(57)【要約】【課題】  摩擦熱や騒音の発生を抑え、連続して運転が可能な粉砕装置およびこれを備えた飲料製造装置を提案する。【解決手段】  粉砕装置は、粉砕対象物を導入するホッパーと、ホッパーの下方に位置し、回転駆動することにより対向接触面間で粉砕対象物の粉砕を行う一対の臼を有する粉砕装置であって、臼の回転速度は可変である。【選択図】  図２７
2016140803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕対象物を導入するホッパーと、
前記ホッパーの下方に位置し、回転駆動することにより対向接触面間で前記粉砕対象物の粉砕を行う一対の臼と、
前記臼を回転駆動させるための駆動部と
を有する粉砕装置であって、
前記臼の回転速度は可変である粉砕装置。
【請求項２】
前記粉砕装置は、
所定時間だけ駆動可能な高速モードと
前記所定時間を超えて連続駆動可能な低速モードを備える
請求項１記載の粉砕装置。
【請求項３】
前記粉砕装置は、
前記粉砕対象物の投入量に基づいて、前記臼の回転速度を設定し、
前記設定された臼の回転速度に基づいて、前記臼を駆動する
請求項1または２記載の粉砕装置。
【請求項４】
前記粉砕装置は、
前記駆動部を制御する制御部を備え、
前記高速モードで駆動後、前記低速モードで連続駆動するように制御する
請求項２記載の粉砕装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４記載のいずれかの粉砕装置を備えた飲料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉砕対象物を粉砕する粉砕装置およびこれを備えた飲料製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、茶葉、穀物等の粉砕対象物を粉砕する手段として臼を備えた粉砕装置が用いられている。粉砕装置では、臼を構成する上臼と下臼との間で粉砕対象物を細かく粉砕することにより、粉末が得られる。このような粉砕装置が開示された文献としては、たとえば特開２００１−２２４５１３号公報（特許文献１）が挙げられる。
【０００３】
特許文献１に開示の粉砕装置は、本体部に臼収容凹部が形成される。上臼及び下臼は、臼収容部内に中心軸を中心として相対的に回転可能に収容され、相互間で茶葉を擦りつぶして粉砕する。そして上臼にはその中央に、下臼の上面が底面に露出する茶葉投入用の投入孔が貫通して形成されている。
【０００４】
茶葉投入用の投入孔を臼の中心に設けることにより、茶葉の上臼や下臼の外周縁までの移動距離を長くすることができ、結果として擦りつぶされる時間が長くできて、より細かな粉末状にすることができるという効果がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２４５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の茶葉粉砕装置に代表される上臼と下臼を備えた一般の粉砕装置にあっては、上臼および下臼を相対的に回転させることにより摩擦熱が発生する。この摩擦熱が生成された粉末に伝達された場合には、粉砕対象物が有する栄養成分や風味の一部が損なわれる。
【０００７】
さらに、高速回転により粉砕を行う場合には、粉砕時間が長いと臼を回転させるモータに負荷がかかるため、連続して稼動することが難しく、また、臼の回転音が騒音となる場合がある。
【０００８】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、摩擦熱や騒音の発生を抑え、連続して運転が可能な粉砕装置およびこれを備えた飲料製造装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る粉砕装置は、粉砕対象物を導入するホッパーと、ホッパーの下方に位置し、回転駆動することにより対向接触面間で粉砕対象物の粉砕を行う一対の臼と、臼を回転駆動させるための駆動部とを有する粉砕装置であって、臼の回転速度は可変である。
【００１０】
また、粉砕装置は、所定時間だけ駆動可能な高速モードと所定時間を超えて連続駆動可能な低速モードを備えていてもよい。
【００１１】
また、粉砕装置は、粉砕対象物の投入量に基づいて、臼の回転速度を設定し、設定された臼の回転速度に基づいて、臼を駆動する構成としてもよい。
【００１２】
また、粉砕装置は、駆動部を制御する制御部を備え、高速モードで駆動後、低速モードで連続駆動するように制御する構成としてもよい。
【００１３】
本発明に係る飲料製造装置は、上記のいずれかの粉砕装置を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の粉砕装置によれば、摩擦熱や騒音の発生を抑え、連続運転が可能な粉砕装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１における飲料製造装置の全体斜視図である。
【図２】図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】実施形態１における飲料製造装置の概略構成要素を示す全体斜視図である。
【図４】実施形態１における飲料製造装置を用いた日本茶吐出を示す第１製造フローである。
【図５】実施形態１における飲料製造装置を用いた日本茶吐出を示す第２製造フローである。
【図６】実施形態１における飲料製造装置の内部構造のみを示す斜視図である。
【図７】粉挽モータユニットの周辺の構造の拡大図である。
【図８】実施形態１における粉挽きユニットの斜視図である。
【図９】実施形態１における粉挽きユニットの分解斜視図である。
【図１０】実施形態１における粉挽きユニットの縦断面図である。
【図１１】実施形態１における臼の構造を示す全体図である。
【図１２】実施形態１における下臼の擦り合わせ面に設けられる溝形状を示す図である。
【図１３】図１２中ＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視断面図である。
【図１４】実施形態１における溝形状の等角螺旋を示す図である。
【図１５】実施形態１における上臼の擦り合わせ面に設けられる溝形状を示す見下げ図である。
【図１６】実施形態１における下臼の擦り合わせ面に設けられる溝形状を示す見下げ図である。
【図１７】実施形態１における臼に設けられる溝を用いた場合の擦り合わせ面状態を示す見下げ図である。
【図１８】実施形態１における臼に設けられる溝を用いた場合の擦り合わせ面状態を示す見下げ図である。
【図１９】実施形態１における臼に設けられる溝を用いた場合の擦り合わせ面状態を示す見下げ図である。
【図２０】実施形態１における臼に設けられる溝を用いた場合の擦り合わせ面状態を示す見下げ図である。
【図２１】実施形態１における下臼に設けられる溝の形状を示す平面図である。
【図２２】図２１のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線矢視断面図である。
【図２３】実施形態１の飲料製造装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２４】図４を参照して説明された「第１製造フロー」に対応する処理のフローチャートである。
【図２５】実施形態１の飲料製造装置における動作のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図２６】実施形態２の粉砕装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２７】実施形態２の処理のフローチャートである。
