JP2004258769A - 飲料抽出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルタ全体を有効に使用することができるとともに、良質の飲料を安定して抽出することができる飲料抽出装置を提供する。
【解決手段】原料および水により飲料を抽出する飲料抽出装置であって、上方に開口した原料投入部１１ａを有する抽出シリンダ１１と、原料投入部１１ａを開閉するとともに抽出シリンダ１１内の飲料を外部へ送り出すための飲料送出し部３２、３１ａを有するシリンダキャップ４と、ペーパーフィルタＦを原料投入部１１ａとシリンダキャップ４との間にセットするフィルタセット手段６、２と、シリンダキャップ４を駆動する駆動機構５と、抽出シリンダ１１内で抽出された飲料の外部への送り出し後、抽出シリンダ１１内の原料を抽出滓として、原料投入部１１ａを介して上方へ押し出すピストン１２と、フィルタＦを所定長さ送り出すフィルタ送出し機６と、を備えている。
【選択図】 図２
【解決手段】原料および水により飲料を抽出する飲料抽出装置であって、上方に開口した原料投入部１１ａを有する抽出シリンダ１１と、原料投入部１１ａを開閉するとともに抽出シリンダ１１内の飲料を外部へ送り出すための飲料送出し部３２、３１ａを有するシリンダキャップ４と、ペーパーフィルタＦを原料投入部１１ａとシリンダキャップ４との間にセットするフィルタセット手段６、２と、シリンダキャップ４を駆動する駆動機構５と、抽出シリンダ１１内で抽出された飲料の外部への送り出し後、抽出シリンダ１１内の原料を抽出滓として、原料投入部１１ａを介して上方へ押し出すピストン１２と、フィルタＦを所定長さ送り出すフィルタ送出し機６と、を備えている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば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、コーヒー豆や茶葉などの原料を用いて、コーヒーや茶系飲料を抽出する飲料抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の飲料抽出装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この飲料抽出装置は、上下方向に貫通した円筒状の抽出シリンダと、この抽出シリンダの上方および下方からそれぞれ挿入される上側および下側ピストンと、連続したシート状のフィルタを所定長さずつ送り出すフィルタ送出し装置などを備えている。抽出シリンダは、所定位置に固定される一方、上側および下側ピストンはいずれも、上下方向に移動自在に構成されている。また、上側ピストンには、抽出シリンダ内に外部から温水を供給するための温水供給路が形成される一方、下側ピストンには、抽出シリンダ内で抽出された飲料を外部に送り出すための飲料送出路が形成されている。また、フィルタ送出し装置によって送り出されるフィルタは、抽出シリンダと下側ピストンとの間を通るように配置されており、１回の抽出ごとに、所定長さずつ送り出されるようになっている。
【０００３】
この飲料抽出装置では、次のようにして飲料の抽出を行う。まず、下側ピストンが上昇し、フィルタの下側ピストンと抽出シリンダとの間の部分を持ち上げながら、このフィルタの部分とともに、抽出シリンダの下端部に挿入される。次いで、所定量の原料を抽出シリンダ内に上方から投入した後、上側ピストンが下降し、抽出シリンダの上端部に挿入されることによって、抽出シリンダを密閉する。またこの際、上側ピストンによって、原料を上方から押圧する。その後、上側ピストンの温水供給路を介して、抽出シリンダ内に所定量の温水を供給する。これにより、抽出シリンダ内で飲料が抽出され、この抽出された飲料は、フィルタおよび下側ピストンの飲料送出路を順に通過し、抽出シリンダの外部に送り出され、下側ピストンに接続されたチューブなどを介して、カップなどに供給される。
【０００４】
このようにして飲料が抽出された後、下側ピストンが下降するとともに、上側ピストンが一旦、抽出シリンダの下端まで移動する。これにより、シリンダ内の抽出後の原料である抽出滓が、フィルタの抽出シリンダに挿入されていた部分に載った状態で、下側ピストンおよびフィルタとともに下降する。その後、上側ピストンが次回の抽出に備えて、待機位置まで上昇するとともに、フィルタ送出し装置により、フィルタが所定長さ送り出される。この場合、フィルタの抽出滓が載った部分（以下「滓載置部分」という）は、抽出シリンダと下側ピストンとの間から外れるよう、水平に一旦移動した後、さらに前下がりに傾斜するように移動する。そして、フィルタの滓載置部分が前下がりに傾斜することによって、その部分に載っている抽出滓が、自重でフィルタから落下し、滓バケツなどに回収される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３１９０６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、この飲料抽出装置では、抽出滓を抽出シリンダから排出し、滓バケツで回収する際に、フィルタの滓載置部分を水平に移動させた後、抽出滓をフィルタから分離させるために、フィルタの滓載置部分をさらに前下がりに傾斜させるように移動させているので、１回の抽出の際に送り出されるフィルタの長さが比較的長くなってしまう。つまり、フィルタの滓載置部分同士の距離、すなわちフィルタの実質的な抽出に使用されない部分が長くなり、このため、連続したフィルタ全体が有効に使用されず、不経済である。
【０００７】
また、上記飲料抽出装置では、飲料抽出の際に、抽出シリンダ内の原料を上側ピストンで押圧した状態で、その底面に形成された複数の温水供給孔を介して、原料に上方から温水を供給している。このため、温水供給孔を介して供給された温水は、自重によって原料の下部にすぐに到達し、抽出シリンダ内の上部の原料、特に温水供給孔の真下から外れた部分の原料に、温水を行き渡らせることができないおそれがある。このような場合には、抽出シリンダ内の上部の原料からの抽出を十分に行うことができず、それにより、抽出ごとに飲料の濃度がばらつき、品質が不安定になってしまう。
【０００８】
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、フィルタ全体を有効に使用することができるとともに、良質の飲料を安定して抽出することができる飲料抽出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る飲料抽出装置は、原料および水により飲料を抽出する飲料抽出装置であって、上方に開口した開口部を有し、内部に原料が投入されるとともに水が供給されることにより、飲料を抽出する抽出器と、開口部から上方へ離れ、開口部を開放する開放位置と、開口部を密閉する閉鎖位置との間で移動自在に構成され、抽出器内で抽出された飲料を外部へ送り出すための飲料送出し部を有する栓部と、抽出器内で抽出された飲料を濾すための連続したシート状のフィルタを、栓部が開放位置に位置する状態で、開口部と栓部との間にセットするフィルタセット手段と、抽出器への水の供給前に栓部を開放位置から閉鎖位置に駆動することにより、フィルタを開口部との間に挟持するとともに、投入された原料および供給された水により抽出器内で抽出された飲料が、フィルタおよび栓部の飲料送出し部を介して外部へ送り出された後、栓部を開放位置に駆動する栓部駆動手段と、抽出器内で抽出された飲料の外部への送り出し後、抽出器内の原料を抽出滓として、開口部を介して上方へ押し出す抽出滓押出し手段と、栓部が開放位置に駆動されることにより、挟持が解除された後、フィルタを所定長さ送り出すフィルタ送出し手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、原料および水により飲料を抽出する際にまず、栓部が開放位置に位置する状態で、フィルタセット手段により、連続したシート状のフィルタを抽出器の開口部と栓部との間にセットする。次いで、栓部駆動手段により、栓部を開放位置から閉鎖位置に駆動する。これにより、フィルタが、栓部によって開口部との間に挟持される。この状態において、投入された原料および供給された水により抽出器内で抽出された飲料を、フィルタおよび栓部の飲料送出し部を介して、外部へ送り出す。次いで、栓部を開放位置に駆動することによって、抽出器の開口部を開放した後、抽出滓押出し手段により、抽出器内の原料を抽出滓として、開口部を介して上方へ押し出す。またこの場合、栓部が開放位置に駆動されることで、開口部とのフィルタの挟持が解除され、その後、次回の抽出に備えて、フィルタ送出し手段により、フィルタを所定長さ送り出す。
【００１１】
上記抽出器の開口部から押し出された抽出滓は、フィルタの下側に位置しているため、その抽出滓がフィルタの下面に付着していても、下方からの支えが無くなる位置までフィルタを送り出すことによって、抽出滓を自重で落下させ、フィルタから簡単に分離させることができる。このように、従来の飲料抽出装置と異なり、抽出滓がフィルタの下側に位置するため、抽出後にフィルタを送り出すべき長さを短くすることができ、その結果、連続したフィルタ全体を有効に使用でき、フィルタのランニングコストを低減することができる。
