JP5331800B2 - コーヒ、その他の栄養補給材料を粉砕する装置 - Google Patents

Description

本発明は、コーヒ、その他の栄養補給材料を粉砕する装置に関し、主として、コーヒ、大麦、花、ハーブ等の材料を粉にして、これらの材料を抽出することで得られる飲み物を準備および販売するための自動または半自動機械に供給する装置に関する。

通常、コーヒ、大麦、ハーブ、花、その他の栄養補給材料を用いて飲み物を準備するための（半）自動機械において、入手できる材料の粒径が、実施しようとする抽出プロセスに適しない場合、それに適した粉砕装置が使用される。この装置は、家庭用および業務用のいずれの場合も、筐体と、筐体の中に設けられる１対の粉砕ヘッド（少なくとも一方が回転する）と、粉砕ヘッドを回転させるための電動装置と、栄養補給材料（例えば、豆または粒状のコーヒ）を粉砕ヘッドの間に供給するホッパと、粉砕されるか、または微粉状となった材料を排出する出口と、粉砕する材料の粒径を変えるために、粉砕ヘッドの間の距離を調整する機構とを含んでいる。

粉砕ヘッドは、エッジの形状に基づいて分類される。一般的には、平坦（または凹面−凹面）、円錐形（または凹凸状）、ローラ等とすることができ、一方を他方の中に配置するか、または、一方を他方の上に直交して配置される。例えば、凹凸状の粉砕ヘッドでは、通常、凸状の粉砕ヘッドを、凹状の粉砕ヘッドの中に同軸に配置される。平坦な粉砕ヘッドでは、通常、一方のヘッドの上に他方のヘッドが同軸で配置される。

（半）自動機械の分野において、平坦または凹凸状の粉砕ヘッドは、簡単であるため、広く使用されている。一方、ローラの粉砕ヘッドは、工業分野で広範に採用されている。本発明は、特定のタイプの粉砕ヘッドに限定されるものではなく、いずれのタイプの粉砕ヘッドにも適用できる。

上述した用途に適した公知の粉砕装置は、構成上、精密な機構が要求される不完全な既製品であり、そのため、質およびコストの面で問題がある。

公知のように、粉砕されたコーヒの粒径は、特にデリケートなパラメータである。コーヒに基づく飲み物のパラメータ、特に、エスプレッソコーヒの場合、複雑なパラメータが要求される。同様に、他の前述した栄養補給材料（大麦、ハーブ茶用の花等）の粒径は、粉砕された材料から準備される飲み物が、感覚器官を刺激する特性の上で重要である。

一旦決められて設定された粒径は、保守点検のため、または部品の清掃のために粉砕装置を分解し、再組立した場合であっても、可能な限り、長時間一定でなければならない。

粉砕されるコーヒ、またはその他の粉砕される材料の粒径の値は、粉砕ヘッドの間隔に大きく依存する。従って、保守や修理のために、駆動モータから粉砕装置を取り外し、次いで再組立する場合、設定されている粒径が、粉砕ヘッドを取り外す際に変わることを始め、従来の技術においては、無視できない問題がある。

さらに、不完全な既製品からなる公知の粉砕装置は、例えば、スクリュードライバ、プライア、スパナ等の工具を用いないでは、分解したり、再組立したりすることはできない。

従来の装置では、分解すると、一部のパーツが食物と接触する。本発明の対象とする装置においては、粉砕ヘッドが、豆および粉の両方の状態のコーヒと接触する。従って、分解、再組立を行うために工具の使用が必要であるということは、工具を使用しなくてもよいようにしようという方針に反することとなる。

最近、調整可能な装置により、所望の粒径のコーヒ粉を提供しうる装置を備える、コーヒを準備し、販売するための自動機械が市場に出現している。このような装置においては、コーヒの粒の粒径は、粉砕ヘッドの間隔を変えることにより調整される。

例えば、ルチオ・グロシ(Ｌｕｃｉｏ Ｇｒｏｓｓｉ)による特許文献１には、コーヒを準備して販売するための自動機械に組み込まれた粉砕装置が開示されている。この装置では、コーヒを準備して販売する実時間（所要時間）と、予め設定した標準時間との差に基づき、粉砕ヘッドの間隔を自動調整することができる。もし、販売の実時間が標準時間よりも短ければ、粉砕ヘッドを、コーヒの粒の粒径、すなわち、コーヒの粉末の直径を小さくさせるべく、互いに接近させる。他の条件において同等の効果を得るには、規定に従って準備された飲み物を販売する時間を長くすることである。この機械の抽出室に注入される水は、きめの細かいコーヒの粉を通過するのに、長い時間がかかるからである。

もし、販売の実時間が標準時間よりも長ければ、粉砕ヘッドを離間させる。つまり、コーヒの粒の粒径、すなわち、コーヒの粒の直径を大とさせるべく、距離を大とする。他の条件において同等の効果を得るには、規定に従って準備された飲み物を販売する時間を短かくすることである。前記機械の抽出室に注入される水は、粗いコーヒの粉をくぐらせるのに時間がかからないからである。もし、販売の実時間が標本参照時間と等しいか、あるいは、ほぼ等しければ、粉砕ヘッドの間隔をそのままとして、コーヒの粒の粒径は変えない。特許文献１に開示されている粉砕装置によれば、粉砕ヘッド間の感覚を調整して、コーヒの粒径を変えると、変化後に準備された飲み物の特性に影響を与えるが、既に販売された飲み物には影響を与えないことは、当業者にとって明らかである。

