JPS6347899A - ブリユア機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

本発明はコーヒー自動販売機（以下自動販売機を自販機
とも略す）などに用いられるブリユア機構（即ちコーヒ
ー豆等の粉末原料に湯を注いで前記原料に含まれる湯へ
の可溶成分を抽出する機構）であって、特にこの抽出に
圧縮空気を用いるブリユア機構を制御する装置に関する
。 なお以下各図において同一の符号は同一または。 相当部分を示す。

【従来技術とその問題点】

第１図は本発明装置の一実施例としてのコーヒー自販機
におけるコーヒーブリユアの要部構造図であるが、以下
この図を流用して従来技術とその問題点を説明する。 同図において０２はコーヒー抽出用の湯が作られる湯タ
ンク、０３は給湯シリンダ、Ｕ■は配管Ｐ１を介し湯タ
ンク０２内の湯を給湯シリンダ０３に供給するための湯
バルブ、０４は給湯シリンダ０３内に静止して設けられ
、このシリンダ０３の上方の開口部を閉じるための固定
シールフランジ、０５は同じく給湯シリンダ０３内に静
止して設けられ、このシリンダの下方の開口部を閉じる
ための弁体、０６はコーヒー豆の粉末原料ＫＰを注入さ
れて、これを保持する原料カップ、０８は原料カップ０
６の底面の開口部に当てがわれるメツシュフィルタ、０
７はメツシュフィルタ０８を保持するフィルタブロック
、ＡＰはコーヒー液抽出のための圧縮空気を作り出すエ
アポンプ、ＡＶはこの圧縮空気を大気中に逃がすための
減圧弁、である。 ０９はブリユアモータＢＭを動力源とする駆動機構で、
給湯シリンダ０３をＸ方向に、また原料カップ０６およ
びフィルタブロック０７をＸ方向に、それぞれ駆動する
機構である。またＧＭは後述のようにフィルタブロック
０７にコーヒー豆粉末原料を注入する原料モータである
。 この図の動作を簡単に述べると、待機状態では原料カッ
プ０６およびフィルタブロック０７は、この図のように
相互に重なりあった状態のまま、予め駆動機構０９を介
し、図の右側（Ｘ方向）に移動されている。ここでコー
ヒー抽出指令が与えられると、この状態で、原料モータ
ＧＭを介してコーヒー豆の粉末原料ＫＰが原料カップ０
６に注入され、この原料カップ０６とフィルタブロック
０７は再びこの図の位置に戻る。 一方給湯シリンダ０３は予め駆動機構０９を介し図の上
方（Ｘ方向）に駆動されており、これにより弁０５が該
シリンダ０３の下方の開口部を閉じ、かつ固定シールフ
ランジ０４が給湯シリンダ０３の上方の開口部を開いて
いる。この状態において前記のコーヒー抽出指令と同時
に、湯バルブＵＶを介し湯タンク０２内の湯が給湯シリ
ンダ０３内に注入される。 次に給湯シリンダ０３は駆動機構０９を介し図の下方（
Ｘ方向）に、つまりこの図の状態に復帰するように駆動
される。これにより弁体０５が前記シリンダ０３の下方
の開口部を開いて給湯シリンダ０３内の湯が原料カップ
０６内のコーヒー豆粉末原料ＫＰの上部に注がれ、同時
に固定シールフランジ０４によって給湯シリンダ０３の
上方の開口部が閉じられる。 この状態でエアポンプＡＰが駆動され、大気から取込ま
れた空気ＡＯが圧縮されて固定シールフランジ０４を貫
く配管Ｐ３を介し給湯シリンダ０３内に注入され、場面
を押す。 このように加圧された湯は粉末原料ＫＰ内を通ってコー
ヒー液となり、メツシュフィルタ０８を通ってコーヒー
豆と分離され、フィルタブロック０７の下方の孔から配
管Ｐ３を経てカップＫに注がれる。 このようにしてコーヒーの抽出が終わると、減圧弁ＡＶ
を介し給湯シリンダ０３内の圧縮空気がシリンダ外に排
出されたのち、再び原料カップ０６とフィルタブロック
０７は共に図右方向（Ｘ方向）の待機位置に駆動され、
原料カップ０６のみはさらに該待機位置から図右方向に
駆動される。 これにより原料カップ０６内のコーヒー抽出済みの粉末
原料が下方に落下排出される。次に原料カップ０６はフ
ィルタブロック０７の位置に戻るように駆動されてフィ
ルタブロック０７と重ね合わされ、待機状態に入る。 このように圧力抽出方式のプリュア機構は、抽出に圧縮
空気を使用しているため高速でシリンダ０３内を加圧す
ることができ、従来のピストンによる抽出方式に比較し
て抽出時間を短縮することが可能である。 ところで、この方式のブリユア機構では抽出の完了（シ
リンダ内の湯がなくなったこと）を検出するのに、一般
にタイマを使用する方法が用いられている。すなわち、
シリンダ０３内の加圧開始後、所定時間が経過したら抽
出が完了したと見なしてシリンダ内の加圧を中止する方
法である。ところが、この加圧時間は原料の種類やその
粒子の粗さによりまちまちである。そこで抽出完了検出
タイマの時間を最も加圧時間の長い原料に合わせて設定
すると、もっと短い時間で抽出できる原料についての抽
出時間も長くなってしまい、上に述べた本方式のプリュ
ア機構の高速抽出性という長所を完全に生かしきれない
という問題点がある。 そこで、使用する原料ごとに上記抽出完了検知タイマの
時間を制御装置に設定するという方法も考えられるが、
この方法でも原料変更のたびに時間設定操作が必要とな
り、使いづらいブリユア機構となってしまうという問題
点がある。

