JP2013240699A - 電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック製の内鍋を、炊飯時に外対流を生じさせやすい構成として、その炊飯性能を向上させる。
【解決手段】表面に釉薬層を形成した焼物よりなり、その内周面側における釉薬層の表面に非粘着コート層を設けるとともに、その底壁部外周側とアール面部外周側に電磁誘導加熱用の加熱部材３ａ、３ｂを設けてなる電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋１であって、上記底壁部側１ａの加熱性能を上記アール面部側１ｂの加熱性能よりも大きくし、外対流を生じさせやすくした。
【選択図】図１

Description

本願発明は、電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋、特に一般に土鍋と呼ばれる焼物タイプの電磁誘導加熱式電気炊飯器用の内鍋の構成に関するものである。

最近では、内鍋と、該内鍋が収納される炊飯器本体と、上記内鍋の外周面に対向するように配置され、上記内鍋を誘導加熱する誘導加熱コイルとを備えた電磁誘導加熱式電気炊飯器であって、上記内鍋を蓄熱性の高い焼物（セラミック材）で構成するとともに、同内鍋の上記炊飯器本体内に収納された時の上記誘導加熱コイルに対向する外周面部分に電磁誘導加熱可能な金属材料からなる内鍋加熱部材を接合した電磁誘導加熱式電気炊飯器が提供されている。

このような電磁誘導加熱式電気炊飯器において使用される内鍋では、その内周面側に、ご飯のこびりつき、焦げつきを生じさせないために、フッ素樹脂の塗布を施すようにしたものがある（例えば特許文献１を参照）。

このような構成の内鍋では、炊飯開始スイッチのＯＮ操作によって炊飯動作が開始されると、所定の手順に従って上記誘導加熱コイルに高周波電流が供給される。そして、上記誘導加熱コイルに発生する交番磁界により、同誘導加熱コイルと対向する内鍋外周部分の内鍋加熱部材が電磁誘導可能に結合して渦電流が流れる。

そして、同内鍋加熱部材は、この渦電流によるジュール熱により発熱し、その熱が内鍋へ伝達され、上記内鍋の内周面側に施されたフッ素樹脂コーティング層を介して米と水を加熱する。このとき、熱の一部は上記内鍋基材を通して内鍋の底面部から側壁部へと伝わり、内鍋全体が温められて米と水が均一に加熱される。

また、内鍋の内周面にフッ素樹脂コーティングが施されていることから、必要な発水性が確保されるので、ご飯の付着しにくい内鍋が得られる。

しかし、フッ素樹脂をコーティングした構成の場合、フッ素樹脂がセラミック製の基材表面から剥がれやすく、耐久性、信頼性に欠ける問題があった。

そこで、このような事情に対応し、例えばセラミック鍋の表面を金属酸化物を含むアルミナ膜を形成し、該アルミナ膜を介して上面側にフッ素樹脂を塗布し、焼成することによって、フッ素樹脂膜を形成するようにしたものも提案されている（例えば特許文献２を参照）。

このような構成によると、セラミック鍋の表面をサンドブラストすることにより粗化した上で、アルミナ膜を形成しているので、セラミック鍋に対するアルミナ膜の密着性が高くなるので、セラミック鍋とフッ素樹脂との密着性をも或る程度向上させることができる。

しかし、上記特許文献２の構成の場合、たしかにアルミナ膜とセラミック鍋との密着性は向上するとしても、あくまでもアルミナはセラミックであり、仮に金属を混合したとしても金属と同等の特性は生じ得ない。したがって、セラミック鍋との密着性が必ずしも十分に高くなるとは言い難い。特に対象となるセラミック鍋が素焼状態のものならともかく、その表面に釉薬層を有するものの場合には、より密着度が向上しにくい。

また、フッ素樹脂膜は、単にアルミナ膜上に塗布されているのみであり、最終的に焼成されるとしても、必ずしも両者の間に確実な密着性が維持されるとは限らない。したがって、やはり付着状態の安定性に欠け、剥がれやすいという問題が残されている。

また、セラミック鍋の表面にアルミナ等のセラミック膜を形成するためには、プラズマ溶射機やメタリコン溶射機等の高価で大がかりな溶射機を用いて、狭い幅で溶射して行く必要があり、簡易かつ安価なアーク溶射機を用いて溶射することができない。

