JP4889014B2

JP4889014B2 - コーヒーメーカー

Info

Publication number: JP4889014B2
Application number: JP2006211148A
Authority: JP
Inventors: 伸介池永; 良一阪口; 学谷村
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-08-02
Also published as: JP2008035960A

Description

本発明は、水タンクと、当該水タンクから供給される水を加熱する加熱部と、案内路を介して前記加熱部で生成された熱湯を抽出器に導き、コーヒーを抽出するコーヒーメーカーに関する。

この種のコーヒーメーカーは、加熱部において水を加熱して、加熱部において生成された蒸気を含む熱湯を抽出器に送りコーヒーを抽出する構造を有している。水タンクと加熱部との間は給水路により、加熱部と抽出器との間は案内路により接続されている。これら、水タンク、給水路、加熱部、案内路を介する流路は、高さ方向において概略Ｕ字を成す。

そして、水タンクに水を満たした状態で、水タンクを給水路に接続すると、案内路には、水タンクの水面高さまで、水面が上昇することとなる。このような状態で、加熱を行うと、抽出開始時に抽出器側に位置する冷たいままの水が加熱部で生成された熱湯とともに、抽出器へ送り出されることから、最初に冷たいままの水が供給されるという問題があった。

この問題を解決するために、特許文献１及び特許文献２に開示のコーヒーメーカーが提案されていた。
特許文献１に開示のコーヒーメーカーでは、案内路として、水タンクが蓄える水の最高水位より高い位置にオーバーフロー部を備え、このオーバーフロー部の下流側（抽出器側）に加熱部を介する流路を設けることにより、最初に加熱部からオーバーフロー部までに溜まる水を加熱部で加熱して、抽出器に送るようにしている。この従来技術では、加熱部が最初に抽出器側へ送られる水の加熱を行う構成を採用することで、コーヒー抽出開始時から十分に加熱された熱湯を抽出器に導くことができる。
一方で、特許文献２に開示の技術では、水が抽出器に導かれる前に水タンク内と加熱部内を相互に循環しながら、水タンクと加熱部の内部に存在する全ての循環水が十分に加熱されて所定温度以上となった後に、抽出器に導かれる構成をとる。
そして、上述した特許文献１又は２のような構成をとることにより、コーヒー抽出開始時から十分に加熱された熱湯のみを抽出器に導くことができる。

特開２００２−５１９１５号公報（第４頁、第２図）特開昭６０−２２２０１５号公報（第５頁、第２図）

しかしながら、上記特許文献１に記載のコーヒーメーカーは、コーヒー抽出開始時の水を十分に加熱するために加熱部内の二箇所で加熱する構造とした結果、加熱部を構成するヒーターパイプが、二度に渡ってヒータに接触する屈曲構造を備える必要があり、さらに屈曲構造の間には水タンクが蓄える水の最高水位より高い位置にオーバーフロー部を備える必要があり、案内路及び加熱部の構造が複雑となり製造コストも割高となるため、改良の余地がある。

