JP4222832B2 - コーヒーマシーン - Google Patents

Description

本発明は、自動的にコーヒーを調製する分野に関する。本発明は、請求項１の前提部にかかるコーヒーマシーンに関する。

こうしたタイプのコーヒーマシーンは、例えばＷＯ−Ａ１−９３／１９６５５公報に記載のものが知られている。

コーヒーメーキングマシーンやコーヒー販売機によって自動的にコーヒーを調製する場合、まず豆状のコーヒーをマシーンに収容されたグラインダにより挽き、次に、挽いたコーヒーの粉をブルーイングチャンバ内に配置し、そこでコンパクト化し、続いて、加圧された熱湯をブルーイングチャンバに供給し、最後に、ブルーイング工程の終了後、残ったフィルタケーキをブルーイングチャンバから押し出し、収集容器内に排出させる。複雑な調製工程を行う必要があるが、マシーンは、単純な構成で、誤作動やメンテナンスなしでできるだけ長い間作動でき、清掃やメンテナンスが容易であるのが望ましい。

導入部で引用した公報では、取外し可能なブルーイングユニット（図１〜３の１）が中心的要素であるコーヒーマシーンが提案されている。ベースおよびプランジャは、このブルーイングユニットの主軸に沿って移動可能で且つ互いに関連した別々の移動シーケンスを行うように構成されている。これらの移動は、フィリングチャンバ内に配置された挽いたコーヒーの粉が隣接するブルーイングチャンバ内に輸送され、そこでベースとプランジャとの間で圧縮されるように設定されている。続いて、加圧された熱湯を、円筒状に圧縮された粉を介して径方向に通過させる。ブルーイングされて出来上がったコーヒーは、径方向にブルーイングチャンバから出て、下方に排出される。ブルーイング工程の終了後、残ったフィルタケーキは、軸方向にブルーイングチャンバから押し出され、エジェクタにより主軸と垂直な方向に排出される。ベース、プランジャ、およびエジェクタの各移動は、ピニオンに係合した２つの平行なラックをとりわけ備えた特殊な機構を介して、共通の駆動ユニットにより行われる。この動作の詳しい説明については、引用公報を参照されたし。

公報の図１，４および４ページ最終段落の記載からわかるように、取り付けた状態でブルーイングユニットは、コーヒーマシーン内で横方向に伸びた主軸（これは、プランジャの移動方向に対応している。）を有する。すなわち、主軸は、マシーンの前部と平行に伸びている。しかしながら、この構成は不都合な点を色々有している。ベースとプランジャが移動可能であり、且つ、フィリングチャンバ、ブルーイングチャンバおよび排出（ejection)領域が主軸に対し長手方向に配置されるために、ブルーイングユニットは、主軸方向に比較的長く、その長さは、上述の横方向の取り付けにおいて幅として効いてくる。マシーンには、ブルーイングユニットの他、グラインダ、駆動ユニット、水加熱ユニット、水リザーバ、フィルタケーキ収集容器、制御電子機器などの別の機能ユニットが収容されており、且つ、少なくとも部分的に前方からできるだけアクセスできるようにしなければならないため、マシーンは全体として幅が比較的大きくなる。これは常に好ましいものではない。

基本的に、横方向に設置されたブルーイングユニットを、側面から押し込むことができるように設計することも可能ではある。しかしながら、実際には、これは、ブルーイングユニットを妨げなく挿入・取外しするためにマシーンの横のスペースを常に十分とる必要があることを意味する。したがって、通常は、横方向に取り付けたブルーイングユニットを前方から直接横方向に挿入し、前方に向けて取り出すことになる。しかしながら、その結果、マシーン内のブルーイングユニットの前方のスペースをブルーイングユニット全幅にわたって開けておく必要がある。

これとは別に、取り外し（例えばクリーニング後）再挿入されるブルーイングユニットのマシーン内に存在する駆動ユニットに対するカップリングに関する問題がある。実際、挿入の際、ブルーイングユニットの移動要素（ベース、プランジャなど）は、取外しの際にとるのとは別の位置をとるのであれば、カップリング用の係合点も移動する。しかしながら、駆動ユニットを新たな係合点に調整するのは、ブルーイングユニットを横方向に取り付ける場合では困難である。

