JP3778725B2 - 飲料供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は飲料供給装置に関し、特に、コーヒー豆の挽き豆供給工程を改善することによって供給動作に要する時間の短縮化を図った飲料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の飲料供給装置として、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆を抽出機に供給し、湯タンクから所定の高温の湯を抽出機に供給してコーヒー成分を抽出し、紙等のフィルタでろ過してコーヒー飲料を生成するものがある。
【０００３】
図１１は、従来の飲料供給装置を示し、焙煎されたコーヒー豆を豆供給口７ａからシュート７Ｄを介して豆投入口７Ｅに供給する豆貯蔵容器７Ａと、豆投入口７Ｅに供給されたコーヒー豆を粉砕刃で所定の粒度に粉砕して挽き豆を形成するコーヒーミル７Ｂと、コーヒーミル７Ｂの粉砕刃を回転させるミルモータ７Ｃと、湯タンク１０の抽出湯弁２２から配管６を介して供給される湯によってコーヒーミル７Ｂで粉砕された挽き豆を抽出し、ロール８Ｆから供給されるペーパーフィルタでろ過してコーヒー飲料を供給する抽出機８と、抽出機８から抽出後のコーヒー粉末を受ける滓バケツ１７と、砂糖を供給口１１Ａから供給する砂糖容器１１と、クリームを供給口１２Ａから供給するクリーム容器１２と、砂糖容器１１あるいはクリーム容器１２から供給された砂糖あるいはクリーム、あるいはこの両者をシュート１３を介して受け、抽出機８から飲料供給管８Ａを介して供給されるコーヒー飲料と混合するミキシングボウル１４と、ミキシングボウル１４からカップ９にコーヒー飲料を供給する配管１４Ｂと、カップ受台１８Ａにカップ９を供給するカップ供給装置９Ａと、カップ９からこぼれ等を受ける排水バケツ１８より構成されている。
【０００４】
図１２は、従来の飲料供給装置のタイミングチャートを示し、砂糖入りコーヒー飲料の供給要求があると、カップ供給装置９Ａからカップ受台１８Ａにカップ９が分与され、豆貯蔵容器７Ａからコーヒー豆が約１０ｇ分与される。分与されたコーヒー豆はシュート７Ｄを介して豆投入口７Ｅからコーヒーミル７Ｂに投入される。ミルモータ７Ｃは供給要求と同時に回転を始め、それによってコーヒー豆を挽いて挽き豆にする。このようにして形成された挽き豆はコーヒーミル７Ｂの下部から抽出機８に供給される。抽出機８は、コーヒーミル７Ｂから供給される挽き豆と湯タンク１０から配管６を介して供給される湯を混合、加圧してペーパーフィルタ８Ｆでろ過することによってコーヒー飲料を抽出する。抽出機８で抽出されたコーヒー飲料は飲料供給管８Ａを介してミキシングボウル１４に供給される。また、コーヒー飲料の供給時に砂糖容器１１から所定量（１杯分なら通常６〜８ｇ）の砂糖が分与され、コーヒー飲料に砂糖が溶解されて砂糖入りコーヒー飲料となり、配管１４Ｂを介してカップ９に注がれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の飲料供給装置によると、コーヒー飲料の供給要求を受けてコーヒーミルにコーヒー豆を供給して挽き豆を形成するため、供給要求からコーヒーの抽出が開始されるまでに時間がかかるという問題がある。従って、本発明の目的はコーヒー飲料の供給要求を受けて速やかにコーヒー抽出を行うことができる飲料供給装置を提供することにある。
【０００６】
【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、所定の粒度に粉砕された挽き豆を抽出機に供給し、前記抽出機に湯を供給することにより前記挽き豆を抽出してコーヒー飲料を生成する飲料供給装置において、前記抽出機としての、前記挽き豆を供給する供給位置、前記挽き豆と湯を混合してコーヒー飲料を抽出する抽出位置、抽出後の前記挽き豆の滓を廃棄する滓廃棄位置、および前記供給位置の手前の待機位置を環状に配置して設けられる基台部と、前記基台部上の前記供給位置、前記抽出位置、前記滓廃棄位置、および前記待機位置に回転駆動される複数の抽出容器と、前記抽出位置に配置される前記抽出容器と気密的に係合する抽出ヘッドと、前記滓廃棄位置に配置される前記抽出容器から抽出滓を除去する滓除去部材を有する構成の抽出機と、前記挽き豆を生成するミルと、前記挽き豆を前記ミルから前記抽出機に供給する供給手段と、前記抽出機から前記コーヒー飲料を供給しているとき，前記ミルに次の挽き豆を生成させ、前記コーヒー飲料の次供給に先立って前記供給手段に前記ミルから前記抽出機に前記次の挽き豆を供給させる制御手段とを備えた飲料供給装置を提供する。
また、所定の粒度に粉砕された挽き豆を抽出機に供給し、前記抽出機に湯を供給することにより前記挽き豆を抽出してコーヒー飲料を生成する飲料供給装置において、前記抽出機としての、前記挽き豆を収容するシリンダ、前記シリンダ内に昇降自在に設けられるピストン、および前記ピストンを駆動する駆動手段を有するシリンダユニットと、前記シリンダユニットを第１の姿勢から第２の姿勢に傾斜させる傾斜手段と、前記第２の姿勢において前記シリンダと相対的に係合し、前記加熱手段から前記シリンダ内に前記所定の温度の湯を供給するキャップを有する構成の抽出機と、前記挽き豆を生成するミルと、前記挽き豆を前記ミルから前記抽出機に供給する供給手段と、前記抽出機から前記コーヒー飲料を供給しているとき，前記ミルに次の挽き豆を生成させ、前記コーヒー飲料の次供給に先立って前記供給手段に前記ミルから前記抽出機に前記次の挽き豆を供給させる制御手段とを備えたことを特徴とする飲料供給装置を提供する。
【０００７】
上記した飲料供給装置によると、次供給で使用するコーヒー豆の挽き豆を先の供給動作中に形成することによって、次供給時にコーヒー豆の供給時間およびコーヒー豆を粉砕して挽き豆を形成する時間を省略し、供給要求を受けて抽出動作を開始できる。このことによって供給動作に要する時間が短縮される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の飲料供給装置を図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施の形態における飲料供給装置を示し、図６と同一の部分は同一の引用数字で示しているので重複する説明は省略する。シスターン２からボイラー４に飲料水を供給する配管３Ａに熱交換コイル１０Ｃが設けられて湯タンク１０の湯に浸漬されている。湯に浸漬される熱交換コイル１０Ｃの長さは約１０ｍであり、湯タンク１０の下部からコイル内に流入した飲料水が湯タンク上部からボイラー４に流出するようになっている。湯タンク１０の貯水量は１２リットル、ヒータＨ１の出力は１ｋｗである。ボイラー４の貯水量は約１リットル、ヒータＨ２の出力は０．３５ｋｗである。また、配管３Ａには配管内の圧力に応じた圧力信号を発生する圧力センサ２５と、配管内に滞留する空気を除去するための空気弁２６を有する。同図においては抽出機８の後述する抽出容器８Ａ（中央）でコーヒー飲料が抽出されており、抽出中の抽出容器８Ａに隣接する他の抽出容器８Ａ（左側）にはコーヒーミル７Ｂからシュート７Ｄを介して挽き豆が分与されている。
【００１０】
また、上記構成の飲料供給装置では、説明を簡単にするために、カップ９を供給するカップ供給部、ポンプ５に電流を供給する電源部，ミルモータ７Ｃに電流を供給する電源部、カップ９内の飲料を攪拌する攪拌機、コールド飲料の配管および原料貯蔵部等の構成を図示省略している。
【００１１】
図２は、抽出機８を示し、４つの抽出容器８Ａを搭載する基部８０と、基部８０の滓廃棄位置に開口された滓廃棄孔８１と、基部８０の垂直部にピン８２によって回動自在に支持されるレバー８３と、レバー８３の略中間部にピン８４によって回動自在に支持される抽出ヘッド８５と、レバー８３の先端部にピン８４によって回動自在に支持される円板部材８６と、レバー８３にピン８４によって結合され、駆動系のクランク円板８８に回動自在に接続されるレバー８７と、回転軸８９Ａに固定されたクランク円板８８を駆動する抽出モータ８９を有し、抽出ヘッド８５には配管６が接続されている。円板部材８６は、抽出容器８Ａの内径に略等しい軟質の弾性部材をロッド部材に固定して形成されている。４つの抽出容器８Ａは、ステー８Ｂに９０度間隔で固定されており、ステー８Ｂには移動モータ８Ｄの回転軸８Ｃが固定されている。移動モータ８Ｄを反時計方向に駆動させると抽出容器８Ａが挽き豆供給位置（位置ａ）、抽出位置（位置ｂ）、滓廃棄位置（位置ｃ）、および待機位置（位置ｄ）の順に移動する。挽き豆供給位置ａには、基部８０を貫通して抽出されたコーヒー飲料を供給するための孔８Ｅが設けられている。
