JP6243090B1 - 横型回転式飲料調製マシン及びその飲料調製方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、横型回転式飲料調製マシン及びその飲料調製方法に関する。飲料調製マシンは、調製キャビティ（２）を有する基台（１）と、調製ヘッド（３）と、注液針（４）と、給水ヘッド（４２）と、引出針（５）と、液体供給手段（６）と、カプセル（７）を収容する調製カップ（８）と、注液針（４）を回転駆動する駆動装置（９）とを備える。飲料調製方法は、給水ステップと、調製ステップと、飲料排出ステップとを含む。調製ステップにおいて、駆動装置（９）が注液針（４）を回転駆動する手順が設けられている。注液針（４）の噴流方向は注液針（４）の軸線と交差しかつカプセル（７）の側壁に向かうように設けられている。また、駆動装置（９）が注液針（４）を回転駆動することにより、注液針（４）の軸線回りに旋回噴流が生じるため、液体と飲料粉末との混合溶解が促進され、かつ飲料粉末の溶解が十分に行われ、残留物がないので、飲料の食感や栄養価が向上される。

Description

本出願は、２０１４年１２月４日に中国特許庁へ提出した、出願番号が２０１４２０７５８６５３．１であり、発明の名称が「横型回転式飲料調製マシン」である中国特許出願、２０１４年１２月４日に中国特許庁へ提出した、出願番号が２０１４２０７５８２２３．Ｘであり、発明の名称が「横型回転式飲料調製マシン」である中国特許出願、及び２０１４年１２月４日に中国特許庁へ提出した、出願番号が２０１４１０７３４１４５．４、発明の名称が「横型回転式飲料調製マシンの飲料調製方法」である中国特許出願に基づき優先権を主張し、その全ての内容は引用によって本明細書中に援用される。

本出願は、飲料マシン及びその飲料調製方法に関し、特に横型回転式飲料調製マシン及びその飲料調製方法に関する。

生活水準の高まりと食生活の習慣の整えにつれて、お茶や豆乳やコーヒーを飲む人が増えている。これに伴い、飲料調製マシンはますます消費者に好まれるようになってきた。

従来より、市販された飲料調製マシンは縦型飲料調製マシンと横型飲料調製マシンとに分けられている。縦型飲料調製マシンとは、カプセルの中心軸線が縦方向に沿って設けられているものを指す一方、横型飲料調製マシンとは、カプセルの中心軸線が横方向に沿って設けられているものを指す。横型飲料調製マシンは、通常、調製キャビティを有する基台と、調製ヘッドと、調製ヘッドに横方向に沿って設けられた注液針及び引出針と、調製ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、調製カップと、調製カップに横方向に沿って設けられたカプセルとを備える。その作動方式として、調製ヘッドによりカプセル内に液体を自動的に注入して液体とカプセルが混合溶解し、その後、引出針により飲料を放出する。これにより、飲料の調製を実行してユーザの使用に供する。

ところで、カプセルが横方向に沿ってセットされているため、カプセル内の飲料粉末が下部に集まるようになっている。この場合、注液針によりカプセル内に液体流をそのまま噴流して注入すると、下部に集まった一部の飲料粉末は液体流でフラッシュされないので、粒状又は塊状になる現象が生じ得る。このように、調製終了後、飲料粉末が大量にカプセル内に残されているため、無駄使いになる一方、飲料の栄養価や食感にも影響を与える。さらに、注液針と液体供給手段との接続が不便であり、組付けが困難であるため、製造効率が低下してしまう。更に、水漏れも発生し易いため、機器の使用寿命にも影響を与える。

本発明は、調製効果に優れ、かつ簡易な構造をもつ横型回転式飲料調製マシン及びこれを用いた飲料調製方法を提供することを目的としている。

上述した問題に鑑みて、本発明は、調製キャビティを有する基台と、調製ヘッドと、調製ヘッドに設けられた注液針と、引出針と、調製ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、カプセルを収容する調製カップと、を備え、前記調製ヘッドの一端側に液体供給手段が接続され、他端側からカプセル内に液体を供給し、前記調製ヘッドはベースを含み、前記カプセルは、底壁と、底壁から上方に延びる側壁と、カプセルを封止する膜とを含み、前記注液針、引出針及びカプセルの中心軸線がいずれも横方向に沿って設けられている横型回転式飲料調製マシンであって、前記注液針はカプセルの中心軸線に沿って液体を注入し、前記注液針の噴流方向は、注液針の軸線と交差しかつカプセルの側壁に向かうように設けられており、前記引出針は、注液針の下方に設けられており、前記飲料調製マシンは、ベースに取り付けられた駆動装置を更に備え、前記駆動装置は、注液針を回転駆動する、横型回転式飲料調製マシンを提供している。

さらに、前記注液針の液体供給手段に連通される一端側には、注液針と一体成形されている給水ヘッドが設けられている。

さらに、前記注液針の噴流方向と注液針の軸線とがなす角度をαとするとき、５０°≦α≦８５°の関係を満たす。

さらに、前記給水ヘッドは、継ぎ手を介して液体供給手段に接続されており、前記給水ヘッドは継ぎ手に挿通されかつ継ぎ手の中で回動可能に設けられている。

さらに、前記給水ヘッドと継ぎ手との間には、給水ヘッドに外嵌された第１のシールリングが配置されている。

さらに、前記調製ヘッドには、ベースに取り付けられるとともに、注液針が貫通するスルーホールが設けられたパンチプレートがさらに配置されており、前記注液針とパンチプレートとの間には、パンチプレートのスルーホール内に設けられた第２のシールリングが配置されている。

