(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の粒度の挽き豆を計量してコーヒー抽出機に供給してコーヒー飲料を供給するコーヒー飲料の製造装置において、前記挽き豆の体積を計量する計量手段と、前記計量手段に供給された前記挽き豆が所定の体積に達したとき前記計量手段への前記挽き豆の供給を停止する制御手段を有し、
前記計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体と、
前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形成し、前記挽き豆の前記所定の体積に対応した位置に停止する容量可変部材を有する構成であって、
前記容量可変部材は、駆動モータの回転トルクを歯車を介して伝達されて前記容量可変部材を前記本体の内部で往復方向に移動させるギヤ部と、
前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記計量手段を振動させる弾性部材を有する構成であることを特徴とするコーヒー飲料の製造装置。
【請求項２】
所定の粒度の挽き豆を計量してコーヒー抽出機に供給してコーヒー飲料を供給するコーヒー飲料の製造装置において、前記挽き豆の体積を計量する計量手段と、前記計量手段に供給された前記挽き豆が所定の体積に達したとき前記計量手段への前記挽き豆の供給を停止する制御手段を有し、
前記計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体と、
前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形成し、前記挽き豆の前記所定の体積に対応した位置に停止する容量可変部材を有する構成であって、
前記容量可変部材は、前記本体に摺動自在に収容されて前記挽き豆を前記本体から排出するピストンと、
前記ピストンの摺動方向に所定の可動量をもって固定され、駆動モータから歯車を介して伝達される回転トルクを往復方向の駆動力に変換するギヤ部と、
前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記ピストンを振動させる弾性部材を有する構成であることを特徴とするコーヒー飲料の製造装置。
【請求項３】
前記ピストンは、外周部に前記本体と非接触となる非接触部を有する構成の請求項第２項記載のコーヒー飲料の製造装置。
【請求項４】
前記ギヤ部は、前記歯車との噛み合いが外れる部分に尖状の先端形状を有した鋭角歯を設けられる構成の請求項第２項記載のコーヒー飲料の製造装置。
【請求項５】
コーヒー豆を計量してコーヒーミルに供給し、前記コーヒーミルで所定の粒度に挽かれた挽き豆によってコーヒー飲料を抽出するコーヒー飲料の製造装置において、
前記コーヒー豆の体積を計量する計量手段と、
前記計量手段に供給された前記コーヒー豆が前記所定の体積に達したとき前記計量手段への前記コーヒー豆の供給を停止する制御手段を有し、
前記計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体と、
前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形成し、前記コーヒー豆の前記所定の体積に対応した位置に停止する容量可変部材を有する構成であって、
前記容量可変部材は、駆動モータの回転トルクを歯車を介して伝達されて前記容量可変部材を前記本体の内部で往復方向に移動させるギヤ部と、
前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記計量手段を振動させる弾性部材を有する構成であることを特徴とするコーヒー飲料の製造装置。
【請求項６】
コーヒー豆を計量してコーヒーミルに供給し、前記コーヒーミルで所定の粒度に挽かれた挽き豆によってコーヒー飲料を抽出するコーヒー飲料の製造装置において、
前記コーヒー豆の体積を計量する計量手段と、
前記計量手段に供給された前記コーヒー豆が前記所定の体積に達したとき前記計量手段への前記コーヒー豆の供給を停止する制御手段を有し、
前記計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体と、
前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形成し、前記コーヒー豆の前記所定の体積に対応した位置に停止する容量可変部材を有する構成であって、
前記容量可変部材は、前記本体に摺動自在に収容されて前記コーヒー豆を前記本体から排出するピストンと、
前記ピストンの摺動方向に所定の可動量をもって固定され、駆動モータから歯車を介して伝達される回転トルクを往復方向の駆動力に変換するギヤ部と、
前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記ピストンを振動させる弾性部材を有する構成であることを特徴とするコーヒー飲料の製造装置。
【請求項７】
前記ピストンは、外周部に前記本体と非接触となる非接触部を有する構成の請求項第６項記載のコーヒー飲料の製造装置。