【００１２】
図３（ａ）は、図２の線ａ−ａに沿った断面を示し、抽出位置ｂに挽き豆が供給された抽出容器８Ａが配置され、滓廃棄位置ｃに抽出滓の入った抽出容器８Ａが配置されている。この状態で抽出モータ８９を駆動してクランク円板８８を上死点（点線で示す位置）から下死点に回転させると、レバー８３がピン８２を軸にしてｂ方向に回動し、抽出ヘッド８５および円板部材８６が図示する位置に配置される。抽出ヘッド８５の係合部には、配管６（図示せず）から供給される湯を拡散させる拡散板８５ａが設けられており、基部８０の抽出位置ｂにはフィルタ８５ｂが設けられている。このフィルタ８５ｂは、耐腐蝕性の薄い金属板に挽き豆の粒を通過させない微小な孔を複数設けたものである。
【００１３】
図３（ｂ）は、（ａ）に示す状態での挽き豆供給位置ａにおける抽出容器８Ａを示し、シュート７Ｄを介して容器内部に所定量の挽き豆が供給される。
【００１４】
図３（ｃ）は、（ａ）に示す状態での抽出位置ｂにおける抽出容器８Ａを示し、抽出容器８Ａに抽出ヘッド８５が係合すると、シール部材８５Ａによって抽出ヘッド８５と抽出容器８Ａの隙間がシールされる。また、基部８０に埋設されたガスケット８５ｃと容器下部が圧接してシールされることによって抽出容器８Ａが気密化される。この後、配管６から湯を供給して拡散板８５ａで拡散させることによってコーヒー飲料の抽出を行う。抽出されたコーヒー飲料は基部８０に設けられたフィルタ８５ｂで抽出滓と分離され、孔８Ｅから送出する。
【００１５】
図３（ｄ）は、（ａ）に示す状態での滓廃棄位置ｃにおける抽出容器８Ａを示し、抽出容器８Ａに収容された抽出滓Ａは、円板部材８６によって孔８１から外部に押し出される。
【００１６】
図４は、飲料供給装置の制御ブロックを示し、供給制御部１０１、流量計１９、圧力センサ２５、シスターンのフロートスイッチ２Ａ、湯タンクのフロートスイッチ１０Ａ、ボイラーの水位センサ４Ｂおよび温度センサ４Ｃから入力する信号に基づいて各部を制御する主制御部１０１と、飲料供給装置の各部の制御データを格納するメモリ１０２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して時間を計測するタイマー１０３を有する。
【００１７】
図５は、飲料供給装置のタイミングチャートを示し、挽き豆供給位置ａの抽出容器８Ａには、先の供給動作時に形成された挽き豆が収容されており、この挽き豆を収容した抽出容器は、先の抽出動作の終了後に移動モータ８Ｄの駆動に基づいて抽出位置ｂに配置され、配置後に抽出モータ８９を駆動することによって抽出ヘッド８５と係合した状態で供給待機している。供給制御部１０１からコーヒーの供給要求信号が主制御部１００に出力されると、カップ供給装置からカップが分与され、抽出湯弁２２が開かれてポンプ５で加圧された高温の湯が配管６を介して抽出容器８Ａに供給される。
【００１８】
湯タンク１０は、シスターン２から供給される飲料水の水温が１０℃であるとき、熱交換コイル１０Ｃを介してボイラー４に湯タンク１０の温度より６℃低い温度の湯８０ｇを３杯／分で連続２５杯供給することができる蓄熱性を有する。湯タンク１０の湯温は湯温センサ１０Ｄから出力される温度検出信号に基づいてヒータＨ１ の通電を制御することにより約８０〜８５℃に保持される。シスターン２から供給される１０℃の飲料水を熱交換コイル１０Ｃを通過させることで８５℃に加熱した場合、熱交換コイル１０Ｃでの温度上昇分は７５℃で、２５杯分の熱エネルギーに換算すると１５０ｋｃａｌ、ヒータ出力に換算して１．２６ｋｗとなる。連続２５杯の供給に要する時間は約８．３分である。このことから、湯タンク１０の湯温が約８０〜８５℃であるとき、ヒータＨ１ への通電を行わずに約７４℃の湯を連続２５杯ボイラー４に供給することができる。このヒータＨ１ への通電は、例えば、供給動作が行われない供給待機時、あるいは主制御部１００に内蔵されるタイマー１０３で設定された時刻に行うことができる。
【００１９】
ボイラー４に設けられるヒータＨ２は、発熱効率７５％として８０ｇの飲料水を約１５〜１６℃上昇させることが可能であり、このことによって湯タンク１０から供給される約７４℃の湯を８９〜９０℃に加熱して配管６を介して抽出機８の抽出容器８Ａに供給する。
【００２０】
抽出容器８Ａに供給された湯は、挽き豆を通過する際にコーヒー成分を溶解してコーヒー飲料となり、飲料供給管８Ｂを介してカップ９に注がれる。主制御部１００は、流量計１９から入力する流量信号が所定の値になるとポンプ５を停止し、抽出湯弁２２を閉じる。供給するコーヒー飲料がブラックコーヒー飲料であるとき、抽出されたコーヒー飲料がカップ９に注がれている間に希釈湯弁２４が開かれて所定量の湯を加えて飲料濃度を調整する。そして顧客に提供される。また、販売されるコーヒー飲料が砂糖、クリーム等の補助原料を添加するものであるとき、抽出されたコーヒー飲料がカップ９に注がれている間に砂糖又はクリームをミキシングボウル１４に分与して湯タンク１０から湯弁２３を介して供給される湯で溶解し、供給管１４Ａを介してカップ９に注ぐことにより砂糖又はクリームの添加されたコーヒー飲料が作られて顧客に提供される。コーヒー飲料の抽出動作が終了すると、主制御部１００は抽出モータ８９を回転させてレバー８３を上昇させる。
【００２１】
また、上記した抽出動作に並行して、先の供給動作時に形成された挽き豆が挽き豆供給部７の計量器から挽き豆供給位置ａの抽出容器８Ａに分与され、挽き豆供給部７ではミルモータ７Ｃの駆動に基づいて挽き豆が形成されて計量器に収容される。この計量器は、例えば、所定の容積を有する筒状の容器に挽き豆を収容し、内蔵されたピストンで収容された挽き豆を押し出して供給するものを用いることができる。抽出動作の終了後に移動モータ８Ｄを駆動して抽出滓を有する抽出容器８Ａを滓廃棄位置ｃに、挽き豆を収容した抽出容器８Ａを抽出位置ｂに配置した後、再度抽出モータ８９を駆動することによってレバー８３が下降する。このことによって抽出位置ｂに配置された抽出容器８Ａに抽出ヘッド８５が係合し、滓廃棄位置ｃの抽出容器８Ａに円板部材８６が挿入されて抽出滓Ａが孔８１を介して押し出される。この状態で供給待機する。
【００２２】
上記した飲料供給装置によると、次供給で使用する挽き豆を供給動作の実行中に形成して抽出容器８Ａに供給しておくことによって、挽き豆の形成に要する時間を省略することができ、次の供給要求があったときに速やかに抽出動作を実行することができる。このことによって供給動作に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
上記した実施の形態では、４個の抽出容器８Ａを有する構成について説明したが、３個を１２０度間隔で配置する構成としても良い。また、１個の抽出容器８Ａを有する飲料供給装置であっても、例えば、上記した計量器に挽き豆を一時的に保持することで供給動作に要する時間の短縮は可能である。抽出容器８Ａへ挽き豆を分与するタイミングは、挽き豆の品質低下を考慮すると抽出動作が終了する直前が好ましい。このことによって挽き豆が空気と接触する時間を小にできる。
【００２４】
また、抽出容器８Ａに挽き豆を供給しても後の供給要求が出力されるまでの時間が大になると挽き豆の品質低下が生じ、抽出飲料されるコーヒー飲料の味、香りが悪くなる。この場合には、先の供給動作から所定の時間が経過した場合、移動モータ８Ｄを回転させて挽き豆を廃棄し、供給要求の入力時に新たに挽き豆を形成してコーヒー飲料の抽出を行うことが好ましい。このような背景から、本発明の飲料供給装置は、例えば、工場の休憩所等の供給量の予測可能な場所に設置されることで廃棄される挽き豆の量を低減できる。
