JP2005261835A - 飲料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 配管内の残留液を除去できるとともに、配管内に残留した飲料を廃棄することなく、供給することができる飲料供給装置を提供する。
【解決手段】原料および水を用いて飲料を調理する飲料調理機３と、この飲料調理機３に接続され、飲料調理機３で調理された飲料を外部に供給するための飲料チューブＴ５と、飲料の供給後に、飲料調理機３の内部を、負圧に減圧した後、加圧する加減圧手段５１、５２、５３と、飲料調理機３の内部が減圧されているときに、飲料調理機３を外部と連通させることにより、外部から飲料調理機３内にエアを導入するエア導入機２７、９１と、飲料調理機３の内部が加圧されているときに、飲料調理機３を、飲料チューブＴ５を介して外部と連通させることにより、飲料調理機３内に導入されたエアを、飲料チューブＴ５を介して外部に送り出すエア送出し機９１と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

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および水を用いて、コーヒーや茶系飲料などの飲料を調理し、供給する飲料供給装置に関する。

従来、この種の飲料供給装置として、カップ式自動販売機に適用した特許文献１に記載のものが知られている。この飲料供給装置は、コーヒーを供給するものであり、コーヒーを抽出する抽出機と、この抽出機に所定量のコーヒー豆および湯をそれぞれ供給する原料供給装置および給湯装置とを備えており、抽出機と給湯装置の間には、給湯装置からの湯を抽出機に供給するための給湯用配管が接続され、抽出機には、抽出されたコーヒーをカップに供給するための飲料用配管が接続されている。抽出機は、上方に開口した原料投入口を有するシリンダと、このシリンダ内で往復動自在に設けられるとともに、飲料用配管の一端部が接続されたピストンと、シリンダの原料投入口を開閉するとともに、給湯用配管の一端部が接続されたキャップとを有している。給湯装置は、湯を貯留し、加熱するヒータ付きの湯タンクと、この湯タンクに取り付けられ、湯タンク内の湯を送り出すポンプとを有しており、このポンプに上記給湯用配管の他端部が接続されている。

給湯用配管の途中には、給湯装置側への湯の逆流を阻止するための逆止弁が設けられるとともに、この逆止弁付近の上流側および下流側にそれぞれ、湯戻し用配管および湯廃棄用配管が接続されている。前者は、湯タンクに接続されており、給湯用配管の給湯装置と逆止弁の間の残留液を湯タンクに戻すためのものである一方、後者は、排水バケツまで延びており、給湯用配管の抽出機と逆止弁の間の残留液を排水バケツに廃棄するためのものである。なお、これらの湯戻し用配管および湯廃棄用配管にはそれぞれ、逆止弁寄りの位置に、適宜開閉される湯戻し用弁および湯廃棄用弁が設けられている。

この飲料供給装置では、次のようにして、コーヒーを調理し、カップに供給する。すなわち、まず、原料供給装置から、抽出機のシリンダに、原料投入口を介して所定量のコーヒー豆を供給する。次いで、原料投入口をキャップで閉鎖した後、シリンダ内のピストンが原料投入口側へ移動し、コーヒー豆を圧縮する。そして、給湯装置から、所定量の湯を、給湯用配管を介してシリンダに供給する。この給湯動作は、具体的には次のようにして実行される。すなわち、まず、湯戻し用弁が開放するとともに、ポンプが逆止弁を開放しない程度の低速で所定時間作動する。これより、給湯用配管のポンプと逆止弁の間、および湯戻し用配管で、湯タンク内の湯が循環し、それにより、給湯用配管のポンプと逆止弁の間の残留液が湯タンクに戻されるとともに、給湯用配管のポンプと逆止弁の間が暖機される。次いで、湯戻し用弁が閉鎖し、販売指令があったときに、ポンプが再度、作動する。この場合、ポンプは、湯タンク内の湯を所定の高圧（６〜８気圧）で給湯用配管に送り出すように、所定時間作動し、それにより、所定量の湯が抽出機のシリンダに供給される。上記のようにして、所定量のコーヒー豆および湯がシリンダに供給されることにより、そのシリンダ内でコーヒーが抽出され、この抽出されたコーヒーは、飲料用配管を介してカップに供給される。

以上のようにコーヒーを調理した場合には、給湯用配管の抽出機と逆止弁の間、および飲料用配管にそれぞれ、微量の湯およびコーヒーが残留することがある。このような湯やコーヒーが配管に残留した状態のまま、新たにコーヒーを調理すると、次のような問題が生じる。すなわち、給湯用配管に湯が残留した状態で、新たにコーヒーを調理する場合には、１回の抽出に使用すべき適正量の湯に加えて、その残留した湯も抽出に使用されるため、適正量よりも多い湯量でコーヒーを抽出することになり、その結果、調理されるコーヒーの濃度が適正な濃度よりも薄くなってしまう。また、前回のコーヒーの調理から長時間が経過している場合には、給湯用配管に残留する湯の温度が低下しているため、調理されたコーヒーの温度が適正な温度よりも低くなってしまう。一方、飲料用配管にコーヒーが残留し、前回のコーヒーの調理から長時間が経過している場合には、その残留したコーヒーが新たに調理されたコーヒーに混入し、その結果、新たに調理されたコーヒーは、品質および温度が低下してしまう。

