JP6679485B2 - コーヒー挽きマシン - Google Patents

Description

本発明は、コーヒー豆を挽くためのマシンに関する。コーヒー豆を挽くためのマシンは、独立したマシンとすることもでき、コーヒーベースの飲料の製造のための、少なくとも一部が自動のマシンに組み入れることもできる。そのようなマシンは、単に、“コーヒー挽きマシン”、“コーヒーグラインダー”、又は“ミル”としても知られる。

２つのカテゴリーのコーヒーグラインダーが知られており、一方のカテゴリーのものは、体積注入（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｄｏｓｉｎｇ）手段を用い、貯蔵タンクを有するが、他方のカテゴリーのものは“オンデマンド”タイプ、即ち、即時注入で、挽いたコーヒーを貯蔵しないものである。本発明は、両方のカテゴリーのマシンに関するが、好ましくは、“オンデマンド”タイプのコーヒー挽きマシン、即ち、即時注入で、挽いたコーヒーを貯蔵しないものに関する。

２つ重ね合わせたグラインダーを収容する本体を備え、グラインダー着座本体の内部に係合するねじ付きリングの作動時に、一方の第１のグラインダーは電気モータによって回転作動し、他方のグラインダーは第１のグラインダーに対して軸方向に移動可能である、コーヒー挽きマシンは既知である。

これらの既知のマシンでは、コーヒーを挽いている時間及び挽く度合いの調整は、互いに向かい合う方向への、及び互いに離れる方向へのグラインダーの軸方向移動を可能にするねじ付きリングと、その移動を元に戻す弾性部材の系とによって得られる。

特許文献１には、コーヒーグラインダーを調整するシステムが記載されている。

コーヒーを挽く既知の装置は、電気モータの上に位置付けられる２つのバー（ｂｕｒｒ）を備えている。２つのバーのうちの１つは、電気モータによって直接回転し、あるいはギアを介して回転する。一般に、固定されるバーは上側のバーだが、下側のバーはモータ駆動のグラインダーである。コーヒーは挽かれると、グラインディングチャンバから、注入又は分配チャンバに到達するまでに、トンネルを通って排出ダクトへと運ばれる。

トンネルのサイズ及びコーヒー流の速度は、挽いたコーヒー流の密度に影響を及ぼす。実際上、トンネル、特にそれがグラインダーの生産性に適したサイズに設計されていない場合には、挽いたコーヒー流の密度を増減することが知られる。

国際公開第２０１１／０６７１１６号パンフレット

どのような場合でも、本願人は、即時注入で、貯蔵しない“オンデマンド”のコーヒー豆を挽くための現在の装置には、トンネルの壁部に挽いたコーヒーの粒子が付着しがちであり、同トンネルは、コーヒーを挽く各サイクルの終了後に、既に挽いたコーヒーの粉末でいっぱいになってしまうという、欠点があることに気付いた。従って、挽いたコーヒーの一部は、注入又は分配チャンバに到達せず、飲料（エスプレッソコーヒー等）の調製に使用されなくなる。この問題が今度は一連の欠点をもたらす。

第１の欠点は、既に挽いたコーヒーはトンネル壁部に蓄積し、時間と共に悪化し、即時に挽いた新鮮なコーヒーの品質を落とすことになる有害なスペース又は領域が存在することにある。

第２の欠点は、トンネルの断面及びその長さに起因する、挽いたコーヒーの密度（従って、挽いたコーヒーの量）のばらつきによって、分配ゾーンに到達する用量（ｄｏｓｅ）が一定でなくなることである。はりついたコーヒーの残余物が、トンネルの壁部から剥がれることもある。

第３の欠点は、トンネルに付着している挽いたコーヒーは劣化し、除去しなければならないため、トンネルを頻繁に清掃しなければならないことである。付着したコーヒーを除去しない場合、古くなった挽いたコーヒーは、トンネルを通過する挽きたてのコーヒーに嫌な味を与える。トンネルの障害物は、特にコーヒーが細かく挽かれる場合に、既に挽いたコーヒーに蓄積することによっても生じる。

本発明の１つの目的は、トンネルの存在によってもたらされる前述の欠点の少なくともいくつかを排除又は少なくとも低減するコーヒー豆を挽くためのマシンを提供することにある。本発明によるマシンでは、グラインディングチャンバと排出ダクトとの間を接続するトンネルを想定していない。このような方法では、トンネルの壁部への挽いたコーヒーの付着及び前記トンネルの障害物のリスクに関連するいかなる欠点も回避される。

