KR102231060B1

KR102231060B1 - 음료 추출 장치

Info

Publication number: KR102231060B1
Application number: KR1020170056347A
Authority: KR
Inventors: 하지메 에리카와; 요헤이 니시카와
Original assignee: 후지 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2017-05-02
Publication date: 2021-03-24
Also published as: US20170325618A1; CN107440522B; US10292524B2; KR20170126795A; CN107440522A

Abstract

추출 찌꺼기의 수용량 증대화를 도모하는 음료 추출 장치를 제공한다.
바닥을 지닌 원통형의 실린더(20)와, 복수의 관통 구멍(31b)이 형성된 원판형을 이루고, 측면이 실린더(20)의 내면에 접한 상태에서 실린더(20)의 바닥부(21)에 근접 이반하는 양태로 이동할 수 있는 피스톤 부재(31)를 구비하고, 실린더(20)의 상면 개구(22)를 통하여 투입된 커피 원료와 온수로부터 피스톤 부재(31)의 이동에 의해 음료를 추출하고, 추출한 음료를 바닥부(21)에 접속된 토출 경로(60)를 통하여 토출하는 음료 추출 장치(10)로서, 상면 개구(22)를 완전 개방시키는 완전 개방 위치와 상면 개구(22)를 폐색시키는 완전 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있게 설치된 커버 부재(40a)를 구비하고, 커버 부재(40a)는, 완전 개방 위치 및 완전 폐쇄 위치 중 한쪽에서부터 다른 쪽까지 이동하는 경우에, 상면 개구(22)를 폐쇄하는 피스톤 부재(31)에 놓인 추출 찌꺼기(K)를 제거하는 스크레이퍼부(47)를 구비하고 있다.

Description

음료 추출 장치{BEVERAGE EXTRACTION DEVICE}

본 발명은 음료 추출 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 예컨대 음료 서버나 컵식 음료 자동판매기 등에 적용되는 음료 추출 장치에 관한 것이다.

종래, 예컨대 커피 서버(음료 서버)나 컵식 음료 자동판매기 등에 적용되는 음료 추출 장치로서, 실린더, 필터 블록 및 실린더 헤드를 갖춘 것이 알려져 있다.

실린더는 원통형의 형태를 이루는 추출 용기이다. 필터 블록은 필터를 내장하여, 실린더의 하면 개구를 개폐하는 것이다. 실린더 헤드는 실린더의 상면 개구를 개폐하는 것이다.

이러한 구성을 갖는 음료 추출 장치에서는 다음과 같은 식으로 음료를 추출하고 있다. 필터 블록에 의해 하면 개구가 폐색된 실린더에 대하여, 개방된 상태의 상면 개구를 통하여 음료 원료 및 온수가 각각 원료 공급 장치 및 온수 공급 장치로부터 투입된다. 실린더의 내부에 투입된 음료 원료 및 온수는, 필터 블록에 접속된 제1 에어 공급 경로로부터 에어 펌프의 구동에 의해 실린더의 내부에 공급되는 에어에 의해 교반된다. 그 후, 에어 펌프의 구동이 정지되어 제1 에어 공급 경로로부터의 에어의 공급이 정지된다.

그리고, 실린더 헤드에 의해 실린더의 상면 개구가 폐색되고, 이 실린더 헤드에 접속된 제2 에어 공급 경로로부터 에어 펌프의 구동에 의해 실린더의 내부에 에어가 공급됨과 더불어 필터 블록에 접속된 추출 경로가 개방된다. 이에 따라, 실린더 내부의 교반액은, 필터 블록의 필터를 통해 음료로서 추출되고, 추출 경로를 통과하여 외부로 토출된다.

상기 음료 추출 장치에서는, 음료가 추출되어 토출된 후, 필터 블록 및 실린더 헤드를 실린더로부터 이탈시키고, 스크레이퍼를 이동시킴으로써 필터 블록의 필터에 놓인 추출 찌꺼기를 긁어모으도록 하여 상기 필터 블록으로부터 제거하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 특허 제4760549호 공보

그런데, 상술한 음료 추출 장치에서는, 필터 블록의 필터에 놓인 추출 찌꺼기를 스크레이퍼에 의해 긁어모으는 식으로 하여 제거하고 있기 때문에, 스크레이퍼에 의해 제거된 추출 찌꺼기를 수용하는 찌꺼기 용기는 실린더의 하측 영역에 설치할 필요가 있었다.

그리고, 찌꺼기 용기의 용량을 충분히 확보하고자 하면, 음료 추출 장치와 찌꺼기 용기를 조합한 높이 치수의 대형화를 초래하는데, 상기 음료 추출 장치가 설치되는 커피 서버 등의 케이스의 높이 치수 등에는 제약이 있기 때문에, 찌꺼기 용기의 용량을 충분히 확보하기가 곤란했다. 이와 같이 찌꺼기 용기의 용량을 충분히 확보하기가 곤란하면, 찌꺼기 용기에 수용된 추출 찌꺼기의 폐기 작업이 빈번하게 필요하게 되어 바람직한 것이 아니다.