伊国特許発明第１１４０７５８号明細書

問題点は、特許文献１に記載の粉砕装置、およびそれと同等の装置は、容易に調節不能となることである。粉砕したコーヒの粒径を繰り返し調整するべく、粉砕ヘッドの間隔を初期位置から何度も修正すると、装置は、粉砕ヘッドの間隔を誤って設定するか、あるいは、粉砕ヘッドの間隔を、初期の値に対して、所望の間隔とすることはない。換言すると、粉砕ヘッド間の間隔は、所望の値とはならず、精度および得られる粒径に悪影響を与える。

さらに、従来の装置における欠点は、粉砕ヘッドの間に、コーヒの粒や他の栄養補給材料が存在しないことを見分けることができないことである。換言すれば、公知の装置においては、粉砕された材料が無くなるか（不足し）、あるいは、飲み物を準備して販売する機械に対して、粉を供給していないことを認識できないことである。

本発明の目的は、従来の技術における欠点を、簡単かつ効果的に解決することができ、かつ経済的であると同時に、信頼性のあるコーヒやその他の栄養補給材料を粉砕する実用的な装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、従来の装置を校正することなく、すなわち、粉砕ヘッド間の位置ずれがなく、従って、粉砕されるコーヒに設定した粒径の値がずれることがなく、しかも部品の清掃のために、容易に分解することができ、また、粒径を調整して、豆または粒の状態から、コーヒを粉砕して粉にする装置を利用可能にすることにある。

さらに、本発明の目的は、簡単に組み立てられるとともに、工具を用いることなく、手で分解することができる、コーヒや他の栄養補給材料を粉砕する装置を利用可能にすることにある。

さらに、本発明の目的は、粉砕される栄養補給材料の粒径を、自動的にフィードバック制御するコーヒや他の栄養補給材料を粉砕する装置を利用可能にすることにある。

これらおよびその他の目的は、請求項１に記載のコーヒを粉砕する装置に関する本発明によって達成される。

一般的に、コーヒを粉砕する装置は、材料を、例えば平坦または凹凸状（円錐形）等の種々の形状としうる少なくとも２つの粉砕ヘッドが内部に配設された筐体を備えている。少なくとも一方の粉砕ヘッドは、固定された粉砕ヘッドに対して相対的に回転するようになっており、動作するため、軸の周りに回転するように構成されている。粉砕されるコーヒ、商業的に利用可能な豆の状態のコーヒ、あるいは、粉砕される他の栄養補給材料等は、適切な入口から、粉砕ヘッドに供給される。粉にされた粉砕物は、粉砕ヘッドに対応して配置された出口を介して、排出部、例えばコーヒの機械に送られる。筐体およびその内部に配設されている粉砕ヘッドは、工具を用いることなく着脱しうるスナップロックジョイントを介して、粉砕ヘッドの回転駆動手段に連結できるようになっているのが好ましい。

従来の解決方法に比して、本発明に係る装置は、工具や器具を用いることにより、内部の栄養補給材料を汚染するおそれなく、部品の清掃や保守のために粉砕ヘッドおよび筐体の組立および分解を迅速に行うことができるようになっている。

他の利点は、筐体を極めて簡単に交換できることである。例えば、筐体を、飲み物を生産する異なる機械に適用しうる交換式のものとすることができる。

当業者であれば、本発明に係る装置は、コーヒだけでなく、大麦、ハーブ茶や混和物のための花、ココア、および、外部ユニットに粉として供給されるべきその他の栄養補給材料を粉砕するために使用できることを理解しうると思う。

駆動手段は、自らの軸の周りに回転し、かつ支持基台から突出している電動軸を備えている。粉砕ヘッドの筐体は、バヨネット結合によって支持基台に連結されている。換言すれば、粉砕ヘッドの筐体と支持基台との結合は、バヨネット式、すなわち相補的な形式の回転式雌雄結合である。このタイプのジョイントは、例えば、カメラ本体に対してレンズを迅速に着脱できるようになっているカメラの分野で使用されており、筐体とその内容物を、工具や鍵等を用いることなく、栄養補給材料が工具と接触しないようにし、かつ手動で迅速にロックおよびアンロックすることが可能である。

粉砕ヘッドの筐体と支持基台とのバヨネット結合により、軸方向および径方向の相対的な動きは防止されている。作業者が、筐体および粉砕ヘッドを駆動軸に挿入して回転させると、筐体は、その位置に安定よく保持される。

筐体内に配設された回転する粉砕ヘッドは、駆動軸に嵌合され、キー溝とキーにより結合されている。このジョイントによると、軸からのトルクは粉砕ヘッドに伝達されるが、軸に装着された粉砕ヘッドの軸方向の運動を妨げることはない。駆動軸は、固定された粉砕ヘッドに直接ロックされることなく、この粉砕ヘッドの中央の孔を貫通している。

本発明に係る装置における挿入ロック結合は、駆動手段の駆動軸、例えば、従来からの電動モータの軸に、ジョイントを介して構成要素の「パッケージ」が装着されている場合であっても、粉砕ヘッドとともに筐体を取り扱うことができるのが好ましい。

支持基台からの筐体の脱落を阻止するため、この装置では、さらに駆動軸の自由端に、着脱可能なロック要素を備えている。駆動軸に手動で固定できるロック要素により、筐体および粉砕ヘッドからなるパッケージは、駆動軸に固定されている。

本発明に係る粉砕装置は、粉砕ヘッド間の距離を調整する手段を備え、粉砕される材料の粒径を変えられる機能を有していることが好ましい。このような調整手段は、完全手動、完全自動、または、半自動式とすることができる。

また、このような調整手段は、自動式であって、装置の制御ユニットにより制御されるか、または、装置をコーヒのための機械に組み込んだときに、その機械の制御ユニットにより制御されるようになっていることが好ましい。

