(57)【要約】【課題】口部を閉じた密閉状態のままで、簡易な構成により外部から容易に気体または液体を容器内に追加で注入することができるキャップと、該キャップを含む水素含有飲料生成システムを提供する。【解決手段】キャップ本体２１と、該キャップ本体２１に一体に設けられ、該キャップ本体２１で容器１０の口部１１を閉じた密閉状態で外部から水素ガスを容器１０内に注入可能な導入部３０とを備え、導入部３０は、水素ガス供給源５０から延びる注入ノズル４０に接続され、該接続に伴ない水素ガスを受け入れる連通状態となる一方、接続が解除されると容器１０内の内容物を外部に漏らさない閉鎖状態となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を密閉可能な容器の口部を塞ぐための開閉可能なキャップにおいて、
キャップ本体と、該キャップ本体に一体に設けられ、該キャップ本体で前記口部を閉じた密閉状態で外部から気体または液体を容器内に注入可能な導入部とを備え、
前記導入部は、気体または液体の供給源から延びる注入ノズルに接続され、該接続に伴ない気体または液体を受け入れる連通状態となる一方、接続が解除されると容器内の内容物を外部に漏らさない閉鎖状態となることを特徴とするキャップ。
【請求項２】
前記キャップ本体は、前記容器の口部開口面に重なる天部に、該天部に開設された連通口を塞ぐ状態で、前記導入部を成す弾性体を取り付けて成り、
前記弾性体は、前記注入ノズルで穿刺可能であり、該注入ノズルを穿刺した接続時はその外周に圧着する一方、該注入ノズルを取り外した時は穿刺孔を塞ぐ弾性力を持つことを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
【請求項３】
前記キャップ本体は、前記容器の口部開口面に重なる天部の外面側に、そのままシート状の弾性体を貼り付けて前記導入部とし、
前記弾性体は、その下の前記天部と共に前記注入ノズルで穿刺可能であり、該注入ノズルを穿刺した接続時はその外周に圧着する一方、該注入ノズルを取り外した時は穿刺孔を塞ぐ弾性力を持つことを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
【請求項４】
前記キャップ本体に対して軸心が一致する状態で外側から装着可能な別体のアタッチメントを備え、
前記アタッチメントは、その内側に前記キャップ本体に装着する時に弾性体を臨むように先端側が突出した管部を有し、該管部の基端側は外側に突出して前記注入ノズルを接続可能であり、
前記アタッチメントを前記キャップ本体に装着する動作に伴って、前記管部が前記注入ノズルの代わりに前記弾性体に穿刺されることを特徴とする請求項２または３に記載のキャップ。
【請求項５】
前記キャップ本体は、前記容器の口部開口面に重なる天部に、その外面側と内面側に連通する前記導入部を成す逆止弁を有し、
前記逆止弁は、前記天部の外面側の部位に前記注入ノズルを接続可能であり、該注入ノズルを接続した時は前記供給源からの気体または液体を受け入れる一方、該注入ノズルを取り外した時は容器内の内容物を外部に漏らさないことを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のキャップを含む水素含有飲料生成システムにおいて、
前記容器は、ペットボトルを代用したものであり、
前記キャップは、前記ペットボトルの口部に適用可能であり、
前記供給源は、水素ガスを供給する水素ガス供給源であり、
前記容器内に充填してある飲料に対して、前記キャップを介して前記水素ガス供給源からの水素ガスを注入して溶解させることにより、水素含有飲料を生成することを特徴とする水素含有飲料生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物を密閉可能な容器の口部を塞ぐための開閉可能なキャップと、該キャップを含む水素含有飲料生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、飲料が充填された市販のペットボトルは再利用可能な容器であり、購入時の飲料のみならず、キャップを開閉することにより、その内部に新たに液体ないし気体等の内容物を充填して密閉することができる。ペットボトルの内部に新たに水等の液体を充填する時は、キャップを外してペットボトルの口部を開けた状態にして、該口部より注入することになる。
【０００３】
このように、ペットボトルからキャップを外した開放状態で内容物を充填することは容易だが、ペットボトルからキャップを外すことなく密閉した状態で、目的とする液体ないし気体のみを新たに充填することは困難であった。例えば、ペットボトルに既に水等の液体飲料が入っている状態で、その内部にさらに水素ガス等を充填したいような場合、口部の隙間から外部の空気も混入したり、キャップを締め切るまでの間に充填した水素ガスが外部に漏れてしまっていた。
【０００４】
ここで例にした水素ガスは、最近では医療分野における利用の研究が進んでおり、様々な病気や老化の原因と考えられている活性酸素を除去するための抗酸化物質として脚光を浴びている。このような水素ガスを生体内に摂取する方法としては、水素ガスを直接吸引したり、点滴液に含有させて注射したり、飲料に含有させて飲むこと等が代表的なものとして既に実施されている。かかる方法の中でも、飲料に含有させて飲むことが、直接吸引したり注射する場合に比べて、取り扱い上の危険性もなく安全管理も容易であり、最も手軽な方法として普及しつつある。
【０００５】
水素ガスを飲料に含有させる方法としては、具体的には例えば、特許文献１，２にそれぞれ記載されているように、水素発生剤を必須成分とする水素発生系を、気液分離部を有するカートリッジ式の水素気泡形成体に収容し、該水素気泡形成体内において前記水素発生系と発生用水を反応させることを通じて、該水素気泡形成体内に発生した水素ガスを、前記気液分離部を介して、生体適用液に送り込むことで水素含有生体適用液を得る方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１６３１３５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した特許文献１，２に記載の方法では、生体適用液はペットボトル等の簡易な容器に収納することはできるが、カートリッジ式の水素気泡形成体は特別な構成で比較的高価なものであり、また繰り返し使用することはできなかった。よって、気軽に水素ガスを飲料に含有させて摂取することはコスト的に困難であった。
【０００８】
また、特別な水素気泡形成体を用いることなく、水素ボンベ等の汎用の水素発生源から供給される水素ガスを予め水等の飲料を充填した容器内に充填することも考えられる。しかしながら、前述したように、ペットボトル等の容器からキャップを外すことなく密閉した状態で、目的とする水素ガスのみを新たに充填することは困難であった。
【０００９】
かかる事情に鑑みて、容器を密閉状態に維持したまま、外部から水素ガス等の気体や液体を容器内に注入できるとすれば、例えば、水素を豊富に含んだ飲料も容易に生成することが可能となり、他にも様々な用途に広く活用することが可能となる。よって、このような技術的課題を解決するための工夫が希求されていた。
【００１０】
本発明は、以上のような従来の技術の有する改善点に着目してなされたものであり、ペットボトル等の容器の口部を閉じた密閉状態のままで、簡易な構成により外部から容易に気体または液体を容器内に追加で注入することができるキャップと、該キャップを含む水素含有飲料生成システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］内容物を密閉可能な容器（１０）の口部（１１）を塞ぐための開閉可能なキャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）において、
