KR20220014009A - 커피추출장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 원두가 저장된 캡슐이 장착되는 캡슐장착부, 상기 캡슐을 개봉하여 상기 캡슐에 저장된 원두를 배출하는 캡슐개봉부, 상기 캡슐개봉부를 회전시키는 제1개봉기어를 포함하는 개봉기어부, 상기 캡슐개봉부를 통해 원두가 배출되는 방향으로 상기 캡슐개봉부와 결합하여, 상기 캡슐개봉부를 통해 배출되는 원두를 분쇄하기 위해 분쇄부, 상기 분쇄부에서 분쇄된 원두가 배출되는 방향에 위치하여, 상기 분쇄부에서 배출되는 분쇄된 원두를 수용하고, 상기 분쇄된 원두와 물을 혼합하여 커피액을 추출하는 추출부, 및 상기 제1개봉기어를 회전시키는 분쇄주기어축에 연결된 분쇄주기어를 포함하고, 상기 개봉기어부의 하부에 위치하여 상기 분쇄주기어에 의해 상기 분쇄부를 회전시키는 분쇄기어부를 포함하는 커피추출장치에 관한 것이다.

Description

커피추출장치 및 그 제어방법 {Coffee Extracting Apparatus and Controlling Method of the Same}

본 개시(disclosure)는 커피추출장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 원두를 저장하고 있는 캡슐을 개봉하는 캡슐개봉부에 관한 것이다.

최근에는 원두를 분쇄한 커피가루를 캡슐(capsule)로 제공하여 정해진 레시피(recipe)에 의해 압력 또는 원심력을 가해 에스프레소(espresso)를 추출하는 머신(이하 캡슐커피머신이라 칭함)이나, 드립방식으로 추출하는 머신(이하 캡슐드립머신이라 칭함)들이 널리 판매되고 있다.

특히, 캡슐커피머신의 경우 원두를 분쇄 후 분쇄된 커피가루가 레시피에 따른 정량이 캡슐에 담겨있어, 캡슐을 캡슐커피머신에 삽입하면, 캡슐을 뚫고 일정 온도의 물을 흘려보내면서 압력을 가하거나 고속회전을 통해 커피를 추출해낼 수 있다. 캡슐드립머신은 마찬가지로 분쇄된 커피가루가 담긴 캡슐에 구멍을 뚫고 내부로 물을 흘려보내 일정시간 머무른 후 필터가 포함된 캡슐출구를 통해 추출된 커피가 흘러나오도록 구성되어 있다.

그러나, 대부분의 기존 커피캡슐은 캡슐 내에 분쇄된 커피가 담겨 있는 상태로 기기에 장착되면 물이 드나들 수 있는 입출구가 뚫리게 되고, 고온수가 캡슐 내 원두분말을 적시고 지나가게 되는 형태이다. 따라서, 커피가 추출되고 난 후 캡슐은 내부 커피분말과 함께 그대로 남게 되어 분리배출이 어려워지며 캡슐포장 자체도 여러 재질의 복합코팅으로 이루어져 분리 재활용이 어려운 문제점이 있다.

한편, 미국등록특허 US10537202B2에는 원두가 저장된 포드(Pod) 및 상기 포드를 천공, 박리 혹은 절단에 의해 개봉한 후, 호퍼(hopper)를 통해 분쇄기로 보내 원두를 분쇄하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 포드와 분쇄기 사이의 거리가 멀어, 호퍼(hopper)에서 원두가 오염될 수 있으며, 상기 포드의 개봉 및 상기 분쇄기의 회전이 각각 다른 구동부에 의해 이루어져, 장치의 부피가 커지는 문제점이 있다.

본 개시는 원두를 분쇄한 후 커피가루를 담은 캡슐이 아닌 원두를 캡슐에 담아 소포장함으로써 신선함을 오래 유지하는 것을 해결과제로 한다.

본 개시는 캡슐을 개봉한 후 커피가루가 캡슐내부에 남지 않아 분리 재활용이 용이한 캡슐을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

본 개시는 캡슐개봉과 원두를 분쇄하는 그라인더(grinder, 또는 분쇄부)를 동일한 구동원을 이용하여 동작시킴으로써 커피추출장치를 단순화하고 컴팩트(compact)화 하는 것을 해결과제로 한다.

본 개시는 캡슐뚜껑 (또는 캡슐캡) 갖는 캡슐의 개봉을 보다 용이하게 하기 위한 캡슐개봉부를 포함하는 커피추출장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 개시는 원두가 저장된 캡슐을 개봉하기 위한 로테이터(rotator)를 제공하는 것이다. 상기 로테이터는 각진형태의 드라이버 헤드(head)형태를 구비하여 상기 각지형태의 드라이버 헤드(head)형태에 대응되는 형상을 갖는 캡슐폐쇄부를 드라이버 공구와 마찬가지로 회전을 통해 개봉할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 원두가 저장된 캡슐이 장착되는 캡슐장착부; 상기 캡슐을 개봉하여 상기 캡슐에 저장된 원두를 배출하는 캡슐개봉부; 상기 캡슐개봉부를 회전시키는 제1개봉기어를 포함하는 개봉기어부; 상기 캡슐개봉부를 통해 원두가 배출되는 방향으로 상기 캡슐개봉부와 결합하여, 상기 캡슐개봉부를 통해 배출되는 원두를 분쇄하기 위해 분쇄부; 상기 분쇄부에서 분쇄된 원두가 배출되는 방향에 위치하여, 상기 분쇄부에서 배출되는 분쇄된 원두를 수용하고, 상기 분쇄된 원두와 물을 혼합하여 커피액을 추출하는 추출부; 및 상기 제1개봉기어를 회전시키는 분쇄주기어축에 연결된 분쇄주기어를 포함하고, 상기 개봉기어부의 하부에 위치하여 상기 분쇄주기어에 의해 상기 분쇄부를 회전시키는 분쇄기어부;를 포함하는 커피추출장치를 제공하는 것이다.

상기 캡슐개봉부는 상기 개봉기어부에 의해 회전하는 드라이버회전부; 상기 드라이버회전부의 축방향을 따라 상기 드라이버회전부를 관통하여 형성된 드라이버설치공간; 상기 드라이버회전부의 개구된 양단 중 상기 캡슐에 가까운 곳에 위치하여 상기 캡슐장착부와 결합하는 캡슐장착부 결합구; 상기 드라이버회전부의 개구된 양단 중 상기 캡슐장착부 결합구의 반대방향에 위치하여 상기 분쇄부를 향해 원두를 배출하는 원두출구; 및 상기 드라이버설치공간에 위치하여, 상기 드라이버회전부와 결합하여 함께 회전하고, 상기 캡슐을 개봉하는 드라이버부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 드라이버부는 회전중심을 제공하는 드라이버 허브; 상기 드라이버 허브를 감싸는 링형태의 드라이버 바디; 상기 드라이버 허브 및 상기 드라이버 바디 사이에 위치하는 원두연통홀; 상기 드라이버 허브와 상기 드라이버 바디를 연결하여 상기 원두연통홀을 구획하는 복수 개의 블레이드를 포함하는 블레이드부; 및 상기 드라이버 허브에 위치하여 상기 캡슐에 결합하여 회전을 통해 상기 캡슐을 개봉하는 각기둥형태의 캡슐체결헤드;를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 블레이드는 경사질 수 있다.

한편, 상기 드라이버부는 상기 드라이버 바디의 외주면에 형성된 복수 개의 바디돌출부를 더 포함하고, 상기 드라이버회전부는 상기 드라이버부가 설치되는 드라이버설치공간을 형성하고, 상기 원두출구 및 상기 캡슐장착부 결합구를 포함하는 회전바디; 및 상기 회전바디의 내주면에 위치하여, 상기 복수 개의 바디돌출부와 각각 대응되게 결합하는, 복수 개의 내측 고정가이드;를 더 포함하여, 상기 드라이버회전부가 회전시 상기 드라이버부도 함께 회전할 수 있다.

상기 복수 개의 내측 고정가이드는 각각 상기 드라이버회전부의 축방향을 따라 돌출되어 서로 마주보는 두개의 선형돌기를 포함하고, 상기 복수 개의 바디돌출부는 각각 상기 두개의 선형돌기 사이에 삽입될 수 있다.

상기 캡슐개봉부는 상기 드라이버부 및 상기 드라이버회전부 사이에 위치하여, 상기 드라이버부가 상기 장착된 캡슐에 항상 접촉 할 수 있도록 탄성력을 제공하는 드라이버 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 드라이버 탄성부재는 상기 캡슐이 상기 캡슐장착부에 장착시부터 상기 드라이버부가 상기 캡슐의 일면에 접촉하도록 상기 드라이버부에 탄성력을 전달할 수 있다.

상기 캡슐이 상기 캡슐장착부에 장착되어 상기 드라이버부와 결합되는 기 설정된 제1위치에서 상기 드라이버회전부와 함께 제1회전방향으로 회전시, 상기 드라이버부는 상기 복수 개의 내측 고정가이드를 따라 상기 원두출구를 향해 이동할 수 있다.

상기 드라이버회전부는 상기 드라이버부가 상기 제1회전방향으로 회전하여 이동시, 상기 드라이버부가 기 설정된 제2위치보다 상기 원두출구가 위치한 방향으로 더 이동하는 것을 방지하기 위해, 상기 복수 개의 내측 고정가이드의 하부에 위치하여 돌출된 형태의 내측지지턱을 더 포함할 수 있다.

상기 회전바디는 상기 회전바디의 외주면에 기어이빨형태로 구비되는 회전 링기어를 포함하고, 상기 회전 링기어는 상기 개봉기어부와 맞물려 상기 개봉기어부의 회전력을 상기 드라이버회전부에 전달할수 있다.

상기 캡슐장착부는 상기 캡슐장착부의 외형을 형성하는 원형의 장착바디; 상기 장착바디의 일부가 함몰되어 상기 캡슐의 외형에 대응되는 형상으로 형성된 장착함몰부; 및 상기 장착함몰부의 일부가 상기 캡슐개봉부의 축방향을 따라 관통하여 형성된 원두낙하홀;을 포함할 수 있다.

상기 장착바디의 외경은 상기 회전바디의 직경보다 클 수 있다.

상기 캡슐장착부는 상기 장착바디에 회전가능하게 결합하여 상기 캡슐 또는 상기 장착함몰부를 보호하기 위한 캡슐보호커버를 더 포함할 수 있다.

상기 캡슐개봉부를 지지하는 보호프레임; 및 상기 장착바디와 상기 보호프레임 사이를 연결하는 상기 캡슐개봉부의 측면을 보호하는 측면보호바디;를 더 포함하고, 상기 측면보호바디는 투광성 재질로 형성될 수 있다.

상기 분쇄부는 상기 원두출구를 통해 배출되는 원두를 분쇄하는 제1버; 상기 제1버를 축방향으로 관통하는 제1버 관통홀; 상기 제1버 관통홀의 일단에 위치하여 상기 원두를 유입하기 위한 제1버 입구; 상기 제1버 관통홀의 타단에 위치하여 분쇄된 원두를 커피가루로 배출하는 제1버 출구; 상기 제1버 출구를 통해 상기 제1버 관통홀의 내부에 삽입되어 상기 제1버와 함께 원두를 분쇄하기 위한 분쇄공간을 형성하는 제2버; 상기 제1버의 외면에 결합하여 상기 제1버를 회전시키는 분쇄회전부; 및 상기 분쇄회전부의 회전을 위한 회전력을 발생시키는 분쇄동력부; 를 더 포함하고, 상기 분쇄주기어축은 상기 분쇄동력부에 연결되어 상기 분쇄동력부에 의해 회전하고, 상기 제1개봉기어는 상기 분쇄주기어의 상부에 위치하고, 상기 분쇄주기어축과 결합하여 상기 분쇄동력부의 회전력을 상기 드라이버회전부로 전달할 수 있다.

상기 드라이버회전부는 상기 개봉기어부의 회전력을 전달받고 내부에 상기 드라이버부가 위치하는 드라이버 설치공간을 형성하고 양단이 개구된 원통형태의 회전바디; 및 상기 회전바디의 외주면에 기어이빨형태로 구비되는 회전 링기어;를 포함하고, 상기 개봉기어부는 상기 제1개봉기어와 상기 회전 링기어를 연결하여 상기 회전바디를 회전시키는 제2개봉기어를 더 포함할 수 있다.

한편, 원두가 저장된 캡슐이 장착되는 캡슐장착부; 상기 캡슐을 개봉하여 상기 캡슐에 저장된 원두를 배출하는 캡슐개봉부; 상기 캡슐개봉부의 측면에 위치하여 상기 캡슐개봉부를 회전시키는 제1개봉기어; 상기 캡슐개봉부를 통해 원두가 배출되는 방향에 위치하여, 상기 캡슐개봉부를 통해 배출되는 원두를 분쇄하기 위한 회전하는 제1버, 상기 제1버의 축방향을 따라 관통하는 제1버 관통홀, 상기 제1버 관통홀의 내부에 삽입되어 상기 제1버와 함께 원두를 분쇄하기 위한 분쇄공간을 형성하는 제2버; 및 상기 제1버의 외면에 결합하여 상기 제1버를 회전시키는 분쇄회전부; 를 포함하는 커피추출장치의 제어방법에 있어서, 사용자의 개시입력을 감지한 후, 기설정된 분쇄시간동안 분쇄주기어축에 연결된 상기 분쇄회전부 및 상기 캡슐개봉부를 제1회전방향으로 회전시키는 제1회전단계; 및 상기 분쇄시간이 경과 후 기 설정된 복귀시간동안 상기 분쇄주기어축을 상기 제1회전방향의 반대방향인 제2회전방향으로 회전시키는 제2회전단계;를 포함하는 커피추출장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 개시는 원두를 분쇄한 후 커피가루를 담은 캡슐이 아닌 원두를 캡슐에 담아 소포장함으로써 신선함을 오래 유지할 수 있다.

본 개시는 캡슐을 개봉한 후 커피가루가 캡슐내부에 남지 않아 분리 재활용이 용이한 효과가 있다.

본 개시는 캡슐개봉과 원두를 분쇄하는 그라인더(grinder, 또는 분쇄부)를 동일한 구동원을 이용하여 동작시킴으로써 커피추출장치를 단순화하고 컴팩트(compact)화 하는 효과가 있다.

본 개시는 캡슐뚜껑 (또는 캡슐캡) 갖는 캡슐의 개봉을 보다 용이하게 하는 효과가 있다.

도 1은 커피추출장치의 일례를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2(a)는 커피추출장치에 포함된 분쇄부의 분쇄원리를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 2(b)는 커피추출장치에 포함된 분쇄부의 일례를 나타낸 것이다.
도 3(a)는 분쇄부에 포함되는 코니컬 버의 조립된 형태를 나타낸 것이다. 도 3(b)는 코니컬 버의 외부 버인 제1버의 일례를 나타낸 것이다. 도 4(c)는 코니컬 버의 내부 버인 제2버의 일례를 나타낸 것이다.
도 4(a)는 커피추출장치에 포함된 분쇄부의 일례를 분해해서 도시한 것이다. 도 4(b)는 제2그라인딩부와 가이드부가 결합된 일례를 도시한 것이다.
도 5(a)는 그라인더어셈블리가 지지어셈블리에서 분리되는 일례를 도시한 것이다. 도 5(b)는 제2그라인딩부가 제1그라인딩부에 결합되거나 분리되는 일례를 도시한 것이다. 도 5(c)는 분쇄조절회전부의 가이드부와 회전링의 단면을 나타낸 것이다.
도 6(a)는 캡슐개봉부의 보호를 위해 외피를 형성하는 보호바디부 및 캡슐보호커버를 나타낸 것이다. 도 6(b)는 도 6(a)에서 S로 표시된 평면을 따라 단면을 나타낸 것이다. 도 6(c)는 캡슐장착부의 장착바디를 도시한 것이다.
도 7(a) 내지 도 7(d)는 커피추출장치에서 사용되는 캡슐을 도시한 것이다.
도 8(a)는 캡슐개봉부의 일례를 분해한 것이다. 도 8(b)는 드라이버부의 일례를 도시한 것이다.
도 9(a)는 캡슐개봉부와 분쇄부가 결합된 일례를 도시하고 있다. 도9(b)는 사용자가 캡슐을 장착시 드라이버부의 제1위치를 나타내고 있다. 도 9(b)는 상기 드라이버부가 캡슐을 개봉하면서 이동하여 최종적으로 도달한 제2위치를 나타내고 있다.
도 10은 상기 캡슐개봉부 및 분쇄부의 제어방법의 일례를 플로우 차트(flow chart)로 도시한 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 개시의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 개시의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 개시의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 명세서 중에서 사용되고 있는 특정한 용어는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐으로 예시된 실시예의 한정으로 사용되고 있는 것은 아니다. 예를 들어, 「동일」 및 「동일하다」 등 표현은, 엄밀하게 동일한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 같은 기능이 얻어지는 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타낸다.

