JP6875296B2 - コーヒー等の飲料を分配するためのピストン型マシン - Google Patents

Description

本発明は，一般的には，飲料を調製するためのマシンの技術分野に関する。特に，本発明は，調製した飲料，例えばコーヒー，エスプレッソコーヒー，バーリー茶，その他同様な飲料を分配することのできるマシンに関する。このマシンは，ピストン型（レバー型とも称される）である。

飲料を調製するための多くのマシンが既知である。特に，エスプレッソコーヒーをコーヒー粉末，ポッド，カプセル等から調製するための多くのマシンが既知である。

特に，レバー型又はピストン型のコーヒーマシンが既知である。これらのマシンは，典型的には，手動操作でプリロードされたバネに蓄えたエネルギを利用して，コーヒーを生成するために必要とされる水を加圧することを目的とするシステムを備える。

典型的に，ピストン型マシンは，シリンダと，ロッドを有するピストンとを備える。バネがシリンダ内部に収められている。ピストンは，バネの推力に抗して持ち上げられ，バネは，持ち上げアームによりピストンロッドに結合された操作レバーにより作動させる。任意的にチェック弁を有する充填孔がシリンダ壁に設けられている。ピストンとシリンダとの間のシールは，一般的にはシールリングにより達成する。

圧力プロファイルは，典型的には，約９バールと約１２バールとの間の圧力で開始し，約４バールと約７バールとの間の圧力で終了する。

ピストン型マシンにおいて，ボイラからの熱水は，充填孔を通してシリンダに流入する。熱水の流入は，ピストンが高位位置に達したときにのみ可能とされている。

オペレータが操作レバーを開放すると，この時点ではもはや保持されていないバネがピストンを押し下げて，水をコーヒー粉末等のパックを通して押し出す。

バネを負荷するためには，操作レバーを操作して，操作レバーに剛性結合されている持ち上げアームを回転させ，これにより，ピストンが結合されているロッドを持ち上げる必要がある。最後に，バネにより蓄えられる（機械的）エネルギが，オペレータにより供給される。

出願人は，上述した形式のピストン型マシンが，多くの欠点を有することに気付いた。

特に，出願人は，既知のマシンにおいて，水はピストンが上側位置にあるときにしか導入できないことに気付いた。これにより，マシンの用途及び得られる圧力プロファイルが大幅に制約される。

更に，既知のマシンにおいて，標準量とは異なる量の飲料は分配することができない。従って，例えば，リストレットコーヒーを分配することができない。

これに加えて，ピストンのシール「リングは，ピストンストロークの間に，シリンダに形成されている充填孔を通過する。この孔は，シリンダ表面における不連続性を生じるものであって，いかに小さなものであれ，長期使用の間にシールリングを摩耗させ，漏洩点を創出する。

更に，操作レバー及び持ち上げアームが互いに剛性結合されており，一方を動かすことなく他方を動かすことができない。
英国特許第７２６２７２号明細書は，コーヒー調整マシンを開示している。

英国特許第７２６２７２号明細書

本発明の課題は，調製した飲料，例えばコーヒー，エスプレッソコーヒー，バーリー茶等を分配するためのピストン型マシンを提供することであり，ピストン及びシリンダの相対的摩耗に基づく上述した安全上の問題点を解消し，圧力プロファイル及び分配量についての高い柔軟性を提供することである。

本発明に係るコーヒーマシンは，シリンダと，該シリンダ内で並進移動するように構成されたピストンと，該ピストンと協働する端部を有するロッドと，操作レバー（好適には回転可能である）と，バネと，前記ロッドと協働して前記ピストンを第１位置から，前記バネが少なくとも部分的に圧縮される第２位置まで移動させるように構成された部材と，主給水源から第１圧力で供給される水を加熱するためのボイラと，水を前記ピストンの上方で前記シリンダ内に導入するための開口であって，前記ピストンは，該ピストンが低位位置にあるときに閉じられ，前記ピストンが第２位置にあるときに開かれて水をピストンの下方に流す，前記開口と，水の圧力を前記第１圧力から第２圧力に調整するための圧力レギュレータと，と備える。これにより，ボイラ内における水の圧力を変化させ，最終的にはコーヒーに達する圧力を異ならせ，又は変更可能とすることができる。

好適には，前記圧力レギュレータは，前記ボイラ内の水の圧力を調整するように構成されている。

本発明の一実施形態において，前記圧力レギュレータは手動操作型である。他の実施形態において，前記圧力レギュレータは，プリセットされた圧力プロファイルが得られるようにプログラムされた電磁弁を備える。圧力プロファイルは，略一定の圧力プロファイル，又は１つの増圧部及び／又は減圧部を含む圧力プロファイルの何れかとすることができる。

