JP3357859B2 - 焙煎装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生あるいは半生の
コーヒー豆を熱風により焙煎する焙煎装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例の焙煎装置として、例えば水平線
に対して傾斜した姿勢で回転可能に支持される焙煎容器
にコーヒー豆を入れて、この焙煎容器を一方向に回転さ
せながら、焙煎容器の一方軸端面に設けられてある網目
から熱風を供給することにより、コーヒー豆を焙煎する
ようなものがある。

【０００３】前述の熱風により、焙煎容器の他方軸端側
に配設されるモータが加熱されることを防止するため
と、コーヒー豆の焙煎時間を短縮するために、例えば特
許番号第２７９９８７４号公報に示すように、熱風を、
焙煎容器の一方軸端側から焙煎容器内の斜め下方に向け
て入れ、焙煎容器内でコーヒー豆が集まる領域に集中し
て吹き付けるように設定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、熱風
を焙煎容器内のコーヒー豆が集まる領域に集中的に吹き
付けるようにしているが、すべてのコーヒー豆に対して
熱風を直接的かつ均等に当てることができないために、
加熱むらが発生しやすくなって、一部のコーヒー豆につ
いては加熱し過ぎてしまい、その他のコーヒー豆につい
ては加熱不足となってしまうことが懸念される。このよ
うな状況で焙煎されたコーヒー豆を用いて、コーヒー液
を抽出すると、加熱し過ぎた一部のコーヒー豆によって
苦みが混じる味になるおそれがある。

【０００５】このような事情に鑑み、本発明では、焙煎
装置において、焙煎過程でのコーヒー豆全体を均等に加
熱できるようにし、焙煎仕上がりを向上できるようにす
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
焙煎装置は、生あるいは半生のコーヒー豆が入れられる
筒形の焙煎容器と、焙煎容器を水平線に対して傾斜させ
た姿勢で回転させる駆動要素と、前記焙煎容器内に熱風
を入れる熱風発生要素とを有し、 前記熱風発生要素は、
焙煎容器そのものの温度を高めてコーヒー豆を間接的に
加熱するように、傾斜姿勢の焙煎容器において上り勾配
側の端面から熱風を入れて、焙煎容器内において回転に
伴いコーヒー豆が回転方向下流側に片寄って集められる
領域を除く焙煎容器内面に向けて熱風を吹き付ける、こ
とを特徴とする。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】以上、本発明では、要するに、回転中にお
ける焙煎容器内でのコーヒー豆の挙動を考慮して、熱風
をコーヒー豆が存在しない領域に吹き付けるようにし、
焙煎容器そのものの温度や焙煎容器内の雰囲気温度を高
めてコーヒー豆を間接的に加熱する形態にしている。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。

【００２２】図１ないし図９に本発明の一実施形態を示
している。図１は、コーヒーメーカの概略構成を示すブ
ロック図、図２は、コーヒーメーカの外観を示す正面
図、図３は、コーヒーメーカの要部を断面にした正面
図、図４は、図２の（４）−（４）線断面の矢視図、図
５は、焙煎部の上面図、図６は、焙煎容器を断面にした
側面図、図７は、焙煎容器を分解した状態の側面図、図
８は、図６の（８）−（８）線断面の矢視図、図９は、
コーヒー生成シーケンスを示すタイミングチャートであ
る。

【００２３】図中、１はコーヒーメーカの全体を示して
いる。図例のコーヒーメーカ１は、生あるいは半生のコ
ーヒー豆を焙煎する焙煎部２と、焙煎したコーヒー豆を
粉砕してコーヒー粉末とする粉砕部３と、粉砕して得た
コーヒー粉末に熱湯を注いでコーヒー液を抽出する抽出
部４と、これら各部の動作を制御する制御部５とを有し
ている。なお、抽出部４で抽出したコーヒー液は、ガラ
ス容器６に貯溜され、抽出部４に備えるヒータ４４で保
温されるようになっている。

【００２４】焙煎部２は、コーヒー豆が収容される焙煎
容器２１と、焙煎容器２１を回転駆動する駆動ユニット
２２と、焙煎容器２１内に熱風や非加熱風を供給するブ
ロワ２３とを含み、焙煎容器２１を水平線に対して所要
角度傾斜させた姿勢で駆動ユニット２２により一方向に
回転させながら、焙煎容器２１の他端側からブロワ２３
により発生した熱風を送り込むことにより、焙煎容器２
１内のコーヒー豆を焙煎するようになっている。駆動ユ
ニット２２は、モータ２２ａと、減速機構２２ｂとから
なる。ブロワ２３は、ヒータ２３ａと、ファン２３ｂと
からなる。その他の詳細は後で説明する。