上記特許文献２に記載のコーヒーメーカーでは、上記のような循環構造を有することにより、水タンクの構造が複雑化し取り外し不可能な構成となり、且つ水タンクと案内路を繋ぐパイプなどを増設する必要があり部品点数が増加することとなっていた。結果、実際上、水タンクを分離可能なコーヒーメーカーを安価に得ることはできない。
また、抽出器側に熱湯を送るのに、加熱部内の水だけでなく、加熱部と水タンクの内部を循環する水全てを所定温度以上に加熱する必要がある。従って、この構造では、一度に加熱する水量が水タンク内部の水量だけ多くなるため、水全体を加熱するまでに時間がかかり、未だ改良の余地がある。また、熱湯が常に水タンクと加熱部を循環するため、循環している間に系外へ輻射される熱量が大きく余分に電力が消費される可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成によりコーヒー抽出開始時から迅速に熱湯を供給でき、美味なコーヒーを抽出可能なコーヒーメーカーを供給する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る水タンクと、当該水タンクから供給される水を加熱する加熱部と、前記加熱部で生成された熱湯を案内路を介して抽出器に導き、コーヒーを抽出するコーヒーメーカーの第１特徴構成は、前記水タンクから前記加熱部への水の移流のみを許容する逆止弁を備え、前記加熱部の出口に、前記加熱部内の圧力が所定以上で前記加熱部から前記案内路への前記熱湯の吐出を許容し、所定未満で吐出を禁止する開閉弁を備え、前記開閉弁から吐出される熱湯の全てを前記案内路を介して前記抽出器に導いてコーヒーを抽出する構成で、前記開閉弁が、一端が前記加熱部に連結され、前記一端に対峙する他端がキャップにより閉塞され、さらに、分枝端が前記案内路に連結される三股パイプの交差部に配設され、前記開閉弁が、前記三股パイプの内周に備えられた弁座と、前記弁座に圧着する弁体と、前記弁体に連結し前記弁体を前記弁座へ押圧するバネと、前記バネの他端を固定する前記キャップとを備えて構成され、前記バネが、前記加熱部内の圧力が所定以上となった場合に開弁状態となり前記熱湯の吐出を許容し、所定未満の場合には閉弁状態となり前記熱湯の吐出を禁止するようバネ定数を調整されてなるとともに、前記キャップが、前記キャップに設けられた内ねじと前記三股パイプの前記他端に設けられた外ねじとを螺合することで、当該他端を封止するように構成され、かつ、前記キャップの螺合量を調整することで前記バネによる前記弁体の開閉力を調整可能に構成されている点にある。

上記第１特徴構成によれば加熱部の出口に開閉弁が取り付けられているため、加熱部入口から出口までの比較的限定された空間に供給された水を蓄え、この空間で蓄えた水を効率よく加熱して熱湯を生成し、案内路側に吐出することを繰り返すこととなる。従って、この構造においては一度に生成される熱湯は少量であるため、加熱時間が短縮され、コーヒー抽出開始時から抽出器に熱湯が導かれるまでの時間を短縮できる。
ここで、加熱部の出口に備えられた開閉弁は、加熱部内で熱湯が生成され蒸気圧が発生し圧力が所定以上になった場合に開弁状態となるが、蒸気を含む熱湯は、蒸気圧と突沸による効果により案内路内に瞬時に吐出され、抽出器に勢いよく導かれることとなる。
よって、本願構造においては、熱湯を順次直接抽出器に供給できるためコーヒー抽出に適した高温の熱湯のみを迅速に供給可能となる。また、加熱部を一度だけ通す構造となるため、複雑な構成のパイプを必要とせず装置全体を簡易な構成とすることができ、部品点数を減少させることができる。また、水タンクと案内路との間に接続部を設ける必要がないため、水タンクを取り外し可能な構成を容易に実現することができる。
さらに、開閉弁は、一端が加熱部に連結され、一端に対峙する他端が封鎖され、分枝端が案内路に連結している三股パイプの交差部に備えられる構成が採用されている。即ち、この開閉弁は、三股パイプの内周に備えられた弁座と、弁座に圧着する弁体と、弁体に連結し弁体を弁座へ押圧するバネと、バネの他端を固定するキャップとを備えて構成されている。そして、バネの設定は、加熱部内の圧力が所定以上となった場合に開弁状態となり熱湯の吐出を許容し、所定未満の場合には閉弁状態となり熱湯の吐出を禁止するようバネ定数が調整されており、キャップは、このキャップに設けられた内ねじと三股パイプの他端に設けられた外ねじとを螺合させることで、当該他端の封止を実現でき、キャップの螺合量を調整することでバネによる弁体の開閉力を調整できる。