制御ユニットは、粉砕されるコーヒや、装置によって粉砕される材料の粒径に関するフィードバック制御が必要となったとき、粉砕ヘッド間の間隔の調整手段を制御する。

本発明に係る装置は、固定粉砕ヘッドと回転粉砕ヘッドとの間の距離を示す信号を生成する少なくとも１つのセンサを備えている。センサから送られた信号は、処理のために制御ユニットに送信される。換言すれば、制御ユニットは、センサから送信された信号を解析することにより、任意の時間において、粉砕ヘッドの相対的な距離を変えることができる。一般に、センサは、電気的、光学的、機械的等なものとすることができる。

センサは、例えば、筐体に装着され、固定された粉砕ヘッドに対する粉砕ヘッドの軸線方向のストローク（駆動軸の長さ方向の動き）を検出するリニアエンコーダを含んでいる。センサとしては、非接触で粉砕ヘッドの間の距離を検出する光学若しくはまた赤外タイプ、または、ホール効果近接センサから選択することができる。粉砕ヘッドの一方が他方の内部に配設される場合、センサは、粉砕ヘッド間の距離を半径方向に測定するように設定される。

本発明の別の実施形態においては、前述したセンサを選択するか、または、前述したセンサに加えて、駆動軸の回転数を計数するタコメータを備えている。このようなタコメータは、装置の制御ユニットに対し、処理のための信号を送信する。制御ユニットは、検出した駆動軸の回転数を予め選択した期待値と比較し、この処理に基づき、粉砕ヘッド間に小粒があるか否かを判断する。換言すれば、本発明に係る装置は、粉砕ヘッド間に、コーヒの粒や、粉砕するべきその他の材料があるか否かをフィードバック制御する。制御ユニットは、タコメータから送信される信号に対応する駆動軸の回転数の値を、理想的な粉砕サイクルにおける駆動軸の回転数に関係する１つ以上の参照値と比較するようになっていることが好ましい。検出値と参照値（例えば、駆動軸の回転が開始してから算出される）との差は、装置の粉砕ヘッド間にある粉砕する材料の量を示す。

例えば、もし、粉砕ヘッド間にあるコーヒの粒の量が期待された量よりも少なければ、粉砕ヘッドでのコーヒによる抵抗値も期待された値より小さく、駆動軸は、参照速度より速い速度で回転する。この状態は、コーヒが少ないことを示す。制御ユニットは、粉砕するコーヒの適切な量を供給する処理を行うことのできる作業者の介入を要求する。

もし、駆動軸の回転速度が期待された参照速度よりも遅ければ、例えば、装置の筐体に異物があるか、あるいは、コーヒの硬い塊りがあるために、粉砕ヘッドの一部が詰まった状態であり、粉砕ヘッドの期待された抵抗値が過大であるという印である。制御ユニットは、アラーム信号を出力する。

もし、駆動軸が参照速度にほぼ等しい速度で回転すれば、制御ユニットは、装置の通常動作を修正しない。

本発明の他の実施形態においては、前述したセンサを選択するか、または、前述したセンサに加えて、装置は、駆動サイクルにおいて予め設定した回転数となる駆動軸の回転時間を計測し、対応する信号を制御ユニットに送信するセンサを含んでいる。制御ユニットは、予め設定した回転数となる駆動軸の回転時間を、期待された参照値と比較する。このような処理に基づき、コーヒの粒またはその他の材料が、粉砕ヘッド間にあるか否かを判断する。例えば、予め設定した５００回転となる駆動軸の回転時間が期待された時間間隔よりも短ければ、制御ユニットは、この差を、粉砕ヘッド間で粉砕する材料の欠乏であり、補正が必要であると解釈して、装置の他の部分を駆動するか、あるいは、アラーム信号を出力する。一方、予め設定した５００回転となる駆動軸の回転時間が期待された時間間隔よりも長ければ、制御ユニットは、この差を、粉砕ヘッド間に障害物がある兆候と解釈し、アラーム信号を出力する。予め設定した５００回転となる駆動軸の回転時間が、期待された時間間隔に対応する場合、粉砕のサイクルは適切な状態であり、制御ユニットは、装置の動作を修正しない。

駆動軸の回転速度、または駆動所要時間（予め設定された回転数を達成するのに要する時間）における制御ユニットの処理は、粉砕された材料の粒径の調整、および／または、装置の１以上の操作パラメータの監視に利用することができる。制御ユニットは、前述した処理の結果に従い、装置の動作時間を減少させ、増加させ、あるいは、一定に維持することができる。この結果、取り扱う材料の粒径が決定されるか、あるいは、そのままの粒径が維持される。

粉砕ヘッド間の距離の調整に加えて、あるいは、選択的に、前述したセンサから供給された信号を処理する制御ユニットは、それぞれの参照値と比較した１つまたはそれ以上の操作パラメータの可能な差を検出することができる。例えば、制御ユニットは、駆動軸の回転数に関する値を参照値と比較して、粉砕するコーヒの有無、準備されて粉砕されるコーヒの平均量等を検出することができる。

制御ユニットは、外部のコーヒ機械の制御ユニットとインタフェースで連結できることが好ましい。例えば、本発明に係る装置は、モジュラータイプであり、飲み物を準備して販売する従来の自動機械に組み込むことができる。このように、本発明に係る装置の制御ユニットは、装置によって粉砕され、飲み物を準備する前記機械によって使用されるコーヒの粒径の固有データを受信して処理することができる。

