JP2021094484A - 飲料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】抽出時に抽出管が詰まったとしても、制御不能となる前に対処することができる飲料供給装置を提供すること。【解決手段】飲料供給装置は、コーヒー豆粉末を収容するシリンダと、コーヒー抽出弁を備え、前記シリンダ内への湯の供給により抽出されたコーヒー液を送出するコーヒー液配管と、排水弁を備え、前記シリンダ内の前記コーヒー液を外部に排出する排水管と、前記シリンダ内を移動するとともに、前記コーヒー液の抽出後のコーヒー滓を上部に蓄積する通水性のピストンと、を備え、前記コーヒー抽出弁と前記排水弁を閉じた状態で前記ピストンを移動させて、前記コーヒー滓から水分を除去する処理を行う、または前記コーヒー液配管の残液を除去する処理を行う。【選択図】図１２

Description

本発明は、コーヒー原料粉末に湯を加圧供給してコーヒー液を抽出する飲料供給装置に関する。

近年、レストランやカフェ等で、ドリップ式のコーヒーや、加圧抽出式のコーヒー（エスプレッソ）が一般的に提供されている。例えば、特許文献１には、アメリカンコーヒー飲料とエスプレッソコーヒー飲料との両方を作ることができる抽出ユニットが開示されている。

特開２０１２−１７９３６４号公報

特許文献１を含む従来の飲料供給装置は、一般に、例えば挽いたコーヒー豆を収容する抽出室と、抽出室を密閉する蓋部とを有する。そして、抽出室内を加圧できるように、抽出室あるいは蓋部がモータ等の駆動装置により駆動される。抽出室には、抽出室に湯を供給する給湯配管、抽出したコーヒー液を利用者に提供する抽出管、および抽出後の廃液を排水する排水管が接続されている。また、抽出室に接続された各管には、それぞれ弁が設けられている。

このような飲料供給装置においてコーヒーが抽出される場合、抽出室に挽いたコーヒー豆が収容され、蓋部により密閉される。そして、高温の湯が給湯配管より導入される。この時点で排水管の弁は閉められており、抽出室内で抽出されたコーヒー液は抽出管より外部の飲料容器に提供される。

ここで、仮に抽出時に抽出管が詰まったとすると、上記のように給湯配管から湯が供給され続けるにもかかわらず抽出管および排水管内を液が通過できないため、抽出室内の圧力が上昇する。これにより、液が抽出室から漏れ出してしまったり、給湯配管を逆流してしまったりする事態が生じる。このような事態を防止するため、一般的には、飲料供給装置は給湯配管に流量センサを備え、流量に異常があると給湯を止めることができるように構成される。

しかし、抽出時に抽出管が詰まり、抽出室内の圧力が上昇したとき、抽出室内の圧力によりモータが逆転させられ、抽出室あるいは蓋部が抽出室の容積を広げる方向に動いてしまう場合がある。こうなると飲料供給装置は制御不能となり、また駆動装置に過負荷がかかってしまうため、対策が希求されている。

本発明の目的は、抽出時に抽出管が詰まったとしても、制御不能となる前に対処することができる飲料供給装置を提供することである。

本発明の飲料供給装置は、コーヒー豆粉末を収容するシリンダと、コーヒー抽出弁を備え、前記シリンダ内への湯の供給により抽出されたコーヒー液を送出するコーヒー液配管と、排水弁を備え、前記シリンダ内の前記コーヒー液を外部に排出する排水管と、前記シリンダ内を移動するとともに、前記コーヒー液の抽出後のコーヒー滓を上部に蓄積する通水性のピストンと、を備え、前記コーヒー抽出弁と前記排水弁を閉じた状態で前記ピストンを移動させて、前記コーヒー滓から水分を除去する処理を行う、または前記コーヒー液配管の残液を除去する処理を行う。

本発明によれば、抽出時に抽出管が詰まったとしても、制御不能となる前に対処することができる。

本発明の実施の形態に係る飲料供給装置の外部構造の斜視図 本発明の実施の形態に係る飲料供給機構の斜視図 本発明の実施の形態に係る飲料供給機構の側面図 本発明の実施の形態に係る飲料供給機構における湯の流れを示した図 本発明の実施の形態に係るコーヒー抽出部の斜視図 本発明の実施の形態に係る飲料供給装置の各機能部を示す機能ブロック図 本発明の実施の形態に係るコーヒー供給動作の動作説明図 本発明の実施の形態に係るコーヒー供給動作の動作説明図 本発明の実施の形態に係るコーヒー供給動作の動作説明図 本発明の実施の形態に係るコーヒー供給動作の動作説明図 本発明の実施の形態に係るコーヒー供給動作の動作説明図 本発明の実施の形態に係る飲料供給装置のコーヒー抽出に関わる主要部分の動作を示す図 本発明の実施の形態に係る飲料供給装置のコーヒー液抽出動作においてコーヒー液供給路に詰まりが発生したときの主要部分の動作を説明するための図