本発明に係る水タンクと、当該水タンクから供給される水を加熱する加熱部と、前記加熱部で生成された熱湯を案内路を介して抽出器に導き、コーヒーを抽出するコーヒーメーカーの第２特徴構成は、前記水タンクから前記加熱部への水の移流のみを許容する逆止弁を備え、前記加熱部内の圧力が所定以上で前記加熱部から前記抽出器側への熱湯の移流を許容し、所定未満で前記移流を禁止する開閉弁を、前記案内路の前記水タンクの最下面より低い位置に備え、前記開閉弁から抽出器側へ吐出される熱湯の全てを前記抽出器に導いてコーヒーを抽出する構成で、前記開閉弁が、一端が前記加熱部に連結され、前記一端に対峙する他端がキャップにより閉塞され、さらに、分枝端が前記案内路に連結される三股パイプの交差部に配設され、前記開閉弁が、前記三股パイプの内周に備えられた弁座と、前記弁座に圧着する弁体と、前記弁体に連結し前記弁体を前記弁座へ押圧するバネと、前記バネの他端を固定する前記キャップとを備えて構成され、前記バネが、前記加熱部内の圧力が所定以上となった場合に開弁状態となり前記熱湯の吐出を許容し、所定未満の場合には閉弁状態となり前記熱湯の吐出を禁止するようバネ定数を調整されてなるとともに、前記キャップが、前記キャップに設けられた内ねじと前記三股パイプの前記他端に設けられた外ねじとを螺合することで、当該他端を封止するように構成され、かつ、前記キャップの螺合量を調整することで前記バネによる前記弁体の開閉力を調整可能に構成されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、案内路内の水タンクの最下面より低い位置に備えられた開閉弁の加熱部側まで水が移流し、開閉弁より抽出器側には移流しないこととなる。即ち、水タンク内の水の高さ位置に対応した位置まで溜まっていた水量が、開閉弁の高さ位置により制限されることで、加熱部により加熱された熱湯とこの開閉弁の位置より低い位置に貯留しておりある程度加熱された水とを同時に抽出器に供給でき、簡易な構成によりコーヒー抽出開始時から迅速に熱湯を供給でき、美味なコーヒーを抽出可能なコーヒーメーカーを供給するという目的を実現できる。
また、複雑な構成のパイプを必要とせず装置全体を簡易な構成とすることができ、部品点数を減少させることができる。さらに、水タンクと案内路との間に接続部を設ける必要がないため、水タンクを取り外し可能な構成を容易に実現することができる。
さらに、開閉弁は、一端が加熱部に連結され、一端に対峙する他端が封鎖され、分枝端が案内路に連結している三股パイプの交差部に備えられる構成が採用されている。即ち、この開閉弁は、三股パイプの内周に備えられた弁座と、弁座に圧着する弁体と、弁体に連結し弁体を弁座へ押圧するバネと、バネの他端を固定するキャップとを備えて構成されている。そして、バネの設定は、加熱部内の圧力が所定以上となった場合に開弁状態となり熱湯の吐出を許容し、所定未満の場合には閉弁状態となり熱湯の吐出を禁止するようバネ定数が調整されており、キャップは、このキャップに設けられた内ねじと三股パイプの他端に設けられた外ねじとを螺合させることで、当該他端の封止を実現でき、キャップの螺合量を調整することでバネによる弁体の開閉力を調整できる。

本発明に係るコーヒーメーカーの第３特徴構成は、上記第２特徴構成に加え、前記開閉弁が、前記加熱部の出口と同じ高さ位置に配設されている点にある。

上記第３特徴構成によれば、開閉弁より加熱部側にある案内路内の水と加熱部内にある水が同じ高さ位置になるため、加熱部の入口から開閉弁の間に存在する水全体が適度に循環し全体が効率よく加熱されるため、熱効率を向上させることができる。また、充分に加熱された熱湯を抽出器側に送ることができ、低温水が最初に抽出器側に送り込まれるのを低減できる。結果、本願の目的を達成できる。

参考例
参考例について、図１、２及び３に基づいて説明する。この参考例は、開閉弁を加熱部の出口に設けた例である。
図１に示すように、水を蓄える水タンク１は、加熱部２０に連通する給水パイプ３と連結しており、給水パイプ３は水タンク１から加熱部２０への水の移流のみを許容する逆止弁５を備える。水タンク１は、コーヒーメーカーから簡単に取り外し可能なように構成されている。

