TWI858344B

TWI858344B - 螺旋式注水裝置

Info

Publication number: TWI858344B
Application number: TW111123464A
Authority: TW
Inventors: 葉建漢; 鄭竣鴻
Original assignee: 薩摩亞商艾聚普有限公司
Priority date: 2022-06-23
Filing date: 2022-06-23
Publication date: 2024-10-11
Also published as: TW202400063A

Abstract

本發明提供一種螺旋式注水裝置，包含一固定支架、一驅動裝置、一螺旋注水單元、一制動器單元、以及一供水裝置，利用制動器單元控制螺旋注水單元進行螺旋狀或定圓狀的注水動作。

Description

螺旋式注水裝置

本發明係有關於一種螺旋式注水裝置，尤指一種能夠定圓注水的螺旋式注水裝置。

一般沖泡咖啡的方式，例如簡單的於即溶咖啡粉中加入熱水混合，較為講究的使用者會將咖啡粉放置於濾紙或濾網上，再以手動繞圈加入熱水的方式進行沖泡，讓注水形成螺旋狀以均勻與咖啡粉混合，手動沖泡能夠自行控制熱水加入的速度和時間，在熱水與咖啡粉均勻且充分地混合後，再經由過濾濾出咖啡。

市面上已有眾多咖啡機能夠取代使用者手動加入熱水沖泡咖啡的動作，也有可以模擬螺旋式注水動作的手沖咖啡動作，藉此沖泡出品質一致的咖啡，對於忙碌的現代人來說相當便利。然而，真正的手沖咖啡是使用者手持熱水壺，從濾紙或濾杯的上方螺旋式的由內向外、由外向內均勻地將熱水澆至於咖啡粉上，並且使用者可以直接觀察咖啡粉與熱水的混合結果，適時的將注水方式變換為於一個定圓上均勻地加入熱水，藉以維持每一次手沖咖啡的品質與風味，這也是為何過程雖然繁複，但仍有許多咖啡愛好者都會選擇自行手沖咖啡的原因。

有鑑於此，習知的咖啡機尚不能完全取代手沖咖啡所需要的動作，因此本案發明人認為有必要構思一種能夠提高咖啡沖泡品質與風味的咖啡裝置，讓使用者更加容易且輕鬆地沖泡出心目中理想的咖啡。

本發明的主要目的，在於提供一種螺旋式注水裝置，包含一固定支架、一驅動裝置、一螺旋注水單元、以及一制動器單元。該驅動裝置設置於該固定支架上，該驅動裝置的驅動端設置有一轉動軸桿。該螺旋注水單元包括一往復載台、一配合該往復載台設置的傳動齒輪組、以及一設置於該往復載台上的注水單元，其中，該往復載台包括一固定於該轉動軸桿上的載架、以及一設置於該載架上並與該轉動軸桿垂直的往復螺桿，該注水單元包括一設置於該往復螺桿上的基座、以及一設置於該基座上的注水頭，該傳動齒輪組包括至少一套設於該轉動軸桿上的第一驅動齒輪、以及至少一直接或間接連動於該第一驅動齒輪並套設於該往復螺桿的第二驅動齒輪。該制動器單元結合於該第一驅動齒輪，以切換該第一驅動齒輪於一制動狀態、或是一活動狀態，於該制動狀態下帶動該第二驅動齒輪旋轉驅動該往復螺桿樞轉以進行螺旋注水，於該活動狀態下令該第一驅動齒輪活動以令該第二驅動齒輪靜止以進行定圓注水。