【００１２】
また、抽出器内で抽出された飲料は、原料の上側に位置するフィルタおよび栓部の飲料送出し部を介して外部へ送り出されるため、抽出器内の原料全体に水を行き渡らせることができるとともに、外部に送り出される飲料への原料の混入を防止できるので、透明度が高く、良質の飲料を安定して抽出することができる。さらに、フィルタによって、原料の透過を阻止することにより、原料による飲料送出し部の目詰まりなどを防止することもできる。
【００１３】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の飲料抽出装置において、フィルタ送出し手段によるフィルタの送出しとともに、またはフィルタの送出し前に、開口部を介して押し出された原料を、開口部の上方から排除する抽出滓排除手段を、さらに備えていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、抽出後に抽出滓を排除する際に、抽出滓排除手段により、フィルタの送出しとともに、またはその送出し前に、開口部の上方から抽出滓を排除するので、次回の抽出に備えてフィルタを送り出すべき所定長さは、フィルタの使用済み部分を開口部の上方から側方へ外す程度であれば十分である。つまり、フィルタを所定長さ送り出したときには、開口部の上方から抽出滓が排除されているので、使用済み部分に続くフィルタの未使用部分に抽出滓が再付着することがなく、その未使用部分を開口部の上方に位置させればよい。したがって、次回の抽出に備えてフィルタを送り出すべき所定長さを、従来に比べて大幅に短くすることができ、これにより、フィルタ全体をより一層有効に使用することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２の飲料抽出装置において、フィルタ送出し手段によって送り出されたフィルタを巻き取ることによって回収するフィルタ回収手段を、さらに備えていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、フィルタ送出し手段によって送り出されたフィルタ、すなわち抽出後の使用済みフィルタを、フィルタ回収手段により、巻き取ることによって回収するので、連続したフィルタを回収容器などへ単に送り出して回収する場合に比べて、フィルタの嵩を小さくでき、その回収スペースの省スペース化を図ることができる。
【００１７】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし３の飲料抽出装置において、開口部を介して、原料を抽出器に投入する原料投入手段を、さらに備えていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、栓部で開閉され且つ抽出滓が押し出される開口部を、原料投入手段で抽出器に原料を投入するための原料投入口としても利用するので、原料投入口を抽出器に別個に設ける場合に比べて、抽出器の構造を単純化することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項１ないし４の飲料抽出装置において、フィルタは、不織布からなるペーパーフィルタによって構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、上記フィルタとして、比較的安価な不織布からなるペーパーフィルタを用いることにより、飲料の抽出に要するコストを低減できるとともに、原料が、外部へ送り出される飲料に混入したり、飲料送出し部に詰まったりすることを確実に防止することができる。
【００２１】
【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および２は、本発明の一実施形態による飲料抽出装置を適用した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するとともに、水としての温水を用いて、レギュラーコーヒーやエスプレッソコーヒーを抽出するものである。
【００２２】
両図に示すように、コーヒー抽出装置１は、ほぼ左右対称に所定形状に形成された左右一対の左ケース２Ａおよび右ケース２Ｂを有しており、これらの左右ケース２Ａ、２Ｂを互いに組み合わせることによって、装置の外殻が構成されている。なお、以下の説明では、左右ケース２Ａ、２Ｂを特に区別しない場合には、それらを組み合わせたものを、ケース２というものとする。
【００２３】
コーヒー抽出装置１は、ケース２に内蔵され、コーヒーを抽出するためのシリンダユニット３と、このシリンダユニット３の後述する抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａを開閉するシリンダキャップ４（栓部）と、シリンダユニット３およびシリンダキャップ４を駆動する駆動機構５（栓部駆動手段）と、不織布からなる連続したペーパーフィルタＦ（フィルタ）を所定位置にセットするとともに、抽出時に所定長さずつ送り出すためのフィルタ送出し機６（フィルタ送出し手段）と、使用済みのペーパーフィルタＦを回収するフィルタ回収機７（フィルタ回収手段）と、これらを制御するマイクロコンピュータを有する制御装置（図示せず）などを備えている。
【００２４】
また、ケース２の上部には、原料をシリンダユニット３に投入するための原料シュート８が設けられている。この原料シュート８は、上下方向に延びる筒状に形成され、上部がケース２よりも上方へ突出する一方、下部がケース２内のシリンダユニット３の上端付近まで延びている。
【００２５】
さらに、左ケース２Ａおよび右ケース２Ｂにはそれぞれ、互いに対称にかつ対向するガイドレール９、９が形成されている。各ガイドレール９は、上方に凸に湾曲するように形成され、シリンダユニット３の後述するユニットガイド２１の上縁部が摺動自在に係合するユニットレール部９ａと、このユニットレール部９ａの頂部よりも前側（図２では右側）寄りの位置から斜め上方に互いに平行に延び、シリンダキャップ４がスライド自在に係合するキャップレール部９ｂとで構成されている。
【００２６】
図２に示すように、シリンダユニット３は、上下方向に延びる円筒状の抽出シリンダ１１（抽出器）と、この抽出シリンダ１１内に摺動自在に設けられたピストン１２（抽出滓押出し手段）と、このピストン１２を駆動するピストン駆動機構１３とを有している。また、このシリンダユニット３は、抽出シリンダ１１の若干下方に位置する支点３ａを中心に、図２に示す起立したシリンダ待機位置と、図３に示す傾斜したシリンダ抽出位置との間で、回動自在に構成されている。
【００２７】
抽出シリンダ１１は、上方に開口した原料投入部１１ａ（開口部）を有している。また、抽出シリンダ１１の上端部には、原料投入部１１ａを挿入した状態で、上方に凸に湾曲しかつ前後方向に延びるユニットガイド２１が取り付けられている。このユニットガイド２１は、頂部が原料投入部１１ａよりも一回り大きく貫通し、原料投入部１１ａの前方で前下がりに真っ直ぐ傾斜した前傾斜部２１ａと、原料投入部１１ａの後方で円弧状に形成された後傾斜部２１ｂと、これら前後傾斜部２１ａ、２１ｂの左右端部からそれぞれ上方に延び、上縁部が上方に凸に湾曲するように形成された左右の側壁部２１ｃ、２１ｃ（図２、３では左側壁部のみ図示）とで構成されている。これら左右の側壁部２１ｃ、２１ｃはそれぞれ、上記左右ケース２Ａ、２Ｂのガイドレール９のユニットレール部９ａに摺動自在に係合している。
【００２８】
ピストン１２は、抽出シリンダ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、内部に漏斗状の温水供給路２２ａを有し、下面の中心部にピストンロッド２３が連なったピストン本体２２と、このピストン本体２２の上面を覆うように取り付けられ、多数の細孔（例えば、直径０．２〜０．４ｍｍ、５２０個）を有する金属製の温水供給フィルタ２４と、この温水供給フィルタ２４の周囲に取り付けられたゴム製のＯリング２５で構成されている。また、ピストン本体２２の温水供給路２２ａの下端部（上流端部）には、温水を抽出シリンダ１１内に供給するための温水供給チューブＴ１が接続されている。なお、図示しないが、この温水供給チューブＴ１には、温水タンクおよび温水ポンプが接続されており、コーヒー抽出時に、温水ポンプにより、温水タンク内の所定量の温水が、温水供給チューブＴ１を介して、抽出シリンダ１１内に供給される。
【００２９】
また、上記ピストン１２を駆動するピストン駆動機構１３は、ピストン駆動モータ２６と、その動力をピストンロッド２３に伝達し、ピストン１２を抽出シリンダ１１内に沿って昇降させる昇降機構２７とを有している。このピストン駆動機構１３により、ピストン１２は、図２に示す下限位置と、抽出シリンダ１１の上端とほぼ面一の上限位置（図５（ａ）、（ｂ）参照）との間で駆動される。
【００３０】