【図２８】実施形態２における粉砕装置のメモリに格納される情報の一例を模式的に示す図である。
【図２９】実施形態３の処理のフローチャートである。
【図３０】実施形態４の処理のフローチャートである。
【図３１】臼の回転速度ごとの臼の温度上昇を示すグラフである。
【図３２】実施形態４における粉砕装置のメモリに格納される情報の一例を模式的に示す図である。
【図３３】変形例の処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。以下の説明では同一の部材には同一の符号を付してある。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１７】
＜実施形態１＞
実施形態１では、一例として、粉砕対象物として茶葉を用い、飲料としてお茶を製造する場合について説明するが、粉砕対象物は茶葉に限定されることなく、穀物、乾物、その他の粉砕対象物を用いて、飲料を製造する場合にも適用することが可能である。
【００１８】
以下では、茶葉とは、粉砕前の固形状態を意味し、粉末茶葉とは、粉砕された茶葉を意味し、お茶とは、粉末茶葉とお湯とが撹拌された（混ぜ合わされた）飲料を意味する。
【００１９】
（飲料製造装置１）
図１から図３を参照して、実施形態１における飲料製造装置１について説明する。図１は、飲料製造装置１の全体斜視図である。図２は、図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。図３は、飲料製造装置１の概略構成要素を示す全体斜視図である。
【００２０】
飲料製造装置１は、粉砕対象物として茶葉を用い、この茶葉を粉砕して茶葉粉末を得る。この得られた茶葉粉末を用いて、飲料としてお茶を製造する。飲料製造装置１は、装置本体１００、粉挽きユニット３００、撹拌ユニット５００、水タンク７００、茶葉粉末受皿８００、および、載置ベース９００を備える。載置ベース９００は、装置本体１００の前側下方において、前側に突出するように設けられており、カップ（図示省略）および茶葉粉末受皿８００の載置が可能である。
【００２１】
（粉挽きユニット３００）
粉挽きユニット３００は、装置本体１００の前面側に設けられた粉挽きユニット装着領域１８０に対して、着脱可能に装着される。粉挽きユニット装着領域１８０には、粉挽駆動力連結機構１３０が前方に突出するように設けられ、この粉挽駆動力連結機構１３０に粉挽きユニット３００が着脱可能に装着される。粉挽きユニット３００は、粉挽駆動力連結機構１３０に連結されることにより、粉砕対象物である茶葉を挽くための駆動力を得る。この駆動力は後述する駆動部としてのミル用モータ１２１により発生し、ミル用モータ１２１の駆動力は可変であり、臼の回転速度を変更することができる。たとえば、高速で臼を回転させる高速モードと低速で臼を回転させる低速モードでの回転が可能である。
【００２２】
高速モードは、高速で臼を回転させるため、臼の温度が上昇するとともにモータに負荷がかかりやすいので、所定時間だけ連続して駆動が可能である。このため、所定の時間運転するとモータを休止させる必要があるが、少量の茶葉であれば短時間で挽くことができる。一方、低速モードは、モータに負荷のかからない速度で臼をゆっくりと回転させるため、臼の温度上昇はほとんどなく、茶葉を挽くのに時間がかかるが、モータに負荷がかからないため所定時間を超えての連続駆動が可能である。
【００２３】
上記モードを使い分けることにより、たとえば、急いで飲料製造を行いたい場合は高速モードを選択し、夜間など臼の回転音を抑えて茶葉を挽いておき、朝に飲料製造を行いたい場合は、低速モードを選択するといった使用状況に応じた飲料製造を行うことが可能となる。
【００２４】
粉挽きユニット３００の上部から粉挽きユニット３００の内部に投入された茶葉は、粉挽きユニット３００の内部において細かく粉砕され、粉挽きユニット３００の下方に載置された茶葉粉末受皿８００に茶葉粉末として落下し集められる。
【００２５】
（撹拌ユニット５００）
撹拌ユニット５００は、装置本体１００の前面側に設けられた撹拌ユニット装着領域１９０に対して、着脱可能に装着される。撹拌ユニット装着領域１９０には、撹拌モータ非接触テーブル１４０Ａが設けられており、撹拌ユニット５００の内部に設けられた撹拌羽根５５０を磁力を用いて回転駆動する。
【００２６】
装置本体１００の撹拌ユニット装着領域１９０の上部には、給湯ノズル１７０（図６参照）が設けられている。装置本体１００の内部において、水タンク７００内の水が所定温度に上昇され、給湯ノズル１７０から撹拌タンク５１０内にお湯が供給される。撹拌タンク５１０内には、装置本体１００において作成されたお湯と、粉挽きユニット３００によって得られた茶葉粉末とが投入され、撹拌タンク５１０の撹拌羽根５５０によって、お湯と茶葉粉末とが撹拌される。これにより、撹拌タンク５１０内においてお茶が製造される。
【００２７】
撹拌ユニット５００内で製造された日本茶は、撹拌ユニット５００の下方に設けられた吐出口開閉機構５４０の操作レバー５４２を操作することにより、載置ベース９００に載置されたカップ（図示省略）に、お茶を注ぐことができる。
【００２８】
（日本茶（飲料）の製造フロー）
次に、図４及び図５を参照して、上記飲料製造装置１を用いた日本茶（飲料）の製造フローについて説明する。図４及び図５は、飲料製造装置１を用いた日本茶吐出を示す第１及び第２の製造フローを示す図である。なお、粉挽きユニット３００には、所定量の日本茶葉が投入され、水タンク７００には所定量の水が蓄えられている。
【００２９】
（第１製造フロー）
図４を参照して、第１製造フローについて説明する。この第１製造フローは、高速モードにおける粉挽きユニット３００における茶葉の粉砕と、装置本体１００から撹拌ユニット５００への給湯が並行して行なわれるフローである。
【００３０】
飲料製造装置１の操作部において高速モードが選択され、スタートが指示されると、飲料製造装置１は、ステップ１１における粉挽きユニット３００による高速モードでの茶葉の粉挽きと、ステップ１３における装置本体１００から撹拌ユニット５００への給湯が同時あるいはステップ１３の処理がステップ１１の処理にやや遅れて開始される。次に、ステップ１２において、粉挽きユニット３００による茶葉の粉挽きが終了するとともに、ステップ１４における装置本体１００から撹拌ユニット５００への給湯が終了する。
【００３１】
ステップ１５においてはステップ１２において得られた茶葉粉末が、利用者によって、撹拌ユニット５００内へ投入される。
【００３２】
次に、ステップ１６において、撹拌ユニット５００での茶葉粉末とお湯との撹拌が開始される。ステップ１７において、撹拌ユニット５００での茶葉粉末とお湯との撹拌が終了する。ステップ１８において、利用者によって、撹拌ユニット５００の下方に設けられた吐出口開閉機構５４０の操作レバー５４２を操作することにより、載置ベース９００に載置されたカップへのお茶の吐出が行なわれる。本フローによれば、茶葉の粉挽きと給湯が並行して行なわれるため、短時間で効率よくお茶飲料の製造が可能となる。
【００３３】
（第２製造フロー）
図５を参照して、第２製造フローについて説明する。この第２製造フローは、たとえば、低速モードを用いて粉挽きユニット３００における茶葉が粉砕された後に、装置本体１００から撹拌ユニット５００への給湯が行なわれるフローである。
【００３４】
飲料製造装置１の操作部において低速モードが選択され、スタートが指示されると、飲料製造装置１は、ステップ２１において、粉挽きユニット３００による低速モードでの茶葉の粉挽きが開始される。ステップ２２において、粉挽きユニット３００による茶葉の粉挽きが終了する。ステップ２３において、ステップ２２において得られた茶葉粉末が、利用者によって、撹拌ユニット５００内へ投入される。
