JPS6346685B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気ヒータを熱源としたコーヒー抽
出器に関するもので、その目的は、コーヒー粉の
量の多少に拘らず常に最良の状態のコーヒー液を
抽出することが可能になるコーヒー抽出器を提供
するにある。

以下、本発明をミル機構を併設して成るコーヒ
ー抽出器に適用した一実施例について図面を参照
しながら説明する。

まず、第１図に従い全体の構成について述べ
る。１は器体であり、これはミル機構２及び粉砕
後のコーヒー粉中に湯を滴下せしめてコーヒー液
を抽出する給湯機構たるドリツプ機構３並びに抽
出したコーヒー液を貯留するカツプ４を有してい
て、以下これらにつき詳述する。即ち、器体１の
下半部の左右両側にはモータ収納部５及びカツプ
載置台６を夫々形成し、更に上半部の左右両側に
はケース装着部７及び貯水タンク８を夫々形成し
ている。９はカツプ載置台６に装着した保温板６
ａの下面に密接して設けた加熱盤で、熱湯生成用
の電気ヒータ例えばシーズヒータ１０と加熱パイ
プ１１とを平行に埋設しており、そしてこの加熱
パイプ１１の一端部を上方へ延ばし貯水タンク８
の図示しない出水口に連結して給水パイプ１２と
しまた他端部をケース装着部７の上部に延ばして
給湯パイプ１３としている。１４はケース装着部
７に装着したケースで、これは前述したミル機構
２とドリツプ機構３の双方に共通のもので、該ケ
ース１４の底壁１４ａの中央部に形成した軸筒部
１５には駆動軸１６を回転可能に且つ水密に挿通
している。そして、駆動軸１６の上端部にはコー
ヒー豆粉砕用のカツタ１７を取付け、一方下端部
には継手１８を取付けて、この継手１８をモータ
収納部５内に配置したモータ１９の継手２０と連
結せしめている。２１はケース１４内に枠状のフ
イルタ支え２２，水密部材２３によりカツタ１７
の下方に位置させて装着したろ過用のフイルタ
で、これによりカツタ１７によつて粉砕されたコ
ーヒー粉を受けるようになつている。２４は前記
ケース１４の底壁１４ａに形成された抽出口であ
り、これは前記カツプ載置台６に上方から対応す
るようになつている。２５は前記ケース１４の上
面開口部に着脱可能に接着した蓋であり、その略
中央部には環状の壁部２５ａが突設されていると
ともにこの壁部２５ａの内側に位置して注湯孔２
５ｂが形成されている。２６は蓋体であり、これ
は器体１の上面開口部たるケース装着部７及び貯
水タンク８の上面開口部に着脱可能に装着されて
いる。２７は前記加熱盤９の下面部に取付けられ
た温度調節用のバイメタルスイツチであり、これ
によつて加熱盤９の温度が所定値に制御されるよ
うになつている。

