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技術 制御式ポンプを有する飲料調製マシン

出願人 ソシエテ・デ・プロデュイ・ネスレ・エス・アー
発明者 クロージャー,エティエンヌギヨン,バートランドマガッティ,マルコオブリガー,ニコラステュリエ,ジャン-リュック
出願日 2017年6月16日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2018-565743
公開日 2019年9月5日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-524183
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 機械式ストッパ 減少閾値 視覚的態様 偏心駆動装置 流体接続部材 機械的ストッパ 平歯車装置 流量圧力
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課題・解決手段

飲料調製マシン(1)は、ポンプ(10)を介して接続された、液体供給源(2、3)及び注出出口(4)を備え、ポンプ(10)は、チャンバ(11)と、チャンバを画定する移動可能な壁部(12)とを有する。ポンプ(10)は、壁部を駆動し、供給源からチャンバへの液体の流入を引き起こし、チャンバから注出出口への液体の流出を引き起こす電気アクチュエータ(13)と、電力アクチュエータに供給する、電源(142)を備える給電ユニット(14)とを更に有する。給電ユニット)は、アクチュエータによる電力の消費を表す電気的パラメータを測定するセンサ(143)と、センサ及び電源に接続された制御ユニット(144)とを更に備え、制御ユニットは、電源によってアクチュエータに供給される電力を、測定パラメータと、チャンバへの所望の液体入力及び/又はチャンバからの所望の液体出力の所望の流量及び/又は圧力とに応じて制御する。

概要

背景

飲料調製マシンは、長年にわたって知られている。例えば、米国特許第5,943,472号は、エスプレッソマシン水リザーバ温水又は蒸気分配チャンバとの間の水循環システムを開示している。飲料マシン用の好適なポンプは、例えば、米国特許第2,715,868号、同第5,392,694号、同第5,992,298号、同第6,554,588号、国際公開第2004/014205号、同第2005/053489号、同第2006/005425号、同第2006/032599号、同第2009/150030号、及び、同第2010/108700号に開示されている。欧州特許第2247857号、同第2643588号、及び、同第2904266号は、ポンプチャンバ内の液体を加熱する加熱器に関連するポンプチャンバを有するポンプを開示している。国際公開第2004/014205号及び同第号2005/053489は、飲料マシン内の液体を加圧して駆動する加圧ガス源の使用を教示している。国際公開第2006/005425号は、飲料マシン内の液体を駆動する蠕動ポンプの使用を開示している。米国特許第2,715,868号は、ロータリ式ポンプを有する飲料調製マシンを開示している。米国特許第5,392,694号は、係合した連接棒を介して偏心駆動装置によって作動されるピストンを有するポンプを有するエスプレッソマシンを開示している。

概要

飲料調製マシン(1)は、ポンプ(10)を介して接続された、液体の供給源(2、3)及び注出出口(4)を備え、ポンプ(10)は、チャンバ(11)と、チャンバを画定する移動可能な壁部(12)とを有する。ポンプ(10)は、壁部を駆動し、供給源からチャンバへの液体の流入を引き起こし、チャンバから注出出口への液体の流出を引き起こす電気アクチュエータ(13)と、電力アクチュエータに供給する、電源(142)を備える給電ユニット(14)とを更に有する。給電ユニット)は、アクチュエータによる電力の消費を表す電気的パラメータを測定するセンサ(143)と、センサ及び電源に接続された制御ユニット(144)とを更に備え、制御ユニットは、電源によってアクチュエータに供給される電力を、測定パラメータと、チャンバへの所望の液体入力及び/又はチャンバからの所望の液体出力の所望の流量及び/又は圧力とに応じて制御する。

目的

例えば、安全対策は、アクチュエータの給電遮断すること及び/又は対応する表示をユーザーインターフェース上で提供する

効果

実績

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請求項1

ポンプ(10)を介して接続された、液体供給源(2、3)及び注出出口(4)を備える飲料調製マシン(1)であって、前記ポンプ(10)は、チャンバ(11)と、隣接するチャンバ壁部(122)にシール(121)、例えば、Oリングによって接合された移動可能な壁部(12)など、前記チャンバ(11)を画定する移動可能な壁部(12)と、前記移動可能な壁部(12)を第1の位置と第2の位置との間で駆動し、前記供給源から前記チャンバ(11)への液体の流入を引き起こし、任意選択的に加熱器及び/又は冷却器などの熱調器(8)を通じた、前記チャンバ(11)から前記注出出口(4)への液体の流出を引き起こす電気アクチュエータ(13)と、電力を前記アクチュエータ(13)に供給するように構成されている、電源(142)を備える給電ユニット(14)とを有する、飲料調製マシン(1)において、前記給電ユニット(14)は、前記電源(142)からの前記アクチュエータ(13)による電力の消費を表す少なくとも1つの電気的パラメータを測定するための、例えば、電流計電圧計、及び電位差計のうちの少なくとも1つであるセンサ(143)と、前記センサ(143)及び前記電源(142)に接続された制御ユニット(144)とを更に備え、前記制御ユニット(144)は、前記電源(142)によって前記アクチュエータ(13)に供給される電力を、前記少なくとも1つの測定パラメータと、前記チャンバ(11)への所望の液体入力及び/又は前記チャンバ(11)からの所望の液体出力の所望の流量及び/又は圧力などの、前記液体入力及び/又は前記液体出力とに応じて制御するように構成されていることを特徴とする、飲料調製マシン(1)。

