KR101145137B1

KR101145137B1 - 커피머신

Info

Publication number: KR101145137B1
Application number: KR1020110092554A
Authority: KR
Inventors: 이상룡; 강오현
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2012-05-14
Also published as: US9737168B2; US20150075387A1; WO2013039316A3; WO2013039316A2

Abstract

드리퍼노즐의 자유운동을 두 개의 모터를 통해 구현하여 원두커피를 추출할 수 있는 커피머신에 관한 것이다.
이 커피머신은 수용용기가 안착되는 지지유닛과, 호퍼홀더를 매개로 지지유닛에 설치되고 내측에 커피분말이 수용되는 분말호퍼와, 지지유닛에 설치되는 장착대와, 선단부가 분말호퍼에 대향되게 배치되도록 장착대의 상측에 회동 가능하게 설치되는 링크아암을 포함하는 아암유닛과, 링크아암의 선단부에 장착되어 분말호퍼 내에 물을 공급하는 드립퍼노즐과, 링크아암의 선단부에 장착되어 수용용기 내에 시럽을 공급하는 시럽노즐을 포함하여 구성된다.

Description

커피머신{COFFEE MACHINE}

본 발명은 커피머신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 링크아암 구조를 통해 원하는 형상의 물 분사와 시럽 분사가 가능하도록 하는 커피머신에 관한 것이다.

일반적으로 드립커피는 원두를 갈아 손수 뜨거운 물을 천천히 내리면서 향을 우려낸 커피를 말한다. 이 드립커피는 필터가 장착된 드리퍼에 원두커피 분말을 넣고, 드립포트를 이용하여 드리퍼내의 원두커피 분말에 뜨거운 물을 천천히 부어 제조된다.

특히, 처음에는 적당량의 물을 부어 원두커피 분말이 부풀어 오를 때까지 기다린 후, 다시 물을 부어 원두커피를 추출하게 되는데, 이때, 바리스타는 원을 그리면서 물을 붓게 되며, 바리스타마다 물을 붓는 방식이나 시간 등에서 차이가 난다.

이러한 드립커피를 제조하기 위한 장치로는, "드립커피 및 차 자동 제조기(특허공개공보 : 10-2009-0027292)"가 공지되어 있다.

예컨대, 도 1a 내지 도 1b에서 도시한 바와 같이, 종래 기술의 경우, 커피분말을 수용하며 하부에 추출구(21)가 형성된 호퍼(20)와, 호퍼(20)의 상부에 배치되어 그 단부가 호퍼(20)내로 물을 제공하며, 일정 구간내에서 직선운동과 회전운동이 가능한 드리퍼(30)와, 드리퍼(30)를 이동시키기 위해 제1이송축(61), 제1이송축 모터(63), 제2이송축(71) 및 제2이송축 모터(73)로 이루어진 구동수단(60)과, 미리 설정된 모드에 따라 구동수단(60)을 작동시켜 드리퍼(30)가 직선운동 및 회전운동하면서 호퍼(20)내로 물을 제공하도록 제어하는 제어부(50)로 구성된다.

그러나, 이 종래 기술의 경우, 드리퍼를 직선으로 이동시키기 위해 제1이송축 모터가 사용되고, 드리퍼를 회전시키기 위해 제2이송축 모터가 각각 사용되므로, 구성이 복잡해져 제작비용이 증가되고, 드리퍼의 직선운동 및 회전운동을 정밀하게 제어하기 어려워 바리스타에 따라 달라지는 원두커피의 맛을 제대로 추출하지 못하는 등의 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 물과 시럽을 원하는 방향으로 커피분말에 공급할 수 있는 커피머신을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 커피머신은, 지지유닛, 분말호퍼, 아암유닛, 드립퍼노즐 및 시럽노즐을 포함한다. 지지유닛은 수용용기가 안착되고, 분말호퍼는 호퍼홀더를 매개로 상기 지지유닛에 설치되고 내측에 커피분말이 수용되고, 아암유닛은 상기 지지유닛에 설치되는 장착대와, 선단부가 상기 분말호퍼에 대향되게 배치되도록 상기 장착대의 상측에 회동 가능하게 설치되는 링크아암을 포함하고, 드립퍼노즐은 상기 링크아암의 선단부에 장착되어 상기 분말호퍼 내에 물을 공급하고, 시럽노즐은 상기 링크아암의 선단부에 장착되어 상기 수용용기 내에 시럽을 공급한다.

바람직하게, 상기 링크아암은 일단이 제1 회동모터를 매개로 상기 장착대의 상부에 링크 연결되는 제1 링크아암과, 일단이 제2 회동모터를 매개로 상기 제1 링크아암의 타단에 링크 연결되고 타단에 상기 드립퍼노즐 및 시럽노즐이 장착되는 제2 링크아암로 구성된다.

