JP6564760B2

JP6564760B2 - 自動コーヒードリップ装置

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Publication number: JP6564760B2
Application number: JP2016243337A
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Inventors: チェ・ソンホ
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Description

本発明は、自動コーヒードリップ装置に関するものであって、より詳細には、ドリップコーヒー及びお茶を、自動的に計算されるレシピを通じて抽出し、設定を調節することで使用者の趣向に最適化されたドリップ飲料を自動的に、そして容易に提供することでハンドドリップコーヒーを自動的に容易に楽しめるようにする、自動コーヒードリップ装置に関するものである。

コーヒーの抽出方法は、一般的に加圧式ウォーターポンプを用いたエスプレッソ抽出と、重力によって落ちる水の流れを利用したドリップ抽出方式に分けられる。

ドリップ抽出方式としては、コーヒーメーカーを利用した抽出と、使用者がやかんで直接水の流れ及び噴射方向を制御するハンドドリップ方式がある。

コーヒーメーカーを通じて、コーヒー豆はコーヒーメーカーのホッパーにドリップ用紙６１２のようなフィルターを装着し、フィルター内にコーヒー豆の粉末を入れる。そして湯を沸してホッパーに提供するタンクに水を注ぐと、沸いた水がフィルター内のコーヒー豆粉末に提供され、コーヒー豆が出てコーヒーメーカーの下部のコーヒーポットに保存される。コーヒーポットの下部には、コーヒーポットに熱を加えるヒーターが設けられ、コーヒーポットに収められたコーヒー豆を一定温度で維持されるように保温する。

このように、コーヒーメーカーを利用する場合には、コーヒー豆粉末と水をコーヒーメーカーに提供してコーヒー豆を手軽に抽出することができ、長期間保温することができるという長所がある。

しかし、コーヒー豆を大量に抽出して保温する場合、時間が経過するほどコーヒー豆の味と香が低下され、ひどい場合は焦げた味がする問題点がある。

また、コーヒー豆を抽出する時、コーヒー豆を抜くために、タンクに供給された水を全て使ってコーヒーを抽出する。すなわち、長期間にわたって水がコーヒー粉末を通りながらコーヒー豆を抽出する。このようにコーヒー豆を抽出すると、コーヒー豆の抽出初期にはコーヒー粉末に含まれている有効成分だけが抽出されるが、コーヒー豆を抽出する時間が長くなるほどコーヒー粉末に含まれた有害成分が抽出されて抽出液に雑味がまじるようになる。

また、コーヒー豆を抽出する時、抽出に使われる水がどしどしとコーヒー粉末に投入されることで抽出液がコーヒーの有効成分を十分に抽出できずにコーヒーポットへ排出される問題点があった。

ハンドドリップコーヒーは、ドリッパーにフィルターを定着し、粉砕した豆を入れた後、使用者がやかんで加熱した水を注いでコーヒー液を抽出する方式である。このようなハンドドリップは原豆ごとの特性化によって使用者がやかんを利用して水の噴射方式を調節することでコーヒー本来の味を極大化させられる長所がある。しかし、ハンドドリップの特性上、人それぞれのレシピが異なり、個人によってやかんから水の流れを描く行為の解像度が落ちるし、個人のコンディションがコーヒーの味に影響を与える問題点があった。

また、ハンドドリップコーヒーは、使用者が直接やかんで水を注入しなければならないので、使用者がドリップコーヒーを抽出する間に別途の業務を行えない問題点があった。

また、ハンドドリップは、長期間練習しないとコーヒー豆の味を極大化させられる抽出液が得られないので、一般人にはよく使いにくい問題点があった。

ＫＲ１０-１２８１６４８

本発明は、従来の問題を解決するためのものであって、ドリップコーヒー及びお茶を、自動的に計算されるレシピを通じて抽出し、設定を調節することで使用者の趣向に最適化されたドリップ飲料を自動的に容易に提供することで、ハンドドリップコーヒーを自動的に容易に楽しめる自動コーヒードリップ装置を提供することにその目的がある。

本発明の目的は、これに制限されず、言及されなかった他の目的は、次の記載から当業者が明確に理解することができる。

前記のような本発明の目的を達成するために、自動コーヒードリップ装置はハウジング、前記ハウジングの外部の一側に固定され、コーヒー粉末を収容したドリッパーが安着されるドリッパートレーモジュール、前記ドリッパートレーモジュールの上部に所定の間隔で離隔されるように備えられ前記ドリッパーに水を噴射するドリップヘッドモジュール、及び前記ハウジングの内部に備えられて前記ドリップヘッドモジュールに繋がって前記ドリップヘッドモジュールに加熱された水を供給するボイラーモジュールを含む。

この時、前記ドリップヘッドモジュールは、前記ハウジングの前方の外側に少なくとも一部が露出されるフレーム、前記フレームの露出された部分の一側に備えられて前記水を噴射するノズル部、前記ノズル部を回転させる回転駆動部、前記フレームを昇降させて前記ノズル部の高さを調節する昇降駆動部、及び前記水を移送させる水移送部を含むことができる。

また、前記回転駆動部は、前記ノズル部を回転させるための第１回転駆動部、及び前記ノズル部を直線運動させるための第２回転駆動部を含むことができる。

また、前記ノズル部は、前記ハウジングの前方及び後方方向が長手方向に長く形成され、下部の一側に長手方向に沿って長く形成される挿入溝が形成され、前記長手方向の両側の終端にそれぞれ相互対応されるように備えられる貫通孔が形成された本体、前記本体の上部に突出されて前記水移送部に繋がって前記水が流動できる通路を提供し、前記第１回転駆動部で発生する回転力を前記ノズル部に伝達するための連結部、及び前記挿入溝に挿入されて前記挿入溝の長手方向に沿って直進運動するノズルユニットを含むことができる。

また、前記第１回転駆動部は、前記ノズル部の前記連結部の上端に結合されて前記ノズル部を回転させる第１スパーギア、前記第１スパーギアとかみ合うように備えられて前記第１スパーギアを回転させる第１ピニオンギア、及び前記第１ピニオンギアに回転力を伝達する第１モーターを含むことができる。

また、第２回転駆動部は、前記第１スパーギアと同一の回転軸を有し、前記ノズル部の前記連結部が貫通されるように備えられる第２スパーギア、前記第２スパーギアとかみ合うように備えられて前記第２スパーギアを回転させる第２ピニオンギア、前記第２ピニオンギアに回転力を伝達する第２モーター、前記第２スパーギアと結合されて前記第２スパーギアの回転によって共に回転する第１ベベルギア、前記ノズル部の長手方向に垂直の方向へ前記第１ベベルギアに繋がって前記第１ベベルギアの回転によって共に回転する第２ベベルギア、及び前記ノズル部の長手方向と同じ方向へ前記第２ベベルギアの回転中心軸に繋がって前記ノズル部の前記本体に形成された一対の貫通孔を貫くように備えられて前記第２ベベルギアと共に回転し、長手方向に沿ってねじ山が形成され前記ノズルユニットを直線運動させる主ねじを含むことができる。

また、前記本体の前記挿入溝には、長手方向に沿ってガイドレールがさらに形成され、前記ノズルユニットの上部の一側には前記ガイドレールと対応される突出部がさらに備えられることができる。

また、前記ノズルユニットに結合され、前記主ねじのねじ山と対応される突起が突出形成されたノズル固定部がさらに備えられることができる。

また、前記ノズル固定部を前記主ねじ側に弾性支持する弾性ユニットがさらに備えられることができる。

また、前記ノズル部は、前記本体の側面に突出されるように備えられ、前記連結部を通じて流入された前記水を前記本体の外部へ排出させる第１ホース連結部、前記ノズルユニットの側面に備えられ、前記第１ホース連結部から排出された前記水を流入させる第２ホース連結部、及び前記第１ホース連結部及び第２ホース連結部を繋ぐホースを含み、前記ノズルユニットのノズルは前記第２ホース連結部と繋がるように備えられて前記水を重力方向に噴射するように備えられることができる。

