KR20220014091A - 커피추출장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 원두가 저장된 캡슐을 개봉하는 캡슐개봉부; 상기 캡슐개봉부의 하부에 위치하여 상기 캡슐개봉부에 의해 개봉된 상기 캡슐에서 낙하하는 원두를 공급받아 분쇄하는 분쇄부; 상기 캡슐개봉부와 상기 분쇄부를 지지하는 지지부; 상기 지지부와 결합되어 바닥면을 형성하는 베이스; 상기 지지부 내부 중 상기 베이스에 인접하게 위치하고, 상기 캡슐개봉부와 상기 분쇄부를 구동시키는 구동모터 및 구동축을 포함하는 분쇄동력부;를 포함하는 커피추출장치에 관한 것이다.

Description

커피추출장치{Coffee Extracting Apparatus}

본 개시(disclosure)는 커피추출장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 구동모터와 분쇄부 사이를 연결하는 동력전달부에 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.

또한, 수요가 증가하고 있는 가정용 커피머신은 단순히 커피를 추출하는 장치를 넘어 인테리어 역할도 중시되고 있다. 이에 따라 다양한 디자인과 형태로 개발 및 판매되고 있는 실정이다. 특히, 그라인더가 탑재된 커피머신은 구조상 상부에 위치한 그라인더를 구동시키기 위해 상당한 파워를 가지는 대형 모터를 필요로 하게 되고, 그라인더와 모터의 직접 기어연결과 모터자체를 위해, 기기 상부의 큰 공간을 차지하면서 기타 기능을 위한 부품들의 배치를 어렵게 한다. 이 뿐 아니라, 상부에 중량이 집중되게 되어 다양한 디자인 구현이 어려워지고, 무게중심이 상부에 편중됨에 따라 기기의 안정성을 높이기 위해 상당한 무게와 부피를 가지도록 출시되는 실정이다.

결국, 그라인더가 포함되어 있으면서도 과중한 부피나 무게를 갖지 않고 슬림한 디자인 및 안정적인 무게중심 구조가 구현되도록, 현재 상부에 위치하는 그라인더 모터를 기기의 하부로 배치시키는 구조 변경이 필요한 실정이며, 이를 위해서는 수직방향의 구동 연결을 가능케 하는 수직축이 필요하게 된다.

한편, 선행문헌인 미국등록특허 US9949591B2에는 기기의 하부에 그라인딩 모터가 위치하는 구조를 개시하고 있다. 해당 발명은 그라인딩 모터가 하부 기어열을 통해 수직 구동축을 회전시키고, 기어열을 통해 그라인더를 회전시킬 수 있다. 이를 통해 기기 상부에는 그라인더와 원두통 외에 다른 장치가 설치되지 않으므로 안정적인 구조와 다양한 디자인으로의 제조가 가능케 되었다.

그러나, 상기 선행문헌은 웜기어의 적용으로 기어의 동력 전달 효율이 급격히 하락하므로 출력이 높은 모터를 사용해야 하는 문제점이 발생한다. 둘째, 기어 연결을 통해 동력을 전달하기 위해서는 회전이 평행으로 유지되어야 하는 제약조건이 발생한다. 셋째, 공차로 인해 구동이 불가능한 경우가 생길 가능성이 높고, 상기와 같은 문제 발생을 방지하기 위해서는 설계정밀도 및 조립정밀도 및 품질관리에 큰 비용이 드는 문제점이 있다.

본 개시는 기기 상부에 위치한 그라인더의 회전 구동을 위한 모터를 기기 하부에 위치시켜, 무게중심을 낮추어 안정적인 구조를 구현할 수 있는 커피추출장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 개시는 기기 하부에 그라인더 모터를 배치하여 기기 상부 공간을 확보하고, 다양한 디자인 구현이 가능한 커피추출장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 개시는 상/하부 구동축 사이에 유니버셜 조인트를 삽입하여, 누적 공차 및 조립 오차에 의한 상부의 회전축과, 하부의 회전축 사이의 공차 누적에 따른 소음 및 진동 발생을 방지할 수 있는 커피추출장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 개시는 유니버셜 조인트를 이용하여 하부 모터쪽 구동축은 모터 회전축과 일치시키고, 상부의 회전축은 그라인더 회전축과 평행을 유지하게 하여, 각 구동기어들을 모두 평기어로 구비하고 이를 통한 구동 전달 손실을 최소화 할 수 있는 커피추출장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

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 필름막형태의 커버를 갖는 캡슐의 개봉을 보다 용이하게 하기 위한 캡슐개봉부를 포함하는 커피추출장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 개시는 그라인더의 회전 구동을 위한 모터를 기기 하부에 위치시킬 수 있다. 또한, 하부에 위치하는 모터의 동력을 상부에 위치하는 그라인더에 전달하기 위해 유니버셜 조인트를 삽입할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 구체적으로는 원두가 저장된 캡슐을 개봉하는 캡슐개봉부; 상기 캡슐개봉부의 하부에 위치하여 상기 캡슐개봉부에 의해 개봉된 상기 캡슐에서 낙하하는 원두를 공급받아 분쇄하는 분쇄부; 상기 캡슐개봉부와 상기 분쇄부를 지지하는 지지부; 상기 지지부와 결합되어 바닥면을 형성하는 베이스; 상기 지지부 내부 중 상기 베이스에 인접하게 위치하고, 상기 캡슐개봉부와 상기 분쇄부를 구동시키는 구동모터 및 구동축을 포함하는 분쇄동력부;를 포함하는 커피추출장치를 제공하는 것이다.

상기 분쇄부는 회전하며 상기 원두를 분쇄하는 그라인더어셈블리; 상기 그라인더어셈블리와 접촉하여 상기 그라인더어셈블리에 회전력을 전달하는 분쇄기어부; 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 분쇄기어부에 전달하는 분쇄주기어축;을 포함할 수 있고, 상기 구동축과 상기 분쇄주기어축을 연결하며, 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 분쇄주기어축에 전달하는 동력전달축을 더 포함할 수 있다.

상기 동력전달축의 일단과 상기 구동축 및 상기 동력전달축의 타단과 상기 분쇄주기어축은 유니버셜 조인트로 연결될 수 있다.

