JP6932445B2 - 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、
該チャンバに形成された吸気孔と、
該吸気孔を通じた外部からのガスの導入を許容すると共にガスの排出を阻止する吸気弁と、
前記チャンバにおける前記吸気孔の下方に形成され、前記吸気孔よりも小さい流路面積を有する噴出孔と、
を備え、
前記噴出孔には、該噴出孔を通じた外部からのガスの導入を阻止する弁を設けておらず、
前記チャンバは、前記吸気孔を有する上側チャンバと、前記噴出孔を有する下側チャンバとを備え、
前記上側チャンバは、前記吸気孔の径方向外側を取り囲み下方へと延びる中央筒部を有す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、前記吸気弁が、弁体と、前記上側チャンバに形成され該弁体が着座する弁座と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、前記弁体が、前記下側チャンバと一体成形され、前記下側チャンバに対して弾性支持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、前記下側チャンバが、上方に向けて突出する柱状部を有し、前記弁体は、該柱状部の上端部に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、前記弁体が平板状に形成され、前記下側チャンバに対して周方向の３箇所で弾性支持された三点弁であることが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記弁体が、中央部を前記柱状部によって支持された弾性変形可能な薄板であることが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記弁体が、球状弁体であることが好ましい。

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記上側チャンバが、前記中央筒部から外郭部へと延びる補強リブ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、前記上側チャンバが、外郭部から下方へと延びる補強リブ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、前記下側チャンバが、前記中央筒部に嵌合し上下に延びる嵌合筒部を有し、前記噴出孔は、該嵌合筒部の底部に形成されていることが好ましい。

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）吸気弁部分の拡大断面図である。 本発明の第１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）正面一部断面図、（ｂ）吸気弁部分の拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る発泡用ウィジェットの、正面拡大断面図である。 本発明の第４実施形態に係る発泡用ウィジェットの、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に沿って吸気孔１６ａが配置される側を上方、噴出孔２４ａ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、吸気孔１６ａを有する上側チャンバ１０と、ガスを噴出させる噴出孔２４ａを有する下側チャンバ２０と、吸気弁２を形成する球状弁体３０（弁体）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（ｂ）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。中央筒部１４の内周面には、上下方向中央部よりやや下方において、径方向内側に向かって上方に傾斜する弁座１６が設けられている。すなわち、弁座１６は、上方に向かって縮径する円錐台の側面形状を有している。また、弁座１６の上端部は、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孔１６ａを構成している。弁座１６は、球状弁体３０が下方から着座することにより収容空間Ｓ１から外部へのガスの漏出を阻止する役割を果たす。すなわち、球状弁体３０と弁座１６により、一方向弁である吸気弁２を構成している。吸気弁２は、外部から吸気孔１６ａを通じた収容空間Ｓ１内へのガスの供給を許容すると共に、吸気孔１６ａを通じた収容空間Ｓ１内から外部へのガスの漏出を阻止している。なお、吸気弁２は、内外に圧力が生じていない初期状態においては、球状弁体３０が自重で弁座１６から離れ、嵌合筒部２４の上端部に当接することで開放されている。

外郭部１２に沿う上側チャンバ１０の下端部には、嵌合部１３が形成されている。図１（ｂ）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を有している。そして、内周面１３ａが下側チャンバ２０の嵌合段部２６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に固定されている。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の外径よりもやや小さく形成されている。これによって、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、いわゆる締り嵌めを構成し、上側チャンバ１０を下側チャンバ２０に対して強固に固定することができる。

下側チャンバ２０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、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、上下に向けて延びる円筒状の嵌合筒部２４が連結されている。嵌合筒部２４の底部には、吸気孔１６ａよりも小さな流路が形成された噴出孔２４ａが設けられている。嵌合筒部２４の上端部は上側チャンバ１０に対する嵌合部を形成している。すなわち、嵌合筒部２４の上端部における外周面が、中央筒部１４の下端部における内周面に嵌合することで、下側チャンバ２０は上側チャンバ１０と連結されている。この嵌合筒部２４と中央筒部１４との連結により、吸気孔１６ａは、吸気弁２経由で噴出孔２４ａに連通する。嵌合筒部２４の上端部には、周方向の３箇所に連通溝２４ｃが形成されている。吸気孔１６ａから導入され、吸気弁２を通過したガスは、この連通溝２４ｃを通って収容空間Ｓ１内に充填される。

