JP3676153B2 - コーヒー飲料抽出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコーヒー飲料抽出装置に関し、特に、構成を複雑にすることなくコーヒーミルへのコーヒー豆の供給不良を防止することができるコーヒー飲料抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カップ自動販売機等のコーヒー飲料抽出装置は、コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して挽き豆とし、この挽き豆を抽出機に供給するコーヒーミルを有する。このコーヒーミルは、例えば、円盤状に形成されて対向して配置される一対の粉砕刃を有し、コーヒー豆貯蔵部に貯蔵されているコーヒー豆を回転する粉砕刃の間に送り込んで粉砕することによって挽き豆を形成して抽出機に供給しており、挽き豆の粒度は粉砕刃の間隔を変化させることで調節することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のコーヒー飲料抽出装置によると、コーヒー豆の粒形状および接触状態に基づいてコーヒー豆貯蔵部内、あるいはコーヒーミルの供給経路内でコーヒー豆同士が密に接触して豆詰まりを生じることがあるため、コーヒー豆がコーヒーミルに送られない状態が生じて挽き豆の供給が停滞し、抽出機へ挽き豆を供給できなくなるという問題がある。一旦、コーヒー豆の詰まりが生じると、豆詰まりを生じた個所を分解して詰まったコーヒー豆を除去し、再びこの個所を組み立てるといった面倒な作業が必要になる。
【０００４】
従って、本発明の目的は、コーヒー豆の詰まりを容易に、かつ、確実に解消することのできるコーヒー飲料抽出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、コーヒー豆を所定の粒度の挽き豆に粉砕して抽出機に供給するコーヒーミルを備えたコーヒー飲料抽出装置において、
前記コーヒー豆が前記コーヒーミルへ所定の時間供給されないとき、供給不良信号を発生する信号発生手段と、
前記供給不良信号の入力に基づいて前記コーヒーミルの駆動を停止し、再駆動する制御手段を有するコーヒー飲料抽出装置を提供する。
【０００６】
上記したコーヒー飲料抽出装置によると、コーヒーミルを停止させて再駆動することによって慣性変動に基づく振動が発生する。この振動に基づいてコーヒーミルやコーヒー豆貯蔵部に生じるコーヒー豆の詰まりを解消させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコーヒー飲料抽出装置を図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるコーヒー飲料抽出装置を示し、コーヒー豆を貯蔵するコーヒー豆貯蔵部１と、コーヒー豆貯蔵部１から落下するコーヒー豆を下方に誘導するコーヒー豆誘導部２と、コーヒー豆誘導部２を介して供給されるコーヒー豆を粉砕して挽き豆にするコーヒーミル３と、コーヒーミル３の内部に設けられる粉砕刃（後述）を回転させるミルモータ４と、コーヒーミル３で粉砕された挽き豆を体積（容積）に基づいて計量する計量器５と、計量器５の本体を形成する計量室５１と、計量室５１の内部に挽き豆を導入するための導入部５Ａと、計量室５１の前端部に開閉自在に支持される前蓋５Ｂと、計量器５から吐出された挽き豆を抽出機（後述）の挽き豆投入部（図示せず）に誘導する粉シュート６と、コーヒー豆誘導部２に設けられてコーヒー豆の有無を検出するコーヒー豆センサ７と、前蓋５Ｂが開いたことに基づいて挽き豆の計量完了を検出する光センサ等の計量完了センサ８と、コーヒー豆センサ７および計量完了センサ８の出力信号をＡ／Ｄ変換して出力する検出回路９と、ミルモータ４に電流を供給するモータ駆動回路１０と、基準クロック発生部（図示せず）で発生するクロックをカウントすることによって時間を計測するタイマ１１と、コーヒー飲料抽出装置の各部の動作を制御する制御部１２と、粉シュート６を介して投入された挽き豆に高温の湯を所定の高圧で通過させることによってコーヒー液を抽出する抽出機１６と、希釈湯、およびクリーム、砂糖等の補助原料を販売形態に応じてコーヒー液に混合することにより生成したコーヒー飲料を受容するカップ１７を有し、計量室５１の内部には、導入された挽き豆を前蓋５Ｂの方向に押圧して吐出させる摺動可能なピストン（図示せず）が内臓されており、計量室５１内でピストンの位置を可変させることによって挽き豆６〜１３ｇに相当する容積を設定可能な構造となっている。前蓋５Ｂは計量室５１内に導入された挽き豆がこぼれ出ないように図示しないスプリングで付勢されて閉じられている。
【０００９】
図１（ｂ）は、コーヒーミル３の断面を示し、コーヒー豆貯蔵部１（図示せず）から本体３２の内部にかけてコーヒー豆Ｂが満たされた構造としており、本体３２の内部に回転自在に収容されてコーヒー豆を粉砕する粉砕刃３０と、粉砕刃３０を回転させるミルモータ４の回転軸４Ａと、粉砕刃３０と対向するように本体３２内に固定される固定刃３１と、回転軸４Ａの外周部に螺旋状に取り付けられるコーヒー豆搬送用のワイヤー３３Ａと、ベアリング３５を介して粉砕刃３０を回転自在に支持する粉砕刃調整部材３６と、粉砕刃調整部材３６と本体３２との間に設けられるシール部材３７を有し、粉砕刃調整部材３６は本体３２の端面に設けられる蓋３Ｃによってカバーされている。このコーヒーミル３の豆粉砕能力は毎秒２ｇである。
