JP4782350B2 - コーヒーメーキング装置の駆動部 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダー（２）を備えたハウジングを具備し、このシリンダー中には、ピストン（３）が、このピストン上に配置されるコーヒーを圧縮するように設けられ、このピストンは、駆動機構（１０、１１）によって移動可能であり、この駆動機構は、前記ハウジング内に設けられ、圧縮チャンバを前記シリンダー及びピストンと共に規定するように、前記シリンダー上に位置され得るカバーを有し、また、前記圧縮チャンバ中に水を導入するための手段と、圧縮チャンバから抽出されたコーヒーを排出するための手段と、圧縮されたコーヒータブレットを取り除くための手段とをさらに具備し、移動可能な前記カバーは、このカバーを、シリンダーの端部とシールするように係合させるために、カバーがシリンダーの端部から離れるように及びこれの上で動かされるように実質的にシリンダーの上及び周囲で回転され得る回動アーム構造体を有し、また、前記駆動機構は、ピストンと回動アームとの両方を動作させるようにデザインされ、回転入力シャフトを有しているコーヒーメーキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなコーヒーメーキング装置は、本出願の優先日より後に公開された欧州特許出願１００５８２１号によって公知である。この欧州特許出願は、ピストンなしで動作するコーヒーメーキングマシンの第１の実施の態様と、ねじが形成された歯車によって往復運動するようにされたピストンを備えた第２の実施の態様とを開示している。これは、流圧を発生させるための別の装置が設けられなくてはならず、この結果、装置は、複雑となり、大きいスペースを占めることを意味する。
このようなデザインは、駆動モーターの均一な回転によって、ピストンが均一な運動を果たすことを意味する。
【０００３】
先行技術では、ピストンの運動が、クランクシャフトと、カムと、ピストン／シリンダーとの構造を利用して果たされるコーヒーメーキング装置が公知であり、この場合の装置では、コーヒーは、ピストン上に配置され、コーヒーが圧縮された後には、水が、コーヒーを通るように強いられる。このような構造の一例が、米国特許明細書５６３８７３９号に見られる。これでは、コーヒーが消費された後、圧縮されたコーヒータブレットが、シリンダーから外に出されて、取り除かれる。これは、米国特許明細書５６３８７３９号では、複雑な歯車システムによってクランクシャフト及びピストンの動きと同期して動く回動アーム構造体により、果たされる。この回動アーム構造体により、コーヒータブレットは、シリンダーの上側から押出される。
【０００４】
更なる摺動可能なシリンダーを有する複雑な機構が、シリンダーの上側を閉鎖するために使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ピストンによって動作するコーヒーメーキング装置は、米国特許５６２２０９９Ａ号によって公知である。このピストンは、コーヒーメーキング装置の上側に取り付けられた動作レバーにより、上下に動かされる。このような装置は、自動動作コーヒーメーキング装置での使用には適さない。
【０００６】
ＥＰ０３８０４５０Ａ号は、シリンダーがハウジングに動かないように接続されておらず、このハウジングの周囲で傾斜されることができ、ピストンが所定の傾斜位置に動かされる構造体を開示している。
【０００７】
本発明の目的は、使用される部品点数を実質的に減じることによって、上述されたタイプのコーヒーメーキング装置を単純にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的は、ピストンのための駆動機構に、均一な回転運動を不均一な往復運動へと変換するための手段が設けられている、上述されたタイプのコーヒーメーキング装置によって果たされる。
【０００９】
シリンダーユニット内のピストンの開閉特性は、駆動モーターの均一な回転運動を不均一な回転運動に変換することによって、影響され得る、即ち最適化され得る。
【００１０】
ピストンのこのような非線形運動の特性は、先行技術で公知の任意の方法によって得られる。挙げられ得る例としては、回転モーターによって駆動されてピストンを駆動する湾曲されたディスクがある。このピストンの所定の開閉特性は、湾曲の特別な形状によって得られる。
