JP5576270B2 - 分散性材料用ポッド - Google Patents

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Description

本願は、一般に分散性材料用の容器に関し、より詳細には、茶、チョコレート、浸出液および他のタイプの分散性材料の混合に使用するためのポッドに関する。
種々のタイプの自動飲料ディスペンサが知られている。一般に、これらのディスペンサは、一定量の分散性材料をある種の容器内に保持する。典型的には、飲料を混合するように、湯が材料に添加される。これらの既知の飲料ディスペンサの1つの欠点は、分散性材料と接触するディスペンサの要素を定期的に洗浄および/または消毒しなければならないことである。さらに、分散性材料は一般的に、飲料を適切に混合するための大量の作業を必要とする。その結果、飲料サイクルの間、飲料ディスペンサが全体として多少遅くなることがある。
したがって、比較的迅速なサイクル時間で飲料を混合する飲料ディスペンサおよび関連コンポーネントが求められる。飲料ディスペンサは、常に高品質の飲料を製造しながら、比較的安価で、使い易いことが好ましい。同様に、飲料ディスペンサは、異なるタイプおよび量の分散性材料および他の成分に容易に適応可能であることが好ましい。
本願は、ポッドを密封する方法について説明する。この方法は、ポッドを組み立てる工程と、可溶性材料の溶液を蓋に注いで、この可溶性材料を複数のオリフィスの内孔に配置させる工程と、この複数のオリフィスの内孔に配置された可溶性材料を乾燥させる工程とを含むことができる。ある特定の実施形態では、可溶性材料は水溶性材料を含み、水溶性材料はデキストロース澱粉などの加工澱粉とすることができる。別の特定の実施形態では、この方法は、ポッドをある材料で充填する工程をさらに含む。
本願はさらに、ポッドについて説明する。このポッドは、ある特定の実施形態において、下部開口を有するポッド本体と、いくつかのオリフィスを有する蓋と、複数のオリフィスの内孔に配置された可溶性材料とを含むことができ、この可溶性材料は、デキストロース澱粉などの加工澱粉を含む水溶性材料とすることができる。ポッドは、また、複数のオリフィスの内孔に配置された可溶性材料がその材料の早期放出を防ぐように、ポッド内に配置された材料を含むことができる。
一実施形態では、ポッドは、また、開口内側に設置されたポペットを含むことができる。このポペットは、ポッド本体内部で所定の圧力に達するまで開口を密封するようなサイズを有する。代替実施形態では、ポッド本体は、ポッド本体内部で所定の圧力に達するまでポペットが開口を密封するのを維持するロック機構を含むことができる。
本願はさらに、蓋を有するポッド内部で溶液を混合する方法について説明することができる。この方法は、蓋を通して流体を流し、それにより可溶性材料を溶解して複数のオリフィスを塞ぐものを除去する工程と、ポッド内部で溶液を混合する工程と、ポッドから溶液を流出させる工程と、を含むことができる。
本明細書で説明するポペットポッドの斜視図である。 図1のポペットポッドの分解組立図である。 その中に分散性材料を有する、図1のポペットポッドの側断面図である。 ポペットが下降している、図1のポペットポッドの側断面図である。 ポペットが下降し、分散性液体が流出している、図1のポペットポッドの側断面図である。 本明細書で説明するポペットポッドの特定の実施形態における、ポペットポッドの蓋の斜視俯瞰図である。 本明細書で説明するポペットポッドの代替実施形態の側断面図である。 図7のポペットポッドの側断面図である。 本明細書で説明するポペットポッドの代替実施形態の側断面図である。 図9のポペットポッドの斜視図である。 図9のポペットポッドの側断面図である。 本明細書で説明するポッドの代替実施形態の分解組立図である。
次に図面を参照すると、同じ番号はすべての図面を通して同じ要素を指し、図1および図2は、本明細書で説明するポペットポッド100を示す。ポペットポッド100およびその要素は、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび類似のタイプの材料など、従来の熱可塑性樹脂で作製することができる。あるいは、ステンレス鋼、ガラス、または他のタイプの実質的に非腐食性の材料も使用することができる。