【００２５】粉砕部３は、上記焙煎部２で焙煎されたコ
ーヒー豆を受け入れる通路付きのカップ３１と、カップ
３１の上部開口を閉塞するカバー３２と、カップ３１内
に供給される焙煎済みのコーヒー豆を粉砕する回転カッ
タ３３と、回転カッタ３３を駆動するモータ３４とを含
む。

【００２６】抽出部４は、上記粉砕部３で粉砕して得た
コーヒー粉末を受け入れるフィルタバスケット４１と、
水を貯溜する貯水タンク４２と、貯水タンク４２から所
要量ずつ水を取り出して熱湯としてフィルタバスケット
４１に供給する熱交換パイプ４３と、熱交換パイプ４３
を加熱するヒータ４４とを含む。貯水タンク４２と熱交
換パイプ４３との接続部位には、逆止弁４５が設けられ
ており、湯の逆流を防止するようになっている。

【００２７】制御部５は、マイクロコンピュータからな
り、焙煎処理、粉砕処理ならびに抽出処理を図９に示す
タイミングチャートに従い連続的に実行するものであ
る。

【００２８】ここで、上記焙煎部２の各部について、詳
細に説明する。

【００２９】駆動ユニット２２とブロワ２３とは、対峙
して配設されており、これらの間に焙煎容器２１が水平
線に対して所要角度傾斜した姿勢で介装されている。こ
の焙煎容器２１の一方軸端側が、駆動ユニット２２の減
速機構２２ｂのスピンドル軸２２ｃに対して片持ち状態
で取り外し可能に取り付けられており、焙煎容器２１の
他方軸端側がブロワケース２４に対して所要間隙ｈを隔
てた状態で対向配置されている。ブロワケース２４に
は、前記間隙ｈの上方を覆う開閉カバー２５が取り付け
られており、この開閉カバー２５には、保護ガード２６
が取り付けられている。なお、ブロワケース２４におい
て焙煎容器２１と対峙する壁面には、温度センサ７が取
り付けられている。

【００３０】焙煎容器２１は、透明な耐熱ガラスからな
る円筒形のケース２１ａの一方開口に通気カバー２１ｂ
が、また、ケース２１ａの他方開口にボトムカバー２１
ｃおよびシャッタ２１ｄが、それぞれ取り付けられた構
成になっている。

【００３１】ボトムカバー２１ｃは、円板状に形成され
るカバー本体２１ｅの外周に一体形成される円筒形鍔部
２１ｆがケース２１ａに対して着脱可能に嵌合固定され
るようになっている。なお、円筒形鍔部２１ｆは、その
内周面全周をケース２１ａの外周面に対して密接させず
に、円筒形鍔部２１ｆの円周数カ所に形成した可撓片２
１ｇのみを部分的に密接させる形態としている。これに
より、焙煎容器２１内の雰囲気温度の変化に伴い熱膨張
係数の異なるケース２１ａとボトムカバー２１ｃとの嵌
合部分のしめしろの変化を吸収できるようになるから、
ケース２１ａの万一の破損を防止できるようになる。そ
して、カバー本体２１ｅの１８０度対向する２ケ所に
は、焙煎済みのコーヒー豆を粉砕部３へ排出する扇形の
通孔２１ｈが設けられているとともに、この通孔２１ｈ
に対応して２つの羽根２１ｉが取り付けられている。こ
の羽根２１ｉは、焙煎時の回転に伴いコーヒー豆を焙煎
容器２１の中央側に撹拌させながら移動させる一方、焙
煎時の回転方向と逆向きの回転に伴いコーヒー豆を焙煎
容器２１の通孔２１ｈ側に移動させるように、傾斜して
取り付けられている。また、２つの羽根２１ｉには、焙
煎容器２１の回動中心軸とほぼ平行なスリット２１ｊが
幅方向に２つ設けられている。このスリット２１ｊは、
熱風通過を許容するためのものである。

【００３２】シャッタ２１ｄは、ボトムカバー２１ｃに
対して所要角度だけ回動可能に取り付けられており、そ
の回動動作によりボトムカバー２１ｃの通孔２１ｈを開
閉するものである。このシャッタ２１ｄのボトムカバー
２１ｃに対する取り付けには、ボルト９、袋ナット１
０、回り止めナット１１、歯付きワッシャ１２、ロック
ワッシャ１３ならびに円錐コイルバネ１４が用いられて
いる。なお、ボルト９の八角凹部に対して駆動ユニット
２２のスピンドル軸２２ｃが嵌入され、このスピンドル
軸２２ｃと一体にボルト９および焙煎容器２１が回転す
るようになる。そして、ロックワッシャ１３の扇形切欠
き１３ａにより、ボトムカバー２１ｃに対してシャッタ
２１ｄを所要角度だけ回動可能とするようになってい
る。