상기 동력전달축의 양단에서 상기 유니버셜 조인트를 형성하기 위해 구비되는 요크는 서로 대칭되게 형성될 수 있다.

상기 구동모터의 외부로 노출되는 상기 구동축의 길이는 상기 동력전달축의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

한편, 상기 분쇄동력부는 상기 지지부 내부에서 상기 베이스와 결합되게 설치될 수 있다.

상기 지지부는 상기 지지부 외부에 상기 분쇄부가 결합되는 공간을 형성하는 지지어셈블리를 포함하고, 상기 분쇄부는 상기 지지어셈블리에 결합되어 상기 지지부 외부에 위치할 수 있다.

상기 지지부는 상기 지지부에 결합되어 상기 캡슐개봉부가 결합되는 공간을 제공하는 보호프레임을 더 포함하고, 상기 캡슐개봉부는 상기 보호프레임에 결합되어 상기 지지부 외부에 위치할 수 있다.

상기 캡슐개봉부는 상기 캡슐을 개봉하는 드라이버부; 회전을 통해 상기 드라이버부를 상기 캡슐이 위치한 방향으로 이동시키는 드라이버회전부; 및 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 드라이버회전부에 전달하는 개봉기어부;를 포함할 수 있고, 상기 개봉기어부는 상기 분쇄주기어축에 연결되어 상기 분쇄주기어축과 동시에 회전하며, 상기 드라이버회전부에 회전력을 전달하는 제1개봉기어를 포함할 수 있다.

상기 분쇄부 및 상기 캡슐개봉부는 상기 지지부에서 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

한편, 상기 구동모터와 상기 구동축 사이에 배치되어 상기 구동모터의 회전을 감속하여 상기 구동축에 전달하는 유성기어부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 지지부는 테이퍼드(tapered)형상으로 구비될 수 있다.

상기 지지부는 일단이 상기 베이스와 결합되어 상기 구동모터를 수용하는 제1지지부; 및 상기 제1지지부의 타단에서 상기 베이스와 멀어지는 방향으로 결합되어 상기 분쇄주기어축의 적어도 일부를 수용하는 제2지지부;를 포함할 수 있다.

상기 제1지지부 및 상기 제2지지부는 서로 경사지게 형성될 수 있다.

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

본 개시는 캡슐 개봉과 원두를 분쇄하는 그라인더(grinder, 또는 분쇄부)를 동일한 구동원을 이용하여 작동시킴으로써 커피추출장치를 단순화하는 효과가 있다.

본 개시는 그라인더의 회전 구동을 위한 모터를 기기하부에 위치시켜 커피추출장치 전체의 무게중심을 낮추어 안정적인 구조를 구현하여 장치 사용에 있어 구조적 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

본 개시는 유니버셜 조인트를 사용하여 누적공차 및 조립오차의 누적에 따른 소음 및 진동 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 개시는 유니버셜 조인트를 사용하여 각 구동기어들 전부에 평기어를 사용하여 구동 전달 손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 커피추출장치의 일례를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2(a)는 분쇄부에 포함되는 코니컬 버의 조립된 형태를 나타낸 것이다.
도 2(b)는 코니컬 버의 외부 버인 제1버의 일례를 나타낸 것이다.
도 2(c)는 코니컬 버의 내부 버인 제2버의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 커피추출장치에 포함된 분쇄부의 일례를 나타낸 것이다.
도 4는 커피추출장치에 포함된 분쇄부의 일례를 분해해서 도시한 것이다.
도 5는 제2그라인딩부와 가이드부가 결합된 일례를 도시한 것이다.
도 6(a)는 복수 개의 제1블레이드가 캡슐 내부로 삽입된 것을 도시한 것이다. 도 6(b)는 복수 개의 제1블레이드가 기 설정된 개봉높이만큼 최대로 수직이동하여 상기 캡슐 내부에 삽입된 것을 도시한 것이다. 도 6(c)는 도 6(a)의 높이방향 단면을 이용하여 캡슐의 장착 초기 제1블레이드의 높이를 도시한 것이다. 도 6(d)는 도 6(b)의 높이방향 단면을 이용하여 최대로 캡슐내부에 삽입된 경우의 복수 개의 제1블레이드의 높이를 도시한 것이다.
도 7은 본 개시의 일례에 따른 캡슐개봉부를 나타낸 것이다.
도 8은 동력전달축의 일례를 나타낸 것이다.
도 9(a) 및 도 9(b)는 분쇄구동부와 분쇄부 및 캡슐개봉부의 일례를 나타낸 정면도 및 단면도를 나타낸 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 개구된 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 뚜껑과 같은 형태로 밀봉되는 경우에는 상기 플라스틱 뚜껑을 돌려 개봉하는 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 2(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(6002)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(6002)는 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 수도 있다.

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. 베이스(920)는 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 간접적으로 연결되어있어, 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 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 분쇄공간(238)의 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 2(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 참조)와 상기 제1버 입구(2318)쪽에서 결합할 수 있는데, 분쇄회전부(250, 도 4 참조)와 결합시, 상기 분쇄회전부(250, 도 4 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 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 2(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 제1버와 상기 제2버의 분쇄공간의 크기는 상기 제2버(232)의 상기 제1버의 축방향을 따라 이동함으로써 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 3은 커피추출장치(1000)에서 분쇄부(200)의 일례를 도시한 것이다. 도 3 및 도 4는 분쇄동력부(2911)가 분쇄부(200)에 인접하게 설치된 것을 나타내고 있으나, 본 개시는 분쇄동력부(2911)가 베이스(920)에 인접하게 설치된 것을 나타낸다. 따라서 본 개시에 따른 발명을 이해하기 위하여 도 3을 참고할 때, 분쇄동력부(2911)의 위치에 관해서는 도 8 및 도 9를 참고한다.