請求項2

前記チャンバ(11)は、液体の前記供給源(2、3)と流体接続するポンプ入口(111)、及び、前記注出出口(4)と流体接続するポンプ出口(112)を有し、前記ポンプ入口(111)は、前記入口を通じた前記チャンバからの液体の流出を防止する戻り防止弁(111a)を有し、前記ポンプ出口(112)は、前記出口を通じた前記チャンバへの液体の流入を防止する戻り防止弁(112a)を有し、典型的には、前記チャンバ(11)は、前記入口及び前記出口が達する単一のキャビティを形成している、請求項1に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項3

前記チャンバは、ポンプ入口を有する上流側キャビティと、ポンプ出口を有する下流側キャビティとを備え、第1及び第2のキャビティは、前記下流側キャビティと前記上流側キャビティとの間に位置する前記移動可能な壁部に戻り防止弁を介して接続されており、前記戻り防止弁は、前記上流側キャビティから前記下流側キャビティへの液体の流れを可能とし、逆方向の流れを防止する、請求項1に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項4

前記アクチュエータは、伝動装置(15)によって前記移動可能な壁部(12)に接続されたモーター(13)を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項5

前記伝動装置(15)は、平歯車装置のような歯車装置、例えば、前記移動可能な壁部(12)に固定されたアルキメデスネジ(154)と噛み合う更なる歯車(153)にピニオン(152)を介して接続された歯車(151)など、歯車(151、153)、ピニオン(152)、渦形カム又はアルキメデスネジ(154)のうちの1つ以上を含む装置を備える、請求項4に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項6

前記伝動装置(15)は、歯付きベルト(155)など、少なくとも1つのチェーン又はベルトを備える、請求項4又は5に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項7

前記制御ユニット(144)は、定電圧又は可変電圧、例えば、周波数が固定の又は調整可能な、及び/又は振幅が固定の又は調整可能な交流電圧などの、所望の電圧を前記電気アクチュエータ(13)に供給するために前記電源(142)を制御するように構成されており、前記センサ(143)は、少なくとも1つのパラメータとして、前記所望の電圧での前記アクチュエータ(13)による電流込量を測定するように構成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項8

前記制御ユニット(144)は、定電流又は可変電流、例えば、周波数が固定の又は調整可能な、及び/又は振幅が固定の又は調整可能な交流電流などの、所望の電流を前記電気アクチュエータ(13)に供給するために前記電源(142)を制御するように構成されており、前記センサ(143)は、少なくとも1つのパラメータとして、前記所望の電流での前記アクチュエータ(13)による電圧取込量を測定するように構成されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項9

前記制御ユニット(144)は、前記少なくとも1つの測定パラメータと、前記制御ユニットに記憶された所定の基準値であって、工場で記憶された基準値、前記制御ユニット(144)を更新することによって、例えば、有線又は無線で更新することによって記憶された所定の基準値、及び飲料提供原材料又は前記飲料提供に専用のユーザー入力に関連する所定の基準値などの、前記飲料提供を目的に提供された所定の基準値のうちから選択される所定の基準値との、経時的な比較などの比較を実行するように、かつ前記アクチュエータ(13)に供給される前記電力を前記比較に応じて制御するように構成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項10

前記制御ユニット(144)は、例えば、前記液体を前記チャンバ(11)から前記注出出口(4)の方向に所望の圧力で供給するための、所望の電流取込量であり、電流取込量を少なくとも1つのパラメータとして前記センサ(143)により測定することから導出された、前記アクチュエータ(13)による所望の電流取込量を保証するように、前記アクチュエータ(13)による前記電源(142)からの電圧取込量を、及び/又は、例えば、前記液体を前記チャンバ(11)から前記注出出口(4)の方向に所望の流速(ml/分)で供給するための、所望の電圧取込量であり、電圧取込量を少なくとも1つのパラメータとして前記センサ(143)により測定することから導出された、前記アクチュエータ(13)による所望の電圧取込量を保証するように、前記アクチュエータ(13)による前記電源(142)からの電流取込量を調整するように構成されている、請求項9に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項11

前記測定パラメータと前記所定の基準値との差が、前記所定の基準値の5%を上回る値の、例えば、10%を上回る値、20%を上回る値などの許容値を超える場合、及び/又は、前記測定パラメータが、電流増加閾値よりも高い前記アクチュエータ(13)による電流取込量の増加率、若しくは、絶対値において所定の電圧減少閾値よりも高い所定の電圧取込量の減少率など、絶対値において所定の閾値よりも高い率で増加または減少する場合、任意選択的に、前記増加率又は前記減少率が、0.2、0.5若しくは1.0秒超などの最小期間にわたって、絶対値において前記所定の閾値よりも持続的に高い場合、及び/又は前記測定パラメータが、少なくとも20%だけなど、少なくとも10%だけ所定の基準値と異なる閾値に達する場合、若しくは、0若しくは前記電源(142)の飽和値、若しくは前記飽和値若しくは所定の絶対値の所定の部分などの所定の極値に達する場合、前記制御ユニット(144)は、安全対策を講じるように構成されており、任意選択的に、前記安全対策は、前記アクチュエータ(13)の給電遮断すること及び/又は対応する表示をユーザーインターフェース(5)上で提供することを含む、請求項9又は10に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項12