【請求項８】
前記ギヤ部は、前記歯車との噛み合いが外れる部分に尖状の先端形状を有した鋭角歯を設けられる構成の請求項第６項記載のコーヒー飲料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコーヒー飲料の製造装置に関し、特に、コーヒー豆の個体差に基づくコーヒー抽出不良、味覚の変動を防止するコーヒー飲料の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コーヒー豆を所定の粒度に挽いた挽き豆を計量する計量装置を備えたコーヒー飲料の製造装置として、例えば、特開昭５７―１１０２１６号公報に開示されるものがある。
【０００３】
このコーヒー飲料の製造装置は、挽き豆を供給される計量室の内部に設けられ、周方向に所定の間隔で羽根を設けた円盤状の回転部材を有し、計量室の周壁、および２枚の羽根間によって形成される空間に挽き豆を供給して計量しており、計量された挽き豆は円盤状の回転部材の回転に基づいてコーヒー抽出機に供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のコーヒー飲料の製造装置によると、計量室の周壁、および２枚の羽根間によって形成される空間の面積に基づく一定量の挽き豆を計量するため、例えば、コーヒー豆の種類、販売するコーヒー飲料の種類、温度や湿度等の環境変化に伴う抽出条件の変動に基づいて挽き豆を微量調整することができないという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的はコーヒー豆の種類、販売するコーヒー飲料の種類、あるいは抽出条件の変動に応じて挽き豆あるいはコーヒー豆を微量調整でき、適切な量の挽き豆あるいはコーヒー豆を正確に供給することのできるコーヒー飲料の製造装置を提供することにある。
【０００６】
【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、所定の粒度の挽き豆を計量してコーヒー抽出機に供給してコーヒー飲料を供給するコーヒー飲料の製造装置において、前記挽き豆の体積を計量する計量手段と、前記計量手段に供給された前記挽き豆が所定の体積に達したとき前記計量手段への前記挽き豆の供給を停止する制御手段を有し、前記計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体と、前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形成し、前記挽き豆の前記所定の体積に対応した位置に停止する容量可変部材を有する構成であって、前記容量可変部材は、前記本体に摺動自在に収容されて前記挽き豆を前記本体から排出するピストンと、前記ピストンの摺動方向に所定の可動量をもって固定され、駆動モータから歯車を介して伝達される回転トルクを往復方向の駆動力に変換するギヤ部と、前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記ピストンを振動させる弾性部材を有する構成であるコーヒー飲料の製造装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は上記目的を達成するため、所定の粒度の挽き豆を計量してコーヒー抽出機に供給してコーヒー飲料を供給するコーヒー飲料の製造装置において、前記挽き豆の体積を計量する計量手段と、前記計量手段に供給された前記挽き豆が所定の体積に達したとき前記計量手段への前記挽き豆の供給を停止する制御手段を有し、前記計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体と、前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形成し、前記挽き豆の前記所定の体積に対応した位置に停止する容量可変部材を有する構成であって、前記容量可変部材は、前記本体に摺動自在に収容されて前記挽き豆を前記本体から排出するピストンと、前記ピストンの摺動方向に所定の可動量をもって固定され、駆動モータから歯車を介して伝達される回転トルクを往復方向の駆動力に変換するギヤ部と、前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記ピストンを振動させる弾性部材を有する構成であるコーヒー飲料の製造装置を提供する。上記するコーヒー飲料の製造装置において、ピストンは、外周部に本体と非接触となる非接触部を有する構成が好ましい。ギヤ部は、歯車との噛み合いが外れる部分に尖状の先端形状を有した鋭角歯を設けられる構成が好ましい。
【０００８】
上記したコーヒー飲料の製造装置によると、挽き豆の体積（かさ）を計量してコーヒー抽出機に供給することによって、例えば、コーヒー豆の良否、焙煎の度合いによるコーヒー豆毎の重量の個体差等のばらつきがあっても定量の挽き豆をコーヒー抽出機に供給でき、このことによって挽き豆の量に起因する抽出不良やコーヒーの味覚変動が抑制される。
【０００９】