본 발명은, 상기 실정에 감안하여, 추출 찌꺼기 수용량의 증대화를 도모할 수 있는 음료 추출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 음료 추출 장치는, 바닥을 지닌 원통형의 실린더와, 복수의 관통 구멍이 형성된 원판형을 이루고, 측면이 상기 실린더의 내면에 접한 상태에서 상기 실린더의 바닥부에 근접 이반하는 양태로 이동할 수 있는 피스톤 부재를 포함하고, 상기 실린더의 상면 개구를 통하여 투입된 음료 원료와 온수로부터 상기 피스톤 부재의 이동에 의해 음료를 추출하고, 추출한 음료를 상기 바닥부에 접속된 토출 경로를 통하여 토출하는 음료 추출 장치로서, 상기 상면 개구를 완전 개방시키는 완전 개방 위치와 상기 상면 개구를 폐색시키는 완전 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있게 설치된 커버 부재를 포함하고, 상기 커버 부재는, 상기 완전 개방 위치 및 상기 완전 폐쇄 위치 중 한쪽에서부터 다른 쪽까지 이동하는 경우에, 상기 상면 개구를 폐쇄하는 상기 피스톤 부재에 놓인 추출 찌꺼기를 제거하는 스크레이퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 음료 추출 장치에 있어서, 상기 바닥부에 접속되어, 에어 공급 수단으로부터의 에어를 상기 실린더의 내부에 공급하는 에어 공급 경로와, 상기 토출 경로를 개폐하는 양태로 설치되어, 열린 상태가 되는 경우에는 상기 토출 경로를 음료가 통과하는 것을 허용하는 한편, 닫힌 상태가 되는 경우에는 상기 토출 경로를 음료가 통과하는 것을 규제하는 토출 규제 부재와, 상기 에어 공급 경로를 개폐하는 양태로 설치되어, 열린 상태가 되는 경우에는 상기 에어 공급 경로를 에어가 통과하는 것을 허용하는 한편, 닫힌 상태가 되는 경우에는 상기 에어 공급 경로를 에어가 통과하는 것을 규제하는 에어 공급 규제 부재를 포함하고, 상기 커버 부재는, 상기 토출 규제 부재 및 상기 에어 공급 규제 부재와 공통의 구동원에 의해 구동하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 음료 추출 장치에 있어서, 시작 지령이 주어진 경우에, 상기 피스톤 부재를 상기 바닥부에 근접하는 하사점 위치에 배치하게 하여, 적어도 상기 실린더의 내부에 상기 온수가 투입될 때에 상기 토출 규제 부재를 닫힌 상태로 하게 하면서 상기 에어 공급 규제 부재를 열린 상태로 유지하여 상기 에어 공급 수단을 구동시키는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 음료 추출 장치에 있어서, 상기 커버 부재는, 상기 완전 개방 위치와 상기 완전 폐쇄 위치 사이에서 상기 실린더의 상면 개구의 일부를 폐색하는 중도 위치에도 배치되는 양태로 이동하는 것으로, 상기 중도 위치에 배치되는 경우에는, 상기 실린더의 내부에 상기 상면 개구를 통하여 온수가 투입되는 것을 허용하면서 상기 음료 원료를 공급하는 공급 수단의 공급구를 폐색하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 커버 부재가 실린더의 상면 개구를 완전 개방시키는 완전 개방 위치와 상기 상면 개구를 폐색시키는 완전 폐쇄 위치 중 한쪽에서부터 다른 쪽까지 이동하는 경우에, 스크레이퍼부가, 추출한 음료의 토출 시에 상면 개구를 폐쇄하는 피스톤 부재에 놓인 추출 찌꺼기를 제거하기 때문에, 추출 찌꺼기를 수용하는 찌꺼기 용기를 실린더 옆에 설치할 수 있다. 그 때문에, 음료 추출 장치와 찌꺼기 용기의 설치 영역의 높이 치수가 커지는 것을 피하면서 찌꺼기 용기의 용량을 충분히 크게 할 수 있어, 추출 찌꺼기의 수용량 증대화를 도모할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 실시형태인 음료 추출 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 주요부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 주요부를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시한 실린더 및 피스톤 유닛의 일부를 단면으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시한 피스톤 유닛을 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 2 및 도 3에 도시한 커버 유닛 및 규제 유닛의 주요부를 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 커버 유닛의 구성 요소를 도시하는 사시도이다.
도 8은 규제 유닛을 도시하는 단면도이다.
도 9는 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 도시하는 설명도이다.
도 10은 도 9에 도시한 커버 부재 및 그 주변의 구성 요소를 도시하는 저면도이다.
도 11은 도 9에 도시한 규제 캠 및 그 주변의 구성 요소를 도시하는 평면도이다.
도 12는 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 13은 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 14는 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 15는 도 2 및 도 3에 도시한 규제 캠 및 그 주변의 구성 요소를 도시하는 평면도이다.
도 16은 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 17은 도 2 및 도 3에 도시한 커버 부재 및 그 주변의 구성 요소를 도시하는 저면도이다.
도 18은 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 도시하는 설명도이다.
도 19는 도 18에 도시한 규제 캠 및 그 주변의 구성 요소를 도시하는 평면도이다.
도 20은 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 21은 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 22는 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 도시하는 설명도이다.
도 23은 도 22에 도시한 규제 캠 및 그 주변의 구성 요소를 도시하는 평면도이다.
도 24는 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 25는 도 1에 도시한 음료 추출 장치의 음료 추출 동작의 수순을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 26은 본 발명의 실시형태인 음료 추출 장치의 변형예의 주요부를 확대하여 도시하는 종단면도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음료 추출 장치의 적합한 실시형태에 관해서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태인 음료 추출 장치를 도시하는 사시도이다. 여기서 예시하는 음료 추출 장치(10)는, 커피나 홍차 등의 음료를 제공하는 음료 서버나 컵식 음료 자동판매기 등에 적용되는 것으로, 밀(공급 수단)(1)의 공급구(1a)(도 9 참조)로부터 공급된 커피 원료(분쇄 콩: 음료 원료)와, 급탕부(2)로부터 공급되는 온수로부터 커피 음료를 추출하여 토출하는 것이다.