さて、第２図には上記したコーヒー抽出器にお
ける電気回路構成のうち本発明の要旨に直接関係
した部分のみが示されており、以下これについて
述べる。即ち、２８は交流電源であり、その両端
子間にスイツチング素子例えばトライアツク２９
及び前記モータ１９の直列回路並びにトライアツ
ク３０，前記バイメタルスイツチ２７及びシーズ
ヒータ１０の直列回路を夫々接続する。３１はパ
ルス発生器で、これは交流電源２８の出力を波形
整形する整形回路３２と、この整形回路３２の出
力を分周するパルス発生回路たる分周回路３３と
から成り、該分周回路３３は例えば１Hzの周期で
計数パルスPcを出力する構成になされている。
３４は手動操作状態時のみオンされるセツトスイ
ツチで、これがオンされたときのみラインL₁を
介してAND回路３５の一方の入力端子にハイレ
ベル信号が与えられる。上記AND回路３５はそ
の他方の入力端子に前記計数パルスPcを受ける
ように接続されており、従つてこのAND回路３
５はセツトスイツチ３４のオン操作期間中のみ計
数パルスPcを通過させる。３６はクロツク入力
端子CKがAND回路３５の出力端子に接続された
例えば16進のアツプカウンタで、これは、そのク
ロツク入力端子CKに入力されるパルスを加算計
数してその計数内容をデジタル信号Snとして出
力する。３７は７セグメント発光ダイオード等よ
り成る例えば２桁のデジタル表示器で、これは前
記デジタル信号Snを入力として受けてこれに対
応した数値を表示する。一方、３８は手動操作状
態時のみオンされるスタートスイツチで、これが
オンされたときにはラインL₂を介してトランス
フアゲート３９の制御端子３９ａにハイレベル信
号が与えられる。尚、上記トランスフアゲート３
９は、その制御端子３９ａにハイレベル信号が入
力されたときのみ低インピーダンスを呈して信号
の通過を許容する構成である。また、４０は同じ
く手動操作状態時のみオンされるストツプスイツ
チで、これがオンされたときにはラインL₃にハ
イレベル信号が出力される。４１はプリセツト機
能及びクリア機能を有するダウンカウンタであ
り、これはそのデータ入力端子Ｄにデジタル信号
が入力されたときに該入力デジタル信号に対応し
た数値をプリセツトすると共に、クロツク入力端
子CKにパルスが入力される毎に上記プリセツト
値から減算計数し、またクリア端子CLにハイレ
ベル信号が入力されたときにその計数値を「０」
にクリアする構成である。さらに、このダウンカ
ウンタ４１はその計数値が例えば「０」以外にあ
る期間中ハイレベル信号より成る動作命令信号
Soを出力する構成となつており、斯かるダウン
カウンタ４１の出力端子Ｐはバツフアアンプ４２
を介して前記トライアツク２９のゲートに接続さ
れている。また、ダウンカウンタ４１のデータ入
力端子Ｄはトランスフアゲート３９を介して前記
アツプカウンタ３６の出力端子に接続され、クロ
ツク入力端子CKはAND回路４３の出力端子に接
続され、且つクリア入力端子CLは前記ラインL₃
に接続されている。そして上記AND回路４３の
一方の入力端子は前記計数パルスPcを受けるよ
うに接続され、且つ他方の入力端子は前記動作命
令信号S₀を受けるように接続されている。また、
４４はそのセツト入力端子ＳがラインL₂に接続
され且つリセツト入力端子ＲがラインL₃に接続
されたＲ―Ｓフリツプフロツプで、そのセツト出
力端子Ｑが３入力形のAND回路４５の入力端子
に接続されている。４６は前記計数パルスPcを
計数するｎ進カウンタ（ｎは自然数）たる４進カ
ウンタで、これはその計数値が「０」から「３」
までサイクリツクに変化する構成であり、計数値
が「０」のときのみローレベル信号を出力し且つ
他の期間はハイレベル信号を出力する。この場合
計数パルスPcの出力周期が１Hzであるから、結
果的に４進カウンタ４６は、ローレベル信号を１
秒間出力した後にハイレベル信号を３秒間出力す
るという動作を周期的に行なう。４６はセレクト
スイツチで、これは第１の状態たる接点（ｃ−
ｂ）間オン状態と第２の状態たる接点（ｃ−ａ）
間オン状態とに選択的に切換えられるようになつ
ている。そして、斯かる４進カウンタ４６の出力
端子はセレクトスイツチ４７の接点（ｃ−ａ）間
を介して前記AND回路４５の入力端子に接続さ
れており、このAND回路４５の残りの入力端子
はインバータ４８を介して前記ダウンカウンタ４
１の出力端子Ｐに接続されている。またAND回
路４５の出力端子は前記トライアツク３０のゲー
トに接続されている。４９はハイレベル信号源
で、その出力は前記セレクトスイツチ４７の接点
（ｃ−ｂ）間を介してAND回路４５の入力端子に
与えられる。尚、上記したセツトスイツチ３４，
スタートスイツチ３８，ストツプスイツチ４０，
セレクトスイツチ４７及びデジタル表示器３７
は、例えば第１図に示す如く器体１の側部に配設
されている。また、セレクトスイツチ４７は、抽
出しようとするコーヒー液の量が例えば８人分前
後の場合に接点（ｃ−ｂ）間が閉成され、該コー
ヒー液の量が例えば４人分前後の場合に接点（ｃ
−ａ）間が閉成される。

