圧力飲料カートリッジ
【課題】簡単で信頼でき、かつ費用効率の高い手法で飲料を供給するための改良されたカートリッジを提供する。
【解決手段】飲料を調製するために水を導入する手段(4, 5)と、飲料を導出させる手段とを備える飲料供給装置用カートリッジにおいて、カートリッジの底壁は１個又は複数個の飲料導出手段を有し、飲料導出手段は、溝により底壁の一部に画定されており、かつカートリッジから外側に向かう突出部(14A)が設けられている飲料供給装置用カートリッジ。導出手段は、カートリッジ内部に向かう機械的変形に耐えて開口を形成しないが、この機械的変形とカートリッジ内に生成された圧力の組み合わせ作用には耐えられず、開口を形成する。
【解決手段】飲料を調製するために水を導入する手段(4, 5)と、飲料を導出させる手段とを備える飲料供給装置用カートリッジにおいて、カートリッジの底壁は１個又は複数個の飲料導出手段を有し、飲料導出手段は、溝により底壁の一部に画定されており、かつカートリッジから外側に向かう突出部(14A)が設けられている飲料供給装置用カートリッジ。導出手段は、カートリッジ内部に向かう機械的変形に耐えて開口を形成しないが、この機械的変形とカートリッジ内に生成された圧力の組み合わせ作用には耐えられず、開口を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホット及びコールド飲料を調製するためのカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動販売機でコーヒーを調製するには、２種類の基本的な手法がある。第１は、コーヒー豆や可溶性成分のような容器に入っていない成分を、バルク形態で機械に入れて処理することであり、使用済コーヒー滓のような場合には、最終的には廃棄される。第２は、所定量の製品を含むカプセルやポッドのようなカートリッジを使用することである。カートリッジ内の製品は、挽いたコーヒーや葉状の製品、又はチョコレートや前もって混ぜたカプチーノなどの可溶性のものである。
【０００３】
カートリッジを使用すると、調合したコーヒー（すなわち挽いた又は溶解した製品）を最良の状態で密封できるという利点が得られ、カートリッジ又はカートリッジの容器内に、風味と香りを最大限に捕捉できる。
【０００４】
カートリッジを使用する際の問題は、大量のクリームを作ることである。
【０００５】
他の問題は、カートリッジの自己密封性である。カートリッジは、他の容器を使用せずに、自身を密封する密封手段を有している。この密封手段は、カートリッジ内の内容物が空気酸化されないように効果的に密封し、かつ使用時には、容易に開口しうることが必要である。
【０００６】
更に挽いた製品、又は葉状製品を入れてあるカートリッジに関して常に存在する問題は、最良の飲料を得るために抽出条件を改良することである。このことは特にコーヒーの場合に重要である。国際公開公報2002/076270号（特許文献１）は、カートリッジを含むように設計された飲料集液手段を有する集液デバイスと組み合わされて、廃棄できるカートリッジ中に含まれる製品から飲料を調製するためのシステムを開示している。このシステムは、飲料混合品質を優れたものにするが、適応性が十分あるとはいえない。
【０００７】
本出願人名義の国際公開公報2004/030499号（特許文献２）は、飲料調製装置及び方法を開示しており、これによると、プランジャにより、カートリッジの底壁に導出開口を穿孔し、この開口に対応して、特定の寸法を有するスロットルを形成し、これにより全供給時間の少なくとも75％の飲料製品を供給する。
【０００８】
このカプセルは、前に述べたものと同様に、プランジャ、すなわちカートリッジの底壁に、導出開口をあける穿孔手段を必要とするという欠点がある。
【０００９】
欧州特許公開公報第1,555,218号（特許文献３）には、複数の溝が形成された底壁部分の厚さが他の底壁部分の厚さより薄いカプセルが開示されている。一旦カプセル内の圧力が十分な値に達すると、底壁の薄い部分が、溝に沿って壊れて、飲料導出手段が形成されるようになっている。
【００１０】
偶発的に加圧されたときに、前記薄い部分と弱い溝が、部分的かつ簡単に壊れることがあるため、前記態様は、溝を設けてなる薄い部分がカプセルの一貫した密封性を保証しないという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開公報2002/076270号
【特許文献２】国際公開公報2004/030499号
【特許文献３】欧州特許公開公報第1,555,218号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、簡単で信頼でき、かつ費用効率の高い手法で飲料を供給するための改良されたカートリッジが必要とされている。
【００１３】
本発明の目的は、前述の問題点を解決し、１又は２以上の成分から成る優れた飲料を提供するための改良された飲料供給カートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、本発明によると、請求項１に記載の飲料供給装置用カートリッジを提供することにより達成される。
【００１５】
本発明によると、カートリッジ(1)は、それに水を供給して飲料を調製し、かつ前記カートリッジ内に圧力を生成させるための水導入手段(4, 5)と、前記飲料を前記カートリッジから導出させるための手段(9B, 14)とを備える飲料供給用カートリッジ(1)であって、前記導出手段(9B, 14)は、装置内に設けられ、熱湯供給前の工程では、前記カートリッジ(1)の内部に向かう圧縮により加えられる機械的変形に耐えるようになっている。水がカートリッジに供給されると、導出手段はまず変形し、次いで、前記機械的変形と前記カートリッジ内で増大した圧力の組み合わせ作用により壊れて開口する。
【００１６】
これにより、閉じていたカプセルは、熱湯の圧力を数秒、例えば３秒又はそれ以上受けると、内圧により開口する。そのため、飲料の品質は大きく改良される。
【００１７】
導出手段は、溝で画定されたカートリッジの底壁の一部として構成される。前記溝は、十分に厚くて、前記圧縮変形力に耐えることができ、内圧により発生させられる付加的な力が加わったときに壊れる。
【００１８】
力を導出部材に加えるために、底壁から突出する突出部材を有することが好ましく、従ってカートリッジが、例えば飲料集液ユニット、すなわち開口されたカートリッジからの飲料を集液するユニットのような外部部材内に位置しているときは、カプセルの底壁は前記突出部材で支持されている。
【００１９】
その代わりに、突出部材を集液ユニット上に、又は集液ユニットと一体的に位置させることができる。突出部材は、カートリッジの導出部材と一体となっていることが好ましい。
【００２０】
集液部材は、カートリッジの底壁に開口部を有し、底壁を押圧し、かつカートリッジ内に向けて変形させる。外部部材により加えられる圧力は、それ自身では、前記溝に沿って底壁を壊すことにより、導出手段を開口するには十分ではない。これは、導出手段がカートリッジ内に向かう底壁の機械的変形に耐えられるからである。
【００２１】
圧力水を供給することにより、カートリッジが加圧されると、カートリッジ内の圧力が、飲料集液ユニットの突出部上に支持された底壁に、外部部材から加えられる力と均衡する。底壁が集液ユニットに接触していないと、切断力が生じて前記導出溝に沿って底壁を壊し、カートリッジの導出手段を開口する。
【００２２】
換言すると、カートリッジ内の圧力が上昇すると、カートリッジを収容する集液ユニットで支持されていないカートリッジの底壁部分はカートリッジの外に向けて付勢され、他方集液ユニット、すなわち外部部材により支持された（更に同じ部材の内部に向けて付勢された）底壁の一部は、変形に抵抗し、前記溝に沿った底壁の破壊を促進する。
【００２３】
他の態様によると、飲料を、飲料調製チャンバと導出手段間のカートリッジ内に位置する少なくとも1本の経路を通して導出手段に供給し、カートリッジ内が、前記ブロック部材を変形させ、及び／又は破断させるために十分な圧力に到達し、前記飲料が経路を通って前記導出手段に流れるまで、前記ブロック部材により少なくとも1本の前記経路を少なくとも部分的にかつ一時的にブロックすることを特徴とする飲料供給方法が提供される。
【００２４】
上記の「経路」とは、抽出及び溶解チャンバ内の空間と、それを通って飲料が流れるカートリッジの導出手段を意味する。経路は、カートリッジの底壁と、フィルタサポートの孔のないエリアで画定され、ブロック部材は、前記底壁及び前記フィルタサポートの全エリア間に広がる壁部である。ブロック壁は、変形して1又は２以上の点で経路を開口し、孔のあるフィルタサポートエリアと導出手段との間、すなわち飲料の流路に沿って位置している。
【発明の効果】
【００２５】
飲料供給システムは、多くの利点を有する。
【００２６】
第1の利点は、カートリッジの密閉性が改良されることである。圧力と機械的圧縮の組み合わせと、プランジャを使って導出開口が開口されるため、これらの開口は十分大きく、従来技術と異なり、カプセルの底に必要な密閉度を与える。従来技術では、圧力下での開口を確実にするため、細い破断ラインとして提供されていた。
【００２７】
他の利点は、本発明のカートリッジを使用すると、クリームの品質が改良されることである。
【００２８】
更に他の利点は、特に、抽出時間すなわち飲料調製時間が、他の条件が同じであれば、公知の方法で要求される時間より長くなることである。このように時間が長くなると、挽いたコーヒー（葉状製品）からの良好な抽出が可能になり、更に可溶性製品の溶解も良好になり、最終的な飲料の品質も良くなる。
【００２９】
更に本発明のカートリッジは、同じ条件下で従来のカートリッジを使用して得られる飲料より、良好な感覚刺激性を有する飲料を得ることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】カートリッジの内部を示す平面図である。
【図２】図１のカートリッジの斜視図である。
【図３】図１のカートリッジの底面図である。
【図４】図１〜図３のカートリッジの縦断面図である。
【図５】図１〜図３のカートリッジを、図４とは異なった面で切断した縦断面図である。
【図６】図１〜図３のカートリッジを、図４及び図５とは異なった面で切断した縦断面図である。
【図６Ａ】カートリッジの他の例を示す縦断面図である。
【図７】機械的な力と圧力とを組み合わせた開口工程におけるカートリッジの要部の概略断面図である。
【図８】図７の次の工程を示す概略断面図である。
【図９】図１〜図６に示すプランジャと集液ユニットの概略斜視図である。
【図１０】図１のカートリッジと、プランジャと集液ユニットの概略図である。
【図１０Ａ】図９の集液ユニットの上部の斜視図である。
【図１０Ｂ】図９の集液ユニットの上部の断面図である。
【図１１】図１のカートリッジの第１の構成を示す側面図である。
【図１２】図１のカートリッジの第２の構成を示す側面図である。
【図１３】集液ユニットの他の態様を示す図である。
【図１４】集液ユニットの更に他の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の他の特徴及び利点は、添付した図面を参照して行う、限定することを目的としない、以下の説明により明らかになると思う。
【００３２】
図示のように、カートリッジ１は、好適な手法、例えば接着や熱溶着などで互いに固着された下部材２及び上部片３を備え、これにより、飲料製品容器を形成している。上部片３にはシール用フォイル４が装着され、ポンプから水が供給されると、尖頭部材５すなわち複数の開孔手段により、前記フォイル４は開孔される。この態様は、本出願人が、2004年９月17日に出願したPCT/IT2004/000503に開示されている。本発明は、この態様に限定されるものではなく、孔が存在していたり、カートリッジに具備されていない開孔手段を使用するような他の態様を、本発明で適用することができ、これらは、本発明の保護範囲内である。自己シール型でないカートリッジ、例えば上部片３に複数の孔を有し、かつ別々のシールされた容器中に包装されるカートリッジも、後述するシールされた導出口の形態の特許請求される内圧形成手段を有していれば、事実上、本発明の保護範囲に含まれる。
【００３３】
図４〜図６は、カートリッジ１の下部材２に挿入され、かつカートリッジ１の底壁９から上向きに突出する複数の突起上に位置するフィルタ６とフィルタ保持部材７を示している。これらの突起は、図１及び図２に、更に詳細に示されている。
【００３４】
前記底壁９は、外周よりやや内側に環状突起10を有し、この環状突起10は、実質的に縦方向上方を向き、フィルタ保持部材７に接している。環状突起10を、複数の開孔や欠損部を有するものとすることもある。
【００３５】
図示の態様では、環状突起10は、水をカートリッジ１に供給すると、開口が形成される変形部を有している。図示のフィルタ保持部材７は複数の孔11を有し、これらの孔11は、環状突起10の内周寄りにのみ存在し、フィルタの中央部には存在しない。従って、上部片３及びフィルタ保持部材７で画定される飲料調製チャンバ12は、孔11を通して、フィルタ保持部材７、環状突起10及び底壁９で画定される圧力チャンバ13に接続されている。水を飲料調製チャンバ12に供給すると、水はその中の調製製品と混合され、生成された飲料は、孔11を経て圧力チャンバ13に流れ込む。
【００３６】
飲料調製チャンバ12を飲料導出部14に接続する少なくとも１個の経路Pが設けられている。図示の態様では、この経路Pは、底壁９からフィルタ保持部材７へ垂直方向に広がって、飲料の流れを、環状突起10へ導く内部突起又は壁10Bで形成されている。経路Pは、十分な内圧が得られる前に、チャンバ12からチャンバ13を通って、飲料導出部14に達する飲料の流れを一時的に妨害するブロック手段を有する。
【００３７】
換言すると、ブロック手段は、圧力増大手段として機能し、一旦カートリッジ内の圧力が十分な値に達すると、ブロック手段は変形し、及び／又は潰れて、飲料が経路Pを通って導出口へ向けて流れることを許容する。
【００３８】
図示の態様では、ブロック手段は、環状突起10の一部10Aで、突起10Bの間を広がり、一旦圧力チャンバ13中の圧力が十分な値（例えば３から20バール）に達すると、変形可能になり、通常は塑性変形が可能になる。突起の一部10Aが変形して部分的に潰れると、飲料は経路Pを通って、環状突起10とカートリッジの下部材２の壁の間である環状突起10の外側の空間に流れる。
【００３９】
換言すると、突起の一部10Aは、カートリッジ導出手段への経路Pを一時的に閉鎖する。ブロック手段10Aが、圧力チャンバ13内の圧力が掛かった飲料により、一時的に変形させられると、ブロック手段10Aは形成された経路Pで画定されるスロットとなり、飲料を導出部14へ流し出す。スロットの存在は、飲料品質向上に有利である。
【００４０】
底壁９には、調製された飲料をカートリッジから集液ユニットへ、そして最終的には最終容器（例えばカップやグラス）へ導出させるための少なくとも１個の導出口を設けてある。
【００４１】
本発明においては、カートリッジの底壁９は、破断ライン又は溝15で画定された複数の供給導出部を有する。図示の通り、必要な飲料導出部14は、底壁９の周辺部に位置しているが、図6Aに示す通り、本発明の目的達成のために、単一の導出部9Bを使用するか、あるいは中央の導出部9Bと周辺に位置する導出部14を組み合わせて使用しても良い。
【００４２】
１又は２以上の導出部9B、14を形成するのに、図示の好ましい態様では、底壁９のこれらの部分は、導出部9B又は14と一体となり、かつ例えば開口部の楔形部により形成された突出部を有する。換言すると、破断ライン15で画定される導出部9B及び14に対応する底壁９は、外側に向かって広がり、突出部を形成する。導出部9B及び14が飲料集液ユニットへ落ちることを防止するため、保持手段を形成して前記導出部をカプセルの底壁９に保持する。図示の例では、前記保持手段は一体となったヒンジ16であり、このヒンジ16は、底壁９の対応する内部を成形するといった適宜の方法により得られることは明瞭である。
【００４３】
集液ユニット17（図９〜10B）のカプセルのシートにより加えられる機械的圧力と、カートリッジの内圧の増大の組み合わせ作用により、カプセルの導出部9B、14は開口される。
【００４４】
導出部を開口するために、機械的圧力及び内圧増大を使用する本発明の態様に加えて、カプセルは、内部に前記した潰れる環状突起10を有し、飲料調製は、内圧増大のための２つの工程、すなわち経路P形成のために環状突起10の一部10Aを変形させる第１工程と、本発明のカートリッジの底壁９の導出部14を開口する第２の工程を含むものとすることができる。
【００４５】
図6Aには、他の態様が示され、フィルタ保持部材の中央部7Cは、図５及び図６の中央部よりも大きくなっている。底壁９は、上述した環状突起10と、中央の導出部9Bの周囲に位置する別の環状突起10Cを有している。図示の経路は、飲料の圧力により変形する一時的なブロック手段としての環状突起10Cを有している。導出部9Bは、溝15により画定され、それを開口するための楔状部14Aを有している。
【００４６】
本発明のこの態様では、カートリッジは、中央又は周辺部（上述の態様のように）又はその両者に、少なくとも１個の導出開口部を有する。潰せる環状突起10Aや10Cが存在することは、導出開口部上の突起、又はそれに対応する部材がする存在する態様に追加して選択できる（又は代替できる）他の特徴である。
【００４７】
この態様では、水は最初に上部に形成された複数の孔を通ってカートリッジに入り、調製チャンバ12で飲料製品を抽出するか、又は溶解することによって、飲料を調製し、かつ孔11を通して圧力チャンバ13に流れ込む（そして存在するのであれば、環状突起10A及び10Bにより画定されるブロックされた経路Pを開口する）。一旦カートリッジ内の飲料が十分な圧力に達すると、導出部9B及び14は開口する。
【００４８】
１又は２以上の導出部9B、14は、開口して飲料を導出させる壁部を画定する溝15を有している。導出部14の開口は、導出部9B、14に対応する底壁９の部分をカートリッジ内に向けて押し付ける外向き部材を使用して、部分的に行われる。図９〜図10B及び図13、図14に示すように、前記外向き部材は、飲料の集液ユニット17の一部となっている。内圧及び外圧（機械的な外部からの圧力と圧力が掛かった内部の水圧）の組み合わせにより、導出部9B、14を開口するには、必要な力を導出部に加えるための突出部材が必要である。前述した通り、前記開口は、カートリッジ又は外向き部材、すなわち集液ユニット、あるいはこれら両者に形状された楔状突出部14Aにより行われることが好ましい。
