(57)【要約】      （修正有）【課題】高品質かつ高速で作り得る飲料分配装置であり、使用が容易、維持が容易でかつ費用の点も競争し得る。【解決手段】飲料材料と高温の圧力水源とから飲料を作成する飲料システムである。この飲料システムは、内部に飲料材料を有するカートリッジを備えることができる。カートリッジは、飲料材料の周りに置かれたシールを備えることができる。飲料システムは、飲料材料から飲料を作成するために高温の圧力水をカートリッジ内に注入するための注入システムを備えることができる。【選択図】図２
2010075714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料作成材料を保持するための装置であって、第１の端部と第２の端部とを有する容器を備え、前記容器は前記飲料作成用材料を収容し、前記容器の前記第１の端部は壁を備え、更に、所定の距離で前記壁の付近に位置決めされた第１のシール、及び前記第２の端部の付近に位置決めされた第２のシールを備える、飲料作成材料を保持するための装置。
【請求項２】
前記所定の距離が約１から約４ｃｍよりなる請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記壁がインサートを備える請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記プレートを駆動するために駆動モーターを更に備える請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記プレートに隣接して位置決めされたリミットスイッチを更に備え、前記リミットスイッチが前記駆動モーターと連絡している請求項４記載の装置。
【請求項６】
プレートの運動を停止させるために回り止めが前記リミットスイッチと整列できるように位置決めされた１個又は複数個の回り止めを、前記プレートが備える請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記注入手段が、飲料材料容器を貫くための注入ノズルを備える請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記注入手段が、前記注入ノズルの付近に位置決めされた注入ヘッドを備える請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記注入ヘッドと飲料材料容器との間のシールを作るために、前記注入手段が、前記注入ノズルに周りに位置決めされたシール用リングを備える請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記注入ヘッドを飲料材料容器の付近で操作するために、前記注入手段が注入駆動システムを備える請求項８記載の装置。
【請求項１１】
前記注入駆動システムが、前記注入ヘッドを飲料材料容器の付近で操作するための偏心カムを備える請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記注入駆動システムが、前記注入ヘッドを約１３５から約１６０ｋｇの力で飲料材料容器と接触させるように操作する請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記プレート上方に位置決めされた装填用組立体を更に備える請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記装填用組立体が、飲料材料容器を貯蔵するための容器用回転トラックを備える請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記プレートの前記複数の開口の一つの中に飲料材料容器を置くために、前記装填用組立体が装填機構を備える請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記装填機構が、電磁石により作動されるエスケープメントラチェットを備える請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記プレートの付近に位置決めされた排出器組立体を更に備える請求項１記載の装置。
【請求項１８】
前記プレートの前記複数の開口の一つから飲料材料容器を取り去るために、前記排出器システムが、前記プレートの付近に位置決めされたリフト機構を備える請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記リフト機構が、電磁石により作動されるプランジャーを備える請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
前記排出システムが、前記プレートから飲料材料容器を押し出すためにスイープ機構を備える請求項１７記載の装置。
【請求項２１】
前記スイープ機構が、電磁石により作動される回転アームを備える請求項２０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に飲料分配装置に関し、より特別にはコーヒー、エスプレッソ、茶、及びその他の作成飲料を高速かつ高品位で提供する飲料分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術において、種々の形式の飲料作成システムが知られている。例えば、レギュラー又は「アメリカン」タイプのコーヒーを作るために、パーコレーター及びドリップ式のコーヒーメーカーが長く使用されてきた。一般に、コーヒーを作成するために、コーヒー粉末の容器に熱湯を通過させる。次いで、コーヒーがポット又はカップの中に滴下する。同様に、エスプレッソ形式の飲料を作るために圧力式の装置が長く使用されてきている。エスプレッソを作成するために、高温の圧力水がエスプレッソ粉末を通過させられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これら公知のシステムの欠点の一つは、セルフサービス或いは大型の飲食店又はその他の形式の小売り直売におけるその使用に焦点が当てられる。例えば、高品位のエスプレッソ飲料は、大きい飲食店における通常の設備で作成するには時間がかかり過ぎる。同様に一杯の茶をいれるに要する時間の長さも長すぎる。その結果、顧客が自分の作成飲料のためにどこか他に行くことを選ぶ可能性がある。
