WO2014119414A1 - コーヒーマシン - Google Patents
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- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J31/00—Apparatus for making beverages
- A47J31/24—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure
- A47J31/34—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure
- A47J31/36—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means
- A47J31/3604—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means with a mechanism arranged to move the brewing chamber between loading, infusing and ejecting stations
- A47J31/3609—Loose coffee being employed
Definitions
- the present invention relates to a coffee machine in which drip coffee and espresso coffee can be selectively extracted while using the same brewer. It relates to a new coffee machine that can be used.
- drip coffee is coffee that is generally brewed at home, etc., and coffee beans that are ground to an appropriate particle size (for example, referred to as “medium grind” or “coarse grind”)
- medium grind or “coarse grind”
- espresso coffee (as opposed to drip coffee) is generally used with a stronger roasted degree than the coffee beans used in drip coffee (so-called “deep roasted beans”), and the grain size is also more It is finely ground (for example, referred to as “finely ground” or “very fine ground”), and coffee powder is in the form of powder. Furthermore, the difference from drip coffee is that such powdered coffee powder is tamped with a tamper, and then extracted under a high pressure of, for example, about 10 bar. For this reason, in an espresso machine, a metal filter is exclusively applied so as to withstand the high pressure during extraction. Coffee coffee is generally extracted in an extremely small amount compared to drip coffee.
- drip coffee is a cup (one serving) of about 150 cc of coffee liquid, while espresso coffee is about 20% of that. About 30cc.
- the espresso coffee extracted by the method as described above has a richer taste because the amount of the umami component of the coffee eluted in the same amount of hot water is greater than that of drip coffee.
- espresso coffee is often misunderstood as dark and strong, but espresso coffee is actually umami rather than bitterness. Taste.
- espresso coffee and drip coffee not only the coffee powder to be used, but also the state of the coffee powder at the time of extraction (whether it is solidified), the pressurization status at the time of extraction or the material of the filter, etc.
- the tastes and the like caused by the differences are completely different, even if they are referred to as the same coffee, they are regarded as completely different drinks even among experts. For this reason, there has been no idea that espresso coffee and drip coffee are extracted in earnest using the same coffee machine, more specifically, the same extraction head (extraction cylinder) and filter.
- the conventional metal filter for espresso machine has a pore size of ⁇ 0.3 to 0.4 and an aperture ratio of 2 to 3%, and therefore fine powder as a miscellaneous ingredient is mixed into the extracted coffee liquid. That was inevitable.
- coffee liquid (espresso coffee) extracted with an espresso machine is also provided as a blended coffee. In that case, 30-60 cc of concentrated coffee is mixed with hot water and diluted. Was poured into the cup and was completely different from the original drip extraction.
- the espresso coffee of Patent Document 1 is a coffee powder that is obtained by simply increasing the amount of coffee powder as compared to the case of drip coffee and extracting the coffee liquid deeply. I have to say otherwise (so-called “false things”). This is also why in order to be able to brew full-fledged drip coffee and espresso coffee with a single coffee machine, even if such prior art has already been disclosed, It is considered that a method for separately providing a dedicated brewer for each of the above has been devised (see, for example, Patent Document 2). In addition, for this reason, even in coffee shops, there are still separate coffee machines for drip coffee and espresso coffee.
- the present invention has been made in view of such a background, and while using the same extraction cylinder (cylinder body) and the same filter, both drip coffee and espresso coffee are automatically and fully developed. This is an attempt to develop a new coffee machine that can be drunk.
- the coffee machine according to claim 1 is: A cylinder body as a substantial extraction space; Comprising an upper piston and a lower piston that enable the cylinder body to be sealed, In a coffee machine in which coffee powder is stored in the cylinder body and then supplied with the appropriate temperature and amount of hot water so that espresso coffee or drip coffee can be selectively extracted.
- a filter On the upper surface of the lower piston is provided a filter that prevents the passage of coffee powder, This filter has a multilayer structure formed by laminating a plurality of screens, and each screen is laminated so that the opening of the filter gradually increases in the coffee liquid extraction direction.
- the cylinder body and the filter are characterized in that the same one is used for extracting espresso coffee or drip coffee.
- the coffee machine according to Claim 2 The plurality of screens having the multi-layer structure are supported by a reinforcing member from below, and the reinforcing member has a passage hole larger than the openings of the plurality of screens. It consists of.
- the coffee machine of Claim 3 is The reinforcing member is formed in a honeycomb shape in a plan view, and the hole shape of the passage hole is formed in a substantially regular hexagon.
- the plurality of screens to be laminated are formed of stainless steel plain woven wire nets each having a different opening.
- the coffee machine according to claim 5 is in addition to the requirements of claim 1, 2, 3 or 4,
- the plurality of screens constituting the filter and the screen and the reinforcing member are previously integrated by thermocompression bonding.
- the coffee machine according to claim 6 is in addition to the requirement according to claim 1, 2, 3, 4 or 5,
- the screen is characterized in that the aperture ratio of the through holes is 20% or more.
- the coffee machine according to claim 7 is in addition to the requirement according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6,
- the filter has a structure in which three layers of screens are laminated.
- the coffee machine of Claim 8 is Of the three-layer screen, the first layer is a plain woven wire mesh of 250-400 mesh (62-33.5 ⁇ m square in opening size), The second layer is an 80 mesh (200 ⁇ m square opening size) plain woven wire mesh, The third layer is a 40 mesh (400 ⁇ m square in opening size) plain weave wire mesh, Further, the size of the substantially regular hexagonal passage hole in the reinforcing member is 3.2 to 3.6 mm in the opposite side distance.
- each of the upper piston and the lower piston is configured to be movable up and down in the cylinder body, When extracting the espresso coffee, the upper piston and the lower piston are relatively approached, the coffee powder contained in the cylinder body is sandwiched and tamped, and the extraction is performed in that state, When extracting drip coffee, the upper and lower pistons are separated to the maximum extent in the cylinder body to obtain a larger extraction space than when espresso coffee is extracted. It consists of
- the coffee machine according to claim 10 is in addition to the requirement according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9,
- air is supplied from the lower piston into the cylinder body and the coffee powder in the cylinder body This stirs the hot water, which causes the coffee body to settle from the heavy, large particles of coffee powder in the cylinder body, causing the light fine powder to settle behind or float in the liquid, and then stop stirring.
- the coffee liquid portion which is located in the lower layer in the cylinder body and does not contain fine powder is discharged from the lower piston to the cup. is there.
- a filter is formed by laminating a plurality of screens so as to withstand high pressure during espresso extraction, while on the other hand, particularly in a short period of coffee liquid during drip extraction. It is possible to provide a coffee machine that also considers the slipping-out property. That is, in the coffee machine of the present invention, both the drip coffee and the espresso coffee are brewed in earnest by devising the filter.
- the structure can withstand more reliably the high pressure that acts particularly during the espresso extraction. Further, it is a great advantage that such a filter can be used repeatedly, and the present invention in which a plurality of screens are further supported by a reinforcing member has an effect of further ensuring such repeated use.
- the reinforcing member since the reinforcing member has a honeycomb shape in plan view having substantially regular hexagonal passage holes, a structure excellent in strength can be obtained while ensuring a high aperture ratio as a filter. That is, the reinforcing member of the present invention has a rational structure that does not impede the passage (disconnection) of the coffee liquid while strongly (efficiently) supporting the laminated screens.
- the plurality of screens are each formed of a plain woven wire mesh made of stainless steel having different mesh openings, it is easier to manufacture the filter than when the screen is formed of a tatami woven wire mesh. . Also, every time extraction is completed, the coffee residue on the filter (screen) is removed and removed, but since the screen is a plain weave wire mesh, it is easier to remove the coffee residue than in the case of a tatami wire mesh. (The coffee residue is hard to clog the screen). The filter requires regular cleaning, but the plain weave wire mesh is also excellent in cleaning properties.
- the plurality of screens constituting the filter and the screen and the reinforcing member are integrated as a filter in advance by thermocompression bonding, especially during espresso extraction where high pressure is applied. It is possible to prevent misalignment of the screens in the laminated state, to prevent clogging of the screen that is in direct contact with the coffee residue, and to maintain the strength as a filter for a long time.
- the upper piston and the lower piston are each configured to be movable up and down within the cylinder body, and are brought close to each other at the time of espresso extraction, while being extracted to the maximum extent at the time of drip extraction. Therefore, both espresso coffee and drip coffee can be brewed in earnest while using one cylinder body in common. That is, espresso coffee extracts a very small amount of coffee liquid, for example, about 30 cc (injected into a so-called demitasse cup with a minimum volume), while drip coffee extracts a large volume of about 150 cc, which is about five times that amount.
- the upper piston and the lower piston can be moved up and down so that both of these coffees can be brewed in earnest.
- the coffee powder and hot water in the cylinder body are agitated at the time of drip extraction, it is possible to brew a clear delicious drip coffee that hardly contains fine powder (authentic drip coffee Can be drowned). That is, since the coffee powder originally contains gas (bubbles), if it is not agitated during drip extraction, the coffee powder large particles (heavy particles) containing this gas become larger in buoyancy than fine powder, It will surface. That is, when not stirring, fine powder will sink before a big particle, and will be extracted with coffee liquid.
- the gas contained in the coffee powder is released by this stirring, so that the large particles, fine powder, and bubbles are sunk in this order to form a layer state.
- This layer serves as a filtration layer that prevents the passage of fine powder during extraction, and enables drip extraction of coffee liquid containing almost no fine powder.
- FIG. 1 It is the perspective view (a) which shows an example of the coffee machine of this invention, and a front view (b). It is a systematic diagram of the coffee machine of the present invention. It is the disassembled perspective view (a) which shows the extraction cylinder periphery (cass discharge
- the embodiment for carrying out the present invention includes one described in the following examples, and further includes various methods that can be improved within the technical idea.
- the coffee machine A of the present invention includes a brewer unit 1 for substantially extracting coffee liquid from coffee powder W as an extraction raw material, and hot water for generating hot water for extraction and steam.
- a Steam generation unit 2 milk generation unit 3 for storing milk in a low temperature state and tailoring the milk taken out in an appropriate state according to the beverage menu, cup of coffee liquid or milk prepared in a desired state It comprises a pouring part 4 that pours into C.
- the “coffee liquid” described in the present specification refers to a state in which the coffee extract is extracted (eluted) from hot coffee as a solvent from the coffee powder W as a raw material.
- espresso extraction Espresso coffee
- drip extraction drip coffee
- the drink menu that requires the addition of milk to the coffee liquid includes caffe latte, cappuccino, etc.
- cappuccino is a drink in which fine foamed milk is added to espresso coffee.
- the “beverage menu” includes a coffee liquid not added with milk, for example, a coffee liquid in an espresso-extracted state (that is, espresso coffee).
- a menu button is selected by pressing a menu button.
- the coffee machine A of the present invention is characterized in that both the espresso coffee and the drip coffee can be extracted in earnest while using the same brewer unit 1.
- the roasting degree of coffee beans is generally classified into 8 stages, and it is said that 4 types are suitable for drip coffee from shallowly roasted and 4 types are suitable for espresso coffee from deeply roasted. ing.
- espresso coffee and drip coffee are basically applied with coffee beans with different degrees of roasting, For example, when drip coffee is extracted for iced coffee, relatively strong roasted coffee beans may be used (actually practiced). Therefore, espresso extraction does not necessarily limit the use of deep roasted beans, and drip extraction does not necessarily limit the use of shallow roasted beans.
- each structural member which comprises the coffee machine A is demonstrated. In the description, the hot water / steam generation unit 2 will be described prior to the description of the brewer unit 1.
- the hot water / steam generation unit 2 is a part that generates hot water for extraction, for example.
- the hot water generated here is also used to steam the coffee powder W before substantial extraction.
- the hot water / steam generation unit 2 is also a part that generates steam for tailoring milk to a desired state.
- the hot water / steam generating unit 2 includes a water supply tank 21, a steam boiler 22, and a hot water boiler (main boiler) 23.
- the water supply tank 21 is a site
- the steam boiler 22 is a part that generates steam from the water supplied from the water supply tank 21.
- the hot water boiler 23 is a part that generates hot water from water.
- the water from the water supply tank 21 is once sent to the hot water boiler 23 via the steam boiler 22.
- the water supplied from the water supply tank 21 is first heated appropriately by exchanging heat with the steam in the steam boiler 22 and then introduced into the hot water boiler 23.
- symbol 24 in a figure is the heat exchanger incorporated in the steam boiler 22 (upper part where a steam
- the steam boiler 22 includes a heater (steam heater) 221 for heating water to generate steam, a temperature sensor 222 for measuring the temperature of the steam, a level sensor 223 for measuring the water level, and a boiler interior. And a safety valve 224 for preventing the pressure of the gas from rising above a specified value.
- the hot water boiler 23 includes a heater (main heater) 231 for heating the hot water supplied via the heat exchanger 24 and a temperature sensor 232 for measuring the temperature of the hot water (hot water). Is.
- a water supply pump M1 and a flow meter (flow meter) 25 for measuring the water supply amount (flow rate) are provided in the water supply path L1 for sending water from the water supply tank 21 to the heat exchanger 24 in the steam boiler 22 .
- a water supply path L1 ′ is formed in a branched manner from the water supply path L1 to the water storage bottom of the steam boiler 22, and a water supply valve V1 is provided in this path.
- This valve is a valve (solenoid valve) for supplying water from the water supply tank 21 to the steam boiler 22 mainly during the initial operation of the coffee machine A. When the valve is opened (on), the branched water supply path L1 ′ is supplied. Are connected and become water-permeable, and when the valve is closed (off), the route becomes non-communication and the water-flow is stopped.
- the brewer unit 1 is a part that substantially extracts the coffee liquid from the coffee powder W as described above, and includes the extraction cylinder 11, the coffee powder supply mechanism 12, and the waste discharging mechanism 13.
- the coffee powder supply mechanism 12 is a mechanism for supplying the coffee powder W as a raw material to the extraction cylinder 11.
- the coffee powder supply mechanism 12 is a mechanism for supplying the coffee powder W as a raw material to the extraction cylinder 11.
- the waste discharging mechanism 13 is a mechanism for discharging the coffee residue W1 after extraction (after filtration) from the extraction cylinder 11.
- the extraction cylinder 11, the coffee powder supply mechanism 12, and the waste discharging mechanism 13 will be described in detail.
- the extraction cylinder 11 includes a cylinder body 15 and an upper piston 16 and a lower piston 17 that can seal the cylinder body 15.
- the cylinder body 15 has a cylindrical shape with the upper and lower sides opened, and the overall length (total height) is about 80 mm as an example, and the inner diameter is about 55 mm as an example.
- the upper piston 16 and the lower piston 17 can be moved up and down independently, and when the espresso is extracted, the upper piston 16 and the lower piston 17 are relatively moved closer to each other. While the extraction space formed between them is narrowed, at the time of drip extraction, the upper piston 16 and the lower piston 17 are separated to obtain a large amount of the extraction space.
- symbol M2 in the figure is a lifting motor that moves the upper piston 16 up and down
- symbol M3 in the figure is a lifting motor that moves the lower piston 17 up and down.
- the upper piston 16 is configured to be movable up and down in the cylinder body 15 as described above, and seals the upper part in the cylinder body 15 during extraction.
- reference numeral 161 in the figure is an O-ring externally fitted to the upper piston 16 (to seal the extraction space), thereby preventing leakage of hot water, coffee liquid, etc. from the extraction space.
- the space can be maintained in an appropriate pressure state.
- the upper piston 16 is retracted sufficiently above the cylinder body 15 to open the upper end opening of the cylinder body 15. It does not interfere with the charging of the coffee powder W (charging on the lower piston 17).
- the above-described upper withdrawal position of the upper piston 16 is hereinafter referred to as an “upper end open position”.
- a hot water supply path L2 for supplying hot water (hot water) is provided between the hot water boiler 23 and the upper piston 16, and a hot water supply valve V2 is provided in this path.
- the hot water supply valve V2 opens the valve to turn on the hot water supply path L2 when supplying hot water from the hot water boiler 23 to the inside of the cylinder body 15, that is, to the extraction space between the upper piston 16 and the lower piston 17.
- the upper piston 16 is connected to a pressure adjusting path L3 for setting the inside of the cylinder body 15 (extraction space) in a pressurized state or in an open state to the atmosphere.
- an air pump M4 is connected. And an air release valve V3.
- the air pump M4 and the air release valve V3 actuate (turn on) the air pump M4 and close (turn off) the air release valve V3 when the extraction space is in a pressurized state, thereby opening the extraction space to the atmosphere.
- the air pump M4 is stopped (turned off) and the air release valve V3 is opened (turned on).
- the upper piston 16 is provided with a filter 162 facing the extraction space (coffee powder W accommodated in the cylinder body 15). That is, the said filter 162 is provided in the lower surface of the upper piston 16, and the filter diameter is 54.6 mm as an example.
- the main purpose of the filter 162 is to spray hot water on the coffee powder W accommodated in the extraction space, and no filtering action is necessary.
- a filter used in a conventional espresso machine can be used. is there. Note that, due to such a structure, the inside of the upper piston 16 is naturally formed so that hot water supplied from the hot water supply path L2 passes through the filter 162 (watering hole) on the lower surface.
- the lower piston 17 is also configured to be movable up and down in the cylinder body 15 like the upper piston 16 and seals the lower part in the cylinder body 15 during extraction.
- reference numeral 171 in the figure denotes an O-ring that is externally fitted to the lower piston 17, thereby preventing leakage of hot water, coffee liquid, etc. from the sealed cylinder body 15 (extraction space). The inside of the extraction space can be maintained in an appropriate pressure state.
- the lower piston 17 is different from the upper piston 16 in that the lower piston 17 can move up and down appropriately while always sealing the lower part in the cylinder body 15 during the extraction operation.
- the lower piston 17 normally stands by at a substantially central position of the cylinder body 15 (this is referred to as “the origin position of (the lower piston 17)”), and at the time of espresso extraction, the lower piston 17 sets the origin position. While maintaining, the upper piston 16 descends to narrow the extraction space, while during drip extraction, the lower piston 17 descends to the vicinity of the lower end opening of the cylinder body 15 and the upper piston 16 approaches the upper end opening of the cylinder body 15. It is located and acquires the extraction space between the upper piston 16 and the lower piston 17 widely. As described above, in this embodiment, at the time of drip extraction, extraction is performed using the space (full length) in the cylinder body 15 almost to the maximum.
- an extraction path L4 is formed between the lower piston 17 and the pouring part 4 (nozzle 41), and the coffee liquid extracted by the cylinder body 15 (extraction space) through the path is poured out part 4.
- an extraction valve V4 is provided in the path, and this extraction valve V4 allows the extraction path L4 to communicate with the valve open (on) when pouring (feeding) the coffee liquid into the cup C. Is.
- the route is blocked by closing the valve (off).
- a drain path L5 is formed in a branching manner from the installation part of the extraction valve V4 in the extraction path L4, and the drain valve V5 is provided in this branching part (installation part of the extraction valve V4).
- the drain path L5 the coffee liquid extracted in the cylinder body 15 gradually decreases by the transfer to the pouring section 4, and a lot of miscellaneous components are contained in the liquid (this) The residual liquid is discharged (discharged) from the drain path L5 to the outside. Therefore, the operation of the drain valve V5 is to open (turn on) the drain valve V5 and close (turn off) the extraction valve V4 when switching from the state in which the coffee liquid is being transferred to the pouring unit 4 to drain discharge. It is.
- the drain valve V5 is closed (off) while the coffee liquid is being transferred from the cylinder body 15 to the pouring section 4, so that the coffee liquid is not discharged from the drain path L5. It is.
- an air supply path L6 for supplying air into the cylinder body 15 (in the extraction space) is connected to the lower piston 17, and an air pump M5 and a check valve V6 are provided in this path. .
- the reason why air is supplied from the air pump M5 to the extraction space is to stir the coffee powder W and hot water particularly during the drip extraction.