キャップ本体（２１，２１Ａ〜２０Ｅ）と、該キャップ本体（２１，２１Ａ〜２０Ｅ）に一体に設けられ、該キャップ本体（２１，２１Ａ〜２０Ｅ）で前記口部（１１）を閉じた密閉状態で外部から気体または液体を容器（１０）内に注入可能な導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｅ）とを備え、
前記導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｅ）は、気体または液体の供給源から延びる注入ノズル（４０）に接続され、該接続に伴ない気体または液体を受け入れる連通状態となる一方、接続が解除されると容器（１０）内の内容物を外部に漏らさない閉鎖状態となることを特徴とするキャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）。
【００１２】
［２］前記キャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｃ）は、前記容器（１０）の口部（１１）開口面に重なる天部（２３）に、該天部（２３）に開設された連通口（２４）を塞ぐ状態で、前記導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｃ）を成す弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）を取り付けて成り、
前記弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）は、前記注入ノズル（４０）で穿刺可能であり、該注入ノズル（４０）を穿刺した接続時はその外周に圧着する一方、該注入ノズル（４０）を取り外した時は穿刺孔を塞ぐ弾性力を持つことを特徴とする前述の［１］に記載のキャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｃ）。
【００１３】
［３］前記キャップ本体（２１Ｄ）は、前記容器（１０）の口部（１１）開口面に重なる天部（２３）の外面側に、そのままシート状の弾性体（３１Ｄ）を貼り付けて前記導入部（３０Ｄ）とし、
前記弾性体（３１Ｄ）は、その下の前記天部（２３）と共に前記注入ノズル（４０）で穿刺可能であり、該注入ノズル（４０）を穿刺した接続時はその外周に圧着する一方、該注入ノズル（４０）を取り外した時は穿刺孔を塞ぐ弾性力を持つことを特徴とする前述の［１］に記載のキャップ（２０Ｄ）。
【００１４】
［４］前記キャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｄ）に対して軸心が一致する状態で外側から装着可能な別体のアタッチメント（６０）を備え、
前記アタッチメント（６０）は、その内側に前記キャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｄ）に装着する時に前記弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｄ）を臨むように先端側が突出した管部（６２）を有し、該管部（６２）の基端側は外側に突出して前記注入ノズル（４０）を接続可能であり、
前記アタッチメント（６０）を前記キャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｄ）に装着する動作に伴って、前記管部（６２）が前記注入ノズル（４０）の代わりに前記弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｄ）に穿刺されることを特徴とする前述の［２］または［３］に記載のキャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｄ）。
【００１５】
［５］前記キャップ本体（２１Ｅ）は、前記容器（１０）の口部（１１）開口面に重なる天部（２３）に、その外面側と内面側に連通する前記導入部（３０Ｅ）を成す逆止弁（７０）を有し、
前記逆止弁（７０）は、前記天部（２３）の外面側の部位に前記注入ノズル（４０）を接続可能であり、該注入ノズル（４０）を接続した時は前記供給源からの気体または液体を受け入れる一方、該注入ノズル（４０）を取り外した時は容器（１０）内の内容物を外部に漏らさないことを特徴とする前述の［１］に記載のキャップ（２０Ｅ）。
【００１６】
［６］前述した［１］〜［５］のいずれかに記載のキャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）を含む水素含有飲料生成システムにおいて、
前記容器（１０）は、ペットボトルを代用したものであり、
前記キャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）は、前記ペットボトルの口部（１１）に適用可能であり、
前記供給源は、水素ガスを供給する水素ガス供給源（５０）であり、
前記容器（１０）内に充填してある飲料に対して、前記キャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）を介して前記水素ガス供給源（５０）からの水素ガスを注入して溶解させることにより、水素含有飲料を生成することを特徴とする水素含有飲料生成システム。
【００１７】
次に、前記本発明の作用について説明する。
前記［１］に記載のキャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）は、内容物を密閉可能な容器（１０）の口部（１１）を開閉するものであり、ここでの容器（１０）は、例えば一般的なペットボトル等が該当する。
【００１８】
キャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）は、キャップ本体（２１，２１Ａ〜２０Ｅ）と、これに一体に設けられた導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｅ）とから成り、導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｅ）によって、キャップ本体（２１，２１Ａ〜２０Ｅ）で容器（１０）の口部（１１）を閉じた密閉状態でも、外部から気体または液体を容器（１０）内に注入することができる。
【００１９】
すなわち、導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｅ）は、気体または液体の供給源から延びる注入ノズル（４０）に接続され、該接続に伴ない気体や液体を受け入れる連通状態となる一方、接続が解除されると容器（１０）内の内容物を外部に漏らさない閉鎖状態となる。これにより、一般の容器（１０）のキャップを導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｅ）を備えたものに交換して、あとは供給源と注入ノズル（４０）を用意すれば、容器（１０）内に予め液体または気体等の所定の内容物を充填して密閉した状態にて、他の気体や液体を追加で注入することが可能となる。
【００２０】
前記導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｅ）としては、具体的には例えば前記［２］に記載したように、キャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｃ）において容器（１０）の口部（１１）開口面に重なる天部（２３）に、該天部（２３）に開設された連通口（２４）を塞ぐ状態で、前記導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｃ）を成す弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）を取り付ける。弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）を取り付けるために、前記天部（２３）に保持部（２５，２８）を設けると良い。
【００２１】