そこで、本願発明者は、このようなフッ素樹脂コート層形成上の問題を解決するために、上述のごとく、内鍋の基体部分を焼物によって形成するとともに、同内鍋の基体内周面に所定の釉薬層を形成し、その上に金属溶射層を形成する。そして、その上で同金属溶射層の上面にフッ素樹脂コート層を形成することにより、フッ素樹脂の金属溶射層に対する密着度を大きくし、ご飯のこびりつきと焦げつきを防止しながら、その信頼性、耐久性を向上させるようにした電磁誘導加熱式電気炊飯器用の内鍋を提案している（例えば特許文献３参照）。

このような構成によれば、釉薬層の表面に、さらに金属溶射層を介してフッ素樹脂コート層が形成されているので、釉薬層だけの場合に比べて遥かに内鍋内周面のご飯に対する非粘着性が高くなり、ご飯のこびりつき、焦げつきが生じにくくなる。

しかも、フッ素樹脂コート層は、上記金属溶射層を介してコーティングしているので、従来に比べて密着度が大きく向上して、より剥がれが生じにくくなり、特許文献２のフッ素コーティング層の場合に比べて、遥かに信頼性の高いものとなる。

特開２００５−４１３号公報 特開２００８−２７９０８３号公報 特願２００９−９６１００号明細書および図面

しかし、上記特許文献３のように金属溶射層を形成するようにした場合、次のような課題があることが判明した。

すなわち、例えばアーク溶射機等の金属溶射機を用いて内鍋の内周面に金属溶射層を形成する場合、図５に示すように、内鍋１を軸周りに回転させながら、金属溶射機の溶射ノズルを内鍋１の側壁部１ｃからＲ面部１ｂ、底壁部１ａと、順次方向（溶射ノズルのノズル角）を変えながら溶射して行く。

ところが、この場合、同溶射ノズルが図示のような角度で側壁部１ｃに向いている時には、側壁部に向けて吐出された金属材料ａが側壁部１ｃの内周面に溶射塗布されるとともに、その一部ｂがＲ面部１ｂ側に向いて反射される。

そして、その後、同溶射ノズルが側壁部１ｃ側からＲ面部１ｂ方向に移動してＲ面部１ｂ部分へ金属材料が溶射される。

そして、同Ｒ面部１ｂの金属溶射が終わると、さらに溶射ノズルを底壁部１ａ側に向けて移動させ、底壁部１ａに向けて金属材料ｃを溶射する。この時も、同溶射ノズルから吐出された金属材料ｃの一部ｄが、上記Ｒ面部１ｂ部分に向いて反射する。

これらの結果、溶射完了後の内鍋１内周面の金属溶射層を観察すると、側壁部１ｃ内周面の金属溶射層２ｃ、Ｒ面部１ｂの金属溶射層２ｂ、底壁部１ａ内周面の金属溶射２ａの内、Ｒ面部１ｂの金属溶射層２ｂの厚さが最も厚くなり、図示のように、その表面の粗度が高くなっていることが分った。

その結果、内鍋１外周側の誘導加熱コイルに通電し、図示底壁部１ａ外周側第１の加熱部材３ａおよびＲ面部１ｂ外周側第２の加熱部材３ｂを発熱させた時に、例えば図６に示すように、金属溶射層２ｂの厚さが厚く、粗度の高い（凹凸の激しい）Ｒ面部１ｂ部分の加熱効率が高く、気泡の発生も活発になって水の上昇流が発生しやすくなり、図中に矢印で示す外周部側から中心部側への内対流が形成されやすくなる。

この結果、炊き上がったご飯は、その表面ＲＴの中央部側が広い範囲に亘って低く、外周部が高い凹面形状の炊き上り形状となる。

つまり、同構成の場合、内鍋底壁部１ａ側の加熱量が不足し、側壁部１ｃ側が強く加熱された状態となり、炊きムラが生じる。

このような炊きムラは、要するに内鍋のＲ面部１ｂ側と底壁部１ａ側とでＲ面部１ｂ側の加熱性能の方が大きすぎることに起因している。

本願発明は、以上の点に着目し、各々の加熱性能を有効に向上させる一方、相対的にＲ面部側よりも底壁部側の加熱性能を大きくし、底壁部側からの気泡の発生を促進することにより、従来とは逆の中央部側から外周部側に上昇する外対流を形成し、炊き上ったご飯の表面の中央部が盛り上るようにすることによって、効果的に炊きムラを解消した電磁誘導加熱式電気炊飯器用の内鍋を提供することを目的とするものである。

