JP3657990B2 - 抽出飲料を準備しかつ注出する装置 - Google Patents

Description

本発明はコーヒーまたは紅茶のような抽出飲料の単位分量を準備しかつ注出する装置に関するもので、装置は、
フィルタ紙の条片を固定濾過位置上に前進せしめる装置を備えたフィルタユニットと、
濾過位置上方に設置され、少なくとも部分的に開放した底部を備え、かつ頂部側にコーヒー粉末または紅茶のような抽出材料の所定の分量、および熱湯を供給する供給装置を設けられた、上方および下方に移動可能な抽出室と、
濾過位置下方に固定的に設置され、格子または多孔板によってカバーされたその開放頂部側は濾過位置においてフィルタ紙に接触し、それに弁を備えた注出口が下側に連結された収集室と、
収集室内の空気圧を調節する圧力制御装置と、
作用サイクルを実施するため装置を調整して駆動する駆動装置とを含み、
第１段階において抽出室の下端が濾過位置に押付けられ、抽出材料および熱湯がそれぞれの供給装置を通って抽出室に導入され、
第２段階において空気が収集室からフィルタ紙を通って抽出室内に押込まれ、
第３段階において抽出された抽出物がフィルタ紙を通って収集室に吸出され、そして、
第４段階において注出口の弁が開放され、抽出室が上方に移動せしめられ、フィルタ紙が前進せしめられる。
そのような装置は公知であり、とくに自動コーヒーまたは紅茶販売機として使用され、また一般に、他の飲料も利用可能な、一層広範囲の自動飲料販売機の一部である。
そのような装置は国際特許出願WO−Ａ−91/01673号明細書を含むいくつかの刊行物から公知である。この公知の装置において、収集室内の空気圧は被動復動ポンプによって調節され、そのポンプ管はその中に吸込まれる抽出流体が到達しうる最高高さの上方で、収集室の側壁に連結されている。収集室の底部中心には、注出口として作用しかつ弁を設けられた流体出口が存在する。
この公知の装置において、電子回路は種々の要素が調整状態で作用し得ることを確実なものにしている。一杯の抽出飲料、たとえば一杯のコーヒーを準備するため、抽出室がフィルタに押付けられ、コーヒー粉末および熱湯がその中に注入されたとき、ポンプは噴出すべく切換えられ、空気が収集室内に吹込まれ、空気は発生した正圧の結果フィルタを通って抽出室に侵入し、このため有利な混合作用を奏し、それによって抽出材料（コーヒー）および熱湯は互いに密に接触し、良い抽出を可能にする。
この抽出段階の後、ポンプは吸込みに切換えられ、それにより、収集室内に発生した負圧の結果、抽出流体は抽出室からフィルタを通って収集室に吸込まれる。最後に、最終段階が生じ、注出口の弁が開放されコーヒーが注出される。
この公知の装置は、コーヒーのような抽出飲料の単位分量を得るためよくかつ合目的的に機能するが、復動ポンプが高価な要素であり、またさらに動力消費の点においても高価につくという欠点を有する。さらに吸込み段階の間にフィルタを通って吸出される抽出流体が流下するときに、その一部がポンプ管内に吸込まれ、高価なポンプ設備を損傷する危険を伴う可能性がある。
本発明の目的は、上記欠点が回避される、前段に記載されたような装置を得ることにある。
このため、本発明による抽出飲料の単位分量を準備しかつ注出する装置は、
開放底部を備えた収集室が下方に円錐状に拡大し、該底部が下端に固定的に取付けられた不透過性の柔軟な膜によってシールされ、かつその中心において連結部材に連結されること、
連結部材が、その中の圧力を調節するため収集室に出入せしめる膜の上昇および下降運動のための駆動装置によって駆動される、レバーアームに連結されていること、および
注出口が前記連結部材に連結され、かつ注出口の弁が連結部材の下側に取付けられ、該弁が通常閉鎖され、連結部材のもっとも下方の位置において開放すること
を特徴としている。
膜を上方および下方に移動することにより、収集室内の必要な負圧または正圧は、発生した収集室容積の増加および減少によって、膜が上方に収集室内に移動するとき、空気が収集室からフィルタを通って抽出室内に押込まれ、それにより抽出室内に置かれた熱湯と抽出材料の混合物の上記混合作用は空気が上昇する結果として有効に発生することができる。反対に、もし膜が下降するかまたは、場合により通風室空間から出るならば、容積増加の結果として生じた負圧は、WO−Ａ−91/01673号明細書に記載された装置と同様に、最終的に注出されるため、抽出流体をフィルタを通って収集室に吸込ませる。膜に関しては特殊な要求は存在しない。必要なことは、膜が流体不透過性でかつ十分に丈夫なことだけである。膜の機能に対して膜を弾性的なものとすることは必要でない。そのような膜は、適当な層の厚さのポリエチレンのような、適当なプラスチック材料から作ることができる。
