JP5376699B2 - 電子レンジ用濾過器のカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、電子レンジを使ってコーヒー液等の抽出液を抽出する電子レンジ専用の濾過器に使用される被抽出物を封入するカートリッジに関する。

コーヒー等の被抽出物を封入するカートリッジは、ドリップ式の濾過器を対象にしながらこの濾過器の改良に併せて発達して来ている。
カートリッジには濾過器の構造に拘束されずに使用が可能なものもあるが、多くはそれぞれの濾過器の構造に合せて専用のカートリッジとして製造されているのが普通である。
しかし、濾過器に使用されるカートリッジは濾過器に合せて形状が個々特定されても、濾過する機能を有する点では共通のものになっている。つまり、一般にフィルターを素材にしていること、このフィルタを通して内包するコーヒー粉末等の被抽出物に対して湯を浸透させること、そして成分を抽出したのち、この抽出液をフィルターによって濾過しながら容器に受けると言った点で共通する構造に係っている。

このカートリッジは、前述したように一般にドリップ式の濾過器に多く使用されるものであり、実際に使用する場合はカップ形に形成される濾過器の底部に設ける抽出液の排出口にカートリッジを嵌め付けるようにしてセットし、次に濾過器に注ぎ込む湯をこのカートリッジに透過させてカートリッジに内包する例えばコーヒー粉末に通してコーヒー液を抽出する如く使用するものとなっている。そして、使用後はこのカートリッジを取り除き、新たなものと交換することで濾過器を再使用することを可能にしている。

このドリップ式の濾過器に使用されるカートリッジは、濾過器の構造と共に最も一般的なものであるが、近年電子レンジを使用して濾過器内の水を加熱して、この加熱によって得られる湯をフィルタ製のカートリッジに通して直接コーヒー液等を濾過する電子レンジ専用形の濾過器が提案されるに到り、この濾過器と共にこれに使用されるカートリッジがそれぞれ提案されるに到っている。

電子レンジを使用する濾過器乃至濾過方法は、電子レンジによる湯沸しの機能を発展させたもので、電子レンジによって加熱沸騰させた湯をそのまゝ電子レンジ内にセットする濾過器に使用して湯沸しの作業と、抽出液の濾過作業とを同時に行うようにしてそれまで別々に行っていた作業を同時に行うことにより短時間に、しかも手際よくコーヒー液等を抽出濾過しようとしたものである。例えば、下記特許文献１〜３に記載されるものがその例である。

特開平０３−１４９００９号公報。 特開昭６２−２１３７１２号公報。 特開昭６２−２１３７１３号公報。

上記特許文献１に記載の抽出器は、水を貯める容器１と、コーヒー等の被抽出物８を収容する抽出室６とからなる抽出器、つまり濾過器であって、上記抽出室６の上面を塞ぐ底部５に設ける複数の穴５´を物理的挙動を示す物質、例えばワックスからなる皮膜３で皮覆して一定温度に水が上昇するまで抽出室６への流下を阻止し、電子レンジによって水が所定の温度に達したとき皮膜３を破って湯となった水を被抽出物８に注ぎ、成分の抽出を行うようにしたものである。

特許文献２，３に記載の発明も、同種の考えに基づくもので、ここには電子レンジを使用して成分を抽出する湯を沸かすこと、そして所定の温度に達したとき抽出室を閉じている穴を開いて抽出室内に封入する被抽出物に注ぎ込んで成分を抽出すると共に、この抽出液を抽出室の底部を塞ぐフィルターを通して濾過し、これを容器に回収する、としたものである。

しかし、これら電子レンジを使って濾過する方法、装置においては、被抽出物を収容する抽出室を特殊な構造に作る必要があること、使用材料が特定されることによって製造が厄介になること、特に構造的特徴から製造精度が求められることになり、これに伴って製造単価が高くなること、使い捨てにした場合経済的に見合わないこと、と言った種ゝの問題がある。
中でも特許文献記載のものにおいては、底部５の穴を閉鎖する物理的挙動を示す物質として挙げられる各物質からなる皮膜は、沸騰する湯を透過させるのに厳密な設定が求められることになり、実施においてこれが大きな障害となることが想定されるからである。

本発明は、この様な事情に鑑み電子レンジを利用した新規な濾過器を開発することに併せて、この濾過器専用のカートリッジの開発に成功したものであり、特に本発明では上記カートリッジにおいて、濃度を一定にした抽出液が得られる一方、その取り扱いが容易であり、また製造性に優れ、量産に適した製品としたところに特徴を有するカートリッジとしたことにある。