- the lower piston 17 is provided with a filter 172 facing the extraction space (coffee powder W accommodated in the cylinder body 15). That is, the filter 172 is provided on the upper surface of the lower piston 17 and is a portion where the coffee powder W charged into the cylinder body 15 comes into contact.
- the filter diameter is 54.6 mm as an example, similar to the filter 162. is there.
- the filter 172 has a filtering action that allows the coffee liquid extracted from the coffee powder W to pass therethrough while preventing the coffee powder W from passing therethrough.
- the filter 172 is an extremely innovative filter that can brew espresso coffee and drip coffee together in earnest.
- the filter 172 is formed by stacking a plurality of screens SC having different openings (opening sizes), and further supporting the stacked screens SC from below with a reinforcing member HC. It is.
- a hole (eye) opened in each screen SC is defined as a passage hole h (“passage hole h” is commonly used in each screen SC and the reinforcing member HC).
- each screen SC is formed of a stainless steel plain woven wire mesh and is laminated in three layers (three layers excluding the reinforcing member HC).
- the screens SC are stacked such that the passage holes h of the screens SC sequentially expand downward (this is referred to as “lowering”).
- the screen located at the top and in direct contact with the coffee powder W is referred to as a first-layer screen SC1.
- the screen located in the middle is the second-layer screen SC2
- the screen located at the bottom and in contact with the reinforcing member HC is the third-layer screen SC3.
- the size of the passage hole h of each screen SC will be described later.
- the reinforcing member HC supports the screen SC as described above. More specifically, the reinforcing member HC supports the screen SC so that the screen SC is not deformed or damaged by the pressure during extraction.
- the cylinder body 15 extraction space
- the cylinder body 15 extraction space
- the cylinder body 15 is set to a high pressure state of about 10 bar as an example, so that a corresponding high pressure also acts on the screen SC. Strength and durability that can withstand this high pressure are required.
- a relatively thick stainless steel plate material is applied to the reinforcing member HC of the present embodiment (for example, a thickness of about 1 mm), and a substantially regular hexagonal passage hole h is opened here (so-called so-called “so-called”).
- Honeycomb a relatively thick stainless steel plate material is applied to the reinforcing member HC of the present embodiment (for example, a thickness of about 1 mm), and a substantially regular hexagonal passage hole h is opened here (so-called so-called “so-called “so-called”).
- Honeycomb The reason why the passage hole h of the reinforcing member HC is substantially regular hexagonal (because it is formed in a honeycomb shape in a plan view) is to simultaneously increase the strength and improve the aperture ratio as the reinforcing member HC. . That is, if the passage hole h is substantially a regular hexagon, the boundary portion between the passage holes h has a constant width dimension, and exhibits an excellent performance as a strength for supporting the screen SC, and also
- the shape of the passage hole h may be circular as represented by a general punching metal, but in this case, the boundary between the circular hole and the hole has a constant width dimension. Not every part is different. For this reason, if it is attempted to secure the necessary minimum strength at the narrowest boundary portion, there is a concern that the aperture ratio of the entire reinforcing member HC decreases, and that the limited filter area cannot be used effectively. For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the reinforcing member HC is formed in a honeycomb shape.
- the reinforcing member HC is particularly referred to as “hexagonal etching”.
- the etching process is a hole-opening method in which a metal is melted with a chemical. A hole (pattern) plate to be opened is raised, and a metal plate (here, a stainless steel plate) is eluted (etched) to open a hole. For this reason, the hole is tapered in a longitudinal sectional view (see FIG. 4B).
- the reason why the etching process is employed for the opening of the passage hole h is that in the case of this embodiment, the opening by press punching is extremely difficult. That is, here, as described above, a relatively high opening ratio is required as the reinforcing member HC, but it is extremely difficult to perform press punching with such a high opening ratio for a stainless steel plate having a thickness of about 1 mm (almost). Impossible). In addition, it is said that the press punching is normally a practical limit of an opening diameter of about ⁇ 0.5 and a plate thickness of about 0.3 to 0.4 mm. There are more restrictions).
- the size (opposite side distance) of the regular hexagonal passage hole h that opens in the reinforcing member HC in this embodiment is, as shown in FIG. 2 mm, the larger one is 3.6 mm.
- the filter of the conventional espresso machine has a low aperture ratio (as an example, about 2 to 3%), and can be opened by press working. That is, when the aperture ratio is low, the convex molds forming needles for opening are dispersed and the strength as a mold can be maintained. However, when the aperture ratio is high as in this embodiment, the individual parts are formed. However, the strength as a die (actually a shape like a sword mountain in which individual needle-like portions are connected at the ends) cannot be maintained.
- FIG. 4B Note that (i) and (ii) in FIG. 4B are obtained by reversing the reinforcing member HC upside down. That is, this figure (i) is the example which provided the reinforcement member HC so that the through-hole h which forms a taper shape by a longitudinal cross-sectional view may spread downward, and this figure (ii) passes conversely to this This is an example in which the reinforcing member HC is provided so that the hole h is widened upward.
- the size (opening) of the through holes h of the screens SC1 to SC3 having a laminated structure will be described.
- the fine powder of coffee powder W exists from the smallest powder of about 20 ⁇ m. Therefore, in order to reliably prevent the passage of such fine powder, the opening of the screen (particularly the first screen SC1) is about 20 ⁇ m. It is preferable to make it less than (the numerical value of the mesh becomes large). However, if the eyes are made too fine (the mesh value is increased), the coffee liquid at the time of extraction deteriorates (sometimes it does not come off). In particular, in the drip extraction, a high pressure unlike the espresso extraction is not applied.
- the maximum extraction time allowed for the coffee machine A as an automatic machine is about 1 minute.
- a combination of A to D can be mentioned.
- B, C are particularly preferable.
- D the aperture ratio of the first screen SC1 in the combination A is about 31%
- the aperture ratio of the first screen SC1 in the combination B is about 26.4%
- the aperture ratio of the first screen SC1 in the combination C is 27.
- the aperture ratio of the first-layer screen SC1 in the combination D is about 26.4%.
- the screen SC having the smallest opening size among the screens SC shown in FIG. 5 (opening size 33.5 ⁇ m) is applied. Even if only the size is compared, the fine powder passes through the passage hole h of the screen SC and is poured into the cup C. However, in this embodiment, the coffee powder W and hot water are agitated particularly during the drip extraction, thereby preventing the fine powder from passing through while using the screen SC having an eye larger than the fine powder. Will be described later.
- the screens SC, the third-layer screen SC3, and the reinforcing member (hexagonal etching) HC are integrated in advance as a filter 172 and attached to the lower piston 17 in this state.
- This pre-integration can prevent lateral displacement of the screen SC in a laminated state, particularly in espresso extraction where high pressure is applied, and can further increase the strength as the filter 172, and further prevent clogging of the first screen SC1.
- the filter 172 of the present embodiment is made of metal as described above, and it is advantageous that such a metal filter can be used repeatedly (not disposable like a paper filter). Integrating the member HC also maintains the function of the filter 172 at a high level over a long period of time.
- thermocompression bonding is preferable. This method is a method in which each screen SC and the reinforcing member HC are stacked, and then in a vacuum state at a high temperature and high pressure below the melting point for a certain time. This is a bonding method in which an intermetallic bond is generated at the contact portion by holding and is firmly fixed.
- a receiving structure for supporting the filter 172 from below is formed in the lower piston 17 while collecting the coffee liquid that has passed through the filter 172 (passage hole h).
- a receiving structure include protrusions such as ribs protruding from the bottom of the lower piston 17 upward (filter 172) (for example, synthetic resin made of multiple concentric circles) (not shown).
- the portion partitioned by the protrusion and the protrusion becomes a passage for the coffee liquid and the residual liquid, and the coffee liquid and the residual liquid are discharged from the discharge port (usually one place at the bottom) formed in a part of the passage.
- the liquid is discharged into the extraction path L4 (the remaining liquid is the drain path L5).
- the coffee powder supply mechanism 12 is a mechanism that feeds the coffee powder W as a raw material into the cylinder body 15 (extraction space).
- both espresso coffee and drip coffee are brewed in earnest.
- different coffee powder W is put into the cylinder body 15. Specifically, both coffees are ground from beans each time they are extracted to produce coffee powder W.
- a hopper 121 and a grinder 122 for espresso coffee A drip coffee hopper 123 and a grinder 124 are provided.
- the coffee beans for espresso coffee so-called deep roasted beans to medium roasted beans with a relatively strong roasting degree are often used, and this is used in advance in the espresso hopper 121. Reserved.
- an appropriate amount of coffee beans are taken out from the espresso hopper 121 and ground by the espresso grinder 122 into a state (fine powder) called “finely ground” or “very finely ground”. Is.
- coffee beans for drip coffee so-called shallow roast beans to medium roast beans with a relatively weak roast degree are often used, and these are stored in advance in a drip hopper 123.
- an appropriate amount of coffee beans is taken out from the drip hopper 123 and ground by a drip grinder 124 into a state called “medium grind”, “coarse grind”, or the like.
- the espresso coffee powder W and the drip coffee powder W generated in this way are slid down by the slider 125 and the like, and are put into the cylinder body 15 (extraction space) from the grinders 122 and 124. is there.
- the above-mentioned grinders 122 and 124 both apply a conical grinder, and the motor for driving the grinder is not provided to rise upward but downward (downward). So as to prevent the motor (top portion) from protruding upward.
- the residue discharging mechanism 13 is a mechanism for removing and discharging the extracted coffee residue W1 from the extraction cylinder 11.
- the discharging operation of the coffee residue W1 is performed at the upper end opening of the cylinder body 15.
- the upper piston 16 moves to the upper end open position so as not to hinder the operation. It is something to be made.
- the lower piston 17 is raised to the upper end opening of the cylinder body 15 so that the coffee residue W1 placed on the filter 172 is located at a position slightly higher than the upper end of the cylinder body 15. .
- one operation (one stroke) in which the push arm 131 scrapes the coffee residue W1 on the surface of the filter 172 is an operation of the rotating arm 132 linked to the push arm 131 as shown in FIG. Is what you do.
- the operation (turning) of the turning arm 132 is performed by driving the waste discharging motor M6.
- a cam mechanism is provided between the two, and the turning mechanism 132 is driven by the waste discharging motor M6 via the cam mechanism.
- the rotation is transmitted as the rotation of the rotation arm 132.
- the coffee residue W1 removed from the lower piston 17 (filter 172) is dropped and recovered into an appropriate recovery box 134 (see FIG. 1) via a chute discharging chute 133, for example, as shown in FIG. It is what is done.
- the milk generating unit 3 refrigerates the milk as described above, and when a beverage menu that requires addition of milk (such as latte, cappuccino) is selected, an appropriate amount of refrigerated milk is taken out according to the beverage menu, It is a part tailored to a desired state.
- examples of how to prepare milk include foamed milk, hot milk, cold milk, etc.
- foamed milk is a milk that is finely whipped by bringing steam into contact with refrigerated milk (cold milk) ( High temperature), and suitable for cappuccino as described above. For this reason, as shown in FIG.
- the milk generation unit 3 mainly uses a milk supply path L7 that takes out milk in a low temperature state from a refrigerator compartment or the like and supplies it to the dispensing unit 4 (nozzle 41).
- the steam contact path L8 and the cleaning path L9 are joined to this path, and these paths will be described below.
- the steam contact path L8 is merged with the milk supply path L7, and the steam generated by the steam boiler 22 is transferred from the merge section to the milk supply path L7 (pouring section) by the steam contact path L8. (Toward 4).
- a venturi valve VV is provided at this junction, and the suction action of this venturi sucks (sucks) milk from the refrigerator compartment without using a milk supply pump. It can be transported.
- a rotary control valve (not shown) for controlling the milk suction amount (transfer amount) is provided upstream of the venturi valve VV.
- An adjustment motor M7 in FIG. 2 adjusts the opening / closing amount (rotation amount).
- an air introduction groove communicating with the milk supply path L7 from the outside is formed on the surface of the valve body (disk) of the control valve, and is formed so as to introduce air from the outside simultaneously with the suction of milk. Moreover, the air introduction groove is formed so as to introduce a certain amount of air regardless of the posture (angle) of the valve body while the valve body is in communication with the milk supply path L7 (during suction).
- the control valve can be said to be a valve that not only controls the flow rate of milk but also adjusts how to prepare milk (foaming state), and in that sense, the adjustment motor M7 can also be said to be used for milk froth adjustment.
- Such a control valve is disclosed in detail in Japanese Patent Application No. 2011-264925.
- the steam contact path L8 is provided with a steam supply valve V8.
- This steam supply valve V8 is opened when steam is fed from the steam boiler 22 to the milk supply path L7 (Venturi valve VV). ON) and the supply of the steam is stopped when the valve is closed (OFF).
- the timing of pouring milk into the cup C is not necessarily constant, for example, “post-addition” in which the milk is poured after the coffee liquid is poured into the cup C, and the milk is poured before the coffee liquid is poured into the cup C.
- pre-addition “simultaneous addition” in which milk is poured almost simultaneously with pouring the coffee liquid into the cup C, and these can be appropriately set (adjusted) by selection of a beverage menu.
- This washing path L9 is a path for taking out the hot water of the steam boiler 22 from the bottom of the boiler and flowing it into the milk supply path L7 to wash (automatically wash) the milk supply path L7, more specifically, the switching valve CV to the nozzle 41. It is.
- the suction of milk is shut off by operating the switching valve CV, while the milk supply path L7 is communicated with the washing path L9, and hot water is sucked from the washing path L9 by the suction action of the venturi, and the milk supply path
- the inside of L7 is washed (hot water washing).
- a hot water supply valve V9 is provided in the cleaning path L9, and when the hot water is fed from the steam boiler 22 to the milk supply path L7, the hot water supply valve V9 is opened (on) and closed (off). ) Will stop the hot water supply.
- a tank T is provided in the cleaning path L9, and actually, hot water for cleaning is sent from the tank T to the milk supply path L7. It should be noted that hot water for washing the milk supply path L7 is taken out from the bottom of the steam boiler 22 when there is sediment in the steam boiler 22 (for example, iron in water). This is because L7 is discharged simultaneously with cleaning.
- the dispensing unit 4 is a part for finally pouring the coffee liquid extracted by the cylinder body 15 or the milk tailored to a desired state in the milk generating unit 3 into the cup C.
- the bend stage having the nozzle 41 is formed in an open state to the atmosphere.
- the bend stage can be formed as a room partitioned by an open / close door as appropriate. is there.
- the nozzle 41 preferably has a structure having a coffee liquid outlet 411, a hot water outlet 412, and a milk outlet 413 separately as shown in FIGS. 1 and 2, and is extracted by the brewer section 1 (extraction cylinder 11).
- the coffee liquid and the milk prepared by the milk generating unit 3 are configured to be poured into the cup C separately.
- a hot water pouring route L10 is branched from the hot water supply route L2, and hot water poured into the cup C is sent through this route.
- a hot water supply valve V10 is provided in the hot water pouring path L10, and when the hot water is fed from the hot water boiler 23, the hot water supply valve V10 is opened (on) and closed (off). ) Will stop the hot water supply.
- the coffee machine A of the present invention has the basic structure as described above. Hereinafter, an embodiment in which the coffee machine A is applied to extract espresso coffee and drip coffee in earnest will be described.
- (1) Initial State of Extraction Cylinder First, the initial state of the extraction cylinder 11, that is, the initial state of the upper piston 16 and the lower piston 17 will be described. As described above, the lower piston 17 stands by at an origin position that is substantially in the middle of the cylinder body 15 (see FIG. 6A). Similarly, as shown in FIG. 6A, the upper piston 16 is initially waiting at the upper end open position (a position higher than the upper end opening of the cylinder body 15). This is to allow.
- the coffee powder W is preferably ground from the beans and put into the cylinder body 15 (extraction space) each time the beverage menu button is pressed (after the beverage menu is selected).
- the hopper and grinder are separately provided, that is, the espresso-only hopper 121 and grinder 122, and the drip-only hopper 123 and grinder 124 are provided (FIGS. 1 and 3).
- a dedicated coffee powder W corresponding to the menu is ground from the beans and put into the cylinder body 15.
- the degree of roasting of coffee beans, the amount of coffee powder W input, or the amount of extraction described below is merely a standard example, and various changes can be made.
- the upper piston 16 After charging the coffee powder W, as shown in FIG. 6B, the upper piston 16 is automatically lowered from the upper end open position, whereby the coffee powder W is sandwiched between the lower piston 17 and the upper piston 16. Subject to compression (so-called tamping).
- the degree of compression of the coffee powder W can be detected (controlled) by, for example, the current value of the elevating motor M2 responsible for the vertical movement of the upper piston 16, so that the upper piston 16 is lowered until a predetermined current value is reached. Is compressed at a predetermined pressure, and this compressed state is maintained.
- the space between the lower piston 17 and the upper piston 16 sandwiching the coffee powder W in the cylinder body 15 becomes a substantial extraction space (cylinder actual volume at the time of espresso extraction), which is about 30 cc as an example.
- the hot water temperature of the pouring is 90 ⁇ 2 ° C. as an example, and the pouring amount is about 30 cc.
- This pouring amount is measured by the flow meter 25 and then the pouring is automatically stopped. Yes (that is, the feed water pump M1 is off and the hot water supply valve V2 is off). In addition, after the pouring is stopped, it takes about 5 to 10 seconds to steam the coffee powder W.
- the upper piston 16 compressed with the coffee powder W is moved upward by about 1 mm. It is possible to form a permissible space (allowed space for steamed coffee powder W to swell because the steamed coffee powder W swells) by making it rise (back).
- the hot water supply pump M1 is turned on and the hot water supply valve V2 is turned on again to pour hot water from the surface of the filter 162 of the upper piston 16 as shown in FIG. Is substantially extracted.
- the pouring in this step is continued until reaching 80 to 100 cc, and when the prescribed amount of pouring is measured by the flow meter 25, the pouring is automatically terminated (water supply pump M1 off). -Hot water supply valve V2 off).
- the extraction valve V4 of the extraction path L4 is automatically turned on, and the coffee liquid extracted in the cylinder body 15 is nozzled from the lower piston 17 through the extraction path L4.
- the amount of coffee liquid poured from the nozzle 41 to the cup C is about 30 to 60 cc.
- the internal pressure of the cylinder body 15 during espresso extraction is set to a high pressure of about 10 bar, but the filter 172 of the lower piston 17 supports a three-layer screen SC (plain woven wire mesh) with a reinforcing member HC (hexagonal etching). Because of this structure, the screen SC is not deformed (that is, the filtration performance can be maintained) and can withstand the high pressure as described above.
- the initial selection of the beverage menu is a latte, cappuccino, or the like
- the coffee liquid is poured into the cup C
- foamed milk, hot milk, or the like is poured into the cup C, for example, about 100 cc.
- the extraction valve V4 is automatically closed when time is up, and at the same time, the drain valve V5 is opened, and as shown in FIG. Is discharged from the drain path L5.
- the drain discharge amount is about 20 to 40 cc as an example.
- the drain valve V5 is closed (actually automatically turned off when time is up), and the coffee residue W1 is discharged.
- the upper piston 16 first rises to the upper end open position above the cylinder body 15 (upper end opening), and waits here (actually with a limit switch). Detect and automatically stop the upward movement of the upper piston 16). Thereafter, with a slight delay, the lower piston 17 moves up in the cylinder body 15 to push up the coffee residue W1 to the upper end opening of the cylinder body 15, which is the residue discharge position.
- the waste discharging position is actually detected by a limit switch, and the ascent of the lower piston 17 is automatically stopped.
- the push arm 131 of the waste discharging mechanism 13 is operated to remove the coffee waste W1 from the lower piston 17 (filter 172), and to the recovery box 134 or the like. It falls and throws in. Since the screen SC (particularly the first-layer screen SC1) is formed of a plain woven wire mesh, clogging at the time of waste discharge can be reduced (can prevent sticking) and can be performed periodically as compared with the case where the screen SC is formed of a woven wire mesh. Filter cleaning is also easy.