できるだけ有効な作用を奏するため、収集室は下方に円錐状に拡大している。このことは収集室の容積の最大可能な変化を確保するため、上方または下方への膜の変位を可能にし、それによりポンプ作用またはその吸込作用が改善される。
本発明によれば、膜はその中心部分において連結部材に連結され、それに注出口が連結される。また連結部材および膜の上昇または下降運動のため、この連結部材に連結されたレバーアームも存在する。この実施例は要素に関してかなりの減少を伴い、その理由では、一方では、連結部材がレバーアームから膜への動力伝達を実施し、それにより膜を損傷から保護し、他方では、注出口を通る注出作用がそれを通して実施し得るからである。この点において、実施例は注出部材の弁が連結部材の下側に取付けられるようなものであり、該弁は通常閉鎖され、連結部材のもっとも下方の位置において開放し、その位置においてその作用中抽出流体はフィルタを通って収集室に吸出される。
装置の収集室内に負圧または正圧を発生する容積の増加または減少の原理は、それ自体米国特許第3565641号明細書によって公知であることが認められる。この公知の装置において、収集室は実際上ピストンシリンダで、ポンプシリンダは前後に移動可能である。ここでもまた、空気はシリンダを上方に押すことによりフィルタを通って抽出室内に押込まれ、抽出流体を抽出室からピストンシリンダ内に吸込み得るのに十分な負圧は、ピストンを下方に移動することによって発生される。ピストンがその下降行程中にある高さより下方に達したとき、それは注出口の開口を通過し、そこで抽出された流体はそこから注出される。さらにピストンは、クランクアームを介して、完全な作用サイクルを実施し得る、前後に移動するロッドに合目的的に連結されている。
しかしながら、この公知の装置は、漏洩を防止するため、ピストンがシリンダに密に嵌合することを必要とする欠点を有し、その結果、かなりのピストン摩耗が生じ、その磨耗によって生じた粒子が注出されるべき飲料に混入する。さらに、ピストンの駆動は比較的密な嵌合の結果として比較的重く、しかして比較的高出力のエンジンを必要とする。
これに反して、本発明は低出力駆動エンジンによって作動可能であり、摩耗粒子または同様のことの結果として注出されるべき飲料を汚染する可能性はまったくない。
GB−Ａ−２ 266 228号明細書によれば、アコーディオン型ベローが熱湯をフィルタ紙に密封した紅茶またはコーヒーバッグを通して吸込みかつ押付ける飲料販売機に使用されている。前記装置は２段階サイクルで作用され、第１段階においてベローは拡張され、熱湯を紅茶またはコーヒーバッグを通して拡張されたベロー内に吸込み、第２段階においては圧縮され、得られた熱い抽出物を押してバッグを通して注出口に流す。第３図の実施例において、ベローは濾過位置の下方に設置されている。US−Ａ−３ 565 641号明細書記載の発明および本発明とは反対に装置は抽出室を備えていない。さらに、作用サイクルは抽出において空気を押付ける特別の段階を含んでいない。
そのようなアコーディオン型ベローは、多分、US−Ａ−３ 565 641号明細書記載の装置のピストンシリンダ装置と入替え可能であるが、しかしながら、その場合、ベローの弁の汚染のため、衛生上の問題が発生する。他の欠点は拡張したベローの比較的大きいサイズおよびベローの不可避な有害な空間である。
本発明においては、単一の膜を使用してそのような問題は回避される。
本発明の好ましい実施例によれば、注出部材は可撓性、弾性プラスチック材料の管によって形成され、弁はばねによって偏倚される枢着レバーに連結された締付けローラを含み、該ばねは締付けローラを管が締付けられる位置に押付けて保持し、緩衝端部が連結部材の下方に設けられ、それに対して連結部材のもっとも下方の位置において枢着レバーの自由端がばね力に抗して押付けられ、それにより締付けローラは管を釈放する。このことにより、弁の開放および閉鎖がきわめて簡単な形式で連結部材および膜の上昇および下降運動と組合わされ、それによって作用サイクルは膜に対する連結部材の一回の前後運動の間に実施され、それにより注出口は正確な瞬間に開放または閉鎖される。