また、前記昇降駆動部は、前記ハウジング内部の一側に固定された固定フレーム、前記固定フレームの一側を貫いて前記フレームに結合されるように備えられ、上下方向に第１ラックギアが形成された支持柱、前記支持柱の前記第１ラックギアとかみ合うように備えられて前記支持柱を上下方向に昇降させる第３ピニオンギア、及び前記第３ピニオンギアに回転力を伝達する第３モーターを含むことができる。

また、前記ドリップヘッドモジュールは、前記ドリッパーに収容された前記コーヒー粉末表面の高さを測定するためのレーザーモジュール、イメージセンサー及び照明部のいずれか一つがさらに備えられることができる。

また、前記ドリッパーの一側には、コーヒー粉末情報及びドリップ情報が入力されたバーコードまたはＱＲコード（登録商標）がさらに備えられ、前記イメージセンサーで前記バーコードまたはＱＲコードを認識することができる。

また、前記ドリッパートレーモジュールの一側には、前記コーヒー粉末及び前記ドリッパーの内部に噴射される水の噴射量を測定するための重量センサーがさらに備えられることができる。

また、前記ドリッパートレーモジュールの下部には、前記ドリッパーから抽出される抽出液を外部へ排出するための開閉式樋がさらに備えられることができる。

また、前記開閉式樋は、前記ドリッパートレーモジュールの下部に備えられる前記ドリッパーから抽出される抽出液を保存及び流動させる樋部、前記樋部の一側に形成された第２ラックギア、前記第２ラックギアとかみ合うように備えられて前記樋部を一方向に直線運動させる第４ピニオンギア、前記第４ピニオンギアに繋がって前記第４ピニオンギアに回転力を伝達する第４モーター及び前記樋部の一側に備えられて前記抽出液を外部へ排出させる排水管を含むことができる。

また、前記ドリッパートレーモジュールが備えられる位置と対応されるハウジング内部の下部の一側には、前記排水管を通じて排出される抽出液、及び前記ノズル部から任意に流出される前記水を回収するための退水トレンチモジュールがさらに備えられ、前記退水トレンチモジュールが備えられるハウジングの一側には前記抽出液または前記水が前記退水トレンチモジュールに流入されることができるように、排水孔が形成されることができる。

本発明の自動コーヒードリップ装置は、次のような効果がある。

一つ、ハンドドリップのように自動的に水を螺旋状に噴射することでハンドドリップと同じ方法で抽出液を得られる効果がある。

二つ、２個のモーターで一定速度、及び螺旋の拡張と縮小を制御するので、水の流れが螺旋を描く行為の解像度が高くなって、均一な味のコーヒーを抽出できる効果がある。

三つ、原豆の状態及び使用者の趣向によって自動コーヒードリップ装置を選択的に制御できるので、使用者の趣向に最適化されたドリップコーヒーを提供することができる効果がある。

四つ、正確な抽出方法及び抽出データを使用者に提供することで便宜性と生産性が向上し、変化のない一定した味の抽出コーヒーを使用者に提供することができる効果がある。

五つ、制御部を通じて原豆の状態によって適したセッティングが行われるので、専門人材でなくても誰でもドリップコーヒーを抽出することができる効果がある。

六つ、ドリップサーバーに設定された量のコーヒーが抽出されると、開閉式樋を通じて抽出液が外部へ排出されるので、使用者はコーヒーが抽出される間に他の業務を行うことができる効果がある。

七つ、コーヒーの他にお茶などの飲料を抽出するためにも使用できる効果がある。

本発明の効果は、前記言及した効果に制限されず、言及されなかった他の効果は請求範囲の記載から当業者が明確に理解することができる。

本発明による自動コーヒードリップ装置の斜視図。本発明によるハウジングを除いた自動コーヒードリップ装置の斜視図。本発明によるドリッパートレーモジュールの底面斜視図。本発明によるドリップヘッドモジュールの斜視図。本発明による回転駆動部の分解斜視図。図４のＡ-Ａ断面図。本発明によるボイラーモジュールの部分断面図。コーヒー粉末を収容したドリッパーの斜視図。本発明によるドリップヘッドモジュールの回転状態を示す底面図。本発明によるドリッパートレーモジュールの使用様態を示す断面図。本発明によるドリッパートレーモジュールの使用様態を示す断面図。

本明細書で添付される図面は、本発明の好ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明と共に本発明の技術思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載した事項だけに限定されて解釈されてはならない。
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

自動コーヒードリップ装置の構成

図１は本発明による自動コーヒードリップ装置の斜視図で、図２は本発明によるハウジングをとり除いた自動コーヒードリップ装置の斜視図である。本発明による自動コーヒードリップ装置１０は、使用者がやかんを用いてコーヒー抽出液を抽出する方式のハンドドリップコーヒーの抽出方式を利用して自動的にコーヒーを抽出する装置である。このような自動コーヒードリップ装置１０は、図１及び図２に図示されたように、大きくハウジング１００、ドリッパートレーモジュール２００、ドリップヘッドモジュール３００、ボイラーモジュール４００及び退水トレンチモジュール５００から構成される。

ハウジング１００は、図１に図示されたように、全体的には一般のエスプレッソマシンのハウジング１００と類似の構成からなる。このようなハウジング１００の構成を図１を参照してより詳細に説明すると、次の通りである。

ハウジング１００は内部及び外部の一側にドリッパートレーモジュール２００、ドリップヘッドモジュール３００、ボイラーモジュール４００及び退水トレンチモジュール５００を収容する装置である。このようなハウジング１００は、大きく六面体状からなるが、正面下部の一側にはドリップサーバー６２０を安着することができる支え部が突出形成される。この時、支え部の上面には抽出液、水栓４２０、ドリップヘッドモジュール３００から噴射される水などを回収するための排水孔１２０が形成される。

また、ハウジング１００の一側には、自動コーヒードリップ装置１０を制御し、自動コーヒードリップ装置１０の状態を表示するためのコントロールパネル１１０が備えられる。コントロールパネル１１０は自動コーヒードリップ装置１０を制御するための制御部(未図示)に繋がって使用者の入力が可能である。制御部は使用者の入力、または後述するドリップヘッドモジュール３００のイメージセンサー３１２によって認識されたＱＲコード６１１またはバーコードに入力された情報によって、自動コーヒードリップ装置１０を制御すると同時に、コントロールパネル１１０に自動コーヒードリップ装置１０の現状及び作動状態を表出することができる。

図３は本発明によるドリッパートレーモジュールの底面斜視図である。ドリッパートレーモジュール２００は、コーヒー粉末またはお茶の粉末を収容したドリッパー６１０が安着される場所を提供するものである。このようなドリッパートレーモジュール２００は、ハウジング１００の前方中心の一側に備えられる。この時、ドリッパートレーモジュール２００は、自動コーヒードリップ装置１０の用量と大きさなどによって複数が備えられることができ、設置する高さはドリッパー６１０から抽出される抽出液を保存するドリップサーバー６２０の高さより相対的に高い位置に設けられるようにする。