次に、上記構成の本実施例の作用について説明
する。コーヒー液を抽出する際には、貯水タンク
８に所望の人数分に相当する量の水を、ケース１
４にはそれに応じた量のコーヒー豆を収納し、且
つカツプ４をカツプ載置台６の保温板６ａに載置
させて該カツプ４の上面開口をケース１４の抽出
口２４に対応させた状態で、まずコーヒー豆をミ
ルする。この場合、例えば８人分のコーヒー液を
抽出しようとするときには、電源スイツチ（図示
せず）をオン操作すると共にセレクトスイツチ４
７の接点（ｃ−ｂ）間をオンさせ、さらにセツト
スイツチ３４をオン操作してそのオン操作状態を
保持する。すると、パルス発生器３１からの計数
パルスPcがAND回路３５を介してアツプカウン
タ３６のクロツク入力端子CKに与えられてこれ
が該計数パルスPcを加算計数するようになり、
その計数内容がデジタル信号Snとして出力され
るようになる。このとき、デジタル表示器３７に
は上記デジタル信号Snに対応した数値が「０」
→「１」→「２」→「３」……と順次増加する如
く表示されるから、操作者は斯ような表示がコー
ヒー豆の量に応じた数値例えば「12」になつたと
きにセツトスイツチ３４のオン操作を解除する。
このようにセツトスイツチ３４のオン操作が解除
されると、ラインL₁にハイレベル信号が出力さ
れなくなつてAND回路３５が計数パルスPcの通
過を阻止するようになるため、アツプカウンタ３
６は、計数動作を停止してその最終的な計数結果
たる計数値「12」を記憶すると共に、斯かる計数
値「12」に対応したデジタル信号Snを出力する。
従つてこのときには、デジタル表示器３７は
「12」を表示したままの状態になる。この後、ス
タートスイツチ３８をオン操作すると、トランス
フアゲート３９が信号の通過を許容した状態を呈
して前記アツプカウンタ３６が記憶したデジタル
信号Snがダウンカウンタ４１のデータ入力端子
Ｄに与えられるため、該ダウンカウンタ４１は、
入力されたデジタル信号Snに対応した数値「12」
をプリセツトすると共に、出力端子Ｐから動作命
令信号S₀を出力する。すると、この動作命令信号
S₀をバツフアアンプ４２を介してゲートに受けた
トライアツク２９がオンされてモータ１９に通電
されるため、カツタ１７が回転されてケース１４
内のコーヒー豆の粉砕が開始される。また、これ
と同時に、動作命令信号S₀がAND回路４３の一
方の入力端子に与えられて、該AND回路４３の
他方の入力端子に与えられる計数パルスPcがこ
れを通過するようになるため、斯かる計数パルス
Pcをそのクロツク入力端子CKに受けるダウンカ
ウンタ４１が減算計数動作を開始するようにな
る。斯ような減算計数動作は、前記プリセツト値
「12」を基準として開始されてその計数値は「12」
→「11」→「10」……と順次減少するようにな
る。そして、ダウンカウンタ４１の計数値が
「０」になると、その出力端子Ｐからは動作命令
信号S₀に代わつてローレベル信号が出力されるよ
うになるため、トライアツク２９がオフされてカ
ツタ１７の回転が停止し、以てコーヒー豆の粉砕
が終了すると同時に、AND回路４３がしや断状
態を呈してダウンカウンタ４１に対する計数パル
スPcの入力が停止される。しかして、ダウンカ
ウンタ４１の計数値が「12」から「０」になるま
での時間は、計数パルスPcの出力周期が１Hzで
あるから12秒になり、従つて上記のようなコーヒ
ー豆の粉砕時間（ミル時間）は12秒に制御され、
斯ようにしてコーヒー豆がミルされる。

