JP6973935B2 - 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がチャンバの上部と一体に設けられ、第２のダックビルバルブ５がチャンバの下部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、第２のダックビルバルブ５に逆らって侵入した飲料がチャンバ内のガスと置換され、飲料用容器を開栓したときに、噴出孔から泡が十分に噴出さ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、
該チャンバの上部に形成され、前記収容空間内にガスを供給可能な吸気流路と、
該吸気流路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、
前記チャンバの下部に形成され、前記収容空間内のガスを外部に噴出可能な噴出孔と、
該噴出孔の径方向外側に設けられ、前記チャンバの下部から前記収容空間内を上方へと延びる噴出側筒部と
を備え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、発泡用ウィジェットの質量と、発泡用ウィジェットのうち飲料の液面よりも下方にある部分の体積に相当する飲料の質量とが等しくなるように、発泡用ウィジェットの一部が飲料に浸った状態において、前記噴出側筒部の上端部の高さが飲料の液面高さよりも高いことが好ましい。

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

本発明の発泡用ウィジェットは、上記構成において、前記チャンバは、前記吸気流路を形成する上側チャンバと、前記噴出孔を形成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、前記吸気弁は、球状弁体と、前記チャンバの上部に形成され該チャンバ内の正圧により前記球状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、前記噴出側筒部の径方向外側に設けられ、前記チャンバの下部から前記収容空間内を上方へと延びる補助筒部を更に備えることが好ましい。

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正面半断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発泡用ウィジェットの主な技術的特徴を抽出した正面断面図であって、（ａ）は飲料が発泡用ウィジェット内に侵入していない状態を示す図であり、（ｂ）は飲料が噴出孔から発泡用ウィジェット内に侵入している状態を示す図である。 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正面半断面図である。 本発明の第２実施形態に係る発泡用ウィジェットの主な技術的特徴を抽出した正面断面図であって、（ａ）は飲料が発泡用ウィジェット内に侵入していない状態を示す図であり、（ｂ）は飲料が噴出孔から発泡用ウィジェット内に侵入している状態を示す図である。 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半断面図である。 本発明の第３実施形態に係る発泡用ウィジェットの主な技術的特徴を抽出した正面断面図であって、（ａ）は飲料が発泡用ウィジェット内に侵入していない状態を示す図であり、（ｂ）は飲料が噴出孔から発泡用ウィジェット内に侵入している状態を示す図である。

以下、図１、及び図２（ａ），（ｂ）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の上下方向を基準とし、容器の中心軸線Ｏに沿って吸気流路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。また、径方向外側とは、図１における発泡用ウィジェット１００の中心軸線Ｏを通り中心軸線Ｏに垂直な直線に沿って外側に向かう方向であり、径方向内側とは、当該直線に沿って中心軸線Ｏに向かう方向を意味するものとする。

図１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、吸気流路１６ａを形成する上側チャンバ１０と、ガスを噴出させる噴出孔２４ａを形成する下側チャンバ２０と、吸気弁２を形成する球状弁体３０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Ｓ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に示すように、上側チャンバ１０の上部を形成し略球弧形状を有する薄肉の外殻部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吸気側筒部１４が連結されている。吸気側筒部１４は、略中央高さにおいて下方に向かって縮径する段部１４ａを有しており、段部１４ａにおける内周面には、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の内側空間は、外部（飲料用容器）から収容空間Ｓ内にガスを供給可能な吸気流路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Ｓ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、外部から吸気流路１６ａを通じた収容空間Ｓ内へのガスの供給を許容すると共に、吸気流路１６ａを通じた収容空間Ｓ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、内外に圧力差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、弁座１６の下端部に形成された抜け止め部材１６ｂに当接することで開放されている。なお、抜け止め部材１６ｂは、周方向に間欠的に形成されており、ガスは抜け止め部材１６ｂの間の隙間空間を通じて収容空間Ｓ内に取り込まれる。吸気側筒部１４の内側空間には、後述する下側チャンバ２０の噴出側筒部２４の一部が下方より進入し配置されている。

