説明

飲料抽出機

【課題】液体を沸かした後に機器を商用電源のない場所に移動しても、コーヒーや紅茶などの飲料を抽出可能とする飲料抽出機を提供することを目的とする。
【解決手段】液体を収容する容器1と、液体を加熱する加熱手段2と、液体の温度を検知する温度検知手段3と、液体を排出する電動ポンプ5と、電動ポンプ5を駆動するポンプ駆動手段9と、商用電源16が入力されない時に機器へ電源を供給するバックアップ電源7と、バックアップ電源7を昇圧して電動ポンプ5に電源を供給する電圧昇圧手段8と、電圧昇圧手段8によるバックアップ電源7の昇圧動作と電動ポンプ5を駆動して所定量の液体を排出し抽出動作を行う制御手段11とを備えたものである。これによって、機器を商用電源のない場所であっても、バックアップ電源7の存在により、電動ポンプ5を駆動することができ、コーヒーや紅茶などの飲料を抽出することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バックアップ電源を備えたコーヒー、紅茶などの飲料を抽出できる飲料抽出機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、商用電源により容器内の液体を沸かし、その液体を電動ポンプにて排出し、飲料パックの中身または飲料粉末を抽出する飲料抽出機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2002−85258号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、前記従来の構成では、液体を沸かした後に機器を食卓などに移動して飲料を抽出しようとしても、商用電源のない場所では電動ポンプを駆動することができず、飲料抽出ができないという課題を有していた。
【0004】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、液体を沸かした後に機器を商用電源のない場所に移動しても、コーヒーや紅茶などの飲料を抽出可能とする飲料抽出機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記従来の課題を解決するために、本発明の飲料抽出機は、液体を収容する容器と、前記容器内の液体を加熱する加熱手段と、前記容器内の液体の温度を検知する温度検知手段と、前記容器内の液体を排出する電動ポンプと、前記電動ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、商用電源が入力されない時に機器へ電源を供給するバックアップ電源と、前記バックアップ電源を昇圧して前記電動ポンプに電源を供給する電圧昇圧手段と、前記電圧昇圧手段によるバックアップ電源の昇圧動作と前記電動ポンプを駆動して所定量の液体を排出し抽出動作を行う制御手段とを備えたものである。
【0006】
これによって、液体を沸かした後に機器を商用電源のない場所に移動しても、バックアップ電源の存在により、電動ポンプを駆動することができ、コーヒーや紅茶などの飲料を抽出することができる。
【発明の効果】
【0007】
本発明の飲料抽出機は、液体を沸かした後に機器を商用電源のない場所に移動しても、コーヒーや紅茶などの飲料を抽出ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
第1の発明は、液体を収容する容器と、前記容器内の液体を加熱する加熱手段と、前記容器内の液体の温度を検知する温度検知手段と、前記容器内の液体を排出する電動ポンプと、前記電動ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、商用電源が入力されない時に機器へ電源を供給するバックアップ電源と、前記バックアップ電源を昇圧して前記電動ポンプに電源を供給する電圧昇圧手段と、前記電圧昇圧手段によるバックアップ電源の昇圧動作と前記電動ポンプを駆動して所定量の液体を排出し抽出動作を行う制御手段とを備えた飲料抽出機とするものである。これによって、液体を沸かした後に機器を商用電源のない場所に移動しても、バックアップ電源の存在により、電動ポンプを駆動することができ、コーヒーや紅茶などの飲料を抽出することができる。
【0009】
