JP2008510531A - 電磁誘導コンロに適した調理器具を変形によって製造するための多層プレート状の複合材 - Google Patents

Abstract

本発明は、電磁誘導コンロに適した調理器具を深絞りによって製造するための複数の金属層（１，２，３）から成るプレート状の複合材に関する。この場合、複合材は、２つの金属的な外層（１，２）と、これらの外層（１，２）の間に配置された少なくとも１つの金属的なコア層（３）とを有しており、両外層のうち少なくとも１つの外層（１）がアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されていて、この外層に隣接するコア層（３）が強磁性の金属または強磁性の金属合金から成っている。このように形成された複合材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外層上に簡単かつ安価にコーティングすることができる。これにより所望のコーティングを有した、品質的に高価な、電磁誘導コンロでの使用に適した調理鍋を僅かなコストで製造することができる。

Description

本発明は、独立請求項の上位概念に記載の形式の、電磁誘導コンロに適した調理器具を変形によって製造するための多層プレート状の複合材、この複合材から成る円形板金、この複合材または円形板金から製造されるまたは製造可能な調理器具素材、この複合材、円形板金、または調理器具素材から製造されるまたは製造可能である調理器具に関する。

背景技術
品質的に高価な、電磁誘導コンロに適した調理器具の大量生産では今日、調理器具素材を多層の金属複合材から成る円形板金を深絞りすることにより製造し、その後これを後加工し、ハンドル部材を取り付け、販売できる状態の調理器具にさらに加工することが通常である。この場合、円形板金を製造する複合材はアルミニウムまたは銅から成るコアと、フェライトステンレス鋼から成る少なくとも１つの外層とを有している。この外層は円形板金の深絞り後、このように形成された調理器具素材の外面を形成し、調理の際に、電磁誘導コンロ上で調理熱を生ぜしめるために働く。しかしながらこの外層には、コーティング、例えば、テフロンから成る付着防止コーティングの取付けが加工技術的に困難であり、コストがかかるという欠点があり、形状的な可能性に関して、この調理器具の外側の表面は制限されていて、この調理器具は実際にはもっぱら、ステンレス鋼外面を有するものとして製造される。

発明の開示
そこで本発明の課題は、先行技術の欠点を有していない、またはこの欠点を少なくとも部分的に回避できるような、多層プレート状の複合材、複合材円形板金、調理器具素材、調理器具を提供することである。

この課題は、各独立請求項の特徴を備えた、多層プレート状の複合材、円形板金、調理器具素材、調理器具により解決された。

これによれば、本発明の第１のアスペクトは複数の金属層から成るプレート状の複合材であって、この複合材は、この複合材から成る円形板金、即ち円形又は楕円形のプレートを個々の層を破壊することなしに、変形、例えば深絞り、引張り成形、または圧縮成形により、底面領域とこの底面領域を取り囲む壁領域とを備えた、電磁誘導コンロに適した調理器具素材に加工できるような深絞り可能性を有している。この場合、複合材は２つの金属製の外層と、これらの外層の間に配置された少なくとも１つの金属的なコア層とを有し、この場合、両外層のうち少なくとも１つの外層、請求項によれば第１の外層がアルミニウムまたはアルミニウム合金から成っていて、この第１の外層に隣接するコア層、請求項によれば第１のコア層が、強磁性の金属または強磁性の合金から成っている。このように形成された複合材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外層上に、加工技術的に簡単かつ安価な方法で、例えばテフロンから成るコーティング、又は装飾被覆又はハードイオン化層が施される。このことは有利には、例えば深絞りによる変形前、例えば複合材プレートから円形板金を打ち抜いた後に行われる。これにより、品質的に高価な電磁誘導コンロに適した、所望のコーティングを有する調理器具を比較的安価に製造することができる。