図１の左右方向における外殻部１２の端部には、上下に延びる円筒形状の周壁１８が設けられており、周壁１８の下端部には嵌合部１３が形成されている。図１に示すように、嵌合部１３は、外殻部１２及び周壁１８よりも厚肉に形成されている。また、嵌合部１３の径方向外側には嵌合孔１３ｄ及び爪部１３ｃが形成されている。周壁１８と嵌合部１３との境界部には、径方向外側に突出するフランジ１３ａが形成されている。後述する下側チャンバ２０の嵌合壁２６が嵌合孔１３ｄに嵌合し、嵌合壁２６の上端部に形成された係合突起２６ａが爪部１３ｃの上端部にアンダーカット係合することで、上側チャンバ１０は下側チャンバ２０に固定されている。このとき、嵌合壁２６の上端部がフランジ１３ａに当接することで嵌合壁２６の上方への変位を規制している。

周壁１８の径方向外側には、図１に示すように、周方向に間欠的にリブ１９が形成されている。このようにリブ１９を周方向に複数形成することで、外殻部１２及び周壁１８を薄肉に形成しても、上側チャンバ１０の剛性を確保することができる。なお、リブ１９は、周方向に間欠的に形成する場合のほか、上下方向に間欠的に設けるようにしてもよい。

下側チャンバ２０は、図１に示すように、径方向外側に向けて上方に傾斜する略球弧形状を有する外殻部２２を有しており、その中央部には、上方に延びる略円柱状の噴出側筒部２４が連結されている。噴出側筒部２４の内周面は、ガスの噴出流路２４ｂを形成しており、噴出側筒部２４の下部には、収容空間Ｓ内のガスを外部に噴出させる噴出孔２４ａが形成されている。

ここで、噴出孔２４ａの流路面積は、収容空間Ｓ内のガスが外部へ流れる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の例では、噴出孔２４ａの断面積は上下方向位置に依存せず一定であり、当該断面積が噴出孔２４ａの流路面積となる。

一方、吸気流路１６ａの流路面積は、吸気流路１６ａ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の例では、吸気流路１６ａの流路面積は、弁座１６の上端部に形成された吸気筒部１６ｄの内側空間から、球状弁体３０が当接した抜け止め部材１６ｂにおけるガスが流通可能な隙間空間までの流路における最小断面積となる。

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、吸気流路１６ａの断面積よりも小さくなるように構成されている。これによって、引用文献１に記載の発明のように、飲料用容器の開栓時に収容空間内のガスが弁の開放により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。

図１の左右方向における、外殻部２２の端部には、上方へと延びる嵌合壁２６が形成されている。嵌合壁２６の上端部には、図１に示すように、上側チャンバ１０の爪部１３ｃにアンダーカット係合させるための係合突起２６ａが形成されている。下側チャンバ２０の嵌合壁２６を上側チャンバ１０の嵌合孔１３ｄに挿入し、係合突起２６ａを爪部１３ｃにアンダーカット係合させることで上側チャンバ１０と下側チャンバ２０とを固定することができる。なお、上側チャンバ１０と下側チャンバ２０との連結は上述のアンダーカット係合によるものの他、ねじ係合や接着によるものとしてもよい。また、上側チャンバ１０と下側チャンバ２０とが一体形成されるように構成してもよい。

本実施形態では、噴出側筒部２４の径方向外側に、補助筒部２８，２９が同心状に形成されている。このように、補助筒部２８，２９を設けることで、後述するように、輸送時の揺れ等により噴出側筒部２４の外側に飲料が溢れてしまった場合でも、収容空間Ｓ内への飲料の侵入をこの補助筒部２８，２９よりも径方向内側の領域に制限することができる。従って、収容空間Ｓ全体に飲料が入り込むのを抑制し、飲料用容器の開栓時により多くのガスを噴出させることができる。

本実施形態では、図１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Ｓ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ない。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。

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により、より多くのガスを飲料中に噴出することができる理由について図２（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