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 2 참조)를 포함하는 제1그라인딩부(211), 상기 제1버(231, 도 2 참조)에 삽입되는 제2버(232, 도 2 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(291), 분쇄조절구동부(292, 도 4 참조)를 포함할 수 있다. 상기 분쇄구동부(291)는 분쇄기어부(2915) 및 상기 분쇄기어부(2915)를 회전시키는 분쇄동력부(2911)를 포함하고, 상기 분쇄조절구동부(292)는 상기 분쇄조절기어부(2925, 도 4 참조) 그리고, 상기 분쇄조절기어부(2925, 도 4 참조)에 회전력을 전달하는 분쇄조절동력부(2921, 도 4 참조)를 포함할 수 있다.

또한, 분쇄기어부(2915) 및 분쇄동력부(2911) 사이에는 유성기어부(2913, 도 4 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)는 커피추출장치의 분쇄부(200), 급수부(400), 추출부(600) 등과 결합하여 지지해주는 역할을 수행해줄 뿐만 아니라, 내부에서 동력을 발생시키고, 전달해주는 장치도 설치되는 설치공간(915)을 제공할 수 있다. 또한, 도 3에서는 유성기어부(2913) 및 분쇄동력부(2911) 등이 상기 설치공간(915) 중 분쇄부(200)의 일 측면에 위치한 부분에 위치한 일례를 도시하고 있으나 이와 달리, 본 개시에 따른 일 실시예는 상기 분쇄동력부(2911) 및 유성기어부(2913)는 베이스(920)에 가깝게 위치시키고 동력전달축(2912, 도 8참고)을 이용하여 상기 원두공급부(100) 및 분쇄부(200)에 동력을 전달할 수 있다.

도 3에서는 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 참조)가 분쇄주기어(2916, 도 4 참조) 및 분쇄종기어(2917)를 포함하고, 분쇄종기어(2917)는 제1그라인딩부(211)에 구비되는 분쇄회전부(250)에 연결될 수 있다.

또한, 분쇄주기어(2916, 도 4 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 분쇄주기어(2916)는 분쇄주기어축(2916a)에 연결되어 분쇄동력부(2911)에 유성기어부(2913, 도 4 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 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 기어연결암(2918)을 통해 상기 분쇄종기어(2917)에 전달하여 상기 분쇄회전부(250)에서 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 구동모터를 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 참조)에 결합될 수 있다. 상기 결합공간을 형성하여, 상기 제1그라인딩부(211)의 착탈가능한 결합공간을 제공하는 그라인더고정부(281), 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 3 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 4참조)가 커피가루의 이동영역에 위치하지 않게 되어 분쇄회전부의 오염을 최소화할 수 있다.

도 4는 분쇄부(200)를 분해한 일례를 나타낸 것이다. 본 개시에 따른 발명을 이해하기 위하여 도 4을 참고할 때, 분쇄동력부(2911)의 위치에 관해서는 도 8 및 도 9를 참고한다.

상기 분쇄부(200)는 크게 그라인더어셈블리(210) 및 상기 그라인더어셈블리(210)를 지지하고 동력을 전달하는 지지어셈블리(270)를 포함할 수 있다. 상기 그라인더어셈블리(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 2 참조), 상기 제1버 관통홀(2313)의 일단에 위치하여 상기 원두를 유입하기 위한 제1버 입구(2318, 도 2 참조), 상기 제1버 관통홀(2313)의 타단에 위치하여 상기 원두를 분쇄하여 커피가루로 배출하는 제1버 출구(2319, 도 2 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 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 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 고정축지지부(2421) 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 고정축지지부(2421)는 상기 원두유입홀(2423)의 내면과 상기 고정축지지부(2421)를 연결하는 적어도 하나의 보강리브(2422)에 의해 연결되어 지지될 수 있다.

상기 고정축지지부(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 고정축지지부(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 4에 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 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(291) 및 분쇄조절회전부(260)를 구동시키는 분쇄조절구동부(292)를 포함할 수 있다. 상기 분쇄구동부(291)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(292)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 4에 도시된 바와 같이 상기 분쇄조절구동부(292)는 상기 분쇄구동부(291)의 측면에 위치할 수 있다. 상기 분쇄조절구동부(292)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(292)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 5에서 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(292)는 구동결합부(2923) 및 구동체결부(2924)를 통해 상기 결합공간(2811)의 일측에 결합할 수 있다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 원두가 저장된 캡슐을 캡슐개봉부(110)에 의해 개봉하는 원두공급부(100)의 일례를 도시하고 있다. 도 6(c) 및 도 6(d)는 각각의 단면을 나나탠다.

커피추출장치(1000)는 원두가 저장된 캡슐이 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 캡슐개봉부(110)를 통해 배출되는 원두를 분쇄하기 위해 분쇄부(200) 및 상기 제1개봉기어(171)를 회전시키는 분쇄주기어축(2916a)에 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.

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.

사용자가 원하는 원두의 종류를 담고 있는 캡슐을 캡슐장착부(191)에 장착하게 되면, 전술한 바와 같이 캡슐폐쇄부(750)의 가장자리는 복수 개의 제1블레이드(1111a)에 의해 찢어지게 될 것이다. 따라서, 상기 복수 개의 제1블레이드(1111a)의 상단 일부는 상기 캡슐폐쇄부(750)를 관통하여 상기 캡슐 내부로 삽입될 것이다.

다시 말해, 상기 캡슐을 상기 캡슐장착부에 장착시, 상기 복수 개의 제1블레이드 각각의 자유단에 인접한 상부는 이에 대응되는 상기 캡슐폐쇄부의 일부를 관통하여, 상기 캡슐바디의 내부로 삽입될 수 있다.

사용자가 전원을 켜서 개봉기어부(170)를 회전시키면, 드라이버회전부(115)가 내부에 고정된 드라이버 이동가이드부(113)와 함께 회전을 하게 될 것이고, 이에 따라 드라이버부(111)는 이동 나사돌기(1133)를 타고 상기 개봉높이까지 이동하게 될 것이다. 이를 통해, 도 6(b)에 도시된 것처럼, 장착시 캡슐폐쇄부(750)의 가장자리가 찢어진 캡슐의 내부로 복수 개의 제1블레이드(1111a)가 삽입될 것이다.