加熱部２０は、給水パイプ３から水が移流されるヒーターパイプ２２と、上記ヒーターパイプ２２を加熱するヒータ２１を備えて構成されている。この加熱部２０は、ヒータ２１がヒーターパイプ２２内を流れる水を加熱して生成した熱湯を順次ヒーターパイプ２２の出口から送り出しながら、プレート１６を介してコーヒー容器１５内のコーヒーを加熱し保温する形態で機能する。

加熱部２０で生成された熱湯を抽出器１０に導く案内路は、加熱部２０で生成された熱湯を抽出器１０に導く流路であり、図３に示すように、開閉弁３０と、その吐出側に備えられるシリコンパッキン３４と、当該シリコンパッキン３４により開閉弁３０と連結する揚水パイプ２を備えて構成されている。よって、該揚水パイプ２の延端部に備えられた吐出口４を介して熱湯を抽出器１０に導くことができる。

開閉弁３０は、図３に示すように上記ヒーターパイプ２２の出口に備えられ、加熱部２０内の水が加熱され熱湯が生成されて、ヒーターパイプ２２内の圧力が所定以上となった場合に開弁状態となり熱湯の吐出を許容し、上記圧力が所定未満の場合には閉弁状態となり熱湯の吐出を禁止するようバネ定数を調整されたバネ３５と、バネ３５の一端を固定する鍔部３６と、当該バネ３５の他端により図上右方向に付勢される弁体３１と、該弁体３１が圧着するシリコンパッキン弁座３２とを備えて構成されている。この開閉弁３０は、弁体３１が加熱部２０側で鍔部３６が抽出器１０側となるよう備えられる。上記開閉弁３０の開弁状態は、ヒーターパイプ２２内で蒸気圧が発生し圧力が所定以上となった場合に、熱湯が突沸することで瞬間的に実現されることとなる。
なお、この例では、開閉弁は、加熱部の出口に設けられるとともに、加熱部の出口と同じ高さに設けられるようになっている。

抽出器１０は、図１に示すようにコーヒー粉１３を濾す紙フィルタ１１を設置するフィルターカップ１２を備え、フィルターカップ１２の下端にコーヒー容器１５がプレート１６に設置されている場合にのみ開口するバルブ１４を備え、バルブ１４の下部に抽出したコーヒーを蓄えるコーヒー容器１５が備えられており、コーヒー容器１５は、加熱部２０のプレート１６上に設置でき保温可能なように構成されている。

以下、参考例のコーヒーメーカーによるコーヒー抽出過程を示す。抽出器１０内のフィルターカップ１２に紙フィルタ１１がセットされ上記紙フィルタ１１にコーヒー粉１３が入れられ、プレート１６上にコーヒー容器１５がセットされる。次に、水タンク１の目盛線（図示せず）まで水が注がれ、コーヒーメーカーの電源（図示せず）が入れられると、加熱部２０で熱湯が生成され、紙フィルタ１１上のコーヒー粉１３に吐出され、紙フィルタ１１でろ過されたコーヒーがバルブ１４を介してコーヒー容器１５に抽出される。抽出されたコーヒーは、加熱されたプレート１６により保温される。

次に、加熱部２０と開閉弁３０による熱湯の生成及び供給過程を示す。水タンク１に水が注がれコーヒーメーカーの電源が入れられると、給水パイプ３及び逆止弁５を介して、加熱部２０のヒーターパイプ２２内に水が移流される。ヒーターパイプ２２の出口には開閉弁３０が備えられており、逆止弁５から開閉弁３０までの間に水が蓄えられることとなる。そして、ヒーターパイプ２２の周囲を被覆するよう配設されたヒータ２１が発熱し上記水が加熱され熱湯が生成される。ヒーターパイプ２２内で蒸気圧が発生して圧力が所定以上となると、開閉弁３０が瞬間的に開弁状態となり、熱湯が突沸して揚水パイプ２内に吐出され、瞬時に該揚水パイプ２内を通過して抽出器１０に導かれる。上記の突沸後ヒーターパイプ２２内の圧力が所定未満となると、開閉弁３０は瞬時に閉弁状態となると同時に逆止弁５が開放され、圧力が低下したヒーターパイプ２２内に水が移流される。上記を１サイクルとして、順次、蒸気を含む熱湯が抽出器１０に導かれ、吐出口４から吐出される。以上が、参考例に係る説明である。以下に示すように開閉弁と加熱部を別の構成としてもよい。

