JP4104509B2 - ミルクフォーマー及びそれを備えたコーヒー飲料製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気を用いてミルクフォームを製造するミルクフォーマー及びこれを用いたコーヒー飲料製造装置に関するものである。

従来のコーヒー飲料製造装置は、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆を耐圧構造とされた抽出室に供給し、この挽き豆にポンプで加圧した所定の高温の湯を通過させることによってコーヒー液を抽出する。通常、挽き豆の抽出時に高温の湯を使用することでコーヒー成分の溶出が促進され、更に係る湯を加圧して供給することで、挽き豆の組織内に湯が浸透し、濃いコーヒー液、即ちエスプレッソコーヒーが得られる。

また、最近では、カップに注がれたコーヒー液にきめ細かな良質な泡が十分に形成されることが、味覚的及び視覚的に好ましいとされている。この泡の形成には、コーヒー液の抽出時の圧力が関係し、抽出開始時から抽出室内の抽出圧力を所定の高圧に維持することが必要とされる。

そこで、従来では、コーヒーの挽き豆に高温の湯を通過させてコーヒー液を抽出するコーヒー飲料製造装置として、例えば、湯タンクにおいて水をヒータで加熱し湯を生成し、湯タンクに貯溜されている湯をポンプで給湯すると同時に、コーヒーミルからコーヒーの挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、このコーヒー抽出機で抽出されたコーヒー液をカップに供給する構成のコーヒー飲料製造装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

係るコーヒー飲料製造装置では、コーヒー抽出機の上流側の配管、即ち給湯側配管に給湯側の湯の流動と開放を制御する逆止弁、抽出湯弁などの弁機構や圧力センサの出力により、給湯側における圧力制御を行い、コーヒー液の泡を生成していた。

また、上記コーヒー飲料製造装置により製造されたコーヒー液にミルクフォームを添えることにより、カプチーノなどのコーヒー飲料の提供が行われる場合がある。そこで、当該コーヒー飲料製造装置にミルクフォームを製造するミルクフォーマーが搭載されているコーヒー飲料製造装置が提案されている。従来のコーヒー飲料製造装置では、粉ミルクと湯を混合してクリームを作成し、これをコーヒー抽出機で抽出したコーヒー液に添えていた。しかし、飲料品質の向上に伴って、生乳からミルクフォームを製造するミルクフォーマーが提案されている。

このミルクフォーマーは、コーヒー抽出機にミルクを供給する際に、ミルクと空気とを混合し、ミルクを泡立てた状態（エアレーション）でコーヒー抽出機に供給するためのものである。ミルクフォーマーにおいて用いられるミルクは、当該ミルクの長時間保存を可能とするため、冷却装置で冷却されている。そのため、ミルクをそのままコーヒー抽出機に供給すると、コーヒー抽出機内のコーヒー液の温度を低下させ、味覚や触感を損なうこととなる。そこで、冷却保存されたミルクは、コーヒー抽出機に供給する際に蒸気発生器や蒸気供給器で発生された蒸気を用いてミルクパックなどのミルク貯蔵器からのミルクを空気と混合し、泡立て、蒸気処理されたミルクの混合物、即ちミルクフォームをコーヒー抽出機に供給する装置が提案されている（特許文献２参照。）。

また、上記以外にも、特許文献３に示す如く蒸気供給器からポンプによりミルクを強制的に混合部へ供給することによりミルクと空気の混合を行うものや、特許文献４に示す如く霧吹き器の原理を応用し、ミルク供給口に負圧を生じさせることで、ミルクを吸引し、吸引したミルクを蒸気で温め、更に泡状のミルクフォームとして吐出するものも提案されている。
特開２００１−７６２４４号公報 特開平６−２２８５６号公報 特開２０００−１５７２３１号公報 特開平６−１８９８５４号公報

一方、特許文献２に示す如きミルクフォーマーでは、空気と蒸気とミルクとが混合されるミルカー（渦ミキサー）は、上方が径の大きい漏斗状を呈しており、当該径の大きい上部から空気と蒸気とミルクを注入し、これらを旋回動作させることで泡状のミルク（ミルクフォーム）を形成していた。

しかしながら、当該ミルカーでは、ミルクフォームの旋回時間を十分に確保することができないため、きめ細かな上質のミルクフォームを得ることができないという問題があった。また更に、ミルカーの底面に形成されるミルクフォームの排出部は、単なる筒状であったため、当該排出部の内壁に沿って旋回しながらミルクフォームが落下することとなり、得られるミルクフォームの品質に対し、カップにまで排出される時間が長いという問題があった。

本発明のミルクフォーマーは、ミルクを保冷するミルク保冷庫と、所定温度の湯を貯溜する湯タンクと、該湯タンクから湯を排出させるポンプと、該ポンプからの湯を用いて蒸気を生成するボイラと、該ボイラにより生成された蒸気によりミルク保冷庫からミルクを吸引すると共に、空気を吸引し、当該吸引ミルクと吸引空気とを混合してミルクフォームを生成するミルカーとを備えたものであって、ミルカーは、略円筒状の本体と、該本体内に突出して形成され、吸引ミルクと吸引空気の混合物が本体内で旋回するように当該混合物を本体内に吐出する吐出部と、本体の底面に形成され、当該本体内で生成されたミルクフォームを排出する排出部と、混合物の吐出方向に指向して排出部内を仕切る仕切部材とを有し、吐出部には、本体の内周面と略同心円弧状の湾曲部が形成されていると共に、仕切部材の上端は本体の底面以下の高さとされているものである。

請求項２の発明のミルクフォーマーは、上記発明において、ミルカーの吐出部に接続される蒸気ノズルを、分割可能な複数部品により構成したものである。

請求項３の発明のミルクフォーマーは、上記各発明において、ポンプとボイラとの間に、所定圧力にて外部に開放する弁装置を設けたものである。

請求項４の発明のミルクフォーマーは、上記各発明において、ミルク保冷庫内に収納されるミルクパックと、該ミルクパック内に挿入されてミルクを吸引するためのミルク吸引チューブとを備え、該ミルク吸引チューブの先端には、重り部材を設けたものである。

