(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の超音波振動子と、
前記超音波振動子を駆動する駆動制御回路と、
前記超音波振動子の振動面に接着され、前記超音波振動子から伝播される超音波の振幅を拡大して出力する金属製の超音波ホーンと、
作業者が把持可能なハンドピースとして機能するとともにその内部に前記超音波振動子、前記駆動制御回路、及び前記超音波ホーンの基端側の一部を収納する本体ケースと
を備え、前記超音波ホーンから出力した前記超音波をガス含有飲料に作用させて泡を発生させる超音波マドラーにおいて、
前記超音波ホーンは、
基端に前記超音波振動子が固定されるとともにその基端側が円柱状に形成され、かつ先端側が縮径するよう形成されたコーン状の本体部と、前記本体部の先端側に設けられた丸棒状のロッド部とを有するステップ型のホーンであり、
前記本体部の先端側の端面に形成された非貫通の凹部に、前記ロッド部の基端側の端面に形成された凸部が挿入されており、
前記本体部の先端側の外周部と前記ロッド部の基端側の外周部とが、溶接部を介して一体的に接合された状態となっており、
前記超音波振動子を駆動する前記駆動制御回路の発振周波数が１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下であり、
前記発振周波数が前記超音波振動子における径方向の共振周波数よりも３０ｋＨｚ以上７０ｋＨｚ以下低い周波数であり、
前記本体部の前記先端側において縮径している部位の厚み寸法は、前記本体部の前記基端側において円柱状に形成された部位の厚み寸法よりも短く、前記凹部は、前記本体部の前記先端側において縮径している部位に納まる深さを有し、前記凸部の高さは前記凹部の深さ以下の寸法を有する
ことを特徴とする超音波マドラー。
【請求項２】
請求項１に記載の前記超音波マドラーを用いてガス含有飲料の泡立てを行う方法であって、
前記本体ケースを把持し、前記超音波ホーンのロッド部を容器に注いだガス含有飲料中に入れる準備ステップと、
前記駆動制御回路を作動させることにより１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下の発振周波数にて前記超音波振動子を駆動し、前記超音波ホーンを介して前記ガス含有飲料中に超音波を作用させることで前記ガス含有飲料に泡を発生させる泡立てステップと
を含むことを特徴とするガス含有飲料の泡立方法。
【請求項３】
前記ガス含有飲料がビールテイスト飲料であることを特徴とする請求項２に記載のガス含有飲料の泡立方法。
【請求項４】
前記ビールテイスト飲料がノンアルコールビールであることを特徴とする請求項３に記載のガス含有飲料の泡立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用してビールなどのガス含有飲料の泡立てを行う超音波マドラー、及びガス含有飲料の泡立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲食店等において美味しいビール（ガス含有飲料）を提供するために、超音波を利用してビールの泡立てを行う装置が提案されている（特許文献１，２等参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されている携帯式泡立て装置において、超音波振動子及び一端が超音波振動子に連結されるホーンがケース内に保持されており、ホーンの他端がケースから外部に突出している。そして、ビールを入れた容器（ジョッキ等）の外面に、泡立て装置のホーンの先端面を接触させ、２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの発振周波数で超音波振動子を駆動することにより、ホーンを介して容器を振動させる。この結果、容器内のビールに泡が発生する。
【０００４】
また、特許文献２に開示されているマドラーでは、ランジュバン型振動子及び一端がランジュバン型振動子の金属ブロックに結合された丸棒状のロッド（攪拌部）がカバー内に保持されており、ロッドの他端（先端）がカバーから外部に突出している。そして、容器内に注がれたビール中にロッドの先端を浸漬させ、５０ｋＨｚの発振周波数でランジュバン型振動子を駆動することにより、ロッドを介して超音波をビールに作用させる。この結果、容器内のビールに泡が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５８号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０９５０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の泡立て装置を用いる場合、容器の外面にホーンを当てて容器の外面を介して間接的に超音波振動を伝えることで、ビールの泡立てが行われる。このため、容器が厚くなる場合や、振動伝達の悪い材料で容器を形成した場合には、ビールの泡立て効率が悪くなる。また、容器の外面においてホーンを当てる位置によっては、泡の発生量が異なるといった問題も生じる。この問題を回避するためには、泡立て装置の出力を大きくして、容器内のビールに超音波を確実に作用させる必要があるが、その場合には、泡立て装置の製造コストやランニングコストが高くなってしまう。
【０００７】
特許文献２に記載のマドラーでは、ランジュバン型振動子を使用しているため、部品点数が多くなり製造コストが高くなる。また、ランジュバン型振動子で発生させた超音波を丸棒状のロッドを利用してビールに作用させているが、ロッドは断面積が変化して振動を増幅させるホーン形状ではないため、そのロッドだけでは超音波振動の振幅を増幅させることが難しい。さらに、ランジュバン型振動子を使用する場合、振動子の厚み方向に伝わる縦振動を利用して、ロッドの先端で泡が発生するため、ビールの泡立て効率が悪くなる。従って、特許文献２に記載のマドラーでも、出力を高めてビールの泡立て効率を向上させる必要があり、製造コストやランニングコストが高くなってしまう。
