JPS5813172B2 - コ−ヒ−抽出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は各種コーヒーの味を出すことができるコーヒ
ー抽出装置に関する。

従来、コーヒー抽出装置としてはコーヒー豆を細挽きし
、そのコーヒー粉末に湯を注いで１分半程度かきまぜ、
その後フィルターを通してコーヒーを抽出するサイホン
方式、１００℃近い湯をネルのこし袋内に入れた中挽き
のコーヒー粉末に数回に分けて注ぎ、３分程度でコーヒ
ーを抽出するドリップ方式、コーヒー豆を粗挽きし、そ
のコーヒー粉末と水との混合液を７分前後沸騰させなが
らコーヒーを抽出するパーコレータ方式、コーヒー豆を
細挽きし、そのコーヒー粉末に少量の水を点滴し、３〜
４時間かかつてコーヒーを抽出するウオータドリップ方
式など各種のコーヒー抽出装置が知られている。

しかしながらこのようなものはそれぞれ個有の味のコー
ヒーを抽出できるが、それ以外の味、たとえばサイホン
方式のものでドリップ方式の味を出すようなことは全く
できない問題があった。

また、一般にコーヒー豆にはタンニン酸、カフェイン、
脂肪、タンパク質、糖分など各種成分が含まれており、
これら各種成分はコーヒー豆を浸す湯の温度と浸される
時間とに関係して、各々別個の特性を示して抽出される
。

またコーヒーの味は酸味、苦味、香り、渋味等で判断さ
れるが、この味は基本的には生豆の種類及び焙煎によっ
て決定されるものであるが、抽出方法によっても決定さ
れるものである。

たとえば低温抽出においては、脂肪分の抽出は極めて少
なく又、香りも非常に逃げにくいコーヒーが得られる。

なお、低温抽出によって濃いコーヒーを得るには抽出時
間を長く設定すればよい。

この発明はこのような点にかんがみてなされたもので、
コーヒー粉末に注ぐ水温および単位時間当りの給水量、
給水回数を変化することによって多種の味のコーヒーを
抽出することができるコーヒー抽出装置を提供するもの
である。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図において１はベースで、このベース１内には後述
する制御回路２が収納されている。

前記ベース１の端上部には支柱３が立設されている。

前記支柱３の先端部には一端部側に発熱体４を収納する
とともに他端部側に貫通孔５をあけた支持板６が水平に
設けられている。

前記支持板６の上面には底面の端部に図示のごとく内側
に多少盛り上がった排水口７を設けた貯水ポット８が上
記排水口７を前記貫通孔５に位置させて載置される。

前記貯水ボット８の上部には上蓋９が載せられている。

前記支持板６の下面中央部には弁ケース１０が取付けら
れている。

この弁ケース１０内には電磁弁１１が収納されている。

この電磁弁１１は側部外方に突出させて流入口１２を設
けるとともに底部外方に突出させて流出口１３を設け、
非通電時においてはプランジャ１４を圧縮スプリング１
５によって押圧して上記流出口１３を閉塞し、通電時に
おいては上記プランジャ１４を圧縮スプリング１５の圧
力に抗して上方へ引き上げ上記流出口１３を開口するも
のである。

前記電磁弁１１の流入口１２の先端には一端に雌ねじを
切った第１の取付け具１６をその他端を回転自在にかつ
互に端部を係止させて取付けている。

前記貯水ポット８の排出口７の先端にゴムなどの弾性体
からできている管１７を、その一端を上記排出口７の先
端に被せと取付けている。

前記管１７の他端には外周面全体に雄ねじを切った第２
の取付け具１８を、その一端を上記管１７の他端に嵌め
込ませて取付けている。

そして前記第１、第２の取付け具１６，１８間にパッキ
ン１９をはさんで、その両取付け具１６，１８を締付け
、前記貯水ポット８の排出口７と前記電磁弁１１の流入
口１２とを連通するようにしている。

