JPH0950578A - 自動販売機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抽出機により複数杯分の飲料をまとめて抽出
しておいて適宜販売する自動販売機において、まとめて
抽出を行う際の混合液の温度を略一定に保って最適な抽
出が行えるようにすること、又、貯蔵したコーヒーの劣
化を抑えながら販売時は最適な味覚が得られるコーヒー
を提供することである。 【解決手段】 まとめ抽出中における原料粉と湯との混
合液の温度降下を少なくするようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原料からコーヒ
ー、紅茶、ウーロン茶或いは日本茶等を抽出してカップ
販売する自動販売機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種自動販売機においては、
例えば特開平４−３５４９１２号公報（Ａ４７Ｊ３１／
３０）に抽出装置として示される如く、コーヒー豆等の
原料からコーヒー等の飲料を抽出し、他の砂糖或いはミ
ルク等と混合した後、カップに注入して販売するよう構
成されている。また、これまでは食品衛生法の規制によ
り、自動販売機では抽出した飲料を所定量予め保存して
置いて販売することが不可能であったため、従来では販
売毎に一杯つづ原料からコーヒーを抽出して販売する方
式が採られていた。

【０００３】係る販売毎の抽出によれば毎回新鮮なコー
ヒーを抽出して販売できる利点があるものの、抽出には
時間がかかるため、商品の選択から販売までに比較的長
い時間（４０秒／杯）、顧客は待たなければならない。
また、抽出に必要なペーパーフィルタ等の消耗品の消費
量も多くなるため、効率的な販売がてきなくなる問題が
あった。

【０００４】前記食品衛生法の改正により、この種自動
販売機においても飲料を予め所定量抽出して保存して置
き、販売毎にカップに注入して販売する方式を採ること
が可能となる。そこで、出願人は先に出願した特願平５
−２４０３８２号に示した如く、コーヒーを予め所定量
だけまとめて抽出し、これを飲料タンクにて保温して置
いて販売毎に１杯分を飲料タンクから排出する装置を開
発した。係る飲料抽出装置によれば商品の選択から販売
までの時間を短縮できると共に、消耗品等も効率良く使
用できるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したまとめ抽出に
要する時間は、例えば２杯程度抽出するのに１０５秒か
ら１２０秒（特に味の良いコーヒーのひき豆を使用）程
度必要となる。ここで一般的に抽出が好ましく行われる
原料粉と湯との混合湯の温度は９０℃前後と言われてい
るため、約９５℃の湯をまとめ抽出機に入れて１０５秒
〜１２０秒程度放置（抽出）すると、コーヒー粉末（原
料粉）と湯との混合液は図５の破線で示すように、１０
０秒後は６０℃程度に温度が低下する。すなわち抽出中
に混合液の温度が抽出最適温度（９０℃）よりもかなり
低下して時間に見合うコーヒー成分の溶出が得られない
ことが判明した。

【０００６】一方、まとめ抽出したコーヒーを高温で貯
蔵するとその温度によって劣化して味覚が低下すること
が知られている。すなわち、貯蔵品（コーヒー）に対し
て保存温度が劣化速さを支配する割合は１０℃上昇する
毎に２倍になると考えられている。具体的には８０℃で
３０分貯蔵したコーヒーの味覚と７０℃で６０分貯蔵し
たコーヒーの味覚は同一と考えられる。

【０００７】そこで本発明の目的は、まとめ抽出におい
て混合液（原料粉と湯）の温度を略一定に保って最適な
抽出が行えるようにすること、又、貯蔵したコーヒーの
劣化を抑えながら販売時は最適な味覚が得られるコーヒ
ーを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、第１の発明はまとめ抽出中における原料粉と湯との
混合液の温度降下を少なくするようにしたものである。
第２の発明は、蒸気発生器を設け、まとめ抽出中にこの
蒸気発生器で生成された蒸気を抽出機へ送り込んで抽出
中の混合液を蒸気で加熱するようにしたものである。

