JP4033064B2 - 飲料抽出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末原料が投入された抽出容器に湯を供給することにより、前記粉末原料から飲料を抽出する飲料抽出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、挽き豆を粉末原料としたコーヒー飲料を販売する自動販売機や飲料ディスペンサには、その内部に飲料抽出装置が設けられている。この種の飲料抽出装置としては、抽出容器、フィルタ、フィルタブロックおよび弁機構を備えたものが一般的である。抽出容器は、いわゆるシリンダと称されるものであり、上下両端面がそれぞれ開口した円筒形状を成している。この抽出容器には、内部にエアを供給するためのエア通路が設けられている。フィルタは、抽出容器の下端開口を閉塞する態様で配置されるもので、例えば紙製のものが適用されている。フィルタブロックは、フィルタを介して抽出容器の下端部に装着される有底円筒形状の容器であり、その内底部に抽出通路を有している。弁機構は、抽出容器の上端開口を開閉するものである。
【０００３】
この飲料抽出装置では、まず、抽出容器の下端部にフィルタを介してフィルタブロックが装着された後、弁機構を開放させた状態で抽出容器の上端開口から粉末原料および湯が投入される。しかる後、弁機構によって抽出容器の上端開口が閉鎖され、この状態から抽出容器の内部にエアが供給される。この結果、抽出容器に供給されたエアの圧力により、フィルタを通じてフィルタブロックにコーヒー飲料が抽出され、該抽出されたコーヒー飲料が抽出通路を通じて飲料カップへ注がれることになる。
コーヒー飲料の抽出が終了した場合には、エアの供給が停止された後、抽出容器からフィルタブロックが離隔されるとともに、フィルタの交換が行われ、次の飲料抽出に備えるべく待機状態となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−１５８５９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の飲料抽出装置は、本来、自動販売機や飲料ディスペンサにおいても喫茶店で出されるような品質の高い飲料を提供できるように開発・具現化されたものである。例えば、昨今においては、香味を確保する目的で、粉末原料をコーヒー豆の状態で飲料抽出装置の内部に蓄えておき、販売指令が与えられた段階で、つまり飲料を抽出する直前にこれを挽いて粉末原料とするものもある。しかしながら、直前にコーヒー豆を挽いた場合であっても、その後に単に湯を供給したのでは、必ずしも香味や旨味を十分に引き出すことができるとはいえず、味わいの薄い飲料が抽出されることになる。
本発明は、上記実情に鑑みて、雑味、渋み、苦み等の好ましくない成分を抑えて品質の高い飲料を抽出することのできる飲料抽出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る飲料抽出装置は、粉末原料に湯を供給して飲料を抽出するようにした飲料抽出装置において、前記粉末原料を投入する原料投入口と、前記原料投入口の外側に延在して設けた前記湯を環状とした所定周り方向の流れにして導入する内周方向に下降する傾斜した面を形成した湯導入通路と、前記湯を前記湯導入通路の所定周り方向の流れに従って分散する態様で前記湯導入通路の周方向に沿って複数穿設した湯通路穴と、前記湯通路穴の周方向内側で前記湯導入通路下面に環状に形成した突起と、前記突起の外側に設けた複数の溝と、前記湯導入通路の所定周り方向に前記湯を導入する湯導入部と、を設けた湯供給部と、を有し、前記湯導入部から前記湯導入通路の所定周り方向に導入した湯を前記湯通路穴から前記