【００３５】
ステップ２４において、装置本体１００から撹拌ユニット５００への給湯が開始される。ステップ２５において、装置本体１００から撹拌ユニット５００への給湯が終了する。
【００３６】
次に、ステップ２６において、撹拌ユニット５００での茶葉粉末とお湯との撹拌が開始される。ステップ２７において、撹拌ユニット５００での茶葉粉末とお湯との撹拌が終了する。ステップ２８において、利用者によって、撹拌ユニット５００の下方に設けられた吐出口開閉機構５４０の操作レバー５４２を操作することにより、載置ベース９００に載置されたカップへのお茶の吐出が行なわれる。
【００３７】
本フローによれば、茶葉の粉挽き後に給湯が行なわれるため、お湯の温度低下を抑えることが可能となる。また、あらかじめ茶葉粉末を作り置きし、必要なときに給湯を行うことで飲料の製造が可能となる。さらに、低速モードで茶葉を挽くため、臼の回転による摩擦熱や騒音の発生を抑えることができる。ここで、茶葉の粉挽き後、給湯を開始するまでに時間が開く場合は、茶葉粉末の入った茶葉粉末受皿８００を蓋状のもので覆う構成としてもよい。あるいは、粉引きユニット３００と茶葉粉末受皿８００の周縁を密閉可能なシーリング構造としてもよい。このような構成とすることで、茶葉の粉引き後に外気に晒されて粉末茶葉が湿気を帯びたり、風味を損ねたりするのを防ぐことができる。
【００３８】
（装置本体１００の内部構造）
次に、図６を参照して、飲料製造装置１の内部構造について説明する。図６は、飲料製造装置１の内部構造のみを示す斜視図である。飲料製造装置１の本体装置１００の内部においては、水タンク７００の前面側には、電子部品が搭載されたプリント配線基板を用いた制御ユニット１１０が配置されている。利用者によるスタート信号の入力に基づき、上記お茶の製造フローが、制御ユニット１１０により実行される。
【００３９】
制御ユニット１１０の下方位置には、粉挽きユニット３００に駆動力を与えるための粉挽モータユニット１２０が配置されている。この粉挽モータユニット１２０の下方位置には、前方に突出するように設けられ、粉挽モータユニット１２０の駆動力を粉挽きユニット３００に伝達するための粉挽駆動力連結機構１３０が設けられている。
【００４０】
水タンク７００の底面には、底面から下方に一旦延び、Ｕ字形状に上向きに延びる給湯パイプ１５０の一端が連結されている。給湯パイプ１５０の上端部には、撹拌ユニット５００の撹拌タンク５１０にお湯を注ぐための給湯ノズル１７０が連結されている。給湯パイプ１５０の途中領域には、給湯パイプ１５０内を通過する水を加熱するためのＵ字形状のヒータ１６０が装着されている。
【００４１】
図７は、粉挽モータユニット１２０の周辺の構造の拡大図である。図７を参照して、粉挽モータユニット１２０は、ミル用モータ１２１と、粉挽駆動力連結機構１３０にミル用モータ１２１を取り付けるための金属板１２２Ａと、金属板１２２Ａに取り付けられたサーミスタ１２２とを含む。ミル用モータ１２１は、金属板１２２Ａに取り付けられている。サーミスタ１２２には、金属板１２２Ａを介して、ミル用モータ１２１から熱が伝えられる。これにより、サーミスタ１２２は、ミル用モータ１２１の外面の温度を計測することができる。
【００４２】
（粉挽きユニット３００の構造）
次に、図８から図１０を参照して、粉挽きユニット３００の構造について説明する。図８は、粉挽きユニット３００の斜視図である。図９は、粉挽きユニット３００の分解斜視図である。図１０は、粉挽きユニット３００の縦断面図である。
【００４３】
粉挽きユニット３００は、全体として円筒形状を有する粉挽きケース３１０を有し、下方の側面には、粉挽駆動力連結機構１３０が内部に挿入される連結用窓３１０ｗが設けられている。粉挽きケース３１０の最下端部には、粉挽きユニット３００により粉砕された茶葉粉末が取り出される（落下する）取り出し口３１２ａが形成されている。
【００４４】
粉挽きケース３１０の内部には、下方から、粉掻き取り機３４０、下臼３５０、上臼３６０が順番に設けられている。粉掻き取り機３４０の下面には下方に延びる粉挽き軸３４５が設けられ、この粉挽き軸３４５が粉挽駆動力連結機構１３０に連結する。
【００４５】
下臼３５０の中央部には、回転軸芯に沿って上方に向かって延びるコア３５５が設けられている。上臼３６０は、上臼保持部材３７０により保持されており、上臼保持部材３７０の内部には、上臼３６０を下方に向けて押圧するバネ３８０およびバネ保持部材３９０が収容されている。
【００４６】
下臼３５０に設けられるコア３５５は、上臼３６０を貫通するように上方に延びている。
【００４７】
（臼２）
図１１から図１３を参照して、本発明に基づいた実施形態１における臼２について説明する。図１１は、実施形態１における臼２の構造を示す全体図である。図１２は、実施形態１における下臼３５０の擦り合せ面に設けられる溝形状を示す図である。図１２には、図１１中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視図が示されている。図１３は、図１２中ＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視断面図である。
【００４８】
図１１を参照して、第１の実施の形態における臼２は、擦り合せ面２１１が設けられる上臼３６０および擦り合せ面２２１が設けられる下臼３５０を備える。上臼３６０および下臼３５０ともに、円板形状を有している。上臼３６０および下臼３５０の中心部には、回転中心Ｃが規定されている。上臼３６０および下臼３５０の材料には、セラミックス（アルミナ）等が用いられるとよい。
【００４９】
実施形態１における上臼３６０および下臼３５０の半径ｒは１５ｍｍ〜３０ｍｍ（直径φＤ１は、３０ｍｍ≦φＤ１≦６０ｍｍ：図１３参照）程度であり、上臼３６０および下臼３５０のそれぞれの厚みｔ１は、８ｍｍ程度である。上臼３６０および下臼３５０の相対回転速度Ｗは、２５ｒｐｍ≦Ｗ≦１５０ｒｐｍ程度である。これにより臼の接触面積を小さくし必要トルクを低減した分、回転速度で処理能力を得ることが可能になり、面積を大きくするよりも必要トルク当りの処理能力を高めることが可能になる。
【００５０】
図１２を参照して、下臼３５０の擦り合せ面２２１には研磨された平面部２０３と、せん断溝２０１と、送り溝２０２とが形成されている。上臼３６０の擦り合せ面２１１にも、同様に、研磨された平面部２０３と、せん断溝（第１溝部）２０１と、送り溝（第２溝部）２０２とが形成されている。
【００５１】
上臼３６０の擦り合せ面２１１と下臼３５０の擦り合せ面２２１とが対向配置されることで、図１１の矢印Ｖ方向に沿って見た場合には、上臼３６０の擦り合せ面２１１に設けられた溝と下臼３５０の擦り合せ面２２１に設けられた溝とは、回転中心Ｃを中心とした点対称の配置関係となる。
【００５２】
せん断溝２０１は、回転中心Ｃに対して回転対称に複数設けられている。せん断溝２０１は、主に粉砕対象物を粉砕するための溝であり、送り溝２０２は、主に粉砕された粉末を、臼２の中心部から外周部に送る溝である。
【００５３】
下臼３５０にはキー形状を含む穴２０４が開けられている。穴２０４は、たとえば直径約８ｍｍ程度である（φＤ３：図１３参照）。上臼３６０には、キー形状がない穴２０４が設けられている。穴２０４には、上記コア３５５（図９参照）が取り付けられる。
【００５４】
図１１を再び参照して、下臼３５０の擦り合せ面２２１と上臼３６０の擦り合せ面２１１とが当接し、回転中心Ｃを回転軸中心として、相対的に回転する。実施形態１では、キー形状を含む穴２０４を有する下臼３５０が上述の軸３４５（図９参照）により回転し、上臼３６０は固定される。