ここで保持部（２５，２８）は、天部（２３）の連通口（２４）を塞ぐ状態に弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）を取り付けることができる構造であれば何でも良い。例えば、天部（２３）の内面側より凹むように形成したり、逆に天部（２３）の外面側に出っ張るように形成したり、あるいは天部（２３）の裏側で単に連通口（２４）の周囲全体としても良い。
【００２２】
弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）は、前記連通口（２４）を塞ぐ状態に取り付けて固定できる形状とし、可撓性のある弾性材料で成形する。すなわち、弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）は、前記注入ノズル（４０）で穿刺可能であり、該注入ノズル（４０）を穿刺した接続時はその外周に圧着する一方、該注入ノズル（４０）を取り外した時は穿刺孔を塞ぐように復元する強さの弾性力を持つものとする。
【００２３】
弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）に注入ノズル（４０）を穿刺すると、該注入ノズル（４０）の内部でのみ容器（１０）内に通じた連通状態となり、弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）から注入ノズル（４０）を取り外すと、穿刺孔は弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｃ）自体の弾性力でそのまま塞がれて、所定の内部圧にも抗して容器（１０）内の内容物を外部に漏らさない閉鎖状態となる。このような簡易な構成によって、密閉状態のままで外部からの注入を実現することができる。
【００２４】
また、前記［３］に記載したキャップ（２０Ｄ）によれば、例えば市販のペットボトルの元々のキャップを、そのままキャップ本体（２１Ｄ）として利用することができる。このキャップ本体（２１Ｄ）における天部（２３）の外面側に、シート状の弾性体（３１Ｄ）を貼り付けて導入部（３０Ｄ）とする。ここでの弾性体（３１Ｄ）の貼り付け作業は、利用者自身で行っても良い。
【００２５】
そして、供給源から延びる注入ノズル（４０）を、弾性体（３１Ｄ）に対して、その下のキャップ本体（２１Ｄ）の天部（２３）ともども穿刺すれば、該注入ノズル（４０）を介して外部から容器（１０）内に気体や液体を注入することができる。一方、注入ノズル（４０）をキャップ本体（２１Ｄ）側から引き抜くと、たとえ天部（２３）に貫通した穿刺孔が残っても、弾性体（３１Ｄ）における穿刺孔は弾性体（３１Ｄ）自体の弾性力でそのまま塞がれるため、容器（１０）は元の密閉状態に保たれる。
【００２６】
また、前記［４］に記載したキャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｄ）によれば、キャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｄ）に対して軸心が一致する状態で外側から装着可能な別体のアタッチメント（６０）を備える。このアタッチメント（６０）は、内側にキャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｄ）に装着する時に、前記弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｄ）を臨むように先端側が突出した管部（６２）を有し、該管部（６２）の基端側は外側に突出して前記注入ノズル（４０）を接続可能となる。
【００２７】
よって、アタッチメント（６０）をキャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｄ）に装着すると、その動作に伴って、アタッチメント（６０）の予め位置決めされた管部（６２）が弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｄ）に穿刺される。これにより、注入ノズル（４０）をキャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｄ）の例えば連通口（２４）より覗く弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｄ）を狙って穿刺する作業は不要となり、また力を入れて押し込む作業も容易となる。よって、アタッチメント（６０）をそのままキャップ本体（２１，２１Ａ〜２１Ｄ）に装着するだけで、自然と管部（６２）が注入ノズル（４０）の代わりに弾性体（３１，３１Ａ）に穿刺され、後から注入する作業を極めて容易に行うことができる。
【００２８】
また、前記導入部（３０，３０Ａ〜３０Ｅ）は、弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｄ）で構成することに限られることなく、他に例えば前記［５］に記載したように、キャップ本体（２１Ｅ）の天部（２３）に、その外面側と内面側に連通する逆止弁（７０）を設けて導入部（３０Ｅ）としても良い。かかる逆止弁（７０）は、天部（２３）の外面側の部位に注入ノズル（４０）を接続可能であり、該注入ノズル（４０）を接続した時は供給源からの気体または液体を受け入れる一方、該注入ノズル（４０）を取り外した時は容器（１０）内の内容物を外部に漏らさないことになる。このように導入部（３０Ｅ）は、弾性体（３１，３１Ａ〜３１Ｄ）以外の構成でも代用することができる。
【００２９】
以上のようなキャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）は、前記［６］に記載したように、水素含有飲料生成システムの構成要素として活用することができる。すなわち、先ず容器（１０）は、市販飲料のペットボトルを代用したものとし、キャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）は、ペットボトルの口部（１１）に適用可能なものとする。そして、ペットボトル内に充填してある飲料に対して、前記キャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）を介して水素ガス供給源（５０）から延びる注入ノズル（４０）より水素ガスを注入して溶解させれば、容易に水素含有飲料を生成することができる。
【００３０】
ここで水素ガス供給源（５０）は、特別な専用器具ないし機器を用いることなく、既に一般的な水電解装置を用いたり、あるいは水素ガスを高圧封入してある水素ボンベ等を用いると良い。また、キャップ（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）や注入ノズル（４０）を、水素ガス供給源（５０）の付属品としてセットで提供しても良い。なお、容器（１０）は、市販飲料のペットボトルを代用することで、コストを抑えることができる。
【００３１】
また、前記［４］のキャップ（２０Ｄ）は、ペットボトルの元々のキャップにシート状の弾性体（３１Ｄ）を貼り付けるだけの構成であるため、キャップ本体（２１Ｄ）もペットボトルの元々のキャップをそのまま利用するものとし、これに貼り付ける弾性体（３１Ｄ）を、水素ガス供給源（５０）の付属品としてセットで提供しても良い。
【００３２】
さらに、水素ガス供給源（５０）を小型で比較的安価なものとすれば、一般家庭用としても広く普及させることができる。これにより、酸化ストレスの抑制等の優れた効果を奏する水素含有飲料を容易に生成することが可能となる。かかる水素含有飲料を摂取することで、体内における活性酸素を中和することができ、様々な病気を予防することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係るキャップによれば、ペットボトル等の容器の口部を閉じた密閉状態のままで、簡易な構成により外部から容易に気体または液体を容器内に注入することができる。このようなキャップは、例えば、水素ガスを容器内に後から注入して水素ガス含有飲料を容易に生成可能な水素含有飲料生成システムに適用することができる。
