KR101110489B1 - 커피캡슐머신용 커피캡슐 - Google Patents

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이영식
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Abstract

본 발명은, 상단에 플랜지가 외향으로 형성되고 컵 형상으로 형성된 캡슐용기의 내부에 분말커피를 충진하고, 플랜지에 커버필름지를 부착하여 밀봉시키되; 상기 캡슐용기의 밑면에는 추출공 또는 추출절개선을 하나 이상 형성하고; 상기 캡슐용기의 내부 하단에는 필터베이스수납실을 형성하며; 상기 필터베이스수납실에는 커버필름지를 통해 투입되는 고온수에 의해 액화되는 커피를 필터링하여 배출시킬 수 있도록 된 필터베이스를 수납 안치하며; 상기 필터베이스의 상측에 분말커피를 충진한 것을 특징으로 하는 커피캡슐머신용 커피캡슐이다.
본 발명은, 캡슐용기의 내부에 충진된 분말커피를 보관하면서 캡슐용기의 내부 하단에 매설된 필터베이스에 의해 공기의 도입(유입)을 차단하여 분말커피가 변질 되는 것을 방지하여 커피의 품질을 유지시킬 수 있으며, 고온의 물이 캡슐용기의 내부로 유입되어 순환 충돌하면서 분말커피를 액화시키면서 고르게 혼합시켜 줄 수 있다.
도 본 발명은, 캡슐용기의 내부에서 액화된 액상커피가 배출될 때에 필터베이스의 전면(상면)에 안치된 페이퍼필터여과지가 필터베이스(플레이트)의 상면에 형성된 돌기 사이로 유입되어 요철을 형성하여 줌으로서 액화되는 커피가 요철을 통과 및 충돌하면서 균일하게 혼합되도록 하고, 돌기 사이에 형성된 요부로 유입되는 액화커피가 페이퍼필터여과지에 의해 필터링 되면서 추출공을 통해 배출(추출)됨으로써 분말알갱이가 발생하는 현상을 원천적으로 방지할 수 있으며, 뿐만 아니라 커피를 부드럽게 순화시킬 수 있다.
또 본 발명은, 캡슐용기의 밑면에 형성되는 추출공의 형상 모양을 대양하게 하여 커피의 종류에 따라 적정한 모양의 축출공이 형성된 캡슐용기를 채택하도록 하여, 각 커피의 특색을 유지시킬 수 있도록 된 다양한 종류의 캡슐을 제공할 수 있다.

Description

커피캡슐머신용 커피캡슐{A COFFEE CAPSULE FOR COFFEE CAPSULE MACHINE}
본 발명은 음료축출장치에 투입되어 캡슐(capsule)의 내부에 수용(충진)되어 있는 커피 및 차와 같은 각종 음용 분말원료(이하 '커피'로 통칭함)가 고압으로 공급되는 뜨거운 물에 의해 액상음료로 변화되어 배출(제조)되도록 된 커피캡슐머신용 커피캡슐에 관한 것이다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 상단에 플랜지가 외향으로 형성되고 컵 형상으로 형성된 캡슐용기의 내부에 분말커피를 충진하고, 플랜지에 커버필름지를 부착하여 밀봉시키되; 상기 캡슐용기의 밑면에는 추출공 또는 추출절개선가 하나 이상 형성하고; 상기 캡슐용기의 내부 하단에는 필터베이스수납실을 형성하며; 상기 필터베이스수납실에는 커버필름지를 통해 투입되는 고온수에 의해 액상화되는 커피를 필터링하여 배출시킬 수 있도록 된 필터베이스를 수납 안치하며; 상기 필터베이스의 상측에 분말커피를 충진하여서 된 커피캡슐머신용 커피캡슐에 관한 것이다.
일상 및 사회 생활이 진보 발전하여 전문화되면서 생활(일상 및 사회 생활)에서 간단하고 효율적으로 사용 및 활용할 수 있는 장치들이 무수히 개발되고 있으며, 일명 커피메이커와 같은 커피추출장치는 생활(일상 및 사회 생활)에서 간단하고 효율적으로 사용할 수 있도록 된 장치 중의 하나이다.
일명 커피메이커와 같은 커피추출장치는, 커피를 비롯하여 홍차 및 코코아 등과 같은 커피는 주로 물을 뜨겁게 하여 음용 하는 커피수를 제조하는 장치로서, 물통에 저장된 물을 가열하여 고압으로 공급하는 가열스팀장치부, 상기 가열스팀장치로부터 고온의 물(스팀)을 캡슐측출장치에 장전된 캡슐에 공급하여 액상의 커피수를 축출하고 캡슐을 배출시키는 커피수축출장치부, 상기 커피수축출장치부로부터 배출되는 액상커피수를 컵에 받기 위한 컵안치부와 배출되는 캡슐을 받아 보관하는 캡슐보관통 등이 하우징의 내부에 설치되어 있으며, 커피수를 제조하기 위한 성분(분말)이 충진되어 있는 1회용 커피캡슐은 별도로 구비된다.
상기 일명 커피메이커와 같은 커피추출장치는 이미 알려진 바와 같이, 1회 패키지 즉, 1회용 커피캡슐에 충진되어 있는 분말커피를 액상커피로 축출하는 장치의 축출사이클의 작동이 거의 자동화되거나 또는 반자동화되어 있다.