水供給に関しても、横方向の取付けによる不都合が生じる。ブルーイングチャンバから出口への通路上でブルーイングされたコーヒーが冷却されるのをできる限り抑えるために、上記通路をできるだけ短くする必要がある。しかしながら、これは、ブルーイングチャンバを通って径方向に流れる結果、流動抵抗が比較的高くなることを意味する。

したがって、本発明の目的は、コンパクトなブルーイングユニットを備え公知のコーヒーマシーンの不都合を克服する自動的に作動するコーヒーマシーンであって、特に、簡易的でスペースを節約したデザイン、および、クリーニング・メンテナンス目的でのアクセスがより容易なことを特徴とするものを提供することである。

上記目的は、請求項１の特徴全体により達成される。本発明の本質は、ブルーイングユニットを主軸が挿入方向と平行となるよう前方から後方に向けてコーヒーマシーン内に押し込むことができるように、ブルーイングユニットを設計することにある。したがって、ブルーイングユニットは、マシーン内部および取付け・取外し中、マシーンのほんの小さな幅しか必要としない。さらに、この長手方向の挿入により、ブルーイングユニットの全長にわたって伸びブルーイングユニット内の漏れを防止する適当な収集容器をブルーイングユニット下側に配置することが可能となる。

本発明の好適な第１の実施形態は、コーヒーマシーンへの挿入および該マシーンからの取外しの間ブルーイングユニットをガイドするために、ブルーイングユニットの主軸に平行に伸張し好適には棒状である一つまたは複数のガイドが設けてあること、および、挿入されたブルーイングユニットをロックするために、ガイドの前端に止めが設けてあることを特徴とする。ガイドにより、ブルーイングユニットを正確に位置決めした状態で挿入することが容易となり、したがって、簡単な方法によって、正確に作動するのに必要なブルーイングユニット・マシーン間の機械的・水力学的連結が保証される。

本発明の好適な第２の実施形態は、ブルーイングユニットにおいて、加圧された熱湯は、ブルーイングチャンバ内に配されたコーヒーの粉を介して後方から前方に向けて主軸方向に押し出され、ブルーイングユニットの前端に配置され好適には高さが調整可能な出口を介して出ること、および、可動ベースおよびプランジャは、ブルーイングチャンバに対向する面にそれぞれメッシュプレートを備え、該メッシュを介して、熱湯がブルーイングチャンバに入り、ブルーイングされたコーヒーがブルーイングチャンバから出ることを特徴とする。本発明に係るブルーイングユニットの長手方向に関する構成は、コーヒーの粉を通過する改良された流れと合わせて、有利な短い流体通路を得ることを可能とする。これは、ブルーイングされたコーヒーの質にとって有益である。

本発明の別の好適な実施形態は、可動ベースおよびプランジャが作動スライドにより駆動され、作動スライドは、ブルーイングユニット内で主軸方向に移動可能に構成され、回し金と解放可能に係合され、回し金は、主軸に平行に配置されたねじの切られたロッド上に位置し、ねじ付きロッドの回転により主軸に沿って移動可能であること、および、回し金と作動スライドとの間の解放可能な係合は、ラッチングフックにより行われ、ラッチングフックは、主軸の方向に伸張し、主軸に対し横方向に配置されたピボット軸周りに回し金上にピボット回転可能に配置されることを特徴とする。したがって、駆動された回し金と挿入されたブルーイングユニットは、係合位置が途中で変わっても、簡単且つ自動的に再係合できる。

コーヒーの粉のコンパクト化は、以下の構成により特に簡単に制御できる。すなわち、
ねじ付きロッドは、ばね要素、好適にはばねアセンブリの圧力に抗して主軸方向に移動可能に取り付けてあり、且つ、
ばね要素またはばねアセンブリの圧力に抗したねじ付きロッドの予め決められた行程にわたる移動は、駆動の制御あるいはスイッチングに用いられ、上記予め決められた行程は、回し金、作動スライド、またはプランジャが抵抗に当たることにより決定される。

