JP6820544B2 - 飲料製造装置 - Google Patents

Description

本開示は、ミルクを使用する飲料製造装置に関する。

従来、例えばコーヒー飲料や清涼飲料水を製造および／または供給する飲料製造装置が普及している。このような飲料製造装置には、例えばフォームドミルクやスチームドミルクをコーヒーと混合してコーヒー飲料を製造するものがある。なお、フォームドミルクとは、ミルクを泡立てたものである。また、スチームドミルクとは蒸気を用いて暖めたミルクであり、ミルクの泡と液体とが混ざり合った状態のものである。

フォームドミルクやスチームドミルクを製造できる装置（ミルクフォーマ）を備えた飲料製造装置として、例えば特許文献１に開示された技術がある。特許文献１には、以下のようなミルクフォーマが開示されている。すなわち、ミルク容器から送り出されたミルクは、第１混合室にて、空気と混合されて、フォーム状のミルクと空気との混合物（即ち、フォームドミルク）が生成される。第１混合室で生成されたフォームドミルクは、ミルクポンプにより圧縮された後、必要に応じて、第２混合室にて高温蒸気により加熱される。第２混合室から流出したフォームドミルクは、調質器に流入される。調質器は、フォームドミルクを均質化し、これによって、フォームドミルク内の気泡は微細化され、より均一にミルク内に分配される。

特開２０１４−２１３２０９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたミルクフォーマは、メンテナンス性が低いという問題があった。このため、メンテナンス性が高いミルクフォーマを有する飲料製造装置が要望されている。

本開示の目的は、メンテナンス性が高いミルクフォーマを有する飲料製造装置を提供することである。

本開示は、第１ギヤと、第２ギヤと、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤを内部空間に収容するケースと、モータ側磁石と、前記モータ側磁石が回転軸に取り付けられるモータと、前記モータ側磁石と磁気結合し、前記第１ギヤに内蔵されるポンプ側磁石と、を有し、前記ポンプ側磁石は、円柱状に形成されており、前記円柱の一方の底面にのみ少なくとも一対の磁極を有し、磁力線が当該底面から前記ポンプ側磁石の内部を通って再び当該底面に向かう閉磁路を形成する閉磁路型の磁石である。

本開示によれば、メンテナンス性が高いミルクフォーマを有する飲料製造装置を提供することができる。

本開示の実施の形態に係る飲料製造装置の斜視図 コーヒー抽出部の構成を示す図 蒸気供給部、ミルク供給部、空気供給部の構成を示す図 ノズルユニットの拡大斜視図 ノズルユニットの分解図 図４の線Ｖ−Ｖ’に沿うミルクフォーマの縦断面を前方から見た時の図 ギヤポンプおよびその周辺構成の分解図 大径ギヤおよび小径ギヤと、ケースの内部空間との寸法を示す図 ミルクフォーマの左側面図であり、その内部を部分的に透視した図 分岐部、バルブおよびモータ側ギヤを左側方から見た一部断面図であって、第１出口および第２出口の切り替えを示す図 ノズルユニットおよびバルブ用モータの底面図 ポンプ側磁石の形状を例示するための図 ポンプ側磁石の磁極について例示した図 ポンプ側磁石の磁束について例示した図 ポンプ側磁石において、磁性体により磁路を繋いだ例を示す図 本開示の実施の形態に係るポンプ側磁石の形状を説明するための図 本開示の実施の形態に係るポンプ側磁石の磁極について示す図 本開示の実施の形態に係るポンプ側磁石の磁束について示す図 本開示の実施の形態に係るポンプ側磁石の磁極の他の例を示す図

以下、本開示の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明、例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明等は省略する場合がある。

なお、以下の説明および参照される図面は、当業者が本開示を理解するために提供されるものであって、本開示の請求の範囲を限定するためのものではない。

＜１−１．方向の定義＞
まず、本実施の形態における方向について定義する。飲料製造装置１の前面とユーザとが正対した時の左から右、あるいは右から左に向かう軸に沿った方向を左右方向と定義する。また、飲料製造装置１の前面とユーザとが正対した時の飲料製造装置１の前面から背面、あるいは背面から前面に向かう方向を前後方向と定義する。また、飲料製造装置１の前面とユーザとが正対した時の飲料製造装置１の底面から上面、あるいは上面から底面に向かう方向を上下方向と定義する。以下では、左右方向、前後方向および上下方向に沿った軸を、それぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸と称する場合がある。

＜１−２．飲料製造装置１の概略構成＞
図１は、飲料製造装置１の斜視図である。飲料製造装置１は、例えば業務用であって店舗等に設置される。飲料製造装置１は、本体２と、ドア３と、ボタン群４（点線で囲まれた部分を参照）と、キャニスタ５と、ミルク保冷庫６と、ノズルユニット７と、ドリップトレイ８と、を備えている。

ドア３は、本体２の前面に、開閉自在に取り付けられる。ボタン群４は、ドア３の前面に配置される。ボタン群４に含まれる複数のボタンには、飲料製造装置１が提供可能な飲料の種類（エスプレッソコーヒー、ドリップコーヒー（ホット・アイス）、カフェラテ（ホット・アイス）、カプチーノ（ホット・アイス）等）がそれぞれ割り当てられている。所望の飲料が割り当てられたボタンがユーザにより操作されると、飲料製造装置１は、操作されたボタンに割り当てられた飲料を製造して提供する。なお、本実施の形態における飲料製造装置１は、コーヒーを用いた飲料を製造するものとする。