図２（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る発泡用ウィジェット１００の主な技術的特徴を抽出した正面断面図である。発泡用ウィジェット１００を飲料に浮かべた直後は、図２（ａ）に示すように、収容空間Ｓ内には飲料用容器内のガスが充填され、飲料が収容空間Ｓ内に入り込んでいない。しかし、発泡用ウィジェット１００を飲料に浮かべると、発泡用ウィジェット１００の質量と、発泡用ウィジェット１００のうち飲料の液面よりも下方にある部分の体積に相当する飲料の質量とがつり合うように、発泡用ウィジェット１００の一部が飲料に浸る。発泡用ウィジェット１００に作用する飲料からの浮力は、発泡用ウィジェット１００が排除した飲料の重量に等しいからである。このため、チャンバ１の下部に形成された噴出孔２４ａを通じて飲料が徐々に収容空間Ｓ内に侵入する。このとき、収容空間Ｓ内のガスは、吸気流路１６ａを通じて外部（飲料用容器内）に放出され、発泡用ウィジェット１００内に入り込んだ飲料の液面高さが発泡用ウィジェット１００の外側における飲料の液面高さに一致するようになる。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように噴出孔２４ａの径方向外側に噴出側筒部２４を形成するようにしたので、収容空間Ｓ内に入り込んだ飲料は、噴出側筒部２４の径方向内側の空間にのみ入り込むことになる。従って、発泡用ウィジェット１００内に入り込む飲料の液面高さが発泡用ウィジェット１００の外側における飲料の液面高さに一致した状態において、収容空間Ｓ内に入り込む飲料の体積を抑制することができるので、より多くのガスを飲料中に噴出することができる。従って、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

なお、噴出側筒部２４の高さは、図２（ｂ）に示すように発泡用ウィジェット１００内に入り込む飲料の液面高さが発泡用ウィジェット１００の外側における飲料の液面高さに一致したときに、噴出側筒部２４の上端部から飲料が溢れ出さないように設定することが好ましい。すなわち、発泡用ウィジェット１００の質量と、発泡用ウィジェット１００のうち飲料の液面よりも下方にある部分の体積に相当する飲料の質量とがつり合うように、発泡用ウィジェット１００の一部が飲料に浸ったとき、噴出側筒部２４の上端部の高さが飲料の液面高さよりも高くなるように構成することが好ましい。発泡用ウィジェット１００が用いられる飲料としては、ビールや炭酸飲料の他、様々な飲料等が想定されるが、例えばそれらの飲料のうち最も比重が小さな飲料に対して上述の条件を満たすように噴出側筒部２４の上端部の高さを設定することができる。飲料の比重が大きくなれば、飲料に浸る発泡用ウィジェット１００の領域が少なくなるため、必要とされる噴出側筒部２４の高さが低くなる。従って、最も噴出側筒部２４の高さが必要とされる比重が小さな飲料に対して、噴出側筒部２４の上端部の高さを設定すればよい。また、飲料として水を想定して、上述の条件を満たすように噴出側筒部２４の上端部の高さを設定してもよい。

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３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３のステップＳ１０１）。発泡用ウィジェット１００は、図１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Ｓ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Ｓ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、上側チャンバ１０の上端部から吸気流路１６ａを経由して収容空間Ｓ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Ｓに入る経路も存在するが、本実施形態では、噴出孔２４ａの流路面積は吸気流路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、噴出孔２４ａの径方向外側には噴出側筒部２４が形成されているので、飲料は収容空間Ｓ内に侵入したとしても噴出側筒部２４の径方向内側の限定された空間内にのみ導入される。従って、噴出孔２４ａから収容空間Ｓ内に入る飲料は少量に限定され、収容空間Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓに正圧が発生している状態となる。収容空間Ｓ内の正圧によって球状弁体３０は上方に向けて押圧され、弁座１６に着座するため、吸気弁２は閉塞し、吸気流路１６ａが閉塞される（ステップＳ１０７）と共に、収容空間Ｓ内の正圧がかかったガスは、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）。

なお、本実施形態では、吸気側筒部１４と噴出側筒部２４とを同心状に形成したが、この態様には限定されず、例えば両者が異なる径方向位置に配置されていてもよい。

また、本実施形態では、吸気弁２を球状弁体３０と弁座１６によって構成したが、この態様には限定されない。吸気弁２は、例えば三点弁等の他の構成を有する弁によって形成されていてもよい。

また、本実施形態では、チャンバ１が略球形状を有するように構成したが、この態様には限定されない。チャンバ１は、例えば下側チャンバ２０の外殻部２２が、上側チャンバ１０の外殻部１２よりも平坦な形状となるようにして、発泡用ウィジェット１００の浮き姿勢をより安定化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Ｓを形成するチャンバ１と、チャンバ１の上部に形成された吸気流路１６ａと、吸気流路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の下部に形成された噴出孔２４ａとを備え、チャンバ１内の正圧によって、吸気弁２が閉塞することで、吸気流路１６ａ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チャンバ１内に正圧が生じ、飲料をグラス等に注がなくても噴出孔２４ａから飲料内にガスを噴出させて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の径方向外側に設けられチャンバ１の下部から上方へと延びる噴出側筒部２４を備えるように構成した。これによって、噴出孔２４ａから飲料が収容空間Ｓ内に侵入しても、飲料は、噴出側筒部２４の径方向内側の空間にのみ入り込むことになる。従って、収容空間Ｓ内に入り込む飲料の体積を抑制することができるので、より多くのガスを収容空間Ｓ内に収容して飲料中に噴出することができる。従って、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