【０００８】
さらに、特許文献１の泡立て装置における発振周波数は２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚであり、特許文献２のマドラーにおける発振周波数は５０ｋＨｚであり、比較的低い超音波を利用してビールの泡立てを行っている。この場合には、作動時に振動音が発生するのに加え、振動が作業者の手に伝わり不快な感触を覚えることがある。特に、泡立て効率を向上させるために出力を高めると、振動が大きくなり、振動音も大きくなってしまう。ここで、例えば振動子の発振周波数を高くするという対策が考えられ、仮にこの対策を採用したとすれば、振動音の低減やビールの細泡化などが実現される可能性がある。しかしながら、発振周波数を高めると、超音波の振幅が小さくなるため、泡立て効率が低下すると予測される。特に、ノンアルコールビールやビールなどのガス含有飲料では、美味しさを保つための十分な泡を発生させることが必要である。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス含有飲料の泡立てを低コストで行うことができる超音波マドラーを提供することにある。また、別の目的は、上記超音波マドラーを用いてガス含有飲料の泡立てを効率よく行うことができるガス含有飲料の泡立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、円板状の超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動する駆動制御回路と、前記超音波振動子の振動面に接着され、前記超音波振動子から伝播される超音波の振幅を拡大して出力する金属製の超音波ホーンと、作業者が把持可能なハンドピースとして機能するとともにその内部に前記超音波振動子、前記駆動制御回路、及び前記超音波ホーンの基端側の一部を収納する本体ケースとを備え、前記超音波ホーンから出力した前記超音波をガス含有飲料に作用させて泡を発生させる超音波マドラーにおいて、前記超音波ホーンは、基端に前記超音波振動子が固定されるとともにその基端側が円柱状に形成され、かつ先端側が縮径するよう形成されたコーン状の本体部と、前記本体部の先端側に設けられた丸棒状のロッド部とを有するステップ型のホーンであり、前記本体部の先端側の端面に形成された非貫通の凹部に、前記ロッド部の基端側の端面に形成された凸部が挿入されており、前記本体部の先端側の外周部と前記ロッド部の基端側の外周部とが、溶接部を介して一体的に接合された状態となっており、前記超音波振動子を駆動する前記駆動制御回路の発振周波数が１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下であり、前記発振周波数が前記超音波振動子における径方向の共振周波数よりも３０ｋＨｚ以上７０ｋＨｚ以下低い周波数であり、前記本体部の前記先端側において縮径している部位の厚み寸法は、前記本体部の前記基端側において円柱状に形成された部位の厚み寸法よりも短く、前記凹部は、前記本体部の前記先端側において縮径している部位に納まる深さを有し、前記凸部の高さは前記凹部の深さ以下の寸法を有することを特徴とする超音波マドラーをその要旨とする。
【００１１】
従って、請求項１に記載の発明によると、超音波ホーンは、本体部とロッド部との２つの部材を溶接にて接合することで一体的に形成されている。この場合、規格品である丸棒状の金属材をロッド部として使用することができるため、超音波ホーンの製造コストを低く抑えることができる。また、超音波ホーンは、本体部の先端側が縮径しているため、本体部の先端側に行くに従って断面積が小さくなることで超音波の振幅が増す。さらに、本体部において縮径した先端側の端面に非貫通の凹部が形成されており、その凹部の周囲の部分が本体部の先端となるため、その部分に超音波の振動が増幅された形で伝播する。また、本発明では、本体部の先端側の端面に形成された凹部に、ロッド部の基端側の端面に形成された凸部が挿入されることで、本体部における凹部の周囲（先端部分）がロッド部に接触した状態となる。この状態で本体部の先端側の外周部とロッド部の基端側の外周部とが溶接部を介して一体的に接合されている。このため、増幅された超音波の振動が本体部側から溶接部を介してロッド部側に確実に伝播される。本発明のように、本体部とロッド部とを溶接にて接合した超音波ホーンを用いる場合、切削加工にて一体的に作製した超音波ホーンを使用した場合と比較して、超音波の振動が分散され易くなり、超音波振動子の厚み方向の振動（縦振動）や径方向の振動を含む複数種類の振動モードでロッド部の全体に超音波の振動が伝播される。この結果、従来技術のように出力を高めなくても、ロッド部の表面全体から効率よく泡を発生させることが可能となる。従って、本発明の超音波マドラーを用いれば、低コストで効率よくガス含有飲料に泡を発生させることができる。
【００１３】
上記発明によると、本体部において、先端側の縮径した部分に限って非貫通の凹部を設け、基端側の円柱状部位に非貫通の凹部を設けないようにすることにより、基端側での超音波伝播ロスを最小限にとどめ、先端側で超音波の振幅を確実に増幅することができる。この結果、ロッド部側に伝播される超音波の振幅が大きくなるため、ガス含有飲料の泡立てを効率よく迅速に行うことができる。またこの場合、凹部が必要以上に深くならないため、切削加工等によって凹部を容易に形成することができるとともに、本体部の強度低下を回避することができる。