본 명세서에서 원두(whole bean)라 함은 커피나무에서 수확한 그대로의 생두(coffee bean)가 아니라, 로스팅된 커피원두를 말하는 것이다. 로스팅된 커피원두는 로스팅 정도에 따라 여러가지 종류가 있을 수 있다. 예를 들어, 오래 로스팅된 다크 로스팅 커피는 라이트 로스팅 커피보다 더 물에 쉽게 커피 성분이 용해될 수 있다. 그러나, 본 명세서에서는 로스팅정도에 무관하게 커피 추출을 위해 이용할 로스팅된 커피원두를 뜻하기 위해 사용되었다.

또한, 본 명세서에서 사용된 커피가루는 기 설정된 크기의 커피가루로, 기호 및 원두 종류에 따라 달리 설정될 수 있다. 따라서, 기 설정된 크기의 커피가루는 특정 크기를 갖는 커피가루가 아니라, 기호 및 원두 종류에 따라 값을 변화시켜 설정할 있는 크기를 뜻한다.

또한, 제1온도는 상온(room temperature)이하의 온도를 뜻하고, 제2온도는 상기 제1온도보다 높은 온도를 뜻한다.

또한, 커피추출장치라 함은 분쇄된 원두 즉, 커피가루를 물과 혼합한 후 커피성분을 물에 녹여 커피액(coffee liquid)을 추출하는 장치를 뜻한다. 커피액은 물을 이용하여 커피가루에서 추출한 커피성분이 포함된 물을 뜻한다. 따라서, 본 명세서에서 커피액을 추출한다는 것은 물을 이용하여 커피가루에서 추출한 커피성분이 포함된 물을 만든다는 의미를 뜻한다.

또한, 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 경우 커피는 일반적으로 커피액을 뜻한다. 그러나, 커피가루처럼 사용된 경우에는 고체형태의 커피를 뜻할 수 있다.

아래의 표 1은 종래의 원두를 분쇄하는 그라인더(grinder)에서 주로 사용하는 버(Burr)의 종류를 정리한 것이다. 버는 원두를 분쇄하는 칼날(blade)을 가진 2개의 파트(외부버, 내부버)가 서로 마주보면서 원두를 분쇄하는 그라인더의 핵심부품이다. 하나의 부품은 고정되고 다른 하나는 회전하면서 원두를 분쇄하게 된다. 외부에 위치하는 외부버와 내부에 위치하는 내부버가 일정 간격을 유지하면서 공급되는 원두를 칼날를 이용하여 분쇄하는 원리이다. 대규모로 원두를 분쇄하는 공장을 제외하고, 카페나 가정용에서는 플랫 버 또는 코니컬 버를 주로 사용한다. 플랫 버와 코니컬 버 모두 2개의 날이 맞불려 분쇄되는 것은 동일하나 그 모양에 따라 나눈 것이다. 또한 플랫 버는 버의 회전축의 방향에 따라 수직버와 수평버로 나눌 수 있다.

플랫 버의 경우 내부 버(a1, b1)가 외부에 위치한 구동부에 의해 회전하고, 외부버(a2, b2)는 고정된다. 수직 버의 경우, 분쇄된 원두는(또는 커피가루)가 분쇄배출부를 통해 모두 배출되는 게 아니라 비산되어 의도치 않게 하우징(a3, b3) 양 측면에 상하부에 쌓이게 된다. 커피가루에 의해 오염되는 부위가 많고, 누적된 커피가루는 비위생적이고 새로 분쇄되는 원두와 섞여 배출될 위험이 있으므로, 맛을 떨어뜨릴 수 있다. 수평 버의 경우, 분쇄된 원두가 마찬가지로 쌓일 뿐 만 아니라, 수직축을 구동시키기 위한 구동부가 또는 구동 연결부로 하부에 존재하므로 구동부 또는 구동 연결부의 오염을 피할 수 없다. 즉 수평버와 수직버 모두 분쇄시 원심력으로 인해 하우징(a3, b3) 내부 전체가 오염될 수 있다.

이와 달리 가정용으로 많이 사용되는 코니컬 버는 중력방향으로 수직낙하를 통해 오염된 부위를 줄일 수 있다. 그러나, 종래 코니컬 버의 경우 내부버(c2, center burr)가 회전하고 외부버(c1, outer burr)는 고정되므로 내부버의 회전을 위한 구동부가 내부버의 하부에 위치하게 된다. 따라서, 낙하하는 커피가루에 의해 상기 구동부가 오염될 가능성이 매우 크다.

이를 해결하기 위해 본 개시는 코니컬 버의 외부버가 회전하여, 분쇄경로를 최단화시키고, 오염부위를 최소화시키는 것을 특징으로 하는 그라인더를 포함하는 커피추출장치를 기술하고 있다.

[표 1]

도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예인 커피추출장치(1000)는 원두를 기 설정된 크기 이하의 커피가루로 분쇄하는 분쇄부(200), 상기 분쇄부(200)의 하부에 위치하여 상기 커피가루를 수용하고 물과 함께 회전시켜 커피액을 추출하는 필터부(미도시), 및 내부에 상기 필터부(미도시)가 삽입되고 상기 필터부를 통해 추출된 커피액이나 공급된 물을 저장하는 수용부(610)를 포함하는 추출부(600), 상기 필터부(미도시)와 결합하여 상기 필터부(미도시)를 회전시키는 구동부(미도시), 상기 분쇄부(200) 및 상기 추출부(600)를 외측에서 지지하는 지지부(910) 및 상기 추출부(600)에 물을 공급하는 급수부(400)를 포함한다.

상기 분쇄부(200)를 통해 분쇄된 원두 또는 커피가루는 상기 분쇄부(200)의 방향으로 개구(615)된 추출부 입구(615)를 통해 추출부(600)에 수용된 후, 급수부(400)를 통해 물을 공급받아 커피가루와 물을 혼합한 후 커피액을 추출할 수 있다.

상기 커피추출장치(1000)는 이 외에도 상기 분쇄부에 원두를 공급하는 원두공급부(100), 상기 지지부(910)를 지지하고 제어부(미도시)가 포함되는 베이스(920)를 더 포함할 수 있다.

상기 원두공급부(100)는 사용자가 수동으로 개량해서 원두를 공급할 수 도 있으나, 원두를 여러 회 사용가능한 양 만큼 저장하고 필요시마다 상기 분쇄부에 원두를 공급하는 디스펜서(dispenser)의 형태로 구비될 수도 있다. 이와 달리 원두를 1회 음용할 만큼만 저장된 1회용 원두저장캡슐(미도시)의 형태로 제공될 수 있다. 상기 원두저장캡슐이 상기 원두공급부(100)에 결합되면, 상기 원두저장캡슐을 자동적으로 개봉시킨 후 상기 분쇄부(200)로 배출시킬 수 있다.

즉, 상기 원두공급부(100)는 캡슐에 저장된 원두를 꺼내기 위한 캡슐개봉부(110)의 형태로 구비될 수 있다. 캡슐개봉부(110)는 캡슐을 밀봉한 형태에 따라 다양한 실시예를 가질 수 있다. 필름형태로 밀봉되는 경우에는 필름을 찢기 위한 블레이드를 구비한 형태일 수 있으며, 플라스틱 뚜껑이 나사결합을 이용한 형태로 밀봉되는 경우에는 상기 나사결합의 해제를 위해 상기 뚜껑에 결합하여 회전시키는 드라이버 비트(driver bit)를 구비한 형태일 수 있다.

이때, 상기 원두저장캡슐에는 원두의 종류 등이 담긴 식별장치(미도시)가 부착되어 있을 수 있다. 상기 식별장치는 원두의 종류, 로스팅 된 정도, 및 로스팅된 날짜 등을 담고 있어, 이를 인식한 후, 상기 분쇄부(200)에서의 분쇄정도 (또는 분쇄도) 및 상기 추출부(600)에서의 추출시간등을 조절할 수 있을 것이다.

본 개시의 일실시예는 상기 원두공급부(100)에서 원두가 낙하하고, 낙하된 원두가 상기 분쇄부(200)에서 분쇄되어 기설정된 크기 이하의 커피가루로 분쇄되어, 상기 추출부(600) 내부에 구비된 필터부(미도시)에 수용될 수 있다.

상기 분쇄부(200)는 공급된 원두를 기설정된 크기 이하의 커피가루로 분쇄하게 된다. 상기 분쇄부에서는 커피종류에 따라 분쇄도 (grinding degree)가 다르고, 추출되는 정도도 다를 수 있기 때문에, 사용자의 선택 혹은 커피종류에 따라 달리 분쇄도를 설정할 수 있다. 커피액의 맛은 분쇄도, 로스팅 정도 및 물의 온도에 따라서, 달라질 수 있기 때문이다.

원두의 분쇄도는 물과의 접촉할 수 있는 표면적을 의미하므로, 미세하게 분쇄된 원두 일수록 표면적이 더 많아져, 커피 내 화합물을 추출하는 것이 더 쉬어질 수 있다.

또한, 상기 분쇄부(200)는 원두가 분쇄될 때의 충격도 완화해야 하며, 가정에서 사용하기에 청소가 편리해야 한다. 이를 위해, 상기 분쇄부는 코니컬 버(conical burr, 도 3(a) 참조)를 이용할 수 있으며, 코니컬 버의 내부 버(center burr)와 외부 버(outer burr)중 외부 버가 회전하게 하여, 구동부가 커피가루의 낙하영역 안에 위치하는 것을 회피할 수 있을 것이다.

상기 추출부(600)는 상기 분쇄부(200)에서 낙하하는 커피가루를 수용하는 필터부(미도시) 및 상기 필터부(미도시)가 내부에 삽입되는 수용부(610)를 포함할 수 있다. 상기 필터부(미도시)는 회전을 통해 상기 커피가루와 공급된 물을 회전시켜 커피액을 추출할 수 있다. 물은 상기 필터부(미도시)의 회전을 통해 온도가 상승할 수 있다. 이는 필터부(미도시)의 회전으로 인해 물 분자의 무작위운동이 증가하기 때문이다. 그러나, 물의 온도 상승은 매우 미미하여, 제1온도가 그대로 유지된다고 보아도 무방하다.

상기 수용부(610)는 상기 필터부(미도시)를 통해 추출된 커피액 또는 상기 제1온도의 물을 저장할 수 있다. 상기 필터부(미도시)는 메쉬재질로 되어 있어 물 또는 커피액이 자유롭게 통과할 수 있는 반면, 고체인 커피가루는 통과할 수 없다. 따라서, 상기 필터부(미도시)가 회전하면, 상기 필터부(미도시) 내부는 커피가루, 물 및 커피액이 회전하게 되고, 상기 필터부(미도시) 외부와 상기 수용부(610) 사이에서는 물 및 커피액이 회전하게 될 것이다.

상기 추출부(600)의 하부에는 추출된 커피액을 저장할 수 있는 커피서버(800)를 포함할 수 있다. 상기 커피서버(800)는 주전자 형태의 포트일수도 있고, 일반적으로 사용되는 컵 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1추출부(6001)의 하부에 위치하여 바로 배출되는 커피액을 낙하시켜 저장할 수도 있고, 커피액을 외부로 유도하는 배출부(미도시)를 이용하여 커피액을 다른 위치로 이동시켜 저장시킬 수도 있다.

상기 추출부(600)는 추출시 사용되는 물의 온도에 따라, 콜드브루(cold brew)방식과 핫브루(hot brew)방식으로 나눌 수 있다. 상온이하의 온도인 제1온도의 물을 이용하면 콜드브루방식이고, 제1온도보다 높은 제2온도를 이용하면 핫브루방식으로 볼 수 있다. 상기 추출부(600)는 제1온도의 물을 사용하는 제1추출부(6001), 제2온도의 물을 사용하는 제2추출부(6002)를 포함할 수 있으며, 원하는 추출방식에 따라 사용자가 지지부(910)에 착탈가능하다.

상기 제1추출부(6001)는 상기 제1온도의 물을 이용하므로 콜드브루방식을 이용하는 경우에 사용된다. 반면, 상기 제1온도보다 높은 제2온도의 물을 이용하는 경우에는 이와 다른 구조를 갖는 제2추출부(6002)를 이용할 수도 있다. 이 경우 상기 제1추출부(6001)와 상기 제2추출부(6002)는 지지부(910)에 결합되는 구조 및 커피추출장치(1000)에서 분쇄부(200)와 커피서버(800)사이에서 차지하는 공간이 비슷하여, 서로 교체가능하다. 따라서, 사용자는 원하는 추출방식에 따라, 제1추출부(6001) 또는 제2추출부(700)를 선택할 수 있다. 그리고, 급수부(400)를 통해 제1온도의 물 또는 제2온도의 물을 공급할 수 있다.

상기 급수부(400)는 급수노즐(410)을 이용하여 상기 제1추출부(6001) 또는 상기 제2추출부(6002)에 각각 제1온도의 물 또는 제2온도의 물을 공급할 수 있다. 상기 급수부(400)는 외부 급수원에서 상기 제1온도의 물 또는 상기 제2온도의 물을 공급받을 수 있다. 이와 달리, 상기 급수부(400)는 외부 급수원을 통해 상기 제1온도의 물을 받아, 히터(미도시)를 이용하여 물을 가열한 후 상기 제2추출부(6002)에 공급할 수 있다.

전술한 필터부(미도시)를 포함하는 추출부는 제1추출부(6001)에 관한 것이고, 제2추출부(600는 상기 필터부대신 수용부(610)에 종이필터를 이용하여 제2온도의 물을 드립시켜 추출하는 일반적인 방식을 이용할 수 있다.

외부급수원이 아닌 급수탱크(미도시)를 이용하여 미리 물을 급수탱크에 저장한 후 상기 급수탱크완 연결된 급수관을 통해 물을 공급받을 수 도있다.

상기 추출부(600)는 지지암(690)에 의해 측면에 구비되는 지지부(910)에 고정될 수 있다. 베이스(920)는 상기 지지부(910)와 경사지게 또는 수직하게 결합될 수 있다. 베이스는 상기 지지부(910)를 고정하고 상기 지지부(910)에 걸리는 하중을 지지한다. 즉, 상기 지지부(910)에는 원두공급부(100), 분쇄부(200), 급수부(400) 및 제1추출부(6001)등 이 직접 또는 간접연결되어 있어, 편심하중(eccentric load)을 유발한다. 이로 인해 지지부(910)에는 벤딩모멘트(Bending Moment), 전단력(Shear force), 뒤틀림(torsion)등이 가해질 수 있다. 상기 베이스(920)는 이를 견딜 수 있게 상기 지지부(910)를 고정시키고 지지해주는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기 베이스(920)의 내부에는 상기 커피추출장치(1000)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(미도시)는 상기 분쇄부(200), 상기 원두공급부(100), 상기 제1추출부(6001) 또는 상기 급수부(400)에 사용될 수 있는 각 모터를 제어하고, 상기 급수부의 물의 양, 상기 배출부(680)의 개폐여부, 상기 분쇄부의 회전, 상기 분쇄부의 분쇄도 조정 등을 제어할 수 있다. 그러나, 상기 제어부(미도시)는 이와 달리 상기 커피추출장치(1000)의 다른 곳에 위치하여도 무방하다.

또한, 상기 베이스(920)에는 입출력을 위한 버튼이나 디스플레이(미도시)가 위치할 수 있다.

제1추출부(6001)는 분쇄부(200)의 하부에 위치하여 분쇄된 원두, 즉 커피가루를 받아 물과 혼합하여 커피액을 추출하게 된다. 특히, 콜드브루방식으로 커피액을 추출하기 위해서 상기 제1추출부(6001)는 상온(room temperature) 이하의 온도를 가진 제1온도의 물을 사용할 수 있다. 상기 제1추출부(6001)는 수용부(610)와 필터부(미도시)를 포함할 수 있다.

필터부(미도시)는 상기 수용부의 내부에 구비될 수 있다. 상기 필터부(미도시)는 상기 분쇄부(200)를 통해 분쇄되어 낙하되는 커피가루를 수용할 수 있다. 상기 커피가루는 급수되는 물과 혼합되고, 상기 필터부(미도시)의 회전을 통해 교반되어 커피액을 추출하게 된다. 상기 필터부(미도시)는 물 또는 추출된 커피액만을 통과시키고 커피가루는 통과시키지 않을 수 있다. 따라서, 상기 필터부(미도시)에 의해 커피가루가 수용부(610)로 이동할 수 없다. 즉 외형의 대부분은 메쉬형태의 재질로 되어 있어 필터링을 수행할 수 있다.

수용부(610)는 추출된 커피액 또는 물을 저장하는 공간을 제공한다. 급수부(400)를 통해 공급된 제1온도의 물(이하에서는 특별한 언급이 없는 한 제1온도의 물을 단순히 물이라 칭한다.)은 상기 수용부 공급될 수 있다.

도 2(a)는 커피추출장치에 포함된 분쇄부의 분쇄원리를 개략적으로 나타낸 것이다. 우선 구조가 단순하고 가정용으로 적합한 코니컬 버(conical burr)를 이용한다. 플랫버와 달리 분쇄시 열발생이 작고, 소음이 상대적으로 작으며, 커피의 향미가 더 잘 유지되는 장점이 있다.

원두의 종류에 따라, 최적의 커피를 추출하기 위한 커피가루의 크기가 달라질 수 있다. 일반적으로는 곱게 갈릴수록 물과 접촉하는 표면적이 커지게 되나, 원두의 로스팅 정도에 따라서도 달라지기 때문에, 각 원두마다 최적의 커피를 위한 분쇄도(grinding degree)가 달라질 수 있다.