바람직하게, 상기 링크아암의 선단부에는 상기 분말호퍼내 수용된 커피분말의 높이를 측정하기 위한 분말감지센서가 마련되다.

바람직하게, 상기 지지유닛은 수용용기가 놓여지는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 일측에서 수직되게 고정 설치되고 상기 호퍼홀더가 회전가능하게 장착되는 지지바와, 상기 지지바의 상단에 반고리 형태로 연결되는 지지편과, 호퍼홀더를 회전시키기 위한 회전수단을 포함한다.

바람직하게, 상기 지지편에는 상기 드립퍼노즐에 물을 공급하기 위한 물탱크가 복수의 고정바에 의해 지지되도록 설치되고, 상기 시럽노즐에 시럽을 공급하기 위한 시럽탱크가 설치된다.

바람직하게, 상기 장착대는 상기 링크아암이 장착되는 승강편과, 상기 승강편이 상,하 이동되도록 작동모터가 구비되어 지지유닛의 지지플레이트 상에 장착되는 작동로드와, 상기 승강편의 상,하 이동을 안내하기 위한 가이드바를 포함한다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 본 발명은 자유운동이 가능한 드립퍼노즐 및 시럽노즐을 통해 원하는 형상의 물 분사와 시럽 분사를 구현할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 드립퍼노즐의 자유운동을 정밀하게 제어할 수 있으므로, 바리스타는 본인만의 독특한 추출방법으로 원하는 원두커피 맛을 추출할 수 있다는 이점이 있다.

도 1a 내지 도 1b는 종래 기술에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기의 구성과, 구동수단의 구성을 각각 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 커피머신을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 커피머신의 링크아암을 확대하여 도시한 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 커피머신의 장착대 작동을 도시한 상태도.
도 5는 본 발명에 따른 커피머신의 분말감지센서를 확대하여 도시한 확대도.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 커피머신의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 커피머신의 링크아암을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 커피머신은, 크게 지지유닛(100), 분말호퍼(200), 아암유닛, 드립퍼노즐(410) 및 시럽노즐(510)을 포함하며, 아암유닛의 링크 회동 작용을 통해 물과 시럽을 원하는 방향으로 공급할 수 있도록 한다.

구체적으로, 지지유닛(100)은 상술한 분말호퍼(200)를 지지하며 수용용기(C)의 장착이 이루어지는 구성으로, 지지플레이트(110), 지지바(120), 지지편(130), 및 회전수단(미도시)으로 이루어진다.

지지유닛(100)의 지지플레이트(110)는 해당 상면에 수용용기(C)가 안착되는 안착홈(미도시)이 형성되는 플레이트 형태로 구성되며, 이 지지플레이트(110)의 일측에는 복수의 지지바(120)가 이격되게 설치된다. 이 지지바(120)는 지지플레이트(110)의 일측에서 수직되게 고정 설치되는 한 쌍으로 구성되며, 이들 한 쌍의 지지바(120) 중에서 어느 하나의 지지바(120)에는 회전수단을 통해 호퍼홀더(210)가 회전가능하게 장착된다. 여기서, 회전수단은 호퍼홀더(210)를 일방향으로 회전시키기 위한 통상의 회전모터를 포함한다.

물론, 본 실시예에서는 호퍼홀더(210)가 통상의 회전수단을 통해 일방향으로 회전 가능한 구성에 대하여 설명하였으나, 호퍼홀더(210)는 별도의 회전수단 없이도 작업자의 수동 작업에 의해 일방향으로 회전될 수도 있을 것이다.

아울러, 지지편(130)은 반고리 형태로 지지바(120)의 상단에 연결되고, 시럽노즐(510)에 시럽을 공급하기 위한 시럽탱크(520)가 설치되며, 해당 상면에는 후술하는 물탱크(420)를 지지하기 위한 복수의 고정바(421)가 마련된다. 이 고정바(421)는 지지편(130)의 길이방향으로 이격 배치되는 3개의 고정바(421)로 구성되므로, 물탱크(420)를 안정적으로 고정할 수 있다.

분말호퍼(200)는 커피분말이 수용되는 깔대기 형태로 구성되고, 해당 상부에 물 공급이 이루어지는 개방구가 형성되며, 해당 하부에 추출된 커피의 배출이 이루어지는 추출구(미도시)가 형성된다.

이러한 분말호퍼(200)는 호퍼홀더(210)에 걸쳐지게 장착된다. 호퍼홀더(200)는 해당 일단이 지지바(120)에 회전수단을 통해 회전 가능하게 장착되고, 해당 타단에 분말호퍼(200)가 클램핑되는 것이다. 여기서, 회전수단은 호퍼홀더(200)를 측방향으로 회전시킬 수 있는 힌지 구조와 같은 통상의 회전수단이다.