【０００９】更に第３の発明は、まとめ抽出中には所定
時間ごとに蒸気を抽出機へ送り込むことによって抽出中
の混合液の温度は略一定に保たれる。又、第４の発明
は、まとめ抽出して温蔵しておいた飲料を、販売直前に
更に加熱するようにしたものである。第５の発明は、温
蔵しておいた飲料を導いたミキシングボールに蒸気を送
り込んで、このミキシングボール内の飲料を加熱するも
のである。

【００１０】第６の発明は、まとめ抽出中の混合液の加
熱手段と販売に先立って飲料を加熱する加熱手段とを共
用し、いずれかの場合にこの手段を作用させるものであ
る。これによって、まとめ抽出で貯蔵しているコーヒー
の販売時や抽出中のシリンダ内の混合体の加熱手段とし
て使用した蒸気で、目的物（混合体、飲料）の品質を阻
害することなく加熱が行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の自動販売機の説明をする。この自動販売機は、自動
販売機内で調理したコーヒーを、商品購入者にカップで
提供するようにしたものであり、図１はそのコーヒーの
調理部の構造図である。同図に示すように、この調理部
１は、大別して給水部２と抽出販売部３から構成されて
いる。

【００１２】給水部２は、水道の水を貯蔵するシスター
ン１１と、シスターン１１の下流側に設けられ、シスタ
ーン１１の水を加圧して給水パイプ１２を介して自動販
売機内の各部に供給する水ポンプ（メインポンプ）１３
と、給水された水を冷却して希釈水として冷却パイプ２
０を介してカップＣに供給する冷却水タンク１４と、給
水された水を加熱して湯を貯蔵する湯タンク１５とを備
えている。給水部２では、水道から給水された水を一旦
シスターン１１に貯水した後、水ポンプ１３が、貯水し
た水を加圧して、湯タンク１５、冷却パイプ２０を介し
て冷却水タンク１４および給水パイプ１２を介して後述
する蒸気発生器１６に供給している。湯タンク１５は、
給水された水をヒータ１７で加熱して９０度以上の湯を
作り、これを貯蔵する。湯タンク１５に貯蔵された湯
は、湯弁１８を介して、後述する抽出装置１９に給湯さ
れる。また、冷却水タンク１４は、図示しない冷凍サイ
クルによって冷却した水が貯水してあり、冷却タンク１
４内に蛇行状に配設した冷却水パイプ２０の中に、供給
された水を通過させることにより、希釈水弁２１を介し
て、冷却した希釈水をカップＣに供給する。

【００１３】抽出販売部３は、カップＣを供給するカッ
プ供給装置２２と、コーヒーの粉末原料（飲料原料）を
貯蔵するコーヒーキャニスタ２３と、粉末原料と湯を混
合してコーヒーを抽出する抽出装置１９と、この抽出装
置１９で抽出されたコーヒーを温蔵するバッチ槽２４
と、クリームを貯蔵するクリームキャニスタ２５と、砂
糖を貯蔵する砂糖キャニスタ２６と、シロップを貯蔵す
るシロップキャニスタ２７と、砂糖キャニスタ２６およ
びクリームキャニスタ２５から、販売命令に従ってそれ
ぞれ供給された砂糖およびクリームを、抽出されたコー
ヒーと混合するミキシングボール２８と、水ポンプ１３
からフィルタ２９を介して給水された水を蒸発させて抽
出装置１９に送り込む蒸気発生器１６と、カップＣを置
くためのカップ受台３０と、このカップ受台の下方に配
置された廃棄バケツ３１とを備えている。なお、フィル
タ２９は、給水パイプ１２内を流動する水に含まれるマ
グネシウムやカルシウムなどを除去することにより、純
水を生成して、抽出装置１６の後述する蓄熱体の表面へ
のマグネシウムなどの化合物が付着するのを防止する。

【００１４】蒸気発生器１６には、ここで発生された蒸
気を導びくための蒸気パイプ３２がつながれており、２
つに分岐し、一方の蒸気パイプ３３は抽出弁３４を介し
て抽出装置１９に導かれており、他方の蒸気パイプ３５
はミキシング弁３６を介してミキシングボール２８に導
かれている。又、バッチ槽２４の下部には販売パイプ３
７と廃棄パイプ３８とがつながれており販売パイプ３７
は販売弁３９を介して、その先端がミキシングボール２
８に臨んでおり、一方廃棄パイプ３８は廃棄弁４０を介
してその先端が廃棄バケツ３１に臨んでいる。