【００１１】
他の可能性は、クランクシャフト構造体を使用することである。
このように、特にコンパクトな構造体は、単一の駆動モーターによって得られる。特に、実際のコーヒーメーキングプロセスが、コーヒーの材料に関係なく果たされるか、もしくは、コーヒー材料の量が、必要となる構造体に関して特別な方法を用いずに、変えられ得る。特に単純な構造体が、シリンダー上のカバーを移動させるための回動アーム構造体を用いることにより果たされる。回動アームがクランクシャフトの軸の周囲を実質的に回転することにより、特にコンパクトな装置が得られる。
【００１２】
このような回動アーム構造体は、先行技術で公知の任意の方法で駆動され得る。しかし、好ましくは、クランクシャフトによって駆動される。この構造体は、適当にデザインされている場合は、クランクシャフトによって直接に、即ち、歯車及び他の伝達機構を介在させずに駆動され得る。
【００１３】
シール状態で、シリンダーの自由端上にカバーを位置させるための揺動アームの往復運動は、先行技術で公知の方法で果たされ得る。しかし、好ましくは、カム／カムフォロワー機構によって果たされ得る。このカム／カムフォロワー機構は、好ましくは、同様に、ピストンのクランクシャフトに取り付けられている。このような方法によって、本発明に係わるコーヒーメーキング装置の更なる単純化が、得られる。この結果、このコーヒーメーキング装置は、より安価に製造されることができ、磨耗するような部材は少なくされ、磨耗され得る部品は、交換が比較的簡単である。また、クリーニングが、簡単に果たされる。
【００１４】
上述された構造体は、特に、コーヒーメーキングの動作中、クランクシャフトが、異なった方向に回転する場合に、即ち、クランクシャフトが、一方向のみに回転しな場合に働く。特に、カム／カムフォロワーとの組合せが、回動アーム構造体を駆動するために考えられると、異なった方向への動きは、効果的である。勿論、対応した適当な制御がなされる。
前記回動アーム構造体の作業プロセスの所定の部分は、ばねなどにより制御され得る。
【００１５】
本発明の好ましい実施の態様に係われば、変えられ得る制限部を備えたバルブが、醸造されたコーヒーのための出口内に設けられている。バルブ構造体は、比較的低い圧力で、比較的大きな通路が設けられるようにデザインされている。圧力が増すにつれて、通路は小さくなる。
【００１６】
このように、更なる機械的な部材並びに／もしくは制御部なしで、コーヒーを通る水の圧力に応じてコーヒー内に比較的高い逆圧を確立することが可能である。このように、コーヒー内の水の逆圧が決定され、コーヒー内の水の入口圧力によって単純に制御されることができる。これは、“普通の”コーヒーもしくはエスプレッソコーヒーもしくはこれらの変形例を作るのを簡単にする。
【００１７】
述べられたバルブ構造体は、同様に、先行技術で公知の他のコーヒーメーキング装置と組み合わせても使用できることが、理解されるだろう。実際に、このバルブ構造体は、コーヒーメーキング装置の残りの部分から完全に独立している。言うまでもなく、既に単純な構造を有するコーヒーメーキング装置の場合には、このようなバルブを用いることによって更に単純にされる。
【００１８】
本発明の更なる特別な特徴と利点とは、添付図面に見ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明にとって本質的な、本発明に係わるコーヒーメーキング装置の部品のみが、図面に示されている。特に、コーヒーが圧縮され、水がコーヒーを通るように導かれる部品のみが、示されている。
【００２０】
本発明に係わる装置は、エスプレッソコーヒーと他のタイプのコーヒーとの両方を作るために使用され得る。しかし、この装置は、１タイプのコーヒーのみを準備するためにもまたデザインされ得ることが、理解されなくてはならない。
【００２１】