以下、本発明の実施の形態の飲料供給装置について詳細に説明する。

［飲料供給装置１００の外部構造］
まず、飲料供給装置１００の外部構造について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る飲料供給装置１００の斜視図である。

図１に示すように、飲料供給装置１００は、筐体１、前面扉２、タッチパネル３、コーヒー用ノズル４、ミルク用ノズル５、湯用ノズル６、飲料容器支持台７を有する。

筐体１は、後述する飲料供給機構１０をその内部に保持するとともに、前面に前面扉２、タッチパネル３、コーヒー用ノズル４、ミルク用ノズル５、湯用ノズル６、飲料容器支持台７が取り付けられるケース部材である。

前面扉２は、開閉自在に筐体１の前面に取り付けられており、通常は閉じられ、利用者が開閉できないようにロックされる。前面扉２は、例えばメンテナンス時に開けられ、飲料供給装置１００の管理者が筐体１の前面部から飲料供給装置１００の内部に収められた飲料供給機構１０にアクセスできるようになっている。

タッチパネル３は、飲料供給装置１００の利用者に対して飲料の選択肢やメッセージ等を表示するとともに、利用者による飲料の選択操作や吐出指示操作を受け付ける操作受付部である。

コーヒー用ノズル４は、飲料供給機構１０が製造したコーヒーを、後述する飲料容器支持台に置かれた飲料容器に提供するためのノズルである。ミルク用ノズル５は、フォームドミルクやスチームドミルクを飲料容器に提供するためのノズルである。コーヒー用ノズル４とミルク用ノズル５とは互いに近接して配設されており、飲料容器内でコーヒーとミルクとを混ぜ合わせてカフェラッテやカプチーノ等のミルク・コーヒー混合飲料を供給できるように構成されている。また、湯用ノズル６は、ティーバッグ等を使用する利用者のために、湯だけを飲料容器に提供するためのノズルである。

飲料容器支持台７は、上記各ノズルから吐出される飲料（または湯）を受ける飲料容器を置くための台である。

［飲料供給機構１０］
次に、飲料供給機構１０について説明する。

図２は、飲料供給機構１０の斜視図であり、図３は飲料供給機構１０の側面図である。図２および図３に示すように、飲料供給機構１０は、湯タンク１１、湯ポンプ１２、キャニスタ１３、ミル１４、コーヒー滓受け部１５、コーヒー抽出部３０を有する。

湯タンク１１は、数リットルの湯を貯水できるタンクであり、内部には貯水された飲料水を例えば９７℃に加熱保温する図示しないヒータが設けられている。また、湯タンク１１の底部近傍に設けられた湯ポンプ１２は、湯タンク１１内の湯を加圧して排出するポンプである。

キャニスタ１３は、コーヒー製造のために使用される焙煎済みコーヒー豆を貯蔵するための容器である。キャニスタ１３の下部には図示しないコーヒー豆取得口が開けられており、当該取得口からミル１４の動作に合わせてコーヒー豆が供給される。

ミル１４は、キャニスタ１３から供給されたコーヒー豆を好適な粒度に粉砕する。ミル１４で粉砕されることにより、コーヒー豆に湯が浸透しやすくなり、好適なコーヒーの抽出が行われる。

ミル１４により粉砕されたコーヒー豆（挽き豆）は、後述するコーヒー抽出部３０に投入される。コーヒー抽出部３０によるコーヒーの抽出動作の詳細については、後述する。

コーヒー滓受け部１５は、コーヒー抽出部３０によるコーヒー液の抽出に使用された挽き豆の残滓を貯留する。コーヒー滓受け部１５は、前面扉２を開放した状態で前方に引き出すことができるように構成され、貯留されたコーヒー滓を除去することができるようになっている。

図４は飲料供給機構１０における湯の流れを示した図である。図４に示すように、湯ポンプ１２の排出口には、湯フィルタ２１と、流量センサ２２と、給湯弁２３とが順次配設された給湯配管２４の一端が接続されている。この給湯配管２４の他端は、後述するコーヒー抽出部３０のシリンダユニット３１に設けられた給湯口３１３に接続されている。本実施の形態では、給湯配管２４の他端にはコネクタ２４Ａが設けられ、これによって給湯口３１３と接続される。

そして、この給湯配管２４には、給湯弁２３とコーヒー抽出部３０との間に位置し、当該給湯配管２４から分流器２９を介して分岐する排水管２５が接続されている。この排水管２５には排水弁２６が設けられる。さらに、後述するコーヒー抽出部３０のキャップ３７に設けられたコーヒー液取出部３７Ｂには、コーヒー液配管２７が接続される。コーヒー液配管２７には、抽出弁２８が設けられる。

