JP2008295495A - 誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】高温加熱されても非導通性鍋から発熱体が剥がれることのない誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】円環状の加熱コイル５を有する機器本体１と、加熱コイル５により加熱される非導通性鍋１４とを備え、加熱コイル５と対向する非導通性鍋１４の外壁底面１５には、加熱コイル５の円環状の巾よりも小さい巾の円環状の発熱層１６を設け、発熱層１６の内側と外側の非導通性鍋１４の外壁底面１５には、発熱層１６より厚みが大なる発熱体１７、１８を設けたものである。これによって、高温でも剥離しにくい薄い発熱層１６が非導通性鍋１４の外壁底面１５の最も温度上昇する部分にあり、厚みが大なる発熱体１７、１８はそれ以外の部分にあるので、厚みが大なる発熱体１７、１８の接着が剥がれることはなく、誘導加熱で高火力を実現することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、土鍋などの誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱用の非導通性鍋としては、鍋の外壁底面に金属やカーボンなどの導電性材料よりなる発熱層を設けるとともに、この発熱層の中心位置にその周辺領域よりも厚さが大きな厚層部を設けることにより、１００Ｖおよび２００Ｖ電源用のＩＨ調理器で加熱調理できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３３４３５１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、１００Ｖおよび２００Ｖ電源用のＩＨ調理器で加熱調理できるが、誤って高温で加熱したり、空焼きをしたりすると、非導通性鍋と発熱体の膨張差で発熱体の接着が剥がれる恐れがあった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高温加熱されても鍋から発熱体が剥がれることのない誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器を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、本発明の誘導加熱用の非導通性鍋は、外壁底面に加熱コイルにより誘導加熱される発熱層を設け、この発熱層の内側と外側の外壁底面には、発熱層より厚みが大なる発熱体を設けたものである。

これによって、高温でも剥離しにくい薄い発熱層が非導通性鍋の外壁底面の最も温度上昇する部分にあり、発熱層より厚みが大なる発熱体はそれ以外の部分にあるので、厚みが大なる発熱体の接着が剥がれることはない。すなわち、非導通性鍋の発熱部の仕様を、最も加熱される部分とそれ以外の部分で変えることにより、非導通性鍋が高温になっても発熱部の剥離がなく、誘導加熱で高火力を実現することができる。また、高温になる部分以外に誘導加熱されやすい発熱体を設けることで、誘導加熱での火力を高めることができ、１００Ｖ電圧の電力が低い誘導加熱調理器でも高火力を得ることができる。

また、本発明の誘導加熱調理器は、円環状の加熱コイルを有する機器本体と、この機器本体の加熱コイルにより加熱される非導通性鍋とを備え、加熱コイルと対向する非導通性鍋の外壁底面には、加熱コイルの円環状の巾よりも小さい巾の円環状の発熱層を設け、この発熱層の内側と外側の非導通性鍋の外壁底面には、発熱層より厚みが大なる発熱体を設けたものである。

これによって、非導通性鍋を最も温度上昇する部分にある発熱層により加熱するとともに、高温になる発熱層部分以外は誘導加熱されやすい発熱体により加熱することができ、誘導加熱での火力を高めることができる。また、発熱層は薄く高温でも剥離しにくく、発熱体は発熱層より厚みが大であるが高温部分以外にあるので、発熱体の接着が剥がれることはない。

本発明の誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器は、非導通性鍋が高温になっても発熱部の剥離がなく、誘導加熱で高火力を実現することができる。

第１の発明は、外壁底面に加熱コイルにより誘導加熱される発熱層を設け、この発熱層の内側と外側の外壁底面には、発熱層より厚みが大なる発熱体を設けた誘導加熱用の非導通性鍋とするものである。これによって、高温でも剥離しにくい薄い発熱層が非導通性鍋の外壁底面の最も温度上昇する部分にあり、発熱層より厚みが大なる発熱体はそれ以外の部分にあるので、厚みが大なる発熱体の接着が剥がれることはない。すなわち、非導通性鍋の発熱部の仕様を、最も加熱される部分とそれ以外の部分で変えることにより、非導通性鍋が高温になっても発熱部の剥離がなく、誘導加熱で高火力を実現することができる。また、高温になる部分以外に誘導加熱されやすい発熱体を設けることで、誘導加熱での火力を高めることができ、１００Ｖ電圧の電力が低い誘導加熱調理器でも高火力を得ることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、外壁底面の発熱層と、その内側と外側の発熱体との間には間隔を設けたことにより、最も温度が上がる発熱層の熱が発熱体に直接伝わるのを防ぎ、発熱体を非導通性鍋に固着している接着材が高熱により劣化して、発熱体の非導通性鍋からの剥離を防止することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、円環状の発熱層を設ける外壁底面部分を他の部分より下方に突出させ、発熱層の表面と発熱層の内側と外側の発熱体の表面を同一平面としたことにより、加熱コイルから発熱層および発熱体への誘導加熱の熱効率を高めることができる。