本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。

（１） 請求項１の発明
この発明は、表面に釉薬層を形成した焼物よりなり、その内周面側における釉薬層の表面に非粘着コート層を設けるとともに、その底壁部外周側とアール面部外周側に電磁誘導加熱用の加熱部材を設けてなる電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋であって、上記底壁部側の加熱性能を上記アール面部側の加熱性能よりも大きくしたことを特徴としている。

このような構成にすると、アール面部側よりも底壁部側からの気泡の発生が促進され、従来とは逆の底部側の広い範囲から外周部アール面部側に効率良く上昇する有効な外対流を形成することができることになり、それに応じて炊き上ったご飯の表面の中央部側が広い範囲で盛り上る良好な炊飯が可能となる。その結果、従来のような炊きムラを解消することができる。

以上の結果、本願発明によると、炊きムラのない良好な炊飯性能の電磁誘導加熱式電気炊飯器用の内鍋を提供することができる。

本願発明の実施の形態に係る電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋の全体的な断面構造を示す図である。 同内鍋の底壁部の構造を炊飯器本体側の加熱手段との関係で示す断面図である。 同内鍋の底壁部の要部の構造を拡大して示す断面図である。 同内鍋の側壁部の要部の構造を拡大して示す断面図である。 従来の電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋の全体的な断面構造を示す図である。 同内鍋の炊飯時の作用を示す断面図である。

図１〜図４は、本願発明の実施の形態に係る電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋の構成を示している。

この内鍋１は、すでに述べたような一般に土鍋と呼ばれるセラミック構造の炊飯用の内鍋であって、例えば図１に示す内鍋本体（基体）１ａ〜１ｄ部分は、焼結時の耐熱温度が高く、保温時の蓄熱性が良いコーディエライト系の焼物材料よりなり、図示のような底壁部１ａ、アール面部１ｂ、側壁部１ｃ、開口部１ｄ、口縁部１ｆ、高台部１ｅを備えた有底断面形状のものに形成されている。

そして、その底壁部１ａ外周の高台部１ｅ内側には第１の加熱部材３ａ、同底部１ａの高台部１ｅから側壁部１ｃに連続するアール面部１ｂの外周には第２の加熱部材３ｂが各々接合一体化されている。

これら第１，第２の各加熱部材３ａ，３ｂは、例えば図２に示す電気炊飯器本体５（コイル台で代表）側の対応する第１，第２の誘導加熱コイル（ワークコイル）Ｃ1，Ｃ2によって誘起される渦電流によって自己発熱が可能な、例えば銀ペーストその他の誘導発熱シートよりなっている。

そして、この内鍋１は、同内鍋１が収納される図示しない電気炊飯器本体と、収納された内鍋１の上記第１，第２の各加熱部材３ａ，３ｂに対向するように配置され、同収納された内鍋１を第１，第２の各加熱部材３ａ，３ｂを介して誘導加熱する第１，第２の誘導加熱コイルＣ1，Ｃ2とを備えた電磁誘導加熱式電気炊飯器の炊飯器本体５内に収納セットして使用される。

そして、同電気炊飯器本体５内へ内鍋１が収納セットされた状態において、例えば炊飯開始スイッチのＯＮ操作等によって炊飯動作が開始されると、所定の手順に従って上記第１，第２の誘導加熱コイルＣ1，Ｃ2に高周波電流が供給され、上記第１，第２の誘導加熱コイルＣ1，Ｃ2に発生する交番磁界により、同第１，第２の誘導加熱コイルＣ1，Ｃ2と対向する上記第１，第２の各加熱部材３ａ，３ｂが電磁誘導可能に結合して渦電流が流れる。

そして、同第１，第２の加熱部材３ａ，３ｂは、この渦電流によるジュール熱によって発熱し、その熱が同第１，第２の加熱部材３ａ，３ｂの内側の内鍋１へ伝達され、同内鍋１内の米と水を加熱する。このとき、熱の一部は上記内鍋１の本体（基体）を通して内鍋１の底壁部１ａからアール面部１ｂ、アール面部１ｂから側壁部１ｃ、側壁部１ｃから開口部１ｄへと伝わり、内鍋１の全体が温められて内鍋１内の米と水が均一に加熱される。

なお、上記側壁部１ｃの外周には、必要に応じて保温ヒータが設けられる。そして、この側壁部１ｃは、上記底壁部１ａおよびアール面部１ｂよりも壁厚が厚くなっており、保温時の蓄熱性が高くなるように構成されている。