급탕부(2)는 밀(1)의 좌측에 설치되어 있고, 도시하지 않는 온수 탱크로부터 공급되는 온수를 통과시키는 급탕 경로(2a)를 갖고 있다.

도 2 및 도 3은 각각 도 1에 도시한 음료 추출 장치(10)의 주요부를 도시하는 사시도이다. 이들 도 2 및 도 3에도 도시한 것과 같이, 음료 추출 장치(10)는, 실린더(20)와, 피스톤 유닛(30)과, 커버 유닛(40)과, 에어 공급 경로(50)와, 토출 경로(60)와, 규제 유닛(70)을 구비하여 구성되어 있다.

실린더(20)는, 하면 개구가 바닥부(21)에 의해 폐색된 바닥을 지닌 원통형을 이루는 것이다. 이러한 실린더(20)는, 축 방향이 상하 방향으로 일치하는 양태로 설치되어 있다.

피스톤 유닛(30)은, 도 4 및 도 5에도 도시한 것과 같이, 피스톤 부재(31)와, 이송 너트부(32)와, 이송 나사부(33)를 갖고 있다.

피스톤 부재(31)는, 예컨대 금속 재료로 구성된 것으로, 원판형의 형태를 이루고 있다. 이 피스톤 부재(31)는 주연부에 패킹(31a)이 부착되고 있고, 이 패킹(31a)이 실린더(20)의 내면에 접하고 있고, 복수의 관통 구멍(31b)이 상하로 관통하는 양태로 형성되어 있다. 이러한 피스톤 부재(31)의 상면에는, 각 관통 구멍(31b)을 덮는 양태로 원판형의 메쉬 부재(31c)가 설치되어 있다.

이송 너트부(32)는, 상하 방향이 길이 방향으로 되는 장척형 부재이며, 피스톤 부재(31) 하면의 중앙 부분에 부착되어 있다. 이 이송 너트부(32)는, 상면 개구(22)가 피스톤 부재(31)에 의해 폐색된 원통형의 형태를 이루고 있고, 바닥부(21)의 중앙 부분에 형성된 너트용 구멍부(21a)를 관통하고 있다. 여기서 이송 너트부(32)의 외경은 너트용 구멍부(21a)의 내경보다도 약간 작은 것이며, 이송 너트부(32)와 너트용 구멍부(21a) 간의 간극에는 패킹 등이 마련됨으로써 기밀성이 확보되어 있다. 이러한 이송 너트부(32)에 있어서는, 상하 방향을 따라서 연장되는 중공부(32a)가 형성되어 있고, 이러한 중공부(32a)의 아래쪽에는 너트(32b)가 마련되어 있다.

이송 나사부(33)는, 상하 방향이 길이 방향이 되는 장척형 부재이며, 일부가 이송 너트부(32)의 중공부(32a)에 진입하여 너트(32b)의 내측면에 나사 결합되어 있다. 이러한 이송 나사부(33)는, 하단부에 부착된 이송 나사용 기어(33a)가 피스톤용 연계 기어(34)에 맞물려 있다. 이 피스톤용 연계 기어(34)는, 피스톤 모터(35)의 구동에 의해 중심축 둘레로 회전하는 것이다. 즉, 이송 나사부(33)는 피스톤 모터(35)에 연계되어 있다. 여기서 피스톤 모터(35)는, 제어부(80)로부터 주어지는 지령에 따라서 정역회전 가능하게 구동하는 것이다.

여기서 제어부(80)는, 도시하지 않는 메모리에 기억된 프로그램이나 데이터에 따라서 음료 추출 장치(10)의 동작을 통괄적으로 제어하는 제어 수단이다. 또, 제어부(80)는, 예컨대 CPU(Central Processing Unit) 등의 처리 장치에 프로그램을 실행시키는 것, 즉, 소프트웨어에 의해 실현하여도 좋고, IC(Integrated Circuit) 등의 하드웨어에 의해 실현하여도 좋고, 소프트웨어 및 하드웨어를 병용하여 실현하여도 좋다.

상기 이송 나사부(33)는, 피스톤 모터(35)가 정회전 구동하는 경우에는, 자신의 중심축 둘레로 예컨대 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 회전함으로써 나사 결합하는 이송 너트부(32)를 아래쪽으로 향해서 이동시키는 한편, 피스톤 모터(35)가 역회전 구동하는 경우에는, 중심축 둘레로 예컨대 위쪽에서 봤을 때 반시계 방향으로 회전함으로써 이송 너트부(32)를 위쪽으로 향해서 이동시키는 것이다.

이와 같이 이송 나사부(33)의 회전에 의해 이송 너트부(32)가 상하 방향을 따라서 이동함으로써, 피스톤 부재(31)는, 측면이 실린더(20)의 내면에 접한 상태에서 바닥부(21)에 근접 이반하는 양태로 이동할 수 있다. 여기서, 피스톤 부재(31)의 이동에 관해서는, 피스톤 모터(35)의 회전 구동을 스위치로 검출함으로써, 제어부(80)는 피스톤 부재(31)의 위치를 인식할 수 있다.

커버 유닛(40)은, 도 6에도 도시한 것과 같이, 커버 부재(40a)와 커버 구동부(40b)를 갖고 있다. 커버 부재(40a)는 실린더(20)의 위쪽 영역에 마련되어 있다. 이러한 커버 부재(40a)는, 하벽부가 개구된 상자형의 형태를 이루고 있고, 상벽부(41)가 실린더(20)의 상면 개구(22)를 덮기에 충분한 크기를 갖고 있다.