さらに、前記引出針は注液針よりも下方側に設けられており、前記引出針は膜を突き刺して穿刺孔を形成し、前記穿刺孔とカプセルの側壁との間の距離をＬ１とするとき、Ｌ１≧２ｍｍの関係を満たす。

さらに、前記引出針のカプセル内に延在した一端側が斜めに切断されて針先が形成され、前記針先の斜めに切断された部分は傾斜切断面とされ、前記傾斜切断面が上方に向かうように設けられ、前記引出針の引出孔が傾斜切断面に設けられている。

さらに、前記注液針の回転数は３０ｒｐｍ〜２５０ｒｐｍである。

前記横型回転式飲料調製マシンの飲料調製方法は、以下のステップを備える。すなわち、注液針によりカプセルを突き刺すとともに、カプセル内に液体を供給する給水ステップと、駆動装置が注液針を回転駆動して注液針により噴流領域を形成し、飲料粉末が噴流領域内に液体流でフラッシュされて混合溶解する調製ステップと、引出針によりカプセルを突き刺すことにより、飲料粉末から調製された飲料をカプセルから排出する飲料排出ステップと、を含む。

本発明では、前記「噴流領域」とは、注液針が回転することにより液体流を移動させ、液体流が移動することで形成された軌跡をいう。前記「カプセルの中心軸線が横方向に沿って設けられている」とは、カプセルの中心軸線が水平又は略水平な状態にあることをいう。前記「粉体塊」とは、外部が濡れられ、内部にドライ粉末が包まれている塊状物をいう。

本発明は以下の有利な効果を有する。

第一に、注液針がカプセルの中心軸線に沿って液体を注入し、前記注液針の噴流方向が注液針の軸線と交差しかつカプセルの側壁に向かうように設けられ、かつ飲料マシンの前記駆動装置が注液針を回転駆動する。これにより、注液針の中心軸線、即ちカプセルの中心軸線回りに液体の旋回噴流が生じるため、液体と飲料粉末とが互いに混合溶解し、液体と飲料粉末との混合溶解が促進され、かつ飲料粉末の溶解が十分に行われ、残留物がないので、飲料の食感や栄養価が向上される。特に、ニードルが回転しているので、カプセルの中心回りの円錐状噴流領域を形成し易いから、飲料粉末はニードルから噴流された水流で速やかにかつ十分に混合溶解される。また、液体引出針は注液針の下方に設けられているため、飲料の引出経路が短縮され、さらに、重力作用により飲料を迅速かつ便利に排出することが可能となる。

第二に、注液針の液体供給手段に連通される一端側には、注液針と一体成形されている給水ヘッドが設けられているため、構造が簡易になる。これにより、注液針と液体供給手段との接続が便利になり、製造時の組付けが容易になり、製造効率が向上され、さらに、注液針の回転時の信頼性が高まり、水漏れなどは生じないため、機器の使用寿命を延長することが可能となる。

第三に、前記注液針の噴流方向と注液針の軸線とがなす角度をαとするとき、５０°≦α≦８５°の関係を満たす。これにより、注液針から噴流された液体の反射点がカプセルの側壁上にあることが確保されるため、注液針から噴流された液体でより大きな旋回噴流を生じることができ、これで飲料粉末の溶解が更に迅速かつ十分になり、飲料の食感や栄養価が向上される。αは５０°未満であれば、注液針からの液体の反射点はカプセルの側壁から外れ或いはカプセルの側壁の低い位置にあるため、噴流された液体により生じる旋回噴流が小さくなり、飲料の調製効果は劣化する。一方、αは８５°を超えると、注液針からの液体の反射点はカプセルの側壁の高い位置にあるため、噴流された液体が側壁により反射後カプセルの膜に向かう一方、飲料粉末がカプセルの底壁に集まっているため、飲料粉末は十分に溶解されず、無駄遣いになり、飲料の食感も良くない。

第四に、前記給水ヘッドは継ぎ手を介して液体供給手段に接続されかつ継ぎ手の中で回動可能に設けられている。これにより、注液針と液体供給手段との接続が便利になるので、注液針の回転時の信頼性が向上されるとともに、液体の漏洩が防止され、機器の使用寿命を延長することが可能となる。

第五に、給水ヘッドと継ぎ手との間には、給水ヘッドに外嵌された第１のシールリングが配置されている。これにより、給水ヘッドと継ぎ手との間のシール性が強化され、注液針の回転時の水漏れが防止される。

第六に、注液針とパンチプレートとの間には、パンチプレートのスルーホール内に設けられた第２のシールリングが配置されている。これにより、飲料の調製時に、飲料が注液針とパンチプレートとの間に侵入することが防止され、細菌の繁殖が抑制され、衛生性が向上される。

第七に、前記引出針は膜を突き刺して穿刺孔を形成し、前記穿刺孔とカプセルの側壁との間の距離をＬ１とするとき、Ｌ１≧２ｍｍの関係を満たす。これにより、噴流された液体で旋回噴流を生じる時に、飲料粉末が引出針とカプセルの側壁との間を通過できるため、引出針とカプセルの側壁との間を詰ることがないため、引出針が飲料粉末で詰られるためカプセルの圧力が大きくなりすぎて爆発するリスクを回避することができ、使用上の安全性が向上される。Ｌ１は２ｍｍ未満であれば、飲料粉末は引出針とカプセルの側壁との間を詰まりやすいから、引出針が詰まられることでカプセルの圧力が大きくなりすぎて爆発する恐れがある。