キャニスタ５は、本体２の上面に取り付けられ、コーヒー豆を保存する。ミルク保冷庫６は、少なくとも一個のミルクパック９（後述の図３を参照）を収容して低温で保存する。

ノズルユニット７は、本体２の前面に設けられ、本体２の内部で製造された飲料を下方に向けて吐出する。また、ノズルユニット７は、ミルク保冷庫６から供給されたミルクを用いてフォームドミルク（ホット・コールド）、スチームミルク(ホット)、コールドミルク等を生成して下方に向けて吐出する。これらのミルクと本体２の内部で製造された飲料とがノズルユニット７からそれぞれ別々に吐出され、容器１０内で混ぜ合わせられることにより多様な飲料が生成される。

ドリップトレイ８は、本体２の下端部から前方に突出している。ノズルユニット７から吐出される飲料は、ドリップトレイ８に載置された飲料の容器１０に提供される。また、
ドリップトレイ８は、ノズルユニット７から垂れたり、容器１０からこぼれたりした飲料を収集し貯留する。

後述する図２に示すように、本体２の内部には、キャニスタ５に保存されたコーヒー豆を使ってコーヒーを生成するコーヒー抽出部２１が設けられている。また、後述する図３に示すように、本体２の内部には、蒸気供給部２２と、ミルク供給部２３と、空気供給部２４と、がさらに設けられている。なお、本件出願人は、コーヒー抽出部と、蒸気供給部、ミルク供給部および空気供給部に関し、特開２０１３−１６５８１４号公報等に開示している。よって、本実施形態において、特開２０１３−１６５８１４号公報等の開示内容に相当する部分に関しては、簡素に説明する。

図２は、コーヒー抽出部２１の構成を示す図である。コーヒー抽出部２１は、図２に示すように、湯タンク２１１と、湯ポンプ２１２と、フィルタ２１３と、給湯弁２１４と、コーヒー側給湯配管２１５と、昇降装置２１６と、シリンダユニット２１７と、キャップ２１８と、コーヒー液配管２２１２と、ミル２２１３と、を有する。

湯タンク２１１は、大気開放型のタンクであって、所定量の飲料水を、内蔵のヒータ（図示せず）により所定温度に加熱した状態で貯留する。

湯ポンプ２１２は、湯タンク２１１内の湯を加圧して排出させるポンプである。湯ポンプ２１２の排出口にはコーヒー側給湯配管２１５の上流端が接続される。コーヒー側給湯配管２１５には、フィルタ２１３と、電磁弁等からなる給湯弁２１４とが、上流側からこの順番で設けられる。コーヒー側給湯配管２１５の下流端は、後述のシリンダ２１９の給湯口に挿抜可能に接続される。

シリンダユニット２１７は、上下方向に移動可能に構成され、シリンダ２１９と、ピストン２２１０と、を有する。シリンダ２１９の上面は開口し、シリンダ２１９の下端部近傍の側面には給湯口が形成される。ピストン２２１０は、通水性を有しており、シリンダ２１９の内部空間を移動可能である。

キャップ２１８は、シリンダユニット２１７の上方に設けられ、上昇してきたシリンダ２１９に填め込まれてその開口を塞ぐ。シリンダ２１９を塞いだキャップ２１８の下面、シリンダ２１９の内周面およびピストン２２１０の上面で囲まれた空間がコーヒー液の抽出室を形成する。

キャップ２１８には、キャップ２１８の下面から上面まで貫通する抽出孔２２１１が形成される。この抽出孔２２１１を、抽出室内で得られたコーヒー液が通過する。この抽出孔２２１１の上端は、コーヒー液配管２２１２を介してコーヒー用ノズル７２に流体連通するように接続される。

本体２内部の上方にはミル２２１３が設けられる。ミル２２１３は、キャニスタ５に収容されたコーヒー豆を粉砕して挽き豆を生成する。

次に、コーヒー抽出部２１の動作を説明する。ボタン群４（図１を参照）のうちの特定のボタンが操作されると、ミル２２１３は挽き豆を生成する。生成された挽き豆は上述の抽出室に投入される。

次に、昇降装置２１６によりシリンダユニット２１７が上昇させられ、シリンダ２１９の開口内にキャップ２１８が押し込まれる。これにより、抽出室内の挽き豆は、ピストン２２１０とキャップ２１８との間で圧縮される。

次に、湯ポンプ２１２が運転され、かつ、給湯弁２１４が開いて、湯タンク２１１から、所定量の湯がシリンダ２１９内に加圧供給される。その結果、高濃度のコーヒー液が得られる。ここで、フィルタ２１３と給湯弁２１４の間には、図示しない流量計が設けられており、この流量計が、シリンダ２１９への湯の供給量を測定している。得られたコーヒー液は、キャップ２１８から送り出され、コーヒー液配管２２１２を介してコーヒー用ノズル７２から排出される。その後、ドリップトレイ８（図１を参照）に載置された容器１０に注がれる。

