JP2010526966A - 飲料生成機のための蠕動バルブを有する制御装置 - Google Patents

Abstract

タンク（１０）と、加熱水のための部分（５）と非加熱水のための部分（６）とを少なくとも備える水供給システム（２）と、水をタンクから供給システム（２）を通じて飲料を生成するためのモジュール（３）の所まで運ぶためのポンプ（４）と、供給システム部分（５，６）の選択的な開閉を制御するようになっているバルブ装置（７）とを備える飲料生成機。バルブ装置（７）は、各供給システム部分のチューブを圧縮し且つ弾性戻し手段の作用下で作動する圧縮手段を備える蠕動システムである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水供給チューブの選択的な開閉を制御できるようにする蠕動バルブを有するタイプの制御装置に関する。本発明は、特に、例えば温水供給および冷水供給などの幾つかの供給チューブの選択的な開閉を制御するために飲料分配機に対して特に有利に適用できる。

蠕動バルブを有するレバー制御装置は様々な用途のために存在する。

米国特許第３，８６１，４２１号は、２つのチューブを選択的に挟圧するための装置を備え、圧縮レバーと関連して作用するカムを使用するミキサに関する。

米国特許第４，３２８，８３４号は、水または蒸気が選択的に通過できるように２つのチューブを凸面に抗して選択的に押しつぶすべくロッカを使用する鉄用の挟圧バルブに関する。

米国特許第４，０６１，１４２号は、支持体上で回動し且つ中心カムによって閉塞されるように装着される一対のクランプアームを使用して２つのチューブ部を通じた血液の流れを制御するための装置に関する。この装置は、中心カムによって引張状態に保持されるリーフスプリングの形態を成す弾性手段を備える。そのような装置の１つの欠点は、チューブがそれらの初期の弾性を回復しないようにチューブを急速に損傷させる可能性がある、チューブの大きな圧搾を維持する高い張力、様々な位置での安定性の欠如、および、大きな張力を引き起こすリーフスプリングの引っ張りに起因する滑らかさが欠如に関連する。

特に、飲料生成機の分野における用途においては、一つの位置から他の位置へ通過するときに滑らかさが高い蠕動バルブ装置であって、バルブによってとられる位置のそれぞれで良好な安定性を有する蠕動バルブ装置の必要性がある。

この目的のため、本発明は、制御装置であって、前記装置を通過する第１および第２のチューブの選択的な開閉を制御するための蠕動バルブを有するとともに、
ロッカ本体に固定されるレバーなどの作動手段と、
前記ロッカ本体が少なくとも１つのニュートラル位置（Ｎ）を中心に揺動するべく装着されるベースであり、前記チューブの２つの選択的な閉／開位置（Ｓ１，Ｓ２）が、第１のチューブの閉位置および第２のチューブの開位置と、前記第１のチューブの開位置および前記第２のチューブの閉位置とを備える、ベースと、
前記ベースに装着され、前記レバーを作動させることにより弾性戻し手段に抗して移動させることができるチューブ圧縮手段と、
を備える制御装置に関する。

前記弾性戻し手段は、
ニュートラル位置では、２つの前記チューブを閉状態に維持するのに十分な戻し張力をもって前記圧縮手段を２つのチューブに抗して閉位置に保つように、
前記チューブの選択的な閉／開位置では、前記チューブの一方に大きな張力を作用させる状態に前記圧縮手段を選択的に維持させて、チューブの一方を閉じ、他方のチューブを少なくとも部分的に開くように、
前記ロッカ本体に対して配置される弾性戻し手段である。

したがって、本発明の１つの利点は、任意の流れを防止するためにチューブをニュートラル位置で閉状態に維持することでもある。したがって、弾性手段の戻し張力は、供給システム内の残留圧力下でチューブを閉状態に維持するようになっていることが有益かもしれない。

１つの有利な特徴によれば、前記弾性戻し手段は、前記ロッカ本体と圧縮手段との間に設けられる少なくとも１つの戻しスプリングによって形成される。

前記戻しスプリングは、前記チューブの選択的な閉／開位置で、好ましくはチューブのニュートラル閉位置でも、前記圧縮手段の安定した位置を与えるように配置されることが好ましい。より具体的には、弾性手段は、反対に作用して圧縮手段を少なくとも特定の大きさの張力下に維持するために交差する対称な態様で構成される２つのスプリングまたは２つのスプリング部を備える。

