽出の場合と同様に、シリンダの上側のエアノズルを介して、シリンダ内にエアを供給する。これにより、エスプレッソが抽出されるとともに、シリンダの外部に搬送される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１８３８２７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１２０４３４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した２つのタイプのコーヒー抽出装置では、レギュラーコーヒーについてはいずれも、同程度の良質のコーヒーを抽出することが可能である。しかし、エスプレッソについてはいずれも、その品質が十分であるとは言えない。本来、本格的な良質のエスプレッソを抽出するためには、原料であるコーヒーの挽き豆に、圧力をかけた湯を短時間で通すことが必要である。しかし、前述したように、原料圧縮タイプの抽出装置では、圧縮した状態の原料に湯を加圧供給するものの、その湯の加圧は、給湯管の途中に設けられた湯ポンプで、湯を送り出しながら行われるため、湯に十分な圧力をかけることができない。一方、原料蒸らしタイプの抽出装置では、原料に蒸気を吹きかけて蒸らした後、レギュラーコーヒーの抽出と同様に原料と湯を攪拌するため、原料に湯を短時間で通すことができず、本格的な良質のエスプレッソが得られない。以上のように、上記２タイプのコーヒー抽出装置には改善の余地がある。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、レギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを抽出することができるコーヒー抽出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るコーヒー抽出装置は、コーヒー豆を原料としてコーヒーを抽出するコーヒー抽出装置であって、供給された所定量の原料を収容するとともに、コーヒーを抽出するための抽出部と、供給された所定量の温水を収容するとともに、抽出部に連通する温水収容部と、抽出時に、抽出部内の原料からコーヒーを抽出するために、抽出すべきコーヒーの種類に応じた異なるエア圧のエアを、温水収容部に供給することにより、温水収容部内の所定量の温水を抽出部に圧送するエア供給手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、供給された所定量の原料および温水をそれぞれ収容するとともに、互いに連通する抽出部および温水収容部において、抽出時に、抽出すべきコーヒーの種類に応じた異なるエア圧のエアを、温水収容部に供給する。それにより、温水収容部内の所定量の温水は、上記エア圧とほぼ同じに加圧されながら抽出部に圧送され、これにより、コーヒーが抽出される。この場合例えば、抽出すべきコーヒーの種類がレギュラーコーヒーである場合に、温水収容部に供給すべきエアのエア圧を所定の低圧に設定し、温水収容部内の温水を、抽出部に比較的ゆっくり送ることにより、ドリップ式と同様にして、レギュラーコーヒーを抽出することができる。一方、抽出すべきコーヒーの種類がエスプレッソである場合に、エア圧を所定の高圧に設定し、温水収容部内の温水を、抽出部に圧送することにより、加圧された温水が原料内を短時間で通る本格的なエスプレッソと同様の手法によって、エスプレッソを抽出することができる。したがって、上記構成のコーヒー抽出装置によれば、レギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを抽出することができる。
【００１２】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１のコーヒー抽出装置において、エア供給手段は、温水収容部へのエアの供給時間に基づいて、エアのエア圧を制御するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、抽出すべきコーヒーの種類に応じて、エアの供給時間を調整することにより、そのコーヒーの種類に適したエア圧のエアを、温水収容部に簡単かつ確実に供給することができる。
