(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ヒータにより加熱保温される貯湯タンクと、前記貯湯タンクよりも上方に配置され湯沸ヒータにより高温の湯沸しを行う前記貯湯タンクよりも貯湯量の小さい湯沸タンクと、前記湯沸タンクの下部に設けられ注湯バルブを有する注湯部と、前記注湯部の下方に配置したコーヒー粉を収容するフィルターと、前記貯湯タンク内の湯を湯沸タンク内に給湯する給湯ポンプとを備え、前記貯湯タンク内の湯温を低温度に保持し、前記湯沸タンク内の湯温を前記貯湯タンク内の湯温よりも高いコーヒーの抽出に適した高温度に保持すると共に、前記注湯バルブの開放により湯沸タンク内の湯をコーヒー粉に注湯してコーヒーの抽出を行い、かつ前記給湯ポンプを注湯バルブの開閉に連動させたことを特徴とするコーヒーメーカー。
【請求項２】
湯沸ヒータにより湯沸しを行ない高温状態の湯を貯湯する湯沸タンクと、前記湯沸タンクの下部に設けられ注湯バルブを介して下端に注湯口を有する注湯部と、前記注湯部の下方に配置したコーヒー粉を収容するフィルターとを備え、一回のコーヒーの抽出に必要な一定湯量を、前記注湯バルブを最適注湯時間の間開放することにより湯沸タンク内の湯を注湯口よりコーヒー粉に注湯して行うと共に、前記一定湯量と最適注湯時間に基づいて前記湯沸タンク内の水位と注湯口との高さを一定に維持し、かつ前記一定湯量と最適注湯時間をコーヒー粉の量に応じて予め設定することを特徴とするコーヒーメーカー。
【請求項３】
前記湯沸タンクには、該湯沸タンク内の湯を所定水位に保持するフロートスイッチを設け、前記湯沸タンク内の湯面水位が所定水位よりも低下した時に前記フロートスイッチの作動により給湯ポンプを駆動して貯湯タンク内の湯を湯沸タンク内に給湯することを特徴とする請求項１に記載のコーヒーメーカー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコーヒー粉の上方から注湯してコーヒーの抽出を行うコーヒーメーカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バスケット内に収容したコーヒー粉の上方から高温の湯を注いでコーヒーを抽出する所謂ドリップ式のコーヒーメーカーは特開平９−２８５７４号公報に開示されている。
【０００３】
このコーヒーメーカーの抽出方式は、熱湯タンク内の水を常に熱湯状態まで加熱しておきコーヒー製造スイッチをオンにすると、電磁弁が開放し給水タンク内の水が熱湯タンク内に入り込み熱湯タンク内の熱湯が該タンクから溢れるようになる。この溢れる熱湯は電磁弁を経由して熱湯パイプに導かれ供給ノズルからコーヒー粉にふり注がれて抽出したコーヒーをカップに貯める。
【０００４】
即ち、給水タンク内の水を熱湯タンクの底部に送水することにより予め熱湯タンク内に貯湯されていた熱湯が上昇してコーヒー粉に注湯されるようになされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この様な構成のコーヒー製造機にあっては、常に熱湯状態の多量の湯を熱湯タンク内に貯めておく必要があり電力消費量が大きくなって不経済であった。
【０００６】
また、図１に見られるように熱湯タンクと供給ノズルとの間は単に熱湯パイプにより連結しただけであり、給水タンクから熱湯タンク内に給水されてもすぐに供給ノズルから熱湯が出ず業務用としては不向きであった。
【０００７】
さらに、給水タンク内の水温が低いために熱湯タンク内の湯温が低下し供給ノズルに注湯される湯温が低下し十分な抽出温度にならなかった。
【０００８】
本発明は、十分な量の熱湯をコーヒー粉に注いでコクのあるコーヒーを抽出すると共に即注湯及び連続抽出を可能にしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は第１に、加熱ヒータにより加熱保温される貯湯タンクと、前記貯湯タンクよりも上方に配置され湯沸ヒータにより高温の湯沸しを行う前記貯湯タンクよりも貯湯量の小さい湯沸タンクと、前記湯沸タンクの下部に設けられ注湯バルブを有する注湯部と、前記注湯部の下方に配置したコーヒー粉を収容するフィルターと、前記貯湯タンク内の湯を湯沸タンク内に給湯する給湯ポンプとを備え、前記貯湯タンク内の湯温を低温度に保持し、前記湯沸タンク内の湯温を前記貯湯タンク内の湯温よりも高いコーヒーの抽出に適した高温度に保持すると共に、前記注湯バルブの開放により湯沸タンク内の湯をコーヒー粉に注湯してコーヒーの抽出を行い、かつ前記給湯ポンプを注湯バルブの開閉に連動させたものである。