そのため、上記の飲料供給装置では、コーヒーの調理直後、または販売待機時に、以下のようにして、配管内の残留液の除去処理を行っている。すなわち、コーヒーの調理直後の残留液の除去処理では、まず、湯廃棄用配管の湯廃棄用弁を閉鎖し、ピストンを原料投入口から離れるように移動、すなわち下降させる。このピストンの下降により、シリンダ内が負圧になり、それにより、飲料用配管を介して、シリンダ内にエアが吸い込まれる。そして、このエアの吸い込みに伴い、飲料用配管に残留する微量のコーヒーが、シリンダ内に吸引され、シリンダ内のコーヒー抽出後の抽出滓に吸収される。これにより、飲料用配管に残留するコーヒーが除去される。そして、この除去されたコーヒーは、その後、抽出滓とともに外部に廃棄される。

一方、販売待機時の残留液の除去処理では、まず、コーヒー抽出時と同様に、シリンダの原料投入口をキャップで閉鎖する。次いで、ピストンを原料投入口側に移動、すなわち上昇させ、その移動開始後に、湯廃棄用弁を開放する。これにより、シリンダの内圧が高くなり、シリンダから給湯用配管および飲料用配管にそれぞれ、シリンダ内のエアが圧送されることによって、給湯用配管に残留する湯（水）が廃棄用配管を介して、また飲料用配管に残留するコーヒーが直接、排水バケツに廃棄される。

上述したように、この飲料供給装置において、コーヒーの調理直後の残留液の除去処理を行う場合には、飲料用配管に残留するコーヒーを除去できるものの、給湯用配管の逆止弁の下流側に残留する湯を十分に除去することができない。また、飲料用配管に残留したコーヒーは本来、調理時にカップに供給すべきであるものの、上述したコーヒーの調理直後の残留液の除去処理では、カップに供給されることなく、抽出滓とともに廃棄されてしまう。

一方、販売待機時の残留液の除去処理を行う場合には、給湯用配管および飲料用配管にそれぞれ残留する湯およびコーヒーを除去できるものの、コーヒー豆および湯を供給しない状態での抽出機の運転いわゆる空運転をするため、抽出機の寿命が短くなってしまう。また、この残留液の除去処理でも、上記コーヒー調理直後の残留液の除去処理と同様に、飲料用配管に残留したコーヒーが廃棄されてしまう。

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、配管内の残留液を除去できるとともに、配管内に残留した飲料を廃棄することなく、供給することができる飲料供給装置を提供することを目的とする。

特開２００１−２３０３２号公報

本発明の請求項１に係る飲料供給装置は、原料および水を用いて飲料を調理し、飲料を供給する飲料供給装置であって、原料および水を用いて飲料を調理する飲料調理機と、この飲料調理機に接続され、飲料調理機で調理された飲料を外部に供給するための飲料用配管と、飲料の供給後に、飲料調理機の内部を、負圧に減圧した後、加圧する加減圧手段と、この加減圧手段により飲料調理機の内部が減圧されているときに、飲料調理機を外部と連通させることにより、外部から飲料調理機内にエアを導入するエア導入装置と、加減圧手段により飲料調理機の内部が加圧されているときに、飲料調理機を、飲料用配管を介して外部と連通させることにより、飲料調理機内に導入されたエアを、飲料用配管を介して外部に送り出すエア送出し装置と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、飲料調理機により、原料および水を用いて飲料が調理される。そして、調理された飲料は、飲料用配管を介して飲料調理機の外部、例えばカップなどに供給される。この飲料の供給後に、加減圧手段により飲料調理機の内部が負圧に減圧されているときに、エア導入装置によって、飲料調理機と外部とを連通させることにより、外部から飲料調理機内にエアが導入される。その後、加減圧手段により飲料調理機の内部が加圧されているときに、エア送出し装置によって、飲料用配管を介して飲料調理機を外部と連通させることにより、飲料調理機内に導入されたエアを、飲料用配管を介して外部に送り出す。飲料の供給時に飲料用配管内に飲料が残留した場合でも、上記のエアの送り出しにより、その飲料がエアによって圧送され、カップなどに供給される。以上のように、上記構成の飲料供給装置によれば、飲料の供給後に、飲料調理機内を加減圧することにより、飲料用配管内の残留した飲料を完全に除去できるとともに、その飲料を、従来と異なり、廃棄することなく、カップなどに供給することができる。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の飲料供給装置において、水供給部と、この水供給部と飲料調理機の間に接続され、飲料の調理時に水供給部から飲料調理機に水を供給するための給水用配管と、をさらに備え、エア導入装置は、給水用配管の上流側を外部と連通するように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、原料とともに飲料を調理するための水が、水供給部から給水用配管を介して飲料調理機に供給される。エア導入装置は、給水用配管の上流側を外部と連通するように配置されているので、エア導入装置によるエアの導入の際に、エアが給水用配管の上流側から流入し、飲料調理機内に導入される。したがって、水の供給時に給水用配管内に水が残留した場合でも、上記のエアの導入により、その水をエアによって飲料調理機内に圧送し、これにより、給水用配管内に残留した水を、その配管から容易に除去することができる。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１の飲料供給装置において、エア導入装置は、飲料調理機に設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、エア導入装置が飲料調理機に設けられているので、飲料調理機内に外部からエアを直接かつ容易に導入することができる。また、エア導入装置を上記エア送出し装置と組み合わせてユニット化することが可能であり、それにより、それらの装置を飲料調理機に別々に取り付ける場合などに比べて、飲料調理機への取り付けを簡単に行うことができる。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし３の飲料供給装置において、エア導入装置は、外部に連通するエア導入通路と、このエア導入通路に設けられ、エア導入通路を常時は閉鎖するとともに、加減圧手段による減圧によりエア導入通路を開放することによって、エアを導入する逆止弁と、を有していることを特徴とする。

