JP7019155B2

JP7019155B2 - ドリップコーヒーマシン及びそれに使用される液体吐出デバイス

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Publication number: JP7019155B2
Application number: JP2020203364A
Authority: JP
Inventors: チャンモクジョン
Original assignee: HANTER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANTER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2040-12-08
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Description

本発明は、自動でドリップコーヒーを作るために使用されるドリップコーヒーマシンとそれに使用される液体吐出デバイスに関する。

ドリップコーヒー（Drip Coffee）とは、コーヒー抽出方式の１つであって、コーヒー豆をグラインドしてフィルタに入れた後、お湯をコーヒー豆の上からゆっくり注いでフィルタを通過させてコーヒーが一滴ずつ落下して（drip）抽出されるものである。

ドリップコーヒーは、使用者が直接やかんを使用してコーヒー豆の入ったフィルタに温水を注ぐのが一般的であるが、最近は、大量のドリップコーヒーを素早く抽出するためのドリップコーヒーマシンが開発されている。

ドリップコーヒーが製造される過程で、温水はスパイラル（spiral）な軌跡に沿ってコーヒー豆に対して吐出される。スパイラルな軌跡をマシンにおいて実現するためには、Ｘ軸及びＹ軸に沿った移動軌跡を組み合わせることが通常である。

その場合、Ｘ軸モーションのためのモータ（第１モータ）とＹ軸モーションのためのモータ（第２モータ）などの２つ以上のモータが使われるので、２つ以上のモータに電気を供給することが複雑になる問題がある。その理由は、一部分が第１モータにより移動されるが、当該部分に設置されて他の部分を移動させる第２モータに対する電源供給に障害が発生するためである。

本発明の目的は、外部入力が必要なアクチュエータを１つだけ使用してもスパイラルな液体吐出軌跡を作り出すことができる、ドリップコーヒーマシン及びそれに使用される液体吐出デバイスを提供することにある。

前記課題を実現するための本発明の一側面によるドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイスは、コーヒー豆に対して液体を吐出するための吐出管を備える液体提供モジュール；回転力を発生させるためのアクチュエータと、前記回転力を受けて回転する従動ギア、前記従動ギアに連結されて回転するベースプレートとを備え、前記ベースプレートは回転時に前記吐出管を回転軌跡に沿って移動させるように構成される、回転モジュール；及び前記吐出管を並進軌跡に沿って弾性的に偏向させる弾性牽引部材を備える並進駆動ユニットと、前記並進軌跡内で弾性的に偏向される前記吐出管の位置を調節する調節カムと、前記調節カムの回転のために前記アクチュエータから発生した前記回転力を前記調節カムに伝達する媒介ユニットとを備える並進モジュール；を含み、前記吐出管は、前記回転軌跡及び前記並進軌跡が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら液体を吐出することができる。

本発明の他の一側面によるドリップコーヒーマシンは、装着部と、前記装着部を床面から離隔させる離隔部とを備えるフレーム；温水を提供するボイラー；前記装着部に設置され、温水をコーヒー豆が収容されたフィルタに向かって吐出する温水吐出デバイス；及び前記ボイラー及び前記温水吐出デバイスを制御するための制御器；を含み、前記温水吐出デバイスは、前記ボイラーから温水が供給される流入管と、前記流入管に連通され、供給された温水を吐出するための吐出管とを備える液体提供モジュール；回転力を発生させるためのアクチュエータと、前記回転力を受けて回転する従動ギアと、前記従動ギアに連結されて回転するベースプレートとを備え、前記ベースプレートは回転時に前記吐出管を回転軌跡に沿って移動させるように構成される、回転モジュール；及び前記吐出管を並進軌跡内で一方向に沿って弾性的に偏向させる弾性牽引部材を備える並進駆動ユニットと、前記弾性牽引部材により前記並進軌跡内で弾性的に偏向する前記吐出管の位置を前記並進軌跡内で前記一方向及び前記一方向に反対の他方向のいずれかに沿って調節するために前記ベースプレートに回転可能に設置され、その外周面には前記吐出管が接触する調節カムと、前記調節カムが前記吐出管と接触したまま回転するようにするために前記アクチュエータから発生した前記回転力を前記調節カムに伝達する媒介ユニットとを備える並進モジュール；を含み、前記制御器は、前記回転モジュール及び前記並進モジュールを制御して、前記吐出管が前記回転軌跡及び前記並進軌跡が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら温水を吐出させる。

本発明のまた他の一側面によるドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイスは、コーヒー豆に対して液体を吐出するための吐出管を備える液体提供モジュール；回転力を発生させるためのアクチュエータと、前記回転力を受けて回転するメインシャフトと、前記メインシャフトに連結されて回転するベースプレートとを備え、前記ベースプレートは、回転時に前記吐出管を回転軌跡に沿って移動させるように構成される、回転モジュール；及び前記吐出管を並進軌跡に沿って弾性的に偏向させる弾性牽引部材を備える並進駆動ユニットと、前記メインシャフトに対して回転可能に設置されて前記並進軌跡内で弾性的に偏向される前記吐出管の位置を調節する調節カムと、前記調節カムの回転のために前記アクチュエータから発生した前記回転力を前記調節カムに伝達する媒介ユニットとを備える並進モジュール；を含み、前記吐出管は、前記回転軌跡及び前記並進軌跡が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら、液体を吐出する。