ドリッパートレーモジュール２００の一側、好ましくは上面の一側には、安着されるドリッパー６１０の重さを測定するための重量センサー２２０が備えられる。重量センサー２２０はドリッパー６１０に収容されたコーヒー粉末の重さを感知し、抽出する時ドリッパー６１０内に流入される水の変化量を測定して制御部へ送信する。この時、制御部に送信されるデータは、ドリッパー６１０を据え置く時、抽出に必要な水の量、ドリッパー６１０に積載された粉砕原豆の重さごとに平均表面積の算出に使われる。また、抽出時のデータは、ドリッパー６１０から抽出液が最初に落ちる時点、ドリッパー６１０から抜け出す抽出液の単位時間当り流量を計算し、制御部を通じてボイラーモジュール４００の定量ポンプ４１０から出た水の量からドリッパー６１０に残った水の量を抜いてサーバー６２０に集まった抽出液を計算するために使われる。

ドリッパートレーモジュール２００は、ドリップサーバー６２０に設定された量の抽出液が抽出される場合、抽出液がこれ以上ドリップサーバー６２０に流入されず、自動的に退水トレンチモジュール５００に流入されるようにするための開閉式樋２１０が備えられる。

開閉式樋２１０は制御部で受信した重量センサー２２０のデータによってドリップサーバー６２０に設定された用量の抽出液が抽出されたと判断される場合、ドリッパートレーモジュール２００の下部へ移動してドリッパー６１０から抽出される抽出液を退水トレンチモジュール５００に誘導する装置である。

このような開閉式樋２１０は、図２及び図３に図示されたように、樋部２１１、第２ラックギア２１２、第４ピニオンギア２１３、第４モーター２１４及び排水管２１５から構成される。

樋部２１１はドリッパートレーモジュール２００の下部、好ましくはドリッパートレーモジュール２００に安着されるドリッパー６１０の抽出口と対応される位置及びドリッパー６１０の抽出口から抽出される抽出液の抽出を妨害しない位置を直線運動を通じて往復運動しながら抽出液の抽出の流れを制御する装置である。このような樋部２１１は一定量の抽出液を保存及び流動できるように、所定の深さの溝が形成された平板形状の部材からなる。

樋部２１１の一側には、駆動方向に沿って第２ラックギア２１２が形成される。この時、第２ラックギア２１２は如何なる方向に形成されても構わないが、好ましくはハウジング１００の前後方向に樋部２１１を駆動させることができるように、ハウジング１００の前後方向に形成されることが好ましい。

第４ピニオンギア２１３は、第２ラックギア２１２とかみ合うように備えられる。また、第４ピニオンギア２１３は第４モーター２１４と繋がるように備えられ、第４モーター２１４の回転によって第４モーター２１４の回転運動を第２ラックギア２１２に伝達し、第２ラックギア２１２が備えられた樋部２１１を直線運動するようにする。

排水管２１５は樋部２１１の一側、好ましくは樋部２１１に形成された溝と退水トレンチモジュール５００が繋がるように備えられ、樋部２１１に流入された抽出液を退水トレンチモジュール５００に流動できるようにする装置である。

この時、第４モーター２１４は、正、逆回転が可能なモーターを使うことが好ましい。

前述の構成からなる開閉式樋２１０の駆動状態を説明すると、次の通りである。

第４モーター２１４が一方向(反時計回り)に回転するようになると、第４ピニオンギア２１３が第４モーター２１４の回転方向と同じ方向に回転するようになる。第４ピニオンギア２１３が回転すると、第４ピニオンギア２１３とかみ合っている第２ラックギア２１２を通じて樋部２１１が進むようになる。また、第４モーター２１４が他側方向(時計回り)に回転するようになると、第４ピニオンギア２１３が第４モーター２１４と同じ方向に回転し、第２ラックギア２１２を駆動させて樋部２１１を後進させる。

このように、第４モーター２１４の正、逆回転によって樋部２１１を直進運動させることで、樋部２１１はドリッパー６１０の抽出口を開閉するようになる。樋部２１１がドリッパー６１０の抽出口を開放すると、ドリッパー６１０から抽出される抽出液はドリッパートレーモジュール２００の下部に安着されるドリップサーバー６２０に流入され、樋部２１１がドリッパー６１０の抽出口を閉鎖すると、抽出液はドリップサーバー６２０に流入されず、排水管２１５を通じて退水トレンチモジュール５００に流入されるように誘導される。

図４は本発明によるドリップヘッドモジュールの斜視図である。ドリップヘッドモジュール３００は、図１及び図２に図示されたように、ドリッパートレーモジュール２００の上部に所定の間隔で離隔されるように備えられてドリッパートレーモジュール２００に安着され、コーヒー粉末を収容したドリッパー６１０に加熱された水を噴射する装置である。このようなドリップヘッドモジュール３００は、ドリッパー６１０の大きさ、ドリッパー６１０内に収容されたコーヒー粉末の用量などに応じて高さが調節できるように備えられ、コーヒー粉末をハンドドリップ方式で抽出液を抽出するため、螺旋状に回転できるように構成される。

ドリップヘッドモジュール３００は、図４に図示されたように、大きくフレーム３１０、ノズル部３２０、回転駆動部３４０、昇降駆動部３７０及び水移送部３８０から構成される。

フレーム３１０は、ハウジング１００前方の外側、好ましくはドリッパートレーモジュール２００と対応されるようにハウジング１００前方の外側に突出されてノズル部３２０及び回転駆動などのドリップヘッドモジュール３００を構成する装置が備えられる空間を提供するものである。このようなフレーム３１０は、全体的に直方体形状の平板状から成り、回転駆動部３４０、イメージセンサー３１２及び照明部３１３などの円滑な結合のための複数の貫通孔が形成されている。

ノズル部３２０は回転駆動部３４０を通じてフレーム３１０に回転できるように結合され、回転駆動部３４０の駆動によって螺旋に回転し、ボイラーモジュール４００から供給される加熱された水をドリッパー６１０に螺旋状に駆動しながら噴射して、ハンドドリップの抽出と類似の抽出方法で抽出液を抽出する装置である。

ここで、ノズル部３２０、回転駆動部３４０及び水移送部３８０はそれぞれの構成要素に分離されているが、相互密接に結合されているため、それぞれの構成要素を分離せず、手順とは無関係に同時に説明する。

図５は本発明による回転駆動部の分解斜視図で、図６は図４のＡ-Ａ断面図である。水収容部はフレーム３１０の上部に備えられてボイラーモジュール４００からホース、連結管などを通じて流入される加熱された水をノズル部３２０に誘導する装置である。このような水収容部はホース及び連結管などを通じて流入される加熱された水を重力方向へと流れるように、加熱された水の移動経路を変換させる装置である。図面ではロータリージョイントを利用して水の移動経路を変換させるように図示したが、前述の目的を達成できるものであれば、折曲管など如何なる装置を使っても構わない。

ノズル部３２０は水収容部と繋がるように備えられ、水収容部から流入される水をドリッパー６１０に収容されたコーヒー粉末に螺旋に噴射して抽出液を抽出できるようにする装置である。このようなノズル部３２０は本体３２１、連結部３２６及びノズルユニット３２７から構成される。

本体３２１は図５に図示されたように、全体的に横断面が長方形の直方体形状からなる。本体３２１の下面にはノズルユニット３２７が挿入され、長手方向に沿って直線運動できるように挿入溝３２２が形成される。この時、挿入溝３２２の長手方向の両側壁面には、長手方向に沿ってノズルユニット３２７が安定的に直線運動できるようにガイドするためのガイドレール３２３が形成される。このようなガイドレール３２３は、図５に図示されたように、挿入溝３２２の長手方向に沿って長く形成された長溝からなることもでき、レール３２３部材のように別途の部材が備えられることもできる。

また、本体３２１の長手方向の両側の終端には下方に突出された隔壁が形成され、このような隔壁にはそれぞれ主ねじ３６６が貫通されるよう、相互対応される位置に貫通孔３２４が形成される。この時、隔壁及び貫通孔３２４は形成されなくても構わないが、主ねじ３６６の安定的な支持のために隔壁及び貫通孔３２４が形成されることが好ましい。