【００１４】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２のコーヒー抽出装置において、抽出すべきコーヒーの種類に応じて、原料の圧縮量を決定する原料圧縮量決定手段と、エア供給手段による温水収容部へのエアの供給前に、決定された圧縮量に応じて、抽出部内の原料を圧縮する原料圧縮手段と、をさらに備えていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、エア供給手段による温水収容部へのエアの供給前に、原料圧縮手段により、抽出すべきコーヒーの種類に応じて決定された圧縮量に応じて、抽出部内の原料を圧縮する。この場合例えば、抽出すべきコーヒーの種類がエスプレッソである場合に、高圧に加圧した温水を短時間で通すべき原料に対し、その圧縮量を大きくすることにより、原料の旨味成分を温水に十分に溶かすことができ、より一層良質のエスプレッソを抽出することができる。一方、抽出すべきコーヒーの種類がレギュラーコーヒーである場合に、低圧に加圧した温水をゆっくりと通すべき原料に対し、その圧縮量をゼロ、すなわち圧縮しないことによって、ドリップ式と同様に、レギュラーコーヒーを抽出することができる。
【００１６】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のコーヒー抽出装置において、抽出部は、上方に開口した原料投入部を有し、抽出時に原料投入部を介して所定量の原料が投入される抽出部本体を有し、温水収容部は、下方に開口した温水吐出部を有し、この温水吐出部が原料投入部に上方から係合することによって、抽出部本体に連通する連通位置と、この連通位置の上方の待機位置との間で移動自在に構成され、所定量の温水およびエアが供給される収容部本体と、温水吐出部に設けられ、収容部本体内の温水がエアで加圧される水圧よりも小さな所定の水圧以上のときに、温水が透過する温水フィルタと、抽出時に、収容部本体に所定量の温水が供給された後に、収容部本体を連通位置に駆動する収容部駆動手段と、を有していることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、抽出時に、所定量の原料が原料投入部を介して抽出部本体に投入されるとともに、所定量の温水が収容部本体に供給され、その供給後、収容部駆動手段により、収容部本体が上記連通位置に駆動される。これにより、収容部本体の温水吐出部が、抽出部本体の原料投入部に上方から係合することによって、収容部本体が抽出部本体に連通する。したがって、抽出部本体の原料投入部を、収容部本体から圧送される温水の供給部および原料の投入部に兼用することができる。また、収容部本体の温水吐出部に設けられた温水フィルタは、収容部本体内の温水がエアで加圧される水圧よりも小さな所定の水圧（以下「透過水圧」という）以上のときに、その温水が透過するように構成されているので、収容部本体の内圧を透過水圧未満に保持することにより、収容部本体内の温水をその内部で確実に保持することができる。一方、収容部本体にエアを供給し、収容部本体の内圧を透過水圧以上にすることにより、収容部本体内の温水を、温水フィルタを介して透過させ、抽出部本体に確実に圧送することができる。
【００１８】
また、上記温水フィルタとして、例えば収容部本体に所定量の温水が単に供給された状態において、その温水が温水フィルタを透過し、温水のしずくが落下し始めるように、温水フィルタを構成することにより、収容部本体が上記連通位置に到達するまでの間に、温水フィルタを透過した若干量の温水を、原料投入部を介して、抽出部本体に供給することができる。このように、収容部本体へのエアの供給前、すなわち実質的なコーヒー抽出の開始前に、抽出部本体に若干量の温水を供給することにより、抽出部本体内の原料の蒸らしを行うことができる。これにより、より一層良質のコーヒーを抽出することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項４のコーヒー抽出装置において、エア供給手段は、エアポンプを有し、抽出部本体に接続され、抽出部本体内で抽出されたコーヒーを外部に搬送するためのコーヒー搬送チューブと、このコーヒー搬送チューブの途中に設けられ、エアポンプによる収容部本体へのエアの供給時に閉鎖されるとともに、抽出されたコーヒーを搬送するときに開放されるバルブと、をさらに備えていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、エア供給手段としてのエアポンプによる収容部本体へのエアの供給時に、上記バルブが閉鎖されることにより、互いに連通した抽出部本体および収容部本体の内部を気密状態とし、収容部本体の内圧を高め、その収容部本体内の温水を、容易かつ確実に抽出部本体に圧送し、コーヒーを抽出することができる。また、抽出後に、バルブを開放するだけで、抽出されたコーヒーを、抽出部本体および収容部本体の内圧により、コーヒー搬送チューブを介して外部に搬送することができる。さらに、エアポンプの作動時間を調整することにより、収容部本体に供給するエアのエア圧を簡単に調整することができる。
