JP2006288584A - 電磁誘導加熱用の器具 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性金属板は加工が容易で、鋳造成形での歪を抑え、かつ器具本体から外れるといった不具合を完全に防止した電磁誘導加熱用の器具を提供することを目的とする。
【解決手段】非磁性金属材料よりなる器具本体１と、底部２の裏面に設けた磁性金属板４と、磁性金属板４に設けた複数の切り起こし片５とを備え、切り起こし片５は折り曲げの辺方向が底部２の中央からの放射方向に形成するとともに底部２から外方側に突出して器具本体１の非磁性金属材料で充填され器具本体１と一体化形成した。これにより、非磁性金属材料が切り起こし片５により受ける流体時の抵抗は少なくなり、磁性金属板４が歪まずに成形することができ、かつ器具本体１との接合力も確保できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般家庭の台所や業務用の厨房などで使用される調理器具などの電磁誘導加熱用の器具に関するものである。

従来、この種の電磁誘導加熱用の器具は、非磁性金属材料よりなる器具本体と、その底部に配設され、誘導加熱される磁性金属材料とによって構成されている。

その構成の一例としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの非磁性金属材料からなる器具本体の底部に、透孔を有する磁性金属板を鋳造時に金型にインサートして一体で成形したもので、安価に鋳造成型するものである。

ここで、器具本体の非磁性金属材料と誘導加熱される磁性金属材料との熱膨張率の差による加熱・冷却時に両者間に発生する歪の応力による、磁性金属板の器具本体からの剥離などを防止するために、磁性金属板に形成された透孔を外面側が大きくなるような勾配をつけたものや、磁性金属板に複数個の切り起こし片を形成して、この切り起こし片の上下面に非磁性金属材料を充填するように一体に成型したものであった（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２１５８６２号公報

しかしながら、器具本体と磁性金属板との接合を透孔の端面の勾配だけで剥離を防止する前記従来の構成では、器具本体と磁性金属板の熱膨張による延びや反りによる剥離する現象を防止するための結合力としては不十分であり、また磁性金属板の透孔の端面に勾配をつける加工や面取りなどの後加工を施すなどの手間がかかり、コスト高になっていた。

また、磁性金属板に複数個の切り起こし片を形成し、この切り起こし片の上下面に非磁性金属材料を充填させるように一体に成形した従来の構成では、一般に金型内の器具本体を形成する部分に液体状の被磁性金属材料を流す湯口は器具本体の外周に設けている。これは金型内で器具本体の湯口を器具本体の底部に設けると、非磁性金属材料が器具本体の全体に流すためには器具本体の外周に湯溜まりを設ける必要があり、湯口跡の処理が容易でないため、コスト高になるためである。

ここで、金型内に器具本体の外周から非磁性金属材料を流すと、金型内の器具本体の底部に固定した磁性金属板の切り起こし部に非磁性金属材料が衝突しながら流れ、これにより湯口に近い部分の磁性金属板の切り起こし片に大きな応力がかかり、磁性金属板が金型内で移動したり、磁性金属板自体が切り起こし片の近傍で歪みが生じ、鋳造成形された後に器具本体の底面で磁性金属板が位置ズレしたり、平面度が悪くなるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、鋳造時に非磁性金属材料の流動時に磁性金属板はほとんど応力を受けず、成型後に非磁性金属材料と磁性金属板との接合力を確保して、非磁性金属材料の器具本体と磁性金属板の熱膨張により、延びや反りの応力を受けても磁性金属板が剥離するのを防止できる電磁誘導加熱用の器具を安価で提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電磁誘導加熱用の器具は、非磁性金属材料よりなる器具本体と、器具本体の底部の裏面に設けた誘導加熱される磁性金属板とを備え、磁性金属板には、複数の切り起こし片を有し、切り起こし片の折り曲げ辺の方向は器具本体の底部の中央から放射方向に形成するとともに、切り起こし片は器具本体の底部より外方側に突出して前記器具本体の非磁性金属材料で充填され器具本体と一体化形成したものである。