請求項５の発明のミルクフォーマーは、上記発明において、重り部材には、ミルク吸引チューブの先端側に位置する底面から側面に渡る切欠が形成されているものである。

請求項６の発明のコーヒー飲料製造装置は、上記各発明のミルクフォーマーを備え、所定粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、湯タンクから湯をコーヒー抽出機に供給してコーヒー液を抽出すると共に、ミルカーにて生成されたミルクフォームをコーヒー抽出機にて抽出されたコーヒー液に添加可能とされているものである。

請求項７の発明のコーヒー飲料製造装置は、上記発明において、コーヒー液を排出するコーヒー液ノズルと、ミルクフォームを排出するミルクフォームノズルとを一体に備えたノズル部材を有し、該ノズル部材の高さを調節可能とされているものである。

本発明によれば、ミルクを保冷するミルク保冷庫と、所定温度の湯を貯溜する湯タンクと、湯タンクから湯を排出させるポンプと、ポンプからの湯を用いて蒸気を生成するボイラと、ボイラにより生成された蒸気によりミルク保冷庫からミルクを吸引すると共に、空気を吸引し、吸引ミルクと吸引空気とを混合してミルクフォームを生成するミルカーとを備えたミルクフォーマーにおいて、ミルカーは、略円筒状の本体と、本体内に突出して形成され、吸引ミルクと吸引空気の混合物が本体内で旋回するように当該混合物を本体内に吐出する吐出部と、本体の底面に形成され、本体内で生成されたミルクフォームを排出する排出部とを有し、吐出部には、本体の内周面と略同心円弧状の湾曲部が形成されているので、当該湾曲部によって本体内に吐出された吸引ミルクと吸引空気との混合物の旋回を促進することができ、これらの旋回時間を十分に確保することができるようになる。

これにより、ミルクと空気の撹拌を十分に行うことができ、きめ細かな上質のミルクフォームを生成することができるようになる。

特に、混合物の吐出方向に指向して排出部内を仕切る仕切部材を備えているため、ミルクフォームが排出部内において旋回しながら落下する不都合を回避することができ、排出部内に落下したミルクフォームを真っ直ぐに落下させることができる。これにより、排出までの所要時間を短縮することができる。そのため、より一層よい状態でミルクフォームをカップなどに排出することができ、提供するミルクフォームの品質の向上を図ることができるようになる。

また、この仕切部材の上端は本体の底面以下の高さとされているので、仕切部材が本体内を旋回するミルクフォームの旋回を妨害する不都合を回避することができ、これによっても、ミルクフォームの泡の大きさをきめ細かく形成することができ、品質の向上を図ることができるようになる。

請求項２の発明によれば、上記発明において、ミルカーの吐出部に接続される蒸気ノズルを、分割可能な複数部品により構成したので、供給された蒸気中にカルキなどの混入し、蒸気ノズル内に析出又は、内部閉塞を生じた場合であっても、容易に蒸気ノズルを分割し、洗浄することが可能となる。そのため、蒸気ノズルの閉塞を未然に回避することができると共に、メンテナンスの簡素化を図ることができるようになる。

請求項３の発明によれば、上記各発明において、ポンプとボイラとの間に、所定圧力にて外部に開放する弁装置を設けたので、ポンプと蒸気ノズルとの間に異常な圧力が負荷される不都合が生じた場合であっても、当該弁装置が所定圧力にて外部に開放するため、迅速に異常圧力に対応することができる。これにより、安全性の向上を図ることができるようになる。

請求項４の発明によれば、上記各発明において、ミルク保冷庫内に収納されるミルクパックと、該ミルクパック内に挿入されてミルクを吸引するためのミルク吸引チューブとを備え、該ミルク吸引チューブの先端には、重り部材を設けたので、ミルク吸引チューブを容易にミルクパック底部にまで沈めることが可能となる。これにより、ミルクパック底部のミルクまでを効果的にミルク吸引チューブにより吸引することが可能となる。

請求項５の発明によれば、上記発明において、重り部材には、ミルク吸引チューブの先端側に位置する底面から側面に渡る切欠が形成されているので、底面表面に残留したミルクをも切欠から吸引することが可能となり、より一層効果的にミルクの吸引を行うことができるようになる。

請求項６の発明のコーヒー飲料製造装置によれば、上記各発明のミルクフォーマーを備え、所定粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、湯タンクから湯をコーヒー抽出機に供給してコーヒー液を抽出すると共に、ミルカーにて生成されたミルクフォームをコーヒー抽出機にて抽出されたコーヒー液に添加可能とされているので、一台の装置にてコーヒー液に上質なミルクフォームを抽出することができるようになる。

請求項７の発明によれば、上記発明において、コーヒー液を排出するコーヒー液ノズルと、ミルクフォームを排出するミルクフォームノズルとを一体に備えたノズル部材を有し、該ノズル部材の高さを調節可能とされているので、コーヒー飲料やミルクフォームの供給を行うカップの高さに応じてノズル部材の高さを変更することができるようになり、利便性の向上を図ることができる。

本発明は、従来の技術的課題を解決するために、きめ細かな上質のミルクフォーム生成することができると共に、当該ミルクフォームの提供までの時間を短縮することができるミルクフォーマーを提供する。以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。

図１は本発明のコーヒー飲料製造装置１の正面図、図２のコーヒー飲料製造装置１の側面図、図３はコーヒー飲料製造装置１の内部概略構成図をそれぞれ示している。

本実施例は、本発明のミルクフォーマー６１を備えたコーヒー飲料製造装置１であり、前面にコーヒー液を排出するコーヒー液ノズル２と、ミルクフォームを排出するミルクフォームノズル３とを一体に備えたノズル部材４を備えた本体６により構成されている。そして、このノズル部材４の下方には、抽出されたコーヒー液を受容するカップを載置するカップ支持台７が設けられている。尚、ノズル部材４は、詳細は後述する如く上下に高さ調節可能に構成されているものとする。また、図１中、５は排出する飲料の種類を選択する複数の飲料選択ボタンであり、８はコーヒー液の抽出に使用された残滓を受容すると共に、前方に引出自在に設けられた残滓受容部であり、９はコーヒー豆を収容する豆貯蔵容器である。