また、本発明は上記した目的を達成するため、コーヒー豆を計量してコーヒーミルに供給し、前記コーヒーミルで所定の粒度に挽かれた挽き豆によってコーヒー飲料を抽出するコーヒー飲料の製造装置において、前記コーヒー豆の体積を計量する計量手段と、前記計量手段に供給された前記コーヒー豆が前記所定の体積に達したとき前記計量手段への前記コーヒー豆の供給を停止する制御手段を有し、前記計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体と、前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形成し、前記コーヒー豆の前記所定の体積に対応した位置に停止する容量可変部材を有する構成であって、前記容量可変部材は、駆動モータの回転トルクを歯車を介して伝達されて前記容量可変部材を前記本体の内部で往復方向に移動させるギヤ部と、前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記計量手段を振動させる弾性部材を有する構成であるコーヒー飲料の製造装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は上記目的を達成するため、コーヒー豆を計量してコーヒーミルに供給し、前記コーヒーミルで所定の粒度に挽かれた挽き豆によってコーヒー飲料を抽出するコーヒー飲料の製造装置において、前記コーヒー豆の体積を計量する計量手段と、前記計量手段に供給された前記コーヒー豆が前記所定の体積に達したとき前記計量手段への前記コーヒー豆の供給を停止する制御手段を有し、前記計量手段は、所定の断面積を有する円筒状の本体と、前記本体の内部を移動して前記本体との間に収容部を形成し、前記コーヒー豆の前記所定の体積に対応した位置に停止する容量可変部材を有する構成であって、前記容量可変部材は、前記本体に摺動自在に収容されて前記コーヒー豆を前記本体から排出するピストンと、前記ピストンの摺動方向に所定の可動量をもって固定され、駆動モータから歯車を介して伝達される回転トルクを往復方向の駆動力に変換するギヤ部と、前記ギヤ部が前記歯車との噛み合い状態から外れたとき、固定系と接触して前記歯車との噛み合い方向への力を発生し、前記ギヤ部が前記噛み合い方向に移動して前記歯車と再噛合するとき噛み合い振動を発生させて前記ピストンを振動させる弾性部材を有する構成であるコーヒー飲料の製造装置を提供する。上記するコーヒー飲料の製造装置において、ピストンは、外周部に本体と非接触となる非接触部を有する構成が好ましい。ギヤ部は、歯車との噛み合いが外れる部分に尖状の先端形状を有した鋭角歯を設けられる構成が好ましい。
【００１１】
上記したコーヒー飲料の製造装置によると、コーヒー豆の体積（かさ）を計量することによって、コーヒー豆１粒単位での増減に基づく挽き豆の量のばらつきを抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコーヒー飲料の製造装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるコーヒー飲料の製造装置を示し、焙煎されたコーヒー豆を豆供給部２に供給するコーヒー豆キャニスタ１と、豆供給部２からコーヒー豆を受けて粉砕刃で所定の粒度に粉砕するコーヒーミル３と、コーヒーミル３の粉砕刃を回転させるミルモータ４と、コーヒーミル３で粉砕されたコーヒー豆の粉末（以下、挽き豆という）を導入部５Ａを介して供給され、挽き豆を体積に基づいて計量し、計量された挽き豆を前蓋５Ｂの開閉に基づいてシュート６に供給する計量部５と、湯タンク２０の湯弁２１からチューブ２２を介して供給される湯によってコーヒーミル３で粉砕された挽き豆を抽出し、ロール８から供給されるぺーパーフィルタでろ過したコーヒー飲料を供給するコーヒー抽出機９と、コーヒー抽出機９から抽出後のコーヒー粉末を受けるかすバケツ１０と、コーヒー抽出機９からチューブ２３を介してコーヒー飲料を供給される混合器１５と、砂糖を供給口１２Ａから供給する砂糖キャニスタ１２と、クリームを供給ロ１３Ａから供給するクリームキャニスタ１３と、砂糖キャニスタ１２あるいはクリームキャニスタ１３から供給される砂糖あるいはクリーム、あるいはこの両者を混合器１５に供給する粉シュート１４と、混合器１５からカップ１７にコーヒー飲料を供給する供給管１５Ａと、カップ受台１８上にカップ１７を供給するカップディスペンサ１６と、カップ１７からこぼれ等を受ける排水バケツ１９より構成されている。
【００１４】
豆供給部２は、コーヒー豆キャニスタ１とコーヒーミル３とを接続するとともに、内部にコーヒー豆が常に充填された状態となるように構成されている。
【００１５】