【０００４】
更に、レギュラー又はアメリカンコーヒーは、大きい飲食店又はその他の形式の施設においては十分な量を作ることがあるが、顧客は、その時その場所において作成したばかりの飲料を好むことが多い。しかし、作成するコーヒーの量が少なくなると、常にある品質の飲料を作るとは限らず、かつ実際的又は経済的であるためには多くの時間がかかることがある。
【０００５】
従って、希望することは、顧客個人に対してサービス毎にコーヒー、エスプレッソ、茶、及びその他の種類の作成飲料を、高品質かつ高速で作り得る飲料分配装置である。しかし、この装置は、好ましくは使用が容易、維持が容易でかつ費用の点も競争し得るものでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、高温の圧力水源と飲料材料とから飲料を作成する飲料システムを提供する。この飲料システムは、内部に飲料材料を有するカートリッジを備える。このカートリッジは、飲料材料の周りに置かれたシールを備える。飲料システムは、飲料材料から飲料を作成するように高温の圧力水を注入するための注入システムも備える。
【０００７】
本発明の特別な実施例は、飲料材料を囲んでいるシールを突き破るための注入ノズルを有する注入システムを備える。注入システムは、注入ノズルの付近に置かれた注入ヘッドも備えることができる。注入ヘッドは、注入ヘッドとカートリッジとの間のシールを作るために注入ノズルの周りに置かれたシール用リングを備える。注入システムは、カートリッジの付近で注入ヘッドを操作するための駆動システムを備える。駆動システムは、偏心カムを備える。駆動システムは、約１３５から約１６０ｋｇ（約３００から約３５０ポンド）の力で注入ヘッドをカートリッジに接触させるように操作することができる。
【０００８】
カートリッジは第１の端部と第２の端部とを備える。第１の端部は、注入ノズルがシールのみを貫きインサートを貫くことのないように、シールの下側のある距離に位置決めさ
れたインサートを備える。第２の端部は、圧力の適用下でミシン孔区域がシールから外れるようにミシン孔区域を備える。
【０００９】
本発明の更なる実施例は、飲料作成用材料を保持するための装置を提供する。この装置は、内部に飲料作成用材料の入った容器を持つことができる。この容器は、第１の端部と第２の端部とを持つ。容器の第１の端部は壁を備える。この壁は、その中に多数の開口を備える。第１のシールが所定の距離で壁の付近に置かれ、第２のシールが第２の端部の付近に置かれる。この所定の距離は、約１から約４ｃｍ（約０．４から約０．６インチ）とすることができる。第１のシール及び第２のシールの各は、装置が飲料作成用材料を実質的に気密に保持するように箔とすることができる。第２のシールは、ミシン孔区域を含み、このミシン孔区域は、圧力を適用したときに第２のシールから外れる。第２の端部は、フィルター層を備えることができる。容器は、熱可塑性樹脂から作られる。
【００１０】
本発明の更なる実施例は、高温の水源と多数の飲料材料容器とから飲料を作るための飲料システムを提供する。飲料システムは、内部に多数の開口のあるプレートを備える。この開口は、飲料材料容器に適合した寸法にされる。システムは、プレートの付近に置かれた注入ステーションも備えることができる。注入ステーションは、飲料を作るために高温の水源から高温の水を飲料材料容器に注入させるための手段を備える。
【００１１】
飲料システムは、更に、プレートを駆動する駆動モーター及びこの駆動モーターと連絡するリミットスイッチを備えることができる。板の運動を停止させるために、プレートは、リミットスイッチと揃うように位置決めされた１個又は複数個の回り止めを備える。
【００１２】
注入手段は、飲料材料容器を貫くための注入ノズルを備えることができる。注入手段は、注入ノズルの付近に置かれた注入ヘッドを備える。注入手段は、注入ヘッドと飲料材料容器との間のシールを作るように注入ノズルの周りに置かれたシール用リングも備える。注入手段は、注入ヘッドを飲料材料容器の付近で操作するための注入駆動システムを備える。注入駆動システムは、偏心カムを備える。手段駆動システムは、約１３５から約１６０ｋｇ（約３００から約３５０ポンド）の圧力デイ材料容器と接触するように手段ヘッドを操作する。
【００１３】
飲料システムは、更に、プレートの付近に置かれた装填用組立体を備えることができる。装填用組立体は、飲料材料容器を貯蔵するための容器移動用回転トラックも備える。装填用組立体は、プレートの開口内に移動材料容器を置くように装填用機構も備える。装填用機構は、電磁石により作動させられるエスケープメントラチェットを備える。
【００１４】
飲料システムは、更に、プレートの付近に置かれた排出器組立体を備えることができる。排出器システムは、飲料材料容器を開口から取り出すためにプレートの付近に置かれたリフト機構を備える。リフト機構は、電磁石により作動させられるプランジャーを備える。排出器システムは、飲料材料容器をプレート上から押し出すためにスイープ機構を備える。
【００１５】
本発明の更なる実施例は、高温水源と多数の飲料材料容器とから飲料を作るための作成システムを提供することができる。作成システムは、飲料材料容器を操作するための輸送組立体、輸送組立体に隣接して位置決めされかつ飲料材料容器を輸送組立体上に装填するための装填用組立体、高温水源からの高温水により飲料材料容器を注入するための注入ステーション、及び輸送組立体に隣接して位置決めされかつ飲料材料容器を輸送組立体から取り除くための排出ステーションを備える。