この構成によれば、加減圧手段による飲料調理機内の減圧により、エア導入通路を常時は閉鎖する逆止弁が開放するので、この逆止弁を開閉させるための別個の駆動装置が不要であるとともに、加減圧手段による飲料調理機内の加圧の際には、逆止弁が閉鎖した状態に維持されるので、その逆止弁からエア漏れすることなく、飲料調理機からのエアの送出しを確保することができる。また、上記のような逆止弁を有する簡単な構成のエア導入装置によって、飲料調理機へのエアの導入を容易に行うことができる。

本発明の請求項５に係る発明は、請求項１ないし３の飲料供給装置において、エア送出し装置は、飲料用配管を介して外部と連通するエア送出し通路と、このエア送出し通路に設けられ、エア送出し通路を常時は閉鎖するとともに、加減圧手段による加圧によりエア送出し通路を開放することによって、エアを送り出す逆止弁と、を有していることを特徴とする。

この構成によれば、加減圧手段による飲料調理機内の加圧により、エア送出し通路を常時は閉鎖する逆止弁が開放するので、この逆止弁を開閉させるための別個の駆動装置が不要であるとともに、加減圧手段による飲料調理機内の減圧の際には、逆止弁が閉鎖した状態に維持されるので、その逆止弁から飲料用配管内の残留飲料が飲料調理機内に逆流するのを防止することができる。また、上記のような逆止弁を有する簡単な構成のエア送出し装置によって、飲料調理機からのエアの送り出しを容易に行うことができる。

本発明の請求項６に係る発明は、請求項１ないし５の飲料供給装置において、飲料調理機は、原料および水が供給されるとともに、内部において飲料が調理されるシリンダと、このシリンダ内に往復動自在に設けられ、飲料の調理時に供給された原料を圧縮するピストンと、このピストンを駆動するピストン駆動部と、を有し、加減圧手段は、シリンダ、ピストンおよびピストン駆動部で構成され、飲料調理機内の加減圧がピストンの往復動によって行われることを特徴とする。

この構成によれば、加減圧手段が、飲料調理機が有する上記シリンダ、ピストンおよびピストン駆動部によって構成され、ピストンを往復動させることによって、飲料調理機内の加減圧を行うので、飲料調理機の既存の構成部品を利用して、飲料調理機内の加減圧を容易に実現することができる。

本発明の一実施形態による飲料供給装置を模式的に示す図である。 エア導入機を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 コーヒー抽出機を示しており、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図である。 図３のコーヒー抽出機の内部構造を示す側面図である。 コーヒー抽出装置の内部構造を示す側面図であり、シリンダユニットおよびシリンダキャップがそれぞれシリンダ抽出位置およびキャップ抽出位置に位置する状態を示す。 エア導入送出し機を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、閉鎖状態の逆止弁を示す平面図、正面図および側面図であり、（ｄ）〜（ｆ）は、（ａ）〜（ｃ）に対応し、開放状態の逆止弁を示す。 コーヒー抽出機による抽出動作を順に示す説明図である。 図８に続く抽出動作を順に示す説明図である。 図９に続く抽出動作を順に示す説明図である。

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飲料供給装置１を示している。この飲料供給装置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、コーヒーの挽き豆（以下、単に「コーヒー豆」という）を原料とするとともに、水としての温水を用いて、飲料としてのレギュラーコーヒーやエスプレッソコーヒー（以下、単に「コーヒー」という）を抽出し、カップＣに供給するものである。

同図に示すように、この飲料供給装置１は、温水を供給する給湯装置２（水供給部）と、この給湯装置２から供給された温水、および図示しない原料供給機から供給されたコーヒー豆を用いて、コーヒーを抽出するコーヒー抽出機３（飲料調理機）と、これらを制御するマイクロコンピュータからなる図示しない制御装置とを備えている。

給湯装置２は、給水部４と、この給水部４から供給された水を加熱する加熱部５とで構成されている。給水部４は、外部から取り込んだ水道水を貯留するシスターン１１と、このシスターン１１に取水チューブＴ１を介して接続され、シスターン１１内の水を、加熱部５の後述するボイラ２１に圧送するポンプ１２と、取水チューブＴ１に接続され、シスターン１１から流出した水をろ過するストレーナ１３と、取水チューブＴ１のストレーナ１３とポンプ１２との間に接続され、シスターン１１からポンプ１２に流れた水量を測定する流量計１４とを有している。

シスターン１１は、比較的小さい容積を有し、所定量（例えば８００ｃｃ）以上の水が常時、貯留されるようになっている。また、シスターン１１には、水温センサ１５が設けられており、この水温センサ１５によって、シスターン１１内に貯留された水の温度を検出し、その検出結果が上記制御装置に入力されるようになっている。

ポンプ１２は、リリーフバルブ１２ａを有する電磁式の水ポンプであり、飲料供給時に、１杯のコーヒーを調理するのに要する所定量（例えば１５０ｃｃ）の水を、給水チューブＴ２を介して、加熱部５の後述するボイラ２１に供給する。また、このポンプ１２は、ボイラ２１の内圧を保持するように構成されており、その内圧が大気圧よりも高い所定圧（例えば８気圧）を上回ったときに、リリーフバルブ１２ａが開放するように設定されている。なお、このリリーフバルブ１２ａには、戻りチューブＴ３が接続されており、リリーフバルブ１２ａが開放したときに、戻りチューブＴ３を介して、リリーフバルブ１２ａから流出した蒸気あるいは湯が、シスターン１１に戻される。