ところで、すでに述べたように、従来の内鍋の場合にも、上記内鍋の内周面にはフッ素樹脂コーティング等の表面処理が施されており、これは各種セラミック系基材よりなる内鍋への吸水を押さえる目的と、ご飯のこびりつきや、焦げつきを押さえる目的との２つの目的でなされているものであるが、フッ素樹脂がセラミック製の基材表面から剥がれやすく、耐久性、信頼性に欠ける問題があった。

そこで、本実施の形態では、そのようなフッ素樹脂コート層形成上の問題を解決するために、セラミック基材である底壁部１ａ、アール面部１ｂ、側壁部１ｃ等の表面に釉薬層４ａを形成することによって、同内鍋１の非通水性を維持しながら、しかも、ご飯のこびりつき、焦げつきを効果的に防止する方法として、例えば図２、図３に示すように釉薬層４ａの表面を、必要に応じサンドブラスト処理した上で、その上にアルミ金属の溶射層２ａ〜２ｃを形成する。

そして、次に該アルミ溶射層２ａ〜２ｃの表面にフッ素樹脂プライマーコート層（第１のフッ素樹脂コート層）４ｂ、フッ素樹脂トップコート層（第２のフッ素樹脂コート層）４ｃを順次形成することにより、フッ素樹脂のアルミ溶射層２ａ〜２ｃに対する密着度および結合力を十分に大きくし、ご飯のこびりつきと焦げつきを防止しながら、その信頼性、耐久性を向上させるようにしている。

すなわち、本実施の形態の内鍋１では、例えば図３の底壁部１ａの断面図、図４の側壁部１ｃの断面図に示すように、図１に示す内鍋１の底壁部１ａから開口部１ｄに亘る素焼状態の内鍋本体（基体）の各部（加熱部材３ａ，３ｂのある部分もない部分も含めて）の内周面と外周面の両面に、先ず所望の厚さのリチア系の釉薬層４ａ（外周面の図示を省略）を形成し、それによって安価に内鍋本体部分の非通水性を実現する。その後、その内周面側部分（米と水が収容される部分）に、必要に応じて所定のブラスト処理を行って同釉薬層４ａの表面を所定の粗さに粗化する。

そして、その上に、上記耐久性の高いフッ素樹脂コーティング層４ｂ，４ｃ形成するための下地処理として、アーク溶射機等の簡易な金属溶射機を用いて、アルミ金属の溶射（吹き付け）を行ない、上記釉薬層４ａ表面の上記サンドブラストによって形成された凹凸面（粗面）に沿った凹凸のある所望の厚さのアルミ溶射層２ａ〜２ｃを形成する。このアルミ溶射層２ａ〜２ｃは、上記サンドブラストにより形成された釉薬層４ａ表面の凹凸面部分に効果的に付着係合して密着性良く生成される。

そして、その上で、同アルミ溶射層２ａ〜２ｃの上部に、先ずフッ素樹脂プライマーコート層（第１のフッ素樹脂コート層）４ｂを形成し、特に図４に示す側壁部１ｃでは同プライマーコート層４ｂの表面に水目盛７，７，７をパッド印刷する。

その後、その上にフッ素樹脂トップコート層（第２のフッ素樹脂コート層）４ｃをプライマーフッ素樹脂層コート層４ｂよりも厚い所望の厚さで形成し、さらに焼成することによって、ご飯のこびりつき、焦げつきがなく、しかもフッ素樹脂が剥がれにくくて、水目盛７のクリアな好適な内鍋１が構成される。

この場合、本実施形態では、一例として上記釉薬層４ａは、上記のようにリチア系の釉薬を、必要に応じ、素焼状態の内鍋本体（基体）１ａ〜１ｄの内外周面全体に付着性が良好となる所定のブラスト処理（例えばサンドブラスト処理）を行った上で塗布し、乾燥させて、その後、焼き付け処理することによって形成するようにしている。もちろん、このブラスト処理は、決して必須の要件というものではなく、しなくても必要な密着強度を得ることができるが、ブラスト処理を行った上で釉薬層４ａを形成するようにすると、より内鍋本体に対する釉薬層４ａの密着強度が増す。