커피의 맛을 좌우하는 것으로는 커피의 신선도, 물의 온도와 종류, 추출방법등 많은 요인이 있다. 그 중 분쇄(grinding)는 커피 추출과정에서 가장 중요한 요소중 하나이다. 분쇄는 원두를 갈아 커피추출의 면적을 넓혀주기 위한 과정이다. 분쇄를 통해 커피 추출시 여러 커피 성분들이 더욱 쉽게 물에 용해도리 수 있어 커피 향미에 영향을 미치기 때문이다. 따라서, 분쇄를 통해 개별적인 커피가루, 즉 커피입자의 크기를 달리하는 것을 분쇄도를 조정한다고 말할 수 있다.

공급된 원두에 따라 분쇄도를 조정을 위해 상기 제2버(232)는 후술할 제1버 관통홀(2313)에 삽입되는 깊이를 조절하기 위해 제1버의 축방향을 따라 이동할 수 있다. 상기 분쇄도 조정도 수동이 아닌 자동으로 진행될 수 있는데, 사용자가 원두의 종류를 입력하면 제어부(미도시)가 구동부를 제어하여 분쇄도를 조정할 수 있다. 또는 상기 원두공급부에 공급되는 캡슐에 부착된 바코드(barcode)나 근거리무선통신(Near Field Communication, NFC)을 이용하는 통신칩을 이용하여 제어부(미도시)가 이를 읽고 이에 맞는 분쇄도를 자동으로 설정할 수 도 있다.

코니컬 버는 외부에 위치한 제1버(231) 및 상기 제1버(231)에 삽입되어, 상기 제1버(231)와 함께 원두가 분쇄되는 분쇄공간을 형성하는 제2버(232)를 포함한다. 종래 코니컬 버의 경우 제1버(231)는 고정되어 있고, 제2버(232)가 회전을 하여 원두를 커피가루로 분쇄시킨다. 이는 내부에 위치하는 제2버(232)를 회전시키는 것이 상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)의 회전중심을 맞추기에 쉬운 구조가 되기 때문이다. 그러나, 이는 커피가루가 제2버(232)를 구동시키는 구동부가 상기 제2버(232)에 연결되어야 하기 때문에, 커피가루가 구동부에 쌓일 수 있는 구조이기 때문이다. 이 경우, 쌓인 커피가루는 오염의 원인이자 구동부 고장의 원인이 될 수 있다.

반면, 본 개시의 일실시예인 커피추출장치(1000)에서는 외부에 위치한 제1버(231)가 회전을 하고 제2버(232)는 고정될 수 있다. 그리고, 상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)의 회전중심을 맞추기 위한 구성들을 포함하고 있다.

도 2(b)는 커피추출장치(1000)에서 분쇄부(200)의 일례를 도시한 것이다. 상기 분쇄부(200)는 공급되는 원두의 분쇄를 담당하는 그라인더어셈블리(210), 상기 그라인더어셈블리(210)를 지지하고 상기 그라인더어셈블리(210)를 구동하기 위한 구동부(290)를 포함할 수 있다.

상기 그라인더어셈블리(210)는 제1버(231, 도 3 참조)를 포함하는 제1그라인딩부(211), 상기 제1버(231, 도 3 참조)에 삽입되는 제2버(232, 도 3 참조)를 포함하는 제2그라인딩부(212)가 상기 제1그라인딩부(211)에 결합되어 있다.

상기 제1그라인딩부(211)에서 원두가 공급되는 방향에는 제1그라인딩부 입구(2111)가 위치하여 원두를 공급받아 내부에 위치한 제1버(231)에 전달할 수 있다. 상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)는 공급된 원두를 칼날(blade)를 이용하여 분쇄하여 배출할 수 있다.

상기 제1그라인딩부(211)는 상기 제1그라인딩부(211)의 외형을 형성하는 제1하우징(241) 및 상기 제1하우징(241)에 결합하는 제2하우징(242)을 포함할 수 있다

상기 제2그라인딩부(212)부는 제2버(232, 도 3 참조)를 포함할 수 있다. 상기 제1그라인딩부(211) 및 상기 제2그라인딩부(212)는 제2버(232)가 제1버(231)의 내부에 삽입시 겹합될 수 있다.

상기 지지어셈블리(270)는 상기 그라인더어셈블리(210)에 회전력을 전달하는 분쇄구동부(290), 분쇄조절구동부(292, 도 4(a) 참조)를 포함할 수 있다. 상기 분쇄구동부(290)는 분쇄기어부(2915) 및 상기 분쇄기어부(2915)를 회전시키는 분쇄동력부(2911)를 포함하고, 상기 분쇄조절구동부(290)는 상기 분쇄조절기어부(2925, 도 4(a) 참조) 그리고, 상기 분쇄조절기어부(2925, 도 4(a) 참조)에 회전력을 전달하는 분쇄조절동력부(2921, 도 4(a) 참조)를 포함할 수 있다.

또한, 분쇄기어부(2915) 및 분쇄동력부(2911) 사이에는 유성기어부(2913, 도 4(a) 참조)를 더 포함할 수 있다. 상기 유성기어부는 분쇄동력부(2911)에 구비된 모터의 회전수를 줄이고 토크를 증가시키기 위해 사용될 수 있다.

상기 분쇄동력부(2911) 및 상기 유성기어부(2913)는 상기 지지부(910)의 내부에 구비되는 설치공간(915, 도 1참조)에 구비될 수 있다. 즉, 상기 지지부(910)은 커피추출장치의 분쇄부(200), 급수부(400), 추출부(600) 등과 결합하여 지지해주는 역할을 수행해줄 뿐만 아니라, 내부에서 동력을 발생시키고, 전달해주는 장치도 설치되는 설치공간(915)에 구비될 수 있다. 또한, 도 2에서는 유성기어부(2913) 및 분쇄동력부(2911) 등이 상기 설치공간(915) 중 분쇄부(200)의 일 측면에 위치한 부분에 위치한 일례를 도시하고 있으나 이와 달리, 상기 분쇄동력부(2911) 및 유성기어부(2913)은 베이스(920)에 가깝게 위치시키고 동력전달축을 이용하여 상기 원두공급부(100) 및 분쇄부(200)에 동력을 전달할 수 있다.

도 2(b)에서는 상기 분쇄기어부(2915)에 스윙(swing) 타입의 아이들 기어(idle gear)가 사용된 일례를 도시하고 있다. 아이들 기어란 기어와 기어 사이를 연결해주는 종속적인 기어를 하나더 구비하는 것을 말한다. 여기서는, 분쇄기어부(2915, 도 4(a) 참조)가 분쇄주기어(2916, 도 4참조) 및 분쇄종기어(2917)를 포함하고, 분쇄종기어(2917)는 제1그라인딩부(211)에 구비되는 분쇄회전부(250)에 연결될 수 있다.

또한, 분쇄주기어(2916, 도 4(a) 참조)와 분쇄종기어(2917)를 서로 연결하여 지지하는 기어연결암(2918), 그리고, 상기 기어연결암(2918)에 연결되어 탄성력을 제공하는 탄성부재(2919)를 포함할 수 있다. 상기 탄성부재는 분쇄주기어의 회전축인 분쇄주기어축(2916a)에 삽입된 후, 분쇄기어부(2915)를 지지하는 기어고정부(283)에 고정되어 기어연결암(2918)에 복원력을 제공할 수 있다.

또한, 스윙타입의 아이들 기어의 특징으로 분쇄주기어는 분쇄주기어축(2916a)에 연결되어 분쇄동력부(2911)에 유성기어부(2913, 도 4(a) 참조)를 통해 연결될 수 있다. 또한 분쇄주기어축(2916a)은 유성기어부에 연결되어 자전(rotation)만 할 뿐, 상기 분쇄주기어축(2916a)이 이동하지 않는다.

반면, 분쇄주기어(2916)에 연결된 분쇄종기어(2917)는 자전(rotation)과 공전(revolution)을 동시에 할 수 있다. 기어연결암(2918)에 지지되어 상기 분쇄종기어(2917)의 회전을 지지하는 역할을 하는 분쇄종기어축(2917a)이 상기 분쇄종기어를 회전을 지지할 뿐만 아니라, 상기 분쇄종기어축(2917a) 자체도 상기 분쇄주기어(2916)의 원주방향을 따라 이동할 수 있다. 즉 상기 분쇄종기어(2917)는 상기 분쇄주기어(2916)를 중심으로 공전(revolution)할 수 있다.

상기 분쇄주기어(2916)가 제1회전방향으로 회전시, 상기 분쇄종기어(2917) 및 상기 기어연결암(2918)은 제2회전방향으로 회전하여, 분쇄회전부(250, 도 4(a) 참조)에 연결되어 상기 분쇄회전부를 제1회전방향으로 회전시킬 수 있다. 그리고, 상기 분쇄주기어(2916)가 회전하지 않는 경우, 탄성부재(2919)의 복원력으로 인해 다시 상기 기어연결암(2918) 및 상기 분쇄종기어(2917)는 상기 제1회전방향으로 회전하여 상기 분쇄회전부에서 떨어질 수 있다.

즉, 상기 탄성부재의 복원력은 상기 분쇄주기어(2916)의 회전에 의해 상기 분쇄종기어의 회전축 혹은 상기 기어연결암이 회전하는 힘보다는 작게 설계될 수 있다. 이를 통해 상기 분쇄주기어(2916)가 회전하지 않는 경우에만 반대방향으로 상기 기어연결암을 통해 상기 분쇄종기어에 전달하여 상기 분쇄회전부에서 떨어지게 할 수 있다.

이를 통해 상기 분쇄종기어(2917)가 회전시에는 항상 분쇄회전부에 연결되는 것을 보장할 수 있다. 즉, 상기 분쇄회전부에서 원두의 분쇄충격에 의한 반발력이나 진동으로 인해 순간적으로 반대방향을 상기 분쇄종기어(2917)에 전달되어도, 상기 기어연결암(2918)은 자유롭게 회전가능하면서도, 상기 분쇄주기어(2916)의 회전하는 힘에 의해 항상 분쇄종기어(2917)를 분쇄회전부(250)에 연결시킬 것이기 때문이다.

이는 분쇄회전부에서 전달되는 충격이 분쇄주기어(2916)를 통해 분쇄주기어축(2916a) 혹은 분쇄동력부(2911)에 전달되는 것을 최소화할 수 있으므로 분쇄기어부(2915), 유성기어부(2913) 및 분쇄동력부(2911)에 전달되는 충격을 완화시킬 수 있을 것이다.

즉, 상기 분쇄종기어축(2917a)이 상기 분쇄주기어축(2916a)을 중심으로 기어연결암(2918)에 의해 일정거리를 유지하면서 회전할 수 있다.

일반적으로 상기 분쇄주기어(2916)가 제1회전방향으로 회전시, 상기 분쇄종기어(2917), 상기 분쇄종기어축(2917a) 및 상기 기어연결암(2918)은 상기 제1회전방향과 반대방향인 제2회전방향으로 회전할 수 있다.

상기 분쇄동력부(2911)는 구동모터인 제1모터를 구비할 수 있다. 또한, 상기 분쇄동력부(2911), 상기 기어고정부(283), 상기 기어지지부(282)의 일부 및 상기 분쇄기어부(2915)의 일부는 상기 지지부(910)의 내부에 구비되는 설치공간(915)에 구비될 수 있다.

따라서, 상기 기어지지부(282)의 일부, 상기 분쇄기어부(2915)의 일부, 그라인더고정부(281) 및 그라인더어셈블리(210)가 지지부(910) 밖에 구비되어, 사용자에게 노출될 수 있다.

상기 그라인더어셈블리(210)는 상기 지지어셈블리의 결합공간 (2811, 도 4(a) 참조)에 결합될 수 있다. 상기 결합공간을 형성하여, 상기 제1그라인딩부(211)의 착탈가능한 결합공간을 제공하는 그라인더고정부(281), 상기 그라인더고정부(281)의 측면에 결합하여 상기 유성기어부(2913, 도 4(a) 참조)를 보호하는 기어지지부(282), 상기 기어지지부(282)의 상부에 결합하여 상기 분쇄기어부(2915)를 지지하는 기어고정부(283)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 그라인더고정부(281), 상기 기어지지부(282) 및 상기 기어고정부(283)는 일체로 형성될 수 있다. 예컨대 사출성형에 의해 하나의 플라스틱으로 형성될 수 있다. 또한 급속재질로 프레스공법에 의해 성형될 수도 있고, 용접, 리벳등의 방법에 의해 하나의 그라인더케이스(280)로 형성될 수도 있다.

도 2(a)와 도 2(b)에는 중력방향을 g로 표시하였다. 제1그라인딩부 입구(2111)를 통해 공급된 원두가 중력에 의해 수직낙하하는 일례를 도시하였기 때문으로 반드시 중력방향을 따라 제1그라인딩부 입구(2111)가 위치할 필요는 없다. 다만, 중력을 따라 커피가루가 낙하하는 경우, 낙하를 위한 별도의 장치가 필요없을 수 있고, 중력방향은 커피추출장치가 놓인 바닥면에 거의 수직하게 떨어지므로 분쇄부(200)에서 추출부(600)까지의 커피가루의 이동경로를 직선화할 수 있다. 이러한 직선화는 커피가루의 이동경로를 단순화시키고, 짧게 만들어, 커피가루가 상기 분쇄부(200)의 내부에 쌓이는 것을 최소화 할 수 있다.

또한, 외부 버인 제1버(231)가 회전함으로써, 제1버(231)를 회전시키는 분쇄회전부(250, 도 4(a) 참조)가 커피가루의 이동영역에 위치하지 않게 되어 분쇄회전부의 오염을 최소화할 수 있다.

도 3(a)는 상기 원두를 분쇄하기 위한 제1버(231) 및 상기 제1버(231)의 내부에 삽입된 제2버(232) 그리고, 상기 제1버(231) 및 상기 제2버(232)가 결합시 형성되는 분쇄공간(238)에 대해 도시하고 있다. 상기 버는 코니컬 버의 일종으로 통상적인 코니컬 버와 달리 외측에 위치한 제1버(231)가 회전한다. 반면 제2버(232)는 상기 제1버에 삽입되어 결합된 후, 분쇄도 조정을 위해 상기 제1버의 축방향을 따라 이동할 수 있을 뿐, 회전하지 않는다. 분쇄도 조정이란, 기설정된 값으로 커피가루의 분쇄되는 크기를 조절하기 위해 상기 분쇄공간의 크기를 조절하는 것을 말한다. 상기 분쇄공간의 크기는 상기 제2버(232)가 원추형태로 구비되어 있다. 따라서, 상기 제2버(232)가 상기 제1버(231)에 삽입되어 상기 제1버 관통홀(2313)을 따라 움직이면, 상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)사이의 이격거리가 달라지므로 분쇄공간의 크기를 조절할 수 있다.

일반적으로 제1버(231)는 제1버 관통홀(2313)의 내주면에 구비되는 원두를 분쇄하기 위한 날카로운 블레이드를 포함할 수 있다. 따라서, 이를 톱날모양을 가진 외부버(outer serrated burr)라고 칭한다. 제1버(231)는 이와 달리 원추형상으로 구비되어 원추형상의 내부버(cone-shaped center burr)라고 칭한다.

도 3(b)를 참조하면, 제1버(231)는 상기 제1버(231)의 회전을 위한 축방향을 기준으로 관통되는 제1버 관통홀(2313), 상기 제1버 관통홀의 일단에 위치하여 상기 원두를 유입하기 위한 제1버 입구(2318), 상기 제1버 관통홀의 타단에 위치하여 상기 원두를 분쇄하여 커피가루로 배출하는 제1버 출구(2319)를 포함할 수 있다.

상기 제1그라인딩부 입구(2111)를 통해 유입되는 원두는 상기 제1버 입구(2318)를 통해 공급되어 상기 분쇄공간에서 분쇄 후 상기 제1버 출구(2319)로 배출될 수 있다. 상기 제1버의 외측면 중 상기 제1버 외측면은 곡선과 직선으로 구비되어 있으나, 상기 제1버의 외측면 중 상기 제1버 출구(2319)에 가까운 쪽의 단면은 원형의 형태를 갖게 되어 있다. 상기 제1버(231)는 회전을 위해서 분쇄회전부(250, 도 4(a) 참조)와 상기 제1버 입구(2318)쪽에서 결합할 수 있는데, 분쇄회전부(250, 도 4(a) 참조)와 결합시, 상기 분쇄회전부(250, 도 4(a) 참조)와 상기 제1버 사이에 슬립현상을 방지하기 위해 곡선과 직선이 혼합된 형태의 단면을 가질 수 있다.

반면, 상기 제1버 출구(2319)의 외측면은 상기 분쇄조절회전부(260, 도 4(a) 참조)에 삽입되어 회전할 수 있으므로, 원형의 단면을 갖는다. 따라서, 이를 제1버 외주면(2317)이라 칭할 수 있다.