【００１５】
また上記発明では、前記超音波振動子を駆動する前記駆動制御回路の発振周波数が１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下であることから、従来技術と比較して発振周波数が高くなるため、作動時の振動や振動音を低く抑えることができる。また、発振周波数を１００ｋＨｚ以上の高周波とすることにより、きめ細かでクリーミーな泡を発生させることが可能となるため、美味しいガス含有飲料を提供することができる。また、発振周波数を必要以上に高くすると超音波振動の振幅が小さくなってしまうが、本発明のように発振周波数を２００ｋＨｚ以下とすることにより、超音波振動の振幅を十分に確保することができ、ガス含有飲料の泡立てを確実に行うことができる。
【００１７】
上記発明では、前記発振周波数が前記超音波振動子における径方向の共振周波数よりも３０ｋＨｚ以上７０ｋＨｚ以下低い周波数である。これによると、発振周波数を必要以上に高くしないことから、超音波振動の振幅を確保することができ、ガス含有飲料の泡立てを確実に行うことができる。ちなみに、超音波振動子における径方向の共振周波数と同程度の発振周波数を用いた場合に比べて、当該共振周波数よりもいくぶん低い発振周波数を用いた場合のほうが、泡立てに関して有効であるという結果が、本願出願人らが行った試験により得られている。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記超音波マドラーを用いてガス含有飲料の泡立てを行う方法であって、前記本体ケースを把持し、前記超音波ホーンのロッド部を容器に注いだガス含有飲料中に入れる準備ステップと、前記駆動制御回路を作動させることにより１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下の発振周波数にて前記超音波振動子を駆動し、前記超音波ホーンを介して前記ガス含有飲料中に超音波を作用させることで前記ガス含有飲料に泡を発生させる泡立てステップとを含むことを特徴とするガス含有飲料の泡立方法をその要旨とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明によると、準備ステップでは、作業者によって超音波マドラーの本体ケースが把持され、超音波ホーンのロッド部がガス含有飲料中に入れられる。その後、泡立てステップにおいて、駆動制御回路が作動され１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下の発振周波数にて超音波振動子が駆動される。この結果、超音波ホーンを介してガス含有飲料中に超音波が作用され、きめ細かでクリーミーな泡をガス含有飲料に効率よく発生させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記ガス含有飲料がビールテイスト飲料であることをその要旨とする。
【００２１】
従って、請求項３に記載の発明によると、きめ細かでクリーミーな泡をビールテイスト飲料に発生させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記ビールテイスト飲料がノンアルコールビールであることをその要旨とする。
【００２３】
従って、請求項４に記載の発明によると、樽詰めビールをビールサーバーを介して注ぐ生ビールと比較して、缶やびんから直接グラスに注ぐノンアルコールビールは、生ビールと比較すると泡立ち難いビールテイスト飲料であるが、上記超音波マドラーを用いて泡立てを行うことができ、生ビールのようにきめ細かでクリーミーな泡をノンアルコールビールに確実に発生させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によると、ガス含有飲料の泡立てを低コストで行うことができる超音波マドラーを提供することができる。また、請求項２〜４に記載の発明によると、上記超音波マドラーを用いてガス含有飲料の泡立てを効率よく行うことができるガス含有飲料の泡立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施の形態の超音波マドラーを示す斜視図。
【図２】一実施の形態の超音波マドラーを示す概略構成図。
【図３】一実施の形態の超音波マドラーの電気的構成を示すブロック図。
【図４】一実施の形態の超音波ホーンを構成する本体部及びロッド部を示す断面図。
【図５】一実施の形態の超音波ホーンを示す断面図。
【図６】泡立方法における準備ステップを示す説明図。
【図７】泡立方法における泡立てステップを示す説明図。
【図８】比較例１の超音波ホーンを示す断面図。
【図９】比較例２の超音波ホーンを示す断面図。
【図１０】泡立て具合の試験方法を示す説明図。
【図１１】泡立て具合の試験方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を超音波マドラーに具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２７】
図１及び図２に示されるように、本実施の形態の超音波マドラー１は、円板状の超音波振動子２と、超音波振動子２を駆動する駆動制御回路３と、超音波振動子２の振動面２ａに接着される超音波ホーン５と、本体ケース６とを備えている。本体ケース６は、樹脂材料（例えば、ＡＢＳ樹脂）を用いて細長いボックス状に形成されており、作業者が把持可能なハンドピースとして機能する。本体ケース６の側面には、滑り止めとして機能する細長い溝部８が複数形成されている。また、本体ケース６の内部には、超音波振動子２、駆動制御回路３、及び超音波ホーン５の基端側の一部が収納されている。
