JP6690668B2 - 抽出原料の粉砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、抽出原料の粉砕装置に関し、より詳細には、例えばカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ等に適用され、コーヒー等の飲料を抽出するのに用いられるコーヒー豆等の抽出原料を粉砕する粉砕装置に関するものである。

従来、例えばコーヒー豆等の抽出原料の粉砕装置として、例えば特許文献１に提案されたコーヒーミルが知られている。このコーヒーミルは、回転刃と、固定刃と、スクリュと、回転羽根を備えている。

回転刃は、駆動源であるモータの水平に延びる回転軸に直結された駆動軸の先端側に設けられている。固定刃は、駆動軸が貫通した状態で、回転刃と対向するように配置されたリング状のものである。スクリュは、駆動軸の外周面に設けられ、コーヒー豆を回転刃と固定刃との間に送出するためのものである。回転羽根は、回転刃の外周側に、該回転刃と一体に回転するように設けられている。

またコーヒーミルは、その外殻を構成するケーシングを備え、このケーシングの所定の内壁面と、回転刃及び固定刃の外周面との間には、それらの刃によって粉砕されたコーヒー豆（以下、コーヒー粉ともいう）が送出されるとともに上記回転羽根が周回移動する送出通路が画成されている。またケーシングには、スクリュの上方側にコーヒー豆が上方から投入される投入口が設けられる一方、送出通路の下方側にコーヒー粉を下方に排出する排出通路が設けられている。

そのようなコーヒーミルにおいては、モータが駆動し、これと前後してコーヒー豆が投入口より投入されると、コーヒー豆は回転するスクリュによって回転刃と固定刃と間に送出され、両刃の間で粉砕されてコーヒー粉となる。コーヒー粉は、回転刃の遠心力により、送出通路に送出され、該送出通路を周回移動する回転羽根により掻き集められ、排出通路を通じて下方に排出される。

特開平７−１２４０６２号公報

ところで、上述したコーヒーミルにおいては、コーヒー豆が回転刃と固定刃とにより粉砕されることにより、また送出通路に送出されたコーヒー粉が回転羽根により掻き集められることにより、コーヒー粉は、静電気により帯電してしまうことが知られている。

その結果、コーヒー粉がコーヒーミルの内部に付着して残留しやすくなり、投入されたコーヒー豆の量に対し、生成されたコーヒー粉の量が少なくなってしまい、コーヒー粉の供給精度の低下を招来していた。

本発明は、上記実情に鑑みて、粉原料が装置内部に付着して残留することを低減させ、粉原料を良好に排出させることができる抽出原料の粉砕装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る抽出原料の粉砕装置は、自身の中心軸を中心として回転可能に構成され、供給された抽出原料を回転しながら粉砕し、該粉砕された抽出原料である粉原料を前記中心軸の径方向に送り出す回転粉砕部と、前記回転粉砕部の外周面に対向しつつ該外周面全体を囲うように配設され、該外周面との間に前記粉原料が送り出される送出通路を画成する通路壁部と、前記送出通路を移動自在の可動部を有し、該可動部が該送出通路を移動することにより該送出通路に送り出された粉原料を収集し、かつ前記通路壁部に形成された吐出口から粉原料を吐出する原料吐出部とを備えた抽出原料の粉砕装置であって、前記通路壁部は、帯電列上、前記抽出原料と帯電する傾向が近い材質により構成されたことを特徴とする。

また本発明は、上記抽出原料の粉砕装置において、前記通路壁部は、アルミニウム又はポリプロピレンにより構成されたことを特徴とする。

また本発明は、上記抽出原料の粉砕装置において、常態においては前記吐出口を略閉塞する一方、前記原料吐出部により前記粉原料が吐出される場合には、該粉原料に押圧されることにより弾性変形して前記吐出口を開放する抵抗片部を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記抽出原料の粉砕装置において、前記吐出口から吐出された前記粉原料を下方に案内する案内部材を備え、前記抵抗片部は、前記案内部材に着脱可能に設けられたことを特徴とする。