既に述べたようにレギュラーコーヒー等のためのドリップ式の濾過器に使用されるカートリッジは、使い捨てを考慮してシンプルな構造にしてあり、廉価に提供できることとなっているが、これは室内においてセットした濾過器に沸かした湯を直接注ぎ込んで自然流下を通して濾過する通常の濾過器について言えることであり、この作業の全てを電子レンジの中で行うとした場合は、マイクロ波による加熱作業の中で行うと言う特殊事情から通常の濾過作業とは全く異なる、つまり、前述した特許文献に記載の抽出器の如く構造に係る濾過器を以て対応せざるを得なかったのである。

しかし、特許文献１〜３に記載される電子レンジを使用して濾過する抽出器は、前述した欠陥があり、文献に記載される内容に基づいての実施は極めて困難である。
本発明は、これらの事情を踏まえて電子レンジに持ち込む濾過器について全く新たな原理を活用する濾過器とする一方、この新たな原理を採用する濾過器に対応させて効率的に被抽出物から抽出液を濾過抽出することができる新規なカートリッジの開発に至ったものである。

コーヒー液等をドリップ式の濾過器で抽出する場合、最も簡単なものとして漏斗形の濾過器にフィルタをセットしてこれにコーヒー粉末等の被抽出物を投入し、熱湯を注ぐ方法があり、更には前述のように濾過器に被抽出物を封入したカートリッジを差し入れセットしてこれに熱湯を注いで抽出液を得る方法があるが、電子レンジを使用して水を沸かす作業に併せて、沸かせた湯を被抽出物に注ぎながら抽出液を得ようとする場合は、湯にするための水と、被抽出物とを予め一緒に濾過器に投入してセットして置く必要があり、この状態で濾過器を電子レンジに持ち込み加熱する必要がある。

そのため、電子レンジを使用する濾過器の場合は、水と被抽出物が加熱する前に接触することになることから成分の抽出が充分に行われないまゝ、つまり水の状態でフィルタを通し、濾過されて所定の濃度に達しない抽出液となって回収される問題があった。従来これを避けるために前述したように、被抽出物をカートリッジに封入し、このカートリッジに前記特許文献に記載されるような特殊加工を施して水の状態での被抽出物との接触を回避して水がマイクロ波によって充分な温度に達したとき被抽出物との接触を開始するようにして抽出液の濃度が所定の濃度になるようにしたのである。

電子レンジ使用によるドリップ式の濾過器の場合、上述の事情からカートリッジを使用することが一つの解決策になっているが、しかし、加熱されて湯になる温度に合せてフィルタの濾過機能を開始するように設定し、これを実行することは既述した通り極めて困難なことである。
本発明は、これらの問題を解決するため新たな濾過方法及び濾過器を開発し、併せてこの濾過器に対応して最も効率的に、且つ効果的にコーヒー液等の抽出液を抽出できるようにした被抽出物を封入してなるカートリッジの開発に成功したのである。

本発明において使用される電子レンジ用の濾過器は、カップ状の濾過器本体と、この濾過器本体の開口部を閉ざす蓋体から構成されるものにして、上記蓋体には抽出液を外に排出する排出口を開設し、また上記濾過器本体若しくは前記蓋体のいずれかにカートリッジを固定する装着枠を備えて、この装着枠によって上記排出口の内側、即ち濾過器の内部側から排出口にカートリッジを添わせる構造にしてある。

この濾過器は使用に当っては、先ず濾過器本体に所要量の水を注入し、その一方蓋体の排出口に前記カートリッジを添わせてこの排出口を塞ぐ状態にして濾過器本体の開口部を上記蓋体で密閉する。この様にして濾過器の内部を密閉した状態に保ったのち、この濾過器を反転させて蓋体を下にし、これにより排出口を塞ぐように装着した前記カートリッジを反転に伴って蓋体側に移動する濾過器本体に注入した前記水に浸漬し、この状態でコーヒーカップ等の容器の上に載置し、セットして、次に、このセット状態のまゝ電子レンジ内に持込み、所定時間加熱することによって濾過抽出するのである。

上記の如く濾過器の反転によって水中に没したカートリッジには水の浸透が開始し、内部に封入する被抽出物を湿潤することになると同時に、この湿潤した被抽出物とカートリッジとが前記排出口を塞いで水の自然流下の妨げとなり、その一方、上側になった濾過器本体の内部には水の移動に伴って完全に密閉された空間が形成される結果、上記排出口から流れ出ようとする水に対して負圧の発生によってその流出を妨げ、結果的に濾過器本体の内部に水を止めてカートリッジ内の被抽出物に浸透した状態を維持することになる。