【００２５】
抽出器８の抽出制御は、配管６に設けられる圧力センサ、流量計の検出信号に基づいて、表１に示す制御内容をテーブルとしてメモリ１０２に格納し、このテーブルに基づいて行うようにしても良い。
【表１】
上記した制御内容を温度・湿度条件、原料、あるいは抽出機の構成に基づいて適宜設定することによって抽出条件の最適化を図ることができる。
【００２６】
図６は、本発明の第２の実施の形態における飲料供給装置を示し、図１と同一の部分は同一の引用数字で示しているので重複する説明は省略する。挽き豆供給部７から挽き豆を供給されてコーヒー飲料を抽出する抽出機３０を有する。この抽出機３０は、シュート７Ｄを介して挽き豆を供給されるシリンダ３２、シリンダ３２内のピストン３９を昇降させるピストン駆動モータ３３、ピストン駆動モータの駆動トルクをピストン３９に伝達するトルク伝達部３４、シリンダ３２の上部に設けられ、抽出機本体に形成される図示しないガイドレールに係合するスライドガイド４０を一体的に形成したシリンダユニットＤと、シリンダ３２に係合し、配管６を介して所定の高温の湯をシリンダ３２内に供給するキャップ３７と、モータ３５の駆動トルクを伝達されてシリンダユニットＤを支点３４Ａを中心に傾斜させるとともにキャップ３７をシリンダ３２に係合させるギヤ３６を有する。シリンダユニットＤのシリンダ３２の下部には、抽出されたコーヒー飲料をカップ９に供給する飲料供給管３０Ａが取り付けられている。
【００２７】
図７は、シリンダユニットＤを示し、（ａ）は正面側、（ｂ）は背面側を示す。キャップ３７は、シリンダ３２への挿入時に隙間をシールするシール部材３７Ａを有し、ロッド３８によってギヤ３６と結合されている。また、ロッド３８の固定部には所定のガイドパターンを有するガイド溝ｇを形成されたガイドプレート３１が固定されており、ガイド溝ｇの下部には、シリンダ３２の側壁外部に形成された係合突起３２Ａが係合している。シュート７Ｄの下部側壁には、ピストン３９によって上方に押し上げられた抽出滓（図示せず）をピストン３９から分離させるワイパＷが設けられており、ワイパＷによって分離された抽出滓をスライドガイド４０の傾斜部Ｓに沿って落下させる。
【００２８】
このシリンダユニットＤは、モータ３５の駆動トルクをギヤ３５Ａを介して伝達してギヤ３６をｒ１方向に駆動すると、ガイド溝ｇのガイドパターンに基づいて支点３４Ａを中心にｒ２方向に約３０度傾斜するとともにキャップ３７がｒ３方向に変位してシリンダ３２に挿入される。
【００２９】
図８は、トルク伝達部３４を示し、（ａ）は左側面、（ｂ）は正面、（ｃ）は右側面を示す。ピストン駆動モータ３３の駆動トルクは、ピストン駆動モータ３３の回転軸に取り付けられたギヤ３４１からギヤ３４２Ａに伝達され、ギヤ３４２Ａに同軸状に設けられるギヤ３４２Ｂに伝達され、ギヤ３４２Ｂから軸３４３に設けられるギヤ３４４Ａに伝達される。軸３４３の下部にはウォームギヤ３４４Ｂが設けられており、ギヤ３４４Ａから伝達された駆動トルクはウォームギヤ３４４Ｂから軸３４３に直交する方向に配置される軸３４５に取り付けられたギヤ３４５Ａに伝達され、ギヤ３４５Ａに同軸状に設けられるギヤ３４５Ｂに伝達される。ギヤ３４５Ｂから伝達された駆動トルクは軸３４６に取り付けられたギヤ３４６Ａに伝達され、ギヤ３４６Ａに同軸状に設けられるギヤ３４６Ｂに伝達されるとともにギヤ３４６Ａと噛合するギヤ３４７Ａに伝達され、ギヤ３４７Ａに同軸状に設けられるギヤ３４７Ｂに伝達される。ピストン３９の下部にはラック部３４８が取り付けられており、ラック部３４８の両面にはギヤ３４６Ｂおよび３４７Ｂが噛合している。このギヤ３４６Ｂおよび３４７Ｂは、ピストン駆動モータ３３の回転方向に応じた駆動トルクを伝達されると、ラック部３４８を挟持した状態で相反する方向に回転することによってピストン３９をシリンダ３２内で上下させる。
【００３０】
軸３４３に設けられるウォームギヤ３４４Ｂは、コーヒー飲料の抽出過程においてピストン３９側から圧力が加えられたときにピストン３９が下降することを防止する。
【００３１】
ピストン３９は、所定の耐圧強度を有するピストンヘッド３９Ａと、ピストンヘッド３９Ａにネジ３９Ｃによって係止され、ラック部３４８に固定されるピストンベース３９Ｂと、ピストンヘッド３９Ａに取り付けられてシリンダ３２内からコーヒー飲料を送出させる送出部３９Ｄと、ピストンヘッド３９Ａの外周部に装着されるＯリング３９Ｅと、耐腐蝕性の薄い金属板で形成されてピストンヘッド３９Ａの上部に装着されるフィルタ３９Ｆを有し、ピストンヘッド３９Ａとピストンベース３９Ｂは、ピストンヘッド３９Ａに圧力が作用しない状態で所定のクリアランスを有するように係止されている。
【００３２】
図９は、シリンダユニットＤが傾斜した状態を示し、モータ３５の回転に基づいて支点３４Ａを中心に反時計方向に傾斜するとともにキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入される。同図においては図示されないが、シリンダ３２には傾斜前にシュート７Ｄを介して所定量の挽き豆が供給される。
【００３３】
図１０（ａ）から（ｈ）は、第２の実施の形態におけるコーヒー飲料の抽出動作を簡略的に示す。
図１０（ａ）は、挽き豆の供給工程を示し、シリンダユニットＤは垂直状態にあり、挽き豆供給部７（図示せず）から供給される挽き豆Ｐはシュート７Ｄを介してシリンダ３２に供給される。
【００３４】
図１０（ｂ）は、抽出準備工程の第１の状態を示し、シリンダ３２に挽き豆が供給されると、モータ３５が通電されてシリンダユニットＤが支点３４Ａを中心に反時計方向に回動する。
【００３５】
図１０（ｃ）は、抽出準備工程の第２の状態を示し、シリンダユニットＤの傾斜に同期してキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入され、モータ３５の駆動が停止される。
【００３６】
図１０（ｄ）は、抽出工程の第１の状態を示し、キャップ３７がシリンダ３２に挿入されると、ピストン駆動モータ３３が通電されてピストン３９を矢印方向に上昇させて挽き豆を圧縮する。圧縮量上限まで圧縮されるとピストン３９がロックし、ピストン駆動モータ３３の電流値に変化が生じる。この電流値の変化に基づいてピストン駆動モータ３３の通電が停止される。このようにすることで挽き豆に湯を均一に浸透させることが可能になる。圧縮後、配管６を介してシリンダ３２の内部に湯が供給される。
【００３７】
図１０（ｅ）は、抽出工程の第２の状態を示し、湯の供給後にモータ３５が通電されてキャップ３７がシリンダ３２内に更に挿入され、このことによってコーヒー飲料を含んだ抽出滓が絞られる。キャップ３７の挿入によってピストン３９に圧力が加わると、ピストンヘッド３９Ａが圧力作用方向に移動し、この移動に基づいてピストンベース３９Ｂとの間に設けられるＯリング３９Ｅが弾性変形してピストン３９とシリンダ３２に圧接することによってシリンダ３２の気密が保持される。シリンダ３２内に供給された湯は、挽き豆を通過する際にコーヒー成分を溶解してコーヒー飲料となり、飲料供給管３０Ａを介してカップ９（図示せず）に注がれる。
【００３８】
図１０（ｆ）は、シリンダ３２に空気を吸引する吸引工程を示し、抽出湯弁２２を開放して配管６を大気圧とした後、ピストン駆動モータ３３が通電されてピストン３９をシリンダ３２内で上昇させた後に下降させる。ピストン３９の上昇動作によって抽出滓の液体分が絞り込まれ、続くピストン３９の下降動作によってシリンダ３２内に空気が吸引される。
【００３９】
図１０（ｇ）は、飲料供給管３０Ａに残留したコーヒー飲料の除去工程を示し、シリンダ３２内に空気を吸引した後、ピストン３９を再び上昇させることによってシリンダ３２内の空気が飲料供給管３０Ａに残留したコーヒー飲料の液体分とともに放出される。
【００４０】
図１０（ｈ）は、抽出滓Ａの廃棄工程を示し、モータ３５が通電されてキャップ３７がシリンダ３２から分離する。この分離動作に同期してシリンダユニットＤが矢印方向に回動する。また、シリンダ３２内に残留した抽出滓Ａは、ピストン３９の上昇動作に基づいて押し上げられ、シュート７Ｄの下部側壁に設けられたワイパＷによってかき落とされてピストン３９から分離される。分離された抽出滓Ａは矢印で示すように落下し
