JP2006142015A - カートリッジ内に受け入れた物質を調理及び抽出することによって熱い飲料を調製する飲料機械 - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジ内に受け入れられた物質を所定量、所定箇所から抽出することによって熱い飲料を調製するための飲料機械を提供する。
【解決手段】飲料機械が下部調理チャンバ部分（２）と、閉鎖部材（３）を含み、下部調理チャンバ部分はカートリッジ（４）を確実に受け入れ、この下部調理チャンバ部分と閉鎖素子の上には、上下両側でカートリッジに穴あけするための穴あけ素子が設けられる。調理チャンバ(１)を閉鎖すると、カートリッジのカバーが一方の穴あけ部材（２０）によって穴あけされる。カートリッジの底は、他方の穴あけ素子（１５）に設けられた飲料出口チャンネル（１６）がカートリッジ内部と連結しないように、他方の穴あけ部材（１５）によって穴あけされる。
【選択図】図１

Description

本発明はカートリッジ内に受け入れた物質を調理(brewing)及び抽出することによって熱い飲料を調製する飲料機械に関するものである。更に、本発明は又、飲料機械に使用されるカートリッジに関するものであり、最後に、本発明は、カートリッジ内に受け入れた物質を調理及び抽出することによって熱い飲料を調製する方法に関するものである。

この種のカートリッジは熱い飲料を調製するのに適した密封状に密閉された物質を受け入れるために役立つ。かかるカートリッジの基本的利点は、その中に入れられた物質、例えばコーヒー粉末を長期間に亘り新鮮に維持できるという事実にある。かかるカートリッジに入れられたコーヒー粉末を抽出するために、例えば、半自動エスプレッソコーヒーメーカーが使用され、このコーヒーメーカーでは、カートリッジがカートリッジのカバーをもつカートリッジホルダー内に下向きに挿入される。

文献EP-A-0,512,470はかかるコーヒーメーカーを開示しており、このコーヒーメーカーでは、カートリッジがカバーをもつカートリッジホルダー内に下向きに挿入される。カートリッジホルダーは差し込み取り付け具によって手動でコーヒーメーカー内に挿入される。コーヒーメーカーはカートリッジホルダー用の連結手段の領域に置かれた穴あけ部材を備える。穴あけ部材は調理水をカートリッジ内に送るための径方向出口開口をもつ。カートリッジホルダーをコーヒーメーカーに連結すると、穴あけ部材がカートリッジの底を穴あけする。カートリッジホルダーの底自体は、格子上に配置された複数の浮き出し模様を備える。これらの浮き出し模様はカートリッジのカバーに突入しそして、カートリッジ内部に送られた調理水が或る一定の過圧力を生じると直ちに、それを破って開く。その後の調理操作中、調理水は穴あけ部材を通してカートリッジ内に送られ、そして圧力下でコーヒー粉末を通して流れて、カバー内の開口部を通して放出される。新しく調理されたコーヒー飲料は格子を通して流出して、カートリッジホルダーの下に置かれた出口手段を通してコーヒーメーカーを出て行くことができる。

文献DE-C-41,92,762は流体及び/又は蒸気をカートリッジ内に送ることによって液体製品を調製する装置を開示している。この装置はカートリッジ用のチャンバを含む回収部材を備えている。カートリッジはその内部に向かって凹状に湾曲した底部分をもつ。この装置には、流体チャンネルを備えた穴あけピンが設けられているが、回収部材の底は、カートリッジが調理水の圧力の影響下で十分に変形すると直ちにカートリッジの底を穿孔させる複数の浮き出し模様を含む。別の実施例では、回収部材の底は単一の穴あけピンを含み、このピンは一体化した液体放出チャンネルをもつ。凹状の底をもつカートリッジを設けることによって、カートリッジの底が或る一定度合いまで変形して、カートリッジの内部容積が増したときのみに、底が穿孔されることになる。そのために、カートリッジの底が調製された飲料を流出させるために破れて開く前に、カートリッジ内部に送られた調理水はカートリッジ内に受け入れた物質を浸すことができる。

文献EP-A-1,295,554はカートリッジ内に詰めたコーヒー粉末を調理するためのコーヒーメーカーを開示している。このコーヒーメーカーは加圧された熱水スプリンクラーと、それに対して相対的に動くことができる分配カップを備えている。分配カップは開放した中空スペース、即ち調理チャンバと、第２スペースを備えており、この第２スペースは調理されたコーヒー飲料を分配するためのパーキュレータ(perculator)放出口と連通している。カートリッジを受け入れる中空スペースと第２スペースの間には頂側に複数の針を備えたプレートが設けられている。これらの針の各々は円錐形外面と数個のスロットをもち、スロットの各々はプレート内の開口を経て第２スペースと連通している。熱水スプリンクラーはカップ形正面部分を備えており、この正面部分は幾つかのバネの力に抗して軸方向に動くことができる。熱水スプリンクラーの剛性の背後部分には、複数の針をもつプレートの形をなす穴あけ素子が設けられる。カップ形正面部分は幾つかの孔をもつ端壁を備え、針は、カップ形正面部分がその操作位置にあるとき、カートリッジの頂部を穴あけするために、その孔を通して延びることができる。分配カップを熱水に対して相対的に軸方向に動かすために、図示していない駆動手段が設けられる。分配カップが熱水スプリンクラーに向かって動かされるとき、カートリッジの頂部は熱水スプリンクラー上に設けられた針によって穴あけされる一方、カートリッジの底は損なわれずに留まるが、その理由は、プレート上の針は、中空スペースの底にある環状の肩部と環状溝間の距離とほぼ等しいか又はその距離より大きくない長さをもち、上述のプレートを受け入れるために役立つようになっているからである。そのために、中空スペースと第２スペース間のプレート上の針の高さは、せいぜい針がカートリッジの底に触れるが、調理チャンバが閉じたとき、底を弱めないか又は底を刺し通さないようにように選択される。調理水がカートリッジ内部に送られると、その底は熱と圧力の影響下で、外方へ変形して、針がカートリッジの底に突入して、除々にそれを穴あけすることになる。

