JPS6327262Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はコーヒー、紅茶等の飲料抽出装置に関
し、例えばカツプコーヒー自動販売機のようにグ
ラインドコーヒー等から所定量のコーヒーを抽出
する装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の装置の一例として、自動販売機のコー
ヒー抽出装置を第１１図を参照して説明する。

図において、移動台２、シリンダ３、ピストン
４とを含んでコーヒー抽出を行う抽出機構と、抽
出液に砂糖キヤニスタ５、クリームキヤニスタ６
からの砂糖、クリームをそれぞれ混合するミキシ
ング機構とを備えている。

この動作を説明する。

コイン投入後、選択ボタンが押されると、コ
ーヒーキヤニスタ７からのグラインドコーヒー
がコーヒーシユート８内に供給される。

次にモータ９が回転し、カム群１０によつて
抽出機構が動作する。

移動台２はシリンダ３の直下へ引かれる途
中、コーヒーシユート８内からグラインドコー
ヒーを受取り、シリンダ３の直下で停止する。

カム群１０の回転にしたがつてシリンダ３が
下降し、移動台２と密着する。

給湯電磁弁１１に通電され、シリンダ３内へ
給湯される。

カム群１０の回転によりピストン４が押し下
げられ、コーヒー液が抽出されミキシングボー
ル１２に供給される。

砂糖、クリームモータが回転し、ミキシング
ボール１２でコーヒー液と砂糖、クリームが混
合されてカツプ１３に注がれる。

抽出終了後、シリンダ３、ピストン４が上昇
する。

移動台２は待機位置（図中、一点鎖線で示
す）に戻る。なお移動台２に残つたコーヒーか
すは、待機位置直前で捨てられる。

この種のコーヒー抽出装置は例えば特公昭57−
31892号公報や特公昭57−31893号公報にも開示さ
れている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、この種の抽出機構では、コーヒー抽
出作業に際しピストン４をシリンダ３との間に隙
間ができないように下降させなければならない。
なぜならば、もしピストン４とシリンダ３との間
に隙間が生じると、シリンダ３内の湯がその隙間
から漏れ、コーヒーの抽出ができなくなつてしま
うからである。

ところが、ピストン４はカム群１０の回転で駆
動されるので、上下方向の駆動力だけでなく、摩
擦による水平方向分力も受けることになる。この
結果、ピストン４の中心位置がずれ、ピストン４
とシリンダ３との間に隙間が生じ、良好な抽出を
行なうことができなくなる欠点があつた。

それ故に本考案の課題は、ピストンが下降する
時その全行程にわたつてシリンダに対して位置ず
れを生じることを防ぎ、もつて良好な抽出が可能
な飲料抽出装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本考案によれば、底部開放形のシリンダと、ピ
ストンと、前記シリンダを上下動可能に支持して
いる枠体と、前記シリンダ及びピストンにあらか
じめ定められた動きを与えるモータカム機構と、
前記シリンダへの注水機構とを含む飲料抽出装置
において、前記ピストンの下動時に前記カム機構
によつて生ずる前記ピストンの中心位置ずれを阻
止する位置合わせ機構を備え、該位置合わせ機構
は、前記ピストンの上部に備えたセンタリングロ
ーラと、該センタリングローラの上部位置での上
下動を案内する位置固定の案内板と、該案内板の
下方で前記センタリングローラを受けるローラ受
け装置とを含み、該ローラ受け装置は、前記案内
板と並設された上下に可動なスライド板と、該ス
ライド板を上方へ付勢したスプリングと、前記ス
ライド板に備えられ前記案内板の下端に隣接した
垂直受部と、前記スライド板に備えられ前記セン
タリングローラの下方に位置し、前記垂直受部と
協働して前記センタリングローラを受け取る水平
受部とを有していることを特徴とする飲料抽出装
置が得られる。

この飲料抽出装置において、ピストンはモータ
カム機構により駆動され、上下方向で移動する。
モータカム機構がピストンに押し下げ力を与える
ときには、ピストンに水平方向分力も加わる。し
かしピストンの中心位置のずれは位置合わせ機構
により阻止される。したがつて、シリンダとピス
トンとの間に湯が漏れるような隙間は生じない。