【００１１】
本発明は第２に、湯沸ヒータにより湯沸しを行ない高温状態の湯を貯湯する湯沸タンクと、前記湯沸タンクの下部に設けられ注湯バルブを介して下端に注湯口を有する注湯部と、前記注湯部の下方に配置したコーヒー粉を収容するフィルターとを備え、一回のコーヒーの抽出に必要な一定湯量を、前記注湯バルブを最適注湯時間の間開放することにより湯沸タンク内の湯を注湯口よりコーヒー粉に注湯して行うと共に、前記一定湯量と最適注湯時間に基づいて前記湯沸タンク内の水位と注湯口との高さを一定に維持し、かつ前記一定湯量と最適注湯時間をコーヒー粉の量に応じて予め設定したものである。
【００１３】
本発明は第３に、前記湯沸タンクには、該湯沸タンク内の湯を所定水位に保持するフロートスイッチを設け、前記湯沸タンク内の湯面水位が所定水位よりも低下した時に前記フロートスイッチの作動により給湯ポンプを駆動して貯湯タンク内の湯を湯沸タンク内に給湯するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明のコーヒーメーカーの概略説明図、図２は同じく全体斜視図、図３は同じくブロック図、図４は同じく注湯回数とその量及び注湯時間等の説明図、図５は同じく応用例を示す説明図である。
【００１５】
（１）はコーヒーメーカー本体、（２）は前側にコーヒーカップ（３）…の載置台（４）を形成したハウジング、（５）は前記載置台（４）の上方であって水平方向に取り付けたホルダー、（６）…は前記ホルダー（５）に着脱自在に装着されるネル製のフィルターで、コーヒーカップ１杯分の抽出に必要な量のコーヒー粉を収容する。
【００１６】
（７）…は前記ハウジング（２）の上部前側に設けた第１、第２、第３注湯釦で、コーヒーの抽出が必要な所を押圧操作する。（８）…は前記注湯釦の操作により抽出行程（抽出中、むらし中、抽出完了）を表わす注湯ランプである。
【００１７】
（９）は前記ハウジング（２）内の下部に設置され底部に加熱ヒータ（１０）を密着固定し上部に給水口（１１）を設けた約１０リットルを貯湯する貯湯タンクで、側壁に設けた貯湯センサ（１２）により約５０度の低温度に保持する。（１３）は前記載置台（４）の上方に位置するハウジング（２）内に設置され底部に湯沸ヒータ（１４）を密着固定した約１リットルを貯湯する湯沸タンクで、側壁に設けた湯沸センサ（１５）により前記貯湯タンク（９）内の湯温よりも高い約９５度の高温度に保持するもので、上部には排水口（１６）を設けている。この排水口は、湯沸タンク（１３）内の湯量を常に一定量（１リットル）を保持するためのもので、もし一定量以上の湯量になった場合には前記排水口（１６）から排水し、図示していないが排水パイプを介して貯湯タンク（９）内に戻す。
【００１８】
この場合、貯湯タンク（９）内には高温の湯が流入することから貯湯タンク（９）内の湯温が低下せず加熱ヒータ（１０）による無駄な加熱を防止する。
【００１９】
（１７）は前記貯湯タンク（９）の下部と前記湯沸タンク（１３）の上部とを連通する給湯パイプ、（１８）は前記給湯パイプ（１７）の一部に設けられ前記貯湯タンク（９）内の湯を湯沸タンク（１３）内に給湯する給湯ポンプである。
【００２０】
（１９）…は前記湯沸タンク（１３）の下部に設けられ電磁弁方式の注湯バルブ（２０）…を有する注湯部で、前記フィルター（６）…のそれぞれの上方に位置して設けている。
【００２１】
前記注湯バルブ（２０）…は、前記第１注湯釦（７）の操作により開放する第１注湯バルブ（２０）と、前記第２注湯釦（７）の操作により開放する第２注湯バルブ（２０）と、前記第３注湯釦（７）の操作により開放する第３注湯バルブ（２０）であり、これらのバルブは、それぞれを第１、第２、第３注湯機構（２１）…（図３参照）として機構部に含めている。（２２）…は前記各注湯バルブ（２０）…の下部に設けた注湯口である。
【００２２】