本発明に係わる装置は、図面において、全体が、符号１で示されている。この装置は、シリンダー２により一部が形成されたハウジング（更に詳しくは示されていない）を有する。このシリンダー内をピストン３が、上下に移動可能である。ピストン３には、２つのシールが設けられている。上側のシールは、符号４で示され、下側のシールは、符号５で示されている。複数のウインドー６が、これら２つのシールによって区画されている。これらウインドー６は、加圧かつ加熱された水のための供給ライン７と連通され得る。この水は、概略的に示されたポンプ３８により与えられる。また、前記ウインドー６は、複数の排出孔８と連通されている。ピストン３は、ピストンロッド９によってクランクピン１０に接続され、このクランクピンは、クランクシャフト１１の一部を形成し、このクランクシャフトは、概略的にのみ示されているモーター１２に接続されている。ピストン３の上方の制限されたスペース内に真空が生じないように働くベント弁３３が、ピストン３内に設けられている。即ち、過圧だけが、ピストン３によって引き起こされ得る。
【００２２】
制御アパーチャ１４、１５が設けられた揺動アーム１３が、設けられている。これらアパーチャ１４、１５のエッジが、後で説明されるように、湾曲されたディスク２７に係合していることが、図面で見ることができる。揺動アーム１３は、２つのコイルばね１８により上方へ（図面では）駆動される。この揺動アーム１３には、フィルター２０を備えたフィルター板１９が装着されたカバー３９が設けられている。
【００２３】
前記フィルター板１９には、シリンダー２の自由上端と相互作用するシールリング３２が設けられている。また、バルブ２０は、フィルター板１９に取り付けられている。バルブ２０（図１の（Ｂ））は、例えばゴムのような材料により形成され得る弾性底部２１を有し、例えば１．０ｍｍの直径を有する制限ディスク２２が設けられている。
【００２４】
前記バルブ２０の上部は、符号２３で示され、比較的硬い材料でできている。補助制限部２４と、補助チャネル２５とが、これの上部内に設けられている。バルブは、コーヒーのための出口２６に接続されており、この出口は、これ以上示されないような方法で、パイプシステムに接続されているか、他の方法で、カップもしくは他の貯蔵容器中にコーヒーを通す。この場合、底部２１には、錐体３４が設けられ、上部には、錐体３５が設けられている。底部２１が変形されると、錐体３４、３５は、互いに係合する。
【００２５】
前記湾曲されたディスク２７は、既に上述されたように、クランクシャフト１１に取り付けられている。この湾曲されたディスクには、凹部２８、２９が設けられている。揺動アーム１３には、制御アパーチャ１４、１５内にカム３０が設けられ、このカムは、湾曲されたディスク２７もしくはこれの凹部と係合するようにデザインされている。
概略的に符号３１で示された制御部が設けられている。
【００２６】
上述された装置は、以下のように動作する。
【００２７】
コーヒーメーキングプロセスの第１の位相（図３）の間、揺動アームは、シリンダー２のアパーチャが開かれた位置に配置されている。
この位置で、コーヒー４０が、詳しくは示されない方法で、ピストン３上に配置される。コーヒーの量は、望みの製品、例えば、“普通の”コーヒーのための少量、エスプレッソコーヒーのための比較的多い量に対応することができる。
図３に示されるように、揺動アーム１３は、本発明に係わる装置１が中に収容されているハウジングの停止部３３に当たっている。カム３０は、凹部２９内に位置され、揺動アーム１３は、コイルばね１８の働きによって、図面の上方に押されている。コイルばね１８は、上方へばねの圧力を生じさせるのに加えて、図面の左方向に力を生じるようにも働く。即ち、これらばねは、揺動アーム１３をシリンダー２の上方の位置に動かそうとする。
【００２８】
図３に示された位置から、モーター１２は、クランクシャフト１１を、示された図の左方向へ回動させる。この動きの間に、ピストン３は、下方へ動き、同時に、揺動アーム１３は、クランクシャフトと共に、より詳しくは示されない方法で停止部３６に当たるまで、左方向へ動かされる。
【００２９】
クランクシャフト１１が、図３、４に示された矢印の方向へと更に回転すると、揺動アーム１３は、下方へ引かれる。揺動アームの左方向への更なる動きは、停止部３６により、不可能であり、かくして、凹部２９の端部に到達すると、カム３０は、湾曲されたディスクによって、ばね１８のばね力に抗して、下方へ押される。この結果、フィルター板１９のシール３２は、シリンダー２の自由端と係合する。
【００３０】
左方向に回転するモーター１２によって駆動されるピストン３は、続いて、上方へ動き、かくして、コーヒー４０は、圧縮される。