【００１０】
粉砕刃３０は、回転軸４Ａとキー結合するキー３０Ａを有し、回転軸４Ａの回転に基づいて回転するとともに回転軸４Ａの長さ方向に摺動自在に結合している。
【００１１】
本体３２は、コーヒー豆誘導部２に連続して設けられる豆導入部３２Ａと、粉砕刃調整部材３６のねじ部３６Ａとねじ係合するねじ部３２Ｂと、粉砕刃３０および固定刃３１によって粉砕された挽き豆を計量器５の導入部５Ａへ排出する挽き豆排出部３２Ｃを有する。
【００１２】
粉砕刃調整部材３６は、本体３２のねじ部３２Ｂとねじ係合するねじ部３６Ａを有し、端部に形成されるギヤ部３６Ｂを間隔調整モータ（図示せず）でギヤ駆動することによって回転軸４Ａの軸方向に粉砕刃３０を移動させる。
【００１３】
図２は、計量器５を示し、上部に挽き豆を導入する導入部５Ａを有する計量室５１と、計量室５１の端部に前蓋５Ｂを回動自在に支持するヒンジ部５２と、計量室５１の内部に摺動可能に収容されるピストン５６Ｄを一体的に形成され、側面にラック部５６Ａを有するピストンロッド５６と、ピストンロッド５６の後端に形成されるバネ部５６Ｂと、バネ部５６Ｂの近傍に形成される切り欠き５６Ｃと、計量室５１に取り付けられ、バネ部５６Ｂに当接してピストンロッド５６の移動を規制する突起部５０Ａ、５０Ｂと、バネ部５６Ｂの切り欠き５６Ｃを光学的に検出する光センサ５７と、ピストンロッド５６のラック部５６Ａと噛合する駆動ギヤ５８Ａを有する駆動軸５８と、駆動軸５８をトルク伝達部５９を介して回転駆動する計量モータ５９Ａと、計量モータ５９Ａの回転軸に取り付けられて回転量を検出する計量エンコーダ５９Ｂを有する。駆動ギヤ５８Ａの直径は１７．５ｍｍで形成されており、ラック部５６Ａと噛み合う歯車部分の外周長は約５５ｍｍである。蓋支持部材５Ｃの開放端は計量室５１の側部に達し、末端には前蓋５Ｂの開動作に基づいて計量完了を検出するための計量完了センサ８を有する。この計量完了センサ８は、計量室５１の側部に設けられる光センサ８Ａと係合する光検出部８Ｂを有する。
【００１４】
図３（ａ）は、計量器５の前蓋５Ｂを閉じた状態であり、ヒンジ部５２の回動軸を鉛直方向に設け、前蓋５Ｂが水平方向に回動して計量室５１の最前部を開放するように形成されており、ヒンジ部５２は挽き豆が付着しないように前蓋５Ｂの開口部より上方に設けられてなっている。このヒンジ部５２から逆「へ」の字型に形成された蓋支持部材５Ｃを介して前蓋５Ｂを固定している。
【００１５】
図３（ｂ）は、計量器５の前蓋５Ｂを開いた状態であり、導入部５Ａから計量室５１に挽き豆が供給され、挽き豆によって計量室５１が満たされると、前蓋５Ｂが僅かに回動する。この回動に基づいて光検出部８Ｂで遮光されていた光センサ８Ａの発光部８ａから光が出射されて受光部８ｂで受光されると、前述したミルモータ４への通電が停止して計量室５１への挽き豆の供給が停止する。停止後、計量モータ５９Ａが通電されて駆動ギヤ５８Ａが回転し、ピストンロッド５６を前方に移動させる。ピストン５６Ｄの先端には、前蓋５Ｂに当接する突起部５６ａが設けられており、挽き豆を押し出した後に前蓋５Ｂを開放状態で保持する。
【００１６】
図４は、計量室５１を図示省略した状態のピストンロッド５６を示し、前蓋５Ｂは、ピストン５６Ｄの突起部５６ａが当接した状態でピストンロッド５６が前方に移動することにより、ヒンジ部５２を軸として同軸的に設けられるスプリング５５Ａの反力に抗して紙面上における反時計方向に回動する。このとき、前蓋５Ｂと計量室５１の先端部は離れ、挽き豆は前蓋５Ｂと計量室５１との間に挟まれることなく容易に落下する。
【００１７】
図５は、コーヒーミル３の内部でコーヒー豆が詰まった状態を示し、豆導入部３２Ａの断面減少部でコーヒー豆同士が密に接触することにより豆詰まりが発生している。このような豆詰まりが一旦発生すると、紙面上方から供給されるコーヒー豆の重量によって詰まりを生じた部分が締め固められることにより強固な詰まりとなる。
【００１８】
図６は、本発明のコーヒー飲料抽出装置に係るコーヒーミルの動作を示すフローチャートであり、以下にコーヒーミルの動作について説明する。
【００１９】
コーヒーミル３で挽き豆を形成する前に、制御部１２はコーヒーミルの駆動条件としてエラータイマ時間（Ｓ１）、停止および再駆動を繰り返す回数を設定する（Ｓ２）。エラータイマ時間は、ミルモータ４の駆動開始時を基準としたコーヒーミル３の最大駆動時間である。本実施の形態では、停止および再駆動を繰り返す回数を２回とし、駆動開始から７秒後に計量完了信号の入力がないときに第１回目の停止および再駆動を行う。また、第１回目の停止および再駆動から４秒後に計量完了信号の入力がないときに第２回目の停止および再駆動を行う。そして、第２回目の停止および再駆動から３秒後に計量完了信号の入力がないときに故障としてミルモータ４を停止する。ミルモータ４は駆動開始時よりタイマ１１で駆動時間がコーヒーミル３の計測される。モータ駆動回路１０はミルモータ４に通電することによりコーヒーミル３を駆動する。（Ｓ３）。
【００２０】