図１（ｂ）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（ｂ）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に対して強固に固定されている。

なお、本実施形態では、外周面２６ａと内周面１３ａ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。上側チャンバ１０と下側チャンバ２０とが、例えば係合部同士のアンダーカット係合により係合固定されるように構成してもよい。また、上側チャンバ１０と下側チャンバ２０は、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。更に、チャンバ１は、当初から一体成形されていてもよい。

本実施形態では、図１（ｂ）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２４ａ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２４ａ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、吸気孔１６ａから開放された吸気弁２を経由して嵌合筒部２４内に入り、更に連通溝２４ｃを通って収容空間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２４ａ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２４ａの流路面積は吸気孔１６ａ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２４ａ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）。

なお、ここでいう流路面積とは、流路の断面積のうち最小となる面積を指すものとする。例えば、噴出孔２４ａの流路面積は、図１（ｂ）において、噴出孔２４ａの下端に絞りが形成されている部分における流路の断面の断面積を指すものとする。

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内の圧力は一気に飲料用容器内の圧力よりも高くなる。このような急激な収容空間Ｓ１内の圧力上昇によって球状弁体３０は勢いよく弁座１６まで到達し、吸気弁２が閉塞する（ステップＳ１０７）と共に、収容空間Ｓ１内のガスは、噴出孔２４ａ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２４ａ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）。

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に形成された吸気孔１６ａと、吸気孔１６ａを通じた外部からのガスの導入を許容すると共にガスの排出を阻止する吸気弁２と、チャンバ１における吸気孔１６ａの下方に形成され、吸気孔１６ａよりも小さい流路面積を有する噴出孔２４ａと、を備えるように構成した。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２４ａ側に弁を設けず、噴出孔２４ａの流路面積が吸気孔１６ａ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２４ａ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２４ａ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、吸気孔１６ａを有する上側チャンバ１０と、噴出孔２４ａ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、吸気孔１６ａ及び噴出孔２４ａ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、吸気弁２は、球状弁体３０と、上側チャンバ１０に形成され球状弁体３０が着座する弁座１６とを有するように構成した。このように、上側チャンバ１０に吸気弁２の弁座１６を設けることで部品点数を削減し、発泡用ウィジェット１００を安価に製造することができる。

また、本実施形態では、上側チャンバ１０が、吸気孔１６ａの径方向外側を取り囲み下方へと延びる中央筒部１４を有するように構成した。これによって、収容空間Ｓ１内に噴出孔２４ａから飲料が入っても、吸気弁２の高さよりも上方には飲料が充填されにくくすることができる。

また、本実施形態では、下側チャンバ２０は、中央筒部１４に嵌合し上下に延びる嵌合筒部２４を有し、噴出孔２４ａが、嵌合筒部２４の底部に形成されるように構成した。これによって、上側チャンバ１０の中央筒部１４と下側チャンバ２０の嵌合筒部２４によりチャンバ１の上下方向の強度を確保することができるため、外郭部１２，２２を薄肉化して発泡用ウィジェット１００を軽量化することができる。

次に、図３（ａ），（ｂ）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、吸気孔４６ａを有する上側チャンバ４０と、ガスを噴出させる噴出孔５４ａを有する下側チャンバ５０と、吸気弁３２を形成する弁体６０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（ｂ）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。中央筒部４４の上端部における径方向内側には、下方に向かって突出するリング状の弁座４６が設けられている。また、弁座４６の上方には、外部（飲料用容器の内側空間）から収容空間Ｓ２内にガスを供給可能な吸気孔４６ａが形成されている。弁座４６は、弁体６０が下方から着座することにより収容空間Ｓ２から外部へのガスの漏出を阻止する役割を果たす。すなわち、弁体６０と弁座４６により、一方向弁である吸気弁３２を構成している。吸気弁３２は、外部から吸気孔４６ａを通じた収容空間Ｓ２内へのガスの供給を許容すると共に、吸気孔４６ａを通じた収容空間Ｓ２内から外部へのガスの漏出を阻止している。なお、吸気弁３２は、内外に圧力が生じていない初期状態においては、弁体６０が自重で弁座４６から離れ、アーム部６８により弾性支持されることで開放されている。