また、本発明に係る抽出原料の粉砕装置は、自身の中心軸を中心として回転可能に構成され、供給された抽出原料を回転しながら粉砕し、該粉砕された抽出原料である粉原料を前記中心軸の径方向に送り出す回転粉砕部と、前記回転粉砕部の外周面に対向しつつ該外周面全体を囲うように配設され、該外周面との間に前記粉原料が送り出される送出通路を画成する通路壁部と、前記送出通路を移動自在の可動部を有し、該可動部が該送出通路を移動することにより該送出通路に送り出された粉原料を収集し、かつ前記通路壁部に形成された吐出口から粉原料を吐出する原料吐出部とを備えた抽出原料の粉砕装置であって、前記回転粉砕部に対して微量の水を供給する水供給手段を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記抽出原料の粉砕装置において、前記水供給手段は、前記抽出原料の粉砕前に前記水を供給することを特徴とする。

本発明によれば、通路壁部が、帯電列上、抽出原料と帯電する傾向が近い材質により構成されているので、送出通路を通過する粉原料が通路壁部に接しても両者の間では電荷の移動が起こりにくくなり、静電気の発生を低減させることができる。これにより、粉原料が装置内部に付着して残留することを低減させ、粉原料を良好に排出させることができるという効果を奏する。

また本発明によれば、水供給手段が、回転粉砕部に対して微量の水を供給するので、粉原料が生成される際に、水分により静電気の発生を低減させることができる。これにより、粉原料が装置内部に付着して残留することを低減させ、粉原料を良好に排出させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である抽出原料の粉砕装置を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態である抽出原料の粉砕装置を示す側面図である。 図３は、本発明の実施の形態である抽出原料の粉砕装置を示す平面図である。 図４は、本発明の実施の形態である抽出原料の粉砕装置を示す縦断面図である。 図５は、図１〜図４に示したミル本体部の要部を示す斜視図である。 図６は、図５に示した不動ミル部を示す斜視図である。 図７は、図５に示した不動ミル部を示す分解斜視図である。 図８は、図５に示した回転ミル部を示す斜視図である。 図９は、図５に示した回転ミル部を示す斜視図である。 図１０は、図５に示した回転ミル部を示す分解斜視図である。 図１１は、図８〜図１０に示した通路壁リング及び案内部材を示す斜視図である。 図１２は、案内部材に設けられた抵抗片部を示す断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態である抽出原料の粉砕装置の変形例を示す斜視図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る抽出原料の粉砕装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１〜図４は、それぞれ本発明の実施の形態である抽出原料の粉砕装置を示すもので、図１は斜視図、図２は側面図、図３は平面図、図４は縦断面図である。ここで例示する抽出原料の粉砕装置は、例えばカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ等に適用され、抽出原料であるコーヒー豆を粉砕するコーヒーミルであり、以下においては、粉砕装置をコーヒーミルとして説明する。

コーヒーミル１は、図には明示しない原料キャニスタから供給されたコーヒー豆を粉砕して粉原料であるコーヒー粉を生成し、図には明示しない抽出容器にコーヒー粉を供給するものであり、ケース１ａを備えている。

ケース１ａは、コーヒーミル１の外殻を構成するものであり、複数の部品を互いに組み付けることにより形成されている。このケース１ａには、ミル本体部２が配設されている。

ミル本体部２は、上半分がケース１ａの上方に突出した状態で該ケース１ａに配設されている。このミル本体部２の後方には、該ミル本体部２を駆動させるためのモータ３が配設され、該ミル本体部２の前方には、該ミル本体部２から吐出されたコーヒー粉を抽出容器に供給するための粉原料供給部４が配設されている。そのようなミル本体部２は、図５にも示すように、作動時に不動となる不動ミル部１０と、作動時に回転する回転ミル部２０とを備えて構成されている。

図６は、図５に示した不動ミル部１０を示す斜視図であり、図７は、図５に示した不動ミル部１０を示す分解斜視図である。これら図６及び図７にも示すように、不動ミル部１０は、ホッパ１１と、粗粉砕リング１２と、上側細粉砕リング１３とを備えて構成されている。