第４の発明は、円環状の加熱コイルを有する機器本体と、この機器本体の加熱コイルにより加熱される非導通性鍋とを備え、加熱コイルと対向する非導通性鍋の外壁底面には、加熱コイルの円環状の巾よりも小さい巾の円環状の発熱層を設け、この発熱層の内側と外側の非導通性鍋の外壁底面には、発熱層より厚みが大なる発熱体を設けた誘導加熱調理器とするものである。これによって、非導通性鍋を最も温度上昇する部分にある発熱層により加熱するとともに、高温になる発熱層部分以外は誘導加熱されやすい発熱体により加熱することができ、誘導加熱での火力を高めることができる。また、発熱層は薄く高温でも剥離しにくく、発熱体は発熱層より厚みが大であるが高温部分以外にあるので、発熱体の接着が剥がれることはない。

第５の発明は、特に、第４の発明において、円環状の加熱コイルは巻線の導体間に間隔を設けて複数巻き構成とし、非導通性鍋の発熱層は加熱コイルと対向して複数の円環状とし、内側の発熱層の内側、内側の発熱層と外側の発熱層の間、および外側の発熱層の外側と順次発熱体を設けたことにより、発熱層が分割されて、発熱層の高温部が非導通性鍋の外壁底面の一部分に集中されるのを少なくすることができ、非導通性鍋と発熱部の熱膨張差による応力集中を少なくして、非導通性鍋の変形や破損を防止することができる。

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における誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器を示すものである。

図１に示すように、誘導加熱調理器を構成する機器本体１は、耐熱強化ガラス製のトッププレート２と、製品の外郭を構成する上、下のケース３を有する。図中、トッププレート２とケース３は四角形をしているが、これは丸型のものや溝つきのものであっても特に支障はない。また、ケース３の前方にはトッププレート２から低い面に液晶の表示窓を備えた操作部４が設けられている。

図２は、上のケース３を取り外した状態の機器本体１の内部を示しており、円環状の加熱コイル５を有する。加熱コイル５はコイルベース６に取り付けられ、加熱コイル５の中心部にセンサー７を設けている。一般的にセンサー７はコイルベース６の中央部に設けてあるが、中央に限るものではない。

加熱コイル５の下には誘導加熱制御部８および加熱コイル５や誘導加熱制御部８を冷却するファン９が設置されており、加熱コイル５の前方には操作制御部１０が設置され、これは信号線１１で誘導加熱制御部８につながっている。また、ケース３内の右後方には電源制御部１２が置かれている。電源部制御部１２には、着脱可能な電源コード１３が接続されている。

図３、図４に示すように、機器本体１の加熱コイル５により誘導加熱される誘導加熱用の非導通性鍋１４は土鍋容器などであり、その外壁底面１５には、加熱コイル５の円環状の巾よりも小さい巾の円環状の発熱層１６を設けてある。発熱層１６は銀を転写印刷で非導通性鍋１４に貼り付けて焼成して設けている。発熱層１６の厚みは１００ミクロン以下で形成されている。

また、発熱層１６の内側と外側の非導通性鍋１４の外壁底面１５には、発熱層１６より厚みが大なる発熱体１７、１８を接着材１９により固着して設けている。発熱体１７、１８は０．５ｍｍ以上の厚みからなり、ステンレスやカーボンなど誘導加熱で温度上昇しやすい材料からなる。

また、非導通性鍋１４の発熱体１８より外側の外壁底面１５には、３点の凸部形状の脚２０が設けてある。この脚２０は、例えば、円周形状のものであってもよい。

図５に示すように、機器本体１のトッププレート２上に非導通性鍋１４を載置すると、非導通性鍋１４の発熱層１６はその巾中央部が加熱コイル５の円環状の巾中央部上方になるように対向して設けている。また、加熱コイル５の円環状の巾よりも発熱層１６の円環状の巾は小さい形状としているので、発熱体１７、１８の一部は加熱コイル５の上方に位置する。なお、発熱体１７は発熱層１６の内側に設けてあり、円板状になっているが、中心部を抜いた円環状にしても問題はない。