制御ユニットによって取得され処理されるデータは、例えば、コーヒの粉の抽出時間、使うコーヒの分量または供給量、コーヒの粉の密度、抽出する水の量および／または圧力から選択される。粉砕されるコーヒの粒径に関して、フィードバック制御は、精密に作成されたデータや、既知の資料に基づいて推定され、飲み物を準備するために使用されるコーヒの粒径に対応する値により、制御ユニットで処理される。処理は、要求されたデータを、参照データ、アルゴリズム、または、設計者によりユニットのメモリに記憶されたチャートと比較し、装置の制御ユニットにより遂行される。

本発明の好ましい実施形態においては、粉砕ヘッド間の距離を調整する調整手段は、筐体と同軸で、軸線方向に相対的に移動可能なねじ山によって筐体に連結された円筒体を備えている（ねじを左右に回転させることで２つの要素が共通の軸線、具体的には、駆動軸の軸線に沿って相対的に移動する）。

装置の操作は、簡単である。制御ユニットは、取得したデータの処理に基づき、または、センサから供給された信号の処理に基づき、若しくは、タコメータからの信号に基づき、必要に応じて、ウォームねじ機構を操作して、固定された粉砕ヘッドを保持する円筒体と筐体と間に相対的な回転を伝達する。得られる効果は、固定された粉砕ヘッドと回転する粉砕ヘッドとの間の距離の減少または増加であり（駆動される機構の回転方向による）、これにより、粉砕されるコーヒの粉の粒径を対応する方法で修正する。

粉砕ヘッド間の距離が過度に減少し、これらの間で機械的な干渉が発生することを防ぐため、粉砕ヘッドを保護する弾性要素を筐体に配設することが好ましい。

本発明の装置によれば、製造、組立および分解が簡単なだけではなく、信頼性があり、市場において、納得できる価格で容易に入手できる部品を使って作ることができる。

筐体および電動モータが連結する粉砕ヘッドの組立および分解は、簡単であり、スパナや工具を使うことなく、容易に完遂することができる。従って、装置内部の汚染を回避することができる。そのため、装置の清掃および保守は容易となる。分解に際して、作業者は、駆動軸の自由端からロック要素を取り外し、駆動軸の軸線の周りに回転させ、同じ軸線に沿って並進させ、筐体および粉砕ヘッド（および円筒体、筐体内にある他の要素）によって構成される「パッケージ」を取り外す。筐体からなる全体の組立に際しては、「パッケージ」を駆動軸に連結し、バヨネットアタッチメントをロックするために回転させる。作業者は、駆動軸の端部にロック要素を配置し、カップリングをしっかりと固定する。

粉砕されるコーヒの粉の粒径に対するフィードバック制御は、粉砕の際に生じ得る誤差に対する補正に合わせて行うことができる。このように、コーヒから始めて、飲み物の標準的な品質を、殆ど変わることなく維持することができる。

さらに、本発明の装置は、飲み物の準備および販売のための従来の自動機械に容易に組み付けることができる。制御ユニットは、装置が組み付けられるコーヒ機械の制御ユニットとインタフェースで連結させるため、前もって処置される。

従来の解決方法に対するさらなる利点は、調整や部品の不正確な組立による問題から装置が守られていることである。実際、装置の制御ユニットは、センサから供給された信号を解析することにより、いつでも粉砕ヘッド間の正確な距離を確かめることができる。そして、望ましくない不正確な相対位置を補正することができる。

以下、本発明を、一例でありこれに限定されることのない添付図面を参照して、詳細に説明する。

本発明に係る装置の分解図である。 図１に示す装置を上方から見た斜視図である。 図１に示す装置の上面図である。 図１に示す装置の縦断面図である。 図１に示す装置の横断面図である。 図１に示す装置の側面図である。

図１〜図６に示すように、プレート１の上に中空円柱体２が配置され、その内部には、粉砕装置Ｇを駆動するための一般的なタイプの電気モータＭが収容されている。プレート１は、例えば、装置を、飲み物の準備および販売のための自動または半自動機械（例えば、頭字語「HoReCa」、すなわち、ホテル−レストラン−カフェとしてこの分野で知られているタイプの機械）の外面部に固定することができる。

円柱体２には、支持基台３が接続されている。支持基台３の内部には、ピニオン４Ａおよびベルト４Ｂを介してモータＭにより周知の方法で回転させられる歯車４が収容されている。支持基台３は、歯車４に不可欠な軸７の端部６を支持する壁５によって、下部が閉塞されている。軸７は、歯車４のハブ８を介して、支持基台３に対し垂直で片持ち状に装着されている。ハブ８は、下部の壁５に予め設定されたベアリング９に支持されている。駆動軸７は、モータＭの軸であってもよい。換言すれば、粉砕装置Ｇは、歯車４を用いることなく、直接に駆動することができる。

支持基台３は、支持基台３における歯車４の周囲を除き、コーヒ粉砕機構、特に粉砕ヘッドを含む筐体１１を支持し、かつ固定する機能を有する壁１０によって上部が閉塞されている。

筐体１１は、ロック結合手段により支持基台３に接続されている。本発明の好ましい実施形態では、筐体１１は、支持基台３に連結され、バヨネット結合により壁１０に連結されている。図１および図６に示すように、この結合は、雌雄タイプであり、円形領域１２を構成し、壁１０と、筐体１１の外壁に固定されて外方に延びる対応した湾曲部１３とを結合している。湾曲部１３は、筐体１１の外壁から同心円状に延び、壁１０とともに円形領域１２によって形成される中空部に挿入されている。湾曲部１３および円形領域１２の中空部の横断面は、これらを結合するソケットとして構成されている。円形領域１２を筐体１１上に形成し、湾曲部１３を壁１０上に形成することもできる。