한편, 도 6(b)를 참조하면 복수 개의 제1블레이드(1111a)가 제1방향으로 경사져 있다면, 복수 개의 제2블레이드(1119a)는 이와 반대방향인 제2방향으로 경사져 있을 수 있다. 이를 통해 원두는 더욱 원활하게 배출될 수 있다.

도 6(c)를 참고하면, 드라이버부(111)가 초기위치에 있는 경우, 캡슐이 장착되어, 복수 개의 제1블레이드(1111a)의 가장자리 일부가 상기 캡슐폐쇄부(750)를 뚫고 삽입된 단면을 나타낸 것이다.

도 6(d)를 참조하면, 상기 드라이버부(111)가 도 6(c)에 도시된 초기위치에서 화살표로 표시된 방향을 따라 상기 개봉높이까지 이동한 것을 도시하고 있다. 즉, 상기 드라이버부(111)는 초기위치에서 개봉높이까지 h로 표시된 거리를 이동하도록 설계되어 있다.

도 7은 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 캡슐이 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 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.

도 7에 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.

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(282) 및 상기 그라인더고정부(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 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 분쇄동력부가 지지부의 하부에 배치되는 커피추출장치를 나타내고 있다.

도 8을 참조하면, 상부에 캡슐개봉부(110)와 분쇄부(200)가 설치된다. 상기 캡슐개봉부(110)와 분쇄부(200)는 지지부(910)에 의해 지지된다. 상기 지지부(910)의 하단에는 베이스(920)가 결합되어 캡슐개봉부(110), 분쇄부(200) 및 지지부(910)의 하중을 지면으로부터 모두 지지한다. 상기 베이스(920)의 질량에 따라 커피추출장치 전체의 안정성이 변화할 수 있다. 상기 지지부(910) 내부에는 상기 캡슐개봉부(110)와 상기 분쇄부(200)를 구동시키는 구동모터(29111) 및 구동축(29112)을 포함하는 분쇄동력부(2911)가 설치된다. 상기 분쇄동력부(2911)는 상기 지지부(910) 내부에서 상기 베이스(920)에 인접하게 설치된다. 상기 분쇄동력부(2911)를 구성하는 구동모터(29111)가 상기 분쇄부(200)를 작동시키기 위해서는 상당히 높은 출력을 낼 수 있어야 한다. 따라서 상기 구동모터(29111)의 질량이 늘어나고, 상기 구동모터(29111)가 아래로 배치될 경우 커피추출장치 전체의 무게중심을 낮출 수 있다. 이에 따라, 커피추출장치의 작동 안정성이 향상될 수 있다.

상기 분쇄동력부(2911)는 적어도 일부가 상기 지지부(910) 내부에 설치된다. 상기 분쇄동력부(2911)의 하단은 상기 베이스(920)에 일부 결합될 수 있다. 상기 지지부(910)는 상기 베이스(920)로부터 상부로 연장될 수 있다. 상기 지지부(910)와 상기 분쇄부(200) 및 상기 지지부(910)와 상기 추출부(600)가 결합되는 부분에는 연통홀이 형성될 수 있다. 상기 연통홀을 통해서 상기 분쇄동력부(2911)의 동력이 상기 분쇄부(200) 또는 상기 추출부(600)로 전달될 수 있다. 상기 연통홀에 기어와 같은 동력전달장치가 삽입되어 동력발생장치로부터 발생된 동력이 외부로 전달될 수 있다.

상기 지지부(910)의 일측에는 지지어셈블리(270)가 결합될 수 있다. 상기 지지어셈블리(270)는 일측이 상기 지지부(910)에 지지되어 상기 분쇄부(200)가 설치되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 지지어셈블리(270)는 상기 지지부(910)에 나사 결합 될 수 있고, 억지 끼움 결합될 수 있다. 결합 방법은 상기 분쇄부(200)의 하중을 견딜 수 있는 것이면 충분하다. 상기 지지어셈블리(270)는 일측이 상기 지지부(910)에 결합되어 지지되고, 타측은 상기 분쇄부(200)가 결합되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 결합공간에 상기 분쇄부(200)가 상하로 결합될 수 있다. 상기 커피추출장치의 유지 및 보수 과정에서 상기 분쇄부(200)를 상기 지지어셈블리(270)로부터 분해하여 세척작업을 수행할 수 있다.

상기 지지어셈블리(270)보다 상기 베이스(920)에 가까운 상기 지지부(910)의 일측에는 상기 지지어셈블리(270)와 유사한 형태의 지지 프레임이 결합될 수 있다. 상기 지지 프레임에는 상기 추출부(600)가 결할될 수 있다. 상기 추출부(600)가 결합될 경우 상기 지지부(910)는 상기 추출부(600) 또한 지지하게 된다. 상기 지지어셈블리(270) 또는 상기 지지프레임은 상기 지지부(910)와 별도의 구성으로 제작되어 결합될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니고 상기 지지부(910)에서 돌출되는 형상으로 일체로 제작될 수 있다. 상술한 방법에 제한되지 않고 상기 지지부(910)가 상기 추출부(600) 및 분쇄부(200)를 지지할 수 있는 방법이면 가능한 모든 방식의 제작 및 결합이 적용될 수 있다.