【００４９】
図示の通り、導出部9B、14は、楔状突出部14Aを有することが好ましく、この突出部は、図示の好ましい態様では、導出部9B、14と一体となっている。実際のところ、前記突出部は、溝に隣接する導出部9B、14の外側の底壁９に位置して溝へ切断力を集中させても良く、更に内側から外側に向かって開口する導出部を有していても良いが、前述した態様のように、突出部が導出部と一体となっていることが、装置の機能実行の容易性、信頼性及び清潔性から非常に好ましい。
【００５０】
楔状突出部14Aは、溝15の一部に変形応力が集中するような形状であることが好ましく、このようにすると、導出部の開口が更に容易になる。突出部の好ましい形状は、図示の通り楔状である。換言すると、溝15で画定される導出部14に対応する底壁９は、外向きに広がって突出する楔状部14Aを形成している。
【００５１】
図９から図10Bは、飲料集液ユニット17を示している。このユニットは、カートリッジを収容する上部材21と、プランジャ手段や、飲料をカップなどの最終飲料容器や他の飲料集液手段（図示せず）に供給するための少なくとも１本のダクト又は類似手段を備える下部材22とを有する。上部材21は下部材22と、例えば接着、溶接、又は例えば差込みロックのような機械的手段などの任意の好適な手段で結合されている。
【００５２】
集液及び供給手段である下部材22は、ピストン20の周囲に同軸的に配置された環状の集液チャンバ23と、集液チャンバ20A及び飲料をカップへ向かって供給するための１又は２以上の供給ダクトを備えている。
【００５３】
図示の態様は例示のためのものであるが、環状の集液チャンバ23は傾斜した底面を有し、底壁18は、集液ユニット17の水平面に対して傾斜する平面を覆っている。集液チャンバ23は、コーヒー供給のために使用され、底壁18は、供給ダクト19に接続された導出孔２４に向けて集液された飲料を供給する。供給ダクト19Aに接続された集液チャンバ20Aは、チョコレートやカプチーノ、又はカプチーノのミルクの部分のような可溶性製品から得られる飲料を供給するために使用され、他方コーヒーは、カートリッジの他の部分で得られる。他の態様として、１つの集液チャンバのみを有するものとすることがある。
【００５４】
集液ユニット17の上部材21（図10、図10A及び図10B）は、縦方向の側壁25と、集液チャンバ23の上に位置し、かつ孔を有する環状で水平の底壁26を有している。環状で水平の底壁26は、環状導出部14の突出部14Aを支持し、中央ピストン20は、導出部9Bが存在するときには、その突出部14Aを支持し（図6A）、中央導出部が存在しない場合（図10）には、カートリッジの底壁９の中心部を支持して、それが外側に向けて変形することを防止する。
【００５５】
水平の底壁26と側壁25の端部27間に広がる前記側壁25の長さＬは、カートリッジの下部材２の縦壁の長さL1（ここでL1は、フランジ2Aの下面から、壁の下端まで延びている、図４参照）と、下部材２の下方で突出する導出部14の突出部14Aの長さL2の合計より小さい（L<L1+L2）。Lの値は、L1より大きいこと（L>L1）が好ましい。
【００５６】
これにより、図10に概略を示すように、導出部14（又は9B）及び突出部14Aに隣接する底壁９の少なくとも一部は、支持手段すなわち孔を有する環状壁又はフランジ26に接触せず、底壁９の少なくとも一部の下方に十分な空間が形成されて、前記底壁の動きが可能になる。集液ユニットを収容する外部金属部材が存在し、これがプラスチックで形成されていると、カートリッジに加わる力に耐えられない。この場合、金属製収容部材36（図10の左側部分に一点鎖線で示す）の頂縁は、カートリッジのフランジ2Aに接触し、上部材21の端部と金属製の収容部材36の端部間の長さLも考慮する必要がある。
【００５７】
換言すると、収容部材36が存在すると、端部27は、収容部材36の端部より若干下方に位置し、フランジ2Aは、収容部材36（図10の左側部分に一点鎖線）に当接する。従って本態様では、上部材21の側壁25の長さLは、孔を有する水平の底壁26と、収容部材36の上端との間の距離と等しい。
【００５８】
前述の長さL，L1及びL2の相違がどのようなものであっても、カートリッジへの水の供給前に、カートリッジが集液ユニット17に収容され、側壁25の端部27（又は収容部材36の端部）に対して圧縮されて必要な密閉度が得られると、水平底壁26は、導出部14の突出部14Aに突き当たり、それらを上方に、すなわちカートリッジの端部に、カートリッジの他のエリアとともに押し上げる。図７に概略を示すように、この状態では、導出手段は未だ開口されておらず、溝15は、当初のままか、実質的に当初のままである。換言すると、カートリッジが集液ユニット内に位置し、カートリッジに水を供給する前の工程、つまり供給機のポンプで水供給を開始する直前の工程で装置により圧縮される際には、導出部14（及び9B）は、飲料集液部材により、それらに加わる圧縮力に耐えられる。
【００５９】
この際には、水はカートリッジに供給されていない。
【００６０】
次いで、一旦水供給工程が開始されると、カートリッジに供給される水の導出部がないため、カートリッジ内の圧力は増加する。液体によりカートリッジ内で生成される圧力は、カートリッジの底壁及び側壁に力を加える。底壁は、集液ユニットの上部材21の環状壁26から離れているため、下方に向けて動くことができる。従って、カートリッジの内圧は、底壁９を、孔のある環状底壁26とピストン20に向けて下方に移動させる（図10参照）。
【００６１】
環状底壁26の突出部14Aへの機械的圧力、及び底壁９上のカートリッジ内の圧力の組み合わせ作用は、溝15、すなわち破壊され得るラインを破壊し、かつ導出部14及び／又は9Bは開口する（図８）。
【００６２】
図11及び図12は、それぞれ、開口前のカートリッジと、集液ユニット17の底壁26が開口された後のカートリッジを示す。カートリッジが閉じていて、使用する準備ができているときは（図11）、突出部14Aはカートリッジ１の底壁９から突出し、導出部14はシールされている。カートリッジが飲料供給サイクルに移ると（図12）、集液ユニット17の底壁26は、突出部14Aに対して付勢され、その中に供給される水により、カートリッジ内で増大する圧力とともに、カートリッジの底壁９から、前記突出部14Aを部分的に分離させ、これにより導出部14は開口する（図11及び図12）。底壁26は、プランジャとして機能し、その表面がカートリッジの底壁９と整合するまで、突出部14をカートリッジの内部に向けて押圧する。突出部14Aは、それぞれのヒンジ16の周りを回転し、カートリッジに進入する。これにより、導出部14は少なくとも部分的に開口する。図12の矢印は、導出部14を通る飲料の流路である。
【００６３】
上記説明は、突出部14Aを有する中央に位置する導出部9Bを有する態様（図6A）にも、適宜変更加え、適用することができる。この場合、上述と同様に、導出部9Bの突出部14Aが、導出部14として作用する。図９及び図10に示す態様では、底壁９の中心に、底壁９とは離れて中央ピストン20が装着され、圧力印加工程で底壁９を支持し、その下に必要な空間を提供している。導出部9Bが中心に位置する場合、カートリッジの底壁は、それに対応するように修正され、ピストンの先端側を十分長くして、前述の通り、対応する導出部9Bを開口させるようにする。飲料が導出部9Bから流れ出るのを補助するために、底壁９の隣接エリアに、飲料流のための溝や突起を形成することが好ましい。
【００６４】
このようにして、飲料経路に沿ってスロットルを有する経路が提供される。該スロットルは、破断用の溝15と、開口導出部14、9B、及び集液ユニットの孔のある底壁26、及び／又はピストン20間の狭い経路の後に得られる導出開口を有している。
【００６５】
カートリッジを開口する時間、すなわち水供給開始と導出開口形成との間の時間の長さは、他の条件が同じであれば、カートリッジの材料の適切な選択と、カートリッジ及び集液ユニット17の設計で調節できる。
【００６６】
本発明のカプセルに適した材料は、PPホモ及びコポリマー、及びHDPE（高密度ポリエチレン）で、引っ張り強さは、ホモポリマーで23から29 MPa、コポリマーで32から36 MPaの範囲である。好ましい材料は、ポリプロピレンのホモポリマー及びコポリマーの混合物で、ホモポリマーの混合割合は、30/70から50/50で、その混合物の引っ張り強さは、27から31 MPaの範囲である。
【００６７】
突出部14（底壁９から突出している）の最大高さは、1.2から4.2 mmの範囲で、好ましくは2.0から3.0 mmである。機械的変形、すなわち水供給工程前のカートリッジ導出部の変形又は変位は、プラスチック材料に応じて、0.5から2.5 mmの範囲であることが好ましい。
【００６８】
楔状部14Aの最大高さL2は2.5 mmで、差(L1+L2)-Lは1.7 mmであることが好ましい。これは、水供給前にカートリッジを圧縮する際には、突出部は変形しているがカートリッジ内に完全には押し付けられてはおらず、約0.8 mmの突出部14Aが依然としてカートリッジの底壁から突出していて、導出部は未だ開口されていない。この値では、導出部は未だ閉じていて、カートリッジに水が供給されて十分な圧力に達した後にのみ、破断され開口する。図示の態様では、カートリッジを開口するために必要な圧力は６から８バールであり、約３秒後に、導出部は溝15に沿って破断されて開口する。