このように構成されたシリンダユニット３は、ばね２８によってシリンダ抽出位置に付勢されており、後述するように、コーヒー抽出の際に、駆動機構５によってシリンダキャップ４とともに駆動される。
【００３１】
また、シリンダユニット３の上部、より具体的には、抽出シリンダ１１の上方でかつユニットガイド２１の左右の側壁部２１ｃ、２１ｃ間に、抽出後の原料である抽出滓を外部へ払い出すためのスクレーパ２９（抽出滓排除手段）が設けられている。このスクレーパ２９は、平面形状が矩形の枠状に形成されたフレーム部２９ａと、このフレーム部２９ａの前面に取り付けられた横長の滓払出しプレート２９ｂとを有しており、フレーム部２９ａの後端部が、左右方向に延びる支軸２９ｃを介して回動自在に支持されている。また、このスクレーパ２９は、フレーム部２９ａの後端がばね３０で上方へ付勢されている。これにより、フレーム部２９ａの前面の滓払出しプレート２９ｂは、下方へ付勢された状態になっている。
【００３２】
シリンダキャップ４は、抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａ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、ケース２に対し斜めにスライド自在に構成されている。より具体的には、このシリンダキャップ４は、下面が開口するとともに、内部に漏斗状の飲料送出路３１ａ（飲料送出し部）を有するキャップ本体３１と、このキャップ本体３１の下面を覆うように取り付けられ、上記温水供給フィルタ２４と同様の多数の細孔を有する金属製の飲料送出フィルタ３２（飲料送出し部）と、この飲料送出フィルタ３２の周囲に取り付けられたゴム製のＯリング３３と、キャップ本体３１の上部に設けられ、駆動機構５の後述するリンク４５に連結されたキャップホルダ３４などで構成されている。また、このシリンダキャップ４には、抽出シリンダ１１内で抽出されたコーヒーを外部へ搬送するための飲料搬送チューブＴ２が、キャップホルダ３４を介して、キャップ本体３１の飲料送出路３１ａに接続されている。さらに、シリンダキャップ４は、キャップホルダ３４を介して、左右ケース２Ａ、２Ｂのキャップレール部９ｂ、９ｂに係合しており、図１、２に示すキャップ待機位置（開放位置）と、図３に示すキャップ抽出位置（閉鎖位置）との間で、スライド自在に構成されている。
【００３３】
駆動機構５は、モータ４１と、このモータ４１の回転軸４１ａに固定された駆動ギヤ４２と、この駆動ギヤ４２にかみ合う大径ギヤ４３と、ケース２の外面に沿ってスライド自在のスライダ４４と、このスライダ４４を介して、シリンダキャップ４と大径ギヤ４３とを連結するリンク４５とを有している。なお、モータ４１は右ケース２Ｂに取り付けられる一方、駆動ギヤ４２は左ケース２Ａに取り付けられている。また、大径ギヤ４３、スライダ４４およびリンク４５は、左右ケース２Ａ、２Ｂにそれぞれ、互いに同一のものが左右対称に取り付けられており、いずれも同一のものが互いに同期して作動する。
【００３４】
スライダ４４は、所定形状のプレートからなり、図１に示すように、ケース２の外側面に前上がりに傾斜し且つ互いに平行に延びるように形成されたスライダレール４６、４６間に沿って、斜めにスライド自在に構成されている。また、スライダ４４は、シリンダユニット３の左右側部からそれぞれ突出した係合凸部３ｂ、３ｂ（図１では１つのみ図示）が挿入された所定形状のガイド凹部４４ａを有している。このガイド凹部４４ａは、図１に示すように、スライダ４４の下端部からスライダ４４に沿って上方に若干延び、その上端からスライダ４４を横切るように、若干前上がりに傾斜して延び、さらにその上端からスライダ４４に沿って延びるように形成されている。
【００３５】
このようなガイド凹部４４ａを有するスライダ４４が、スライダレール４６、４６間に沿ってスライドすることにより、シリンダユニット３がシリンダ待機位置とシリンダ抽出位置との間で回動する。具体的には、スライダ４４が斜め下にスライドすると、これに伴い、シリンダユニット３の係合凸部３ｂが、ガイド凹部４４ａに沿って、その上端側に向かって移動する。これにより、シリンダ待機位置のシリンダユニット３は、ばね２８に付勢されながらシリンダ抽出位置へと回動する。この状態から逆に、スライダ４４が、斜め上にスライドすると、上記動作とは逆に、シリンダ抽出位置のシリンダユニット３が、ばね２８に抗して、シリンダ待機位置へと回動する。
【００３６】
リンク４５は、所定長さを有する細長い金属板からなり、一端部がスライダ４４を介して、シリンダキャップ４に回動自在に取り付けられ、他端部が大径ギヤ４３の外側面の周縁部寄りの所定位置に回動自在に取り付けられている。また、大径ギヤ４３の内側面には、大径ギヤ４３の回転角度を検出するための回転角度検出板４７が取り付けられている。この回転角度検出板４７は、大径ギヤ４３よりも大きな直径を有する円板からなり、周縁部が大径ギヤ４３のそれよりも外方に位置している。また、回転角度検出板４７の周縁部の所定位置には、切欠きなどの被検出部（図示せず）が設けられている。この被検出部が、大径ギヤ４３の周囲の所定位置にそれぞれ配置された３つのセンサ４８（待機位置センサ４８Ａ、滓排出位置センサ４８Ｂ、抽出位置センサ４８Ｃ）で検出されることによって、大径ギヤ４３の角度位置が検出される。そして、この検出結果に応じて、モータ４１やピストン駆動モータ２６などが制御される。
【００３７】
フィルタ送出し機６は、ケース２の上方に設けられ、ロール状に巻かれたペーパーフィルタＦを送出し自在に保持するフィルタホルダ５１と、ケース２の前方に設けられ、抽出時にペーパーフィルタＦを所定長さ引き出すフィルタ引出しローラ５２とを有している。図１および２に示すように、フィルタホルダ５１に保持されたペーパーフィルタＦは、シリンダキャップ４と原料シュート８の間の所定の隙間から、ケース２内に後ろ下がりに一旦引き出された後、ケース２内の所定位置に設けられた経路変更ピン５３を経由し、ケース２の前方へ前下がりに引き出されている。経路変更ピン５３は、図２に示すように、ガイドレール９のユニットレール部９ａと上側のキャップレール部９ｂとの交差部分よりも若干上方の位置に、左右方向に延びるように設けられている。この経路変更ピン５３を通過したペーパーフィルタＦは、シリンダキャップ４のスライド方向に対し、ほぼ直交するように、フィルタ引出しローラ５２まで延びている。
【００３８】
フィルタ引出しローラ５２は、図示しないモータで回転駆動される駆動ローラ５２ａと、この駆動ローラ５２ａと協働してペーパーフィルタＦを挟持する従動ローラ５２ｂで構成されている。駆動ローラ５２ａが所定角度回転することにより、ペーパーフィルタＦが引き出され、これにより、フィルタホルダ５１からペーパーフィルタＦが所定長さ送り出される。
【００３９】
上記のように、ペーパーフィルタＦは、フィルタ送出し機６およびケース２によって、ケース２内の所定経路を通るようにセットされており、したがって、本実施形態では、本発明のフィルタセット手段が、フィルタ送出し機６およびケース２によって構成されている。
【００４０】
フィルタ回収機７は、所定方向に回転自在の巻取りローラ７ａと、これを回転駆動する図示しないモータを有しており、フィルタ引出しローラ５２から送り出されたペーパーフィルタＦを、巻取りローラ７ａで巻き取ることによって回収する。なお、図示しないが、コーヒー抽出装置１の下方には、抽出滓を回収するための滓バケツが設けられている。
【００４１】
次に、図４および図５を参照しながら、コーヒー抽出装置１の抽出動作について説明する。なお、コーヒー抽出開始前の前提として、シリンダユニット３およびシリンダキャップ４はいずれも、図２に示す待機位置に位置し、ピストン１２は下限位置に位置しているものとする。また、ペーパーフィルタＦは、図１、２に示すように、キャップレール部９ｂ、９ｂによるシリンダキャップ４のスライド通路をほぼ直角に横切るように、あらかじめセットされているものとする。さらに、回転角度検出板４７の被検出部は、待機位置センサ４８Ａで検出される位置に位置しているものとする。
【００４２】
まず、図４（ａ）に示すように、所定量の原料Ｇが、原料シュート８および原料投入部１１ａを介して抽出シリンダ１１に投入される。この原料Ｇは、図示しない原料キャニスタ（原料投入手段）に収納されていたコーヒーの挽き豆、あるいは図示しないミル（原料投入手段）で抽出ごとに挽かれるコーヒーの挽き豆である。
【００４３】
抽出シリンダ１１への原料Ｇの投入後、モータ４１が作動することにより駆動ギヤ４２が回転し、これに伴い、大径ギヤ４３および回転角度検出板４７が回転し始める。そして、回転角度検出板４７の被検出部が抽出位置センサ４８Ｃで検出されたときに、モータ４１が停止する。これにより、大径ギヤ４３は、図４（ａ）に示す位置から同図（ｂ）に示すように、ほぼ１８０度回転して停止する。この大径ギヤ４３の回転に伴い、シリンダユニット３がシリンダ抽出位置に回動する一方、シリンダキャップ４がキャップ抽出位置にスライドする。この場合、シリンダユニット３がシリンダ抽出位置に先に到達し、その直後、シリンダキャップ４が、ペーパーフィルタＦを抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａに押し込みながら、これに挿入される。これにより、抽出シリンダ１１は、シリンダキャップ４によって密閉される。