커버 구동부(40b)는, 도 7에 도시한 것과 같이, 커버 모터(42)와 커버 레버(43)를 갖고 있다. 커버 모터(42)는, 상기 제어부(80)로부터 주어지는 지령에 따라서 출력축(42a)을 한 방향으로 회전 구동시키는 것이다.

커버 레버(43)는 기초부(43a)와 아암부(43b)를 갖고 있다. 기초부(43a)는, 도면에는 명시하지 않지만, 아래쪽으로 향해서 돌출하는 후크부가 레버 기어(44)에 계합되어 있고, 레버 기어(44)와 일체적으로 형성되어 있다. 레버 기어(44)는 레버 연계 기어(45)에 맞물려 있다. 여기서 레버 연계 기어(45)는, 일부가 커버 모터(42)의 출력축(42a)에 맞물려 있다. 이에 따라, 레버 기어(44)는, 커버 모터(42)에 연계되어 있고, 이러한 레버 기어(44)와 일체적으로 형성된 기초부(43a)를 갖는 커버 레버(43)도 커버 모터(42)에 연계되어 있다. 즉, 커버 레버(43)는, 커버 모터(42)가 구동하는 경우에, 레버 기어(44)의 중심축 둘레에 있어서 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 회전하는 것이다.

아암부(43b)는, 기초부(43a)보다 상기 기초부(43a)의 직경 바깥 방향으로 향해서 연장되는 것으로, 그 선단 부분에 위쪽으로 향해서 돌출하는 아암 돌기부(43c)가 형성되어 있다. 이 아암 돌기부(43c)는, 도 6에 도시한 것과 같이, 커버 부재(40a)의 우측 단부에 있어서 전후 방향을 따라서 형성된 계합 홈(46)에 진입해 있다.

따라서, 상기 커버 부재(40a)는, 커버 모터(42)가 구동하여 커버 레버(43)가 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 회전하고, 이로써 아암 돌기부(43c)가 계합 홈(46)을 미끄럼 이동함으로써 좌우 방향을 따라서 이동하는 것이다.

보다 상세하게는, 커버 부재(40a)는, 상면 개구(22)를 완전 개방시키는 우측 단부 위치(완전 개방 위치)와, 상기 상면 개구(22)를 폐색시키는 좌측 단부 위치(완전 폐쇄 위치) 간에 이동할 수 있게 설치되어 있다. 또한, 커버 레버(43)의 회전, 즉 커버 부재(40a)의 좌우 방향을 따른 이동에 관해서는, 레버 기어(44)에 형성된 돌기를 스위치로 검출함으로써, 제어부(80)는 커버 부재(40a)의 위치를 인식할 수 있다.

상기 커버 부재(40a)는 스크레이퍼부(47)를 갖고 있다. 스크레이퍼부(47)는, 커버 부재(40a)의 좌측 벽부(48)에 부착되어 있다. 이 스크레이퍼부(47)는, 커버 부재(40a)가 우측 단부 위치와 좌측 단부 위치 사이에서 이동할 때에, 하단부가 실린더(20)의 상면에 미끄럼 접촉하도록 그 상하 치수가 정해져 있다.

에어 공급 경로(50)는, 바닥부(21)에 형성된 공급 구멍(21b)(도 4 참조)에 연통하는 양태로 선단부가 상기 바닥부(21)에 접속되어 있고, 기단부가 에어 펌프(에어 공급 수단)(51)에 접속된 고무 등의 수지로 이루어지는 공급 관로(52)에 의해 구성되어 있다. 여기서 에어 펌프(51)는 상기 제어부(80)로부터 주어지는 지령에 따라서 구동하는 것이다.

토출 경로(60)는, 바닥부(21)에 형성된 토출 구멍(21c)(도 4 참조)에 연통하는 양태로 기단부가 상기 바닥부(21)에 접속되어 있고, 선단부에 노즐(61)이 부착된 고무 등의 수지로 이루어지는 토출 관로(62)에 의해 구성되어 있다.

규제 유닛(70)은, 공급 규제편(에어 공급 규제 부재)(71)과, 토출 규제편(토출 규제 부재)(72)과, 규제 캠(73)을 갖고 있다.

공급 규제편(71)은, 도 8에 도시한 것과 같이, 공급 관로(52)와 규제 캠(73) 사이에 마련되어 있다. 이 공급 규제편(71)은, 일단부에 형성된 제1 지지 구멍(71a)에 상기 피스톤 모터(35) 등을 지지하는 지지 부재(30a)(도 2 및 도 3 참조)의 제1 지지 돌기부(도시하지 않음)가 아래쪽에서 관통함으로써, 상기 제1 지지 구멍(71a)의 중심축 둘레로 요동할 수 있게 되는 것이다. 그리고, 통상 상태에서는, 공급 관로(52)의 탄성 복원력에 의해 압박되어 열린 상태로 되어 있다.

토출 규제편(72)은, 도 8에 도시한 것과 같이, 토출 관로(62)와 규제 캠(73) 사이에 마련되어 있다. 이 토출 규제편(72)은, 일단부에 형성된 제2 지지 구멍(72a)에 상기 피스톤 모터(35) 등을 지지하는 지지 부재(30a)의 제2 지지 돌기부(도시하지 않음)가 아래쪽에서 관통함으로써, 상기 제2 지지 구멍(72a)의 중심축 둘레로 요동할 수 있게 되는 것이다. 그리고, 통상 상태에서는, 토출 관로(62)의 탄성 복원력에 의해 압박되어 열린 상태로 되어 있다.

규제 캠(73)은, 대략 원주형의 형태를 이루는 것으로, 중심 부분에 형성된 육각형의 규제 관통 구멍(73a)에 규제 로드(74)가 관통하여 상기 규제 로드(74)에 일체적으로 설치되어 있다.