- FIG. 6G After the discharge of the coffee residue W1, as shown in FIG. 6G, the lower piston 17 descends (returns) to the origin position, the extraction cylinder 11 returns to the initial state, and enters a standby state for the next extraction.
- FIG. 6 (g) and FIG. 6 (a) are the same as the state of the coffee machine A only by the difference in whether or not the coffee powder W is input.
- the initial state of the extraction cylinder 11 is the same as that at the time of espresso extraction (common) as shown in FIG.
- an appropriate amount of coffee beans are supplied from the drip hopper 123 to the drip grinder 124, where it is ground to an appropriate particle size (coffee powder for drip use only) W is generated).
- this coffee powder W is thrown in in the cylinder main body 15 via the slider 125 (refer FIG. 3).
- the amount of coffee powder W put into the cylinder body 15 is about 10 to 15 g per cup (for one person). Further, while the coffee powder W is being charged, as shown in FIG.
- the lower piston 17 is lowered to the lower end opening in the cylinder body 15 (actually with a limit switch). Detecting and automatically lowering the lower piston 17 is stopped). The reason why the lower piston 17 is lowered from the origin position is that drip extraction requires a larger extraction space than espresso extraction. In addition, the extraction time can be shortened by simultaneously adding the coffee powder W and lowering the lower piston 17.
- the upper piston 16 is lowered from the upper end open position to the upper end opening of the cylinder body 15 (actually detected by a limit switch to automatically stop the lowering of the upper piston 16).
- the cylinder body 15 is hermetically sealed, and this sealed space becomes the extraction space.
- the extraction space cylinder actual volume in a state where the upper piston 16 and the lower piston 17 are separated to the maximum extent is about 200 cc.
- hot water is poured (sprayed water) from the surface of the filter 162 of the upper piston 16 in the form of a shower.
- coffee powder W steam coffee powder W for about 5-10 seconds after pouring is stopped.
- the hot water temperature of the pouring in the steaming process is 90 ⁇ 2 ° C. as an example, and the pouring amount is about 50 cc.
- the amount of pouring is measured by the flow meter 25, and the pouring is automatically stopped after the measurement (that is, the water supply pump M1 is turned off and the hot water supply valve V2 is turned off).
- the water supply pump M1 is turned on and the hot water supply valve V2 is turned on again to pour hot water from the surface of the filter 162 of the upper piston 16 to substantially extract the coffee liquid.
- pouring is continued until it reaches 200 to 250 cc, and after the prescribed amount of pouring is measured by the flow meter 25, pouring is automatically terminated (water supply pump M1 off / hot water supply) Valve V2 off).
- water supply pump M1 off / hot water supply) Valve V2 off In this drip extraction, as shown in FIG. 7 (e), air is supplied into the cylinder body 15 from the lower piston 17 (filter 172) with the air pump M5 on, and the coffee powder W and hot water are supplied. The (extract) is sufficiently stirred. Incidentally, the feeding of air from the air pump M5 is automatically stopped when time is up.
- the coffee powder W in the liquid settles from the large large particles, and the light fine powder settles behind the upper part. It floats in the liquid and separates large particles and fine powder. Then, when the stirring is stopped, such a separated state (layer state) is stabilized, and the miscellaneous bubbles are floated on the liquid (fine powder). In this state, as described above, the extraction valve V4 on the lower piston 17 side is opened and the discharge of the coffee liquid is started. Therefore, a clear coffee liquid without turbidity, that is, a coffee liquid containing almost no fine powder can be poured into the cup C. It can be done.
- such agitation with air is similar to siphon drip extraction. That is, in the siphon type, as described above, the coffee powder in the upper chamber is agitated by the power of the boiling water in the lower chamber, and further, a precipitate layer of the coffee powder is formed in the liquid by additional agitation with a hand spatula. It is.
- the pressure from the upper piston 16 into the cylinder main body 15 is slightly delayed from the opening of the extraction valve V4. It is preferable to supply air (air release valve V3 off / air pump M4 on) to facilitate the transfer of the coffee liquid to the nozzle 41 (reduction of extraction time).
- air air release valve V3 off / air pump M4 on
- the amount of the coffee liquid poured into the cup C is about 150 to 180 cc as an example, but hot milk or the like may be added by reducing the amount of the coffee liquid.
- the substantial extraction (delivery of the coffee liquid to the nozzle 41) is stopped when time is up. Specifically, the extraction valve V4 is closed due to time-up, and at the same time, the drain valve V5 is opened, and as shown in FIG. Discharge from the path L5.
- the lower piston 17 is raised in the cylinder body 15 to compress the coffee residue W1 and squeeze out the liquid in the residue.
- the raising operation of the lower piston 17 is to raise the lower piston 17 to the compression condition by the lifting motor M3.
- the drain valve V5 is opened, and the liquid squeezed from the residue is discharged from the drain path L5.
- the drain valve V5 is closed (actually automatically turned off when time is up), and the coffee residue W1 is discharged.
- the upper piston 16 is first raised to the upper end open position, and is then put on standby (actually detected by a limit switch to automatically stop the upper piston 16 from rising). To do).
- the lower piston 17 is raised and pushed up to the waste discharging position while the coffee waste W1 is placed (actually, the position is detected by a limit switch and the lower piston 17 is automatically stopped from rising.
- FIG. 7 (j) is in the same state as FIG. 7 (a).
- the present invention can automatically extract full-fledged drip coffee in which fine powder is prevented from being mixed, which is extremely innovative and highly useful.
- a paper filter may be used if it only prevents the mixing of fine powder. In that case, however, the paper filter should be kept away because it smells and tastes the paper that is the filter material, such as lignin. Some people do.
- the metal filter itself has existed conventionally, since the conventional metal filter opens the passage hole by punching, the mesh opening is relatively large, and the mixing of fine powder was not torn.
- paper filters cannot be used repeatedly like metal filters, and each filter needs to be replaced and discarded every time it is extracted.
- the coffee machine of the present invention is such that both the espresso coffee and the drip coffee are brewed in earnest while applying the same extraction cylinder (cylinder body) and the same filter.
- the name of the present invention is also “coffee machine”.
- a revolutionary coffee machine can be provided to the market as a beverage dispenser that sells a wide variety of beverage menus in combination with, for example, a device for producing tea or green tea (so-called tea machine). Is possible. Therefore, the coffee machine of the present invention can be applied to various beverage dispensers that provide both espresso coffee and drip coffee coffee with a full-fledged taste.
- espresso machines that can brew espresso coffee in earnest are often installed in coffee shops.
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Abstract
[課題] 同一の抽出シリンダ(シリンダ本体)及び同一のフィルタを使用しながらも、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとが、どちらも自動で本格的に淹れられるようにした新規なコーヒーマシンの開発を課題とする。 [解決手段] 本発明のコーヒーマシンは、抽出空間となるシリンダ本体と、この内部を密閉可能とする上部ピストン及び下部ピストンとを具えて成り、下部ピストンの上面には、コーヒー粉の通過を阻むフィルタを設け、このフィルタは、複数のスクリーンを積層して成る多層構造であり、各スクリーンは、コーヒー液の抽出方向に向かってフィルタの通過孔が徐々に大きくなるように積層され、またシリンダ本体とフィルタとは、エスプレッソコーヒーまたはドリップコーヒーを抽出するにあたり、同一のものが適用されることを特徴とする。
Description
本発明は、同一のブリュワーを使用しながらもドリップコーヒーとエスプレッソコーヒーとを選択的に抽出できるようにしたコーヒーマシンに関するものであって、特に、どちらのコーヒーが選択されても共に本格的に淹れられるようにした新規なコーヒーマシンに関するものである。
例えばコーヒーマシンには、エスプレッソコーヒーを専用に淹れるようにした、いわゆるエスプレッソマシンが存在し、またドリップコーヒーを専用に淹れるようにしたマシンも存在する。
ここでドリップコーヒーとは、ごく一般的に家庭等で淹れられているコーヒーであり、適宜の粒度(例えば「中挽き」や「粗挽き」等と称される)に挽かれたコーヒー豆(これをコーヒー粉とする)を、ペーパーやネルあるいは金属製等のフィルタ上に適量収容した後、このコーヒー粉の上方から散湯して、コーヒー液を抽出する手法であり、まさにコーヒー粉から「ドリップ」する手法である。
また、コーヒーマシンでドリップコーヒーを淹れる場合には、抽出時に極めて低い圧力を掛けてコーヒー液を押し出すことなども行われるが、基本的には一般家庭で見られるように大気開放状態で行われることが多い。
他方、業務店(いわゆる喫茶店)では手間を掛けたサイフォンでの抽出も行われており、この手法は下部チャンバーの沸騰水の力で上部チャンバー内のコーヒー粉を撹拌し、更に人手でのヘラによる追加撹拌で、液中にコーヒー粉の沈殿層を形成した後、布または紙フィルタを通して下部チャンバーにコーヒー液を自然落下状態で抽出する手法である。
ここでドリップコーヒーとは、ごく一般的に家庭等で淹れられているコーヒーであり、適宜の粒度(例えば「中挽き」や「粗挽き」等と称される)に挽かれたコーヒー豆(これをコーヒー粉とする)を、ペーパーやネルあるいは金属製等のフィルタ上に適量収容した後、このコーヒー粉の上方から散湯して、コーヒー液を抽出する手法であり、まさにコーヒー粉から「ドリップ」する手法である。
また、コーヒーマシンでドリップコーヒーを淹れる場合には、抽出時に極めて低い圧力を掛けてコーヒー液を押し出すことなども行われるが、基本的には一般家庭で見られるように大気開放状態で行われることが多い。
他方、業務店(いわゆる喫茶店)では手間を掛けたサイフォンでの抽出も行われており、この手法は下部チャンバーの沸騰水の力で上部チャンバー内のコーヒー粉を撹拌し、更に人手でのヘラによる追加撹拌で、液中にコーヒー粉の沈殿層を形成した後、布または紙フィルタを通して下部チャンバーにコーヒー液を自然落下状態で抽出する手法である。
一方、(ドリップコーヒーに対し)エスプレッソコーヒーは、一般に、ドリップコーヒーで使用されるコーヒー豆よりも焙煎度合いを強くしたものが使用され(いわゆる「深煎り豆」)、更には、その粒度もより細かく挽かれるものであり(例えば「細挽き」や「極細挽き」等と称される)、コーヒー粉としてはパウダー状を呈するものである。更に、ドリップコーヒーと異なる点は、このようなパウダー状のコーヒー粉を、タンパーによって突き固めることであり、その上で、例えば10バール程度の高圧を掛けて抽出するものである。このためエスプレッソマシンでは、抽出時の高圧に耐えられるように専ら金属フィルタが適用されている。
またエスプレッソコーヒーは、一般にドリップコーヒーよりも極少量、抽出されるものであり、例えばドリップコーヒーが一杯分(ひとり分)、約150cc程度のコーヒー液であるのに対し、エスプレッソコーヒーはその2割程度の約30cc程度である。