【００１５】この抽出販売部３では、あらかじめ抽出装
置１９でまとめて抽出したコーヒー数杯分を飲料供給パ
イプ４１を介してバッチ槽２４に温蔵しておき、コーヒ
ーの商品選択スイッチ（図示せず）が押されると、カッ
プ供給装置２２がカッブ受台３０にカップＣを供給す
る。同時に、ミキシングボール２８にバッチ槽２４から
コーヒーが一杯分、砂糖キャニスタ２６から砂糖が、ク
リームキャニスタ２５からクリームが夫々供給され、こ
れらがミキシングボール２８内で混合され、その後、こ
の混合液がカップＣに供給される。

【００１６】上記抽出装置１９とバッチ槽２４と、ミキ
シングボール２８と、蒸気発生器１６との関係は図２並
びに図３に示すようになっている。抽出装置は、図２に
示すように、シリンダ４１と、シリンダ４１と分離可能
な飲料受４２とを備えている。シリンダ４１は、粉末原
料と湯を混合・撹拌する撹拌室４３と、混合・撹拌され
た混合液からコーヒーを抽出する抽出室４４とを備えて
いる。撹拌室４３は、上部開口部４５を上部に、上部開
口部４５より小径の取出口４６を下部にそれぞれ備える
と共に、取出口４６に向かって傾斜した傾斜部４７を備
えている。抽出室４４は、取出口４６を介して撹拌室４
３に連なり、図示しない抽出駆動モータにより駆動され
る飲料バルブ４８によって、撹拌室４３との連通が制御
される。

【００１７】抽出室４４は、下部が開口しており、飲料
受４２との間にペーパーフィルタ４９を挟み込めるよう
になっており、ペーパーフィルタ４９によって混合液を
瀘過することにより、コーヒーを抽出し、抽出したコー
ヒーを飲料受４２に供給する。また抽出室４４は、上部
に蒸気取入口５０を備え、蒸気取入口５０は、一方の蒸
気パイプ３３並びに抽出弁３４を介して、蒸気発生器１
６に接続されており、この一方の蒸気パイプ３３の抽出
弁３４と蒸気取入口５０との間にはエアバルブ５１が設
けられている。飲料受４２は、飲料排出口５２を下部中
央に備えている。飲料排出口５２は、飲料供給パイプ４
１を介してバッチ槽（図３参照）２４に接続されてい
る。

【００１８】蒸気発生器１６は、図４に示すように、断
熱性に優れた断熱箱５３と、凹部５４が形成され、アル
ミ合金やステンレス鋼などの熱容量の大きい材質で構成
されたブロック状の蓄熱体５５と、蓄熱体５５の温度を
検出し、所定の温度でオン／オフする第１サーモスタッ
ト５６と、第１サーモスタット５６によってオン／オフ
制御されるヒータ５７と、蒸気の供給量を調整するため
の第２サーモスタット（第１温度センサ）５８と、凹部
５４を覆う蓋５９とを備えている。

【００１９】蓋５９には、水供給口６０、空気供給口６
１および蒸気排出口６２が形成されている。水供給口６
０および空気供給口６１は、給水パイプ１２およびエア
パイプ６４を介して、給水ポンプ１３およびエアポンプ
６５にそれぞれ接続されている。給水パイプ１２の中間
には給水量を制御するための水電磁弁（開閉弁）６６が
取り付けられており、水電磁弁６６は、制御部（図示せ
ず）によって、その開閉が制御される。エアポンプ６
５、水電磁弁６６は制御部によって制御されるものであ
り、水電磁弁６６が開放されたときにエアポンプ６５が
作動する。また、蒸気排出口６２は、蒸気パイプ３２を
介して、抽出装置１９およびミキシングボール２８に接
続されている。