ポペットポッド100は、ポペット本体110を含む。ポペット本体110は、円錐形ベース130につながる実質的に円形の側壁120を有することができる。側壁120および円錐形ベース130は、内部表面140を画定する。内部表面140は、その中に材料を貯留しないように、およびその中の液体が確実に完全に排出されるように、実質的に滑らかで、亀裂がないものにすることができる。側壁120の内径は約38ミリメートル(約1.5インチ)、肉厚は約1ミリメートル(約0.04インチ)とすることができる。円錐形ベース130は、側壁120から約45度(°)下方に延びることができる。円錐形ベース130の深さは約15.8ミリメートル(約0.6インチ)、肉厚は約0.75〜約1.5ミリメートル(約0.03〜約0.06インチ)とすることができる。側壁120および円錐形ベース130は、任意の都合の良いサイズまたは形状とすることができる。
円錐形ベース130は、その中に形成された出口開口150をさらに有することができる。出口開口150は、円錐形ベース130のほぼ中心に設置されることが好ましい。出口開口150の直径は、約12.7ミリメートル(約1.5インチ)とすることができる。任意の都合の良いサイズまたは形状を使用することができる。
円錐形ベース130の周囲には、デフレクタスカート160を設置することができる。デフレクタスカート160は、ほぼ円形の形状とすることができ、円錐形ベース130から約8〜約9ミリメートル(約0.3〜約0.35インチ)延びることができる。本明細書では、任意の都合の良いサイズまたは形状を使用することができる。ベース130およびスカート160は単一の要素であってもよいし、個別の要素であってもよい。
側壁120はまた、リップ170を含むことができる。リップ170は、実質的に平坦な頂部部分180を含むことができる。リップ170は、内縁190を形成するように、側壁120から多少段差があってよい。内縁190は、以下で説明するように、蓋と共に使用される。リップ170はまた、側壁120の外径を越えて約1.2〜約1.3ミリメートル(約0.047〜約0.05インチ)延びてフランジ195を形成することができる。フランジ195は、飲料ディスペンサまたは他のタイプのデバイスにおいてポッド100を支持するために使用することができる。本明細書では、任意の都合の良いサイズまたは形状を使用することができる。
ポペット本体110は、異味を与えずに典型的な飲料サイクルの熱および圧力に耐えるように、実質的に剛性であってもよい。ただし、「剛性」という用語は、ポペット本体110が圧力下でわずかに屈曲または変形してもよいことを意味する。ポペット本体110は、最大30秒以上、約11バール超の水圧で約95℃(約203゜F)超の温度に耐えることができる。ポペット本体110は多少屈曲または変形してもよいが、ポッド本体110は全体として、それを通る想定水圧に耐えなければならない。
ポペット本体110の内縁190に対して、蓋200を設置することができる。蓋200の厚さは、約0.7〜約0.8ミリメートル(約0.027〜約0.03インチ)とすることができる。蓋200は、その中に設置されたいくつかのオリフィス210を含むことができる。オリフィス210の直径は、約0.38ミリメートル(約0.015インチ)程度とすることができる。約25個のオリフィス210を使用することができる。本明細書では、任意の数またはサイズのオリフィス210を使用することができる。オリフィス210は、一連の高速ウォータージェットを生成するようなサイズにして設置することができる。
ポペット本体110の出口開口150の内側には、ポペット弁すなわちポペット220を設置することができる。ポペット220は、下部ベース230と、上部ベース240と、中央柱250と、いくつかのリブ260とを含むことができる。上部ベース240は、ポペット本体110の出口開口150内に比較的ぴったりと嵌合する。したがって、上部ベース240の直径は、開口150の直径よりわずかに大きい。流体の流れを出口開口150および上部ベース240に沿って向けるように、下部ベース230の外径はさらに大きい。中央柱250は、上部ベース240から立ち上がる。中央柱250の高さは、柱250の頂部に分散性材料が確実に残留しないように、ポペット本体110の内部に設置される材料の予想量の高さより高くすることができる。出口開口250へのポペット220の挿入を可能にし、ポペット220が外れないように、リブ260の幅を出口開口150の幅より広くすることができる。任意の数のリブ260を使用することができる。ポペット220は、所定の圧力に達するまで出口開口150内側の所定の位置に留まらなければならず、この場合、約0.4キログラム/平方センチメートル(約6psi)の圧力がそれに印加される。ポペット220を解除するのに必要な圧力は、開口150と上部ベース240との直径の関係および他の要因に基づいて変えることができる。
