(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーヒー豆等の粉末原料と湯の混合体を所定のろ過動作によりろ過して得られる飲料を飲料供給管を介して販売側に供給する飲料抽出装置において、
前記飲料供給管内の前記飲料を検出する飲料検出手段と、前記飲料の検出信号に基づいて前記混合体のろ過動作を制御するろ過制御手段を備え、
前記飲料検出手段は、前記飲料供給管に配置された前記飲料を介して導通する一対の電極を有し、前記一対の電極のうちの下流側に配置される下流側電極が前記飲料供給管の経路上における最高位置、あるいは前記最高位置より前記販売側に配置されており、上流側に配置される上流側電極と導通することによって前記飲料が前記販売側に流れていることを検出する流れ検出センサーとして構成されてなることを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項２】
コーヒー豆等の粉末原料と湯の混合体を所定のろ過動作によりろ過して得られる飲料を飲料供給管を介して販売側に供給する飲料抽出装置において、
前記飲料供給管内の前記飲料を検出する飲料検出手段と、前記飲料の検出信号に基づいて前記混合体のろ過動作を制御するろ過制御手段を備え、
前記飲料検出手段は、前記飲料供給管に配置された前記飲料を介して導通する複数対の電極を有し、前記複数対の電極のうちの最下流側に配置される最下流側電極が前記飲料供給管の経路上における最高位置、あるいは前記最高位置より前記販売側に配置されており、上流側に隣接する最下流隣接電極と導通することによって前記飲料が前記販売側に流れていることを検出する流れ検出センサーとして構成されてなるとともに、前記複数対の電極のうちの最上流側に配置される最上流側電極が下流側に隣接する最上流隣接電極と導通することによって前記飲料供給管内に前記飲料が存在することを検出する飲料有無検出センサーとして構成されてなることを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項３】
前記飲料検出手段は、前記最下流隣接電極及び前記最上流隣接電極に代えて、１個の共用電極を有し、前記最下流側電極と前記共用電極との導通による前記流れ検出センサーとして構成されてなるとともに、前記最上流側電極と前記共用電極との導通による前記飲料有無検出センサーとして構成されてなる請求項第２項記載の飲料抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコーヒー豆等の粉末原料の飲料抽出装置に関し、特に、粉末原料と湯の混合体を空気で加圧してろ過する飲料抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の飲料抽出装置として、例えば、実開昭６１−１１８５２６号公報に示されるものがある。この飲料抽出装置１００は、図２４に示すように、上下動可能に支持され、上方から供給されたコーヒー粉末等の粉末原料と湯の混合体を下方へ排出するシリンダ１０１と、シリンダ１０１の下方に配置され、シリンダ１０１から排出された混合体をろ過するフィルタ１０２と、フィルタ１０２のろ過によって抽出された飲料を受け入れるゴムパッキン１０３を備えた飲料受け１０４と、飲料受け１０４に接続され、飲料をカップ側へ供給する飲料供給管１０５と、飲料供給管１０５を開閉する押圧板１０６ａおよびカム１０６ｂからなるカム機構１０６と、本装置１００の各部を制御する制御部（図示せず）を有する。
【０００３】
シリンダ１０１は、上方に設けた供給口１０１ａから供給された粉末原料と湯を混合する混合室１０１ｂと、混合体を下方に設けた排出口１０１ｃから排出して飲料の抽出工程が行われる抽出室１０１ｄを有し、混合室１０１ｂは抽出室１０１ｄと連通口１０１ｅによって連通している。この連通口１０１ｅは、バルブ１０７によって開閉されるようになっており、抽出室１０１ｄには、エアポンプ１０８からの加圧空気を導入するエアパイプ１０９が接続されている。
【０００４】
このように構成された飲料抽出装置１００において、制御部は、販売信号の入力に基づいて抽出駆動モータ（図示せず）を駆動させることにより、シリンダ１０１を待機位置Ｐから下降させて下端を飲料受け１０４のゴムパッキン１０３に密接させる。この後、供給口１０１ａから粉末原料と湯が供給される。制御部は、エアポンプ１０８を駆動して加圧空気をエアパイプ１０９を介して抽出室１０１ｄに供給する。この状態でバルブ１０７が僅かに開いており、加圧空気は抽出室１０１ｄから連通口１０１ｅを介して混合室１０１ｂへ送られ、混合室１０１ｂ内に供給された粉末原料と湯の混合体を攪拌する。混合体が充分に攪拌されるとエアポンプ１０８の駆動が停止され、混合体は連通口１０１ｅを通って抽出室１０１ｄへ流入する。
【０００５】