축출사이클(장치)이 자동화된 커피추출장치는, 사용자가 버튼을 조작하면(누르면) 매거진에서 1회용 커피캡슐(개별패키지)가 축출장치에 장전되고, 축출장치가 작동하여 1회용 커피캡슐(개별패키지)에 구멍을 뚫어 고온의 물과 수압을 공급하여 액상의 커피를 안치되어 있는 컵에 충진시키며, 커피원액이 소진된 1회용 커피캡슐(개별패키지)을 수집통에 낙하하도록 된 것이다.
또 축출사이클(장치)이 반 자동화된 커피추출장치는, 사용자가 축출장치의 투입구를 개방하여 1회용 커피캡슐(개별패키지)을 수동으로 투입하고 투입구를 닫으면, 축출장치가 작동하여 1회용 커피캡슐(개별패키지)에 구멍을 뚫고 고온의 물과 수압을 공급하여 액상의 커피를 안치되어 있는 컵에 충진시키며, 커피원액이 소진된 1회용 커피캡슐(개별패키지)을 수집통에 낙하하도록 된 것이다.
상기와 같은 커피추출장치에 투입되는 캡슐 또는 카트리지로서는 국내의 공개특허 공개번호 제10-2005-13896호(하부에 두려 빠진 홈을 가진 밀봉용기)와 공개특허 공개번호 제10-2008-70654호(음료제조용 캡슐) 및 국내의 특허등록 제10-143975호(밀봉 카트리지)와 특허등록 제10-145425호(밀폐된 카트리지의 추출방법 및 그 장치)가 제안되어 있다.
상기 공개특허 공개번호 제10-2005-13896호의 '하부에 두려 빠진 홈을 가진 밀봉용기'는, 몸체의 상단에 형성된 턱에 덮개를 부착하여 내용물을 밀봉하고, 몸체의 바닥에는 크기가 작은 배출구를 뚫어주어 내용물의 추출액의 배출기능과 거름기능을 동시에 할 수 있도록 하며, 몸체의 하부에는 유도로가 형성된 차단막을 부착하되 몸체의 하부에 두려빠진홈을 형성한 것이다.
또 공개특허 공개번호 제10-2008-70654호의 '음료제조용 캡슐'은, 음료원료가 충진되는 절두 원뿔형 캡슐의 개방부 전면에 천공수단이 내면에 구비된 덮개를 접착하여 형성한 것이다.
또 특허등록 제10-143975호의 '밀봉 카트리지'는, 컵의 상단 립부(플랜지)에 커버를 직접 접착하거나 또는 종이필터와 커버를 함께 접착하여 내용물을 보호하도록 된 것이다.
또한 특허등록 제10-145425호의 '밀폐된 카트리지의 추출방법 및 그 장치'에 구비되는 '밀폐된 카트리지'는, 원추형으로 형성된 컵의 내부에 분말커피를 충전하고 컵의 립부에 커버를 접착하여 분말커피를 보호하도록 된 것이다.
그러나 이들 밀봉용기(캡슐, 카트리지)는, 원추형으로 된 컵의 상단 립부에 커버를 부착하여 내부에 충진되는 분말커피를 보호하는 단순한 기능만을 수행할 수 있는 것에 불과하고, 분말커피가 변질되는 현상을 방지할 수 없어 커피의 품질이 떨어지게 되며, 고온의 물을 컵의 내부로 투입(고압으로)할 때에 분말커피가 완전한 액상커피로 변환되지 못하며, 분말커피가 완전하게 액화되지 못하고 필터링도 실행하지 않으므로 분말 알갱이로 배출되는 현상도 발생하게 되며, 그로 인해 추출된 액상커피의 품질이 떨어지게 된다.
본 발명은 음료축출장치에 투입되어 캡슐(capsule)의 내부에 수용(충진)되어 있는 커피 및 차와 같은 각종 음용 분말원료(이하 '커피'로 통칭함)가 고압으로 공급되는 뜨거운 물에 의해 액상음료로 변화되어 배출(제조)되도록 된 커피캡슐머신용 커피캡슐을 제공하려는 것이다.