必要な前後運動のために、実施例は上昇および下降運動のため連結部材に連結されたレバーアームが、駆動軸に偏心的に組合わされるようなものとすることができ、その円形行程は装置の全作用サイクルを含んでいる。このため、連結部材に連結されるレバーアームはクランクロッドを介して駆動軸に有効に組合されることができる。
さて、本発明を図面を参照してさらに説明する。
第１図は、とくにある分量のコーヒーを抽出しかつ注出するための、本発明による装置の実施例の断面図で、装置は作用サイクルの第１段階中において示され、
第２図は作用サイクルの第２段階中における同じ装置の図であり、
第３図は作用サイクルの第３段階中における同じ装置の図であり、
第４図は作用サイクルの第４段階中における同じ装置の図である。
第１図〜第４図に示された装置は、とくに所定の分量、たとえば一杯のコーヒーを抽出しかつ注出するためのものである。装置は（略図的に図示された）コーヒー粉末および熱湯を供給する装置を備えた抽出室１を有する。抽出室の下方には適当なフィルタ紙のフィルタ条片２が存在する。このフィルタ条片は、その間にフィルタ条片が位置する駆動ローラ３および対向ローラ４により略図的に図示された、駆動機構によって駆動される。抽出室１は（図示しない）適当な扛上装置によって上方および下方に移動可能である。
フィルタ条片の下方には、全体的に参照符号５で示された収集室が存在し、該収集室は、逆さ漏斗状に、下方に円錐状に拡大する側壁６を有する。この逆さ漏斗６の開放頂部側には格子または多孔板７が存在し、この上にフィルタ紙が位置している。逆さ漏斗６は底部において、可撓性プラスチックから作られかつ不透過性の膜８によって閉鎖されている。この膜は逆さ漏斗６の下端外周９に取付けられ、かつその中心において連結部材10に取付けられ、該連結部材は中心に連結貫通開口11を有し、そこに装置の注出口を形成するプラスチック排出管12が挿入されている。膜を締付けるねじリング13は膜８を連結部材10の上に固定するのに役立つ。
さらに、連結部材はレバーアーム15が組付けられる有底集合体開口14を有する。このレバーアーム15はその下端においてクランクアーム16に枢着連結され、該クランクアームは水平駆動軸17にこの駆動軸の軸受ブロック18後方において固定的に取付けられている。駆動軸17は（図示しない）駆動モータによって駆動され、該駆動モータは紙条片の駆動のためにも設けることができ、たとえば（図示しない）チェーン伝動装置によって駆動軸17に組合わされる。
枢着点20を介して、連結部材19の下方に取付けられた枢着アングルレバー19が存在する。このアングルレバーは、排出管12に面するその一端にそれに連結された枢着締付けローラ21を有し、該ローラは、連結部材10に斜めに取付けられた、プラスチック管12をばね22の偏倚によって締付け、これにより管を閉鎖したままにする。さらに、駆動軸17の軸受ブロック18上方には直立ロッド23が存在し、そのフランジ状上部24は、閉鎖部材が下降するとき枢着アングルレバー19の自由端がそれに対して押付けられる緩衝端部を形成し、それにより締付けローラ21はプラスチック管12から離れ、そこで管は開放される。
上記装置を使用するとき、駆動軸の完全な一回転の間に完全な作用サイクルが実施され、一杯または数杯分のコーヒーが抽出されかつ注出される。この作用サイクルの連続した段階は、第１図、第２図、第３図および第４図に、連続して、図示されている。駆動軸17はこれらすべての段階の間回転している。
第４図に示された第１段階において、クランクアーム16は斜め前方位置に位置し、抽出室１はそのもっとも下方の位置にあり、その下端はフィルタ条片２に押付けられ、該フィルタ条片はこの段階において逆さ漏斗６の上端上方で駆動されておらず、そこでフィルタは抽出室１の下端と収集室５の上端との間に締付けられる。この段階の間、コーヒーおよび熱湯が所定の分量供給され、一方クランクアーム16は連続回転する駆動軸によって案内され、ゆっくり上方に回転する。
引続いて膜が第２図に示された第２段階において上方に押され、空気はフィルタ２を通って熱湯とコーヒー粉末との混合物内に押込まれ、それにより混合物はコーヒーが適当に抽出されるのを確実にする攪拌作用をうける。
段階３の間、クランクアーム16がそのもっとも高い位置を通過するとき、膜８はふたたび下方に引かれ、抽出室に形成された高温のコーヒー抽出物25がフィルタ２および格子７を通って収集室５に吸込まれるのを確実にする吸込み作用を発生する。上記作用サイクルの三つの段階中、プラスチック管12によって形成された、注出口は、それが締付けローラ21を管12に押付けるばね22の弾性力によって締付けられたままであるため、閉じたままにされる。