加熱部５は、小型のボイラ２１で構成されている。このボイラ２１は、ボイラ本体２２と、このボイラ本体２２内の水を加熱するヒータ２３と、ボイラ本体２２内の水（湯）の温度を検出するボイラ湯温センサ２４とを有している。ボイラ本体２２は、ステンレス鋼板などの金属板からなり、耐圧性（例えば１０気圧）を有する所定容量（例えば３００ｃｃ）の円筒状の密閉容器で構成されている。ヒータ２３は、図示しない電源からの通電によって、ボイラ本体２２内の水を加熱するものであり、上記制御装置によって制御される。また、ボイラ湯温センサ２４は、ボイラ本体２２内の湯の温度を検出し、その検出結果が制御装置に入力される。なお、ボイラ本体２２の底部には、常時は閉鎖し、ボイラ２１のメンテナンス時などに開放されることによって、ボイラ本体２２内の残液などを廃棄するための排水口２２ａが設けられている。

このように構成されたボイラ２１には、ボイラ本体２２の下端部に上記給水チューブＴ２が接続されており、飲料供給時に、この給水チューブＴ２を介して、ボイラ２１内を満水状態にする所定の満水処理が実行されるとともに、飲料の調理に使用する分の所定量の水がボイラ２１に供給される。また、ボイラ本体２２の上端部には、連結管２５を介して、給湯バルブ２６が連結されるとともに、この給湯バルブ２６にエア導入機２７（エア導入装置）が連結されている。給湯バルブ２６は、電磁バルブからなり、常時は閉鎖し、給湯時に開放されるようになっている。一方、エア導入機２７は、コーヒー抽出機３の後述するエア導入工程において、エアを外部から給湯チューブＴ４を介してコーヒー抽出機３に導入するためのものである。

図２は、エア導入機２７を示している。同図に示すように、このエア導入機２７は、横方向に延びる導入機本体部３１と、この導入機本体部３１の一端部（図２では左端部）に設けられたエア導入弁３２（逆止弁）とを有している。導入機本体部３１は、その内部に、導入機本体部３１に沿って横方向に延びかつ貫通したエア導入通路３３と、このエア導入通路３３に連通し、その中央部から下方に延びる縦通路３４とを有している。導入機本体部３１の他端部（図２では右端部）には、給湯チューブＴ４が接続され、また導入機本体部３１の縦通路３４が、内部が中空の連結具３５を介して、給湯バルブ２６に接続されている。

図２（ｂ）に示すように、エア導入弁３２は、エア導入通路３３の拡幅部３３ａに遊挿された球状の弁体３６と、これを外方（図２（ｂ）では左方）に付勢するコイルばね３７と、弁体３６を拡幅部３３ａ内に保持するように、弁体３６の直径よりも小さな貫通孔３８ａを有するシール部材３８を弁体３６側に介装させた状態で、導入機本体部３１の端部に取り付けられたカバー３９とを有している。カバー３９は、外部に連通するとともに、シール部材３８の貫通孔３８ａを介してエア導入路３３に連通する中空部３９ａを有している。このように構成されたエア導入弁３２は、コイルばね３７で付勢された弁体３６が、シール部材３８に当接し、その貫通孔３８ａを閉鎖することにより、エア導入通路３３を常時は閉鎖する。また、このエア導入弁３２は、コーヒー抽出機３の後述するエア導入工程において、弁体３６がコイルばね３７の付勢力に抗して、コイルばね３７側に移動することにより、エア導入通路３３を外部と連通させる。

図３および図４はそれぞれ、コーヒー抽出機３の外観および内部構造を示している。これらの図に示すように、コーヒー抽出機３は、ほぼ左右対称に形成された左右一対の左ケース４１Ａおよび右ケース４１Ｂを有しており、これらの左右ケース４１Ａ、４１Ｂを互いに組み合わせることによって、コーヒー抽出機３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４１Ａ、４１Ｂ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４１というものとする。

コーヒー抽出機３は、ケース４１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４２と、このシリンダユニット４２の後述する抽出シリンダ５１の原料投入部５１ａを開閉するシリンダキャップ４３と、シリンダユニット４２およびシリンダキャップ４３を駆動する駆動機構４４などを備えており、駆動機構４４が上記図示しない制御装置によって制御される。

また、ケース４１の上部には、原料をシリンダユニット４２に投入するための原料シュート４５が設けられている。この原料シュート４５は、上下方向に延びる筒状に形成され、上部がケース４１よりも上方へ突出する一方、下部がケース４１内のシリンダユニット４２の上端付近まで延びている。

さらに左ケース４１Ａおよび右ケース４１Ｂにはそれぞれ、互いに対称にかつ対向するガイドレール４６が形成されている。各ガイドレール４６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４２の後述するユニットガイド６１の上縁部が摺動自在に係合するユニットレール部４６ａと、このユニットレール部４６ａの頂部よりも前側（図４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４３がスライド自在に係合するキャップレール部４６ｂとで構成されている。

シリンダユニット４２は、上下方向に延びる円筒状のシリンダ５１と、このシリンダ５１内に往復動自在に設けられたピストン５２と、このピストン５２を駆動するピストン駆動機構５３（ピストン駆動部）とを有している。また、このシリンダユニット４２は、シリンダ５１の若干下方に位置する支点４２ａを中心として、図４に示す起立したシリンダ待機位置と、図５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。