図3に示すように、ポペット220は、ポペット本体110の出口開口150の内側に設置される。ある量の分散性材料270がポペット本体110の内表面140の内側に設置される。次に、蓋200が側壁120の内縁190の内側に設置される。次に、必要に応じてポペット本体110を移動して保管することができる。混合中、ポペット本体110は、約10〜約14バール(約145〜200psi)の加圧水流に曝されることがある。したがって、加圧水が蓋200中にあるオリフィス210を通過する。加圧水は、約55メートル/秒(約180フィート/秒)で流れることが可能である。したがって、オリフィス210は、水がそれを通るときに分散性材料270の良好な混合を促進するように、一連の高速ウォータージェットを生成する。ポッド100と共に使用する飲料ディスペンサの例が、本願の権利者が所有する「Coffee and Tea Dispenser」という名称の米国特許第6,786,134号に示されている。
したがって、図4および図5に示すように、水は、飲料280を混合するように、分散性材料270を通過する。ポッド100内の圧力がポペット220の解除圧力に達すると、上部ベース240が出口開口150から分離し、リブ260が円錐形ベース130の内部表面140に接触するまでポペット220が下方に下降する。したがって、飲料280は、外部開口150から下部ベース230上に流れ、次いでスカート160内に流出する。開口150に対するポペット220全体の各サイズは、混合を促進するように飲料280がそれを通るとき、飲料280に剪断力を与える。同様に、下部ベース230およびスカート160は、さらに良好な混合を促進するように乱流流れを生成する。次に、必要に応じてポッド110を処分してもよいし、再使用してもよい。
ポッド110全体を通る水流の性質は、一部はポッド110の幾何学的形状およびサイズ、分散性材料270の性質、サイズ、および密度、水圧、水温、混合時間、ならびに他のパラメータに依存する。これらのパラメータのいずれかを変更すると、飲料280の性質も変化することがある。分散性材料270は、緑茶葉、チョコレート、浸出液、または一般に水または他のタイプの液体に溶解する他のタイプの材料の形態をとり得る。さらに、分散性材料270は、液体であってもよい。本明細書では、任意のタイプの他の材料も使用することができる。
図6に示すように、蓋200のオリフィス210は、ポッド100の処理中の分散性材料270の早期放出を防ぐように密封することができる。ある特定の実施形態では、オリフィス210は、紙ラベル(図示せず)を貼付することによって密封することができる。別の特定の実施形態では、組み立てられたポッド110の蓋200に可溶性材料215の溶液を注ぎ、それにより複数のオリフィス210の内孔に可溶性材料215を配置させることによって、オリフィス210を密封することができる。可溶性材料215の適切な非限定的な例としては、水溶性材料がある。適切な水溶性材料には、デキストロース澱粉などの加工澱粉がある。可溶性材料215を蓋200に付着させるために、デキストロース澱粉溶液(たとえば、15グラムの水に対して5グラムの澱粉)を調製し、組み立てられたポッド本体110の蓋にスプレー装置を用いて注ぎ、乾燥させることができる。水溶性材料215は、ポッド本体110が使用中に水に曝されると溶解し、その後、飲料280を正常に調製することができる。
図7および図8は、本明細書で説明するポペットポッド300の代替実施形態を示す。上述のポペットポッド100と同様に、ポペットポッド300は、実質的に円形の側壁320と円錐形ベース330とを有するポペット本体310を含む。側壁320およびベース330は、内部表面340を画定する。円錐形ベース330は、その中に形成された出口開口350をさらに含む。デフレクタスカート360を円錐形ベース330の周囲に設置することができる。蓋370は、ポッド本体310を封止することができる。
本実施形態では、ポペット本体310の円錐形ベース330は、出口リング380につながってもよい。出口リング380はほぼ平坦で、実質的に水平な位置に設置することができる。出口リング380は、開口350を取り巻くことができる。