本發明的另一目的，在於提供一種螺旋式注水裝置，包含一固定支架、一驅動裝置、一螺旋注水單元、以及一制動器單元。該驅動裝置設置於該固定支架上，該驅動裝置的驅動端設置有一轉動軸桿。該螺旋注水單元，包括一往復載台、一配合該往復載台設置的傳動齒輪組、以及一設置於該往復載台上的注水單元，其中，該往復載台包括一固定於該轉動軸桿上的載架、以及一設置於該載架上並與該轉動軸桿垂直的往復螺桿，該注水單元包括一設置於該往復螺桿上的基座、以及一設置於該基座上的注水頭，該傳動齒輪組包括至少一套設於該轉動軸桿上的第一驅動齒輪、以及至少一直接或間接連動於該第一驅動齒輪並套設於該往復螺桿的第二驅動齒輪。該制動器單元結合於該第二驅動齒輪及該往復螺桿之間，以切換該往復螺桿於一制動狀態、或是一活動狀態，於該制動狀態下通過該第二驅動齒輪驅動該往復螺桿樞轉以進行螺旋注水，於該活動狀態下令該往復螺桿相對該第二驅動齒輪鬆脫以進行定圓注水。

本發明利用結合於第一驅動齒輪或第二驅動齒輪的制動器單元，切換往復螺桿於制動狀態以使螺旋注水單元進行螺旋注水、或切換往復螺桿於活動狀態下以使螺旋注水單元進行定圓注水，實現不同的注水動作，提升咖啡的沖泡品質。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必按實際比例繪製，而有誇大之情況，該等圖式及其比例非用以限制本發明之範圍。

請參閱「圖1」，為本發明的螺旋式注水裝置的外觀示意圖，如圖所示。

本實施例揭示一種螺旋式注水裝置100，包含一固定支架10、一驅動裝置20、一螺旋注水單元30、一制動器單元40、以及一供水裝置50，利用該制動器單元40控制該螺旋注水單元30以實現螺旋狀或定圓狀的注水動作。

所述的固定支架10例如但不限為包覆該驅動裝置20、該螺旋注水單元30、以及該制動器單元40且將該螺旋注水單元30的出水位置露設於外的彀體、罩體、架體等，該螺旋注水單元30的入水位置係可以設置於該固定支架10的內側或外側，於本發明「圖1」中僅以虛線表示該固定支架10，本發明中對於該固定支架10的具體實施態樣(例如造型、顏色、大小等)並不予以限制，在此先行敘明。

接續，請一併參閱「圖2」至「圖4」，為本發明的螺旋式注水裝置的結構分解示意圖與不同視角的剖面示意圖(一)、(二)，如圖所示。

所述的驅動裝置20設置於該固定支架10上，該驅動裝置20的驅動端設置有一轉動軸桿21，該驅動裝置20係可以例如但不限為步進馬達、伺服馬達、或其他具有相同或類似功能的裝置，用於提供驅動該轉動軸桿21旋轉的動力來源，本發明中對此並不予以限制。

所述的螺旋注水單元30包括一往復載台31、一配合該往復載台31設置的傳動齒輪組32、以及一設置於該往復載台31上的注水單元33。所述的往復載台31包括一固定於該轉動軸桿21上的載架311、以及一設置於該載架311上並與該轉動軸桿21垂直的往復螺桿312，該注水單元33包括一設置於該往復螺桿312上的基座331、以及一設置於該基座331上的注水頭332。所述的載架311係為一頂側設置有連接桿3111的支架，該連接桿3111連接至該轉動軸桿21，該支架相對二側設置有供該往復螺桿312穿過的穿孔3112，讓該往復螺桿312於該載架311上進行旋轉。於一實施例中，所述的支架例如但不限於外觀呈ㄇ型(如「圖2」所示)、H型或其他任何可供該連接桿3111與該往復螺桿312設置的結構或形式。於另一實施例中，所述的穿孔3112上係可以設置有軸套3113(如圖2所示)或軸承(圖未示)，用以讓該往復螺桿312設置且能夠相對該穿孔3112進行轉動。