本願人は、コーヒー豆を砕く際に、静電荷が生成されることにも気付いた。コーヒー豆を小さく砕く際に、より大きなエネルギーの印加（例えば、グラインダーをより早く回転させる）が、より大きな摩擦を引き起こし、これがより大きな静電荷を発生する。このようなイオン化状態は、挽いたコーヒー粉末を排出ダクトの壁部に付着させ、しかも挽いたコーヒー粉末を、それを分配するためのチャンバとは別のところへ撒き散らす。従って、本願人は、このような静電荷の現象は、掃除が困難な箇所への挽いたコーヒーの滞留及び挽いたコーヒーの粉末の無駄をもたらしていることにも気付いた。

本願人は、挽いたコーヒーの滞留の低減は、挽いたコーヒー粉末の静電荷を低減させることによっても得られることを認識した。

本発明の特に有利な実施形態では、フレキシブルで、プログラム可能で、且つ調整可能な電気システムが存在する、コーヒー豆を挽くためのマシンが提供され、前記電気システムは、電圧及び／又は電流等のパラメータの変化によって、挽いたコーヒー粉末に存在する静電荷排除効果を最適にする。

さらに、本願人は、即時注入で、貯蔵しない“オンデマンド”の現在のコーヒー豆挽きマシンは、分配されるコーヒーの体積について何ら有効なチェックもせずに、時間に基づいて用量計量（ｄｏｓａｇｅ）を行っていることにも気付いた。挽く時間を制御するこのような方法では、各サイクルに対するグラインダーの回転数は一定且つ再現性もないため、分配チャンバに到達する挽いたコーヒーの用量は一定ではない。

本発明の特に有利な実施形態は、例えば、可動グラインダー又はモータの回転数のプログラミング及び制御によって、挽いたコーヒー粉末の用量をプログラムし、且つ制御するように設計される装置を備える、コーヒー豆を挽くためのマシンを提供する。

第１の観点によれば、本発明は、第１のバーと第２のバーを備えているコーヒー挽きマシンであって、第１のバー及び第２のバーのうちの少なくとも１つは、回転軸の周りを回転可能であり、前記バーはコーヒーを挽くために相互に協働し、前記マシンは、少なくとも１つのバーを他方に対して回転させるモータを備え、前記モータの回転軸は、バーによって挽いたコーヒーが、その使用のためにコンベヤコーンの排出口に向けられるよう、バーの回転軸とは一致していない、コーヒー挽きマシンを提供する。

いくつかの実施形態において、モータの回転軸はバーの回転軸と平行であり、モータの回転動作は伝達部材によってバーの１つに伝達される。

有利な実施形態において、マシンは、挽いたコーヒーの静電荷を低減又は排除するための帯電防止手段も備える。

帯電防止手段は、バーの下流の排出コーンの口部に位置付けられる環状部材で構成するのがよい。

環状部材は、離散帯電防止素子を備えるのがよい。これらの離散素子、又はその少なくともいくつかは、コーンの軸の方へ向けられる。離散素子は、先のとがった金属素子の形にするのがよい。

帯電防止部材は、少なくとも一部を高密度で、低多孔性で、低導電性のプラスチック材料で作ってもよい。離散帯電防止素子は、電源システムに電気的に一緒に接続するのが有利である。

電源システムは、ＡＣ高電圧発生器を含むことができる。

雄型のバーは、回転可能の調整部材によって雌型のバーに対して変位可能である。

本発明によるマシンの場合には、挽いたコーヒーの用量は、コーヒーを挽く時間に基づくのではなく（即ち、バーを所定の時間作動させることに基づくのではなく）、モータ及び／又は可動バーの所定の回転数に基づいて調製するのが有利である。

第２の側面によれば、本発明は、第１のバー及び第２のバーを備えているコーヒー挽きマシンであって、第１のバー及び第２のバーのうち少なくとも１つは回転軸の周りを回転可能であり、前記２つのバーはコーヒーを挽くために相互に協働し、前記マシンは、少なくとも１つのバーを他方のバーに対して回転させるモータを備え、バーによって挽いたコーヒーは、その使用のために排出口に向けられ、マシンは、挽いたコーヒーの静電荷を低減又は排除するための帯電防止手段も備えている、コーヒー挽きマシンを提供する。

本発明は、非限定的な例によって提供され、添付の図面を参照して読まれる、以下の説明から明らかになるであろう。

本発明の実施形態によるマシンの簡略部分断面図である。 図１に示す断面の異なる図である。 図１によるマシンの非断面簡略図である。 帯電防止リングの不等角投影図である。 抵抗及び先のとがった素子に接続された電圧発生器を有する帯電防止リングの平面図である。 他の構成要素に加えて、帯電防止リングの先のとがった素子の電源を示す電気回路図である。