図２（ａ）は、計量部５を平面方向より示し、計量部５を支持部材に固定するための固定部５０と、固定部５０に取り付けられ、導入部５Ａから供給される挽き豆を収容する計量室５１と、前蓋５Ｂを計量室５１の端部に回動自在に支持するヒンジ部５２と、ヒンジ部５２に設けられるスプリングフック５３と、固定部５０に設けられるスプリングフック５４と、スプリングフック５３とスプリングフック５４との間に張架されるスプリング５５と、計量室５１の内部に摺動可能に収容されるピストン（後述）と一体的に形成され、側面にラック部５６Ａを形成されるピストンロッド５６と、ピストンロッド５６の後端に形成されるバネ部５６Ｂと、バネ部５６Ｂの近傍に形成される切り欠き５６Ｃと、計量室５１に取り付けられ、バネ部５６Ｂに当接してピストンロッド５６の移動を規制する突起部５０Ａ、５０Ｂと、バネ部５６Ｂの切り欠き５６Ｃを光学的に検出する光学センサ５７と、ピストンロッド５６のラック部５６Ａと噛合する駆動ギヤ５８Ａを有する駆動軸５８と、駆動軸５８をトルク伝達部５９を介して回転駆動するモータ６０と、モータ６０の回転軸６０Ａに設けられるエンコーダ板６１と、エンコーダ板６１に形成されるスリット６１Ａを光学的に検出するエンコーダ６２を有する。駆動ギヤ５８Ａの直径は１７．５ｍｍで形成されており、ラック部５６Ａと噛み合う歯車部分の外周長は約５５ｍｍである。
【００１６】
エンコーダ６２は、モータ６０の回転時にエンコーダ板６１のスリット６１Ａを検出することによってピストンロッド５６の移動量に応じたパルスを発生する。本実施の形態では、駆動ギヤ５８Ａが１回転することによってエンコーダ６２から５００パルス出力されるように構成されており、１パルスあたりのピストンロッド５６の移動量は０．１１ｍｍとなる。
【００１７】
図２（ｂ）は、（ａ）に示す計量部５の部分断面を矢印Ｂ方向より示し、ピストンロッド５６は、前方に計量室５１に挿入されるピストン５６Ｄを一体的に形成されており、ピストン５６Ｄはアクチュエータ板５６Ｅの移動に基づいて投入されるスイッチ５６Ｆを内蔵している。計量室５１の内径は３５ｍｍで形成されており、ピストンロッド５６の往復方向の移動量は３０ｍｍである。
【００１８】
ピストン５６Ｄの最前部には、前蓋５Ｂの内側に当接する当接部５６Ｇが設けられており、ピストン５６Ｄが前蓋方向に最も移動した状態で当接部５６Ｇが前蓋５Ｂを計量室５１側から支持して僅かに開いた状態で保持するように構成されている。
【００１９】
図２（ｃ）は、（ｂ）に示す計量部５を矢印Ｃ方向より示し、前蓋５Ｂは、計量室５１の内部に収容された挽き豆の供給動作に基づいてヒンジ部５２を軸として回動することにより開放され、供給後にスプリング５５の張力に基づいて閉じられる。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態における制御ブロックを示し、エンコーダ６２から入力するパルスをカウントするカウンタ６２Ａと、コーヒー飲料の販売信号を発生する販売制御部６３と、挽き豆の種類に応じたピストン５６Ｄの移動量、および計量室５１の容積データを格納するメモリ６４と、販売制御部６３から入力するコーヒー飲料の種類に応じてピストン５６Ｄの移動量を演算する演算回路６５と、スイッチ５６Ｆ、光学センサ５７、カウンタ６２Ａ、および演算回路６５の出力に基づいてモータ６０をＯＮ／ＯＦＦする駆動回路６６を有する。
【００２１】
図４（ａ）は、ある種類のコーヒー豆の挽き豆について、計量室５１に収容された挽き豆によってピストン５６Ｄに内蔵されるスイッチ５６ＦがＯＮになるときの原点Ｏからの移動量Ａおよび計量室５１の容積Ｖの関係を示し、挽き豆を４．５ｇ、６ｇ、７ｇ、８ｇ、９ｇについて５回計量し、その平均重量を算出して各計量値における原点Ｏからのピストン５６Ｄの移動量Ａおよび容積Ｖを算出した結果である。
【００２２】
図４（ｂ）は、挽き豆の平均重量に基づいて近似されるピストン５６Ｄの移動量Ａを示し、挽き豆の体積を変更する場合、この近似関係に基づいてピストン５６Ｄの移動量Ａを算出する。
【００２３】
図４（ｃ）は、挽き豆の平均重量に基づいて近似される容積Ｖを示し、挽き豆の体積を変更する場合、この近似関係に基づいて容積Ｖを算出する。
【００２４】
以上の構成において、動作を説明する。
【００２５】
以下の動作において、砂糖入りコーヒー飲料の販売要求があったものと仮定する。ピストン５６Ｄは、非販売時に前蓋５Ｂ側の端部（原点）で待機している。
【００２６】
演算回路６５は、販売制御部６３から販売信号を入力すると、入力されたコーヒー飲料に応じた挽き豆のデータをメモリ６４より入力し、ピストン５６Ｄの原点Ｏからの移動量Ａに基づくパルスカウント値を算出して駆動回路６６に出力する。駆動回路６６はパルスカウント値の入力に基づいてモータ６０に通電し、駆動ギヤ５８Ａを時計方向に回転させることによってピストンロッド５６を計量室５１と反対の方向に移動させる。エンコーダ６２は、モータ６０の回転軸６０Ａに取り付けられたエンコーダ板６１のスリット６１Ａを検出して１回転あたり２個のパルスをカウンタ６２Ａに出力する。カウンタ６２Ａは、エンコーダ６２から入力するパルスをカウントして駆動回路６６に出力する。駆動回路６６は、カウンタ６２Ａから入力するパルスが演算回路６５で算出されたパルスカウント値になったときモータ６０への通電を停止する。ピストン５６Ｄは計量室５１の所定の位置に配置され、このことによってコーヒー飲料に応じた体積の挽き豆を収容する容積が確保される。
【００２７】
次に、カップディスペンサ１６からカップ受台１８にカップ１７が分与される。ミルモータ４は販売要求と略同時に回転を始め、それによって豆供給部２を介してコーヒー豆が充填されているコーヒーミル３の内部に設けられた粉砕刃（図示せず）はコーヒー豆を挽いて粉末状にする。
【００２８】