そして、上記のような方法で抽出されたエスプレッソコーヒーは、同じ量の湯に溶出するコーヒーのうま味成分の量が、ドリップコーヒーの場合よりも多くなり、濃厚な味わいに仕上がるものである。因みに、エスプレッソコーヒーは濃くて苦みが強いコーヒーと誤解されがちであるが、エスプレッソコーヒーの苦みとは、実は苦みではなく、うま味であり、本格的なエスプレッソコーヒーは、苦みの中に甘みすら感じるふくよかなテイストである。
またエスプレッソコーヒーは、一般にドリップコーヒーよりも極少量、抽出されるものであり、例えばドリップコーヒーが一杯分(ひとり分)、約150cc程度のコーヒー液であるのに対し、エスプレッソコーヒーはその2割程度の約30cc程度である。
そして、上記のような方法で抽出されたエスプレッソコーヒーは、同じ量の湯に溶出するコーヒーのうま味成分の量が、ドリップコーヒーの場合よりも多くなり、濃厚な味わいに仕上がるものである。因みに、エスプレッソコーヒーは濃くて苦みが強いコーヒーと誤解されがちであるが、エスプレッソコーヒーの苦みとは、実は苦みではなく、うま味であり、本格的なエスプレッソコーヒーは、苦みの中に甘みすら感じるふくよかなテイストである。
このようにエスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとでは、使用するコーヒー粉はもちろん、抽出時のコーヒー粉の状態(突き固めるか否か)や抽出時の加圧状況あるいはフィルタの素材等、根本的な淹れ方からして大きく相違し、またこれに起因するテイスト等も全く異なるため、同じコーヒーと称されてはいても、特に専門家の間で両者は全く別の飲料として捉えられていた。
このため、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを同一のコーヒーマシン、より詳細には同一の抽出ヘッド(抽出シリンダ)及びフィルタを使って本格的に抽出するという思想は従来一切なかった。
なお従来のエスプレッソマシン対応の金属フィルタは孔径がφ0.3~0.4で開口率は2~3%であり、このことから雑味成分である微粉が、抽出したコーヒー液に混入してしまうことは避けられなかった。またエスプレッソマシンで抽出したコーヒー液(エスプレッソコーヒー)をブレンドコーヒーとして提供することも一部行われており、その場合には、濃度の濃い30~60ccのコーヒー液に、湯を混ぜて薄めたものがカップに注がれて提供されており、本来のドリップ抽出とは全く異なるものであった。
このため、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを同一のコーヒーマシン、より詳細には同一の抽出ヘッド(抽出シリンダ)及びフィルタを使って本格的に抽出するという思想は従来一切なかった。
なお従来のエスプレッソマシン対応の金属フィルタは孔径がφ0.3~0.4で開口率は2~3%であり、このことから雑味成分である微粉が、抽出したコーヒー液に混入してしまうことは避けられなかった。またエスプレッソマシンで抽出したコーヒー液(エスプレッソコーヒー)をブレンドコーヒーとして提供することも一部行われており、その場合には、濃度の濃い30~60ccのコーヒー液に、湯を混ぜて薄めたものがカップに注がれて提供されており、本来のドリップ抽出とは全く異なるものであった。
もちろん、アイデアだけであれば、同じブリュワーでドリップコーヒーとエスプレッソコーヒーとを淹れることを謳った先行技術はある(例えば特許文献1参照)。しかしながら、この特許文献1の場合におけるエスプレッソコーヒーとは、「エスプレッソ」とはいっても、コーヒー粉はドリップコーヒーの場合と全く同じものであるし(粒度や焙煎度合い等)、抽出にあたっても事前にコーヒー粉を押し固めることもしていない(いわゆるタンピングもしていない)。また、抽出時の圧力も高圧ではないし、フィルタも金属ではなくペーパーフィルタが使用されている。更に、エスプレッソコーヒー抽出時にもコーヒー粉と湯をシリンダ内で撹拌しており、本来のエスプレッソ抽出方法に則ったものではない。このため、特許文献1のエスプレッソコーヒーとは、おそらくコーヒー粉の量をドリップコーヒーの場合よりも多くして、コーヒー液を単に濃く抽出しただけのものであり、その意味では、全く「本格的」でないと言わざるを得ない(いわゆる「まがいもの」)。
また、だからこそ、このような先行技術が既に開示された状況下にあっても、一基のコーヒーマシンで、本格的なドリップコーヒー及びエスプレッソコーヒーとを淹れられるようにするには、同一装置内にそれぞれ専用のブリュワーを別々に設ける手法が案出されていたと思われる(例えば特許文献2参照)。
また、このようなことから現在でもコーヒー専門店では、ドリップコーヒーとエスプレッソコーヒーとについて、それぞれ別々のコーヒーマシンが設置されている状況にある。
また、だからこそ、このような先行技術が既に開示された状況下にあっても、一基のコーヒーマシンで、本格的なドリップコーヒー及びエスプレッソコーヒーとを淹れられるようにするには、同一装置内にそれぞれ専用のブリュワーを別々に設ける手法が案出されていたと思われる(例えば特許文献2参照)。
また、このようなことから現在でもコーヒー専門店では、ドリップコーヒーとエスプレッソコーヒーとについて、それぞれ別々のコーヒーマシンが設置されている状況にある。
本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、同一の抽出シリンダ(シリンダ本体)及び同一のフィルタを使用しながらも、ドリップコーヒーとエスプレッソコーヒーとが、どちらも自動で本格的に淹れられるようにした新規なコーヒーマシンの開発を試みたものである。
まず請求項1記載のコーヒーマシンは、
実質的な抽出空間となるシリンダ本体と、
このシリンダ本体内を密閉可能とする上部ピストンと下部ピストンとを具えて成り、
シリンダ本体内にコーヒー粉を収容した後、適温・適量の湯を供給して、エスプレッソコーヒーまたはドリップコーヒーが選択的に抽出できるようにしたコーヒーマシンにおいて、
前記下部ピストンの上面には、コーヒー粉の通過を阻むフィルタが設けられ、
このフィルタは、複数のスクリーンを積層して成る多層構造であり、各スクリーンは、コーヒー液の抽出方向に向かって徐々にフィルタの目開きが大きくなるように積層されるものであり、
また前記シリンダ本体とフィルタとは、エスプレッソコーヒーまたはドリップコーヒーを抽出するにあたり、同一のものを用いるようにしたことを特徴として成るものである。
実質的な抽出空間となるシリンダ本体と、
このシリンダ本体内を密閉可能とする上部ピストンと下部ピストンとを具えて成り、
シリンダ本体内にコーヒー粉を収容した後、適温・適量の湯を供給して、エスプレッソコーヒーまたはドリップコーヒーが選択的に抽出できるようにしたコーヒーマシンにおいて、
前記下部ピストンの上面には、コーヒー粉の通過を阻むフィルタが設けられ、
このフィルタは、複数のスクリーンを積層して成る多層構造であり、各スクリーンは、コーヒー液の抽出方向に向かって徐々にフィルタの目開きが大きくなるように積層されるものであり、
また前記シリンダ本体とフィルタとは、エスプレッソコーヒーまたはドリップコーヒーを抽出するにあたり、同一のものを用いるようにしたことを特徴として成るものである。
また請求項2記載のコーヒーマシンは、前記請求項1記載の要件に加え、
前記多層構造を成す複数のスクリーンは、下方から補強部材で支持されて成るものであり、この補強部材には、複数のスクリーンの目開きよりも更に大きな通過孔が開口されて成ることを特徴として成るものである。
前記多層構造を成す複数のスクリーンは、下方から補強部材で支持されて成るものであり、この補強部材には、複数のスクリーンの目開きよりも更に大きな通過孔が開口されて成ることを特徴として成るものである。
また請求項3記載のコーヒーマシンは、前記請求項2記載の要件に加え、
前記補強部材は、平面視ハニカム状に形成され、通過孔の孔形状がほぼ正六角形に形成されることを特徴として成るものである。
前記補強部材は、平面視ハニカム状に形成され、通過孔の孔形状がほぼ正六角形に形成されることを特徴として成るものである。
また請求項4記載のコーヒーマシンは、前記請求項1、2または3記載の要件に加え、
前記積層される複数のスクリーンは、各々が目開きの異なるステンレス製の平織金網によって形成されることを特徴として成るものである。
前記積層される複数のスクリーンは、各々が目開きの異なるステンレス製の平織金網によって形成されることを特徴として成るものである。
また請求項5記載のコーヒーマシンは、前記請求項1、2、3または4記載の要件に加え、
前記フィルタを構成する複数のスクリーン同士や、スクリーンと補強部材とは、予め熱圧着結合で一体化されることを特徴として成るものである。
前記フィルタを構成する複数のスクリーン同士や、スクリーンと補強部材とは、予め熱圧着結合で一体化されることを特徴として成るものである。
また請求項6記載のコーヒーマシンは、前記請求項1、2、3、4または5記載の要件に加え、
前記スクリーンは、通過孔の開口率が20%以上であることを特徴として成るものである。
前記スクリーンは、通過孔の開口率が20%以上であることを特徴として成るものである。
また請求項7記載のコーヒーマシンは、前記請求項1、2、3、4、5または6記載の要件に加え、
前記フィルタは、スクリーンを三層積層した構造であることを特徴として成るものである。
前記フィルタは、スクリーンを三層積層した構造であることを特徴として成るものである。
また請求項8記載のコーヒーマシンは、前記請求項7記載の要件に加え、
前記三層から成るスクリーンのうち一層目は250~400メッシュ(開口サイズで62~33.5μm四方)の平織金網、
二層目は80メッシュ(開口サイズで200μm四方)の平織金網、
三層目は40メッシュ(開口サイズで400μm四方)の平織金網であり、
また補強部材におけるほぼ正六角形の通過孔の大きさは対辺距離で3.2~3.6mmであることを特徴として成るものである。
前記三層から成るスクリーンのうち一層目は250~400メッシュ(開口サイズで62~33.5μm四方)の平織金網、
二層目は80メッシュ(開口サイズで200μm四方)の平織金網、
三層目は40メッシュ(開口サイズで400μm四方)の平織金網であり、
また補強部材におけるほぼ正六角形の通過孔の大きさは対辺距離で3.2~3.6mmであることを特徴として成るものである。
また請求項9記載のコーヒーマシンは、前記請求項1、2、3、4、5、6、7または8記載の要件に加え、
前記上部ピストンと下部ピストンとは、各々がシリンダ本体内を昇降動自在に構成されて成り、
エスプレッソコーヒーを抽出する際には、上部ピストンと下部ピストンとを相対的に接近させ、シリンダ本体内に収容したコーヒー粉を挟み込んでタンピングを行い、ほぼその状態で抽出を行う一方、
ドリップコーヒーを抽出する際には、上部ピストンと下部ピストンとをシリンダ本体内でほぼ最大限に離開させてエスプレッソコーヒーの抽出時よりも大きな抽出空間を獲得して抽出を行うようにしたことを特徴として成るものである。
前記上部ピストンと下部ピストンとは、各々がシリンダ本体内を昇降動自在に構成されて成り、
エスプレッソコーヒーを抽出する際には、上部ピストンと下部ピストンとを相対的に接近させ、シリンダ本体内に収容したコーヒー粉を挟み込んでタンピングを行い、ほぼその状態で抽出を行う一方、
ドリップコーヒーを抽出する際には、上部ピストンと下部ピストンとをシリンダ本体内でほぼ最大限に離開させてエスプレッソコーヒーの抽出時よりも大きな抽出空間を獲得して抽出を行うようにしたことを特徴として成るものである。
また請求項10記載のコーヒーマシンは、前記請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9記載の要件に加え、
前記ドリップコーヒーを抽出する際には、コーヒー粉を収容したシリンダ本体内に抽出用の湯を適量供給することに伴い、下部ピストンからシリンダ本体内にエアを供給してシリンダ本体内のコーヒー粉と湯を撹拌するものであり、これによりシリンダ本体内で液中のコーヒー粉の重い大きな粒子から沈降させ、軽い微粉をその上部に遅れて沈降または液中に浮遊する状態に分離させ、更に撹拌停止でこのような層状態を安定させるものであり、その後、シリンダ本体内で下層に位置したほぼ微粉を含まないコーヒー液部分を下部ピストンからカップへと吐出するようにしたことを特徴として成るものである。
前記ドリップコーヒーを抽出する際には、コーヒー粉を収容したシリンダ本体内に抽出用の湯を適量供給することに伴い、下部ピストンからシリンダ本体内にエアを供給してシリンダ本体内のコーヒー粉と湯を撹拌するものであり、これによりシリンダ本体内で液中のコーヒー粉の重い大きな粒子から沈降させ、軽い微粉をその上部に遅れて沈降または液中に浮遊する状態に分離させ、更に撹拌停止でこのような層状態を安定させるものであり、その後、シリンダ本体内で下層に位置したほぼ微粉を含まないコーヒー液部分を下部ピストンからカップへと吐出するようにしたことを特徴として成るものである。
これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
まず請求項1記載の発明によれば、複数のスクリーンを積層してフィルタを形成することにより、エスプレッソ抽出時の高圧に耐えるようにしながら、その一方で特にドリップ抽出時におけるコーヒー液の短時間での抜け性をも考慮したコーヒーマシンを提供することができる。すなわち、本発明のコーヒーマシンは、フィルタを工夫したことにより、ドリップコーヒーとエスプレッソコーヒーとが、共に本格的に淹れられるようになったものである。
まず請求項1記載の発明によれば、複数のスクリーンを積層してフィルタを形成することにより、エスプレッソ抽出時の高圧に耐えるようにしながら、その一方で特にドリップ抽出時におけるコーヒー液の短時間での抜け性をも考慮したコーヒーマシンを提供することができる。すなわち、本発明のコーヒーマシンは、フィルタを工夫したことにより、ドリップコーヒーとエスプレッソコーヒーとが、共に本格的に淹れられるようになったものである。
また請求項2記載の発明によれば、積層した複数のスクリーンを更に補強部材で支持するため、特にエスプレッソ抽出時に作用する高圧に対し、より確実に耐え得る構造となる。また、このようなフィルタは繰り返し使用できることが大きな利点であり、複数のスクリーンを更に補強部材で支持する本発明は、このような繰り返し使用を更に確実なものとする効果もある。
また請求項3記載の発明によれば、補強部材は、ほぼ正六角形の通過孔を有する平面視ハニカム状であるため、フィルタとして高い開口率を確保しながらも強度的に優れた構造が採れる。すなわち、本発明の補強部材は、積層されたスクリーンを強力に(能率的に)支持しながらも、コーヒー液の通過(抜け)を阻害しない合理的な構造となる。
また請求項4記載の発明によれば、複数のスクリーンは、各々、目開きの異なるステンレス製の平織金網によって形成されるため、畳織金網で形成する場合よりも、フィルタの製作が容易となる。また、一回の抽出が終了する都度、フィルタ(スクリーン)上に載ったコーヒーカスを払い落として除去するが、スクリーンが平織金網であるため畳織金網の場合よりもコーヒーカスを除去し易いものである(コーヒーカスがスクリーンの目に詰まり難いものである)。またフィルタは、定期的な洗浄を要するが、平織金網は洗浄性にも優れるものである。
また請求項5記載の発明によれば、フィルタを構成する複数のスクリーンや、スクリーンと補強部材とは、熱圧着結合により事前にフィルタとして一体化されるため、特に高圧が掛かるエスプレッソ抽出時においても積層状態のスクリーンの位置ズレ等が防止でき、またコーヒーカスと直接接触するスクリーンの目詰まり防止や、フィルタとしての強度も長く維持できるものである。
また請求項6、7または8記載の発明によれば、ドリップコーヒーとエスプレッソコーヒーとを、ともに本格的に淹れることができる同一のフィルタをより具体的なものとする。
また請求項9記載の発明によれば、上部ピストンと下部ピストンとを、各々、シリンダ本体内で昇降動自在に構成し、エスプレッソ抽出時には接近させる一方、ドリップ抽出時にはほぼ最大限に離開させて抽出を行うため、一つのシリンダ本体を共通して使用しながらも、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れることができる。すなわち、エスプレッソコーヒーは、コーヒー液を例えば30cc程度の極少量抽出するのに対し(極小容量のいわゆるデミタスカップに注入)、ドリップコーヒーは、その5倍ほどとなる150cc程度の大容量を抽出するものであり、抽出量からして大きく異なるが、本発明では、上部ピストンと下部ピストンとを昇降動自在にすることにより、これらのコーヒーをどちらも本格的に淹れられるようにしたものである。
また、ドリップ抽出時には、シリンダ本体の長さ(空間)を最大限に利用するため、限られたシリンダ本体内のスペースを、極めて有効に活用することができるものである。
因みに、コーヒー粉を投入する目的や、コーヒーカスを排出するためにシリンダ本体内のピストンを可動させるという思想は従来あったが、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを同一のシリンダ本体(抽出シリンダ)で本格的に抽出するためにピストンを昇降動させるという思想は従来全くなく、極めて画期的な思想と言える。
また、ドリップ抽出時には、シリンダ本体の長さ(空間)を最大限に利用するため、限られたシリンダ本体内のスペースを、極めて有効に活用することができるものである。
因みに、コーヒー粉を投入する目的や、コーヒーカスを排出するためにシリンダ本体内のピストンを可動させるという思想は従来あったが、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを同一のシリンダ本体(抽出シリンダ)で本格的に抽出するためにピストンを昇降動させるという思想は従来全くなく、極めて画期的な思想と言える。
また請求項10記載の発明によれば、ドリップ抽出時には、シリンダ本体内のコーヒー粉と湯を撹拌するため、微粉がほとんど混入しない澄んだ美味しいドリップコーヒーを淹れることができる(本格的なドリップコーヒーを淹れることができる)。
すなわち、コーヒー粉には、もともとガス(泡)が含まれるため、ドリップ抽出時に撹拌しない場合には、このガスを含んだコーヒー粉の大きな粒子(重い粒子)が、微粉よりも浮力として大きくなり、浮上してしまう。つまり撹拌しない場合には、微粉が、大きな粒子よりも先に沈むことになり、コーヒー液と一緒に抽出されてしまう。これに対し、コーヒー粉と湯を撹拌する本発明では、この撹拌によってコーヒー粉に含まれたガスが放出されるため、大きな粒子、微粉、気泡の順に沈んで層状態が形成され、この大きな粒子の層が、抽出時に微粉の通過を阻む濾過層の作用を担い、微粉をほとんど含まないコーヒー液のドリップ抽出が可能となるものである。
すなわち、コーヒー粉には、もともとガス(泡)が含まれるため、ドリップ抽出時に撹拌しない場合には、このガスを含んだコーヒー粉の大きな粒子(重い粒子)が、微粉よりも浮力として大きくなり、浮上してしまう。つまり撹拌しない場合には、微粉が、大きな粒子よりも先に沈むことになり、コーヒー液と一緒に抽出されてしまう。これに対し、コーヒー粉と湯を撹拌する本発明では、この撹拌によってコーヒー粉に含まれたガスが放出されるため、大きな粒子、微粉、気泡の順に沈んで層状態が形成され、この大きな粒子の層が、抽出時に微粉の通過を阻む濾過層の作用を担い、微粉をほとんど含まないコーヒー液のドリップ抽出が可能となるものである。
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。
本発明のコーヒーマシンAは、一例として図2に示すように、抽出原料となるコーヒー粉Wからコーヒー液を実質的に抽出するブリュワー部1と、抽出用の湯や蒸気を生成するための湯/蒸気生成部2と、ミルクを低温状態で保存するとともに、ここから取り出したミルクを飲料メニューに応じて適宜の状態に仕立てるミルク生成部3と、コーヒー液や所望の状態に仕立てたミルクをカップCに注ぐ注出部4とを具えて成るものである。
ここで、本明細書に記載する「コーヒー液」とは、原料となるコーヒー粉Wから湯を溶媒としてコーヒーのエキス分を抽出(溶出)した状態のものを言い、抽出手法としてはエスプレッソ抽出(エスプレッソコーヒー)とドリップ抽出(ドリップコーヒー)とに分けられる。また、飲料メニューによってはミルクの添加を要するものもあるが、「コーヒー液」と称した場合には、主としてミルクを添加する以前のものを指すものとする。
因みに、コーヒー液にミルクの添加を要する飲料メニューとしてはカフェラテやカプチーノ等が挙げられ、特にカプチーノはエスプレッソコーヒーに、キメ細かいフォームドミルクを添加した飲料である。もちろん、「飲料メニュー」としては、ミルクを添加していないコーヒー液、例えばエスプレッソ抽出した状態のコーヒー液(つまりエスプレッソコーヒー)なども含まれるものであり、通常、飲料メニューの選択は、コーヒーマシンAに設けられたメニューボタンを押して選択する形式が一般的である。
ここで、本明細書に記載する「コーヒー液」とは、原料となるコーヒー粉Wから湯を溶媒としてコーヒーのエキス分を抽出(溶出)した状態のものを言い、抽出手法としてはエスプレッソ抽出(エスプレッソコーヒー)とドリップ抽出(ドリップコーヒー)とに分けられる。また、飲料メニューによってはミルクの添加を要するものもあるが、「コーヒー液」と称した場合には、主としてミルクを添加する以前のものを指すものとする。
因みに、コーヒー液にミルクの添加を要する飲料メニューとしてはカフェラテやカプチーノ等が挙げられ、特にカプチーノはエスプレッソコーヒーに、キメ細かいフォームドミルクを添加した飲料である。もちろん、「飲料メニュー」としては、ミルクを添加していないコーヒー液、例えばエスプレッソ抽出した状態のコーヒー液(つまりエスプレッソコーヒー)なども含まれるものであり、通常、飲料メニューの選択は、コーヒーマシンAに設けられたメニューボタンを押して選択する形式が一般的である。
そして、本発明のコーヒーマシンAは、同一のブリュワー部1を用いながらも、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に抽出できるようにしたことが大きな特徴である。