図２５は、抽出工程を示し、制御部は、抽出駆動モータを駆動してバルブ１０７を上昇させて連通口１０１ｅを閉じる。そして、エアポンプ１０８を駆動して加圧空気をエアパイプ１０９を介して抽出室１０１ｄへ供給する。抽出室１０１ｄに貯えられた混合体は加圧空気によってフィルタ１０２でろ過され、供給モータ（図示せず）の駆動に基づいてカム１０６ｂが所定の角度回転することによって押圧板１０６ａによる飲料供給管１０５の押圧が解除され、飲料供給管１０５が開かれる。
【０００６】
制御部は、フィルタ１０２でろ過された飲料が飲料供給管１０５を介してカップ側へ供給されると、シリンダ１０１を滓廃棄位置Ｐ’へ移動させ、フィルタ１０２を飲料受け１０４から除去するとともにフィルタ１０２上に残った滓を廃棄する。このようにして飲料抽出動作が終了すると、制御部は、抽出駆動モータを駆動してシリンダ１０１を待機位置Ｐに戻す。
【０００７】
上記した粉末原料と湯の混合体を空気で加圧して抽出する飲料抽出装置では、湯が原料やフィルタを通過する際の抵抗、原料の種類及び粒度・使用量によってろ過時間が異なる。
【０００８】
図２６は、飲料抽出装置のろ過時におけるシリンダ内の圧力変化を示し、図２６(a) は、所定の量の粉末原料を試用した場合の圧力変化を示し、時刻Ａにおいてろ過が開始されると、シリンダ内の圧力が上昇する。シリンダ内の液体分がほぼろ過された時刻Ｂにおいて圧力は減少し、飲料供給管内に抽出されたコーヒーが残留しないようにエアブローを所定の時間行った後、時刻Ｃにシリンダ内への加圧を終了する。図２６(b) は、原料を増量した場合の圧力変化を示し、液体分がほぼろ過された時刻Ｂが図２６(a) に示す時刻Ｂより長くなっており、また、液体分のろ過後に堆積する粉末原料の滓が厚くなることにより圧力値が上昇している。
【０００９】
自動販売機の場合、コーヒー飲料を抽出するモードとして、販売要求に応じて１杯毎のコーヒーを抽出する都度抽出の他に、数杯分のコーヒーを抽出して貯蔵部に蓄えておくバッチ抽出がある。このバッチ抽出では、ろ過圧を低く設定し、粉末原料と湯を静かに接触させることによって渋味や雑味の少ない良質なコーヒーを抽出できるという利点があり、貯蔵部に蓄えられたコーヒーは販売要求に応じて１杯ずつ販売される。
【００１０】
図２６(c) は、バッチ抽出時のシリンダ内の圧力変化を示し、粉末原料と湯の混合体に低圧の空気を時間をかけて加圧することでろ過しており、液体分がほぼろ過された時刻Ｂが図２６(B) に示す時刻Ｂより更に長くなっている。
【００１１】
上記したように、ろ過の時間は抽出の仕方によって異なるので、例えば、タイマーによってろ過を終了させる構成では、設定されたろ過終了時間となったとき、実際のろ過が終了しているように余裕のあるろ過終了時間を設定する必要がある。ただし、この場合には使用する粉末原料や湯量、配管の圧力損失やエアポンプのばらつき等によって、実際のろ過の終了とタイマーのろ過終了時間にズレが生じることがある。ろ過時間が短いときはろ過不足になり、ろ過時間が長いときは液体分がろ過された粉末原料の滓を空気で加圧し続けることになり、渋味や苦味等の不要な成分が搾り出される。
【００１２】
このようなろ過不良を防ぐものとして、例えば、特開昭６３−１２０８８号公報に開示されるものがある。この飲料抽出装置は、ろ過の終了に基づく給湯シリンダ内の圧力の変化を圧力センサで検出してろ過を終了させている。また、給湯シリンダ内の圧力の変化を圧力センサで検出する他の構成が特開昭６３−４７８９９号公報、特開平４−１８８３９６号公報に開示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の飲料抽出装置によると、シリンダ内の圧力は抽出の仕方によって変化するため、例えば、バッチ抽出のように混合体を低圧の空気で加圧してろ過する場合、ろ過の終了時にろ過中との明確な圧力差が発生しないことがあり、このような場合にはろ過の終了を正確に検出することができない。
従って、本発明の目的はろ過不良を防止して良質な飲料を抽出することのできる飲料抽出装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、コーヒー豆等の粉末原料と湯の混合体を所定のろ過動作によりろ過して得られる飲料を飲料供給管を介して販売側に供給する飲料抽出装置において、前記飲料供給管内の前記飲料を検出する飲料検出手段と、前記飲料の検出信号に基づいて前記混合体のろ過動作を制御するろ過制御手段を備え、前記飲料検出手段は、前記飲料供給管に配置された前記飲料を介して導通する一対の電極を有し、前記一対の電極のうちの下流側に配置される下流側電極が前記飲料供給管の経路上における最高位置、あるいは前記最高位置より前記販売側に配置されており、上流側に配置される上流側電極と導通することによって前記飲料が前記販売側に流れていることを検出する流れ検出センサーとして構成されてなることを特徴とする飲料抽出装置を提供する。