【発明の目的】

この発明は前記の問題点を解決し抽出時間が短（、しか
も使用する原料に対応して自動的に最小の時間で抽出す
ることが可能なプリュア機構の制御装置を提供すること
を目的とする。

【発明の要点］ この発明の要点は、圧力抽出方式のブリユア機構におい
て、抽出が完了する（シリンダ内の湯が無くなる）とシ
リンダ内の圧力が減少することに着目したもので、シリ
ンダ内の圧力を感知する圧力センサを設け、抽出開始後
、その圧力センサの出力を見て、圧力が上昇方向から下
降方向へと変化する時点を抽出完了時として捉え、抽出
動作を終了しようとする点にある。 換言すれば本発明の要点は、少なくとも一部（フィルタ
ブロック０７の底部の孔など）に開口部を持ち、この開
口部を多数の細孔を持つフィルタ（メツシュフィルタ０
８など）で塞いだ密閉容器構造体（給湯シリンダ０３、
固定シールフランジ０４、原料カップ０６、フィルタブ
ロック等の組合わせ構造体など）にコーヒー豆等の原料
（コーヒー豆粉末原料ＫＰなど）と湯とを収容したうえ
、前記開口部とは別に前記密閉容器構造体に設けられた
孔（固定シールフランジ０４内の配管Ｐ３の　。 孔など）から加圧手段（エアポンプＡＰなど）を介し、
圧縮気体（圧縮空気など）をこの密閉容器構造体内に注
入し、前記フィルタの細孔から前記密閉容器構造体内の
湯をこの容器外に押出し、前記原料に含まれる湯への可
溶成分を抽出するブリユア装置において、 前記密閉容器構造体内に注入された圧縮気体の圧力を検
出する圧力検出手段（圧力センサＳなど）と、 この検出された圧力が一旦時間と共に上昇したのち下降
を開始する時点を検出する手段（ＣＰＵ１４など）と、 該時点において前記の抽出が完了したものとみなし、以
後の動作に移行させる手段（ＣＰＵ１４など）と、を備
えるようにした点にある。 【発明の実施例】 以下第１図〜第４図に基づいて本発明の詳細な説明する
。第２図は第１図におけるブリユア制御装置０１の一実
施例としての要部構成を示すブロック回路図、第３図と
第４図はそれぞれ第２図の動作を説明するためのタイム
チャートとフローチャートである。 第１図においてＳはエアーポンプＡＰにより配管Ｐ３を
介し給湯シリンダ０３内に注入される圧縮空気の圧力を
検出する圧力センサ、０１は湯パルプＵＶ、圧カセンサ
Ｓ、減圧弁ＡＶ、エアポンプＡＰ、駆動機構０９　（従
ってブリユアモータＢＭ）、原料モー７０Ｍ等を制御す
るブリユア制御装置である。 また第２図において、ブリユア制御装置０１はＣＰＵ１
４、ＲＯＭ１５、外部機器への入出力回路（Ｉｌｏとも
略す＞　１３、圧力センサＳよりの入力信号を変換する
圧力／電圧変換回路３およびＡ／Ｄ変換回路４、プリュ
アモータＢＭ、原料モータＧＭ、湯バルブＵＶ、エアポ
ンプＡＰ、減圧弁ＡＶを駆動するための増巾器・リレー
１２等を主体として構成されている。 また１は図外の自販機制御装置または手動操作等によっ
て閉成される販売開始スイッチ（なおスイッチをＳＷと
も略記する）で、この場合ブリユアの抽出動作の開始を
指令するスイッチである。 ５．６は前記ブリユアモータＢＭに連動するカムによっ
て開閉される抽出開始ＳＷ、販売完了ＳＷである。 前記販売開始ＳＷＩの信号はｌ１０１３を介してＣ０Ｕ
１４に読込まれる。圧力センサ２の信号は圧力／電圧変
換回路３．Ａ／Ｄ変換回路４によってデジタル信号に変
換され、Ａ　／　０１３を経てＣＰＵ１４に読込まれる
。抽出開始ＳＷ５および販売完了ＳＷ６の開閉状態はｌ
１０１３を介してＣＰｔＪ１４に読込まれる。ＣＰＵ１
４は所定の手順でｌ１０１３を通して増幅器・リレーエ
２に出力信号を送り、プリニアモータＢＭ、原料モータ
ＧＭ、湯バルブＵＶ。 エアポンプＡＰ、Ｍ圧弁ＡＶを動作させる。またＣＰＵ
１４が実行すべきプログラムはＲＯＭ１５に格納されて
おり、順次読出される。 第３図は本発明によるブリユア機構の動作を示すタイム
チャートである。この図は上から順に原料モータＧＭ、
湯バルブＵＶ、ブリユアモータＢ゛９Ｍ、エアポンプＡ
Ｐ、ｍ圧弁ＡＶのそれぞれの動作のタイミング、および
圧力センサＳの検出圧力の時間的推移を示している。 なおここでＴＧＭ、ＴＵＶはそれぞれ原料モータＧＭ、
湯バルブＵＶの動作時間を与えるソフトウェアタイマ（
およびそのタイムアツプ時間）である。 またＴＩ、Ｔ２もそれぞれ遅延時間を与えるソフトウェ
アタイマ（およびそのタイムアンプ時間）である。 第３図のタイムチャートの抽出動作を行うために第２図