상기 제1버 관통홀(2313)의 내주면은 제1버 경사부(2314)와 제1버 블레이드(blade, 2316)를 포함할 수 있다. 제1버 입구(2318)쪽은 원두를 가이드하는 복수 개의 안내돌기(2315)를 포함하는 제1버 경사부(2314)가 구비되어 있으 제1버 출구(2319)로 갈수록 경사진 형태로 구비될 수 있다. 또한, 복수 개의 안내돌기(2315)는 제1버 블레이드(2316)에 가까이 갈수록 상기 제1버 관통홀(2313)의 크기가 줄어드는 테이퍼형태일 수 있다. 이는 제1버(231)와 제2버(232) 사이의 간격을 줄여 점차 1개의 원두만이 분쇄공간을 통과하면서 분쇄되게 하기 위함이다.

상기 제1버 출구(2319)쪽에는 원두를 분쇄해서 커피가루로 만드는 제1버 블레이드(2316)가 구비될 수 있다.

도 3(c)를 참조하면, 상기 제1버 출구를 통해 상기 제1버 관통홀(2313)의 내부에 삽입되어 상기 제1버와 함께 원두를 분쇄하기 위한 분쇄공간을 형성하는 제2버(232)를 나타내고 있다. 상기 제2버(232)는 상기 제1버의 축방향으로 관통하는 제2버 관통홀(2323), 상기 제2버(232)의 외주면 중 상기 제1버 경사부(2314)에 대응되는 제2버 경사부(2324), 상기 복수 개의 안내돌기(2315)에 대응되는 복수 개의 임펠라(impellar, 2325), 상기 제1버 블레이드(2316)에 대응되는 제2버 블레이드(2326)를 포함할 수 있다.

동시에 공급되는 복수 개의 원두 중 상기 임펠라(2325) 및 상기 안내돌기(2315)에 의해 하나의 원두만이 하나의 안내돌기(2315)와 인접하는 안내돌기(2315) 및 하나의 임펠라(2325)와 인접하는 임펠라(2325) 사이에 의해 형성되는 공간으로 들어와 상기 제1버 블레이드(2316) 및 상기 제2버 블레이드(2326)에 의해 분쇄되어 커피가루가 될 수 있다. 상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)의 사이에 형성되는 분쇄공간의 크기는 상기 제2버(232)가 상기 제1버의(231)의 축방향을 따라 이동함으로써 가변될 수 있다. 즉, 분쇄도를 조정될 수 있다. 이후, 제1버(231)와 제2버(232)사이의 이격거리는 고정되므로, 즉 상기 분쇄공간의 크기는 고정되므로, 공급되어 분쇄되는 원두의 크기는 상기 분쇄도에 따라 예상되는 크기 이하의 커피가루로 배출될 것이다.

도 4(a)는 분쇄부(200)를 분쇄한 일례를 나타낸 것이다. 상기 분쇄부(200)는 크게 그라인더어셈블리(210) 및 상기 그라인더어셈블리(210)를 지지하고 동력을 전달하는 지지어셈블리(270)를 포함할 수 있다. 상기 그라인더그라인더어셈블리(210)는 제1그라인딩부(211)와 상기 제1그라인딩부(211)에 결합하는 제2그라인딩부(212)를 포함할 수 있다.

상기 제1그라인딩부(211)는 회전하는 제1버(231), 상기 제1버(231)를 축방향으로 관통하는 제1버 관통홀(2313, 도 3 참조), 상기 제1버 관통홀(2313)의 일단에 위치하여 상기 원두를 유입하기 위한 제1버 입구(2318, 도 3 참조), 상기 제1버 관통홀(2313)의 타단에 위치하여 상기 원두를 분쇄하여 커피가루로 배출하는 제1버 출구(2319, 도 3 참조)를 포함할 있다.

상기 제2그라인딩부(212)는 상기 제1버 출구(2319)를 통해 상기 제1버 관통홀(2313)의 내부에 삽입되어 상기 제1버(231)와 함께 원두를 분쇄하기 위한 분쇄공간(238)을 형성하는 제2버(232) 및 상기 제2버를 지지하고 상기 제2버를 상기 제1그라인딩부(211)에 결합시키는 버결합부(2122)를 포함할 수 있다.

상기 버결합부(2122)는 상기 제1버(231)의 축방향에서 결합하여, 상기 제2버(232)를 지지하고 상기 제2버(232)를 상기 제1그라인딩부(211)에 결합시킬 수 있다. 상기 버결합부(2122)의 외주면에는 버결합부 나사산(2122a)을 포함하고 있어, 상기 버결합부 나사산(2122a)을 통해 후술할 상기 분쇄조절회전부(260)에 결합할 수 있다.

싱기 제2그라인딩부(212)는 상기 버결합부(2122)를 사용자가 잡기 쉽게 하기 위한 핸들(2125)을 더 포함할 수 있다. 상기 핸들(2125)의 외주면은 돌기처리가되어 있어, 사용자가 잡는 경우 미끄러짐을 방지하고, 사용자가 적절한 회전력을 상기 제2그라인딩부(212)에 전달할 수 있다. 결국 상기 핸들(2125)을 통해 상기 제2버(232) 및 상기 버결합부(2122)를 회전시켜 상기 분쇄조절회전부(260) 나사결합할 수 있다.

상기 제1그라인딩부(211)는 상기 제1버의 외면에 결합하여 상기 제1버를 회전시키는 분쇄회전부(250) 를 더 포함할 수 있다. 상기 제1버 입구(2318)에 위치한 제1버 외측면(2312, 도 3참조)에 상기 분쇄회전부(250)가 결합할 수 있다. 상기 분쇄회전부(250)는 제1버의 축방향을 따라 관통하는 분쇄회전부 관통홀(2501)을 포함할 수 있다. 상기 분쇄회전부 관통홀(2501)과 상기 제1버 입구(2318)와 연통될 수 있다.

상기 분쇄회전부(250)의 회전을 위해서는 상기 분쇄회전부(250)의 외주면인 분쇄회전부 외주면(250a)을 따라 기어이빨형태를 갖게되는데 이를 통해 후술할 분쇄기어부(2915)와 연결될 수 있다. 상기 분쇄회전부와 같은 기어를 링기어(ring gear)라 칭할 수 있다. 축방향으로 관통홀을 갖는 링형태로, 링의 외주면이 기어형상인 것을 뜻한다.

제1버(231)를 회전시키기 위해 분쇄회전부(250)는 큰 회전관성모멘트를 갖도록 직경을 가능한 크게 하고, 필요시 중량이 큰 재질을 사용할 수도 있다. 이를 통해 원두 분쇄시의 충격에 의한 진동이 줄어들어 결국 커피가루의 분쇄된 크기가 균일화되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 제1버(231)는 상기 제1버(231)의 외면에 결합된 분쇄회전부(250)를 통해 회전하게 되므로, 상기 제2버(232)는 아무런 구동장치없이 상기 제1버(231)내부에 삽입되어 분쇄도 조정을 위한 분쇄공간의 크기조절을 위해 상기 제1버(231)의 축방향을 따라 약간의 이동만 할 수 있다. 이를 통해 커피가루가 배출 시 제2버(232)의 구동장치에 쌓일 염려가 없게되므로 간편한 청소, 오염방지등의 효과를 얻을 수 있다.

상기 분쇄회전부(250)는 상기 제1버(231)와 결합하여 제1하우징에 수용될 수 있다. 즉, 상기 제1그라인딩부(211)는 상기 분쇄회전부(250)를 수용하하는 제1하우징(241)을 포함할 수 있다. 상기 제1하우징(241)은 상기 분쇄회전부(250)가 수용되는 공간을 형성하는 하우징바디(2412), 상기 하우징바디(2412)에 구비되어 추출부(600)를 향하여 개구된 제1개구부(2411a), 상기 하우징바디(2412)에 구비되어 상기 제1개구부(2411a)의 반대방향에 구비된 제2개구부(2411b), 를 더 포함할 수 있다.

결국, 하우징바디(2412)는 측면만 있고, 추출부(600)에 근접한 일면과 상기 일면에 반대방향에 위치한 타면은 모두 개구부로 구비될 수 있다. 상기 제1버(231) 및 상기 분쇄회전부(250)는 제2개구부(2411b)방향에서 상기 하우징바디(2412)에 수용되어 결합할 수 있다. 이 경우 공급되는 원두는 분쇄회전부 관통홀(2501), 제1버 입구(2318), 제1버 출구(2319)를 지나 제1개구부(2411a)를 통해 배출될 것이다.

상기 제2개구부(2411b)에는 상기 제2개구부(2411b)와 결합하는 제2하우징(242)이 결합될 수 있다. 상기 제2하우징(242)은 상기 분쇄회전부(250)가 회전가능하도록 결합되어, 기 분쇄회전부(250)의 회전중심이 흔들리는 것을 막아줄 수 있다. 즉, 상기 제1버(231)는 회전중심에 축이 있는 것이 아니고, 제1버(231)의 외면에 결합된 분쇄회전부(250)가 회전을 하게 되므로 회전축을 이용하는 경우보다 회전중심을 유지하기가 힘들 수 있다.

상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)사이의 분쇄공간이 일정하게 유지되어야, 원하는 분쇄도를 갖는 커피가루를 만들 수 있으므로, 상기 제1버(231)의 회전시, 상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)사이의 간격이 일정하게 유지되는 것은 매우 중요하다. 이를 위해, 상기 제1하우징(241)과 상기 제2하우징(242)이 결합을 통해 분쇄회전부(250)의 위치를 고정시킬 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 분쇄회전부(250)는 상기 제1버(231)와 상기 분쇄회전부(250)의 결합을 위해 제1버 고정부(251)가 더 포함될 수 있다. 상기 제1버 고정부(251)는 상기 분쇄회전부(250)와 상기 제1버 입구(2318)의 결합부위에 구비되어 커피가루가 틈새로 빠져나오는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상기 분쇄회전부의 회전력이 상기 제1버에 슬립(slip)없이 전달되게 할 수 있다.

상기 분쇄회전부(250)의 양단에는 제1베어링(2119a) 및 제2베어링(2119b, 도 5(b) 참조)이 구비될 수 있다. 제1베어링(2119a)은 제2하우징에서 상기 분쇄회전부가 회전할 수 있게 하고, 제2베어링(2119b)은 제1하우징에 수용되어 상기 분쇄회전부(250)가 회전할 수 있게 한다. 상기 제1베어링(2119a) 및 상기 제2베어링(2119b)은 당연히 상기 제1버의 축방향을 따라 관통하는 제1베어링 관통홀(2119c)과 제2베어링 관통홀(미도시)을 포함한다. 따라서, 상기 분쇄회전부관통홀과 제1버 입구(2318) 및 제1버 출구(2319)를 통해 배출되는 커피가루가 상기 제1베어링(2119a) 및 상기 제2베어링(2119b)으로 인해 간섭받는 일은 없을 것이다.

제1하우징(241)에 결합되고, 상기 분쇄회전부(250)를 회전가능하게 지지해주는 제2하우징(242)은 원두가 유입되는 원두유입홀(2423)을 포함하고, 상기 원두유입홀(2423)에 상기 고정축이 삽입되어 지지되는 고정축 지지부(2421) 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 고정축 지지부(2421)는 상기 원두유입홀(2423)의 내면과 상기 고정축 지지부(2421)를 연결하는 적어도 하나의 보강리브(2422)에 의해 연결되어 지지될 수 있다.

상기 고정축 지지부(2421)는 상기 제2버를 관통하는 고정축(2128)이 결합되어, 상기 제1버(231)가 회전시 상기 제2버(232)가 흔들리지 않도록 지지해줄 수 있다.

구체적으로는 상기 고정축 지지부(2421)은 상기 제1버 입구(2318)를 향해 상기 고정축(2128)이 삽입되는 고정축 결합홈(2421a, 도 5(b) 참조)을 포함할 수 있다. 상기 제2버(232)가 상기 제1버 출구(2319)를 통해 상기 분쇄공간(238)에 삽입되는 경우, 상기 고정축(2128)은 상기 제1버 관통홀(2313)을 관통하여 상기 고정축 결합홈(2421a)에 삽입될 수 있다.

상기 고정축 결합홈(2421a)에 삽입된 고정축(2128)은 상기 고정축 결합홈(2421a) 내부에서 상기 제1버(231)의 축방향을 따라 이동가능할 수 있다. 이를 통해 제1버(231)와 제2버(232)사이의 간격이 조절되어 분쇄도를 조정할 수 있다.

상기 제1그라인딩부(211)는 상기 분쇄회전부(250)보다 상기 제1개구부(2411a)에 가깝게 상기 하우징바디(2412)에 수용되고, 상기 버결합부(2122)와 연결되어, 상기 제1버(231)에 삽입된 상기 제2버(232)를 상기 제1버의 축방향을 따라 이동시켜 상기 분쇄공간(238)의 크기를 조절하는 분쇄조절회전부(260)를 더 포함할 수 있다.

상기 분쇄조절회전부(260)는 회전운동을 제1버의 축방향을 따라 이동하는 것으로 힘을 변환할 수 있다. 예컨대 랙(rack)과 피니어(pinion) 또는 베벨기어(bevel)와 같이 회전운동을 직선운동으로 바꾸어줄 수 있는 것이면 어떤 것이든 무방하다.

도 4(a)에 도시된 상기 분쇄조절회전부(260)의 일례는 링형태를 가지고 회전하는 회전링(261), 상기 회전링(261)을 상기 제1버(231)의 축방향을 따라 관통하는 회전링 관통홀(2613), 상기 회전링 관통홀(2613)에 위치하고, 내부에 상기 버결합부(2122)가 결합되는 수용공간(2622)을 형성하는 원통형의 가이드부(262)를 포함할 수 있다.

상기 가이드부(262)는 상기 가이드부(262)의 내주면에 형성된 수용공간 나사산(미도시)을 포함하고, 상기 버결합부(2122)의 외면에 형성된 버결합부 나사산(2122a)을 포함하여, 상기 버결합부(2122)는 상기 가이드부(262)에 나사결합될 수 있다.

상기 그라인더어셈블리(210)는 상기 지지어셈블리(270)의 결합공간(2811)에 결합될 수 있다. 상기 지지어셈블리(270)는 상기 결합공간(2811)을 형성하여, 상기 제1그라인딩부(211)의 착탈가능한 결합공간을 제공하는 그라인더고정부(281), 상기 그라인더고정부(281)의 측면에 결합하여 상기 유성기어부(2913, 도 4(a) 참조)를 보호하는 기어지지부(282), 상기 기어지지부(282)의 상부에 결합하여 상기 분쇄기어부(2915)를 지지하는 기어고정부(283)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 그라인더고정부(281), 상기 기어지지부(282) 및 상기 기어고정부(283)는 일체로 형성될 수 있다. 예컨대 사출성형에 의해 하나의 플라스틱으로 형성될 수 있다. 또한 급속재질로 프레스공법에 의해 성형될 수도 있고, 용접, 리벳등의 방법에 의해 하나의 그라인더케이스(280)로 형성될 수도 있다.

상기 지지어셈블리(270)는 상기 그라인더어셈블리(210)에 구동력을 전달하는 구동부(290)를 더 포함할 수 있다. 상기 구동부(290)는 지지부(910, 도 1 참조)의 설치공간(915, 도 1 참조)에 설치되어 외부에 노출되지 않을 수 있다.

상기 구동부(290)는 분쇄회전부(250)를 회전시키는 분쇄구동부(290) 및 분쇄조절회전부(260)를 구동시키는 분쇄조절구동부(290)를 포함할 수 있다. 상기 분쇄구동부(290)는 상기 분쇄회전부(250)에 연결되어 상기 분쇄회전부(250)를 회전시키는 분쇄기어부(2915), 상기 분쇄기어부에 회전력을 전달하는 분쇄동력부(2911)를 포함할 수 있다. 상기 분쇄동력부(2911)와 상기 분쇄기어부(2915)사이에는 유성기어부(2913)가 위치하여, 상기 분쇄동력부(2911)의 회전속도를 적절한 속도로 감속시켜 상기 분쇄기어부(2915)에 전달할 수 있다.

상기 분쇄조절구동부(290)는 상기 분쇄조절회전부(260)에 연결되어 상기 분쇄조절회전부(260)를 회전시키는 분쇄조절기어부(2925) 및 상기 분쇄조절기어부(2925)에 회전력을 전달하는 분쇄조절동력부(2921)를 포함할 수 있다.

제어부(미도시)는 지지부(910, 도 1 참조)나 베이스(920, 도 1 참조)에 구비될 수 있는데, 이는 일 실시예일뿐, 커피추출장치의 급수부(400), 추출부(600) 및 분쇄부(200)를 제어할 수 있으면 어디 있어도 무방하다. 만약 원두캡슐의 형태로 원두를 공급하는 원두공급부(100)가 더 구비된다면, 상기 제어부(미도시)는 원두공급부(100)도 제어할 것이다. 상기 제어부(미도시)는 분쇄부(200)의 제어를 위해 분쇄동력부(2911) 및 분쇄조절동력부(2921)를 독립적으로 제어한다. 즉, 상기 분쇄기어부(2915)의 회전과 상기 분쇄조절기어부(2925)의 회전은 각각 독립적이다.

상기 분쇄기어부(2915)는 상기 분쇄회전부(250)를 회전시켜, 결국 제1버(231)를 회전시킬 수 있다. 즉 원두를 분쇄하기 위해 필요한 동력을 전달하는 역할을 한다. 반면, 상기 분쇄조절기어부(2925)는 상기 분쇄조절회전부(260)를 회전시켜, 제2그라인딩부(212)를 상기 제1버(231)의 축방향을 따라 이동시킬 수 있다.