筐体１１は、駆動軸７の軸線に沿って挿入される。換言すれば、筐体１１は、駆動軸７を筐体１１の中に挿入するように軸線方向に沿って移動させて装着されている（図４、方向Ｄ）。筐体１１は、下部中央に開口部１５を有し、その開口部１５に駆動軸７が貫通している。開口部１５の壁１４は、粉砕ヘッド支持部１８のための軸アイドラであるベアリング１７が配設される軸孔１６の基部を構成している。粉砕ヘッド支持部１８は、カップ状であり、図示するように、円錐形（平坦な粉砕ヘッドであってもよい。）である下部の粉砕ヘッド１９のための筐体を構成している。

環状の粉砕ヘッド１９は、複数のねじによって粉砕ヘッド支持部１８に固定されている。

粉砕ヘッド支持部１８は、中央部に駆動軸７が貫通する軸孔１１８を備えている。この軸孔１１８は、駆動軸７に形成された横断キー２０によって連結されている。駆動軸７に粉砕ヘッド支持部１８が連結されるとき、横断キー２０は、駆動軸７からの回転駆動を粉砕ヘッド支持部１８に伝達する。従って、この回転駆動が粉砕ヘッド支持部１８から粉砕ヘッド１９に伝達され、粉砕ヘッド１９は回転する。

垂直方向に突出する駆動軸７の上端部２１には、ねじ山が設けられている。ねじ山には、例えば、工具の助けを必要とすることなく、手で取り外せる充分な抵抗を有するナットであるロック要素２２が結合されている。ロック要素２２と粉砕ヘッド支持部１８の中央部との間には、弾性要素、好ましくはコイルスプリング２３が挿入されている。

断面が円形である筐体１１の上部の内周面には、ねじ山１１１が設けられている。ねじ山１１１には、円筒体２４の外周面に形成された対応するねじ山１２４が結合される。円筒体２４の下端部２２４には、動かない粉砕ヘッド２５が、例えば、ねじによって固定されている。円筒体２４および粉砕ヘッド２５は、粉砕ヘッド２５を粉砕ヘッド１９に対向させた状態で、筐体１１内に軸線方向に沿って配置されている。筐体１１に対して円筒体２４を適当にねじ込むことにより、粉砕ヘッド２５と粉砕ヘッド１９との相互の位置関係を調整し、その結果、粉砕されるコーヒやその他の粉砕される栄養補給材料（大麦、カモミールの花等）の粒径を修正することができる。

円筒体２４は、ウォームねじ２６からなる調整機構を介して、筐体１１に対して回転可能に構成することが有利である。ウォームねじ２６は、例えば、図４に示す制御ノブ２７により手動操作することができる。また、ウォームねじ２６は、電子的制御ユニットからの指令に基づき電動モータにより自動操作することができる。

図１〜図６に示す実施形態において、ウォームねじ２６は、筐体１１の上端部に固定されプレート２９に取り付けられた２つの支持部２８間に装着されている。ウォームねじ２６は、円筒体２４の上端縁外周部のギア３０に結合されている。このような機構により、粉砕ヘッド１９、２５間の距離を簡潔且つ正確に調整することができる。この結果、粉砕装置Ｇにより、コーヒの粒径を所望の値にすることができる。

コーヒの粒径を調整する機構は、自動的または半自動的に動作し、例えば、軸およびベルト駆動（図２に示す）を用いて、ＣＰＵ制御ユニットにより指示されるウォームねじ２６とすることが好ましい。

円筒体２４の内部には、豆の状態のコーヒを粉砕ヘッド１９、２５間の空間３３に供給するため、基部上に開口部３２を有するホッパ３１を含んでいる。

図１および図２から了解されるように、粉砕ヘッド１９、２５は、粉砕されたコーヒを受け取り、筐体１１の側壁に予め配設された出口３５に送り出す放射状のスクレーパを備えている。

上述した記載および図面に示すように、本発明に係る粉砕装置Ｇは、如何なる工具も用いることなく、ロック要素２２を簡単に手動で回転させ、駆動軸７の上端部２１からロック要素２２を取り外し、駆動軸７に配設されたコイルスプリング２３を軸線方向に取り外し、最後に筐体１１を図２に示す矢印Ｆ方向に回転させることにより、粉砕ヘッド１９、２５を駆動する駆動手段Ｍの駆動軸７から取り外して分離することができる。

回転させることにより、湾曲部１３を円形領域１２の空間から解放し、筐体１１を軸線方向に取り外すことができる。

このことは、横断キー２０と回転する下部の粉砕ヘッド支持部１８との結合が、軸をロックしない回転形式により可能となる。

従って、粉砕ヘッド１９、２５の相互の位置は、分解する間に変わることがなく、予定された粒径値がずれないことが期待される。

組立は、上述した操作手順を反対に行うことで達成でき、粒径は一定に維持される。

粉砕装置Ｇは、粉砕ヘッド１９、２５間の距離の調整手段、または、粒径調整手段を駆動するためのＣＰＵ制御を含むことが好ましい。

ＣＰＵ制御ユニットは、例えば、処理されるか、または予め設定された粉砕するコーヒの粉の粒径情報に基づき、必要に応じて粉砕ヘッド１９、２５間の距離を変えるため、モータＭ２および駆動軸２１６を介してウォームねじ２６を制御する。換言すれば、ＣＰＵ制御ユニットは、粉砕装置Ｇによって処理されたコーヒの粒径に従って、フィードバック制御を行う。