上述したように、コーヒー豆を挽く際に、コーヒー豆が互いに擦れ合うとき、及びコーヒーの粒子がバーの歯及びグラインディングチャンバや出力ダクトの内壁と擦れ合うときに静電気的に帯電される、コーヒー粒子の急速な流れのために、強力な電荷が生成される。

本発明の実施形態によれば、コーヒーを挽く各プロセスの繰り返しで同じ用量のコーヒーを取得するためと、コーヒー塊の形成を最小限に抑えるために、イオン化リング電極を提供している。

実施形態によれば、リング電極は、コーヒー挽きマシンの内部で、コーヒーを挽く機構の後ろに取り付けられるように設計されている。イオン化電極は、以下により明確にするように、正電荷と負電荷が常にこのタイプのプロセスでは存在するから、ＡＣ電圧源により駆動される。

４〜１０キロボルトの電圧のＡＣ高電圧源、高圧ケーブル及びイオン化リング電極を用意するのが好ましい。リング電極は、異なる箇所に位置付けられるも、同じ高電圧源によって駆動される電極とみなすことができる多数の先のとがったピンを有する。総電流を低減し、且つ湿気又は他の導電性の混入物による１以上の電極のショートを回避するために、高いオーム抵抗が高電圧源と電極との間に取り付けられる。

添付の図面は、本発明の実施形態によるコーヒー挽きマシン（又はその一部）の簡略化した部分図である。これらの図は、例えば、電気モータ、支持基盤及び典型的には、挽こうとするコーヒー豆を収容してグラインディングチャンバの方へ運ぶトップホッパー等の構成要素は図示していない。

マシン１は、挽こうとするコーヒー豆のための、頂部に入口があるグラインディングチャンバ２と、雌型バー３及びこの雌型バー３と協働する対応する雄型バー４と、バー３及びバー４から挽いたコーヒーを受け取り、それを収集して使用するために搬送する排出コンベヤコーン５とを備えている。例えば、図１に示すように、挽いたコーヒーは、既知のタイプのフィルタホルダー９０によって支持されるフィルタ９１の方へと運ばれる。

好ましくは、頂部入口チャンバ２は、上部の円筒状部２１及び挽こうとするコーヒーをバー３及び４の方へ運ぶ、下部の円錐台状部２２を備えている。頂部入口チャンバ２は、アルミニウム、スチール又はその合金といったような金属材料、或いは、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料によって作ることができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、雄型バー４は固定バーだが、雌型バー３は可動で回転可能である。以下に明確にするように、雄型バー４は回転できないが、図１に示すように、挽く作用を調整できるように、軸方向に並進することができる。

好ましくは、可動バー３は、可動雌型バーのホルダー３１と一体とする。雌型バーホルダー３１は、略円筒状であり、その外面上に環状の突起３２を備えている。環状突起３２は、半径方向に外側に突出し、ベルト８又は駆動チェーンが係合するように構成される。従って、環状突起３２は、駆動ベルト８をガイドするための凹部又は駆動チェーンと係合するための歯を備えるのがよい。駆動チェーン８は、電気モータによって回転するエンドレスベルトである。電気モータは、図示されていないが、このモータを固定的に支持するのに適した支持体８１を概略的に示してある。いずれの場合においても、一つの実施形態によれば（図に示される）、電気モータの回転軸Ｘ−Ｘはバー３及び４の回転軸とは異なっている（図３）。

雌型バーホルダー３１は、２つのボールベアリング３３と３４との間で支持するのが好適である。

上述したように、雄型バー４は好ましくは、番号４１と４２によって示される、適切なクランプ部材によってロックされる、固定バーである。好ましくは、調整系も設ける。この調整系は、雄型バー４が雌型バー３の方へ動くか、又はそれから離れるように、クランプ部材４１と４２を変位させる調整ねじ４３を備える。並進移動を双方向矢印４４によって示してある。

本発明の一実施形態では、雌型バーホルダー３１の内底部と一体に、挽いたコーヒーをコンベヤコーン５の方へ送るためのコンベヤリング３５がある。好ましくは、コンベヤリング３５は、円錐状の環状体であり、これは、バー３と４の直径に略相当する小直径部と、排出コンベヤコーン５の方に向いている大直径部とを有する。従って、コンベヤリング３５はコンベヤコーン５に向かって下向きに開いた形状をしている。