ここで、非導通性鍋１４を機器本体１のトッププレート２上に載置すると、非導通性鍋１４は脚２０だけがトッププレート２に接触して、発熱層１６と発熱体１７、１８はトッププレート２に触れておらず、その間に隙間が設けられる。

以上のように構成された誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器において、以下その動作、作用を説明する。

機器本体１に電源コード１３を接続して、操作制御部１０に誘導加熱の動作を始める指示を行うと、信号線１１で信号を伝達して誘導加熱制御部８が加熱コイル５に誘導電流を流す。これにより磁界が発生し、非導通性鍋１４に設けた発熱層１６と発熱体１７、１８が誘導加熱される。

この際、円環状の加熱コイル５は巻線巾の中央部の上空が最も磁束密度が高く、その上の金属部が最も温度が高くなるが、トッププレート２上に載置された非導通性鍋１４では薄膜からなる発熱層１６が発熱体１７、１８よりも強い磁束を受けて高温になる。しかし、非導通性鍋１４の内部に水分が入っていると、水分の沸騰に熱が奪われるので発熱層１６の温度上昇は比較的高くならず、実験では３００℃以下になっている。

ところが、水分が蒸発してなくなり空焼きになったり、２００Ｖ電圧で高電力が出力されたりすると、加熱コイル５の巻線巾の中央部は高温になり、非導通性鍋１４の発熱層１６の温度は３００℃以上になる。しかし、発熱層１６は薄膜で形成されているので、熱膨張での伸びは少なく、また非導通性鍋１４に高強度で接着されているので、高温でも剥離することがない。

一方、発熱体１７、１８は非導通性鍋１４に接着材１９で接着しているが、ここで接着材１９はセメントのような非常に硬化する材料にすると、発熱体１７、１８が加熱されて熱膨張すると、非導通性鍋１４は非導通性鍋自体の熱膨張で伸びる長さ以上の引っ張り応力が加わり、非導通性鍋自体が破損してしまうため、接着材１９はシリコン系とかの軟らかい材質を用いている。

シリコン系の接着材では、熱膨張での応力は接着材１９で緩和されるので、非導通性鍋１４から剥離することはないが、耐熱温度がそれほど高くなく、異常温度上昇では接着材１９が劣化してしまう。しかし、発熱体１７、１８は発熱層１６より厚みが大で誘導加熱されやすいが高温部分以外にあるので、発熱体の剥離の現象を防止することができる。

また、発熱層１６と発熱体１７、１８との誘導加熱での効率が異なるため、非導通性鍋１４が機器本体１の所定位置からずれて載置されると火力が変化するので、非導通性鍋１４ずれを検知することができる。これにより、加熱コイル５の巻線巾の中央に発熱層１６が対向していないことが検知でき、発熱体１７、１８が対向している場合は温度上昇してしまうが、その場合には誘導加熱の火力を最初から抑えることで、非導通性鍋１４と機器本体１の故障を防止することができる。

このように、本実施の形態における誘導加熱用の非導通性鍋は、外壁底面１５に加熱コイル５により誘導加熱される発熱層１６を設け、この発熱層１６の内側と外側の外壁底面１５には、発熱層１６より厚みが大なる発熱体１７、１８を設けたことにより、高温でも剥離しにくい薄い発熱層１６が非導通性鍋１４の外壁底面１５の最も温度上昇する部分にあり、発熱層１６より厚みが大なる発熱体１７、１８はそれ以外の部分にあるので、厚みが大なる発熱体１７、１８の接着が剥がれることはない。すなわち、非導通性鍋１４の発熱部の仕様を、最も加熱される部分とそれ以外の部分で変えることにより、非導通性鍋１４が高温になっても発熱部の剥離がなく、誘導加熱で高火力を実現することができる。また、高温になる部分以外に誘導加熱されやすい発熱体１７、１８を設けることで、誘導加熱での火力を高めることができ、１００Ｖ電圧の電力が低い誘導加熱調理器でも高火力を得ることができる。

