KR20230083505A - 드립 커피 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드립 커피 머신에 관한 것으로, 커피 분말을 수용하며 액상의 커피를 추출하는 드리퍼, 커피 분말에 물을 낙하시키는 출수구를 갖는 출수부, 및 출수구의 위치를 변경시키는 구동부와, 구동부의 위치를 감지하는 센서부를 포함한다.

Description

드립 커피 머신{DRIP COFFEE MACHINE}

본 발명의 실시예들은 드립 커피 머신에 관한 것이다

이하에서 기술되는 내용은 본 발명의 실시예와 관련되는 배경 정보를 제공할 목적으로 기재된 것일 뿐이고, 기술되는 내용이 당연하게 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

최근 들어, 많은 사용자들이 다양한 방식으로 가정에서 직접 커피를 제조해서 마시고 있다. 이와 같이, 사용자가 직접 커피를 제조해서 마실 수 있는 장치를 커피 머신 또는 커피 메이커라 한다.

드립 커피 머신은 드립 커피 방식으로 커피를 추출하는 장치를 말한다.

드립 커피 방식은 커피 원두를 그라인딩 한 후 가열된 물을 부어 커피 분말은 걸러내고 액상의 커피만을 추출하는 방식을 말한다.

드립 커피 방식은, 커피 생산지나 커피 원두를 로스팅 한 정도에 따른 커피 고유의 맛과 향을 가장 잘 표현할 수 있기 때문에 커피 전문점은 물론, 최근에는 일반 가정에서도 흔히 애용하는 방식이다.

드립 커피 방식 중 가장 대표적인 방식을 간략히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 사용자는 드리퍼에 종이 필터를 끼운다. 다음으로, 드리퍼를 서버에 올려두고 그라인딩 커피 분말을 드리퍼에 담는다. 그 다음으로, 드리퍼에 담긴 커피 분말을 향해 사용자가 정하는 핸드 드립 모션으로 가열된 물을 부어 공급한다. 이후, 가열된 물은 드리퍼에 담긴 그라인딩 된 원두를 거쳐 액상의 커피가 추출되고, 액상의 커피는 필터를 통과하여 최종적으로 드리퍼 하단에 위치한 서버에 내려지게 된다.

드립 커피 방식으로 추출되는 커피는 산도 또는 농도 등이 사용자가 드리퍼에 담긴 커피 분말에 물을 붓는 방식, 물의 공급량, 커피가 추출되는 시간 등에 따라 차이가 나타날 수 있다.

최근에는 커피 원두를 분쇄하는 그라인딩 기능과, 그라인딩 된 커피 분말을 공급하는 기능, 및 드리퍼에 담긴 커피 분말에 물을 분사하여 드립 커피 방식으로 커피를 추출하는 커피 머신에 관한 기술이 소개되고 있다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1913340호(이하, 선행문헌 1)에는 드립커피 제조장치가 개시되어 있다.

선행문헌 1에 개시된 드립커피 제조장치는 온수를 토출하는 노즐(즉, 출수구)과, 노즐을 회전시켜 드립패턴을 구현하는 전동장치를 포함한다.

선행문헌 1에서 노즐(즉, 출수구)은 레일 내의 타이밍벨트에 의해 전후로 회전하며, 이와 함께 레일 전체의 회전에 의해 좌우로 회동한다. 이로써, 선행문헌 1의 노즐(즉, 출수구)는 드립 영역 평면 상에서 닫힌 곡선인 원 또는 타원을 그리거나 열린 곡선을 그리며 회전하여 일정한 드립패턴을 구현할 수 있다.

다만, 선행문헌 1의 노즐 회전 방식은, 커피 분말을 향해 안에서 바깥으로 스파이럴 모션으로 물을 공급하고, 이어서 바깥에서 안으로 스파이럴 모션으로 물을 공급하는 기본적인 핸드 드립 모션과 차이가 있다. 다시 말해, 선행문헌 1의 구동장치를 이용하는 경우 기본적인 핸드 드립 형태의 스파이럴 모션을 구현해내기에는 어려움이 있다.

나아가, 선행문헌 1의 드립커피 제조장치는 스파이럴 모션의 구현에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 노즐을 회전시키는 구동부를 감지하는 센서 구성을 구체적으로 제시하고 있지 않다는 단점이 있다. 이러한 센서 구성의 부재로 인하여 노즐 회전의 동작 제어가 어려운 문제점이 있다.

본 발명과 관련된 다른 하나의 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0019466호(이하, 선행문헌 2)는 핸드 드립 커피 머신이 개시되어 있다.

선행문헌 2에 개시된 핸드 드립 커피 머신은 물 공급부의 나선 형태 이동을 가이드 하는 스크류홈을 갖는 디스크를 이용한다. 디스크는 드리퍼의 상단에 위치하며, 물 공급부가 디스크의 스크류홈을 따라 회전하면서 커피 분말을 향해 물을 공급한다. 이에 따라, 물은 스크류홈의 나선 궤적을 따라 투입된다.

그런데, 선행문헌 2에 따르면, 디스크에 형성된 스크류홈의 나선 궤적에 따라 물이 공급되는 방식으로서, 물이 공급되는 나선 궤적은 디스크의 스크류홈 형상에 한정되는 단점이 있다.

다시 말해, 드립 커피 방식은 커피 분말의 양에 따라 스파이럴 모션의 반경을 적절하게 변경 조절할 수 있어야 하며, 이로써 커피 분말을 적절하게 적셔 최적의 추출이 이루어져야만 커피의 맛과 향을 향상시킬 수 있다.

하지만, 선행문헌 2는 물이 공급되는 나선 궤적이 디스크의 홈 형상에 의해 단일의 형상으로 정해져 있기에, 다양한 스파이럴 모션 반경의 적용이 어려운 단점이 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 하나의 선행문헌으로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1324817호(이하, 선행문헌 3)에는 커피 핸드드립 장치가 개시되어 있다.

선행문헌 3에 개시된 커피 핸드드립 장치는 드리퍼의 하부에 드리퍼를 회전시키는 회전구동유닛을 구비하여, 드리퍼에 커피 분말과 물을 주입하면서 중력과 원심력에 의해 추출된 커피가 필터를 통과하여 서버에 수용되도록 한다.

선행문헌 3에 따르면, 드리퍼의 회전에 의해 드리퍼에 수용된 물이 드리퍼의 내부에 비교적 오래 머물 수 있기 때문에 커피 추출 속도의 조절이 가능하며, 커피의 진한 맛과 향을 추구할 수 있다.

하지만, 선행문헌 3에 개시된 커피 핸드드립 장치는 커피 분말을 향해 바깥에서 안으로 스파이럴 모션으로 물을 공급하고, 안에서 바깥으로 스파이럴 모션으로 물을 공급하는 기본 핸드 드립 모션 형태와는 거리가 먼 단점이 있다.

다시 말해, 선행문헌 3은 드리퍼를 회전시켜 드리퍼 내부의 물이 서버로 낙하되는 속도를 조절하여, 단순히 커피 분말과 물이 함께하는 시간을 증가시키는 것으로, 기본적인 핸드 드립 모션을 구현하기에는 부족한 점이 있다. 드립 커피 방식은 숙련된 핸드 드립 모션에 의해 커피 고유의 맛과 향이 더욱 향상될 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명과 관련된 다른 하나의 선행문헌으로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1775685호(이하, 선행문헌 4)에는 물 및 원두 자동공급장치가 개시되어 있다.

선행문헌 4에 개시된 물 및 원두 자동공급장치는 원두를 분쇄하는 원두 분쇄부, 분쇄된 원두에 물을 공급하여 커피를 추출하는 커피 추출부를 포함하는 커피 머신에 장착된다.

선행문헌 4에서, 물 및 원두 자동공급장치는 분쇄된 원두를 커피 추출부에 공급하는 원두 공급부, 물을 커피 추출부에 공급하는 물 공급부를 포함하며, 원두의 양에 따른 물의 공급량을 제어하도록 구성되어 있다.

그런데, 선행문헌 4에 개시된 물 및 원두 자동공급장치는 드리퍼에 담긴 분쇄 원두를 향해 물을 공급하는 지점이 임의의 한 지점으로 국한되어, 핸드 드립 모션 없이 물을 한 위치에서만 공급하도록 구성되어 있다. 이는 드립 커피 방식에서 중요한 핸드 드립 모션을 전적으로 배제한 것으로서, 핸드 드립 모션에 따라 추출되는 커피의 산도, 농도 등의 맛과 향이 달라지는 점을 감안할 때 드립 커피 방식을 구현함에 있어 미흡한 단점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1913340호 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0019466호 대한민국 등록특허공보 제10-1324817호 대한민국 등록특허공보 제10-1775685호

본 발명의 목적은, 핸드 드립 커피 추출 방식과 동일하게 커피 분말이 담긴 드리퍼를 향해 스파이럴 모션으로 물을 골고루 분사하여 커피의 맛과 향을 향상시킬 수 있는 드립 커피 머신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 핸드 드립 방식을 구현해내기 위하여, 커피 분말을 향해 물을 공급하는 출수부가 설정된 추출 시간에 따라 스파이럴 모션 회전반경 및 속도 조절이 가능한 커피 머신을 제공하는 것이다. 즉, 드리퍼에 공급된 커피 분말의 양에 대응하여 출수부의 스파이럴 모션 회전반경의 설정이 가능한 드립 커피 머신을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 그라인더에 의해 분쇄된 커피 분말이 드리퍼로 낙하시 출수부에 쌓이는 현상을 방지하고, 드리퍼에 커피 분말이 균일하게 공급되도록 그라인더 동작시 출수부의 위치를 커피 분말 낙하 영역으로부터 회피시킬 수 있는 드립 커피 머신을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 출수부의 스파이럴 모션에 필요한 회전력을 제공하는 제1, 2 모터의 회전속도를 측정하여 정상동작 여부를 판별할 수 있는 드립 커피 머신을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 드립 커피 머신은 커피 원두를 분쇄하는 그라인더, 상기 그라인더의 하부에 위치하고, 상기 그라인더에서 분쇄된 커피 분말을 수용하며 액상의 커피를 추출하는 드리퍼, 상기 드리퍼의 내부로 물을 낙하시키는 출수구를 갖는 출수부, 및 상기 출수구의 위치를 상기 드리퍼의 상부 드립영역 내에서 변경시키는 구동부, 및 상기 구동부의 위치를 감지하는 센서부를 포함한다.