本発明のまた他の一側面によるドリップコーヒーマシンは、装着部と、前記装着部を床面から離隔させる離隔部とを備えるフレーム；温水を提供するボイラー；前記装着部に設置され、温水をコーヒー豆が収容されたフィルタに向かって吐出する温水吐出デバイス；及び前記ボイラー及び前記温水吐出デバイスの作動を制御するための制御器；を含み、前記温水吐出デバイスは、前記ボイラーから温水が供給される流入管と、前記流入管に連通され、供給された温水を吐出させるための吐出管と、を備える液体提供モジュール；回転力を発生させるためのアクチュエータと、前記回転力を受けて回転するメインシャフトと、前記メインシャフトに連結されて回転するベースプレートとを備え、前記ベースプレートは回転時に前記吐出管を回転軌跡に沿って移動させるように構成される、回転モジュール；及び前記吐出管を並進軌跡に沿って弾性的に偏向させる弾性牽引部材を備える並進駆動ユニットと、前記メインシャフトに対して回転可能に設置されて前記並進軌跡内で弾性的に偏向される前記吐出管の位置を調節する調節カムと、前記調節カムの回転のために前記アクチュエータから発生した前記回転力を前記調節カムに伝達する媒介ユニットと、を備える並進モジュール；を含み、前記制御器は、前記回転モジュール及び前記並進モジュールを制御して、前記吐出管が前記回転軌跡及び前記並進軌跡が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら前記ボイラーから供給された温水を吐出させる。

前記のように構成される本発明によるドリップコーヒーマシン及びそれに使用される液体吐出デバイスによれば、液体提供モジュールの吐出管は回転モジュールにより回転軌跡に沿って移動され、並進モジュールにより並進軌跡に沿って移動して最終的にそれらが組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら液体を吐出するが、回転モジュールにおいて回転力を発生させるアクチュエータは従動ギアを経てベースプレートを回転させ、並進モジュールは弾性的に吐出管を偏向させる並進駆動ユニットに加えて前記回転力により吐出管の並進軌跡内の位置が調節されるようにする調節カムと媒介ユニットを有するようになって、外部入力が必要な駆動源は１つのアクチュエータのみから構成されるようになる。

また、他の実施形態においては、液体提供モジュールの吐出管は、回転モジュールにより回転軌跡に沿って移動され、並進モジュールにより並進軌跡に沿って移動して最終的にそれらが組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら液体を吐出するが、回転モジュールにおいて回転力を発生させるアクチュエータは、メインシャフトとそれに連結されたベースプレートを回転させ、並進モジュールは、弾性的に吐出管を偏向させる並進駆動ユニットに加えて前記回転力により吐出管の並進軌跡内の位置が調節されるようにする調節カムと媒介ユニットを有するようになって、外部入力が必要な駆動源は１つのアクチュエータのみから構成されるようになる。

さらに、アクチュエータの回転力をメインシャフトや調節カムに伝達するための構成としてはプーリとベルトが利用され、その場合、それらの作動による騒音発生が最小化する利点がある。

本発明の一実施形態によるドリップコーヒーマシン１００に対する斜視図である。図１のドリップコーヒーマシン１００に対する制御ブロック図である。本発明の一実施形態による液体吐出デバイス２００を一方向から見た斜視図である。図３の液体吐出デバイス２００を他の方向から見た斜視図である。図３の液体吐出デバイス２００を一方向から見た切断斜視図である。図３の液体吐出デバイス２００を他の方向から見た切断斜視図である。本発明の他の実施形態による液体吐出デバイス３００を一方向から見た斜視図である。図７の液体吐出デバイス３００を他の方向から見た斜視図である。図７の液体吐出デバイス３００を一方向から見た切断斜視図である。図７の液体吐出デバイス３００を他の方向から見た切断斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施形態によるドリップコーヒーマシン及びそれに使用される液体吐出デバイスについて、添付の図面を参照して詳細に説明する。本明細書においては、異なる実施形態でも同一・類似の構成に対しては同一・類似の参照番号を付与し、その説明は最初の説明に代える。

図１は、本発明の一実施形態によるドリップコーヒーマシン１００に対する斜視図であり、図２は、図１のドリップコーヒーマシン１００に対する制御ブロック図である。

本図面を参照すると、ドリップコーヒーマシン１００は、フレーム１１０、液体吐出デバイス１３０、支持台１５０、制御器１７０、及びボイラー１９０を含む。

フレーム１１０は、全体的な骨組みをなす構成であって、それには液体吐出デバイス１３０などが設定される。フレーム１１０は、装着部１１１とサポート部１１５から構成される。サポート部１１５は、装着部１１１が床面から離隔するようにする構成であって、高さ方向に沿って配置される柱であり得る。サポート部１１５は、本実施形態において一対として例示されているが、１つだけで備えられてもよい。このような装着部１１１とサポート部１１５は、金属材質又はプラスチック材質などで製作されてもよい。

液体吐出デバイス１３０は、フレーム１１０に内蔵されて、グラインドされたコーヒー豆に向かって液体を吐出する構成である。ここで、液体は水であり、より具体的にはコーヒー抽出に適した温度の温水であり得る。液体吐出デバイス１３０は、グラインドされたコーヒー豆を収容するフィルタＦ及びそのフィルタＦを経て抽出されるコーヒーを収容する容器Ｃに対応して複数備えられてもよい。複数の液体吐出デバイス１３０はそれぞれ独立的に作動する。

支持台１５０はフィルタＦや容器Ｃを支持するための構成である。支持台１５０の１つである第１支持台１５１はフィルタＦを支持するための構成である。容器Ｃは、第２支持台１５５により支持される。第２支持台１５５は、第１支持台１５１の下側に配置される。第１支持台１５１にはフィルタＦを経てコーヒーが通過する貫通孔が形成されてもよい。また、フィルタＦはその貫通孔に挿入配置されてもよい。第１支持台１５１と第２支持台１５５は、両方とも備えられないか、いずれか１つのみが備えられてもよい。支持台１５０が備えられていない場合は、床面に容器Ｃを置き、その上にフィルタＦを置いて使用してもよい。