さらに垂直受部及び水平受部によつてピストン
の上下動を案内するのであり、しかも最下部の案
内部がピストンに追従して上下動するため、ピス
トンの上下動の障害になることなく、ピストンを
その最下位置まで確実に案内する。

〔実施例〕

以下に本考案の実施例を説明する。

第１図〜第３図はそれぞれ、本考案の要部であ
る抽出機構の正面図（一部断面）、側面図（一部
破断）、平面図である。

抽出機構１００は、前壁２１、背壁２２、左側
壁２３、右側壁２４より成る枠体２０を有する。
背壁２２は、後述するフイルタ３１や筒状の抽出
カツプ３２を含むベース部３０の支持部材として
も作用する。案内棒２５，２６が背壁２２、前壁
２１に支持されている。後述するシリンダ４０や
ピストン５０はこれらの案内棒２５，２６に取り
付けられる。

シリンダ４０はその下部外壁であつて直径方向
の２箇所に突部４１，４１を有している。案内棒
２５，２６はそれぞれ、背壁２２の上下の軸支部
２２１，２２２、前壁２１の上下の軸支部２１１
（下部については図示省略）で支持されると共に、
突部４１，４１において固着されている。案内棒
２５には、その下部軸支部２２２のやや上方にＥ
形止め輪２５１が取り付けられると共に、Ｅ形止
め輪２５１の上方にはコイルばね２５２が装着さ
れている。案内棒２６側も同様であるが、図示は
省略している。このようにして、シリンダ４０は
案内棒２５，２６に固定され、これらと共に上下
動可能となる。

シリンダ４０の下部はろうと状になつており、
このろうと状部４２の下端開口部４２１には、Ｃ
形止め輪（図示せず）により微細網目スクリーン
（図示せず）を交換可能に保持している。このス
クリーンは、抽出に際し抽出カツプ３２内の例え
ばグラインドコーヒー粉が熱水と共に上昇してシ
リンダ４０内に付着するのを防止する。

シリンダ４０の上部側壁には周方向に間隔をお
いて数個の穴４３が形成されている。そして、シ
リンダ４０の外壁には穴４３を囲むように樋４４
が取り付けられている。この樋４４にはピストン
５０が最上部位置にある時に抽出用の例えば熱水
が供給され、シリンダ４０内に入る。

ピストン５０は、第４図に示すように、上側の
略Ｕ形の腕部５１と下側のヘツド５２とから成
り、これら２つの部材は接合部分の一方にナツト
を、他方にはボルトをそれぞれ埋め込んで一体に
組み立てられている。ヘツド５２の周囲には密封
用の例えばシリコーンゴムによるピストンリング
５３を締着している。腕部５１の両側の最上部に
はそれぞれ、ピストンの中心軸方向にせん孔され
た通孔を有する案内部５１１が設けられており、
これらの通孔には案内棒２５，２６がそれぞれ挿
通される。コイルばね２５２は、案内部５１１と
Ｅ形止め輪２５１との間の案内棒２５の周囲に装
着され、圧縮ばねとして作用する。案内棒２６側
も同様である。

カム従動子５４とセンタリングローラ５５とが
腕部５１の中央部上部に軸５６により回動自在に
支持されている。二つの案内部５１１はピストン
リング５３と共に３点ピストン案内機構を構成す
る。

