JP2004321329A

JP2004321329A - 電磁誘導加熱用容器とその製造方法

Info

Publication number: JP2004321329A
Application number: JP2003117558A
Authority: JP
Inventors: Shoji Sakai; 昌治酒井; Satoshi Watanabe; 聡渡辺
Original assignee: Toshiba Home Technology Corp
Current assignee: Toshiba Home Technology Corp
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】発熱部材の熱を効率良く容器本体に伝えることができるとともに、保温性能に優れ無駄なエネルギーの消費を防ぐことのできる電磁誘導加熱用容器とその製造方法を提供する。
【解決手段】複数の凹凸部９３を有する下型９１に発熱層部材８Ａを装着してアルミニウム溶湯７Ａを注入した後、このアルミニウム溶湯７Ａを上型９２で加圧して複数の凹部及び凸部を有する発熱層が下部外面に接合された鍋本体を成型し、鍋本体の上部外面の発熱層が接合されていない部分に断熱層を設ける。熱が逃げやすい鍋４の上部側方外面からの熱の放散を低減させ、保温性能を向上させた鍋４を容易に製造することができる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導により加熱して調理を行う電磁誘導加熱調理器に用いられる電磁誘導加熱用容器とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁誘導加熱用容器は、一般に、アルミニウムを主体とする非磁性金属材料の下部外面に、電磁誘導加熱のための発熱部材が一体に接合されている。
【０００３】
そして、電磁誘導加熱容器に凹凸部を設けることによって、加熱効率を向上させ、加熱むらを抑制して炊きむらの少ない炊飯ができるようにしたものが、特開平９−１４０５６６号公報（特許文献１）に記載されている。これは、非磁性金属材料の下部外面に接合される磁性金属材料からなる発熱部材に凹凸部を形成することによって発熱部材の表面積を大きくし、発熱部材の熱を効率良く容器本体に伝えるようにしたものである。また、凹凸部があるために、発熱方向が容器本体の内面に対して一方向だけではなく、発熱部材から離れた容器本体の部位へも熱が伝達し、容器本体全体の加熱むらが抑制される。
【０００４】
また、上記公報には、溶融鍛造法により、容器本体の成型と同時に発熱部材の凹凸部を形成し容器本体に接合する製造方法が開示されている（段落［００４０］、図７等を参照。）。この製造方法によれば、一工程で容器本体の成型、発熱部材の凹凸部の形成、発熱部材の容器本体への接合を同時に行うことができるなど、製造性を向上できる。また、容器本体の外面に凹凸部を有していても、容器本体の内面を平坦に形成することができるので、使用後に容器本体を洗浄する際に容器本体の内面に付着した汚れが取れ難くなるといった問題も生じない。
【０００５】
しかしながら、このような電磁誘導加熱用容器は、発熱部材に凹凸部を形成することにより発熱部材の熱を効率良く容器本体へ伝えることができる一方、発熱部材が設けられていない容器本体の上部から、容器本体の熱が外部に逃げやすい。このため、容器本体を一定の温度に保持する保温の際に、無駄なエネルギーが消費されてしまうという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１４０５６６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、発熱部材の熱を効率良く容器本体に伝えることができるとともに、保温性能に優れ無駄なエネルギーの消費を防ぐことのできる電磁誘導加熱用容器とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の電磁誘導加熱用容器の製造方法によれば、磁性材料を設けて溶湯を注入し、前記磁性材料が設けられた本体を成型し、前記磁性材料が設けられていない部分に断熱部材を設けるので、発熱部材の熱を効率良く本体に伝えることができるとともに、保温性能に優れ無駄なエネルギーの消費を防ぐことのできる電磁誘導加熱用容器の製造方法を提供することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の電磁誘導加熱用容器によれば、アルミニウムを主体とする本体と、この本体に設けられる磁性材料からなる発熱部材と、前記磁性材料が設けられていない部分に設けられた断熱部材とからなるので、発熱部材の熱を効率良く本体に伝えることができるとともに、保温性能に優れ無駄なエネルギーの消費を防ぐことのできる電磁誘導加熱用容器を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下、本発明の電磁誘導加熱用容器の実施例について、図面を参照しながら炊飯器を例にとって説明する。全体断面図を示す図１において、１は炊飯器本体であり、これは上面を開口した有底筒状の内枠２と、この内枠２を内部に備え炊飯器本体１の外殻を形成する外枠３とにより構成されている。内枠２はガラス繊維入りＰＥＴ樹脂製で、この内枠２内に着脱自在に収容される容器たる鍋４の外面形状にほぼ相似した形状に形成されている。
【００１１】
被炊飯物である米や水が収容される鍋４の形状は、上面を開口した有底筒状に形成されているが、この鍋４の外側面の最上部には、水平に外方へ突出したフランジ状の取手部５を形成している。鍋４は、その取手部５が内枠２の上端面上に載ることにより吊設状態に支持され、内枠２とその内部に収容された鍋４との間に、取手部５を除いて１〜４ｍｍの所定の隙間６が形成される。また、この鍋４は、熱伝導性に優れたＡ３００４系のアルミニウム材料を主体にした本体たる容器本体たる鍋本体７と、この鍋本体７の外底面部から側面下部にかけて、すなわち鍋本体７の下部外面に設けられた発熱部材たる発熱層８と、鍋本体７の側面上部、すなわち上部外面に設けられた断熱部材たる断熱層９により形成されている。この発熱層８は、鍋４の加熱のためのもので、ＳＵＳ４３０などのフェライト系ステンレスよりなる磁性材料たる磁性金属材料からなっている。また、断熱層９は、鍋４の保温のためのもので、酸化アルミニウムなどの多孔質のセラミックス、または耐熱性のプラスチックよりなる。なお、この断熱層９は、アルミニウムよりも熱伝導率が低い材料で形成されている。
【００１２】
また、鍋４の内表面は、ＦＥＰ樹脂を塗装してプライマー層を形成した後、透明色のＰＦＡ樹脂を塗装することにより、弗素樹脂系のコーティング層を形成してある。一方、鍋４の外面は、発熱層８や断熱層９とともにシリコーン樹脂を含む弗素塗料で塗装することにより、弗素樹脂系のコーティング層を形成してある。なお、鍋４の形状や製造については、また後に詳述する。
【００１３】
１４は、鍋４の発熱層８を電磁誘導により加熱する誘導コイルである。この誘導コイル１４は、内枠２および隙間６を挾んで、鍋４の発熱層８に対向している。また、誘導コイル１４を外側から覆う板状のフェライトカバー１５が装着されている。
このフェライトカバー１５は、酸化鉄を主原料とする高透磁率の材料からなり、図示していないが、誘導コイル１４の巻き方向と直交する複数の孔を有している。なお、フェライトカバー１５と誘導コイル１４との間には絶縁物を介在させてある。
【００１４】
鍋４の裏側つまり下側には、温度ヒューズ２２が設けられているとともに、負特性サーミスタからなる鍋温度センサ２３が鍋４に底部外面に弾発的に当接して設けられている。この鍋温度センサ２３によって、鍋４の温度が検出されるようになっている。
【００１５】
また、炊飯器本体１内の内枠２と外枠３とで囲まれた空間には制御基板２６が設けられている。この制御基板は、鍋４に接している鍋温度センサ２３の検出温度に基づき、誘導コイル１４に流れる電流や電圧を制御するものである。また、３２は外枠３の底部に設けられた電源コード（図示せず）を巻取るコードリールである。