第八に、前記引出針のカプセル内に延在した一端側が斜めに切断されて針先が形成され、前記針先の斜めに切断された部分は傾斜切断面とされ、前記傾斜切断面は上方に向かうように設けられ、前記引出針の引出孔は傾斜切断面に設けられている。これにより、噴流された液体で旋回噴流を生じる時に、飲料粉末が引出針とカプセルの側壁との間を通過するとき引出針を詰ることがないため、カプセルの圧力が大きくなりすぎて爆発するリスクを回避することができるとともに、溶解されなかった飲料粉末がそのまま排出されることが回避され、飲料の食感が向上される。

第九に、前記注液針の回転数が３０ｒｐｍ〜２５０ｒｐｍである。これにより、飲料粉末が十分に溶解して飲料の食感が良好になるとともに、調製効率を確保することが可能となる。さらに、引出針が詰まられにくいので、圧力が大きくなりすぎてカプセルは爆発するリスクも回避される。ここで、回転数が３０ｒｐｍ未満であれば、引出針の回転が遅すぎるため、飲料粉末の溶解速度が遅くなり、飲料の調製効率が低下する。さらに、引出針は飲料粉末で詰まられやすいから、カプセルが爆発する恐れがあるため危険である。一方、回転数が２５０ｒｐｍを超えると、一部の溶解されなかった飲料粉末は液体流に伴い引出針から放出されるため、飲料の食感に影響を与える。

第十に、本方法において、注液針の噴流方向が注液針の軸線と交差するように設けられているため、注液針により液体流を注入するとき飲料粉末に向けて噴流するようになり、また、調製ステップの中に、駆動装置が注液針を回転駆動する手順が設けられている。これにより、注液針より噴流領域を形成し、飲料粉末が噴流領域内で液体流にフラッシュされて混合溶解するため、液体と飲料粉末との混合溶解が促進され、かつ飲料粉末の溶解が十分に行われ、残留物がないので、飲料の食感や栄養価が向上される。また、注液針の回転中に旋回噴流が生じるため、飲料粉末の溶解がより効果的に促進され、飲料の調製効率及び食感が向上される。

本発明に記載される飲料調製マシンの実施例１の構造模式図である。 本発明に記載される飲料調製マシンの実施例１における調製ヘッド及び調製ヘッド協働構造を示す模式図である。 本発明に記載される飲料調製マシンの調製ヘッドと調製カップの局部との協働構造を示す模式図である。 図３におけるＡ部の拡大図である。 本発明に記載される飲料調製マシンの実施例２の構造模式図である。

以下、図面及び具体的な実施例を参照しながら、本発明について更に詳しく説明する。

図１〜５に示すように、本発明は、基台１と、調製キャビティ２と、調製ヘッド３と、注液針４と、引出針５と、液体供給手段６と、カプセル７、調製カップ８とを備える横型回転式飲料調製マシンを提供する。

調製キャビティ２は基台１内に設けられており、調製ヘッド３は調製キャビティ２の一端側に設けられている。調製ヘッド３は、ベース３１と、ベース３１に取り付けられるとともに、注液針４が通過するためのスルーホール３２１が設けられたパンチプレート３２とを備える。調製ヘッド３の一端側には液体供給手段６が接続され、他端側からカプセル７内に液体を供給するように構成されている。カプセル７は、底壁と、底壁から上方に延在する側壁と、カプセルを封止する膜とを備える。注液針４と引出針５は調製ヘッド３の同一側に設けられている。液体供給手段６は基台１の一方側に設けられており、調製カップ８は調製キャビティ２の他方側に設けられている。注液針４、引出針５及びカプセル７の中心軸線がいずれも横方向に沿って配置され、即ち注液針４及び引出針５の軸線と調製ヘッド３の中心軸線が重なり又は平行になるように設けられており、カプセル７の中心軸線は水平又は略水平な状態になっている。飲料調製マシンは、注液針４を回転駆動して飲料の調製を実行するための駆動装置９を更に備えている。

本発明は、前記飲料調製マシンを適用して飲料を調製する方法をさらに提供している。具体的な作動ステップは以下の通りである。

ステップ１：顧客は飲料マシンの中にカプセル７を投入し、スタートキーを押すと、飲料マシンが作動し始まる。

ステップ２（給水ステップ）：注液針４によりカプセル７を突き刺すとともに、カプセル７内に液体を供給する。

ステップ３（調製ステップ）：駆動装置９が注液針４を回転駆動することで、注液針４を中心とする円錐状直射流領域１００を形成し、飲料粉末が円錐状直射流領域１００内に液体でフラッシュされて混合溶解する。

ステップ４（飲料排出ステップ）：引出針５がカプセル７を突き刺すことにより、飲料粉末から調製された飲料をカプセルから排出する。

前記飲料調製方法において、注液針の噴流方向が注液針の軸線と交差するように設けられているので、注液針により液体流を注入するとき飲料粉末に向けて噴流するようになり、また、調製ステップの中に、駆動装置が注液針を回転駆動する手順が設けられている。これにより、注液針より噴流領域を形成し、飲料粉末が噴流領域内に液体でフラッシュされて混合溶解するため、液体と飲料粉末との混合溶解が促進され、かつ飲料粉末の溶解が十分に行われ、残留物がないので、飲料の食感や栄養価が向上される。また、注液針の回転中に旋回噴流が生じるため、飲料粉末の溶解がより効果的に促進され、飲料の調製効率及び食感が向上される。

