JP6473148B2 - 飲料生成用カプセル - Google Patents

Description

本発明は飲料生成用カプセルに関するものであり、具体的には、内部に粉末食品物質を含み、それに熱湯を通すことによって飲料の生成を可能にするカプセルに関するものである。

具体的に、本発明は、カプセルが、熱湯にほぼ完全に溶けた後に飲料が生成される物質を含む場合と、カプセルが、抽出（粉末コーヒーのような）によって飲料が生成されるように意図された粉末食品物質を含む場合との両方に適用することができる。

より詳細には、本発明は、現在市場に広まっているシステムのコーヒーマシンで有利に使用することのできる新しいカプセルの定義に関するものであり、現在このカプセルは耐久性の低いアルミシートによって最上部の閉じられた、カップ型のアルミニウム体によって構成されている。このシステムで使用されるコーヒーマシンは、動作位置と定位置との間で相対移動する第１部と第２部とを含んでいる。第１部は内部にカプセルを挿入することのできる筐体を形成し、筐体の内側には、使用中にカプセルのカップ型本体の底部を穿孔する穿孔要素が備わっている。動作位置において、第１部及び第２部は筐体内でカプセルをクランプし、カプセルの外部に水密シールを生成する。このようにして、加圧された熱湯が筐体に供給されると、熱湯は穿孔要素によって形成された穴を通ってカプセルを貫通し、内圧を上げ、上部の閉鎖シートを膨張させ、この上部の閉鎖シートは第２部に固定された穿孔手段によって引き裂かれる。その時点で飲料はカプセルから出て、適切な導管を通ってマシンの外側に流れることができる。

尚、全てアルミニウムのみで製造されるカプセルの代替品であるカプセルは、すでに販売されている。それらは大抵完全に、又は少なくとも主にプラスチック材料から製造されたカプセルである。具体的には、従来技術によるこのタイプのカプセルは全て、プラスチック材料で作られた管状側壁と上部フランジとを少なくとも有する。中には完全にプラスチック材料で作られた（予め穿孔された）底部を有するものもあり、一方では底部がプラスチック材料で作られた環状ゾーンを有し、その中心にアルミニウムの平板で閉じられた開口部が画定されているものもある。

しかしながら、市場で知られている、アルミニウム製カプセルの代替カプセルに欠点がないわけではない。

具体的に、出願人は、少なくともいくつかのタイプの既知のマシンにおいて、少なくとも主にプラスチックで作られた代替カプセルでは、飲料供給ステップ中に問題が明らかとなることを確認することができた。具体的には、最新世代のいくつかのマシンでは、実際に多くの場合において穿孔要素がカプセルの底を上手く穿孔することができない、又は底を不十分に穿孔することがわかった。

この種の問題に対する最も一般的な解決策は、予め穿孔されたカプセルを作製することである。しかしながら、この解決策では、カプセルは、カプセルに含まれる粉末物質の適切な保存を保証することができず、従って、酸素を通さない付加的な包み（wrapper）でカプセルを包まなければならないという欠点がある。

このような状況において、本発明の基礎を構成する技術目的は、上述の欠点を克服する飲料生成用のカプセルを提供することである。

具体的には、本発明の技術目的は、先行技術によるカプセルの代替となる、飲料生成用のカプセルを提供することであり、このカプセルは酸素を通さず、任意のタイプの既知のマシンにおける抽出装置の穿孔要素によって最適な穿孔が保証されるように作製することができるものである。

特定された技術目的及び提示される目標は、添付の請求項に記載される飲料生成用カプセルによって実質的に達成される。

本発明の更なる特徴及び利点は、下記の添付図面に示す、飲料生成用カプセルのいくつかの好適な非限定的実施形態を参照して、以下の詳細な記載によってより明白となる。

垂直中心面に沿った断面における、本発明の第１の実施形態に従って作製されたカプセルの不等角投影図である。 図１におけるカプセルの収容体の正面図である。 垂直中心面に沿った断面における、本発明の第２の実施形態に従って作製されたカプセルの不等角投影図である。 図３におけるカプセルの収容体の正面図である。 本発明に係る非動作構成の装置に部分的に挿入された、図４におけるカプセルの軸方向断面である。 図５におけるカプセル及び動作構成の装置の両方を示す略図である。