前記貯水ポット８の側壁下方には感温抵抗素子、たとえ
ば負特性サーミスタ２０が取付けられている。

この負特性サーミスタ２０は一端が前記貯水ポット８内
に突出し、他端がリード線２１を介してアダプタ２２に
取付けられる。

このアダプタ２２は前記支柱３に対して取りはずし自在
に設けられており、上記支柱３に取り付けされたときは
支柱３内に配線されたコード（図示せず）を介して前記
制御回路２に電気的に接続される。

前記ベース１の中央部上面にはコーヒー抽出容器２３が
載置されている。

このコーヒー抽出容器２３はコーヒー液収容室としての
コーヒー液収容ポット２４の上にコーヒー粉末収納室ト
してのバスケット２５を載置してなるもので、上記ポッ
ト２４の外側部には取手２６が固定されており、上記バ
スケット２５の上部にはバスケット蓋２７が載置されて
いる。

上記バスケット蓋２７は中央部に注入口２８があけられ
、かつその注入口２８の下方に位置して拡散板２９が取
付けられている。

前記バスケット２５の底面は網目状に形成され、その底
面上にはろ紙等のフィルタ３０が敷設されている。

なお底面の網目を充分細かくすればろ紙を省略しても良
い。

前記制御回路２ぱ第２図に示すような回路構となってい
る。

商用電源に接続する１対の電源端子１０１，１０２間に
電源スイッチ１０３を介して、後述する第２のリレー１
３８の常開接点１３８ａと前記電磁弁１１のコイル１０
４との直列回路ならびに後述する第１のリレー１１８の
常閉接点１１８ｂと前記発熱体４との直列回路を互に並
列して接続している。

また前記１対の電源端子１０１，１０２間に前記電源ス
イッチ１０３を介して電源トランス１０５の１次巻線を
接続している。

前記電源トランス１０５の２次巻線をダイオード１０６
を介して平滑コンデンサ１０７に接続し、さらに上記平
滑コンデンサ１０７を抵抗１０８を直列に介してツエナ
ーダイオード１０９に接続して定電圧電源１１０を形成
している。

前記定電圧電源１１０の出力端、すなわち前記ツエナー
ダイオード１０９の両端間には前記発熱体を前記貯水ポ
ット８内の水温に応じて制御する水温設定回路１１１を
接続するとともに後述する第１のリレー１１８の常開接
点１１８ａを介して前記電磁弁１１の開閉動作を制御す
る給水量設定回路１１２を接続している。

前記水温設定回路１１１はＮＰＮ形の第１、第２のトラ
ンジスタ１１３，１１４からなる差動増幅回路１１５な
らびに、ＰＮＰ形の第３のトランジスタ１１６，ＮＰＮ
形の第４のトランジスタ１１７および第１のリレー１１
８からなる第１の出力回路１１９で形成されている。

前記差動増幅回路１１５は前記ツエナーダイオード１０
９のカソード端子に対して前記第１のトランジスタ１１
３のベースを抵抗１２０を介して接続するとともにその
第１のトランジスタ１１３のコレクタを抵抗１２１を介
して接続し、かつ前記第２のトランジスタ１１４のベー
スを抵抗１２２および前記負特性サーミスタ２０を直列
に介して接続するとともにその第２のトランジスタ１１
４のコレクタを抵抗１２３，１２４を直列に介して接続
している。

また、前記差動増幅回路１１５は前記ツエナーダイオー
ド１０９のアノード端子に対して前記第１のトランジス
タ１１３のベースを抵抗１２５を介して接続するととも
に前記第１、第２のトランジスタ１１３，１１４のエミ
ツタを抵抗１２６を共通に介して接続し、かつ上記第２
のトランジスタ１１４のベースを第１の可変抵抗１２７
および抵抗１２８を直列に介して接続している。