본 발명은, 상단에 플랜지가 외향으로 형성되고 컵 형상으로 형성된 캡슐용기의 내부에 분말커피를 충진하고, 플랜지에 커버필름지를 부착하여 밀봉시키되; 상기 캡슐용기의 밑면에는 추출공 또는 추출절개선가 하나 이상 형성하고; 상기 캡슐용기의 내부 하단에는 필터베이스수납실을 형성하며; 상기 필터베이스수납실에는 커버필름지를 통해 투입되는 고온수에 의해 액화되는 커피를 필터링하여 배출시킬 수 있도록 된 필터베이스를 수납 안치하며; 상기 필터베이스의 상측에 분말커피를 충진하여서 된 커피캡슐머신용 커피캡슐을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 캡슐용기의 내부에 충진된 분말커피를 보관하면서 캡슐용기의 내부 하단에 매설된 필터베이스에 의해 공기의 도입(유입)을 차단하여 분말커피가 변질 되는 것을 방지하여 커피의 품질을 유지시킬 수 있으며, 고온의 물이 캡슐용기의 내부로 유입되어 순환 충돌하면서 분말커피를 액화시키면서 고르게 혼합시켜 줄 수 있도록 된 커피캡슐머신용 커피캡슐을 제공하려는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 캡슐용기의 내부에서 액화된 액상커피가 배출될 때에 필터베이스의 전면(상면)에 안치된 페이퍼필터여과지가 필터베이스(플레이트)의 상면에 형성된 돌기 사이로 유입되어 요철을 형성하여 줌으로서 액화되는 커피가 요철을 통과 및 충돌하면서 균일하게 혼합되도록 하고, 돌기 사이에 형성된 요부로 유입되는 액화커피가 페이퍼필터여과지에 의해 필터링 되면서 추출공을 통해 배출(추출)됨으로써 분말알갱이가 발생하는 현상을 원천적으로 방지할 수 있으며, 뿐만 아니라 커피를 부드럽게 순화시킬 수 있도록 된 커피캡슐머신용 커피캡슐을 제공하려는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 캡슐용기의 밑면에 형성되는 추출공의 형상 모양을 대양하게 하여 커피의 종류에 따라 적정한 모양의 축출공이 형성된 캡슐용기를 채택하도록 하여, 각 커피의 특색을 유지시킬 수 있도록 된 다양한 종류의 캡슐을 제공할 수 있도록 된 커피캡슐머신용 커피캡슐을 제공하려는데 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적은,
상단에 플랜지가 외향으로 형성되고 밑면에 다수의 추출공이 '＊형'으로 형성된 캡슐용기의 내부 하단에는 필터베이스수납실을 형성하고, 상기 필터베이스수납실에는 추출공이 뚫어진 베이스플레이트의 외주에 외주경사띠가 형성된 상측공간부가 형성된 필터베이스 또는 하드필터를 수납 안치하며, 상기 필터베이스 또는 하드필터의 상측에 분말커피를 충진하며, 플랜지에 커버필름지를 부착하여 밀봉시킨 것에 있어서;
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상기 캡슐용기의 밑면에 형성되는 각 추출공의 환상 외주에는 선단이 첨예한 파공돌기를 추출공의 내측으로 돌출되게 형성한 것;을 특징으로 하는 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1)에 의해 달성된다.
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본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐은, 상단에 플랜지가 외향으로 형성되고 컵 형상으로 형성된 캡슐용기의 내부에 분말커피를 충진하고, 플랜지에 커버필름지를 부착하여 밀봉시키되; 상기 캡슐용기의 밑면에는 추출공 또는 추출절개선을 하나 이상 형성하고; 상기 캡슐용기의 내부 하단에는 필터베이스수납실을 형성하며; 상기 필터베이스수납실에는 커버필름지를 통해 투입되는 고온수에 의해 액화되는 커피를 필터링하여 배출시킬 수 있도록 된 필터베이스를 수납 안치하며; 상기 필터베이스의 상측에 분말커피를 충진하여서 된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 캡슐용기의 내부에 충진된 분말커피를 보관하면서 캡슐용기의 내부 하단에 매설된 필터베이스에 의해 공기의 도입(유입)을 차단하여 분말커피가 변질 되는 것을 방지하여 커피의 품질을 유지시킬 수 있으며, 고온의 물이 캡슐용기의 내부로 유입되어 순환 충돌하면서 분말커피를 액화시키면서 고르게 혼합시켜 줄 수 있다.
도 본 발명은, 캡슐용기의 내부에서 액화된 액상커피가 배출될 때에 필터베이스의 전면(상면)에 안치된 페이퍼필터여과지가 필터베이스(플레이트)의 상면에 형성된 돌기 사이로 유입되어 요철을 형성하여 줌으로서 액화되는 커피가 요철을 통과 및 충돌하면서 균일하게 혼합되도록 하고, 돌기 사이에 형성된 요부로 유입되는 액화커피가 페이퍼필터여과지에 의해 필터링 되면서 추출공을 통해 배출(추출)됨으로써 분말알갱이가 발생하는 현상을 원천적으로 방지할 수 있으며, 뿐만 아니라 커피를 부드럽게 순화시킬 수 있다.
또 본 발명은, 캡슐용기의 밑면에 형성되는 추출공의 형상 모양을 대양하게 하여 커피의 종류에 따라 적정한 모양의 축출공이 형성된 캡슐용기를 채택하도록 하여, 각 커피의 특색을 유지시킬 수 있도록 된 다양한 종류의 캡슐을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐이 투입되어 액상커피를 추출하게 되는 커피캡슐의 커피추출장치를 보인 사시도.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 예시된 커피캡슐의 커피추출장치의 구조를 보인 부분 단면 사시도 및 정단면도.
도 3은 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐의 분해사시도.
도 4a와 도 4b 및 도 4c는 도 3에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐을 결합시킨 상태의 정면도 및 저면 사시도.
도 5는 도 3에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐의 결합 단면도.
도 6a 및 도 6b는 도 3에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐에 설치되는 필터베이스를 발췌하여 보인 사시도 및 정단면도.
도 7a 내지 도 7d는 도 3에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐에 설치되는 필터베이스를 발췌하여 보인 상부 사시도와 저부 사시도 및 평면도와 저면도.
도 8은 도 3에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐의 작동관계 설명도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐의 다른 실시 예를 보인 분해도 및 결합 단면도.
도 10a 내지 도 10c는 도 9a 및 도 9b에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐에서 캡슐용기를 발췌하여 보인 정면 사시도와 배면 사시도 및 측면도.
도 11a 내지 도 11c는 도 9a 및 도 9b에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐에서 하드필터를 발췌하여 보인 정면 사시도와 배면 사시도 및 측단면도.
도 12는 도 9a 및 도 9b에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐의 작동관계 설명도.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징은 첨부된 도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
첨부된 도면 도 1 내지 도 12는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)의 구체적인 실현 예를 보인 것이다.