【００６９】
前記態様は、挽いたコーヒーから新鮮なコーヒーを調製するために特に有用であるが、同じ態様を、飲料調製の他の製品に使用することもできる。
【００７０】
図13及び図14は、集液デバイスの他の態様を示す。本デバイスでは、前述の集液ユニットの上部材21が大きく変更されて、手動で操作するバータイプの機械で使用される集液ユニット32に挿入されたカートリッジハウジング28になっている。ハウジング28の基本的な構造は、図９及び図10で示した集液ユニットの上部材21と同じである。
【００７１】
図示の通り、カートリッジハウジング28は、孔開き底壁26を有する低部フランジと、２個のガスケットを収容する２個のシート29及び30を有している。ハウジング28は、市販のコーヒーメーカの水供給機33とともに使用される集液ユニット32内に設けたアダプタ31に収容されている。
【００７２】
ロッド又はそれに類似する棒状部材35が集液ユニット32の底部に設けられ、このロッドは、集液ユニット17内のピストン20と同じ目的を有し、カートリッジの底壁９を支持して、圧力を有する熱湯がカートリッジ内に導入されて飲料流が集液ユニット32から出て行くときに、それが外向きに変形することを防止する。
【００７３】
カートリッジが集液ユニット32内のハウジング28内に挿入され、集液ユニット32が水供給機33に挿入されていると（図14）、カートリッジは圧縮されて、導出部14を開口せずに、楔状部14Aを、カートリッジの内部に向けて変形させる。この好ましい使用の際は、前述した集液ユニット17を使用する自動装置の態様のように、前記差(L1+L2)-Lは1.7 mmである。再言すると、この変形の値では、導出部は、カートリッジに水が供給されるまでは依然として閉じていて、十分な圧力に達した後にのみ、破断して開口する。図示の態様では、カートリッジを開口するために必要な圧力は６〜８バールであり、約３秒後に、導出部が溝15に沿って破断されて開口する。
【００７４】
次に本発明を、実施例に基づいて更に説明する。
【００７５】
［実施例１（参考例）−エスプレッソコーヒーの調製］
従来のカートリッジ、すなわち、水をカートリッジに供給する前に既に導出手段が開口していて、7.0 gの炒って挽いたコーヒー豆を含むカートリッジを使用して、エスプレッソコーヒーを調製した。コーヒー豆の少なくとも約90％の粒径は、600μm未満であった。カートリッジは、完全な調製サイクルにより、35 mlのコーヒーを25秒で調製した。供給装置の油圧回路は、振動ポンプ（フルカ社製）を使用し、水供給の開始から飲料が導出されるまでの時間（飲料導出遅れ）を測定した。更に水を蒸発させた後に、生成した飲料中の乾燥残渣コーヒーの量を初期の挽いたコーヒーのパーセントとして測定した。結果は次の通りである。
−飲料導出遅れ：1.5秒
−乾燥残渣：23％
【００７６】
［実施例２−エスプレッソコーヒーの調製］
周縁に４個の導出部を有し、7.0 gの炒って挽いたコーヒー豆を含む本発明によるカートリッジを使用した。コーヒー豆の少なくとも約90％の粒径は、600μm未満であった。カートリッジは、引っ張り強さが28 MPaであるポリプロピレンのホモポリマー／コポリマーの40/60混合物製とした。差(L1+L2)-Lは1.7 mmであり、残った変形は0.8 mmであった。前述の油圧回路で測定したカートリッジ上方の開口圧力は、６バールであった。完全な調製サイクルにより、カートリッジは、35 mlのコーヒーを25秒で調製した。供給装置の油圧回路は、振動ポンプを使用し、水供給の開始から飲料が導出されるまでの時間（飲料導出遅れ）を測定した。更に水を蒸発させた後に、生成した飲料中の乾燥残渣コーヒーの量を、初期の挽いたコーヒーのパーセントとして測定した。結果は次の通りである。
−飲料導出遅れ：４秒
−乾燥残渣：30％
【００７７】
実施例２の乾燥残渣コーヒーは、実施例１の乾燥残渣コーヒーより多い。本発明のカートリッジは、同じ条件では、従来のカートリッジより、コーヒーを良好に抽出できる。このデータは、得られた飲料の良好な特性と一致している。
【符号の説明】
【００７８】
１・・・カートリッジ
２・・・下部材
2A・・・フランジ
３・・・上部片
４・・・フォイル
５・・・尖頭部材
６・・・フィルタ
７・・・フィルタ保持部材
7C・・・中央部
９・・・底壁
9B・・・導出部
10・・環状突起
10A〜10C・・・環状突起
11・・・孔
12・・・飲料調製チャンバ
13・・・圧力チャンバ
14・・・導出部
14A・・・楔状突出部
15・・・溝（破断ライン）
16・・・ヒンジ
17・・・集液ユニット
18・・・底壁
19A・・・供給ダクト
20・・・ピストン
20A・・・集液チャンバ
21・・・上部材
22・・・下部材
23・・・集液チャンバ
24・・・導出孔
25・・・側壁
26・・・底壁
27・・・端部
28・・・ハウジング
29, 30・・・シート
31・・・アダプタ
32・・・集液ユニット
33・・・水供給機
35・・・棒状部材
36・・・収容部材
P・・・経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホット及びコールド飲料を調製するためのカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動販売機でコーヒーを調製するには、２種類の基本的な手法がある。第１は、コーヒー豆や可溶性成分のような容器に入っていない成分を、バルク形態で機械に入れて処理することであり、使用済コーヒー滓のような場合には、最終的には廃棄される。第２は、所定量の製品を含むカプセルやポッドのようなカートリッジを使用することである。カートリッジ内の製品は、挽いたコーヒーや葉状の製品、又はチョコレートや前もって混ぜたカプチーノなどの可溶性のものである。
【０００３】
カートリッジを使用すると、調合したコーヒー（すなわち挽いた又は溶解した製品）を最良の状態で密封できるという利点が得られ、カートリッジ又はカートリッジの容器内に、風味と香りを最大限に捕捉できる。
【０００４】
カートリッジを使用する際の問題は、大量のクリームを作ることである。
【０００５】
他の問題は、カートリッジの自己密封性である。カートリッジは、他の容器を使用せずに、自身を密封する密封手段を有している。この密封手段は、カートリッジ内の内容物が空気酸化されないように効果的に密封し、かつ使用時には、容易に開口しうることが必要である。
【０００６】
更に挽いた製品、又は葉状製品を入れてあるカートリッジに関して常に存在する問題は、最良の飲料を得るために抽出条件を改良することである。このことは特にコーヒーの場合に重要である。国際公開公報2002/076270号（特許文献１）は、カートリッジを含むように設計された飲料集液手段を有する集液デバイスと組み合わされて、廃棄できるカートリッジ中に含まれる製品から飲料を調製するためのシステムを開示している。このシステムは、飲料混合品質を優れたものにするが、適応性が十分あるとはいえない。
【０００７】
本出願人名義の国際公開公報2004/030499号（特許文献２）は、飲料調製装置及び方法を開示しており、これによると、プランジャにより、カートリッジの底壁に導出開口を穿孔し、この開口に対応して、特定の寸法を有するスロットルを形成し、これにより全供給時間の少なくとも75％の飲料製品を供給する。
【０００８】
このカプセルは、前に述べたものと同様に、プランジャ、すなわちカートリッジの底壁に、導出開口をあける穿孔手段を必要とするという欠点がある。
【０００９】
欧州特許公開公報第1,555,218号（特許文献３）には、複数の溝が形成された底壁部分の厚さが他の底壁部分の厚さより薄いカプセルが開示されている。一旦カプセル内の圧力が十分な値に達すると、底壁の薄い部分が、溝に沿って壊れて、飲料導出手段が形成されるようになっている。
【００１０】
偶発的に加圧されたときに、前記薄い部分と弱い溝が、部分的かつ簡単に壊れることがあるため、前記態様は、溝を設けてなる薄い部分がカプセルの一貫した密封性を保証しないという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開公報2002/076270号
【特許文献２】国際公開公報2004/030499号
【特許文献３】欧州特許公開公報第1,555,218号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、簡単で信頼でき、かつ費用効率の高い手法で飲料を供給するための改良されたカートリッジが必要とされている。
【００１３】
本発明の目的は、前述の問題点を解決し、１又は２以上の成分から成る優れた飲料を提供するための改良された飲料供給カートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、本発明によると、請求項１に記載の飲料供給装置用カートリッジを提供することにより達成される。
【００１５】