【００１６】
本発明の更なる実施例は、飲料材料容器から飲料を作成ための飲料システムを提供する
。この飲料システムは、１次の高温圧力水源、高温の圧力水を飲料材料容器内に注入するための注入システム、２次水源、及び飲料を作るために２次水源からの水と１次の飲料の流れとを混合するための混合用容器を備える。２次水源は、熱水容器を備える。熱水容器と連絡する熱交換器を備える。１次の高温圧力水源は、ポンプを備える。ポンプは複数流量の能力のものである。混合用容器は収集漏斗とすることができる。
【００１７】
本発明の方法は、飲料材料と水とから作成された飲料を調製することを提供する。飲料材料は、第１のシールと第２のシールとを有する容器内に置かれる。この方法は、水を加圧すること、水を加熱すること、第１のシールを通して飲料材料容器内に水を注入すること、及び飲料が容器から流れ出るように第２のシールを破くことの諸段階を含む。
【００１８】
水は約２から１４ｋｇ／ｃｍ２（約３０から約２００ｐｓｉ）に加圧され、かつ約８２から９３℃（約１８０から２００゜Ｆ）に加熱される。この方法は、飲料と第２の水流とを混合する段階を含む。容器の第２のシールはミシン孔区域を有し、第２のシールを破く段階は第２の区域を破くことを含む。
【００１９】
飲料材料は、注入段階が約９から約１４ｋｇ／ｃｍ２（約１３０から２００ｐｓｉ）で水流が容器を通るようなエスプレッソ粉末を含むことができる。飲料材料は、注入段階が約２から約１４ｋｇ／ｃｍ２（約３０から２００ｐｓｉ）で水流が容器を通るようなコーヒー粉末を含むことができる。飲料材料は、注入段階が約２から約４ｋｇ／ｃｍ２（約３０から６０ｐｓｉ）で水流が容器を通るような茶葉を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の飲料分配装置の略図である。
【図２】本発明の飲料分配システムの一実施例の斜視図である。
【図３】図２の飲料分配システムの平面図である。
【図４】図２の飲料分配システムのターレットシステムの斜視図である。
【図５】案内車輪、及び想像線で示された支持板の戻しバネを有する図２の飲料分配システムの注入器組立体の斜視図である。
【図６】遊び車輪及び切除図で示されたリミットスイッチを有する図２の飲料分配システムの注入器組立体の後方斜視図である。
【図７】図２の飲料分配システムの注入器システムの斜視図である。
【図８】線Ａ−Ａに沿って得られた図７の排出器システムの側方断面図である。
【図９】切除図で示されたポッドカートリッジ及びターレット組立体を有する図２の飲料分配システムの装填システムの斜視図である。
【図１０】図９の装填用組立体の装填機構の切除図である。
【図１１】本発明とともに使用する飲料ポッドカートリッジの切除図である。
【図１２】図１１の飲料ポッドの底視図である。
【図１３】本発明の飲料分配システムとともに使用し得る販売機の外部の平面図である。
【図１４】通過して示される水の流路を有するポッドカートリッジ及び注入器の側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
種々の図面を通して同様な番号が同様な要素を示す図面を参照すれば、図１は、本発明の飲料分配システム１００の略図を示す。
【００２２】
［水制御システム］
飲料分配システム１００は、制御システム１０５を備えることができる。水制御システム１０５は、飲料を作るために飲料分配システム１００内の水の流れを制御する。水制御
システム１０５は水源１１０を備えることができる。水源１１０は、水道水とし、或いはその他の形式の通常の給水装置とすることができる。水は、大気圧でありそして約１５から約２４℃（約６０゜Ｆから約７５゜Ｆ）に冷却されることが好ましい。
【００２３】
水源１１０からの水は、１個又は複数個の管路１２０を介して飲料分配システム１００を経て輸送される。水管路１２０は適宜の形式の通常の配管とすることができる。水管路１２０は、銅、ステンレス鋼、その他の種類の金属、プラスチック、ゴム、及びその他の種類の実質的に腐食しない種類の材料から作ることができる。内部の熱及び圧力のため銅又は同様な材料が使われることが好ましい。水管路１２０の寸法又は直径は、飲料分配システム１００全体の寸法及び期待容積に依存する。一般に、水管路１２０は、毎分約１０００から１５００ミリリットル（約３４から５０オンス）の作成飲料送出量を有する飲料分配システム１００を提供するために、内径が約０．９５ｃｍ（約３／８インチ）又はそれ以上とすることができる。
【００２４】
１個又は複数個の水管路１２０に、取水ポンプ１３０を連結することができる。取水ポンプ１３０は、飲料分配システム１００を通して水を駆動するように水源１１０からの水を圧送し加圧することができる。取水ポンプ１３０は、通常のダイヤフラムポンプ、遠心ポンプ、回転羽根式ポンプ、又は歯車ポンプとすることができる。その他の形式の通常のポンプも使用可能である。ポンプ１３０の速度は、通過流量と比例することが好ましい。ポンプ１３０は、飲料分配システム１００全体の寸法及び容積に応じて毎分約１８０から１５００ミリリットル（毎分約６から５０オンス）の流量を持つことができる。ポンプ１３０は、種々の流量の能力を有するものとすることができる。ポンプ１３０は、水の圧力を大気圧から約１４ｋｇ／ｃｍ２（約０から２００ｐｓｉ）に増加させることができる。
【００２５】
流量センサー１４０が、取水ポンプ１３０の下流で水管路１２０の一つの中に置かれ又はこれと連通する。流量センサー１４０は、取水ポンプ１３０により圧送され水管路１２０を通って流れる水量を測定する。流量センサー１４０は、通常の設計のものとすることができ、そしてタービン又はパドル車輪型のセンサーを備えることができる。
【００２６】