シリンダ５１は、上方に開口した原料投入部５１ａを有している。また、シリンダ５１の上端部には、原料投入部５１ａを挿入した状態で、上方に凸に湾曲し、前後方向に延びるユニットガイド６１が取り付けられている。このユニットガイド６１は、頂部が原料投入部５１ａよりも一回り大きく貫通し、原料投入部５１ａの前方で前下がりに真っ直ぐ傾斜した前傾斜部６１ａと、原料投入部５１ａの後方で円弧状に形成された後傾斜部６１ｂと、これら前後傾斜部６１ａ、６１ｂ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６１ｃ、６１ｃとで構成されている。これら左右の側壁部６１ｃ、６１ｃはそれぞれ、上記左右ケース４１Ａ、４１Ｂのガイドレールのユニットレール部４６ａに摺動自在に係合している。

ピストン５２は、シリンダ５１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５２は、上面が開口するとともに、内部に漏斗状の温水供給路６２ａを有し、下面の中心部にピストンロッド６３が連なったピストン本体６２と、このピストン本体６２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６４と、この温水供給フィルタ６４の周囲に取り付けられたゴム製のＯリング６５で構成されている。また、ピストン本体６２の温水供給路６２ａの下端部には、温水をシリンダ５１内に供給するための給湯チューブＴ４が接続されている。

また、上記ピストン５２を駆動するピストン駆動機構５３は、ピストン駆動モータ６６と、その動力をピストンロッド６３に伝達し、ピストン５２をシリンダ５１内に沿って昇降させる昇降機構６７とを有している。このピストン駆動機構５３により、ピストン５２は、図４に示す下限位置と、シリンダ５１の上端とほぼ面一の上限位置との間で駆動される。

このように構成されたシリンダユニット４２は、ばね６８によってシリンダ抽出位置側に付勢されており、後述するように、コーヒー抽出の際に、駆動機構４４によってシリンダキャップ４３とともに駆動される。

また、シリンダユニット４２の上部、より具体的には、シリンダ５１の上方でかつユニットガイド６１の左右の側壁６１ｃ、６１ｃ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６９が設けられている。このスクレーパ６９は、平面形状が矩形の枠状に形成されたフレーム部６９ａと、このフレーム部６９ａの前面に取り付けられた横長の滓払出しプレート６９ｂとを有しており、フレーム部６９ａの後端部が、左右方向に延びる支軸６９ｃ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６９は、フレーム部６９ａの後端がばね７０で上方へ付勢されている。これにより、フレーム部６９ａの前面の滓払出しプレート６９ｂは、下方へ付勢された状態になっている。

シリンダキャップ４３は、シリンダ５１の原料投入部５１ａ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４１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４３は、下面が開口するとともに、内部に漏斗状の飲料送出路７１ａを有するキャップ本体７１と、このキャップ本体７１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６４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７２と、この飲料送出フィルタ７２の周囲に取り付けられたゴム製のＯリング７３と、キャップ本体７１の上部に設けられ、駆動機構４４の後述するリンク８５に連結されたキャップホルダ７４などで構成されている。

また、このシリンダキャップ４３には、シリンダ５１内で抽出されたコーヒーをカップＣに供給するための飲料チューブＴ５が、後述するエア導入送出し機９１を介して、キャップ本体７１の飲料送出路７１ａに接続されている。さらに、シリンダキャップ４３は、キャップホルダ７４を介して、左右ケース４１Ａ、４１Ｂのキャップレール部４６ｂ、４６ｂに係合しており、図３、４に示すキャップ待機位置と、図５に示すキャップ抽出位置との間で、スライド自在に構成されている。

駆動機構４４は、モータ８１と、このモータ８１の回転軸８１ａに固定された駆動ギヤ８２と、この駆動ギヤ８２にかみ合う大径ギヤ８３と、ケース４１の外面に沿ってスライド自在のスライダ８４と、このスライダ８４を介して、シリンダキャップ４３と大径ギヤ８３とを連結するリンク８５とを有している。なお、モータ８１は右ケース４１Ｂに取り付けられる一方、駆動ギヤ８２は左ケース４１Ａに取り付けられている。また、大径ギヤ８３、スライダ８４およびリンク８５は、左右ケース４１Ａ、４１Ｂ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。

スライダ８４は、所定形状のプレートからなり、図３に示すように、ケース４１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８６、８６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８４は、シリンダユニット４２の左右側部からそれぞれ突出した係合凸部４２ｂ、４２ｂ（図３では１つのみ図示）が挿入された所定形状のガイド凹部８４ａを有している。このガイド凹部８４ａは、図３（ａ）に示すように、スライダ８４の下端部からスライダ８４に沿って上方に若干延び、その上端からスライダ８４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８４に沿って延びるように形成されている。

このようなガイド凹部８４ａを有するスライダ８４が、スライダレール８６、８６間に沿ってスライドすることにより、シリンダユニット４２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８４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４２の係合凸部４２ｂが、ガイド凹部８４ａ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４２は、ばね６８に付勢されながらシリンダ抽出位置まで回動する。この状態から逆に、スライダ８４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４２が、ばね６８の付勢力に抗して、シリンダ待機位置まで回動する。