本発明によると、カートリッジ(1)は、それに水を供給して飲料を調製し、かつ前記カートリッジ内に圧力を生成させるための水導入手段(4, 5)と、前記飲料を前記カートリッジから導出させるための手段(9B, 14)とを備える飲料供給用カートリッジ(1)であって、前記導出手段(9B, 14)は、装置内に設けられ、熱湯供給前の工程では、前記カートリッジ(1)の内部に向かう圧縮により加えられる機械的変形に耐えるようになっている。水がカートリッジに供給されると、導出手段はまず変形し、次いで、前記機械的変形と前記カートリッジ内で増大した圧力の組み合わせ作用により壊れて開口する。
【００１６】
これにより、閉じていたカプセルは、熱湯の圧力を数秒、例えば３秒又はそれ以上受けると、内圧により開口する。そのため、飲料の品質は大きく改良される。
【００１７】
導出手段は、溝で画定されたカートリッジの底壁の一部として構成される。前記溝は、十分に厚くて、前記圧縮変形力に耐えることができ、内圧により発生させられる付加的な力が加わったときに壊れる。
【００１８】
力を導出部材に加えるために、底壁から突出する突出部材を有することが好ましく、従ってカートリッジが、例えば飲料集液ユニット、すなわち開口されたカートリッジからの飲料を集液するユニットのような外部部材内に位置しているときは、カプセルの底壁は前記突出部材で支持されている。
【００１９】
その代わりに、突出部材を集液ユニット上に、又は集液ユニットと一体的に位置させることができる。突出部材は、カートリッジの導出部材と一体となっていることが好ましい。
【００２０】
集液部材は、カートリッジの底壁に開口部を有し、底壁を押圧し、かつカートリッジ内に向けて変形させる。外部部材により加えられる圧力は、それ自身では、前記溝に沿って底壁を壊すことにより、導出手段を開口するには十分ではない。これは、導出手段がカートリッジ内に向かう底壁の機械的変形に耐えられるからである。
【００２１】
圧力水を供給することにより、カートリッジが加圧されると、カートリッジ内の圧力が、飲料集液ユニットの突出部上に支持された底壁に、外部部材から加えられる力と均衡する。底壁が集液ユニットに接触していないと、切断力が生じて前記導出溝に沿って底壁を壊し、カートリッジの導出手段を開口する。
【００２２】
換言すると、カートリッジ内の圧力が上昇すると、カートリッジを収容する集液ユニットで支持されていないカートリッジの底壁部分はカートリッジの外に向けて付勢され、他方集液ユニット、すなわち外部部材により支持された（更に同じ部材の内部に向けて付勢された）底壁の一部は、変形に抵抗し、前記溝に沿った底壁の破壊を促進する。
【００２３】
他の態様によると、飲料を、飲料調製チャンバと導出手段間のカートリッジ内に位置する少なくとも1本の経路を通して導出手段に供給し、カートリッジ内が、前記ブロック部材を変形させ、及び／又は破断させるために十分な圧力に到達し、前記飲料が経路を通って前記導出手段に流れるまで、前記ブロック部材により少なくとも1本の前記経路を少なくとも部分的にかつ一時的にブロックすることを特徴とする飲料供給方法が提供される。
【００２４】
上記の「経路」とは、抽出及び溶解チャンバ内の空間と、それを通って飲料が流れるカートリッジの導出手段を意味する。経路は、カートリッジの底壁と、フィルタサポートの孔のないエリアで画定され、ブロック部材は、前記底壁及び前記フィルタサポートの全エリア間に広がる壁部である。ブロック壁は、変形して1又は２以上の点で経路を開口し、孔のあるフィルタサポートエリアと導出手段との間、すなわち飲料の流路に沿って位置している。
【発明の効果】
【００２５】
飲料供給システムは、多くの利点を有する。
【００２６】
第1の利点は、カートリッジの密閉性が改良されることである。圧力と機械的圧縮の組み合わせと、プランジャを使って導出開口が開口されるため、これらの開口は十分大きく、従来技術と異なり、カプセルの底に必要な密閉度を与える。従来技術では、圧力下での開口を確実にするため、細い破断ラインとして提供されていた。
【００２７】
他の利点は、本発明のカートリッジを使用すると、クリームの品質が改良されることである。
【００２８】
更に他の利点は、特に、抽出時間すなわち飲料調製時間が、他の条件が同じであれば、公知の方法で要求される時間より長くなることである。このように時間が長くなると、挽いたコーヒー（葉状製品）からの良好な抽出が可能になり、更に可溶性製品の溶解も良好になり、最終的な飲料の品質も良くなる。
【００２９】
更に本発明のカートリッジは、同じ条件下で従来のカートリッジを使用して得られる飲料より、良好な感覚刺激性を有する飲料を得ることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】カートリッジの内部を示す平面図である。
【図２】図１のカートリッジの斜視図である。
【図３】図１のカートリッジの底面図である。
【図４】図１〜図３のカートリッジの縦断面図である。
【図５】図１〜図３のカートリッジを、図４とは異なった面で切断した縦断面図である。
【図６】図１〜図３のカートリッジを、図４及び図５とは異なった面で切断した縦断面図である。
【図６Ａ】カートリッジの他の例を示す縦断面図である。
【図７】機械的な力と圧力とを組み合わせた開口工程におけるカートリッジの要部の概略断面図である。
【図８】図７の次の工程を示す概略断面図である。
【図９】図１〜図６に示すプランジャと集液ユニットの概略斜視図である。
【図１０】図１のカートリッジと、プランジャと集液ユニットの概略図である。
【図１０Ａ】図９の集液ユニットの上部の斜視図である。
【図１０Ｂ】図９の集液ユニットの上部の断面図である。
【図１１】図１のカートリッジの第１の構成を示す側面図である。
【図１２】図１のカートリッジの第２の構成を示す側面図である。
【図１３】集液ユニットの他の態様を示す図である。
【図１４】集液ユニットの更に他の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の他の特徴及び利点は、添付した図面を参照して行う、限定することを目的としない、以下の説明により明らかになると思う。
【００３２】
図示のように、カートリッジ１は、好適な手法、例えば接着や熱溶着などで互いに固着された下部材２及び上部片３を備え、これにより、飲料製品容器を形成している。上部片３にはシール用フォイル４が装着され、ポンプから水が供給されると、尖頭部材５すなわち複数の開孔手段により、前記フォイル４は開孔される。この態様は、本出願人が、2004年９月17日に出願したPCT/IT2004/000503に開示されている。本発明は、この態様に限定されるものではなく、孔が存在していたり、カートリッジに具備されていない開孔手段を使用するような他の態様を、本発明で適用することができ、これらは、本発明の保護範囲内である。自己シール型でないカートリッジ、例えば上部片３に複数の孔を有し、かつ別々のシールされた容器中に包装されるカートリッジも、後述するシールされた導出口の形態の特許請求される内圧形成手段を有していれば、事実上、本発明の保護範囲に含まれる。
【００３３】
図４〜図６は、カートリッジ１の下部材２に挿入され、かつカートリッジ１の底壁９から上向きに突出する複数の突起上に位置するフィルタ６とフィルタ保持部材７を示している。これらの突起は、図１及び図２に、更に詳細に示されている。
【００３４】
前記底壁９は、外周よりやや内側に環状突起10を有し、この環状突起10は、実質的に縦方向上方を向き、フィルタ保持部材７に接している。環状突起10を、複数の開孔や欠損部を有するものとすることもある。
【００３５】
図示の態様では、環状突起10は、水をカートリッジ１に供給すると、開口が形成される変形部を有している。図示のフィルタ保持部材７は複数の孔11を有し、これらの孔11は、環状突起10の内周寄りにのみ存在し、フィルタの中央部には存在しない。従って、上部片３及びフィルタ保持部材７で画定される飲料調製チャンバ12は、孔11を通して、フィルタ保持部材７、環状突起10及び底壁９で画定される圧力チャンバ13に接続されている。水を飲料調製チャンバ12に供給すると、水はその中の調製製品と混合され、生成された飲料は、孔11を経て圧力チャンバ13に流れ込む。
【００３６】
飲料調製チャンバ12を飲料導出部14に接続する少なくとも１個の経路Pが設けられている。図示の態様では、この経路Pは、底壁９からフィルタ保持部材７へ垂直方向に広がって、飲料の流れを、環状突起10へ導く内部突起又は壁10Bで形成されている。経路Pは、十分な内圧が得られる前に、チャンバ12からチャンバ13を通って、飲料導出部14に達する飲料の流れを一時的に妨害するブロック手段を有する。
【００３７】
換言すると、ブロック手段は、圧力増大手段として機能し、一旦カートリッジ内の圧力が十分な値に達すると、ブロック手段は変形し、及び／又は潰れて、飲料が経路Pを通って導出口へ向けて流れることを許容する。
【００３８】
図示の態様では、ブロック手段は、環状突起10の一部10Aで、突起10Bの間を広がり、一旦圧力チャンバ13中の圧力が十分な値（例えば３から20バール）に達すると、変形可能になり、通常は塑性変形が可能になる。突起の一部10Aが変形して部分的に潰れると、飲料は経路Pを通って、環状突起10とカートリッジの下部材２の壁の間である環状突起10の外側の空間に流れる。
【００３９】