分流器２９には、給湯配管が接続されるシリンダ３１１（後述する図５等を参照）内の圧力を監視するための圧力センサ２９１が備えられている。なお、圧力センサ２９１は、シリンダ３１１内の圧力を監視できればどの位置に配置されていてもよく、例えば、給湯弁２３から分流器２９を経由しシリンダユニット３１の給湯口３１３に至る給湯配管２４の所定位置、あるいは、シリンダ３１１内の所定位置等に配置されていてもよい。

湯フィルタ２１は、湯ポンプ１２を介して湯タンク１１からコーヒー抽出部３０へ供給される湯の不純物等を取り除くフィルタである。流量センサ２２は、湯タンク１１からコーヒー抽出部３０へ供給される湯の量を計測する。給湯弁２３は、後述する飲料供給装置１００の制御部５０の制御により開閉される電磁弁である。給湯弁２３の動作については後に詳述する。給湯配管２４は、湯タンク１１からコーヒー抽出部３０への湯の流路を形成する配管部である。

排水管２５は、コーヒー抽出部３０や後述するコーヒー液配管２７内の残液等を外部に排出を制御するための配管部である。排水弁２６は、上述した給湯弁２３と同様、制御部５０の制御により開閉される電磁弁である。排水弁２６の動作については後に詳述する。

コーヒー液配管２７は、コーヒー抽出部３０によって抽出されたコーヒー液を上述したコーヒー用ノズル４へ導くための配管部である。抽出弁２８は、上述した給湯弁２３および排水弁２６と同様、制御部５０の制御により開閉される電磁弁である。抽出弁２８の動作については後に詳述する。

［コーヒー抽出部３０］
次に、図５を参照してコーヒー抽出部３０について説明する。図５はコーヒー抽出部３０の斜視図である。コーヒー抽出部３０は、ミル１４から供給される挽き豆に湯を通してコーヒー液を抽出するものである。

コーヒー抽出部３０は、シリンダユニット３１、昇降部３２、昇降軸３３、モータ３４、プーリ３５、枠部３６、キャップ３７、ワイパー３８、を有する。

シリンダユニット３１は、上面が開口したシリンダ３１１と、シリンダ３１１内において上下に移動することができる通水性のピストン３１２から成る。シリンダ３１１の底部側面には上述した給湯口３１３が配設され、給湯口３１３には給湯配管２４のコネクタ２４Ａが挿脱可能に接続される。

ピストン３１２はシリンダ３１１の内径に略等しい円盤状部材と棒状部材とからなり、当該棒状部材は、シリンダ３１１の下面中央に開けられた穴に嵌合され、シリンダ３１１の下方に向けて延在する。ピストン３１２の上面には、例えばコーヒー液を漉すためのメッシュフィルタが配設されている。

昇降部３２は、上述したシリンダユニット３１を保持し、シリンダユニット３１ごと上下方向に昇降する。

昇降軸３３は、昇降部３２を支える軸部であり、昇降部３２は当該昇降軸３３に沿って昇降する。

モータ３４は、昇降軸３３を回転駆動させる駆動手段であり、本実施の形態では、例えば電磁ブレーキ付きモータである。また本実施の形態のモータ３４としては、ブラシレスモータを使用することが好ましい。ブラシレスモータであるモータ３４は、回転子（ロータ）の位置検出を行うロータ位置検出センサ（ホール素子）３４１（後述する図６参照）を有し、当該ロータ位置検出センサ３４１が生成したモータの回転数に比例した周波数のパルス信号（ＦＧ（Frequency Generator）信号：本発明の動作信号の一例）を出力する。

プーリ３５は、昇降軸３３の上端部に接続され、モータの回転を昇降軸３３に伝達する。上述した昇降軸３３、モータ３４、プーリ３５は、それぞれ枠部３６により保持される。

枠部３６は、例えば図５に示すように、上面部３６Ａと下面部３６Ｂ、およびこれらを接続する少なくとも１つの柱部３６Ｃにより構成される。昇降軸３３はその両端がそれぞれ上面部３６Ａおよび下面部３６Ｂに接続される。プーリ３５は昇降軸３３の上面部３６Ａ側に接続され、その近傍にモータ３４が配設される。

このような構成により、モータ３４が正転すると昇降軸３３が回転して昇降部３２が上昇し、当該昇降部３２に保持されたシリンダユニット３１も上昇する。反対に、モータ３４が逆転すると昇降部３２およびシリンダユニット３１は下降する。

キャップ３７は、枠部３６の上面部３６Ａにおけるシリンダユニット３１の上方に設けられた円柱状の部材である。キャップ３７は、その下端部がシリンダ３１１の上面開口と略同径であり、シリンダユニット３１の上昇によりキャップ３７の下端部がシリンダ３１１内に嵌入される。すなわち、シリンダユニット３１が昇降部３２とともに上昇すると、シリンダ３１１の開口部がキャップ３７により閉塞されるように構成されている。したがって、シリンダユニット３１を上昇させることにより、シリンダ３１１を密閉することができるようになる。ここで、上述したミル１４により挽かれたコーヒー豆をシリンダ３１１内にキャップ３７により封入し、給湯口３１３から湯を導入することにより、コーヒー液を抽出することができる。