上側チャンバ４０は、中央筒部４４から外郭部４２へと径方向外側に向けて延びる補強リブ４８を有している。補強リブ４８は、軸線Ｏ周りに周方向に等間隔で設けられることが好ましいが、この態様に限定されるものではない。本実施形態では、補強リブ４８は周方向に等間隔で４箇所に設けられている。この補強リブ４８によって、外郭部４２は薄肉に形成されているにも関わらず、略半球形状を維持することができる。これによって、上側チャンバ４０を軽量化することができる。

弁体６０は、図３（ｂ）に示すように、上に凸となる半球状のヘッド部６３と、ヘッド部６３に連なり、下方に向けて拡径する胴部６４を有している。弁体６０は、図３（ｂ）に示すように、左右に交互に折り返す形状を有し上下に弾性変形可能なアーム部６８により、下側チャンバ５０の上部に弾性支持されている。吸気弁３２は、弁体６０のヘッド部６３上面が弁座４６に当接することによって閉塞する。

外郭部４２に沿う上側チャンバ４０の下端部には、嵌合部４３が形成されている。図３（ｂ）に示すように、嵌合部４３は、外郭部４２よりもやや厚肉に形成されており、円筒状の内周面４３ａを有している。そして、内周面４３ａが下側チャンバ５０の嵌合部５６における外周面５６ａに嵌合すると共に、補強リブ４８の下面４８ａが嵌合部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に固定されている。本実施形態において、嵌合部４３の内周面４３ａの内径は嵌合部５６の外周面５６ａの外径よりもやや小さく形成されている。これによって、嵌合部４３の内周面４３ａと嵌合部５６の外周面５６ａとの嵌合は、いわゆる締り嵌めを構成し、上側チャンバ４０を下側チャンバ５０に対して強固に固定することができる。

なお、嵌合部４３の外周面には、径方向外側に突出するフランジ４３ｂが形成されている。フランジ４３ｂにより嵌合部４３の剛性を高めることで、上側チャンバ４０と下側チャンバ５０との嵌合は更に強固なものとなっている。

下側チャンバ５０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、下に凸となる半球形状のベース５２を有しており、その径方向中央上面には、アーム部６８の下端が連結されている。なお、本実施形態では、下側チャンバ５０のベース５２、アーム部６８、及び弁体６０が一体成形されているが、これらを別体で形成した後に結合するように構成してもよい。下側チャンバ５０におけるアーム部６８の径方向外側には、吸気孔４６ａよりも小さな流路が形成された噴出孔５４ａが設けられている。噴出孔５４ａは、図３（ｂ）に示すように下側チャンバ５０を上下に貫く貫通孔５４の絞り部分として下側チャンバ５０の上部に形成されている。これによって、吸気孔４６ａから導入され、吸気弁３２を通過したガスは、収容空間Ｓ２内に充填された後、噴出孔５４ａから下方に向けて噴出される。

本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、上側チャンバ４０が薄肉の外郭部４２を補強リブ４８で補強した構成を有しているのに対して、下側チャンバ５０は、中実の半球形状を有しており、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の重心位置が下側チャンバ５０側にシフトする。これによって、発泡用ウィジェット２００を飲料中に浮かべると、下側チャンバ５０が下方に位置し、噴出孔５４ａに連なる貫通孔５４の下端部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５４ａ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Ｓ１０１〜Ｓ１１０と近似しているため、ここでの詳細な説明は省略する。

以上述べたように、本実施形態では、弁体６０が、下側チャンバ５０と一体成形され、下側チャンバ５０に対して弾性支持されるように構成した。これによって、部品点数を削減して発泡用ウィジェット２００のコストを低減することができる。また、弁体６０を下側チャンバ５０に対して弾性支持することによって弁体６０の姿勢を安定させ、収容空間Ｓ２内の圧力が高まったときに確実に吸気弁３２を閉塞させることができる。