ところで、以上の場合、すでに図５を参照して述べたように、アルミ金属溶射時の溶射方法に起因して、内鍋アール面部１ｂ内周面の金属溶射層２ｂの厚さが側壁部１ｃや底壁部１ａ部分の溶射層２ｃ，２ａよりも厚くなり、その表面の粗度も高くなる。その結果、図６に示すような中央部側の加熱量不足による炊きムラが生じていた。

そして、その原因は、底壁部１ａの適度な厚さおよび粗度の金属溶射層２ａに比べて、その外周側アール面部１ｂの金属溶射層２ｂの厚さは必要以上に厚くなり過ぎ、かつ粗度が高くなり過ぎることにあった。

そこで、この実施の形態では、この問題を解消し、相対的に底壁部１ａ側の加熱性能を向上させて内鍋中央部側の加熱効率をアップさせ、有効な外対流を形成するために、上記アール面部１ｂ側の金属溶射層２ｂの表面を研摩又はブラスト処理することによって、所定のレベルに平滑化し、その粗度を低下させるようにしている。

このような構成によると、アール面部１ｂ側よりも底壁部１ａ側の加熱性能が増大される結果、底壁部１ａ側からの気泡の発生が促進され、従来とは逆の底壁部１ａ側中央の広い範囲から外周部アール面部１ｂ側に効率良く上昇する、図１のような有効な外対流を形成することができることになり、それに応じて炊き上ったご飯の表面ＲＴの中央部側が広い範囲で盛り上る良好な炊飯が可能となる。その結果、従来のような炊きムラを解消することができる。

上記アルミ金属による金属溶射層２ｂは、内鍋１の釉薬層４ａに対する結合時の馴みが良いとともに、従来のアルミナ等のセラミック膜に比べて硬度が低いので、アール面部１ｂにおける平滑化処理も容易である。

また、同アルミ製の金属溶射層２ａ〜２ｃは、従来のアルミナ等のセラミック膜と違って簡易かつ安価なアーク溶射機によって容易に溶射して行くことができる。したがって、製造コストも安くて済む。

なお、以上の構成における内鍋１内周面の粗度値Ｒａの関係を総括すると、次のようになる。

（１） 側壁部１ｃ：気泡発生の必要がないことから、最も平滑度の高いＲａ＝８〜９
（２） アール面部１ｂ：平滑化前の溶射完了段階ではＲａ＝１０〜１５の非常に高いレベルにあるので、これを研摩又はブラスト処理することによって、Ｒａ＝７〜８程度に落す。

（３） 底壁部１ａ：気泡発生効果を高くし、効率良く外対流を生成させるためにＲａ＝１０〜１２の高いレベルに維持する。

（その他の実施の形態）
本願発明の要旨は、上述のようなセラミック製の内鍋において、アール面部１ｂよりも広面積である底壁部１ａの加熱性能を相対的に向上させて気泡発生効果を高くし、内鍋１内に炊飯性能の高い外対流を形成する点にある。

したがって、そのために有効な方法として、上記のようにアール面部１ｂの金属溶射層２ｂを平滑化する方法の他に、また同平滑化する方法に加えて、上記底壁部１ａ側金属溶射層２ａ部分の溶射回数を増やすか又は溶射時間を長くすることによって金属溶射層２ａ部分の厚さ、粗度を高める、材料を変えるなどの方法、また底壁部１ａ側第１の誘導加熱コイルＣ1の方の出力をアール面部１ｂ側第２の誘導加熱コイルＣ2の出力よりも大きくするなどの方法も必要に応じて採用され、それらを適宜組み合わせて使用される。

１は内鍋、１ａは内鍋底壁部、１ｂは内鍋アール面部、１ｃは内鍋側壁部、１ｄは内鍋開口部、２ａ〜２ｃはアルミ溶射層、３ａは第１の加熱部材、３ｂは第２の加熱部材、４ａは釉薬層、４ｂはフッ素樹脂プライマーコート層、４ｃはフッ素樹脂トップコート層、Ｃ1は第１の誘導加熱コイル、Ｃ2は第２の誘導加熱コイルである。

Claims (1)

1. 表面に釉薬層を形成した焼物よりなり、その内周面側における釉薬層の表面に非粘着コート層を設けるとともに、その底壁部外周側とアール面部外周側に電磁誘導加熱用の加熱部材を設けてなる電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋であって、上記底壁部側の加熱性能を上記アール面部側の加熱性能よりも大きくしたことを特徴とする電磁誘導加熱式電気炊飯器の内鍋。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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