また、キャップ３７の下面、すなわちシリンダ３１１内に嵌入される面には、シリンダ３１１内で抽出されたコーヒー液を外部に導出するための抽出口３７Ａ（図７等参照）が形成されている。抽出口３７Ａは、キャップ３７内を上下に貫通して形成される図示しない抽出路と連通して形成されており、抽出路の他方の端部はキャップ３７の上面に露出してコーヒー液取出部３７Ｂを形成する。当該コーヒー液取出部３７Ｂには、上述したコーヒー液配管２７が接続される。

なお、上述したようにシリンダユニット３１は昇降部３２とともに昇降するが、シリンダユニット３１の位置を検出するセンサが枠部３６に適宜配設されている。位置検出センサは、図５に示すように、上から順に上限位置検出センサ４１、湯投入位置検出センサ４２、コーヒー豆投入位置検出センサ４３、および下限位置検出センサ４４を含む。各位置検出センサは、例えば一対の発光素子および受光素子からなる図示しない光学センサであり、昇降部３２の昇降に応じて発光素子の発した光が遮光されることにより位置検出を行う。

上限位置検出センサ４１は、シリンダユニット３１の上限位置を検出するセンサである。湯投入位置検出センサ４２は、シリンダ３１１に湯を投入するためのシリンダユニット３１の位置を検出するためのセンサである。コーヒー豆投入位置検出センサ４３は、シリンダ３１１に挽いたコーヒー豆を投入するためのシリンダユニット３１の位置を検出するためのセンサである。下限位置検出センサ４４は、シリンダユニット３１の下限位置を検出するセンサである。

ワイパー３８は、シリンダ３１１の上端部よりもやや上方の位置に固定されており、シリンダユニット３１および昇降部３２とともに昇降する。ワイパー３８は、シリンダユニット３１が所定の高さになると固定位置を支点としてコーヒー液抽出後のコーヒー滓を跳ね飛ばすワイプ動作を行う。跳ね飛ばされたコーヒー滓は、上述したようにコーヒー滓受け部１５に貯留される。

［制御部５０］
次に、飲料供給装置１００の制御部５０について説明する。図６は、飲料供給装置１００の各機能部を示す機能ブロック図である。制御部５０は、例えば汎用のマイクロコントローラにより構成される。

制御部５０の入力側には、タッチパネル３、流量センサ２２、圧力センサ２９１、ロータ位置検出センサ３４１、上限位置検出センサ４１、湯投入位置検出センサ４２、コーヒー豆投入位置検出センサ４３、下限位置検出センサ４４等が接続されている。そして、出力側には、湯ポンプ１２、ミル１４、給湯弁２３、排水弁２６、抽出弁２８、モータ３４等が接続されている。

制御部５０は、入力側から入力された情報に基づき、出力側の制御を行うことで、飲料供給装置１００におけるコーヒー供給の動作を行う。以下、飲料供給装置１００におけるコーヒー供給動作の詳細について説明する。

［飲料供給装置１００のコーヒー供給動作］
図７〜図１１は飲料供給装置１００におけるコーヒー供給動作の動作説明図である。また図１２は、飲料供給装置１００のコーヒー抽出に関わる主要部分の動作を説明するための図である。以下では、これらの図を参照して飲料供給装置１００におけるコーヒー供給動作について説明する。

まず、一連のコーヒー供給動作を開始する前、シリンダユニット３１（および昇降部３２）を待機位置にある。待機位置とは、前回のコーヒー供給動作における、後述するピストン位置戻し動作が終了した後のシリンダユニット３１の位置である。待機位置では、図１２の「待機」に示すように、シリンダ３１１内にキャップ３７が完全に嵌入された状態となっている。シリンダユニット３１が当該待機位置にある状態を、以下では待機状態と称する。当該待機状態において、シリンダユニット３１のピストン３１２はシリンダ３１１の内底部に位置する。制御部５０は湯ポンプ１２を停止し、給湯弁２３、排水弁２６、抽出弁２８をいずれも閉じて、タッチパネル３を介したコーヒーの抽出要求操作があるまで待機する。

（ａ）コーヒー豆投入動作
上記待機状態において利用者によりタッチパネル３を介してコーヒーの抽出要求操作がなされると、図１２の「下降」から「粉受け」に示すように、制御部５０はモータ３４を制御して昇降部３２を降下させ、粉受け状態とする。図７および図１２の「粉受け」に示すように、当該粉受け状態では、シリンダ３１１の上面からキャップ３７が完全に離間し、シリンダ３１１の上部が開口して挽き豆（粉）を投入できるようになっている。