前記制御ユニット(144)は、前記チャンバ(11)を画定する前記移動可能な壁部(12)が、前記チャンバ(11)の端壁(12a)、又は、物理的に決定されたか、若しくは、センサによって決定された端部位置(12b)、例えば、磁気若しくは光学センサ(146)によって決定された端部位置若しくは機械的ストッパ(12c)によって決定された端部位置に到達したときに、前記アクチュエータ(13)の給電を遮断するように構成されている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項13

前記ポンプ(10)は、コーヒー又は又はカカオ又はミルクなどの、飲料原材料原材料チャンバ(61)内に受け入れるように構成されたユニット(6)を通して、前記液体を前記供給源(2、3)から前記出口(4)の方向に流動させるように構成されており、原材料は、前記出口(4)を通じて前記ユニット(6)から注出すべき飲料を形成するために前記原材料を前記液体と混合するように、例えばゲートに関連した通路などの通路(7)を通じてカプセル(9)で前記ユニット(6)に供給され、例えば、原材料は、カップ本体(90)、及び、周辺フランジ(92)を形成するために前記本体(90)を越えて延びる蓋(91)を有するカプセル(9)で供給される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項14

前記制御ユニット(144)は、前記少なくとも1つの測定パラメータと、前記原材料に関連した所定の基準値との、経時的な比較などの比較を実行するように、かつ前記所定の基準値と前記少なくとも1つの測定パラメータとの差を最小にするように前記アクチュエータ(13)に供給される前記電力を制御するなど、前記アクチュエータ(13)に供給される前記電力を前記比較に応じて制御するように構成されており、任意選択的に、前記所定の基準値は、前記原材料、及び/又は、前記原材料を収容するカプセル(9)、又は、前記原材料に関連したユーザー入力の特性から導出可能であり、前記特性は、前記センサ(143)によって測定され、前記アクチュエータ(13)による前記電源(142)からの電力の消費を表す前記少なくとも1つの電気的パラメータから導出された、前記ユニット(6)の原材料チャンバ(61)内の前記原材料の流れ特性、前記カプセル(9)が前記ユニット(6)の原材料チャンバ(61)内にある時に、又は、前記カプセル(9)が、例えば前記通路(7)のレベルで、前記ユニット(6)の原材料チャンバ(61)に供給される時に測定された、カプセルの機械的、電気的、磁気的、及び/又は光学的な特性、例えば、カプセルの色、グラフィックパターン、形状、導電率、容量伝導率誘導伝導率、及び磁気伝導率のうちの少なくとも1つである、前記カプセル(9)の特性のうちの少なくとも1つなどである、請求項13に記載の飲料調製マシン(1)。

請求項15

前記出口(4)を通じて注出される飲料を調製するために、請求項13又は14に記載の前記飲料調製マシン(1)の前記原材料チャンバ(61)において前記ポンプ(10)からの前記液体と混合される原材料を収容するカプセル(9)の使用。

技術分野

0001

本発明は、制御式ポンプを有する飲料調製マシンに関する。

0002

本明細書の目的に関して、「飲料」は、紅茶コーヒー、温かい又は冷たいチョコレートミルクスープベビーフードなどの、任意の液体食品を含むことを意図している。「カプセル」は、任意の材料、特に気密包装、例えば、プラスチックアルミニウムリサイクル可能及び/又は生分解性包装、並びに原材料を収容する軟質ポッド又は硬質カートリッジを含む任意の形状及び構造の、密閉包装内の任意の予め配分された飲料を含むことを意図している。

背景技術

0003

飲料調製マシンは、長年にわたって知られている。例えば、米国特許第5,943,472号は、エスプレッソマシン水リザーバ温水又は蒸気分配チャンバとの間の水循環システムを開示している。飲料マシン用の好適なポンプは、例えば、米国特許第2,715,868号、同第5,392,694号、同第5,992,298号、同第6,554,588号、国際公開第2004/014205号、同第2005/053489号、同第2006/005425号、同第2006/032599号、同第2009/150030号、及び、同第2010/108700号に開示されている。欧州特許第2247857号、同第2643588号、及び、同第2904266号は、ポンプチャンバ内の液体を加熱する加熱器に関連するポンプチャンバを有するポンプを開示している。国際公開第2004/014205号及び同第号2005/053489は、飲料マシン内の液体を加圧して駆動する加圧ガス源の使用を教示している。国際公開第2006/005425号は、飲料マシン内の液体を駆動する蠕動ポンプの使用を開示している。米国特許第2,715,868号は、ロータリ式ポンプを有する飲料調製マシンを開示している。米国特許第5,392,694号は、係合した連接棒を介して偏心駆動装置によって作動されるピストンを有するポンプを有するエスプレッソマシンを開示している。

0004

好適な本発明の対象は、確実なポンプ性能制御を提供するように構成された単シリンダポンプ構成を有する飲料マシンに関する。

0005

したがって、本発明は、ポンプを介して接続された、液体の供給源及び注出出口を備える飲料調製マシンに関する。

0006

ポンプは、チャンバと、チャンバを画定する移動可能な壁部とを有する。移動可能な壁部は、例えば隣接した(典型的には静的)チャンバ壁部に、シール、例えば、Oリングによって接合されている。ポンプは、更に、移動可能な壁部を第1の位置と第2の位置との間で駆動する電気アクチュエータを有し、これにより、供給源からチャンバへの液体の流入を引き起こし、任意選択的に加熱器及び/又は冷却器などの熱調器(thermal conditioner)を通じた、チャンバから注出出口への液体の流出を引き起こす。