換言すると、突起の一部10Aは、カートリッジ導出手段への経路Pを一時的に閉鎖する。ブロック手段10Aが、圧力チャンバ13内の圧力が掛かった飲料により、一時的に変形させられると、ブロック手段10Aは形成された経路Pで画定されるスロットとなり、飲料を導出部14へ流し出す。スロットの存在は、飲料品質向上に有利である。
【００４０】
底壁９には、調製された飲料をカートリッジから集液ユニットへ、そして最終的には最終容器（例えばカップやグラス）へ導出させるための少なくとも１個の導出口を設けてある。
【００４１】
本発明においては、カートリッジの底壁９は、破断ライン又は溝15で画定された複数の供給導出部を有する。図示の通り、必要な飲料導出部14は、底壁９の周辺部に位置しているが、図6Aに示す通り、本発明の目的達成のために、単一の導出部9Bを使用するか、あるいは中央の導出部9Bと周辺に位置する導出部14を組み合わせて使用しても良い。
【００４２】
１又は２以上の導出部9B、14を形成するのに、図示の好ましい態様では、底壁９のこれらの部分は、導出部9B又は14と一体となり、かつ例えば開口部の楔形部により形成された突出部を有する。換言すると、破断ライン15で画定される導出部9B及び14に対応する底壁９は、外側に向かって広がり、突出部を形成する。導出部9B及び14が飲料集液ユニットへ落ちることを防止するため、保持手段を形成して前記導出部をカプセルの底壁９に保持する。図示の例では、前記保持手段は一体となったヒンジ16であり、このヒンジ16は、底壁９の対応する内部を成形するといった適宜の方法により得られることは明瞭である。
【００４３】
集液ユニット17（図９〜10B）のカプセルのシートにより加えられる機械的圧力と、カートリッジの内圧の増大の組み合わせ作用により、カプセルの導出部9B、14は開口される。
【００４４】
導出部を開口するために、機械的圧力及び内圧増大を使用する本発明の態様に加えて、カプセルは、内部に前記した潰れる環状突起10を有し、飲料調製は、内圧増大のための２つの工程、すなわち経路P形成のために環状突起10の一部10Aを変形させる第１工程と、本発明のカートリッジの底壁９の導出部14を開口する第２の工程を含むものとすることができる。
【００４５】
図6Aには、他の態様が示され、フィルタ保持部材の中央部7Cは、図５及び図６の中央部よりも大きくなっている。底壁９は、上述した環状突起10と、中央の導出部9Bの周囲に位置する別の環状突起10Cを有している。図示の経路は、飲料の圧力により変形する一時的なブロック手段としての環状突起10Cを有している。導出部9Bは、溝15により画定され、それを開口するための楔状部14Aを有している。
【００４６】
本発明のこの態様では、カートリッジは、中央又は周辺部（上述の態様のように）又はその両者に、少なくとも１個の導出開口部を有する。潰せる環状突起10Aや10Cが存在することは、導出開口部上の突起、又はそれに対応する部材がする存在する態様に追加して選択できる（又は代替できる）他の特徴である。
【００４７】
この態様では、水は最初に上部に形成された複数の孔を通ってカートリッジに入り、調製チャンバ12で飲料製品を抽出するか、又は溶解することによって、飲料を調製し、かつ孔11を通して圧力チャンバ13に流れ込む（そして存在するのであれば、環状突起10A及び10Bにより画定されるブロックされた経路Pを開口する）。一旦カートリッジ内の飲料が十分な圧力に達すると、導出部9B及び14は開口する。
【００４８】
１又は２以上の導出部9B、14は、開口して飲料を導出させる壁部を画定する溝15を有している。導出部14の開口は、導出部9B、14に対応する底壁９の部分をカートリッジ内に向けて押し付ける外向き部材を使用して、部分的に行われる。図９〜図10B及び図13、図14に示すように、前記外向き部材は、飲料の集液ユニット17の一部となっている。内圧及び外圧（機械的な外部からの圧力と圧力が掛かった内部の水圧）の組み合わせにより、導出部9B、14を開口するには、必要な力を導出部に加えるための突出部材が必要である。前述した通り、前記開口は、カートリッジ又は外向き部材、すなわち集液ユニット、あるいはこれら両者に形状された楔状突出部14Aにより行われることが好ましい。
【００４９】
図示の通り、導出部9B、14は、楔状突出部14Aを有することが好ましく、この突出部は、図示の好ましい態様では、導出部9B、14と一体となっている。実際のところ、前記突出部は、溝に隣接する導出部9B、14の外側の底壁９に位置して溝へ切断力を集中させても良く、更に内側から外側に向かって開口する導出部を有していても良いが、前述した態様のように、突出部が導出部と一体となっていることが、装置の機能実行の容易性、信頼性及び清潔性から非常に好ましい。
【００５０】
楔状突出部14Aは、溝15の一部に変形応力が集中するような形状であることが好ましく、このようにすると、導出部の開口が更に容易になる。突出部の好ましい形状は、図示の通り楔状である。換言すると、溝15で画定される導出部14に対応する底壁９は、外向きに広がって突出する楔状部14Aを形成している。
【００５１】
図９から図10Bは、飲料集液ユニット17を示している。このユニットは、カートリッジを収容する上部材21と、プランジャ手段や、飲料をカップなどの最終飲料容器や他の飲料集液手段（図示せず）に供給するための少なくとも１本のダクト又は類似手段を備える下部材22とを有する。上部材21は下部材22と、例えば接着、溶接、又は例えば差込みロックのような機械的手段などの任意の好適な手段で結合されている。
【００５２】
集液及び供給手段である下部材22は、ピストン20の周囲に同軸的に配置された環状の集液チャンバ23と、集液チャンバ20A及び飲料をカップへ向かって供給するための１又は２以上の供給ダクトを備えている。
【００５３】
図示の態様は例示のためのものであるが、環状の集液チャンバ23は傾斜した底面を有し、底壁18は、集液ユニット17の水平面に対して傾斜する平面を覆っている。集液チャンバ23は、コーヒー供給のために使用され、底壁18は、供給ダクト19に接続された導出孔２４に向けて集液された飲料を供給する。供給ダクト19Aに接続された集液チャンバ20Aは、チョコレートやカプチーノ、又はカプチーノのミルクの部分のような可溶性製品から得られる飲料を供給するために使用され、他方コーヒーは、カートリッジの他の部分で得られる。他の態様として、１つの集液チャンバのみを有するものとすることがある。
【００５４】
集液ユニット17の上部材21（図10、図10A及び図10B）は、縦方向の側壁25と、集液チャンバ23の上に位置し、かつ孔を有する環状で水平の底壁26を有している。環状で水平の底壁26は、環状導出部14の突出部14Aを支持し、中央ピストン20は、導出部9Bが存在するときには、その突出部14Aを支持し（図6A）、中央導出部が存在しない場合（図10）には、カートリッジの底壁９の中心部を支持して、それが外側に向けて変形することを防止する。
【００５５】
水平の底壁26と側壁25の端部27間に広がる前記側壁25の長さＬは、カートリッジの下部材２の縦壁の長さL1（ここでL1は、フランジ2Aの下面から、壁の下端まで延びている、図４参照）と、下部材２の下方で突出する導出部14の突出部14Aの長さL2の合計より小さい（L<L1+L2）。Lの値は、L1より大きいこと（L>L1）が好ましい。
【００５６】
これにより、図10に概略を示すように、導出部14（又は9B）及び突出部14Aに隣接する底壁９の少なくとも一部は、支持手段すなわち孔を有する環状壁又はフランジ26に接触せず、底壁９の少なくとも一部の下方に十分な空間が形成されて、前記底壁の動きが可能になる。集液ユニットを収容する外部金属部材が存在し、これがプラスチックで形成されていると、カートリッジに加わる力に耐えられない。この場合、金属製収容部材36（図10の左側部分に一点鎖線で示す）の頂縁は、カートリッジのフランジ2Aに接触し、上部材21の端部と金属製の収容部材36の端部間の長さLも考慮する必要がある。
【００５７】
換言すると、収容部材36が存在すると、端部27は、収容部材36の端部より若干下方に位置し、フランジ2Aは、収容部材36（図10の左側部分に一点鎖線）に当接する。従って本態様では、上部材21の側壁25の長さLは、孔を有する水平の底壁26と、収容部材36の上端との間の距離と等しい。
【００５８】
前述の長さL，L1及びL2の相違がどのようなものであっても、カートリッジへの水の供給前に、カートリッジが集液ユニット17に収容され、側壁25の端部27（又は収容部材36の端部）に対して圧縮されて必要な密閉度が得られると、水平底壁26は、導出部14の突出部14Aに突き当たり、それらを上方に、すなわちカートリッジの端部に、カートリッジの他のエリアとともに押し上げる。図７に概略を示すように、この状態では、導出手段は未だ開口されておらず、溝15は、当初のままか、実質的に当初のままである。換言すると、カートリッジが集液ユニット内に位置し、カートリッジに水を供給する前の工程、つまり供給機のポンプで水供給を開始する直前の工程で装置により圧縮される際には、導出部14（及び9B）は、飲料集液部材により、それらに加わる圧縮力に耐えられる。
【００５９】
この際には、水はカートリッジに供給されていない。
【００６０】