以下、２つの具体的な実施例及びその図面を参照しながら、本発明について更に詳しく説明する。

＜実施例１＞
図１及び図４に示すように、本実施例は、基台１と、調製キャビティ２と、調製ヘッド３と、注液針４と、引出針５と、液体供給手段６と、カプセル７、調製カップ８とを備える横型回転式飲料調製マシンを提供する。調製キャビティ２は基台１内に設けられており、調製ヘッド３は調製キャビティ２の一端側に設けられている。調製ヘッド３は、ベース３１と、ベース３１に取り付けられるとともに、注液針４が通過するためのスルーホール３２１が設けられたパンチプレート３２とを備える。調製ヘッド３の一端側には液体供給手段６が接続され、他端側からカプセル７内に液体を供給するように構成されている。カプセル７は、底壁と、底壁から上方に延在する側壁と、カプセルを封止する膜とを備える。注液針４と引出針５は調製ヘッド３の同一側に設けられている。液体供給手段６は基台１の一方側に設けられており、調製カップ８は調製キャビティ２の他方側に設けられている。注液針４、引出針５及びカプセル７の中心軸線がいずれも横方向に沿って配置され、即ち注液針４及び引出針５の軸線と調製ヘッド３の中心軸線が重なり又は平行になるように設けられており、カプセル７の中心軸線は水平又は略水平な状態になっている。注液針４の噴流方向は、注液針４の軸線と交差しかつカプセル７の側壁に向かうように設けられている。これによって、注液針の中心軸線回りに液体の旋回噴流が生じるため、液体と飲料粉末とが互いに混合溶解し、液体と飲料粉末との混合溶解が促進され、かつ飲料粉末の溶解が十分に行われ、残留物がないので、飲料の食感や栄養価が向上される。

本実施例では、注液針４の液体供給手段６と連通する一端側には、注液針４と一体成形される給水ヘッド４２が設けられているため、構造が簡易であり、注液針と液体供給手段との接続が便利になり、製造時の組付けが容易になり、製造効率が向上され、さらに、注液針の回転時の信頼性が高まり、水漏れなどは生じないため、機器の使用寿命を延長することが可能となる。

給水ヘッド４２は継ぎ手１０を介して液体供給手段に接続され、給水ヘッド４２は継ぎ手１０に挿通されかつ継ぎ手１０の中で回動可能に設けられている。これにより、注液針と液体供給手段との接続が便利になるため、注液針の回転時の信頼性が向上されるとともに、液体の漏洩が防止され、機器の使用寿命が延長される。

飲料調製マシンは、駆動装置９を更に備える。駆動装置９は注液針４を回転駆動して飲料の調製を実行するモータである。給水ヘッド４２と継ぎ手１０との間には第１のシールリング１２が設けられており、第１のシールリング１２はリング状であり、その材質はシリコーンであってもよい。給水ヘッド４２には環状凹溝が設けられ、第１のシールリング１２は環状凹溝に外嵌されている。このように構成することにより、給水ヘッドと継ぎ手との間には第１のシールリングが設けられ、かつ当該第１のシールリングが給水ヘッドに外嵌するので、給水ヘッドと継ぎ手との間のシール性が向上され、注液針の回転時の水漏れが防止される。

注液針４とパンチプレート３２との間には第２のシールリング１３が設けられており、第２のシールリング１３はリング状であり、その材質はシリコーンであってもよく、かつパンチプレート３２のスルーホール３２１内に設けられている。注液針とパンチプレートとの間に第２のシールリングを設け、かつこの第２のシールリングをパンチプレートのスルーホール内に配置することにより、飲料の調製時に、飲料が注液針とパンチプレートとの間に侵入することが防止され、細菌の繁殖が抑制され、衛生性が向上される。

パンチプレート３２には、調製カップ８を封止するための第３のシールリング１４がさらに設けられており、第３のシールリング１４は半閉鎖型環状構造とされ、かつその縦断面は「Ｕ」字状をなしている。パンチプレート３２の下端には環状溝が設けられ、第３のシールリング１４は環状溝内に取り付けられ、第３のシールリング１４の「Ｕ」字状の開口は環状溝に固定され、第３のシールリング１４の「Ｕ」字状の底部は調製カップ８と接触して調製カップを封止するように形成されている。このように構成することにより、第３のシールリングが半閉鎖型環状構造とされ、かつその縦断面が「Ｕ」字状をなっているので、当該第３のシールリングは大きな変形量が生じるとともに小さな変形係数が得られる。これで、原材料カップのない場合に、調製ヘッドと調製カップとの間を確実に封止できるとともに、水漏れなどは発生しない一方、調製カップ内にカプセルが投入され圧縮量が大きくなった場合にも、締付力の増大を緩めることもできる。また、第３のシールリングの「Ｕ」字状の開口部を環状溝に固定し、第３のシールリングの「Ｕ」字状の底部を調製カップと接触させ調製カップを封止することにより、この第３のシールリングに大きな変形量を生じさせ、カプセルを投入するときに生じる締付力を低減させることができ、また、スラリーが「Ｕ」字状の開口部から第３のシールリング内に侵入したりすることは発生しないから、衛生性を維持することが可能となる。