既に粉砕されたコーヒの粒径に関するデータ、例えば、粉砕装置Ｇが組み込まれたコーヒ機械が供給するデータは、外部装置から要求されるデータ処理の基礎データとなる。このデータは、粉砕装置Ｇによって粉砕された一杯のコーヒの量から飲み物を準備するために参照される。これらのデータは、例えば、抽出（継続）時間、圧力、および／または、抽出する水の量、一杯のコーヒに使用する粉の量、抽出器内の粉の密度等である。

粉砕装置ＧのＣＰＵ制御ユニットは、コーヒ機械からデータを取得し、例えば、正確な操作条件下で得た飲み物に対応する粒径の値を決定する特別な記憶位置として記憶された参照値とデータとを比較して処理する。

必要に応じて、ＣＰＵ制御ユニットは、他の抽出パラメータの可能な変更のための補正、あるいは、コーヒ機械の消費者の好みに適した抽出条件を修正するため、粉砕されるコーヒの粒径を修正し、粉砕ヘッド１９、２５間の距離を変えるウォームねじ２６を制御する。

粉砕装置Ｇは、回転する粉砕ヘッド１９と固定された粉砕ヘッド２５との間の相対的な距離を検出し、ＣＰＵ制御ユニットに対応するデータである信号を供給するために、予め配置されたセンサＳ（図４）を含んでいることが好ましい。センサＳは、ホール効果センサであることが好ましい。

選択的、または、センサＳに加えて、粉砕装置Ｇには、駆動軸７の回転速度を検出するタコメータＳ１が設けられる。タコメータＳ１は、壁１０に装着され（詳細は記載されていないが、図１に概略が示されている）、離間した状態で、駆動軸７の回転速度を検出することができる。

タコメータＳ１は、処理のための電気信号をＣＰＵ制御ユニットに送信する。ＣＰＵ制御ユニットは、センサＳ１が取得した信号、すなわち、駆動軸７の回転速度に対応する期待された測定値を、予め決められた参照値と比較する。この参照値は、粉砕装置Ｇの製造者によってＣＰＵ制御ユニットのメモリに記憶されている。特に、ＣＰＵ制御ユニットは、駆動軸７が回転を開始した時からの参照時間データに関連する多数の参照値を記憶する。これらの参照値は、粉砕装置Ｇの動作テストに基づき、経験的に設定することができる。

ある瞬間における検出値と、その時の参照値との差は、装置の粉砕ヘッド間で粉砕される栄養補給材料の量を表す。

もし、例えば、粉砕ヘッド１９、２５間にあるコーヒの粒の量が、注入するコーヒに適した供給される期待値よりも少ない場合、粉砕ヘッド１９、２５でのコーヒによる抵抗値は、期待される値よりも小さく、駆動軸７は、期待される参照速度よりも速く回転する。この状況は、粉砕装置Ｇのコーヒが不足していることを表す。ＣＰＵ制御ユニットは、介入を要求する信号を生成するか、あるいは、他の材料供給機構に対して、粉砕ヘッド１９、２５間に正しい量を供給して粉砕するように指示を出す。

もし、駆動軸７が参照速度よりも遅い速度で回転するのであれば、例えば、筐体１１における異物の存在、または、粉砕された物体の好ましくない塊からなる組成物により、粉砕ヘッド１９、２５の一部にジャムが発生し、粉砕ヘッド１９、２５の抵抗が過大となる徴候である。ＣＰＵ制御ユニットは、アラーム信号を生成する。

駆動軸７が参照速度と同じ速度、または、殆ど同等の速度（不確定な精度限界範囲内）であれば、ＣＰＵ制御ユニットは、粉砕装置Ｇの通常動作の修正は行わない。

ＣＰＵ制御ユニットは、タコメータＳ１から送信された信号の処理に基づき、粉砕物の粒径を調整するようにプログラムされている。実際、ＣＰＵ制御ユニットは、粉砕ヘッド１９、２５に作用する抵抗に基づき、駆動軸７の動作時間を増加させるか、減少させ、または一定に維持する。換言すると、扱われる栄養補給材料が、粉砕ヘッド１９、２５間に有るか否かに関わるフィードバック制御は、粉砕された材料の粒径に関わるフィードバック制御と同時に行われる。動作時間の増加は、粒径を減少させ、反対に、動作時間の減少は、粒径を大きいままとする。

センサＳとしては、機械的、電気的または光学的なもの、例えば、赤外線、エンコーダ、ホール効果センサ等を用いることができる。ＣＰＵ制御ユニットは、センサＳから信号を取得し、必要に応じて、粉砕ヘッド１９、２５の実際の位置を確認する。

本発明の実施形態によれば、上述したセンサＳを選択するか、または、付加した粉砕装置Ｇは、１サイクルの動作において予め設定した回転数で回転した駆動軸７の回転時間を検出するセンサＴ（図示せず）を含み、ＣＰＵ制御ユニットに対応する信号を送信する。ＣＰＵ制御ユニットは、予め調整された回転数、例えば、２００、３００、５００での駆動軸７の回転時間を、予め設定した参照値と比較し、この処理に基づき、粉砕ヘッド間にコーヒや他の材料の粒が有るか否かを判断する。例えば、期待された回転数３００での駆動軸７の回転時間が、予め設定した時間間隔よりも短ければ、ＣＰＵ制御ユニットは、この差が粉砕ヘッド間で粉砕される材料の不足を表していると判断する（粉砕ヘッド１９、２５による抵抗値が小さく、動作サイクルが早く終了するため、駆動軸７は、期待されるよりも早く回転する）。そして、ＣＰＵ制御ユニットは、必要な補正を行うべく、例えば、粉砕装置Ｇの他の部品に作用し、または、アラーム信号を生成する。一方、期待された回転数３００での駆動軸７の回転時間が予め設定した時間間隔よりも長ければ、ＣＰＵ制御ユニットは、この差が粉砕ヘッド間に異物があるものと判断し、アラーム信号を生成する（回転する粉砕ヘッドに期待していない抵抗が掛かるため、駆動軸７が期待されるよりも遅く回転する）。期待された回転数３００での駆動軸７の回転時間が予め設定した時間間隔に対応する場合、粉砕のサイクルは規定通りであり、ＣＰＵ制御ユニットは、粉砕装置Ｇの動作修正は行わない。