【００４４】
次いで、ピストン駆動モータ２６が作動することにより、ピストン１２がシリンダキャップ４に向かって上昇し、図４（ｃ）に示すように、原料Ｇを所定の圧縮率で圧縮する。その後、温水供給チューブＴ１およびこれが接続されたピストン１２を介して、所定温度（例えば９５℃）の温水を所定量（例えば１５０ｍｌ）、抽出シリンダ１１内に供給する。この場合、供給される温水は、温水ポンプなどで抽出シリンダ１１内に圧送され、抽出シリンダ１１内でコーヒーが抽出される。そして、この抽出されたコーヒーは、ペーパーフィルタＦ、およびシリンダキャップ４の飲料送出フィルタ３２、飲料送出路３１ａを順に通過し、シリンダキャップ４に接続された飲料搬送チューブＴ２を介して、図示しないミキシングボウルなどに搬送される。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、購入者などに提供される。
【００４５】
以上のコーヒー抽出の終了後、モータ４１が作動し、回転角度検出板４７の被検出部が滓排出位置センサ４８Ｂで検出されたときに、モータ４１が停止する。これにより、大径ギヤ４３は、図４（ｃ）に示す位置から図５（ａ）に示すように、時計方向にほぼ９０度回転して停止する。この大径ギヤ４３の回転に伴い、シリンダキャップ４が抽出シリンダ１１から離れ、原料投入部１１ａが開放される。またこれと同時に、ピストン１２が上限位置まで上昇し、抽出滓Ｇを抽出シリンダ１１から押し出す。
【００４６】
そして、この状態から、モータ４１が再度作動し、回転角度検出板４７の被検出部が待機位置センサ４８Ａで検出されたときに、モータ４１が停止する。これにより、大径ギヤ４３は、図５（ａ）に示す位置から同図（ｂ）に示すように、時計方向にさらにほぼ９０度回転して停止する。この大径ギヤ４３の回転に伴い、シリンダユニット３およびシリンダキャップ４がそれぞれ待機位置に戻るとともに、抽出滓Ｇがスクレーパ２９に当接する。この抽出滓Ｇは、ユニットガイド２１の前傾斜部２１ａを介して滑り落ち、図示しない滓バケツに回収される。
【００４７】
またこの場合、シリンダユニット３がシリンダ待機位置に戻るとともに、あるいは戻った後、フィルタ引出しローラ５２が作動することにより、ペーパーフィルタＦが所定長さ、具体的には、コーヒー抽出時に抽出シリンダ１１内に挿入されていた長さ分、引き出される。そして、その引き出されたペーパーフィルタＦは、フィルタ回収機７によって巻き取られる。このように、フィルタ回収機７で、使用済みペーパーフィルタＦを巻き取りながら回収することによって、その回収スペースの省スペース化を図ることができる。
【００４８】
また、シリンダユニット３がシリンダ待機位置に戻った後、ピストン駆動モータ２６が作動し、次回のコーヒー抽出に備えて、ピストン１２が、図５（ｃ）に示すように、下限位置まで下降する。
【００４９】
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、抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａから押し出された抽出滓Ｇが、ペーパーフィルタＦの下側に位置しているため、その抽出滓Ｇの下方からの支えが無くなる位置まで、ペーパーフィルタＦを送り出すことによって、抽出滓Ｇを自重で落下させ、ペーパーフィルタＦから簡単に分離させることができる。つまり、コーヒー抽出後に、ペーパーフィルタＦを送り出すべき長さは、ペーパーフィルタＦの使用済み部分を、抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａから側方（実施形態では前方）へ外す程度であれば十分である。したがって、上記コーヒー抽出装置１によれば、従来の飲料抽出装置に比べて、抽出後のペーパーフィルタＦの送出しの長さを短くすることができ、その結果、ペーパーフィルタＦ全体を有効に使用でき、ペーパーフィルタＦのランニングコストを低減することができる。
【００５０】
また、コーヒー抽出装置１では、原料Ｇの下方のピストン１２を介して、抽出シリンダ１１内に温水を供給し、原料Ｇの上方のシリンダキャップ４を介して、抽出されたコーヒーを外部へ送り出すため、抽出シリンダ１１内の原料Ｇ全体に温水を行き渡らせることができ、しかも外部に送り出されるコーヒーへの原料Ｇの混入を、ペーパーフィルタＦおよび飲料送出フィルタ３２によって確実に防止できるので、透明度が高く良質のコーヒーを安定して抽出することができる。さらに、ペーパーフィルタＦで原料Ｇの透過を確実に阻止することにより、原料Ｇによる飲料送出フィルタ３２の細孔の目詰まりを確実に防止することができる。
【００５１】
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。実施形態では、温水を用いてコーヒーの抽出を行ったが、比較的温度の低い水を用いることも可能であり、本発明の飲料抽出装置で用いられる水の温度は、特に限定されるものではない。また、実施形態では、本発明の飲料抽出装置をコーヒー抽出装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば種々の茶葉などを原料として、日本茶や紅茶、中国茶など、種々の茶系飲料を抽出する飲料抽出装置にも適用することができる。また、実施形態では、ペーパーフィルタＦを所定経路にあらかじめセットし、シリンダユニット３をシリンダ抽出位置に回動させることによって、そのペーパーフィルタＦが抽出シリンダ１１とシリンダキャップ４との間を通るようにしたが、シリンダユニット側を不動にする一方、ペーパーフィルタ側を動かし、抽出シリンダ１１とシリンダキャップ４との間にセットするようにしてもよい。
【００５２】
また、実施形態では、シリンダキャップ４を抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａに挿入することによって、ペーパーフィルタＦを原料投入部１１ａに押し込むようにしたが、抽出時に飲料が漏れないように、原料投入部１１ａとシリンダキャップ４とによって、ペーパーフィルタＦを強く挟持するようにしてもよい。さらに、実施形態では、抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａを介して、原料の投入、飲料の送出しおよび抽出滓の排出を行うようにしたが、これらのうち少なくとも１つを、別個の開口を介して行うようにしてもよい。さらにまた、ペーパーフィルタＦとして、不織布を用いたが、飲料のみを透過させるように構成されていれば、種々の材料や製造方法で製造されたフィルタを用いることも可能である。
【００５３】
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。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の飲料抽出装置は、フィルタ全体を有効に使用することができるとともに、良質の飲料を安定して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飲料抽出装置を適用したコーヒー抽出装置を示しており、（ａ）は左側面図、（ｂ）はフィルタ送出し機を省略した状態の正面図である。
【図２】図１のコーヒー抽出装置の内部構造を示す左側面図であり、シリンダユニットの上部を縦断した状態を示す。
【図３】シリンダユニットがシリンダ抽出位置に回動するとともに、シリンダキャップがキャップ抽出位置にスライドした状態を示す左側面図である。
【図４】コーヒー抽出装置による抽出動作を順に示す説明図である。
【図５】図４に続く抽出動作を順に示す説明図である。
【符号の説明】
１ コーヒー抽出装置
３ シリンダユニット
４ シリンダキャップ（栓部）
５ 駆動機構（栓部駆動手段）
６ フィルタ送出し機（フィルタ送出し手段）
７ フィルタ回収機（フィルタ回収手段）
１１ 抽出シリンダ（抽出器）
１１ａ 原料投入部（開口部）
１２ ピストン（抽出滓押出し手段）
１３ ピストン駆動機構
２９ スクレーパ（抽出滓排除手段）
３１ キャップ本体
３１ａ 飲料送出路（飲料送出し部）
３２ 飲料送出フィルタ（飲料送出し部）
４３ 大径ギヤ
４５ リンク
５２ フィルタ引出しローラ