さらに第６図乃至第９図をも参照して、前壁２
１の内側には案内板２７が設けられている。案内
板２７はピストン５０の下降時にセンタリングロ
ーラ５５の移動を案内するものである。即ち案内
板２７の垂直面は、第７図からわかるように、ピ
ストン５０が上部位置にあるときにセンタリング
ローラ５５に接触している。案内板２７の側部近
くには、スライド板（以下これをリンクと呼ぶ）
８０が設けられている。リンク８０は二つの上下
方向に長い溝８１，８２を有している。これらの
溝８１，８２には、前壁２１に固着した段付ねじ
８３，８４が夫々挿入され、これらによつてリン
ク８０が前壁２１の内側に沿つて上下動自在に案
内されている。リンク８０の下部には、センタリ
ングローラ５５のための垂直受部８５と水平受部
８６とが設けられている。垂直受部８５と水平受
部８６とは互いに直角であり、ピストン５０の下
降時にセンタリングローラ５５の左方への移動を
阻止するとともに水平方向で支える。垂直受部８
５の上端は案内板２７の下部に接し、かつ案内板
２７と同一垂直面上にある。この結果、センタリ
ングローラ５５は案内板２７に接触した状態（第
７図）からピストン５０の下降につれてリンク８
０の垂直受部８５に接触する状態（第８図）に移
行する。ここでピストン５０の上下動の全ストロ
ーク中で、センタリングローラ５５は上部では案
内板２７に案内され、下部ではリンク８０の垂直
受部８５と水平受部８６とに支えられて、リンク
８０の上下動を伴つて案内されるようになつてい
る。

又、リンク８０の中央部にはポスト８７が設け
られている。このポスト８７に引張りスプリング
８８の一端が引掛けられている。また上部の段付
ねじ８４の端部にはスプリング８８の他端フツク
部が引掛けられるようにスプリング掛け８９が設
けられている。こうしてリンク８０はスプリング
８８の復元力により常時上方に付勢されている。
なおヘツド５２はその上面が、第７図に示すよう
に、センタリングローラ５５を水平方向で受ける
リンク８０の水平受部８６の下面のすぐ近くまで
上昇するようになつている。

ここでリンク８０、垂直受部８５、水平受部８
６、及びスプリング８８は、合わせてローラ受け
装置と呼ばれる。またこのローラ受け装置、案内
板２７、及びセンタリングローラ５５は、合わせ
て位置合わせ機構を構成する。

この構造によれば、案内板２７を下方へ長く突
き出さなくてもよく、案内板２７を短かく出来る
ため、ヘツド５２を上方まで持ち上げることがで
き、ピストン５０の動作を機構部内の上方部分に
近いところで行なわせることができる。したがつ
て抽出機構１００の上下方向の寸法を小さくでき
ることになる。

なお、ピストン５０はヘツド５２が常にシリン
ダ４０内にあるような範囲で上下動する。

案内棒２５，２６の上端にはシリンダ４０を作
動させるためのブリツジ２８が固着されている。
シリンダ４０、ブリツジ２８、及びこれらを上下
両端で固定している案内棒２５，２６より成る組
み合わせは、案内棒２５，２６の平行性を保証す
るための剛性の長方形枠を形成し、これによりこ
の枠の円滑な昇降を保証している。ブリツジ２８
の中央部分は、第１図に示すように、シリンダ４
０の中心軸からややずれており、そこからアーム
２８１が垂下している。このアーム２８１の下端
には溝が形成され、この溝内にカム従動子２８２
が軸２８３で回動自在に支持されている。

前壁２１と背壁２２とを挿通して軸６０が挿通
され、この軸６０には、前壁２１より前方にプー
リ６１が、前壁２１と背壁２２との間にはカム従
動子５４と係合するピストンカム６２、カム従動
子２８２と係合するカム６３，カム６４等がそれ
ぞれ固着されている。軸６０は固定配置されたモ
ータ６５で駆動される。

このような抽出機構の動作について説明する。

自動販売機において所定金額のコインが投入さ
れ、商品選択ボタンが押されると、販売信号が出
力され、モータ６５は軸６０を回動させる。軸６
０の回動によりプーリ６１を介して抽出カツプ３
２が第２図中左方へ駆動され、フイルタ３１上に
位置すると、導入路３３からあらかじめ計量され
ている一回抽出分のグラインドコーヒーが抽出カ
ツプ３２内へ供給される。引き続き、抽出カツプ
３２はフイルタ３１と共に移動し続け、シリンダ
４０の直下で停止する。