リンク８５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８４を介して、シリンダキャップ４３に回動自在に取り付けられ、他端部が大径ギヤ８３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８３の内側面には、大径ギヤ８３の回転角度を検出するための回転角度検出板８７が取り付けられている。この回転角度検出板８７は、大径ギヤ８３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８３のそれよりも外方に位置している。また、回転角度検出板８７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８３の周囲の所定位置にそれぞれ配置された３つのセンサ８８（待機位置センサ８８Ａ、滓排出位置センサ８８Ｂ、抽出位置センサ８８Ｃ）で検出されることによって、大径ギヤ８３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８１やピストン駆動モータ６６などが制御される。

このように構成されたコーヒー抽出機３には、前述したように、シリンダキャップ４３の上端部に、エア導入送出し機９１（エア導入装置、エア送出し装置）が取り付けられている。このエア導入送出し機９１は、コーヒー抽出機３の後述するコーヒー抽出工程において、抽出されたコーヒーを飲料チューブＴ５へ送り出すとともに、エア導入工程およびエア送出し工程においてそれぞれ、シリンダ５１へのエアの導入および飲料チューブＴ５へのエアの送出しを行うものである。

図６は、エア導入送出し機９１の外観およびその断面を示している。同図に示すように、エア導入送出し機９１は、上下方向に延びる導入送出し機本体部９２と、その上端部および側部にそれぞれ、収容された状態で取り付けられた飲料・エア送出し弁９３（逆止弁）およびエア導入弁９４（逆止弁）とを有している。導入送出し機本体部９２は、その内部に、導入送出し機本体部９２に沿って上下方向に延びかつ貫通した飲料・エア送出し通路９５（エア送出し通路）と、この飲料・エア送出し通路９５の途中から側方に延び、この通路９５と外部とを連通するエア導入通路９６とを有している。導入送出し機本体部９２の下端部９２ａには、雌ねじが形成されるとともに、その内側の中央部に下方に突出した段状の突出部９２ｂが形成されている。そして、この導入送出し機本体部９２は、パッキン９７を介装させた状態で、突出部９２ｂがキャップ本体７１の飲料送出路７１ａに挿入するとともに、下端部９２ａがキャップ本体７１に螺合することによって、これに取り付けられている。

また、飲料・エア送出し弁９３およびエア導入弁９４は、互いに同一の軟質樹脂製の逆止弁で構成されている。この逆止弁９３、９４は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、一端部（同図（ｂ）、（ｃ）では下端部）にフランジ部１０１ａを有する円筒状の胴体部１０１と、この胴体部１０１の他端に連なる円錐状の円錐部１０２と、この円錐部１０２に連なり、その頂部よりも若干外方に延びる開閉部１０３とで構成されている。この開閉部１０３は、常時は閉鎖するスリット１０３ａを有していて、逆止弁９３、９４内に、フランジ部１０１ａ側から飲料やエアが圧送されることにより、同図（ｄ）〜（ｆ）に示すように、スリット１０３ａが開放するように構成されている。

このような逆止弁からなる飲料・エア送出し弁９３およびエア導入弁９４はそれぞれ、図６（ｂ）に示すように、所定の向きで、飲料・エア送出し通路９５の拡幅部９５ａおよびエア導入通路９６の拡幅部９６ａに収容された状態で、導入送出し機本体部９２に取り付けられている。

具体的には、飲料・エア送出し弁９３は、開閉部１０３を外方（図６（ｂ）では上方）に向けた状態で、飲料・エア送出し通路９５の拡幅部９５ａに収容され、飲料チューブＴ５の接続部１０４ａを有するカバー１０４を、外方から導入送出し機本体部９２の上端部にねじ止めすることによって、導入送出し機本体部９２に取り付けられている。これにより、飲料・エア送出し通路９５と飲料チューブＴ５の間では、飲料・エア送出し通路９５から飲料チューブＴ５への飲料およびエアの通流のみが可能になっている。

一方、エア導入弁９４は、フランジ部１０１ａを外方（図６（ｂ）では左方）に向けた状態で、エア導入通路９６の拡幅部９６ａに収容され、外方に開口したエア導入口１０５ａを有するカバー１０５を、外方から導入送出し機本体部９２の側部にねじ止めすることによって、導入送出し機本体部９２に取り付けられている。これにより、外部とエア導入通路９６の間では、外部からエア導入通路９６へのエアの通流のみが可能になっている。

次に、図８〜図１０を参照しながら、飲料供給装置１によるコーヒーの供給動作を説明するとともに、その供給動作中における給湯チューブＴ４および飲料チューブＴ５内の残留液の除去処理について説明する。なお、コーヒーの供給開始前の前提として、シリンダユニット４２およびシリンダキャップ４３はいずれも図４に示す待機位置に位置し、ピストン５２は下限位置に位置しているものとする。また、回転角度検出板８７の被検出部は、待機位置センサ８８Ａで検出される位置に位置しているものとする。

まず、図８（ａ）に示すように、所定量の原料Ｇが、原料シュート４５および原料投入部５１ａを介してシリンダ５１に投入される（原料投入工程）。この原料Ｇは、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、あるいは図示しないミルで抽出ごとに挽かれるコーヒーの挽き豆である。

シリンダ５１への原料Ｇの投入後、モータ８１が作動することにより、駆動ギヤ８２が回転し、これに伴い、大径ギヤ８３および回転角度検出板８７が回転し始める。そして、回転角度検出板８７の被検出部が抽出位置センサ８８Ｃで検出されたときに、モータ８１が停止する。これにより、大径ギヤ８３は、図８（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８３の回転に伴い、シリンダユニット４２がシリンダ抽出位置に回動する一方、シリンダキャップ４３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４２がシリンダ抽出位置に先に到達し、その直後に、シリンダキャップ４３がシリンダ５１の原料投入部５１ａに挿入される。これにより、シリンダ５１は、シリンダキャップ４３によって密閉される（シリンダ・キャップ連結工程）。