より大きな安定性は、特に、前記ロッカ本体が少なくとも２つの平行な回転ピン上で前記ベースに装着されるときに得ることができる。

特に、各ピンは、前記チューブの選択的な閉／開位置のうちの一方へ向けた前記ベースに対する前記ロッカ本体の回転移動を可能にする。

言い換えると、ロッカ本体は、圧縮手段を作動させるためにロッカ本体がどちらの側へ向けて回動しているかに応じて、回転ピンのうちのいずれか一方の周りで移動される。また、ニュートラル位置では、ロッカ本体が２つの枢支ピン上に載置し、それにより、支持力を分配することができ、したがって、より大きな安定性が与えられる。

前記チューブ圧縮手段は、ベース上で回動する２つの挟圧アームを備えることが好ましい。これらのアームはベースの両側に位置される。これらのアームは、それらがベース上で回転できるように装着される。

前記圧縮手段は、前記ベースの支持面に抗して各チューブを挟圧する。特に、挟圧アームは、好ましくはベース上に固定される支持面へ向けて移動できる。したがって、チューブの挟圧は、クリップの態様で起こる。

チューブの正確な挟圧は、ベースの支持面および挟圧アームの支持面が好ましくは小さい半径を有する凸状クランプ面を構成するときに得られるのが好ましい。前記クランプ面の曲率半径は、無論、チューブの直径によって決まる。例えば、クランプ面の半径は約２−８ｍｍであってもよい。凸状面の幅も、チューブが圧縮されるときのチューブの幅を超えるように選択される。例えば、凸状面の幅は、チューブの圧縮幅のおおよそ少なくとも１．５倍である。

本発明の１つの特徴によれば、前記挟圧アームは、前記弾性戻し手段を構成するスプリングによってレバーの前記ロッカ本体に結合され、前記弾性戻し手段は、前記チューブの選択的な閉／開位置のうちの一方へ向けた前記ベースに対する前記ロッカ本体の回転移動中に回転軸を通り過ぎる安定した位置をとるように配置される。そのような「トグルタイプ」形態では、選択的な閉／開位置の安定性が大きく向上される。それにより、装置を取り扱う際、ユーザにとってより安全で且つ更に快適な感触が得られる。また、ニュートラル位置におけるチューブの効果的な閉塞は大きな角度範囲にわたって保証され、チューブの一方の開放は、選択された位置へのほぼ通過中に行なわれる。また、装置は、チューブ内の圧力が過剰な場合には、安全弁として機能してもよく、それにより、特に過剰な蒸気を解放することができる。

１つの特徴によれば、前記スプリングは、前記ロッカアームおよび前記挟圧アームに対するそれらの取り付け点が、それらが前記ベースに対する長手方向平面で交差する形態を成している。この特徴は、装置の様々な閉位置の安定性に更に寄与する。

本発明に係る装置は少なくとも１つの制御スイッチも備えている。スイッチは、ポンプを作動させるために電気的に接続される。スイッチは、前記ロッカ本体の作動部がベースに対するロッカ本体の１つの位置で前記スイッチに作用するように配置されてもよい。

また、本発明は、前述した装置を備える、温かい飲料または冷たい飲料を生成するための機械にも関連する。水入口チューブが異なる温度の水で運んでもよい。機械が２つの水入口チューブを備えてもよい。第１の水入口チューブは加熱水のためのチューブであってもよく、また、第２の水入口チューブは非加熱水のためのチューブであってもよい。

他の態様によれば、本発明は、
タンクと、
加熱水のための部分と非加熱水のための部分とを少なくとも備える水供給システムと、
水を前記タンクから前記供給システムを通じて飲料を生成するためのモジュールの所まで運ぶためのポンプと、
前記供給システム部分の選択的な開閉を制御するようになっているバルブ装置と、
を備え、
前記バルブ装置が、前記各供給システム部分のチューブを圧縮し且つ弾性戻し手段の作用下で作動する圧縮手段を備える蠕動システムである飲料生成機に関する。

本発明は、添付図面の説明を参照することにより更に良く理解されよう。

本発明に係る装置を備える機械の動作ブロック図を示している。 ニュートラル位置にある蠕動バルブ装置の斜視図を示している。 ニュートラル位置にある本発明に係る装置の長手方向平面上の部分の斜視図を示している。 第１のチューブが閉じられ且つ第２のチューブが開かれている第１の位置における装置の長手方向平面上の部分の斜視図を示している。 第２のチューブが閉じられ且つ第１のチューブが開かれている第２の位置における装置の長手方向平面上の部分の斜視図を示している。 装置の分解図を示している。 挟圧モードにおける張力下での戻しスプリングの詳細図を示している。