好適には，前記入口開口は，底部が前駆ピストンにより少なくとも部分的に画定され，側部が前記シリンダの壁により画定されるチャンバ内に水を供給するように構成されている。

好適には，前記ロッド及び前記ピストンは相対的に往復移動するように構成されている。

一実施形態において，前記バネの軸線は，前記ロッドの軸線に対してゼロ以外の角度をなす，

マシンは，前記バネの圧縮量を調整するための部材を更に備えることができる。

一実施形態において，マシンは，前記水の圧力を表示するための圧力ゲージを更に備えることができる。

一実施形態において，マシンは，前記操作レバーと前記偏心部材との間を結合するための機構を更に備え，該機構は，保持操作型機構である。ここに，「保持操作型」とは，前記操作レバー及び前記部材の間の結合が，レバーを保持するオペレータにより維持される自発的行為によってのみ達成される構成を指す。オペレータが操作レバーを任意のレバー位置で解放すると，操作レバー及び前記部材は結合が分離される。これにより，何らかの理由（自発的であると否とを問わない）からオペレータがレバーから手を放すと，レバーが前記部材から分離されてレバーが突発的に跳ね上がる事態を回避することができる。これにより，オペレータやその近隣の人物に対するリスクが払拭される。

前記部材は，偏心部材で構成することができる。

次に，添付図面を参照しつつ，本発明の実施形態を非限定的な例示として更に詳述する。
図１は，本発明の一実施形態の概略断面図であり，ピストンが低位位置にあり，操作レバーが持ち上げられている状態を示す。 図２は，図１と同様な断面図であり，ピストンが持ち上げ位置にあり，操作レバーが降下している状態を示す。 図３ａ〜３ｃは，操作レバーを偏心部材に剛性結合するための結合機構の一実施形態の概略図である。 図４は，通水阻止状態にあるピストンの断面図である。 図５は，通水許容状態にあるピストンの断面図である。 図６は，本発明の一実施形態における圧力レギュレータ及び圧力ゲージの配置例を示す説明図である。 図７ａ．１，７ａ．２は，本発明のマシンで得られる第１の圧力プロファイルを示すグラフである。図７ｂ．１，７ｂ．２は，本発明のマシンで得られる第２の圧力プロファイルを示すグラフである。図７ｃ．１及び７ｃ．２は，本発明のマシンで得られる第３の圧力プロファイルを示すグラフである。図７ｄは，略一定の圧力を得るための手動調整の一例を示すグラフである。 図８ａは，本発明のマシンの更なる実施形態の説明図であり，バネはシリンダから軸線方向にオフセットしている。 図８ｂは，図８ａと同様な斜視図である。 図８ｃは，図８ａの実施形態の断面図である。 図ｄは，図８ｃと同様な断面図である。 図９は，偏心部材のパスを示す説明図である。 図１０は，ほぼ同等な２つのレバー力線図である。 図１１は，レバー力の定性的変化を偏心部材（又はレバー）の回転角の関数として示すグラフである。 図１２は，偏心部材のプロファイルを示す定性的なグラフである。

以下の記載は，もっぱら便宜のために，エスプレッソコーヒーマシンに特に言及するものであるが，本発明はそのようなマシンに限定されるものでなく，他の飲料を分配するためのマシンにも適用可能である。従って，この明細書及び引き続く特許請求の範囲における「コーヒー」との用語は，バーリー茶やその他の飲料を含む最も広義の意味合いで理解すべきものである。

図１は，本発明の一実施形態によるピストン型マシンの概略断面図であり，ピストンが低位位置にあり，操作レバーが持ち上げられている状態を示す。図２も，同じピストン型マシンの断面図であるが，ピストンが持ち上げ位置にあり，操作レバーが降下している状態を示す。以下の記載（及び特許請求の範囲）においては，「上側」，「高位」，「低位」，「下側」等の用語が用いられている。これらの用語は，限定的なものでなく，単に図面との関連において用いられているに過ぎない。

マシンは，全体が参照数字１００で表され，シリンダ１，ピストン２，バネ３，ロッド４，操作レバー５及びボイラ６を備える。各図にはフィルタホルダ６０も示されており，これは既知の任意形式とすることができる。典型的に，フィルタホルダは中空体６２を備え，この中空体は，底部に孔が設けられ，（シングル又はダブルの）注出口６３において終止する。中空体６２は，コーヒー粉末等で満たされたフィルタ６４を収めるように構成されている。フィルタホルダは，任意の既知態様でマシンのリングと係合する。これは，例えば，（ハンドル６５で）回転操作されるバヨネット機構によるものとすることができる。