구동부는, 제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어, 및 상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어를 포함한다.

구동부는, 상기 제1, 2 링 기어 사이에 일단부가 연결되고, 타단부가 상기 출수부의 적어도 일부와 접속 연결되며, 상기 제1, 2 링 기어 간의 회전각 차이에 따라 상기 출수부를 회동시키는 암을 더 포함한다.

구동부는 제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어, 및 상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어를 포함한다. 이에 더하여, 구동부는, 제1 링 기어에 회전력을 제공하는 제1 모터, 및 상기 제2 링 기어에 회전력을 제공하는 제2 모터를 더 포함한다.

제1 모터는, 설정 속도로 회전하는 제1 출력 축, 및 상기 제1 출력 축에 결합되어 회전하는 제1 구동 기어를 포함하고,

제2 모터는, 설정 속도로 회전하는 제2 출력 축, 및 상기 제2 출력 축에 결합되어 회전하는 제2 구동 기어를 포함한다.

제1, 2 모터는, 상하로 동일 중심을 이루어 배치될 수 있다.

제1 출력 축은, 상기 제1 모터의 하부로 돌출될 수 있다.

제2 출력 축은, 상기 제2 모터의 상부로 돌출되어 상기 제1 출력 축과 마주보도록 형성될 수 있다.

제1, 2 구동 기어는, 상하로 간격을 두고서 서로 평행을 이루어 위치할 수 있다.

구동부는, 제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어, 및 상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어를 포함한다.

이때, 센서부는, 제1, 2 링 기어의 회전을 감지하는 링 기어 회전감지부를 포함한다.

링 기어 회전감지부는, 상기 제1 링 기어의 회전을 감지하는 제1 링 기어 회전감지부, 및 상기 제2 링 기어의 회전을 감지하는 제2 링 기어 회전감지부를 포함한다.

제1 링 기어 회전감지부는, 상기 제1 링 기어의 외측에 설치되는 제1 마그넷, 및 상기 제1 마그넷의 위치를 감지하는 제1 홀 센서를 포함한다.

제2 링 기어 회전감지부는, 상기 제2 링 기어의 외측에 설치되는 제2 마그넷, 및 상기 제2 마그넷의 위치를 감지하는 제2 홀 센서를 포함한다.

구동부는, 상기 제1 링 기어를 내측에 수용하는 제1 링 기어 하우징, 및 상기 제1 링 기어 하우징의 하측에 연결되며, 상기 제2 링 기어를 내측에 수용하는 제2 링 기어 하우징을 포함한다.

제1 홀 센서는, 상기 제1 링 기어 하우징의 일측에 고정되어, 상기 제1 링 기어의 외측에서 상기 제1 마그넷과 이격하여 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

제2 홀 센서는, 상기 제2 링 기어 하우징의 일측에 고정되어, 상기 제2 링 기어의 외측에서 상기 제2 마그넷과 이격하여 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

제1, 2 홀 센서는, 상하로 마주하는 위치에 형성될 수 있다.

구동부는, 제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어, 상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어, 상기 제1 링 기어에 회전력을 제공하도록, 제1 출력 축과, 상기 제1 출력 축에 결합되어 회전하는 제1 구동 기어를 포함하는 제1 모터, 및 상기 제2 링 기어에 회전력을 제공하도록, 제2 출력 축과, 상기 제2 출력 축에 결합되어 회전하는 제2 구동 기어를 포함하는 제2 모터를 포함한다.

이때, 센서부는 상기 제1, 2 모터 각각의 동작을 감지하는 모터 동작 감지부를 포함하다.

모터 동작 감지부는, 상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 구동 기어 회전감지부, 및 상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 구동 기어 회전감지부를 포함한다.

제1 구동 기어 회전감지부는, 제1 구동 기어에 마주하여 위치하며, 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 포토 인터럽터를 구비할 수 있다.

제2 구동 기어 회전감지부는, 상기 제2 구동 기어에 마주하여 위치하며, 상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 포토 인터럽터를 구비할 수 있다.

제1, 2 포토 인터럽터는, 상기 제1, 2 구동 기어의 일측에 수직 배치되는 단일의 기판에 서로 이격하여 배치될 수 있다.

또한, 제1 구동 기어 회전감지부는, 상기 제1 모터에 설치되며 상기 제1 모터의 회전을 감지하는 제1 엔코더를 구비할 수 있다.

제2 구동 기어 회전감지부는, 상기 제2 모터에 설치되며 상기 제2 모터의 회전을 감지하는 제2 엔코더를 구비할 수 있다.

구동부는, 상기 제1 구동 기어와 상기 제1 링 기어 사이에 기어 연결되며, 상기 제1 모터의 회전력을 상기 제1 링 기어에 전달하는 제1 아이들 기어, 및 상기 제2 구동 기어와 상기 제2 링 기어 사이에 기어 연결되며, 상기 제2 모터의 회전력을 상기 제2 링 기어에 전달하는 제2 아이들 기어를 포함한다.

제1, 2 아이들 기어는 상하로 동일 중심을 이루어 배치될 수 있다.

제1, 2 아이들 기어는 아이들 샤프트에 축 연결될 수 있다.

아이들 샤프트는 상기 제1 아이들 기어가 축 연결되는 제1 샤프트 몸체, 상기 제1 샤프트 몸체의 하부로 연장 형성되며, 상기 제2 아이들 기어가 축 연결되는 제2 샤프트 몸체, 및 상기 제1, 2 샤프트 몸체 사이의 경계에 형성되는 플랜지부를 포함한다.

구동부는, 상기 센서부의 감지 결과를 기초로 상기 그라인더의 동작 시 분쇄된 커피 분말이 낙하하는 영역으로부터 상기 출수구의 위치를 회피시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르는 드립 커피 머신은, 케이스, 상기 케이스의 후측 상단에 위치하며, 물을 저장하는 수조, 상기 케이스의 전측 상단에 위치하며, 커피 원두를 저장하는 호퍼, 상기 호퍼의 하부에 위치하며, 상기 호퍼에서 공급받은 커피 원두를 분쇄하는 그라인더, 상기 그라인더의 하부에 위치하고, 상기 그라인더에서 분쇄된 커피 분말을 수용하며 액상의 커피를 추출하는 드리퍼, 상기 드리퍼의 내부로 물을 낙하시키는 출수구를 갖는 출수부, 상기 출수구의 위치를 상기 드리퍼의 상부 드립영역 내에서 변경시키는 구동부, 및 상기 구동부의 위치를 감지하는 센서부를 포함한다.

구동부는, 제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어, 상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어, 및 상기 제1, 2 링 기어 사이에 일단부가 연결되고, 타단부가 상기 출수부의 적어도 일부와 접속 연결되며, 상기 제1, 2 링 기어 간의 회전각 차이에 따라 상기 출수부를 회동시키는 암을 포함한다. 이에 더하여, 구동부는, 상기 제1 링 기어에 회전력을 제공하는 제1 모터, 및 상기 제2 링 기어에 회전력을 제공하는 제2 모터를 더 포함한다.

구동부는, 제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어, 및 상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어를 포함한다.

이때, 센서부는, 상기 제1, 2 링 기어의 회전을 감지하는 링 기어 회전감지부를 더 포함한다.

링 기어 회전감지부는, 상기 제1 링 기어의 회전을 감지하는 제1 링 기어 회전감지부, 및 상기 제2 링 기어의 회전을 감지하는 제2 링 기어 회전감지부를 포함한다.

제1 링 기어 회전감지부는, 상기 제1 링 기어의 외측에 설치되는 제1 마그넷, 및 상기 제1 마그넷의 위치를 감지하는 제1 홀 센서를 포함한다.

제2 링 기어 회전감지부는, 상기 제2 링 기어의 외측에 설치되는 제2 마그넷, 및 상기 제2 마그넷의 위치를 감지하는 제2 홀 센서를 포함한다.

구동부는, 제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어, 상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어, 상기 제1 링 기어에 회전력을 제공하도록, 제1 출력 축과, 상기 제1 출력 축에 결합되어 회전하는 제1 구동 기어를 포함하는 제1 모터, 및 상기 제2 링 기어에 회전력을 제공하도록, 제2 출력 축과, 상기 제2 출력 축에 결합되어 회전하는 제2 구동 기어를 포함하는 제2 모터를 포함한다.