て滓バケツ（図示せず）に入る。また、図示しないコーヒーミル７Ｂでは滓廃棄処理に同期して後の供給で使用するコーヒー豆が挽かれて計量器に分与される。
【００４１】
滓廃棄処理が終了すると、シリンダ３２内のピストンが下降して（ａ）で示した位置に配置され、計量器に保持された挽き豆がシュート７Ｄを介してシリンダ３２内に供給される。シリンダ３２に挽き豆が供給されると、モータ３５が通電されてシリンダユニットＤが支点３４Ａを中心に反時計方向に回動することにより傾斜し、この傾斜に同期してキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入され、モータ３５の駆動が停止して待機状態となる。
【００４２】
上記した飲料供給装置によると、１つの抽出容器でコーヒー飲料の抽出動作を行うことで抽出機を小型化できるとともに、抽出時の挽き豆の圧縮量や滓廃棄のタイミングを個別に制御することができ、抽出条件設定時の自由度が大になる。また、シリンダ内に挽き豆が収容され、キャップ３７およびピストン３９で圧縮された状態で待機しているので、供給要求の入力に応じてコーヒーの抽出動作を速やかに開始することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の飲料供給装置によると、挽き豆を生成するミルと、挽き豆をミルから抽出機に供給する供給手段と、抽出機からコーヒー飲料を供給しているとき、ミルに次の挽き豆を生成させ、コーヒー飲料の次供給に先立って供給手段にミルから抽出機に次の挽き豆を供給させるようにしたため、コーヒー飲料の供給要求を受けて速やかにコーヒー抽出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置を示す説明図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る抽出機の斜視図
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る抽出機の断面図
（ｂ）は、挽き豆供給位置における抽出容器の断面図
（ｃ）は、抽出位置における抽出容器の断面図
（ｃ）は、滓廃棄位置における抽出容器の断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置の制御ブロック
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置のタイミングチャート
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る飲料供給装置の説明図
【図７】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の正面図
（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の背面図
【図８】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の側面図
（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の正面図
（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の側面図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の説明図
【図１０】（ａ）から（ｈ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の動作を示す説明図
【図１１】従来の飲料供給装置を示す説明図
【図１２】従来の飲料供給装置のタイミングチャート
【符号の説明】
１，取水管
１Ａ，取水弁
２，シスターン
２Ａ，フロートスイッチ
３Ａ，配管
３Ｂ，配管
４，ボイラー
４Ａ，電源部
４Ｂ，水位センサ
４Ｃ，温度センサ
５，ポンプ
６，配管
７，挽き豆供給部
７Ａ，豆貯蔵容器
７Ｂ，コーヒーミル
７Ｃ，ミルモータ
７Ｄ，シュート
８，抽出機
８Ａ，抽出容器
８Ｂ，飲料供給管
８Ｃ，回転軸
８Ｄ，移動モータ
８Ｅ，孔
９，カップ
１０，湯タンク
１０Ａ，電源部
１０Ｂ，フロートスイッチ
１０Ｃ，熱交換コイル
１０Ｄ，湯温センサ
１１，砂糖容器
１２，クリーム容器
１３，シュート
１４，ミキシングボウル
１４Ａ，供給管
１５，配管
１６，配管
１７，滓バケツ
１８，排水バケツ
１９，流量計
２０，電磁弁
２１，逆止弁
２２，抽出湯弁
２３，湯弁
２４，湯弁
２５，圧力センサ
２６，空気弁
３０，抽出機
３０Ａ，飲料供給管
３１，ガイドプレート
３２，シリンダ
３３，ピストン駆動モータ
３４，トルク伝達部
３４Ａ，支点
３５，モータ
３５Ａ，ギヤ
３６，ギヤ
３６Ａ，回転軸
３７，キャップ
３８，ロッド
３９，ピストン
３９Ａ，ピストンヘッド
３９Ｂ，ピストンベース
３９Ｃ，ネジ
３９Ｄ，送出部
３９Ｅ，Ｏリング
３９Ｆ，フィルタ
４０，スライドガイド
８０，基部
８１，滓廃棄孔
８２，ピン
８３，レバー
８４，ピン
８５，抽出ヘッド
８５Ａ，シール部材
８５ａ，拡散板
８５ｂ，フィルタ
８５ｃ，ガスケット
８６，円板部材
８７，レバー
８８，クランク円板
８９，抽出モータ
８９Ａ，回転軸
１００，主制御部
１０１，販売制御部
１０２，メモリ
１０３，タイマー
３４１，ギヤ
３４２Ａ，ギヤ
３４２Ｂ，ギヤ
３４３，軸
３４４Ａ，ギヤ
３４４Ｂ，ウォームギヤ
３４５，軸
３４５Ａ，ギヤ
３４５Ｂ，ギヤ
３４６，軸
３４６Ａ，ギヤ
３４６Ｂ，ギヤ
３４７Ａ，ギヤ
３４７Ｂ，ギヤ
３４８，ラック部
Ａ，抽出滓
Ｄ，シリンダユニット
Ｗ，ワイパ
Ｐ，挽き豆
ｇ，ガイド溝
Ｓ，傾斜部
【発明の属する技術分野】
本発明は飲料供給装置に関し、特に、コーヒー豆の挽き豆供給工程を改善することによって供給動作に要する時間の短縮化を図った飲料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の飲料供給装置として、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆を抽出機に供給し、湯タンクから所定の高温の湯を抽出機に供給してコーヒー成分を抽出し、紙等のフィルタでろ過してコーヒー飲料を生成するものがある。
【０００３】
図１１は、従来の飲料供給装置を示し、焙煎されたコーヒー豆を豆供給口７ａからシュート７Ｄを介して豆投入口７Ｅに供給する豆貯蔵容器７Ａと、豆投入口７Ｅに供給されたコーヒー豆を粉砕刃で所定の粒度に粉砕して挽き豆を形成するコーヒーミル７Ｂと、コーヒーミル７Ｂの粉砕刃を回転させるミルモータ７Ｃと、湯タンク１０の抽出湯弁２２から配管６を介して供給される湯によってコーヒーミル７Ｂで粉砕された挽き豆を抽出し、ロール８Ｆから供給されるペーパーフィルタでろ過してコーヒー飲料を供給する抽出機８と、抽出機８から抽出後のコーヒー粉末を受ける滓バケツ１７と、砂糖を供給口１１Ａから供給する砂糖容器１１と、クリームを供給口１２Ａから供給するクリーム容器１２と、砂糖容器１１あるいはクリーム容器１２から供給された砂糖あるいはクリーム、あるいはこの両者をシュート１３を介して受け、抽出機８から飲料供給管８Ａを介して供給されるコーヒー飲料と混合するミキシングボウル１４と、ミキシングボウル１４からカップ９にコーヒー飲料を供給する配管１４Ｂと、カップ受台１８Ａにカップ９を供給するカップ供給装置９Ａと、カップ９からこぼれ等を受ける排水バケツ１８より構成されている。
【０００４】