【００５５】
図１３を参照して、下臼３５０の擦り合せ面２２１には、穴２０４を含むようにテーパ領域ｔｐ１が設けられている。テーパ領域ｔｐ１の外径（φＤ２）は、２０ｍｍ程度であり、穴２０４における深さｔ２は、２ｍｍ〜３ｍｍ程度である。上臼３６０にも同様のテーパ領域ｔｐ１が設けられている。
【００５６】
下臼３５０の擦り合せ面２２１と上臼３６０の擦り合せ面２１１とを重ね合わせることで、テーパ領域ｔｐ１によって取り囲まれる空間が形成される。これにより、たとえば、粉砕対象物として茶葉を挿入した場合でも、この空間から擦り合せ面に良好に茶葉を案内することができる。
【００５７】
図１４から図２０を参照して、せん断溝２０１および送り溝２０２がそれぞれ沿う等角螺旋について説明する。図１４は、実施形態１における溝形状の等角螺旋を示す図である。
【００５８】
図１５は、実施形態１における上臼の擦り合せ面に設けられる溝形状を示す見下げ図である。図１６は、実施形態１における下臼の擦り合せ面に設けられる溝形状を示す見下げ図である。図１７から図２０は実施形態１における臼に設けられる溝を用いた場合の擦り合せ面状態を示す見下げ図である。図１７から図２０では、回転角度が０°、１０°、２０°、３０°である場合が示されている。
【００５９】
図１４を参照して、せん断溝２０１は、等角螺旋Ｓ１に沿って形成され、送り溝２０２は、等角螺旋Ｓ２に沿って形成されている。回転中心Ｃを原点として等角螺旋Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）はパラメータａ、ｂを用いて、以下の式１で表わされる。
【００６０】
Ｓ＝ａ・ｅｘｐ（ｂ・θ）・・・（式１）
回転中心Ｃから伸ばした半直線Ｌと等角螺旋が成す角α（α１、α２）は、以下の式２で表わされる。
【００６１】
α＝ａｒｃｃｏｔ（ｂ）・・・（式２）
せん断溝２０１に好適な等角螺旋Ｓ１は、（式１）においてａ＝５、ｂ＝０．３０６であり、（式２）においてα＝１７．０°である。現実的には、半直線Ｌと等角螺旋Ｓ１（せん断溝２０１）との成す角度α１は、０°＜α１＜４５°であれば良く、好ましくは、１０°≦α１≦２０°であり、さらに好ましくは、α１＝１７．０°となる。
【００６２】
送り溝２０２に好適な等角螺旋Ｓ２は、（式１）においてａ＝５、ｂ＝３．７であり、（式２）においてα＝７４．９°である。現実的には、半直線Ｌと等角螺旋Ｓ２（送り溝２０２）との成す角度α２は、４５°＜α２＜９０°であれば良く、好ましくは、７０°≦α２≦８０°であり、さらに好ましくは、α２＝７４．９°となる。
【００６３】
ここで、上記（式１）で表わされる等角螺旋の数学的な性質として、回転中心Ｃから伸ばした半直線Ｌと等角螺旋Ｓ１，Ｓ２が成す角αは常に一定の角度で交わることである。したがって、上臼３６０の擦り合せ面２１１と下臼３５０の擦り合せ面２２１とを当接させて回転させる場合、上臼３６０の溝（せん断溝２０１および送り溝２０２）と下臼３５０の溝（せん断溝２０１および送り溝２０２）同士が交差する交差角は常に２αとなる。
【００６４】
図１５から図２０では、実施形態１の上臼３６０と下臼３５０との溝同士の交差角の様子が示されている。なお、図１７から図２０には、上臼３６０の上面より擦り合せ面を観察した様子が示されている。より具体的には、初期状態０°（図１７）を基準に、それぞれ１０°（図１８）、２０°（図１９）、３０°（図２０）、上臼３６０と下臼３５０とを相対的に回転させた様子が示されている。
【００６５】
上臼３６０の溝と下臼３５０の溝との交差点Ｐにおける交差角は、常にｂ１で一定である。交差点の外側への移動量は、背景技術の移動量に比べて小さい。したがって、適切な交差角を与えることにより、溝エッジの交差時に、所望のせん断機能を与えることができる。
【００６６】
図１５から図２０には、説明の便宜上、図１２におけるせん断溝２０１のみが示されているが、等角螺旋に沿って形成された送り溝２０２においても、せん断溝２０１と同様である。
【００６７】
臼２の上臼３６０の擦り合せ面２１１と下臼３５０の擦り合せ面２２１との擦り合せによる対象物の粉砕は、主に溝エッジ同士が交差する際のせん断であると考えられる。せん断に最適な溝の交差角があり、最適な溝の交差角であればエッジに加える力、すなわち回転トルクを小さくすることができる。試験によればせん断に好適な上下の臼の溝の交差角は３０°程度であった。交差角が鈍角になれば対象物はほとんど粉砕されずに溝内を通って外周側へ送り出される。また、試験によれば送りに好適な上下の臼の溝の交差角は１５０°程度であった。
【００６８】
送りのスピードと粉砕後に排出される粉末の粒度は関係しており、送りが速いと粒度は粗くなり、送りが遅いと粒度は細かい。所望の粒度を得るために、送り溝の本数および角度を最適化することができる。実施形態１における所望の粒度は、茶葉粉砕で約２０μｍ程度である。実施形態１では送り溝２０２は１本としたが、所望の粒度および他のパラメータによっては、送り溝２０２を回転中心Ｃに対して回転対称に複数本設けてもよい。
【００６９】
実施形態１における臼２においては、相対的な上臼３６０と下臼３５０との回転に対して、上下臼の溝部の交差角が常に一定になるため、粉砕により好適な条件を粉砕対象物に与えることができ、単位面積当たりの粉砕能力を向上させることが可能になる。
【００７０】
さらに、相対的な回転に対して、上下臼の溝部の交差角を常に一定にし、かつ主に粉砕対象物のせん断に寄与する交差角と、主に粉砕対象物の送りに寄与する交差角とをそれぞれ与えることができるため、単位面積当たりの粉砕能力および処理能力を向上させることが可能になる。実施形態１の等角螺旋溝形状を採用した臼２によれば、背景技術の溝形状に対して２倍以上の処理能力を示した。
【００７１】
さらに、主に粉砕対象物のせん断に寄与するより好適な交差角を与えることができ、粉砕時に必要な回転トルクを低減することが可能になる。最適なせん断角をα１により与えたうえで、所望の粒度を得るための送り速度はα２によって最適化することができる。
【００７２】
次に、図２１および図２２を参照して、下臼３５０および上臼３６０に設けられる溝の形状に関する実施の形態について説明する。図２１は、実施形態１における下臼３５０に設けられる溝の形状を示す平面図である。図２２は、図２１中のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線矢視断面図である。上臼３６０にも、下臼３５０と同様の溝が形成されることから、上臼３６０に対する説明は省略する。
【００７３】
溝内の粉末通過スピードは、溝幅が狭いほど速く、溝深さが浅いほど速い。特に茶葉粉砕に好適なこれら溝形成パラメータはこれまで開示されていない。図２１および図２２によれば、下臼３５０の擦り合せ面に形成される溝２０１（２０２）の幅ｗは、０．５ｍｍ≦ｗ≦１．５ｍｍであるとよい。
【００７４】
溝２０１（２０２）の幅ｗとは、溝２０１（２０２）の延びる方向に直交する方向に沿った幅ｗを意味する。溝２０１（２０２）の幅ｗを、０．５ｍｍ≦ｗ≦１．５ｍｍにすることで、茶葉粉砕の送り速度を確保しつつ、溝２０１（２０２）内部の粉末の清掃性を確保することができる。
【００７５】
溝深さは最外周側でｄｍｍ確保することが好ましい。さらに、擦り合せ面の回転中心Ｃから伸ばした半直線上の最外周の縁部には、溝部が存在しない平坦部ｆが全周に設けられるとよい。ｄは、０．１ｍｍ≦ｄ≦１ｍｍ程度であり、ｆは、０．５ｍｍ以上であるのが望ましい。
【００７６】
これにより溝内の粉末をプールし、排出を制限することによって小さい面積（溝経路長）においても所望粒度の粉末を得ることが可能になる。