第2の発明は、特に、第1の発明において、バックアップ電源の電圧を検知する電圧検知手段を備え、制御手段は、商用電源が入力されない時に電圧検知手段が第1の所定電圧以下を検知すると、昇圧動作の停止と電動ポンプの駆動停止を行うようにしたことにより、バックアップ電源の残存レベルが小さい時の回路電流の増大化を防止することが可能となり、回路構成部品が過負荷となることなく信頼性の高い機器となる。
【0010】
第3の発明は、特に、第2の発明において、制御手段は、電動ポンプ駆動時の第2の所定電圧から第3の所定電圧に低下するまでの第1の時間を計時し、第1の所定電圧を第1の時間に対応したものとするようにしたことにより、バックアップ電源の経年劣化による残存エネルギーの減少にも対応した昇圧動作と電動ポンプの停止電圧の設定が可能となり、より信頼性の高い機器となる。
【0011】
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、制御手段は、温度検知手段により所定の温度以下が検知されると、昇圧動作の停止と電動ポンプの駆動停止を行うようにしたことにより、使用者に適温から外れた飲料の抽出を防止することが可能となり、適温から外れた飲料の抽出による使用者の不満を解消できる。
【0012】
第5の発明は、特に、第2〜第4のいずれか1つの発明において、制御手段は、所定量の液体排出が終了し抽出が完了するまで、抽出途中において昇圧動作の停止と電動ポンプの駆動停止を延期するようにしたことにより、抽出途中での停止を防止できるので、抽出途中での停止による使用者の不満を解消できる。
【0013】
第6の発明は、特に、第2〜第5のいずれか1つの発明において、報知手段を備え、電圧検知手段が第4の所定電圧以下を検知すると、前記報知手段により報知を行うようにしたことにより、抽出動作が不可能となる前に使用者にバックアップ電源に充電をするように促すことができるので、商用電源が接続されていない状態において、突然抽出できなくなるという機会を低減することができる。
【0014】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0015】
(実施の形態1)
図1、図2は、本発明の実施の形態1における飲料抽出機を示している。
【0016】
図1に示すように、本実施の形態における飲料抽出機は、液体を収容する容器1と、容器1内の液体を加熱し液体を沸かしたのち保温を行う加熱手段2と、容器1内の液体の温度を検知する温度検知手段3とを有する。温度検知手段3はサーミスタなどの温度検知素子で構成されている。
【0017】
また、本実施の形態における飲料抽出機は、液体を機体外へ排出するための出水経路4と、出水経路4の途中に配し容器1内の液体を排出する電動ポンプ5と、電動ポンプ5を駆動するポンプ駆動手段9と、商用電源16が入力されない時に機器へ電源を供給するバックアップ電源7と、バックアップ電源7を昇圧して電動ポンプ5に電源を供給する電圧昇圧手段8と、電圧昇圧手段8によるバックアップ電源7の昇圧動作と電動ポンプ5を駆動して所定量の液体を排出し抽出動作を行う制御手段11とを備えている。
【0018】
さらに、本実施の形態における飲料抽出機は、バックアップ電源7の電圧を検知する電圧検知手段10を備えており、制御手段11は、商用電源16が入力されない時に電圧検知手段10が第1の所定電圧以下を検知すると、昇圧動作の停止と電動ポンプ5の駆動停止を行うようにしている。また、電源検知手段10が第1の所定電圧以下を検知すると、制御手段11からの信号により報知を行う報知手段13を備えている。報知手段13はLED、LCD、ブザーあるいはこれらの組み合わせなどで構成され、視覚的あるいは聴覚的報知を行う。
【0019】
さらにまた、本実施の形態における飲料抽出機は、電動ポンプ5により排出される液体により抽出される飲料パック12または飲料粉末を設置する飲料固定部6、飲料固定部6内の飲料パック12または飲料粉末に供給された飲料を受けるコップ15、およびは機器への入力操作をして制御手段11に信号を送る抽出スイッチ14を備えている。
【0020】
上記した本実施の形態における飲料抽出機の動作、作用について説明する。
【0021】
まず、商用電源16が入力されている時、制御手段11は温度検知手段3により容器1内の液体の温度が所定温度より低いと判断すると、加熱手段2に信号を出し加熱を開始する。その後、制御手段11は所定温度以上の検知あるいは所定の温度勾配を検知すると湯沸し動作を終了し、加熱手段2により保温動作を行う。