また、本実施形態では、発泡用ウィジェット１００の質量と、発泡用ウィジェット１００のうち飲料の液面よりも下方にある部分の体積に相当する飲料の質量とがつり合うように、発泡用ウィジェット１００の一部が飲料に浸った状態において、噴出側筒部２４の上端部の高さが飲料の液面高さよりも高くなるように構成した。これによって、噴出孔２４ａから飲料が収容空間Ｓ内に侵入しても、飲料は、噴出側筒部２４の上端部から溢れ出すことがない。従って、収容空間Ｓ内に入り込む飲料の体積を噴出側筒部２４の内側空間の体積以下に抑制することができるので、より多くのガスを収容空間Ｓ内に収容して飲料中に噴出することができる。従って、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

また、本実施形態では、噴出孔２４ａ側に弁を設けず、噴出孔２４ａの流路面積が吸気流路１６ａの流路面積よりも小さくなるように構成した。これによって、噴出孔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Ｓ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、吸気流路１６ａを形成する上側チャンバ１０と、噴出孔２４ａを形成する下側チャンバ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、チャンバ１の上部に形成されチャンバ１内の正圧により球状弁体３０が着座する弁座１６とを有するように構成した。これによって、チャンバ１内の正圧により吸気弁２を確実に閉塞させて、より多くのガスを飲料中に噴出することができる。従って、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

また、本実施形態では、チャンバ１の下部から上方へ延びると共に噴出側筒部２４の径方向外側に設けられた補助筒部２８，２９を更に備えるように構成した。これによって、輸送時の揺れ等により噴出側筒部２４の径方向外側に飲料が溢れてしまった場合でも、収容空間Ｓ内への飲料の侵入をこの補助筒部２８，２９よりも径方向内側の領域に制限することができる。従って、収容空間Ｓ全体に飲料が入り込むのを抑制してより多くのガスを収容空間Ｓ内に収容して噴出させることができる。すなわち、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

次に、図４、及び図５（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。なお、本実施形態は、上側チャンバ１０の吸気側筒部１４Ａが下側チャンバ２０の内周面に近接する高さ位置まで下方に延在するように構成し、下側チャンバ２０の噴出側筒部２４を削除した他は、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を中心に説明する。また、本実施形態の説明に際しては、第１実施形態と同じ機能を有する部位については同一の符号を付して説明するものとする。

上側チャンバ１０は、図４に示すように、上側チャンバ１０の上部を形成し略球弧形状を有する薄肉の外殻部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吸気側筒部１４Ａが連結されている。吸気側筒部１４Ａは、上方寄りの高さ位置において、下方に向かって縮径する段部１４ａを有しており、段部１４ａにおける内周面には、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の内側空間は、外部（飲料用容器）から収容空間Ｓ内にガスを供給可能な吸気流路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Ｓ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、外部から吸気流路１６ａを通じた収容空間Ｓ内へのガスの供給を許容すると共に、吸気流路１６ａを通じた収容空間Ｓ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、内外に圧力差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、弁座１６の下端部に形成された抜け止め部材１６ｂに当接することで開放されている。抜け止め部材１６ｂは、周方向に間欠的に形成されており、ガスは抜け止め部材１６ｂの間の隙間空間を通じて収容空間Ｓ内に取り込まれる。

本実施形態において、吸気側筒部１４Ａは、第１実施形態とは異なり、段部１４ａから下方に向かって大きく延在し、その下端部は、下側チャンバ２０の内周面に近接する高さ位置まで延びている。また、本実施形態では、図４に示すように、第１実施形態における下側チャンバ２０の噴出側筒部２４を設けないように構成している。このように構成することで、噴出側筒部２４に代えて吸気側筒部１４Ａによって、収容空間Ｓ内に入り込む飲料の体積を抑制することができる。従って、多くのガスを収容空間Ｓ内に収容して飲料中に噴出することができる。その理由を図５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