所述的往復螺桿312的表面設置有旋轉方向相反且相互交叉的第一螺槽3121及第二螺槽3122。所述的基座331包括有一套設於該往復螺桿312上的第一裝設孔3311、一與該第一裝設孔3311為垂直的第二裝設孔3312、以及設置於該第二裝設孔3312的往復滑動部3313，該往復滑動部3313包括有一設置於該往復螺桿312上的導引件M1、一設置於該導引件M1一側的彈簧M2、以及一設置於該彈簧M2上且封閉該第二裝設孔3312的封蓋M3，該導引件M1上設置有一分別嚙合於該第一螺槽3121與該第二螺槽3122的鍵條M11。於一實施例中，如圖2中另一視角的導引件M1所示，該導引件M1上的鍵條M11於朝向該往復螺桿312的一側係設置有一呈月牙狀的凹陷，該凹陷的弧度大致與該往復螺桿312的表面相符合。於實際應用時，該導引件M1的鍵條M11嚙合於該往復螺桿312的螺槽(該第一螺槽3121或該第二螺槽3122)上，以及該導引件M1與該彈簧M2均設置於該第二裝設孔3312內，並且該封蓋M3將該第二裝設孔3312封閉，避免該導引件M1與該彈簧M2脫離該第二裝設孔3312，利用該彈簧M2的彈力朝該往復螺桿312的方向推抵該導引件M1，確保該鍵條M11於該往復螺桿312轉動時始終嚙合於該第一螺槽3121或該第二螺槽3122上，藉以實現該基座331於該往復螺桿312上進行直線的往復移動。

所述的注水頭332包括一注水頭本體3321、一設置於該注水頭本體3321下端的出水口3322、以及一設置於該注水頭本體3321任意一側的入水口3323，該固定支架10內設置的供水裝置50通過一軟管T連接至該入水口3323，用於提供水液體。

所述的傳動齒輪組32包括至少一套設於該轉動軸桿21上的第一驅動齒輪321、以及至少一直接或間接連動於該第一驅動齒輪321並套設於該往復螺桿312的第二驅動齒輪322。所述的第一驅動齒輪321係為一同軸設置於該轉動軸桿21的水平傘齒輪，該第二驅動齒輪322係為一同軸設置於該往復螺桿312並與該水平傘齒輪(即第一驅動齒輪321)嚙合的垂直傘齒輪。

所述的制動器單元40結合於該第一驅動齒輪321，以切換該第一驅動齒輪321於一制動狀態，於該制動狀態下帶動該第二驅動齒輪322旋轉驅動該往復螺桿312樞轉以進行螺旋注水；或是該制動器單元40接換該第一驅動齒輪321於一活動狀態，於該活動狀態下令該第一驅動齒輪321活動以令該第二驅動齒輪322靜止以進行定圓注水。本發明利用制動器單元40得以控制螺旋注水單元30分別實現螺旋狀注水與定圓狀注水的動作。

所述的制動器單元40係可以為一設置於該轉動軸桿21上的離合器，該離合器於切換至該制動狀態時固定該第一驅動齒輪321以令該第一驅動齒輪321與該轉動軸桿21同動，或者該離合器於切換至該活動狀態時，係釋放該第一驅動齒輪321使該第一驅動齒輪321相對該轉動軸桿21空轉。