環状の突起の外側に設けた複数の溝を介して流下させて、該湯を前記原料投入口から投入した粉末原料にシャワー状に注ぐ抽出容器を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、抽出容器に投入された粉末原料に対して、湯導入通路に導入した湯を湯通路穴から環状の突起の外側に設けた複数の溝それぞれの流れとして流下させて、流れを細かくしたシャワー状の湯として注ぐ抽出容器を備えているため、このシャワー状の湯が「蒸らし湯」となって粉末原料に満遍なく均一に行き渡り、蒸らすことができる。従って、シャワー状の湯によって粉末原料の全てが十分に蒸らされることになり、雑味、渋み、苦みといった好ましくない成分の抽出を抑えた状態で香味や旨味を十分に引き出した飲料を抽出することができるようになる。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る飲料抽出装置は、上述した請求項１において、前記湯通路穴と突起を内周と外周の二重に設けたことを特徴とする。
請求項２の発明によれば、抽出容器の中央部に多くの湯を供給できるので、抽出容器の中央部に多くの量を積重した粉末原料に対してシャワー状の湯をさらに満遍なく均一に行き渡らせることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る飲料抽出装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態である飲料抽出装置を示したものである。ここで例示する飲料抽出装置は、図２に示すようなカップ式飲料自動販売機に適用されるもので、特にコーヒー飲料を抽出するための飲料抽出装置を例示している。
図２に示したカップ式飲料自動販売機Ａは、機器筐体Ｂの前面ドアＣに商品選択ボタンＤおよび商品販売口Ｅを備えている。商品選択ボタンＤは、利用者が商品を選択するためのもので、商品表示部Ｆに展示された複数の商品見本Ｇに対応して設けてある。また、前面ドアＣには、硬貨を投入するためのコイン投入口Ｈ、投入した硬貨を返却するためのコイン返却レバーＩ、硬貨を返却するためのコイン返却口Ｊがそれぞれ設けられている。商品販売口Ｅは、選択した商品を提供するための開口であり、その内底部にカップＫを載置するための販売トレイＬが配設してある。
【００１０】
図１に示した飲料抽出装置は、機器筐体Ｂの内部に設けられるもので、装置本体１には、シリンダ１０（抽出容器）およびフィルタブロック２０を配設してある。
シリンダ１０は、上端に原料投入口１０１と、原料投入口１０１から投入された粉末原料に湯をシャワー状に注ぐ湯供給部１０２を有し、下端が開口した円筒形状を成すもので、昇降手段（図示せず）を介してフィルタブロック２０に対して上下方向に移動可能に配設してある。このシリンダ１０は、フィルタブロック２０に対して上動した場合に、フィルタブロック２０から離隔した位置に配置される一方、下動した場合にフィルタブロック２０に嵌合し、該フィルタブロック２０によって下端開口が閉塞される。
【００１１】
フィルタブロック２０は、有底の円筒形状を成すもので、抽出通路３０およびエア供給通路３５が接続してある。抽出通路３０は、フィルタブロック２０から開閉バルブ３１、抽出ポンプ３２および抽出バルブ３３を介して抽出ノズル３４に至る流体通路であり、抽出ポンプ３２が駆動している場合にフィルタブロック２０の液体を抽出ノズル３４に送出することが可能である。エア供給通路３５は、フィルタブロック２０にエアを供給するためのもので、フィルタブロック２０からエアバルブ３６を介して抽出通路３０における抽出ポンプ３２と抽出バルブ３３との間に位置する部分に接続してある。