0007

ポンプはまた、電力アクチュエータに供給するように構成されている、電源を備える給電ユニットも有する。給電ユニットは、主電源又は種々の電源、例えば、バッテリ又は変圧器(DC)及び/又は再生可能エネルギー供給装置太陽光発電供給装置)に接続する電気プラグ又はコネクタを有することができる。

0008

給電ユニットは、供給源からのアクチュエータによる電力の消費量を表す少なくとも1つの電気的パラメータを測定するセンサを備える。給電ユニットは、センサ及び電源に接続された制御ユニットを更に備える。制御ユニットは、電源によってアクチュエータに供給される電力を、少なくとも1つの測定パラメータと、チャンバへの所望の液体入力及び/又はチャンバからの所望の液体出力の所望の流量及び/又は圧力などの、液体入力及び/又は液体出力とに応じて制御するように構成されている。

0009

したがって、ポンプアクチュエータによる電気消費のセンサを使用して、ポンプの性能を判定して、相応にポンプの給電を調整することができる。

0010

センサは、電流計(例えばホールセンサ)、電圧計及び電位差計のうちの少なくとも1つとすることができる。

0011

ポンプアクチュエータによる電力の消費を表す少なくとも1つの電気的パラメータを測定するセンサを組み込めば、ポンプの性能を測定する流量計又は圧力センサの使用に取って代わることができる。

0012

制御ユニットは、加熱器及び/又は冷却器などの熱調器、及び/又は、原材料ユニットに至るゲート開閉を制御することができる。

0013

制御ユニットは、マシンユーザーインターフェース(即ち、マシンに組み込まれたユーザーインターフェース)に、又は、外部装置(即ち、遠隔装置)、例えば、ネットワーク及び/又は携帯機器(例えばスマートフォン)と通信する通信モジュールに、有線又は無線接続によって接続することができる。

0014

ポンプは、1つ、2つ又はそれ以上のキャビティを有することができる。

0015

ポンプのチャンバは、単一のキャビティを形成してもよい。

0016

ポンプのチャンバは、液体の供給源と流体接続するポンプ入口、及び、注出出口と流体接続するポンプ出口を有することができる。ポンプ入口は、入口を通じたチャンバからの液体の流出を防止する戻り防止弁を有してもよい。ポンプ出口は、出口を通じたチャンバへの液体の流入を防止する戻り防止弁を有することができる。典型的には、そのような入口及び出口は、同じキャビティに達する。

0017

チャンバは、ポンプ入口を有する上流側キャビティと、ポンプ出口を有する下流側キャビティとを有することができ、第1及び第2のキャビティは、下流側キャビティと上流側キャビティとの間に位置する移動可能な壁部に戻り防止弁を介して接続されており、この戻り防止弁は、上流側キャビティから下流側キャビティへの液体の流れを可能とし、逆方向の流れを防止する。例えば、このポンプは、国際公開第2009/150030号で開示されている形式電磁ポンプである。

0018

ポンプ入口は、ポンプ出口より大きい断面を有することができ、これによりポンプが有するキャビティの数に関係なく、チャンバのより迅速な及び/又はより簡単な再充填を可能にする。

0019

アクチュエータは、伝動装置によって移動可能な壁部に接続されたモーターを備えてもよい。伝動装置は、平歯車装置のような歯車装置、例えば、移動可能な壁部に固定されたアルキメデスネジと噛み合う更なる歯車ピニオンを介して接続された歯車など、歯車、ピニオン、渦形カム又はアルキメデスネジのうちの1つ以上を含む装置を備えることができる。伝動装置は、歯付きベルトなど、少なくとも1つのチェーン又はベルトを組み込んでもよい。

0020

アクチュエータは、壁部を移動させるために磁束をポンプの移動可能な壁部に生成する通電ソレノイドによって形成することができる。例えば、ポンプは、電磁ポンプとすることができる。

0021

アクチュエータは、移動可能な壁部を形成しているロータを駆動するように構成されたポンプのステータであってもよい。

0022

制御ユニットは、所望の電圧を電気アクチュエータに供給するために電源を制御するように構成することができ、所望の電圧は、定電圧又は可変電圧であり、例えば、周波数が固定の又は調整可能な、及び/又は振幅が固定の又は調整可能な交流電圧などである。センサは、少なくとも1つのパラメータとして、所望の電圧でのアクチュエータによる電流込量を測定するように構成することができる。

0023

制御ユニットは、所望の電流を電気アクチュエータに供給するために電源を制御するように構成することができ、所望の電流は、定電流又は可変電流であり、例えば、周波数が固定の又は調整可能な、及び/又は振幅が固定の又は調整可能な交流などである。センサは、少なくとも1つのパラメータとして、所望の電流でのアクチュエータによる電圧取込量を測定するように構成することができる。

0024

制御ユニットは、
少なくとも1つの測定パラメータと、制御ユニットに記憶された所定の基準値であって、例えば工場で記憶された基準値、制御ユニットを更新することによって、例えば、有線又は無線で更新することによって記憶された所定の基準値、及び飲料提供の原材料又は飲料提供に専用のユーザー入力に関連する所定の基準値などの、飲料提供を目的に(ad hoc)提供された所定の基準値のうちから選択される所定の基準値との、経時的な比較などの比較を実行するように、かつ
アクチュエータに供給される電力を比較に応じて制御するように構成することができる。