【0022】
次に、商用電源16が入力されない時に抽出スイッチ14が操作されると、その信号が制御手段11に入力される。制御手段11は電圧昇圧手段8に昇圧信号を出力し、バックアップ電源7の電圧を昇圧して電動ポンプ5に供給する。また、同時に制御手段11はポンプ駆動手段9に動作信号を出し、電動ポンプ5を動作させることにより容器1内の所定量の液体を排出し、飲料固定部6内の飲料パック12または飲料粉末に供給されコップ15に飲料の抽出を行う。電圧検知手段10はバックアップ電源7の電圧を随時検知し、第1の所定の電圧以下になると制御手段11は昇圧動作の停止と電動ポンプ5の駆動停止を行う。
【0023】
次に、図2に基づき、本実施の形態における飲料抽出機の制御回路構成と、動作、作用について詳細に説明する。
【0024】
図に示すように、商用電源16は制御手段11に電源を供給しており、整流回路17、変圧回路18、逆流阻止用のダイオード19、レギュレータ20を通して制御手段11であるマイクロコンピュータ11aに入力されており、またダイオード19の出力(以降Vu電源と呼ぶ)は、抽出スイッチ14、電動ポンプ5、昇圧手段8、および充電回路21にも接続されている。
【0025】
それぞれ、入力平滑用コンデンサ8a、チョークコイル8b、制御IC8c、スイッチングトランジスタ8d、ダイオード8e、出力平滑用コンデンサ8f、抵抗器8g、8h、8iは、バックアップ電源7を昇圧してVu電源とする電圧昇圧手段8の構成部品である。である。制御IC8cは、Vu電源を抵抗器8g、8hによって得られる基準電圧を入力してスイッチングトランジスタ8dのスイッチングデューティー、あるいは電圧昇圧手段8の昇圧比率を決定し制御する。
【0026】
制御手段11は、マイクロコンピュータ11a、中央制御室11b、AD変換器11c、電源認識装置11dで示す各制御ブロックを含み、商用電源16が供給されていると、電流制限抵抗器22を介してマイクロコンピュータ11a内で構成した電源認識装置11dが認識すると、中央制御室11bが温度検知手段3の構成部品であるサーミスタ3a、抵抗器3bの分圧信号に基づいて加熱制御する(図2では加熱手段2の制御回路構成は図示していない)。抽出スイッチ14の信号入力を受けて、中央制御室11bが抵抗器9bを介して電動ポンプ駆動用トランジスタ9aを駆動し、電動ポンプ5を動作させて容器1内の液体を排出する。
【0027】
次に、商用電源16が供給されていないことを電源認識装置11dが認識すると、マイクロコンピュータ11aは抽出スイッチ14からの信号入力待ち状態となる。この時、マイクロコンピュータ11aの電源はバックアップ電源7から昇圧されずに供給される。この時、制御IC8cによるスイッチング動作(スイッチングトランジスタ8dのオン、オフ制御)は、中央制御室11bが抵抗器8iを介して制御信号を出力することで停止している(以降この動作をバックアップモードと呼ぶ)。機器がバックアップモードである時に、抽出スイッチ14からの信号入力されると、中央制御室11bより抵抗器8iを介して動作開始信号が制御IC8cに出力され、スイッチングトランジスタ8dのスイッチング動作、すなわち電圧昇圧手段8によるバックアップ電源7の昇圧動作が開始する。昇圧動作時の電圧昇圧手段8の出力(Vu電源)は、抵抗器8gと抵抗器8hの分圧の形で制御IC8cにフィードバックされ、入力電圧の変化に関わらず出力を常に一定電圧とするよう制御IC8cはスイッチングトランジスタ8dのスイッチング動作を制御する。また、前述の昇圧動作を行うと同時に、中央制御室11bは抵抗器9bを介して電動ポンプ駆動用トランジスタ9aを駆動し、容器1内の所定量の液体を排出する。
【0028】
昇圧動作時、入力電圧Vin、入力電流Iin、出力電圧Vout、出力電流Iout、効率ηとすると、一般に
(Vout)*(Iout)=η*(Vin)*(Iin)
である。上式からも明らかなように、一定出力(Vout)*(Iout)を得ようとすると、入力電圧が低減(バックアップ電源7の残存エネルギーが低下)すると、入力電圧、すなわち、チョークコイル8b、スイッチングトランジスタ8dに流れる電流が増大する。
【0029】