熱交換器１５０が、流量センサー１４０の下流の水管路１２０の一つの中に置かれ又はこれと連通する。熱交換器１５０は、通常のコイル形又は交差流形式の熱交換器とすることができ、そして銅、ステンレス鋼、又は同様な種類の材料から作ることができる。熱交換器１５０は、熱水容器１６０内に置くことができる。熱交換器１５０内の水は、これが熱水容器１６０を通過するときに加熱される。熱水容器１６０は通常の熱水容器とすることができる。容器１６０は、銅、ステンレス鋼、黄銅、又は同様な種類の材料から作ることができる。熱水容器１６０は、飲料分配システム１００の全体の寸法及び容量に依存して、水を約７から約１９リットル（約２から約５ガロン）保持することができる。熱水容器１６０内の水は、通常の熱源１８０により加熱することができる。熱源１８０は、抵抗器、ヒートポンプ、又は同様な形式の加熱用装置を備えることができる。熱源１８０は、熱水容器１６０内の水を約８７から約９６℃に（約１８０から約２０５゜Ｆ）に加熱することができる。
【００２７】
熱水容器１６０は２次水源１７０から給水することができる。２次水源１７０は、上述の水源１１０と同様とすることができる。２次水源１７０は、水道とし、又は同様形式の通常の給水装置とすることができる。２次水源１７０は、上述のように１個又は複数個の水管路１２０により熱水容器１６０に接続することができる。
【００２８】
電磁弁１９０が、熱交換器１５０及び熱水容器１６０の下流で１個又は複数個の水管路に置かれ又はこれと連通する。電磁弁１９０は、熱交換器１５０及び熱水容器６０の下流の１個又は複数個の水管路１２０を開閉する。電磁弁１９０は通常の設計のものとするこ
とができる。
【００２９】
注入ノズル２００が、電磁弁１９０の下流で１個又は複数個の水管路１２０に置かれ又はこれと連通する。注入ノズル２００は、熱交換器１５０から出た高温高圧の水の流れを指向させる。注入ノズル２００の可能な実際的な実施例が、以下、より詳細に説明されるであろう。
【００３０】
以下、より詳細に説明されるであろうように、注入ノズル２００は、ポッド（ｐｏｄ）カートリッジ２１０と共同作用する。ポッドカートリッジ２１０は、箔シール内のコーヒー、茶、エスプレッソ、又はその他の作成飲料の粉末又は葉を収容する。ポッドカートリッジ２１０は再使用可能とし、又は使捨てとすることができる。注入ノズル２００は、コーヒー、茶、エスプレッソ、又はその他の種類の飲料を作成するために、ポッドカートリッジ２１０内に高温高圧の水流を注入する。注入ノズル２００は、水流をポッドカートリッジ２１０内に注入するより前にシールを貫通することができる。
【００３１】
ポッドカートリッジ２１０の下流に収集漏斗２２０がある。収集漏斗２２０は、以下、より詳細に説明されるであろうように、通常の形の漏斗構造のものとすることができる。作成されたコーヒー、茶、エスプレッソ、又はその他の種類の作成飲料を受けるために、収集漏斗２２０の下にカップ２３０、ポット、又はその他の形式の容器を置くことができる。
【００３２】
補充水ポンプ２４０が、１個又は複数個の水管路１２０を介して熱水容器１６０と連通する。補充水ポンプ２４０は、前述の取水ポンプ１３０と同様とすることができる。補充水ポンプ２４０は、蠕動ポンプ又は歯車ポンプとすることができる。補充水ポンプ２４０は、補充された水流を加圧することは要求されない。ポンプ１３０は、飲料分配システム１００全体の寸法及び期待容積に応じて毎分約１０００から約１２５０ミリリットル（毎分約３３から約４２オンス）の流量を持つことができる。補充水ポンプ２４０は、種々の流量の能力を持つことができる。ポンプ２４０は、約０．２から０．４ｋｇ／ｃｍ２（約３から約５ｐｓｉ）の圧力のものとすることができる。
【００３３】
補充水用の流量センサー２５０が、補充水ポンプ２４０の下流で１個又は複数個の水管路１２０に置かれ又はこれと連通する。補充水用の流量センサー２５０は、上述の流量センサー１４０と同じ又は同様とするこができる。
【００３４】
補充水用の電磁弁２６０が、流量指示器２５０の下流で水管路１２０の一つに置かれ、又はこれと連通する。電磁弁２６０は、上述の電磁弁１９０と同じ又は同等とすることができる。電磁弁２６０及び補充水ポンプ２４０の代わりに、重力式供給システムにより熱水容器１６０の下流の水の流量を制御するこができる。言い換えると、熱水容器１６０からの水は、電磁弁２６０が開かれたときに流れることができる。
【００３５】
１個又は複数個の水管路１２０が、電磁弁２６０と収集漏斗２２０とを連結する。飲料の濃さ及び性格を変えるために、熱水容器１６０からの熱水は、カップ２３０内に分配される前に、収集漏斗２２０内で、注入ノズル２３０からの作成された粉末のコーヒー、茶、エスプレッソ、又はその他の飲料と混合される。
【００３６】
電子式制御装置２７０が、飲料分配システム１００の全体及び内部構成要素の各の作動を看視し制御することができる。電子式制御装置２７０は、アリゾナ州チャンドラーのマイクロチップ・テクノロジイより販売のＰＩＣ１６Ｆ８７６制御装置のようなマイクロコントローラーとすることができる。
【００３７】
電子式制御装置２７０は、取水ポンプ１３０、流量センサー１４０、熱源１８０、電磁弁１９０、補充水ポンプ２４０、補充水用の流量センサー２５０、補充水用の電磁弁２６０、及び内部のその他の要素の作動を制御することができる。特に、電子式制御装置２７０は、流量センサー１４０を介して取水ポンプ１３０により分配される水量を看視する。適量の水が分配されたとき、電磁弁１９０は、１個又は複数個の水管路１２０を閉じることができる。同様に、補充水流が要求されるときは、電子式制御装置２７０は、補充水用の流量センサー２５０により提供された情報に基づいて、構成水ポンプ２４０により提供された水の流量を看視し、補充水用の電磁弁２６０を開閉する。電子式制御装置２７０は、ポンプ１３０、２７０の速度及び流量を看視しかつ変えることができる。電子式制御装置２７０は、熱交換器１５０及び水容器１６０並びに熱源１８０内の水温を看視し制御することができる。