複合材の有利な構成では、請求項によれば第２の外層を、フェライト特殊鋼またはオーステナイト特殊鋼から成る。

複合材の別の有利な構成では、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る、請求項によれば第１の外層が、１００μｍよりも小さい厚さ、有利には４０μｍよりも小さな厚さ、更に有利には２０μｍよりも小さな厚さを有している。これにより結果として、強磁性の材料から成る、請求項によれば第１のコア層の、電磁誘導コンロにより生ぜしめられる電磁誘導フィールドに対するシールドはできるだけ僅かなものとなる。

複合材の第２の外層が、同様にアルミニウムまたはアルミニウム合金から成っているならば、両外面に、簡単かつ安価にコーティングを設けることができる。この場合、両外層が材料及び／又は層厚さに関して同じであるならば有利である。何故ならば、これによりバイメタル効果、ひいてはこの複合材から製造された調理器具の底面の歪み傾向は減じられるからである。

請求項によれば第１の金属外層に直接隣接している、請求項によれば第１のコア層は有利には、ステンレス特殊鋼合金、非ステンレス鋼合金またはニッケル、またはニッケル合金から成っている。この場合、最初に挙げたものおよび最後に挙げたものは、この複合材から製造される調理器具素材の底面領域において、この第１のコア層を、電磁誘導フィールド浸透を改善するために後から露出させることができるという利点を有する。このような露出は、請求項によれば第１の外層を、化学的方法、例えばエッチング、または機械的方法、特に切削法、例えば旋削により除去することにより行え、その後の腐食問題を引き起こすことはない。

別の有利な構成では、複合材は、請求項によれば第１のコア層に隣接して、少なくとも１つの第２のコア層を有していて、このコア層は、第１のコア層よりも高い熱伝導性を有しており、有利には、銅またはアルミニウムまたはこれらの金属の合金から成っている。これにより、均一な熱分布を助成する複合材が提供される。

この場合、第１のコア層と第２の外層との間に、第２のコア層よりも高い強度を有する別のコア層が配置されていて、特にこの別のコア層がチタン、特殊鋼または鋼から成っていると有利である。これにより極めて高い機械的強度を有する複合材が得られる。

有利には、第１のコア層と第２の外層との間に、同じ金属の種々異なる合金から成る複数の別のコア層から成る複合体が配置されていると有利であり、即ち、有利には、種々異なるアルミニウム合金または純アルミニウムおよびアルミニウム合金から成っている。これにより、複合材料の深絞り性は改善され、特に深絞りの際に、後から手間のかかる機械的後処理により取り除かねばならない「みかん肌」の形成が回避される。

この場合、別のコア層から成る複合体が、奇数個の層、例えば３つ、５つ、７つ、９つの層を有していて、さらに有利には、中間層を起点として、合金材料及び／又は層厚さに関して対称的な層構造を有していると特に有利である。何故ならば、加熱の際に実質的にはバイメタル効果を引き起こさないできるだけ均一な構造が得られるからである。

複合材が、同じ金属の異なる合金、即ち有利には異なるアルミニウム合金または純アルミニウムとアルミニウム合金とから成る複数の別のコア層からなる有利には同一の２つの複合体を有していて、これらの複合体の間に、別の金属または別の金属の合金から成る別のコア層が配置されていると、複合材の深絞り特性、強度、熱伝導性に関して最適な特性が得られる。

別の有利な構成では、複合材が中間のコア層を起点として、材料層及び／又は層厚さに関して対称的な、もしくは鏡像的な構成を有している。これにより、加熱時および冷却時に実際にはバイメタル効果は生じず、この複合材から成る調理器具の底面が、調理中に湾曲することはほぼ回避される。

この場合、機械的強度が著しく改善されるので、真ん中のコア層は有利には、これに隣接するコア層よりも高い強度を有しており、特に、鋼、特殊鋼、チタン、またはこれらの合金から成っている。