また、本発明に係る水素含有飲料生成システムによれば、取り扱い上の危険性もなく安全管理も容易であり、しかも低コストにて、水素含有飲料を容易に提供することができ、様々な病気を予防することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るキャップを示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係るキャップを示す底面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態に係るキャップに含まれる弾性体を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図４】本発明の第１実施の形態に係るキャップに含まれる弾性体の変形例を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図５】本発明の第１実施の形態に係るキャップに含まれる弾性体の別の変形例を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図６】本発明の第１実施の形態に係るキャップを含む水素含有飲料生成システムを模式的に示す説明図である。
【図７】本発明の第１実施の形態に係るキャップの使用状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第２実施の形態に係るキャップを示す縦断面図である。
【図９】本発明の第２実施の形態に係るキャップを示す底面図である。
【図１０】本発明の第３実施の形態に係るキャップを示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第３実施の形態に係るキャップを示す底面図である。
【図１２】本発明の第４実施の形態に係るキャップを示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第４実施の形態に係るキャップに含まれる弾性体を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図１４】本発明の第５実施の形態に係るキャップを示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第５実施の形態に係るキャップの使用状態を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の第５実施の形態に係るキャップの弾性体の元となる弾性体シートを示す平面図である。
【図１７】本発明の第６実施の形態に係るアタッチメントを示す正面図である。
【図１８】本発明の第６実施の形態に係るアタッチメントを示す縦断面図である。
【図１９】本発明の第６実施の形態に係るアタッチメントの使用状態を示す縦断面図である。
【図２０】本発明の第７実施の形態に係るキャップを示す縦断面図である。
【図２１】本発明の第７実施の形態に係るキャップを示す底面図である。
【図２２】本発明の各種実施の形態に係るキャップを含む水素含有飲料生成システムの水電解装置の構成要素を模式的に示す説明図である。
【図２３】本発明の各種実施の形態に係るキャップを含む水素含有飲料生成システムの水電解装置のケース体を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面に基づき本発明を代表する各種実施の形態を説明する。
図１〜図７は、本発明の第１実施の形態を示している。
第１実施の形態に係るキャップ２０は、内容物を密閉可能な容器１０の口部１１を開閉するものである。以下、容器１０として、一般的なペットボトルを適用した例について説明する。
【００３６】
容器１０であるペットボトルは、例えば５００ｍｌの容量サイズで広く利用されているものであり、キャップ２０は、ペットボトルに元々付属していたキャップの代用として用いられる。ここでペットボトルは、合成樹脂として例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリマー樹脂で成形され、基本的には一定の外径の筒状であり、所定の内圧に対する耐圧性と気密性を備えている。このように容器１０は、市販飲料のペットボトルをそのまま代用している。
【００３７】
図１に示すように、容器１０の上端側は直径が漸次減少して、その先端が口部１１として開口している。口部１１は円筒状であり、その外周面には、キャップ２０が螺合する雄ねじ部１２が形成されている。一般的なペットボトルは、このように構成されており、口部１１の雄ねじ部１２に対して、キャップの内周面に形成された雌ねじ部２２が螺合することにより、水や各種ジュース類を含む飲料を充填した状態で密閉状態が保たれる。本実施の形態に係るキャップ２０も、口部１１に着脱する形態は同様に構成されており、一般のペットボトルの口部１１に適用可能なものである。
【００３８】
キャップ２０は、合成樹脂として例えばポリプロピレン（ＰＰ）等のポリマー樹脂で成形され、キャップ本体２１と、該キャップ本体２１に一体に設けられ、該キャップ本体２１で前記口部１１を閉じた密閉状態で外部から気体または液体を容器１０内に注入可能な導入部３０を備えている。ここでキャップ本体２１の内周面に、前記雄ねじ部１２に螺合する雌ねじ部２２が形成されている。
【００３９】
図６、図７に示すように、導入部３０は、気体または液体の供給源から延びる注入ノズル４０に接続され、該接続に伴ない気体または液体を受け入れる連通状態となる一方、接続が解除されると容器１０内の内容物を外部に漏らさない閉鎖状態となる構造である。ここで容器１０内の内容物は、水等の飲料が該当するが、飲料に限定されることなく様々な液体、あるいは気体も含み得る概念である。また、注入ノズル４０を介して注入されるものは、気体または液体が該当するが、例えば水素含有飲料生成システムに適用した場合には、水素ガス供給源５０から供給される水素ガスである。この水素含有飲料生成システムについて詳しくは後述する。
【００４０】
本実施の形態に係る導入部３０は、主として弾性体３１から成る。詳しくは図１に示すように、キャップ本体２１において、容器１０の口部１１の開口面に重なる天部２３には、その中央に円孔状の連通口２４が開設されている。この天部２３の内面側に、連通口２４を塞ぐ状態で導入部３０を成す弾性体３１を取り付けるための保持部２５が形成されている。
【００４１】
保持部２５は、天部２３の内面側で連通口２４の周囲より垂下する円筒部２６と、この円筒部２６に弾性体３１を嵌め込んだ状態で下側から被せるように固定する受け部２７とを組み合わせて成る。受け部２７は、円筒部２６の外周に外嵌する内径のキャップ状の部材であり、その中央には、弾性体３１を間にして前記連通口２４に連通する孔部２７ａが開設されている。
【００４２】
弾性体３１は、円筒部２６にちょうど収まる大きさの２段の円柱形であって円筒部２６内に接着され、さらに円筒部２６に接着して組み合わせる受け部２７の孔部２７ａの周囲底面が、弾性体３１の下端面に当接する。これにより、弾性体３１は、受け部２７によって下方より支持され、強固に取り付けることができる。弾性体３１は、注入ノズル４０で穿刺可能であり、該注入ノズル４０を穿刺した接続時はその外周に圧着する一方、該注入ノズル４０を取り外した時は穿刺孔を塞ぐ程の強さの弾性力を持つものである。
【００４３】
より具体的には弾性体３１は、円筒部２６の内径と等しいか僅かに大きい外径の円柱形である下段部と、この下段部の中央より上方に突出して連通口２４の内径と等しいか僅かに大きい外径の円柱形である上段部とに成形され、その材質としては、例えばシリコンゴム、合成ゴム、天然ゴム等が使用される。特に合成ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）が適している。これはイソプレンを重合させて得られる合成ゴムであり、天然ゴムとほぼ同様の構造・組成であるが、天然ゴムに比べて品質が一定している。ただし、これらの材質に限定されるものではない。
【００４４】