【００３８】
［ポッド作成装置］
図２及び３は、飲料分配システム１００の一応用例を示す。これらの図において、ポッド作成装置３００が示される。ポッド作成装置３００は、示されるように熱水容器１６０内に置かれた熱交換器１５０及び注入ノズル２００を有する水流制御システム１０５用の上述の構成要素の各を備えることができる。この実施例においては、飲料分配システム１００の構成要素は、全体として分配装置フレーム３０５上に取り付けられる。分配装置フレーム３０５は、ステンレス鋼、アルミニウム、その他の金属、又はその他の実質的に耐食性の材料から作ることができる。
【００３９】
［ターレット組立体］
上述のように、注入ノズル２００は、希望の飲料を作るようにポッドカートリッジ２１０と相互作用する。ポッドカートリッジ２１０は、ターレット組立体３１０内で飲料分配システム１００内に置くことができる。ターレット組立体３１０は、分配装置フレーム３０５に固定的に取り付けられる。図４に示されるように、ターレット組立体３１０は、ターレットフレーム３２５内に置かれたターレットプレート３２０を備える。ターレットフレーム３２５は、ステンレス鋼、アルミニウム、その他の通常の金属、又は同様な種類の実質的に耐食性の材料で作ることができる。ターレットプレート３２０は、多数のポッド開口３３０を備える。ポッド開口３３０は、ポッドカートリッジ２１０を受け入れるような寸法にされる。ターレットプレート３２０はターレットピン３４０の周りで旋回する。ターレットモーター３５０がターレット組立体３１０を駆動する。ターレットモーター３５０は、通常の交流モーター又は同様な形式の装置とすることができる。ターレットモーター３５０は、ターレット組立体３１０を、好ましくは約２５ｒｐｍで約６回転から約３０回転駆動する。
【００４０】
ターレットプレート３２０はその周囲の周りに配置された多数の回り止め３６０を持つ。回り止め３６０は、各ターレット開口３３０の付近に位置決めされる。回り止め３６０は１個又は複数個のリミットスイッチ３６５と共同作用して、ターレットプレート３２０の回転を制御する。電子式制御装置２７０が、ターレットプレート３２０を旋回させるようにターレットモーター３５０の運転をさせた場合、リミットスイッチ３６０が回り止め３６０の一つと出合ったときに、プレート３２０の回転を停止させることができる。
【００４１】
［注入器組立体］
注入器組立体４００をターレット組立体３１０に隣接して置くことができる。注入器組立体３１０は分配装置フレーム３０５に固定的に取り付けられる。図５及び６に示されるように、注入器組立体４００は、上述のような注入ノズル２００を備えることができる。注入ノズル２００は、約０．３から約０．６５ｍｍ（約１／８から約１／４インチ）の直径を持つ。注入ノズル２００は、ポッドカートリッジ２１０を貫通するように幾分か円錐状のものとすることができる。注入器組立体４００は、ターレット組立体３１０の上方に
伸びている注入器フレーム４１０も備える。注入器フレーム４１０は、ステンレス鋼、その他の種類の金属、又は同様な種類の実質的に耐食性の材料で作ることができる。
【００４２】
注入器組立体４００は、注入器ヘッド４２０を備える。注入器ヘッド４２０は、上述のような注入ノズル２００を備える。注入器ヘッド４２０は、直径がポッドカートリッジ２１０よりわずかに大きい。注入器ヘッド４２０も、ステンレス鋼、プラスチック、又は実質的に耐食性の同様な種類の材料で作ることができる。注入器ヘッド４２０は、その下方の周りに置かれたシール用リング４３０を備えることができる。シール用リング４３０は、実質的に水密なシールが注入器ヘッド４２０とポッドカートリッジ２１０との間に形成されるように、ゴム、シリコン、又はその他の弾性材料から作ることができる。１個又は複数個の水管路１２０を、注入器ノズル２００及び注入器ヘッド４２０に接続することができる。上述のように、水管路１２０が、注入ノズル２００と熱交換器１５０とを連結し、ポッドカートリッジ２１０に高温高圧の水を提供する。
【００４３】
注入器ヘッド４２０は、カムシステム４４０により実質的に垂直方向平面内で動くことができる。（用語「垂直方向」及び「水平方向」は、絶対位置ではない基準の枠組みとして使用される。ここで説明される注入器ヘッド４２０及びその他の構成要素は、適宜の方向で作動することができる。）カムシステム駆動モーター４５０がカムシステム４４０を駆動する。駆動モーター４５０は、上述のターレットモーター３５０と同様な通常の交流モーターとすることができる。駆動モーター４５０は、くま取りコイル形モーター又は直流モーターとすることもできる。駆動モーター４５０は、駆動ベルトシステム４７０を介して偏心カム４６０を回転させる。駆動モーター４５０及び歯車システム４７０は、偏心カム４６０を約６から約３０ｒｐｍ、好ましくは２５ｒｐｍで回すことができる。偏心カム４６０は、その下方部分が約４．１から約４．８ｃｍ（約１．６から１．９インチ）の半径を有し、一方、その上方部分が約３．５から４．１ｃｍ（約１．３から約１．７インチ）の半径を持つような形にされる。
【００４４】
偏心カム４６０は、遊び車輪４８０と共同作用をする。遊び車輪４８０は、支持板４９０内に取り付けられかつこれと連絡する。支持板４９０は、注入器フレーム４１０の付近で動くことができる。支持板４９０は、ステンレス鋼、他の種類の鋼、プラスチック、又はその他の材料から作ることができる。支持板４９０は、注入器ヘッド４２０に固定的に取り付けられる。支持板４９０は、支持板４９０が注入器フレーム４１０内で垂直方向に動き得るように、その上に置かれた多数の案内車輪５００を持つことができる。戻しバネ５２０が、支持板及び注入器フレーム４１０に取り付けられる。カム４６０の回転がある大きさを越えないように、カムの付近にリミットスイッチ５３０が置かれる。