文献EP-A-1,101,430は飲料フィルタカートリッジシステム用のカートリッジを開示している。このカートリッジの側壁はフィルタ部材又は多孔質膜を支持するための数個の段部を備えており、自由スペースがフィルタ素子と膜の間に夫々及びカートリッジカバーとカートリッジ底の間に夫々残るようになっている。この自由スペースは入口管と出口管を夫々側壁を通してカートリッジ内に挿入するために使用される。

文献WO 00/42891 はカートリッジ内に受け入れられた物質を調理するための自動調理システムを開示している。調理システムは液体供給タンクと、その中に置かれた投与チャンバを備え、この投与チャンバは或る一定量の液体を運ぶために空気ポンプに作用連結されている。このシステムはまた、可動のカバーと協働するカートリッジホルダーを備えている。カバーとカートリッジホルダーの底は中空の穴あけ部材を備えている。もしカートリッジホルダーがカバーによって閉じられるならば、カートリッジカバーとカバー底の両者は、夫々穴あけ素子によって穴あけされる。カートリッジホルダーの底に置かれた穴あけ素子はカートリッジ底が穴あけされると直ちに、調製された飲料のための出口が造られるように、設計される。

本発明の目的は、カートリッジが、予定量のみのかつ予定場所のみの飲料出口を形成するために夫々破り開かれて穴あけされるようになっている、カートリッジ内に受け入れられた物質を調理して抽出することによって熱い飲料を調製するための飲料機械を提供することにある。

本発明の他の目的は、液体型式でカートリッジを去る抽出物による機械の汚染が減らされるようになっている、カートリッジ内に受け入れた物質を調理して抽出することによって熱い飲料を調製するための飲料機械を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、カートリッジ内に出口を破り開くために要求される調理水の圧力が減らされるようになっている、カートリッジ内に受け入れた物質を調理して抽出することによって熱い飲料を調製するための飲料機械を提供することにある。

上記及びその他の目的を達成するために、本発明は、第１態様に従って、カートリッジカバーとカバー底部分をもつカートリッジに受け入れた物質を調理して抽出することによって熱い飲料を調製するための飲料機械を提供する。この飲料機械は、調理チャンバと、下部調理チャンバ部分と閉鎖素子を有するカートリッジを受け入れるようにされている調理チャンバと、圧力下の調理水を調理チャンバ内に送るためのポンプと、カートリッジカバーを穴あけするようにされている少なくとも１つの穴あけ部材を含む。

更に、該機械は、カートリッジ底部分を穴あけするために、少なくとも１つの穴あけ先端部分と少なくとも１つの出口チャンネルを含む少なくとも１つの第２穴あけ部材を含む。そのために、調理チャンバを閉じるために閉鎖素子に対して相対的に下部調理チャンバ部分を軸方向に動かすための手段が設けられる。閉鎖素子に対して相対的に下部調理チャンバ部分を軸方向に動かす経路の長さは、カートリッジカバーが第１穴あけ素子によって穴あけされるが、第２穴あけ素子が、第２穴あけ素子の出口チャンネルがカートリッジの内部と連通しない程度まで、せいぜいカートリッジ底に突入するか又はその底を穴あけするようなものとなす。

調理チャンバを閉じたときに、第２穴あけ部材の先端がせいぜい、出口チャンネルがまだカートリッジの内部と連通しない程度までのみカートリッジの底に突入する程度にまで、調理チャンバの下部部分はその中に受け入れたカートリッジと一緒に閉鎖素子に対して相対的に軸方向に動かされるという事実により、加圧調理水を調理水の比較的低い圧力レベルでかつ予定場所にカートリッジ内に送るときに、カートリッジの底は完全に穴あけされることが保証されることができ、それによって、カートリッジの底の穴あけが連続的手法で行われるために、同時に汚染の危険性は実質上減少する。

もしカートリッジの底が、穴あけチャンバを閉じたときに、出口チャンネルがカートリッジの下部と連通しない程度までのみ穴あけチャンバの下部部分に置かれた穴あけ部材によって穴あけされるならば、カートリッジの内部に通常存在するあらゆるガス媒体は、カートリッジ内に受け入れた物質を均等に浸すために、カートリッジ内へ調理水を送っている間に逃出することができ、それによって、液体抽出物がカートリッジから放出される前に、或る一定の過圧力が同時にカートリッジの内部に発生することが可能となる。

他の態様によれば、本発明は、カートリッジカバーとカートリッジ底部分もつカートリッジ内に受け入れた物質を調理しかつ抽出することによって熱い飲料を調製するための飲料機械を提供する。この飲料機械は、下部調理チャンバ部分と閉鎖素子を有するカートリッジ内に受け入れた物質を調理しかつ抽出するためのカートリッジを受け入れるようにされた調理チャンバと、調理チャンバ内に加圧下の調理水を送るためのポンプと、カートリッジカバーを穴あけするようにされかつ閉鎖素子に取り付けられた少なくとも１つの第１穴あけ部材と、カートリッジ底部分を穴あけするようにされかつ下部調理チャンバ部分の領域内に取り付けられるか又は置かれた少なくとも１つの第２穴あけ部材とを含む。