Ｆ ペーパーフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば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、コーヒー豆や茶葉などの原料を用いて、コーヒーや茶系飲料を抽出する飲料抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の飲料抽出装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この飲料抽出装置は、上下方向に貫通した円筒状の抽出シリンダと、この抽出シリンダの上方および下方からそれぞれ挿入される上側および下側ピストンと、連続したシート状のフィルタを所定長さずつ送り出すフィルタ送出し装置などを備えている。抽出シリンダは、所定位置に固定される一方、上側および下側ピストンはいずれも、上下方向に移動自在に構成されている。また、上側ピストンには、抽出シリンダ内に外部から温水を供給するための温水供給路が形成される一方、下側ピストンには、抽出シリンダ内で抽出された飲料を外部に送り出すための飲料送出路が形成されている。また、フィルタ送出し装置によって送り出されるフィルタは、抽出シリンダと下側ピストンとの間を通るように配置されており、１回の抽出ごとに、所定長さずつ送り出されるようになっている。
【０００３】
この飲料抽出装置では、次のようにして飲料の抽出を行う。まず、下側ピストンが上昇し、フィルタの下側ピストンと抽出シリンダとの間の部分を持ち上げながら、このフィルタの部分とともに、抽出シリンダの下端部に挿入される。次いで、所定量の原料を抽出シリンダ内に上方から投入した後、上側ピストンが下降し、抽出シリンダの上端部に挿入されることによって、抽出シリンダを密閉する。またこの際、上側ピストンによって、原料を上方から押圧する。その後、上側ピストンの温水供給路を介して、抽出シリンダ内に所定量の温水を供給する。これにより、抽出シリンダ内で飲料が抽出され、この抽出された飲料は、フィルタおよび下側ピストンの飲料送出路を順に通過し、抽出シリンダの外部に送り出され、下側ピストンに接続されたチューブなどを介して、カップなどに供給される。
【０００４】
このようにして飲料が抽出された後、下側ピストンが下降するとともに、上側ピストンが一旦、抽出シリンダの下端まで移動する。これにより、シリンダ内の抽出後の原料である抽出滓が、フィルタの抽出シリンダに挿入されていた部分に載った状態で、下側ピストンおよびフィルタとともに下降する。その後、上側ピストンが次回の抽出に備えて、待機位置まで上昇するとともに、フィルタ送出し装置により、フィルタが所定長さ送り出される。この場合、フィルタの抽出滓が載った部分（以下「滓載置部分」という）は、抽出シリンダと下側ピストンとの間から外れるよう、水平に一旦移動した後、さらに前下がりに傾斜するように移動する。そして、フィルタの滓載置部分が前下がりに傾斜することによって、その部分に載っている抽出滓が、自重でフィルタから落下し、滓バケツなどに回収される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３１９０６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、この飲料抽出装置では、抽出滓を抽出シリンダから排出し、滓バケツで回収する際に、フィルタの滓載置部分を水平に移動させた後、抽出滓をフィルタから分離させるために、フィルタの滓載置部分をさらに前下がりに傾斜させるように移動させているので、１回の抽出の際に送り出されるフィルタの長さが比較的長くなってしまう。つまり、フィルタの滓載置部分同士の距離、すなわちフィルタの実質的な抽出に使用されない部分が長くなり、このため、連続したフィルタ全体が有効に使用されず、不経済である。
【０００７】
また、上記飲料抽出装置では、飲料抽出の際に、抽出シリンダ内の原料を上側ピストンで押圧した状態で、その底面に形成された複数の温水供給孔を介して、原料に上方から温水を供給している。このため、温水供給孔を介して供給された温水は、自重によって原料の下部にすぐに到達し、抽出シリンダ内の上部の原料、特に温水供給孔の真下から外れた部分の原料に、温水を行き渡らせることができないおそれがある。このような場合には、抽出シリンダ内の上部の原料からの抽出を十分に行うことができず、それにより、抽出ごとに飲料の濃度がばらつき、品質が不安定になってしまう。
【０００８】
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、フィルタ全体を有効に使用することができるとともに、良質の飲料を安定して抽出することができる飲料抽出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る飲料抽出装置は、原料および水により飲料を抽出する飲料抽出装置であって、上方に開口した開口部を有し、内部に原料が投入されるとともに水が供給されることにより、飲料を抽出する抽出器と、開口部から上方へ離れ、開口部を開放する開放位置と、開口部を密閉する閉鎖位置との間で移動自在に構成され、抽出器内で抽出された飲料を外部へ送り出すための飲料送出し部を有する栓部と、抽出器内で抽出された飲料を濾すための連続したシート状のフィルタを、栓部が開放位置に位置する状態で、開口部と栓部との間にセットするフィルタセット手段と、抽出器への水の供給前に栓部を開放位置から閉鎖位置に駆動することにより、フィルタを開口部との間に挟持するとともに、投入された原料および供給された水により抽出器内で抽出された飲料が、フィルタおよび栓部の飲料送出し部を介して外部へ送り出された後、栓部を開放位置に駆動する栓部駆動手段と、抽出器内で抽出された飲料の外部への送り出し後、抽出器内の原料を抽出滓として、開口部を介して上方へ押し出す抽出滓押出し手段と、栓部が開放位置に駆動されることにより、挟持が解除された後、フィルタを所定長さ送り出すフィルタ送出し手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、原料および水により飲料を抽出する際にまず、栓部が開放位置に位置する状態で、フィルタセット手段により、連続したシート状のフィルタを抽出器の開口部と栓部との間にセットする。次いで、栓部駆動手段により、栓部を開放位置から閉鎖位置に駆動する。これにより、フィルタが、栓部によって開口部との間に挟持される。この状態において、投入された原料および供給された水により抽出器内で抽出された飲料を、フィルタおよび栓部の飲料送出し部を介して、外部へ送り出す。次いで、栓部を開放位置に駆動することによって、抽出器の開口部を開放した後、抽出滓押出し手段により、抽出器内の原料を抽出滓として、開口部を介して上方へ押し出す。またこの場合、栓部が開放位置に駆動されることで、開口部とのフィルタの挟持が解除され、その後、次回の抽出に備えて、フィルタ送出し手段により、フィルタを所定長さ送り出す。
【００１１】
上記抽出器の開口部から押し出された抽出滓は、フィルタの下側に位置しているため、その抽出滓がフィルタの下面に付着していても、下方からの支えが無くなる位置までフィルタを送り出すことによって、抽出滓を自重で落下させ、フィルタから簡単に分離させることができる。このように、従来の飲料抽出装置と異なり、抽出滓がフィルタの下側に位置するため、抽出後にフィルタを送り出すべき長さを短くすることができ、その結果、連続したフィルタ全体を有効に使用でき、フィルタのランニングコストを低減することができる。
【００１２】
また、抽出器内で抽出された飲料は、原料の上側に位置するフィルタおよび栓部の飲料送出し部を介して外部へ送り出されるため、抽出器内の原料全体に水を行き渡らせることができるとともに、外部に送り出される飲料への原料の混入を防止できるので、透明度が高く、良質の飲料を安定して抽出することができる。さらに、フィルタによって、原料の透過を阻止することにより、原料による飲料送出し部の目詰まりなどを防止することもできる。
【００１３】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の飲料抽出装置において、フィルタ送出し手段によるフィルタの送出しとともに、またはフィルタの送出し前に、開口部を介して押し出された原料を、開口部の上方から排除する抽出滓排除手段を、さらに備えていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、抽出後に抽出滓を排除する際に、抽出滓排除手段により、フィルタの送出しとともに、またはその送出し前に、開口部の上方から抽出滓を排除するので、次回の抽出に備えてフィルタを送り出すべき所定長さは、フィルタの使用済み部分を開口部の上方から側方へ外す程度であれば十分である。つまり、フィルタを所定長さ送り出したときには、開口部の上方から抽出滓が排除されているので、使用済み部分に続くフィルタの未使用部分に抽出滓が再付着することがなく、その未使用部分を開口部の上方に位置させればよい。したがって、次回の抽出に備えてフィルタを送り出すべき所定長さを、従来に比べて大幅に短くすることができ、これにより、フィルタ全体をより一層有効に使用することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２の飲料抽出装置において、フィルタ送出し手段によって送り出されたフィルタを巻き取ることによって回収するフィルタ回収手段を、さらに備えていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、フィルタ送出し手段によって送り出されたフィルタ、すなわち抽出後の使用済みフィルタを、フィルタ回収手段により、巻き取ることによって回収するので、連続したフィルタを回収容器などへ単に送り出して回収する場合に比べて、フィルタの嵩を小さくでき、その回収スペースの省スペース化を図ることができる。
