JP6847532B2 - 発泡用ウィジェット - Google Patents

Description

本発明は、主に飲料用容器内に飲料と共に封入して飲料を効率的に発泡させる、発泡用ウィジェットに関するものである。

従来、主に飲料用容器内に飲料と共に封入し、容器の開栓時に飲料を発泡させるための発泡用ウィジェットとして、例えば特許文献１に記載されるように、ガスを保持するためのチャンバを画成する上部成形体２及び下部成形体３と、チャンバ内へガスを侵入させる第１の一方向ダックビルバルブ４と、容器を開けたときにチャンバ内から飲料内へとガスを噴出する第２のダックビルバルブ５とを有し、第１のダックビルバルブ４がダウンパイプ６の底部に上部成形体２と一体に設けられ、第２のダックビルバルブ５が下部成形体３に一体に設けられたものが知られている。

このような発泡用ウィジェットによれば、飲料用容器を開栓したときにチャンバ内のガスを噴出して飲料を発泡させることができる。

特表２００２−５４４０８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるような従来の発泡用ウィジェットでは、飲料用容器を開栓したときに、チャンバ内のガスが一気に下側の第２のダックビルバルブから放出されてしまい、泡の発生効率が悪く良好な泡質が得られないことがあった。

本発明は、このような事情に鑑み開発されたもので、飲料用容器を開栓したときに、飲料を効率よく発泡することができる発泡用ウィジェットを提供することを目的とする。

本発明の発泡用ウィジェットは、
ガスの収容空間を形成するチャンバと、
前記チャンバの下部に形成された噴出孔と
を備えた発泡用ウィジェットであって、
前記チャンバは、該チャンバの上部から下方に垂下する中央筒部と、該チャンバの下部から上方に延び、該中央筒部の内周面との間に外部からのガスの導入を許容する吸気流路を形成する中央柱部とを有し、
前記チャンバ内の正圧によって、前記中央筒部が前記中央柱部に対して上方に移動することで、該中央筒部の内周面に該中央柱部の外周面の一部が当接して前記吸気流路が閉塞されることを特徴とする。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記吸気流路の流路面積が、前記噴出孔の流路面積よりも大きいことが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記チャンバが、前記中央筒部を有する上側チャンバと、前記中央柱部を有する下側チャンバとを備えることが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記中央柱部の外周面又は前記中央筒部の内周面の少なくともいずれか一方には、前記吸気流路を形成する凹部が設けられていることが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記中央筒部の内周面又は前記中央柱部の外周面には、対向する前記中央柱部の外周面又は前記中央筒部の内周面に当接して前記吸気流路を閉塞する突出部が形成されていることが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記上側チャンバ及び前記下側チャンバは、互いに摺動可能に嵌合する一対の嵌合部を有し、前記チャンバ内の正圧によって、前記上側チャンバ側の嵌合部が、前記下側チャンバ側の嵌合部に対して上方に移動することで、前記中央筒部が前記中央柱部に対して上方に移動することが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記一対の嵌合部が、前記上側チャンバの上方への移動を規制する係合部を有することが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記チャンバ内の正圧によって、前記チャンバの上方の外郭部が上方に弾性変形することで、前記中央筒部が前記中央柱部に対して上方に移動することが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記チャンバの上方の外郭部が、径方向外側に向かって下方に階段状に傾斜することが好ましい。

本発明によれば、飲料用容器を開栓したときに、飲料を効率よく発泡することができる発泡用ウィジェットを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る発泡用ウィジェットの、（ａ）正面半断面図、（ｂ）（ａ）において収容空間内の正圧によって上側チャンバが移動して吸気流路が閉塞された状態を示す正面拡大断面図である。 本発明の第１〜第３実施形態に係る発泡用ウィジェットによって、飲料用容器内の飲料を発泡させる手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る発泡用ウィジェットの、（ａ）正面拡大断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ部詳細図、（ｃ）（ａ）において収容空間内の正圧によって上側チャンバが移動して吸気流路が閉塞された状態を示す正面拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る発泡用ウィジェットの、（ａ）正面拡大断面図、（ｂ）（ａ）において収容空間内の正圧によって上側チャンバが変形して吸気流路が閉塞された状態を示す正面拡大断面図である。

以下、図１（ａ），（ｂ）、及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る発泡用ウィジェット１００について詳細に例示説明する。

なお、本明細書において上下方向とは、図１（ａ），（ｂ）の上下方向を基準とし、容器の軸線Ｏに沿って中央筒部１４が配置される側を上方、中央柱部２４が配置される側を下方とする。

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る発泡用ウィジェット１００は、中央筒部１４を有する上側チャンバ１０と、中央柱部２４、及びガスを噴出させる噴出孔２２ａを有する下側チャンバ２０とを備えている。なお、上側チャンバ１０と下側チャンバ２０とにより、ガスを収容する収容空間Ｓ１を形成するチャンバ１が構成されている。

上側チャンバ１０は、図１（ａ）に示すように、中空の略半球形状を有する薄肉の外郭部１２を有しており、その上端部には、下方に向けて垂下する円筒状の中央筒部１４が連結されている。そして、中央筒部１４の内周面には、後述する中央柱部２４が下方より緩合している。ここでいう緩合とは、図１（ａ）に示す初期状態において、中央筒部１４の内周面の内径の方が中央柱部２４の外周面の外径よりも大きく、中央筒部１４の内周面と中央柱部２４の外周面とは接触していないか、又は部材の公差等に起因して接触があるとしても上下方向に容易に摺動可能な状態をいう。そして、両者の隙間領域には、外部（飲料用容器）から収容空間Ｓ１内にガスを供給可能な吸気流路１４ａが形成されている。