また、本発明は、コーヒー豆等の粉末原料と湯の混合体を所定のろ過動作によりろ過して得られる飲料を飲料供給管を介して販売側に供給する飲料抽出装置において、前記飲料供給管内の前記飲料を検出する飲料検出手段と、前記飲料の検出信号に基づいて前記混合体のろ過動作を制御するろ過制御手段を備え、前記飲料検出手段は、前記飲料供給管に配置された前記飲料を介して導通する複数対の電極を有し、前記複数対の電極のうちの最下流側に配置される最下流側電極が前記飲料供給管の経路上における最高位置、あるいは前記最高位置より前記販売側に配置されており、上流側に隣接する最下流隣接電極と導通することによって前記飲料が前記販売側に流れていることを検出する流れ検出センサーとして構成されてなるとともに、前記複数対の電極のうちの最上流側に配置される最上流側電極が下流側に隣接する最上流隣接電極と導通することによって前記飲料供給管内に前記飲料が存在することを検出する飲料有無検出センサーとして構成されてなることを特徴とする飲料抽出装置を提供する。
【００１５】
本発明の後者の飲料抽出装置において、飲料検出手段は、最下流隣接電極及び最上流隣接電極に代えて、１個の共用電極を有し、最下流側電極と共用電極との導通による流れ検出センサーとして構成されてなるとともに、最上流側電極と共用電極との導通による飲料有無検出センサーとして構成されてなるようにしても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る飲料抽出装置の構成図である。この飲料抽出装置１は、所定の粒度に砕かれたコーヒー豆，紅茶，緑茶等の粉末原料と湯との混合体から飲料を抽出する抽出部２と、滓等を廃棄する廃棄処理部４と、本装置１の各部に加圧空気を送るエアポンプ５とを有して構成されている。
【００１７】
抽出部２は、図示しない案内レールによって上下動可能に支持され、上方から供給された粉末原料と湯との混合体を下方へ供給するシリンダ２０と、シリンダ２０の下方に配置され、シリンダ２０から供給される混合体をろ過するペーパーフィルタ２１と、ペーパーフィルタ２１のろ過によって抽出された飲料を受け入れる飲料受け２２を有する。
【００１８】
シリンダ２０は、上方に設けた供給口２０ａから供給された粉末原料と湯を混合する混合室２０ｂと、粉末原料と湯との混合体を下方に設けた排出口２０ｃから排出して飲料の抽出工程が行われる抽出室２０ｄとを連通口２０ｅで連通して形成されている。連通口２０ｅは、バルブ２３によって開閉されるようになっており、抽出室２０ｄには、エアポンプ５からの加圧空気を導入する導入口２０ｆを有する。
【００１９】
ペーパーフィルタ２１は、回動可能な軸２１Ａにロール状でセットされ、後述する廃棄処理部４の廃棄処理モータ４０の駆動により、図１の左方向へ引き出されるように構成されている。また、ペーパーフィルタ２１は、基端側が回動可能に支持され、中間部あるいは先端側がロール状のペーパーフィルタ２１に常に当接するフィルタ検出レバー２１Ｂと、ペーパーフィルタ２１の残量が少なくなってフィルタ検出レバー２１Ｂが回動してスイッチング動作し、ペーパーフィルタ無しを示す検出信号を後述する制御部６に出力して警報出力等に供するマイクロスイッチ等のフィルタ無しセンサ２１Ｃとを備えている。
【００２０】
飲料受け２２は、上部にシリンダ２０が当接する開口２２ａを有し、開口２２ａの周囲に混合体が漏れるのを防ぐゴムパッキン２２Ａを有する。また、端部にペーパーフィルタ２１の走行方向を変更するローラ２２Ｂを有し、下部に飲料をカップ側へ供給する飲料供給管２２Ｃ、および飲料を廃棄する廃棄管２２Ｄを有する。飲料供給管２２Ｃには、抽出工程において抽出された飲料を検出するための電極部６０と、飲料供給管２２Ｃの開閉を制御する飲料供給バルブ５３が介装されている。
【００２１】
また、抽出部２は、抽出モータ２４と、両側から出力軸２５ａ，２５ｂをそれぞれ突設し、抽出モータ２４の回転数を所定の回転数に減速する減速機２５と、一方の出力軸２５ａの一端をベアリング２６ａによって支持した支持板２６と、一方の出力軸２５ａに固定されたシリンダカム２７Ａおよびバルブカム２７Ｂと、シリンダ２０を駆動するシリンダ駆動板２８Ａと、バルブ２３を駆動するバルブ駆動板２８Ｂと、シリンダ駆動板２８Ａに取り付けられたシリンダカムフォロア２９Ａと、バルブ駆動板２８Ｂに取り付けられたバルブカムフォロア２９Ｂと、シリンダ駆動板２８Ａに取り付けられた係止部材２８ａとバルブ駆動板２８Ｂに取り付けられた係止部材２８ｂとに両端がそれぞれ係止され、シリンダ駆動板２８Ａとバルブ駆動板２８Ｂとを互いに引き寄せてシリンダカムフォロア２９Ａおよびバルブカムフォロア２９Ｂをシリンダカム２７Ａおよびバルブカム２７Ｂにそれぞれ当接させる引張コイルバネ３０と、シリンダ２０とシリンダ駆動板２８Ａとを連結する複数の連結部材３１Ａ，３１Ｂ，および３１Ｃと、バルブ２３を先端側のピン３２ａによって回動可能に連結したレバー３２と、バルブ駆動板２８Ｂに取り付けられ、ピン３２ｂによってレバー３２を回動可能に連結した連結部材３３と、レバー３２の後端側とバルブ駆動板２８Ｂに取り付けられた係止部材２８ｃとに両端がそれぞれ係止された引張コイルバネ３４とを備えている。この抽出部２は、出力軸２５ａ，２５ｂおよび出力軸４１ａがそれぞれ１回転することにより攪拌工程，抽出工程，滓廃棄工程の一連の工程が終了するように構成されている。