【００１７】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし３の飲料抽出装置において、開口部を介して、原料を抽出器に投入する原料投入手段を、さらに備えていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、栓部で開閉され且つ抽出滓が押し出される開口部を、原料投入手段で抽出器に原料を投入するための原料投入口としても利用するので、原料投入口を抽出器に別個に設ける場合に比べて、抽出器の構造を単純化することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項１ないし４の飲料抽出装置において、フィルタは、不織布からなるペーパーフィルタによって構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、上記フィルタとして、比較的安価な不織布からなるペーパーフィルタを用いることにより、飲料の抽出に要するコストを低減できるとともに、原料が、外部へ送り出される飲料に混入したり、飲料送出し部に詰まったりすることを確実に防止することができる。
【００２１】
【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および２は、本発明の一実施形態による飲料抽出装置を適用した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するとともに、水としての温水を用いて、レギュラーコーヒーやエスプレッソコーヒーを抽出するものである。
【００２２】
両図に示すように、コーヒー抽出装置１は、ほぼ左右対称に所定形状に形成された左右一対の左ケース２Ａおよび右ケース２Ｂを有しており、これらの左右ケース２Ａ、２Ｂを互いに組み合わせることによって、装置の外殻が構成されている。なお、以下の説明では、左右ケース２Ａ、２Ｂを特に区別しない場合には、それらを組み合わせたものを、ケース２というものとする。
【００２３】
コーヒー抽出装置１は、ケース２に内蔵され、コーヒーを抽出するためのシリンダユニット３と、このシリンダユニット３の後述する抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａを開閉するシリンダキャップ４（栓部）と、シリンダユニット３およびシリンダキャップ４を駆動する駆動機構５（栓部駆動手段）と、不織布からなる連続したペーパーフィルタＦ（フィルタ）を所定位置にセットするとともに、抽出時に所定長さずつ送り出すためのフィルタ送出し機６（フィルタ送出し手段）と、使用済みのペーパーフィルタＦを回収するフィルタ回収機７（フィルタ回収手段）と、これらを制御するマイクロコンピュータを有する制御装置（図示せず）などを備えている。
【００２４】
また、ケース２の上部には、原料をシリンダユニット３に投入するための原料シュート８が設けられている。この原料シュート８は、上下方向に延びる筒状に形成され、上部がケース２よりも上方へ突出する一方、下部がケース２内のシリンダユニット３の上端付近まで延びている。
【００２５】
さらに、左ケース２Ａおよび右ケース２Ｂにはそれぞれ、互いに対称にかつ対向するガイドレール９、９が形成されている。各ガイドレール９は、上方に凸に湾曲するように形成され、シリンダユニット３の後述するユニットガイド２１の上縁部が摺動自在に係合するユニットレール部９ａと、このユニットレール部９ａの頂部よりも前側（図２では右側）寄りの位置から斜め上方に互いに平行に延び、シリンダキャップ４がスライド自在に係合するキャップレール部９ｂとで構成されている。
【００２６】
図２に示すように、シリンダユニット３は、上下方向に延びる円筒状の抽出シリンダ１１（抽出器）と、この抽出シリンダ１１内に摺動自在に設けられたピストン１２（抽出滓押出し手段）と、このピストン１２を駆動するピストン駆動機構１３とを有している。また、このシリンダユニット３は、抽出シリンダ１１の若干下方に位置する支点３ａを中心に、図２に示す起立したシリンダ待機位置と、図３に示す傾斜したシリンダ抽出位置との間で、回動自在に構成されている。
【００２７】
抽出シリンダ１１は、上方に開口した原料投入部１１ａ（開口部）を有している。また、抽出シリンダ１１の上端部には、原料投入部１１ａを挿入した状態で、上方に凸に湾曲しかつ前後方向に延びるユニットガイド２１が取り付けられている。このユニットガイド２１は、頂部が原料投入部１１ａよりも一回り大きく貫通し、原料投入部１１ａの前方で前下がりに真っ直ぐ傾斜した前傾斜部２１ａと、原料投入部１１ａの後方で円弧状に形成された後傾斜部２１ｂと、これら前後傾斜部２１ａ、２１ｂの左右端部からそれぞれ上方に延び、上縁部が上方に凸に湾曲するように形成された左右の側壁部２１ｃ、２１ｃ（図２、３では左側壁部のみ図示）とで構成されている。これら左右の側壁部２１ｃ、２１ｃはそれぞれ、上記左右ケース２Ａ、２Ｂのガイドレール９のユニットレール部９ａに摺動自在に係合している。
【００２８】
ピストン１２は、抽出シリンダ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、内部に漏斗状の温水供給路２２ａを有し、下面の中心部にピストンロッド２３が連なったピストン本体２２と、このピストン本体２２の上面を覆うように取り付けられ、多数の細孔（例えば、直径０．２〜０．４ｍｍ、５２０個）を有する金属製の温水供給フィルタ２４と、この温水供給フィルタ２４の周囲に取り付けられたゴム製のＯリング２５で構成されている。また、ピストン本体２２の温水供給路２２ａの下端部（上流端部）には、温水を抽出シリンダ１１内に供給するための温水供給チューブＴ１が接続されている。なお、図示しないが、この温水供給チューブＴ１には、温水タンクおよび温水ポンプが接続されており、コーヒー抽出時に、温水ポンプにより、温水タンク内の所定量の温水が、温水供給チューブＴ１を介して、抽出シリンダ１１内に供給される。
【００２９】
また、上記ピストン１２を駆動するピストン駆動機構１３は、ピストン駆動モータ２６と、その動力をピストンロッド２３に伝達し、ピストン１２を抽出シリンダ１１内に沿って昇降させる昇降機構２７とを有している。このピストン駆動機構１３により、ピストン１２は、図２に示す下限位置と、抽出シリンダ１１の上端とほぼ面一の上限位置（図５（ａ）、（ｂ）参照）との間で駆動される。
【００３０】
このように構成されたシリンダユニット３は、ばね２８によってシリンダ抽出位置に付勢されており、後述するように、コーヒー抽出の際に、駆動機構５によってシリンダキャップ４とともに駆動される。
【００３１】
また、シリンダユニット３の上部、より具体的には、抽出シリンダ１１の上方でかつユニットガイド２１の左右の側壁部２１ｃ、２１ｃ間に、抽出後の原料である抽出滓を外部へ払い出すためのスクレーパ２９（抽出滓排除手段）が設けられている。このスクレーパ２９は、平面形状が矩形の枠状に形成されたフレーム部２９ａと、このフレーム部２９ａの前面に取り付けられた横長の滓払出しプレート２９ｂとを有しており、フレーム部２９ａの後端部が、左右方向に延びる支軸２９ｃを介して回動自在に支持されている。また、このスクレーパ２９は、フレーム部２９ａの後端がばね３０で上方へ付勢されている。これにより、フレーム部２９ａの前面の滓払出しプレート２９ｂは、下方へ付勢された状態になっている。
【００３２】
シリンダキャップ４は、抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａ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、ケース２に対し斜めにスライド自在に構成されている。より具体的には、このシリンダキャップ４は、下面が開口するとともに、内部に漏斗状の飲料送出路３１ａ（飲料送出し部）を有するキャップ本体３１と、このキャップ本体３１の下面を覆うように取り付けられ、上記温水供給フィルタ２４と同様の多数の細孔を有する金属製の飲料送出フィルタ３２（飲料送出し部）と、この飲料送出フィルタ３２の周囲に取り付けられたゴム製のＯリング３３と、キャップ本体３１の上部に設けられ、駆動機構５の後述するリンク４５に連結されたキャップホルダ３４などで構成されている。また、このシリンダキャップ４には、抽出シリンダ１１内で抽出されたコーヒーを外部へ搬送するための飲料搬送チューブＴ２が、キャップホルダ３４を介して、キャップ本体３１の飲料送出路３１ａに接続されている。さらに、シリンダキャップ４は、キャップホルダ３４を介して、左右ケース２Ａ、２Ｂのキャップレール部９ｂ、９ｂに係合しており、図１、２に示すキャップ待機位置（開放位置）と、図３に示すキャップ抽出位置（閉鎖位置）との間で、スライド自在に構成されている。