中央筒部１４の下部の内周面には、径方向内側に突出する突出部１４ｂが設けられている。突出部１４ｂは、収容空間Ｓ１と外部との圧力差が無い初期状態において、図１（ａ）に示すように中央柱部２４の上部側面に形成された凹部２４ｃ内に入り込んでいる。そして、凹部２４ｃと突出部１４ｂとの隙間領域もまた、収容空間Ｓ１内にガスを供給可能な吸気流路１４ａを構成している。

外郭部１２に沿う上側チャンバ１０の外周端には、上下に延びる円筒形状の周壁１６が形成され、その下端部には、嵌合部１３が形成されている。図１（ａ）に示すように、嵌合部１３は、外郭部１２よりも厚肉に形成されており、円筒状の内周面１３ａと、平面状の下面１３ｂと、内周面１３ａから径方向内側に突出する係合突部１３ｃ（係合部）とを有している。そして、初期状態において、内周面１３ａが下側チャンバ２０の嵌合段部２６（嵌合部）における外周面２６ａに嵌合すると共に、下面１３ｂが嵌合段部２６の上面２６ｂに当接することで、上側チャンバ１０は下側チャンバ２０に対して位置決めされている。本実施形態において、嵌合部１３の内周面１３ａの内径は嵌合段部２６の外周面２６ａの外径よりもやや大きく形成されており、嵌合部１３の内周面１３ａと嵌合段部２６の外周面２６ａとの嵌合は、いわゆるすきま嵌めを構成している。収容空間Ｓ１内の圧力が外部より高くなると、図１（ｂ）に示すように、内周面１３ａが外周面２６ａに対して白抜き矢印の方向に摺動することで、上側チャンバ１０は下側チャンバ２０に対して上方向に移動可能に構成されている。

下側チャンバ２０は、図１（ａ）に示すように、径方向外側に向けてやや上方に傾斜する円錐の側面形状を有する外郭部２２を有しており、その中央部には、上方に延びる円柱状の中央柱部２４が連結されている。中央柱部２４は、その上端部中心から下方に向かって有底孔２４ｂが形成され、有底孔２４ｂの径方向外側は、中央筒部１４との間に吸気流路１４ａを形成する先端部２４ａとなっている。また、先端部２４ａの直下には、径方向内側に凹み上下方向に延びる凹部２４ｃが形成されている。図１（ａ）に示す初期状態において、中央筒部１４の突出部１４ｂが凹部２４ｃに入り込み、突出部１４ｂと凹部２４ｃの隙間領域もまた吸気流路１４ａを形成している。外部（飲料用容器）から吸気流路１４ａを通じて導入されたガスは、収容空間Ｓ１内に充填される。

なお、吸気流路１４ａの流路面積は、流路の断面積のうち、最小となる部分の断面積を指すものとする。図１（ａ）の例では、先端部２４ａと中央筒部１４の内周面との隙間領域の断面積、及び凹部２４ｃと突出部１４ｂとの隙間領域の断面積のうち、いずれか小さい方の断面積が吸気流路１４ａの流路面積となる。

下側チャンバ２０の外郭部２２における中央柱部２４の径方向外側には、吸気流路１４ａよりも小さな流路面積を有し、収容空間Ｓ１内のガスを飲料中に噴出する噴出孔２２ａが設けられている。噴出孔２２ａは、収容空間Ｓ１経由で吸気流路１４ａに連通している。

図１（ａ）に示すように、外郭部２２の外周端には、上方へと延びる周壁２３が連結されている。また、周壁２３の上端部には、上述のように嵌合段部２６が形成されている。嵌合段部２６は、図１（ａ）に示すように、円筒面である外周面２６ａと、外周面２６ａに直交し更に径方向外側へと延びる上面２６ｂを有している。そして、外周面２６ａが上側チャンバ１０の内周面１３ａに嵌合すると共に、上面２６ｂが上側チャンバ１０の下面１３ｂに当接することで、嵌合段部２６は嵌合部１３に対して位置決めされている。

なお、嵌合段部２６の外周面２６ａにおける上下方向中央部には、嵌合部１３の係合突部１３ｃが入り込む係合凹部２６ｄ（係合部）が形成されている。

本実施形態では、図１（ａ）に示すように、下側チャンバ２０の各部位が上側チャンバ１０と比較して厚肉に形成されており、下側チャンバ２０の質量が上側チャンバ１０の質量より大きい。このように下側チャンバ２０の質量が上側チャンバ１０の質量より大きくなるように構成することで、発泡用ウィジェット１００の重心位置が下側チャンバ２０寄りにシフトする。これによって、発泡用ウィジェット１００を飲料中に浮かべると、下側チャンバ２０が下方に位置し、噴出孔２２ａが飲料の液面より下方に位置することになる。従って、後述するように、飲料用容器を開栓すると、常に収容空間Ｓ１内のガスが噴出孔２２ａを通じて飲料中に噴射される。従って、飲料を確実に発泡化することができる。

なお、本実施形態では、上側チャンバ１０よりも下側チャンバ２０を厚肉に形成することにより、下側チャンバ２０の質量が上側チャンバ１０よりも大きくなるように構成したが、この態様には限定されず、例えば、下側チャンバ２０に比重が大きな材料を用いることによって、下側チャンバ２０の質量が上側チャンバ１０の質量より大きくなるように構成してもよい。