이러한 규제 로드(74)의 상단 부분에는 규제 기어(75)가 마련되어 있다. 이 규제 기어(75)는, 상기 레버 기어(44)와 일체적으로 회전 가능하게 설치된 규제 연계 기어(76)에 맞물려 있다.

즉, 규제 캠(73)은, 규제 로드(74), 규제 기어(75) 및 규제 연계 기어(76)를 통해 레버 기어(44)에 연계되어 있고, 상술한 것과 같이 레버 기어(44)는 커버 모터(42)에 연계되어 있으므로, 규제 캠(73)도 커버 모터(42)에 연계되어 있다.

따라서, 규제 캠(73)은, 커버 모터(42)가 구동하는 경우에, 위쪽에서 봤을 때 반시계 방향으로 회전하는 것이다. 이와 같이 커버 모터(42)는, 상술한 커버 부재(40a)(커버 레버(43))와 규제 캠(73)의 공통의 구동원이다.

상기 규제 캠(73)에는, 그 사이드 둘레부에 제1 규제 돌기부(73b) 및 제2 규제 돌기부(73c)가 형성되어 있다. 제1 규제 돌기부(73b)는, 공급 규제편(71)이 설치되어 있는 높이 레벨에 대응하여 바깥쪽으로 돌출하는 양태로 마련되어 있다. 제2 규제 돌기부(73c)는, 토출 규제편(72)이 설치되어 있는 높이 레벨에 대응하여 바깥쪽으로 돌출하는 양태로 마련되어 있다. 이들 제1 규제 돌기부(73b) 및 제2 규제 돌기부(73c)는, 각각 규제 캠(73)의 사이드 둘레부의 소정 영역에 마련되어 있고, 후술하는 것과 같이 커피 음료의 토출에 필요한 영역에 마련되어 있다. 이러한 규제 캠(73)은, 커버 레버(43)가 커버 모터(42)의 구동에 의해 일주(一周)한 경우에, 자신도 일주하는 것이다.

상술한 것과 같은 구성을 갖는 음료 추출 장치(10)의 추출 동작에 관해서 이하에 설명한다. 대기 상태에서는, 도 9에 도시한 것과 같이, 피스톤 부재(31)가 실린더(20)의 상면과 동등한 높이 레벨의 상사점 위치에 배치되어 상면 개구(22)를 폐쇄하고 있다.

또한, 커버 부재(40a)는, 도 10에 도시한 것과 같이, 커버 레버(43)의 아암부(43b)가 기초부(43a)에 대하여 오른쪽으로 향해서 연장되어 있고, 아암 돌기부(43c)가 계합 홈(46)에 진입하는 커버 부재(40a)는 우측 단부 위치에 배치되어 있다.

또한, 공급 규제편(71) 및 토출 규제편(72)은, 도 11에 도시한 것과 같이, 함께 규제 캠(73)에 눌려 있지 않고, 공급 관로(52) 및 토출 관로(62)의 탄성 복원력에 의해 압박된 열린 상태로 되어 있다.

상기 대기 상태에서 시작 지령이 주어진 경우, 제어부(80)는, 피스톤 모터(35)에 구동 지령을 부여하여 상기 피스톤 모터(35)를 정회전 구동시킨다. 이에 따라, 이송 나사부(33)가 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 회전함으로써 피스톤 부재(31)가 이송 너트부(32)와 함께 아래쪽으로 이동한다.

그리고, 피스톤 부재(31)가 바닥부(21)에 가장 근접하는 하사점 위치까지 이동한 경우에, 제어부(80)는 피스톤 모터(35)에 구동 정지 지령을 부여한다. 이 결과, 피스톤 부재(31)는, 도 12에 도시한 것과 같이, 하사점 위치에 배치된다.

도 13에 도시한 것과 같이, 밀(1)로부터 커피 원료가 실린더(20)의 내부에 투입되면, 이들 커피 원료는 피스톤 부재(31)의 상면에 퇴적된다. 밀(1)로부터의 커피 원료의 투입이 종료되면, 제어부(80)는, 커버 모터(42)에 구동 지령을 부여하여 상기 커버 모터(42)를 구동시킨다. 이에 따라, 커버 레버(43)가 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 회전하고, 커버 부재(40a)는 우측 단부 위치에서 왼쪽으로 향해서 이동한다. 또, 이러한 커버 모터(42)의 구동에 의해 규제 캠(73)도 위쪽에서 봤을 때 반시계 방향으로 회전한다.

그리고, 커버 부재(40a)가 상면 개구(22)의 일부를 폐색하는 중도 위치까지 이동한 경우에, 제어부(80)는 커버 모터(42)에 구동 정지 지령을 부여한다. 이 결과, 커버 부재(40a)는 도 14에 도시한 것과 같이 중도 위치에 배치된다. 이 경우, 커버 부재(40a)는, 밀(1)의 공급구(1a)를 자신의 상벽부(41)로 폐색한다.

또한, 규제 캠(73)은, 도 15에 도시한 것과 같이, 제2 규제 돌기부(73c)가 토출 규제편(72)을 누름으로써, 토출 규제편(72)이 요동하여 닫힌 상태가 된다. 이와 같이 토출 규제편(72)이 닫힌 상태가 됨으로써, 토출 관로(62)를 상기 지지 부재(30a)와 사이에 끼워 상기 토출 관로(62)를 액체 등이 통과하는 것을 규제한다. 또, 이러한 경우에는, 공급 규제편(71)은, 제1 규제 돌기부(73b)에 눌리지 않고서 열린 상태로 되어 있다.