図１２は、従来の飲料供給装置のタイミングチャートを示し、砂糖入りコーヒー飲料の供給要求があると、カップ供給装置９Ａからカップ受台１８Ａにカップ９が分与され、豆貯蔵容器７Ａからコーヒー豆が約１０ｇ分与される。分与されたコーヒー豆はシュート７Ｄを介して豆投入口７Ｅからコーヒーミル７Ｂに投入される。ミルモータ７Ｃは供給要求と同時に回転を始め、それによってコーヒー豆を挽いて挽き豆にする。このようにして形成された挽き豆はコーヒーミル７Ｂの下部から抽出機８に供給される。抽出機８は、コーヒーミル７Ｂから供給される挽き豆と湯タンク１０から配管６を介して供給される湯を混合、加圧してペーパーフィルタ８Ｆでろ過することによってコーヒー飲料を抽出する。抽出機８で抽出されたコーヒー飲料は飲料供給管８Ａを介してミキシングボウル１４に供給される。また、コーヒー飲料の供給時に砂糖容器１１から所定量（１杯分なら通常６〜８ｇ）の砂糖が分与され、コーヒー飲料に砂糖が溶解されて砂糖入りコーヒー飲料となり、配管１４Ｂを介してカップ９に注がれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の飲料供給装置によると、コーヒー飲料の供給要求を受けてコーヒーミルにコーヒー豆を供給して挽き豆を形成するため、供給要求からコーヒーの抽出が開始されるまでに時間がかかるという問題がある。従って、本発明の目的はコーヒー飲料の供給要求を受けて速やかにコーヒー抽出を行うことができる飲料供給装置を提供することにある。
【０００６】
【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、所定の粒度に粉砕された挽き豆を抽出機に供給し、前記抽出機に湯を供給することにより前記挽き豆を抽出してコーヒー飲料を生成する飲料供給装置において、前記抽出機としての、前記挽き豆を供給する供給位置、前記挽き豆と湯を混合してコーヒー飲料を抽出する抽出位置、抽出後の前記挽き豆の滓を廃棄する滓廃棄位置、および前記供給位置の手前の待機位置を環状に配置して設けられる基台部と、前記基台部上の前記供給位置、前記抽出位置、前記滓廃棄位置、および前記待機位置に回転駆動される複数の抽出容器と、前記抽出位置に配置される前記抽出容器と気密的に係合する抽出ヘッドと、前記滓廃棄位置に配置される前記抽出容器から抽出滓を除去する滓除去部材を有する構成の抽出機と、前記挽き豆を生成するミルと、前記挽き豆を前記ミルから前記抽出機に供給する供給手段と、前記抽出機から前記コーヒー飲料を供給しているとき，前記ミルに次の挽き豆を生成させ、前記コーヒー飲料の次供給に先立って前記供給手段に前記ミルから前記抽出機に前記次の挽き豆を供給させる制御手段とを備えた飲料供給装置を提供する。
また、所定の粒度に粉砕された挽き豆を抽出機に供給し、前記抽出機に湯を供給することにより前記挽き豆を抽出してコーヒー飲料を生成する飲料供給装置において、前記抽出機としての、前記挽き豆を収容するシリンダ、前記シリンダ内に昇降自在に設けられるピストン、および前記ピストンを駆動する駆動手段を有するシリンダユニットと、前記シリンダユニットを第１の姿勢から第２の姿勢に傾斜させる傾斜手段と、前記第２の姿勢において前記シリンダと相対的に係合し、前記加熱手段から前記シリンダ内に前記所定の温度の湯を供給するキャップを有する構成の抽出機と、前記挽き豆を生成するミルと、前記挽き豆を前記ミルから前記抽出機に供給する供給手段と、前記抽出機から前記コーヒー飲料を供給しているとき，前記ミルに次の挽き豆を生成させ、前記コーヒー飲料の次供給に先立って前記供給手段に前記ミルから前記抽出機に前記次の挽き豆を供給させる制御手段とを備えたことを特徴とする飲料供給装置を提供する。
【０００７】
上記した飲料供給装置によると、次供給で使用するコーヒー豆の挽き豆を先の供給動作中に形成することによって、次供給時にコーヒー豆の供給時間およびコーヒー豆を粉砕して挽き豆を形成する時間を省略し、供給要求を受けて抽出動作を開始できる。このことによって供給動作に要する時間が短縮される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の飲料供給装置を図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施の形態における飲料供給装置を示し、図６と同一の部分は同一の引用数字で示しているので重複する説明は省略する。シスターン２からボイラー４に飲料水を供給する配管３Ａに熱交換コイル１０Ｃが設けられて湯タンク１０の湯に浸漬されている。湯に浸漬される熱交換コイル１０Ｃの長さは約１０ｍであり、湯タンク１０の下部からコイル内に流入した飲料水が湯タンク上部からボイラー４に流出するようになっている。湯タンク１０の貯水量は１２リットル、ヒータＨ１の出力は１ｋｗである。ボイラー４の貯水量は約１リットル、ヒータＨ２の出力は０．３５ｋｗである。また、配管３Ａには配管内の圧力に応じた圧力信号を発生する圧力センサ２５と、配管内に滞留する空気を除去するための空気弁２６を有する。同図においては抽出機８の後述する抽出容器８Ａ（中央）でコーヒー飲料が抽出されており、抽出中の抽出容器８Ａに隣接する他の抽出容器８Ａ（左側）にはコーヒーミル７Ｂからシュート７Ｄを介して挽き豆が分与されている。
【００１０】
また、上記構成の飲料供給装置では、説明を簡単にするために、カップ９を供給するカップ供給部、ポンプ５に電流を供給する電源部，ミルモータ７Ｃに電流を供給する電源部、カップ９内の飲料を攪拌する攪拌機、コールド飲料の配管および原料貯蔵部等の構成を図示省略している。
【００１１】
図２は、抽出機８を示し、４つの抽出容器８Ａを搭載する基部８０と、基部８０の滓廃棄位置に開口された滓廃棄孔８１と、基部８０の垂直部にピン８２によって回動自在に支持されるレバー８３と、レバー８３の略中間部にピン８４によって回動自在に支持される抽出ヘッド８５と、レバー８３の先端部にピン８４によって回動自在に支持される円板部材８６と、レバー８３にピン８４によって結合され、駆動系のクランク円板８８に回動自在に接続されるレバー８７と、回転軸８９Ａに固定されたクランク円板８８を駆動する抽出モータ８９を有し、抽出ヘッド８５には配管６が接続されている。円板部材８６は、抽出容器８Ａの内径に略等しい軟質の弾性部材をロッド部材に固定して形成されている。４つの抽出容器８Ａは、ステー８Ｂに９０度間隔で固定されており、ステー８Ｂには移動モータ８Ｄの回転軸８Ｃが固定されている。移動モータ８Ｄを反時計方向に駆動させると抽出容器８Ａが挽き豆供給位置（位置ａ）、抽出位置（位置ｂ）、滓廃棄位置（位置ｃ）、および待機位置（位置ｄ）の順に移動する。挽き豆供給位置ａには、基部８０を貫通して抽出されたコーヒー飲料を供給するための孔８Ｅが設けられている。
【００１２】
図３（ａ）は、図２の線ａ−ａに沿った断面を示し、抽出位置ｂに挽き豆が供給された抽出容器８Ａが配置され、滓廃棄位置ｃに抽出滓の入った抽出容器８Ａが配置されている。この状態で抽出モータ８９を駆動してクランク円板８８を上死点（点線で示す位置）から下死点に回転させると、レバー８３がピン８２を軸にしてｂ方向に回動し、抽出ヘッド８５および円板部材８６が図示する位置に配置される。抽出ヘッド８５の係合部には、配管６（図示せず）から供給される湯を拡散させる拡散板８５ａが設けられており、基部８０の抽出位置ｂにはフィルタ８５ｂが設けられている。このフィルタ８５ｂは、耐腐蝕性の薄い金属板に挽き豆の粒を通過させない微小な孔を複数設けたものである。
【００１３】
図３（ｂ）は、（ａ）に示す状態での挽き豆供給位置ａにおける抽出容器８Ａを示し、シュート７Ｄを介して容器内部に所定量の挽き豆が供給される。
【００１４】
図３（ｃ）は、（ａ）に示す状態での抽出位置ｂにおける抽出容器８Ａを示し、抽出容器８Ａに抽出ヘッド８５が係合すると、シール部材８５Ａによって抽出ヘッド８５と抽出容器８Ａの隙間がシールされる。また、基部８０に埋設されたガスケット８５ｃと容器下部が圧接してシールされることによって抽出容器８Ａが気密化される。この後、配管６から湯を供給して拡散板８５ａで拡散させることによってコーヒー飲料の抽出を行う。抽出されたコーヒー飲料は基部８０に設けられたフィルタ８５ｂで抽出滓と分離され、孔８Ｅから送出する。
【００１５】
図３（ｄ）は、（ａ）に示す状態での滓廃棄位置ｃにおける抽出容器８Ａを示し、抽出容器８Ａに収容された抽出滓Ａは、円板部材８６によって孔８１から外部に押し出される。
【００１６】