도 1과 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)이 투입되어 액상커피를 추출하게 되는 커피캡슐의 커피추출장치(1)를 보인 사시도와 부분 단면 사시도 및 정단면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)의 일 실시 예를 보인 것으로서, 도 3와 도 4a와 도 4b 및 도 4c 그리고 도 5는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)의 분해사시도와 정면도 및 저면 사시도 그리고 결합 단면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)에 설치되는 필터베이스(120)를 발췌하여 보인 사시도 및 정단면도이며, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)에 설치되는 필터베이스(120)의 상부 사시도와 저부 사시도 및 평면도와 저면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)의 작동관계(사용상태) 설명도이다.
도 9a 내지 도 12는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)의 일 실시 예를 보인 것으로서, 도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)의 다른 실시 예를 보인 분해도 및 결합 단면도이고, 도 10a 내지 도 10c는 도 9a 및 도 9b에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)에서 캡슐용기(110)를 발췌하여 보인 정면 사시도와 배면 사시도 및 측면도이며, 도 11a 내지 도 11c는 도 9a 및 도 9b에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)에서 하드필터(130)를 발췌하여 보인 정면 사시도와 배면 사시도 및 측단면도이며, 도 12는 도 9a 및 도 9b에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)의 작동관계 설명도이다.
본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 구조를 설명한다.
먼저, 도 3 내지 도 8에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1)의 구조를 설명한다.
도 3 내지 도 8에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1)은, 내부에 설치 및 충진되는 필터베이스(120)와 분말커피(150)를 보호하고, 상단의 플랜지(111)에 커버필름지(115)가 부착되는 캡슐용기(110); 상기 캡슐용기(110)의 내부 하단에 결합되어 충진된 분말커피(150)을 보호하고, 분말커피(150)의 액화를 돕는 상면과 밑면에 페이퍼필터여과지(116) 및 내부필름지(112)가 구비된 필터베이스(120)와; 상기 필터베이스(120)의 상측에 충진되는 분말커피(150)로 크게 구분할 수 있다.
상기에서 내부에 설치 및 충진되는 필터베이스(120)와 분말커피(150)를 보호하고, 상단의 플랜지(111)에 커버필름지(115)가 부착되는 캡슐용기(110)는 도 3 내지 도 4b에 예시된 바와 같이 형성하였다.
캡슐용기(110)의 본체부를 밑면이 폐쇄되고 상측이 개방되는 원통형으로 형성하되, 경질의 인체에 무해한 플라스틱으로 형성(성형)하였고, 상기 캡슐용기(110)의 상단 주연에는 외측으로 전개되는 플랜지(111)를 일체로 형성하였다.
상기 캡슐용기(110)의 내부 하단부(내주면)를 내측으로 경사지는 환상경사면(112-1)으로 형성하여 필터베이스장전실(112)이 형성되도록 하였고, 상기 캡슐용기(110)의 밑면(밑판) 중앙에는 다수의 추출공(113) 또는 추출절개선(117)를 형성하였다.
상기 캡슐용기(110)의 밑면(밑판) 중앙에 형성되는 다수의 추출공(113)은 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이, 클로버 모양으로 된 추출공(113)을 각 꼭지점이 중앙에 집결되도록 원형으로 배치하여 각 추출공(113)과 추출공(113)과의 사이에 필름보호대(114)가 'Ｙ형', 'X형', '＋형', '＊형' 등으로 형성되도록 하였고, 각 추출공(113)의 환상 외주 중앙에는 선단이 첨예한 파공돌기(113-1)를 추출공(113)의 내측으로 돌출되게 형성하였다.
상기 추출공(113)은 다른 모양(형상) 즉, 이등변 삼각형, 다이아몬드형(마름모꼴) 등 다양한 형상ㆍ모양으로 형성할 수 있음을 밝혀둔다.
또 상기 캡슐용기(110)의 밑면(밑판) 중앙에 형성되는 다수의 추출절개선(117)은 도 4c에 예시된 바와 같이, 중앙을 기준으로 일정한 간격(각도)으로 형성(절개)하여 각 추출절개선(117)과 추출절개선(117)과의 사이에 절개선(117-1)이 형성되도록 하였다.
상기 다수의 추출절개선(117)을 'Ｙ형', 'X형', '＋형', '＊형' 등 다양한 형상(모양)으로 형성할 수 있으며, 상기와 같이 추출절개선(117)을 중앙에서 전개되는 형상으로 형성하게 되면 캡슐용기(110)에 있는 액상커피가 추출(방출)될 때에 절개선(117-1)이 캡슐용기(110)의 내부 압력 즉, 추출(방출)되는 액상커피의 추출압력에 의해 외측으로 전개되어 액상커피가 원활하게 추출(배출)되도록 한다.
상기 캡슐용기(110)의 내부 하단에 결합 되는 필터베이스(120)는 도 6a 와 도 6b 및 도 7a 내지 도 7d에 예시된 바와 같이 형성하였다.
베이스플레이트(121)를 원판으로 형성하였고, 상기 원판으로 형성된 베이스플레이트(121)의 외주에는 외주경사띠(122)를 형성하되 즉, 외주경사띠(122)의 내주면 중앙선상에 베이스플레이트(121)를 일체로 형성하여 상기 베이스플레이트(121)의 상측과 하측에 상측공간부(123)와 하측공간부(124)가 형성되도록 하였으며, 하측공간부(124)에는 돌부(124-1)를 '＊형'으로 형성하였다.