コーヒーの粉が湿ることで生じる濃度の変化の補償、したがって最適なブルーイング工程の保証は、プランジャが、主軸方向に移動可能なプランジャアクチュエータにより移動するとともに、プランジャが、主軸方向に作用する圧縮ばねによりプランジャアクチュエータに駆動連結されることで実現される。

好適には、加圧された熱湯はプランジャを通してブルーイングチャンバ内に供給され、プランジャ上にバルブ機構が配置され、バルブ機構は、プランジャがブルーイングチャンバ内に配されたコーヒーの粉を予め決められた圧力でプレスすると閉鎖され、コーヒーの粉に対するプランジャの圧力が取り除かれると、加圧された水の圧力を解放して水を外部に逃がす。特に、これは、バルブ機構がプランジャアクチュエータ上に配置されたバルブ押棒を備え、バルブ押棒は、圧縮ばねが十分に圧縮するとプランジャ内の対応するバルブ孔に密閉的に入り、バルブ孔は熱湯供給ダクトに連通する、ことで実現できる。好適には、熱湯供給ダクトは、バルブ押棒の一つを直に通って伸張でき、バルブ孔は、メッシュプレートを介してブルーイングチャンバに連通できる。

本発明は、図面を参照しながら実施形態を通して詳細に説明される。

発明の実施

図１には、本発明の好適な実施形態に係る閉じた状態でのコーヒーマシーンの前方から見た全体図が示されている。図２は、ＩＩ−ＩＩ面に沿った図１のマシーンの断面図を示す。コーヒーマシーン１０は、最上部に、挽くべきコーヒー豆用の装填ホッパ１１を有する。装填ホッパ１１の下側には、関連するグラインダ２４が配置されている。グラインダ２４で挽かれたコーヒーは、コンパクトなブルーイングユニット１８内に落ち、ブルーイングユニット内のブルーイングチャンバ（図３，４の２９）でコンパクト化される。加熱された熱湯が続いて圧縮された粉を通して押し出される。その結果、ブルーイングされたコーヒーは、スプリングが装填されたクリーミングバルブを介してブルーイングチャンバから出て、コーヒーマシーン１０から前方に突き出た出口１５（好適には、その高さが調整可能である（ピボット回転可能）。）を介して、出口１５の下側に配置された支持面１４上に置かれた例えばカップ内に注がれる。出口１５の横には、ミルクを泡立てたり（カプチーノ）熱湯を供給するための蒸気／熱湯ノズル１６が配置されている。取外し可能なブルーイングユニット１８は、その前方で、旋回する又は取外し可能なカバー１７によりカバーされている。マシーンを操作するために、必要な操作・制御要素を備えた操作用コンソール１２が設けてある。給水を貯えるために、前方に引出すことのできる水収容器１３が操作用コンソール１２の下側に配置されている。ブルーイング工程の間にできてブルーイングチャンバから排出されるフィルタケーキの収集容器４８が、水収容器１３の左横に、カバー１７の後に位置するブルーイングユニット１８の直下に配置されている。収集容器４８は、掴み用凹部４９により前方に向けて引き出すことができるようになっている。収集容器４８は、後側領域に形成した延長部５０とともに、ブルーイングユニット１８の全長にわたってブルーイングユニット１８の下側に伸びている。仮にブルーイングユニット１８で漏れが起きても、収集容器４８は、滴り落ちる水やこぼれたコーヒーを収集でき、続いて収集されたフィルタケーキとともに引き出すことで簡単に取り外すことができる。したがって、コーヒーマシーン１０の永続的な汚れを問題なく防止できる。

