JPH0310906Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 この考案はコーヒー豆を挽いたレギユラーコー
ヒーの粉末を原料とし、これに湯を加えてコーヒ
ーの抽出を行うコーヒー自動販売機用のフレツシ
ユブリユーコーヒー抽出器に関する。

〔従来技術とその問題点〕

最近では嗜好の高級化から自動販売機の機内に
コーヒーミルを組込み、コーヒー販売の都度一杯
分のコーヒー豆をコーヒーミルで挽いて粉末化
し、これに湯を加えてコーヒーを抽出して販売に
供する方式のものが主流となりつつある。この場
合に使用されるコーヒー抽出器としては、コーヒ
ー粉末と湯をシリンダ内に投入して、これをピス
トンにより加圧し、フイルタを通じてコーヒーを
抽出濾過するいわゆるピストン加圧方式のものが
一般に採用されている。この方式はドリツプ方式
などに比べてコーヒーの抽出時間が短く、したが
つて客の待ち時間となる販売時間が短くて済むの
で、特に自動販売機用として適用している。

かかるピストン加圧式コーヒー抽出器の構成概
要を第１図および第２図を引用して説明する。図
において、１はピストン２を内蔵したシリンダ、
３はその上面にフイルタ４を装備したフイルタブ
ロツクであり、前記ピストン２は連結棒５、リン
ク６、駆動カム７および減速歯車８を介してブリ
ユアーモータ９に伝動連結されており、符号Ｈ、
Ｌで示す上死点と下死点の間でシリンダ内に昇降
操作される。また、シリンダ１の上部側方に張り
出す原料投入部１０には図示されてない湯槽から
引き出した給湯管のノズル１１およびコーヒー粉
末投入ホツパ１２が開口しており、かつホツパ１
２の上方にはコーヒー豆収容箱１３と組合わせた
コーヒーミル１４が配備されている。なお１５は
フイルタ４の上に残つたコーヒーかすを掻き落と
すスクレーパ機構を略示的に示したものである。

上記構成のコーヒー抽出動作は次のように行わ
れる。すなわち待機状態から販売指令が与えられ
ると、まずコーヒーミル１４が始動して一杯分の
コーヒー豆を細かく粉砕し、その粉末をホツパ１
２を通じて原料投入部１０に投下する。同時に湯
槽からは所定量の湯が供給され、コーヒー粉末と
一緒にシリンダ１へ導入される。ここでコーヒー
粉末は湯と混合して膨潤状態になる。さらにブリ
ユアーモータ９の駆動により、ピストン２は第５
図のタイムチヤートのように上死点Ｈ、下死点Ｌ
を経て再び待機位置へ戻るように往復動作し、こ
の途中の下降ストローク行程におけるＡ点から下
死点Ｌの間でシリンダ１の中に供給された前記の
原料を加圧し、フイルタ４を通じてコーヒーを抽
出濾過する。なお図中Ｔはコーヒー抽出動作の１
サイクルを示す。一方フイルタ４を透過したコー
ヒー液はフイルタブロツク３から図示されてない
ベンドステージに搬出された紙コツプ等へ向けて
吐出される。なお、ピストン２が下死点Ｌから待
機位置へ戻る上昇行程の途中で、一時的にフイル
タブロツク３を下降操作してシリンダ１との間を
切り離し、スクレーパ機構５を側方から移動操作
してフイルタ４の上面に残留している抽出後のコ
ーヒーかすを掻き落とす動作が行われる。