상기 상측공간부(123)의 높이를 하측공간부(124)의 높이보다 높게 형성하였고, 상기 상측공간부(123)에서 베이스플레이트(121)와 외주경사띠(122)가 서로 만나는 모서리에는 환상단턱(121-1)을 형성하여 베이스플레이트(121)와 외주경사띠(122)의 지지력을 강화(향상)시킬 수 있도록 하였다.
상기 원판으로 된 베이스플레이트(121)의 상면에는 많은 돌편(125)을 소정의 간격으로 형성하되, 도 6a와 도 7a 및 도 7c에 예시된 바와 같이 베이스플레이트(121)의 중앙을 기준으로 '＊형'으로 배치 형성하여 표면적을 극대화시킬 수 있도록 하면서 상측공간부(123)으로 유입되는 액상커피가 사방으로 고르게 퍼져(전개되어) 커피의 맛을 균일하게 유지시킬 수 있도록 하였으며, 상기와 같이 배치 형성되는 돌편(125)과 돌편(125)과의 사이로 추출공(126)들을 형성하여 상측공간부(123)으로 유입되는 액상커피가 원활하게 하측공간부(124)로 배출(추출)되도록 하였다.
상기와 같이 형성된 필터베이스(120)에서 상단주연(22-1)의 내면 상단에는 페이퍼필터(116)를 부착(접착)하였다.
상기 상단주연(22-1)의 내면 상단에는 부착(접착)된 페이퍼필터(116)는, 평상시에는 캡슐용기(110)의 내부에 충진 되어 있는 분말커피(150)가 베이스플레이트(21)로 유입되는 것을 차단하게 된다.
그러나, 상기 페이퍼필터(116)는, 커피캡슐머신용 커피캡슐머신용 커피캡슐(100)을 사용하여 분말커피(150)를 액화시켜 액화커피로 추출할 때에, 캡슐용기(110)의 내부로 공급되는 뜨거운 물에 액상으로 변화되는 액상커피의 무단추출(배출)을 방지하고, 액화되지 않고 뭉쳐지는 일부 분말커피(150)가 접촉되었을 때에 이들 분말 상태가 해제되면서 신속히 액화되도록 유도하며, 뿐만 아니라 이들 뭉쳐지는 분말커피(150)가 무단으로 추출(배출)되지 않도록 한다.
또 상기 필터베이스(120)의 상측 즉, 캡슐용기(110)의 내부에서 페이퍼필터(116)와 커버필름지(115)와의 사이에 충진되는 분말커피(150)는, 원두(콩)를 로스팅(커피 볶기) 하여 분말화시킨 순수분말커피를 비롯하여 상기 순수분말커피에 각종 부재료(분말)를 첨가시켜 제조되는 각종 혼합분말커피를 모두 포함하며, 대체로 에스프레소ㆍ마끼아또ㆍ꼰파냐ㆍ카라멜ㆍ카페라떼ㆍ아메리카노ㆍ카푸치노ㆍ카페모카ㆍ비엔나 등의 커피를 제조할 수 있도록 된 각종 분말커피를 통칭한다.
또한 상기 분말커피(150)는, 원천적으로 커피음료를 제조할 수 있는 분말커피를 비롯하여, 서두에서 전술한 바와 같이 커피 외에 차(녹차, 계피차, 생강차, 감잎차 등)와 각종 주스 같은 각종 음료를 제조할 수 있는 음용 분말원료도 포함됨을 밝혀둔다.
상기 필터베이스(120)의 하단주연(22-2)에는 내부필름지(112)를 접착하였다. 상기 내부필름지(112)는, 캡슐용기(110)의 내부 하단에 형성된 필터베이스장전실(112)의 밑면과 밀접하게 당접되어 외기(외부의 공기)가 캡슐용기(110)의 내부로 유입되는 것을 차단하여 충진되어 있는 분말커피(150)의 변질을 방지하고, 캡슐용기(110)의 내부로 뜨거운 물이 고압으로 유입되어 분말커피(150)가 액상커피로 변환되어 추출될 때에 그 추출(배출)압력에 의해 찢어지면서 액상커피가 배출(추출)되도록 한다.
도 9a 내지 도 12에 예시된 다른 실시 예의 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-2)의 구조를 설명한다.
도 9a 내지 도 12에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-2)은, 내부에 설치 및 충진되는 하드필터(130)와 분말커피(150)를 보호하고, 상단에 커버필름지(115)가 부착되는 캡슐용기(110); 상기 캡슐용기(110)의 내부 하단에 결합되어 충진된 분말커피(150)을 보호하는 하드필터(130), 상기 하드필터(130)의 상측에 충진되는 분말커피(150)로 크게 구분할 수 있다.
상기에서 내부에 설치 및 충진되는 하드필터(130)와 분말커피(150)를 보호하고, 상단에 커버필름지(115)가 부착되는 캡슐용기(110)는 도 9a 내지 도 10c에 예시된 바와 같이 형성하였다.
캡슐용기(110)의 본체부를 밑면이 폐쇄되고 상측이 개방되는 원통형으로 형성하되, 경질의 인체에 무해한 플라스틱으로 형성(성형)하였고, 상기 캡슐용기(110)의 상단 주연에는 외측으로 전개되는 플랜지(111)를 일체로 형성하였다.