次に、本体２の内部に設けられた蒸気供給部２２、ミルク供給部２３、空気供給部２４の構成について説明する。図３は、蒸気供給部２２、ミルク供給部２３、空気供給部２４の構成を示す図である。図３に示すように、蒸気供給部２２は、電磁ポンプ２２１と、ミルク側給湯配管２２２と、ボイラ２２３と、蒸気用配管２２４と、三方弁２２５と、を有する。なお、湯タンク２１１は、コーヒー抽出部２１と共用されればよい。

湯タンク２１１内の湯は、電磁ポンプ２２１の運転により、ミルク側給湯配管２２２を介してボイラ２２３に供給される。ボイラ２２３は、内蔵の電気ヒータ（図示せず）により常時一定の温度になるよう制御されており、電磁ポンプ２２１の運転により供給された湯を用いて蒸気を生成する。生成された蒸気は、蒸気用配管２２４および三方弁２２５を介して、ホットミルク用ノズル７１０に供給される。

また、図３に示すように、ミルク供給部２３は、上述のミルク保冷庫６に加え、ミルク供給配管２３１を有する。

ミルク供給配管２３１の上流端は、ミルク保冷庫６に収納されたミルクパック９の内部に挿入される。また、ミルク供給配管２３１の下流端は、ギヤポンプ７４（図４等参照）のミルク用入口７４６に流体連通するように接続される。

また、図３に示すように、空気供給部２４は、エアポンプ２４１と、空気供給配管２４２と、空気弁２４３と、を有する。

エアポンプ２４１は、図示しないモータにより駆動され、外部の空気を吸入して、空気供給配管２４２に送り出す。空気供給配管２４２の下流端は、ギヤポンプ７４の空気用入口７４７に流体連通するように接続される。また、空気供給配管２４２の途中には、電磁弁等からなる空気弁２４３が設けられる。空気弁２４３が開放されると、エアポンプ２４１から送り出された空気が空気供給配管２４２を介して空気用入口７４７に供給される。

＜１−３．ノズルユニットおよびこれに関連する構成＞
次に、図１および図４から図１１を参照して、ノズルユニット７の詳細な構成について説明する。ノズルユニット７は、図１および図４に示すように、本体２の前面に設けられ、カバー７１と、珈琲用ノズル７２と、ミルクフォーマ７３と、を含む。なお、図４にはカバー７１は示されていない。ミルクフォーマ７３は、図４から図１１に示すように、ギヤポンプ７４と、分岐部７５と、バルブ７６と、コールドミルク用ノズル７７と、調質器７８と、ミルクフォーマ内のミルク用流路７９と、ホットミルク用ノズル７１０と、を有する。

ギヤポンプ７４は、ミルクを移送する移送ポンプであって、図６および図７に示すように、ケース７４１と、大径ギヤ７４２と、小径ギヤ７４３と、蓋７４４と、を有する。

大径ギヤ７４２および小径ギヤ７４３は、第１ギヤおよび第２ギヤの一例である。大径ギヤ７４２および小径ギヤ７４３は、互いに噛み合った状態でケース７４１内に収容される。また、大径ギヤ７４２には、ポンプ側磁石７４５が内蔵される。ポンプ側磁石７４５の詳細については後述する。

図８は、大径ギヤ７４２および小径ギヤ７４３の寸法と、ケースの内部空間の寸法とを示す図である。本実施の形態では、図８に示すように、大径ギヤ７４２および小径ギヤ７４３の歯先円直径をＯＤ１、ＯＤ２とし、両ギヤ７４２、７４３の歯底円直径をＲＤ１、ＲＤ２とする。また、両ギヤ７４２、７４３の歯幅（ｙ軸方向幅）は互いに実質同じであり、Ｗ（図示せず）とする。また、大径ギヤ７４２は、本飲料製造装置１の正面から見て時計回りに回転し（矢印ａを参照）、小径ギヤ７４３は、同方向から見て反時計回りに回転する（矢印ｂを参照）。なお、本実施の形態では、小径ギヤ７４３は大径ギヤ７４２に従動回転する。

ケース７４１は、例えば樹脂等のような非磁性材料で作製される。このケース７４１には、両ギヤ７４２、７４３を収容する内部空間ＩＳ１が形成される。この内部空間ＩＳ１は、図８に示すように、大径側円弧面Ｓ１と、小径側円弧面Ｓ２と、底面Ｓ３と、上面Ｓ４と、前面Ｓ５とで定義される。

円弧面Ｓ１、Ｓ２は、ｙ軸方向から正面視した場合に、半径が概ねＯＤ１／２、ＯＤ２／２の円弧をなす辺を含む円弧状の面である。

底面Ｓ３は、正面視した場合に、両円弧面Ｓ１、Ｓ２の歯先円に接する下方側の２つの接線（図８における紙面に垂直な２つの線分）を含む面である。それに対し、上面Ｓ４は、上方側の２つの接線（図８における紙面に垂直な２つの線分）を含む面である。前面Ｓ５は、面Ｓ１〜Ｓ４で囲まれた空間ＩＳ１を本体２の前面側（図８における手前側）で閉止する面である。