添付図面を参照すると、符合１は全図において本発明に従って飲料を生成するためのカプセルを示している。

従来のカプセルと同様に、本発明に係るカプセルは粉末食品物質（添付図面に示さず）も含み、この物質に熱湯を通すことによって飲料を生成することができる。必要に応じて、粉末食品物質は水に溶ける物質であってもよく、調合水と共にカプセル１から出るようにすることができる、又は、（粉末コーヒーのように）抽出によって飲料を生成するように構成された物質であってもよい。

カプセル１は最上部が閉鎖要素３によって閉じられたカップ型収容体２を備えている。有利には、収容体２、閉鎖要素３及びこれらの相互間の連結（大抵シール又は接着によって行なわれる）は、粉末食品物質の保存が確実に向上するように、少なくとも酸素の経路に対して確実に密封されるように作製される。しかしながら本発明は、耐酸素性であることを証明することのできる保護包装で包装されるされないに関係なく、耐酸素性でない任意のカプセルもカバーする。

収容体２はその内部に粉末食品物質を含む収容チャンバ４を形成し、管状側壁５と、閉鎖要素３の反対側でチャンバ４を閉鎖する底部６とを備える。管状側壁５は底部６に連結された第１縁部７と閉鎖要素３の連結された第２縁部８との間に延在し、延長中心軸（図示せず）を有する。更に、有利には、管状側壁５及び収容体２は全体として略円錐台形状である、又は任意の場合において第２縁部８から底部６に収束する形状を有している。一方で底部６は管状側壁５の中心軸に少なくとも部分的に横方向に延在してそれを閉鎖する。

本発明の主要な革新的態様によれば、底部６は第１形状シートを含み、好適には、底部全体が第１形状シートで構成される。

第１形状シートは具体的にはボウル状であり、底部６は中心軸に横方向に延在する中心ゾーン９（実施形態において、凹状の下部壁及び円錐台形状の中間壁で構成される）と、中心ゾーン９の外周に連結され、第１縁部７で管状側壁５に連結され、中心軸に平行な少なくとも１つの拡張コンポーネントを含む連結壁１０とを備える（尚、他の実施形態において、中心ゾーン及び連結壁は、例えば球状キャップなどの１つの輪郭で構成することができる）。この様に、中心軸によって画定された方向に沿って、中心ゾーン９は第１縁部７及び管状側壁５全体から離れている（換言すれば、中心軸上の中心ゾーン９の突出は、第１縁部７及び管状側壁５全体の中心軸上の突出から離れている）。

更に、第１シートは、管状側壁５を構成する第２材料よりも穿孔や引き裂きに対する耐性の小さな第１材料によって作製される。好適な実施形態において、具体的に、第１シートは少なくとも主にアルミニウムから成る少なくとも１つの層を含み、一方で第２シートは、ポリプロピレンやポリエチレンのような、少なくとも１つのプラスチック材料の層を含む。更に有利には、第１シート及び第２シートはどちらも酸素をほぼ通さないように作製される。第１シートの場合、そのような結果は適切な厚さのアルミニウム層によって達成することができる。一方で第２シートの場合、そのような結果は第２シートが少なくともＥＶＯＨなどの適切な材料の第２層を含むことによって達成することができる。しかしながら、第１シートはまた、有利には、粉末物質に面する側のアルミニウム層に適用されるポリマー材料の更なる層を含み、その物質とアルミニウムが直接接触するのを防ぐ。そのようなポリマー材の層は、図１の実施形態の場合、第１シートを管状側壁５に固定するステップ中に「接着剤」として使用することもできる。

更に、好適な実施形態において、第１形状のシートは引き抜きで作製し、一方で管状側壁５は鋳造又は熱形成によって作製する。

最後に、閉鎖要素３は有利には第１材料又は同様の材料、又は薄いプラスチックフィルムで作製することができる。

好適には、底部６及び管状側壁５は、使用中、カプセル１が使用されるように意図された飲料生成装置１２の１つ又は複数の穿孔要素１１が、管状側壁５（図６）に損傷を与えずに底部６を穿孔するような大きさ及び／又は形状である。