このため、前記電子レンジによる加熱が開始されると、濾過器内の水と共にカートリッジ内に浸透した水が沸騰するのに併せて、この沸騰水から発生する水蒸気が濾過器本体の密閉された前記空間内に溜り、内圧を高めて逆に沸騰する水、つまり湯を押下げてカートリッジを通して排出口から押し出すことになり、この間、沸騰した湯はカートリッジ内の被抽出物と接触して充分にその成分を抽出することになり、所要の濃度に達した抽出液を下に待ち受ける容器に排出口を通して滴下回収することになるのである。

さて、本発明は上記の如く構造に係る電子レンジを使用して濾過する濾過器について使用されるカートリッジであって、特に濾過器の構造に適応させて最も効率的に成分の抽出を行うことができる取扱いが容易なカートリッジを提供すべく開発されたものである。

更に本発明の特徴とするところを詳述すると、本発明は、被抽出物を封入するカートリッジと所要量の水を注ぎ込み収めた濾過器を電子レンジに収容してマイクロ波によって前記水を加熱沸騰し、前記カートリッジ内で抽出液を得ると同時に、濾過器内で発生する水蒸気圧により上記沸騰する湯と共に抽出液を押し出し、濾過して濾過器の排出口から滴下回収するようにした電子レンジ用濾過器で使用されるカートリッジであって、前記カートリッジは主体部を筒形の胴部と、この胴部の上下の面を塞ぐ上面部と底面部から構成して、その内部に前記被抽出物を封入する一方、少なくとも前記胴部と底面部を透水性のフィルタ素材により形成して前記濾過器内に注がれる水を該胴部のフィルタを通して主体部内部に取り入れ前記被抽出物に浸透させ、その一方被抽出物からの抽出液を前記水蒸気圧を利用して前記底面部に通し、ここで濾過した抽出液を前記排出口から滴下し、濾過器の下方に備える容器に回収することを可能にした電子レンジ用濾過器のカートリッジを提供することにある（請求項１に記載の発明）。

この発明によるとカートリッジは濾過器本体の内部にあって注入される水に埋設し、接触すると、胴部のフィルタを通して水を内部に引き入れ、封入する被抽出物に浸透させ、これを湿潤させて被抽出物の水吸収力によってカートリッジ内部の空間を利用して膨潤させることになる。そして、上記浸透した水は底面部のフィルタを漏し、幕を作った状態となって排出口を塞ぎ、同時に濾過器の密閉された空間によって発生する負圧が作用することにより上記排出口からの水の流出が抑制されることになる。

この状態において、電子レンジ内に上記濾過器を持ち込み、加熱操作が行われると、濾過器本体の内部の水が加熱されると共に前記カートリッジ内に浸透した水が加熱され、これらが沸騰するのに併せて濾過器本体内の上部空間に水蒸気が溜まり、その圧力が高まることによって濾過器本体内の前記負圧が解消され、同時に沸騰した湯に対して圧力が掛かってカートリッジへの浸透が促されることになる。この結果、カートリッジ内の被抽出物に接触して成分を抽出した抽出液は底面部のフィルタを通して濾過器の排出口に送り出されることになる。

上記カートリッジは、濾過器内に注入した水が湯になりカートリッジ内を通過した時点で濾過を完了することになる。使用済みとなったカートリッジは濾過器から取り出され廃棄される。
このカートリッジは使い捨てになることから、濾過器の再使用に当っては新たなカートリッジと交換され、前述の手順に従って使用されることになる。

一方、本発明は前記フィルタによって形成される胴部の下端裾部に沿って全周に亘り水の侵入を阻止する所要高さの防水用壁を形成し、下端裾部からの水の浸透を阻止するようにしたことを特徴とする電子レンジ用濾過器のカートリッジを提供することにある（請求項２に記載の発明）。

この発明は、防水用壁によって胴部の下端裾部から侵入する水を塞き止めて被抽出物との接触がないまゝカートリッジを通過する水の浸入を防止するものである。
カートリッジはその底部で蓋体に開設する排出口を被う状態で装着されることから濾過器本体の反転により蓋体側に回る水をこの底部に隣接した胴部の下端裾部に最初に受けることになる。このため、水はこの裾部を通して最も浸入し易く、そして浸入した水は底部にそのまま達することになるため被抽出物に接触することが少ないままカートリッジ内を通過することになるが、前記防水用壁はこの接触の少ない水の通過を阻止することができる。

また本発明は、前記防水用壁は胴部の下端から２乃至３ｍｍの高さで全周に亘って一体に形成されることを特徴とする電子レンジ用濾過器のカートリッジを提供することにある（請求項３に記載の発明）。

この発明は、防水壁部の最適な高さ、つまり２乃至３ｍｍの高さを求めることによってカートリッジ内の被抽出物と充分に接触することなく通過する水の通路（水路）を断ちながら、それでいてカートリッジには常に被抽出物と充分な接触が得られる水の浸入経路を確保し、成分の抽出が行われるようにしたことにある。