【００３３】
駆動機構５は、モータ４１と、このモータ４１の回転軸４１ａに固定された駆動ギヤ４２と、この駆動ギヤ４２にかみ合う大径ギヤ４３と、ケース２の外面に沿ってスライド自在のスライダ４４と、このスライダ４４を介して、シリンダキャップ４と大径ギヤ４３とを連結するリンク４５とを有している。なお、モータ４１は右ケース２Ｂに取り付けられる一方、駆動ギヤ４２は左ケース２Ａに取り付けられている。また、大径ギヤ４３、スライダ４４およびリンク４５は、左右ケース２Ａ、２Ｂにそれぞれ、互いに同一のものが左右対称に取り付けられており、いずれも同一のものが互いに同期して作動する。
【００３４】
スライダ４４は、所定形状のプレートからなり、図１に示すように、ケース２の外側面に前上がりに傾斜し且つ互いに平行に延びるように形成されたスライダレール４６、４６間に沿って、斜めにスライド自在に構成されている。また、スライダ４４は、シリンダユニット３の左右側部からそれぞれ突出した係合凸部３ｂ、３ｂ（図１では１つのみ図示）が挿入された所定形状のガイド凹部４４ａを有している。このガイド凹部４４ａは、図１に示すように、スライダ４４の下端部からスライダ４４に沿って上方に若干延び、その上端からスライダ４４を横切るように、若干前上がりに傾斜して延び、さらにその上端からスライダ４４に沿って延びるように形成されている。
【００３５】
このようなガイド凹部４４ａを有するスライダ４４が、スライダレール４６、４６間に沿ってスライドすることにより、シリンダユニット３がシリンダ待機位置とシリンダ抽出位置との間で回動する。具体的には、スライダ４４が斜め下にスライドすると、これに伴い、シリンダユニット３の係合凸部３ｂが、ガイド凹部４４ａに沿って、その上端側に向かって移動する。これにより、シリンダ待機位置のシリンダユニット３は、ばね２８に付勢されながらシリンダ抽出位置へと回動する。この状態から逆に、スライダ４４が、斜め上にスライドすると、上記動作とは逆に、シリンダ抽出位置のシリンダユニット３が、ばね２８に抗して、シリンダ待機位置へと回動する。
【００３６】
リンク４５は、所定長さを有する細長い金属板からなり、一端部がスライダ４４を介して、シリンダキャップ４に回動自在に取り付けられ、他端部が大径ギヤ４３の外側面の周縁部寄りの所定位置に回動自在に取り付けられている。また、大径ギヤ４３の内側面には、大径ギヤ４３の回転角度を検出するための回転角度検出板４７が取り付けられている。この回転角度検出板４７は、大径ギヤ４３よりも大きな直径を有する円板からなり、周縁部が大径ギヤ４３のそれよりも外方に位置している。また、回転角度検出板４７の周縁部の所定位置には、切欠きなどの被検出部（図示せず）が設けられている。この被検出部が、大径ギヤ４３の周囲の所定位置にそれぞれ配置された３つのセンサ４８（待機位置センサ４８Ａ、滓排出位置センサ４８Ｂ、抽出位置センサ４８Ｃ）で検出されることによって、大径ギヤ４３の角度位置が検出される。そして、この検出結果に応じて、モータ４１やピストン駆動モータ２６などが制御される。
【００３７】
フィルタ送出し機６は、ケース２の上方に設けられ、ロール状に巻かれたペーパーフィルタＦを送出し自在に保持するフィルタホルダ５１と、ケース２の前方に設けられ、抽出時にペーパーフィルタＦを所定長さ引き出すフィルタ引出しローラ５２とを有している。図１および２に示すように、フィルタホルダ５１に保持されたペーパーフィルタＦは、シリンダキャップ４と原料シュート８の間の所定の隙間から、ケース２内に後ろ下がりに一旦引き出された後、ケース２内の所定位置に設けられた経路変更ピン５３を経由し、ケース２の前方へ前下がりに引き出されている。経路変更ピン５３は、図２に示すように、ガイドレール９のユニットレール部９ａと上側のキャップレール部９ｂとの交差部分よりも若干上方の位置に、左右方向に延びるように設けられている。この経路変更ピン５３を通過したペーパーフィルタＦは、シリンダキャップ４のスライド方向に対し、ほぼ直交するように、フィルタ引出しローラ５２まで延びている。
【００３８】
フィルタ引出しローラ５２は、図示しないモータで回転駆動される駆動ローラ５２ａと、この駆動ローラ５２ａと協働してペーパーフィルタＦを挟持する従動ローラ５２ｂで構成されている。駆動ローラ５２ａが所定角度回転することにより、ペーパーフィルタＦが引き出され、これにより、フィルタホルダ５１からペーパーフィルタＦが所定長さ送り出される。
【００３９】
上記のように、ペーパーフィルタＦは、フィルタ送出し機６およびケース２によって、ケース２内の所定経路を通るようにセットされており、したがって、本実施形態では、本発明のフィルタセット手段が、フィルタ送出し機６およびケース２によって構成されている。
【００４０】
フィルタ回収機７は、所定方向に回転自在の巻取りローラ７ａと、これを回転駆動する図示しないモータを有しており、フィルタ引出しローラ５２から送り出されたペーパーフィルタＦを、巻取りローラ７ａで巻き取ることによって回収する。なお、図示しないが、コーヒー抽出装置１の下方には、抽出滓を回収するための滓バケツが設けられている。
【００４１】
次に、図４および図５を参照しながら、コーヒー抽出装置１の抽出動作について説明する。なお、コーヒー抽出開始前の前提として、シリンダユニット３およびシリンダキャップ４はいずれも、図２に示す待機位置に位置し、ピストン１２は下限位置に位置しているものとする。また、ペーパーフィルタＦは、図１、２に示すように、キャップレール部９ｂ、９ｂによるシリンダキャップ４のスライド通路をほぼ直角に横切るように、あらかじめセットされているものとする。さらに、回転角度検出板４７の被検出部は、待機位置センサ４８Ａで検出される位置に位置しているものとする。
【００４２】
まず、図４（ａ）に示すように、所定量の原料Ｇが、原料シュート８および原料投入部１１ａを介して抽出シリンダ１１に投入される。この原料Ｇは、図示しない原料キャニスタ（原料投入手段）に収納されていたコーヒーの挽き豆、あるいは図示しないミル（原料投入手段）で抽出ごとに挽かれるコーヒーの挽き豆である。
【００４３】
抽出シリンダ１１への原料Ｇの投入後、モータ４１が作動することにより駆動ギヤ４２が回転し、これに伴い、大径ギヤ４３および回転角度検出板４７が回転し始める。そして、回転角度検出板４７の被検出部が抽出位置センサ４８Ｃで検出されたときに、モータ４１が停止する。これにより、大径ギヤ４３は、図４（ａ）に示す位置から同図（ｂ）に示すように、ほぼ１８０度回転して停止する。この大径ギヤ４３の回転に伴い、シリンダユニット３がシリンダ抽出位置に回動する一方、シリンダキャップ４がキャップ抽出位置にスライドする。この場合、シリンダユニット３がシリンダ抽出位置に先に到達し、その直後、シリンダキャップ４が、ペーパーフィルタＦを抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａに押し込みながら、これに挿入される。これにより、抽出シリンダ１１は、シリンダキャップ４によって密閉される。
【００４４】
次いで、ピストン駆動モータ２６が作動することにより、ピストン１２がシリンダキャップ４に向かって上昇し、図４（ｃ）に示すように、原料Ｇを所定の圧縮率で圧縮する。その後、温水供給チューブＴ１およびこれが接続されたピストン１２を介して、所定温度（例えば９５℃）の温水を所定量（例えば１５０ｍｌ）、抽出シリンダ１１内に供給する。この場合、供給される温水は、温水ポンプなどで抽出シリンダ１１内に圧送され、抽出シリンダ１１内でコーヒーが抽出される。そして、この抽出されたコーヒーは、ペーパーフィルタＦ、およびシリンダキャップ４の飲料送出フィルタ３２、飲料送出路３１ａを順に通過し、シリンダキャップ４に接続された飲料搬送チューブＴ２を介して、図示しないミキシングボウルなどに搬送される。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、購入者などに提供される。
【００４５】
以上のコーヒー抽出の終了後、モータ４１が作動し、回転角度検出板４７の被検出部が滓排出位置センサ４８Ｂで検出されたときに、モータ４１が停止する。これにより、大径ギヤ４３は、図４（ｃ）に示す位置から図５（ａ）に示すように、時計方向にほぼ９０度回転して停止する。この大径ギヤ４３の回転に伴い、シリンダキャップ４が抽出シリンダ１１から離れ、原料投入部１１ａが開放される。またこれと同時に、ピストン１２が上限位置まで上昇し、抽出滓Ｇを抽出シリンダ１１から押し出す。
【００４６】
そして、この状態から、モータ４１が再度作動し、回転角度検出板４７の被検出部が待機位置センサ４８Ａで検出されたときに、モータ４１が停止する。これにより、大径ギヤ４３は、図５（ａ）に示す位置から同図（ｂ）に示すように、時計方向にさらにほぼ９０度回転して停止する。この大径ギヤ４３の回転に伴い、シリンダユニット３およびシリンダキャップ４がそれぞれ待機位置に戻るとともに、抽出滓Ｇがスクレーパ２９に当接する。この抽出滓Ｇは、ユニットガイド２１の前傾斜部２１ａを介して滑り落ち、図示しない滓バケツに回収される。