また、本実施形態では、上側チャンバ４０が、中央筒部４４から外郭部４２へと径方向外側に延びる補強リブ４８を有するように構成した。これによって、上側チャンバ４０を薄肉の外郭部４２と補強リブ４８とで軽量化することができるので、発泡用ウィジェット２００の重心位置を容易に下側チャンバ５０側にシフトさせて、発泡用ウィジェット２００の姿勢を安定化させることができる。従って、常に噴出孔５４ａから飲料に向けてガスを噴射することができるため、発泡用ウィジェット２００は安定して泡を形成することができる。

次に、図４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、吸気孔７６ａを有する上側チャンバ７０と、ガスを噴出させる噴出孔８４ａを有する下側チャンバ８０と、吸気弁６２を形成する弁体９０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に示すように、中空の略半球形状を有する薄肉の外郭部７２を有しており、その上端部には、外部（飲料用容器の内側空間）から収容空間Ｓ３内にガスを供給可能な吸気孔７６ａが形成されている。また、吸気孔７６ａの径方向外側には、下方に向かって突出するリング状の弁座７６が設けられている。弁座７６は、弁体９０が下方から着座することにより収容空間Ｓ３から外部へのガスの漏出を阻止する役割を果たす。すなわち、弁体９０と弁座７６により、一方向弁である吸気弁６２を構成している。吸気弁６２は、外部から吸気孔７６ａを通じた収容空間Ｓ３内へのガスの供給を許容すると共に、吸気孔７６ａを通じた収容空間Ｓ３内から外部へのガスの漏出を阻止している。本実施形態では、吸気弁６２は、内外に圧力が生じていない初期状態においては、弁体９０が自重で弁座７６から僅かに離れることで開放されている。しかし、弁体９０は初期状態において必ずしも弁座７６から離れている必要はなく、弁座７６に当初は当接しているが、収容空間Ｓ３内に所定以上の負圧が発生したとき（収容空間Ｓ３内よりも外部の圧力の方が所定以上高くなったとき）に弁体９０が弁座７６から離れて吸気弁６２が開放されるように構成してもよい。

上側チャンバ７０は、外郭部７２の高さ方向における略中央位置から下方へと延びる補強リブ７８を有している。補強リブ７８は、軸線Ｏ周りに周方向に等間隔で設けられることが好ましいが、この態様に限定されるものではない。本実施形態では、補強リブ７８は周方向に等間隔で４箇所に設けられている。この補強リブ７８によって、外郭部７２は薄肉に形成されているにも関わらず、略半球形状を維持することができる。これによって、上側チャンバ７０を軽量化することができる。

弁体９０は、図４に示すように、略円板形状を有する平板部９３を有している。平板部９３は、周方向３箇所に形成された弾性変形可能なアーム部９４により、下側チャンバ８０から上方に突出する円筒状の柱状部８８に弾性支持されている。吸気弁６２は、弁体９０の平板部９３が弁座７６に当接することによって閉塞する。なお、柱状部８８の径方向内側は、補強部８８ａにより補強されている。

外郭部７２に沿う上側チャンバ７０の下端部には、嵌合部７３が形成されている。図４に示すように、嵌合部７３は、外郭部７２よりもやや厚肉に形成されており、円筒状の内周面７３ａを有している。そして、内周面７３ａが下側チャンバ８０の嵌合部８６における外周面８６ａに嵌合すると共に、補強リブ７８の下面７８ａが嵌合部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の内径は嵌合部８６の外周面８６ａの外径よりもやや小さく形成されている。これによって、嵌合部７３の内周面７３ａと嵌合部８６の外周面８６ａとの嵌合は、いわゆる締り嵌めを構成し、上側チャンバ７０を下側チャンバ８０に対して強固に固定することができる。

なお、嵌合部７３の外周面には、径方向外側に突出するフランジ７３ｂが形成されている。フランジ７３ｂにより嵌合部７３の剛性を高めることで、上側チャンバ７０と下側チャンバ８０との嵌合は更に強固なものとなっている。