調理チャンバが閉鎖部材によって閉ざされた後に、カートリッジの底が穴あけされる程度にまで、下部調理チャンバ部分の領域内に取り付けられたか又は置かれた第２穴あけ部材を下部調理チャンバ部分に対して相対的に軸方向に動かすための手段が設けられる。こうして、カートリッジの底は、調理チャンバの閉鎖操作とは独立してかつ調理水をカートリッジ内に送る瞬間とは独立して穴あけされることができる。

更に別の態様によれば、本発明はまた、かかる飲料機械に使用されるようにされるカートリッジを提供する。このカートリッジは、実質上カップ形のカートリッジ本体と、カートリッジ本体に取り付けられるカートリッジカバーとを含む。カートリッジは熱水によって抽出可能の物質の予定量を入れる。少なくとも１つのスリーブ状部材がカートリッジ底とカートリッジ内に入れられた物質との間に置かれる。スリーブ状部材はカートリッジの内部の方に向けられた中心凹所をもち、この中心凹所は、一旦カートリッジ底が第１スリーブ状部材を穴あけすることなく穴あけされると、カートリッジ本体の底を穴あけするようにされた穴あけ部材の正面部分が凹所内に延び入ることができるような寸法に、定められている。

第２スリーブ状部材はカートリッジ本体とカートリッジ内に入れられた物質の間に置くことができ、また、中心凹所はカートリッジの内部の方に向けられた中心凹所をもちかつカートリッジのカバーを穴あけするようにされた穴あけ部材の正面部分は、一旦カートリッジカバーが第２スリーブ状部材を穴あけすることなく穴あけされると、凹所内に延びることができるような寸法に、定められている。

最後の態様によれば、本発明はまた、カートリッジ内に受け入れられた物質を調理しかつ抽出することによって熱い飲料を調製する方法を提供する。この方法によれば、カートリッジは調理チャンバ内におかれ、そしてカートリッジの第１側が第１穴あけ部材によって穴あけされる。次いで、カートリッジは、第２穴あけ素子の飲料出口チャンネルがカートリッジ内部にまだ連結されない程度にまで、カートリッジの反対側を弱化されるか又は部分的に穴あけされる。最後に、カートリッジ内部に超過液圧力を生ぜしめるために、調理水が第１穴あけ部材の調理水送りチャンネルを通してカートリッジ内部へ送られ、それによって、カートリッジ内部を第２穴あけ部材中の飲料出口チャンネルに連結するために、カートリッジが反対側で第２穴あけ部材によって完全に穴あけされるように、カートリッジを膨張させる。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して更に説明する。

図１は、本例ではコーヒーメーカーとして設計された飲料機械の１実施例の概略図を示す。特に図１には、調理チャンバ１、新鮮水タンク５、ポンプ６及びボイラー７が示されている。縦断面図で示されている調理チャンバ１は、下部部分２５と、閉鎖素子３を含む。また、図１に示されているのは、粉砕コーヒー８を入れているカートリッジ４である。

調理チャンバ１の下部部分２をコーヒーメーカーと閉鎖素子に夫々固定する手段は図には示されていない。調理チャンバ１の下部部分２と調理チャンバを閉鎖するための閉鎖素子３との間の軸方向の相対的移動を実現するために必要な手段も示されていない。

調理チャンバ１の下部部分２は外部ベース部分１０と内部カートリッジ受容器１１を含む。ベース部分１０とカートリッジ受容器１１の両者は実質上円形状をなす。カートリッジ受容器１１はカートリッジを確実嵌合方式で受け入れ、そしてばね１２によって外部ベース部分１０上に支持される。閉鎖部材３に面するカートリッジ受容器１１の頂部は環状肩部１３を備える。外部ベース部分１０は環状フランジ２４を備え、カートリッジ受容器１１の肩部１３と一緒に、調理チャンバ１を閉鎖している間軸方向限定止めを構成する。

外部ベース部分１０の底は、中心出口チャンネル１６をもつ穴あけ部材１５を備える。穴あけ部材１５はカートリッジ受容器１１の底に設けた開口１７を通してカートリッジ受容器１１の内部へ延び入ることができる。ベース部分１０の底の下には、Y形飲料出口１８が置かれて、穴あけ部材１５の中心出口チャンネル１６と連通している。カートリッジ受容器１１は、コーヒーメーカーが図１に示す如きその休止位置にある限りこの受容器は穴あけ部材へのアクセスを妨げるにも拘わらず、同時に指防護具として役立つ。

調理チャンバ１の下部部分２に面する閉鎖部材３の底もまた、穴あけ部材２０を備える。この穴あけ部材２０を通して、コーヒー粉末８を調理しかつ抽出するのに必要な調理水がカートリッジ４の内部に送られる。このために、穴あけ部材２０は径方向出口開口２１を備え、この開口を通して、調理水は穴あけ部材２０から逃出することができる。閉鎖部材３は穴あけ部材２０を径方向において包囲しかつカートリッジ４の下部部分に関してカートリッジの頂部を密封するために役立つ環状ガスケット２３を含む。

カートリッジ４はカップ形下部部分とそれに溶接されたカバー４aを含む。カップ形下部部分とカバー４aの両者はプラスチック物質の酸素不透過性の多層箔から造られ、そこで、特にカートリッジ４のカップ形下部部分を構成する箔は弾性を有するものとすべきである。

たとえ、かかるカートリッジ４が水によって抽出可能な任意の物質を受け入れるのに適していても、それは、通常のコーヒー又はエスプレッソコーヒー飲料を調製するのに使用されるようにされる粉砕コーヒー、即ちコーヒー粉末を満たされることが想定される。