制御器１７０は液体吐出デバイス１３０などを制御するための構成である。制御器１７０の作動に関しては、使用者入力部１８１、通信モジュール１８３、メモリ１８５などがさらに備えられてもよい。使用者入力部１８１は、フレーム１１０などに設置されて使用者の命令の入力のためのキーパッドやタッチスクリーン、又は音声認識モジュールなどであり得る。これとは異なり、通信モジュール１８３は、使用者のスマートフォンＭ又はタブレットなどの電子機器と通信して、電子機器を介して使用者の命令が入力される構成である。メモリ１８５は、コーヒー豆の種類や状態に応じて液体吐出デバイス１３０が液体を吐出するモードに関するプログラムを格納する構成である。

ボイラー１９０は液体吐出デバイス１３０に提供するための温水を作る構成である。ボイラー１９０は、フレーム１１０に内蔵されてもよいが、フレーム１１０と分離して外部に備えられてもよい。フレーム１１０がカフェのテーブルの上に置かれている場合、ボイラー１９０はテーブルの下側に配置されてもよい。その場合、ボイラー１９０と液体吐出デバイス１３０を連結する液体管はサポート部１１５を介して装着部１１１に延長されてもよい。ドリップコーヒーマシン１００が使用される環境に別途の温水供給施設があるか、温水でない冷水でドリップする場合であれば、ボイラー１９０はドリップコーヒーマシン１００の構成から除外されてもよい。

このような構成によれば、使用者は、使用者入力部１８１やスマートフォンＭによりコーヒー豆の種類や状態を入力するか、それに合う作動モードを入力する。制御器１７０は、そのような入力に対応して、メモリ１８５に格納されたプログラムを参照して、ボイラー１９０及び液体吐出デバイス１３０を作動させる。

具体的に、ボイラー１９０により設定温度の温水が用意されると、制御器１７０は、液体吐出デバイス１３０を作動させてその温水がフィルタＦに向かって吐出されるようにする。その場合、液体吐出デバイス１３０は、ほぼスパイラル（spiral）な吐出軌跡に沿って移動しながらフィルタＦに入ったコーヒー豆に対して温水を吐出する。

グラインドされたコーヒー豆を濡らす温水はフィルタＦを通過しながら容器Ｃに向かって一滴ずつ落下する。それにより、容器Ｃにはドリップコーヒーが集まる。

以下、前述した液体吐出デバイス１３０について具体的に説明する。以下では、液体吐出デバイスの図面符号は便宜上２００にする。

図３は、本発明の一実施形態による液体吐出デバイス２００を一方向から見た斜視図であり、図４は、図３の液体吐出デバイス２００を一方向から見た切断斜視図であり、図５は、図３の液体吐出デバイス２００を一方向から見た切断斜視図であり、図６は、図３の液体吐出デバイス２００を他方向から見た切断斜視図である。

本図面を参照すると、液体吐出デバイス２００は、液体提供モジュール２１０、回転モジュール２４０、並進モジュール２７０、及び感知モジュール２９０を含む。

液体提供モジュール２１０はボイラー（図２の１９０）から液体、具体的には水（温水）の供給を受けてフィルタＦ（図１を参照）に入ったコーヒー豆に提供する構成である。液体提供モジュール２１０は、具体的に、吐出管２１１、流入管２１３、連結管２１５、供給弁２１７、及び流量計２１９を有する。吐出管２１１は、液体提供モジュール２１０の末端に位置し、フィルタＦに対面してそれに対して温水を吐出する部分である。流入管２１３は、吐出管２１１の反対側の末端に位置して、ボイラー１９０から生成された温水を受け入れる部分である。連結管２１５は、流入管２１３と吐出管２１１を連結して温水が流れる部分である。供給弁２１７と流量計２１９は連結管２１５に設置され、それぞれ温水を断続するか温水の流量を計測する構成である。このような供給弁２１７と流量計２１９は、制御器１７０（図２を参照）に連結されて、その制御を受けて作動する。

回転モジュール２４０は、吐出管２１１を回転軌跡（Ｒ）に沿って移動させるための構成である。回転モジュール２４０は、アクチュエータ２４１、従動ギア２４５、ベースプレート２５１、及び支持ベアリング２６１などを含む。

アクチュエータ２４１は外部から入力を受けて回転力を発生させる構成である。アクチュエータ２４１は具体的に電気モータ２４２を有する。電気モータ２４２は、電気的入力により作動し、その出力軸には駆動ギア２４３が装着される。さらに、電気モータ２４２はブラケット２４４に設置されるが、前記ブラケット２４４はフレーム１１０の装着部１１１（図１を参照）に設置されてもよい。それにより、電気モータ２４２はフレーム１１０に固定的に設置される。

従動ギア２４５は、電気モータ２４２の回転力の伝達を受ける構成であり、具体的には、駆動ギア２４３と噛み合うギアである。従動ギア２４５は、リング形状の回転胴体２４６と、回転胴体２４６の外周面に形成される外周ねじ山２４７とから形成される。この外周ねじ山２４７が駆動ギア２４３のねじ山と噛み合われる。

ベースプレート２５１は、従動ギア２４５の回転に連動して回転するとともに、吐出管２１１を回転軌跡（Ｒ）に沿って移動させる構成である。ベースプレート２５１はほぼ円形に形成されて、従動ギア２４５により囲まれるように配置されてもよい。ベースプレート２５１はまた、従動ギア２４５と同一の平面をなすように、それと同一のレベルに位置してもよい。さらに、本図面の例示とは異なり、従動ギア２４５とベースプレート２５１は１つの単一部材として形成されてもよい。