ホッパ１１は、上下方向に延びる円筒状に形成され、上方から投入されたコーヒー豆を受け取るものである。このホッパ１１は、例えばプラスチック等の樹脂の成形品から成り、その外周面には、上下方向の中央より若干上方となる位置にギア部１１１が設けられている。またホッパ１１の外周面の下半部には雄ネジ部１１２が形成されており、この雄ネジ部１１２がねじ込まれた状態でホッパ１１がケース１ａに取り付けられている。よって、図１〜図４に示すように、ギア部１１１に噛み合うウォームギア５ａを有する粒度調整ネジ５を適宜回すことにより、不動ミル部１０がケース１ａに対して回るように移動しながら昇降し、不動ミル部１０の上側細粉砕リング１３と、回転ミル部２０を構成する後述する下側細粉砕リング２４との隙間が調整される。これにより、上側細粉砕リング１３及び下側細粉砕リング２４により粉砕されるコーヒー豆の粒度を調整することができる。

粗粉砕リング１２は、ホッパ１１の内側下部にねじ止めされ、コーヒー豆を比較的粗い状態に粉砕（以下、粗粉砕ともいう）するためのものである。この粗粉砕リング１２は、例えばアルミニウムやその合金等の所定の金属から成り、周壁が比較的厚い円筒状に形成されている。

この粗粉砕リング１２の底部には、周方向の全体に亘って延びるとともに内方に突出する粉砕凸部１２１が設けられている。この粉砕凸部１２１は、回転ミル部２０を構成する後述する原料フィーダ２１と協働して、コーヒー豆を粗粉砕するものであり、該原料フィーダ２１との間に、コーヒー豆の粒径よりも小さい所定の間隔を隔てた状態で突出するように構成されている。

また粉砕凸部１２１は、所定の厚みを有しており、その上面が原料フィーダ２１と直交する平面に沿うように形成され、その上面に連なりかつ原料フィーダ２１に対向する先端面１２２が、上面とで直角を為す角部を形成している。更に粉砕凸部１２１には、その周方向に沿って、凹状に形成された複数の凹部１２３が設けられている。各凹部１２３は、粉砕凸部１２１の上面と先端面１２２との間に亘って開放するように形成されている。

上記粗粉砕リング１２の内面には、粉砕凸部１２１の上方に、周方向に沿って複数の凹部１２４が形成されている。各凹部１２４は、粗粉砕リング１２の上面から内面に亘って開放するように形成されており、その内面が粗粉砕リング１２の径方向に略沿うように形成された三角形状の三角面１２４ａと、この三角面１２４ａに連なり、円弧状に延びるように形成された円弧面１２４ｂとで構成されている。

上側細粉砕リング１３は、粗粉砕リング１２の下面にねじ止めされ、下側細粉砕リング２４と協働して、粗粉砕されたコーヒー豆を、より細かい状態に粉砕（以下、細粉砕ともいう）するためのものである。この上側細粉砕リング１３は、例えばステンレス等の所定の金属から成り、粗粉砕リング１２の粉砕凸部１２１の内径よりも若干大きい内径を有するとともに、粗粉砕リング１２の外径よりも若干大きい外径を有している。

また上側細粉砕リング１３は、内側から外側に向かって厚さが次第に大きくなるように形成されており、傾斜した下面の粉砕面１３ａには、各々が径方向に延びるとともに、周方向に沿って配置された多数の刃１３１が形成されている。

図８及び図９は、それぞれ図５に示した回転ミル部２０を示す斜視図であり、図１０は、図５に示した回転ミル部２０を示す分解斜視図である。これら図８〜図１０にも示すように、回転ミル部２０は、原料フィーダ２１と、ミルギア２２と、原料吐出プレート（原料吐出部）２３と、下側細粉砕リング（回転粉砕部）２４と、通路壁リング（通路壁部）２５と、案内部材２６とを備えて構成されている。

原料フィーダ２１は、上下方向に延び、ホッパ１１に投入されたコーヒー豆を下方に送出するためのものである。この原料フィーダ２１は、例えばアルミニウムやその合金等の所定の金属から成り、回転部２１１と螺旋凸部２１２とを有している。