最後に、第４図に示された第４段階において、膜８をさらに下方に引くとき、クランクアーム16のもっとも下方の位置に達し、それにより閉鎖部材10は枢着アングルレバー19の自由端が緩衝端部24に押付けられる程低く下げられており、それにより締付けローラ21はプラスチック管21から離れてそれを開放し、コーヒー抽出物25は管を通ってその下に置かれたカップ26内に注出される。同時に、抽出室１は上昇し、駆動機構3,4はフィルタ条片２が前進せしめられ使用されたフィルタ紙が清潔なフィルタ紙と交換されるのを確実にし、次のサイクルの準備が完了する。
本発明は前記に実施例によって説明された。本発明がこの只一つの実施例に限定されるものでなく、構造に関する多数の変形が可能であり、それらのすべては上記に説明したものと同じ原理に従って作用することは明らかである。さらに、本発明はコーヒーのみに限定されるものでなく、他の抽出飲料、たとえば紅茶またはココア、にも使用することができる。自動コーヒーまたは飲料販売機に設置するときは、さらに砂糖、ミルク等の通常の設備が利用可能である。前記から、すべてのこれらの特徴は熟練した人々には明らかである。

Claims (4)

1. コーヒーまたは紅茶のような抽出飲料の単位分量を準備しかつ注出する装置であって、装置が、
   フィルタ紙の条片（２）を固定濾過位置上に前進させる装置（3,4）を備えたフィルタユニットと、
   濾過位置上方に設置され、少なくとも部分的に開放した底部を備え、かつ頂部側にコーヒー粉末または紅茶のような抽出材料の所定の分量、および熱湯を供給する供給装置を設けられた、上方および下方に移動可能な抽出室（１）と、
   濾過位置の下方に固定的に設置され、格子または多孔板（７）によってカバーされたその開放頂部側は濾過位置においてフィルタ紙（２）に接触しそれに、弁（21）を備えた注出口（12）が下側に連結された収集室（５）と、
   収集室内の空気圧を調節する圧力制御装置（８）と、
   作用サイクルを実施するため装置を調整して駆動する駆動装置（15,16,17）とを含み、
   第１段階において抽出室（１）の下端が濾過位置に押付けられ、抽出材料および熱湯がそれぞれの供給装置を通って抽出室に導入され、
   第２段階において空気が収集室（５）からフィルタ紙（２）を通って抽出室（１）に押込まれ、
   第３段階において抽出された抽出物（25）がフィルタ紙（２）を通って収集室（５）に吸出され、
   第４段階において注出口（12）の弁（２）が開放され、抽出室（１）が上方に移動せしめられ、フィルタ紙（２）が前進せしめられる前記装置において、
   開放底部を備えた収集室（５）が下方に円錐状に拡大し、該底部が下端に固定的に取付けられた不透過性の柔軟な膜によってシールされ、かつその中心において連結部材（10）に連結されたこと、
   連結部材（10）がその中の圧力を調節するため収集室（５）に出入する膜（８）の上昇および下降運動のための駆動装置（16,17）によって駆動される、レバーアーム（15）に連結されたこと、および
   注出口（12）が前記連結部材（10）に連結され、注出口（12）の弁（19,20,21）が連結部材（10）の下側に取付けられ、該弁が通常閉鎖され連結部材のもっとも下方の位置において開放すること
   を特徴とするコーヒーまたは紅茶のような抽出飲料の単位分量を準備しかつ注出する装置。
2. 注出口が可撓性、弾性プラスチック材料の管（12）によって形成されること、弁がばね（22）によって偏倚される枢着レバー（19）に連結された、締付けローラ（21）を含み、該ばねは締付けローラ（21）を管（12）が締付けられる位置に押付けて保持し、そして
   緩衝端部（24）が連結部材（10）の下方に設けられ、それに対して連結部材のもっとも下方の位置において枢着レバー（19）の自由端がばね力に抗して押付けられ、それにより締付けローラ（21）が管（12）を釈放する
   ことを特徴とする請求項１に記載された装置。
3. 上方および下方運動のため連結部材（10）に連結されたレバーアーム（15）が駆動軸（17）に偏心的に組合わされ、その円形行程は装置の全作用サイクルを含むことを特徴とする請求項１または２に記載された装置。
4. 連結部材（10）に連結されたレバーアーム（15）がクランクアーム（16）を介して駆動軸（17）に合目的的に組合わされたことを特徴とする請求項３に記載された装置。

Images