下側チャンバ８０は、図４に示すように、下に凸となる半球形状のベース８２を有しており、その径方向中央上面には、柱状部８８が連結されている。なお、本実施形態では、下側チャンバ８０のベース８２、柱状部８８、アーム部９４、及び平板部９３が一体成形されているが、これらを別体で形成した後に結合するように構成してもよい。下側チャンバ８０における柱状部８８の径方向外側には、吸気孔７６ａよりも小さな流路が形成された噴出孔８４ａが設けられている。噴出孔８４ａは、図４に示すように下側チャンバ８０を上下に貫く貫通孔８４の絞り部分として下側チャンバ８０の上部に形成されている。これによって、吸気孔７６ａから導入され、吸気弁６２を通過したガスは、収容空間Ｓ３内に充填された後、噴出孔８４ａから下方に向けて噴出される。

本実施形態では、図４に示すように、上側チャンバ７０が薄肉の外郭部７２を補強リブ７８で補強した構成を有しているのに対して、下側チャンバ８０は、中実の半球形状を有しており、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の重心位置が下側チャンバ８０側にシフトする。これによって、発泡用ウィジェット３００を飲料中に浮かべると、下側チャンバ８０が下方に位置し、噴出孔８４ａに連なる貫通孔８４の下端部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８４ａ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Ｓ１０１〜Ｓ１１０と近似しているため、ここでの詳細な説明は省略する。

以上述べたように、本実施形態では、下側チャンバ８０は、上方に向けて突出する柱状部８８を有し、弁体９０が、柱状部８８の上端部に一体成形されるように構成した。これによって、部品点数を削減して発泡用ウィジェット３００のコストを低減することができる。また、弁体９０を下側チャンバ８０に対して弾性支持することによって弁体９０の姿勢を安定させ、収容空間Ｓ３内の圧力が高まったときに確実に吸気弁６２を閉塞させることができる。

また、本実施形態では、弁体９０は平板状の平板部９３として形成され、下側チャンバ８０に対して周方向の３箇所で弾性支持された三点弁として構成した。これによって、弁体９０の姿勢を更に安定させ、収容空間Ｓ３内の圧力が高まったときに、より確実に吸気弁６２を閉塞させることができる。

また、本実施形態では、上側チャンバ７０が、外郭部７２から下方へと延びる補強リブ７８を有するように構成した。これによって、上側チャンバ７０を薄肉の外郭部７２と補強リブ７８とで軽量化することができるので、発泡用ウィジェット３００の重心位置を容易に下側チャンバ８０側にシフトさせて、発泡用ウィジェット３００の姿勢を安定化させることができる。従って、常に噴出孔８４ａから飲料に向けてガスを噴射することができるため、発泡用ウィジェット３００は安定して泡を形成することができる。

次に、図５を参照して、本発明の第４実施形態に係る発泡用ウィジェット４００について詳細に例示説明する。

図５に示すように、本実施形態に係る発泡用ウィジェット４００は、吸気孔１１６ａを有する上側チャンバ１１０と、ガスを噴出させる噴出孔１２４ａを有する下側チャンバ１２０と、吸気弁１０２を形成する弁体１３０とを備えている。なお、上側チャンバ１１０と下側チャンバ１２０とにより、ガスを収容する収容空間Ｓ４を形成するチャンバ１０１が構成されている。

上側チャンバ１１０は、図５に示すように、中空の略半球形状を有する薄肉の外郭部１１２を有しており、その上端部には、外部（飲料用容器の内側空間）から収容空間Ｓ４内にガスを供給可能な吸気孔１１６ａが形成されている。また、吸気孔１１６ａの径方向外側には、下方に向かって突出するリング状の弁座１１６が設けられている。弁座１１６は、弁体１３０が下方から着座することにより収容空間Ｓ４から外部へのガスの漏出を阻止する役割を果たす。すなわち、弁体１３０と弁座１１６により、一方向弁である吸気弁１０２を構成している。吸気弁１０２は、外部から吸気孔１１６ａを通じた収容空間Ｓ４内へのガスの供給を許容すると共に、吸気孔１１６ａを通じた収容空間Ｓ４内から外部へのガスの漏出を阻止している。本実施形態では、吸気弁１０２は、内外に圧力が生じていない初期状態においては、弁体１３０が弁座１１６から僅かに離れることで開放されている。しかし、弁体１３０は初期状態において必ずしも弁座１１６から離れている必要はなく、弁座１１６に当初は当接しているが、収容空間Ｓ４内に所定以上の負圧が発生したとき（収容空間Ｓ４内よりも外部の圧力の方が所定以上高くなったとき）に弁体１３０が弁座１１６から離れて吸気弁１０２が開放されるように構成してもよい。