フィルタ４０は、ロール状に巻回された紙製で帯状を成すフィルタ紙で、シリンダ１０とフィルタブロック２０との間へ順次繰り出され、粉末原料と湯との混合液を負圧の下で濾過してコーヒー飲料を抽出する。
【００１２】
また、上記飲料抽出装置には、装置本体１に原料シュータ５０が設けてある。原料シュータ５０は、ミル５１で粉砕した挽き豆等のコーヒー原料（粉末原料）を下方に案内するべく下方に向けて漸次内径が減少するコーン状に形成したもので、下端開口がシリンダ１０の原料投入口１０１内径よりも細径に構成してある。
湯供給部１０２は、湯タンク６０に貯留されタンクヒータ６１で加熱された湯をコーヒー原料にシャワー状に供給するためのもので、湯バルブ６２およびヒータ６３を介して湯タンク６０に接続してある湯ノズル６４から湯を供給される。そしてヒータ６３を駆動した状態で湯バルブ６２を開放すると湯ノズル６４が湯を吐出することにより、シリンダ１０のコーヒー原料に対して湯供給部１２から所望温度（例えば９５℃）に調整されたシャワー状の湯の供給が開始される。
【００１３】
図３はシリンダ１０の上面を示した平面図、図４は図３のＡ−Ａ部を矢印方向に見た断面側面図、図５は図４のＢ部を拡大して示した断面側面図、図６はシリンダ１０の底面を示した底面図、図７は図６のＣ部を拡大して示した底面図である。
シリンダ１０は、ミル５１で粉砕したコーヒー原料が原料シュータ５０を介して投入される円筒形状の原料投入口１０１と、原料投入口１０１から投入されたコーヒー原料に湯をシャワー状に注ぐ湯供給部１０２と、を有する。
湯供給部１０２は、原料投入口１０１の外側に延在して設けた湯を環状とした所定周り方向の流れにして導入する内周方向に下降する角度α（例えば、５〜４５°）傾斜したロート形状の傾斜面を形成した湯導入通路１０４と、湯を湯導入通路１０４の所定周り方向の流れに従って分散する態様で湯導入通路１０４の周方向に沿って複数穿設した２列の湯通路穴１０５、１０６と、内周方向に下降する湯導入通路下面１０７の湯通路穴１０５の周方向内側に環状に形成したリブ片１０９（突起）と、湯導入通路下面１０７の内側に設けた内周方向に下降する湯導入通路下面１０８の湯通路穴１０６の周方向内側に環状に形成したリブ片１１０（突起）と、挿通した湯ノズル６４が吐出した湯を湯導入通路１０４に導き入れる湯導入部１０３と、を有する。このように湯通路穴１０５、１０６とリブ片１０９、１１０を内周と外周の二重に設けている。また、リブ片１０９、１１０外側にはＶ溝１１１、１１２（溝）が複数形成してある。さらに、リブ片１０９の外周には湯が外方向に流れでないようにリブ片１１３を設けている。
【００１４】
そして、湯ノズル６４が湯を吐出すると、図８に示すように、湯導入部１０３に供給された湯は、湯導入通路１０４を所定周り方向（図中矢印で示す方向）に流れて廻ることになる。この湯導入通路１０４を流れている湯は、図９に示すように、複数の湯通路穴１０５、１０６から流下し、その一部がフィルタ４０上に投入されたコーヒー原料に直接供給される。また、複数の湯通路穴１０５、１０６から流下した湯は内周方向に下降する湯導入通路下面１０７、１０８を内周方向に流れて環状に形成されているリブ片１０９、１１０に沿って流下する。このリブ片１０９、１１０には、Ｖ溝１１１、１１２が複数形成されているので、リブ片１０９、１１０を流下する湯は複数のＶ溝１１１、１１２のそれぞれの溝底に分流し、複数の湯の流れができる。さらに、この複数の湯の流れは、内周方向に下降する角度α傾斜した湯導入通路下面１０７、１０８に沿って流れるシリンダ１０の中央部に向いた流れとなるので、複数の湯通路穴１０５、１０６から直接流下する流れと、シリンダ１０の中央部に向いた流れとで、シャワー状の湯の流れとなり、フィルタ４０上に投入されたコーヒー原料に対してシャワー状の湯を満遍なく均一に行き渡らせて供給することができる。また、湯導入通路１０４は内周方向に下降する面から形成されているので、湯導入通路１０４を流れる湯は内側ほど湯嵩が多くなるので、湯通路穴１０５を流下する湯量より湯通路穴１０６を流下する湯量が多くなるので、コーヒー原料の投入された積重状態にあった湯量を供給することができる。