次に、シリンダ４０が下方に駆動され、シリン
ダ４０の下端と抽出カツプ３２の上端に設けられ
た密封リング３４とが密着する。そして、所定量
の熱水が樋４４からシリンダ４０内へ供給され
る。軸６０は回動を続け、カム従動子５４がピス
トンカム６２の静止部分に乗る。（第５図参照） ピストン５０が下降し始めると、案内部５１１
はコイルばね２５２を圧縮して密封リング３４と
フイルタ３１に設けられたリング（図示省略）と
を密着させ、水漏れを防止する。ヘツド５２がシ
リンダ４０の穴４２よりも下方に下がると、シリ
ンダ４０内の熱水表面とヘツド５２との間に密封
空気層が形成される。

ところで、ピストン５０の下降に際しては、ピ
ストンカム６２に押されたカム従動子５４は、下
降方向分力と水平方向分力とを受ける。そして、
従来、この水平方向分力はヘツド５２をシリンダ
４０の中心に対してずらす方向に作用し、ヘツド
５２の外周とシリンダ４０の内径面との間に隙間
ができて、密封空気層を漏らしてしまうことがあ
る。この密封空気層の働きは後述するように重要
であり、ヘツド５２のずれは確実に阻止されねば
ならない。

そこで、本考案では、ピストン５０の腕部５１
にセンタリングローラ５５を設け、さらに、前壁
２１に固定の案内板２７と、スプリング８８に抗
して下方向へ移動可能のリンク８０とを設け、ピ
ストンカム６２から受ける水平分力によるずれを
センタリングローラ５５を介して、ピストン５０
の全ストロークの前半を案内板２７により、後半
をリンク８０により阻止するようにしている。

第７図を参照すると、カム従動子５４及びセン
タリングローラ５５は、ピストン５０のストロー
クの最上に位置し、案内板２７の上方部分に接し
ている。垂直受部８５及び垂直受部８６を含むリ
ンク８０の下端部は案内板２７の下部に接してい
る。またリンク８０はスプリング８８の働きで上
方へ引き上げられている。ピストン５０のヘツド
５２は、リンクの下部にわずかの隙き間をおいて
位置している。カム６２が矢印方向に回転する
と、カム従動子５４及びセンタリングローラ５５
は、第８図に示すように案内板２７の下端近くに
まで移動する。カム６２がさらに矢印方向に回転
すると、センタリングローラ５５はリンク８０の
垂直受部８５及び水平受部８６に支持されて下降
する。この結果、カム従動子５４及びセンタリン
グローラ５５は、第９図に示すように、ピストン
５０のストロークの最下位置に至るまで、水平分
力によるずれを阻止しながら案内される。すなわ
ちセンタリングローラ５５は案内板２７及びリン
ク８０の垂直受部８５及び水平受部８６に支えら
れて、ピストン５０をシリンダ４０の中心に保持
せしめる。

したがつて、ピストン５０はその中心をシリン
ダ４０の中心に合わせながら下降し、密封空気層
を確実に形成せしめる。この密封空気層は、まず
熱水から熱を吸収して急速に膨張しようとし、ヘ
ツド５２の下降と相まつて圧力が急速に上昇す
る。熱水はグラインドコーヒー粉末を通過し、コ
ーヒー抽出が始まる。

抽出が行われている間に、コイルばね２５２は
連続的に圧縮され、シリンダ４０の下縁と抽出カ
ツプ３２の密封リング３４との密着力を増大させ
る。同時に、抽出カツプ３２の下縁とフイルタ３
１上の密封リングとの間の密着力を増大させる。
そして、ヘツド５２が下方位置に達し、すべての
熱水がグラインドコーヒーより押し出された時、
ピストン５０はピストンカム６２によりやや速い
下降速度に変化して熱い密封空気を抽出済みの抽
出かすに押し通す。更に、ピストン５０は、その
下降工程の端部に到達する直前に速度０に近づ
く。この箇所でコイルばね２５２は最大圧縮位置
にある。ところで、抽出済みの抽出かすを通る熱
い密封空気は、抽出かすを脱湿して廃棄し易い状
態にする。抽出液はろうと部３５から出て行き、
その後、前記したように、砂糖、ミルク等の他の
材料と混合され、カツプに供給される。