図３，４を参照して、ブルーイングユニット１８は主軸４８に沿って伸びている。ブルーイングユニット１８は、フィリングチャンバ３０およびブルーイングチャンバ２９に加えて、主軸４８の方向に移動可能な可動ベース２８とこれもまた主軸４８の方向に移動可能なプランジャ３２とを備える。導入部で引用した公報に記載されたように、挽かれたコーヒーの粉は、グラインダ２４からフィリング開口部３１を介してフィリングチャンバ３０内に落下する。プランジャ３２を（図３）右側に移動させることにより、装填されたコーヒーの粉は、フィリングチャンバ３０からブルーイングチャンバ２９内に押され、そこで、可動ベース２８に対しプレスされてコンパクト化される。プランジャ３２の端面および可動ベース２８の端面には、それぞれメッシュプレート４６，４７が固定されている（図４）。熱湯が、プランジャ３２を通じて軸方向に、左側からメッシュプレート４６を介してブルーイングチャンバ２９内に供給される。ブルーイングされたコーヒーは、メッシュプレート４７を介してブルーイングチャンバ２９から出、可動ベース２８を通じて軸方向右側に移動し、近接する出口１５に到達する（図４）。

ブルーイングユニット１８は、前方から後方に、長手方向すなわち主軸４８方向に沿ってコーヒーマシーン１０内に押し込まれる。挿入時のブルーイングユニット１８をガイドするために、一つまたは複数の棒状ガイド１９が用いられる。ガイド１９の前端には、ブルーイングユニット１８用の（解放可能な）止め２０が配置されている。可動ベース２８およびプランジャ３２は、例えば、ブルーイングユニット１８内で移動可能なように構成された作動スライド２７のラック機構（例えばＷＯ−Ａ１−９３／１９６５５に記載）により移動する。作動スライド２７は、解放可能なラッチングフック２６により回し金２５と係合できるようになっている。回し金２５は、ねじが切られた回転可能なロッド２１上に配置されている。ロッド２１は、不図示の駆動モータの駆動ホイール２２により駆動される。ブルーイングユニット１８がコーヒーマシーン１０内に押し込まれると、回し金２５は、ラッチングフック２６が作動スライド２７内に入りその中で係合するまで、ラッチングフック２６とともに右側に移動する。このようにして、挿入中において作動スライド２７がブルーイングユニット１８内で正確にはどこに配置されているかとは無関係に、回し金２５および作動スライド２７との間の係合を常に問題なく形成することができる。

ねじ付きロッド２１は、コーヒーマシーン１０内でガイド１９に平行に配置されており、ディスク状のばねからなるばねアセンブリ２３の圧力に抗して軸方向に移動可能で、回し金２５が抵抗に当たるとマイクロスイッチ（図示せず）を作動させるようになっている。特に、コーヒーの粉のコンパクト化により、反力がプランジャ３２に対ししたがって回し金２５に対し生じる。この反力が予め決められた値を超えると、マイクロスイッチが作動する。こうしてコンパクト化工程が安全に制御できる。

本発明の好適な実施形態では、プランジャ３２は、駆動部材に堅固に連結されるのではなく、２つの圧縮ばね４２，４３により、作動スライド２７により駆動される独立したプランジャアクチュエータ３３に連結される。圧縮ばね４２，４３は、一端が、プランジャ３２の内端面に形成された２つのばねピン４０，４１（図５および７も参照）上に位置する。このばね連結は特に以下の利点を有する。（乾燥した）コーヒーの粉がコンパクト化されると、予め決められた圧力に到達して駆動が停止してプランジャアクチュエータ３３とプランジャ３２が停止する。かかる工程の間に、優勢的な圧力によって、圧縮ばね４２，４３は予め決められた程度に圧縮される。熱湯がブルーイングチャンバ２９を介して押し出されると、コーヒーの粉は湿っているので、粉の密度は高くなるとともに粉の圧力は低下する。続いて、圧縮ばね４２，４３に蓄えられたエネルギは、プランジャ３２を後から押して容積の減少を補償し、その結果、コーヒーの粉を通る望まない水の通路が形成されるのが問題なく防止される。

圧縮ばね４２，４３によるプランジャ３２とプランジャアクチュエータ２２の間の上記連結は、ブルーイング工程完了後に、加圧された水システムから圧力を安全に解放するためのバルブ機構を簡単に構成するのを可能にする。この目的のため、平行な軸を有するバルブ孔４４，４５がプランジャ３２に設けてある（図３，５，６）。圧縮ばね４２，４３が十分大きく圧縮されると、プランジャアクチュエータ３３（図３）上に配置された対応するバルブ押棒３６，３７は、密閉的にバルブ孔４２，４３に入る。密閉は、バルブ押棒３６，３７上の溝３８，３９にそれぞれ挿入されたＯリング（図示せず）により行われる。バルブ押棒の一方、すなわちバルブ押棒３６は、熱湯の（軸方向）供給ダクト３４としても機能する。さらに、コーヒーマシーン１０の熱湯システムへの接続は、ブルーイングユニット１８をマシーンに挿入すると作動する液密プラグタイプ接続部３５により形成される。