이때, 센서부는, 상기 제1, 2 모터 각각의 동작을 감지하는 모터 동작 감지부를 포함한다.

모터 동작 감지부는, 상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 구동 기어 회전감지부, 및 상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 구동 기어 회전감지부를 포함한다.

제1 구동 기어 회전감지부는, 상기 제1 구동 기어에 마주하여 위치하며, 상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 포토 인터럽터를 구비할 수 있다.

제2 구동 기어 회전감지부는, 상기 제2 구동 기어에 마주하여 위치하며, 상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 포토 인터럽터를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 전문적인 드립 커피 추출 방식과 동일하게 커피 분말이 담긴 드리퍼를 향해 설정된 회전반경 및 속도의 스파이럴 모션으로 출수부가 동작하면서 물을 골고루 공급할 수 있다. 드립 커피 방식으로 추출되는 커피는 산도 또는 농도 등이 사용자가 드리퍼에 담긴 커피 분말에 물을 붓는 방식, 즉 핸드 드립 모션에 따라 커피 본연의 산도 및 커피의 맛과 향이 결정될 수 있다. 드리퍼에 담긴 커피 분말의 양에 대응하여 적절한 출수부의 스파이럴 모션 회전반경 및 속도를 조절함으로써, 맛과 향이 우수한 커피를 추출해 낼 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 그라인더 동작 전 출수부의 위치를 커피 분말 낙하영역으로부터 최외곽으로 회피시켜주어, 그라인딩 된 커피 분말이 출수부에 쌓이는 것을 방지하고, 출수부의 위치 간섭으로 인해 커피 분말이 드리퍼에 균일하게 적재되지 않는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 출수부의 스파이럴 모션에 필요한 회전력을 제공하는 모터의 정상동작 여부를 실시간으로 모니터링 할 수 있어, 장치의 오작동을 신속하게 판단할 수 있으며, 최적의 드립 커피 추출 방식을 구현할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 개략단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 요부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부를 확대 도시한 정면사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부를 확대 도시한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부를 확대 도시한 후면사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부의 측면 구조를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부를 구성하는 링 기어에 마그넷이 부착된 상태를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 링 기어에 부착된 마그넷과 마주하여 홀 센서가 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부에 의해 회동하는 회동 암의 설치 구조를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부의 동작에 의해 출수구가 중앙에 위치하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부의 동작에 의해 출수구가 가루 낙하 영역을 회피하여 위치하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부에 따른 스파이럴 모션을 설명하기 위해 도시한 개념도이다.
도 15 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부에 따른 스파이럴 모션을 단계별로 보여주는 동작개념도들이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부에 따른 스파이럴 모션의 예시적인 궤적을 보여주는 도면이다.
도 28은 도 27의 구간 1, 2의 스파이럴 모션을 구현하기 위한 기어 회전각속도 및 기어 회전각 변화를 보여주는 그래프이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

이하의 설명에서, 커피 원두는 커피나무에서 수확한 그대로의 생두(coffee bean)가 아니라, 로스팅 된 커피 원두를 말한다.

이하의 설명에서, 분쇄된 커피 분말(또는 가루)의 크기는 기호 및 원두 종류에 따라 달라질 수 있다. 분쇄된 커피 분말(또는 가루)는 특정 크기를 갖는 커피 가루가 아니라, 기호 및 원두 종류에 따라 변경 가능한 다양한 크기를 갖는 커피 분말(또는 가루)를 의미한다.

이하의 설명에서, 커피 머신은 커피 원두를 그라인더에서 분쇄하고, 분쇄된 커피 분말을 물과 혼합하여, 커피 성분을 물에 녹여 액상의 커피를 추출하는 장치를 말한다

이하의 설명에서, 커피를 추출한다는 의미는 드리퍼에 커피 분말을 공급한 후 물을 공급하여 커피 분말과 물을 서로 접촉시켜, 커피 분말에서 추출한 커피 성분을 포함하는 액상의 커피를 만든다는 것을 말한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구성을 도시하는 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

[드립 커피 머신의 전반적 구조]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 전반적 구조를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 개략단면도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 요부 구성도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 드립 커피 머신(1)은 케이스(10), 수조(20), 호퍼(30), 그라인더(40), 출수부(50), 드리퍼(60), 커피 서버(70)를 포함한다.

케이스(10)는 수조(20), 호퍼(30), 그라인더(40), 출수부(50), 드리퍼(60), 커피 서버(70)를 서로 연결 및 결합시키는 메인 몸체를 말한다.

케이스(10)는 수조(20), 호퍼(30), 그라인더(40), 출수부(50), 드리퍼(60), 커피 서버(70) 각각이 지정된 위치에 설치되도록 지지하는 역할을 한다.

케이스(10)는 다수의 케이스 부품이 조립되는 방식으로 제공될 수 있다.

예를 들어, 케이스(10)는, 베이스부(11), 이너 케이스(12), 아우터 케이스(13), 제1 프론트부 (14), 제2 프론트부(15), 어퍼 케이스(16)를 포함한다.

베이스부(11)는 케이스(10)의 바닥을 이루도록 플레이트 형상을 갖도록 형성된다. 베이스부(11)는 커피 서버(70)가 안착되는 안착 면을 제공한다.

이너 케이스(12)는 호퍼(30), 그라인더(40), 드리퍼(60), 커피 서버(70)가 상하로 배치되는 전방 공간의 후면에 설정 높이로 세워 설치되는 프레임이다.

아우터 케이스(13)는 이너 케이스(12)의 후방에 세워 설치되는 프레임이다. 아우터 케이스(13)는 이너 케이스(13)와 전, 후로 조립되어 박스 형태의 몸체를 이룬다.

이너 케이스(12)와 아우터 케이스(13)의 사이에는 소정의 박스형 공간이 마련된다. 이러한 박스형 공간을 통해 다수의 PCB, 다수의 PCB를 지지하는 PCB 서포터, 송풍 팬을 포함한 다양한 부품 등이 배치될 수 있다.

아우터 케이스(13)의 상단에는 수조(20)가 위치할 수 있다.

제1 프론트부(14)는 이너 케이스(12)의 전방에 위치하도록 세워 설치된다.

제2 프론트부(15)는 제1 프론트부(14)의 전방으로 돌출되도록 결합되는 프레임이다.

제2 프론트부(15)의 평면 내부에는 원형 홀(16)이 형성되며, 이 원형 홀을 통해 출수부의 파이프가 스파이럴 모션을 하며 물을 드리퍼의 내부로 공급한다.

제2 프론트부(15)에는 출수부의 스파이럴 모션을 구현하는 구동부(100)가 위치한다.

어퍼 케이스(17)는 이너 케이스(12) 및 제1 프론트부(14)의 상단에 결합된다.

어퍼 케이스(17)의 내측 상부에는 호퍼(30)가 위치할 수 있으며, 어퍼 케이스(17)의 내측 하부에는 호퍼(30)와 상하로 나란한 위치상에 그라인더(40)가 배치될 수 있다.

수조(20)는 커피의 추출시 분쇄된 커피 분말을 수용하고 있는 드리퍼(60)로 공급되는 물을 저장하는 물 저장 용기를 말한다.

수조(20)는 아우터 케이스(13)의 상단에 위치할 수 있다.

또한, 수조(20)는 저장하고 있는 물을 설정 온도로 가열할 수 있는 가열장치를 더 포함한다.

예를 들어, 수조(10)의 바닥에는 유도가열 방식으로 수조(10)에 보관된 물을 가열하는 유도가열 코일이 더 구비될 수 있다.

또한, 수조(20)는 커버(21)를 더 포함한다. 커버(21)는 수조(20)의 내부에 보관된 물의 오염을 방지하고, 물의 공급은 물론 수조 내부의 청소 작업을 쉽게 할 수 있도록 해준다. 커버(21)는 수조(20)의 상부에서 개폐 가능한 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

수조(20)에 저장된 물은 커피 추출에 적합한 온도로 가열된 후, 출수부(50)를 통해 드리퍼(60)를 향해 공급될 수 있다.

호퍼(30)는 그라인더에 커피 원두를 공급하는 장치이다.

호퍼(30)는 설정 양의 커피 원두를 보관할 수 있는 용기로서, 커피 추출을 위한 커피 원두를 설정 양씩 그라인더(40)로 공급할 수 있다.

그라인더(40)는 커피 원두를 분쇄하는 장치를 말한다.

그라인더(40)는 호퍼(30)를 통해 투입된 로스팅 된 커피 원두를 공급받아 설정 크기 이하의 분말로 커피 원두를 분쇄한다.

예를 들어, 그라인더에서 분쇄되는 커피 분말의 분쇄도(grinding degree)는 적절히 조절 가능할 수 있다.

통상 커피 원두의 종류에 따라 분쇄도가 다를 수 있으며, 이에 따라 커피 추출 정도도 달라질 수 있기 때문에, 사용자 기호 및/또는 커피 원두의 종류에 따라 적절한 분쇄도의 설정이 가능할 수 있다.

그라인더(40)는 드리퍼의 상부에 위치할 수 있다. 그리고 그라인더(40)에서 분쇄된 커피 분말은 그라인더(40)의 하부에 위치한 드리퍼(60)를 향하여 낙하되어 공급된다.

