JP2011171198A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導加熱調理器において、製品組立時におけるガラスプレート表面に発生する引張応力を低減させ、ガラスプレート表面に作用する衝撃力に対して、ガラスプレートの割れを低減させる。
【解決手段】調理用容器が載置されるガラスプレート１１を含む天板１と、開放された上面をこの天板によって塞ぐように形成され、周囲部に該天板を固定するための複数の固定部２１が設けられた筺体２と、この筺体の内部に弾性部材を介して保持され上端が上記天板の背面を押圧するように設けられた加熱コイルユニット４と、上記天板を上記固定部に固定するための固定手段５と、上記天板と上記固定部との間に構成され、上記固定手段による上記天板の固定時に上記ガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くように該ガラスプレートの中央部を変形させる変形手段６を備えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラスプレートを用いた天板上に載置された調理用容器を誘導作用によって加熱する誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器として、調理用容器が載置可能なガラス製の天板と、天板底面におけるその周囲が緩衝材を介して嵌合される枠体と、磁界により調理用容器を誘導加熱するコイルユニットが内部に配置される開空間を形成するために周囲に側壁が設けられ、当該側壁の頂部において枠体を支持するための筐体とを備えるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−１１３９８号公報（第１頁、図２、図７）

誘導加熱調理器の天板に用いられているガラスプレートは、加熱コイルユニットの上端と接触しており、加熱コイルユニットは筺体との間に介装された弾性部材によって常に下から上に付勢されていることから、ガラスプレートを背面側から押し上げる力が働き、ガラスプレートを凸状に変形させる力が作用している。このため、ガラスプレートの表面には引張応力、裏面には圧縮応力が作用している。一般的にガラスの強度は引張応力に対して弱く、圧縮応力に対しては強いことが知られている。また、ガラスは表面に発生した傷によって応力集中を招き、強度が低下することが知られている。ガラスプレートの表面は引張応力が作用しており且つ、調理容器と常に接する面であることから傷が発生し易く、結果としてガラスプレートの割れは主に表面を起点に発生する場合が多い。

ガラスプレートに対して上から下への静的な押圧力が作用した場合は、押圧力が作用する前に凸状の状態であったガラスプレートが、平面状もしくは凹状に変化することで表面の引張応力が緩和されガラスプレートの割れの発生を軽減する方向に働く。しかし、調理容器を勢いよく載置したり、物の落下による瞬間的な衝撃力に対しては、衝撃力がガラスプレートの表面に作用する時間が極短時間であるので、加熱コイルユニットを支持する弾性部材の伸縮が追随出来ず、加熱コイルユニットが支点となり、結果としてガラスプレートは波状に変形する。加熱コイルユニットが支点となる箇所においては、衝撃力が作用する前に発生していた引張応力を更に増大させることとなりガラスプレートの割れが発生する問題がある。

なお、弾性部材のバネ定数を下げることで伸縮の応答性を変えることが可能であるが、加熱コイルユニットの重量を支えることが出来なくなる。また、微弱な振動にも伸縮が応答し、加熱コイルユニットがガラスプレートから離れてしまい、調理用容器の加熱が安定しない問題点がある。上記特許文献１のような従来の技術では極短時間に作用する衝撃力に対して緩衝材の伸縮が追随出来ない場合、緩衝材が支点となりガラスプレートの変形が単一な曲率半径をした凹状ではなく、多曲線を有する変形となる為に、天板が本体に組付けられた後に発生していた初期の引張応力を更に増大させることとなる。その結果、発生した引張応力がガラスプレートの引張強度を超えると、割れが発生する場合が有る。

本発明は、上記の様な従来技術の課題を解決するためになされたもので、ガラスプレートの割れの発生が低減され、安全性の向上が図られた誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。

この発明に係る誘導加熱調理器は、調理用容器が載置されるガラスプレートを含む天板と、開放された上面をこの天板によって塞ぐように形成され、周囲部に該天板を固定するための固定部が設けられた筺体と、この筺体の内部に弾性部材を介して保持され上端が上記天板の背面を押圧するように設けられた加熱コイルユニットと、上記天板を上記固定部に固定するための固定手段と、上記天板と上記固定部との間に構成され、上記固定手段による上記天板の固定時に上記ガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くように該ガラスプレートの中央部を変形させる変形手段を備えるようにしたものである。