【００１５】
なお、湯通路穴１０５と湯通路穴１０６の穴径を変えると、それぞれの穴から流下する湯量を変えることができるので、例えば、湯通路穴１０６の穴径を湯通路穴１０５の穴径より大きい穴径にすると、湯通路穴１０６を流下する湯量をさらに多くすることができる。ミル５１で粉砕するコーヒー原料の粒径を変えるとフィルタ４０上に投入されたコーヒー原料の積重状態が異なるが、このように湯通路穴１０５と湯通路穴１０６の穴径を変えることにより、コーヒー原料の積重状態に最適な湯量の分布状態で湯を供給することが可能になる。さらに、コーヒー原料の積重状態に最適な湯量を供給するには、湯通路穴１０５と湯通路穴１０６の穴数を変えるようにしてもよい。穴数を多くすることにより供給する湯量を増やす、また、穴数を少なくすることにより供給する湯量を減らすことができる。
【００１６】
図１０は、カップ式飲料自動販売機Ａの制御系を示したものである。同図に示すようにカップ式飲料自動販売機Ａは、自販機制御部８０および抽出制御部９０を備えている。自販機制御部８０は、商品選択ボタンＤおよび硬貨処理部Ｎの動作を制御するものである。具体的には、コイン投入口Ｈから硬貨が投入された場合、自販機制御部８０は、硬貨処理部Ｎを通じてその正偽を判定し、正貨であった場合にさらに投入金額の認識を行う。商品販売に必要となる金額の硬貨が投入された場合、自販機制御部８０は、商品選択ボタンＤを有効化し、さらに有効化した商品選択ボタンＤが押下された場合、商品選択信号を抽出制御部９０に与える。また、自販機制御部８０は、販売商品よりも投入金額が多い場合、釣り銭をコイン返却口Ｊに返却する処理も行う。
【００１７】
抽出制御部９０は、自販機制御部８０から商品選択信号が与えられた場合、予めメモリ９１に格納したプログラムやデータに従って、飲料抽出装置各部の制御を行うためのものである。
図１１〜図１４は、上述した飲料抽出装置の動作を説明するための模式図である。以下、図１、図８、図９、図１１〜図１４を適宜参照しながら、飲料抽出装置の抽出制御部９０が実行する処理について説明する。
まず、商品選択ボタンＤが押下されていない場合、飲料抽出装置の抽出制御部９０は、図１に示すように、販売待機状態となっている。この販売待機状態においては、シリンダ１０は、フィルタブロック２０およびフィルタ４０から離隔した状態にある。また、この販売待機状態においては、湯バルブ６２が閉鎖した状態に保持されている一方、開閉バルブ３１、抽出バルブ３３、エアバルブ３６、開閉バルブ３７がそれぞれ開放した状態に保持されている。湯タンク６０においては、内部に設けたタンクヒータ６１が駆動し、内部に貯留した湯が所望の温度状態、例えば９５℃に維持されている。
【００１８】
上述した販売待機状態から利用者等によって硬貨が投入され、かつ任意の商品選択ボタンＤが押下され、自販機制御部８０を通じてこれが通知されると、飲料抽出装置の抽出制御部９０は、昇降手段を駆動することにより、図１１に示すように、フィルタ４０を介してシリンダ１０をフィルタブロック２０に嵌合させる。その後、抽出制御部９０は、ミル５１を駆動することによってコーヒー豆を粉砕し、コーヒー原料である挽き豆を原料シュータ５０から原料投入口１０１を介してシリンダ１０の内部に投入する。