また本発明は、前記底面部の周縁部に沿って胴部の外周面の外側に突き出る鍔形の装着用固定片を一体に設けて濾過器内に設ける装着枠で該装着用固定片を密着固定することを特徴とした電子レンジ用濾過器のカートリッジを提供することにある（請求項４に記載の発明）。

この発明は、カートリッジに装着用固定片が形成されることによって濾過器の排出口が設けられる定位置にカートリッジが安定的に固定されるようにしたものであり、固定位置からの位置ずれを防ぐと共に、濾過器との密着性を図ってカートリッジ内を透過すべき湯が透過することなく漏れ出るのを防止するのに有効に作用する。

また本発明は、前記装着用固定片には胴部に形成する防水用壁の下端に連設する環状をなす浸透防水板が一体に付設されることを特徴とした電子レンジ用濾過器のカートリッジを提供することにある（請求項５に記載の発明）。

この発明は、装着用固定片と防水用壁との一体化を図りカートリッジ内を透過しなかったり、カートリッジ内を透過しても被抽出物との接触が充分にされないまゝ透過する水の通過を阻止するようにしたものであり、これによって安定した濃度の抽出液の回収が得られることになる。

また本発明は、前記主体部の上面部は吸水性を有する一方、透水性に劣る紙乃至不織布製のシートで形成することを特徴とした電子レンジ用濾過器のカートリッジを提供することにある（請求項６に記載の発明）。

この発明によると、カートリッジ内に浸透した水が電子レンジのマイクロ波を受けて加熱され沸騰することになったとき、抽出成分を含んでカートリッジの上面部を通して再び濾過器本体内部に戻るのを阻止することになる。これによって抽出液の排出方向が定まることになり、効率的に下面部のフィルタを通して排出口に誘導されることになる。

本発明カートリッジは、上述の如く構成され、使用されるものであるところから、電子レンジ内において濾過器に注入された水に浸漬されると、胴部のフィルタ部分を通して水を受け入れ、内部に封入する被抽出物を湿潤させることになり、この状態で電子レンジの操作によって加熱されると、濾過器内の水の加熱に加えて、上記被抽出物を湿潤した水も加熱されることになる結果、同時に沸されて沸騰し、成分の抽出に作用することになる。 従って、本発明によれば水の状態で排出口から滴下し、排出されて抽出液の濃度を薄めることがない。

また、この様に濾過器内の水をカートリッジ内部に胴部を通して取り込むことから被抽出物の乾燥状態を回避することができ、従って電子レンジによる加熱時にマイクロ波によって被抽出物を焦がして味を落すようなことを有効に回避することができる。

その一方、本発明カートリッジによれば、フィルタによって形成される胴部には下端裾部に防止壁部を設けて裾部からの水の浸入を阻止する構造としたことから、カートリッジ内を被抽出物と接触しないまゝ濾過器内の水、沸騰した湯が通過するのを止めることができるので、予め設定する濃度の低下を防止することができる。また、このことからカートリッジに封入する被抽出物の量や粉末の粒子の選択によって抽出液の濃度等を予め設定したとき、常にその設定した濃度に近い抽出液が得られるこのになる。

また、本発明カートリッジは、濾過抽出液の排出口に対して装着用固定片の固定によって濾過器内壁に密着した状態で固定することができ、濾過器にセットできる構造としたことから、カートリッジを透過しない水，湯が排出口からそのまゝ抽出液回収の容器に滴下することがなく、抽出液の濃度低下を防止することができる。また、この装着用固定片によって装着枠を介して濾過器の所定位置にセットできることから濾過器に対する取付け作業を手際よく行うことができるものとなる。

また、本発明カートリッジにおいては、カートリッジの上面部を吸収性を有する反面透水性に劣るシートによって被う構造にしたときにはカートリッジ内部に浸透し、被抽出物から成分を抽出した抽出液を上記上面部を通して再び濾過器内に戻すことがなくなることから効率的に成分の抽出を行うことができ、且つ同時にこの抽出液を下面部に誘導して排出口から効率的に排出回収することができる。

次に、本発明を添付する図面に基づき更に詳細に説明し、その特徴とするところを明らかにする。尚、図面は、本発明に係るカートリッジを電子レンジを使用して被抽出物から抽出液を濾過抽出する濾過器を使って実施する実施の形態を示したものである。

図１は、本発明に係るカートリッジを使用する電子レンジ用濾過器の正面図であり、図２は、濾過器と本発明に係るカートリッジとの関係を説明する分解した状態の中央縦断正面図である。
図面において、符号１は電子レンジ用濾過器を示し、２は濾過器１の容器本体を、３は濾過器１の蓋体を示し、４は本発明に係る被抽出物、ここではコーヒー粉末５を内包するフィルタを素材にして形成されるカートリッジを示す。