커버 부재(40a)가 중도 위치에 배치된 후, 도 16에 도시한 것과 같이, 온수 탱크로부터 소정량의 온수가 급탕부(2)를 통과하여 실린더(20)에 투입된다.

이와 같이 커피 원료 및 온수가 투입된 실린더(20)의 내부에 있어서는, 토출 규제편(72)이 닫힌 상태가 되기 때문에, 중간 위치의 피스톤 부재(31)의 하부에 공기가 체류하게 된다.

또한 온수의 투입과 동시에 제어부(80)는 에어 펌프(51)를 구동시킨다. 상술한 것과 같이 공급 규제편(71)은 열린 상태이므로 에어 펌프(51)로부터 공급되는 에어는, 공급 관로(52)를 통과하여 실린더(20)의 내부에 공급된다. 이에 따라, 에어 펌프(51)로부터 공급되는 에어에 의해 커피 원료와 온수의 교반이 이루어진다. 소정 시간 경과 후, 제어부(80)는 에어 펌프(51)에 구동 정지 지령을 부여한다.

이와 같이 에어 펌프(51)에 구동 정지 지령을 부여한 후, 제어부(80)는, 커버 모터(42)에 구동 지령을 부여하여 상기 커버 모터(42)를 구동시킨다. 이에 따라, 커버 레버(43)가 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 회전하고, 커버 부재(40a)는 중도 위치에서 좌측 단부 위치로 이동한다. 또, 이러한 커버 모터(42)의 구동에 의해 규제 캠(73)도 위쪽에서 봤을 때 반시계 방향으로 회전한다.

그리고, 도 17에 도시한 것과 같이, 커버 레버(43)의 아암부(43b)가 기초부(43a)보다 왼쪽으로 향해서 연장됨으로써, 도 18에 도시한 것과 같이 커버 부재(40a)가 좌측 단부 위치까지 이동한 경우에, 제어부(80)는 커버 모터(42)에 구동 정지 지령을 부여한다. 이에 따라, 커버 부재(40a)는 상면 개구(22)를 폐색한다.

이와 같이 커버 부재(40a)가 좌측 단부 위치에 배치되는 경우, 규제 캠(73)은, 도 19에 도시한 것과 같이, 제2 규제 돌기부(73c)가 토출 규제편(72)을 누르는 상태가 유지되고 있고, 토출 규제편(72)이 닫힌 상태로 유지되고 있다.

또한, 제1 규제 돌기부(73b)가 공급 규제편(71)을 누름으로써, 공급 규제편(71)이 요동하여 닫힌 상태가 된다. 이와 같이 공급 규제편(71)이 닫힌 상태가 됨으로써, 공급 관로(52)를 상기 지지 부재(30a)와 사이에 끼워 상기 공급 관로(52)를 에어가 통과하는 것을 규제한다.

그리고, 제어부(80)는, 미리 정해진 소정 시간(뜸들이기 시간)이 경과할 때까지 피스톤 부재(31)를 하사점 위치에 대기하게 한다. 이에 따라, 커피 원료와 온수가 교반된 후의 커피 원료가 피스톤 부재(31)의 상면에 침전하여 침전물(D)로 되어, 도 20에 확대하여 도시한 것과 같이, 피스톤 부재(31)의 상면에 미분형의 커피 원료(이하, 미분형 원료라고도 한다)(D1)가 침전되고, 그 미분형 원료(D1)의 상부에 그 미분형 원료(D1)보다도 직경이 큰 커피 원료(이하, 분말형 원료라고도 한다)(D2)가 침전된다.

그 후, 제어부(80)는, 피스톤 모터(35)에 구동 지령을 부여하여 상기 피스톤 모터(35)를 역회전 구동시킨다. 이에 따라, 이송 나사부(33)가 위쪽에서 봤을 때 반시계 방향으로 회전함으로써 피스톤 부재(31)가 이송 너트부(32)와 함께 위쪽으로 이동한다.

이와 같이 피스톤 부재(31)가 위쪽으로 이동하는 결과, 도 21에 도시한 것과 같이, 커피 원료와 온수의 교반액이 관통 구멍(31b)을 통과하여, 피스톤 부재(31)의 아래쪽으로 커피 음료를 추출시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 교반액은, 피스톤 부재(31)의 침전물(D)을 통과하기 때문에, 추출된 커피 음료는 여과된 것으로 된다.

그리고, 도 22에 도시한 것과 같이, 피스톤 부재(31)가 소정의 높이 레벨에 도달한 경우, 제어부(80)는, 커버 모터(42)에 구동 지령을 부여하여 그 커버 모터(42)를 구동시킨다. 이에 따라, 커버 레버(43)는 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 회전함으로써, 커버 부재(40a)는 좌측 단부 위치에서 오른쪽으로 향해서 이동한다.

또한, 규제 캠(73)도 커버 모터(42)의 구동에 의해 위쪽에서 봤을 때 반시계 방향으로 회전함으로써, 도 23에 도시한 것과 같이, 공급 규제편(71)은 제1 규제 돌기부(73b)에 눌린 상태가 해제되고, 공급 관로(52)의 탄성 복원력에 의해 요동하여 열린 상태가 된다. 토출 규제편(72)은 제2 규제 돌기부(73c)에 눌린 상태가 해제되고, 토출 관로(62)의 탄성 복원력에 의해 요동하여 열린 상태가 된다. 이 결과, 실린더(20)에 저류된 커피 음료가 토출 경로(60)를 통과하여, 음료 용기(3)(도 1 참조)에 토출된다.

이와 같이 하여 음료 용기(3)에 소정량의 커피 음료가 토출됨으로써, 이용자에게 커피 음료가 제공되게 된다.