【００４５】
そこで、注入器ヘッド４２０は、カムシステム４４０を介してこれを垂直方向で昇降させることができる。特に、駆動モーター４５０は、歯車システム４７０を介して偏心カム４６０を回転させることができる。偏心カム４６０が半径の大きくなっていく状態で回転すると、遊び車輪４８０が支持板４９０を下方に押し、このため、注入器ヘッド４２０がポッドカートリッジ２１０と接触する。偏心カム４６０は、注入器ヘッド４２０を約６．４から約１２．７ｍｍ（約１／４から約１／２インチ）下げることができる。注入器ヘッド４２０がポッドカートリッジ２１０と接触すると、偏心カム４６０は、カム４６０がリミットスイッチ５３０に到達するまで回転し続け、ポッドカートリッジ２１０上の圧力を大きくさせる。次いで、電子式制御装置２７０が駆動モーター４５０に指示して、ある所定時間だけカム４６０を定位置に保持させる。次いで、電子式制御装置２７０は、注入器ヘッド４２０がその最初の位置に戻るようにカムシステム４４０を逆転させる。
【００４６】
［排出器組立体］
図７及び８は排出器システム５５０を示す。排出器システム５５０は、注入器組立体４
００に隣接して分配装置フレーム３０５の付近に位置決めされる。排出器システム５５０はリフトシステム５６０を備える。リフトシステム５６０はターレットプレート３２０の下方に位置決めされる。リフトシステム５６０は、ターレットプレート３２０の下方に置かれたリフトパッド５７０を備えることができる。リフトパッド５７０は、ステンレス鋼、その他の種類の鋼、プラスチック、又は同様な種類の材料から作られる。リフト板５７０は、軸５９０から伸びている頂部板５８０を有する実質的にプランジャー状の形のものである。リフトパッド５７０は、排出器電磁石６００により駆動されたとき、実質的に垂直方向で動くことができる。排出器電磁石６００は、通常の設計のものであり、そして約０．６から約１．４ｋｇ（約１．５から約３ポンド）の力で作動することができる。排出器電磁石６００の作動は電子式制御装置２７０により管理される。戻しバネ６１０が、リフトパッド５７０の軸５９０に周りに位置決めされる。戻しバネ６１０は、リフトパッド５７０の垂直方向移動量を限定し、かつリフトパッド５７０をその最初に位置に戻す。
【００４７】
排出器システム５５０は、スイープシステム６２０も備えることができる。スイープシステム６２０は、ターレットプレート３２０の上方に位置決めされる。スイープシステム６２０はターレットフレーム３２５上に位置決めされる。スイープシステム６２０はスイーパーアーム６３０を備える。スイーパーアーム６３０はアームポスト６４０上で回転するように置かれる。スイーパー電磁石６５０は通常設計のものであり、そして約０．２から約０．７ｋｇ（約０．５から約１．５ポンド）の力で作動することができる。スイーパー電磁石６５０の作動は電子式制御装置２７０により制御される。スイーパー電磁石６５０の作動が、アーム６３０をアームポスト６４０を中心として回転させる。ターレットフレーム３２５内で、廃棄穴６６０がスイーパー電磁石６５０に隣接して位置決めされる。スイーパーアーム６３０は、使用済みのポッドカートリッジ２１０がリフトシステム５６０により持ち上げられたときにこれを一掃して廃棄穴６６０の中に落とす。特に、リフトシステム５６０が、ポッドカートリッジ２１０をポッド開口３３０外に持ち上げる。次いで、スイーパーシステム６２０がポッドカートリッジ２１０をターレットプレート３２０上から廃棄穴６６０の中に払い落とす。使用済みカートリッジ２１０を集めるために、廃棄穴６６０の下方にこれと連なる１個又は複数個の収集箱６６５が置かれる。
【００４８】
［装填用組立体］
排出器組立体５５０に隣接して、分配装置フレーム３０５上に装填用組立体７００を置くことができる。図９及び１０に示されるように、装填用組立体７００は、ターレットフレーム３２５に隣接して取り付けられる。装填用組立体７００はポッド用回転トラック７１０を備えることができる。ポッド用回転トラック７１０は、多数のポッド区画７２０が中に置かれた実質的に筒状の構造である。ポッド区画７２０の各の中に多数のポッドカートリッジ２１０を置くことができる。ポッド区画７２０は、実質的に筒状又は円筒状の構造とすることができる。ポッド用回転トラック７１０は、ポッドスピンドル７３０の周りで回転することができる。ポッド用回転トラック７１０は、スピンドルモーター７４０により回転させることができる。スピンドルモーター７４０は、上述のターレットモーター３５０と同様な交流モーターとすることができる。スピンドルモーター７４０は、くま取りコイル形モーター又は直流モーターとすることもできる。スピンドルモーター７４０は、ポッド用回転トラック７１０を、約６から約３０ｒｐｍで、好ましくは約２５ｒｐｍで回転させることができる。ポッド用回転トラック７１０は、各ポッド区画７２０の周りに位置決めされた多数の回り止め又は同様な構造を持つこともできる。この回り止めは、リミットスイッチと共同作用して、上述のターレット組立体３１０のリミットスイッチ３６０及び回り止め３７０の使用と同様な方法で、ポッド用回転トラック７１０の回転を制御する。
【００４９】
装填用組立体７００内で、各ポッド区画７２０と隣接して装填機構７６０を位置決めすることができる。装填機構７６０は、エスケープメントラチェット７７０を備える。エス
ケープメントラチェット７７０は、廃棄用電磁石７８０により作動させられる。廃棄用電磁石７８０は、通常の設計のものとすることができる。廃棄用電磁石７８０は、約１．３から約２．３ｋｇ（約３から約５ポンド）の力で作動することができる。戻しバネ７９０が廃棄用電磁石７８０に周りに置かれ、エスケープメントラチェット７７０を、使用後にその最初の位置に戻す、廃棄用電磁石７８０の作動がエスケープメントラチェット７７０を回転させ、これにより、１個のポッドカートリッジ２１０を、ポッドカートリッジ７２０から出してターレット組立体３１０の開口３３０内に落下させることができる。装填用組立体７００及びその構成要素の作動は電子式制御装置２７０により制御される。