따라서, 상기 제2버(232)가 상기 버결합부(2122)에 의해 상기 분쇄조절회전부(260)에 결합하여, 상기 제1버(231)의 내부에 삽입된 후, 상기 분쇄조절회전부(260)의 회전을 통해 상기 제2버(232)가 상기 제1버(231)내부에서 상기 제1버(231)의 축방향을 따라 미세조정되어 분쇄도를 조절할 수 있다.

따라서, 원두 분쇄를 위한 분쇄회전부(250)와 분쇄도 조절을 위한 분쇄조절회전부(260)에 필요한 동력은 큰 차이가 있으므로, 상기 분쇄회전부(250)에 동력을 전달하는 분쇄동력부(2911)의 크기가 분쇄조절동력부(2921)의 크기보다 클 수 있다. 여기서 분쇄동력부(2911)의 크기라 함은 분쇄동력부(2911)에 구비되는 제1모터의 토크(torque), 파워(power)등의 크기가 분쇄조절동력부(2921)에 구비되는 제2모터의 토크, 파워보다 크다는 것을 뜻한다.

도 4(a)에 도시된 바와 같이 상기 분쇄조절구동부(290)는 상기 분쇄구동부(290)의 측면에 위치할 수 있다. 상기 분쇄조절구동부(290)는 상기 결합공간(2811)의 일부분에 고정되어 상기 분쇄조절회전부(260)를 회전시킬수 있다.

분쇄기어부(2915)는 분쇄주기어(2916) 및 분쇄종기어(2917)를 포함하고, 분쇄종기어(2917)는 제1그라인딩부(211)에 구비되는 분쇄회전부(250)에 연결될 수 있다.

또한, 분쇄주기어(2916)와 분쇄종기어(2917)를 서로 연결하여 지지하는 기어연결암(2918), 그리고, 상기 기어연결암(2918)에 연결되어 탄성력을 제공하는 탄성부재(2919)를 포함할 수 있다. 상기 탄성부재(2919)는 분쇄주기어의 회전축인 분쇄주기어축(2916a)에 삽입된 후, 분쇄기어부(2915)를 지지하는 기어고정부(283)에 고정되어 기어연결암(2918)에 복원력을 제공할 수 있다.

또한, 스윙타입의 아이들 기어의 특징으로 분쇄주기어는 분쇄주기어축(2916a)에 연결되어 분쇄동력부(2911)에 유성기어부(2913)를 통해 연결될 수 있다. 또한 분쇄주기어축(2916a)은 유성기어부(2913)에 연결되어 자전(rotation)만 할 뿐, 상기 분쇄주기어축(2916a)이 이동하지 않는다.

반면, 분쇄주기어(2916)에 연결된 분쇄종기어(2917)는 자전(rotation)과 공전(revolution)을 동시에 할 수 있다. 기어연결암(2918)에 지지되어 상기 분쇄종기어(2917)의 회전을 지지하는 역할을 하는 분쇄종기어축(2917a)이 상기 분쇄종기어를 회전을 지지할 뿐만 아니라, 상기 분쇄종기어축(2917a) 자체도 상기 분쇄주기어(2916)의 원주방향을 따라 이동할 수 있다. 즉 상기 분쇄종기어(2917)는 상기 분쇄주기어(2916)를 중심으로 공전(revolution)할 수 있다.

상기 분쇄주기어(2916)가 제1회전방향으로 회전시, 상기 분쇄종기어(2917) 및 상기 기어연결암(2918)은 제2회전방향으로 회전하여, 분쇄회전부(250)에 연결되어 상기 분쇄회전부를 제1회전방향으로 회전시킬 수 있다. 그리고, 상기 분쇄주기어(2916)가 회전하지 않는 경우, 탄성부재(2919, 도 2(b)참조)의 복원력으로 인해 다시 상기 기어연결암(2918) 및 상기 분쇄종기어(2917)는 상기 제1회전방향으로 회전하여 상기 분쇄회전부에서 떨어질 수 있다.

즉, 상기 탄성부재(2919)의 복원력은 상기 분쇄주기어(2916)의 회전에 의해 상기 분쇄종기어의 회전축 혹은 상기 기어연결암이 회전하는 힘보다는 작게 설계될 수 있다. 이를 통해 상기 분쇄주기어(2916)가 회전하지 않는 경우에만 반대방향으로 상기 기어연결암을 통해 상기 분쇄종기어에 전달하여 상기 분쇄회전부에서 떨어지게 할 수 있다.

바람직하게 상기 탄성부재(2919)는 분쇄주기어축(2916a)에 결합하여 기어고정부(283)에 고정된 토션 스프링(torsion spiring)일 수 있다. 그러나, 이와 달리, 분쇄주기어(2916)가 회전시, 분쇄종기어(2917)가 분쇄회전부에 연결되며, 분쇄주기어(2916)가 정지하는 경우, 상기 분쇄종기어(2917)를 분쇄회전부(250)에서 떨어뜨려놓을 수 있으면, 어떠한 걸로 구비되어도 무방하다. 예컨대, 탄성부재가 아닌 액츄체이터(actuator)를 이용하여 동일한 기능을 수행하게 할 수도 있다.

이를 통해 상기 분쇄종기어(2917)가 회전시에는 항상 분쇄회전부에 연결되는 것을 보장할 수 있다. 즉, 상기 분쇄회전부에서 원두의 분쇄충격에 의한 반발력이나 진동으로 인해 순간적으로 반대방향을 상기 분쇄종기어(2917)에 전달되어도, 상기 기어연결암(2918)은 자유롭게 회전가능하면서도, 상기 분쇄주기어(2916)의 회전하는 힘에 의해 항상 분쇄종기어(2917)를 분쇄회전부(250)에 연결시킬 것이기 때문이다.

이는 분쇄회전부(250)에서 전달되는 충격이 분쇄주기어(2916)를 통해 분쇄주기어축(2916a) 혹은 분쇄동력부(2911)에 전달되는 것을 최소화할 수 있으므로 분쇄기어부(2915), 유성기어부(2913) 및 분쇄동력부(2911)에 전달되는 충격을 완화시킬 수 있을 것이다.

즉, 상기 분쇄종기어축(2917a)이 상기 분쇄주기어축(2916a)을 중심으로 기어연결암(2918)에 의해 일정거리를 유지하면서 회전할 수 있다.

일반적으로 상기 분쇄주기어(2916)가 제1회전방향으로 회전시, 상기 분쇄종기어(2917), 상기 분쇄종기어축(2917a) 및 상기 기어연결암(2918)은 상기 제1회전방향과 반대방향인 제2회전방향으로 회전할 수 있다.

상기 제1그라인딩부(211)는 상기 분쇄회전부(250)를 수용하고 상기 분쇄회전부를 지지하는 제1하우징(241)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1하우징(241)은 전술한 바와 같이, 상기 분쇄회전부(250)가 수용되는 공간을 형성하는 하우징바디(2412), 상기 하우징바디(2412)에 구비되어 상기 추출부(600)에 가까운 방향에 위치한 일단이 개구된 제1개구부(2411a), 상기 하우징바디(2412)에 구비되어 상기 추출부(600)에서 멀어지는 방향에 위치한 타단이 개구된 제2개구부, 상기 하우징바디(2412)를 상기 분쇄회전부(250)의 반경방향으로 관통하는 제1연통홀(2413a) 및 상기 하우징바디(2412)를 상기 분쇄조절회전부(260)의 반경방향으로 관통하는 제2연통홀(2413b)을 포함할 수 있다.

상기 분쇄회전부(250)는 상기 제1연통홀(2413a)을 통해 상기 분쇄회전부(250)와 상기 분쇄기어부(2915)가 연결되어 회전할 수 있다. 마찬가지로, 상기 분쇄조절회전부(260)는 상기 제2연통홀(2413b)을 통해 상기 분쇄조절회전부(260)와 상기 분쇄조절기어부(2925)가 연결될 수 있다.

따라서, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 상기 제1연통홀(2413a)의 높이는 상기 제2연통홀(2413b)의 높이와 다르다. 이는 상기 분쇄회전부(250)와 상기 분쇄조절회전부(260)의 높이가 서로 다르기 때문이다. 또한, 상기 분쇄조절구동부(292)는 상기 결합공간(2811, 도 5(a) 참조)의 일측에 치우져 있으므로, 상기 제1연통홀(2413a)이 형성된 분쇄회전부(250)의 반경방향은 상기 제2연통홀(2413b)이 형성된 분쇄조절회전부(260)의 반경방향과 다를 수 있다. 즉, 상기 제1연통홀(2413a)과 상기 제2연통홀(2413b)을 같은 평면상에 있다고 가정하더라도, 제1버를 중심으로 상기 제1연통홀(2413a)이 이루는 직선과, 상기 제2연통홀(2413b)이 이루는 직선은 일정한 각도를 이룰 수 있다.

따라서, 상기 분쇄회전부(250) 및 상기 분쇄조절회전부(260)의 설치 위치가 다르고, 상기 분쇄기어부(2915) 및 상기 분쇄조절기어부(2925)의 설치 위치가 다르므로, 상기 하우징바디(2412)에 형성된 상기 제1연통홀(2413a) 및 상기 제2연통홀(2413b)의 위치가 서로 다를 것이다. 상기 제1연통홀(2413a) 및 상기 제2연통홀(2413b)의 크기도 다를 것이다. 또한, 상기 하우징 바디에서 상기 제1연통홀(2413a) 및 상기 제2연통홀(2413b)을 통해 외부를 보는 방향도 서로 다를 것이다.

도 4(b)는 제2그라인딩부(212)와 가이드부(262)가 결합된 일례를 도시한 것이다. 가이드부(262)는 상기 제2그라인딩부(212)의 일부를 수용하는 수용공간(2622)을 형성하고, 상기 수용공간(2622)과 연결되기 위해 관통하는 제1관통홀(2601)과 제2관통홀(2602)을 포함할 수 있다. 상기 제1관통홀(2601)은 상기 제1버(231)에 가깝게 위치한 관통홀이고, 상기 제2관통홀(2602)은 상기 제1관통홀(2601)의 반대방향에 위치하고, 상기 제2그라인딩부(212)의 일부가 상기 제2관통홀(2602)을 통해 삽입되어, 상기 제1관통홀(2601)을 지나 상기 제1버(231)에 삽입될 수 있다.

상기 수용공간(2622)을 형성하는 상기 가이드부(262)의 내주면 상기 수용공간(2622)에 버결합부(2122)를 결합시키기 위해 나사산 형태를 갖는 수용공간 나사산(2622a)을 구비할 수 있다. 버결합부의 외주면에도 나사산 형태의 버결합부 나사산(2122a)을 포함하고 있아 버결합부 나사산(2122a)과 수용공간 나사산(2622a)은 나사결합할 수 있다. 물론, 사용자가 사용하지 않거나 청소를 위해서는 상기 버결합부 나사산(2122a)과 수용공간 나사산(2622a)사이의 나사결합을 풀어서 분리가 가능하다.

따라서, 결국 상기 제1그라인딩부(211)와 상기 제2그라인딩부(212)의 분리가 가능하고, 구체적으로는 상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)의 분기가 가능하다. 다시 말해, 상기 제1그라인딩부(211)와 상기 버결합부(2122)의 분리가 가능하다. 따라서, 상기 제1그라인딩부(211)와 상기 제2버(232)는 사용시에는 결합하고, 미사용시나 청소시에는 분리할 수 있다. 즉, 상기 제1그라인딩부와 상기 제2버(232)를 선택적으로 분리할 수 있다.

상기 가이드부(262)는 상기 제1관통홀(2601)을 포함하는 일단에서 연장된 복수 개의 가이드부 돌기(2621)를 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 가이드부 돌기(2621)는 등간격으로 상기 제1관통홀(2601)을 포함하는 원호에 구비될 수 있다. 상기 가이드부 돌기(2621)는 일체로 형성된 하나의 가이드부 돌기로 구비되어도 무방하다. 상기 복수 개의 가이드부 돌기(2621)는 상기 회전링 내주면(2612)에 구비된 회전링 나사산(2612a)을 통해 상기 가이드부(262)를 상기 회전링(261)에 결합시킬 수 있다.

상기 가이드부 돌기(2621)에는 상기 가이드부 돌기(2621)의 강도를 보강하고, 상기 가이드부의 회전을 막기위한 돌기스토퍼(2621a)가 구비될 수 있다. 상기 돌기스토퍼(2621a)는 상기 가이드부 돌기(2621)에서 상기 추출부(600)의 방향으로 연장된 리브와 같은 형태를 가지는데, 상기 돌기스토퍼(2621a)로 인해 상기 분쇄조절회전부(260)가 회전시, 회전링(261)은 회전하게 될 수 있다. 그러나, 상기 회전링의 내주면에 나사결합된 가이드부(262)는 이에 따라 제자리에서 제1버의 축방향을 따라 이동할 수 있다.

상기 제2버(232)는 상기 제2버(232)를 관통하는 제2버 관통홀(2323)을 포함할 수 있고, 상기 제2버 관통홀(2323)을 고정축(2128)이 관통하여 결합될 수 있다.

상기 제2버(232)를 지지하고 상기 제2버(232)를 상기 제1그라인딩부에 결합시키는 버결합부(2122)도 상기 제2버(232)와 함께 일부가 상기 수용공간(2622)에 수용될 수 있다.

상기 제2버(232)는 상기 제1버의 축방향을 따라 관통하는 설치홀(2122c)을 포함할 수 있다. 상기 제2버 설치홀(2122c)의 내부에 상기 제2버(232)가 설치되는데, 상기 제2버(232)는 상기 제2버 설치홀(2122c)의 내주면에 연결되어 상기 제2버(232)를 지지하는 버결합부 지지리브(2122b)를 더 포함할 수 있다. 이렇게 관통되는 설치홀을 갖는 이유는 제1버 출구를 통해 배출되는 커피가루는 상기 가이드 부의 수용공간으로 떨어지고, 결국 커피가루의 일부는 설치홀(2122c)을 통해 상기 추출부(600)로 배출될 수 있기 때문이다. 따라서, 핸들(2125)도 링형태를 가질 수 있다.

결국, 배출되는 커피가루의 이동경로는 관통홀과 일부 리브만이 있어, 상기 커피가루가 추출부가 아닌 다른 영역에 쌓이는 것을 최소화 할 수 있다.

본 개시는 분쇄되는 원두가 분쇄부(200)를 통과하는 경로를 단순화 하고 최소화시킨 커피추출장치(1000)에 관한 것이다. 분쇄부(200)는 코니컬 버를 사용하는데, 내부 버가 아닌 외부 버(제1버)가 회전하는 구조로 커피가루의 배출영역에 구동부를 위치시키는 않은 것을 알 수 있다. 이를 통해 만약 커피추출장치(1000)에 중력이 작용하는 경우, 커피가루가 배출되는 경로에는 구동장치가 없고, 여러 개의 관통홀만이 존재하므로, 간섭없이 바로 추출부(600)로 배출될 수 있다. 따라서, 커피가루가 분쇄부(200)의 내부에 쌓여서 오염되거나 낭비되는 일을 최소화 한 것이다.

분쇄조절구동부(290)는 분쇄조절기어부(2925) 및 분쇄조절동력부(2921)를 포함하고, 상기 분쇄조절동력부(2921)의 회전에 의해 상기 분쇄조절기어축(2929)이 회전을 하면, 상기 분쇄조절기어축(2929)에 결합된 분쇄조절기어(2927)가 회전을 할 수 있다. 상기 분쇄조절기어(2927)가 회전을 하면 결국 상기 분쇄조절회전부(260)의 회전링(261)이 회전하게 될 것이다.

상기 회전링(261)은 링형태로 제1버의 축방향을 따라 관통하는 회전링 관통홀(2613)을 포함할수 있다. 상기 회전링(261)의 외주면인 회전링 외주면(2611)중 상기 분쇄조절기어(2927)와 대응되는 위치에는 기어이빨을 가지고 있어, 상기 분쇄조절기어(2927)와 맞물릴 수 있다. 상기 회전링(261)의 내주면인 회전링 내주면(2612)에는 나사산 형태의 회전링 나사산(2612a)을 포함하고 있어, 상기 가이드부 돌기(2621)가 나사결합할 수 있다.

상기 회전링(261)과 상기 가이드부(262)는 각각 하우징바디(2412)에서 연장된 복수 개의 분쇄조절 지지부(미도시)와 복수 개의 가이드 고정부(미도시)에 의해 고정될 수 있다. 도 4(b)에서 도시한 돌기스토퍼(2621a)에 의해 상기 회전링(261)의 회전시 상기 가이드부(262)는 상기 회전링 나사산(2612a)에 따라 회전하는게 아니라 제1버의 축방향을 따라 이동할 수 있다. 따라서, 이를 이용해 제1버(231)와 제2버(232)사이의 간격을 조절, 즉, 분쇄공간의 크기를 조절하여, 분쇄되는 커피가루의 크기를 조절할 수 있다.

상기 분쇄조절구동부(290)는 구동결합부(2923) 및 구동체결부(2924)를 통해 상기 결합공간(2811)의 일측에 결합할 수 있다.