図４は、飲料供給装置の制御ブロックを示し、供給制御部１０１、流量計１９、圧力センサ２５、シスターンのフロートスイッチ２Ａ、湯タンクのフロートスイッチ１０Ａ、ボイラーの水位センサ４Ｂおよび温度センサ４Ｃから入力する信号に基づいて各部を制御する主制御部１０１と、飲料供給装置の各部の制御データを格納するメモリ１０２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して時間を計測するタイマー１０３を有する。
【００１７】
図５は、飲料供給装置のタイミングチャートを示し、挽き豆供給位置ａの抽出容器８Ａには、先の供給動作時に形成された挽き豆が収容されており、この挽き豆を収容した抽出容器は、先の抽出動作の終了後に移動モータ８Ｄの駆動に基づいて抽出位置ｂに配置され、配置後に抽出モータ８９を駆動することによって抽出ヘッド８５と係合した状態で供給待機している。供給制御部１０１からコーヒーの供給要求信号が主制御部１００に出力されると、カップ供給装置からカップが分与され、抽出湯弁２２が開かれてポンプ５で加圧された高温の湯が配管６を介して抽出容器８Ａに供給される。
【００１８】
湯タンク１０は、シスターン２から供給される飲料水の水温が１０℃であるとき、熱交換コイル１０Ｃを介してボイラー４に湯タンク１０の温度より６℃低い温度の湯８０ｇを３杯／分で連続２５杯供給することができる蓄熱性を有する。湯タンク１０の湯温は湯温センサ１０Ｄから出力される温度検出信号に基づいてヒータＨ１ の通電を制御することにより約８０〜８５℃に保持される。シスターン２から供給される１０℃の飲料水を熱交換コイル１０Ｃを通過させることで８５℃に加熱した場合、熱交換コイル１０Ｃでの温度上昇分は７５℃で、２５杯分の熱エネルギーに換算すると１５０ｋｃａｌ、ヒータ出力に換算して１．２６ｋｗとなる。連続２５杯の供給に要する時間は約８．３分である。このことから、湯タンク１０の湯温が約８０〜８５℃であるとき、ヒータＨ１ への通電を行わずに約７４℃の湯を連続２５杯ボイラー４に供給することができる。このヒータＨ１ への通電は、例えば、供給動作が行われない供給待機時、あるいは主制御部１００に内蔵されるタイマー１０３で設定された時刻に行うことができる。
【００１９】
ボイラー４に設けられるヒータＨ２は、発熱効率７５％として８０ｇの飲料水を約１５〜１６℃上昇させることが可能であり、このことによって湯タンク１０から供給される約７４℃の湯を８９〜９０℃に加熱して配管６を介して抽出機８の抽出容器８Ａに供給する。
【００２０】
抽出容器８Ａに供給された湯は、挽き豆を通過する際にコーヒー成分を溶解してコーヒー飲料となり、飲料供給管８Ｂを介してカップ９に注がれる。主制御部１００は、流量計１９から入力する流量信号が所定の値になるとポンプ５を停止し、抽出湯弁２２を閉じる。供給するコーヒー飲料がブラックコーヒー飲料であるとき、抽出されたコーヒー飲料がカップ９に注がれている間に希釈湯弁２４が開かれて所定量の湯を加えて飲料濃度を調整する。そして顧客に提供される。また、販売されるコーヒー飲料が砂糖、クリーム等の補助原料を添加するものであるとき、抽出されたコーヒー飲料がカップ９に注がれている間に砂糖又はクリームをミキシングボウル１４に分与して湯タンク１０から湯弁２３を介して供給される湯で溶解し、供給管１４Ａを介してカップ９に注ぐことにより砂糖又はクリームの添加されたコーヒー飲料が作られて顧客に提供される。コーヒー飲料の抽出動作が終了すると、主制御部１００は抽出モータ８９を回転させてレバー８３を上昇させる。
【００２１】
また、上記した抽出動作に並行して、先の供給動作時に形成された挽き豆が挽き豆供給部７の計量器から挽き豆供給位置ａの抽出容器８Ａに分与され、挽き豆供給部７ではミルモータ７Ｃの駆動に基づいて挽き豆が形成されて計量器に収容される。この計量器は、例えば、所定の容積を有する筒状の容器に挽き豆を収容し、内蔵されたピストンで収容された挽き豆を押し出して供給するものを用いることができる。抽出動作の終了後に移動モータ８Ｄを駆動して抽出滓を有する抽出容器８Ａを滓廃棄位置ｃに、挽き豆を収容した抽出容器８Ａを抽出位置ｂに配置した後、再度抽出モータ８９を駆動することによってレバー８３が下降する。このことによって抽出位置ｂに配置された抽出容器８Ａに抽出ヘッド８５が係合し、滓廃棄位置ｃの抽出容器８Ａに円板部材８６が挿入されて抽出滓Ａが孔８１を介して押し出される。この状態で供給待機する。
【００２２】
上記した飲料供給装置によると、次供給で使用する挽き豆を供給動作の実行中に形成して抽出容器８Ａに供給しておくことによって、挽き豆の形成に要する時間を省略することができ、次の供給要求があったときに速やかに抽出動作を実行することができる。このことによって供給動作に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
上記した実施の形態では、４個の抽出容器８Ａを有する構成について説明したが、３個を１２０度間隔で配置する構成としても良い。また、１個の抽出容器８Ａを有する飲料供給装置であっても、例えば、上記した計量器に挽き豆を一時的に保持することで供給動作に要する時間の短縮は可能である。抽出容器８Ａへ挽き豆を分与するタイミングは、挽き豆の品質低下を考慮すると抽出動作が終了する直前が好ましい。このことによって挽き豆が空気と接触する時間を小にできる。
【００２４】
また、抽出容器８Ａに挽き豆を供給しても後の供給要求が出力されるまでの時間が大になると挽き豆の品質低下が生じ、抽出飲料されるコーヒー飲料の味、香りが悪くなる。この場合には、先の供給動作から所定の時間が経過した場合、移動モータ８Ｄを回転させて挽き豆を廃棄し、供給要求の入力時に新たに挽き豆を形成してコーヒー飲料の抽出を行うことが好ましい。このような背景から、本発明の飲料供給装置は、例えば、工場の休憩所等の供給量の予測可能な場所に設置されることで廃棄される挽き豆の量を低減できる。
【００２５】
抽出器８の抽出制御は、配管６に設けられる圧力センサ、流量計の検出信号に基づいて、表１に示す制御内容をテーブルとしてメモリ１０２に格納し、このテーブルに基づいて行うようにしても良い。
【表１】
【００２６】
図６は、本発明の第２の実施の形態における飲料供給装置を示し、図１と同一の部分は同一の引用数字で示しているので重複する説明は省略する。挽き豆供給部７から挽き豆を供給されてコーヒー飲料を抽出する抽出機３０を有する。この抽出機３０は、シュート７Ｄを介して挽き豆を供給されるシリンダ３２、シリンダ３２内のピストン３９を昇降させるピストン駆動モータ３３、ピストン駆動モータの駆動トルクをピストン３９に伝達するトルク伝達部３４、シリンダ３２の上部に設けられ、抽出機本体に形成される図示しないガイドレールに係合するスライドガイド４０を一体的に形成したシリンダユニットＤと、シリンダ３２に係合し、配管６を介して所定の高温の湯をシリンダ３２内に供給するキャップ３７と、モータ３５の駆動トルクを伝達されてシリンダユニットＤを支点３４Ａを中心に傾斜させるとともにキャップ３７をシリンダ３２に係合させるギヤ３６を有する。シリンダユニットＤのシリンダ３２の下部には、抽出されたコーヒー飲料をカップ９に供給する飲料供給管３０Ａが取り付けられている。
【００２７】
図７は、シリンダユニットＤを示し、（ａ）は正面側、（ｂ）は背面側を示す。キャップ３７は、シリンダ３２への挿入時に隙間をシールするシール部材３７Ａを有し、ロッド３８によってギヤ３６と結合されている。また、ロッド３８の固定部には所定のガイドパターンを有するガイド溝ｇを形成されたガイドプレート３１が固定されており、ガイド溝ｇの下部には、シリンダ３２の側壁外部に形成された係合突起３２Ａが係合している。シュート７Ｄの下部側壁には、ピストン３９によって上方に押し上げられた抽出滓（図示せず）をピストン３９から分離させるワイパＷが設けられており、ワイパＷによって分離された抽出滓をスライドガイド４０の傾斜部Ｓに沿って落下させる。
【００２８】
このシリンダユニットＤは、モータ３５の駆動トルクをギヤ３５Ａを介して伝達してギヤ３６をｒ１方向に駆動すると、ガイド溝ｇのガイドパターンに基づいて支点３４Ａを中心にｒ２方向に約３０度傾斜するとともにキャップ３７がｒ３方向に変位してシリンダ３２に挿入される。