なお、内部空間ＩＳ１は、上記寸法に対して公差程度の差を有していてもよい。また、ギヤポンプ７４の設計段階で、上記寸法に対して若干余裕を持つように設計されてもよい。

また、ケース７４１は、図６および図７に示すように、ミルク用入口７４６と、空気用入口７４７と、ミルク用出口７４８と、を有する。ミルク用入口７４６は、ケース７４１の上面Ｓ４に形成された貫通孔を介してギヤポンプ７４の吸込み側と流体連通可能な円筒または管状の部材である。ミルク用入口７４６には、上述のミルク供給配管２３１の下流端が流体連通可能に接続される。

空気用入口７４７は、ケース７４１に形成された貫通孔を介してギヤポンプ７４の内部空間ＩＳ１と流体連通可能な円筒または管状の部材である。空気用入口７４７には、上述の空気供給配管２４２の下流端が流体連通可能に接続される。

なお、本実施の形態では、空気用入口７４７は、ミルク用入口７４６と同様に、ギヤポンプ７４の吸込み側と流体連通可能に構成されている。ミルク用入口７４６および空気用入口７４７は、上面Ｓ４の中央またはその近傍に形成されることが好ましい。

ミルク用出口７４８は、出口の一例であって、ケース７４１の底面Ｓ３に形成された貫通孔である。このミルク用出口７４８は、分岐部７５と流体連通可能である。ミルク用出口７４８は、底面Ｓ３の中央またはその近傍に形成されることが好ましい。

以上のケース７４１は、図６等に示すように、内部空間ＩＳ１の底面Ｓ３がｘｙ平面と平行になるよう本体２の前面に取り付けられる。そして、蓋７４４は、両ギヤ７４２、７４３が収容されたケース７４１の開口部分を閉止する。

大径ギヤ７４２を回転させるために、本体２には、図５から図７に示すように、ギヤポンプ用モータ２５が内蔵される。ギヤポンプ用モータ２５は、モータの一例であって、回転軸２５１と、モータ側磁石２５２と、を有する。モータ側磁石２５２は、大径ギヤ７４２に内蔵されたポンプ側磁石７４５（図６を参照）とマグネットカップリングして、ギヤポンプ用モータ２５で生成された駆動トルクをポンプ側磁石７４５に伝達する。

分岐部７５は、図９に示すように、前後方向に延在する円筒または管状の部材である。この分岐部７５には円柱形状の内部空間ＩＳ２が形成される。分岐部７５の上部前寄りには、ミルク用出口７４８と流体連通する入口７５１が形成される。分岐部７５の下部後端側には、コールドミルク用ノズル７７と流体連通する第１出口７５２が形成される。分岐部７５の前端には、後述のミルク用流路７９と流体連通するように第２出口７５３が形成される。分岐部７５の後端は、後述のバルブ７６が挿入される開口７５４が形成されている。

バルブ７６は、分岐部７５の内部空間ＩＳ２の開口７５４に挿入され、ほぼ円柱形状の回転体７６１を有する。この回転体７６１の外周面（換言すると、側面）には、第１リング溝７６２と、第２リング溝７６３とが形成される。第１リング溝７６２の軸芯はｙ軸と平行であるが、リング溝７６３の軸芯は、ｙ軸と非平行で、ｘ軸方向からの平面視でｙ軸に対し斜めになっている。以上の第１リング溝７６２および第２リング溝７６３には、図１０に示すように、第１Ｏリング７６４および第２Ｏリング７６５が取り付けられる。なお、図９には、便宜上、Ｏリング７６４、７６５は示されておらず、図１０には、便宜上、リング溝７６２、７６３は示されていない。

ここで、両Ｏリング７６４、７６５の間のｙ軸方向における空間距離（以下、リング間距離という）ｄは、図１０に示すように、バルブ７６の周面上の位置（換言すると、バルブ７６の中心軸からの方位）により異なる。従って、回転体７６１の回転により、図１０上段に示すように、リング間距離ｄの最短の部分が上方を向いた時、入口７５１と第２出口７５３とが流体連通し（一点鎖線の矢印を参照）、図１０下段に示すように、この最短部分が下方を向いた時、入口７５１と第１出口７５２とが流体連通する（一点鎖線の矢印を参照）。

また、バルブ７６の回転のために、図１０に示すように、バルブ７６の後端には、バルブ側ギヤ７６６が取り付けられる。より具体的には、バルブ側ギヤ７６６は、自身の回転軸と、バルブ７６の中心軸とが軸合わせされた状態で取り付けられる。ここで、ミルクフォーマ７３を本体２に取り付け容易にするために、バルブ側ギヤ７６６が本体２に対し挿抜可能になっていることが好ましい。

バルブ７６の回転のために、本体２には、図４および図５に示すように、バルブ用モータ２６が内蔵される。バルブ用モータ２６は、図１１に示すように、回転軸２６１と、モータ側ギヤ２６２と、を有する。モータ側ギヤ２６２は、図１１に示すように、回転軸２６１の先端に固定され、バルブ側ギヤ７６６と噛み合う。

コールドミルク用ノズル７７は、分岐部７５を介してケース７４１に一体的に取り付けられている。このコールドミルク用ノズル７７は、図９に示すように、上下方向に延在する円筒または管状の部材である。このコールドミルク用ノズル７７には円柱形状の内部空間ＩＳ３が形成される。コールドミルク用ノズル７７の上端には、第１出口７５２と内部空間ＩＳ３とを流体連通させる入口が形成される。また、コールドミルク用ノズル７７の下端は内部空間ＩＳ３と流体連通するように開口し、この開口から内部空間ＩＳ３に調質器７８が挿入される。