상기 캡슐용기(110)의 내부 하단부(내주면)에는 하단공간부(10-1)와 안치단턱(110-2)을 형성하였고, 상기 캡슐용기(110)의 밑면(밑판) 중앙에는 추출절개선(117)을 방사형(＊형)으로 형성하여 각 추출절개선(117)과 추출절개선(117)과의 사이에 절개편(117-1)이 각각 형성되도록 하였다.
상기 추출절개선(117)은 예시된 바와 같이 방사형(＊형)으로 형성하는 것 외에, 'Ｙ형', 'X형', '＋형'등으로 다양한 형상ㆍ모양으로 형성할 수 있음을 밝혀둔다.
상기 캡슐용기(110)의 내부 하단에 결합 되는 하드필터(130)는 도 11a 내지 도 11c에 예시된 바와 같이 형성하였다.
필터플레이트(121)를 원판으로 형성하였고, 상기 원판으로 형성된 필터플레이트(121)의 상면 외주에는 상부돌테(132)를 형성하여 필터상면(131-1)에 공간부가 형성되도록 하였다.
상기 필터플레이트(121)에는 사다리꼴형의 사면체홀(135)을 일정한 간격으로 유지시켜 조밀하게 형성하되 사면체홀(135)은 필터상면(131-1)에서 필터밑면(131-2)으로 점진적으로 넓어지는 상협하광의 형상으로 형성하였고, 상기 필터밑면(131-2)에는 다수의 돌기(133)를 형성하여 캡슐의 하단공간부(110-1)와 상기 필터밑면(131-2)과의 사이에 공간부가 형성되도록 함으로써, 액상커피가 신속하게 배출될 수 있도록 하였다.
이하, 상기와 같이 형성된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 작동관계(사용상태)를 설명한다.
본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)에 충진된 분말커피를 액상커피로 추출하여 음용하기 위해서는 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)을 커피캡슐머신의 커피추출장치(1)에 장전시켜 주어야 한다.
도 3 내지 도 8에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1) 또는 도 9a 내지 도 12에 예시된 본 발명에 따른 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-2) 을 커피캡슐머신의 커피추출장치(1)에 장전한다.
도 1과 도 2a 및 도 2b에 예시된 바와 같이 커피캡슐머신의 커피추출장치(1)의 작동레버(11)를 직립으로 세워주게 되면, 캠(35)의 캠돌부(24)가 스토퍼(30)를 형성하는 스토퍼돌부(31)의 전방에 위치하게 되고, 레크(23)와 함께 실린더어셈블리(40)가 후퇴되어 있는 상태를 유지하게 된다.
상기와 같이 작동레버(11)가 직립으로 세워지고 캠(35)의 캠돌부(24)가 스토퍼돌부(31)의 전방에 위치한 상태에서 커피추출장치하우징(10)의 평탄면에 형성된 커피캡슐투입구(13)를 통하여 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)을 캡슐장전실(15)에 투입시키되, 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 캡슐플랜지(111)가 후측 방향을 향하도록 투입시켜 상기 캡슐플랜지(111)가 이젝터어셈블리(47)를 형성하는 양측 이젝터(49)의 받침편에 얹혀지도록 한다.
상기와 같이 캡슐장전실(15)에 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)을 투입하여 장전시킨 상태(도 1과 도 2a)에서 직립 되어 있는 작동레버(11)를 전방으로 밀어(젖혀)주게 되면 작동간(12)이 회전하게 된다.
상기와 같이 작동레버(11)에 의해 작동간(12)이 회전하게 되면 상기 메인샤프트(21-1)와 함께 메인기어(21)가 회전(도면에서 보아 오른쪽으로)하게 되고, 상기 메인기어(21)의 회전에 의해 메인기어(21)에 치합되어 있는 아이들기어(22)가 회전(도면에서 보아 왼쪽으로)하게 되며, 상기 아이들기어(22)가 회전(도면에서 보아 왼쪽으로)하게 되면 이 아이들기어(22)의 하측에 치합되어 있는 레크(23)는 전진하게 되다.
또한 직립되어 있는 작동레버(11)를 전방으로 밀어(회전시켜) 메인샤프트(21-1)가 회전하게 되면 메인기어(21)에 장착(고정)되어 있고 캠(35)의 만곡형메인기어작동유격공(26)에 결합되어(끼워져) 있는 메인기어핀(25)도 함께 회전하게 되고, 메인기어(21)와 함께 메인기어핀(25)이 회전하면서 캠(35)을 회전(도면에서 보아 오른쪽으로)시키게 된다.
상기와 같이 캠(35)이 회전(도면에서 보아 오른쪽으로)하게 되면 스토퍼(30)의 스토퍼돌부(31)의 전방에 위치해 있던 캠돌부(24)도 회전하면서 밀접하게 당접되어 있는 스토퍼스프링(35)에 의해 스토퍼축(32)을 기준으로 탄발되는 스토퍼(30)의 스토퍼돌부(31)를 하측으로 밀어주면서 회전하게 되며, 캠(35)의 계속적인 회전에 의해 캠돌부(24)는 스토퍼돌부(31)의 후측으로 이동하게 된다.
상기와 같이 직립되어 있는 작동레버(11)를 전방으로 밀어(회전시켜) 커피추출장치하우징(10)의 상면에 인접(연접)시켜 주면 메인기어(21)와 아이들기어(22)가 회전하면서 레크(23)와 실린더어셈블리(40)를 홀더어셈블리(50)측으로 완전히 전진시키게 된다.