前記各注湯機構（２１）…を詳記する。それぞれの機構は同じ動作を行うものであり、機構を詳図していないが、図４に示す様に１回のコーヒーの抽出を４回の注湯回数に分けて注湯を行い合計の注湯量を一定湯量の１５０ミリリットルに設定し、各回の注湯時には揺動機構（図示せず）により注湯口（２２）を「の」の字を描くように回転させるようになされており、１回目の注湯時には「の」の字注湯回数を１回とし、２回目は２回、３回目は２．５回、４回目は１回にしている。
【００２３】
また、各回の注湯時の最適注湯時間と休止時間は、注湯回数が１回目の時は１２秒で注湯終了後から２回目までの注湯休止時間は２０秒、同様に２回目の時は２５秒の注湯で２３秒の休止、３回目の時は３３秒の注湯で３０秒の休止、４回目の時は１２秒の注湯で２７秒の休止に設定しており、４回目の注湯後の２７秒の休止時間はコーヒーカップ（３）…を取り去る時期を表わすもので、前記注湯ランプ（８）…により休止時間の終了を報知する。
【００２４】
従って、コーヒー一杯分の抽出に伴なう注湯回数は合計４回、「の」の字注湯回数は合計６．５回、合計注湯時間は８０秒、合計休止時間は１００秒となり、コーヒー一杯分の抽出時間は１８０秒となる。以上はコーヒー一杯分の抽出量が「小」の場合を示す。
【００２５】
また、前記給湯ポンプ（１８）は、前記各注湯釦（７）…の何れかが操作された時に前記注湯バルブの開放と連動して作動し、４回の注湯回数が終了した時に注湯バルブの閉止と連動して作動を停止する。
【００２６】
ここで、図１に示す湯沸タンク内の熱湯水位（Ｆ：排水口の位置を表わす）と注湯口（２２）の下端との位置関係を説明する。この熱湯の水位と注湯口の下端との高さは（Ｈ）で表わしており、この高さ（Ｈ）は前述の図４によるコーヒー粉の量に基づいた抽出に必要な一定湯量と最適注湯時間を基本にして一定にしている。
【００２７】
即ち、前述の高さ（Ｈ）を一定に保つことにより、注湯時間のみを制御すれば各回の注湯時に必要とする湯量を取り出すことができる。
【００２８】
これを数式で表わすと、Ｈ＝（１／２）ｇＶ２で、（ｇ）は重力加速度（定数）、（Ｖ）は注湯口から落下する熱湯の速度である。即ち、この式では、（Ｈ）を一定に保つと（Ｖ）は常に一定になることを表わしている。
【００２９】
そして、コーヒー一杯の抽出に必要な最適注湯時間（ｔ）が予め設定されていると注湯量（Ｑ）は、Ｑ＝πｒ２Ｖｔとなる。（ｒ）は注湯口（２２）の半径である。
【００３０】
この結果、コーヒー一杯の抽出に必要な湯量（Ｑ）と最適注湯時間（ｔ）を満足させる流速（Ｖ）が求められ、高さ（Ｈ）を一定に保つと湯量（Ｑ）は時間（ｔ）のみ関数となり、この時間（ｔ）を制御すれば良いことになる。
【００３１】
このことは、コーヒー粉の量を増加しコーヒー一杯の抽出量を変えた場合、例えば「中」の場合の抽出量（１８０ミリリットル）、「大」の場合の抽出量（２００ミリリットル）に設定した場合は、注湯バルブ（２０）の開放時間を制御（長くする）するだけで必要量の熱湯が得られる。
【００３２】
次に図３のブロック図について説明する。（２３）は予め入力されたプログラムに基づいて各ヒータや給湯ポンプ等を制御するマイコン、（２４）は詳図していないがコーヒーメーカー本体（１）の要所に設けた設定スイッチによりコーヒー一杯に必要な抽出量を「小」、「中」、「大」の何れかに設定したデータをメモリーする湯量設定手段、（２５）は前記湯量設定手段（２４）の内容によりコーヒー一杯の抽出に必要な最適注湯時間を設定する時間設定手段、（２６）は前記貯湯センサ（１２）と湯沸センサ（１５）の検出値を数値データに変換する温度検出回路、（２７）は注湯機構（２１）…の注湯回数、注湯パターン等を記憶した外部メモリー、（２８）は前記各注湯ランプを総称した表示部である。
【００３３】
次に動作について述べる。予め設定スイッチにより抽出量を「小」に設定しておき、コーヒーカップ（３）、（３）、（３）を載置台（４）の上に置くと共に、コーヒー一杯分に必要な量のコーヒー粉をフィルター（６）、（６）、（６）に収容する。
【００３４】
その後、例えば第１注湯釦（７）を操作すると、この注湯命令を受けたマイコン（２３）は第１注湯機構（２１）を作動すると共に第１注湯バルブ（２０）を開放し給湯ポンプ（１８）を作動する。
【００３５】