次いで、ピストン駆動モータ６６が作動することにより、ピストン５２がシリンダキャップ４３に向かって上昇し、図８（ｃ）に示すように、原料Ｇを所定の圧縮率で圧縮する（原料圧縮工程）。その後、ポンプ１２が作動するとともに、給湯バルブ２６が開放することにより、ボイラ２１から、図９（ａ）に示すように、給湯チューブＴ４およびこれが接続されたピストン５２を介して、所定温度（例えば９５℃）の温水を所定量（例えば１５０ｍｌ）、シリンダ５１に圧送する。これにより、シリンダ５１内でコーヒーが抽出され、この抽出されたコーヒーは、シリンダキャップ４３およびエア導入送出し機９１を介して、飲料チューブＴ５に送り出される。そして、この飲料チューブＴ５によってコーヒーが搬送され、カップＣに供給される（コーヒー抽出・供給工程）。

上記のコーヒー抽出・供給工程の終了後、ピストン駆動モータ６６が原料圧縮工程と逆方向に回転し、これにより、図９（ｂ）に示すように、ピストン５２が下限位置まで下降する。このピストン５２の下降により、シリンダ５１内が負圧に減圧される。これにより、エア導入機２７のエア導入弁３２およびエア導入送出し機９１のエア導入弁９４がいずれも開放し、エア導入機２７および給湯チューブＴ４を介して、またエア導入送出し機９１を介して、シリンダ５１内にエアが導入される（エア導入工程）。この場合、エア導入機２７を介して導入されたエアは、給湯チューブＴ４を流れる際に、その内部に残留する温水をシリンダ５１まで圧送する。

その後、ピストン駆動モータ６６が原料圧縮工程と同方向に回転し、これにより、図９（ｃ）に示すように、ピストン５２が原料圧縮工程とほぼ同じ位置まで上昇する。このピストン５２の上昇により、シリンダ５１内が加圧される。これにより、エア導入送出し機９１の飲料・エア送出し弁９３が開放し、上記エア導入工程においてシリンダ５１内に導入されたエアが、エア導入送出し機９１および飲料チューブＴ５を介して、外部に送り出される（エア送出し工程）。この場合、エア導入送出し機９１を介して送り出されたエアは、飲料チューブＴ５を流れる際に、その内部に残留する飲料をカップＣまで圧送する。

次いで、モータ８１が作動し、回転角度検出板８７の被検出部が滓排出位置センサ８８Ｂで検出されたときに、モータ８１が停止する。これにより、大径ギヤ８３は、図９（ｃ）に示す位置から、図１０（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８３の回転に伴い、シリンダキャップ４３がシリンダ５１から離れ、原料投入部５１ａが開放される。またこれと同時に、ピストン５２が上限位置まで上昇し、抽出滓Ｇをシリンダ５１から押し出す（抽出滓押出し工程）。

そして、この状態から、モータ８１が再度作動し、回転角度検出板８７の被検出部が待機位置センサ８８Ａで検出されたときに、モータ８１が停止する。これにより、大径ギヤ８３は、図１０（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８３の回転に伴い、シリンダユニット４２およびシリンダキャップ４３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６９に当接する。この抽出滓Ｇはユニットガイド６１の前傾斜部６１ａを介して滑り落ち、図示しない滓バケツに回収される（抽出滓廃棄工程）。

そして、シリンダユニット４２がシリンダ待機位置に戻った後、ピストン駆動モータ６６が作動し、次回のコーヒー抽出に備えて、ピストン５２が、図１０（ｃ）に示すように、下限位置まで下降する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、コーヒー抽出・供給工程の終了後に、ピストン５２を下降させ、シリンダ５１内を負圧に減圧することにより、シリンダ５１内に外部からエアを導入し（エア導入工程）、その後、ピストン５２を上昇させ、シリンダ５１内を加圧することより、シリンダ５１内に導入されたエアを、飲料チューブＴ５を介して外部に送り出す（エア送出し工程）。上記のコーヒー抽出・供給工程において、飲料チューブＴ５内にコーヒーが残留した場合でも、エア送出し工程により、その残留したコーヒーをエアによって圧送できるので、飲料チューブＴ５内の残留したコーヒーを完全に除去できるとともに、そのコーヒーを、従来と異なり、廃棄することなく、カップＣに供給することができる。

また、エア導入工程において、エアが給湯チューブＴ４の上流側からも流入し、シリンダ５１内に導入されるので、コーヒー抽出・供給工程において、給湯チューブＴ４内に温水が残留した場合でも、エア導入工程により、その残留した温水をエアによって圧送できるので、給湯チューブＴ４内の残留した温水を完全に除去することができる。

さらに、エア導入送出し機９１は、コーヒー抽出・供給工程およびエア送出し工程でそれぞれコーヒーおよびエアを送り出す飲料・エア送出し弁９３に加えて、エア導入工程でエアをシリンダ５１に導入するためのエア導入弁９４を備えているので、例えば、給湯チューブＴ４が比較的長かったり、エア導入機２７が故障したりすることにより、これらを介してシリンダ５１にエアを導入できない場合でも、エア導入送出し機９１のエア導入弁９４を介して、シリンダ５１へのエアの導入を確保することができる。また、エア導入送出し機９１は、飲料・エア送出し弁９３およびエア導入弁９４をユニット化して構成されているので、これらを別々に、コーヒー抽出機３に取り付ける場合に比べて、コーヒー抽出機３への取り付けを簡単に行うことができる。