ところで、上記のようにコーヒー抽出をピスト
ン加圧式で行うコーヒー抽出器では、コーヒーか
すによるフイルタ４の目詰りがコーヒーの抽出濾
過を行う上での大きな障害となることから、この
目詰りをできる限り抑制する必要がある。この点
に関し、考案者が種々行つた実験を通じて得た知
見によれば、フイルタの目詰りの程度はコーヒー
豆の焙煎度、コーヒーミルによる粉砕粒度および
ピストンの移動速度等によつて変わり、コーヒー
豆の焙煎度が高く、粒度の細かい原料ほどコーヒ
ーの抽出率が高い反面フイルタの目詰りも増す傾
向を示す。またこの場合にピストン２のストロー
ク移動速度も大きく関係し、一般にはピストンの
移動速度が速いほどシリンダの内圧が高まつて目
詰り度が増し、コーヒーの濾過が円滑に進行しな
くなる傾向があることが明らかになつている。そ
のため、コーヒー抽出率の高い原料ほどピストン
２の移動速度を減速しなければならず、従つてピ
ストン２の１サイクルの所要時間、すなわち次の
一杯分のコーヒーが販売可となるまでの所要時間
がきわめて長くなり、その分客はコーヒーを連続
して購入する際余計に待たされることになる。

〔考案の目的〕

この考案は上述の知見を基礎に、フイルタの目
詰り発生を良好に抑制しつつ、コーヒー豆の焔煎
度、粉砕粒度等の異なる各種原料に対応して風味
のあるコーヒーの抽出が効率よく行えるようにし
ながら、一方ではコーヒー抽出器の１サイクルの
所要動作時間をそれほど長びかせることのないよ
うにしたピストン加圧式のコーヒー抽出器を提供
することを目的とする。

〔考案の要点〕 上記目的を達成するために、この考案はピスト
ンをシリンダ内で昇降操作させるブリユアーモー
タの運転制御手段を設け、ピストンの昇降ストロ
ーク行程のうち、特に原理を加圧するピストンの
下降行程よりも上昇行程での移動速度を相対的に
増速制御するとともに、コーヒー豆の焙煎度、粉
砕粒度等の異なる各種原料に合わせて、ピストン
の下降行程での移動速度を適正に可変制御するこ
とにより、コーヒーの抽出濾過動作中のシリンダ
内圧を低値に保つてフイルタの目詰り発生を抑え
ながら、コーヒー抽出器の１サイクルの所要動作
時間を短縮するようにしたものである。

〔考案の実施例〕

第３図、第４図はそれぞれ異なるこの考案の実
施例に係る運転制御回路図、第６図、第７図およ
び第８図はその運転タイムチヤート、運転特性図
を示すものである。

まず第３図の実施例では単相インダクシヨンモ
ータであるブリユアーモータ９の給電回路には補
助リレー１６のリレー接点１６ａ，１６ｂを介し
てその一方側にモータの運転制御器としての電源
周波数変換器１７が介挿されている。該周波数変
換器１７はその出力周波数を商用周波数から30Hz
程度の低周波数まで可変設定できるものである。
また前記接点１６ａ，１６ｂは補助リレー１６の
オン、オフ動作により選択的に切換わり、かつ補
助リレー１６は自走カムスイツチ１８によりオ
ン、オフ制御される。ここで自走カムスイツチ１
８は、その円板カム本体がブリユアーモータ９の
駆動軸に伝動連結されており、第１図に示したピ
ストン２の昇降ストロークに同期して回転し、そ
の下降行程のピストン位置を検知して補助リレー
１６の回路に介挿したカム接点１８ａを閉じるよ
うに作動する位置検出器である。なお前記の周波
数変換器１７を装備した制御ボツクスに符号１９
を付して自走カムスイツチ１８とともに第１図に
示す。また第３図における符号２０は販売指令で
動作する運転スイツチである。