図５（ａ）は、挽き豆が送り込まれた計量部５を平面方向より示し、コーヒーミル３によって挽かれた挽き豆は、導入部５Ａを介して計量室５１に供給される。
【００２９】
図５（ｂ）は、（ａ）に示す挽き豆が送り込まれた計量部５の部分断面を矢印Ｂ方向より示し、計量室５１に所定の体積の挽き豆が送り込まれると、その圧力に基づいてアクチュエータ板５６Ｅが移動してスイッチ５６Ｆが投入される。スイッチ５６Ｆが投入されると駆動回路６６はミルモータ４への通電を停止する。
【００３０】
ここで、計量室５１に過剰な挽き豆が供給された場合には、前蓋５Ｂが挽き豆に圧力によって押し開かれて過剰分を逃がすことにより計量部５が破損することを防止する。
【００３１】
ミルモータ４の停止後、駆動回路６６はモータ６０に通電して駆動軸５８を反時計方向に回転させる。このことによってピストン５６Ｄが前蓋５Ｂの方向に移動する。ピストン５６Ｄの移動に基づいて計量室５１内の挽き豆が前蓋５Ｂを押し開いて下方に供給され、シュート６を介してコーヒー抽出機９に供給される。
【００３２】
図６（ａ）は、ピストンロッド５６が前蓋５Ｂ側の最前部まで移動した状態を平面方向より示し、光学センサ５７は、ピストンロッド５６の後部に形成された切り欠き５６Ｃを検出すると、駆動回路６６に駆動停止信号を出力する。このことによってモータ６０を非通電にする。
【００３３】
図６（ｂ）は、ピストン５６Ｄが前蓋５Ｂ側の最前部まで移動した状態を矢印ｂ方向より示し、ピストン５６Ｄは、計量室５１に収容された挽き豆を押し出すとともに当接部５６Ｇによって前蓋５Ｂを計量室５１の内側から押し開いた状態で保持する。この位置で待機状態となる。
【００３４】
図７（ａ）は、ラック部５６Ａの後端が駆動ギヤ５８Ａとの噛み合い範囲から外れた第１の状態を示し、モータ停止のタイミングのずれ等によってラック部５６Ａが駆動ギヤ５８Ａより後方に移動し、噛み合い位置から外れると、ピストンロッド５６は、後端に形成されたバネ部５６Ｂが突起部５０Ｂに当接し、バネ部５６Ｂのばね力に基づいて押し戻される。このことによってラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａが再噛合する。
【００３５】
図７（ｂ）は、ラック部５６Ａの後端が駆動ギヤ５８Ａとの噛み合い範囲から外れた第１の状態のピストン５６Ｄの位置を示し、ピストン５６Ｄの一部が一時的に計量室５１の後方から露出するが、バネ部５６Ｂのばね力に基づいて計量室５１内に押し戻される。
【００３６】
図８（ａ）は、ラック部５６Ａの前端が駆動ギヤ５８Ａとの噛み合い範囲から外れた第２の状態を示し、モータ停止のタイミングのずれ等によってラック部５６Ａが駆動ギヤ５８Ａより前方に移動し、噛み合い位置から外れると、ピストンロッド５６は、後端に形成されたバネ部５６Ｂが突起部５０Ａに当接し、バネ部５６Ｂのばね力に基づいて引き戻される。このことによってラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａが再噛合する。この再噛合時にラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａが接触することによって計量室５１が振動し、前蓋５Ｂ等に付着した挽き豆が振るい落とされる。
【００３７】
図８（ｂ）は、ラック部５６Ａの後端が駆動ギヤ５８Ａとの噛み合い範囲から外れた第２の状態のピストン５６Ｄの位置を示し、ピストン５６Ｄの先端部が計量室５１の前方から飛び出すことを防止する。
【００３８】
コーヒー抽出機９で抽出されたコーヒー飲料は、チューブ２３を介して混合器１５に供給され、砂糖キャニスタ１２から所定量（１杯分で通常６〜８ｇ）の砂糖が分与され、コーヒー飲料に砂糖が溶解されて砂糖入りコーヒー飲料となり、カップ１７に注がれる。
【００３９】
上記したコーヒー飲料の製造装置によると、コーヒーミル３で挽かれた挽き豆を計量部５で体積に基づいて計量することによって、コーヒー抽出機９に一定量の体積の挽き豆を供給できるとともに、コーヒー豆の種類、販売するコーヒー飲料の種類、温度や湿度等の環境変化に伴う抽出条件の変更時に挽き豆の量を微量、かつ、正確に増減することができる。
【００４０】
また、コーヒー抽出時の圧力を検出する圧力センサや抽出されたコーヒー液を電極間の通電状態に基づいて検出する液センサを備えたコーヒー抽出機では、これらのセンサの検出信号に基づいて挽き豆の体積を調節する構成とすることも可能である。例えば、抽出時の圧力が異常に高くなった場合や、抽出に要した時間が所定の時間より大になった場合にピストン５６Ｄを増減する挽き豆の量に応じて所定量移動させることで微量調整が可能になる。
【００４１】
図９は、本発明の第２の実施の形態における計量部５を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は、前蓋５Ｂを設けられる前面部である。第１の実施の形態で説明した構成と同一の部分のついては共通の引用数字を付しているので重複する説明は省略する。この計量部５は、ヒンジ部５２の回動軸を垂直方向に設け、計量室５１の端部に支持される前蓋５Ｂが水平方向に回動することによって計量室５１の最前部を開放するように形成されており、ヒンジ部５２は前蓋５Ｂの開口部より上方に設けられて挽き豆が付着しないようになっている。このヒンジ部５２から逆への字型に形成された蓋支持部材５Ｃを介して前蓋５Ｂを固定している。蓋支持部材５Ｃの開放端は計量室５１の側部に達し、末端には計量室５１の側部に設けられる光センサ５Ｄと係合する光検出部５Ｅを有する。