【００２０】この蒸気発生器１６では、給水パイプ１２
を介して供給された水が、凹部５４に供給され、ここで
蓄熱体５５に蓄熱された熱によって蒸気に気化されると
共に、エアーポンプ６５によって蒸気パイプ３２の内圧
よりも高く加圧され、供給された加圧空気との混合体に
なり、蒸気パイプ３２に導入される。この蒸気パイプ３
２に導入された蒸気は抽出弁３４の開放によって一方の
蒸気パイプ３３を介して抽出装置１９へ導かれ、ミキシ
ング弁３６の開放によって他方の蒸気パイプ３５を介し
てミキシングボール２８へ導かれる。この点が本発明の
要旨の一部である。

【００２１】ここで、蒸気発生器１６によって生成され
た蒸気の加熱能力について考えると次のとおりである。
水１ｇ（１cc）が気化して有する熱エネルギーは約０．
５４Kcalであり、例えば３．６ｇで作られる熱エネルギ
ーは約１．９４Kcalとなる。一方、抽出装置１９には、
１杯分約１５０ｇ（１５０cc）の湯と１０ｇのコーヒー
粉が入っているとすると、その混合体を１℃上昇させる
のに必要な熱エネルギーは約０．１５Kcalとなる。すな
わち水３．６ｇで作られる熱エネルギーは上述したとお
り約１．９４Kcalであるため熱ロスを３０％とした場
合、この熱ロスを考えても約１．３５Kcalとなり、結果
的に約３．６ｇの水で１杯分のコーヒーを９℃程度上昇
させることができる（１．３５Kcal／０．１５Kcal）。

【００２２】上記ミキシングボール２８の構造は図３で
示すようになっており、ロート状のシリンダ６７と、そ
の下部の開口の上方に位置する羽根６８並びに回転体６
９と、この両者を駆動するためのモータ７０とから構成
されている。７１はこのシリンダ６７の側壁の液面変位
部分に設けられた蒸気注入口で、前述の他方の蒸気パイ
プ３５につながれている。７２はシリンダ６７の上部に
臨ませたコーヒー注入口でバッチ槽２４につながれてい
る。

【００２３】次に、上記構成によるコーヒーの抽出動作
および販売動作について説明する。まず、図示しない抽
出駆動モータにより抽出装置１９のシリンダ４１が下降
して、シリンダ４１の下端部がペーパーフィルタ４９を
介して飲料受４２に圧接する（図２）。次いで、湯弁１
８、コーヒーキャニスタ２３およびエアポンプ６５がほ
ぼ同時に運転を開始する。湯弁１８は所定量の湯を、コ
ーヒーキャニスタ２３は所定量の粉末原料を、エアポン
プ６５は抽出室４４を介して加圧空気を、それぞれ撹拌
室４３内に供給する。これにより撹拌室４３では、粉末
原料と湯が混合し、コーヒーが抽出される。この抽出は
２杯分のコーヒーをまとめて抽出するいわゆるまとめ抽
出であるため、その抽出時間は１０５秒〜１２０秒とな
る。尚参考までに従来の都度抽出（利用者からの要求が
あるたびに１杯づつ抽出）はその正味時間（コーヒー成
分を溶出させるために、湯と原料の接触している時間）
が２５秒程度であった。このようにまとめ抽出の時間は
１０５秒〜１２０秒と長いため、図５の破線で示すよう
に抽出開始時の湯温が９５℃あっても抽出終了時にはそ
の湯温が６０℃に低下する（「発明が解決しようとする
課題」で記述した）。このため、本発明では抽出開始
後、１０秒、４５秒、７５秒の３回、蒸気発生器１６で
発生させた蒸気を抽出装置１９へ供給する。具体的には
蒸気発生器１６へポンプ１３で水を供給し、蒸気を発生
し、その蒸気を一方の蒸気パイプ３３を介して抽出器１
９（シリンダ４２）へ導く。この蒸気供給の内容につい
て詳述すると、図５を参照に１回目に３．６ｇの水（蒸
気エネルギーは約１．３５Kcal）の蒸気を供給すること
によって８５℃まで低下していた混合液は９４℃にまで
上昇する（上述）。同様に２回目並びに３回目は５．２
ｇの水（蒸気エネルギーは約１．９５Kcal）の蒸気を供
給することによって８１℃が９４℃にまで上昇する。