【００５０】
［ポッドカートリッジ］
図１１及び１２は、ポッドカートリッジ２１０の一実施例を示す。ポッドカートリッジ２１０はカップ８００を備える。カップ８００はポリスチレン又はポリエチレンのような通常の熱可塑性樹脂で作ることができる。或いは、ステンレス鋼又は同様な実質的に耐食性の金属材料も使うことができる。カップ８００は実質的に強固とすることができる。インサート８１０がカップ８００の頂部端部を閉鎖する。インサート８１０も、カップ８００に使用された熱可塑性樹脂又は同様な材料から作ることができる。インサート８１０は、その中に多数の開口８２０を持つ。インサート８１０は、カップ８００の頂部とは多少食い違わせることができる。言い換えれば、インサート８１０上に間隙８２５がある。カップ８００の頂部は、シール８３０により閉鎖される。シール８３０は箔又は同様な形式の実質的に気密な材料から作られる。
【００５１】
カップ８００の底部端部にはフィルター層８４０が設けられる。フィルター層８４０は、紙フィルター材料又は同様な形式の材料から作られる。底部シール８５０が、カップ８００の底部端部を閉じる。底部シール８５０は箔又は同様な形式の材料から作られる。底部シール８５０は、その中に置かれたミシン孔区域８６０を持つことができる。ミシン孔区域８６０は、内圧が加わったときにシール８５０から分離することができる。
【００５２】
カップ８００は、作成材料９００で満たされる。作成材料９００は、コーヒー、エスプレッソ、又は同様な種類のコーヒー粉末、茶葉、又はその他の適宜の作成希望の飲料材料とすることができる。カップ８００が直径約３．７から４ｃｍ（約１．５から１．６インチ）で深さ約１．８から２ｃｍ（約０．７から０．８インチ）であるならば、約６から約８グラムの作成材料９００をカップ８００内に置くことができる。シール８３０、８５０は、飲料材料９００を、新鮮に保つために実質的に気密に維持することができる。
【００５３】
［販売機］
図１３は、飲料分配システム１００の一実施例を示す。この例においては、販売機９１０が示される。上述されたポッド作成装置３００が販売機９１０内で作動する。販売機９１０は、分配用区域９２０を備える。分配用区域９２０のため、顧客は、販売機９１０からカップ２３０を取り出すことができる。販売機９１０は多数の選択用の表示９３０も持つことができる。選択用表示は押しボタン又はその他の形式の信号であって、これにより、消費者は、コーヒー、茶、エスプレッソなどに対する選択を示すことができる。販売機９１０は多数の追加の表示９４０を持つこともできる。追加の表示９４０により、消費者は、ある量の、例えば、ミルク、クリーム、砂糖、又はその他の種類の追加物及び／又はフレーバーを作成飲料に加えることができる。販売機９１０は、支払い装置９５０も備えることができる。支払い装置９５０は、通常設計のものとすることができる。
【００５４】
［使用において］
使用の際は、多数のポッドカートリッジ２１０が種々の形式の粉末、葉、又はその他の形式の飲料材料９００で満たされる。約３０ミリリットルの１杯分のエスプレッソ飲料の場合は、約６から約８グラムのエスプレッソ粉末がポッドカートリッジ２１０内に置かれ
る。同様に、約２４０ミリリットル（約８オンス）のコーヒーを作るためには、ポッドカートリッジ２１０に、約６から８グラムのコーヒー粉末が加えられる。約１５０ミリリットル（約５オンス）の茶を作るためには、ポッドカートリッジ２１０に、約３から５グラムの茶葉が加えられる。ポッドカートリッジ２１０は封鎖され、そして装填用組立体７００内に挿入される。ポッド区画７２０の各に、種々の形式のポッドカートリッジ２１０を置くことができる。
【００５５】
消費者が販売機９１０の選択表示９３０の一つを押し、又は別の方法で選択を行うと、電子式制御装置２７０がスピンドルモーター７４０を回転させて、ポッド用回転トラック７１０の適正なポッド区画７２０を定位置に回転させる。ポッド用回転トラック７１０が回転して、適切なポッドカートリッジ２１０を、ターレット組立体３１０の適切なターレット開口３３０内に落とす。次いで、図９及び１０に示されるように、装填用組立体７００の装填機構７６０が廃棄用電磁石７８０を作動させてエスケープメントラチェット７７０を回転させ、ポッドカートリッジ２１０が定位置に落下することを許す。或いは、使用者は、ポッドカートリッジ２１０を、ターレットプレート３２０上の定位置におくことができる。
【００５６】
ポッドカートリッジ２１０が開口３３０内の定位置にくると、電子式制御装置２７０がターレットモーター３５０を作動させて、ターレットプレート３２０を注入器組立体４００に向けて回転させる。ターレットモーター３５０は、リミットスイッイ３６０とターレットプレート３２０上の回り止め３７０とが揃ったときに作動を終える。
【００５７】
ポッドカートリッジ２１０が、注入器組立体４００に隣接した定位置にくると、電子式制御装置２７がカムシステム４４０の駆動モーター９５０を作動させる。図５及び６に示されるように、駆動モーター４５０が駆動ベルトシステム４７０を作動させて偏心カム４６０を回転させる。偏心カム４６０は回転し、支持板４９０及び注入器ヘッド４２０を下げる。注入器ヘッド４２０は約０．６４ｃｍ（約１／４インチ）下げられる。そこで、表示器ヘッド４２０がポッドカム２１０と接触する。注入器ヘッド４０は、約１３６から１６０ｋｇ（約３００から３５０ポンド）の下向きの力でポッドカートリッジ２１０と組み合う。シール用リング４３０が、ポッドカートリッジ２１０の周りの実質的に気密かつ水密のシールを形成する。注入器ヘッド４２０の下向きの運動及び駆動モーター４５０の作動は、リミットスイッイ５３０の位置で停止される。
【００５８】