【００４２】
図１０は、計量部５の前蓋５Ｂを開いた状態を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は、前蓋５Ｂを設けられる前面部である。導入部５Ａから計量室５１に挽き豆が供給され、挽き豆によって計量室５１が満たされると、前蓋５Ｂが僅かに回動する。この回動を発光部５ａおよび受光部５ｂを有する光センサ５Ｄで検出すると、駆動回路６６はモータ６０に通電することによって駆動ギヤ５８Ａが回転し、ピストンロッド５６を前方に移動させる。ピストンロッド５６に一体的に形成されるピストン５６Ｄの先端には、前蓋５Ｂに当接する突起部５６ａが設けられている。
【００４３】
図１１は、計量室５１を図示省略した状態のピストンロッド５６を示し、前蓋５Ｂは、ピストン５６Ｄの突起部５６ａが当接した状態でピストンロッド５６が前方に移動することにより、ヒンジ部５２を軸として同軸的に設けられるスプリング５５の反力に抗して紙面上における反時計方向に回動する。このとき、前蓋５Ｂと計量室５１の先端部は離れ、挽き豆は前蓋５Ｂと計量室５１との間に挟まれることなく容易に落下する。
【００４４】
上記した構成によると、計量室５１に供給された挽き豆によって前蓋５Ｂが僅かに開く開動作を光センサで検出し、この開動作に基づいてピストン５６Ｄの先端に設けられる突起部５６ａで前蓋５Ｂを押し開いて計量室５１の先端部から分離することによって、計量室５１に収容された挽き豆の分与を確実に行うことができる。本実施の形態では、挽き豆を収容する計量室５１として説明したが、計量室５１にコーヒー豆を収容する構成とすることも可能である。
【００４５】
図１２は、計量部５に収容されるピストンの他の実施の形態を示し、（ａ）は平面、（ｂ）はピストン端面方向より見た側面、（ｃ）はラック部５６Ａ形成面より見た側面、（ｄ）は（ｃ）のＹ−Ｙ部の断面であり、計量室（図示せず）内での摺動摩擦を減じるためにピストン５６Ｄの外周部に形成される凹部５６Ｎと、ラック部５６Ａの終端に鋭角歯５６Ａ’を形成されたピストンロッド５６Ｈと、ピストン５６Ｄとピストンロッド５６Ｈを所定の移動範囲で移動可能に結合するビス５６Ｍと、ピストンロッド５６Ｈの断面内に収容され、ラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａの噛み合いを復活させるばね力をピストンロッド５６Ｈに付与するコイルスプリング５６Ｋと、ピストンロッド５６Ｈのセンサ検出部５６Ｉを光学的に検出する一対の受光素子および発光素子からなる光学センサ５７を有する。ラック部５６Ａと噛み合う駆動ギヤ５８Ａおよび突起部５６ａに基づく前蓋（図示せず）の開閉機構については、図１１に示す第２の実施の形態で説明した計量部の構成と同一の作動原理に基づいて動作することから重複する説明を省略する。
【００４６】
ピストンロッド５６Ｈは、前端部にピストン５６Ｄを押圧する固定部５６Ｌを有し、ピストン５６Ｄに対して１ｍｍの可動量を有するようにビス５６Ｍで結合している。駆動ギヤ５８Ａが反時計方向に回転すると、ピストンロッド５６Ｈが前進してピストン５６Ｄに面接触することによりピストン５６Ｄを前進させる。
【００４７】
コイルスプリング５６Ｋは、ピストンロッド５６Ｈを補強する仕切り部５６Ｊと固定部５０と一体的に形成されたばね支持部５０’との間に挟持されており、ピストンロッド５６Ｈの移動量に応じて弾性変形することによってばね定数に応じたばね力を発生する。
【００４８】
鋭角歯５６Ａ’は、駆動ギヤ５８Ａとの接触面積が小になるように、歯先端が尖状の三角形で形成されている。ピストン５６Ｄが挽き豆の押し出し方向に移動することによってラック部５６Ａの終端に形成された鋭角歯５６Ａ’が駆動ギヤ５８Ａとの噛み合いを外れると、ピストンロッド５６Ｈは断面内に収容されているコイルスプリング５６Ｋのばね力に基づいて駆動ギヤ５８Ａとの噛み合い方向に付勢されることにより再噛合する。この再噛合時に鋭角歯５６Ａ’は駆動ギヤ５８Ａと線接触することによってピストンロッド５６Ｈの前後移動量を最小限にする。
【００４９】
光学センサ５７は、一対の受光素子および発光素子の間にセンサ検出部５６Ｉが配置されると、発光素子の光がセンサ検出部５６Ｉで遮光されることに基づいてモータ６０の停止信号を出力する。
【００５０】
凹部５６Ｎは、ピストン５６Ｄの中心から下部にかけての外周部に所定の幅ｌを有して形成されている。
【００５１】
以下に、図１２に示すピストンの動作について説明する。同図においては説明を簡単にするためにピストン部分のみ図示しており、計量室および駆動ギヤ等の他の部分の図示を省略している。
【００５２】
図１３（ａ）は、ピストン５６Ｄが待機位置にある状態を示し、ピストン５６Ｄの前端部は計量室（図示せず）に充填された挽き豆によって紙面右方向に押し付けられている。
【００５３】