도 4는 본 발명에 따른 커피머신의 장착대 작동을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 커피머신의 분말감지센서를 확대하여 나타낸 도면이다.

아암유닛은 지지유닛(100)의 지지플레이트(110)에 설치되는 장착대(310)와, 장착대(310)에 링크 회동 가능하게 연결되는 링크아암(320)으로 이루어진다.

예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 아암유닛의 장착대(310)는 링크아암(320)이 장착되는 승강편(311)과, 하단이 지지유닛(100)의 지지플레이트(110) 상에 장착되고 상단이 승강편(311)에 회전 가능하게 연결되는 작동로드(312)와, 작동로드(312)를 회전시키기 위한 작동모터(314)와, 승강편(311)의 상,하 이동을 안내하는 가이드바(313)로 이루어지는 바, 작동모터(314)의 작동에 의해 작동로드(312)가 일방향 또는 타방향으로 회전되면, 작동로드(312)의 회전에 따라 승강편(311)이 가이드바(313)에 의해 안내되면서 상방향 또는 하방향으로 이동되고, 결국, 승강편(311)에 연결된 아암유닛, 드립퍼노즐(410) 및 시럽노즐(510)이 상,하방향으로 이동될 수 있다.

그리고 아암유닛의 링크아암(320)은 장착대(310)의 상측, 보다 상세하게는 장착대(310)의 승강편(311)에 회동가능하게 설치되는 구조로, 일단이 제1 회동모터(330a)를 매개로 장착대(310)의 상부에 링크 연결되는 제1 링크아암(320a)과, 일단이 제2 회동모터(330b)를 매개로 제1 링크아암(320a)의 타단에 링크 연결되는 이루어진다.

따라서, 제1 회동모터(330a)가 작동되면 제1 회동모터(330a)를 회전축으로 하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있고, 제2 회동모터(330b)가 작동되면 제2 회동모터(330b)를 회전축으로 하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있으며, 결국, 제1 회동모터(330a) 및 제2 회동모터(330b)의 작동을 적절하게 제어함으로써, 제2 링크아암(320b)에 장착된 드립퍼노즐(410) 및 시럽노즐(510)을 원하는 위치로 자유 이동시킬 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이 링크아암(320)의 선단부에는 분말호퍼(200)내 수용된 커피분말의 높이를 측정하기 위한 분말감지센서(600)가 장착될 수 있다.

이에 따라, 분말감지센서(600)에서 분말호퍼(200) 내 커피분말의 높이가 측정되면, 측정된 커피분말의 높이를 고려하여 작동모터(314)를 작동시켜 승강편(311)을 상,하 이동시킴으로써, 드립퍼노즐(410) 및 시럽노즐(510)의 높이를 조절할 수 있고, 결국, 드립퍼노즐(410)을 통한 물 공급시, 공급되는 물이 커피분말에 의해 튀는 것을 방지할 수 있다.

드립퍼노즐(410)은 링크아암(320)의 선단부, 보다 자세하게는 제2 링크아암(320b)의 타단부 중에서 일측에 장착되고, 드립튜브(411)를 통해 물탱크(420)와 연결되어 분말호퍼(200) 내에 물을 공급한다.

이때, 드립튜브(411)에는 물조절기(430)가 마련될 수 있다. 물조절기(430)는 물탱크(420)에서 드립퍼노즐(410)로 이동되는 물 공급량을 제어하여, 사용자가 원하는 양 만큼의 물이 드립퍼노즐(410)에 공급되도록 한다. 물조절기(430)는 물의 이동량을 조절하기 위한 통상적인 물 조절수단이 사용된다.

시럽노즐(510)은 링크아암(320)의 선단부, 보다 자세하게는 제2 링크아암(320b)의 타단부 중에서 타측에 장착되고, 시럽튜브(511)를 통해 시럽탱크(520)와 연결되어 수용용기(C) 내에 시럽을 공급한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

분말호퍼(200) 내에 필터를 장착한 후 커피분말을 수용한다. 분말호퍼(200) 내에 커피분말이 수용되면, 사용자에 의해 드립커피 모드와 더치커피 모드 중 선택이 이루어진다.

사용자에 의해 드립커피 모드가 선택되는 경우에는, 분말감지센서(600)에서 분말호퍼(200)내 수용된 커피분말의 높이를 측정하게 되고, 작동모터(314)는 측정된 커피분말의 높이를 고려하여 승강편(311)을 상,하로 이동하게 되는데, 이때, 분말호퍼(200)에 대한 드립퍼노즐(410)의 높이가 조절된다.