【００２２】
減速機２５は、他方の出力軸２５ｂ側に各工程の細部を検出する工程検出機構を有する。すなわち、減速機２５の他方の出力軸２５ｂには、第１，第２および第３の工程検出板３５Ａ，３５Ｂ，および３５Ｃを取り付け、第１，第２および第３の工程検出板３５Ａ，３５Ｂ，および３５Ｃの周囲には、第１，第２および第３の工程検出板３５Ａ，３５Ｂ，および３５Ｃの回転位置を検出（例えば、遮光によってＯＦＦ）するホトセンサ等の第１，第２および第３の工程検出センサ３６Ａ，３６Ｂ，および３６Ｃを配置している。
【００２３】
エアポンプ５には、抽出室２０ｄの導入口２０ｆと飲料受け２２に通じるエアパイプ５２が接続され、エアパイプ５２には、抽出室２０ｄの導入口２０ｆの前段に上部空気電磁弁５０が、また、飲料受け２２の前段に下部空気電磁弁５１がそれぞれ設けられている。
【００２４】
図２は、電極部６０を示し、Ｔ字型のホルダー６０ａにＯリング６０ｃを介して電極６０ｂをねじ係合させた構成を有する。この電極６０ｂは後述する制御部６に接続されている。
【００２５】
図３は、図１のＡ−Ａ断面を示し、シリンダカム２７Ａおよびバルブカム２７Ｂは、キー２５ｃによって一方の出力軸２５ａに固定されており、シリンダカム２７Ａおよびバルブカム２７Ｂのカム面は、同図のように形成されている。
【００２６】
図４は、工程検出機構の斜視図である。第１の工程検出板３５Ａは、２ヵ所に約９０度の突部３５ａを形成し、第２の工程検出板３５Ｂは、４ヵ所に約７０度の突部３５ａを形成し、第３の工程検出板３５Ｃは、１ヵ所に約１８０度の突部３５ａを形成している。
【００２７】
図５は、廃棄処理部４の要部斜視図である。廃棄処理部４は、廃棄処理モータ４０と、廃棄処理モータ４０の回転数を所定の回転数に減速する減速機４１と、減速機４１の出力軸４１ａに取り付けられた廃棄管開検出板４２Ａ，および廃棄管閉検出板４２Ｂと、廃棄管開検出板４２Ａの突部４２ａによる遮光（例えばＯＦＦ）によって廃棄管２２Ｄの開状態（待機状態）を示すＯＦＦ信号を出力するホトセンサ等の廃棄管開検出センサ４３Ａと、廃棄管閉検出板４２Ｂの突部４２ａによる遮光（例えばＯＦＦ）によって廃棄管２２Ｄの閉状態を示すＯＦＦ信号を出力するホトセンサ等の廃棄管閉検出センサ４３Ｂと、円周上に切欠き部４４ａを有して出力軸４１ａに取り付けられ、ペーパーフィルタ２１を一定長さ分送り出す一対のフィルタ送りローラ４４，４４と、ペーパーフィルタ２１を一対のフィルタ送りローラ４４，４４側に図示しないバネによって押圧する一対のガイドローラ４５，４５と、支軸４６ａによって回動可能に支持され、廃棄管２２Ｄを固定板（図１参照）４７との間で押圧閉止する板バネ等からなる押圧板４６と、出力軸４１ａに取り付けられ、押圧板４６を回動させる円周上に突部４８ａを有した押圧カム４８とを備えている。
【００２８】
図６は、本発明の飲料抽出装置１の制御ブロック図を示し、飲料抽出装置１の各部を制御する制御部６に、廃棄管開検出センサ４３Ａ、廃棄管閉検出センサ４３Ｂ、第１，第２および第３の工程検出センサ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ、フィルタ無しセンサ２１Ｃ、エアポンプ５、上部空気電磁弁５０、下部空気電磁弁５１、飲料供給バルブ５３、抽出モータ２４、および廃棄処理モータ４０を各々接続し、更に、抽出飲料の販売を制御する主制御部７を接続している。
【００２９】
制御部６は、主制御部７から抽出飲料の販売信号が入力されると、抽出モータ２４，廃棄処理モータ４０およびエアポンプ５を制御して飲料抽出制御、すなわち、攪拌工程，抽出工程，滓廃棄工程の一連の工程を行わせる。
【００３０】
次に、図７から図１４を参照しつつ本発明の飲料抽出装置１の動作を説明する。
図７は、第１，第２および第３の工程検出センサ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃの出力信号を示す図である。