ここで、図３を参照してコーヒー飲料製造装置１の内部構成について説明する。本実施例のコーヒー飲料製造装置１は、本体６内に、湯タンク１１と、湯タンク１１の底部に取り付けられたポンプ（ギヤポンプ）１２と、コーヒー抽出機１３と、詳細は後述するミルクフォーマー６１を備えている。湯タンク１１は、数リットルの飲料水を貯水可能とするタンクであり、内部には、貯水された飲料水を例えば＋９７℃に加熱保温する図示しないヒータが設けられている。また、湯タンク１１の底部に設けられたポンプ１２は、湯タンク１１内の湯を加圧して排出するポンプであり、このポンプ１２の排出口には、流量計１４と、詳細は後述する給湯側電磁弁１５とが順次介設された給湯側配管１６が接続されており、この給湯側配管１６の他端には、コーヒー抽出機１３が接続されている。

そして、この給湯側配管１６には、流量計１４と給湯側電磁弁１５との間に位置して循環経路を構成する循環用電磁弁１７を備えた循環用配管１８が接続されており、この循環用配管１８の他端は、湯タンク１１に接続されている。更に、循環用配管１８には、循環用電磁弁１７と湯タンク１１との間に位置してポンプ１２とを接続するバイパス配管１９が接続されている。このバイパス配管１９には、ポンプ１２内の湯を湯タンク１１に還流するためのリリーフ弁２１が設けられている。

また、この給湯側配管１６には、給湯側電磁弁１５とコーヒー抽出機１３との間に位置して一端が外部に開放された湯排出用配管２６が接続されている。この湯排出用配管２６には、コーヒー抽出機１３や後述する抽出側配管２４内の残液等を外部に排出を制御するための残液リリーフ弁２７が設けられている。

他方、コーヒー抽出機１３の上方には、前記豆貯蔵容器９が設置される。この豆貯蔵容器９の下方には、豆貯蔵容器９に貯蔵されたコーヒー豆を高速回転する図示しない粉砕刃によって所定の粒度にまで粉砕するコーヒーミル２２が設けられており、更に、このコーヒーミル２２の下方には、当該コーヒーミルにおいて粉砕されたコーヒー粉をコーヒー抽出機１３内に収容するためのシュート２３が設けられている。そして、このコーヒー抽出機１３の下部には、コーヒー液の抽出経路を構成する抽出側配管２４が接続され、この抽出側配管２４には、抽出されたコーヒー液の排出を制御する抽出電磁弁２５が介設されている。この抽出電磁弁２５の下流側の抽出側配管２４には、前記コーヒー液ノズル２が接続されている。これにより、カップ支持台７に配置された図示しないカップにコーヒー液を注入可能としている。

尚、カップには、コーヒー液の注入と共に購買者の要望により砂糖やクリームが注入されるが、これらの供給系統については図示及び説明を省略する。また、コーヒーミル２２からシュート２３に挽き豆を供給する際、計量器により計量が行われるが、これらについても図示を省略する。

次に、図４を参照してコーヒー抽出機１３の構成について説明する。コーヒー抽出機１３は、コーヒーミル２２からシュート２３を介して供給される挽き豆を収容するシリンダー３１と、このシリンダー３１に挿脱自在とされるピストン３２と、このピストン３２を駆動するピストン駆動モータ３３と、当該モータ３３とピストン３２を連結するトルク伝達部３４とを備え、これらシリンダー３１と、ピストン３２と、ピストン駆動モータ３３と、トルク伝達部３４とによりシリンダーユニットＤを構成している。また、コーヒー抽出機１３は、シリンダーユニットＤ全体を所定の角度に傾斜させるためのユニット駆動モータ３５と、シリンダーユニットＤが傾斜した際にシリンダー３１の上面開口を閉塞する蓋部材３６と、この蓋部材３６をユニット駆動モータ３５を駆動源としてシリンダー３１に係合させるギヤ３７とを備える。尚、このギヤ３７は回転軸３７Ａにより軸支されている。また、蓋部材３６は、該蓋部材３６に形成された図示しない貫通孔を介して、前記給湯側配管１６を挿入可能な構成とされており、シリンダー３１の底面開口には、トルク伝達部３４を介して前記抽出側配管２４が接続されている。尚、図４中、Ｗはシュート２３の下部に設けられたワイパーである。

次に、図５を参照して、本発明の給湯側電磁弁１５及び抽出側電磁弁２５の構成について説明する。図５は、電磁弁１５又は２５の長手方向の断面図を示している。尚、給湯側電磁弁１５及び抽出側電磁弁２５は、同様の構成であるため、以下、給湯側電磁弁１５を例に挙げて説明する。給湯側電磁弁１５は、流通方向（図５では上下方向）に開口する本体４１と、該本体４１の内部に収容される弁体４２と、本体４１の上流側（図５では下側）の開口部に設けられる上流側保持部材４３と、本体４１の下流側（図５では上側）の開口部に設けられる下流側保持部材４４と、通電により弁体４２の開閉を制御するコイル４５と、このコイル４５を本体４１に固定する第１の固定具４６と、第２の固定具４７とから構成される。

上流側保持部材４３は、内部に小径部４３Ａと、弁体４２の収納部４３Ｂを形成し、これら小径部４３Ａ及び収納部４３Ｂは、弁体４２の離接によって開閉される開口４８が形成される隔壁部４３Ｃにより区画される。弁体４２の上流側保持部材４３側端部は、保持部材４３の開口４８を被覆可能な寸法に形成されていると共に、側面は、当該保持部材４３の内径よりも所定寸法だけ小さく形成されている。そして、上流側保持部材４３内に位置する弁体４２の側面には、孔４９が形成されている。更に、この弁体４２の下流側保持部材４４側には、一端が下流側保持部材４４に固定されると共に、当該弁体４２を開口４８側に付勢するスプリング（付勢部材）５０が設けられている。尚、このスプリング５０により、電磁弁１５内に浸入したコーヒー液を所定圧力以上となるように調整する調整機構を構成するものとする。