連結部３２６は、本体３２１の上部の一側、好ましくは長手方向の両側の終端部のいずれか一側に備えられる。このような連結部３２６は、水収容部から流入される水が流動することができる通路を提供すると同時に、ノズル部３２０の回転時に回転中心軸の役割をする装置である。連結部３２６は、前述したように、水の流動のために中空である管状からなり、好ましくは回転中心軸の役割を円滑に行うために円形の管状からなる。

連結部３２６と水収容部の結合部には、Ｏリング３６９を挿入して流動する水の漏れを防止する。

連結部３２６が形成された本体３２１の一側の終端部には、連結部３２６と対応される位置に、側面へと突出された第１ホース連結部３２５が備えられる。連結部３２６を通じて流入された水が下方へ直接排出されるようにすると本体３２１の溝に沿って移動するノズルユニット３２７に水の供給が容易ではないので、第１ホース連結部３２５側に水を誘導してホース３３４を通じてノズルユニット３２７に水を流入させることである。この時、連結部３２６と第１ホース連結部３２５が繋がる本体３２１の一側は水が流動できるように貫通されていることは自明である。

ノズルユニット３２７は本体３２１の挿入溝３２２に挿入され、後述する第２回転駆動部３６０の主ねじ３６６の駆動によって挿入溝３２２の長手方向に沿って直線運動しながらドリッパー６１０で水を噴射する装置である。

ノズルユニット３２７は本体３２１の挿入溝３２２に挿入されて本体３２１の長手方向に沿ってスライド運動ができるように挿入され、連結部３２６、本体３２１の内部、第１ホース連結部３２５及びホース３３４を順次に流動して、流入される水を重力方向へとドリッパー６１０で噴射する装置である。

ノズルユニット３２７は、全体的に六面体の形状からなり、内側の下部には下方及び側面に折曲されて水が流動できる中空部が形成される。この時、下方へと形成された中空部は、最終的に水を外部に噴射するノズル３２９になる。また、側面に形成された中空部は外部に第２ホース連結部３３０が延長されるように備えられ、第２ホース連結部３３０はホース３３４を通じて第１ホース連結部３２５に繋がって本体３２１の連結部３２６から排出される水がノズルユニット３２７に流入されるようにする。よって、第２ホース連結部３３０は第１ホース連結部３２５と同じ一側に突出されるように備えられることが好ましい。

第１ホース連結部３２５と第２ホース連結部３３０を連結するホース３３４は、ノズルユニット３２７が本体３２１の長手方向に沿って往復運動をするので、十分な長さを有し、フレキシブルな材質からなることが好ましい。

ノズルユニット３２７の上端部には、本体３２１のガイドレール３２３と対応される突出部３２８が形成される。突出部３２８はガイドレール３２３と対応される形状からなり、ノズルユニット３２７を本体３２１に結合させると同時に、ノズルユニット３２７が安定的に本体３２１の長手方向に沿って形成されたガイドレール３２３に沿って直線往復運動ができるようにする。

ノズルユニット３２７の一側、好ましくは本体３２１の長手方向の両側壁面に形成された貫通孔３２４と対応される位置に貫通孔が形成される。ノズルユニット３２７に形成される貫通孔は、本体３２１の貫通孔３２４と同様、主ねじ３６６が貫通されることができる空間を提供するためのものである。

また、ノズルユニット３２７の一側、好ましくは主ねじ３６６が貫く貫通孔の下部にノズルユニット３２７の移動経路と対応される結合溝が形成される。このような結合溝は後述する平板形状のノズル固定部３３１が挿入されることができる厚さからなることができる。そして、結合溝と近接したノズルユニット３２７の一側には、結合されるノズル固定部３３１を固定するための結合突起が形成される。

ノズル固定部３３１はノズルユニット３２７の結合溝に挿入され、主ねじ３６６の駆動によってノズルユニット３２７を駆動させるための装置である。このようなノズル固定部３３１は、全体的に平板形状からなり、ノズルユニット３２７の結合溝に挿入され、一側にノズルユニット３２７に備えられた結合突起と対応される結合孔が形成され、これを通じてノズルユニット３２７に安定的に固定される。この時、ノズル固定部３３１の一面には、主ねじ３６６のねじ山と対応される突起３３２が突出形成されている。このように、突出形成された突起３３２が主ねじ３６６のねじ山に挿入されるように結合され、主ねじ３６６の回転力によってノズルユニット３２７を直線運動させることができる。

本発明ではノズル固定部３３１を通じて主ねじ３６６と結合される状態を基準にして説明するが、ノズル固定部３３１を備えずに、ノズルユニット３２７の一側に主ねじ３６６のねじ山と対応される突起３３２を突出形成して直接主ねじ３６６に繋がるようにすることもできる。

ノズルユニット３２７には弾性ユニット３３３が備えられることができる。弾性ユニット３３３は結合溝の下部に形成された貫通口または溝に挿入されてノズル固定部３３１を主ねじ３６６方向に弾性支持してノズル固定部３３１を主ねじ３６６に密着させる装置である。図面上では貫通口を形成してコイルスプリングのような弾性ユニット３３３を挿入した後、六角棒スパナで貫通口を閉鎖するように図示されている。しかし、これは一実施例を示すものにすぎず、貫通口の代わりに溝を挿入して弾性ユニット３３３を挿入することができ、他の実施例で貫通口または溝を形成せずに、ノズル固定部３３１と挿入溝の間に板ばねのような弾性ユニット３３３を挿入してノズル固定部３３１を弾性支持することもできる。このように、弾性ユニット３３３の使用可否及び結合方法は、使用者の選択によって多様に選択的に使われることができる。

次に、ノズル部３２０の本体３２１を回転させ、ノズルユニット３２７を直線運動させるための動力を伝達する回転駆動部３４０の構成について説明する。

まず、ノズル部３２０の本体３２１を回転させるための第１回転駆動部３５０について説明すると、次の通りである。

第１回転駆動部３５０は、図５に図示されたように、大きく第１スパーギア３５１、第１ピニオンギア３５２及び第１モーター３５３から構成される。

第１スパーギア３５１は、外周面に歯車歯が形成され、内周面にはねじ山が形成される。この時、ノズルユニット３２７の連結部３２６の外周面の一側には第１スパーギア３５１の内周面に形成されたねじ山と対応されるねじ山が形成され、第１スパーギア３５１は連結部３２６と結合されて連結部３２６の中心軸を回転中心軸として回転するように構成される。この時、第１スパーギア３５１の回転によって第１スパーギア３５１が連結部３２６と任意に分離されることを防止するために、第１スパーギア３５１の上面及び下面にはブッシュ３６８が備えられる。

第１スパーギア３５１の上面に備えられるブッシュ３６８は、水収容部と第１スパーギア３５１の上面が直接接触して第１スパーギア３５１または水収容部が摩擦によって摩耗されることを防止すると同時に、第１スパーギア３５１の内周面に形成されたねじ山と連結部３２６の外周面に形成されたねじ山によって結合された第１スパーギア３５１及び連結部３２６が分離されることを防止する。

第１スパーギア３５１の下面に備えられるブッシュ３６８は、第１スパーギア３５１及び連結部３２６が分離することを防止すると同時に、後述する第２回転駆動部３６０の第２スパーギア３６１が連結部３２６の回転とは独立的に回転できるようにするために連結部３２６の外周面と対応されたり、相対的に大きい直径を持つパイプ状の拡張部が下方へ突出形成された形態からなる。