図１４に示されるように、注入器ヘッド４２０の注入ノズル２００がポッドカートリッジ２１０の頂部シール８３０を貫通できる。次いで、電子式制御装置２７０が電磁弁１９０を作動させて、高温高圧の水が熱交換器１５０から注入ノズル２００内に入ることを許す。この水は、約８２から約９３℃（約１８０から約２００゜Ｆ）である。入ってくる水流は、約１１から１４ｋｇ／ｃｍ２（約１６０から２００ｐｓｉ）に加圧される。作成材料９００の性質のため、ポッドカートリッジ２１０を通過する水の圧力は約１．４から１４ｋｇ／ｃｍ２（約２０から２００ｐｓｉ）である。ポッドカートリッジ２１０を通過して流れている水の圧力は、作成している材料９００の性質により変更可能である。
【００５９】
水は注入器ノズル２００を通過し、ポッドカートリッジ２１０のプラスチックカップ８００のインサート８１０上で広がる。次いで、水はインサートの開口８２０を通って流れ、作成材料９００中に入る。入ってくる水流の圧力が底部シール８５０のミシン孔区域８６０を開き、作成された飲料はポッドカートリッジ２１０を通過して収集漏斗２２０内に入り、更にカップ２３０内に入る。
【００６０】
水源１１０からより多くの水を引くために、電子式制御装置２７０が取水ポンプ１３０も運転させる。流量センサー１４０が水管路１２０を通って流れている水量を看視する。
水は、熱水容器１６０内に置かれた熱交換器１５０に通過する。このとき、水は適切な温度に加温される。注入ノズル２００内に十分な量の水が通過すると、電子式制御装置２７０は電磁弁１９０を閉鎖しかつ取水ポンプ１３０を停止させる。
【００６１】
エスプレッソ飲料の場合は、水は、圧力が約９．８から１４ｋｇ／ｃｍ２（約１４０から約２００ｐｓｉ）でポッド区画２１０を通って流れる。１個のカップ２３０のエスプレッソを作成するために、水は約１０秒間を要する。
【００６２】
茶のカップ２３０は、上述のエスプレッソ飲料と同じ方法で作成することができる。作成材料９００、この場合は茶葉の性質のため、この例では、水は、僅か３ｋｇ／ｃｍ２（約４０ｐｓｉ）の圧力で、ポッドカートリッジ２１０を通って流れる。茶は作成に約２０秒間かかる。
【００６３】
コーヒーのカップ２３０は、幾分か違った方法で作成することができる。第１に、作成用材料９００、この場合はコーヒー粉末の入ったポッドカートリッジ２１０が、エスプレッソ飲料に関して上述された方法と同じ方法で作成される。レギュラー又は「アメリカン」コーヒーの場合は、水は、約９．８から１４ｋｇ／ｃｍ２（約１４０から約２００ｐｓｉ）の圧力、好ましくは約１２．６ｋｇ／ｃｍ２（約１８０ｐｓｉ）の圧力で、ポッドカートリッジ２１０を通過して流れる。或いは、粗い粉末の場合は、水は僅か３ｋｇ／ｃｍ２（約４０ｐｓｉ）の圧力とすることができる。コーヒーは、作成に約１０から約１２秒かかる。
【００６４】
第２に、飲料がカップ２３０内に注がれる前又はその途中に、収集漏斗２２０において、飲料に補充の水を加えることができる。特に、電子式制御装置２７０は、補充水用の電磁弁２６０を開き、補充水ポンプ２４０を作動させる。熱水容器１６０からの水量は、流量センサー２５０により看視されて収集漏斗２２０内に流入する。或いは、熱水容器１６０から水が重力で流れるように、補充水ポンプ２４０と流量センサー２５０とを省くことができる。いずれの方法においても、適切な量の水が収集漏斗２２０に加えられると、電子式制御装置２７０が電磁弁２６０を再び閉鎖させる。約２４０ミリリットル（約８オンス）のコーヒーカップ２３０の場合は、約４０ミリリットル（約１．４オンス）がポッドカップ２１０を通過して作成し、更に１８０から２００ミリリットル（約６から６．６オンス）の熱水が収集漏斗２２０において追加されるであろう。
【００６５】
飲料が作成されると、注入器組立体４００のカムシステム４００の駆動モーター４５０が逆転し、注入器ヘッド４２０をポッドカートリッジ２１０から離して持ち上げる。次いで、ターレットモーター３５０がターレット組立体３１０のターレットプレート３２０を回転させて、ポッドカートリッジ２１０を、図７及び８に示されるように排出器システム５５０内に置く。この場合も、ターレットプレート３２０の回転は回り止め３７０とリミットスイッチ３６０との整列により制御される。
【００６６】
次いで、電子式制御装置２７０がリフトシステム５６０を作動させる。特に、電磁石６００がリフトパッド５７０を持ち上げて、ポッドカートリッジ２１０をターレットプレート３２０の開口３３０外に押し出す。次いで、電子式制御装置２７０がスイープシステム６２０を作動させて、スイーパー電磁石６５０がアーム６３０を回転させる。アーム６３０は、ポッドカートリッジ２１０を廃棄穴６６０内に押すことができる。次いで、戻しバネ６１０が、リフトパッド５７０をその最初の位置に戻す。
【００６７】
１個のポッドカートリッジ２１０が注入器組立体４００にありかつ更なるポッドカートリッジ２１０が排出器システム５５０内にあるときに、追加のポッドカートリッジ２１０を装填用組立体７００によりターレット組立体３１０上に装填することができる。従って
、高速かつ信頼できかつ高品質な方法で、ある一つの飲料が作成された直後に別の飲料を作成するようにして多数の飲料を作成することができる。更に、多数の装填ステーション、注入ステーション、及び廃棄ステーションを一緒に使うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010075714.tif 000010
【図９】
2010075714.tif 000011
【図１０】
2010075714.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2010075714.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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