図５（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る発泡用ウィジェット２００の主な技術的特徴を抽出した正面断面図である。発泡用ウィジェット２００を飲料に浮かべた直後は、図５（ａ）に示すように、収容空間Ｓ内には飲料用容器内のガスが充填され、飲料が収容空間Ｓ内に入り込んでいない。しかし、発泡用ウィジェット２００を飲料に浮かべると、発泡用ウィジェット２００の質量と、発泡用ウィジェット２００のうち飲料の液面よりも下方にある部分の体積に相当する飲料の質量とがつり合うように、発泡用ウィジェット２００の一部が飲料に浸る。このため、チャンバ１の下部に形成された噴出孔２４ａを通じて飲料が徐々に収容空間Ｓ内に侵入する。このとき、収容空間Ｓ内のガスは、吸気流路１６ａを通じて外部（飲料用容器内）に放出され、図５（ｂ）に示すように吸気側筒部１４Ａの内側空間に入り込んだ飲料の液面高さが発泡用ウィジェット２００の外側における飲料の液面高さに一致するようになる。本実施形態では、噴出孔２４ａの径方向外側において、上側チャンバ１０から垂下する吸気側筒部１４Ａの下端部が下側チャンバ２０の内周面に近接する高さ位置まで延びるように構成されている。ここで、下側チャンバ２０の内周面に近接する高さ位置とは、吸気側筒部１４Ａの下端部と下側チャンバ２０の内周面との隙間が、当該隙間を通って外部と収容空間Ｓとの間でガスが迅速に出入り可能である限度においてなるべく小さくなるような高さ位置の意味である。このように、吸気側筒部１４Ａの下端部が下側チャンバ２０の内周面に近接する高さ位置まで延びているため、収容空間Ｓ内に入り込んだ飲料は、主に吸気側筒部１４Ａの径方向内側の空間に入り込むことになる。このとき、吸気側筒部１４Ａの下端部と下側チャンバ２０の内周面との隙間から吸気側筒部１４Ａの径方向外側の空間にも僅かに飲料が入り込む。しかし、既に吸気側筒部１４Ａの径方向外側の空間にはガスが充填されているため、飲料の液面が吸気側筒部１４Ａの下端部の高さに到達した後は、一定以上の飲料が吸気側筒部１４Ａの径方向外側の空間に入り込むことはない。すなわち、吸気側筒部１４Ａの径方向外側の空間内のガスの圧力と、吸気側筒部１４Ａの内外の液面差による液圧とが平衡すると、飲料はそれ以上吸気側筒部１４Ａの径方向外側の空間に入り込むことはない。従って、吸気側筒部１４Ａの径方向内側の空間に入り込む飲料の液面高さが発泡用ウィジェット２００の外側における飲料の液面高さに一致した状態において、収容空間Ｓ内に入り込む飲料の体積を抑制することができるので、より多くのガスを飲料中に噴出することができる。従って、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。なお、吸気側筒部１４Ａの下端部は、少なくとも発泡用ウィジェット２００の中央高さよりも下方まで延びていることが望ましい。

なお、本実施形態においては、吸気側筒部１４Ａの径方向外側に設けられ、チャンバ１の下部から上方へと延びる補助筒部２８Ａ，２９Ａを更に備えるように構成した。これによって、吸気側筒部１４Ａの径方向外側に入り込んだ飲料が補助筒部２８Ａ，２９Ａの径方向外側へと更に侵入するのを抑制することができる。従って、より多くのガスを収容空間Ｓ内に収容して噴出させることができる。すなわち、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

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３の手順と近似しているため、ここでの説明は省略する。

以上述べたように、本実施形態では、ガスの収容空間Ｓを形成するチャンバ１と、チャンバ１の上部に形成された吸気流路１６ａと、吸気流路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の下部に形成された噴出孔２４ａとを備え、チャンバ１内の正圧によって、吸気弁２が閉塞することで、吸気流路１６ａ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チャンバ１内に正圧が生じ、飲料をグラス等に注がなくても噴出孔２４ａから飲料内にガスを噴出させて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の径方向外側に設けられチャンバ１の上部から下方へと延びる吸気側筒部１４Ａを備えるように構成した。これによって、噴出孔２４ａから飲料が僅かに収容空間Ｓ内に侵入しても、飲料は、主として吸気側筒部１４Ａの径方向内側の空間に入り込むことになる。従って、収容空間Ｓ内に入り込む飲料の体積を抑制することができるので、より多くのガスを収容空間Ｓ内に収容して飲料中に噴出することができる。すなわち、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