引出針５の材質はプラスチックであってもよい。引出針５のカプセル７内に延在した一端側が斜めに切断されて針先が形成され、針先の斜めに切断された部分は傾斜切断面とされ、傾斜切断面は上方に向かうように設けられている。このように構成することにより、噴流された液体が旋回噴流となる時に、飲料粉末が引出針とカプセルの側壁との間を通過するときに引出針を詰ることがないため、カプセルの圧力が大きくなりすぎて爆発するリスクを回避することができ、また、溶解されなかった飲料粉末はそのまま排出されるのを回避することができるため、飲料の食感が向上される。

引出針５は注液針４の真下に設けられ、引出針５と注液針４は間隔をあけて設けられ、引出針５は膜を突き刺すことで穿刺孔を形成し、穿刺孔とカプセル７の側壁との間の距離をＬ１とするとき、Ｌ１≧２ｍｍの関係を満たす。このように構成することにより、引出針は注液針の真下に設けられているため、飲料を容易に排出することができる。さらに、穿刺孔とカプセルの側壁との間の距離をＬ１とするとき、Ｌ１≧２ｍｍの関係を満たすので、噴流された液体が旋回噴流となる時に、飲料粉末が引出針とカプセルの側壁との間を通過できるため、引出針とカプセルの側壁との間を詰ることがないため、引出針が飲料粉末で詰られるためカプセルの圧力が大きくなりすぎて爆発するリスクを回避することができ、使用上の安全性が向上される。Ｌ１は２ｍｍ未満であれば、飲料粉末は引出針とカプセルの側壁との間を詰まりやすいから、引出針が詰まられカプセルの圧力が大きくなりすぎて爆発する恐れがある。従って、本実施例では、Ｌ１＝４．５ｍｍとする。もちろん、Ｌ１を２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、５．５ｍｍ、６ｍｍ、６．５ｍｍ、７ｍｍ、７．５ｍｍ、８ｍｍ、８．５ｍｍ、９ｍｍ、９．５ｍｍ、１０ｍｍなどと設定してもよく、Ｌ１を２ｍｍ以上であればよいので、ここでは一々に列挙しない。前記列挙されたのは好適な実施例に過ぎず、この範囲に限定される意味ではないことが理解されるべきであろう。

図３、図４に示すように、注液針４の材質はプラスチックであってもよい。注液針４のカプセル内に延在した一端側に針先が設けられ、当該針先は注液針４の端部を斜めに切断することで形成され、注液針４の注液孔は、注液針４のカプセル７内に延在した一端側の側壁に設けられており、注液孔は円形をなしており、注液針４の注液孔の孔径をＤとするとき、０．８ｍｍ≦Ｄ≦２ｍｍの関係を満たす。このように構成することにより、噴流された液体が最適な旋回噴流が生じ得るため、飲料粉末を迅速的かつ効果的に溶解し、飲料の調製効果が向上される。Ｄは０．８ｍｍ未満であれば、流量が小さくなるため、調製効果に不利である一方、機器の内部圧力が大きくなりすぎてシール性に不利になり、機器の使用寿命にも影響を与える。Ｄ２は２ｍｍを超えると、注液孔の寸法が大きすぎて噴流された液体の線速度が小さくなり衝撃力が低下し、調製効果が劣化してしまう。従って、本実施例では、Ｄは１．２ｍｍとされる。もちろん、Ｄを０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１ｍｍ、１．１ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、２ｍｍと設定することができる。

注液針４から注入された液体がカプセル７の側壁に当る反射点から、カプセル７の膜との距離をＬ２とし、カプセル７の高さをＨとするとき、Ｌ２＜Ｈの関係を満たし、かつＬ２は０．２Ｈ〜０．８Ｈとされる。このように構成することにより、注液針から噴流された液体でより大きな旋回噴流が生じるので、飲料粉末をより迅速的且つ十分に溶解でき、飲料の食感と栄養価が向上される。また、Ｌ２は０．２Ｈ〜０．８Ｈとされることにより、注液針から噴流された液体がカプセルの側壁より反射されて最適な旋回噴流が生じるので、飲料粉末をより効果的且つ迅速的に溶解することができる。Ｌ２は０．２Ｈ未満であれば、注液針から注入された液体の反射点はカプセルの側壁から外れ或いはカプセルの側壁の低い位置にあるため、噴流された液体により生じる旋回噴流が小さく、飲料の調製効果は劣化する。一方、Ｌ２は０．８Ｈを超えると、注液針から注入された液体の反射点はカプセルの側壁の高い位置にあるため、噴流された液体が側壁より反射された後カプセルの膜に向かう一方、飲料粉末がカプセルの底壁に集まっているため、飲料粉末は十分に溶解されず、無駄遣いになり、飲料の食感も良くない。

注液針４のカプセル７内に延在した長さをＬ３とするとき、Ｌ３＜Ｌ２の関係を満たす。このように構成することにより、注液針から噴流された液体がカプセルの側壁に当る後カプセルの底壁に向かって反射されるため、一部の飲料粉末がカプセルの膜まで飛び散って液体でフラッシュされないことによる、飲料粉末の無駄遣いと飲料の濃度や食感の低下が回避される。