【００３１】
コーヒーの量に応じて、ピストンは、比較的高いレベルにも比較的低いレベルにも位置され得る。しかし、チャンバ６の“高さは”、この位置では、チャンバ６が供給ライン７と常に連通されるような高さである。制御部３１によって、コーヒー４０の圧縮がなされる。即ち、例えばモーター１２に供給される電流が所定値を超えると、十分な圧縮が成されたことになり、モーターが停止されるか、少ない電流が供給されて、さらなる圧縮が止められるか僅かになるようにされる。
【００３２】
続いて、水が、ライン７を通して供給される。この水は、好ましくは加熱された水である。準備された製品に応じて、水圧が、制御部３１によって選択される。即ち、ポンプ３８の出力は、望みの製品が得られるように、制御部３１によって制御される。
【００３３】
一般のコーヒーの場合は、比較的低い圧力が使用され、エスプレッソコーヒーの場合は、印加される圧力が比較的高くされる（例えば７気圧より高くされる）。
【００３４】
どちらの場合にも、供給される温水は、チャンバ６によってアパーチャ８を通り、フィルター板１９によって再びコーヒーを放置する。このプロセスの間、コーヒーは、いうまでもなくフィルター板によって保持される。出口での圧力に応じて、バルブ２０は機能する。比較的低い圧力では、ゴムの底部２１の変形は、生じないか僅かであり、即ち、錐体３４は、錐体３５に対して押されない。これは、水が、制限部２２による障害のみに直面し、コーヒー内の圧力は、比較的低く維持されていることを意味する。
【００３５】
しかし、水が、比較的高い圧力で供給される場合、錐体３４、３５が、底部２１の変形によって互いの上部でシールするように、バルブ２０の底部２１は、比較的大きく変形する。比較的小さな制限部２２に加えて、比較的小さな制限部２４（例えば０．７ｍｍ）の効果が、働くようになる。
【００３６】
この幅の狭い制限部によって、高い圧力が、コーヒー内に発生され、エスプレッソが作られ得る。
【００３７】
コーヒーを準備するプロセスは、典型的には、１０−３５秒を要する。水がコーヒータブレットを通された後、モーター１２が、再び駆動され、図５、６に示されるように、反対の方向へ動く。この復運動は、カム３０が凹部２９中に落ちるまで、成される。ばね力によって、揺動アーム１３は、上方へ動き、シールエッジ３２とシリンダー２の上端との間のシールは、存在しなくなる。揺動アーム１３は、続いて、クランクシャフト１１と共に動く。コーヒータブレットに沿った除去運動は、比較的簡単に果たされ得る。揺動アーム１３は、ハウジングの停止部３３に対向するように、図５に示された位置へ移動する。揺動アームは、続いて、クランク１１が更に回転し、凹部２９の“端部”が到達されることによって、下方へ押される。クランク１１の更なる回転において、ピストン３は、これの上死点まで動き、かくして、コーヒータブレット４１は、シリンダー２のレベルの上まで動く。
【００３８】
カム３０は、続いて、凹部２８中に入る。コイルばね１８の影響下で、揺動アーム１３は、結果として上方へ動くだけでなく、図６に示されるように、左方向へも移動する。このプロセスで、コーヒータブレットは、除去ストリップ３６によって左方向へ除去される。更なる回転において、凹部２８の端部との係合が成される場合、カム３０と、かくして揺動アーム１３とは、図３に示された最初の位置に到着されるまで、回転される。
【００３９】
図７は、上述された装置の変形例を非常に概略的に、示す。この装置は、全体として符号５１で示され、ピストン５３が中に設けられたシリンダー５２を有する。このピストンには、これにしっかりと接続され、カム（詳しくは示されていない）が端部に設けられたロッド５９が設けられている。このカムは、湾曲されたディスク５４の湾曲されたトラック５５内を動く。この湾曲されたディスク５４には、中央駆動モーター（図示されず）によって駆動される中央シャフト５６が設けられている。回動アームは、同様に、上述されたような方法で、この中央駆動モーターによって駆動される。この場合、先の図面に示された湾曲されたディスク２７などを備えた構造体が、使用されることができる。湾曲されたディスク２７は、湾曲されたディスク５４と一体にされるか、別のやり方がなされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に係わるコーヒーメーキング装置の最も基本的な部材の断面を示す。