好ましくは、コンベヤコーン５は、排出口に向かって先細りの収束した円錐体とする。コンベヤコーン５は、低多孔性で低摩擦係数の材料で作ることができる。例えば、それは、アルミニウム、スチール又はその合金といったような金属材料、或いは、より好ましくは、ポリエチレン若しくはポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料によって作るのがよい。

本発明によれば、マシンは挽いたコーヒーの静電荷を低減又は排除するための手段１００を含む。好ましくは、これらの帯電防止手段１００は、グラインダー（バー）３及び４の下流に位置付ける。好ましくは、これらの帯電防止手段１００は、コンベヤコーン５の排出開口部５１の上流に位置付ける。より好ましくは、これらの帯電防止手段１００は、コンベヤコーン５の入口口部付近、例えば底部ベアリングから約３０ｍｍのところに位置付けられる。

一実施形態において、帯電防止手段１００は、離散帯電防止素子１０１を有するリングを備える。これらの離散素子１０１は、好ましくは、先のとがった金属素子とする。先のとがった金属素子１０１は、コンベヤコーン５の軸の方に向けるのが好適である。

好ましくは、離散素子１０１は等間隔に配置する。好ましくは、離散素子は、半径方向距離で互いに約１５°〜約２５°の間、より好ましくは、約２０°〜約２５°の間の角度で配置する。好ましい実施形態では、それらは互いに約２２°とする。

好ましくは、離散素子は、基部の直径が約１ｍｍで、高さが約２ｍｍの円錐素子とする。実施形態によっては、全ての離散素子は互いに同じものとする。他の実施形態では、１つの離散素子１０１は、周方向で隣り合う離散素子とは（形状及び／又は寸法及び又は材料の点で）異なるものとする。

図に示されるように、帯電防止リング１００は、好ましくは、コンベヤリング３５の直径よりも大きい直径を有する。

従って、バー３と４から排出された挽いたコーヒーは、コンベヤリング３５によって、帯電防止リング１００の突出している離散素子１０１の方へと向けられる。

一実施形態において、離散素子１０１は、好ましくは、金メッキした先のとがった尖端部とし、静電荷は、例えば４キロボルト〜１０キロボルトの間の電圧で尖端部を帯電することによって生成される。より好ましくは、静電荷は、約４キロボルトの電圧で尖端部を帯電することによって生成させる。

リング１００は、例えばポリエチレンテレフタレートＰＥＴＰ等の高密度で、低多孔性で、低導電性のプラスチック材料で作るのが有利であり、離散素子は、半径方向位置におけるインターフェランスによってリングに固定すると共に、電源系統に互いに電気的に接続するのがよい。

図示の実施形態では、リング１００は、平坦面１０２と、３つの突耳１０４を形成している側面１０３とを有する固形物とする。各突耳には、ねじ、ボルト、又はステーボルト等のねじ付き部材（図示されていない）によってマシンの残部に固定するための貫通孔１０５を設ける。

図５は、離散素子が電圧発生器１１０にどのように接続されるかを概略形態で例示している。好ましくは、電圧発生器１１０はＡＣ高電圧発生器とする。上述したように、供給電圧は４〜１０キロボルトの電圧とするのがよい。

好ましくは、抵抗１１１を電圧発生器１１０と離散素子１０１との間に配置する。

図５は、離散素子１０１への３つの接続しか示していないが、全ての離散素子が電圧発生器１１０に、好ましくは、それぞれの抵抗１１１によって接続されることは明らかである。

本願人は、このように構成された突出離散素子１０１は、挽いたコーヒーをコンベヤコーン５の中心の方へ、従ってコンベヤコーンの壁部から離れる方向へと向けるのに有効であることに気付いた。このように、略全ての挽いたコーヒーはコンベヤコーン５の排出口５１に達し、コンベヤコーンの壁部に付着せずに、コンベヤコーンの壁部に当たることもなく中央部を落ちる。

本願人は、このように構成された突出離散素子１０１は、コーン５以外の領域に挽いたコーヒーの粉末が飛散するのを低減し、コーヒー粉末をフィルタ９１の方へ集中させるのに有効であることに気付いた。

図６は、帯電防止リング１００を駆動するのに適した電気回路の例を概略的に示している。図６は、ＡＣ電源、主スイッチ１１３、ヒューズ１１４、端子盤１１５、抵抗１１１（図５において可視）及び、好ましくは高電圧ケーブル１１２によって、リング１００に接続される（帯電防止リング１００に入る電圧を変えるための）静電気コンバータ１１６を示し、リング１００のアース接続も示している。