【００１６】
４１は、鍋４の上部開口部を開閉自在に覆う蓋体である。この蓋体４１は、外蓋４２と、この外蓋４２の下側外周に沿って設けられた外蓋カバー４３と、外蓋４２の下側に空間を形成しつつ取付けられ蓋体３１の下面部を形成するアルミニウム材料からなる放熱板４４とにより構成されている。４５は蓋パッキンであり、蓋体４１の閉塞時に、この蓋パッキン４５の下端が鍋４の取手部５に密着する。蓋体４１の前側にはクランプボタン４６が設けられ、このクランプボタン４６を押動操作することによって、蓋体４１の後側に設けられたヒンジ４７を回転中心として、蓋体４１を開くことができる。また、放熱板４４の上面つまり裏面には、放熱板４４を加熱するコードヒータなどからなる蓋ヒータ４８が設けられている。なお、５０は鍋４からの蒸気を外部に排出する蒸気口である。
【００１７】
ここで、前記鍋４の形状や製造について、詳細に説明する。図２に示すように、鍋４の外側面は、全高Ｈの中間前後または全高Ｈの１／３前後の高さから下側になるにしたがって、直径の減少率が大きくなりつつ鍋４の外底面の最下部８１に繋がる曲線状の縦断面をなし、鍋４の最下部８１（鍋４を平らなテーブル面などの上に置いたときこのテーブル面などに接する最外周部分）の直径Ａ１が鍋４の側面最上部８２の直径Ａ２の３／４〜１／４になる形状になっている。なお、ここでいう鍋４の側面最上部８２は、取手部５を含まず、内枠２内に収容される部分の最上部のことである。例えば、鍋４の側面最上部８２の直径Ａ２が２００ｍｍの場合、最下部８１の直径Ａ１は１５０〜５０ｍｍにする。
【００１８】
鍋４の部分断面図である図３に示すように、鍋４の外面側のみに、複数の凹凸部（凹部８３および凸部８５）が形成されている。発熱層８の底面部と側面下部に形成された凹部８３の深さＢ１は、鍋４の外面にご飯粒が付着したときの清掃性がよく、また、強度低下がないようにあまり深くせず、例えば、０．２〜０．３ｍｍ程度にしてある。一方、鍋４の内面は、ご飯がよそいやすいように、凹凸のない滑らかな平坦な形状にしてある。
【００１９】
また、鍋４の底面図である図４に示すように、発熱層８の中心部９１近傍は、鍋温度センサ２３が当接するため、凹凸は設けられていない。そして、中心部９１の近傍を除いて、中心部９１から同心円状に略均等な間隔をおいて複数の凸部８５Ａが設けられている。なお、隣り合った凸部８５Ａの間隔は６〜１０ｍｍとなっている。
【００２０】
そして、発熱層８の中心部９１から放射状に複数の凸部８５Ｂが設けられている。
この凸部８５Ｂは、隣接した同心円状の凸部８５Ａを結んで形成されており、隣り合った凸部８５Ｂの間隔は１０ｍｍ程度となっている。したがって、凸部８５Ａと凸部８５Ｂとで囲まれた凹部８３の形状は、略四角形となっている。そして、凹部８３は、略四角形の中央部が最も凹んだ形状となっている。
【００２１】
なお、本実施例では凹部８３の形状は略四角形としたが、これに限らず、丸形でもよいし、多角形や楕円形などであってもよい。他に、線状にビードを形成したり、ディンプルや亀甲状の形状としてもよく、要は、鍋本体７と発熱層８との接触面積が増加し、加熱面積が増加する構成であればよい。ただし、最も製造しやすいのは、本実施例のような略四角形である。また、凹部８３および凸部８５（８５Ａ，８５Ｂ）の断面形状も、本実施例に示した形状に限らず、様々な形状が可能である。なお、凹部８３や凸部８５の角部には、適度の曲面形状を形成して、鋭い角がないようにする。
【００２２】
また、凹部８３および凸部８５は鍋温度センサ２３が対向する部分には設けず、温度検出に影響がないようにしてある。一方、凹部８３，８４および凸部８５，８６は、誘導コイル１４に対向しない部分に形成しても加熱効率上の効果が薄いので、鍋４の側面部における少なくとも中間より上側には設けていない。
【００２３】
つぎに、前記鍋４の製造方法の一例について、図５を参照しながら説明する。
この製造方法は、溶湯鍛造法により鍋本体７に発熱層８を接合するものである。