도 5(a)는 상기 그라인더어셈블리(210)가 상기 지지어셈블리(270)에서 분리된 모습을 도시하고 있다. 즉, 사용시는 상기 결합공간(2811)에 결합하여 사용하나, 미사용하거나 청소시에는 상기 그라인더어셈블리(210)를 분리할 수 있다. 분리 후에는 제1버(231) 및 제2버(232)가 각각 노출되므로 청소용 솔을 통해 간편하게 청소할 수 있다.

상기 그라인더고정부(281)에 형성된 결합공간(2811)에 상기 그라인더어셈블리(210)가 결합을 하게 되면, 분쇄기어부(2915) 및 분쇄회전부, 분쇄조절기어부 및 분쇄조절회전부의 기어이빨과 맞물릴 수 있다. 이를 위해 상기 분쇄회전부(250)와 상기 분쇄조절회전부(260)는 각각 제1연통홀(2413a) 및 제2연통홀(2413b)을 통해 상기 분쇄기어부(2915)와 상기 분쇄조절기어부(2925)와 연결될 수 있다.

도 5(b)는 제1그라인딩부(211)와 제2그라인딩부(212)가 분리된 모습을 도시하고 있다. 제2그라인딩부(212)는 제2버(232), 상기 제2버(232)에 결합하는 버결합부(2122), 상기 제2버(232)와 상기 버결합부(2122)를 제1버의 축방향을 따라 관통하는 고정축(2128) 및 상기 버결합부(2122)에 결합하여 잡는 부위를 제공하는 핸들(2125)을 포함할 수 있다.

상기 제1그라인딩부(211)에는 제1버(231), 상기 제1버를 회전시키는 분쇄회전부(250), 상기 분쇄회전부를 회전가능하게 결합시키는 제1베어링(2119a) 및 제2베어링(2119b), 상기 버결합부(2122)와 결합하는 가이드부(262), 상기 가이드부를 제1버의 축방향을 따라 이동시켜 분쇄도를 조절하는 회전링(261)을 포함할 수 있다. 상기 분쇄회전부(250)보다 상기 분쇄조절회전부(260)가 제1버 출구(2319)에 가깝게 위치할 수 있다.

또한, 제1그라인딩부(211)에는 상기 제1버(231), 베어링부를 포함한 상기 분쇄회전부(250), 상기 분쇄조절회전부(260)를 수용하는 제1하우징(241)과 상기 제1하우징(241)에 결합하는 제2하우징(242)을 포함할 수 있다. 상기 제2그라인딩부(212)는 제1개구부(2411a) 및 제2관통홀(2602)을 통해 삽입되어, 최종적으로 상기 제2버(232)를 상기 제1버 관통홀(2313)에 삽입시킬 수 있다. 삽입된 제2버의 일례는 도 5(c)에 도시하였다.

도 5(c)는 상기 제2버(232)가 제1버 관통홀(2313)에 삽입되고, 고정축(2128)이 고정축 결합홈(2421a)에 삽입되어 지지된 모습을 도시하고 있다. 상기 고정축 결합홈(2421a)의 홈말단과 상기 고정축(2128)의 삽입된 말단 사이에는 h 만큼의 거리차이만큼 이격되어 있을 수 있다. 상기 고정축(2128)을 완전히 고정하는게 아니라, 상기 고정축(2128)의 원주면을 지지하기 때문이다. 또한 상기 이격공간은 상기 분쇄조절회전부(260)의 회전시 상기 가이드부(262)가 제1버의 축방향(화살표 방향)을 따라 이동하게 되어 변할 수 있다. 즉 분쇄도 설정을 위해 상기 고정축(2128)이 삽입된 깊이를 조절할 수 있다. 이를 통해 상기 분쇄공간(238)의 크기를 조절할 수 있다. 즉 상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)사이의 이격거리를 조절할 수 있는데 구체적으로는 상기 제1버 블레이드(2316, 도 3 참조)와 상기 제2버 블레이드(23236, 도 3 참조)사이의 간격을 조절할 수 있다.

다시 말해, 상기 분쇄조절기어(2927)의 회전으로 상기 회전링(261)의 회전시, 상기 가이드부 (262)는 상기 회전링 나사산(2612a)에 따라 회전하는게 아니라 제1버의 축방향을 따라 이동할 수 있다. 따라서, 상기 가이드부(262)의 이동은 결국 상기 수용공간 나사산(2622a)을 통해 결합된 버결합부(2122)를 이동시키는 것이고, 상기 버결합부(2122)를 이동시키는 것은 상기 제2버(232) 및 상기 고정축(2128)을 이동시킬 수 있음을 의미한다. 따라서, 분쇄공간의 크기를 조절 - 제1버(231)와 제2버(232)사이의 삽입깊이를 조절하거나 상기 고정축(2128)이 고정축 결합홈(2421a)에 삽입되는 깊이를 조절 - 하여 분쇄되는 커피가루의 크기를 조절할 수 있다.

상기 제1버(231)와 상기 제2버(232)의 삽입깊이를 조절한다는 것은 상기 제1버 블레이드(2316)와 상기 제2버 블레이드(2326)의 간격을 조절할 수 있음을 뜻한다.

도 6(a)는 원두가 저장된 캡슐을 캡슐개봉부(110)에 의해 개봉하는 원두공급부(100)의 일례를 도시하고 있다. 특히, 캡슐개봉부(110)의 보호를 위해 외피를 형성하는 보호바디부(190) 및 캡슐보호커버(199)를 나타낸 것이다.

커피추출장치(1000)는 원두가 저장된 캡슐(700, 도 7참조)이 장착되는 캡슐장착부(191), 상기 캡슐(700)을 개봉하여 상기 캡슐(700)에 저장된 원두를 배출하는 캡슐개봉부(110), 상기 캡슐개봉부(110)를 회전시키는 제1개봉기어(171)를 포함하는 개봉기어부(170), 상기 캡슐개봉부(110)를 통해 원두가 배출되는 방향으로 상기 캡슐개봉부(110)와 결합하여, 상기 캡슐개봉부0를 통해 배출되는 원두를 분쇄하기 위해 분쇄부(200) 및 상기 분쇄부(200)에서 분쇄된 원두가 배출되는 방향에 위치하여, 상기 분쇄부(200)에서 배출되는 분쇄된 원두를 수용하고, 상기 분쇄된 원두와 물을 혼합하여 커피액을 추출하는 추출부(600) 및 상기 제1개봉기어(171)를 회전시키는 분쇄주기어축0에 연결된 분쇄주기어(2916)를 포함하고, 상기 개봉기어부(170)의 하부에 위치하여 상기 분쇄주기어(2916)에 의해 상기 분쇄부(200)를 회전시키는 분쇄기어부(2915)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 추출부(600)에 공급되는 물은 상기 급수부(400)를 통해 공급될 수 있다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 커피추출장치(1000)가 원두 공급을 위해 캡슐을 이용하는 경우, 상기 캡슐(700)을 개봉하기 위한 캡슐개봉부(110) 및 상기 캡슐개봉부(110)와 상기 추출부(600)사이에 위치하여, 상기 캡슐개봉부(100)를 통해 배출되는 원두를 바로 분쇄하는 분쇄부(200)가 위치할 수 있다. 상기 분쇄부(200)는 상기 캡슐개봉부(110)의 하부에 결합할 수 있는데, 이는 상기 캡슐개봉부(110)에서 배출되는 원두를 바로 분쇄하여, 외부 오염물질과의 접촉을 차단하고 신선함을 유지하기 위함이다.

상기 분쇄주기어(2916)와 연결되어 상기 분쇄주기어(2916)를 회전시키는 분쇄주기어축(2916a)은 상기 분쇄주기어축의 축방향으로 더 연장되어 상기 제1개봉기어(171)와도 연결될 수 있다. 즉, 분쇄주기어축(2916a)이라는 하나의 축에 분쇄주기어(2916) 및 제1개봉기어(171)과 모두 연결되어 동시에 회전하게 될 것이다. 상기 분쇄주기어(2916)의 직경은 상기 제1개봉기어(171)의 직경보다 클 수 있다. 또한, 일반적으로 상기 분쇄부(200)의 회전속도가 상기 캡슐개봉부(110)의 회전속도보다 빠를 수 있다. 이는 원두분쇄를 위해서는 많은 힘과 빠른 속도가 필요하기 때문이다.

바람직하게는 상기 캡슐개봉부(110)의 회전 속도는 60 RPM일 수 있다.

도 6(c)를 참조하면, 캡슐이 장착되는 캡슐장착부(191)는 외형을 형성하는 원형의 장착바디(1911), 상기 장착바디(1911)의 일부가 함몰되어 상기 캡슐개구부(7135, 도 7 참조)의 외형에 대응되는 형상으로 형성된 장착함몰부(1913) 및, 상기 장착함몰부(1913)의 일부가 상기 캡슐개봉부(110)의 축방향을 따라 관통하여 형성된 원두낙하홀(1915)을 포함할 수 있다.

상기 장착함몰부(1913)는 함몰된 직경은 상기 원두낙하홀(1915)의 직경보다 클 수 있다. 즉, 장착바디(1911)의 일부가 함몰되면서 절곡되어 장착함몰부(1913)의 함몰측면(1911a)을 형성할 수 있다. 상기 장착함몰부(1913)에서 함몰된 면은 관통되어 상기 원두낙하홀(1915)이 형성될 때, 캡슐을 지지하는 장착지지면(1911b)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 함몰측면(1911a)은 상기 장착함몰부(1913)의 내주면을 형성하고, 상기 함몰측면(1911a)에서 절곡되어 상기 원두낙하홀(1915) 방향으로 연장된 장착지지면(1911b)은 캡슐이 상기 장착함몰부(1913)에 장착시, 상기 캡슐(700)을 지지할 수 있다.

상기 원두낙하홀(1915)의 크기는 상기 캡슐의 외경보다 작아 상기 캡슐이 상기 원두낙하홀을 통해 상기 캡슐개봉부(110)의 내부로 들어갈 수 없다. 그러나 상기 캡슐을 밀봉하는 뚜껑역할을 하는 상기 캡슐폐쇄부(750)의 외경은 상기 원두낙하홀(1915)의 크기보다 작아, 후술할 드라이버부(111)가 상기 캡슐폐쇄부(750)에 결합하여 회전하는 경우 상기 캡슐폐쇄부(750)는 내부의 나사결합이 풀리면서 상기 원두낙하홀(1915)을 통해 상기 캡슐개봉부(110)의 내부에 삽입될 수 있다.

한편, 상기 함몰측면(1911a)은 후술한 캡슐개구부(7135, 도 7(b) 참조) 부근의 캡슐바디(710)의 형상과 대응되게 구비될 수 있다. 만약 캡슐개구부 부근의 캡슐바디(710)가 원형이면 상기 함몰측면도 이에 대응되는 원형으로 구비될 것이고, 캡슐개구부 부근의 캡슐바디(710)가 각진 형태이면 상기 함몰측면도 각진형태로 구비될 수 있다. 그러나, 각진형태라 하더라도 정다각형의 형태로 구비되어야 캡슐폐쇄부가 회전시 상기 캡슐의 외측면을 따라 균일하게 힘을 전달하여 상기 캡슐바디(710)의 회전을 방지할 수 있다. 따라서, 정다각형의 형태로 각진 함몰부라고 하더라도 정다각형에 외접하는 원을 이용하면 함몰부의 직경을 구할 수 있다.

상기 캡슐장착부(191)는 상기 장착바디(1911)에 회전가능하게 결합하여 상기 캡슐(700) 또는 상기 장착함몰부(1913)를 보호하기 위한 캡슐보호커버(199)를 더 포함할 수 있다. 상기 캡슐보호커버(199)는 보호커버 결합부(195)를 통해 상기 장착바디(1911)와 회전가능하게 결합할 수 있다. 상기 장착함몰부(1913)의 둘레 일부분에는 상기 캡슐보호커버(199)와 회전가능하게 결합하기 위한 보호커버 힌지결합부(1951)가 구비될 수 있다. 일례로 상기 보호커버 힌지결합부(1951)를 통해 상기 캡슐보호커버(199)는 상기 장착바디(1911)에 힌지결합할 수 있다.

상기 장착바디(1911)의 형태는 다양하게 구비될 수 있으나 바람직하게는 원형의 형태일 수 있다. 상기 장착바디(1911)의 외경은 후술할 캡슐개봉부(110)의 회전바디(1151)의 외경보다 클수 있다. 따라서, 상기 장착바디(1911)의 외주면은 상기 캡슐개봉부의 외측면과 만나지 않을 수 있다. 이는 캡슐개봉 및 원두 분쇄시 원두가 오염되는 것을 막기 위한 보호바디부(190)를 더 포함하기 위해서다.

상기 캡슐개봉부(110)는 커피추출장치(1000)에 결합시키기 위해 보호프레임(193)을 구비할 수 있다. 상기 보호프레임(193)은 상기 그라인더케이스(280)의 상측에 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 기어지지부(910) 및 상기 그라인더 고정부(281)위에 결합하여 상기 캡슐개봉부(110)가 캡슐을 개봉하는 경우, 캡슐에서 배출된 원두가 바로 분쇄부(200), 엄밀히는 제1그라인딩부 입구(2111)를 통해 들어갈 수 있도록 연결될 수 있다.

이때, 상기 보호바디부(190)는 상기 보호프레임(193)과 상기 장착바디(1911)를 연결하여 상기 캡슐개봉부(110)의 외측면을 보호할 수 있는 측면보호바디(192)를 포함할 수 있다. 결국 상기 장착바디(1911) 및 상기 보호프레임(193) 그리고, 상기 측면보호바디(192)가 캡슐개봉부(110)를 보호하는 역할을 수행할 수 있다.

바람직하게 상기 측면보호바디(192)는 투광성 재질로 구비될 수 있다. 이는 실제 커피추출장치가 동작하는지, 비산된 커피가루가 많이 쌓여 청소가 필요한지를 사용자가 직접 확인할 수 있고, 디자인적 측면에서도 우수하기 때문이다.

또한, 개봉기어부(170)는 기어보호커버(285)가 보호프레임(193)에 결합되어 상기 개봉기어부(170)를 보호할 수 있다.

도 6(b)는 도 6(a)에서 S로 표시된 평면을 따라 커피추출장치의 일 단면을 나타낸 것이다. 캡슐개봉부(110) 중 후술할 드라이버회전부(115)의 외주면에 구비되는 기어이빨형태를 갖는 회전 링기어(1152)가 도시되어 있다. 상기 드라이버회전부(115)는 양단이 개방된 링형태를 가지므로, 상기 회전 링기어(1152)의 내부에는 분쇄부(200)의 제2하우징(242) 및 제1그라인딩부 입구(2111)가 도시되어 있다. 상기 회전 링기어(1152)의 회전을 통해 상기 드라이버회전부(115)를 회전시킬 수 있다. 이를 위해 상기 회전 링기어(1152)에 회전력을 전달하는 개봉기어부(170)가 캡슐개봉부(110)의 일 측면에 결합될 수 있다.

상기 개봉기어부(170)는 분쇄주기어축(2916a)에 연결되어 분쇄주기어(2916)와 함께 동시에 회전하는 제1개봉기어(171)를 포함한다. 또한, 상기 제1개봉기어(171)와 상기 회전 링기어(1152)에 맞물려 회전하는 제2개봉기어(172)를 포함할 수 있다. 상기 제2개봉기어(172)는 일종의 아이들러(idler) 기어의 역할을 수행할 수 있다.

분쇄구동부(290)를 통해 발생한 회전력이 유성기어부(2913)를 지나 분쇄주기어축(2916a)에 전달되면, 상기 분쇄주기어축(2916a)에 연결되어 있는 분쇄주기어(2916) 및 제1개봉기어(171)가 동시에 회전하게 될 것이다. 따라서, 캡슐폐쇄부(750)의 개봉과 더불어 캡슐에서 배출되는 원두는 바로 분쇄부(200)로 들어가게 되어 커피가루로 분쇄될 수 있다.

도 7(a) 내지 도 7(d)는 캡슐장착부(191)에 장착되는 각진형태의 캡슐 및 그 단면을 나타낸 것이다. 특히, 캡슐뚜겅 또는 캡슐캡을 이용하여 밀봉하는 일례를 도시하고 있다. 사용자는 원하는 종류의 원두가 담긴 캡슐(700)을 장착함몰부(1913)에 놓은 후, 전원을 켜면 캡슐개봉부(110)를 통해 상기 캡슐을 개봉할 수 있다.

캡슐(700)은 일면이 개방된 캡슐개구부(7135)를 포함하는 캡슐바디(710) 및 상기 캡슐개구부(7135)를 통해 원두를 상기 캡슐바디(710)에 넣은 후 상기 캡슐개구부(7135)를 폐쇄하는 캡슐폐쇄부(750)를 포함할 수 있다.

상기 캡슐폐쇄부(750)는 필름형태의 ?薦? 막의 형태를 구비될 수도 있고, 나사결합을 이용한 캡슐뚜껑으로 구비될 수도 있다. 도 7에서는 특히 캡슐폐쇄부(750)가 캡슐바디(710)와 동일한 재질로 형성된 캡슐뚜껑의 형태인 일례를 도시하고 있다. 즉, 상기 캡슐은 모두 동일한 재질의 플라스틱으로 형성되므로, 사용 후 분리, 재활용이 용이할 수 있다.