【００２１】
本発明の請求項６に係る発明は、請求項４または５のコーヒー抽出装置において、収容部本体には、収容部本体に供給された温水を加熱するヒータが設けられていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、収容部本体に供給された温水をヒータで加熱することにより、抽出直前の温水の温度をより高めることができ、その高温の温水で抽出を行うことによって、より一層良質のコーヒーを得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるコーヒー抽出装置を示している。このコーヒー抽出装置１は、カップ式自動販売機や飲料ディスペンサなどに適用され、コーヒー豆を原料として、レギュラーコーヒーおよびエスプレッソのいずれも抽出可能ないわゆるハイブリッドタイプのものである。
【００２４】
同図に示すように、コーヒー抽出装置１は、抽出時に供給された原料を収容するとともに、コーヒーを抽出するための抽出部２と、抽出時に供給された温水を収容するとともに、その温水を抽出部２に圧送するための温水収容部３と、この温水収容部３にエアを供給するエアポンプ４（エア供給手段）と、抽出部２で抽出されたコーヒーを外部に搬送するコーヒー搬送チューブＴ１の途中に設けられた閉止弁５（バルブ）と、これらを含め、コーヒー抽出装置１の各種機器を制御するマイクロコンピュータを有する図示しない制御装置（原料圧縮量決定手段）とを備えている。また、抽出部２や温水収容部３などは、所定のフレーム６に取り付けられている。
【００２５】
抽出部２は、上下方向に延びる円筒状のシリンダ１１（抽出部本体）と、シリンダ１１内で上下方向に摺動自在のピストン１２（原料圧縮手段）と、これと一体のピストンロッド１３を介して、ピストン１２を摺動させるピストン駆動機構１４と、これら全体を左右方向にスライド駆動する抽出部駆動機構１５とを有している。
【００２６】
シリンダ１１の上端部には、上方に開口した原料投入部１１ａが設けられる一方、シリンダ１１の閉じた底部には、ピストンロッド１３およびコーヒー搬送チューブＴ１がそれぞれ貫通している。なお、シリンダ１１の側壁には、抽出時のコーヒーの温度低下を防止するためのヒータ１１ｂが設けられている。
【００２７】
ピストン１２は、シリンダ１１の内径とほぼ同じ外径を有するとともに、所定の厚さを有し、円柱状に形成されている。より具体的には、このピストン１２は、上面が開口するとともに、内部に漏斗状の抽出流路２０ａを有し、下面の中心部にピストンロッド１３が連なったピストン本体２０と、このピストン本体２０の上面を覆うように取り付けられ、抽出時に、抽出されたコーヒーと、抽出後の原料である抽出滓とを分離するための金属製の抽出フィルタ２１とで構成されている。この抽出フィルタ２１は、平面形状が円形に形成されており、多数の細孔（例えば、直径０．３ｍｍ、４００個）が形成されている。また、ピストン本体１７の抽出流路２０ａの下端部（下流端部）には、上記コーヒー搬送チューブＴ１の先端部が接続されている。
【００２８】
ピストン駆動機構１４は、ピストン駆動モータ２２と、その動力をピストンロッド１３に伝達し、ピストン１２を昇降させる昇降機構（図示せず）とを有している。また、ピストンロッド１３の付近には、上下方向に互いに所定間隔を隔てたピストン昇降センサ２４、２４が配置されている。これらの上側および下側のピストン昇降センサ２４、２４によってそれぞれ、昇降するピストン１２が、上限位置（図４（ａ）に示す位置）および下限位置（図４（ｃ）に示す位置）に到達したことが検出されるようになっている。
【００２９】