前記第１の出力回路１１９は前記ツエナーダイオード１
０９のカソード端子に対して前記第４のトランジスタ１
１７のコレクタを前記第１のリレー１１８を介して接続
するとともにその第４のトランジスタ１１７のベースを
抵抗１２９および前記第３のトランジスタ１１６を介し
て接続している。

なお、前記第１のリレー１１８に保護用のダイオード１
３０を並列に接続している。

また前記第１の出力回路１１９は前記ツエナーダイオー
ド１０９のアノード端子に対して前記第４のトランジス
タ１１７のペースを抵抗１３１を介して接続するととも
にその第４のトランジスタ１１７のエミツタを直接に接
続している。

そして前記差動増幅回路１１５の抵抗１２３，１２４の
接続点に対して前記第１の出力回路１１９の第３のトラ
ンジスタ１１６のベースを抵抗１３２を介して接続し、
かつ上記第３のトランジスタ１１６のベース・エミツタ
間に上記抵抗１３２を介してコンデンサ１３３を接続し
ている。

前記給水量設定回路１１２はＮＰＮ形の第５、第６のト
ランジスタ１３４，１３５からなる無安定マルチバイブ
レータ１３６ならびにＮＰＮ形の第７のトランジスタ１
３７および第２のリレー１３８からなる第２の出力回路
１３９で形成されている。

前記無安定マルチバイブレータ１３６は第５のトランジ
スタ１３４のベースをコンデンサ１４０を介して前記第
６のトランジスタ１３５のコレクタに接続し、上記第６
のトランジスタ１３５のベースをコンデンサ１４１を介
して上記第５のトランジスタ１３４のコレクタに接続し
ている。

また前記無安定マルチバイブレータ１３６は前記第１の
リレー１１８の常開接点１１８ａに対して前記第５のト
ランジスタ１３４のコレクタを抵抗１４２を介して接続
するとともにその第５のトランジスタ１３４のベースを
抵抗１４３および第２の可変抵抗１４４を直列に介して
接続し、かつ前記第６のトランジスタ１３５のコレクタ
を抵抗１４５を介して接続するとともにその第６のトラ
ンジスタ１３５のベースを抵抗１４６および第３の可変
抵抗１４７を直列に介して接続している。

さらに前記無安定マルチバイブレータ１３６は前記ツエ
ナーダイオード１０９のアノード端子に対して前記第５
、第６のトランジスタ１３４，１３５のエミツタを直接
に接続している。

前記第２の出力回路１３９は前記第１のリレー１１８の
常開接点１１８ａに対して前記第７のトランジスタ１３
７のコレクタを前記第２のリレー１３８を介して接続す
るとともに前記ツエナーダイオード１０９のアノード端
子に対して上記第７のトランジスタ１３７のエミツタを
直接に接続している。

そして前記第７のトランジスタ１３７のベースを抵抗１
４８を介して前記無安定マルチバイブレータ１３６の第
６のトランジスタ１３５のコレクタに接続している。

なお、前記第２のリレー１３８に保護用のダイオード１
４９を並列に接続している。

また前記ツエナーダイオード１０９の両端間には前記第
１のリレー１１８の常開接点１１８ａを介して第３のリ
レー１５０を接続している。

そして上記第３のリレー１５０の常開接点１５０ａを前
記第１のリレー１１８の常開接点１１８ａに並列に接続
している。

つぎにこのような構成の本発明実施例における作用を述
べる。

水温設定回路１１１において第２のトランジスタ１１４
のベース電位が第１のトランジスタ１１３のベース電位
よりも高くなると第２のトランジスタ１１４がオンし、
それによって第３、第４のトランジスタ１１６，１１７
がオンするので、第１のリレー１１８が付勢され、その
常閉接点１１８ｂを開放するとともにその常開接点１１
８ａを閉成する。