一方、上記のようなミル開始時におけるスター
トスイツチ３８のオン操作時には、Ｒ―Ｓフリツ
プフロツプ４４のセツト入力端子Ｓにもライン
L₂を介してハイレベル信号が与えられるから、
該Ｒ―Ｓフリツプフロツプ４４はそのセツト出力
端子Ｑからハイレベル信号を出力してこれを
AND回路４５の入力端子に与えるようになる。
このときAND回路４５の他の２入力端子のうち
の一方にはハイレベル信号源４９からのハイレベ
ル信号がセレクトスイツチ４７の接点（ｃ−ｂ）
間を介して入力されるが、他方には動作命令信号
S₀（ハイレベル信号）がインバータ４８によりロ
ーレベル信号に反転されて入力される。従つて、
動作命令信号S₀が出力されている期間中、換言す
ればモータ１９に通電されてコーヒー豆のミルが
行なわれている期間中には、AND回路４５から
ローレベル信号が出力されているためこれをゲー
トに受けるトライアツク３０はオフ状態に保持さ
れる。即ち、ミル機構２が動作中はシーズヒータ
１０への通電が阻止された状態にある。しかし
て、ミル機構２によるコーヒー豆のミルが前述し
た如く終了すると、ダウンカウンタ４１から出力
されたローレベル信号がインバータ４８によりハ
イレベル信号に反転されてAND回路４５の入力
端子に与えられるため、結果的に該AND回路４
５はその全部の入力端子にハイレベル信号を受け
るようになる。すると、AND回路４５からハイ
レベル信号が出力されてこれがトライアツク３０
のゲートに与えられるため、該トライアツク３０
がオンされてシーズヒータ１０に通電されるよう
になる。斯かる通電によるシーズヒータ１０の発
熱に基づいて保温板６ａによりカツプ４が予熱さ
れるとともに貯水タンク８から給水パイプ１２を
通じて供給された加熱パイプ１１内の水が加熱さ
れて熱湯が生成される。このように生成された熱
湯は、その沸騰圧によつて給湯パイプ１３を上昇
し、その先端部たる給湯口１３ａから蓋２５の壁
部２５ａの内側に供給され、注湯孔２５ｂからケ
ース１４内に滴下供給され、以つて給湯（ドリツ
プ）が行なわれる。更に、ケース１４内に供給さ
れた熱湯はコーヒー粉及びフイルタ２１を通過し
てコーヒー液として抽出され、そのコーヒー液は
ケース１４の抽出口２４からカツプ４内に流下貯
留されることになる。そして、貯水タンク８内の
水が全て消費されればコーヒー液の抽出が完了す
る。この後は、トライアツク３０のオン状態が継
続されてシーズヒータ１０はバイメタルスイツチ
２７により通断電制御されるようになり、これに
応じて加熱盤９ひいてはカツプ４内のコーヒー液
の温度が一定値以上に保持されるようになる。
尚、上記のようなドリツプ時及び前述したミル時
においてストツプスイツチ４０をオン操作する
と、ミル時においてはダウンカウンタ４１の計数
値が「０」にクリアされて動作命令信号S₀が出力
停止、換言すればトライアツク２９がオフされて
ミル動作が途中で終了されるようになり、またド
リツプ時においてはフリツプフロツプ４４のセツ
ト出力端子Ｑからの出力がローレベル信号に反転
されてAND回路４５からもローレベル信号が出
力され、以てトライアツク３０がオフされてドリ
ツプ動作が途中で終了されるようになる。

さて、以上のようにセレクトスイツチ４７の接
点（ｃ−ｂ）間をオンして８人分のコーヒー液を
抽出する場合には、ドリツプ期間中を通じてシー
ズヒータ１０が連続的に通電されて該シーズヒー
タ１０は定格出力で発熱する。これに対して例え
ば４人分のコーヒー液を抽出しようとする場合に
は、予めセレクトスイツチ４７の接点（ｃ−ａ）
間をオンさせておく。この場合には、ドリツプ時
において、４進カウンタ４６から夫々１秒及び３
秒ずつ交互に出力されるローレベル信号及びハイ
レベル信号がセレクトスイツチ４７の接点（ｃ−
ａ）間を介してAND回路４５に入力される。こ
のため、トライアツク３０が３秒間オンされて１
秒間オフするという動作を繰返すようになり、斯
ようにシーズヒータ１０の通電時間比が制御され
て結果的に該シーズヒータ１０は定格出力の3/4
で発熱するようになる。