回転部２１１は、上下方向に所定長さ延びる円筒状に形成されている。螺旋凸部２１２は、回転部２１１の外周面から所定長さ突出し、回転部２１１の上端部から下端部に亘って時計回りの方向に一周するように螺旋状に延在している。

そのような原料フィーダ２１は、上下方向に延びる回転軸２１３が回転部２１１に下方から挿入され、その上端から上方に突出した回転軸２１３に上端部に図示せぬナットが螺合して締め付けられることにより、回転軸２１３に固定されている。尚、回転軸２１３は、その下端部及び上下方向の中央よりも若干下側の位置において、ケース１ａの内部に固定された軸受２１４によって回転自在に支持されている。

ミルギア２２は、原料フィーダ２１の回転軸２１３の下部に固定されている。このミルギア２２は、比較的大きな径を有するはすば歯車で構成され、図４に示したように、回転軸２１３の上下の軸受２１４間に固定されている。またミルギア２２は、モータ３の出力軸に固定された駆動ギア３ａに噛み合う中間ギア３ｂに噛合している。

原料吐出プレート２３は、ミルギア２２の上方に固定されており、コーヒー豆の粉砕時に後述する送出通路２７に送出されたコーヒー粉を収集して吐出するものである。この原料吐出プレート２３は、下側細粉砕リング２４の外径よりも一回り大きい径を有する円板状に形成されており、その外周部には、中心に対して周方向に沿って互いに等角度毎に配置され、上方に突出する複数の羽根部（可動部）２３１が設けられている。

下側細粉砕リング２４は、原料吐出プレート２３上にねじ止めされ、上側細粉砕リング１３と協働して、粗粉砕されたコーヒー豆を、細粉砕するためのものである。この下側細粉砕リング２４は、例えばステンレス等の所定の金属から成り、上側細粉砕リング１３と上下対称に形成されている。また下側細粉砕リング２４は、内側から外側に向かって厚さが次第に大きくなるように形成されており、傾斜した上面の粉砕面２４ａには、各々が径方向に延びるとともに、周方向に沿って配置された多数の刃２４１が形成されている。

通路壁リング２５は、原料吐出プレート２３の外径よりも若干大きい内径を有する円筒状に構成されている。図１１に示すように、通路壁リング２５には、その内外を連通する吐出口２５１が設けられている。このように構成された通路壁リング２５は、その内周面が上側細粉砕リング１３及び下側細粉砕リング２４の外周面に対向し、かつその外周面全体を囲うようにケース１ａに固定されている。これにより、上側細粉砕リング１３及び下側細粉砕リング２４の外周面と通路壁リング２５の内周面との間に、上側細粉砕リング１３及び下側細粉砕リング２４からコーヒー粉が送出される送出通路２７が画成されている。

そのような通路壁リング２５は、帯電列上、コーヒー豆と帯電する傾向が近い材質により構成されており、具体的には、アルミニウム又はポリプロピレンにより構成されている。

案内部材２６は、例えばポリアセタール等の樹脂の成形品から成り、上記吐出口２５１を覆う態様で通路壁リング２５に取り付けられている。この案内部材２６は、吐出口２５１から吐出されるコーヒー粉を下方に案内して上記粉原料供給部４に案内するためのものである。

そのような案内部材２６は、抵抗片部２８を有している。抵抗片部２８は、例えばステンレス等の所定の金属から構成された平板状部材であり、図１２に示すように、その上端部分が案内部材２６の挟持部２６１に下方から挿入されて挟み込まれるように保持されて吐出口２５１を略閉塞している。つまり、抵抗片部２８は、案内部材２６に着脱可能に保持されており、上端部分が挟持されることにより、上下方向の中央から下方部分は、弾性変形可能である。

以上のように構成されたコーヒーミル１におけるコーヒー豆の粉砕動作について説明する。原料キャニスタから所定量のコーヒー豆がホッパ１１に投入されると、コーヒーミル１は、これに前後してモータ３が駆動し、駆動ギア３ａ及び中間ギア３ｂを介してミルギア２２が回転駆動する。これにより、回転ミル部２０の回転軸２１３が上方から見て反時計回りの方向に回転し、これに伴い原料フィーダ２１、原料吐出プレート２３及び下側細粉砕リング２４も上方から見て反時計回りの方向に回転する。