そして、上流側保持部材４３及び下流側保持部材４４の本体４１側の端部には、それぞれ外方に延出したフランジが形成されており、第１の固定具４６及び第２の固定具４７に予め形成された係合孔に内方から挿入することにより係止可能とされている。そして、これら第１の固定具４６及び第２の固定具４７が、ネジ５１、５１により螺合されることにより、給湯側電磁弁１５が組立られる。そして、本実施例では、給湯側電磁弁１５の上流側保持部材４３の端部開口には、流量計１４側に接続された給湯側配管１６が接続され、下流側保持部材４４の端部開口には、コーヒー抽出機１３側に接続された給湯側配管１６が接続される。尚、抽出側電磁弁１６も当該給湯側電磁弁１５と同様に構成されると共に、本実施例では、抽出側電磁弁１６の上流側保持部材４３の端部開口には、コーヒー抽出機１３側に接続された抽出側配管２４が接続され、下流側保持部材４４の端部開口には、コーヒー液ノズル２側に接続された抽出側配管２４が接続される。

また、本実施例のコーヒー飲料製造装置１は、図示しない制御装置を備えており、この制御装置は、プログラムやデータを記憶するメモリ、クロック信号を生成するタイマ、前記クロック信号及び前記プログラムに基づいて動作するＣＰＵを備えている。更に、この制御装置の入力側には、流量計１４などが接続されていると共に、出力側には、前記ポンプ１２、給湯側電磁弁１５、循環用電磁弁１７、リリーフ弁２１、抽出側電磁弁２５、残液リリーフ弁２７、ピストン駆動モータ３３、ユニット駆動モータ３５、コイル４５や後述する温度センサなどが接続され、当該制御装置の出力に基づき制御されるものとする。

次に、前記ミルクフォーマー６１の構成について説明する。本実施例のミルクフォーマー６１は、前記湯タンク１１から湯を取り出す湯供給配管６２と、電磁ポンプ６３と、蒸気ボイラ６４と、ミルカー６５とを備えている。湯供給配管６２は、一端が湯タンク１１に接続されると共に、電磁ポンプ６３及び蒸気ボイラ６４が順次介設されている。湯供給配管６２の他端には、詳細の構造は後述するミルカー６５が接続される。また、電磁ポンプ６３と蒸気ボイラ６４との間に位置する湯供給配管６２には、分岐配管６７が設けられ、当該分岐配管６７には、所定圧力にて外部に開放する弁装置６８が設けられている。

蒸気ボイラ６４は、内部に図示しないヒータを備え、湯タンク１１から湯供給配管６２及び電磁ポンプ６３を介して供給された湯を例えば約＋１７０℃に加熱し、蒸気を生成し、ミルカー６５へ蒸気を供給するものである。また、蒸気ボイラ６４には図示しない温度センサが設けられており、この温度センサの検出に基づいて設定した蒸気温度となるように前記制御装置により温度制御が行われる。更にまた、この蒸気ボイラ６４の下流側からミルカー６５までを構成する湯供給配管６２には、蒸気ボイラ６４からの熱の漏洩を抑制するための図示しない保温チューブが外装されているものとする。

次に、図６乃至図９を参照してミルカー６５の構造について説明する。図６はミルカー６５の側面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図、図８は図６のＢ−Ｂ断面図、図９はミルカー６５及び各部品の側面図を示している。ミルカー６５は、略円筒状の本体７１により構成されており、この本体７１の側面には、中心よりも左右どちらか一方に偏重すると共に、当該本体７１の内部に突出した吐出部７２が一体に形成され、本体７１の底面には、本体７１内にて生成されたミルクフォームを排出する前記ミルクフォームノズル（排出部）３が一体に形成される。

吐出部７２は、左右に開口した略円筒状を呈しており、本体７１に接続される側とは反対側の端部には、蒸気ボイラ６４の下流側に位置する湯供給配管６２の端部が図９に示す如き蒸気ノズル７４を介して接続される。本実施例において、この蒸気ノズル７４は、蒸気ノズル部材７４Ａ及び７４Ｂの二部品により構成されており、これらノズル部材７４Ａ、７４Ｂは、それぞれ内部に左右に連通した蒸気通路が形成されている。蒸気ノズル部材７４Ａは、一端が湯供給配管６２に容易に接続可能とするため、少許先細り形成とされていると共に、他端は蒸気ノズル部材７４Ｂを収容するため、内方に凹陥して形成されている。他方、蒸気ノズル部材７４Ｂは、一端には、蒸気を吐出部７２に吐出する小穴７４Ｃが形成されると共に、側面には、吐出部７２の内壁及びノズル部材７４Ａとの接続を密着するためＯリング７４Ｄが設けられている。これにより、供給された蒸気中にカルキなどの混入し、小穴７４Ｃやノズル部材７４Ａ及び７４Ｂ内に析出又は、内部閉塞を生じた場合であっても、容易に蒸気ノズル７４を分割し、洗浄することが可能となる。そのため、蒸気ノズル７４の閉塞を未然に回避することができると共に、メンテナンスの簡素化を図ることができるようになる。尚、本実施例では、ノズル部材７４Ｂの左右形状を異なった形状とすることにより、組立時における接続ミスを抑制している。また、本実施例では、蒸気ノズル７４を二部品により構成しているが、これ以上であってもよいものとする。

吐出部７２の下面には、吐出部７２内部に連通したミルク吸込ノズル７５が接続されていると共に、吐出部７２の上面には、ミルク吸込ノズル７５と対向する箇所に、同じく吐出部７２内部に連通した空気吸込ノズル７６が接続されている。

ミルク吸込ノズル７５には、一端が、詳細は後述するミルク保冷庫８２に収納されるミルクパック８３内に挿入されるミルク吸引チューブ７７が接続される。尚、このミルク吸引チューブ７７のミルクパック８３側の端部（先端）には、図９に示す如き重り部材７８が設けられている。この重り部材７８は、ミルクパック８３の下部にまでミルク吸引チューブ７７を沈めるため、本実施例では、約２０ｇの質量とする。また、この重り部材７８は、底面から側面に渡って切欠７８Ａが形成されており、ミルクパック８３の底面に残留したミルクをも容易に吸引可能な構成とされている。