또한, 그라인더(40)는 출수부(50)의 상부에 위치할 수 있다.

구체적으로는 출수부(50)는 그라인더(40)와 드리퍼(60)의 사이에 위치할 수 있다.

바람직하게는, 그라인더(40)에서 분쇄된 커피 분말이 드리퍼의 내부로 낙하되어 공급될 때 출수부(50)가 커피 분말이 낙하되는 영역(가루 낙하 영역)에서 벗어나도록 회피하여 커피 분말의 낙하를 방해하지 않도록 하는 것이 좋다. 그리고 커피 분말이 드리퍼(60)에 공급된 이후에는 출수부(50)의 회피 동작에 해제되고, 출수부(50)는 드리퍼(60)의 내부를 향하는 위치로 이동하여 커피 추출을 위한 물을 균일하게 공급할 수 있다.

출수부(50)는 그라인더(40)에 분쇄된 커피 분말이 드리퍼(60)로 낙하하여 공급된 이후, 수조(20)의 물을 드리퍼(60) 내부의 커피 분말에 균일하게 공급하여 액상의 커피를 추출하도록 해주는 물 공급 장치를 말한다.

출수부(50)는 드리퍼(60)의 상부에 위치하는데, 드리퍼(60)를 향해 물을 낙하시켜 공급할 수 있다.

출수부(50)는 수조(20)와 연결되어 물을 공급방향으로 이동시키는 펌프(51)와, 펌프(51)와 연결되는 파이프(52)를 포함한다.

또한, 출수부(50)는 스파이럴 모션의 구현이 가능하도록 구동부(100)와 연결될 수 있다.

출수부(50)는 구동부(100)의 암(150)에 출수구(55)가 연결될 수 있으며, 이러한 구조에 의해 출수부(50), 즉 출수구(55)의 스파이럴 모션 구동이 가능해질 수 있다. 이로써, 커피의 산도, 농도 등의 맛과 향이 향상될 수 있다.

구동부(100)는 출수구(55)의 위치를 드리퍼(60)의 상부 드립 영역(즉, 드리퍼에 담긴 커피 분말을 향해 물이 낙하하는 영역) 내에서 변경시킨다.

또한, 구동부(100)는 그라인더(40)의 동작 전에 출수부(50)가 커피 분말 낙하 영역에서 최대한 먼 위치로 회피하도록 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 커피 분말이 출수부(50)에 쌓이는 것을 방지하고, 커피 분말이 드리퍼(60)에 균일하게 쌓일 수 있도록 해준다.

드리퍼(60)는 그라인더(40)에서 분쇄된 커피 분말을 수용하며, 출수부(50)에서 공급된 물을 커피 분말에 접촉시켜 액상의 커피를 추출하는 장치이다.

드리퍼(60)는 상부가 개방된 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 드리퍼(60)의 상부로 커피 분말과 물이 낙하되어 드리퍼(60)의 내부에 수용될 수 있다.

또한, 드리퍼(60)의 내부에는 필터가 장착되어 이용될 수 있다. 필터는 물과 혼합된 커피 분말 중 액상의 커피 성분(즉, 커피)만을 추출하는 것으로서, 일회용 또는 다회용 필터가 이용될 수 있다.

드리퍼(60)는 필터를 안정적으로 지지하며, 필터를 통과하여 추출된 액상의 커피를 하부의 커피 서버(70)로 낙하시킬 수 있는 형상을 가질 수 있다.

또한, 드리퍼(60)는 그라인더(40)에서 분쇄된 커피 분말이 원활하게 낙하되어 드리퍼(60)의 내부에 공급될 수 있도록 하며, 출수부(50)를 통해 공급된 물도 드리퍼(60)의 내부로 잘 수용될 수 있는 형상을 가진다.

예를 들어, 드리퍼(60)의 상부(즉, 입구)가 하부(즉, 출구)보다 큰 단면적을 갖는 깔때기(funnel) 형상으로 이루어지는 것이 좋다.

한편, 드리퍼(60)는 자동 유량 조절 밸브(65)를 더 구비할 수 있다. 자동 유량 조절 밸브(65)는 사용자가 원하는 드립 레시피에 따라, 드리퍼(60)의 하부(즉, 출구)를 개폐하거나 유량을 조절할 수 있다. 액상 커피의 드립 작업이 종료된 이후에는 자동으로 유량 조절 밸브(65)를 잠글 수 있어 출수를 정지시킬 수 있다.

커피 서버(70)는 드리퍼(60)의 하부에 배치될 수 있다.

커피 서버(70)는 드리퍼(60)의 하부(즉, 출구)를 통해 추출된 액상의 커피를 수용하여 사용자가 음용할 수 있도록 저장하는 액상 커피 저장 용기를 말한다.

커피 서버(70)는 케이스(10), 더 구체적으로는 베이스부(11)에 탈착 방식으로 결합될 수 있다. 이에 따라, 커피 서버(70)는 케이스(10)에서 분리되어 추출된 커피를 담은 채로 외부 반출이 가능하다.

[구동부 및 센서부의 세부 구성]

이하, 도 5 내지 도 11을 참조하여 출수부(50)의 위치를 드립 영역 내에서 변경시키는 구동부(100) 및 구동부(100)의 위치를 감지하는 센서부(200, 300)의 세부 구성을 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부를 확대 도시한 정면사시 도이고, 도 6은 구동부를 확대 도시한 분해사시도이며, 도 7은 구동부를 확대 도시한 후면사시도이다. 그리고 도 8은 구동부의 측면 구조를 보여주는 도면이고, 도 9는 구동부를 구성하는 제1, 2 링 기어에 제1, 2 마그넷이 부착된 상태를 보여주는 도면이며, 도 10은 제1, 2 마그넷과 마주하여 제1, 2 홀 센서가 설치된 상태를 보여주는 도면이다. 그리고 도 11은 드립 커피 머신의 구동부에 의해 출수부를 회동시키는 암의 설치 구조를 보여주는 도면이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 구동부(100)는 출수부(50)의 적어도 일부와 연결되며, 출수부(50)에서 공급되는 물의 공급방향을 스파이럴 모션으로 제어한다.

출수부(50)는 수조에서 물을 공급하는 펌프(51), 펌프(51)와 연결되어 물을 설정 방향으로 유동시키는 복수의 파이프 (53), 파이프(53)의 말단에 연결되어 물을 커피 분말을 향해 공급하는 출수구(55)를 포함한다.

구동부(100)는 출수구(55)와 연결되며, 출수구(55)의 물 공급방향을 스파이럴 모션으로 제어한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 드립 커피 머신(1)에서, 구동부(100)는 제1 모터(110), 제2 모터(120), 제1 링 기어(130), 제2 링 기어(140), 암(150), 링 기어 감지부(200), 및 모터 동작 감지부(300)를 포함한다.

제1 링 기어(130)는 제1 설정 속도로 회전하는 링 형상의 기어를 말한다.

제2 링 기어(140)는 제2 설정 속도로 회전하는 링 형상의 기어로서, 제1 링 기어(130)와 동일 중심을 이루어 제1 링 기어(130)의 하부에 대면 배치될 수 있다.

암(arm)(150)은 제1, 2 링 기어(130, 140) 간의 속도 차이로 인한 회전각 차이에 따라 제1, 2 링 기어(130, 140) 사이에서 회전하는 호형 암을 말한다.

예를 들어, 암(150)은 암(150)의 몸체를 이루는 호형 링크 형상의 암 몸체(151)를 포함한다.

도 6 및 도 11을 참조하면, 암 몸체(151)의 일단부는 제1, 2 링 기어(130, 140) 사이에 연결되는 회동 축(153)을 구비한다. 회동 축(153)의 상단에는 부채 형상의 원호 기어(155)가 구비되며, 원호 기어(155)는 제1 링 기어(130)의 상단 내경에 마련된 내경기어부(135)에 맞물리도록 연결된다.

또한, 암 몸체(151)의 타단부는 외팔보 형상으로 자유단을 이룬다.

만일, 제1, 2 링 기어(130, 140) 간의 회전각 차이로 원호 기어(155)가 회동 축(153)을 중심으로 회동할 수 있다. 이때, 암 몸체(151)의 타단부는 제1, 2 링 기어(130, 140)의 중심과 제1, 2 링 기어(130, 140)의 내부 벽면 사이를 원호 방향으로 이동할 수 있다.

암 몸체(151)의 타단부 말단에는 원형의 삽입 홀(157)이 마련되는데, 커피 분말을 향해 물을 출수하는 출수부(50)의 적어도 일부, 즉, 출수구(55)는 삽입 홀(157)을 관통하여 접속 연결될 수 있다.

이로써, 제1, 2 링 기어(130, 140) 사이의 회전각 차이에 의해 암(150)은 제1, 2 링 기어(130, 140)의 내부 원형 공간에서 회동할 수 있다. 그리고 출수구(55)의 말단은 암(150)에 구속되어 암(150)과 함께 회동하며 물이 커피 분말을 향해 공급되는 물 공급방향을 스플라인 모션으로 제어할 수 있다.

한편, 구동부(100)는 제1 모터(110)와 제2 모터(120)를 더 포함한다.

제1 모터(110)는 제1 링 기어(130)가 제1 설정 속도로 회전할 수 있도록 회전력을 제공한다.