ホッパ１１のコーヒー豆は、原料フィーダ２１に到達すると、この原料フィーダ２１により下方に送られる。この場合、原料フィーダ２１の螺旋凸部２１２と粗粉砕リング１２の粉砕凸部１２１とが協働して、コーヒー豆を粗粉砕する。具体的には、原料フィーダ２１の周囲のコーヒー豆は、螺旋凸部２１２による上方からの押圧力が作用し、そのコーヒー豆が粗粉砕リング１２の粉砕凸部１２１の先端部に上方から押し付けられることによって剪断される。これにより、原料フィーダ２１と粉砕凸部１２１との間を通過可能なサイズに粗粉砕されたコーヒー豆は、原料フィーダ２１により、上側細粉砕リング１３とのスペースを通って、上側細粉砕リング１３と下側細粉砕リング２４との間に送られる。

上述したように粗粉砕されたコーヒー豆は、回転する下側細粉砕リング２４による遠心力によって、その径方向に送られながら、上側細粉砕リング１３及び下側細粉砕リング２４の粉砕面１３ａ，２４ａによってより細かく、細粉砕される。この細粉砕によって生成されたコーヒー粉は、上側細粉砕リング１３と下側細粉砕リング２４との間から送出通路２７に送出される。またこの場合、原料吐出プレート２３の回転に伴い、複数の羽根部２３１が送出通路２７を周回移動し、これらの羽根部２３１によって送出通路２７のコーヒー粉が収集されながら、吐出口２５１から吐出される。

このように吐出口２５１からコーヒー粉が吐出されると、該コーヒー粉に押圧された抵抗片部２８が、図１２の破線で示すように吐出口２５１から離隔する態様で撓んで弾性変形する。これにより、コーヒー粉は、案内部材２６を介して粉原料供給部４に案内された後、抽出容器に供給される。

以上説明したように、コーヒーミル１によれば、通路壁リング２５が、帯電列上、コーヒー豆と帯電する傾向が近い材質であるアルミニウムやポリプロピレンにより構成されているので、送出通路２７を通過するコーヒー粉が通路壁リング２５に接しても両者の間では電荷の移動が起こりにくくなり、静電気の発生を低減させることができる。これにより、コーヒー粉が装置内部に付着して残留することを低減させ、コーヒー粉を良好に排出させることができる。しかも、静電気の発生を低減させることにより、粉原料供給部４の内壁面やその下流となる抽出容器の内壁面においてもコーヒー粉が付着して残留することを抑制でき、コーヒーミル１に供給されたコーヒー豆の量に対して抽出容器に対するコーヒー粉の供給量が低下してしまうことを抑制することができるとともに、残留するコーヒー粉により抽出容器が汚されてしまうことを抑制することができる。

特に、案内部材２６に設けられた抵抗片部２８が、常態においては吐出口２５１を略閉塞する一方、原料吐出プレート２３によりコーヒー粉が吐出される場合には、該コーヒー粉に押圧されることにより弾性変形して吐出口２５１を開放するので、かかる抵抗片部２８が吐出口２５１から吐出されるコーヒー粉の抵抗部材として作用し、送出通路２７においてコーヒー粉と通路壁リング２５との接触割合を増大させることができる。その結果、静電気の発生を良好に低減させることができる。

また抵抗片部２８が案内部材２６に着脱可能に設けてあるので、抵抗片部２８を容易に交換可能であるとともに、専用の工具等を不要とし、抵抗片部２８の取付性を向上させることができる。

図１３は、本発明の実施の形態である抽出原料の粉砕装置の変形例を示す斜視図である。ここで例示する抽出原料の粉砕装置は、例えばカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ等に適用され、抽出原料であるコーヒー豆を粉砕するコーヒーミル１′である。

かかるコーヒーミル１′では、上述したコーヒーミル１と同様に、ケース１ａにミル本体部２、モータ３及び粉原料供給部４が配設されて構成されており、更にミル本体部２に対して微量（例えば１〜３グラム程度）の水を供給する水供給部（水供給手段）３０が設けられている。この水供給部３０は、原料キャニスタよりホッパ１１に所定量のコーヒー豆が投入される直前に微量の水を供給するものである。