また、ベースプレート２５１に加えて、第１補助プレート２５３と第２補助プレート２５５がさらに備えられてもよい。それらは、それぞれベースプレート２５１と異なるレベルに配置されてもよい。具体的には、第１補助プレート２５３がベースプレート２５１の下側に配置され、第２補助プレート２５５はベースプレート２５１の上側に配置されてもよい。これらはベースプレート２５１と共に、後述する調節カム２７５又は連動ギア２８１を回転可能に支持する。

これらのプレート２５１、２５３、２５５には貫通スロット２５７が形成される。貫通スロット２５７は、プレート２５１、２５３、２５５にそれぞれ形成されるもの２５７ａ、２５７ｂ、２５７ｃであって、互いに対応する位置に形成される。貫通スロット２５７は、並進軌跡（Ｄ）に沿って配列される長孔状に形成されてもよい。吐出管２１１は、このような貫通スロット２５７に挿入されて、ベースプレート２５１、第１補助プレート２５３、及び第２補助プレート２５５を貫通するように配置される。このように吐出管２１１が貫通スロット２５７に挿入されることにより、ベースプレート２５１の回転時に吐出管２１１はそれに押されて回転軌跡（Ｒ）に沿って移動するようになる。しかしながら、貫通スロット２５７に挿入される方式でなくても、吐出管２１１はベースプレート２５１の回転に押されて移動されることができる。

支持ベアリング２６１は、フレーム１１０（図１を参照）に対して従動ギア２４５とベースプレート２５１などを回転可能に支持するための構成である。支持ベアリング２６１は、互いに対して相対回転するように連結される内輪２６２と外輪２６３から構成される。内輪２６２はその上面により従動ギア２４５に連結され、その下面により第１補助プレート２５３に連結される。内輪２６２は従動ギア２４５及び第１補助プレート２５３と共に回転するようになる。それに対して、外輪２６３はフレーム１１０に結合されたまま固定された状態となる。ここで、内輪２６２が外輪２６３よりも高いレベルに位置して、回転する従動ギア２４５が外輪２６３と摩擦しなくなる。

支持ベアリング２６１により従動ギア２４５と第１補助プレート２５３が連結されるとき、第１補助プレート２５３、ベースプレート２５１、第２補助プレート２５５間の連結は連結棒２６７、２６８により行われる。連結棒２６７、２６８は高さ方向に沿って配置されるロッド（rod）の形状であり、連結棒２６７は第１補助プレート２５３をベースプレート２５１に対して連結し、連結棒２６８はベースプレート２５１を第２補助プレート２５５に対して連結する。

並進モジュール２７０は、並進駆動ユニット２７１、調節ユニット２７５、及び媒介ユニットを含む。

並進駆動ユニット２７１は、吐出管２１１を並進軌跡（Ｄ）に沿って外部の入力、具体的に電気的入力なしで移動させる構成である。並進駆動ユニット２７１は、例えば、吐出管２１１を並進軌跡（Ｄ）に沿う一方向に弾性的に偏向させる弾性牽引部材２７２を有する。弾性牽引部材２７２は、一端部がベースプレート２５１に連結され、他端部が吐出管２１１に設置されたブラケット２２１に連結されるコイルばねであってもよい。弾性牽引部材２７２による吐出管２１１の移動は貫通スロット２５７内で行われ、また、ガイド２７３により案内される。ガイド２７３は、例えば、ＬＭガイドであって、貫通スロット２５７ａの側方に並進軌跡（Ｄ）に沿って配置されてもよい。

調節ユニット２７５は、並進軌跡（Ｄ）内において一方向に偏向する吐出管２１１の位置を調節するための構成である。調節ユニット２７５は、具体的に、その回転軸がベースプレート２５１と第１補助プレート２５３にそれぞれ回転可能に支持されるカムであり得る。調節カム２７５は、その外周面が吐出管２１１、具体的にはそれに設置されたベアリング２２３と接触するように配置されてもよい。このために、吐出管２１１は、調節カム２７５がなす平面に交差する方向、具体的には、ベースプレート２５１に垂直な方向に沿って配置されてもよい。

調節カム２７５は、自体的に外部入力を受けて作動するものではなく、例えば、電気モータ２４２により発生した回転力で作動する。これは、前記回転力を調節カム２７５に伝達する前記媒介ユニットにより可能となる。前記媒介ユニットは、固定ギア２７７と連動ギア２８１を有する。

固定ギア２７７は従動ギア２４５の上側に離隔配置され、従動ギア２４５及びベースプレート２５１の回転と無関係に固定された構成である。固定ギア２７７はリング状に形成された固定胴体２７８と、その内周面に形成された内周ねじ山２７９とから構成される。固定胴体２７８は装着台２６５により支持され、その装着台２６５はフレーム１１０（図１を参照）に設置されてもよい。

連動ギア２８１は固定ギア２７７と噛み合うギアである。具体的には、連動ギア２８１の回転軸は、ベースプレート２５１と第２補助プレート２５５に両端部が回転可能に支持される。連動ギア２８１のねじ山が固定ギア２７７の内周ねじ山２７９に噛み合われることにより、ベースプレート２５１の回転時に連動ギア２８１は固定ギア２７７と噛み合って回転する。この連動ギア２８１はまた、調節カム２７５に連動する。このために、連動ギア２８１の回転軸に設置されたプーリ２８２と調節カム２７５の回転軸に設置されたプーリ２７６はベルト２８３に連結される。

ここで、連動ギア２８１は１つのギアではなく複数のギアからなり、調節カム２７５の回転速度を減速することができる。その場合、連動ギア２８１である減速ギアは、互いに順次噛み合われ、ギア比が相異なる複数のギアであり得る。