また、本実施の形態における誘導加熱調理器は、円環状の加熱コイル５を有する機器本体１と、この機器本体１の加熱コイル５により加熱される非導通性鍋１４とを備え、加熱コイル５と対向する非導通性鍋１４の外壁底面１５には、加熱コイル５の円環状の巾よりも小さい巾の円環状の発熱層１６を設け、この発熱層１６の内側と外側の非導通性鍋１４の外壁底面１５には、発熱層１６より厚みが大なる発熱体１７、１８を設けたことにより、非導通性鍋１４を最も温度上昇する部分にある発熱層１６により加熱するとともに、高温になる発熱層部分以外は誘導加熱されやすい発熱体１７、１８により加熱することができ、誘導加熱での火力を高めることができる。また、発熱層１６は薄く高温でも剥離しにくく、発熱体１７、１８は発熱層１６より厚みが大であるが高温部分以外にあるので、発熱体の接着が剥がれることはない。

（実施の形態２）
図６〜図８は、本発明の実施の形態２における誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器を示すものである。機器本体１の構成は実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。

図に示すように、機器本体１の加熱コイル５により加熱される非導通性鍋２１の加熱コイル５と対向する外壁底面２２には、加熱コイル５の円環状の巾よりも小さい巾の円環状の発熱層２５を設け、この発熱層２５の内側と外側の非導通性鍋２１の外壁底面２２には、それぞれ発熱層２５とリング状に間隔２８、２９を設けて発熱層２５より厚みが大なる発熱体２６、２７を設けたものである。なお、非導通性鍋２１の外壁底面２２には脚２３を設けている。

ここで、発熱層２５、発熱体２６、２７は、実施の形態１における発熱層１６、発熱体１７、１８と同様であり、説明を省略する。

また、図８に示すように、機器本体１のトッププレート２上に非導通性鍋２１を載置して使用するのであるが、その動作、作用は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

このように、本実施の形態においては、非導通性鍋２１の発熱層２５と、その内側と外側の発熱体２６、２７との間には間隔２８、２９を設けたことにより、最も温度が上がる発熱層２５の熱が発熱体２６、２７に直接伝わるのを防ぎ、発熱体２６、２７を非導通性鍋２１に固着している接着材が高熱により劣化して、発熱体２６、２７の非導通性鍋２１からの剥離を防止することができる。

（実施の形態３）
図９、図１０は、本発明の実施の形態３における誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器を示すものである。機器本体１の構成は実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。

図に示すように、機器本体１の加熱コイル５により加熱される非導通性鍋３１の加熱コイル５と対向する外壁底面３２には、加熱コイル５の円環状の巾よりも小さい巾の円環状の発熱層３６を設け、この発熱層３６の内側と外側の非導通性鍋３１の外壁底面３２には、発熱層２５より厚みが大なる発熱体３４、３５を設けたものである。

そして、円環状の発熱層３６を設ける非導通性鍋３１の外壁底面３２部分は、他の部分より下方に凸形状３３に突出させているものであり、発熱層３６の表面と発熱層３６の内側と外側の発熱体３４、３５の表面を同一平面としている。

ここで、発熱層３６、発熱体３４、３５は、実施の形態１における発熱層１６、発熱体１７、１８と同様であり、説明を省略する。

また、図１０に示すように、機器本体１のトッププレート２上に非導通性鍋３１を載置して使用するのであるが、その動作、作用は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

このように、本実施の形態においては、円環状の発熱層３６を設ける非導通性鍋３１の外壁底面３２部分を他の部分より円環状に下方に突出させ、発熱層３６の表面と発熱層３６の内側と外側の発熱体３４、３５の表面を同一平面としたことにより、加熱コイル５から発熱層３６および発熱体３４、３５への誘導加熱の熱効率を高めることができる。また、誘導加熱させる誘導加熱制御部８の負荷が少なくなり、制御部の耐久性を長くすることができる。

また、機器本体１内のセンサー７の位置をどこに設定しても、非導通性鍋３１の外壁底面３２の温度を正確に把握することができ、非導通性鍋３１の異常温度上昇をセンサー７が検知しやすく、安全性を確保することができる。

（実施の形態４）
図１１、図１２は、本発明の実施の形態４における誘導加熱用の非導通性鍋とそれを用いた誘導加熱調理器を示すものである。機器本体１の構成のうち、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。

図に示すように、円環状の加熱コイルは巻線の導体間に間隔４４を設けて内、外の加熱コイル４２、４３の二重巻き構成とし、非導通性鍋５０の外壁底面５１の発熱層５２、５３は内、外の加熱コイル４２、４３と対向して二重の円環状とし、内側の発熱層５２の内側、内側の発熱層５２と外側の発熱層５３の間、および外側の発熱層５３の外側にそれぞれ発熱体５４、５５、５６を設けたものである。