ミルク用流路７９の上流端は第２出口７５３と流体連通可能に接続され、その下流端はホットミルク用ノズル７１０と流体連通可能に接続される。ホットミルク用ノズル７１０は、図５に示すように、蒸気用配管２２４の下流端と流体連通可能に接続される。

＜１−４．ミルクフォーマの動作（スチームミルク作成時）＞
次に、上記構成のミルクフォーマ７３の動作例について説明する。まず、ボタン群４のうちの特定のボタンが操作され、操作されたボタンがスチームミルクを使用した飲料であった場合、本体２内部に設けられた図示しないマイコンは、以下のように上記構成の各部を制御する。

マイコンは、バルブ用モータ２６を駆動する。これにより、回転軸２６１が回転する。回転軸２６１に生じた力は、先端のモータ側ギヤ２６２およびバルブ側ギヤ７６６を介して、バルブ７６に伝達される。スチームミルクを生成する場合、マイコンは、バルブ用モータ２６を制御して、リング間距離ｄの最短部分が上方を向くようにバルブ７６を回転させ停止させる。これにより、分岐部７５の内部空間ＩＳ２には、入口７５１から第２出口７５３への向かう流路（図１０上段の一点鎖線の矢印を参照）が形成される。

マイコンはさらに、電磁ポンプ２２１を運転し、三方弁２２５に通電する。これにより、湯タンク２１１の湯は、ミルク側給湯配管２２２を介してボイラ２２３に流入し始める。流入した湯はボイラ２２３により蒸気となり、蒸気用配管２２４を介してホットミルク用ノズル７１０に供給される。

マイコンはさらに、ギヤポンプ用モータ２５を駆動する。その結果、回転軸２５１に生じた回転力は、モータ側磁石２５２とポンプ側磁石７４５との間のマグネットカップリングにより、大径ギヤ７４２に伝達される。その結果、大径ギヤ７４２が回転し始め、小径ギヤ７４３は大径ギヤ７４２と従動回転する。この時、両ギヤ７４２、７４３は内部空間ＩＳ１の吸込み側において開く方向（図８の矢印ａ、ｂを参照）に回転する。かかる回転により、内部空間ＩＳ１の吸込み側には負圧が生じて、ミルクパック９内のミルクは、ミルク供給配管２３１およびミルク用入口７４６を介して、ギヤポンプ７４の内部空間ＩＳ１（より具体的には吸込み側）に供給され始める。吸込み側のミルクは、両ギヤ７４２、７４３の回転により、これらの外側を回って吐出側に送られ、両ギヤ７４２、７４３の噛み合いによりミルク用出口７４８から吐出される。

なお、スチームミルク作成時、エアポンプ２４１は停止、空気弁２４３は閉止される。即ち、ギヤポンプ７４は、空気供給部２４による空気の供給を受けない。

ミルク用出口７４８から吐出されたミルクは、分岐部７５の入口７５１に供給される。入口７５１から内部空間ＩＳ２に流入したミルクは、内部空間ＩＳ２を通って第２出口７５３から吐出され、その後、ミルク用流路７９を介して、ホットミルク用ノズル７１０に流入する。上記の通り、ホットミルク用ノズル７１０には、蒸気用配管２２４から蒸気が供給される。ホットミルク用ノズル７１０の内部ではミルクが蒸気で加熱され、これによって、スチームミルクが生成される。生成されたスチームミルクは、ホットミルク用ノズル７１０から容器１０に向けて吐出される。

＜１−５．ミルクフォーマの動作（コールドミルク作成時）＞
また、ボタン群４のうちの特定のボタンが操作され、操作されたボタンがコールドミルクを使用した飲料であった場合、本体２内部に設けられた図示しないマイコンは、以下のように上記構成の各部を制御する。

まず、マイコンは、バルブ用モータ２６を制御して、リング間距離ｄの最短部分が下方を向くようにバルブ７６を回転させ停止させる。これにより、分岐部７５の内部空間ＩＳ２には、入口７５１から第１出口７５２への流路（図１０下段の一点鎖線の矢印を参照）が形成される。

マイコンはさらに、ギヤポンプ用モータ２５を駆動する。これにより、１−４欄での説明と同様に、ミルクパック９内のミルクが、ギヤポンプ７４の内部空間ＩＳ１（より具体的には吸込み側）に供給され始める。吸込み側のコールドミルクは、両ギヤ７４２、７４３の回転により、ミルク用出口７４８から吐出される。

コールドミルク作成時、ギヤポンプ７４は、空気供給部２４から空気の供給を受けない。

ミルク用出口７４８からのミルクは、分岐部７５の入口７５１に供給される。入口７５１から内部空間ＩＳ２に流入したミルクは、内部空間ＩＳ２を通って第１出口７５２から吐出され、コールドミルク用ノズル７７の上端から内部空間ＩＳ３に流入する。流入したミルクは、コールドの状態を保ったまま、コールドミルク用ノズル７７の下端から、容器１０に向けて吐出される。