好適には、底４bは僅かに突起付きとなっており、即ち、それは凸形に外側に湾曲している。更に、カートリッジ４は好適には、上部こし器状部材２５と、下部こし器状部材２６とを備えている。それによって、上部部材２５は、分配こし器部材として役立ち、下部部材２６は収集こし器部材として役立つ。２つのこし器部材２５、２６は複数の開口部を備え、これらの開口部を通して調理水がカートリッジ４の内部に送られそしてコーヒー飲料がコーヒー粉末を満たされたカートリッジ４の内部から逃出することが夫々できる。両こし器部材２５、２６は各々カートリッジ４の内部に差し向けられた中心凹所３３，３４を含み、カートリッジ４のカバー４aとその底４bが夫々穴あけされた後にその凹所内へ対応する穴あけ部材１５、２０が、こし器部材２５，２６を傷付けることなく、延び入ることができる。

抽出されるべきコーヒー粉末８は２つのこし器部材２５、２６の間に受け入れる。２つの剛性に設計されたこし器部材２５，２６は、一方では、一旦そのカバー４aとその底４bが夫々穴あけされると、コーヒー粉末がカートリッジ４から逃出できないことを確実となすのに役立ち、他方では、上部分配こし器部材２５が、カートリッジ４の全横断面上でカートリッジ４に入る調理水を均等に分配するために役立ち、同時に、下部収集こし器部材２６が液体コーヒー抽出物が中心穴あけ部材１５に流れることを確実ならしめるのに役立つ。そのために、頂部と底の両方に、自由スペース１４，１９が、上部分配こし器部材２５とカートリッジカバー４aの間、および下部収集こし器部材２６とカートリッジ底４bの間に夫々設けられる。図示された自由スペースの代わりに、こし器部材２５，２６もまた、チャンネルの形をなす凹所を備え、その中を調理水がカートリッジ４の横断面上に分配されるよう流れまたその中を抽出された飲料が収集されるように流れるように夫々なすことができる。この場合、こし器部材２５，２６は、チャンネル間に延びる***部分上に、カートリッジ４のカバー４aとカートリッジの底４bによって夫々直接支持されることができる。

図１aは穴あけ部材１５の拡大側面図を示す。穴あけ部材１５は２層式チップ２８を備え、それによって第１部分２８aは滑らかなジャケット表面をもち、鋭角のチップ端で終端する円錐形状をもつ一方、第２部分２８bはより大きな円錐角度をもつ円錐台形状をもち、中心出口チャンネル１６内に開口する数個の径方向開口部２９を備える。穴あけ部材１５の下部部分はねじ山３１を備え、これによって調理チャンバ１の下部部分２の底にねじ込まれることができる。径方向開口部２９の代わりに、第２部分２８bは例えば、軸方向に延びる出口溝、チャンネル等を備えることができる。更に、穴あけ部材１５を調理チャンバ１の下部部分２の底に取り付けるために、ねじ山３１の代わりに、例えば、押し嵌め連結部を設けることができる。何れの場合にも、出口チャンネルと径方向出口開口２９は夫々、チップ２８の背後に又は図に示す如くチップ８の下に置かれる。

図２は調理チャンバ１を閉鎖する間の第１段階にある調理チャンバ１とカートリッジ４の縦断面図を示す。カートリッジ４がカートリッジ受容器１１内に挿入されてしまうと、調理チャンバ１の下部部分２は矢印Pの方向に、閉鎖部材３に向かって軸方向上方へ動かされる。それによって、カートリッジ受容器１１はばね１２の力に抗して調理チャンバ１の下部部分２の外側ベース部分１０内に押し込まれる。同時に、上部穴あけ部材２０はカートリッジ４のカバー４aに突入する一方、下部穴あけ部材１５はカートリッジ４の底４bに当接して、底４bを上方へ押し、その結果、カートリッジ底４bはカートリッジカバー４aに向かって変形しそしてカートリッジ４の内部容積が減少することになる。カートリッジ４のカップ形下部部分は弾性物質から作られそしてカートリッジ底４bは突起付きに成っているという事実により、カートリッジ底４bはカートリッジカバー４aに向かう方向に比較的容易に反らされることができる。

図３は調理水がカートリッジ４内に注入される前の、閉鎖された調理チャンバ１とカートリッジ４の縦断面図を示す。調理チャンバ１の閉鎖状態は、カートリッジ受容器１１の肩部１３が外側ベース部分１０のフランジ２４に当接する程度まで調理チャンバ１の下部部分２を上方へ機械的に動かすことによって実現される。同時に、閉鎖素子３の底に設けたガスケット２３が、径方向で外側に対してそれを密封するように、カートリッジカバー４aの頂部に押し付けられるという事実により、カートリッジカバー４aは外側のカートリッジ底４bに関して液圧的に密封される。更に、調理チャンバ１の下部部分２の底に,特にその第１部分２８a（図１a)に設けた穴あけ部材１５のチップ２８がカートリッジ４の底４bに突入することは図３に認めることができる。第１部分２８aは第２部分２８bより鋭い角度をもつという事実により、カートリッジ底４bは第２部分２８b
に当接しそして、一旦調理チャンバ１が閉鎖されるが調理水がカートリッジ４内に注入される前には、この位置を保持する。