図１３（ｂ）は、挽き豆の押し出し動作を示し、ピストンロッド５６Ｈが挽き豆の押し出し方向に移動すると、ピストン５６Ｄがピストン待機位置から紙面左方向（前進方向）に移動する。ピストン５６Ｄの前進動作によってセンサ検出部５６Ｉが光学センサ５７を遮ると、モータが非通電となって駆動ギヤが停止する。このとき、ラック部５６Ａの鋭角歯５６Ａ’は駆動ギヤとの噛み合い状態から外れて非噛合になる。このとき、コイルスプリング５６Ｋはばね力に基づいてピストンロッド５６Ｈを駆動ギヤに付勢する。駆動ギヤ停止後、モータを同じ回転方向に０．６秒回転させる。この回転に基づいて鋭角歯５６Ａ’が駆動ギヤのピッチに基づく移動量で前後移動する。この前後移動によってピストン５６Ｄの前端に付着した挽き豆を振るい落とす。
【００５４】
図１３（ｃ）は、ピストンロッド５６Ｈの後退動作を示し、鋭角歯５６Ａ’の前後動作後、モータが０．４秒停止する。停止後、モータが逆回転し、コイルスプリング５６Ｋのばね力によって鋭角歯５６Ａ’と駆動ギヤが再噛合する。このとき、ピストン５６Ｄは移動せず、ピストンロッド５６Ｈのみが後退方向に長さＬだけ移動する。
【００５５】
図１３（ｄ）は、ピストン５６Ｄの後退動作を示し、駆動ギヤの回転に基づいてピストンロッド５６Ｈとともにピストン５６Ｄが後退する。センサ検出部５６Ｉが光学センサ５７から外れると、モータに取りつけられたエンコーダがＯＮになる。エンコーダの出力パルスはカウンタに入力し、カウンタはパルスカウント値を駆動回路に出力する。駆動回路はパルスカウント値が所定の値になったときにモータへの通電を停止する。ピストンロッド５６Ｈはモータの停止によってピストン５６Ｄとともに所定の位置で停止する。
【００５６】
図１３（ｅ）は、ピストン５６Ｄが待機位置に配置された状態を示し、ピストン５６Ｄは計量室（図示せず）に挽き豆が充填されると、その重量に基づいて後退方向に移動する。このことによってピストン５６Ｄが待機位置に配置される。
【００５７】
図１４は、ピストンロッド５６Ｈの前後移動を示し、（ａ）に示すように駆動ギヤ５８Ａがｒ方向に回転すると、ピストンロッド５６Ｈは鋭角歯５６Ａ’に当接したギヤによって矢印方向の位置Ｐ1まで前進する。また、（ｂ）に示すように駆動ギヤ５８Ａがさらにｒ方向に回転すると、ピストンロッド５６Ｈは矢印方向の位置Ｐ2に後退する。位置Ｐ1とＰ2の移動量Ｄは、駆動ギヤ５８Ａのピッチおよび回転速度、コイルスプリング５６Ｋ（図示せず）のばね力に基づいて定まり、本実施の形態では、ピストン５６Ｄ（図示せず）に対するピストンロッド５６Ｈの可動量（１ｍｍ）より大になるように設定される。移動量Ｄをピストンロッド５６Ｈの可動量より大にするのは、噛み合いを外れた鋭角歯５６Ａ’と駆動ギヤ５８Ａとの衝突に伴うピストンロッド５６Ｈの前後移動を可能にするためであり、前後移動時に発生する振動がピストン５６Ｄに伝わることによって、ピストン前端に付着した挽き豆が振るい落とされる。
【００５８】
上記した構成によると、ピストン５６Ｄの中心から下部にかけての外周部に所定の幅ｌを有した凹部５６Ｎを設けているので、ピストン５６Ｄと計量室５１の接触面積が減少し、そのことによってピストン移動時の摺動摩擦を小にすることができる。
【００５９】
また、ピストン５６Ｄとピストンロッド５６Ｈをビス５６Ｍで所定の移動範囲で移動可能に結合することによって、ラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａとの再噛合に必要な最小限のばね力を有するコイルスプリング５６Ｋを用いれば良く、そのことによってピストン５６Ｄから挽き豆を振るい落とす際に発生するラック部５６Ａと駆動ギヤ５８Ａとの衝突音に基づく騒音を低減することができる。
【００６０】
また、ラック部５６Ａの終端に歯先端が尖状の鋭角歯５６Ａ’を設けることによって、駆動ギヤ５８Ａとの噛み合い性が向上する。また、ピストン５６Ｄの前進動作に伴って駆動ギヤ５８Ａがラック部５６Ａから外れた後に再噛合させるためのラック部５６Ａの移動量が最小になることから、上記したコイルスプリング５６Ｋを併用することによって、騒音レベルを大にすることなしに駆動ギヤ５８Ａとの噛み合い性を向上させることができる。
【００６１】
図１５は、本発明の第３の実施の形態におけるコーヒー飲料の製造装置を示し、コーヒー豆キャニスタ１から導入部２Ａを介して計量部５にコーヒー豆を供給し、計量部５で計量されたコーヒー豆をコーヒーミル３に供給するように構成されている。その他の構成および機能については第１および第２の実施の形態で説明したコーヒー飲料の製造装置と同様であるので重複する説明を省略する。
【００６２】
上記した構成によると、計量部５の計量室およびピストン（いずれも図示せず）によって設定される容積に基づいてコーヒー豆の体積を計量することにより、コーヒー豆１粒単位でのばらつきを生じることなく、コーヒーミル３に正確な量のコーヒー豆を供給することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のコーヒー飲料の製造装置によると、挽き豆あるいはコーヒー豆の体積を計量してコーヒー抽出機に供給するようにしたため、コーヒー豆の種類、販売するコーヒー飲料の種類、あるいは抽出条件の変動に応じて挽き豆あるいはコーヒー豆を微量調整でき、適切な量の挽き豆あるいはコーヒー豆を正確に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るコーヒー飲料の製造装置を示す斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図、（ｃ）は前蓋側より見た側面図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る計量部の制御ブロック図