先ず、上記濾過器１について説明すると、濾過器を構成する容器本体２及び蓋体３は、電子レンジのマイクロ波を透過する必要があることからプラスチック、ガラス、陶磁器等のマイクロ波透過性の素材が選択され、ここでは成形性の利点から両体共にプラスチックを材料に成形してある。
容器本体２は、カップ形に形成して開口部６の外周面に鍔形の環状隆起部７を形成し、その外周縁に蓋体３を止着する雄ネジ部８を設けてあり、内部には底部２ａの上面中央部から円筒形の前記カートリッジ４を装着するための装着枠部９を一体に立ち上げている。

上記装着枠部９は、上端の開口部１０を容器本体２の開口部６の高さに略揃えてあり、胴部９ｂの周面には容器本体２に注ぐ水を枠部の内部に通すための縦長の透水孔１１を複数個開設している。

蓋体３は全体の形状が倒皿形をなすよう形成してあり、上面部１２の中央部に排出口１３を開設する。そして、周縁部に短円筒形の垂設枠１４を形成してその内周面に前記容器本体２の雄ネジ部８を螺合し、この容器本体２との結合を図る雌ネジ部１５を形成している。

上記排出口１３は、容器本体２のカートリッジ装着枠部９の上端開口部１０に向かい合わせとなるように形成してあり、その口径は開口部１０の口径より小さくしてある。
蓋体３は、上面部１２の外面に図４に示したように十字状にリブ１６を突設し、このリブ１６の交点を前記排出口１３の中央に位置させて後述するようにカートリッジ４の底面部４ｃの膨出を防止する膨出防止用の桟１７としている。

尚、蓋体３の垂設枠１４の内周面は外に向けて拡張するテーパー面１８に形成して容器本体２の開口部１０の受け入れを容易にしてあり、また、この垂設枠１４の外周面にはリブ１６に連続させて回転操作時の滑り止めの指掛け用突起１９を４ヶ所設けてある。

一方、本発明に係るカートリッジ４は、フィルタを素材にして鍔２０を備えた帽子形に形成してあり、内部に被抽出物であるコーヒー粉末５を封入するものとなっている。
このカートリッジ４は、胴部４ａを前記円筒形に形成する装着枠部９に収まる筒形に形成し、この胴部４ａの裾部には図６に拡大して示したように全周に亘って水密性の帯状をなす防水用壁２２を巡らし、この裾部からの水の出入ができないようにしてある。そして、この防水用壁２２は下端を前記鍔２０の上面に亘って延設し、鍔２０を通して浸透する水２５をも阻止するようにしてある。

カートリッジ４は、被抽出物５がコーヒー粉末の場合は水を吸収したとき大きく膨潤することがないので胴部４ａと共に上面部４ｂをフィルタによって形成するものとするが、例えば緑茶や紅茶の如く茶葉が封入されるカートリッジの場合は上記上面部４ｂに水を含みながら透過性に欠ける紙乃至不織布製の所要強度を持ったフィルム２１を貼って補強し、膨潤する茶葉の押上げによってカートリッジ本体が破裂するのを防止するようにすると良く、またこの場合には後述するように内部の水が沸騰して抽出液が上方に吹き上がるのを有効に防止することにもなる。

尚、通常の場合、つまり上記フィルム２１で上面部４ｂを補強する場合を除いて比較的膨み度合いの小さいコーヒー粉末５の如く被抽出物を封入するカートリッジの場合には、全体を、特に頂部に当る上面部４ｂをフィルタ素材だけにして水の浸透性を良くして電子レンジによる加熱時に乾燥するのを防止するようにするとよい。

ところで、カートリッジ４には１人用、２人用と言った使用容量に合せた量のコーヒー粉末５が充填されるが、水の浸透に伴って湿潤し全体量が膨張したとき、カートリッジを破損することのないようにその膨潤量を見込んで予め内部に空隙２３ができる大きさに設計し、適量を充填することになる。

上記の如く構成される本発明カートリッジについて、濾過器１の使用を通して次に説明すると、濾過器には先ずカップ形に形成した容器本体２に１人用とか２人用とかの容量に合せて所定量の水を注ぎ蓄えたところで装着枠部９の開口部１０に向けて逆さにしたカートリッジ４を嵌め入れ、これの鍔２０を開口部１０の縁に当接して仮り装着を行う。次に、この状態において容器本体の開口部６に蓋体３を被せ、これを回転して雄ネジ部８と雌ネジ部１５の螺合締め付けをして両者を一体に結合し、濾過器１の組立を完了する。