空気吸込ノズル７６には、空気吸込チューブ７９が接続されると共に、この空気吸込チューブ７９の他端開口には、空気吸込キャップ８１が着脱自在に取り付けられる。この空気吸込キャップ８１は、先端に小穴８１Ａが形成された筒状部材であり、この小穴８１Ａ周囲には、チューブ７９側に対向する方向に突出した周壁８１Ｂが形成されていると共に、先端近傍には、外方に突出したフランジ８１Ｃが形成されている。これにより、空気吸込ノズル７６は、一度に少量の空気を吸い込むことが可能となる。また、空気吸込キャップ８１は、小穴８１Ａ近傍に周壁８１Ｂが形成されていることから、洗浄等により空気吸込キャップ８１を手指で触った場合であっても、直接小穴８１Ａに触れ、小さなゴミなどを詰め込み、閉塞させる不都合を回避することができる。また、フランジ８１Ｃが形成されていることから容易に取り扱うことが可能となる。

そして、吐出部７２が本体７１内に接続される側の端部は、図７及び図８に示す如く当該吐出部７２の端部開口７２Ａが本体７１の内壁に沿って形成される。この開口７２Ａの縁部であって、本体７１内に突出している突出部７２Ｂは、本体７１の内周面と略同心円弧状を呈する湾曲部７２Ｃが形成されると共に、湾曲部７２Ｃの端部（開口７２Ａとは反対側）から本体７１の内壁に渡って指向部７２Ｄが形成されている。

更に、本体７１の底面中央部に形成されたミルクフォームノズル３内には、図７に示す如くミルクと空気の混合物であるミルクフォームの吐出方向に指向して当該ノズル３内を仕切ると共に、吐出部７２と略平行に形成された仕切部材３Ａが形成される。本実施例では、仕切部材３Ａの上端は本体７１の底面の高さと略同一とされるように形成される。尚、当該仕切部材３Ａの上端は、本体７１の底面の高さよりも低くてもよいものとする。

また、本体７１の上面開口は、図９に示す如く本体７１内方に突出した突出部８４Ａが形成されるミルカーキャップ８４が着脱自在に閉塞されるものとする。突出部８４Ａの周面にはＯリング８４Ｂが設けられ、これにより、本体７１にミルカーキャップ８４を密着して取り付けることが可能となる。

一方、前記ミルク保冷庫８２は、図１０に示す如く上面に開口を有し、内部に市販のミルクパック８３を収納可能な本体８２Ａと、本体８２の上面開口をヒンジ部材８２Ｂにより開閉自在に閉塞する蓋８２Ｃとから構成されている。この本体８２の上面開口縁部には、蓋８２Ｃを閉塞した状態で、ミルクパック８３に挿入される前記ミルク吸引チューブ７７を外部に引き出すための切欠８２Ｄが形成されている。そして、この本体８２は、内壁に図示しない断熱材が設けられていると共に、本体８２内には、図示しない冷却装置が配設されており、収納されるミルクパック８３を冷却可能としている。

以上の構成により、ミルクフォーマーの動作について説明する。ミルクの供給が要求される飲料の飲料選択ボタン５が操作された際に、前記制御装置の出力により、電磁ポンプ６３が所定時間、例えば約１０秒間、運転される。これにより、湯タンク１１内の湯が湯供給配管６２内に排出され、排出された湯は蒸気ボイラ６４に浸入する。ここで、湯タンク１１内に貯溜される湯の温度は、上記コーヒー抽出機１３で用いるのに適した温度、例えば＋９７℃に設定されるため、蒸気ボイラ６４には、この約１００℃に近い温度の湯水が供給される。蒸気ボイラ６４内に供給された湯は当該蒸気ボイラ６４により、更に加熱され、ミルクフォーマー６１に適した温度、例えば＋１７０℃にまで昇温され蒸気とされる。

そして、蒸気ボイラ６４により生成された蒸気は、該蒸気ボイラ６４の下流側に接続された湯供給配管６２及び蒸気ノズル７４を介してミルカー６５の吐出部７２内に噴射される。ここで、蒸気が吐出部７２内のミルク吸込ノズル７５及び空気吸込ノズル７６の近傍を通過する際に、吐出部７２内に負圧が生じ、ミルク吸込ノズル７５からは、ミルクパック８３内のミルクがミルク吸引チューブ７７を介して吐出部７２内に吸い込まれ、空気吸込ノズル７６からは、外部の空気が空気吸込キャップ８１及び空気吸込チューブ７９を介して吐出部７２内に吸い込まれる。

そして、吐出部７２内を通過する蒸気によって吐出部７２内に吸引されたミルク（吸引ミルク）と空気（吸引空気）は、吐出部７２の内壁に沿ってミルカー６５の本体７１内に吐出される。ここで、本体７１内に吐出されたミルクと空気は、蒸気の圧力により、本体内壁７１内に沿って旋回する。この旋回により、ミルクと空気とが混合され、泡立てられた状態となり、本体７１の底面に形成されたミルクフォームノズル３から吐出され、当該ノズル３の下方に載置されたカップなどに供給される。

ここで、本実施例のミルカー６５は、吐出部７２が本体７１内に突出して形成されているため、吐出部７２の端部開口７２Ａから本体７１内に吐出されたミルクと空気は、初め本体７１の内壁に沿って旋回し、更に、混合されたミルクと空気の一部が突出部７２Ｂの湾曲部７２Ｃに沿って更に旋回することにより、本体７２内における回転が促進される。これにより、本体７２内においてミルクと空気の混合により形成されるミルクフォームの旋回時間を十分に確保することができるようになる。そのため、ミルクと空気の撹拌を十分に行うことができ、きめ細かな上質のミルクフォームを生成することができるようになる。

また、本体７１内を旋回するミルクフォームの一部は、突出部７２Ｂの指向部７２Ｄに衝突し、本体７１の中央に指向される。これにより、ミルクフォームのミルクフォームノズル３からの排出を促進することができ、上質のミルクフォームを短時間で生成し、円滑に排出することができるようになる。

更にまた、ミルクフォームノズル３内には、混合物の吐出方向に指向して当該ノズル３内を仕切る仕切部材３Ａが形成されているため、従来の如く本体７２内において生成されたミルクフォームがミルクフォームノズル３内において旋回しながら落下する不都合を回避することができるため、ノズル３内に落下したミルクフォームを真っ直ぐに落下させることができる。これにより、排出までの所要時間を短縮することができる。そのため、より一層よい状態でミルクフォームをカップなどに排出することができ、提供するミルクフォームの品質の向上を図ることができるようになる。