注液針４からの噴流方向と注液針４の軸線とがなす角度をαとするとき、５０°≦α≦８５°の関係を満たす。このように構成することにより、注液針から噴流された液体の反射点がカプセルの側壁にあることが確保され、注液針から噴流された液体でより大きな旋回噴流が生じることができ、これで飲料粉末をより迅速的且つ十分に溶解することができ、飲料の食感と栄養価がさらに向上される。αは５０°未満であれば、注液針からの液体の反射点はカプセルの側壁から外れ或いはカプセルの側壁の低い位置にあるため、噴流された液体により生じる旋回噴流が小さくなり、飲料の調製効果は劣化する。一方、αは８５°を超えると、注液針からの液体の反射点はカプセルの側壁の高い位置にあるため、噴流された液体が側壁より反射された後カプセルの膜に向かう一方、飲料粉末がカプセルの底壁に集まっているため、飲料粉末は十分に溶解されず、無駄遣いになる一方、飲料の食感も良くない。従って、本実施例では、αを７５°とする。もちろん、αを５０°、５３°、５５°、５８°、６０°、６３°、６５°、６８°、７０°、７３°、７８°、８０°、８３°、８５°と設定していてもよい。

注液針４の回転数は３０ｒｐｍ〜２５０ｒｐｍである。このように構成することにより、飲料粉末が十分に溶解されて飲料の食感が良好になるとともに、調製効率を確保することが可能となる。さらに、引出針は詰まられにくいので、圧力が大きくなりすぎてカプセルは爆発するリスクも回避される。回転数が３０ｒｐｍ未満であれば、引出針の回転が遅すぎるため、飲料粉末の溶解速度が遅くなり、飲料の調製効率が低下する。さらに、引出針は飲料粉末で詰まられやすいから、カプセルは爆発する恐れがあるため危険である。一方、回転数が２５０ｒｐｍを超えると、一部の溶解されなかった飲料粉末は液体流に伴い引出針から放出されるため、飲料の食感に影響を与える。従って、本実施例では、注液針の回転数は１４０ｒｐｍとされる。もちろん、回転数を３０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、５０ｒｐｍ、６０ｒｐｍ、７０ｒｐｍ、８０ｒｐｍ、９０ｒｐｍ、１００ｒｐｍ、１１０ｒｐｍ、１２０ｒｐｍ、１３０ｒｐｍ、１５０ｒｐｍ、１６０ｒｐｍ、１７０ｒｐｍ、１８０ｒｐｍ、１９０ｒｐｍ、２００ｒｐｍ、２１０ｒｐｍ、２２０ｒｐｍ、２３０ｒｐｍ、２４０ｒｐｍ、２５０ｒｐｍと設定していてもよい。

引出針５の材質はプラスチックであってもよい。引出針５のカプセル７内に延在した一端側が斜めに切断されて針先が形成され、針先の斜めに切断された部分は傾斜切断面とされ、傾斜切断面は上方に向かうように設けられ、引出針５の引出孔は傾斜切断面に設けられている。このように構成することにより、噴流された液体が旋回噴流となる時に、飲料粉末が引出針とカプセルの側壁との間を通過するときに引出針を詰ることがないため、カプセルの圧力が大きくなりすぎて爆発するリスクを回避することができ、また、溶解されなかった飲料粉末はそのまま排出されるのを回避することができるため、飲料の食感が向上される。また、引出針の材質はプラスチックとされるため、引出針の加工や製造が便利になり、低コストを図れる。

なお、注液針の材質はステンレス鋼であってもよいことが理解されるべきである。

なお、引出針は注液針の下側に設けられてもよいことが理解されるべきである。

なお、引出針は調製カップの底部に設けられてもよいことが理解されるべきである。

なお、引出針の材質はステンレス鋼であってもよいことが理解されるべきである。

本実施例に提供される飲料調製方法について、その具体的な作動工程は以下の通りである。

ステップ１：顧客は飲料マシンの中にカプセル７を投入し、スタートキーを押すと、飲料マシンが作動し始まる。

ステップ２（給水ステップ）：注液針４によりカプセル７を突き刺すとともに、カプセル７内に液体を供給する。

ステップ３（調製ステップ）：駆動装置９が注液針４を回転駆動することで、注液針４を中心とした円錐状直射流領域１００が形成され、一部の飲料粉末が濡れた後、その表面にペースト層が形成され、さらに粉体塊を形成する。そして、粉体塊が円錐状直射流領域１００内に液体でフラッシュされ続けると同時に、円錐状直射流領域１００が回転中にカプセル７の側壁より反射されて「Ｖ」字状反射流領域１１０が形成されるので、飲料粉体は円錐状直射流領域１００と「Ｖ」字状反射流領域１１０との両方でフラッシュされる。ここで、一部の飲料粉末が濡れた後、その表面にペースト層が形成され、さらに粉体塊が形成される。そして、粉体塊が円錐状直射流領域１００と「Ｖ」字状反射流領域１１０内に液体でフラッシュされ続けることで、粉体塊が粉砕されたり小さくされたりする。そして、粉砕または小さくされた粉体塊が噴流領域に液体流で更にフラッシュされて溶けてしまう。

ステップ４（飲料排出ステップ）：引出針５がカプセル７を突き刺すことにより、飲料粉末から調製された飲料をカプセルから排出する。

前記飲料調製マシンは上述した方法によりスラリーを調製するので、飲料粉末の調製中、一部の飲料粉末が濡れた後、その表面にペースト層が形成され、さらに粉体塊が形成される。そして、調製ステップの中に注液針を回転させ続けて噴流領域を形成する手順を追加し、粉体塊が噴流領域内に液体流でフラッシュされ続けることで、粉体塊が粉砕されたり小さくされたりする。そして、粉砕または小さくされた粉体塊が噴流領域に液体流で更にフラッシュされて溶けてしまい、飲料粉末が更に十分に溶解され、飲料の食感や濃度及び栄養価が向上される。また、「Ｖ」字状反射流領域は、回転中に円錐状直射流領域がカプセルの側壁より反射されてなるものであるので、飲料粉末が液体流で何度もフラッシュされ、飲料粉末の調製経路を長くすることができ、さらに、飲料粉末がより効果的に溶解され、飲料の食感や濃度及び栄養価がさらに向上される。