略語“ＳＳＲ”は、リングの電源を制御するためのソリッドステートリレーを示す。ヒューズ１１４、端子１１５、ＳＳＲリレー及び変成器１１６からなるアセンブリは、実質上、図５の構成要素１１０を形成する。

本発明によるマシンによって得られる挽いたコーヒーの量は、グラインダー内に導入されるコーヒーの量に略相当する。これは、挽いたコーヒーが排出コーン５の壁面に付着したり、フィルタ９１以外の箇所に飛散する量は最小限でごく少量に過ぎないからである。さらに、グラインディングチャンバと、計量又は分配チャンバとの間の連結トンネルも存在しない。

挽いたコーヒーの用量を調製するために、電気モータはプログラム可能で、且つ制御される所定の回転数で作動させるのがよい。例えば、コーヒーの７グラムに相当する用量に対しては、約１０〜１５回転である。例えば、エンコーダ又はホール効果デバイスによる、可動グラインダー又はモータの好ましい回転数をプログラミングし、且つ制御するための装置３６が、図１及び２に示されている。

グラインダー内に導入される、これから挽こうとするコーヒーの量と、コンベヤコーンの排出口にて得られる挽いたコーヒーとの量の実質的な同等性により、また、飛散するコーヒー粉末の量をごく少量なものとする、随意の帯電防止電気装置、及び、グラインダーの回転数をプログラミングし、且つ制御するための随意のデバイスのおかげで、分配チャンバ９１の内部に得られる挽いたコーヒーの用量の再現性が確保される。

Claims (10)

1. 第１のバー（３）及び第２のバー（４）を備えているコーヒー挽きマシン（１）であって、前記第１のバー（３）及び前記第２のバー（４）の少なくとも１つ（３）は、回転軸（Ｙ−Ｙ）の周りを回転可能であり、前記バー（３）及び（４）はコーヒーを挽くために相互に協働し、前記マシン（１）は、前記バーの少なくとも１つを他方の前記バーに対して回転させるモータを備え、前記モータの回転軸（Ｘ−Ｘ）は、前記バー（３）及び（４）によって挽いたコーヒーが、その使用のためにコンベヤコーン（５）の排出口へと向けられるよう、前記バー（３）及び（４）の前記回転軸（Ｙ−Ｙ）とは一致しておらず、前記コンベヤコーン（５）は、前記第１のバー（３）及び第２のバー（４）の下流に位置付けられた、前記排出口に向かって先細りの収束した円錐体であり、且つ、前記挽いたコーヒーが、前記バー（３）及び（４）の下流側へ排出されるための、排出経路の一部であり、前記マシンは、前記挽いたコーヒーの静電荷を低減又は排除するための帯電防止手段（１００）も備え、前記帯電防止手段（１００）は、前記バー（３）及び（４）の下流且つ前記コンベヤコーン（５）の上流に位置付けられ、且つ離散帯電防止素子（１０１）を有する、環状部材（１００）を備え、前記環状部材（１００）は、前記コンベヤコーン（５）の上流側の口部において、前記挽いたコーヒーの排出経路を環状に囲む形状であり、前記離散帯電防止素子（１０１）は、前記環状部材（１００）の内周面に配置されている、コーヒー挽きマシン。
2. 前記離散素子（１０１）の少なくともいくつかは、前記コンベヤコーン（５）の軸の方に向けられる、請求項１に記載のマシン。
3. 前記離散帯電防止素子（１０１）は金属素子である、請求項１又は２に記載のマシン。
4. 前記離散帯電防止素子（１０１）は、先がとがった素子である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマシン。
5. 前記離散帯電防止素子（１０１）は、互いに実質的に等距離に配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマシン。
6. 前記部材（１００）は、少なくとも部分的に高密度で、低多孔性で、且つ低導電性のプラスチック材料で形成され、前記離散帯電防止素子（１０１）は、電源システム（１１０、１１１、１１２）に共に電気的に接続される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマシン。
7. 前記電源システム（１１０、１１１、１１２）は、ＡＣ高電圧発生器を備える、請求項６に記載のマシン。
8. 前記モータの回転軸（Ｘ−Ｘ）は、前記バーの回転軸（Ｙ−Ｙ）と平行であり、前記モータの回転動作は、伝達部材を介して前記バーの１つ（４）に伝えられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマシン。
9. 前記バーのうちの１つの雄型バー（４）は、回転可能な調整部材（４３）を介して前記バーのうちの他方の雌型バー（３）に対して軸方向（４４）に変位可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のマシン。
10. 挽いたコーヒーの用量は、前記モータ及び／又は前記可動のバー（３）の所定の回転数に基づいて調製される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のマシン。

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