次に第３図の制御回路によるコーヒー抽出器の
運転動作を第６図のタイムチヤートにしたがつて
述べる。すなわち販売指令で運転スイツチ２０が
投入された際には、ピストン２は上昇行程の途中
段階にあり、したがつてカムスイツチ１８はオ
フ、補助リレー１６もオフであつてブリユアーモ
ータ９は接点１６ｂ、を通じて商品周波数による
速度で運転される。そしてピストンが上死点Ｈを
過ぎ、下降行程に入つて先記したＡ点に差し掛か
つた時点T1で自走カムスイツチ１８が作動し、
そのカム接点１８ａをオンにする。これにより補
助リレー１６の接点１６ａがオンとなり、ブリユ
アーモータ９は周波数変換器１７で設定された低
周波数の給電を受けて低速運転に切換わり、ピス
トン２の下降移動速度を減速する。この減速運転
は自走カムスイツチ１８のカム設定により、例え
ばピストンが下死点Ｌに到達する時点T2まで続
き、その後は再び通常の移動速度に切換わつて待
機位置へ上昇する。つまり下降行程における時間
T1−T2の間ではピストンの下降速度が減速され
るので、それだけシリンダ内に投入されたコーヒ
ー粉末と湯の加圧操作がゆつくりと時間を掛けて
行われることになり、かつ一方ではこの間にもフ
イルタ４を通してコーヒーの濾過が進行するの
で、シリンダ１の内圧は低値に保たれる。この結
果、フイルタ４の目詰り発生を抑えてコーヒーの
抽出濾過が円滑に進行することになる。しかもブ
リユアーモータ９の減速はピストン２の１サイク
ルのうち下降行程でのみ行われ、それ以外は商用
周波数により下降行程よりも増速された速度で運
転されるので、１サイクルの所要時間は僅かに長
くなるだけであつて、全体としての販売時間にさ
ほどの影響を及ぼすことはない。なお、周波数変
換器１７の出力周波数はフイルター豆の焙煎度、
コーヒーミルでの粉砕粒度等の原料の種類に応じ
て最過値に設定される。

次にこの考案の異なる実施例を第４図に示す。
すなわちブリユアーモータ９の給電回路にはタイ
マ２１の接点２１ａが介挿されており、かつタイ
マ２１は第３図で述べたと同一な自走カムスイツ
チ１８によつてセツト、リセツト制御される。こ
こでタイマ２１は通電オンになるとあらかじめ設
定された短い周期でタイマ接点２１ａを交互にオ
ン、オフするように動作する。その種転タイムチ
ヤートは第７図のごとくであり下降行程の途中、
Ａ点でピストンが原料加圧を開始し始めると、こ
のピストンに同期する自走カムスイツチ１８がピ
ストンの下降行程におけるＡ点の位置検出を行つ
てカム接点１８ａをオンにし、これによりタイマ
２１の設定周期でタイマ接点２１ａがオン、オフ
し、ブリユアーモータ９は断続的に通電、非通電
を繰返すように運転制御される。この結果、ピス
トン２は第７図のピストンストロークで表される
ように時間T3−T4の間でその下降行程での移動
が階段状に推移し、実質的にピストン移動速度が
減速されることになる。これにより第３図の実施
例と同様に原料加圧時のシリンダ内圧が低値に保
たれ、フイルタの目詰りを防止しつつ効率よくフ
イルター抽出が進行することになる。また、ピス
トン２が抽出行程で間欠的に運転されるため、湯
と原料がよく撹拌されてより抽出率の高いおいし
いコーヒーが提供できる。なお自走カムスイツチ
１８によるピストン位置の検出範囲およびタイム
２１の接点オン、オフ周期はあらかじめコーヒー
原料の性質に合わせて最適値に設定される。

上記各実施例による実機テストから得た運転特
性、特に原料加圧操作時のシリンダ内圧の時間的
推移を従来と比較して示すと第８図のごとくな
る。図中の点線イ、実線ロ、鎖線ハはそれぞれ第
５図、第６図、第７図の運転チヤートに対応する
特性線図であり、また図中Ｐ１，Ｐ２は特性線
イ，ロ，ハでの各最大シリンダ内圧、Ｐ０は実機
テスト結果から得られたフイルタ目詰り限界圧力
を表している。この図から明らかなように、特性
線イではピストン移動速度が早いためにシリンダ
内圧の上昇が過大となり、圧力Ｐ１がフイルタ目
詰り限界圧力Ｐ０を超えてしまうのに対し、先記
各実施例ではピストンの減速制御により、特性線
ロ，ハのシリンダ内圧の最大値Ｐ２は限界圧力Ｐ
０以下に抑えられ、これにより実用上コーヒーの
抽出を障害となるフイルタの目詰り発生が防止さ
れることになる。