0025

制御ユニットは、例えば、液体をチャンバから注出出口の方向に所望の圧力で供給するための、所望の電流取込量であり、電流取込量を少なくとも1つのパラメータとしてセンサにより測定することから導出された、アクチュエータによる所望の電流取込量を保証するように、アクチュエータによる電源からの電圧取込量を調整するように構成することができる。

0026

制御ユニットは、例えば、液体をチャンバから注出出口の方向に所望の流速で供給するための、所望の電圧取込量であり、電圧取込量を少なくとも1つのパラメータとしてセンサにより測定することから導出された、アクチュエータによる所望の電圧取込量を保証するように、アクチュエータによる電源からの電流取込量を調整するように構成することができる。

0027

そのような構成によって、ポンピングされた液体の流量及び/又は圧力の観点から、所望のプロファイル適合するようにポンピングプロファイルを容易に変更することができる。

0028

液体が調味料原材料を通ってポンピングされる時に、ポンピングされた液体と原材料との組み合わせから得られる飲料の特性を調整するために、流量/圧力プロファイルを調整することは好都合であろう。

0029

液体の風味に、このようにして影響を与えることができる。

0030

結果的に得られた飲料の全体的な視覚的態様に影響を与えることができる。

0031

結果的に得られた飲料の食感に、このようにして影響を与えることができる。例えば、飲料がコーヒーである場合、クレマ量及び色に影響を与えることができる。

0032

飲料がコーヒーである場合、コーヒー抽出プロファイルを得ることができる。

0033

したがって、同じ原材料から生成され結果的に得られる飲料は、調整された流量圧力プロファイルに依存して味覚が異なる場合がある。

0034

典型的には、挽いたコーヒー又は茶葉静止した又は遅い流れでポンピングされた液体によって初期段階で湿潤し、その後、挽いたコーヒー又は茶葉が風味を出す所望の状態にある時に、原材料を通る液体の流量を増大させることが適切であろう(その結果、注出時間が短縮される)。

0035

測定パラメータに基づいて、制御ユニットは、ポンプからの液体の特定の流出量、例えば、特定の速度、容量、流量及び/又は圧力を達成するために電気アクチュエータの電源による給電を制御してもよい。

0036

給電の制御は、アクチュエータの速度、例えば、アクチュエータとしてのモーターの回転数、又は、リニアアクチュエータの移動速度に関連することができる。

0037

給電の制御は、アクチュエータの位置に関連することができる。移動可能な壁部の位置をアクチュエータの位置から導出することができ、したがって、移動可能な壁部によってチャンバを出入りする液体の容量をアクチュエータの位置から導出することができる。

0038

制御ユニットは、測定パラメータと所定の基準値との差が、所定の基準値の5%を上回る値の、例えば、10%を上回る値、20%を上回る値などの許容値を超える場合に安全対策を講じるように構成することができる。例えば、安全対策は、アクチュエータの給電を遮断すること及び/又は対応する表示をユーザーインターフェース上で提供することを含む。

0039

制御ユニットは、測定パラメータが絶対値において所定の閾値よりも高い率で増加又は減少する場合、安全対策を講じるように構成することができる。このような所定の閾値は、電流増加閾値よりも高いアクチュエータによる電流取込量の増加率、若しくは、絶対値において所定の電圧減少閾値よりも高い所定の電圧取込量の減少率などである。そのような増加率又は減少率は、0.2、0.5若しくは1.0秒超などの最小期間にわたって、絶対値において所定の閾値よりも持続的に高いこととすることができる。そのような測定パラメータは、少なくとも20%だけなど、少なくとも10%だけ所定の基準値と異なる閾値に達する場合、若しくは、0若しくは電源の飽和値、若しくは飽和値若しくは所定の絶対値の所定の部分などの所定の極致に達する場合である。

0040

そのような安全対策は、ポンプの誤動作又は機械閉塞に対応するために使用することができる。

0041

安全対策は、供給源からの液体の不足に対応するために使用することができる。

0042

安全対策は、ポンプの下流側の不適当流れ抵抗を示すために使用することができる。流れ抵抗は、予想よりも高く、又は低くなることがある。例えば、ポンピングされた液体が風味原材料、例えば、挽いたコーヒー又は茶葉などの固形原材料と混合される場合、そのような風味原材料が流れ抵抗を形成することがある。風味原材料が、例えば、自動認識によって識別される場合、測定された流れ抵抗を、識別された原材料に対して予想される流れ抵抗と比較することができ、その差が非常に重大であると考えられる場合には安全対策を使用することができる。

0043

安全対策は、マシンの流体回路内の干渉、例えば、ポンプと出口間、又は、液体供給源ポンプ間、又は、ポンプ自体の詰まりに対応するために使用することができる。

0044

制御ユニットは、チャンバを画定する移動可能な壁部が、チャンバの端壁、又は、物理的に決定されたが、若しくはセンサによって決定された端部位置、例えば、磁気容量性若しくは光学センサによって決定された端部位置若しくは機械式ストッパによって決定された端部位置に到達したときに、アクチュエータの給電を遮断するように構成することができる。

0045

より一般的には、1つ以上の位置センサは、壁部によってチャンバを出入りする液体の容量を導出するために、位置センサに沿って移動した移動可能な壁部の位置を感知するために使用することができる。磁気、容量性及び/又は光学センサをそのような位置センサとして好適に使用することができる。