すなわち、加熱コイルは、内側の加熱コイル４２の外側に間隔４４を形成するように巻き、連結部４５から外側の加熱コイル４３まで一体に巻き上げて構成している。この加熱コイルはコイルベース４１に載置して上からコイルホルダー４６で挟み込んで取り付けている。コイルベース４１には内側のコイル４２の内側で加熱コイルの中心部に中央のセンサー４７を設けている。また加熱コイル４２、４３間にはコイル間のセンサー４８を設けている。

ここで、発熱層５２、５３、発熱体５４、５５、５６は、実施の形態１における発熱層１６、発熱体１７、１８と同様であり、説明を省略する。

また、図１２に示すように、機器本体１のトッププレート２上に非導通性鍋５０を載置して使用するのであるが、その動作、作用は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

このように、本実施の形態においては、円環状の加熱コイルは巻線の導体間に間隔４４を設けて内、外の加熱コイル４２、４３の二重巻き構成とし、非導通性鍋５０の発熱層５２、５３は内、外の加熱コイル４２、４３と対向して二重の円環状とし、内側の発熱層５２の内側、内側の発熱層５２と外側の発熱層５３の間、および外側の発熱層５３の外側にそれぞれ発熱体５４、５５、５６を設けたことにより、発熱層が発熱層５２、５３と分割されて、発熱層の高温部が非導通性鍋５０の外壁底面の一部分に集中されるのを少なくすることができる。したがって、非導通性鍋５０と発熱部の熱膨張差による応力集中を少なくして、非導通性鍋５０の変形や破損を防止することができる。同時に、発熱層５２、５３の温度上昇を抑えることができ、発熱層５２、５３の非導通性鍋５０からの剥離の防止と、発熱層５２、５３からの輻射熱による加熱コイル４２、４３の焦げを防止することができる。

なお、加熱コイルと発熱層の分割は、必要に応じて適宜分割されるものであって、本実施の形態のように２分割に限られるものではない。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、非導通性鍋が高温になっても発熱部の剥離がなく、誘導加熱で高火力を実現することができるので、形態如何にかかわらず誘導加熱調理器全般に適用することができる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の斜視図 同誘導加熱調理器の内部の正面図 同誘導加熱調理器により加熱される非導通性鍋を底面側から見た斜視図 同非導通性鍋の一部を拡大して示した側断面図 同誘導加熱調理器の使用状態を示す側断面図 本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器により加熱される非導通性鍋を底面側から見た斜視図 同非導通性鍋の一部を拡大して示した側断面図 同誘導加熱調理器の使用状態を示す側断面図 本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器により加熱される非導通性鍋を底面側から見た斜視図 同誘導加熱調理器の使用状態を示す側断面図 本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の内部の正面図 同誘導加熱調理器の使用状態を示す側断面図

符号の説明

１ 機器本体
５、４２、４３ 加熱コイル
１４、２１、３１、５０ 非導通性鍋
１５、２２、３２、５１ 外壁底面
１６、２５、３６、５２、５３ 発熱層
１７、１８、２６、２７、３４、３５、５４、５５、５６ 発熱体
２８、２９、４４ 間隔
３３ 凸形状

Claims (5)

1. 外壁底面に加熱コイルにより誘導加熱される発熱層を設け、この発熱層の内側と外側の外壁底面には、発熱層より厚みが大なる発熱体を設けた誘導加熱用の非導通性鍋。
2. 外壁底面の発熱層と、その内側と外側の発熱体との間には間隔を設けた請求項１に記載の誘導加熱用の非導通性鍋。
3. 円環状の発熱層を設ける外壁底面部分を他の部分より下方に突出させ、発熱層の表面と発熱層の内側と外側の発熱体の表面を同一平面とした請求項１に記載の誘導加熱用の非導通性鍋。
4. 円環状の加熱コイルを有する機器本体と、この機器本体の加熱コイルにより加熱される非導通性鍋とを備え、加熱コイルと対向する非導通性鍋の外壁底面には、加熱コイルの円環状の巾よりも小さい巾の円環状の発熱層を設け、この発熱層の内側と外側の非導通性鍋の外壁底面には、発熱層より厚みが大なる発熱体を設けた誘導加熱調理器。
5. 円環状の加熱コイルは巻線の導体間に間隔を設けて複数巻き構成とし、非導通性鍋の発熱層は加熱コイルと対向して複数の円環状とし、内側の発熱層の内側、内側の発熱層と外側の発熱層の間、および外側の発熱層の外側と順次発熱体を設けた請求項４に記載の誘導加熱調理器。

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