カートリッジ底４bは穴あけ部材１５の第２部分２８bに当接しているために、たとえカートリッジ底４bが既に穿孔されていても、径方向開口部２９と出口チャンネル１６は夫々カートリッジ４の内部とは未だに連通しないことが保証される。穴あけ部材１５のチップ２８によりカートリッジ底４bをここに示すように穿孔する代わりに、チップ２８が実際に底４bを穿孔しないで、カートリッジ底４bをチップ２８により部分的に弱化するということで、十分である。何れにしても、上部穴あけ部材２０はカートリッジカバー４aを穿孔するのに、カートリッジ底４bはせいぜい関連する穴あけ部材１５のチップ２８によって穿孔されるということを保証するために、カートリッジカバー４aは、カートリッジ底４bが作られた物質より低い伸展性及び/又は低い引き裂き強度をもつ物質から造られる。

図４は図３の図に類似した図でいわゆる調理及び抽出段階を示す。この段階では、水は新鮮水タンク５からポンプ６によってボイラー７内へ送られる。ボイラー７では、水は要求される調理温度に加熱される。加熱されかつ加圧された水は上部穴あけ部材２０を経てカバー４aと上部分配こし器部材２５間のスペース１４内へ導かれ、そこで、その水はカートリッジ４の横断面上に均等に分配される。上部分配こし器部材２５内に設けた開口を通して、調理水はカートリッジ４の内部へ入り、コーヒー粉末を抽出する。下部収集こし器部材２６内に設けた開口を通して、液体コーヒー抽出物は下部収集こし器部材２６とカートリッジ底４b間のスペース１９内へ流入する。カートリッジ４はカートリッジ受容器１１によって確実に包囲されるので、加圧水をカートリッジ４内へ注入することによって発生する過圧力は効果をもつ。カートリッジカバー４aは閉鎖部材３の底に押し付けられそしてカートリッジ底４bは内部容積が実質上その前の値に達するように下方へ反らされるという効果をもつ。調理水をカートリッジ４内へ注入する間に、カートリッジ４の内部にあるあらゆるガスは穴あけチップ２８とカートリッジ底４b間にある径方向間隙を通って逃出することができ、かくしてカートリッジ４内に受け入れたコーヒー粉末８の均等な加湿を保証する。上述した如く、カートリッジ底４bを下方へ加圧することによって、カートリッジ底４b中の開口は、径方向開口部２９と出口チャンネル１６がカートリッジ４の内部と連通するようになる程度まで増大する。次いで、液体コーヒー抽出物は、穴あけ部材１５内の径方向開口部２９を通して下部スペース１９から出口チャンネル１６内へ流入し、そしてそこから飲料出口１８内へ入り、そこからその抽出物は図示していない飲料容器内へ分配されることができる。

カートリッジ底４bの機械的弱化と穴あけは夫々、前述の如く、幾つかの実質的利点をもたらす：
・ カートリッジ底４bは良好に限定された手法で、予定場所で弱化されるか又は穴あけされる。
・ 調理水がカートリッジ内へ注入された後、カートリッジ内部に液圧過圧力が除々に生じることによって、カートリッジ底内の穴あけされた開口の連続拡大が起こり、カートリッジ底が穴あけ部材に向かって加圧されて下方へ反らされるようなる。かくして、液体コーヒー抽出物は、下部穴あけ部材の連続的に拡大する出口横断面を通って、下方へ滑らかに流出することができる。というのは、カートリッジ底を下方へ押圧する間に、その径方向の開口部が連続的にますます大きく露出するからである。その結果、一方では、汚染の危険性は減る。というのは、液体コーヒー抽出物は、加圧された調理水の影響下でのみ穴あけされるカートリッジの場合と同様に、カートリッジから突然逃出することはできないからである。他方、カートリッジ内に入れられたガス状媒体、例えば空気及び/又はCO₂ は、一旦調理水がカートリッジ内へその頂部から注入されると、穴あけチップとカートリッジ底間の狭い径方向間隙を通って下方へ逃出することができる。その結果、一旦調理水がカートリッジ内へその頂部から流入すると、カートリッジ内に入れられた粉砕コーヒーは、カートリッジの全横断面上で均質に加湿される。
・ カートリッジ底を穴あけするために及び穴あけされた開口を拡大するために、要求される調理水圧力は夫々比較的低い。
・ カートリッジ底を穴あけするために及び穴あけされた開口を拡大するために要求される調理水圧力はより正確に夫々 計算することができる。
・ カートリッジは、調理操作が損なわれる危険性なしに、その寸法に関してより高い製造公差を示すことができる。
・ カートリッジの底は剛性とする必要がなく、また凹状の基礎的形状をもつ必要がない。
・ 要求される１０バールまでの高い液圧過圧力の影響下で、望まない場所でカートリッジを破り開く危険性は実際上回避される。

下部穴あけ部材によってカートリッジの底を穿孔する代わりに、代案として、下部穴あけ部材１５がカートリッジ４の底４bに突入することなしに、底４bが調理チャンバ１を機械的に閉鎖するときに、下部穴あけ部材１５によって弱化されるのみとする設計とすることができる。何れにしても、機械的弱化によってさえ、たとえもし調理水が比較的低圧でカートリッジ内へ注入されても、カートリッジの底は連続的に破り開かれることを保証することができる。このこととは無関係に、下部穴あけ部材１５は或る一定の過圧力に達して出口チャンネル１６を解放した後にのみ開放する圧力制御弁を備えることができる。

図５は図４と同様の図で別の実施例を示す。この実施例では、下部穴あけ部材１５aは調理チャンバの下部部分２に固定されておらず、矢印P1の方向にかつ調理チャンバ１の下部部分２に対して相対的に軸方向に移動可能である。穴あけ部材１５aを動かすのに必要な手段は図示していない。この実施例は、調理チャンバの閉鎖操作およびカートリッジ内部にある液圧圧力とは無関係に、カートリッジ４の底４bが穴あけされる瞬間を任意に選択することができるという利点を示す。