本実施形態において、飲料用容器内に充填される飲料としては、ビールや炭酸飲料などの泡立つ飲料が好適であるが、これに限定されるものではなく、他の様々な液体飲料を充填することができる。

また、本実施形態では、下側チャンバ２０の外郭部２２が、上側チャンバ１０の外郭部１２よりも平坦な形状となるように構成した。これによって、発泡用ウィジェット１００の浮き姿勢をより安定化することができる。また、外郭部１２，２２を共に半球状に形成した場合と比較して、同一の収容空間Ｓ１を確保する場合の発泡用ウィジェット１００の浮き上がり高さを低くすることができる。従って、発泡用ウィジェット１００を飲料用容器内に収める際のヘッドスペースの高さを小さくすることができる。

なお、上側チャンバ１０及び下側チャンバ２０の材質としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン等の合成樹脂を用いることができるが、これらの材質に限定されるものではない。

次に、本実施形態に係る発泡用ウィジェット１００によって、飲料用容器内の飲料を発泡させる手順について図２を用いて説明する。

まず、図示しない飲料用容器内に飲料を充填する際に、本実施形態の発泡用ウィジェット１００を、飲料と共に飲料用容器内に投入する（図２のステップＳ１０１）。発泡用ウィジェット１００は、図１（ａ），（ｂ）に示すように薄肉の合成樹脂材料で形成されることで軽量化されており、飲料用容器内に投入直後の収容空間Ｓ１内には空気が充填されている。従って、発泡用ウィジェット１００は十分な浮力を得て飲料の表面に浮いた状態となる。なお、下側チャンバ２０は上側チャンバ１０よりも質量が大きいため、発泡用ウィジェット１００は、飲料の表面で、下側チャンバ２０が下方に位置する姿勢を維持することができる。ここで、飲料が炭酸飲料である場合、飲料と共に二酸化炭素ガス、又は二酸化炭素ガスと液体窒素が添加される。飲料が炭酸飲料では無い場合、例えば液体窒素が添加される。飲料用容器内に飲料、発泡用ウィジェット１００及びガスが投入されると、蓋体が装着される（ステップＳ１０２）。

飲料用容器を蓋体により封止すると、飲料用容器内のガスにより容器内の圧力が上昇する（ステップＳ１０３）。この飲料用容器内の圧力の上昇によって、発泡用ウィジェット１００の収容空間Ｓ１内の圧力より外部（飲料用容器内）の圧力の方が高くなるため、飲料用容器内のガスが、中央筒部１４の上端部から吸気流路１４ａを経由して収容空間Ｓ１内に導入される（ステップＳ１０４）。このとき、液体である飲料が噴出孔２２ａを通じて収容空間Ｓ１に入る経路も存在するが、本実施形態では、噴出孔２２ａの流路面積は吸気流路１４ａの流路面積よりも小さくなるように構成されている。また、気体である飲料用容器内のガスよりも、液体である飲料の方が流路を通過する際の流動抵抗が大きい。従って、噴出孔２２ａから収容空間Ｓ１内に入る飲料はごく僅かであり、収容空間Ｓ１の大部分は、飲料容器内のガスが充填される。この収容空間Ｓ１内にガスが充填される過程では、発泡用ウィジェット１００の収容空間Ｓ１内の圧力は飲料用容器内の圧力を越えることはない。そして、収容空間Ｓ１内の圧力と飲料用容器内の圧力は平衡状態へと収束する（ステップＳ１０５）。

次に、飲料用容器は、消費者により開栓される（ステップＳ１０６）。これによって、飲料用容器内の圧力は一気に大気圧に開放される。このとき、収容空間Ｓ１内の圧力は飲料用容器内の圧力よりも高くなる。すなわち、チャンバ１の収容空間Ｓ１に正圧が発生している状態となる。収容空間Ｓ１内の正圧によって上側チャンバ１０の外郭部１２は上方に押圧されるため、上側チャンバ１０の嵌合部１３には、嵌合段部２６に対して上方に離間する方向の力が作用する。これによって、すきま嵌めで構成された嵌合部１３の内周面１３ａと嵌合段部２６の外周面２６ａは互いに摺動し、図１（ｂ）に白抜き矢印で示すように、嵌合部１３が嵌合段部２６に対して相対的に上方に移動する。そして、係合突部１３ｃが係合凹部２６ｄの上端に当接したところで位置決めされる（図１（ｂ）の状態）。このとき、上側チャンバ１０の中央筒部１４も、中央柱部２４に対して上方に移動し、中央筒部１４の突出部１４ｂが凹部２４ｃの上端部を押圧する。これによって、吸気流路１４ａが閉塞される（ステップＳ１０７）と共に、収容空間Ｓ１内の正圧がかかったガスは、噴出孔２２ａから飲料内に所定の流量で噴出される（ステップＳ１０８）。なお、ここでいう所定の流量は、必ずしも一定の流量の意味ではなく、噴出孔２２ａの流路面積により定まる、泡の形成に適した流量である。

ガスが飲料内に噴出されると、飲料が攪拌され、飲料内に溶解していたガスも気化して、多数の微細な泡が形成される（ステップＳ１０９）。これらの泡は飲料用容器のヘッドスペースに向けて上昇し、飲料の上部に泡の層を形成する（ステップＳ１１０）。