抽出部駆動機構１５は、シリンダ１１、ピストンロッド１３、ピストン駆動機構１４およびピストン昇降センサ２４、２４などを支持した抽出部支持部材２５と、これに取り付けられた図示しないローラなどを介して抽出部支持部材２５に係合し、この抽出部支持部材２５を左右方向に案内する互いに平行な上下２つの案内レール２６、２６と、抽出部スライドモータ２７と、このモータ２７の動力により、抽出部支持部材２５を左右方向にスライドさせるスライド機構２８などを有している。この抽出部駆動機構１５により、抽出部支持部材２５に支持されたシリンダ１１は、抽出時に原料が投入される原料投入位置（図１、図２（ａ）などに示す位置）と、抽出を行う抽出位置（図２（ｂ）などに示す位置）との間で、左右方向に移動することができる。なお、上記フレーム６の下部には、左右方向に互いに所定間隔を隔てた抽出部スライドセンサ２９、２９が配置されており、これらの左側および右側の抽出部スライドセンサ２９、２９によってそれぞれ、シリンダ１１が上記抽出位置および原料投入位置に到達したことが検出されるようになっている。
【００３０】
温水収容部３は、上記シリンダ１１に温水を圧送するための加圧タンク３１（収容部本体）と、この加圧タンク３１を昇降駆動するタンク駆動機構３２とを有している。加圧タンク３１は、上下方向に延びかつ横断面が円形で、壺を逆さにしたような形状を有している。この加圧タンク３１の上部には、抽出時に所定量の温水およびエアをそれぞれ内部に供給するための温水導入口３１ａおよびエア導入口３１ｂが設けられている。温水導入口３１ａには、温水搬送チューブＴ２が接続されており、この温水搬送チューブＴ２を介して、所定温度（例えば９４℃）の多量の温水が貯留されている温水タンク７から、１杯分のコーヒーの抽出に必要な所定量（例えば１５０ｍｌ）の温水が加圧タンク３１に供給される。一方、エア導入口３１ｂには、エア搬送チューブＴ３が接続されており、このエア搬送チューブＴ３を介して、エアポンプ４からエアが加圧タンク３１に供給される。
【００３１】
また、加圧タンク３１の下端部には、下方に開口した温水吐出部３１ｃが形成されている。この温水吐出部３１ｃは、上記シリンダ１１の原料投入部１１ａよりも一回り小さく、原料投入部１１ａに気密に係合可能に構成されている。また、温水吐出部３１ｃには、加圧タンク３１内の温水が所定の透過水圧（例えば１気圧）以上のときに、その温水が透過する温水フィルタ３３が取り付けられている。
【００３２】
この温水フィルタ３３は、所定メッシュ（例えば２５０メッシュ）のメッシュフィルタ３３ａと、多数の細孔（直径０．３ｍｍ、４００個）を有する金属製の多孔フィルタ３３ｂとで構成されており、これらが重なった状態で、温水吐出部３１ｃに取り付けられている。
【００３３】
さらに、加圧タンク３１内には、常時は温水吐出部３１ｃ側に位置することで、加圧タンク３１内の温水が温水吐出部３１ｃから全く漏れないように、温水吐出部３１ｃを閉鎖し、後述するように、加圧タンク３１が下降するのに伴い、温水吐出部３１ｃを開放するとともに温水導入口３１ａを閉鎖する栓部材３４が設けられている。この栓部材３４は、所定形状の栓本体部３４ａと、この栓本体部３４ａの上端から上方に延び、加圧タンク３１の天井部を貫通した栓支持部３４ｂとで構成されている。なお、栓支持部３４ｂの上端部は、加圧タンク３１の上方に設けられた図示しない支持部材に固定されており、したがって、加圧タンク３１の昇降に伴い、加圧タンク３１に対し、相対的に昇降する。
【００３４】
さらにまた、加圧タンク３１の側壁の下部には、温水を加熱するためのヒータ３５が設けられている。このヒータ３５は、常時、通電されており、抽出時に加圧タンク３１内に供給された温水が、より高い温度に直ちに加熱される。
【００３５】
タンク駆動機構３２は、タンク昇降モータ３６と、加圧タンク３１を支持するタンク支持部材３７と、タンク昇降モータ３６の動力をタンク支持部材３７に伝達し、加圧タンク３１を昇降させる昇降機構（図示せず）とを有している。また、タンク支持部材３７の上端部付近には、上下方向に互いに所定間隔を隔てたタンク昇降センサ３８、３８が配置されている。これらの上側および下側のタンク昇降センサ３８、３８によってそれぞれ、昇降する加圧タンク３１が、待機位置（図１、図２（ａ）などに示す位置）、およびシリンダ１１に連通する連通位置（図２（ｃ）などに示す位置）に到達したことが検出されるようになっている。
【００３６】