〔考案の効果〕 上述のようにこの考案によれば、フレツシユブ
リユーコーヒー抽出器において、ブリユアーモー
タの運転制御手段を備え、シリンダ内を昇降する
ピストンの移動速度をその上昇行程速度を下降行
程速度よりも相対的に増速するとともに、ピスト
ンの下降行程速度を可変するようにブリユアーモ
ータを運転制御するようにしたことにより、フイ
ルタの目詰りを抑えてコーヒーの抽出濾過を円滑
に進めつつ、一方ではピストンの減速に伴う原料
の加圧時間の廷長により高いコーヒーの抽出率が
得られる。しかもピストンのシリンダ内を昇降す
る全行程のうち、下降行程時にのみ減速し、その
他では増速された速度でピストンの移動操作を行
うので販売時間にさほどの影響を及ぼすことがな
い等、コーヒー豆の焙煎度、粉砕粒度の異なる各
種の原料に対応して風味のある良質のコーヒーを
効率よく抽出できる自動販売機用として性能の優
れたコーヒー抽出器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコーヒーミルとともに示したピストン
加圧式コーヒー抽出器の構成を示す一部断面正面
図、第２図は第１図の側面図、第３図および第４
図はそれぞれ異なるこの考案の実施例に係る運転
制御回路図、第５図、第６図および第７図は従来
および第３図、第４図の各実施例に基づくコーヒ
ー抽出動作の運転タイムチヤート、第８図は従来
と前記各実施例とを対比した運転特性図である。 １……シリンダ、２……ピストン、３……フイ
ルタブロツク、４……フイルタ、９……ブリユア
ーモータ、１１……給湯管ノズル、１２……コー
ヒー粉末投入ホツパ、１４……コーヒーミル、１
７……電源周波数変換器、１８……自走カムスイ
ツチ、２１……タイマ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 上面にフイルタを装備したフイルタブロツク
   の上にピストン付きシリンダを組合わせ、この
   シリンダ内へレギユラーコーヒーの粉末と湯を
   供給した状態で、ブリユアーモータの駆動によ
   りピストンをシリンダ内の下死点へ向けて下降
   操作して原料を加圧することにより、前記フイ
   ルタを通じてコーヒーの抽出濾過を行うフレツ
   シユブリユーコーヒー抽出器において、ブリユ
   アーモータの運転制御手段を備え、シリンダ内
   を昇降するピストンの移動速度をその上昇行程
   速度を下降行程速度よりも相対的に増速すると
   ともに、前記ピストンの下降行程速度を可変す
   るようにブリユアーモータを運転制御すること
   を特徴とするフレツシユブリユーコーヒー抽出
   器。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載のフレツ
   シユブリユーコーヒー抽出器において、ブリユ
   アーモータの運転制御手段がピストンの下降行
   程のストローク位置を検出する位置検出器と、
   該位置検出器の信号を基に作動するブリユアー
   モータの減速運転制御器とからなるフレツシユ
   ブリユーコーヒー抽出器。 ３ 実用新案登録請求の範囲第２項記載のフレツ
   シユブリユーコーヒー抽出器において、減速運
   転制御器がブリユアーモータの給電回路に接続
   された電源周波数変換器であり、ピストンのス
   トローク動作に同期する位置検出器としての自
   走カムの動作により、ピストン下降行程でブリ
   ユアーモータへの給電周波数を商用周波数から
   あらかじめ設定された低周波数に変えてブリユ
   アーモータを低速運転に換え、ピストンの減速
   制御を行うフレツシユブリユーコーヒー抽出
   器。 ４ 実用新案登録請求の範囲第２項記載のフレツ
   シユブリユーコーヒー抽出器において、減速運
   転制御器がブリユアーモータの給電回路に介挿
   されたタイマ接点を周期的に開閉するタイマで
   あり、ピストンのストローク動作に同期する位
   置検出器としての自走カムの動作により、ピス
   トン下降行程であらかじめ設定されたタイマ周
   期にしたがつてブリユアーモータを断続運転
   し、ピストンの減速制御を行うフレツシユブリ
   ユーコーヒー抽出器。