キャップ本体２１の連通口２４には、弾性体３１の上段部が嵌合しており、この上段部の端面は、キャップ本体２１の天部２３の外面と同一平面上に連なるように外部に表出している。よって、連通口２４がそのまま凹んでゴミが溜まる虞はなく、連通口２４を通して弾性体３１の略中央に、注入ノズル４０を突き刺すことができる。弾性体３１に生じた穿刺孔は注入ノズル４０の外周に圧着し、該注入ノズル４０の内部でのみ容器１０内に通じた連通状態となる。一方、注入ノズル４０を取り外すと、抜去された注入ノズル４０を追うように穿刺孔は弾性体３１自体の弾性力でそのまま塞がれて元の密閉状態に復元する。
【００４５】
図３に示すように、弾性体３１は、前述したように大径の下段部と小径の上段部から成る２段の円柱形であるが、その変形例として、弾性体３１の下段部と上段部に亘る略中央に厚さ方向に部分的に切り込んだスリットを予め設けても良い。図４に示す例では、弾性体３１にマイナス形「−」のスリット３２を設けており、図５に示す例では、弾性体３１にプラス形「＋」のスリット３３を設けている。このようなスリット３２，３３により、弾性体３１に局所的に弱い部分を形成することができる。すなわち、スリット３２，３３に対して、注入ノズル４０を容易に穿刺することができる。
【００４６】
ここで注入ノズル４０を穿刺しやすくなる程度は、弾性体３１のスリットの形状や寸法に依存する。例えば、図４に示すスリット３２よりも、図５に示すスリット３３の方が、スリットの交差箇所で変形しやすく、いっそう注入ノズル４０を穿刺しやすい。スリットの具体的な形状や寸法は、図示したものに限られることなく、注入ノズル４０を取り外した際に内容物の漏れを生じない密閉状態に復元して閉鎖するものであれば足りる。なお、弾性体３１にスリットを設ける代わりに、例えば弾性体３１の略中央など局所的に厚みを薄く成形して、注入ノズル４０を厚さ的に穿刺しやすいように成形しても良い。また、弾性体３１は、単なる円柱形に形成しても良く、この場合、キャップ本体２１の天部２３の外面は連通口２４の箇所だけ凹むことになる。
【００４７】
以上のようなキャップ２０の導入部３０に穿刺する注入ノズル４０は、基本的には弾性体３１に穿刺することができる材質および形状であれば足りる。具体的には例えば、金属製の中空針状あるいは細管状の先端部を有するものが該当する。ただし、先端が鋭角なテーパー形状の針ないし管の場合には、針等のヒール部（開口先端の反対側である開口基端の縁）によって弾性体３１の一部が削り取られるコアリングが生じないように、弾性体３１に対して垂直となる向きで回転させないようにゆっくりと穿刺することになる。
【００４８】
あるいは、注入ノズル４０（の先端）として、予めコアリングを生じないように工夫した、図７に示すようなコアリング防止針を用いても良い。これは一般にペンシルポイント針と称され、尖った針先より基端側に多少ずれた箇所に内部に連通する先端口を開設したものであり、弾性体３１に穿刺した時に、弾性体３１の一部が削り取られる虞がない。なお、注入ノズル４０における「ノズル」の語義は、管・ホースに付ける先の細まった管であるが、これに限らず前述した針状のものも含む概念で本明細書では使用している。
【００４９】
次に、キャップ２０を含む水素含有飲料生成システムについて説明する。
図６に示すように、本システムは、気体または液体の供給源を、水素ガスを供給する水素ガス供給源５０から構成している。本システムは、容器１０であるペットボトル内に充填してある飲料に対して、キャップ２０を介して前記水素ガス供給源５０から供給された水素ガスを注入して加圧し溶解させることにより、水素含有飲料を生成するものである。ここで、前記キャップ２０と前記注入ノズル４０は、それぞれ水素ガス供給源５０の付属品として構成され、それぞれ一式のセットで製造・販売しても良い。
【００５０】
水素ガス供給源５０は、可撓性のチューブ４１を介して注入ノズル４０に接続されている。水素ガス供給源５０は、具体的には例えば水電解装置が該当する。この水電解装置は、水を電気分解することにより、陽極側に酸素ガス、陰極側に水素ガスを発生させる装置であり、水素ガスを発生する陰極側にチューブ４１の基端側を接続している。そして、チューブ４１の先端側に前記注入ノズル４０を接続している。ただし、水素ガス供給源５０は水電解装置に限られることなく、他に例えば、水素ガスを高圧で予め封入した水素ボンベや、水素を吸蔵し可逆的に水素を放出することができる水素吸蔵合金を備える装置等を用いても良い。
【００５１】
本実施の形態では、前記キャップ２０の導入部３０に注入ノズル４０を穿刺し、この注入ノズル４０を介して容器１０内に注入された水素ガスは、容器１０内の気相内圧が高まると共に飲料に溶け込むため、高濃度の水素を含有した水素含有飲料が生成される。また、容器１０を傾けたり逆さにして、口部１１の周囲が液相で満たされた状態で、飲料中に水素ガスを直接的にバブリングすることで、より効率良く水素ガスを溶解させて溶存水素濃度を高めるように構成しても良い。あるいは、注入ノズル４０を導入部３０に穿刺した時に、注入ノズル４０の先端口が液相まで届く長さに設定しても良い。
【００５２】
次に、キャップ２０を含む水素含有飲料生成システムの作用を説明する。
キャップ２０は、一般的なペットボトルである容器１０の口部１１に対応しており、ペットボトルに元々付属していたキャップと交換しておく。容器１０内に水や各種ジュース等の飲料が充填された状態で、口部１１をキャップ２０で塞いで密閉することができる。キャップ２０は導入部３０を備えており、導入部３０を介して、口部１１を密閉状態に保ったままで、外部の供給源から気体または液体を容器１０内に追加で注入することができる。
【００５３】
このようなキャップ２０は、水素含有飲料生成システムの構成要素として活用することができる。すなわち、容器１０内に充填してある飲料に対して、前記キャップ２０の導入部３０を介して水素ガス供給源５０から延びる注入ノズル４０より水素ガスを注入して加圧し溶解させれば、容易に水素含有飲料を生成することができる。
【００５４】
図６に示すように、注入ノズル４０は、可撓性のチューブ４１を介して水素ガス供給源５０に接続されており、水素ガス供給源５０の操作によって、注入ノズル４０より水素ガスを放出することができる。この注入ノズル４０を、前述した容器１０を塞いでいるキャップ２０の導入部３０に接続する。導入部３０の主要部をなす弾性体３１は、注入ノズル４０で穿刺可能な弾性的な材料で成形されており、図７に示すように、弾性体３１に対して注入ノズル４０をそのまま穿刺して接続する。
【００５５】
弾性体３１に注入ノズル４０を穿刺した接続時には、その穿刺孔は注入ノズル４０の外周に弾発的に圧着するため、該注入ノズル４０の内部でのみ容器１０内に通じた連通状態となる。かかる状態で、水素ガス供給源５０より水素ガスを注入ノズル４０を介して容器１０内に注入すると、水素ガスは、容器１０内の気相内圧が高まると共に飲料に溶け込み、高濃度の水素を含有した水素含有飲料が生成される。前述したように、飲料中に水素ガスを直接的にバブリングしても良い。
【００５６】
ここで注入ノズル４０は、図７に示すようなコアリング防止針の形状のタイプであるが、先端が鋭角なテーパー形状の針ないし管のタイプの場合には、弾性体３１の一部が削り取られるコアリングが生じないように、注入ノズル４０を弾性体３１に対して垂直となる向きで回転させないようにゆっくりと穿刺すれば良い。弾性体３１に対しては注入ノズル４０を繰り返し穿刺することができるが、劣化した場合には新しいキャップ２０を用意すればよい。あるいは、弾性体３１の部分だけを交換できるようにしても良い。
【００５７】
水素ガスを容器１０内に充填し終えたら、弾性体３１より注入ノズル４０を取り外すが、単に引き抜くだけで良い。注入ノズル４０を完全に取り外すと、穿刺孔は弾性体３１自体の弾性力でそのまま塞がれて、所定の内部圧にも抗して容器１０内の内容物を外部に漏らさない元の密閉状態となる。なお、水素ガスの注入量は、水素ガス供給源５０の操作によって適宜調整できるものとする。よって、従来のカートリッジ式の水素気泡形成体のように、予め定められた規定量のみしか水素を発生し得ないタイプとは異なり、水素ガスの注入量が多すぎたり、少なすぎたりすることもなく、最適な量に調整することができる。