操作レバー５は，ピストン２がシリンダ１の底部に位置する第１位置（図１）と，ピストン２がシリンダ１内で最高位位置を占める第２位置（図２）との間で回転可能である。第１位置は，マシンが休止状態にあるか，
又はコーヒーの分配を完了した直後の形態に対応する。他方，第２位置は，コーヒー―を全圧で分配する直前の，バネ３の最大圧縮位置である。後述するように，本発明によれば，図１及び図２の位置も含めて，中間位置を設定することも可能である。

ピストン２のロッド４は，その第１端部（「ボトムエンド」とも称する）でピストン２に結合されている。ロッド４の第２端部（「トップエンド」とも称する）は，操作レバーに結合されている。従って，操作レバーを図１の位置から図２の位置まで回転させると，ピストン２が対応するシリンダ内１で持ち上げられ，これに対応してバネ３を圧縮させる。

好適には，ロッド４のトップエンドは，レバー５に関連させることのできる偏心部材６と協働する。図示の実施形態において，ロッド４は結合片４１又は同様な延長素子により，偏心部材６と協働する。

図示の実施形態において，結合片４１はピン４２において終止しており，このピンは偏心部材６に対応して設けられたパス６１内でガイドされながら移動する構成とされている。このパス６１は，ピン４２の中心を円弧軌跡とは異なる軌跡に沿って移動させる形状とされている。換言すれば，回転軸線９とピン４２の中心との距離は，パス６１内でガイドされる移動の間に変化する。このガイド移動の効果は，ピン４２が回転軸線９に向けて移動してロッド４（及びピストン２）を持ち上げることである。言うまでもなく，図示の該やグラムに基づき，偏心部材６が回転する間，ロッド４は並進移動する。

本発明の有利な態様によれば，操作レバー５は偏心部材６に対して恒久的に結合されるものではない。好適には，操作レバー５は，オペレータが所望し，かつ，操作レバー５に十分な力を作用させているときのみにおいて，偏心部材６に剛性結合される。オペレータが何らかの理由で操作レバーの保持を解除すると，操作レバー及び偏心部材の係合が解除され，従って，その時点ではもはや保持されていない操作レバーが突発的な移動を生じて，物品の損傷や人的傷害を引き起こす事態が回避される。

本発明の一実施形態においては，トリガー８が設けられ，オペレータにより押し込まれたときに操作レバー５と偏心部材６とを結合する。好適には，トリガー８は，「二次レバー」とも称されるレバー８として構成され，ボトムエンドの近傍でメインレバー５に枢動結合されている。

図１及び図２は，メインレバー５及び偏心部材６の結合を行うための機構の一実施形態を示す。この機構は，好適には「保持操作」型である。換言すれば，メインレバー５及び偏心部材６は，ユーザにより維持される自発的行為によってのみ，互いに結合可能とされている。

図示の実施形態において，メインレバー５及び二次レバー８（トリガー）は弾性ヒンジ８１により互いに結合している。ヒンジ８１は，メインレバー５の基部においてブロック５１の軸線８２周りで回転可能である。Ｌ字におけるシャンクの端部には，歯１１が設けられている。トリガーバネ１０，又は他の弾性部材がＬ字の他方のシャンクと協働し，これは二次レバー８のボトムエンドに剛性結合されている。

二次レバー８は，好適には弱く負荷されているトリガーバネ１０によりメインレバー５から分離した形態に維持されている。

これに対して，オペレータがメインレバー５及び二次レバー８をトリガーバネ１０の弱い抵抗力に抗して手で握ると，歯１１が偏心部材６の外周部に設けられているノッチ１２の一つ内に係合する。これにより，オペレータがメインレバー５及び二次レバー８を互いに近接した状態に維持する限り，レバー５は偏心部材に対して略剛性的に結合される。従って，オペレータによる操作レバー５の軸線９周りでの回転により，偏心部材６の回転が生じる。

そして，偏心部材６が回転すると，ロッド４及びピストン２が持ち上げられる。従って，偏心部材６の回転によりバネ３が圧縮されることとなる。

オペレータがメインレバー５及び二次レバー８を一緒に握らないと，歯１１は偏心部材の外周部と係合しない。従って，レバーを（回転させて）下げても，その移動はピストンロッドに何ら影響を及ぼさず，従ってバネ３が圧縮されることはない。