所述的離合器包括一固定於該轉動軸桿21的殼體41、一設置於該殼體41內的電磁鐵42、以及一固定於該第一驅動齒輪321表面上的摩擦單元43，通過對該電磁鐵42導電吸附設置於該第一驅動齒輪321上的該摩擦單元43以限制該第一驅動齒輪321相對該轉動軸桿21轉動。所述的摩擦單元43係可以例如但不限為金屬材質所製成、或具有磁吸作用的結構，本發明對此並不予以限制。於一實施例中，所述的摩擦單元43包括有一摩擦片本體431、以及設置於該摩擦片本體431外周上的插片432(如圖2所示)，該第一驅動齒輪321對應該插片432的位置上設置有插槽3211，於插入後使該摩擦片本體431只於垂直方向上相對該第一驅動齒輪321位移，此外，該第一驅動齒輪321對應該摩擦片本體431外周的位置上設置有遮蔽環3212，例如但不限為，該遮蔽環3212環繞設置於該摩擦片本體431的整個外周(如圖2所示)或部分外周(圖未示)。於另一實施例中，與前一實施例的區別在於，該摩擦片本體431外周該插片432的位置上設置有對位槽433(如圖2所示)，該第一驅動齒輪321上設置有插入該對位槽433的定位塊(圖未示)，例如但不限為，該定位塊設置於該遮蔽環3212內周(圖未示)、或由複數個環狀排列的定位塊(圖未示)構成該遮蔽環3212，於定位塊插入該對位槽433後亦使該摩擦片本體431只於垂直方向上相對該第一驅動齒輪321位移。於又一實施例中，與前二實施例的區別在於，該插片432設置於該摩擦片本體431內周上(圖未示)，與外周的該對位槽433為錯位關係，該第一驅動齒輪321上用以對應該插片432與該對位槽433的結構係可以進行相應的調整以達到組裝。

接續，請一併參閱「圖5」至「圖6」，為本發明的螺旋式注水裝置於不同的工作示意圖(一)、(二)，如圖所示。

如「圖5」所示，於制動器單元40切換至制動狀態時，讓電磁鐵42導電吸附設置於該第一驅動齒輪321上的摩擦單元43，此時將使第一驅動齒輪321固定且與該轉動軸桿21同動，讓該螺旋注水單元30基於該轉動軸桿21的軸心C1進行旋轉(如箭頭A1)的同時，也利用該第一驅動齒輪321帶動第二驅動齒輪322旋轉往復螺桿312，讓該螺旋注水單元30基於該往復螺桿312的軸心C2進行往復移動(如箭頭A2)，進而實現螺旋狀注水的動作；如「圖6」所示，於制動器單元40切換至活動狀態時，該電磁鐵42釋放該第一驅動齒輪321相對該轉動軸桿21空轉，無法帶動第二驅動齒輪322，使該螺旋注水單元30無法基於該往復螺桿312進行往復移動，此時該螺旋注水單元30仍會基於該轉動軸桿21進行旋轉(如箭頭A1)，於注水頭332的軸心C3所對準的位置上與該轉動軸桿21之間的距離R為半徑進行定圓狀注水的動作。

接續，以下係針對本發明螺旋式注水裝置另一實施例進行說明，請參閱「圖7」至「圖9」，係為本發明螺旋式注水裝置另一實施例的外觀示意圖、部分結構分解示意圖以及剖面示意圖，由於本實施例與前一實施例的區別僅在於制動器單元結合於第二驅動齒輪，因此針對相同結構的部分將不重複描述，在此先行敘明。

本實施例揭示一種螺旋式注水裝置200，包含一固定支架10、一驅動裝置20、一螺旋注水單元30、以及一制動器單元40A，該制動器單元40A結合於該第二驅動齒輪322及該往復螺桿312之間，以切換該往復螺桿312於一制動狀態，於該制動狀態下通過該第二驅動齒輪322驅動該往復螺桿312樞轉以進行螺旋注水，或是切換該往復螺桿312於一活動狀態，於該活動狀態下令該往復螺桿312相對該第二驅動齒輪322鬆脫以進行定圓注水。

所述的制動器單元40A係為一設置於該往復螺桿312上的離合器，該離合器於切換至該制動狀態時固定該第二驅動齒輪322以令該第二驅動齒輪322與該往復螺桿312同動，該離合器於切換至該活動狀態時，係釋放該第二驅動齒輪322使該第二驅動齒輪322相對該往復螺桿312空轉。