図８から図１４は、本装置１の動作を示し、同図(a) は主要部（シリンダ２０、バルブ１３等）の位置を示す図、同図(b) は廃棄管開検出板４２Ａおよび廃棄管閉検出板４２Ｂ、およびフィルタ送りローラ４４の位置を示す図、同図(c) はシリンダカム２７Ａおよびバルブカム２７Ｂの位置を示す図、同図(d) は第１，第２および第３の工程検出板３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃの位置を示す図である。
【００３１】
(1) 待機状態（図８参照）
待機状態においては、本装置１の主要部は、図７に示す待機位置Ｐ1 にあり、図８に示す状態にある。すなわち、第１，第２および第３の工程検出センサ３６Ａ，３６Ｂ，３６ＣはＯＮとなり、廃棄管開検出センサ４３ＡはＯＦＦ、廃棄管閉検出センサ４３ＢはＯＮとなっている。押圧板４６は、廃棄管２２Ｄの弾性力によって押圧カム４８に当接している。
【００３２】
(2) 攪拌工程（図９，図１０参照）
制御部６は、主制御部７から販売信号が入力されると、第２の工程検出センサ３６ＢがＯＮのとき、第１，第３の工程検出センサ３６Ａ，３６ＣのＯＮに基づいて、待機位置Ｐ1 から攪拌位置Ｐ2 への移行動作を行う。すなわち、制御部６は、廃棄処理モータ４０を正転駆動（図９(a) において出力軸４１ａが左回転する駆動）する。廃棄処理モータ４０の駆動トルクが減速機４１を介して出力軸４１ａに伝達され、出力軸４１ａが約６０度正転（図９(a) において左回転）して、図９(a) に示すように、押圧カム４８の突部４８ａが押圧板４６を押圧することにより、廃棄管２２Ｄが押圧板４６と固定板４７との間で閉止される。廃棄管閉検出センサ４３Ｂは、廃棄管閉検出板４２Ｂの突部４２ａによって遮光され、ＯＦＦ信号を制御部６に出力する。制御部６は、廃棄管閉検出センサ４３ＢからのＯＦＦ信号に基づいて廃棄処理モータ４０の駆動を停止する。
【００３３】
続いて制御部６は、抽出モータ２４を正転駆動（図１０(d) において出力軸２５ｂが左回転する駆動）する。抽出モータ２４の駆動トルクが減速機２５を介して出力軸２５ａ，２５ｂに伝達され、出力軸２５ａ，２５ｂが正転（図１０(d) において左回転）して、図１０(c) に示すように、シリンダカム２７Ａおよびバルブカム２７Ｂが正転することにより、シリンダ駆動板２８Ａおよびバルブ駆動板２８Ｂが下降する。シリンダ駆動板２８Ａが下降すると、複数の連結部材３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを介してシリンダ２０が下降し、抽出室２０ｄの下端がペーパーフィルタ２１を飲料受け２２へ圧接する。一方、バルブ駆動板２８Ｂが下降すると、連結部材３３，レバー３２を介してバルブ２３も下降する。第１の工程検出センサ３６Ａは、第１の工程検出板３５Ａによって遮光され、ＯＦＦ信号を制御部６に出力する。続いて、第２の工程検出センサ３６Ｂは、ＯＮ信号を制御部６に出力する。制御部６は、第２の工程検出センサ３６ＢがＯＮのとき、第１の工程検出センサ３６ＡのＯＦＦに基づいて抽出モータ２４の駆動を停止する。本装置１の主要部は、図７に示す攪拌位置Ｐ2 に到達し、図１０に示す状態となる。図１０に示す状態では、同図(d) に示すように、第２，第３の工程検出センサ３６Ｂ，３６Ｃは、第２，第３の工程検出板３５Ｂ，３５Ｃの突部３５ａによって遮光されていないので、ＯＮ信号を制御部６にそれぞれ出力している。
【００３４】
制御部６は、第２の工程検出センサ３６ＢのＯＮのとき、第１の工程検出センサ３６ＡのＯＦＦ、第３の工程検出センサ３６ＣのＯＮに基づいて攪拌工程を行う。すなわち、制御部６は、粉末原料および湯の供給要求信号を主制御部７に出力する。主制御部７の制御により混合室２０ｂの供給口２０ａに粉末原料と湯が供給される。制御部６は、粉末原料と湯の供給に合わせて、飲料供給バルブ５３を閉じ、さらに下部空気電磁弁５１を開き、エアポンプ５を駆動する。エアポンプ５は、加圧空気をエアパイプ５２を介して飲料受け２２に送る。この加圧空気は、ペーパーフィルタ２１を通過して抽出室２０ｄ内へ流入する。この加圧空気が抽出室２０ｄ内の混合体中を通過する際、その気泡の流れが混合体を攪拌するように作用する。ペーパーフィルタ２１の下方から加圧空気を供給することで、粉末原料に含まれる成分の湯への溶出が助長され、短時間で飲料を抽出することができる。
【００３５】
(3) 抽出工程（図１１参照）
制御部６は、タイマーで設定された攪拌時間が経過すると、抽出モータ２４を正転駆動する。抽出モータ２４の駆動トルクが減速機２５を介して出力軸２５ａ，２５ｂに伝達され、シリンダカム２７Ａ，バルブカム２７Ｂが正転する。図１１(c) に示すように、シリンダカム２７Ａのカム半径は変化しないので、シリンダ２０は上下動しないが、バルブカム２７Ｂのカム半径は大きくなるので、バルブ２３が上昇し、図１１(a) に示すように、連通口２０ｅを閉じる。第３の工程検出センサ３６Ｃは、第３の工程検出板３５Ｃによって遮光され、ＯＦＦ信号を制御部６に出力する。続いて第２の工程検出センサ３６Ｂは、ＯＮ信号を制御部６に出力する。制御部６は、第２の工程検出センサ３６ＢがＯＮのとき、第３の工程検出センサ３６ＣのＯＦＦに基づいて抽出モータ２４の駆動を停止する。本装置１の主要部は、図７に示す抽出位置Ｐ3 に到達し、図１１に示す状態となる。図１１に示す状態では、同図(d) に示すように、第１，２の工程検出センサ３６Ａ，３６ＢはＯＮになる。