したがって発熱体４の発熱が停止されかつ水量設定器１
１２が動作を開始する。

ところで第２のトランジスタ１１４のベース電位は負特
性サーミスタ２０と第１の可変抵抗１２７によって変化
する。

すなわち負特性サーミスタ２０の抵抗値が小さくなるか
第１の可変抵抗１２７の抵抗値が大きくなると第２のト
ランジスタ１１４のベース電位が高くなり、その逆では
第２のトランジスタ１１４のベース電位が低くなる。

ここで負特性サーミスタ２０は貯水ポット８内の水温を
検知して抵抗値を変化するものであり、第１の可変抵抗
１２７は予め設定されるものである。

したがって第１の可変抵抗１２７の抵抗値を比較的大き
く設定すれば負特性サーミスタ２０の抵抗値がそれほど
小さくならなくても第２のトランジスタ１１４はオン動
作し、上述したように発熱体４の発熱が停止される。

すなわち第１の可変抵抗１２７の抵抗値を大きく設定す
れば貯水ポット８内の水が比較的低温でも第２のトラン
ジスタ１１４はオン動作することになる。

逆に第１の可変抵抗１２７の抵抗値を比較的小さく設定
すれば負特性サーミスタ２０の抵抗値がかなり小さくな
らなければ第２のトランジスタ１１４はオン動作するこ
とはない。

すなわち第１の可変抵抗１２７の抵抗値を小さく設定す
れば貯水ポット８内の水がかなりの高温にならなければ
第２のトランジスタ１１４はオン動作しないことになる
。

しかして第１の可変抵抗１２７は貯水ポット８内の水温
を設定するものであり、第１の可変抵抗１２７の抵抗値
を大きくすれば貯水ポット８内の水温を比較的低温に設
定することができ、第１の可変抵抗１２７の抵抗値を小
さくすれば貯水ポット８内の水温を比較的高温に設定す
ることができる。

また、給水量設定回路１１２において無安定マルチバイ
プレータ１３６が発振するとその発振周期に応じて第７
のトランジスタ１３７がオン・オフ動作をくり返えすか
ら、それによって第２のリレー１３８が付・消勢をくり
返えし電磁弁１１のコイル１０４を付・消勢制御する。

ところで無安定マルチバイブレータ１３６の発振周期は
第２、第３の可変抵抗１４４，１４７によって変化する
ことができるからその第２、第３の可変抵抗１４４，１
４７の抵抗値を変化すれば結局電磁弁１１のコイル１０
４への通電非通電時間を変化することができる。

すなわち第２の可変抵抗１４４の抵抗値を小とし、第３
の可変抵抗１４７の抵抗値を大とすれば、コイル１０４
への通電・非通電は第３図のａに示すような周期でくり
返えされ、また、第２の可変抵抗１４４の抵抗値を大と
し、第３の可変抵抗１４７の抵抗値を大とすれば、コイ
ル１０４への通電・非通電は第３図のｂに示すような周
期でくり返えされ、さらに第２の可変抵抗１４４の抵抗
値を小とし、第３の可変抵抗１４７の抵抗値を小とすれ
ば、コイル１０４への通電・非通電は第３図のｃに示す
ような周期でくり返えされ、さらに第２の可変抵抗１４
４の抵抗値を犬とし、第３の可変抵抗１４７の抵抗値を
小とすれば、コイル１０４への通電・非通電は第３図の
ｄに示すような周期でくり返えされる。

そして電磁弁１１はコイル１０４が通電されている間プ
ランジャ１４を上方へ引き上げて流出口１３を開口する
。

しかして第２、第３の可変抵抗１４４，１４７はその抵
抗値を変化することによって貯水ポット８からコーヒー
抽出容器２３のバスケット２５の注入口２８に単位時間
内に注入される水量を変化することができる。