【００２９】
図８は、トルク伝達部３４を示し、（ａ）は左側面、（ｂ）は正面、（ｃ）は右側面を示す。ピストン駆動モータ３３の駆動トルクは、ピストン駆動モータ３３の回転軸に取り付けられたギヤ３４１からギヤ３４２Ａに伝達され、ギヤ３４２Ａに同軸状に設けられるギヤ３４２Ｂに伝達され、ギヤ３４２Ｂから軸３４３に設けられるギヤ３４４Ａに伝達される。軸３４３の下部にはウォームギヤ３４４Ｂが設けられており、ギヤ３４４Ａから伝達された駆動トルクはウォームギヤ３４４Ｂから軸３４３に直交する方向に配置される軸３４５に取り付けられたギヤ３４５Ａに伝達され、ギヤ３４５Ａに同軸状に設けられるギヤ３４５Ｂに伝達される。ギヤ３４５Ｂから伝達された駆動トルクは軸３４６に取り付けられたギヤ３４６Ａに伝達され、ギヤ３４６Ａに同軸状に設けられるギヤ３４６Ｂに伝達されるとともにギヤ３４６Ａと噛合するギヤ３４７Ａに伝達され、ギヤ３４７Ａに同軸状に設けられるギヤ３４７Ｂに伝達される。ピストン３９の下部にはラック部３４８が取り付けられており、ラック部３４８の両面にはギヤ３４６Ｂおよび３４７Ｂが噛合している。このギヤ３４６Ｂおよび３４７Ｂは、ピストン駆動モータ３３の回転方向に応じた駆動トルクを伝達されると、ラック部３４８を挟持した状態で相反する方向に回転することによってピストン３９をシリンダ３２内で上下させる。
【００３０】
軸３４３に設けられるウォームギヤ３４４Ｂは、コーヒー飲料の抽出過程においてピストン３９側から圧力が加えられたときにピストン３９が下降することを防止する。
【００３１】
ピストン３９は、所定の耐圧強度を有するピストンヘッド３９Ａと、ピストンヘッド３９Ａにネジ３９Ｃによって係止され、ラック部３４８に固定されるピストンベース３９Ｂと、ピストンヘッド３９Ａに取り付けられてシリンダ３２内からコーヒー飲料を送出させる送出部３９Ｄと、ピストンヘッド３９Ａの外周部に装着されるＯリング３９Ｅと、耐腐蝕性の薄い金属板で形成されてピストンヘッド３９Ａの上部に装着されるフィルタ３９Ｆを有し、ピストンヘッド３９Ａとピストンベース３９Ｂは、ピストンヘッド３９Ａに圧力が作用しない状態で所定のクリアランスを有するように係止されている。
【００３２】
図９は、シリンダユニットＤが傾斜した状態を示し、モータ３５の回転に基づいて支点３４Ａを中心に反時計方向に傾斜するとともにキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入される。同図においては図示されないが、シリンダ３２には傾斜前にシュート７Ｄを介して所定量の挽き豆が供給される。
【００３３】
図１０（ａ）から（ｈ）は、第２の実施の形態におけるコーヒー飲料の抽出動作を簡略的に示す。
図１０（ａ）は、挽き豆の供給工程を示し、シリンダユニットＤは垂直状態にあり、挽き豆供給部７（図示せず）から供給される挽き豆Ｐはシュート７Ｄを介してシリンダ３２に供給される。
【００３４】
図１０（ｂ）は、抽出準備工程の第１の状態を示し、シリンダ３２に挽き豆が供給されると、モータ３５が通電されてシリンダユニットＤが支点３４Ａを中心に反時計方向に回動する。
【００３５】
図１０（ｃ）は、抽出準備工程の第２の状態を示し、シリンダユニットＤの傾斜に同期してキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入され、モータ３５の駆動が停止される。
【００３６】
図１０（ｄ）は、抽出工程の第１の状態を示し、キャップ３７がシリンダ３２に挿入されると、ピストン駆動モータ３３が通電されてピストン３９を矢印方向に上昇させて挽き豆を圧縮する。圧縮量上限まで圧縮されるとピストン３９がロックし、ピストン駆動モータ３３の電流値に変化が生じる。この電流値の変化に基づいてピストン駆動モータ３３の通電が停止される。このようにすることで挽き豆に湯を均一に浸透させることが可能になる。圧縮後、配管６を介してシリンダ３２の内部に湯が供給される。
【００３７】
図１０（ｅ）は、抽出工程の第２の状態を示し、湯の供給後にモータ３５が通電されてキャップ３７がシリンダ３２内に更に挿入され、このことによってコーヒー飲料を含んだ抽出滓が絞られる。キャップ３７の挿入によってピストン３９に圧力が加わると、ピストンヘッド３９Ａが圧力作用方向に移動し、この移動に基づいてピストンベース３９Ｂとの間に設けられるＯリング３９Ｅが弾性変形してピストン３９とシリンダ３２に圧接することによってシリンダ３２の気密が保持される。シリンダ３２内に供給された湯は、挽き豆を通過する際にコーヒー成分を溶解してコーヒー飲料となり、飲料供給管３０Ａを介してカップ９（図示せず）に注がれる。
【００３８】
図１０（ｆ）は、シリンダ３２に空気を吸引する吸引工程を示し、抽出湯弁２２を開放して配管６を大気圧とした後、ピストン駆動モータ３３が通電されてピストン３９をシリンダ３２内で上昇させた後に下降させる。ピストン３９の上昇動作によって抽出滓の液体分が絞り込まれ、続くピストン３９の下降動作によってシリンダ３２内に空気が吸引される。
【００３９】
図１０（ｇ）は、飲料供給管３０Ａに残留したコーヒー飲料の除去工程を示し、シリンダ３２内に空気を吸引した後、ピストン３９を再び上昇させることによってシリンダ３２内の空気が飲料供給管３０Ａに残留したコーヒー飲料の液体分とともに放出される。
【００４０】
図１０（ｈ）は、抽出滓Ａの廃棄工程を示し、モータ３５が通電されてキャップ３７がシリンダ３２から分離する。この分離動作に同期してシリンダユニットＤが矢印方向に回動する。また、シリンダ３２内に残留した抽出滓Ａは、ピストン３９の上昇動作に基づいて押し上げられ、シュート７Ｄの下部側壁に設けられたワイパＷによってかき落とされてピストン３９から分離される。分離された抽出滓Ａは矢印で示すように落下し
て滓バケツ（図示せず）に入る。また、図示しないコーヒーミル７Ｂでは滓廃棄処理に同期して後の供給で使用するコーヒー豆が挽かれて計量器に分与される。
【００４１】
滓廃棄処理が終了すると、シリンダ３２内のピストンが下降して（ａ）で示した位置に配置され、計量器に保持された挽き豆がシュート７Ｄを介してシリンダ３２内に供給される。シリンダ３２に挽き豆が供給されると、モータ３５が通電されてシリンダユニットＤが支点３４Ａを中心に反時計方向に回動することにより傾斜し、この傾斜に同期してキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入され、モータ３５の駆動が停止して待機状態となる。
【００４２】
上記した飲料供給装置によると、１つの抽出容器でコーヒー飲料の抽出動作を行うことで抽出機を小型化できるとともに、抽出時の挽き豆の圧縮量や滓廃棄のタイミングを個別に制御することができ、抽出条件設定時の自由度が大になる。また、シリンダ内に挽き豆が収容され、キャップ３７およびピストン３９で圧縮された状態で待機しているので、供給要求の入力に応じてコーヒーの抽出動作を速やかに開始することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の飲料供給装置によると、挽き豆を生成するミルと、挽き豆をミルから抽出機に供給する供給手段と、抽出機からコーヒー飲料を供給しているとき、ミルに次の挽き豆を生成させ、コーヒー飲料の次供給に先立って供給手段にミルから抽出機に次の挽き豆を供給させるようにしたため、コーヒー飲料の供給要求を受けて速やかにコーヒー抽出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置を示す説明図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る抽出機の斜視図
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る抽出機の断面図
（ｂ）は、挽き豆供給位置における抽出容器の断面図
（ｃ）は、抽出位置における抽出容器の断面図
（ｃ）は、滓廃棄位置における抽出容器の断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置の制御ブロック