オペレータがメインレバー５及び二次レバー８を一緒に握ってこれらを下げた後，何らかの理由で保持力を解除した場合，メインレバー５及び二次レバー８の何れも初期位置まで突発的に復帰することはない。これは，オペレータが解除したときに，歯１１は偏心部材のノッチ１２との係合を止めるからである。従って，メインレバー５及び二次レバー８は自由となり，拘束されない。偏心部材６のみがバネ３の復元力により弾性的に復帰し，これはオペレータに傷害を及ぼすものではない。

好適には，偏心部材６の外周部は，歯１１を係合可能な１つ又は複数のノッチ１２を備える。好適には，偏心部材６の外周部は，図１及び図２に示す複数のノッチ１２を備える。複数のノッチ１２は，バネ３の圧縮量を調整可能とする。実際に，歯１１が最初のノッチ１２ａと係合すると最大圧縮量が得られ，歯１１が最後のノッチ１２ｂと係合する最小圧縮量が得られ，歯１１が中間のノッチ１２ｃと係合すると中間的な圧縮量が得られる。オペレータが歯を最初のノッチと係合させるもレバーを完全には回転させないことも可能である。バネ３の圧縮量は，コーヒーを調製するための圧力に対応する。中間のノッチを係合させるためには，先ず二次レバーを操作せずにレバー５を数度だけ回転させ，次に２つのレバー５，８を互いに接近する向きに握って歯１１を対応するノッチ１２内に係合させる。

本発明の一実施形態において，好適には，操作レバー５（及び，その上に取付けられた二次レバー８）をs所喜一に復帰させるための弾性復帰部材が設けられる。好適には，オペレータの傷害を防止するために復帰力は弱いものとする。

操作レバー５及び偏心部材６を，維持される自発的行為により互いに剛性結合するための特徴的な（保持操作型の）手段は，図１及び図２に示したものとは異なる機構で構成することもできる。

概念的な観点から，そのロック機構は３つのゾーン，即ち，「ハンドル」，「トランスミッション」及び「コネクション」の各ゾーンに分割することができる。

「ハンドル」は，オペレータが力を作用させるゾーンである。「トランスミッション」は，「ハンドル」からの運動を「コネクション」に伝達する制御系の部分である。「コネクション」は，カムと接触する機構の部分である。図３ａ，３ｂ，３ｃは，ロック機構の三通りの変形例を簡略形式で示す。

図３ａの変形例においては，操作レバー５を略垂直とし，ハンドルはプッシュボタン５２で構成することができる。

図３ｂの変形例においては，操作レバー５を略垂直とし，トランスミッションはケーブルや流体パイプ等の可撓部材５３で構成することができる。

操作レバー５と偏心部材６との結合は，摩擦によるものとすることもできる。図３ｃの変形例においては，偏心部材６の側部と係合する構成としたグリッパー５４を使用することができる。グリッパー５４におけるあご部５４‘は，ケーブルトランスミッション又は他の既知の任意態様で操作することができる。

本発明の有利な実施形態において，ボイラ１３等から供給される熱水は，ピストンが低位位置（図４）にある場合と，ピストンが高位位置（図５）にあってバネ３が最大圧縮状態にある場合の何れにおいてもピストンの上方に位置する開口を経由して，シリンダ１内に導入される。

好適には，飲料を調製するための熱水は，ボイラ１３から，シリンダ１の壁に沿って延在するダクト１３ａを通して，特別に設けられたハウジング内でシリンダ１の壁に固定されたチェック弁７を経てシリンダ１内に流入する。水（Ｈ_２Ｏ）のパスを図４及び図４では矢印線で示す。チェック弁は，衛生基準により定められている要件をより良好に満たせるようにするものである。実際，チェック弁はコーヒーの痕跡が上昇してボイラに流入するのを防止する。

従って，既知のピストン型マシンとは対照的に，ピストン２の上方のチャンバ１７には，加圧された熱水が存在する。このチャンバ１７は，シリンダ１の壁部及びピストン２の頂部により画定されるものである。これにより，コーヒーを分配している間，ピストンに作用する推力を，バネ３の推力に加えて発生させることができる。その利点は，より弱い力で同一の最大分配圧を達成できることである。その結果，要さレバー５にはより弱い力が作用する。実際，オペレータの操作は，単にバネ３を圧縮させるだけの機能である。