好適には、カートリッジ底４bは、調理水がカートリッジ４の頂部に注入された直ぐ後に穴あけされる。また、この場合には穴あけ操作は２段階で行うことができる。換言すれば、第１段階では、カートリッジ底４bは、穴あけ部材１５の内部にある出口チャンネル１６aがカートリッジ４の内部とまだ連通しない程度にまで、穴あけされる：かくして、カートリッジ４内に入れられているガスは逃出することができる。第２段階では、穴あけ部材１５aの径方向開口部と出口チャンネル１６aがカートリッジの内部と連通して、液体コーヒー抽出物が出口チャンネル１６aを通って流出できるようになるまで、穴あけ部材１５aはカートリッジ底４b内へ更に押し込まれる。この変形例は、カートリッジ底４bが穴あけされる瞬間を、調理チャンバの閉鎖操作および調理水のカートリッジ内への注入とは無関係に、選択することができるという利点をもつ。他の場合には、前述の代案としての実施例は前述の利点の大部分を示す。

本発明による解決策は実質上すべての種類のコーヒーメーカーにおいて実現可能である。特に適しているのは、手動で挿入可能なカートリッジホルダーをもつ手動コーヒーメーカーのみならず、カートリッジがカートリッジ受容器内へ手動で挿入されそして自動的に除去される半自動コーヒーメーカー並びに、カートリッジがカートリッジ受容器内へ自動的に挿入されかつそこから完全自動的に除去される完全自動コーヒーメーカーである。しかし、本質的なことは、一方では、カートリッジカバーが確実に穴あけされ、他方では、カートリッジ底が少なくとも部分的に弱化されることを保証するために、調理チャンバの下部部分内に受け入れられたカートリッジと閉鎖素子間の或る一定の相対的軸方向移動が調理チャンバを閉鎖したときに起こるということである。かかる相対的移動は通常は、数ミリメートルの量までであり、例えば、差し込み固定、偏心駆動機構、レバー機構、スピンドル駆動機構、液圧駆動機構又はスロット付きリンク機構によって実現することができる。

カートリッジと一緒に、本発明の飲料機械を、特に区分けして示した概略図である。 下部穴あけ部材の拡大図である。 調理チャンバの閉鎖中第１段階にある調理チャンバとカートリッジの縦断面図を示す。 調理水を調理チャンバ内へ注入する前の、閉鎖された調理チャンバとカートリッジの縦断面図を示す。 調理水を調理チャンバ内へ注入している間の、閉鎖された調理チャンバとカートリッジの縦断面図を示す。 本発明の別の実施例の調理チャンバとカートリッジの縦断面図を示す。

符号の説明

１ 調理チャンバ
３ 閉鎖素子
４ カートリッジ
５ 新鮮水タンク
６ ポンプ
７ ボイラー
８ 粉末コーヒー
１１ 内部カートリッジ受容器
１４，１９ 自由スペース
１５，２０ 穴あけ部材
１６ 出口チャンネル
１８ Y形飲料出口
２５，２６ こし器部材
２８ ２層式チップ

Claims (28)