上側チャンバ１１０は、外郭部１１２の高さ方向における略中央位置から下方へと延びる補強リブ１１８を有している。補強リブ１１８は、軸線Ｏ周りに周方向に等間隔で設けられることが好ましいが、この態様に限定されるものではない。本実施形態では、補強リブ１１８は周方向に等間隔で４箇所に設けられている。この補強リブ１１８によって、外郭部１１２は薄肉に形成されているにも関わらず、略半球形状を維持することができる。これによって、上側チャンバ１１０を軽量化することができる。

弁体１３０は、図５に示すように、薄肉円板形状を有する円板部１３３を有している。円板部１３３は、下側チャンバ１２０から上方に突出する柱状部１２８によってその中央部を支持されている。吸気弁１０２は、弁体１３０の円板部１３３が弁座１１６に当接することによって閉塞する。

外郭部１１２に沿う上側チャンバ１１０の下端部には、嵌合部１１３が形成されている。図５に示すように、嵌合部１１３は、外郭部１１２よりもやや厚肉に形成されており、円筒状の内周面１１３ａを有している。そして、内周面１１３ａが下側チャンバ１２０の嵌合部１２６における外周面１２６ａに嵌合すると共に、補強リブ１１８の下面１１８ａが嵌合部１２６の上面１２６ｂに当接することで、上側チャンバ１１０は下側チャンバ１２０に強固に固定されている。

なお、嵌合部１１３の外周面には、径方向外側に突出するフランジ１１３ｂが形成されている。フランジ１１３ｂにより嵌合部１１３の剛性を高めることで、上側チャンバ１１０と下側チャンバ１２０との嵌合は更に強固なものとなっている。

下側チャンバ１２０は、図５に示すように、下に凸となる半球形状のベース１２２を有しており、その径方向中央上面には、円柱形状の柱状部１２８が連結されている。なお、本実施形態では、下側チャンバ１２０のベース１２２、柱状部１２８、及び円板部１３３が一体成形されているが、これらを別体で形成した後に結合するように構成してもよい。下側チャンバ１２０における柱状部１２８の径方向外側には、吸気孔１１６ａよりも小さな流路が形成された噴出孔１２４ａが設けられている。噴出孔１２４ａは、図５に示すように下側チャンバ１２０を上下に貫く貫通孔１２４の絞り部分として下側チャンバ１２０の上部に形成されている。これによって、吸気孔１１６ａから導入され、吸気弁１０２を通過したガスは、収容空間Ｓ４内に充填された後、噴出孔１２４ａから下方に向けて噴出される。

本実施形態では、図５に示すように、上側チャンバ１１０が薄肉の外郭部１１２を補強リブ１１８で補強した構成を有しているのに対して、下側チャンバ１２０は、中実の半球形状を有しており、下側チャンバ１２０の質量が上側チャンバ１１０の質量より大きい。このように下側チャンバ１２０の質量が上側チャンバ１１０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４００の重心位置が下側チャンバ１２０側にシフトする。これによって、発泡用ウィジェット４００を飲料中に浮かべると、下側チャンバ１２０が下方に位置し、噴出孔１２４ａに連なる貫通孔１２４の下端部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Ｓ４内のガスが噴出孔１２４ａ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、本実施形態に係る発泡用ウィジェット４００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も、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１１０と近似しているため、ここでの詳細な説明は省略する。

以上述べたように、本実施形態では、弁体１３０は、中央部を柱状部１２８によって支持された弾性変形可能な薄板（円板部１３３）として下側チャンバ１２０と一体に構成した。これによって、部品点数を削減して発泡用ウィジェット４００のコストを低減することができる。また、弁体１３０の姿勢を更に安定させ、収容空間Ｓ４内の圧力が高まったときに、より確実に吸気弁１０２を閉塞させることができる。