この蓋体３の締付けによって容器本体２の開口部６は水密に閉ざされることになる。同時に、装着枠部９の開口部１０に当接したカートリッジ４の鍔２０が蓋体３の上面部内面との間に挟まれることによって水密な状態に固定される。

この濾過器１の組立が完了したところで濾過器を反転させ、蓋体３を下にした状態で抽出液回収用容器、つまりカップ２４上に載置し、その排出口１３をカップの中に臨ませてセットを完了する。次に、このセット状態で電子レンジ（図示せず）内に持ち込み、そのまゝ所要時間マイクロ波による加熱を行うことになる。

尚、図中２７は、反転させた濾過器１をカップ２４上に載置し、セットしたときカップ上からずれ落ちるのを防止するための円筒形状に形成した落下防止用突起部であり、この突起部は滴下する抽出液をカップ２４に誘導するのにも有効に作用する。

ところで、上記セットに当って濾過器１を反転すると、容器本体２の開口部６を閉ざした蓋体３が下向きになることから内部に注いだ水２５がこの蓋体３側に移り、蓋体の内側に貼り付いた状態に固定したカートリッジ４を水没させることになり、同時に底部２ａを上にした容器本体の内部に底面を水２５によって塞いだ気密な空間２６を形成することになる。このため、水没した上記カートリッジ４には胴部４ａのフィルタを通して水２５が浸透を開始し、封入したコーヒー粉末５を湿潤させることになる。そしてこのとき、カートリッジ４の裾部に外側から接した水は防水用壁２２に妨げら、この防水用壁２２を避けた胴部４ａのフィルタの部分を通して浸透し、コーヒー粉末５の側方全面から接触し湿潤することになる。

カートリッジ４内に浸透し、コーヒー粉末を湿潤した水２５は、カートリッジの下面部４ｃのフィルタを濡らし、更に流出する状態となるが、容器本体２の内部に前記気密の空間２６が形成され負圧を発生させる状態が作られることから、このフィルタを湿潤させた水は直ちにこれを透過して更に排出口１３にそのまゝ滴下するのを阻まれることになる。従って、カートリッジ４内に浸透した水は水の状態のまゝでカップ２４に流れ落ちるのを止められることになる。

電子レンジによって加熱が開始されると、容器本体２内の水２５と、カートリッジ４内に浸透した水とが同時に加熱されることになり、このうち容器本体内で加熱されて沸騰する湯から発生する水蒸気が水面２５ａ上の空間２６に溜り水蒸気圧を発生させることになる。このため、沸かされた湯２５に水蒸気圧が掛かることになり排出口１３を塞ぐ状態で固定されるカートリッジ４に対して湯圧が掛かり湯の浸透が促進されることになる。

上記圧力を受けた湯は、カートリッジ４に対して胴部４ａのフィルタを通して浸透することになる。このとき、胴部４ａを取り囲む防水用壁２２の上を越えて上部から浸透してコーヒー粉末５との有効な接触が図られ、これを順次湿潤させて成分の抽出を進行させコーヒー液を作ることになる。そして、このコーヒー液は上記蒸気圧を受けてカートリッジの下面部４ｃ（図５のセット状態における下面）のフィルタを通して排出口１３に押出され、カップ２４に向けて滴下することになる。

尚、蒸気圧が掛かるカートリッジ４は、装着部９の上端開口部１０によって鍔２０を蓋体３の内側面に圧着し固定することから位置ずれを起すことなく排出口１３を塞いだ状態で固定される一方、この鍔２０に沿って防水用壁が延設され被うことからこの鍔を浸透して湯が侵入するのが回避され、コーヒー液の濃度の低下が防止されることになる。

このコーヒー液の濾過に当ってカートリッジ４内に浸透する湯は、カートリッジの胴部４ａのフィルタ部分を通して浸透し、コーヒー粉末を湿潤させると共に、膨張するコーヒー粉末は予め用意されたカートリッジ内の空隙２３を埋めるに止まり、カートリッジの破裂を防止する。更には上面部４ｂを塞ぐフィルム２１によってコーヒー液の上方への逃げ出しを防止することになる。

一方、水蒸気圧による容器本体２の内圧を受けることになるカートリッジ４の下面部４ｃにおけるフィルタは、排出口１３に向けて押出されることになるが、十字型の桟１７が受け止めることによって破られることなく安定した状態で濾過が行われることになる。

以上説明の様に、本発明のカートリッジ４はコーヒー粉末５等の被抽出物を封入することによって濾過器１の所定の位置に持ち込み設置することができ、更には電子レンジによる加熱によって沸騰される湯の通過に晒して成分の抽出を行うことができ、また同時に、これを直接濾過してコーヒー液等の抽出液を直接カップに受け回収できるものであることから電子レンジ内で使用する電子レンジ専用の濾過器について使用されるカートリッジとして極めて有効である。