【００３３】このような構成の焙煎容器２１では、一方
向に回転させると、シャッタ２１ｄがボトムカバー２１
ｃの通孔２１ｈを閉塞する状態となるが、反対方向に回
転させると、シャッタ２１ｄがボトムカバー２１ｃの通
孔２１ｈを開放する状態となる。つまり、焙煎処理を行
うときは、焙煎容器２１を正方向に回転させることによ
り、シャッタ２１ｄでボトムカバー２１ｃの通孔２１ｈ
を閉塞させておき、焙煎が終了すると、シャッタ２１ｄ
でボトムカバー２１ｃの通孔２１ｈを開放させて、焙煎
済みのコーヒー豆を粉砕部４側へ排出できるようにして
いる。

【００３４】次に、上記構成のコーヒーメーカ１の動作
を説明する。

【００３５】まず、ユーザーが必要量のコーヒー豆を焙
煎容器２１内に入れておいて、スタートスイッチをオン
操作すれば、制御部５は、焙煎処理、粉砕処理、抽出処
理を連続的に実行する。

【００３６】まず、焙煎処理では、焙煎容器２１を駆動
ユニット２２により一方向に所要回転数で回転させなが
ら、ブロワ２３により焙煎容器２１内に熱風を導入させ
る。この焙煎処理は、焙煎過程における焙煎容器２１内
の雰囲気温度が所要温度に到達すると終了するよう温度
管理される。なお、焙煎容器２１内の雰囲気温度は、温
度センサ７により検出するようになっている。また、焙
煎過程では、焙煎容器２１内のコーヒー豆が羽根２１ｉ
により焙煎容器２１の軸方向中央側へ移動させられると
ともに、ケース２１ａの内周面の摩擦抵抗により回転方
向下流側に持ち上げられて撹拌するようになり、コーヒ
ー豆が密集することを防止するようになる。

【００３７】この焙煎過程において、ブロワ２３から発
生される熱風は、焙煎容器２１の通気カバー２１ｂの下
半分の領域から入れられて、ボトムカバー２１ｃにより
方向転換されて通気カバー２１ｂの上半分の領域から出
て、開閉カバー２５の通気孔から外部へ排気されるよう
になっている。なお、前述の熱風は、焙煎容器２１のケ
ース２１ａにおいてコーヒー豆が存在しない領域に向け
て吹き付けるように管理されている。このように熱風を
コーヒー豆に直接的に当てないようにしているのは、コ
ーヒー豆の加熱むらを無くすためである。そして、焙煎
過程においてコーヒー豆をボトムカバー２１ｃの羽根２
１ｉにより撹拌することに伴いコーヒー豆から表皮が剥
離されるが、この表皮は熱風の排気流によってブロワケ
ース２４と焙煎容器２１との間の間隙ｈに設けられるチ
ャフボックス２７に集められるようになっている。

【００３８】この焙煎処理が終了すると、ブロワ２３の
ヒータ２３ａを駆動停止してファン２３ｂの駆動のみを
継続させることにより、非加熱風を発生させて焙煎容器
２１に送り込んで、焙煎容器２１内の焙煎済みのコーヒ
ー豆を空冷する。この空冷開始時点から所要時間が経過
すると、焙煎容器２１内のコーヒー豆を粉砕部３に移送
する。なお、前述の空冷処理は、コーヒー豆の移送後に
おいても下記する抽出処理が終了するまで継続させるよ
うにして、焙煎容器２１の冷却を行わせるようになって
いる。

【００３９】そして、焙煎容器２１から粉砕部３へのコ
ーヒー豆の移送は、駆動ユニット２２のモータ２２ａを
焙煎処理時の回転方向とは逆向きに回転させることで行
う。つまり、この逆回転により、焙煎容器２１が焙煎処
理時と逆向きに回転させられることになり、焙煎容器２
１のシャッタ２１ｄがボトムカバー２１ｃの通孔２１ｈ
を開放するように動作するとともに、ボトムカバー２１
ｃの羽根２１ｉが焙煎容器２１内においてコーヒー豆を
ボトムカバー２１ｃの通孔２１ｈ側に移動させるように
なっている。これにより、コーヒー豆が通孔２１ｈから
順次排出されて粉砕部３のカップ３１内へ順次移送され
る。このコーヒー豆の移送が終わると、焙煎容器２１を
焙煎処理時の回転方向と同一方向に回転させることによ
り、焙煎容器２１のシャッタ２１ｄでボトムカバー２１
ｃの通孔２１ｈを閉塞させる。これは、下記する抽出部
４のドリップ処理において湯気が焙煎容器２１内に流入
することを防止するとともに、焙煎容器２１を空冷する
非加熱風が抽出部４に入り込んでドリップ用熱湯を冷ま
すことを防止するためである。