次いで、一旦水供給工程が開始されると、カートリッジに供給される水の導出部がないため、カートリッジ内の圧力は増加する。液体によりカートリッジ内で生成される圧力は、カートリッジの底壁及び側壁に力を加える。底壁は、集液ユニットの上部材21の環状壁26から離れているため、下方に向けて動くことができる。従って、カートリッジの内圧は、底壁９を、孔のある環状底壁26とピストン20に向けて下方に移動させる（図10参照）。
【００６１】
環状底壁26の突出部14Aへの機械的圧力、及び底壁９上のカートリッジ内の圧力の組み合わせ作用は、溝15、すなわち破壊され得るラインを破壊し、かつ導出部14及び／又は9Bは開口する（図８）。
【００６２】
図11及び図12は、それぞれ、開口前のカートリッジと、集液ユニット17の底壁26が開口された後のカートリッジを示す。カートリッジが閉じていて、使用する準備ができているときは（図11）、突出部14Aはカートリッジ１の底壁９から突出し、導出部14はシールされている。カートリッジが飲料供給サイクルに移ると（図12）、集液ユニット17の底壁26は、突出部14Aに対して付勢され、その中に供給される水により、カートリッジ内で増大する圧力とともに、カートリッジの底壁９から、前記突出部14Aを部分的に分離させ、これにより導出部14は開口する（図11及び図12）。底壁26は、プランジャとして機能し、その表面がカートリッジの底壁９と整合するまで、突出部14をカートリッジの内部に向けて押圧する。突出部14Aは、それぞれのヒンジ16の周りを回転し、カートリッジに進入する。これにより、導出部14は少なくとも部分的に開口する。図12の矢印は、導出部14を通る飲料の流路である。
【００６３】
上記説明は、突出部14Aを有する中央に位置する導出部9Bを有する態様（図6A）にも、適宜変更加え、適用することができる。この場合、上述と同様に、導出部9Bの突出部14Aが、導出部14として作用する。図９及び図10に示す態様では、底壁９の中心に、底壁９とは離れて中央ピストン20が装着され、圧力印加工程で底壁９を支持し、その下に必要な空間を提供している。導出部9Bが中心に位置する場合、カートリッジの底壁は、それに対応するように修正され、ピストンの先端側を十分長くして、前述の通り、対応する導出部9Bを開口させるようにする。飲料が導出部9Bから流れ出るのを補助するために、底壁９の隣接エリアに、飲料流のための溝や突起を形成することが好ましい。
【００６４】
このようにして、飲料経路に沿ってスロットルを有する経路が提供される。該スロットルは、破断用の溝15と、開口導出部14、9B、及び集液ユニットの孔のある底壁26、及び／又はピストン20間の狭い経路の後に得られる導出開口を有している。
【００６５】
カートリッジを開口する時間、すなわち水供給開始と導出開口形成との間の時間の長さは、他の条件が同じであれば、カートリッジの材料の適切な選択と、カートリッジ及び集液ユニット17の設計で調節できる。
【００６６】
本発明のカプセルに適した材料は、PPホモ及びコポリマー、及びHDPE（高密度ポリエチレン）で、引っ張り強さは、ホモポリマーで23から29 MPa、コポリマーで32から36 MPaの範囲である。好ましい材料は、ポリプロピレンのホモポリマー及びコポリマーの混合物で、ホモポリマーの混合割合は、30/70から50/50で、その混合物の引っ張り強さは、27から31 MPaの範囲である。
【００６７】
突出部14（底壁９から突出している）の最大高さは、1.2から4.2 mmの範囲で、好ましくは2.0から3.0 mmである。機械的変形、すなわち水供給工程前のカートリッジ導出部の変形又は変位は、プラスチック材料に応じて、0.5から2.5 mmの範囲であることが好ましい。
【００６８】
楔状部14Aの最大高さL2は2.5 mmで、差(L1+L2)-Lは1.7 mmであることが好ましい。これは、水供給前にカートリッジを圧縮する際には、突出部は変形しているがカートリッジ内に完全には押し付けられてはおらず、約0.8 mmの突出部14Aが依然としてカートリッジの底壁から突出していて、導出部は未だ開口されていない。この値では、導出部は未だ閉じていて、カートリッジに水が供給されて十分な圧力に達した後にのみ、破断され開口する。図示の態様では、カートリッジを開口するために必要な圧力は６から８バールであり、約３秒後に、導出部は溝15に沿って破断されて開口する。
【００６９】
前記態様は、挽いたコーヒーから新鮮なコーヒーを調製するために特に有用であるが、同じ態様を、飲料調製の他の製品に使用することもできる。
【００７０】
図13及び図14は、集液デバイスの他の態様を示す。本デバイスでは、前述の集液ユニットの上部材21が大きく変更されて、手動で操作するバータイプの機械で使用される集液ユニット32に挿入されたカートリッジハウジング28になっている。ハウジング28の基本的な構造は、図９及び図10で示した集液ユニットの上部材21と同じである。
【００７１】
図示の通り、カートリッジハウジング28は、孔開き底壁26を有する低部フランジと、２個のガスケットを収容する２個のシート29及び30を有している。ハウジング28は、市販のコーヒーメーカの水供給機33とともに使用される集液ユニット32内に設けたアダプタ31に収容されている。
【００７２】
ロッド又はそれに類似する棒状部材35が集液ユニット32の底部に設けられ、このロッドは、集液ユニット17内のピストン20と同じ目的を有し、カートリッジの底壁９を支持して、圧力を有する熱湯がカートリッジ内に導入されて飲料流が集液ユニット32から出て行くときに、それが外向きに変形することを防止する。
【００７３】
カートリッジが集液ユニット32内のハウジング28内に挿入され、集液ユニット32が水供給機33に挿入されていると（図14）、カートリッジは圧縮されて、導出部14を開口せずに、楔状部14Aを、カートリッジの内部に向けて変形させる。この好ましい使用の際は、前述した集液ユニット17を使用する自動装置の態様のように、前記差(L1+L2)-Lは1.7 mmである。再言すると、この変形の値では、導出部は、カートリッジに水が供給されるまでは依然として閉じていて、十分な圧力に達した後にのみ、破断して開口する。図示の態様では、カートリッジを開口するために必要な圧力は６〜８バールであり、約３秒後に、導出部が溝15に沿って破断されて開口する。
【００７４】
次に本発明を、実施例に基づいて更に説明する。
【００７５】
［実施例１（参考例）−エスプレッソコーヒーの調製］
従来のカートリッジ、すなわち、水をカートリッジに供給する前に既に導出手段が開口していて、7.0 gの炒って挽いたコーヒー豆を含むカートリッジを使用して、エスプレッソコーヒーを調製した。コーヒー豆の少なくとも約90％の粒径は、600μm未満であった。カートリッジは、完全な調製サイクルにより、35 mlのコーヒーを25秒で調製した。供給装置の油圧回路は、振動ポンプ（フルカ社製）を使用し、水供給の開始から飲料が導出されるまでの時間（飲料導出遅れ）を測定した。更に水を蒸発させた後に、生成した飲料中の乾燥残渣コーヒーの量を初期の挽いたコーヒーのパーセントとして測定した。結果は次の通りである。
−飲料導出遅れ：1.5秒
−乾燥残渣：23％
【００７６】
［実施例２−エスプレッソコーヒーの調製］
周縁に４個の導出部を有し、7.0 gの炒って挽いたコーヒー豆を含む本発明によるカートリッジを使用した。コーヒー豆の少なくとも約90％の粒径は、600μm未満であった。カートリッジは、引っ張り強さが28 MPaであるポリプロピレンのホモポリマー／コポリマーの40/60混合物製とした。差(L1+L2)-Lは1.7 mmであり、残った変形は0.8 mmであった。前述の油圧回路で測定したカートリッジ上方の開口圧力は、６バールであった。完全な調製サイクルにより、カートリッジは、35 mlのコーヒーを25秒で調製した。供給装置の油圧回路は、振動ポンプを使用し、水供給の開始から飲料が導出されるまでの時間（飲料導出遅れ）を測定した。更に水を蒸発させた後に、生成した飲料中の乾燥残渣コーヒーの量を、初期の挽いたコーヒーのパーセントとして測定した。結果は次の通りである。
−飲料導出遅れ：４秒
−乾燥残渣：30％
【００７７】
実施例２の乾燥残渣コーヒーは、実施例１の乾燥残渣コーヒーより多い。本発明のカートリッジは、同じ条件では、従来のカートリッジより、コーヒーを良好に抽出できる。このデータは、得られた飲料の良好な特性と一致している。
【符号の説明】
【００７８】
１・・・カートリッジ
２・・・下部材
2A・・・フランジ
３・・・上部片
４・・・フォイル
５・・・尖頭部材
６・・・フィルタ
７・・・フィルタ保持部材
7C・・・中央部
９・・・底壁
9B・・・導出部
10・・環状突起
10A〜10C・・・環状突起
11・・・孔
12・・・飲料調製チャンバ
13・・・圧力チャンバ
14・・・導出部
14A・・・楔状突出部
15・・・溝（破断ライン）
16・・・ヒンジ
17・・・集液ユニット
18・・・底壁
19A・・・供給ダクト
20・・・ピストン
20A・・・集液チャンバ
21・・・上部材
22・・・下部材
23・・・集液チャンバ
24・・・導出孔
25・・・側壁
26・・・底壁
27・・・端部
28・・・ハウジング
29, 30・・・シート
31・・・アダプタ
32・・・集液ユニット