管状側壁５は第１縁部７において、有利には、中心軸によって画定された方向、好適には、中心軸に向かって横方向に延在する第１の半径方向フランジ１３を備える。また、連結壁１０は、有利には、第１の半径方向フランジ１３に連結され、好適には中心軸に対して外側に延在する第２の半径方向フランジ１４を備える。

添付の図面に示す様に、第１フランジ１３と第２フランジ１４との間の連結は、管状側壁５の外面（図１及び図２）又は管状側壁５の内面（図３及び図４）の何れかで達成することができる。

その他の従来技術によるカプセルと同様に、第２縁部８において、管状側壁５は閉鎖要素３の固定された第３の半径方向フランジ１５を含み、これは、中心軸によって画定された方向に横方向に、好適には中心軸から離れて延在する。

尚、最後に、本発明によれば、カプセル１内において、例えば、粉末食品物質を中心ゾーン９又は閉鎖要素３から分離させる１つ又は複数のろ過要素（図示せず）を設けることも可能である。

図５及び図６は上記に従って作成されたカプセル１と、その中にカプセル１を挿入することができ、任意の飲料生成マシンに搭載することのできる抽出装置１２とをどちらも備える飲料生成用のシステム１６を全体的に、そして略的に示したものである。

装置１２は、動作位置と定位置との間を相対的に移動する第１部１７と第２部１８とを備える。

第１部１７は、カプセル１を少なくともその容量の大部分に挿入することのできる、カプセル１用の筐体１９を備える。図示する実施形態において、具体的に、カプセル１全体は、第３フランジ１５を除き、筐体１９に挿入することができる。一方で第３フランジ１５は挿入開口２１を画定する外周縁２０上に載置され、挿入開口を通してカプセル１が筐体１９に挿入される。

第２部１８は一種の蓋を形成し、第１部１７に連結されて筐体１９を閉鎖し、使用中はそれ自身と外周縁２０との間でカプセル１の第３フランジ１５をクランプする。

実際、第１部１７及び第２部１８により、動作位置において、それらの間に筐体１９に挿入されたカプセル１をクランプすることができ、一方で定位置において、カプセル１の筐体１９への挿入又は筐体１９からの取り外しがそれぞれ可能となる。第３フランジ１５、第２部１８及び／又は外周縁２０に関して、既知の方法では、動作位置において第１部と第２部１８との間に第３フランジ１５がクランプされるゾーンに液体が流れるのを防止するように構成された、水密シール手段を設けることができる。

１つ又は複数の穿孔要素１１は、少なくとも第１部１７及び第２部１８が動作位置にある場合、カプセル１の底部６を穿孔するために筐体１９と関連付けられる。好適な実施形態において、穿孔要素１１は第１部１７に固定された３つの金属刃（必ずしも鋭利である必要はない）である。

水供給手段は、１つ又は複数の穿孔要素１１によって穿孔された底部６を通して使用中カプセル１に水を供給するために、筐体１９と動作可能に関連付けられる。そのために、好適な実施形態において、供給手段は、穿孔要素１１で筐体１９に入る水用の第１ダクト２２を備える。

少なくとも、カプセル１が筐体１９に挿入され、第１部１７及び第２部１８が動作位置にあり、チャンバ４内の圧力が所定値を超える場合に閉鎖要素３を穿孔するように構成された穿孔手段もある。説明する実施形態において、穿孔手段は第２部１８に固定された複数の隆起要素２３を備え、それによって、加圧された熱湯をチャンバ４に供給した後にカプセル１内の圧力が所定値に増大した際、閉鎖要素３は引き裂かれる。

穿孔手段と関連して、閉鎖要素３から出てくる飲料を装置１２の外に流し出す飲料供給手段がある（説明する実施形態において、飲料供給手段は第２部１８を通る、図示しない第２導管を備える）。

本発明によれば、カプセル１が筐体１９に挿入され、第１部１７と第２部１８とが動作位置にある場合、１つ又は複数の穿孔要素１１は管状側壁５に損傷を与えずに底部６を通り抜ける。

本発明によるカプセル１の製造に関して、好適な方法は一般に、底部６を生成するステップと、管状側壁５を生成するステップと、これらを相互に連結して収容体２を生成するステップと、粉末食品物質をチャンバ４に挿入するステップと、収容体２の最上部を閉鎖要素３で閉じるステップとを含む動作ステップを含む。