상기와 같이 실린더어셈블리(40)가 전진하게 되면 도 8 및 도 12에 예시된 바와 같이 피스톤수납실에 수납되고 실린더패킹(46)이 외면에 결합되어 있는 실린더피스톤(45)의 천공핀(45-1)이 실린더어셈블리(40)와 홀더어셈블리(50)와의 사이에 억류되어 있는 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 커버필름지(115)를 천공시키게(뚫어 주게) 된다.
또 상기와 같이 실린더어셈블리(40)가 전진하게 되면 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 전면(밑면)은 홀더어셈블리(50)에 받쳐 지지 되고, 이 상태에서 실린더어셈블리(40)가 더욱 전진하게 되면 경사면(구체적으로 도시하지 아니함))의 전방에서 받침편에 받쳐져 있던 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 플랜지(111)에 의해 이젝터어셈블리(47)의 양단에 형성된 이젝터(49)의 경사면이 접촉되면서 이젝터(49)는 이젝터스프링(48)의 탄발력을 이기고 양측으로 벌어지면서 플랜지(111)를 통과하게 되며, 플랜지(111)를 통과하여 플랜지(111)의 전방으로 이동한 이젝터(49)는 확장되었다 압축되는 이젝터스프링(48)의 탄발력에 의해 원상태로 복귀하게 된다.
또 상기와 같이 캠(35)이 계속 회전하여 캠돌부(24)가 스토퍼돌부(31)의 후측으로 이동하게 되면 스토퍼스프링(35)에 의해 상측으로 탄발되는 스토퍼(30)는 스토퍼축(32)을 기준으로 상향하게 되고, 스토퍼(30)가 상향 탄발하게 되면 스토핀(33)은 레크턱(23-1)에 걸리게 된다.
상기 스토퍼핀(33)에 레크턱(23-1)이 걸린 레크(23)는 후퇴하지 못하고 정지된 상태를 유지하게 되는데, 전진하여 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)을 강력하게 압착하고 있던 실린더어셈블리(40)는 압축되었던 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)이 팽창(약간의 팽창)에 의해 후퇴하게 되고, 실린더어셈블리(40)가 약간 후퇴하게 되면 레크(23)도 함께 후퇴하게 되며, 레크(23)가 약간 후퇴하면서 아이들기어(22)를 조금 역회전시키게 되며, 아이들기어(22)이 역회전에 의해 메인기어(21)도 역회전하게 된다.
상기와 같이 메인기어(21)가 역회전하게 되면 메인기어(21)에 장착(고정)되어 있는 메인기어핀(구체적으로 도시하지 아니함)도 캠(35)의 내면에 형성되어 있는 만곡형유격공(구체적으로 도시하지 아니함)의 공간만큼 역으로 회전(이동)하게 되며, 메인기어(21)가 역회전하면서 메인샤프트(21-1)에 장착되어 있는 작동레버(11)를 약간 들어 올려주게 되며, 작동레버(11)는 약간 들어 올려진 상태를 유지하게 된다.
특히, 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)을 형성하는 플랜지(111)의 밑면(후측)으로 이동한 각 이젝터(49)는 실린더어셈블리(40)와 함께 이젝터어셈블리(47)가 약간 후퇴하게 되고, 따라서 이젝터(49)의 단턱은 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1)의 플랜지(111)에 걸려진 상태를 유지하게 된다.
상기와 같이 레크(23)와 함께 실린더어셈블리(40)의 전진에 의해 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 선단면(밑면)이 홀더어셈블리(50)로 유입되어, 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 전/후면이 실린더어셈블리(40)와 홀더어셈블리(50)의 사이에 억류되고 양측이 홀더어셈블리(50)에 장착된 홀더스프링(구체적으로 도시하지 아니함)의 홀더써포트(구체적으로 도시하지 아니함)에 의해 억류된 상태에서, 실린더어셈블리(40)의 실린더에 형성된 고온고압수공급공(구체적으로 도시하지 아니함)을 통하여 고온고압수가 공급된다.
상기와 같이 실린더의 고온고압수공급공을 통하여 공급되는 고온고압수는 고온고압수유입실을 거쳐 실린더피스톤의 천공핀에 의해 뚫어져 있는 커버필름지(115)의 구멍을 통하여 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 내부로 유입된다.
상기 고온고압수가 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1)의 내부로 유입될 때에는 다음과 같이 액상커피가 추출된다.
상기 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1)의 내부로 유입되는 고온고압수는 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1)의 내부에 충진되어 있는 분말커피(150)을 액상으로 변화시키면서 전방으로 밀어 페이퍼필터(116)에 의해 필터링되면서 통과하고, 페이퍼필터(116)를 통과하는 액상커피는 내부필름지(112)를 파괴시키면서 추출된다.
상기와 같이, 내부필름지(112)를 파괴시키면서 추출되는 액상커피는 도 4b에 예시된 바와 같은 추출공(113)을 통해 추출(배출)되거나, 도 4c에 예시된 바와 같이 추출절개선(117)에 의해 절개되어 있는 절개선(117-1)을 전방으로 젖혀 주면서 추출(배출)되며, 이와 같이 추출(배출)되는 액상커피는 홀더어셈블리(50)의 축출관(51)을 통해 외부로 배출되어 안치대에 안치되어 있는 컵(구체적으로 도시하지 아니함)과 같은 용기에 충진 된다.
또 고온고압수가 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-2)의 내부로 유입될 때에는 다음과 같이 액상커피가 추출된다.