【００２８】
超音波ホーン５は、直径が大きな本体部１１と直径が小さなロッド部１２とを有するステップ型のホーン（段付きホーン）であり、超音波振動子２から伝播される超音波の振幅を拡大して出力する。本実施の形態の超音波マドラー１において、本体ケース６の先端面から超音波ホーン５のロッド部１２が突出しており、ロッド部１２が攪拌棒（マドラー）として機能する。また、超音波ホーン５と本体ケース６との隙間は、パッキン（図示略）によりシールされている。なお、本実施の形態では、本体ケース６と超音波ホーン５との間をシールするパッキンは、本体ケース６の外周部分をシールするパッキンと一体的に形成されている。
【００２９】
本体ケース６において、後端側から電源コード１３が引き出されるとともに、先端側に手元スイッチ１５（作動スイッチ）が設けられている。より詳しくは、本体ケース６の先端側には緩やかに傾斜した操作面１６（テーパ面）が形成されており、その操作面１６には、手元スイッチ１５とＬＥＤ１７とが設けられている。また、電源コード１３の端部にはＡＣアダプタ１８が設けられており、ＡＣアダプタ１８をコンセント１９（図３参照）に挿入することにより、ＡＣ電源２０から１００Ｖの交流電力が供給されるようになっている。
【００３０】
図３に示されるように、駆動制御回路３には、超音波振動子２を駆動するための発振回路２１と、ＬＥＤ１７を駆動するための駆動回路２２と、手元スイッチ１５のボタン操作を検出するための検出回路２３とが設けられている。本実施の形態において、発振回路２１から超音波振動子２に供給される供給電力は、２Ｗである。また、発振回路２１の発振周波数は１４０ｋＨｚに設定されている。ＬＥＤ１７は、赤色及び緑色の２色の発光色で点灯可能な発光ダイオードである。駆動回路２２は、電源供給の有無や、手元スイッチ１５のボタン操作に基づいて、通電時に赤色、発振時に緑色の発光色で点灯するようＬＥＤ１７を駆動する。
【００３１】
次に、本実施の形態における超音波ホーン５の構成について、図４及び図５を用いて説明する。
【００３２】
図４及び図５に示されるように、本実施の形態の超音波ホーン５は、コーン状の本体部１１と丸棒状のロッド部１２との２つの部材を溶接にて一体的に接合することで形成される。詳述すると、本体部１１は、基端に超音波振動子２が固定されるとともにその基端側が円柱状に形成され、かつ先端側が縮径するよう形成されている。ロッド部１２は、本体部１１の先端側に設けられている。本実施の形態の本体部１１において、基端側の円柱状に形成された部位の直径は１０ｍｍ程度であり、先端側の縮径している部位の直径は５ｍｍ程度となっている。なお、本体部１１の基端に接着される超音波振動子２のサイズは、厚さが２ｍｍ程度、直径が１０ｍｍ程度となっている。
【００３３】
超音波ホーン５において、本体部１１の先端側の端面には非貫通の凹部３１が形成され、ロッド部１２の基端側の端面には凸部３２が形成されている。本体部１１の先端側において縮径している部位の厚み寸法は、本体部１１の基端側において円柱状に形成された部位の厚み寸法よりも短く、凹部３１は、本体部１１の先端側において縮径している部位に納まる深さを有する。具体的には、本体部１１の軸線方向（図４，５では左右方向）の長さは１５ｍｍ程度であり、そのうち円柱状に形成された部位の厚み寸法は１０ｍｍ程度、縮径している部位の厚み寸法は５ｍｍ程度となっている。また、凹部３１の直径は３ｍｍ程度、深さは３ｍｍ程度である。一方、ロッド部１２の軸線方向の長さは１３５ｍｍ程度、直径は５ｍｍ程度であり、凸部３２の直径は３ｍｍ程度、高さは２ｍｍ程度である。本実施の形態では、超音波ホーン５において超音波を効率よく伝播させるため、本体部１１及びロッド部１２の軸線方向の長さは、超音波振動子２の共振周波数とホーン中に伝わる音速とで定まる音波長の１／２の整数倍となるよう設定されている。
【００３４】
図５に示されるように、超音波ホーン５は、本体部１１の先端側の端面に形成された非貫通の凹部３１に、ロッド部１２の基端側に形成された凸部３２が挿入された状態で、本体部１１の先端側の外周部とロッド部１２の基端側の外周部とが、溶接部３５を介して一体的に接合されている。本実施の形態では、ロッド部１２の凸部３２の高さよりも本体部１１の凹部３１が深いため、凸部３２の先端面と凹部３１の底面との間に１ｍｍ程度の隙間が生じている。このように、凸部３２と凹部３１との嵌め合い部分に隙間を設けることにより、本体部１１の外周部とロッド部１２の外周部が確実に接触するため、外周部の溶接を確実に行うことができる。なお、本実施の形態では、凹部３１の直径及び凸部３２の直径をほぼ同じ直径（３ｍｍ）とし、きっちりと嵌め合うように構成していたが、溶接のための位置合わせが可能であれば、凸部３２の直径を凹部３１の直径よりも若干小さくしてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態の超音波ホーン５では、本体部１１とロッド部１２とを接合している溶接部３５の表面が研磨されており、溶接部３５は、継ぎ目を有しない滑面状になっている。さらに、超音波ホーン５の基端から、軸線方向（図５では左右方向）へλ／４（λ：波長）の位置には、フランジ３６が形成されている。このフランジ３６の部分がパッキン（図示略）を介して本体ケース６に固定されるようになっている。
【００３６】
本実施の形態において、本体部１１は、ステンレス（具体的には、ＳＵＳ３０４）を切削加工することで作製されている。また、ロッド部１２は、ステンレス（具体的には、ＳＵＳ３０４）の丸棒（φ５ｍｍの規格品）を用いて作製されている。つまり、超音波ホーン５を構成する本体部１１及びロッド部１２は、同一の金属材料であるＳＵＳ３０４を用いて形成されている。