＜１−６．ミルクフォーマの動作（コールドのフォームドミルク作成時）＞
また、ボタン群４のうちの特定のボタンが操作され、操作されたボタンがコールドのフォームドミルクを使用した飲料であった場合、本体２内部に設けられた図示しないマイコンは、以下のように上記構成の各部を制御する。

まず、マイコンは、バルブ用モータ２６を制御して、リング間距離ｄの最短部分が下方を向くようにバルブ７６を回転させ停止させる。これにより、分岐部７５の内部空間ＩＳ２には、入口７５１から第１出口７５２への流路（図１０下段の一点鎖線の矢印を参照）が形成される。

次に、マイコンは、コールドのフォームドミルクの作成時、空気弁２４３を開放し、エアポンプ２４１を駆動する。その結果、外部の空気は、エアポンプ２４１に取り込まれ、空気供給配管２４２およびギヤポンプ７４の空気用入口７４７を介して、ギヤポンプ７４の内部空間ＩＳ１に供給される。

マイコンはさらに、ギヤポンプ用モータ２５を駆動する。これにより、１−４欄での説明と同様にして、ミルクパック９内のミルクは、ギヤポンプ７４の内部空間ＩＳ１（より具体的には吸込み側）に供給され始める。

ギヤポンプ７４において、吸込み側のミルクおよび空気は、両ギヤ７４２、７４３の回転により混合され、これによって、コールドのフォームドミルクが生成される。生成されたコールドのフォームドミルクは、回転する両ギヤ７４２、７４３の外側を回り、ミルク用出口７４８から吐出される。

ミルク用出口７４８から吐出されたコールドのフォームドミルクは、分岐部７５の入口７５１に供給された後、内部空間ＩＳ２を通って第１出口７５２から吐出されて、コールドミルク用ノズル７７の上端から内部空間ＩＳ３に流入する。内部空間ＩＳ３には、前述のように調質器７８が設けられている。調質器７８は、流入したコールドのフォームドミルクの特性を均質化して、コールドミルク用ノズル７７の下端から、容器１０に向けて吐出される。

＜１−７．ミルクフォーマの動作（ホットのフォームドミルク作成時）＞
また、ボタン群４のうちの特定のボタンが操作され、操作されたボタンがホットのフォームドミルクを使用した飲料であった場合、本体２内部に設けられた図示しないマイコンは、以下のように上記構成の各部を制御する。

まず、マイコンは、バルブ用モータ２６を制御して、リング間距離ｄの最短部分が上方を向くようにバルブ７６を回転させ停止させる。これにより、分岐部７５の内部空間ＩＳ２には、入口７５１から第２出口７５３への向かう流路（図１０上段の一点鎖線の矢印を参照）が形成される。

また、１−４欄に記載した通り、蒸気が蒸気用配管２２４を介してホットミルク用ノズル７１０に供給される。

また、１−６欄に記載した通り、ギヤポンプ７４では、コールドのフォームドミルクが生成され、ミルク用出口７４８から吐出される。

ミルク用出口７４８から吐出されたコールドのフォームドミルクは、分岐部７５の入口７５１に流入し、第２出口７５３から吐出された後、ミルク用流路７９を介して、ホットミルク用ノズル７１０に流入する。上記の通り、ホットミルク用ノズル７１０には、蒸気用配管２２４から蒸気が供給される。ホットミルク用ノズル７１０の内部ではフォームドミルクが蒸気で加熱され、これによって、ホットのフォームドミルクが生成される。生成されたホットのフォームドミルクは、ホットミルク用ノズル７１０から容器１０に向けて吐出される。

＜１−８．ポンプ側磁石７４５の詳細な説明＞
次に、ギヤポンプ７４の大径ギヤ７４２に内蔵されるポンプ側磁石７４５について詳細に説明する。

＜１−８−１．発明に至る経緯＞
まず、ギヤポンプ７４において使用されるポンプ側磁石の概要について説明する。ポンプ側磁石は、大径ギヤ７４２に内蔵された状態で、ギヤポンプ７４の蓋７４４を隔ててモータ側磁石２５２とマグネットカップリング（磁気結合）される。従って、ポンプ側磁石は、大径ギヤ７４２の外壁の厚みと蓋７４４の厚みとを加えた分だけモータ側磁石２５２と離れた状態において、ギヤポンプ用モータ２５の駆動トルクにより回転されるために、十分な磁力を有する必要がある。

このような要件を満たすポンプ側磁石の一例を、図１２Ａ〜図１２Ｄに示す。図１２Ａから図１２Ｄは、ポンプ側磁石の一例について説明するための図である。

図１２Ａに示すように、ポンプ側磁石の一例としてのポンプ側磁石８００は、大径ギア７４２に内蔵されるため、円柱状に形成される。図１２Ｂは、ポンプ側磁石８００の磁極について例示している。図１２Ｂに示すように、ポンプ側磁石８００は、モータ側磁石２５２とマグネットカップリングされる側の面（図１２Ｂにおける右側の面）内において、例えば２つ以上の磁極を有する。

図１２Ｂに示すような磁極を有するために、ポンプ側磁石８００には、例えば図１２Ｃに示すような磁束分布が形成される。すなわち、例えばポンプ側磁石８００の上半分と下半分とが反対の磁極を有するように、ポンプ側磁石８００には、上半分と下半分とで配向方向が反対となるように直線状の磁束分布が形成される。