本実施の形態では、電圧検知手段10の抵抗器10a、10bで検知されたバックアップ電源7の電圧レベル(バックアップ電源7の残存エネルギー)は、マイクロコンピュータ11a内のAD変換器11cで認識され、予め決められた第1の所定電圧以下に達すると、中央制御室11bは昇圧動作停止信号を、抵抗器8iを介して制御IC8cに出力するとともに、抵抗器9bを介して電動ポンプ駆動用トランジスタ9aの駆動を停止し、電動ポンプ5の動作停止を行う。
【0030】
このように、本実施の形態においては、機器に電源を供給するバックアップ電源7と、バックアップ電源7を昇圧して電動ポンプ5に電源を供給する電圧昇圧手段8と、電動ポンプ5を駆動して所定量の液体を排出し抽出動作を行う制御手段11を備えることにより、商用電源16がない時でも飲料の抽出が可能となり、使用者の利用範囲が広がり使い勝手の良いものとなる。さらに、バックアップ電源7の電圧が所定電圧以下になると、昇圧動作の停止と電動ポンプ5の動作を停止することにより、制御回路構成部品が過負荷となることの無い高品質、高寿命なコードレス機能を有した飲料抽出機を提供できる。
【0031】
また、制御手段11は電動ポンプ5の停止を抽出途中は行わず、所定量の排水が終了して抽出動作が完了するまで延期することにより、抽出途中の急な停止による使用者の不満を防止できる。
【0032】
また、第1の所定電圧よりも高い電圧を第4の所定電圧と予め設定し、AD変換器11cにより第4の所定電圧が検知されると、中央制御室11bは抵抗器24を介して報知手段13(ここではLED)を点滅させることにより、使用者にバックアップ電源7の残存エネルギーが残り少なくなっていることを報知でき、抽出動作が不可能となる前に使用者にバックアップ電源7に充電をするように促すことができるので、商用電源16が接続されていない状態においてバックアップ電源7で突然抽出できなくなる機会を低減することができる。
【0033】
なお、本実施の形態におけるバックアップ電源7は、マンガン乾電池、アルカリ乾電池などの一次電池や、ニッケルカドミウム蓄電池などの2次電池、電気二重層コンデンサなどのコンデンサのいずれにしようとも本実施の形態と同等の効果が得られる。
【0034】
また、飲料抽出機として、液体により抽出される飲料パック12または飲料粉末を設置する飲料固定部6を備えたものを示したが、単に湯を抽出するポットであってもかまわない。
【0035】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における飲料抽出機について説明する。飲料抽出機の構成は、実施の形態1と同一であるのでその説明を省略し、異なる点のみ説明する。
【0036】
本実施の形態における飲料抽出機は、制御手段11が電動ポンプ駆動時の第2の所定電圧から第3の所定電圧に低下するまでの第1の時間を計時し、第1の所定電圧を第1の時間に対応したものとするようにして(第1の時間が短くなると電圧が高くなる)、第1の所定電圧に達すると昇圧動作を停止するようにしたものである。
【0037】
例えば、バックアップ電源7として電気二重層コンデンサを使用したものとする。電気二重層コンデンサの静電容量をC(F)、電圧V1から電圧V2に低下したとする時、取り出せるエネルギーEは E=1/2*C*(V1*V1−V2*V2) である。
【0038】
一般的に、静電容量は経年(使用時)とともに低下していき、取り出せるエネルギー量は低下していく。また、電動ポンプ5が動作時には電動ポンプ5を構成するモータにほぼ一定の電流が流れるものとすると、電気二重層コンデンサの電圧が電圧V3から電圧V4に低下する時間tは、モータに流れる電流をi(A)とすると、t=C(V3−V4)/i であり、V4、V3、iが一定とすると、時間tはCに比例するので、時間tにより静電容量Cの凡その値が推定でき、バックアップ電源7の電圧が分かればバックアップ電源7の残存エネルギーが推定できる(時間tが短ければCの値は小さくなる)。
【0039】
このように、本実施の形態においては、制御手段11は商用電源16が無い状態において、電動ポンプ駆動時の予め設定された第2の所定電圧から第3の所定電圧に低下するまでの第1の時間を計時し、計時した第1の時間に対応した電圧を第1の所定電圧とし、第1の所定電圧に達すると昇圧動作を停止することにより、バックアップ電源7の経年変化による劣化時においても、昇圧動作の停止する電圧を可変することにより残存エネルギーの調整が可能となる。したがって、制御回路構成部品が過負荷となることの無い、高品質で高寿命なコードレス機能を有する、より信頼性の高い機器が提供できる。