本発明に係る装置は、図１に参照符号１で示されるコーヒーメーカーなどの飲料生成機において使用されてもよい。

図１に係る飲料生成機は、一般に、常温の水を収容するタンク１０などの水源を備える。タンクから出て浸出モジュール３へと至る水供給システム２が設けられており、浸出モジュール３では、コーヒーや茶などの原料が浸出される。浸出モジュールは、原料を収容するカプセル、袋、または、任意の他の適したパッケージを受けるようになっている。モジュールは、浸出流体によって加圧されるようになってもよい。モジュールおよび／またはパッケージ内の圧力は、数バール、例えば５〜２０バールに達してもよい。この目的のため、加圧水をモジュールに供給するべくポンプ４が設けられる。適したポンプは、ピストンポンプまたはダイヤフラムポンプあるいは蠕動ポンプであってもよい。供給システムは、本発明に係る蠕動バルブ装置７へ至るチューブ５，６を構成する２つの供給システム分岐部を備える。分岐部のうちの一方、すなわち、チューブ部５は、サーモブロックまたは加熱カートリッジ８などの温水器と関連付けられる。他方の供給システム分岐部、すなわち、セクション６は、冷水をモジュールに供給するために、ポンプをポンプの出口から延びるバイパスチューブを介して蠕動バルブ装置に接続する。後述するように、ポンプのｏｎ／ｏｆｆモードを制御するためにスイッチシステム４０が蠕動バルブ装置と関連付けられる。

図２〜図７に係る図面に関連して、蠕動バルブ装置自体について更に詳しく説明する。

図２はニュートラル位置にあるバルブを示している。バルブの様々な構成手段が図６の分解図に示されている。

装置は、レバー１０と前記レバーに固定されるロッカ本体１１とを備える制御ブロック９を備える。ロッカ本体は、装置を飲料生成機に固定するために支持体としての機能を果たすベース１２上に載置する。

ベースの両側にはロッキングピンが位置されており、前記ロッキングピン上にロッカ本体が載置する。より具体的には、これらのピンは２つの平行な回転枢支ピン１３，１４を備える。これらのピンは、ベースの２つのサイドプレート１５，１６のうちの一方に固定される円柱部によって形成されており、ベースの内側へ向けて突出する。ロッカ本体には２つの下側窪み１７，１８が設けられており、各窪みは、支持および回転の観点からベースの円柱部に対して嵌合する開放した中空状の半円筒部の形態を成す２つのハウジングを備える。したがって、ロッカ本体は、レバーが作動されるときにそれがどちらの側へ向けて回動するかに応じて、ロッキングピンの一方または他方を中心に交互に揺動することができるのが分かる。

また、ベース１２は、２つのチューブ部５０，６０が通過できるようにする開口を各サイドプレートに備える。したがって、チューブ部は、ベースの両側でハウジング２０内に受けられるようにベースを貫通して案内される。

更に、装置は、中心ロッド２３を中心に回転できるようにベースの両側に装着された２つの挟圧アーム２１，２２を備えており、中心ロッド２３は、アームのための回転ピンを形成するとともに、ベースに接続される。ロッド２３は、ベースの２つのサイドプレートに嵌挿され、あるいは、サイドプレートと一体の部品として射出成形されてもよい。

挟圧アームは、レバーの移動面と平行に対向して配置される。挟圧アームは、ロッド２３の両側に対称に配置される。

挟圧アームは、円弧形状であり、凸状挟圧部２９を備える。アームの下端は、中心回転ロッド２３に対して係合する回転軸を構成する開放切り欠き２４が設けられる長さで終端する。したがって、アームは、ロッドを単に挟持することによりロッド上に容易に装着することができる。ベースには支持面２５を備える中心ブロックが設けられており、支持面２５に対してチューブ部が圧接される。

これらの支持面は、チューブ部をその断面全体にわたって均一に押しつぶすことができる小径の凸状断面を有する。例えば、支持面の断面は３〜１０ｍｍの半径を有する。

挟圧アーム２１，２２は弾性戻し手段によってロッカ本体に接続される。この場合、２つの戻しスプリング３０，３１がそれぞれ、一方では、取り付けピンまたは取り付け点３３によって各挟圧アームの上端２６に接続され、他方では、ロッカ本体に固定されるロッド２７，２８に接続される。スプリングは、螺旋状を成してもよく、あるいは、任意の他のタイプのものであってもよい。なお、同様の態様で、同じ態様で構成される２つの別個の弾性部分を成す単一のスプリングが想起されてもよい。