【００３６】
制御部６は、第２の工程検出センサ３６ＢのＯＮのとき、第１の工程検出センサ３６ＡのＯＮ、第３の工程検出センサ３６ＣのＯＦＦに基づいて抽出工程を行う。すなわち、制御部６は、上部空気電磁弁５０を開け、下部空気電磁弁５１を閉じ、飲料供給バルブ５３を開き、エアポンプ５を駆動して、エアポンプ５からの加圧空気をエアパイプ５２を介して抽出室２０ｄの上方の導入口２０ｆから供給する。抽出室２０ｄ内の混合体は、エアポンプ５からの加圧空気によって下方へ圧送され、ペーパーフィルタ２１でろ過される。ペーパーフィルタ２１でろ過された飲料は、飲料受け２２，飲料供給管２２Ｃを介してカップ側へ供給される。抽出室２０ｄに加圧空気を送ることで、抽出室２０ｄ内の気圧が増加して混合体がペーパーフィルタ２１側に押し下げられるので、短時間で混合体が飲料と滓に分離され、効率良くろ過することができる。
【００３７】
図１２は、抽出開始時の飲料供給管２２Ｃを示し、飲料供給管２２Ｃを飲料が挿通することによって隣接する電極部６０との間で導通が生じ、電極間の抵抗値が減少することにより電圧が生じる。この電圧の変化を検出することによって飲料供給管２２Ｃ内の飲料の有無が検出される。混合体のろ過終了間際には泡状の飲料が飲料供給管２２Ｃに発生し、ろ過が完全に終了すると飲料供給管２２Ｃが空となって電極間の抵抗値が大になる。この電圧値の変化を検出すると上部空気電磁弁５０が閉止される。
【００３８】
(4) 滓廃棄処理（図１３，図１４参照）
タイマで設定された抽出時間が経過すると、制御部６は、抽出モータ２４を正転駆動する。抽出モータ２４の駆動トルクが減速機２５を介して出力軸２５ａ，２５ｂに伝達され、シリンダカム２７Ａ，バルブカム２７Ｂが正転し、シリンダ駆動板２８Ａおよびバルブ駆動板２８Ｂが上昇し、シリンダ２０およびバルブ２３が最上位まで上昇する。第１，第３の工程検出センサ３６Ａ，３６Ｃは、第１，第３の工程検出板３５Ａ，３５Ｃによって遮光され、ＯＦＦ信号を制御部６に出力する。続いて第２の工程検出センサ３６Ｂは、ＯＮ信号を制御部６に出力する。制御部６は、第２の工程検出センサ３６ＢがＯＮのとき、第１，第３の工程検出センサ３６Ａ，３６ＣのＯＦＦに基づいて抽出モータ２４の駆動を停止する。本装置１の主要部は、図７に示す滓廃棄位置Ｐ4 に到達し、図１３に示す状態となる。図１３の状態では、同図(d) に示すように、第２の工程検出センサ３６ＢはＯＮとなり、ペーパーフィルタ２１上には粉末原料の滓７が残る。
【００３９】
制御部６は、第２の工程検出センサ３６ＢがＯＮのとき、第１，第３の工程検出センサ３６Ａ，３６ＣのＯＦＦに基づいて飲料供給管２２Ｃに保持されている飲料の廃棄および滓廃棄工程を行う。すなわち、制御部６は、廃棄処理モータ４０を正転駆動する。廃棄処理モータ４０の駆動トルクが減速機４１を介して出力軸４１ａに伝達され、出力軸４１ａが正転し、フィルタ送りローラ４４が回転してペーパーフィルタ２１を引き出す。ペーパーフィルタ２１上の滓７がローラ２２Ｂを通過する際、図１４(a) の想像線で示すように滓７が折れてペーパーフィルタ２１から離れ、廃棄バケツ（図示せず）へ落下する。廃棄管開検出センサ４３Ａは、廃棄管開検出板４２Ａによって遮光され、ＯＦＦ信号を制御部６に出力する。
【００４０】
制御部６は、廃棄管開検出センサ４３ＡからのＯＦＦ信号に基づいて廃棄処理モータ４０の駆動を停止するとともに飲料供給バルブ５３を開き、供給側の飲料供給管２２Ｃに保持されている渋味や雑味を含んだ飲料を廃棄管２２Ｄを介して廃棄する。本装置１の主要部は、図１４に示す状態となる。
【００４１】
図１５は、飲料供給管２２Ｃに設けられた２つの電極部６０間の電圧の変化を示し、抽出開始後、時刻Ａにおいてろ過された飲料が飲料供給管２２Ｃを挿通することによって電極間の抵抗値が減少し、その結果、電圧値が増大している。時刻Ｂでは、液体分がほぼろ過されて飲料の泡が発生している状態で、電極間の抵抗値が増加しており、泡が減少することによる抵抗値の僅かな増加が見られる。
【００４２】
上記した実施の形態に飲料抽出装置によると、飲料を供給する飲料供給管２２Ｃに電極部６０を設け、飲料供給管２２Ｃ内の飲料の有無を検出し、電圧が急激に低下した時点を基準として加圧空気の供給を停止するので、無駄なろ過時間が無く、粉末原料の滓から搾り出される渋味や雑味を除去することができる。
【００４３】