【００７７】
溝深さｄは、回転中心Ｃに向かって深くなる傾斜面ｔ1を有するのが望ましい。これにより回転中心から外周側へ向けて粉砕粒度に応じて深さを与えることができ、１本の溝内の粉末粒子が進む速度を略一定とすることができる。傾斜面ｔ1の擦り合せ面に対する傾斜角度θは、２．３≦θ≦４．５°程度であるとよい。
【００７８】
実施形態１では、下臼３５０の半径ｒは、１５ｍｍ〜３０ｍｍ程度であり、下臼３５０のそれぞれの厚みｔ２は８ｍｍ程度とした。この下臼３５０および上臼３６０を有する臼２を用いることで、茶葉粉砕での試験において粒度２０μｍ程度の結果が得られた。
【００７９】
このように、粉砕対象物、特に茶葉を対象とした溝部形状を好適に与えることができると共に、粉末が外周へ排出される速度を抑制することにより、限られた面積内すなわち溝の経路長内で所望の粒度を得ることが可能になる。したがって、臼面積を小さくすることができ、製品の小型化および必要トルクの低減が可能になる。
【００８０】
実施形態１における臼に用いられる溝形状のパラメータについては、溝の形状が上記した等角螺旋に沿った溝形状である場合に限定されない。たとえば、当該パラメータは、回転中心Ｃから外周へ向けて、回転中心Ｃに対して回転対称に直線に略沿う溝部に対しても、適用することができる。この場合にも、所望粒度の粉末を得ることが可能になるとともに、１本の溝内の粉末粒子が進む速度を略一定とすることができる。背景技術のような直線形状の溝であっても、茶葉粉砕での試験においては、粒度２０μｍ程度の結果が得られた。
【００８１】
具体的には、擦り合せ面がそれぞれ設けられる上臼および下臼を有する臼であって、擦り合せ面は、回転中心から外周に向けて延びる直線形状の溝部を含み、擦り合せ面の最外周の縁部には、溝部が存在しない平坦部が全周に設けられ、溝部の延びる方向に直交する方向に沿った幅ｗは、０．５ｍｍ≦ｗ≦１．５ｍｍの範囲であり、溝部は、回転中心に向かって深くなる傾斜面を有し、傾斜面の最外周側の上記擦り合せ面からの深さｄは、０．１ｍｍ≦ｄ≦１ｍｍの範囲であり、傾斜面の上記擦り合せ面に対する傾斜角度θは、２．３°≦θ≦４．５°である。
【００８２】
これにより、従来の溝形状においても、粉砕対象物、特に茶葉を対象とした溝部形状を好適に与えることができると共に、粉末が外周へ排出される速度を抑制することにより、限られた面積内すなわち溝の経路長内で所望の粒度を得ることが可能になる。したがって、臼面積を小さくすることができ、製品の小型化および必要トルクの低減が可能になる。
【００８３】
（ハードウェア構成）
図２３は、実施形態１の飲料製造装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。図２３に示されるように、飲料製造装置１は、当該飲料製造装置１の動作を制御するための制御装置１１１を含む。実施形態１の飲料製造装置１では、制御装置１１１は、制御ユニット１１０（図６参照）内に位置する。ただし、制御装置１１１の配置は、これに限定されない。
【００８４】
制御装置１１１は、プログラムを実行することにより制御を実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）９０１、ＣＰＵ９０１の作業領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）９０２、プログラム等のデータを非一時的に格納するためのメモリ９０３、および、タイマ９０４を備える。メモリ９０３は、たとえばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）によって構成される。
【００８５】
制御装置１１１は、サーミスタ１２２、ミル用モータ１２１、撹拌用モータ１４１、および、ヒータ１６０と、バス等を介して接続されている。飲料製造装置１は、さらに、操作部９１１、電流計９１２、回転センサ９１３、温度計９１４、および、表示部９２１を含む。
【００８６】
操作部９１１は、ＣＰＵ９０１への情報の入力のために操作され、たとえば飲料製造装置１の外郭部に設けられる。操作部９１１は、たとえば複数のボタンによって構成され、ミル用モータの回転モードを選択する回転モード選択ボタンを含む。電流計９１２は、ミル用モータ１２１における電流値を計測して、ＣＰＵ９０１に入力する。回転センサ９１３は、ミル用モータ１２１の回転信号を計測して、ＣＰＵ９０１に入力する。温度計９１４は、水タンク７００に貯留された水（または、給湯パイプ１５０内の水）の温度を計測して、ＣＰＵ９０１に入力する。なお、温度計９１４は、たとえば、飲料製造装置１のカバーの内面に設けられて、水タンク７００内の水の温度に近似し得る温度を呈する箇所の温度を計測する。表示部９２１は、飲料製造装置１の外部に情報を出力するために設けられる。表示部９２１は、たとえば複数のランプによって構成される。ＣＰＵ９０１は、たとえば、表示部９２１の中の所定のランプを点灯させることによって、粉砕対象物の粉砕の終了を報知する。
【００８７】
（制御フロー）
次に、飲料製造装置１における、茶葉の粉砕および撹拌ユニット５００への給湯についての、具体的な制御フローについて説明する。
【００８８】
図２４は、図４を参照して説明された「第１製造フロー」に対応する処理のフローチャートである。図２４の処理によれば、飲料製造装置１による飲料の製造の際に、まず、粉挽きユニット３００による粉挽きを開始させ、それから時間ＴＤだけ後に、ヒータ１６０による水の加熱を開始させる。図２４の処理は、たとえば操作部９１１の一部である回転モード選択ボタン及び開始ボタンを操作されることに応じて、開始する。ここでは、たとえば高速モードが選択される。なお、回転モード選択ボタンと開始ボタンを１つのボタンで兼ねていても構わない。以下、処理の内容を説明する。
【００８９】
図２４を参照して、ステップＳ１１０で、ＣＰＵ９０１は、粉挽きユニット３００による粉挽きを開始する。具体的には、ＣＰＵ９０１は、ミル用モータ１２１に通電することにより、上臼３６０および下臼３５０の相対的な回転を開始させる。
【００９０】
次に、ステップＳ１２０で、ＣＰＵ９０１は、ステップＳ１１０における粉挽きの開始後、時間ＴＤが経過したか否かを判断する。そして、ＣＰＵ９０１は、時間ＴＤが経過したと判断すると（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、ステップＳ１３０へ制御を進める。
【００９１】
ステップＳ１３０では、ＣＰＵ９０１は、給湯パイプ１５０内の水の加熱（具体的には、ヒータ１６０への通電のための制御）を開始する。
【００９２】
次に、ステップＳ１４０で、ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したか否かを判断する。なお、飲料製造装置１では、粉挽き（ミル用モータ１２１の駆動）は、当該粉挽きが開始されてから予め定められた時間継続した後、終了する。そして、ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したと判断すると（ステップＳ１４０でＹＥＳ）、ステップＳ１５０へ制御を進める。なお、ＣＰＵ９０１は、表示部９２１で、粉挽きが終了したことを報知しても良い。
【００９３】
ステップＳ１５０では、ＣＰＵ９０１は、ステップＳ１３０で開始した給湯パイプ１５０内の水の加熱が終了したか否かを判断する。飲料製造装置１は、給湯パイプ１５０内の温度が所定の温度に到達したことを条件として、ヒータ１６０による加熱が終了するように構成されている。より具体的には、飲料製造装置１では、給湯パイプ１５０内の温度に基づいて動作し得る熱電対が設けられている。当該熱電対は、給湯パイプ１５０内の水が無くなり、所定の温度に到達すると、ヒータ１６０への通電を解除する。ＣＰＵ９０１は、ヒータ１６０による加熱が終了したと判断すると（ステップＳ１５０でＹＥＳ）、図２４に示された処理を終了させる。なお、ＣＰＵ９０１は、表示部９２１で、加熱が終了したことを報知しても良い。