그리고, 도 24에 도시한 것과 같이, 피스톤 부재(31)가 상사점 위치에 배치된 경우, 제어부(80)는 피스톤 모터(35)에 구동 정지 지령을 부여한다. 이 때, 피스톤 부재(31)의 상면에 추출 찌꺼기(K)가 놓여 있다. 그 후, 커버 부재(40a)가 우측 단부 위치에 달한 경우, 제어부(80)는 커버 모터(42)에 구동 정지 지령을 부여하지 않고서 커버 모터(42)의 구동을 유지하게 한다. 이에 따라 커버 부재(40a)는, 좌측 단부 위치로 향해서 이동한다. 이 경우, 커버 부재(40a)의 스크레이퍼부(47)가 상사점 위치의 피스톤 부재(31)의 상면에 미끄럼 접촉함으로써, 피스톤 부재(31)의 상면에 놓인 추출 찌꺼기(K)를 긁어모아, 도 25에 도시한 것과 같이, 실린더(20)의 왼쪽에 배치된 찌꺼기 용기(4)에 추출 찌꺼기(K)를 수용하게 할 수 있다.

그 후, 제어부(80)는, 커버 모터(42)의 구동을 유지하여, 커버 부재(40a)가 재차 우측 단부 위치에 도달한 경우에, 상기 커버 모터(42)에 구동 정지 지령을 부여함으로써 상기 대기 상태로 되돌아간다.

이상 설명한 것과 같이, 본 발명의 실시형태인 음료 추출 장치(10)에 따르면, 커버 부재(40a)의 스크레이퍼부(47)가, 상기 커버 부재(40a)가 우측 단부 위치에서부터 좌측 단부 위치까지 이동하는 경우에, 상면 개구(22)를 폐쇄하는 피스톤 부재(31)에 놓인 추출 찌꺼기(K)를 제거하기 때문에, 추출 찌꺼기(K)를 수용하는 찌꺼기 용기(4)를 실린더(20) 옆에 설치할 수 있다. 그 때문에, 음료 추출 장치(10)와 찌꺼기 용기(4)의 설치 영역의 높이 치수가 커지는 것을 피하면서 찌꺼기 용기(4)의 용량을 충분히 크게 할 수 있다. 따라서, 추출 찌꺼기(K)의 수용량 증대화를 도모할 수 있다.

이와 같이 추출 찌꺼기(K)의 수용량 증대를 도모할 수 있기 때문에, 커피 음료의 제공 횟수에 대한 찌꺼기 용기(4)의 폐기 작업 횟수의 비율을 저감시킬 수 있어, 음료 추출 장치(10)가 적용된 음료 서버 등의 관리자의 부담을 줄일 수 있다.

상기 음료 추출 장치(10)에 따르면, 커버 부재(40a)의 구동원인 커버 모터(42)가, 공급 규제편(71) 및 토출 규제편(72)을 요동시키는 공통의 구동원으로 됨으로써, 제어부(80)가 커버 모터(42)를 구동 또는 구동 정지로 하게 하여 커버 부재(40a), 토출 규제편(72) 및 공급 규제편(71)의 동작을 제어할 수 있다. 이와 같이 일부의 구동원을 공통화시킴으로써, 장치 전체의 소형화나 제조 비용의 절감을 도모할 수 있다.

상기 음료 추출 장치(10)에 따르면, 시작 지령이 주어진 경우에, 피스톤 부재(31)를 바닥부(21)에 근접하는 하사점 위치에 배치하게 하고, 상기 피스톤 부재(31)의 상면에 커피 원료가 투입될 때에 토출 규제편(72)을 닫힌 상태에 하게 하고, 그 후에 실린더(20)의 내부에 온수가 투입될 때에 공급 규제편(71)을 열린 상태로 유지하여 에어 펌프(51)를 구동시키기 때문에, 에어 펌프(51)로부터 공급되는 에어에 의해 커피 원료와 온수를 교반시킬 수 있다. 더구나, 실린더(20)의 내부에 온수가 투입될 때에 에어 펌프(51)를 구동시킴으로써, 온수가 메쉬 부재(31c)를 통과하여 피스톤 부재(31)의 아래쪽으로 흘러 버리는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이 투입된 온수가 피스톤 부재(31)의 아래쪽으로 흘러 버리는 것을 억제함으로써, 상기 온수는 커피 원료와 양호하게 서로 섞여, 추출되는 커피 음료의 농도를 향상시킬 수 있어, 추출 효율의 향상을 도모할 수 있다.

상기 음료 추출 장치(10)에 따르면, 커버 부재(40a)는, 온수의 투입 시에는 중도 위치에 배치되어 밀(1)의 공급구(1a)를 폐색하기 때문에, 밀(1)에 증기가 달하여 밀(1)의 공급구(1a)가 폐색되는 사태를 피할 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지로 변경할 수 있다.

상술한 실시형태에서는, 실린더(20) 내부의 커피 음료를 토출시킬 때에 에어 펌프(51)를 구동 정지로 하게 하고 있었지만, 본 발명에서는, 커피 음료를 토출시킬 때에 에어 펌프를 구동시키더라도 좋다. 이에 따르면, 에어 펌프로부터 실린더의 내부에 공급되는 에어에 의해 커피 음료의 온도를 내릴 수 있다. 즉, 커피 음료의 농도를 유지한 채로 제공에 알맞은 온도로 내릴 수 있어, 제공 음료의 품질 향상을 도모할 수 있다.