また、本実施形態では、チャンバ１の下部から上方へ延びると共に吸気側筒部１４Ａの径方向外側に設けられた補助筒部２８Ａ，２９Ａを更に備えるように構成した。これによって、吸気側筒部１４Ａの径方向外側に入り込んだ飲料が補助筒部２８Ａ，２９Ａの径方向外側へと更に侵入するのを抑制することができる。従って、より多くのガスを収容空間Ｓ内に収容して噴出させることができる。すなわち、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

次に、図６及び図７（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。なお、本実施形態は、上側チャンバ１０の吸気側筒部１４Ａが下側チャンバ２０の内周面に近接する高さ位置まで下方に延在するように構成した他は、第１実施形態と近似している。すなわち、本実施形態に係る発泡用ウィジェット３００は、第１実施形態の下側チャンバ２０と、第２実施形態の上側チャンバ１０とを組み合わせたものである。従って、ここでは第１及び第２実施形態との差異点を中心に説明する。また、本実施形態の説明に際しては、第１及び第２実施形態と同じ機能を有する部位については同一の符号を付して説明するものとする。

上側チャンバ１０は、図６に示すように、上側チャンバ１０の上部を形成し略球弧形状を有する薄肉の外殻部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吸気側筒部１４Ａが連結されている。吸気側筒部１４Ａは、上方寄りの高さ位置において、下方に向かって縮径する段部１４ａを有しており、段部１４ａにおける内周面には、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の内側空間は、外部（飲料用容器）から収容空間Ｓ内にガスを供給可能な吸気流路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Ｓ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、外部から吸気流路１６ａを通じた収容空間Ｓ内へのガスの供給を許容すると共に、吸気流路１６ａを通じた収容空間Ｓ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、内外に圧力差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、弁座１６の下端部に形成された抜け止め部材１６ｂに当接することで開放されている。抜け止め部材１６ｂは、周方向に間欠的に形成されており、ガスは抜け止め部材１６ｂの間の隙間空間を通じて収容空間Ｓ内に取り込まれる。

本実施形態において、吸気側筒部１４Ａは、第１実施形態とは異なり、段部１４ａから下方に向かって大きく延在し、その下端部は、下側チャンバ２０の内周面に近接する高さ位置まで延びている。

下側チャンバ２０は、図６に示すように、径方向外側に向けてやや上方に傾斜する略球弧形状を有する外殻部２２を有しており、その中央部には、上方に延びる略円柱状の噴出側筒部２４が連結されている。噴出側筒部２４の内周面は、ガスの噴出流路２４ｂを形成しており、噴出側筒部２４の下部には、収容空間Ｓ内のガスを外部に噴出させる噴出孔２４ａが形成されている。

次に、本実施形態に係る発泡用ウィジェット３００により、より多くのガスを飲料中に噴出することができる理由について図７（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

図７（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る発泡用ウィジェット３００の主な技術的特徴を抽出した正面断面図である。発泡用ウィジェット３００を飲料に浮かべた直後は、図７（ａ）に示すように、収容空間Ｓ内には飲料用容器内のガスが充填され、飲料が収容空間Ｓ内に入り込んでいない。しかし、発泡用ウィジェット３００を飲料に浮かべると、発泡用ウィジェット３００の質量と、発泡用ウィジェット３００のうち飲料の液面よりも下方にある部分の体積に相当する飲料の質量とがつり合うように、発泡用ウィジェット３００の一部が飲料に浸る。発泡用ウィジェット３００に作用する飲料からの浮力は、発泡用ウィジェット３００が排除した飲料の重量に等しいからである。このため、チャンバ１の下部に形成された噴出孔２４ａを通じて飲料が徐々に収容空間Ｓ内に侵入する。このとき、収容空間Ｓ内のガスは、吸気流路１６ａを通じて外部（飲料用容器内）に放出され、発泡用ウィジェット３００内に入り込んだ飲料の液面高さが発泡用ウィジェット３００の外側における飲料の液面高さに一致するようになる。本実施形態では、図７（ｂ）に示すように噴出孔２４ａの径方向外側に噴出側筒部２４を形成するようにしたので、収容空間Ｓ内に入り込んだ飲料は、噴出側筒部２４の径方向内側の空間にのみ入り込むことになる。従って、発泡用ウィジェット３００内に入り込む飲料の液面高さが発泡用ウィジェット３００の外側における飲料の液面高さに一致した状態において、収容空間Ｓ内に入り込む飲料の体積を抑制することができるので、より多くのガスを飲料中に噴出することができる。従って、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