【００９４】
実施形態1では、ミル用モータ１２１および臼２によって粉砕機構が構成され、また、ヒータ１６０によって加熱機構が構成される。図２４に示された処理では、ヒータ１６０による給湯パイプ１５０内の水の加熱は、ミル用モータ１２１の駆動が開始した後、時間ＴＤが経過したときに、開始される。時間ＴＤは臼の回転速度が低速モードのときは高速モードのときに比べて長く設定されている。これにより、ヒータ１６０による加熱の終了後に撹拌タンク５１０内の水が放置されることにより、粉挽モータユニット１２０による茶葉の粉砕が終了するまでの間に、撹拌タンク５１０内の水の温度が著しく低下することを回避できる。
【００９５】
図２５は、実施形態１の飲料製造装置１における動作のタイミングチャートの一例を示す図である。図２５を参照して、図２４の処理が開始されると、時刻Ｔ０１で、ミル挽き（茶葉の粉砕）が開始される。時刻Ｔ０１から時間ＴＤが経過した後、つまり、時刻Ｔ０２で、ヒータ１６０による加熱が開始される。その後、時刻Ｔ０３で茶葉の粉砕が終了する。その後、時刻Ｔ０４に給湯パイプ１５０内の水の加熱が終了する。
【００９６】
その後、ユーザは、粉挽きユニット３００によって得られた茶葉粉末を、撹拌ユニット５００に投入する。そして、ユーザが操作部９１１の特定のボタンを操作すること等によって、撹拌ユニット５００における撹拌が開始する。
【００９７】
なお、図２５に示されたタイミングチャートは、単なる一例である。給湯パイプ１５０内の水の加熱は、ミル挽きユニット３００による茶葉の粉砕よりも早く終了する場合もあれば、ミル挽きユニット３００による茶葉の粉砕と同時に終了する場合もあり得る。
【００９８】
本実施形態においては、高速モードによる茶葉の粉砕を例に説明したが、低速モードの選択も可能であり、使用状況に応じた飲料製造を行うことが可能となる。低速モードを選択した場合は、熱により粉末茶葉の栄養分や風味の一部を損ねたりすることがなく、また、音を気にせず粉砕を行うことができる。
【００９９】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２について説明する。図２６は、実施形態２の粉砕装置１aのハードウェア構成の一例を示す図である。図２６に示されるように、粉砕装置１aは、当該粉砕装置１aの動作を制御するための制御装置８１１を含む。
【０１００】
制御装置８１１は、プログラムを実行することにより制御を実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）９０１、ＣＰＵ９０１の作業領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）９０２、プログラム等のデータを非一時的に格納するためのメモリ９０３、および、タイマ９０４を備える。メモリ９０３は、たとえばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）によって構成される。
【０１０１】
制御装置８１１は、サーミスタ１２２、およびミル用モータ１２１と、バス等を介して接続されている。粉砕装置１aは、さらに、操作部９１１、電流計９１２、回転センサ９１３、計量部９１５および、表示部９２１を含む。計量部９１５は、粉砕対象物である茶葉の重量を計量する。
【０１０２】
粉砕装置１aでは、粉挽きユニット３００に投入される茶葉の量により臼の回転モードが変更される。より具体的には、粉砕装置１aは、計量部９１５にて投入された茶葉の量を計量する。そして、粉砕装置１aでは、当該計量の数値に応じて、ミル挽きユニット３００による臼の回転モードおよび粉砕に要する時間が変化する。ここで、臼の回転モードとは、例えば、高速モードおよび低速モードである。
【０１０３】
図２７は、実施形態２の粉砕装置１aにおいて実行される処理のフローチャートである。図２７を参照して、実施形態２の粉砕装置１aによる茶葉の粉砕のための処理の流れを説明する。なお、図２７の処理は、たとえば操作部９１１の一部である開始ボタンを操作されることに応じて、開始する。
【０１０４】
図２７を参照して、ステップＳ１０１で、計量部９１５は、投入された茶葉の量を計量し、茶葉量ＶをＣＰＵ９０１に出力する。ステップＳ１０２で、ＣＰＵ９０１は、茶葉量Ｖが基準値Ｖ０以上か否かを判定し、基準値Ｖ０以上であった場合は、ステップＳ１０３にて低速モードに設定する。一方、ステップＳ１０２で茶葉量Ｖが基準値Ｖ０未満であった場合は、ステップＳ１０４にて高速モードに設定する。
【０１０５】
次に、ステップＳ１０５で、ＣＰＵ９０１は、ステップＳ１０２で読み込んだ茶葉量Ｖの内容に基づいて、ミル挽きユニット３００による茶葉量Ｖの粉砕に要する時間（以下、「時間ＴＭ」ともいう）を特定し、設定する。ステップＳ１０２における茶葉量Ｖの読み込みと回転モードの設定、ステップＳ１０５における時間ＴＭの設定は、たとえば、ＲＡＭ９０２における記憶領域に、特定された情報を書き込むことによって実現されるが、公知のいかなる技術にも置き換えられ得る。
【０１０６】
また、ステップＳ１０２の茶葉量Ｖの読み込みと回転モードの設定、ステップＳ１０５における時間ＴＭの特定は、たとえば、メモリ９０３に格納された情報が利用されることによって実現される。図２８は、実施形態２の粉砕装置１aのメモリ９０３に格納される情報の一例を模式的に示す図である。
【０１０７】
図２８には、回転モード、時間ＴＭが投入茶葉量Ｖに関連付けられている。ここで、茶葉の基準値Ｖ０は、５ｇである。たとえば、投入茶葉量Ｖが「３ｇ」である場合には、回転モードは高速モードである。図２８においては、低速モードは高速モードの１/２の回転速度である。図２８に示された情報は、粉砕装置１a外の記憶装置に格納され、ＣＰＵ９０１は当該記憶装置から当該情報を読み込んでも良い。なお、図２８に示された数値は、単なる一例であって、本開示に対してなんら限定を加えるものではない。
【０１０８】
図２７に戻って、ステップＳ１０６で、ＣＰＵ９０１は、粉挽きユニット３００による粉挽きを開始する。具体的には、ＣＰＵ９０１は、ミル用モータ１２１に通電することにより、上臼３６０および下臼３５０の相対的な回転を開始させる。ステップＳ１０６においては、ステップＳ１０３またはステップＳ１０４で設定された回転モードにてミル挽きが開始される。
【０１０９】
次に、ステップＳ１０７で、ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したか否かを判断する。なお、粉砕装置１aでは、粉挽き（ミル用モータ１２１の駆動）は、当該粉挽きが開始されてから予め定められた時間ＴＭの間、継続した後、終了する。すなわち、ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したと判断すると（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、終了する。なお、ＣＰＵ９０１は、表示部９２１で、粉挽きが終了したことを報知しても良い。
【０１１０】
実施形態２では、粉砕装置１aに投入される茶葉の量により、茶葉の粉砕に適した臼の回転モード、粉砕に要する時間が変化する。
【０１１１】