更に詳述すれば、上述の底部６の生成に関して、本方法は、好適には少なくとも主にアルミニウムから成る少なくとも１つの層を含む第１シートを引き抜くことによって、第１材料をボウル型に成形するステップを含む。

一方で、管状側壁５は、第１材料の穿孔及び引き裂きに対する耐性よりも大きな耐性を有する第２材料を使って作製する。好適な実施形態において、第２材料はプラスチック材料の少なくとも１つの層を含み、管状側壁５は鋳造又は熱形成によって作製する。

既に示した様に、本方法は最上部が開放され、内部に収容チャンバ４が形成される収容体２を作製するステップを含む。このステップは、有利には、連結壁１０の自由縁を管状側壁５の第１縁部７に固定することによって達成される。

しかしながらこの目的のために、底部６を生成するステップ及び底部６を管状側壁５に固定するステップは任意の順番で行なうことができる。実際、第１シートは管状側壁５に固定する前に成形することもできるし、最初に未成形の第１シートを第１縁部７に固定し、その後に成形することもできる。

尚、最後に、一旦収容体２を作製すると、その中に、粉末物質の前及び／又は後に、上述のろ過要素を、もしあれば、挿入することも可能である。

飲料生成用の関連装置１２においてカプセル１を使用する間、第１部１７及び第２部１８を定位置に置き、カプセル１を筐体１９に挿入し、底部６を穿孔要素１１上に載置する。それに続く第１部１７及び第２部１８の動作位置への移動によって、一方では外周縁２０と第２部１８との間に第３フランジ１５が密閉クランプされ、また一方で底部６が穿孔要素１１（図６）で引き裂かれる。

第１部１７及び第２部１８が一旦動作位置に来ると、供給手段は筐体１９内に、そして筐体からチャンバ４に、穿孔要素１１によって生成された穴を通して熱湯の供給を開始する。すると内圧の上昇によって閉鎖要素３が膨張して隆起要素２３によって引き裂かれ、飲料を供給することが可能となる。

本発明は重要な利点をもたらす。

具体的には、本発明のお蔭で従来技術によるカプセルに代わるカプセルを開発することが可能となり、このカプセルは全部がアルミニウムではないが、酸素を通さないように作製することができ、また、現在市販されている任意のタイプの供給装置を使い、抽出装置の穿孔要素による底部の最適な穿孔が常に保証されるように作製することができる。その結果は、底部を管状側壁に固定するゾーンが中心ゾーンから軸方向に離れているという事実のお蔭で達成された。

尚、最後に、本発明は比較的容易に製造することができ、本発明を実行するための費用もそれほど高くない。

上述の発明は発明の趣旨の範囲から逸脱することなく、いくつかの方法で修正し、適合させることができる。

更に、本発明の全ての詳細は、その他の技術的に同等な要素及び使用される材料と置き換えることができ、種々のコンポーネントの形状及び寸法は要求事項によって変えることができる。

Claims (11)