ここで、ポンプ側磁石８００はできるだけ小型化するのが望ましい。小型化するためには、ポンプ側磁石８００とモータ側磁石２５２とのカップリングが強くなればよい。カップリングを強くするためには、モータ側磁石２５２とカップリングされる面の磁束が強くなればよい。

一方、カップリングには無関係のため、ポンプ側磁石８００のモータ側磁石２５２とカップリングされる面とは反対側の面から磁力線が出る必要は無い。そこで、ポンプ側磁石８００では、例えば図１２Ｄに示すように、ポンプ側磁石８００のモータ側磁石２５２とカップリングされる面とは反対側の面において磁性体（例えばフェライト系ステンレスのＳＵＳ４３０等）８０１によって磁路を繋ぐことにより、ポンプ側磁石８００のモータ側磁石２５２とカップリングされる面からのみ磁力線が出ており、カップリングされる面の磁束が強くなるように構成されている。

このように、ポンプ側磁石の一例として、円形状に形成され、上半分と下半分とで配向方向が反対となるように直線状の磁束分布が形成されたポンプ側磁石８００では、片側の面だけから磁力線が出ることによって、両側から磁力線が出る場合よりも磁束を強くする状態が実現される。ただし、磁性体の追加によりポンプ側磁石８００が厚くなり、小型化に制約が生じるとともに製造コストが上昇してしまうという問題点もある。

以下説明する、本開示の実施の形態におけるポンプ側磁石７４５は、図１２Ａから図１２Ｄに例示したポンプ側磁石８００の問題点を解消するものである。

＜１−８−２．ポンプ側磁石７４５の説明＞
図１３は、本開示の実施の形態に係るポンプ側磁石７４５について説明するための図である。ポンプ側磁石７４５の形状は、図１３Ａに示すように、大径ギヤ７４２に内蔵されるために、円柱状に形成される。

図１３Ｂは、ポンプ側磁石７４５の磁極について示す図である。図１３Ｂに示すように、ポンプ側磁石７４５は、ポンプ側磁石の一例としての図１２Ｂに示すポンプ側磁石８００と同様に、モータ側磁石２５２とマグネットカップリングされる側の底面（図１３Ｂにおける右側の面）内において２つ以上の磁極を有する。

図１３Ｂに示す磁極を実現するため、本開示の実施の形態に係るポンプ側磁石７４５では、図１２Ｃに例示したポンプ側磁石８００とは磁束分布が異なっている。図１３Ｃは、ポンプ側磁石７４５内部における磁束分布を示す図である。図１３Ｃは、円柱状のポンプ側磁石７４５の中心軸に平行な方向の断面図である。図１３Ｃに示すように、ポンプ側磁石７４５は、その断面においてＵの字状の磁束分布を有する。このような磁束分布により、ポンプ側磁石７４５は、十分な磁力によってモータ側磁石２５２とカップリングされることができる。この場合、モータ側磁石２５２とカップリングされる面と反対側の面（図１３Ｃにおける左側の面）からは、磁力線が出ていないため磁石としては働かない。

なお、図１３Ｃに示すような断面におけるＵの字状の磁束分布は、例えば極異方性配向により得ることができる。ただし、このようなＵの字状の磁束分布をポンプ側磁石７４５に形成する方法については、本開示では特に限定せず、既知の磁性配向技術を利用すればよい。

また、図１３Ｃでは、ポンプ側磁石７４５の断面における磁束分布をＵの字状としたが、本開示はこれに限定されない。例えば、ポンプ側磁石７４５は、磁力線がマグネットカップリングされる側の底面からポンプ側磁石７４５の内部を通って再び当該底面に向かう閉磁路を形成する閉磁路型の磁石であればよく、磁力線の形状は本開示において特に限定されない。

なお、ポンプ側磁石７４５は、フェライト磁石やネオジム磁石等を細かく砕いて樹脂等に練り込んだボンド磁石であることが望ましい。これにより、ポンプ側磁石７４５を製造したり、形状を整えたりする際の加工性が向上する。

図１３Ｄは、ポンプ側磁石７４５の磁極の他の例を示す図である。図１３Ｄに示すように、ポンプ側磁石７４５のモータ側磁石２５２とカップリングされる側の面は、例えば４つの磁極を有するように設計されてもよい。

なお、上述した実施の形態では、ポンプ側磁石７４５について説明したが、モータ側磁石２５２を上記ポンプ側磁石７４５と同様のＵの字状の磁束分布を有する磁石としてもよい。しかしながら、モータ側磁石２５２については必ずしもＵの字状の磁束分布を有する磁石とする必要はなく、通常の磁石を用いてもよい。その理由は以下の通りである。

ミルクフォーマ７３において特にコールドのフォームドミルクを作成するとき、ミルクを泡立たせるためにギヤポンプ７４内の圧力を高くする必要がある。圧力を高くするためには両ギヤ７４２、７４３の回転数を上げる必要がある。両ギヤ７４２、７４３の回転数を上げると、ギヤポンプ７４から吐出されるミルクの量が増えるが、必要以上のミルクが吐出されることは好ましくない。このような事情から、本発明の実施の形態の飲料製造装置１では、両ギヤ７４２、７４３を小さく形成することで、両ギヤ７４２、７４３の回転数を上げてギヤポンプ７４内の圧力を高くしつつ、ミルクの吐出量を抑えている。