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る挽き豆の計量値、ピストンの原点からの移動量、および容積の関係を示す説明図
（ｂ）は、計量された挽き豆の平均値とピストンの原点からの移動量の関係を示す説明図
（ｃ）は、計量された挽き豆の平均値と計量室の容積の関係を示す説明図
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る計量部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る計量部を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は前面部方から見た側面図
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る計量部を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は前面部方から見た側面図
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る計量部を示す説明図
【図１２】計量部に収容されるピストンの他の実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はピストン端面方向より見た側面図、（ｃ）はラック部５６Ａ形成面より見た側面図、（ｄ）は（ｃ）のＹ−Ｙ部の断面図
【図１３】図１２に示すピストンの動作説明図を示し、（ａ）はピストン５６Ｄが待機位置にある状態、（ｂ）は挽き豆の押し出し動作、（ｃ）はピストンロッド５６Ｈの後退動作、（ｄ）はピストン５６Ｄの後退動作、（ｅ）はピストン５６Ｄが待機位置に配置された状態
【図１４】ピストンロッド５６Ｈの前後移動を示す動作説明図
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るコーヒー飲料の製造装置を示す斜視図
【符号の説明】
１     コーヒー豆キャニスタ
２     豆供給部
２Ａ   導入部
３     コーヒーミル
４     ミルモータ
５     計量部
５Ａ   導入部
５Ｂ   前蓋
５Ｃ   蓋支持部材
５Ｄ   光センサ
５Ｅ   光検出部
５ａ   発光部
５ｂ   受光部
６     シュート
８     ロール
９     コーヒー抽出機
１０   バケツ
１２   砂糖キャニスタ
１２Ａ 供給口
１３   クリームキャニスタ
１３Ａ 供給ロ
１４   粉シュート
１５   混合器
１５Ａ 供給管
１６   カップディスペンサ
１７   カップ
１８   カップ受台
１９   排水バケツ
２０   湯タンク
２１   湯弁
２２   チューブ
２３   チューブ
５０   固定部
５０’ ばね支持部
５０Ａ 突起部
５０Ｂ 突起部
５１   計量室
５２   ヒンジ部
５３   スプリングフック
５４   スプリングフック
５５   スプリング
５６   ピストンロッド
５６Ａ ラック部
５６ａ 突起部
５６Ａ’鋭角歯
５６Ｂ バネ部
５６Ｄ ピストン
５６Ｅ アクチュエータ板
５６Ｆ スイッチ
５６Ｇ 当接部
５６Ｈ ピストンロッド
５６Ｉ センサ検出部
５６Ｊ 仕切り部
５６Ｋ コイルスプリング
５６Ｌ 固定部
５６Ｍ ビス
５６Ｎ 凹部
５７   光学センサ
５８   駆動軸
５８Ａ 駆動ギヤ
５９   トルク伝達部
６０   モータ
６０Ａ 回転軸
６１   エンコーダ板
６１Ａ スリット
６２   エンコーダ
６２Ａ カウンタ
６３   販売制御部
６４   メモリ
６５   演算回路
６６   駆動回路
【図１】
0003825610.tif 000002
【図２】
0003825610.tif 000003
【図３】
0003825610.tif 000004
【図４】
0003825610.tif 000005
【図５】
0003825610.tif 000006
【図６】
0003825610.tif 000007
【図７】
0003825610.tif 000008
【図８】
0003825610.tif 000009
【図９】
0003825610.tif 000010
【図１０】
0003825610.tif 000011
【図１１】
0003825610.tif 000012
【図１２】
0003825610.tif 000013
【図１３】
0003825610.tif 000014
【図１４】
0003825610.tif 000015
【図１５】
0003825610.tif 000016