33・・・水供給機
35・・・棒状部材
36・・・収容部材
P・・・経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料を調製するために水を導入する手段(4, 5)と、前記飲料を導出させる手段(9B, 14)とを備える飲料供給装置用カートリッジ(1)において、前記カートリッジ(1)の底壁(9)は１個又は複数個の飲料導出手段(9B, 14)を有し、前記飲料導出手段(9B, 14)は、溝(15)により底壁の一部に画定されており、かつ前記カートリッジ(1)から外側に向かう突出部(14A)が設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記導出手段(9B, 14)の少なくとも１個は、前記底壁(9)の周端部に設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項３】
請求項１に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記導出手段(9B, 14)の少なくとも１個は、前記底壁(9)の中央部に設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項４】
請求項１に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記導出手段(9B, 14)は、少なくとも前記底壁(9)の周端部及び中央部の両方に設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)は、前記導出手段(9B, 14)を開口するために、圧縮応力を前記導出手段(9B, 14)のエリアに集中することができる形状を有することを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)は楔状であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)は、前記導出手段(9B, 14)と一体であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)は、前記底壁(9)上で、前記溝(15)に隣接し、かつ前記導出手段(9B, 14)の外側の位置に設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記導出手段(9B, 14)を、前記カートリッジ(1)の底壁(9)に保持する手段(16)を有することを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１０】
請求項９に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記保持手段(16)はヒンジであることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１１】
請求項１〜10のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記カートリッジの材料は、ポリプロピレンのホモポリマー及びコポリマーの混合物からなり、前記混合物のホモポリマー／コポリマー比は(30/70)〜(50/50)の範囲であり、引張強度は27〜31 MPaの範囲であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１２】
請求項１〜11のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)の最大高さは1.2〜4.2 mmの範囲であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１３】
請求項12に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)の最大高さは2.0〜3.0 mmの範囲であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１】
飲料を調製するために水を導入する手段(4, 5)と、前記飲料を導出させる手段(9B, 14)とを備える飲料供給装置用カートリッジ(1)において、前記カートリッジ(1)の底壁(9)は１個又は複数個の飲料導出手段(9B, 14)を有し、前記飲料導出手段(9B, 14)は、溝(15)により底壁の一部に画定されており、かつ前記カートリッジ(1)から外側に向かう突出部(14A)が設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記導出手段(9B, 14)の少なくとも１個は、前記底壁(9)の周端部に設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項３】
請求項１に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記導出手段(9B, 14)の少なくとも１個は、前記底壁(9)の中央部に設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項４】
請求項１に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記導出手段(9B, 14)は、少なくとも前記底壁(9)の周端部及び中央部の両方に設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)は、前記導出手段(9B, 14)を開口するために、圧縮応力を前記導出手段(9B, 14)のエリアに集中することができる形状を有することを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)は楔状であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)は、前記導出手段(9B, 14)と一体であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)は、前記底壁(9)上で、前記溝(15)に隣接し、かつ前記導出手段(9B, 14)の外側の位置に設けられていることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記導出手段(9B, 14)を、前記カートリッジ(1)の底壁(9)に保持する手段(16)を有することを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１０】
請求項９に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記保持手段(16)はヒンジであることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１１】
請求項１〜10のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記カートリッジの材料は、ポリプロピレンのホモポリマー及びコポリマーの混合物からなり、前記混合物のホモポリマー／コポリマー比は(30/70)〜(50/50)の範囲であり、引張強度は27〜31 MPaの範囲であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１２】
請求項１〜11のいずれか１項に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)の最大高さは1.2〜4.2 mmの範囲であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【請求項１３】
請求項12に記載の飲料供給装置用カートリッジにおいて、前記突出部(14A)の最大高さは2.0〜3.0 mmの範囲であることを特徴とする飲料供給装置用カートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２３６０５６（Ｐ２０１２−２３６０５６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７３７３５（Ｐ２０１２−１７３７３５）
【出願日】平成２４年８月６日（２０１２．８．６）
【分割の表示】特願２００８−５４２８５９（Ｐ２００８−５４２８５９）の分割
【原出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（５０３３４２９３７）トゥットエスプレッソ ソチエタ ア レスポンサビリタ リミタータ (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月６日（２０１２．８．６）
【分割の表示】特願２００８−５４２８５９（Ｐ２００８−５４２８５９）の分割
【原出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（５０３３４２９３７）トゥットエスプレッソ ソチエタ ア レスポンサビリタ リミタータ (10)
【Ｆターム（参考）】
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