【００５８】
このような簡易な構成のキャップ２０によって、容器１０内に予め液体または気体等の所定の内容物を充填して密閉した状態のままで、他の気体や液体を後から追加で注入することが可能となる。かかるキャップ２０は、前述の水素含有飲料生成システムの構成要素として活用することができ、少なくともキャップ２０や注入ノズル４０を、水素ガス供給源５０の付属品としてセットで提供しても良い。
【００５９】
特に、水素ガス供給源５０を小型で比較的安価なものとすれば、一般家庭用としても広く普及させることができる。これにより、酸化ストレスの抑制等の優れた効果を奏する水素含有飲料を容易に利用することが可能となる。ただし、水素含有飲料生成システムとしての利用はあくまで一例であり、容器１０内に予め充填しておくものは、前述の飲料水に限定されることはなく、また、容器１０内に後から注入するものは、前述の水素ガスに限定されることもない。
【００６０】
図８および図９は、本発明の第２実施の形態を示している。
図８は、第２実施の形態に係るキャップ２０Ａを示す縦断面図であり、図９は、同キャップ２０Ａを示す底面図である。
本実施の形態に係るキャップ２０Ａは、その導入部３０Ａの形状を、前記第１実施の形態の導入部３０と異ならせたものである。なお、第１実施の形態と同種の部位には、同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００６１】
キャップ２０Ａの構成は、前述のキャップ２０と基本的には共通するが、導入部３０Ａを成す弾性体３１Ａを取り付ける保持部２８は、キャップ本体２１Ａの天部２３の内面側ではなく、天部２３の外面側に出っ張るように形成されている。かかる保持部２８は、天部２３の外面側で連通口２４の周囲より突出する円筒状であり、その先端口には、弾性体３１Ａの抜け止め用のフランジ２８ａが内側に延出している。このような保持部２８の筒状内部に、弾性体３１を挿入した状態で接着剤等により固定する。
【００６２】
導入部３０Ａには、弾性体３１Ａをその下方より支える受け部はなく、比較的簡単に弾性体３１を交換することができる。また、保持部２８の下端側の開口を囲むように、例えば中央に弾性体３１Ａの直径よりも小径の孔がある円盤状の受け部を取り付けても良い。また、前述の第１実施の形態の導入部３０において、弾性体３１の取り付け強度は弱まるが、受け部２７を省略して構成しても良い。なお、弾性体３１Ａは、第１実施の形態の弾性体３１とほぼ同一であるが、上段部の外径が若干大きい等、多少の形状の違いがある。
【００６３】
図１０および図１１は、本発明の第３実施の形態を示している。
図１０は、第３実施の形態に係るキャップ２０Ｂを示す縦断面図であり、図１１は、同キャップ２０Ｂを示す底面図である。
本実施の形態に係るキャップ２０Ｂは、その導入部３０Ｂの形状が、前記第１、第２実施の形態と異なっている。なお、前記第１、第２実施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００６４】
キャップ本体２１Ｂは、天部２３の中央に連通口２４が開設されているが、前記保持部２５，２８に相当する構成はない。導入部３０Ｂを成す弾性体３１Ｂは、前記連通口２４に嵌合する軸部の上端に、連通口２４の内径より大きく広がる円板状の鍔部が設けられ、軸部の下端には、連通口２４に嵌入する円錐台状の傘部が設けられている。なお、弾性体３１Ｂの具体的な材質は、前述の弾性体３１，３１Ａと同様に、例えばシリコンゴム、合成ゴム、天然ゴム等が使用される。
【００６５】
弾性体３１Ｂを連通口２４に留める際、弾性体３１Ｂの傘部は弾性変形して連通口２４内を通過可能であり、連通口２４を抜けると元の円錐台状に復元する。また、弾性体３１Ｂの鍔部が連通口２４を通過することはなく、鍔部と傘部の間の軸部がちょうど連通口２４に貫通した状態に保持される。よって、弾性体３１Ｂは連通口２４を塞ぐ状態で、簡単には抜けないように取り付けることができる。なお、弾性体３１Ｂに対して前述の注入ノズル４０を穿刺する際に、弾性体３１Ｂが連通口２４から抜けない程度の力で固定できれば足りる。
【００６６】
本実施の形態では、キャップ本体２１Ｂにおける連通口２４の周囲が、そのまま弾性体３１Ｂを取り付ける保持部の代わりとなっている。このようなキャップ２０Ｂによれば、弾性体３１Ｂを含めたキャップ２０Ｂの構成を、より簡易化することができ、いっそうコストを低減することが可能となる。
【００６７】
図１２および図１３は、本発明の第４実施の形態を示している。
図１２は、第４実施の形態に係るキャップ２０Ｃを示す縦断面図であり、図１３は、弾性体３１Ｃを示す平面図と正面図である。
本実施の形態に係るキャップ２０Ｃは、その導入部３０Ｃの形状が、前記第１〜第３実施の形態と異ならせたものである。なお、第１〜第３実施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００６８】
キャップ本体２１Ｃは、第３実施の形態のキャップ本体２１Ｂと共通するが、導入部３０Ｃの構成が異なっている。すなわち、導入部３０Ｃを成す弾性体３１Ｃは、キャップ本体２１Ｃの天部２３の内面側に対応する外形の薄い円板状に成形され、その上面側の中央に、前記連通口２４に合致するように嵌合する上段部が突設されている。本実施の形態では、キャップ本体２１Ｃの天部２３の内面側が、そのまま弾性体３１Ｃを取り付ける保持部の代わりとなっている。
【００６９】
図１３（ａ）は、弾性体３１Ｃの平面図であり、同図（ｂ）は、弾性体３１Ｃの正面図である。弾性体３１Ｃの直径は、天部２３の内面側の内径に合致する大きさであり、弾性体３１Ｃの上段部を除く厚さは、容器１０の口部１１にキャップ２０Ｃを締め付けられる範囲で適宜定めれば良い。具体的には例えば、前記注入ノズル４０を穿刺して抜いた際に、穿刺孔が弾性体３１Ｃ自体の弾性力で塞がれて、所定の内部圧にも抗して容器１０内の内容物を外部に漏らさない程度の厚さに設定する。
【００７０】
このような弾性体３１Ｃは、天部２３の中央にある連通口２４に上段部が下側から嵌合して塞ぐ状態で、天部２３の内面側に直接貼り付けられている。弾性体３１Ｃの周縁は、容器１０の口部１１をキャップ２０Ｃで閉じた時は、天部２３の内面側と口部１１の端縁とに挟まれ押圧された状態となり強固に保持される。このような導入部３０Ｃも簡単な構成であり、前記キャップ本体２１Ｂの場合と同様に、ペットボトルの元々のキャップに連通口２４を開設するだけで容易に加工することができる。なお、前述の第１〜第３実施の形態と同種の部位については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００７１】
図１４から図１６は、本発明の第５実施の形態を示している。
図１４は、第５実施の形態に係るキャップ２０Ｄを示す縦断面図であり、図１５は、同キャップ２０Ｄの使用状態を示す縦断面図である。図１６は、本実施例における弾性体３１Ｄの元となる弾性体シート３４を示す平面図である。
【００７２】
本実施の形態に係るキャップ２０Ｄは、ペットボトルの元々のキャップを、そのままキャップ本体２１Ｄとして利用している。このキャップ本体２１Ｄにおける天部２３の外面側に、シート状の弾性体３１Ｄを貼り付けて導入部３０Ｄとして構成している。ここで、弾性体３１Ｄは、弾性体シート３４として提供されるものであり、前述した水素ガス供給源５０の付属品としてセットで製造・販売すると良い。
【００７３】
弾性体シート３４は、薄板状に成形した弾性体の裏面に、予めキャップ本体２１Ｄに貼着可能な接着剤から成る接着層を積層させたものであり、簡単に剥離可能な台紙上に貼り合わされている。このような弾性体シート３４において、予め円形に象られた個々の弾性体３１Ｄは多数並べて配置されており、それぞれ台紙から剥がしてからキャップ本体２１Ｄの天部２３に容易に貼り付けることができる。なお、弾性体３１Ｄの具体的な材質は、前述の弾性体３１〜３１Ｃと同様に、例えばシリコンゴム、合成ゴム、天然ゴム等が使用される。
【００７４】