なお、コーヒー豆の焙煎度合いは、一般に8段階に分類されており、煎りの浅いものから4種類がドリップコーヒーに適すると言われ、煎りの深いものから4種類がエスプレッソコーヒーに適すると言われている。このため本発明においても、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れるには、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとで、焙煎度合いの異なったコーヒー豆を基本的に適用するものであるが、例えばドリップコーヒーでもアイスコーヒー用に抽出する場合には、比較的、強めに煎ったコーヒー豆を使用することもあり得る(実際行われている)。従って、エスプレッソ抽出だからといって必ずしも深煎り豆の使用が限定されるものではなく、またドリップ抽出だからといって必ずしも浅煎り豆の使用が限定されるものではない。
以下、コーヒーマシンAを構成する各構成部材について説明する。なお、説明にあたってはブリュワー部1の説明に先立ち、湯/蒸気生成部2から説明する。
なお、コーヒー豆の焙煎度合いは、一般に8段階に分類されており、煎りの浅いものから4種類がドリップコーヒーに適すると言われ、煎りの深いものから4種類がエスプレッソコーヒーに適すると言われている。このため本発明においても、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れるには、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとで、焙煎度合いの異なったコーヒー豆を基本的に適用するものであるが、例えばドリップコーヒーでもアイスコーヒー用に抽出する場合には、比較的、強めに煎ったコーヒー豆を使用することもあり得る(実際行われている)。従って、エスプレッソ抽出だからといって必ずしも深煎り豆の使用が限定されるものではなく、またドリップ抽出だからといって必ずしも浅煎り豆の使用が限定されるものではない。
以下、コーヒーマシンAを構成する各構成部材について説明する。なお、説明にあたってはブリュワー部1の説明に先立ち、湯/蒸気生成部2から説明する。
湯/蒸気生成部2は、上述したように例えば抽出用の湯を生成する部位であるが、ここで生成された湯は、実質的な抽出の前にコーヒー粉Wを蒸らすためにも使用される。また湯/蒸気生成部2は、ミルクを所望の状態に仕立てるための蒸気も生成する部位でもある。
湯/蒸気生成部2は、一例として図2に示すように、給水タンク21と、蒸気ボイラ22と、湯ボイラ(メインボイラ)23とを具えて成るものである。
このうち給水タンク21は、湯や蒸気を生成する水を貯留する部位である。また蒸気ボイラ22は、この給水タンク21より供給された水から蒸気を生成する部位である。更に湯ボイラ23は、水から湯(Hot Water)を生成する部位である。
ここで、本実施例では、水から湯を生成するにあたり、給水タンク21からの水を一旦、蒸気ボイラ22を経由させて湯ボイラ23に送るようにしている。これは給水タンク21から供給された水を、まず蒸気ボイラ22内の蒸気と熱交換させて適宜加熱した後、この温水を、湯ボイラ23に導入することにより、効率的に高温湯を得るためである。なお、図中符号24が、このために蒸気ボイラ22内(蒸気が滞留する上部)に内蔵された熱交換器である。
湯/蒸気生成部2は、一例として図2に示すように、給水タンク21と、蒸気ボイラ22と、湯ボイラ(メインボイラ)23とを具えて成るものである。
このうち給水タンク21は、湯や蒸気を生成する水を貯留する部位である。また蒸気ボイラ22は、この給水タンク21より供給された水から蒸気を生成する部位である。更に湯ボイラ23は、水から湯(Hot Water)を生成する部位である。
ここで、本実施例では、水から湯を生成するにあたり、給水タンク21からの水を一旦、蒸気ボイラ22を経由させて湯ボイラ23に送るようにしている。これは給水タンク21から供給された水を、まず蒸気ボイラ22内の蒸気と熱交換させて適宜加熱した後、この温水を、湯ボイラ23に導入することにより、効率的に高温湯を得るためである。なお、図中符号24が、このために蒸気ボイラ22内(蒸気が滞留する上部)に内蔵された熱交換器である。
また蒸気ボイラ22は、水を加熱し蒸気を生成するためのヒータ(スチームヒータ)221と、蒸気の温度を計測するための温度センサ222と、水位を計測するためのレベルセンサ223と、ボイラ内の圧力を規定値以上に上げないための安全弁224とを具えて成るものである。
更に湯ボイラ23は、熱交換器24を経由して供給された温水を加熱するためのヒータ(メインヒータ)231と、温水(湯)の温度を計測するための温度センサ232とを具えて成るものである。
更に湯ボイラ23は、熱交換器24を経由して供給された温水を加熱するためのヒータ(メインヒータ)231と、温水(湯)の温度を計測するための温度センサ232とを具えて成るものである。
ここで、給水タンク21から蒸気ボイラ22内の熱交換器24に水を送る給水経路L1には、給水ポンプM1と、送水量(流量)を計測するための流量計(フローメータ)25とが設けられている。
また、上記給水経路L1から蒸気ボイラ22の貯水底部に枝分かれ状に給水経路L1′が形成され、この経路中には給水バルブV1が設けられる。このバルブは主にコーヒーマシンAの初期稼働時に、給水タンク21から蒸気ボイラ22に水を供給するためのバルブ(ソレノイドバルブ)であり、バルブの開放(オン)で上記枝分かれ状の給水経路L1′が連通して通水状態となり、バルブの閉鎖(オフ)で当該経路が非連通となり通水停止となる。
また、上記給水経路L1から蒸気ボイラ22の貯水底部に枝分かれ状に給水経路L1′が形成され、この経路中には給水バルブV1が設けられる。このバルブは主にコーヒーマシンAの初期稼働時に、給水タンク21から蒸気ボイラ22に水を供給するためのバルブ(ソレノイドバルブ)であり、バルブの開放(オン)で上記枝分かれ状の給水経路L1′が連通して通水状態となり、バルブの閉鎖(オフ)で当該経路が非連通となり通水停止となる。
次に、ブリュワー部1について説明する。
ブリュワー部1は、上述したようにコーヒー粉Wからコーヒー液を実質的に抽出する部位であり、抽出シリンダ11と、コーヒー粉供給機構12と、カス排出機構13とを具えて成るものである。
ここでコーヒー粉供給機構12は、原料となるコーヒー粉Wを抽出シリンダ11に供給する機構である。因みに、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れるには、上述したように、本来、コーヒー豆の焙煎度合いや、豆からコーヒー粉Wを挽く際の粒度等から異なるものであり、このため本発明でも、このような本来の抽出形態に則り、エスプレッソ抽出とドリップ抽出とでは別々のコーヒー粉Wを抽出シリンダ11に供給できるようにしている。
また、カス排出機構13は、抽出後(濾過後)のコーヒーカスW1を抽出シリンダ11から排出する機構である。
以下、抽出シリンダ11、コーヒー粉供給機構12、カス排出機構13について詳細に説明する。
ブリュワー部1は、上述したようにコーヒー粉Wからコーヒー液を実質的に抽出する部位であり、抽出シリンダ11と、コーヒー粉供給機構12と、カス排出機構13とを具えて成るものである。
ここでコーヒー粉供給機構12は、原料となるコーヒー粉Wを抽出シリンダ11に供給する機構である。因みに、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れるには、上述したように、本来、コーヒー豆の焙煎度合いや、豆からコーヒー粉Wを挽く際の粒度等から異なるものであり、このため本発明でも、このような本来の抽出形態に則り、エスプレッソ抽出とドリップ抽出とでは別々のコーヒー粉Wを抽出シリンダ11に供給できるようにしている。
また、カス排出機構13は、抽出後(濾過後)のコーヒーカスW1を抽出シリンダ11から排出する機構である。
以下、抽出シリンダ11、コーヒー粉供給機構12、カス排出機構13について詳細に説明する。
抽出シリンダ11は、一例として図2に示すように、シリンダ本体15と、このシリンダ本体15を密閉可能とする上部ピストン16及び下部ピストン17とを具えて成るものである。
このうちシリンダ本体15は、上下が開放された円筒状等を成し、その全長寸法(全高さ寸法)は一例として約80mmであり、また内径は一例として約55mmである。
そして、このシリンダ本体15内で、上部ピストン16及び下部ピストン17とが各々独立して上下動できるように構成されており、エスプレッソ抽出時には、上部ピストン16及び下部ピストン17を相対的に接近させて、これらの間に形成される抽出空間を狭める一方、ドリップ抽出時には、上部ピストン16及び下部ピストン17を離開させて、上記抽出空間を大きく獲得するものである。
ここで、図中符号M2が、上部ピストン16を上下動させる昇降モータであり、図中符号M3が、下部ピストン17を上下動させる昇降モータである。
このうちシリンダ本体15は、上下が開放された円筒状等を成し、その全長寸法(全高さ寸法)は一例として約80mmであり、また内径は一例として約55mmである。
そして、このシリンダ本体15内で、上部ピストン16及び下部ピストン17とが各々独立して上下動できるように構成されており、エスプレッソ抽出時には、上部ピストン16及び下部ピストン17を相対的に接近させて、これらの間に形成される抽出空間を狭める一方、ドリップ抽出時には、上部ピストン16及び下部ピストン17を離開させて、上記抽出空間を大きく獲得するものである。
ここで、図中符号M2が、上部ピストン16を上下動させる昇降モータであり、図中符号M3が、下部ピストン17を上下動させる昇降モータである。
次に、上部ピストン16について説明する。
上部ピストン16は、上述したようにシリンダ本体15内において上下動自在に構成され、抽出時にはシリンダ本体15内の上部を密閉するものである。ここで図中符号161が、そのため(抽出空間を密閉するため)に上部ピストン16に外嵌めされたOリングであり、これにより抽出空間からの湯やコーヒー液等の漏出が防止され、また当該空間を適宜の加圧状態に維持することができるものである。
もちろん、コーヒー粉Wをシリンダ本体15内に投入する際には、当該上部ピストン16は、シリンダ本体15よりも充分上方に退去し、シリンダ本体15の上端開口部を開放するものであり、これによりコーヒー粉Wの投入(下部ピストン17上への投入)を妨げないものである。なお、上述した上部ピストン16の上方退去位置を、以下「上端開放位置」と称するものである。
上部ピストン16は、上述したようにシリンダ本体15内において上下動自在に構成され、抽出時にはシリンダ本体15内の上部を密閉するものである。ここで図中符号161が、そのため(抽出空間を密閉するため)に上部ピストン16に外嵌めされたOリングであり、これにより抽出空間からの湯やコーヒー液等の漏出が防止され、また当該空間を適宜の加圧状態に維持することができるものである。
もちろん、コーヒー粉Wをシリンダ本体15内に投入する際には、当該上部ピストン16は、シリンダ本体15よりも充分上方に退去し、シリンダ本体15の上端開口部を開放するものであり、これによりコーヒー粉Wの投入(下部ピストン17上への投入)を妨げないものである。なお、上述した上部ピストン16の上方退去位置を、以下「上端開放位置」と称するものである。
また前記湯ボイラ23から上部ピストン16までの間には、湯(高温湯)を供給するための湯供給経路L2が設けられており、この経路中には、湯供給バルブV2が設けられている。ここで湯供給バルブV2は、湯ボイラ23からシリンダ本体15内、つまり上部ピストン16と下部ピストン17との間の抽出空間に湯を供給する際に、バルブ開放(オン)で上記湯供給経路L2が連通して給湯状態となり、バルブ閉鎖(オフ)で当該経路が遮断され給湯停止となる。
また上部ピストン16には、シリンダ本体15内(抽出空間)を加圧状態に設定したり、大気開放状態に設定したりする圧力調整経路L3が接続されており、この経路中には、エアポンプM4とエア開放バルブV3が設けられている。ここでエアポンプM4及びエア開放バルブV3は、抽出空間を加圧状態とするときに、エアポンプM4を作動(オン)させるとともにエア開放バルブV3を閉鎖(オフ)するものであり、抽出空間を大気開放状態とするときに、エアポンプM4を停止(オフ)させるとともにエア開放バルブV3を開放(オン)するものである。
また上部ピストン16には、シリンダ本体15内(抽出空間)を加圧状態に設定したり、大気開放状態に設定したりする圧力調整経路L3が接続されており、この経路中には、エアポンプM4とエア開放バルブV3が設けられている。ここでエアポンプM4及びエア開放バルブV3は、抽出空間を加圧状態とするときに、エアポンプM4を作動(オン)させるとともにエア開放バルブV3を閉鎖(オフ)するものであり、抽出空間を大気開放状態とするときに、エアポンプM4を停止(オフ)させるとともにエア開放バルブV3を開放(オン)するものである。
また上部ピストン16には抽出空間(シリンダ本体15内に収容したコーヒー粉W)に面してフィルタ162が設けられる。つまり、当該フィルタ162は、上部ピストン16の下面に設けられ、フィルタ径は一例として54.6mmである。
このフィルタ162は、抽出空間に収容したコーヒー粉Wに湯を散布することが主目的であり、濾過作用は必要ないため、例えば従来のエスプレッソマシンで用いられているフィルタを使用することが可能である。なお、このような構造上、上部ピストン16内は、当然、湯供給経路L2から供給される湯を下面のフィルタ162(散湯孔)に通すように形成されるものである。
このフィルタ162は、抽出空間に収容したコーヒー粉Wに湯を散布することが主目的であり、濾過作用は必要ないため、例えば従来のエスプレッソマシンで用いられているフィルタを使用することが可能である。なお、このような構造上、上部ピストン16内は、当然、湯供給経路L2から供給される湯を下面のフィルタ162(散湯孔)に通すように形成されるものである。
次に、下部ピストン17について説明する。
下部ピストン17も、上述したように、上部ピストン16と同様、シリンダ本体15内において上下動自在に構成され、抽出時にはシリンダ本体15内の下部を密閉するものである。ここで図中符号171が、そのために下部ピストン17に外嵌めされたOリングであり、これにより密閉状態のシリンダ本体15内(抽出空間)からの湯やコーヒー液等の漏出が防止され、また抽出空間内を適宜の加圧状態に維持することができるものである。
なお、下部ピストン17が上部ピストン16と異なる点は、抽出作動中、下部ピストン17は、常にシリンダ本体15内の下部を密閉しながら、適宜上下動し得る点である。
また、下部ピストン17は、通常、シリンダ本体15のほぼ中央位置に待機しており(これを「(下部ピストン17の)原点位置」とする)、エスプレッソ抽出時には、下部ピストン17が当該原点位置を維持しつつ、上部ピストン16が下降してきて、抽出空間を狭める一方、ドリップ抽出時には下部ピストン17がシリンダ本体15の下端開口部付近まで下降するとともに上部ピストン16がシリンダ本体15の上端開口部付近に位置して、上部ピストン16と下部ピストン17との間の抽出空間を広く獲得するものである。このように、本実施例ではドリップ抽出時にはシリンダ本体15内の空間(全長)をほぼ最大限に利用した抽出を行うものである。
下部ピストン17も、上述したように、上部ピストン16と同様、シリンダ本体15内において上下動自在に構成され、抽出時にはシリンダ本体15内の下部を密閉するものである。ここで図中符号171が、そのために下部ピストン17に外嵌めされたOリングであり、これにより密閉状態のシリンダ本体15内(抽出空間)からの湯やコーヒー液等の漏出が防止され、また抽出空間内を適宜の加圧状態に維持することができるものである。
なお、下部ピストン17が上部ピストン16と異なる点は、抽出作動中、下部ピストン17は、常にシリンダ本体15内の下部を密閉しながら、適宜上下動し得る点である。
また、下部ピストン17は、通常、シリンダ本体15のほぼ中央位置に待機しており(これを「(下部ピストン17の)原点位置」とする)、エスプレッソ抽出時には、下部ピストン17が当該原点位置を維持しつつ、上部ピストン16が下降してきて、抽出空間を狭める一方、ドリップ抽出時には下部ピストン17がシリンダ本体15の下端開口部付近まで下降するとともに上部ピストン16がシリンダ本体15の上端開口部付近に位置して、上部ピストン16と下部ピストン17との間の抽出空間を広く獲得するものである。このように、本実施例ではドリップ抽出時にはシリンダ本体15内の空間(全長)をほぼ最大限に利用した抽出を行うものである。
また、上記下部ピストン17から注出部4(ノズル41)までの間には、抽出経路L4が形成されており、当該経路によってシリンダ本体15(抽出空間)で抽出したコーヒー液を注出部4に移送し、ここからカップCに注ぎ入れるものである。なお、当該経路中には、抽出バルブV4が設けられており、この抽出バルブV4は、カップCにコーヒー液を注ぐ際に(送る際に)、バルブ開放(オン)で抽出経路L4を連通させるものである。一方、コーヒー液の移送(吐出)を停止するには、バルブ閉鎖(オフ)で当該経路を遮断するものである。
また、この抽出経路L4には抽出バルブV4の設置部分からドレン経路L5が枝分かれ状に形成されており、この枝分かれ部分(抽出バルブV4の設置部分)にドレンバルブV5が設けられている。
ドレン経路L5は、シリンダ本体15内で抽出したコーヒー液が、注出部4への移送により、徐々に少なくなってきて、液中に雑味分が多く含まれるようになってきた段階(これを残液とする)で、この残液をドレン経路L5から外部に放出(排出)するものである。このためドレンバルブV5の作動は、コーヒー液を注出部4に移送している状態からドレン排出に切り換える際に、ドレンバルブV5を開放(オン)するとともに抽出バルブV4を閉鎖(オフ)するものである。もちろん、コーヒー液をシリンダ本体15から注出部4に移送している間は、ドレンバルブV5は閉鎖(オフ)しておき、ドレン経路L5からコーヒー液が排出されることがないようにするものである。
ドレン経路L5は、シリンダ本体15内で抽出したコーヒー液が、注出部4への移送により、徐々に少なくなってきて、液中に雑味分が多く含まれるようになってきた段階(これを残液とする)で、この残液をドレン経路L5から外部に放出(排出)するものである。このためドレンバルブV5の作動は、コーヒー液を注出部4に移送している状態からドレン排出に切り換える際に、ドレンバルブV5を開放(オン)するとともに抽出バルブV4を閉鎖(オフ)するものである。もちろん、コーヒー液をシリンダ本体15から注出部4に移送している間は、ドレンバルブV5は閉鎖(オフ)しておき、ドレン経路L5からコーヒー液が排出されることがないようにするものである。
更に下部ピストン17には、シリンダ本体15内(抽出空間内)にエアを供給するためのエア供給経路L6が接続されており、この経路にはエアポンプM5と逆止弁V6とが設けられている。なお、このエアポンプM5から抽出空間にエアを供給するのは、特にドリップ抽出時においてコーヒー粉Wと湯を撹拌するためである。
また下部ピストン17には抽出空間(シリンダ本体15内に収容したコーヒー粉W)に面してフィルタ172が設けられる。つまり、当該フィルタ172は、下部ピストン17の上面に設けられ、シリンダ本体15内に投入されたコーヒー粉Wが接触する部位であり、フィルタ径としては上記フィルタ162と同様に一例として54.6mmである。
ただし、当該フィルタ172は、コーヒー粉Wから抽出したコーヒー液を通過させる一方、コーヒー粉Wの通過は阻止する濾過作用を具えるものである。しかも、本発明においては、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れられるようにした極めて画期的なフィルタ172である。
ただし、当該フィルタ172は、コーヒー粉Wから抽出したコーヒー液を通過させる一方、コーヒー粉Wの通過は阻止する濾過作用を具えるものである。しかも、本発明においては、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れられるようにした極めて画期的なフィルタ172である。
以下、上記フィルタ172について更に詳細に説明する。
当該フィルタ172は、一例として図4に示すように、目開き(開口サイズ)の異なる複数のスクリーンSCを積層してなり、この積層したスクリーンSCを更に下方から補強部材HCで支持して成るものである。ここで各スクリーンSCに開口される孔(目)を、通過孔hとする(「通過孔h」は各スクリーンSCや補強部材HCで共通的に使用する)。
なお、本実施例では図4に併せ示すように、各々のスクリーンSCをステンレス製の平織金網で形成し、これを三層、積層するものである(補強部材HCを除いて三層)。またスクリーンSCの積層は、各スクリーンSCの通過孔hが、抽出方向となる下方に向かって順次広がるように(これを「下広がり」とする)積層するものである。
ここで、上記三層のスクリーンSCを各々区別して示す場合には、最も上に位置し、コーヒー粉Wと直接接触するスクリーンを一層目スクリーンSC1とする。また真ん中に位置するスクリーンを二層目スクリーンSC2とし、最も下に位置し、補強部材HCと接触するスクリーンを三層目スクリーンSC3とする。なお、各スクリーンSCの通過孔hのサイズ等については後述する。
当該フィルタ172は、一例として図4に示すように、目開き(開口サイズ)の異なる複数のスクリーンSCを積層してなり、この積層したスクリーンSCを更に下方から補強部材HCで支持して成るものである。ここで各スクリーンSCに開口される孔(目)を、通過孔hとする(「通過孔h」は各スクリーンSCや補強部材HCで共通的に使用する)。
なお、本実施例では図4に併せ示すように、各々のスクリーンSCをステンレス製の平織金網で形成し、これを三層、積層するものである(補強部材HCを除いて三層)。またスクリーンSCの積層は、各スクリーンSCの通過孔hが、抽出方向となる下方に向かって順次広がるように(これを「下広がり」とする)積層するものである。