【００４７】
またこの場合、シリンダユニット３がシリンダ待機位置に戻るとともに、あるいは戻った後、フィルタ引出しローラ５２が作動することにより、ペーパーフィルタＦが所定長さ、具体的には、コーヒー抽出時に抽出シリンダ１１内に挿入されていた長さ分、引き出される。そして、その引き出されたペーパーフィルタＦは、フィルタ回収機７によって巻き取られる。このように、フィルタ回収機７で、使用済みペーパーフィルタＦを巻き取りながら回収することによって、その回収スペースの省スペース化を図ることができる。
【００４８】
また、シリンダユニット３がシリンダ待機位置に戻った後、ピストン駆動モータ２６が作動し、次回のコーヒー抽出に備えて、ピストン１２が、図５（ｃ）に示すように、下限位置まで下降する。
【００４９】
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、抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａから押し出された抽出滓Ｇが、ペーパーフィルタＦの下側に位置しているため、その抽出滓Ｇの下方からの支えが無くなる位置まで、ペーパーフィルタＦを送り出すことによって、抽出滓Ｇを自重で落下させ、ペーパーフィルタＦから簡単に分離させることができる。つまり、コーヒー抽出後に、ペーパーフィルタＦを送り出すべき長さは、ペーパーフィルタＦの使用済み部分を、抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａから側方（実施形態では前方）へ外す程度であれば十分である。したがって、上記コーヒー抽出装置１によれば、従来の飲料抽出装置に比べて、抽出後のペーパーフィルタＦの送出しの長さを短くすることができ、その結果、ペーパーフィルタＦ全体を有効に使用でき、ペーパーフィルタＦのランニングコストを低減することができる。
【００５０】
また、コーヒー抽出装置１では、原料Ｇの下方のピストン１２を介して、抽出シリンダ１１内に温水を供給し、原料Ｇの上方のシリンダキャップ４を介して、抽出されたコーヒーを外部へ送り出すため、抽出シリンダ１１内の原料Ｇ全体に温水を行き渡らせることができ、しかも外部に送り出されるコーヒーへの原料Ｇの混入を、ペーパーフィルタＦおよび飲料送出フィルタ３２によって確実に防止できるので、透明度が高く良質のコーヒーを安定して抽出することができる。さらに、ペーパーフィルタＦで原料Ｇの透過を確実に阻止することにより、原料Ｇによる飲料送出フィルタ３２の細孔の目詰まりを確実に防止することができる。
【００５１】
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。実施形態では、温水を用いてコーヒーの抽出を行ったが、比較的温度の低い水を用いることも可能であり、本発明の飲料抽出装置で用いられる水の温度は、特に限定されるものではない。また、実施形態では、本発明の飲料抽出装置をコーヒー抽出装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば種々の茶葉などを原料として、日本茶や紅茶、中国茶など、種々の茶系飲料を抽出する飲料抽出装置にも適用することができる。また、実施形態では、ペーパーフィルタＦを所定経路にあらかじめセットし、シリンダユニット３をシリンダ抽出位置に回動させることによって、そのペーパーフィルタＦが抽出シリンダ１１とシリンダキャップ４との間を通るようにしたが、シリンダユニット側を不動にする一方、ペーパーフィルタ側を動かし、抽出シリンダ１１とシリンダキャップ４との間にセットするようにしてもよい。
【００５２】
また、実施形態では、シリンダキャップ４を抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａに挿入することによって、ペーパーフィルタＦを原料投入部１１ａに押し込むようにしたが、抽出時に飲料が漏れないように、原料投入部１１ａとシリンダキャップ４とによって、ペーパーフィルタＦを強く挟持するようにしてもよい。さらに、実施形態では、抽出シリンダ１１の原料投入部１１ａを介して、原料の投入、飲料の送出しおよび抽出滓の排出を行うようにしたが、これらのうち少なくとも１つを、別個の開口を介して行うようにしてもよい。さらにまた、ペーパーフィルタＦとして、不織布を用いたが、飲料のみを透過させるように構成されていれば、種々の材料や製造方法で製造されたフィルタを用いることも可能である。
【００５３】
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。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の飲料抽出装置は、フィルタ全体を有効に使用することができるとともに、良質の飲料を安定して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飲料抽出装置を適用したコーヒー抽出装置を示しており、（ａ）は左側面図、（ｂ）はフィルタ送出し機を省略した状態の正面図である。
【図２】図１のコーヒー抽出装置の内部構造を示す左側面図であり、シリンダユニットの上部を縦断した状態を示す。
【図３】シリンダユニットがシリンダ抽出位置に回動するとともに、シリンダキャップがキャップ抽出位置にスライドした状態を示す左側面図である。
【図４】コーヒー抽出装置による抽出動作を順に示す説明図である。
【図５】図４に続く抽出動作を順に示す説明図である。
【符号の説明】
１ コーヒー抽出装置
３ シリンダユニット
４ シリンダキャップ（栓部）
５ 駆動機構（栓部駆動手段）
６ フィルタ送出し機（フィルタ送出し手段）
７ フィルタ回収機（フィルタ回収手段）
１１ 抽出シリンダ（抽出器）
１１ａ 原料投入部（開口部）
１２ ピストン（抽出滓押出し手段）
１３ ピストン駆動機構
２９ スクレーパ（抽出滓排除手段）
３１ キャップ本体
３１ａ 飲料送出路（飲料送出し部）
３２ 飲料送出フィルタ（飲料送出し部）
４３ 大径ギヤ
４５ リンク
５２ フィルタ引出しローラ
Ｆ ペーパーフィルタ
Claims (5)
- 原料および水により飲料を抽出する飲料抽出装置であって、
上方に開口した開口部を有し、内部に原料が投入されるとともに水が供給されることにより、飲料を抽出する抽出器と、
前記開口部から上方へ離れ、当該開口部を開放する開放位置と、当該開口部を密閉する閉鎖位置との間で移動自在に構成され、前記抽出器内で抽出された飲料を外部へ送り出すための飲料送出し部を有する栓部と、
前記抽出器内で抽出された飲料を濾すための連続したシート状のフィルタを、
前記栓部が前記開放位置に位置する状態で、前記開口部と前記栓部との間にセットするフィルタセット手段と、
前記抽出器への水の供給前に前記栓部を前記開放位置から前記閉鎖位置に駆動することにより、前記フィルタを前記開口部との間に挟持するとともに、投入された原料および供給された水により前記抽出器内で抽出された飲料が、前記フィルタおよび前記栓部の前記飲料送出し部を介して外部へ送り出された後、前記栓部を前記開放位置に駆動する栓部駆動手段と、
前記抽出器内で抽出された飲料の外部への送り出し後、当該抽出器内の原料を抽出滓として、前記開口部を介して上方へ押し出す抽出滓押出し手段と、
前記栓部が前記開放位置に駆動されることにより、前記挟持が解除された後、
前記フィルタを所定長さ送り出すフィルタ送出し手段と、
を備えていることを特徴とする飲料抽出装置。 - 前記フィルタ送出し手段によるフィルタの送出しとともに、または当該フィルタの送出し前に、前記開口部を介して押し出された前記原料を、当該開口部の上方から排除する抽出滓排除手段を、さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の飲料抽出装置。
- 前記フィルタ送出し手段によって送り出された前記フィルタを巻き取ることによって回収するフィルタ回収手段を、さらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の飲料抽出装置。
- 前記開口部を介して、原料を前記抽出器に投入する原料投入手段を、さらに備え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飲料抽出装置。
- 前記フィルタは、不織布からなるペーパーフィルタによって構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の飲料抽出装置。
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| CN114601331A (zh) * | 2020-12-07 | 2022-06-10 | 宁波方太厨具有限公司 | 萃取运动装置、咖啡机以及茶叶萃取机 |
-
2003
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