円形ベース330および出口リング380の下には、ロック機構400を設置することができる。この実施形態では、ロック機構400は、1対のフランジ(すなわち上部フランジ410および下部フランジ420)ならびに以下で説明する要素を含むことができる。(「フランジ」という用語が本明細書において使用されているが、フランジ410、420の断面が図示されており、それによってフランジ410、420が実際にはほぼ円形で、開口350の直径の周囲の全部または一部に延びることが理解されるであろう。)上部フランジ410は、第1アンダーカット430を画定する。第1アッパーカット430は、上部フランジ410と下部フランジ420の間に延びる。下部フランジ420は、第2アッパーカット440を画定する。第2アッパーカット440は、下部フランジ420とスカート360の間に延びる。下部フランジ420はまた、その一方の端部にボス450を含むことができる。
ロック機構400は、成形または類似の技術によって形成された一体の要素であることが好ましい。あるいは、特定の複数の要素を個別に作製し、それに取り付けてもよい。たとえば、ボス450は、ロック機構400の残りの部分の材料と異なる材料で作製することができる。この例では、ボス450はPPE(フェニレンエーテルコポリマー)で作製し、ロック機構400の残りの部分はポリプロピレンで作製することができる。いくつかのリブ(図示せず)も、開口350の幅内でロック機構400と共に使用することができる。
ポペットポッド300は、ポペット460をさらに含む。この実施形態では、ポペット460は2つの部分からなる要素であり、上部リブ部470および下部栓部480を有する。栓部480は、ベース部分490および中央柱500を含む。ベース部分490は、ほぼ円形の形状で、ポッド本体310の開口350内にぴったりと嵌合する。ベース490は、ロッキングフランジ510をさらに含む。ロッキングフランジ510は、垂直要素530につながる長い水平要素520を含む。垂直要素530は、ポッド本体310の第1アッパーカット430内にぴったりと嵌合するようなサイズを有し、ボス450の上に置かれている。ロッキングフランジ510は、連続する円であってもよいし、以下で説明するいくつかの留め具を形成するように中断されていてもよい。柱500は、上方へ延びてポッド本体310中に達する。次いで、リブ部470が柱500上に設置される。リブ部470は、いくつかのリブ540を含む。リブ540の直径は、開口350の直径より大きい。本明細書では、任意の数のリブ540を使用することができる。分注位置にあるとき、リブ540は、ポッド本体310の平坦なリング380の上に置かれている。
使用の際には、栓部480は開口350の内側に設置され、ロック機構400により所定の位置に保持される。具体的には、垂直要素530が、第1アッパーカット430およびボス450の内側に固定される。栓部480のベース490は、開口350を密封するように開口350と位置合わせされる。次に、リブ部470を栓部480の柱500の上に設置することができる。次いで、ある量の分配材料270をポッド本体310の内部に設置することができる。次に蓋370をポッド本体310の内側に設置することができ、それにより必要に応じてポペットポッド300を移動して保管することができる。
飲料280を製造するために、湯が蓋370内のオリフィス380を通してポペットポッド300に添加される。上記のように、オリフィス380は、湯と分散性材料270の良好な混合を促進するように、高速ウォータージェットとして作用する。ポッド300内で圧力が上昇することにより、湯と分散性材料270が混合される。ロック機構400の解除点に達すると、ポペット460を開口350内に均一に下降させるように、下部フランジ420が外側に屈曲する。飲料280が開口350に押し込まれ、ポペット460の栓部480のベース490に沿って押し進められるとき、湯と分散性材料270のさらなる混合が行われる。この構造は、それを通る蛇行流路も形成する。同様に、飲料280がポペット460のベース490から排出されてスカート360にぶつかるとき、混合が行われる。
あるいは、いくつかの異なる分散性材料270をポッド本体310の内部に設置してもよい。さらに、異なる材料270をポッド本体310の内部で積層させてもよいし、または垂直に分離させてもよい。必要ならば、異なる材料270を分離させておくように、いくつかの内部障壁をポッド本体310の内部に設置してもよい。
図9〜図11は、本明細書で説明されるポペットポッド600の代替実施形態を示す。上述のポペットポッド100と同様に、ポペットポッド600は、実質的に円形の側壁320と円錐形ベース330とを有するポペット本体310を含む。側壁320およびベース330は、内部表面340を画定する。円錐形ベース330は、その中に形成される外部開口350をさらに含む。デフレクタスカート360を円錐形ベース300の周囲に設置することができる。蓋370は、ポッド本体310を封止することができる。ポペット本体の円錐形ベース330は、出口リング380につながることができる。出口リングはほぼ平坦で、実質的に水平な位置に設置することができる。出口リング380は、開口350を取り巻くことができる。