コーヒーミル３を駆動すると、回転軸４Ａの近傍にあるコーヒー豆がワイヤー３３Ａの搬送動作に基づいて回転軸４Ａに沿って移動し、粉砕刃３０および固定刃３１の間に送り込まれることによって粉砕される。粉砕された挽き豆は挽き豆排出部３２Ｃに連続する導入部５Ａから計量器５に導入される。計量器５の内部が挽き豆で満たされると、前蓋５Ｂが挽き豆に押されて僅かに開くことから、この前蓋５Ｂの開動作を計量完了センサ８で検出したときミルモータ４への通電を停止することによってコーヒーミル３を駆動停止する（Ｓ４）。
【００２１】
コーヒーミル３の駆動停止後、計量室５１内に摺動自在に設けられているピストンを駆動して計量器５内に収容されている引き豆を前蓋５Ｂの方向に押圧する。この押圧に基づいて前蓋５Ｂが開き、計量室５１内に収容されている挽き豆が吐出して粉シュート６を介して下方に落下する。落下した挽き豆は図示しない抽出機に供給される（Ｓ５）。
【００２２】
また、コーヒーミル３の駆動開始から７秒経過しても計量完了信号が出力されないときは、ミルモータ４を停止させた後、再駆動する。このミルモータ４の停止および再駆動によって慣性変動に基づく振動が生じ、コーヒー豆貯蔵部１およびコーヒーミル３が振動する（Ｓ６）。
【００２３】
再駆動後、計量完了信号が出力された場合にはミルモータ４を停止し、計量器５内のピストンを駆動して計量室５１から挽き豆を吐出させる。また、再駆動から４秒経過しても計量完了信号が出力されないときは、再度ミルモータ４を停止させた後、再駆動する。
【００２４】
２回目の再駆動後、計量完了信号が出力された場合にはミルモータ４を停止し、計量器５内のピストンを駆動して計量室５１から挽き豆を吐出させる。また、２回目の再駆動から３秒経過しても計量完了信号が出力されないときは、コーヒーミル３の故障としてミルモータ４への通電を停止する（Ｓ７）。
【００２５】
ミルモータ４の停止後、計量器５内の挽き豆の廃棄動作を行う。この廃棄動作は計量器５のピストンを駆動して計量室５１内にある挽き豆を前蓋５Ｂから押し出して行う（Ｓ８）。この挽き豆の廃棄時に計量完了信号が出力されないときは計量完了センサ８の不良である（Ｓ９）。
【００２６】
計量器５から廃棄された挽き豆は抽出機１６に投入される。抽出機１６では、計量器５から廃棄された挽き豆の廃棄動作を行った後に抽出待機状態となる（Ｓ１０）。
【００２７】
上記したコーヒー飲料抽出装置によると、コーヒーミル３の駆動開始から所定の時間が経過しても計量完了信号が出力されないとき、ミルモータ４を一時的に停止し、再駆動させることによって振動を発生させるようにしたので、コーヒー豆貯蔵部１やコーヒーミル３で豆詰まりが生じても分解および組み立て等の面倒な作業を必要とせずに容易に豆詰まりを解消することができる。また、ミルモータ４の停止および再駆動を行っても豆詰まりが解消されない場合、ミルモータ４の停止および再駆動を繰り返し行うことにより強固な豆詰まりであっても確実に解消させることが可能になる。本実施の形態では、ミルモータ４の停止および再駆動を２回繰り返しても豆詰まりが解消されないときは故障としてミルモータ４への通電を停止しているが、繰り返しの回数を任意に設定することが可能である。
【００２８】
また、故障判定後の挽き豆廃棄時に計量器５のピストンを駆動することによって計量完了センサ８の出力をチェックするので計量完了センサ８の不良を検出することが可能になる。また、計量器５のピストンを駆動することによって計量完了信号が出力されるときは計量完了センサ８は故障していないので、コーヒー豆の供給経路で豆詰まりが発生していると判断することができる。
【００２９】
また、計量器５内に充填された挽き豆に基づいて計量完了信号を出力する計量完了センサ８として、例えば、ピストンの先端にマイクロスイッチ等のスイッチと、スイッチをＯＮ／ＯＦＦするレバーを押すダイアフラムを設け、計量器５内に充填された挽き豆によってダイアフラムが押されることによりスイッチがＯＮになり、このことによって計量完了信号が出力されるようにすることもできる。
【００３０】
図７（ａ）は、本発明の第２の実施の形態におけるコーヒー飲料抽出装置を示し、ミルモータ４に供給される電流をモータ駆動回路１０を介して検出回路９で検出し、電流値の変化に基づいてコーヒーミル３内のコーヒー豆の有無を検出する構成において第１の実施の形態のコーヒー飲料抽出装置と相違している。その他、第１の実施の形態のコーヒー飲料抽出装置と同一の構成および機能を有する部分については同一の引用数字を付しているので重複する説明を省略する。
【００３１】
図７（ｂ）は、ミルモータ４に供給される電流を検出する構成を示し、電源線１３にモータ駆動回路１０が接続され、制御部１２からの通電信号を入力する信号端子Ａ，Ｂを有する。信号端子ＡにＨ信号を入力し、信号端子ＢにＬ信号を入力することによってミルモータ４が所定の方向（例えば、時計方向）に回転する。ミルモータ４を停止させるときは信号端子Ａ，ＢにＨ信号を入力してブレーキをかけることにより速やかに停止させた後、信号端子Ａ，ＢをＬレベルにする。ミルモータ４は検知抵抗１４を介して接地電位に固定されるとともに検出回路９のＡ／Ｄ変換器１５を介して電流検出回路９Ａに接続されている。電流検出回路９Ａはミルモータ４に通電される電流値に基づく検出信号を制御部１２に出力する。
【００３２】