のＣＰＵ１４が実行するプログラムのフローチャートが
第４図（Ａ）　、　（Ｂ）である。 次に第１図〜第３図を参照しつつ、第４図によりブリユ
ア制御装置０１の動作を説明する。 ＣＰＵ１４はまず、ステップＳ１にて販売開始信号が有
るか（つまり販売開始ＳＷＩがＯＮか）否かを調べ、無
しくＮＯ）ならステップＳ１に戻り、有り（ＹＥＳ）な
らステップＳ２に進んでタイマＴＧＭとＴＵＶをセント
する。次にステップＳ３で原料モータＧＭと湯バルブＵ
ＶをＯＮさせる。。 これにより第３図時点ｔ１において、原料モータＧＭを
介する原料カップ０６へのコーヒー豆粉末原料ＫＰの供
給と、湯バルブＵＶを介する給湯シリンダ０３への湯の
供給が開始される。 ステップＳ４では原料モータのタイマＴＧＭがタイムア
ンプしているか否かを調べ、ＮＯならステップＳ８にジ
ャンプし、ＹＥＳならステップＳ５に進んで原料モータ
ＧＭがＯＦＦか否かを調べる。原料モータＧＭがＯＦＦ
ならステップＳ８にジャンプし、原料モータＧＭがＯＮ
ならステップＳ６で原料モータＧＭをＯＦＦした後、ス
テップＳ７に進んでタイマＴ１をセットする。ステップ
Ｓ８では湯バルブのタイマＴＵＶがタイムアツプしてい
るか否かを調べ、ＮＯならステップＳ１０にジャンプし
、ＹＥＳならステップＳ９に進んで、湯バルブＵＶをＯ
ＦＦする。ステップＳＩＯではタイマＴ１がタイムアツ
プしているか否かを調べ、ＮｏならステップＳ１２ヘジ
ヤンプし、ＹＥＳならステップ３１１に進んでプリニア
モータＢＭをＯＮする。 これにより第３図時点ｔ１より時間ＴＧＭの後（時点ｔ
２）に原料モータＧＭがＯＦＦされ、さらに時間Ｔ１の
後（時点ｔ３）にプリニアモータＢＭがＯＮされる。ま
た湯パルプＵＶは時点ｔ１から時間ＴＵＶ後（時点ｔ４
）にＯＦＦされる。 次にＣＰＵ１４はステップ３１２で抽出開始信号が有る
か（つまり抽出開始ＳＷ５がＯＮか）否かを調べ、無し
くＮＯ）ならステップＳ４に戻るが、°有り（ＹＥＳ）
ならステップＳ１３に進んでプリニアモータＢＭをＯＦ
Ｆさせ、エアポンプＡＰをＯＮさせる。 このようにして前記ステップＳｌｌにおけるプリニアモ
ータＢＭのＯＮにより、駆動機構０９が動作され、供給
された原料ＫＰと湯とをそれぞれ保持する原料カップ０
６と給湯シリンダ０３とが第１図のように組合されて、
原料ＫＰと湯とが一緒になり、またその時点ｔ５で、プ
リニアモータＢＭに同期したカムＳＷ（抽出開始５Ｗ）
５より抽出開始信号が与えられる。ここで抽出開始信号
の入力が判別されると抽出が開始され、プリニアモータ
ＢＭはＯＦＦされ、それと同時にエアポンプＡＰがＯＮ
されてシリンダ０３内に圧縮空気が送られ抽出が促進さ
れる。 次にＣＰ　Ｕ１４はステップ３１４で圧力センサＳから
の圧力データを読込んだ後、ステップＳ１５では前回の
圧力データと今回読込んだ圧力データを比較する。前回
データが今回データ以下ならば（ステフジ５１５１分岐
Ｎ）、ステップＳ１６で前回データの内容を今回データ
に書換え、ステップＳ１４に戻る。他方、前回データが
今回データを越えたならば（ステフジ５１５１分岐Ｙ）
、ステップＳ１７でエアポンプＡＰを０ＦＦＬ、減圧弁
ＡＶをＯＮさせる。 すなわち抽出が開始されると圧力センサＳの感知する圧
力は第３図のように時間の経過と共に上昇していくが、
シリンダ０３内の湯が抜けきった時点ｔ６で圧力は下降
を始める。この時、エアポンプＡＰはＯＦＦされ、減圧
弁ＡＶが開かれてシリンダ０３内の圧力が大気中に逃が
される。 次にＣＰＵ１４はステップ３１８ではタイマＴ２をセッ
トする。ステップＳ１９ではこのタイマＴ２がタイムア
ツプしたかどうかを調べ、ＮｏならばステップＳ１９に
戻り、ＹＥＳならばステップＳ２０に進んでプリエアモ
ータＢＭを再びＯＮさせる。その後ステップＳ２１で販
売完了信号が有るか（つまり販売完了ＳＷ６がＯＮか）
否かを調べ、無しくＮｏ）ならばステップＳ２１に戻り
、有り　（ＹＥＳ）ならばステップＳ２２に進んでプリ
エアモータＢＭおよび減圧弁ＡＶを０ＦＦＬ、販売を終
了する。 すなわち第３図時点ｔ６より時間Ｔ２後（時点ｔ７）に
再びブリエアモータＢＭがＯＮされ、駆動機構０９を介
して抽出済みの原料ＫＰが排出され、この機構の各部は
前記の待機状態に戻る。これにより、カムＳＷ（販売完
了５Ｗ）６によって販売完了信号が入る時点ｔ８で、プ
リエアモータＢＭおよび減圧弁ＡＶがＯＦＦされ、抽出
動作が終了する。