ところで、コーヒー液を抽出する際において、
ドリツプ時間（給湯開始から抽出完了までの時
間）が長すぎるとコーヒー粉の不用成分まで抽出
されてでき上がるコーヒー液が苦くなつてしま
い、また該ドリツプ時間が短かすぎると抽出が不
十分になつてでき上がるコーヒー液が極端に薄く
なつてしまうという事実は良く知られている。こ
のため本実施例の構成において４人分のコーヒー
液を抽出しようとする場合にシーズヒータ１０を
定格出力で発熱させるとコーヒー液の抽出が理想
的に行なわれなくなる。即ち、４人分のコーヒー
液を抽出する場合には貯水タンク８内に収納する
水の量が８人分のコーヒー液を抽出する場合の1/
２になる訳であるから、斯ような状態でシーズヒ
ータ１０が定格出力で発熱されると、貯水タンク
８内の水が比較的短かい時間内にケース１４内に
供給完了されてしまつて前記ドリツプ時間が大幅
に短縮され、結果的にでき上がるコーヒー液が極
端に薄くなつてしまう。しかるに、シーズヒータ
１０の出力を小さくなせば加熱パイプ１１内での
熱湯生成速度が低下してドリツプ時間が長くなる
性質を有するから、この点に鑑みて従来において
は、可能最大抽出量（例えば８人分）の1/2即ち
例えば４人分のコーヒー液を抽出しようとする場
合に、シーズヒータの通電路に半波整流用ダイオ
ードを直列に介在させ、以て該シーズヒータを定
格出力の1/2で発熱させることが行なわれている。
しかしながら、シーズヒータ１０による熱エネル
ギーはすべて加熱パイプ１１内の水に与えられる
ものではなく、該加熱パイプ１１及び加熱盤９等
にも与えられるものであるから、４人分のコーヒ
ー液を抽出する場合にシーズヒータ１０を定格出
力の1/2で発熱させるからといつてドリツプ時間
が８人分のコーヒー液を抽出する場合と同程度に
なる訳ではない。このため結果として上記従来構
成では、ドリツプ時間が無闇に長くなつてしまつ
て抽出されるコーヒー液が苦くなつてしまうこと
があつた。

これに対して本実施例では、４人分のコーヒー
液を抽出する場合には、シーズヒータ１０を定格
出力の3/4の出力で発熱させる構成としており、
これにより上述した従来構成のように抽出される
コーヒー液が苦くなつてしまう事態を防止してい
る。即ち、要するに本実施例では、シーズヒータ
１０の出力のうち加熱パイプ１１，加熱盤９等の
加熱に供される分を実験的に把握して４人分のコ
ーヒー液を抽出する場合におけるシーズヒータ１
０の出力を定格出力の3/4となるように設定する
ことにより、この場合におけるドリツプ時間を８
人分のコーヒー液を抽出する場合のドリツプ時間
と同程度になるように構成し、以て４人分のコー
ヒー液を抽出する場合及び８人分のコーヒー液を
抽出する場合の何れにおいても常に最良の状態の
コーヒー液を抽出し得るようになつている。尚、
上記比率「3/4」は実験データに基づいた一例と
して示したものであるから、これに限られるもの
ではなく、要はシーズヒータ１０を定格出力で発
熱させる第１の状態と該シーズヒータ１０を定格
出力未満で且つその定格出力の1/2を越える出力
で発熱させる第２の状態とに選択的に切換え得る
構成とすれば良い。

また、上記実施例では、電源周波数を分周して
成る計数パルスPcに基づいてトライアツク２９，
３０のゲート信号を制御する構成としたから、所
謂零クロススイツチングが可能になつて雑音発生
を抑制し得る。さらに、上記計数パルスPcをド
リツプ時間及びミル時間の制御に兼用して用いる
構成であるから、その制御を簡単な構成で正確に
行ない得る。

本発明によれば以上の説明により明らかなよう
に、コーヒー粉の量の多少に拘らず常に最良の状
態のコーヒー液を抽出することが可能になるコー
ヒー抽出器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に関するもので、第１
図はコーヒー抽出器の縦断面図、第２図は要部の
電気的構成を示す図である。 図中、２はミル機構、１０はシーズヒータ（電
気ヒータ）、１１は加熱パイプ、１４はケース、
３３は分周器（パルス発生回路）、４６は４進カ
ウンタ（ｎ進カウンタ）、４７はセレクトスイツ
チである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケース内に熱湯を供給してコーヒー液の抽出
   を行なうようにしたものにおいて、前記ケース内
   のコーヒーの量の大小に応じて第１の状態と第２
   の状態とに選択的に切換えられるセレクトスイツ
   チと、電源周波数に基づいて一定周期の計数パル
   スを発生するパルス発生回路と、前記計数パルス
   を計数するｎ進カウンタ（ｎは自然数）とを具備
   し、前記セレクトスイツチが第１の状態に切換え
   られたときに熱湯生成用の電気ヒータを定格出力
   で発熱させると共に、上記セレクトスイツチが第
   ２の状態に切換えられたときに前記ｎ進カウンタ
   の出力に基づいて上記電気ヒータに対する通電時
   間比を変化させることにより該電気ヒータを定格
   出力未満で且つその定格出力の1/2を越える出力
   で発熱させるように構成したことを特徴とするコ
   ーヒー抽出器。 ２ ミル機構を並設して成りそのミル時間をパル
   ス発生回路の出力に基づいて制御するように構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のコーヒー抽出器。