図８は、ミルモータ４の駆動時における電流値の変化を示し、コーヒーミル３の粉砕刃３０および固定刃３１でコーヒー豆を粉砕している状態ａではミルモータ４にコーヒー豆粉砕動作に基づく駆動負荷が生じ、この駆動負荷に応じた電流値Ａ1が電流検出回路９Ａで検出される。また、コーヒー豆を挽いていない状態ｂではミルモータ４の駆動負荷が小になる。このことからコーヒー豆貯蔵部１内にコーヒー豆があり、かつ、コーヒー豆を挽いていない状態ｂの電流値Ａ2を電流検出回路９Ａでｔ秒間検出したとき、制御部１２にコーヒー豆の未供給信号が出力される。この未供給信号の発生に基づいて制御部１２はミルモータ４の停止および再駆動を行うことにより振動を発生させる。
【００３３】
上記した構成によると、コーヒーミル３でコーヒー豆を挽いているときと挽いていないときの駆動負荷に応じたミルモータ４の電流値に基づいてコーヒーミル３内の挽き豆の有無を検出するようにしたので、挽き豆を検出するセンサが不要になって構成を簡素化でき、そのことによってコーヒー飲料抽出装置のコストダウンを図ることができる。また、粉砕刃３０および固定刃３１の部分におけるコーヒー豆の有無を把握することができる。
【００３４】
また、上記したコーヒー豆の未供給信号は、ミルモータ４の回転数の変化を検出回路で検出し、この検出結果に基づいて出力させることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のコーヒー飲料抽出装置によると、コーヒー豆がコーヒーミルへ所定の時間供給されないとき、コーヒーミルの駆動を停止し、再駆動するようにしたため、コーヒー豆の詰まりを容易に、かつ、確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るコーヒー飲料抽出装置を示す説明図
（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るコーヒーミルの断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る計量器の斜視図
【図３】（ａ）は、計量器の前面部（閉状態）の説明図
（ｂ）は、計量器の前面部（開状態）の説明図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る計量器の平面図
【図５】コーヒーミル内にコーヒー豆が詰まった状態を示す説明図
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るコーヒー飲料抽出装置の動作を示すフローチャート
【図７】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るコーヒー飲料抽出装置を示す説明図
（ｂ）は、ミルモータの電流検出回路を示す説明図
【図８】ミルモータの駆動時における電流値の変化を示す説明図
【符号の説明】
１ コーヒー豆貯蔵部
２ コーヒー豆誘導部
３ コーヒーミル
３Ｃ 蓋
４ ミルモータ
４Ａ 回転軸
５ 計量器
５Ａ 導入部
５Ｂ 前蓋
５Ｃ 蓋支持部材
６ 粉シュート
７ コーヒー豆センサ
８ 計量完了センサ
８Ａ 光センサ
８Ｂ 光検出部
８ａ 発光部
８ｂ 受光部
９ 検出回路
９Ａ 電流検出回路
１０ モータ駆動回路
１１ タイマ
１２ 制御部
１３ 電源線
１４ 検知抵抗
１５ 変換器
１６ 抽出機
１７ カップ
３０Ａ キー
３０ 粉砕刃
３１ 固定刃
３２ 本体
３２Ａ 豆導入部
３２Ｂ ねじ部
３２Ｃ 豆排出部
３３Ａ ワイヤー
３５ ベアリング
３６ 粉砕刃調整部材
３６Ａ ねじ部
３６Ｂ ギヤ部
３７ シール部材
５０Ａ 突起部
５１ 計量室
５２ ヒンジ部
５５Ａ スプリング
５６ ピストンロッド
５６Ａ ラック部
５６Ｂ バネ部
５６Ｄ ピストン
５６ａ 突起部
５７ 光センサ
５８ 駆動軸
５８Ａ 駆動ギヤ
５９ トルク伝達部
５９Ａ 計量モータ
５９Ｂ 計量エンコーダ
Ｂ コーヒー豆
【発明の属する技術分野】
本発明はコーヒー飲料抽出装置に関し、特に、構成を複雑にすることなくコーヒーミルへのコーヒー豆の供給不良を防止することができるコーヒー飲料抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カップ自動販売機等のコーヒー飲料抽出装置は、コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して挽き豆とし、この挽き豆を抽出機に供給するコーヒーミルを有する。このコーヒーミルは、例えば、円盤状に形成されて対向して配置される一対の粉砕刃を有し、コーヒー豆貯蔵部に貯蔵されているコーヒー豆を回転する粉砕刃の間に送り込んで粉砕することによって挽き豆を形成して抽出機に供給しており、挽き豆の粒度は粉砕刃の間隔を変化させることで調節することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のコーヒー飲料抽出装置によると、コーヒー豆の粒形状および接触状態に基づいてコーヒー豆貯蔵部内、あるいはコーヒーミルの供給経路内でコーヒー豆同士が密に接触して豆詰まりを生じることがあるため、コーヒー豆がコーヒーミルに送られない状態が生じて挽き豆の供給が停滞し、抽出機へ挽き豆を供給できなくなるという問題がある。一旦、コーヒー豆の詰まりが生じると、豆詰まりを生じた個所を分解して詰まったコーヒー豆を除去し、再びこの個所を組み立てるといった面倒な作業が必要になる。
【０００４】
従って、本発明の目的は、コーヒー豆の詰まりを容易に、かつ、確実に解消することのできるコーヒー飲料抽出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、コーヒー豆を所定の粒度の挽き豆に粉砕して抽出機に供給するコーヒーミルを備えたコーヒー飲料抽出装置において、