1. カートリッジカバーとカートリッジ底部分をもつカートリッジ内に受け入れられた物質を調理しかつ抽出することによって熱い飲料を調製するための飲料機械であって、下部調理チャンバと閉鎖素子をもつ上記カートリッジを受け入れるようにされた調理チャンバと、上記調理チャンバ内へ調理水を加圧下で送るためのポンプと、上記カートリッジカバーを穴あけするようにされた少なくとも１つの第１穴あけ部材と、上記カートリッジ底部分に穴あけするようにされた少なくとも１つの第２穴あけ部材とを含み、上記少なくとも１つの第２穴あけ部材は少なくとも１つの穴あけチップ部分と少なくとも１つの出口チャンネルを含んでなる飲料機械において、上記調理チャンバを閉鎖するために上記閉鎖素子に対して相対的に上記下部調理チャンバ部分を軸方向に移動させる手段を備え、上記閉鎖素子に対して相対的な上記下部調理チャンバ部分の上記軸方向移動の経路の長さは、上記カートリッジカバーが上記第１穴あけ素子によって穴あけされるようなものとし、一方、上記少なくとも１つの第２穴あけ素子は、せいぜい上記少なくとも１つの第２穴あけ素子の上記出口チャンネルが上記カートリッジの内部と連通しない程度にまで、上記カートリッジ底に突入するか又は穴あけすることを特徴とする飲料機械。
2. カートリッジカバーとカートリッジ底部分をもつカートリッジ内に受け入れられた物質を調理しかつ抽出することによって熱い飲料を調製するための飲料機械であって、下部調理チャンバ部分と閉鎖素子をもつ上記カートリッジ内に入れられた物質を調理しかつ抽出するために上記カートリッジを受け入れるようにされた調理チャンバと、上記調理チャンバ内へ調理水を圧力下で送るためのポンプと、上記カートリッジカバーを穿孔するようにされかつ上記閉鎖素子に取り付けられた少なくとも１つの第１穴あけ部材と、上記カートリッジ底部分を穴あけするようにされかつ上記下部調理チャンバ部分の領域に取り付けられた又は置かれた少なくとも１つの第２穴あけ部材とを含む飲料機械において、上記下部調理チャンバ部分の領域に取り付けられた又は置かれた上記少なくとも１つの第２穴あけ部材を、調理チャンバが閉鎖部材によって閉鎖された後に、上記カートリッジの底が穴あけされる程度にまで、上記下部調理チャンバ部分に対して相対的に軸方向に移動させる手段を設けたことを特徴とする飲料機械。
3. 上記少なくとも１つの第１穴あけ部材は上記閉鎖素子に取り付けられ、上記少なくとも１つの第２穴あけ部材は上記調理チャンバの上記下部部分に取り付けられ、それによって上記少なくとも１つの第２穴あけ部材に設けられた上記出口チャンネルは、軸方向に見て、上記少なくとも１つの第２穴あけ部材の上記穴あけチップの下と背後に夫々擱かれることを八十七位特徴とする請求項1に記載の飲料機械。
4. 調理水をカートリッジ内へ注入することによって、上記カートリッジの上記底は、上記第２穴あけ部材の出口チャンネルが上記カートリッジの内部と連通する程度にまで、調理チャンバの下部部分に置かれた上記第２穴あけ部材によって開放されることを特徴とする請求項３に記載の飲料機械。
5. 調理チャンバの下部部分に置かれた上記第２穴あけ部材は、２段階形式の穴あけ部分を含み、この場合第１段階は穴あけチップとして設計され、またこの場合第２段階は上記出口チャンネルと連通する少なくとも１つの開口を備えることを特徴とする請求項３に記載の飲料機械。
6. 調理チャンバの下部部分に置かれた上記第２穴あけ部材は2段階形式の穴あけ部分を含み、この場合第１段階は穴あけチップとして設計され、また第２段階は実質上軸方向に延びる出口窪み、出口チャンネル又は出口溝を備えていることを特徴とする請求項３に記載の飲料機械。
7. 上記第２穴あけ部材の上記第１段階は円錐形状と滑らかなジャケット表面をもつことを特徴とする請求項５又は６に記載の飲料機械。
8. 上記調理チャンバの上記下部部分は上記カートリッジを確実に包囲するカートリッジ受容器を備え、それによってカートリッジ底は、上記第２穴あけ部材に設けられた出口チャンネルが上記カートリッジの内部に連結される程度にまで、加圧された水をカートリッジ内に送ることによって変形されることを特徴とする請求項３に記載の飲料機械。
9. 上記第１穴あけ部材が閉鎖部材の中心に取り付けられ、そして上記第２穴あけ部材が調理チャンバの下部部分の中心に取り付けられ、それによって上記第１と第２の両方の穴あけ部材が夫々、調理水を送るためと液体飲料抽出物を分配するために、径方向開口を備えることを特徴とする請求項３に記載の飲料機械。
10. 上記閉鎖部材が上記第１穴あけ部材を径方向に取り囲むガスケット部材を備え、上記ガスケット部材は、上記調理チャンバを閉鎖したとき、カートリッジの外側でカートリッジ底に対してカートリッジカバーを液圧的に密封することを特徴とする請求項３に記載の飲料機械。
11. 上記調理チャンバの上記下部部分はベース部分と、ばねによって上記ベース部分上に支持されたカートリッジ受容器とを含み、上記カートリッジ受容器は上記閉鎖部材に面している肩部を備え、調理部材を閉鎖したとき、この肩部上に上記閉鎖部材が載り、そして調理チャンバを閉鎖したとき、ベース部分上に設けたフランジ部材と一緒に軸方向止め部材を構成することを特徴とする請求項３に記載の飲料機械。
12. 上記第２穴あけ部材は上記ベース部分に取り付けられ、カートリッジ受容器の底は開口を備え、その開口の場所は第２穴あけ部材の場所と一致し、調理チャンバを上記閉鎖素子によって上記ばねの力に抗して閉鎖したとき、カートリッジ受容器が上記ベース部分内に圧入されたときに、第２穴あけ部材は上記開口を通して延びることを特徴とする請求項1１に記載の飲料機械。
13. 調理チャンバの下部部分に置かれた上記第２穴あけ部材又は上記第２穴あけ部材に連結された導管は圧力制御弁を備えることを特徴とする請求項３に記載の飲料機械。
14. カートリッジの底は、カートリッジ内に調理水を送り始めた後、調理チャンバの下部部分に又は調理チャンバの下部部分の領域に置かれた穴あけ部材によって、液体抽出物が穴あけ部材又は穴あけ部材に設けた出口チャンネルを通して流出できる程度まで、穴あけされることを特徴とする請求項２に記載の飲料機械。
15. 上記閉鎖部材は上記第１穴あけ部材を径方向に取り囲むガスケット部材を備え、上記ガスケット部材は、上記調理チャンバを閉鎖したときカートリッジの外側でカートリッジ底に対してカートリッジカバーを液圧的に密封することを特徴とする請求項1４に記載の飲料機械。