本実施形態によれば、粉砕装置１ａに投入される茶葉の量に応じて、臼の回転モード、粉砕に要する時間が自動的に設定され、これに基づき臼を駆動するので、投入される茶葉の粉砕が完了した後も臼が回転を続けるいわゆる空挽きがなくなり、騒音の発生を防ぐことが可能となる。また、低速モードが選択された場合は、熱により粉末茶葉の栄養分や風味の一部を損ねたりすることがなく、また、音を気にせず粉砕を行うことができる。
【０１１２】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３について説明する。実施形態３のハードウェア構成は、図２６に示す実施形態２の粉砕装置１aと同様である。図２９は、実施形態３の粉砕装置１aにおいて実行される処理のフローチャートである。図２９を参照して、実施形態３の粉砕装置１aによる茶葉の粉砕のための処理の流れを説明する。なお、図２９の処理は、たとえば操作部９１１の一部である開始ボタンを操作されることに応じて開始する。
【０１１３】
図２９を参照して、ステップＳ２０１で、計量部９１５は、投入された茶葉の量を計量し、茶葉量ＶをＣＰＵ９０１に出力する。ステップＳ２０２で、ＣＰＵ９０１は、茶葉量Ｖが基準値Ｖ０以上か否かを判定し、基準値Ｖ０以上であった場合は、ステップＳ２０３にてＣＰＵ９０１は、ステップＳ２０２で読み込んだ茶葉量Ｖの内容に基づいて、ミル挽きユニット３００による茶葉量Ｖの粉砕に要する時間（以下、「時間ＴＭ１、ＴＭ２」とする）を特定し、設定する。ここで、ＴＭ１は粉砕装置１aにおける高速モードで茶葉を連続して粉砕する最大限の時間である。また時間ＴＭ２は茶葉量Ｖに対し時間ＴＭ１の間粉砕を行った後、粉砕しきれずに残った茶葉すべてに対し、低速モードで粉砕を行う時間である。ステップＳ２０２における茶葉量Ｖの読み込み、ステップＳ２０３における時間ＴＭ１、ＴＭ２の設定は、たとえば、ＲＡＭ９０２における記憶領域に、特定された情報を書き込むことによって実現されるが、公知のいかなる技術にも置き換えられ得る。そして、制御はステップＳ２０４へ進められる。
【０１１４】
ステップＳ２０４では、ＣＰＵ９０１は、まず、粉挽きユニット３００による高速モードでの粉挽きを開始する。具体的には、ＣＰＵ９０１は、ミル用モータ１２１に通電することにより、高速モードで、上臼３６０および下臼３５０の相対的な回転を開始させる。
【０１１５】
次に、ステップＳ２０５で、ＣＰＵ９０１は、高速モードでの粉挽きが時間ＴＭ１の間行われたか否かを判断する。なお、粉砕装置１aでは、粉挽き（ミル用モータ１２１の駆動）は、当該粉挽きが開始されてから時間ＴＭ１継続した後、高速モードでの粉挽きを終了する。そして、ＣＰＵ９０１は、高速モードでの粉挽きが終了したと判断すると（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、ステップＳ２０６へ制御を進める。
【０１１６】
ステップＳ２０６では、ＣＰＵ９０１は、粉挽きユニット３００による低速モードでの粉挽きを開始する。具体的には、ＣＰＵ９０１は、ミル用モータ１２１に通電することにより、低速モードで、上臼３６０および下臼３５０の相対的な回転を開始させる。
【０１１７】
次に、ステップＳ２０７で、ＣＰＵ９０１は、低速モードでの粉挽きが時間ＴＭ２の間行われたか否かを判断する。なお、粉砕装置１aでは、粉挽き（ミル用モータ１２１の駆動）は、時間ＴＭ1が経過し、低速モードで粉挽きが開始され、時間ＴＭ２継続した後、低速モードでの粉挽きを終了する。そして、ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したと判断すると（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、図２９に示された処理を終了させる。なお、ＣＰＵ９０１は、表示部９２１で、粉挽きが終了したことを報知しても良い。
【０１１８】
一方、ステップＳ２０２で、茶葉量Ｖが基準値Ｖ０未満であった場合は、ステップＳ２２０にてＣＰＵ９０１は、ステップＳ２０２で読み込んだ茶葉量Ｖの内容に基づいて、ミル挽きユニット３００による茶葉量Ｖの粉砕に要する時間（以下、「時間ＴＭ３」とする）を特定し、設定する。ここで、ＴＭ３は粉砕装置１aに投入された茶葉のすべてを高速モードで粉砕するのに必要な時間である。ステップＳ２０２における茶葉量Ｖの読み込み、ステップＳ２２０における時間ＴＭ３の設定は、たとえば、ＲＡＭ９０２における記憶領域に、特定された情報を書き込むことによって実現されるが、公知の技術にも置き換えられ得る。そして、制御はステップＳ２２１へ進められる。
【０１１９】
ステップＳ２２１では、ＣＰＵ９０１は、粉挽きユニット３００による高速モードでの粉挽きを開始する。具体的には、ＣＰＵ９０１は、ミル用モータ１２１に通電することにより、高速モードで、上臼３６０および下臼３５０の相対的な回転を開始させる。
【０１２０】
ステップＳ２２１における粉挽きの開始後、ステップＳ２２２で、ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したか否かを判断する。なお、粉砕装置１aでは、粉挽き（ミル用モータ１２１の駆動）は、当該粉挽きが開始されてから予め定められた時間ＴＭ３継続した後、終了する。ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したと判断すると（ステップＳ２２２でＹＥＳ）、図２９に示された処理を終了させる。なお、ＣＰＵ９０１は、表示部９２１で、粉挽きが終了したことを報知しても良い。
【０１２１】
実施形態３では、粉砕装置１aに投入される茶葉の量により、茶葉の粉砕に適した臼の回転モード、粉砕に要する時間に要する時間が変化する。
【０１２２】
本実施形態によれば、粉砕装置１ａに投入される茶葉の量に応じて、臼の回転モード、粉砕に要する時間が自動的に設定されるので、投入される茶葉の粉砕が完了した後も臼が回転を続けるいわゆる空挽きがなくなり、騒音の発生を防ぐことが可能となる。また、投入される茶葉の量が大量の場合は、まず高速モードで連続して粉挽きを行ってから、低速モードに切り替えて残りの茶葉を粉砕するため、最初から低速モードで茶葉を挽くよりも早く粉挽きを完了させることができる。
【０１２３】
＜実施形態４＞
次に、実施形態４について説明する。実施形態４のハードウェア構成は、図２６に示す実施形態２の粉砕装置１aと同様である。図３０は、実施形態４の粉砕装置１aにおいて実行される処理のフローチャートである。図３０を参照して、実施形態４の粉砕装置１aによる茶葉の粉砕のための処理の流れを説明する。なお、図３０の処理は、たとえば操作部９１１の一部である開始ボタンを操作されることに応じて開始する。
【０１２４】
図３０を参照して、ステップＳ３０１で、計量部９１５は、投入された茶葉の量を計量し、茶葉量ＶをＣＰＵ９０１に出力する。次に、ステップＳ３０２で、ＣＰＵ９０１は、ステップＳ３０１で読み込んだ茶葉量Ｖの内容に基づいて、ミル挽きユニット３００による茶葉量Ｖの粉砕に要する速度（以下、「速度Ｒ」ともいう）、茶葉Ｖの粉砕に要する時間（以下、「時間ＴＭ４」ともいう）を特定し、設定する。ここで、速度Ｒと時間ＴＭ４との関係は、速度Ｒで臼を回転させたときの臼の温度上昇が基準温度以内で茶葉Ｖを粉砕するのに要する時間が時間ＴＭ４である。
【０１２５】
ある速度で臼を回転させると図３１に示すように、徐々に臼の温度が上昇する。この温度上昇は臼の形状や回転速度により上昇の仕方が異なり、臼の連続稼働が可能な温度の上限温度を基準温度とする。茶葉量Ｖの数値に応じて速度Ｒ及び時間ＴＭ４が決定される。ステップＳ３０１における茶葉量Ｖの読み込みと、これに応じたステップＳ３０２における速度Ｒおよび時間ＴＭ４の設定は、たとえば、ＲＡＭ９０２における記憶領域に、特定された情報を書き込むことによって実現されるが、公知のいかなる技術にも置き換えられ得る。なお、茶葉量Ｖは、必要な量を操作部９１１で設定できるようにしても構わない。