図５において、８Ａは発熱層８となる発熱層部材、７Ａは鍋本体７の材料であるアルミニウム溶湯である。また、９１は鍋４の外面を形成する下型、９２は鍋４の内面を形成する上型で、これら下型９１および上型９２は上下方向に開閉する。下型９１には、鍋４の外面の凹部８３および凸部８５を形成する凹凸部９３を形成してあり、上型９２の表面は、滑らかな形状になっている。
【００２４】
まず、凹凸部を形成していない皿状の磁性金属材料たる発熱層部材８Ａを下型９１上に装着する。ついで、型９１，９２内の発熱層部材８Ａ上へ溶けたアルミニウム溶湯７Ａを注入し、プレスにより上型９１を上から加圧して成型し、アルミニウムが冷えて固まったら、型９１，９２から取り出す。なお、溶湯鍛造法の場合、その後に上型による加圧が行われるが、この注入あるいは加圧による圧力によって、同時に発熱層部材８Ａに下型９１の凹凸形状が転写されて、発熱層８の凹部８３および凸部８５が形成される。この製造方法によれば、発熱層部材８Ａにあらかじめ凹部８３および凸部８５を形成しておく手間が不要で、全ての凹部８３および凸部８５を一工程で容易に形成でき、製造性が向上する。さらに、寸法精度を安定させられる利点もある他、発熱層８の側面部にも、確実に所定形状（略四角形、またはディンプルや亀甲模様など）の凹部８３および凸部８５を形成できる。
【００２５】
つぎに、このように成型された鍋本体７の上部外面の発熱層部材８Ａが接合されていない部分に、酸化アルミニウムなどの多孔質のセラミックスを溶射して断熱層９を形成する。または、耐熱性のプラスチックを塗装して断熱層９を形成してもよい。発熱層８が設けられていない鍋４の上部は、従来の鍋においては鍋本体７がむき出しの状態になっており、ここから熱が逃げていたが、本実施例のように、鍋本体７の上部外面に断熱層９を設けることによって、鍋４の上部側方外面からの熱の放散を低減させ、鍋４の保温性能を向上させることができる。したがって、加熱や保温のための無駄なエネルギーの消費を防止することができる。
【００２６】
また、電磁誘導加熱の際には磁性金属からなる発熱層８が主に発熱するが、凹部８３および凸部８５により発熱層８の面積が増大し、被発熱面積が増えることにより、発熱層８の発熱効率が向上する。また、凹部８３および凸部８５により鍋本体７と発熱層８との結合面積が増大するので、発熱層部材８Ａと鍋本体７との結合強度が強くなるとともに、発熱層８の熱が効率よく鍋本体７に伝達し、鍋本体７の加熱効率が向上する。また、発熱面の角度が凹部８３および凸部８５で変化するので、発熱方向が鍋４の内面に対して一方向だけでなくなる。したがって、発熱層８が滑らかな平坦な形状である場合よりも、速やかに発熱部から離れた鍋本体７へ熱が伝達し、発熱部の局部加熱が抑制されて鍋本体７全体の加熱むらが抑制される。これにより、鍋４の内面の加熱密度が低減し、加熱過多で鍋４に接した部分のご飯が柔らかくなりすぎることが抑制される。そして、鍋４の内面の加熱密度低減により、焦げ付きも低減する。また、鍋４の底面部と側面下部とに凹部８３および凸部８５を設けたので、底面部の加熱が強くなり過ぎることがなく、側面下部の加熱が弱くなることもないので、加熱むらのおそれがない。こうして、凹部８３および凸部８５により、加熱効率がよく、炊きむらの少ない炊飯ができる。
【００２７】
さらに、鍋４の外側面は、全高Ｈの中間前後または１／３前後の高さから下側になるにしたがって、直径の減少率が大きくなりつつ鍋４の最下部８１に繋がる曲線状の縦断面をなすとともに、鍋４の最下部８１の直径Ａ１が鍋４の側面最上部８２の直径Ａ２の３／４〜１／４になる形状としているので、鍋４の内側面下部よりも鍋４の内側面上部に激しい対流が生じて熱が上部に素早く伝達され、上部の熱は、加熱源である発熱層８から最も離れた鍋４の中心部に速やかに伝達される。
これにより、加熱むらがより低減する。
【００２８】
これとともに、凹部８３および凸部８５が鍋４の外側面にあって見えやすくなるので、前記の作用効果があるものであることが使用者にわかりやすくなり、凹部８３および凸部８５のデザインの一部としての活用効果も向上する。
【００２９】