もちろん、飲料の調製工程は極めて複雑である。何故なら、調製の効果は液体流の圧力など他の要因にも係わっているからである。例えば、液体流の注入時の圧力は環境の温度や他の要因によって変化するので、調製時に粉体塊が形成される場合も形成されない場合もあり、或いは形成される粉体塊の数量やサイズ等が異なる場合がある。

＜実施例２＞
本実施例は実施例１と比べて、駆動装置が異なる点で相違する。

図５に示すように、飲料調製マシンは、注液針４を回転駆動して飲料の調製を実行するための駆動装置９を更に備えている。当該駆動装置９はベース３１に取り付けられるとともに注液針４の一端側に位置付けられ、モータ９１と、モータ軸９２と、モータ軸９２に外嵌された主動輪９３と、注液針４に外嵌され且つ主動輪９３と伝動接続された従動輪４１とを備える。ここで、主動輪９３は平歯車であり、従動輪４１は平歯車であり、主動輪９３と従動輪４１とが噛み合わせて注液針４を回転駆動することで、飲料粉末の調製を実行する。これにより、駆動装置が注液針を回転駆動することにより、注液針から噴流された液体は円錐状直射流領域を形成するため、飲料粉末が迅速的且つ十分に溶解され、飲料の食感や栄養価がより一層向上される。

本実施例では、注液針４の材質はプラスチックであってもよい。従動輪４１は注液針４の外面に外嵌されており、従動輪４１は注液針４と一体に射出成形される。これにより、注液針に駆動装置と伝動接続された従動輪が設けられ、かつ従動輪は注液針と一体成形されるため、注液針の構造が簡単になり、製造されやすくかつ強度が高い。また、注液針と従動輪との間の協働構造が１段減っているため、注液針と駆動装置との間の協働精度が向上され、これで、伝達がより正確になり、さらに伝動時の騒音が低減され、ユーザの使い心地をアップすることができる。

飲料調製マシンは、モータ９１、主動輪９３を取り付けるための取付ブラケット１１を更に備える。モータ９１はネジを介して取付ブラケット１１に取り付けられ、取付ブラケット１１はネジを介してベース３１に取り付けられている。このように構成することにより、取付ブラケットを設けてモータと主動輪を組付けることにより、各部品間の協働精度が向上され、構造がコンパクトになり、且つ伝動時の騒音が低減される。

もちろん、主動輪９３と従動輪４１はプーリであり、主動輪９３はベルトを介して従動輪４１と伝動接続されて注液針４を回転駆動してもよい。ベルトを介して伝動することにより、伝動の安定性や構造の簡素化及び低コストを実現し、且つメンテナンスの便宜を図ることができる。

なお、主動輪ははすば歯車であり、従動輪ははすば歯車であってもよいことが理解されるべきである。

なお、主動輪はウォームシャフトであり、従動輪はウォームホイールであってもよいことが理解されるべきである。

本実施例に述べられていない部分の構造及び有益な効果は実施例１と同じであるので、ここでは改めて述べない。

本実施例における飲料調製方法は実施例１に記載される方法と比べて、前記調製ステップの中に初期溶解手順が更に含まれている点だけで相違する。その具体的な作動工程は以下の通りである。

ステップ１：顧客は飲料マシンの中にカプセル７を投入し、スタートキーを押すと、飲料マシンが作動し始まる。

ステップ２（給水ステップ）：注液針４によりカプセル７を突き刺すとともに、カプセル７内に液体を供給する。

ステップ３（調製ステップ）：注液針４により液体をカプセル７内に注入し、液体により飲料粉末を初期溶解することで、飲料粉末の一部分が溶解される。これで液体流のカプセル内での転がる空間が大きくなり、注入された液体流がカプセル内で効果的に転がるようになるため、飲料粉末が十分に溶解し、かつ残留物はない。駆動装置９が注液針４を回転駆動して注液針４を中心とした円錐状直射流領域１００が形成され、円錐状直射流領域１００が回転中にカプセル７の側壁より反射されて「Ｖ」字状反射流領域１１０が形成され、これで飲料粉体が円錐状直射流領域１００と「Ｖ」字状反射流領域１１０との両方でフラッシュされ、一部の飲料粉末が濡れた後、その表面にペースト層が形成され、さらに粉体塊が形成される。そして、粉体塊が円錐状直射流領域１００と「Ｖ」字状反射流領域１１０内に液体流でフラッシュされ続けることで、粉砕されたり小さくされたりする。そして、粉砕または小さくされた粉体塊が反射流領域に液体流で更にフラッシュされて溶けてしまう。このように、飲料粉体が液体流で何度もフラッシュされ、さらに飲料粉末の調製経路を長くすることができ、さらに、飲料粉末がより効果的且つ十分に溶解され、飲料の食感や濃度及び栄養価がさらに向上される。