【００２４】このような３回の蒸気供給によって混合液
は、平均約９０℃前後となり好ましい抽出温度を保持す
ることができる。この抽出工程が終了すると、抽出駆動
モータにより飲料バルブ４８が一度大きく下降して撹拌
室４３の取出口４６を開くことにより、粉末原料と湯の
混合液が撹拌室４３から抽出室４４に移される。

【００２５】この混合液を撹拌室４３から抽出室４４に
移動させる工程では、エアバルブ５１と飲料供給パイプ
４１の飲料バルブ７３が共に抽出駆動モータによって開
放される。エアバルブ５１は、開弁状態になることによ
り、抽出室４４内の残留空気や蒸気を抜き、混合液の飲
料供給パイプ４１への移動を容易にする。その後、飲料
バルブ４８が上昇して取出口４６を閉じ、抽出装置１９
は図２の状態になる。この状態になると、混合液は、エ
アポンプ６５によって加圧され、ペーパーフィルタ４９
でコーヒーの滓とコーヒーに分離された後、コーヒー
は、飲料供給パイプ４１を介してバッチ槽２４に供給さ
れる。

【００２６】バッチ槽２４（図３参照）では、この抽出
されたコーヒーを温蔵すると共に、販売信号（図示せ
ず）からの入力によって販売弁３９を開放し、温蔵中の
コーヒーをミキシングボール２８に供給する。そしてミ
キシングボール２８には必要に応じて砂糖キャニスタ２
６やクリームキャニスタ２５から砂糖やクリームが投入
される。この際、シリンダ６７内の羽根６８や回転体１
９は作動させる。この作動によってミキシングボール２
８内のコーヒーが抽出口７４へ流下することはなく、砂
糖やクリームが羽根６８によって確実にかきまぜられ
る。又、蒸気発生器１６を作動させて、ミキシング弁３
６を開放させ蒸気をこのミキシングボール２８内へ供給
する。この点が本発明の一つでもあり、このような蒸気
の供給を行うのは次の理由による。

【００２７】すなわちバッチ槽２４内での温蔵は、コー
ヒーの味覚の低下を少なくするため、６５℃前後で保温
（温蔵）されている。この６５℃前後のコーヒーに砂糖
やクリームの混合による温度低下や、途中管路に奪われ
る熱エネルギーを考えると、ミキシングボール内でのコ
ーヒーを加熱して８０℃前後にする必要がありこのため
上述した蒸気による加熱を行うようにしたものである。
このようにしたことによりバッチ槽２４内でのコーヒー
の保存温度を低くすることができ、コーヒーの味覚の低
下を長時間にわたって少なくすることができる。このコ
ーヒーの味覚は自動販売機にとって重要なセールスポイ
ントである。

【００２８】このようにして、コーヒーの販売に先立っ
て（直前に）バッチ槽２４からミキシングボール２８へ
供給されたコーヒーを加熱するようにしたので、バッチ
槽２４でのコーヒーの保存温度を低く抑えてコーヒーの
味覚の保持と長時間の保存が行える。そしてこの加熱
後、羽根６８や回転体６９の動作を停止することによっ
て、飲料はカップＣへ供給される。

【００２９】このように、本発明では、蒸気発生器１６
で生成された蒸気を抽出装置１９やミキシングボール２
８へ任意に導いて、この装置１９やミキシングボール２
８内の飲料を加熱するようにしたものである。すなわ
ち、まとめ抽出中における混合液の温度降下を少なくす
るための加熱手段と、販売に先立って飲料を加熱する加
熱手段とを切り換えて共用するようにしている。ここ
で、加熱手段として、蒸気を用いたのは、液体を加熱す
る場合の熱伝達が短時間で行えるためである。蒸気を用
いた加熱時間は、一般的なヒーターで液体を加熱する時
間と比較して著しく短く、この事はまとめ抽出で短かい
販売時間で商品を提供する目的にかなう条件である。抽
出装置やミキシングボール２８へヒーターを取り付ける
ことも考えられるが、抽出装置１９のメンテナンス、清
掃、洗浄並びにシリンダ２８の着脱の際のシリンダの加
熱状態などを考えると、ヒーターの使用は実用的でない
と考えられる。ただし、上述の課題が解決されれば、ヒ
ーター等による加熱でも良い。