ここで、上記三層のスクリーンSCを各々区別して示す場合には、最も上に位置し、コーヒー粉Wと直接接触するスクリーンを一層目スクリーンSC1とする。また真ん中に位置するスクリーンを二層目スクリーンSC2とし、最も下に位置し、補強部材HCと接触するスクリーンを三層目スクリーンSC3とする。なお、各スクリーンSCの通過孔hのサイズ等については後述する。
次に、補強部材HCについて説明する。
補強部材HCは、上述したようにスクリーンSCを支持するものであり、より詳細には抽出時の圧力等によってスクリーンSCが変形や破損しないように支持するものである。特にエスプレッソ抽出時には、シリンダ本体15内(抽出空間)を一例として10バール程度の高圧状態に設定することから、スクリーンSCにも相応の高圧が作用するものであり、このため補強部材HCにも、この高圧に耐えられるような強度や耐久性が要求される。
このようなことから本実施例の補強部材HCは、比較的厚いステンレス製の板材が適用され(例えば厚さ約1mmほど)、ここにほぼ正六角形の通過孔hを開口するものである(いわゆるハニカム状)。
なお、補強部材HCの通過孔hをほぼ正六角形としたのは(平面視状態でハニカム状に形成したのは)、補強部材HCとしての強度アップと開口率の向上を同時に達成するためである。すなわち、通過孔hをほぼ正六角形とすれば、通過孔h同士の境界部分が一定の幅寸法となり、スクリーンSCを支持する強度として優れた性能を発揮するとともに、コーヒー液をスムーズに通過させる開口率としても高く確保でき(一例として20%以上の開口率)、限られたフィルタ面積を有効に利用できるものである。
もちろん、通過孔hの形状としては、一般的なパンチングメタルに代表されるように、円形にすることも考えられるが、この場合には円形状の孔と孔の境界部分が一定の幅寸法にならず各部で異なる。そのため、境界部分の最も狭い部分で必要最低限の強度を確保しようとすると、補強部材HC全体としての開口率が低下し、限られたフィルタ面積を有効に利用できないことが懸念される。このようなことから、本実施例では、上記図4に示したように、補強部材HCをハニカム状に形成したものである。
補強部材HCは、上述したようにスクリーンSCを支持するものであり、より詳細には抽出時の圧力等によってスクリーンSCが変形や破損しないように支持するものである。特にエスプレッソ抽出時には、シリンダ本体15内(抽出空間)を一例として10バール程度の高圧状態に設定することから、スクリーンSCにも相応の高圧が作用するものであり、このため補強部材HCにも、この高圧に耐えられるような強度や耐久性が要求される。
このようなことから本実施例の補強部材HCは、比較的厚いステンレス製の板材が適用され(例えば厚さ約1mmほど)、ここにほぼ正六角形の通過孔hを開口するものである(いわゆるハニカム状)。
なお、補強部材HCの通過孔hをほぼ正六角形としたのは(平面視状態でハニカム状に形成したのは)、補強部材HCとしての強度アップと開口率の向上を同時に達成するためである。すなわち、通過孔hをほぼ正六角形とすれば、通過孔h同士の境界部分が一定の幅寸法となり、スクリーンSCを支持する強度として優れた性能を発揮するとともに、コーヒー液をスムーズに通過させる開口率としても高く確保でき(一例として20%以上の開口率)、限られたフィルタ面積を有効に利用できるものである。
もちろん、通過孔hの形状としては、一般的なパンチングメタルに代表されるように、円形にすることも考えられるが、この場合には円形状の孔と孔の境界部分が一定の幅寸法にならず各部で異なる。そのため、境界部分の最も狭い部分で必要最低限の強度を確保しようとすると、補強部材HC全体としての開口率が低下し、限られたフィルタ面積を有効に利用できないことが懸念される。このようなことから、本実施例では、上記図4に示したように、補強部材HCをハニカム状に形成したものである。
なお、補強部材HCに正六角形状の通過孔hを開口するにあたり、本実施例ではエッチング加工により開口するものであり、このため補強部材HCは、特に「六角エッチング」と称することがある。
ここでエッチング加工とは、薬品で金属を溶かす開孔手法であり、開けたい孔(模様)の版を起こして、金属板(ここではステンレス製の板)を溶出(エッチング)させて孔を開けるものであり、このため孔は縦断面視でテーパ状となる(図4(b)参照)。
因みに、通過孔hの開口にあたりエッチング加工を採用するのは、本実施例の場合、プレス打抜きによる開口が極めて困難であるからである。すなわち、ここでは上述したように補強部材HCとして比較的高い開口率が求められるが、厚みが1mm程もあるステンレス板に対しては、このような高い開口率でのプレス打抜きが極めて困難(ほぼ不可能)である。なお、プレス打抜きは、通常、開口径φ0.5程度で板厚0.3~0.4mm程度が実質的な限界と言われている(それより小さい孔も開口できるが、サイズや板厚に制約が多くなってくる)。これに対し、本実施例において補強部材HCに開口する、正六角形の通過孔hの大きさ(対辺距離)は、一例として図4(b)に示すように、テーパ状の小さい方で3.2mm、大きい方で3.6mmである。
因みに、従来のエスプレッソマシンのフィルタは開口率が低いために(一例として2~3%程度)プレス加工による開孔が可能であった。すなわち、開口率が低い場合には、開孔のための針状を成す凸型部が分散し、型としての強度が保てるが、開口率が本実施例のように高い場合には、この個々の凸型部が接近し過ぎて型(実際には個々の針状部を端部で接続した剣山のような型となる)としての強度が維持できないものである。
なお、上記図4(b)中の(i)、(ii)は、補強部材HCを天地反転させたものである。すなわち、本図(i)は、縦断面視でテーパ状を成す通過孔hが下広がりとなるように補強部材HCを設けた例であり、本図(ii)は、これとは逆に通過孔hが上広がりとなるように補強部材HCを設けた例である。
ここでエッチング加工とは、薬品で金属を溶かす開孔手法であり、開けたい孔(模様)の版を起こして、金属板(ここではステンレス製の板)を溶出(エッチング)させて孔を開けるものであり、このため孔は縦断面視でテーパ状となる(図4(b)参照)。
因みに、通過孔hの開口にあたりエッチング加工を採用するのは、本実施例の場合、プレス打抜きによる開口が極めて困難であるからである。すなわち、ここでは上述したように補強部材HCとして比較的高い開口率が求められるが、厚みが1mm程もあるステンレス板に対しては、このような高い開口率でのプレス打抜きが極めて困難(ほぼ不可能)である。なお、プレス打抜きは、通常、開口径φ0.5程度で板厚0.3~0.4mm程度が実質的な限界と言われている(それより小さい孔も開口できるが、サイズや板厚に制約が多くなってくる)。これに対し、本実施例において補強部材HCに開口する、正六角形の通過孔hの大きさ(対辺距離)は、一例として図4(b)に示すように、テーパ状の小さい方で3.2mm、大きい方で3.6mmである。
因みに、従来のエスプレッソマシンのフィルタは開口率が低いために(一例として2~3%程度)プレス加工による開孔が可能であった。すなわち、開口率が低い場合には、開孔のための針状を成す凸型部が分散し、型としての強度が保てるが、開口率が本実施例のように高い場合には、この個々の凸型部が接近し過ぎて型(実際には個々の針状部を端部で接続した剣山のような型となる)としての強度が維持できないものである。
なお、上記図4(b)中の(i)、(ii)は、補強部材HCを天地反転させたものである。すなわち、本図(i)は、縦断面視でテーパ状を成す通過孔hが下広がりとなるように補強部材HCを設けた例であり、本図(ii)は、これとは逆に通過孔hが上広がりとなるように補強部材HCを設けた例である。
次に、積層構造を採る各スクリーンSC1~SC3の通過孔hの大きさ(目開き)について説明する。
一般にコーヒー粉Wの微粉は、最も小さいもので約20μm程度のものから存在するため、このような微粉の通過を確実に阻止するには、スクリーン(特に一層目スクリーンSC1)の目開きを20μm程度未満にすることが好ましい(メッシュの数値としては大きくなる)。しかしながら、あまりに目を細かくすると(メッシュの数値を大きくすると)、抽出時のコーヒー液の抜けが悪化する(抜けないこともある)。特にドリップ抽出では、エスプレッソ抽出のような高圧を掛けないため、あまりにスクリーンSCの目が細かいと、低い圧力を掛けても多大な抽出時間を要してしまう。因みに、自動機としてのコーヒーマシンAに許容される抽出時間としては約1分程度が限度と言われている。
このようなことから本実施例では、三層の各スクリーンSC1~SC3の組み合わせとしては、一例として図5に示すように、A~Dの組み合わせが挙げられ、このうち特に好ましいのはB、C、Dの組み合わせである。
ここで組み合わせAにおける一層目スクリーンSC1の開口率は31%程であり、組み合わせBにおける一層目スクリーンSC1の開口率は26.4%程であり、組み合わせCにおける一層目スクリーンSC1の開口率は27.6%程であり、組み合わせDにおける一層目スクリーンSC1の開口率は26.4%程である。
一般にコーヒー粉Wの微粉は、最も小さいもので約20μm程度のものから存在するため、このような微粉の通過を確実に阻止するには、スクリーン(特に一層目スクリーンSC1)の目開きを20μm程度未満にすることが好ましい(メッシュの数値としては大きくなる)。しかしながら、あまりに目を細かくすると(メッシュの数値を大きくすると)、抽出時のコーヒー液の抜けが悪化する(抜けないこともある)。特にドリップ抽出では、エスプレッソ抽出のような高圧を掛けないため、あまりにスクリーンSCの目が細かいと、低い圧力を掛けても多大な抽出時間を要してしまう。因みに、自動機としてのコーヒーマシンAに許容される抽出時間としては約1分程度が限度と言われている。
このようなことから本実施例では、三層の各スクリーンSC1~SC3の組み合わせとしては、一例として図5に示すように、A~Dの組み合わせが挙げられ、このうち特に好ましいのはB、C、Dの組み合わせである。
ここで組み合わせAにおける一層目スクリーンSC1の開口率は31%程であり、組み合わせBにおける一層目スクリーンSC1の開口率は26.4%程であり、組み合わせCにおける一層目スクリーンSC1の開口率は27.6%程であり、組み合わせDにおける一層目スクリーンSC1の開口率は26.4%程である。
なお、コーヒー粉Wの微粉は、上述したように最も細かいもので20μm程度であるため、図5に示すスクリーンSCのうち最も開口サイズの小さい400メッシュ(開口サイズ33.5μm)のスクリーンSCを適用しても、単にサイズだけで比較すれば微粉はスクリーンSCの通過孔hを通り抜け、カップCに注がれてしまう。しかしながら、本実施例では特にドリップ抽出時においてコーヒー粉Wと湯を撹拌するものであり、これにより微粉よりも大きい目のスクリーンSCを使用しながらも微粉の通り抜けを防止するようにしており、これについては後述する。
また、各スクリーンSC同士や、三層目スクリーンSC3と補強部材(六角エッチング)HCとは、事前にフィルタ172として一体化しておき、この状態で下部ピストン17に装着することが好ましい。この事前の一体化により、特に高圧が掛かるエスプレッソ抽出においても積層状態のスクリーンSCの横ズレ等が防止でき、更にはフィルタ172としての強度を高めることができ、一層目スクリーンSC1の目詰まり防止も図れるものである。因みに、本実施例のフィルタ172は上述したように金属製であり、このような金属製フィルタは繰り返し使用できることが利点であり(ペーパーフィルタのように使い捨てではない)、この点でスクリーンSCや補強部材HCを一体化することは、フィルタ172の機能を長期にわたって高いレベルで維持することにもなるものである。
なお、従来のドリップ抽出(紙や布製のフィルタを使ったドリップ抽出)では、コーヒーのうま味であるはずの豆のオイルを、紙や布で取り除いてしまうと言われており、エスプレッソコーヒーと味を比較すると、エスプレッソコーヒーを約4~5倍程度に希釈して飲んだものに近いと言われている。この点、本実施例は、金属製(ステンレス製)のフィルタであるため、うま味成分であるコーヒー豆のオイルを損なうことなく抽出できるものである(できると言える)。
また、スクリーンSCや補強部材HCの一体化にあたっては、熱圧着結合という手法が好ましく、この手法は各スクリーンSCと補強部材HCを積層した後、真空状態で融点以下の高温・高圧下で一定時間保持することにより接触部分に金属間結合を生じさせて強固に固着する結合方法である。
なお、従来のドリップ抽出(紙や布製のフィルタを使ったドリップ抽出)では、コーヒーのうま味であるはずの豆のオイルを、紙や布で取り除いてしまうと言われており、エスプレッソコーヒーと味を比較すると、エスプレッソコーヒーを約4~5倍程度に希釈して飲んだものに近いと言われている。この点、本実施例は、金属製(ステンレス製)のフィルタであるため、うま味成分であるコーヒー豆のオイルを損なうことなく抽出できるものである(できると言える)。
また、スクリーンSCや補強部材HCの一体化にあたっては、熱圧着結合という手法が好ましく、この手法は各スクリーンSCと補強部材HCを積層した後、真空状態で融点以下の高温・高圧下で一定時間保持することにより接触部分に金属間結合を生じさせて強固に固着する結合方法である。
また下部ピストン17内には、フィルタ172(通過孔h)を通り抜けたコーヒー液の回収を図りながら、フィルタ172を下方から支える受け構造が形成される。
このような受け構造としては、下部ピストン17の底部から上方(フィルタ172)に向かって突出するリブ等の突起(例えば合成樹脂製で多重の同心円状に形成)が挙げられる(図示略)。また、この突起と突起で区画された部位が、コーヒー液や残液の通路となり、コーヒー液や残液は、当該通路の一部に形成された吐出口(通常は底部の一カ所)から上記抽出経路L4(残液はドレン経路L5)に吐出されるものである。
このような受け構造としては、下部ピストン17の底部から上方(フィルタ172)に向かって突出するリブ等の突起(例えば合成樹脂製で多重の同心円状に形成)が挙げられる(図示略)。また、この突起と突起で区画された部位が、コーヒー液や残液の通路となり、コーヒー液や残液は、当該通路の一部に形成された吐出口(通常は底部の一カ所)から上記抽出経路L4(残液はドレン経路L5)に吐出されるものである。
次に、コーヒー粉供給機構12について説明する。
コーヒー粉供給機構12は、上述したように、原料となるコーヒー粉Wをシリンダ本体15(抽出空間)に投入する機構であり、本発明ではエスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れられるように、別々のコーヒー粉Wをシリンダ本体15に投入するものである。
具体的には、どちらのコーヒーも抽出の都度、豆から挽いてコーヒー粉Wを生成するものであり、一例として図1・図3に示すように、エスプレッソコーヒー用のホッパ121及びグラインダ122と、ドリップコーヒー用のホッパ123及びグラインダ124とを具えて成るものである。
ここでエスプレッソコーヒー用のコーヒー豆としては、上述したように、比較的、焙煎度合いを強めた、いわゆる深煎り豆~中煎り豆が使用されることが多く、これがエスプレッソ用のホッパ121に予め貯留されている。そして、エスプレッソ抽出時に、このエスプレッソ用のホッパ121からコーヒー豆が適量取り出され、エスプレッソ用のグラインダ122で、「細挽き」や「極細挽き」等と称される状態(細かいパウダー状)に挽かれるものである。
コーヒー粉供給機構12は、上述したように、原料となるコーヒー粉Wをシリンダ本体15(抽出空間)に投入する機構であり、本発明ではエスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを共に本格的に淹れられるように、別々のコーヒー粉Wをシリンダ本体15に投入するものである。
具体的には、どちらのコーヒーも抽出の都度、豆から挽いてコーヒー粉Wを生成するものであり、一例として図1・図3に示すように、エスプレッソコーヒー用のホッパ121及びグラインダ122と、ドリップコーヒー用のホッパ123及びグラインダ124とを具えて成るものである。
ここでエスプレッソコーヒー用のコーヒー豆としては、上述したように、比較的、焙煎度合いを強めた、いわゆる深煎り豆~中煎り豆が使用されることが多く、これがエスプレッソ用のホッパ121に予め貯留されている。そして、エスプレッソ抽出時に、このエスプレッソ用のホッパ121からコーヒー豆が適量取り出され、エスプレッソ用のグラインダ122で、「細挽き」や「極細挽き」等と称される状態(細かいパウダー状)に挽かれるものである。
一方、ドリップコーヒー用のコーヒー豆は、比較的、焙煎度合いを弱くした、いわゆる浅煎り豆~中煎り豆が使用されることが多く、これがドリップ用のホッパ123に予め貯留されている。そして、ドリップ抽出時に、このドリップ用のホッパ123からコーヒー豆が適量取り出され、ドリップ用のグラインダ124で、「中挽き」や「粗挽き」等と称される状態に挽かれるものである。
なお、このようにして生成されたエスプレッソ用のコーヒー粉Wやドリップ用のコーヒー粉Wは、スライダ125等によって滑落させて、各グラインダ122・124からシリンダ本体15(抽出空間)に投入するものである。もちろん、コーヒー粉Wをシリンダ本体15内に投入する際には、上述したように、上部ピストン16が上端開放位置に退去し、シリンダ本体15の上端開口部を開放した状態(コーヒー粉Wの投入を妨げない状態)で行われるものである。
因みに、本実施例では、上述した各グラインダ122・124とも、コニカル式のグラインダを適用するものであり、またグラインダを駆動させるモータは、上方に立ち上げるように設けるのではなく、下向き(下方に突出するように)に設け、モータ(トップ部)の上方への出っ張りを抑えるようにしている。
なお、このようにして生成されたエスプレッソ用のコーヒー粉Wやドリップ用のコーヒー粉Wは、スライダ125等によって滑落させて、各グラインダ122・124からシリンダ本体15(抽出空間)に投入するものである。もちろん、コーヒー粉Wをシリンダ本体15内に投入する際には、上述したように、上部ピストン16が上端開放位置に退去し、シリンダ本体15の上端開口部を開放した状態(コーヒー粉Wの投入を妨げない状態)で行われるものである。
因みに、本実施例では、上述した各グラインダ122・124とも、コニカル式のグラインダを適用するものであり、またグラインダを駆動させるモータは、上方に立ち上げるように設けるのではなく、下向き(下方に突出するように)に設け、モータ(トップ部)の上方への出っ張りを抑えるようにしている。
次に、カス排出機構13について説明する。
カス排出機構13は、上述したように、抽出後のコーヒーカスW1を抽出シリンダ11から除去排出する機構である。ここで本実施例ではコーヒーカスW1の排出作業をシリンダ本体15の上端開口部において行うものであり、このため当該作業中、上部ピストン16は、作業の妨げにならないように、上端開放位置に退去させるものである。
一方、当該作業中、下部ピストン17は、シリンダ本体15の上端開口部まで上昇させ、フィルタ172上に載せたコーヒーカスW1をシリンダ本体15の上端部よりも幾分高い位置に位置させるものである。そして、この状態でフィルタ172表面、つまり一層目スクリーンSC1上をスクレイパー状のプッシュアーム131で払い出して、一層目スクリーンSC1上のコーヒーカスW1を掻き取り(除去し)、抽出シリンダ11外に排出するものである(図3参照)。
カス排出機構13は、上述したように、抽出後のコーヒーカスW1を抽出シリンダ11から除去排出する機構である。ここで本実施例ではコーヒーカスW1の排出作業をシリンダ本体15の上端開口部において行うものであり、このため当該作業中、上部ピストン16は、作業の妨げにならないように、上端開放位置に退去させるものである。
一方、当該作業中、下部ピストン17は、シリンダ本体15の上端開口部まで上昇させ、フィルタ172上に載せたコーヒーカスW1をシリンダ本体15の上端部よりも幾分高い位置に位置させるものである。そして、この状態でフィルタ172表面、つまり一層目スクリーンSC1上をスクレイパー状のプッシュアーム131で払い出して、一層目スクリーンSC1上のコーヒーカスW1を掻き取り(除去し)、抽出シリンダ11外に排出するものである(図3参照)。
なお、プッシュアーム131がフィルタ172表面上のコーヒーカスW1を掻き取る一回の動作(1ストローク)は、一例として図3に示すように、プッシュアーム131にリンク接続された回動アーム132の作動によって行うものである。また、この回動アーム132の作動(回動)は、カス排出モータM6の駆動によって行われるが、両者の間にはカム機構が設けられており、このカム機構を介してカス排出モータM6による回転が、回動アーム132の回動として伝達されるものである。
因みに、下部ピストン17(フィルタ172)から除去されたコーヒーカスW1は、例えば図3に併せ示すように、カス排出用のシュート133を介して適宜の回収ボックス134(図1参照)に落下・回収されるものである。
因みに、下部ピストン17(フィルタ172)から除去されたコーヒーカスW1は、例えば図3に併せ示すように、カス排出用のシュート133を介して適宜の回収ボックス134(図1参照)に落下・回収されるものである。
次にミルク生成部3について説明する。
ミルク生成部3は、上述したようにミルクを冷蔵するとともに、ミルクの添加を要する飲料メニュー(カフェラテ、カプチーノ等)が選択された場合に、その飲料メニューに応じて冷蔵状態のミルクを適量取り出し、所望の状態に仕立てる部位である。
ここでミルクの仕立て方としては、フォームドミルク、ホットミルク、コールドミルク等が挙げられ、このうち例えばフォームドミルクは、冷蔵状態のミルク(コールドミルク)に蒸気を接触させてキメ細かく泡立てたミルク(高温)であり、上述したようにカプチーノに適したミルクである。