なお、本実施形態では、突出部１４ｂを中央筒部１４側に形成し、凹部２４ｃを中央柱部２４側に形成したが、この態様には限定されない。突出部を中央柱部２４側に形成すると共に凹部を中央筒部１４側に形成するように構成してもよい。

また、本実施形態では、上側チャンバ１０側の嵌合部１３に係合突部１３ｃを形成すると共に、下側チャンバ２０側の嵌合段部２６に係合凹部２６ｄを形成するように構成したが、この態様には限定されない。上側チャンバ１０側の嵌合部１３に係合凹部を形成すると共に、下側チャンバ２０側の嵌合段部２６に係合突部を形成するように構成してもよい。

以上述べたように、本実施形態では、ガスの収容空間Ｓ１を形成するチャンバ１と、チャンバ１の下部に形成された噴出孔２２ａとを備え、チャンバ１内の正圧によって、中央筒部１４が中央柱部２４に対して上方に移動することで、中央柱部２４の外周面の一部（凹部２４ｃの上端部）に中央筒部１４の内周面の一部（突出部１４ｂ）が当接して吸気流路１４ａが閉塞されるように構成した。これによって、飲料用容器を開栓するだけで、飲料をグラス等に注がなくても飲料内に泡を発生させることができる。また、飲料をグラス等に注いだときには、樽から注ぎ出したのと同様な外観の泡を形成することができる。特に、本実施形態では、噴出孔２２ａ側に弁を設けず、噴出孔２２ａの流路面積が吸気流路１４ａの流路面積よりも小さくなるように構成した。従って、噴出孔２２ａ側に弁を設けた場合のように、飲料用容器の開栓時に弁の開放により収容空間Ｓ１内のガスが一気に噴出してしまうことがない。よって、噴出孔２２ａの流路面積に対応した、泡の発生に適した流量でガスを噴出させることができる。

また、本実施形態では、チャンバ１が、中央筒部１４を有する上側チャンバ１０と、中央柱部２４を有する下側チャンバ２０とを備えるように構成した。これによって、チャンバ１の設計の自由度が高まり、チャンバ１の重心位置や、吸気流路１４ａ及び噴出孔２２ａの形状、配置等を任意に設定することができる。

また、本実施形態では、中央柱部２４の外周面に、吸気流路１４ａを形成する、凹部２４ｃを形成するように構成した。これによって、可動弁体を設けなくても、収容空間Ｓ１内の圧力変動による上側チャンバ１０の移動によって、吸気流路１４ａの開閉を行うことができる。

また、本実施形態では、中央筒部１４の内周面に、対向する中央柱部２４の外周面に当接して吸気流路１４ａを閉塞する突出部１４ｂが形成されるように構成した。これによって、チャンバ１の収容空間Ｓ１内に正圧が生じた時に、吸気流路１４ａを確実に閉塞して収容空間Ｓ１内のガスを噴出孔２２ａから噴出させることができる。

また、本実施形態では、上側チャンバ１０及び下側チャンバ２０は、各々の外郭部１２，２２において互いに摺動可能に嵌合する一対の嵌合部（嵌合部１３及び嵌合段部２６）を有し、チャンバ１内の正圧によって上側チャンバ１０側の嵌合部１３が、下側チャンバ２０側の嵌合段部２６に対して上方に移動することで、中央筒部１４が中央柱部２４に対して上方に移動するように構成した。これによって、一対の嵌合部の他に可動部を設けることなく、収容空間Ｓ１内の圧力変動によって吸気流路１４ａの開閉を行うことができる。従って、部品点数を削減し、発泡用ウィジェット１００を安価に提供することができる。

また、本実施形態では、一対の嵌合部が、上側チャンバ１０の上方への移動を規制する係合部（係合突部１３ｃ及び係合凹部２６ｄ）を有するように構成した。これによって、収容空間Ｓ１内の正圧によって一対の嵌合部が制限無く摺動して、一方が他方から脱落するのを抑制することができる。

次に、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明の第２実施形態に係る発泡用ウィジェット２００について詳細に例示説明する。

図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る発泡用ウィジェット２００は、中央筒部４４を有する上側チャンバ４０と、中央柱部５４、及びガスを噴出させる噴出孔５２ａを有する下側チャンバ５０とを備えている。なお、上側チャンバ４０と下側チャンバ５０とにより、ガスを収容する収容空間Ｓ２を形成するチャンバ３１が構成されている。

上側チャンバ４０は、図３（ａ）に示すように、中空の略半球形状を有する薄肉の外郭部４２を有しており、その上端部には、下方に向けて垂下する円筒状の中央筒部４４が連結されている。そして、中央筒部４４の内周面には、後述する中央柱部５４が下方より嵌合している。

中央筒部４４の下部の内周面には、径方向内側に突出する突出部４４ｂが設けられている。突出部４４ｂは、収容空間Ｓ２と外部との圧力差が無い初期状態において、図３（ｂ）に示すように中央柱部５４の側面に形成された凹部５４ｃ内に入り込んでいる。そして、凹部５４ｃと突出部４４ｂとの隙間領域は、収容空間Ｓ２内にガスを供給可能な吸気流路４４ａを構成している。