상기 분쇄부의 상단에는 캡슐개봉부(110)가 설치될 수 있다. 상기 캡슐개봉부(110)의 작동원리는 상술한 방식과 동일하다. 상기 캡슐개봉부(110) 또한 상기 지지부(910)에 결합되는 지지 프레임에 의해 지지될 수 있다. 상기 지지 프레임에 상기 캡슐개봉부(110)가 결합되는 방식은 상기 분쇄부(200) 또는 상기 추출부(600)가 결합되는 방식과 유사하게 적용될 수 있다. 상기 캡슐개봉부(110)를 구성하는 제1개봉기어(171)는 상기 분쇄주기어축(2916a)에 결합될 수 있다. 상기 분쇄주기어축(2916a)에는 상기 분쇄주기어(2916)도 결합되며, 상기 제1개봉기어(171)는 상기 분쇄주기어(2916)를 기준으로 상기 베이스(920)에서 멀어지는 방향에 결합될 수 있다. 상기 캡슐개봉부(110)가 상기 분쇄부(200)보다 상부에 위치하기 때문에 상기 제1개봉기어(171)는 상기 분쇄주기어(2916)보다 상부에 위치할 수 있다. 상기 제1개봉기어(171)는 상기 지지부(910)의 내부에 위치할 수 있다. 상기 지지부(910)의 일측에 형성되는 연통홀을 통해서 상기 제1개봉기어(171)가 상기 캡슐개봉부(110)의 드라이버부(111)에 동력을 전달할 수 있다. 구체적으로 상기 제1개봉기어(171)는 상기 드라이버회전부(115)를 회전시킬 수 있고, 상기 드라이버회전부(115)가 회전함에 따라 드라이버부(111)가 상기 캡슐을 향해 이동하여 상기 캡슐을 개봉할 수 있다. 즉, 상기 지지부(910) 내부에 위치하는 상기 제1개봉기어(171)가 상기 분쇄주기어축(2916a)에 의해 회전하여, 상기 지지부(910) 측면에 형성되는 연통홀을 통해 상기 드라이버회전부(115)를 회전시키고, 상기 드라이버부가 상기 캡슐을 개봉할 수 있다. 상기 캡슐개봉부(110)의 외부는 사용자에게 노출될 수 있으나, 상기 캡슐개봉부(110)에 동력을 전달하고 내부에서 동력을 전달받는 구성들은 상기 지지부(910) 및 상기 캡슐개봉부(110)를 지지하는 프레임에 의해 사용자에게 노출되지 않을 수 있다. 이를 통해 상기 캡슐개봉부(110)를 구성하는 부품이 파손되거나 이물질이 개입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 분쇄동력부(2911)가 상기 베이스(920)에 인접하게 설치될 경우 동력을 발생시키는 구동모터(29111)에서 발생하는 동력을 상기 캡슐개봉부(110) 및 상기 분쇄부(200)에 전달하는 방법이 문제가 될 수 있다. 상기 구동모터(29111)에서 발생하는 동력을 전달하는 구동축(29112)을 연장할 수 있다. 그러나, 동력 전달을 위해서 수직으로 길게 연장할 필요성이 있고, 상기 구동축(29112)의 길이가 길어질수록 공차에 민감하게 반응할 수 있다. 기어를 통한 동력 전달장치의 특성상 공차에 의해 기어가 맞물리지 않게 될 경우, 동력 전달 자체가 불가능해 질 가능성이 존재한다. 또한, 상기 구동축(29112)이 길어짐에 따라, 작동 과정에서 발생하는 진동에 의해 작동 오류가 발생할 가능성이 증가할 수 있다. 이를 해결하기 위해 상기 구동모터(29111)의 동력을 전달하는 상기 구동축(29112)과 상기 캡슐개봉부(110) 및 상기 분쇄부(200)를 작동시키는 분쇄주기어축(2916a) 사이에 동력을 전달할 수 있는 동력전달축(2912)을 연결할 수 있다. 상기 동력전달축(2912)은 일단은 구동축(29112)에 결합되고 타단은 분쇄주기어축(2916a)에 결합될 수 있다. 이를 통해 상기 구동모터(29111)에서 발생한 회전이 상기 구동축(29112)에 전달되고, 상기 구동축(29112)과 연결된 상기 동력전달축(2912)을 통해 상기 분쇄주기어축(2916a)에 전달될 수 있다. 상기 분쇄주기어축(2916a)이 회전할 경우 이에 결합된 기어가 회전하여 상기 캡슐개봉부(110) 및 상기 분쇄부(200)를 작동시킬 수 있다.

상기 구동축(29112)과 상기 동력전달축(2912)은 축의 방향이 서로 일치하지 않을 수 있다. 또한 상기 동력전달축(2912)과 상기 분쇄주기어축(2916a)의 축 방향도 서로 일치하지 않고 어긋나게 배치될 수 있다. 상기와 같이 서로 축 방향이 일치하지 않는 경우에 회전 동력을 전달하는 방법으로 유니버셜 조인트(universal joint)가 이용될 수 있다.

유니버셜 조인트(universal joint)에 의해 결합될 수 있다. 유니버셜 조인트란 구동축과 피구동축이 비교적 떨어진 위치에 있고, 두 축이 나란하지 않거나 피구동체가 유동적인 경우에 사용되는 동력전달장치다. 즉, 2개의 축이 나란히 정렬되어 있지 않아도 동력 전달이 가능하며, 각도변화가 있는 피구동체에 효율적으로 동력을 전달할 수 있는 기계장치를 말한다. 일반적으로, 회전축에 전방위적 충격이 가해지는 자동차의 동력전달에 많이 이용된다. 유니버셜 조인트는 양 축을 서로 연결하는 십자축, 및 십자축이 축 상에 서 회전 가능하도록 지지하는 베어링 및 상기 십자축이 삽입되는 요크로 구성된다. 상기 요크 상에서 상기 십자축이 회전할 수 있으므로 유니버셜 조인트는 나란하지 않은 축 사이의 동력전달을 가능케 한다.