スプリングは、それらが長手方向平面の投影内で交差するように配置される。この配置により、スプリングの作用を全ての位置で調整できるとともに、各位置において安定性が高まる。また、レバーの様々な位置で装置の安定性を確保するためには、回転ピン１３，１４に対するスプリングの相対的な位置も重要である。

また、装置は、ベースに装着される少なくとも１つの制御スイッチ４０も備える。スイッチは、ポンプのｏｎおよびｏｆｆを制御するために機械の制御供給システムに関して構成される。制御スイッチは、固定作動部４１を備えることができるロッカ本体によって作動される。ロッカ本体の相対的な位置は、スイッチの作動モードを決定する。

図３において、装置は、チューブの所謂「ニュートラル」位置（Ｎ）または平衡閉塞位置にある。このモードでは、レバーが垂直に配置され、したがって、起伏状態の固定作動部４１はスイッチに作用しない。したがって、制御供給システムが閉じられる。ポンプがｏｆｆされ、したがって、流体がチューブ内を流れない。装置の上流側圧力は、ポンプを呼び水状態のみに維持するほぼ残留水圧である。したがって、装置によってチューブに及ぼされる圧縮は、漏れを防止するのに十分である。ロッカ本体は２つのピン１３，１４に当接する。そのため、支持力は、引張スプリング３０，３１により２つのピン１３，１４上にわたって釣り合いのとれた態様で分配される。２つのスプリングは、低い張力下にあるが、それにもかかわらず、２つのアームを強制的に牽引して２つのチューブを対称的に圧縮できる十分な張力下にある。約１０〜２０ニュートンの張力は、チューブが低い内部液圧下（例えば、約１〜７バール）にある間にチューブをシール態様で閉じるのに十分である。張力は、チューブの剛性の関数として規定される。圧力は、ポンプがｏｆｆの間、原理的には低い残留圧力である。しかしながら、例えば温水器内の圧力が予想外に過剰になった場合には、過剰な蒸気を解放するために、更に高い圧力が装置を開放させてもよい。この場合、装置は、安全弁として作用し、供給システムが非常に長い時間にわたって非常に高い温度に保たれるのを防止する。

図４において、レバーは、チューブ５０の閉位置（Ｓ１）にあるとともに、チューブ６０の（それ自体の弾性の作用下および／または内部液圧の作用下で）開位置にある。このモードでは、ロッカ本体１１が回転ピン１４を中心に回動する。したがって、ポンプをｏｎするためにスイッチが作動される。ロッカ本体の位置は、挟圧アーム２２を牽引する。戻しスプリング３１は、大きな牽引力をもって挟圧アームに作用してこれを牽引し、これにより、チューブ５０を閉じて、ポンプが作動している間に比較的高い内部液圧に抗することができる。したがって、反対側のスプリング３０は、弛緩位置にあり、または、小さい張力下にあり、そのため、チューブを開放して、加圧液体を通過させることができる。チューブ５０に及ぼされる閉塞力は、圧力ポンプのタイプに応じて、少なくとも１０バール、例えば最大２０バール以上の液圧に耐えるために少なくとも約４５ニュートンであってもよい。

図５には、逆の位置が示されている。すなわち、レバーは、チューブ６０の閉位置（Ｓ２）およびチューブ５０の開位置に位置される。上述したように、チューブは、それ自体の弾性によって開放状態に維持されてもよく、および／または、液圧の作用下で開放状態に維持されてもよい。このモードでも、スイッチが起伏状態の固定作動部４１と係合する。ロッカ本体１１は回転ピン１３を中心に回動する。したがって、アーム２１が戻しスプリング３１によって引っ張られる。

図７は、チューブのうちの一方が閉じられるときに適用される引張位置で得られる安定効果を示している。この安定性は、スプリング軸（Ｉ）の位置がこれらの２つのピン２８，３３を通過することによって得られ、その位置は、ここでは、ベースに対するロッカ本体の回転点１３の向こう側にある。回転軸を通るスプリング軸の通過は、スプリングの最大引張を引き起こす。これにより、スプリングは、チューブの圧縮を強める位置（Ｆ）へとアームを牽引する。このように、チューブを再び開き始めるために、レバーを反対方向（ニュートラル位置の方）に作動させて、スプリングをそれが回転ピン１３のポイントを通る瞬間に最大張力下におく必要があるため、レバーの位置は特に安定する。なお、選択的な最大閉／開位置でブロック９の移動を制限するために、ベースの両側にストッパを設けることができる。