円形ベース330および出口リング380の下には、ロック機構610を設置することができる。ロック機構610は、開口350を取り巻く第1フランジ620ならびに以下で説明する要素を含むことができる。ロック機構610は、1対の留め具630を含むことができる。これらの留め具630は、ポペットポッド600の両側に設置することができる。留め具630は、上述の第2フランジ420に類似した細長いフランジ640を含む。細長いフランジ640は、その一方の端部にボス650を有することができる。第1フランジ620および細長いフランジ640は、留め具アンダーカット660を画定する。
ポペットポッド600は、ポペット670をさらに含む。上記のように、ポペット670は2つの部分からなる要素であり、上部リブ部470および下部栓部480を有する。栓部480は、ベース部分490および中央柱500を含む。ベース部分490は、ほぼ円形の形状で、ポッド本体310の開口350内にぴったりと嵌合する。ベース490は、ロッキングフランジ680をさらに含む。上述のロッキングフランジ510と同様に、ロッキングフランジ680は、垂直要素700につながる長い水平要素690を含む。垂直要素700はさらに、ボス710内で終端してもよい。バンド720は、ロッキングフランジ680内に設置することができる。バンド720は、ぴったりとした嵌合および留め具アンダーカット660からの容易な取り外しを促進するように、エラストマー材料で作製することができる。
上記のように、中央柱500は、上方へ延びてポッド本体310中に達する。次いで、リブ部470が柱500上に設置される。リブ部470は、いくつかのリブ540を含むことができる。この例では、2つのリブ540が使用されている。ただし、本明細書では任意の数のリブ540を使用することができる。リブ540の直径は、開口350の直径より大きい。分注位置にあるとき、リブ540は、ポッド本体310の出口リング380の上に置かれている。
使用の際には、栓部480は開口350の内側に設置され、ロック機構610により所定の位置に保持される。具体的には、ロッキングフランジ680の垂直要素700のボス710が留め具630内に引っ掛けられている。栓部480のベース490は、開口350を密封するために、ロック機構610により固定される。次に、リブ部470を柱500の上に設置することができる。次いで、ある量の分配材料270をポッド本体310の上に設置することができる。次に蓋370をポッド本体内側に設置することができ、次いで必要に応じてポペットポッド600を移動して保管することができる。
飲料280を製造するために、湯が蓋370内のオリフィス380を通してポペットポッド600に添加される。上記のように、オリフィス380は、湯と分配可能材料270の良好な混合を促進するように、高速ウォータージェットとして作用する。ポッド600内部の圧力によって、湯と分配可能材料270が混合される。ロック機構610の解除点に達すると、ポペット670を開口350内に均一に下降させるように、留め具630が外側に屈曲する。飲料280が開口350に押し込まれ、ポペット670の栓部480のベース490に沿って押し進められるとき、湯と分配可能材料270のさらなる混合が行われる。
図12は、本明細書で説明するポッド800の他の実施形態を示す。ポッド800は、ポッド本体810を含む。この例では、ポッド本体810は、本願の権利者が所有する米国特許第6,948,420号および米国特許出願公開第2005/0183581 A1号(どちらも「Coffee and Tea Pod」という名称である)に示されるポッド本体にほぼ類似している。具体的には、ポッド本体810は、長いリップ830を有する円形の側壁820を含む。ポッド本体810は、比較的平坦なベース840も含む。ベース840は、中央窪み850を含むことができる。ベース840は、1つまたは複数の切り込み線860をさらに含むことができる。切り込み線860は、ベース840の材料内の強度の低い線である。切り込み線860は、湯および/または所定の大きさの水圧に接触すると開くことを意図されている。
ポッド本体810の内部には、インペラユニット870を設置することができる。インペラユニット870は、中心軸880を含む。軸880は、回転を行うために窪み850中に設置される。上側インペラ890は、軸880上に設置される。上側インペラ890は、軸880に接続されたいくつかのブレード900を有することができる。同様に、下側インペラ910は軸880に接続することができる。下側インペラ910は、軸780に接続されたいくつかのミキシングブレード920を含む。ミキシングブレード920は、ブレード900に比べて相対的に狭くすることができる。