유니버셜 조인트는 양쪽 축이 평행을 이루는 경우에는 등속도로 운동을 하며 일체축과 같은 운동을 보인다. 그러나 양 축간에 각도의 차이가 발생하면 사인파와 같은 형상으로 각속도가 변화하게 된다. 한바퀴를 도는 속도는 동일하더라도 사인파와 같이 회전 구간별로 속도 변화가 발생하게 된다. 구조 상의 구속 조건에 의해 서로 연결된 회전축의 회전력이 서로 충돌을 일으키게 되고 결과적으로 속도차이가 발생한다. 이와 같은 속도 변화를 상쇄시키기 위해 축의 양단에 유니버셜 조인트를 적용할 수 있다. 양 단에 유니버셜 조인트가 적용되는 경우에는 사인파 형태로 발생하는 속도차이가 양단에서 상쇄될 수 있다. 이를 통해, 유니버셜 조인트를 적용할 때 구동축과 피구동축 사이에서 발생하는 속도차이를 해소할 수 있다. 그러나, 필수적으로 양단에 유니버셜 조인트가 적용되어야 할 것은 아니고 일측에 한하여 유니버셜 조인트가 적용되는 것도 가능하다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 구동축(29112)이 상기 분쇄주기어축(2916a)에 동력을 직접 전달하도록 구비될 수 있다. 이 경우 상기 구동축(29112)과 상기 분쇄주기어축(2916a)는 유니버셜 조인트에 의해 결합될 수 있다. 상기 구동축(29112)과 상기 분쇄주기어축(2916a)이 유니버셜 조인트로 결합될 경우, 양 축의 축방향이 서로 일치하지 않아도 된다. 따라서 상기 분쇄구동부(291)의 설치 위치가 자유롭게 선택될 수 있다. 상기 분쇄구동부(291)는 상기 베이스(920)에서 상기 분쇄부(200)를 향해 수직을 이룰 필요가 없고, 상기 베이스(920)에서 비스듬한 방향으로 결합될 수 있다. 상기 분쇄구동부(291)가 상기 베이스(920)에서 상기 분쇄부(200)를 향해 비스듬하게 결합될 경우 다양한 디자인의 커피추출장치를 제작할 수 있으며 장치의 심미성을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한 상기 구동축(29112)이 직접 상기 분쇄부(200)에 결합되는 것에 비하여 기어의 결합 및 동력 전달 안정성을 향상시킬 수 있다. 자연스럽게 상기 분쇄구동부(291)가 설치되는 상기 지지부(910)의 부피를 감소시킬 수 있다. 상기와 같은 부피 감소로 인해 제작 비용을 절감할 수 있다.

한편, 도 8을 참고하면, 상기 구동축(29112)과 상기 분쇄주기어축(2916a)은 동력전달축(2912)에 의해 연결될 수 있다. 그리고 상기 동력전달축(2912)은 양단의 결합부가 유니버셜 조인트로 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 양 측에 유니버셜 조인트를 이용할 경우 속도차이를 상쇄시킬 수 있다. 따라서, 일단에만 유니버셜 조인트를 적용하는 경우에 비해서 상기 분쇄주기어축(2916a)을 일정한 속도로 회전시킬 수 있다. 또한 상기 구동축(29112)과 상기 분쇄주기어축(2916a)을 직접 연결하는 것에 비하여 축의 길이를 짧게 제작할 수 있다. 상기 축의 길이가 짧아질수록 제작 공차에 따라 작동 오류가 발생할 확률이 줄어드는 효과가 있다.

상기 동력전달축(2912)의 양쪽에는 상기 구동축(29112) 및 상기 분쇄주기어축(2916a)과 결합되는 요크(29121)가 형성될 수 있다. 또한 대응되는 상기 구동축(29112) 및 상기 분쇄주기어축(2916a)의 단부에서 요크(29121)가 형성될 수 있다. 서로 대응되는 요크(29121)는 십자축(29122)에 의해 결합될 수 있다. 상기 동력전달축(2912)의 양단에 구비되는 요크(29121)는 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 상기 요크(29121)가 대칭 형성되어 상기 동력전달축(2912) 전체가 서로 대칭되게 형성될 경우에 상기 동력전달축(2912)의 결합 과정에서 좌우 구분이 필요없게 된다. 따라서 조립, 제조 공정이 용이하게 되고 속도가 향상되는 효과가 도출될 수 있다.

또한 상기 동력전달축(2912)에 의해 상기 구동축(29112)과 상기 분쇄주기어축(2916a)이 결합될 경우에 상기 구동모터(29111)의 외부로 노출되는 상기 구동축(29112)의 길이는 상기 동력전달축(2912)의 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 이상적으로 회전축은 정확하게 회전중심에 위치하여 자전하게 된다. 그러나 실제로는 설계 및 제작 과정에서 공차가 발생하여 회전축이 정확히 회전중심에 위치하는 것이 불가능하다. 따라서 필연적으로 회전축은 자전하며, 회전중심에서 편심되게 위치하며 회전한다. 이와 같은 경우를 고려하였을 때, 회전축의 길이가 길어지게 되면 회전축 일단의 미세한 편심정도가 회전축의 타단에서는 큰 변위를 발생시킨다. 따라서 회전축의 길이가 짧을 경우에 편심에 의한 오차가 적게 발생한다. 상기 구동모터(29111)에 연결되는 상기 구동축(29112)의 길이가 짧아질수록 상술한 바와 같이 작동 과정에서 오차가 저감될 수 있다.

또한, 상기 구동축(29112)의 길이가 짧아질수록 비틀림에 대한 저항성도 증가하게 된다. 따라서, 상기 구동축(29112)의 길이를 상기 동력전달축(2912)보다 짧게 형성할 경우에 구동축(29112)의 회전에서 발생하는 작동 오차를 감소시킬 수 있고, 상기 구동모터(29111)에서 발생하는 회전력을 더욱 안정적으로 상기 동력전달축(2912) 및 상기 분쇄주기어축(2916a)에 전달할 수 있다. 즉, 에너지 효율의 관점에서 상기 커피추출장치를 더욱 효율적으로 구동할 수 있는 효과가 있다.

상기 분쇄동력부(2911)는 상기 지지부 내부에 설치되되, 상기 베이스(920)에 결합될 수 있다. 상기 분쇄동력부(2911)가 커피추출장치(1000)의 하부로 갈수록 커피추출장치 전체의 무게중심이 낮아져서 안정성이 높아지는 효과가 있다. 그러나 일면이 상기 베이스(920)에 접촉될 경우 다양한 방향에서 상기 분쇄동력부(2911)의 움직임을 제한할 수 있으므로 안정화 효과가 더욱 향상될 수 있다. 상기 분쇄동력부(2911)가 상기 베이스(920)에 결합되는 방식으로는 상기 구동모터(29111)의 일측이 상기 베이스(920)에 결합될 수 있다. 상기 구동모터(29111)에 결합부가 형성되어 상기 베이스(920)와 나사결합 되는 방식이 이용될 수 있다. 그러나 결합 방식 및 체결방법으로는 상술한 방법뿐 아니라 상기 분쇄동력부(2911)를 안정적으로 지지할 수 있는 방법이라면 다른 다양한 방법이 이용될 수 있다.