【００３７】
次に、本実施の形態の超音波マドラー１を用いたガス含有飲料（本実施の形態では、ノンアルコールビール）の泡立方法について説明する。
【００３８】
先ず、ノンアルコールビールを冷蔵庫で５℃程度の温度に冷やし、容器としてのグラス等を傾けて泡を立てないようにビールをゆっくり注ぐ。ここでは目安としてグラスの８分目くらいまでノンアルコールビールを注ぐ。また、超音波マドラー１の電源コード１３に繋がるＡＣアダプタ１８をコンセント１９に挿入し、ＬＥＤ１７が赤色に点灯していることを確認する。その後、図６に示すように、超音波マドラー１の本体ケース６を手に持ち、グラス４０に注いだノンアルコールビールＷ１中に超音波ホーン５のロッド部１２を入れる（準備ステップ）。なお、ノンアルコールビールＷ１の泡立てを効率よく行うため、液面からある程度の深さ位置（例えば、５ｃｍ程度の位置）までロッド部１２の先端を挿入するとともに、グラス４０の中央部にロッド部１２を保持する。
【００３９】
次に、本体ケース６の先端側の操作面１６にある手元スイッチ１５を指で押し、駆動制御回路３の発振回路２１を作動させる。これにより、１４０ｋＨｚの発振周波数にて超音波振動子２を駆動し、超音波ホーン５を介してノンアルコールビールＷ１中に超音波を作用させることでビールＷ１に泡を発生させる（泡立てステップ）。またこのとき、ＬＥＤ１７の発光色が赤色から緑色に変わる。
【００４０】
泡立てステップでは、ノンアルコールビールＷ１に作用する超音波が高周波であるため、きめ細かでクリーミーな泡が生成される。さらに、本実施の形態では、超音波ホーン５のロッド部１２の全体に超音波が伝播する。このため、図７に示されるように、ノンアルコールビールＷ１中に入れられたロッド部１２の表面全体から泡Ｂ１が発生する。そして、グラス４０内に十分な泡Ｂ１が発生したところで手元スイッチ１５から指を離す。これにより、駆動制御回路３の発振回路２１を停止させ、泡立てステップを終了する。またこのとき、ＬＥＤ１７の発光色が緑色から赤色に変わり、超音波マドラー１によるノンアルコールビールＷ１の泡立てが完了する。
【００４１】
本実施の形態の超音波マドラー１では、超音波振動子２の評価試験を予め行い、周波数を変えながら泡立ち状態を確認することにより、発振回路２１における発振周波数を１４０ｋＨｚに設定している。具体的には、超音波振動子２の径方向の共振周波数は２００ｋＨｚ程度であり、超音波ホーン５を装着した状態で想定される共振周波数は、振動子単体の共振周波数の２００ｋＨｚよりも下がることが知られている。本発明者は、超音波ホーン５の装着時における共振周波数を、径方向の共振周波数よりも２０ｋＨｚ程度低い周波数（１８０ｋＨｚ近辺）であると推定した。このため、超音波マドラー１の作製当初は、発振回路２１における発振周波数を１８０ｋＨｚ近辺で調整し、１７０ｋＨｚの周波数でノンアルコールビールＷ１の泡立ちがよくなることを確認した。
【００４２】
さらに、本発明者らは、本実施の形態の超音波マドラー１において、発振回路２１における発振周波数を変えながらノンアルコールビールＷ１の泡立ち状態を確認したところ、１４０ｋＨｚの周波数でビールＷ１の泡立ちが最も良くなることを確認した。このため、本実施の形態の超音波マドラー１では、発振回路２１の発振周波数を１４０ｋＨｚに設定している。この理由は、超音波ホーン５を１つの部材ではなく、本体部１１とロッド部１２との２つの部材を溶接することで作製したため、溶接部３５を介して超音波振動が分散され易くなり、複数種類の振動モードでロッド部１２全体に超音波が伝播されるためと推定される。
【００４３】
次に、本実施の形態における超音波ホーン５の溶接方法の有意性を確認するため、接合方法を変更した比較例１の超音波ホーン５Ａ（図８参照）及び比較例２の超音波ホーン５Ｂ（図９参照）を作製し、それらを装着した超音波マドラー１のノンアルコールビールＷ１の泡立ち具合を評価した。その評価結果を表１に示している。
【表１】
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【００４４】
図８に示されるように、比較例１の超音波ホーン５Ａは、本体部１１Ａの先端側の端面に形成された凸部４１が、ロッド部１２Ａの基端側の端面に形成された非貫通の凹部４２に挿入されている。そして、本体部１１Ａの外周部とロッド部１２Ａの外周部とが、溶接部３５を介して一体的に接合されている。比較例１の超音波ホーン５Ａにおいても、凸部４１の先端面と凹部４２の底面との間に隙間が形成されており、外周部の溶接を確実に行うことができるようになっている。
【００４５】
図９に示されるように、比較例２の超音波ホーン５Ｂは、本体部１１Ｂにおいて先端側の端面から基端側の端面に貫通するよう形成された貫通孔４５に、ロッド部１２Ｂの基端側に形成された凸部４６が挿入されている。そして、本体部１１Ｂの外周部とロッド部１２Ｂの外周部とが、溶接部３５を介して一体的に接合されている。
【００４６】
なお、比較例１の超音波ホーン５Ａ及び比較例２の超音波ホーン５Ｂは、本体部１１Ａ,１１Ｂ及びロッド部１２Ａ,１２Ｂの連結構造は本実施の形態の超音波ホーン５（図５参照）と異なるが、外形形状及びサイズは、本実施の形態の超音波ホーン５と同じである。
【００４７】
また、泡立ち具合の評価方法としては、以下に示す手法によってノンアルコールビールＷ１の発泡量及び発泡速度を測定した。詳述すると、先ず、ノンアルコールビールＷ１を冷蔵庫にて５℃の温度に冷やす。また、２５０ｍＬ以上の目盛りを有するメスシリンダーを準備する。そして、図１０に示されるように、メスシリンダー５０に、２００ｍＬ分のノンアルコールビールＷ１を注ぐ。ノンアルビールＷ１を注ぐ際は、泡が立たないようにメスシリンダー５０を傾けて、ゆっくり静かに注ぐ。その後、ロッド部１２の先端が１５０ｍＬの目盛り線の深さに位置し、かつロッド部１２が真っ直ぐになるよう超音波マドラー１をセットする。