【００３０】なお、本実施例では、コーヒーの抽出装置
１９について説明したが、緑茶など他の抽出飲料の抽出
装置に適用できることは、いうまでない。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように第１の発明によれば、
まとめ抽出中における原料粉と湯との混合液の温度降下
を少なくするようにしたので、まとめ抽出中の混合液の
温度を最適に保って抽出を確実に行うことができる。第
２の発明によれば、蒸気発生器を儲け、まとめ抽出中に
この蒸気発生器で生成された蒸気を抽出機へ送り込んで
抽出中の混合液を蒸気で加熱するようにしたので、小さ
な電力で効果的にまとめ抽出中の加熱を行うことができ
る。

【００３２】第３の発明によれば、まとめ抽出中には所
定時間ごとに蒸気を抽出機へ送り込むようにしたので抽
出中の混合液の温度を略一定に保って抽出効果を向上さ
せることができる。第４の発明によれば、まとめ抽出し
て温蔵しておいた飲料を、販売直前に更に加熱するよう
にしたので、まとめ抽出して温蔵しておく飲料の温度を
低く保って例えばコーヒーの味覚を保持しつつ長時間の
保存を行うことができる。

【００３３】第５の発明によれば、温蔵しておいた飲料
を導いたミキシングボールに、蒸気を送り込んで、この
ミキシングボール内の飲料を加熱するようにしたので、
ミキシングボール内の飲料を小さな電力で効果的に加熱
でき、好ましい温度の飲料の提供に寄与できる。第６の
発明によれば、まとめ抽出中の混合液の加熱手段と販売
に先立って飲料を加熱する加熱手段とを共用し、いずれ
かの場合にこの手段を作用させるようにしたので自動販
売機自体としての消費電力の低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示す説明図である。

【図２】本発明の抽出装置の説明図である。

【図３】本発明のミキシングボールの説明図である。

【図４】本発明の蒸気発生器の説明図である。

【図５】ミキシングボール内の湯温の変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 自動販売機 １６ 蒸気発生機 １９ 抽出機 ２８ ミキシングボール

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 抽出機により複数杯分の飲料をまとめて
   抽出し貯蔵して、適宜販売する自動販売機において、前
   記まとめ抽出中における原料粉と湯との混合液の温度降
   下を少なくすることを特徴とする自動販売機。
2. 【請求項２】 抽出機により複数杯分の飲料をまとめて
   抽出し貯蔵して、適宜販売する自動販売機において、前
   記まとめ抽出を行う抽出機には蒸気発生器をつないで、
   このまとめ抽出中に前記蒸気発生器で生成された蒸気を
   この抽出機へ送り込んで前記飲料を加熱することを特徴
   とした自動販売機。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の自動販売機において、
   まとめ抽出中には所定時間ごとに前記蒸気をこの抽出機
   へ送り込むことを特徴とする請求項２に記載の自動販売
   機。
4. 【請求項４】 抽出機により複数杯分の飲料をまとめて
   抽出し温蔵して、適宜販売する自動販売機において、飲
   料の販売に先立ってこの温蔵していた飲料を更に加熱す
   ることを特徴とする自動販売機。
5. 【請求項５】 抽出機により複数杯分の飲料をまとめて
   抽出し温蔵して、適宜販売する自動販売機において、販
   売に先立って飲料が導かれるミキシングボールには蒸気
   発生器をつないで、このミキシングボールに導かれた飲
   料を蒸気発生器で生成された蒸気で加熱することを特徴
   とした自動販売機。
6. 【請求項６】 抽出機により複数杯分の飲料をまとめて
   抽出し貯蔵して、適宜販売する自動販売機において、前
   記まとめ抽出中における原料粉と湯との混合液の温度降
   下を少なくするための加熱手段と、販売に先立って飲料
   を加熱する加熱手段とを共用させたことを特徴とする自
   動販売機。