エアポンプ４は、上記エア搬送チューブＴ３を介して、加圧タンク３１内に単位時間当たり、所定量（例えば３００ｃｍ３／秒）のエアを送り込むように構成されている。また、上述したように、コーヒー搬送チューブＴ１の途中には、そのチューブＴ１を開閉する閉止弁５が設けられている。後述するように、上記シリンダ１１と加圧タンク３１とを気密な状態で連通するとともに、閉止弁５を閉鎖した状態で、エアポンプ４を作動させることにより、加圧タンク３１に所定のエア圧のエアを供給し、加圧タンク３１の内圧を上昇させることができる。したがって、閉止弁５を閉鎖した状態で、エアポンプ４の作動時間を前記図示しない制御装置で制御することにより、加圧タンク３１内の圧力を、所定の範囲（例えば０．２〜０．８ＭＰａ）内で設定することができる。なお、エア搬送チューブＴ３の途中には、抽出後に、加圧タンク３１内の加圧エアを抜くためのエア抜き弁４１が設けられている。
【００３７】
また、上記フレーム６の抽出部２の上方には、上下方向に延び、抽出時に、シリンダ１１に原料を投入するための原料シュート４２が設けられている。この原料シュート４２には、その上方から、図示しない原料キャニスタに収納されていたコーヒーの挽き豆、あるいは抽出時に図示しないミルで挽かれたコーヒーの挽き豆が供給され、原料投入部１１ａを介してシリンダ１１に投入される。また、コーヒーの購入者などによって、エスプレッソが選択された場合には、エスプレッソ用のコーヒー豆、例えば深煎りのコーヒー豆を細かく挽いたものがシリンダ１１に投入される。一方、レギュラーコーヒーが選択された場合には、レギュラーコーヒー用のコーヒー豆、例えば浅煎りのコーヒー豆を粗く挽いたものがシリンダ１１に投入される。
【００３８】
また、原料シュート４２の下端部付近には、抽出後のシリンダ１１内の抽出滓を払い出すためのスクレーパ４３が設けられている。このスクレーパ４３は、その下端が上限位置まで上昇したピストン１２の抽出フィルタ２１に接触可能な高さに位置するように配置されている。
【００３９】
次に、図２〜図４を参照しながら、上記コーヒー抽出装置１によるコーヒーの抽出動作について説明する。また、抽出動作開始前の前提として、待機状態のコーヒー抽出装置１では、抽出部２のシリンダ１１は原料投入位置に位置するとともに、ピストン１２は下限位置に位置している。一方、温水収容部３の加圧タンク３１は待機位置に位置しており、これにより、温水吐出部３１ｃが栓本体部３４ａで閉鎖されている。なお、以下の説明では、エスプレッソの抽出動作について説明し、レギュラーコーヒーの抽出動作については、エスプレッソと異なる動作部分のみ、適宜説明するものとする。
【００４０】
まず、図２（ａ）に示すように、原料投入位置のシリンダ１１に、原料シュート４２を介して、所定量（例えば９ｇ）の原料Ｇを投入するとともに、待機位置の加圧タンク３１に、温水タンク７から温水搬送チューブＴ２を介して、所定量（例えば８０ｍｌ）の温水Ｗを供給する。この場合、加圧タンク３１に供給された温水Ｗは、ヒータ３５によって、所定温度（例えば１００℃）まで加熱される。
【００４１】
次いで、図２（ｂ）に示すように、抽出部駆動機構１５により、抽出部２が左方の抽出位置に駆動された後、タンク駆動機構３２により、待機位置の加圧タンク３１が下方のシリンダ１１に向かって下降する。この場合、加圧タンク３１の下降に伴い、栓部材３４が加圧タンク３１に対して相対的に上昇する。これにより、栓部材３４で閉鎖されていた加圧タンク３１の温水吐出部３１ｃが開放される。そして、この加圧タンク３１の下降中に、その内部の温水Ｗが、温水フィルタ３３を介してシリンダ１１内に若干量落下し、これにより、シリンダ１１内の原料の蒸らしが行われる。
【００４２】
上記のように加圧タンク３１が下降し、図２（ｃ）に示す連通位置に到達すると、加圧タンク３１の温水吐出部３１ｃが、シリンダ１１の原料投入部１１ａに嵌合し、これにより、加圧タンク３１がシリンダ１１に連通する。またこの場合、栓部材３４の栓本体部３４ａが、加圧タンク３１内の天井面に密着することによって、温水導入口３１ａを閉鎖する。
【００４３】
そして、この状態から、図３（ａ）に示すように、ピストン駆動機構１４により、ピストン１２が所定高さ（例えば２０ｍｍ）上昇する。これにより、原料Ｇは、加圧タンク３１の温水フィルタ３３とピストン１２の抽出フィルタ２１との間で、上下から挟まれ、圧縮される。このように、原料Ｇを圧縮することによって、原料の旨味成分が十分に溶けた良質のエスプレッソを抽出することが可能となる。なお、レギュラーコーヒーを抽出する場合には、ピストン１２による原料Ｇの圧縮は行わず、原料Ｇは、シリンダ１１内に投入されたときの状態のまま保たれる。