ブルーイング工程の完了後に、プランジャアクチュエータ３３がプランジャ３２とともに後退するのであれば、圧縮ばね４２，４３は解放されるとともに弁押棒３６，３７はバルブ孔４４，４５から出、その結果、加圧された残りの熱湯は、圧力が解放されながら、供給ダクト３４からプランジャアクチュエータ３３とプランジャ３２との間のスペース内に出ることができ、このスペースから外部に排出することができる。

図１は、本発明の好適な実施形態に係るコーヒーマシーンの正面から見た全体図であって、閉じた状態を示す。 ＩＩ−ＩＩ面に沿った図１のマシーンの断面図。 図２のマシーンのブルーイングユニットの鉛直縦断面図。 図２のマシーンのブルーイングユニットの水平縦断面図。 図４のプランジャの斜視図であって、後方からおよび前方から見た図である。 バルブ孔を通る面に沿った図５のプランジャの縦断面図。 ばねピンを通る面に沿った図５のプランジャの縦断面図。

符号の説明

１０ コーヒーマシーン
１１ フィリングホッパ
１２ 操作用コンソール
１３ 水収容器
１４ 支持面（コーヒーカップ）
１５ 出口
１６ 蒸気／熱湯ノズル
１７ カバー
１８ ブルーイングユニット（取外し可能）
１９ ガイド（棒状）
２０ 止め
２１ ねじの切られたロッド
２２ 駆動ホイール
２３ ばねアセンブリ
２４ グラインダ
２５ 回し金
２６ ラッチングフック
２７ 作動スライド
２８ 可動ベース
２９ ブルーイングチャンバ
３０ フィリングチャンバ
３１ フィリング開口部
３２ プランジャ
３３ プランジャアクチュエータ
３４ 供給ダクト
３５ プラグタイプ接続部
３６，３７ バルブ押棒
３８，３９ 溝（Ｏリング用）
４０，４１ ばねピン
４２，４３ 圧縮ばね
４４，４５ バルブ孔
４６，４７ メッシュプレート（孔のあいたプレート）
４８ 収集容器（フィルタケーキ）
４９ 掴み用凹部（収集容器）
５０ 延長部（収集容器）

Claims (12)