0046

ポンプは、コーヒー又は又はカカオ又はミルクなどの、飲料原材料原材料チャンバ内に受け入れるように構成されたユニットを通して、液体を供給源から出口の方向に流動させるように構成することができる。例えば、原材料はカプセル内で、例えば、通路を通してユニットに供給される。そのような通路は、ゲートに関連づけることができる。それによって、原材料は、出口を通じてユニットから注出すべき飲料を形成するために液体と混合することができる。例えば、原材料は、コップ本体、及び、周辺フランジを形成するために本体を越えて延びる蓋を有するカプセルで供給される。

0047

そのようなカプセルの原材料チャンバへの挿入及び/又は原材料チャンバからの取り外しは、それ自体周知である。国際公開第2005/004683号、同第2009/043630号、同第2012/025258号及び同第2013/127476号は、好適なカプセル挿入及び/又は取り外しの実施例を提供している。

0048

制御ユニットは、少なくとも1つの測定パラメータと、原材料に関連した所定の基準値との、典型的には経時的な比較を実行するように、かつ所定の基準値と少なくとも1つの測定パラメータとの差を最小にするようにアクチュエータに供給される電力を制御するなど、アクチュエータに供給される電力を比較に応じて制御するように構成することができる。

0049

例えば、所定の基準値は、原材料、及び/又は、原材料を収容するカプセル、又は、原材料に関連したユーザー入力の特性から導出可能である。

0050

原材料の特性は、ユニットのチャンバ内の原材料の流れ特性から導出してもよい。この流れ特性は、センサによって測定され、アクチュエータによる電源からの電力の消費を表す少なくとも1つの電気的パラメータから導出することができる。飲料の形式に応じて、飲料に使用される原材料(例えば挽いたコーヒー、インスタントコーヒー、茶又はミルク濃縮物又は粉末)は、原材料を通る液体の流れに対して多少抵抗があってもよい。

0051

カプセルの特性は、国際公開第2012123440号、同第2014/056641号、同第2014/056642号、及び、同第2015/086371号に、例えば、開示されているように、カプセルがユニットの原材料チャンバ内にある時に、又は、カプセルが、例えば通路のレベルで、ユニットの原材料チャンバに供給される時に測定することができる。

0052

測定することができるカプセルの特性は、カプセルの機械的、電気的、磁気的、及び/又は光学的な特性とすることができる。カプセルの色、グラフィックパターン、形状、導電率、容量伝導率誘導伝導率、及び磁気伝導率のうちの少なくとも1つを測定してもよい。

0053

例えば、使用済みカプセルは、閉鎖されたカプセルであってもよく、測定される特性は、例えば、ポンプによって供給される液体により提供される所要の開口力又は圧力である。カプセルが液体の流れに対して顕著な抵抗をもたらす原材料(例えば、突き固めた粉にしたコーヒー)を収容する場合、そのような原材料によって引き起こされる付加的な抵抗は、測定された特性に反映されることになろう。

0054

本発明は、出口を通じて注出される飲料を調製するために、上述したマシンの原材料チャンバにおいてポンプからの液体と混合される原材料を収容するカプセルの使用にも関する。

0055

本発明の別の態様は、上述のマシンを操作することによって飲料を調製して注出する方法に関する。

0056

飲料調製マシンは、以下の構成要素の1つ以上を含んでもよい。

0057

a)この飲料の原材料、特にカプセル内に予め配分されて供給された原材料(例えば、コーヒー又は茶)を受容し、そのような原材料を通る水などの液体の流入を飲料出口に案内する(飲料原材料ユニットとしての)注出ユニット
b)この液体を液体のタンクなど液体の供給源から飲料出口に案内する1つ以上の流体接続部材
c)飲料原材料ユニット(例えば、上記の注出ユニット)、インライン熱調器、ポンプ、液体タンク、原材料回収器、この液体の流れ、この液体の圧力及びこの液体の温度の特性から選択された少なくとも1つの動作特性を感知し、そのような特性を制御ユニットに伝達する1つ以上の電気センサ

0058

熱調器は、サーモブロックの形式の加熱器、又は、オンデマンド加熱器(ODH)、例えば、欧州特許第1 253 844号、同第1 380 243号及び同第1 809 151号で開示されているODH形式であってもよい。

0059

マシンの構成要素は、国際公開第2009/130099号に開示するように、完全に又は本質的に自動的に組み付けられてもよい。

0060

ここで、本発明を概略図を参照して説明する。

図面の簡単な説明

0061

本発明にしたがって構成されたポンプを有する飲料調製マシンの内部構造を示す図である。
図1のマシンのポンプの、ポンプの流体入口、出口及びチャンバの拡大断面図である。
図1のマシンのポンプの斜視断面図である。
図1のマシンのポンプのアクチュエータ及び伝動装置の斜視図である。
図1のポンプの断面図であり、アクチュエータによる電源からの電力の消費を表す少なくとも1つの電気的パラメータを測定するセンサに関連した電源とポンプとの電気接続を概略的に示す。
図1のマシンによって抽出するための原材料カプセルの拡大側面図である。

実施例

0062

図1図6は、ポンプ10を介して接続された、水などの液体2、3の供給源及び注出出口4を有する飲料調製マシン1の例示的な実施形態を示す。液体の供給源は、液体タンク2、及び、タンク2をポンプ10に接続する接続ライン3を有してもよい。