제2 모터(120)는 제2 링 기어(140)가 제2 설정 속도로 회전할 수 있도록 회전력을 제공한다. 여기서, 제2 설정 속도는 제1 설정 속도와 같을 수도 있으며 다르게 설정될 수도 있다. 제1, 2 설정 속도는 제1, 2 모터(110, 120)가 개별적으로 속도 조절될 수 있음을 의미한다.

예를 들어, 제1 모터(110)는 제1 출력 축(111)과 제1 구동 기어(113)를 포함한다.

제1 출력 축(111)은 제1 모터(110)의 구동 축으로서, 제1 모터(110)의 제어에 따라 설정 토크 및 속도로 회전한다.

제1 구동 기어(113)는 제1 출력 축(111)에 결합되어 회전할 수 있다.

이와 마찬가지로, 제2 모터(120)는 제2 출력 축(121)과 제2 구동 기어(123)를 포함한다.

제2 출력 축(121)은 제2 모터(120)의 구동 축으로서, 제2 모터(120)의 제어에 따라 설정 토크 및 속도로 회전한다.

제2 구동 기어(123)는 제2 출력 축(121)에 결합되어 회전할 수 있다.

바람직하게는, 제1 모터(110)와 제2 모터(120)는 상하로 동일 중심을 이루어 배치될 수 있다. 그리고 제1 출력 축(111)은 제1 모터(110)의 하부로 돌출될 수 있으며, 제2 출력 축(121)은 제2 모터(120)의 상부로 돌출될 수 있다.

이에 따라, 제1 출력 축(111)과 제2 출력 축(121)은 상하로 서로 마주보면서 동일 중심을 이루어 배치될 수 있다.

이와 같은 제1, 2 출력 축(111, 121)의 배치 구조에 따라, 제1, 2 구동 기어(113, 123) 각각은 제1, 2 출력 축(111, 121)에 각각 결합되어 서로 평행을 이루어 배치될 수 있다.

그리고 이러한 제1, 2 구동 기어(113, 123)의 평행 배치 구조에 따라 후술될 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)는 단일의 기판(330)에 상하로 거리를 두고 함께 장착되어 제1, 2 구동 기어(113, 123)의 회전속도를 검출할 수 있다. 그 결과 모터 동작 감지부(300)의 설치 구조가 간단해 질 수 있으며, 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)의 측정 정밀도가 향상될 수 있다.

모터 동작 감지부(300)는 제1 모터(110)의 회전 동작과, 제2 모터의 회전 동작을 감지한다.

예를 들어, 모터 동작 감지부(300)는 제1 구동 기어 회전감지부(310)와, 제2 구동 기어 회전감지부(320)를 포함한다.

제1 구동 기어 회전감지부(310)는 제1 구동 기어(113)의 회전을 감지한다. 제1 구동 기어(113)는 제1 모터(110)의 회전력이 출력되는 제1 출력 축(111)에 연결된다. 따라서, 제1 구동 기어 회전감지부(310)는 제1 구동 기어(113)의 회전을 감지하여 제1 모터(110)의 회전 동작을 확인할 수 있다.

제2 구동 기어 회전감지부(320)는 제2 구동 기어(123)의 회전을 감지한다. 제2 구동 기어(123)는 제2 모터(120)의 회전력이 출력되는 제2 출력 축(121)에 연결된다. 따라서, 제2 구동 기어 회전감지부(320)는 제1 구동 기어(113)의 회전을 감지하여 제1 모터(110)의 회전 동작을 확인할 수 있다.

구체적인 예로서, 도 6을 참조하면 제1 구동 기어 회전감지부(310)는 제1 구동 기어(113)에 마주하여 위치하며, 제1 구동 기어(113)의 회전을 감지하는 제1 포토 인터럽터(311)를 포함한다.

또한, 제2 구동 기어 회전감지부(320)는 제2 구동 기어(123)에 마주하여 위치하며, 제2 구동 기어(123)의 회전을 감지하는 제2 포토 인터럽터(321)를 포함한다.

바람직하게는, 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)는 제1, 2 구동 기어(113, 123)의 일측에 마주하도록 수직 방향으로 배치되는 단일의 기판(PCB)(330)에 함께 설치될 수 있다. 그리고 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)는 서로 일정 거리를 두고 상, 하로 이격하여 설치될 수 있다.

제1 구동 기어(113)에는 제1 슬릿이 추가 형성될 수 있으며, 제1 포토 인터럽터(311)는 제1 슬릿을 검출하여 제1 모터(110)의 회전속도를 측정할 수 있다.

이와 마찬가지로, 제2 구동 기어(123)에는 제2 슬릿을 추가 형성될 수 있으며, 제2 포토 인터럽터(321)는 제2 슬릿을 검출하여 제2 모터(120)의 회전속도를 측정할 수 있다.

다른 하나의 예로서, 모터 동작 감지부(300)는 별도로 도시하진 않았으나 복수의 엔코더, 즉 제1, 2 엔코더를 포함할 수 있다. 제1 엔코더는 제1 모터(110)에 설치되며 제1 모터(110)의 회전 동작을 감지할 수 있다. 제2 엔코더는 제2 모터(120)에 설치되며 제2 모터(120)의 회전 동작을 감지할 수 있다.

여기서, 모터 동작 감지부(300)는 복수의 엔코더를 제1, 2 모터(110, 120)에 장착하여 각각의 회전 동작을 감지하는 경우에 비해, 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)를 이용하는 경우가 더욱 바람직하다.

모터 동작 감지부(300)가 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)를 포함하는 경우, 복수의 엔코더를 사용하는 경우와 비교하여 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)를 사용하는 경우 복수의 엔코더를 사용하는 경우에 비해, 모터 동작 감지부(300)의 사이즈를 소형화 제작이 가능하며, 제1, 2 모터(11, 120)의 전체적인 사이즈를 대폭 축소시킬 수 있다. 이 때문에, 제품의 소형화 및 경량화에 유리한 장점이 있다.

둘째, 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)를 사용하는 경우 복수의 엔코더를 사용하는 경우와 비교하여 제품 단가를 낮출 수 있어 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다.

셋째, 제1, 2 포토 인터럽터(311, 321)는 단일의 기판(330)을 통해 제1, 2 구동 기어(113, 123)의 일측에 모듈화 되어 일정 거리를 두고 설치될 수 있다. 이에 따라, 고장 또는 오작동 시 전체적인 교체 및 수리 작업이 용이하며, 제1, 2 모터(110, 120)의 분리 및 교체가 요구되지 않아 전체적인 유지 보수가 손쉬운 장점이 있다.

또한, 구동부(100)는 제1 아이들 기어(115)와, 제2 아이들 기어(123)를 포함한다.

제1 아이들 기어(115)는 제1 구동 기어(113)와 제1 링 기어(130) 사이에 기어 연결될 수 있다. 제1 아이들 기어(115)는 제1 모터(110)의 회전력을 제1 링 기어(130)에 전달하는 역할을 한다.

제1 아이들 기어(115)는 평 기어 형태로 제공될 수 있다. 제1 아이들 기어(115)의 일측은 제1 구동 기어(113)와 맞물려 기어 연결되고 타측은 제1 링 기어(130)의 외경과 맞물려 기어 연결된다. 이에 따라, 제1 아이들 기어(115)는 제1 기어(113)의 회전력을 제1 링 기어(130)까지 저소음으로 전달하며 회전력의 손실을 최소화시킬 수 있다.

제2 아이들 기어(125)는 제2 구동 기어(123)와 제1 링 기어(140) 사이에 기어 연결될 수 있다. 제2 아이들 기어(125)는 제2 모터(120)의 회전력을 제2 링 기어(140)에 전달하는 역할을 한다.

제2 아이들 기어(125)는 평 기어 형태로 제공될 수 있다. 제2 아이들 기어(125)의 일측은 제2 구동 기어(123)와 맞물려 기어 연결되고 타측은 제2 링 기어(140)의 외경과 맞물려 기어 연결된다. 이에 따라, 제2 아이들 기어(125)는 제2 기어(123)의 회전력을 제2 링 기어(140)까지 저소음으로 전달하며 회전력의 손실을 최소화시킬 수 있다.

한편, 제1 아이들 기어(115)와 제2 아이들 기어(125)는 상하로 서로 평행을 이루며 동일 중심을 이루도록 배치될 수 있다.

이를 위해, 제1 아이들 기어(115)와 제2 아이들 기어(125)는 아이들 샤프트(190)에 축 연결될 수 있다.

예를 들어, 도 6을 참조하면 아이들 샤프트(190)는 제1 샤프트 몸체(191)와, 제2 샤프트 몸체(192)와, 플랜지부(193)를 포함한다.

제1 샤프트 몸체(191)는 제1 아이들 기어(115)가 상부에서 축 연결되는 부분을 말한다.

제2 샤프트 몸체(192)는 제2 아이들 기어(125)가 제1 아이들 기어(115)의 하부로 축 연결되는 부분을 말한다. 제2 샤프트 몸체(192)는 제1 샤프트 몸체(191)의 하부로 연장 형성된다.

플랜지부(193)는 제1 샤프트 몸체(191)와 제2 샤프트 몸체(192) 사이의 경계에 형성되는 플랜지 형상의 부분을 말한다.

제1 샤프트 몸체(191)에 축 연결되는 제1 아이들 기어(115)는 제2 샤프트 몸체(192)에 축 연결되는 제2 아이들 기어(125)와 플랜지부(193)를 사이에 두고 상하로 평행하게 배치되어 회전 가능하게 결합될 수 있다.