ステップ４（飲料排出ステップ）：引出針５がカプセル７を突き刺すことにより、飲料粉末から調製された飲料をカプセルから排出する。

前記飲料調製マシンは上述した方法によりスラリーを調製するので、注液針が液体をカプセル内に注入した後、まず、液体で飲料粉末を初期溶解し、大きな転がり空間が確保され、その後、カプセルの中心軸線回りに液体を噴流する。これで、飲料粉末を調製する時に、一部の飲料粉末が濡れた後、その表面にペースト層が形成され、さらに粉体塊が形成される。そして、調製ステップの中に注液針を回転させ続けて噴流領域を形成する手順を追加し、粉体塊が噴流領域内に液体流でフラッシュされ続けることで、粉砕されたり小さくされたりする。そして、粉砕または小さくされた粉体塊が噴流領域に液体流で更にフラッシュされて溶けてしまい、飲料粉末が更に十分に溶解され、飲料の食感や濃度及び栄養価が向上される。また、「Ｖ」字状反射流領域は、回転中に円錐状直射流領域がカプセルの側壁より反射されてなるものであるので、飲料粉末が液体流で何度もフラッシュされ、飲料粉末の調製経路を長くすることができ、さらに、飲料粉末がより効果的に溶解され、飲料の食感や濃度及び栄養価がさらに向上される。

上述したものは、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の実施範囲を限定するものではなく、つまり、本発明に従い加える同様な変更や修飾などは、いずれも本発明の技術的範囲に含まれるので、ここでは一々に例示しない。

図中における各部材の名称は以下の通りである。

１ 基台
２ 調製キャビティ
３ 調製ヘッド
３１ ベース
３２ パンチプレート
３２１ スルーホール
４ 注液針
４１ 従動輪
４２ 給水ヘッド
５ 引出針
６ 液体供給手段
７ カプセル
８ 調製カップ
９ 駆動装置
９１ モータ
９２ モータ軸
９３ 主動輪
１０ 継ぎ手
１１ 取付ブラケット
１２ 第１のシールリング
１３ 第２のシールリング
１４ 第３のシールリング
１００ 円錐状直射流領域
１１０ 「Ｖ」字状反射流領域

Claims (10)

1. 調製キャビティを有する基台と、
   調製ヘッドと、
   調製ヘッドに設けられた注液針と、
   引出針と、
   調製ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、
   カプセルを収容する調製カップと、
   を備え、
   前記調製ヘッドの一端側に液体供給手段が接続され、他端側からカプセル内に液体を供給し、
   前記調製ヘッドはベースを含み、
   前記カプセルは、底壁と、底壁から上方に延びる側壁と、カプセルを封止する膜とを含み、
   前記注液針、引出針及びカプセルの中心軸線がいずれも横方向に沿って設けられている横型回転式飲料調製マシンであって、
   前記注液針の噴流方向は、注液針の軸線と交差しかつカプセルの側壁に向かうように設けられており、
   前記引出針は、注液針の下方に設けられており、
   前記飲料調製マシンは、ベースに取り付けられた駆動装置を更に備え、
   前記駆動装置は、注液針を回転駆動する、
   ことを特徴とする横型回転式飲料調製マシン。
2. 前記注液針の液体供給手段に連通される一端側には、注液針と一体成形されている給水ヘッドが設けられている、
   請求項１に記載の飲料調製マシン。
3. 前記注液針の噴流方向と注液針の軸線とがなす角度をαとするとき、５０°≦α≦８５°の関係を満たす、
   請求項１に記載の飲料調製マシン。
4. 前記給水ヘッドは、継ぎ手を介して液体供給手段に接続されており、
   前記給水ヘッドは継ぎ手に挿通されかつ継ぎ手の中で回動可能に設けられている、
   請求項２に記載の飲料調製マシン。
5. 前記給水ヘッドと継ぎ手との間には、給水ヘッドに外嵌された第１のシールリングが配置されている、
   請求項４に記載の飲料調製マシン。
6. 前記調製ヘッドには、ベースに取り付けられるとともに、注液針が貫通するスルーホールが設けられたパンチプレートがさらに配置されており、
   前記注液針とパンチプレートとの間には、パンチプレートのスルーホール内に設けられた第２のシールリングが配置されている、
   請求項１に記載の飲料調製マシン。
7. 前記引出針は膜を突き刺して穿刺孔を形成し、
   前記穿刺孔とカプセルの側壁との間の距離をＬ１とするとき、Ｌ１≧２ｍｍの関係を満たす、
   請求項１に記載の飲料調製マシン。
8. 前記引出針のカプセル内に延在した一端側が斜めに切断されて針先が形成され、
   前記針先の斜めに切断された部分は傾斜切断面とされ、
   前記傾斜切断面が上方に向かうように設けられ、前記引出針の引出孔が傾斜切断面に設けられている、
   請求項１に記載の飲料調製マシン。
9. 前記注液針の回転数は３０ｒｐｍ〜２５０ｒｐｍである、
   請求項１に記載の飲料調製マシン。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の横型回転式飲料調製マシンを使用して飲料を調製する飲料調製方法であって、
    注液針によりカプセルを突き刺すとともに、カプセル内に液体を供給する給水ステップと、
    駆動装置が注液針を回転駆動して注液針により噴流領域を形成し、飲料粉末が噴流領域内に液体流でフラッシュされて混合溶解する調製ステップと、
    引出針によりカプセルを突き刺すことにより、飲料粉末から調製された飲料をカプセルから排出する飲料排出ステップと、
    を含む飲料調製方法。

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