これによって、器具本体を金型内で鋳造成形するとき、非磁性金属材料は器具本体の外周に設けた湯口部から、磁性金属板の表面上を一端面から器具本体の底面の中心を通り、他端面の方向に流れる。その際、最も流速が早くて応力が強いのは磁性金属板上を流れはじめたところであるが、この部分では切り起こし片は折り曲げ辺の方向は器具本体の底部の中央から放射方向に形成しているので、非磁性金属材料が切り起こし片により受ける流体時の抵抗は磁性金属板の板厚のみであり、応力が少なく、磁性金属板が歪まずに成形することができる。

本発明の電磁誘導加熱用の器具は、磁性金属板が歪まずに成形することができるので、磁性金属板は加工が簡単であり、鋳造時も磁性金属板が変形して平面度が悪い状態で鋳造成形される不具合を完全に防止でき、容易に生産することができる。また、磁性金属板自体の剛性を上げる必要がなくなるので、板厚を薄くすることができ、安価で提供できる。さらに、折り曲げ辺の方向は器具本体の底部の中央から放射方向に形成することで、金型内の鋳造の湯口を器具本体の底部の中央にしても、非磁性金属材料は放射状に流れやすくなり、容易に加工することができる。

第１の発明は、非磁性金属材料よりなる器具本体と、前記器具本体の底部の裏面に設けた誘導加熱される磁性金属板とを備え、前記磁性金属板には、複数の切り起こし片を有し、前記切り起こし片の折り曲げ辺の方向は器具本体の底部の中央から放射方向に形成するとともに、切り起こし片は器具本体の底部より外方側に突出して前記器具本体の非磁性金属材料で充填され器具本体と一体化形成した電磁誘導加熱用の器具とすることにより、器具本体を金型内で鋳造成形するとき、非磁性金属材料は器具本体の外周に設けた湯口部から、磁性金属板の表面上を一端面から器具本体の底面の中心を通り、他端面の方向に流れる。その際、最も流速が早くて応力が強いのは磁性金属板上を流れはじめたところであるが、この部分では切り起こし片は折り曲げ辺の方向は器具本体の底部の中央から放射方向に形成しているので、非磁性金属材料が切り起こし片により受ける流体時の抵抗は磁性金属板の板厚のみであり、応力が少なく、磁性金属板が歪まずに成形することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、複数の切り起こし片の一部または全部は、折り曲げ辺の巾より切り起こした部分の巾を大きい形状としたことにより、切り起こし片が非磁性金属材料との間で隙間が生じても器具本体と磁性金属板と剥離がしづらくなり、磁性金属板が器具本体から外れるといった不具合を防止することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、磁性金属板の切り起こし片の折り曲げ角度は鈍角としたことにより、器具本体の底部の内部に埋め込む切り起こし片を長くすることができ、磁性金属板と器具本体との接合力を高めることができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、切り起こし片は器具本体の底部の中央を中心として複数の円周上に設け、折り曲げ辺は略対向させて一対とし、複数の円周上に配列して形成したことにより、折り曲げ辺同士を近づけることで、局部的に剛性を向上させ、鋳造時の磁性金属板の応力歪みを抑えることができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、切り起こし片は器具本体の底部の中央を中心として複数の円周上に配列して、前記切り起こし片から成る円周間に、中心を略同心として断面が凸形状の補強ビードを設けたことにより、磁性金属板自体の剛性を高め、磁性金属板が歪まずに成形することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜図５は、本発明の実施の形態１における電磁誘導加熱用の器具を示している。

本実施の形態においては、器具として、鍋形状の調理具を示しているが、これは代表例であって、そのものに限定されるものではない。

図１において、器具本体１はアルミニウムまたはアルミニウム合金などの非磁性金属材料よりなり、底部２の外周には側壁３を形成している。底部２の裏面側には電磁誘導により誘導加熱されるステンレスなどの材質からなる磁性金属板４が設けてある。磁性金属板４には、器具本体１の底部２より外方側に突出して複数個の切り起こし片５を設けている。

次に、図２を用いて製造方法を説明すると、器具本体１は鋳造金型の固定側６および移動側７により形成される空間に、高温に加熱されて溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金などの非磁性金属材料を金型の湯口８より注入し、冷却した後、金型より取り出すことにより製造される。ここで金型の固定側、移動側は本図と逆であっても良い。