링 기어 감지부(200)는 제1 링 기어(130)와 제2 링 기어(140) 간의 회전 변위, 즉 회전각 차이를 감지한다.

예를 들어, 링 기어 회전감지부(200)는 제1 링 기어 회전감지부(210)와, 제2 링 기어 회전감지부(220)를 포함한다.

제1 링 기어 회전감지부(210)는 제1 링 기어(130)의 회전 변위를 감지한다.

구체적인 예로서, 도 9 및 도 10을 참조하면 제1 링 기어 회전감지부(210)는 제1 마그넷(211), 제1 홀 센서(213)를 포함한다.

제1 마그넷(211)은 제1 홀 센서(213)와 함께 커피 원두를 분쇄하는 그라인더 동작 시 제1 링 기어(130)의 위치를 검출하여 출수구(55)가 커피 분말 낙하 영역(P, 도 13 참조)에서 회피할 수 있게 암(150)을 회동시키는데 사용된다.

제1 홀 센서(213)는 제1 링 기어(130)의 외측 설정 위치에 구비된 제1 마그넷(211)을 감지한다.

제2 링 기어 회전감지부(220)는 제2 링 기어(140)의 회전 변위를 감지한다.

구체적인 예로서, 도 9 및 도 10을 참조하면 제2 링 기어 회전감지부(220)는 제2 마그넷(221), 제2 홀 센서(223)를 포함한다.

제2 마그넷(221)은 제2 홀 센서(223)와 함께 커피 원두를 분쇄하는 그라인더 동작 시 제2 링 기어(140)의 위치를 검출하여 출수구(55)가 커피 분말 낙하 영역(P, 도 13 참조)에서 회피할 수 있게 암(150)의 회동시키는데 사용된다.

제2 홀 센서(223)는 제2 링 기어(140)의 외측 설정 위치에 구비된 제2 마그넷(221)을 감지한다.

도 9를 참조하면, 구동부(100)를 구성하는 제1 링 기어(130)에 제1 마그넷(211)이 구비되고, 제2 링 기어(140)에 제2 마그넷(221)이 구비된 것을 확인할 수 있다.

도 10을 참조하면, 도 9에서의 제1 마그넷(211)과 마주하여 제1 마그넷(211)과 대면하는 위치상에 제1 홀 센서(213)가 구비된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 10을 참조하면, 도 9에서의 제2 마그넷(221)과 마주하여 제2 마그넷(221)과 대면하는 위치상에 제2 홀 센서(223)가 구비된 것을 확인할 수 있다.

제1 마그넷(211)과 제1 홀 센서(213), 및 제2 마그넷(221)과 제2 홀 센서(223)를 이용하여 제1 링 기어(130)와 제2 링 기어(130)의 회전각 차이를 감지할 수 있다. 이에 따라, 제1, 2 링 기어(130, 140) 사이에 연결되어 원호 방향으로 회동하는 암(150)의 회동 동작을 제어할 수 있다. 그리고 암(150)에 연결된 출수구(55)의 위치를 제어하여 커피 분말의 낙하 시 출수구(55)가 커피 분말 낙하 영역(P, 도 13 참조)에서 회피될 수 있도록 동작을 제어할 수 있다.

한편, 구동부(100)는 제1 링 기어 하우징(160)과, 제2 링 기어 하우징(170)을 포함한다.

제1 링 기어 하우징(160)은 제1 링 기어(130)를 내측에 회전 가능하게 수용하는 프레임 부분을 말한다. 제1 링 기어 하우징(160)은 제1 링 기어(130)를 내측에 수용하기 위해 제1 링 기어(130)보다 큰 링 형상을 가질 수 있다.

또한, 제1 링 기어 하우징(160)는 제1 모터(110)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 링 기어 하우징(160)은 제1 모터(110)를 안착 연결하는 연장 몸체를 더 구비할 수 있다.

제2 링 기어 하우징(170)은 제1 링 기어 하우징(160)의 하측에 연결될 수 있다.

제2 링 기어 하우징(170)은 제2 링 기어(140)를 내측에 회전 가능하게 수용하는 프레임 부분을 말한다. 제2 링 기어 하우징(160)은 제2 링 기어(140)를 내측에 수용하기 위해 제2 링 기어(140)보다 큰 링 형상을 가질 수 있다.

또한, 제2 링 기어 하우징(160)은 제2 모터(120)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 링 기어 하우징(160)은 제2 모터(120)를 제1 모터(110)의 하측에 수직 방향으로 직렬로 배치시키기 위하여 제2 모터(120)의 적어도 일부가 조립되는 연장 몸체를 가질 수 있다.

이와 같이, 제1 링 기어 하우징(160)과 제2 링 기어 하우징(170)은 제1 링 기어(130)와 제2 링 기어(140)를 상하로 평행을 이루어 연결해주고, 제1 모터(110)와 제2 모터(120)를 상하로 직렬 배치시키도록 조립될 수 있다. 이에 따라, 제1, 2 모터(110, 120)에서 출력된 회전력은 전술한 제1, 2 구동 기어(113, 123), 제1, 2 아이들 기어(115, 125)를 거쳐 제1, 2 링 기어(130, 140)까지 저소음으로 정숙하게 전달될 수 있다.

한편, 도 11을 참조하면, 제1 홀 센서(213)는 제1 링 기어 하우징(160)의 일측에 고정된다.

구체적인 예로서, 제1 홀 센서(213)는 제1 링 기어 하우징(160)의 일측에 고정되어, 제1 링 기어(130)의 외측에 구비된 제1 마그넷(211)과 이격하여 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

또한, 제2 홀 센서(223)는 제2 링 기어 하우징(170)의 일측에 고정된다.

구체적인 예로서, 제2 홀 센서(223)는 제2 링 기어 하우징(170)의 일측에 고정되어, 제2 링 기어(140)의 외측에 구비된 제2 마그넷(221)과 이격하여 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

이와 같이, 제1, 2 홀 센서(213, 223) 각각은 제1, 2 링 기어 하우징(160, 170)에 지지되어 제1, 2 마그넷(211, 221)과 서로 마주보도록 상하로 위치할 수 있다.

도 12는 드립 커피 머신의 구동부의 동작에 의해 출수구가 중앙에 위치하는 상태를 보여준다. 도 13은 드립 커피 머신의 구동부의 동작에 의해 출수구가 커피 분말 낙하 영역(P)을 회피한 상태를 보여준다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 물을 낙하시키는 출수구(55, 도 7 참조)는 그라인더 동작 전에 커피 분말 낙하 영역(P)에서 회피하여 제1, 2 링 기어(130, 140)의 내부 벽면에 근접하도록 이동할 수 있다.

여기서, 커피 분말 낙하 영역(P)은 그라인더(40, 도 3 및 도 4 참조)에서 분쇄된 커피 분말이 드리퍼(60, 도 3 및 도 4 참조)의 내부로 낙하하는 영역을 말한다.

커피 분말 낙하 영역(P)은 제1, 2 링 기어(130, 140)의 내부 원형 공간 중 중앙부에 위치할 수 있다.

제1, 2 링 기어(130, 140) 간의 회전각 차이로 인해 회동하는 암(150)의 회동 가능 각도는 제한적이며, 이에 따라 출수구(55, 도 7 참조)의 회전 가능 각도도 제한적이다. 다시 말해, 제1, 2 링 기어(130, 140)의 최대 회전 위상, 즉 회전 변위차이도 기구적으로 제한된다.

제1, 2 링 기어(130, 140) 간의 회전각 차이로 인해 제1 링 기어(130)의 내경기어부(135)에 맞물린 암(150)의 원호 기어(155)는 소정 방향 및 각도로 회전한다.

암 몸체(151)의 타단부 말단에 형성된 삽입 홀(157)은 회동 축(153)을 기준으로 소정 방향(R2) 및 각도로 회전한다. 이로써, 삽입 홀(157)에 접속 연결되는 출수구(55, 도 7 참조)의 회피 동작이 가능해질 수 있다.

더 구체적으로 설명하면, 제2 링 기어(140)에 구비된 제2 마그넷(221)이 제2 홀 센서(223)와 마주하여 위치 정렬될 때까지 제1 링 기어(130)와 제2 링 기어(140)는 등속 회전시킬 수 있다.

그리고 제2 홀 센서(223)에 제2 마그넷(221)이 감지되고 나면, 제1 링 기어(130)에 구비된 제1 마그넷(211)이 제1 홀 센서(213)와 마주할 때까지 위치 정렬시킨다. 이후 제2 링 기어(140)만 회전시켜 출수구(55, 도 7 참조)를 초기위치로 이동시킬 수 있다.

이와 같이, 드리퍼(60, 도 3 및 도 4 참조)의 내부로 물을 공급하는 출수구(55, 도 7 참조)를 그라인더 동작 시 커피 분말 낙하 영역(P)에서 회피시킬 수 있다.

이에 따라, 출수구(55, 도 7 참조)에 분쇄된 커피 분말이 쌓이는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

이에 더하여, 출수구(55, 도 7 참조)의 회피 동작에 의해 그라인더(40, 도 3 및 도 4 참조)에서 분쇄된 커피 분말이 드리퍼(60, 도 3 및 도 4 참조)로 공급될 때 방해를 받지 않을 수 있다. 그 결과 드리퍼(60, 도 3 및 도 4 참조)에 균일하게 커피 분말이 쌓일 수 있게 되어, 물의 공급 시 물과 커피 분말 간의 섞임 작용이 균일해 질 수 있다.