チェック弁７及び対応する開口７１によるシリンダ１内の不連続部がピストン２のストロークに沿ってではなく，その上方に位置するため，ピストンのガスケット又はシールは何らの損傷も被ることがない。

また，加圧熱水がピストンの上方に存在するため，分配されるコーヒーの圧力を調整する更なる可能性が得られる。実際，幾つかの実施形態において，ボイラからの水圧を低下させ（又は上昇させ，あるいは，より一般的には調整し），より低い圧力をマシンに供給することができる。圧力レギュレータをマシン１００の上流側に配置し，又はマシン１００の内部に配置することができる。後者の配置形態は，より有利と考えられる。更に，（例えば，デジタル型又はアナログ型の）圧力ゲージを設けてユーザに分配圧を表示可能とすることができる。最後に，有利には，圧力ゲージを設けることにより，オペレータは所望の圧力プロファイルを以て飲料を分配することができる。圧力ゲージは，シリンダ内及びアセンブリ内（ボイラ頂部）に形成された孔を通じて接続することができる。このようにして，コーヒーパックの直上における水圧を読み取ることができる。

本発明の有利な実施形態においては，ロッド４及びピストン２が剛性結合されておらず，一定の相対変位が可能とされている。この相対変位を図４及び図５に示す。

好適には，ロッド４は拡大部４１及びディスク４５において終端している。拡大部４１は，ロッド４の残部よりも大径とされている。その直径をバネ３の内径と略対応させれば，バネ３を半径方向において適正形態でロッド４と整列させることができる。ディスク４５は，（シリンダ１の頂部により上方に保持される）バネ３を長手方向に保持するものである。従って，バネ３のボトムエンドはディスク４５の頂部上に休止する。ピン４３が，ディスク４５から下向きに突出する。一実施形態において，ピン４３は，拡大部４１と共にネジ止めされている。ピン４３は，ヘッド４４を有する底部において終端している。このヘッド４４は，工具（例えば，マイナス又はプラスヘッドを有するネジドライバ）を係合させるための切り込みを備えることができる。

ピストン２は，ディスク４５とピン４３のヘッド４４との間で摺動可能に配置される。シール部材２２をディスク４５の上方，又はヘッド４４の下方に延在させることもできる。一実施形態において，ピストン１２は長手方向の中心孔２３を有し，この中心孔２３内にピン４３が挿入される構成とされている。

好適には，ピストン孔の直径は，ピン４３の直径よりも大径とする。

好適には，ピストン２の高さは，ピン４３の長さよりも小さくする。

好適には，ピストン２は，シリンダ頂部からの水を通過させるための１つ又は複数のダクト１５を備える。

好適には，シール部材，例えばガスケット１４が，ピストン２のトップ側とディスク４５のボトム側との間に配置される。ガスケット１４は，ピストン２のトップ側及び／又はディスク４５のボトム側に固定することができる。

図４において，バネ３により押圧されるロッド４は，ピストン２を押し下げる。好適には，ガスケット１４が圧縮され，従ってピストンに形成されているダクト１５を通しての水の通過が防止される。従って，ピストンの上方におけるシリンダ内部に存在する加圧熱水は，コーヒー粉末（又はその他の粉末）を収めたフィルタを通過することができない。ピストンを通過できない水の移動パスを，図４では，線図的に，二か所の上向き矢印で示す。

これに対して，図５は，ロッド４がピストン２を持ち上げた形態を示す。ロッド４及びピストン２の相対変位により，ダクト１５を開放することができる。このようにして，ボイラ１３から供給され，ピストン上方におけるシリンダ１内部に常在する水（従って，ボイラ内における水と同一温度及び同一圧力の水）が，ダクト１５を通過してコーヒー粉末（又は他の粉末）のパックに到達する。

従って，特に有利には，任意のピストン位置（ただし，図４に示す完全押し下げ位置を除く）においてピストンにより水を導入することができる。既知のマシンにおけるようにピストンを，最高レベルに位置させる必要はない。

本発明においては，マシンの形態を修正又は変化させることなく，圧力プロファイルを変更することが可能である。図７は，種類の異なる圧力プロファイルを示す。「標準型」（図７ａ.１及び７ａ.２），「強圧型」（図７ｂ.１及び７ｂ．２），「弱圧型」（図７ｃ．１及び７ｃ．２）の三種類である。「標準型」及び「強圧型」プロファイルは，他のマシンとも共通する。「弱圧型」プロファイルは，もっぱら本発明による独自のプロファイルである。