ここで、金型の固定側６で器具本体１の底部２に相当する位置には磁性金属板４が、溶融した非磁性金属材料を注入する前にセットされ、その後に非磁性金属材料に鋳包まれ、すなわち、鋳造時に器具本体１にインサートされて一体化されるのである。

図３は、器具本体１の裏面を示しており、器具本体１の底部２には磁性金属板４が設けてある。複数の切り起こし片５は底部２の中央を中心として複数の円周状の配列されており、切り起こし片５の折り曲げ辺１０は底部２の中央９から放射方向に形成している。磁性金属板４の切り起こし片５が折り曲がってできた穴１１には、非磁性金属材料が充填されている。

ここで、磁性金属板４は、湯口側１２、磁性金属板４の湯口８と反対側１３、器具本体１の側壁３の湯口側１４、器具本体１の側壁３の湯口８と反対側１５、湯口側１４と反対側１５の中間位置の側壁１６をそれぞれ示している。

図４および図５は、磁性金属板４の切り起こし片５と、折り曲げ辺１０および穴１１形状を示している。

以上のように構成された磁誘導加熱用の器具について、以下その作用を説明する。

鋳造金型の固定側６および移動側７により形成される空間に、高温に加熱されて溶融した非磁性金属材料を金型の湯口８より注入すると、非磁性金属材料は器具本体１の湯口側１４にまず流れる。そして、器具本体１の底面部では磁性金属板４の湯口側１２から磁性金属板４の中央部を通り、湯口の反対側１３に流れる。

ここで、非磁性金属材料が金型内を流れる際に湯口８側を流れるときには、材料が分散されていないので、磁性金属板４の切り起こし片５の湯口側１２では中央９方向に流れるが、切り起こし片５の根元の折り曲げ辺１０は中央９に向かう方向に形成しているので、非磁性金属材料は切り起こし片５の板厚のみで流体時の抵抗を受けるので、受ける応力は最も少なく、非磁性金属材料の流れによる磁性金属板４の歪みがほとんどなく、磁性金属板４は変形せずに平面のまま成形することができる。

ここで、切り起こし片５の端部に面取りを施すと、非磁性金属材料の流れ時に受ける抵抗が更に低下させることができる。

また、器具本体１の側壁３は湯口側１４から湯口と反対側１５には、途中の側壁１６を通じても流れるので、磁性金属板４の切り起こし片５の向きによる影響をあまり受けない。故に、磁性金属板４は切り起こし片５の突起加工を折り曲げただけの形状で容易に加工できる構成にして、さらに磁性金属板４の板厚を薄くして剛性を低下させても平面度を確保できた状態で器具本体１の底部２内に埋設することができ、安価な材料で、安価な製造工程で作成することができる。

ここで、磁性金属板４は円径にしているが、円径に限らなくても同様の効果が得られる。また、磁性金属板４の中央は穴を設けて非磁性金属材料を充填させているが、穴を設けたものに限ったものではない。なお、磁性金属板４の中央に穴を設けて非磁性金属材料を充填させているのは、誘導加熱させる機器は、一般的に機器の中央に温度感知手段が設けてあり、器具本体１の底部内面側の非磁性金属材料温度を検知するのに検知精度が向上できるためである。さらに、温度検知手段が検知する温度に補正を行うプログラムを追加すれば、器具本体１の底部内面側の非磁性金属材料温度が精度よく検知できる。

また、切り起こし片５は器具本体１の底部２の中央から円周上に配置しているが、これに限ったものではない。

（実施の形態２）
図６〜図９は、本発明の実施の形態２における電磁誘導加熱用の器具を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図６において、器具本体１の底部２の裏面側にインサート成形により一体化した磁性金属板２０には、複数の切り起こし片２１が設けてある。

この切り起こし片２１について図７〜図９を用いて説明すると、磁性金属板２０の切り起こし片２１は、折り曲げ辺２２を残して切り起こした形状で複数個有している。折り曲げ辺２２は底部２の中央９から放射方向に形成している。