상기 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-2)의 내부로 유입되는 고온고압수는 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-2)의 내부에 충진되어 있는 분말커피(150)을 액상으로 변화시키면서 전방으로 밀어 하드필터(130)에 형성된 사면체홀(135)을 통과하면서 분말은 필터링되고 액상만 통과하고, 사면체홀(135)을 통과하는 액상커피는 도 10c에 예시된 바와 같이 추출절개선(117)에 의해 절개되어 있는 절개선(117-1)을 전방으로 젖혀(밀어)주면서 추출(배출)된다.
상기와 같이 추출(배출)되는 액상커피는 홀더어셈블리(50)의 축출관(51)을 통해 외부로 배출되어 안치대에 안치되어 있는 컵(구체적으로 도시하지 아니함)과 같은 용기에 충진 된다.
상기와 같이 고온고압수공급공을 통해 소정의 량만큼이 공급되는 고온고압수에 의해 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)의 내부에 충진되어 있는 분말커피(150)가 액상커피로 변환되어 축출관(51)을 통해 컵(구체적으로 도시하지 아니함)과 같은 용기에 완전히 배출된 후에, 전방으로 젖혀져 있는 작동레버(11)를 상측으로 젖혀 직립시켜 준다.
상기와 같이 전방으로 젖혀져 있던 작동레버(11)를 상측으로 젖혀 직립시키게 되면, 작동간(25)에 의해 메인샤프트(21-1)가 역회전하면서 메인기어(21)를 역회전시키고 또한 역회전하는 메인기어(21)의 메인기어핀(25)에 의해 캠(35)도 역회전하게 된다.
상기 메인기어(21)가 역회전하게 되면 아이들기어(22)도 역회전하게 되고, 아이들기어(22)가 역회전하게 되면 레크(23)가 후퇴하게 되며, 레크(23)가 후퇴하면서 축편(41)이 축(42)에 의해 레크(23)에 결합(장착) 되어 있는 실린더어셈블리(40)를 후방으로 견인하게 된다.
상기와 같이 작동레버(11)를 상측으로 젖혀 직립시키는 것에 의해 레크(23)가 후퇴하면서 실린더어셈블리(40)를 후방으로 견인하게 되면, 이젝터어셈블리(47)의 이젝터(49)가 단턱에 걸려져 있는 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1)의 플랜지(111)를 당기게 되고, 이젝터(49)에 의해 플랜지(111)가 당겨지는 커피캡슐머신용 커피캡슐(100-1)의 밑면은 홀더어셈블리(50)를 벗어나게 되며, 밑면이 홀더어셈블리(50)에서 벗어나는 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)은 실린더어셈블리(40) 및 홀더어셈블리(50)에 억류되지 않은 자유상태가 된다.
상기와 같이 자유상태의 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)은 자중에 의해 하향하여 커피추출장치하우징(10)의 하측으로 배출되어 커피추출장치하우징(10)의 하측에 설치된 수집통(구체적으로 도시하지 아니함)에 낙하 수집된다.
또 이와 동시에 캠(35)이 메인기어핀(25)에 의해 역회전하게 되면 스토퍼돌부(31)의 후방에 있던 캠돌부(24)는 스토퍼스프링(35)에 의해 상측으로 탄발되는 스토퍼돌부(31)를 하측으로 밀어 주면서 스토퍼돌부(31)를 통과하여 스토퍼돌부(31)의 전방으로 이동하게 된다.
특히, 상기와 같이 캠돌부(24)가 스토퍼돌부(31)를 하측으로 밀어 스토퍼(30)를 스토퍼축(32)을 기준으로 역회전시키면 스토퍼핀(33)이 하향하게 되고, 하향하는 스토퍼핀(33)은 레크(23)의 래크턱(33-1)의 하측으로 이동하여 래크턱(33-1)의 억류상태를 해제시키며, 따라서 래크(33)는 용이하게 후퇴하게 된다.
커피캡슐머신의 커피추출장치(1)는 상기와 같은 과정을 반복적으로 실행시켜 줌으로써 1회용으로 된 커피캡슐머신용 커피캡슐(100: 100-1, 100-2)에 충진되어 있는 분말커피를 이용하여 액상커피를 얻을 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1: 커피캡슐머신의 커피추출장치 10: 커피추출장치하우징
11: 작동레버 13: 커피캡슐투입구
20: 기어타입동력부 30: 스토퍼
40: 실린더어셈블리 50: 홀더어셈블리
100: 커피캡슐머신용 커피캡슐 110: 캡슐용기
113. 126: 추출공 115: 추출절개선
120: 필터베이스 125: 돌편
130: 하드필터 150: 분말커피

Claims (11)

  1. 상단에 플랜지가 외향으로 형성되고 밑면에 다수의 추출공이 '＊형'으로 형성된 캡슐용기의 내부 하단에는 필터베이스수납실을 형성하고, 상기 필터베이스수납실에는 추출공이 뚫어진 베이스플레이트의 외주에 외주경사띠가 형성된 상측공간부가 형성된 필터베이스 또는 하드필터를 수납 안치하며, 상기 필터베이스 또는 하드필터의 상측에 분말커피를 충진하며, 플랜지에 커버필름지를 부착하여 밀봉시킨 것에 있어서;
    상기 캡슐용기의 밑면에 형성되는 각 추출공의 환상 외주에는 선단이 첨예한 파공돌기를 추출공의 내측으로 돌출되게 형성한 것;을 특징으로 하는 커피캡슐머신용 커피캡슐.
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