前述の説明では、第１スパーギア３５１と連結部３２６が相互ねじ山によって結合されることを基準にして説明したが、連結部３２６は第１スパーギア３５１と共に回転するため、第１スパーギア３５１と連結部３２６は溶接または固定ピンなどによって結合しても構わない。

第１ピニオンギア３５２は、第１スパーギア３５１の歯車歯と対応される歯車歯を持つように備えられ、それぞれの歯車歯が相互かみ合うように備えられる。

第１モーター３５３は動力伝達の軸が第１ピニオンギア３５２の回転中心軸になるように第１ピニオンギア３５２と結合される。この時、第１モーター３５３は使用様態によって一方向にだけ回転ができないモーターまたは正、逆回転ができるモーターを全て使うことができる。これは、ハンドドリップ方式のコーヒー抽出が一般的に一方向にだけ回転して抽出液を抽出するため、一方向回転だけでも充分にその役目を遂行することができるためである。

前述の構成からなる第１回転駆動部３５０の動力伝達手順をより詳細に説明すると、次の通りである。

まず、第１モーター３５３が動力伝達軸と繋がった第１ピニオンギア３５２を一方向に回転させる。このように、第１ピニオンギア３５２を回転させると、相互歯車歯がかみ合っている第１スパーギア３５１が第１ピニオンギア３５２の回転によって共に回転する。

次に、第１スパーギア３５１と結合された連結部３２６が回転することで、最終的にノズル部３２０の本体３２１を第１スパーギア３５１と同じ方向に回転させるようになる。

ノズル部３２０のノズルユニット３２７を直線運動させるための第２回転駆動部３６０について説明すると、次の通りである。ここで、第２回転駆動部３６０はノズルユニット３２７を直線運動させるが、最終的に第１回転駆動部３５０と共にノズル部３２０を螺旋に回転運動させるので、回転駆動部と名付けることにする。

第２回転駆動部３６０は、図５及び図６に図示されたように、第２スパーギア３６１、第２ピニオンギア３６２、第２モーター３６３、第１ベベルギア３６４、第２ベベルギア３６５及び主ねじ３６６から構成される。

第２スパーギア３６１は、第１スパーギア３５１同様、ノズル部３２０の連結部３２６の中心軸を回転中心軸にするように連結部３２６の外側に結合される。しかし、第２スパーギア３６１は連結部３２６の回転とは独立的に回転しなければならないので、前述の第１スパーギア３５１の下面に接するように備えられたブッシュ３６８の拡張部の外周面を包むように備えられる。この時、第２スパーギア３６１の内周面には第１ベベルギア３６４と結合するためのねじ山が形成されており、外周面には歯車歯が形成される。

第２ピニオンギア３６２には第１スパーギア３５１と対応される歯車歯が形成され、それぞれの歯車歯が相互かみ合うように結合される。

第２モーター３６３は、動力伝達軸が第２ピニオンギア３６２の回転中心軸になるように第２ピニオンギア３６２と結合される。この時、第２モーター３６３は正、逆回転ができるモーターを使うことが好ましい。これは最終的に動力を伝達される主ねじ３６６の回転方向によってノズルユニット３２７の直進または後進方向が決まるので、ノズルユニット３２７が直進及び後進ができるように正、逆回転が可能なモーターを使うのである。

第１ベベルギア３６４は第２スパーギア３６１と結合され、第１スパーギア３５１と同じ回転軸を持って回転するように備えられる。この時、第１ベベルギア３６４の結合部には第２スパーギア３６１の内周面に形成されたねじ山と対応されるねじ山が形成され、それぞれのねじ山を通じて第１ベベルギア３６４と第２スパーギア３６１が結合する。第１ベベルギア３６４も第１スパーギア３５１の下部に備えられるブッシュ３６８の拡張部の外周面を包むように備えられる。

第１ベベルギア３６４は、第２スパーギア３６１の回転によって共に回転するように結合されることができれば、ねじ山による結合の他に溶接または結合ピンなど、如何なる結合方法によって結合されても構わない。

第２スパーギア３６１と第１ベベルギア３６４の間には第２スパーギア３６１と第１ベベルギア３６４が分離することを防止し、フレーム３１０と第１ベベルギア３６４が接触してフレーム３１０及び第１ベベルギア３６４が摩耗されることを防止するための軸受け３６７がさらに備えられることができる。このような軸受け３６７の有無は、第１回転駆動部３５０及び第２回転駆動部３６０の結合位置によって選択的に使われることができる。

第２ベベルギア３６５は、ノズル部３２０本体３２１の貫通孔３２４に結合される主ねじ３６６を回転中心軸にして回転し、第１ベベルギア３６４の動力を主ねじ３６６に伝達するための装置である。このような第２ベベルギア３６５は、第１ベベルギア３６４と対応される歯車歯を持ち、主ねじ３６６がノズル部３２０の本体３２１と平行に備えられるように第１ベベルギア３６４と所定の角度を成すように備えられる。

主ねじ３６６は第２ベベルギア３６５の中心軸、ノズル部３２０の本体３２の一端に形成された貫通孔３２４、ノズルユニット３２７、ノズル部３２０の本体３２１の他端に形成された貫通孔３２４を順次に貫くように備えられる。この時、第２ベベルギア３６５と主ねじ３６６は、第２ベベルギア３６５の回転に対応されて主ねじ３６６が回転できるようにねじ又は溶接によって固定されるように備えられ、他端は止め輪を通じて主ねじ３６６が離脱されないように固定する。

また、主ねじ３６６の一部、好ましくはノズル部３２０の本体３２１に形成される挿入溝３２２の長さに対応される主ねじ３６６の一部には、主ねじ３６６の長手方向に沿って外周面に螺旋状の溝が形成されている。これは前述したノズル固定部３３１の突起３３２が挿入され、主ねじ３６６の回転によって突起３３２が螺旋状の溝に沿って直進または後進するためのものである。

この時、第２ベベルギア３６５とノズル部３２０の本体３２１の間にはブッシュ３６８が備えられることが好ましい。

前述の構成からなるドリップヘッドモジュール３００は、それぞれの構成を包んで外部の異物が流入されることを防止するためのカバーがさらに備えられることもできる。

昇降駆動部３７０はドリップヘッドモジュール３００を昇降させてドリッパー６１０、好ましくはドリッパー６１０に収容されたコーヒー粉末の上部表面との距離を調節してノズル部３２０から噴射される水の高さを調節する装置である。このような昇降駆動部３７０は、ドリップヘッドモジュール３００を昇降することができる装置であれば、如何なる形態及び構成からなった装置を使っても構わないが、好ましくは図２及び図４に図示されたように、固定フレーム３７１、支持柱３７２、第３ピニオンギア３７４及び第３モーター３７５から構成される。

固定フレーム３７１はハウジング１００の一側、好ましくはハウジング１００の上端面の前方部に固定されるように備えられ、ドリップヘッドモジュール３００の昇降時、昇降手段が力を受けられる基準を提供する装置である。このような固定フレーム３１０は全体的に平板形状からなり、支持柱３７２が挿入されることができる貫通部が形成され、支持柱３７２が挿入される貫通部には上部または下部に支持柱３７２の直径と対応される内径を有し、一側が開放された中空である柱状の拡張部が形成される。柱状の拡張部は支持柱３７２の昇降時、支持柱３７２の揺れを抑制して支持柱３７２が安定的に昇降することでドリップヘッドモジュール３００の昇降時の揺れを最小化するためのものである。

また、固定フレーム３７１の一側には、ボイラーモジュール４００からノズル部３２０に水を移送するためのパイプまたはホースなどの水移送部３８０が挿入されることができる貫通部が形成される。水移送部３８０が挿入される貫通部は形成されなくても構わないが、装置の構成をシンプルにするために形成されることが好ましい。