원두를 캡슐을 이용하여 소포장하는 이유는 신선도 및 일정한 맛의 유지를 위해서다. 분쇄된 원두 또는 커피가루는 산패가 빠르게 진행되어 최적의 환경으로 보존한다고 하더라도, 1주일 정도면 산패로 인해 커피 본연의 맛을 잃어버리게 된다.

따라서, 본 개시에서는 로스팅되어 분쇄되기 전의 원두를 1인용으로 한컵 정도의 추출이 가능한 소포장된 캡슐의 형태로 제공될 수 있다.

한컵 분량의 캡슐은 다양한 입체형태로 가능하다. 또한, 캡슐은 원두의 신선도 유지를 위해 밀폐형태가 유지되어야 하며, 보관기간동안 원두로부터 방출되는 가스로 인한 압력을 견딜만큼 충분히 내압성을 유지해야 한다. 이를 위해 캡슐은 플라스틱 또는 알루미늄 등의 단단한 재질로 제조될 수 있으나, 개봉 용이성을 위해 쉽게 열리는 구조의 캡슐을 별도 밀봉 비닐용기 포장을 한 형태일 수 있다.

또한, 각 캡슐의 외부면에는 캡슐의 내부에 담긴 원두를 나타내는 바코드가 인쇄될수 있다. 사용자가 원하는 종류의 원두가 들어간 캡슐을 상기 장착함몰부(1913)에 장착하고 전원을 켜면 해당 바코드를 읽고, 미리 설정된 각 원두에 최적화된 물의 양 및 드립방법 등의 레시피 정보에 따라 드립, 추출을 자동으로 진행할 수 있다.

이를 위해 상기 캡슐장착부(191)는 상기 캡슐(700)의 외부면에 인쇄된 바코드를 인식하는 스캐너(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 스캐너를 통해 상기 캡슐에 담긴 원두의 종류를 인식하면, 제어부(미도시)는 원두의 종류에 따른 분쇄도를 조절하기 위해 분쇄조절기어부(2925)를 회전시켜 제2버(232)가 제1버(231)에 삽입된 정도를 조절하고, 분쇄기어부(2915)및 개봉기어부(170)를 회전시켜 캡슐의 개봉과 함께 배출되는 원두를 분쇄할 수 있다.

도 7(a)와 도 7(b)를 참조하면, 일면에 캡슐개구부(7135)를 포함하는 각진형태의 캡슐바디(710)를 갖는 캡슐을 도시하고 있다. 또한, 상기 캡슐개구부(7135)에 결합하여 상기 캡슐개구부(7135)를 개폐하는 캡슐폐쇄부(750)가 결합되어 있다. 상기 캡슐폐쇄부(750) 및 상기 캡슐바디는 원두가 저장되는 저장공간을 형성하게 될 것이다.

또한, 도 7(d)를 참조하면, 상기 캡슐폐쇄부(750)는 후술할 드라이버부(111)의 캡슐체결헤드(1117)와 결합하여 회전하기 위해 캡슐체결헤드(1117)와 대응되는 형태의 함몰된 공간인 드라이버 결합공간(7531)을 포함할 수 있다. 도 7(d)를 참조하면, 육각 드라이버에 대응되는 육각 나사와 마찬가지로 상기 드라이버 결합공간(7531) 및 상기 캡슐체결헤드(1117)의 일례로 육각 드라이버형태를 갖는 캡슐체결헤드(1117)가 함몰된 공간인 드라이버 결합공간(7531)에 결합하여 회전함으로써, 상기 캡슐폐쇄부(750) 및 상기 캡슐바디(710)의 나사결합을 풀거나 조일 수 있다.

도 7(d)를 참조하면, 상기 캡슐폐쇄부(750)는 상기 캡슐바디(710)에 나사결합을 위해 내주면에 캡슐캡 나사돌기(7532a)를 구비하는 일면이 개구된 원통형상의 캡슐바디 결합부(7532)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 캡슐폐쇄부의 외면은 상기 캡슐체결헤드(1117)가 결합하는 드라이버 결합공간(7531)을 포함할 수 있다.

도 7(b)를 참조하면, 상기 캡슐바디(710)는 상기 캡슐바디의 상부면을 형성하는 제1캡슐바디면(7101), 상기 제1캡슐바디면(7101)에서 절곡되어 연장되어 상기 캡슐바디(710)의 측면을 형성하는 제2캡슐바디면(7102) 및 상기 제2캡슐바디면(7102)에서 절곡되어 연장되어, 상기 캡슐장착부(191)에 장착시 상기 장착지지면(1911b)에 의해 지지되는 제3캡슐바디면(7103)을 포함할 수 있다. 상기 제3캡슐바디면(7103)은 캡슐개구부(7135)를 포함할 수 있고, 상기 캡슐개구부(7135)를 통해 원두를 상기 캡슐바디(710)의 내부에 형성되는 저장공간에 원두를 투입한 후 상기 캡슐폐쇄부(750)와 상기 캡슐바디를 나사결합시켜 폐쇄할 수 있다. 이를 위해 상기 캡슐바디의 내부에는 상기 제1캡슐바디면(7101)에서 상기 저장공간의 방향으로 돌출된 일면이 개구된 원통형상의 캡슐캡 결합부(7137)를 포함할 수 있다.

도 7(c)는 상기 캡슐폐쇄부(750) 및 상기 캡슐바디(710)의 나사결합의 일례를 도시하고 있다. 상기 캡슐바디 결합부(7532)의 내주면에는 상기 캡슐바디(710)와 나사결합하기 위한 캡슐캡 나사돌기(7532a)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 캡슐캡 결합부(7137)의 외주면에는 상기 캡슐폐쇄부(750)와 결합하기 위한 캡슐바디 나사돌기(7137a)를 포함할 수 있다. 상기 캡슐캡 나사돌기(7532a)와 상기 캡슐바디 나사돌기(7137a)가 서로 맞물려 회전함으로써, 상기 캡슐바디(710)와 상기 캡슐폐쇄부(750)가 결합하게 되는 구조이다.

즉, 상기 캡슐캡 결합부(7137)가 상기 캡슐바디 결합부(7532)의 내부로 나사결합을 통해 들어가면서 상기 상기 캡슐바디(710)와 상기 캡슐폐쇄부(750)가 결합하게 되는 구조이다. 이와 반대로, 상기 캡슐캡 결합부(7137)가 상기 캡슐바디 결합부(7532)가 반대방향으로 회전을 하면, 상기 캡슐바디(710)와 상기 캡슐폐쇄부(750)가 벌어지게 되어, 상기 캡슐 내부에 저장된 원두가 배출될 수 있다.

로스팅된 원두는 분쇄된 커피가루보다는 산패가 더딜 수 있으나, 여전히 공기접촉에 의해 쉽게 산패될 수 있어 밀폐된 포장이 바람직하다. 또한, 캡슐에 저장된 원두에서는 이산화탄소가 지속적으로 방출되므로 이로 인한 팽창압력을 캡슐이 견딜 수 있어야 한다. 그리고, 캡슐이 개봉된 후 원두가 모두 분쇄부(200)로 배출되어야 한다. 본 개시에서는 자유낙하에 의해 개봉된 캡슐에서 분쇄부(200)로 이동하는 일 실시예를 도시하고 있다. 이렇게 원두가 배출되는 캡슐의 경우, 커피가루가 저장되는 캡슐에 비해, 분리 배출 및 재활용면에서 유리할 수 있다. 상기 플라스틱 재질은 PET 계열의 플라스틱으로 형성될 수 있다.

캡슐의 일 실시예로 캡슐바디(710) 및 캡슐폐쇄부(750) 모두 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 즉, 캡슐 전체를 플라스틱 재질로 제작할 수 있다. 커피가루가 아닌 원두가 들어가므로 원두가 모두 배출된 후, 캡슐 전체의 재활용이 쉽고, 캡슐폐쇄부를 필름형태의 복합코팅을 사용하지 않으므로 재활용시 캡슐폐쇄부(750)만을 별도로 분리하는 번거로움도 없앨 수 있다.

도 8(a)는 캡슐개봉부의 일례를 분해한 것이다. 도 8(b)는 드라이버부의 일례를 도시한 것이다.

도 8(a)를 참조하면, 상기 캡슐개봉부(110)는 상기 개봉기어부(170)에 의해 회전하는 드라이버회전부(115), 상기 드라이버회전부(115)의 축방향을 따라 상기 드라이버회전부(115)를 관통하여 형성된 드라이버설치공간(1155), 상기 드라이버회전부(115)의 개구된 양단 중 상기 캡슐에 가까운 곳에 위치하여 상기 캡슐장착부(191)와 결합하는 캡슐장착부 결합구(1159), 상기 드라이버회전부(115)의 개구된 양단 중 상기 캡슐장착부 결합구(1159)의 반대방향에 위치하여 상기 분쇄부(200)를 향해 원두를 배출하는 원두출구(1156) 및 상기 드라이버설치공간(1155)에 위치하여, 상기 드라이버회전부(115)와 결합하여 함께 회전하고, 상기 캡슐을 개봉하는 드라이버부(111)를 포함할 수 있다.

상기 개봉기어부(170)에 의해 회전력을 전달받기 위해, 상기 드라이버회전부(115)는 상기 회전바디(1151)의 외주면에 기어이빨형태의 회전 링기어(1152)를 포함하고, 상기 회전 링기어(1152)는 상기 개봉기어부(170)와 맞물려 상기 개봉기어부(170)의 회전력을 상기 드라이버회전부(115)에 전달할 수 있다.

구체적으로는, 제1개봉기어(171)가 회전하여 제2개봉기어(172)가 맞물려 회전하고, 여기에 다시 맞물린 회전 링기어(1152)가 회전할 것이다. 상기 회전 링기어(1152)의 회전에 의해 상기 회전바디(1151)가 회전하고, 상기 회전바디(1151)과 함께, 상기 드라이버부(111)가 회전하게 될 것이다.

도 8(a)와 도 8(b)를 참조하면, 상기 드라이버부(111)는 캡슐(700)을 개봉하는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 드라이버부(111)는 회전중심을 제공하는 드라이버 허브(1112), 상기 드라이버 허브(1112)를 감싸는 링형태의 드라이버 바디(1118), 상기 드라이버 허브(1112) 및 상기 드라이버 바디(1118) 사이에 위치하는 원두연통홀(1115), 상기 드라이버 허브(1112)와 상기 드라이버 바디(1118)를 연결하여 상기 원두연통홀(1115)을 복수 개로 구획하는 복수 개의 블레이드(1111a)를 포함하는 블레이드부(1111) 및 상기 드라이버 허브(1112)에 위치하고 상기 캡슐에 결합하여 회전을 통해 상기 캡슐을 개봉하는 각기둥형태의 캡슐체결헤드(1117)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 캡슐체결헤드(1117)가 상기 드라이버 결합공간(7531)에 결합하여 회전함으로써, 상기 캡슐내부의 나사결합을 풀어 상기 캡슐을 개봉할 수 있다.

구체적으로, 상기 캡슐바디(710) 상기 캡슐폐쇄부(750)의 나사결합을 회전을 통해 풀어, 상기 캡슐폐쇄부(750)와 상기 캡슐바디(710) 사이를 벌어지게 하여, 내부에 저장된 원두가 배출되게 할 수 있다.

상기 복수 개의 블레이드(1111a)는 각각의 날개면(1111b)이 경사지게 구비될 수 있다 이는 개봉된 캡슐에서 배출되는 원두를 보다 용이하게 분쇄부(200)로 이동시키기 위함이다.

도 8(b)를 참조하면, 링형태의 드라이버 바디(1118)는 내부에 원두연통홀(1115)을 구비할 수 있다. 상기 원두연통홀(1115) 통해, 캡슐(700)에서 배출된 원두가 상기 회전바디(1151)의 내부로 이동하고, 원두출구(1156)를 통해 상기 분쇄부(200)로 이동하게 될 것이다.

상기 원두연통홀(1115)은 복수 개의 블레이드(1119a)에 의해 구획으로 나누어질 수 있다. 상기 구획된 원두연통홀(1115)의 크기는 한 알의 원두크기보다 크게 구비되어 원두가 자연스럽게 빠져나갈 수 있다. 상기 원두연통홀(1115)를 지난 원두는 상기 원두출구(1156)를 통해 분쇄부(200)로 이동하게 될 것이다. 구체적으로는 제2하우징(242, 도 6(b) 참조)에 구비된 제1그라인딩부 입구(2111, 도 6(b) 참조)를 통해 상기 분쇄부(200) 내부로 들어가게 될 것이다.

드라이버부(111)는 상기 드라이버 바디(1118)의 외주면에 형성된 복수 개의 바디돌출부(1118a)를 더 포함하고, 드라이버회전부(115)는 회전바디(1151)의 내주면에 위치하여, 상기 복수 개의 바디돌출부(1118a)와 각각 대응되게 결합하는 복수 개의 내측 고정가이드(1153)를 더 포함할 수 있다. 상기 바디돌출부(1118a)와 이에 대응되는 개수로 구비되는 상기 복수 개의 내측 고정가이드(1153)는 서로 결합할 수 있다. 따라서, 상기 드라이버부(111)는 상기 드라이버회전부(115)의 회전시 함께 회전할 수 있다.

구체적으로, 상기 복수 개의 내측 고정가이드(1153)는 각각 상기 드라이버회전부(115)의 축방향을 따라 돌출되어 서로 마주보는 두개의 선형돌기(1153a, 1153b)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 두개의 선형돌기(1153a, 1153b)과 레일과 같은 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 바디돌출부(1118a)는 각각 상기 두개의 선형돌기(1153a, 1153b) 사이에 삽입되어 상기 드라이버부(111)와 상기 드라이버회전부(115)가 결합할 수 있다.

또한, 상기 캡슐개봉부(110)는 상기 드라이버부(111) 및 상기 드라이버회전부(115) 사이에 위치하여, 상기 드라이버부(111)가 상기 장착된 캡슐(700)에 항상 접촉 할 수 있도록 탄성력을 제공하는 드라이버 탄성부재(114)를 더 포함할 수 있다. 상기 드라이버 탄성부재(114)의 일례로, 상기 드라이버 탄성부재(114)는 스프링과 같은 형태로 구비될 수 있다.

상기 드라이버 탄성부재(114)는 상기 캡슐(700)이 상기 캡슐장착부(191)에 장착시부터 상기 드라이버부(111)가 상기 캡슐(700)의 일면에 접촉하도록 상기 드라이버부(111)에 탄성력을 전달할 수 있다. 따라서, 캡슐체결헤드(1117)가 상기 캡슐체결헤드(1117)에 대응되어 상기 캡슐체결헤드와 결합될 수 있는 형태의 공간을 구비하는 캡슐에 결합한 후 상기 캡슐을 개봉할 때까지, 상기 드라이버 탄성부재(114)는 상기 드라이버부(111)와 상기 캡슐 사이의 접촉을 유지시킬 수 있다.

캡슐이 캡슐장착부(191)에 장착시, 상기 드라이버부(111)는 초기위치인 제1위치에서, 원두낙하홀(1915)을 통해 상기 캡슐에 결합할 수 있다. 구체적으로는 캡슐체결헤드(1117)와 상기 캡슐체결헤드(1117)에 대응되는 형상을 지닌 캡슐부위가 결합하게 될 것이다.

사용자의 개시명령이 입력되면, 개봉기어부(170)가 회전 링기어(1152)를 통해 회전바디(1151)를 회전시키고, 결국 드라이버부(111)를 회전시킬 것이다. 따라서 캡슐체결헤드(1117)가 회전을 하면서 나사결합을 풀어 캡슐을 개봉하게 될 것이다. 이는 육각드라이버(hex driver)의 비트(bit)에 대응되는 모양의 함몰된 형태를 가진 육각나사헤드에 육각나사드라이버를 이용하여 육각나사를 조이거나 푸는 것과 같은 원리이다.

상기 드라이버부(111)가 회전을 하여 캡슐이 개봉되기 시작하면, 캡슐바디(710)의 위치는 상대적으로 고정되어 있으므로, 캡슐폐쇄부(750)가 상기 드라이버부(111)의 회전과 함께, 캡슐의 나사결합이 풀리면서, 상기 원두출구의 방향으로 이동하게 될 것이다. 이때, 드라이버 탄성부재(114)의 탄성력은 상기 드라이버부(111)와 상기 캡슐사이의 접촉을 유지하면서도, 상기 나사결합이 풀리면서 상기 캡슐폐쇄부가 이동하는 힘이 더 크므로 상기 캡슐의 개봉을 억제할 수 없다.

상기 드라이버부(111)가 상기 드라이버회전부(115)를 통해 상기 원두출구(1156)의 방향으로 계속 내려갈 필요가 없으므로, 상기 드라이버회전부(115)는 상기 드라이버부(111)가 회전하여 이동시, 상기 드라이버부(111)가 기 설정된 제2위치보다 상기 원두출구(1156)의 방향으로 더 이동하는 것을 방지하기 위해, 상기 복수 개의 내측 고정가이드(1153)의 하부에 위치하여 돌출된 형태의 내측지지턱(1154)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 내측지지턱(1154)에 상기 드라이버부(111)가 접촉하면, 상기 드라이버부(111)는 회전을 하되 상기 원두출구(1156)의 방향으로 이동하지 못할 것이다.