本願発明の第１実施形態に係る開閉弁
図４に示すように、第１実施形態の開閉弁３０は、一端がシリコンゴム４５により加熱部２０に連結され、上記一端に対峙する他端が封鎖され、分枝端が揚水パイプ２に連結している三股パイプ４０の交差部に備えられる構成を採用している。
即ち、この例の開閉弁３０は、三股パイプ４０の内周に備えられた弁座３３と、当該弁座３３に圧着するパッキン４２をコートした弁体３１と、当該弁体３１に連結し弁体３１を弁座３３へ押圧するバネ３５と、当該バネ３５の他端を固定するキャップ４４とから構成されている。このバネ３５の設定は、その開弁及び閉弁動作に関して、先に説明した参考例のバネ３５の設定と同様である。この構造においては、キャップ４４は、このキャップ４４に設けられた内ねじ４１ａと三股パイプ４０の一端に設けられた外ねじ４１ｂを螺合させることで、端部の封止を実現できるが、Ｏリング４３で水密を実現しながら、螺合量を調整することで、バネ３５による弁の開閉力を調整できる。

第２実施形態
本発明の第２実施形態を、図１のコーヒーメーカーを左側視から見た図５を用いて説明する。この例は、開閉弁を水タンクの最下面より低い位置に設ける例である。
図５に示すように、この形態では開閉弁３０が揚水パイプ２内に備えられており、当該開閉弁３０の高さ位置が、水タンク１の最下面ｂより低い位置に備えられる。水タンク１に水が注がれると、開閉弁３０まで水が満たされ開閉弁３０の抽出器１０側には移流しないこととなる。
加熱部２０と開閉弁３０による熱湯の生成及び供給過程は、第１実施形態と同様であるが、本実施形態では、加熱部２０の出口から開閉弁３０までの間に蓄えられた水も加熱されることとなる。

なお、開閉弁３０は、ヒーターパイプ２２の出口と同じ高さ位置に備えられていてもよく、開閉弁３０とヒーターパイプ２２の間に備えられる配管の長さ及び形状は自在に調整可能である。

第１実施形態・第２実施形態共通の別実施形態
加熱部の別実施形態
（イ）本発明の第１実施形態及び第２実施形態における加熱部２０は、図６に示すように、加熱部２０を構成するヒーターパイプ２２及びヒータ２１を側面視がＬ型になるように屈曲させて構成してもよい。ヒータ２１は、Ｌ型のヒーターパイプ２２内を流れる水を加熱しながら、プレート１６の下部にあるヒータ２１の水平部によりプレート１６を介してコーヒー容器１５内のコーヒーを加熱して保温する。

（ロ）本発明の第１実施形態及び第２実施形態における加熱部２０は、図７に示すように、加熱部２０のヒーターパイプ２２及びヒータ２１を側面視がＩ型となるように備えてもよい。本別実施形態では、コーヒー容器１５は、載置台１７上に配設され、ヒータ２１はＩ型のヒーターパイプ２２内を流れる水を加熱する。

本願発明のコーヒーメーカーは、簡易な構成において迅速にコーヒー抽出開始時から沸騰した水を供給でき、美味なコーヒーを抽出可能なコーヒーメーカーとして有効に利用可能である。

参考例に係るコーヒーメーカーの概略構成図図１のａ−ａ断面の下面図参考例に係る加熱部及び開閉弁を示す概略構成図本願発明の第１実施形態における開閉弁が三股である構成を示す概略構成図本願発明の第２実施形態における概略構成図加熱部がＬ型である別実施形態を示す概略構成図加熱部が縦型である別実施形態を示す概略構成図