前記コーヒー豆が前記コーヒーミルへ所定の時間供給されないとき、供給不良信号を発生する信号発生手段と、
前記供給不良信号の入力に基づいて前記コーヒーミルの駆動を停止し、再駆動する制御手段を有するコーヒー飲料抽出装置を提供する。
【０００６】
上記したコーヒー飲料抽出装置によると、コーヒーミルを停止させて再駆動することによって慣性変動に基づく振動が発生する。この振動に基づいてコーヒーミルやコーヒー豆貯蔵部に生じるコーヒー豆の詰まりを解消させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコーヒー飲料抽出装置を図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるコーヒー飲料抽出装置を示し、コーヒー豆を貯蔵するコーヒー豆貯蔵部１と、コーヒー豆貯蔵部１から落下するコーヒー豆を下方に誘導するコーヒー豆誘導部２と、コーヒー豆誘導部２を介して供給されるコーヒー豆を粉砕して挽き豆にするコーヒーミル３と、コーヒーミル３の内部に設けられる粉砕刃（後述）を回転させるミルモータ４と、コーヒーミル３で粉砕された挽き豆を体積（容積）に基づいて計量する計量器５と、計量器５の本体を形成する計量室５１と、計量室５１の内部に挽き豆を導入するための導入部５Ａと、計量室５１の前端部に開閉自在に支持される前蓋５Ｂと、計量器５から吐出された挽き豆を抽出機（後述）の挽き豆投入部（図示せず）に誘導する粉シュート６と、コーヒー豆誘導部２に設けられてコーヒー豆の有無を検出するコーヒー豆センサ７と、前蓋５Ｂが開いたことに基づいて挽き豆の計量完了を検出する光センサ等の計量完了センサ８と、コーヒー豆センサ７および計量完了センサ８の出力信号をＡ／Ｄ変換して出力する検出回路９と、ミルモータ４に電流を供給するモータ駆動回路１０と、基準クロック発生部（図示せず）で発生するクロックをカウントすることによって時間を計測するタイマ１１と、コーヒー飲料抽出装置の各部の動作を制御する制御部１２と、粉シュート６を介して投入された挽き豆に高温の湯を所定の高圧で通過させることによってコーヒー液を抽出する抽出機１６と、希釈湯、およびクリーム、砂糖等の補助原料を販売形態に応じてコーヒー液に混合することにより生成したコーヒー飲料を受容するカップ１７を有し、計量室５１の内部には、導入された挽き豆を前蓋５Ｂの方向に押圧して吐出させる摺動可能なピストン（図示せず）が内臓されており、計量室５１内でピストンの位置を可変させることによって挽き豆６〜１３ｇに相当する容積を設定可能な構造となっている。前蓋５Ｂは計量室５１内に導入された挽き豆がこぼれ出ないように図示しないスプリングで付勢されて閉じられている。
【０００９】
図１（ｂ）は、コーヒーミル３の断面を示し、コーヒー豆貯蔵部１（図示せず）から本体３２の内部にかけてコーヒー豆Ｂが満たされた構造としており、本体３２の内部に回転自在に収容されてコーヒー豆を粉砕する粉砕刃３０と、粉砕刃３０を回転させるミルモータ４の回転軸４Ａと、粉砕刃３０と対向するように本体３２内に固定される固定刃３１と、回転軸４Ａの外周部に螺旋状に取り付けられるコーヒー豆搬送用のワイヤー３３Ａと、ベアリング３５を介して粉砕刃３０を回転自在に支持する粉砕刃調整部材３６と、粉砕刃調整部材３６と本体３２との間に設けられるシール部材３７を有し、粉砕刃調整部材３６は本体３２の端面に設けられる蓋３Ｃによってカバーされている。このコーヒーミル３の豆粉砕能力は毎秒２ｇである。
【００１０】
粉砕刃３０は、回転軸４Ａとキー結合するキー３０Ａを有し、回転軸４Ａの回転に基づいて回転するとともに回転軸４Ａの長さ方向に摺動自在に結合している。
【００１１】
本体３２は、コーヒー豆誘導部２に連続して設けられる豆導入部３２Ａと、粉砕刃調整部材３６のねじ部３６Ａとねじ係合するねじ部３２Ｂと、粉砕刃３０および固定刃３１によって粉砕された挽き豆を計量器５の導入部５Ａへ排出する挽き豆排出部３２Ｃを有する。
【００１２】
粉砕刃調整部材３６は、本体３２のねじ部３２Ｂとねじ係合するねじ部３６Ａを有し、端部に形成されるギヤ部３６Ｂを間隔調整モータ（図示せず）でギヤ駆動することによって回転軸４Ａの軸方向に粉砕刃３０を移動させる。
【００１３】
図２は、計量器５を示し、上部に挽き豆を導入する導入部５Ａを有する計量室５１と、計量室５１の端部に前蓋５Ｂを回動自在に支持するヒンジ部５２と、計量室５１の内部に摺動可能に収容されるピストン５６Ｄを一体的に形成され、側面にラック部５６Ａを有するピストンロッド５６と、ピストンロッド５６の後端に形成されるバネ部５６Ｂと、バネ部５６Ｂの近傍に形成される切り欠き５６Ｃと、計量室５１に取り付けられ、バネ部５６Ｂに当接してピストンロッド５６の移動を規制する突起部５０Ａ、５０Ｂと、バネ部５６Ｂの切り欠き５６Ｃを光学的に検出する光センサ５７と、ピストンロッド５６のラック部５６Ａと噛合する駆動ギヤ５８Ａを有する駆動軸５８と、駆動軸５８をトルク伝達部５９を介して回転駆動する計量モータ５９Ａと、計量モータ５９Ａの回転軸に取り付けられて回転量を検出する計量エンコーダ５９Ｂを有する。駆動ギヤ５８Ａの直径は１７．５ｍｍで形成されており、ラック部５６Ａと噛み合う歯車部分の外周長は約５５ｍｍである。蓋支持部材５Ｃの開放端は計量室５１の側部に達し、末端には前蓋５Ｂの開動作に基づいて計量完了を検出するための計量完了センサ８を有する。この計量完了センサ８は、計量室５１の側部に設けられる光センサ８Ａと係合する光検出部８Ｂを有する。