【発明の効果】

本発明によれば下方の開口部にフィルタを持つ密閉容器
構造体（シリンダ）に原料と湯とを収容しこの容器構造
体の上部から圧縮空気を注入し、前記のフィルタから湯
を押出して、原料に含まれる可溶成分を抽出するブリエ
ア機構において、抽出完了をシリンダ内の圧力変化で検
出することとしたので、原料ごとに異なる抽出時間に自
動的に対応することが可能となり、その結果、原料ごと
に最小の時間で抽出できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例としてのコーヒーブリエ
アの要部構造図、第２図は第１図におけるブリニア制御
装置の要部構成を示すブロック回路図、第３図と第４図
はそれぞれ第２図の動作を説明するためのタイムチャー
トとフローチャートである。 ０１：ブリニア制御装置、０２：湯タンク、０３：給湯
シリンダ、０４二固定シールフランジ、０５：弁体、０
６　：原料カップ、０７　：フィルタブロック、０８　
：メッシュフィルタ、０９　：駆動機構、１４：　ＣＰ
Ｕ、１５：　ＲＯＭ、Ｓ　：圧力センサ、ＢＭ：ブリエ
アモータ、ＧＭ：原料モータ、Ｕｖ：湯バルブ、ＡＰ：
エアポンプ、ＡＶ：減圧弁。 夜理人弁７２モ　リし　口　　　塁 Ｌ−−−＋−−−＋＋　　　　　　　＋＋＋＋−第４図
（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも一部に開口部持ち、この開口部を多数の
   細孔を持つフィルタで塞いだ密閉容器構造体にコーヒー
   豆等の原料と湯とを収容したうえ、前記開口部とは別に
   前記密閉容器構造体に設けられた孔から加圧手段を介し
   圧縮気体をこの密閉容器構造体内に注入し、前記フィル
   タの細孔から前記密閉容器構造体内の湯をこの容器外に
   押出し、前記原料に含まれる湯への可溶成分を抽出する
   ブリユア装置において、 前記密閉容器構造体内に注入された圧縮気体の圧力を検
   出する圧力検出手段と、 この検出された圧力が一旦時間と共に上昇したのち下降
   を開始する時点を検出する手段と、該時点において前記
   の抽出が完了したものとみなし、以後の動作に移行させ
   る手段と、を備えたことを特徴とするブリユア機構の制
   御装置。