外郭部４２に沿う上側チャンバ４０の外周端には、上下に延びる円筒形状の周壁４６が形成され、その下端部には、嵌合部４３が形成されている。図３（ａ）に示すように、嵌合部４３は、外郭部４２よりも厚肉に形成されており、円筒状の内周面４３ａと、平面状の下面４３ｂと、内周面４３ａから径方向内側に突出する係合突部４３ｃ（係合部）とを有している。そして、初期状態において、内周面４３ａが下側チャンバ５０の嵌合段部５６（嵌合部）における外周面５６ａに嵌合すると共に、下面４３ｂが嵌合段部５６の上面５６ｂに当接することで、上側チャンバ４０は下側チャンバ５０に対して位置決めされている。本実施形態において、嵌合部４３の内周面４３ａの内径は嵌合段部５６の外周面５６ａの外径よりもやや大きく形成されており、嵌合部４３の内周面４３ａと嵌合段部５６の外周面５６ａとの嵌合は、いわゆるすきま嵌めを構成している。収容空間Ｓ２内の圧力が外部より高くなると、図３（ｃ）に示すように、内周面４３ａが外周面５６ａに対して白抜き矢印の方向に摺動することで、上側チャンバ４０は下側チャンバ５０に対して上方向に移動可能に構成されている。

下側チャンバ５０は、図３（ａ）に示すように、径方向外側に向けてやや上方に傾斜する円錐の側面形状を有する外郭部５２を有しており、その中央部には、上方に延びる円柱状の中央柱部５４が連結されている。中央柱部５４は、その上端部が略円錐形状を有している。また、中央柱部５４の側面における、突出部４４ｂと対向する位置には、径方向内側に凹み上下方向に延びる凹部５４ｃが形成されている（図３（ｂ）参照）。図３（ａ）に示す初期状態において、中央筒部４４の突出部４４ｂが凹部５４ｃに入り込み、突出部４４ｂと凹部５４ｃの隙間領域は、図３（ｂ）に詳細に示すように吸気流路４４ａを形成している。外部（飲料用容器）から吸気流路４４ａを通じて導入されたガスは、収容空間Ｓ２内に充填される。

なお、吸気流路４４ａの流路面積は、流路の断面積のうち、最小となる部分の断面積を指すものとする。

下側チャンバ５０の外郭部５２における中央柱部５４の径方向外側には、吸気流路４４ａよりも小さな流路面積を有し、収容空間Ｓ２内のガスを飲料中に噴出する噴出孔５２ａが設けられている。噴出孔５２ａは、収容空間Ｓ２経由で吸気流路４４ａに連通している。

図３（ａ）に示すように、外郭部５２の外周端には、上方へと延びる周壁５３が連結されている。また、周壁５３の上端部には、上述のように嵌合段部５６が形成されている。嵌合段部５６は、図３（ａ）に示すように、円筒面である外周面５６ａと、外周面５６ａに直交し更に径方向外側へと延びる上面５６ｂを有している。そして、外周面５６ａが上側チャンバ４０の内周面４３ａに嵌合すると共に、上面５６ｂが上側チャンバ４０の下面４３ｂに当接することで、嵌合段部５６は嵌合部４３に対して位置決めされている。

なお、嵌合段部５６の外周面５６ａにおける上下方向中央部には、嵌合部４３の係合突部４３ｃが入り込む係合凹部５６ｄ（係合部）が形成されている。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、図３（ａ）に示すように、下側チャンバ５０の各部位が上側チャンバ４０と比較して厚肉に形成されており、下側チャンバ５０の質量が上側チャンバ４０の質量より大きい。このように下側チャンバ５０の質量が上側チャンバ４０の質量より大きくなるように構成することで、発泡用ウィジェット２００を飲料中に浮かべると、噴出孔５２ａが飲料の液面より下方に位置することになる。従って、飲料用容器を開栓すると、常に収容空間Ｓ２内のガスが噴出孔５２ａを通じて飲料中に噴射され、飲料を確実に発泡化することができる。

また、飲料用容器内に充填される飲料としては、第１実施形態と同様に、ビールや炭酸飲料などの泡立つ飲料が好適である。また、本実施形態においても下側チャンバ５０の外郭部５２が、上側チャンバ４０の外郭部４２よりも平坦な形状となるように構成することによって、発泡用ウィジェット２００を飲料用容器内に収める際のヘッドスペースの高さを小さくすることができる。

本実施形態に係る発泡用ウィジェット２００によって、飲料用容器内の飲料を発泡させる手順については、図２のステップＳ１０４及びＳ１０７を除いて第１実施形態と近似している。従って、ここでは、第１実施形態との差異点と中心に説明する。

飲料用容器への蓋体の装着（図２のステップＳ１０２）により飲料用容器内の圧力が上昇すると（ステップＳ１０３）、発泡用ウィジェット２００の収容空間Ｓ２内の圧力より外部（飲料用容器内）の圧力の方が高くなるため、飲料用容器内のガスが、中央筒部４４の上端部から吸気流路４４ａを経由して収容空間Ｓ２内に導入される（ステップＳ１０４）。このとき、液体である飲料が噴出孔５２ａを通じて収容空間Ｓ２に入る経路も存在するが、本実施形態では、噴出孔５２ａの流路面積は吸気流路４４ａの流路面積よりも小さくなるように構成されている。また、気体である飲料用容器内のガスよりも、液体である飲料の方が流路を通過する際の流動抵抗が大きい。従って、噴出孔５２ａから収容空間Ｓ２内に入る飲料はごく僅かであり、収容空間Ｓ２の大部分は、飲料容器内のガスが充填される。