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る飲料抽出装置の構成を示し、飲料供給管２２Ｃに設けられる電極部６０と、電極部６０より下流側に配置され、飲料供給管２２Ｃにおける最も高い位置に配置される電極部６１を有する。同図においては第１の実施の形態で示した抽出部２、廃棄処理部４、エアポンプ５を簡略的に図示している。その他、第１の実施の形態と同一の構成を有する部分については重複する説明を省略する。
【００４４】
図１７は、電極部６１を示し、Ｌ字型のホルダー６１ａにＯリング６１ｃを介して電極６１ｂをねじ係合させた構成を有する。ホルダー６１ａは流入側（矢印Ａ）を水平方向に配置し、排出側（矢印Ｂ）を垂直方向（落下方向）に配置するように飲料供給管２２Ｃに取り付けられており、電極６１ｂは排出側の延長線上に位置してホルダー６１ａの内壁面に突出するように設けられている。
【００４５】
上記した構成によると、飲料が飲料供給管２２Ｃ内を挿通することによって電極部６０，６１間が導通する。このとき、電極部６１では水平方向から流入した飲料が排出側に落下する直前の位置で電極６１ｂに接することから、ホルダー６１ａ内に飲料の流れが生じている。このようにして、飲料供給管２２Ｃ内の飲料の流れを検出することができる。
【００４６】
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係る飲料抽出装置の構成を示し、飲料供給管２２Ｃに複数の電極部６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，および６１が設けられている。その他の構成および機能は第１および第２の実施の形態と同一であるので、重複する説明を省略する。
【００４７】
この飲料抽出装置では、電極部６０Ａ，６０Ｂで第１の検出区間を構成し、電極部６０Ｃ，６１で第２の検出区間を構成しており、第１の検出区間で飲料の有無を検出し、第２の検出区間で飲料の流れを検出している。
【００４８】
図１９〜２０は、第３の実施の形態における電極間の導通状態とろ過状態を示す。
図１９は、ろ過された飲料が飲料供給管２２Ｃ内に留まっている状態であり、第１の検出区間で導通があり、第２の検出区間で導通が無い状態である。バッチ抽出のように粉末原料と湯の混合体を低い圧力でろ過する場合、粉末原料の量、配管の圧力損失、又はシリンダの気密漏れ等があると圧送力の低下を生じることがある。従って、ろ過の開始後に第１および第２の検出区間で導通があり、その後、第２の検出区間のみ導通が無くなったときは、電極部６１から下流側に飲料が流れておらず、ろ過圧が不足していると判定される。
【００４９】
図２０は、ろ過された飲料が飲料供給管２２Ｃ内を正常に流れている状態であり、第１および第２の検出区間で導通している。
【００５０】
図２１は、ろ過が終了した直後であり、第１の検出区間でほぼ導通が無く、第２の検出区間で導通がある状態である、この場合、第１の検出区間はろ過終了時に発生する泡状の飲料が挿通しているときはわずかに導通があるが、泡状の飲料が下流側に圧送されると導通が無くなる。
【００５１】
図２２は、ろ過が終了し、飲料供給管２２Ｃ内の飲料が電極部６１より下流に圧送された状態であり、第１および第２の検出区間で導通が無い状態となることで飲料の圧送が良好に行われたものと判定される。
【００５２】
図２３は、本発明の第４の実施の形態に係る飲料抽出装置の構成を示し、飲料供給管２２Ｃに設けられる電極部６０Ｂを第１および第２の検出区間の共通電極としている。このような構成とすることで、使用する電極の数を少なくでき、コストダウンを図ることができる。
【００５３】
上記した飲料抽出装置によると、飲料供給管を挿通する飲料を一対の電極間の抵抗値の変化に基づいて検出するので、バッチ抽出等の低い圧力によるろ過時においてもろ過状態を正確に検出することができる。また、飲料供給管に設ける電極の位置に応じて飲料の有無の他、飲料の流れを検出できることから、ろ過圧の異常を検出することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の飲料抽出装置によると、飲料供給管を挿通する飲料の有無、あるいは流れに応じて出力される検出信号に基づいてろ過を制御するようにしたため、ろ過不良を防止して良質な飲料を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における飲料抽出装置を示す説明図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における電極部を示す説明図。
【図３】図１のＡ−Ａ部の断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における工程検出機構を示す斜視図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における廃棄処理部を示す斜視図。