【００４８】
次に、超音波マドラー１の手元スイッチ１５を押してノンアルコールビールＷ１の発泡を開始させると同時に、ストップウォッチ（図示略）で計測を開始する。そして、図１１に示されるように、泡液面が２５０ｍＬの目盛り線に達するまでの時間を計測する。
【００４９】
泡立ち具合（発泡状況）の評価結果としては、２５０ｍＬの目盛りの位置まで６秒以内に泡Ｂ１を立てることができた場合を◎、６秒から１０秒程度かかるが２５０ｍＬの目盛り位置まで泡Ｂ１を立てることができた場合を○、１０秒以上かかるが２５０ｍＬの目盛り位置まで泡Ｂ１を立てることができた場合を△、２５０ｍＬの目盛り位置まで泡Ｂ１を立てることができなかった場合を×として表１に示している。
【００５０】
本実施の形態の超音波マドラー１において、１４０ｋＨｚの発振周波数で超音波振動子２を駆動する場合（実施例１）では、２５０ｍＬの目盛りの位置まで５秒程度で泡Ｂ１を立てることができた。また、１７０ｋＨｚの発振周波数で超音波振動子２を駆動する場合（実施例２）では、１４０ｋＨｚの場合（実施例１）と比較すると、発泡状況は若干悪くなるが、十分な時間をかけると、２５０ｍＬの目盛り位置まで泡を立てることができた。
【００５１】
一方、比較例１及び比較例２の超音波ホーン５Ａ，５Ｂを装着した超音波マドラー１では、いずれも２５０ｍＬの目盛り位置まで泡Ｂ１を立てることができなかった。比較例１の超音波ホーン５Ａでは、本体部１１Ａにおいて超音波が増幅されて伝播される凸部４１の先端面とロッド部１２Ａ側の凹部４２との間に隙間があるため、超音波の振動伝達が弱くなり、泡立て効率が悪くなったと推定される。また、比較例２の超音波ホーン５Ｂでは、本体部１１Ｂ側の貫通孔４５の内面とロッド部１２Ｂの凸部４６の外面が十分に密着されないため、振動が増幅されるステップ型ホーンの役割を果たせず、泡立て効率が悪くなったと推定される。
【００５２】
なお、比較例１及び比較例２では接合方法が異なるため、泡Ｂ１の発生が最も多くなる周波数が実施例１の１４０ｋＨｚより若干低くなっていた。従って、ここでの評価では、その周波数に合わせ、比較例１の場合には１３７ｋＨｚ、比較例２の場合には１３８ｋＨｚの発振周波数として泡立てを行った。また、実施例１、実施例２、比較例１、及び比較例２の超音波ホーン５，５Ａ,５Ｂに関する泡立ち具合の評価は、それぞれ５個ずつ作製して確認したが、各ホーンにおいて表１のような評価結果が得られた。ちなみに、表１には掲載していないが、本実施形態の超音波ホーン５を用いて発振周波数を１４０ｋＨｚに近い値（具体的には、１３０ｋＨｚ、１３５ｋＨｚ、１４５ｋＨｚ、１５０ｋＨｚ）に設定したときには、６秒以内に泡Ｂ１を立てることはできなかったものの、発振周波数を１７０ｋＨｚに設定したときよりも泡立て時間が短くなる傾向が認められた。
【００５３】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５４】
（１）本実施の形態の超音波マドラー１において、超音波ホーン５は、本体部１１とロッド部１２の２つの部材を溶接することで一体的に形成されている。この場合、規格品である丸棒状の金属材（具体的には、ステンレスの棒材）をロッド部１２として使用することができるため、超音波ホーン５の製造コストを低く抑えることができる。また、超音波ホーン５は、本体部１１の先端側が縮径しているため、本体部１１の先端側に行くに従って断面積が小さくなることで超音波の振幅が増す。さらに、本体部１１における凹部３１の周囲の部分が本体部１１の先端となるため、その部分に超音波の振動が増幅された形で伝播する。また、本実施の形態では、本体部１１の先端側の端面に形成された非貫通の凹部３１に、ロッド部１２の基端側の端面に形成された凸部３２が挿入されることで、本体部１１における凹部３１の周囲（先端部分）がロッド部１２に接触した状態となる。この状態で本体部１１の先端側の外周部とロッド部１２の基端側の外周部とが溶接部３５を介して一体的に接合されている。このため、増幅された超音波の振動が本体部１１側から溶接部３５を介してロッド部１２側に確実に伝播される。本実施の形態のように、本体部１１とロッド部１２とを溶接にて接合した超音波ホーン５を用いる場合、切削加工にて一体的に作製した超音波ホーンを使用した場合と比較して、超音波の振動が分散され易くなり、超音波振動子２の厚み方向の振動（縦振動）や径方向の振動を含む複数種類の振動モードでロッド部１２の全体に超音波の振動が伝播される。この結果、従来技術のように出力を高めなくても、ロッド部１２の表面全体から効率よく泡Ｂ１を発生させることが可能となる。従って、本実施の形態の超音波マドラー１を用いれば、低コストで効率よくノンアルコールビールＷ１に泡Ｂ１を発生させることができる。
【００５５】
（２）本実施の形態の超音波ホーン５では、本体部１１の先端側において縮径している部位は、本体部１１の基端側において円柱状に形成された部位よりも短く、凹部３１は、本体部１１の先端側において縮径している部位に納まる深さを有する。このように、本体部１１において、先端側の縮径した部分に限って非貫通の凹部３１を設け、基端側の円柱状部位に非貫通の凹部３１を設けないようにすることにより、基端側での超音波伝播ロスを最小限にとどめ、先端側で超音波の振幅を確実に増幅することができる。この結果、ロッド部１２側に伝播される超音波の振幅が大きくなるため、ノンアルコールビールＷ１の泡立てを効率よく迅速に行うことができる。またこの場合、凹部３１が必要以上に深くならないため、切削加工等によって凹部３１を容易に形成することができるとともに、本体部１１の強度低下を回避することができる。