【００４０】粉砕部３のカップ３１に対するコーヒー豆
の移送と同時に、いわゆるミル処理を実行する。このミ
ル処理では、カップ３１内に配置される回転カッタ３３
をモータ３４により駆動することにより、順次供給され
るコーヒー豆を粉砕して粉末状にする。このようにして
粉砕部３で粉砕されて得たコーヒー粉末は、カップ３１
から抽出部４のフィルタバスケット４１に順次移送され
る。

【００４１】このようにしてコーヒー粉末が抽出部４に
移送されると、いわゆるドリップ処理を行う。このドリ
ップ処理では、貯水タンク４２内の水を所要量ずつ熱交
換パイプ４３に供給し、この熱交換パイプ４３内の水を
ヒータ４４で加熱して熱湯としフィルタバスケット４１
へ注ぐ。但し、ドリップ処理の初期では、フィルタバス
ケット４１内のコーヒー粉末に対して少量の熱湯をかけ
て、コーヒー粉末をむらすようにしている。そして、こ
のむらし期間を経てから熱湯の供給を連続的に行わせる
ことにより、コーヒー液を抽出させる。このようにして
抽出されたコーヒー液はガラス容器６に貯溜され、抽出
部４のヒータ４４で保温される。

【００４２】このようにしてドリップ処理が終了する
と、ブロワ２３のファン２３ｂの駆動を停止させて焙煎
容器２１の空冷処理も終了させる。

【００４３】ちなみに、空冷処理を、焙煎処理の終了時
点からドリップ処理が終了するまでの間、継続的に行わ
せるようにしているから、焙煎処理により加熱された焙
煎容器２１を十分に冷ますことができる。したがって、
１回目のコーヒー生成が済んだ後、続いてコーヒー生成
を行う場合でも、焙煎容器２１を使用者が手で取り外す
ことが支障無く行えるようになる。

【００４４】以上説明したように、コーヒー豆の焙煎処
理において、熱風を焙煎容器内のコーヒー豆に対して直
接的に当てずに、焙煎容器内を効率よく流れるようにし
ているから、焙煎容器の温度や焙煎容器内の雰囲気温度
を効率よく上昇させることができる。しかも、焙煎容器
２１内において熱風の通過途中に存在する羽根２１ｉに
熱風通過を許容する複数のスリット２１ｊを設けている
から、焙煎容器２１の奥まで熱風がスムーズに行き届く
ようになり、焙煎容器２１そのものの温度や雰囲気温度
を効率よく上昇させるうえで有利になっている。このよ
うなことから、コーヒー豆の全体をほぼ均等に加熱させ
ることができるようになって、風味の高いコーヒー液を
抽出できるようになる。

【００４５】ところで、１回目のコーヒー生成が済んだ
後、続いてコーヒー生成を行う場合において、図１０
（ａ）、（ｂ）に示すような豆投入部材１５を用いれ
ば、焙煎容器２１そのものを取り外さずに、焙煎容器２
１内にコーヒー豆を新たに入れることができる。この豆
投入部材１５は、図１１に示すように、ブロワケース２
４の開閉カバー２５を開いておいて、焙煎容器２１の通
気カバー２１ｂに沿わせた状態でブロワケース２４の間
隙ｈに取り外し可能に嵌入装着されるものであり、コー
ヒー豆を焙煎容器２１内に導入させるための通路１５ａ
を有している。また、この通路１５ａの排出口側には、
コーヒー豆の通過を阻止する閉止状態と通過を許容する
開放状態とに変位される弁体１５ｂが設けられており、
閉止状態において通路１５ａ内の容積がコーヒー豆の収
容量を規定する大きさに設定されている。つまり、この
豆投入部材１５は、計量カップの機能を有しており、通
路１５ａの投入口側の内壁面には、コーヒー豆の収容量
を表す目盛りが付けられている。これに加えて、焙煎容
器２１の通気カバー２１ｂについても、その中心にコー
ヒー豆を導入しうるように窓投入孔２１ｋが設けられて
いる。