0063

ポンプ10は、チャンバ11、及び、チャンバ11を画定する移動可能な壁部12を含む。移動可能な壁部12は、例えば、隣接する(典型的には静的)チャンバ壁部122にシール121、例えば、Oリング又はリップシールによって接合されている。

0064

ポンプ10は、電気アクチュエータ13を更に有し、この電気アクチュエータは、移動可能な壁部12を第1の位置と第2の位置との間で駆動し、供給源2、3からチャンバ11への液体の流入を引き起こし、チャンバ11から注出出口4への液体の流出を引き起こす。例えば、そのような液体は、ポンプ10によって加熱器及び/又は冷却器など熱調器8を通して送られる。

0065

ポンプ10は、電力をアクチュエータ13に供給するように構成されている、電源142を備える給電ユニット14を有する。給電ユニット14は、主電源又は種々異なる電源、例えば、バッテリ又は変圧器(DC)及び/又は再生可能エネルギー供給装置(太陽光発電供給装置)に電気プラグ又はコネクタ141によって接続することができる。

0066

給電ユニット14は、電源142からのアクチュエータ13による電力の消費を表す少なくとも1つの電気的パラメータを測定するためのセンサ143を有する。

0067

給電ユニット14は、センサ143及び電源142に接続された制御ユニット144を備える。制御ユニット144は、電源142によってアクチュエータ13に供給される電力を、少なくとも1つの測定パラメータと、チャンバ11への所望の液体入力及び/又はチャンバ11からの所望の液体出力の所望の流量及び/又は圧力などの、液体入力及び/又は液体出力とに応じて制御するように構成されている。

0068

制御ユニット144は、加熱器及び/又は冷却器などの熱調器8を制御してもよい。

0069

制御ユニット144は、原材料ユニット6及び/又は原材料ユニット6に至るゲート7の開閉を制御することができる。

0070

制御ユニット144は、ユーザーインターフェース5、又は、外部装置、例えば、ネットワーク及び/又は携帯機器(例えば、スマートフォン)と通信する通信モジュールに有線又は無線接続によって接続することができる。

0071

チャンバ11は、液体の供給源2、3と流体接続するポンプ入口111、及び、注出出口4と流体接続するポンプ出口112を有することができる。そのようなポンプ入口111は、入口111を通じたチャンバ11からの液体の流出を防止する戻り防止弁111aを有してもよい。ポンプ出口112は、出口112を通じたチャンバ11への液体の流入を防止する戻り防止弁112aを有してもよい。典型的には、チャンバ11は、そのような入口111及び出口112が達する単一のキャビティを形成している。

0072

チャンバは、ポンプ入口を有する上流側キャビティと、ポンプ出口を有する下流側キャビティとを備えることができ、第1及び第2のキャビティは、下流側キャビティと上流側キャビティとの間に位置する移動可能な壁部に戻り防止弁を介して接続されており、戻り防止弁は、上流側キャビティから下流側キャビティへの液体の流れを可能し、逆方向の流れを防止する。例えば、このポンプは、国際公開第2009/150030号に開示されている形式の電磁ポンプである。

0073

アクチュエータは、典型的には、伝動装置15によって移動可能な壁部12に接続されたモーター13を備える。

0074

電磁ポンプの場合、アクチュエータは、ポンプ内で往復運動するピストンを磁気駆動する電動ソレノイドによって形成してもよい。

0075

モーター13に関連した伝動装置15は、平歯車装置のような歯車装置、例えば移動可能な壁部12に固定されたアルキメデスネジ154と噛み合う更なる歯車153にピニオン152を介して接続された歯車151など、歯車151、ピニオン152、渦形カム又はアルキメデスネジ154のうちの1つ以上を含む装置を備えることができる。そのような実施形態の例を図4に示す。例えば、製造及び組立公差補償するために、例えばアルキメデスネジの偏心軸回転から生じる圧迫を回避又は最小化するために、十分な遊びがアルキメデスネジ154と移動可能な壁部12との間に設けられている。例えば、壁部12は、アルキメデスネジ154に自在に取り付けられている。

0076

伝動装置15は、歯付きベルト155など、少なくとも1つのチェーン又はベルトを含んでもよい。そのような実施形態の例が、図5に示されており、図5は、この点において、図4の実施形態の変更例を示す。

0077

制御ユニット144は、定電圧又は可変電圧、例えば、周波数が固定の又は調整可能な、及び/又は振幅が固定の又は調整可能な交流電圧などの、所望の電圧を電気アクチュエータ13に供給するために電源142を制御するように構成することができる。センサ143は、少なくとも1つのパラメータとして、所望の電圧でのアクチュエータ13による電流取込量を測定するように構成してもよい。

0078

制御ユニット144は、定電流又は可変電流、例えば、周波数が固定又は調整可能な、及び/又は振幅が固定又は調整可能な交流などの、所望の電流を電気アクチュエータ13に供給するために電源142を制御するように構成することができる。センサ143は、少なくとも1つのパラメータとして、所望の電流でのアクチュエータ13による電圧取込量を測定するように構成してもよい。

0079

制御ユニット144は、
少なくとも1つの測定パラメータと、制御ユニットに記憶された所定の基準値であって、工場で記憶された基準値、制御ユニット144を更新することによって、例えば、有線又は無線で更新することによって記憶された所定の基準値、及び飲料提供の原材料又は飲料提供に専用のユーザー入力に関連する所定の基準値などの、飲料提供を目的に提供された所定の基準値のうちから選択される所定の基準値との、経時的な比較などの比較を実行するように、かつアクチュエータ13に供給される電力を比較に応じて制御するように構成することができる。