感知モジュール２９０は設定位置に吐出管２１１が存在するか否かを感知する構成である。このために、感知モジュール２９０は、設定位置に位置するセンサ２９１と、センサ２９１が設置されるマウント２９５を有する。センサ２９１は吐出管２１１との距離を感知する距離センサであってもよい。マウント２９５は固定ギア２７７に設置される。センサ２９１により吐出管２１１が設定位置に位置していると把握される場合、制御器１７０（図２を参照）はそれを利用して回転モジュール２４０と並進モジュール２７０を制御する。

このような構成によれば、制御器１７０は、必要な量の温水を吐出するために供給弁２１７を開放する。また、制御器１７０は、電気モータ２４２を作動させて回転力を発生させ、その回転力が駆動ギア２４３と従動ギア２４５を経て、ベースプレート２５１、第１補助プレート２５３及び第２補助プレート２５５を回転させる。ベースプレート２５１が回転することにより、貫通スロット２５７に挿入された吐出管２１１はベースプレート２５１に押されて回転軌跡（Ｒ）に沿って移動する。

また、弾性牽引部材２７２は、電気モータ２４２の作動と関係なく、自体の弾性力により吐出管２１１を貫通スロット２５７内で一方向に沿って偏向させる。このような状態で、調節カム２７５は、電気モータ２４２から発生した回転力により回転しながら、調節カム２７５の外周面に接触される吐出管２１１を並進軌跡（Ｄ）内で前記一方向、又は前記一方向に反対の他方向に位置を調節する。調節カム２７５の回転は、ベースプレート２５１の回転によりそれに設置された連動ギア２８１が固定ギア２７７に噛み合って回転し、その連動ギア２８１が調節カム２７５と連動することにより行われる。

それにより、吐出管２１１は、回転軌跡（Ｒ）及び並進軌跡（Ｄ）が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら、コーヒー豆に温水を吐出する。前記吐出軌跡はスパイラルな形態を有し、前記設定位置から開始して外側に回転された後に再び内側に回転されて前記設定位置に戻る。吐出管２１１が前記設定位置に位置するか否かは、センサ２９１により制御器１７０に入力される。

制御器１７０は、設定されたモーションにより設定された温水を吐出管２１１が吐出した場合、供給弁２１７を閉じる。設定流量の温水が吐出されているか否かは流量計２１９により把握される。

以上とは異なる形態の液体吐出デバイスについて図7ないし図１０を参照して説明する。

図７は、本発明の他の実施形態による液体吐出デバイス３００を一方向から見た斜視図であり、図８は、図７の液体吐出デバイス３００を一方向から見た切断斜視図であり、図９は、図７の液体吐出デバイス３００を一方向から見た切断斜視図であり、図１０は、図７の液体吐出デバイス３００を他方向から見た切断斜視図である。

本図面を参照すると、液体吐出デバイス３００は、液体提供モジュール３１０、回転モジュール３４０、並進モジュール３７０、及び感知モジュール３９０を含む。

液体提供モジュール３１０は、ボイラー１９０（図２を参照）から温水の供給を受けてフィルタＦ（図１を参照）に入ったコーヒー豆に向かって吐出するための構成である。液体提供モジュール３１０は、具体的に、吐出管３１１、流入管３１３、連結管３１５、供給弁３１７、及び流量計３１９を有する。吐出管３１１は、液体提供モジュール３１０の末端に位置し、フィルタＦを対面してそれに対して温水を吐出する部分である。流入管３１３は、吐出管３１１の反対側の末端に位置して、ボイラー１９０から提供される温水を受け入れる部分である。連結管３１５は、流入管３１３と吐出管３１１を連結して温水が流れる部分である。供給弁３１７と流量計３１９は連結管３１５に設置され、それぞれ温水を断続するか温水の流量を計測する。このような供給弁３１７と流量計３１９は、制御器１７０（図２を参照）に連結されて、その制御を受けて作動する。

回転モジュール３４０は、吐出管３１１を回転軌跡（Ｒ）に沿って移動させるための構成である。回転モジュール３４０は、アクチュエータ３４１、メインシャフト３４５、ベースプレート３５１、及びマウント３５７などを含む。

アクチュエータ３４１は外部から入力を受けて回転力を発生させる構成である。アクチュエータ３４１は具体的に電気モータ３４２を有する。電気モータ３４２は電気的入力により作動し、その出力軸には第１駆動部材３４３が装着される。

メインシャフト３４５は、電気モータ３４２の出力軸とほぼ平行に配置され、また電気モータ３４２の回転力を受けて回転する構成である。このために、メインシャフト３４５には第１従動部材３４６が設置される。第１従動部材３４６は、第１駆動部材３４３と同様に、プーリとして構成されてもよい。その場合、これらは第１ベルト３４７により互いに連動される。これと異なり、第１駆動部材３４３及び第１従動部材３４６は、互いに回転力を伝達するための構成であれば他のものも可能であり、一例として、それぞれ互いに直接又は間接的に噛み合うギアであってもよい。

ベースプレート３５１はメインシャフト３４５に接続されてそれと共に回転しながら、吐出管３１１を回転軌跡（Ｒ）に沿って移動させる構成である。ベースプレート３５１はほぼ円形の板で形成され、第１従動部材３４６とほぼ平行に配置される。さらに、ベースプレート３５１はメインシャフト３４５の下部に連結される。

ベースプレート３５１には貫通スロット３５３が形成される。貫通スロット３５３は並進軌跡（Ｄ）に沿って配列される長孔状に形成されてもよい。吐出管３１１はこのような貫通スロット３５３に挿入されて、ベースプレート３５１を貫通するように配置される。このように吐出管３１１が貫通スロット３５３に挿入されることにより、ベースプレート３５１の回転時に吐出管３１１はそれに押されて回転軌跡（Ｒ）に沿って移動する。しかしながら、貫通スロット３５３に挿入される方式でなくても、吐出管３１１はベースプレート３５１の回転に押されて移動されることができる。