予め設定した量の挽き豆がシリンダ１０に投入されると、抽出制御部９０は、開閉バルブ３１、抽出バルブ３３、エアバルブ３６をそれぞれ閉鎖した後、図１２に示すように、ヒータ６３を駆動した状態で湯バルブ６２を開放することにより湯ノズル６４から湯を吐出して供給する。そうすると、図８に示すように、供給された湯は、湯導入通路１０４を所定周り方向に流れ、図９に示すように、複数の湯通路穴１０５、１０６から流下して湯導入通路下面１０７、１０８を流れてリブ片１０９、１１０の複数のＶ溝１１１、１１２からシリンダ１０の中央部に向かって湯量が多く流れるシャワー状の湯の流れとなり、コーヒー原料に対して所望温度（例えば９５℃）に調整されたシャワー状の湯の供給を開始する。
【００１９】
ここで、この飲料抽出装置によれば、湯供給部１０２から供給されたシャワー状の湯が少量ずつコーヒー原料に「蒸らし湯」として満遍なく均一に行き渡ることになる。従って、シリンダ１０のコーヒー原料が湯に浸漬されるまでの間、コーヒー原料の全てが十分に蒸らされることになり、雑味、渋み、苦みといった好ましくない成分の抽出を抑えた状態で香味や旨味を十分に引き出すことができる。
湯供給部１０２を通じて供給した湯が、シリンダ１０のコーヒー原料に対して予め設定した量に達すると、抽出制御部９０は、図１３に示すように、湯バルブ６２を閉鎖した後、開閉バルブ３１および抽出バルブ３３を閉鎖した状態に保持する一方、エアバルブ３６、開閉バルブ３７を開放した状態で抽出ポンプ３２を駆動し、通路３８からエア供給通路３５を通じてフィルタブロック２０からシリンダ１０の内部にエアを供給することにより、コーヒー原料と湯の混合体の撹拌を行う。この結果、コーヒー原料から湯に香味や旨味が抽出され、シリンダ１０の内部においてコーヒー飲料が生成されることになる。
【００２０】
しかる後、抽出制御部９０は、図１４に示すように、エアバルブ３６、開閉バルブ３７を閉鎖してエアの供給を停止する一方、開閉バルブ３１および抽出バルブ３３を開放する。この結果、シリンダ１０の内部で生成されたコーヒー飲料がフィルタ４０を透過し、抽出通路３０から抽出ノズル３４を通じて販売トレイＬに載置されたカップＫに供給されることになる。
予め設定した量のコーヒー飲料をカップＫに供給した抽出制御部９０は、昇降手段を駆動することによりシリンダ１０を上動させ、一定量のフィルタ４０を繰り出し、使用後のフィルタ４０およびこれに付着する抽出滓を滓バケツ（図示せず）に収納させる。
以降、抽出制御部９０は、自販機制御部８０から商品選択信号が与えられるたびに上述した動作を繰り返し実行し、利用者が所望とするコーヒー飲料の提供を行う。
【００２１】
以上説明したように、上記飲料抽出装置によれば、シリンダ１０に投入されたコーヒー原料に対してシャワー状の湯を満遍なく均一に行き渡らせて供給するようにしているため、このシャワー状の湯が「蒸らし湯」となってコーヒー原料を蒸らすことができる。この結果、コーヒー原料が湯に浸漬されるまでの間、コーヒー原料の全てが十分に蒸らされることになり、雑味、渋み、苦みといった好ましくない成分の抽出を抑えた状態で香味や旨味を十分に引き出したコーヒー飲料を抽出することができるようになる。
なお、上述した実施の形態では、挽き豆を粉末原料としたコーヒー飲料を抽出するための装置を例示しているが、本発明はその他の粉末原料から飲料を抽出するものにももちろん適用することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る飲料抽出装置によれば、抽出容器に投入された粉末原料に対して、湯導入通路に導入した湯を湯通路穴から環状の突起の溝を介して流下させて、湯をシャワー状に注ぐ抽出容器を備えているため、このシャワー状の湯が「蒸らし湯」となって粉末原料を蒸らすことができる。しかも、抽出容器の中央部に多くの湯を供給するようにしているため、抽出容器の中央部に多くの量を積重した粉末原料に対してシャワー状の湯を満遍なく均一に行き渡らせることが可能となる。従って、シャワー状の湯によって粉末原料の全てが十分に蒸らされることになり、雑味、渋み、苦みといった好ましくない成分の抽出を抑えた状態で香味や旨味を十分に引き出した飲料を抽出することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である飲料抽出装置を示した概念図である。