【００１４】
図３（ａ）は、計量器５の前蓋５Ｂを閉じた状態であり、ヒンジ部５２の回動軸を鉛直方向に設け、前蓋５Ｂが水平方向に回動して計量室５１の最前部を開放するように形成されており、ヒンジ部５２は挽き豆が付着しないように前蓋５Ｂの開口部より上方に設けられてなっている。このヒンジ部５２から逆「へ」の字型に形成された蓋支持部材５Ｃを介して前蓋５Ｂを固定している。
【００１５】
図３（ｂ）は、計量器５の前蓋５Ｂを開いた状態であり、導入部５Ａから計量室５１に挽き豆が供給され、挽き豆によって計量室５１が満たされると、前蓋５Ｂが僅かに回動する。この回動に基づいて光検出部８Ｂで遮光されていた光センサ８Ａの発光部８ａから光が出射されて受光部８ｂで受光されると、前述したミルモータ４への通電が停止して計量室５１への挽き豆の供給が停止する。停止後、計量モータ５９Ａが通電されて駆動ギヤ５８Ａが回転し、ピストンロッド５６を前方に移動させる。ピストン５６Ｄの先端には、前蓋５Ｂに当接する突起部５６ａが設けられており、挽き豆を押し出した後に前蓋５Ｂを開放状態で保持する。
【００１６】
図４は、計量室５１を図示省略した状態のピストンロッド５６を示し、前蓋５Ｂは、ピストン５６Ｄの突起部５６ａが当接した状態でピストンロッド５６が前方に移動することにより、ヒンジ部５２を軸として同軸的に設けられるスプリング５５Ａの反力に抗して紙面上における反時計方向に回動する。このとき、前蓋５Ｂと計量室５１の先端部は離れ、挽き豆は前蓋５Ｂと計量室５１との間に挟まれることなく容易に落下する。
【００１７】
図５は、コーヒーミル３の内部でコーヒー豆が詰まった状態を示し、豆導入部３２Ａの断面減少部でコーヒー豆同士が密に接触することにより豆詰まりが発生している。このような豆詰まりが一旦発生すると、紙面上方から供給されるコーヒー豆の重量によって詰まりを生じた部分が締め固められることにより強固な詰まりとなる。
【００１８】
図６は、本発明のコーヒー飲料抽出装置に係るコーヒーミルの動作を示すフローチャートであり、以下にコーヒーミルの動作について説明する。
【００１９】
コーヒーミル３で挽き豆を形成する前に、制御部１２はコーヒーミルの駆動条件としてエラータイマ時間（Ｓ１）、停止および再駆動を繰り返す回数を設定する（Ｓ２）。エラータイマ時間は、ミルモータ４の駆動開始時を基準としたコーヒーミル３の最大駆動時間である。本実施の形態では、停止および再駆動を繰り返す回数を２回とし、駆動開始から７秒後に計量完了信号の入力がないときに第１回目の停止および再駆動を行う。また、第１回目の停止および再駆動から４秒後に計量完了信号の入力がないときに第２回目の停止および再駆動を行う。そして、第２回目の停止および再駆動から３秒後に計量完了信号の入力がないときに故障としてミルモータ４を停止する。ミルモータ４は駆動開始時よりタイマ１１で駆動時間がコーヒーミル３の計測される。モータ駆動回路１０はミルモータ４に通電することによりコーヒーミル３を駆動する。（Ｓ３）。
【００２０】
コーヒーミル３を駆動すると、回転軸４Ａの近傍にあるコーヒー豆がワイヤー３３Ａの搬送動作に基づいて回転軸４Ａに沿って移動し、粉砕刃３０および固定刃３１の間に送り込まれることによって粉砕される。粉砕された挽き豆は挽き豆排出部３２Ｃに連続する導入部５Ａから計量器５に導入される。計量器５の内部が挽き豆で満たされると、前蓋５Ｂが挽き豆に押されて僅かに開くことから、この前蓋５Ｂの開動作を計量完了センサ８で検出したときミルモータ４への通電を停止することによってコーヒーミル３を駆動停止する（Ｓ４）。
【００２１】
コーヒーミル３の駆動停止後、計量室５１内に摺動自在に設けられているピストンを駆動して計量器５内に収容されている引き豆を前蓋５Ｂの方向に押圧する。この押圧に基づいて前蓋５Ｂが開き、計量室５１内に収容されている挽き豆が吐出して粉シュート６を介して下方に落下する。落下した挽き豆は図示しない抽出機に供給される（Ｓ５）。
【００２２】
また、コーヒーミル３の駆動開始から７秒経過しても計量完了信号が出力されないときは、ミルモータ４を停止させた後、再駆動する。このミルモータ４の停止および再駆動によって慣性変動に基づく振動が生じ、コーヒー豆貯蔵部１およびコーヒーミル３が振動する（Ｓ６）。
【００２３】
再駆動後、計量完了信号が出力された場合にはミルモータ４を停止し、計量器５内のピストンを駆動して計量室５１から挽き豆を吐出させる。また、再駆動から４秒経過しても計量完了信号が出力されないときは、再度ミルモータ４を停止させた後、再駆動する。
【００２４】
２回目の再駆動後、計量完了信号が出力された場合にはミルモータ４を停止し、計量器５内のピストンを駆動して計量室５１から挽き豆を吐出させる。また、２回目の再駆動から３秒経過しても計量完了信号が出力されないときは、コーヒーミル３の故障としてミルモータ４への通電を停止する（Ｓ７）。
【００２５】
ミルモータ４の停止後、計量器５内の挽き豆の廃棄動作を行う。この廃棄動作は計量器５のピストンを駆動して計量室５１内にある挽き豆を前蓋５Ｂから押し出して行う（Ｓ８）。この挽き豆の廃棄時に計量完了信号が出力されないときは計量完了センサ８の不良である（Ｓ９）。