ポッド本体810は、蓋930で封止することができる。蓋930は、その中に設置されたいくつかのオリフィス940を有することができる。この例では、3個のオリフィス940を使用することができる。オリフィス940は、少なくとも1つの流れが適切な位置でブレード900と接触して回転を開始するように、上側インペラ890のブレード900とずらして設置することができる。
使用の際には、水が蓋930のオリフィス940に押し込まれる。オリフィス940は約8バールの圧力を発生させる。圧力は変えることができる。オリフィス940は、水流をインペラユニット870に向ける。したがって、水流により、インペラユニット870が回転し始める。ウォータージェットがブレード900にぶつかり始めると、上側インペラ890はタービンとほぼ同じように作用する。同様に、下側インペラ910により、ミキシングブレード920を用いて水と分散性材料270が混合される。ポッド本体810の内部で圧力が発生すると、切り込み線860が破られ、それにより飲料280がポッドから出ることができる。したがって、ウォータージェットとインペラユニット870を使用することにより、水と分散性材料270の良好な混合が促進される。

Claims (15)

  1. ポッドを組み立てる工程であって、前記ポッドが、ポッド本体と前記ポッド本体の内側に設けられた一定の厚みを有する平板状の蓋とを備え、前記蓋がその中に複数のオリフィスを備える、工程と、
    可溶性材料を含む溶液を前記蓋に供給して前記可溶性材料を前記複数のオリフィスの内孔の中にのみ配置させる工程と、
    前記複数のオリフィスの内孔に配置された前記可溶性材料を乾燥させる工程と、
    を含む、ポッドを密封する方法。
  2. 前記可溶性材料が水溶性材料を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記水溶性材料が加工澱粉を含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記水溶性材料がデキストロース澱粉を含む、請求項2に記載の方法。
  5. 前記ポッド本体内部に配置された材料で前記ポッドを充填する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記複数のオリフィスの内孔に配置された前記可溶性材料が、前記ポッド本体内部に配置された前記材料が前記複数のオリフィスを通って早期放出することを抑制する、請求項5に記載の方法。
  7. 前記ポッド本体が、その中の開口と、前記開口内側に設置されたポペットとを備え、
    前記ポペットが、前記ポッド本体内部で所定の圧力に達するまで、前記開口を密封するようなサイズを有する、請求項1に記載の方法。
  8. 自身の中に開口を備えるポッド本体と、
    前記ポッド本体の内部に設置された複数のオリフィスを備える、一定の厚みを有する平板状の蓋と、を備え、
    前記複数のオリフィスの内孔の中にのみ配置された可溶性材料をさらに備える、ポッド。
  9. 前記可溶性材料が水溶性材料を含む、請求項8に記載のポッド。
  10. 前記水溶性材料が加工澱粉を含む、請求項9に記載のポッド。
  11. 前記水溶性材料がデキストロース澱粉を含む、請求項9に記載のポッド。
  12. 前記開口を密封するポペットをさらに備える、請求項8に記載のポッド。
  13. 前記ポッド本体内部で所定の圧力に達するまで前記ポペットが前記開口を密封するのを維持するロック機構をさらに備える、請求項12に記載のポッド。
  14. 前記ポッド本体が、その中に設置されたインペラデバイスをさらに備える、請求項8に記載のポッド。
  15. 一定の厚みを有する平板状の蓋を有するポッドの内部で溶液を混合する方法であって、前記蓋が、その中に配置された可溶性材料を有する複数のオリフィスを備えた方法において、
    前記可溶性材料が前記複数のオリフィスの内孔の中にのみ配置され、
    前記蓋を通して流体を流し、それにより前記可溶性材料を溶解して前記複数のオリフィスを塞ぐものを除去する工程と、
    前記ポッドの内部で溶液を混合する工程と、
    前記ポッドから前記溶液を流出させる工程と、を含む方法。
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