【図６】本発明の第１の実施の形態における制御ブロック図。
【図７】本発明の第１の実施の形態における第１，第２，第３の工程検出センサの出力信号に基づくタイミングチャート。
【図８】本発明の第１の実施の形態における飲料抽出装置の待機状態を示す説明図。
【図９】本発明の第１の実施の形態における飲料抽出装置の廃棄管の閉止状態を示す説明図。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における飲料抽出装置の攪拌工程を示す説明図。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における飲料抽出装置の抽出工程を示す説明図。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における飲料供給管の断面図。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における飲料抽出装置の滓廃棄処理工程の開始状態を示す説明図。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における飲料抽出装置の滓廃棄処理工程の終了状態を示す説明図。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における電極間の電圧の変化を示す説明図。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における飲料抽出装置を示す説明図。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における電極部を示す説明図。
【図１８】本発明の第３の実施の形態における飲料抽出装置を示す説明図。
【図１９】本発明の第３の実施の形態における飲料抽出装置を示す説明図。
【図２０】本発明の第３の実施の形態における飲料抽出装置を示す説明図。
【図２１】本発明の第３の実施の形態における飲料抽出装置を示す説明図。
【図２２】本発明の第３の実施の形態における飲料抽出装置を示す説明図。
【図２３】本発明の第４の実施の形態における飲料抽出装置を示す説明図。
【図２４】従来の飲料抽出装置を示す説明図。
【図２５】従来の飲料抽出装置を示す説明図。
【図２６】飲料抽出装置におけるろ過圧とろ過時間を示す説明図。
【符号の説明】
１，飲料抽出装置
２，抽出部
４，廃棄処理部
５，エアポンプ
６，制御部
２０，シリンダ
２０ａ，供給口
２０ｂ，混合室
２０ｃ，排出口
２０ｄ，抽出室
２０ｅ，連通口
２０ｆ，導入口
２１，ペーパーフィルタ
２１Ａ，軸
２１Ｂ，フィルタ検出レバー
２１Ｃ，フィルタ無しセンサ
２２，飲料受け
２２Ａ，ゴムパッキン
２２Ｂ，ローラ
２２Ｃ，飲料供給管
２２Ｄ，廃棄管
２２ａ，開口
２３，バルブ
２４，抽出モータ
２５，減速機
２５ａ，出力軸
２５ｂ，出力軸
２５ｃ，キー
２６，支持板
２６ａ，ベアリング
２７Ａ，シリンダカム
２７Ｂ，バルブカム
２８Ａ，シリンダ駆動板
２８Ｂ，バルブ駆動板
２８ａ，係止部材
２８ｂ，係止部材
２９Ａ，シリンダカムフォロア
２９Ｂ，バルブカムフォロア
３０，引張コイルバネ
３１Ａ，連結部材
３１Ｂ，連結部材
３１Ｃ，連結部材
３２ａ，ピン
３２，レバー
３２ｂ，ピン
３３，連結部材
３４，引張コイルバネ
３５Ａ，第１の工程検出板
３５Ｂ，第２の工程検出板
３５Ｃ，第３の工程検出板
３５ａ，突部
３６Ａ，第１の工程検出センサ
３６Ｂ，第２の工程検出センサ
３６Ｃ，第３の工程検出センサ
４０，廃棄処理モータ
４１，減速機
４１ａ，出力軸
４２Ａ，廃棄管開検出板
４２Ｂ，廃棄管閉検出板
４２ａ，突部
４３Ａ，廃棄管開検出センサ
４３Ｂ，廃棄管閉検出センサ
４４，フィルタ送りローラ
４４ａ，切欠き部
４５，ガイドローラ
４６ａ，支軸
４７，固定板
４６，押圧板
４８，押圧カム
４８ａ，突部
５０，上部空気電磁弁
５１，下部空気電磁弁
５２，エアパイプ
５３，飲料供給バルブ
６０，電極部
６０ａ，ホルダー
６０ｂ，電極
６０ｃ，Ｏリング
６１，電極部
６１ａ，ホルダー
６１ｂ，電極
６１ｃ，Ｏリング
１００，飲料抽出装置
１０１ａ，供給口
１０１ｂ，混合室
１０１ｃ，排出口
１０１ｄ，抽出室
１０１ｅ，連通口
１０２，フィルタ
１０３，ゴムパッキン
１０４，飲料受け
１０５，飲料供給管
１０６，カム機構
１０６ａ，押圧板
１０６ｂ，カム
１０７，バルブ
１０８，エアポンプ
１０９，エアパイプ
【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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