このようなことから、上記ミルク生成部3は、一例として図2に示すように、冷蔵室等から低温状態のミルクを取り出し、注出部4(ノズル41)に供給するミルク供給経路L7を主要経路とし、これに蒸気接触経路L8、洗浄経路L9を合流させるようにしており、以下これらの経路について説明する。
ミルク生成部3は、上述したようにミルクを冷蔵するとともに、ミルクの添加を要する飲料メニュー(カフェラテ、カプチーノ等)が選択された場合に、その飲料メニューに応じて冷蔵状態のミルクを適量取り出し、所望の状態に仕立てる部位である。
ここでミルクの仕立て方としては、フォームドミルク、ホットミルク、コールドミルク等が挙げられ、このうち例えばフォームドミルクは、冷蔵状態のミルク(コールドミルク)に蒸気を接触させてキメ細かく泡立てたミルク(高温)であり、上述したようにカプチーノに適したミルクである。
このようなことから、上記ミルク生成部3は、一例として図2に示すように、冷蔵室等から低温状態のミルクを取り出し、注出部4(ノズル41)に供給するミルク供給経路L7を主要経路とし、これに蒸気接触経路L8、洗浄経路L9を合流させるようにしており、以下これらの経路について説明する。
すなわち、ミルク供給経路L7に対して、蒸気接触経路L8を合流させるものであり、この蒸気接触経路L8によって、蒸気ボイラ22で生成された蒸気を、当該合流部からミルク供給経路L7(注出部4に向けて)に送り込むものである。なお、この合流部にはベンチュリバルブVVが設けられ、このベンチュリの吸引作用により、格別、ミルク供給用のポンプを用いなくても、冷蔵室からミルクを吸引し(吸い上げ)、注出部4に移送することができるものである。
そして、前記ミルク供給経路L7において上記ベンチュリバルブVVの前段には、ミルクの吸引量(移送量)を制御するための例えばロータリー式の制御バルブ(図示略)を設けるものであり、この制御バルブの開閉量(回動量)を調整するものが図2中の調整モータM7である。因みに、当該制御バルブの弁体(ディスク)の表面には、外部からミルク供給経路L7に連通するエア導入溝が形成され、ミルクの吸引と同時に外部からエアを導入するように形成されている。しかも、このエア導入溝は、弁体がミルク供給経路L7と連通している間(吸引中)は、弁体の姿勢(角度)に係わらず一定量のエアを導入するように形成される。このため当該制御バルブは、ミルクの流量を制御するだけでなく、ミルクの仕立て方(泡立て状態)も調整するバルブと言え、その意味で上記調整モータM7もミルクの泡立て調整用と言える。なお、このような制御バルブについては、特願2011-264925に詳細に開示されている。
また、前記蒸気接触経路L8には蒸気供給バルブV8が設けられるものであり、この蒸気供給バルブV8は、蒸気ボイラ22からミルク供給経路L7(ベンチュリバルブVV)に蒸気を送り込む際に、バルブ開放(オン)となり、バルブ閉鎖(オフ)で当該蒸気の供給が停止となる。
因みに、ミルクをカップCに注ぎ入れるタイミングは、必ずしも一定ではなく、例えばコーヒー液をカップCに注ぎ入れてからミルクを入れる「後添加」、コーヒー液をカップCに注ぎ入れる前にミルクを入れる「前添加」、コーヒー液をカップCに注ぎ入れるのとほぼ同時にミルクを入れる「同時添加」などがあり、これらは飲料メニューの選択によって適宜設定(調整)され得るものである。
そして、前記ミルク供給経路L7において上記ベンチュリバルブVVの前段には、ミルクの吸引量(移送量)を制御するための例えばロータリー式の制御バルブ(図示略)を設けるものであり、この制御バルブの開閉量(回動量)を調整するものが図2中の調整モータM7である。因みに、当該制御バルブの弁体(ディスク)の表面には、外部からミルク供給経路L7に連通するエア導入溝が形成され、ミルクの吸引と同時に外部からエアを導入するように形成されている。しかも、このエア導入溝は、弁体がミルク供給経路L7と連通している間(吸引中)は、弁体の姿勢(角度)に係わらず一定量のエアを導入するように形成される。このため当該制御バルブは、ミルクの流量を制御するだけでなく、ミルクの仕立て方(泡立て状態)も調整するバルブと言え、その意味で上記調整モータM7もミルクの泡立て調整用と言える。なお、このような制御バルブについては、特願2011-264925に詳細に開示されている。
また、前記蒸気接触経路L8には蒸気供給バルブV8が設けられるものであり、この蒸気供給バルブV8は、蒸気ボイラ22からミルク供給経路L7(ベンチュリバルブVV)に蒸気を送り込む際に、バルブ開放(オン)となり、バルブ閉鎖(オフ)で当該蒸気の供給が停止となる。
因みに、ミルクをカップCに注ぎ入れるタイミングは、必ずしも一定ではなく、例えばコーヒー液をカップCに注ぎ入れてからミルクを入れる「後添加」、コーヒー液をカップCに注ぎ入れる前にミルクを入れる「前添加」、コーヒー液をカップCに注ぎ入れるのとほぼ同時にミルクを入れる「同時添加」などがあり、これらは飲料メニューの選択によって適宜設定(調整)され得るものである。
次に洗浄経路L9について説明する。
ミルク供給経路L7において前記制御バルブ(調整モータM7)の前段には、切替弁CVが設けられ、前記蒸気ボイラ22から当該切替弁CVまでの間が洗浄経路L9で接続される。この洗浄経路L9は、蒸気ボイラ22の湯をボイラ底部から取り出し、ミルク供給経路L7に流入させてミルク供給経路L7、より詳細には切替弁CV~ノズル41を洗浄(自動洗浄)するための経路である。もちろん、洗浄時には切替弁CVの操作によりミルクの吸引を遮断する一方、ミルク供給経路L7を洗浄経路L9と連通させ、前記ベンチュリの吸引作用により、洗浄経路L9から湯を吸引して、ミルク供給経路L7内を洗浄(湯洗浄)するものである。
なお、洗浄経路L9中には、湯供給バルブV9が設けられ、この湯供給バルブV9は、蒸気ボイラ22からミルク供給経路L7に湯を送り込む際に、バルブ開放(オン)となり、バルブ閉鎖(オフ)で当該湯の供給が停止となる。
また、洗浄経路L9中には、タンクTが設けられ、実際にはこのタンクTから洗浄用の湯をミルク供給経路L7に送り込むようにしている。
なお、ミルク供給経路L7を洗浄するための湯を蒸気ボイラ22の底部から取り出すようにしたのは、蒸気ボイラ22内に沈降物があった場合(例えば水中の鉄分など)、これをミルク供給経路L7を洗浄する際に同時に排出するためである。
ミルク供給経路L7において前記制御バルブ(調整モータM7)の前段には、切替弁CVが設けられ、前記蒸気ボイラ22から当該切替弁CVまでの間が洗浄経路L9で接続される。この洗浄経路L9は、蒸気ボイラ22の湯をボイラ底部から取り出し、ミルク供給経路L7に流入させてミルク供給経路L7、より詳細には切替弁CV~ノズル41を洗浄(自動洗浄)するための経路である。もちろん、洗浄時には切替弁CVの操作によりミルクの吸引を遮断する一方、ミルク供給経路L7を洗浄経路L9と連通させ、前記ベンチュリの吸引作用により、洗浄経路L9から湯を吸引して、ミルク供給経路L7内を洗浄(湯洗浄)するものである。
なお、洗浄経路L9中には、湯供給バルブV9が設けられ、この湯供給バルブV9は、蒸気ボイラ22からミルク供給経路L7に湯を送り込む際に、バルブ開放(オン)となり、バルブ閉鎖(オフ)で当該湯の供給が停止となる。
また、洗浄経路L9中には、タンクTが設けられ、実際にはこのタンクTから洗浄用の湯をミルク供給経路L7に送り込むようにしている。
なお、ミルク供給経路L7を洗浄するための湯を蒸気ボイラ22の底部から取り出すようにしたのは、蒸気ボイラ22内に沈降物があった場合(例えば水中の鉄分など)、これをミルク供給経路L7を洗浄する際に同時に排出するためである。
次に注出部4について説明する。
注出部4は、上述したように、シリンダ本体15で抽出したコーヒー液や、ミルク生成部3において所望の状態に仕立てたミルク等を、最終的にカップCに注ぎ込む部位であり、ノズル41を主要部材とする。
なお、図1に示す実施例では、上記ノズル41を有するベンドステージを大気開放状態に形成しているが、当該ベンドステージは、適宜、開閉扉などで区画された室内として形成することも可能である。
またノズル41は、図1・図2に示すようにコーヒー液注出口411、湯注出口412、ミルク注出口413を別々に具えた構造が好ましく、ブリュワー部1(抽出シリンダ11)で抽出されたコーヒー液と、ミルク生成部3で仕立てられたミルクとを別々にカップCに注ぐことができるように構成される。
。
因みに、湯ボイラ23からノズル41の湯注出口412までは、上記湯供給経路L2から枝分かれして湯注出経路L10が形成されており、カップCに注ぐ湯は、この経路を通して送られる。また、この湯注出経路L10中には、湯供給バルブV10が設けられており、この湯供給バルブV10は、湯ボイラ23から湯を送り込む際に、バルブ開放(オン)となり、バルブ閉鎖(オフ)で当該湯の供給が停止となる。
注出部4は、上述したように、シリンダ本体15で抽出したコーヒー液や、ミルク生成部3において所望の状態に仕立てたミルク等を、最終的にカップCに注ぎ込む部位であり、ノズル41を主要部材とする。
なお、図1に示す実施例では、上記ノズル41を有するベンドステージを大気開放状態に形成しているが、当該ベンドステージは、適宜、開閉扉などで区画された室内として形成することも可能である。
またノズル41は、図1・図2に示すようにコーヒー液注出口411、湯注出口412、ミルク注出口413を別々に具えた構造が好ましく、ブリュワー部1(抽出シリンダ11)で抽出されたコーヒー液と、ミルク生成部3で仕立てられたミルクとを別々にカップCに注ぐことができるように構成される。
。
因みに、湯ボイラ23からノズル41の湯注出口412までは、上記湯供給経路L2から枝分かれして湯注出経路L10が形成されており、カップCに注ぐ湯は、この経路を通して送られる。また、この湯注出経路L10中には、湯供給バルブV10が設けられており、この湯供給バルブV10は、湯ボイラ23から湯を送り込む際に、バルブ開放(オン)となり、バルブ閉鎖(オフ)で当該湯の供給が停止となる。
本発明のコーヒーマシンAは、以上のような基本構造を有するものであり、以下、本コーヒーマシンAを適用して、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとを本格的に抽出する態様について説明する。
(1)抽出シリンダの初期状態
まず抽出シリンダ11の初期状態、すなわち上部ピストン16と下部ピストン17との初期状態について説明する。
下部ピストン17は、上述したように、シリンダ本体15のほぼ中間地点に当たる原点位置で待機している(図6(a)参照)。
同様に上部ピストン16についても、図6(a)に示すように、当初は上端開放位置(シリンダ本体15の上端開口部よりも高い位置)で待機しており、これはコーヒー粉Wの投入を許容するためである。
なお、コーヒー粉Wは、飲料メニューのボタンが押されてから(飲料メニューが選択されてから)、その都度、豆から挽かれてシリンダ本体15(抽出空間)に投入されることが好ましい。また、このため本実施例では、上述したようにホッパやグラインダが別々、つまりエスプレッソ専用のホッパ121及びグラインダ122と、ドリップ専用のホッパ123及びグラインダ124とが設けられており(図1・図3参照)、メニューボタンが押されてから、そのメニューに応じた専用のコーヒー粉Wが豆から挽かれ、シリンダ本体15内に投入されるものである。
因みに、以下述べるコーヒー豆の焙煎度合いや、コーヒー粉Wの投入量、あるいは抽出量等は、あくまでも標準的な一例であり、種々の変更が可能である。
(1)抽出シリンダの初期状態
まず抽出シリンダ11の初期状態、すなわち上部ピストン16と下部ピストン17との初期状態について説明する。
下部ピストン17は、上述したように、シリンダ本体15のほぼ中間地点に当たる原点位置で待機している(図6(a)参照)。
同様に上部ピストン16についても、図6(a)に示すように、当初は上端開放位置(シリンダ本体15の上端開口部よりも高い位置)で待機しており、これはコーヒー粉Wの投入を許容するためである。
なお、コーヒー粉Wは、飲料メニューのボタンが押されてから(飲料メニューが選択されてから)、その都度、豆から挽かれてシリンダ本体15(抽出空間)に投入されることが好ましい。また、このため本実施例では、上述したようにホッパやグラインダが別々、つまりエスプレッソ専用のホッパ121及びグラインダ122と、ドリップ専用のホッパ123及びグラインダ124とが設けられており(図1・図3参照)、メニューボタンが押されてから、そのメニューに応じた専用のコーヒー粉Wが豆から挽かれ、シリンダ本体15内に投入されるものである。
因みに、以下述べるコーヒー豆の焙煎度合いや、コーヒー粉Wの投入量、あるいは抽出量等は、あくまでも標準的な一例であり、種々の変更が可能である。
(2)エスプレッソコーヒーの抽出態様
まずメニューボタンのON操作等によりエスプレッソメニューが選択されると、エスプレッソ用のホッパ121から適量のコーヒー豆が、エスプレッソ用のグラインダ122に供給され、ここで適宜の粒度に挽かれる(エスプレッソ専用のコーヒー粉Wが生成され、通常はパウダー状である)。次いで、このエスプレッソ用のコーヒー粉Wがスライダ125を介してシリンダ本体15内に投入され、図6(a)に示すような状態となる。
ここで、シリンダ本体15内に投入されるコーヒー粉Wの量はカップ一杯分(ひとり分)につき約10~15g程度である。
まずメニューボタンのON操作等によりエスプレッソメニューが選択されると、エスプレッソ用のホッパ121から適量のコーヒー豆が、エスプレッソ用のグラインダ122に供給され、ここで適宜の粒度に挽かれる(エスプレッソ専用のコーヒー粉Wが生成され、通常はパウダー状である)。次いで、このエスプレッソ用のコーヒー粉Wがスライダ125を介してシリンダ本体15内に投入され、図6(a)に示すような状態となる。
ここで、シリンダ本体15内に投入されるコーヒー粉Wの量はカップ一杯分(ひとり分)につき約10~15g程度である。
コーヒー粉Wの投入後、図6(b)に示すように、上部ピストン16を上端開放位置から自動的に下降させ、これによりコーヒー粉Wは、下部ピストン17と上部ピストン16とにより挟み込まれて圧縮(いわゆるタンピング)を受けるものである。なお、コーヒー粉Wの圧縮度合いは、例えば上部ピストン16の上下動を担う昇降モータM2の電流値で検知(制御)できるため、所定の電流値になるまで上部ピストン16を下降させ、コーヒー粉Wを所定圧で圧縮するものであり、またこの圧縮状態を維持するものである。
因みに、シリンダ本体15内においてコーヒー粉Wを挟み込む下部ピストン17と上部ピストン16との間の空間が実質的な抽出空間(エスプレッソ抽出時におけるシリンダ実容積)となり、一例として30cc程である。
因みに、シリンダ本体15内においてコーヒー粉Wを挟み込む下部ピストン17と上部ピストン16との間の空間が実質的な抽出空間(エスプレッソ抽出時におけるシリンダ実容積)となり、一例として30cc程である。
その後、給水ポンプM1オン・湯供給バルブV2オンで、図6(c)に示すように、上部ピストン16のフィルタ162面からシャワー状に注湯(散湯)し、シリンダ本体15内のコーヒー粉Wを蒸らすものである。
ここで、注湯の湯温は一例として90±2℃であり、またその注湯量は約30ccであり、この注湯量は流量計25で計測した後、自動的に注湯を停止するものである(つまり給水ポンプM1オフ・湯供給バルブV2オフ)。
また、注湯停止後は、5~10秒ほどの時間を掛けてコーヒー粉Wを蒸らすものであるが、このような蒸らし工程においては、コーヒー粉Wを圧縮した上部ピストン16を上方に1mm程度上昇させて(バックさせて)、蒸らしを行い易くする許容空間(蒸らされたコーヒー粉Wは膨らむため、その許容空間)を形成することが可能である。
ここで、注湯の湯温は一例として90±2℃であり、またその注湯量は約30ccであり、この注湯量は流量計25で計測した後、自動的に注湯を停止するものである(つまり給水ポンプM1オフ・湯供給バルブV2オフ)。
また、注湯停止後は、5~10秒ほどの時間を掛けてコーヒー粉Wを蒸らすものであるが、このような蒸らし工程においては、コーヒー粉Wを圧縮した上部ピストン16を上方に1mm程度上昇させて(バックさせて)、蒸らしを行い易くする許容空間(蒸らされたコーヒー粉Wは膨らむため、その許容空間)を形成することが可能である。
このようにしてコーヒー粉Wを蒸らした後、再度、給水ポンプM1オン・湯供給バルブV2オンで、図6(d)に示すように、上部ピストン16のフィルタ162面から注湯し、コーヒー液の抽出を実質的に行う。なお、本工程での注湯は、連続で80~100ccに達するまで行われ、規定量の注湯を流量計25で計測したら、自動的に注湯を終了するものである(給水ポンプM1オフ・湯供給バルブV2オフ)。
また、このような実質的なコーヒー液の抽出に合わせて、抽出経路L4の抽出バルブV4を自動的にオンにして、シリンダ本体15内で抽出したコーヒー液を下部ピストン17から抽出経路L4を通してノズル41(コーヒー液注出口411)に移送し、ここからカップCに注ぎ込むものである。
なお、ノズル41からカップCに注がれるコーヒー液の抽出量は約30~60cc程である。
また、エスプレッソ抽出時におけるシリンダ本体15の内圧は10バール程度の高圧に設定されるが、下部ピストン17のフィルタ172は、三層のスクリーンSC(平織金網)を補強部材HC(六角エッチング)で支持した構造であるため、スクリーンSCが変形を起こすことなく(つまり濾過性能を維持することができ)、また上記のような高圧にも耐えることができるものである。
なお、当初の飲料メニューの選択がカフェラテやカプチーノ等であれば、コーヒー液をカップCに注ぐことに伴い、フォームドミルクやホットミルク等を、例えば100cc程度カップCに注ぎ込むものである。
また、このような実質的なコーヒー液の抽出に合わせて、抽出経路L4の抽出バルブV4を自動的にオンにして、シリンダ本体15内で抽出したコーヒー液を下部ピストン17から抽出経路L4を通してノズル41(コーヒー液注出口411)に移送し、ここからカップCに注ぎ込むものである。
なお、ノズル41からカップCに注がれるコーヒー液の抽出量は約30~60cc程である。
また、エスプレッソ抽出時におけるシリンダ本体15の内圧は10バール程度の高圧に設定されるが、下部ピストン17のフィルタ172は、三層のスクリーンSC(平織金網)を補強部材HC(六角エッチング)で支持した構造であるため、スクリーンSCが変形を起こすことなく(つまり濾過性能を維持することができ)、また上記のような高圧にも耐えることができるものである。
なお、当初の飲料メニューの選択がカフェラテやカプチーノ等であれば、コーヒー液をカップCに注ぐことに伴い、フォームドミルクやホットミルク等を、例えば100cc程度カップCに注ぎ込むものである。
その後、このような実質的な抽出作動をタイムアップで停止する。具体的には抽出バルブV4をタイムアップで自動的に閉鎖し、同時にドレンバルブV5を開放して、図6(e)に示すように、シリンダ本体15内に残存する雑味成分の多い残液をドレン経路L5から排出する。
なお、ドレン排出量は、一例として20~40ccほどである。
なお、ドレン排出量は、一例として20~40ccほどである。
そして、このような残液の排出後、ドレンバルブV5を閉鎖して(実際にはタイムアップで自動オフ)、コーヒーカスW1を排出するものである。
これには、一例として図6(f)に示すように、まず上部ピストン16がシリンダ本体15(上端開口部)より上方の上端開放位置まで上昇し、ここで待機する(実際にはリミットスイッチで検知して上部ピストン16の上昇を自動停止させる)。
その後、少し遅れて、下部ピストン17が、シリンダ本体15内を上昇し、コーヒーカスW1をシリンダ本体15の上端開口部まで押し上げるものであり、これがカス払出し位置である。なお、このカス払出し位置は、実際にはリミットスイッチで検知して下部ピストン17の上昇を自動的に停止させるものである。
次いで、図3に示すように、カス排出モータM6オンで、カス排出機構13のプッシュアーム131を作動させて、コーヒーカスW1を下部ピストン17(フィルタ172)上から除去し、回収ボックス134等に落下・投入するものである。
なお、スクリーンSC(特に一層目スクリーンSC1)が平織金網で形成されるため、畳織金網で形成した場合よりも、カス排出時の目詰まりが減少でき(こびり付きが防止でき)、定期的に行うフィルタ洗浄も行い易いものである。
これには、一例として図6(f)に示すように、まず上部ピストン16がシリンダ本体15(上端開口部)より上方の上端開放位置まで上昇し、ここで待機する(実際にはリミットスイッチで検知して上部ピストン16の上昇を自動停止させる)。
その後、少し遅れて、下部ピストン17が、シリンダ本体15内を上昇し、コーヒーカスW1をシリンダ本体15の上端開口部まで押し上げるものであり、これがカス払出し位置である。なお、このカス払出し位置は、実際にはリミットスイッチで検知して下部ピストン17の上昇を自動的に停止させるものである。
次いで、図3に示すように、カス排出モータM6オンで、カス排出機構13のプッシュアーム131を作動させて、コーヒーカスW1を下部ピストン17(フィルタ172)上から除去し、回収ボックス134等に落下・投入するものである。
なお、スクリーンSC(特に一層目スクリーンSC1)が平織金網で形成されるため、畳織金網で形成した場合よりも、カス排出時の目詰まりが減少でき(こびり付きが防止でき)、定期的に行うフィルタ洗浄も行い易いものである。
コーヒーカスW1の排出後、図6(g)に示すように、下部ピストン17が原点位置まで下降し(戻り)、抽出シリンダ11は初期状態に復帰し、次回の抽出に備える待機状態となる。因みに、図6(g)と図6(a)とは、コーヒー粉Wの投入/非投入の相違だけで、コーヒーマシンAの状態としては同じである。
(3)ドリップコーヒーの抽出態様
次に、ドリップコーヒーの抽出態様について説明する。なお、抽出シリンダ11の初期状態は、図7(a)に示すように、エスプレッソ抽出時と同じである(共通である)。