従って、大径ギア７４２内のポンプ側磁石７４５は小さく形成されることが好ましい。一方、モータ側磁石２５２は、このような事情がないので、特に小さく形成される必要はない。このため、モータ側磁石２５２には、Ｕの字状の磁束分布を有しない磁石を用いてもよい。

また、ポンプ側磁石７４５がギヤポンプ用モータ２５の駆動トルクを十分伝達されるために十分な磁力を有する場合には、モータ側磁石２５２は必ずしも磁石でなくてもよく、例えば鉄等の単なる強磁性体であってもよい。

＜１−９．作用・効果＞
以上説明したように、本開示の実施の形態に係る飲料製造装置１は、大径ギヤ７４２および小径ギヤ７４３（第１ギヤおよび第２ギヤ）と、大径ギヤ７４２および小径ギヤ７４３を内部空間に収容するケース７４１と、モータ側磁石２５２と、モータ側磁石２５２が回転軸に取り付けられたギヤポンプ用モータ２５（モータ）と、モータ側磁石２５２と磁気結合し、大径ギア７４２に内蔵されるポンプ側磁石７４５と、を有し、ポンプ側磁石７４５は、円柱状に形成されており、円柱の一方の底面にのみ少なくとも一対の磁極を有し、磁力線が当該底面から内部を通って再び当該底面に向かう閉磁路を形成する閉磁路型の磁石である。

このような構成により、飲料製造装置１は、円柱状のポンプ側磁石内に直線状の磁束分布が形成されている場合（図１２Ｃ参照）に一方の底面のみを磁石として働かせ、この一方の底面側の磁力を強くするための構成である磁性体（図１２Ｄ参照）を不要とすることができる。従ってこのため、ポンプ側磁石７４５を小さく（薄く）形成することができ、ポンプ側磁石７４５の製造コストを低減することができる。また、ポンプ側磁石７４５が内蔵される大径ギヤ７４２を小さく（薄く）することができるので、ミルクフォーマ７３においてコールドのミルクフォーマを作成する際に、ギヤポンプ７４内の圧力を高くしつつ、ギヤポンプ７４から必要以上のミルクが吐出される事態を防止することができる。

本開示は、ミルクフォーマを有する飲料製造装置に有用である。

１ 飲料製造装置
２ 本体
３ ドア
４ ボタン群
５ キャニスタ
６ ミルク保冷庫
７ ノズルユニット
８ ドリップトレイ
９ ミルクパック
１０ 容器
２１ コーヒー抽出部
２１１ 湯タンク
２１２ 湯ポンプ
２１３ フィルタ
２１４ 給湯弁
２１５ コーヒー側給湯配管
２１６ 昇降装置
２１７ シリンダユニット
２１８ キャップ
２１９ シリンダ
２２１０ ピストン
２２１１ 抽出孔
２２１２ コーヒー液配管
２２１３ ミル
２２ 蒸気供給部
２２１ 電磁ポンプ
２２２ ミルク側給湯配管
２２３ ボイラ
２２４ 蒸気用配管
２２５ 三方弁
２３ ミルク供給部
２３１ ミルク供給配管
２４ 空気供給部
２４１ エアポンプ
２４２ 空気供給配管
２４３ 空気弁
２５ ギヤポンプ用モータ
２５１ 回転軸
２５２ モータ側磁石
２６ バルブ用モータ
２６１ 回転軸
２６２ モータ側ギヤ
７１ カバー
７２ コーヒー用ノズル
７３ ミルクフォーマ
７４ ギヤポンプ
７４１ ケース
７４２ 大径ギヤ
７４３ 小径ギヤ
７４４ 蓋
７４５ ポンプ側磁石
７４６ ミルク用入口
７４７ 空気用入口
７４８ ミルク用出口
７５ 分岐部
７５１ 入口
７５２ 第１出口
７５３ 第２出口
７５４ 開口
７６ バルブ
７６１ 回転体
７６２ 第１リング溝
７６３ 第２リング溝
７６４ 第１Ｏリング
７６５ 第２Ｏリング
７６６ バルブ側ギヤ
７７ コールドミルク用ノズル
７８ 調質器
７９ ミルク用流路
７１０ ホットミルク用ノズル
８００ ポンプ側磁石の一例

Claims (2)

1. 第１ギヤと、
   第２ギヤと、
   前記第１ギヤおよび前記第２ギヤを内部空間に収容するケースと、
   モータ側磁石と、
   前記モータ側磁石が回転軸に取り付けられるモータと、
   前記モータ側磁石と磁気結合し、前記第１ギヤに内蔵されるポンプ側磁石と、
   を有し、
   前記ポンプ側磁石は、円柱状に形成されており、前記円柱の一方の底面にのみ少なくとも一対の磁極を有し、磁力線が当該底面から前記ポンプ側磁石の内部を通って再び当該底面に向かう閉磁路を形成する閉磁路型の磁石である、
   飲料製造装置。
2. 前記第１ギヤは、前記第２ギヤより歯底円直径が大きい、
   請求項１に記載の飲料製造装置。

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