また、仕切部材３Ａの上端は本体７１の底面以下の高さとされているので、仕切部材３Ａが本体７１内を旋回するミルクフォームの旋回を妨害する不都合を回避することができ、これによっても、ミルクフォームの泡の大きさをきめ細かく形成することができ、品質の向上を図ることができるようになる。尚、本実施例の如きミルクフォーマー６１によって形成されるミルクフォームは、使用されるミルクの量に対し、約２倍の体積にまで泡立てられた状態で提供することが可能となる。

尚、上述した如きミルカー６５への蒸気供給時において、メンテナンスの不良などにより蒸気ノズル７４などにカルキが固着し、ノズル７４内を閉塞する場合がある。かかる場合には、蒸気ノズル７４と電磁ポンプ６３との間に異常な圧力が負荷されることとなるが、本実施例では、電磁ポンプ６３と蒸気ボイラ６４との間に所定圧力にて外部に開放する弁装置６８が設けられていることから、当該異常な圧力が外部に開放される。これにより、ミルクフォーマーの安全性を向上させることができるようになる。

次に、図１１乃至図１４を参照して、上記ノズル部材４の構成について説明する。図１１はノズル部材４部分の正面図、図１２はノズルカバーを取り外した状態のノズル部材４部分の正面図、図１３は図１２の平面図、図１４はコーヒー液ノズル２の分解図を示している。ノズル部材４は、上記ミルカー６５とコーヒー液ノズル２とを組み合わせ外方をノズルカバー８６にて被覆することにより構成される。

コーヒー液ノズル２は、図１４に示す如くノズルベース８７と、ノズルカップ８８と、ノズルキャップ８９と、連絡パイプ９１とから構成される。ノズルベース８７は、背面に前記抽出側配管２４の端部を接続する接続ノズル８７Ａが形成されており、前面には、当該接続ノズル８７Ａと連通する図示しない接続部と、ノズルカップ８８を係合保持する係合孔８７Ｂが形成されている。尚、このノズルベース８７の上端及び下端には、ノズルカバー８６の図示しない係合孔と着脱自在に係合するための係合爪８７Ｃ、８７Ｄが形成されている。

ノズルカップ８８は、後部に前記ミルカー６５の本体７１を保持するミルカー保持部８８Ａが形成されると共に、前部には上面に開口する受容部８８Ｂが形成される本体により構成されている。この受容部８８Ｂには、内部を二室に区画形成すると共に、所定の高さを有する仕切壁８８Ｃが形成されており、仕切壁８８Ｂの前方の室の底面には、コーヒー液排出部８８Ｄが、本実施例では、左右に２つ形成されている。ノズルキャップ８９は、ノズルカップ８８の上面開口を着脱自在に閉塞する蓋部材であり、このノズルキャップ８９の後部には、図示しない連通孔が形成されている。そして、このノズルキャップ８９の連通孔及びノズルベース８７の接続部には、連絡パイプ９１が接続される。

そして、図１２及び図１３に示す如くこのノズルカップ８８のミルカー保持部８８Ａに上述した如きミルカー６５の本体７１を載置し、前方からノズルカバー８６を係合させることによりノズル部材４が構成される。

ここで、本実施例では、上記ノズル部材４が取り付けられるコーヒー飲料製造装置１の本体６の前面には、図１１に示す如くノズル部材４の高さ寸法よりも所定寸法分だけ大きな高さを有する矩形状の開口６Ａが形成されている。そして、この開口６Ａを前方から閉塞するように当該開口６Ａよりも所定寸法だけ大きく形成されたスライド板９２を介してノズル部材４がコーヒー飲料製造装置１の本体６に取り付けられる。スライド板９２は、ノズル部材４が取り付けられる位置に対応して図示しない開口が形成されると共に、図１３に示す如く一方の側端（本実施例では向かって左側）が付勢部材９３により本体６に取り付けられる。

付勢部材９３は、本体６の前面を構成する前面板６Ａの後面であって、スライド板９２の側方に位置して設けられており、スライド板９２を常に本体６前面側に付勢するように構成されている。これにより、ノズル部材４が取り付けられるスライド板９２を付勢部材９３が付勢する本体６前面側とは反対方向、即ち、付勢部材９３が取り付けられる側端を中心として前方に回動させ、上下に移動させることにより、ノズル部材４の高さを容易に調整することができるようになる。

これにより、コーヒー飲料の供給を行うカップの高さに応じてノズル部材４の高さを変更することができるようになり、利便性の向上を図ることができる。尚、付勢部材９３に対し、更に、付勢部材９３が取り付けられる側とは反対側のスライド板９２を更に前方に回動させることによって、本体６内に位置する蒸気ノズル７４を目視することができる。これにより、使用者は、コーヒー飲料製造装置１を分解することなく、蒸気ノズル７４の状態、特に、カルキの付着状態などを把握することができ、より一層利便性の向上を図ることができるようになる。

以上の構成により、本実施例のコーヒー飲料製造装置１の動作について説明する。尚、飲料選択ボタン５の操作が行われる前は、何れの電磁弁も非通電とされ、閉鎖若しくは、一定圧力以上にて湯の流通を許容する状態とされているものとする。先ず初めに、作業者が、本体６に設けられた飲料選択ボタン５の内、何れかのボタン５を操作することにより、制御装置に抽出開始入力が行われる。これにより、制御装置は、循環用電磁弁１７を開放し、所定時間、本実施例では４秒間、ポンプ１２の低速運転を行う配管昇温工程を実行する。これにより、湯タンク１１内の湯がポンプ１２により給湯側配管１６を介して循環経路を構成する循環用電磁弁１７及び循環用配管１８に送出される。そして、ポンプ１２と給湯側電磁弁１５との間に位置する給湯側配管１６内に滞留する湯は循環用電磁弁１７を介して循環用配管１８に圧送され、湯タンク１１に戻される。これにより、湯タンク１１から供給される約＋９０℃乃至＋９５℃の高温の湯でポンプ１２と給湯側電磁弁１５との間に位置する給湯側配管１６の昇温を行うことができる。