マウント３５７は、メインシャフト３４５が回転可能に設置される構成である。このために、マウント３５７にはメインシャフト３４５を回転可能に支持するシャフトベアリング３５９が設置される。シャフトベアリング３５９はメインシャフト３４５の上部を囲むように配置される。

メインシャフト３４５の中には連結管３１５が延長される。その場合、連結管３１５は、メインシャフト３４５の外側の固定部３１５ａとメインシャフト３４５内に位置する回転部３１５ｂとに区分される。固定部３１５ａと回転部３１５ｂとの間の相対回転可能な連結のために、マウント３５７には連結キャップ３６１が設置される。連結キャップ３６１は固定部３１５ａの端部と回転部３１５ｂの端部が互いに当接するようにそれらを収容する。さらに、回転部３１５ｂの端部はシーリング部材３１５cにより囲まれて、固定部３１５ａと回転部３１５ｂとの間から液体が漏れることを防止する。

マウント３５７はフレーム１１０（図１を参照）に固定的に設置される。例えば、フレーム１１０に設置される柱（図示せず）が備えられ、そのような柱にマウント３５７が固定的に支持される。このようなマウント３５７にはアクチュエータ３４１の電気モータ３４２も固定設置される。

並進モジュール３７０は、並進駆動ユニット３７１、調節ユニット３７５、及び媒介ユニットを含む。

並進駆動ユニット３７１は、吐出管３１１を並進軌跡（Ｄ）に沿って別途の外部入力、具体的に電気的入力なしに移動させる構成である。並進駆動ユニット３７１は、例えば、吐出管３１１を並進軌跡（Ｄ）に沿う一方向に弾性的に偏向させる弾性牽引部材３７２を有する。弾性牽引部材３７２は、一端部がベースプレート３５１に連結され、他端部は吐出管３１１が設置されたブラケット３２１に連結されるコイルばねであってもよい。弾性牽引部材３７２による吐出管３１１の移動は貫通スロット３５３内で行われ、また、ガイド３７３により案内される。ガイド３７３は、例えば、ＬＭガイドであり、貫通スロット３５３の側方に並進軌跡（Ｄ）に沿って配置される。

調節ユニット３７５は、並進軌跡（Ｄ）内において一方向に偏向する吐出管３１１の位置を調節するための構成である。調節ユニット３７５は、具体的に、ベースプレート３５１とマウント３５７の間に配置される調節カムであり得る。調節カム３７５はメインシャフト３４５に相対回転可能に設置される。具体的には、メインシャフト３４５にはそれを囲むように回転カバー３８３が設置される。回転カバー３８３は、カバーベアリング３８５によりメインシャフト３４５に対して回転可能に支持される。このような回転カバー３８３が調節カム３７５の中心を貫通するように配置され、それらが互いに結合される。

調節カム３７５は、その外周面が吐出管３１１、具体的には、それが連結されたブラケット３２１に設置された接触部材３２３と接触するように配置される。このために、接触部材３２３は、調節カム３７５がなす平面に交差する方向、具体的にはベースプレート３５１に垂直な方向に沿って配置される。

調節カム３７５は、自体的に外部入力を受けて作動するものではなく、例えば、電気モータ３４２により発生した回転力で作動する。これは、前記回転力を調節カム３７５に伝達する前記媒介ユニットにより可能となる。前記媒介ユニットは、前述した回転カバー３８３及びカバーベアリング３８５に加えて、第２駆動部材３７７と第２従動部材３８１を有する。

第２駆動部材３７７は、電気モータ３４２の出力軸に設けられるものであり、第１駆動部材３４３と同一の回転力を受けるようになる。

第２従動部材３８１は、第２駆動部材３７７と連動し、回転カバー３８３に設置される。第２従動部材３８１は、第２駆動部材３７７と共にプーリとして形成されてもよい。その場合、それらは第２ベルト３７９により互いに連動する。さらに、第２駆動部材３７７は、第１駆動部材３４３より小さい直径を有する。それにより、第２ベルト３７９は第１ベルト３４７に比べて張力が不足する場合があり、これは張力調節ユニット３８０により調節される。張力調節ユニット３８０は第２ベルト３７９と接触される調節ローラ３８０ａを有する。調節ローラ３８０ａはマウント３５７に設置されたブラケット３８０ｂに回転可能に装着される。

感知モジュール３９０は、設定位置に吐出管３１１、具体的には、それにブラケット３２１を介して連結された接触部材３２３が存在するか否かを感知する構成である。このために、感知モジュール３９０は、設定位置に位置するセンサ３９１と、センサ３９１が設置されるブラケット（図示せず）とを有する。センサ３９１は接触部材３２３との距離を感知する距離センサであってもよい。ブラケット（図示せず）はフレーム１１０（図１を参照）に設置されてもよい。センサ３９１により吐出管３１１が設定位置に位置していることが把握されると、制御器１７０（図２を参照）はそれを利用して回転モジュール３４０と並進モジュール３７０を制御する。

このような構成によれば、制御器１７０は、必要な量の温水を吐出するために供給弁３１７を開放する。また、制御器１７０は、電気モータ３４２を作動させて回転力を発生させ、その回転力が第１駆動部材３４３と第１従動部材３４６を経て、また、メインシャフト３４５を介して、ベースプレート３５１を回転させる。ベースプレート３５１が回転することにより、貫通スロット３５３に挿入された吐出管３１１はベースプレート３５１に押されて回転軌跡（Ｒ）に沿って移動する。