本発明に係るバルブ装置の他の利点は、それにより液体を液圧供給システム内に永久的に維持することができ且つポンプの排出が防止されるという点である。

好ましい例に基づいて本発明を説明してきたが、本発明が多数の変形を網羅し得ることは言うまでもない。

Claims (13)

1. 制御装置であって、当該制御装置を通過する第１のチューブおよび第２のチューブの選択的な開閉を制御するための蠕動バルブを有するとともに、
   ロッカ本体に固定される作動手段と、
   前記ロッカ本体が少なくとも１つのニュートラル位置（Ｎ）を中心に揺動するべく装着されるベースであり、前記第１のチューブおよび前記第２のチューブにおける２つの選択的な閉／開位置（Ｓ１，Ｓ２）が、前記第１のチューブの閉位置および前記第２のチューブの開位置と、前記第１のチューブの開位置および前記第２のチューブの閉位置とである、ベースと、
   前記ベースに装着され、レバーを作動させることにより弾性戻し手段に抗して移動させることができるチューブ圧縮手段と
   を備える制御装置において、
   前記弾性戻し手段は、
   ニュートラル位置では、前記第１のチューブおよび前記第２のチューブを閉状態に維持するのに十分な戻し張力をもって前記圧縮手段を前記第１のチューブおよび前記第２のチューブに抗して閉位置に保つように、
   前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの選択的な閉／開位置では、前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一方に大きな張力を作用させる状態に前記圧縮手段を選択的に維持させて、前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一方を閉じ、他方のチューブを少なくとも部分的に開くように、
   前記ロッカ本体に対して配置される弾性戻し手段であることを、特徴とする制御装置。
2. 前記弾性戻し手段は、前記ロッカ本体と前記圧縮手段との間に設けられる少なくとも１つの戻しスプリングによって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記戻しスプリングが、前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの選択的な閉／開位置で前記圧縮手段の安定した位置を与えるように配置されることを特徴とする、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記ロッカ本体が、少なくとも２つの平行な回転ピン上で前記ベースに装着され、前記各ピンは、前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの選択的な閉／開位置のうちの一方へ向けた前記ベースに対する前記ロッカ本体の回転移動を形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記チューブ圧縮手段が、前記ベース上で回動する２つの挟圧アームを備えることを特徴とする、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記圧縮手段が、前記ベースの支持面に抗して前記第１のチューブおよび前記第２のチューブを挟圧することを特徴とする、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記ベースの支持面が凸面を構成することを特徴とする、請求項６に記載の制御装置。
8. 前記挟圧アームが、前記弾性戻し手段を構成する２つのスプリングまたは２つのスプリング部によって前記レバーの前記ロッカ本体に結合され、前記弾性戻し手段が、前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの選択的な閉／開位置のうちの一方へ向けた前記ベースに対する前記ロッカ本体の回転移動中に回転軸を通り過ぎる安定した位置をとるように配置されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 前記スプリングは、前記ロッカアームおよび前記挟圧アームに対する該スプリングの取り付け点が、該スプリングが前記ベースに対する長手方向平面の投影内で交差するように、配置されることを特徴とする、請求項８に記載の制御装置。
10. ポンプを作動させるための少なくとも１つの制御スイッチを備え、前記ロッカ本体の作動部が前記スイッチに作用することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の制御装置を備える、温かい飲料および冷たい飲料を生成するための飲料生成機であって、加熱水のための第１の入口チューブと、非加熱水のための第２の入口チューブとを備え、これらのチューブが前記制御装置に関与する飲料生成機。
12. 前記チューブの選択的な閉／開位置（Ｓ１，Ｓ２）でＯＮされるように構成されるポンプを備えることを特徴とする、請求項１１に記載の飲料生成機。
13. タンク（１０）と、
    加熱水のための部分（５）と非加熱水のための部分（６）とを少なくとも備える水供給システム（２）と、
    水を前記タンクから前記供給システム（２）を通じて飲料を生成するためのモジュール（３）の所まで運ぶためのポンプ（４）と、
    前記供給システム部分（５，６）の選択的な開閉を制御するようになっているバルブ装置（７）と、
    を備える飲料生成機であって、
    前記バルブ装置（７）が、前記各供給システム部分のチューブ（５０，６０）を圧縮し且つ弾性戻し手段（３０，３１）の作用下で作動する圧縮手段を備える蠕動システムであることを特徴とする、飲料生成機。

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