1. コーヒー粉からコーヒーを抽出するためのブルーイングユニット（１８）と、
   グラインダ、駆動ユニット、水加熱ユニット、水リザーバ、フィルタケーキ収集容器、制御電子機器などの別の機能ユニットと、を備えたコーヒーマシーン（１０）であって、
   該ブルーイングユニット（１８）は、挽いたコーヒーの粉をブルーイングユニット（１８）の主軸（４８）に沿ってブルーイングチャンバ（２９）内で可動ベース（２８）と可動ベース（２８）に向けて移動可能なプランジャ（３２）との間でコンパクト化し、加圧された熱湯を、コンパクト化されたコーヒーの粉を介して押し出し、続いて、可動ベース（２８）およびプランジャ（３２）をともに主軸（４８）に沿って移動することで残ったフィルタケーキをブルーイングチャンバ（２９）から押し出し、該フィルタケーキを主軸（４８）に対し横方向に排出させるように構成されており、
   さらに、前記別の機能ユニットがコーヒーマシーン内に留まった状態で、該ブルーイングユニット（１８）は、主軸（４８）が挿入方向に平行となるよう、前方から後方に向けて水平方向にコーヒーマシーン内に押し込み可能であって、かつ、水平方向に取外し可能であることを特徴とするコーヒーマシーン。
2. コーヒーマシーン（１０）への挿入および該マシーンからの取外しの間ブルーイングユニット（１８）をガイドするために、ブルーイングユニットの主軸（４８）に平行に伸張し好適には棒状である一つまたは複数のガイド（１９）が設けてあることを特徴とする請求項１のコーヒーマシーン。
3. 挿入されたブルーイングユニット（１８）をロックするために、ガイド（１９）の前端に止め（２０）が設けてあることを特徴とする請求項２のコーヒーマシーン。
4. ブルーイングユニット（１８）において、加圧された熱湯は、ブルーイングチャンバ（２９）内に配されたコーヒーの粉を介して後方から前方に向けて主軸（４８）方向に押し出され、ブルーイングユニット（１８）の前端に配置され好適には高さが調整可能な出口（１５）を介して出ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のコーヒーマシーン。
5. 可動ベース（２８）およびプランジャ（３２）は、ブルーイングチャンバ（２９）に対向する面にそれぞれメッシュプレート（４６，４７）を備え、該メッシュを介して、熱湯がブルーイングチャンバ（２９）に入り、ブルーイングされたコーヒーがブルーイングチャンバ（２９）から出ることを特徴とする請求項４のコーヒーマシーン。
6. 可動ベース（２８）およびプランジャ（３２）は、作動スライド（２７）により駆動され、
   作動スライド（２７）は、ブルーイングユニット（１８）内で主軸（４８）方向に移動可能に構成され、回し金（２５）と解放可能に係合され、
   回し金（２５）は、主軸（４８）に平行に配置されたねじの切られたロッド上に位置し、ねじ付きロッド（２１）の回転により主軸（４８）に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つの記載のコーヒーマシーン。
7. 回し金（２５）と作動スライド（２７）との間の解放可能な係合は、ラッチングフック（２６）により行われ、
   ラッチングフック（２６）は、主軸（４８）の方向に伸びており、主軸（４８）に対し横方向に配置されたピボット軸周りに回し金（２５）上にピボット回転可能に配置されることを特徴とする請求項６のコーヒーマシーン。
8. ねじ付きロッド（２１）は、ばね要素、好適にはばねアセンブリ（２３）の圧力に抗して主軸（４８）方向に移動可能に取り付けてあり、
   ばね要素またはばねアセンブリ（２３）の圧力に抗したねじ付きロッド（２１）の予め決められた行程にわたる移動は、駆動の制御あるいはスイッチングに用いられ、
   上記予め決められた行程は、回し金（２５）、作動スライド（２７）、またはプランジャ（３２）が抵抗に当たることにより決定されることを特徴とする請求項６または７のコーヒーマシーン。
9. プランジャ（３２）は、主軸（４８）方向に移動可能なプランジャアクチュエータ（３３）により移動し、
   プランジャ（３２）は、主軸（４８）方向に作用する圧縮ばね（４２，４３）によりプランジャアクチュエータ（３３）に駆動連結されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のコーヒーマシーン。
10. 加圧された熱湯は、プランジャ（３２）を通してブルーイングチャンバ（２９）内に供給され、
    プランジャ（３２）上にバルブ機構（３６，３７，３８，３９，４４，４５）が配置され、
    バルブ機構（３６，３７，３８，３９，４４，４５）は、プランジャ（３２）がブルーイングチャンバ内に配されたコーヒーの粉を予め決められた圧力でプレスすると閉鎖され、コーヒーの粉に対するプランジャ（３２）の圧力が取り除かれると、加圧された水の圧力を解放し水を外部に逃がすことを特徴とする請求項９のコーヒーマシーン。
11. バルブ機構は、プランジャアクチュエータ（３３）上に配置されたバルブ押棒（３６，３７）を備え、
    バルブ押棒（３６，３７）は、圧縮ばね（４２，４３）が十分に圧縮するとプランジャ（３２）内の対応するバルブ孔（４４，４５）に密閉的に入り、バルブ孔は熱湯供給ダクト（３４）に連通することを特徴とする請求項１０のコーヒーマシーン。
12. 熱湯供給ダクト（３４）は、バルブ押棒（３６，３７）の一つを直に通って伸張し、
    バルブ孔（４４，４５）は、メッシュプレート（４６）を介してブルーイングチャンバ（２９）に連通することを特徴とする請求項１１のコーヒーマシーン。

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