1. 熱湯を通すことによって飲料の生成が可能となる粉末食品物質を含む、飲料生成用カプセルであって、該カプセル（１）は、
   カップ型の収容体（２）であって、第１縁部（７）と第２縁部（８）との間に延在する管状側壁（５）と、前記第１縁部（７）に固定され、前記管状側壁（５）の中心軸に横方向に延在する底部（６）とを備え、その内部に前記粉末食品物質を含む収容チャンバ（４）を形成するカップ型の収容体と、
   前記カップ型の収容体（２）を閉じるために前記第２縁部（８）に固定された閉鎖要素（３）とを備え、
   前記底部（６）が、前記管状側壁（５）を構成する第２材料よりも小さな穿孔及び引き裂きに対する耐性を有する第１材料から作られたボウル型の第１シートを備え、前記管状側壁（５）は、前記第１縁部（７）に、第１半径方向フランジ（１３）を備え、前記底部（６）は、前記第１半径方向フランジ（１３）に連結された第２半径方向フランジ（１４）を備え、前記第１半径方向フランジ（１３）及び前記第２半径方向フランジ（１４）は、前記中心軸に対して垂直な平面に延在している、カプセル。
2. 請求項１に記載のカプセルにおいて、前記底部（６）が前記中心軸に横方向に延在する中心ゾーン（９）と、該中心ゾーン（９）に連結され、前記中心軸に平行な少なくとも１つの拡張コンポーネントを有する連結壁（１０）とを備え、該連結壁（１０）が前記第２半径方向フランジ（１４）を備えている、カプセル。
3. 請求項１又は２に記載のカプセルにおいて、前記第１シートが少なくとも主にアルミニウム製の少なくとも１つの層を含むカプセル。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカプセルにおいて、前記第１フランジ（１３）が前記中心軸に向かって延在するカプセル。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のカプセルにおいて、前記管状側壁（５）が、前記第２縁部（８）で、前記中心軸によって画定された方向に横方向に延在する第３の半径方向フランジ（１５）を有し、前記閉鎖要素（３）が前記第３フランジ（１５）に固定されるカプセル。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のカプセルにおいて、前記ボウル型の第１シートが引き抜かれるカプセル。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のカプセルにおいて、前記底部（６）及び前記管状側壁（５）が、使用中、前記カプセル（１）の使用が意図される飲料生成装置（１２）の１つ又は複数の穿孔要素（１１）が、前記管状側壁（５）に損傷を与えずに前記底部（６）を穿孔するような大きさ及び／又は形状であるカプセル。
8. 請求項１〜７の何れか一項に従って作製されたカプセル（１）と、少なくとも１つの抽出装置（１２）とを備える飲料生成用システムであって、前記抽出装置が、
   前記カプセル（１）用の筐体（１９）を含む第１部（１７）及び第２部（１８）であって、前記第１部（１７）及び前記第２部（１８）が、これらの間に前記筐体（１９）に挿入されるカプセル（１）をクランプする動作位置と、これらが前記筐体（１９）への／からの前記カプセル（１）の挿入／取り出しをそれぞれ可能とする定位置との間で相対移動する第１部（１７）及び第２部（１８）と、
   少なくとも前記第１部（１７）及び前記第２部（１８）が前記動作位置にある場合に、前記カプセル（１）の前記底部（６）を穿孔して前記筐体（１９）に挿入させるために、前記筐体（１９）と関連付けられた１つ又は複数の穿孔要素（１１）と、
   使用中、前記１つ又は複数の穿孔要素（１１）によって穿孔された前記底部（６）を通して前記カプセル（１）に水を供給する、前記筐体（１９）と動作可能に関連付けられた水供給手段と、
   少なくとも前記カプセル（１）が前記筐体（１９）に挿入される場合、前記第１部（１７）及び前記第２部（１８）が前記動作位置にある場合、及び前記チャンバ（４）内の圧力が所定値を超える場合に、前記閉鎖要素（３）を穿孔するように構成された穿孔手段とを備え、
   更に、前記カプセル（１）が前記筐体（１９）に挿入され、前記第１部（１７）及び前記第２部（１８）が前記動作位置にある場合、前記１つ又は複数の穿孔要素（１１）が前記管状側壁（５）に損傷を与えずに前記底部（６）を通り抜ける、システム。
9. 熱湯を通すことによって飲料を生成することのできる粉末食品物質を含む、飲料を生成するためのカプセルを作製する方法であって、下記の動作ステップ、すなわち、
   第１材料をボウル型に成形して、中心ゾーン（９）と、該中心ゾーン（９）の外周に連結され、該中心ゾーン（９）から離れて延在する連結壁（１０）とを備える底部（６）を形成するステップと、
   前記第１材料よりも大きな穿孔及び引き裂きに対する耐性を有する第２材料を使って、第１縁部（７）と第２縁部（８）との間に延在し、中心軸を有する管状側壁（５）を作製するステップと、
   前記連結壁（１０）の自由縁を前記第１縁部（７）に固定して、最上部が開放され、内部に収容チャンバ（４）の形成された収容体（２）を作製するステップと、
   前記収容チャンバ（４）に所定量の前記粉末食品物質を挿入するステップと、
   閉鎖要素（３）を前記第２縁部（８）に固定することによって前記チャンバ（４）を閉じるステップとを含む方法。
10. 請求項９に記載の方法において、前記第１材料が少なくとも１つのアルミニウム層を含み、及び／又は前記第２材料が少なくとも１つのプラスチック材の層を含む方法。
11. 請求項９又は１０に記載の方法において、前記底部（６）が前記第１シートを引き抜くことによって作製される方法。

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