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置のタイミングチャート
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る飲料供給装置の説明図
【図７】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の正面図
（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の背面図
【図８】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の側面図
（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の正面図
（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の側面図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の説明図
【図１０】（ａ）から（ｈ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の動作を示す説明図
【図１１】従来の飲料供給装置を示す説明図
【図１２】従来の飲料供給装置のタイミングチャート
【符号の説明】
１，取水管
１Ａ，取水弁
２，シスターン
２Ａ，フロートスイッチ
３Ａ，配管
３Ｂ，配管
４，ボイラー
４Ａ，電源部
４Ｂ，水位センサ
４Ｃ，温度センサ
５，ポンプ
６，配管
７，挽き豆供給部
７Ａ，豆貯蔵容器
７Ｂ，コーヒーミル
７Ｃ，ミルモータ
７Ｄ，シュート
８，抽出機
８Ａ，抽出容器
８Ｂ，飲料供給管
８Ｃ，回転軸
８Ｄ，移動モータ
８Ｅ，孔
９，カップ
１０，湯タンク
１０Ａ，電源部
１０Ｂ，フロートスイッチ
１０Ｃ，熱交換コイル
１０Ｄ，湯温センサ
１１，砂糖容器
１２，クリーム容器
１３，シュート
１４，ミキシングボウル
１４Ａ，供給管
１５，配管
１６，配管
１７，滓バケツ
１８，排水バケツ
１９，流量計
２０，電磁弁
２１，逆止弁
２２，抽出湯弁
２３，湯弁
２４，湯弁
２５，圧力センサ
２６，空気弁
３０，抽出機
３０Ａ，飲料供給管
３１，ガイドプレート
３２，シリンダ
３３，ピストン駆動モータ
３４，トルク伝達部
３４Ａ，支点
３５，モータ
３５Ａ，ギヤ
３６，ギヤ
３６Ａ，回転軸
３７，キャップ
３８，ロッド
３９，ピストン
３９Ａ，ピストンヘッド
３９Ｂ，ピストンベース
３９Ｃ，ネジ
３９Ｄ，送出部
３９Ｅ，Ｏリング
３９Ｆ，フィルタ
４０，スライドガイド
８０，基部
８１，滓廃棄孔
８２，ピン
８３，レバー
８４，ピン
８５，抽出ヘッド
８５Ａ，シール部材
８５ａ，拡散板
８５ｂ，フィルタ
８５ｃ，ガスケット
８６，円板部材
８７，レバー
８８，クランク円板
８９，抽出モータ
８９Ａ，回転軸
１００，主制御部
１０１，販売制御部
１０２，メモリ
１０３，タイマー
３４１，ギヤ
３４２Ａ，ギヤ
３４２Ｂ，ギヤ
３４３，軸
３４４Ａ，ギヤ
３４４Ｂ，ウォームギヤ
３４５，軸
３４５Ａ，ギヤ
３４５Ｂ，ギヤ
３４６，軸
３４６Ａ，ギヤ
３４６Ｂ，ギヤ
３４７Ａ，ギヤ
３４７Ｂ，ギヤ
３４８，ラック部
Ａ，抽出滓
Ｄ，シリンダユニット
Ｗ，ワイパ
Ｐ，挽き豆
ｇ，ガイド溝
Ｓ，傾斜部
Claims (8)
- 所定の粒度に粉砕された挽き豆を抽出機に供給し、前記抽出機に湯を供給することにより前記挽き豆を抽出してコーヒー飲料を生成する飲料供給装置において、
前記抽出機としての、前記挽き豆を供給する供給位置、前記挽き豆と湯を混合してコーヒー飲料を抽出する抽出位置、抽出後の前記挽き豆の滓を廃棄する滓廃棄位置、および前記供給位置の手前の待機位置を環状に配置して設けられる基台部と、前記基台部上の前記供給位置、前記抽出位置、前記滓廃棄位置、および前記待機位置に回転駆動される複数の抽出容器と、前記抽出位置に配置される前記抽出容器と気密的に係合する抽出ヘッドと、前記滓廃棄位置に配置される前記抽出容器から抽出滓を除去する滓除去部材を有する構成の抽出機と、
前記挽き豆を生成するミルと、
前記挽き豆を前記ミルから前記抽出機に供給する供給手段と、
前記抽出機から前記コーヒー飲料を供給しているとき，前記ミルに次の挽き豆を生成させ、前記コーヒー飲料の次供給に先立って前記供給手段に前記ミルから前記抽出機に前記次の挽き豆を供給させる制御手段とを備えたことを特徴とする飲料供給装置。 - 前記制御手段は、前記抽出位置でコーヒー抽出を行っているとき前記供給位置に配置された前記抽出容器に前記次の挽き豆を供給させる構成の請求項第１項記載の飲料供給装置。
- 前記制御手段は、前記コーヒー飲料がカップに供給されているとき前記供給位置に配置された前記抽出容器に前記次の挽き豆を供給させる構成の請求項第１項記載の飲料供給装置。
- 前記制御手段は、次供給までの待機時間が所定の時間を超えたとき前記供給位置の前記抽出容器に収容された前記次の挽き豆を廃棄する構成の請求項第１項記載の飲料供給装置。
- 所定の粒度に粉砕された挽き豆を抽出機に供給し、前記抽出機に湯を供給することにより前記挽き豆を抽出してコーヒー飲料を生成する飲料供給装置において、
前記抽出機としての、前記挽き豆を収容するシリンダ、前記シリンダ内に昇降自在に設けられるピストン、および前記ピストンを駆動する駆動手段を有するシリンダユニットと、前記シリンダユニットを第１の姿勢から第２の姿勢に傾斜させる傾斜手段と、前記第２の姿勢において前記シリンダと相対的に係合し、前記加熱手段から前記シリンダ内に前記所定の温度の湯を供給するキャップを有する構成の抽出機と、
前記挽き豆を生成するミルと、
前記挽き豆を前記ミルから前記抽出機に供給する供給手段と、
前記抽出機から前記コーヒー飲料を供給しているとき，前記ミルに次の挽き豆を生成させ、前記コーヒー飲料の次供給に先立って前記供給手段に前記ミルから前記抽出機に前記次の挽き豆を供給させる制御手段とを備えたことを特徴とする飲料供給装置。 - 前記キャップは、前記第１の姿勢から前記第２の姿勢に変位する過程で前記シリンダに気密的に係合し、前記シリンダに供給された前記挽き豆を圧縮する構成の請求項第５項記載の飲料供給装置。
- 前記駆動手段は、前記ピストンに結合されたピストンロッドと噛合し、回転運動を往復運動に変換する歯車伝達部と、前記歯車伝達部を回転駆動するモータと、前記ピストンに付与される圧力に基づく前記歯車伝達部の逆回転を防止する逆転防止機構を有する構成の請求項第５項記載の飲料供給装置。
- 所定の粒度に粉砕された挽き豆を抽出機に供給し、前記抽出機に湯を供給することにより前記挽き豆を抽出してコーヒー飲料を生成する飲料供給装置において、
前記挽き豆を生成するミルと、前記挽き豆を前記ミルから前記抽出機に供給する供給手段と、前記抽出機から前記コーヒー飲料を供給しているとき，前記ミルに次の挽き豆を生成させ、前記コーヒー飲料の次供給に先立って前記供給手段に前記ミルから前記抽出機に前記次の挽き豆を供給させる構成であり、
前記抽出機は、前記挽き豆を収容するシリンダ、前記シリンダ内に昇降自在に設けられ るピストン、および前記ピストンを駆動する駆動手段を有するシリンダユニットと、前記シリンダユニットを第１の姿勢から第２の姿勢に傾斜させる傾斜手段と、前記第２の姿勢において前記シリンダと相対的に係合し、前記加熱手段から前記シリンダ内に前記所定の温度の湯を供給するキャップを有する構成であり、
前記ピストンは、前記駆動手段に固定される支持部と、前記支持部に固定されるピストンベースと、前記ピストンベースに所定の間隔を有して可動自在に係止されるピストンヘッドと、前記ピストンヘッドと前記ピストンベースに挟持されて前記シリンダ内壁に当接するシール部材を有し、前記ピストンヘッドは、抽出時の圧力に基づいて前記ピストンヘッドの方向に可動することによって前記シール部材を弾性変形させる構成であることを特徴とする飲料供給装置。
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