所述的離合器包括一固定於該轉動軸桿21的殼體41A、一設置於該殼體41A內的電磁鐵42A、以及一固定於該第二驅動齒輪322表面上的摩擦單元43A，通過對該電磁鐵42A導電吸附設置於該第二驅動齒輪322上的該摩擦單元43A以限制該第二驅動齒輪322相對該往復螺桿312轉動。所述的摩擦單元43A係可以例如但不限為金屬材質所製成、或具有磁吸作用的結構，本發明對此並不予以限制。於一實施例中，所述的摩擦單元43A包括有一摩擦片本體431A、以及設置於該摩擦片本體431A外周上的插片432A(如圖8所示)，該第二驅動齒輪322對應該插片432A的位置上設置有插槽3221，於插入後使該摩擦片本體431只於水平方向上相對該第二驅動齒輪322位移，此外，該第二驅動齒輪322對應該摩擦片本體431A外周的位置上設置有遮蔽環3222，例如但不限為，該遮蔽環3222環繞設置於該摩擦片本體431A的整個外周(如圖8所示)或部分外周(圖未示)。於另一實施例中，與前一實施例的區別在於，該摩擦片本體431A外周該插片432A的位置上設置有對位槽433A(如圖8所示)，該第二驅動齒輪322上設置有插入該對位槽433A的定位塊(圖未示)，例如但不限為，該定位塊設置於該遮蔽環3222內周、或由複數個環狀排列的定位塊(圖未示)構成該遮蔽環3222，於定位塊插入該對位槽433A後亦使該摩擦片本體431只於水平方向上相對該第二驅動齒輪322位移。於又一實施例中，與前二實施例的區別在於，該插片432A設置於該摩擦片本體431A內周上(圖未示)，與外周的該對位槽433A為錯位關係，該第二驅動齒輪322上用以對應該插片432A與該對位槽433A的結構係可以進行相應的調整以達到組裝。

綜上所述，本發明利用結合於第一驅動齒輪或第二驅動齒輪的制動器單元，切換往復螺桿於制動狀態以使螺旋注水單元進行螺旋注水、或切換往復螺桿於活動狀態下以使螺旋注水單元進行定圓注水，實現不同的注水動作，提升咖啡的沖泡品質。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

100:螺旋式注水裝置

10:固定支架

20:驅動裝置

21:轉動軸桿

30:螺旋注水單元

31:往復載台

311:載架

3111:連接桿

3112:穿孔

3113:軸套

312:往復螺桿

3121:第一螺槽

3122:第二螺槽

32:傳動齒輪組

321:第一驅動齒輪

3211:插槽

3212:遮蔽環

322:第二驅動齒輪

33:注水單元

331:基座

3311:第一裝設孔

3312:第二裝設孔

3313:往復滑動部

M1:導引件

M11:鍵條

M2:彈簧

M3:封蓋

332:注水頭

3321:注水頭本體

3322:出水口

3323:入水口

40:制動器單元

41:殼體

42:電磁鐵

43:摩擦單元

431:摩擦片本體

432:插片

433:對位槽

50:供水裝置

T:軟管

A1至A2:箭頭

R:距離

200:螺旋式注水裝置

40A:制動器單元

41A:殼體

42A:電磁鐵

43A:摩擦單元

431A:摩擦片本體

432A:插片

433A:對位槽

3221:插槽

3222:遮蔽環

C1至C2:軸心

圖1，為本發明螺旋式注水裝置的外觀示意圖。

圖2，為本發明螺旋式注水裝置的結構分解示意圖。

圖3，為本發明螺旋式注水裝置的剖面示意圖(一)。

圖4，為本發明螺旋式注水裝置的剖面示意圖(二)。

圖5，為本發明螺旋式注水裝置的工作示意圖(一)。

圖6，為本發明螺旋式注水裝置的工作示意圖(二)。

圖7，為本發明螺旋式注水裝置另一實施例的外觀示意圖。

圖8，為本發明螺旋式注水裝置另一實施例的部分結構分解示意圖。

圖9，為本發明螺旋式注水裝置另一實施例的剖面示意圖。