ここで、Ａは折り曲げ辺２２の長さであり、Ｂは切り起こし片２１の最も長いところの巾の長さである。

以上のように構成された電磁誘導加熱用の器具について、以下その作用を説明する。

切り起こし片２１が器具本体１の底部２との間で、耐久での熱膨張により応力で接触する表面で隙間が生じても、切り起こし片２１の形状をＡ＜Ｂの関係にした形状にすることで磁性金属板２０が器具本体１の底部２から容易に剥離することを防止することができる。

（実施の形態３）
図１０〜図１２は、本発明の実施の形態３における電磁誘導加熱用の器具を示すものである。実施の形態１、２と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

器具本体１の底部２の裏面側にインサート成形により一体化した磁性金属板２５に、折り曲げ辺２７を残して切り起こして設けた切り起こし片２６には、穴２８を設けている。

以上のように構成された電磁誘導加熱用の器具について、以下その作用を説明する。

器具本体１を鋳造成形するとき、非磁性金属材料が複数の切り起こし片２６の面に接触しながら流れるが、穴２８にも非磁性金属材料が流れることで、乱流が抑えられる。また成形後に穴２８の内部にも非磁性金属材料が入り込むことで、器具本体１の底部２と磁性金属板２５との接合力も更に高めることができ、器具本体１の底部２と磁性金属板２５との剥離もさらに抑えることができる。

（実施の形態４）
図１３〜図１５は、本発明の実施の形態４における電磁誘導加熱用の器具を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図１３において、器具本体１の底部２の裏面側にインサート成形により一体化した磁性金属板３０には複数の切り起こし片３１が設けてある。

この切り起こし片３１について図１４、図１５を用いて説明すると、磁性金属板３０の切り起こし片３１は折り曲げ辺３２を残して切り起こした形状で複数個有している。折り曲げ辺３２は底部２の中央９から放射方向に形成している。切り起こし片３１の正面形状は、実施の形態２、３と同様である。

ここで、切り起こし片３１は磁性金属板３０から折り曲げ角度を鈍角３３にしている。Ｃは切り起こし片３１の折り曲げ辺３２からの長さであり、Ｄは切り起こし片３１の磁性金属板３０からの高さ方向の長さである。

以上のように構成された電磁誘導加熱用の器具について、以下その作用を説明する。

器具本体１の底部２の内部に磁性金属板３０の切り起こし片３１を埋め込むとき、Ｄの深さを一定にすると、折り曲げ角度を鈍角３３にするほどＣの長さを長くできる。これにより磁性金属板３０と器具本体１の底部２との接合する面積を大きくすることができ、切り起こし片３１の上下に非磁性金属材料を充填することにより、磁性金属板３０と器具本体１の底部の接合力を高めることができる。

（実施の形態５）
図１６〜図１８は、本発明の実施の形態５における電磁誘導加熱用の器具を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図１６において、器具本体１の底部２の裏面側にインサート成形により一体化した磁性金属板４１には複数の切り起こし片４２と４３が設けてある。

この切り起こし片４２および４３について図１７、図１８を用いて説明すると、切り起こし片４２と４３の折り曲げ辺４４と４５を略対向させて一対としている。そしてこれを複数の円周に分配して形成している。また折り曲げ辺４４、４５は底部２の中央９から放射方向に形成している。切り起こし片４２、４３の正面形状は、実施の形態２〜４と同様である。

以上のように構成された電磁誘導加熱用の器具について、以下その作用を説明する。

器具本体１を鋳造成形するときに実施の形態４と同様に非磁性金属材料が流れやすくなるとともに、磁性金属板４１には折り曲げ辺同士を近づけることで、局部的に剛性を向上させることができ、鋳造時の磁性金属板４１の応力歪を抑えて成形することができる。

（実施の形態６）
図１９、図２０は、本発明の実施の形態６における電磁誘導加熱用の器具を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図１９において、器具本体１の底部２の裏面側にインサート成形により一体化した磁性金属板５１には複数の切り起こし片５２が設けてある。この切り起こし片５２は折り曲げ辺５４が底部２の中央９から放射方向に形成している。また、器具本体１の底部２の中央９を中央とする複数の円周上に切り起こし片５２を複数個ずつ配列しているが、切り起こし片５２から成る円周と円周の間に、同心の円周上で断面が凸上の絞り加工による補強ビード５３を設けている。