飲料用容器が消費者により開栓されると（ステップＳ１０６）、飲料用容器内の圧力は一気に大気圧に開放される。このとき、収容空間Ｓ２内の圧力は飲料用容器内の圧力よりも高くなり、チャンバ３１の収容空間Ｓ２に正圧が発生している状態となる。収容空間Ｓ２内の正圧によって上側チャンバ４０の外郭部４２は上方に押圧されるため、図３（ｃ）に白抜き矢印で示すように、嵌合部４３が嵌合段部５６に対して相対的に上方に移動する。そして、係合突部４３ｃが係合凹部５６ｄの上端に当接したところで位置決めされる（図３（ｃ）の状態）。このとき、上側チャンバ４０の中央筒部４４も、中央柱部５４に対して上方に移動し、中央筒部４４の突出部４４ｂが凹部５４ｃの上方における中央柱部５４の側面に当接する（図３（ｃ）参照）。これによって、吸気流路４４ａが閉塞される（ステップＳ１０７）と共に、収容空間Ｓ２内の正圧がかかったガスは、噴出孔５２ａから飲料内に所定の流量で噴出される（ステップＳ１０８）。なお、突出部４４ｂと中央柱部５４の側面との嵌合は、中央柱部５４の側面の直径よりも突出部４４ｂの内周面の直径の方が大きく、小さい摺動抵抗で互いに上下に摺動可能なすきま嵌めで構成されている。従って、図３（ｃ）の状態において、突出部４４ｂと中央柱部５４の側面との間のごく僅かな隙間からガスが漏出する可能性はあるものの、収容空間Ｓ２内の殆ど全てのガスが、噴出孔５２ａから飲料内に噴出される。

なお、本実施形態では、突出部４４ｂを中央筒部４４側に形成し、凹部５４ｃを中央柱部５４側に形成したが、この態様には限定されない。突出部を中央柱部５４側に形成すると共に凹部を中央筒部４４側に形成するように構成してもよい。

次に、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の第３実施形態に係る発泡用ウィジェット３００について詳細に例示説明する。

図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る発泡用ウィジェット３００は、中央筒部７４を有する上側チャンバ７０と、中央柱部８４、及びガスを噴出させる噴出孔８２ａを有する下側チャンバ８０とを備えている。なお、上側チャンバ７０と下側チャンバ８０とにより、ガスを収容する収容空間Ｓ３を形成するチャンバ６１が構成されている。

上側チャンバ７０は、図４（ａ）に示すように、径方向外側に向かって下方に階段状に傾斜する薄肉の外郭部７２を有しており、その上端部には、下方に向けて垂下する円筒状の中央筒部７４が連結されている。そして、中央筒部７４の内周面には、後述する中央柱部８４が下方より緩合している。ここでいう緩合とは、図４（ａ）に示す初期状態において、中央筒部７４の内周面の内径の方が中央柱部８４の外周面の外径よりも大きく、中央筒部７４の内周面と中央柱部８４の外周面とは接触していないか、又は部材の公差等に起因して接触があるとしても上下方向に容易に摺動可能な状態をいう。そして、両者の隙間領域には、外部（飲料用容器）から収容空間Ｓ３内にガスを供給可能な吸気流路７４ａが形成されている。

外郭部７２は、収容空間Ｓ３内外の圧力差によって容易に変形可能である。例えば、収容空間Ｓ３内に正圧が発生すると、嵌合部７３を基準として、外郭部７２は径方向内側ほど上方に大きく変位する。これによって、中央筒部７４は中央柱部８４に対して上方に移動可能である。

中央筒部７４の下部の内周面には、径方向内側に突出する突出部７４ｂが設けられている。突出部７４ｂは、収容空間Ｓ３と外部との圧力差が無い初期状態において、図４（ａ）に示すように中央柱部８４の上部側面に形成された凹部８４ｃ内に入り込んでいる。そして、凹部８４ｃと突出部７４ｂとの隙間領域もまた、収容空間Ｓ３内にガスを供給可能な吸気流路７４ａを構成している。

外郭部７２に沿う上側チャンバ７０の外周端には、上下に延びる円筒形状の周壁７６が形成され、その下端部には、嵌合部７３が形成されている。図４（ａ）に示すように、嵌合部７３は、外郭部７２よりも厚肉に形成されており、円筒状の内周面７３ａと、平面状の下面７３ｂと、内周面７３ａから径方向内側に突出する係合突部７３ｃ（係合部）とを有している。そして、内周面７３ａが下側チャンバ８０の嵌合段部８６（嵌合部）における外周面８６ａに嵌合すると共に、下面７３ｂが嵌合段部８６の上面８６ｂに当接することで、上側チャンバ７０は下側チャンバ８０に対して固定されている。本実施形態において、嵌合部７３の内周面７３ａの内径は嵌合段部８６の外周面８６ａの外径よりもやや小さく形成されており、嵌合部７３の内周面７３ａと嵌合段部８６の外周面８６ａとの嵌合は、いわゆる締り嵌めを構成している。また、上側チャンバ７０の係合突部７３ｃは下側チャンバ８０の係合凹部８６ｄ（係合部）の上端部にアンダーカット係合している。これらの構成によって、上側チャンバ７０は下側チャンバ８０に対して強固に固定されている。