ピストン２を完全に持ち上げてバネ３を完全に負荷し，分配チャンバが水で完全に満たされるのを待機した後，ピストン２をバネにより完全に押し下げることができる。これにより得られる圧力プロファイルは，図７ａ.１及び７ａ.２に示す「標準型」プロファイルである。

ピストン２を最高位位置まで持ち上げ，２種以上の部分的な水充満操作を行うことにより分配を行うこともできる。これにより，平均分配圧が「標準型」圧力よりも高い圧力プロファイルが得られる。その圧力プロファイルは，図７ｂ．１及び７ｂ．２に示す「強圧型」プロファイルである。

ピストン２を最高位位置よりも低い位置まで持ち上げ，２種以上の部分的な水充満操作を行うことにより分配を行うこともできる。これにより，平均分配圧が「標準型」圧力よりも低い圧力プロファイルが得られる。その圧力プロファイルは，図７ｃ．１及び７ｃ．２に示す「弱圧型」プロファイルである。

言うまでもなく，ピストンが最高位位置まで上昇せず，最低位位置まで下降することもない中間的なプロファイルも可能である。

上述した通り，コーヒーの分配圧は，バネ３の作用と，ボイラ内における水圧で発生する圧力の和に由来する。従って，主水圧を設定値まで減圧する適当な手段によってボイラ以内における水圧を調整すれば，コーヒーに作用する圧力を変化させることができる。

図６は，本発明の一実施形態における圧力レギュレータ５０及び圧力ゲージ５２の配置例を示す説明図である。図６の実施形態において，圧力レギュレータ５０は，ボイラ１３の上流側に配置されている。このような実施形態において，圧力ゲージ５２は，ボイラ１３と圧力レギュレータ５０との間に配置され，ボイラ１３に達する圧力値を測定可能としている。図６は，過圧放出のための放出弁５４も示している。

プリセットされたプロファイルを得るために，圧力レギュレータを所定量だけ調整することができる。そのために，例えば，分配の間にノブを手動で，又は電気的に操作することができる。

他の実施形態において，圧力レギュレータ５０は，プリセットされた分配圧力プロファイルが得られるようにプログラム可能な電磁弁を備える。分配圧力プロファイルは，略一定の圧力プロファイル，又は１つの増圧部及び／又は１つの減圧部を有する圧力プロファイルの何れかとすることができる。

図７ｄは，約１０バールで略一定の圧力を得るための手動調整の一例を示す。主水が約４バールであれば，バネ３の力をそれ自体で約９バールの最高圧が生じるように調整し，減圧器を１バールと４バールとの間で増加する圧力が発生するように手動調整する。この効果は，プリセットされたプロファイルが得られるようにプログラムされた電磁弁により達成することもできる。

コーヒーに達する圧力を変更可能としたことにより，注入前の圧力を状況（バリスタの好み，コーヒーのブレンド，コーヒー豆を挽くサイズ）に応じて適合させることができる。

上述した利点に加えて，本発明に係るマシンは熱的安定性にも優れている。実際，ピストン２は常にボイラ内における熱水に接している。充満及び分配の間，ピストンの上下におけるボイラ水はピストンを両端において加熱する。マシンを休止させると（ピストンはボトム位置を占める），ピストンの上側におけるシリンダ内の熱水がピルトンを上側から加熱する。

従って，２回の分配操作の間の長期休止の間，ピストンは冷却することができない。マシンにおける全ての構成要素の温度は，従来のシステムにおけるよりも安定している。

上述した通り，水は，ピストンのストローク移動の影響を受けるゾーンではなく，ピストン２に設けられているダクト１５を通して分配チャンバ内に流入する。従って，ピストン２の摺動シールはシリンダ表面における不連続部と遭遇せず，ひいてはその摩耗が減少する。

通常のレバー機構においては，シリンダ内に充満される最大水量に対応する分配量とは異なる量のコーヒーを分配することができなかった。これとは対照的に，本発明に係るマシンによれば，異なる量，例えば半量の分配が可能である。コーヒーの可能分配量の関数としての圧力推移は，略線形的である。即ち，ピストンを完全に持ち上げれば（バネの完全圧縮），マシンは最大圧を発生し，通常量のコーヒー（約５０ｍＬのコーヒー）を分配することが可能である。半量のコーヒー（約２５ｍＬ）を分配するためには，ピストンをそのストロークの半ばまで移動させるだけで良い。

図８ａ，８ｂ，８ｃ及び８ｄは，本発明に係るマシンの更なる実施形態を示す。図８のマシンは，前述した実施形態と略同一であり，便宜上，同一の構成要素（又は機能的に同等の構成要素）は同一の参照数字で表す。記載の不要な複雑化を回避するため，第１実施形態について行った詳細な記載は反復を省略し，主要な相違点のみについて説明する。