前記水素ガス供給源５０等の供給源から延びる注入ノズル４０を、弾性体３１Ｄに対して、その下のキャップ本体２１Ｄの天部２３ともども穿刺すれば、該注入ノズル４０を介して外部から容器１０内に水素ガス等の気体や液体を注入することができる。一方、注入ノズル４０をキャップ本体２１Ｄ側から引き抜くと、天部２３に貫通した穿刺孔が残っても、弾性体３１Ｄにおける穿刺孔は弾性体３１Ｄ自体の弾性力でそのまま塞がれるため、容器１０は元の密閉状態に保たれる。なお、変形例として、シート状の弾性体３１Ｄをキャップ本体２１Ｄにおける天部２３の内面側に貼り付けて導入部３０Ｄとしても良い。
【００７５】
図１７から図１９は、本発明の第６実施の形態を示している。
図１７は、第６実施の形態に係るアタッチメント６０を示す正面図であり、図１８は、同アタッチメント６０を示す縦断面図である。図１９は、アタッチメント６０をキャップ２０に組み合わせた状態を示す縦断面図である。
【００７６】
アタッチメント６０は、キャップ本体２１とは別体であり、キャップ本体２１に対して軸心が一致する状態で外側から装着可能なものである。もちろん、アタッチメント６０は、第１実施の形態に係るキャップ２０に限らず、第２〜第５実施の形態に係るキャップ２０Ａ〜２０Ｄと組み合わせても良い。
【００７７】
アタッチメント６０は、合成樹脂として例えばポリプロピレン（ＰＰ）等のポリマー材によって、キャップ２０にちょうど外嵌するキャップ形状に成形されている。アタッチメント６０の内径は、キャップ２０の外径とほぼ一致するが、アタッチメント６０の内周面には、雌ねじ部２２のような凹凸はなく滑面となっている。アタッチメント６０の開口反対側の天部６１には、その中央に管部６２が貫通する状態で固定されている。ここで天部６１は、貫通させた管部６２がガタつかない程度の所定の厚さに形成されている。
【００７８】
管部６２は、基本的には前記注入ノズル４０とほぼ同様の構成であり、その先端は前述のペンシルポイント針と同様に構成すれば良いが、これに限定されるものではない。このような管部６２は、弾性体３１に穿刺する時の力に耐え得る強度を備えると共に、前述したように天部６１に固定されている。なお、前述した第５実施の形態に係るキャップ２０Ｄに適用する場合には、キャップ本体２１Ｄの天部２３にも貫通させる関係上、より強固な管部６２自体の剛性と、天部６１に対する取付強度が必要となる。
【００７９】
管部６２の先端側は、アタッチメント６０の開口端面より内側に収まる程度の長さに突出している。このように、管部６２の先端側がアタッチメント６０の内部に収まるものであれば、管部６２の先端側が操作時に指に接触し難いものとなり、安全面でも優れる。アタッチメント６０をキャップ本体２１に装着した時に、管部６２の先端側は、キャップ本体２１の天部２３の略中央に対向し、連通口２４より弾性体３１を臨むように設定されている。
【００８０】
また、管部６２の基端側は、天部２３より外面側に突出しており、前記注入ノズル４０が接続可能となっている。ここで、管部６２と注入ノズル４０との接続は、図示省略したが別体のチューブ等の管部材を介して互いに接続しても良い。あるいは、管部６２の基端または注入ノズル４０の先端を、他方に連通接続できる形状に予め設けておき、互いに軸方向に接続できる形態としても良い。
【００８１】
このようなアタッチメント６０は、キャップ本体２１に被せるように装着すると、その動作に伴って、アタッチメント６０の管部６２がそのまま弾性体３１に穿刺される。従って、注入ノズル４０をキャップ本体２１の連通口２４より覗く弾性体３１を狙って穿刺する作業は不要となり、また力を入れて押し込む作業も容易となる。すなわち、アタッチメント６０をキャップ本体２１に装着するだけで、自然と管部６２が注入ノズル４０の代わりに弾性体３１に穿刺されることになり、後から注入する作業を極めて容易に行うことができる。
【００８２】
図２０および図２１は、本発明の第７実施の形態を示している。
図２０は、第７実施の形態に係るキャップ２０Ｅを示す縦断面図であり、図２１は、同キャップ２０Ｅを示す底面図である。
本実施の形態に係るキャップ２０Ｅは、その導入部３０Ｅの形状を、前記第１〜第５実施の形態の導入部３０等と異ならせたものである。なお、前記各種実施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００８３】
キャップ２０Ｅのキャップ本体２１Ｅの構成は、前述した第１実施の形態のキャップ２０と基本的には共通するが、天部２３の中央にある連通口２４や受け部２７にある孔部２７ａの内径が若干小さい等、多少の形状の違いはある。そして、天部２３には、その外面側と内面側に連通する導入部３０Ｅを成す逆止弁７０が設けられている。
【００８４】
逆止弁７０は、天部２３の外面側の部位である基端口７１に前記注入ノズル４０を接続可能であり、天部２３の内面側には先端口７２が延び出ている。逆止弁７０の基端口７１と注入ノズル４０との接続は、別体のチューブ等の管部材を介しても良く、あるいは、逆止弁７０の基端口７１または注入ノズル４０の先端を、他方に連通接続できる形状に予め設けても良い。
【００８５】
このように、導入部３０Ｅの構成は、前述の弾性体３１等を含むものに限られることはない。逆止弁７０を備えたキャップ２０Ｅでは、逆止弁７０の基端口７１に注入ノズル４０を接続して供給源からの気体または液体を供給すると、逆止弁７０を通って受け入れる。一方、注入ノズル４０を逆止弁７０から取り外した時は、容器１０内の内容物が外部に漏れることはない。なお、逆止弁７０自体の具体的な構成としては、様々な種類のものが知られているが、その構成は一般的であるので詳細な説明は省略する。本実施の形態における逆止弁７０は、その性能のみならず大きさや形状等を基準とし適宜選択すれば良い。
【００８６】
次に、前述した水素含有飲料生成システムの水素ガス供給源５０を構成する水電解装置の一例について詳しく説明する。
一般的な水電解装置では、水酸化カリウム水溶液が電解質として用いられるが、本実施の形態に係る水電解装置５１は、水酸化カリウム水溶液に代えて、ＳＰＥ（固体高分子電解質solid polyelectrolyteの略称）を使用する水電解を行うものである。ここでＳＰＥとしては、電解質と隔膜の働きをするフッ素樹脂系の陽イオン交換膜が用いられ、この膜の両側面にそれぞれ陰極と陽極の触媒電極を直接接合して構成され、電解水ではなく精製水（純粋）を電気分解することができる。具体的な触媒電極としては、陽極には白金、陰極にはイリジウムが用いられている。
【００８７】
このようなＳＰＥを用いた水電解装置５１によれば、陰極に精製水が供給されて電解されると、酸素と水素イオンが生成される。水素イオンは、陽イオン交換膜を透過した後、陰極側に拡散して水素ガスとなる。ここで水素と酸素は、２：１の比率で発生する。このような水電解装置５１は、図２２に示すように、ＳＰＥを含む電解セル５２と、電解セル５２に精製水を供給するタンク５３と、電解セル５２に給電する電源部５４の他、水素ガスの発生量を調整するための制御部５５を備えている。
【００８８】
電解セル５２の陰極５２ａと陽極５２ｂは、それぞれ電線を介して電源部５４に接続されている。また、タンク５３の底部は、給水管５６を介して電解セル５２に接続されており、タンク５３内の精製水は随時、電解セル５２に供給される。また、電解セル５２には、陰極５２ａ側から発生する水素ガスを外部に導く水素配管５７の基端が接続されており、この水素配管５７の先端は外部に延ばされ、前記注入ノズル４０に直接的または間接的に接続される。さらに、電解セル５２には、陽極５２ｂ側から発生する酸素を外部に導く酸素配管５８の基端が接続されており、この酸素配管５８の先端は、前記タンク５３の適所に固定され、酸素はそのまま外部に放出される。
【００８９】
水電解装置５１の主要部を成す電解セル５２は、比較的小型化することができるため、水電解装置５１は、全体的にコンパクトに製造することができる。例えば、図２３に示すように、独自のデザインに成形されたケース体５１０に各構成部品を全て収めることができる。かかるケース体５１０の大きさは、具体的には例えば、高さ１８０〜２００ｍｍ、直径１００〜１２０ｍｍの外形寸法に収めることができる。