상술한 실시형태에서는, 미리 정해진 소정 시간인 뜸들이기 시간 경과 후에, 제어부(80)가 피스톤 모터(35)에 구동 지령을 부여하여 상기 피스톤 모터(35)를 역회전 구동시킴으로써 피스톤 부재(31)를 위쪽으로 이동시키고 있었지만, 본 발명에서는, 뜸들이기 시간 경과 후에, 실린더 내부에 있어서의 피스톤 부재의 아래쪽의 잔압을 외부로 방출하더라도 좋다. 이러한 잔압을 방출하는 수법으로서 여러 가지를 생각할 수 있지만, 구체적인 것으로서는, 실린더의 바닥부에 접속된 개방관을 폐색하는 핀치를 개방시킴으로써 피스톤 부재의 아래쪽의 잔압을 외부로 방출할 수 있다. 이와 같이 잔압을 외부로 방출함으로써, 피스톤 부재를 위쪽으로 이동시키는 추출 동작의 시작 직후부터 피스톤 부재의 아래쪽을 부압으로 할 수 있어, 피스톤 부재의 이동 거리를 최소로 할 수 있다.

상술한 실시형태에서는 특별히 언급하고 있지 않지만, 도 26에 도시한 것과 같이, 실린더(20′)의 상면 개구(22)의 개구 가장자리부에는 오목부(23)가 형성되어 있어도 좋다. 이러한 오목부(23)가 형성되어 있음으로써, 대기 상태의 경우, 즉 피스톤 부재(31)가 상사점 위치에 배치되어 상면 개구(22)를 폐쇄하고 있는 경우, 패킹(31a)의 일부가 오목부(23)에 진입함으로써 상기 패킹(31a)의 압축 왜곡이 완화된다. 이와 같이 패킹(31a)의 압축 왜곡이 완화됨으로써, 상기 패킹(31a)의 사용 수명이 길어져, 결과적으로 패킹(31a)의 교환 빈도를 줄일 수 있다.

10: 음료 추출 장치, 20: 실린더, 21: 바닥부, 22: 상면 개구, 30: 피스톤 유닛, 31: 피스톤 부재, 31b: 관통 구멍, 32: 이송 너트부, 32b: 너트, 33: 이송 나사부, 35: 피스톤 모터, 40: 커버 유닛, 40a: 커버 부재, 40b: 커버 구동부, 42: 커버 모터, 43: 커버 레버, 47: 스크레이퍼부, 50: 에어 공급 경로, 51: 에어 펌프, 52: 공급 관로, 60: 토출 경로, 61: 노즐, 62: 토출 관로, 70: 규제 유닛, 71: 공급 규제편, 72: 토출 규제편, 73: 규제 캠, 80: 제어부

Claims

바닥을 지닌 원통형의 실린더와,
복수의 관통 구멍이 형성된 원판형을 이루고, 측면이 상기 실린더의 내면에 접한 상태에서 상기 실린더의 바닥부에 근접 이반하는 양태로 이동할 수 있는 피스톤 부재
를 포함하고,
상기 실린더의 상면 개구를 통하여 투입된 음료 원료와 온수로부터 상기 피스톤 부재의 이동에 의해 음료를 추출하고, 추출한 음료를 상기 바닥부에 접속된 토출 경로를 통하여 토출하는 음료 추출 장치로서,
상기 상면 개구를 완전 개방시키는 완전 개방 위치와 상기 상면 개구를 폐색시키는 완전 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있게 설치된 커버 부재를 포함하고,
상기 커버 부재는, 상기 완전 개방 위치 및 상기 완전 폐쇄 위치 중 한쪽에서부터 다른 쪽까지 이동하는 경우에, 상기 상면 개구를 폐쇄하는 상기 피스톤 부재에 놓인 추출 찌꺼기를 제거하는 스크레이퍼부를 구비한 것을 특징으로 하는 음료 추출 장치.
제1항에 있어서, 상기 바닥부에 접속되어, 에어 공급 수단으로부터의 에어를 상기 실린더의 내부에 공급하는 에어 공급 경로와,
상기 토출 경로를 개폐하는 양태로 설치되어, 열린 상태가 되는 경우에는 상기 토출 경로를 음료가 통과하는 것을 허용하는 한편, 닫힌 상태가 되는 경우에는 상기 토출 경로를 음료가 통과하는 것을 규제하는 토출 규제 부재와,
상기 에어 공급 경로를 개폐하는 양태로 설치되어, 열린 상태가 되는 경우에는 상기 에어 공급 경로를 에어가 통과하는 것을 허용하는 한편, 닫힌 상태가 되는 경우에는 상기 에어 공급 경로를 에어가 통과하는 것을 규제하는 에어 공급 규제 부재
를 포함하고,
상기 커버 부재는, 상기 토출 규제 부재 및 상기 에어 공급 규제 부재와 공통의 구동원에 의해 구동하는 것을 특징으로 하는 음료 추출 장치.
제2항에 있어서, 시작 지령이 주어진 경우에, 상기 피스톤 부재를 상기 바닥부에 근접하는 하사점 위치에 배치하게 하여, 적어도 상기 실린더의 내부에 상기 온수가 투입될 때에 상기 토출 규제 부재를 닫힌 상태로 하게 하면서 상기 에어 공급 규제 부재를 열린 상태로 유지하여 상기 에어 공급 수단을 구동시키는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 추출 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 부재는, 상기 완전 개방 위치와 상기 완전 폐쇄 위치 사이에서 상기 실린더의 상면 개구의 일부를 폐색하는 중도 위치에도 배치되는 양태로 이동하는 것으로, 상기 중도 위치에 배치되는 경우에는, 상기 실린더의 내부에 상기 상면 개구를 통하여 온수가 투입되는 것을 허용하면서 상기 음료 원료를 공급하는 공급 수단의 공급구를 폐색하는 것을 특징으로 하는 음료 추출 장치.