一方、制御部５０はコーヒーの抽出要求操作に応じて、キャニスタ１３内に収容されたコーヒー豆をミル１４の図示しない刃部を駆動させて粉砕し、挽き豆とする。ミル１４内で挽かれたコーヒー豆は、上部が開口したシリンダ３１１内に投入される。

（ｂ）コーヒー液抽出動作
このようなコーヒー豆投入動作が終了すると、制御部５０は、次にコーヒー液抽出動作を実行する。コーヒー液抽出動作では、まず、図８および図１２の「タンピング（圧縮）」に示すように、制御部５０はモータ３４を正転させてシリンダユニット３１（シリンダ３１１およびピストン３１２）を上昇させる。これにより、シリンダ３１１の上面の開口部内にキャップ３７の下端が押し込まれていく。シリンダ３１１内に投入された挽き豆は、内底部に位置するピストン３１２と、キャップ３７により挟まれて閉じこめられ、圧縮される。この挽き豆の圧縮はタンピングと称される。タンピング動作において、制御部５０は図６に示す給湯弁２３と抽出弁２８を閉じ、排水弁２６を開く。

図８に示すように、タンピング動作においてシリンダ３１１とピストン３１２とが嵌合すると、湯投入位置検出センサ４２はシリンダユニット３１が湯を投入できる位置に達したことを検出する。タンピング動作が終了すると、図８および図１２の「抽出」に示すように、制御部５０は湯ポンプ１２を運転して湯を加圧するとともに、排水弁２６を閉じて給湯弁２３を開き、湯タンク１１からシリンダ３１１内に加圧された湯を供給する。ここで、制御部５０は、湯の供給量を流量センサ２２で検出しており、まず少量の湯をシリンダ３１１内に供給して挽き豆の蒸らしを行う。蒸らしが終わったら、制御部５０は所定量、すなわち例えばコーヒー一杯分の湯を改めてシリンダ３１１内に供給し、供給が終わったら湯ポンプ１２を止め、給湯弁２３を閉じる。

以上の動作により、加圧された湯が、キャップ３７により密閉されたシリンダ３１１内に導入されるため、シリンダ３１１内の圧力が上昇し、挽き豆の組織内にまで湯が浸透する。その結果、濃いコーヒー液、すなわちエスプレッソが得られる。制御部５０は抽出の開始とともに抽出弁２８を開く。抽出されたコーヒー液は、キャップ３７の下面に形成された抽出口３７Ａから当該キャップ３７内を通過し、コーヒー液取出部３７Ｂに接続されたコーヒー液配管２７を介してコーヒー用ノズル４から排出される。これにより、飲料容器支持台７上のコーヒー用ノズル４の下方に載置された飲料容器にコーヒー液が供給される。このとき、図示しないミルク供給部がコーヒー液と同時にミルク用ノズル５からフォームドミルクやスチームドミルクを供給することにより、ミルク・コーヒー混合飲料を提供できるようにしてもよい。

（ｃ）コーヒー滓廃棄動作
上記コーヒー液抽出動作が終了すると、飲料供給装置１００はコーヒー滓廃棄動作を実行する。まず、図１２の「残圧パージ」に示すように、制御部５０は、給湯弁２３が閉じた状態を維持し、排水弁２６を開くとともに抽出弁２８を閉じる。すると、加圧されていたシリンダ３１１内の圧力が抜ける。シリンダ３１１内が通常の圧力になると、図９および図１２の「吸込み」に示すように、制御部５０はモータ３４を逆転させてシリンダユニット３１（シリンダ３１１およびピストン３１２）を降下させる。このとき、制御部５０は給湯弁２３および排水弁２６を閉じ、抽出弁２８を開く。すると、シリンダユニット３１の下降に伴ってシリンダ３１１内の空間の容積が増大するため、シリンダ３１１内が負圧となり、抽出口３７Ａからコーヒー液取出部３７Ｂまでの配管内、およびコーヒー液配管２７内に残っていたコーヒー液をシリンダ３１１内に吸い込むことができる。

制御部５０がシリンダユニット３１（シリンダ３１１およびピストン３１２）をさらに降下させると、図９に示すように、シリンダユニット３１の最下端に位置するピストン３１２の下端部が枠部３６の下面部３６Ｂに当接する。制御部５０がなおも降下動作を継続させると、ピストン３１２の下端部が下面部３６Ｂに押し当てられ、ピストン３１２がシリンダ３１１内を上昇する。

これにより、シリンダ３１１内に残っていたコーヒー滓は、ピストン３１２の上面によって収集されながら上昇していく。シリンダユニット３１がさらに降下し、下限位置まで降下すると、下限位置検出センサ４４によって当該位置が検出される。当該下限位置検出センサ４４による検出に応じて、制御部５０はモータ３４の駆動を停止し、昇降部３２の下降を止める。この状態で、図１２の「分離」に示すように、ピストン３１２の上面に収集されたコーヒー滓はシリンダ３１１外にまで押し上げられ、シリンダ３１１の上面開口の縁部よりも上方に位置するようになる。