まずメニューボタンのON操作等によりドリップメニューが選択されると、ドリップ用のホッパ123から適量のコーヒー豆がドリップ用のグラインダ124に供給され、ここで適宜の粒度に挽かれる(ドリップ専用のコーヒー粉Wが生成される)。そして、このコーヒー粉Wがスライダ125を介してシリンダ本体15内に投入される(図3参照)。この際、シリンダ本体15内に投入されるコーヒー粉Wの量はカップ一杯分(ひとり分)につき約10~15g程度である。
また、このようなコーヒー粉Wの投入中に、同図7(b)に併せ示すように、下部ピストン17をシリンダ本体15内の下端開口部まで下降させるものである(実際にはリミットスイッチで検知して下部ピストン17の下降を自動停止させる)。なお、下部ピストン17を原点位置から下降させるのは、ドリップ抽出では、エスプレッソ抽出よりも大きな抽出空間を要するためである。また、コーヒー粉Wの投入と下部ピストン17の下降とを同時並行的に行うことにより、抽出時間の短縮化を図るものである。
次に、ドリップコーヒーの抽出態様について説明する。なお、抽出シリンダ11の初期状態は、図7(a)に示すように、エスプレッソ抽出時と同じである(共通である)。
まずメニューボタンのON操作等によりドリップメニューが選択されると、ドリップ用のホッパ123から適量のコーヒー豆がドリップ用のグラインダ124に供給され、ここで適宜の粒度に挽かれる(ドリップ専用のコーヒー粉Wが生成される)。そして、このコーヒー粉Wがスライダ125を介してシリンダ本体15内に投入される(図3参照)。この際、シリンダ本体15内に投入されるコーヒー粉Wの量はカップ一杯分(ひとり分)につき約10~15g程度である。
また、このようなコーヒー粉Wの投入中に、同図7(b)に併せ示すように、下部ピストン17をシリンダ本体15内の下端開口部まで下降させるものである(実際にはリミットスイッチで検知して下部ピストン17の下降を自動停止させる)。なお、下部ピストン17を原点位置から下降させるのは、ドリップ抽出では、エスプレッソ抽出よりも大きな抽出空間を要するためである。また、コーヒー粉Wの投入と下部ピストン17の下降とを同時並行的に行うことにより、抽出時間の短縮化を図るものである。
その後、一例として図7(c)に示すように、上部ピストン16を上端開放位置からシリンダ本体15の上端開口部まで下降させ(実際にはリミットスイッチで検知して上部ピストン16の下降を自動停止させる)、シリンダ本体15内を密閉状態とし、この密閉空間が抽出空間となる。このようにドリップ抽出ではシリンダ本体15内において上部ピストン16と下部ピストン17とをほぼ最大限まで離開させた状態で抽出を行うものである。因みに、上部ピストン16と下部ピストン17とをほぼ最大限まで離開させた状態の抽出空間(シリンダ実容積)は、約200cc程である。
その後、給水ポンプM1オン・湯供給バルブV2オンで、一例として図7(d)に示すように、上部ピストン16のフィルタ162面からシャワー状に注湯(散湯)して、シリンダ本体15内のコーヒー粉Wを蒸らすものである(注湯停止後5~10秒ほど掛けてコーヒー粉Wを蒸らす)。
この際、圧力調整経路L3中のエア開放バルブV3を開放して、上部ピストン16からシリンダ本体15内のエアを外部に排出し、湯供給経路L2からの注湯を促進させることが好ましい。因みに、当該蒸らし工程における注湯の湯温も一例として90±2℃であり、その注湯量は約50ccである。また、この注湯量は流量計25で計測するものであり、計測後は自動的に注湯を停止するものである(つまり給水ポンプM1オフ・湯供給バルブV2オフ)。
この際、圧力調整経路L3中のエア開放バルブV3を開放して、上部ピストン16からシリンダ本体15内のエアを外部に排出し、湯供給経路L2からの注湯を促進させることが好ましい。因みに、当該蒸らし工程における注湯の湯温も一例として90±2℃であり、その注湯量は約50ccである。また、この注湯量は流量計25で計測するものであり、計測後は自動的に注湯を停止するものである(つまり給水ポンプM1オフ・湯供給バルブV2オフ)。
その後、再度、給水ポンプM1オン・湯供給バルブV2オンで、上部ピストン16のフィルタ162面から注湯し、コーヒー液を実質的に抽出するものである。ここで注湯は、連続で200~250ccに達するまで行われ、規定量の注湯を流量計25で計測した後、自動的に注湯を終了するものである(給水ポンプM1オフ・湯供給バルブV2オフ)。
ここで、本ドリップ抽出においては、注湯途中から図7(e)に示すように、下部ピストン17(フィルタ172)からエアポンプM5オンでエアをシリンダ本体15内に供給し、コーヒー粉Wと湯(抽出液)を充分に撹拌するものである。因みに、エアポンプM5からのエアの送り込みはタイムアップで自動的に停止させるものである。
ここで、本ドリップ抽出においては、注湯途中から図7(e)に示すように、下部ピストン17(フィルタ172)からエアポンプM5オンでエアをシリンダ本体15内に供給し、コーヒー粉Wと湯(抽出液)を充分に撹拌するものである。因みに、エアポンプM5からのエアの送り込みはタイムアップで自動的に停止させるものである。
そして、上記シリンダ本体15への注湯量が200cc近辺に達したら、抽出経路L4の抽出バルブV4オンで、シリンダ本体15内で抽出したコーヒー液を下部ピストン17(フィルタ172)からノズル41(コーヒー液注出口411)に移送し、ここからカップCに注ぎ込むものである(図7(f)参照)。
なお、上述した撹拌により、シリンダ本体15内では、一例として図7(f′)に示すように、液中のコーヒー粉Wの重い大きな粒子から沈降し、軽い微粉はその上部に遅れて沈降または液中に浮遊し、大きい粒子と微粉とが分離するものである。そして撹拌停止でこのような分離状態(層状態)が安定し、雑味分の泡は液(微粉)の上に浮いた状態になる。この状態で上記のように下部ピストン17側の抽出バルブV4を開放してコーヒー液の吐出を開始するため、濁りのない澄んだコーヒー液つまり微粉がほとんど混入しないコーヒー液をカップCに注ぐことができるものである。
因みに、このようなエアによる撹拌は、サイフォン式のドリップ抽出に似ている。すなわち、サイフォン式では、上述したように下部チャンバーの沸騰水の力で上部チャンバー内のコーヒー粉を撹拌し、更に人手でのヘラによる追加撹拌で、液中にコーヒー粉の沈殿層を形成するものである。
因みに、このようなエアによる撹拌は、サイフォン式のドリップ抽出に似ている。すなわち、サイフォン式では、上述したように下部チャンバーの沸騰水の力で上部チャンバー内のコーヒー粉を撹拌し、更に人手でのヘラによる追加撹拌で、液中にコーヒー粉の沈殿層を形成するものである。
また、シリンダ本体15内で抽出したコーヒー液をノズル41に送り出す際には、図7(f)に示すように、抽出バルブV4開放から少し遅れて、上部ピストン16からシリンダ本体15内に加圧エアを供給し(エア開放バルブV3オフ・エアポンプM4オン)、コーヒー液のノズル41への移送を促進させることが好ましい(抽出時間の短縮化)。因みに、カップCに注ぎ入れるコーヒー液の量は、一例として150~180cc程度であるが、コーヒー液の量を少なくしてホットミルク等を加えることもあり得る。
その後、上記実質的な抽出(コーヒー液のノズル41への送り出し)をタイムアップで停止する。具体的には抽出バルブV4をタイムアップで閉鎖するとともに、同時にドレンバルブV5を開放して、図7(g)に示すように、シリンダ本体15内に残存する雑味成分の多い残液をドレン経路L5から排出する。
そして、このような残液の排出後、図7(h)に示すように下部ピストン17をシリンダ本体15内で上昇させてコーヒーカスW1を圧縮し、カス中の液体を絞り出すものである。なお、下部ピストン17の上昇作動は、下部ピストン17を昇降モータM3により圧縮条件まで上昇させるものである。また、コーヒーカスW1の圧縮中は、ドレンバルブV5を開放した状態で行い、カスから絞り出した液体をドレン経路L5から排出するものである。
その後、ドレンバルブV5を閉鎖して(実際にはタイムアップで自動オフ)、コーヒーカスW1を排出するものである。これには、一例として図7(i)に示すように、まず上部ピストン16を上端開放位置まで上昇させ、ここで待機させる(実際にはリミットスイッチで検知して上部ピストン16の上昇を自動停止する)。少し遅れて、下部ピストン17を上昇させ、コーヒーカスW1を載置したままカス払出し位置まで押し上げるものである(実際にはリミットスイッチで当該位置を検知して下部ピストン17の上昇を自動的に停止させる)。
その後、カス排出モータM6オンで、カス排出機構13のプッシュアーム131を作動させて、下部ピストン17(フィルタ172)上のコーヒーカスW1を除去し、回収ボックス134等に落下させるものである(図3参照)。
次いで、図7(j)に示すように、下部ピストン17が原点位置まで下降して(戻って)、抽出シリンダ11が初期状態に復帰し、次回の抽出に備えるものである。
なお、図7(j)は、図7(a)と同じ状態である。
その後、カス排出モータM6オンで、カス排出機構13のプッシュアーム131を作動させて、下部ピストン17(フィルタ172)上のコーヒーカスW1を除去し、回収ボックス134等に落下させるものである(図3参照)。
次いで、図7(j)に示すように、下部ピストン17が原点位置まで下降して(戻って)、抽出シリンダ11が初期状態に復帰し、次回の抽出に備えるものである。
なお、図7(j)は、図7(a)と同じ状態である。
以上述べたように、本発明では、微粉の混入を防止した本格的なドリップコーヒーを自動抽出できるものであり、この点が極めて画期的であり、有用性の高いものである。なお、微粉の混入を防止するだけであれば、ペーパーフィルタを用いても良いが、その場合にはフィルタの素材である紙、例えばリグニン等の異物の匂いや味がするため、ペーパーフィルタを敬遠する人もいるほどである。もちろん、金属フィルタ自体は従来から存在しているが、従来の金属フィルタは、パンチングで通過孔を開口するため、目開きが比較的大きく、微粉の混入は裂けられなかった。
またペーパーフィルタでは、金属フィルタのように繰り返し使用することができず、抽出の都度、フィルタの交換・廃棄を要する点が問題であった。もちろん、金属フィルタであれば、上述したように、うま味成分であるコーヒー豆のオイルを充分にドリップ抽出することができるものである(紙や布製のフィルタを使った従来のドリップ抽出に比べて)。
このように、本発明では、金属フィルタを用いながらも、微粉の混入を防止し、本格的なドリップコーヒーを抽出できる点が極めて画期的である。
またペーパーフィルタでは、金属フィルタのように繰り返し使用することができず、抽出の都度、フィルタの交換・廃棄を要する点が問題であった。もちろん、金属フィルタであれば、上述したように、うま味成分であるコーヒー豆のオイルを充分にドリップ抽出することができるものである(紙や布製のフィルタを使った従来のドリップ抽出に比べて)。
このように、本発明では、金属フィルタを用いながらも、微粉の混入を防止し、本格的なドリップコーヒーを抽出できる点が極めて画期的である。
本発明のコーヒーマシンは、上述したように同じ抽出シリンダ(シリンダ本体)及び同じフィルタを適用しながらも、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーとが共に本格的に淹れられるようにした点にあり、このため本発明の名称も「コーヒーマシン」としたものである。しかしながら、このような極めて画期的なコーヒーマシンは、例えば紅茶や緑茶などを生成する装置(言わばティーマシン)等と組み合わせて、多種多様の飲料メニューを販売する飲料ディスペンサとして市場に提供することも可能である。従って本発明のコーヒーマシンは、エスプレッソコーヒーとドリップコーヒーコーヒーとを共に本格的な味わいで提供する種々の飲料ディスペンサに適用することが可能である。
一方、コーヒー専門店では、上述したようにエスプレッソコーヒーを本格的に淹れることができるエスプレッソマシンを既に設置していることが多い。このため、このような現状を考慮すれば、本発明のドリップ抽出のみ(本格的なドリップコーヒーのみを抽出する機器)に着眼し、ドリップ抽出のみの機器を市場に提供することも極めて有益である。すなわち、ドリップ抽出のみの機器を、既存のエスプレッソマシンの隣に設置することで、より本格的なコーヒー飲料の幅広いメニューの提供が可能となるものである。
一方、コーヒー専門店では、上述したようにエスプレッソコーヒーを本格的に淹れることができるエスプレッソマシンを既に設置していることが多い。このため、このような現状を考慮すれば、本発明のドリップ抽出のみ(本格的なドリップコーヒーのみを抽出する機器)に着眼し、ドリップ抽出のみの機器を市場に提供することも極めて有益である。すなわち、ドリップ抽出のみの機器を、既存のエスプレッソマシンの隣に設置することで、より本格的なコーヒー飲料の幅広いメニューの提供が可能となるものである。
A コーヒーマシン
1 ブリュワー部
2 湯/蒸気生成部
3 ミルク生成部
4 注出部
1 ブリュワー部
11 抽出シリンダ
12 コーヒー粉供給機構
13 カス排出機構
11 抽出シリンダ
15 シリンダ本体
16 上部ピストン
17 下部ピストン
16 上部ピストン
161 Oリング
162 フィルタ
17 下部ピストン
171 Oリング
172 フィルタ
SC スクリーン
SC1 一層目スクリーン
SC2 二層目スクリーン
SC3 三層目スクリーン
HC 補強部材
h 通過孔
12 コーヒー粉供給機構
121 ホッパ(エスプレッソ用)
122 グラインダ(エスプレッソ用)
123 ホッパ(ドリップ用)
124 グラインダ(ドリップ用)
125 スライダ
13 カス排出機構
131 プッシュアーム
132 回動アーム
133 シュート
134 回収ボックス
2 湯/蒸気生成部
21 給水タンク
22 蒸気ボイラ
23 湯ボイラ
24 熱交換器
25 流量計
22 蒸気ボイラ
221 ヒータ
222 温度センサ
223 レベルセンサ
224 安全弁
23 湯ボイラ
231 ヒータ
232 温度センサ
4 注出部
41 ノズル
411 コーヒー液注出口
412 湯注出口
413 ミルク注出口
W コーヒー粉
W1 コーヒーカス
C カップ
T タンク
L1 給水経路
L1′ 給水経路
L2 湯供給経路
L3 圧力調整経路
L4 抽出経路
L5 ドレン経路
L6 エア供給経路
L7 ミルク供給経路
L8 蒸気接触経路
L9 洗浄経路
L10 湯注出経路
V1 給水バルブ
V2 湯供給バルブ
V3 エア開放バルブ
V4 抽出バルブ
V5 ドレンバルブ
V6 逆止弁
V8 蒸気供給バルブ
V9 湯供給バルブ
V10 湯供給バルブ
VV ベンチュリバルブ
CV 切替弁
M1 給水ポンプ
M2 昇降モータ
M3 昇降モータ
M4 エアポンプ
M5 エアポンプ
M6 カス排出モータ
M7 調整モータ
1 ブリュワー部
2 湯/蒸気生成部
3 ミルク生成部
4 注出部
1 ブリュワー部
11 抽出シリンダ
12 コーヒー粉供給機構
13 カス排出機構
11 抽出シリンダ
15 シリンダ本体
16 上部ピストン
17 下部ピストン
16 上部ピストン
161 Oリング
162 フィルタ
17 下部ピストン
171 Oリング
172 フィルタ
SC スクリーン
SC1 一層目スクリーン
SC2 二層目スクリーン
SC3 三層目スクリーン
HC 補強部材
h 通過孔
12 コーヒー粉供給機構
121 ホッパ(エスプレッソ用)
122 グラインダ(エスプレッソ用)
123 ホッパ(ドリップ用)
124 グラインダ(ドリップ用)
125 スライダ
13 カス排出機構
131 プッシュアーム
132 回動アーム
133 シュート
134 回収ボックス
2 湯/蒸気生成部
21 給水タンク
22 蒸気ボイラ
23 湯ボイラ
24 熱交換器
25 流量計
22 蒸気ボイラ
221 ヒータ
222 温度センサ
223 レベルセンサ
224 安全弁
23 湯ボイラ
231 ヒータ
232 温度センサ
4 注出部
41 ノズル
411 コーヒー液注出口
412 湯注出口
413 ミルク注出口
W コーヒー粉
W1 コーヒーカス
C カップ
T タンク
L1 給水経路
L1′ 給水経路
L2 湯供給経路
L3 圧力調整経路
L4 抽出経路
L5 ドレン経路
L6 エア供給経路
L7 ミルク供給経路
L8 蒸気接触経路
L9 洗浄経路
L10 湯注出経路
V1 給水バルブ
V2 湯供給バルブ
V3 エア開放バルブ
V4 抽出バルブ
V5 ドレンバルブ
V6 逆止弁
V8 蒸気供給バルブ
V9 湯供給バルブ
V10 湯供給バルブ
VV ベンチュリバルブ
CV 切替弁
M1 給水ポンプ
M2 昇降モータ
M3 昇降モータ
M4 エアポンプ
M5 エアポンプ
M6 カス排出モータ
M7 調整モータ
Claims (10)
- 実質的な抽出空間となるシリンダ本体と、
このシリンダ本体内を密閉可能とする上部ピストンと下部ピストンとを具えて成り、
シリンダ本体内にコーヒー粉を収容した後、適温・適量の湯を供給して、エスプレッソコーヒーまたはドリップコーヒーが選択的に抽出できるようにしたコーヒーマシンにおいて、
前記下部ピストンの上面には、コーヒー粉の通過を阻むフィルタが設けられ、
このフィルタは、複数のスクリーンを積層して成る多層構造であり、各スクリーンは、コーヒー液の抽出方向に向かって徐々にフィルタの目開きが大きくなるように積層されるものであり、
また前記シリンダ本体とフィルタとは、エスプレッソコーヒーまたはドリップコーヒーを抽出するにあたり、同一のものを用いるようにしたことを特徴とするコーヒーマシン。
- 前記多層構造を成す複数のスクリーンは、下方から補強部材で支持されて成るものであり、この補強部材には、複数のスクリーンの目開きよりも更に大きな通過孔が開口されて成ることを特徴とする請求項1記載のコーヒーマシン。
- 前記補強部材は、平面視ハニカム状に形成され、通過孔の孔形状がほぼ正六角形に形成されることを特徴とする請求項2記載のコーヒーマシン。
- 前記積層される複数のスクリーンは、各々が目開きの異なるステンレス製の平織金網によって形成されることを特徴とする請求項1、2または3記載のコーヒーマシン。
- 前記フィルタを構成する複数のスクリーン同士や、スクリーンと補強部材とは、予め熱圧着結合で一体化されることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のコーヒーマシン。
- 前記スクリーンは、通過孔の開口率が20%以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のコーヒーマシン。
- 前記フィルタは、スクリーンを三層積層した構造であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載のコーヒーマシン。
- 前記三層から成るスクリーンのうち一層目は250~400メッシュ(開口サイズで62~33.5μm四方)の平織金網、
二層目は80メッシュ(開口サイズで200μm四方)の平織金網、
三層目は40メッシュ(開口サイズで400μm四方)の平織金網であり、
また補強部材におけるほぼ正六角形の通過孔の大きさは対辺距離で3.2~3.6mmであることを特徴とする請求項7記載のコーヒーマシン。
- 前記上部ピストンと下部ピストンとは、各々がシリンダ本体内を昇降動自在に構成されて成り、
エスプレッソコーヒーを抽出する際には、上部ピストンと下部ピストンとを相対的に接近させ、シリンダ本体内に収容したコーヒー粉を挟み込んでタンピングを行い、ほぼその状態で抽出を行う一方、
ドリップコーヒーを抽出する際には、上部ピストンと下部ピストンとをシリンダ本体内でほぼ最大限に離開させてエスプレッソコーヒーの抽出時よりも大きな抽出空間を獲得して抽出を行うようにしたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7または8記載のコーヒーマシン。
- 前記ドリップコーヒーを抽出する際には、コーヒー粉を収容したシリンダ本体内に抽出用の湯を適量供給することに伴い、下部ピストンからシリンダ本体内にエアを供給してシリンダ本体内のコーヒー粉と湯を撹拌するものであり、これによりシリンダ本体内で液中のコーヒー粉の重い大きな粒子から沈降させ、軽い微粉をその上部に遅れて沈降または液中に浮遊する状態に分離させ、更に撹拌停止でこのような層状態を安定させるものであり、その後、シリンダ本体内で下層に位置したほぼ微粉を含まないコーヒー液部分を下部ピストンからカップへと吐出するようにしたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9記載のコーヒーマシン。
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013-017264 | 2013-01-31 | ||
JP2013017264 | 2013-01-31 |
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---|---|
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-
2014
- 2014-01-20 JP JP2014559633A patent/JPWO2014119414A1/ja active Pending
- 2014-01-20 WO PCT/JP2014/050955 patent/WO2014119414A1/ja active Application Filing
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WO2023237471A1 (en) | 2022-06-10 | 2023-12-14 | Société des Produits Nestlé S.A. | Coffee brewing apparatus |
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JPWO2014119414A1 (ja) | 2017-01-26 |
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