したがって今、貯水ポット８にたとえば１０℃程度の水
を入れるとともにバスケット２５にコーヒー粉末を入れ
、第１の可変抵抗１２７によって貯水ポット８内の水温
を８０℃に設定するとともに第２、第３の可変抵抗１４
４，１４７の抵抗値を比較的小さく設定し、電源端子１
０１，１０２を商用電源に接続して電源スイッチ１０３
を第４図のａに示すように時刻ｔｏで投入すると、第４
図のｂに示すように発熱体４への通電がすぐに開始され
るとともに水温設定回路１１１が動作する。

この電源スイッチ１０３の投入時は貯水ポット８内の水
温が略１０℃と低いから負特性サーミスタ２０の抵抗値
がかなり大きくなっており、第２のトランジスタ１１４
はオフしている。

したがって第３、第４のトラジジスタ１１６，１１７も
オフし第１のリレー１１８は消勢状態にあり、発熱体４
の発熱が停止されることはない。

こうして貯水ポット８内の水が発熱体４によって加熱さ
れ第４図のｃに示すように徐々に上昇する。

やがて時刻ｔ１において貯水ポット８内の水が設定値、
すなわち８０℃になると水温設定回路１１１の差動増幅
器１１５が反転し、その差動増幅器１１５の第１２のト
ランジスタ１１４がオン動作する。

すると第３、第４のトランジスタ１１６，１１７もオン
動作するので第１のリレー１１８が付勢され、その常開
接点１１８ａが閉成するとともにその常閉接点１１８ｂ
が開放する。

しかして発熱体４への通電が停止されるとともに給水量
設定回路１１２の動作が開始される。

まだ第３のリレー１５０が付勢されてその常開接点１５
０ａを閉成し、自己保持する。

したがって以後第１のリレー１１８の常開接点１１８ａ
が途中で開放するようなことがあっても水量設定回路１
１２は動作状態を持続することができる。

水量設定回路１１２は第２、第３の可変抵抗１４４，１
４７による設定値にしたがって無安定マルチバイブレー
タ１３６から所定発振周期の出力を第７のトランジスタ
１３７に供給する。

しかして第７のトランジスタ１３７が無安定マルチバイ
ブレータ１３６の発振周期に応じてオン・オフ動作をく
り返え１第２のリレー１３８を付・消勢制御する。

したがって電磁弁１１のコイル１０４が第２のリレー１
３８の付・消勢動作に応じて付・消勢動作する。

一方、水温設定回路１１１は貯水ポット８内の水温が８
０℃より低下すると差動増幅器１１５が反転し、第２の
トランジスタ１１４がオフして発熱体４を再び加熱する
。

しかして時刻ｔ１以後は貯水ポット８内の水温に応じて
水温設定回路１１１の第１のリレー１１８は第４図のｄ
に示すように付・消勢動作をくり返えし、したがって発
熱体４は第４図のｂに示すように通電・非通電状態をく
り返えし、第４図のｃに示すように貯水ポット８内の水
温を略８０℃に保持する。

一方、第３のリレー１５０が第４図のｃに示すように自
己保持して水量設定回路１１２を動作保持し、その水量
設定回路１１２によって電磁弁１１のコイル１０４は第
４図のｆに示すように通電・非通電をくり返えす。

したがって貯水ポット８内の水は８０℃の湯に保持され
た状態で電磁弁１１が開口されるごとに流出口１３を介
してコーヒー抽出容器２３のバスケット２５の注入口２
８へ供給される。

そしてバスケット２５の注入口２８へ供給された湯は拡
散板２９によってバスケット２５内のコーヒー粉末の全
面にふりかけられる。

このコーヒー粉末にふりかけられた湯はコーヒー粉末お
よびフィルタ３０を介してコーヒー液となってコーヒー
液収容ポット２４内に収容される。

こうしてコーヒー液は抽出温度が略８０℃で、かつ単位
時間当りの給水量（給湯量）が給水量設定回路１１２に
よって設定された状態でコーヒー粉末から抽出されて得
られる。