0080

制御ユニット144は、例えば、液体をチャンバ11から注出出口4の方向に所望の圧力で供給するための、所望の電流取込量であり、電流取込量を少なくとも1つのパラメータとしてセンサ143により測定することから導出された、アクチュエータ13による所望の電流取込量を保証するように、アクチュエータ13による電源142からの電圧取込量を調整するように構成してもよい。

0081

制御ユニット144は、例えば、液体をチャンバ11から注出出口4の方向に所望の流速(ml/分)で供給するための、所望の電圧取込量であり、電圧取込量を少なくとも1つのパラメータとしてセンサ143により測定することから導出された、アクチュエータ13による所望の電圧取込量を保証するように、アクチュエータ13による電源142からの電流取込量を調整するように構成することができる。

0082

制御ユニット144は、測定パラメータと所定の基準値との差が、所定の基準値の5%を上回る値の、例えば、10%を上回る値、20%を上回る値などの許容値を超える場合、安全対策を講じるように構成してもよく、任意選択的に、安全対策は、アクチュエータ13の給電を遮断すること及び/又は対応する表示をユーザーインターフェース5上で提供することを含む。

0083

制御ユニット144は、測定パラメータが、電流増加閾値よりも高いアクチュエータ13による電流取込量の増加率、若しくは、絶対値において所定の電圧減少閾値よりも高い所定の電圧取込量の減少率など、絶対値において所定の閾値よりも高い率で増加又は減少する場合、安全対策を講じるように構成することができる。増加率又は減少率は、0.2、0.5若しくは1.0秒超などの最小期間にわたって、絶対値において所定の閾値よりも持続的に高くすることができる。測定パラメータは、少なくとも20%だけなど、少なくとも10%だけ所定の基準値と異なる閾値に達する場合があり、若しくは、0若しくは電源142の飽和値、若しくは飽和値若しくは所定の絶対値の所定の部分など所定の極値に達する場合がある。

0084

制御ユニット144は、チャンバ11を画定する移動可能な壁部12が、チャンバ11の端壁12a、又は、物理的に決定されたか、若しくは、センサによって決定された端部位置12b、例えば、磁気若しくは光学センサ146によって決定された端部位置若しくは機械的ストッパ12cによって決定された端部位置に到達したときに、アクチュエータ13の給電を遮断するように構成してもよい。図1及び図2を参照されたい。

0085

ポンプ10は、コーヒー又は茶又はカカオ又はミルクなどの、飲料原材料を原材料チャンバ61内に受け入れるように構成されたユニット6を通して、液体を供給源2、3から出口4の方向に流動させるように構成することができる。原材料は、例えば、ゲートに関連した通路などの通路7を通じてカプセル9でユニット6に供給することができる。図1及び図6を参照されたい。それによって、原材料は、出口4を通じてユニット6から注出すべき飲料を形成するために原材料を液体と混合することができる。原材料は、カップ本体90、及び、周辺フランジ92を形成するために本体90を越えて延びる蓋91を有するカプセル9で供給することができる。図6を参照されたい。

0086

制御ユニット44は、少なくとも1つの測定パラメータと、原材料に関連した所定の基準値との、経時的な比較などの比較を実行するように、かつアクチュエータ13に供給される電力を比較に応じて制御するように構成することができる。例えば、制御ユニット44は、所定の基準値と少なくとも1つの測定パラメータとの差を最小にするようにアクチュエータ13に供給される電力を制御する。

0087

所定の基準値は、原材料、及び/又は、原材料を収容するカプセル9、又は、原材料に関連したユーザー入力の特性から導出可能とすることができる。

0088

原材料の特性は、ユニット6のチャンバ61内の原材料の流れ特性から導出してもよい。この流れ特性は、センサ143によって測定され、アクチュエータ13による電源142からの電力の消費を表す少なくとも1つの電気的パラメータから導出することができる。したがって、飲料の形式に応じて、飲料に使用される原材料(例えば挽かれたコーヒー及び/又はインスタントコーヒー、茶又はミルク濃縮物又は粉末)は、原材料を通る液体の流れに多少抵抗があってもよい。

0089

カプセル9の特性は、例えば、国際公開第2011/000723号、同第2011/000725号、及び、同第2012/000878号に開示されているように、カプセル9がユニット6の原材料チャンバ61内にある時に測定することができる。カプセル9の特性は、例えば、国際公開第2012123440号、同第2014/056641号、同第2014/056642号、及び、同第2015/086371号に開示されているように、カプセル9がユニット6の原材料チャンバ61内にある時に、又は、カプセル9が、例えば通路7のレベルで、ユニット6の原材料チャンバ61に供給される時に測定してもよい。

0090

測定することができるカプセル9の特性は、機械的、電気的、磁気的、及び/又は光学的なカプセルの特性であり得る。カプセルの色、グラフィックパターン、形状、導電率、容量伝導率、誘導伝導率、及び磁気伝導率のうちの少なくとも1つを測定してもよい。例えば、カプセル9は、閉鎖されたカプセルであり、測定される特性は、例えば、ポンプ10によって供給される液体により提供される所要の開口力又は圧力である。カプセルが液体の流れに対して顕著な抵抗をもたらす原材料(例えば、突き固めたコーヒー)を収容する場合、そのような原材料によって引き起こされる更なる抵抗は、測定された特性に反映されることになろう。

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