【図２】 図２は、図１のII線に係わる断面を示す。
【図３】 図３は、コーヒーメーキングプロセスの１段階にある、図２に示された構造体を示す。
【図４】 図４は、コーヒーメーキングプロセスの１段階にある、図２に示された構造体を示す。
【図５】 図５は、コーヒーメーキングプロセスの１段階にある、図２に示された構造体を示す。
【図６】 図６は、コーヒーメーキングプロセスの１段階にある、図２に示された構造体を示す。
【図７】 図７は、先の図面に示されたような、回動アーム構造体とピストンとの、駆動のための代わりの形態を示す。

Claims (13)

1. シリンダー（２）を備えたハウジングを具備し、このシリンダー中には、ピストン（３）が、このピストン上に配置されるコーヒーを圧縮するように設けられ、このピストンは、駆動機構（１０、１１）によって移動可能であり、この駆動機構は、前記ハウジング内に設けられ、圧縮チャンバを前記シリンダー及びピストンと共に規定するように、前記シリンダー上に位置され得るカバー（３９）を有し、また、前記圧縮チャンバ中に水を導入するための手段と、圧縮チャンバから抽出されたコーヒーを排出するための手段と、圧縮されたコーヒータブレットを取り除くための手段とを更に具備し、移動可能な前記カバーは、このカバーを、シリンダーの端部とシールするように係合させるために、カバーがシリンダーの端部から離れるように及びこれの上で動かされるように実質的にシリンダーの上及び周囲で回転され得る回動アーム構造体（１３）を有し、また、前記駆動機構は、ピストンと回動アームとの両方を動作させるようにデザインされ、回転入力シャフトを有し、前記ピストンのための駆動機構には、均一な回転運動を不均一な往復運動に変換するための手段が設けられているコーヒーメーキング装置（１、５１）において、前記シリンダー（２）は、前記ハウジングの一部分であり、前記均一な回転運動を不均一な往復運動に変えるための手段は、駆動されることを特徴とするコーヒーメーキング装置。
2. 前記駆動機構は、モーター（１２）に接続された入力シャフトを有する請求項１のコーヒーメーキング装置。
3. 前記回動アームは、回動するように設けられ、この回動アーム構造体（１３）の回転軸は、前記シリンダーの軸に対して直交している請求項２のコーヒーメーキング装置。
4. 前記回動アーム構造体（１３）の回転軸は、クランクシャフトの回転軸と一致している請求項３のコーヒーメーキング装置。
5. 前記駆動機構は、回転する湾曲されたディスクと、前記ピストンに接続されてディスクの湾曲面に係合する係合手段とを有する請求項１乃至４のいずれか１のコーヒーメーキング装置。
6. 前記駆動機構は、クランクシャフトを有し、前記ピストンがクランクシャフトの駆動ロッドに接続されている請求項１乃至４のいずれか１のコーヒーメーキング装置。
7. 前記回動アーム構造体（１３）は、クランクシャフトによって駆動され得る請求項３のコーヒーメーキング装置。
8. カム／カムフォロワー機構が、前記往復運動を伝えるために設けられている請求項１乃至７のいずれか１のコーヒーメーキング装置。
9. カムもしくはカムフォロワーは、クランクシャフトに取り付けられ、カムフォロワーもしくはカムは、回動アーム構造体に取り付けられている請求項５のコーヒーメーキング装置。
10. 前記回動アーム構造体を、前記シリンダーの自由端の上の位置へと駆動するためのばね手段を具備する請求項１乃至９のいずれか１のコーヒーメーキング装置。
11. 前記回動アーム構造体には、コーヒータブレットを排出するための手段（３６）が設けられている請求項１乃至１０のいずれか１のコーヒーメーキング装置。
12. 前記駆動機構は、２方向に回転するようにデザインされている請求項１乃至１１のいずれか１のコーヒーメーキング装置。
13. 抽出されたコーヒーを前記圧縮チャンバから排出するための手段は、圧力に反応し、比較的低い圧力では、比較的大きな通路の制限が生じ、比較的高い圧力では、比較的小さな通路の制限が生じるようにデザインされた制限部を有する請求項１乃至１２のいずれか１のコーヒーメーキング装置。

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