이하, 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부에 따른 출수구 스파이럴 모션을 설명한다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부에 따른 스파이럴 모션을 설명하기 위해 도시한 개념도이고, 도 15 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부에 따른 스파이럴 모션을 단계별로 보여주는 동작개념도들이다. 도 14에는 설명의 편의 상 제1 링 기어를 도시하지 않았으며, 제2 링 기어만을 도시하였다.

암(150)의 삽입 홀에 연결된 출수구가 제2 링 기어(140)의 중앙 위치에서 회피 위치(즉, 제2 링 기어(140)의 내부 벽면에 닿는 위치)까지 이동하는 각도가 Δ55°이고, 암(150)을 55° 만큼 회전시키기 위해서 상측의 제1 링 기어(미도시)가 하측의 제2 링 기어(140)에 대해 Δ11° 상대 회전해야 하는 경우로 가정한다.

출수구가 중앙위치에서 단위시간당 제2 링 기어(140)가 45° 각도(θ1)으로 회전하고, 제1 링 기어(미도시)가 46° 각도(θ2)로 회전(즉, 제1 링 기어가 제2 링 기어보다 더 빠르게 회전)하면, 암(150)은 상대위치 5° 각도(θa)로 회전한다.

따라서, 제2 링 기어(140)가 495° 각도(θ1)로 회전하면, 제1 링 기어(미도시)는 506° 각도(θ2)로 회전하게 되고, 암(150)은 상대위치 55° 각도(θa)로 회전하며, 출수구가 회피 위치로 이동하게 된다.

또한, 출수구가 회피위치에서 단위시간당 제2 링 기어(140)가 45° 각도(θ1)로 회전하고, 제1 링 기어(미도시)가 44° 각도(θ2)로 회전(즉, 제1 링 기어가 제2 링 기어보다 더 느리게 회전)하면, 암(150)은 상대위치 -5° 각도(θa)로 회전한다.

따라서, 제2 링 기어(140)가 495° 각도(θ1)로 회전하면, 제1 링 기어(미도시)는 484° 각도(θ2)로 회전하게 되고, 암(150)은 상대위치 -55° 각도(θa)로 회전하며, 출수구가 중앙 위치로 복귀하게 된다.

더 구체적으로 설명하면, 도 15 내지 도 26을 참조하면 구동부에 따른 출수부의 스파이럴 모션을 단계별로 보여준다.

도 15를 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 0° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 0° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 0°이다. 삽입 홀(157)에 접속 연결되는 출수구(55)는 중앙에 위치한다.

도 16을 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 45° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 46° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 5°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 이동한다.

도 17을 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 90° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 92° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 10°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 18을 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 135° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 138° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 15°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 19를 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 180° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 184° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 20°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 20을 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 225° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 230° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 25°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 21을 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 270° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 276° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 30°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 22를 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 315° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 322° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 35°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 23을 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 360° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 368° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 40°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 24를 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 405° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 414° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 45°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 25를 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 450° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 460° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 50°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동한다.

도 26을 참조하면, 제2 링 기어(140)의 각도(θ1)는 495° 이고, 제1 링 기어(미도시)의 각도(θ2)는 506° 이며, 암(150)의 각도(θa)는 55°이다. 출수구(55)는 중앙에서 화살표 방향의 궤적으로 조금 더 이동하는데, 스파이럴 모션의 구현이 가능해진다. 또한, 도 26을 참조하면, 암(150)의 삽입 홀(157)에 접속된 출수구(55)가 제2 링 기어(140)의 내부 벽면에 근접하게 회피된 모습을 확인할 수 있다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 구동부에 따른 스파이럴 모션의 예시적인 궤적을 보여주는 도면이고, 도 28은 도 27의 구간 1, 2의 스파이럴 모션을 구현하기 위한 기어 회전각속도 및 기어 회전각 변화를 보여주는 그래프이다.

시계 방향 회전을 기준으로, 구간 1(S1)은 스파이럴 모션의 전반 반주기로서, 출수구가 중앙 위치에서 밖으로 이동하면서 n 바퀴 회전한다.

구간 2(S2)는 스파이럴 모션의 후반 반주기로서, 밖으로 이동한 출수구가 안으로 이동하면서 n 바퀴 회전하고서, 중앙 위치로 복귀하는 궤적을 보여준다.

이때, 도 28에 도시된 바와 같이, 전술된 제1, 2 모터를 제어하여 제1, 2 링 기어(130, 140) 각각의 회전각속도, 회전각을 조절하여 출수구 스파이럴 모션의 구현이 가능하며, 회전반경의 설정까지 가능하다. 도 28에서 w1은 하측에 위치한 제2 링 기어(140)의 회전 각속도이며, w2는 상측에 위치한 제1 링 기어(130)의 회전 각속도이다. θ1은 하측에 위치한 제2 링 기어(140)의 회전각이며, θ2는 상측에 위치한 제1 링 기어(130)의 회전각이며, θr은 제1, 2 링 기어의 설정된 회전각이며, Δθ는 제1, 2 링 기어(130, 140) 간의 회전각 차이를 의미한다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 드립 커피 머신
10: 케이스
11: 베이스부
12: 이너 케이스
13: 아우터 케이스
14: 제1 프론트부
15: 제2 프론트부
16: 원형 홀
17: 어퍼 케이스
18: PCB
19: PCB 서포트
20: 수조
21: 커버
23: 가열장치
30: 호퍼
40: 그라인더
50: 출수부
51: 펌프
53: 파이프
55: 출수구
60: 드리퍼
65: 자동 유량 조절 밸브
70: 커피 서버
100: 구동부
110: 제1 모터
111: 제1 출력 축
113: 제1 구동 기어
115: 제1 아이들 기어
120: 제2 모터
121: 제2 출력 축
123: 제2 구동 기어
125: 제2 아이들 기어
130: 제1 링 기어
135: 내경기어부
140: 제2 링 기어
150: 암
151: 암 몸체
153: 회동 축
155: 원호 기어
157: 삽입 홀
160: 제1 링 기어 하우징
170: 제2 링 기어 하우징
190: 아이들 샤프트
191: 제1 샤프트 몸체
192: 제2 샤프트 몸체
193: 플랜지부
200: 링 기어 감지부
210: 제1 링 기어 회전감지부
211: 제1 마그넷
213: 제1 홀 센서
220: 제2 링 기어 회전감지부
221: 제2 마그넷
223: 제2 홀 센서
300: 모터 동작 감지부
310: 제1 구동 기어 회전감지부
311: 제1 포토 인터럽터
320: 제2 구동 기어 회전감지부
321: 제2 포토 인터럽터
330: 기판

Claims (22)