【０１２６】
また、ステップＳ３０１の茶葉量Ｖの読み込みと、これに基づくステップＳ３０２における速度Ｒおよび時間ＴＭ４の特定は、たとえば、メモリ９０３に格納された情報が利用されることによって実現される。図３２は、実施形態４の粉砕装置１aのメモリ９０３に格納される情報の一例を模式的に示す図である。
【０１２７】
図３２には、速度Ｒ、時間ＴＭ４が投入茶葉量Ｖに関連付けられている。たとえば、茶葉量Ｖが「４ｇ」である場合には、速度Ｒは１００ｒｐｍ、時間ＴＭ４は１５分である。図３２に示された情報は、粉砕装置１a外の記憶装置に格納され、ＣＰＵ９０１は当該記憶装置から当該情報を読み込んでも良い。なお、図３２に示された数値は、単なる一例であって、本開示に対してなんら限定を加えるものではない。
【０１２８】
図３０に戻って、制御はステップＳ３０３へ進められる。ステップＳ３０３においては、ステップＳ３０２で設定された速度Ｒにてミル挽きが開始される。
【０１２９】
その後、ＣＰＵ９０１は、ステップＳ３０４で、粉挽きが終了したか否かを判断する。なお、粉砕装置１aでは、粉挽き（ミル用モータ１２１の駆動）は、予め定められた速度Ｒで当該粉挽きが開始されてから、予め定められた時間ＴＭ４継続した後、終了する。ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したと判断すると（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、図３０に示された処理を終了させる。なお、ＣＰＵ９０１は、表示部９２１で、加熱が終了したことを報知しても良い。
【０１３０】
実施形態４では、粉砕装置１aに投入または、設定される茶葉の量により、茶葉の粉砕に適した臼の回転速度、粉砕に要する時間が変化する。
【０１３１】
本実施形態によれば、茶葉の量に応じて、臼の回転速度、粉砕に要する時間が自動的に設定されるので、設定された項目の通りに稼働することで、茶葉の粉砕が完了した後も臼が回転を続けるいわゆる空挽きがなくなり、騒音の発生を防ぐことが可能となる。
【０１３２】
＜変形例＞
次に、実施形態４の変形例について説明する。変形例のハードウェア構成は、図２６に示す実施形態２の粉砕装置１aと同様である。図３３は、変形例の粉砕装置１aにおいて実行される処理のフローチャートである。図３３を参照して、変形例の粉砕装置１aによる茶葉の粉砕のための処理の流れを説明する。なお、図３３の処理は、たとえば操作部９１１の一部である開始ボタンを操作されることに応じて開始する。
【０１３３】
図３３を参照して、ステップＳ４０１で、ユーザは、何分でミル挽きを終了させたいか（時間ＴＭ４）を操作部９１１の一部であるタイマーボタンを操作することで入力する。入力された時間ＴＭ５の情報はＣＰＵ９０１に出力される。
【０１３４】
次に、ステップＳ４０２で、ＣＰＵ９０１は、ステップＳ４０１で読み込んだ時間ＴＭ４の内容に基づいて、ミル挽きユニット３００による粉砕可能な茶葉量Ｖおよび茶葉量Ｖの粉砕に要する速度Ｒを特定し、設定する。
【０１３５】
時間ＴＭ４の数値に応じて、茶葉量Ｖ及び速度Ｒが決定される。ステップＳ４０１における時間ＴＭ４の読み込みと、これに応じたステップＳ４０２における茶葉量Ｖ、速度Ｒの設定は、たとえば、ＲＡＭ９０２における記憶領域に、特定された情報を書き込むことによって実現されるが、公知のいかなる技術にも置き換えられ得る。
【０１３６】
また、ステップＳ４０１の時間ＴＭの読み込みと、これに基づくステップＳ４０２における茶葉量Ｖ、速度Ｒの特定は、たとえば、図３２に示すような、メモリ９０３に格納された情報が利用されることによって実現される。
【０１３７】
図３２には、茶葉量Ｖ、速度Ｒ、時間ＴＭが相互に関連付けられている。たとえば、時間ＴＭが「１５分」である場合には、粉挽き可能な茶葉量Ｖが４ｇ、速度Ｒは１００ｒｐｍ、である。図３２に示された情報は、粉砕装置１a外の記憶装置に格納され、ＣＰＵ９０１は当該記憶装置から当該情報を読み込んでも良い。なお、図３２に示された数値は、単なる一例であって、本開示に対してなんら限定を加えるものではない。
【０１３８】
図３３に戻って、制御はステップＳ４０３へ進められる。ステップＳ４０３においては、ステップＳ４０２で設定された速度Ｒにてミル挽きが開始される。
【０１３９】
その後、ＣＰＵ９０１は、ステップＳ４０４で、粉挽きが終了したか否かを判断する。なお、粉砕装置１aでは、粉挽き（ミル用モータ１２１の駆動）は、予め定められた速度Ｒで当該粉挽きが開始されてから、予め定められた時間ＴＭ４継続した後、終了する。ＣＰＵ９０１は、粉挽きが終了したと判断すると（ステップＳ４０４でＹＥＳ）、図３３に示された処理を終了させる。なお、ＣＰＵ９０１は、表示部９２１で、加熱が終了したことを報知しても良い。
【０１４０】
変形例では、最初に設定される粉砕に要する時間ＴＭ４により、臼の回転速度Ｒ、および茶葉量Ｖが決定される。
【０１４１】
本変形例によれば、最初に設定される粉砕に要する時間に応じて粉挽き可能な茶葉量、臼の回転速度が自動的に設定されるので、茶葉の粉砕が完了した後も臼が回転を続けるいわゆる空挽きがなくなり、騒音の発生を防ぐことが可能となる。
【０１４２】
なお、本変形例においては、一例として、最初に設定する要素を茶葉の粉砕に要する時間としたが、これに限られることはなく、最初に設定する要素を臼の回転数、あるいは粉砕する茶葉の量としても上記と同様の効果が得られる。
【０１４３】
以上それぞれの実施形態で説明したとおり、本発明によれば、摩擦熱や騒音の発生を抑え、連続して運転が可能な粉砕装置およびこれを備えた飲料製造装置を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、被粉砕物を臼によって細かく粉砕して粉砕物とする粉砕機構及びこれを利用して飲料を製造する装置に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１４５】
１  飲料製造装置、１a  粉砕装置、１００  装置本体、１１０  制御ユニット、１１１、８１１  制御装置、１２０  粉挽モータユニット、１３０  粉挽駆動力連結機構、１４０  撹拌モータユニット、１５０  給湯パイプ、１６０  ヒータ、１７０  給湯ノズル、１８０  粉挽きユニット装着領域、１９０  撹拌ユニット装着領域、３００  粉挽きユニット、３１０  粉挽きケース、３１２ａ  取り出し口、３１０ｗ  連結用窓、３２０  ホッパー部、３３０  粉砕対象物カバー、３４０  粉掻き取り機、３４５  粉挽き軸、３５０  下臼、３５５  コア、３６０  上臼、３７０  上臼保持部材、３９０  バネ保持部材、５００  撹拌ユニット、５１０  撹拌タンク、５２０  グリップ、５３０  撹拌カバー、５４０  吐出口開閉機構、５４１  吐出口、５４２  操作レバー、５４３  開閉ノズル、５４４  タンク底孔、５５０  撹拌羽根、７００  水タンク、７１０  タンク本体、７２０  タンクカバー、８００  茶葉粉末受皿、９００  載置ベース、９０１  ＣＰＵ、９０２  ＲＡＭ、９０３  メモリ、９０４  タイマ、９１１  操作部、９１２  電流計、９１３  回転センサ、９１４  温度計、９１５  計量部、９２１  表示部。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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