本発明においては、固定手段によって天板を筺体に固定したときに、天板と固定部との間に構成された変形手段によってガラスプレートを下方向に変形させ、ガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くようにしたので、加熱コイルユニットからの突き上げによって凸状に変形する力を緩和する作用が生じ、ガラスプレート表面に作用する引張応力を低減する。その結果、ガラスプレート表面に瞬間的な衝撃力が作用し、それによってガラスプレート表面が波状に変形しても、表面に発生する引張応力が従来よりも低減されていることから、ガラスプレートの割れの発生が抑制され、安全性も向上する。

本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の要部の組立構造を概念的に示す斜視図であり、（ａ）は天板と固定手段を、（ｂ）は筺体を含む本体部を示している。 図１に示された変形手段の第１の変形例を概念的に示す斜視図である。 図１に示された変形手段の第２の変形例を概念的に示す斜視図である。 図１に示された変形手段の第３の変形例を概念的に示す斜視図である。 図１に示された変形手段の第４の変形例を概念的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器における天板に作用する力を模式的に示す断面側面図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器における天板の状態を概念的に示す断面側面図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の天板に衝撃力が作用したときの状態を概念的に説明する断面側面図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器について図面を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係るビルトイン形の誘導加熱調理器における要部の組立構造を示している。なお、制御装置、操作部、ロースタ部などは図示省略している。図において、誘導加熱調理器は、調理用容器が載置される結晶化ガラスからなるガラスプレート１１、及びこのガラスプレート１１の周囲部に接着材１２（図６）によって固定された金属材料からなるフレーム部材１３からなる天板１と、開放された上面が天板１によって塞がれるように形成され、周囲部に該天板１を固定するための複数の固定部２１が設けられた筺体２と、この筺体２の内部に弾性部材３（図６）を介して保持され上端が天板１を構成するガラスプレート１１の背面を押圧するように設置された加熱コイルユニット４と、天板１を固定部２１に固定するための固定ボルトからなる固定手段５を備えている。

そして、固定手段５によって天板１を固定部２１に固定したときに、ガラスプレート１１の中央部表面に圧縮方向の応力が働くようにガラスプレート１１の中央部を下方向に変形させる、後述する変形手段６が、天板１と固定部２１との間に構成されている。なお、「天板１と固定部２１との間」とは、天板１、固定部２１、及び天板１と固定部２１相互の間の部分の内、少なくとも１つの意であり、変形手段６はそれらの何れの箇所にも構成することができる。

なお、一般的に、誘導加熱調理器は加熱コイルユニットの出力及びその他機能の付加価値追加により多数の機種が存在し、それに合わせて本体部分である筺体２の形状が異なる場合がある。それに対して、天板１の形状は本体部分よりも統一化されていることから、変形手段６を構成する場合、天板１に設けるようにした方が望ましい。この実施の形態１では、このような実用上の観点から、何れも変形手段６を天板１に構成した場合について例示している。

天板１を構成するフレーム部材１３の長辺側には、一辺につき中央部に１本、その左右の各端部近傍に各々１本、計３本の固定手段５の軸部を挿通するための挿通孔１３ａを有する３つの係止部６１が絞り加工によって凹設されている。なお、特に区別の必要がある場合、中央部の係止部を便宜上、中央係止部６１Ｍ、端部側の各係止部を端部係止部６１Ｅと呼ぶこととする。

一方、固定部２１は、上記固定手段５及び係止部６１に対応するように、筺体２のフランジ部分に設けられた固定手段５に螺合するネジ穴を有する合計６か所の取付座からなる。そして、該６か所の固定部２１の上面部は実質的に同一平面上に位置するように絞り加工によって形成されている。なお、特に区別の必要がある場合、便宜上、中央部の固定部を中央固定部２１Ｍ、端部側の固定部を端部固定部２１Ｅと呼ぶこととする。なお、短辺側には必要性や、スペースの点で、上記固定部２１や固定手段５等は設けられていない。また、固定部２１の形成方法や形状などは特に限定されるものではない。

そして、この発明の典型的な特徴部分である上記変形手段６は、上記係止部６１の高さ方向の位置を、端部係止部６１Ｅに比べて中央係止部６１Ｍが高くなるように偏倚させたものである。即ち、中央係止部６１Ｍはフレーム部材１３の主面１３ｂからの凹みが浅く、端部係止部６１Ｅの主面１３ｂからの凹みはそれよりも深く形成されている。また、各係止部６１の肉厚は実質的に同一である。その結果、天板１を、筺体２の外周部に同一平面となるように設けられた固定部２１上に単に載せたとき、端部係止部６１Ｅは図の下方向への突出量が大きいことにより端部固定部２１Ｅの上面に当接するが、中央係止部６１Ｍは下方向への突出量が小さいので、中央係止部６１Ｍの下面は中央固定部２１Ｍの上面との間に隙間を生じている状態となる。