また、弾性牽引部材３７２は、電気モータ３４２の作動と関係なく、自体の弾性力により吐出管３１１を貫通スロット３５３内で設定位置に偏向させる。このような状態で、調節カム３７５は電気モータ３４２から発生した回転力により回転しながら、吐出管３１１を並進軌跡（Ｄ）内で位置調節する。調節カム３７５の回転は、電気モータ３４２の回転に応じてその出力軸に結合された第２駆動部材３７７が第２従動部材３８１を回転させ、その第２従動部材３８１が回転カバー３８３を介して調節カム３７５と連動することにより行われる。

それにより、吐出管３１１は、回転軌跡（Ｒ）及び並進軌跡（Ｄ）が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら、コーヒー豆に温水を吐出する。前記吐出軌跡はスパイラルな形態を有し、前記設定位置から開始して外側に回転された後に再び内側に回転されて前記設定位置に戻る。吐出管３１１が前記設定位置に位置するか否かは、センサ３９１を介して制御器１７０（図２を参照）に入力される。

制御器１７０は、吐出管３１１が設定されたモーションにより設定された温水を吐出した場合、供給弁３１７を閉じる。設定流量の温水が吐出されているか否かは流量計３１９により把握される。

前記のようなドリップコーヒーマシン及びそれに使用される液体吐出デバイスは、前述した実施形態の構成と作動方式に限定されるものではない。前記実施形態は、各実施形態の全部又は一部が選択的に組み合わされて様々な変形ができるように構成されてもよい。

１００：ドリップコーヒーマシン
１１０：フレーム
１３０、２００、３００：液体吐出デバイス
１５０：支持台
１７０：制御器
１９０：ボイラー
２１０、３１０：液体提供モジュール
２１１、３１１：吐出管
２４０、３４０：回転モジュール
２４１、３４１：アクチュエータ
２４５：従動ギア
２５１：ベースプレート
２７０、３７０：並進モジュール
２７１、３７１：並進駆動ユニット
２７７：固定ギア
２８１：連動ギア
２９０、３９０：感知モジュール
３４５：メインシャフト
３５１：ベースプレート
３７５：調節カム