【００４６】このような豆投入部材１５の使用方法につ
いて説明する。つまり、この豆投入部材１５の弁体１５
ｂを閉止状態にしておいて、その通路１５ａ内に必要量
のコーヒー豆を入れると、コーヒー豆を保持できる。こ
のようなコーヒー豆を保持させた豆投入部材１５をコー
ヒーメーカ１のブロワケース２４の間隙ｈに装着し、弁
体１５ｂを引き出すことにより開放状態にすれば、コー
ヒー豆が焙煎容器２１の通気カバー２１ｂの窓投入孔２
１ｋから焙煎容器２１内に落とし込まれることになる。

【００４７】このようにしてコーヒー豆を焙煎容器２１
内に入れると、後は豆投入部材１５を取り外して、上述
したと同様にして焙煎処理を行うようにすればよい。

【００４８】但し、上述した豆投入部材１５について、
熱風の通過を許容してコーヒー豆の漏洩を防ぐ網目材で
形成すれば、コーヒー豆を投入した後で豆投入部材１５
を取り外さずに、装着したまま、焙煎処理を行うことが
できるようになる。この場合、豆投入部材１５には、図
示しないが、開閉カバー２５の役割をするフランジを設
けておくのが好ましい。

【００４９】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。 （１） 上記実施形態では、コーヒーメーカ１に焙煎部
２を装備した例を挙げたが、焙煎部２を単独の装置とし
て構成したものも本発明に含まれる。 （２） 上記実施形態において、焙煎容器２１に備える
ボトムカバー２１ｂの羽根２１ｉに、熱風通過を許容さ
せるためのスリット２１ｊを設けているが、複数の貫通
孔を設けるようにしてもよい。特に、図１２に示すよう
に、貫通孔２１ｊ′の一部を片面側に突出させる状態に
切り起こすようにすれば、この切り起こし部Ｚでもって
コーヒー豆の撹拌時にコーヒー豆の表皮を積極的に剥離
させることができるので有利である。このような切り起
こし部Ｚを有する貫通孔２１ｊ′を形成する方法として
は、いわゆるバーリング加工が挙げられる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明では、回転中における焙
煎容器内においてコーヒー豆が存在しない領域に熱風を
吹き付けるようにし、焙煎容器そのものの温度や焙煎容
器内の雰囲気温度を高めてコーヒー豆を間接的に加熱す
る形態にしているから、コーヒー豆の全体をほぼ均等に
加熱させることができ、信頼性の向上に貢献できるよう
になる。

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のコーヒーメーカの概略構
成を示すブロック図

【図２】コーヒーメーカの外観を示す正面図

【図３】コーヒーメーカの要部を断面にした正面図

【図４】図２の（４）−（４）線断面の矢視図

【図５】焙煎部の上面図

【図６】焙煎容器を断面にした側面図

【図７】焙煎容器を分解した状態の側面図

【図８】図６の（８）−（８）線断面の矢視図

【図９】コーヒー生成シーケンスを示すタイミングチャ
ート

【図１０】豆投入部材を示し、（ａ）は縦断正面図、
（ｂ）は縦断側面図

【図１１】図１０の豆投入部材の使用形態を示す説明図

【図１２】焙煎容器の特にボトムカバーの変形例にかか
り、図７に対応する図

【符号の説明】

１ コーヒーメーカ ２ 焙煎部 ２１ 焙煎容器 ２１ａ 焙煎容器のケース ２１ｂ 通気カバー ２１ｃ ボトムカバー ２１ｄ シャッタ ２１ｅ ボトムカバーのカバー本体 ２１ｈ ボトムカバーの通孔 ２２ 駆動ユニット ２３ ブロワ ３ 粉砕部 ４ 抽出部 ５ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−27378（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−7132（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−174647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−156276（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−74299（ＪＰ，Ｕ) 特許2799874（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A23N 12/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生あるいは半生のコーヒー豆が入れられる
   筒形の焙煎容器と、焙煎容器を水平線に対して傾斜させ
   た姿勢で回転させる駆動要素と、前記焙煎容器内に熱風
   を入れる熱風発生要素とを有し、 前記熱風発生要素は、焙煎容器そのものの温度を高めて
   コーヒー豆を間接的に加熱するように、傾斜姿勢の焙煎
   容器において上り勾配側の端面から熱風を入れて、焙煎
   容器内において回転に伴いコーヒー豆が回転方向下流側
   に片寄って集められる領域を除く焙煎容器内面に向けて
   熱風を吹き付ける 、ことを特徴とする焙煎装置。