更に別の有利な構成では、複合材は、請求項によれば第１の外層、または両外層に、例えばテフロンのようなコーティングを有している。これにより深絞りは容易にされ、これらの複合材から製造された調理器具素材を後からコーティングする必要がない。

本発明の第２のアスペクトは、本発明の第１のアスペクトによる複合材から成る円形板金に関する。この円形板金から、深絞りにより本発明による調理器具素材を製造することができる。円形板金は、片面又は両面にコーティング、例えばテフロンから成る付着防止コーティングを施すことができる。この場合、コーティングは、円形板金が、本発明による複合材プレートから打ち抜かれた後で初めて施すこともできる。このような円形板金は、今日公知のコーティングされたアルミニウム調理器具を製造するための工業的な大型設備で自動的にコーティングされ、深絞りされるので、比較的僅かな製造コストおよび柔軟な製造が可能である。

本発明の第３のアスペクトは、本発明の第１のアスペクトによる複合材または本発明の第２のアスペクトによる円形板金から製造されるまたは製造可能な調理器具素材に関する。この調理器具素材には、底面部分及びこの底面部分を取り囲む壁領域を有し、内面及び／又は外面に、コーティング、例えばテフロンから成る付着防止性のコーティングを施すことができる。このような調理器具素材は、安価に、変形、有利には深絞りにより、本発明による複合材料から製造することができ、最終加工後、例えば端面の旋削およびハンドリル部材の取り付け後に本発明による電磁誘導コンロに適した高品質の調理器具が得られる。この調理器具は本発明の第４の即ち最後のアスペクトである。

図面の簡単な説明
本発明の別の構成、利点、使用例は、従属請求項に記載されていて、以下の説明で図面につき説明する。

図１〜図６はそれぞれ、本発明による複合材の断面図を示しており、図７は、本発明による複合材から成る本発明による調理器具素材の半部を示した断面図である。

発明の実施の形態
図１には、電磁誘導コンロに適した調理器具を製造するための、第１の本発明による多層プレート状の複合材の断面図が示されている。この図からわかるように、この複合材は、層厚さ約２０μｍのアルミニウムから成る、請求項によれば第１の外層１と、層厚さ約２．５ｍｍのアルミニウムから成る、請求項によれば第２の外層２と、これらの層１，２の間に配置された層厚さ約０．５ｍｍの強磁性の炭素鋼から成る、請求項によれば第１のコア層３とから成っている。これらの層１，２，３は圧延被覆により内部で互いに結合されているので、この複合材は、層１，２，３が互いに解離することなく深絞りすることができる。この材料から成る円形板金を深絞りすることにより電磁誘導コンロに適した調理器具を製造する際には、この材料を有利には、薄い第１のアルミニウム外層１が、調理器具の外面を形成するように加工される。さもないと、深絞り後に、厚い第２のアルミニウム外層２の厚さを、調理器具の底面領域において、例えば旋削によって減じる、または完全に取り除かなければならいない。何故ならば、さもないとこの層は、強磁性のコア層３の電磁誘導フィールドをシールドしてしまい、これにより調理器具は電磁誘導コンロには使えなくなってしまうからである。

図２には、第２の本発明による複合材の断面図が示されている。この複合材は、図１に示したものとは異なり、請求項に記載した第１のコア層３が、炭素鋼から成っているのではなくフェライトの特殊鋼から成っていて、図１では第２の外層を成している約２．０ｍｍの厚さのアルミニウム層の上には、約０．５ｍｍの厚さのフェライトの特殊鋼から成る層が配置されており、この層はここでは請求項に記載されているように第２の外層２を成している。これによりこの実施例では、この外層２の下に位置する約２．０ｍｍの厚さのアルミニウム層が、請求項によれば第２のコア層４を成している。