계속하여 물탱크(420)로부터 드립튜브(411)로 물이 공급되면, 물조절기(430)는 해당 내부의 유로(미도시)를 완전 개방하여 드립퍼노즐(410)을 통해 물이 물줄기 형태로 배출되게 한다. 이때, 물줄기 형태의 물이 원하는 형상으로 이동되도록 제1 회동모터(330a) 및 제2 회동모터(330b)의 작동이 제어된다.

이후, 원하는 분량만큼의 커피가 추출되면, 회전수단을 작동시켜 분말호퍼(200)를 일측으로 회전시키고, 작동모터(314)를 구동시켜 시럽노즐(510)을 수용용기(C)에 가까워지도록 하방향으로 이동시킨 후에, 시럽노즐(510)을 통해 시럽을 원하는 형상으로 수용용기(C)에 투입한다.

한편, 사용자에 의해 더치커피 모드가 선택되는 경우에는, 분말감지센서(600)에서 분말호퍼(200)내 수용된 커피분말의 높이를 측정하게 되고, 작동모터(314)는 측정된 커피분말의 높이를 고려하여 승강편(311)을 상,하로 이동하게 되는데, 이때, 분말호퍼(200)에 대한 드립퍼노즐(410)의 높이가 조절된다.

계속하여 물탱크(420)로부터 드립튜브(411)로 물이 공급되면, 물조절기(430)는 해당 내부의 유로(미도시)를 부분 개방하여 물이 물방울 형태로 배출되게 하는데, 이때, 물방울 형태의 물이 원하는 형상으로 이동되도록 제1 회동모터(330a) 및 제2 회동모터(330b)의 작동이 제어된다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :지지유닛 110 :지지플레이트
120 :지지바 130 :지지편
200 :분말호퍼 210 :호퍼홀더
311 :승강편 312 :작동로드
313 :가이드바 314 :작동모터
320 :링크아암 320a :제1 링크아암
320b :제2 링크아암 330a :제1 회전모터
330b :제2 회전모터 410 :드립퍼노즐
411 :드립튜브 420 :물탱크
421 :고정바 430 :물조절기
510 :시럽노즐 511 :시럽튜브
520 :시럽탱크 600 :분말감지센서

Claims

수용용기(C)가 안착되는 지지플레이트(110)가 구비된 지지유닛(100)과, 호퍼홀더(210)를 매개로 상기 지지유닛(100)에 설치되고 내측에 커피분말이 수용되는 분말호퍼(200)와, 상기 지지플레이트(110)에 설치되는 장착대(310)와, 선단부가 상기 분말호퍼(200)에 대향되게 배치되도록 상기 장착대(310)의 상측에 회동 가능하게 설치되는 링크아암(320)을 포함하는 아암유닛과, 상기 링크아암(320)의 선단부에 장착되어 상기 분말호퍼(200) 내에 물을 공급하는 드립퍼노즐(410)과, 상기 링크아암(320)의 선단부에 장착되어 상기 수용용기(C) 내에 시럽을 공급하는 시럽노즐(510)을 포함하고,
상기 링크아암(320)은 일단이 제1 회동모터(330a)를 매개로 상기 장착대(310)의 상부에 링크 연결되는 제1 링크아암(320a)과, 일단이 제2 회동모터(330b)를 매개로 상기 제1 링크아암(320a)의 타단에 링크 연결되고 타단에 상기 드립퍼노즐(410) 및 시럽노즐(510)이 장착되는 제2 링크아암(320b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 커피머신.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 링크아암(320)의 선단부에는 상기 분말호퍼(200)내 수용된 커피분말의 높이를 측정하기 위한 분말감지센서(600)가 마련되는 것을 특징으로 하는 커피머신.
청구항 1에 있어서,
상기 지지유닛(100)은 수용용기(C)가 놓여지는 지지플레이트(110)와, 상기 지지플레이트(110)의 일측에서 수직되게 고정 설치되고 상기 호퍼홀더(210)가 회전가능하게 장착되는 지지바(120)와, 상기 지지바(120)의 상단에 반고리 형태로 연결되는 지지편(130)과, 호퍼홀더(210)를 회전시키기 위한 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피머신.
청구항 1에 있어서,
상기 지지편(130)에는 상기 드립퍼노즐(410)에 물을 공급하기 위한 물탱크(420)가 복수의 고정바(421)에 의해 지지되도록 설치되고, 상기 시럽노즐(510)에 시럽을 공급하기 위한 시럽탱크(520)가 설치되는 것을 특징으로 하는 커피머신.
청구항 1에 있어서,
상기 장착대(310)는 상기 링크아암(320)이 장착되는 승강편(311)과, 상기 승강편(311)이 상,하 이동되도록 작동모터(314)가 구비되어 지지유닛(100)의 지지플레이트(110) 상에 장착되는 작동로드(312)와, 상기 승강편(311)의 상,하 이동을 안내하기 위한 가이드바(313)를 포함하는 특징으로 하는 커피머신.