ここで、上述したように給湯弁２３および排水弁２６が閉じられているため、シリンダ３１１内をピストン３１２が上昇する際にピストン３１２の上端部とシリンダ３１１の内底部との間は負圧となる。そして、上述したようにピストン３１２は通水性を有するため、ピストン３１２の上面に集められたコーヒー滓に含まれる水分がピストン３１２を通ってシリンダ３１１内へと引き込まれる。図１２において、引き込まれた水分を残液と示している。これにより、コーヒー滓に含まれる水分を低減することができるので、この後行われるコーヒー滓の除去動作において、水分を含んだコーヒー滓がピストン３１２上面に張り付いて十分に除去できない等の不具合を解消でき、好適にコーヒー滓を除去できるようになる。

シリンダユニット３１が下限位置まで降下すると、次に制御部５０は、図１０に示すように、モータ３４を正転させて、再度シリンダユニット３１を上昇させる。シリンダユニット３１が所定の高さ位置となると、ワイパー３８がシリンダユニット３１の昇降動作に連動して動作する。ワイパー３８は上述したようにシリンダ３１１の上端部よりもやや上方に位置しており、ワイパー３８がワイプ動作を行うと、ピストン３１２によりシリンダ３１１外にまで押し上げられたコーヒー滓がワイパー３８により薙ぎ払われて除去される。ここで、除去されたコーヒー滓は、上述したコーヒー滓受け部１５内に受容される。

（ｄ）ピストン位置戻し動作
コーヒー滓が廃棄された後、制御部５０は、引き続き昇降部３２を上昇させてピストン位置戻し動作を実行する。ピストン位置戻し動作では、制御部５０は、図１１に示すように上限位置検出センサ４１によってシリンダユニット３１が上限位置であると検出されるまでモータ３４を正転させる。シリンダユニット３１が上限位置であると検出されることは、キャップ３７がシリンダ３１１の最奥部まで嵌入されたことを意味する。その際、上述したコーヒー滓廃棄動作においてシリンダ３１１の最上部にまで押し上げられたピストン３１２は、キャップ３７の下面に当接し、さらにシリンダユニット３１が上昇することでシリンダ３１１の内底部にまで押し下げられる。

この過程において、図１２の「廃液」に示すように、制御部５０は排水弁２６を開放する。これにより、上記コーヒー滓廃棄動作においてシリンダ３１１の内底部とピストン３１２の間の空間に吸引された水分が、排水弁２６を介して排水管２５から円滑に外部に廃棄される。

そして、制御部５０は、ピストン３１２の位置をシリンダ３１１の内底部にまで押し下げた状態、すなわち上述した待機状態となると、モータ３４の回転を止めるとともに給湯弁２３、排水弁２６、および抽出弁２８のすべての弁を閉め、次にコーヒー抽出操作を受け付けるまで待機する。

以上、本発明の実施の形態の飲料供給装置１００のコーヒー供給動作について説明した。上述したコーヒー供給動作は、各部が好適かつ遅滞なく動作した場合を想定している。しかし、上述したコーヒー液抽出動作において、ピストン３１２のコーヒー液取出部３７Ｂからコーヒー液配管２７を経由してコーヒー用ノズル４に至るまでの経路（以下コーヒー液供給路と称する）のうちのいずれかが詰まってしまう不具合が生じることがある。このような場合における飲料供給装置１００の動作について以下詳細に説明する。

［コーヒー液供給路詰まり時の動作］
図１２の「抽出」に示すように、コーヒー液抽出動作時には排水弁２６は閉じた状態となっている。このため、コーヒー液供給路が詰まると、給湯配管２４から湯が供給され続けるにもかかわらず排水管２５およびコーヒー液配管２７におけるコーヒー液の通過ができないため、シリンダ３１１内の圧力が上昇する。これにより、コーヒー液がシリンダ３１１とキャップ３７のシール部から漏れ出してしまう事態が生じうる。

このような事態を防止するために、制御部５０は流量センサ２２により給湯配管２４を流れる湯の流量を監視する。制御部５０は、給湯弁２３を開いた状態で湯の流れが止まった、または流量が通常のコーヒー液抽出動作時の流量より少ない状態が所定時間以上継続した、等の異常を検知したときには、給湯弁２３を閉め、湯ポンプ１２を止める。

また、制御部５０は、コーヒー液抽出動作時に圧力センサ２９１を監視する。圧力センサ２９１が検出するシリンダ３１１内の圧力が通常のコーヒー液抽出動作よりも高い所定のしきい値以上となり、その状態が所定時間以上継続した場合には、制御部５０は給湯弁２３を閉め、湯ポンプ１２を止める。