上記の状態で固定手段５によってフレーム部材１３の上記６か所を固定すると、双方の長辺側の中央部が凹み、ガラスプレート１１の中央部表面に圧縮方向の応力が働くようにガラスプレート１１の中央部を凹状に変形させることとなる。なお、図１は長辺側の一辺につき、中央部とその左右両端部の３箇所で固定した場合について示しているが、４箇所以上であっても差し支えない。その場合、中央部側の係止部を偏倚させる量を、図１の１段階から２段階以上にしても良い。なお、変形手段６を構成するためには、平行な辺の一辺につき少なくとも、天板１と筺体２との間の当接部が３か所必要である。

図２〜図５は、変形手段６を上記のようにフレーム部材１３の長辺側に設ける係止部６１の高さ方向の位置を、両端部に比べて中央部が高くなるように偏倚させる手法で形成した場合の第１〜第４の変形例を示している。なお、各図を通じて同一または相当部分には特に区別の必要が無い限り同一符号を付している。図２の第１の変形例は、端部係止部６１Ｅのみを絞り加工によって凹設し、中央係止部６１Ｍはフレーム部材１３の主面１３ｂに設けた固定手段５の軸部を挿通する挿通孔１３ａとその周辺部分によって形成されている。結果的に中央係止部６１Ｍが端部係止部６１Ｅよりも高い位置に配置されている。図３の第２の変形例は、絞り加工の方向を逆方向に施し、中央係止部６１Ｍの高さが端部係止部６１Ｅの高さよりも高くなるように突出形成したものである。なお、この場合、固定部２１は係止部６１の背面側の凹部に入りこむように該凹部よりも小さく形成されていることは言うまでもない。

図４の第３の変形例は、中央係止部６１Ｍのみを絞り加工によって突出形成し、端部係止部６１Ｅは、フレーム部材１３の主面１３ｂの所定位置に、固定手段５の軸部を挿通する挿通孔１３ａを設け、その挿通孔１３ａとその周辺部分を端部係止部６１Ｅとしたものである。この例でも、結果的に中央係止部６１Ｍが端部係止部６１Ｅよりも高い位置に配置されている。図５の第４の変形例は、中央係止部６１Ｍと端部係止部６１Ｅの絞り方向を逆方向に施し、中央係止部６１Ｍを主面１３ｂから突出させ、端部係止部６１Ｅを凹ませたものである。なお、上記図１〜図５に示す天板１を筺体２に実際に取り付けた結果、何れの場合もガラスプレート１１が凹状に変形することが確認された。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。図６は、上記図１〜図５に例示する天板１を筺体１に取り付けたときの天板１のガラスプレート１１に作用する力を模式的に示している。筺体１に固定手段５によって取り付けられたガラスプレート１１は、変形手段６の介在によって凹状に下方向に変形することから、ガラスプレート１１も追随して凹状に変形する力が作用し、ガラスプレート１１の表面には圧縮応力Ｆ１、裏面には引張応力Ｆ２が作用しようとする。

しかし、ガラスプレート１１の裏面には、加熱コイルユニット４の底面に取付けられた弾性部材３の反力Ｆ３が作用することから、上記圧縮応力Ｆ１、及び引張応力Ｆ２は軽減され、ガラスプレート１１は図７に示す様な平面状となる。従って、製品組立後におけるガラスプレート１１の表面に作用する引張応力は、従来品に対して小さくなる。このため、図８に示す様に外部から衝撃力Ｆ４が負荷された場合に、ガラスプレート１１表面に発生する引張応力も少なくなる。

更に具体的には、図１〜図５に示す標準的なサイズの天板１について、中央係止部６１Ｍを、端部係止部６１Ｅに対して、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、及び２ｍｍと高くした合計２０種類の試料を作成して、ガラスプレート１１の表面に取り付けた歪センサーの引張応力値をそれぞれ所定の複数回測定した。その結果、何れも引張応力値が減少することが確認された。例えば中央係止部６１Ｍを１．５ｍｍ高くした場合は、ガラスプレート１１表面の引張応力が従来に対して約１／３にまで低減した。更に、１ｋｇｆの物体を落下させたところ、中央係止部６１Ｍを端部係止部６１Ｅに対して１．５ｍｍ高くした仕様は、ガラスプレート１１が割れる際の落下高さが従来のものより約４０％高くなり、割れの発生が抑制されることも確認された。