【００４４】
なお、エスプレッソの抽出ではもちろんのこと、レギュラーコーヒーを抽出する場合であっても、抽出すべきコーヒーの種類やシリンダ１１に投入された原料量などに応じて、ピストン１２による上昇高さを変更し、原料Ｇを適正な圧縮量で圧縮することが好ましい。
【００４５】
次いで、原料Ｇの圧縮後、図３（ａ）に示すように、閉止弁５およびエア抜きバルブ４１を閉鎖した状態で、エアポンプ４が所定時間（例えば１０秒）、作動する。これにより、エアポンプ４からエア搬送チューブＴ３を介して加圧タンク３１内に送り込まれたエアにより、加圧タンク３１内が所定の高圧（例えば０．７〜０．８ＭＰａ）に加圧される。そして、この加圧により、加圧タンク３１内の温水Ｗが、温水フィルタ３３を透過し、シリンダ１１内に圧送され、原料Ｇおよび抽出フィルタ２１を順にかつ短時間で通過する。これにより、エスプレッソが抽出され、この抽出されたエスプレッソは、ピストン１２内の抽出流路２０ａ、およびピストン１２と閉止弁５との間のコーヒー搬送チューブＴ１内に一時的に貯留される。なお、レギュラーコーヒーを抽出する場合には、エアポンプ４の作動時間を、エスプレッソを抽出する場合よりも短くすることで、加圧タンク３１内が所定の低圧（例えば０．１〜０．２ＭＰａ）に加圧される。これにより、加圧タンク３１内の温水Ｗは、温水フィルタ３３を透過し、原料Ｇおよび抽出フィルタ２１を順にかつ比較的ゆっくりと通過する。
【００４６】
その後、図３（ｂ）に示すように、閉止弁５を開放し、抽出されたコーヒーを、コーヒー搬送チューブＴ１を介して、図示しないミキシングボウルなどに搬送する。その後、同図（ｃ）に示すように、エア抜きバルブ４１を開放し、加圧タンク３１およびシリンダ１１内の高圧のエアが抜かれる。なお、ミキシングボウルに搬送されたコーヒーは、砂糖やクリームなどとともに攪拌された後、カップに注がれ、購入者に提供される。
【００４７】
以上のコーヒー抽出の終了後、図４（ａ）に示すように、タンク駆動機構３２により、連通位置の加圧タンク３１が待機位置まで上昇するとともに、ピストン駆動機構１４により、ピストン１２が上限位置まで上昇する。これにより、シリンダ１１内の抽出滓Ｇが、シリンダ１１上に押し上げられる。そして、この状態から、同図（ｃ）に示すように、抽出部駆動機構１５により、抽出位置の抽出部２が右方の原料投入位置まで駆動され、次回のコーヒー抽出に備える。また、抽出部２の抽出位置から原料投入位置までの移動途中において、同図（ｂ）に示すように、シリンダ１１上の抽出滓Ｇは、スクレーパ４３に当接することで、シリンダ１１から払い出され、図示しない滓バケツに回収される。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態のコーヒー抽出装置１によれば、抽出すべきコーヒーの種類が、レギュラーコーヒーであるか、あるいはエスプレッソであるかに応じて、適切なエア圧および原料圧縮量で抽出を行うことにより、良質のレギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを得ることができる。また、加圧タンク３１へのエアの供給前、すなわち実質的なコーヒー抽出の開始前に、原料Ｇの蒸らしを行うので、より一層良質のコーヒーを得ることができる。さらに、エアポンプ４の作動時間を調整することにより、加圧タンク３１に供給するエアのエア圧を簡単に調整することができる。
【００４９】
なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、シリンダ１１を左右方向にスライドするように構成する一方、加圧タンク３１を昇降するように構成したが、シリンダ１１の原料投入部１１ａと加圧タンク３１の温水吐出部３１ｃが、抽出時に互いに係合し、シリンダ１１および加圧タンク３１が互いに連通するように構成されていれば、それらの可動方向は何ら限定されるものではない。また、シリンダ１１と加圧タンク３１が互いに連通した後に、所定時間が経過してから、加圧タンク３１にエアを供給するようにしてもよい。この場合には、その所定時間を、適宜設定することにより、原料Ｇの蒸らし時間を調整することができる。さらに、実施形態では、温水を用い、ホットコーヒーを抽出する場合について説明したが、温水に代えて冷水を用い、アイスコーヒーを抽出することも可能である。