支持柱３７２はフレーム３１０の一側、好ましくはノズル部３２０が備えられるフレーム３１０の他端部に備えられる。このような支持柱３７２は、上下に長く形成され、長手方向に沿って第１ラックギア３７３が形成される。この時、第１ラックギア３７３は使用様態によって支持柱３７２の長手方向に沿って全体的に形成されたり、部分的に形成されることができる。

支持柱３７２は、第１ラックギア３７３が形成された部分が固定フレーム３７１の拡張部の開放された一側に位置するように、固定フレーム３１０の貫通部及び拡張部に挿入されるようにする。

第３ピニオンギア３７４は、第１ラックギア３７３の歯車歯と対応される歯車歯を持つように備えられ、第３モーター３７５の動力伝達軸に結合され、第３モーター３７５の動力伝達軸を回転軸にして回転し、第３モーター３７５の動力を第１ラックギア３７３に伝達する。

第３モーター３７５は第３ピニオンギア３７４を駆動させる動力を発生する装置であって、ドリップヘッドモジュール３００の昇降のために正、逆回転ができるモーターを使った方が良い。

レーザーモジュール３１１は、フレーム３１０の一側に備えられ、ドリップヘッドモジュール３００とドリッパー６１０に収容された粉砕原豆表面の間の距離を測量する装置である。このように、レーザーモジュール３１１で測定されたドリップヘッドモジュール３００と粉砕原豆表面の間の距離は制御部に送信され、このようなデータに基づいて制御部は昇降駆動部３７０を制御して抽出液を抽出するためのドリップヘッドモジュール３００を最適の高さに昇降させる。

イメージセンサー３１２はフレーム３１０の一側に下方一側、好ましくはドリッパートレーモジュール２００に安着されたドリッパー６１０を感知するように設置される。このようなイメージセンサー３１２は、ドリッパー６１０に収容された粉砕原豆の色相、粉砕度、粉砕原豆表面の表面積、ドリップヘッドグループと粉砕原豆表面との距離を直接測定したり、ドリッパー６１０の一側に備えられたバーコードまたはＱＲコード６１１を読み取るためのイメージデータを収集する。この時、バーコードまたはＱＲコード６１１には原豆の情報及び原豆によるドリップ情報が入力されており、制御部は原豆情報及びドリップ情報に基づいて自動コーヒードリップ装置１０を自動的に制御する。

照明部３１３はイメージセンサー３１２と接したフレーム３１０の一側に備えられ、イメージセンサー３１２がイメージデータをより容易に収集できるように照明を提供する装置である。このような目的を達成できるものであれば、如何なる照明装置を使っても構わないが、好ましくはＬＥＤ照明を使うことが好ましい。

図７は本発明によるボイラーモジュールの部分断面図である。ボイラーモジュール４００は、コーヒーを抽出して抽出液を得るために加熱された水を生成して供給する装置である。このようなモジュールは当業界のエスプレッソマシンでよく使われるボイラーモジュール４００と類似の構成からなる。このようなボイラーモジュール４００をより詳細に説明すると、次の通りである。

ボイラーモジュール４００は、図７に図示されたように、ケース４３０、入水口４３１、出水口４３２、ヒーター４４０、対流板４４１、上限水位センサー４５１、下限水位センサー４５２、温度スイッチ４６０及び空気通路４７０から構成される。

ケース４３０は一定用量の水を収容して、水が加熱される場所を提供する装置である。このようなケース４３０の形状及び用量は、自動コーヒードリップ装置１０の形状及び用量によって多様に形成されることができる。

入水口４３１のケース４３０の一側に形成され、加熱するための水が流入できる通路を提供する装置である。このような入水口４３１は、エスプレッソマシンのボイラーモジュール４００のように浄水器に繋がって浄水された水が流入されるようにすることが好ましく、浄水器と繋がる連結ラインの一側にはケース４３０内に流入される水の流動を制御するための電磁弁が購入された方が良い。

出水口４３２はケース４３０内で加熱された水を排出するためのものであって、水移送部３８０と繋がる。水移送部３８０の一側には定量ポンプ４１０が備えられ、ドリップヘッドモジュール３００に供給される加熱された水の流速、流量を制御する。定量ポンプ４１０の回転数は水の吐出量に比例するので安定的に水の流速及び流量を制御することができる。

ヒーター４４０はケース４３０の内部に備えられ、ケース４３０の内部に保存された水を加熱する装置である。ヒーター４４０は温度スイッチ４６０及び温度センサーによって駆動及び停止する。このようなヒーター４４０は当業界で通常使われるものであって、詳細な説明は省略する。

対流板４４１はヒーター４４０の一側に備えられ、ヒーター４４０から発生する対流熱が出水口４３２と温度センサーに直接触れないようにし、対流の方向を制限するものである。

上限水位センサーは、電磁弁を遮断してケース４３０内の最高水位を制限するためのもので、下限水位センサーはケース４３０内に収容された水の最低水位を制限するために電磁弁を開放する。このような電磁弁の制御は、上限水位センサー及び下限水位センサーのデータを制御部で受信し、それぞれのデータに基づいて制御部で自動的に制御する。

空気通路４７０はケース４３０上部の一側、好ましくはケース４３０の最高水位点より相対的に高い位置に備えられ、水の流入及び流出によるケース４３０内外の圧力差を解消し、水が加熱して発生されるスチームの排出のための装置である。

ボイラーモジュール４００は、ドリップヘッドモジュール３００に排出されるラインの他にハウジング１００の外面に備えられた水栓４２０と繋がる排出ラインをさらに備えることができる。このように、水栓４２０をさらに備えることで、コーヒー抽出の他に別途に加熱された水を使用者に供給することができる。このような水栓４２０は、エスプレッソマシンと類似の構成からなるので、詳細な説明は省略する。

退水トレンチモジュール５００は、ハウジング１００下部の一側、好ましくはドリッパートレーモジュール２００の下部にドリップサーバー６２０が備えられる一側に備えられ、ドリップヘッドモジュール３００または水栓４２０から任意に排出される水または抽出液がハウジング１００の外部に漏れることを防止する装置である。このような退水トレンチモジュール５００は、ハウジング１００の排水孔１２０及び開閉式樋２１０の排水管２１５に繋がってこれを通じて排出される水または抽出液を収容し、外部へ排出する装置である。このような退水トレンチモジュール５００も、エスプレッソマシンの退水トレンチモジュール５００と類似の構成からなるので、詳細な説明は省略する。

自動コーヒードリップ装置の使用様態

前述の構成からなる自動コーヒードリップ装置１０の使用様態を説明すると、次の通りである。

まず、自動コーヒードリップ装置１０に電源を印加する。

次に、自動コーヒードリップ装置１０に電源が印加されると、浄水器と繋がったボイラーモジュール４００に水が流入される。ボイラーモジュール４００に流入される水は上限水位センサー４５１に感知されるまで水が持続的に流入され、上限水位センサー４５１まで水が流入されると上限水位センサー４５１は制御部に信号を送信し、制御部は電磁弁を制御して水の流入を遮断する。

次に、ボイラーモジュール４００は制御部で設定された温度まで水を加熱する。抽出に使われる水の温度は、原豆の種類、ロースティングの度合によって異なるが、抽出する時、水を加熱及び加熱された水の温度の調節を最小化するために、ボイラーモジュール４００は内部に流入された水を基準温度まで加熱した状態を維持する。