【００５６】
（３）本実施の形態の超音波マドラー１では、発振周波数を１４０ｋＨｚとすることにより、ロッド部１２全体に超音波が効率よく伝播されるため、ノンアルコールビールＷ１の泡立てを迅速に行うことができる。また、従来技術と比較して、発振周波数が高周波であるため、作動時の振動や振動音を低く抑えることができる。さらに、発振周波数を１４０ｋＨｚの高周波とすることにより、きめ細かでクリーミーな泡Ｂ１を発生させることが可能となるため、美味しいビールＷ１を提供することができる。また、発振周波数を超音波振動子２の径方向の共振周波数である２００ｋＨｚ以上とする場合、超音波振動の振幅が小さくなってしまう。これに対して、本実施の形態のように発振周波数を１４０ｋＨｚとすると、超音波振動の振幅を十分に確保することができ、泡Ｂ１が立ち難いノンアルコールビールＷ１の泡立てを確実に行うことができる。
【００５７】
（４）本実施の形態の超音波マドラー１では、駆動制御回路３の発振回路２１の出力が２Ｗであり、従来技術のように出力を高めなくてもノンアルコールビールＷ１の泡立てを効率よく行うことができる。このため、超音波マドラー１の製造コストやランニングコストを低く抑えることができる。
【００５８】
（５）本実施の形態の超音波マドラー１において、超音波ホーン５を構成する本体部１１及びロッド部１２は、同一の金属材料であるステンレス（ＳＵＳ３０４）を用いて形成されている。このように、本体部１１及びロッド部１２を同種の金属材料で形成する場合、材料コストを抑えることができる。また、ステンレス（ＳＵＳ３０４）は溶接性に優れるため、本体部１１及びロッド部１２を確実に接合することができる。さらに、超音波ホーン５（ロッド部１２）がステンレスで形成されるため、腐食し難く耐久性に優れ、長期間にわったて超音波を効率よく伝播させることができる。また、ステンレスは、表面に汚れが付き難いため、洗浄等のメンテナンスを容易に行うことができる。さらに、超音波マドラー１（ロッド部１２）の表面が滑らかになるため、ノンアルコールビールＷ１の泡立て後にロッド部１２をビールＷ１中から抜き出したときに、ビールＷ１の液滴や泡Ｂ１が表面に残り難いといったメリットもある。
【００５９】
（６）本実施の形態の超音波マドラー１では、超音波ホーン５におけるロッド部１２の直径が５ｍｍと細いため、ノンアルコールビールＷ１の泡立て後にロッド部１２をビールＷ１中から抜き出したときに、ビールＷ１の液滴や泡Ｂ１が表面に残り難くなる。また、ロッド部１２の軸線方向の長さは１３５ｍｍであり、本体部１１の軸線方向の長さ（１５ｍｍ）と比較して十分に長くなっているため、ノンアルコールビールＷ１の泡立てをより確実に行うことができる。さらに、本体部１１に比較してロッド部１２が長い超音波ホーン５を切削加工にて一体的に形成する場合、製造コストが高くなるが、本実施の形態のように、本体部１１とロッド部１２とを溶接にて接合することで超音波ホーン５の製造コストを確実に抑えることができる。
【００６０】
（７）本実施の形態の超音波マドラー１では、本体部１１の凹部３１及びロッド部１２の凸部３２の直径は３ｍｍであり、ロッド部１２の直径（５ｍｍ）の０．６倍となっている。この場合、凹部３１に凸部３２を挿入した部分の強度を十分に確保することができるため、本体部１１とロッド部１２との溶接を安定して行うことができ、接合バラツキを抑えることができる。また、凹部３１の深さの寸法は、凹部３１及び凸部２１の直径（３ｍｍ）と等しくなっており、本体部１１の先端側の縮径する部位に収まるようになっている。この場合、凹部３１が必要以上に深くならないため、切削加工によって凹部３１を容易に形成することができる。
【００６１】
（８）本実施の形態の超音波マドラー１では、本体部１１とロッド部１２とを接合している溶接部３５の表面が研磨されており、溶接部３５は継ぎ目を有しない滑面状となっている。ここで、本体部１１とロッド部１２とをネジ止めや圧入などの別の手法で連結することも考えられるが、その場合には連結部分の外周部に溝（継ぎ目）が形成されてしまう。このため、継ぎ目の溝の部分に異物が入り込み、異物の洗浄除去が困難となる。これに対して、本実施の形態のように滑面状の溶接部３５を形成することにより、溶接部３５に対する異物の付着を確実に回避することができる。さらに、本体部１１とロッド部１２とを溶接にて接合する場合、接着剤を用いて接合する場合のように、ノンアルコールビールＷ１に接着剤が溶出するといった問題を回避することができる。
【００６２】
（９）本実施の形態の超音波マドラー１では、本体ケース６において、後端側から電源コード１３が引き出されるとともに、先端側に作動スイッチとしての手元スイッチ１５が設けられている。より詳しくは、本体ケース６の先端側には傾斜した操作面１６（テーパ面）が形成され、操作面１６に手元スイッチ１５が設けられている。このように構成すると、電源コード１３の引出部と手元スイッチ１５とが離間した状態となる。よって、電源コード１３が垂れ下がり、その近くにある手元スイッチ１５に当たる等して邪魔になることもなく、手元スイッチ１５の操作を容易かつ迅速に行うことができる。
【００６３】
（１０）本実施の形態の超音波マドラー１では、発振周波数が１４０ｋＨｚと高く作動時の振動や振動音が少ないため、振動や振動音では作動の有無を確認することが困難であるが、ＬＥＤ１７の点灯状態（赤色から緑色への発光色の変化）によって作動の有無を容易に確認することができる。
【００６４】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００６５】