また本発明カートリッジは、濾過器の装着枠部９に嵌め入れ、容器本体２と蓋体３との結合による濾過器の組み立てに合せてその装着を行うことができ、使用後は蓋体３を外して容器本体を開放し下向きに傾ければ前記装着枠部９から外して取り除くことができるので、次の新たなカートリッジと簡単に交換することができる。このため極めて取り扱い易いものとなっている。

また本発明カートリッジは、胴部４ａをフィルタによって形成し、ここから水若しくは湯の侵入を図るようにしたことから、封入した被抽出物、即ちコーヒー粉末５に対して全周囲からの浸透を図ることができ、従って迅速で且つ効率的な接触による抽出液の抽出ができるものとなっている。

しかも本発明カートリッジは、胴部４ａに設ける防水用壁２２によって濾過器を反転させたとき、水をこの胴部の下端裾部から侵入させてそのまゝ通過させ、封入する被抽出物、ここではコーヒー粉末５に接触しないまゝ底面部から排出するのを防止する構造としたことから、抽出液の濃度を低下させることがなく、予め設定した濃度の抽出液を得ることができる。

ここで、前記防水用壁２２の高さについて、胴部４ａの下端から２乃至３ｃｍとする例を説明するが、その理由はテストの結果得られた最良の高さ範囲であり、２ｃｍ以下の高さの場合は水の状態に近い抽出液となり、得られた抽出液の濃度が設定したものより低くなり、また３ｃｍ以上の高さとしたとき、濾過作業の終了後濾過器の内部に水が残り得られる抽出液の濃度が設定値以上の濃度となって適正な抽出液とならなかったことによる。

次に、図７は本発明カートリッジ４を使用する濾過器の他の構造に係る濾過器、つまりカートリッジ４を固定する装着枠部９の構造を変えた他の濾過器について示したものである。
図示するように、ここでは蓋体３の上面部１２の中央部を貫いて形成される排出口１３の周囲を囲むように内面側に環状の止着受部４０を設けており、この受部の内周面に雌ネジ４１を刻設し、その一方、カートリッジ４を装着する円筒形状に形成する装着枠部４２の上端外周面に前記雌ネジ４１に螺合する雄ネジ４３を形成するものとしている。

この図７は、使用時の形状を理解し易くするため上下逆の姿にして表わしてあり、従って、蓋体３の実際の上面部１２は下向きとなっている。この上面部１２の上面（つまり図面上の下面）にはリブ１６と桟１７が、そして落下防止用の突起部２７が設けられる。
円筒形状の装着枠部４２は、周面に水を通す透水孔４４を複数個開設してあり、内部に嵌め付け挿入するカートリッジ４に対して容器本体２内に注入される水をここを通して供給できるようにしてある。

この装着枠部４２は、上端側から前述の帽子形のカートリッジ４を嵌め入れて、その鍔２０を開口部４５の縁に当接して位置決めしたのち、この装着枠部４２を反転させて下向きとなる開口部４５を蓋体３の止着受部４０に臨ませ、その内周面に設ける雄ネジ４１に雌ネジ４３をネジ付けることによって一体に組付けられる。

このネジ付けによってカートリッジ４は鍔２０を装着枠部の上端と蓋体３との間に挟んで固定され、この状態で蓋体３を容器本体２に被せ、回転して結合することによって容器本体２の中に吊り下がった状態で格納されることになる。そして、前述したところと同様に、カップ２４にセットする際に反転することを通して蓋体３が下向きになるのに併せて排出口１３の上に乗った姿になり、容器本体２の内部に注がれる水の中に水没することになる。

この様に図７の濾過器はカートリッジ４を装着する装着枠部４２に違いがあるが、蓋体３側に取り付くことで前記図１乃至図５に示した濾過器の装着枠部９と実質的に相違するところはなく、装着された状態において蓋体３に形成する排出口１３に向けてカートリッジ４を被い隠すように臨ませることになり、またしっかり固定する点で共通するものとなっている。そして、カートリッジ４を簡単に装着することができ、使用後も簡単に外せる点も共通しており、取扱い易いものとなっている。

ところで、前記各実施例では被抽出物を内包するカートリッジ４の胴部４ａを円筒形状の帽形にしたが、この形態に限られるものではなく、筒形であれば角筒形であってもよい。またこのカートリッジに封入する被抽出物をコーヒー粉末としたが、緑茶や紅茶等の茶類を封入するものであっても良い。
勿論、この様にカートリッジの形態が変化した場合は、それに合わせてこれを安定的に排出口１３に添わせられる構造の装着枠部が形成されることは言うまでもなく、その形状等は設計者に委ねられることになる。