한편, 상기 지지부(910)는 상기 지지부(910) 외부에 상기 분쇄부(200)가 결합되는 공간을 형성하는 지지어셈블리(270)를 포함할 수 있다. 상기 분쇄부(200)는 상기 지지어셈블리(270)에 결합되어 상기 지지부(910) 외부에 위치할 수 있다. 상기 지지어셈블리(270)의 일측에서 상기 분쇄부(200)가 지지될 경우 심미성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 분쇄부(200)를 양측에서 지지하는 것에 비해 공간 활용의 효율성을 높일 수 있다.

또한, 상기 지지부(910)는 상기 캡슐개봉부(110)가 결합되는 공간을 제공하는 보호프레임(193)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호프레임(193)은 상기 캡슐개봉부(110)를 상기 지지부(910)의 외부에서 지지할 수 있다. 상기 캡슐개봉부(110) 및 상기 분쇄부(200)가 모두 지지부(910)의 외부에서 결합되는 구조로 제작될 수 있다. 상기 분쇄부는 상기 지지어셈블리(270)의 상측 또는 하측에서 결합될 수 있으며, 상기 캡슐개봉부(110) 또한 상기 보호프레임(193)의 상측 또는 하측에서 결합될 수 있다. 즉, 상기 분쇄부(200) 또는 상기 캡슐개봉부(110)는 상기 지지부(910)로부터 착탈 가능하게 조립될 수 있다. 사용자가 필요에 따라 상기 분쇄부(200) 또는 상기 캡슐개봉부(110)를 착탈할 수 있으므로 유지 및 보수가 용이하다. 상기 커피추출장치의 지속적인 사용으로 인하여 오염이 누적될 경우에 사용자는 상기 분쇄부(200) 및 상기 캡슐개봉부(110)를 상기 지지부(910)로부터 분리하여 세척할 수 있다. 그러므로 상기 커피추출장치를 더욱 청결하게 이용할 수 있다.

도 9(a) 및 도 9(b)는 분쇄동력부로부터 분쇄부 및 캡슐개봉부에 동력을 전달하는 구성을 나타내는 정면도 및 단면도이다.

도 9(a)를 참조하면, 상기 캡슐개봉부는 캡슐을 개봉하는 드라이버부(111), 회전을 통해 상기 드라이버부(111)를 캡슐이 위치한 방향으로 이동시키는 드라이버회전부(115) 및 구동모터(29111)에서 발생한 회전력을 상기 드라이버회전부(115)에 전달하는 개봉기어부(170)를 포함할 수 있다. 상기 드라이버부(111)는 칼날을 포함하여 상기 캡슐의 일측을 절단할 수 있도록 구비될 수 있다. 상기 드라이버부(111)는 상하 직선운동을 할 수 있으며, 상기 드라이버부(111)의 상하 직선운동을 상기 드라이버회전부(115)가 유도할 수 있다. 상기 드라이버회전부(115)의 회전은 상기 개봉기어부(170)에 의해 개시될 수 있다. 자세한 작동 방식은 상술한 바와 같다.

상기 개봉기어부(170)는 상기 분쇄주기어축(2916a)에 직접 연결될 수 있다. 이에 다라, 상기 분쇄주기어축(2916a)이 회전할 때 상기 개봉기어부(170)도 작동할 수 있다. 구체적으로 개봉기어부(170)를 구성하는 제1개봉기어(171)에 상기 분쇄주기어축(2916a)이 결합될 수 있다. 상기와 같은 구조로 결합될 경우, 상기 지지부(910)의 하부에 위치하는 분쇄동력부(2911)에서 발생하는 회전력이 상기 동력전달축(2912)를 통해 상기 분쇄주기어축(2916a)에 전달되고, 상기 분쇄주기어축(2916a)이 상기 개봉기어부(170)를 회전시킴으로서 상기 드라이버회전부(115)를 회전시키고, 상기 드라이버부(111)를 상승시켜 캡슐을 개봉할 수 있다. 상기 커피추출장치의 하부에 위치하는 분쇄동력부(2911)의 동력을 이용하여 상기 커피추출장치의 상부에 있는 개봉기어부(170)를 작동시킬 수 있다. 상기 분쇄부(200)와 상기 캡슐개봉부(110)를 하나의 축을 이용하여 동시에 작동하여 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 9(b)를 참고하면, 또한 상기 구동모터(29111)의 회전은 유성기어부(2913)를 통해 상기 구동축(29112)에 전달될 수 있다. 전기모터의 회전은 실제 필요한 회전보다 속도가 빠르거나 토크가 모자랄 수 있다. 유성기어구조를 이용할 경우 입력측의 속도를 감속시키면서 반대로 토크를 향상시켜 출력측에 전달할 수 있다. 즉, 상기 구동모터(29111)와 상기 구동축(29112) 사이에 상기 유성기어부(2913)를 적용할 경우에 상기 분쇄부(200)에서 필요한 충분한 토크를 발생시키면서도, 회전속도를 낮추어 실제 이용에 적절하도록 조절할 수 있다. 상기 유성기어부(2913)를 통해 상기 구동축(29112)에 전달되는 상기 구동모터(29111)의 회전력은 상술한 바와 같이 상기 동력전달축(2912) 및 상기 분쇄주기어축(2916a)을 통해 상기 분쇄부(200) 및 상기 캡슐개봉부(110)에 전달될 수 있다.

도 8을 참고하면, 본 개시의 일 실시예에 따르면 상기 분쇄동력부(2911)가 상기 베이스(920) 상에서 비스듬하게 설치될 수 있다. 상기 분쇄동력부(2911), 상기 동력전달축(2912) 및 상기 분쇄주기어축(2916a)이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 지지부(910)가 상기 분쇄동력부(2911), 상기 동력전달축(2912) 및 상기 분쇄주기어축(2916a)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 구동모터(29111) 및 상기 회전축들의 회전반경을 둘러싸기 위해서 상기 지지부(910)는 상기 베이스(920)에서 상기 분쇄부(200)로 갈수록 면적이 좁아지는 테이퍼드(tapered) 형상으로 제작될 수 있다.