また、制御部５０は、モータ３４のロータ位置検出センサ３４１から出力されるＦＧ信号を監視する。ＦＧ信号はモータ３４の回転に伴ってロータ位置検出センサ３４１から出力される信号であるため、昇降部３２を昇降させないようにモータ３４が停止しているコーヒー抽出動作時には、ＦＧ信号は検出されないはずである。すなわち、制御部５０がコーヒー抽出動作時にＦＧ信号を検出したならば、それはシリンダ３１１内の圧力によりモータ３４が逆転し始めたことを意味する。したがって、制御部５０は、モータ３４が停止した状態でＦＧ信号を検出した場合には、異常、すなわちコーヒー液供給路の詰まりが検知されたと判断して、給湯弁２３を閉め、湯ポンプ１２を止める。

このように制御部５０は、コーヒー液抽出動作時において、流量センサ２２による湯の供給量の監視、圧力センサ２９１によるシリンダ３１１内の圧力の監視、およびロータ位置検出センサ３４１から出力されるＦＧ信号の監視を行う。これにより、本実施の形態に係る飲料供給装置１００は、コーヒー液抽出動作時において、コーヒー液供給路の詰まりの発生を好適に検知することができるようになる。なお、上述した本発明の実施の形態では、湯の供給量、シリンダ３１１内の圧力、およびＦＧ信号を同時に監視していたが、例えばいずれか１つのみ監視することで異常を検知するようにしてもよい。

［コーヒー液供給路詰まり検知後の動作］
上述したようにコーヒー液供給路の詰まりが検知されると、飲料供給装置１００はコーヒー液を正常に供給することができなくなるため、例えば管理者等のメンテナンスを受けるまで待機する必要がある。このため、飲料供給装置１００は例えば図示しない報知部等により詰まりが発生した旨の報知を行う。

しかしながら、コーヒー抽出部３０はコーヒー液抽出動作の途中で動作が停止しているため、シリンダ３１１内が抽出中のコーヒー液で満たされており、メンテナンスされにくい状態となっている。このため、メンテナンスを受けやすくするために、飲料供給装置１００は以下の動作を行う。

図１３は、コーヒー液抽出動作においてコーヒー液供給路に詰まりが発生したときの飲料供給装置１００の主要部分の動作を説明するための図である。図１３の「排水」に示すように、例えば「抽出」時にモータ３４の停止状態でＦＧ信号が検出されると、飲料供給装置１００は排水動作を実行する。

（ｅ）排水動作
コーヒー液抽出動作においてコーヒー液供給路に詰まりが発生したとき、シリンダ３１１内は抽出中のコーヒー液で満たされ、圧力が高い状態となっている。このため、図１３の「排水」に示すように、制御部５０は給湯弁２３を閉じて排水弁２６を開き、シリンダ３１１内のコーヒー液を外部に排出し、シリンダ３１１内の圧力を下げる。

（ｃ’）コーヒー滓廃棄動作
上述した排水動作が終了すると、シリンダ３１１内には水分を含むコーヒー滓が残された状態となる。このため、飲料供給装置１００はコーヒー滓廃棄動作を実行する。ただし、上述した排水動作において排水弁２６を開放することでシリンダ３１１内の圧力は既に抜けている。このため、飲料供給装置１００は、図１３に示すように、図１２に示した「吸込み」から「廃液」までのコーヒー滓廃棄動作と同様の動作を行うことでコーヒー滓の除去と残り液の排水とを行う。

ただし、上述した図１２に示す「吸込み」動作では抽出弁２８が開いた状態となっているが、図１３の「吸込み」動作においては、コーヒー液供給路が詰まっているためシリンダ３１１内が密閉され昇降部３２の下降に大きな力が必要となる。このような場合には、例えば排水弁２６を開き、シリンダ３１１内を外部と同様の圧力にすればよい。

また、図１３に示す「分離」動作において、モータ３４による昇降部３２の下降速度を上述した図１２に示す「分離」動作よりも遅くすることが望ましい。これにより、通水性のピストン３１２を通じたコーヒー滓からの水分除去時間が長くなり、コーヒー滓からより多くの水分を除去することができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態の飲料供給装置１００によれば、コーヒー豆粉末を収容するシリンダ３１１と、シリンダ３１１内に湯を加圧供給する湯ポンプ１２と、シリンダ３１１にて抽出されたコーヒー液を送出するコーヒー液配管２７と、シリンダ３１１内の残液を排出するための排水管２５に配設された排水弁２６と、コーヒー液の抽出時にコーヒー液配管２７の詰まりを検出した場合に、湯ポンプ１２による湯の加圧供給を停止させるとともに、排水弁２６を開状態とする制御部５０と、を備える。

また、本発明の実施の形態の飲料供給装置１００によれば、シリンダ３１１が有する開口を閉塞するキャップ３７と、キャップ３７が開口を閉塞するようにシリンダ３１１を移動させるモータ３４と、をさらに備え、制御部５０は、コーヒー液の抽出時に、モータ３４の回転を示す信号に基づいてコーヒー液配管２７の詰まりを検出する。これにより、シリンダ３１１内の圧力がモータ３４のブレーキ圧より大きくなり、シリンダ３１１が容積を広げる方向に動いてしまうことにより、シリンダ３１１内の圧力が下がり、給湯が続けられてしまう、という事態を防止することができる。