上記配管昇温工程が開始してから上記所定時間経過後に、制御装置は、ポンプ１２の運転を停止し、次いで循環用電磁弁１７を閉鎖し、配管昇温工程を終了する。尚、この場合において、本実施例では、循環用電磁弁１７に隣接して給湯側配管１６に介設される給湯側電磁弁１５は、上述した如く非通電とされ、一定圧力以上にて湯の流通を許容する状態とされていることから、循環用電磁弁１７が開閉状態から閉鎖される状態に移行した際に生じる配管１６内の圧力変化によるショックを当該給湯側電磁弁１５に設けられたスプリング５０にて緩衝することができる。これにより、給湯側電磁弁１５の損傷を未然に回避することができると共に、当該電磁弁１５の耐久性の向上を図ることができるようになる。

一方、コーヒー抽出機１３は、前回のコーヒー液の供給工程の終了後に次回の抽出準備工程が行われている。即ち、抽出準備工程では、先ず、制御装置は、図１５に示す如くコーヒー抽出機１３のシリンダー３１を直立した状態とし、予め豆貯蔵容器９内のコーヒー豆をコーヒーミル２２において粉砕し、挽き豆Ｐとした状態で、シュート２３を介してシリンダー３１内に供給する。その後、挽き豆Ｐの供給が終了した時点で、制御装置は、図１６に示す如くピストン駆動モータ３３に通電してギヤ３７を駆動し作動させ、シリンダーユニットＤの全体を下端を中心として下方（矢印の方向）に回動させ、シリンダー３１を所定の角度に傾斜させる。その後、制御装置は、図１７に示す如く蓋部材３６でシリンダー３１の上端開口を密封する。このとき、制御装置は、シリンダーユニットＤの傾斜に同期して蓋部材３６を下降させ、シリンダー３１内に挿入し、ピストン駆動モータ３３の駆動を停止する。このとき、ギヤ３７は図１５の状態から１８０°回転した位置で停止しているものとする。更に、制御装置は、図１８に示す如くピストン駆動モータ３３を作動させ、トルク伝達部３４を介してピストン３２を押し上げ、シリンダー３１内の挽き豆Ｐを圧縮する。

そして、この状態で、制御装置は、コーヒー液抽出工程に移行し、供給側電磁弁１５を開放すると共にポンプ１２を駆動する。これにより、０．３ＭＰａの圧力で約＋９０℃乃至＋９５℃に加熱された高温の湯がシリンダー３１に供給される。尚、この場合において、本実施例では、供給側電磁弁１５は、従来の如く逆止弁により構成されていないことから、従来の逆止弁に比して給湯側電磁弁１５における流路抵抗を小さくすることができ、ポンプ１２による加圧量を低減することが可能となる。これにより、ポンプ１２の耐久性の向上を図ることができるようになる。

その後、制御装置は、キャップ３６で密封されたシリンダー３１に高温且つ加圧された湯が給湯側配管１６を介して供給され、圧縮された挽き豆Ｐからコーヒー液が抽出される。このとき、シリンダー３１内には、高温高圧の湯が供給されるため、抽出初期からコーヒー成分を十分に溶出した濃いコーヒー液を抽出することが可能となる。

そして、コーヒー抽出機１３のシリンダー３１にて抽出されたコーヒー液は、抽出側配管２４及び抽出側電磁弁２５を介してコーヒー液ノズル２に排出される。ここで、抽出側電磁弁２５は、制御装置により、一定圧力、例えば０．３ＭＰａ以上にてコーヒー液の流通を許容する状態とすることにより、抽出されるコーヒー液に一定圧力、本実施例では、ポンプ１２にて０．３ＭＰａの圧力が加えられており、シリンダー３１において膨潤した挽き豆Ｐにより更に圧力が加えられることから、実際には０．４ＭＰａ以上の圧力を加えることができるようになる。これにより、コーヒー液の液面上にきめ細かい良質な泡を生成することができると共に、濃い芳醇な味と香りのコーヒー液を得ることができ、コーヒー液の品質の向上を図ることができるようになる。

尚、上記給湯側電磁弁１５及び抽出側電磁弁２５は、上述した如くコイル４５への通電／非通電により、電磁弁の開弁状態と、一定の圧力以上にて湯の流通を許容する状態とすることが可能となり、容易に本発明を実現することができる。尚、電磁弁にて許容する圧力は、スプリング５０を調整することにより、任意に変更することができる。

また、給湯側配管１６を介してシリンダー３１に湯を供給する直前に、制御装置は、ポンプ１２を所定時間作動させ、ポンプ１２内の温度が低下した湯をバイパス管１９及びリリーフ弁２１を介して湯タンク１１に戻し、新たに高温の湯を給湯側配管１６に圧送する動作を行う。そして、制御装置は、ポンプ１２内の湯の交換を終了した時点で、ポンプ１２を一旦停止し、リリーフ弁２１を閉鎖する。リリーフ弁２１を閉鎖した状態で、給湯側配管１６からシリンダー１３に給湯を行うことにより、より高温且つ高圧の湯を供給することができる。

そして、カップなどにコーヒー液の抽出を行っている際に、制御装置により電磁ポンプ６３に通電を行うことにより、ミルクフォーマー６１を詳細は上述した如く作動させることが可能となり、抽出されたコーヒー液の上面に泡立てられたミルクを注ぐことができる。

その後、制御装置は、コーヒー液の抽出終了後に、ポンプ１２の駆動を停止し、抽出滓廃棄行程に移行する。当該工程では、制御装置は、図１９に示す如くピストン駆動モータ３３を駆動してピストン３２を更に上昇させ、このピストン３２の上昇動作に基づいて抽出滓をパッキングすることにより滓中のコーヒー液を絞る。これにより、シリンダー３１内のコーヒー液は抽出側配管２４に送られると共に、挽き豆Ｐは圧縮される。

その後、制御装置は、ピストン駆動モータ３３を逆回転し、図２０に示す如くピストン３４を押し下げ、給湯側配管１６中の湯の一部と、抽出側配管２４中のコーヒー液がシリンダー３１内に吸い込まれる。ここで、制御装置は、抽出側電磁弁２５及び残液リリーフ弁２７を開放することから、抽出側配管２４やコーヒー抽出機１３と残液リリーフ弁２７管の給湯側配管１６内が大気に開放され、給湯側配管１６内に残留した残液が湯排出用配管２６より外部に排出される。これにより、抽出側配管２４内の残液の流通を容易とすることができ、当該残液を効率的に処理することができるようになる。そのため、次回のコーヒー液の抽出時に、前回の抽出時の残液が混入し、品質の低下を招く不都合を回避することができるようになる。尚、この場合において、制御装置は、給湯側電磁弁１５を一定の圧力以上にて湯の流通を許容する状態とすることで、従来の逆止弁の如く湯の逆流を防止することができる。