【００２６】
計量器５から廃棄された挽き豆は抽出機１６に投入される。抽出機１６では、計量器５から廃棄された挽き豆の廃棄動作を行った後に抽出待機状態となる（Ｓ１０）。
【００２７】
上記したコーヒー飲料抽出装置によると、コーヒーミル３の駆動開始から所定の時間が経過しても計量完了信号が出力されないとき、ミルモータ４を一時的に停止し、再駆動させることによって振動を発生させるようにしたので、コーヒー豆貯蔵部１やコーヒーミル３で豆詰まりが生じても分解および組み立て等の面倒な作業を必要とせずに容易に豆詰まりを解消することができる。また、ミルモータ４の停止および再駆動を行っても豆詰まりが解消されない場合、ミルモータ４の停止および再駆動を繰り返し行うことにより強固な豆詰まりであっても確実に解消させることが可能になる。本実施の形態では、ミルモータ４の停止および再駆動を２回繰り返しても豆詰まりが解消されないときは故障としてミルモータ４への通電を停止しているが、繰り返しの回数を任意に設定することが可能である。
【００２８】
また、故障判定後の挽き豆廃棄時に計量器５のピストンを駆動することによって計量完了センサ８の出力をチェックするので計量完了センサ８の不良を検出することが可能になる。また、計量器５のピストンを駆動することによって計量完了信号が出力されるときは計量完了センサ８は故障していないので、コーヒー豆の供給経路で豆詰まりが発生していると判断することができる。
【００２９】
また、計量器５内に充填された挽き豆に基づいて計量完了信号を出力する計量完了センサ８として、例えば、ピストンの先端にマイクロスイッチ等のスイッチと、スイッチをＯＮ／ＯＦＦするレバーを押すダイアフラムを設け、計量器５内に充填された挽き豆によってダイアフラムが押されることによりスイッチがＯＮになり、このことによって計量完了信号が出力されるようにすることもできる。
【００３０】
図７（ａ）は、本発明の第２の実施の形態におけるコーヒー飲料抽出装置を示し、ミルモータ４に供給される電流をモータ駆動回路１０を介して検出回路９で検出し、電流値の変化に基づいてコーヒーミル３内のコーヒー豆の有無を検出する構成において第１の実施の形態のコーヒー飲料抽出装置と相違している。その他、第１の実施の形態のコーヒー飲料抽出装置と同一の構成および機能を有する部分については同一の引用数字を付しているので重複する説明を省略する。
【００３１】
図７（ｂ）は、ミルモータ４に供給される電流を検出する構成を示し、電源線１３にモータ駆動回路１０が接続され、制御部１２からの通電信号を入力する信号端子Ａ，Ｂを有する。信号端子ＡにＨ信号を入力し、信号端子ＢにＬ信号を入力することによってミルモータ４が所定の方向（例えば、時計方向）に回転する。ミルモータ４を停止させるときは信号端子Ａ，ＢにＨ信号を入力してブレーキをかけることにより速やかに停止させた後、信号端子Ａ，ＢをＬレベルにする。ミルモータ４は検知抵抗１４を介して接地電位に固定されるとともに検出回路９のＡ／Ｄ変換器１５を介して電流検出回路９Ａに接続されている。電流検出回路９Ａはミルモータ４に通電される電流値に基づく検出信号を制御部１２に出力する。
【００３２】
図８は、ミルモータ４の駆動時における電流値の変化を示し、コーヒーミル３の粉砕刃３０および固定刃３１でコーヒー豆を粉砕している状態ａではミルモータ４にコーヒー豆粉砕動作に基づく駆動負荷が生じ、この駆動負荷に応じた電流値Ａ1が電流検出回路９Ａで検出される。また、コーヒー豆を挽いていない状態ｂではミルモータ４の駆動負荷が小になる。このことからコーヒー豆貯蔵部１内にコーヒー豆があり、かつ、コーヒー豆を挽いていない状態ｂの電流値Ａ2を電流検出回路９Ａでｔ秒間検出したとき、制御部１２にコーヒー豆の未供給信号が出力される。この未供給信号の発生に基づいて制御部１２はミルモータ４の停止および再駆動を行うことにより振動を発生させる。
【００３３】
上記した構成によると、コーヒーミル３でコーヒー豆を挽いているときと挽いていないときの駆動負荷に応じたミルモータ４の電流値に基づいてコーヒーミル３内の挽き豆の有無を検出するようにしたので、挽き豆を検出するセンサが不要になって構成を簡素化でき、そのことによってコーヒー飲料抽出装置のコストダウンを図ることができる。また、粉砕刃３０および固定刃３１の部分におけるコーヒー豆の有無を把握することができる。
【００３４】
また、上記したコーヒー豆の未供給信号は、ミルモータ４の回転数の変化を検出回路で検出し、この検出結果に基づいて出力させることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のコーヒー飲料抽出装置によると、コーヒー豆がコーヒーミルへ所定の時間供給されないとき、コーヒーミルの駆動を停止し、再駆動するようにしたため、コーヒー豆の詰まりを容易に、かつ、確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るコーヒー飲料抽出装置を示す説明図
（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るコーヒーミルの断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る計量器の斜視図
【図３】（ａ）は、計量器の前面部（閉状態）の説明図