この場合給水量設定回路１１２は単位時間当りの水量を
設定しているが、抽出されるコーヒー液の量を一定とし
ておけば、単位時間当りの水量を設定することは結局コ
ーヒー液の抽出時間を設定することになる。

すなわち給水量設定回路１１２によってコーヒー液の抽
出時間を設定することができる。

このように水温設定回路１１１によってふりかける水温
を自在に設定することができるとともに給水量設定回路
１１２によってふりかける単位時間当りの水量つまり抽
出時間を自在に設定することができ、各種の味のコーヒ
ー液を抽出することができる。

また第３図のｂとｃに示すように全体の抽出時間を略同
一としても電磁弁１１の動作回数すなわちコーヒー粉末
にふりかける湯の回数を異ならせることができるが、コ
ーヒー液を抽出する場合湯のふりかける回数によっても
コーヒー粉末の膨張のしかたが異なるので、本実施例に
おいてはさらに多くの味のコーヒー液を抽出することが
でき、きわめて微妙な味のコーヒー液を抽出することが
できる。

すなわち、第３図のｃによるものはｂによるものに比べ
て酸味、苦味等は弱く、香りはｂによるものの方がｃに
よるものに比べてパーコレータ的な焼けたような香りを
呈する。

このように本実施例では水温設定回路１１１の第１の可
変抵抗１２７および給水量設定回路１１２の第２、第３
の可変抵抗１４４，１４７を適時設定することによって
パーコレータ方式のように香りが抜け、苦味の強い味の
もの、サイホン方式やドリップ方式のように一般的な風
味のもの、あるいはウオータドリップのように冷えても
濁らず、油分が少なく香があまり抜けない味など各種の
微妙な味を出すことができる。

なお、前記実施例ではバスケット２５の注入口２８に対
して水を電磁弁１１を使用して断続的に供給するように
したがかならずしもこれに限定されるものではなく、た
とえばモータ式のポンプなどで連続的に供給するように
し、そのときモータの回転数を変化させて単位時間当り
の給水量を変化し、それによって抽出時間を変化するよ
うにしてもよい。

以上詳述したようにこの発明によれば貯水ポットからコ
ーヒー抽出容器のコーヒー粉末収納室に１供給する水の
温度を水温設定回路によって自在に設定するとともに単
位時間当りの給水量または給水回数を給水量設定回路に
よって自在に設定するようにしているので、多種の味の
コーヒーを抽出することができるコーヒー抽出装置を提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すもので、第１図は断面図、
第２図は制御回路図、第３図は電磁弁の動作形態を示す
波形図、第４図は各部の動作を示すタイミングチャート
である。 ２・・・制御回路、４・・・発熱体、８・・・貯水ポッ
ト、１１・・・電磁弁、２０・・・負特性サーミスタ、
２３・・・コーヒー抽出容器、２４・・・コーヒー液収
容ポット、２５・・・バスケット、３０・・・フィルタ
、１１１・・・水温設定回路、１１２・・・給水量設定
回路、１１８，１３８，１５０・・・リレー、１２７，
１４４，１４７・・・可変抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上部にコーヒー粉末収納室を設けるとともに下部に
   コーヒー液収容室を設けたコーヒー抽出容器と、このコ
   ーヒー抽出容器の上部コーヒー粉未収容室へ水を供給す
   る貯水ポットと、この貯水ポットを加熱する発熱体と、
   上記貯水ポット内の水温を検知し、上記発熱体を発熱制
   御することにより各種の水温を設定する水温設定回路と
   、上記貯水ポットから上記コーヒー抽出容器の上記コー
   ヒー粉末収納室へ供給する単位時間当りの水量または給
   水回数を設定に応じて制御する給水量設定回路とを具備
   し、前記水温設定回路と給水量設定回路とを組合わせる
   ことにより複数種の味のコーヒーを抽出することを特徴
   とするコーヒー抽出装置。