・上記実施の形態の超音波マドラー１において、要求される製品サイズに応じて、超音波ホーン５（本体部１１やロッド部１２）の直径や長さを適宜変更してもよい。またこのサイズ変更に応じて、本体部１１の凹部３１の直径や深さ、ロッド部１２の凸部３２の直径や高さを適宜変更してもよい。
【００６６】
・上記実施の形態では、超音波マドラー１を用いてノンアルコールビールＷ１の泡立てを行っていたが、これに限定されるものではなく、炭酸ガスや窒素ガスなどのガスを含有して発泡性を有するガス含有飲料の泡立てを行うようにしてもよい。なお、ガス含有飲料としては、ビールテイスト飲料などの飲料を挙げることができる。但し、ガス含有飲料の中でも、特に泡が立ち難い黒ビール（窒素含有のギネス（登録商標）等）やノンアルコールビール等の泡立てに本実施の形態の超音波マドラー１を用いることが好ましい。
【００６７】
なお、本発明において、ビールテイスト飲料とは、ビール様（風）飲料とも称され、ビールのような味わいを奏する、つまり、ビールを飲用したような感覚を飲用者に与える飲料をいう。ビールテイスト飲料には、アルコール度数が１容量／容量％（「ｖ／ｖ％」や、一般的には単に「％」とも表される。）未満であるものや、特に０．０５容量／容量％未満であるもの（ビールテイストノンアルコール飲料やノンアルコールビールテイスト飲料などとも呼ばれている。）と、アルコール度数が１％以上のもの（ビールテイストアルコール飲料などと呼ばれている。）と、がある。
【００６８】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６９】
（１）請求項３において、前記発振周波数が１４０ｋＨｚ±１０ｋＨｚであることを特徴とする超音波マドラー。
【００７０】
（２）請求項３において、前記発振周波数が１４０ｋＨｚ±５ｋＨｚであることを特徴とする超音波マドラー。
【００７１】
（３）請求項４において、前記超音波振動子における径方向の共振周波数は２００ｋＨｚ以上であることを特徴とする超音波マドラー。
【００７２】
（４）請求項４において、前記発振周波数が前記超音波振動子における径方向の共振周波数よりも２０ｋＨｚ以上低い周波数であることを特徴とする超音波マドラー。
【００７３】
（５）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記超音波振動子を駆動する前記駆動制御回路の出力が３Ｗ未満であることを特徴とする超音波マドラー。
【００７４】
（６）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記超音波ホーンの前記本体部及び前記ロッド部は、同一の金属材料を用いて形成されていることを特徴とする超音波マドラー。
【００７５】
（７）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記超音波ホーンを形成する金属材料がステンレスであることを特徴とする超音波マドラー。
【００７６】
（８）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記ロッド部の直径が４ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする超音波マドラー。
【００７７】
（９）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記ロッド部の軸線方向の長さは、前記本体部の軸線方向の長さの５倍以上であることを特徴とする超音波マドラー。
【００７８】
（１０）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記凹部及び前記凸部の直径は、前記ロッド部の直径の１／２倍以上２／３倍以下であることを特徴とする超音波マドラー。
【００７９】
（１１）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記凹部の深さの寸法は、前記凹部及び前記凸部の直径の１．５倍以下であることを特徴とする超音波マドラー。
【００８０】
（１２）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記超音波ホーンにおいて前記本体部と前記ロッド部とを接合している溶接部は、継ぎ目を有しない滑面状になっていることを特徴とする超音波マドラー。
【００８１】
（１３）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記本体ケースにおいて、後端側から電源コードが引き出されるとともに、先端側に作動スイッチが設けられていることを特徴とする超音波マドラー。
【００８２】
（１４）技術的思想（１３）において、前記本体ケースの先端側には傾斜したテーパ面が形成され、前記テーパ面に前記作動スイッチが設けられていることを特徴とする超音波マドラー。
【００８３】
（１５）請求項５乃至７のいずれか１項において、前記泡立てステップでは、前記ガス含有飲料中に入れられた前記ロッド部の表面全体から泡を発生させることを特徴とするガス含有飲料の泡立方法。
【００８４】
（１６）請求項５において、前記ガス含有飲料が黒ビールであることを特徴とするガス含有飲料の泡立方法。
【符号の説明】
【００８５】
１…超音波マドラー
２…超音波振動子
２ａ…振動面
３…駆動制御回路
５…超音波ホーン
６…本体ケース
１１…本体部
１２…ロッド部
３１…凹部
３２…凸部
３５…溶接部
４０…容器としてのグラス
Ｂ１…泡
Ｗ１…ガス含有飲料としてのノンアルコールビール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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