또한, 상기 원두출구(1156)를 기준으로 상기 제2위치가 상기 제1위치에 상기 원두출구(1156)에 가깝게 위치할 것이다. 그리고 상기 제1위치는 사용자가 캡슐을 장착시 상기 드라이버부(111)와 캡슐이 결합하는 초기위치를 뜻하고, 상기 제2위치는 캡슐의 개봉시 상기 드라이버부가 상기 원두출구(1156)의 방향으로 이동가능한 최종위치를 뜻한다.

예를 들어, 상기 제1위치에서 캡슐과 드라이버부(111)가 결합 후, 상기 드라이버부(111)가 제1회전방향으로의 회전을 통해 제2위치까지 이동하여 캡슐을 개봉할 수 있다. 분쇄부(200)에서 분쇄가 완료되면, 추후 사용을 위해 상기 드라이버부(111)가 상기 제1방향의 반대방향인 제2회전방향으로의 회전을 통해 다시 상기 제1위치로 돌아갈 수 있다.

도 9(a)는 캡슐개봉부(110)와 분쇄부(200)가 결합된 일례를 도시하고 있다. 도9(b)는 사용자가 캡슐을 장착시 드라이버부(111)의 제1위치를 나타내고 있다. 도 9(b)는 상기 드라이버부(111)가 캡슐을 개봉하면서 이동하여 최종적으로 도달한 제2위치를 나타내고 있다.

분쇄부(200)와 캡슐개봉부(110)는 모두 하나의 동력 즉 분쇄동력부(2911)를 통해 회전력을 전달받을 수 있다. 특히, 유성기어부(2913)를 거쳐 회전력을 분쇄주기어(2916)에 전달하는 분쇄주기어축(2916a)은 상기 분쇄주기어(2916)를 지나 연장되어 상기 제1개봉기어(171)와도 연결될 수 있다. 즉, 하나의 분쇄주기어축(2916a)의 회전으로 분쇄주기어(2916) 및 제1개봉기어(171)가 회전할 수 있다. 이는 캡슐의 개봉과 캡슐에서 배출되는 원두의 분쇄가 동시에 이루어지기 때문에 별도의 회전축에 각각 구비될 필요가 없기 때문이다.

그러나 상기 분쇄부(200)의 분쇄를 위한 회전속도와 상기 캡슐개봉부(110)의 캡슐개봉을 위한 회전속도는 다를 수 있다. 이를 위해 각각 분쇄종기어(2917) 및 제2개봉기어(172)와 같은 아이들러(idler)를 포함할 수 있다.

도 9(b)와 도 9(c)는 드라이버부(111)의 초기위치인 제1위치와 최종위치인 제2위치를 나타내고 있다. 상기 드라이버부(111)는 h로 표시된 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 이동할 수 있는데, 이는 상기 드라이버부(111)가 회전시, 캡슐바디(710)와 캡슐폐쇄부(750) 사이의 나사결합이 풀리거나 조여지면서, 상기 캡슐폐쇄부가 이동하기 때문에 이루어진다. 즉, 상기 드라이버회전부(115)와 상기 드라이버부(111)는 회전만을 하나, 이때 상기 캡슐폐쇄부의 이동이 일어나면서 상기 드라이버부(111)도 이동할 수 있는 것이다.

상기 드라이버부(111)가 상기 제2위치로 이동시 개봉되었던 캡슐은 빈 채로 다시 폐쇄될 것이다. 또한, 상기 드라이버부(111)가 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 이동하면서 원두가 배출된 후 사용자가 캡슐을 제거해 버린다고 하더라도, 상기 드라이버 탄성부재(114)는 상기 드라이버부(111)를 상기 제1위치로 복귀시킬 수 있다.

캡슐에서 개봉된 원두는 드라이버부(111)의 원두연통홀(1115)을 지나 드라이버회전부(115)의 원두출구(1156)를 지나 분쇄부(200)로 이동하게 될 것이다. 원두가 회전바디(1151)의 내부를 통해 배출되므로 오염을 최소화할 수 있다. 또한, 회전바디(1151)의 구동을 위한 구동부품이 회전바디(1151)의 내부에 설치되는 것을 없애기 위해 회전바디(1151)의 외주면에 회전 링기어(1152)를 구비하고 있으므로, 회전바디(1151)가 별도의 축이 없이도 외주면을 통해 회전할 수 있다.

도 10은 상기 캡슐개봉부(110)의 제어방법의 일례를 나타낸 것이다. 본 개시의 제어방법은 우선 사용자가 캡슐을 장착(S50) 후 상기 커피추출장치(1000)의 개시를 입력하는 것을 감지하는 입력감지단계(S50)를 거친다. 사용자에 의해 개시는 디스플레이(미도시)를 터치하거나, 버튼이나 스위치 방식 혹은 음성인식방법에 의해 입력될 수 있다. 상기 입력감지단계 이후, 사용자에 의한 개시가 확인되면, 본 개시의 제어방법은 캡슐장착부(191)에 위치한 스캐너(미도시)를 이용하여 캡슐의 외주면에 표기된 바코드를 읽어 캡슐이 정품(S100)인지 인식할 수 있다. 정품이 아닌 경우 디스플레이부(미도시)를 통해 미정품 캡슐임을 표시하는 에러표시단계(S150)로 진행할 수 있다. 본 개시의 제어방법은 정품 캡슐로 판명되는 경우, 바코드를 통해 원두의 종류가 무엇인지도 인식(S200)할 수 있다. 이와 달리 정품 캡슐의 판명과 원두 종류인식이 동시에 이루어져도 무방하다.

원두 종류를 인식하면, 분쇄조절기어의 회전을 통해 분쇄도 설정이 변경되고, 분쇄구동부(291)를 통해 회전력을 전달받아, 분쇄주기어(2916) 및 제1개봉기어(171)를 동시에 제1회전방향으로 회전시키는 제1회전단계(S300)를 거칠 수 있다. 이때, 드라이버부(111)는 제1위치에서 제2위치로 이동하게 될 것이다.

상기 제1회전단계(S300)는 기설정된 분쇄시간이 경과(S400)할 때까지 계속될 수 있다. 상기 분쇄시간은 원두의 종류에 따라 달라질 수 있다.

상기 분쇄시간이 경과(S400)하면, 본 개시의 제어방법은 캡슐에서 저장된 원두가 모두 배출되어 분쇄된 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 개시의 제어방법은 분쇄도 조절을 위해 위치가 조절한 제2버(232)를 조절 전의 위치로 복귀시킬 것이다. 그리고, 상기 분쇄주기어(2916) 및 상기 제1개봉기어(171)를 상기 제1회전방향의 반대방향인 제2회전방향으로 회전시켜, 상기 드라이버부(111)를 제1위치로 재위치시킬 것이다. 즉, 본 개시의 제어방법은 상기 제2회전방향으로의 회전을 통해 상기 드라이버부(111)를 상기 개봉높이에서 상기 초기위치로 복귀시키는 제2회전단계(S500)를 진행시킬 수 있다. 상기 제2회전단계(S500)는 기설정된 복귀시간이 경과(S600)할 때까지 계속될 것이다. 이후, 급수부(400)를 통한 급수가 진행되어 커피를 추출하게 될 것이다.

본 개시는 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서, 변형된 실시예가 본 개시 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 개시의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

1000: 커피추출장치 100: 원두공급부 110: 캡슐개봉부
111: 드라이버부 1111: 블레이드부 1111a: 블레이드
1112: 드라이버 허브 1115: 원두연통홀 1117: 캡슐체결헤드
1118: 드라이버 바디 1118a: 바디돌출부 114: 드라이버 탄성부재
115: 드라이버회전부 1151: 회전바디 1152: 회전 링기어
1153: 내측 고정가이드 1154: 내측지지턱 1156: 원두출구
1159: 캡슐장착부 결합구 170: 개봉기어부 190: 보호바디부
191: 캡슐장착부 1911: 장착바디 1915: 원두낙하홀
200: 분쇄부 291: 분쇄구동부 2911: 분쇄동력부
2915: 분쇄기어부 2916: 분쇄주기어 2916a: 분쇄주기어축
292: 분쇄조절구동부 2921: 분쇄조절동력부 2923: 구동결합부
2924: 구동체결부 2925: 분쇄조절기어부 2927: 분쇄조절기어
2929: 분쇄조절기어축 400: 급수부 600: 추출부
800: 커피서버 910: 지지부 920: 베이스

Claims (18)

1. 원두가 저장된 캡슐이 장착되는 캡슐장착부;
   상기 캡슐을 개봉하여 상기 캡슐에 저장된 원두를 배출하는 캡슐개봉부;
   상기 캡슐개봉부를 회전시키는 제1개봉기어를 포함하는 개봉기어부;
   상기 캡슐개봉부를 통해 원두가 배출되는 방향으로 상기 캡슐개봉부와 결합하여, 상기 캡슐개봉부를 통해 배출되는 원두를 분쇄하기 위해 분쇄부;
   상기 분쇄부에서 분쇄된 원두가 배출되는 방향에 위치하여, 상기 분쇄부에서 배출되는 분쇄된 원두를 수용하고, 상기 분쇄된 원두와 물을 혼합하여 커피액을 추출하는 추출부; 및
   상기 제1개봉기어를 회전시키는 분쇄주기어축에 연결된 분쇄주기어를 포함하고, 상기 개봉기어부의 하부에 위치하여 상기 분쇄주기어에 의해 상기 분쇄부를 회전시키는 분쇄기어부;를 포함하는 커피추출장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 캡슐개봉부는
   상기 개봉기어부에 의해 회전하는 드라이버회전부;
   상기 드라이버회전부의 축방향을 따라 상기 드라이버회전부를 관통하여 형성된 드라이버설치공간;
   상기 드라이버회전부의 개구된 양단 중 상기 캡슐에 가까운 곳에 위치하여 상기 캡슐장착부와 결합하는 캡슐장착부 결합구;
   상기 드라이버회전부의 개구된 양단 중 상기 캡슐장착부 결합구의 반대방향에 위치하여 상기 분쇄부를 향해 원두를 배출하는 원두출구; 및
   상기 드라이버설치공간에 위치하여, 상기 드라이버회전부와 결합하여 함께 회전하고, 상기 캡슐을 개봉하는 드라이버부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 드라이버부는
   회전중심을 제공하는 드라이버 허브;
   상기 드라이버 허브를 감싸는 링형태의 드라이버 바디;
   상기 드라이버 허브 및 상기 드라이버 바디 사이에 위치하는 원두연통홀;
   상기 드라이버 허브와 상기 드라이버 바디를 연결하여 상기 원두연통홀을 구획하는 복수 개의 블레이드를 포함하는 블레이드부; 및
   상기 드라이버 허브에 위치하여 상기 캡슐에 결합하여 회전을 통해 상기 캡슐을 개봉하는 각기둥형태의 캡슐체결헤드;를 포함하는 커피추출장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수 개의 블레이드는 경사진 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 드라이버부는
   상기 드라이버 바디의 외주면에 형성된 복수 개의 바디돌출부를 더 포함하고,
   상기 드라이버회전부는
   상기 드라이버부가 설치되는 드라이버설치공간을 형성하고, 상기 원두출구 및 상기 캡슐장착부 결합구를 포함하는 회전바디; 및
   상기 회전바디의 내주면에 위치하여, 상기 복수 개의 바디돌출부와 각각 대응되게 결합하는, 복수 개의 내측 고정가이드;를 더 포함하여,
   상기 드라이버회전부가 회전시 상기 드라이버부도 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수 개의 내측 고정가이드는 각각
   상기 드라이버회전부의 축방향을 따라 돌출되어 서로 마주보는 두개의 선형돌기를 포함하고,
   상기 복수 개의 바디돌출부는 각각 상기 두개의 선형돌기 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 캡슐개봉부는
   상기 드라이버부 및 상기 드라이버회전부 사이에 위치하여, 상기 드라이버부가 상기 장착된 캡슐에 항상 접촉 할 수 있도록 탄성력을 제공하는 드라이버 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 드라이버 탄성부재는
   상기 캡슐이 상기 캡슐장착부에 장착시부터 상기 드라이버부가 상기 캡슐의 일면에 접촉하도록 상기 드라이버부에 탄성력을 전달하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 캡슐이 상기 캡슐장착부에 장착되어 상기 드라이버부와 결합되는 기 설정된 제1위치에서 상기 드라이버회전부와 함께 제1회전방향으로 회전시,
   상기 드라이버부는
   상기 복수 개의 내측 고정가이드를 따라 상기 원두출구를 향해 이동하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 드라이버회전부는
    상기 드라이버부가 상기 제1회전방향으로 회전하여 이동시, 상기 드라이버부가 기 설정된 제2위치보다 상기 원두출구가 위치한 방향으로 더 이동하는 것을 방지하기 위해, 상기 복수 개의 내측 고정가이드의 하부에 위치하여 돌출된 형태의 내측지지턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
11. 제5항에 있어서,
    상기 회전바디는
    상기 회전바디의 외주면에 기어이빨형태로 구비되는 회전 링기어를 포함하고,
    상기 회전 링기어는 상기 개봉기어부와 맞물려 상기 개봉기어부의 회전력을 상기 드라이버회전부에 전달하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 캡슐장착부는
    상기 캡슐장착부의 외형을 형성하는 원형의 장착바디;
    상기 장착바디의 일부가 함몰되어 상기 캡슐의 외형에 대응되는 형상으로 형성된 장착함몰부; 및
    상기 장착함몰부의 일부가 상기 캡슐개봉부의 축방향을 따라 관통하여 형성된 원두낙하홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 장착바디의 외경은 상기 회전바디의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
14. 제12항에 있어서,
    상기 캡슐장착부는
    상기 장착바디에 회전가능하게 결합하여 상기 캡슐 또는 상기 장착함몰부를 보호하기 위한 캡슐보호커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
15. 제12항에 있어서,
    상기 캡슐개봉부를 지지하는 보호프레임; 및
    상기 장착바디와 상기 보호프레임 사이를 연결하는 상기 캡슐개봉부의 측면을 보호하는 측면보호바디;를 더 포함하고,
    상기 측면보호바디는 투광성 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
16. 제2항에 있어서,
    상기 분쇄부는
    상기 원두출구를 통해 배출되는 원두를 분쇄하는 제1버;
    상기 제1버를 축방향으로 관통하는 제1버 관통홀;
    상기 제1버 관통홀의 일단에 위치하여 상기 원두를 유입하기 위한 제1버 입구;
    상기 제1버 관통홀의 타단에 위치하여 분쇄된 원두를 커피가루로 배출하는 제1버 출구;
    상기 제1버 출구를 통해 상기 제1버 관통홀의 내부에 삽입되어 상기 제1버와 함께 원두를 분쇄하기 위한 분쇄공간을 형성하는 제2버;
    상기 제1버의 외면에 결합하여 상기 제1버를 회전시키는 분쇄회전부; 및
    상기 분쇄회전부의 회전을 위한 회전력을 발생시키는 분쇄동력부; 를 더 포함하고,
    상기 분쇄주기어축은
    상기 분쇄동력부에 연결되어 상기 분쇄동력부에 의해 회전하고,
    상기 제1개봉기어는
    상기 분쇄주기어의 상부에 위치하고, 상기 분쇄주기어축과 결합하여 상기 분쇄동력부의 회전력을 상기 드라이버회전부로 전달하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 드라이버회전부는
    상기 개봉기어부의 회전력을 전달받고 내부에 상기 드라이버부가 위치하는 드라이버 설치공간을 형성하고 양단이 개구된 원통형태의 회전바디; 및
    상기 회전바디의 외주면에 기어이빨형태로 구비되는 회전 링기어;를 포함하고,
    상기 개봉기어부는
    상기 제1개봉기어와 상기 회전 링기어를 연결하여 상기 회전바디를 회전시키는 제2개봉기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
18. 원두가 저장된 캡슐이 장착되는 캡슐장착부; 상기 캡슐을 개봉하여 상기 캡슐에 저장된 원두를 배출하는 캡슐개봉부; 상기 캡슐개봉부의 측면에 위치하여 상기 캡슐개봉부를 회전시키는 제1개봉기어; 상기 캡슐개봉부를 통해 원두가 배출되는 방향에 위치하여, 상기 캡슐개봉부를 통해 배출되는 원두를 분쇄하기 위한 회전하는 제1버, 상기 제1버의 축방향을 따라 관통하는 제1버 관통홀, 상기 제1버 관통홀의 내부에 삽입되어 상기 제1버와 함께 원두를 분쇄하기 위한 분쇄공간을 형성하는 제2버; 및 상기 제1버의 외면에 결합하여 상기 제1버를 회전시키는 분쇄회전부; 를 포함하는 커피추출장치의 제어방법에 있어서,
    사용자의 개시입력을 감지한 후, 기설정된 분쇄시간동안 분쇄주기어축에 연결된 상기 분쇄회전부 및 상기 캡슐개봉부를 제1회전방향으로 회전시키는 제1회전단계; 및
    상기 분쇄시간이 경과 후 기 설정된 복귀시간동안 상기 분쇄주기어축을 상기 제1회전방향의 반대방향인 제2회전방향으로 회전시키는 제2회전단계;를 포함하는 커피추출장치의 제어방법.

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