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
２ 吸気弁
１０ 上側チャンバ
１２ 外郭部
１３ 嵌合部
１３ａ 内周面
１３ｂ 下面
１４ 中央筒部
１６ 弁座
１６ａ 吸気孔
２０ 下側チャンバ
２２ 外郭部
２３ 周壁
２４ 嵌合筒部
２４ａ 噴出孔
２４ｂ 当接部
２４ｃ 連通溝
２６ 嵌合段部
２６ａ 外周面
２６ｂ 上面
３０ 球状弁体（弁体）
３１ チャンバ
３２ 吸気弁
４０ 上側チャンバ
４２ 外郭部
４３ 嵌合部
４３ａ 内周面
４３ｂ フランジ
４４ 中央筒部
４６ 弁座
４６ａ 吸気孔
４８ 補強リブ
４８ａ 下面
５０ 下側チャンバ
５２ ベース
５４ 貫通孔
５４ａ 噴出孔
５６ 嵌合部
５６ａ 外周面
５６ｂ 上面
６０ 弁体
６１ チャンバ
６２ 吸気弁
６３ ヘッド部
６４ 胴部
６８ アーム部
７０ 上側チャンバ
７２ 外郭部
７３ 嵌合
７３ａ 内周面
７３ｂ フランジ
７６ 弁座
７６ａ 吸気孔
７８ 補強リブ
７８ａ 下面
８０ 下側チャンバ
８２ ベース
８４ 貫通孔
８４ａ 噴出孔
８６ 嵌合部
８６ａ 外周面
８６ｂ 上面
８８ 柱状部
８８ａ 補強部
９０ 弁体
９３ 平板部
９４ アーム部
１００ 発泡用ウィジェット
１０１ チャンバ
１０２ 吸気弁
１１０ 上側チャンバ
１１２ 外郭部
１１３ 嵌合部
１１３ａ 内周面
１１３ｂ フランジ
１１６ 弁座
１１６ａ 吸気孔
１１８ 補強リブ
１１８ａ 下面
１２０ 下側チャンバ
１２２ ベース
１２４ 貫通孔
１２４ａ 噴出孔
１２６ 嵌合部
１２６ａ 外周面
１２６ｂ 上面
１２８ 柱状部
１３０ 弁体
１３３ 円板部
２００，３００，４００ 発泡用ウィジェット
Ｏ 軸線
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 収容空間

Claims (10)

1. ガスの収容空間を形成するチャンバと、
   該チャンバに形成された吸気孔と、
   該吸気孔を通じた外部からのガスの導入を許容すると共にガスの排出を阻止する吸気弁と、
   前記チャンバにおける前記吸気孔の下方に形成され、前記吸気孔よりも小さい流路面積を有する噴出孔と、
   を備え、
   前記噴出孔には、該噴出孔を通じた外部からのガスの導入を阻止する弁を設けておらず、
   前記チャンバは、前記吸気孔を有する上側チャンバと、前記噴出孔を有する下側チャンバとを備え、
   前記上側チャンバは、前記吸気孔の径方向外側を取り囲み下方へと延びる中央筒部を有することを特徴とする発泡用ウィジェット。
2. 前記吸気弁は、弁体と、前記上側チャンバに形成され該弁体が着座する弁座とを有する、請求項１に記載の発泡用ウィジェット。
3. 前記弁体は、前記下側チャンバと一体成形され、前記下側チャンバに対して弾性支持されている、請求項２に記載の発泡用ウィジェット。
4. 前記下側チャンバは、上方に向けて突出する柱状部を有し、前記弁体は、該柱状部の上端部に形成されている、請求項２又は３に記載の発泡用ウィジェット。
5. 前記弁体は平板状に形成され、前記下側チャンバに対して周方向の３箇所で弾性支持された三点弁である、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の発泡用ウィジェット。
6. 前記弁体は、中央部を前記柱状部によって支持された弾性変形可能な薄板である、請求項４に記載の発泡用ウィジェット。
7. 前記弁体は、球状弁体である、請求項２に記載の発泡用ウィジェット。
8. 前記上側チャンバは、前記中央筒部から外郭部へと延びる補強リブを有する、請求項１に記載の発泡用ウィジェット。
9. 前記上側チャンバは、外郭部から下方へと延びる補強リブを有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発泡用ウィジェット。
10. 前記下側チャンバは、前記中央筒部に嵌合し上下に延びる嵌合筒部を有し、前記噴出孔は、該嵌合筒部の底部に形成されている、請求項１又は８に記載の発泡用ウィジェット。

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