下側チャンバ８０は、図４（ａ）に示すように、径方向外側に向けてやや上方に傾斜する円錐の側面形状を有する外郭部８２を有しており、その中央部には、上方に延びる円柱状の中央柱部８４が連結されている。中央柱部８４は、その上端部中心から下方に向かって有底孔８４ｂが形成され、有底孔８４ｂの径方向外側は、中央筒部７４との間に吸気流路７４ａを形成する先端部８４ａとなっている。また、先端部８４ａの直下には、径方向内側に凹み上下方向に延びる凹部８４ｃが形成されている。図４（ａ）に示す初期状態において、中央筒部７４の突出部７４ｂが凹部８４ｃに入り込み、突出部７４ｂと凹部８４ｃの隙間領域もまた吸気流路７４ａを形成している。外部（飲料用容器）から吸気流路７４ａを通じて導入されたガスは、収容空間Ｓ３内に充填される。

なお、吸気流路７４ａの流路面積は、流路の断面積のうち、最小となる部分の断面積を指すものとする。図４（ａ）の例では、先端部８４ａと中央筒部７４の内周面との隙間領域の断面積、及び凹部８４ｃと突出部７４ｂとの隙間領域の断面積のうち、いずれか小さい方の断面積が吸気流路７４ａの流路面積となる。

下側チャンバ８０の外郭部８２における中央柱部８４の径方向外側には、吸気流路７４ａよりも小さな流路面積を有し、収容空間Ｓ３内のガスを飲料中に噴出する噴出孔８２ａが設けられている。噴出孔８２ａは、収容空間Ｓ３経由で吸気流路７４ａに連通している。

図４（ａ）に示すように、外郭部８２の外周端には、上方へと延びる周壁８３が連結されている。また、周壁８３の上端部には、上述のように嵌合段部８６が形成されている。嵌合段部８６は、図４（ａ）に示すように、円筒面である外周面８６ａと、外周面８６ａに直交し更に径方向外側へと延びる上面８６ｂを有している。そして、上述のように、外周面８６ａが上側チャンバ７０の内周面７３ａに嵌合すると共に、上面８６ｂが上側チャンバ７０の下面７３ｂに当接し、更に上側チャンバ７０の係合突部７３ｃが下側チャンバ８０の係合凹部８６ｄの上端部にアンダーカット係合することで嵌合段部８６は嵌合部７３に対して強固に固定されている。

なお、本実施形態では、外周面８６ａと内周面７３ａとが締り嵌めにより固定されるように構成したが、この態様には限定されない。例えば、上側チャンバ７０と下側チャンバ８０とが、ホットプレートによる溶着又は超音波による溶着によって互いに接合されるように構成してもよい。また、チャンバ６１は、当初から一体成形されていてもよい。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、図４（ａ）に示すように、下側チャンバ８０の各部位が上側チャンバ７０と比較して厚肉に形成されており、下側チャンバ８０の質量が上側チャンバ７０の質量より大きい。このように下側チャンバ８０の質量が上側チャンバ７０の質量より大きくなるように構成することで、発泡用ウィジェット３００を飲料中に浮かべると、噴出孔８２ａが飲料の液面より下方に位置することになる。従って、飲料用容器を開栓すると、常に収容空間Ｓ３内のガスが噴出孔８２ａを通じて飲料中に噴射される。従って、飲料を確実に発泡化することができる。

また、飲料用容器内に充填される飲料としては、第１実施形態と同様に、ビール等の炭酸飲料が好適である。また、本実施形態においても下側チャンバ８０の外郭部８２が、上側チャンバ７０の外郭部７２よりも平坦な形状となるように構成することによって、発泡用ウィジェット３００を飲料用容器内に収める際のヘッドスペースの高さを小さくすることができる。

本実施形態に係る発泡用ウィジェット３００によって、飲料用容器内の飲料を発泡させる手順については、図２のステップＳ１０４及びＳ１０７を除いて第１実施形態と近似している。従って、ここでは、第１実施形態との差異点と中心に説明する。

飲料用容器への蓋体の装着（図２のステップＳ１０２）により飲料用容器内の圧力が上昇すると（ステップＳ１０３）、発泡用ウィジェット３００の収容空間Ｓ３内の圧力より外部（飲料用容器内）の圧力の方が高くなるため、飲料用容器内のガスが、中央筒部７４の上端部から吸気流路７４ａを経由して収容空間Ｓ３内に導入される（ステップＳ１０４）。このとき、液体である飲料が噴出孔８２ａを通じて収容空間Ｓ３に入る経路も存在するが、本実施形態では、噴出孔８２ａの流路面積は吸気流路７４ａの流路面積よりも小さくなるように構成されている。また、気体である飲料用容器内のガスよりも、液体である飲料の方が流路を通過する際の流動抵抗が大きい。従って、噴出孔８２ａから収容空間Ｓ３内に入る飲料はごく僅かであり、収容空間Ｓ３の大部分は、飲料容器内のガスが充填される。

飲料用容器が消費者により開栓されると（ステップＳ１０６）、飲料用容器内の圧力は一気に大気圧に開放される。このとき、収容空間Ｓ３内の圧力は飲料用容器内の圧力よりも高くなり、チャンバ６１の収容空間Ｓ３に正圧が発生している状態となる。収容空間Ｓ３内の正圧によって上側チャンバ７０の外郭部７２は上方に押圧されるが、上述のように嵌合部７３は下側チャンバ８０に対して強固に固定されている。そのため、図４（ｂ）に白抜き矢印で示すように、外郭部７２の弾性変形によって外郭部７２の径方向内側部分が上方に移動する。これによって、上側チャンバ７０の中央筒部７４も、中央柱部８４に対して上方に移動し、中央筒部７４の突出部７４ｂが凹部８４ｃの上端部を押圧する。これによって、吸気流路７４ａが閉塞される（ステップＳ１０７）と共に、収容空間Ｓ３内の正圧がかかったガスは、噴出孔８２ａから飲料内に所定の流量で噴出される（ステップＳ１０８）。