【００５０】
また、実施形態で示したコーヒー抽出装置１の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のコーヒー抽出装置は、レギュラーコーヒーに加えて、本格的な良質のエスプレッソを抽出することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるコーヒー抽出装置を示す正面図である。
【図２】コーヒー抽出装置による抽出動作を順に示す図である。
【図３】図２に続く抽出動作を順に示す図である。
【図４】図３に続く抽出動作を順に示す図である。
【符号の説明】
１ コーヒー抽出装置
２ 抽出部
３ 温水収容部
４ エアポンプ（エア供給手段）
５ 閉止弁（バルブ）
１１ シリンダ（抽出部本体）
１１ａ 原料投入部
１２ ピストン（原料圧縮手段）
１４ ピストン駆動機構
１５ 抽出部駆動機構
３１ 加圧タンク（収容部本体）
３１ｃ 温水吐出部
３２ タンク駆動機構（収容部駆動手段）
３３ 温水フィルタ
３３ａ メッシュフィルタ
３３ｂ 多孔フィルタ
３４ 栓部材
３５ ヒータ
Ｔ１ コーヒー搬送チューブ
Ｇ 原料
Ｗ 温水
Claims (6)
- コーヒー豆を原料としてコーヒーを抽出するコーヒー抽出装置であって、
供給された所定量の原料を収容するとともに、コーヒーを抽出するための抽出部と、
供給された所定量の温水を収容するとともに、前記抽出部に連通する温水収容部と、
抽出時に、前記抽出部内の原料からコーヒーを抽出するために、抽出すべきコーヒーの種類に応じた異なるエア圧のエアを、前記温水収容部に供給することにより、当該温水収容部内の前記所定量の温水を前記抽出部に圧送するエア供給手段と、
を備えていることを特徴とするコーヒー抽出装置。 - 前記エア供給手段は、前記温水収容部へのエアの供給時間に基づいて、当該エアのエア圧を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコーヒー抽出装置。
- 抽出すべきコーヒーの種類に応じて、前記原料の圧縮量を決定する原料圧縮量決定手段と、
前記エア供給手段による前記温水収容部へのエアの供給前に、前記決定された圧縮量に応じて、前記抽出部内の原料を圧縮する原料圧縮手段と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のコーヒー抽出装置。 - 前記抽出部は、
上方に開口した原料投入部を有し、抽出時に当該原料投入部を介して前記所定量の原料が投入される抽出部本体を有し、
前記温水収容部は、
下方に開口した温水吐出部を有し、この温水吐出部が前記原料投入部に上方から係合することによって、前記抽出部本体に連通する連通位置と、この連通位置の上方の待機位置との間で移動自在に構成され、前記所定量の温水および前記エアが供給される収容部本体と、
前記温水吐出部に設けられ、前記収容部本体内の温水が前記エアで加圧される水圧よりも小さな所定の水圧以上のときに、当該温水が透過する温水フィルタと、
抽出時に、前記収容部本体に前記所定量の温水が供給された後に、当該収容部本体を前記連通位置に駆動する収容部駆動手段と、
を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコーヒー抽出装置。 - 前記エア供給手段は、エアポンプを有し、
前記抽出部本体に接続され、当該抽出部本体内で抽出されたコーヒーを外部に搬送するためのコーヒー搬送チューブと、
このコーヒー搬送チューブの途中に設けられ、前記エアポンプによる前記収容部本体へのエアの供給時に閉鎖されるとともに、前記抽出されたコーヒーを搬送するときに開放されるバルブと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載のコーヒー抽出装置。 - 前記収容部本体には、当該収容部本体に供給された温水を加熱するヒータが設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のコーヒー抽出装置。
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