【図２】図１に示した飲料抽出装置を適用した自動販売機の外観図である。
【図３】図１に示した飲料抽出装置を適用した抽出容器の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ部を矢印方向に見た断面側面図である。
【図５】図４のＢ部を拡大して示した断面側面図である。
【図６】図１に示した飲料抽出装置を適用した抽出容器の底面図である。
【図７】図６のＣ部を拡大して示した底面図である。
【図８】図１に示した飲料抽出装置を適用した抽出容器の湯の流れを示す図である。
【図９】図１に示した飲料抽出装置を適用した抽出容器の湯の流れを示す図である。
【図１０】図２に示した自動販売機の制御系を示したブロック図である。
【図１１】図１に示した飲料抽出装置の動作を示す概念図である。
【図１２】図１に示した飲料抽出装置の動作を示す概念図である。
【図１３】図１に示した飲料抽出装置の動作を示す概念図である。
【図１４】図１に示した飲料抽出装置の動作を示す概念図である。
【符号の説明】
１ 装置本体
１０ シリンダ
２０ フィルタブロック
３０ 抽出通路
３１ 開閉バルブ
３２ 抽出ポンプ
３３ 抽出バルブ
３４ 抽出ノズル
３５ エア供給通路
３６ エアバルブ
３７ 開閉バルブ
３８ 通路
４０ フィルタ
５０ 原料シュータ
５１ ミル
６０ 湯タンク
６１ タンクヒータ
６２ 湯バルブ
６３ ヒータ
６４ 湯ノズル
８０ 自販機制御部
９０ 抽出制御部
９１ メモリ
１０１ 原料投入口
１０２ 湯供給部
１０３ 湯導入部
１０４ 湯導入通路
１０５ 湯通路穴
１０６ 湯通路穴
１０７ 湯導入通路下面
１０８ 湯導入通路下面
１０９ リブ片
１１０ リブ片
１１１ Ｖ溝
１１２ Ｖ溝
１１３ リブ片
Ａ カップ式飲料自動販売機
Ｂ 機器筐体
Ｃ 前面パネル
Ｄ 商品選択ボタン
Ｅ 商品販売口
Ｆ 商品表示部
Ｇ 商品見本
Ｈ コイン投入口
Ｉ コイン返却レバー
Ｊ コイン返却口
Ｋ カップ
Ｌ 販売トレイ
Ｎ 硬貨処理部

Claims (2)

1. 粉末原料に湯を供給して飲料を抽出するようにした飲料抽出装置において、
   前記粉末原料を投入する原料投入口と、
   前記原料投入口の外側に延在して設けた前記湯を環状とした所定周り方向の流れにして導入する内周方向に下降する傾斜した面を形成した湯導入通路と、前記湯を前記湯導入通路の所定周り方向の流れに従って分散する態様で前記湯導入通路の周方向に沿って複数穿設した湯通路穴と、前記湯通路穴の周方向内側で前記湯導入通路下面に環状に形成した突起と、前記突起の外側に設けた複数の溝と、前記湯導入通路の所定周り方向に前記湯を導入する湯導入部と、を設けた湯供給部と、
   を有し、前記湯導入部から前記湯導入通路の所定周り方向に導入した湯を前記湯通路穴から前記環状の突起の外側に設けた複数の溝を介して流下させて、該湯を前記原料投入口から投入した粉末原料にシャワー状に注ぐ抽出容器を備えたことを特徴とする飲料抽出装置。
2. 前記湯通路穴と突起を内周と外周の二重に設けたことを特徴とする請求項１に記載の飲料抽出装置。

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