以上のように構成された電磁誘導加熱用の器具について、以下その作用を説明する。

磁性金属板５１自体は補強ビード５３を設けたことで剛性が高まるが、補強ビード５３は高さを低くして断面形状を湾曲した形状にすることで、非磁性金属材料が流れる際の抵抗にはほとんどならず、故に、磁性金属板５１は応力歪を抑えて成形することができる。

以上のように、本発明にかかる電磁誘導加熱用の器具は、磁性金属板が歪まずに成形することができるので、磁性金属板は加工が簡単であり、鋳造時も磁性金属板が変形して平面度が悪い状態で鋳造成形される不具合を完全に防止でき、容易に生産することができる。また、磁性金属板自体の剛性を上げる必要がなくなるので、板厚を薄くすることができ、安価で提供できる。さらに、折り曲げ辺の方向は器具本体の底部の中央から放射方向に形成することで、金型内の鋳造の湯口を器具本体の底部の中央にしても、非磁性金属材料は放射状に流れやすくなり、容易に加工することができる。したがって、鍋などの調理具はもちろんのこと、電磁誘導で加熱する工業用の器の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における電磁誘導加熱用の器具を示す断面図 同器具の成形状態を示す断面図 同器具を示す裏面図 同器具の磁性金属板の部分拡大断面図 同器具の磁性金属板の部分拡大平面図 本発明の実施の形態２における電磁誘導加熱用の器具を示す裏面図 同器具の磁性金属板の部分拡大断面図 同器具の磁性金属板の部分拡大平面図 同器具の磁性金属板の要部拡大断面図 本発明の実施の形態３における電磁誘導加熱用の器具の磁性金属板の部分拡大断面図 同器具の磁性金属板の部分拡大平面図 同器具の磁性金属板の要部拡大断面図 本発明の実施の形態４における電磁誘導加熱用の器具を示す裏面図 同器具の磁性金属板の部分拡大断面図 同器具の磁性金属板の部分拡大平面図 本発明の実施の形態５における電磁誘導加熱用の器具を示す裏面図 同器具の磁性金属板の部分拡大断面図 同器具の磁性金属板の部分拡大平面図 本発明の実施の形態６における電磁誘導加熱用の器具を示す裏面図 同器具の磁性金属板の部分拡大断面図

符号の説明

１ 器具本体
２ 底部
３ 側壁
４、２０、２５、３０、４１、５１ 磁性金属板
５、２１、２６、３１、４２、４３、５２ 切り起こし片
６ 鋳造金型の固定側
７ 鋳造金型の移動側
８ 鋳造金型の湯口
９ 器具本体の底部の中央
１０、２２、２７、３２、４４、４５、５４ 折り曲げ辺
３３ 鈍角
５３ 補強ビード

Claims (5)

1. 非磁性金属材料よりなる器具本体と、前記器具本体の底部の裏面に設けた誘導加熱される磁性金属板とを備え、前記磁性金属板には、複数の切り起こし片を有し、前記切り起こし片の折り曲げ辺の方向は器具本体の底部の中央から放射方向に形成するとともに、切り起こし片は器具本体の底部より外方側に突出して前記器具本体の非磁性金属材料で充填され器具本体と一体化形成した電磁誘導加熱用の器具。
2. 複数の切り起こし片の一部または全部は、折り曲げ辺の巾より切り起こした部分の巾を大きい形状とした請求項１に記載の電磁誘導加熱用の器具。
3. 磁性金属板の切り起こし片の折り曲げ角度は鈍角とした請求項１または２に記載の電磁誘導加熱用の器具。
4. 切り起こし片は器具本体の底部の中央を中心として複数の円周上に設け、折り曲げ辺は略対向させて一対とし、複数の円周上に配列して形成した請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁誘導加熱用の器具。
5. 切り起こし片は器具本体の底部の中央を中心として複数の円周上に配列して、前記切り起こし片から成る円周間に、中心を略同心として断面が凸形状の補強ビードを設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁誘導加熱用の器具。

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