図８はコーヒー粉末を収容したドリッパーの斜視図である。次に、粉砕原豆を図８に図示されたように、ドリッパー６１０に入れて、ドリッパートレーモジュール２００の上に安着させる。ドリッパー６１０に収容される粉砕原豆は原豆の種類、ロースティングの度合及び試飲者の趣向によって粉砕粒度を多様に調節することができ、ドリッパー６１０に収容される原豆の用量も抽出しようとする抽出液の量及び試飲者の趣向によって多様に選択されることができる。

次に、自動コーヒードリップ装置１０をセッティングする。自動コーヒードリップ装置１０をセッティングする方法は、大きく二つの方法に分類することができる。一つは、原豆情報及びドリップ情報が入力されたＱＲコード６１１またはバーコードを利用する方法で、もう一つは、使用者が直接コントロールパネル１１０を利用してセッティングする方法である。

先ず、ＱＲコード６１１またはバーコードを利用する方法を説明すると、次の通りである。

ＱＲコード６１１またはバーコードには、使用者の趣向及び抽出液の用量による抽出に使われる原豆の種類、ロースティングの度合、粉砕粒度、原豆及び抽出液の用量などと、原豆情報及び原豆情報に基づいた自動コーヒードリップ装置１０の制御情報が入力されている。このようなＱＲコード６１１及びバーコードをドリッパー６１０の一側に附着することができ、原豆情報及び制御情報が変更されると、当該ＱＲコード６１１及びバーコードを変更して附着することができる。

ドリッパー６１０に附着されたＱＲコード６１１またはバーコードは、ドリップヘッドモジュール３００のフレーム３１０に備えられたイメージセンサー３１２によって認識され、制御部に当該情報が送信されて、自動コーヒードリップ装置１０のセッティング情報入力が完了される。

コントロールパネル１１０を利用した自動コーヒードリップ装置１０のセッティング情報入力方法を説明すると、次の通りである。

使用者は原豆の種類、ロースティングの度合、粉砕粒度、原豆及び抽出液の用量などをコントロールパネル１１０に入力したり、水の温度、抽出液の用量、ドリップヘッドモジュール３００の駆動速度及び位置などを入力して、自動コーヒードリップ装置１０のセッティング情報を制御部に直接入力することができる。

前述のように、二つの方法のうち一つを選択して制御部にセッティング情報が入力されると、自動コーヒードリップ装置１０は次のような過程でコーヒーの抽出を準備する。

ボイラーモジュール４００では、当該原豆に最適化した温度で水の温度を変更する。ボイラーモジュール４００で加熱された状態で保管中の水の基準温度が、抽出するための温度より低ければボイラーモジュール４００の温度をもっと高くセッティングし、抽出するための温度が水の基準温度より低ければヒーター４４０の稼動を止めて水の温度を下げる。

これと同時に、ドリップヘッドモジュール３００の昇降駆動部３７０は、制御部の制御によってドリップヘッドモジュール３００の昇降の高さを調節する。ドリッパー６１０に収容された粉砕原豆の用量によって、ドリップヘッドモジュール３００と原豆表面の間の距離が変わるので、ドリップのための最適の高さにドリップヘッドモジュール３００の高さを調節することである。

ドリップヘッドモジュール３００とドリッパー６１０に収容された粉砕原豆表面の間の距離を制御部で設定すると、ドリップヘッドモジュール３００の一側に備えられたレーザーモジュール３１１が粉砕原豆表面とノズル３２９の間の距離を測定し、制御部で設定した位置にドリップヘッドモジュール３００の高さを調節する。

図９は本発明によるドリップヘッドモジュールの回転状態を示す底面図である。ドリップヘッドモジュール３００が水を噴射するために適切な位置に設定されると、ドリップヘッドモジュール３００のノズル部３２０からドリッパー６１０に収容された粉砕原豆に水を噴射する。この時、水は図９に図示されたように、中心から徐々に拡張される円を描くように水を噴射する。すなわち、螺旋状に水を噴射する。このように、螺旋状に水を噴射するためのドリップヘッドモジュール３００の回転駆動部３４０の駆動をより詳細に説明すると、次の通りである。

第２回転駆動部３６０だけ駆動させると、ノズル部３２０の本体３２１は回転せずに固定されており、ノズルユニット３２７だけ本体３２１の長手方向に沿って直線運動をするようになる。

第１回転駆動部３５０だけを駆動させると、ノズル部３２０の本体３２１が回転をしながら回転反作用によって第２ベベルギア３６５が共に回転し、ノズルユニット３７２が本体３２１の挿入溝３２２に沿って進みながら図９のような螺旋を描くようになる。

よって、水を螺旋状に噴射するためには、第１回転駆動部３５０だけ駆動したり、第１回転駆動部３５０及び第２回転駆動部３６０を同時に駆動しなければならない。好ましくは、第１回転駆動部３５０及び第２回転駆動部３６０を同時に制御して、原豆の状態及び抽出用量によって第１回転駆動部３５０及び第２回転駆動部３６０をそれぞれ精密に制御して最適の状態に制御した方が良い。

第１回転駆動部３５０及び第２回転駆動部３６０を同時に駆動させると、本体３２１は連結部３２６を中心として回転し、ノズルユニット３２７は主ねじ３６６の駆動によって連結部３２６が備えられた本体３２１の一端から他端に本体３２１の長手方向に沿って直線運動をするようになる。

すなわち、ノズルユニット３２７が直線運動をすると同時に、本体３２１が連結部３２６を中心にして回転するので、噴射される水は連結部３２６を中心として徐々に拡張される螺旋を描きながら水を噴射する。

これを通じて、ノズル３２９はハンドドリップ抽出方式と同じ方式で抽出液を抽出することができる。第１回転駆動部３５０及び第２回転駆動部３６０はそれぞれの個別モーターを利用して駆動するため、第１モーター３５３及び第２モーター３６３の回転速度を制御すれば螺旋の拡張及び縮小速度を制御することができる。

また、本発明による自動コーヒードリップ装置１０は、従来の装置のように定められた経路がないので、次のように多様な形態の螺旋を描きながら抽出液を抽出することができる。

第１回転駆動部３５０及び第２回転駆動部３６０は、それぞれの個別モーターを利用して駆動するため、第１モーター３５３及び第２モーター３６３の回転速度を制御すると、螺旋の拡張及び縮小速度を制御することができる。一例として、第１モーター３５３の速度が遅かったり、第２モーター３６３の回転速度が速いほど、ノズルユニット３２７が本体３２１の長手方向に沿って１回駆動する間に巻かれる螺旋の回数が減少する。

よって、原豆の状態及び試飲者の趣向によって第１回転駆動部３５０及び第２回転駆動部３６０の速度を選択的に制御することができる。

ドリップヘッドモジュール３００から水を噴射するようになると、ドリッパー６１０に収容された原豆が水を吸収し、抽出液を排出して瞬間ごとにドリッパー６１０の重さが変化する。この時、ドリッパートレーモジュール２００に備えられた重量センサー２２０がドリッパー６１０の重さの変化を通じて抽出液の単位時間当り流量を算出し、ボイラーモジュール４００の定量ポンプ４１０から排出された水の量からドリッパー６１０に残った水の量を抜いてサーバー６２０に抽出される抽出液を算出するようにする。

ドリップコーヒーを抽出するためには、粉砕原豆の蒸らしを行わなければならないが、このような蒸らしも前述した水の噴射、及び重量センサー２２０を利用して適切な蒸らしを行うことができる。

図１０, 図１１は本発明によるドリッパートレーモジュールの使用様態を示す断面図である。重量センサー２２０で測定されるデータに基づいて制御部でドリップサーバー６２０に設定された量の抽出液が抽出されたと判断した場合は、ドリッパートレーモジュール２００に備えられた開閉式樋２１０を駆動させてドリッパー６１０とサーバー６２０の間を開閉式樋２１０で塞ぐことで、抽出液がサーバー６２０に持続的に流入されることを防止する。