【0040】
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3における飲料抽出機について説明する。飲料抽出機の構成は、実施の形態1と同一であるのでその説明を省略し、異なる点のみ説明する。
【0041】
本実施の形態における飲料抽出機は、温度検知手段3により所定の温度以下が制御手段11のAD変換器11cにより検知されると、中央制御室11bは昇圧動作の停止と電動ポンプ5の駆動停止を行うようにしたものである。
【0042】
このように、本実施の形態においては、温度検知手段3により、所定の温度以下がAD変換器11cにより検知されると、中央制御室11bは電動ポンプ5の駆動停止を行うことにより、使用者に適温から外れた飲料の抽出を防止することが可能となり、適温から外れた飲料の抽出による使用者の不満を解消できる。
【0043】
なお、上記各実施の形態1〜3の構成は、必要に応じて適宜組み合わせることができるものであり、各実施の形態そのものに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【0044】
以上のように、本発明にかかる飲料抽出機は、液体を沸かした後に機器を商用電源のない場所に移動しても、コーヒーや紅茶などの飲料を抽出ができるので、ポットを含む飲料抽出機全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明の実施の形態1〜3における飲料抽出機の構成図
【図2】同飲料抽出機の制御回路構成を示す回路図
【符号の説明】
【0046】
1 容器
2 加熱手段
3 温度検知手段
5 電動ポンプ
7 バックアップ電源
8 電圧昇圧手段
9 ポンプ駆動手段
10 電圧検知手段
11 制御手段
12 飲料パック
13 報知手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を収容する容器と、前記容器内の液体を加熱する加熱手段と、前記容器内の液体の温度を検知する温度検知手段と、前記容器内の液体を排出する電動ポンプと、前記電動ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、商用電源が入力されない時に機器へ電源を供給するバックアップ電源と、前記バックアップ電源を昇圧して前記電動ポンプに電源を供給する電圧昇圧手段と、前記電圧昇圧手段によるバックアップ電源の昇圧動作と前記電動ポンプを駆動して所定量の液体を排出し抽出動作を行う制御手段とを備えた飲料抽出機。
【請求項2】
バックアップ電源の電圧を検知する電圧検知手段を備え、制御手段は、商用電源が入力されない時に電圧検知手段が第1の所定電圧以下を検知すると、昇圧動作の停止と電動ポンプの駆動停止を行うようにした請求項1に記載の飲料抽出機。
【請求項3】
制御手段は、電動ポンプ駆動時の第2の所定電圧から第3の所定電圧に低下するまでの第1の時間を計時し、第1の所定電圧を第1の時間に対応したものとするようにした請求項2に記載の飲料抽出機。
【請求項4】
制御手段は、温度検知手段により所定の温度以下が検知されると、昇圧動作の停止と電動ポンプの駆動停止を行うようにした請求項1〜3のいずれか1項に記載の飲料抽出機。
【請求項5】
制御手段は、所定量の液体排出が終了し抽出が完了するまで、抽出途中において昇圧動作の停止と電動ポンプの駆動停止を延期するようにした請求項2〜4のいずれか1項に記載の飲料抽出機。
【請求項6】
報知手段を備え、電圧検知手段が第4の所定電圧以下を検知すると、前記報知手段により報知を行うようにした請求項2〜5のいずれか1項に記載の飲料抽出機。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate


【公開番号】特開2008−301854(P2008−301854A)
【公開日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−148892(P2007−148892)
【出願日】平成19年6月5日(2007.6.5)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】