その後、制御装置は、モータ３５及びギヤ３７を作動させ、図２１に示す如く蓋部材３６をシリンダー３１の上端開口から離間させる。更に、制御装置は、ピストン駆動モータ３３を作動させ、ピストン３２を再び押し上げる。これにより、挽き豆Ｐの抽出滓Ｒがシリンダー３１下部から押し上げられる。更に、制御装置は、図２２に示す如くモータ３５及びギヤ３７を作動させ、シリンダーユニットＤを上方（矢印の方向）に回動させ、シリンダー３１を直立状態とする。この回転により、シリンダー３１から押し出されていた抽出滓Ｒは、シュート２３の下部に設けられるワイパーＷにより掻き落とされ、前記残滓受容部８に落下し、廃棄される。その後、制御装置は、抽出滓Ｒの廃棄後、ピストン駆動モータ２３３逆転駆動してピストン３２を下降させることによって１回の販売動作を終了する。

以上の構成により、本実施例によれば、コーヒー抽出機１３の下流側に設けられた抽出側電磁弁２５によって一定圧力、０．３ＭＰａ以上のコーヒー液の流通のみを許容することにより、抽出の初期から上面にきめ細かな良質な泡を形成することができるエスプレッソコーヒーをカップに供給することができるようになる。これにより、味覚的にも視覚的にも質の向上を図ることが可能となる。

また、本実施例では、コーヒー液の圧力調整としてニードル弁や逆止弁、更には圧力センサを用いていないため、従来に比して著しく構造を簡素化することができ、コストの削減を図ることができるようになる。

本実施例のコーヒー飲料製造装置の正面図である。 コーヒー飲料製造装置の側面図である。 コーヒー飲料製造装置の内部概略構成図である。 コーヒー抽出機の内部構成図である。 給湯側電磁弁及び抽出側電磁弁の断面図である。 ミルカーの側面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 ミルカー及び各部品の側面図である。 ミルク保冷庫の側面図である。 ノズル部材部分の正面図である。 ノズルカバーを取り外した状態のノズル部材部分の正面図である。 図１２の平面図である。 コーヒーノズルの分解図である。 コーヒー抽出機の動作を示す説明図である。 コーヒー抽出機の動作を示す説明図である。 コーヒー抽出機の動作を示す説明図である。 コーヒー抽出機の動作を示す説明図である。 コーヒー抽出機の動作を示す説明図である。 コーヒー抽出機の動作を示す説明図である。 コーヒー抽出機の動作を示す説明図である。 コーヒー抽出機の動作を示す説明図である。

符号の説明

１ コーヒー飲料製造装置
２ コーヒー液ノズル
３ ミルクフォームノズル
３Ａ 仕切部材
４ ノズル部材
５ 飲料選択ボタン
６ 本体
１１ 湯タンク
１２ ポンプ
１３ コーヒー抽出機
６１ ミルクフォーマー
６２ 湯供給配管
６３ 電磁ポンプ
６４ 蒸気ボイラ
６５ ミルカー
６７ 分岐配管
６８ 弁装置
７１ 本体
７２ 吐出部
７２Ｃ 湾曲部
７４ 蒸気ノズル
７４Ａ、７４Ｂ 蒸気ノズル部品
７５ ミルク吸込ノズル
７６ 空気吸込ノズル
７７ ミルク吸引チューブ
７８ 重り部材
７８Ａ 切欠
８２ ミルク保冷庫
８３ ミルクパック
９２ スライド板

Claims (7)

1. ミルクを保冷するミルク保冷庫と、所定温度の湯を貯溜する湯タンクと、該湯タンクから前記湯を排出させるポンプと、該ポンプからの湯を用いて蒸気を生成するボイラと、該ボイラにより生成された蒸気により前記ミルク保冷庫からミルクを吸引すると共に、空気を吸引し、当該吸引ミルクと吸引空気とを混合してミルクフォームを生成するミルカーとを備えたミルクフォーマーにおいて、
   前記ミルカーは、略円筒状の本体と、該本体内に突出して形成され、前記吸引ミルクと吸引空気の混合物が前記本体内で旋回するように当該混合物を前記本体内に吐出する吐出部と、前記本体の底面に形成され、当該本体内で生成されたミルクフォームを排出する排出部と、前記混合物の吐出方向に指向して前記排出部内を仕切る仕切部材とを有し、前記吐出部には、前記本体の内周面と略同心円弧状の湾曲部が形成されていると共に、前記仕切部材の上端は前記本体の底面以下の高さとされていることを特徴とするミルクフォーマー。
2. 前記ミルカーの吐出部に接続される蒸気ノズルを、分割可能な複数部品により構成したことを特徴とする請求項１のミルクフォーマー。
3. 前記ポンプと前記ボイラとの間に、所定圧力にて外部に開放する弁装置を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２のミルクフォーマー。
4. 前記ミルク保冷庫内に収納されるミルクパックと、該ミルクパック内に挿入されてミルクを吸引するためのミルク吸引チューブとを備え、
   該ミルク吸引チューブの先端には、重り部材を設けたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３のミルクフォーマー。
5. 前記重り部材には、前記ミルク吸引チューブの先端側に位置する底面から側面に渡る切欠が形成されていることを特徴とする請求項４のミルクフォーマー。
6. 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５のミルクフォーマーを備え、所定粒度に粉砕されたコーヒー豆の挽き豆をコーヒー抽出機に供給し、前記湯タンクから湯を前記コーヒー抽出機に供給してコーヒー液を抽出すると共に、前記ミルカーにて生成されたミルクフォームを前記コーヒー抽出機にて抽出されたコーヒー液に添加可能とされていることを特徴とするコーヒー飲料製造装置。
7. 前記コーヒー液を排出するコーヒー液ノズルと、前記ミルクフォームを排出するミルクフォームノズルとを一体に備えたノズル部材を有し、該ノズル部材の高さを調節可能とされていることを特徴とする請求項６のコーヒー飲料製造装置。

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