図１０に図示されたように、開閉式樋２１０はドリッパートレーモジュール２００の後方または側面に位置して抽出液がドリップサーバー６２０に流入されることを妨害しない状態が基準状態である。このように基準状態で抽出液を抽出し、制御部の信号によって樋部２１１が移動し、抽出液がドリップサーバー６２０にさらに流入されることを遮断するようになる。

制御部でドリップサーバー６２０に設定された量の抽出液が流入されたと判断した場合は、開閉式樋２１０で駆動信号を送り出し、このような信号によって第４モーター２１４が駆動し、第４ピニオンギア２１３及び第２ラックギア２１２を通じて図１１に図示されたように、樋部２１１がドリッパートレーモジュール２００と対応される位置に移動して抽出液の流れを変更する。このように樋部２１１に流入された抽出液は、排水管２１５を通じて退水トレンチモジュール５００に排出される。

以上で説明したように、本発明が属する技術分野の当業者は、本発明がその技術的思想や必須的特徴を変更せずに、他の具体的な形態で実施されることができることを理解することができるのであろう。そのため、前述した実施例は、すべての面において例示的なことであり、限定的なことではないと理解しなければならない。本発明の範囲は、詳細な説明より後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そして等価概念から導出される全ての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれることに解釈されなければならない。

１０：自動コーヒードリップ装置
１００：ハウジング
１１０：コントロールパネル
１２０：排水孔
２００：ドリッパートレーモジュール
２１０：開閉式樋
２１１：樋部
２１２：第２ラックギア
２１３：第４ピニオンギア
２１４：第４モーター
２１５：排水管
２２０：重量センサー
３００：ドリップヘッドモジュール
３１０：フレーム
３１１：レーザーモジュール
３１２：イメージセンサー
３１３：照明部
３２０：ノズル部
３２１：本体
３２２：挿入溝
３２３：ガイドレール
３２４：貫通孔
３２５：第１ホース連結部
３２６：連結部
３２７：ノズルユニット
３２８：突出部
３２９：ノズル
３３０：第２ホース連結部
３３１：ノズル固定部
３３２：突起
３３３：弾性ユニット
３３４：ホース
３４０：回転駆動部
３５０：第１回転駆動部
３５１：第１スパーギア
３５２：第１ピニオンギア
３５３：第１モーター
３６０：第２回転駆動部
３６１：第２スパーギア
３６２：第２ピニオンギア
３６３：第２モーター
３６４：第１ベベルギア
３６５：第２ベベルギア
３６６：主ねじ
３６７：軸受け
３６８：ブッシュ
３６９：Ｏリング
３７０：昇降駆動部
３７１：固定フレーム
３７２：支持柱
３７３：第１ラックギア
３７４：第３ピニオンギア
３７５：第３モーター
３８０：水移送部
４００：ボイラーモジュール
４１０：定量ポンプ
４２０：水栓
４３０：ケース
４３１：入水口
４３２：出水口
４４０：ヒーター
４４１：対流板
４５１：上限水位センサー
４５２：下限水位センサー
４６０：温度スイッチ
４７０：空気通路
５００：退水トレンチモジュール
６１０：ドリッパー
６１１：ＱＲコード
６１２：ドリップ用紙
６２０：ドリップサーバー

Claims

ハウジング；
前記ハウジングの外部の一側に固定され、コーヒー粉末を収容したドリッパーが安着されるドリッパートレーモジュール；及び、
前記ドリッパートレーモジュールの上部に所定の間隔で離隔されるように備えられ、前記ドリッパーに水を噴射するドリップヘッドモジュール；
を含み、
前記ドリップヘッドモジュールは、
前記ハウジングの前方の外側へ少なくとも一部が露出されるフレーム；
前記フレームの露出された部分の一側に備えられ、前記水を噴射するノズル部；及び、
前記ノズル部を回転させる回転駆動部；
を含み、
前記回転駆動部は、
前記ノズル部を回転させるための第１回転駆動部；及び、
前記ノズル部を直線運動させるための第２回転駆動部；
を含み、
前記ノズル部は、
前記ハウジングの前方及び後方方向が長手方向に長く形成され、下部の一側に長手方向に沿って長く形成される挿入溝が形成され、前記長手方向の両側の終端に相互対応されるように備えられる貫通孔が形成された本体；
前記本体の上部に突出されて、前記第１回転駆動部で発生する回転力を前記ノズル部に伝達するための連結部；及び、
前記挿入溝に挿入され、前記挿入溝の長手方向に沿って直進運動するノズルユニット；
を含み、
前記第１回転駆動部は、
前記ノズル部の前記連結部の上端に結合され、前記ノズル部を回転させる第１スパーギア；
前記第１スパーギアとかみ合うように備えられ、前記第１スパーギアを回転させる第１ピニオンギア；及び、
前記第１ピニオンギアに回転力を伝達する第１モーター；
を含み、
第２回転駆動部は、
前記第１スパーギアと同一の回転軸を有し、前記ノズル部の前記連結部が貫通されるように備えられる第２スパーギア；
前記第２スパーギアとかみ合うように備えられ、前記第２スパーギアを回転させる第２ピニオンギア；
前記第２ピニオンギアに回転力を伝達する第２モーター；
前記第２スパーギアと結合され、前記第２スパーギアの回転によって共に回転する第１ベベルギア；
前記ノズル部の長手方向に垂直した方向に前記第１ベベルギアに繋がって前記第１ベベルギアの回転によって共に回転する第２ベベルギア；及び、
前記ノズル部の長手方向と同じ方向へ前記第２ベベルギアの回転中心軸に繋がって、前記ノズル部の前記本体に形成された一対の貫通孔を貫くように備えられ、前記第２ベベルギアと共に回転し、長手方向に沿ってねじ山が形成されて前記ノズルユニットを直線運動させる主ねじ；
を含む、自動コーヒードリップ装置。
前記本体の前記挿入溝には、長手方向に沿ってガイドレールがさらに形成され、
前記ノズルユニットの上部の一側には、前記ガイドレールと対応される突出部がさらに備えられる、請求項１に記載の自動コーヒードリップ装置。
前記ノズルユニットに結合され、前記主ねじのねじ山と対応される突起が突出形成されたノズル固定部がさらに備えられる、請求項１に記載の自動コーヒードリップ装置。
前記ノズル固定部を前記主ねじ側に弾性支持する弾性ユニットがさらに備えられる、請求項３に記載の自動コーヒードリップ装置。
前記ノズル部は、
前記本体の側面に突出されるように備えられ、前記連結部を通じて流入された前記水を前記本体の外部へ排出させる第１ホース連結部；
前記ノズルユニットの側面に備えられ、前記第１ホース連結部から排出された前記水を流入させる第２ホース連結部；及び、
前記第１ホース連結部及び第２ホース連結部を連結するホース；
を含み、
前記ノズルユニットのノズルは、前記第２ホース連結部と繋がるように備えられ、前記水を重力方向に噴射するように備えられる、請求項１に記載の自動コーヒードリップ装置。
更に、前記フレームを昇降させて前記ノズル部の高さを調節する昇降駆動部を含み、
前記昇降駆動部は、
前記ハウジング内部の一側に固定された固定フレーム；
前記固定フレームの一側を貫いて前記フレームに結合されるように備えられ、上下方向に第１ラックギアが形成された支持柱；
前記支持柱の前記第１ラックギアとかみ合うように備えられ、前記支持柱を上下方向に昇降させる第３ピニオンギア；及び、
前記第３ピニオンギアに回転力を伝達する第３モーター；
を含む、請求項１に記載の自動コーヒードリップ装置。