本発明に係るカートリッジを使用する電子レンジ用の濾過器の正面図。 濾過器を分解し、内部にセットするカートリッジを露出させた状態の中央縦断正面図。 濾過器の容器本体の平面図。 濾過器の蓋体の平面図。 カートリッジの使用状態を説明する要部を断面とした正面図。 カートリッジを説明する拡大中央縦断正面図。 他の構造に係る濾過器の装着枠部とカートリッジとの関係を説明する一部断面とした分解正面図である。

符号の説明

１ 本発明に係るカートリッジを使用する濾過器
２ 濾過器の容器本体
２ａ 容器本体の底部
３ 濾過器の蓋体
４ 本発明に係るカートリッジ
４ａ カートリッジの胴部
４ｂ カートリッジの上面部
４ｃ カートリッジの下面部
５ 被抽出物たるコーヒー粉末
６ 容器本体の開口部
８ 雄ネジ部
９，４２ 装着枠部
１０ 装着枠部の開口部
１１，４３ 装着枠部の透水孔
１２ 蓋体の上面部
１３ 排出口
１４ 垂設枠
１５ 雌ネジ部
１６ リブ
１７ 桟
２０ カートリッジの鍔
２１ カートリッジの上面部に止着する止水用のフィルム
２２ カートリッジの胴部の裾部に沿って設けた防水用壁
２３ カートリッジの内部に形成される空隙
２４ 抽出液回収用容器たるカップ
２５ 濾過器の内部に注がれる水
２６ 濾過器の容器本体の内部に濾過器の反転によって形成される空間
２７ 落下防止用突起部
４０ 装着枠部を受ける止着受部

Claims (6)

1. 電子レンジのマイクロ波を透過する素材によって形成されるカップ状の容器本体と、該容器本体の開口部を閉ざす同一素材からなる蓋体とから構成される濾過器の前記蓋体には上面部に濾過抽出液の排出口を開設し、他方前記容器本体の内部若しくは前記蓋体の上面部内面のいずれかに前記排出口に対して被抽出物を内包するフィルタ製のカートリッジを着脱自由に装着する装着枠部を備えて、使用時には前記装着枠部に前記カートリッジを装着して前記排出口に臨ませると同時に前記容器本体内に所要量の水を注ぎ込み、この状態で該容器本体の開口部に前記蓋体を水密に止着して容器本体内部に前記カートリッジを閉じ込めて前記水に浸漬せしめ、その後該容器本体を蓋体と共に反転して蓋体を下にした状態で抽出液回収用容器上に載置し、更にこの状態で電子レンジ内に収納してマイクロ波により前記容器本体内の水を加熱沸騰させると共に、この加熱によって発生する水蒸気を容器本体内部に貯えてこの水蒸気圧により上記加熱沸騰水を前記カートリッジ内に通し、被抽出物の成分を抽出してこの抽出液を前記蓋体の排出口を通して前記抽出液回収用容器に滴下回収するようにした電子レンジ用濾過器で使用されるカートリッジであって、
   前記カートリッジは主体部を筒形の胴部と、この胴部の上下の面を塞ぐ上面部と底面部から構成してその内部に前記被抽出物を封入する一方、少なくとも前記胴部と底面部は透水性のフィルタ素材により形成し、前記容器本体内に注がれる水を前記胴部のフィルタを通して前記主体部内部に取り入れ、これにより前記被抽出物に浸透させると共に該被抽出物からの抽出液を前記容器本体に貯まる水蒸気圧を利用して前記底面部に通し、ここで濾過した抽出液を前記排出口から滴下し、下方に備える前記抽出液回収用容器に回収することを可能にした電子レンジ用濾過器のカートリッジ。
2. フィルタによって形成される胴部には下端裾部に沿って全周に亘って水の侵入を阻止する所要高さの防水用壁を形成し、下端裾部からの水の浸透を阻止するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ用濾過器のカートリッジ。
3. 防水用壁は胴部の下端から２乃至３ｍｍの高さで全周に亘って一体に形成されることを特徴とする請求項２に記載の電子レンジ用濾過器のカートリッジ。
4. 底面部の周縁部に沿って胴部の外周面の外側に突き出る鍔形の装着用固定片を一体に設けて濾過器内に設ける装着枠で該装着用固定片を密着固定することを特徴とした請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載の電子レンジ用濾過器のカートリッジ。
5. 装着用固定片には胴部に形成する防水用壁の下端に連設する環状をなす浸透防水板が一体に付設されることを特徴とした請求項４に記載の電子レンジ用濾過器のカートリッジ。
6. 主体部の上面部は吸水性を有する一方透水性に劣る紙乃至不織布製のシートで形成することを特徴とした請求項１乃至５のいずれかの請求項に記載の電子レンジ用濾過器のカートリッジ。

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