また、コーヒー抽出・供給工程、エア導入工程およびエア送出し工程において開閉するエア導入弁３２、飲料・エア送出し弁９３およびエア導入弁９４は、常時は閉鎖する簡単な構成の逆止弁で構成されるとともに、シリンダ５１内の加減圧によって、適宜開放させるので、これらの弁３２、９３、９４を開閉させるための別個の駆動装置が不要であるとともに、エア漏れや液漏れ、さらには逆流を生じることなく、エアの導入および送出しを適切に行うことができる。さらに、本発明の加減圧手段は、コーヒー抽出機３が有するシリンダ５１、ピストン５２およびピストン駆動機構５３によって構成され、ピストン５２を往復動させることによって、シリンダ５１内の加減圧を行うので、コーヒー抽出機３の既存の構成部品を利用して、シリンダ５１内の加減圧を容易に実現することができる。

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、本発明の飲料供給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、本発明の飲料供給装置を、コーヒーの供給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供給装置に適用することもできる。加えて、飲料調理機の内部を加減圧可能であれば、原料を水に溶解させることによって飲料を調理する飲料調理機を備えた飲料供給装置にも、本発明を適用することが可能である。

また、給湯チューブＴ４が比較的短く、給湯チューブＴ４内に温水がほとんど残留しない場合には、飲料供給装置１において、エア導入機２７を省略してもよい。この場合、エア導入工程では、エア導入送出し機９１のエア導入弁９４のみを介して、シリンダ５１内にエアが導入される。

さらに、シリンダ・キャップ連結工程に先立ち、シリンダ５１とシリンダキャップ４３との間に、例えばペーパーフィルタなどを介装させ、その状態でコーヒー抽出・供給工程を実行するようにしてもよい。この場合には、コーヒー抽出・供給工程において、カップＣに供給されるコーヒーへの原料Ｇの混入や飲料送出フィルタ７２の目詰まりを防止できるとともに、透明度の高い良質のコーヒーを供給することができる。

また、実施形態で示した飲料供給装置１やコーヒー抽出機３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。

符号の説明

１ 飲料供給装置
２ 給湯装置（水供給部）
３ コーヒー抽出機（飲料調理機）
２７ エア導入機（エア導入装置）
３２ エア導入弁（逆止弁）
３３ エア導入通路
５１ シリンダ
５２ ピストン
５３ ピストン駆動機構（ピストン駆動部）
９１ エア導入送出し機（エア導入装置、エア送出し装置）
９３ 飲料・エア送出し弁（逆止弁）
９４ エア導入弁（逆止弁）
９５ 飲料・エア送出し通路（エア送出し通路）
９６ エア導入通路
Ｔ４ 給湯チューブ（給水用配管）
Ｔ５ 飲料チューブ（飲料用配管）
Ｇ 原料、抽出滓

Claims (6)

1. 原料および水を用いて飲料を調理し、当該飲料を供給する飲料供給装置であって、
   前記原料および水を用いて飲料を調理する飲料調理機と、
   この飲料調理機に接続され、当該飲料調理機で調理された飲料を外部に供給するための飲料用配管と、
   前記飲料の供給後に、前記飲料調理機の内部を、負圧に減圧した後、加圧する加減圧手段と、
   この加減圧手段により前記飲料調理機の内部が減圧されているときに、当該飲料調理機を外部と連通させることにより、外部から当該飲料調理機内にエアを導入するエア導入装置と、
   前記加減圧手段により前記飲料調理機の内部が加圧されているときに、当該飲料調理機を、前記飲料用配管を介して外部と連通させることにより、当該飲料調理機内に導入されたエアを、前記飲料用配管を介して外部に送り出すエア送出し装置と、
   を備えていることを特徴とする飲料供給装置。
2. 水供給部と、
   この水供給部と前記飲料調理機の間に接続され、飲料の調理時に当該水供給部から当該飲料調理機に水を供給するための給水用配管と、
   をさらに備え、
   前記エア導入装置は、前記給水用配管の上流側を外部と連通するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の飲料供給装置。
3. 前記エア導入装置は、前記飲料調理機に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の飲料供給装置。
4. 前記エア導入装置は、
   外部に連通するエア導入通路と、
   このエア導入通路に設けられ、当該エア導入通路を常時は閉鎖するとともに、前記加減圧手段による減圧により当該エア導入通路を開放することによって、エアを導入する逆止弁と、
   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飲料供給装置。
5. 前記エア送出し装置は、
   前記飲料用配管を介して外部と連通するエア送出し通路と、
   このエア送出し通路に設けられ、当該エア送出し通路を常時は閉鎖するとともに、前記加減圧手段による加圧により当該エア送出し通路を開放することによって、エアを送り出す逆止弁と、
   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飲料供給装置。
6. 前記飲料調理機は、
   前記原料および水が供給されるとともに、内部において飲料が調理されるシリンダと、
   このシリンダ内に往復動自在に設けられ、飲料の調理時に前記供給された原料を圧縮するピストンと、
   このピストンを駆動するピストン駆動部と、を有し、
   前記加減圧手段は、前記シリンダ、前記ピストンおよび前記ピストン駆動部で構成され、前記飲料調理機内の加減圧が前記ピストンの往復動によって行われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の飲料供給装置。

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