図８ａ，図８ｂ及び図８ｄに示す通り，第１実施形態とは異なり，バネ３は，ロッド４と軸線方向で整列していない。

熱水をシリンダ１内に導入するために偏心部材６を回転させる間，偏心部材６は，結合片４１に作用するバネ３を，上述した実施形態におけるとは同様の態様で圧縮する。しかしながら，この移動をピストン２の持ち上げの間にも生じさせるため，ロッカーアームと称される新たな構成要素が設けられている。これは，参照数字２０で表されている。

ロッカーアーム２０は，軸線２１周りで回転可能であり，その一端において結合片４１に結合され，他端においてロッド４に結合されている。

偏心部材６の回転の間，バネ３を圧縮する結合片４１の引込み移動に加えて，ロッカーアーム２０の回転も生じ，これによりピストンのロッド４，ひいてはピストン２が持ち上げられる。

分配ステップの終期においてトリガー８を解放すると，バネ３が拘束されずに伸長可能であるため，結合片４１を変位させて偏心部材６を回転させ，ロッカーアーム２０を回転させる。ロッカーアーム２０の回転により，ロッド４が降下し，ピストン２が降下する。

図８ｃは，シリンダ１内への熱水の流入点を示す。ボイラ内で加熱された熱水は，好適には，シリンダ１の外壁と接する。好適には，熱水はチェック弁に接続されたパイプを経てシリンダ内に導入される。この第２実施形態においても，熱水の流入点は，ピストンが高位地を占める場合でも，ピストンよりも高い位置にある。これは，第１実施形態について説明した全ての利点をもたらすものである。

図８に示す実施形態において，操作レバー５は水平ハンドルを設けた人間工学的形態を有する。水平ハンドルの利点は，操作運動の間に保持力の変化が必要とされず，オペレータが保持力を喪失するリスクが最小化されることである。

本発明の第３実施形態に係るマシンによれば，バネ３の位置関係に基づき，バネの交換作業をより容易に実行することが可能である。更に，マシンは嵩ばらず，特に高さが低いため，操作レバー５をより容易に押し下げることができる。

図８ｄは，バネ３のためのハウジングとしての本体３１を示す。好適には，バネのハウジング３１はネジ付きである。有利には，ネジを締め込み，又は緩めることで，バネのプリロード値を変更可能とする。より大きなプリロード値ではバネの応答性が増加し，より小さいプリロード値ではバネの応答性が減少する。従って，圧力プロファイルを変更することが可能である。

図９は，偏心部材６の移動パス６１を示す。この移動パスは，オペレータが操作レバー５の回転の間に略一定の力を作用させれば足りるように構成されている。

既知の事項ではあるが，ヘリカルバネを負荷するためのシステムは，操作レバーの回転運動を直線運動に変換してヘリカルバネを圧縮させる機構である。ヘリカルバネは，圧縮量が線形的に増加する態様で圧縮させるための力を必要とする。例えば，０．１ｍのヘリカルネジを１００Ｎ値から３００Ｎ値まで圧縮させるためには，約２０Ｊのエネルギが必要である。レバー５に加える最大力を低下させる方法は，一定の力を加えることである。例えば，０．１ｍの変位の場合，２００Ｎの一定力によりバネに２０Ｊのエネルギが供給される。従って，図１０における左側のダイヤグラムは，同じ図１０における右側のダイヤグラムとエネルギ的には略均等である。

有利には，本発明に係るマシンは，操作力を可及的に一定とするように構成される。

偏心部材６の移動パス６１は，そのような目的のために設計されたプロファイルを有する。図１０は，本発明に係る偏心部材（又はレバー）の回転角度の関数としてレバー力の定性的推移を示す。

最大力は，最小力の約２倍の大きさに過ぎない。既知のマシンにおいて，最大力は，最小力の１０倍以上である。典型的に，既知のレバー型マシンは，最大値が最小値の１０倍以上である。

カムプロファイルは，バネの圧縮量をカムの回転と関連付ける数学関数である。この関数は，単調増加関数である。

以下の数式記載において，回転に関するパラメータは，０と１０の間の変数ｘで無次元化されている。「ｘ＝０」は低位位置におけるピストンとバネの最小圧縮量に対応するカム位置を表し，「ｘ＝１０」は高位位置におけるピストンとバネの最大圧縮量に対応するカム位置を表す。