第１注湯バルブ（２０）の開放に伴ない湯沸タンク（１３）内の熱湯がマイコン（２３）の出力によって前述の図４に示す注湯回数と注湯量、「の」の字回数、注湯時間、休止時間に基づいてコーヒーカップ一杯分の注湯を行うわけであるが、前記第１注湯バルブ（２０）は注湯回数に応じて開閉動作を繰り返し、注湯時間及び休止時間に応じて開放時間、閉止時間を制御する。
【００３６】
前述の給湯ポンプ（１８）の作動に伴ない貯湯タンク（９）から湯沸タンク（１３）内に給湯した湯は、この湯沸タンク（１３）内が常に１リットルの湯量を保持するように余剰分は排水口（１６）より排水されて貯湯タンク（９）内に戻す。
【００３７】
この結果、コーヒーの抽出時に注湯口（２２）から注湯する注湯量及び熱湯の速度は、湯沸タンク（１３）内の水位と注湯口（２２）の下端との高さ（H）が一定であることから注湯バルブ（２０）の開閉時間によって図４に示す各回数毎の定められた一定湯量が得られる。
【００３８】
図５は応用例を示すもので、湯沸タンク（１３）の湯面水位を排水口（１６）による排水のみに頼らずフロートスイッチ（２９）によって保持するようにしている。
【００３９】
即ち、給湯ポンプ（１８）により給湯されて湯沸タンク（１３）内の湯面水位が一定になっているわけであるが、例えば本体の振動等、何らかの理由により湯面水位が所定水位よりも低下した場合にはフロートスイッチ（２９）が作動して給湯ポンプ（１８）を駆動し貯湯タンク（９）内の湯を湯沸タンク（１３）内に給湯し余剰分の湯を排水口（１６）から貯湯タンク（９）内に戻して所定水位を保持する。
【００４０】
【発明の効果】
以上の様に本発明は、注湯バルブの開放により湯沸タンク内の湯をフィルターに収容したコーヒー粉に注湯してコーヒーの抽出を行うものにおいて、湯沸タンクに給湯する湯を貯めた貯湯タンク内の湯温を低温度に保持し、湯沸タンク内の湯温を貯湯タンク内の湯温よりも高い温度に保持すると共に、給湯ポンプを注湯バルブと連動して作動することで、コーヒーの抽出に必要な高温の湯を必要な時に直ぐに取り出すことができるものである。
【００４１】
又、注湯バルブの開放による抽出と連動して給湯ポンプを作動し、貯湯タンク内の低温度に温められた湯を湯沸タンク内に給湯することにより、湯沸タンクでのコーヒーの抽出に適した湯温まで加熱する時間が短くなり、連続してコーヒーを抽出することができると共に、湯沸タンク内は常に湯が貯められ、空だきを防止するものである。
【００４３】
そして、一回のコーヒーの抽出に必要な一定湯量を、注湯バルブを最適注湯時間の間開放することにより、湯沸タンク内の湯を落下させて注湯口よりコーヒー粉に注湯して抽出を行うものにおいて、一定湯量と最適注湯時間に基づいて湯沸タンク内の水位と注湯口との高さを設定すると共に、一定湯量と最適注湯時間をコーヒー粉の量に応じて設定したことで、注湯バルブの開閉時間を制御することにより、一定湯量と最適注湯時間を正確にコントロールすることができ、いつでも誰でも決められた濃度で、コクのある香り高いコーヒーを自動で抽出することができるものである。
【００４５】
加えて、湯沸タンクには、湯を所定水位に保持するフロートスイッチを設けたものであるから、湯沸タンク内の水位が下ったとしても自動的に給湯ポンプが作動して湯沸タンク内に給湯し湯沸タンク内を常に所定湯量に保持して連続抽出を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコーヒーメーカーの概略説明図である。
【図２】同じく全体斜視図である。
【図３】同じくブロック図である。
【図４】同じく注湯回数とその量及び注湯時間等の説明図である。
【図５】同じく応用例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  コーヒーメーカー本体
６  フィルター
７  注湯釦
９  貯湯タンク
１０  加熱ヒータ
１３  湯沸タンク
１５  湯沸ヒータ
１６  排水口
１８  給湯ポンプ
１９  注湯部
２２  注湯口
【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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