一般的に、粉砕ヘッド間の距離を付加的または選択的に調整する際、ＣＰＵ制御ユニットは、センサＳ、Ｓ１から受信した信号を処理し、対応する参照値に関する装置の操作パラメータの可能な差を検出する。操作パラメータの例としては、粉砕サイクルの平均所要時間、粉砕される材料の粒径、粉砕される材料の質量等がある。

ＣＰＵ制御ユニットは、例えば、不適切な分解や装着による取り付け不良や調整不良に対して、粉砕ヘッド１９、２５を正しく設定し直すことができる。

１ プレート
２ 円柱体
３ 支持基台
４ 歯車
４Ａ ピニオン
４Ｂ ベルト
５、１０、１４ 壁
６ 端部
７ 駆動軸
８ ハブ
９ ベアリング
１１ 筐体
１２ 円形領域
１３ 湾曲部
１５ 開口部
１６ 軸孔
１８ 粉砕ヘッド支持部
１９、２５ 粉砕ヘッド
１１８ 軸孔
２０ 横断キー
２１ 上端部
２２ ロック要素
２３ コイルスプリング
２４ 円筒体
２６ ウォームねじ
２７ 制御ノブ
２９ プレート
３０ ギア
３１ ホッパ
３２ 開口部
３３ 空間
３５ 出口
１１１、１２４ ねじ山
１１８ 軸孔
２１６ 駆動軸
２２４ 下端部
Ｇ 粉砕装置
Ｍ、Ｍ２ モータ

Claims (20)