（ｂ）は、計量器の前面部（開状態）の説明図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る計量器の平面図
【図５】コーヒーミル内にコーヒー豆が詰まった状態を示す説明図
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るコーヒー飲料抽出装置の動作を示すフローチャート
【図７】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るコーヒー飲料抽出装置を示す説明図
（ｂ）は、ミルモータの電流検出回路を示す説明図
【図８】ミルモータの駆動時における電流値の変化を示す説明図
【符号の説明】
１ コーヒー豆貯蔵部
２ コーヒー豆誘導部
３ コーヒーミル
３Ｃ 蓋
４ ミルモータ
４Ａ 回転軸
５ 計量器
５Ａ 導入部
５Ｂ 前蓋
５Ｃ 蓋支持部材
６ 粉シュート
７ コーヒー豆センサ
８ 計量完了センサ
８Ａ 光センサ
８Ｂ 光検出部
８ａ 発光部
８ｂ 受光部
９ 検出回路
９Ａ 電流検出回路
１０ モータ駆動回路
１１ タイマ
１２ 制御部
１３ 電源線
１４ 検知抵抗
１５ 変換器
１６ 抽出機
１７ カップ
３０Ａ キー
３０ 粉砕刃
３１ 固定刃
３２ 本体
３２Ａ 豆導入部
３２Ｂ ねじ部
３２Ｃ 豆排出部
３３Ａ ワイヤー
３５ ベアリング
３６ 粉砕刃調整部材
３６Ａ ねじ部
３６Ｂ ギヤ部
３７ シール部材
５０Ａ 突起部
５１ 計量室
５２ ヒンジ部
５５Ａ スプリング
５６ ピストンロッド
５６Ａ ラック部
５６Ｂ バネ部
５６Ｄ ピストン
５６ａ 突起部
５７ 光センサ
５８ 駆動軸
５８Ａ 駆動ギヤ
５９ トルク伝達部
５９Ａ 計量モータ
５９Ｂ 計量エンコーダ
Ｂ コーヒー豆
Claims (9)
- コーヒー豆を所定の粒度の挽き豆に粉砕して抽出機に供給するコーヒーミルを備えたコーヒー飲料抽出装置において、
前記コーヒー豆が前記コーヒーミルへ所定の時間供給されないとき、供給不良信号を発生する信号発生手段と、
前記供給不良信号の入力に基づいて前記コーヒーミルの駆動を停止し、再駆動する制御手段を有することを特徴とするコーヒー飲料抽出装置。 - 前記信号発生手段は、前記コーヒーミルから排出される前記挽き豆を受容して容積を計量する計量器と、
前記計量器に供給される前記挽き豆の圧力に基づいて計量完了信号を出力する計量完了センサと、
前記コーヒーミルの駆動開始から所定の時間の経過後に計量完了信号の入力がないとき、前記制御手段に前記供給不良信号を出力する検出回路を有する構成の請求項第１項記載のコーヒー飲料抽出装置。 - 前記信号発生手段は、前記コーヒーミルから排出される前記挽き豆を受容して容積を計量し、前記挽き豆の吐出部に蓋を有する計量器と、
前記計量器に供給される前記挽き豆の圧力に基づく前記蓋の開動作を検出したとき、計量完了信号を出力する計量完了センサと、
前記コーヒーミルの駆動開始から所定の時間の経過後に計量完了信号の入力がないとき、前記制御手段に前記供給不良信号を出力する検出回路を有する構成の請求項第１項記載のコーヒー飲料抽出装置。 - 前記信号発生手段は、前記コーヒーミルのコーヒー豆導入部で前記コーヒー豆の有無を検出するコーヒー豆センサと、
前記コーヒーミルから排出される前記挽き豆を受容して容積を計量し、前記挽き豆の吐出部に蓋を有する計量器と、
前記蓋の開動作を検出したとき、計量完了信号を出力する計量完了センサと、
前記コーヒー豆が有り、かつ、前記コーヒーミルの駆動開始から所定の時間の経過後に計量完了信号の入力がないとき、前記制御手段に前記供給不良信号を出力する検出回路を有する構成の請求項第１項記載のコーヒー飲料抽出装置。 - 前記制御手段は、前記コーヒーミルの駆動を停止し、再駆動した後に前記供給不良信号を再度入力したとき、前記コーヒーミルの駆動を停止し、再駆動する動作を繰り返して実行する構成の請求項第１項記載のコーヒー飲料抽出装置。
- 前記制御手段は、前記コーヒーミルの駆動を停止し、再駆動する動作を所定回数繰り返した後に前記供給不良信号を入力したとき、前記コーヒーミルの駆動を停止し、前記計量器に収容されている前記挽き豆の廃棄動作を実行させる構成の請求項第２項記載のコーヒー飲料抽出装置。
- 前記制御手段は、前記計量室から前記挽き豆を廃棄するときに計量完了信号が入力しないとき、前記計量完了センサの不良と判断する構成の請求項第２項記載のコーヒー飲料抽出装置。
- 前記信号発生手段は、前記コーヒーミルのコーヒー豆導入部で前記コーヒー豆の有無を検出するコーヒー豆センサと、
前記コーヒーミルを駆動するミルモータの電流値を検出する電流検出回路と、
前記コーヒー豆が有り、かつ、前記コーヒー豆粉砕時の駆動負荷に応じた電流値より小なる電流値が所定の時間検出されたとき、前記制御手段に前記供給不良信号を出力する検出回路を有する構成の請求項第１項記載のコーヒー飲料抽出装置。 - 前記信号発生手段は、前記コーヒーミルを駆動するミルモータの電流値を検出する電流検出回路と、
前記コーヒー豆粉砕時の駆動負荷に応じた電流値より小なる電流値が所定の時間検出されたとき、前記制御手段に前記供給不良信号を出力する検出回路を有する構成の請求項第１項記載のコーヒー飲料抽出装置。
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