また、本発明の実施の形態の飲料供給装置１００によれば、シリンダ３１１の内圧を検出する圧力センサ２９１をさらに備え、制御部５０は、コーヒー液の抽出時に、圧力センサ２９１により検出された内圧に基づいてコーヒー液配管２７の詰まりを検出する。これにより、飲料供給装置１００はシリンダ３１１内の圧力異常に基づいてコーヒー液供給路の詰まりを検知することができる。

また、本発明の実施の形態の飲料供給装置１００によれば、シリンダ３１１内に供給される湯の流量を検出する流量センサ２２をさらに備え、制御部５０は、コーヒー液の抽出時に、流量センサ２２により検出された流量に基づいてコーヒー液配管２７の詰まりを検出する。これにより、飲料供給装置１００は湯の供給量の異常に基づいてコーヒー液供給路の詰まりを検知することができる。

また、本発明の実施の形態の飲料供給装置１００によれば、シリンダ３１１内を移動するとともに、コーヒー液の抽出後のコーヒー滓を上部に蓄積する、通水性のピストン３１２をさらに備え、制御部５０は、コーヒー液配管２７の詰まりを検出しない場合よりも、コーヒー液配管２７の詰まりを検出した場合に、コーヒー滓を上部に蓄積したピストン３１２に対してシリンダ３１１を移動させる速度を遅くする。これにより、多くのコーヒー液がシリンダ３１１内に残された状態でも、コーヒー滓廃棄動作において、昇降部３２が下降する時間が長いため、コーヒー滓から十分に水分を除去することができる。

なお、上述した実施の形態は本発明の一例であり、本発明はこれに限定されない。上述した実施の形態では、飲料供給装置１００はコーヒー豆を圧縮するとともに湯を加圧供給することで、濃いコーヒー液、すなわちエスプレッソを製造していた。しかしながら、本発明は湯を低圧で加圧してドリップ風味のコーヒーを供給する飲料供給装置にも適用することができる。また、本発明は湯ポンプにより湯の加圧を制御して、ドリップ風味のコーヒー、アメリカンコーヒーや高圧抽出のエスプレッソ等、複数種類のコーヒー飲料を製造できる飲料供給装置にも適用することができる。

２０１５年１月２０日出願の特願２０１５−００８６６１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明は、コーヒー豆粉末を投入した容器に湯を導入してコーヒー液を抽出する飲料供給装置に好適である。

１００ 飲料供給装置
１ 筐体
２ 前面扉
３ タッチパネル
４ コーヒー用ノズル
５ ミルク用ノズル
６ 湯用ノズル
７ 飲料容器支持台
１０ 飲料供給機構
１１ 湯タンク
１２ 湯ポンプ
１３ キャニスタ
１４ ミル
１５ コーヒー滓受け部
２１ 湯フィルタ
２２ 流量センサ
２３ 給湯弁
２４ 給湯配管
２４Ａ コネクタ
２５ 排水管
２６ 排水弁
２７ コーヒー液配管
２８ 抽出弁
２９ 分流器
２９１ 圧力センサ
３０ コーヒー抽出部
３１ シリンダユニット
３１１ シリンダ
３１２ ピストン
３１３ 給湯口
３２ 昇降部
３３ 昇降軸
３４ モータ
３４１ ロータ位置検出センサ
３５ プーリ
３６ 枠部
３６Ａ 上面部
３６Ｂ 下面部
３６Ｃ 柱部
３７ キャップ
３７Ａ 抽出口
３７Ｂ コーヒー液取出部
３８ ワイパー
４１ 上限位置検出センサ
４２ 湯投入位置検出センサ
４３ コーヒー豆投入位置検出センサ
４４ 下限位置検出センサ
５０ 制御部

Claims (2)

1. コーヒー豆粉末を収容するシリンダと、
   コーヒー抽出弁を備え、前記シリンダ内への湯の供給により抽出されたコーヒー液を送出するコーヒー液配管と、
   排水弁を備え、前記シリンダ内の前記コーヒー液を外部に排出する排水管と、
   前記シリンダ内を移動するとともに、前記コーヒー液の抽出後のコーヒー滓を上部に蓄積する通水性のピストンと、を備え、
   前記コーヒー抽出弁と前記排水弁を閉じた状態で前記ピストンを移動させて、前記コーヒー滓から水分を除去する処理を行う、または前記コーヒー液配管の残液を除去する処理を行う、飲料供給装置。
2. 前記コーヒー滓から水分を除去する処理、または前記コーヒー液配管の残液を除去する処理による前記水分や前記残液を、前記シリンダから開かれた前記排水弁と前記排水管を通じて外部に排出する、請求項１に記載の飲料供給装置。

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