上記のように構成された実施の形態１によれば、係止部６１の高さ方向の位置が、端部係止部６１Ｅに比べて中央係止部６１Ｍが高くなるように偏倚されていることにより、固定手段５でフレーム部材１３を固定したときに、ガラスプレート１１が凹状に変形され、ガラスプレート１１の中央部表面に圧縮方向の応力が働く。このため、加熱コイルユニット４に設けられた弾性部材３の反力によってガラスプレート１１が凸状に変形する力が相殺され、該ガラスプレート１１表面に作用する引張応力が低減する。その結果、ガラスプレート１１の表面に瞬間的な衝撃力が作用してガラスプレート１１の表面が波状に変形しても、表面に発生する引張応力は従来よりも低減することから、ガラスプレートの割れの発生を抑制出来る。従って、安全性も向上できる。また、それによって、製品の耐久性が向上し長寿命となる。

なお、上記実施の形態１では、変形手段６をフレーム部材１３の長辺部に構成したがこれに限定されない。例えば、フレーム部材１３の６か所の係止部６１を同一平面上に形成し、筺体２の取付部２１の内、中央取付部２１Ｍを端部取付部２１Ｅに対して、低い位置に配置するようにして、変形手段６を取付部２１によって構成しても良く、その場合でも同様の効果が確認された。さらに、係止部６１及び固定部２１の双方共、それぞれ同一平面上に形成し、両端部側の、端部取付部２１Ｅと端部係止部６１Ｅとの間にそれぞれ介挿された所定の厚さの板材等を変形手段６としても同様の効果が得られることは明らかである。また、変形手段６を絞り加工によって形成したが、形成方法や形状など実施の形態１で例示されたものに限定されるものではない。

また、フレーム部材１３を凹状に変形させる力が強過ぎて、結果として組付け後のガラスプレート１１が凹状に変形した場合は、ガラスプレート１１の表面に圧縮応力が作用することとなる。しかし、ガラスは一般的に圧縮強度の方が引張強度よりも強いことから、調理機器との接触によって傷が発生し、ガラスの強度が低下しても、ガラスプレート割れの発生には抑制効果が有る。その他、フレーム部材１３の形状、材質を変えるなど種々の変形や変更が可能であることは言うまでもない。

１ 天板、 １１ ガラスプレート、 １２ 接着材、 １３ フレーム部材、 １３ａ 挿通孔、 １３ｂ 主面、 ２ 筺体、 ２１ 固定部、 ２１Ｍ 中央固定部、 ２１Ｅ 端部固定部、 ３ 弾性部材、 ４ 加熱コイルユニット、 ５ 固定手段、 ６ 変形手段、 係止部６１、 ６１Ｍ 中央係止部、 ６１Ｅ 端部係止部。

Claims (7)

1. 調理用容器が載置されるガラスプレートを含む天板と、開放された上面をこの天板によって塞ぐように形成され、周囲部に該天板を固定するための複数の固定部が設けられた筺体と、この筺体の内部に弾性部材を介して保持され上端が上記天板の背面を押圧するように設けられた加熱コイルユニットと、上記天板を上記固定部に固定するための固定手段と、上記天板と上記固定部との間に構成され、上記固定手段による上記天板の固定時に上記ガラスプレートの中央部表面に圧縮方向の応力が働くように該ガラスプレートの中央部を変形させる変形手段を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 上記天板は四角形状のガラスプレートと、このガラスプレートの周囲部を保持するフレーム部材からなることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 上記フレーム部材は金属材からなることを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 上記変形手段は、長方形の上記天板における長辺部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の誘導加熱調理器。
5. 上記複数の固定部が同一平面上に設けられてなる一方、上記フレーム部材の長辺部における中央部、及び両端部の少なくとも１辺につき３か所に、上記固定手段としての固定ボルトの挿通孔が形成された係止部を有し、上記変形手段は、上記係止部の高さ方向の位置を、上記両端部に比べて上記中央部が高くなるように偏倚させたものであることを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載の誘導加熱調理器。
6. 上記係止部の上記中央部、上記両端部、または上記中央部と上記両端部は絞り加工によって形成されたものであることを特徴とする請求項５記載の誘導加熱調理器。
7. 上記係止部の一部または全ては、上記フレーム部材の主面に対して凹設され、または凸設されたものであることを特徴とする請求項５または請求項６記載の誘導加熱調理器。

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