1. 커피 분말을 수용하며 액상의 커피를 추출하는 드리퍼;
   상기 드리퍼의 내부로 물을 낙하시키는 출수구를 갖는 출수부;
   상기 출수구의 위치를 상기 드리퍼의 상부 드립영역 내에서 변경시키는 구동부; 및
   상기 구동부의 위치를 감지하는 센서부;
   를 포함하는 드립 커피 머신.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는,
   제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어; 및
   상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어;
   를 포함하는 드립 커피 머신.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 제1, 2 링 기어 사이에 일단부가 연결되고, 타단부가 상기 출수부의 적어도 일부와 접속 연결되며, 상기 제1, 2 링 기어 간의 회전각 차이에 따라 상기 출수부를 회동시키는 암;
   을 더 포함하는 드립 커피 머신.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는,
   제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어; 및
   상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어;
   를 포함하고,
   상기 제1 링 기어에 회전력을 제공하는 제1 모터; 및
   상기 제2 링 기어에 회전력을 제공하는 제2 모터;
   를 더 포함하는 드립 커피 머신.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 모터는,
   설정 속도로 회전하는 제1 출력 축; 및
   상기 제1 출력 축에 결합되어 회전하는 제1 구동 기어;를 포함하고,
   상기 제2 모터는,
   설정 속도로 회전하는 제2 출력 축; 및
   상기 제2 출력 축에 결합되어 회전하는 제2 구동 기어;
   를 포함하고,
   상기 제1, 2 모터는, 상하로 동일 중심을 이루어 배치되고,
   상기 제1 출력 축은, 상기 제1 모터의 하부로 돌출되며,
   상기 제2 출력 축은, 상기 제2 모터의 상부로 돌출되어 상기 제1 출력 축과 마주보도록 형성되고,
   상기 제1, 2 구동 기어는, 상하로 간격을 두고서 서로 평행을 이루어 위치하는
   드립 커피 머신.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는,
   제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어; 및
   상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어;
   를 포함하고,
   상기 센서부는, 상기 제1, 2 링 기어의 회전을 감지하는 링 기어 회전감지부;
   를 포함하는 드립 커피 머신.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 링 기어 회전감지부는,
   상기 제1 링 기어의 회전을 감지하는 제1 링 기어 회전감지부; 및
   상기 제2 링 기어의 회전을 감지하는 제2 링 기어 회전감지부;
   를 포함하고,
   상기 제1 링 기어 회전감지부는,
   상기 제1 링 기어의 외측에 설치되는 제1 마그넷; 및
   상기 제1 마그넷의 위치를 감지하는 제1 홀 센서;를 포함하고,
   상기 제2 링 기어 회전감지부는,
   상기 제2 링 기어의 외측에 설치되는 제2 마그넷; 및
   상기 제2 마그넷의 위치를 감지하는 제2 홀 센서;
   를 포함하는 드립 커피 머신.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 제1 링 기어를 내측에 수용하는 제1 링 기어 하우징; 및
   상기 제1 링 기어 하우징의 하측에 연결되며, 상기 제2 링 기어를 내측에 수용하는 제2 링 기어 하우징;
   을 포함하고,
   상기 제1 홀 센서는,
   상기 제1 링 기어 하우징의 일측에 고정되어, 상기 제1 링 기어의 외측에서 상기 제1 마그넷과 이격하여 서로 마주보도록 배치되고,
   상기 제2 홀 센서는,
   상기 제2 링 기어 하우징의 일측에 고정되어, 상기 제2 링 기어의 외측에서 상기 제2 마그넷과 이격하여 서로 마주보도록 배치되며,
   상기 제1, 2 홀 센서는,
   상하로 마주하는 위치에 형성되는
   드립 커피 머신.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는,
   제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어;
   상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어;
   상기 제1 링 기어에 회전력을 제공하도록, 제1 출력 축과, 상기 제1 출력 축에 결합되어 회전하는 제1 구동 기어를 포함하는 제1 모터; 및
   상기 제2 링 기어에 회전력을 제공하도록, 제2 출력 축과, 상기 제2 출력 축에 결합되어 회전하는 제2 구동 기어를 포함하는 제2 모터;
   를 포함하고,
   상기 센서부는,
   상기 제1, 2 모터 각각의 동작을 감지하는 모터 동작 감지부;
   를 포함하는 드립 커피 머신.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 모터 동작 감지부는,
    상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 구동 기어 회전감지부; 및
    상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 구동 기어 회전감지부;
    를 포함하는 드립 커피 머신.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 모터 동작 감지부는,
    상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 구동 기어 회전감지부; 및
    상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 구동 기어 회전감지부;
    를 포함하고,
    상기 제1 구동 기어 회전감지부는,
    상기 제1 구동 기어에 마주하여 위치하며, 상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 포토 인터럽터를 구비하고,
    상기 제2 구동 기어 회전감지부는,
    상기 제2 구동 기어에 마주하여 위치하며, 상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 포토 인터럽터를 구비하는
    드립 커피 머신.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1, 2 포토 인터럽터는,
    상기 제1, 2 구동 기어의 일측에 수직 배치되는 단일의 기판에 서로 이격하여 배치되는
    드립 커피 머신.
    
13. 제9항에 있어서,
    상기 모터 동작 감지부는,
    상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 구동 기어 회전감지부; 및
    상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 구동 기어 회전감지부;
    를 포함하고,
    상기 제1 구동 기어 회전감지부는, 상기 제1 모터에 설치되며 상기 제1 모터의 회전을 감지하는 제1 엔코더를 구비하고,
    상기 제2 구동 기어 회전감지부는, 상기 제2 모터에 설치되며 상기 제2 모터의 회전을 감지하는 제2 엔코더를 구비하는
    드립 커피 머신.
    
14. 제9항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 제1 구동 기어와 상기 제1 링 기어 사이에 기어 연결되며, 상기 제1 모터의 회전력을 상기 제1 링 기어에 전달하는 제1 아이들 기어; 및
    상기 제2 구동 기어와 상기 제2 링 기어 사이에 기어 연결되며, 상기 제2 모터의 회전력을 상기 제2 링 기어에 전달하는 제2 아이들 기어;
    를 포함하고,
    상기 제1, 2 아이들 기어는 상하로 동일 중심을 이루어 배치되고,
    상기 제1, 2 아이들 기어는 아이들 샤프트에 축 연결되며,
    상기 아이들 샤프트는
    상기 제1 아이들 기어가 축 연결되는 제1 샤프트 몸체;
    상기 제1 샤프트 몸체의 하부로 연장 형성되며, 상기 제2 아이들 기어가 축 연결되는 제2 샤프트 몸체; 및
    상기 제1, 2 샤프트 몸체 사이의 경계에 형성되는 플랜지부;
    를 포함하는 드립 커피 머신.
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 센서부의 감지 결과를 기초로 분쇄된 커피 분말이 낙하하는 영역으로부터 상기 출수구의 위치를 회피시키는
    드립 커피 머신.
    
16. 제1항에 있어서,
    상기 드리퍼의 상부에 위치하고, 커피 원두를 분쇄하여 상기 분쇄된 커피 분말을 상기 드리퍼로 공급하는 그라인더;를 더 포함하고,
    상기 구동부는,
    제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어;
    상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어;
    상기 제1, 2 링 기어 간의 회전각 차이에 따라 상기 출수부를 회동시키는 암;을 포함하며,
    상기 센서부는,
    상기 제1 링 기어의 회전을 감지하는 제1 링 기어 회전감지부; 및
    상기 제2 링 기어의 회전을 감지하는 제2 링 기어 회전감지부;를 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 제1, 2 링 기어 회전감지부에서 감지된 상기 제1, 2 링 기어의 회전 감지 결과를 기초로 상기 암을 회동시켜 상기 그라인더에서 분쇄된 커피 분말이 낙하하는 영역으로부터 상기 출수구의 위치를 회피시키는
    드립 커피 머신.
    
17. 케이스;
    상기 케이스의 후측 상단에 위치하며, 물을 저장하는 수조;
    상기 케이스의 전측 상단에 위치하며, 커피 원두를 저장하는 호퍼;
    상기 호퍼의 하부에 위치하며, 상기 호퍼에서 공급받은 커피 원두를 분쇄하는 그라인더;
    상기 그라인더의 하부에 위치하고, 상기 그라인더에서 분쇄된 커피 분말을 수용하며 액상의 커피를 추출하는 드리퍼;
    상기 드리퍼의 내부로 물을 낙하시키는 출수구를 갖는 출수부;
    상기 출수구의 위치를 상기 드리퍼의 상부 드립영역 내에서 변경시키는 구동부; 및
    상기 구동부의 위치를 감지하는 센서부;
    를 포함하는 드립 커피 머신.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 구동부는,
    제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어;
    상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어; 및
    상기 제1, 2 링 기어 사이에 일단부가 연결되고, 타단부가 상기 출수부의 적어도 일부와 접속 연결되며, 상기 제1, 2 링 기어 간의 회전각 차이에 따라 상기 출수부를 회동시키는 암;
    을 포함하고,
    상기 제1 링 기어에 회전력을 제공하는 제1 모터; 및
    상기 제2 링 기어에 회전력을 제공하는 제2 모터;
    를 더 포함하는 드립 커피 머신.
    
19. 제17항에 있어서,
    상기 구동부는,
    제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어; 및
    상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어;
    를 포함하고,
    상기 센서부는, 상기 제1, 2 링 기어의 회전을 감지하는 링 기어 회전감지부;
    를 포함하는 드립 커피 머신.
    
20. 제19항에 있어서,
    상기 링 기어 회전감지부는,
    상기 제1 링 기어의 회전을 감지하는 제1 링 기어 회전감지부; 및
    상기 제2 링 기어의 회전을 감지하는 제2 링 기어 회전감지부;
    를 포함하고,
    상기 제1 링 기어 회전감지부는,
    상기 제1 링 기어의 외측에 설치되는 제1 마그넷; 및
    상기 제1 마그넷의 위치를 감지하는 제1 홀 센서;를 포함하고,
    상기 제2 링 기어 회전감지부는,
    상기 제2 링 기어의 외측에 설치되는 제2 마그넷; 및
    상기 제2 마그넷의 위치를 감지하는 제2 홀 센서;
    를 포함하는 드립 커피 머신.
    
21. 제17항에 있어서,
    상기 구동부는,
    제1 설정 속도로 회전하는 제1 링 기어;
    상기 제1 링 기어와 동일 중심을 이루어 상기 제1 링 기어의 하부에 대면 배치되며, 제2 설정 속도로 회전하는 제2 링 기어;
    상기 제1 링 기어에 회전력을 제공하도록, 제1 출력 축과, 상기 제1 출력 축에 결합되어 회전하는 제1 구동 기어를 포함하는 제1 모터; 및
    상기 제2 링 기어에 회전력을 제공하도록, 제2 출력 축과, 상기 제2 출력 축에 결합되어 회전하는 제2 구동 기어를 포함하는 제2 모터;
    를 포함하고,
    상기 센서부는,
    상기 제1, 2 모터 각각의 동작을 감지하는 모터 동작 감지부;
    를 포함하는 드립 커피 머신.
    
22. 제21항에 있어서,
    상기 모터 동작 감지부는,
    상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 구동 기어 회전감지부; 및
    상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 구동 기어 회전감지부;
    를 포함하고,
    상기 제1 구동 기어 회전감지부는,
    상기 제1 구동 기어에 마주하여 위치하며, 상기 제1 구동 기어의 회전을 감지하는 제1 포토 인터럽터를 구비하고,
    상기 제2 구동 기어 회전감지부는,
    상기 제2 구동 기어에 마주하여 위치하며, 상기 제2 구동 기어의 회전을 감지하는 제2 포토 인터럽터를 구비하는
    드립 커피 머신.

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