なお、前記実施例では、溶湯鍛造法を例に採って鍋４の製造方法を説明したが、普通のダイカストや低圧鋳造により鍋本体７を成形する製造方法であってもよい。要は、アルミニウム溶湯７Ａを使用し、鍋本体７の成形と同時にこの鍋本体７に発熱層部材８Ａを接合する製造方法であればよい。
【００３０】
以上のように本実施例では、複数の凹凸たる凹凸部９３を有する下型９１に磁性金属材料たる発熱層部材８Ａを装着してアルミニウムを主体とする溶湯たるアルミニウム溶湯７Ａを注入した後、このアルミニウム溶湯７Ａを上型９２で加圧して複数の凹凸たる凹部８３及び凸部８５を有する発熱部材たる発熱層８が下部外面に接合された容器本体たる鍋本体７を成型し、この鍋本体７の上部外面の発熱層８が接合されていない部分に断熱部材たる断熱層９を設けるものである。
【００３１】
この場合、鍋本体７の上部外面に断熱層９を設けることによって、熱が逃げやすい鍋４の上部側方外面からの熱の放散を低減させ、保温性能を向上させた鍋４を容易に製造することができる。したがって、加熱や保温のための無駄なエネルギーの消費を防止することができる鍋４を容易に製造することができる。
【００３２】
また、アルミニウムを主体とする容器本体たる鍋本体７と、この鍋本体７の下部外面に接合され複数の凹凸たる凹部８３及び凸部８５を有する磁性金属材料からなる発熱部材たる発熱層８と、鍋本体７の上部外面の磁性金属材料が接合されていない部分に設けられた断熱部材たる断熱層９とからなるものである。
【００３３】
この場合、鍋本体７の上部外面に断熱層９を設けることによって、熱が逃げやすい鍋４の上部側方外面からの熱の放散を低減させ、鍋４の保温性能を向上させることができる。したがって、加熱や保温のための無駄なエネルギーの消費を防止することができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。実施例では、炊飯器を例にとって説明したが、その他の電磁誘導加熱用容器にも適用可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の請求項１の電磁誘導加熱用容器の製造方法によれば、磁性材料を設けて溶湯を注入し、前記磁性材料が設けられた本体を成型し、前記磁性材料が設けられていない部分に断熱部材を設けるので、発熱部材の熱を効率良く本体に伝えることができるとともに、保温性能に優れ無駄なエネルギーの消費を防ぐことのできる電磁誘導加熱用容器の製造方法を提供することができる。
【００３６】
本発明の請求項２記載の電磁誘導加熱用容器によれば、アルミニウムを主体とする本体と、この本体に設けられる磁性材料からなる発熱部材と、前記磁性材料が設けられていない部分に設けられた断熱部材とからなるので、発熱部材の熱を効率良く本体に伝えることができるとともに、保温性能に優れ無駄なエネルギーの消費を防ぐことのできる電磁誘導加熱用容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す炊飯器の全体断面図である。
【図２】本発明の一実施例を示す鍋の断面図である。
【図３】本発明の一実施例を示す鍋の底部の拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施例を示す鍋の底面図である。
【図５】本発明の一実施例の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
７鍋本体（本体）
７Ａアルミニウム溶湯（溶湯）
８発熱層（発熱部材）
８Ａ発熱層部材（磁性材料）
９断熱層（断熱部材）
８３凹部（複数の凹凸）
８５凸部（複数の凹凸）
９１下型
９２上型
９３凹凸部

Claims

磁性材料を設けて溶湯を注入し、前記磁性材料が設けられた本体を成型し、前記磁性材料が設けられていない部分に断熱部材を設けることを特徴とする電磁誘導加熱用容器の製造方法。
アルミニウムを主体とする本体と、この本体に設けられる磁性材料からなる発熱部材と、前記磁性材料が設けられていない部分に設けられた断熱部材とからなることを特徴とする電磁誘導加熱用容器。