1. 少なくとも一方（１９）が回転する少なくとも２つの粉砕ヘッド（１９、２５）が内部に配設される筐体（１１）と、少なくとも１つの回転する前記粉砕ヘッド（１９）および支持基台（３）から突出し自らの軸の周りに回転する駆動軸（７）を駆動する駆動手段（２）と、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間にコーヒまたはその他の栄養補給材料を供給する１つの入口（３２）と、粉砕されたコーヒまたはその他の栄養補給材料の１つの出口（３５）と、前記駆動軸（７）の速度信号を少なくとも１つの参照値と比較し、所望の参照値に対する装置の１以上の操作パラメータの差を検出する制御ユニット（ＣＰＵ）とを備え、前記筐体（１１）および前記筐体（１１）の内部の前記粉砕ヘッド（１９、２５）が、挿入ロックジョイント（１２、１３、１８、２０）により前記駆動手段（２）に連結され、工具の助力なしで、迅速に離脱および再組立可能であり、コーヒまたはその他の栄養補給材料を粉砕する粉砕装置（Ｇ）において、
   前記制御ユニット（ＣＰＵ）は、前記比較の結果に基づき、必要に応じて、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を調整する手段（２６、３０、Ｍ２、１１１、１２４）を制御するか、または前記駆動軸（７）の所要動作時間を修正するようになっていることを特徴とする粉砕装置。
2. 請求項１記載の粉砕装置（Ｇ）において、
   前記挿入ロックジョイントは、軸方向および径方向の相対的な動作を阻止し、前記筐体（１１）を前記支持基台（３）に連結するバヨネット結合（１２、１３）と、前記回転する粉砕ヘッド（１９）と回転動作を伝達する前記駆動軸（７）との間のジョイント（１８、２０）とを備え、前記駆動軸（７）に対する前記回転する粉砕ヘッド（１９）の軸線方向の動作が可能であることを特徴とする粉砕装置。
3. 請求項２記載の粉砕装置（Ｇ）において、
   さらに、前記挿入ロックジョイント（１２、１３、１８、２０）を固定するため、前記駆動軸（７）の自由端（２１）に離脱可能に固定可能なロック要素（２２）を備えていることを特徴とする粉砕装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉砕装置（Ｇ）において、
   さらに、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を調整し、粉砕するコーヒまたはその他の栄養補給材料の粒径を変える自動、半自動または手動手段（２６、３０、Ｍ２、１１１、１２４）を備えていることを特徴とする粉砕装置。
5. 請求項４記載の粉砕装置（Ｇ）において、
   前記装置により粉砕されたコーヒまたはその他の栄養補給材料の粒径を必要に応じてフィードバック制御し、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を自動調整する前記手段（２６、３０、Ｍ２、１１１、１２４）を制御する制御ユニット（ＣＰＵ）を備えていることを特徴とする粉砕装置。
6. 請求項５記載の粉砕装置（Ｇ）において、
   前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の相対距離を示す信号を生成する少なくとも１つのセンサ（Ｓ）を備え、前記制御ユニットにより前記センサ（Ｓ）から供給される距離信号を処理し、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を調整する前記手段（２６、３０、Ｍ２、１１１、１２４）を制御するようになっていることを特徴とする粉砕装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉砕装置（Ｇ）において、
   前記駆動軸（７）の回転速度を示す信号を生成する少なくとも１つのタコメータ（Ｓ１）を備えていることを特徴とする粉砕装置。
8. 請求項６〜７のいずれか１項に記載の粉砕装置（Ｇ）において、
   前記制御ユニットは、コーヒ機械にインタフェースにより連結され、前記装置により粉砕されるコーヒまたはその他の栄養補給材料の粒径に固有のデータであって、飲み物を準備するために前記コーヒ機械で使用され、コーヒまたはその他の栄養補給材料の粉の抽出時間、使用するコーヒまたはその他の栄養補給材料の分量、コーヒまたはその他の栄養補給材料の粉の密度、抽出する水の量、および／または圧力から選択されるデータを受信して処理するようになっていることを特徴とする粉砕装置。
9. 請求項４〜８のいずれか１項に記載の粉砕装置（Ｇ）において、
   前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を調整する前記手段は、筐体（１１）と同軸で、軸線方向に相対的に移動可能なねじ山（１１１、１２４）の手段によって前記筐体（１１）に連結される円筒体（２４）を備え、前記円筒体（２４）により固定された前記粉砕ヘッド（２５）を支持していることを特徴とする粉砕装置。
10. 請求項９記載の粉砕装置（Ｇ）において、
    前記円筒体（２４）は、前記筐体（１１）が連結して、ねじ山（１１１、１２４）により回転するためのウォームねじ機構（２６）が配設されていることを特徴とする粉砕装置。
11. 請求項１０記載の粉砕装置（Ｇ）において、
    前記制御ユニット（ＣＰＵ）は、前記回転する粉砕ヘッド（１９）に対する前記粉砕ヘッド（２５）の距離を増加または減少させる前記ウォームねじ機構（２６）を制御するようになっていることを特徴とする粉砕装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の粉砕装置（Ｇ）において、
    前記駆動軸（７）と前記回転する粉砕ヘッド（１９）との間の前記ジョイントは、直径方向に対向する軸溝を有する軸孔（１１８）と、駆動軸７に形成された横断キー（２０）とが配設された粉砕ヘッド支持部（１８）を備え、前記横断キー（２０）の自由端が、前記軸溝に沿って挿入されている装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の粉砕装置（Ｇ）において、
    さらに、駆動軸（７）の自由端（２１）に配置されるロック要素（２２）と、回転する前記粉砕ヘッド支持部（１８）との間に配設されているスプリング（２３）を備えることを特徴とする粉砕装置。
14. 少なくとも１つ（１９）が回転する少なくとも２つの粉砕ヘッド（１９、２５）が内部に配設される筐体（１１）と、少なくとも１つの回転する前記粉砕ヘッド（１９）および支持基台（３）から突出し自らの軸の周りに回転する駆動軸（７）を駆動する駆動手段（２）と、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間にコーヒまたはその他の栄養補給材料を供給する１つの入口（３２）と、粉砕されたコーヒまたはその他の栄養補給材料の１つの出口（３５）と、前記駆動軸（７）の速度信号を少なくとも１つの参照値とを比較し、所望の参照値に対する装置の１以上の操作パラメータの差を検出する制御ユニット（ＣＰＵ）とを備える装置により、コーヒまたはその他の栄養補給材料を粉砕する方法において、
    前記制御ユニット（ＣＰＵ）は、前記比較の結果に基づき、必要に応じて、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を調整する手段（２６、３０、Ｍ２、１１１、１２４）を制御するか、または前記駆動軸（７）の動作所要時間を修正することを特徴とする粉砕方法。
15. 請求項１４記載の粉砕方法において、
    粉砕されたコーヒまたはその他の栄養補給材料の粒径を変える前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を、自動、半自動または手動手段（２６、３０、Ｍ２、１１１、１２４）により調整することを特徴とする粉砕方法。
16. 請求項１５記載の粉砕方法において、
    前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離の調整は、前記装置により粉砕されたコーヒまたはその他の栄養補給材料の粒径を必要に応じてフィードバック制御し、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を調整する前記手段（２６、３０、Ｍ２、１１１、１２４）を操作する制御ユニットにより自動的に行うことを特徴とする粉砕方法。
17. 請求項１６記載の粉砕方法において、
    前記制御ユニット（ＣＰＵ）は、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の相対距離を示す信号を生成する少なくとも１つのセンサ（Ｓ）から供給される距離信号を処理し、前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を調整する前記手段（２６、３０、Ｍ２、１１１、１２４）を制御することを特徴とする粉砕方法。
18. 請求項１４記載の粉砕方法において、
    前記駆動軸（７）の回転速度を示す前記信号は、少なくとも１つのタコメータ（Ｓ１）により生成されることを特徴とする粉砕方法。
19. 請求項１４記載の粉砕方法において、
    前記制御ユニットは、コーヒ機械にインタフェースにより連結され、前記装置により粉砕されるコーヒまたはその他の栄養補給材料の粒径に固有のデータであって、飲み物を準備するために前記コーヒ機械で使用され、コーヒまたはその他の栄養補給材料の粉の抽出時間、使用するコーヒまたはその他の栄養補給材料の分量、コーヒまたはその他の栄養補給材料の粉の密度、抽出する水の量、および／または圧力から選択されるデータを受信して処理することを特徴とする粉砕方法。
20. 請求項１４記載の粉砕方法において、
    前記粉砕ヘッド（１９、２５）間の距離を調整する前記手段は、筐体（１１）と同軸で、軸線方向に相対的に移動可能なねじ山（１１１、１２４）の手段によって前記筐体（１１）に連結される円筒体（２４）を備え、前記円筒体（２４）は、固定された前記粉砕ヘッド（２５）を支持し、前記筐体（１１）が連結して、ねじ山（１１１、１２４）により回転するためのウォームねじ機構（２６）が配設され、前記制御ユニット（ＣＰＵ）は、前記回転する粉砕ヘッド（１９）に対する前記粉砕ヘッド（２５）の距離を、増加または減少させる前記ウォームねじ機構（２６）を操作することを特徴とする粉砕方法。

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