【００９０】
このように大きさのケース体５１０に収まる仕様であれば、電源部５４としては、具体的には例えば、ＤＣ（直流）で１．７〜２．５Ｖの電圧をかけて１０〜１５Ａの電流を電解セル５２に給電するものを用いると良い。この場合、電解セル５２には２０数Ｗの電力が付加されて精製水が電解され、１分間に５０〜６０ｍｌの水素ガスが発生する。このように、電解セル５２は、電力から水素へのエネルギー変換効率が高いものである。
【００９１】
電解セル５２より水素ガスが供給される圧力は、理論上は例えば５〜１０ｋｇ／ｃｍ２（０．５〜１メガパスカル（ＭＰａ））となるが、実際には制御部５５の制御により、１〜２ｋｇ／ｃｍ２に調整された上で、前記注入ノズル４０に供給される。かかる制御方法としては、水素配管５７の基端に、図示省略したが圧力センサを設けておき、この圧力センサが基準値として例えば２ｋｇ／ｃｍ２を検知すると、自動的に電源がＯＦＦとなるように設定すると良い。なお、水素ガスの供給圧力は、例えば１〜３の３段階として、０．５ｋｇ／ｃｍ２、１ｋｇ／ｃｍ２、２ｋｇ／ｃｍ２にそれぞれスイッチ操作で適宜調整できるようにしても良い。
【００９２】
図２３に示すように、ケース体５１０は、独自のカップ状のデザインであり、その内部に前述した電解セル５２、タンク５３、電源部５４、制御部５５等が収納されている。ケース体５１０の上面部５１１は、緩やかに湾曲した円形であり、この上面部５１１には、前記水素配管５７を通す導出部５１２と、前記タンク５３を開閉する蓋部５１３と、各種操作を行うための操作部５１４が配設されている。ここで導出部５１２は、水素配管５７と共に上面部５１１から取り外すことができる。
【００９３】
蓋部５１３も上面部５１１から取り外すことができ、前記タンク５３の上面開口が内部に連通した状態で配置されている。タンク５３の容量は、例えば５０〜１００ｍｌとする。なお、タンク５３に注ぐ精製水は、専用品に限らず、市販のものを代用することができる。また、操作部５１４は、例えば接触によりＯＮ／ＯＦＦと切り替え可能なタッチスイッチから成り、作動させる電源スイッチ５１５の他、作動時間を任意に設定可能なタイマースイッチ５１６を設けると良い。
【００９４】
水電解装置５１によれば、電源スイッチ５１５をオンにして、タイマースイッチ５１６で例えば５分に設定すると、５分間だけ電源部５４から電解セル５２に給電されて精製水の電解が行われる。すると、約３００ｍｌほど水素ガスが発生し、水素配管５７の先端にある注入ノズル４０を接続した前述の各種キャップ２０等を介して容器１０内に水素ガスが加圧下で注入される。容器１０が通常の容量（例えば５００ｍｌ）のペットボトルであれば、必要な量の水素ガスの注入は数十秒足らずで済む。水素配管５７からの水素ガスの供給が所定の圧力を超えると、前述の圧力センサの検知に基づき、制御部５５は自動的に電源部５４をＯＦＦにする。
【００９５】
以上のような水電解装置５１は、通常の温度条件の使用における寿命が、例えば２０００時間である場合には、１分間に５０ｍｌの水素ガスを発生させるとして、２０００時間でトータル６０００リットルの水素ガスを発生させることができる。よって、通常の使用状況であれば、１回あたり数十ｍｌの水素ガスを発生させるとして、およそ５年ほど使用することができ、非常に低コストで多量の水素ガスを生成することができる。
【００９６】
もちろん、水素含有飲料生成システムには、前述の水電解装置５１以外の他の水電解装置を用いても良く、その大きさを含めて様々な形態のものでも良い。さらに、前述したが水素ガス供給源５０は水電解装置に限られることなく、水素ガスを高圧で予め封入した水素ボンベや、水素を吸蔵し可逆的に水素を放出することができる水素吸蔵合金を備える装置等を用いても良い。
【００９７】
水素含有飲料生成システムは、前記水電解装置５１と注入ノズル４０、それに各種キャップ２０等、あるいは弾性体シート３４、さらには市販のペットボトルではない専用の容器１０等を適宜組み合わせて、家庭用として販売することができる。市販のペットボトルを容器１０として利用する場合には、各種キャップ２０等を組み合わせ、市販のペットボトルとそのキャップをそのまま利用する場合には、各種キャップ２０等ではなく弾性体シート３４を組み合わせると良い。
【００９８】
このように、水素含有飲料生成システムのうち、特に水電解装置５１を小型で比較的安価なものとすれば、一般家庭用としても広く普及させることができる。これにより、酸化ストレスの抑制等の優れた効果を奏する水素含有飲料を容易に生成することが可能となる。かかる水素含有飲料を摂取することで、体内における活性酸素を中和することができ、様々な病気を予防することが可能となる。なお、水素ガス供給源５０が大型だったり高価な場合には、ペットボトルを販売しているコンビニエンスストア等の店舗やスポーツクラブ等に設置して、様々な形態で利用できるようにしても良い。
【００９９】
水素含有飲料生成システムの利用者は、生成された水素含有飲料を直ぐ飲む場合には、水素が漏れることなく豊富に含む飲料を体内に取り込むことができる。ただし、水素含有飲料を直ぐに消費せず所定期間保存する場合には、容器１０を立てた状態ではなく、横に寝かせた状態で保存すると良い。このような容器１０を寝かせた姿勢では、容器１０内の気相が口部１１に貯まって導入部３０の弾性体３１等に接することがなく、口部１１や導入部３０等は、内容物である例えば飲料によって満たされる。よって、弾性体３１等の穿刺孔がたとえ閉じられているとしても、その僅かな隙間から外部への水素が徐々に漏れ出ることも極力防止することができる。
【０１００】
また、容器１０としてのペットボトルは、水素を透過させることが知られており、内部に充填してある飲料に溶存した水素も経時的に抜けることが想定される。しかしながら、本発明によれば、ペットボトル内の飲料中には加圧した状態で充分な量の水素を溶存させているため、ペットボトル内のガスが経時的に多少抜けたとしても、飲料中に溶存している水素濃度そのものは、数日間に亘り維持することができ、特に問題はないと言える。
【０１０１】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、前記キャップ本体２１等において弾性体３１等の一部が外部に表出する部分に覆い被さり、当該部位を無防備に露出させることなく、塵埃等との接触による汚染を防ぐカバーを開閉可能に付加しても良い。また、容器１０はペットボトル以外にも、例えば、金属缶やアルミパウチ等を採用しても良い。さらに、容器１０内の内容物も飲料に限られることなく、後から容器１０内に充填するものも水素ガスに限られることはない。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、内容物を密閉可能な様々なタイプの容器に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…容器
１１…口部
１２…雄ねじ部
２０…キャップ
２０Ａ…キャップ
２０Ｂ…キャップ
２０Ｃ…キャップ
２０Ｄ…キャップ
２０Ｅ…キャップ
２１…キャップ本体
２１Ａ…キャップ本体
２１Ｂ…キャップ本体
２１Ｃ…キャップ本体
２１Ｄ…キャップ本体
２１Ｅ…キャップ本体
２２…雌ねじ部
２３…天部
２４…連通口
２５…保持部
２６…円筒部
２７…受け部
２８…保持部
３０…導入部
３０Ａ…導入部
３０Ｂ…導入部
３０Ｃ…導入部
３０Ｄ…導入部
３０Ｅ…導入部
３１…弾性体
３１Ａ…弾性体
３１Ｂ…弾性体
３１Ｃ…弾性体
３１Ｄ…弾性体
３２，３３…スリット
３４…弾性体シート
４０…注入ノズル
４１…チューブ
５０…水素ガス供給源
５１…水電解装置
５２…電解セル
５３…タンク
５４…電源部
５５…制御部
６０…アタッチメント
６１…天部
６２…管部
７０…逆止弁
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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