このようにミル本体部２に対して水供給部３０が微量の水を供給することで、回転ミル部２０を構成する下側細粉砕リング２４の回転によってコーヒー粉が生成される際に、水分により静電気の発生を低減させることができる。これにより、コーヒー粉が装置内部に付着して残留することを低減させ、コーヒー粉を良好に排出させることができる。

特に、水供給部３０が、原料キャニスタよりホッパ１１に所定量のコーヒー豆が投入される直前に微量の水を供給するので、コーヒー豆の粉砕時の熱等で水分を蒸発させることができ、ミル本体部２にカビ等が発生することを抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、通路壁リング２５としてアルミニウム又はポリプロピレンを例示したが、本発明においては、通路壁部の材質は、抽出原料の材質により変わるものであり、帯電列上、抽出原料と帯電する傾向が近い材質であればどのような材質であってもよい。

上述した実施の形態では、抵抗片部２８が案内部材２６に着脱可能に設けられていたが、本発明においては、抵抗片部は、案内部材以外に設けられていてもよい。

１ コーヒーミル
１ａ ケース
２ ミル本体部
１０ 不動ミル部
１１ ホッパ
１２ 粗粉砕リング
１３ 上側細粉砕リング
２０ 回転ミル部
２１ 原料フィーダ
２２ ミルギア
２３ 原料吐出プレート
２３１ 羽根部
２４ 下側細粉砕リング
２５ 通路壁リング
２５１ 吐出口
２６ 案内部材
２７ 送出通路
２８ 抵抗片部

Claims (4)

1. 自身の中心軸を中心として回転可能に構成され、供給された抽出原料を回転しながら粉砕し、該粉砕された抽出原料である粉原料を前記中心軸の径方向に送り出す回転粉砕部と、
   前記回転粉砕部の外周面に対向しつつ該外周面全体を囲うように配設され、該外周面との間に前記粉原料が送り出される送出通路を画成する通路壁部と、
   前記送出通路を移動自在の可動部を有し、該可動部が該送出通路を移動することにより該送出通路に送り出された粉原料を収集し、かつ前記通路壁部に形成された吐出口から粉原料を吐出する原料吐出部と
   を備えた抽出原料の粉砕装置であって、
   前記通路壁部は、帯電列上、前記抽出原料と帯電する傾向が近い材質により構成されるもので、
   前記吐出口から吐出された前記粉原料を下方に案内する案内部材と、
   常態においては前記吐出口を略閉塞する一方、前記原料吐出部により前記粉原料が吐出される場合には、該粉原料に押圧されることにより弾性変形して前記吐出口を開放する抵抗片部と
   を備え、
   前記抵抗片部は、上端部分が前記案内部材の挟持部に挿入されて着脱可能に挟持された金属製のものであることを特徴とする抽出原料の粉砕装置。
2. 前記通路壁部は、アルミニウム又はポリプロピレンにより構成されたことを特徴とする請求項１に記載の抽出原料の粉砕装置。
3. 自身の中心軸を中心として回転可能に構成され、供給された抽出原料を回転しながら粉砕し、該粉砕された抽出原料である粉原料を前記中心軸の径方向に送り出す回転粉砕部と、
   前記回転粉砕部の外周面に対向しつつ該外周面全体を囲うように配設され、該外周面との間に前記粉原料が送り出される送出通路を画成する通路壁部と、
   前記送出通路を移動自在の可動部を有し、該可動部が該送出通路を移動することにより該送出通路に送り出された粉原料を収集し、かつ前記通路壁部に形成された吐出口から粉原料を吐出する原料吐出部と
   を備えた抽出原料の粉砕装置であって、
   前記回転粉砕部に対して微量の水を供給する水供給手段を備えたことを特徴とする抽出原料の粉砕装置。
4. 前記水供給手段は、前記抽出原料の粉砕前に前記水を供給することを特徴とする請求項３に記載の抽出原料の粉砕装置。

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