１：水タンク
２：揚水パイプ（案内路）
４：吐出口（案内路）
５：逆止弁
１０：抽出器
２０：加熱部
２１：ヒータ
２２：ヒーターパイプ
３０：開閉弁
３１：弁体
３３：弁座
３５：バネ
４０：三股パイプ
４１ａ：内ねじ（キャップ）
４１ｂ：外ねじ（三股パイプ）
４４：キャップ

Claims

水タンクと、当該水タンクから供給される水を加熱する加熱部と、前記加熱部で生成された熱湯を案内路を介して抽出器に導き、コーヒーを抽出するコーヒーメーカーであって、
前記水タンクから前記加熱部への水の移流のみを許容する逆止弁を備え、
前記加熱部の出口に、前記加熱部内の圧力が所定以上で前記加熱部から前記案内路への前記熱湯の吐出を許容し、所定未満で吐出を禁止する開閉弁を備え、前記開閉弁から吐出される熱湯の全てを前記案内路を介して前記抽出器に導いてコーヒーを抽出する構成で、
前記開閉弁が、一端が前記加熱部に連結され、前記一端に対峙する他端がキャップにより閉塞され、さらに、分枝端が前記案内路に連結される三股パイプの交差部に配設され、
前記開閉弁が、前記三股パイプの内周に備えられた弁座と、前記弁座に圧着する弁体と、前記弁体に連結し前記弁体を前記弁座へ押圧するバネと、前記バネの他端を固定する前記キャップとを備えて構成され、
前記バネが、前記加熱部内の圧力が所定以上となった場合に開弁状態となり前記熱湯の吐出を許容し、所定未満の場合には閉弁状態となり前記熱湯の吐出を禁止するようバネ定数を調整されてなるとともに、
前記キャップが、前記キャップに設けられた内ねじと前記三股パイプの前記他端に設けられた外ねじとを螺合することで、当該他端を封止するように構成され、かつ、前記キャップの螺合量を調整することで前記バネによる前記弁体の開閉力を調整可能に構成されているコーヒーメーカー。
水タンクと、当該水タンクから供給される水を加熱する加熱部と、前記加熱部で生成された熱湯を案内路を介して抽出器に導き、コーヒーを抽出するコーヒーメーカーであって、
前記水タンクから前記加熱部への水の移流のみを許容する逆止弁を備え、
前記加熱部内の圧力が所定以上で前記加熱部から前記抽出器側への前記熱湯の移流を許容し、所定未満で前記移流を禁止する開閉弁を、前記案内路の前記水タンクの最下面より低い位置に備え、前記開閉弁から前記抽出器側へ吐出される熱湯の全てを前記抽出器に導いてコーヒーを抽出する構成で、
前記開閉弁が、一端が前記加熱部に連結され、前記一端に対峙する他端がキャップにより閉塞され、さらに、分枝端が前記案内路に連結される三股パイプの交差部に配設され、
前記開閉弁が、前記三股パイプの内周に備えられた弁座と、前記弁座に圧着する弁体と、前記弁体に連結し前記弁体を前記弁座へ押圧するバネと、前記バネの他端を固定する前記キャップとを備えて構成され、
前記バネが、前記加熱部内の圧力が所定以上となった場合に開弁状態となり前記熱湯の吐出を許容し、所定未満の場合には閉弁状態となり前記熱湯の吐出を禁止するようバネ定数を調整されてなるとともに、
前記キャップが、前記キャップに設けられた内ねじと前記三股パイプの前記他端に設けられた外ねじとを螺合することで、当該他端を封止するように構成され、かつ、前記キャップの螺合量を調整することで前記バネによる前記弁体の開閉力を調整可能に構成されているコーヒーメーカー。
前記開閉弁が、前記加熱部の出口と同じ高さ位置に配設されている請求項２に記載のコーヒーメーカー。