16. 上記第２穴あけ部材は上記ベース部分に取り付けられ、カートリッジ受容器の底はその場所が第２穴あけ部材の場所と一致する開口を備え、上記ばねの力に抗して上記閉鎖素子によって調理チャンバを閉鎖するときに、カートリッジ受容器が上記ベース部分内に圧入されると、第２穴あけ部材は、上記開口を通して延びることを特徴とする請求項1４に記載の飲料機械。
17. 上記第２穴あけ部材は上記ベース部分に取り付けられ、カートリッジ受容器の底はその場所が第２穴あけ部材の場所と一致する開口を備え、上記ばねの力に抗して上記閉鎖素子によって調理チャンバを閉鎖するときに、カートリッジ受容器が上記ベース部分内に圧入されるときに、第２穴あけ部材は、上記開口を通して延びることを特徴とする請求項1６に記載の飲料機械。
18. 調理チャンバの下部部分に置かれた上記第２穴あけ部材又は上記第２穴あけ部材に連結された導管は圧力制御弁を備えることを特徴とする請求項1４に記載の飲料機械。
19. 実質上カップ形のカートリッジ本体と上記カートリッジ本体に取り付けられたカートリッジカバーを含み、上記カートリッジは熱水によって抽出可能の予定量の物質を入れており、更に上記カートリッジ本体の底と上記カートリッジ内に入れられた物質との間に置かれたこし器状部材を含む、上記請求項の内の何れか１つに記載の飲料機械に使用するようにされたカートリッジにおいて、上記こし器状部材は中心凹所をもち、上記中心凹所は、カートリッジの内部に向けられておりかつ、一旦カートリッジ底が上記こし器状部材に穴あけすることなく穴あけされると、上記カートリッジ本体の上記底に穴あけするようにされた穴あけ部材の正面部分が上記凹所内に延び入ることができるように寸法に定められていることを特徴とする請求項1９に記載のカートリッジ。
20. 上記カートリッジ本体のカバーと上記カートリッジ内に入れられた上記物質の間に置かれた第２のこし器状部材を更に含み、上記第２こし器状部材は中心凹所をもち、上記中心凹所は、カートリッジの内部に向けられておりかつ、一旦カートリッジカバーが上記第２こし器状部材に穴あけすることなく穴あけされると、上記カートリッジのカバーに穴あけするようにされた穴あけ部材の正面部分が上記凹所内に延び入ることができるように寸法を定められていることを特徴とするカートリッジ。
21. 自由スペース又は流体チャンネルが上記こし器状部材と上記カートリッジ本体の底との間に設けられ、その中に液体抽出物が収集されることを特徴とする請求項1９に記載のカートリッジ。
22. 流体チャンネルの自由スペースが上記第１こし器状部材と上記カートリッジ底の間に設けられ、その中に液体抽出物が収集され、自由スペース又は流体チャンネルが上記第２こし器状部材と上記カートリッジのカバーとの間に設けられ、その中で調理水がカートリッジの横断面全体に亘って分配されることを特徴とする請求項２０に記載のカートリッジ。
23. 上記カートリッジの底は突起付きになっていることを特徴とする請求項１９又は２０に記載のカートリッジ。
24. 上記カートリッジカバーは上記カートリッジの底より低い延性及び/又は引き裂き強をもつことを特徴とする請求項1９又は２０に記載のカートリッジ。
25. 上記カートリッジの底は、穴あけ部材の少なくとも穴あけチップが、一旦調理チャンバが閉鎖されると、カートリッジ底に突入するような寸法に定められていることを特徴とする請求項１９又は２０に記載のカートリッジ。
26. カートリッジを受け入れるようにされかつ調理水送りチャンネルを合体する第１穴あけ部材と飲料出口チャンネルを合体する第２穴あけ部材とをもつ調理チャンバを設け；
    上記穴あけチャンバ内にカートリッジを包囲しそしてカートリッジの第１側面を上記第１穴あけ部材によって穴あけし；
    上記第２穴あけ部材によってカートリッジの反対側を部分的に弱化し；そして
    カートリッジの内部に液圧過圧力を生ぜしめるために上記第１穴あけ部材の上記調理水送りチャンネルを通して調理水をカートリッジの内部へ送り、それによって、カートリッジの内部を上記第２穴あけ部材中の上記飲料出口チャンネルに連結するために、カートリッジが上記機械的に弱化された側で、上記第２穴あけ部材によって穴あけされるように、カートリッジを膨張させる工程、
    を含むことを特徴とするカートリッジ内に受け入れた物質を調理しかつ抽出することによって熱い飲料を調製する方法。
27. カートリッジを受け入れるようにされかつ調理水送りチャンネルを合体する第１穴あけ部材と飲料出口チャンネルを合体する第２穴あけ部材とをもつ調理チャンバを設け；
    上記調理チャンバ内にカートリッジを包囲しそしてカートリッジの第１側面を上記第１穴あけ部材によって穴あけし；
    上記第２穴あけ部材によってカートリッジの反対側でカートリッジに、上記第２穴あけ素子の上記出口チャンネルがカートリッジの内部にまだ連結されない程度にまで、部分的に穴あけし；そして
    カートリッジ内部に液圧過圧力を生ぜしめるために、調理水を上記第１穴あけ部材の上記調理水送りチャンネルを通して、カートリッジの内部へ送り、それによってカートリッジが、カートリッジの内部を上記第２穴あけ部材中の上記飲料出口チャンネルに連結するために、上記反対側で上記第２穴あけ部材によって完全に穴あけされるように、カートリッジを膨張させることを特徴とするカートリッジ内に受け入れた物質を調理しかつ抽出することによって熱い飲料を調製する方法。
28. カートリッジを受け入れるようにされかつ調理水送りチャンネルを合体する第１穴あけ部材と飲料出口チャンネルを合体する第２穴あけ部材とをもつ調理チャンバを設け；
    上記調理けチャンバ内にカートリッジを包囲しそしてカートリッジの第１側面を上記第１穴あけ部材によって穴あけし；
    カートリッジの内部に液圧過圧力を生ぜしめるために、調理水を上記第１穴あけ部材の上記調理水送りチャンネルを通してカートリッジの内部へ送り：そして
    カートリッジの内部を上記第２穴あけ部材中の上記飲料出口チャンネルと連結するために、上記反対側で上記第２穴あけ部材によってカートリッジに穴あけする工程を含むことを特徴とするカートリッジ内に受け入れた物質を調理しかつ抽出することによって熱い飲料を調製する方法。

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