好適には，カムプロファイルは，次式のボトム及びトップの間に存在する曲線とする。
ボトム ＝ ３ｘ ＋ ｋ
ただし，０≦ｘ≦１０，ｋ∈Ｒ（実数セット）
トップ ＝ ３ｘ ＋ ｋ ＋ １０
ただし，０≦ｘ≦１０，ｋ∈Ｒ（実数セット）

更に好適には，カムプロファイルは，次式の短径及び長径の間に存在する曲線とする。
ボトム ＝ −０．０１３ｘ^３＋ ０．１ｘ^２ ＋ ３ｘ ＋ ｋ
ただし，０≦ｘ≦１０，ｋ∈Ｒ（実数セット）
トップ ＝ −０．０１３ｘ^３＋ ０．１ｘ^２ ＋ ３ｘ ＋ ｋ ＋ １０
ただし，０≦ｘ≦１０，ｋ∈Ｒ（実数セット）

図１２は，ｋ＝１６である場合のバネ圧縮量の関数としての無次元パラメータを示すグラフである。

Claims (10)

1. コーヒーマシン（１００）であって，
   シリンダ（１）と，
   該シリンダ（１）内で並進移動するように構成されたピストン（２）と，
   該ピストン（２）と協働する端部を有するロッド（４）と，
   操作レバー（５）と，
   バネ（３）と，
   前記ロッド（４）と協働して前記ピストン（２）を第１位置から，前記バネ（３）が少なくとも部分的に圧縮される第２位置まで移動させるように構成された部材（６）と，
   熱水を前記シリンダ（１）に供給するように構成されたボイラ（１３）と，
   前記ボイラからの前記熱水を，該熱水が前記ピストン（２）の上方で流入するように構成された前記シリンダ（１）内に導入するための開口（７１）と，を備え，
   前記ピストン（２）は，該ピストンが前記第１位置にあるときに閉じられ，前記ピストンが前記第２位置にあるときに開かれて前記熱水をピストンの下方に流す，ダクト（１５）を備え，
   前記開口（７１）は，前記ピストンが前記第１位置にあるときと，前記ピストンが前記第２位置にあるときとの両方で，前記熱水が前記ピストンの上方で前記シリンダに流入するように構成されており，
   前記熱水の圧力を第１圧力から第２圧力に調整するための圧力レギュレータ（５０）を更に備え，前記圧力レギュレータが，前記ボイラ（１３）内の熱水の圧力を調整する，コーヒーマシン。
2. 請求項１に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記圧力レギュレータが手動操作型である，コーヒーマシン。
3. 請求項１に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記圧力レギュレータが，プリセットされた圧力プロファイルが得られるようにプログラムされた電磁弁を備える，コーヒーマシン。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記開口（７１）は，底部が前記ピストン（２）の頂部により少なくとも部分的に画定され，側部が前記シリンダ（１）の壁により画定されるチャンバ（１７）内に水を供給するように構成されている，コーヒーマシン。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記ロッド（４）及び前記ピストン（２）は相対的に往復移動するように構成されている，コーヒーマシン。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記バネ（３）の軸線が前記ロッド（４）の軸線に対してゼロ以外の角度をなす，コーヒーマシン。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記バネ（３）の圧縮量を調整するための部材を更に備える，コーヒーマシン。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記水の圧力を表示するための圧力ゲージ（５２）を更に備える，コーヒーマシン。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記操作レバー（５）と前記部材（６）との間を選択的に結合するための機構（８，１０，１１，１２）を更に備え，前記ロッド（４）は、前記ピストン（２）及びピン（４２）と協働する端部を備え，前記部材（６）は、前記ロッドと協働し，ピストンバネ（３）を圧縮させることにより前記ピストン（２）を前記第１位置から前記第２位置まで移動させるように構成された偏心部材（６）であり，前記偏心部材（６）は回転軸線（９）周りで回転可能な本体を備え，該本体は前記ピン（４２）のためのパス（６１）を有し，前記パス（６１）は，前記操作レバー（５）及び前記偏心部材（６）が前記機構によって選択的に結合されると，前記ピン（４２）が前記回転軸線（９）周りの円弧状軌跡とは異なる軌跡に沿って移動するように構成されている，コーヒーマシン。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載のコーヒーマシン（１００）であって，前記ピストン(２)には，該ピストンがその第１位置にあるときに閉じられ，前記第２位置にあるときに開かれて該第２位置で前記熱水を前記ピストンの下方に流すように構成されたダクト（１５）が設けられている、コーヒーマシン。

Images