ピストン５０がその最下端位置に到達すると、
シリンダ４０及びピストン５０は例えば３mm程度
のわずかな距離だけ上方に駆動され、抽出カツプ
３２が抽出動作前の元の位置に戻るのを妨げない
ようにしている。以後、フイルタ３１、抽出カツ
プ３２は、同時に移動し始めるが、所定距離のと
ころでまずフイルタ３１が停止する。一方、抽出
カツプ３２は移動を続け、抽出カツプ３２の外壁
に設けられた爪３２１がベース部３０に設けられ
た案内杆３０１に係合すると、抽出カツプ３２は
案内杆３０１に沿つて上昇し、係合が外れた位置
で落下する。この落下時の衝撃で抽出カツプ３２
内の抽出かすを排出する。この時の抽出カツプ３
２の位置変位の状態を第１０図に示す。抽出カツ
プ３２は、図中、Ｘ→Ｙ→Ｚの順に変位する。な
お、次の抽出動作で抽出カツプ３２が図中、左方
に移動した時爪３２１が案内杆３０１に係合する
が、案内杆３０１は上方に変位可能に設けられて
いるので抽出カツプ３２の移動が阻害されること
は無い。

以上のようにしてコーヒー抽出動作が終了す
る。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、本考案ではピストン
が下降する時カム群から受ける水平方向分力によ
るピストンヘツドのずれを阻止出来るようにした
ので、抽出動作を良好に行わしめることができ
る。

さらにピストンに設けたセンタリングローラを
受け取る垂直受部及び水平受部を、ピストンに追
従して上下動するようにしているから、ピストン
の上下動の障害になることが無く、ピストンの最
下位置までピストンヘツドのずれを小型で確実に
阻止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の正面図、第２図は
右側面図、第３図は平面図、第４図はそのうちの
ピストンとシリンダとの関係の斜視図、第５図は
ピストンカム６２とカム従動子５４との関係を示
した図、第６図は第４図の内側より見た要部のみ
の斜視図、第７図、第８図、第９図は、カム６２
とカム従動子５４、センターリングローラ５５と
案内板２７及びリンク８０の関係を示した図、第
１０図は抽出かす排出に伴う抽出カツプの位置変
位を示した図、第１１図は従来の概略構成図であ
る。 図中、２０……枠、２１……前壁、２２……背
壁、２７……案内板（案内部）、３０……ベース
部、３１……フイルタ、３２……抽出カツプ、４
０……シリンダ、５０……ピストン、５１……腕
部、５２……ヘツド、６２……ピストンカム、８
０……リンク、８２……引張スプリング、８５…
…垂直受部、８６……水平受部Ａである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 底部開放形のシリンダと、ピストンと、前記シ
   リンダを上下動可能に支持している枠体と、前記
   シリンダ及びピストンにあらかじめ定められた動
   きを与えるモータカム機構と、前記シリンダへの
   注水機構とを含む飲料抽出装置において、前記ピ
   ストンの下動時に前記カム機構によつて生ずる前
   記ピストンの中心位置ずれを阻止する位置合わせ
   機構を備え、該位置合わせ機構は、前記ピストン
   の上部に備えたセンタリングローラと、該センタ
   リングローラの上部位置での上下動を案内する位
   置固定の案内板と、該案内板の下方で前記センタ
   リングローラを受けるローラ受け装置とを含み、
   該ローラ受け装置は、前記案内板と並設された上
   下に可動なスライド板と、該スライド板を上方へ
   付勢したスプリングと、前記スライド板に備えら
   れ前記案内板の下端に隣接した垂直受部と、前記
   スライド板に備えられ前記センタリングローラの
   下方に位置し、前記垂直受部と協働して前記セン
   タリングローラを受け取る水平受部とを有してい
   ることを特徴とする飲料抽出装置。