なお、噴出側筒部２４の高さは、第１実施形態と同様に、図７（ｂ）に示すように発泡用ウィジェット３００内に入り込む飲料の液面高さが発泡用ウィジェット３００の外側における飲料の液面高さに一致したときに、噴出側筒部２４の上端部から飲料が溢れ出さないように設定することが好ましい。すなわち、発泡用ウィジェット３００の質量と、発泡用ウィジェット３００のうち飲料の液面よりも下方にある部分の体積に相当する飲料の質量とがつり合うように、発泡用ウィジェット３００の一部が飲料に浸ったとき、噴出側筒部２４の上端部の高さが飲料の液面高さよりも高くなるように構成することが好ましい。

そして、本実施形態では、噴出側筒部２４の上端部の高さが十分ではなかったり、輸送時の揺れ等により、噴出側筒部２４の径方向外側に飲料が溢れてしまった場合でも、収容空間Ｓ内への飲料の侵入を吸気側筒部１４Ａによって抑制することができる。すなわち、本実施形態では吸気側筒部１４Ａの下端部が下側チャンバ２０の内周面に近接する高さ位置まで延びているため、噴出側筒部２４の径方向外側に溢れた飲料は、吸気側筒部１４Ａの下端部と下側チャンバ２０の内周面との隙間から吸気側筒部１４Ａの径方向外側の空間に僅かに入り込む。しかし、既に吸気側筒部１４Ａの径方向外側の空間にはガスが充填されているため、飲料の液面が吸気側筒部１４Ａの下端部の高さに到達した後は、一定以上の飲料が吸気側筒部１４Ａの径方向外側の空間に入り込むことはない。従って、収容空間Ｓ内に入り込む飲料の体積を抑制することができるので、より多くのガスを飲料中に噴出することができる。従って、飲料用容器内の飲料を効率よく発泡することができる。

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
２ 吸気弁
１０ 上側チャンバ
１２ 外殻部
１３ 嵌合部
１３ａ フランジ
１３ｃ 爪部
１３ｄ 嵌合孔
１４，１４Ａ 吸気側筒部
１４ａ 段部
１６ 弁座
１６ａ 吸気流路
１６ｂ 抜け止め部材
１６ｄ 吸気筒部
１８ 周壁
１９ リブ
２０ 下側チャンバ
２２ 外殻部
２４ 噴出側筒部
２４ａ 噴出孔
２４ｂ 噴出流路
２６ 嵌合壁
２６ａ 係合突起
２８，２８Ａ 補助筒部
２９，２９Ａ 補助筒部
３０ 球状弁体
１００，２００，３００ 発泡用ウィジェット
Ｏ 軸線
Ｓ 収容空間

Claims (6)

1. ガスの収容空間を形成するチャンバと、
   該チャンバの上部に形成され、前記収容空間内にガスを供給可能な吸気流路と、
   該吸気流路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、
   前記チャンバの下部に形成され、前記収容空間内のガスを外部に噴出可能な噴出孔と、
   該噴出孔の径方向外側に設けられ、前記チャンバの下部から前記収容空間内を上方へと延びる噴出側筒部と
   を備えることを特徴とする発泡用ウィジェット。
2. 発泡用ウィジェットの質量と、発泡用ウィジェットのうち飲料の液面よりも下方にある部分の体積に相当する飲料の質量とが等しくなるように、発泡用ウィジェットの一部が飲料に浸った状態において、前記噴出側筒部の上端部の高さが飲料の液面高さよりも高い、請求項１に記載の発泡用ウィジェット。
3. 前記噴出孔の流路面積は、前記吸気流路の流路面積よりも小さい、請求項１又は２に記載の発泡用ウィジェット。
4. 前記チャンバは、前記吸気流路を形成する上側チャンバと、前記噴出孔を形成する下側チャンバとを備える、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. 前記吸気弁は、球状弁体と、前記チャンバの上部に形成され該チャンバ内の正圧により前記球状弁体が着座する弁座とを有する、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. 前記噴出側筒部の径方向外側に設けられ、前記チャンバの下部から前記収容空間内を上方へと延びる補助筒部を更に備える、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。

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