Claims

コーヒー豆に対して液体を吐出するための吐出管を備える液体提供モジュールであって；
回転力を発生させるためのアクチュエータと、前記回転力を受けて回転する従動ギアと、前記従動ギアに連結されて回転するベースプレートとを備え、前記ベースプレートは回転時に前記吐出管を回転軌跡に沿って移動させるように構成される、回転モジュール；及び
前記吐出管を並進軌跡内で一方向に沿って弾性的に偏向させる弾性牽引部材を備える並進駆動ユニットと、前記弾性牽引部材により前記並進軌跡内で弾性的に偏向する前記吐出管の位置を前記並進軌跡内で前記一方向及び前記一方向に反対の他方向のいずれかに沿って調節するために前記ベースプレートに回転可能に設置され、その外周面には前記吐出管が接触される調節カムと、前記調節カムが前記吐出管に接触したまま回転されるように前記アクチュエータから発生した前記回転力を前記調節カムに伝達する媒介ユニットとを備える並進モジュール；を含み、
前記吐出管は、
前記回転軌跡及び前記並進軌跡が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら液体を吐出する、ドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記アクチュエータは、
電気モータと、
前記モータの出力軸に設定され、前記従動ギアと噛み合う駆動ギアと、
を含み、
前記従動ギアは、
前記ベースプレートを囲むリング形状の回転胴体と、
前記回転胴体の外周面に形成される外周ねじ山と、
を含む、請求項１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記回転モジュールは、
貫通スロットをさらに含み、
前記吐出管は、
前記貫通スロットに挿入されて、前記ベースプレートの回転時に前記回転軌跡に沿って前記ベースプレートにより押されて移動する、請求項１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記媒介ユニットは、
前記ベースプレートの回転と無関係に固定された固定ギアと、
前記ベースプレートの回転に応じて前記固定ギアに噛み合って回転し、前記調節カムに連動する連動ギアと、
を含む、請求項１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記連動ギアは、
前記調節カムの回転速度を減速するために互いに順次噛み合われる複数の減速ギアを含む、請求項４に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記回転モジュールは、
前記ベースプレートと異なるレベルに配置され、前記ベースプレートとともに前記調節カムを回転可能に支持する第１補助プレートと、
前記ベースプレートを基準に前記第１補助プレートの反対側に配置され、前記ベースプレートとともに前記連動ギアを回転可能に支持する第２補助プレートとをさらに含み、
前記吐出管は、
前記ベースプレート、前記第１補助プレート、及び前記第２補助プレートを貫通するように配置される、請求項４に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記回転モジュールは、
前記従動ギア及び前記第２補助プレートをフレームに対して支持するための支持ベアリングと、
前記第１補助プレート及び前記第２補助プレートを前記ベースプレートに対して連結する連結棒と、をさらに含み、
前記支持ベアリングは、
前記従動ギア及び前記第２補助プレートと結合され、前記従動ギア及び前記第２補助プレートと共に回転するように配置される内輪と、
前記内輪を囲むように配置され、前記フレームに固定される外輪と、を含む、請求項６に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記並進駆動ユニットは、
前記並進軌跡に沿って配置されて、前記吐出管を前記並進軌跡に沿って案内するガイドをさらに含む、請求項１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
装着部と、前記装着部を床面から離隔させる離隔部とを備えるフレーム；
温水を提供するボイラー；
前記装着部に設置され、温水をコーヒー豆が収容されたフィルタに向かって吐出する温水吐出デバイス；及び
前記ボイラー及び前記温水吐出デバイスを制御するための制御器；を含み、
前記温水吐出デバイスは、
前記ボイラーから温水が供給される流入管と、前記流入管に連通し、供給された温水を吐出するための吐出管とを備える液体提供モジュール；
回転力を発生させるためのアクチュエータと、前記回転力を受けて回転する従動ギアと、前記従動ギアに連結されて回転するベースプレートとを備え、前記ベースプレートは回転時に前記吐出管を回転軌跡に沿って移動させるように構成される、回転モジュール；及び
前記吐出管を並進軌跡内で一方向に沿って弾性的に偏向させる弾性牽引部材を備える並進駆動ユニットと、前記弾性牽引部材により前記並進軌跡内で弾性的に偏向される前記吐出管の位置を前記並進軌跡内で前記一方向及び前記一方向に反対の他方向のいずれかに沿って調節するために前記ベースプレートに回転可能に設置され、その外周面には前記吐出管が接触される調節カムと、前記調節カムが前記吐出管に接触したまま回転されるように前記アクチュエータから発生した前記回転力を前記調節カムに伝達する媒介ユニットとを備える並進モジュール；を含み、
前記制御器は、
前記回転モジュール及び前記並進モジュールを制御して、前記吐出管が前記回転軌跡及び前記並進軌跡が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら温水を吐出するようにする、ドリップコーヒーマシン。
前記温水吐出デバイスは、
設定位置において前記吐出管の存在有無を感知するように構成される感知モジュールをさらに含み、
前記制御器は、
前記回転モジュール及び前記並進モジュールを制御する時に前記感知モジュールの感知結果を利用するように構成される、請求項９に記載のドリップコーヒーマシン。
コーヒー豆に対して液体を吐出するための吐出管を備える液体提供モジュール；
回転力を発生させるためのアクチュエータと、前記回転力を受けて回転するメインシャフトと、前記メインシャフトに連結されて回転するベースプレートとを備え、前記ベースプレートは回転時に前記吐出管を回転軌跡に沿って移動させるように構成される、回転モジュール；及び
前記吐出管を並進軌跡に沿って弾性的に偏向させる弾性牽引部材を備える並進駆動ユニットと、前記メインシャフトに対して回転可能に設置されて前記並進軌跡内で弾性的に偏向される前記吐出管の位置を調節する調節カムと、前記調節カムの回転のために前記アクチュエータから発生した前記回転力を前記調節カムに伝達する媒介ユニットと、を備える並進モジュール；
を含み、
前記吐出管は、
前記回転軌跡及び前記並進軌跡が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら液体を吐出する、ドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記回転モジュールは、
前記メインシャフトに設置される第１従動部材をさらに含み、
前記アクチュエータは、
電気モータと、
前記モータの出力軸に設置され、前記第１従動部材と連動する第１駆動部材とを含み、
前記第１従動部材と前記第１駆動部材のそれぞれは、
プーリとして構成される、請求項１１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記回転モジュールは、
前記ベースプレートに形成される貫通スロットをさらに含み、
前記吐出管は、
前記貫通スロットに挿入されて、前記ベースプレートの回転時に前記回転軌跡に沿って前記ベースプレートにより押されて移動する、請求項１１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記媒介ユニットは、
前記メインシャフトを囲むように配置され、前記調節カムが設置される回転カバーと、
前記回転カバーを前記メインシャフトに対して回転可能に支持するカバーベアリングと、
を含む、請求項１２に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記媒介ユニットは、
前記電気モータの出力軸に設置される第２駆動部材と、
前記回転カバーに設置され、前記第２駆動部材と連動する第２従動部材と、をさらに含む、請求項１４に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記回転モジュールは、
前記メインシャフトが設置されるマウントと、
前記マウントに設置されて、前記メインシャフトを回転可能に支持するシャフトベアリングと、
をさらに含む、請求項１１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記液体提供モジュールは、
前記吐出管に連結されて前記吐出管に液体を供給する連結管をさらに含み、
前記連結管は、前記メインシャフト内を延長するように構成される、請求項１１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
前記並進駆動ユニットは、
前記並進軌跡に沿って配置されて、前記吐出管を前記並進軌跡に沿って案内するガイドをさらに含む、請求項１１に記載のドリップコーヒーマシン用の液体吐出デバイス。
装着部と、前記装着部を床面から離隔させる離隔部とを備えるフレーム；
温水を提供するボイラー；
前記装着部に設置され、温水をコーヒー豆が収容されたフィルタに向かって吐出する温水吐出デバイス；及び
前記ボイラー及び前記温水吐出デバイスの作動を制御するための制御器；
を含み、
前記温水吐出デバイスは、
前記ボイラーから温水が供給される流入管と、前記流入管に連通し、供給された温水を吐出するための吐出管とを備える液体提供モジュール；
回転力を発生させるためのアクチュエータと、前記回転力を受けて回転するメインシャフトと、前記メインシャフトに連結されて回転するベースプレートとを備え、前記ベースプレートは回転時に前記吐出管を回転軌跡に沿って移動させるように構成される、回転モジュール；及び
前記吐出管を並進軌跡に沿って弾性的に偏向させる弾性牽引部材を備える並進駆動ユニットと、前記メインシャフトに対して回転可能に設置されて、前記並進軌跡内で弾性的に偏向される前記吐出管の位置を調節する調節カムと、前記調節カムの回転のために前記アクチュエータから発生した前記回転力を前記調節カムに伝達する媒介ユニットとを備える並進モジュール；
を含み、
前記制御器は、
前記回転モジュール及び前記並進モジュールを制御して、前記吐出管が前記回転軌跡及び前記並進軌跡が組み合わされた吐出軌跡に沿って移動しながら前記ボイラーから供給された温水を吐出させる、ドリップコーヒーマシン。
前記温水吐出デバイスは、
設定位置において前記吐出管の存在有無を感知するように構成される感知モジュールをさらに含み、
前記制御器は、
前記回転モジュール及び前記並進モジュールを制御する時に前記感知モジュールの感知結果を利用するように構成される、請求項１９に記載のドリップコーヒーマシン。