상기 지지부(910)의 형상을 테이퍼드 형상으로 구비할 경우, 베이스(920)부터 일정한 단면으로 연장되는 것에 비하여 불필요한 공간이 낭비되는 것을 방지할 수 있으며, 심미성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면 상기 지지부(910)는 상기 베이스(920)부터 상기 분쇄부(200)까지 연결되는 과정에서 굴절되는 형상으로 제작될 수 있다. 상기 베이스(920)와 결합되는 부분을 제1지지부(911) 상기 분쇄부와 결합되는 부분을 제2지지부(912)로 형성할 수 있다. 제1지지부(911)는 상기 분쇄동력부(2911)와 상기 동력전달축(2912)의 일부를 수용할 수 있다. 상기 동력전달축(2912)의 제조 길이에 따라 상기 동력전달축(2912) 전부를 수용할 수 있다. 상기 제2지지부(912)는 상기 제1지지부(911)의 일단에 결합되어 상기 분쇄부(200)까지 연장될 수 있다. 상기 제2지지부(912)는 상기 분쇄주기어축(2916a)을 수용할 수 있으며, 상기 동력전달축(2912)의 일부를 수용할 수 있다. 상기 제2지지부(912)는 상기 분쇄주기어축(2916a)을 수용하므로 상기 베이스(920)에 대하여 수직하게 형성될 수 있다. 반면에 제1지지부(911)는 상기 분쇄동력부(2911)가 상기 베이스(920)에 결합되는 각도에 따라 상기 분쇄동력부(2911)를 수용하도록, 동일한 각도로 상기 베이스(920)에 결합될 수 있다. 상기와 같이 지지부가 제1지지부(911) 및 제2지지부(912)로 구성될 경우에 상기 분쇄주기어축(2916a), 동력전달축(2912), 구동축(29112)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 필요한 최소한의 공간만을 사용할 수 있다. 따라서, 공간 사용의 효율성이 향상되고 제작비용을 절감할 수 있다.

100: 원두공급부 1000: 커피추출장치 110: 캡슐개봉부
111: 드라이버부 1111a: 제1블레이드 1119: 제2블레이드
113: 이동가이드부 115: 드라이버회전부 170: 개봉기어부
171: 제1개봉기어 193: 보호프레임 200: 분쇄부
210: 그라인더어셈블리 211: 제1그라인딩부 212: 제2그라인딩부
231: 제1버 232: 제2버 238: 분쇄공간
250: 분쇄회전부 260: 분쇄조절회전부 270: 지지어셈블리
280: 그라인더케이스 281: 그라인더 고정부 282: 기어지지부
283: 기어고정부 291: 분쇄구동부 2911: 분쇄동력부
29111: 구동모터 29112: 구동축 2912: 동력전달축
29121: 요크 29122: 십자축 2913: 유성기어부
2915: 분쇄기어부 2916: 분쇄주기어

Claims (14)

1. 원두가 저장된 캡슐을 개봉하는 캡슐개봉부;
   상기 캡슐개봉부의 하부에 위치하여 상기 캡슐개봉부에 의해 개봉된 상기 캡슐에서 낙하하는 원두를 공급받아 분쇄하는 분쇄부;
   상기 캡슐개봉부와 상기 분쇄부를 지지하는 지지부;
   상기 지지부와 결합되어 바닥면을 형성하는 베이스;
   상기 지지부 내부 중 상기 베이스에 인접하게 위치하고, 상기 캡슐개봉부와 상기 분쇄부를 구동시키는 구동모터 및 구동축을 포함하는 분쇄동력부;를 포함하는 커피추출장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 분쇄부는
   회전하며 상기 원두를 분쇄하는 그라인더어셈블리;
   상기 그라인더어셈블리와 접촉하여 상기 그라인더어셈블리에 회전력을 전달하는 분쇄기어부;
   상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 분쇄기어부에 전달하는 분쇄주기어축;을 포함하고,
   상기 구동축과 상기 분쇄주기어축을 연결하며, 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 분쇄주기어축에 전달하는 동력전달축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 동력전달축의 일단과 상기 구동축 및 상기 동력전달축의 타단과 상기 분쇄주기어축은 유니버셜 조인트로 연결되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 동력전달축의 양단에서 상기 유니버셜 조인트를 형성하기 위해 구비되는 요크는 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 구동모터의 외부로 노출되는 상기 구동축의 길이는 상기 동력전달축의 길이보다 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 분쇄동력부는
   상기 지지부 내부에서 상기 베이스와 결합되게 설치되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
7. 제 3항에 있어서,
   상기 지지부는
   상기 지지부 외부에 상기 분쇄부가 결합되는 공간을 형성하는 지지어셈블리를 포함하고,
   상기 분쇄부는 상기 지지어셈블리에 결합되어 상기 지지부 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 지지부는
   상기 지지부에 결합되어 상기 캡슐개봉부가 결합되는 공간을 제공하는 보호프레임을 더 포함하고,
   상기 캡슐개봉부는 상기 보호프레임에 결합되어 상기 지지부 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 캡슐개봉부는
   상기 캡슐을 개봉하는 드라이버부;
   회전을 통해 상기 드라이버부를 상기 캡슐이 위치한 방향으로 이동시키는 드라이버회전부; 및
   상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 드라이버회전부에 전달하는 개봉기어부;를 포함하고,
   상기 개봉기어부는
   상기 분쇄주기어축에 연결되어 상기 분쇄주기어축과 동시에 회전하며, 상기 드라이버회전부에 회전력을 전달하는 제1개봉기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 분쇄부 및 상기 캡슐개봉부는
    상기 지지부에서 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 구동모터와 상기 구동축 사이에 배치되어 상기 구동모터의 회전을 감속하여 상기 구동축에 전달하는 유성기어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 지지부는 테이퍼드(tapered)형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
13. 제 3항에 있어서,
    상기 지지부는
    일단이 상기 베이스와 결합되어 상기 구동모터를 수용하는 제1지지부; 및
    상기 제1지지부의 타단에서 상기 베이스와 멀어지는 방향으로 결합되어 상기 분쇄주기어축의 적어도 일부를 수용하는 제2지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1지지부 및 상기 제2지지부는
    서로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 커피추출장치.

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