以上述べたように、本実施形態では、チャンバ６１内の正圧によって、チャンバ６１の上方の外郭部７２が上方に弾性変形することで、中央筒部７４が中央柱部８４に対して上方に移動するように構成した。これによって、発泡用ウィジェット３００の摺動部を減らすことができるので、発泡用ウィジェット３００の動作時の信頼性を高めることができる。

また、本実施形態では、チャンバ６１の上方の外郭部７２が、径方向外側に向かって下方に階段状に傾斜するように構成した。これによって、外郭部７２に所定の剛性を確保しつつ、各階段状の部分の角度が開くことで中央筒部７４に連なる径方向内側部分を上方向に移動し易くすることができる。従って、外郭部７２に過大な応力を発生させることなく、中央筒部７４を上方に変位させて吸気流路７４ａを閉塞することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

１ チャンバ
１０ 上側チャンバ
１２ 外郭部
１３ 嵌合部
１３ａ 内周面
１３ｂ 下面
１３ｃ 係合突部（係合部）
１４ 中央筒部
１４ａ 吸気流路
１４ｂ 突出部
１６ 周壁
２０ 下側チャンバ
２２ 外郭部
２２ａ 噴出孔
２３ 周壁
２４ 中央柱部
２４ａ 先端部
２４ｂ 有底孔
２４ｃ 凹部
２６ 嵌合段部（嵌合部）
２６ａ 外周面
２６ｂ 上面
２６ｄ 係合凹部（係合部）
３１ チャンバ
４０ 上側チャンバ
４２ 外郭部
４３ 嵌合部
４３ａ 内周面
４３ｂ 下面
４３ｃ 係合突部（係合部）
４４ 中央筒部
４４ａ 吸気流路
４４ｂ 突出部
４６ 周壁
５０ 下側チャンバ
５２ 外郭部
５２ａ 噴出孔
５３ 周壁
５４ 中央柱部
５４ｃ 凹部
５６ 嵌合段部（嵌合部）
５６ａ 外周面
５６ｂ 上面
５６ｄ 係合凹部（係合部）
６１ チャンバ
７０ 上側チャンバ
７２ 外郭部
７３ 嵌合部
７３ａ 内周面
７３ｂ 下面
７３ｃ 係合突部（係合部）
７４ 中央筒部
７４ａ 吸気流路
７４ｂ 突出部
７６ 周壁
８０ 下側チャンバ
８２ 外郭部
８２ａ 噴出孔
８３ 周壁
８４ 中央柱部
８４ａ 先端部
８４ｂ 有底孔
８４ｃ 凹部
８６ 嵌合段部（嵌合部）
８６ａ 外周面
８６ｂ 上面
８６ｄ 係合凹部（係合部）
１００，２００，３００ 発泡用ウィジェット
Ｏ 軸線
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 収容空間

Claims (9)

1. ガスの収容空間を形成するチャンバと、
   前記チャンバの下部に形成された噴出孔と
   を備えた発泡用ウィジェットであって、
   前記チャンバは、該チャンバの上部から下方に垂下する中央筒部と、該チャンバの下部から上方に延び、該中央筒部の内周面との間に外部からのガスの導入を許容する吸気流路を形成する中央柱部とを有し、
   前記チャンバ内の正圧によって、前記中央筒部が前記中央柱部に対して上方に移動することで、該中央筒部の内周面に該中央柱部の外周面の一部が当接して前記吸気流路が閉塞されることを特徴とする発泡用ウィジェット。
2. 前記吸気流路の流路面積は、前記噴出孔の流路面積よりも大きい、請求項１に記載の発泡用ウィジェット。
3. 前記チャンバは、前記中央筒部を有する上側チャンバと、前記中央柱部を有する下側チャンバとを備える、請求項１又は２に記載の発泡用ウィジェット。
4. 前記中央柱部の外周面又は前記中央筒部の内周面の少なくともいずれか一方には、前記吸気流路を形成する凹部が設けられている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発泡用ウィジェット。
5. 前記中央筒部の内周面又は前記中央柱部の外周面には、対向する前記中央柱部の外周面又は前記中央筒部の内周面に当接して前記吸気流路を閉塞する突出部が形成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発泡用ウィジェット。
6. 前記上側チャンバ及び前記下側チャンバは、互いに摺動可能に嵌合する一対の嵌合部を有し、
   前記チャンバ内の正圧によって、前記上側チャンバ側の嵌合部が、前記下側チャンバ側の嵌合部に対して上方に移動することで、前記中央筒部が前記中央柱部に対して上方に移動する、請求項３に記載の発泡用ウィジェット。
7. 前記一対の嵌合部は、前記上側チャンバの上方への移動を規制する係合部を有する、請求項６に記載の発泡用ウィジェット。
8. 前記チャンバ内の正圧によって、前記チャンバの上方の外郭部が上方に弾性変形することで、前記中央筒部が前記中央柱部に対して上方に移動する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発泡用ウィジェット。
9. 前記チャンバの上方の外郭部は、径方向外側に向かって下方に階段状に傾斜する、請求項８に記載の発泡用ウィジェット。

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