図３には、第３の本発明による複合材の断面図が示されている。この複合材は、図２に示したものとは、図２では第２の外層２を成している、フェライトの特殊鋼から成る約０．５ｍｍの厚さの層上に、図３では第２の外層２を成す約２０μｍの厚さのアルミニウム層が形成されている点でのみ異なっている。従ってこの場合、このアルミニウム層の下に位置する約０．５ｍｍの厚さのフェライトの特殊鋼から成る層が同様に強磁性のコア層３を成している。図３に示した複合材の別の実施例では、この強磁性のコア層３は、フェライトの特殊鋼ではなく、別の材料、例えば炭素鋼から成っていて良く、かつ／または別の層厚さを有している。

図４には、第４の本発明による複合材の断面図が示されている。この複合材は、図３に示したものとは、図３に示されたアルミニウムから成る第２のコア層４の代わりに、種々様々なアルミニウム合金から成る複数の別のコア層４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅから成る複合材が配置されている点でのみ異なっている。この場合、コア層４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅはそれぞれ約０．４ｍｍの厚さを有しており、コア層４ａと４ｄ、コア層４ｂと４ｅとはそれぞれ同じ合金から成っている。これにより真ん中のコア層４ｃを起点として対称的または鏡像的な複合材の構成が得られる。コア層４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが種々異なる厚さであっても良い。例えば、コア層４ａ，４ｄが約０．１ｍｍの厚さで、コア層４ｂ，４ｅが約０．２ｍｍの厚さで、コア層４ｃが１．４ｍｍの厚さである。コア層４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが、純アルミニウムおよびアルミニウム合金から成っていても良い。

図５には、第５の本発明による複合材の断面図が示されている。これは図３に示した実施例とは異なり、図３に示した約２．０ｍｍの厚さのアルミニウムから成る第２のコア層４の代わりに、約１．０ｍｍの厚さの２つの第２のコア層４が設けられていて、これら２つのコア層４の間に、約０．５ｍｍの厚さの特殊鋼から成る別のコア層５が配置されている。これにより図示の複合材は特に高い機械的強度を有している。

図６には、第６の本発明による複合材の断面図が示されている。これは図５に示したものとは、図５に示したアルミニウムから成る２つの第２のコア層４の代わりに、種々異なるアルミニウム合金から成る複数の別のコア層４ａ，４ｂ，４ｃもしくは４ｄ，４ｅ，４ｆから成るそれぞれ１つの複合材が設けられている点でのみ異なっている。この場合、コア層４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆはそれぞれ約０．３ｍｍの厚さを有していて、コア層４ａと４ｆ、コア層４ｂと４ｅ、コア層４ｃと４ｄはそれぞれ同じ合金から成っている。従って、ここでは約０．６ｍｍの厚さの別のコア層５を起点として両複合材は、対称的もしくは鏡像的な断面構造を有している。この場合も、コア層４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆは異なる厚さで形成されている。例えばコア層４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｆは約０．０５ｍｍ、コア層４ｂ，４ｅは約０．６ｍｍの厚さである。コア層４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆが交互に純アルミニウムとアルミニウム合金とから成っていても良い。

図７には、本発明による調理器具素材の半部の断面図が示されている。この調理器具素材は、第７の本発明による複合材から成る本発明による円形板金を深絞りすることにより製造された。ここで使用された複合材は、図３に示した複合材とは、図３のものでは約２．０ｍｍの厚さのアルミニウムから成る第２のコア層４の代わりに、第２のコア層４として約０．８ｍｍの厚さの、銅から成る層が設けられていて、請求項に記載したように、アルミニウムから成る両外層１，２上に、調理器具内面では、テフロンから成る付着防止コーティング６を、調理器具外面では装飾コーティングを設けている点でのみ異なっている。この場合、両コーティングは、深絞り前に、複合材から成る円形板金上に施される。

この出願では、本発明の有利な構成が記載されているが、本発明はこれらの構成に限定されているものではなく、請求の範囲内で別の形式で実行することもできる。

第１の本発明による複合材を示す断面図である。 第２の本発明による複合材を示す断面図である。 第３の本発明による複合材を示す断面図である。 第４の本発明による複合材を示す断面図である。 第５の本発明による複合材を示す断面図である。 第６の本発明による複合材を示す断面図である。 本発明による調理器具素材の半部の断面図である。

Claims (16)

1. 多層プレート状の複合材であって、変形、特に深絞りにより電磁誘導コンロに適した調理器具を製造するためのものであって、２つの金属的な外層（１，２）と、これらの外層の間に配置された少なくとも１つの金属的なコア層（３）とを有する形式のものにおいて、
   両外層（１，２）のうち少なくとも１つの第１の外層がアルミニウムまたはアルミニウム合金から成っていて、該第１の外層（１）に隣接した第１のコア層（３）が強磁性の金属または強磁性の合金から成っていることを特徴とする、多層プレート状の複合材。
2. 第２の外層（２）がフェライトのまたはオーステナイトの特殊鋼から成っている、請求項１記載の複合材。
3. 第１の外層（１）が１００μｍよりも小さい厚さ、特に、４０μｍよりも小さい、さらに特に２０μｍよりも小さい厚さを有している、請求項１又は２記載の複合材。
4. 複合材の第２の外層（２）もアルミニウムまたはアルミニウム合金から成っており、特に、両外層（１，２）が材料及び／又は層厚さに関して同じである、請求項１から３までのいずれか１項記載の複合材。
5. 第１のコア層（３）が特殊鋼、非ステンレス鋼、またはニッケルまたはニッケル合金から成っている、請求項１から４までのいずれか１項記載の複合材。
6. 第１のコア層（３）に隣接して第２のコア層（４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ）が位置していて、第２のコア層は第１のコア層（３）よりも高い熱伝導性を有しており、特に、第２のコア層（４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ）が、銅、アルミニウム、またはこれらの金属の合金から成っている、請求項１から５までのいずれか１項記載の複合材。
7. 第１のコア層（３）と第２の外層（２）との間に、別のコア層が配置されており、別のコア層は、第２のコア層よりも高い強度を有しており、特に、この別のコア層が特殊鋼、鋼、チタン、またはチタン合金から成っている、請求項６記載の複合材。
8. 第１のコア層（３）と第２の外層（２）との間に、同じ金属の種々異なる合金から成る、特に種々異なるアルミニウム合金または純アルミニウムとアルミニウム合金から成る、別の複数のコア層（４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ）から成る複合体が配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の複合材。
9. 複合材が、奇数の層を有しており、特に３つ、５つ、７つ又は９つの層から成っており、特に、複合材は、真ん中の層を起点として、合金材料及び／又は層厚さに関して対称的な層構造を有している、請求項８記載の複合材。
10. 複合材が、同じ金属の異なる合金、特に種々異なるアルミニウム合金から成る複数の別のコア層（４ａ−４ｃ，４ｄ−４ｆ）から成る２つの複合体を有しており、これらの複合体の間に、別の金属または別の金属の合金から成る別のコア層（５）が配置されている、請求項８又は９記載の複合材。
11. 複合材が、真ん中のコア層を起点として、層材料及び／又は層厚さに関して対称的な層構造を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の複合材。
12. 真ん中のコア層が、これに隣接するコア層よりも高い強度を有していて、特に、この真ん中のコア層が、鋼、特殊鋼、チタン、またはこれらの合金から成っている、請求項１１記載の複合材。
13. 第１の外層上にコーティング（６）、特にテフロンコーティング（６）が配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の複合材。
14. 深絞りによって調理器具素材を製造するための、請求項１から１３までのいずれか１項記載の複合材から製造される円形板金。
15. 請求項１から１４までのいずれか１項記載の複合材または円形板金から製造可能な、または製造される調理器具素材。
16. 請求項１から１５までのいずれか１項記載の、複合材、円形板金、または調理器具素材から製造可能な、または製造される調理器具。

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